JP2006086672A - 撮像モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】品質の安定化、組み立ての容易化及び生産性の向上が可能な撮像モジュールを提供する。
【解決手段】ＣＣＤ１０を搭載した基板２０と接合されるレンズ保持部材４０の一端部に、基板２０に当接する当接部４１と、当接部４１が基板２０に当接した状態において当接部４１の外側に接着剤Ｒｅを充填可能な空間ＳＰを形成する空間画定部４２とを設ける構成とした。この構成によれば、接着剤Ｒｅを充填する充填空間ＳＰを当接部４１の外側に確保したので、レンズ保持部材４０と基板２０とを確実に固定できると共に、レンズ保持部材４０と基板２０との間を確実に密封でき、撮像モジュールの品質の安定化、組み立ての容易化及び生産性の向上が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体撮像素子とこれに結像するレンズとが一体化された撮像モジュールに関する。

例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話機等の機器に内蔵される撮像モジュールとしては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が搭載された基板にレンズを保持した筒状のレンズ保持部材の光軸方向の一端面を接着剤により接合して、これらの機器が許容する狭小なスペースに搭載できるように小型化されたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
上記撮像モジュールは、例えば、レンズが固体撮像素子の撮像面に合焦すると共に基板とレンズ保持部材の端面との間に間隙が形成されるように基板に対してレンズ保持部材を位置決めし、この間隙に接着剤（紫外線硬化樹脂）を全周に亘り充填したのち、紫外線を照射して接着剤を硬化することにより組み立てられる。硬化された接着剤は、レンズ保持部材と基板とを固定すると共に、レンズ保持部材の端面と基板との間を密封してレンズ保持部材の外側から内側に塵埃が侵入して固体撮像素子の撮像面に付着するのを防止する機能を果たす。

特開平９−１２１０４０号公報 特開２００４−０８０７７４号公報

ところで、上記撮像モジュールの組み立てにおいては、基板とレンズ保持部材の端面との間に形成した間隙に接着剤を充填するので、接着剤の充填ムラや内側へのはみ出しが発生しやすく、全周に亘り均一に接着剤を充填するのは容易ではない。この間隙への接着剤の充填量が不足した場合には、適正な接着力及び密封性が得られず、塵埃がレンズ保持部材の内側に侵入して固体撮像素子の撮像面に付着する等の可能性がある。また、間隙に充填された接着剤は、レンズ保持部材の内側に面しているので、内側にはみ出した接着剤の一部が剥がれ落ちた場合には、これが固体撮像素子の撮像面に付着する可能性がある。さらに、狭小な間隙に充填された接着剤は、その内部まで紫外線が到達しにくいので、硬化するまでに長時間を要し、撮像モジュールの生産性を低下させる一因となる。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、品質の安定化、組み立ての容易化及び生産性の向上が可能な撮像モジュールを提供することにある。

本発明に係る撮像モジュールは、基板に搭載された固体撮像素子と、固体撮像素子の撮像面に結像するレンズを保持すると共に光軸方向の一端部が固体撮像素子又は基板に接着剤により接合される筒状のレンズ保持部材と、を備え、レンズ保持部材は、その光軸方向の一端部に、固体撮像素子又は基板に当接する環状の当接部と、当接部が固体撮像素子又は基板に当接した状態で当接部の外側に接着剤を充填し得る充填空間を画定する空間画定部と、が形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、レンズ保持部材の当接部を基板又は固体撮像素子に当接させると、当接部の外側には、レンズ保持部材の空間画定部により接着剤を充填可能な充填空間が画定される。この充填空間にレンズ保持部材の外側から接着剤を充填したときに、当接部は、接着剤がレンズ保持部材の内側にはみ出すのを阻止するように作用するので、接着剤の一部が剥がれ落ちて固体撮像素子の撮像面に付着するのを防止できる。また、接着剤を充填するに際して、空間画定部は、接着剤を充填し得る充填空間を画定するので、接着剤の充填作業が容易となり、適正量の接着剤を均一に充填することができる。さらに、レンズ保持部材の当接部を基板又は固体撮像素子に当接させることにより、固体撮像素子の撮像面に対してレンズを光軸方向において位置決めできるので、位置決め作業が容易となると共に光軸方向の位置決め精度が向上する。また、空間画定部をレンズ保持部材の一端部に形成することにより、レンズ保持部材の外径を拡大させる必要がなく、撮像モジュールを小型化することができる。

上記構成において、空間画定部は、充填空間がレンズ保持部材の外側に向けて広がるように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、充填空間の容積を十分に確保できるとともに、充填空間に充填された接着剤の外部への露出量が増えるため、接着剤の硬化時間を短縮することができる。また、充填空間がレンズ保持部材の外側に向けて広がるので、接着剤の充填作業が容易になる。

上記構成において、接着剤は、光硬化樹脂である、構成を採用できる。
この構成によれば、接着剤に紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂を用いた場合に、空間画定部は外部に露出しているので、接着剤の内部まで光線が到達しやすい。また、空間画定部がレンズ保持部材の外側に向けて広がり、樹脂に対して光線を照射可能な範囲（角度）を広くとることができて、接着剤の硬化時間をさらに短縮化できる。

本発明の撮像モジュールによれば、接着剤の充填量を適正化できると共に接着剤がレンズ保持部材の内側にはみ出すのを確実に防いで品質を安定化でき、又、位置決め作業及び接着剤の充填作業を容易化できると共に接着剤の硬化に要する時間を短縮化できて生産性を向上できる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本発明に係る撮像モジュールの一実施形態を示すものであり、図１は撮像モジュールの構造を示す断面図、及び図２は撮像モジュールの組み立て手順を示す図である。
この撮像モジュールは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、固体撮像素子としてのＣＣＤ１０、ＣＣＤ１０が搭載された基板２０、ＣＣＤ１０の撮像面１１に結像するレンズＧ、レンズＧが固定されたレンズ枠３０、レンズ枠３０（レンズＧ）を保持するレンズ保持部材４０、レンズ保持部材４０と基板２０とを固定する接着剤Ｒｅ等から構成される。
尚、この撮像モジュールにおいては、被写体光が光軸Ｌの方向（以下、光軸方向という）の前方からレンズＧに進入し、ＣＣＤ１０に到達する。

ＣＣＤ１０は、図１（ａ）,（ｂ）に示すように、その中央部に撮像面１１を備え、この撮像面１１においてレンズＧにより結像された被写体像を電気信号に変換する。
基板２０は、図１（ａ）,（ｂ）に示すように、ＣＣＤ１０が搭載される搭載面２０ａ、ＣＣＤ１０と電気的に接続される図示しない配線やＣＣＤ１０を駆動する回路等を備えている。

レンズ枠３０は、樹脂により円筒状に形成され、図１（ａ）に示すように、その内側にレンズＧを保持すると共に、光軸Ｌを中心軸にもつ円筒面からなる外周面３０ａ、外周面３０ａから突出してレンズ保持部材４０の後述する保持部４３に固定されるフランジ部３１等を備える。レンズ枠３０は、その外周面３０ａがレンズ保持部材４０の後述する内周面４０ａに嵌合挿入されてそのフランジ部３１がレンズ保持部材４０に固定されることにより、レンズ保持部材４０に保持される。

レンズ保持部材４０は、樹脂により筒状に形成され、図１（ａ）,（ｂ）に示すように、レンズ枠３０の外周面３０ａに外嵌する円筒面からなる内周面４０ａ、光軸方向の一端部としての後方端部に形成されて基板２０に当接する環状の当接部４１、後方端部に形成されると共に当接部４１が基板２０の搭載面２０ａに当接した状態で当接部４１の外側に接着剤Ｒｅを充填可能な充填空間ＳＰを画定する空間画定部４２、光軸方向の前端部に形成されてレンズ枠３０のフランジ部３１が固定される保持部４３等を備えている。
当接部４１は、外輪郭が矩形の環状に形成され、その先端に形成された当接面４１ａが基板２０の搭載面２０ａに当接していると共に、ＣＣＤ１０の周囲を囲んでいる。
空間画定部４２は、当接部４１の外側において搭載面２０ａから光軸方向に所定距離だけ離隔して対向する環状の平坦面４２ａで構成され、この平坦面４２ａにより搭載面２０ａとの間にレンズ保持部材４０の外側から接着剤Ｒｅを充填可能な充填空間ＳＰを画定している。

接着剤Ｒｅは、紫外線硬化樹脂であり、図１（ａ）,（ｂ）に示すように、充填空間ＳＰに全周に亘り充填されて、当接部４１、空間画定部４２及び基板２０の搭載面２０ａを互いに接着することにより、レンズ保持部材４０を基板２０に固定している。また、接着剤Ｒｅは、レンズ保持部材４０を基板２０に固定することにより、レンズ保持部材４０の内側空間ＳＰ２を密閉してレンズ保持部材４０の外側から遮断している。

次に、上記撮像モジュールの組み立て手順について図２を参照して説明する。
先ず、基板２０に搭載されたＣＣＤ１０とレンズ枠３０（レンズＧ）を保持したレンズ保持部材４０とを用意し、図２（ａ）に示すように、基板２０の搭載面２０ａにレンズ保持部材４０の当接部４１を当接させると共に、レンズＧの光軸ＬがＣＣＤ１０の撮像面１１の中心部に位置付けられるようにレンズ搭載面２０ａ上におけるレンズ保持部材４０の位置を決定することにより、ＣＣＤ１０に対してレンズＧを位置決めする。このように、基板２０の搭載面２０ａにレンズ保持部材４０の当接部４１を当接させることにより、ＣＣＤ１０に対するレンズＧの光軸方向の位置決めがなされるので、位置決め作業が容易になると共にレンズＧの光軸方向における位置決め精度が向上する。
基板２０の搭載面２０ａにレンズ保持部材４０の当接部４１を当接させると、接着剤Ｒｅを充填し得る充填空間ＳＰが、当接部４１の外側において、空間画定部４２及び基板２０により画定される。

基板２０に対してレンズ保持部材４０を位置決めした後に、図２（ｂ）に示すように、ディスペンサＤＳにより接着剤Ｒｅをレンズ保持部材４０の外側から充填空間ＳＰに全周に亘り充填する。このとき、充填空間ＳＰに充填された接着剤Ｒｅは、レンズ保持部材４０の内側空間ＳＰ２側への侵入を当接部４１により阻止されるので、内側空間ＳＰ２側へはみ出すことがない。また、レンズ保持部材４０の空間画定部４２により、接着剤Ｒｅを充填すべき領域が予め画定されているため、充填空間ＳＰの全周に適正な量の接着剤Ｒｅを略均一に充填することが可能となる。

充填空間ＳＰへ接着剤Ｒｅを充填した後に、図２（ｃ）に示すように、レンズ保持部材４０の外側から充填空間ＳＰに向けて紫外線ＵＶを照射し、接着剤Ｒｅを硬化させる。このとき、充填空間ＳＰは、レンズ保持部材４０の外側に露出しているので、紫外線ＵＶが接着剤Ｒｅの内部まで到達しやすい。このため、接着剤Ｒｅを素早く硬化させることができる。接着剤Ｒｅが硬化すると、レンズ保持部材４０が基板２０に固定されて撮像モジュールの組み立てが完了する。

以上のように、本実施形態によれば、レンズ保持部材４０の一端部に当接部４１と空間画定部４２を形成して、接着剤Ｒｅを充填する充填空間ＳＰを当接部４１の外側に確保したので、レンズ保持部材４０と基板２０とを確実に固定できると共に、レンズ保持部材４０と基板２０との間を確実に密封できる。また、接着剤Ｒｅがレンズ保持部材４０の内側空間ＳＰ２側へはみ出すのを確実に防ぐことができて、撮像モジュールの品質を安定化させることができる。

図３（ａ）は、本発明に係る撮像モジュールの他の実施形態の構造を示す断面図である。尚、図３（ａ）において、図１に示した撮像モジュールと同一構成部分については、同一の符号を使用している。
この撮像モジュールは、そのレンズ保持部材４０’における空間画定部４２’の構造が図１に示した撮像モジュールの空間画定部４２の構造とは異なっている。
空間画定部４２’は、当接部４１の外側に基板２０の搭載面２０ａから所定距離だけ離隔して形成された平坦面４２ｂ、及び平坦面４２ｂからレンズ保持部材４０’の外側に向けて基板２０から離隔する向きに傾斜する傾斜面４２ｃを備えている。この傾斜面４２ｃにより、充填空間ＳＰは、レンズ保持部材４０’の外側に向けて広がるように形成されている。

充填空間ＳＰをレンズ保持部材４０の外側に向けて広がるように形成することにより、充填空間ＳＰの容積をさらに拡大できる。また、傾斜面４２ｃを設けることにより、レンズ保持部材４０の外側から紫外線ＵＶを接着剤Ｒｅに照射できる範囲（角度）を拡大できて、接着剤Ｒｅに与える単位時間当りのエネルギーを増やせるので、接着剤Ｒｅを硬化させるのに必要な時間を短縮化できる。

図３（ｂ）は、本発明に係る撮像モジュールのさらに他の実施形態の構造を示す断面図である。尚、図３（ｂ）において、図１に示した撮像モジュールと同一構成部分については、同一の符号を使用している。
この撮像モジュールは、そのレンズ保持部材４０”における空間画定部４２”の構造が図１に示した撮像モジュールの空間画定部４２とは異なっている。
空間画定部４２”は、充填空間ＳＰがレンズ保持部材４０”の外側に向けて広がるように階段状（２段）に形成されている。

空間画定部４２”を充填空間ＳＰがレンズ保持部材４０”の外側に向けて広がるように階段状に形成することにより、図３（ａ）に示した撮像モジュールと同様に、充填空間ＳＰの容積をさらに拡大できると共に紫外線ＵＶを接着剤Ｒｅに照射できる範囲を拡大できる。
また、空間画定部４２”の各階段を接着剤の充填量を確認するための目盛りとして利用できて、適正量の接着剤を容易に充填することが可能となる。
さらに、接着面積が増加するため、接着強度を一層高めることができる。

図４は、本発明に係る撮像モジュールのさらに他の実施形態の構造を示す光軸方向の断面図である。図４において、図１に示した撮像モジュールと同一構成部分については、同一の符号を使用している。
図４に示す撮像モジュールは、そのレンズ保持部材４０が、基板２０Ａに搭載された固体撮像素子としてのＣＣＤ１０Ａに接着剤Ｒｅにより固定されている。
レンズ保持部材４０は、その当接部４１がＣＣＤ１０Ａの撮像面１１の周囲の表面１０ａに当接していると共に、空間画定部４２が当接部４１の外側に接着剤Ｒｅを充填し得る充填空間ＳＰを画定している。
レンズ保持部材４０をＣＣＤ１０Ａに直接固定することにより、撮像モジュールの小型化が可能となり、特に、外径を縮小可能となる。尚、レンズ保持部材４０’，４０”についても、ＣＣＤ１０Ａに固定することができる。

図５は、本発明に係る撮像モジュールのさらに他の実施形態の構造を示す光軸に垂直な方向の断面図である。尚、図５において、図１に示した撮像モジュールと同一構成部分については、同一の符号を使用している。
この撮像モジュールは、接着剤Ｒｅが充填空間ＳＰの周方向において複数箇所に分離して充填されている点で、図１に示した撮像モジュールと異なる。このように、接着剤Ｒｅを充填空間ＳＰの複数箇所に分離して充填することにより、接着剤Ｒｅの使用量を削減できると共に、接着剤Ｒｅの充填作業が容易になる。
また、レンズ保持部材４０の環状の当接部４１は、基板２０の搭載面２０ａに当接しているので、充填空間ＳＰのうち接着剤Ｒｅが充填されていない領域であっても、塵埃がレンズ保持部材４０の外側から内側空間ＳＰ２へ侵入するのを防ぐことができる。

上記実施形態では、固体撮像素子としてＣＣＤ１０を用いた場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ等の他の固体撮像素子を使用可能である。

上記実施形態では、レンズＧがレンズ枠３０に固定され、レンズ枠３０がレンズ保持部材４０に保持された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、レンズ保持部材４０がレンズＧを直接保持する構造、あるいは、レンズＧにレンズ保持部材４０が一体的に形成された構造を採用可能である。

上記実施形態では、レンズ保持部材４０の当接部４１の先端に当接面４１ａを形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、当接部の先端をエッジ状に形成することも可能である。

上記実施形態では、空間画定部４２’を平坦面４２ｂ及び傾斜面４２ｃで形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、空間画定部を傾斜面のみで形成することも可能である。

上記実施形態では、空間画定部４２”を２段の階段状に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、さらに多くの段数の階段状に形成することも可能である。

上記実施形態では、接着剤Ｒｅとして紫外線硬化樹脂を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、これ以外の熱線を含む光による硬化樹脂を使用することができ、紫外線硬化樹脂を用いた場合と同様の効果が得られる。

上記実施形態では、空間画定部４２，４２’，４２”を当接部４１の外側の全周に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、空間画定部を当接部４１の周囲に部分的に形成することも可能である。

以上述べたように、本発明の撮像モジュールは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話機等に適用できるのはもちろんのこと、撮像機能が必要なものであれば、その他の機器にも適用可能である。

（ａ）は本発明に係る撮像モジュールの一実施形態の光軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ方向の断面図である。 （ａ）はレンズ保持部材と基板とを位置決めする工程を示す図、（ｂ）は接着剤を充填する工程を示す図、及び（ｃ）は接着剤を硬化させる工程を示す図である。 （ａ）は本発明に係る撮像モジュールの他の実施形態を示す光軸方向の断面図、及び（ｂ）はさらに他の実施形態を示す光軸方向の断面図である。 本発明に係る撮像モジュールのさらに他の実施形態を示す光軸方向の断面図 本発明に係る撮像モジュールのさらに他の実施形態を示す光軸に垂直な方向の断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ…固体撮像素子
１１…撮像面
２０，２０Ａ…基板
２０ａ…搭載面
３０…レンズ枠
３０ａ…外周面
３１…フランジ部
４０，４０’，４０”…レンズ保持部材
４１…当接部
４１ａ…当接面
４２，４２’，４２”…空間画定部
４２ａ，４２ｂ…平坦面
４２ｃ…傾斜面
４３…保持部
ＳＰ…充填空間
ＳＰ２…内側空間
Ｒｅ…接着剤
Ｌ…光軸
Ｇ…レンズ

Claims (3)

1. 基板に搭載された固体撮像素子と、前記固体撮像素子の撮像面に結像するレンズを保持すると共に光軸方向の一端部が前記固体撮像素子又は基板に接着剤により固定される筒状のレンズ保持部材と、を備え、
   前記レンズ保持部材は、その光軸方向の一端部に、前記固体撮像素子又は基板に当接する環状の当接部と、前記当接部が前記固体撮像素子又は基板に当接した状態で前記当接部の外側に前記接着剤を充填し得る充填空間を画定する空間画定部とが形成されている、
   ことを特徴とする撮像モジュール。
2. 前記空間画定部は、前記充填空間が前記レンズ保持部材の外側に向けて広がるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記接着剤は、光硬化樹脂である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像モジュール。
   

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