JP3731439B2 - 撮像装置およびこれを備えた携帯電話 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの通信機器に備えられる撮像装置およびこれを備えた携帯電話に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５に、従来の撮像装置の構成を示す。撮像素子１０７は、回路基板１０６に固定されている。レンズホルダ１０２は、撮像素子１０７を覆う形で、回路基板１０６に対してネジ１７で固定されている。
【０００３】
撮像素子１０７が有する受光面１１４の法線方向、すなわち図１５における上下方向（以下、「結像方向」という。）に沿った、レンズ１０３から、受光面１１４までの距離は、レンズ１０３を通過した光が受光面に、正しく結像できる距離であることが求められる。しかし、本来レンズ１０３を支持する役割のレンズホルダ１０２は、一般に樹脂製であり、結像方向に沿うネジ１７で回路基板１０６に対して、取り付けられているため、レンズホルダ１０２に最初からレンズ１０３を備えた場合、ネジ１７を締める際に、レンズ１０３と受光面との結像方向の距離が変動してしまい、所望の精度が実現できない。
【０００４】
そこで、レンズ１０３を備えたレンズ部１６と、レンズホルダ１０２とは、元々別個の部品とし、ネジ部１８を利用してレンズ部１６をレンズホルダ１０２に締め込んである。この組立作業は、レンズホルダ１０２、回路基板１０６および撮像素子１０７をあらかじめ組立てた状態とし、実際に結像具合を観察しつつ、レンズ部１６を締め込んでいき、結像具合が最適となる位置でレンズ部１６の締込みを終了し、必要に応じて固定することによって、行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の構成では、１台ごとにそれぞれレンズ１０３の調整を兼ねたレンズ部１６の締込み作業が必要となり、工程が煩雑となる。
【０００６】
そこで、本発明は、組立時にこのようなレンズ位置調整作業を不要とした撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく撮像装置は、受光面を有する撮像素子を含むベースと、レンズを含むレンズホルダとを備え、前記ベースおよび前記レンズホルダのいずれか一方には、前記受光面の法線方向に略垂直な方向に延びる金属軸が設けられるとともに、封止樹脂を介在した型成形によって前記金属軸を含めて一体化され、他方には、前記金属軸に嵌合しうる貫通穴が設けられ、前記ベースと、前記レンズホルダとは、前記金属軸を前記貫通穴に嵌合させることによって組合わせられるとともに、前記レンズホルダは複数のレンズを含み、前記金属軸を前記貫通穴に嵌合させたまま、前記金属軸に沿う方向に、前記ベースに対して前記レンズホルダをスライドさせることによって、前記複数のレンズのうちいずれを前記受光面に結像させるかの選択を行えるものである。
【０００８】
上記発明において好ましくは、上記受光面は、上記各レンズをそれぞれ通過した光がそれぞれ結像可能な程度に広く延在している。この構成を採用することにより、レンズと受光面との結像方向の距離を精度良く保ったまま受光面を延在させることができるため、受光面の各箇所において正しく結像させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
本実施の形態における撮像装置１の平面図を図１に示す。図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図を図２に示す。側面図を図３に示す。さらに、レンズホルダ２とベース５とを組合せる前の状態の平面図を、図４に示す。レンズホルダ２の図４におけるＶＡ−ＶＡ線に関する矢視断面図を図５（ａ）に示す。ベース５の図４におけるＶＢ−ＶＢ線に関する矢視断面図を図５（ｂ）に示す。
【００１７】
図５（ａ）に示すように、レンズホルダ２は、レンズ３を備えており、樹脂で形成されている。
【００１８】
図５（ｂ）に示すように、透光性板１５、撮像素子７および回路基板６は、封止樹脂８によって、一体化されている。
【００１９】
図４に示すように、ベース５には、レンズ３と受光面１４とを結ぶ方向に略垂直な方向に沿って、凸部としての軸４が、インターフェース部１３を手前としたときの両側に配置されている。軸４は金属製の棒である。軸４は、金型内にインサートとして配置され、封止樹脂８を金型内に注入され、成形されることによって、透光性板１５、撮像素子７および回路基板６を含む形で、封止樹脂８で固められ、ベース５として一体化されている。
【００２０】
図４、図５から明らかなように、ベース５と、レンズホルダ２とは、ベース５の軸４を、レンズホルダ２に設けられた凹部としての穴１２に嵌合させることによって組合されている。穴１２はこの例では貫通穴となっているが、貫通穴でなくてもよい。本願明細書では、「凹部」とは底のある穴に限られず、貫通穴も含むものとする。
【００２１】
図２に示すように、レンズ３を通過した光は、透光性板１５を通過し、回路基板６の開口部を通過し、撮像素子７の受光面１４に入射する。
【００２２】
（作用・効果）
本実施の形態における撮像装置においては、受光面１４を有する撮像素子７は、ベース５に含まれ、撮像素子７と軸４とはともに封止樹脂８で一体成形されているため、樹脂成形時の金型の精度次第で受光面１４と軸４との相対位置の精度を高めることができる。また、レンズ３は、レンズホルダ２に保持されており、レンズホルダ２は樹脂からなるため、樹脂成形に用いる金型の精度次第でレンズ３と穴１２との相対位置の精度を高めることができる。
【００２３】
レンズホルダ２とベース５とは、軸４と穴１２とを嵌合することによって組合されており、その軸の挿入される方向は、レンズ３と受光面１４とを結ぶ結像方向でなく、結像方向と略垂直な方向であるため、嵌合させることによってはレンズ３と受光面１４との結像方向の距離の精度には悪影響をほぼ及ぼさない。したがって、受光面１４と軸４との相対位置の精度が十分高く、レンズ３と穴１２との相対位置の精度が十分高ければ、レンズ３と受光面１４との結像方向の距離の精度は十分高くすることができる。
【００２４】
ここで、一般に、レンズ３と受光面１４との間の結像方向の距離に求められる精度は、±１０μｍ程度である。一方、一般に樹脂成形に用いる金型の精度は、±０．０１μｍ程度とすることが可能である。したがって、成形品取出し時の樹脂の収縮を考慮しても、レンズホルダ２とベース５との組合せ時において、レンズ３と受光面１４との間の結像方向の距離の精度を±１０μｍ以内とすることは十分可能である。
【００２５】
このように、軸４を穴１２に挿入して組合せるだけで、十分な精度が達成可能となるため、組立の作業を大幅に簡略化することができる。
【００２６】
なお、図１〜図５では軸４は両側に合計２本設けられているが、スペースを節約したい場合、図６に示すように軸４を設ける箇所を片側のみとしてもよい。また、利用可能なスペースの形状に応じて、軸４を設ける箇所を、図７に示すように他の側面としてもよい。
【００２７】
レンズホルダ２とベース５とを一定方向の軸４によって組合せた場合、レンズと受光面１４との結像方向の距離は精度良く実現できても、軸４に平行な方向（図７では左右方向）のレンズと受光面１４との相対位置の精度は十分ではない。しかし、図７に示すように受光面１４の形状を軸４に沿ってやや長くしておくことによって、軸４に平行な方向の相対位置の精度は問題ではなくなる。一方、受光面１４に平行で軸４に垂直な方向（図７では上下方向）の相対位置は、軸４に拘束されているため、十分な精度を実現することができる。したがって、この方向の受光面の長さは必要最低限の長さとすることができ、この方向に関しては省スペース化を図ることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
（構成）
図８〜図１１を参照して、本実施の形態における撮像装置について説明する。図８に示すように、軸４は図中左右方向に沿って設けられ、軸４レンズホルダ２の穴１２に挿入することによって、レンズホルダ２とベース５とが組合せられる。レンズホルダ２の平面図を図９（ａ）に示し、側面図を図９（ｂ）に示す。
【００２９】
図９（ａ）を参照して説明すると、レンズホルダ２には、図中手前からの光を通過させるレンズ３ａと、図中上方からの光を通過させるレンズ３ｂとが備えられている。レンズホルダ２の内部には、レンズ３ｂを通過した光を反射してその進行方向を図９（ａ）における手前奥方向に変更するためのミラー９が備えられている。
【００３０】
レンズホルダ２は、軸４に対して固定されているのではなく、図１０に示すように軸４に沿ってスライド可能となっている。レンズ３ａが受光面１４の真上に位置するようにスライドさせた状態を図１０（ａ）に示し、ミラー９が受光面１４の真上に位置するようにスライドさせた状態を図１０（ｂ）に示す。図１０（ａ）の状態では、図１１（ａ）に示すように、レンズ３ａを通過した光は、そのまま受光面１４に向かう。一方、図１０（ｂ）の状態では、図１１（ｂ）に示すように、レンズ３ｂを通過した光は、ミラー９で反射されて受光面１４に向かう。
【００３１】
（作用・効果）
レンズホルダ２が、レンズ３ａ，３ｂの２個のレンズを備えているため、撮像装置自体の姿勢を変えることなく、２方向の光景を取込むことができる。その際に、いずれの光景を取込むかの切替は、レンズホルダ２をスライドさせることによって行なえるため、操作が容易である。
【００３２】
また、軸４は封止樹脂８で一体成形されているため、十分高精度に配置することができる。スライドは、結像方向とはほぼ垂直に配置された軸４に沿う方向で行われるため、レンズの切替時には、レンズ３ａと受光面１４との結像方向の距離や、レンズ３ｂからミラー９を経て結像方向に沿って受光面１４に到る光路の距離はほぼ変わることなく、所望の精度を保ったままレンズホルダ２を移動させることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
（構成）
図１２〜図１４を参照して、本実施の形態における撮像装置について説明する。ただし、図１２〜図１４においては、撮像装置の主要部のみ示し、他の部分は図示を省略している。この撮像装置においては、レンズホルダ２とベース５とは、図７、図８に示した例と同様に、図中左右方向の軸４によって組合されている。図１２〜図１４においては、レンズホルダ２は、穴１２などの部分は省略し、レンズ３ａ，３ｂなどを備えた主要部のみを図示している。
【００３４】
図１２（ａ）に示すように、この撮像装置に含まれる受光素子７においては、受光面１４が左右に長いものとなっている。これに図１２（ｂ）に示すようなレンズホルダ２が重ねられ、図１３のような状態となっている。この状態では、受光面１４が十分長く、その長手方向に沿って、レンズ３ａと、ミラー９とが配列されているため、レンズホルダ２をスライドさせる必要はなく、レンズ３ａ，３ｂを通過した光は、受光面１４のそれぞれ対応する場所に結像することができる。すなわち、レンズ３ａを通過した光は、図１４（ａ）に示すように、イメージサークル１０ａとして結像され、レンズ３ｂを通過した光は、図１４（ｂ）に示すように、イメージサークル１０ｂとして結像される。
【００３５】
（作用・効果）
従来であれば、このように長い受光面としようとした場合、受光面が長くなった分、レンズ３ａと受光面１４との結像方向の距離、および、レンズ３ｂからミラー９を経て結像方向に沿って受光面１４に到る光路の距離を双方とも十分に高い精度を保って配置することは困難であった。これに対して、本実施の形態では、レンズホルダ２とベース５とは、軸４によって取り付けられているため、このような長い受光面で２つのレンズからのイメージサークルを受光面内の異なる場所で受入れるような構成としても、上記双方の距離を十分精度良く実現することができる。
【００３６】
なお、上記各実施の形態では、ベース５に凸部としての軸４を設け、レンズホルダ２に凹部としての穴１２を設けることとしたが、この関係は逆であってもよい。すなわち、レンズホルダ２に凸部としての軸４を設け、ベース５に凹部としての穴１２を設けることとしてもよい。
【００３７】
なお、実施の形態２，３では、レンズの数を２としたが、レンズの数が３以上であってもよい。
【００３８】
（実施の形態４）
（構成）
本実施の形態における携帯電話は、上記各実施の形態における撮像装置を備えている。
【００３９】
（作用・効果）
本実施の形態における携帯電話は、組立が容易な携帯電話とすることができる。したがって、組立作業が容易化される分、安価に携帯電話を生産できる。また、異なる向きの複数のレンズを有する携帯電話であっても、そのレンズの切替を結像のための精度を損なうことなく容易な操作で行なえる携帯電話とすることができる。
【００４０】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、凸部と凹部とを嵌合させるだけでレンズホルダとベースとを組立てることが可能となるため、組立作業が容易となる。また、凸部は、受光面の法線方向に略垂直な方向に延びるものであるため、凸部と凹部とを嵌合する際に、受光面の法線方向に沿ったレンズと受光面との距離に悪影響を及ぼすことを避けることができる。特に凸部を軸とし、凹部を貫通穴とすれば、レンズホルダとベースとの組立時の相対位置の自由度が増し、軸に沿ってスライドさせることによって、レンズの切替を行なうことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の平面図である。
【図２】 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の、図１のＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図３】 本発明に基づく実施の形態１の一つの例における撮像装置の側面図である。
【図４】 本発明に基づく実施の形態１の一つの例における撮像装置の組立前の状態の平面図である。
【図５】 本発明に基づく実施の形態１の一つの例における撮像装置の組立前の状態の、（ａ）はレンズホルダの断面図であり、（ｂ）はベースの断面図である。
【図６】 本発明に基づく実施の形態１の他の例における撮像装置の組立前の状態の平面図である。
【図７】 本発明に基づく実施の形態１のさらに他の例における撮像装置の組立前の状態の平面図である。
【図８】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の組立前の状態の平面図である。
【図９】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置に用いるレンズホルダの、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１０】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の、（ａ）はレンズホルダを右にスライドさせた状態の平面図であり、（ｂ）はレンズホルダを左にスライドさせた状態の平面図である。
【図１１】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置に用いるレンズホルダの、（ａ）は一つのレンズから入った光の進路を示す説明図であり、（ｂ）は他のレンズから入った光の進路を示す説明図である。
【図１２】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の、（ａ）は撮像素子を示した平面図であり、（ｂ）はレンズホルダの一部を示した平面図である。
【図１３】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の撮像装置とレンズホルダの一部との重なり具合を示す平面図である。
【図１４】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置に用いられる撮像素子の受光面にイメージサークルが形成される様子を示した説明図であり、（ａ）は一つのレンズを通過した光によるものであって、（ｂ）は他のレンズを通過した光によるものである。
【図１５】 従来技術に基づく撮像装置の組立を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 撮像装置、２，１０２ レンズホルダ、３，３ａ，３ｂ，１０３ レンズ、４ 軸、５ ベース、６，１０６ 回路基板、７，１０７ 撮像素子、８ 封止樹脂、９ ミラー、１０ａ，１０ｂ イメージサークル、１２ 穴、１３ インタフェース部、１４，１１４ 受光面、１５ 透光性板、１６ レンズ部、１７ ネジ、１８ ネジ部。

Claims (2)

1. 受光面を有する撮像素子を含むベースと、
   レンズを含むレンズホルダとを備え、
   前記ベースおよび前記レンズホルダのいずれか一方には、前記受光面の法線方向に略垂直な方向に延びる金属軸が設けられるとともに、封止樹脂を介在した型成形によって前記金属軸を含めて一体化され、
   他方には、前記金属軸に嵌合しうる貫通穴が設けられ、
   前記ベースと、前記レンズホルダとは、前記金属軸を前記貫通穴に嵌合させることによって組合わせられるとともに、
   前記レンズホルダは複数のレンズを含み、前記金属軸を前記貫通穴に嵌合させたまま、前記金属軸に沿う方向に、前記ベースに対して前記レンズホルダをスライドさせることによって、前記複数のレンズのうちいずれを前記受光面に結像させるかの選択を行える、撮像装置。
2. 前記受光面は、前記各レンズをそれぞれに通過した光がそれぞれ結像可能な程度に広く延在している、請求項１に記載の撮像装置。

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