小型撮像モジュール
【課題】小型撮像モジュールの構成部品には、必要な光だけをレンズに入れて結像品質を上げる絞りが含まれるが、この部品を不要にして、部品数削減と小型化と組み立て容易化を実現する。
【解決手段】従来、絞りは一定の厚さで中心に光の通る穴を設けた成型品の単体部品であり、レンズ６に重ねてケース２に組み付けていたが、中心に穴を残した遮光被膜である絞りマスク９を、レンズ６の表面に、印刷、メッキ、蒸着、シール貼り等によって被覆する。これで単体部品の絞りを廃止でき、製品の厚さも薄くなる。絞りマスク９はＩＲカットフィルタ７に設けてもよく、その場合は、ＩＲカットフィルタはレンズ６の上に重ねて組み付ける。さらに、レンズ６にＩＲカットコートを施したＩＲカットレンズを用いて、これに絞りマスク９を形成するなら、ＩＲカットフィルタ７も不要になる。
【解決手段】従来、絞りは一定の厚さで中心に光の通る穴を設けた成型品の単体部品であり、レンズ６に重ねてケース２に組み付けていたが、中心に穴を残した遮光被膜である絞りマスク９を、レンズ６の表面に、印刷、メッキ、蒸着、シール貼り等によって被覆する。これで単体部品の絞りを廃止でき、製品の厚さも薄くなる。絞りマスク９はＩＲカットフィルタ７に設けてもよく、その場合は、ＩＲカットフィルタはレンズ６の上に重ねて組み付ける。さらに、レンズ６にＩＲカットコートを施したＩＲカットレンズを用いて、これに絞りマスク９を形成するなら、ＩＲカットフィルタ７も不要になる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、パソコン、携帯電話等に組み込んで映像を撮影するのに用いる小型撮像モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は上記のような小型撮像モジュールの一例で、同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図６にその分解斜視図を示す。これらの図面に見るように、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂等の基板１とプラスチックのケース２からなるパッケージに、構成各要素を収容したものである。基板１にはＩＣ（３）をダイボンデイングし、ワイヤ４でワイヤボンディングしてある。ＩＣ（３）には、フォトダイオード等の光電変換素子とＭＯＳトランジスタあるいはＣＣＤ素子を組み合わせた検出要素を、多数、マトリクス配置した撮像回路が形成されている。
【０００３】
図６に見るように、ケース２は下側が箱形、上側が円筒状で、図５（Ｂ）に示したように、基板１上のＩＣ（３）に面して、ケース２の内側下部にＩＲ（赤外線）カットフィルタ７が固定してあり、これにより屋外など赤外線が多い環境で電荷が飽和して、画像が真っ白になるのを防いでいる。ケース２の上側の円筒部の内壁に棚２ａがあって、これにレンズ６が取り付けてある。
【０００４】
レンズ６はガラスあるいは透明なプラスチック製で、円板状の基部６ａの下面に凸レンズ６ｂを形成してあり、基部６ａの外周を棚２ａに載せ、上面を絞り５で押さえて支持している。絞り５には光路となる穴５ａが開けてある。これらの部品相互の接合にはエポキシ等の接着剤を用いている。このような構成により、外界の映像はレンズ６を通してＩＣ（３）の表面に結像し、電気信号に変換され処理される。
【０００５】
これらの図に見るように、基板１の周辺には複数の窪み１ａがあり、窪み１ａの内壁は導電材料で被覆されていて、この導電材料は基板１の上下両面の導電パターンを接続し、図示してないが、基板１の下面における窪み１ａの回りの導電材料のランド部が、組み込み先回路基板への接続用の端子電極になっている。従ってこの小型撮像モジュールは、基板１の下面の端子電極を用いて、電子機器の回路基板に表面実装するのに適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、小型撮像モジュールは、不要の光を遮断して結像品質を上げるための絞り手段を構成部品に含んでいて、図５、図６の絞り５がそれに当たり、ある程度の厚さのある、穴５ａを設けたプラスチック成型品などであった。本発明はこの絞り５を廃止することにより、部品点数の削減、製品の小型化、組立性の向上等を実現する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するため、レンズ、ＩＲカットフィルタ等の部品の表面に、遮光性の被膜である絞りマスクを被覆する。絞りマスクは中央部に光の通過する穴を設けてあり、これにより従来のような独立した部品としての絞りを廃止できる。
【０００８】
絞りマスクを設けるのは上記のようにレンズまたはＩＲカットフィルタであるが、絞りマスクはレンズに接近させて配置する必要があるから、絞りマスクをＩＲカットフィルタに形成する場合は、図５（Ｂ）の従来の小型撮像モジュールのようにＩＲカットフィルタ７をレンズ６の下方に離して置くのでなく、レンズに重ねて取り付ける必要がある。レンズ自体にＩＲカットコートを被覆したＩＲカットレンズを用いてこれに絞りマスクを形成するなら、従来用いていたＩＲカットフィルタ７も不要になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態とも、小型撮像モジュールとしての基本構造は先の図５、図６のものと同様であるから、対応する部品や部分については同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施形態の断面図で、レンズ６の上面に遮光性の絞りマスク９を被覆してある。絞りマスク９は中央部に光を通過させる穴９ａを設けてあり、その形成は、例えば黒色インクの印刷、金属膜（ニッケル、クロム等）のメッキや蒸着、遮光性のプラスチックやゴムのシール貼り等、いくつかの方法によることができる。ＩＲカットフィルタ７は、従来と同じくレンズ６の下方に配置してある。
【００１１】
図２は本発明の第２の実施形態の断面図である。また、図３にその分解斜視図を示す。この実施形態はＩＲカットフィルタ７の上面に絞りマスク９を被覆したもので、ＩＲカットフィルタ７はレンズ６に重ねてケース２に取り付ける。先の図１の実施形態と構成部品数は同等であるが、図１のものはレンズ６をケース２の外側から棚２ａに乗せる一方、ＩＲカットフィルタ７はケース２の内部に取り付けてあるが、図２の第２の実施形態では、レンズ６と、絞りマスク９を被覆したＩＲカットフィルタ７を重ねてケース２の棚２ａに乗せて接合すればよく、ケース２の内側に部品を取り付けないから、組立が容易である。
【００１２】
図２では、絞りマスク９の形成面を上にしてＩＲカットフィルタ７を取り付けてあるが、裏返して絞りマスク９を下にしてもよい。むしろその方が、絞りマスク９がレンズ６に密着して、レンズとの間に距離を生じないのでよい。
【００１３】
従来例や第１、第２の実施形態におけるＩＲカットフィルタ７は、ガラス板に酸化チタン、シリカ、アルミナ等の赤外線カット膜を蒸着したものであるが、同様の蒸着をレンズ６に施せば、レンズに赤外線の遮断作用を持たせることができる。図４は本発明の第３の実施形態で、上述したようなＩＲカットレンズ１０を用いた小型撮像モジュールである。ＩＲカットの蒸着膜は、レンズの平らな上面または下側の凸面のどちらに被覆してもよいし、両面に施してもよい。そのようなＩＲカットレンズ１０の上面に、絞りマスク９を被覆してある。
【００１４】
図４の実施形態は、レンズ１０の上面に絞りマスク９を形成した点は図１の実施形態と同様であるが、図１の実施形態ではＩＲカットフィルタ７をケース２の内部に設けてあるのに対し、図４の実施形態ではＩＲカットレンズ１０が赤外線を遮断するので、図１のようなＩＲカットフィルタは不要になり、部品の削減効果が大きい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、小型撮像モジュールのレンズまたはＩＲカットフィルタに絞りマスクを形成することにより、従来のような単体部品の絞りを廃止できる。これによって部品点数が削減され、絞り製作用の金型が不要になるとともに、小型化と組立の容易化の効果がある。さらに、光学系にＩＲカットレンズを用いるなら、ＩＲカットフィルタも不要になって一層有益である。こうして高性能で廉価な小型撮像モジュールが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型撮像モジュールの第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の小型撮像モジュールの第２の実施形態の断面図である。
【図３】図２の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【図４】本発明の小型撮像モジュールの第３の実施形態の断面図である。
【図５】従来の小型撮像モジュールの図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図５の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 窪み
２ ケース
２ａ 棚
３ ＩＣ
５ 絞り
６ レンズ
７ ＩＲカットフィルタ
９ 絞りマスク
１０ ＩＲカットレンズ
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、パソコン、携帯電話等に組み込んで映像を撮影するのに用いる小型撮像モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は上記のような小型撮像モジュールの一例で、同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図６にその分解斜視図を示す。これらの図面に見るように、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂等の基板１とプラスチックのケース２からなるパッケージに、構成各要素を収容したものである。基板１にはＩＣ（３）をダイボンデイングし、ワイヤ４でワイヤボンディングしてある。ＩＣ（３）には、フォトダイオード等の光電変換素子とＭＯＳトランジスタあるいはＣＣＤ素子を組み合わせた検出要素を、多数、マトリクス配置した撮像回路が形成されている。
【０００３】
図６に見るように、ケース２は下側が箱形、上側が円筒状で、図５（Ｂ）に示したように、基板１上のＩＣ（３）に面して、ケース２の内側下部にＩＲ（赤外線）カットフィルタ７が固定してあり、これにより屋外など赤外線が多い環境で電荷が飽和して、画像が真っ白になるのを防いでいる。ケース２の上側の円筒部の内壁に棚２ａがあって、これにレンズ６が取り付けてある。
【０００４】
レンズ６はガラスあるいは透明なプラスチック製で、円板状の基部６ａの下面に凸レンズ６ｂを形成してあり、基部６ａの外周を棚２ａに載せ、上面を絞り５で押さえて支持している。絞り５には光路となる穴５ａが開けてある。これらの部品相互の接合にはエポキシ等の接着剤を用いている。このような構成により、外界の映像はレンズ６を通してＩＣ（３）の表面に結像し、電気信号に変換され処理される。
【０００５】
これらの図に見るように、基板１の周辺には複数の窪み１ａがあり、窪み１ａの内壁は導電材料で被覆されていて、この導電材料は基板１の上下両面の導電パターンを接続し、図示してないが、基板１の下面における窪み１ａの回りの導電材料のランド部が、組み込み先回路基板への接続用の端子電極になっている。従ってこの小型撮像モジュールは、基板１の下面の端子電極を用いて、電子機器の回路基板に表面実装するのに適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、小型撮像モジュールは、不要の光を遮断して結像品質を上げるための絞り手段を構成部品に含んでいて、図５、図６の絞り５がそれに当たり、ある程度の厚さのある、穴５ａを設けたプラスチック成型品などであった。本発明はこの絞り５を廃止することにより、部品点数の削減、製品の小型化、組立性の向上等を実現する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するため、レンズ、ＩＲカットフィルタ等の部品の表面に、遮光性の被膜である絞りマスクを被覆する。絞りマスクは中央部に光の通過する穴を設けてあり、これにより従来のような独立した部品としての絞りを廃止できる。
【０００８】
絞りマスクを設けるのは上記のようにレンズまたはＩＲカットフィルタであるが、絞りマスクはレンズに接近させて配置する必要があるから、絞りマスクをＩＲカットフィルタに形成する場合は、図５（Ｂ）の従来の小型撮像モジュールのようにＩＲカットフィルタ７をレンズ６の下方に離して置くのでなく、レンズに重ねて取り付ける必要がある。レンズ自体にＩＲカットコートを被覆したＩＲカットレンズを用いてこれに絞りマスクを形成するなら、従来用いていたＩＲカットフィルタ７も不要になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態とも、小型撮像モジュールとしての基本構造は先の図５、図６のものと同様であるから、対応する部品や部分については同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施形態の断面図で、レンズ６の上面に遮光性の絞りマスク９を被覆してある。絞りマスク９は中央部に光を通過させる穴９ａを設けてあり、その形成は、例えば黒色インクの印刷、金属膜（ニッケル、クロム等）のメッキや蒸着、遮光性のプラスチックやゴムのシール貼り等、いくつかの方法によることができる。ＩＲカットフィルタ７は、従来と同じくレンズ６の下方に配置してある。
【００１１】
図２は本発明の第２の実施形態の断面図である。また、図３にその分解斜視図を示す。この実施形態はＩＲカットフィルタ７の上面に絞りマスク９を被覆したもので、ＩＲカットフィルタ７はレンズ６に重ねてケース２に取り付ける。先の図１の実施形態と構成部品数は同等であるが、図１のものはレンズ６をケース２の外側から棚２ａに乗せる一方、ＩＲカットフィルタ７はケース２の内部に取り付けてあるが、図２の第２の実施形態では、レンズ６と、絞りマスク９を被覆したＩＲカットフィルタ７を重ねてケース２の棚２ａに乗せて接合すればよく、ケース２の内側に部品を取り付けないから、組立が容易である。
【００１２】
図２では、絞りマスク９の形成面を上にしてＩＲカットフィルタ７を取り付けてあるが、裏返して絞りマスク９を下にしてもよい。むしろその方が、絞りマスク９がレンズ６に密着して、レンズとの間に距離を生じないのでよい。
【００１３】
従来例や第１、第２の実施形態におけるＩＲカットフィルタ７は、ガラス板に酸化チタン、シリカ、アルミナ等の赤外線カット膜を蒸着したものであるが、同様の蒸着をレンズ６に施せば、レンズに赤外線の遮断作用を持たせることができる。図４は本発明の第３の実施形態で、上述したようなＩＲカットレンズ１０を用いた小型撮像モジュールである。ＩＲカットの蒸着膜は、レンズの平らな上面または下側の凸面のどちらに被覆してもよいし、両面に施してもよい。そのようなＩＲカットレンズ１０の上面に、絞りマスク９を被覆してある。
【００１４】
図４の実施形態は、レンズ１０の上面に絞りマスク９を形成した点は図１の実施形態と同様であるが、図１の実施形態ではＩＲカットフィルタ７をケース２の内部に設けてあるのに対し、図４の実施形態ではＩＲカットレンズ１０が赤外線を遮断するので、図１のようなＩＲカットフィルタは不要になり、部品の削減効果が大きい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、小型撮像モジュールのレンズまたはＩＲカットフィルタに絞りマスクを形成することにより、従来のような単体部品の絞りを廃止できる。これによって部品点数が削減され、絞り製作用の金型が不要になるとともに、小型化と組立の容易化の効果がある。さらに、光学系にＩＲカットレンズを用いるなら、ＩＲカットフィルタも不要になって一層有益である。こうして高性能で廉価な小型撮像モジュールが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型撮像モジュールの第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の小型撮像モジュールの第２の実施形態の断面図である。
【図３】図２の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【図４】本発明の小型撮像モジュールの第３の実施形態の断面図である。
【図５】従来の小型撮像モジュールの図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図５の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 窪み
２ ケース
２ａ 棚
３ ＩＣ
５ 絞り
６ レンズ
７ ＩＲカットフィルタ
９ 絞りマスク
１０ ＩＲカットレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とケースからなるパッケージに、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルタ、ＩＣ等を収容して構成した小型撮像モジュールにおいて、
絞り手段は、中央部に穴を設けた遮光被膜の絞りマスクであって、レンズの表面に形成してあることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
レンズにＩＲカットコートを施したＩＲカットレンズを用い、これに絞りマスクを形成するとともに、ＩＲカットフィルタを廃止したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】
基板とケースからなるパッケージに、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルタ、ＩＣ等を収容して構成した小型撮像モジュールにおいて、
絞り手段は、中央部に穴を設けた遮光被膜の絞りマスクであって、ＩＲカットフィルタの表面に形成してあり、ＩＲカットフィルタはレンズに重ねて組み付けることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の小型撮像モジュールにおいて、
部品表面に形成した絞りマスクは、印刷、メッキ、蒸着、またはシール貼りによることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項１】
基板とケースからなるパッケージに、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルタ、ＩＣ等を収容して構成した小型撮像モジュールにおいて、
絞り手段は、中央部に穴を設けた遮光被膜の絞りマスクであって、レンズの表面に形成してあることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
レンズにＩＲカットコートを施したＩＲカットレンズを用い、これに絞りマスクを形成するとともに、ＩＲカットフィルタを廃止したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】
基板とケースからなるパッケージに、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルタ、ＩＣ等を収容して構成した小型撮像モジュールにおいて、
絞り手段は、中央部に穴を設けた遮光被膜の絞りマスクであって、ＩＲカットフィルタの表面に形成してあり、ＩＲカットフィルタはレンズに重ねて組み付けることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の小型撮像モジュールにおいて、
部品表面に形成した絞りマスクは、印刷、メッキ、蒸着、またはシール貼りによることを特徴とする小型撮像モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００４−８８１８１（Ｐ２００４−８８１８１Ａ）
【公開日】平成１６年３月１８日（２００４．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−２４２８２１（Ｐ２００２−２４２８２１）
【出願日】平成１４年８月２３日（２００２．８．２３）
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【出願人】（０００１３１４３０）株式会社シチズン電子 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年３月１８日（２００４．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年８月２３日（２００２．８．２３）
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【出願人】（０００１３１４３０）株式会社シチズン電子 (798)
【Ｆターム（参考）】
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