JP2007110594A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズとレンズを支持するレンズ支持部とが一体的に形成されたレンズ部材を用いて小型化が可能でかつ信頼性が高いカメラモジュールを提供すること
【解決手段】カメラモジュール１は、入射光を映像信号に変換するイメージセンサチップ２０と、入射光をイメージセンサチップ２０上に集光させるレンズモールド１０とを備え、
レンズモールドは、入射光をイメージセンサチップ２０上に集光するレンズ１０ａと、レンズ１０ａと一体に構成されレンズ１０ａの焦点距離と略同等の長さを有する脚部１０ｂとを有している。この脚部１０ｂは、イメージセンサチップ２０と接着剤３０により接着されるものであって、その接着面には接着剤３０のガイドとなる接着溝４０が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラモジュールに関するものであり、より詳しくは、レンズ、レンズを支持する脚部及びイメージセンサチップを備えたカメラモジュールに関する。

携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）やカードカメラの用途に、カメラモジュールが広く使用されている。ここで特許文献１に記載の従前のカメラモジュールの構造例を図７に示す。図７に示されるように、カメラモジュールは、基板２０４上にイメージセンサチップ２０６が収容されたパッケージ２０８が載置され、半田２０３により固定されている。このパッケージ２０８の上部には、カバーガラス２０５が設けられており、上部から光が入射されるよう構成されている。

そして、パッケージ２０８を包囲する鏡筒２０２によってレンズ２０１が支持されている。即ち、鏡筒２０２は、レンズ支持部として機能する。鏡筒２０２は、筒状の構成を有し、２つの部材により構成されている。そして、鏡筒２０２を構成する２つの部材は、相対的に移動可能であり、焦点調整のために、レンズ２０１とイメージセンサチップ２０６間の距離を変更できる。

ここで、携帯電話等に用いられるカメラモジュールは、携帯電話等が小型化されるに伴って、さらなる小型化が要請されている。しかしながら、従来のカメラモジュールは、図７に示されるような構成を有しているため、小型化することは困難であった。

また、従来のカメラモジュールは、レンズ２０１とイメージセンサチップ２０６間の経路長を決定するための構成が、レンズ２０１、鏡筒２０２を構成する２つの部材、基板２０４、パッケージ２０８及びイメージセンサチップ２０６と多数存在するため、各構成の寸法誤差及びそれら相互の接続による誤差が積み重ねられる。従って、レンズ２０１とイメージセンサチップ２０６間の経路長のバラツキが大きく、焦点精度が低い。

このように、従来のカメラモジュールでは、小型化の要請に応えることが困難であり、また、焦点精度が低いという問題点があった。

このような問題点を解決するため、特許文献１には、図８に示すカメラモジュールが開示されている。カメラモジュールは、レンズ部１０１とイメージセンサチップ１０２とを備えている。ここで、レンズ部１０１は、レンズ１１１と鏡筒１１２とにより構成されている。レンズ１１１は、入射された光をイメージセンサチップ１０２の表面上で結像させる機能を有する。鏡筒１１２は、円筒状、角状等の形状を有し、その内周部の所定の位置においてレンズ１１１を支持している。

イメージセンサチップ１０２は、センサ部１２１、論理回路部１２２及びボンディングパッド１２３を有している。センサ部１２１は、当該イメージセンサチップ１０２の表面上に形成され、光学的な情報を電気信号に変換し、撮像信号として出力する素子である。センサ部１２１は、例えば、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子である。論理回路部１２２は、センサ部１２１から出力された電気信号に対して、増幅処理、ノイズ除去処理等の種々の信号処理を行なう。ボンディングパッド１２３は、論理回路部１２２と電気的に接続された入出力端子である。このボンディングパッド１２３は、ワイヤーボンディングにより外部の電極と電気的に接続される。

鏡筒１１２は、イメージセンサチップ１０２の論理回路部１２２上に固定されている。鏡筒１１２とイメージセンサチップ１０２は、例えば、紫外線硬化樹脂によって接着される。この場合、イメージセンサチップ１０２に対して、予め定められた位置に鏡筒１１２を載置し、その後、イメージセンサチップ１０２と鏡筒１１２が接着されるように紫外線硬化樹脂を塗布する。または、イメージセンサチップ１０２又は鏡筒１１２のいずれか一方又は双方に紫外線硬化樹脂を塗布した後に、両者の位置決めをするようにしてもよい。そして、紫外線をこの紫外線硬化樹脂に照射することによってイメージセンサチップと鏡筒とを接着固定する。

以上のように、図８に示すカメラモジュールにおいては、レンズ１１１を支持するレンズ支持部１１２を有するレンズ部１０１をイメージセンサチップ１０２上に直接固定するようにしたため、小型化を図ることができる。そして、レンズ１１１とイメージセンサチップ１０２の間の部材がレンズ支持部１１２のみであることから、積み上げ誤差が少なく、両者の相対的な位置を精確に固定することができる。
国際公開第０３／０１５４００号パンフレット

しかしながら、上述の図８に示す従来のカメラモジュールにおいては、レンズ支持部１１２の接着面が面一となっており、鏡筒１１２とイメージセンサチップ１０２とを固定する接着剤は、側面から塗布するか又は下面に塗布するものと考えられる。近年、イメージセンサチップの小型化が進む中、上記のように接着剤を塗布すると、接着剤のＸＹ軸方向へのはみ出し長（はみ出し量）が多くなることが予想される。はみ出した接着剤が受光面１２１やボンディングパッド１２３の上面を覆ってしまうと、入射光をうまく受光することができず、また電気信号絶縁の恐れがある等カメラモジュールの信頼性が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、レンズとレンズを支持するレンズ支持部とが一体的に形成されたレンズ部材を用いて小型化が可能でかつ信頼性が高いカメラモジュールを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明にかかるカメラモジュールは、入射光を映像信号に変換するイメージセンサチップと、前記入射光を前記イメージセンサチップ上に集光させるレンズ部材とを備え、前記レンズ部材は、前記入射光を前記イメージセンサチップ上に集光するレンズと、前記レンズと一体に構成された脚部とを有し、前記脚部は、前記イメージセンサチップと接着剤により接着されるものであって、前記接着剤のガイドとなる接着溝が形成されている。

本発明においては、レンズ部材の脚部には、接着剤のガイドとなる接着溝が形成されているため、接着剤のＸＹ軸方向へのはみ出し長を抑えることができる。

また、前記脚部は、前記レンズの焦点距離と略同等の長さを有することが好ましい。脚部の長さがレンズの焦点距離と同一であれば、脚部をイメージセンサチップに設置するのみで焦点距離を調整することができる。

更に、前記脚部は、前記レンズの周囲に形成されているものであって、前記接着溝は、前記脚部の内周及び／又は外周側に設けられるものとすることができる。

更にまた、前記接着溝は、前記脚部の前記イメージセンサと接着される底面の略中心に設けてもよい。

ここで、前記接着溝は、前記脚部の前記イメージセンサと接着される底面の一部に形成されており、当該接着溝を除く底面の少なくとも一部がイメージセンサチップと当接しているものとすることができる。接着溝以外の部位を直接イメージセンサに当接させることで、正確に焦点調整をすることが可能となる。

この場合、前記イメージセンサチップは、前記レンズを介して前記入射光を映像信号に変換する受光部と、前記映像信号を処理する論理回路と、前記論理回路にて処理された映像信号を外部へ出力する電極部とを有し、前記脚部の前記底面の少なくとも一部が前記論理回路上に当接されるものとすることができる。論理回路上に脚部を当接させることで、論理回路上方のスペースを有効利用することができる。

また、前記脚部と前記イメージセンサチップとの間には前記接着剤が介在し、当該着剤によって、前記レンズの焦点距離が調整されているものとすることも可能である、レンズ部材で精度を出すのが困難な場合などにおいては、接着剤を脚部とイメージセンサチップとの間に介在させこの接着剤によりレンズ部材の製造公差等を吸収して焦点調整を可能とする。

この場合、前記イメージセンサチップは、前記レンズを介して前記入射光を映像信号に変換する受光部と、前記映像信号を処理する論理回路と、前記論理回路にて処理された映像信号を外部へ出力する電極部とを有し、前記レンズ部材は、前記イメージセンサチップの前記論理回路上に接着されるものとすることができる。論理回路上に脚部を当接させることで、論理回路上方のスペースを有効利用することができる。

本発明によれば、接着剤のＸＹ軸方向へのはみ出し長を抑えることができるため、イメージセンサのチップサイズを小型化することができる。よって、小型のカメラモジュールを提供することが可能となる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、小型化が可能なカメラモジュールに適用したものである。

実施の形態１．
先ず、本発明の実施の形態１にかかるカメラモジュールについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるカメラモジュールの主要部を示す図である。このカメラモジュール１は、レンズ１０ａと脚部１０ｂを一体としたレンズ部材としてのレンズモールド１０と、イメージセンサチップ２０を備えている。

レンズ１０ａは、入射された光をイメージセンサチップ２０の表面上で結像させる機能を有する。レンズ１０ａは、例えばプラスチックやガラスにより構成される。脚部１０ｂは、上面視で円形又は角形の筒状に形成され、その内周部の所定の位置においてレンズ１０ａを支持している。ここで、脚部１０ｂは、必ずしも筒状に構成される必要はない。例えば、レンズを単数又は複数の点で支えるようにしてもよい。レンズ１０ａと脚部１０ｂとは、一体的に構成され例えばガラスモールドからなる。なお、複数のレンズ１０ａを光路上に取り付けるようにしてもよい。

また、脚部１０ｂ下面、すなわちイメージセンサチップ２０との接着面には脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０とを固定するための接着剤３０を収容可能な接着溝４０が形成されている。本実施の形態においては、接着溝４０が脚部底面の外周側に形成されているが、この接着溝はその他、内周、中心部等、どの位置であってもかまわない。また、２箇所以上あってもよい。接着溝４０により接着剤３０をガイドし脚部１０ｂからのはみ出しを抑制することができる形状であればよい。

例えば、脚部１０ｂとセンサ部２２との間の距離が短く、接着剤３０がセンサ部２２上面にはみ出す蓋然性が高い場合には、本例のように脚部１０ｂの外周側に接着溝４０を形成することで、これを防止することができる。反対に、脚部１０ｂと電極パッド２４との間の距離が短く、接着剤３０が、電極パッド２４上面に流れてしまう蓋然性が高い場合には、脚部１０ｂの内周側に接着溝を設ければよい。また、脚部１０ｂが配置される場所によって、接着溝の位置を異ならせることも可能である。更に、脚部１０ｂの底面に部分的に接着剤を塗布する場合には、塗布する領域にのみ接着溝を設ければよい。

イメージセンサチップ２０は、基板２１にセンサ部２２、論理回路部２３及び電極パッド２４を有している。センサ部２２は、イメージセンサチップ２０の表面上に形成され、光学的な情報を電気信号に変換し、撮像信号として出力する素子である。この素子は、多数の読取画素を有する。ここで、イメージセンサチップ２０は、レンズ１０ａを介して入射された光に基づき撮像信号を処理すればよく、撮像信号自体を出力する必要はない。イメージセンサチップ２０は、例えば、撮像信号を予め定めた信号と比較したり、過去の撮影により得られた撮像信号と比較することによって、画像の変化を認識し、変化したか否かを示す信号だけを出力する構成であってもよい。

センサ部２２は、例えば、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子である。論理回路部２３は、センサ部２２から出力された電気信号に対して、増幅処理、ノイズ除去処理等の種々の信号処理を行なう。

電極パッド２４は、論理回路部２３と電気的に接続された入出力端子である。この電極パッド２４は、ワイヤーボンディングにより外部の電極（不図示）と電気的に接続される。例えば、イメージセンサチップ２０を携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）やカードカメラを構成する配線基板の上に設置し、電極パッド２４と前記配線基板とをワイヤーボンディングにて電気的に接続する。また、抵抗、コンデンサー等の受動部品、トランジスター、ＬＳＩ等の能動部品が搭載されたサブ配線基板にイメージセンサチップ２０を設置して電極パッド２４と前記サブ配線基板とをワイヤーボンディングにて電気的に接続し、サブ配線基板を携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）やカードカメラと電気的に接続することもできる。また、フリップチップ実装としてもよい。

脚部１０ｂは、イメージセンサチップ２０の上記論理回路２３上に表面保護膜を介して固定されている。論理回路２３上に表面保護膜を介して脚部１０ｂを固定することで、論理回路２３上方の領域を有効に利用し、カメラモジュール１の小型化を実現することができる。この脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０とは、例えば、紫外線硬化樹脂若しくは熱硬化樹脂、又はこれらの混合樹脂等によって接着される。例えば紫外線硬化樹脂を使用して接着する場合には、イメージセンサチップ２０に対して、予め定められた位置に脚部１０ｂを載置し、その後、イメージセンサチップ２０と脚部１０ｂとが接着されるように紫外線硬化樹脂を塗布する。または、イメージセンサチップ又は脚部のいずれか一方又は双方に紫外線硬化樹脂を塗布した後に、両者の位置決めをするようにしてもよい。そして、紫外線をこの紫外線硬化樹脂に照射することによってイメージセンサチップ２０と脚部１０ｂとを接着固定する。

接着にあたっては、脚部１０ｂの接着溝４０以外の部分でイメージセンサチップ２０と当接するようにし、接着溝４０に接着剤３０を塗布するようにすれば、脚部１０ｂのＺ方向の長さをレンズの焦点距離と合わせることで、レンズモールド１０の成形誤差程度のずれで焦点距離を合わせることが可能となる。また、後述するように、脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０の間に接着剤３０を塗布し、接着剤３０の厚みにより焦点距離を調整する様にしてもかまわない。いずれの場合であっても、接着溝４０に接着剤３０が収容されることで、ＸＹ方向への接着剤３０のはみ出し長を抑止でき、イメージセンサチップ２０のセンサ部２２（受光面）や電極パッド２４への接着剤の浸入を防止できる効果を得られる。

次に、本実施の形態における効果について説明する。図２及び図３は、本実施の形態における効果を説明する図であって、夫々本実施の形態にかかるカメラモジュール及び従来のカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。

いずれのカメラモジュールにおいても、脚部をイメージセンサチップに当接させる例を示している。図２に示すように、脚部１０ｂをイメージセンサチップ２０に当接することにより、精度よく焦点の調整を行なうことができる。そして、接着溝４０により接着剤３０が収容されることで接着剤３０のＸＹ方向へのはみ出し長が抑えられ、電極パッド２４までは接着剤３０が浸入せずに収束させることができる。

これに対し、図３に示すように、脚部１０ｂをイメージセンサチップ２０に当接させた後に、接着剤１４０を塗布すると、イメージセンサチップ２０のチップサイズ小型である場合、脚部１０ｂと電極パッド２４との間の距離が大きく取れないため、接着剤１４０が電極パッド２４の形成領域に浸入してしまう。

本実施の形態においては、イメージセンサチップ２０に当接させ接着剤３０で接着固定させるカメラモジュール１において、脚部１０ｂの接着面の一部に接着剤３０をガイドする接着溝４０を設けたことで、接着剤３０のＸＹ方向へのはみ出し長を低減できる。よって、接着可能な領域以外、すなわち電極パッド２４、受光面２２などに接着剤３０がはみ出してしまうことがない。この接着溝４０によりイメージセンサチップ２０のチップサイズを小型としても、イメージセンサチップ２０の受光面２２や電極パッド２４への接着剤の浸入を抑止でき、チップサイズを小型化しても信頼性が高いカメラモジュール１を得ることができ、しいては、カメラモジュール全体のサイズを小型化することができる。

更に、脚部１０ｂをイメージセンサチップ２０に直接当接させることができ、レンズモールド１０の精度によってレンズ１０ａの焦点調整が可能となる。すなわち、接着溝４０を使用して脚部１０ｂの一部をイメージセンサチップ２０と当接させる構成とすることで、レンズモールド１０とイメージセンサチップ２０の間に接着剤３０が存在しないため、レンズ１０ａの成形誤差のみを焦点距離の誤差とすることができる。よって、焦点調整などの工程を削減でき、高生産性に寄与することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態にかかるカメラモジュールは、脚部をイメージセンサチップに接着する接着剤により焦点距離を調整することで、レンズモールドの精度のみでは焦点調整が難しい場合等においても精度よく焦点距離を調整するものである。図４は、本実施の形態にかかるカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。本実施の形態にかかるカメラモジュールの脚部１０ｂには、外周側に形成された接着溝４０ａに加え、内周側にも接着溝４０ｂが形成されている。更に、脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０の間には接着剤３０が介在しており、実施の形態１と異なり、脚部１０ｂがイメージセンサチップ２０に当接していない。その他の構成は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

このように、脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０の間に接着剤３０を存在させることで、この接着剤３０がその厚みによりレンズ１０ａの焦点距離を調整する機能を果たしている。したがって、レンズモールド１０の精度で焦点距離の調整が難しい場合には、接着剤３０の厚みによりこれを調整することができる。この場合においても、接着溝４０ａ、４０ｂにより、接着剤３０の電極パッド２４、センサ部２２の上面に接着剤３０がはみ出すことを防止することができる。

図５は、本実施の形態の変形例を示す図である。図５に示すように、脚部１０ｂの中心部に接着溝４０ｃを形成してもよい。この場合にも、接着溝４０ｃに接着剤３０を収納し、接着剤３０の面方向の広がりを抑制させることができる。

これに対し、接着溝を有さない場合には、図６に示すように、接着剤１３０のＸＹ方向へのはみ出し量が増え、接着剤１３０が電極パッド２４及び受光面２２に対し浸入してしまっている。

本実施の形態においては、脚部１０ｂとイメージセンサチップ２０との間が至近になっても、接着溝４０ａ〜４０ｃがあるため、接着剤３０はここに収容され、接着剤のＸＹ方向へのはみ出し量が抑止され、接着剤３０を電極パッド２４及び受光面２２の手前で収束させることができる。また、レンズモールド１０の精度によって焦点調整が困難な場合には、接着剤３０の厚みにより光軸又は焦点距離の調整をすることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、接着溝の形状、位置、数は上述の実施の形態に限らない。また、上述の実施の形態における接着溝を適宜組みああわせたものとしてもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態１にかかるカメラモジュールの主要部を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかるカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。 従来のカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。 本発明の実施の形態２にかかるカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。 本発明の実施の形態２の変形例にかかるカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。 従来のカメラモジュールの脚部とイメージセンサチップとの接続部を拡大して示す図である。 特許許文献１に記載の従前のカメラモジュールの構造例を示す図である。 特許文献１に記載のカメラモジュールを示す図である。

符号の説明

１０ａ レンズ
１０ レンズモールド
１０ｂ 脚部
２０ イメージセンサチップ
２１ 基板
２２ センサ部
２２ 受光面
２３ 論理回路部
２４ 電極パッド
３０ 接着剤
４０,４０ａ,４０ｂ,４０ｃ 接着溝

Claims (12)

1. 入射光を映像信号に変換するイメージセンサチップと、
   前記入射光を前記イメージセンサチップ上に集光させるレンズ部材とを備え、
   前記レンズ部材は、前記入射光を前記イメージセンサチップ上に集光するレンズと、前記レンズと一体に構成された脚部とを有し、
   前記脚部は、前記イメージセンサチップと接着剤により接着されるものであって、前記接着剤のガイドとなる接着溝が形成されているカメラモジュール。
2. 前記脚部は、前記レンズの焦点距離と略同等の長さを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
3. 前記脚部は、前記レンズの周囲に形成されているものであって、
   前記接着溝は、前記脚部の内周及び／又は外周側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
4. 前記接着溝は、前記脚部の前記イメージセンサと接着される底面の略中心に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
5. 前記接着溝は、前記脚部の前記イメージセンサと接着される底面の一部に形成されており、当該接着溝を除く底面の少なくとも一部がイメージセンサチップと当接している
   ことを特徴とする請求項１又は２項記載のカメラモジュール。
6. 前記イメージセンサチップは、前記レンズを介して前記入射光を映像信号に変換する受光部と、前記映像信号を処理する論理回路と、前記論理回路にて処理された映像信号を外部へ出力する電極部とを有し、
   前記脚部の前記底面の少なくとも一部が前記論理回路上に当接される
   ことを特徴とする請求項５記載のカメラモジュール。
7. 前記論理回路は、前記受光面と前記電極部との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項６記載のカメラモジュール
8. 前記脚部と前記イメージセンサチップとの間には前記接着剤が介在し、当該接着剤によって、前記レンズの焦点距離が調整されている
   ことを特徴とする請求項１又は２項記載のカメラモジュール。
9. 前記イメージセンサチップは、前記レンズを介して前記入射光を映像信号に変換する受光部と、前記映像信号を処理する論理回路と、前記論理回路にて処理された映像信号を外部へ出力する電極部とを有し、
   前記レンズ部材は、前記イメージセンサチップの前記論理回路上に接着される
   ことを特徴とする請求項８記載のカメラモジュール。
10. 前記論理回路は、前記受光面と前記電極部との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項９記載のカメラモジュール
11. 前記レンズ部材はガラスモールドからなる
    ことを特徴とする請求項１項記載のカメラモジュール。
12. 前記レンズ部材はプラスチックモールドからなる
    ことを特徴とする請求項１項記載のカメラモジュール。

Images