摄像装置 本发明涉及一种将摄像元件和具有成像透镜的光学元件一体化的摄像装置及其制造方法。
目前，如特开平9-284617号公报揭示了这种摄像装置。该公报揭示的摄像装置是把由成像透镜和多条支脚构成的光学元件配置在CCD裸芯片上，CCD就是载置在基板上的摄像元件。通过使这些支脚接触CCD的裸芯片上面的角部，成像透镜和CCD裸芯片的受光面的、包含焦点方向的相对位置成为规定的位置。
然而，对于现有这种摄像装置，使用固定焦点透镜，为了确保成像透镜和摄像元件上地受光面的包含焦点方向的相对位置精度，必须在光学元件上设计多条支脚，因而，现有摄像装置，因透镜结构较为复杂，且是组件型，难以实现小型化。
本发明目的在于提供一种透镜构造简单，把摄像元件和光学元件固定为一体，且可实现小型化的摄像装置。
本发明的第1形式的摄像装置具有摄像元件，具有使光在摄像元件上成像的成像透镜以及连接部的、与摄像元件一体的光学元件，固定一体化的摄像元件和光学元件的固定部以及带开口部的框架，在把连接部固定在固定部上，摄像元件和光学元件被固定到框架上的状态下，使成像透镜可露出地配置框架上的开口部。
由于采用这种构成，能够利用结构简单的成像透镜得到小型一体化的摄像装置。另外，能够正确地装配成像透镜和摄像元件相对的位置关系以及开口部和成像透镜相对的位置关系。此外，由于摄像元件，光学元件以及框架一体化，因此，安装时能减少部件的数量。由于安装部件少，制造步骤简单，生产效率高。采用这样的构成，不存在必须把一体化的光学元件和摄像元件设在基板上的必要性，仍连接信号系统接口。因此，能够省略把上述一体化的元件固定到基板上的固定步骤，由于节约了空间，因此能够使装置小型化并增大设计的自由度。
对于上述第1形式的摄像装置，连接部如作为向设成像透镜一侧突出的突出部，而固定部作为突出部嵌入的嵌合部。
根据这种构成，通过简单构造的一体化部件而实现一体化，而且，能够正确地设定上述相对的位置关系。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，把上述突出部制作成靠近光学元件根部较粗，前端较细的台阶状突起部，连接部成为承嵌突起部前端的嵌合部。
根据这种构成，能够正确地确保框架和光学元件之间的间隔。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，突出部和嵌合部可各设多个。
采用这样的构成，就能够防止框架和一体化的光学元件等的转动偏差。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，光学元件中的成像透镜应设置成从突出部的前端面突出，在框架中，把开口部周围厚度较薄的框架的薄壁部分设计为嵌合部分。
采用这种构成，框架和光学元件的加工更为容易，可提高它们的生产效率。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，光学元件和框架能够在包含突出部和嵌合部的地方相接。
采用这种构成，通常都能够容易地确保制造过程中相嵌合的部分和开口部的相对位置关系。能够在使用中牢固地维持该相对位置关系。粘接剂相对于来自外部的冲击可作为缓冲材料，起到缓冲冲击的作用。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，可以在开口部上配置去除红外线的红外线去除部件。
通过这种构成，就能够除去红外线。
对于上述第1形式的摄像装置，例如，在使成像透镜露出的框架开口部上设计遮挡成像透镜周围的遮光部，该遮光部应该设计成断面呈锥形，使其越靠近成像透镜，框体的壁厚变薄。
利用该锥形遮光部件，使框体持有节光功能，而无需摄像装置具有节光功能。因此，能够简化摄像装置的制造过程，提高摄像装置的质量。
本发明的第2方面的摄像装置具备基板，配置在基板上的摄像元件，配置在摄像元件上的至少有一个成像透镜的光学元件，电连接基板连接部和摄像元件的连接部的电线，使设置在光学元件上的成像透镜露出、包含电线并封住光学元件及摄像元件的封闭树脂。
利用这样的构成，封闭树脂保护摄像装置免受外力及湿气影响，可实现光学元件和摄像元件小型一体化。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，光学元件能够使如设计成像透镜那一侧的表面形状为曲面状。
当光学元件上有角边缘时，封闭树脂流动以该部件为界，该边缘周围的封闭树脂的厚较薄，光透过该部分可到达摄像元件。如上所述，通过把外形制作成曲线状，封闭树脂的局部壁变薄现象不会出现了。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，光学元件包括成像透镜例如可由透明材料形成。
利用这种结构，能够把成像透镜设置在光学元件上，从而促进了构造的简化。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，例如光学元件断面的表面形状是锥形，而且从被设置在光学元件上的成像透镜的根部向着端部厚度变薄。
由于这种构成，能够防止光学元件的端部边缘处的封闭树脂厚度变薄。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，例如，在光学元件的锥形表面上形成凹凸，便于对封闭树脂形成流动阻力。
由于这种构成，防止了封闭树脂的流落，能够防止封闭树脂局部壁厚减薄。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，例如封闭树脂具有第1及第2封闭树脂，把第1封闭树脂作为封闭电线，配置在摄像元件和光学元件的侧周围和基板上的树脂，把第2封闭树脂配置在除了成像透镜外的光学元件的表面上，且其占接性比第1封树脂的粘接性低。
由于侧周围的封闭树脂的粘接性高，防止了封闭树脂的流动，可对摄像元件等进行有效的固定。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，能够形成这样的构造：例如在成像透镜周围的光学元件的表面上配置凹部，封闭树脂还覆盖凹部。
该凹部内滞溜树脂，从而能够防止封闭树脂的厚度偏差和封闭树脂粘着在成像透镜上的现象发生。
对于上述本发明的第2方面，例如能够构成把遮光性部件配置在凹部上，封闭树脂与遮光性部件外周接触地覆盖光学元件的构造。
由于这种构成，可利用简单结构得到节光功能。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，例如红外线除去部件这样地配置，受遮光部件支承，并遮住成像透镜。
由于这种构成，可靠地除去红外线，且确实防止封闭树脂粘附到成像透镜上。
对于上述本发明的第2方面的摄像装置，例如遮光性部件的厚度向着内周侧变薄，断面呈锥形。
由于这种构成，可得到更好的节光功能。
图1A是本发明实施形式1的外形平面图，图1b是该框体的外形侧面图，图1C是把本发明实施形式1的一体化的摄像装置，光学元件与框体组装前的摄像元件，光学元件和框体的断面图，图1D是组装摄像元件，光学元件和框体后的部分断面图，图1E是整体构成的断面图。
图2A及图2B分别示出本发明的实施形式2的正视图及侧视图。
图3A及图3B分别示出本发明的实施形式3的正视图及侧视图。
图4A及图5B示出本发明的实施形式4的摄像装置的正视图及侧视图，图4C示出附加了本发明实施形式4的摄像装置框体构成的侧视图。
图5A及图5B示出本发明的实施形式5的摄像装置的正视图及侧视图，图4C示出附加了本发明实施形式5的摄像装置框体构成的侧视图。
图6A及图6B分别是本发明实施形式6的摄像装置局部放大断面图。
图7是本发明实施形式7的摄像装置的构成图。
图8是本发明实施形式8的摄像装置的构成图。
图9A，图9B及图9C分别图8所示的摄像装置的光学元件的外形的平面图，正视图及侧视图。
图10示出本发明实施形式8的摄像装置的构成图。
图11A及图11B分别图8所示的摄像装置的平面图及侧视图。图11C示出图11B的表面部分的放大图。
图12示出本发明实施形式9的摄像装置的构成图。
图13A及图13B分别图10所示的摄像装置的平面图及侧视图。图13C示出图13B的部分放大图。
图14A及图14B分别图10所示的摄像装置的平面图及侧视图。图14C示出图14B的部分放大图。
图15示出关于与图14B相当的的另一实施例的放大图。
实施形式1
下面，参照附图1A、1B、1C、1D、1E说明本发明的实施形式。图1A是本发明实施形式1的摄像装置框架的外形平面图，图1b是该框架的外形侧面图，图1C是本发明实施形式1的框架和一体化的摄像元件，光学元件组装前的摄像元件，光学元件和框架的断面图，图1D是组装摄像元件，光学元件和框架后的部分断面图，图1E是其整体构成断面图。图1A-1E中，2是具有受光部的摄像元件，3是至少有一个成像透镜3a，且在与成像透镜3a相隔的位置上形成有凸部3G的光学元件，该光学元件3与摄像元件2制作成一体。7是把组合摄像元件2和光学元件3成一体后的一体型摄像装置装入的框架，在框架7上的与开口部7a和光学元件3的凸部3G对着的位置上形成槽7b，该槽7b的构造与该位置相适应。如图1C-1D所示，把摄像元件2和光学元件3制作成一体，再嵌合光学元件3的凸部3G和框架7的槽7b，从而成为一体。此时，成像透镜3a凸入到框架7的开口7a内，从外面可看见。这里，光学元件3的凸部3G和框架7的槽7b嵌合组装后成为相匹配的形状。如图1所示，框架7的外形是在其周边部朝与成像透镜3相反的方向弯折，该弯折的端部与摄像元件2的和光学元件3相反侧的底部基本在同一面上或稍稍朝外一点。上述弯折的端部形状呈圆形。
实施形式2和3
图2A-2B是分别示出本发明实施形式2的正视图及侧视图。图3A-3b分别示出本发明实施形式3的正视图和侧视图。图2A及图2B是把光学元件3上的凸部3G做成四方形。图3A-3B是把光学元件3上的凸部3G做成四方形2段结构，上侧一条边比下侧一条边短的图未示出的框架7的开口部7a与下侧四方形上面基本相同。因此，下侧四方形高度与成像透镜3a的突出高度相同或高少许。图2A-图3B中虽然未示出框架7，但当然框架7的槽7a的形状是与凸部3G相适应的四方形。
实施形式4
此外，用图4A、4B、4C说明本发明实施形式4。图4A，图5B分别是本发明实施形式1的摄像装置的正视图及侧视图。图4C是示出本发明实施形式1的摄像装置加上框架时的构成侧视图。图4A-图4C中，与图1相同的符号表示相同或相当部件。图4A-图4C，在光学元件3上形成多个凸部3G。
这样，根据这些实施形式2、3或4，把摄像元件2和光学元件3构成一体后的摄像装置相对于框架7不会转动了。另外，也可以把光学元件3上的凸部3G和框架7的槽7b嵌合的场所粘接成一体。在这些实施形式中，在光学元件3上设凸部3G，在框架7上设槽7但不限这样的配置，另外，凸部3G的断面形状也不限于O型及口型。
本发明实施形式1至4的摄像装置因为装到框架7上的部件与光学元件2构成一体，所以可节省部件，与框架7的组合变得容易。一般说来，摄像装置的摄像元件及光学元件固定在基板上，例如严格一点，与框架独立地配置，但根据本发明实施形式1的摄像装置，把一体的摄像元件及光学元件固定到基板上不是必须的，只要能够连接为了获得摄像装置的动作和信号处理的信号系统的接口就可以。因而，能够节省把摄像元件固定到基板上的固定部，实现装置的小型化，提高设计的自由度。
实施形式5
下面，用图5A,5B,5C说明本发明的实施形式5。图5A-图5B分别是本发明实施形式5的摄像装置的正视图及侧视图。图5C是本发明实施形式5的摄像装置附加了框架时的构成侧视图及局部放大图。在图5A-图5C中，与图1相同的符号代表相同或相当的部件。如图5A，图5B，光学元件3具有突出部3H，成像透镜3a形成在突出部3H上。该突出部3H如图5C所示嵌入在凹槽7C内，该凹槽7C形成在框架7的开口部7a的周边内侧。此时，为形成凹槽7C的框架7向内侧突出的高度与突出部3H的高度基本相同或稍低一点。
图5(C)中，8是粘接剂，涂抹在向框架7的内侧突出的部分和光学元件3的突出部3H等之间，实现光学元件3和框架7的一体化。如图5(C)所示，成像透镜3a向开口部7a的外部突入。这样，当把一体化的摄像元件2和光学元件3组装到框架7内时，也就决定了与框架7的相对位置，而且使组装作业更为容易。通过在光学元件3上设突出部3H，并因光学元件3呈台阶状，因此，高度方向的相对位置也确定了。对于摄像装置制品，光学元件3上的成像透镜3a和框架7上的开口部7a的相对位置关系，因为用摄像装置来获取被拍摄对象的光学信息，所以其相对位置是很重要的，在本实施形式5中，能够使其位置的配合更为容易。
实施形式6
下面，用附图6A,6B说明本发明实施例6。图6A,6B分别是本发明实施形式6的摄像装置的部分放大断面图。在图6A，图6B中，与图5A-图5C的符号相同的符号代表相同或相当的部件。图6示出的摄像装置虽然与图5C所示的摄像装置基本相同，但不同的特征是在成像透镜3a的周边处的框架7上形成切口7D，在切口7D上装能够阻挡红外线的红外线阻挡部件9。框架7的开口7a的周边形成锥形状7E，具备了缩小入射光的效果。在本实施形式6中，通过将光学元件3的成像透镜3a的周边上的突出部3H和与之对应的框架7上的嵌合部7C组合，再用粘接剂8粘接嵌合部，就能够把一体的光学元件3和摄像元件3与框架7做成一体并固定住。
通过上述的措施，本实施形式6的摄像装置因为经粘接剂8，使光学元件3与框架7制成一体，所以无论什么原因从框架7的开口部7a的外侧向框架7的内侧顶推光学元件3这样的外力作用时，该外力会被光学元件3和框架7的粘接剂8的粘接力吸收，所以能够缓和外力直接加到摄像元件2上的冲击。另外，图6B所示，把框架7的开口部7a的周边制成锥形7E，从而具有对入射光的收缩效果。因此，通过使装入摄像装置的制品的框架上具有收缩功能，因此，摄像装置侧上不必要也具备这样功能，减少了摄像装置步骤的同时，可降低工程质量。
因为在框架7的开口7a上配置了具备除去红外线光的板，所以在摄像装置侧不必再配置除去红外线的部件，可减少摄像装置的制作步骤的同时，还可提高工程质量，降低成本。即，质量变化要素大的光学元件一体型摄像装置的部件数量可减少，步骤削减，并减少次品的机率，工程质量稳定提高。可以用硬质材料作为除去红外线部件的材料。因此，无论佳作什么原因从框体开口7a的外侧在光学元件3上向框体7的内侧作用一个外力时，能够减轻作用到摄像装置上的负荷，还能防止光学元件3的成像透镜3a上受到的损伤。
实施形式7
接着，利用图7说明本发明实施形式7。图7是示出本发明实施形式7的摄像装置构成的构成图。在图7中，1是基板，2是摄像元件，3是具有至少1个成像透镜3a的光学元件，10是通过引线接合方式导电地连接基板1和摄像元件2的金线，11是封住金线10的封闭树脂。摄像元件2装在基板1上，通过金线10以引线接合方式进行导电连接。光学元件3通过粘接剂临时固定在摄像元件上2上，再用树脂11与基板一体地固定住。
根据上述构成，由树脂11保持摄像装置防止湿气和异物进入，还具有避免外力作用的功能，且可实现光学元件3和摄像元件2的一体化和小型化。封闭树脂11也可作为遮光性树脂。如果这样，除了通过达到上述效果外，还能够防止从成像透镜3a以外射向摄像元件2上的受光面的光线进入。不需要密封功能的部分部件，可节省部件并小型化。本发明实施形式7所使用的封闭树脂的材质不作限制，例如，除了硅胶弹力性树脂可用外，也可以使用环氧树脂的硬质树脂。对构成封闭树脂的方法不作限制，例如，用配制方法可以，成形方法也可以。虽然描述了通过金线10电连接摄像元件2和基板1的构成，但对金线不作限制。
图7中，把除了光学元件3上的成像透镜3a外的封闭树脂11的外形制成曲面状。例如，使用液状遮光性树脂构成时，若在光学元件3的表面上有角边缘时，封闭树脂11流至该边缘为界，作为一种现象，只是该边缘附近的封闭附脂11的厚度较薄，存在光从光学元件3的边缘通过封闭树脂11透射到摄像元件2上的问题。因而，通过使封闭树脂11的形状在如图7所示地于光学元件3的成像透镜3a以外的外形表面上成为光滑的曲线形状，从而因为没有上述的角边缘，所以封闭树脂11的膜厚度局部不会变薄，仍能维持遮光性能。
实施形式8
下面，参照图8,9A，图9B，图9C，图10，图11A，图11B说明本发明实施形式8。图8是本发明实施形式8的摄像装置构成的构成图，图9A,9B,9C分别是本发明实施形式的光学元件的平面图，正视图及侧视图。图10是本发明实施形式8的摄像装置构成的构成图，图11A,11b分别示出本发明实施形式8的摄像装置的平面图及局部放大的侧视图。在图8,9a，图9B，图9C，图10，图11A，图11B中，与图7符号相同的部件表示相同或相当的部件。在图8，图10中，在除了光学元件3的成像透镜3a以外的表面外形部分制成光滑的曲面形状31方面具有特点。图10中，在光学元件3上以覆盖线粘接部地形成伞形3J。在图11A，图11B中，使光学元件3的成像透镜3a以外的表面外形部分成为具有倾斜的锥状3K的形状。
在图8中，光学元件3的成像透镜3a以外的外形表面部如图9A，图9B及图9C所示制成除了角边缘部的圆形曲面形状。利用线粘接把光学元件3临时固定电连接基板1的摄像元件2上，通过封闭树脂11对电连接部封闭，且把光学元件3与基板1及摄像元件2制成一体固定，从而构成摄像装置。本发明的实施形式8的摄像装置在使用液态遮光性封闭树脂构成的场合下也有与实施形式7相同的问题。即，当在光学元件3的表面上有角边缘部时，封闭树脂11流至该边缘为界，现作一种现象，只是该边缘附近的封闭树脂11的厚度较薄，存在光从光学元件3的边缘通过封闭树脂11透射到摄像元件2上的问题。因而，通过使封闭树脂11的形状在如图9A-9C所示地于光学元件3的成像透镜3a以外的外形表面上成为光滑的曲线形状，从而因为没有上述的角边缘，所以封闭树脂11的膜厚度局部不会变薄，仍能维持遮光性能。
如图11A所示，当在摄像元件2的上面角部附近，增大光学元件3的锥状3K裙部分上的边缘角时，遮光性封闭树脂11能够在该边缘部缓和该膜厚变薄的趋势，能够维持遮光性能。如图11B及图11C所示，光学元件3的成像透镜3a以外的表面外形部分上形成微小的凹凸3L。这样，给光学元件3表面上的封闭树脂11提供了流动阻力，防止了封闭树脂11的流出，由封闭树脂减少浓淡偏差的发生，提高遮光性能。
在图11B中，虽然将光学元件3的凹凸3L呈阶段状形成，但不限于这种方式，也可以如毛玻璃的磨毛面状，当然，采用其它的能够在封闭树脂11和光学元件3的界面上产生流体的流动阻力的手段均可以。使用的树脂是在形成封闭部时是液态，而硬化后是具有弹性的硅胶的封闭树脂，可设计成覆盖金线10的伞形3J。若如此，使用具有弹性的封闭树脂时，利用伞形3J的光学元件，能够强化对金线受到外力的保护性能，提高抗外力的强度。使用硬质树脂时，制成伞状3L，也能够提高制品的可靠性。
实施形式9
下面利用图12说明本发明实施形式9。图12是示出本发明实施形式9的摄像装置构成的构成图。图12中，与图11符号相同的表示相同或相当的部件，因此省略对它们的说明。在图12中，封闭树脂11由高粘接性封闭树脂11a和低粘度的封闭树脂11b构成。把光学元件3和摄像元件2与基板1构成一体的封闭树脂11，从光学元件3的上面角部至基板1的部分利用高粘接性，且高粘度的封闭树脂11a构成，光学元件3的上面部由粘接性和粘度比封闭树脂11a低的封闭树脂11b构成。若如此，因为封闭树脂11a具有高粘接性和高粘度，所以能够维持封闭树脂自身的形状，封闭树脂部不会流出，能维持遮光性能。另外，封闭树脂11b也可用高粘接性的封闭树脂。
实施形式10
下面，利用图12A,13B,13C及图14A,14B,14C和图15说明本发明实施形式10。图13A,13B以及图14A,14B是本实施形式10的摄像装置的正视图及侧视图，图15是关于相当于图14C的部分的另外实施例的部分放大图。图13及图14A,14B中，因为与图12相同符号表示相同或相当的部件，所以省略这此的说明。在图13及图14中，在光学元件3的成像透镜3的极周边处的外形部上形成凹部3m。关于图14-图14B，在光学元件3上形成的凹部3m上配置遮光性部件12。该遮光性部件12如图14B的部分放大图所示，形成对入射光具有节光功能的形状12a。另外，在图15中，把遮光性部件12配置在光学元件3的成像透镜3a的周围附近，使具有除红外线的部件9嵌合该遮光性部件12。
因此，在图13A，图13B，图13C中，在光学元件3的成像透镜3a的极周边上设置凹部3m，封闭树脂将光学元件3和摄像元件2和基板一体化固定。此时，把封闭树脂11抹到光学元件3上时，因涂抹量的偏差，光学元件3的成像透镜3a附近的形状与成像透镜3a的周边形状不一致，为了防止出现抹到成像透镜3a的镜面上等的不利现象，如图13A，图13B，图13C所示，在光学元件3上的凹部3m上形成封闭树脂11的溜槽。因而，封闭树脂11的涂抹形状能够正确地封闭光学元件3的成像透镜3a的周边部，还能够防止附着到成像透镜3a的镜面上。
另外，在图14A，图14B,14C中，把与图13A、13B、13C所示的凹部3m的形状相对应的且可嵌合组装的遮光性部件12与光学元件3接触地嵌合组装到凹部3m上。这样，封闭树脂11的涂抹形状对光学元件3的成像透镜3a的周边形状不会产生影响，成像透镜3a的最边缘被遮光性部件12可靠地遮光，能够可靠地防止封闭树脂11粘附到成像透镜3a的透镜面上，同时，使封闭树脂的涂抹作业更为容易且使产品的品质更为稳定。另外，如图14C的局部放大图所示，遮光性部件12上的与成像透镜3a的周边部接触的部分制作与12a的相似形状，从而具备了入射光的节光功能。
在本实施形式10中，分别设计具有节光功能的遮光性部件12a和除红外线的部件9，但也可构成两者为一体的构造。如果这样的话，在用封闭树脂11将光学元件3。摄像装置2及基板1一体地固定时，能够在该封闭树脂11不会对成像透镜3a的周边造成光学性能的损坏进行生产，且还能够产生与实施形式7相同的效果。