摄像装置 技术领域 本发明涉及一种为了防止杂光而在摄像元件和与摄像元件相邻的光学构件之间 设有遮光区域的摄像装置。
背景技术 以往， 具有为了在摄像装置中防止杂光而在摄像元件附近设有遮光构件的技术。 例如， 在专利文献 1 中， 公示了在光学玻璃和传感器芯片之间具有光圈构件的摄像模块中 利用蒸镀在光透过性构件的玻璃上设有光圈的技术。
此外， 在专利文献 2 中， 公示了在玻璃盖片和固体摄像元件之间设有遮光区域的 电子内窥镜用摄像元件封装件。
专利文献 1 ： 日本特开 2006-80597 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2007-14441 号公报
然而， 在上述现有例中存在以下的课题。
在专利文献 1、 专利文献 2 中， 没有在考虑图像区域的形状、 玻璃盖片的大小等的 基础上对光圈开口区域进行具体条件的研讨， 因此， 当实际为了防止杂光在摄像元件附近 设有遮光构件时， 不能明确地知道在怎样的范围内设有遮光区域。当不考虑各种条件且不 将遮光区域设为适当形状时， 该遮光区域不能充分地发挥杂光防止效果， 因此考虑各种条 件是非常重要的。
此外， 在利用遮光区域遮挡摄像元件的图像区域与图像区域以外的区域之间的交 界部时， 难以进行用于使光学系统光轴和摄像元件的图像区域的芯对合的对心作业， 精度 也变差， 但是在专利文献 1、 专利文献 2 中对于该点没有进行任何研讨。
此外， 在利用 UV 粘接剂粘接设有遮光区域的光学构件和摄像元件的玻璃盖板的 情况下， 也产生了当遮光区域扩大到超出需要的范围时透过区域变窄因此不能获得充分的 粘接效果的问题。
发明内容 本发明鉴于以上情况， 目的在于提供一种摄像装置， 该摄像装置能够有效地防止 杂光， 并且提高光学构件和摄像元件的图像区域间的对心精度和作业效率， 此外在将 UV 照 射固化型粘接剂用于光学构件和玻璃盖片的粘接的情况下， 可以将遮光区域控制在必要的 最小限度内而可靠地进行粘接。
为了达到上述课题， 本发明的摄像装置是在摄像元件的玻璃盖片和与上述玻璃盖 片相邻配置的光学构件之间具有遮光区域的摄像装置， 其特征在于， 上述遮光区域满足下 述的条件式 (1) 及条件式 (2)，
0.3 ≤ a/IH ≤ 1.5 …… (1)
a1 ≤ a ≤ a2′ …… (2)
其中，
a1 ＝ IH-Dtanθ1， a2′是下述 a2、 a3、 a4 中的最小值。
a2 ＝ 2b-IH-Dtanθ2
a3 ＝ b-(D/2)×tanθ3
a4 ＝ b-X。
此外， a 是从上述摄像元件的光轴到遮光区域的距离， IH 是在从上述摄像元件的 光轴到上述遮光区域的距离为 a 的情况下从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定方 向上的最大像高， D 是上述玻璃盖片的厚度， θ1 是直接入射到上述摄像元件的上述最大 像高位置的光线中的、 在上述遮光区域的位置上具有最大光线高度的光线与光轴形成的角 度， b 是在从上述摄像元件的光轴到上述遮光区域的距离为 a 的情况下从该摄像元件的光 轴朝向该遮光区域的规定方向上的从上述玻璃盖片的中心轴线到玻璃盖片的侧面的距离， θ 2 是在上述玻璃盖片侧面处反射而直接入射到上述最大像高位置的光线中的、 在上述遮 光区域的位置中具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度， θ3 是在从上述摄像元件的 光轴到上述遮光区域的距离为 a 的情况下在从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定 方向上入射到上述玻璃盖片的侧面的中央部分的光线中的、 在上述遮光区域的位置中具有 最大光线高度的光线与光轴形成的角度， X 是在从上述摄像元件的光轴到上述遮光区域的 距离为 a 的情况下从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定方向上的上述玻璃盖片的 物体侧面的毛边的高度。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选上述遮光区域构成为， 能够从物体侧确认到一 处以上的上述摄像元件的图像区域和图像区域以外的区域之间的交界部。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选上述遮光区域构成为， 能够确认到上述交界部 中的一处以上的角部。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选上述遮光区域构成为， 能够确认到上述交界部 中的相邻二个边以上的边部。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选上述遮光区域构成为， 在上述光学构件的边缘 部侧具有透过区域。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选上述遮光区域的外径大于上述玻璃盖片的外 径。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选利用蒸镀或者印刷在上述光学构件上形成上 述遮光区域。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选用 UV 粘接剂粘接上述光学构件和上述玻璃盖 片。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选在上述遮光区域的表面上形成有一层以上的 用于降低该遮光区域的表面反射率的金属膜。
此外， 在本发明的摄像装置中， 优选在上述遮光区域以外的透过区域中也形成有 用于降低上述表面反射率的金属膜。
若采用本发明的摄像装置， 则能够有效地防止杂光， 并且能够提高光学构件和摄 像元件的图像区域的对心精度和作业效率， 此外， 能够使遮光区域处于必要最小限度地利 用 UV 粘接剂可靠地粘接光学构件和玻璃盖片。附图说明 图 1 是本发明的摄像装置的实施例 1 的俯视图。
图 2 是用于对于实施例 1 的摄像装置说明条件式 (1) 及条件式 (2) 的侧视图。
图 3 是本发明的摄像装置的实施例 2 的俯视图。
图 4 是本发明的摄像装置的实施例 3 的俯视图。
图 5 是本发明的摄像装置的实施例 4 的俯视图。
图 6 是本发明的摄像装置的实施例 5 的俯视图。
图 7 是表示本发明的摄像装置的实施例 5 的变形例的俯视图。
图 8 是用于说明实施例 5 的摄像装置的遮光区域外径和玻璃盖片外径的关系的侧 视图， 图 8 的 (A) 是表示满足权利要求 8 的技术特征的情况的图， 图 8 的 (B) 是表示不满足 权利要求 8 的技术特征的情况的图。
图 9 是本发明的摄像装置的实施例 6 的侧视图。
图 10 是表示作为本发明的实施例 7 的、 在本发明的摄像装置的光学构件的透过区 域中设有反射防止涂层的方法的说明图。
图 11 是表示在以往的光学构件的透过区域中设有反射防止涂层的方法的说明 图。
具体实施方式 在说明实施例之前， 对本发明的摄像装置的作用效果进行说明。
本发明的摄像装置是在摄像元件的玻璃盖片和与玻璃盖片相邻配置的光学构件 之间具有遮光区域的摄像装置， 其特征在于， 遮光区域满足下述的条件式 (1) 及条件式 (2)。
0.3 ≤ a/IH ≤ 1.5 …… (1)
a1 ≤ a ≤ a2′ …… (2)
其中，
a1 ＝ IH-Dtanθ1， a2′是下述 a2、 a3、 a4 中的最小值。
a2 ＝ 2b-IH-Dtanθ2
a3 ＝ b-(D/2)×tanθ3
a4 ＝ b-X
此外， a 是从摄像元件的光轴到遮光区域的距离 ( 遮光区域长度 )， IH 是在从摄像 元件的光轴到遮光区域的距离为 a 的情况下从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定 方向上的最大像高， D 是玻璃盖片的厚度， θ1 是直接入射到摄像元件的最大像高位置的光 线中的、 在遮光区域的位置上具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度， b 是在从摄像元 件的光轴到遮光区域的距离为 a 的情况下从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定方 向上的从玻璃盖片的中心轴线到玻璃盖片的侧面的距离， θ2 是在玻璃盖片侧面处反射而 直接入射到最大像高位置的光线中的、 在遮光区域的位置中具有最大光线高度的光线与光 轴形成的角度， θ3 是在从摄像元件的光轴到遮光区域的距离为 a 的情况下在从该摄像元件 的光轴朝向该遮光区域的规定方向上入射到玻璃盖片的侧面的中央部分的光线中的、 在遮 光区域的位置中具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度， X 是在从摄像元件的光轴到
遮光区域的距离为 a 的情况下从该摄像元件的光轴朝向该遮光区域的规定方向上的玻璃 盖片的物体侧面的毛边 (burr) 的高度。
与摄像元件的图像区域的形状相对应地， 例如如图 1 所示， 利用蒸镀在与设于图 像区域 1 前方的玻璃盖板 2 相邻的光学构件 3 上设有满足条件式 (1) 及条件式 (2) 的遮光 区域 4。利用遮光区域 4 适当地遮断视场外光， 从而防止杂光。
这里， 用图 2 表示条件式 (2) 的 a1 ～ a4。基于条件式 (2) 分别求得纵对边、 横对 边及对角， 从而能够设定必要遮光区域的形状。
当遮光区域长度 a 小于 a1 时， 从物体侧入射的、 通过光学构件的透过区域而进入 到摄像元件的图像区域的光线被遮光区域遮挡， 从而减少了进入到受光部的光而使受光部 变暗。此外， 当遮光区域长度 a 大于 a2′时， 从物体侧入射的、 通过光学构件的透过区域的 光在玻璃盖片侧面处反射而进入到图像区域， 从而作为杂光出现在该图像区域中。
此外， 优选代替条件式 (1) 而使上述遮光区域 4 满足以下的条件式 (1′ )。
0.85 ≤ a/IH ≤ 1.2 …… (1′ )
此外， 更优选该遮光区域 4 满足以下的条件式 (1″ )。
0.9 ≤ a/IH ≤ 1.1 …… (1″ ) 此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域构成为， 能够从物体侧至少确认一处 以上的摄像元件的图像区域和图像区域以外的区域之间的交界部。
例如， 如图 3 所示， 若去除遮光区域的四个角而能够从物体侧确认到图像区域和 图像区域以外的区域之间的交界部， 则能够提高对心性能。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域构成为， 能够确认到交界部中的一处 以上的角部。
例如， 如图 4 所示， 即使只能确认一处角部， 也能够以该处角部为基准进行对心。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域构成为， 能够确认到交界部中的相邻 两个边以上的边部。
例如， 如图 5 所示， 若能够确认到相邻两个边， 则能够以该两个边为基准进行对 心。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域构成为， 在光学构件的边缘部侧具有 透过区域。
例如， 如图 6、 图 7 所示， 若遮光区域形成为在光学构件的边缘部侧具有透过区域 的形状， 则能够增加 UV 透过区域且提高粘接效果。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域的外径大于玻璃盖片的外径。
如图 8 的 (B) 所示， 在遮光区域的外径小于玻璃盖片的外径的情况下， 不能谋求防 止光通过遮光区域的外侧入射到玻璃盖片而生成杂光的情况。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 遮光区域的遮光膜具有 0.1μm ～ 10μm 的范 围的厚度。只要获得必要的遮光性能即可。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 由对波长区域 350nm ～ 780nm 的透过率为 5％ 以下的遮光膜形成遮光区域。 当使用在较大范围的波长区域中透过率极低的遮光膜时能够 可靠地防止杂光。此外， 根据情况也可以为了进一步提高 UV 粘接效果而使用紫外线透过率 较高的材料。
此外， 优选在本发明的摄像装置中使用对波长区域 350nm ～ 780nm 的透过率为 90％以上的光学构件。利用遮光区域排除不需要的光， 因此能够不排除特定的波长区域地 使用透过率较高的光学构件。
此外， 优选在本发明的摄像装置中利用蒸镀或者印刷在光学构件上形成有遮光区 域。本发明的摄像装置对上述结构的光学构件特别有用。
此外， 优选在本发明的摄像装置中利用 UV 粘接剂粘接光学构件和玻璃盖片。本发 明的摄像装置对上述结构的光学构件特别有用。
此外， 优选在本发明的摄像装置中在遮光区域的表面上形成一层以上的较薄的、 用于降低表面反射率的金属膜。由此， 能够减少在遮光区域处反射的反射光。
此外， 优选在本发明的摄像装置中， 在遮光区域以外的透过区域中也形成用于降 低表面反射率的金属膜。由此， 能够防止来自图像区域反射的反射光在上述透过区域中反 射。 此外， 不区分遮光区域和透过区域而同时形成金属膜， 因此极容易进行金属膜的形成作 业。
以下， 基于附图对本发明的摄像装置的实施例进行说明。
实施例 1 如图 1 及图 2 所示， 在实施例 1 的摄像装置中与摄像元件的图像区域 1 的形状相 对应地在与设于图像区域 1 前方的玻璃盖片 2 相邻的光学构件 3 上利用蒸镀形成有遮光区 域 4。然后， 使用 UV 粘接剂 5 使光学构件 3 的形成有遮光区域 4 一侧的面和玻璃盖片 2 对 心粘接。
在附图所示的例中图像区域 1 是八边形， 光学构件 3 是圆形， 遮光区域 4 的外径与 光学构件 3 的外径相一致， 遮光区域 4 的内径满足条件式 (1) 及条件式 (2) 且形成为与图 像区域 1 的形状相对应的八边形。
为了使图 1 所示的遮光区域长度 a 满足条件式 (1) 及条件式 (2)， 能够通过分别 求得纵对边、 横对边及对角从而设定必要的遮光区域直径。若采用以上述方式构成的实施 例 1 的摄像装置， 则用于防止杂光的遮光区域 4 不遮挡向图像区域 1 进入的正常的光线， 此 外， 不使在玻璃盖片 2 的侧面处反射产生的杂光进入到图像区域 1， 作为结果能够有效地防 止杂光。
以下表示本实施例的数值例。
数值例 1
本数值例是在 a2′＝ a3 的情况下的数值例。
IH ＝ 0.66
b ＝ 0.76
D ＝ 1.00
X ＝ 0.05
θ1 ＝ 0.049rad
θ2 ＝ 0.155rad
θ3 ＝ 0.153rad
a1 ＝ 0.611
a2 ＝ 0.704
a3 ＝ 0.683
a4 ＝ 0.710
a2′＝ a3 ＝ 0.683
amax/IH ＝ 1.035
amin/IH ＝ 0.926
数值例 2
本数值例是在 a2′＝ a4 的情况下的数值例。
IH ＝ 0.42
b ＝ 0.52
D ＝ 0.40
X ＝ 0.05
θ1 ＝ 0.033rad
θ2 ＝ 0.222rad
θ3 ＝ 0.210rad
a1 ＝ 0.407
a2 ＝ 0.530
a3 ＝ 0.477
a4 ＝ 0.470
a2′＝ a4 ＝ 0.470
amax/IH ＝ 1.119
amin/IH ＝ 0.969
数值例 3
本数值例是在 a2′＝ a2 的情况下的数值例。
IH ＝ 0.998
b ＝ 1.098
D ＝ 0.90
X ＝ 0.05
θ1 ＝ 0.072rad
θ2 ＝ 0.225rad
θ3 ＝ 0.221rad
a1 ＝ 0.933
a2 ＝ 0.992
a3 ＝ 0.997
a4 ＝ 1.048
a2′＝ a2 ＝ 0.992
amax/IH ＝ 0.994
amin/IH ＝ 0.935
此外， 遮光区域长度 a 有时也大于光学构件 3 的外周， 因此， 如下述实施例所示， 也 可以不在光学构件 3 的外周部上连续形成有遮光区域 4。 即， 即使在光学构件 3 上具有不存在遮光区域 4 的地方， 也可能满足条件式 (1) 及条件式 (2)。
此外， 在以下的实施例中主要说明遮光区域 4 的形状， 该实施例的摄像装置的结 构与上述实施例 1 相同。此外， 用于决定遮光区域 4 的形状的、 利用条件式 (1) 及条件式 (2) 求得的 a 的值是利用图像区域 1 的形状、 该图像区域 1 的形状之外的各种参数决定的。
实施例 2
如图 3 所示， 在实施例 2 的摄像装置中， 遮光区域 4 形成为与图像区域 1 的形状相 对应地对上述实施例 1 的遮光区域去除四个角而成的形状。上述的遮光区域长度 a 满足条 件式 (1) 及条件式 (2) 即可， 因此， 根据图像区域 1 的形状和玻璃盖片形状在满足条件式 (1) 及条件式 (2) 的 a 大于光学构件 3 的外径的情况下， 对于该 a 大于外径的部分， 在光学 构件上不需要遮光区域。
若采用实施例 2 的摄像装置， 通过去除上述遮光区域 4 的四个角从而能够从物体 侧通过光学构件 3 的透过区域确认到图像区域 1 和图像区域以外的区域之间的交界处， 因 此能够提高对心性能。
实施例 3
如图 4 所示， 在实施例 3 的摄像装置中， 遮光区域 4 形成为与摄像元件的图像区域 1 的角部 11 相对应地被去除一部分而成的形状。因此， 能够通过该被去除部位确认到摄像 元件的图像区域 1 的角部 11。 若采用实施例 3 的摄像装置， 如图所示， 即使一个部位也能够 确认到图像区域 1 的角部 11， 因此能够以该部位为基准进行对心。 实施例 4
如图 5 所示， 在实施例 4 的摄像装置中， 遮光区域 4 形成为以能够通过光学构件 3 的透过区域确认到摄像元件的图像区域 1 的交界部的相邻两个边 12、 13 的一部分的方式被 去除而成的形状。若采用实施例 4 的摄像装置， 如附图所示， 能够确认到相邻的两个边 12、 13， 因此能够基于该两个边进行对心。
实施例 5
如图 6 所示， 在实施例 5 的摄像装置中， 遮光区域 4 形成为与图像区域 1 的形状相 对应地对上述实施例 1 的遮光区域去除了四个角且在光学构件 3 的边缘部 31 侧具有透过 区域的形状。若采用以上述方式构成的实施例 5 的摄像装置， 则能够在用 UV 粘接剂粘接玻 璃盖片 2 和光学构件 3 时增大 UV 透过区域而提高粘接效果。
此外， 如图 7 所示， 作为本实施例的变形例， 在遮光区域 4 的遮光区域长度 a 满足 条件式 (1) 及条件式 (2) 的范围内也可以增大该遮光区域长度 a 而使遮光区域 4 形成曲线 形状。如变形例的摄像装置那样， 若进一步减小遮光区域 4 的形状， 则能够进一步增加 UV 透过区域且进一步提高粘接效果。
此外， 作为粘接剂也可以使用热固化型粘接剂。
此外， 在如本实施例所述地将光学构件 3 的边缘部 31 侧作为透过区域的情况下， 如图 8 的 (A) 所示， 使得遮光区域 4 的外径大于玻璃盖片 2 的外径。假如在遮光区域 4 的 外径小于玻璃盖片 2 的外径的情况下， 如图 8 的 (B) 所示， 不能谋求防止光通过遮光区域 4 的外侧入射到玻璃盖片 2 而产生杂光。
实施例 6
如图 9 所示， 在实施例 6 的摄像装置中表示使用棱镜 3′作为光学构件的例子， 在
利用棱镜 3′作为光学构件以外本实施例的摄像装置能够适用与上述各实施例相同形状的 遮光区域 4。
实施例 7
接下来， 作为本发明的实施例 7， 基于图 10 与用于表示以往的涂层方法的图 11 进 行比较， 并且说明对本发明的摄像装置所使用的光学构件 3 的透过区域涂敷用于降低表面 反射率的金属膜的涂层方法。
以往， 在对于具有遮光区域的光学构件在透过区域上设置反射防止涂层的情况 下， 如图 11 所示， 在正好覆盖遮光区域 4 的形状的工件夹具 6 上组装光学构件 3， 形成有只 用于在透过区域处防止反射的、 降低表面反射率的金属膜的涂层。 在上述方法中， 透过区域 和工件夹具需要严密配合且透过区域形成为复杂的形状， 在零件微小且精度高的情况下， 不易进行涂层用工件夹具的制作、 工件夹具和光学构件的配合， 此外， 不对遮光区域进行反 射防止涂层的设置， 因此， 遮光区域的反射率升高， 根据情况而成为产生杂光的原因。
因此， 在实施例 7 的本发明的摄像装置中， 如图 10 所示， 工件夹具 6 形成为不完全 占满在上述各实施例的摄像装置中的光学构件 3 上形成的遮光区域 4 的形状， 并且同时在 光学构件 3 的透过区域和遮光区域上涂覆有相同的、 用于降低表面反射率的金属薄膜。若 采用上述结构的实施例 7 的摄像装置， 能够不区分遮光区域和透过区域同时形成金属膜， 因此， 极容易进行金属膜的形成作业， 并且降低遮光区域及透过区域的表面反射率， 因此能 够防止自图像区域反射的反射光进行反射。 此外， 在本发明的摄像装置中也可以在玻璃盖片侧设有遮光区域。
此外， 在本发明的摄像装置中也能够适用于由金属薄板构成遮光区域的情况。此 时， 金属薄板的厚度是 10μm ～ 30μm 左右， 也可以独立构成光学构件、 玻璃盖片， 也能够预 先在光学构件上粘接金属薄板。
产业上的可利用性
本发明的摄像装置能够有效地防止杂光， 此外， 谋求提高摄像元件的图像区域和 光学构件的遮光区域的对心精度， 而且， 在使用 UV 照射固化型粘接剂粘接光学构件和玻璃 盖片的情况下， 能够使遮光区域处于必要最小限度而可靠地进行粘接， 因此能够利用本发 明的摄像装置作为各种用途的摄像装置。
附图标记说明
1 图像区域
2 玻璃盖片
3 光学构件
3′ 棱镜
4 遮光区域
5 UV 粘接剂
6 工件夹具
11 角部
12、 13 边部
31 边缘部