专利名称：摄像装置的制作方法
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⑴及条件式⑵，0.3 彡 a/IH 彡 1.5 ......(1)B1 ^ a ^ a2 ‘......(2)其中，
B1 = IH-Dtan θ a2'是下述 ￡i2、a3、￡i4 中的最小值。a2 = 2b-IH_Dtan θ 2a3 = b- (D/2) X tan θ 3ει4 = 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，θ工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，θ 3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。
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⑴及条件式⑵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㈧是表示满足权利要求8的技术特征的情况的图，图8的⑶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。
具体实施例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 ⑵。0. 3 彡 a/IH 彡 1. 5 ......(1)B1 ^ a ^ a2 ‘......(2)其中，B1 = IH-Dtan θ ,, a2'是下述 a2、a3、a4 中的最小值。a2 = 2b-IH-Dtan θ 2a3 = b- (D/2) X tan θ 3a4 = 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，θ工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，θ 2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，θ 3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( 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 。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 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 彡 a/IH 彡 1. 2 ......(I')此外，更优选该遮光区域4满足以下的条件式(1")。0. 9 彡 a/IH 彡 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⑶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. Ιμπι ΙΟμπι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( 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0)，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。数倌例1本数值例是在 ‘=a3的情况下的数值例。IH = 0. 66b = 0. 76D= 1. 00X = 0. 05θ j = 0. 049radθ 2 = 0. 155radθ 3 = 0. 153radB1 = 0. 611a2 = 0. 704
a3 = 0. 683a4 = 0. 710a2' = ει3 = 0.683amax/IH = 1. 035amin/IH = 0. 926数倌例2本数值例是在 ‘=a4的情况下的数值例。IH = 0. 42b = 0. 52D = O. 40X = O. 05θ j = 0. 033radθ 2 = 0. 222radθ 3 = 0. 210radB1 = 0. 407a2 = 0. 530a3 = 0. 477ει4 = 0. 470a2' = a4 = 0. 470afflax/IH = 1.119amin/IH = 0. 969数倌例3本数值例是在 ‘=a2的情况下的数值例。IH = 0. 998b = 1. 098D = 0. 90X = 0. 05θ j = 0. 072radθ 2 = 0. 225radθ 3 = 0. 221radB1 = 0. 933a2 = 0. 992a3 = 0. 997a4 = 1. 048a2' = a2 = 0. 992amax/IH = 0. 994amin/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O)。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O)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O)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O)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㈧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⑶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10 μ m 30 μ m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5UV粘接剂6工件夹具11角部12,13边部31边缘部
权利要求
1.一种摄像装置，该摄像装置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，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 彡 a/IH 彡 1.5 ......(1)B1 ^ a ^ a2 ‘......(2)其中，B1 = IH-Dtan θ a2'是下述 a2、a3、a4 中的最小值， a2 = 2b-IH-Dtan θ 2 a3 = b- (D/2) X tan θ 3 a4 = b~X此外，a是从上述摄像元件的光轴到上述遮光区域的距离，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的情况下在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，θ工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，θ 3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。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，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。
4.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，上述遮光区域构成为，能够确认到上述交界部中的相邻的两个边以上的边部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，其特征在于， 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。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 上述遮光区域的外径大于上述玻璃盖片的外径。
7.根据权利要求1至6任一项所述的摄像装置，其特征在于， 利用蒸镀或者印刷在上述光学构件上形成有上述遮光区域。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，其特征在于， 用UV粘接剂粘接上述光学构件和上述玻璃盖片。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其特征在于，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。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于，在上述遮光区域以外的透过区域上也形成有用于降低上述表面反射率的金属膜。
全文摘要
本发明提供一种摄像装置。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，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)a1＝IH-Dtanθ1，a2′是a2、a3、a4中的最小值(a2＝2b-IH-Dtanθ2、a3＝b-(D/2)×tanθ3，a4＝b-X)，a是遮光区域长度，IH是a的方向上的最大像高，D是玻璃盖片厚度，θ1是在直接入射到摄像元件的最大像高位置的光线中在遮光区域中具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度，b是从玻璃盖片中心轴线到玻璃盖片侧面的a的方向上的距离，θ2是在自玻璃盖片侧面反射且直接入射到摄像元件的最大像高位置的光线中在遮光区域中具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度，θ3是在a的方向上入射到玻璃盖片侧面的中央部分的光线中在遮光区域中具有最大光线高度的光线与光轴形成的角度，X是在a的方向上的玻璃盖片物体侧面的毛边的高度。
文档编号G02B7/02GK102356343SQ20108001222
公开日2012年2月15日 申请日期2010年7月13日 优先权日2009年8月31日
发明者辻善文 申请人:奥林巴斯医疗株式会社