JP2000066089A - 光学センサ及び光学ユニット - Google Patents

光学センサ及び光学ユニット

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JP2000066089A JP11118343A JP11834399A JP2000066089A JP 2000066089 A JP2000066089 A JP 2000066089A JP 11118343 A JP11118343 A JP 11118343A JP 11834399 A JP11834399 A JP 11834399A JP 2000066089 A JP2000066089 A JP 2000066089A
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optical
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサチップの各受光素子をフレキシブルプ
リント配線板上の導電パターンに接続する構成で光学ユ
ニット本体へ直接取り付けることが可能な光学センサ及
び光学ユニットを提供する。 【解決手段】 透明板部材22の一方面側に受光素子が
配設されたセンサチップ21がフレキシブルプリント配
線板23を挾んで固定されてなり、センサチップ21の
受光素子とフレキシブルプリント配線板23上の導電パ
ターンとが接続されて構成されたセンサモジュール20
aと、光学部品を保持しセンサモジュール20aに入射
光を導くレンズホルダ10aに、センサモジュール20
aを取り付け可能な形状を有するセンサホルダ30aと
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサモジュール
を有する光学センサ及びこの光学センサと光学ユニット
本体とからなる光学ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、撮像光の受光を行い、受光光に応
じた電気信号を出力する光学ユニットが知られている。
この光学ユニットでは、CCDやフォトダイオードなど
の複数の受光素子が配設されたセンサチップがパッケー
ジに収納されている。このパッケージの外面には接続端
子が形成され、この接続端子にフレキシブルプリント配
線板を接続して、接続端子が引き出されている。センサ
チップの各受光素子は接続端子に接続され、当該接続端
子及びフレキシブルプリント配線板を介して外部回路と
接続可能となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光学ユニットは、例え
ばAF(オートフォーカス)センサ等に見られるよう
に、通常、外光をセンサチップに導くレンズ、ミラー等
からなる光学部品と組み合わせて使用されるが、従来の
光学ユニットは、センサチップがパッケージに収納され
ているので、パッケージ全体で光学部品との位置合わせ
をして光学部品の光軸を正確にセンサチップの受光面に
垂直になるように調整する必要があり、その位置合わせ
が困難であった。
【0004】また、近年、市場においてカメラの小型化
や薄形化が望まれていることから、カメラ内に配設され
る光学ユニットに対しても一層の小型化が求められてい
るが、従来、パッケージがセンサチップの周囲を囲んで
いるので、容量が大きく、小型化に一定の限界があっ
た。そこで、更なる小型化の方法として、センサチップ
の各受光素子をフレキシブルプリント配線板上の導電パ
ターンに直接接続することにより上記パッケージを省略
する方法が考えられる。
【0005】しかし、パッケージを省略すると、チップ
センサが外部に露出するので、光学部品との取付及び上
述の光軸の位置合わせ調整が極めて困難となる。また、
センサ受光面への不要光の入射を防ぐ機構も必要とな
る。
【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
センサチップの各受光素子をフレキシブルプリント配線
板上の導電パターンに接続する構成で光学ユニット本体
へ直接取り付けることが可能であり、フレキシブルプリ
ント配線板上の導電パターンに接続されてなるセンサチ
ップを遮光するとともに、小型形状を維持しつつもセン
サチップに対する取扱いを容易にするようにした光学セ
ンサを提供することを目的とする。
【0007】また、本発明は、この光学センサに対して
光学部品の位置合わせを精度良く行えるようにした光学
ユニットを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、セン
サチップ上に配設された受光素子とフレキシブルプリン
ト配線板上の導電パターンとが接続されて構成されたセ
ンサモジュールと、光学部品を保持し上記センサモジュ
ールに入射光を導く光学ユニット本体の光出口部に、該
センサモジュールを取り付け可能な形状を有する取付部
材とからなることを特徴とする光学センサとして構成さ
れている。
【0009】この構成によれば、受光素子とフレキシブ
ルプリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成
されたセンサモジュールを、光学ユニット本体の光出口
部に、該センサモジュールを取り付け可能な形状を有す
る取付部材によって直接取り付けることができる。した
がって、従来のパッケージを省略して光学センサのみな
らず、この光学センサを用いた光学ユニットさらにはカ
メラ全体の小型化や薄型化を図ることができる。
【0010】また、請求項2の発明は、透明板部材の一
方面側に受光素子が配設されたセンサチップがフレキシ
ブルプリント配線板を挾んで固定されてなり、上記受光
素子と上記フレキシブルプリント配線板上の導電パター
ンとが接続されて構成されたセンサモジュールと、光学
部品を保持し上記センサモジュールに入射光を導く光学
ユニット本体の光出口部に、該センサモジュールを取り
付け可能な形状を有する取付部材とからなることを特徴
とする光学センサとして構成されている。
【0011】この構成によれば、透明板部材により補強
された受光素子とフレキシブルプリント配線板上の導電
パターンとが接続されて構成されたセンサモジュール
を、光学ユニット本体の光出口部に、該センサモジュー
ルを取り付け可能な形状を有する取付部材によって直接
取り付けることができる。したがって、従来のパッケー
ジを省略して光学センサのみならず、この光学センサを
用いた光学ユニットさらにはカメラ全体の小型化や薄型
化を図ることができる。
【0012】さらに、請求項2記載の光学センサにおい
て、上記取付部材は、上記光学部品の光軸に対し上記セ
ンサチップの受光面が所定の角度となるように上記セン
サモジュールを上記光出口部に取り付け可能であるもの
とすれば(請求項3)、光学部品とセンサチップとの間
の位置合わせ調整が容易となる。なお、所定の角度とし
ては、約90oが好ましい。
【0013】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材は、センサチップを覆うための
カバー部を有し、上記透明板部材に固定されれば(請求
項4)、透明板部材に固定されたセンサ保持部材のカバ
ー部によってセンサチップが覆われているので、センサ
チップが遮光されるとともに保護される。また、取付部
材を把持することにより、センサモジュールの取扱いが
容易になる。
【0014】さらに、請求項4記載の光学センサにおい
て、上記透明板部材は、上記センサチップより大サイズ
であり、上記カバー部は、上記センサチップより大サイ
ズの凹形状で、上記取付部材は、上記カバー部の周囲に
取付部を設け、該取付部が上記透明板部材の一方面に直
接又は上記フレキシブルプリント配線板を介して固定さ
れると(請求項5)、カバー部の凹形状にセンサチップ
が嵌まり込み、取付部が透明板部材の一方面に直接又は
フレキシブルプリント配線板を介して固定されることに
より、少ない部品点数で簡素に光学センサが構成され
る。
【0015】さらに、請求項4又は5記載の光学センサ
と、上記光学ユニット本体とからなり、上記光学ユニッ
ト本体は、上記透明板部材の他方面に当接して上記光学
部品と上記センサチップとの位置合わせを行う位置決め
部と、上記取付部材との間で固定を行う固定部とを備え
れば(請求項6)、位置決め部が透明板部材の他方面に
当接して光学部品とセンサチップとの位置合わせが行わ
れるが、透明板部材の一方面側にフレキシブルプリント
配線板を挾んでセンサチップが固定されるので、光学部
品とセンサチップとの位置関係のばらつきが低減する。
また、位置決め部ではなく固定部によってセンサ保持部
材との間で固定が行われることにより、上記位置関係が
高精度に維持されるので、光学部品の光軸に対し上記セ
ンサチップの受光面が所定の角度となるようにする位置
合わせ調整が容易となる。
【0016】さらに、請求項6記載の光学ユニットにお
いて、上記光学ユニット本体は、上記位置決め部と上記
透明板部材との当接状態で、上記固定部が上記取付部材
に対して微小隙間を有するように形成されると(請求項
7)、光学部品とセンサチップとの位置関係が、位置決
め部と透明板部材との当接のみによって決まるので、上
記位置関係のばらつきが確実に低減され、光学部品の光
軸に対し上記センサチップの受光面が所定の角度となる
ようにする位置合わせ調整がさらに容易となる。
【0017】さらに、請求項6又は7記載の光学ユニッ
トにおいて、上記光学ユニット本体は、上記取付部材に
向けて突設され、外部から上記センサモジュールへの光
の入射を規制する遮光部を備えれば(請求項8)、光学
部品により導かれる入射光のみがセンサチップに入射す
ることとなり、センサチップの受光精度が向上する。
【0018】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材が、上記センサモジュールの透
明板部材の一方側とフレキシブルプリント配線板との間
に介装されれば(請求項9)、受光素子とフレキシブル
プリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成さ
れたセンサモジュールを、光学ユニット本体の光出口部
に、該センサモジュールを取り付け可能な形状を有する
取付部材によって直接取り付けることができるので、光
学センサのみならず、この光学センサを用いた光学ユニ
ットさらにはカメラ全体の一層の小型化や薄型化を図る
ことができる。この場合には、受光素子とフレキシブル
プリント配線板とは取付部材により補強されることとな
る。
【0019】さらに、請求項9記載の光学センサにおい
て、上記透明板部材からセンサチップに入る光を規制す
る窓を設ければ(請求項10)、センサチップには余計
な光が入らなくなり、その受光精度を向上させることが
できる。
【0020】さらに、請求項10記載の光学センサにお
いて、上記取付部材に、上記窓を形成すれば(請求項1
1)、簡単な構成で、センサチップの受光精度を向上さ
せることができる。
【0021】さらに、請求項11記載の光学センサにお
いて、上記窓の大きさは、上記センサチップの受光素子
にのみに光が入るような大きさであることとすれば(請
求項12)、センサチップには余計な光がまったく入ら
なくなり、その受光精度を一層向上させることができ
る。
【0022】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材は、上記透明板部材の周囲に設
けられていることとすれば(請求項13)、光学センサ
のみならず、この光学センサを用いた光学ユニットさら
にはカメラ全体のより一層の小型化や薄型化を図ること
ができる。
【0023】さらに、請求項9乃至13のいずれかに記
載の光学センサと、上記光学ユニット本体とからなり、
上記光学センサは上記取付部材の周囲に取付部を設け、
上記光学ユニット本体は上記取付部と当接して上記光学
部品と上記センサチップとの位置合わせを行うととも
に、上記取付部との間で固定を行う固定部を備えたもの
であることとすれば(請求項14)、簡単な構成で光学
部品の光軸に対してセンサチップの受光面を所定の角度
となるようにする位置合わせ調整が容易となる。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の光学センサ及び光学ユニ
ットのいくつかの実施形態について図面を参照しつつ説
明する。
【0025】(実施形態1)図1は本発明に係る光学ユ
ニットの実施形態1の構成図である。光学ユニット1
は、本実施形態1では例えばカメラに用いられ、外部か
らの光を取り込んでフォーカシングのためのデータを出
力するAF(オートフォーカス)モジュールである。こ
の光学ユニット1は、図1に示すように、レンズホルダ
(光学ユニット本体)10、センサモジュール20、セ
ンサホルダ(取付部材)30で構成されている。
【0026】レンズホルダ10は、中空の枠体形状で、
外光をセンサモジュール20に導く光学部品を保持する
ものである。本実施形態1では、外光の光軸を屈曲させ
てセンサモジュール20に導く構成としているので、光
学部品は、コンデンサレンズ2、ミラー3、絞りマスク
4やセパレータレンズ5で構成されている。ただし、光
学部品の光軸が真直なものであってもよい。コンデンサ
レンズ2は、外光を集光し、ミラー3に導くもので、レ
ンズホルダ10の入射窓にコンデンサレンズ押え6によ
って固定されている。ミラー3は、入射光をセパレータ
レンズ5側に反射するものである。絞りマスク4は入射
光量を規制するものである。セパレータレンズ5は、光
像を2つに分割し、それぞれセンサモジュール20に導
くもので、レンズホルダ10の出射窓(光出口部)に固
定されている。
【0027】センサモジュール20は、レンズホルダ1
0の出射窓から出射される2つの光像の受光を行い、各
受光光に応じた電気信号を出力するもので、本実施形態
1では、センサチップ21、透明板部材22及びフレキ
シブルプリント配線板23からなる。センサチップ21
は、CCD、フォトダイオード等の受光素子が1列に配
列されてなるラインセンサ、あるいは上記受光素子が平
面的に配列されてなるエリアセンサ等である。透明板部
材(以下「ガラス板」という。)22は、ガラスや硬質
合成樹脂などの光を透過する部材で形成され、センサチ
ップ21の受光面を保護するとともに、本実施形態1で
は、センサチップ21及びフレキシブルプリント配線板
23を補強するものである。フレキシブルプリント配線
板23は、センサチップ21を図示しない外部配線に電
気的に接続可能にするものである。
【0028】センサホルダ30は、センサモジュール2
0を保持し、レンズホルダ10に取り付けるためのもの
で、このセンサホルダ30をレンズホルダ10に固定す
ることによって、センサモジュール20が光学部品の光
軸上の所定位置に配置されている。すなわち、光学部品
の光軸に対し、センサチップ21の受光面が垂直(所定
の角度)となる。
【0029】センサモジュール20及びセンサホルダ3
0によって光学センサを構成している。レンズホルダ1
0とセンサホルダ30とは後述するように固定されてい
る。
【0030】以下、図面を参照して各部の構成について
説明する。
【0031】図2はセンサモジュール20の構成図で、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面図、
(c)は(a)のC−C線断面図である。
【0032】センサチップ21は、図2(a)に示すよ
うに、センサチップ21より多少小さいサイズの開口2
3aを有し、図2(b)(c)に示すように、センサチ
ップ21上の各受光素子はフレキシブルプリント配線板
23上の導電パターンに導電性を有するバンプ25によ
って接続されている。
【0033】図3はセンサホルダ30の構成図で、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面図、
(c)は(a)のC−C線断面図である。図4はセンサ
モジュール20をセンサホルダ30に固定した状態を示
す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断
面図、(c)は(a)のC−C線断面図である。
【0034】センサホルダ30は、図4に示すように、
センサモジュール20のガラス板22より大きいサイズ
の長方形の平板部材で、図3(a)に示すように、平面
視長方形の凹形状のカバー部31と、その周囲に設けら
れた取付部32とを備えており、取付部32の図中の上
下に接着用凹部33が形成されている。
【0035】そして、図4(b)に示すように、センサ
チップ21をカバー部31によって覆うようにして取付
部32をガラス板22に当接させた状態で、図4(c)
に示すように、合計2箇所の接着用凹部33に接着剤3
4を注入することによって、ガラス板22がセンサホル
ダ30に接着され、これによってセンサモジュール20
がセンサホルダ30に固定されている。
【0036】なお、図3(a)における取付部32の図
中の左辺部分32aは、図3(b)に示すように、他の
部分に比べて多少低く形成されており、これによって図
4(b)に示すように、フレキシブルプリント配線板2
3の引き出しに支障を来さないようにしている。
【0037】図5はレンズホルダ10の構成図で、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面図、
(c)は(a)のC−C線断面図である。図6はレンズ
ホルダ10とセンサホルダ30とを固定した状態を示す
図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面
図、(c)は(a)のC−C線断面図である。図7は図
6(b)のA矢視図である。なお、図5〜図7におい
て、レンズホルダ10は、説明の便宜上、センサホルダ
30に近い部分のみを示している。
【0038】レンズホルダ10は、図5(a)に示すよ
うに、平面視ほぼ長方形の枠体形状で、図5(b)、
(c)に示すように、枠体の先端部11が開口を囲むよ
うに形成されている。この先端部11は、図5(a)
中、左辺及び右辺において、また、図5(b)に示すよ
うに、図中の左右端部を残して所定幅に亘って所定の深
さ寸法dだけ凹状に成形されており、この凹状の部分が
位置決め部12になっている。この位置決め部12は、
レンズホルダ10に保持されているセパレータレンズ5
などの光学部品の保持位置に対して所定の位置に設けら
れている。
【0039】レンズホルダ10とセンサホルダ30との
固定について説明すると、まず、図6(b)、(c)に
示すように、ガラス板22に位置決め部12を当接さ
せ、この状態で、図6(c)に示すように、先端部(固
定部)11とセンサホルダ30とが例えば2箇所で接着
剤13によって固定される。
【0040】このとき、位置決め部12がガラス板22
に当接した状態で、先端部11とセンサホルダ30との
間に微小な隙間を有するように、位置決め部12の面か
ら先端部11の端部までの深さ寸法dが設定されてい
る。この隙間によって、レンズホルダ10とセンサホル
ダ30とが当接する箇所は、位置決め部12とガラス板
22のみとなり、位置決め部12とガラス板22との当
接が確保される。
【0041】なお、先端部11の図5(a)における範
囲Lの部分は、図5(b)に示すように、先端が削られ
て短くされている。これによって、図6(b)、図7に
示すように、センサチップ21に接続されているフレキ
シブルプリント配線板23の引き出しに支障を来さない
ようにしている。
【0042】このように、本実施形態1によれば、セン
サチップ21の受光素子とフレキシブルプリント配線板
23上の導電パターンとが接続されて構成されたセンサ
モジュール20を、レンズホルダ10の出射窓に、セン
サモジュール20を取り付け可能な形状を有するセンサ
ホルダ30によって直接取り付けることができる。した
がって、従来のパッケージを省略して光学センサのみな
らず、この光学センサを用いた光学ユニット1さらには
カメラ全体の小型化や薄型化を図ることができる。ま
た、カバー部31によってセンサチップ21を覆うよう
にしてセンサホルダ30をセンサモジュール20に固定
することによって、センサチップ21を保護するととも
に遮光することができる。また、例えば製造装置が光学
ユニット1を組み立てる際には、センサホルダ30を保
持することによってセンサモジュール20を容易に取扱
うことができ、レンズホルダ10に対する位置合わせの
ための位置調整などを容易に行うことができる。
【0043】また、位置決め部12が板ガラス22に当
接した状態でレンズホルダ10とセンサホルダ30とを
固定するようにしたので、レンズホルダ10内のコンデ
ンサレンズ2などの光学部品とセンサチップ21との位
置関係のばらつきを低減して光学部品の光軸に対してセ
ンサチップ21の受光面を垂直にする位置合わせ調整を
容易に行うことができ、高精度の光学ユニット1を得る
ことができる。また、このレンズホルダ10とセンサホ
ルダ30との固定の際に、位置決め部12と板ガラス2
2のみが当接し、他の箇所が当接しないようにしたの
で、センサチップ21に対する傾斜などがなく、精度良
い位置決めを一層確実に行うことができる。
【0044】また、ガラス板22とレンズホルダ10と
を直接接着することなく、レンズホルダ10とセンサホ
ルダ30とを接着しているので、例えばレンズホルダ1
0が保持する光学部品に不良が生じた場合などに、レン
ズホルダ10とセンサホルダ30との接着部分を取り外
すだけでよく、不良交換時の作業性を向上することがで
きる。また、センサモジュール20に悪影響を与えるこ
となく取り外すことができ、センサモジュール20を再
利用することができる。
【0045】また、レンズホルダ10の先端部(遮光
部)11によってセンサホルダ30に保持されたセンサ
チップ21を囲むようにしたので、外部からの光の入射
を規制し、センサチップ21を遮光することができ、こ
れにより受光素子の受光精度が向上する。
【0046】なお、本発明は、上記実施形態1に限られ
るものではなく、以下の変形形態を採用することができ
る。
【0047】(1)センサホルダ30の形状は、上記実
施形態1に限られず、カバー部を備えていれば、他の形
状でもよい。
【0048】(2)レンズホルダ10の形状は、上記実
施形態1に限られず、位置決め部と遮光機能を有する先
端部を備えていれば、他の形状でもよい。
【0049】(3)レンズホルダ10とセンサホルダ3
0との固定方法は、接着剤による接着に限られない。例
えば、各ホルダ10,30が合成樹脂で成形されている
場合には、その接着部分で融着するようにしてもよい。
【0050】(4)図8は異なる構成のセンサホルダ3
0にセンサモジュール20を固定した状態を示す図で、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面図、
(c)は(a)のC−C線断面図である。
【0051】このセンサホルダ30は、第1の平板部材
40と第2の平板部材50の合計2個の部材から構成さ
れている。
【0052】第1の平板部材40は、図8(b)に示す
ように、ほぼ中央に形成された凹部41と、この凹部4
1の周囲に形成された取付部42とからなるカバー部4
3を備え、図8(c)に示すように、取付部42の左端
部に丸孔44が穿設され、右端部に長丸孔45が穿設さ
れている。凹部41は、センサチップ21より大サイズ
で、ガラス板22より小サイズになっている。
【0053】第2の平板部材50は、図8(b)に示す
ように、ガラス板22より小サイズの開口51を備え、
図8(c)に示すように、左端部及び右端部に、それぞ
れボス52が突設されている。
【0054】そして、第1の平板部材40の凹部41に
センサチップ21が嵌まり込むように取付部42をガラ
ス板22の一方面に当接させ、この状態で第2の平板部
材50をガラス板22の他方面に当接させ、第2の平板
部材50の各ボス52を丸孔44と長丸孔45にそれぞ
れ嵌合させて、第1の平板部材40と第2の平板部材5
0とでガラス板22を挾持し、この状態で、図8(c)
に示すように、各孔44,45から突出したボス52の
先端及びその周囲に接着剤46を塗布することによって
固定する。
【0055】この形態によれば、直接センサモジュール
20に接着剤46が塗布されないので、例えばセンサモ
ジュール20をセンサホルダ30に固定した後で、セン
サモジュール20に不良が発見されたり、センサホルダ
30が破損したときに、ガラス板22などを破損するこ
となく、センサホルダ30からセンサモジュール20を
取り外すことができる。
【0056】なお、レンズホルダ10の位置決め部12
(図5)は、図8(b)において第2の平板部材50の
上面に当接するようにすればよい。この場合でも、第2
の平板部材50の厚さを均一にすることにより、センサ
チップ21とレンズホルダ10が保持する光学部品との
位置関係を高精度に維持することができる。また、レン
ズホルダ10の位置決め部を突出するように構成し、上
記実施形態と同様に直接ガラス板22に当接するように
してもよい。
【0057】ところで、上記実施形態1及びその変形形
態では、センサホルダ30はレンズホルダ10への取付
部材としての機能を有するとともに、センサチップ21
を覆うようにして遮光する機能をも有しているが、セン
サチップ21の裏面には遮光性があるので、センサホル
ダ30は単に取付部材としての機能を有するのみで足り
る。また、これにより、光学センサのみならず、この光
学センサを用いた光学ユニット1、さらにはカメラ全体
のさらなる小型化や薄形化が期待できる。実施形態2は
これらの点に着目してなされたものであり、以下その内
容を説明する。
【0058】(実施形態2)図9は本発明に係る光学ユ
ニットの実施形態2の構成図である。ここでは、説明の
便宜上、上記実施形態1と共通する要素には同一符号を
使用し、その詳細な説明を省略することとした(以下の
図面についても同様である)。この光学ユニット1a
は、本実施形態2についても例えばカメラに用いられ、
外部からの光を取り込んでフォーカシングのためのデー
タを出力するAFモジュールであり、図9に示すよう
に、レンズホルダ(光学ユニット本体)10a、センサ
モジュール20a、センサホルダ(取付部材)30aで
構成されている。
【0059】レンズホルダ10aは、中空の枠体形状
で、外光をセンサモジュール20に導く光学部品を保持
するものである。本実施形態2でも、外光の光軸を屈曲
させてセンサモジュール20に導く構成としているの
で、光学部品は、上記実施形態1と同様にコンデンサレ
ンズ2、ミラー3、絞りマスク4やセパレータレンズ5
で構成されている。ただし、光学部品の光軸が真直なも
のであってもよい。
【0060】センサモジュール20aは、レンズホルダ
10aの出射窓(光出口部)から出射される2つの光像
の受光を行い、各受光光に応じた電気信号を出力するも
ので、本実施形態2でも、センサチップ21、ガラス板
22及びフレキシブルプリント配線板23からなる。な
お、本実施形態2では、ガラス板22は、センサチップ
21の受光面を保護するだけてあり、センサチップ21
及びフレキシブルプリント配線板23の補強は以下のセ
ンサホルダ30aによる点で上記実施形態1とは異な
る。
【0061】センサホルダ30aは、センサモジュール
20aを保持し、レンズホルダ10aに取り付けるため
のもので、本実施形態2でも、このセンサホルダ30a
をレンズホルダ10aに固定することによって、センサ
モジュール20aが光学部品の光軸上の所定位置に配置
されている。すなわち、光学部品の光軸に対し、センサ
チップ21の受光面が垂直(所定の角度)となる。セン
サホルダ30aの材料としては、その強度確保と遮光性
とを考慮して、例えばステンレス鋼製の薄板等が用いら
れる。ただし、同様の機能を有する材料であれば何でも
よい。
【0062】センサモジュール20a及びセンサホルダ
30aによって光学センサを構成している。レンズホル
ダ10aとセンサホルダ30aとは後述するように固定
されている。
【0063】以下、図面を参照して各部の構成について
説明する。
【0064】図10はセンサモジュール20aをセンサ
ホルダ30aに固定した状態を示す図で、(a)は平面
図、(b)は(a)のB−B線断面図、図11はその分
解斜視図ある。
【0065】図10(a)(b)に示すように、フレキ
シブルプリント配線板23は、センサチップ21より多
少小さいサイズの開口23aを有し、センサチップ21
上の各受光素子はフレキシブルプリント配線板23上の
導電パターンに導電性を有するバンプ25によって接続
されている。そして、各バンプ25間には、遮光性のア
ンダフィル樹脂が充填されている。
【0066】センサホルダ30aは、センサモジュール
20のガラス板22より大きいサイズの長方形の平板部
材で、平面視長方形の開口(窓)31aと、その周囲に
設けられた取付部31bとを備えている。
【0067】そして、図11に示すように、センサチッ
プ21の受光面が開口31a側に向くようにして取付部
31bをガラス板22に当接させた状態で、例えば接着
剤によって、ガラス板22がセンサホルダ30aに接着
され、またセンサホルダ30aがフレキシブル基板23
に接着されることによってセンサモジュール20aがセ
ンサホルダ30aに固定されている。これにより、セン
サチップ21及びフレキシブルプリント配線板23が補
強される。
【0068】図12はレンズホルダ10aとセンサホル
ダ30aとを固定した状態を示す図で、(a)は平面
図、(b)は(a)のB−B線断面図である。なお、図
12において、レンズホルダ10aは、説明の便宜上、
センサホルダ30aに近い部分のみを示している。
【0069】レンズホルダ10aは、図12(a)に示
すように、平面視ほぼ長方形の枠体形状で、図12
(b)に示すように、枠体の先端部(固定部)11aが
開口を囲むように形成されている。この先端部11aが
位置決め部にもなっている。このために先端部11a
は、レンズホルダ10aに保持されているセパレータレ
ンズ5などの光学部品の保持位置に対して所定の位置に
設けられている。
【0070】レンズホルダ10aの先端部11aとセン
サホルダ30aの取付部31bとが互いに当接させら
れ、この状態で、例えば接着剤13によって固定され
る。
【0071】このように、本実施形態2によれば、セン
サチップ21の受光素子とフレキシブルプリント配線板
23上の導電パターンとが接続されて構成されたセンサ
モジュール20aを、レンズホルダ10aの出射窓に、
センサモジュール20aを取り付け可能な形状を有する
センサホルダ30aによって直接取り付けることができ
るので、従来のパッケージを省略できる。また、センサ
チップ21の裏面とセンサホルダ30aによって遮光す
ることができるので、上記実施形態1のようなセンサチ
ップ21のカバー部31が不要となり、光学センサのみ
ならず、この光学センサを用いた光学ユニット1aさら
にはカメラ全体の一層の小型化や薄型化を図ることがで
きる。また、例えば製造装置が光学ユニット1aを組み
立てる際には、センサホルダ30aを保持することによ
ってセンサモジュール20aを容易に取扱うことがで
き、レンズホルダ10aに対する位置合わせのための位
置調整などを容易に行うことができる。
【0072】また、先端部11aが取付部31bに当接
した状態でレンズホルダ10aとセンサホルダ30aと
を固定するようにしたので、レンズホルダ10a内のコ
ンデンサレンズ2などの光学部品とセンサチップ21と
の位置関係のばらつきを低減して、光学部品の光軸に対
してセンサチップ21の受光面を垂直にする位置合わせ
調整が容易となり、高精度の光学ユニット1aを得るこ
とができる。また、このレンズホルダ10aとセンサホ
ルダ30aとの固定の際に、先端部11aと取付部31
bのみが当接し、他の箇所が当接しないようにしたの
で、センサチップ21に対する傾斜などがなく、簡単な
構成で精度良い位置決めを確実に行うことができる。
【0073】また、本実施形態2でも、ガラス板22と
レンズホルダ10とを直接接着することなく、レンズホ
ルダ10aとセンサホルダ30aとを接着しているの
で、例えばレンズホルダ10aが保持する光学部品に不
良が生じた場合などに、レンズホルダ10aとセンサホ
ルダ30aとの接着部分を取り外すだけでよく、不良交
換時の作業性を向上することができる。また、センサモ
ジュール20aに悪影響を与えることなく取り外すこと
ができ、センサモジュール20aを再利用することがで
きる。
【0074】また、レンズホルダ10aの先端部11a
に接着されたセンサホルダ30aによってセンサチップ
21の周囲を囲むようにしたので、外部からの光の入射
を規制し、センサチップ21を遮光することができる。
【0075】なお、本発明は、上記実施形態2に限られ
るものではなく、以下の変形形態を採用することができ
る。
【0076】(1)センサホルダ30aの形状は、上記
実施形態2に限られず、開口を備えていれば、他の形状
でもよい。
【0077】(2)レンズホルダ10aの形状は、上記
実施形態2に限られず、位置決め部を有する先端部を備
えていれば、他の形状でもよい。
【0078】(3)レンズホルダ10aとセンサホルダ
30aとの固定方法は、接着剤による接着に限られな
い。例えば、各ホルダ10a,30aが合成樹脂で成形
されている場合には、その接着部分で融着するようにし
てもよい。
【0079】(4)図13は異なる構成のセンサホルダ
30aにセンサモジュール20aを固定した状態を示す
図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線断面
図、である。一般にセンサチップ21の受光素子は、受
光面の全領域に一様に分布しているわけではない。その
ため、光が受光素子のない領域に入ると、センサチップ
21の受光精度に悪影響を与えることがある。そこで、
図13(a)(b)に示すように、センサホルダ30a
の開口31aの大きさを、センサチップ21の受光素子
21aの存在領域をカバーできる程度の大きさとして、
この受光素子21aの存在領域のみに光が入るようにし
た。これにより、受光素子のない領域に余分な光が入る
ことがなくなり、受光精度を向上させることができる。
【0080】(5)図14はさらに異なる構成のセンサ
ホルダ30aにセンサモジュール20aを固定した状態
を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B
線断面図である。上記実施形態2では、センサホルダ3
0aをガラス板22とラップさせているが、両者を同一
平面上に構成すれば、さらに薄型化することができる。
例えば図14(a)(b)に示すように、センサホルダ
30aを、ガラス板22の周囲に接着剤等で固定したも
のである。この他、透明樹脂部材の周辺に遮蔽性のコー
ティング等を施してもよい。このように、センサホルダ
30aをガラス板22の周囲に設けることにより、光学
センサ、光学ユニットさらにはカメラ全体のより一層の
小型化や薄型化を図ることができる。
【0081】(6)上記実施形態2では、センサチップ
21とフレキシブルプリント配線板23の補強はセンサ
ホルダ30aによるため、ガラス板22は省略可能であ
る。その場合には、センサチップ21の受光面保護のた
めには例えば透明のコーティング等を施せばよい。この
ように、ガラス板22を省略することにより、光学セン
サ、この光学センサを用いた光学ユニットさらにはカメ
ラ全体の極限に近い小型化や薄型化を図ることができ
る。
【0082】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明
は、センサチップ上に配設された受光素子とフレキシブ
ルプリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成
されたセンサモジュールと、光学部品を保持し上記セン
サモジュールに入射光を導く光学ユニット本体の光出口
部に、該センサモジュールを取り付け可能な形状を有す
る取付部材とからなることを特徴とする光学センサとし
て構成されている。したがって、受光素子とフレキシブ
ルプリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成
されたセンサモジュールを、光学ユニット本体の光出口
部にセンサモジュールを取り付け可能な形状を有する取
付部材によって直接取り付けることができ、従来のパッ
ケージを省略して光学センサのみならず、この光学セン
サを用いた光学ユニットさらにはカメラ全体の小型化や
薄型化を図ることができる。
【0083】また、請求項2の発明は、透明板部材の一
方面側に受光素子が配設されたセンサチップがフレキシ
ブルプリント配線板を挾んで固定されてなり、上記受光
素子と上記フレキシブルプリント配線板上の導電パター
ンとが接続されて構成されたセンサモジュールと、光学
部品を保持し上記センサモジュールに入射光を導く光学
ユニット本体の光出口部に、該センサモジュールを取り
付け可能な形状を有する取付部材とからなることを特徴
とする光学センサとして構成されているので、透明板部
材により補強された受光素子とフレキシブルプリント配
線板上の導電パターンとが接続されて構成されたセンサ
モジュールを、光学ユニット本体の光出口部に、該セン
サモジュールを取り付け可能な形状を有する取付部材に
よって直接取り付けることができる。したがって、従来
のパッケージを省略して光学センサのみならず、この光
学センサを用いた光学ユニットさらにはカメラ全体の小
型化や薄型化を図ることができる。
【0084】さらに、請求項2記載の光学センサにおい
て、上記取付部材は、上記光学部品の光軸に対し上記セ
ンサチップの受光面が所定の角度となるように、上記セ
ンサモジュールを上記光出口部に取り付け可能であるの
で(請求項3)、光学部品とセンサチップとの間の位置
合わせ調整が容易となる。なお、所定の角度としては、
約90oが好ましい。
【0085】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材は、センサチップを覆うための
カバー部を有し、上記透明板部材に固定されているので
(請求項4)、透明板部材に固定されたセンサ保持部材
のカバー部によってセンサチップが覆われてセンサチッ
プが遮光されるとともに保護される。また、取付部材を
把持することにより、センサモジュールの取扱いが容易
になる。
【0086】さらに、請求項4記載の光学センサにおい
て、上記透明板部材は、上記センサチップより大サイズ
であり、上記カバー部は、上記センサチップより大サイ
ズの凹形状で、上記センサ保持部材は、上記カバー部の
周囲に取付部を設け、該取付部が上記透明板部材の一方
面に直接又は上記フレキシブルプリント配線板を介して
固定されているので(請求項5)、カバー部の凹形状に
センサチップが嵌まり込み、取付部が透明板部材の一方
面に直接又はフレキシブルプリント配線板を介して固定
されることにより、少ない部品点数で簡素に光学センサ
が構成される。
【0087】さらに、請求項4又は5記載の光学センサ
と、上記光学ユニット本体とからなり、上記光学ユニッ
ト本体は、上記透明板部材の他方面に当接して上記光学
部品と上記センサチップとの位置合わせを行う位置決め
部と、上記取付部材との間で固定を行う固定部とを備え
たものであるので(請求項6)、位置決め部が透明板部
材の他方面に当接して光学部品とセンサチップとの位置
合わせが行われるが、透明板部材の一方面側にフレキシ
ブルプリント配線板を挾んでセンサチップが固定される
こととなり、光学部品とセンサチップとの位置関係のば
らつきが低減する。また、位置決め部ではなく固定部に
よってセンサ保持部材との間で固定が行われることによ
り、上記位置関係が高精度に維持されるので、光学部品
の光軸に対し上記センサチップの受光面が所定の角度と
なるようにする位置合わせ調整が容易となる。
【0088】さらに、請求項6記載の光学ユニットにお
いて、上記光学ユニット本体は、上記位置決め部と上記
透明板部材との当接状態で、上記固定部が上記取付部材
に対して微小隙間を有するように形成されているので
(請求項7)、光学部品とセンサチップとの位置関係
が、位置決め部と透明板部材との当接のみによって決ま
る。これにより、上記位置関係のばらつきが確実に低減
され、光学部品の光軸に対し上記センサチップの受光面
が所定の角度となるようにする位置合わせ調整がさらに
容易となる。
【0089】さらに、請求項6又は7記載の光学ユニッ
トにおいて、上記光学ユニット本体は、上記取付部材に
向けて突設され、外部から上記センサモジュールへの光
の入射を規制する遮光部を備えているので(請求項
8)、光学部品により導かれる入射光のみがセンサチッ
プに入射することとなり、センサチップの受光精度が向
上する。
【0090】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材が、上記センサモジュールの透
明板部材の一方側とフレキシブルプリント配線板との間
に介装されるので(請求項9)、受光素子とフレキシブ
ルプリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成
されたセンサモジュールを、光学ユニット本体の光出口
部に、該センサモジュールを取り付け可能な形状を有す
る上記取付部材によって直接取り付けることができ、光
学センサのみならず、この光学センサを用いた光学ユニ
ットさらにはカメラ全体の一層の小型化や薄型化が図れ
る。この場合には、受光素子とフレキシブルプリント配
線板は取付部材により補強される。
【0091】さらに、請求項9記載の光学センサにおい
て、上記透明板部材からセンサチップに入る光を規制す
る窓を設けたので(請求項10)、センサチップには余
計な光が入らなくなり、その受光精度を向上させること
ができる。
【0092】さらに、請求項10記載の光学センサにお
いて、上記取付部材に、上記窓を形成したので(請求項
11)、簡単な構成で、センサチップの受光精度を向上
させることができる。
【0093】さらに、請求項11記載の光学センサにお
いて、上記窓の大きさは、上記センサチップの受光素子
にのみに光が入るような大きさであるので(請求項1
2)、センサチップには余計な光がまったく入らなくな
り、その受光精度を一層向上させることができる。
【0094】さらに、請求項2又は3記載の光学センサ
において、上記取付部材は、上記透明板部材の周囲に設
けられているので(請求項13)、光学センサのみなら
ず、この光学センサを用いた光学ユニットさらにはカメ
ラ全体のより一層の薄型化や小型化が図れる。
【0095】さらに、請求項9乃至13のいずれかに記
載の光学センサと、上記光学ユニット本体とからなり、
上記光学センサは上記取付部材の周囲に取付部を設け、
上記光学ユニット本体は上記取付部と当接して上記光学
部品と上記センサチップとの位置合わせを行うととも
に、上記取付部との間で固定を行う固定部を備えたもの
であることとすれば(請求項14)、簡単な構成で光学
部品の光軸に対してセンサチップの受光面を所定の角度
となるようにする位置合わせ調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光学ユニットの実施形態1の構成
図である。
【図2】センサモジュールの構成図で、(a)は平面
図、(b)は(a)のB−B線断面図、(c)は(a)
のC−C線断面図である。
【図3】センサホルダの構成図で、(a)は平面図、
(b)は(a)のB−B線断面図、(c)は(a)のC
−C線断面図である。
【図4】センサモジュールをセンサホルダに固定した状
態を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−
B線断面図、(c)は(a)のC−C線断面図である。
【図5】レンズホルダの構成図で、(a)は平面図、
(b)は(a)のB−B線断面図、(c)は(a)のC
−C線断面図である。
【図6】レンズホルダとセンサホルダとを固定した状態
を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B
線断面図、(c)は(a)のC−C線断面図である。
【図7】図6(b)のA矢視図である。
【図8】異なる構成のセンサホルダにセンサモジュール
を固定した状態を示す図で、(a)は平面図、(b)は
(a)のB−B線断面図、(c)は(a)のC−C線断
面図である。
【図9】本発明に係る光学ユニットの実施形態2の構成
図である。
【図10】センサモジュールをセンサホルダに固定した
状態を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のB
−B線断面図である。
【図11】図10における分解斜視図である。
【図12】レンズホルダの構成図で、(a)は平面図、
(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図13】異なる構成のセンサホルダにセンサモジュー
ルを固定した状態を示す図で、(a)は平面図、(b)
は(a)のB−B線断面図である。
【図14】さらに異なる構成のセンサホルダにセンサモ
ジュールを固定した状態を示す図で、(a)は平面図、
(b)は(a)のB−B線断面図である。
【符号の説明】
1、1a 光学ユニット 10、10a レンズホルダ(光学ユニット本体) 11、11a 先端部(固定部) 12 位置決め部 20、20a センサモジュール 21 センサチップ 21a 受光素子 22 ガラス板(透明板部材) 23 フレキシブルプリント配線板 30、30a センサホルダ(取付部材) 31 カバー部 31a 開口(窓) 31b 取付部 32 取付部 33 接着用凹部 34 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 岩央 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサチップ上に配設された受光素子と
    フレキシブルプリント配線板上の導電パターンとが接続
    されて構成されたセンサモジュールと、光学部品を保持
    し上記センサモジュールに入射光を導く光学ユニット本
    体の光出口部に、該センサモジュールを取り付け可能な
    形状を有する取付部材とからなることを特徴とする光学
    センサ。
  2. 【請求項2】 透明板部材の一方面側に受光素子が配設
    されたセンサチップがフレキシブルプリント配線板を挾
    んで固定されてなり、上記受光素子と上記フレキシブル
    プリント配線板上の導電パターンとが接続されて構成さ
    れたセンサモジュールと、光学部品を保持し上記センサ
    モジュールに入射光を導く光学ユニット本体の光出口部
    に、該センサモジュールを取り付け可能な形状を有する
    取付部材とからなることを特徴とする光学センサ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の光学センサにおいて、上
    記取付部材は、上記光学部品の光軸に対し上記センサチ
    ップの受光面が所定の角度となるように上記センサモジ
    ュールを上記光出口部に取り付け可能であることを特徴
    とする光学センサ。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の光学センサにおい
    て、上記取付部材は、センサチップを覆うためのカバー
    部を有し、上記透明板部材に固定されていることを特徴
    とする光学センサ。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の光学センサにおいて、上
    記透明板部材は、上記センサチップより大サイズであ
    り、上記カバー部は、上記センサチップより大サイズの
    凹形状で、上記取付部材は、上記カバー部の周囲に取付
    部を設け、該取付部が上記透明板部材の一方面に直接又
    は上記フレキシブルプリント配線板を介して固定されて
    いることを特徴とする光学センサ。
  6. 【請求項6】 請求項4又は5記載の光学センサと、上
    記光学ユニット本体とからなり、上記光学ユニット本体
    は、上記透明板部材の他方面に当接して上記光学部品と
    上記センサチップとの位置合わせを行う位置決め部と、
    上記取付部材との間で固定を行う固定部とを備えたもの
    であることを特徴とする光学ユニット。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の光学ユニットにおいて、
    上記光学ユニット本体は、上記位置決め部と上記透明板
    部材との当接状態で、上記固定部が上記取付部材に対し
    て微小隙間を有するように形成されていることを特徴と
    する光学ユニット。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7記載の光学ユニットにお
    いて、上記光学ユニット本体は、上記取付部材に向けて
    突設され、外部から上記センサモジュールへの光の入射
    を規制する遮光部を備えたことを特徴とする光学ユニッ
    ト。
  9. 【請求項9】 請求項2又は3記載の光学センサにおい
    て、上記取付部材が、上記センサモジュールの透明板部
    材の一方側とフレキシブルプリント配線板との間に介装
    されたことを特徴とする光学センサ。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の光学センサにおいて、
    上記透明板部材からセンサチップに入る光を規制する窓
    を設けたことを特徴とする光学センサ。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の光学センサにおい
    て、上記取付部材に、上記窓を形成したことを特徴とす
    る光学センサ。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の光学センサにおい
    て、上記窓の大きさは、上記センサチップの受光素子に
    のみに光が入るような大きさであることを特徴とする光
    学センサ。
  13. 【請求項13】 請求項2又は3記載の光学センサにお
    いて、上記取付部材は、上記透明板部材の周囲に設けら
    れていることを特徴とする光学センサ。
  14. 【請求項14】 請求項9乃至13のいずれかに記載の
    光学センサと、上記光学ユニット本体とからなり、上記
    光学センサは上記取付部材の周囲に取付部を設け、上記
    光学ユニット本体は上記取付部と当接して上記光学部品
    と上記センサチップとの位置合わせを行うとともに、上
    記取付部との間で固定を行う固定部を備えたものである
    ことを特徴とする光学ユニット。
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