JP2010041373A - カメラモジュールおよびステレオカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができるという効果を有するカメラモジュールおよびステレオカメラを提供すること。
【解決手段】本発明に係るカメラモジュール１０は、レンズ１１と、レンズ１１を保持するブラケット１２と、レンズ１１を通過した光を電気信号に変換する撮像素子１３と、撮像素子１３を固定して電気的に接続可能な基板１４と、基板１４と撮像素子１３との間に位置し、基板１４をブラケット１２に固定するプレート１５とを備え、プレート１５が、レンズ１１の光軸に対して撮像素子１３を所望の位置に位置決めするようにしたカメラモジュールであって、基板１４のプレート１５に対する基板１４の固定位置がレンズ１１の光軸上となるよう基板１４に貫通穴１４ａが形成され、プレート１５に固定穴１５ａが形成された構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラモジュールおよびステレオカメラに関する。

従来、レンズと、撮像素子および撮像処理回路を備えた回路基板とを結合して一体構成とし小型化、薄型化を図って、例えば車載カメラや携帯電話等に使用するカメラモジュールが知られている。この種のカメラモジュールとしては、レンズの光軸に対し撮像素子の受光面を精度よく垂直に固定することができるカメラモジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６に示すように、特許文献１に記載の従来の撮像装置３０は、図示しないブラケットと、ブラケットの表面に固定された図示しないレンズと、このレンズを通過した光を電気信号に変換する撮像素子３３と、撮像素子３３を電気的に接続する樹脂製の基板３５と、上面と下面との２つの面を有し、ブラケットに固定される金属製のプレート３４と、ビス３６とを備えている。

プレート３４には、基板３５を取り付けるための２つの基板取り付け用穴３４ａが形成されており、一方、基板３５には、プレート３４を取り付けるための２つのプレート取り付け用穴３５ａが形成されている。そして、基板３５は、２つのビス３６により、２つのプレート取り付け用穴３５ａおよびプレート３４の２つの基板取り付け用穴３４ａを介してプレート３４に固定されるようになっている。

さらに、撮像素子３３の裏面とプレート３４の上面とを重ね合わせることにより、撮像素子３３とプレート３４とは面接触し、この状態で撮像素子３３のリード線を基板３５に設けられた導体部に半田付けすることにより、撮像素子３３と基板３５とが電気的に接続されるとともに、撮像素子３３とプレート３４とが平行状態に維持されるよう基板３５に固定されるようになっている。

このように、従来の撮像装置３０は、基板３５を、２つのビス３６により、２つのプレート取り付け用穴３５ａおよびプレート３４の２つの基板取り付け用穴３４ａを介してプレート３４に固定することにより、撮像素子３３が図示しないレンズやレンズが設けられたブラケットに対して位置決めされる。
特開２００７−２２８４６３号公報

しかしながら、従来のカメラモジュール３０は、基板３５を、２つのビス３６により、２つのプレート取り付け用穴３５ａおよびプレート３４の２つの基板取り付け用穴３４ａを介してプレート３４に固定していたので、金属製のプレート３４および樹脂製の基板３５が、例えば周囲の温度環境により、膨脹または収縮すると、金属製のプレート３４と樹脂製の基板３５との熱膨張率の違いにより、２つのビス３６で固定されていたプレート３４に対する基板３５の取り付け位置がずれることとなる。その結果、基板３５に取り付けられた撮像素子３３の位置が、ブラケットに対してずれることにより、レンズの光軸に対しても撮像素子３３の位置がずれてしまうという課題があった。

ここで、例えばこのような複数のカメラモジュールを搭載したステレオカメラ等にあっては、各カメラモジュールに搭載されたレンズの光軸に対する撮像素子の位置のずれを５ミクロン以内に抑える必要があり、上述のような課題が特に顕著であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができるカメラモジュールおよびステレオカメラを提供することを目的とする。

本発明のカメラモジュールは、レンズと、前記レンズを保持するブラケットと、前記レンズを通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を固定して電気的に接続可能な基板と、前記基板と前記撮像素子との間に位置し、前記基板を前記ブラケットに固定するプレートとを備え、前記プレートが、前記レンズの光軸に対して前記撮像素子の位置を所望の位置に位置決めするようにしたカメラモジュールであって、前記プレートに対する前記基板の固定位置が前記レンズの光軸上となるよう前記基板および前記プレートに固定部が形成された構成を有している。

この構成により、本発明のカメラモジュールは、プレートに対する基板の固定位置が前記レンズの光軸上となるようにしているので、基板の膨張または収縮に起因したプレートに対する基板の位置がずれるのを防止することができるため、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができる。

また、本発明のカメラモジュールは、前記プレートおよび前記基板の少なくとも一方が、前記固定位置を中心として前記プレートに対する前記基板の回転を規制する規制部を有する構成を有している。

この構成により、本発明のカメラモジュールは、プレートおよび基板の少なくとも一方が、固定位置を中心としてプレートに対する基板の回転を規制する規制部を有するので、固定位置を中心としたプレートに対する基板の回転を防止して、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができる。

また、本発明のステレオカメラは、カメラモジュールを備えた構成を有している。

この構成により、本発明のステレオカメラは、プレートに対する基板の固定位置が前記レンズの光軸上となるようにしているので、基板の膨張または収縮に起因したプレートに対する基板の位置がずれるのを防止することができるため、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができる。

本発明は、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができるという効果を有するカメラモジュールおよびステレオカメラを提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるステレオカメラ１の斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態におけるステレオカメラ１は、車両前方の物体を被写体として撮像する一対のカメラモジュール１０と、一対のカメラモジュール１０を所定の位置で保持するカメラステイ２と、カメラの撮像データを処理する撮像処理部３とを備えている。

一対のカメラモジュール１０は、車両前方の対象物を撮像し、撮像した撮像データを撮像処理部３に出力するようになっている。

また、撮像処理部３は、一対のカメラモジュール１０から入力した撮像データを用いて、三角測量の原理に基づき、車両前方の被写体から車両までの距離を算出するようになっている。

図２は、本実施の形態におけるステレオカメラ１に搭載されたカメラモジュール１０を示す斜視図である。また、図３は、本実施の形態におけるステレオカメラ１に搭載されたカメラモジュール１０の概略構造を示す部分断面図である。

まず、カメラモジュール１０の構成について説明する。
図２、３に示すように、本実施の形態のステレオカメラ１に搭載されたカメラモジュール１０は、対象物からの光を集光して後述する撮像素子に結像するレンズ１１と、レンズ１１を保持するブラケット１２と、レンズ１１を通過した光を電気信号に変換する撮像素子１３と、撮像素子１３を固定して電気的に接続可能な基板１４と、基板１４と撮像素子１３との間に位置し、基板１４をブラケット１２に固定するプレート１５とを備えている。

レンズ１１は、ブラケット１２の上面の略中央に予め組み込まれるようになっている。
ブラケット１２は、予め組み込まれたレンズ１１を有し、プレート１５を取り付けるようになっている。すなわち、図３に示すように、ブラケット１２は、取り付けビス１７によってプレート１５を取り付けることによりレンズ１１の光軸１８とプレート１５との垂直度を確保できるよう構成されている。そのため撮像素子１３とプレート１５との平行状態を維持することにより、撮像素子１３の受光面をレンズ１１の光軸１８に対して垂直に精度よく固定することができる。また、ブラケット１２は、例えばアルミニウム合金等の金属等で構成される。

撮像素子１３は、複数のリード線１３ａを有しており、この複数のリード線１３ａを基板１４のリード線穴１４ｂを通して基板１４に設けられた導体部に半田付けすることにより基板１４と電気的に接続されるとともに、基板１４に固定されるようになっている。なお、撮像素子１３と基板１４との間には、プレート１５が介挿さるようになっている。

プレート１５には、厚みを厚くした部分と薄くした部分とが形成されており、この厚みを厚くした部分と薄くした部分との境界が撮像素子１３の外形に対応するように形成されている。さらにプレート１５には、取り付けビス１７によりプレート１５をブラケット１２に取り付けるための一対の取り付け穴１５ｂが形成されている。また、プレート１５は、例えばアルミニウム合金等の金属等で構成され、取り付けビス１７によって取り付け穴１５ｂを介してブラケット１２に取り付けられるようになっている。このようにプレート１５は、ブラケット１２と同じ例えばアルミニウム合金等の金属等で構成されるので、熱膨張率が同じため温度による影響で変形しにくく、またリード線１３ａと基板１４に設けられた導体部との半田付けの際の熱に対する耐熱性も高い。

基板１４には、撮像素子１３の有する複数のリード線１３ａを通す複数のリード線穴１４ｂが形成されている。また、基板１４は、例えば樹脂等で構成されている。

図２および図４に示すように、さらに基板１４には、図２および図４中のＸ方向およびＹ方向の中心に基板１４をプレート１５に固定するための固定部として固定ビス１６を通す貫通穴１４ａが形成されている。さらに、図２から図４までに示すように、固定ビス１６を通す貫通穴１４ａの中心位置は、レンズ１１の光軸１８上に位置するように形成されている。

なお、本実施の形態においては、基板１４の長辺間の中心でかつ短辺間の中心に貫通穴１４ａが形成されているが、前述のように少なくともレンズ１１の光軸１８上に位置するように貫通穴１４ａを基板１４に形成すれば後述する作用効果を得ることができる。

一方、プレート１５には、上述の基板１４と同様、図２および図４中のＸ方向およびＹ方向の中心に固定ビス１６によって基板１４を固定するための固定部として固定穴１５ａが形成されている。すなわち、固定穴１５ａは、プレート１５の基板１４に形成された貫通穴１４ａに対応する位置に形成されている。これにより固定穴１５ａの中心位置は、レンズ１１の光軸１８上に位置するように形成されている。
なお、上述の貫通穴１４ａおよび固定穴１５ａは、本発明における固定部を構成する。

次に、本実施の形態におけるカメラモジュール１０の組み立て方法について説明する。
まず、図２に示すように、撮像素子１３の裏面とプレート１５のレンズ１１側の水平な平面とを面接触するようにセットする。また、基板１４に形成された貫通穴１４ａに固定ビス１６を通し、プレート１５に形成された固定穴１５ａに固定ビス１６を締結することにより、プレート１５と基板１４とを固定する。

次いで、この状態で撮像素子１３のリード線１３ａを基板１４に設けられた導体部に半田付けによって固定することにより、撮像素子１３と基板１４とは電気的に接続される。この際、プレート１５のレンズ１１側の水平な平面を撮像素子１３の裏面に接触させた状態で半田付けがなされる。これにより、撮像素子１３とプレート１５とは平行状態を維持しつつ固定されることとなる。

次いで、取り付けビス１７をプレート１５に形成された取り付け穴１５ｂを介して、予めレンズ１１が組み込まれたブラケット１２に設けられた図示しない取り付け用ビス穴に締め付けることにより、プレート１５をブラケット１２に固定する。これにより、カメラモジュール１０が完成する。

以上のように、本実施の形態におけるステレオカメラ１に搭載されたカメラモジュール１０は、プレート１５に対する基板１４の固定位置がレンズ１１の光軸上で一箇所になるよう基板１４およびプレート１５に固定部としての貫通穴１４ａおよび固定穴１５ａがそれぞれ形成されているので、周囲の温度環境により基板１４が膨脹または収縮しても基板１４の膨脹または収縮は、基板１４の貫通穴１４ａを中心として放射外方または放射内方に向けて生じるため、プレート１５に対する基板１４の位置がずれるのを防止することができる。そのため、レンズ１１の光軸に対して基板１４に固定された撮像素子１３の位置がずれるのを防止することができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュールの部分構成を示した斜視図である。

本実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュールにおいては、第１の実施の形態のステレオカメラ１に搭載されたカメラモジュールのプレートおよび基板にはない規制部としてのピンおよび長穴が形成されているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図２から図４までに示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点のみ詳述する。

図５に示すように、本実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュール２０は、本発明の第１の実施の形態と同様の図示しないレンズ１１と、本発明の第１の実施の形態と同様の図示しないブラケット１２と、レンズ１１を通過した光を電気信号に変換する撮像素子１３と、撮像素子１３を固定して電気的に接続可能な基板２４と、基板２４と撮像素子１３との間に位置し、基板２４をブラケット１２に嵌め込んで固定するプレート２５とを備えている。

プレート２５には、基板２４の固定位置を中心としてプレート２５に対する基板２４の回転を規制する規制部としての一対のピン２５ｃが形成されている。このピン２５ｃは、基板２４が固定されるプレート２５の固定面側において固定穴２５ａを中心としてプレート２５の長手方向（図２および図４中のＸ方向）両側に設けられるとともに、基板２４側に向けて突出した状態で形成されている。

一対のピン２５ｃは、基板２４がプレート２５に固定される際、後述する基板２４の一対の長穴２４ｃに係合されるようになっている。
一方、基板２４には、上述のプレート２５の一対のピン２５ｃに対応する位置に基板２４の長手方向に一対の長穴２４ｃが形成されている。

長穴２４ｃは、基板２４がプレート２５に固定される際、プレート２５の一対のピン２５ｃが係合するようになっている。
なお、上述の一対の長穴２４ｃおよび一対のピン２５ｃは、本発明における規制部を構成する。

以上のように、本実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュール２０は、一対のピン２５ｃが形成されたプレート２５および一対の長穴２４ｃが形成された基板２４を備えているので、基板２４の固定位置を中心としてプレート２５に対する基板２４の回転を規制することができる。

また、本実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュール２０は、プレート２５の一対のピン２５ｃが係合する基板２４の係合部を一対の長穴２４ｃとしたので、基板２４の膨脹または収縮を許容することができる。

なお、本実施の形態においては、プレート２５に一対のピン２５ｃが形成され、基板２４に一対の長穴２４ｃが形成されているが、これに限らず、プレート２５に一対の長穴を形成し、基板２４に一対のピンを形成するものであってもよい。

また、本実施の形態においては、一対のピン２５ｃおよび一対の長穴２４ｃを規制部として設けているが、これに限定されるものではなく、基板２４の固定位置を中心としてプレート２５に対する基板２４の回転を規制することができるものであれば何れの形状または何れの部材でもよい。

以上のように、本発明に係るカメラモジュールおよびステレオカメラは、レンズの光軸に対する撮像素子の位置ずれを防止することができるという効果を有するカメラモジュール、撮像装置およびステレオカメラとして有用である。

本発明に係るカメラモジュールを搭載した第１の実施の形態におけるステレオカメラの斜視図 本発明に係るカメラモジュールの構成を示す斜視図 本発明に係るカメラモジュールの構成を示す断面図 本発明に係るカメラモジュールのプレートおよび基板の固定部を示す図 本発明の第２の実施の形態におけるステレオカメラに搭載されたカメラモジュールの部分構成を示す斜視図 従来のカメラモジュールの概略を示す斜視図

符号の説明

１ ステレオカメラ
２ カメラステイ
３ 撮像処理部
１０ カメラモジュール
１１ レンズ
１２ ブラケット
１３ 撮像素子
１３ａ リード線
１４ 基板
１４ａ 貫通穴（固定部）
１４ｂ リード線穴
１５ プレート
１５ａ 固定穴（固定部）
１５ｂ 取り付け穴
１６ 固定ビス
１７ 取り付けビス
１８ 光軸
２０ カメラモジュール
２４ 基板
２４ａ 貫通穴
２４ｃ 長穴（規制部）
２５ プレート
２５ａ 固定穴（規制部）
２５ｃ ピン

Claims (3)

1. レンズと、
   前記レンズを保持するブラケットと、
   前記レンズを通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子を固定して電気的に接続可能な基板と、
   前記基板と前記撮像素子との間に位置し、前記基板を前記ブラケットに固定するプレートとを備え、前記プレートが、前記レンズの光軸に対して前記撮像素子の位置を所望の位置に位置決めするようにしたカメラモジュールであって、
   前記プレートに対する前記基板の固定位置が前記レンズの光軸上となるよう前記基板および前記プレートに固定部が形成されたことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記プレートおよび前記基板の少なくとも一方が、前記固定位置を中心として前記プレートに対する前記基板の回転を規制する規制部を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 請求項１または２に記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とするステレオカメラ。