JP2011211379A - 撮像装置 - Google Patents

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【課題】光軸方向における撮像素子の位置ズレを防止することができる撮像装置を提供すること。
【解決手段】本発明のある実施の形態において、撮像装置1は、レンズユニット5が装着される撮像装置本体30と、表面の受光部111がレンズユニット5の光軸方向と直交配置された撮像素子11と、この撮像素子11の裏面に当接配置された板部材17と、撮像装置本体30と板部材17との位置関係を固定する締結具18とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
デジタルカメラ等の電子カメラにおいては、撮像レンズ等の撮像光学系(レンズユニット)の光軸方向において撮像素子を精度良く位置決めするための様々な技術が開示されている。例えば、特許文献1には、撮像素子ユニットを構成する光透過性部材の撮像素子側の面を撮像装置本体のレンズユニット側に向く受け面に突き当てることで撮像素子ユニットを位置決めし、撮像装置本体に組み込むようにしている。
特開2002−218293号公報
しかしながら、撮像装置を構成する部品の中には、例えば撮像素子を実装する配線基板や部品間を接続する接着剤等、温度変化によって膨張または収縮する部品が含まれる場合がある。このため、特許文献1の技術では、製造時において光軸方向における撮像素子の位置を精度良く位置決めしたとしても、実装後の温度変化によって前述のように部品が熱変形してしまうと、光軸方向において撮像素子の位置ズレが生じるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みなされたものであって、光軸方向における撮像素子の位置ズレを防止することができる撮像装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる撮像装置は、撮像光学系が装着される装置本体と、表面の受光部が前記撮像光学系の光軸方向と直交配置された撮像素子と、前記撮像素子の裏面に当接配置された板部材と、前記装置本体と前記板部材との位置関係を固定する締結具と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記撮像素子の前記受光部が露出する開口部を有し、前記撮像素子がフリップチップ実装された配線基板と、前記配線基板の前記撮像素子がフリップチップ実装された面の裏面側で前記装置本体に当接配置された光学ガラスと、を備え、前記配線基板と前記光学ガラスとの間が弾性部材を介して接続されたことを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記弾性部材は、前記光軸方向に弾性変形することを特徴とする。
本発明によれば、表面の受光部が装置本体に装着される撮像光学系の光軸方向と直交配置された撮像素子の裏面に板部材を当接配置し、このように撮像素子の裏面に当接配置された板部材と装置本体との位置関係を締結具によって固定することができる。したがって、撮像素子の光軸方向における位置を裏面が板部材に当接配置された状態で維持することができるので、光軸方向における撮像素子の位置ズレを防止することができる。
図1は、本実施の形態における撮像装置の構成を説明する一部断面図である。
以下、図面を参照して、本発明にかかる撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
(実施の形態)
図1は、本実施の形態における撮像装置1の構成を説明する一部断面図である。図1に示すように、本実施の形態の撮像装置1は、撮像素子11等を備えた撮像ユニット10と、この撮像ユニット10が取り付けられる装置本体としての撮像装置本体30とを備える。この撮像装置1において、撮像装置本体30には、中央の開口33を挟んで撮像ユニット10の反対側に撮像光学系であるレンズユニット5が装着され、図1中に一点鎖線で示すレンズユニット5の光軸方向が撮像素子11の受光部111と直交するように撮像ユニット10とレンズユニット5とが対向配置される。ここで、レンズユニット5は、撮像レンズや絞り、これらを装着する枠体等で構成され、被写体からの光を入射する。
撮像装置本体30は、前面(図1の上側)の段差として形成されたレンズユニットマウント部31を備え、レンズユニット5は、その背面側をレンズユニットマウント部31に当て付けた状態で固定される。また、撮像装置本体30は、背面(図1の下側)の段差として形成された撮像ユニットマウント部32を備え、この撮像ユニットマウント部32の外周側の適所には、撮像装置本体30に撮像ユニット10を固定するための複数のネジ孔341が形成されている。そして、撮像ユニット10は、後述する光学ガラス15の前面を撮像ユニットマウント部32に当て付けた状態で、ネジ孔341に後述するネジ部材である締結具18を締結することで固定される。
このように構成される撮像装置1において、レンズユニット5から入射する被写体像は、撮像装置本体30の開口33を通過して撮像ユニット10に導かれ、光学ガラス15を通過して撮像素子11の受光部111に結像される。
撮像ユニット10は、撮像素子11と、撮像素子11を実装する配線基板としてのプリント配線基板12と、撮像素子11とプリント配線基板12とを電気的に接続する突起電極13と、撮像素子11の表面(図1の上面)側を保護する光学ガラス15と、撮像素子11の裏面(図1の下面)に当接配置された板部材17と、撮像装置本体30と板部材17との位置関係を固定する締結具18とを備える。撮像素子11とプリント配線基板12との間は撮像素子接着剤14によって接着され、プリント配線基板12と光学ガラス15との間は光学ガラス接着剤16によって接着されている。
撮像素子11は、CCDやCMOS等で構成される。この撮像素子11は、その表面に受光部111を備える。また、撮像素子11の表面内には、受光部111を避けた適所においてプリント配線基板12と電気的に接続するための複数の電極パッド(不図示)が形成されている。
受光部111は、マイクロレンズや2次元的に配置される複数の画素等で構成される。この受光部111は、光学ガラス15を介して被写体からの光を受光し、この受光した光を光電変換処理する。撮像素子11は、このように受光部111が光電変換処理した信号をもとに被写体の画像信号を生成する。
プリント配線基板12は、基板面である一方の面(図1の下面)に撮像素子11を配線接続する配線パターン(不図示)が形成された回路基板である。このプリント配線基板12には、撮像素子11の受光部111に対応して設計された開口寸法を有する開口部121が形成されている。ここで、プリント配線基板12には、開口部121と撮像素子11の受光部111とを対向させた態様で撮像素子11がフリップチップ実装される。このように撮像素子11を実装した状態のプリント配線基板12の開口部121は、撮像素子11の受光部111に対する被写体からの光の入射を可能にする。このプリント配線基板12は、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂や金属、セラミックス等の各種材料で形成された硬質性基板、あるいは可撓性基板で構成される。
突起電極13は、例えばワイヤボンディング方式で形成された金(Au)や銅(Cu)等のスタッドバンプ、金(Au)や銀(Ag)、銅(Cu)、インジウム(In)、半田等の金属材料を用いてめっき方式で形成された金属バンプ、前述の金属材料で形成された金属ボール、表面が金属めっき処理された樹脂ボール等で実現される。この突起電極13は、撮像素子11の表面内に形成された前述の電極パッドの各々に接合される。これらの各突起電極13は、撮像素子11とプリント配線基板12とのフリップチップ実装によってプリント配線基板12の配線パターンと接触または接合され、これによって、撮像素子11とプリント配線基板12との電気的な接続が実現される。
撮像素子接着剤14は、撮像素子11とプリント配線基板12との間隙を閉塞し、突起電極13を介した撮像素子11とプリント配線基板12との接続を固定する。この撮像素子接着剤14は、撮像素子11とプリント配線基板12との間に開口部121を避けて配置される。撮像素子接着剤14としては、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の各種接着剤を適宜採用できる。
光学ガラス15は、レンズユニット5を経た被写体からの光を透過させて開口部121に導入し、撮像素子11の受光部111へと導く。この光学ガラス15は、プリント配線基板12の上記した基板面の裏面(図1の上面)側で撮像装置本体30の撮像ユニットマウント部32に当接配置され、プリント配線基板12の開口部121を閉塞する。なお、光学ガラス15は、受光部111への異物の混入を防止し、外力等による破損から受光部111を保護する役割も果たしている。
光学ガラス接着剤16は、プリント配線基板12と光学ガラス15とを固定し、これらの間隙を閉塞するものであり、プリント配線基板12と光学ガラス15との間に開口部121を避けて配置される。この光学ガラス接着剤16は、弾性部材に相当するものであり、弾性を有する接着剤を用いて実現される。具体的には、光学ガラス接着剤16は、例えば熱硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤等の各種接着剤を適宜採用でき、アクリル系、エポキシ系、シリコン系等の各種合成樹脂接着剤を用いることができる。
板部材17は、撮像素子11の裏面の全域を覆うサイズに形成された平板状の部材であり、撮像装置本体30背面のネジ孔341と対向する位置において上下に貫通するネジ孔171を備える。板部材17と撮像素子11の裏面との間は、接着剤等で固定される。
締結具18は、板部材17のネジ孔171および撮像装置本体30背面のネジ孔341に螺合するネジ部材であり、撮像装置本体30背面のネジ孔341に板部材17のネジ孔171を介して締結具18を締め付けることで、撮像素子11の裏面に当接配置された板部材17と撮像装置本体30との位置関係を固定する。この締結具18の長さおよび撮像装置本体30背面のネジ孔341の深さは、レンズユニット5の光軸方向における撮像素子11(詳細には受光部111)の位置によって定まる距離d1と板部材17の厚みとに応じて規定される。なお、板部材17のネジ孔171および撮像装置本体30背面のネジ孔341は、これらの外周部分においてプリント配線基板12と接触しない位置に形成される。ただし、プリント配線基板12のネジ孔171,341と対向する位置に締結具18と干渉しないように貫通孔を形成するスペースが確保できる場合には、この貫通孔に締結具18を挿通させる構成としてもよい。
上記したように、実装後に例えば撮像素子11が発熱する等して温度変化が生じた場合には、撮像装置1を構成する例えばプリント配線基板12や撮像素子接着剤14、光学ガラス接着剤16等の部品が膨張または収縮して熱変形する場合がある。このため、従来の構成では、温度変化が生じると、これらの部材の熱変化によってレンズユニット5の光軸方向に対して撮像素子11の位置ズレが生じる場合があった。
これに対し、本実施の形態では、撮像素子11の裏面に板部材17を当接配置し、このように撮像素子11の裏面に当接配置された板部材17と撮像装置本体30との位置関係を締結具18によって固定することとした。したがって、レンズユニット5の光軸方向における撮像素子11の位置は、裏面が板部材17に当接配置された状態で維持される。
一方で、本実施の形態では、撮像素子11がフリップチップ実装されたプリント配線基板12と、このプリント配線基板12の基板面の裏面側で撮像装置本体30の撮像ユニットマウント部32に当接配置された光学ガラス15との間を、弾性を有する光学ガラス接着剤16によって接着・固定することとした。したがって、前述のように、撮像装置1を構成する例えばプリント配線基板12や撮像素子接着剤14、光学ガラス接着剤16等の部品が熱変形した場合には、光学ガラス接着剤16が光軸方向に膨張または収縮して弾性変形し、プリント配線基板12と光学ガラス15との間の図1中に示す距離d2が変動する。このように、本実施の形態の撮像装置1では、温度変化に起因して部品がレンズユニット5の光軸方向へと変形しようとする力は、光学ガラス接着剤16の弾性変形によって吸収される。
したがって、本実施の形態によれば、裏面に板部材17を当接配置することでレンズユニット5の光軸方向における撮像素子11を位置決めし、位置決めした状態を維持することができる。これによれば、レンズユニット5の光軸方向に対して撮像素子11を精度良く位置決めすることができ、実装後の温度変化によって装置各部を構成する部品が熱変形した場合であっても、レンズユニット5の光軸方向における撮像素子11の位置ズレを防止できる。
なお、本実施の形態の撮像装置1は、例えば一眼レフレックス式デジタルカメラやコンパクト型のデジタルカメラ、撮影機能を有する携帯電話、携帯情報端末等、電子カメラに広く適用が可能である。
以上のように、本発明の撮像装置は、光軸方向における撮像素子の位置ズレを防止するのに適している。
1 撮像装置
10 撮像ユニット
11 撮像素子
111 受光部
12 プリント配線基板
121 開口部
13 突起電極
14 撮像素子接着剤
15 光学ガラス
16 光学ガラス接着剤
17 板部材
171 ネジ孔
18 締結具
30 撮像装置本体
31 レンズユニットマウント部
32 撮像ユニットマウント部
341 ネジ孔
5 レンズユニット

Claims (3)

  1. 撮像光学系が装着される装置本体と、
    表面の受光部が前記撮像光学系の光軸方向と直交配置された撮像素子と、
    前記撮像素子の裏面に当接配置された板部材と、
    前記装置本体と前記板部材との位置関係を固定する締結具と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記撮像素子の前記受光部が露出する開口部を有し、前記撮像素子がフリップチップ実装された配線基板と、
    前記配線基板の前記撮像素子がフリップチップ実装された面の裏面側で前記装置本体に当接配置された光学ガラスと、
    を備え、
    前記配線基板と前記光学ガラスとの間が弾性部材を介して接続されたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記弾性部材は、前記光軸方向に弾性変形することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
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