JP2012147203A - センサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】センサモジュール用回路基板をハウジングに少なくとも２箇所の接着剤で固着し、衝撃や振動が加わることによる接着剤の剥離が発生しても位置ずれなく確実に保持できるセンサモジュールを提供しようとするものである。
【解決手段】筒状ハウジングの一方の開口側に集光レンズを、他方の開口側にセンサ素子搭載の回路基板をそれぞれ取り付けたセンサモジュールにおいて、ハウジングにおける回路基板の固着面としてハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、回路基板の外周面との間に、位置調整用の調整隙間を形成し、回路基板が段差部に少なくとも２箇所で接着剤により固着される固着箇所の少なくとも１箇所において、段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面にそれぞれ凹部及び／又は凸部を設けて、調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝を形成し、この接着剤注入溝とこの接着剤注入溝に連続する調整隙間の一部に接着剤を充填して固着してなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュールを備えた携帯型電話機などのように、集光レンズから取り込んだ光をＣＣＤなどの撮像素子に結像させるようにした装置において、撮像素子を搭載したセンサモジュール用回路基板をハウジングに確実に取付けできるようにしたセンサモジュールに関するものである。

この種の撮像装置として、図６に示すようなカメラモジュール１０が知られている（特許文献１）。詳細に説明すると、角筒（又は円筒）状のハウジング１１の一方の開口側には、集光レンズ１４が取り付けられ、他方の開口側には、撮像素子などのセンサ素子１６を搭載した回路基板１８が取り付けられる。前記集光レンズ１４は、アパーチャ１３を介してレンズホルダー１２に取り付けられ、このレンズホルダー１２は、開口端にカバーガラス１５を取り付けてハウジング１１に螺着している。前記回路基板１８には、制御素子１７を介してセンサ素子１６が搭載され、この回路基板１８がハウジング１１の他方の開口端の段差部２１に接着剤２０で固着したものである。１９は、受動素子である。
前記回路基板１８は、ハウジング１１の他方の開口側に形成された段差部２１に接着剤２０で固着されるが、固着に際しては、段差部２１の内側面と回路基板１８の外周との間の調整隙間２２に遊嵌し、センサ素子１６の中心が集光レンズ１４の光軸に確実に一致するように位置調整した後、接着剤２０で固着する。

この接着剤２０による固着には、図８（ｄ）に示すように、ハウジング１１の内側に突条部２５を形成し、この突条部２５の段差部２１に位置決めピン２３を設け、又は（ｅ）に示すように、段差部２１に直接位置決めピン２３を設け、この位置決めピン２３に回路基板１８の位置決め孔を嵌合し、図７（ａ）に示すように、回路基板１８と段差部２１の全周の調整隙間２２に接着剤２０を塗布したり、（ｂ）に示すように、回路基板１８と段差部２１の３辺の調整隙間２２に接着剤２０を塗布したりする方法が取られていた。また、接着剤２０の塗布には、図８（ａ）に示すように、段差部２１の垂直面の調整隙間２２に塗布する方法、（ｂ）に示すように、接着剤２０が調整隙間２２に侵入し易くするために、段差部２１の垂直部分にテーパー部２４を形成して塗布する方法、（ｃ）に示すように、段差部２１の垂直面に２段の段差部２１を形成して塗布する方法などが取られていた。

また、図５に示すような対角線位置を接着剤２０で固着する方法が知られている（特許文献２）。この方法は、ハウジング１１の裏面の開口側に段差部２１を設け、この段差部２１における対角線上の角隅部に円形の突部３１を形成し、回路基板１８側には、前記突部３１に対向する面に隙間をもって円弧状の切り欠き部３０を形成し、前記回路基板１８の位置合わせ後に、突部３１と切り欠き部３０の間を埋めるように接着剤２０を塗布して固着するものである。

特開２００３−１６９２３５号公報 特開２０１０−２５１８４３号公報

図７（ａ）（ｂ）のように、段差部２１に位置決めピン２３を設け、回路基板１８の位置決め孔と嵌合するには、カメラモジュール１０が極めて小さいために、位置決めピン２３や位置決め孔を精密に形成する余分な工程がかかるだけでなく、位置調整には逆に邪魔になるという問題があった。特に、図７（ａ）のように、全周に接着剤２０を塗布する方法では、接着剤２０が硬化すれば、回路基板１８の位置ずれが生ずることはないが、全周囲に接着剤２０を塗布するための作業時間がかかるという問題もあった。

図５に示すように、ハウジング１１の裏面の段差部２１における対角線上の角隅部に突部３１を形成し、回路基板１８側には、前記突部３１に対向する面に切り欠き部３０を形成し、突部３１と切り欠き部３０の間を埋めるように接着剤２０を塗布する方法では、図７の場合と同様に、段差部２１に突部３１を形成するとともに、回路基板１８に切り欠き部３０を形成しなければならず、構造が複雑になる。さらに、突部３１を形成するための段差部２１が内方に食い込んできてそれだけ段差部２１の幅が大きくなり、電子部品の実装面積が小さくなるため、カメラモジュール１０自体の小型化が制限されるという問題があった。

そこで、位置決めピン２３や突部３１等のような複雑な構成とすることなく、少なくとも２箇所だけで固着しようとする方法を採用すれば、作業工程が大幅に改善される。しかし、衝撃や振動が加わることにより段差部２１側と回路基板１８側のいずれかに接着剤２０の剥離が生ずると、位置調整された回路基板１８とハウジング１１との間に位置ずれが発生するという問題があった。
本発明は、撮像素子等のセンサ素子を搭載したセンサモジュール用回路基板をハウジングに少なくとも２箇所に塗布した接着剤だけで固着し、塗布時点の接着剤の粘度に関わらず、たとえ、衝撃あるいは振動が加わることによる接着剤の剥離が発生しても位置ずれなく確実に保持できるようにしたセンサモジュールを提供しようとするものである。

本発明によるセンサモジュールは、筒状のハウジングの一方の開口側に集光レンズを取り付け、前記ハウジングの他方の開口側にセンサ素子搭載のセンサモジュール用回路基板を接着剤により固着するようにしたセンサモジュールにおいて、前記ハウジングにおける回路基板の固着面として前記ハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との間に、この回路基板の位置調整用の調整隙間を形成し、前記回路基板が前記段差部に少なくとも２箇所で接着剤により固着される固着箇所の少なくとも１箇所において、前記調整隙間における前記段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部及び／又は凸部を設けて、前記調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝を形成し、この接着剤注入溝に接着剤を充填して固着してなることを特徴とする。

接着剤は、接着剤注入溝のみならず、この接着剤注入溝に連続する調整隙間の一部にも充填して固着するようにしたことを特徴とする。

接着剤注入溝は、調整隙間より幅広となるように、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部を設けて形成したことを特徴とする。

接着剤注入溝は、調整隙間を屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くのいずれか一方に凹部を設け、他方に突部を設けて形成したことを特徴とする。

接着剤注入溝は、調整隙間をジグザグに屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面のそれぞれに凹部と凸部を複数個ずつ設けて形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、筒状のハウジングの一方の開口側に集光レンズを取り付け、前記ハウジングの他方の開口側にセンサ素子搭載のセンサモジュール用回路基板を接着剤により固着するようにしたセンサモジュールにおいて、前記ハウジングにおける回路基板の固着面として前記ハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との間に、この回路基板の位置調整用の調整隙間を形成し、前記回路基板が前記段差部に少なくとも２箇所で接着剤により固着される固着箇所の少なくとも１箇所において、前記調整隙間における前記段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部及び／又は凸部を設けて、前記調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝を形成し、この接着剤注入溝に接着剤を充填して固着したので、接着剤注入溝を形成した箇所の接着剤は硬化すると楔を差し込んだような結合状態となり、たとえ衝撃や振動が加わることによりハウジング側と回路基板側の接着剤の剥離が発生しても、確実にハウジングと回路基板との間の位置関係を適正な状態に保持することができる。また、接着剤の塗布箇所が２箇所で済むので作業効率を大幅に向上することができる。
また、調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝の箇所に接着剤を充填するようにしたことで、塗布する際の接着剤の粘度が低めであれば、溝幅の狭いところに適正量の接着剤が充填され、逆に、接着剤の粘度が高めであれば、溝幅の広いところに適正量の接着剤が充填されるため、接着剤の粘度に依存せず、確実な固着状態を得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、接着剤注入溝とこの接着剤注入溝に連続する調整隙間の一部に接着剤を充填して固着するようにしたので、接着剤は、幅の変化した調整隙間と接着剤注入溝に注入されて剥離が生じにくくなるとともに、たとえ剥離が生じても回路基板の位置ずれが生ずることがなく、確実に保持することができる。

請求項３記載の発明によれば、接着剤注入溝は、調整隙間より幅広となるように、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部を設けて形成したので、粘度の高い接着剤を確実に注入することができる。

請求項４記載の発明によれば、接着剤注入溝は、接着剤注入溝は、調整隙間を屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くのいずれか一方に凹部を設け、他方に突部を設けて形成したので、硬化後の接着剤の接着面積をより大きくとることができる。

請求項５記載の発明によれば、接着剤注入溝は、調整隙間をジグザグに屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面のそれぞれに凹部と凸部を複数個ずつ設けて形成したので、硬化後の接着剤の接着面積をさらに大きくとることができ、確実に取付できる。

（ａ）は、本発明によるセンサモジュールの一実施例を示す底面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線の拡大断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、それぞれハウジング１１の段差部２１と回路基板１８の外周面との間の調整隙間２２に形成された接着剤注入溝２６の異なる例を示し、接着剤２０を接着剤注入溝２６とこの接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部まで注入した例を示す底面図である。 （ａ）は、ハウジング１１の一方が垂直壁のない端面２７である例を示す断面図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、接着剤注入溝２６だけに接着剤２０を注入した異なる例を示す底面図である。 ハウジング１１に、２枚の回路基板１８と２９をフラットケーブル２８に接続したものを組み込み、少なくとも回路基板１８側をハウジング１１の段差部２１に、図１ないし図４の実施例により固着した例を示す一部切り欠いた断面図である。 従来の対角線上の角隅部に接着剤２０を塗布して固着する例を示す底面図である。 従来の撮像装置としてのカメラモジュールを示す一部切り欠いた断面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ従来の固着例を示す異なる例を示す底面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、それぞれハウジング１１の段差部２１に回路基板１８の外周面を接着剤２０で固着する異なる例を示す底面図である。

本発明は、筒状のハウジングの一方の開口側に集光レンズを取り付け、前記ハウジングの他方の開口側にセンサ素子搭載のセンサモジュール用回路基板を接着剤により固着するようにしたセンサモジュールにおいて、前記ハウジングにおける回路基板の固着面として前記ハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との間に、この回路基板の位置調整用の調整隙間を形成し、前記回路基板が前記段差部に少なくとも２箇所で接着剤により固着される固着箇所の少なくとも１箇所において、前記調整隙間における前記段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部及び／又は凸部を設けて、前記調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝を形成し、この接着剤注入溝に接着剤を充填して固着する。

接着剤を調整隙間と接着剤注入溝に確実、かつ、容易に注入するために、ハウジングにおける回路基板との固着面として前記ハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、回路基板の外周面との間に、この回路基板の位置調整用の調整隙間を形成し、この調整隙間に臨ませた前記段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との対向する面に接着剤注入溝を形成する。

接着剤は、接着剤注入溝のみならず、この接着剤注入溝に連続する調整隙間の一部にも充填して固着する。

接着剤注入溝は、調整隙間より幅広となるように、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部を設けて形成する。
また、接着剤注入溝は、調整隙間を屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くのいずれか一方に凹部を設け、他方に突部を設けて形成する。
さらに、接着剤注入溝は、調整隙間をジグザグに屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面のそれぞれに凹部と凸部を複数個ずつ設けて形成する。

以下、本発明の実施例１を図面に基づき説明する。
図１（ａ）は、本発明によるセンサモジュールの底面図を示し、（ｂ）は、Ａ−Ａ線断面図を示している。カメラモジュール１０の内部構造は、従来の図６と略同様であり、図面の符号は、従来例と同一部分については、同一のものを使用する。
図１において、カメラモジュール１０のハウジング１１は、角筒状をなし、底面の開口端の内側全周囲に、回路基板１８が嵌め込まれる段差部２１が形成され、この回路基板１８の外周面とハウジング１１の段差部２１の垂直面との間には、回路基板１８の位置調整のための調整隙間２２が形成されている。この調整隙間２２における少なくとも２箇所に接着剤２０が塗布されてハウジング１１に回路基板１８が固着される。

前記接着剤２０の塗布される段差部２１の位置が直線的な部分である場合、少なくとも１箇所には、回路基板１８の外周面とハウジング１１の段差部２１の垂直面の両面に凹部２６ａ及び／又は凸部２６ｂが形成されて前記調整隙間２２の幅に変化を与える接着剤注入溝２６が構成される。具体的には、図１（ａ）（ｂ）では、図中左側が回路基板１８の外周面に、４角形の凹部２６ａを形成し、また、ハウジング１１の段差部２１の対向する垂直面にも４角形の凹部２６ａを形成し、これらの凹部２６ａによって前記調整隙間２２の幅に変化を与える接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
また、図１（ａ）（ｂ）の図中右側では、ハウジング１１の段差部２１の垂直面に４角形の凹部２６ａを形成し、対向する回路基板１８の外周面に４角形の凸部２６ｂを形成し、これらの凹部２６ａと凸部２６ｂによって前記調整隙間２２の幅に変化を与える接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。

このようにして接着剤２０を注入し固着すると、ハウジング１１と回路基板１８のいずれか一方、又は、両方で接着剤２０の剥離が生ずることがあっても、硬化した接着剤２０が接着剤注入溝２６の存在により楔の働きをなし、ハウジング１１に対する回路基板１８の位置ずれを確実に防止できる。
なお、図１の例では、左右２箇所に接着剤注入溝２６を形成したが、少なくとも２箇所に接着剤２０を充填する場合において、いずれか１箇所だけに接着剤注入溝２６を形成してもよい。また、接着剤２０の充填個所は、３箇所以上であってもよく、そのうちの少なくとも１箇所に接着剤注入溝２６を形成すればよい。
なお、接着剤２０は、未硬化時には粘度が低く、紫外線を照射すると短時間（約１０秒）で硬化する紫外線硬化接着剤が用いられる。しかし、これに限られるものではない。

図２は、接着剤注入溝２６の異なる例を示している。
（ａ）は、ハウジング１１の段差部２１の垂直面に半円形の凹部２６ａを形成し、対向する回路基板１８の外周面に半円形の凹部２６ａを形成し、これらの凹部２６ａによって前記調整隙間２２の幅に変化を与える接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｂ）は、ハウジング１１の段差部２１の垂直面に半円形の凹部２６ａを形成し、対向する回路基板１８の外周面に半円形の凸部２６ｂを形成し、これらの凹部２６ａと凸部２６ｂによって前記調整隙間２２の幅に変化を与える接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｃ）は、回路基板１８の外周面とハウジング１１の段差部２１の垂直面にそれぞれ凹部２６ａと２６ａ、凸部２６ｂと２６ｂが互いに相対するように形成して鋸歯形の接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｄ）は、回路基板１８の外周面とハウジング１１の段差部２１の垂直面にそれぞれ凹部２６ａと凸部２６ｂ、凸部２６ｂと凹部２６ａ互いに相対してジグザグの接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｅ）は、ハウジング１１の段差部２１の垂直面に４角形の凹部２６ａを形成し、対向する回路基板１８の外周面に、ハウジング１１の凹部２６ａからやや位置をずらして４角形の凹部２６ａを形成して接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｆ）は、ハウジング１１の段差部２１の垂直面に半円形の凹部２６ａを形成し、対向する回路基板１８の外周面に、ハウジング１１の凹部２６ａからやや位置をずらして半円形の凹部２６ａを形成して接着剤注入溝２６を構成し、この接着剤注入溝２６と、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部の箇所に接着剤２０を充填した例を示している。

図３（ａ）は、一方の固着部分には、前記実施例と同様に、回路基板１８の外周面とハウジング１１の段差部２１の垂直面にそれぞれ接着剤注入溝２６を形成して接着剤２０を充填しているが、他方の固着部分には、ハウジング１１に垂直面を有せず、ハウジング１１の端面２７に接着剤注入溝２６を形成し、この接着剤注入溝２６を含む箇所に接着剤２０を充填した例を示している。
（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、接着剤注入溝２６だけに接着剤２０を充填し、この接着剤注入溝２６に続く調整隙間２２の一部には接着剤２０を充填しない例を示している。

図４は、ハウジング１１に、２枚の回路基板１８と２９をフラットケーブル２８にて接続したものを組み込んだ例を示すもので、少なくとも回路基板１８側は、ハウジング１１の段差部２１に、図１ないし図３の実施例により固着するものである。

接着剤注入溝２６，凹部２６ａ、凸部２６ｂの形状は、以上の実施例に限定されるものではなく、少なくとも左右２箇所の固着部分のうち、少なくとも１箇所の接着剤２０が楔の働きをするようなものであればよい。

１０…カメラモジュール、１１…ハウジング、１２…レンズホルダー、１３…アパーチャ、１４…集光レンズ、１５…カバーガラス、１６…センサ素子、１７…制御素子、１８…回路基板、１９…受動素子、２０…接着剤、２１…段差部、２２…調整隙間、２３…位置決めピン、２４…テーパー部、２５…突条部、２６…接着剤注入溝、２６ａ…凹部、２６ｂ…凸部、２７…端面、２８…フラットケーブル、２９…回路基板、３０…切り欠き部、３１…突部。

Claims (5)

1. 筒状のハウジングの一方の開口側に集光レンズを取り付け、前記ハウジングの他方の開口側にセンサ素子搭載のセンサモジュール用回路基板を接着剤により固着するようにしたセンサモジュールにおいて、前記ハウジングにおける回路基板の固着面として前記ハウジングの内側に段差部を形成し、この段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との間に、この回路基板の位置調整用の調整隙間を形成し、前記回路基板が前記段差部に少なくとも２箇所で接着剤により固着される固着箇所の少なくとも１箇所において、前記調整隙間における前記段差部の垂直面と、前記回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部及び／又は凸部を設けて、前記調整隙間の幅に変化を与える接着剤注入溝を形成し、この接着剤注入溝に接着剤を充填して固着してなることを特徴とするセンサモジュール。
2. 接着剤注入溝とこの接着剤注入溝に連続する調整隙間の一部に接着剤を充填して固着してなることを特徴とする請求項１記載のセンサモジュール。
3. 接着剤注入溝は、調整隙間より幅広となるように、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くにそれぞれ凹部を設けて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のセンサモジュール。
4. 接着剤注入溝は、調整隙間を屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面近くのいずれか一方に凹部を設け、他方に突部を設けて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のセンサモジュール。
5. 接着剤注入溝は、調整隙間をジグザグに屈曲させるために、前記調整隙間における段差部の垂直面と回路基板の外周面との対向面のそれぞれに凹部と凸部を複数個ずつ設けて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のセンサモジュール。
   

Images