JP2013078026A - Imaging module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像モジュールに関するものである。 The present invention relates to an imaging module.
撮像素子は、接合材を介してパッケージの内底面に搭載される。このパッケージの外底面が、撮像基板のレンズ側の主面に実装される。 The image sensor is mounted on the inner bottom surface of the package via a bonding material. The outer bottom surface of this package is mounted on the main surface on the lens side of the imaging substrate.
接合材の厚みが不均一になると、撮像素子の受光面が傾いてしまい、この受光面がレンズと平行にならず、画像が不明瞭となる。 If the thickness of the bonding material is not uniform, the light receiving surface of the image sensor is tilted, the light receiving surface is not parallel to the lens, and the image is unclear.
本発明の撮像モジュールは、レンズと、該レンズからの光が結像する撮像素子と、該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、該パッケージが複数の半田を介して接続される撮像基板と、前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、を有する撮像モジュールであって、前記撮像素子の受光面がレンズと平行となるように、前記複数の半田の高さに差を設けることを特徴とするものである。 An imaging module of the present invention includes a lens, an imaging device on which light from the lens forms an image, a package on which the imaging device is mounted on the inner bottom surface, and an imaging substrate to which the package is connected via a plurality of solders And a case for holding the lens and the imaging substrate, wherein a difference in height of the plurality of solders is provided so that a light receiving surface of the imaging element is parallel to the lens. It is a feature.
本発明の撮像モジュールは、レンズと、該レンズからの光が結像する撮像素子と、該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、該パッケージが複数のリード部材を介して接続される撮像基板と、前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、を有する撮像モジュールであって、前記撮像素子の受光面がレンズと平行となるように、前記リード部材の長さに差を設けることを特徴とするものである。 An imaging module of the present invention includes a lens, an imaging element on which light from the lens forms an image, a package on which the imaging element is mounted on the inner bottom surface, and an imaging in which the package is connected via a plurality of lead members. An imaging module having a substrate and a case for holding the lens and the imaging substrate, wherein the lead member has a difference in length so that a light receiving surface of the imaging element is parallel to the lens. It is a feature.
本発明の撮像モジュールは、レンズと、該レンズからの光が結像する撮像素子と、該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、該パッケージが前記レンズ側の一方主面に接続される撮像基板と、前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、を有する撮像モジュールであって、前記パッケージの外底面と前記撮像基板の一方主面とは互いに傾いており、前記撮像素子の下面と前記パッケージの内底面とが成す角は、前記パッケージの外底面と前記撮像基板の一方主面とが成す角と、同一であることを特徴とするものである。 The imaging module of the present invention includes a lens, an imaging element on which light from the lens forms an image, a package on which the imaging element is mounted on the inner bottom surface, and the package connected to one main surface on the lens side. An imaging module having an imaging substrate, and a case for holding the lens and the imaging substrate, wherein an outer bottom surface of the package and one main surface of the imaging substrate are inclined with respect to each other, and a lower surface of the imaging element The angle formed by the inner bottom surface of the package is the same as the angle formed by the outer bottom surface of the package and one main surface of the imaging substrate.
本発明の撮像モジュールによれば、撮像素子の受光面とレンズとが平行となるように、撮像素子の傾きが補正されるので、画像が明瞭となる。 According to the imaging module of the present invention, since the tilt of the imaging device is corrected so that the light receiving surface of the imaging device and the lens are parallel, the image becomes clear.
以下に、本発明の撮像モジュールの実施の形態の一例について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態の撮像モジュール1は、例えば、道路上の白線の撮像あるいは車両の死角を撮像するための車載用のカメラとして構成されており、自動車の走行の制御を行う不図示のECU(エンジン・コントロール・ユニット)により動作が制御される。撮像モジュール1から出力された電気信号は、ECUによって画像信号に変換され、例えば不図示のディスプレイに表示される。 Hereinafter, an exemplary embodiment of an imaging module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an imaging module 1 according to an embodiment of the present invention, which is configured as, for example, an in-vehicle camera for imaging a white line on a road or a blind spot of a vehicle. The operation is controlled by the illustrated ECU (Engine Control Unit). The electrical signal output from the imaging module 1 is converted into an image signal by the ECU and displayed on a display (not shown), for example.
撮像モジュール1は、レンズ群2と、レンズ群2からの光が結像する撮像素子3と、撮像素子3を保持する撮像基板4と、レンズ群2及び撮像基板4を保持するケース5とを備えている。
The imaging module 1 includes a
レンズ群2は、例えば、被写体側(紙面左側)から第1レンズ7、第2レンズ8、第3レンズ9が積層的に配置されて構成されている。各レンズ7〜9は例えばガラスやプラスチックにより構成されている。第1レンズ7は、ケース5のレンズ保持部5aの被写体側の面に当接し、リテーナ11により被写体側から抑止されている。リテーナ11はレンズ保持部5aの側面に例えば接着剤や半田により固定されている。第2レンズ8及び第3レンズ9は、レンズ保持部5aに開口する開口部5bに圧入され、例えば接着剤や半田により固定されている。第2レンズ8及び第3レンズ9は、例えば開口部5bの壁面から突出する不図示の位置決め部に当接して光軸方向の位置が固定されている。なお、レンズ群2の適宜な位置にマスクや絞りを設けてもよいし、第1レンズ7の外周を第2レンズ8等のようにレンズ保持部5aにより固定するようにしてもよい。
The
ケース5は、被写体側に配置される前面側ケース部材21と、その背面側に配置される背面側ケース部材22とを備え、前面側ケース部材21及び背面側ケース部材22により規定される収容空間に、後述する撮像素子3や撮像基板4を収容している。前面側ケース部材21及び背面側ケース部材22は、例えばポリカーボネイト(PC)やポリフタルアミド(PPA)等の樹脂により構成されて軽量化が図られている。
The
前面側ケース部材21は、撮像素子3や撮像基板4の被写体側を覆う前面部21aと、前面部21aに連続し、撮像素子3やメイン基板4の周囲を囲む側面部21bとを備えている。前面部21aは、全体として概ね直方体形状に形成されており、中央側には上述のレンズ保持部5aが設けられている。レンズ保持部5a、前面部21a、側面部21bは射出成形等により一体成形されている。
The front-
前面側ケース部材21の前面部21aの内側には、光軸方向に突出するボス21cが設けられている。ボス21cには、メイン基板4を保持するための支持部材24が固定されている。
A
背面側ケース部材22は、前面側ケース部材21の側面部21bに連続する側面部22aと、撮像基板4の背面側(撮像素子3とは反対側)を覆う背面部22bとを備えている。前面側ケース部材21の側面部21bと背面側ケース部材22の側面部22aとは、例えば接着剤や半田により互いに固定されている。背面部22bには、ケーブルを挿通するための開口部(不図示)が開口する。
The back
図2は、前面側ケース部材21と、撮像基板4との取付構造を示す概略図であり、撮像モジュール1の背面側(図1の紙面右側)から見た斜視図である。支持部材24は、例え
ば、矩形状の撮像基板4の四隅に対応して4つ設けられている。支持部材24は、概ね軸状に形成されており、光軸LLに平行に延びている(図1も参照)。
FIG. 2 is a schematic view showing a mounting structure between the
一方、撮像基板4には、支持部材24が挿通される貫通孔4aが開口している。貫通孔4aは、撮像基板4の縁部を切り欠いた切り欠き部でもあり、図2では、紙面上方の貫通孔4aの切り欠かれた方向と、紙面下方の貫通孔4aの切り欠かれた方向とが互いに直交する方向に設定された場合を例示している。
支持部材24等の寸法は、例えば、貫通孔4aの内径が1.5mm、支持部材24の外径が1.0mmである。
On the other hand, the
Regarding the dimensions of the
撮像基板4は、例えば半田により支持部材24の側面(長手方向に対する側面、光軸LLに平行な面)に対して固定されている。また、半田による固定をより堅固にするために、予めメイン基板4の貫通孔4aの内周面に金属を主成分とした薄膜を形成してメタライズを施しておくことが好ましい。
The
この撮像基板4は、例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたり、エポキシ樹脂にガラスフィラーを添加して形成されたプリント配線基板により構成されている。なお、ガラスクロスやガラスフィラーの添加量は、パッケージ13の熱膨張率と撮像基板4の熱膨張率とが同等になるように設定されることが好ましい。撮像基板4の撮像素子3と反対側の面には、撮像素子3からの電気信号を処理するIC(不図示)や、撮像基板4と不図示のECUとを接続するケーブル(不図示)を接続するためのコネクタ(不図示)等が設けられている。
The
撮像素子3は、例えばCCDやCMOSにより構成されている。
The
パッケージ13は、撮像素子3を収納するキャビティを有する筺体13aと、このキャビティを封止するガラス板13bと、を含む。筺体13aは、例えばアルミナを主成分としたセラミック材料により構成されている。
The
図1に示すように、撮像素子3は、パッケージ13の内底面に、接合材27を介して搭載されている。この接合材27は、撮像素子3の下面とパッケージ13の内底面とが傾くように、厚みが変化している。図1に示す例では、この接合材27は、紙面下側から紙面上側に向かって厚みが大きくなっている。接合材27としては、エポキシ樹脂等の樹脂材料、又は半田等が用いられる。
As shown in FIG. 1, the
このような構成のまま、パッケージ13を通常通りに撮像基板4に実装した場合、接合材27の厚みが均一でないことに起因して、撮像素子3の受光面がレンズ群2と平行でなくなるので、これを抑制するために、下記のような構成を採用する。
When the
図1に示すように、このパッケージ13の外底面は、複数の半田25を介して撮像基板4の一方主面4Aに電気的に接続される。これらの複数の半田25は、撮像素子3の受光面がレンズ群2と平行となるように、高さに差が設けられている。
As shown in FIG. 1, the outer bottom surface of the
また、異なる表現によれば、撮像素子3の下面とパッケージ13の内底面とが成す角は、パッケージの外底面と撮像基板4の一方主面とが成す角と、同一とする。
In other words, the angle formed between the lower surface of the
これらの構成によれば、レンズ群2に対して傾いていた撮像素子3の受光面を、レンズ群2と平行となるように補正することができるので、撮像モジュール1から出力される画像が明瞭となる。
According to these configurations, the light receiving surface of the
ここで、「平行」とは、完全に平行となる関係以外に、0.5°以下の傾きが生じる場合
も含むものとする。この程度の傾きであれば、撮像モジュール1の出力画像の明瞭性に支障は生じない。
Here, the term “parallel” includes not only a completely parallel relationship but also a case where an inclination of 0.5 ° or less occurs. With this degree of inclination, there is no problem in the clarity of the output image of the imaging module 1.
複数の半田25に高さの差を設けるためには、例えば、半田ペーストの供給量に差を設ける方法が挙げられる。例えば、半田ペーストの供給量が少なくなれば、ボール状となっている半田の径は小さくなるので、必然的に半田25の高さが低くなる。逆に半田ペーストの供給量が多くなれば、半田25の高さが高くなる。
In order to provide a difference in height between the plurality of
次に、図3、図4を用いて、パッケージ13の外底面から見た、複数の半田25の高さ(径)の変化を示す。
Next, changes in the height (diameter) of the plurality of
図3(a)に示すように、パッケージ13の内底面に設けられた接合材27は、矢印Aの方向(撮像基板4の辺と平行な方向)に向かって、厚みが大きくなっている。よって、これを補正するために、図3(b)に示す例においては、矢印Aの方向に向かって、半田25の高さが低くなっている。これによって、前述したように撮像素子3の受光面をレンズ2と平行にすることができる。
As shown in FIG. 3A, the thickness of the
また、図4(a)に示すように、パッケージ13の内底面に設けられた接合材27は、矢印Bの方向(撮像基板4の対角線方向)に向かって、厚みが大きくなっている。よって、これを補正するために、図4(b)に示す例においては、矢印Bの方向に向かって、半田25の高さが低くなっている。より詳細には、パッケージ13の外底面を9つのエリア13a〜13lに分けた際に、エリア13g、エリア13d・13h、エリア13a・13e・13i、エリア13b・13f、そしてエリア13cの順に、エリア内の半田25が高くなっている。この1つのエリアには、例えば、4つの半田25が設けられている。
4A, the
図3、図4に示したように、複数の半田25は、パッケージ13の外底面と撮像基板4の一方主面4Aとが傾くように、高さが変化している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the heights of the plurality of
以上では、半田25の供給量によって、高さの差を設ける方法を説明したが、撮像素子3のレンズ群2に対しての傾きが予め予測できている場合には、その傾きに合わせてパッケージ13の外底面の半田パッドの表面積の大きさを予め変えておけばよい。これによって、半田ペーストの供給量が一定であったとしても、半田25の幅が変化することで、必然的に半田25の高さも変化する。例えば、半田25を高くしたい場合には、半田パッドの表面積を小さくすれば、幅方向に小さく、高さ方向に大きい半田25を形成することができる。
In the above, the method of providing the height difference depending on the supply amount of the
以上のカメラモジュール1の組み立て方法について説明する。 A method for assembling the camera module 1 will be described.
まず、前面側ケース部材21に対してレンズ群2を取り付けるとともに、リテーナ11により固定する。これにより、レンズ群2は、前面側ケース部材21に対して光軸方向、光軸周り及び光軸に直交する方向のいずれの方向においても移動不可能となる。
First, the
次に、撮像素子2を、接合材27を介してパッケージ13の内底面に搭載する。接合材27は、図1に示すように、撮像素子3の下面とパッケージ13の内底面とが互いに傾くように、不均一な厚みとしておく。接合材27を予め塗布しておく部位としては、撮像素子2の下面、又は、パッケージ13の内底面のいずれであってもよい。
Next, the
次に、接合材27の厚みの不均一性に起因する、撮像素子3の下面とパッケージ13の内底面との傾きを計測する。
Next, the inclination between the lower surface of the
次に、この傾きを補正し、撮像素子3の受光面とレンズ群2とを平行にするように、量を調整しながら半田ペーストを塗布する。半田ペーストを予め塗布しておく部位としては、パッケージ13の外底面の半田パッド(不図示)、又は、撮像基板4の一方主面4A上の電極パッド(不図示)のいずれであってもよい。半田ペーストの供給は、ディスペンサー等によって行う。
Next, this inclination is corrected, and solder paste is applied while adjusting the amount so that the light receiving surface of the
次に、半田ペーストを熱で硬化させて半田25とし、パッケージ13と撮像基板4とを電気的に接続させる。熱を加えるためには、リフロー等が利用される。
Next, the solder paste is cured by heat to form
次に、パッケージ13が取り付けられた状態の撮像基板4を前面側ケース部材21に対して固定する。具体的には、まず、撮像基板4の貫通孔4aに支持部材24を挿通してメイン基板4の位置決めを行う。この際、ケーブル(不図示)は不図示の検査装置に接続されており、撮像素子3により撮像された画像は検査装置により参照されて評価される。例えば、レンズ群2から所定距離だけ離れた試験用被写体に撮像モジュール1のピントが合っているか否か評価される。なお、撮像素子3により撮像された画像をモニタに表示し、作業者が画像を視認することにより画質を評価してもよい。そして、当該評価に基づいて撮像基板4の位置決めが行われる。位置決めに際しては、撮像基板4のレンズ群2に対する光軸方向の位置、光軸に対する傾き、光軸に直交する方向の位置が調整される。その後、撮像基板4は支持部材24に対して半田により固定される。
Next, the
しかる後に、前面側ケース部材21の側面部21bと背面側ケース部材22の側面部22aとを、例えば接着剤や半田により互いに固定させる。
Thereafter, the
なお、以上の組み立てにおいては、一部又は全部を自動化してもよいし、作業者が手作業により行ってもよい。 In addition, in the above assembly, a part or all may be automated, or an operator may perform it manually.
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更,改良等が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、撮像基板4のケース5への取り付けは、図1に示す例では、支持部材24によって行われていたが、図5に示すように、ねじを用いても良い。図5に示す例において、前面側ケース部材21の前面部21aの内側には、光軸方向に突出するとともに、ねじ穴を有する円筒部材21dが設けられている。この円筒部材21dには、メイン基板4を保持するためのねじ28が固定されている。ねじ28は、撮像基板4の貫通孔4aを貫通しており、ねじ山と円筒部材21dの端部とで、撮像基板4を固定している。
For example, the attachment of the
また、図6に示すように、撮像基板4は、その周縁部が前面側ケース部材21に直接取り付けられていてもよい。図6に示す例においては、前面側ケース部材21の側面部21bが厚くなっており、パッケージ13側に突き出ている。そして、撮像基板4の周縁部は、前面側ケース部材21における、この突き出た部分に取り付けられている。取り付けにおいては、樹脂材料等の接着材が用いられる。
As shown in FIG. 6, the periphery of the
また、図1に示す例では、接合材27の厚みが不均一である場合を示したが、例えば、図7に示す例のように、接合材27の厚みは均一で、かつ、パッケージ13の内底面が傾斜しているような構成であっても良い。このような構成の場合も、通常通り、パッケージ13を撮像基板4に搭載すると、撮像素子3の受光面がレンズ群2と平行でなくなるが、複数の半田25の高さの差によって、両者を平行にすることができる。
Further, in the example shown in FIG. 1, the case where the thickness of the
また、例えば、図8に示すように、パッケージ13からは複数のリード部材26が延出
し、半田等により撮像基板4の一方主面に対して固定されていてもよい。これらの複数のリード部材26は、撮像素子3の受光面がレンズ群2と平行となるように、高さに差が設けられている。このような構成であっても、レンズ群2に対して傾いていた撮像素子3の受光面を、レンズ群2と平行となるように補正することができるので、撮像モジュール1から出力される画像が明瞭となる。
For example, as shown in FIG. 8, a plurality of
1:撮像モジュール
2:レンズ
3:撮像素子
4:撮像基板
5:ケース
13:パッケージ
25:半田
26:リード部材
27:接合材
1: Imaging module 2: Lens 3: Imaging element 4: Imaging substrate 5: Case 13: Package 25: Solder 26: Lead member 27: Bonding material
Claims (7)
該レンズからの光が結像する撮像素子と、
該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、
該パッケージが複数の半田を介して接続される撮像基板と、
前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、
を有する撮像モジュールであって、
前記撮像素子の受光面がレンズと平行となるように、前記複数の半田の高さに差を設けることを特徴とする撮像モジュール。 A lens,
An image sensor on which light from the lens forms an image;
A package in which the image sensor is mounted on the inner bottom surface;
An imaging substrate to which the package is connected via a plurality of solders;
A case for holding the lens and the imaging substrate;
An imaging module comprising:
An imaging module, wherein a difference in height of the plurality of solders is provided so that a light receiving surface of the imaging element is parallel to a lens.
前記接合材は、前記撮像素子の下面と前記パッケージの内底面とが傾くように、厚みが変化していることを特徴とする請求項1に記載の撮像モジュール。 The image sensor is mounted on the inner bottom surface of the package via a bonding material,
2. The imaging module according to claim 1, wherein a thickness of the bonding material is changed so that a lower surface of the imaging element and an inner bottom surface of the package are inclined.
該レンズからの光が結像する撮像素子と、
該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、
該パッケージが複数のリード部材を介して接続される撮像基板と、
前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、
を有する撮像モジュールであって、
前記撮像素子の受光面がレンズと平行となるように、前記リード部材の長さに差を設けることを特徴とする撮像モジュール。 A lens,
An image sensor on which light from the lens forms an image;
A package in which the image sensor is mounted on the inner bottom surface;
An imaging substrate to which the package is connected via a plurality of lead members;
A case for holding the lens and the imaging substrate;
An imaging module comprising:
An imaging module, wherein a difference is provided in the length of the lead member such that a light receiving surface of the imaging element is parallel to the lens.
前記接合材は、前記撮像素子の下面と前記パッケージの内底面とが傾くように、厚みが変化していることを特徴とする請求項3に記載の撮像モジュール。 The image sensor is mounted on the inner bottom surface of the package via a bonding material,
The imaging module according to claim 3, wherein a thickness of the bonding material is changed so that a lower surface of the imaging element and an inner bottom surface of the package are inclined.
該レンズからの光が結像する撮像素子と、
該撮像素子が内底面に搭載されたパッケージと、
該パッケージが前記レンズ側の一方主面に接続される撮像基板と、
前記レンズ及び前記撮像基板を保持するケースと、
を有する撮像モジュールであって、
前記パッケージの外底面と前記撮像基板の一方主面とは互いに傾いており、
前記撮像素子の下面と前記パッケージの内底面とが成す角は、前記パッケージの外底面と前記撮像基板の一方主面とが成す角と、同一であることを特徴とする撮像モジュール。 A lens,
An image sensor on which light from the lens forms an image;
A package in which the image sensor is mounted on the inner bottom surface;
An imaging substrate in which the package is connected to one main surface on the lens side;
A case for holding the lens and the imaging substrate;
An imaging module comprising:
The outer bottom surface of the package and the one main surface of the imaging substrate are inclined to each other,
The angle formed by the lower surface of the image sensor and the inner bottom surface of the package is the same as the angle formed by the outer bottom surface of the package and one main surface of the image pickup substrate.
前記接合材は、前記撮像素子の下面と前記パッケージの内底面とが傾くように、厚みが変化していることを特徴とする請求項5に記載の撮像モジュール。 The image sensor is mounted on the inner bottom surface of the package via a bonding material,
The imaging module according to claim 5, wherein a thickness of the bonding material is changed so that a lower surface of the imaging element and an inner bottom surface of the package are inclined.
前記複数の半田は、前記パッケージの外底面と前記撮像基板の一方主面とが傾くように、高さが変化していることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の撮像モジュール。 The outer bottom surface of the package is connected to one main surface of the imaging substrate via a plurality of solders,
8. The imaging module according to claim 6, wherein the plurality of solders have different heights so that an outer bottom surface of the package and one main surface of the imaging substrate are inclined.
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JP2018061238A (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-12 | 京セラ株式会社 | Image pick-up device mounting board, imaging apparatus and imaging module |
KR20200111530A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | (주)파트론 | Method for manufacturing apparatus of multi camera |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141202 |