JP2015095854A - 撮像装置および産業用撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、より優れたチルト性能および放熱性能を持つ撮像装置および産業用撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置および産業用撮像装置は、平板状の金属板１と、金属板１の一方面上に配設された撮像素子２と、１または複数の光学素子を備え、物体の光学像を撮像素子２の受光面上に結像するレンズユニット４とを備え、レンズユニット４は、金属板１の前記一方面上に配設され、像側端面における前記光学像の光束を透過させる光束透過領域を除く領域のうちの全部または一部で金属板１と直接当接する直接当接領域を持つ。【選択図】図２

Description

本発明は、物体（被写体）の光学像を撮像して画像信号を生成する撮像装置に関する。そして、本発明は、産業用途に好適に利用される産業用撮像装置に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子は、その高性能化や小型化が進展し、これに伴って、このような撮像素子を用いた撮像装置は、いわゆる写真機としてのデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、あるいは、例えば携帯電話機や携帯情報端末等のデジタル機器に搭載されるデジタル機器用カメラだけでなく、様々な産業に利用されている。このような産業用撮像装置は、例えば監視用途に利用される監視用カメラや、また例えば車両等に搭載される車載用カメラ等である。監視用カメラは、街や建物や工場等に設置され、街中や建物内や工場内等の監視（モニタ）に好適に利用される。また、車載用カメラは、例えば車両の走行を支援する走行支援システムや、車両の駐車を支援する駐車支援システム等に好適に利用される。

この撮像装置では、より高画質な画像を形成するために、撮像光学系（レンズ）と撮像素子（イメージセンサ）との間に、より高いチルト性能および位置精度が要求され、そして、撮像素子の駆動に伴って通常生じる熱の放熱性能も要求されている。なお、撮像装置におけるチルト（静チルト）は、撮像素子の光軸に対する撮像光学系の光軸の傾きであり、チルト性能とは、撮像光学系の光軸と撮像素子の光軸との一致度合い（平行度合い）であり、両光軸が一致するほど（平行化するほど）、チルト性能は、高く、両光軸が一致（平行）した場合、チルト性能は、最も高い。

このような撮像装置は、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された固体撮像装置は、レンズと、前記レンズにより取り込まれた光を光電変換するイメージセンサと、前記イメージセンサが固定される平板状の薄型プレートと、前記薄型プレートにおいて前記イメージセンサが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む配線基板とを備え、前記イメージセンサと前記配線基板とは、電気的に接続される。そして、前記レンズは、支持部によって前記配線基板上で支持され（［００３１］段落）、前記イメージセンサは、前記薄型プレートにダイボンディングされる（［００３６］段落）。この特許文献１に開示された固体撮像装置は、薄型化を実現できるだけでなく（［００２３］段落）、前記イメージセンサが前記薄型プレートに固定されることによって、前記イメージセンサの熱を前記イメージセンサの裏面から薄型プレートを介して外部に効率的に放熱できる（［００４３］段落）。

特開２０１２−２３８６８７号公報

ところで、前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、前記レンズは、前記イメージセンサが固定された前記薄型プレートではなく、前記薄型プレートに配置された配線基板上で支持されている。このため、前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、前記レンズは、例えばガラスエポキシ基板等の、一般に面精度の悪い配線基板を介して前記薄型プレートに固定されているため、前記配線基板を介する分だけ、チルト性能が悪化してしまう虞がある。

前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、上述した通り、前記レンズは、支持部によって、例えばガラスエポキシ基板等の、一般に熱伝導の悪い前記配線基板を介して前記薄型プレートに固定されている。このため、前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、前記イメージセンサで生じた熱は、前記薄型プレートのみで放熱され、前記支持部に熱伝導し難く、前記支持部を放熱に充分に利用できない。この結果、前記イメージセンサの温度が上昇してしまう虞があり、前記イメージセンサの温度特性に起因して前記イメージセンサで形成される画像に例えば色ズレ等の劣化が生じてしまう虞がある。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より優れた、チルト性能および放熱性能を持つ撮像装置および産業用撮像装置を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる撮像装置は、金属材料から形成され、平板状の金属板と、前記金属板の一方面上に配設され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記金属板の一方面上に配設され、所定の回路と前記撮像素子との間で電気的な接続を行うための配線を備える配線層と、１または複数の光学素子を備え、光学像を前記撮像素子の受光面上に結像するレンズユニットとを備え、前記レンズユニットは、前記金属板の前記一方面上に配設され、像側端面における前記光学像の光束を透過させる光束透過領域を除く領域のうちの全部または一部で前記金属板と直接当接する直接当接領域を持つことを特徴とする。

このような撮像装置では、前記レンズユニットが前記直接当接領域を持つので、前記レンズユニットは、前記撮像素子が配設された前記金属板に、前記配線層が配設された領域を除く領域で、直接、当接する。金属は、比較的高い面精度でその表面を加工できるため、このような撮像装置は、そのチルト性能がより優れる。そして、このような撮像装置は、前記レンズユニットが前記直接当接領域を持つので、前記撮像素子で生じた熱を効率よく前記レンズユニットへ熱伝導でき、前記レンズユニットからも放熱できる。このため、このような撮像装置は、その放熱性能がより優れたものとなる。さらに、前記レンズユニットは、通常、外部に臨む外面を持つ装置筐体等に当接しているので、前記撮像素子で生じた熱を、前記レンズユニットおよび前記装置筐体等を介して外部に放熱することもできる。このため、このような撮像装置は、前記撮像素子で生じた熱が内部に留まることを低減でき、その放熱性能がより優れたものとなる。そして、前記レンズユニットは、前記配線層が配設された領域を避けた領域で前記金属板と直接当接することになるので、配線層の大きさに合わせて前記レンズユニットを大きくする必要もなくなる。

また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記金属板は、前記撮像素子を配設するための撮像素子配設領域に形成された、凹んだ溝部を持つことを特徴とする。

このような撮像装置は、前記金属板に前記撮像素子を接着剤によって接着固定する際に前記溝部に前記接着剤が入り込んで逃げるため、前記撮像素子を前記金属板に直接面当たりで接着固定できる。このため、このような撮像装置は、前記金属板から前記撮像素子が浮くいわゆるセンサー浮きを低減でき、より優れたチルト性能を実現できる。

また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記金属板および前記レンズユニットのうちの一方は、突出する１または複数のボス部を備え、前記金属板および前記レンズユニットのうちの他方は、前記ボス部に対応した位置に設けられ、前記ボス部と係合する凹部または貫通孔を備えることを特徴とする。

このような撮像装置は、前記金属板および前記レンズユニットそれぞれに、互いに対となる前記ボス部と前記凹部または貫通孔と備えるので、前記ボス部を前記凹部または貫通孔に嵌合するだけで、前記撮像素子に前記レンズユニットにおける１または複数の光学素子を高精度に容易に位置決めできる。

また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記金属板は、前記撮像素子に対し所定の信号処理を行うための電子部品を収容する凹部を備えることを特徴とする。

このような撮像装置は、前記電子部品を収容する前記凹部を前記金属板に備えるので、前記電子部品で生じた熱を前記金属板から効率よく放熱できる。そして、前記凹部は、金属材料の前記金属板に形成するので、容易に形成できる。

また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記金属板は、両面に、前記撮像素子に対し所定の信号処理を行うための電子部品を持つことを特徴とする。

このような撮像装置は、前記金属板の両面に前記電子部品を持つので、スペース（空間）を効率よく活用でき、高密度実装でき、小型化できる。

また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記金属材料は、ステンレス、黄銅、銅およびアルミニウムのうちのいずれかであることを特徴とする。

このような撮像装置では、加工性、硬性および平面性に比較的優れた上記金属材料で金属板が形成される。このため、このような撮像装置は、より容易に製造でき、より高い耐衝撃性を持ち、そして、より優れたチルト性能を持つ。そして、前記金属材料は、好ましくは、ステンレスまたは黄銅である。ステンレスおよび黄銅は、銅やアルミニウムよりも硬いので、金属板をより薄くでき、より好ましい。

また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記レンズユニットは、前記光学素子を収納するための中空な柱状部材から成るレンズユニット本体部材をさらに備え、前記レンズユニット本体部材は、像側の開口部において、少なくとも１つの側面に、前記配線層を内部から外部に出せるように、前記配線層の断面形状に応じた形状で切り欠いて形成された切り欠け口を備え、前記像側の開口部における側面の端面であって前記切り欠け口を形成した部分を除く残余の端面における全部または一部が前記直接当接領域であることを特徴とする。

例えば金属板を切り欠いて裏から配線層を出すと防塵対策のために切り欠け口と配線層との隙間を例えば接着剤等で埋めなければならず、また金属板に貫通孔を設け前記貫通孔を挿通した接続ピンで配線層と裏から接続すると、同様な防塵対策が必要になるだけでなく多くの接続ピンが必要となり、この結果、ピン接続や組み立ての工数が増え、また接続忘れや接続ミス等による歩留まりも悪化する虞がある。しかしながら、このような撮像装置では、レンズユニット本体部材に切り欠け口が形成され、この切り欠け口から配線層が内部から外部に出される。このため、このような撮像装置は、金属板を切り欠いて裏から配線層を出す必要がなくなり、前記撮像素子で生成された信号の出力経路を確保できる。

そして、本発明の他の一態様にかかる産業用撮像装置は、金属材料から形成され、平板状の金属板と、前記金属板の一方面上に配設され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記金属板の一方面上に配設され、所定の回路と前記撮像素子との間で電気的な接続を行うための配線を備える配線層と、１または複数の光学素子を備え、光学像を前記撮像素子の受光面上に結像するレンズユニットとを備え、前記レンズユニットは、前記金属板の前記一方面上に配設され、像側端面における前記光学像の光束を透過させる光束透過領域を除く領域のうちの全部または一部で前記金属板と直接当接する直接当接領域を持つことを特徴とする。すなわち、本発明では、これら上述のいずれかの撮像装置は、産業用途に用いられることを特徴とする。

産業用途では、様々な環境で使用され得るので、より広い使用可能な温度範囲を満たす必要があるなど、撮像装置には、比較的厳しい使用条件が要求される。本発明の撮像装置は、上述したように、より優れた、チルト性能および放熱性能を持つので、より厳しい使用条件にも対応可能であり、このような産業用途に好適であり、本発明は、産業用撮像装置を提供できる。

本発明にかかる撮像装置および産業用撮像装置は、そのチルト性能がより優れ、そして、その放熱性能がより優れたものとなる。

実施形態における撮像装置の外観を示す概略斜視図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線において、実施形態における撮像装置の構成を示す断面図である。 実施形態の撮像装置における金属板の構造を示す、撮像素子の取付側から見た平面図である。 レンズユニットを取り外した状態における、実施形態の撮像装置の構成を示す平面図である。 実施形態の撮像装置におけるレンズユニットの構造を示す、像側から見た図である。 他の態様のレンズユニットを用いた実施形態における撮像装置の外観を示す概略斜視図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

図１は、実施形態における撮像装置の外観を示す概略斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線において、実施形態における撮像装置の構成を示す断面図である。なお、図２では、配線層３の外部に出ている部分は、前記ＩＩ−ＩＩ線では存在しないので、破線で示されている。図３は、実施形態の撮像装置における金属板の構造を示す、撮像素子の取付側から見た平面図である。図４は、レンズユニットを取り外した状態における、実施形態の撮像装置の構成を示す平面図である。すなわち、図４は、金属板に撮像素子および配線層を取り付けた状態における、実施形態の撮像装置における金属板を示す平面図である。図５は、実施形態の撮像装置におけるレンズユニットの構造を示す、像側から見た図である。図５（Ａ）は、平面図であり、図５（Ｂ）は、斜視図である。

実施形態における撮像装置は、物体（被写体）の光学像を撮像し、前記光学像に応じた電気的な画像データを生成する装置である。実施形態における撮像装置は、静止画の画像データを生成して良く、および／または、動画の画像データを生成して良い。なお、Ａおよび／またはＢは、ＡおよびＢのうちの少なくとも一方を意味する。このような実施形態の撮像装置ＩＤは、例えば、図１ないし図５に示すように、金属板１と、撮像素子２と、配線層３と、レンズユニット４とを備え、図１ないし図５に示す例では、さらに、電子部品５を備える。

金属板１は、金属材料から形成された平板状の部材であり、撮像素子２、配線層３およびレンズユニット４を支持する部材である。金属板１は、本実施形態では、図３に示すように、平面視にて矩形形状である。金属板１の金属材料は、好ましくは、例えば、ステンレス、黄銅、銅およびアルミニウムのうちのいずれかである。このような金属材料は、加工性、硬性および平面性に比較的優れた金属材料であるので、このような撮像装置ＩＤは、より容易に製造でき、より高い耐衝撃性を持ち、そして、より優れたチルト性能を持つ。そして、金属板１の金属材料は、より好ましくは、ステンレスまたは黄銅である。ステンレスおよび黄銅は、銅やアルミニウムよりも硬いので、金属板１をより薄くでき、より好ましい。

金属板１は、その一方主面上の所定の位置に、撮像素子２を配設するための撮像素子配設領域ＡＲを備える。そして、この撮像素子配設領域ＡＲには、溝部１５が形成される。溝部１５は、例えば、図３に示すように、円柱形状に凹んだ凹部１５１であって良く、また例えば、比較的細長い矩形形状に凹んだ長尺凹部（長溝）１５２であって良い。図３に示す例では、溝部１５は、複数の凹部１５１と１または複数の長尺凹部１５２との組み合わせで構成されるが、溝部１５は、複数の凹部１５１で構成されて良く、また、複数の長尺凹部１５２で構成されてよい。複数の長尺凹部１５２で溝部１５を構成する場合は、複数の凹部１５１で溝部１５を構成する場合に較べて、より少ない個数で溝部１５を構成できるので、例えば切削加工（例えばエンドミルを用いた切削加工等）によって、容易に溝部１５を製作でき、低コスト化を図ることができる。

そして、金属板１は、撮像素子２が配設される前記一方主面から略垂直上方に延びるように形成された円柱状のボス部１１と、貫通開口するように形成された円形状の貫通孔１２とを備える。ボス部１１の先端部は、面取りされる。これらボス部１１および貫通孔１２は、レンズユニット４を金属板１に取り付ける際に使用される。なお、貫通孔１２は、円形状に窪んだ凹部であってもよい。

さらに、金属板１は、貫通開口するように形成された略矩形形状の貫通孔１３と、窪むように形成された有底の凹部１４とを備える。貫通孔１３には、後述の端子３１が挿通される。このため、貫通孔１３は、端子３１が挿通可能な形状で形成され、図３に示す例では、矩形形状で形成される。凹部１４には、例えば座繰り穴であり、電子部品５が入り込んで収容される。このため、凹部１４は、電子部品５の形状に応じた形状で形成され、図３に示す例では、矩形形状で形成される。

撮像素子２は、金属板１における前記一方主面の所定の位置に予め規定された撮像素子配設領域上ＡＲに配設され、レンズユニット４によって結像された物体（被写体）の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の電気的な画像信号に光電変換して、配線層３の配線および端子３１を介して、所定の画像処理を行う画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ型のイメージセンサや、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ等である。撮像素子２は、図４に示すように、例えば、エポキシ系等の接着剤を用いて撮像素子配設領域ＡＲに接着固定される。前記図略の画像処理回路は、撮像素子２で得られたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の画像信号に対し、所定の画像処理を行って画像データを生成する回路であり、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）およびその周辺回路を備える。前記所定の画像処理は、例えば、撮像素子からのアナログ出力信号に対して行う増幅処理およびデジタル変換処理、画像全体に対して適正な黒レベルの決定処理、γ補正処理、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）処理、輪郭補正処理および色ムラ補正処理等の周知の画像処理である。

配線層３は、金属板１の前記一方主面上に配設され、所定の回路と撮像素子２との間で電気的な接続を行うための配線を備える層である。配線層３は、例えば、本実施形態では、基材にプリント配線された配線を持つハード基板やフレキシブル基板である。配線層３は、配線が多層化された多層配線基板であってもよい。配線層３は、例えば、本実施形態では、電子部品５で構成される電子回路と撮像素子２との間で電気的な接続を行うための第１配線層部分と、撮像素子２に対し所定の信号処理を行うための、撮像装置ＩＤの外部の電子回路（例えば前記図略の画像処理回路）と撮像素子２との間で電気的な接続を行うための第２配線層部分とを備える。撮像素子２と第１配線層部分の配線とは、例えばワイヤーボンディングによってワイヤー２１で接続され、撮像素子２と第１配線層部分の配線とは、例えばワイヤーボンディングによってワイヤー２２で接続される。そして、配線層３は、配線層３の前記第２配線と電気的に接続され、前記外部の電子回路と電気的に接続するために用いられる端子（ピン）３１を備える。

レンズユニット４は、１または複数の光学素子４１と、前記光学素子４１を保持する保持部材（例えばレンズ鏡筒等）４２と、保持部材４２を収納するレンズユニット本体部材４３とを備え、前記１または複数の光学素子４１によって、物体の光学像を撮像素子２の受光面上に結像するものである。すなわち、前記１または複数の光学素子４１は、物体の光学像を所定位置の結像面に結像する撮像光学系を構成する。前記光学素子４１は、例えば、レンズ、光学フィルタ、プリズムおよび絞り等である。本実施形態では、前記光学素子４１は、保持部材４２を介してレンズユニット本体部材４３に収納されている。なお、図１および図５では、保持部材４２とレンズユニット本体部材４３とは、作図の都合で一体で図示されている。

そして、レンズユニット４は、前記撮像光学系の結像面の位置に、金属板１に配設された撮像素子２の受光面の位置が一致するように（結像面＝受光面）、金属板１の前記一方主面上に配設され、撮像素子２に臨む像側端面における光学像の光束を透過させるレンズ領域を除く領域のうちの全部または一部で金属板１と直接当接する直接当接領域４３１を持つ。より具体的には、レンズユニット４におけるレンズユニット本体部材４３は、像側端面における全周縁またはその一部で金属板１と直接当接する直接当接領域４３１を持つ。レンズユニット本体部材４３は、図１および図５に示す例では、中空な角柱状の部材（軸方向と直交する横断面が矩形形状の筒状部材）である。このようなレンズユニット本体部材４３の内部には、前記１または複数の光学素子を保持した保持部材４２が配設され、物体側の開口部には、少なくとも可視光を透過するカバー部材が配設され、物体側の開口部が閉塞される。なお、カバー部材は、赤外線を透過しても良く、また、ＤＮフィルタ（減光フィルタ）等のフィルタ機能を備えても良い。像側の開口部は、金属板１にレンズユニット４を配設した場合に配線層３を内部から外部に出せるように、その１個の側面が配線層３の断面形状に応じた形状で切り欠かれ、切り欠け口４７が形成され、残余の３個の側面における端面が直接当接領域４３１となっている。言い換えれば、像側の開口部は、３個の側面が所定幅で線条に配線層３の高さに応じた高さだけ略垂直下方に延設されている。これによって結果的に切り欠け口４７が形成される。そして、線条に延設された３個の側面における端面が直接当接領域４３１となっている。

そして、レンズユニット４の金属板１に臨む端面には、ボス部４４と凹部４５とが形成される。図２および図５に示す例では、レンズユニット本体部材４３は、直接当接領域４３１にその面から略垂直下方に延びるように形成された円柱状のボス部４４と、直接当接領域４３１にその前記面から窪むように形成された円形状の凹部４５とを備える。ボス部４４の先端部は、面取りされる。これらボス部４４および凹部４５は、レンズユニット４を金属板１に取り付ける際に使用される。これらボス部４４および凹部４５は、金属板１の撮像素子配設領域ＡＲに撮像素子２が配設されるとともにレンズユニット４が金属板１に取り付けられた場合に、撮像素子２における有効画素領域の中央位置とレンズユニット４の前記撮像光学系の光軸とを互いに一致させる各位置に、それぞれ形成される。ボス部４４と凹部４５とは、前記撮像光学系を介して互いに対向するレンズユニット本体部材４３の対角位置に形成されることが好ましい。このような対角位置は、レンズユニット本体部材４３における金属板１に臨む端面において、ボス部４４と凹部４５との間の距離が最も長くなり、前記端面内での回転モーメントが大きくなる。このため、このような対角位置それぞれにボス部４４と凹部４５とを形成することで、レンズユニット４は、金属板１により安定的に固定できる。

そして、金属板１に形成される上述のボス部１１および貫通孔１２は、これら凹部４５およびボス部４４の各位置に対応した位置にそれぞれ形成される。

電子部品５は、撮像素子２に対し所定の信号処理を行うための回路を構成する部品である。電子部品５は、例えば、撮像素子２に対し、光電変換によって得られた電荷の水平転送や垂直転送の制御等の、撮像素子２の撮像動作を制御する回路を構成する。また例えば、電子部品５は、上述した所定の画像処理を行う画像処理回路のＤＳＰおよびその周辺回路の部品であっても良い。

このような撮像装置ＩＤは、大略、次のように製造される。まず、金属板材が加工され、ボス部１１、貫通孔１２、貫通孔１３、凹部１４および溝部１５を持つ図３の金属板１が形成される。撮像素子２が金属板１の撮像素子配設領域ＡＲに接着固定される。この際に、金属板１と撮像素子２との間における接着剤は、溝部１５に流れ込むことによって金属板１と撮像素子２との間から逃げ、撮像素子２は、金属板１に直接面当たりで接着固定される。配線層３に電子部品５が実装される。配線層３は、その端子３１を金属板１の貫通孔１３に挿通させると共に電子部品５を金属板１の凹部１４に収容されるように、金属板１に接着固定される。そして、撮像素子２は、ワイヤーボンディングによって配線層３とワイヤー２１、２２で電気的に接続される。これによって、撮像素子２、配線層３および電子部品５を持つ図４の金属板１が作製される。

一方、光学素子４１、保持部材４２およびレンズユニット本体部材４３が例えば射出成形によってそれぞれ形成される。保持部材４２に前記１または複数の光学素子４１が組み込まれ、保持部材４２がレンズユニット本体部材４３に収納されて配設される。そして、カバー部材４６がレンズユニット本体部材４３に取り付けられる。

このように作製された図４の金属板１と図５のレンズユニット４とは、レンズユニット４のボス部４４が金属板１の貫通孔１２に嵌め込まれるとともにレンズユニット４の凹部４５に金属板１のボス部１１が嵌め込まれ、レンズユニット４のレンズユニット本体部材４３が直接当接領域４３１で金属板１の表面に直接当接され、互いに組み合わされる。

そして、図１および図２に示すように、レンズユニット４のレンズユニット本体部材４３における端部近傍の各側面と金属板１の表面との間に、接着剤６１が盛られ、レンズユニット４のレンズユニット本体部材４３における切り欠き口４７近傍の側面とレンズユニット４の内部から外部に出ている配線層３の表面との間に、接着剤６２が盛られる。これによってレンズユニット４のレンズユニット本体部材４３と金属板１との当接場所は、全て、当接場所の外側から接着剤６１で封止され、レンズユニット４のレンズユニット本体部材４３と配線層３との当接場所は、全て、当接場所の外側から接着剤６２で封止され、図４の金属板１と図５のレンズユニット４とは、接着固定される。さらに、図４の金属板１と図５のレンズユニット４とで形成される内部空間を気密な状態にするために、図２に示すように、金属板１の貫通孔１３と配線層３の端子３１との間に形成される隙間が、接着剤６３で封止される。これら接着剤６１〜６３には、例えばエポキシ系接着剤が用いられる。

これによって図１ないし図５に示す撮像装置ＩＤが製造される。そして、このように製造された撮像装置ＩＤは、例えば、携帯電話機や携帯情報端末等のデジタル機器に好適に搭載される。この場合に、撮像装置ＩＤのレンズユニット４は、外部から物体からの光を取り入れるために、前記デジタル機器の装置筐体（ハウジング）に形成された窓部に位置合わせを行いつつ前記デジタル機器の装置筐体に当接された状態で、前記デジタル機器の装置筐体内に収納されて固定され、前記デジタル機器に搭載される。なお、撮像装置ＩＤは、カバーをさらに備え、カバーを介して、前記デジタル機器の装置筐体に当接されてもよい。

このような撮像装置ＩＤでは、レンズユニット４が直接当接領域４３１を持つので、レンズユニット４は、従来技術のように配線基板等の他の部材を介することなく、撮像素子２が配設された金属板１に、配線層３が配設された領域を除く領域で、直接、当接する。金属は、比較的高い面精度でその表面を加工できるため、このような撮像装置ＩＤは、そのチルト性能がより優れる。そして、このような撮像装置ＩＤは、レンズユニット４が直接当接領域４３１を持つので、撮像素子２で生じた熱を効率よくレンズユニット４へ熱伝導でき、レンズユニット４からも放熱できる。このため、このような撮像装置ＩＤは、その放熱性能がより優れたものとなる。さらに、上述したように、レンズユニット４は、通常、外部に臨む外面を持つ装置筐体等に当接しているので、撮像素子２で生じた熱を、レンズユニット４および前記装置筐体等を介して外部に放熱することもできる。このため、このような撮像装置ＩＤは、撮像素子２で生じた熱が内部に留まることを低減でき、その放熱性能がより優れたものとなる。したがって、本実施形態の撮像装置ＩＤは、そのチルト性能がより優れ、そして、その放熱性能がより優れたものであるため、より高画質な画像を生成できる。そして、レンズユニット４は、上述のように、配線層３が配設された領域を避けた領域で金属板１と直接当接することになるので、配線層３の大きさに合わせてレンズユニット４を大きくする必要もなくなる。

そして、前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、前記イメージセンサは、前記薄型プレートにダイボンディングされている。すなわち、固定に接着剤が用いられ、前記イメージセンサは、接着層を介して前記薄型プレートに接着固定されている。このため、前記特許文献１に開示された固体撮像装置では、前記イメージセンサには、前記接着層によっていわゆるセンサー浮きが生じる虞があり、その結果、イメージセンサの位置精度が悪化してしまう虞がある。そして、前記イメージセンサには、前記イメージセンサと前記薄型プレートとの間における接着剤が場所ごとに厚さが相違する虞もあり、その結果、イメージセンサのチルト性能が劣化してしまう虞もある。一方、本実施形態における撮像装置ＩＤでは、金属板１の撮像素子配設領域ＡＲには、溝部１５が形成されている。このため、このような撮像装置ＩＤは、金属板１に撮像素子２を接着剤によって接着固定する際に溝部１５に接着剤が入り込んで逃げるため、撮像素子２を金属板１に直接面当たりで接着固定できる。したがって、このような撮像装置ＩＤは、金属板１から撮像素子２が浮くいわゆるセンサー浮きを低減でき、より優れたチルト性能を実現できる。

本実施形態における撮像装置ＩＤは、金属板１にボス部４４を備えるとともにレンズユニット４にこれと対となる貫通孔１２を備え、金属板１に凹部４５を備えるとともにレンズユニット４にこれと対となるボス部１１を備えるので、ボス部４４、１１を貫通孔１２、凹部４５にそれぞれ嵌合するだけで、金属板１に実装された撮像素子２にレンズユニット４における１または複数の光学素子４１を高精度に容易に位置決めできる。

本実施形態における撮像装置ＩＤは、電子部品５を収容する凹部１４を金属板１に備えるので、電子部品５で生じた熱を金属板１から効率よく放熱できる。そして、凹部１４は、金属材料の金属板１に形成するので、容易に形成できる。なお、金属板１は、両面に、撮像素子２に対し所定の信号処理を行うための電子部品を持つように構成されてもよい。すなわち、撮像素子２に対し所定の信号処理を行うための電子部品は、金属板１の両面にあってもよい。電子部品は、上述のように、凹部に収納されても良く、また、金属板１に実装（配設）されてもよい。このように金属板１の両面に前記電子部品を持つことで、このような撮像装置は、スペース（空間）を効率よく活用でき、高密度実装でき、小型化できる。

本実施形態における撮像装置ＩＤでは、加工性、硬性および平面性に比較的優れた上記金属材料で金属板１が形成される。このため、このような撮像装置ＩＤは、より容易に製造でき、より高い耐衝撃性を持ち、そして、より優れたチルト性能を持つ。

例えば金属板１を切り欠いて裏から配線層３を出すと防塵対策のために切り欠け口と配線層３との隙間を例えば接着剤等で埋めなければならず、また金属板１に貫通孔を設け前記貫通孔を挿通した接続ピンで配線層３と裏から接続すると、同様な防塵対策が必要になるだけでなく多くの接続ピンが必要となり、この結果、ピン接続や組み立ての工数が増え、また接続忘れや接続ミス等による歩留まりも悪化する虞がある。しかしながら、本実施形態における撮像装置ＩＤでは、レンズユニット本体部材４３に切り欠け口４７が形成され、この切り欠け口４７から配線層３がレンズユニット４の内部から外部に出される。このため、このような撮像装置ＩＤは、金属板１を切り欠いて裏から配線層３を出す必要がなくなり、撮像素子２で生成された信号の出力経路を確保できる。

なお、上述では、撮像装置ＩＤは、デジタル機器に搭載されたがこれに限定されるものではない。本実施形態の撮像装置ＩＤは、様々な用途に利用可能である。例えば、本実施形態の撮像装置ＩＤは、好ましくは、産業用途に用いられる。産業用途では、様々な環境で使用され得るので、より広い使用可能な温度範囲を満たす必要があるなど、撮像装置には、比較的厳しい使用条件が要求される。本実施形態における撮像装置ＩＤは、上述したように、より優れた、チルト性能および放熱性能を持つので、より厳しい使用条件にも対応可能であり、このような産業用途に好適である。例えば、監視用カメラ（監視用撮像装置）は、建物内や建物外、高緯度地方や低緯度地方および低高度地域や高高度地域等の様々な環境で使用され得るので、より広い温度範囲に対応可能である必要がある。本実施形態における撮像装置ＩＤは、より優れた、チルト性能および放熱性能を持つので、このような監視用カメラに好適である。また、車両等に搭載される車載用カメラ（車載用撮像装置）は、上述の監視用カメラと同様により広い温度範囲に対応可能であるだけでなく、例えば路面状態によって振動するため耐振動性も要求される。本実施形態における撮像装置ＩＤは、より優れた、チルト性能および放熱性能を持ち、そして、例えばステンレス（例えばＳＵＳ板等）等の上述の金属材料で金属板１を形成した場合には、より高い耐衝撃性を持つので、このような車載用カメラに好適である。そして、特に、この車載用撮像装置が例えば車両の走行を支援する走行支援システムや、車両の駐車を支援する駐車支援システム等に利用された場合に、より高画質な画像を生成できるので、これらシステムは、より高精度になる。

また、上述の実施形態では、配線層３は、１箇所の切り欠き口４７から外部に出ているが、レンズユニット４のレンズユニット本体部材４３における複数の側面に複数の切り欠き口が形成され、配線層３は、これら複数箇所の各切り欠き口それぞれから外部に出ても良い。図６は、他の態様のレンズユニットを用いた実施形態における撮像装置の外観を示す概略斜視図である。例えば、配線層３は、図６に示すように、レンズユニット本体部材４３における２個の側面に形成された２個の切り欠き口それぞれから外部に出ても良い。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

ＩＤ 撮像装置
１ 金属板
２ 撮像素子
３ 配線層
４ レンズユニット
１１、４４ ボス部
１２、１３ 貫通孔
１５ 溝部
１４、４５ 凹部

Claims (8)

1. 金属材料から形成され、平板状の金属板と、
   前記金属板の一方面上に配設され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、
   前記金属板の一方面上に配設され、所定の回路と前記撮像素子との間で電気的な接続を行うための配線を備える配線層と、
   １または複数の光学素子を備え、光学像を前記撮像素子の受光面上に結像するレンズユニットとを備え、
   前記レンズユニットは、前記金属板の前記一方面上に配設され、像側端面における前記光学像の光束を透過させる光束透過領域を除く領域のうちの全部または一部で前記金属板と直接当接する直接当接領域を持つこと
   を特徴とする撮像装置。
2. 前記金属板は、前記撮像素子を配設するための撮像素子配設領域に形成された、凹んだ溝部を持つこと
   を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記金属板および前記レンズユニットのうちの一方は、突出する１または複数のボス部を備え、
   前記金属板および前記レンズユニットのうちの他方は、前記ボス部に対応した位置に設けられ、前記ボス部と係合する凹部または貫通孔を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記金属板は、前記撮像素子に対し所定の信号処理を行うための電子部品を収容する凹部を備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記金属板は、両面に、前記撮像素子に対し所定の信号処理を行うための電子部品を持つこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記金属材料は、ステンレス、黄銅、銅およびアルミニウムのうちのいずれかであること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記レンズユニットは、前記光学素子を収納するための中空な柱状部材から成るレンズユニット本体部材をさらに備え、
   前記レンズユニット本体部材は、像側の開口部において、少なくとも１つの側面に、前記配線層を内部から外部に出せるように、前記配線層の断面形状に応じた形状で切り欠いて形成された切り欠け口を備え、
   前記像側の開口部における側面の端面であって前記切り欠け口を形成した部分を除く残余の端面における全部または一部が前記直接当接領域であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 金属材料から形成され、平板状の金属板と、
   前記金属板の一方面上に配設され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、
   前記金属板の一方面上に配設され、所定の回路と前記撮像素子との間で電気的な接続を行うための配線を備える配線層と、
   １または複数の光学素子を備え、光学像を前記撮像素子の受光面上に結像するレンズユニットとを備え、
   前記レンズユニットは、前記金属板の前記一方面上に配設され、像側端面における前記光学像の光束を透過させる光束透過領域を除く領域のうちの全部または一部で前記金属板と直接当接する直接当接領域を持つこと
   を特徴とする産業用撮像装置。

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