JP2019161187A - 電子機器及び電子機器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも第二のケース部と回路基板との接触面積を確保する。【解決手段】電子機器1を、所定の凹部が形成された第一のケース部10と、凹部に嵌められたナット50と、ナットと螺合するボルト40と、第一のケース部に対して固定して設置される回路基板20と、ナット及びボルトによって回路基板に締結される第二のケース部30とを備え、回路基板が、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持されている構成とする。【選択図】図2
Description
本発明は、電子機器及び電子機器の製造方法に関する。
回路基板上の電子部品を外部の電界及び磁界から遮蔽するシールドケースを備える電子機器が知られている。例えば特許文献1に、この種の電子機器の具体的構成が記載されている。
また、この種の電子機器の一例として撮影装置が知られている。撮影装置等の電子機器には、保持部材に保持された撮影レンズの焦点が回路基板に実装された撮像素子の撮像面上に位置するように、回路基板が保持部材から所定間隔を空けて設置されたタイプがある。このタイプの電子機器は、例えばシールドケースの一部が板バネ状に形成されている。板バネ状に形成された部分が回路基板に弾接することにより、シールドケースと回路基板とが接地される。
しかし、シールドケースの板バネ形状を回路基板に弾接させる構成では、シールドケースと回路基板とが点接触であり互いの接触面積を確保することが難しいから、接地が不安定になると共に、回路基板上の電子部品から発せられた熱がシールドケースに伝わり難くなる(言い換えると、シールドケースを介した放熱効果が得られ難くなる)。
回路基板とシールドケースとの接触面積を確保するため、これらを共締めする構成が考えられる。図5に、回路基板とシールドケースとを共締めした従来構成を例示する。
図5に示される従来構成の電子機器1Aは、フロントケース10A、回路基板20A及びシールドケース30Aを備えている。フロントケース10Aは、撮影レンズ12Aを保持している。回路基板20Aには撮像素子22Aが実装されている。
回路基板20Aは、撮影レンズ12Aの焦点が撮像素子22Aの撮像面上に位置し且つ撮影レンズ12Aの光軸と撮像素子22Aの光軸とが一致するように、フロントケース10Aに対する位置が治具等で調整され、調整された位置でフロントケース10Aに接着固定されている。これにより、回路基板20Aは、図5に示されるように、フロントケース10Aに対して間隔を空けて(言い換えると、フロントケース10Aから浮いた位置に)設置されている。
回路基板20Aとシールドケース30Aは、ねじ60Aによってフロントケース10Aに共締めされて固定されている。この構成では、回路基板20Aとシールドケース30Aとの接触面積を確保することができる一方、回路基板20Aがフロントケース10Aから浮いた位置に設置されているため、ねじ60Aに発生する軸力の反作用が回路基板20A及びフロントケース10Aと回路基板20A間の接着部に集中する虞がある。
このような負荷が回路基板20Aや接着部に集中すると、例えば回路基板20Aが撓んだり接着部に割れが生じたりして、フロントケース10Aに対して回路基板20Aの位置がずれる虞がある。フロントケース10Aに対して回路基板20Aが位置ずれすると、撮影レンズ12Aと撮像素子22A間で光軸ずれが生じたり撮影レンズ12Aの焦点が撮像素子22Aの撮像面からずれたりする不具合が生じる。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フロントケースとして例示される第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも、シールドケースとして例示される第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することが可能な電子機器及び電子機器の製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、所定の凹部が形成された第一のケース部と、凹部に嵌められたナットと、ナットと螺合するボルトと、第一のケース部に対して固定して設置される回路基板と、ナット及びボルトによって回路基板に締結される第二のケース部とを備える。回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持されている。
このように、回路基板が第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される構成とすることにより、第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することができる。また、ボルトに発生する軸力の反作用の一部を回路基板に当接するナットの端面が受けるため、ボルトに発生する軸力の反作用が回路基板に集中しない。
本発明の一実施形態において、凹部は、ボルトとナットとの螺合時における凹部内でのナットの回転を阻止すると共にナットの中心軸に沿う方向のナットの動きを許容する形状を有したものであってもよい。
本発明の一実施形態において、ナットは、例えば、ナットの中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。凹部は、例えば、中心軸に沿う方向から視たときの形状が、ナットが嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている。
本発明の一実施形態において、回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって第一のケース部に固定されたものであってもよい。
本発明の一実施形態において、第二のケース部は、例えば、金属製のシールド部材であり、ボルトを介して回路基板と接地されている。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、第一のケース部に保持された撮影レンズと、回路基板に実装された撮像素子とを更に備えた構成としてもよい。この場合、回路基板は、撮影レンズの焦点が撮像素子の撮像面上に位置するように、第一のケース部から所定間隔を空けた位置に設置される。
本発明の一実施形態に係る電子機器の製造方法は、第一のケース部に形成された所定の凹部にナットを嵌めるステップと、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で回路基板を第一のケース部に固定するステップと、ナットにボルトを螺合することによって第二のケース部を回路基板に締結するステップとを含む。締結するステップにて、回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される。
本発明の一実施形態において、凹部は、ボルトとナットとの螺合時における凹部内でのナットの回転を阻止すると共にナットの中心軸に沿う方向のナットの動きを許容する形状を有したものであってもよい。この場合、締結するステップにて、ナットは、ボルトとの螺合時にボルトの回転に伴ってボルトの軸方向に上昇する。また、回路基板は、軸方向に上昇するナットの端面が当接することにより、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される。
また、固定するステップにて、回路基板は、例えば、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって第一のケース部に固定される。
本発明の一実施形態において、例えば、撮影レンズが第一のケース部に保持され、撮像素子が回路基板に実装される。この場合、固定するステップにて、回路基板は、撮影レンズの焦点が撮像素子の撮像面上に位置するように、第一のケース部から所定間隔を空けた位置に固定される。
本発明の一実施形態によれば、第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することが可能な電子機器及び電子機器の製造方法が提供される。
以下、本発明の実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、電子機器の一実施形態として、撮影装置を例に取り説明する。撮影装置の具体例として、車載カメラやタブレット端末、PHS(Personal Handy phone System)、スマートフォン、フィーチャフォン、携帯ゲーム機等が挙げられる。
図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、電子機器1は、フロントケース10、回路基板20及びシールドケース30を備えている。フロントケース10は、撮影レンズ12を保持している。回路基板20には撮像素子22が実装されている。
回路基板20は、撮影レンズ12の焦点が撮像素子22の撮像面上に位置し且つ撮影レンズ12と撮像素子22の光軸が一致するように、フロントケース10に対する位置が治具等で調整され、調整された位置でフロントケース10に接着固定されている。これにより、回路基板20は、図1に示されるように、フロントケース10に対して間隔を空けて(言い換えると、フロントケース10から浮いた位置に)設置されている。
シールドケース30は金属製部材であり、回路基板20上の電子部品(撮像素子22等)を外部の電界及び磁界から遮蔽する。シールドケース30は、ボルト40とナット50によって回路基板20に締結されている。
回路基板20は、フロントケース10から所定間隔を空けた位置(すなわち、光軸合わせ及びピント調整が行われた位置)でシールドケース30と共にボルト40とナット50(より詳細には、ボルト40の頭部下面と、この頭部下面と対向するナット50の端面)とに挟持されている。
本実施形態では、回路基板20とシールドケース30がボルト40で共締めされているため、互いが面接触している。回路基板20とシールドケース30との接触面積が広く確保されているため、接地が安定すると共に、回路基板20上の電子部品(撮像素子22等)から発せられた熱がシールドケース30に伝わりやすい。すなわち、シールドケース30を介した放熱効果が得られやすくなっている。
本実施形態では、回路基板20は、シールドケース30と共にボルト40とナット50間で挟持されている。この構成では、ボルト40に発生する軸力の反作用の一部を回路基板20に当接するナット50の端面が受ける。ボルト40に発生する軸力の反作用が回路基板20やフロントケース10と回路基板20間の接着部(接着部80、図2参照)に集中しないため、回路基板20Aや接着部80にかかる負荷が軽減し、回路基板20Aの撓みや接着部80の割れ等の発生が防がれる。そのため、フロントケース10に対して回路基板20の位置がずれることがなくなる。従って、撮影レンズ12の光軸と撮像素子22の光軸とがずれたり撮影レンズ12の焦点が撮像素子22の撮像面からずれたりする不具合の発生が防がれる。
図2(a)〜図2(d)並びに図3(a)及び図3(b)に、電子機器1の製造方法を示す。これらの図面を用いて電子機器1の製造方法を説明する。
図2(a)に示されるように、フロントケース10には、一対のナット受部102が形成されている。各ナット受部102には、ナット50が嵌められる。
ナット50は、四角柱状の外形を有している。言い換えると、ナット50は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。
ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する四角柱状の凹部であり、ナット50の中心軸に沿う方向(以下「軸方向」と記す。)から視たときの形状が略正方形となっている。言い換えると、ナット受部102は、四角柱状に形成されたナット50が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている。
撮影レンズ12の焦点が撮像素子22の撮像面上に位置し且つ撮影レンズ12の光軸と撮像素子22の光軸とが一致するように、フロントケース10に対する回路基板20の位置が治具等で調整され、調整された位置で回路基板20がフロントケース10に接着固定される(図2(b)参照)。より詳細には、複数の接着領域70に接着剤が塗布され、塗布された接着剤が硬化することによって回路基板20がフロントケース10に固定される。これにより、回路基板20は、ピント位置及び光軸位置が適正に調整された位置であって、フロントケース10から浮いた位置に設置される。説明の便宜上、フロントケース10と回路基板20間で硬化した接着剤を「接着部80」と記す。
回路基板20には各ボルト40を通す一対の穴202が形成されている。フロントケース10に対して回路基板20が設計上想定する基準位置からずれた位置に調整された場合にも、軸方向において穴202(より詳細には穴202の開口縁)とナット50の雌ネジ部とが重なって位置しないように、穴202は、ナット50の雌ネジ部よりも大きめの径で形成されている(図3参照)。
シールドケース30には各ボルト40を通す一対の穴302が形成されている。回路基板20がフロントケース10に接着固定されると、穴302とナット50の雌ネジ部とが位置合わせされたうえでシールドケース30が回路基板20上に載せられる(図2(c)参照)。次いで、回路基板20とシールドケース30がボルト40で共締めされる(図2(d)参照)。
ボルト40による共締めが行われる前、ナット50は、ほぼ全体がナット受部102内に嵌っている(図3(a)参照)。ナット50が四角柱状に形成され且つナット受部102がナット50の外形状と相似する四角柱状の凹部であることから、ボルト40とナット50とが螺合する際、ナット50の回転がナット受部102によって規制される一方、ナット50の軸方向の動きは規制されない。言い換えると、ナット受部102は、ボルト40とナット50との螺合時におけるナット受部102内でのナット50の回転を阻止すると共に軸方向のナット50の動きを許容する形状を有している。
そのため、ボルト40による共締めが行われると、ボルト40の回転に伴ってナット50が軸方向に上昇して、ナット50の端面が回路基板20の実装面(撮像素子22等が実装されている面)に当接する。これにより、回路基板20は、フロントケース10から所定間隔を空けた位置でシールドケース30と共にボルト40とナット50とに挟持される。
なお、ナット50の下面に、ボルト40との螺合時におけるナット50の上昇移動を補助する部材(例えばスプリング)が設置されてもよい。
本実施形態では、回路基板20とシールドケース30がボルト40とナット50とに挟持されることから、互いが確実に面接触して接地が安定すると共に、回路基板20上の電子部品から発せられた熱がシールドケース30に伝わりやすい。すなわち、シールドケース30を介した放熱効果が得られやすい。また、ボルト40に発生する軸力の反作用の一部を回路基板20に当接するナット50の端面が受ける。ボルト40に発生する軸力の反作用が回路基板20や接着部80に集中しないため、回路基板20Aや接着部80にかかる負荷が軽減し、回路基板20Aの撓みや接着部80の割れ等の発生が防がれる。そのため、フロントケース10に対して回路基板20の位置がずれることがなくなる。従って、撮影レンズ12と撮像素子22間の光軸ずれが生じたり撮影レンズ12の焦点が撮像素子22の撮像面からずれたりする不具合の発生が防がれる。
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施例等又は自明な実施例等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
上記の実施形態では、ナット50が四角柱状に形成されており、ナット受部102がナット50の外形状と相似する四角柱状の凹部となっているが、ナット50とナット受部102の形状はこれに限らない。ナット50は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状であればよい。また、ナット受部102は、ナット50が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状であって、ボルト40とナット50との螺合時におけるナット受部102内でのナット50の回転を阻止すると共に軸方向のナット50の動きを許容する形状であればよい。
図4に、別の実施形態におけるナット50とナット受部102の形状を例示する。図4では、便宜上、ナット50とナット受部102の形状を軸方向と直交する断面形状で示す(ナット50の雌ネジ部は図示しない)。
図4の例1では、ナット50は、四角柱状に形成されており、ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する四角柱状の凹部及びこの凹部の各側面に三角柱の凹部を加えた形状となっている。
図4の例2では、ナット50は、三角柱状に形成されており、ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する三角柱状の凹部となっている。
図4の例3では、ナット50は、三角柱状に形成されており、ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する三角柱状の凹部及びこの凹部の各側面に三角柱の凹部を加えた形状となっている。
図4の例4では、ナット50は、鍵穴状(一部の側面が突出する円柱形状)に形成されており、ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する鍵穴状の凹部となっている。
図4の例5では、ナット50は、鍵穴状に形成されており、ナット受部102は、ナット50の外形状と相似する鍵穴状の凹部を含む形状であって、円柱状の凹部及びこの凹部の側面に複数の(4つの)四角柱状の凹部を加えた形状となっている。
このように、図4の何れの例においても、ナット50は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。また、ナット受部102は、ナット50が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状であって、ボルト40とナット50との螺合時におけるナット受部102内でのナット50の回転を阻止すると共に軸方向のナット50の動きを許容する形状となっている。そのため、ボルト40による共締めが行われると、図4の何れの例においても、ボルト40の回転に伴ってナット50が軸方向に上昇してナット50の端面が回路基板20の実装面に当接し、回路基板20がフロントケース10から所定間隔を空けた位置でシールドケース30と共にボルト40とナット50とに挟持される。従って、上記の実施形態と同様に、回路基板20とシールドケース30との接地が安定すると共にシールドケース30を介した放熱効果が得られやすくなり、また、回路基板20Aや接着部80にかかる負荷の軽減によって撮影レンズ12と撮像素子22間の光軸ずれ及び撮影レンズ12の焦点ずれの発生が防がれる。
1 電子機器
10 フロントケース
12 撮影レンズ
20 回路基板
22 撮像素子
30 シールドケース
40 ボルト
50 ナット
80 接着部
102 ナット受部
202,302 穴
10 フロントケース
12 撮影レンズ
20 回路基板
22 撮像素子
30 シールドケース
40 ボルト
50 ナット
80 接着部
102 ナット受部
202,302 穴
Claims (10)
- 所定の凹部が形成された第一のケース部と、
前記凹部に嵌められたナットと、
前記ナットと螺合するボルトと、
前記第一のケース部に対して固定して設置される回路基板と、
前記ナット及び前記ボルトによって前記回路基板に締結される第二のケース部と、
を備え、
前記回路基板は、
前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持されている、
電子機器。 - 前記凹部は、
前記ボルトと前記ナットとの螺合時における前記凹部内での前記ナットの回転を阻止すると共に前記ナットの中心軸に沿う方向の前記ナットの動きを許容する形状を有している、
請求項1に記載の電子機器。 - 前記ナットは、
前記ナットの中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっており、
前記凹部は、
前記中心軸に沿う方向から視たときの形状が、前記ナットが嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている、
請求項2に記載の電子機器。 - 前記回路基板は、
前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって前記第一のケース部に固定されている、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電子機器。 - 前記第二のケース部は、
金属製のシールド部材であり、
前記ボルトを介して前記回路基板と接地されている、
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電子機器。 - 前記第一のケース部に保持された撮影レンズと、
前記回路基板に実装された撮像素子と、
を更に備え、
前記回路基板は、
前記撮影レンズの焦点が前記撮像素子の撮像面上に位置するように、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置に設置される、
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の電子機器。 - 第一のケース部に形成された所定の凹部にナットを嵌めるステップと、
前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で回路基板を前記第一のケース部に固定するステップと、
前記ナットにボルトを螺合することによって第二のケース部を前記回路基板に締結するステップと、
を含み、
前記締結するステップにて、
前記回路基板は、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持される、
電子機器の製造方法。 - 前記凹部は、
前記ボルトと前記ナットとの螺合時における前記凹部内での前記ナットの回転を阻止すると共に前記ナットの中心軸に沿う方向の前記ナットの動きを許容する形状を有しており、
前記締結するステップにて、
前記ナットは、前記ボルトとの螺合時に前記ボルトの回転に伴って前記ボルトの軸方向に上昇し、
前記回路基板は、前記軸方向に上昇するナットの端面が当接することにより、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持される、
請求項7に記載の電子機器の製造方法。 - 前記固定するステップにて、
前記回路基板は、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって前記第一のケース部に固定される、
請求項7又は請求項8に記載の電子機器の製造方法。 - 撮影レンズが前記第一のケース部に保持され、撮像素子が前記回路基板に実装されており、
前記固定するステップにて、
前記回路基板は、前記撮影レンズの焦点が前記撮像素子の撮像面上に位置するように、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置に固定される、
請求項7から請求項9の何れか一項に記載の電子機器の製造方法。
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