JP2021162756A - カメラモジュール及びカメラモジュールの組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】イメージセンサ基板を水平方向において接着することができるカメラモジュールを提供する。【解決手段】カメラモジュールは、レンズを有するカメラレンズユニットと、カメラレンズユニットを保持する筐体２０と、レンズと対向するイメージセンサが実装されるイメージセンサ基板４０と、筐体２０にレンズの光軸方向と直交する方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板４０が接着剤６２を介して光軸方向において接着される水平面２２ａ、２２ｂと、筐体２０に光軸方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板４０が接着剤６２を介して光軸方向と直交する方向において接着される垂直面２３ａ，２３ｂとを備える。【選択図】図１０

Description

本開示は、カメラモジュール及びカメラモジュールの組立方法に関するものである。

カメラモジュールには、レンズを有するカメラレンズユニット、カメラレンズを保持する筐体、及び、イメージセンサが実装されるイメージセンサ基板を備えるものがある。このようなカメラモジュールを組み立てる場合、レンズとイメージセンサとの間の光軸合わせを行った上で、筐体に対して、イメージセンサ基板を接着剤を用いて接着することが考えられる。

カメラモジュールにおける接着剤を用いた組立構造は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１１−１３３５０９号公報

特許文献１に開示された組立構造では、接着剤による接着方向が光軸方向と一致している。そこで、特許文献１に開示された組立構造を、上記カメラモジュールに適用した場合、イメージセンサ基板は、筐体に対して、光軸方向において接着されることになる。

このため、イメージセンサ基板を光軸方向のみにおいて接着した組立構造においては、接着剤が硬化収縮すると、イメージセンサ基板が、カメラレンズユニットに対して、光軸方向と直交する方向（以下、水平方向と称す）にずれてしまう場合がある。即ち、レンズとイメージセンサとの間に、接着剤の硬化収縮による光軸ずれが発生するおそれがある。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、イメージセンサ基板を水平方向において接着することができるカメラモジュールを提供することを目的とする。

本開示に係るカメラモジュールは、レンズを有するカメラレンズユニットと、カメラレンズユニットを保持する筐体と、レンズと対向するイメージセンサが実装されるイメージセンサ基板と、筐体にレンズの光軸方向と直交する方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板が第１接着剤を介して光軸方向において接着される第１水平面と、筐体に光軸方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板が第２接着剤を介して光軸方向と直交する方向において接着される垂直面とを備えるものである。

本開示によれば、イメージセンサ基板を水平方向において接着することができる。

実施の形態１に係るカメラモジュールを右後方から見た外観図である。 実施の形態１に係るカメラモジュールを左側方から見た外観図である。 実施の形態１に係るカメラモジュールの正面図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図３の左側面図である。 図３の右側面図である。 イメージセンサ基板を前面側から見た図である。 図１０Ａは実施の形態１に係るカメラモジュールを後方から見た図である。図１０Ｂは図１０ＡのＤ部を斜め方向から拡大した図である。図１０Ｃは図１０ＡのＥ部を斜め方向から拡大した図である。 実施の形態１に係るカメラモジュールの組み立て方法を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

実施の形態１．
先ず、実施の形態１に係るカメラモジュールについて、図１から図１０を用いて説明する。

図１は、実施の形態１に係るカメラモジュールを右後方から見た外観図である。図２は、実施の形態１に係るカメラモジュールを左側方から見た外観図である。図３は、実施の形態１に係るカメラモジュールの正面図である。図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は、図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。図７は、図３の左側面図である。図８は、図３の右側面図である。図９は、イメージセンサ基板４０を前面側から見た図である。図１０Ａは、実施の形態１に係るカメラモジュールを後方から見た図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＤ部を斜め方向から拡大した図である。図１０Ｃは、図１０ＡのＥ部を斜め方向から拡大した図である。

図１及び図２に示した実施の形態１に係るカメラモジュールは、例えば、車両に搭載されるドライバモニタリングシステムに適用されるものである。このカメラモジュールがドライバモニタリングシステムに適用される場合、当該カメラモジュールは、例えば、運転席の前方に配置されるダッシュボード上に設置される。このため、カメラモジュールは、ドライバの状態を撮影することができる。ドライバの状態とは、例えば、脇見、居眠り、及び、姿勢崩れ等のことである。

図１から図８に示すように、カメラモジュールは、カメラレンズユニット１０、筐体２０、イメージセンサ３１、イメージセンサ基板４０、及び、防塵クッション５１を備えている。

カメラレンズユニット１０は、レンズ１１及び鏡筒１２を有している。鏡筒１２は、円筒状に形成されており、その径方向内側に、レンズ１１を収納支持している。レンズ１１の光軸Ｏと、鏡筒１２の軸心とは、同軸状に配置されている。

筐体２０は、カメラレンズユニット１０を保持するものである。この筐体２０は、保持部２４を有している。保持部２４は、円筒状に形成されており、筐体２０の前面から当該筐体２０の前方側に向けて突出している。この保持部２４には、鏡筒１２がねじ込み可能となっている。従って、カメラレンズユニット１０は、鏡筒１２を、筐体２０の保持部２４内に締め付けることにより、当該筐体２０に保持される。

図４から図９に示すように、撮像素子であるイメージセンサ３１は、イメージセンサ基板４０の前面４１に実装されている。前面４１は、イメージセンサ基板４０の一方の面を構成するものである。イメージセンサ基板４０は、筐体２０における後面側に設けられている。そして、イメージセンサ基板４０の前面４１に実装されたイメージセンサ３１は、防塵クッション５１を介して、筐体２０に当接している。防塵クッション５１は、筐体２０とイメージセンサ３１との間を密閉するシール部材である。

図４に示すように、防塵クッション５１は、リング状に形成されている。この防塵クッション５１は、保持部２４と対向するように、筐体２０に密着して設けられている。そして、イメージセンサ３１の受光面３１ａは、防塵クッション５１、及び、保持部２４にねじ込まれた鏡筒１２のレンズ１１と対応している。このとき、イメージセンサ３１の受光面３１ａと、レンズ１１の光軸Ｏとは、直交している。

即ち、カメラモジュールにおける光軸合わせとは、レンズ１１の光軸Ｏに対して、イメージセンサ３１の受光面３１ａを直交させ、且つ、受光面３１ａの中心の水平位置を、レンズ１１の光軸Ｏの水平位置と一致させる動作のことである。レンズ１１の光軸Ｏに対するイメージセンサ３１の受光面３１ａの傾きは、カメラモジュールの画像品質に直接的に影響するものである。

また、図４から図１０に示すように、イメージセンサ基板４０は、筐体２０に接着剤６１，６２を用いて接着されている。接着剤６１，６２は、所謂、ハイブリッド接着剤であり、紫外線が照射される場合と加熱される場合との双方で、硬化するものである。

そこで、カメラモジュールに適用される接着剤６１は、紫外線照射によって、略半分が硬化され、この半硬化状態において、加熱されて、完全に硬化するように使用されるものである。接着剤６１は、半硬化状態で、仮止め固定を可能とする。一方、カメラモジュールに適用される接着剤６２は、一度に加熱されて、完全に硬化するように使用されるものである。

なお、接着剤６１は、第１接着剤を構成し、接着剤６２は、第２接着剤を構成するものである。

具体的には、図４から図９に示すように、イメージセンサ基板４０の前面４１は、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに対して、接着剤６１を用いて接着されている。

イメージセンサ基板４０の前面４１は、光軸Ｏに対して直交する面、即ち、水平方向に延びる面である。また、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄは、イメージセンサ基板４０の前面４１と対向している。これらの水平面２１ａ〜２１ｄは、水平方向に延びる面である。水平面２１ａ〜２１ｄは、第１水平面を構成するものである。なお、第１水平面は、１つ以上あれば良い。

接着剤６１は、前面４１における水平面２１ａ〜２１ｄと対向する４箇所に、塗布されている。即ち、イメージセンサ基板４０の前面４１は、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに対して、接着剤６１を用いて、光軸方向において接着されている。

ここで、イメージセンサ基板４０の前面４１に塗布される接着剤６１は、先ず、紫外線が照射されることにより、前面４１と水平面２１ａ〜２１ｄとの間を仮止め固定する。このとき、接着剤６１は、紫外線が全ての領域に照射されるのではなく、未照射領域があるように、紫外線が照射される。このため、接着剤６１は、半硬化するため、仮止め固定を可能とする。

更に、接着剤６１は、後述する、イメージセンサ基板４０の後面４２に塗布される接着剤６２と共に、加熱されることによって、その接着剤６２と共に、完全に硬化する。ここで初めて、イメージセンサ基板４０の前面４１は、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに対して、光軸方向において完全に接着（塗布領域の全てが接着）されることになる。

また、図１０に示すように、イメージセンサ基板４０の後面４２は、筐体２０の水平面２２ａ，２２ｂ及び垂直面２３ａ，２３ｂに対して、接着剤６２を用いて接着されている。なお、イメージセンサ基板４０の後面４２は、前面４１の反対側に配置される面であり、他方の面を構成するものである。

イメージセンサ基板４０の後面４２は、光軸Ｏに対して直交する面、即ち、水平方向に延びる面である。また、筐体２０の水平面２２ａ，２２ｂは、イメージセンサ基板４０の前面４１が当接する面である。これらの水平面２２ａ，２２ｂは、水平方向に延びる面である。水平面２２ａ，２２ｂは、第２水平面を構成するものである。なお、第２水平面は、１つ以上あれば良い。

更に、筐体２０の垂直面２３ａ，２３ｂは、イメージセンサ基板４０の周囲に配置される面である。これらの垂直面２３ａ，２３ｂは、光軸方向に延びる面である。垂直面２３ａ，２３ｂは、水平面２２ａ，２２ｂと直交し、且つ、当該水平面２２ａ，２２ｂと連続するように形成されている。このとき、後面４２と垂直面２３ａ，２３ｂとの間には、隙間が形成されており、この隙間は、イメージセンサ基板４０の水平方向への位置ずれを生じさせるものである。水平面２２ａ，２２ｂは、その隙間の底面を構成するものである。なお、垂直面２３ａ，２３ｂは、１つ以上あれば良い。

接着剤６２は、後面４２、水平面２２ａ，２２ｂ、及び、垂直面２３ａ，２３ｂに亘って、塗布されている。即ち、イメージセンサ基板４０の後面４２は、筐体２０の垂直面２３ａ，２３ｂに対して、接着剤６２を用いて、水平方向において接着されている。このとき、接着剤６２は、後面４２、水平面２２ａ，２２ｂ、及び、垂直面２３ａ，２３ｂのうち、少なくとも、後面４２及び垂直面２３ａ，２３ｂに塗布されていれば良い。

ここで、イメージセンサ基板４０の後面４２に塗布される接着剤６２は、上述したように、前面４１を仮止め固定している半硬化状態の接着剤６１と共に、加熱されることにより、完全に硬化する。このため、イメージセンサ基板４０の後面４２は、筐体２０の垂直面２３ａ，２３ｂに対して、水平方向において接着されることになる。

従って、イメージセンサ基板４０の前面４１は、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに対して、接着剤６１によって、光軸方向において接着されている。一方、イメージセンサ基板４０の後面４２は、筐体２０の垂直面２３ａ，２３ｂに対して、接着剤６２によって、水平方向において接着されている。このため、カメラモジュールは、接着剤６１の熱硬化（接着剤６１への加熱）による当該接着剤６１の水平方向への硬化収縮に基づいた、イメージセンサ基板４０の水平方向への位置ずれを抑制することができる。言い換えれば、カメラモジュールは、接着剤６１における熱硬化に伴う硬化収縮による水平方向への光軸ずれを、抑制することができる。

また、イメージセンサ基板４０の後面４２は、更に、筐体２０の水平面２２ａ，２２ｂに対して、接着剤６２によって、光軸方向において接着される。このため、イメージセンサ基板４０は、筐体２０に対して、接着剤６１，６２によって、光軸方向両側から接着されることになる。よって、カメラモジュールは、筐体２０のイメージセンサ基板４０に対する保持力を、向上させることができる。

次に、カメラモジュールの組み立て方法について、図１１を用いて説明する。図１１は、カメラモジュールの組み立て方法を示すフローチャートである。

図１１に示すように、ステップＳＴ１１において、カメラモジュールの組み立て方法は、カメラレンズユニット１０の鏡筒１２を、筐体２０の保持部２４内にねじ込む。

ステップＳＴ１２において、カメラモジュールの組み立て方法は、防塵クッション５１を、筐体２０に設置する。

ステップＳＴ１３において、カメラモジュールの組み立て方法は、イメージセンサ３１が実装されたイメージセンサ基板４０の前面４１に、接着剤６１を塗布する。

ステップＳＴ１４において、カメラモジュールの組み立て方法は、イメージセンサ基板４０の前面４１を、接着剤６１を介して、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに当接させる。

ステップＳＴ１５において、カメラモジュールの組み立て方法は、紫外線を接着剤６１に照射して、当該接着剤６１を半硬化させる。このため、イメージセンサ基板４０は、筐体２０に対して、光軸方向において仮止め固定される。

ステップＳＴ１６において、カメラモジュールに組み立て方法は、イメージセンサ基板４０の後面４２、筐体２０の水平面２２ａ，２２ｂ及び垂直面２３ａ，２３ｂに亘って、接着剤６２を塗布する。

ステップＳＴ１７において、カメラモジュールの組み立て方法は、接着剤６１，６２を加熱して、完全に硬化させる。このため、イメージセンサ基板４０は、筐体２０に対して、光軸方向及び水平方向において接着される。この結果、イメージセンサ基板４０は、レンズ１１の光軸Ｏに対して、イメージセンサ３１の受光面３１ａが直交し、且つ、受光面３１ａの中心の水平位置が、レンズ１１の光軸Ｏの水平位置と一致した状態で、筐体２０に接着される。

なお、上述した実施の形態１に係るカメラモジュールにおいては、接着剤６１，６２を、ハイブリッド接着剤としているが、接着剤６２は、ハイブリッド接着剤でなくても良い。接着剤６２は、例えば、加熱によって硬化する熱硬化型接着剤等であっても構わない。

以上、実施の形態１に係るカメラモジュールは、レンズ１１を有するカメラレンズユニット１０と、カメラレンズユニット１０を保持する筐体２０と、レンズ１１と対向するイメージセンサ３１が実装されるイメージセンサ基板４０と、筐体２０にレンズ１１の光軸方向と直交する方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板４０が接着剤６１を介して光軸方向において接着される水平面２１ａ〜２１ｄと、筐体２０に光軸方向に延びるように形成され、イメージセンサ基板４０が接着剤６２を介して光軸方向と直交する方向において接着される垂直面２３ａ，２３ｂとを備える。このため、カメラモジュールは、イメージセンサ基板４０を水平方向において接着することができる。この結果、カメラモジュールは、接着剤６１における熱硬化に伴う硬化収縮による水平方向への光軸ずれを、抑制することができる。

イメージセンサ基板４０は、イメージセンサ３１が実装される前面４１を有し、この前面４１は、接着剤６１を介して、筐体２０の水平面２１ａ〜２１ｄに接着される。このため、カメラモジュールは、筐体２０に対して、イメージセンサ基板４０を光軸方向において容易に接着させることができる。

イメージセンサ基板４０は、前面４１の反対側に配置される後面４２を有し、この後面４２は、接着剤６２を介して、筐体２０の垂直面２３ａ，２３ｂに接着される。このため、カメラモジュールは、筐体２０に対して、イメージセンサ基板４０を水平方向において容易に接着させることができる。

カメラモジュールは、筐体２０に光軸方向と直交する方向に延びるように形成される水平面２２ａ，２２ｂを備え、イメージセンサ基板４０の後面４２と、筐体２０の水平面２２ａ，２２ｂ及び垂直面２３ａ，２３ｂとは、接着剤６２によって互いに接着されている。このため、イメージセンサ基板４０は、筐体２０に対して、接着剤６１，６２によって、光軸方向両側から接着される。従って、カメラモジュールは、筐体２０のイメージセンサ基板４０に対する保持力を、向上させることができる。

カメラモジュールは、接着剤６１をハイブリッド接着剤とすることにより、接着剤６１と接着剤６２とを、同時に、且つ、完全に、硬化させることができる。このため、カメラモジュールは、イメージセンサ基板４０を水平方向において接着することができる。

更に、実施の形態１に係るカメラモジュールの組み立て方法は、レンズ１１を有するカメラレンズユニット１０を保持する筐体２０に、レンズ１１の光軸方向と直交する方向に延びるように形成される水平面２１ａ〜２１ｄと、レンズ１１と対向するイメージセンサ３１が実装されるイメージセンサ基板４０とを、接着剤６１を介して、光軸方向において接着し、接着剤６１に紫外線を照射して、当該接着剤６１を半硬化させ、筐体２０に光軸方向に延びるように形成される垂直面２３ａ，２３ｂと、イメージセンサ基板４０とを、接着剤６２を介して、光軸方向と直交する方向において接着し、接着剤６１，６２を完全に硬化させる。このため、カメラモジュールは、イメージセンサ基板４０を水平方向において接着することができる。この結果、カメラモジュールは、接着剤６１における熱硬化に伴う硬化収縮による水平方向への光軸ずれを、抑制することができる。

なお、本開示は、その開示の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは、実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１０ カメラレンズユニット、１１ レンズ、１２ 鏡筒、２０ 筐体、２１ａ〜２１ｄ，２２ａ，２２ｂ 水平面、２３ａ，２３ｂ 垂直面、２４ 保持部、３１ イメージセンサ、３１ａ 受光面、４０ イメージセンサ基板、４１ 前面、４２ 後面、５１ 防塵クッション、６１，６２ 接着剤、Ｏ 光軸。

Claims (6)

1. レンズを有するカメラレンズユニットと、
   前記カメラレンズユニットを保持する筐体と、
   前記レンズと対向するイメージセンサが実装されるイメージセンサ基板と、
   前記筐体に前記レンズの光軸方向と直交する方向に延びるように形成され、前記イメージセンサ基板が第１接着剤を介して光軸方向において接着される第１水平面と、
   前記筐体に光軸方向に延びるように形成され、前記イメージセンサ基板が第２接着剤を介して光軸方向と直交する方向において接着される垂直面とを備える
   ことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記イメージセンサ基板は、前記イメージセンサが実装される一方の面を有し、
   前記一方の面は、前記第１接着剤を介して、前記第１水平面に接着される
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
3. 前記イメージセンサ基板は、前記一方の面の反対側に配置される他方の面を有し、
   前記他方の面は、前記第２接着剤を介して、前記垂直面に接着される
   ことを特徴とする請求項２記載のカメラモジュール。
4. 前記筐体に光軸方向と直交する方向に延びるように形成される第２水平面を備え、
   前記他方の面、前記第２水平面、及び、前記垂直面は、前記第２接着剤によって互いに接着される
   ことを特徴とする請求項３記載のカメラモジュール。
5. 前記第１接着剤及び前記第２接着剤のうち、少なくとも、前記第１接着剤は、ハイブリッド接着剤である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のカメラモジュール。
6. レンズを有するカメラレンズユニットを保持する筐体に、前記レンズの光軸方向と直交する方向に延びるように形成される水平面と、前記レンズと対向するイメージセンサが実装されるイメージセンサ基板とを、第１接着剤を介して、光軸方向において接着し、
   前記第１接着剤に紫外線を照射して、当該第１接着剤を半硬化させ、
   前記筐体に光軸方向に延びるように形成される垂直面と、前記イメージセンサ基板とを、第２接着剤を介して、光軸方向と直交する方向において接着し、
   前記第１接着剤及び前記第２接着剤を完全に硬化させる
   ことを特徴とするカメラモジュールの組み立て方法。

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