JP2021185398A - カメラモジュール形状およびカメラモジュール接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ鏡筒とレンズホルダとの接着における接着強度のばらつきを抑制できるカメラモジュール形状を得る。【解決手段】撮像レンズを有するレンズ鏡筒１には、フランジ部６ａが形成され、一方、このレンズ鏡筒１に接着剤で接着されるレンズホルダ３には、フランジ部６ａと接着されるように円筒形状の窪み部２を設け、窪み部２の形状に沿って、時間の経過とともに緩やかに接着強度を増す接着剤４を塗布して、レンズ鏡筒１が有する撮像レンズとレンズホルダ３の有するイメージセンサーとの光軸調整を行ったのちに、即硬化型接着剤５で、フランジ部６ａと窪み部２の状態を仮に保持するようにした。【選択図】図２

Description

本願は、カメラモジュール形状およびカメラモジュール接着方法に関するものである。

車両には、物体の認識および表示を行うために車両搭載カメラ認識装置が取り付けられる。この装置には、カメラモジュールが搭載されている。
このカメラモジュールは、光学部品である撮像レンズを備えたレンズ鏡筒と、イメージセンサーなどの電子回路を備えた筐体であるレンズホルダとで構成される。レンズ鏡筒は、撮像レンズとイメージセンサーとの光軸調整を行った後に、接着剤を利用してレンズホルダに固定される。

レンズ鏡筒とレンズホルダの固定には「熱硬化型」「ＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化型」「熱＋ＵＶ硬化型」などの接着剤を用いるのが一般である。（例えば、特許文献１参照）。
また、撮像レンズを位置精度よく所望の位置に固定するため、レンズ鏡筒とレンズホルダに勘合部を設けることも提案されているが、この方法ではレンズ鏡筒フランジが特殊形状となり、コストアップになる。（特許文献２参照）

ＷＯ２０１９／０９３１１３号公報（第４〜９頁、第１図） 特許第６０５６８６０号公報（第６〜９頁、第２図）

接着剤を用いたカメラモジュールの製造は、レンズホルダに接着剤を塗布して、その上にレンズ鏡筒を配置する。レンズホルダとレンズ鏡筒の位置および間隔を微調整して光軸を調整し、光軸調整後に接着剤を硬化させて、レンズホルダとレンズ鏡筒を結合するものである。
この光軸を調整する工程で、レンズホルダおよびレンズ鏡筒を動かすため、これら部品間にある接着剤に偏った圧力がかかり、接着剤が塗布部より押し出されて、塗布厚みにばらつきが発生してしまい、この接着剤の厚みばらつきが、接着強度のばらつき要因になるという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、レンズ鏡筒とレンズホルダとの接着における接着強度のばらつきを抑制できるカメラモジュール形状およびカメラモジュール接着方法を提供することを目的とする。

本願に開示されるカメラモジュール形状は、撮像レンズを有するとともに、フランジ部が形成されたレンズ鏡筒、撮像レンズと光軸調整された撮像素子および映像を処理する電子回路を有するレンズホルダを備え、レンズホルダは、円形の凹部を有し、この凹部内でレンズ鏡筒のフランジ部が接着されているものである。

本願に開示されるカメラモジュール形状によれば、レンズ鏡筒とレンズホルダとの接着における接着強度を確保しつつ、接着強度のばらつきを抑制することができる。
また、製品の形状の接着方法の制約に対して柔軟な形状・手法を採用することができる。

実施の形態１によるカメラモジュールを示す分解斜視図である。 実施の形態１によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。 実施の形態２によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。 実施の形態３によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。 実施の形態４によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるカメラモジュールを示す分解斜視図である。
図１において、カメラモジュールは、後述するレンズ鏡筒１とレンズホルダ３を、光軸調整後、接着して固定する。
レンズ鏡筒１は、光学部品である撮像レンズを有する。レンズホルダ３は、イメージセンサー（撮像素子）および映像を処理する電子回路を有する筐体である。レンズ鏡筒１は、撮像レンズとイメージセンサーの光軸調整を行った後に、接着剤を利用してレンズホルダ３に固定される。
レンズホルダ３には、レンズ鏡筒１のフランジ部を収めることのできる、円筒形状の窪み部２（凹部）があり、このレンズホルダ３の窪み部２に接着剤を塗布して、レンズ鏡筒１とレンズホルダ３とを固定するようになっている。
なお、レンズホルダ３の窪み部２の直径は、光軸調整用のクリアランスのため、後述するレンズ鏡筒１のフランジ部６ａの直径より、わずかに大きくなっている。

図２は、実施の形態１によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。図２は、図１で示す組み立てられたカメラモジュールに対して、レンズの中心を通る面で断面にした図である。
図２において、符号１〜３は図１におけるものと同一のものである。接着剤４および即硬化型接着剤５は、レンズ鏡筒１とレンズホルダ３を接着する。フランジ部６ａは、レンズ鏡筒１のフランジ部である。接着剤４は、レンズ鏡筒１の光軸とレンズホルダ３を固定する主剤であり、湿気硬化型、溶液乾燥型、硬化剤混合型など時間の経過とともに緩やかに接着強度を増すものを用いる。
即硬化型接着剤５は、レンズ光軸調整を行った直後に、その状態を仮に保持するために用いられ、主に、ＵＶ照射により硬化されるＵＶ硬化型接着剤である。

次に、動作について説明する。
レンズ鏡筒１のフランジ部６ａが、レンズホルダ３の窪み部２の形状に沿って塗布された接着剤４の上に収まり、レンズ鏡筒１の光軸を、レンズホルダ３の内部に設置されたイメージセンサーと合わせる。
ここで使用される接着剤４は、レンズ鏡筒１の光軸とレンズホルダ３を固定する主剤となるが、構造的にフランジ部６ａの下面にはＵＶ照射光が届かないので、ＵＶ硬化型接着剤の使用は困難である。このため、熱硬化型のように外部環境の力を借りるものと、湿気硬化型、溶液乾燥型、硬化剤混合型など時間の経過とともに緩やかに接着強度を増すものを用いる。
その一方で、レンズ光軸調整を行った直後に、その状態を仮に保持する必要があるため、即硬化型接着剤５を用いる。

レンズ鏡筒１とレンズホルダ３との光軸を調整する手順において、窪み部２の境界面の接着剤４は、接着境界面の接着強度と接着剤の馴染み性をよくするために、レンズ鏡筒１は、接着面に対する方向に若干圧力を加え、接着剤４を潰し気味にし、そこから、レンズ垂直上方向に対して、求められる焦点距離に移動する。
一般に、この一連の作業工程においては、接着剤４に対して、フランジ部６ａを介して、上方部から圧力がかかることで、接着剤４の余剰分は、フランジ部６ａの外周部に若干はみ出す形となる。
この状態から、レンズ鏡筒１を上方部に移動させるため、接着に必要な接着剤の「粗」な部分の発生と、エアーボイドなどが生じやすくなり、接着強度にムラが生じる。

そこで、実施の形態１では、レンズホルダ３に窪み部２を設け、そこにレンズ鏡筒１のフランジ部６ａが収まるようにすることで、レンズ光軸調整時に、接着剤４のフランジ部６ａの加圧によるはみ出し分が、窪み部２の側面により広がりを抑止することで、接着品質のばらつきを抑えるようにした。

実施の形態１によれば、接着剤の流れ出しが抑制され、安定した接着剤の厚みが保持される。
このため、レンズホルダ３とレンズ鏡筒１を接合する接着剤の強度のばらつきを抑制することができる。
また、レンズホルダ３の窪み部２にレンズ鏡筒１が嵌る構造のため、従来よりもレンズ鏡筒１とレンズホルダ３のイメージセンサーが近い位置で接着されることになる。
これにより、レンズ鏡筒接合部とイメージセンサー間の距離が小さくなるので、温度変化の影響を受け難くなるという効果を有する。
さらにまた、２種の異なる接着剤を塗布する場合でも、塗布工程および塗布位置を分けられるので、２種の接着剤が混ざることによる硬化阻害を回避することができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。
図３において、符号１〜５、６ａは図２におけるものと同一のものである。図３では、図２の窪み部２に溝７を設けた構造となっている。この溝７は、レンズ光軸調整時に接着剤４の余剰分を一時的に溜めるためのものである。

例えば、レンズ鏡筒１をレンズホルダ３に組み付けるとき、接着剤４に対して、フランジ部６ａを介して、上方から圧力がかかることで、接着剤４の余剰分は、レンズ鏡筒１のフランジ部６ａの外周部に若干はみ出る。そのあと、レンズ鏡筒１を少し上部に移動する。
その際、一時的に溝７に退避していた、はみ出た余剰分の接着剤４は、その接着剤４が持つ表面張力および粘度により、持ち上がったレンズ鏡筒１とレンズホルダ３の隙間に入り込もうとする。
レンズ鏡筒１の移動量により、レンズホルダ３との隙間に必要な接着剤４の量は異なってくるが、その移動量が大きい場合、溝７を設けていることで、接着剤４のはみ出した余剰分を多く確保できるため、エアーボイドが起きにくくなる。
したがって、図２の構造のものより、さらに安定した接着にすることが可能となる。

図３のような接着構造の場合、外部からアクセスしにくいレンズ鏡筒１とレンズホルダ３の間で接着剤４の移動が行われるため、ＵＶなど光硬化促進接着剤は使用できず、熱硬化プロセスを用いた接着剤が最適となる。
したがって、熱硬化接着工程で形状を安定保持できるまで、即硬化型接着剤５を用いて仮固定することとなる。

実施の形態２によれば、窪み部２に溝７を設けることにより、レンズ鏡筒１とレンズホルダ３とを、さらに安定した接着にすることができる。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。
図４において、符号１〜３は図２におけるものと同一のものである。図４では、フランジ部６ｂの形状を直径方向に短くして、レンズ光軸方向に伸ばしたような形状にしている。この場合、接着面はレンズ鏡筒１のフランジ部６ｂの円周方向の側面になる。ＵＶ照射光８は、レンズ光軸方向より照射される。ＵＶ硬化型接着剤９は、ＵＶ照射により硬化される接着剤である。

実施の形態３では、図４のように、レンズ鏡筒１のフランジ部６ｂの形状を、直径方向に短くして、レンズ光軸方向に伸ばしたような形状にした。このフランジ部６ｂの形状にすると、レンズホルダ３の窪み部２の径も小さくすることができるため、レンズ鏡筒１の最大円周径を図２、図３に示すものよりも小さくすることができる。
ただし、レンズ鏡筒１とレンズホルダ３の接着強度を確保するために、フランジ部６ｂの形状を、図３で示すものより、上下方向に伸ばしたような形状としている。

レンズ鏡筒１とレンズホルダ３を固定するＵＶ硬化型接着剤９は、フランジ部６ｂの縦方向面をベースにして接着する。
これにより、フランジ部６ｂの径を小さくすることができるため、レンズ正面から見たときのフランジを含む接着に必要な面積を小さくすることができ、製品外形の小型化、意匠の柔軟性を高めることができる。

図４の構造では、フランジ部６ｂの円周方向の側面を、主にレンズホルダ３に対する接着面としているため、実施の形態２で説明した光軸調整作業と同じく、レンズ鏡筒１の光軸調整時に上下方向に動作させたとしても、フランジ部６ｂの向かい合わせになっているレンズホルダ３に対して、スライド方向に移動するだけでよい。
このため、エアーボイドが発せしにくく、安定した接着が可能となる。

レンズ鏡筒１のフランジ部６ｂの固定に使用する接着剤として、ＵＶ硬化タイプのものを使用する場合、ＵＶ照射光８をレンズ鏡筒１の前方から照射することとなる。これは製品筐体の制約を受けにくい方向からであるため、組み立て作業のしやすい環境を提供することが可能となる。

実施の形態３によれば、接着面をレンズ鏡筒の円周方向の側面にすることで、接着面積が大きくなり、接着強度が向上する。
また、エアーボイドが発せしにくく、安定した接着が可能となる。

実施の形態４．
図５は、実施の形態４によるカメラモジュールのレンズホルダの一部を示す断面図である。
図５において、符号１〜３、８、９は図４におけるものと同一のものである。図５で、レンズ鏡筒１のフランジ部６ｃは、図２のフランジ部６ａと図３のフランジ部６ｂの中間的な形状を持ち、接着面が、レンズ鏡筒１の光軸に対して斜めになっている。フランジ部６ｃに対向する窪み部２の部分も斜めに形成されている。

実施の形態４は、フランジ部６ｃの形状に特徴がある。
図２のレンズ鏡筒１のフランジ部６ａでは、レンズホルダ３の窪み部２の面に対して外部からの光の侵入経路がないため、この境界面の固定に用いることのできる接着剤はＵＶ硬化タイプが使用できない。ＵＶ硬化以外の硬化プロセスを持つ接着剤４には、例えば熱硬化タイプなどを使用する必要があり、仮硬化用途として接着剤に即硬化型接着剤５を用いる必要があった。

また、図４のレンズ鏡筒１のフランジ部６ｂの縦方向面を接着面とした構造では、フランジ部６ｂの円周径が小さくなることで、レンズ正面視からの専有面積は小さくなるが、接着強度をある程度保つためには、レンズホルダ３の窪み部２を深くする必要があった。
そこで、実施の形態４は、図５に示すように、レンズ鏡筒１のフランジ部６ｃを斜めにすることで、上述の図２、図４の利点を活かしたものにすることが可能となる。

すなわち、図５において、レンズ鏡筒１のフランジ部６ｃは、レンズ鏡筒１の光軸に対し斜め形状になっているため、接着面積を増やすことができ、ＵＶ硬化型接着剤９を用いる場合の光路も確保することができる。

実施の形態４によれば、レンズ鏡筒１のフランジ部６ｃとレンズホルダ３の窪み部２を斜めにすることにより、接着面積を増やすことができ、ＵＶ硬化型接着剤９を用いる場合の光路も確保することができる。
これにより、接着剤を硬化させるためのＵＶ照射器の設置角度について自由度を持たせることで、ＵＶ照射効率を高めることができる。
また、ＵＶ照射器の設置制約を緩和することが可能になる。

本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ レンズ鏡筒、２ 窪み部、３ レンズホルダ、４ 接着剤、
５ 即硬化型接着剤、６ａ、６ｂ、６ｃ フランジ部、７ 溝、８ ＵＶ照射光、
９ ＵＶ硬化型接着剤

本願に開示されるカメラモジュール形状は、撮像レンズを有するとともに、フランジ部が形成されたレンズ鏡筒、撮像レンズと光軸調整された撮像素子および映像を処理する電子回路を有するレンズホルダを備え、レンズホルダは、円形の凹部を有し、この凹部の内および外でレンズ鏡筒のフランジ部が、二種類の接着剤により各別に接着されているものである。

Claims (6)

1. 撮像レンズを有するとともに、フランジ部が形成されたレンズ鏡筒、
   上記撮像レンズと光軸調整された撮像素子および映像を処理する電子回路を有するレンズホルダを備え、
   上記レンズホルダは、円形の凹部を有し、この凹部内で上記レンズ鏡筒のフランジ部が接着されていることを特徴とするカメラモジュール形状。
2. 上記レンズホルダの凹部に、接着剤を溜めるための溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール形状。
3. 上記レンズ鏡筒のフランジ部は、円周方向の側面で、上記レンズホルダの凹部に接着されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール形状。
4. 上記レンズ鏡筒のフランジ部および上記レンズホルダの凹部の互いに接着された面が、上記光軸に対し、斜めに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール形状。
5. 上記レンズ鏡筒のフランジ部と上記レンズホルダの凹部とは、ＵＶ硬化型接着剤で接着されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のカメラモジュール形状。
6. 撮像レンズを有するレンズ鏡筒に形成されたフランジ部と、上記撮像レンズと光軸調整される撮像素子を有するレンズホルダに形成された円形の凹部とを、上記光軸調整したのちに、接着剤を硬化させて固定することを特徴とするカメラモジュール接着方法。

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