JP4282615B2 - 固体撮像装置及びこれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、耐衝撃性を向上させた固体撮像装置及びこれを備えた電子機器に関する。

近年、自動車には運転操作を支援するために車載用カメラが取り付けられるようになってきている。一般的に車載用カメラの撮像画像は、運転席付近に設置されたモニタ画面に表示され、運転者から死角位置となる車両周りの様子が映し出される。また、この撮像画像は、衝突事故が発生したときに、事故原因の解析等に利用することができる。

図６は、特許文献１に開示されている従来の車載用カメラ１００の断面図である。この車載用カメラ１００は、光学系１０１と、光学系１０１の動作を制御する基板部１０４の周部全体を樹脂成形体１０２で覆い、更にその外側をケーシング１０３で覆う構成となっている。この車載用カメラ１００は、光学系１０１と基板部１０４の周部全体を樹脂成形体１０２で覆うことにより、走行中の振動等が加えられても、基板部１０４から光学系１０１が欠落することないように構成されたものである。この構成により、車載用カメラ１００の耐衝撃性が向上するとされている。
特開平８−８４２７７

しかし、車載用カメラ１００は、図６に示すように、ケーシング１０３の側面や樹脂成形体１０２の側面で接する箇所が多い。従って、ケーシング１０３に衝撃が加わると、樹脂成形体１０２で覆われている光学系１０１及び基板部１０４にも衝撃が加わる。強い衝撃が加わると、樹脂成形体１０２はひび割れし、車載用カメラ１００の耐衝撃性が低下するという問題がある。

また車内温度は、夏場では５０℃以上の高温になる場合も珍しくなく、一方で冬場では−５℃近くの低温になる場合もある。一般に、樹脂製品は、熱の影響により、軟化、脆化または変色などの現象を伴ってその機械的強度が著しく低下する。従って、温度差が激しい車内で、長期間にわたって車載用カメラ１００を設置していた場合には、樹脂成形体１０２が劣化して破損してしまう可能性がある。

そこで本発明は、耐衝撃性を向上させた固体撮像装置及びこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、カメラモジュールと、前記カメラモジュールを収納するケースとを備えた固体撮像装置であって、前記カメラモジュールの外周側面及び外底面にそれぞれ固定された複数の第１の磁石と、前記複数の第１の磁石のそれぞれと同極が対向するようにして前記ケースの内周側面及び内底面にそれぞれ固定された複数の第２の磁石とを含むように構成される。

このような構成を採用することにより、カメラモジュールとケースとに固定された磁石が互いに反発する。従って、簡単な構成でカメラモジュールとケースとの接触を防止できる。

また、上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、前記第１の磁石と前記第２の磁石が対向していないケースの内面に、弾性部材を設け、前記弾性部材に前記カメラモジュールを当接させるように構成される。

このような構成を採用することにより、固体撮像装置に衝撃が加わった場合でも、弾性部材が衝撃を吸収し、カメラモジュール自体への衝撃は緩和される。このようにして、固体撮像装置の耐衝撃性は向上することができる。

また、請求項３記載の発明は、前記ケースに固定された磁石は、永久磁石又は電磁石とすることができる。

このような構成を採用することにより、簡単な構成でカメラモジュールとケースとの接触を防止できる。また、ケースに固定された磁石が、電磁石の場合は、磁力が弱まることを防止できる。

また、請求項４記載の発明は、車両に搭載されるとともに、前記電磁石へ電力を供給する電磁石駆動部と、前記電磁石駆動部への電力をオン又はオフにするスイッチと、前記車両側の電源のオン又はオフに基づいて、前記スイッチを制御する制御部とを備えている。

このような構成を採用することにより、電磁石への必要な消費電力を低減することができる。従って、車載用カメラとして好適な固体撮像装置を提供できる。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の前記固体撮像装置を備える電子機器である。これにより、耐衝撃性が向上した電子機器を実現することができる。

本発明によれば、耐衝撃性を向上させた固体撮像装置及びこれを備えた電子機器を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

本実施例１にかかる固体撮像装置１は、カメラモジュール２と、カメラモジュールを収納するケース３からなる。図１は、カメラモジュール２の横断面図である。カメラモジュール２は、図１に示すように、基板８と、基板８上に搭載された撮像素子１０と、基板８の外周上に搭載された周辺回路素子９と、基板８上に搭載されて撮像素子１０を包囲するホルダ１１と、レンズ群６を保持するとともにホルダ１１の円筒部に螺合するレンズホルダ１５と、撮像素子１０に対向してホルダ１１内に配置される光学フィルタ１７と、基板８の背面側（図１下側）に接続されて固体撮像装置１と外部装置（回路）とを接続するＦＰＣ（図示せず）とを備えている。レンズホルダ１５の上面の中央には開口４が設けられている。また、ホルダ１１の底面の中央にも開口７が設けられている。

図２は、固体撮像装置１の正面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。尚、図３におけるカメラモジュール２の構成については簡略化して描いてある。カメラモジュール２の形状は、図２及び図３に示すとおり直方体である。カメラモジュール２のホルダ１１の各外周側面に、それぞれ永久磁石１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａが固定されている。また、カメラモジュール２の底面である基板８の底面に、永久磁石１６ａが固定されている。即ち、カメラモジュール２の外周面には合計して５つの永久磁石１２ａ〜１６ａが固定されている。

ケース３は、カメラモジュール２を収納する凹部が形成された台座２１と、開口１８が設けられた上蓋１９とから構成されている。凹部の内周側面には、永久磁石１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂが固定されている。凹部内の底面にも永久磁石１６ｂが固定されている。即ち、凹部の内周面には５つの永久磁石が固定されている。尚、永久磁石には、例えばフェライト磁石を用いる。

カメラモジュール２は、図２及び図３に示すように、カメラモジュール２に固定された永久磁石１２ａ〜１６ａとケース３に固定された永久磁石１２ｂ〜１６ｂが対向しあうように、ケース３内に収納されている。即ち、永久磁石１２ａと１２ｂが対向し、永久磁石１３ａと１３ｂが対向し、以下同様に、１４ａと１４ｂ、１５ａと１５ｂ、１６ａと１６ｂが対向する。ここで、磁石は、同極が対向する様に固定される。同極同士の磁石は互い反発しあうため、カメラモジュール２は台座２１に接触しない。

ケースの上蓋１９の開口１８周辺には、カメラモジュール２を位置決めする凹部が形成されている。この凹部の底面には、ゴム等の弾性部材２０が固定してある。ここで、前述したように、カメラモジュール２に固定された永久磁石１２ａ〜１６ａと、ケース３に固定された永久磁石１２ａ〜１６ａは反発しあう。この反発力に逆らって、カメラモジュール２は、弾性部材２０に当接した状態でケース３内に収納される。従って、ケース３に衝撃が加わった場合、カメラモジュール２は、弾性部材２０を介してケース３からの衝撃を受けることになる。ここで、弾性部材２０はケース３の衝撃を吸収するので、カメラモジュール２への衝撃が緩和される。尚、この弾性部材２０には、レンズ用開口穴２２が設けられている。

このように、カメラモジュール２とケース３とに固定された対向する永久磁石１２ａ、１２ｂ…は、互いに反発する。また、カメラモジュール２は、弾性部材２０にのみ当接した状態でケース３内に収納される。従って、本発明に係る固体撮像装置１は、簡単な構成でカメラモジュール２とケース３との接触面積を減少できる。この結果、固体撮像装置１に衝撃が加わった場合でも、カメラモジュール２自体への衝撃は緩和される。このようにして、固体撮像装置１の耐衝撃性は向上する。耐衝撃性が向上することにより、固体撮像装置１の故障を防ぐことができる。

図４は、実施例２の自動車に搭載される固体撮像装置１ａの要部の構成を示した図である。図４で示すように固体撮像装置１ａの構成は、実施例１の固体撮像装置１と比較して、ケース３に固定されていた永久磁石１２ｂ…の換わりに、電磁石１２ｃ…が用いられている。図５は、電磁石１２ｃ…への電源供給の方法を簡単に示した図である。図５に示すように固体撮像装置１ａには、電磁石１２ｃ…へ電力を供給する電磁石駆動回路５３と、電磁石駆動スイッチ５４と、電磁石駆動スイッチ５４を介して電磁石駆動回路５３へ電力の供給を制御する制御部５１とを備えている。その他の構成は、実施例１の固体撮像装置１と同じである。ここで、ＡＣＣ（アクセサリ回路）スイッチ５０は、オン／オフに応じて車で使用する各種装置にバッテリ５２から電力を供給するスイッチであり、車のエンジン始動キーに連動してエンジンが始動する前に車の各種装置に電力を供給する。また、バッテリ５２は、自動車用バッテリである。尚、図４におけるカメラモジュール２の構成については簡略化して示している。

ＡＣＣスイッチ５０がオンになったときは、固体撮像装置１ａに備えられている制御部５１は、電磁石駆動スイッチ５４をオンにする。電磁石駆動スイッチ５４をオンになると、バッテリ５２から電磁石駆動回路５３へ電力が供給される。この電力供給により、固体撮像装置１ａのケースの内周面に設けられた電磁石１２ｃ…のコイルに電流が流れる。これにより、電磁石１２ｃ…の周囲には磁界が発生する。ここで、永久磁石１２ａ…に対向する電磁石１２ｃ…は、かかる電磁石１２ｃ…のコイルに電流が流れたときに、対向する磁石と同極となるように設置する。従って、カメラモジュール２の外周部及び外底面に固定された永久磁石１２ａ…と、ケースの内周部及び内底面に固定された電磁石１２ｃ…が互いに反発しあう。以上によりＡＣＣスイッチ５０がオンの場合は、実施例１の固体撮像装置１と同様に、カメラモジュール２とケース３との接触面積を減少できる。

ＡＣＣスイッチ５０がオフのときは、固体撮像装置１ａに備えられている制御部５１は、電磁石駆動スイッチ５４をオフにするので、バッテリ５２から、電磁石駆動回路５３への電力供給は行われない。従って、ケース３の内周面に固定されている電磁石１２ｃ…のコイルには電流が流れない。これにより、ケース側に固定された電磁石１２ｃ…の周囲には磁界が発生しない。よって、カメラモジュール２の外周面に固定された永久磁石１２ａ…と、ケース３の内周面に固定された電磁石１２ｃ…が反発しあうことはない。以上によりＡＣＣスイッチ５０がオフの場合は、カメラモジュール２は、台座２１に接触した状態でケース３内に収納される。

即ち、ＡＣＣスイッチ５０がオンのときは、固体撮像装置１ａのカメラモジュール２とケース３との接触を防止できる。ＡＣＣスイッチ５０がオフのときは、カメラモジュール２は、ケース３に接触した状態でケース３内に収納される。上述したように、ＡＣＣスイッチ５０は、自動車のエンジン始動キーが回されエンジンが始動される直前にオンになる。一般的に、自動車のエンジンを始動する時及びエンジン始動後には、自動車全体に振動が発生する。しかし、ＡＣＣスイッチ５０は、エンジンが始動される直前にオンになるので、このエンジン始動時及びエンジン始動後に発生する振動に対しても、カメラモジュール２への衝撃が緩和される。

一方、ＡＣＣスイッチ５０は、始動キーを抜くと、オフになる。従って、エンジンが停止中の場合は、カメラモジュール２とケース３とが接触した状態となる。これにより、電磁石への必要な消費電力が低減される。

一般的に永久磁石は、温度上昇に伴い、磁力が弱まる場合がある。従って、車内温度が上昇しやすい夏場などに固体撮像装置を使用していると、永久磁石の磁力が弱まる場合がある。この結果、カメラモジュール２とケース３とが接触する可能性がある。しかし、本実施例２のように、ケース２に固定される磁石に電磁石１２ｃ…を用いれば、上記現象の発生を防ぐことができ、カメラモジュール２とケース３とが接触することを防止できる。

尚、エンジンが停止中は、カメラモジュール２とケース３とが接触した状態となるが、これは問題とならない。エンジンが停止中には、通常車両が振動することもないので、固体撮像装置１ａに衝撃が加わることもないからである。

尚、上記各実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されない。例えば、カメラモジュール２の外面に磁石を固定する方法は、カメラモジュール２に凹部を設けて磁石をはめ込んでもよい。また、カメラモジュール２に固定される磁石にも、電磁石を用いても良い。また、カメラモジュール２の上面とこれに対向する上蓋１９の面に永久磁石又は電磁石を設け、カメラモジュール２とケース３とを全く接触させない構成にしてもよい。当該固体撮像装置は自動車以外のものに搭載してもよい。

実施例１によるカメラモジュール２の横断面図である。 本発明の実施例１による固体撮像装置１の正面図である。 図２における簡略化したＡ−Ａ断面図である。 実施例２による固体撮像装置１ａにおける図３と同様の断面図である。 電磁石への電源供給の方法を簡単に示した図である。 従来技術による車載用カメラ１００の断面図である。

符号の説明

１、１ａ 固体撮像装置
２ カメラモジュール
３ ケース
４、７、１８ 開口
５ レンズホルダ
６ レンズ群
８ 基板
９ 周辺回路素子
１０ 撮像素子
１１ ホルダ
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ，１６ｂ 永久磁石
１２ｃ、１３ｃ、１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ 電磁石
１７ 光学フィルタ
１９ 上蓋
２０ 弾性部材
２１ 台座
２２ レンズ用開口穴
５１ 制御部
５３ 電磁石駆動回路
５４ 電磁石駆動スイッチ

Claims (5)

1. カメラモジュールと、前記カメラモジュールを収納するケースとを備えた固体撮像装置であって、
   前記カメラモジュールの外周側面及び外底面にそれぞれ固定された複数の第１の磁石と、前記複数の第１の磁石のそれぞれと同極が対向するようにして前記ケースの内周側面及び内底面にそれぞれ固定された複数の第２の磁石とを含むことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記第１の磁石と前記第２の磁石が対向していないケースの内面に、弾性部材を設け、
   前記弾性部材に前記カメラモジュールを当接させることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記ケースに固定された磁石は、永久磁石又は電磁石であることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
4. 車両に搭載されるとともに、
   前記電磁石へ電力を供給する電磁石駆動部と、
   前記電磁石駆動部への電力をオン又はオフにするスイッチと、
   前記車両側の電源のオン又はオフに基づいて、前記スイッチを制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
5. 請求項１から４項の何れか１項に記載の固体撮像装置を備えることを特徴とする電子機器。

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