JP4755476B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるカメラ、携帯電話機に搭載されるカメラ、監視カメラ等のカメラに備えられる撮像装置であって、立体回路成形部材（以下「ＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）」という。）によって撮像素子を実装する撮像装置に関するものである。

近年、カメラは、車両や携帯電話機に搭載されるようになっており、普及に伴って小型化が要求されている。そして、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を回路基板に実装する方法としては、撮像素子を備えたパッケージのリードを介して回路基板に実装する方法が知られていたが、近年では撮像素子をＭＩＤ工法により省スペースで回路基板に実装する方法も知られてきている（例えば、特許文献１参照。）。

撮像素子をＭＩＤ工法により省スペースで回路基板に実装する方法においては、撮像素子を実装したＭＩＤにレンズを嵌合させることによってレンズの光軸方向と、光軸方向に直交する方向とのそれぞれにおけるレンズと、撮像素子との位置決めを行い、レンズをＭＩＤに接着した後、ＭＩＤを回路基板に接合していた。
特開２００３−１５８２３２号公報

しかしながら、従来の撮像装置においては、ＭＩＤと、回路基板との接合部に大きな負荷が加わった場合にＭＩＤと、回路基板との接合が不完全な状態となって電気的に不具合が発生する可能性があるので、電気的な不具合の発生を防止するために、広角で高性能のガラスレンズ等の重いレンズを備えることができないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、従来より重いレンズを備えることができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、レンズと、前記レンズを通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を実装した立体回路成形部材と、前記立体回路成形部材の一部を直接実装した回路基板と、前記レンズを実装したレンズブラケットと、前記レンズの光軸方向にのみ前記レンズブラケットを前記回路基板側に押し付けることによって前記レンズブラケットを前記回路基板に固定する光軸方向押付手段とを備え、前記レンズブラケットは、前記光軸方向に直交する方向にのみ前記立体回路成形部材と係合することによって前記立体回路成形部材に対する前記直交する方向のみへの前記レンズブラケットの位置決めを行う構成を有している。

この構成により、本発明の撮像装置は、レンズがレンズブラケットを介して回路基板に固定されているので、立体回路成形部材と、回路基板との接合部に加わる負荷を従来より小さくすることができ、立体回路成形部材と、回路基板との接合部に電気的な不具合が発生する可能性を従来より小さくすることができる。したがって、本発明の撮像装置は、撮像素子に対するレンズの位置を従来と同程度の精度で合わせつつ、従来より重いレンズを備えることができる。

また、本発明の撮像装置の前記光軸方向押付手段は、前記レンズブラケットを前記回路基板側に押し付ける付勢力を発生させるバネを有した構成を有している。

この構成により、本発明の撮像装置は、レンズの光軸方向のみの力でレンズブラケットを回路基板側に押し付けることができ、立体回路成形部材と、回路基板との接合部に加わる負荷が従来より小さい状態で組み立てられることができる。

また、本発明の撮像装置の前記光軸方向押付手段は、前記レンズブラケットのうち前記回路基板と溶着した部分である構成を有している。

この構成により、本発明の撮像装置は、レンズの光軸方向のみの力でレンズブラケットを回路基板側に押し付けることができ、立体回路成形部材と、回路基板との接合部に加わる負荷が従来より小さい状態で組み立てられることができる。

また、本発明の撮像装置の前記部分は、樹脂である構成を有している。

この構成により、本発明の撮像装置は、樹脂を変形させて溶着するという既存の工法で組み立てることができる。

また、本発明の撮像装置の前記レンズブラケットは、前記レンズの前記光軸方向の位置を調整可能に前記レンズを実装した構成を有している。

この構成により、本発明の撮像装置は、レンズの光軸方向に直交する方向におけるレンズと、撮像素子との位置関係を維持したまま、フォーカス調整を行うことができる。

本発明は、従来より重いレンズを備えることができる撮像装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る車載カメラの構成について説明する。

本実施の形態に係る車載カメラは、図１に示す撮像装置１０を備えている。

撮像装置１０は、雄ネジ部１１ａを有したレンズ１１と、レンズ１１の雄ネジ部１１ａと嵌合する雌ネジ部１２ａを有しレンズ１１を実装したレンズブラケット１２と、レンズ１１の雄ネジ部１１ａと嵌合する雌ネジ部１３ａを有しレンズ１１をレンズブラケット１２に固定するレンズ固定ナット１３と、レンズ１１を通過した光を電気信号に変換する撮像素子１４と、撮像素子１４を実装したＭＩＤ１５と、ＭＩＤ１５を実装した回路基板としてのＭＩＤ実装基板１６と、ＭＩＤ１５に固定されてＭＩＤ１５及びＭＩＤ実装基板１６とともに撮像素子１４を封止する封止ガラス１７と、レンズ１１の矢印１１Ａで示す光軸方向にのみレンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６側に押し付けることによってレンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６に固定する光軸方向押付手段としての基板保持シールド１８とを備えている。

レンズブラケット１２は、矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向にＭＩＤ１５と係合することによって矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向へのＭＩＤ１５に対するレンズブラケット１２の位置決めを行う直交方向位置決め部としてのガイド溝部１２ｂと、ＭＩＤ実装基板１６に係合する係合部１２ｃと、基板保持シールド１８と係合することによって基板保持シールド１８がＭＩＤ実装基板１６側に歪むのを防止する爪部１２ｄとを有している。

基板保持シールド１８は、レンズブラケット１２の爪部１２ｄによって係止される係止部１８ａと、レンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６側に押し付ける付勢力を発生させる基板固定用バネ１８ｂとを有している。

次に、撮像装置１０の組み立てについて説明する。

図２に示すように、レンズ１１、レンズブラケット１２及びレンズ固定ナット１３は、レンズ１１の雄ネジ部１１ａと、レンズブラケット１２の雌ネジ部１２ａ及びレンズ固定ナット１３の雌ネジ部１３ａとが嵌合させられることによって、一体化される。また、撮像素子１４（図１参照。）、ＭＩＤ１５、ＭＩＤ実装基板１６及び封止ガラス１７は、互いに固定されることによって、一体化される。

次いで、基板保持シールド１８は、レンズブラケット１２の爪部１２ｄによって係止部１８ａが係止されることによってレンズブラケット１２に固定される。したがって、レンズ１１、レンズブラケット１２、レンズ固定ナット１３及び基板保持シールド１８は、一体化される。

次いで、レンズブラケット１２は、ＭＩＤ１５とガイド溝部１２ｂ（図１参照。）で嵌合し、ＭＩＤ実装基板１６と係合部１２ｃで係合することによって、矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向へのＭＩＤ１５に対するレンズブラケット１２の位置決めを行う。したがって、レンズ１１の光軸は、撮像素子１４の中心と一致する。

そして、基板保持シールド１８は、ＭＩＤ実装基板１６側にレンズブラケット１２を基板固定用バネ１８ｂによって押し付ける。したがって、レンズ１１、レンズブラケット１２、レンズ固定ナット１３、撮像素子１４、ＭＩＤ１５、ＭＩＤ実装基板１６、封止ガラス１７及び基板保持シールド１８は、一体化されて図１に示す撮像装置１０となる。

最後に、レンズ１１は、レンズブラケット１２との嵌合が調整されることによって撮像素子１４に対する矢印１１Ａで示す光軸方向の位置が調整され、撮像素子１４との間でフォーカス調整が終了した後、レンズ固定ナット１３によってレンズブラケット１２に対して固定される。

以上に説明したように、撮像装置１０は、レンズ１１がレンズブラケット１２を介してＭＩＤ実装基板１６に固定されているので、ＭＩＤ１５と、ＭＩＤ実装基板１６との接合部に加わる負荷を従来より小さくすることができ、ＭＩＤ１５と、ＭＩＤ実装基板１６との接合部に電気的な不具合が発生する可能性を従来より小さくすることができる。したがって、撮像装置１０は、撮像素子１４に対するレンズ１１の位置を従来と同程度の精度で合わせつつ、従来より重いレンズ１１を備えることができる。

また、撮像装置１０は、レンズブラケット１２がレンズ１１の矢印１１Ａで示す光軸方向の位置を調整可能にレンズ１１を実装しているので、レンズ１１の矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向におけるレンズ１１と、撮像素子１４との位置関係を維持したまま、フォーカス調整を行うことができる。

（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係る車載カメラの構成について説明する。

本実施の形態に係る車載カメラは、図３に示す撮像装置２０を備えている。

なお、撮像装置２０の構成のうち、第１の実施の形態に係る撮像装置１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、撮像装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像装置２０の構成は、レンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６側に押し付ける付勢力を発生させる板バネ２１と、レンズブラケット１２とは反対側からＭＩＤ実装基板１６に係合したケース２２と、板バネ２１と係合するとともにケース２２に固定されて板バネ２１をケース２２側に押し付けるケース２３とを基板保持シールド１８（図１参照。）に代えて撮像装置１０が備えた構成と同様である。

板バネ２１は、レンズブラケット１２の爪部１２ｄによって係止される係止部２１ａを有している。

なお、板バネ２１、ケース２２及びケース２３は、レンズ１１の矢印１１Ａで示す光軸方向にのみレンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６側に押し付けることによってレンズブラケット１２をＭＩＤ実装基板１６に固定するようになっており、光軸方向押付手段を構成している。

次に、撮像装置２０の組み立てについて説明する。

レンズ１１、レンズブラケット１２及びレンズ固定ナット１３は、第１の実施の形態と同様に一体化される。また、撮像素子１４、ＭＩＤ１５、ＭＩＤ実装基板１６及び封止ガラス１７は、第１の実施の形態と同様に一体化される。

次いで、板バネ２１は、レンズブラケット１２の爪部１２ｄによって係止部２１ａが係止されることによってレンズブラケット１２に固定される。したがって、レンズ１１、レンズブラケット１２、レンズ固定ナット１３及び板バネ２１は、一体化される。

次いで、レンズブラケット１２は、ＭＩＤ１５とガイド溝部１２ｂで嵌合し、ＭＩＤ実装基板１６と係合部１２ｃで係合することによって、矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向へのＭＩＤ１５に対するレンズブラケット１２の位置決めを行う。したがって、レンズ１１の光軸は、撮像素子１４の中心と一致する。

そして、ケース２２及びケース２３は、ＭＩＤ実装基板１６とケース２２とが係合し、レンズブラケット１２とＭＩＤ実装基板１６とが係合し、板バネ２１とケース２３とが係合した状態で、互いに固定される。即ち、板バネ２１、ケース２２及びケース２３は、ＭＩＤ実装基板１６側にレンズブラケット１２を押し付ける。したがって、レンズ１１、レンズブラケット１２、レンズ固定ナット１３、撮像素子１４、ＭＩＤ１５、ＭＩＤ実装基板１６、封止ガラス１７、板バネ２１、ケース２２及びケース２３は、一体化されて図３に示す撮像装置２０となる。

（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係る車載カメラの構成について説明する。

本実施の形態に係る車載カメラは、図４に示す撮像装置３０を備えている。

なお、撮像装置３０の構成のうち、第１の実施の形態に係る撮像装置１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、撮像装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像装置３０の構成は、レンズ１１の雄ネジ部１１ａと嵌合する雌ネジ部３１ａを有しレンズ１１を実装した樹脂製のレンズブラケット３１と、ＭＩＤ１５を実装した回路基板としてのＭＩＤ実装基板３２とをレンズブラケット１２（図１参照。）、ＭＩＤ実装基板１６（図１参照。）及び基板保持シールド１８（図１参照。）に代えて撮像装置１０が備えた構成と同様である。

レンズブラケット３１は、矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向にＭＩＤ１５と係合することによって矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向へのＭＩＤ１５に対するレンズブラケット３１の位置決めを行う直交方向位置決め部としてのガイド溝部３１ｂと、ＭＩＤ実装基板１６に係合する係合部３１ｃと、係合部３１ｃから突出したボス３１ｄと、ボス３１ｄの先端に形成されてＭＩＤ実装基板１６と溶着した部分である溶着部３１ｅとを有している。

ＭＩＤ実装基板３２には、レンズブラケット３１のボス３１ｄが挿入される穴３２ａが形成されている。

なお、レンズブラケット３１の溶着部３１ｅは、レンズ１１の矢印１１Ａで示す光軸方向にのみレンズブラケット３１をＭＩＤ実装基板１６側に押し付けることによってレンズブラケット３１をＭＩＤ実装基板１６に固定するようになっており、光軸方向押付手段を構成している。

次に、撮像装置３０の組み立てについて説明する。

図５に示すように、レンズ１１、レンズ固定ナット１３及びレンズブラケット３１は、第１の実施の形態と同様に一体化される。また、撮像素子１４、ＭＩＤ１５、封止ガラス１７及びＭＩＤ実装基板３２は、第１の実施の形態と同様に一体化される。

次いで、レンズブラケット３１は、ＭＩＤ１５とガイド溝部３１ｂで嵌合し、ボス３１ｄがＭＩＤ実装基板３２の穴３２ａに挿入された状態でＭＩＤ実装基板３２と係合部３１ｃで係合することによって、矢印１１Ａで示す光軸方向に直交する方向へのＭＩＤ１５に対するレンズブラケット３１の位置決めを行う。したがって、レンズ１１の光軸は、撮像素子１４の中心と一致する。

次いで、レンズブラケット３１は、ボス３１ｄのうちＭＩＤ実装基板３２に対して係合部３１ｃとは反対側にＭＩＤ実装基板３２の穴３２ａから突出した部分で、ＭＩＤ実装基板３２と溶着される。即ち、レンズブラケット３１に生成された溶着部３１ｅは、ＭＩＤ実装基板３２側にレンズブラケット３１を押し付ける。したがって、レンズ１１、レンズ固定ナット１３、撮像素子１４、ＭＩＤ１５、封止ガラス１７、レンズブラケット３１及びＭＩＤ実装基板３２は、一体化されて図４に示す撮像装置３０となる。

最後に、レンズ１１は、レンズブラケット３１との嵌合が調整されることによって撮像素子１４に対する矢印１１Ａで示す光軸方向の位置が調整され、撮像素子１４との間でフォーカス調整が終了した後、レンズ固定ナット１３によってレンズブラケット３１に対して固定される。

以上のように、本発明に係る撮像装置は、従来より重いレンズを備えることができるという効果を有し、車両に搭載されるカメラ、携帯電話機に搭載されるカメラ、監視カメラ等のカメラに備えられる撮像装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の断面図 図１に示す撮像装置の組み立て時の斜視図 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の断面図 本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置の断面図 図４に示す撮像装置の組み立て時の斜視図

符号の説明

１０ 撮像装置
１１ レンズ
１２ レンズブラケット
１２ｂ ガイド溝部（直交方向位置決め部）
１４ 撮像素子
１５ ＭＩＤ（立体回路成形部材）
１６ ＭＩＤ実装基板（回路基板）
１８ 基板保持シールド（光軸方向押付手段）
１８ｂ 基板固定用バネ
２０ 撮像装置
２１ 板バネ
２２ ケース（光軸方向押付手段）
２３ ケース（光軸方向押付手段）
３０ 撮像装置
３１ レンズブラケット
３１ｂ ガイド溝部（直交方向位置決め部）
３１ｅ 溶着部（光軸方向押付手段）
３２ ＭＩＤ実装基板（回路基板）

Claims (5)

1. レンズと、前記レンズを通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を実装した立体回路成形部材と、前記立体回路成形部材の一部を直接実装した回路基板と、前記レンズを実装したレンズブラケットと、前記レンズの光軸方向にのみ前記レンズブラケットを前記回路基板側に押し付けることによって前記レンズブラケットを前記回路基板に固定する光軸方向押付手段とを備え、
   前記レンズブラケットは、前記光軸方向に直交する方向にのみ前記立体回路成形部材と係合することによって前記立体回路成形部材に対する前記直交する方向のみへの前記レンズブラケットの位置決めを行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記光軸方向押付手段は、前記レンズブラケットを前記回路基板側に押し付ける付勢力を発生させるバネを有したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光軸方向押付手段は、前記レンズブラケットのうち前記回路基板と溶着した部分であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記部分は、樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記レンズブラケットは、前記レンズの前記光軸方向の位置を調整可能に前記レンズを実装したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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