WO2023162329A1 - 撮像ユニット - Google Patents

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WO2023162329A1
WO2023162329A1 PCT/JP2022/039132 JP2022039132W WO2023162329A1 WO 2023162329 A1 WO2023162329 A1 WO 2023162329A1 JP 2022039132 W JP2022039132 W JP 2022039132W WO 2023162329 A1 WO2023162329 A1 WO 2023162329A1
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WO
WIPO (PCT)
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wiring
imaging
electrically connected
housing
control board
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/039132
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宣孝 岸
貴英 中土井
仁志 坂口
友基 石井
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2023162329A1 publication Critical patent/WO2023162329A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/52—Elements optimising image sensor operation, e.g. for electromagnetic interference [EMI] protection or temperature control by heat transfer or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present disclosure relates to imaging units.
  • Imaging units are installed in the front and rear of the vehicle, and the images obtained by the imaging units are used to control safety devices and perform driving support control. Since such an imaging unit is often provided outside the vehicle, foreign matter such as raindrops (water droplets), mud, dust, etc. may adhere to the translucent body (protective cover or lens) that covers the exterior. If a foreign substance adheres to the translucent body, the foreign substance will be reflected in the image obtained by the imaging unit, making it impossible to obtain a clear image.
  • a vibrating body is provided for vibrating the body.
  • the vibrating body is provided with a piezoelectric element to vibrate the translucent body. Therefore, wiring for supplying a control signal (AC signal) is required to drive the piezoelectric element.
  • AC signal a control signal
  • the wiring is provided on the outside of the translucent body, it is necessary to perform waterproofing for the wiring. Have difficulty.
  • an object of the present disclosure is to provide an imaging unit that allows integration of the wiring of the piezoelectric element and the wiring of the imaging element.
  • An imaging unit includes a translucent body, a housing, a vibrating body, a piezoelectric element, a lens, a fixing section, an imaging element, a first substrate, and a case.
  • the translucent body transmits light of a predetermined wavelength.
  • the housing holds the translucent body.
  • the vibrating body vibrates the translucent body held by the housing.
  • the piezoelectric element is provided on at least one surface of the vibrating body.
  • the lens is provided in the housing at a position facing the translucent body.
  • the fixing portion fixes the lens at a portion of the housing that becomes a node of vibration by the vibrating body.
  • the imaging device is arranged so that the translucent body and the lens are in the viewing direction.
  • the first substrate is electrically connected to the imaging device on the surface opposite to the surface in the viewing direction.
  • the case joins the housing and encloses at least the imaging device and the first substrate.
  • Wiring electrically connected to the piezoelectric element is drawn out from inside the housing so as to pass through a plane including the mounting surface of the first substrate on which the imaging element is mounted.
  • the wiring electrically connected to the piezoelectric element is pulled out from inside the housing so as to pass through a plane including the mounting surface of the first substrate on which the imaging element is mounted. can be integrated with the wiring of the imaging device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an imaging unit according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a plan view of wiring of the piezoelectric element according to Embodiment 1.
  • FIG. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining a method of assembling the imaging unit according to Embodiment 1;
  • FIG. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining a method of assembling the imaging unit according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of an imaging unit according to Embodiment 2;
  • FIG. 4 is a plan view showing a notch provided in the connecting portion;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an imaging unit according to Embodiment 3;
  • FIG. 3 is a perspective view of an imaging unit in which a slit for drawing out wiring is provided in the case;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an imaging unit according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an imaging unit according to a modification of Embodiment 4;
  • the imaging unit according to the embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.
  • the same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
  • the imaging unit described below is, for example, applied to a vehicle, and can vibrate the translucent body (for example, the outermost layer lens) in order to remove foreign matter adhering to the surface of the translucent body.
  • the imaging unit is not limited to in-vehicle applications.
  • the imaging unit can also be applied to surveillance cameras for security, drones, and the like.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an imaging unit 100 according to Embodiment 1.
  • the imaging unit 100 includes an outermost lens 1, a housing 2, a vibrating body 3, an inner lens 4, a fixed part 5, a piezoelectric element 7, an imaging element 8, an imaging control board 9 (first board), a case 10, and a vibration control board. 11 (second substrate).
  • the outermost layer lens 1 is a translucent body that transmits light of a predetermined wavelength (for example, the wavelength of visible light, the wavelength that can be imaged by an imaging device, etc.), and is, for example, a convex meniscus lens.
  • a predetermined wavelength for example, the wavelength of visible light, the wavelength that can be imaged by an imaging device, etc.
  • the imaging unit 100 may use a transparent member such as a protective cover instead of the outermost lens 1 .
  • the protective cover is made of resin such as glass or transparent plastics.
  • the imaging unit 100 is provided with a vibrating body 3 at a position in contact with the outermost layer lens 1 .
  • the housing 2 and the vibrating body 3 may be integrated as in Embodiment 3, which will be described later.
  • the vibrating body 3 has a cylindrical shape, and the inner layer lens 4 is arranged in the cylinder.
  • the vibrating body 3 has a connecting portion 31 that connects with the outermost layer lens 1 (translucent body), and a vibrating portion 32 in which the piezoelectric element 7 is provided.
  • the connecting portion 31 is a portion that converts the vibration of the piezoelectric element 7 and has a crank shape.
  • the vibrating portion 32 is a portion that vibrates together with the vibration of the piezoelectric element 7 and is thicker than the thin connecting portion 31 .
  • the connecting portion 31 and the vibrating portion 32 may be formed integrally or separately.
  • the piezoelectric element 7 is provided on the surface of the vibrating body 3 opposite to the side in contact with the outermost lens 1 .
  • the piezoelectric element 7 has a hollow circular shape, and vibrates by being polarized in the thickness direction, for example.
  • the piezoelectric element 7 is made of lead zirconate titanate piezoelectric ceramics. However, other piezoelectric ceramics such as (K, Na)NbO 3 may be used. Furthermore, a piezoelectric single crystal such as LiTaO 3 may be used.
  • the piezoelectric element 7 has a first electrode 7 a on the surface opposite to the surface in contact with the vibrating body 3 and a second electrode 7 b on the surface in contact with the vibrating body 3 .
  • the first electrode 7a and the second electrode 7b are Ag, for example.
  • a wiring 6 for supplying a control signal (AC signal) from a vibration control board 11 to be described later is connected to the piezoelectric element 7 .
  • FIG. 2 is a plan view of the wiring 6 of the piezoelectric element 7 according to Embodiment 1.
  • the wiring 6 has a first wire 61 electrically connected to the first electrode 7 a of the piezoelectric element 7 and a second wire 62 electrically connected to the vibrating body 3 .
  • the second electric wire 62 is electrically connected to the second electrode 7b of the piezoelectric element 7 via the metal vibrator 3, as indicated by the dashed line in FIG.
  • the wiring 6 is FPC (Flexible Printed Circuits), and is formed by patterning flexible electrodes and wires on a flexible sheet.
  • An electrode 61a is provided at one end of the first wire 61
  • an electrode 62a is provided at one end of the second wire 62 for electrical connection with the vibrating body 3, respectively.
  • the wiring 6 has an electrode 61b at the other end of the first wire 61 for electrical connection with the vibration control board 11, and an electrode 62b at the other end of the second wire 62 for electrical connection with the vibration control board 11. are provided respectively.
  • the surface of the first electrode 7a and one surface of the vibrating body 3 are flush with each other so that the first electrode 7a of the piezoelectric element 7 and the vibrating body 3 can be connected by the wiring 6 of the FPC. That is, as shown in FIG. 1, the vibrating body 3 has a concave portion at the position where the piezoelectric element 7 is provided.
  • a hollow circular piezoelectric element 7 vibrates in the radial direction (horizontal direction in the drawing) by a control signal (AC signal) supplied from the wiring 6 , and this vibration moves in the Z direction (the up and down), and the outermost layer lens 1 vibrates in the optical axis direction.
  • the portion (connecting portion 31) that holds the outermost layer lens 1 of the housing 2 is elastically deformed like a leaf spring, transmits the vibration of the vibrating body 3 to the outermost layer lens 1, and separates from the outermost layer lens 1.
  • the parts are vibration nodes.
  • the vibration node is a portion having an amplitude of approximately 1/50 or less of the maximum amplitude of the vibrating body 3 . Therefore, the displacement of the central portion of the outermost layer lens 1 becomes maximum due to the vibration of the vibrating body 3, while the displacement of the portion distant from the outermost layer lens 1 becomes small.
  • the hollow circular piezoelectric element 7 is provided on the bottom surface of the vibrating body 3 in FIG. 1, the piezoelectric element may be provided on another surface. Further, a plurality of rectangular piezoelectric elements 7 may be provided concentrically on the bottom surface of the vibrating body 3 .
  • the vibration of the vibrating body 3 is prevented from propagating to the inner lens 4 by fixing the inner lens 4 with the fixing portion 5 at the portion of the housing 2 that is a vibration node. Therefore, in the imaging unit 100, image quality does not deteriorate due to the vibration of the vibrating body 3.
  • FIG. 1 by fixing the inner lens 4 to the part of the housing 2 that is a vibration node, the inner lens 4 does not attenuate the vibration of the vibrating body 3, and the ability to remove foreign matter adhering to the outermost lens 1. does not decrease.
  • the fixing portion 5 that fixes the inner lens 4 to the housing 2 preferably has a smaller mechanical quality factor Qm than the housing 2 .
  • the fixing portion 5 is preferably made of resin.
  • the inner lens 4 has a structure in which a plurality of lenses are held by an inner lens barrel 4a.
  • the inner lens barrel 4 a is a holding portion for the inner lens 4 . Since a plurality of lenses constituting the inner lens 4 are held by the inner lens barrel 4a in an aligned state, there is no need to adjust the alignment of each individual lens again when mounting the imaging unit 100. ⁇
  • the imaging unit 100 has an imaging element 8 arranged so that the outermost layer lens 1 and the inner layer lens 4 are in the viewing direction.
  • the imaging element 8 is an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) sensor, and is mounted on an imaging control board 9 which is an imaging element mounting board.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
  • the imaging unit 100 has a vibration control board 11 which is provided in the direction opposite to the viewing direction from the imaging control board 9 and on which a control circuit 12 for supplying a control signal (AC signal) for the piezoelectric element 7 is mounted.
  • the imaging control board 9 and the vibration control board 11 are electrically connected via an inter-board connector 13 .
  • the control circuit 12 is a semiconductor element such as a general-purpose IC (Integrated Circuit) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit) that generates a control signal (AC signal) for the piezoelectric element 7 .
  • the wiring 6 is drawn out from the housing 2 through a through hole 5a provided in the fixing portion 5 so as to pass through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging element 8 is mounted. is Furthermore, the wiring 6 is electrically connected to the vibration control board 11 on the surface opposite to the surface facing the imaging control board 9 . Specifically, the wiring 6 drawn out from the through hole 5 a passes between the imaging control board 9 and the case 10 and between the vibration control board 11 and the case 10 .
  • the wiring 6 is drawn out from the housing 2 so as to pass through the plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging element 8 is mounted. It can be integrated and led out of the case 10 from the terminal electrode 14 connected to the vibration control board 11 .
  • the wiring 6 of the piezoelectric element 7 can be pulled out from within the housing 2 so as to pass through the plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging device 8 is mounted.
  • the wiring 6 does not need to be waterproofed.
  • the imaging control board 9 is fixed to the fixing portion 5 with an adhesive, and the case 10 and the housing 2 are fixed.
  • the portion of the housing 2 that is joined to the case 10 is preferably a portion that becomes a vibration node of the vibrating body.
  • 3 and 4 are schematic diagrams for explaining a method of assembling the imaging unit 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 when the direction of the outermost layer lens 1 is the upper side and the direction of the fixing portion 5 is the lower side when viewed from the inner lens 4, the lower side of the fixing portion 5 for fixing the inner lens barrel 4a is shown in FIG. , it has a recessed shape that matches the position of the imaging element 8. As shown in FIG. 3, when the direction of the outermost layer lens 1 is the upper side and the direction of the fixing portion 5 is the lower side when viewed from the inner lens 4, the lower side of the fixing portion 5 for fixing the inner lens barrel 4a is shown in FIG. , it has a recessed shape that matches the position of the imaging element 8. As shown in FIG.
  • the imaging control board 9 is fixed to the fixing portion 5 with the adhesive 15 using the recessed shape of the fixing portion 5 as a guideline.
  • a mechanism for adjusting the position of the image pickup control board 9 with respect to the fixed portion 5 by the thickness of the adhesive 15 may be provided so that the position of the image pickup device 8 is aligned with the focal position of the inner layer lens 4 .
  • the positions of the imaging control board 9 and the fixing portion 5 are adjusted while the adhesive 15 is applied, and the adhesive is irradiated with ultraviolet rays at that position to harden the adhesive and fix it.
  • the position of the imaging control board 9 with respect to the unit 5 is fixed.
  • the method described above is a general method for fixing the imaging control board 9 to the fixing portion 5, but the method is not limited to this and another method may be used.
  • the imaging control board 9 Even if only the imaging control board 9 is first fixed to the fixing portion 5 and then the vibration control board 11 is connected to the imaging control board 9 , the imaging control board 9 to which the vibration control board 11 is connected cannot be fixed to the fixing portion 5 .
  • the wiring 6 from the piezoelectric element 7 is connected to the vibration control board 11 .
  • the terminal electrodes 14 are attached to the vibration control board 11, and the case 10 and the housing 2 are joined.
  • the case 10 and the housing 2 can be fixed with screws, an adhesive, or the like.
  • an O-ring or the like (not shown) between the case 10 and the housing 2, the waterproof performance between the case 10 and the housing 2 can be improved.
  • the imaging unit 100 includes the outermost layer lens 1 (translucent body), the housing 2, the vibrating body 3, the piezoelectric element 7, the inner layer lens 4 (lens), It includes a fixing portion 5 , an imaging element 8 , an imaging control board 9 (first board), and a case 10 .
  • the outermost layer lens 1 transmits light of a predetermined wavelength.
  • the housing 2 holds the outermost layer lens 1 .
  • the vibrating body 3 vibrates the outermost layer lens 1 held in the housing 2 .
  • the piezoelectric element 7 is provided on at least one surface of the vibrating body 3 .
  • the inner lens 4 is provided at a position facing the outermost lens 1 within the housing 2 .
  • the fixing portion 5 fixes the inner layer lens 4 at a portion of the housing 2 that becomes a node of vibration by the vibrating body 3 .
  • the imaging element 8 is arranged so that the outermost layer lens 1 and the inner layer lens 4 are in the viewing direction.
  • the imaging control board 9 is electrically connected to the imaging element 8 on the surface opposite to the viewing direction surface.
  • the case 10 is joined to the housing 2 and contains at least the imaging element 8 and the imaging control board 9 .
  • Wiring 6 electrically connected to piezoelectric element 7 is drawn out from inside housing 2 so as to pass through a plane including the mounting surface of imaging control board 9 on which imaging element 8 is mounted.
  • the wiring 6 electrically connected to the piezoelectric element 7 extends from within the housing 2 to the plane including the mounting surface of the image pickup control board 9 on which the image pickup element 8 is mounted. Since the wiring 6 of the piezoelectric element 7 and the wiring of the imaging element 8 can be integrated because they are pulled out so as to pass through.
  • the image pickup unit 100 further includes a vibration control board 11 (second board) provided in the direction opposite to the viewing direction from the image pickup control board 9 and mounting a control circuit 12 for supplying a control signal for the piezoelectric element 7, thereby controlling vibration. It is preferable that the substrate 11 and the wiring 6 are electrically connected. Thereby, the control circuit 12 for supplying the control signal of the piezoelectric element 7 can be integrated in the imaging unit 100 .
  • the imaging unit 100 may be configured without the vibration control board 11 , and the control circuit 12 for supplying control signals for the piezoelectric element 7 may be provided outside the imaging unit 100 .
  • the wiring 6 may be connected to the imaging control board 9 regardless of whether the vibration control board 11 is provided or not.
  • the wiring 6 is preferably electrically connected to the vibration control board 11 on the surface opposite to the surface facing the imaging control board 9 . This makes it easy to connect the wiring 6 to the vibration control board 11 even after the imaging control board 9 and the vibration control board 11 are fixed to the fixing portion 5 . If the vibration control board 11 is not provided, it is preferable that the wiring 6 is electrically connected to the imaging control board 9 on the surface opposite to the mounting surface of the imaging element 8 . Even if the vibration control board 11 is provided, if the image pickup control board 9 and the vibration control board 11 are not fixed to the fixing portion 5 at the same time, the wiring 6 is arranged on the surface opposite to the mounting surface of the image sensor 8. may be electrically connected to the imaging control board 9 at .
  • the fixed part 5 preferably has a through hole 5a through which the wiring 6 is passed. As a result, the wiring 6 can be pulled out to the imaging control board 9 side without providing a through hole in the housing 2 .
  • the imaging control board 9 is preferably bonded to the fixed portion 5 with an adhesive 15 . This makes it possible to easily perform alignment adjustment between the imaging device 8 and the inner lens 4 .
  • the wiring 6 has a first wire 61 electrically connected to the first electrode 7a of the piezoelectric element 7 and a second wire 62 electrically connected to the vibrating body 3.
  • the second wire 62 is , the second electrode 7b of the piezoelectric element 7 in contact with the vibrating body 3 is preferably electrically connected through the vibrating body 3 .
  • a control signal AC signal
  • the wiring passes through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging element 8 is mounted from inside the housing 2 through the through hole 5 a provided in the fixing portion 5 . 6 is pulled out.
  • the configuration in which the wiring 6 is pulled out to the imaging control board 9 side is not limited to this.
  • a configuration in which the wiring 6 is pulled out to the imaging control board 9 side through a notch provided in the housing will be described.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an imaging unit 100A according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 the same reference numerals are assigned to the same configurations as image pickup unit 100 according to Embodiment 1, and description thereof will not be repeated.
  • the outermost layer lens 1 is held by the vibrating body 3a, and the outermost layer lens 1 is vibrated. That is, the vibrating body 3a has a configuration in which the housing 2 and the vibrating body 3 shown in FIG. 1 are integrated. Of course, also in the imaging unit 100A, the housing 2 and the vibrating body 3 may be separated as shown in FIG.
  • a piezoelectric element 7 is provided on the surface of the vibrating body 3 a opposite to the side in contact with the outermost lens 1 .
  • the piezoelectric element 7 has a hollow circular shape, and vibrates by being polarized in the thickness direction, for example.
  • the piezoelectric element 7 has a first electrode 7a on the surface opposite to the surface in contact with the vibrating body 3a, and a second electrode 7b on the surface in contact with the vibrating body 3a.
  • the wiring 6 branches midway into a first electric wire 61 electrically connected to the first electrode 7a of the piezoelectric element 7 and a second electric wire 62 electrically connected to the vibrating body 3a.
  • the second wire 62 is electrically connected to the second electrode 7b of the piezoelectric element 7 via the vibrating body 3a.
  • the vibrating body 3a vibrates the outermost layer lens 1 in the optical axis direction.
  • the vibration of the vibrating body 3a has the maximum displacement at the central portion of the outermost layer lens 1, while the displacement of the connection portion 3b connecting the fixed portion 5 away from the outermost layer lens 1 is small.
  • the connecting portion 3b is a part of the vibrating body 3a and is configured as a portion of the housing connected to the end portion of the fixed portion 5. As shown in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing the notch portion 2a provided in the connection portion 3b. Note that the cutout portion 2a may be provided in the fixed portion 5 instead of being provided in the connection portion 3b (the portion of the housing connected to the end portion of the fixed portion 5) that connects the fixed portion 5.
  • FIG. 6 is a plan view showing the notch portion 2a provided in the connection portion 3b. Note that the cutout portion 2a may be provided in the fixed portion 5 instead of being provided in the connection portion 3b (the portion of the housing connected to the end portion of the fixed portion 5) that connects the fixed portion 5.
  • the wiring 6 is pulled out from the vibrating body 3a constituting the housing through the notch 2a so as to pass through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging element 8 is mounted. is Furthermore, the wiring 6 is electrically connected to the vibration control board 11 on the surface opposite to the surface facing the imaging control board 9 .
  • the case 10 is provided with a groove portion 10a at a position corresponding to the imaging control board 9 so that it can be easily pulled out to the vibration control board 11 side through the space between the imaging control board 9 and the case 10 .
  • the vibration control board 11 is provided with leaf springs 14a for electrical connection with the terminal electrodes 14 provided on the case 10 .
  • leaf spring 14a By providing the leaf spring 14a on the vibration control board 11, the leaf spring 14a and the terminal electrode 14 can be brought into contact and electrically connected simply by joining the vibrating body 3a constituting the housing and the case 10. can.
  • the imaging control board 9 on which the imaging device 8 is mounted is aligned and adhered to the fixed portion 5 with the wiring 6 pulled out from the notch portion 2a.
  • the wiring 6 is passed between the imaging control board 9 and the vibration control board 11 and the case 10 and connected to the rear surface of the vibration control board 11 .
  • the back surface of the vibration control board 11 is the surface opposite to the surface facing the imaging control board 9 .
  • the case 10 with the terminal electrodes 14 is attached to the vibrating body 3a.
  • a leaf spring 14a is provided on the rear surface of the vibration control board 11, and the leaf spring 14a and the terminal electrode 14 are brought into contact with each other to establish electrical continuity.
  • the wiring 6 of the piezoelectric element 7 and the wiring of the imaging element 8 can be integrated.
  • the leaf spring 14 a may be provided at the tip of the terminal electrode 14 instead of being provided on the back surface of the vibration control board 11 .
  • the fixed portion 5 or the connection portion 3b (the portion of the housing connected to the fixed portion 5) has the notch portion 2a through which the wiring 6 is passed. This makes it easier to pull out the wiring 6 to the imaging control board 9 side through the notch 2a.
  • the case 10 preferably has a groove 10a through which the wiring 6 is passed, at a position corresponding to the imaging control board 9.
  • the wiring 6 can be easily pulled out to the vibration control board 11 side.
  • the housing and the vibrating body are the vibrating body 3a formed integrally. As a result, there is no need to manufacture a housing separately, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an imaging unit 100B according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 the same components as those of imaging unit 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
  • the imaging unit 100B passes the wiring 6 drawn out into the housing 2 through the notch 2a provided in the housing 2, and passes it through the slit 10b provided in the case 10. is pulled out to
  • the wiring 6 pulled out from the slit 10b is electrically connected to a terminal 10c provided on the outer surface of the case 10.
  • the terminal 10c is electrically connected to the vibration control board 11 by a wiring 11a passing through the case 10.
  • the case 10 provided with the slits 10b and the terminals 10c is manufactured, for example, by insert molding.
  • the vibration control board 11 and the imaging control board 9 are incorporated into the manufactured case 10, and the vibration control board 11 and the terminal electrodes 14 are electrically connected.
  • the wiring 6 from the vibrating body 3 is pulled out of the case 10 through the slit 10b. After performing alignment adjustment between the imaging element 8 and the inner layer lens 4 as necessary, the case 10 and the housing 2 having the vibrating body 3 are bonded with an adhesive.
  • FIG. 8 is a perspective view of an imaging unit 100B in which the case 10 is provided with a slit 10b for drawing out the wiring 6.
  • FIG. The imaging unit 100B shown in FIG. 8 is illustrated with the housing 2 removed for clarity.
  • the wiring 6 drawn out of the case 10 is electrically connected to a terminal 10c provided on the outer surface of the case 10 by a method such as crimping. Since the connecting portion between the wiring 6 and the terminal 10c is outside the case 10, the connecting portion is covered with a lid or resin for waterproofing.
  • the case 10 has the slit 10b for drawing out the wiring 6 to the outside of the case 10 and the terminal 10c electrically connected to the wiring 6 drawn out from the slit 10b.
  • the alignment adjustment can be performed without worrying about the routing of the wiring 6 from the vibrating body 3.
  • the connecting portion between the wiring 6 and the terminal 10c, including the slit 10b, with a lid or the like a leak path cannot be formed by the slit 10b, so waterproofing with high airtightness and liquidtightness can be performed.
  • the wiring passes through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 on which the imaging element 8 is mounted from inside the housing 2 through the through hole 5 a provided in the fixing portion 5 . 6 is pulled out.
  • the wiring 6 is not directly pulled out so as to pass through the plane including the mounting surface of the imaging control board 9 but is indirectly pulled out using a connector will be described.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an imaging unit 100C according to Embodiment 4.
  • FIG. 9 the same components as those of imaging unit 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
  • the imaging control board 9 includes a spring connector 16 (first connector) electrically connected to the wiring 6 and an inter-board connector 13 (second connector) electrically connected to the vibration control board 11. and have The wiring 6 is drawn through the spring connector 16 and the board-to-board connector 13 so as to pass through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 and is electrically connected to the vibration control board 11 .
  • a leaf spring-shaped spring connector 16 is provided on the imaging control board 9 on which the imaging device 8 is mounted, and the spring connector 16 is brought into contact with the wiring 6 drawn out to the fixing portion 5 or the back surface of the inner layer lens barrel 4a. are electrically connected.
  • the back surface of the fixing portion 5 or the inner layer lens barrel 4 a is the surface facing the imaging control board 9 .
  • the spring connector 16 is electrically connected to the board-to-board connector 13 via a through hole provided in the imaging control board 9 . Therefore, the piezoelectric element 7 is electrically connected to the vibration control board 11 via the wiring 6 , the spring connector 16 and the inter-board connector 13 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an imaging unit 100D according to a modified example of the fourth embodiment.
  • image pickup unit 100D shown in FIG. 10 the same reference numerals are assigned to the same configurations as image pickup unit 100 according to Embodiment 1, and description thereof will not be repeated.
  • the imaging control board 9 includes a through-hole connector 17 (first connector) electrically connected to the wiring 6 and an inter-board connector 13 (second connector) electrically connected to the vibration control board 11. ) and The wiring 6 is drawn through the through-hole connector 17 and the inter-board connector 13 so as to pass through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 and is electrically connected to the vibration control board 11 .
  • a through hole is provided in the imaging control board 9 on which the imaging device 8 is mounted. It is electrically connected by bringing it into contact with the hole connector 17 .
  • the through-hole connector 17 is also electrically connected to the board-to-board connector 13 via a through-hole provided in the imaging control board 9 . Therefore, the piezoelectric element 7 is connected to the vibration control board 11 via the wiring 6 , the through-hole connector 17 and the inter-board connector 13 .
  • the imaging control board 9 includes the spring connector 16 or the through-hole connector 17 electrically connected to the wiring 6, and the vibration control board 11. and a board-to-board connector 13 connected to the .
  • the wiring 6 is pulled out through a plane including the mounting surface of the imaging control board 9 via the spring connector 16 or the through-hole connector 17 and the board-to-board connector 13, and is electrically connected to the vibration control board 11. . Accordingly, in the imaging units 100C and 100D, the wiring 6 of the piezoelectric element 7 and the wiring of the imaging element 8 can be integrated.
  • the imaging units 100, 100A to 100D may include cameras, LiDAR, Radar, and the like. Alternatively, a plurality of imaging units may be arranged side by side.
  • the imaging units 100, 100A to 100D have a configuration in which the imaging control board 9 and the vibration control board 11 are incorporated in the case 10.
  • the image pickup units 100 and 100A to 100D may be configured such that only the image pickup control board 9 is provided in the case 10 without the vibration control board 11 being provided.
  • the control circuit 12 of the vibration control board 11 may be mounted on the imaging control board 9 to make the vibration control board 11 unnecessary, or the vibration control board 11 may be provided outside the case 10 .

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Abstract

本開示は、圧電素子の配線と撮像素子の配線との一体化が可能な撮像ユニットを提供する。本開示は、撮像ユニット（１００）は、最外層レンズ（１）（透光体）と、筐体（２）と、振動体（３）と、圧電素子（７）と、内層レンズ（４）（レンズ）と、固定部（５）と、撮像素子（８）と、撮像制御基板（９）（第１基板）と、ケース（１０）と、を備える。振動体（３）は、筐体（２）に保持された最外層レンズ（１）を振動する。圧電素子（７）は、振動体（３）の少なくとも１面に設けられている。ケース（１０）は、筐体（２）と接合し、少なくとも撮像素子（８）および撮像制御基板（９）を内包する。圧電素子（７）と電気的に接続された配線（６）は、筐体（２）内から撮像素子（８）を実装した撮像制御基板（９）の実装面を含む平面を通過するように引き出されている。

Description

撮像ユニット
　本開示は、撮像ユニットに関する。
　車両の前部や後部に撮像ユニットを設け、当該撮像ユニットで得た画像を利用して安全装置を制御したり、運転支援制御を行ったりすることが行われている。このような撮像ユニットは、車外に設けられることが多いため、外部を覆う透光体（保護カバーやレンズ）に雨滴（水滴）、泥、塵埃等の異物が付着することがある。透光体に異物が付着すると、当該撮像ユニットで得た画像に異物が映り込み、鮮明な画像が得られなくなる。
　そこで、特開２０１７－１７０３０３号公報（特許文献１）または米国特許第９４５４００３号明細書（特許文献２）に記載の撮像ユニットでは、透光体の表面に付着した異物を除去するために透光体を振動させる振動体が設けられている。
特開２０１７－１７０３０３号公報 米国特許第９４５４００３号明細書
　特許文献１または特許文献２に記載の撮像ユニットでは、振動体に圧電素子を設けて透光体を振動させている。そのため、圧電素子を駆動するために制御信号（交流信号）を供給する配線が必要となる。しかし、特許文献１に記載の撮像ユニットでは、透光体の外側に配線が設けてあるので、配線のために防水を行う必要があり、圧電素子の配線と撮像素子の配線との一体化が困難である。
　また、特許文献２に記載の撮像ユニットでは、筐体にスルーホールを設け、当該スルーホールを介して外部に配線を引き出しているので、当該スルーホールからの水分や埃などが侵入しやすい。さらに、特許文献２に記載の撮像ユニットにおいても、圧電素子の配線と筐体内の撮像素子の配線と一体化が困難である。
　そこで、本開示の目的は、圧電素子の配線と撮像素子の配線との一体化が可能な撮像ユニットを提供することである。
　本開示の一形態に係る撮像ユニットは、透光体と、筐体と、振動体と、圧電素子と、レンズと、固定部と、撮像素子と、第１基板と、ケースと、を備える。透光体は、所定の波長の光を透過する。筐体は、透光体を保持する。振動体は、筐体に保持された透光体を振動する。圧電素子は、振動体の少なくとも１面に設けられている。レンズは、筐体内において、透光体と対向する位置に設けられる。固定部は、振動体による振動の節となる筐体の部分でレンズを固定する。撮像素子は、透光体およびレンズが視野方向となるように配置される。第１基板は、視野方向の面とは反対の面で撮像素子と電気的に接続する。ケースは、筐体と接合し、少なくとも撮像素子および第１基板を内包する。圧電素子と電気的に接続された配線は、筐体内から撮像素子を実装した第１基板の実装面を含む平面を通過するように引き出されている。
　本開示によれば、撮像ユニットは、圧電素子と電気的に接続された配線が、筐体内から撮像素子を実装した第１基板の実装面を含む平面を通過するように引き出されるので、圧電素子の配線と撮像素子の配線との一体化が可能である。
実施の形態１に係る撮像ユニットの断面図である。 実施の形態１に係る圧電素子の配線の平面図である。 実施の形態１に係る撮像ユニットの組み立て方法を説明するための概略図である。 実施の形態１に係る撮像ユニットの組み立て方法を説明するための概略図である。 実施の形態２に係る撮像ユニットの断面図である。 接続部に設けた切り欠き部を示す平面図である。 実施の形態３に係る撮像ユニットの断面図である。 配線を引き出すスリットをケースに設けた撮像ユニットの斜視図である。 実施の形態４に係る撮像ユニットの断面図である。 実施の形態４の変形例に係る撮像ユニットの断面図である。
　以下に、実施の形態に係る撮像ユニットについて図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。以下に説明する撮像ユニットは、例えば、車載に適用され、透光体（例えば最外層レンズ）の表面に付着した異物を除去するために透光体を振動させることができる。撮像ユニットは、車載の用途に限定されない。例えば、撮像ユニットは、セキュリティ向けの監視カメラ、ドローン用等にも適用することができる。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る撮像ユニット１００の断面図である。撮像ユニット１００は、最外層レンズ１、筐体２、振動体３、内層レンズ４、固定部５、圧電素子７、撮像素子８、撮像制御基板９（第１基板）、ケース１０、振動制御基板１１（第２基板）を有している。
　最外層レンズ１は、所定の波長（例えば、可視光の波長、撮像素子で撮像可能な波長など）の光を透過する透光体であり、例えば、凸メニスカスレンズである。なお、撮像ユニット１００は、最外層レンズ１に代えて保護カバーのような透明部材を用いてもよい。保護カバーは、ガラスや透明なプラスチックスなどの樹脂により構成される。
　最外層レンズ１の端部は、筐体２の端部で保持される。撮像ユニット１００は、筐体に保持された最外層レンズ１を振動させるため、最外層レンズ１に接する位置に振動体３が設けられている。なお、筐体２と振動体３とは、後述する実施の形態３のように、一体化されていてもよい。
　振動体３は、円筒状の形状で、円筒内に内層レンズ４が配置される。振動体３は、最外層レンズ１（透光体）とを接続する接続部３１と、圧電素子７を設ける振動部３２とを有する。接続部３１は、圧電素子７の振動を変換する部分であり、クランク形状である。一方、振動部３２は、圧電素子７の振動とともに振動する部分であり、肉薄の接続部３１に比べて肉厚である。なお、接続部３１と振動部３２とは一体で形成しても、個別に形成してもよい。圧電素子７は、最外層レンズ１に接する側とは反対側の振動体３の面に設けられている。圧電素子７は、中空円状であり、例えば、厚み方向において分極することで振動する。圧電素子７は、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスからなる。もっとも、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３などの他の圧電セラミックスが用いられてもよい。さらにＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶が用いられてもよい。
　圧電素子７は、振動体３と接する面と反対の面に第１電極７ａ、振動体３と接する面に第２電極７ｂを有している。なお、第１電極７ａおよび第２電極７ｂは、例えばＡｇである。圧電素子７を駆動するためは、第１電極７ａと第２電極７ｂとに制御信号（交流信号）を供給する必要がある。そのため、後述する振動制御基板１１から制御信号（交流信号）を供給するための配線６が圧電素子７に接続されている。
　図２は、実施の形態１に係る圧電素子７の配線６の平面図である。配線６は、圧電素子７の第１電極７ａと電気的に接続される第１電線６１と、振動体３と電気的に接続される第２電線６２と、を有している。なお、第２電線６２は、図１の破線で示すように、圧電素子７の第２電極７ｂと金属製の振動体３を介して電気的に接続される。
　具体的に、配線６は、ＦＰＣ（Flexible　printed　circuits）であり、可撓性シート上に可撓性の電極や電線をパターニングしたものであって、第１電極７ａと電気的に接続するため第１電線６１の一端に電極６１ａ、振動体３と電気的に接続するため第２電線６２の一端に電極６２ａがそれぞれ設けてある。また、配線６は、振動制御基板１１と電気的に接続するため第１電線６１の他端に電極６１ｂ、振動制御基板１１と電気的に接続するため第２電線６２の他端に電極６２ｂがそれぞれ設けてある。
　ＦＰＣの配線６により、圧電素子７の第１電極７ａと振動体３とを接続できるように、第１電極７ａの面と振動体３の一面とが同一平面となっている。つまり、振動体３は、図１に示すように、圧電素子７を設ける位置に凹部を形成している。
　配線６から供給された制御信号（交流信号）で中空円状の圧電素子７が径方向（図中左右方向）に振動し、この振動が振動体３の接続部３１にてＺ方向（図中上下方向）の振動に変換され、最外層レンズ１が光軸方向に振動する。筐体２は、最外層レンズ１を保持している部分（接続部３１）が板バネのように弾性変形して振動体３の振動を最外層レンズ１に伝え、最外層レンズ１から離れた部分が振動の節となっている。ここで、振動の節とは、振動体３の最大振幅の概ね５０分の１以下の振幅となる部分である。そのため、振動体３の振動により最外層レンズ１の中央部で変位が最大となる一方、最外層レンズ１から離れた部分の変位は小さくなる。
　なお、図１では、振動体３の底面に中空円状の圧電素子７が設けられているが、これとは別に他の面に圧電素子を設けてもよい。また、振動体３の底面に、矩形状の圧電素子７を同心円状に複数設けてもよい。
　撮像ユニット１００は、振動の節となる筐体２の部分で、内層レンズ４を固定部５で固定することで、内層レンズ４に振動体３の振動を伝搬させないようにしてある。そのため、撮像ユニット１００では、振動体３の振動により画質の劣化が発生しない。また、振動の節となる筐体２の部分に内層レンズ４を固定したことにより、内層レンズ４が振動体３の振動を減衰させることがなく、最外層レンズ１に付着した異物を除去する性能を低下させることもない。
　内層レンズ４を筐体２に固定する固定部５は、筐体２に比べて機械的品質係数Ｑｍが小さいことが好ましい。筐体２に比べて固定部５の機械的品質係数Ｑｍを小さくすることで、固定部５を介して振動体３の振動を内層レンズ４により伝搬し難くなる。具体的に、固定部５は、樹脂であることが好ましい。
　内層レンズ４は、複数のレンズを内層レンズバレル４ａで保持した構造である。内層レンズバレル４ａは、内層レンズ４の保持部である。内層レンズ４を構成する複数のレンズは、アライメント調整された状態で内層レンズバレル４ａにより保持されているため、撮像ユニット１００に実装する際に改めて個々のレンズのアライメント調整を行う必要がない。
　撮像ユニット１００は、最外層レンズ１および内層レンズ４が視野方向となるように配置された撮像素子８を有している。撮像素子８は、例えばＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）やＣＭＯＳ（Complementary　Metal-Oxide-Semiconductor）センサなどのイメージセンサであり、撮像素子実装基板である撮像制御基板９に実装されている。
　撮像ユニット１００は、撮像制御基板９よりも視野方向の反対方向に設けられ、圧電素子７の制御信号（交流信号）を供給する制御回路１２を実装する振動制御基板１１を有している。撮像制御基板９と振動制御基板１１とは、基板間コネクタ１３を介して電気的に接続されている。制御回路１２は、圧電素子７の制御信号（交流信号）を生成する汎用のＩＣ（Integrated　Circuit）やＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）などの半導体素子である。
　配線６は、図１に示すように、固定部５に設けた貫通孔５ａを通って筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出されている。さらに、配線６は、撮像制御基板９と対向する面とは反対側の面で振動制御基板１１と電気的に接続されている。具体的に、貫通孔５ａから引き出された配線６は、撮像制御基板９とケース１０との間、および振動制御基板１１とケース１０との間を通っている。
　撮像ユニット１００では、筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように配線６が引き出されているので、配線６と撮像素子８の配線とを一体化して、振動制御基板１１に接続される端子電極１４からケース１０の外に引き出すことができる。また、筐体２にスルーホールを設けることなく、筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように圧電素子７の配線６を引き出すことで、当該配線６のために防水処理を行う必要はない。
　撮像ユニット１００は、撮像制御基板９に実装された撮像素子８と内層レンズ４とのアライメント調整を行った後、撮像制御基板９を固定部５に接着剤で固定し、ケース１０と筐体２とを接合させて完成する。なお、ケース１０と接合する筐体２の部分は、振動体による振動の節となる部分が好ましい。図３および図４は、実施の形態１に係る撮像ユニット１００の組み立て方法を説明するための概略図である。
　図３において、内層レンズ４から見て最外層レンズ１の方向を上、固定部５の方向を下としたとき、内層レンズバレル４ａを固定する固定部５の下側は、図３（ａ）に示すように、おおむね撮像素子８の位置と合うよう窪んだ形状となっている。
　図３（ｂ）に示すように、固定部５の窪んだ形状を目安に撮像制御基板９を接着剤１５で固定部５に固定する。なお、内層レンズ４の焦点位置に撮像素子８の位置が合うよう、接着剤１５の厚みで固定部５に対する撮像制御基板９の位置を調整する機構を設けてもよい。図４（ａ）に示すように、接着剤１５を塗布した状態で撮像制御基板９と固定部５との位置調整し、その位置で接着剤に紫外線を照射して接着剤を硬化させて固定部５に対する撮像制御基板９の位置を固定する。前述した工法が、撮像制御基板９を固定部５に固定する一般的な工法であるが、これに限定させず別の工法を用いてもよい。
　撮像制御基板９だけを先に固定部５に固定し、その後、撮像制御基板９に振動制御基板１１を接続しても、振動制御基板１１を接続した撮像制御基板９を固定部５に固定してもよい。撮像制御基板９および振動制御基板１１を固定部５に固定した後、圧電素子７からの配線６を振動制御基板１１に接続する。配線６を振動制御基板１１に接続する方法として、例えば、導電性接着シートで配線６を振動制御基板１１に圧着する方法などがある。なお、撮像制御基板９と対向する面とは反対側の面で振動制御基板１１と配線６と電気的に接続するので、撮像制御基板９および振動制御基板１１を固定部５に固定した後でも作業がしやすい。
　次に、図４（ｂ）に示すように、振動制御基板１１に端子電極１４を取り付け、ケース１０と筐体２とを接合させる。ケース１０と筐体２とは、ねじ止めや接着剤等で固定することができる。ケース１０と筐体２との間に、図示していないがＯリングなどを設けることで、ケース１０と筐体２との間の防水性能を向上させることができる。
　以上のように、実施の形態１に係る撮像ユニット１００は、最外層レンズ１（透光体）と、筐体２と、振動体３と、圧電素子７と、内層レンズ４（レンズ）と、固定部５と、撮像素子８と、撮像制御基板９（第１基板）と、ケース１０と、を備える。最外層レンズ１は、所定の波長の光を透過する。筐体２は、最外層レンズ１を保持する。振動体３は、筐体２に保持された最外層レンズ１を振動する。圧電素子７は、振動体３の少なくとも１面に設けられている。内層レンズ４は、筐体２内において、最外層レンズ１と対向する位置に設けられる。固定部５は、振動体３による振動の節となる筐体２の部分で内層レンズ４を固定する。撮像素子８は、最外層レンズ１および内層レンズ４が視野方向となるように配置される。撮像制御基板９は、視野方向の面とは反対の面で撮像素子８と電気的に接続する。ケース１０は、筐体２と接合し、少なくとも撮像素子８および撮像制御基板９を内包する。圧電素子７と電気的に接続された配線６は、筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出されている。
　これにより、実施の形態１に係る撮像ユニット１００は、圧電素子７と電気的に接続された配線６が、筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出されるので、圧電素子７の配線６と撮像素子８の配線との一体化が可能である。
　撮像ユニット１００は、撮像制御基板９よりも視野方向の反対方向に設けられ、圧電素子７の制御信号を供給する制御回路１２を実装する振動制御基板１１（第２基板）をさらに備え、振動制御基板１１と配線６とが電気的に接続されていることが好ましい。これにより、撮像ユニット１００内に、圧電素子７の制御信号を供給する制御回路１２を一体化することができる。もちろん、撮像ユニット１００は、振動制御基板１１を備えない構成であってもよく、圧電素子７の制御信号を供給する制御回路１２を撮像ユニット１００外に設けてもよい。また、振動制御基板１１を備えている、備えていないにかかわらず、配線６を撮像制御基板９に接続してもよい。
　配線６は、撮像制御基板９と対向する面とは反対側の面で振動制御基板１１と電気的に接続されていることが好ましい。これにより、撮像制御基板９および振動制御基板１１を固定部５に固定した後でも、配線６を振動制御基板１１に接続する作業がしやすい。なお、振動制御基板１１を備えていない場合、配線６は、撮像素子８の実装面とは反対側の面で撮像制御基板９と電気的に接続されていることが好ましい。振動制御基板１１を備えている場合でも、撮像制御基板９と振動制御基板１１とを同時に固定部５に固定しない構成であれば、配線６は、撮像素子８の実装面とは反対側の面で撮像制御基板９と電気的に接続してもよい。
　固定部５は、配線６を通す貫通孔５ａを有することが好ましい。これにより、筐体２にスルーホールを設けなくても、配線６を撮像制御基板９の側に引き出すことができる。
　撮像制御基板９は、固定部５と接着剤１５で接合されることが好ましい。これにより、撮像素子８と内層レンズ４とのアライメント調整が容易に行うことができる。
　配線６は、圧電素子７の第１電極７ａと電気的に接続される第１電線６１と、振動体３と電気的に接続される第２電線６２と、を有し、第２電線６２は、振動体３と接する圧電素子７の第２電極７ｂと振動体３を介して電気的に接続されることが好ましい。これにより、圧電素子７に制御信号（交流信号）を配線６で供給することができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態１に係る撮像ユニット１００では、固定部５に設けた貫通孔５ａを通って筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように配線６が引き出されている。配線６を撮像制御基板９の側に引き出す構成はこれに限定されない。実施の形態２に係る撮像ユニットでは、筐体に設けた切り欠き部を通って配線６を撮像制御基板９の側に引き出す構成について説明する。
　図５は、実施の形態２に係る撮像ユニット１００Ａの断面図である。なお、図７に示す撮像ユニット１００Ａにおいて、実施の形態１に係る撮像ユニット１００と同様の構成については同じ符号を付して、その説明は繰り返さない。
　実施の形態２に係る撮像ユニット１００Ａでは、振動体３ａで最外層レンズ１を保持するとともに、最外層レンズ１を振動させている。つまり、振動体３ａは、図１に示す筐体２と振動体３とが一体化された構成である。もちろん、撮像ユニット１００Ａにおいても、図１に示すように筐体２と振動体３とを分けて構成してもよい。
　振動体３ａは、最外層レンズ１に接する側の反対側の面に圧電素子７が設けられている。圧電素子７は、中空円状であり、例えば、厚み方向において分極することで振動する。圧電素子７は、振動体３ａと接する面と反対の面に第１電極７ａ、振動体３ａと接する面に第２電極７ｂを有している。
　配線６は、圧電素子７の第１電極７ａと電気的に接続される第１電線６１と、振動体３ａと電気的に接続される第２電線６２と、に途中で分岐している。なお、第２電線６２は、圧電素子７の第２電極７ｂと振動体３ａを介して電気的に接続される。
　圧電素子７が配線６から供給した制御信号（交流信号）で光軸方向に振動することにより、振動体３ａが最外層レンズ１を光軸方向に振動させる。振動体３ａの振動は、最外層レンズ１の中央部で変位が最大となる一方、最外層レンズ１から離れた固定部５を接続する接続部３ｂの変位は小さくなる。なお、接続部３ｂは、振動体３ａの一部であって、固定部５の端部と接続する筐体の部分として構成されている。
　撮像ユニット１００Ａでは、振動体３ａの振動による変位の小さい接続部３ｂに、配線６を引き出すための切り欠き部２ａを設けてある。これにより、振動体３ａにスルーホールを設けなくても、配線６を撮像制御基板９の側に引き出すことができる。図６は、接続部３ｂに設けた切り欠き部２ａを示す平面図である。なお、切り欠き部２ａは、固定部５を接続する接続部３ｂ（固定部５の端部と接続する筐体の部分）に設けずに固定部５に設けてもよい。
　配線６は、図５に示すように、切り欠き部２ａを通って筐体を構成する振動体３ａ内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出されている。さらに、配線６は、撮像制御基板９と対向する面とは反対側の面で振動制御基板１１と電気的に接続されている。なお、撮像制御基板９とケース１０との間を通って振動制御基板１１の側に引き出しやすいように、ケース１０には、撮像制御基板９と対応する位置に溝部１０ａが設けてある。
　また、振動制御基板１１には、ケース１０に設けてある端子電極１４と電気的に接続さるための板バネ１４ａが設けてある。板バネ１４ａを振動制御基板１１に設けることで、筐体を構成する振動体３ａとケース１０とを接合させるだけで、板バネ１４ａと端子電極１４とが接触して電気的に接続することができる。
　撮像ユニット１００Ａの組み立てでは、まず、切り欠き部２ａから配線６が引き出された固定部５に、撮像素子８が実装された撮像制御基板９をアライメント調整した後に接着する。次に、配線６を、撮像制御基板９および振動制御基板１１とケース１０との間を通過させて、振動制御基板１１の裏面に接続する。ここで、振動制御基板１１の裏面とは、撮像制御基板９と対向する面とは反対側の面である。
　さらに、端子電極１４付きのケース１０を振動体３ａに取り付ける。このとき、振動制御基板１１の裏面に板バネ１４ａが設けてあり、当該板バネ１４ａと端子電極１４とが接触することで導通する。これにより、圧電素子７の配線６と撮像素子８の配線との一体化することが可能となる。なお、板バネ１４ａは、振動制御基板１１の裏面に設けずに、端子電極１４の先端に設けてもよい。
　以上のように、実施の形態２に係る撮像ユニット１００Ａでは、固定部５または接続部３ｂ（固定部５と接続する筐体の部分）に、配線６を通す切欠き部２ａを有する。これにより、切欠き部２ａを通して配線６を撮像制御基板９の側に引き出しやすくなる。
　さらに、ケース１０は、撮像制御基板９と対応する位置に、配線６を通す溝部１０ａを有することが好ましい。これにより、溝部１０ａに配線６を通すことで振動制御基板１１の側に配線６を引き出しやすくなる。
　また、筐体と振動体とは、一体として形成されている振動体３ａであることが好ましい。これにより、筐体を別途作製する必要がなく、製造コストを低減することができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態１では、ケース１０内に引き出した配線６を、ケース１０内で振動制御基板１１と電気的に接続する構成を説明した。しかし、あらかじめ撮像制御基板や振動制御基板が組み込まれているケースと、振動体を有する筐体とを接合させて組み立てる場合、ケース内の振動制御基板と振動体からの配線とを電気的に接続することは困難であった。
　そこで、実施の形態３では、ケース外に振動体からの配線を一旦引き出し、ケース外で振動制御基板と振動体からの配線とを電気的に接続する撮像ユニットについて説明する。図７は、実施の形態３に係る撮像ユニット１００Ｂの断面図である。なお、図７に示す撮像ユニット１００Ｂにおいて、実施の形態１に係る撮像ユニット１００と同様の構成については同じ符号を付して、その説明は繰り返さない。
　撮像ユニット１００Ｂは、図７に示すように、筐体２に設けた切り欠き部２ａを通って筐体２内に引き出された配線６を、ケース１０に設けたスリット１０ｂを通して、一旦ケース１０外に引き出している。スリット１０ｂから引き出された配線６は、ケース１０の外側面に設けた端子１０ｃと電気的に接続されている。端子１０ｃは、ケース１０内を通る配線１１ａで振動制御基板１１と電気的に接続されている。
　スリット１０ｂおよび端子１０ｃを設けたケース１０は、例えば、インサートモールドなどで作製される。作製されたケース１０に、振動制御基板１１および撮像制御基板９を組み込み、振動制御基板１１と端子電極１４などと電気的に接続する。振動体３からの配線６を、スリット１０ｂを通してケース１０の外に引き出す。必要に応じて撮像素子８と内層レンズ４とのアライメント調整を行った後、ケース１０と振動体３を有する筐体２とを接着剤で接合させる。
　図８は、配線６を引き出すスリット１０ｂをケース１０に設けた撮像ユニット１００Ｂの斜視図である。図８に示す撮像ユニット１００Ｂでは、分かりやすくするため筐体２の部分を取り除いて図示してある。ケース１０の外に引き出した配線６は、ケース１０の外側面に設けた端子１０ｃと圧着等の方法で電気的に接続される。配線６と端子１０ｃとの接続部分はケース１０の外であるので、防水処理のため当該部分をフタや樹脂で覆う。
　以上のように、実施の形態３に係る撮像ユニット１００Ｂでは、ケース１０が、配線６をケース１０の外に引き出すスリット１０ｂと、スリット１０ｂから引き出された配線６と電気的に接続する端子１０ｃと、を有する。これにより、ケース１０にあらかじめ組み込まれた撮像制御基板９と内層レンズ４とのアライメント調整を行う際に、振動体３からの配線６の引き回しを気にすることなくアライメント調整を実施することができる。また、スリット１０ｂを含めて配線６と端子１０ｃとの接続部分をフタ等で覆うことにより、スリット１０ｂによるリークパスができないので、気密、液密性能の高い防水処理を行うことができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態１に係る撮像ユニット１００では、固定部５に設けた貫通孔５ａを通って筐体２内から撮像素子８を実装した撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように配線６が引き出されている。実施の形態４に係る撮像ユニットでは、撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように配線６を直接引き出すのではなく、コネクタを用いて間接的に引き出す構成について説明する。
　図９は、実施の形態４に係る撮像ユニット１００Ｃの断面図である。なお、図９に示す撮像ユニット１００Ｃにおいて、実施の形態１に係る撮像ユニット１００と同様の構成については同じ符号を付して、その説明は繰り返さない。
　撮像ユニット１００Ｃでは、撮像制御基板９が、配線６と電気的に接続されるばねコネクタ１６（第１コネクタ）と、振動制御基板１１と電気的に接続される基板間コネクタ１３（第２コネクタ）と、を有している。配線６は、ばねコネクタ１６および基板間コネクタ１３を介して撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出され、振動制御基板１１と電気的に接続されている。
　撮像素子８が実装された撮像制御基板９上に板ばね状のばねコネクタ１６が設けてあり、固定部５または内層レンズバレル４ａの裏面まで引き出された配線６と、ばねコネクタ１６とを接触させて電気的に接続している。ここで、固定部５または内層レンズバレル４ａの裏面とは、撮像制御基板９と対向する側の面である。ばねコネクタ１６は、撮像制御基板９に設けたスルーホールを介して基板間コネクタ１３と電気的に接続されている。そのため、圧電素子７は、配線６、ばねコネクタ１６および基板間コネクタ１３を介して振動制御基板１１と電気的に接続されている。
　次に、図１０は、実施の形態４の変形例に係る撮像ユニット１００Ｄの断面図である。なお、図１０に示す撮像ユニット１００Ｄにおいて、実施の形態１に係る撮像ユニット１００と同様の構成については同じ符号を付して、その説明は繰り返さない。
　撮像ユニット１００Ｄでは、撮像制御基板９が、配線６と電気的に接続されるスルーホールコネクタ１７（第１コネクタ）と、振動制御基板１１と電気的に接続される基板間コネクタ１３（第２コネクタ）と、を有している。配線６は、スルーホールコネクタ１７および基板間コネクタ１３を介して撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出され、振動制御基板１１と電気的に接続されている。
　撮像素子８が実装された撮像制御基板９にスルーホールが設けてあり、当該スルーホールに針状のスルーホールコネクタ１７を通して、固定部５または内層レンズバレル４ａの裏面まで引き出された配線６とスルーホールコネクタ１７とを接触させて電気的に接続している。スルーホールコネクタ１７は、撮像制御基板９に設けたスルーホールを介して基板間コネクタ１３とも電気的に接続されている。そのため、圧電素子７は、配線６、スルーホールコネクタ１７および基板間コネクタ１３を介して振動制御基板１１に接続されている。
　以上のように、実施の形態４に係る撮像ユニット１００Ｃ，Ｄでは、撮像制御基板９が、配線６と電気的に接続されるばねコネクタ１６またはスルーホールコネクタ１７と、振動制御基板１１と電気的に接続される基板間コネクタ１３と、を有している。配線６は、ばねコネクタ１６またはスルーホールコネクタ１７および基板間コネクタ１３を介して撮像制御基板９の実装面を含む平面を通過するように引き出され、振動制御基板１１と電気的に接続されている。これにより、撮像ユニット１００Ｃ，Ｄでは、圧電素子７の配線６と撮像素子８の配線との一体化することが可能となる。
　（その他の変形例）
　前述の実施の形態に係る撮像ユニット１００，１００Ａ～１００Ｄは、カメラ、ＬｉＤＡＲ，Ｒａｄａｒなどを含んでもよい。また、複数の撮像ユニットを並べて配置するようにしてもよい。
　前述の実施の形態に係る撮像ユニット１００，１００Ａ～１００Ｄは、ケース１０内に撮像制御基板９および振動制御基板１１を組み込む構成であった。しかし、撮像ユニット１００，１００Ａ～１００Ｄは、振動制御基板１１を設けずに撮像制御基板９のみをケース１０内に設ける構成でもよい。この場合、撮像制御基板９に振動制御基板１１の制御回路１２を実装して振動制御基板１１を不要とする構成でも、ケース１０外に振動制御基板１１を設ける構成でもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　最外層レンズ、２　筐体、３，３ａ　振動体、４　内層レンズ、４ａ　内層レンズバレル、５　固定部、６，１１ａ　配線、７　圧電素子、８　撮像素子、９　撮像制御基板、１０　ケース、１１　振動制御基板、１２　制御回路、１３　基板間コネクタ、１４　端子電極、１６　ばねコネクタ、１７　スルーホールコネクタ、１００，１００Ａ～１００Ｄ　撮像ユニット。

Claims (13)

  1. 　所定の波長の光を透過する透光体と、
    　前記透光体を保持する筐体と、
    　前記筐体に保持された前記透光体を振動する振動体と、
    　前記振動体の少なくとも１面に設けられた圧電素子と、
    　前記筐体内において、前記透光体と対向する位置に設けられるレンズと、
    　前記振動体による振動の節となる前記筐体の部分で前記レンズを固定する固定部と、
    　前記透光体および前記レンズが視野方向となるように配置された撮像素子と、
    　前記視野方向の面とは反対の面で前記撮像素子と電気的に接続する第１基板と、
    　前記筐体と接合し、少なくとも前記撮像素子および前記第１基板を内包するケースと、を備え、
    　前記圧電素子と電気的に接続された配線は、前記筐体内から前記撮像素子を実装した前記第１基板の実装面を含む平面を通過するように引き出されている、撮像ユニット。
  2. 　前記第１基板よりも前記視野方向の反対方向に設けられ、前記圧電素子の制御信号を供給する制御回路を実装する第２基板をさらに備え、
    　前記第２基板と前記配線とが電気的に接続されている、請求項１に記載の撮像ユニット。
  3. 　前記配線は、前記第１基板と対向する面とは反対側の面で前記第２基板と電気的に接続されている、請求項２に記載の撮像ユニット。
  4. 　前記配線は、前記実装面とは反対側の面で前記第１基板と電気的に接続されている、請求項１に記載の撮像ユニット。
  5. 　前記固定部は、前記配線を通す貫通孔を有する、請求項１～請求項４に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  6. 　前記固定部または前記固定部と接続する前記筐体の部分は、前記配線を通す切欠き部を有する、請求項１～請求項４に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  7. 　前記ケースは、前記第１基板と対応する位置に、前記配線を通す溝部を有する、請求項１～請求項６に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  8. 　前記ケースは、前記配線を前記ケースの外に引き出すスリットと、前記スリットから引き出された前記配線と電気的に接続する端子と、を有する、請求項１～請求項６に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  9. 　前記第１基板は、前記固定部と接着剤で接合される、請求項１～請求項８に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  10. 　前記筐体と前記振動体とは、一体として形成されている、請求項１～請求項９に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  11. 　前記第１基板は、前記配線と電気的に接続される第１コネクタと、前記第２基板と電気的に接続される第２コネクタと、を有し、
    　前記配線は、前記第１コネクタおよび前記第２コネクタを介して前記実装面を含む平面を通過するように引き出され、前記第２基板と電気的に接続されている、請求項２に記載の撮像ユニット。
  12. 　前記配線は、前記圧電素子の第１電極と電気的に接続される第１電線と、前記振動体と電気的に接続される第２電線と、を有し、
    　前記第２電線は、前記振動体と接する前記圧電素子の第２電極と前記振動体を介して電気的に接続される、請求項１～請求項１１に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
  13. 　前記配線は、前記圧電素子の第１電極と電気的に接続される第１電線と、前記筐体と電気的に接続される第２電線と、を有する、請求項１～請求項１１に記載のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019181122A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 日本電産コパル株式会社 撮像装置
WO2020197289A1 (ko) * 2019-03-26 2020-10-01 엘지이노텍 주식회사 히팅 장치 및 카메라 모듈
WO2021038942A1 (ja) * 2019-08-28 2021-03-04 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
WO2021210208A1 (ja) * 2020-04-17 2021-10-21 株式会社村田製作所 振動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019181122A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 日本電産コパル株式会社 撮像装置
WO2020197289A1 (ko) * 2019-03-26 2020-10-01 엘지이노텍 주식회사 히팅 장치 및 카메라 모듈
WO2021038942A1 (ja) * 2019-08-28 2021-03-04 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
WO2021210208A1 (ja) * 2020-04-17 2021-10-21 株式会社村田製作所 振動装置

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