WO2023162329A1 - 撮像ユニット - Google Patents

撮像ユニット Download PDF

Info

Publication number
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
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
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

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS 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
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/52Elements optimising image sensor operation, e.g. for electromagnetic interference [EMI] protection or temperature control by heat transfer or cooling elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57Mechanical 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 .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

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)NbO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LiTaO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。
PCT/JP2022/039132 2022-02-25 2022-10-20 撮像ユニット WO2023162329A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022028249 2022-02-25
JP2022-028249 2022-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023162329A1 true WO2023162329A1 (ja) 2023-08-31

Family

ID=87765318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/039132 WO2023162329A1 (ja) 2022-02-25 2022-10-20 撮像ユニット

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023162329A1 (ja)

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101940478B1 (ko) 카메라 모듈
JP4168042B2 (ja) カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置
JP4332130B2 (ja) カメラモジュール
KR101353934B1 (ko) 전기소자를 구비한 이미지센서 모듈 및 그 제조방법
US20100111517A1 (en) Camera body, interchangeable lens unit, and imaging apparatus
WO2001065838A1 (fr) Module de prise de vue de petite taille
WO2001065839A1 (fr) Petit module de prise d'images
US20050242410A1 (en) Camera module, holder for use in a camera module, camera system and method of manufacturing a camera module
KR100958102B1 (ko) 카메라 모듈, 홀더, 카메라 시스템 및 카메라 모듈의 제조방법
WO2012173014A1 (ja) 撮像装置及びこれを用いた電子機器
JP4761956B2 (ja) 撮像モジュールおよび撮像装置
JP2005094731A (ja) カメラ装置および該カメラ装置の製造方法
WO2023162329A1 (ja) 撮像ユニット
KR20080011754A (ko) 모바일 기기용 카메라 모듈
CN111901512A (zh) 一种镜头
KR102041487B1 (ko) 카메라 모듈
US10827128B2 (en) Camera module and electronic device using same
WO2023162330A1 (ja) 光学装置、および光学装置を備える撮像ユニット
KR102043896B1 (ko) 카메라 모듈
JP3911963B2 (ja) 光電気的器材
KR20200004279A (ko) 카메라 모듈
JP2002152606A (ja) 固体撮像装置
WO2024084728A1 (ja) 光学装置、および光学装置を備える撮像ユニット
WO2023210101A1 (ja) 光学装置、および光学装置を備える撮像ユニット
JP3927073B2 (ja) カメラ及びこれに用いる撮像素子ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22928847

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1