JP2007228463A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの光軸に対し撮像素子の受光面を精度よく垂直に固定することができ、撮像性能の高いカメラモジュールを提供する。
【解決手段】光を電気信号に変換した撮像素子１と、撮像素子を電気的に接続する基板２１と、対象物からの光を集光して撮像素子１に結像するレンズ４１と、レンズ４１を保持したブラケット４２と、第１の平面を有するプレート１１とを備え、プレート１１の第１の平面を撮像素子１の裏面に接触させて固定する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子とレンズを一体化して車載カメラや携帯電話等に用いるカメラモジュールに関する。

従来より、レンズと撮像素子および撮像処理回路を備えた回路基板とを結合して一体構成とし小型化、薄型化を図って、車載カメラや携帯電話等に使用するカメラモジュールが知られている。

図３に、従来のカメラモジュールの構造図を示す。撮像素子１０１は、リード線１０２を基板１０３に半田付けすることにより保持されるとともに、同じ基板上に実装された撮像処理回路と電気的に接続される。また、レンズ１０５は、レンズブラケット１０４に保持されている。撮像素子１０１が実装された基板１０３とレンズ１０５が保持されたレンズブラケット１０４は、ビス１０６で締結される。

この構造により、対象物からの光は、レンズ１０５により撮像素子１０１に集光され、撮像素子１０１により光が電気信号に変換され、基板１０３に実装された撮像処理回路にて画像信号が形成される。

このようなカメラモジュールにおいて、対象物からの光を撮像素子１０１の受光面１０８に正しく結像するためには、レンズ１０５の光軸１０７に対し撮像素子１０１の受光面１０８を垂直に保つことが重要になる。レンズブラケット１０４を介してレンズ１０５の光軸と基板１０３との垂直度は保持されているので、撮像素子１０１の実装に当たり、撮像素子１０１を基板１０３に対し平行度を保持することでレンズ１０５の光軸１０７と垂直度を確保する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８２２７０号公報（第１図）

しかしながら従来のカメラモジュールにおいて、レンズ１０５の光軸１０７に対する撮像素子１０１の受光面１０８の垂直度は、リード線１０２の実装精度に左右されるので、半田付けの状態によっては受光面１０８が基板１０３と平行にならず、レンズ１０１の光軸１０７との垂直度を確保しにくいという課題があった。

本発明は、撮像素子の受光面とレンズの光軸との垂直度を確保し、高い撮像性能を有するカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明のカメラモジュールは、光を電気信号に変換した撮像素子と、撮像素子を電気的に接続する基板と、対象物からの光を集光して撮像素子に結像するレンズと、レンズを保持したブラケットと、第１の平面を有するプレートとを備え、プレートの第１の平面を撮像素子の裏面に接触させて固定した構成とする。

この構成により、半田付け時の取り付けばらつきに影響されずに、撮像素子とプレートとの平行度を保つことができるので、レンズ光軸に対し撮像素子の受光面を精度よく垂直に固定することができ、撮像性能の高いカメラモジュールを実現できる。

また、本発明のカメラモジュールのプレートは、第２の平面と、基板と結合するための第１の取り付け穴とをさらに備え、第１の平面と第２の平面の間の厚みよりも、第１の取り付け穴を有する部分の厚みを厚くするように形成した構成とする。

この構成により、撮像素子のリード線の長さからプレートと基板の厚みの合計を差し引いたリード線の半田付け部分の長さを確保しつつ、基板をプレートに取り付ける際の固定部材が挿入される部分の厚みを確保することができる。

また、本発明のカメラモジュールのプレートは、撮像素子の外形に対応する形の凹部を有する構成とする。

この構成により、凹部が撮像素子をプレートの穴を通しつつ基板のリード線挿入穴に差し込む際の挿入ガイドの役目をするので挿入作業が容易になる。

また、本発明のカメラモジュールのプレートは、ブラケットと結合するための第２取り付け穴をさらに備え、基板は、第１の取り付け穴に対応する位置にプレートと結合するために設けられた取り付け穴と、第２の取り付け穴に対応する位置に設けられた切り欠き部とをさらに備えた構成とする。

この構成により、プレートを介して撮像素子と基板を結合させた撮像素子モジュールをレンズブラケットとは独立して形成することができると共に、撮像素子モジュールをレンズブラケットに結合する際に、結合作業により基板が歪んだり、傷つくことを防止することができる。

また本発明のカメラモジュールのプレートは金属で形成する。

この構成により、上下面は水平度および平面度が確保され、また半田付けの際の熱による変形等も生じない。

さらに本発明のカメラモジュールのプレートは、アルミニウム合金で形成する。この構成により、高い剛性を持ちかつ熱伝導率の良いアルミニウム合金により一体で構成されるので、上下面は水平度および平面度が確保され、半田付けの際の熱による変形等も防止でき、合わせてカメラモジュールの軽量化を図ることができる。

本発明のカメラモジュールは、レンズの光軸に対し撮像素子の受光面を精度よく垂直に固定することができ、撮像性能の高いカメラモジュールを実現することができるという効果を有する。

以下、本発明の実施の形態のカメラモジュールについて、図面を用いて説明する。

図１は、本発明のカメラモジュールの概略構造を示した断面図である。本発明の実施の形態のカメラモジュールは、光を電気信号に変換した撮像素子１と、撮像素子１を電気的に接続する基板２１と、対象物からの光を集光して撮像素子１に結像するレンズ４１と、レンズ１を保持したブラケット４２と、上面と下面との２つの平面を有するプレート１１とで構成されている。

撮像素子１の裏面とプレート１１の上面とを重ね合わせることにより、撮像素子１とプレート１１とは面接触する。また、プレート１１と基板２１はビス３１により固定されて
いる。

撮像素子１のリード線２を基板２１に半田付けにすることにより、撮像素子１と基板２１は電気的に接続されると共に、撮像素子１の裏面とプレート１１は平行度を保ちつつ固定される。

また、あらかじめレンズ４１が組み込まれたレンズブラケット４２に、プレート１１をビス３２により固定する。これにより、撮像素子１とプレート１１と基板２１とレンズ４１とレンズブラケット４２とが一体的に組み立てられたカメラモジュールが形成されている。

レンズブラケット４２は、ビス３２で固定することによりレンズ４１の光軸４３とプレート１１との垂直度を確保できるように形成されている。したがって、撮像素子１とプレート１１の平行度を確保することにより、撮像素子１の受光面３をレンズ４１の光軸４３に対し垂直に精度よく固定することができる。

図２は、本発明のカメラモジュールの構造を示した斜視図である。図２を用いて、本発明のカメラモジュールの構造と組み立て方法を説明する。

図１で説明したようにカメラモジュールは、撮像素子１と、基板２１と、レンズ４１と、レンズ４１を保持したブラケット４２と、平面を有するプレート１１とで構成されている。

最初に、撮像素子１の裏面とプレート１１の上側の水平な平面とを面接触するようにセットする。また、基板２１に設けられたプレート取り付け用穴２２を通し、プレート１１に設けられた基板取り付け用穴１３にビス３１で締め付けることにより、プレート１１と基板２１とを固定する。

プレート１１は、厚みを厚くした部分と薄くした部分の境界を撮像素子１の外形に対応するように形成している。これにより、プレート１０１の厚みの異なる部分で形成される凹部１５が、撮像素子１を撮像素子挿入穴１２を通しつつ基板２１のリード線穴２３に差し込む際の挿入ガイドの役目をするので挿入作業が容易になる。

またプレート１１には、基板２１と結合する基板取り付け用１３と、ブラケットと結合するブラケット取り付け用穴１４とが独立して備えられている。これにより、プレート１１と基板２１との結合作業が、プレート１１とレンズブラケット４２との結合作業とは独立してできるので組み立てが容易である。

次に、この状態で撮像素子１のリード線２を基板２１に半田付けにより固定することにより、撮像素子１と基板２１は電気的に接続される。この際に、プレート１１の上側の水平な平面を撮像素子１の裏面に接触させた状態で半田付けがされる。これにより、撮像素子１とプレート１１は平行度を保ちつつ固定されることになる。

ここで、レンズブラケット４２は、ビス３２で固定することによりレンズ４１の光軸４３とプレート１１との垂直度を確保できるように形成されている。したがって、撮像素子１とプレート１１の平行度を確保することにより、撮像素子１の受光面３をレンズ４１の光軸４３に対し垂直に精度よく固定することができ高い撮像性能を実現できる。

半田付け作業の際、撮像素子１のリード線２を半田付けするためには、リード線２の半田しろ部が１．５ｍｍ程度必要になる。リード線２の長さは撮像素子１の下面から通常３
．５ｍｍ程度であるが、撮像素子１のリード線２の長さから、半田に必要な半田しろ部の１．５ｍｍと基板２１の厚み１ｍｍの合計２．５ｍｍを引くとプレート１１の厚みは１ｍｍ以下にしなければならない。

一方、基板２１とプレート１１をビス３１で固定するためには、プレート１１には厚みが２ｍｍ程度必要であるので、両者の要求仕様が両立しない。これを解決するために、プレート１１は基板取り付け用穴１３を有する部分の厚みを厚く、撮像素子１の裏面とプレート１１の上面が接触する部分の厚みが薄く形成している。これによりリード線２の半田しろ長さを１．５ｍｍ以上確保しつつ、一方で基板２１とプレート１１をビス３１で固定できるようにプレート１１の厚みを２ｍｍ確保できる。

また、プレート１１は、レンズブラケット４２と同じアルミニウム合金等の金属で形成されているので熱膨張率が同じため変形しにくく、また半田付けの際の熱に対する耐熱性も高い。

次に、ビス３２をプレート１１に設けられたブラケット取り付け用穴１４を介して、ブラケット４２に設けられた固定用ビス穴(図示せず)に締め付けることにより、プレート１１をレンズブラケット４２に固定する。レンズブラケット４２には、あらかじめレンズ４１が組み込まれており、カメラモジュールが完成する。

基板２１には、プレート取り付け用穴１３に対応する位置に設けられたプレート取り付け用穴２２と、ブラケット取り付け用穴１４に対応する位置に設けられた切り欠き部２４とが備えられている。これにより、プレート１１をレンズブラケット４２に結合する際に、基板２１と共締めする必要がないので、結合作業により基板２１が歪んだり、傷つくことを防止することができる。

またプレート１１は、ブラケット取り付け用穴１４の周囲の厚みを薄くして端面を形成する。一方、レンズブラケット４２側は、その端面に対応する部分の厚みを厚くすることにより、両者を組み合わせるときのガイドとなり、またビス３２で固定する際の周り止めの役割を有する。

以上説明したように本発明の実施の形態よれば、撮像素子１とプレート１１は平行度を保って固定し、レンズ４１の光軸に対して撮像素子１の受光面３を精度よく垂直に固定することができるので、受光面３上で正しく結像することができ撮像性能の高いカメラモジュールを実現できる。

なお、本実施の形態ではプレート１１により撮像素子１と基板２１が水平に保持される場合について説明したが、カメラモジュールの構成によっては、レンズ４１の光軸４３と撮像素子１の受光面３とが垂直に保持される平面を有していれば基板２１に対して一定の角度を持った平面で構成されるものであっても良い。

本発明にかかるカメラモジュールは、レンズ光軸に対し撮像素子の受光面を精度よく垂直に固定することができるので、撮像素子とレンズを一体化して車載カメラや携帯電話等に用いるカメラモジュール等として有用である。

本発明のカメラモジュールの構成を示す断面図 本発明のカメラモジュールの構成を示す斜視図 従来のカメラモジュールの構成を示す断面図

符号の説明

１ 撮像素子
２ リード線
３ 受光面
１１ プレート
１２ 撮像素子挿入穴
１３ 基板取り付け用穴
１４ ブラケット取り付け用穴
１５ 凹部
２１ 基板
２２ プレート取り付け用穴
２３ リード線穴
２４ 切り欠き部
３１，３２ ビス
４１ レンズ
４２ レンズブラケット
４３ 光軸

Claims (6)

1. 光を電気信号に変換した撮像素子と、
   前記撮像素子を電気的に接続する基板と、
   対象物からの光を集光して前記撮像素子に結像するレンズと、
   前記レンズを保持したブラケットと、
   第１の平面を有するプレートと、を備え
   前記プレートの第１の平面を前記撮像素子の裏面に接触させて固定した
   カメラモジュール。
2. 前記プレートは、第２の平面と、
   前記基板と結合するための第１の取り付け穴と、をさらに備え、
   前記第１の平面と前記第２の平面の間の厚みよりも、前記第１の取り付け穴を有する部分の厚みを厚くするように形成した
   請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記プレートは、前記撮像素子の外形に対応する形の凹部を有する
   請求項１または請求項２記載のカメラモジュール。
4. 前記プレートは、前記ブラケットと結合するための第２取り付け穴をさらに備え、
   前記基板は、前記第１の取り付け穴に対応する位置に前記プレートと結合するために設けられた取り付け穴と、
   前記第２の取り付け穴に対応する位置に設けられた切り欠き部と、をさらに備えた
   請求項１から請求項３のいずれかに記載のカメラモジュール。
5. 前記プレートは金属である
   請求項１から請求項４のいずれかに記載のカメラモジュール。
6. 前記プレートはアルミニウム合金である
   請求項１から請求項５のいずれかに記載のカメラモジュール。

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