JP5484148B2

JP5484148B2 - 光電変換素子ユニットおよび撮像装置

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Publication number: JP5484148B2
Application number: JP2010071536A
Authority: JP
Inventors: 伸嘉鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: US8446522B2; US20110234866A1; CN102202184B; US20130228670A1; JP2011205454A; CN102202184A

Description

本発明は、光電変換素子ユニットおよび撮像装置に関する。

特許文献１は、撮像装置において光電変換素子パッケージから駆動回路や信号処理回路までの配線長を短くするために、光電変換素子パッケージの固定板に開口部が形成して開口部に駆動回路や信号処理回路を配置した光電変換素子ユニットを提案している。

特開２００９−１４１８４４号公報

しかし、特許文献１は、光電変換素子パッケージの裏側に駆動回路や信号処理回路を配置しているため、光電変換素子ユニットの光軸方向の厚さが厚くなる。そして、駆動回路や信号処理回路を構成する電子部品が固定板の板厚よりも厚い場合は、従来の固定板に光電変換素子パッケージを配置したのみの構成よりも厚さが増してしまう。

本発明は、良好な電気的特性と小型化を実現することが可能な光電変換素子ユニットおよび撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明の光電変換素子ユニットは、被写体の光学像を光電変換する光電変換素子を含むパッケージと、前記光電変換素子を駆動する駆動回路と前記光電変換素子からの信号を処理する信号処理回路を含む電子部品とが実装された基板と、開口部を有する固定板と、を有し、前記基板は、前記固定板の裏面側に配置され、前記パッケージと前記電子部品とは、前記基板の被写体側に配置され、前記パッケージの光軸方向の高さは、前記固定板の光軸方向の高さより大きく、前記パッケージと前記電子部品とは、光軸に直交する方向から見て前記固定板と重なっており、前記パッケージと前記電子部品とは、前記開口部内に配置され、前記パッケージと前記電子部品と前記基板とが前記固定板に固定されるように、前記開口部は接着剤で満たされていることを特徴とする。

本発明によれば、良好な電気的特性と小型化を実現することが可能な光電変換素子ユニットおよび撮像装置を提供することができる。

図１は、本実施例の撮像素子の斜視図である。図２は、図１に示す撮像ユニットの斜視図である。図３は、図２に示す撮像ユニットの分解斜視図である。図１に示す光電変換素子ユニットの斜視図、平面図及び断面図である。図５は、光電変換素子ユニットの変形例の平面図である。変換素子ユニットの斜視図である。

図１は、本実施例の撮像装置１の斜視図であり、２は被写体の光学像を形成する不図示の撮像光学系を収納する撮像ユニットである。本実施例の撮像装置１はデジタルカメラであるが、本発明はビデオカメラなど撮像装置の種類をデジタルカメラに限定しない。

図２（ａ）は撮像ユニット２の前側の斜視図であり、図２（ｂ）は撮像ユニット２の後側の斜視図である。図３は、図２（ｂ）に示す撮像ユニット２の分解斜視図である。

撮像ユニット２は、不図示の撮像光学系を収納する鏡筒ユニットが前側に取り付けられ、光電変換素子ユニットが後側に取り付けられる撮像素子保持ユニットと、を有する。

なお、図３において、１０４は撮像ユニット２の（撮像素子保持ユニットの）背面であり、デジタルカメラ１内での光電変換素子ユニットの取り付け部である。

図４（ａ）は光電変換素子ユニットの斜視図、図４（ｂ）はその平面図、図４（ｃ）はその断面図である。光電変換素子ユニットは、光電変換素子パッケージ（以下、単に「パッケージ」と称する）を搭載した固定板１０３がフレキシブル基板１０２に実装されたユニットである。

パッケージ１０１は、被写体の光学像を光電変換する、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の図４（ｃ）に示す光電変換素子１０５を収容したパッケージであり、固定板１０３に固定されてフレキシブル基板１０２に実装される。

フレキシブル基板１０２のパッケージ１０１の周りには、光電変換素子１０５に電気的に接続される電子部品１０６が実装されている。電子部品１０６は、光電変換素子１０５を駆動する駆動回路や光電変換素子１０５からの信号の処理をする信号処理回路を含み、ＩＣおよびその周辺回路部品として具現化されている。

固定板１０３は、矩形枠形状に形成されて中央には開口部１０３ａが形成され、開口部１０３ａには、パッケージ１０１と、パッケージ１０１の周りに実装されている電子部品１０６が配置される。なお、本実施例の固定板１０３は金属製であるが、樹脂性でもよい。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、開口部１０３ａの中央にパッケージ１０１が配置された場合に電子部品１０６はパッケージ１０１と開口部１０３ａを規定する固定板１０３の輪郭との間に配置される。

このように電子部品１０６はパッケージ１０１の周囲に配置されて光軸に直交する方向においてパッケージ１０１に隣接しており、特許文献１のように光軸に平行な方向において重ならない。電子部品１０６がパッケージ１０１に隣接配置されているので良好な電気的特性が得られ、パッケージ１０１と電子部品１０６が光軸に平行な方向において重ならないので光電変換素子ユニットの光軸方向の厚さが薄くなる（小型化）。

なお、本実施例の開口部１０３ａは外縁が閉じているが、外縁の一部がないＵ字形状をしていてもよい。

パッケージ１０１を固定板１０３に固定（接着）する場合、まず、パッケージ１０１の光軸方向とそれに直交する方向において、パッケージ１０１を固定板１０３に対して不図示の治具を用いて位置決めする。

次に、位置決めされた状態でパッケージ１０１の四隅１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと固定板１０３の開口部１０３ａとの間に接着剤を流して硬化させ、パッケージ１０１と固定板１０３とを仮固定する。これにより、パッケージ１０１をバランスよく固定することができ、仮固定後の変形を抑制することができる。

図４（ｂ）はこの状態を示している。パッケージ１０１の四隅１０１ａ〜１０１ｄには電子部品１０６が配置されていないので、少量の接着剤でパッケージ１０１と固定板１０３とを仮固定することができる。

次に、不図示の接着用冶具に移し、パッケージ１０１の側面と固定板１０３の開口部１０３ａとの間に接着剤を流し込んで硬化させ、パッケージ１０１をフレキシブル基板１０２と共に固定板１０３に固定する。接着剤は電子部品１０６も含めて接着するので、接着面積が増加し、パッケージ１０１、フレキシブル基板１０２と固定板１０３との接着強度が増加する。

図４（ａ）に示すように、パッケージ１０１と電子部品１０６は、固定板１０３の開口部１０３ａに配置され、厚さ方向（光軸方向）で固定板１０３と重なっているので光電変換素子ユニットの厚さを薄くすることができる。

光電変換素子ユニットが完成すると、図２（ｂ）に示すように、撮像ユニット２の背面１０４にネジ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを用いて取り付ける。撮像ユニット２の背面１０４には位置決め突起部１０４ａ、１０４ｂが設けられ、固定板１０３には位置決め穴部１０３ｂ、１０３ｃが形成されている。位置決め穴部１０３ｂ、１０３ｃに位置決め突起部１０４ａ、１０４ｂを挿入することによって、撮像ユニット２の背面１０４に対する光電変換素子ユニットの光軸方向と直交する方向の位置決めがなされる。

撮像ユニット２の背面１０４の３箇所には凹部が形成され、凹部にはバネ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃが配置されている。バネ１０９ａ〜１０９ｃは、固定板１０３をネジ１０８ａ〜１０８ｃに抗して光軸方向に付勢する。このため、ネジ１０８ａ〜１０８ｃの締め込み量を調整すれば、光電変換素子ユニットの撮像ユニット２の背面１０４に対する光軸方向での位置と、光軸直交方向に対する傾きを微調整することができる。これにより、撮像光学系の結像面に対する光電変換素子１０５の受光面の位置合わせ（光学調整）を高精度に行うことができる。

本実施例は、固定板１０３に対するパッケージ１０１の位置決めを高精度に行ってパッケージ１０１と電子部品１０６とを近接して配置している。このため、光電変換素子１０５と電子部品１０６との間の配線長を短くすることができ、良好な電気的特性を得ることができる。また、電子部品１０６は、光軸に直交する方向においてパッケージ１０１に隣接して配置されて光軸方向において重ならずパッケージ１０１と共に固定板１０３の開口部１０３ａに配置されている。このため光電変換素子ユニットの光軸方向の厚さを薄くすることができる。

また、電子部品１０６がフレキシブル基板１０２とは別の基板に実装されている（光電変換素子ユニット外に設けられている）場合には、パッケージ１０１から電子部品１０６までの配線長を短くするためにカメラ内のレイアウトに制約が生じる。しかし、本実施例では、電子部品１０６がパッケージ１０１と同一のフレキシブル基板１０２に実装されている（電子部品１０６が光電変換素子ユニット内に設けられている）ので、そのような制約がなくなり、カメラの設計自由度が増す。これにより、カメラ全体の小型化及び薄型化に適した基板や各種部品のレイアウトが可能になる。

図５は、光電変換素子ユニットの変形例の平面図である。パッケージ１０１の四辺中央１０１ｅ、１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｈには電子部品１０６が配置されていない。そして、パッケージ１０１の固定板１０３に対する仮固定はパッケージ１０１の四辺中央１０１ｅ〜１０１ｈで行われる。これにより、少量の接着剤でパッケージ１０１と固定板１０３とを仮固定することができる。また、光電素子パッケージ１０１の四辺中央で固定板１０３を接着することにより、パッケージ１０１をバランスよく固定することができ、仮固定後の変形を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

撮像装置は、被写体を撮像する用途に適用することができる。

１撮像装置
２撮像ユニット
１０１光電変換素子パッケージ
１０２フレキシブル基板
１０３固定板
１０５光電変換素子
１０６電子部品

Claims

被写体の光学像を光電変換する光電変換素子を含むパッケージと、
前記光電変換素子を駆動する駆動回路と前記光電変換素子からの信号を処理する信号処理回路を含む電子部品とが実装された基板と、
開口部を有する固定板と、を有し、
前記基板は、前記固定板の裏面側に配置され、
前記パッケージと前記電子部品とは、前記基板の被写体側に配置され、
前記パッケージの光軸方向の高さは、前記固定板の光軸方向の高さより大きく、
前記パッケージと前記電子部品とは、光軸に直交する方向から見て前記固定板と重なっており、
前記パッケージと前記電子部品とは、前記開口部内に配置され、
前記パッケージと前記電子部品と前記基板とが前記固定板に固定されるように、前記開口部は接着剤で満たされていることを特徴とする光電変換素子ユニット。
前記電子部品は、前記パッケージの四隅に配置されないことを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子ユニット。
前記パッケージと前記基板とは、前記固定板に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換素子ユニット。
前記パッケージは、前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の光電変換素子ユニット。
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の光電変換素子ユニットを有することを特徴とする撮像装置。