小型撮像モジュール
【課題】 ＩＣ、レンズ等の部品を基板とケースでパッケージした小型撮像モジュールは、プラスチックのレンズがリフロー炉の熱で変形してしまい、半田のリフローで回路基板に実装することができなかった。この問題を解決する。
【解決手段】 レンズ６の基部６ａをケース２内壁の棚２ａに乗せ、レンズ上面に弾性スペーサ３１、外周に弾性リング３２を配置する。リフロー炉内の加熱によるレンズの熱膨張は、これらの弾性部材の圧縮に吸収されて、レンズが無理な変形をせず、常温になれば原状に復帰する。他に、レンズを円錐座で受けて径方向の変形を軸方向の変形に変え、弾性スペーサで吸収する構造、レンズの上面や外周に突起を設けてレンズ本体の変形を避ける構造、レンズを支持するケースの棚部に弾性を持たせてレンズの変形を吸収する構造などがある。こうしてリフローによる小型撮像モジュールの実装が可能になる。
【解決手段】 レンズ６の基部６ａをケース２内壁の棚２ａに乗せ、レンズ上面に弾性スペーサ３１、外周に弾性リング３２を配置する。リフロー炉内の加熱によるレンズの熱膨張は、これらの弾性部材の圧縮に吸収されて、レンズが無理な変形をせず、常温になれば原状に復帰する。他に、レンズを円錐座で受けて径方向の変形を軸方向の変形に変え、弾性スペーサで吸収する構造、レンズの上面や外周に突起を設けてレンズ本体の変形を避ける構造、レンズを支持するケースの棚部に弾性を持たせてレンズの変形を吸収する構造などがある。こうしてリフローによる小型撮像モジュールの実装が可能になる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、パソコン、電話機等に組み込んで映像を撮影するのに用いる小型撮像モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は上記のような小型撮像モジュールの一例で、同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図８にその分解斜視図を示す。これらの図面に見るように、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂等の基板１とプラスチックのケース２に、構成各要素を収容してパッケージしたものである。基板１にはＩＣ（３）をダイボンデイングし、ワイヤ４でワイヤボンディングしてある。ＩＣ（３）には、フォトダイオード等の光電変換素子とＭＯＳトランジスタあるいはＣＣＤ素子を組み合わせた検出要素を、多数、マトリクス配置した撮像回路が形成されている。
【０００３】図８で明らかなように、ケース２は下側が箱形、上側が円筒状で、図７（Ｂ）に見るように、基板１上のＩＣ（３）に面して、ケース２の内側下部にＩＲ（赤外線）カットフィルタ７が固定してあり、これにより屋外など赤外線が多い環境で電荷が飽和して、画像が真っ白になるのを防いでいる。ケース２の上側の円筒部の内壁に棚２ａがあって、これにレンズ６が取り付けてある。レンズ６は透明なプラスチック製で、円板状の基部６ａの下面に凸レンズ６ｂを形成してあり、基部６ａの外周を棚２ａに載せ、上面を絞り５で押さえて支持している。絞り５には光路となる穴５ａが開けてある。これらの部品相互の接合にはエポキシ等の接着剤を用いている。このような構成により、外界の映像はレンズ６を通してＩＣ（３）の表面に結像し、電気信号に変換され処理される。
【０００４】基板１の周辺には複数の窪み１ａがあり、窪み１ａの内壁は導電材料で被覆されていて、この導電材料は基板１の上下両面の導電パターンを接続し、図示してないが、基板１の下面における窪み１ａの回りの導電材料のランド部が、組み込み先回路基板への接続用の端子電極になっている。従ってこの小型撮像モジュールは、基板１の下面の端子電極を用いて、電子機器の回路基板に表面実装するのに適する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】回路部品を電子機器の回路基板に表面実装するには、半田のリフローによるのが便利であるが、上記の小型撮像モジュールには、これを行うのが困難な事情がある。それは透明プラスチックのレンズ６が、２３０℃以上に達するリフロー温度に耐えられずに変形してしまうことである。図９は、先の小型撮像モジュールのケース２の上端の、レンズ６を収容した部分の断面図である。同図（Ａ）のように、レンズ６の基部６ａをケース２内壁の棚２ａに載せて、絞り５で押さえて保持し、絞り５はケース２の上端に接着剤８で接合してある。この小型撮像モジュールを表面実装するために、回路基板に仮付けしてリフロー炉に入れて加熱すると、レンズ６は同図（Ｂ）の矢印のように熱膨張しようとするものの、周囲のケース２や絞り５に圧迫されて歪んだり、甚だしい場合には溶融し、変形して固化したりするので、実装後、正常に結像しなくなる。
【０００６】このため小型撮像モジュールの回路基板への実装は、一つずつ手作業で半田付けしたり、基板１にケース２を固定してあるだけでレンズの付いてないパッケージを、回路基板にリフローで実装し、レンズや絞りを後工程で取り付けるなどの方法を取ることになって、工数がかかる。耐熱性のあるガラスレンズならリフロー温度に耐えるが、ガラスレンズはプラスチックレンズに比し高価で、コスト上不利である。本発明は上記の問題を解決し、プラスチックレンズを用いた構造であって、半田のリフローで表面実装できる小型撮像モジュールを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明では、レンズが周囲を拘束されているためにリフロー時の熱膨張で無理な変形を生じ、実装後にその悪影響が残るということのないよう、レンズの膨張を吸収する支持構造を取る。
【０００８】すなわち、１．レンズに重ねて、あるいはレンズ外周を取り巻いて弾性部材を配置し、レンズの熱膨張をこれらの弾性部材で吸収する。
２．レンズの下面外周に面取りして円錐面を形成し、ケース内壁の棚部には円錐座を形成してレンズをこれに乗せ、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、径方向の熱膨張を円錐面で軸方向の変位に変換して、レンズに重ねた弾性部材で吸収する。
【０００９】３．レンズの外周と上面に複数の突起を設け、これらの突起を介して外周と上面を囲むことにより、レンズの熱膨張を上記の突起とその接触部の変形で吸収する。レンズの周囲に弾性部材を設けることと、レンズに突起を設けることを、適宜組み合わせて用いることができる。
４．レンズを支持するケースの棚部を弾性のある構造にして、レンズの熱膨張を棚部の変形で吸収する。これらの手段によりリフロー熱による実装後にも、レンズの形状や位置を高精度に維持できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態にて小型撮像モジュールとしての基本構造は先の図７、図８のものと同様であるから、対応する部品や部分については同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【００１１】図１は本発明の第１の実施形態で、ケース２内にレンズ６を収容した部分の断面図である。同図（Ａ）は常温における通常の状態であり、レンズ６の基部６ａの外周をケース２の内壁の棚２ａに乗せ、上側の絞り５との間に弾性スペーサ３１を挟んで基部６ａを押さえている。また、基部６ａの外周とケース２の内壁の間に弾性リング３２を配置してある。同図（Ｂ）のように、小型撮像モジュールがリフロー炉内で加熱されて、レンズ６が図中の矢印のように径方向および軸方向に膨張すると、弾性スペーサ３１と弾性リング３２が圧縮されてレンズ６の変形を吸収するので、レンズ６には無理な力が掛からず、リフローが終わって常温になれば、また、図（Ａ）の状態に復帰して異常な変形が残ることがない。
【００１２】弾性スペーサ３１と弾性リング３２は、一体に作った部品であってももちろんよい。これらの部品に発泡シリコンや紙など、断熱性の材料を用いるなら、レンズ６の変形を吸収するだけでなく、ケース２からレンズ６への熱伝導を減らし、レンズの熱変形を抑える作用を持たせることができて、一層有効である。
【００１３】図２は本発明の第２の実施形態で、同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの下面外周にテーパ状の面取りを施して円錐面を形成している。一方、ケース内壁の棚２ａには、同じくテーパ状の斜面である円錐座２ｂを形成してある。そしてレンズ６の基部６ａの円錐面６ｃを棚２ａの円錐座２ｂに乗せ、レンズ６の上面を弾性スペーサ３１で押さえてある。リフロー炉内で加熱されて図（Ｂ）の矢印のようにレンズ６の基部６ａが変形すると、基部６は外形の膨張につれて円錐座をせり上がり、その動きと基部６ａの厚さの膨張分は弾性スペーサ６ａの変形で吸収される。従ってレンズ６には無理な力が掛からず、リフローが終わって常温になれば、また、図（Ａ）の状態に復帰して異常な変形が残ることがない。
【００１４】図３は本発明の第３の実施形態で、同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの外周に突起６ｄ、上面に突起６ｅを数個ずつ等間隔に設けてあり、基部６ａの外周をケース２の内壁の棚２ａに乗せて、これらの突起６ｄ，６ｅをケース２の内壁と絞り５の下面に当てている。突起の数は例えば３、４個程度である。ここでは先の実施形態のような弾性部材は用いない。リフロー炉内での加熱による図（Ｂ）の矢印のようなレンズ６の変形は、突起６ｄ、６ｅの変形と、これらがケース２の内壁や絞り５の下面にめり込む変形に吸収されて、レンズ６本体には無理な力が掛からない。そしてレンズ６はリフロー後にも正常な形状を保つ。
【００１５】図４は本発明の第４の実施形態で、これは先の第１の実施形態と第３の実施形態を混合した構成である。同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの外周を棚２ａに乗せ、基部６ａの外周に数個の突起６ｄを等間隔に設けてケース２の内周に当て、基部６ａ上面には突起を設けず、弾性スペーサ３１で押さえてある。リフロー炉内での加熱によりレンズ６が図（Ｂ）の矢印のように変形した場合、径方向の変形は突起６とこれが接触するケース２内壁の変形で吸収され、軸方向の変形は弾性スペーサ３１の変形で吸収される。従って、レンズ６には無理な力が掛からず、リフロー後にも正常な形状を保つ。
【００１６】図示は省くが、第１の実施形態と第３の実施形態の混合による構成として、前記第４の実施形態とは別の第５の実施形態がある。図３にてレンズ６の基部６ａ外周に突起６ｄを設けず、代わりに図１の弾性リング３２を設けた構造で、作用は以上の説明から明らかである。
【００１７】本発明の第６の実施形態の分解斜視図を図５に示す。これは先の図８の従来例でレンズ６を支持しているケース２内壁の棚２ａの部分を、弾性構造にしたもので、棚部は３本の弾性腕２ｃの形を取り、レンズ６の外周をこれらの弾性腕２ｃ群の先端部に乗せ、絞り５で押さえてレンズ６を支持する。リフロー時のレンズ６の熱膨張につれて弾性腕２ｃ群の先端が径方向外側と軸方向下側に変位し、レンズ６自体は無理な変形をせず、リフローが終わって常温になればレンズ６と弾性腕２ｃ群は原状に復する。
【００１８】図６は本発明の第７の実施形態で、レンズ６を支持するケース２内壁の棚部を、図５の弾性腕２ｃ群とは別の弾性構造にしたものである。ケース２の内壁から伸びる３本の弾性腕２ｃが、中央のレンズ受けリング２ｄにつながっており、レンズ６の外周をレンズ受けリング２ｄに乗せ、絞り５で押さえて支持する。リフロー時のレンズ６の熱膨張は、弾性腕２ｃ群で支持されたレンズ受けリング２ｄの変位で吸収されて、レンズ６自体が無理な変形をすることはなく、リフローが終わって常温になればレンズ６と弾性腕２ｃ群は原状に復する。
【００１９】図５および図６の実施形態は、レンズ６を弾性支持する点で効果的なだけでなく、図８の従来例のようにレンズ６が円環状の棚２ａに乗って全周でケース２に接するのと異なり、ケース２の内壁とレンズ６の間に分散して設けた弾性腕２ｃが介在するので、従来例に比して熱伝導度が下がり、レンズ６の加熱を抑える点でも有利である。
【００２０】
【発明の効果】従来、プラスチックレンズを用いた小型撮像モジュールは、リフロー時の熱によってレンズが変形してしまうため、半田のリフローを用いて回路基板に実装することができず、一方、耐熱性のあるガラスレンズは高価であるため、やむなく手作業で半田付けしたり、レンズなしのパッケージをリフローで回路基板に実装してからレンズを取り付たりするなどの、非能率な製造方法を余儀なくされていた。本発明によれば、プラスチックレンズの熱膨張を有効に吸収する支持構造を取るため、レンズが無理な変形をすることはなく、リフローを経て常温に戻れば原状に復帰して、小型撮像モジュールを半田のリフローで能率よく回路基板に表面実装することが可能になった。かくしてコストが低減し、製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の断面図である。
【図５】本発明の第６の実施形態の分解斜視図である。
【図６】本発明の第７の実施形態の分解斜視図である。
【図７】従来の小型撮像モジュールの図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【図９】図７の小型撮像モジュールのレンズ周辺の、加熱前後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 窪み
２ ケース
２ａ 棚
２ｂ 円錐座
２ｃ 弾性腕
２ｄ レンズ受けリング
３ ＩＣ
５ 絞り
６ レンズ
６ａ 基部
６ｃ 円錐面
６ｄ、６ｅ 突起
７ ＩＲカットフィルタ
８ 接着剤
３１ 弾性スペーサ
３２ 弾性リング
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、パソコン、電話機等に組み込んで映像を撮影するのに用いる小型撮像モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は上記のような小型撮像モジュールの一例で、同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図８にその分解斜視図を示す。これらの図面に見るように、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂等の基板１とプラスチックのケース２に、構成各要素を収容してパッケージしたものである。基板１にはＩＣ（３）をダイボンデイングし、ワイヤ４でワイヤボンディングしてある。ＩＣ（３）には、フォトダイオード等の光電変換素子とＭＯＳトランジスタあるいはＣＣＤ素子を組み合わせた検出要素を、多数、マトリクス配置した撮像回路が形成されている。
【０００３】図８で明らかなように、ケース２は下側が箱形、上側が円筒状で、図７（Ｂ）に見るように、基板１上のＩＣ（３）に面して、ケース２の内側下部にＩＲ（赤外線）カットフィルタ７が固定してあり、これにより屋外など赤外線が多い環境で電荷が飽和して、画像が真っ白になるのを防いでいる。ケース２の上側の円筒部の内壁に棚２ａがあって、これにレンズ６が取り付けてある。レンズ６は透明なプラスチック製で、円板状の基部６ａの下面に凸レンズ６ｂを形成してあり、基部６ａの外周を棚２ａに載せ、上面を絞り５で押さえて支持している。絞り５には光路となる穴５ａが開けてある。これらの部品相互の接合にはエポキシ等の接着剤を用いている。このような構成により、外界の映像はレンズ６を通してＩＣ（３）の表面に結像し、電気信号に変換され処理される。
【０００４】基板１の周辺には複数の窪み１ａがあり、窪み１ａの内壁は導電材料で被覆されていて、この導電材料は基板１の上下両面の導電パターンを接続し、図示してないが、基板１の下面における窪み１ａの回りの導電材料のランド部が、組み込み先回路基板への接続用の端子電極になっている。従ってこの小型撮像モジュールは、基板１の下面の端子電極を用いて、電子機器の回路基板に表面実装するのに適する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】回路部品を電子機器の回路基板に表面実装するには、半田のリフローによるのが便利であるが、上記の小型撮像モジュールには、これを行うのが困難な事情がある。それは透明プラスチックのレンズ６が、２３０℃以上に達するリフロー温度に耐えられずに変形してしまうことである。図９は、先の小型撮像モジュールのケース２の上端の、レンズ６を収容した部分の断面図である。同図（Ａ）のように、レンズ６の基部６ａをケース２内壁の棚２ａに載せて、絞り５で押さえて保持し、絞り５はケース２の上端に接着剤８で接合してある。この小型撮像モジュールを表面実装するために、回路基板に仮付けしてリフロー炉に入れて加熱すると、レンズ６は同図（Ｂ）の矢印のように熱膨張しようとするものの、周囲のケース２や絞り５に圧迫されて歪んだり、甚だしい場合には溶融し、変形して固化したりするので、実装後、正常に結像しなくなる。
【０００６】このため小型撮像モジュールの回路基板への実装は、一つずつ手作業で半田付けしたり、基板１にケース２を固定してあるだけでレンズの付いてないパッケージを、回路基板にリフローで実装し、レンズや絞りを後工程で取り付けるなどの方法を取ることになって、工数がかかる。耐熱性のあるガラスレンズならリフロー温度に耐えるが、ガラスレンズはプラスチックレンズに比し高価で、コスト上不利である。本発明は上記の問題を解決し、プラスチックレンズを用いた構造であって、半田のリフローで表面実装できる小型撮像モジュールを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明では、レンズが周囲を拘束されているためにリフロー時の熱膨張で無理な変形を生じ、実装後にその悪影響が残るということのないよう、レンズの膨張を吸収する支持構造を取る。
【０００８】すなわち、１．レンズに重ねて、あるいはレンズ外周を取り巻いて弾性部材を配置し、レンズの熱膨張をこれらの弾性部材で吸収する。
２．レンズの下面外周に面取りして円錐面を形成し、ケース内壁の棚部には円錐座を形成してレンズをこれに乗せ、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、径方向の熱膨張を円錐面で軸方向の変位に変換して、レンズに重ねた弾性部材で吸収する。
【０００９】３．レンズの外周と上面に複数の突起を設け、これらの突起を介して外周と上面を囲むことにより、レンズの熱膨張を上記の突起とその接触部の変形で吸収する。レンズの周囲に弾性部材を設けることと、レンズに突起を設けることを、適宜組み合わせて用いることができる。
４．レンズを支持するケースの棚部を弾性のある構造にして、レンズの熱膨張を棚部の変形で吸収する。これらの手段によりリフロー熱による実装後にも、レンズの形状や位置を高精度に維持できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態にて小型撮像モジュールとしての基本構造は先の図７、図８のものと同様であるから、対応する部品や部分については同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【００１１】図１は本発明の第１の実施形態で、ケース２内にレンズ６を収容した部分の断面図である。同図（Ａ）は常温における通常の状態であり、レンズ６の基部６ａの外周をケース２の内壁の棚２ａに乗せ、上側の絞り５との間に弾性スペーサ３１を挟んで基部６ａを押さえている。また、基部６ａの外周とケース２の内壁の間に弾性リング３２を配置してある。同図（Ｂ）のように、小型撮像モジュールがリフロー炉内で加熱されて、レンズ６が図中の矢印のように径方向および軸方向に膨張すると、弾性スペーサ３１と弾性リング３２が圧縮されてレンズ６の変形を吸収するので、レンズ６には無理な力が掛からず、リフローが終わって常温になれば、また、図（Ａ）の状態に復帰して異常な変形が残ることがない。
【００１２】弾性スペーサ３１と弾性リング３２は、一体に作った部品であってももちろんよい。これらの部品に発泡シリコンや紙など、断熱性の材料を用いるなら、レンズ６の変形を吸収するだけでなく、ケース２からレンズ６への熱伝導を減らし、レンズの熱変形を抑える作用を持たせることができて、一層有効である。
【００１３】図２は本発明の第２の実施形態で、同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの下面外周にテーパ状の面取りを施して円錐面を形成している。一方、ケース内壁の棚２ａには、同じくテーパ状の斜面である円錐座２ｂを形成してある。そしてレンズ６の基部６ａの円錐面６ｃを棚２ａの円錐座２ｂに乗せ、レンズ６の上面を弾性スペーサ３１で押さえてある。リフロー炉内で加熱されて図（Ｂ）の矢印のようにレンズ６の基部６ａが変形すると、基部６は外形の膨張につれて円錐座をせり上がり、その動きと基部６ａの厚さの膨張分は弾性スペーサ６ａの変形で吸収される。従ってレンズ６には無理な力が掛からず、リフローが終わって常温になれば、また、図（Ａ）の状態に復帰して異常な変形が残ることがない。
【００１４】図３は本発明の第３の実施形態で、同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの外周に突起６ｄ、上面に突起６ｅを数個ずつ等間隔に設けてあり、基部６ａの外周をケース２の内壁の棚２ａに乗せて、これらの突起６ｄ，６ｅをケース２の内壁と絞り５の下面に当てている。突起の数は例えば３、４個程度である。ここでは先の実施形態のような弾性部材は用いない。リフロー炉内での加熱による図（Ｂ）の矢印のようなレンズ６の変形は、突起６ｄ、６ｅの変形と、これらがケース２の内壁や絞り５の下面にめり込む変形に吸収されて、レンズ６本体には無理な力が掛からない。そしてレンズ６はリフロー後にも正常な形状を保つ。
【００１５】図４は本発明の第４の実施形態で、これは先の第１の実施形態と第３の実施形態を混合した構成である。同図（Ａ）に見るように、レンズ６の基部６ａの外周を棚２ａに乗せ、基部６ａの外周に数個の突起６ｄを等間隔に設けてケース２の内周に当て、基部６ａ上面には突起を設けず、弾性スペーサ３１で押さえてある。リフロー炉内での加熱によりレンズ６が図（Ｂ）の矢印のように変形した場合、径方向の変形は突起６とこれが接触するケース２内壁の変形で吸収され、軸方向の変形は弾性スペーサ３１の変形で吸収される。従って、レンズ６には無理な力が掛からず、リフロー後にも正常な形状を保つ。
【００１６】図示は省くが、第１の実施形態と第３の実施形態の混合による構成として、前記第４の実施形態とは別の第５の実施形態がある。図３にてレンズ６の基部６ａ外周に突起６ｄを設けず、代わりに図１の弾性リング３２を設けた構造で、作用は以上の説明から明らかである。
【００１７】本発明の第６の実施形態の分解斜視図を図５に示す。これは先の図８の従来例でレンズ６を支持しているケース２内壁の棚２ａの部分を、弾性構造にしたもので、棚部は３本の弾性腕２ｃの形を取り、レンズ６の外周をこれらの弾性腕２ｃ群の先端部に乗せ、絞り５で押さえてレンズ６を支持する。リフロー時のレンズ６の熱膨張につれて弾性腕２ｃ群の先端が径方向外側と軸方向下側に変位し、レンズ６自体は無理な変形をせず、リフローが終わって常温になればレンズ６と弾性腕２ｃ群は原状に復する。
【００１８】図６は本発明の第７の実施形態で、レンズ６を支持するケース２内壁の棚部を、図５の弾性腕２ｃ群とは別の弾性構造にしたものである。ケース２の内壁から伸びる３本の弾性腕２ｃが、中央のレンズ受けリング２ｄにつながっており、レンズ６の外周をレンズ受けリング２ｄに乗せ、絞り５で押さえて支持する。リフロー時のレンズ６の熱膨張は、弾性腕２ｃ群で支持されたレンズ受けリング２ｄの変位で吸収されて、レンズ６自体が無理な変形をすることはなく、リフローが終わって常温になればレンズ６と弾性腕２ｃ群は原状に復する。
【００１９】図５および図６の実施形態は、レンズ６を弾性支持する点で効果的なだけでなく、図８の従来例のようにレンズ６が円環状の棚２ａに乗って全周でケース２に接するのと異なり、ケース２の内壁とレンズ６の間に分散して設けた弾性腕２ｃが介在するので、従来例に比して熱伝導度が下がり、レンズ６の加熱を抑える点でも有利である。
【００２０】
【発明の効果】従来、プラスチックレンズを用いた小型撮像モジュールは、リフロー時の熱によってレンズが変形してしまうため、半田のリフローを用いて回路基板に実装することができず、一方、耐熱性のあるガラスレンズは高価であるため、やむなく手作業で半田付けしたり、レンズなしのパッケージをリフローで回路基板に実装してからレンズを取り付たりするなどの、非能率な製造方法を余儀なくされていた。本発明によれば、プラスチックレンズの熱膨張を有効に吸収する支持構造を取るため、レンズが無理な変形をすることはなく、リフローを経て常温に戻れば原状に復帰して、小型撮像モジュールを半田のリフローで能率よく回路基板に表面実装することが可能になった。かくしてコストが低減し、製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の断面図である。
【図５】本発明の第６の実施形態の分解斜視図である。
【図６】本発明の第７の実施形態の分解斜視図である。
【図７】従来の小型撮像モジュールの図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７の小型撮像モジュールの分解斜視図である。
【図９】図７の小型撮像モジュールのレンズ周辺の、加熱前後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 窪み
２ ケース
２ａ 棚
２ｂ 円錐座
２ｃ 弾性腕
２ｄ レンズ受けリング
３ ＩＣ
５ 絞り
６ レンズ
６ａ 基部
６ｃ 円錐面
６ｄ、６ｅ 突起
７ ＩＲカットフィルタ
８ 接着剤
３１ 弾性スペーサ
３２ 弾性リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周をケースの棚部に載せ、弾性スペーサでレンズを押さえ、外周を弾性リングで囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を弾性スペーサと弾性リングの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周下面に円錐面を形成して、これをケースの棚部に設けた円錐座に載せ、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を軸方向の変位に変換して、弾性スペーサの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズの外周および上端面に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介して周囲の部材で囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項４】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズの外周に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介してケース内壁で囲み、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形および弾性スペーサの変形で吸収するか、あるいはレンズの上面に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介して上面を絞り等の部材で押さえ、外周を弾性リングで囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形および弾性リングの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項５】 請求項１または請求項２または請求項４に記載の小型撮像モジュールにおいて、弾性スペーサ、弾性リング等の弾性部材は発泡シリコン、紙等、断熱性の材料であることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項６】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周を載せる棚部を弾性変形可能に形成したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項７】 請求項６に記載の小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周を載せる棚部を弾性変形可能にする構造は、ケース内壁に設けた複数本の弾性腕で棚部を形成するか、あるいはレンズ受けリングをケース内壁に設けた複数本の弾性腕で支持したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項１】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周をケースの棚部に載せ、弾性スペーサでレンズを押さえ、外周を弾性リングで囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を弾性スペーサと弾性リングの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周下面に円錐面を形成して、これをケースの棚部に設けた円錐座に載せ、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を軸方向の変位に変換して、弾性スペーサの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズの外周および上端面に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介して周囲の部材で囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項４】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズの外周に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介してケース内壁で囲み、弾性スペーサでレンズ上面を押さえて支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形および弾性スペーサの変形で吸収するか、あるいはレンズの上面に複数の突起を設け、外周をケースの棚部に載せて前記の突起を介して上面を絞り等の部材で押さえ、外周を弾性リングで囲んで支持することにより、レンズの熱膨張時の寸法変化を前記の突起とその接触部の変形および弾性リングの変形で吸収することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項５】 請求項１または請求項２または請求項４に記載の小型撮像モジュールにおいて、弾性スペーサ、弾性リング等の弾性部材は発泡シリコン、紙等、断熱性の材料であることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項６】 基板とケースにＩＣ、絞り、レンズ、ＩＲカットフィルタ等を収容してパッケージし、回路基板に実装して用いる小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周を載せる棚部を弾性変形可能に形成したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項７】 請求項６に記載の小型撮像モジュールにおいて、レンズ外周を載せる棚部を弾性変形可能にする構造は、ケース内壁に設けた複数本の弾性腕で棚部を形成するか、あるいはレンズ受けリングをケース内壁に設けた複数本の弾性腕で支持したことを特徴とする小型撮像モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００３−２９５０２４（Ｐ２００３−２９５０２４Ａ）
【公開日】平成１５年１０月１５日（２００３．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−９３３７５（Ｐ２００２−９３３７５）
【出願日】平成１４年３月２８日（２００２．３．２８）
【出願人】（０００１３１４３０）株式会社シチズン電子 (798)
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１０月１５日（２００３．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年３月２８日（２００２．３．２８）
【出願人】（０００１３１４３０）株式会社シチズン電子 (798)
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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