小型撮像モジュール

【課題】小型撮像モジュールのケースへの部品の取り付けが、従来、上下両方向からで手間がかかったのを一方向からにし、単体部品の絞りを不要にし、接着によらない部品の固定方法を用いて、部品数の削減と組み立ての容易化を図る。
【解決手段】ケース２の上端を天井２ｂで覆い、絞り穴２ｃを開けて絞り機能を持たせる。ケース内面に突起２ｄを設け、レンズ６を下方から突起を越えて押し込めば、レンズは突起で保持される。ＩＲカットフィルタ７は下方からケースの段差部に当てて接着する。これにより部品の組付けは下方だけからになる。レンズの固定方法は、他に接着、リング圧入、ケースの熱かしめ、等によることができ、また上記一連の固定方法をＩＲカットフィルタにも適用できる。さらにＩＲカットフィルタをレンズと同輪郭にしてレンズとケースの天井の間に挟めば、２部品を同時に組み付けることができて組み立て工数が減る。

【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、携帯電話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１３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１４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からなるパッケージに、構成各要素を収容したものである。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１４に見るように、ケース２は下側が箱形、上側が円筒状で、図１３（Ｂ）に示したように、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。
【０００４】
レンズ６はガラスあるい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を形成するとともに上面は平面、凹または凸の場合があり、基部６ａの外周を棚２ａに載せ、上面に絞り５を重ねてある。絞り５には光路となる絞り穴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。
【０００５】
これらの図に見るように、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している。
【０００６】
下記の特許文献１には上記に類する小型撮像モジュールが開示されているが、鏡枠体にＩＲカットフィルタ、レンズ、絞り等を取り付ける構造の実際については発明の主眼でなく、模式的に描かれているだけで詳細は示されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４５２１７号公報　（図１−図１３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は前記のような小型撮像モジュールの組み立て手順であって、ケース２にＩＲカットフィルタ７とレンズ６と絞り５を取り付け、これをＩＣ（３）を実装した基板１に固定するのであるが、図に見るようにＩＲカットフィルタは下側からケース２に組み付け、一方、レンズ６と絞り５は上側からケース２に組み付けるのであって、反対の２方向からであるため製品組み立てに手間が掛かる。また小型撮像モジュールには不要の光を遮断して結像品質を上げるための絞り手段が必須で、そのため絞り５を用いているが、この部品を廃止できるならその分コストが低減する。本発明はこの絞り５を廃止と、組立の容易化を実現する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するため、まず、従来は開放されていたケースの上側の円筒部上端に天井を設け、その中央部に絞り穴を開けることにより天井部を絞りにする。こうしてケースと絞りを一体化し、別部品の絞りを廃止する。ケースの上端が天井で塞がるので、レンズの組み付けも従来のように上方からでなく、下側からケースに入れて天井に突き当てる。ＩＲカットフィルタは従来同様下側からケースに組み付ける。これにより部品の組み付け方向をケースの下側からに統一する。
【００１０】
前記の従来例ではレンズ６をケース２の棚２ａに載せて接着剤で接合していた。本発明ではケースに天井を設けることに伴って、前記のような棚２ａによらずにレンズを組み付ける構造を取る。すなわちレンズ収容部のケース内面に突起を設け、これを乗り越えてレンズを押し込み、突起との係合で保持すること、突起のないケース内面に接着剤で接着すること、レンズの下部のケース内面にリングを圧入してこれにより保持すること、ケース天井の下面に囲いを設けてレンズを収容し、囲いの端面を熱かしめしてレンズの外周を押さえて保持すること、などである。これらの固定方法はケースへのＩＲカットフィルタの取り付けにも応用できる。さらに本発明では、ＩＲカットフィルタをケースの天井とレンズの間に挟んで保持することにより、ＩＲカットフィルタとレンズを同時にケースに取り付ける構造をも提案する。
【００１１】
【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、各実施形態とも、小型撮像モジュールとしての基本構造は先の従来例と同様であるから、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。
【００１２】
図１に本発明の第１の実施形態の断面図を示す。図１３〜１５の従来例で用いている絞り５を廃止し、代わりにケース２の上端を天井２ｂで塞ぎ、その中央に絞り穴２ｃを設けて絞り作用を行わせている。そして図１３のような棚２ａに代えて、ケース２の円筒部内面に突起２ｄを設け、レンズ６の基部６ａを支える。
【００１３】
部品の組み付けは図２に示すように、レンズ６を下方からケース２の円筒部に入れ、ケース２の内面の突起２ｄを越えて押し込む。レンズ６は図１のように突起２ｄに係合して落ち着く。次いでケースの下方からＩＲカットフィルタ７を入れてケース２の円筒部下端の段差部に当て、従来と同様に接着剤で固定する。このようにして部品を取り付けたケース２を、ＩＣ（３）を搭載した基板１の上面に接合して完成する。この構造により、レンズ６とＩＲカットフィルタ７はいずれも下方からケース２に組み付ければよくなり、従来のように上下別々の方向から行う必要がなくなるとともに、レンズ６の接着が不要で組み立て作業が簡単になる。
【００１４】
図１、図２のように突起２ｄがケース２の円筒部の内周を一周して取り巻く場合は、突起２ｄの高さの管理が厳しくなったり、レンズ６の押し込みが困難になったりすることがあるが、突起２ｄを全周連続でなく数カ所に分散して設ければ、その点が緩和される。
【００１５】
図３に本発明の第２の実施形態の断面図を示す。この場合もケース２の円筒部の上端を天井２ｂで塞ぎ、絞り穴２ｃを設けてある。先の実施形態と異なってケース２の内面に突起は設けず、レンズ６を接着剤１１でケース内面に接合してある。
【００１６】
部品の組み付けは図４に示すように、レンズ６を下方からケース２の円筒部に入れ、天井に突き当てて接着剤で固定する。次いでケースの下方からＩＲカットフィルタ７を入れてケース２の円筒部下端の段差部に当て、接着剤で固定する。これによりケース２へのレンズ６とＩＲカットフィルタ７の組み付けは、いずれも下方から行えばよくなる。
【００１７】
図５に本発明の第３の実施形態の断面図を示す。この場合もケース２の円筒部上端に天井２ｂを設け、絞り穴２ｃを開けてある。ここでの特徴はケース２の円筒部の内側に、樹脂あるいはゴム等のリング１２を固定してレンズ６を保持することである。
【００１８】
部品の組み付けは図６に示すように、レンズ６を下方からケース２の円筒部に入れ、その下からリング１２を円筒部の内側に軽圧入して、レンズ６を天井に突き当てる。次いでケースの下方からＩＲカットフィルタ７を入れてケース２に接着する。これにより部品の組み付けを下方からだけ行えばよくなるとともに、レンズ６の接着が不要になる。
【００１９】
図７に本発明の第４の実施形態の断面図を示す。この場合もケース２の円筒部上端に天井２ｂを設け、絞り穴２ｃを開けてある。さらに天井２ｂの下面に、レンズ６を取り巻く短円筒状の囲い２ｅを設け、その下端を「熱かしめ」して変形させ、レンズ６の基部６ａを押さえて保持している。熱かしめには超音波、ヒーター、レーザー等を用い、囲い２ｅ端面の何カ所かで行えばよい。さらに囲い２ｅ自体を、連続した形状でなく、何本かの支柱状に分散して設けてもよい。
【００２０】
部品の組み付けは図８に示すように、レンズ６を下方からケース２の天井２ｂ下面の囲い２ｅの中に入れ、囲い２ｅの下端を熱かしめしてレンズ６を押さえる。次いでケースの下方からＩＲカットフィルタ７を入れてケース２に接着する。これにより部品の組み付けは下方からだけ行えばよくなるとともにレンズ６の接着が不要になる。
【００２１】
以上の各実施形態において、ケース２へのレンズ６の取り付けを突起、接着剤、リング、囲い等の手段で行うのに対し、ＩＲカットフィルタ７の固定はもっぱら接着によっていたが、レンズ６の取り付けと同様の手段をＩＲカットフィルタ７にも用いることができる。その一例を第５の実施形態として図９に示す。レンズ６は第１の実施形態（図１）と同様、ケース２内面の突起２ｄとの係合により取り付けてある。さらにＩＲカットフィルタ７もケースと一体で突起のあるフック２ｆに係合させて取り付ける。
【００２２】
図１０は部品の組み付け状況の下方からの斜視図で、レンズをすでにケース２に固定済みであり、これからＩＲカットフィルタ７を取り付けるところである。この場合も部品の組み付けは下方からだけであり、ＩＲカットフィルタ７はフック２ｆに係合させるだけでよくて、接着工程が不要になる。このほか図示は省くが、レンズ６の固定に用いたリングの圧入やケース部分の熱かしめ等を、ＩＲカットフィルタ７の組み付けにも応用できる。
【００２３】
図１１に本発明の第６の実施形態の断面図を示す。先の各実施形態と異なり、この実施形態ではＩＲカットフィルタ７を単独でケース２に取り付けることをせず、ＩＲカットフィルタ７の輪郭をレンズ６とほぼ同形状にして、ケース２の天井２ｂとレンズ６の間に挟んで保持する。この図ではレンズ６の固定を接着剤１１で行っているが、すでに見た他の手段である突起、リング、囲い等によることも可能なのはいうまでもない。
【００２４】
部品の組み付けは図１２に示すように、ＩＲカットフィルタ７とレンズ６を、順次、下方からケース２の円筒部に入れ、レンズ６を前記のように適宜の方法でケース２に固定する。この場合も部品の組み付けは下方からだけ行えばよく、さらにＩＲカットフィルタ７はレンズ６と同時に組み付けることができて、組み立て工数が削減される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、小型撮像モジュールにおいて絞りとケースを一体化することにより、従来のような単体部品の絞りを廃止できる。これによって部品点数が減り、絞り製作用の金型が不要になる。さらに、ケースに対しレンズやＩＲカットフィルタを一方向からだけ組み付ければよいので、組立作業が容易になる。もっとも図５、図６の第３の実施形態においては、絞りを廃止する代わりにリング１２を導入するから、部品数は変らないが、組み付けを一方向から行う利点は保たれる。また、レンズやＩＲカットフィルタの固定は、従来同様に接着剤によることもできるが、突起やフックとの係合やケースの一部の熱かしめなどの方法により、接着剤を使う工程を廃止できる。こうして高性能で廉価な小型撮像モジュールが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型撮像モジュールの第１の実施形態の断面図である。
【図２】図１の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図３】本発明の小型撮像モジュールの第２の実施形態の断面図である。
【図４】図３の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図５】本発明の小型撮像モジュールの第３の実施形態の断面図である。
【図６】図５の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図７】本発明の小型撮像モジュールの第４の実施形態の断面図である。
【図８】図７の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図９】本発明の小型撮像モジュールの第５の実施形態の断面図である。
【図１０】図９の実施形態の組み立て手順を示す下方からの斜視図である。
【図１１】本発明の小型撮像モジュールの第６の実施形態の断面図である。
【図１２】図１１の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図１３】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１４】図１３の従来例の分解斜視図である。
【図１５】図１３の従来例の組み立て手順を示す図である。
【符号の説明】
１　基板
２　ケース
２ａ　棚
２ｂ　天井
２ｃ　絞り穴
２ｄ　突起
２ｅ　囲い
２ｆ　フック
３　ＩＣ
５　絞り
６　レンズ
７　ＩＲカットフィルタ
１１　接着剤
１２　リング

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とケースでパッケージを構成し、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルタ、ＩＣ等を収容してなる小型撮像モジュールにおいて、
ケースと一体に天井を形成し、その中央部に穴を開けてこれを絞り手段とし、
レンズおよびＩＲカットフィルタを下方よりケースに組み付けることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
ケースの内周に突起を設け、これを乗り越えて組み付けたレンズをこの突起により保持することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
レンズを接着剤によりケースの内周に固定することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
レンズ下側のケース内周にリングを圧入してレンズを保持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に記載の小型撮像モジュールにおいて、
ケースの一部を熱かしめしてレンズを固定することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の小型撮像モジュールにおいて、
ＩＲカットフィルタを接着剤、突起、リング、またはケースの熱かしめのいずれかの方法によりケースに取り付けることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし５に記載の小型撮像モジュールにおいて、
ＩＲカットフィルタをケース天井とレンズの間に挟んで保持することを特徴とする小型撮像モジュール。

【図１】