JP2008160757A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の冶具を用いることなく、光学ローパスフィルタなどの光学フィルタを撮像素子に対して精度よく位置決めして固定することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像素子１が搭載された回路基板２０に、電気的ノイズから遮蔽するためのシールドケース３０を搭載する。シールドケース３０には、外部の光を撮像素子１へ導くための開口を形成し、この開口に光学フィルタ１０を嵌合させることによって撮像素子１に対する光学フィルタ１０の位置決めを行う構成とする。また、シールドケース３０には、開口の縁部分を撮像素子１側へ屈曲させた屈曲部３４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子へ入射する光の光路上に配される光学フィルタ及び電気的ノイズを遮蔽するシールドケースを備える撮像装置に関する。

従来、車両のバンパー近傍又はサイドミラー等に撮像装置を搭載して車両周辺の撮像を行い、車両の運転席近傍に設けられたディスプレイに撮像した画像を表示するシステムが普及している。これらの撮像装置は、車両の美観を損なうことがないように、できるだけ小型であることが望まれる。また、車両に搭載された他の電子機器から放射されるノイズの影響を可能な限り低減して品質の高い画像を撮像することが望まれる。

図５は、従来の撮像装置の構成を示す模式的断面図である。図において１は撮像素子であり、略矩形の板状をなすパッケージ３にＣＣＤチップ２が封入され、パッケージ３の一面に透光性のフェイスガラス４が設けられてＣＣＤチップ２へ光を透過させることができるようにしてある。また、パッケージ３の反対面又は側面には複数の脚状の接続端子５が設けてあり、接続端子５を回路基板２０にはんだ付けして撮像素子１を回路基板２０に搭載するようにしてある。撮像素子１のフェイスガラス４には、光学ローパスフィルタ１１及び赤外線カットフィルタ１２を積層した構成の光学フィルタ１０が接着剤などにより接着してあり、図示しないレンズを通して撮像素子１に入射する光の波長などを調整するようにしてある。

また、回路基板２０には撮像素子１の他にもＤＳＰ、抵抗又はコンデンサ等の複数の電子部品（図示は省略する）が搭載してあり、撮像装置は回路基板２０に搭載された撮像素子及びその他の電子部品を電気的ノイズから遮蔽するためのシールドケース１３０を備えている。シールドケース１３０は、天面及び周面を有する筐状をなしており、回路基板２０の撮像素子１が搭載された面を覆うように、回路基板２０の側部に周面が係合された状態でねじ止め又は接着等の方法で固定されている。回路基板２０に搭載された撮像素子１及びその他の電子部品はシールドケース１３０内に収容され、シールドケース１３０により外部と遮蔽されるようにしてある。また、シールドケース１３０の天面には、図示しないレンズから撮像素子１へ集光される光を通過させるための開口が形成してある。

撮像素子１のＣＣＤチップ２には、受光した光に応じて電荷を蓄積する多数の受光素子（画素）がマトリクス状に並設してあり、各画素が蓄積した電荷の量に応じたデジタルデータを画像データとして取得することができる。撮像素子１により撮像できる被写体の最小サイズは、画素の感光部の大きさ（画素サイズ）及び画素間の間隔（画素ピッチ）により決定される。光学フィルタ１０の光学ローパスフィルタ１１は、この最小サイズより小さな被写体の像をぼかして撮像素子１へ結像させることにより、撮像素子１にてこの被写体を撮像可能とするものである。また、赤外線カットフィルタ１２は、撮像素子１へ入射する赤外線を除去するものである。

特許文献１においては、遮光カバーに光学フィルタを収容する収容開口部を形成すると共に、収容開口部の内周に当接部及び係合凸部を形成し、光学フィルタを収容開口部に押し込んで遮光カバーに光学フィルタを収容し、ＣＣＤ素子の前方に配されるレンズホルダに遮光カバーを固定する構成とすることにより、光学フィルタをがたつきなく低コストで撮像装置に取り付けることができる光学フィルタ保持装置が提案されている。
特開２００５−３０９０５１号公報

撮像装置に備えられる光学フィルタ１０の赤外線カットフィルタ１２は、撮像素子１に対する搭載位置について高い位置精度は要求されず、少なくともＣＣＤチップ２の画素が配設された領域が覆われていればよい。しかし、光学フィルタ１０の光学ローパスフィルタ１１は、ＣＣＤチップ２に並設された複数の画素の並び方向に対して搭載位置に高い位置精度が要求されるため、従来では、撮像装置の組立工程にて、光学フィルタ１０を撮像素子１に接着する際に高精度の位置決め用の冶具を使用する必要があった。また、光学フィルタ１０の撮像素子１に対する搭載位置にズレが生じている場合には、組立工程にてシールドケース１３０を回路基板２０に取り付ける際に、光学フィルタ１０とシールドケース１３０とが干渉し、シールドケース１３０を回路基板２０に取り付けることができない虞があった。

特許文献１に記載の光学フィルタ保持装置においては、遮光カバーに形成された収容開口部に光学フィルタを収容するのみで簡単に光学フィルタを撮像装置に取り付けることができるが、遮光カバーをレンズホルダに固定する構成であり、ＣＣＤ素子に対して直接的に接着する構成ではないため、遮光カバー及びレンズホルダ等のＣＣＤ素子に対する固定位置について高い精度が要求されると共に、撮像装置の組み立て後に外部からの衝撃で遮光カバー及びレンズホルダ等の固定位置にズレが生じ、光学フィルタの機能が低下する虞がある。よって、光学ローパスフィルタのように搭載位置に高い位置精度が要求される光学フィルタの保持には適用し難い。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シールドケースに形成された撮像素子へ入射する光を通過させるための開口を利用し、この開口に光学フィルタの側面部を当接させて撮像素子に対する光学フィルタの位置決めを行う構成とすることにより、簡単且つ精度よく撮像素子に対する位置決めを行うことができる撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、シールドケースの開口の形状を、光学フィルタに外嵌する形状とすることにより、光学フィルタの位置決めを確実に行うことができ、光学フィルタの搭載位置にズレが生じることがない撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、光学フィルタを撮像素子に接着する構成とすることにより、光学フィルタを撮像素子上に搭載した後に、光学フィルタの搭載位置にズレが生じることがない撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、シールドケースの開口の縁部分を撮像素子側へ屈曲させる構成とすることにより、開口の縁部分と光学フィルタの側面部との当接面積が増し、光学フィルタの位置決めが行い易い撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、レンズによって撮像素子上に結像される被写体映像の空間的周期が撮像素子の画素間隔より短い場合に、撮像素子の画素間隔などから決定される特定の空間周波数より高い成分をカットする光学ローパスフィルタを含む光学フィルタを搭載する構成とすることにより、偽色などのない適切な映像信号を出力することができる撮像装置を提供することにある。

第１発明に係る撮像装置は、回路基板に搭載された撮像素子と、該撮像素子へ入射する光の光路上に配される光学フィルタと、前記撮像素子を覆うように前記回路基板に設けられ、前記撮像素子を電気的ノイズから遮蔽するシールドケースとを備える撮像装置において、前記シールドケースは、前記撮像素子への光を通過させると共に、前記光学フィルタの側面部に当接して前記撮像素子に対する前記光学フィルタの位置決めを行う開口を有することを特徴とする。

本発明においては、撮像装置に、撮像素子へ入射する光の光路上に光学フィルタを配し、回路基板に搭載された撮像素子などの電子部品を電気的ノイズから遮蔽するシールドケースを設ける。シールドケースには撮像素子へ光を通過させる開口を形成する必要があるが、この開口に光学フィルタの側面部を当接させて光学フィルタの位置決めを行う構成とする。これにより、撮像装置を組み立てる際に、光学フィルタを位置決めするための専用の冶具を用いる必要がなく、光学フィルタの撮像素子への搭載を容易に行うことができる。

また、第２発明に係る撮像装置は、前記シールドケースの開口が、前記光学フィルタに外嵌する形状にしてあることを特徴とする。

本発明においては、シールドケースの開口の形状を、光学フィルタに外嵌する形状とする。これにより、光学フィルタを搭載する際に、光学フィルタの搭載位置にズレが生じることはなく、光学フィルタの位置決めを確実に行うことができる。

また、第３発明に係る撮像装置は、前記光学フィルタが、前記撮像素子に接着するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、光学フィルタを撮像素子に接着して固定することにより、光学フィルタを搭載する。光学フィルタを撮像素子に対して位置決めした後に確実に固定することができるため、撮像装置の組み立て完了後に外部からの衝撃などで光学フィルタの搭載位置にズレが生じることがない。

また、第４発明に係る撮像装置は、前記シールドケースが、前記開口の縁部分が前記撮像素子側へ屈曲してあることを特徴とする。

本発明においては、シールドケースの開口の縁部分を撮像素子側へ屈曲させる。これにより、屈曲部分が光学フィルタの側面部に広い面積で当接するため、光学フィルタの位置決めを行い易く、また、確実に位置決めを行うことができる。

また、第５発明に係る撮像装置は、前記光学フィルタが、光学ローパスフィルタを含むことを特徴とする。

本発明においては、撮像装置に搭載する光学フィルタには、光学ローパスフィルタを含む構成とする。光学ローパスフィルタは、レンズによって撮像素子上に結像される被写体映像の空間的周期が撮像素子の画素間隔より短い場合に、撮像素子の画素間隔などから決定される特定の空間周波数より高い成分をカットするため、撮像素子が偽色などのない適切な映像信号を出力することが可能となる。また、撮像装置にカラーの撮像素子を搭載する場合には、赤外線をカットするフィルタを光学ローパスフィルタと共に含む光学フィルタを搭載することにより、太陽光などに多く含まれる不要な赤外線をカットすることも可能である。

第１発明による場合は、シールドケースに形成された撮像素子へ入射する光を通過させるための開口に、光学フィルタの側面部を当接させて光学フィルタの位置決めを行う構成とすることにより、撮像装置を組み立てる際に、光学フィルタを位置決めするための専用の冶具を用いることなく、簡単且つ精度よく撮像素子に対する位置決めを行うことができるため、撮像装置の組立工程を簡略化することができ、組立コストを削減することができる。

また、第２発明による場合は、シールドケースの開口の形状を、光学フィルタに外嵌する形状とすることにより、光学フィルタを搭載する際に、光学フィルタの搭載位置にズレが生じることはなく、光学フィルタの位置決めを簡単且つ確実に行うことができるため、撮像装置の組立工程を簡略化することができ、組立コストを削減することができると共に、組み立て精度を高めることができる。

また、第３発明による場合は、光学フィルタを撮像素子に接着して固定する構成とすることにより、光学フィルタを撮像素子に対して位置決めした後に確実に固定することができるため、外部からの衝撃などで光学フィルタの搭載位置にズレが生じることがない。よって、撮像装置の信頼性を高めることができる。

また、第４発明による場合は、シールドケースの開口の縁部分を撮像素子側へ屈曲させる構成とすることにより、屈曲部分が光学フィルタの側面部に広い面積で当接し、光学フィルタの位置決めが行い易く、また、位置決めを確実に行うことができるため、撮像装置の組立工程における光学フィルタの位置決めの信頼度を高めることができる。

また、第５発明による場合は、光学ローパスフィルタを含む光学フィルタを搭載する構成とすることにより、レンズによって撮像素子上に結像される被写体映像の空間的周期が撮像素子の画素間隔より短い場合に、撮像素子の画素間隔などから決定される特定の空間周波数より高い成分をカットすることができるため、撮像素子が偽色などのない適切な映像信号を出力することができる。また、撮像装置にカラーの撮像素子を搭載する場合、更に赤外線をカットするフィルタを含む光学フィルタを搭載することによって、太陽光などに多く含まれる不要な赤外線をカットすることができる。よって、撮像装置が撮像する画像の画質を高めることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る撮像装置の構成を示す模式的断面図である。図において１は撮像素子であり、略矩形の板状をなすパッケージ３にＣＣＤチップ２が封入され、パッケージ３の一面に透光性のフェイスガラス４が設けてあり、反対面又は側面に複数の脚状の接続端子５が設けてある。ＣＣＤチップ２には受光した光に応じて電荷を蓄積する多数の画素がマトリクス状に並設してあり、各画素が蓄積した電荷の量に応じたデジタルデータを画像データとして取得することができる。パッケージ３は、例えば合成樹脂などにより成形されるものであり、ＣＣＤチップ２の撮像面を外部に露出させるように図示しない開口が形成してある。フェイスガラス４は、ＣＣＤチップ２を保護するためのガラス製の板体であり、パッケージ３の開口を覆って設けられ、フェイスガラス４を通してＣＣＤチップ２に光を入射させることができるようにしてある。接続端子５は、パッケージ３内のＣＣＤチップ２に電気的に接続され、ＣＣＤチップ２と電気信号及び電源電力等の授受を行うことができるようにしてある。

撮像装置は、略矩形の板状をなし、一面にＤＳＰ、抵抗又はコンデンサ等の複数の電子部品（図示は省略する）を搭載した回路基板２０を備えている。撮像素子１は接続端子５をはんだ付けすることにより回路基板２０の一面に搭載してあり、例えば回路基板２０に搭載されたＤＳＰへ撮像して取得した画像データを与えるようにしてある。

また、撮像装置は、回路基板２０に搭載された撮像素子１及びその他の電子部品を電気的ノイズから遮蔽するためのシールドケース３０を備えている。図２は、本発明に係る撮像装置のシールドケース３０の構成を示す模式図であり、（ａ）に平面図を示し、（ｂ）に側断面図を示してある。シールドケース３０は、天面３１と、天面３１の周囲を囲んで設けられた周面３２とを有する箱状をなし、金属板を加工して形成してある。シールドケース３０の天面３１は回路基板２０と略同じ矩形をなしており、また、周面３２は回路基板２０の周縁部分に外嵌するようにしてあり、シールドケース３０を回路基板２０に外嵌させることによってシールドケース３０の取り付けを行うようにしてある。シールドケース３０の周面３２の内側には、一周に亘って内側へ突出した庇状の係止部３５が設けてあり、シールドケース３０に嵌合した回路基板２０を係止するようにしてある。係止部３５によりシールドケース３０は回路基板２０に対して位置決めすることができ、係止部３５により回路基板２０を係止した状態で、図示しないねじなどを用いてシールドケース３０を回路基板２０に固定するようにしてある。

シールドケース３０の天面３１には、シールドケース３０を回路基板２０に固定した場合に回路基板２０に搭載された撮像素子１と対向する位置に、略矩形の開口３３が形成してある。また、シールドケース３０には、開口３３の縁部分を内側へ、即ち撮像素子１側へ屈曲させる態様で設けられた屈曲部３４が、開口３３の一周に亘って形成してある。回路基板２０に搭載された撮像素子１は、複数のレンズなどにより構成された撮像装置の光学系（図示は省略する）により集光された光を、シールドケース３０の開口３３を通して受光し、撮像を行うようにしてある。

また、撮像装置は、略矩形の板状をなす光学ローパスフィルタ１１及び赤外線カットフィルタ１２が積層された構成の光学フィルタ１０を備えている。光学ローパスフィルタ１１及び赤外線カットフィルタ１２は略同じ形状であるため、光学フィルタ１０は略矩形の板状をなしている。また、光学フィルタ１０は、シールドケース３０の開口３３に内嵌する形状にしてある。光学フィルタ１０は、回路基板２０に固定されたシールドケース３０の開口３３に挿入されて開口３３に嵌合した状態で、撮像素子１のフェイスガラス４の表面に接着剤を用いて接着されている。

このため、シールドケース３０は、特に開口３３の位置及び形状等が精度よく形成してあり、シールドケース３０が回路基板２０に固定された場合に、回路基板２０に搭載された撮像素子１に対する位置及び向き等の誤差が、撮像素子１に光学ローパスフィルタ１１を搭載する際に許容される位置及び向き等の誤差範囲内となるようにしてある。よって、光学フィルタ１０を撮像素子１に接着する際には、光学フィルタ１０の撮像素子１に対する位置及び向き等を合わせる位置合わせを行う必要がなく、シールドケース３０の開口３３に光学フィルタ１０を嵌合させて撮像素子１に接着するのみでよい。

図３及び図４は、本発明に係る撮像装置の組立工程を説明するための模式図であり、（Ａ）〜（Ｄ）へ時系列的に組立手順を図示してある。撮像装置の組立工程では、まず、回路基板２０に撮像素子１を固定する（図３（Ａ）参照）。撮像素子１の固定は、回路基板２０に設けられた貫通孔に撮像素子１の接続端子５を挿入するか、又は回路基板２０の一面に設けられたランド部に撮像素子１の接続端子５を当接させるかした後、回路基板２０の一面又は他面に接続端子５をはんだ付けすることにより行われる。

次いで、撮像素子１が搭載された回路基板２０にシールドケース３０を固定する（図３（Ｂ）参照）。このとき、回路基板２０がシールドケース３０の係止部３５に係止されるまで、撮像素子１が搭載された面がシールドケース３０内に収まるように、回路基板２０をシールドケース３０内に収容する。シールドケース３０が係止部３５に係止された状態で、図示しないねじなどを用いて回路基板２０にシールドケース３０を固定する。なお、回路基板２０及びシールドケース３０の固定を溶接又は接着等の他の方法を用いる構成としてもよい。

回路基板２０及びシールドケース３０を固定した後、シールドケース３０に形成された開口３３を通して、撮像素子１のフェイスガラス４の略中央に、接着剤８０を滴下する（図４（Ｃ）参照）。接着剤８０は、例えば紫外線を照射することによって硬化する接着剤、又は過熱することによって硬化する接着剤等を用いることができる。ただし、硬化後に透光性を有する接着剤を用いる。

撮像素子１に接着剤８０を滴下した後、光学フィルタ１０を搭載する（図４（Ｄ）参照）。このとき、光学フィルタ１０をシールドケース３０の開口３３に挿入して嵌合させると共に、シールドケース３０内に収容された撮像素子１のフェイスガラス４に光学フィルタ１０を押し当てて、フェイスガラス４及び光学フィルタ１０の間に接着剤８０を充塞させる。このとき、光学フィルタ１０の位置は開口３３の位置に規定され、光学フィルタ１０の開口３３への嵌合が光学フィルタ１０の撮像素子１に対する位置決めとなる。

その後、例えば紫外線の照射又は加熱等の処理を行って接着剤８０を硬化させ、撮像素子１及び光学フィルタ１０を固定する。以上の手順により図１に示す撮像装置の組み立てを行うことができ、光学フィルタ１０の位置決めのために専用の冶具などを用いる必要はない。

以上の構成の撮像装置においては、シールドケース３０の開口３３を利用して、光学フィルタ１０の撮像素子１に対する位置決めを行う構成とすることにより、位置決めのための専用の冶具などが必要なく、撮像装置の組立工程を簡略化することができ、組立コストを低減できるため、撮像装置を安価に提供することができるという利点がある。また、開口３３を光学フィルタ１０に嵌合する形状とすることによって、組み立て時に光学フィルタ１０にズレが生じるなどの虞がなく、精度よく光学フィルタ１０を接着剤８０により固定することができる。また、開口３３の縁部分に屈曲部３４を設けることにより、光学フィルタ１０を開口３３から挿入して嵌合させる場合に、屈曲部３４が光学フィルタ１０の側面部に当接し、シールドケース３０と光学フィルタ１０との当接面積が増すため、光学フィルタ１０の搭載を行い易く、また、光学フィルタ１０にずれが生じる虞をより確実に低減することができる。

なお、本実施の形態においては、撮像素子１、光学フィルタ１０、回路基板２０及びシールドケース３０を略矩形としてあるが、これに限るものではなく、他の形状であってもよい。また、光学フィルタ１０は、光学ローパスフィルタ１１及び赤外線カットフィルタ１２を積層する構成としたが、これに限るものではなく、他のフィルタにより構成されるものであってもよい。ただし、本発明は、撮像素子１に対して搭載位置の精度が要求されるフィルタを光学フィルタ１０が含む場合に好適である。

また、撮像素子１に光学フィルタ１０を接着剤８０を用いて接着する構成としたが、これに限るものではなく、例えばシールドケース３０が光学フィルタ１０を強固に保持することができ、外部の衝撃などによりシールドケース３０の固定位置にズレが生じる虞がない場合には、接着を行わない構成としてもよい。または、この場合に光学フィルタ１０をシールドケース３０に接着する構成としてもよい。

また、光学フィルタ１０がシールドケース３０の開口３３に嵌合する構成としたが、これに限るものではなく、開口３３を光学フィルタ１０より大きく形成し、開口３３の少なくとも一辺（ただし、交差する二辺が好ましい）に光学フィルタ１０の側面部を当接させることによって、光学フィルタ１０の撮像素子１に対する位置決めを行うことができる構成としてもよい。

本発明に係る撮像装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明に係る撮像装置のシールドケースの構成を示す模式図である。 本発明に係る撮像装置の組立工程を説明するための模式図である。 本発明に係る撮像装置の組立工程を説明するための模式図である。 従来の撮像装置の構成を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ 撮像素子
１０ 光学フィルタ
１１ 光学ローパスフィルタ
１２ 赤外線カットフィルタ
２０ 回路基板
３０ シールドケース
３３ 開口
３４ 屈曲部
８０ 接着剤

Claims (5)

1. 回路基板に搭載された撮像素子と、該撮像素子へ入射する光の光路上に配される光学フィルタと、前記撮像素子を覆うように前記回路基板に設けられ、前記撮像素子を電気的ノイズから遮蔽するシールドケースとを備える撮像装置において、
   前記シールドケースは、前記撮像素子への光を通過させると共に、前記光学フィルタの側面部に当接して前記撮像素子に対する前記光学フィルタの位置決めを行う開口を有すること
   を特徴とする撮像装置。
2. 前記シールドケースの開口は、前記光学フィルタに外嵌する形状にしてある請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光学フィルタは、前記撮像素子に接着するようにしてある請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記シールドケースは、前記開口の縁部分が前記撮像素子側へ屈曲してある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記光学フィルタは、光学ローパスフィルタを含む請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の撮像装置。

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