JP4668036B2 - 撮像素子のｆｐｃに対する取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に取り付けられる撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造に関する。

デジタルカメラや携帯電話に用いられる光学機器には、撮像素子が実装されたＦＰＣが取り付けられるものがある。このＦＰＣ上の撮像素子の周囲には、必要に応じて電気部品が配置される。この電気部品のうち、トランジスタ、抵抗、コンデンサその他の電気部品は、撮像素子のノイズを低減させるために撮像素子の近傍に配置することが望まれている。一方、撮像素子が実装されたＦＰＣを光学機器に取り付けるときは、平面維持性が低いＦＰＣの屈曲を防止するために、ＦＰＣの撮像素子が取り付けられている部分の背面に剛性の高い取り付け板を貼り付けて補強していた。
特開２００２−３３０３５８号公報

しかしながら、上述のようにＦＰＣの背面に取り付け板を貼り付ける構成では、撮像素子の近傍に設けなければならないトランジスタ、抵抗、コンデンサその他の電気部品を撮像素子の背面に設けることができないため、これらの電気部品をＦＰＣの前面上の撮像素子の周囲に配置しなければならず、これにより、ＦＰＣ自体が大型化していた。

上記課題を解決するために、本発明の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造は、撮像素子と、撮像素子が実装されるＦＰＣと、ＦＰＣの表裏いずれか一方の面において、撮像素子が実装される位置に対応する位置に取り付けられる取り付け板と、からなる撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造であって、ＦＰＣに設けられる電気部品の少なくとも一部を、取り付け板が取り付けられる位置に配置し、取り付け板には取り付け板が取り付けられる位置に配置された電気部品を避けるような切り欠き部が設けられていることを特徴としている。

上記課題を解決するために、本発明の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造は、撮像素子と、撮像素子が実装されるＦＰＣと、ＦＰＣの表裏いずれか一方の面において、撮像素子が実装される位置に対応する位置に取り付けられる取り付け板と、からなる撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造であって、前記撮像素子とＦＰＣの間に、取り付け板を配置し、該取り付け板に、前記撮像素子をＦＰＣに正射影した部分内に位置させて切り欠き部を形成し、前記ＦＰＣには、その撮像素子側の面に位置させて、上記切り欠き部内に位置する電気部品を設け、前記撮像素子から延出するコンタクトを、前記取り付け板を避けて前記ＦＰＣに固定したことを特徴としている。

上記切り欠き部は、取り付け板を板厚方向に貫通している構造とすることができる。

上記撮像素子はＣＣＤを用いることができる。

本発明によると、撮像素子の背面に電気部品を配置することができるため、ＦＰＣの面積を小さくすることができ、これにより光学機器を小型化することができるようになった。

以下、最初に比較例を説明し、次に本発明に係る実施形態を説明する。
＜比較例＞
比較例に係る撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造は、図１に示すように、レンズモジュール１０からの出射光が結像する撮像素子２０、この撮像素子２０に電気的に接続されるＦＰＣ３０、及び、取り付け板４０を備える。レンズモジュール１０は、ハウジング（不図示）と、その内部に保持された複数のレンズ１１と、を備える。

撮像素子２０は、例えば、面実装タイプの平面形状が略矩形のＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）を用いることができる。撮像素子２０の撮像面への入射側（前面２０ａ側）には、撮像素子２０から遠い側から順に開口規制板２１、ローパスフィルター２２、カバー枠２３が配置されている。

ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３０は、可撓性のある基材（例えばポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム）の一方の面（前面）３１に導電性材料による配線を形成（例えば銅箔を接着）したものである。この配線上には、撮像素子２０から延出するコンタクト２５が所定位置にはんだ付けされ、これにより撮像素子２０の背面２０ｂがＦＰＣ３０の前面３１に固定される。また、撮像素子２０とＦＰＣ３０を互いに接着することにより、固定強度を高めることができる。このように、プリント基板としてＦＰＣ３０を使うことにより、レンズモジュール１０の配置の自由度を高めることができる。

ＦＰＣ３０の他方の面（背面）３２には、撮像素子２０に対応する部分（撮像素子２０とＦＰＣ３０を平行に配置したときに撮像素子２０をＦＰＣ３０に正射影した部分）に、撮像素子２０に近い位置に配置する必要のある電気部品３５（例えばトランジスタ、抵抗、コンデンサ）が実装されている。すなわち、例えば電気部品３５の各端子を、前面３１から背面３２へ貫通する孔部に挿通させて前面３１上の配線と接続することによって、前面３１上の配線に電気的に導通させる。このように、電気部品３５を背面３２上の撮像素子２０に対応する部分に配置することにより、従来のように同一面上において撮像素子２０の周囲に電気部品３５を配置することがなくなるため、ＦＰＣ３０の外形形状を従来より小さくすることができ、これによりレンズユニットの外形を小さくすることができる。

取り付け板４０は、剛性の金属板（例えばアルミニウム、ＳＵＳ）からなり、略中央に板厚方向に貫通してなる開口部（切り欠き部）４１を備えている。この開口部４１は、撮像素子２０、ＦＰＣ３０、取り付け板４０を重ねてレンズモジュール１０に取り付けるときに、電気部品３５と取り付け板４０とが接触することがないように逃げる形状としている。取り付け板４０は、開口部４１の内縁部４１ａに接着剤を滴下することにより、ＦＰＣ３０に対して固定される。この接着に用いる接着剤は、非導電性であることが好ましく、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いることができる。なお、開口部４１は、ＦＰＣ３０と取り付け板４０を重ねたときに電気部品３５と取り付け板４０が接触しなければ、任意の形状（例えば取り付け板４０を貫通しない凹部や凹溝）で、任意の位置に、任意の数だけ設けることができるが、ＦＰＣ３０と取り付け板４０との接着強度の確保のためには正多角形でないことが好ましい。

以上のように、ＦＰＣ３０の前面３１上に撮像素子２０が実装され、ＦＰＣ３０と取り付け板４０が接着されることにより、撮像素子２０、ＦＰＣ３０、及び取り付け板４０は一体化される（図２（ｂ））。一体化された撮像素子２０、ＦＰＣ３０、及び取り付け板４０は、撮像素子２０をレンズモジュール１０側にして、取り付け板４０に設けた孔部４３、４４、４５に挿通させたねじをレンズモジュール１０のハウジングに螺合することにより、レンズモジュール１０に固定され、レンズユニットが形成される。このように、撮像素子２０を支持するための取り付け板４０に開口部４１を設けることにより、ＦＰＣ３０の背面３２側に電気部品３５を配置してレンズユニットの小型化を図ることができるとともに、撮像素子２０、ＦＰＣ３０、及び取り付け板４０を一体化してレンズモジュール１０に脱着可能となるため、撮像素子２０、ＦＰＣ３０、及び取り付け板４０単体、並びに、レンズモジュール１０、撮像素子２０、ＦＰＣ３０、及び取り付け板４０相互の配置の再調整、補修、又は、交換を容易に行うことができる。

＜実施形態＞
つづいて、本発明の実施形態について説明する。図３に示す実施形態においては、比較例ではレンズモジュール１０側から順に配置した撮像素子２０、ＦＰＣ３０、取り付け板４０に代えて、レンズモジュール１０側から撮像素子１２０、取り付け板１４０、ＦＰＣ１３０を配置している点が比較例と異なる。その他の構成は比較例と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。

ＦＰＣ１３０は、ＦＰＣ３０と同様に、可撓性のある基材の一方の面（前面）１３１に導電性材料による配線を形成したものである。この配線上には、撮像素子１２０から延出するコンタクト１２５が所定位置にはんだ付けされ、これにより撮像素子１２０がＦＰＣ１３０に固定される。

第２実施形態では、撮像素子１２０が実装される前面１３１において、撮像素子１２０に対応する部分（撮像素子１２０とＦＰＣ１３０を平行に配置したときに撮像素子１２０をＦＰＣ１３０に正射影した部分）に、撮像素子１２０に近い位置に配置する必要のある電気部品１３５が実装されている。すなわち、例えば電気部品１３５の各端子を前面１３１上の所定位置にはんだ付けすることによって、前面１３１上の配線に電気的に導通する。このように、電気部品１３５を前面１３１上の撮像素子１２０に対応する部分に配置することにより、従来のように同一面上において撮像素子１２０に近い位置に電気部品１３５を配置することがなくなるため、ＦＰＣ１３０の外形形状を従来より小さくすることができ、これによりレンズユニットの外形を小さくすることができる。

取り付け板１４０は、取り付け板４０と同様の剛性の金属板からなり、撮像素子１２０、取り付け板１４０、ＦＰＣ１３０の順に重ねてレンズモジュール１０に取り付けるときに、撮像素子１２０のコンタクト１２５が接触しないような外形形状を備え、板厚方向に貫通してなる開口部（切り欠き部）１４１、１４２を備えている。この開口部１４１、１４２は、撮像素子１２０、取り付け板１４０、ＦＰＣ１３０の順に重ねてレンズモジュール１０に取り付けるときに、電気部品１３５と取り付け板１４０とが接触することがないように逃げる形状としている。また、取り付け板１４０の略中央には、板厚方向に貫通してなる円形開口部１４８が設けられている。取り付け板１４０は、円形開口部１４８に接着剤を滴下することにより、撮像素子１２０の背面１２０ｂに対して固定される。ＦＰＣ１３０への撮像素子１２０の実装はその後行う。接着に用いる接着剤は、非導電性であることが好ましく、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いることができる。なお、開口部１４１、１４２は、ＦＰＣ１３０と取り付け板１４０を重ねたときに電気部品１３５と取り付け板１４０が接触しなければ任意の形状で、任意の位置に、任意の数だけ設けることができる。また、開口部１４１、１４２は、取り付け板１４０を貫通せずにＦＰＣ１３０側から凹設して形成することもできる。

以上のように、ＦＰＣ１３０に取り付け板１４０を接着し、ＦＰＣ１３０に撮像素子１２０を実装することにより、撮像素子１２０、取り付け板１４０、及びＦＰＣ１３０は一体化される（図３（ｃ））。一体化された撮像素子１２０、取り付け板１４０、及びＦＰＣ１３０は、撮像素子１２０をレンズモジュール１０側にして、取り付け板１４０に設けた孔部１４３〜１４６、及びこれらに対応してＦＰＣ１３０に設けた孔部１３３、１３４、１３６に挿通させたねじをレンズモジュール１０のハウジングに螺合することにより、レンズモジュール１０に固定され、レンズユニットが形成される。このように、撮像素子１２０を支持するための取り付け板１４０に開口部１４１、１４２を設けることにより、ＦＰＣ１３０の前面１３１側に電気部品１３５を配置してレンズユニットの小型化を図ることができるとともに、撮像素子１２０、取り付け板１４０、及びＦＰＣ１３０を一体化してレンズモジュール１０に脱着可能となるため、撮像素子１２０、取り付け板１４０、及びＦＰＣ１３０単体、並びに、レンズモジュール１０、撮像素子１２０、ＦＰＣ１３０、及び取り付け板１４０相互の配置の再調整、補修、又は、交換を容易に行うことができる。
なお、その他の作用、効果、変形例は比較例と同様である。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。

本発明との比較例に係るレンズユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明との比較例に係る撮像素子、ＦＰＣ、及び取り付け板の構成を示す斜視図であり、（ａ）は撮像素子、ＦＰＣ、及び取り付け板を一体化する前の状態を示し、（ｂ）は一体化した後の状態を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る撮像素子、ＦＰＣ、及び取り付け板の構成を示す分解斜視図、（ｂ）は（ａ）と異なる方向から見た分解斜視図、（ｃ）は撮像素子、ＦＰＣ、及び取り付け板を一体化した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ レンズモジュール
２０ 撮像素子
２０ａ 前面
２０ｂ 背面
３０ ＦＰＣ
３１ 前面
３２ 背面
３５ 電気部品
４０ 取り付け板
４１ 開口部（切り欠き部）
１２０ 撮像素子
１２０ｂ 背面
１３０ ＦＰＣ
１３１ 面
１３５ 電気部品
１４０ 取り付け板
１４１ 開口部（切り欠き部）
１４２ 開口部（切り欠き部）

Claims (6)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子が実装されるＦＰＣと、
   前記ＦＰＣの表裏いずれか一方の面において、前記撮像素子が実装される位置に対応する位置に取り付けられる取り付け板と、
   からなる撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造であって、
   前記撮像素子とＦＰＣの間に、取り付け板を配置し、
   該取り付け板に、前記撮像素子をＦＰＣに正射影した部分内に位置させて切り欠き部を形成し、
   前記ＦＰＣには、その撮像素子側の面に位置させて、上記切り欠き部内に位置する電気部品を設け、
   前記撮像素子から延出するコンタクトを、前記取り付け板を避けて前記ＦＰＣに固定したことを特徴とする撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。
2. 前記取り付け板は接着によりＦＰＣと一体化される請求項１記載の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。
3. 前記取り付け板は、紫外線硬化型接着剤により、ＦＰＣに接着される請求項２記載の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。
4. 前記取り付け板は、非導電性接着剤により、ＦＰＣに接着される請求項２又は請求項３記載の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。
5. 前記切り欠き部は、前記取り付け板を板厚方向に貫通している請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。
6. 前記撮像素子はＣＣＤである請求項１〜５のいずれか１項記載の撮像素子のＦＰＣに対する取り付け構造。

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