JP6027329B2

JP6027329B2 - 撮像装置

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Publication number: JP6027329B2
Application number: JP2012080386A
Authority: JP
Inventors: 光男森; 森　　光男; 白石　誠; 誠白石
Original assignee: JST Mfg Co Ltd; Sharp Corp
Current assignee: JST Mfg Co Ltd; Sharp Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013210480A; CN103439849B; US9160908B2; CN103439849A; US20130293771A1

Description

本発明は、撮像素子が搭載された基板を備えた撮像装置に関する。

車両等に搭載される撮像装置として、特許文献１に開示されているように、カメラケースと、カメラケースの内部に収容され、撮像素子が搭載された基板とを備えたものが知られている。カメラケースは、レンズを保護する保護部材が取り付けられたカメラ上ケース（フロントケース）と、外部コネクタが嵌合するカメラ下ケース（リアケース）とから構成され、カメラ下ケースには、外部コネクタと電気的に接続する第１端子が設けられている。また、カメラケースの内部に収容される基板には、撮像素子と、撮像素子に電気的に接続した第２端子とが実装されている。そして、カメラ下ケースに設けられた第１端子と、基板に実装された第２端子とが電気的に接続されることにより、外部コネクタと撮像素子とが電気的に接続される。

特許第４６２３７４４号

ところで、特許文献１に記載された装置では、基板に実装された第２端子は、先端部が第１端子に向けて山型に屈曲した弾性接触片からなり、第１端子と反対側に向けて変位する。したがって、第１端子を第２端子に押し付けて接触させると、第２端子は第１端子と反対側に向けて弾性変形するのと同時に、第２端子には変形前の形状に戻ろうとする復元力が生じる。これにより、第１端子及びそれが設けられたカメラ下ケースには、カメラ上ケースと反対側（第２端子と反対側）に向かった力が作用し、カメラ下ケースがカメラ上ケースから外れやすい問題がある。

また、特許文献１に開示された装置では、第１端子を第２端子に押し付けて接触させるため、第１端子と第２端子との接触部に塵埃や酸化膜が存在すると、第１端子と第２端子との電気的な接続不良が起こるおそれがある。

そこで、本発明は、カメラ下ケースがカメラ上ケースから外れにくいとともに、第１端子と第２端子との電気的な接続不良を防止できる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、レンズ部材及び前記レンズ部材を保護する保護部材の少なくとも一方が取り付けられているとともに、取り付けられた前記レンズ部材及び前記保護部材の少なくとも一方に対向するように形成された開口を有する第１ケースと、撮像素子と電気的に接続された第１端子が実装され、前記第１ケースの内部に配置された第１基板と、前記第１ケースの前記開口を塞ぐ第２ケースとを備えた撮像装置であり、前記第１ケースは、前記第１基板をその平面方向に変位可能に支持する支持部を有し、前記第１基板には、前記第１端子が収容された収容部が固定され、前記第２ケースは、前記収容部が嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部の内側において、前記第１端子と電気的に接続される第２端子が前記嵌合部の底部から突出しており、前記収容部と前記嵌合部との嵌合動作時に、前記第２端子が、それらの嵌合方向に前記第１端子に摺動しながら接触する。

本発明によると、収容部と嵌合部との嵌合動作時に、それらの嵌合方向に第２端子が第１端子に摺動するため、第２端子に第１端子と反対側に向けた力が作用しにくい。したがって、第２端子及び第２端子が設けられた第２ケースに第１ケースと反対側に向けた力が作用しにくいため、第２ケースが第１ケースから外れにくい構成にすることができる。また、第２端子が第１端子に摺動接触することにより、これらの接触部に存在する塵埃や酸化膜等が擦りとられる。これにより、第１端子と第２端子との電気的な接続不良を防止できる。さらに、第１ケースの内側面に設けられた支持部により、第２基板と第２基板に固定された収容部とが第１ケースに対して第２基板の平面方向に変位するため、収容部と嵌合部とを嵌合する時にこれらの位置関係を調整することができる。

また、本発明において、前記撮像素子が実装されているとともに、前記第１ケースに取り付けられた前記レンズ部材及び前記保護部材の少なくとも一方と第１基板との間に配置された第２基板をさらに備えていることが好ましい。上記構成によると、第２基板を第１基板と分けて動かすことができるため、撮像素子の光軸と、レンズ部材の光軸や保護部材の光軸とを一致させやすくなる。よって、設計の自由度を高めることができる。

さらに、本発明において、前記嵌合部の側壁部は、前記第２端子の突出方向について前記第２端子の先端よりも前記底部から遠くまで延在した延在部を有することが好ましい。上記構成によると、嵌合部と収容部との嵌合動作開始時に嵌合部の延在部と収容部とが嵌合し、その後、第２端子を収容部に正規な方向に挿入できる。これにより、第２端子の折れ、曲がり、破損等を防止できる。

本発明の撮像装置によると、第２ケースを第１ケースから外れにくくすることができるとともに、第２端子が第１端子に摺動接触することにより第１端子と第２端子との電気的な接続不良を防止できる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置の分解斜視図であり、撮像装置を後方からみた図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置の分解斜視図であり、撮像装置を前方からみた図である。図１に示す雌端子と雄端子との構成を示す断面図である。図１に示す収容部と嵌合部との嵌合工程を示す断面図である。図１に示す収容部と嵌合部との嵌合工程を示す断面図である。図１に示す収容部と嵌合部との嵌合工程の一部を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る撮像装置の分解斜視図であり、撮像装置を後方からみた図である。本発明の第２実施形態に係る撮像装置の分解斜視図であり、撮像装置を前方からみた図である。図７に示す収容部と嵌合部との嵌合工程を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

〔第１実施形態〕
図１には撮像装置１００を後方側からみた図を示し、図２には撮像装置１００を前方側からみた図を示している。

（撮像装置の全体構成）
図１，２に示すように、撮像装置１００は、カメラケース１０と、カメラケース１０の内部に収容される基板２０，３０とを備えている。図２に示すように、基板２０には、レンズ部材２１が取り付けられている。撮像装置１００は、車両等に搭載され、車両の外部景色を撮像する。

[カメラケース]
カメラケース１０は、レンズを保護する保護部材４０が取り付けられた箱状のフロントケース（第１ケース）５０と、外部コネクタが接続されるリアケース（第２ケース）６０とを有する。フロントケース５０とリアケース６０とは、シール部材等を介して当接し、ネジにより一体に固定されることにより、防水構造が構成される。フロントケース５０及びリアケース６０は樹脂により形成されている。また、保護部材４０には、例えば、樹脂により形成された透明な部材やフィルム状の透明な部材を用いることができる。

<フロントケース>
図１，２に示すように、フロントケース５０の前端部に開口５１が形成され、後端部に開口５２が形成されている。開口５１には保護部材４０が配置され（図２参照）、保護部材４０に対向するように、開口５２が形成されている（図１参照）。また、フロントケース５０の内側面には、段部（支持部）５３，５４，５５が設けられている。段部５３，５４，５５は、フロントケース５０の内側面の各辺に略全体に亘って設けられている。

<リアケース>
図２に示すように、リアケース６０は、フロントケース５０の後端部の開口５２を塞ぐリア部６１と、リア部６１の前面に設けられた凹形状のハウジング（嵌合部）６２と、リア部６１の後面に設けられた凹形状のハウジング６３とを有する。リア部６１の前面に設けられたハウジング６２には、基板３０に固定されたハウジング（収容部）７０が嵌合する。また、リア部６１の後面に設けられたハウジング６３には、外部のコネクタが嵌合する。

図２，３に示すように、リア部６１には、複数の長尺状の導電性の雄端子（第２端子）８０が挿設されている。雄端子８０の前突出部８０ａはリア部６１の前面から前方へ突出し、後突出部８０ｂはリア部６１の後面から後方へ突出している。図２，３に示すように、前突出部８０ａはハウジング６２の内側に配置され、後突出部８０ｂはハウジング６３の内側に配置されている。

また、図２に示すように、ハウジング６２の互いに対向する２つの側壁部６２Ａ，６２Ｂは、前突出部８０ａ（雄端子８０）の先端よりも前方に延在している。本実施形態では、側壁部６２Ａ，６２Ｂにおいて、前突出部８０ａの先端よりもリア部６１から遠くまで延在した部分を延在部６２ａ，６２ｂと呼ぶ（図３（ａ）に示す延在部６２ａ参照）。

次に、カメラケース１０に収容される基板２０，３０について説明する。

[基板]
図１，２，４に示すように、保護部材４０の後方に配置される基板（第２基板）２０には、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子が実装されているとともに、レンズ部材２１が取り付けられている。また、リアケース６０側に配置される基板（第１基板）３０には、リアケース６０に向けて凸型に突出したハウジング７０が固定されている。ハウジング７０は、基板３０をフロントケース５０に収容したときの基板３０の開口５２を向いた面に固定されている（図４（ａ）参照）。また、ハウジング７０には、基板３０に実装された複数対の雌端子９０が収容されている。雌端子９０は、基板３０をフロントケース５０に収容したときの基板３０の開口５２を向いた面に実装されている（図４（ａ）参照）。基板２０は、保護部材４０と基板３０との間に配置され、基板３０とＦＰＣ等によって接続されている（図４参照）。これにより、基板２０に搭載された撮像素子と基板３０に実装された雌端子９０とが電気的に接続される。

そして、図１及び図３（ａ）に示すように、基板３０に固定されたハウジング７０には、リアケース６０に向けて開口した複数の凹部７１が形成されている。凹部７１は雌端子９０に対応する位置に形成され、凹部７１にはリア部６１の前面から突出した前突出部８０ａが挿入される（図３（ｂ）参照）。また、図１，２に示すように、ハウジング７０の両側部には、リアケース６０の延在部６２ａ，６２ｂと嵌合可能な突出部７２，７３が形成されている（図５（ａ）参照）。

続いて、図３を参照しつつ、雄端子８０と雌端子９０との構成について説明する。

[雌端子及び雄端子]
図３（ａ）に示すように、１対の雌端子９０は、互いに対向する２個の導電性の端子９１，９２により構成されている。端子９１，９２は、その先端部が対向する端子（９１又は９２）に向かって突出するように屈曲しており、頂点部９１ａ，９２ａにおいて最も近接している。

雄端子８０をハウジング７０の凹部７１に挿入すると、前突出部８０ａは、２つの端子９１，９２の間に挿入され、頂点部９１ａ，９２ａに挟まれる。そして、前突出部８０ａをさらに凹部７１の内部に挿入すると、図３（ｂ）に示すように、前突出部８０ａは、互いに対向する２つの頂点部９１ａ，９２ａに摺動しながら接触する。これにより、雌端子９０と雄端子８０とが電気的に接続される。

次に、図４〜６を参照しつつ、撮像装置を組み立てる工程について説明する。図４と図５とには、それぞれ異なる断面図を示しており、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、それぞれ、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に対応している。また、図５では、フロントケース５０及び基板２０を省略している。

（撮像装置を組み立てる工程）
図４（ａ）に示すように、基板２０と基板３０とをフロントケース５０の内部に収容する。ここで、基板２０に搭載された撮像素子の光軸と保護部材４０の光軸とが一致するように、基板２０をフロントケース５０に固定する。また、基板３０を、フロントケース５０の内側面に設けられた段部５３，５４，５５，５６に接するように配置する（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）。このとき、基板３０は、段部５３，５４，５５，５６に支持されながら、基板３０の平面方向に変位可能となっている（例えば、図４（ａ）に示すＹ方向、図５（ａ）に示すＸ方向及び図６に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向）。

次に、ハウジング６２をハウジング７０に嵌合する。最初に、図５（ｂ）に示すように、ハウジング６２の延在部６２ａ，６２ｂをハウジング７０の突出部７２，７３に嵌合させる（ハウジングの仮嵌合）。ここで、ハウジング７０は、基板３０とともに、基板３０の平面方向に変位することから、ハウジング６２をハウジング７０に嵌合するときに、これらの位置関係を調整することができる。このとき、雄端子８０の前突出部８０ａは、ハウジング７０の凹部７１の内部に挿入されていない（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）。

そして、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、ハウジング６２とハウジング７０とを完全嵌合させるとともに、フロントケース５０の開口５２をリアケース６０のリア部６１で塞ぐ。雄端子８０の前突出部８０ａは、１対の雌端子９０の間に挿入され、ハウジング６２とハウジング７０との嵌合方向に、１対の雌端子９０の頂点部９１ａ，９２ａに摺動しながら接触する。そして、リア部６１をフロントケース５０にネジにより固定する。

その後、外部のコネクタをリアケース６０のハウジング６３に嵌合させる。これにより、外部のコネクタと雄端子８０の後突出部８０ｂとが電気的に接続される。その結果、撮像素子と外部のコネクタとが電気的に接続される。

以上に述べたように、本実施の形態の撮像装置によると以下の効果を奏する。ハウジング６２とハウジング７０との嵌合動作時に、それらの嵌合方向に前突出部８０ａが頂点部９１ａ，９２ａに摺動することにより、ハウジング６２にハウジング７０と反対側に向かう力が作用しにくい。これにより、リアケース６０がフロントケース５０から外れにくい構成にすることができる。

また、雄端子８０の前突出部８０ａと、雌端子９０の頂点部９１ａ，９２ａとが摺動接触することにより、前突出部８０ａ及び頂点部９１ａ，９２ａに存在する塵埃や酸化膜等が擦りとられるため、雄端子８０と雌端子９０との接続不良を防止できる。

さらに、フロントケース５０の内部において、基板３０とハウジング７０とが、フロントケース５０に対して基板３０の平面方向に変位するため、ハウジング６２とハウジング７０とを嵌合する時にこれらの位置関係を調整することができる。

加えて、ハウジング６２の延在部６２ａ，６２ｂが、雄端子８０の突出方向について雄端子８０の先端よりもハウジング７０の底部から遠くまで延在していることから、ハウジング６２とハウジング７０との嵌合動作開始時にハウジングの延在部６２ａ，６２ｂとハウジング７０の突出部７２，７３とが嵌合し、その後、雄端子８０をハウジング７０の凹部７１に正規な方向に挿入できる。これにより、雄端子８０の折れ、曲がり及び破損等を防止できる。

また、基板２０を基板３０とは別に動かすことができるため、撮像素子の光軸と保護部材４０の光軸とを一致させやすい。したがって、設計の自由度を高めることができる。

さらに、１対の雌端子９０の間に雄端子８０が挿入され、雄端子８０がその突出方向（基板３０の平面に対して垂直な方向）に雌端子９０に摺動しながら接触するように構成されていることから、基板３０の平面方向に雄端子８０及び雌端子９０の配置スペースを確保できる。これにより、雄端子８０及び雌端子９０の配置パターンの自由度を高めることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の撮像装置は、第１実施形態では基板２０に撮像素子が実装されているとともにレンズ部材２１が取り付けら、基板３０に雌端子９０が実装されているのに対して、第２実施形態では１つの基板２２０に撮像素子及び雌端子９０が実装されているとともにレンズ部材２１が取り付けられている点において、第１実施形態に係る撮像装置と異なっている。なお、その他の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

（撮像装置の全体構成）
図７，８に示すように、撮像装置２００は、カメラケース２１０と、カメラケース２１０の内部に収容される基板２２０とを備えている。カメラケース２１０は、図８に示す保護部材２４０が取り付けられた箱状のフロントケース（第１ケース）２５０と、リアケース６０とを有する。図７に示すように、フロントケース２５０の内側面には、４つの段部（支持部）が設けられている（図７に示す段部２５３，２５４参照）。４つ段部は、フロントケース２５０の内側面の各辺に略全体に亘って設けられている。

[基板]
図７，８に示すように、基板（第１基板）２２０には、保護部材２４０に対向する面に、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子が実装されているとともに、レンズ部材２１が取り付けられている。また、基板２２０には、基板２２０をフロントケース２５０に収容したときの開口２５２を向いた面に、ハウジング７０が固定されているとともに、雌端子９０が実装されている（図９（ａ）参照）。

（撮像装置を組み立てる工程）
図９（ａ）に示すように、撮像素子の光軸と保護部材２４０の光軸とが一致するように、基板２２０をフロントケース２５０の内部に収容する。ここで、基板２２０を、フロントケース２５０の内側面に設けられた段部２５３，２５５に接するように配置する。基板２２０は、段部２５３，２５４，２５５に支持されながら、基板２２０の平面方向に変位可能となっている。

次に、図９（ｂ）に示すように、ハウジング６２をハウジング７０に仮嵌合させる。このとき、ハウジング７０は、基板２２０とともに、基板２２０の平面方向に変位するため、ハウジング６２とハウジング７０との位置関係を調整することができる。

そして、図９（ｃ）に示すように、ハウジング６２とハウジング７０とを完全嵌合させるとともに、フロントケース２５０の開口２５２をリアケース６０のリア部６１で塞ぐ。

以上に述べたように、本実施形態の撮像装置２００によると、第１実施形態の撮像装置１００と同様に、リアケース６０がフロントケース２５０から外れにくい構成にすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、リアケース６０のリア部６１に雄端子８０が挿設され、基板３０，２２０に雌端子９０が実装されている場合について説明したが、リアケースに雌端子が設けられ、基板に雄端子が実装されてもよい。また、雄端子及び雌端子の形状や構成は変更可能である。

さらに、第１実施形態及び第２実施形態では、フロントケース５０，２５０とリアケース６０とがシール部材等を介して当接される場合について説明したが、フロントケースとリアケースとの間にシール部材が設けられていなくてもよい。

そして、第１実施形態及び第２実施形態では、フロントケース５０，２５０の内側面に形成された段部５３，５４，５５，５６，２５３，２５４，２５５が、フロントケース５０，２５０の内側面の各辺に略全体に亘って設けられている場合について説明したが、段部の構成（形状、大きさ等）は変更可能である。例えば、段部は、フロントケースの内側面から突出した凸形状のリブであってもよい。

また、第１実施形態では、フロントケース５０の内側面の全ての辺に段部５３，５４，５５が形成されている場合について説明したが、段部は内側面の全ての辺に設けられていなくてもよい。

さらに、第１実施形態及び第２実施形態では、ハウジング７０がリアケース６０に向けて凸型に突出し、ハウジング６２が凹形状に形成されている場合について説明したが、ハウジングの形状は上述した形状に限られない。

そして、第１実施形態及び第２実施形態では、レンズ部材２１が基板２０，２２０（撮像素子が実装された基板）に取り付けられている場合について説明したが、レンズ部材２１はフロントケース５０，２５０に取り付けられてもよい。例えば、フロントケース５０，２５０の開口５１に、保護部材４０の代わりにレンズ部材２１が配置されてもよい。また、上述の実施形態において、２つのレンズ部材を用い、一方のレンズ部材を基板２０，２２０に取り付け、他方のレンズ部材をフロントケース５０，２５０に取り付けてもよい。この場合、フロントケース５０，２５０の開口５１に、レンズ部材だけを配置してもよく、保護部材が取り付けられたレンズ部材を配置してもよい。また、フロントケース５０，２５０の開口５１に保護部材４０を配置し、レンズ部材をフロントケース５０，２５０の内部に配置されるようにフロントケース５０，２５０に取り付けてもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、図２，３，８等において６極のコネクタを用いた場合を図示したが、コネクタの極数は変更可能である。

さらに、第１実施形態及び第２実施形態において、ハウジング７０を基板３０，２２０に対して固定するときに、補強タブなどを用いてもよい。

そして、第１実施形態及び第２実施形態では、保護部材４０（２４０）と、保護部材４０（２４０）が取り付けられたフロントケース５０（２５０）とが別部材である場合について説明したが、保護部材とフロントケースとが別部材でなくてもよい。例えば、フロントケースの一部が透明な部材（保護部材）で形成されていてもよい。また、保護部材とフロントケースとがインサート成形により一体となっていてもよい。

また、レンズ部材及び保護部材は、第１実施形態及び第２実施形態に示す構成（形状や材料等）に限られず、変更可能なものである。

２０基板（第２基板）
２１レンズ部材
３０，２２０基板（第１基板）
４０，２４０保護部材
５０，２５０フロントケース（第１ケース）
５１，５２，２５２開口
５３，５４，５５，５６，２５３，２５４，２５５段部（支持部）
６０リアケース（第２ケース）
６１リア部（底部）
６２ハウジング（嵌合部）
６２Ａ，６２Ｂ側壁部
６２ａ，６２ｂ延在部
７０ハウジング（収容部）
８０雄端子（第２端子）
８０ａ前突出部
９０雌端子（第１端子）
１００，２００撮像装置

Claims

レンズ部材及び前記レンズ部材を保護する保護部材の少なくとも一方が取り付けられているとともに、取り付けられた前記レンズ部材及び前記保護部材の少なくとも一方に対向するように形成された開口を有する第１ケースと、
撮像素子と電気的に接続された第１端子が実装され、前記第１ケースの内部に配置された第１基板と、
前記撮像素子が実装されているとともに、前記第１ケースに取り付けられた前記レンズ部材及び前記保護部材の少なくとも一方と第１基板との間に配置された第２基板と、
前記第１ケースの前記開口を塞ぐ第２ケースとを備えた撮像装置であり、
前記第１ケースは、前記第１基板をその平面方向に変位可能に支持する支持部を有し、
前記第１基板には、前記第１端子が収容された収容部が固定され、
前記第１基板と前記第２基板は、可撓性部材によって接続され、
前記第２基板が前記第１ケースに固定された状態で、前記第１基板は前記支持部に支持されながら前記第１基板の平面方向に変位可能であり、
前記第２ケースは、前記収容部が嵌合する嵌合部を有し、
前記嵌合部の内側において、前記第１端子と電気的に接続される第２端子が前記嵌合部の底部から突出しており、
前記収容部と前記嵌合部との嵌合動作時に、前記第２端子が、それらの嵌合方向に前記第１端子に摺動しながら接触することを特徴とする撮像装置。
前記嵌合部の側壁部は、前記第２端子の突出方向について前記第２端子の先端よりも前
記底部から遠くまで延在した延在部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。