JP6748721B2 - カメラモジュール、撮像装置、及び移動体 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１６年８月２９日出願の日本国特許出願２０１６−１６７４１８の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、カメラモジュール、撮像装置、及び移動体に関する。

従来、カメラモジュールにおいて、レンズを有するレンズユニットと撮像素子を保持している保持部材とは、レンズと撮像素子との位置調整を行った後にねじを用いて固定されている。この場合、ねじを締めつけて固定する際にレンズユニット又は保持部材に対して、ねじの回転および部材等の沈み込みによる外力が加わり、レンズと撮像素子との位置関係の精度が低下することがある。これを防ぐために、例えば、特許文献１には、レンズユニットと保持部材とを接着剤等の固定部材を介して固定する方法が記載されている。

特開２００８−２８８３８号公報

しかしながら、レンズユニットと保持部材とを固定部材を介して接着する場合、保持部材が保持する撮像素子の位置をレンズユニットが有するレンズに対して調整する際に、固定部材が、レンズユニットと保持部材との間からはみ出すことがある。これにより、はみ出した固定部材が、カメラモジュールに不具合をもたらすことがある。例えば、固定部材がはみ出して撮像素子に付着した場合、撮像された画像に欠陥が発生する。また、固定部材がはみ出して、保持部材に保持されている回路素子に付着した状態で膨張することによって、回路素子が保持部材から外れてしまうことがある。

そこで本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レンズユニットと保持部材とを固定するための固定部材が不具合をもたらすのを防ぐカメラモジュール、撮像装置、及び移動体を提供する。

本開示のカメラモジュールは、レンズユニットと、保持部材と、固定部材と、を備える。前記レンズユニットは、内部空間に光を入射させるレンズを有する。前記保持部材は、前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する。前記固定部材は、前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する。前記固定部材は、硬化樹脂である。前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有する。前記レンズユニットは、当該溝部を挟んで前記レンズユニットの内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有する。

また、本開示の撮像装置は、カメラモジュールを備える。前記カメラモジュールは、レンズユニットと、保持部材と、固定部材と、を含む。前記レンズユニットは、内部空間に光を入射させるレンズを有する。前記保持部材は、前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する。前記固定部材は、前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する。前記固定部材は、硬化樹脂である。前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有する。前記レンズユニットは、当該溝部を挟んで前記内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有する。

また、本開示の移動体は、撮像装置を備える。前記撮像装置は、カメラモジュールを含む。前記カメラモジュールは、レンズユニットと、保持部材と、固定部材と、を有する。前記レンズユニットは、内部空間に光を入射させるレンズを有する。前記保持部材は、前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する。前記固定部材は、前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する。前記固定部材は、硬化樹脂である。前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有する。前記レンズユニットは、当該溝部を挟んで前記内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有する。

本開示の一実施形態によれば、レンズユニットと保持部材とを固定するための固定部材が撮像素子、回路素子等に付着してカメラモジュールに不具合をもたらすのを防ぐことができる。

図１は、本実施形態に係るカメラモジュールの分解斜視図である。 図２は、本実施形態に係るカメラモジュールの斜視図である。 図３は、図１に示すカメラモジュールを備える撮像装置を搭載した移動体の概略図である。 図４は、図２に示すカメラモジュールにおけるＡＡ線での断面図である。 図５は、図２に示すカメラモジュールおけるＢＢ線での断面図である。 図６Ａは固定部材を溝に充填した状態を示す図である。 図６Ｂは、結像部材を溝、及び壁の端部に盛るように塗布した状態を示す図である。 図６Ｃは、図６Ｂに示す状態から保持部材を位置合わせした状態を示す図である。 図７は、変形例１に係るレンズユニットにおける保持部材と接合する部分の拡大断面図である。 図８は、変形例２に係るレンズユニットにおける保持部材と接合する部分の拡大断面図である。 図９Ａは、レンズユニットにおける保持部材と接合する部分の拡大断面図である。 図９Ｂは図９Ａを外側壁側から見た図である。 図１０は、変形例４に係るレンズユニットの斜視図である。

以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

カメラモジュール１は、図１に示すように、保持部材２と、レンズユニット３と、接着剤等が硬化してなる固定部材４とを備える。レンズユニット３はレンズ３１を有する。レンズ３１は、レンズユニット３に固定されている。また、カメラモジュール１が組み立てられた状態においては、図２に示すよう、保持部材２とレンズユニット３とが互いに固定されている。また、カメラモジュール１は、図３に示すような撮像装置５に含まれる。撮像装置５は、移動体６に搭載される。移動体６に搭載された撮像装置５は、移動体６の、例えば前方を撮像する。撮像装置５の撮像方向は移動体６の前方に限られない。撮像装置５は、移動体６の側方または後方を撮像してもよいし、移動体６の内部を撮像してもよい。

固定部材４は例えばエポキシなどの樹脂であるがこれに限られない。また固定部材４は、光（例えばＵＶ（Ultra Violet）光）を照射することによって硬化する光硬化樹脂、又は熱を加えることによって硬化する熱硬化樹脂などの硬化樹脂であるがこれらに限られない。例えば、固定部材４は、ＵＶ光照射及び加熱によって硬化する、ＵＶ及び熱硬化性の固定部材であってもよい。

保持部材２は、図４に示すように、撮像素子２１、及び抵抗、コンデンサ、トランジスタ等の回路素子２２を固定して保持する部材である。撮像素子２１は、レンズユニット３の内部空間に入射した光が結像した像を撮像する。撮像素子２１は、保持部材２における、レンズユニット３のレンズ３１を透過する光が結像する位置に固定される。保持部材２において光が結像する位置は、レンズユニット３との接合位置より内側、具体的には、保持部材２において固定部材４が配置される位置より内側である。回路素子２２は、保持部材２におけるレンズユニット３との接合位置より内側で、撮像素子２１が配置されていない位置に固定される。

また、保持部材２には、図１に示したように、１つ以上の充填孔２３が設けられる。充填孔２３は、保持部材２がレンズユニット３に固定された状態で、後述する溝部３５の一部と対向するように設けられる。図１に示す例では、充填孔２３は４つである。しかし、充填孔２３は４つに限られるものではない。

レンズユニット３は、図４に示したように、内部空間に光を入射させるレンズ３１と、レンズ３１の光軸ＯＸに沿って開口した鏡筒部３２とを備える。鏡筒部３２には、第１の壁部である内側壁３３、第２の壁部である外側壁３４が形成されている。また、鏡筒部３２には、内側壁３３の外側壁３４側の面と、外側壁３４の内側壁３３側の面と、２つの面をつなぐ面とにより溝部３５が形成されている。

レンズ３１は、入射した光を撮像素子２１で結像させるように集光する。レンズ３１は、例えば、魚眼レンズ、超広角レンズで構成されてもよい。レンズ３１は、単レンズで構成されてもよいし、複数枚のレンズで構成されてもよい。

鏡筒部３２の開口は、外部からレンズ３１に入射する光が撮像素子２１に到達するために通過する部分である。開口には、レンズ３１とともに光学系を構成する１つ以上の他のレンズ、又は各種フィルタなどの光学材料を配置することができる。

内側壁３３は、レンズユニット３において開口の外側に配置され、保持部材２に対向する側に突出して設けられる。すなわち、内側壁３３は、光軸ＯＸ方向に平行な面を有することができる。内側壁３３の面の向きはこれに限られず、光軸ＯＸに傾いていてもよい。外側壁３４は、内側壁３３に対して光軸ＯＸとは反対側に配置され、保持部材２に対向する側に突出して設けられる。すなわち、外側壁３４は、光軸ＯＸ方向に平行な面を有することができる。外側壁３４の面の向きはこれに限られず、光軸ＯＸに傾いていてもよい。

内側壁３３及び外側壁３４は、保持部材２と溝部３５とに挟まれる領域が、レンズ３１の光軸ＯＸを含む内部空間側よりも、レンズユニット３の外側（外部空間）により広く開口するように設けられる。

具体的には、外側壁３４と保持部材２との間の間隙Ｓｂは、外側壁３４と保持部材２との間の間隙Ｓａより大きい。一例では、外側壁３４の少なくとも一部の光軸ＯＸに沿う方向の長さは、内側壁３３の光軸ＯＸに沿う方向の長さより短い。これにより、保持部材２の外側壁３４及び内側壁３３に対向する面が平坦な場合、外側壁３４と保持部材２との間の間隙Ｓｂは、内側壁３３と保持部材２との間の間隙Ｓａよりも大きい。

溝部３５は、固定部材４を少なくとも部分的に収容する。溝部３５の開口は、保持部材２に向けられている。溝部３５は、図１に示したように、撮像素子２１の外側を全周にわたって取り囲むように配置されてもよい。

固定部材４は、レンズユニット３と保持部材２とを固定させる接着剤等である。保持部材２とレンズユニット３との接合時には、硬化前の固定部材４が、溝部３５に充填され、且つ、内側壁３３及び外側壁３４それぞれの端部３３ａ及び３４ａ上に盛るように塗布される。レンズ３１と撮像素子２１とが整合された状態となるように位置合わせされた後、さらに、硬化前の固定部材４は、充填孔２３に充填され、保持部材２におけるレンズユニット３に対向する側と反対側の充填孔２３の周辺に盛るように塗布される。レンズユニット３と保持部材２とが固定された状態で、固定部材４は、レンズユニット３と保持部材２とで囲まれた内部空間側よりも、レンズユニット３の外側により多く露出する。

ここで、レンズ３１と撮像素子２１とが「整合された状態」とは、レンズ３１の光軸ＯＸ方向、光軸ＯＸに直交する方向、及び光軸ＯＸ方向に直交する方向周りの回転方向それぞれについて位置合わせが行われた状態である。

このようにして充填及び塗布された硬化前の固定部材４が硬化されると、固定部材４は、図４に示すように、溝部３５に収容され、内側壁３３及び外側壁３４それぞれの端部３３ａ及び３４ａに配置された状態で、レンズユニット３及び保持部材２と接合する。また、固定部材４は、図５に示すように、充填孔２３の周辺に配置された状態で保持部材２と嵌合する。ここで、「嵌合」とは、２つ以上の部材が嵌り合うことによって一体化し、互いの動きが規制されることを意味する。したがって、保持部材２及びレンズユニット３は、固定部材４を介して互いに固定されることになる。

また、固定部材４は、上述のように溝部３５が、撮像素子２１の外側を全周にわたって取り囲むように配置された場合、溝部３５に沿ってレンズユニット３と保持部材２との間を全周にわたり封止する。

レンズユニット３に保持部材２を固定させる際の固定部材４の充填及び塗布についてさらに詳細に説明する。まず、図６Ａに示すように、硬化前の固定部材４は、溝部３５に充填される。溝部３５に固定部材４が充填されると、図６Ｂに示すように、内側壁３３及び外側壁３４のそれぞれ端部３３ａ及び３４ａにも硬化前の固定部材４を盛るように塗布する。この状態で、レンズ３１と撮像素子２１とが整合されるように位置合わせして、図６Ｃに示すように保持部材２をレンズユニット３と位置合わせする。このとき、端部３３ａ及び３４ａに盛られていた硬化前の固定部材４の一部は、外側壁３４と保持部材２との間の間隙Ｓｂを通って外側壁３４の外側に押し出される。間隙Ｓｂは間隙Ｓａより大きい。そのため、硬化前の固定部材４の多くは、間隙Ｓｂを通って外部空間へ押し出される。そのため、間隙Ｓａを通って内部空間へ押し出される硬化前の固定部材４の量は、間隙Ｓａと間隙Ｓｂとが同じ大きさである場合に比べて少ない。

以上のように、上述の実施形態によれば、保持部材２の位置をレンズユニット３のレンズ３１に対して調整する際に、硬化前の固定部材４がレンズユニット３と保持部材２との間からはみ出すことがあっても、はみ出した固定部材４による不具合が低減され得る。具体的には、固定部材４の多くは、間隙Ｓａではなく、間隙Ｓａより大きい間隙Ｓｂを通って溝部３５の外側にはみ出す。このため、溝部３５の内側にはみ出す固定部材４は少なく、固定部材４が、撮像素子２１に付着したり、保持部材２に保持されている回路素子２２に付着したりするのを低減することができる。したがって、固定部材４によってカメラモジュール１に発生する不具合を低減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、内側壁３３、外側壁３４、及び溝部３５は、開口の外側の全周にわたって、すなわち、光軸ＯＸ方向から見た場合に閉曲線を形成するように配置される。そして、固定部材４は、溝部３５の内部、及び内側壁３３及び外側壁３４それぞれの端部３３ａ及び３４ａと保持部材２との間に配置される。このため、ゴミおよび埃等が、レンズユニット３の外側から内部空間に入り込むことを減少させることができる。したがって、撮像素子２１、回路素子２２、レンズ３１等へのゴミおよび埃等の付着を低減することができ、カメラモジュール１に発生する不具合を低減させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、レンズユニット３と保持部材２とはそれぞれ、固定部材４と接合及び嵌合することによって、互いに光軸ＯＸ方向に動くこと、及び光軸ＯＸに直交する方向周りの回転方向に動くことが妨げられる。そのため、レンズ３１と撮像素子２１との間の距離が保たれ、光軸ＯＸ方向、及び光軸ＯＸに直交する方向周りの回転方向に整合された状態が保たれる。また、光軸ＯＸ方向に直行する方向に動くこと、及び光軸ＯＸ方向周りの回転方向に動くことが妨げられる。そのため、光軸ＯＸ方向に直行する方向、及び光軸ＯＸ方向周りの回転方向に整合された状態が保たれる。

また、本実施形態によれば、位置合わせ後に固定部材４を光硬化及び／又は熱硬化させることによってレンズユニット３と保持部材２とを固定するため、外力による位置ずれを防ぐことができる。また、ねじまたはビスのような部材を用いる必要がなく、当該部材を配置するスペースを省いた自由度の高い設計が可能となる。

上述の実施形態及び実施例は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上述の実施形態及び実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。

上述の実施形態においては、外側壁３４の少なくとも一部の光軸ＯＸに沿う方向の長さは、内側壁３３の光軸ＯＸに沿う方向の長さより短いとしたが、この限りではない。例えば、図７に示すように、外側壁３４は、外側空間に貫通する貫通孔３６を有してもよい。貫通孔３６の大きさ、形状、数は任意である。この場合、貫通孔３６と、外側壁３４と保持部材２との間の間隙Ｓｂ１とが、保持部材２と溝部３５とに挟まれる領域における、外部空間側に対して開口している部分である。これにより、溝部３５の内部空間にはみ出す固定部材４は、外部空間にはみ出す固定部材４より少ない。したがって、はみ出した固定部材４が撮像素子２１に付着したり、保持部材２に保持されている回路素子２２に付着したりするのを低減することができる。

上述の実施形態においては、外側壁３４の端部３４ａは、光軸ＯＸに略垂直な面として図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃに記載したがこの限りではない。例えば、図８に示すように、端部３４ａは、光軸ＯＸから離れるにしたがって保持部材２から離れるように傾斜しているテーパ形状であってもよい。この場合、保持部材２のレンズユニット３に対する位置合わせが行われたときに、固定部材４はテーパ形状の表面に沿ってはみ出すため、上述の実施形態に示す場合より多く、外側壁３４の外側に押し出される。これにより間隙Ｓａを通って、レンズユニット３の内部空間へ押し出される固定部材４の量はより一層少なくなる。したがって、溝部３５の内側にはみ出す固定部材４は少なく、撮像素子２１、回路素子２２等に付着するのをより一層低減させることができる。

また、上述の実施形態においては、外側壁３４の少なくとも一部の光軸ＯＸに沿う方向の長さを、内側壁３３の光軸ＯＸに沿う方向の長さより短くしたがこの限りではない。例えば、図９Ａに示すように、外側壁３４の少なくとも一部の光軸ＯＸに沿う方向の長さは、内側壁３３の光軸ＯＸに沿う方向の長さと略同一であってよい。図９Ｂに示すように、外側壁３４は切欠き３７を有してもよい。保持部材２のレンズユニット３に対する位置合わせが行われたときに、固定部材４は、切欠き３７を通って、上述の実施形態に示す場合より多く、外側壁３４の外側に押し出される。これにより、レンズユニット３の内部空間へ押し出される固定部材４の量はより一層少なくなる。そのため、撮像素子２１、回路素子等に付着するのをより一層低減させることができる。なお、この例において、さらに外側壁３４の少なくとも一部の光軸ＯＸに沿う方向の長さは、内側壁３３の光軸ＯＸに沿う方向の長さより短くてもよい。

上述の実施形態では、溝部３５は、図１に示すように、開口の外側の全周にわたって配置されるが、この限りではない。内側壁３３、外側壁３４、及び溝部３５は、図１０に示すように、開口の外側の少なくとも一部に設けられてもよい。この場合、内側壁３３及び外側壁３４を形成するための材料を少なくすることができるため、コストを低減することが可能となるとともに、カメラモジュール１の軽量化を実現することが可能となる。

なお、上述の実施形態では、保持部材２には、１つ以上の充填孔２３が設けられるとしたが、この限りではない。すなわち、保持部材２には、充填孔２３が設けられなくてもよい。この場合、固定部材４は、溝部３５に収容され、内側壁３３及び外側壁３４それぞれの端部３３ａ及び３４ａに配置された状態で、レンズユニット３及び保持部材２と接合することによって、レンズユニット３と保持部材２とを固定する。この場合、固定部材４は、保持部材２と嵌合されないが、硬化前の固定部材４を充填孔２３の内部及び周辺に塗布する必要がないため、カメラモジュール１に組み立てにおけるプロセスを簡易化することが可能となる。

１ カメラモジュール
２ 保持部材
３ レンズユニット
４ 固定部材
５ 撮像装置
６ 移動体
２１ 撮像素子
２２ 回路素子
２３ 充填孔
３１ レンズ
３２ 鏡筒部
３３ 内側壁
３４ 外側壁
３３ａ、３４ａ 端部
３５ 溝部
３６ 貫通孔
３７ 切欠き

Claims (6)

1. レンズを有するレンズユニットと、
   前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する保持部材と、
   前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する硬化樹脂の固定部材と、を備え、
   前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有し、当該溝部を挟んで前記レンズユニットの内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有するカメラモジュール。
2. 前記第２の壁部の少なくとも一部の前記レンズの光軸方向の長さは、前記第１の壁部の前記光軸方向の長さより短い、請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記第２の壁部の前記保持部材側の端部は、前記レンズの光軸から離れるにしたがって前記保持部材から離れるように傾斜するテーパ形状を有する請求項１又は２に記載のカメラモジュール。
4. 前記溝部は、前記撮像素子の外側を全周にわたって取り囲むように配置され、前記固定部材が前記溝部に沿って前記レンズユニットと前記保持部材との間を全周にわたり封止する請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
5. 内部空間に光を入射させるレンズを有するレンズユニットと、
   前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する保持部材と、
   前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する硬化樹脂の固定部材と、を含み、
   前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有し、当該溝部を挟んで前記内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有するカメラモジュール
   を備える撮像装置。
6. 内部空間に光を入射させるレンズを有するレンズユニットと、
   前記レンズに入射する光が結像した像を撮像する撮像素子を保持する保持部材と、
   前記レンズユニットと前記保持部材とを固定する硬化樹脂の固定部材と、を有し、
   前記レンズユニットは、前記固定部材を少なくとも部分的に収容し、開口を前記保持部材に向けた溝部を有し、当該溝部を挟んで前記内部空間側の第１の壁部と外部空間側の第２の壁部とを有し、前記第２の壁部は、前記溝部から前記レンズユニットの外部空間に貫通する貫通孔を有するカメラモジュール
   を含む撮像装置を備える移動体。

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