(57)【要約】  【課題】  外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部を小型化することができ、また、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部の構造を簡易化して撮像モジュールの内側空間の気密性を保持すること。  【解決手段】  撮像モジュール１は、レンズユニット２が被写体側に装着され、撮像基板12が被写体側と反対側の部位に設置されている前ケース３と、前ケース３に取り付けられて撮像基板12を前ケース３との内側空間に封止している後ケース４と、後ケース４との接続端部５がブラケット６の貫通孔６ｂを通して後ケース４に取り付けられた外部ケーブルとを具備し、外部ケーブルは、接続端部５に後ケース４の取り付け面とブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部とに挟まれる鍔部６ａを有し、ブラケット６が後ケース４の取り付け面にねじ止めされて後ケース４に取り付けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットが被写体側に装着されているとともに、撮像素子を搭載した撮像基板が前記レンズユニットに前記撮像素子を対向させて被写体側と反対側の部位に設置されている前ケースと、該前ケースに取り付けられて前記撮像基板を前記前ケースとの内側空間に封止している後ケースと、該後ケースとの接続端部がブラケットの貫通孔を通して前記後ケースに取り付けられた外部ケーブルとを具備しており、該外部ケーブルは、前記接続端部に前記後ケースの取り付け面と前記ブラケットの前記貫通孔の開口の周囲部とに挟まれる鍔部を有しており、前記ブラケットが前記後ケースの取り付け面にねじ止めされて前記後ケースに取り付けられていることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記後ケースの取り付け面と前記ブラケットとの間の隙間における前記鍔部の外側に、前記鍔部を取り囲むように前記隙間に封止部材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサ等の半導体イメージセンサ等から成る撮像素子を用いた撮像モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に取り付けるためのブラケットを有する従来の撮像モジュールは、例えば、以下のような構成を有している。レンズユニットが被写体側に装着されているとともに、撮像素子を搭載した撮像基板がレンズユニットに撮像素子を対向させて被写体側と反対側の部位に設置されている前ケースと、前ケースに取り付けられて撮像基板を前ケースとの内側空間に封止している後ケースと、後ケースとの接続端部（プラグハーネス）がブラケットの貫通孔を通して後ケースに取り付けられた外部ケーブルとを具備しており、外部ケーブルの接続端部と後ケースとがねじ止めされているとともに、外部ケーブルの接続端部とブラケットとがねじ止めされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007−261503号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来の撮像モジュールにおいては、外部ケーブルの接続端部と後ケースとがねじ止めされているとともに、外部ケーブルの接続端部とブラケットとがねじ止めされているために、２段のねじ止め構造となる。その結果、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部が大型になり、撮像モジュール自体も大型になるという問題点があった。
【０００５】
また、２段のねじ止め構造であるために、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部の構造が複雑化し、微小な隙間が生じやすくなる。従って、撮像モジュールの内側空間の気密性を保持することがむつかしいという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部を小型化して撮像モジュール自体を小型化することができ、また、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部の構造を簡易化して微小な隙間が生じにくいものとすることによって、撮像モジュールの内側空間の気密性を保持することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像モジュールは、レンズユニットが被写体側に装着されているとともに、撮像素子を搭載した撮像基板が前記レンズユニットに前記撮像素子を対向させて被写体側と反対側の部位に設置されている前ケースと、該前ケースに取り付けられて前記撮像基板を前記前ケースとの内側空間に封止している後ケースと、該後ケースとの接続端部がブラケットの貫通孔を通して前記後ケースに取り付けられた外部ケーブルとを具備しており、該外部ケーブルは、前記接続端部に前記後ケースの取り付け面と前記ブラケットの前記貫通孔の開口の周囲部とに挟まれる鍔部を有しており、前記ブラケットが前記後ケースの取り付け面にねじ止めされて前記後ケースに取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の撮像モジュールは、上記の構成において、前記後ケースの取り付け面と前記ブラケットとの間の隙間における前記鍔部の外側に、前記鍔部を取り囲むように前記隙間に封止部材が充填されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像モジュールによれば、レンズユニットが被写体側に装着されているとともに、撮像素子を搭載した撮像基板がレンズユニットに撮像素子を対向させて被写体側と反対側の部位に設置されている前ケースと、前ケースに取り付けられて撮像基板を前ケースとの内側空間に封止している後ケースと、後ケースとの接続端部がブラケットの貫通孔を通して後ケースに取り付けられた外部ケーブルとを具備しており、外部ケーブルは、接続端部に後ケースの取り付け面とブラケットの貫通孔の開口の周囲部とに挟まれる鍔部を有しており、ブラケットが後ケースの取り付け面にねじ止めされて後ケースに取り付けられていることから、ブラケットを後ケースの取り付け面にねじ止めすると同時に、ブラケットの貫通孔の開口の周囲部によって鍔部が後ケースの取り付け面に押し付けられ、外部ケーブルの接続端部も後ケースに取り付けられることになる。すなわち、１段のねじ止め構造となる。従って、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部が小型化されて撮像モジュール自体が小型化される。また、外部ケーブルの接続端部の後ケースに対する結合部の構造が簡易化されて微小な隙間が生じにくいものとなることによって、撮像モジュールの内側空間の気密性を保持することができる。
【００１０】
また、本発明の撮像モジュールは、上記の構成において、後ケースの取り付け面とブラケットとの間の隙間における鍔部の外側に、鍔部を取り囲むように隙間に封止部材が充填されているときには、封止部材によって撮像モジュールの内側空間の気密性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の撮像モジュールの実施の形態の一例を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＦ方向（前方向）からみた撮像モジュールの正面図、（ｃ）は（ａ）のＲ方向（後方向）からみた撮像モジュールの背面図である。
【図２】図１に示す撮像モジュールについて図１（ｂ）のＡ−Ａ切断線における矢視断面を示す断面図である。
【図３】図１に示す撮像モジュールについて図１（ｂ）のＢ−Ｂ切断線における矢視断面を示す断面図である。
【図４】図１に示す撮像モジュールについて図１（ｃ）のＣ−Ｃ切断線における矢視断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の撮像モジュールの実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１〜図４は、本発明の撮像モジュールの実施の形態の一例を示し、図１（ａ）は本実施の形態の撮像モジュールの側面図、（ｂ）は（ａ）のＦ方向（前方向）からみた撮像モジュールの正面図、（ｃ）は（ａ）のＲ方向（後方向）からみた撮像モジュールの背面図である。図２は、図１の本実施の形態の撮像モジュールついて図１（ｂ）のＡ−Ａ切断線における矢視断面を示す断面図である。図３は、図１の本実施の形態の撮像モジュールついて図１（ｂ）のＢ−Ｂ切断線における矢視断面を示す断面図である。図４は、図１の本実施の形態の撮像モジュールついて図１（ｃ）のＣ−Ｃ切断線における矢視断面を示す断面図である。
【００１４】
本実施の形態の撮像モジュール１は、レンズユニット２が被写体側に装着されているとともに、撮像素子11を搭載した撮像基板12がレンズユニット２に撮像素子11を対向させて被写体側と反対側の部位に設置されている前ケース３と、前ケース３に取り付けられて撮像基板12を前ケース３との内側空間に封止している後ケース４と、後ケース４との接続端部（プラグハーネス）５がブラケット６の貫通孔６ｂを通して後ケース４に取り付けられた外部ケーブル（図示せず）とを具備しており、外部ケーブルは、接続端部５に後ケース４の取り付け面とブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部とに挟まれる鍔部６ａを有しており、ブラケット６が後ケース４の取り付け面にねじ止めされて後ケース４に取り付けられている。
【００１５】
上記の構成により、ブラケット６を後ケース４の取り付け面にねじ止めすると同時に、ブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部によって鍔部６ａが後ケース４の取り付け面に押し付けられ、外部ケーブルの接続端部５も後ケース４に取り付けられることになる。すなわち、１段のねじ止め構造となる。従って、外部ケーブルの接続端部５の後ケース４に対する結合部が小型化されて撮像モジュール１自体が小型化される。また、外部ケーブルの接続端部５の後ケース４に対する結合部の構造が簡易化されて微小な隙間が生じにくいものとなることによって、撮像モジュール１の内側空間の気密性を保持することができる。
【００１６】
このような撮像モジュール１は、例えば車載用として用いられるものであり、道路上の白線の撮像あるいは車両を運転する運転手の死角を撮像する機能を有し、自動車の走行の制御を行なうＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）により動作が制御される。なお、撮像モジュール１から出力された電気信号は、ＥＣＵによって画像信号に変換され、例えば運転席の前方に設置されたディスプレイに表示されることとなる。
【００１７】
撮像素子11は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の半導体イメージセンサ素子である。
【００１８】
レンズユニット２は、被写体からの光を撮像素子11に集光する機能を有し、例えば、光を広角度で集光するために前面側を凸形状とした第１のレンズと、第１のレンズを通過した光を光線として平行に近づけるための第２のレンズと、第３のレンズとから成るレンズ群により構成されている。レンズユニット２が上述の３枚のレンズからなる場合は、例えば、前面側（被写体側であって図１（ａ）ではＦ側）から第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズの順で光軸方向に重なるように配置される。なお、レンズユニット２は、４枚以上のレンズを有していてもよい。
【００１９】
ケースは、前面側に位置するレンズユニット２を装着し支持する。ケースは、前ケース３と後ケース４とに分割され、それらが一体的に取り付けられて構成される。前ケース３は、例えば、前面側に配置されてレンズユニット２の第１のレンズを背面側（被写体側と反対側）へ押える押え部材としての環状のリテーナ（図示せず）と、リテーナの背面側に配置されるレンズ保持具としての全体的に筒状のレンズ鏡筒10とから構成されている。前ケース３のレンズ鏡筒10に第２のレンズおよび第３のレンズが固定され、第１のレンズはリテーナによりレンズ鏡筒10に押さえ付けるようにして固定されている。
【００２０】
これらリテーナおよびレンズ鏡筒は、例えば次に述べる方法により作製される。
【００２１】
レンズ鏡筒10は、レンズ鏡筒10の形状に合わせて設けられているキャビティを有する射出成形用の金型を準備して、このキャビティ内にレンズ鏡筒10用の原材料を流し込んで固化させて成形することにより所定の形状に形成する射出成形法を用いて作製することができる。また同様に、リテーナは、リテーナの形状に合わせた形状に形成されているキャビティを有する射出成形用の金型を準備して、このキャビティ内にリテーナ用の原材料を流し込んで固化させて成形することにより所定の形状に形成して作製することができる。このようなリテーナおよびレンズ鏡筒10は、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の絶縁性の樹脂により構成されて軽量化が図られている。なお通常は、リテーナおよびレンズ鏡筒10の熱膨張・熱収縮を合わせるために、両者に同一の材料を用いることが好ましい。
【００２２】
また、撮像モジュール１の背面側には撮像基板12が取り付けられている。撮像基板12の前面側の主面に、セラミックス，樹脂等から成るパッケージに収納された撮像素子11が設置されている。
【００２３】
撮像素子11のケースへの取付けは、撮像素子11を撮像基板12の前面側の主面に搭載し、その撮像基板12を接続端子およびはんだ等を介して前ケースに取り付けることによって行なわれる。
【００２４】
撮像基板12は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて形成した、あるいはエポキシ樹脂にガラスフィラーを添加して形成したプリント配線基板により構成されている。撮像基板12の表面や内部には、搭載される撮像素子11と異なる他の部品等の端子との電気的接続あるいはこれらを固定する配線導体やアース用のグランド配線が形成されている。このような配線導体やグランド配線は、銅・金等の導電性金属をメッキ法により形成する方法、あるいは予め配線パターン形状に形成した金属箔を接着する方法、あるいは全面に金属箔を被着した基板からエッチングにより不要な部分をエッチング除去して形成する方法等を用いることにより、プリント配線基板の表面や内部に形成される。
【００２５】
このような撮像基板12は、例えば市販の表裏全面に銅箔を被着した銅貼基板を準備し、この基板を所望の大きさに切断するとともに、表面に被着した銅箔を希塩酸等の酸性溶液で所望の配線パターンにエッチングすることにより製作される。なお、必要に応じてレーザやドリルを用いて貫通孔を形成し、この貫通孔に金属ペーストを充填することによって貫通導体を埋設して、基板表裏の配線パターン間を電気的に接続することも可能である。
【００２６】
撮像基板12の背面側の主面には、撮像素子11からの電気信号を処理するＩＣ（図示せず）、および撮像基板12の配線導体とＥＣＵとを電気的に接続するケーブル（図示せず）を接続するためのコネクタ（図示せず）等の部品が搭載されていてもよい。
【００２７】
後ケース４は、前ケース３と同様に射出成形法を用いて作製することができる。即ち、後ケース４の形状に合わせて設けられているキャビティを有する射出成形用の金型を準備して、このキャビティ内に後ケース４用の原材料を流し込んで固化させて成形することにより所定の形状に形成する。
【００２８】
ブラケット６は、自動車等の外部の機械、装置等に撮像モジュール１を取り付けるための板状の張出部であり、外部の機械、装置等にねじ止め等によって取り付けるための貫通孔８を有している。ブラケット６の形状は、板状に限らず、ケースを保護する側壁部を有する形状、例えば皿状、箱状等の形状であってもよい。また、ブラケット６は、ポリカーボネイト（ＰＣ），ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂、ステンレススチール，銅，アルミニウム等の金属等から成る。
【００２９】
外部ケーブルの接続端部５は、図１〜図４の構成において、後ケース４の背面側（後側）に取り付けられているが、後ケース４の側面に取り付けられていてもよい。外部ケーブルの接続端部（プラグハーネス）５は、例えばポリカーボネイト（ＰＣ），ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の絶縁性の樹脂等から成る。
【００３０】
本実施の形態の撮像モジュール１は、外部ケーブルは、接続端部５に後ケース４の取り付け面とブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部とに挟まれる鍔部６ａを有しているが、鍔部６ａの幅は３ｍｍ〜５ｍｍ程度がよい。この範囲内とすることにより、外部ケーブルの接続端部５が後ケース４に強固に取り付けられ、また、鍔部６ａの幅が大きすぎることによって外部ケーブルの接続端部５の後ケース４に対する結合部が大型化することを抑えることができる。また、鍔部６ａの厚みは0.8ｍｍ〜1.2ｍｍ程度がよい。この範囲内とすることにより、外部ケーブルの接続端部５が後ケース４に強固に取り付けられ、また、鍔部６ａの厚みが厚すぎることによって外部ケーブルの接続端部５の後ケース４に対する結合部が大型化することを抑えることができる。
【００３１】
また、鍔部６ａは、貫通孔６ｂの周囲の全周にわたって形成されていてもよく、あるいは、貫通孔６ｂの周囲に部分的に存在するように形成されていてもよい。鍔部６ａが、貫通孔６ｂの周囲に部分的に存在するように形成されている場合、対称的な形状となるように形成されていることが好ましい。その場合、外部ケーブルの接続端部５を後ケース４の取り付け面に取り付ける際に、位置ずれ、偏り、傾き等が発生しにくい。
【００３２】
また、鍔部６ａと後ケース４の取り付け面との間、あるいは鍔部６ａとブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部との間に、ゴム等の弾性材料から成る環状のクッション部材が挟まれていてもよい。その場合、外部ケーブルの接続端部５を後ケース４により強固に取り付けることができ、また、撮像モジュール１の内側空間の気密性を高めることができる。
【００３３】
鍔部６ａは、外部ケーブルの接続端部（プラグハーネス）５を、上述した射出成形法によって作製する際に、同時に形成することができる。すなわち、鍔部６ａを有する外部ケーブルの接続端部５の形状に合わせて設けられているキャビティを有する射出成形用の金型を準備して、このキャビティ内に原材料を流し込んで固化させて成形することにより所定の形状に形成する射出成形法を用いて作製することができる。
【００３４】
また、本実施の形態の撮像モジュール１は、後ケース４の取り付け面とブラケット６との間の隙間における鍔部６ａの外側に、鍔部６ａを取り囲むように隙間に封止部材が充填されていることが好ましい。この場合、封止部材によって撮像モジュール１の内側空間の気密性がさらに向上する。この封止部材は、ゴム等の弾性材料から成るＯリング、パッキン等から成る。あるいは、封止部材は、樹脂接着剤等の接着剤から成るものであってもよい。
【００３５】
また、本実施の形態の撮像モジュール１は、後ケース４は、撮像素子11がレンズユニット２に対して位置決めされた撮像基板12を内側に収容していることが好ましい。この場合、位置決めされた撮像基板12を後ケース４によって保護するとともに、前ケース３および後ケース４から成るケースを小型化することができる。また、ケースの内側空間は後ケース４の内側のみとなり、ケースの内側空間を小さくすることができる。
【実施例】
【００３６】
本発明の撮像モジュールの実施例について以下に説明する。
【００３７】
図１〜図４の構成の本実施例の撮像モジュールを以下のようにして作製した。まず、射出成形法によって形成した、ポリカーボネイトから成る四角筒状の前ケース３と、射出成形法によって形成した、ポリカーボネイトから成る四角箱状の後ケース４を準備した。前ケース３は、四角形状の断面が縦25ｍｍ、横25ｍｍの大きさを有し、高さが12ｍｍであるものとし、後ケース４は、四角形状の断面が縦25ｍｍ、横25ｍｍの大きさを有し、高さが16ｍｍであるものとした。また、前ケース３は、内側に円筒状のレンズ鏡筒10を有しており、後ケース４は、背面（箱の底面）が外部ケーブルの接続端部５の取り付け面とされている。
【００３８】
次に、前ケース３の内側のレンズ鏡筒10に、３枚のレンズから成るレンズユニット２を装着し、環状のリテーナによってレンズユニット２を固定した。また、前ケース３の内側のレンズ鏡筒10の外側に設けられた導電性接続端子を、被写体側の主面に撮像素子11が設置された撮像基板12の貫通孔に挿通させて、貫通孔の周囲の電極パッドにはんだを介して導電性接続端子を接合することによって、撮像基板12を前ケースに取り付けた。
【００３９】
次に、前ケース３の後端の開口に、後ケース４の前端の開口を、ねじによって接合することによって、前ケース３に後ケース４を取り付けた。これにより、撮像基板12が前ケース３と後ケース４とから構成される内側空間に封入された。
【００４０】
次に、先端に鍔部６ａを有する外部ケーブルの円筒状の接続端部（プラグハーネス）５を、ポリカーボネイトから成る板状のブラケット６の貫通孔６ｂに通して、後ケース４の取り付け面とブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部とに鍔部６ａが挟まれる状態とした。鍔部６ａは、接続端部５の先端の全周にわたって円形状に形成されており、幅を0.8ｍｍ、厚みを1.2ｍｍとした。さらに、後ケース４の取り付け面とブラケット６との間の隙間における鍔部６ａの外側に、鍔部６ａを取り囲むように隙間に、ゴムから成るＯリングを装着した。
【００４１】
次に、外部ケーブルの接続端部５の鍔部６ａが、後ケース４の取り付け面とブラケット６の貫通孔６ｂの開口の周囲部とに挟まれた状態で、ブラケット６を後ケース４の取り付け面にねじ７によって固定した。これにより、後ケース４、ブラケット６、外部ケーブルの接続端部５の３つが同時に固定された。
【００４２】
これに対して、比較例１として、外部ケーブルの接続端部５と後ケース４とがねじ止めされているとともに、後ケース４とブラケット６とがねじ止めされている構成の撮像モジュールを作製した。なお、外部ケーブルの接続端部５の結合構造以外の部分の構成は、上記実施例の撮像モジュール１と同様とした。この構成においては、防水性は確保されるが、ねじ止め箇所が増えるため小型化が達成されないものとなった。
【００４３】
また、比較例２として、外部ケーブルの接続端部５を、後ケース４に設けた爪部（フック）によって後ケース４に固定し、ブラケット６を後ケース４にねじ止めした。この構成においては、ねじ止め箇所の数が減り、小型化が可能であるが、爪部を後ケース４に設けたために封止部材13の接触面に段差が発生し、防水性が損なわれるものとなった。なお、外部ケーブルの接続端部５の結合構造以外の部分の構成は、上記実施例の撮像モジュールと１同様とした。
【００４４】
以上より、比較例１の撮像モジュールおよび比較例２の撮像モジュールともに、小型化と防水性を両立できないものとなった。
【００４５】
また、実施例の撮像モジュール１および比較例１，２の撮像モジュールについて、エアリークテスターによって気密性の試験を行なった。具体的には、気密性の試験は、カプセルに入れた撮像モジュールに、撮像モジュールの外側から空気圧を加え、カプセル内の空気の圧力変化を検出する差圧検出法によって行なった。
【００４６】
その結果、実施例の撮像モジュールおよび比較例１の撮像モジュールは、空気の洩れ量が所望の基準値を１とした場合、それぞれ約0.4であった。
【００４７】
比較例２の撮像モジュールは、空気の洩れ量が所望の基準値に対して約20であり、実施例の撮像モジュール１と比べて気密性が劣っていた。
【００４８】
また、実施例の撮像モジュール１と比較例１の撮像モジュールの大きさを体積比で比較したところ、実施例の撮像モジュール１は比較例１の撮像モジュールの約0.8倍であり、小型化されたものとなった。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えても何等差し支えない。
【符号の説明】
【００５０】
１：撮像モジュール
２：レンズユニット
３：前ケース
４：後ケース
５：外部ケーブルの接続端部
６：ブラケット
６ａ：鍔部
６ｂ：貫通孔
７：ねじ
１１：撮像素子
１２：撮像基板
１３：封止部材
【図１】
2010177837.tif 000003
【図２】
2010177837.tif 000004
【図３】
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【図４】
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