(57)【要約】  【課題】  シールド性に優れるとともに熱によるレンズのひずみが低減されたカメラモジュールを提供する。  【解決手段】  カメラモジュール１は、ケース２と、ケース２に保持されたレンズ３と、レンズに３対向するようにケース２内に配置された撮像素子４と、撮像素子４を支持する回路基板５と、撮像素子４および回路基板５を取り囲むように回路基板５に接続されたシールド部材６とを有しており、シールド部材６は回路基板５よりレンズ３側に位置する第１のシールド部材６ａと回路基板５よりレンズ３とは反対側に位置する第２のシールド部材６ｂとからなり、第１のシールド部材６ａは第２のシールド部材６ｂより熱伝導率が小さい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
該ケースに支持されたレンズと、
該レンズに対向するように前記ケース内に配置された撮像素子と、
該撮像素子を支持する回路基板と、
前記撮像素子および前記回路基板を取り囲み、前記回路基板に接続されたシールド部材と、を備えており、
該シールド部材は、前記回路基板より前記レンズ側に位置する第１のシールド部材と、該第１のシールド部材から前記レンズとは反対側に延在する第２のシールド部材とからなり、前記第１のシールド部材は前記第２のシールド部材より熱伝導率が小さいことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記第１のシールド部材は樹脂と金属とを含み、前記第２のシールド部材は金属からなることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載カメラや防犯カメラ等に用いられるカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の後方の安全を確認するために、自動車の後部にカメラが取り付けられるようになっている。このような車載カメラ用のカメラモジュールとして、ケースに保持されたレンズに対向するようにケース内に撮像素子を配置し、シールドのために撮像素子を囲むようにシールド部材が配置されたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。シールド部材は、撮像素子が搭載された回路基板に接続され、撮像素子よりレンズ側およびレンズとは反対側へ延びるような筒状をしており、これによって撮像素子を囲んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５９１０１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、従来のカメラモジュールにおいては、シールド部材は、撮像素子で発生した熱を外部へ伝導するための熱伝導部材も兼ねている。そのため、撮像素子で発生した熱は、回路基板を介してシールド部材へ伝導して撮像素子よりレンズ側へも伝導する。このとき、シールド部材のレンズ側の端部から熱が放熱されるので、この輻射熱によってレンズが歪んでしまい、カメラモジュールで撮像された画像が歪んでしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係るカメラモジュールは、ケースと、ケースに保持されたレンズと、レンズに対向するようにケース内に配置された撮像素子と、撮像素子を支持する回路基板と、撮像素子および回路基板を取り囲むように回路基板に接続されたシールド部材とを備えており、シールド部材は、回路基板よりレンズ側に延在する第１のシールド部材と、第１のシールド部材からレンズとは反対側に延在する第２のシールド部材とからなり、第１のシールド部材は第２のシールド部材より熱伝導率が小さい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様に係るカメラモジュールによれば、シールド部材が回路基板よりレンズ側に位置する第１のシールド部材と第１のシールド部材からレンズとは反対側に延在する第２のシールド部材とからなり、第１のシールド部材は第２のシールド部材より熱伝導率が小さいことから、撮像素子で発生した熱は熱伝導率の大きい第２のシールド部材の方へ伝導するので、レンズに近い第１のシールド部材からの輻射熱が低減され、輻射熱によるレンズの歪みが低減されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るカメラモジュールの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａにおける断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａにおける断面図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）に示されたカメラモジュールの変形例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａにおける断面図である。
【図４】図３（ａ）のＡ部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係るカメラモジュールについて、図面を参照して説明する。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。
【０００９】
図１（ａ）は本発明の実施形態に係るカメラモジュール１の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は分解斜視図である。図２（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａにおける断面図であり、図２（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａにおける断面図である。なお、カメラモジュール１は、いずれの方向が上方もしくは下方とされてもよいものであるが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面もしくは下面の語を用いるものとする。
【００１０】
カメラモジュール１は、主にケース２と、ケース２に保持されたレンズ３と、レンズ３に対向するようにケース２内に配置された撮像素子４と、撮像素子４を支持する回路基板５と、撮像素子４および回路基板５を取り囲むように回路基板５に接続されたシールド部材６とで構成されている。
【００１１】
ケース２は、レンズ３を保持するとともに、撮像素子４、回路基板５、およびシールド部材６を収容するためのものである。ケース２は、端部に開口を有しており、この端部にレンズ３が固定されることで、外部からの光を集光してケース２の内部に取り込むようになっている。図１および図２に示されたカメラモジュール１においては、ケース２は、外部から光を取り込むための開口を有し、レンズ３が固定された第１のケース２ａと、撮像素子４、回路基板５、およびシールド部材６が収容された第２のケース２ｂとで構成されている。第２のケース２ｂはケーブル７を挿通するための開口を有する。第１のケース２ａと第２のケース２ｂとは、例えば、間にパッキン（図示せず）を挟みこんで、ねじ２１によるねじ止めで結合される。あるいは、接着剤、溶着によって、第１のケース２ａと第２のケース２ｂとが結合されていてもよい。接着剤や溶着による結合の場合には、接着剤や溶着部からガスが発生してレンズ３に付着する可能性があるので、ねじ止めによる結合の方が好ましい。
【００１２】
ケース２は、サルホン系樹脂（ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＥ）、）、ポリフタルアミド系樹脂（ＰＰＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂からなるものである。カメラモジュール１が車載用である場合には、強度、耐熱性に優れ、寸法安定性、耐薬品性も兼ね備えたＰＰＡを用いるのが好ましい。
【００１３】
レンズ３は、ガラスレンズ、プラスチックレンズ、これらの複合型のハイブリッドレンズを用いることができる。プラスチックレンズを用いるとレンズ３を金型により容易に成形でき、またその形状の任意性も大きく、ガラスレンズに対してコストメリットが大きいなどの特長がある。レンズ３の表面には、必要に応じて、例えばＡＲコート（Anti-Reflective coat：反射防止膜）等の光学膜を形成してもよい。図２に示された例では、レンズ３は１枚の凸レンズであるが、複数の凸レンズや凹レンズで構成してもよい。
【００１４】
レンズ３のケース２（第１のケース２ａ）への固定は、図２に示された例では、レンズ３の外周を第１のケース２ａの開口の内周により固定しているが、開口の内壁面に段差部を設け、押さえ部材でレンズ３を段差部に押しつけて固定してもよい。
【００１５】
撮像素子４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサやＣ
ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：金属酸化膜半導体）イメージセン
サ等の固体撮像素子を用いればよい。カメラモジュール１が車載カメラに用いられる場合であれば、例えば３０万〜５００万画素の撮像素子４を用いればよい。撮像素子４は受光部４１をレンズ３側にして回路基板５上に実装される。
【００１６】
回路基板５は、例えば、エポキシ樹脂を基材として銅からなる配線が形成された、いわゆるプリント配線基板が用いられる。回路基板５の上面に形成された電極と、撮像素子４の端子電極とを導電性の接合材で接合することで、撮像素子４は回路基板５に電気的に接続されるとともに機械的に固定される。回路基板５の上面および下面には、撮像素子４以外の、電子回路を構成する電子部品が搭載されていてもよい。例えば、撮像素子４から出力される電気信号を処理するＩＣ（図示せず）や、回路基板５の配線と外部回路（例えば、車載カメラの場合であればカメラが搭載される自動車のＥＣＵ）とを電気的に接続するケーブル７を接続するためのコネクタ（図示せず）、あるいはコンデンサ等の受動部品が搭載されている。
【００１７】
回路基板５は、例えば第１のケース２ａにねじ（図示せず）によるねじ止めで固定される。第１のケース２ａに固定されることでレンズ３と撮像素子４との位置関係が固定される。このとき、回路基板５と第１のケース２ａとの間にスペーサを設けると、レンズ３と撮像素子４との距離の設定や光軸調整を容易にすることができる。
【００１８】
シールド部材６は、回路基板５上の電子回路から周囲へと電磁波が放出されることや、周辺から電子回路への電磁波の影響を防止するシールド効果を有するものであるとともに、回路基板５に熱的に接続され、回路基板５を介して撮像素子４およびＩＣ素子で発生した熱を放熱するためのものである。シールド効果を高めるために、回路基板５上に形成されたグランド配線と電気的に接続されるのが好ましい。図１および図２に示されたカメラモジュール１においては、シールド部材６の回路基板５を取り囲んでいる本体部分から内側に延びた鍔状の接続部６ｃが設けられており、この接続部６ｃと回路基板５の上面のグランド配線５ａとが接続されている。接続には、はんだや導電性樹脂等の導電性の接合材を用いればよい。
【００１９】
図３（ａ）は図２（ａ）に示されたカメラモジュール１の変形例を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａにおける断面図である。また、図４は図３（ａ）のＡ部を拡大して示す断面図である。図３および図４に示された変形例は、図１および図２に示されたカメラモジュール１に対して、シールド部材６の形状が異なる。
【００２０】
シールド部材６の形状は、図１および図２に示されたカメラモジュール１においては、回路基板５を取り囲むような筒状体であり、シールド部材６の上方（レンズ３側）および下方（ケーブル７側）が開放されている。これに対して、図３に示されたカメラモジュール１においては、シールド部材６のレンズ３側の端部は、レンズ３と撮像素子４および回路基板５との間の空間を仕切るように全周に渡って内側に張り出し、筒状体のレンズ３側の端部の一部を塞ぐような形状となっている。このような形状とすると、レンズ３の方向におけるシールド効果が向上するだけでなく、シールド部材６が撮像素子４からレンズ３の方への輻射熱をさえぎる遮熱板としても機能するようになり、熱によるレンズ３のひずみをより低減することができるので好ましい。シールド部材６のレンズ３側の端部には、電磁波および熱に対する遮蔽板部６ｄを有しているということである。遮蔽板部６ｄはレンズ３側から見て中央部に、窓部（開口）６１が設けられ、シールド部材６のレンズ３側の端部は一部だけが塞がれている。これは、外部からレンズ３を透過して入射してきた光を遮らずに、撮像素子４の受光部４１に光信号として入力させるためである。窓部６１の
大きさは、撮像素子４の受光部４１の大きさよりも一回り大きいものであり、受光部４１の大きさに応じて設定すればよい。図３に示されたカメラモジュール１における窓部６１は開口であるが、窓部６１に透光性の部材を配置してもよい。
【００２１】
シールド部材６は導電性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、銅、鉄、黄銅等の金属、あるいは内部に金属粒子を分散させた導電性樹脂や表面に金属膜６２を形成した樹脂等の樹脂と金属を含むものを用いることができる。シールド部材６が樹脂と金属を含むものからなる場合、樹脂としては、例えばケース２と同様のものを用いればよく、金属粒子や金属膜６２等の金属は、例えばアルミニウム、銅、鉄、黄銅等を用いればよい。
【００２２】
シールド部材６は、回路基板５よりレンズ３側に位置する第１のシールド部材６ａと第１のシールド部材６ａからレンズ３とは反対側に延在する第２のシールド部材６ｂとからなる。そして、第１のシールド部材６ａは第２のシールド部材６ｂより熱伝導率が小さいものである。このような構成のシールド部材６を備えることから、カメラモジュール１は、撮像素子４等で発生した熱は熱伝導率の大きい第２のシールド部材６ｂの方へ伝導するので、レンズ３に近い第１のシールド部材６ａからの輻射熱が低減され、輻射熱によるレンズ３の歪みが低減されたものとなる。
【００２３】
第１のシールド部材６ａおよび第２のシールド部材６ｂは、ともに上述したような金属からなり、第１のシールド部材６ａの熱伝導率が第２のシールド部材６ｂの熱伝導率より小さければよいが、第１のシールド部材６ａからの輻射熱をより低減するためには、熱伝導率の差を大きくすればよい。第１のシールド部材６ａが樹脂と金属とを含み、第２のシールド部材６ｂが金属からなるものにするのが好ましい。
【００２４】
第１のシールド部材６ａが樹脂と金属とを含む場合は、上述したように、例えば樹脂の内部に金属粒子を分散させた導電性樹脂や表面に金属膜６２を形成した樹脂が挙げられる。表面に金属膜６２を形成した樹脂の方が、樹脂の比率を多くすることが容易であるので、第１のシールド部材６ａの熱伝導率をより小さくすることができる。金属膜６２は、アルミニウム，金，銀，銅等の金属を蒸着等の薄膜形成方法によって樹脂性の部材の表面に形成することができる。
【００２５】
第１のシールド部材６ａが、表面に金属膜６２を有するものである場合は、樹脂性の部材の内面に金属膜６２が形成されているのが好ましい。金属膜６２が第１のシールド部材６ａの内面に形成されていると、撮像素子４で発生した熱が樹脂に比較して熱伝導性のよい金属膜６２を介して第２のシールド部材６ｂの方へ伝導しやすいからである。
【００２６】
図４に示されたカメラモジュール１においては、第１のシールド部材６ａに遮蔽板部６ｄが設けられており、金属膜６２が第２のシールド部材６ｂ側の端部で第２のシールド部材６ｂに接して、遮蔽板部６ｄの内面の窓部６１の周囲まで延在している。このように第１のシールド部材６ａが遮蔽板部６ｄを有する場合は、撮像素子４で発生した熱は、金属膜６２を介して第２のシールド部材６ｂの方へ伝導しやすいだけでなく、遮蔽板部６ｄの撮像素子４側の面（内面）の金属膜６２で反射するので第２のシールド部材６ｂの方へさらに伝導しやすくなる。また、遮蔽板部６ｄのレンズ３側の面（外面）は樹脂であり、外面に金属膜６２が形成されている場合に比較して、第１のシールド部材６ａの外面からレンズ３側への輻射熱をより低減することができる。
【００２７】
第２のシールド部材６ｂの熱伝導率が第１のシールド部材６ａの熱伝導率より大きいので、シールド部材６と回路基板５との熱的な接続は第２のシールド部材６ｂでなされるのがよい。図１〜図４に示されたカメラモジュール１においては、第２のシールド部材６ｂ
のレンズ３側の端部に接続部６ｃを設けて回路基板５の上面のグランド配線５ａに接続されている。
【００２８】
また、第１のシールド部材６ａと第２のシールド部材６ｂとは熱的な接続だけでなく電気的な接続もなされている。図４に示されたカメラモジュール１においては、第１のシールド部材６ａの内面に金属膜６２されており、金属製の第２のシールド部材６ｂの外面が第１のシールド部材６ａの金属膜６２に接するように、第１のシールド部材６ａに第２のシールド部材６ｂが嵌めこまれている。電気的および熱的接続をより確実なものとするために導電性の接合材を用いてもよい。
【００２９】
シールド部材６ｂをケース２に熱的に接続して、ケース２を介してカメラモジュール１の外部へ放熱するようにするのが好ましい。この場合は、第２のシールド部材６ｂと第２のケース２ｂとを接続して、レンズ３への伝熱を抑えるのが好ましい。第１のケース２ａと第２のケース２ｂとを結合するためのねじ２１に接続すると、より効率よく外部へ放熱することができる。また、第１のケース２ａと第２のケース２ｂとの間に挟み込まれるパッキンの熱伝導率を、ケース２（第２のケース２ｂ）の熱伝導率より小さいものにすると、第２のケース２ｂから第１のケース２ａへの伝熱をより低減することができる。例えば、ケース２の材料としてＰＰＡを用いた場合には、パッキンにはエチレンプロピレンを用いればよい。
【００３０】
図１〜図４に示されたカメラモジュール１においては、レンズ３の外側にレンズ３の保護のためのカバー８を配置している。カバー８はガラスからなり、必要に応じて、例えばＡＲコート等の光学膜を形成してもよい。上述したように、レンズ３を複数枚で構成したり、レンズ３に光学膜を形成したりしてもよいので、カバー８は必ずしも必要なものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１：カメラモジュール
２：ケース
２ａ：第１のケース
２ｂ：第２のケース
３：レンズ
４：撮像素子
５：回路基板
６：シールド部材
６ａ：第１のシールド部材
６ｂ：第１のシールド部材
７：ケーブル
８：カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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