(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学モジュール（２）と印刷配線板（４）と画像記録素子（６）とを有する光学装置（１）であって、当該光学装置（１）が、画像記録素子（６）と印刷配線板（４）との間に電気接触部を有する当該光学装置（１）において、
支持板（５）が設けられていて、
前記光学モジュール（２）と前記画像記録素子（６）とが、前記支持板（５）の一方の側面上に配置されていて、前記印刷配線板（４）が、前記支持板（５）の他方の側面上に配置されていて、少なくとも１つの穴（９）が、前記支持板（５）内に形成されていて、前記画像記録素子（６）と前記印刷配線板（４）とが、少なくとも１つの穴（９）を貫通しているボンド（８）を介して電気接触していることを特徴とする光学装置（１）。
【請求項２】
前記光学モジュール（２）又は前記画像記録素子（６）は、前記支持板（５）に直接に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置（１）。
【請求項３】
２つの穴（９）が、前記支持板（５）内に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置（１）。
【請求項４】
２つの前記穴（９）が、前記画像記録素子（６）の対向している両側で、前記支持板（５）内に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学装置（１）。
【請求項５】
１つ又は複数の前記穴（９）が、前記画像記録素子（６）の周りに配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置（１）。
【請求項６】
前記支持板（５）が、薄壁の板部分として、且つ少なくとも１つの波状肩部（１０）を有して形成されていて、内側容積（１４）が、少なくとも１つの波状肩部（１０）によって区画されていて、封止材（１１）が、この内側容積（１４）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置（１）。
【請求項７】
光学モジュール（２）、支持板（５）又は印刷配線板（４）のうちの少なくとも１つが、回転対称に構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学装置（１）。
【請求項８】
前記光学モジュール（２）と前記支持板（５）とが、接着結合部（３）を介して結合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、光学モジュール及び画像記録素子が設けられている支持板を含む光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  光学モジュール例えばレンズを支持ハウジング例えばレンズ保持体又はカメラハウジングに結合するために、多様な結合技術が使用される。その際カメラの品質は、光学モジュールと支持ハウジングとの結合の品質に関係し、特にカメラに固有の公差及び取付け公差から生じる。カメラの機能に対する重大な影響は、更に姿勢公差及び位置公差、特に支持ハウジング内におけるレンズの横揺れ角、片揺れ角及び縦揺れ角を持っている。更に結合技術と無関係に、一般に支持ハウジングに対する光学モジュールの非常に良好で長時間安定な方向づけが必要である。【０００３】  画像記録素子上におけるレンズの位置ぎめのため、レンズ保持体が印刷配線板例えば可撓配線板に結合されている。印刷配線板上に画像記録素子例えば画像チップが設けられ、印刷配線板自体が支持板上に固定されている。画像記録素子は一般に印刷配線板上にろう付けされている。その代わりに、画像記録素子はいわゆるチップオンボード技術でも印刷配線板上へ直接接着され、ボンドを介して接触が行われる。【０００４】  画像記録素子上に光学モジュールを位置ぎめするための上述した装置は、接着剤が硬化する際の収縮が光学装置の集束に直接影響を及ぼす、という欠点を持っている。画像記録素子−印刷配線板−支持板構造、即ち画像記録素子が印刷配線板上に設けられ、かつ印刷配線板が支持板上に設けられている構造は、更に次の欠点を持っている。即ち印刷配線板の影響例えば公差、温度挙動及び老化が同様に光学装置の集束に影響を及ぼす。なぜならば、光学モジュールはレンズ保持体を介して直接印刷配線板に結合されているからである。更に素子例えばレンズ保持体の例えば可撓印刷配線板への直接の接着は、公知の装置におけるように、実現することが困難である。【０００５】  画像記録素子上に光学モジュールを整列しかつ結合する別の公知の装置の欠点は、更に多くの個別部品を持つしばしば複雑なカメラ構造、複雑な製造部品のためそれに関連して高くなる製造費である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従って本発明の基礎になっている課題は、できるだけ少ない製造費及び調節費で画像記録素子上における光学モジュールの位置ぎめが行われ、公差に関してかつ温度挙動及び老化のような影響要因に対してできるだけ強固であり、互いに結合される部品の数ができるだけ少ない光学装置を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の根本的な考えは、画像記録素子を直接支持板上に設け、印刷配線板を支持板の下に取付けることである。それにより有利な画像記録素子−支持板−印刷配線板構造が生じ、画像記録素子が支持板上に直接固定しており、それにより従来技術から公知の装置に対して種々の利点が生じる。即ち一方では、支持板上に画像記録素子を設けると、特に支持板が金属板として構成されている場合、良好な熱的結合又は放熱が行われる。光学モジュール及び画像記録素子を支持板の一方の側に設け、印刷配線板を支持板の他方の側に設けることによって、異なる部品の有利な分離が行われる。これは、特に印刷配線板及び印刷配線板上に設けられている別の可能な受動部品、特別な方法例えば接着又はろう付けにより支持板に取付けねばならない部品例えば抵抗の分離に関する。この分離の目的は、例えば個々の能動部品及び受動部品例えば画像記録素子の汚れの回避である。従ってまず受動部品が印刷配線板上に設けられ、画像記録素子が後の処理段階で支持板上に設けられる。更に印刷配線板の老化又は熱的挙動のような上述した影響が、光学装置の集束にもはや影響を及ぼさない。光学モジュール特にレンズの接着は、本発明によれば、支持板上で直接行うことができ、それにより部品としてのレンズ保持体を、公知の光学装置に比べて節約することができる。更に支持板の材料を光学モジュールのハウジングの接着及び膨張係数に対する要求に応じて有利に選ぶことができる。本発明の実施形態では、画像記録素子が支持板にある穴に設けられ、かつ印刷配線板上に設けられている。この実施形態の重要な利点は、同様に画像記録素子−支持板−印刷配線板構造に応じて、光学モジュールを支持板に直接結合できることである。【０００８】  本発明による光学装置は、光学モジュール、画像記録素子、印刷配線板及び支持板を含んでいる。本発明による光学装置は、更に画像記録素子と印刷配線板との間に電気接触部を含んでいる。支持板は、一方の側に画像記録素子が設けられ、他方の側に印刷配線板が設けられているように、構成されているのがよい。光学モジュールはなるべく少なくとも１つのレンズを含み、かつ支持板に結合され、光学モジュールが、特に画像記録素子が設けられている支持板の側に、画像記録素子の上に位置ぎめされている。支持板と光学モジュールとの結合は、接着結合であるのがよい。【０００９】  本発明によれば、有利な画像記録素子−支持板−印刷配線板構造（印刷配線板の上の支持板の上の画像記録素子）が生じる。接着結合のほかに、光学モジュールと支持板との間のあらゆる他の可能な結合技術、例えばろう付け結合も可能である。光学モジュールは例えばレンズ、レンズ保持体及び／又はレンズ及びレンズ保持体から成る結合部である。印刷配線板例えば可撓印刷配線板はなるべく電気絶縁材料から成り、それに付着する導電接続部及び選択的に別の電気／又は電気−材料部品を持つように構成されている。【００１０】  画像記録素子はなるべく画像記録チップ又は撮像チップ例えばＣＭＯＳチップ又はＣＣＤチップである。支持板は例えば金属板又はセラミック板として構成することができる。支持板は光学モジュールと同じ材料から製造されているのがよく���例えば光学モジュールがレンズである場合、レンズハウジングと同じ材料から成っているのがよい。支持板を金属板として構成する場合別の利点は、従来技術から公知の装置に対して、本発明による光学装置の一層高い長時間安定性が生じることである。【００１１】  本発明の好ましい構成では、光学モジュール、画像記録素子及び／又は印刷配線板が支持板に直接結合されている。結合は例えば接着結合及び／又はろう付け結合である。【００１２】  本発明の選択的な実施形態では、支持板に少なくとも１つの穴が形成されている。少なくとも１つの穴は、例えば輪又は四角形の形で、なるべく画像記録素子の近く又は周りにかつ／又は一部画像記録素子の下で支持板に形成することができる。画像記録素子と印刷配線板との電気的接触が、少なくとも１つの穴を通して行われるのがよい。その際接触は、ボンド例えば少なくとも１つの穴に通されているボンド線を介して行われるのがよい。【００１３】  本発明の別の選択的な実施形態では、支持板が２つの穴を持ち、これらの穴がなるべく画像記録素子の互いに反対の側でかつ一部画像記録素子の下で支持板に設けられている。画像記録素子と印刷配線板との電気的接触は、特に２つの穴を通して行われる。接触は、２つの穴に通されているボンドを介して行われるのがよい。【００１４】  本発明の好ましい構成では、支持板が画像記録素子の形に形成されている１つの穴を持っている。選択的に穴は、画像記録素子に対して特定の過大寸法を持つように形成されている。【００１５】  別の選択的な実施形態では、穴が支持板に形成され、画像記録素子が穴の上及び／又は中に設けられている。画像記録素子と印刷配線板との接触が複数の球を介して行われるのがよい。このため画像記録素子をＢＧＡ撮像素子として構成することができる。ＢＧＡは特にボールグリッドアレーを表す。ＢＧＡ撮像素子は部品下側にある球状のろう接続部を含み、即ちＢＧＡ撮像素子として構成されている画像記録素子において、接触子がなるべく画像記録素子の裏側にあるろう球として構成されている。各ＣＭＯＳチップ又はＣＣＥチップはＢＧＡ撮像素子として構成することができる。選択的に画像記録素子と印刷配線板との接触は、例えばボンド線又はボンドチップの形のボンドを介しても行うことができる。【００１６】  本発明の好ましい構成では、光学モジュール及び／又は支持板及び／又は印刷配線板は回転対称に構成されている。【００１７】  本発明の好ましい構成では、支持板が薄壁の皿状板部分として形成され、上方へ曲げられる縁範囲を持つことができる。波状肩部がなるべく支持板の皿面の側に形成され、この側に画像記録素子が設けられている。肩部は、画像記録素子の周りに例えば円状に又は環状に設けることができる。これにより特に１つの内側容積が画像記録素子の周りに区画され、この内側容積に密封用封止材を設けることができる。【００１８】  それ以外の利点及び選択的な構成は、図面及びその説明からわかる。実施例が図面に簡単化して示され、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  従来技術から公知の光学装置の例を示す。
【図２】  従来技術から公知の光学装置の別の例を示す。
【図３】  本発明による光学装置の例を示す。
【図４】  本発明による光学装置に設けることができる支持板を示す。
【図５】  本発明による光学装置の別の例を示す。
【図６】  本発明による光学装置の更に別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  図１において、支持ハウジング２（この場合レンズ保持体）と光学モジュール２（この場合レンズ）との間に接着剤ビード３が設けられている。レンズ保持体１２は、印刷配線板４を介して画像記録素子６に結合され、印刷配線板４の下に支持板５が設けられ、印刷配線板４の上に画像記録素子６が設けられている。図１において画像記録素子６は、球７を介して行われる印刷配線板４への接触部を持つ画像チップ又は球−格子包装体である。球−格子包装体は、特に装着用の接続部がチップの下側にこじんまり存在するような画像チップの装着を意味する。接続部は、列及び行から成る格子になるべく隣接して存在する小さいろう玉である。これらのろう玉は例えばろう付け炉内におけるろう付けの際溶融して、印刷配線板の材料例えば銅に結合される。レンズ保持体１２は印刷配線板４に直接結合されている。図１に示されている画像記録素子−印刷配線板−支持板構造（印刷配線板４上の画像記録素子６及び支持板５上の印刷配線板４）は、印刷配線板４の影響例えば公差、温度挙動及び老化が光学装置１の集束に直接影響を及ぼす、という欠点を持っている。光学モジュール２は複数の光学素子２．１を持ち、それは特にレンズである。
【００２１】  図２における光学装置１の構造は、多くの部分において図１の説明に一致し、図２の画像記録素子６は印刷配線板４へ直接接着され、画像記録素子６と印刷配線板４との接触はボンド８を介して行われる。図２における画像記録素子６は更に覆いガラス６．１を持っている。印刷配線板４上には、別の受動構成要素１３例えば電気機械装置を設けることができる。図２には、可能な別の構成要素１３として抵抗が印刷配線板４上に設けられている。
【００２２】  図３には、本発明による光学装置１の例が示されている。この場合画像記録素子６は直接支持板５上に設けられて、これに結合されている。選択的に１つ又は複数の受動構成要素１３例えば１つ又は複数の抵抗を持つ印刷配線板４は、支持板４の下にある。光学モジュール２は支持板５上の画像記録素子６の上に設けられ、接着剤結合部を介して特に接着剤ビード３により結合され、それにより例えば製造公差及び／又は組立て公差を補償することができる。その結果有利な画像記録素子−支持板−印刷配線板構造（支持板５の上に画像記録素子６及び印刷配線板４の上に支持板５）が生じる。画像記録素子６と印刷配線板４との接触は、図３では例えば支持板５にある２つの穴９に通されているボンド８を介して行われる。穴９は、画像記録素子６の互いに反対の側で支持板５に形成されている。更に図３の実施例から、光学モジュール２この場合レンズが支持板５に直接結合されている、という本発明の重要な利点が生じる。この場合図１及び図２の従来技術に比べて、レンズ保持体１２の形の付加的な構成要素を持つ複雑な構造がなくなる。光学モジュール２は複数の光学素子２．１を持ち、特に少なくとも１つの光学素子２．１はレンズである。支持板５、印刷配線板４、画像記録素子６、受動構成要素１３及び光学モジュール２は、本発明によれば複数部分で構成するか、又は図３に示すものとは異なる形状を持つことができる。
【００２３】  図４には、本発明による光学装置１に設けることができる支持板５が示されている。この場合支持板５に２つの穴９が形成され、これらの穴を通して、ボンド８による画像記録素子６と印刷配線板４との接触が行われる。本発明により支持板５の下に設けることができる印刷配線板４は、図４には示されていない。図４の画像記録素子６は、特に能動範囲６．２を持っている。支持板５、画像記録素子６及び穴９は、本発明により複数部分で構成するか、又は図４に示すのとは異なる形状を持つことができる。
【００２４】  図５には、本発明による光学装置１の別の例が示されている。光学装置１の構造は、多くの部分において図３について説明したものに一致している。これに反し図５では、１つの穴９が画像記録素子６より下の支持板５に形成されている。この場合ＢＧＡ撮像素子である画像記録素子６は、支持板５の穴９内で直接印刷配線板４上に設けられている。
【００２５】  図６には、本発明による光学装置１の別の例が示されている。装置１の構造は、多くの部分で図３に説明したものに一致しているが、図６では支持板５を、特に鋳造部分又はダイカスト部分として、又金属板から成る打抜き部分、深絞り部分及び／又はプレス部分として製造することができる。支持板５は薄壁の皿状板部分として構成され、波状肩部１０を持っている。波状肩部１０は画像記録素子６の周りに形成されて、封止材１１に内側容積１４を区画して設けられている。覆いガラス６．１を含む画像記録素子６は、更に支持板５にある穴９を通して、ボンド８を介して印刷配線板４に結合されている。
【符号の説明】
【００２６】１        光学装置
２        光学モジュール
２．１    光学素子
３        接着剤ビード
４        印刷配線板
５        支持板
６        画像記録素子
６．１    覆いガラス
６．２    能力範囲
７        球
８        ボンド
９        穴
１０      波状肩部
１１      封止材
１２      支持ハウジング
１３      受動構成要素
１４      内側容積
【図１】
0005913284.tif 000002
【図２】
0005913284.tif 000003
【図３】
0005913284.tif 000004
【図４】
0005913284.tif 000005
【図５】
0005913284.tif 000006
【図６】
0005913284.tif 000007