CN100409668C - 摄像单元和摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置，其可以确保组装状态下的摄像元件的良好的位置精度，并获得良好的散热效果。该摄像装置由下列部分构成：机身侧镜头座，其组装进照相机机身内的主体结构体内，支承摄影透镜；快门，其沿光轴配置在主体结构体的开口部；以及摄像单元等。摄像单元具有：固定支承在主体结构体上的摄像元件固定板；光学LPF；保护玻璃；以及裸芯片式的摄像元件。摄像元件使非摄像面侧的表面固定在摄像元件固定板上，以高精度装配从机身侧的镜头座的表面到摄像元件的摄像面在光轴方向的距离。裸芯片式摄像元件被粘接固定在摄像元件固定板上。从而，可得到良好的散热性。

Description

摄像单元和摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像单元和摄像装置，更详细地，涉及将由裸芯片构成的摄像元件粘接固定在电路基板上的摄像单元以及利用该摄像单元的摄像装置。

背景技术

迄今为止，具有下述结构的数字照相机等电子设备，一般已经实用化并广泛普及，其将根据入射到摄影光学系统的来自被摄物体的光束而形成的被摄物体像，成像在配置于预定位置的、由裸芯片构成的摄像元件(例如，电子耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)等)的受光面上，并可将该被摄物体像作为预定形式的图像数据等进行记录。

作为数字照相机等摄像装置，例如具有由特开2002-218293号公报等公开的那样的裸芯片安装结构(参照该公报的图2)。

即，在保护玻璃上，利用粘接剂粘接着挠性印刷电路板(FPC)。对于该挠性印刷电路板，在与粘接有保护玻璃的粘接面相反侧的面上，经由电极焊盘、凸起(bump)连接着由裸芯片构成的摄像元件。在此情况下，摄像元件的受光面被配置为与保护玻璃对向。

并且，在该电极焊盘、凸起上涂敷粘接剂，以覆盖它们。从而，挠性印刷电路板与摄像元件被粘接结合，同时，形成摄像元件的受光面(像素区域)的密封结构。

这样，迄今为止，存在如下的裸芯片安装结构的装置，即，其是利用粘接剂，将由硬质的板状部件构成的裸芯片(摄像元件)和保护玻璃等结构部件粘接固定在作为柔软的板状部件的挠性印刷电路板上而形成。

并且，这样单元化后的装置(摄像单元)，通过组装进例如数字照相机等各种电子设备中，就可以担负该设备的摄像功能。

另一方面，在由上述特开2002-218293号公报等公开的摄像装置中，具有这样的结构，其使保护玻璃(透光性部件)的摄像元件侧的面，抵靠在摄像装置主体前面的接受面上进行组装。由此，就可以高精度地确保在透镜单元的光轴方向的摄像元件和摄像装置的定位。

可是，如上所述的结构的装置(摄像单元)，基本上也是以将摄像元件和保护玻璃等各种结构部件装配在具有柔软性的挠性印刷电路板上的形式构成的。从而，当将该摄像单元组装进数字照相机等电子设备中时，就会产生很难可靠地进行摄像单元相对于设备主体的定位这一问题点。

此外，由于摄像单元的装配手段而对构成摄像单元的摄像元件施加过度的应力等，也可能会产生该摄像元件的受光面(也称为摄像面)的平面度变坏等问题。

例如，图4是表示将上述那样的现有结构的摄像单元固定设置在设备主体上时的一个方式的主要部分的放大剖面图。

如图4所示，这一方式的摄像单元，主要由下列部分构成：摄像元件121；挠性印刷电路板117，其是具有开口117a的电路基板；以及保护玻璃124。

在该情况下，在摄像元件121的外周边部，经由电极、凸起，连接着挠性印刷电路板117的一个面的开口117a的内缘附近。此外，在挠性印刷电路板117的另一个面(与安装摄像元件121的面相反侧的面)上，通过粘接剂132，粘接固定着保护玻璃124的一个面的外周边部。并且，该保护玻璃124的另一个面的外周边部，压接固定在电子设备侧的固定部件140的预定的基准面上。

在应用了这种形式的固定装置的情况下，例如当对固定部件140施加某个外力时，该外力经由固定部件140和保护玻璃124的抵接面，在该保护玻璃124上作用有反力。从而，有可能产生保护玻璃因脆而破裂等问题。

此外，图5是表示将上述那样的现有结构的摄像单元固定设置在设备主体上时的另一个方式的主要部分的放大剖面图。

如图5所示，该另一方式的摄像单元主要由下列部分构成：摄像元件121；挠性印刷电路板117，其是具有开口117a的电路基板；保护玻璃124；以及固定部件141，在主要构成这一点上，与上述的一个方式的摄像单元(参照图4)相同。

在本方式的摄像单元中，在挠性印刷电路板117的另一个面(与配设保护玻璃124的面相同的面)上，通过粘接剂132，粘接固定着硬质的固定部件141。并且，该固定部件141用预定的手段，固定设置在电子设备的结构物上。

在应用了这种形式的固定设置手段的情况下，把挠性印刷电路板117介于中间，将保护玻璃124和摄像元件121相对于固定部件141定位。即，由柔软材料的挠性印刷电路板117支承的保护玻璃124和摄像元件121成为位于空中的状态。在这样的结构中，若对摄像装置整体施加振动等，因该振动的影响，挠性印刷电路板117弯曲，摄像元件121不能位于期望的位置，既不能得到正确的调焦结果，又可能迟早会使挠性印刷电路板117永久地弯曲。此外，由于摄像元件121只以单体连接到挠性印刷电路板117上，因此，散热性也变差，在得到的图像中也会载入许多噪声。

发明内容

本发明正是鉴于上述各点而完成的。

本发明的目的在于提供一种摄像装置，其以高精度确保处于组装进摄像装置中的状态的摄像元件的位置精度，并且具有良好的散热效果。

本发明的好处，从下面的详细说明中，就可以进一步了解。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的摄像装置的分解立体图。

图2是图1的摄像装置的主要部分的放大剖面图。

图3是表示沿图1的[III]-[III]线的剖面的主要部分的放大剖面图。

图4是表示将现有结构的摄像装置固定设置在设备主体上时的一个方式的主要部分的放大剖面图。

图5是表示将现有结构的摄像装置固定设置在设备主体上时的另一个方式的主要部分的放大剖面图。

图6是表示利用粘接剂，通过面粘接，将裸芯片安装结构的摄像装置粘合在板状的固定部件上时的一个方式的主要部分的放大剖面图。

具体实施方式

下面，对本发明的一个实施方式的摄像单元和摄像装置进行说明。

图1是本发明的一个实施方式的摄像装置的分解立体图。另外，在图1中，与组装有摄像单元的照相机机身一起表示。图2是包含图1的摄像单元的摄像装置的主要部分的放大纵剖面图。图3是表示沿图1的[III]-[III]线的剖面的主要部分的放大剖面图。以下，参照这些附图进行说明。

组装有本实施方式的摄像单元的照相机是单镜头反光式照相机，其主要由下列部分构成：照相机机身；以及构成为相对于该照相机机身可自由装拆，并具有光学部件(摄影透镜等)和光圈机构等的镜头筒等。并且，对于照相机整体的图示以及照相机机身的详细情况和镜头筒，作为一般的单镜头反光式照相机，省略其图示。

本实施方式的摄像单元，被容纳配置在该照相机的照相机机身内部的预定部位。该摄像装置包括：主体结构体4，其被固定支承在照相机机身上，并具有沿光轴O的中央开口部4a(参照图1)；机身镜头座13，作为摄影透镜支承部件，在其上可装拆镜头筒(未图示)；主反射镜5、快门(未特别图示)、摄像单元8等，它们是沿光轴O被配置在主体结构体4的中央开口部4a中的结构部件；以及调焦屏(未图示)、五棱镜40、目镜41等，它们被固定支承在主体结构体4的上部侧，构成取景器装置。

摄像单元8被配置在快门更后方的位置，快门被配置在上述主反射镜5的后方。该摄像单元8如图1、图2所示，具有：固定部件15，其作为支承部件，是摄像元件固定板；摄像元件21，其背面侧经由绝缘片34(在图2中未图示)，粘接固定在固定部件15上；挠性印刷电路板17，其安装连接到该摄像元件21的前面侧表面21a上；保护玻璃24，其由透光部件构成；光学LPF 26，其支承在橡胶框33上；以及保持部件35，其保持橡胶框33和光学LPF 26。

此外，在固定部件15的后方，配设有用于安装接口电路元件和图像处理电路元件等的电路基板36。

固定部件15由铝板或不锈钢板形成。该固定部件15经由绝缘片34保持摄像元件21，同时，也具有摄像元件21的散热功能。固定部件15如后所述，被固定安装在主体结构体4的背面部的摄像单元支承部4c(参照图1)上。

绝缘片34是具有预定尺寸的厚度很薄的片状部件。在该绝缘片34上，穿设有粘接剂涂敷用孔34a。

挠性印刷电路板17在大致中央部分设置有开口17a。此外，挠性印刷电路板17在两端部分设置有连接插件部17b。并且，在挠性印刷电路板17的背面侧，在开口17a的周边部附近，配设有连接用图形17c。

摄像元件21是裸芯片式(非封装)的摄像元件。在摄像元件21的前面侧表面21a的外周边部附近，设置有与挠性印刷电路板17的连接用凸起21b。

摄像元件21的背面侧表面21c以隔着绝缘片34的状态，在与固定部件15的前面侧抵靠的状态下被粘接固定。

更详细地，用粘接剂32将固定部件15和绝缘片34粘合起来。另外，粘接剂32通过前述的粘接剂涂敷用孔34a，将摄像元件21和绝缘片34用粘接剂32粘合起来。

此外，摄像元件21的前面侧表面21a在从挠性印刷电路板17的开口17a露出的状态下，使摄像元件21侧的连接用凸起21b与挠性印刷电路板17侧的连接用图形17c接触，在该状态下，两者被粘接固定起来。在该固定状态下，摄像元件21的摄像面，就成为与作为光学部件的镜头筒(未图示)的后面对向的状态。

保护玻璃24以密封状态，覆盖挠性印刷电路板17的开口17a的前面并粘接起来。从而，摄像元件21的前面侧表面21a利用保护玻璃24，可防止灰尘从其外侧侵入。

保持部件35是在大致中央具有开口部35a的框部件。在该开口部35a的后方侧(背面侧)，安装具有光学LPF 26的橡胶框33。并且，该状态下(安装了橡胶框33的状态)的保持部件35通过螺钉或粘接等，被固定在固定部件15的前面侧。

在橡胶框33的背面侧上，遍及全周，形成有框状突部33a(参照图2)。该框状突部33a在上述状态下，即在安装了橡胶框33的保持部件35被固定在固定部件15的前面侧的状态下，以密合状态抵接在保护玻璃24的前面的外周边部。从而，据此，保护摄像元件21的前面侧表面21a的保护玻璃24的前面侧表面就成为从外部密封的状态，可防止灰尘从外部侵入。

由摄像元件21、挠性印刷电路板17、保护玻璃24、光学LPF 26、以及安装有保持部件35的固定部件15构成的摄像单元8，通过使固定部件15的前面侧的预定部位，抵接在被设置于主体结构体4的背面侧的、形成为突状的3个位置的摄像单元支承部4c上，就被定位和安装。

更详细地，在主体结构体4的摄像单元支承部4c上，设置定位销(未特别图示)。使固定部件15的定位孔15b对着该定位销嵌入，固定部件15便被定位成处于与光轴O正交的位置。并且，在固定部件15的小螺钉通孔15a中，插入小螺钉37，将该小螺钉37旋合(拧入)在摄像单元支承部4c的螺纹孔4b中。从而，固定部件15相对于沿光轴O的方向被固定。此外，将挠性印刷电路板17的连接插件部17b插入电路基板36的预定的接插部(未特别图示)，将两者电连接。

如上所述，在主体结构体4的背面部固定安装了摄像单元8的状态下，固定部件15在被定位到与光轴O正交的方向的状态下，相对于沿光轴O的方向，抵靠在摄像单元支承部4c上，以很高的位置精度被固定起来。裸芯片式的摄像元件21经由绝缘片34，以抵靠的状态被粘接在固定部件15上。从而，从固定在固定部件15的前面侧的机身镜头座13的前面到固定部件15上的摄像元件21的摄像面(光电转换面)的距离(称为定位截距)的精度，再加上摄像元件21是裸芯片，就可以确保高的精度。

另外，摄像元件21不是封装式而是裸芯片式，并且，由于摄像元件21经由薄的绝缘片34，粘接固定在金属板制的固定部件15上，因此，摄像元件21的发热量以固定部件15作为散热片进行散热。从而，可以抑制摄像元件21的温度上升。此外，由于摄像元件21是裸芯片，因此在成本上也很有利。

在本发明中，在很广的范围内，不同的实施方式只要不脱离发明的思想和范围，当然可以根据本发明来构成。本发明除由附加的权利要求所限定的之外，并不受特定的实施方式制约。

Claims (12)

1. 一种摄像装置，其特征在于，具有：

摄像元件，其由裸芯片构成，该裸芯片具有与摄像面在同一面上的电连接部；

固定部件，其与所述裸芯片的摄像面的背面对向，支承所述裸芯片，由金属材料形成；以及

电路基板，其避开所述摄像面，与所述电连接部电连接，以使所述裸芯片能接受来自所述摄影透镜的摄像光束。

2. 如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

在所述摄像元件与所述固定部件之间，设置有散热部件。

3. 如权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

在所述散热部件上，设置有开口。

4. 如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述电路基板是挠性印刷电路板。

5. 如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

在所述裸芯片的所述摄像面上方，在所述电路基板的安装有摄像元件的面的背面，粘合有用于保护所述摄像面的透光性部件。

6. 如权利要求1～3任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像装置是单镜头反光式照相机。

7. 一种摄像单元，其特征在于，具有：

摄像元件，其由裸芯片构成，该裸芯片具有与摄像面在同一面上的电连接部；

固定部件，其与所述裸芯片的摄像面的背面对向，支承所述裸芯片，由金属材料形成；以及

电路基板，其避开所述摄像面，与所述电连接部电连接，以使所述裸芯片能接受来自所述摄影透镜的摄像光束。

8. 如权利要求7所述的摄像单元，其特征在于，

在所述摄像元件与所述固定部件之间，设置有散热部件。

9. 如权利要求8所述的摄像单元，其特征在于，

在所述散热部件上，设置有开口。

10. 如权利要求7所述的摄像单元，其特征在于，

所述电路基板是挠性印刷电路板。

11. 如权利要求7所述的摄像单元，其特征在于，

在所述裸芯片的所述摄像面上方，在所述电路基板的安装有摄像元件的面的背面，粘合有用于保护所述摄像面的透光性部件。

12. 如权利要求7～11任一项所述的摄像单元，其特征在于，

所述摄像单元是使用在单镜头反光式照相机中的摄像单元。

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