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公開番号2025039525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2024128717
出願日2024-08-05
発明の名称光学機器、車載カメラ、及び、輸送機器
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 7/02 20210101AFI20250313BHJP(光学)
要約【課題】撮像素子が実装される基板と撮像素子との電気接続部の破断が起こりにくく、且つ、小型化された光学機器、車載カメラ、及び、輸送機器を提供する。
【解決手段】レンズと、前記レンズを保持するレンズ保持部材と、前記レンズを透過した光を、撮像面で受容し電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を保持する素子ホルダと、が一体に形成された光学機器であって、前記素子ホルダは、前記撮像素子の前記撮像面の反対側の面と異なり、かつ、前記撮像面と異なる、前記撮像素子の表面を保持し、前記素子ホルダは、前記レンズの光軸に沿った光路方向において前記レンズに近い順に、第1の材料を含む第1の部材、及び、前記第1の材料とは異なる第2の材料を含む第2の部材を含み、前記第1の材料の線膨張係数は、前記第2の材料の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
レンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部材と、
前記レンズを透過した光を、撮像面で受容し電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する素子ホルダと、
が一体に形成された光学機器であって、
前記素子ホルダは、前記撮像素子の前記撮像面の反対側の面と異なり、かつ、前記撮像面と異なる、前記撮像素子の表面を保持し、
前記素子ホルダは、前記レンズの光軸に沿った光路方向において前記レンズに近い順に、第１の材料を含む第１の部材、及び、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む第２の部材を含み、
前記第１の材料の線膨張係数は、前記第２の材料の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする光学機器。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第１の材料の線膨張係数と前記第２の材料の線膨張係数との差は、３．５×１０
―６
／℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記第１の材料の線膨張係数は、１４．０×１０
―６
／℃以上２４．０×１０
―６
／℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項４】
前記第２の材料の線膨張係数は、９．９×１０
―６
／℃以上２０．５×１０
―６
／℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項５】
前記第１の材料は、ステンレス、銅合金、アルミ合金、ポリカーボネート樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項６】
前記第２の材料は、炭素鋼、ステンレス、銅合金、及び、アルミ合金からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項７】
前記第１の部材と前記第２の部材は、少なくとも２か所で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項８】
前記第１の部材と前記第２の部材は、ねじの締結、カシメ、溶接、溶着、及び、接着からなる群から選択される少なくとも１種によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項９】
前記素子ホルダは、ガラス転移温度が８５℃以上である樹脂材料を介して前記撮像素子を保持していることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記レンズ保持部材及び前記素子ホルダを保持するハウジングを有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器、車載カメラ、及び、輸送機器に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年自動車には、運転支援や自動運転の機能を果たすためのセンシングカメラや、自動車周辺を撮像するカメラなどの車載カメラが搭載されている。車載カメラで撮影された画像は、所望の画像処理によって道路の白線や障害物などを検知し、自動車を制御することなどに利用されている。
【０００３】
車載カメラは、コストや装置小型化の観点から、一般的なデジタルスチルカメラ等で用いられているオートフォーカス機能を持たず、固定焦点型の構成であるものが多い。また、環境温度が変化しやすい輸送機器で使用するため、車載カメラには幅広い環境温度での動作が安定していること、及び、環境温度の全域において優れた性能を維持することが求められる。
【０００４】
環境温度の変化は、車載カメラのハウジング等の寸法が変化することや光学系の焦点距離が変化することにつながる。例えば、ハウジングの光軸方向の長さは、環境温度の上昇に伴う材料の熱膨張に起因して、増加する場合がある。これにより、通常では、ハウジング前方に取り付けられる光学系と、ハウジング後方に取り付けられる撮像素子との間隔が温度上昇に伴って増加する。また、環境温度が上昇すると、レンズ間隔の増加やレンズ硝材の屈折率の温度特性の変化などにより、通常では、光学系の焦点距離は短くなる。
【０００５】
固定焦点型の車載カメラが幅広い環境温度の全域で優れた性能を維持するためには、環境温度の変化に伴う光学系の焦点距離の変化やハウジング等の寸法変化などを考慮し、撮像素子を光学系の合焦位置に近い位置に保持することが必要である。
【０００６】
文献１には、画像センサを担持するバックプレートが、温度の変化に伴って湾曲するように設計された二材料要素を備えることで、画像センサを画像焦点面の熱変位に追従するようにできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０１９－５３０８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の自動車用カメラモジュールは、バックプレートが画像センサの裏面を保持する構成である。ここで、一般に、画像センサから電気信号を取り出すためには、画像センサとして素子基板に実装された撮像素子を用い、さらに撮像素子と素子基板の間に電気接続部を設ける必要がある。したがって、温度変化に伴うバックプレートの湾曲変形により発生する応力が、撮像素子と素子基板との間の電気接続部に作用し、電気接続部が破断してしまうおそれがあった。
【０００９】
また、上述の構成では、画像センサの剛性によってバックプレートの湾曲変形を妨げられる。そのため、画像センサの位置の十分な調整に必要な変形量を可能にするために、湾曲可能なバックプレート自体を大きくする必要があり、装置が大型化してしまうという課題があった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、撮像素子が実装される素子基板と撮像素子との電気接続部の破断が起こりにくく、且つ、小型化された光学機器、車載カメラ、及び、輸送機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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