(57)【要約】【課題】  撮像光学系の光軸に対して撮像素子面が傾くことなく正確に直交させることができ、画質の個体差バラツキを解消できると共に、外力が加わってもプリント基板等の破損しない構造を有した、携帯端末に内蔵するに好適な、信頼性の高い撮像装置を得ること。【解決手段】  プリント基板と、プリント基板の一方の面に実装された撮像素子と、撮像光学系と、撮像光学系を保持する保持部材と、を有し、保持部材に、撮像光学系の光軸方向で撮像素子の光電変換部以外の部位で当接する当接部と、プリント基板の他方の面よりも突出した突出部と、を形成した撮像装置とする。【選択図】        図５
2006080961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、該プリント基板の一方の面に実装された撮像素子と、該撮像素子の光電変換部に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材に、前記撮像光学系の光軸方向で前記撮像素子の光電変換部以外の部位で当接する当接部と、前記プリント基板の他方の面よりも突出した突出部と、を形成したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記保持部材に、前記プリント基板の周縁部の少なくとも一部を取り囲む壁面を形成し、前記当接部が前記撮像素子の光電変換部以外の部位で当接した状態で、前記プリント基板を前記壁面の内壁に固着したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記突出部は、前記壁面を延伸して形成したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記プリント基板は孔部を有し、前記突出部は前記孔部を貫通して突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記壁面の内壁に複数のリブが形成され、前記リブにより、前記撮像素子の光軸直交方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子は、ベアチップ又はパッケージに収納されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、特に携帯電話等の携帯情報端末に使用される、小型で薄型の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、小型で薄型の撮像装置が携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。
【０００３】
これらの撮像装置には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の撮像素子が使用されている。
【０００４】
これらの撮像装置において、フレキシブルプリント基板にフリップチップ実装された撮像素子と、この撮像素子の周縁部を囲い込む枠体と、撮像レンズを保持する鏡筒部を有し、鏡筒部に形成された脚部と枠体に形成された突出部とで、鏡筒部と枠体を一体化し、外力から撮像素子の破壊を防ごうとする撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、プリント基板に実装された撮像素子と、外光を遮断する外装のホルダと撮像レンズを有し、このホルダと基板を一体化し、撮像レンズの一部を撮像素子と直接接触させた撮像装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３００４４０号公報
【特許文献２】特開平９−２８４６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
携帯情報端末に使用される撮像装置は、撮像素子の光電変換面の小面積化に伴い、焦点距離の非常に短い撮像光学系が使用されている。この短焦点の撮像光学系の場合、焦点深度は非常に浅いものとなり、光軸に対し撮像素子面が傾くことによる片ぼけ等の問題を解消するため、撮像光学系の光軸に対して撮像素子面を正確に直交させる必要がある。更に、撮像装置そのものが非常に小型であるため各部品が薄く形成され、撮像装置がユニット状態で載置されているときや携帯端末に搭載された状態で、外部より大きな外力が掛かった場合、プリント基板その他が破損してしまう危険性を有している。
【０００７】
上記の特許文献１に記載の撮像装置は、鏡筒部と枠体を一体化することで、外力から撮像素子の破壊を防ごうとするものであるが、撮像素子は突起電極（バンプ）を介してフレキシブルプリント基板に電気的に接続され、更にこの基板の他方の面を撮像レンズを保持する鏡筒部に接着により固定するものであり、撮像素子と鏡筒部の間にバンプ、フレキシブルプリント基板、接着剤等が介在し、これらの厚みの偏りにより、鏡筒部に対し傾いて固着される恐れがあり、撮像レンズ光軸と光電変換面の垂直度が安定せずバラツキを生じ、得られる画像に撮像装置間での個体差が発生する問題がある。
【０００８】
また、上記の特許文献２に記載の撮像装置は、撮像レンズの一部を撮像素子と直接接触させることで撮像レンズ光軸と光電変換面の垂直度は安定するが、一体化された外装のホルダに外力が掛かった場合、この外力は直接的にプリント基板が受ける構造となっており、プリント基板を破損させてしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑み、撮像光学系の光軸に対して撮像素子面を傾くことなく正確に直交させることができ、画質の個体差バラツキを解消できると共に、外力が加わってもプリント基板等の破損しない構造を有した、携帯端末に内蔵するに好適な、信頼性の高い撮像装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的は、以下の構成により解決される。
【００１１】
１）プリント基板と、該プリント基板の一方の面に実装された撮像素子と、該撮像素子の光電変換部に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材に、前記撮像光学系の光軸方向で前記撮像素子の光電変換部以外の部位で当接する当接部と、前記プリント基板の他方の面よりも突出した突出部と、を形成したことを特徴とする撮像装置。
【００１２】
２）前記保持部材に、前記プリント基板の周縁部の少なくとも一部を取り囲む壁面を形成し、前記当接部が前記撮像素子の光電変換部以外の部位で当接した状態で、前記プリント基板を前記壁面の内壁に固着した１）の撮像装置。
【００１３】
３）前記突出部は、前記壁面を延伸して形成したものである１）又は２）の撮像装置。
【００１４】
４）前記プリント基板は孔部を有し、前記突出部は前記孔部を貫通して突出している１）又は２）の撮像装置。
【００１５】
５）前記保持部材は、前記壁面の内壁に複数のリブが形成され、前記リブにより、前記撮像素子の光軸直交方向の位置決めを行う１）〜４）のいずれかの撮像装置。
【００１６】
６）前記撮像素子は、ベアチップ又はパッケージに収納されたものである１）〜５）のいずれかの撮像装置。
【００１７】
７）１）〜６）のいずれかの撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮像光学系を保持する保持部材に、撮像素子に当接する当接部を形成し、撮像素子を、この当接部に当接させて組み込むことにより、撮像素子がプリント基板に傾いて実装されている場合でも、撮像素子の光電変換面を撮像光学系の光軸に対して正確に直交させることができ、片ぼけのない均質な画像が得られ、個体差の発生しない撮像装置を得ることが可能となる。
【００１９】
更に、保持部材に、プリント基板面よりも光軸方向で突出した突出部を形成し、この突出部で撮像装置を支持させることにより、撮像装置の光軸方向に外力が加えられたとき、この外力を突出部を介して、撮像装置外へ伝搬させて逃がすことができ、プリント基板の破損しない構造の、信頼性の高い撮像装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。
【００２２】
同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置Ｓは、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置Ｓが上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００２３】
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
【００２４】
図２は、本発明に係る撮像装置１００の斜視図である。この撮像装置１００が図１に示す撮像装置Ｓに相当する。
【００２５】
同図（ａ）に示す撮像装置１００は、撮像素子の実装されたプリント基板１１と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクタ１７、撮像光学系を有した鏡枠１４、鏡枠１４を保持する保持部材１２で構成されている。この保持部材１２には図示のように、プリント基板１１の周縁部を部分的に取り囲む壁面１２ｈが形成されている。またプリント基板１１上には、図示しないが各種の抵抗、コンデンサ等の電気部品が実装されている。
【００２６】
同図（ｂ）に示す撮像装置１００は、撮像素子の実装されたプリント基板１１にフレキシブルプリント基板１５が接続されたものであり、端部のコネクト部１６が携帯端末の他の制御基板へ接続される構成のものである。
【００２７】
図３は、図２（ａ）に示す撮像装置１００の断面図である。同図（ａ）は、図２（ａ）に示す撮像装置１００のＦ−Ｆ線で切断した断面図であり、同図（ｂ）は、撮像素子を含み、光軸に直交する面で切断した断面図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同部材には同符号を付与して説明する。
【００２８】
同図（ａ）に示すように、第１レンズ２１、第２レンズ２２、及び固定絞り２３で構成された撮像光学系が、鏡枠１４に組み込まれている。この撮像光学系は、鏡枠１４内で第１レンズ２１に形成された脚部２１ｋと、第２レンズ２２に形成されたフランジ部２２ｆとを固定絞り２３を介して突き当てることで、第１レンズ２１と第２レンズ２２の間隔が決められ、外周を鏡枠と嵌合させることで軸合わせがなされており、接着剤Ｂにより固着されている。２４は赤外光カットフィルタである。この赤外光カットフィルタ２４は、第１レンズ２１又は第２レンズ２２に赤外光カットコートを施す場合には省略しても良い。
【００２９】
撮像光学系の像面側に配置されたベアチップの撮像素子２５は、プリント基板１１に固着されると共に、複数のボンディングワイヤＷＢにより電気的に接続されている。
【００３０】
鏡枠１４を保持する保持部材１２には雌ネジ部１２ｎが形成され、これに螺合する雄ネジ部１４ｎが鏡枠１４に形成されており、鏡枠１４を回転させることで光軸Ｏ方向に移動でき、所定の被写体距離に対するピント調整が可能となっている。
【００３１】
更に、保持部材１２には、撮像素子２５と当接する当接部１２ｔが形成されており、この当接部１２ｔが撮像素子２５の光電変換部以外の部位で当接した状態で、保持部材１２とプリント基板１１とが接着剤Ｂにより固着される。この固着は、プリント基板１１の周縁部を部分的に取り囲む壁面１２ｈの内壁と、プリント基板１１の周縁部とを接着することでおこなわれる。
【００３２】
なお、当接部１２ｔは平面図的には、例えば額縁状、下駄の歯状、或いは三角形の３箇所の頂点で撮像素子２５と接触するよう形成されると共に、当接部１２ｔの撮像素子２５との当接面を含む面は、光軸Ｏに直交する面となるよう形成されている。
【００３３】
更に、保持部材１２は、プリント基板１１の撮像素子２５の実装されていない側の面から、図示Ｈで示す量だけ突出した突出部１２ｋが、壁面１２ｈを延伸して形成されている。
【００３４】
また、同図（ｂ）に示すように、撮像素子２５の周縁部である側面は壁面１２ｈの内壁に形成された複数のリブ１２ｒと嵌合して組み込まれ、これにより撮像素子２５の光軸直交方向の位置決めがなされている。このリブ１２ｒは、ボンディングワイヤＷＢ及びプリント基板１１と干渉しないように設けられている。このようにすることで、撮像素子２５の光軸直交方向の位置決めを個体差なく行うことができる。
【００３５】
図４は、図２（ｂ）に示す撮像装置１００の図示Ｇ−Ｇ線で切断した断面図である。同図においては、大部分が図３と共通であり、異なる部分について説明する。
【００３６】
同図においても、図３と同様に保持部材１２には、撮像素子２５と当接する当接部１２ｔが形成されており、この当接部１２ｔが撮像素子２５の光電変換部以外の部位で当接した状態で、保持部材１２の壁面１２ｈの内壁とプリント基板１１の周縁部とが接着剤Ｂにより固着される。
【００３７】
更に、撮像素子２５の実装されたプリント基板１１には、携帯端末の他の制御基板へ接続するためのフレキシブルプリント基板１５が接続されており、このフレキシブルプリント基板１５から図示Ｈで示す量だけ突出した突出部１２ｋが、保持部材１２の壁面１２ｈを延伸して形成されている。また、撮像素子２５を含み、光軸Ｏに直交する面で切断した断面は、図３（ｂ）と同様である。
【００３８】
なお、上述の図３及び図４に示すＨの量は、撮像素子２５がプリント基板１１に対し、所定量傾いて実装された場合でも、周縁部が突出部１２ｋより突出せず、内側に位置することができる量に設定されている。
【００３９】
図５は、撮像素子２５が角度θだけ傾いて実装されたプリント基板１１が組み込まれた撮像装置１００の断面図である。
【００４０】
同図に示すように、撮像素子２５がプリント基板１１に傾いて実装されていても、この傾いた撮像素子２５に、当接部１２ｔを当接させた状態でプリント基板１１を保持部材１２の壁面１２ｈの内壁に接着固定することにより、撮像光学系の光軸Ｏに対して撮像素子２５の光電変換面をバラツキ無く安定して、正確に直交させて固定することができる。これにより、撮像装置１００への撮像素子２５の取り付けバラツキを解消でき、均質な画像が得られ、個体差の発生しない撮像装置１００を得ることが可能となる。
【００４１】
更に、保持部材１２に、撮像素子２５の実装されていない側のプリント基板面よりも突出した突出部１２ｋを形成することにより、撮像装置１００を載置或いは携帯端末内に組み込んだ際、載置される台、もしくは携帯端末を構成する他の構成部材２６に、突出部１２ｋを介して撮像装置１００が支持されるようになり、保持部材１２或いは鏡枠１４に図示矢印方向（光軸方向）に外力が加えられたとき、この外力は突出部１２ｋを介して、他の構成部材２６に掛かり、プリント基板１１に直接的に伝搬しない。これにより、外力が加わってもプリント基板等の破損しない構造の、信頼性の高い撮像装置を得ることが可能となる。
【００４２】
図６は、保持部材１２の壁面１２ｈを延伸して形成された突出部１２ｋの形状例を示す図である。同図（ａ）、（ｂ）は、図４に示した撮像装置１００を、プリント基板１１側から見た斜視図である。
【００４３】
同図（ａ）は、プリント基板１１の周縁部を囲むコの字状の壁面１２ｈを、そのままの形状で延伸し、突出部１２ｋを形成したものである。同図（ｂ）は、プリント基板１１の周縁部を囲むコの字状の壁面１２ｈを、部分的に延伸し、３箇所に突出部１２ｋを形成したものである。
【００４４】
図７は、壁面１２ｈから部分的に延伸した突出部１２ｋの形状例を示す拡大図である。
【００４５】
同図（ａ）は、厚みｔの壁面１２ｈを含む厚みＴの突出部１２ｋを形成した例であり、Ｔ＞ｔとしたものである。同図（ｂ）は、厚みｔの壁面１２ｈを含む直径Ｄの突出部１２ｋを形成した例であり、Ｄ＞ｔとしたものである。このように形成することで、突出部１２ｋの強度を増加させることができる。
【００４６】
なお、厚みｔの壁面１２ｈに、厚みｔより薄い突出部１２ｋを形成してもよいのは勿論である。
【００４７】
図８は、本発明に係る撮像装置の他の例を示す断面図である。同図は、保持部材１２に形成される突出部１２ｋを壁面１２ｈと異なる部位に形成したものである。
【００４８】
同図に示すように、撮像素子２５が実装されたプリント基板１１に孔部１１ｈを形成し、この孔部１１ｈに接触せずに貫通して突出するような突出部１２ｋを保持部材１２に形成したものである。その他は上述と同様に、撮像素子２５が保持部材１２に形成された当接部１２ｔに当接した状態で、プリント基板１１が保持部材１２に形成された壁面１２ｈの内壁に接着固定されている。
【００４９】
このような構成でも、当接部１２ｔと突出部１２ｋにより、上述と同様の効果を得ることができ、撮像素子２５の取り付けバラツキを解消でき、個体差の無い均質な画像が得られると共に、外力が加わってもプリント基板等の破損しない構造を有した、信頼性の高い撮像装置を得ることが可能となる。
【００５０】
なお、プリント基板の孔部を貫通して突出するような突出部と壁面を延伸した突出部を併用した構成でもよい。また、壁面１２ｈの内壁に複数のリブを形成し、撮像素子２５の周縁部である側面を嵌合して組み込む構成もできる。
【００５１】
図９は、本発明に係る撮像装置にパッケージに収納された撮像素子を用いた場合の断面図である。同図は、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの撮像素子を用いた場合を示している。
【００５２】
同図に示すように、撮像素子３０の外表面はカバーガラス３１、基板３２、樹脂部３３で構成されている。更に、この撮像素子３０は、複数の半田ボール３５によりプリント基板１１と電気的に接続及び固着されている。樹脂部３３は所謂インサート成形と同様な方法で、形成されたものである。
【００５３】
このような撮像素子３０に対し、保持部材１２には、撮像素子３０のカバーガラス３１と当接する当接部１２ｔが形成されており、この当接部１２ｔがカバーガラス３１に当接した状態で、保持部材１２とプリント基板１１とが接着剤Ｂにより固着される。この固着は、上述と同様に、プリント基板１１の周縁部と壁面１２ｈの内壁とを接着することでおこなわれる。更に、同様に、保持部材１２には、プリント基板１１の撮像素子３０の実装されていない側の面から、突出した突出部１２ｋが、壁面１２ｈを延伸して形成されている。また、撮像素子３０を含み、光軸Ｏに直交する面で切断した断面は、図３（ｂ）と同様に、壁面１２ｈの内壁にリブが形成され、このリブと嵌合して撮像素子３０の光軸直交方向の位置決めが行われる。
【００５４】
このような構成においても、当接部１２ｔにより、パッケージングされた撮像素子３０が、半田ボール３５の変形量の偏りにより、図示の如く角度θだけ傾いてプリント基板１１に実装されていても、撮像光学系の光軸Ｏに対して撮像素子３０をバラツキ無く安定して、正確に直交させることができ、取り付けバラツキを解消して、個体差の無い均質な画像が得られると共に、突出部１２ｋにより、撮像装置を載置或いは携帯端末内に組み込んだ際、載置される台、もしくは携帯端末を構成する他の構成部材２６に、突出部１２ｋを介して撮像装置は支持され、保持部材１２或いは鏡枠１４に図示矢印方向に外力が加えられても、突出部１２ｋを介して、他の構成部材２６に外力を逃がすことができ、プリント基板１１に直接的に伝搬しない。これにより、外力によりプリント基板等の破損しない構造の、信頼性の高い撮像装置を得ることが可能となる。
【００５５】
また、このようなパッケージされた撮像素子を用いる場合においても、図７に示した突出部の形状や、図８に示したプリント基板の孔部を貫通して突出する突出部を有する構成が適用可能であるのは言うまでもない。
【００５６】
なお、上述の実施の形態においては、２枚構成の撮像光学系を用いた例で説明したが、これに限るものでないのは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。
【図２】本発明に係る撮像装置の斜視図である。
【図３】図２（ａ）に示す撮像装置の断面図である。
【図４】図２（ｂ）に示す撮像装置の図示Ｇ−Ｇ線で切断した断面図である。
【図５】撮像素子が角度θだけ傾いて実装されたプリント基板が組み込まれた撮像装置の断面図である。
【図６】保持部材の壁面を延伸して形成された突出部の形状例を示す図である。
【図７】壁面から部分的に延伸した突出部の形状例を示す拡大図である。
【図８】本発明に係る撮像装置の他の例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る撮像装置にパッケージに収納された撮像素子を用いた場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１  プリント基板
１２  保持部材
１４  鏡枠
１５  フレキシブルプリント基板
２１  第１レンズ
２２  第２レンズ
２３  固定絞り
２５  撮像素子
１００  撮像装置
Ｂ  接着剤
Ｔ  携帯電話機
【図１】
2006080961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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