(57)【要約】【課題】携帯端末内の撮像装置の配置される位置の相違に対し、対応可能で、且つ不良損失が低く、低コストで製作可能な撮像装置及び撮像装置製造方法を得る。【解決手段】撮像素子と、撮像光学系とが一体化された光学モジュール部と、回路部品が実装された回路基板部と、を有し、回路基板部は、非撓性基板と、該非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される可撓性基板もしくは可撓性基板により接続された非撓性基板で構成され、光学モジュール部の撮像素子を非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される基板と電気的に接続することで成した撮像装置とする。【選択図】        図２
2004309623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に被写体光を導く撮像光学系とが一体化された光学モジュール部と、
前記撮像素子を駆動する回路部品が実装された回路基板部と、を有し、
前記回路基板部は、非撓性基板と、該非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される可撓性基板もしくは可撓性基板により接続された非撓性基板で構成され、前記撮像素子を前記非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される基板と電気的に接続することにより、前記光学モジュール部と前記回路基板部とを一体化したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項３】
被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に被写体光を導く撮像光学系とが一体化された光学モジュール部を作成する工程と、
非撓性基板と、該非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される可撓性基板もしくは可撓性基板により接続された非撓性基板で構成される基板に、回路部品を実装した回路基板部を作成する工程と、
前記光学モジュール部の撮像素子を前記前記非撓性基板の切り欠き部に配置された基板と電気的に接続する工程と、を有する撮像装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置、特に携帯電話機やモバイルコンピュータ等の携帯端末への搭載に好適な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型で薄型の撮像装置が開発され携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載されるようになった。
【０００３】
また撮像装置に使用される撮像素子としては、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が使用されている。
【０００４】
これらの撮像装置は、撮像素子をプリント基板に実装すると共に、撮像素子の上部に撮像光学系を搭載したものが公知である。
【０００５】
また、光学モジュール部の薄型化のため、フリップチップ実装により撮像素子と撮像光学系でフレキシブルプリント基板を挟むように構成し、このフレキシブルプリント基板を電子部品の搭載された基板のコネクタに接続しカメラシステムとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２８０７２号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、撮像装置を内蔵した携帯電話機の普及が著しい。これらの携帯電話は、非常に他品種であり、またその世代交代の周期も非常に短いのが実状である。
【０００８】
これらの携帯電話は、撮像装置の配置される位置も種々であり、更にその筐体の形状も同様に多種にわたっている。これらに対し内蔵される撮像装置の形状を個々に対応しようとすると、多種の撮像装置を準備しなくてはならず、治工具費の増大と生産効率の低下を招き、ひいてはコストアップが避けられない。
【０００９】
また、特許文献１に記載のカメラシステムは、フリップチップ実装により撮像素子とレンズユニット部を含めた厚みを薄く構成できる利点を有するが、接続する電極部が撮像素子受光面と同面にあるため封止用の樹脂や接続部の強度確保のための接着剤が受光面にまわり込み、撮像性能に悪影響を与える問題が発生し不良率の増大及び不良時には撮像素子に接続されたフレキシブルプリント基板も廃棄せねばならずコストアップしてしまう問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑み、携帯端末の微妙な形状の違いに対応可能で、携帯端末内の撮像装置の配置される位置の相違に対し迅速に対応可能で、且つ不良損失が低く、低コストで製作可能な撮像装置及び撮像装置製造方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に被写体光を導く撮像光学系とが一体化された光学モジュール部と、前記撮像素子を駆動する回路部品が実装された回路基板部と、を有し、前記回路基板部は、非撓性基板と、該非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される可撓性基板もしくは可撓性基板により接続された非撓性基板で構成され、前記撮像素子を前記非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される基板と電気的に接続することにより、前記光学モジュール部と前記回路基板部とを一体化したことを特徴とする撮像装置、とすることで達成される。
【００１２】
これにより、光学モジュール部が可撓性の基板で回路基板と接続されるため光学モジュール部は微妙な位置や方向の変更が可能となり、微少な形状の異なる携帯端末に対しても同一の撮像装置で対応できるようになる。また、回路部品の実装を非撓性の基板に行うことで、実装の容易さのみならず基板コストの削減が可能となる。
【００１３】
更に、この撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末とすることで、上述の効果を有した撮像装置を搭載した携帯端末を得ることができる。
【００１４】
また、被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に被写体光を導く撮像光学系とが一体化された光学モジュール部を作成する工程と、非撓性基板と、該非撓性基板の開口部又は切り欠き部に配置される可撓性基板、もしくは可撓性基板により接続された非撓性基板で構成される基板に、回路部品を実装した回路基板部を作成する工程と、前記光学モジュール部の撮像素子を前記前記非撓性基板の切り欠き部に配置された基板と電気的に接続する工程と、を有する撮像装置製造方法、とすることで達成される。
【００１５】
これにより、光学モジュール部と回路基板部を別個に組み立てることにより不良時の廃棄による損害を最少に押さえることができ、低コスト化が可能なる。
【００１６】
更に、数種の光学モジュールと数種の回路基板部を作成しておき、結合時の組み合わせを変更することで、多種の形態、形状の撮像装置を容易に得ることができ、顧客の種々の要望に対し対応可能で、かつ低コストで供給可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観を示す図である。
【００１９】
図１に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ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。撮像装置の光学モジュール部４は、上筐体７１内の画面表示部のパネルＤの上方に内蔵されており、光学モジュール部４の光学部材が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００２０】
なお、この光学モジュール部４の位置は上筐体７１内の画面表示部のパネルＤの下方に配置してもよい、また中心線から左右にずれて配置されていてもよい。更に、携帯電話機は折りたたみ式でなくともよい。
【００２１】
図２は、本実施の形態における撮像装置１００の一例を示す外観斜視図である。
【００２２】
図２に示すように、撮像装置１００は可撓性の基板であるフレキシブルプリント基板ＦＰＣと非撓性の基板２１で構成された回路基板部２０と、光学モジュール部４で構成されている。光学モジュール部４は、光入射のための開口部を有する遮光板５と光学部材及び撮像素子等を内包する外枠部材６で構成される。
【００２３】
回路基板部２０の基板２１は紙フェノールやガラスエポキシ系等の基板であって、コネクタ２２、各種電子部品２３、２４及びシステムＩＣ２５等が実装される。システムＩＣ２５は、光学モジュール部４内の撮像素子を駆動するための駆動回路や光学モジュール部４によって得られる画像信号に種々の画像処理を施す画像処理回路などを構成するものである。コネクタ２２は、この撮像装置１００を携帯端末内の他の基板と接続するためのものである。
【００２４】
フレキシブルプリント基板ＦＰＣは、例えばポリエステルやポリイミドからなるベースフィルムに銅等の導体材料によって配線パターン（不図示）を形成したものである。
【００２５】
図３は、図２に示すＦ−Ｆ線で切断した光学モジュール部４の一部省略断面図である。
【００２６】
同図に示すように、光学モジュール部４は撮像素子２、外枠部材６、遮光板５に加え、光学部材１、絞り板３、弾性部材７、赤外カットフィルタ８で構成されている。
【００２７】
図３において、撮像素子２は例えばＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、まず図示のように外枠部材６に接着し取り付けられる。この後、撮像光学系である光学部材１を外枠部材６の上方から落とし込み、組み込まれる。この光学部材１には、開口部３ａを有する絞り板３が取り付けられている。また、光学部材１はフランジ部１ｅを有し、このフランジ部１ｅを押圧するように弾性部材７が組み込まれ、赤外カットフィルタ８の組み付けられた遮光板５が外枠部材６に接着される。弾性部材７により押圧された光学部材１は、少なくとも３箇所に設けられた脚部１ｄで撮像素子２に当接するようになっている。これにより撮像素子２の受光部２ａと光学部材１の光学有効面１ａの間隔が保証される。光学モジュール部４は以上のようにしてユニットとして作成される。
【００２８】
同図に示す一点鎖線は、後述の光学モジュール部４の撮像素子２と接続される基板を示し、撮像素子２の接続部２ｂと、この接続部２ｂに対応して基板上に形成された接続端子部との間で接続するよう構成されている。
【００２９】
図４は、本発明に適用される回路基板部２０の種々の形状例を示した図である。
【００３０】
同図において、Ａ及びＣは非撓性基板、例えば紙フェノールやガラスエポキシ系の基板を示し、Ｂは可撓性基板、例えばフレキシブルプリント基板を示している。
【００３１】
図４（ａ）は、非撓性基板Ａの角部を切り欠いて、この切り欠き部に可撓性基板Ｂを配置し接続した基板を示している。図４（ｂ）は、非撓性基板Ａをコの字状に切り欠いて、この切り欠き部に可撓性基板Ｂを配置し接続した基板を示している。図４（ｃ）は、非撓性基板Ａの中央を開口部にし、この開口部に可撓性基板Ｂを配置し接続した基板を示している。図４（ｄ）は、非撓性基板Ａをコの字状に切り欠いて、この切り欠き部に２方向から可撓性基板Ｂを配置し接続した基板を示している。図４（ｅ）は、非撓性基板Ａと、可撓性基板Ｂにより接続された非撓性基板Ｃで構成された基板を示している。なおこれらは、リジットフレキと呼ばれる、非撓性基板部と可撓性基板部が一体で構成された基板を使用してもよい。
【００３２】
図４（ａ）〜（ｄ）に示す可撓性基板Ｂには、前述の撮像素子２の接続部２ｂに対応した接続端子ＢＰが形成され、図４（ｅ）においては、非撓性基板Ｃに撮像素子２の接続部２ｂに対応した接続端子ＢＰが形成されている。
【００３３】
このような構成の基板のうち、図４に示す非撓性基板Ａ（図２に示す非撓性基板２１に相当）上に、コネクタ、各種電子部品、及びシステムＩＣ等が実装され、回路基板部２０がユニットとして作成される。
【００３４】
このようにして光学モジュール部４と回路基板部２０がユニットとして個々に作成された後、この双方が結合され撮像装置１００が完成する。
【００３５】
この結合は、図４（ａ）〜（ｄ）の場合は、可撓性基板Ｂに形成された接続端子ＢＰに、図３に示す光学モジュール部４の撮像素子２の接続部２ｂが電気的に接続されることでおこなわれ、図４（ｅ）の場合は、非撓性基板Ｃに形成された接続端子ＢＰに、光学モジュール部４の撮像素子２の接続部２ｂが電気的に接続される。なお、この接続時に外枠部材４と可撓性基板Ｂ若しくは非撓性基板Ｃを接着剤で固着することが好ましい。
【００３６】
このように、光学モジュール部４と回路基板部２０を別ユニットとしてそれぞれを作成することにより不良発生時の廃棄による損害を最少に止めることができ、低コスト化できる。
【００３７】
更に、数種の光学モジュールと数種の回路基板部を作成しておいて、結合時の組み合わせを変更することで、多種の形態、形状の撮像装置を容易に得ることができ、顧客の種々の要望に対し迅速に対応可能で、かつ低コストの供給を可能とできる。
【００３８】
加えて、電子回路部品の実装を非撓性基板におこなうことで、取り扱いの容易性、実装の容易性のみならず基板コストの削減も可能となる。
【００３９】
以上のようにして組み立てられた撮像装置が携帯端末内部の微妙な形状の違いに対応する例を以下に説明する。
【００４０】
図５は、本発明の撮像装置、即ち光学モジュール部４と回路基板部２０を内蔵した携帯電話の撮像装置周辺を示す一部省略断面図である。
【００４１】
図５（ａ）〜（ｃ）において、３１は外表面側カバー、３２は内表面側カバーであり、上筐体７１（図１参照）を構成する。Ｄは画面表示部のパネル、３４は表示装置であり、この表示装置３４はカラーの画像及び文字、キャラクター等を表示するものである。４は光学モジュール部、２０は回路基板部であり、前述の可撓性の基板Ｂを介し一体となっている。３３は防塵パネルであり、外表面側カバー３１は開口部Ｅを有し、光学モジュール部４の前面に配置される。
【００４２】
図５（ａ）は外表面側カバー３１の外表面と光学モジュール部４の光軸が直交するよう配置された例である。図５（ｂ）は、外表面カバー３１の端部で、外表面カバー３１の長手方向表面に対し光学モジュール部４の光軸を斜めに傾けて配置された例であり、図５（ｃ）は上筐体７１の長手方向表面に略平行な方向に光学モジュール部４の光軸を向けて配置した例を示している。
【００４３】
このように、光学モジュール部４と回路基板部２０が可撓性の基板Ｂを介して接続されているため上記のように携帯端末内で種々の方向に光学モジュール部４が配置されても同じ撮像装置での対応が可能となる。
【００４４】
また、図５（ｂ）、図５（ｃ）のような配置の場合、光学モジュール部４の背面を保持しなくとも、可撓性の基板Ｂの持つ弾性力を利用することで保持部材を不要とすることができる。即ち、光学モジュール部４の前面が外表面側カバー３１の開口部Ｅ周辺の平面部に当接し、可撓性の基板Ｂの持つ弾性力により押しつけられて図示の状態を保持することができる。
【００４５】
なおこのように弾性力を利用する場合は、可撓性基板がポリイミド製のフレキシブルプリント基板の場合は、光学モジュール部４と回路基板部２０を繋ぎの部分の可撓性の基板Ｂの長さは、基板Ｂの片面にのみパターンが形成されている場合１〜５ｍｍ程度、また両面にパターンが形成されている場合は２〜１０ｍｍ程度が望ましい。これは、基板の持つ弾性力が適度に働くためである。
【００４６】
図５に示した断面図は、回路基板部として図４（ａ）に示すものを用いて説明したが、携帯電話機Ｔの撮像装置レイアウトに応じ図４（ｂ）〜（ｅ）に示す回路基板部を適宜選択することにより多種の形態、形状の撮像装置を容易に得ることができる。これにより顧客の種々の要望に対し迅速に対応可能となり、かつ低コストで供給可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、携帯端末の微妙な形状の違いに対応可能で、携帯端末内の撮像装置の配置される位置の相違に対し対応可能で、且つ不良損失が低く、低コストで製作可能な撮像装置及び撮像装置製造方法を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯端末の一例である携帯電話機の外観を示す図である。
【図２】本実施の形態における撮像装置の一例を示す外観斜視図である。
【図３】図２に示すＦ−Ｆ線で切断した光学モジュール部の一部省略断面図である。
【図４】本発明に適用される回路基板部の種々の形状例を示した図である。
【図５】本発明の撮像装置を内蔵した携帯電話の撮像装置周辺を示す一部省略断面図である。
【符号の説明】
１  光学部材
２  撮像素子
３  絞り板
４  光学モジュール部
５  遮光板
６  外枠部材
７  弾性部材
８  赤外カットフィルタ
２０  回路基板部
１００  撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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