(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像するための予め定めた複数の画素領域で構成された撮像素子と、
画像を表示するための予め定めた複数の表示領域で構成されかつエレクトロルミネッセンス素子で構成された表示素子と、
前記撮像素子及び前記表示素子の各々を制御する制御回路層、及び前記撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を少なくとも含む多層基板と、
を備え、
前記多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層を一体にして構成した
ことを特徴とする撮像装置用電子回路モジュール。
【請求項２】
前記撮像素子は、ＣＣＤ素子またはＣＭＯＳ素子で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置用電子回路モジュール。
【請求項３】
前記多層基板は、アナログ回路層と、デジタル回路層とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置用電子回路モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の撮像装置用電子回路モジュールを含むカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置にかかり、特に、カメラなどの撮像装置に含まれる撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、被写体を撮影するカメラ装置は、技術発展に伴って、ネガフィルムなどの写真フィルムを必要としない電子的なカメラ装置（所謂デジタルカメラ）が数多く市販されている。このデジタルカメラ装置は、リアルタイムで撮像画像の表示を可能とするため、表示装置を内蔵しているものが多く、一般的には、被写体を撮像する撮像素子、撮像画像を表示する表示素子、これら撮像素子及び表示素子を制御する制御回路を備えている。
【０００３】
このようになカメラ装置は、撮像素子、表示素子、そして制御回路などを少なくとも含んでおり、これらは別個に製造されている。例えば、撮像素子、表示素子、そして制御回路を別個のモジュールとして製造し、これらをフレキシブルケーブルなどを用いて接続した後に、カメラ装置に収容している（特開平１０−３３６４９６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子的なカメラ装置は、高機能化、小型化や低価格化という相反する機能追求が叫ばれている。例えば、画素数の増加や表示密度の向上、そして様々な機能がカメラ装置上で提供可能というようにカメラ装置の集積度が増加しており、上述のように、カメラ装置は、撮像素子、表示素子、そして制御回路などを別個に製造してフレキシブルケーブルなどで接続しようとした場合、信頼性の低下や製造時のコスト高を招いていた。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、単純構成でかつ信頼性を向上できる撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置用電子回路モジュールは、画像を撮像するための予め定めた複数の画素領域で構成された撮像素子と、画像を表示するための予め定めた複数の表示領域で構成されかつエレクトロルミネッセンス素子で構成された表示素子と、前記撮像素子及び前記表示素子の各々を制御する制御回路層、及び前記撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を少なくとも含む多層基板と、を備え、前記多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層を一体にして構成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の撮像装置用電子回路モジュールは、撮像素子と、表示素子と、多層基板と、を備えた一体構造で形成されている。撮像素子は、画像を撮像するためのものであり、複数画素の各々の画素信号を出力するように予め定めた複数の画素領域で構成されている。表示素子は、撮影画像やメモリ素子などを備えた場合の記憶画像などの画像を表示するためのものであり、予め定めた複数の表示領域で構成されている。これらの撮像素子及び表示素子の各々は、多層基板上に取付られ、撮像素子、表示素子、及び多層基板による一体構造でモジュールが形成されている。このように、一体構造でモジュールが形成されるので、カメラ装置の組み立て作業が容易となる。撮像素子及び表示素子の各々は、多層基板に含まれる制御回路層における制御回路で制御される。また、多層基板は、撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を含んでいる。すなわち、モジュールは多層基板による一体構造で形成されているので、撮像素子と、表示素子とを外部の接続ケーブルを介することなく、接続関係を有することが可能となる。このため、撮像素子から出力されるアナログ信号を、そのまま利用して表示素子へ提供することができる。従って、外部ケーブルを利用して迂回した回路構成を構築することなく、最短距離で回路構成を構築することが可能となる。このように、アナログデジタル変換などの変換処理を必要としないので、信号信頼性を向上することができる。
【０００８】
前記撮像素子は、ＣＣＤ素子またはＣＭＯＳ素子で構成することができる。ＣＣＤ素子またはＣＭＯＳ素子で構成する場合、これらの素子を多層基板に直接接続する構成とすることができ、モジュールを簡素化することが可能となる。
【００１０】
また、前記表示素子は、エレクトロルミネッセンス素子を採用することができる。このエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）には、有機ＥＬ素子が一例としてある。有機ＥＬ素子は、シート状に形成することが容易であるため、画像表示に適している。
【００１１】
前記多層基板は、アナログ回路層と、デジタル回路層とを少なくとも含むことを特徴とする。制御回路は、一般的に信号そのもののを加工するアナログ回路と、アナログ尊号をデジタル化したデジタル信号を処理したりコマンドやデジタルデータを処理したりするデジタル回路とに大別される。アナログ回路は、微弱信号や高電圧信号を扱うことが多いため、デジタル回路から分離構成することが好ましい。そこで、アナログ回路及びデジタル回路を構成するために、アナログ回路層とデジタル回路層とを多層基板が含み、それぞれで層別構成することで分離することによって、各々の回路の特徴と充分引き出すことが可能となる。なお、上記回路層に電源回路層をさらに追加することも可能である。
【００１２】
前記制御回路層を含む多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層が一体にして構成することで、撮像装置用電子回路モジュールは、湾曲が可能となり、組み立て精度の影響を最小限度にすることが可能となる。
【００１３】
前記の撮像装置用電子回路モジュールを、カメラ装置に備えることによって、カメラ装置の構造は簡略化され、製造手順及びコストを抑制することができる。。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はデジタルカメラ装置に内蔵された各種電子素子を含むモジュールに本発明を適用したものである。
【００１５】
まず、デジタルカメラ装置に内蔵されたモジュール１０を説明する。図１には、モジュール１０の概要を示した。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、モジュール１０は、多層基板１６を備えており、多層基板１６の表側１０Ａには、ＣＣＤ素子１２が取り付けられている。このＣＣＤ素子１２の周囲の四方には、カメラ装置に固定するための穿孔１８が設けられている。図１（Ｂ）に示すように、多層基板１６の裏側１０Ｂには、表示素子である液晶表示素子（ＬＣＤ）１４が取付られると共に、本モジュール１０と外部装置や素子と接続するための端子２０が設けられている。
【００１７】
上記では、ＣＣＤ素子１２を撮像素子として用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ型の撮像素子でもよく、他の撮像素子でもよい。また、上記では、表示素子として液晶表示素子（ＬＣＤ）１４を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像表示が可能な素子であればよい。画像表示が可能な素子の一例として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いることができる。この有機ＥＬ素子は、発光層を含む有機化合物層の両側を電極層で挟持された積層構造の素子であり、画像に応じた電力を電極層に印加することで有機化合物層に含まれる発光層が発光して、画像が表示される。
【００１８】
上記多層基板１６は、回路配線を単純に積層化した積層基板に限定されるものではない。例えば、１つの電子回路を構成するための電子部品を実装した状態と等価な回路部分を１以上の層で構成する。すなわち、１または複数の回路チップを備えてこれらを３次元的に積層配線して１パッケージ（１層の）を構成する。このパッケージを複数重ねることで、多層基板を構成してもよい。このようにすることで、多層基板１６は、基板自体で電子回路を含む回路基板として構成することが可能となる。
【００１９】
図２に示すように、モジュール１０の多層基板１６は、第１層１６Ａ、第２層１６Ｂ、第３層１６Ｃ、及び第４層１６Ｄの順に積層されて構成されている。第１層１６Ａの第２層１６Ｂとの積層側の反対側が多層基板１６の表側１０Ａに対応する。また、第４層１６Ｄの第３層１６Ｃとの積層側の反対側が多層基板１６の裏側１０Ｂに対応する。第１層１６ＡにはＣＣＤ素子１２が取付られ、第４層１６Ｄには液晶表示素子１４が取付られる。
【００２０】
また、端子２０には、モジュール１０へ電力供給する電源部３４，レリーズスイッチなどカメラ操作のときに利用するスイッチやキーなどの操作部３６、カメラとして外部機器との接続のための接続装置４４が接続されている。
【００２１】
第１層１６Ａは、ＣＣＤ素子１２からのアナログ信号をアナログ信号のまま処理したり伝送したりＣＣＤ素子１２を制御したりするアナログ制御回路を含んだ電子回路層である。第２層１６Ｂは、ＣＣＤ素子１２からのアナログ信号をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換する機能を含んだり、変換されたデジタル信号（すなわち画像データ）を一時的に記憶するメモリ回路機能を含んだりする電子回路層である。第３層１６Ｃは、画像データを多数記憶する大容量メモリ回路機能を有したり、ＩＣカードなど他の装置との電気信号授受をする信号授受機能を有したりする電子回路層である。第４層１６Ｄは、液晶表示素子１４へ画像表示のためにデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換する機能を含んだり、液晶表示素子１４を制御したりする表示制御回路を含んだ電子回路層である。
【００２２】
なお、本実施の形態では、上記４層からなる多層基板を用いた場合を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記の少なくとも１つの層で多層基板１６を構成し、他の機能を多層基板１６上に載置するＩＣで提供してもよい。
【００２３】
図３には、上記モジュール１０を含むカメラ装置４２の主要機能を達成するための主要部をブロック図として示したものである。カメラ装置４２は、ＣＣＤ素子１２、液晶表示素子１４、及び多層基板１６からなるモジュール１０を備えている。カメラ装置４２は、ＣＣＤ素子１２へ被写体を結像するためのレンズ２２を含んでいる。
【００２４】
多層基板１６は、第１層１６Ａの機能に相当するアナログ制御回路５０、第２層１６Ｂの機能に相当する第１記憶回路５２、第３層１６Ｃの機能に相当する第２記憶回路５６、第４層１６Ｄの機能に相当する表示制御回路５４、及びモジュール１０の外部とのインタフェース部分である端子２０から構成されている。なお、端子２０は、アナログ制御回路５０、第１記憶回路５２、表示制御回路５４、第２記憶回路５６の各々にバス接続されている。
【００２５】
図３では、ＩＣカード４６に対して第２記憶回路５６との間で画像データを授受可能な構成の一例を示した。この場合、接続装置４４として、ＩＣカード・読み書き装置を端子２０に接続し（または、多層基板１６にその機能の層を追加し）、接続装置４４にＩＣカード４６を挿入する。そして、操作部３６による操作によって、ＩＣカード４６から画像データを読み出して第２記憶回路５６または第１記憶回路５２に格納したり、第２記憶回路５６または第１記憶回路５２に記憶された画像データをＩＣカード４６に書き込んだりすることが可能となる。
【００２６】
本実施の形態では、ＣＣＤ素子１２から出力されるアナログ信号（画像信号）は、第１記憶回路５２及び表示制御回路５４の少なくとも一方に出力される構成とされている。これは、液晶表示素子１４で画像を表示するための信号がアナログ信号であり、ＣＣＤ素子１２から出力されるアナログ信号をそのまま利用するためである。すなわち、表示制御回路５４では、アナログ制御回路５０から出力されたＣＣＤ素子１２からのアナログ信号を利用して液晶表示素子１４に画像を表示する。
【００２７】
この場合、ＣＣＤ素子１２から液晶表示素子１４までの配線すなわち多層基板１６上の配線は、ＣＣＤ素子１２の画素と液晶表示素子１４の表示領域の素子とが一対一で接続されることに限定されない。例えば、表示のときの比率や解像度を予め定めてその比率や解像度に対応するＣＣＤ素子１２と液晶表示素子１４との対応関係で接続すればよい。これは、ＣＣＤ素子１２による撮像信号を間引く処理に相当する。
【００２８】
また、ＣＣＤ素子１２から液晶表示素子１４までの配線で画像表示に必要な配線を多層基板１６上の配線でまかなうことができる。このため、Ａ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換などの処理を要することなく、画像表示が可能となる。また、その配線を多層基板１６上の配線でまかなうことができるので、外部に配線を延設させた迂回した回路構成が不要となり、最短距離の配線で回路を構成することができ、信号の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
第１記憶回路５２は、表示制御回路５４と、第２記憶回路５６とに接続されている。第１記憶回路５２ではＣＣＤ素子１２からのアナログ信号をデジタル変換して一時的に記憶する。このデジタル化された画像データは、第２記憶回路５６に蓄積したり、表示制御回路５４によりアナログ変換されて表示されたりする。表示制御回路５４は、上述のように、アナログ制御回路５０からのアナログ信号をそのまま液晶表示素子１４へ出力して画像表示することを基本機能として有している。また、他の機能として、第１記憶回路５２に一時的に記憶した画像データをそのまままたは解像度などを変更してアナログ信号を得て液晶表示素子１４へ出力する。また他の機能として、第２記憶回路５６に蓄積した画像データを選択して、その選択した画像データをそのまままたは解像度などを変更してアナログ信号を得て液晶表示素子１４へ出力する。
【００３０】
以上のように、カメラ装置４２の各種機能を多層基板１６上で構築可能とするモジュール１０を備えているので、カメラ装置４２の構成は単純化される。
【００３１】
次に、上述のモジュール１０を有する４２の具体的な構成及び組み立てについて図４及び図５を参照して説明する。
【００３２】
モジュール１０には、多層基板１６の表側１０ＡにＣＣＤ素子１２が取り付けられており、多層基板１６の裏側１０Ｂに液晶表示素子１４が取付られている。このモジュール１０の多層基板１６には、穿孔１８が設けられている。この穿孔１８の位置関係に対応する位置関係でピン２８が後カバー３０の内側に固定されている。
【００３３】
また、後カバー３０には、表示窓３２が設けられている。表示窓３２は、モジュール１０上に取り付けられた液晶表示素子１４の表示領域に対応する大きさの開口であり、防塵のためにアクリルなどの透明部材をはめ込んでおくことが好ましい。また、表示窓３２の開口位置は、モジュール１０上の穿孔１８と液晶表示素子１４との位置関係と同一の位置関係でピン２８とから離間して設けられる。
【００３４】
これによって、後カバー３０上に固定されたピン２８を基準としてモジュール１０の穿孔１８をピン２８にはめ込むことで後カバー３０上にモジュール１０を容易に固定することができる。同時に、この固定により、液晶表示素子１４の表示領域が外部に目視可能な位置すなわち表示窓３２に合致する位置に固定できる。
【００３５】
ＣＣＤ素子１２には、被写体の画像を結像する必要がある。本実施の形態では、被写体の画像をＣＣＤ素子１２上に結像するためのレンズ２２を、後カバー３０に設けられたピン２８を基準として固定する。すなわち、レンズ２２は台座２４に固定されている。台座２４は、ピン２８の位置関係と一致する四方の位置に穿孔２６が設けられている。これによって、ピン２８を基準としてモジュール１０を取り付けた後に、すなわち、その上にピン２８を基準として四方の穿孔２６をはめ込む。
【００３６】
このように、後カバー３０のピン２８にレンズ２２が取り付けられた台座２４の穿孔２６をはめ込むのみで（図５）、レンズ２２の光軸調整を必要とすることなく、簡単に光学系を組み立てることができる。
【００３７】
図５に示すように、後カバー３０のピン２８を基準として、モジュール１０を取付、さらにレンズ２２を取り付けた後には、これらを覆う表カバー４０を取り付ける。表カバー４０は後カバー３０と嵌め合わされるように、後カバー３０と表カバー４０とが構成されている。
【００３８】
この表カバー４０は、電源部３４、フラッシュ装置３７、操作部３６（図５の例では、レリーズスイッチ）を備えている。また、フラッシュ装置３７は大容量の電力を一時的に使用するため、電源部３４の電力を保持するコンデンサ３５が必要であり、このコンデンサ３５も表カバー４０に取り付けられている。また、表カバー４０は、後カバー３０と嵌め合わせたときに、レンズ２２を逃がすための開口３８も設けられている。なお、電源部３４、コンデンサ３５、操作部３６、フラッシュ装置３７は、図示しないケーブルによってモジュール１０に接続される。
【００３９】
このようにして構成された表カバー４０を、モジュール１０及びレンズ２２を備えた後カバー３０に嵌め合わせてカメラ装置４２を組み立てる。
【００４０】
なお、接続のための図示しないケーブルを不要とするためには、表カバー４０に後カバー３０と嵌め合わせたときの端子２０の位置に、後カバー３０と嵌め合わせたときに接触する電極部を設け、この電極部に、電源部３４、コンデンサ３５、操作部３６、フラッシュ装置３７の接続線を引き出せばよい。このよにすることで、後カバー３０と表カバー４０とを嵌め合わせることのみで、カメラ装置４２が完成する。
【００４１】
このように、本実施の形態では、モジュール１０上でＣＣＤ素子１２と液晶表示素子１４とを接続することが可能となるので、配線を最短の長さで構成することができる。これによって、画像表示までの速度を向上することができる。また、配線を短くすることができるので、発熱量をよく壊死することができ、カメラ装置４２としての発熱を抑制することができる。また、複数ユニットを接続する必要がないので、信頼性も向上する。
【００４２】
また、本実施の形態では、モジュール１０上でＣＣＤ素子１２と液晶表示素子１４とを接続することができるので、撮像素子の有効画素数と表示素子の画素数との対応関係を、多層基板１６上で設定することができる。この設定は、予め定めた比率で設定してもよく、配線の切換スイッチ（例えばアナログスイッチなど）で切換可能にしてもよい。これによって、撮像と表示との関係を制御装置の作動に依存することなく、自由に設定することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、後カバー３０にピン２８を取付、そのピン２８を基準として多層基板１６の穿孔１８を嵌め合わせることで液晶表示素子１４の表示領域の位置決め、レンズ２２を取り付けた台座２４の四方の位置に穿孔２６を嵌め合わせることでレンズ２２の光軸をＣＣＤ素子１２に位置決めすることが容易になる。従って、各々のユニット（モジュール１０、後カバー３０、表カバー４０）の組み立て時の位置決め調整を要することなく、組み立てることができる。これによって、簡単に高精度のカメラを組み立てることができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態では、多層基板１６として板状の安定的な基板を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、湾曲性を有する多層基板にも容易に適用可能である。
【００４５】
図６には、他の実施の形態として、デジタルカメラ装置に内蔵可能なモジュールの概要を示した。なお、他の実施の形態の構成は、フレキシブル基板で構成される多層基板１７以外は同様の構成であるため、同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図６（Ａ）に示すように、他の実施の形態のモジュールは、フレキシブル基板からなる多層基板１７を備えており、多層基板１７の表側には、ＣＣＤ素子１２が取り付けられている。この多層基板１７の裏側には、液晶表示素子１４が設けられる。この液晶表示素子１４は、湾曲させても表示が可能であるエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることが好ましい。このエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることで、多層基板１７を湾曲させて表示装置が湾曲されても、その湾曲に併せて表示装置を湾曲させることができ、その湾曲状態であっても、画像を表示させることができる。
【００４７】
従って、基板の平面性に限定されることなく、湾曲状態で取付可能になり、設計にあたっての自由度が増加する。
【００４８】
また、図６（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板からなる多層基板１７を折り曲げて利用することもできる。この場合、多層基板１７の表側で異なる位置（すなわち折り曲げる位置を中心として両側）に、ＣＣＤ素子１２及び液晶表示素子１４を設ける。この液晶表示素子１４は、湾曲させても表示が可能であるエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることが好ましい。このように多層基板１７を折り曲げて使用することで、モジュールの占有面積を小さくすることが可能となる。
【００４９】
このように、他の実施の形態では、モジュールを湾曲状態や折り曲げて利用することができるので、配置形状の自由度が増したり設置スペースを背悪したりすることができる。
【００５０】
なお、上記の実施の形態では、ストロボ装置を内蔵したカメラに本発明を適用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影機能のみを有するカメラ装置にも容易に適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像素子と、表示素子と、多層基板と、を備えた一体構造でモジュールを形成するので、カメラ装置の組み立て作業が容易となる。また、多層基板に一体構造で形成された撮像素子と表示素子とを外部の接続ケーブルを介することなく、接続関係を有することができるので、撮像素子から出力されるアナログ信号を、そのまま利用して表示素子へ提供することができ、外部ケーブルを利用して迂回した回路構成を構築することなく、最短距離で回路構成を構築することが可能となり、信号信頼性を向上することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるモジュールを示した斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるモジュール周辺の構成の一例を示したイメージ図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるカメラ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】カメラ装置を組み立てるときの後カバーに取り付けるモジュールとレンズを取り付ける過程を説明するための斜視図である。
【図５】カメラ装置を組み立てるときの後カバーと表カバーの構成を示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態にかかるモジュールを示し、（Ａ）は湾曲状態、（Ｂ）は折り曲げ状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…モジュール
１２…ＣＣＤ素子
１４…液晶表示素子
１６…多層基板
１８、２６…穿孔
２０…端子
２２…レンズ
２４…台座
２８…ピン
３０…後カバー
３２…表示窓
３４…電源部
３５…コンデンサ
３６…操作部
３７…フラッシュ装置
４０…表カバー
４２…カメラ装置
４６…ＩＣカード
５０…アナログ制御回路
５２…第１記憶回路
５４…表示制御回路
５６…第２記憶回路
【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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【図６】
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