(57)【要約】【課題】自動焦点機能を備えたカメラモジュールの小型化を可能にするとともに、組立工程を簡素化することができるカメラモジュールを提供する。【解決手段】本発明のカメラモジュールは、基板と、前記基板に実装される立体回路基板と前記立体回路基板に装着される固体撮像素子とを含む画像処理ユニットと、前記立体回路基板に装着されるケースと前記ケース内に搭載されるレンズと前記レンズを光軸方向に駆動する駆動部とを含むレンズユニットと、を備え、前記駆動部と前記立体回路基板とを電気的に接続する導通部を有するものである。【選択図】図２
2009080166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に実装される立体回路基板と、前記立体回路基板に装着される固体撮像素子とを含む画像処理ユニットと、
前記立体回路基板に装着されるケースと、前記ケース内に搭載されるレンズと、前記レンズを光軸方向に駆動する駆動部とを含むレンズユニットと、
を備え、
前記駆動部と前記立体回路基板とを電気的に接続する導通部を有するカメラモジュール。
【請求項２】
請求項1に記載のカメラモジュールであって、
前記導通部は、
前記ケースに設けられる貫通穴と、
前記貫通穴に嵌合されるとともに、前記駆動部の配線部と前記立体回路基板に設けられた配線部とを電気的に接続する導電部材と、
を備えるカメラモジュール。
【請求項３】
請求項1に記載のカメラモジュールであって、
前記導通部は、
前記ケースに設けられた貫通穴と、
前記立体回路基板上であって、前記ケースの貫通穴と対応する位置に設けられる貫通穴と、
前記ケースの貫通穴と前記立体回路基板の貫通穴とに連続して嵌合されるとともに、前記駆動部の配線部と前記立体回路基板の脚部に設けられた配線部とを電気的に接続する導電部材と、
を備えるカメラモジュール。
【請求項４】
請求項1乃至３のいずれかに記載のカメラモジュールであって、
前記導電部材は、胴体部と、前記胴体部よりも縮径化された先端部との２段構造の円柱状体で構成され、前記貫通穴に係合されるように構成されたカメラモジュール。
【請求項５】
請求項1乃至４のいずれかに記載のカメラモジュールを用いた携帯電子端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールおよびこれを用いた携帯電子端末にかかり、特にレンズの焦点位置を調整できる光学構造体を有するカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子を搭載したカメラモジュールとして、種々の形態の製品が提案されている。種々のカメラモジュールの中には、固定焦点方式の製品の他に、自動焦点機能を備えた製品が提供されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図６に、従来の自動焦点機能付きカメラモジュールの断面図を示す。図６に示すように、従来のカメラモジュール２００は、外部から光を導入するレンズユニット２０１と、レンズユニット２０１からの信号を処理する画像処理ユニット２０２と、画像処理ユニット２０２が搭載される基板２０３とを備える。
【０００４】
画像処理ユニット２０２は、光信号を電気信号に変換する固体撮像素子２０２ｂと、固体撮像素子２０２ｂが実装される立体プリント基板２０２ａとにより構成されている。立体プリント基板２０２ａは、一方側においてはレンズユニット２０１が搭載され、他方側が基板２０３に実装されるものである。
【０００５】
レンズユニット２０１は、レンズ５２を覆う外ケース５１と、レンズ５２を駆動する駆動部５３とにより構成されている。駆動部５３は、レンズ５２を光軸方向に移動させてフォーカス位置に位置合わせするものである。
【０００６】
このように構成されたカメラモジュール２００において、立体プリント基板２０２ａの脚部に設けられる配線部は、基板２０３の配線部と電気的かつ機械的に接続している。このように、立体プリント基板２０２ａに実装される固体撮像素子２０２ｂは、立体プリント基板２０２ａの脚部の配線部を介して基板２０３に電気的に接続されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７５９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
また、自動焦点機能を有するカメラモジュール２００は、レンズユニット２０１内の駆動部５３にも電気的に接続する必要がある。そこで、従来の構成では、図６に示すように、外ケース５１にフレキシブル配線基板２０４を取り付け、フレキシブル配線基板２０４とレンズユニット２０１に内蔵されている駆動部５３とを電気的に接続するとともに、レンズユニット２０１から引き出されたフレキシブル配線基板２０４の他端を、基板２０３の通電用のコネクタ（接続端子）２０５に接続していた。
【０００９】
しかしながら、近年、携帯電話端末等の電子機器の小型化に伴い、カメラモジュールも小型化が要請されているが、従来のカメラモジュール２００は、上記の構成により、基板２０３上にコネクタ２０５を設置するスペースを確保する必要が生じてしまう。
【００１０】
また、上記構成のカメラモジュール２００は、基板２０３に画像処理ユニット２０２を接続する操作と、駆動部に接続されるフレキシブル配線基板２０４の装着操作、さらにはフレキシブル配線基板２０４と基板２０３上のコネクタ２０５とを接合する操作が必要となり、組立工程が煩雑になってしまう。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、自動焦点機能を備えたカメラモジュールの小型化を可能にするとともに、組立工程を簡素化することができるカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のカメラモジュールは、基板と、前記基板に実装される立体回路基板と、前記立体回路基板に装着される固体撮像素子とを含む画像処理ユニットと、前記立体回路基板に装着されるケースと、前記ケース内に搭載されるレンズと、前記レンズを光軸方向に駆動する駆動部とを含むレンズユニットと、を備え、前記駆動部と前記立体回路基板とを電気的に接続する導通部を有するものである。
【００１３】
また、本発明のカメラモジュールは、前記導通部が、前記ケースに設けられる貫通穴と、前記貫通穴に嵌合されるとともに、前記駆動部の配線部と前記立体回路基板に設けられた配線部とを電気的に接続する導電部材とにより構成されるものとしても良い。
【００１４】
この構成により、駆動部への通電が、導通部により、基板に実装された立体回路基板を介して為されるので、外ケースに別途フレキシブル基板を取り付けたり、また、基板上に専用の接続端子を設ける必要が無い。よって、基板を小型化することができ、カメラモジュールを小型化することができる。また、部品点数も削減することができ、製造工程も簡素化する。
【００１５】
また、本発明のカメラモジュールは、前記導通部が、前記ケースに設けられた貫通穴と、前記立体回路基板上であって、前記貫通穴と対応する位置に設けられる貫通穴と、前記ケースの貫通穴と前記立体回路基板の貫通穴とに連続して嵌合されるとともに、前記駆動部の配線部と前記立体回路基板の脚部に設けられた配線部とを電気的に接続する導電部材と、により構成されるものとしても良い。
【００１６】
この構成により、導電部材が、駆動部への通電を、基板に実装された立体回路基板を介して実現するとともに、ケースと立体回路基板との機械的接続も実現する。よって、基板を小型化することができるとともに、立体回路基板に装着されたケースが位置ずれするのを防ぐこともできる。
【００１７】
また、本発明のカメラモジュールは、前記導電部材が、胴体部と、前記胴体部よりも縮径化された先端部との２段構造の円柱状体で構成され、前記貫通穴に係合されるように構成されていてもよい。
【００１８】
この構成により、導電部材が、貫通穴に容易に装着され、かつ強固に固着可能である。また、カメラモジュールのように、振動などにより位置ずれが生じると大幅な性能劣化をもたらすものの場合、電気的接続を導電ピンなどの導電部材を貫通穴と係合させることで、撮像部を備えた画像処理ユニットとレンズユニットとの相対的な位置を強固に維持することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記カメラモジュールを用いた携帯電子端末を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、自動焦点機能を備えたカメラモジュールの小型化を可能にするとともに、組立工程を簡素化することができるカメラモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のカメラモジュール１００の外観斜視図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図２中のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、本実施の形態１のカメラモジュールに用いる立体回路基板２０の外観斜視図である。図５は、本実施の形態１のカメラモジュール１００の要部拡大図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態１のカメラモジュール１００は、本体基板３０と、本体基板３０に実装される画像処理ユニット２０と、画像処理ユニット２０に装着されるレンズユニット１０と、により構成されている。
【００２４】
本体基板３０は、銅箔などの導電体で形成した配線パターンを有する基材を重ね合わせ絶縁性樹脂を含浸させたものであり、基板面上に配線部を有するものである。本体基板３０の配線の一端は、カメラモジュール１００が搭載される電子機器の本体基板に電気的に接続され、他端は、画像処理ユニット２０と電気的に接続されている。
【００２５】
レンズユニット１０は、図２に示すように、鏡筒である外ケース１１と、レンズ１３と、レンズ１３を光軸方向に駆動する駆動部１２とにより構成されている。外ケース１１は、円筒形状であり、上面板と下面板に開口部を有している。外ケース１１の内部には、この駆動部１２と立体回路基板とを電気的に接続する導通部を介して駆動部１２が搭載されている。
そしてこの導通部は、外ケース１１に設けられる貫通穴１５ａ〜１５ｄと、立体回路基板２１上であって、外ケース１１の貫通穴１５ａ〜１５ｄと対応する位置に設けられる貫通穴２３ａ〜２３ｄと、外ケースの貫通穴と立体回路基板の貫通穴とに連続して嵌合されるとともに、駆動部１２への配線部１４ａ〜１４ｄと立体回路基板の脚部に設けられた配線部とを電気的に接続する導電部材（導電ピン）２６とを具備したことを特徴とする。
【００２６】
すなわち、駆動部１２としては、例えば、圧電アクチュエータ（SIDM:Smooth Impact Drive Mechanism）を用いる。圧電アクチュエータは、おもり、圧電素子及び駆動軸により構成されており、圧電素子の高速応答と摩擦を利用したデバイスである。なお、駆動部としては、他に、ボイスモータ、ステップモータ等を用いても良い。
【００２７】
レンズ１３は、中央部が縁部より厚い凸形のレンズであって、外ケース１１の開口部を通過して入射してくる光を固体撮像素子の受光部に導くものである。レンズ１３の縁部の一部は、駆動部１２の駆動軸に設置されている。
【００２８】
図３は、図２中のＢ−Ｂ線断面図を示している。同図に示すように、外ケース１１の下面板には駆動部１２と電気的に接続する配線部１４ａ〜１４ｄが形成されている。配線部１４ａは、下面部の角付近まで伸長し、先端付近には貫通穴１５ａが形成されている。また、配線部１４ｂ〜１４ｄもそれぞれ、下面部の角付近まで伸長し、先端に貫通穴１５ｂ〜１５ｄが形成されている。
【００２９】
画像処理ユニット２０は、本体基板３０に実装される立体回路基板２１と、立体回路基板２１に装着される画像処理部を備えた固体撮像素子２２とにより構成されている。
【００３０】
固体撮像素子２２は、半導体製造技術を用いて集積化された光電変換素子とこの光電変換素子の出力電荷を転送する転送部とを具備したものであって、光電変換素子としては例えば一次元にフォトダイオードが配列されたものが用いられる。
【００３１】
図４（ａ）は、立体回路基板２１の表面側を説明するための外観斜視図であり、図４（ｂ）は、立体回路基板２１の裏面側を説明するための外観斜視図である。同図に示すように、立体回路基板２１は、構造絶縁性のポリフタルアミド樹脂で構成され、中央に開口部を有する平面板２１ａと、平面板の外縁部に形成された矩形台状の脚部２１ｂとにより構成されている。
【００３２】
平板部２１ａの四隅付近には、４つの貫通穴２３ａ〜２３ｄが形成されている。貫通穴２３ａ〜２３ｄは、図５（ａ）にも示すように、二段構造の穴となっている。導電部材２６は、通電可能な材料を用いて形成され、図５（ｃ）に示すように、円柱形状の胴体部１６ａと、胴体部より細い先端部２６ｂとにより構成されている。導電部材２６の形状は、上述の二段構造の穴に嵌合する形状である。
【００３３】
また、図５（ａ）に示すように、外ケース１１が立体回路基板２１に搭載される位置にあるとき、貫通穴２３ａは、外ケース１１の貫通穴１５ａと重なり、連続した一つの貫通穴を形成する。貫通穴２３ｂ〜２３ｄについても同様であり、外ケース１１と立体回路基板２１とが接着される位置関係になるとき、外ケース１１の貫通穴１５ｂ〜１５ｄと重なり、それぞれ連続した一つの貫通穴を形成する。
【００３４】
立体回路基板２１の裏側には、図４（ｂ）に示すように、固体撮像素子２２の信号用の配線２５と、駆動部１２の制御信号用の配線２４ａ〜２４ｄとが印刷配線パターンとして形成されている。固体撮像素子２２の信号用の配線２５は、固体撮像素子２２の電極部と電気的に接続するものであり、固体撮像素子２２の電極の数に対応する配線数となる。配線２５は、固体撮像素子の電極と接触する端部から、立体回路基板の脚部２１ｂまで伸長している。この配線２５は立体回路基板２１に対して印刷法によって形成したが、薄膜パターンを形成した樹脂基板を積層して形成した多層配線基板などを用いるようにしてもよい。
【００３５】
一方、駆動部１２の制御信号用の配線２４ａは、貫通穴２３ａの開口付近を端部として、固体撮像素子２２の周縁部の接続用パッド（図示せず）まで伸長している。配線２４ｂ〜２４ｄについても同様であり、それぞれ、貫通穴２３ｂ〜２３ｄの開口付近を端部として、立体回路基板の脚部２１まで伸長している。
【００３６】
図５（ｂ）は、導通部を説明するための要部拡大図である。図５（ｂ）に示すように、導通部は、ケース１１内に形成された駆動用の配線１４ａと、立体回路基板２１の脚部に形成された配線２４ａと、ケース１１の貫通穴１５ａと立体回路基板の貫通穴２３ａとが重なって形成された貫通穴に嵌合された導電部材２６と、により構成されている。
【００３７】
導電部材２６の胴体部２６の端部と配線１４ａとが接続する部分では、半田ペースト等を用いて、電気的接続を確実に行うと良い。また、導電部材２６の先端部２６ｂと配線２４ａとが接続する部分でも同様に、半田ペースト等を用いて、電気的接続を確実に行うのが望ましい。
【００３８】
本実施の形態１のカメラモジュール１００は、以上の構成により、駆動部１２への通電を、導通部材２６により、本体基板３０に実装された立体回路基板２１を介して行うことができる。よって、ケース１１に別途フレキシブル基板を取り付けたり、また、本体基板３０上に専用の接続端子を設ける必要が無い。従って、本体基板３０を小型化することができ、カメラモジュール１００を小型化することができる。また、部品点数も削減することができ、製造工程も簡素化する。
【００３９】
また、本実施の形態１のカメラモジュール１００は、ケース１１と立体回路基板２１とに連続する貫通穴が形成され、その貫通穴に導電部材２６が嵌合されているので、ケース１１と立体回路基板２１は、落下等してケース１１に外力が加わっても位置ずれしにくいものである。
【００４０】
なお、本実施の形態１のカメラモジュール１００では、導通部の構成については、立体回路基板２１にも貫通穴を設けて、その脚部に形成された配線と接続する構成について説明したがこれに限られるものではない。ケース１１に貫通穴を設けていれば良く、例えば、立体回路基板２１の脚部の配線を基板２１の表面まで伸長せしめて、その伸長した配線とケース１１内の配線とを導電部材により接続する構成としても良い。
【００４１】
なお前記実施の形態１では、固体撮像素子と駆動部とを別途形成したが、固体撮像素子を構成するシリコン基板上に画像処理部と光電変換素子を備えた撮像部とを集積化したものを用いてもよい。この場合にも立体配線基板上に配線部を形成し、必要に応じてこの配線部に処理部などを形成することで、接続が極めて容易となる。
【００４２】
さらにまた、立体回路基板への配線部の形成については、印刷法、インクジェット法、薄膜法あるいは貼着によって形成してもよい。
【００４３】
以上のように、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のカメラモジュールは、自動焦点機能を備えたカメラモジュールの小型化を可能にするとともに、組立工程を簡素化することができるカメラモジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態１のカメラモジュール１００の外観斜視図
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図
【図３】図２中のＢ−Ｂ線断面図
【図４】（ａ）本実施の形態１のカメラモジュールに用いる立体回路基板の表側の外観斜視図、（ｂ）本実施の形態１のカメラモジュールに用いる立体回路基板の裏側の外観斜視図
【図５】（ａ）図２中のＣ部分の拡大図、（ｂ）図２中のＣ部分の拡大図、（ｃ）導電部材の外観図
【図６】従来の自動焦点機能付きカメラモジュールの断面図
【符号の説明】
【００４６】
１０            レンズユニット
１１            外ケース
１２            駆動部
１３            レンズ
１４ａ〜１４ｄ  配線部
１５ａ〜１５ｄ  貫通穴
２０            画像処理ユニット
２１            立体回路基板
２１ａ          平面板
２１ｂ          脚部
２２            固体撮像素子
２３ａ〜２３ｄ  貫通穴
２４ａ〜２４ｄ  駆動部制御信号用の配線
２５            固体撮像素子用の配線
２６            導電部材
３０            本体基板
１００          カメラモジュール
【図１】
2009080166.tif 000003
【図２】
2009080166.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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