JP4561143B2

JP4561143B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4561143B2
Application number: JP2004091484A
Authority: JP
Inventors: 裕彦伊奈; 新坂本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005278035A

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ（以下、「電子カメラ」という。）に備えられている撮像装置に関し、詳しくは、レンズを内蔵した鏡筒、光電変換する撮像素子、そして鏡筒と撮像素子とを表面と裏面とに実装するフレキシブル配線基板（以下、「フレキシブル基板」という。）などを備えた撮像装置に関する。

撮像光を撮像素子によって光電変換し、電気信号に変換された画像データを記録媒体に記録したり、液晶画面などの表示部に映し出したりするようにした電子カメラが各種提供されている。このような電子カメラには、撮像装置が内蔵されている。例えば、特許文献１に開示された撮像装置は、図４に示すように、カメラ本体１に備えられた鏡筒２と、鏡筒２に内蔵されたレンズ３と、カメラ本体１内に組み付けられた撮像素子ユニット４とを備えている。

撮像素子ユニット４は、薄板状の光学ガラスのような透光性部材５、開口部６を形成し、かつ、配線パターンをプリントしたフレキシブル基板７、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子８などから構成され、透光性部材５が開口部６を塞ぐようにフレキシブル基板７の表面に実装され、撮像素子８が開口部６を塞ぐようにフレキシブル基板７の裏面に実装されている。ただし、この撮像素子ユニット４は、撮像素子８の表面の受光部（不図示）と透光性部材５とが対向し、撮像素子８のバンプ電極とフレキシブル基板７の配線パターンとが接続されるように、撮像素子８の外周部がフレキシブル基板７の開口部６の周囲に固着されている。

このような撮像素子ユニット４は、フレキシブル基板７の表面が鏡筒２におけるレンズ３の取り付け位置の反対側（以下、「奥側」という。）端面に接合してカメラ本体１内に組み付けられる。そして鏡筒２内には、透光性部材５と近接した位置に枠状部材９が取り付けられている。この枠状部材９により、光路が必要以上に大きくならず、鏡筒２内で光が乱反射しないようになり、余分な光線がカットされる。

このような撮像装置にあっては、鏡筒２内のレンズ３を透過した撮像光が枠状部材９によってゴーストを生じないで透光性部材５を透過して撮像素子８の受光部で受光され、撮像素子８によって光電変換される。そして、電気信号に変換された画像データは、記録媒体に記録され、表示部に映し出される。
特開２００２−２１８２９３号公報

特許文献１に開示された撮像装置にあっては、高画質化を図るため、透光性部材５がフレキシブル基板７の表面に実装され、また、枠状部材９が鏡筒２内に取り付けられている。しかし、このような透光性部材５や枠状部材９によって、部品点数や組立て工数が増加し、撮像装置のコストがアップする。

そこで、本発明は、部品点数を増加することなく高画質化を図った撮像装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光透過する透過部分が設けられたフレキシブル基板と、受光部を有し前記透過部分よりも大きな撮像素子と、前記フレキシブル基板の透過部分を介して前記撮像素子の受光部に入射光を結像するための光学系を内蔵した鏡筒とを備え、前記撮像素子の受光部が前記フレキシブル基板の前記透過部分と対向するとともに前記撮像素子が前記透過部分を塞ぐようにフレキシブル基板の裏面に接続・固定され、前記光学系が撮像素子の受光部と対向するように前記鏡筒が前記フレキシブル基板を挟んで補強板の上に固定されている撮像装置であって、前記フレキシブル基板を補強する前記補強板が開口部を有し、その開口部内には前記撮像素子が配置されており、前記開口部を塞ぐように、接着剤により前記補強板と前記撮像素子の外周面と前記フレキシブル基板とを固着したものであることを特徴としている。

この撮像装置によれば、従来の枠状部材のような部品を別途にわざわざ備えなくても高画質化を図ることができる。

また、前記フレキシブル基板は、遮光性を有する色に仕上げられていることが好ましい。

この撮像装置によれば、フレキシブル基板が遮光性を有する色、例えば黒色などに仕上げられることにより、受光部周囲での乱反射を確実に抑えられるようになる。遮光性を有する色に仕上げるとは、例えばフレキシブル基板を黒色のポリエステルフィルムなどで構成することや、フレキシブル基板に黒色の遮光膜を形成することなどが考えられる。

また、前記撮像装置において、前記鏡筒の基端側端部とフレキシブル基板の表面との間に透光性部材が挟まれていることが好ましい。

この撮像装置によれば、必要に応じて透光性部材を設置することができる。なお、透光性部材としては、例えばガラス板などの他、赤外線カットフィルタやバンドパスフィルタなどの光学フィルタを採用することができる。

また、前記フレキシブル基板の透過部分は、透光性の材料又は開口部により形成したことが好ましい。

この撮像装置によれば、撮像素子の表面全体がフレキシブル基板に覆われるが、少なく
とも撮像素子の受光部と対向する部分のフレキシブル基板が透光性の材料で構成されてい
る場合は、別部材としての透光性部材を別途に設ける必要がなくなり、手間が省けるとともに、フレキシブル基板の薄さ（例えばガラス基板などに比して）と相俟って、撮像装置の小型化に貢献できる。なお、透光性を有する材料としては、例えば透明な材料の他、赤外線カットフィルタやバンドパスフィルタなどの光学フィルタとしての機能を有する材料を採用することができる。

本発明によれば、高画質化を図るための枠状部材や光学フィルタを削減することができるため、撮像装置のコストダウンを図ることができる。しかも、枠状部材や光学フィルタの機能が既に備えられている部品によって兼用されるため、撮像光を高画質の画像データとして記録し、また、映し出すことができる。

（実施の形態１）
本発明に係る撮像装置の第１の実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。第１の実施形態における撮像装置は、図１に示すように、フレキシブル基板１０と撮像素子１１と鏡筒１２と光学フィルタ１３とが備えられている。

フレキシブル基板１０は、配線パターン（図示せず）がプリントされ、撮像素子１１を接続する部位に四角形状の開口部１４が形成されている。そして、この開口部１４よりも大きな四角形状の開口部１５を有する四角形状の補強板１６がフレキシブル基板１０の一方の面（以下、「裏面」という。）１７に貼り合わされている。補強板１６は、ポリイミドやポリエステルなどによって成形され、フレキシブル基板１０の開口部１４の周囲に貼り合わされることにより、この部分のフレキシブル基板１０が補強されている。

そして、フレキシブル基板１０と補強板１６とが重なり合っている２か所に係合穴１８，１８が形成されている。ただし、係合穴１８は、配線パターンの邪魔にならなければ、任意の場所に３か所以上形成してもよい。

このような補強板１６の開口部１５内には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどからなり長方形状に形成された撮像素子１１が配置される。撮像素子１１の表面４５の周囲には、バンプ電極が形成されており、このバンプ電極とフレキシブル基板１０の配線パターンとが接続され、かつ、フレキシブル基板１０の開口部１４を塞ぐように、撮像素子１１がフレキシブル基板１０の裏面１７に接着剤２８により固定される。撮像素子１１の各辺は、図２に示すように、前記フレキシブル基板１０の開口部１４の各辺よりも長く、補強板１６の開口部１５の各辺よりも短くされている。

そして、フレキシブル基板１０の開口部１４は、撮像素子１１の表面４５の中央部に設けられた受光部１９が露出する大きさとされ、撮像素子１１の受光部１９の周囲は、フレキシブル基板１０によって被覆された状態とされている。

このようなフレキシブル基板１０の他方の面（以下、「表面」という。）２０には、図１に示すように、鏡筒１２が固定される。鏡筒１２は、フレキシブル基板１０の開口部１４を囲むように表面２０に固定される固定部２１と、光学系としてのレンズ２２を内蔵する円筒状のレンズホルダ２３とを結合した構成とされている。

固定部２１がフレキシブル基板１０の表面２０と対向する基端側端部２４には、前記フレキシブル基板１０と補強板１６とに形成された係合穴１８，１８に係合する一対の突起２５，２５が突設されている。さらに、固定部２１の基端側端部２４には、内向きに長方形枠状の鍔部２６が形成されている。この鍔部２６の内周は、フレキシブル基板１０の開口部１４の内周とほぼ同じ大きさとされている。さらに、固定部２１の基端側端部２４の外周には、四角形枠状の突出部２７が設けられている。

このような固定部２１の先端側は、内面に雌ネジを形成した円筒状に形成されている。そして、この雌ネジと螺合する雄ネジがレンズホルダ２３の外面に形成されている。レンズホルダ２３内には、レンズ２２が保持されており、レンズ２２を透過した光が撮像素子１１の受光部１９で結像するように、レンズホルダ２３の基端部が固定部２１内に埋め込まれ、位置合わせされる。

このような鏡筒１２を固定するフレキシブル基板１０の表面２０には、開口部１４を塞ぎ、撮像素子１１の受光部１９と対向するように光学フィルタ１３が接着剤２８によって固着される。光学フィルタ１３は、赤外線カットフィルタやバンドパスフィルタなどが使用される。このような光学フィルタ１３は、前記フレキシブル基板１０と鏡筒１２に形成された鍔部２６との間に挟まれ、また、突出部２７に囲まれた状態とされる。

この突出部２７は、光学フィルタ１３の厚さよりも低く突出し、鏡筒１２の突起２５，２５がフレキシブル基板１０と補強板１６の係合穴１８，１８に係合して位置決めされた状態で、鏡筒１２の鍔部２６が光学フィルタ１３上に載せられる。光学フィルタ１３の表面と裏面とが平行に形成され、また、鍔部２６が鏡筒１２の光軸に対して直角方向に形成されることにより、撮像素子１１の光軸（撮像素子１１の受光部１９と垂直な軸）と鏡筒１２の光軸とを一致させることができる。ただし、突出部２７の端面とフレキシブル基板１０との間に隙間が生じるため、両者２７，１０は接着剤２８によって固着される。

このようにして組み立てられた撮像装置は、撮像素子１１と光学フィルタ１３とがフレキシブル基板１０の開口部１４で対向する。開口部１４において、撮像素子１１の受光部１９が露出され、撮像素子１１の受光部１９の周囲は、フレキシブル基板１０によって被覆されている。

したがって、鏡筒１２内のレンズ２２と光学フィルタ１３を透過した撮像光は、撮像素子１１の受光部１９で受光され、撮像素子１１の表面４５で乱反射しないようにされている。よって、撮像素子１１の受光部１９は、撮像光のみ受光し、被写体像を正確に光電変換することができるため、光電変換された画像データは、高画質に記録媒体に記録され、また、表示部に映し出される。

なお、第１の実施形態において、フレキシブル基板１０は、遮光性を有する色、例えば黒色などに仕上げられることにより、受光部１９の周囲での乱反射を確実に抑えられるようになる。例えばフレキシブル基板１０を黒色のポリエステルフィルムなどで構成する他、フレキシブル基板１０に黒色の遮光膜を形成するなどが考えられる。また、光学フィルタ１３に替え、透明なガラスを使用してもよいし、省略してもよい。光学フィルタ１３を備えない場合は、鏡筒１２の固定部には突出部２７を形成しなくてもよい。

（実施の形態２）
本発明に係る撮像装置の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。第２の実施形態に係る撮像装置は、図３に示すように、フレキシブル基板２９と撮像素子３０と鏡筒３１とが備えられている。

フレキシブル基板２９は、第１の実施形態と同様に裏面３２に配線パターンがプリントされているが、第１の実施形態と異なり、フレキシブル基板２９が光学フィルタの機能を有する材料で構成されており、開口部が形成されない。光学フィルタの機能とは、例えば赤外線カットフィルタやバンドパスフィルタなどの機能である。このフレキシブル基板２９の裏面３２には、開口部３３を形成した補強板３４が貼り合わされている。フレキシブル基板２９は、少なくとも補強板３４の開口部３３に位置する部分のみが光学フィルタの機能を有する材料で構成されていれば十分であるが、フレキシブル基板２９の全域に亘って光学フィルタの機能が備えられるようにしてもよい。

そして、撮像素子３０は、撮像素子３０のバンプ電極とフレキシブル基板２９の配線パターンとが接続されるとともに、フレキシブル基板２９の裏面３２に接着剤４４により固定される。なお、フレキシブル基板２９の表面３５または裏面３２には、撮像素子３０を固定する部分または受光部３６を除いて、黒色などの遮光膜で被覆されていれば、フレキシブル基板２９は遮光シートの役割をも果たし、光の乱反射を抑えられて好ましい。

また、フレキシブル基板２９と補強板３４とが貼り合わされている部位には、係合穴３７，３７が２か所に形成されている。ただし、係合穴３７，３７は、任意の場所に３か所以上形成してもよい。

そして、鏡筒３１は、第１の実施形態と異なり、固定部３８の基端側端部３９には突出部が設けられず、内向きに四角形状に突出した鍔部４０が設けられる。その他、鏡筒３１は、固定部３８の基端側端部３９に突起４１，４１が形成され、固定部３８の先端側に雌ネジが形成され、レンズ４２を内蔵するレンズホルダ４３の外面に雄ネジが形成され、両ネジが羅合することにより、固定部３８とレンズホルダ４３とが一体化されるなど第１の実施形態と同じ構成とされている。

そして、鏡筒３１の基端側端部３９に設けられた突起４１，４１がフレキシブル基板２９と補強板３４に形成された係合穴３７，３７に係合され、鏡筒３１の鍔部４０がフレキシブル基板２９の表面３５と重なり合った状態で、固定部３８とフレキシブル基板２９の表面３５とが接着剤４４によって固着される。すると、鍔部４０と撮像素子３０とがフレキシブル基板２９を挟んだ状態となり、鏡筒３１内のレンズ４２と撮像素子３０とがフレキシブル基板２９を介して対向する。

鍔部４０が鏡筒３１の光軸に対して垂直に形成されていると、鍔部４０と撮像素子３０との間にはフレキシブル基板２９のみ介在していることから、撮像素子３０の光軸と鏡筒３１の光軸とが一致する。

そして、撮像光は、レンズ４２とフレキシブル基板２９とを透過して、撮像素子３０の受光部３６で受光され、光電変換される。このように、電気信号に変換された画像データは、高画質に記録媒体に記録され、また表示部に映し出される。

このような撮像装置では、フレキシブル基板２９に光学フィルタとしての機能を持たせているので、別部材としての光学フィルタを別途にわざわざ設置する必要がなくなり、部品点数を少なくできるとともに撮像装置の小型化に大きく貢献できる。

なお、第２の実施形態において、フレキシブル基板２９の表面３５または裏面３２には、遮光膜が被覆されないようにしてもよい。また、フレキシブル基板２９は光学フィルタの機能を持たせるのではなく、例えば透明に構成することもできる。

本発明に係る撮像装置は、携帯電話機や情報端末機などに備えられるコンパクトな電子カメラに有用である。

本発明に係る撮像素子の第１の実施形態を示す正面断面図本発明に係る撮像素子の第１の実施形態を示す底面図本発明に係る撮像素子の第２の実施形態を示す正面断面図従来の撮像素子の正面断面図

符号の説明

１０フレキシブル基板
１１撮像素子
１２鏡筒
１３光学フィルタ
１４フレキシブル基板の開口部
１７フレキシブル基板の裏面
１９受光部
２０フレキシブル基板の表面
２２レンズ
２４基端側端部
２９フレキシブル基板
３０撮像素子
３１鏡筒
３２フレキシブル基板の裏面
３５フレキシブル基板の表面

Claims

光透過する透過部分が設けられたフレキシブル基板と、受光部を有し前記透過部分よりも大きな撮像素子と、前記フレキシブル基板の透過部分を介して前記撮像素子の受光部に入射光を結像するための光学系を内蔵した鏡筒とを備え、前記撮像素子の受光部が前記フレキシブル基板の前記透過部分と対向するとともに前記撮像素子が前記透過部分を塞ぐようにフレキシブル基板の裏面に接続・固定され、前記光学系が撮像素子の受光部と対向するように前記鏡筒が前記フレキシブル基板を挟んで補強板の上に固定されている撮像装置であって、前記フレキシブル基板を補強する前記補強板が開口部を有し、その開口部内には前記撮像素子が配置されており、前記開口部を塞ぐように、接着剤により前記補強板と前記撮像素子の外周面と前記フレキシブル基板とを固着したものであることを特徴とする撮像装置。
前記フレキシブル基板は、遮光性を有する色に仕上げられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記鏡筒の基端側端部とフレキシブル基板の表面との間に透光性部材が挟まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記フレキシブル基板の透過部分は、透光性の材料又は開口部により形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。