【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラモジュールおよび角速度センサ部品の筐体への実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特許文献１には、手振れ補正機能を備えた撮像装置が記載されている。即ち、撮像装置のＣＣＤ素子等の撮像系部品および電子部品を筐体内に収容し、光学系部品（例えばレンズ系）を収容した鏡筒を筐体の上面から突出させる。そして、筐体の上面に、角速度センサ部品のパッケージを２つ設置し、固定している。そして、一方の角速度センサ部品によってヨーイングを検出し、他方の角速度センサ部品によってピッチングを検出し、各検出値に基づいてレンズの姿勢を制御し、撮影像の手振れ補正を試みている。
【特許文献１】
特開２００２−２６２１５５号公報
【０００３】一方、最近は携帯電話に撮像装置を搭載し、画像を撮影する方式が注目を集めている。２００３年には１／４インチ型の撮像素子で総画素数１３０万のＣＣＤ素子が開発され、搭載されようとしている。これによって、デジタルカメラに代わる新規市場が開拓されようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、携帯電話に搭載される撮像装置の画素数が増大し、画質が向上するのにつれて、手振れの問題が深刻になってくるものと思われる。なぜなら、携帯電話によって撮像を行うときには、通常手振れのない正しい撮像姿勢をとることは難しいからである。しかし、携帯電話に搭載される撮像装置の寸法は小さく、これに手振れ補正機能を搭載する目処は立っていない。特許文献１に記載の方法では、角速度センサ部品を筐体上に搭載すると、筐体の面積が大きくなる上、角速度センサ部品それ自体の寸法も大きく、例えば携帯電話用途の撮像装置には適用できない。
【０００５】本発明の課題は、携帯電話用途のような撮像装置に対して手振れ補正機能を付与するために、撮像装置を小型化しつつかつ角速度センサ部品を撮像装置に搭載可能な実装構造を提供することである。
【０００６】また、本発明の課題は、角速度センサ部品を、小型化された筐体へと確実かつ容易に実装可能な実装構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮像時の手振れ補正機能を備えたカメラモジュールであって、少なくとも撮像系部品を収容し、撮像時の光軸に略平行な第一の外側面および第二の外側面を備えている筐体、撮像時の光軸に略垂直な第一の軸の周りの回転角速度を測定するための第一の角速度センサ部品、および光軸に略垂直であって第一の軸と交差する第二の軸の周りの回転角速度を測定するための第二の角速度センサ部品を備えており、第一の外側面上に第一の角速度センサ部品が取り付けられており、第二の外側面上に第二の角速度センサ部品が取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】本発明者は、カメラモジュールの撮像系部品を収容している筐体の複数の側面（光軸と略平行な平面）上に、それぞれ角速度センサ部品を実装することを想到した。この結果、筐体の寸法増大、特に平面的な寸法増大を防止しつつ、かつ角速度センサ部品を撮像装置に搭載可能な実装構造を提供することに成功した。
【０００９】また、本発明は、角速度センサ部品の筐体への実装構造であって、筐体に固定され、角速度センサ部品が実装されたフレキシブル基板を備えており、フレキシブル基板が折り曲げられており、角速度センサ部品が筐体に接合されていることを特徴とする。
【００１０】こうした実装構造によれば、角速度センサ部品を、小型化された筐体へと確実かつ容易に実装可能であり、また実装後も角速度センサ部品が安定して保持される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る実装構造を模式的に示す斜視図である。本例の撮像装置１は、少なくとも撮像系部品を収容する筐体２と、筐体の上面２ａから光軸Ｚの方向に突出する鏡筒３とを備えている。光学系部品は、例えば対物レンズ、補正レンズ等である。撮像系部品は、例えばＣＣＤ素子等の撮像素子およびその周辺部品である。筐体２中には、撮像系部品から得られた電気信号を処理するための電子部品が搭載されていてもよい。あるいは、筐体２中の撮像系部品からの電気信号を筐体の外部へと伝送し、処理することができる。
【００１２】撮像装置１を使用して撮像する際には、光軸Ｚとは略垂直な二軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向の位置変化（いわゆる手振れ）を補正することが、高品質の画像を得るために必要不可欠である。このためには、Ｘ軸の周りの回転角速度θＸおよびＹ軸の周りの回転角速度θＹを測定する必要がある。
【００１３】本例で使用する角速度センサ部品４Ａ、４Ｂはいずれも平板状をなしており、それぞれ最も広い主面４ａに略垂直な方向の回転角速度を検出可能なように設計されている。ｄＸは部品４Ａの回転角速度の検出軸を示しており、ｄＹは部品４Ｂの回転角速度の検出軸を示している。本例の各部品４Ａ、４Ｂ中には、各検出軸ｄＸ、ｄＹにそれぞれ略垂直な所定面に伸びる振動子が収容されている。この型の振動子は、いわゆる「横置き」の振動子と呼ばれている。こうした振動子を使用する部品４Ａ、４Ｂは、検出軸方向の高さが低いという点で優れている。
【００１４】本発明に従い、部品４Ａは、光軸Ｚに略平行な第一の外側面２ｂ上に設置する。部品４Ｂは、光軸Ｚに垂直であり、外側面２ｂに略垂直な第二の外側面２ｃ上に設置する。２ｄは筐体２の底面である。
【００１５】これまで、筐体２の外側面２ｂ、２ｃ上への角速度センサ部品の実装が想到されてこなかった理由は、以下のように推測される。携帯電話用のカメラモジュールの寸法は、例えば７．８０ｍｍ×６．９８ｍｍ×４．９８ｍｍである（例えば富士通株式会社製のＣＭＯＳカラーイメージセンサモジュール「ＭＢ８６Ｓ０２）。これに対して、通常のジャイロセンサの寸法例は１２．２ｍｍ×７．０ｍｍ×２．６ｍｍであり、カメラモジュールの筐体自体へと取り付けるという発想は生じ得なかったものと思われる。しかし、最新の角速度センサ部品の寸法は、５ｍｍ×３．２ｍｍ×１．２ｍｍ程度まで小型化可能であり、筐体の側面に光軸に平行に実装することは可能であることが分かった。
【００１６】図２の例においては、筐体２の第一の外側面２ｂ上に平板状の第一の角速度センサ部品６Ａが設置されており、第二の外側面２ｃ上に平板状の第二の角速度センサ部品６Ｂが設置されている。部品６Ａによる回転角速度の検出軸ｄＸはＸ軸（第一の軸）であり、部品６Ｂによる回転角速度の検出軸はＹ軸（第二の軸）である。各部品内には、いわゆる縦置きの振動子が収容されている。即ち、各振動子は、それぞれ対応する検出軸ｄＸまたはｄＹに対して略平行に伸びるように形成されている。
【００１７】また、本発明においては、筐体を更に支持基板上に実装し、この支持基板上に、光軸の周りの回転角速度を検出可能な第三の角速度センサ部品を実装することができる。これによって、３方向の軸に対する回転角速度を測定可能となり、手ぶれ補正に加えて、支持基板を搭載する機器で３軸の角速度を利用する用途への対応が容易に実現できる。
【００１８】図３、図４はこの実施形態に係るものである。図３、図４において、図１、２に既に示した構成部分には同じ符号を付け、その説明は省略することがある。図３の例では、筐体２が支持基板８の実装面８ａ上に実装されており、更に実装面８ａ上に平板状の角速度センサ部品４Ｃが実装されている。角速度センサ部品４Ｃの検出軸ｄＺは光軸Ｚである。この角速度センサ部品４Ｃはいわゆる横置き型であり、内部の振動子は、光軸Ｚに対して略垂直な平面内に延びている。このような構成であると、支持基板８上への角速度センサ部品の実装が容易かつ確実である。
【００１９】図４の例では、筐体２が支持基板８の実装面８ａ上に実装されており、更に実装面８ａ上に平板状の角速度センサ部品６Ｃが実装されている。角速度センサ部品６Ｃの検出軸ｄＺは光軸Ｚである。この角速度センサ部品６Ｃはいわゆる縦置き型であり、内部の振動子は、光軸Ｚに対して略平行な平面内に延びている。
【００２０】本発明においては、各角速度センサ部品を筐体の外側面へと固定するが、この固定方法は限定されず、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、機械的固定など種々の方法であってよい。
【００２１】好適な実施形態においては、フレキシブル基板上に角速度センサ部品を実装した後に、フレキシブル基板を筐体の底面に固定し、かつ折り曲げることによって、各外側面上に各角速度センサ部品を固定する。図５、図６はこの実施形態に係るものである。
【００２２】図５に示すように、筐体２の底面２ｄにフレキシブル基板９Ａ、９Ｂを固定する。そして、各フレキシブル基板９Ａ、９Ｂの露出部分上にそれぞれ角速度センサ部品４Ａ、４Ｂを実装する。１０は配線である。次いで各フレキシブル基板９Ａ、９Ｂを矢印Ａのように折り曲げ、図６に示すように各角速度センサ部品４Ａ、４Ｂを外側面２ｂ、２ｃに接触させる。この際、各部品４Ａ、４Ｂと筐体２とを接着することが好ましい。こうした実装方法であると、各角速度センサ部品の配線はフレキシブル基板上で予め実行することできるので、配線が容易である。また、各角速度センサ部品を各外側面上に実装するためには、各部品の側面上での位置決めが必要であり、光軸方向からの平面的な位置決めはできない。これに対して、本実施形態では、各部品４Ａ、４Ｂをフレキシブル基板９Ａ、９Ｂ上に実装する際には、光軸Ｚ方向からの平面的な位置決めを行うことができるので、各部品の実装が容易かつ確実である。
【００２３】フレキシブル基板上には、各角速度センサ部品と共に他の電子部品を実装しておくことができる。こうした電子部品の種類は特に限定されないが、抵抗抗器、コンデンサ、半導体集積回路チップを例示できる。チップの種類は特に限定されないが、角速度センサの出力信号を処理する半導体集積回路であることが好ましく、たとえばフィルタを構成するオペアンプやアナログ出力をデジタル化するアナログ／デジタル変換器や、デジタル化した信号を外部にシリアル通信で出力するシリアル通信ドライバが好ましい。角速度センサ外部から振動子に直接接続できる端子がある場合は、振動子の駆動信号および検出信号を制御する半導体集積回路チップであることが好ましく、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）が好ましい。
【００２４】例えば図７に示すように、フレキシブル基板９Ａ（９Ｂ）上には、角速度センサ部品４Ａ（４Ｂ）と共に、半導体集積回路チップ１１や他の電子部品１２を搭載実装できる。
【００２５】角速度センサ部品における振動子の封止方法は限定されず、例えば以下の方法がある。
（１）封止手段が半導体チップ用パッケージである。このようなパッケージとしては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ） パッケージ、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ −ｌｅａｄ）パッケージを例示できる。
（２）封止手段が樹脂モールド材である。樹脂モールド材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂を例示できる。
（３）封止手段が、セラミックパッケージである。カバーは、シーム溶接されているか、あるいは半田溶接または金ロウ溶接されていることが好ましい。
（４）封止手段が金属パッケージである。材料としては、コバールが例示できる。
（５）封止手段が金属折り曲げ筐体である。気密封止にはなっていないが、電磁気シールドとしての効果はある。材料としては亜鉛メッキ鋼板、ステンレスを例示できる。
【００２６】フレキシブル基板は、柔らかく薄いフィルム状の回路基板であり、一般的にはポリイミドのフィルム上に銅配線を施した基板が多く用いられている。設計の自由度の高さから、最近は小型・精密化の進むエレクトロニクス製品の多くに採用されている。
【００２７】振動子を構成する材料としては、圧電単結晶の他に、ＰＺＴ等の圧電セラミックスを例示でき、また恒弾性金属を例示できる。好ましくは、振動片が圧電性単結晶からなる。圧電性単結晶としては、水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体（Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ３）単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶を例示できる。
【００２８】角速度センサ部品の寸法は限定されない。しかし、高さは２ｍｍ 以下であることが好ましく、実装面積は３０ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００２９】以下、撮像装置の手振れ補正機能の一例を、図８を参照しつつ簡単に説明する。撮像の際には、固体撮像素子２によって、光学系３を介して入射する映像を電気信号に変換する。固体撮像素子２により得られた映像信号に対し、ガンマ処理などのアナログ信号処理を施し、アナログ信号をデジタル信号に変換し、ノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。
【００３０】光学系３は、例えば３つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を備えている。Ｌ２レンズ群を補正レンズ群とし、光軸に垂直な面内で移動することで、光軸を偏心させ、画像の動きを補正可能である。ここで、Ｘ軸方向をヨーイング方向、Ｙ軸方向をピッチング方向とする。位置検出手段１３は、Ｌ２レンズ群の位置を検出する検出手段である。ヨーイング駆動制御手段１４及びピッチング駆動制御手段１５は、補正レンズ群Ｌ２を、光学系２の光軸Ｚに直交するＸ，Ｙ軸方向に駆動制御可能である。
【００３１】角速度センサ４Ａ、４Ｂは前述のものである。各角速度センサは、それぞれヨーイング及びピッチングの２方向の動きを検出する。各角速度センサ部品からの出力は、フィルタ処理、アンプ処理等を経て、Ａ／Ｄ変換手段１７でデジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ１８に伝送される。マイクロコンピュータ１８は、角速度センサ部品からの出力信号に対し、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施し、動き補正に必要な補正レンズ群Ｌ２の駆動制御量（制御信号）を求める。この制御信号はＤ／Ａ変換手段１６を介してヨーイング駆動制御手段１４、ピッチング駆動制御手段１５に出力される。ヨーイング駆動制御手段１４、ピッチング駆動制御手段１５は、この制御信号に基づき、補正レンズ群Ｌ２を駆動し、画像の動きを補正する。１９、２０は、ヨーイングおよびピッチング電流検出手段であり、撮像者の姿勢を検出するのに用いられる。
【００３２】図５〜図７の例では、フレキシブル基板上の角速度センサ部品を撮像装置の外側面へ実装した。しかし、この実装構造は、例えば、角速度センサ部品の以下の装置への実装に利用可能である。
ペン入力判別装置、ロボット関節駆動装置、宅配便荷物タグ、仮想現実入力装置、ゲーム機器用入力装置、カメラスタビライザ。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、携帯電話用途のような撮像装置に対して手振れ補正機能を付与するために、撮像装置を小型化しつつかつ角速度センサ部品を撮像装置に搭載可能な実装構造を提供できる。また、本発明によれば、角速度センサ部品を、小型化された筐体へと確実かつ容易に実装可能な実装構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る実装構造を模式的に示す斜視図であり、角速度センサ部品４Ａ、４Ｂが外側面２ｂ、２ｃに実装されている。
【図２】本発明の他の実施形態に係る実装構造を模式的に示す斜視図であり、角速度センサ部品６Ａ、６Ｂが外側面２ｂ、２ｃに実装されている。
【図３】本発明の他の実施形態に係る実装構造を模式的に示す斜視図であり、角速度センサ部品４Ａ、４Ｂが外側面２ｂ、２ｃに実装されており、支持基板８上に第三の角速度センサ部品４Ｃが実装されている。
【図４】本発明の他の実施形態に係る実装構造を模式的に示す斜視図であり、角速度センサ部品６Ａ、６Ｂが外側面２ｂ、２ｃに実装されており、支持基板８上に第三の角速度センサ部品６Ｃが実装されている。
【図５】カメラモジュール１の筐体２の底面２ｄにフレキシブル基板９Ａ、９Ｂを固定し、各フレキシブル基板上に角速度センサ部品４Ａ、４Ｂを実装した状態を示す。
【図６】各フレキシブル基板を折り曲げ、各角速度センサ部品を筐体２の外側面上に接合した状態を示す。
【図７】フレキシブル基板上に角速度センサ部品４Ａ、４Ｂ、半導体集積回路チップ１１および他の電子部品１２が実装された状態を模式的に示す斜視図である。
【図８】カメラモジュールの手振れ補正機能の遂行手順の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】１ カメラモジュール ２ 筐体 ２ａ 筐体２の上面 ２ｂ 筐体２の第一の外側面 ２ｃ 筐体２の第二の外側面２ｄ 筐体２の底面 ３ 鏡筒 ４Ａ、６Ａ 第一の角速度センサ部品 ４Ｂ、６Ｂ 第二の角速度センサ部品 ４Ｃ、６Ｃ第三の角速度センサ部品 ４ａ 角速度センサ部品の最も広い主面 ８ 支持基板 ８ａ 支持基板８の実装面 ９Ａ、９Ｂ フレキシブル基板 １０ 配線 １１、１２ 電子部品 Ｘ 第一の軸 Ｙ 第二の軸 Ｚ 撮像光学系の光軸[0001]
The present invention relates to a mounting structure of a camera module and an angular velocity sensor component on a housing.
[0002]
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873 discloses an imaging apparatus having a camera shake correction function. That is, an imaging system component such as a CCD element of the imaging device and an electronic component are housed in a housing, and a lens barrel housing an optical system component (for example, a lens system) is projected from the upper surface of the housing. Then, two packages of the angular velocity sensor component are installed and fixed on the upper surface of the housing. Then, yawing is detected by one angular velocity sensor component, pitching is detected by the other angular velocity sensor component, and the attitude of the lens is controlled based on each detected value, thereby trying to correct camera shake of a captured image.
[Patent Document 1]
[0003] On the other hand, recently, a method of mounting an image pickup device on a mobile phone and shooting an image has attracted attention. In 2003, a CCD element having a total number of 1.3 million pixels as a 1/4 inch type image pickup element was developed and is about to be mounted. This is opening up a new market to replace digital cameras.
[0004]
However, as the number of pixels of an image pickup device mounted on a mobile phone increases and the image quality improves, the problem of camera shake seems to become more serious. This is because it is usually difficult to take a correct imaging posture without camera shake when performing imaging with a mobile phone. However, the size of an imaging device mounted on a mobile phone is small, and there is no prospect of mounting a camera shake correction function on this. In the method described in Patent Literature 1, when an angular velocity sensor component is mounted on a housing, the area of the housing becomes large, and the size of the angular velocity sensor component itself is large. For example, the method cannot be applied to an imaging device for a mobile phone. .
[0005] An object of the present invention is to provide a mounting structure capable of mounting an angular velocity sensor component on an image pickup device while reducing the size of the image pickup device in order to provide a camera shake correction function to an image pickup device such as a mobile phone. It is to be.
Another object of the present invention is to provide a mounting structure capable of reliably and easily mounting an angular velocity sensor component in a miniaturized housing.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a camera module provided with a camera shake correction function at the time of imaging, and at least a first outer surface which accommodates at least an imaging system component and is substantially parallel to an optical axis at the time of imaging. And a housing having a second outer surface, a first angular velocity sensor component for measuring a rotational angular velocity about a first axis substantially perpendicular to the optical axis during imaging, and substantially perpendicular to the optical axis. A second angular velocity sensor component for measuring a rotational angular velocity about a second axis intersecting the first axis, wherein the first angular velocity sensor component is mounted on a first outer surface. And a second angular velocity sensor component is mounted on the second outer surface.
The present inventor has conceived of mounting angular velocity sensor components on a plurality of side surfaces (a plane substantially parallel to the optical axis) of a housing accommodating the imaging system components of the camera module. As a result, the present inventors have succeeded in providing a mounting structure capable of mounting an angular velocity sensor component on an imaging device while preventing an increase in the size of a housing, particularly, an increase in a planar size.
The present invention also relates to a mounting structure of an angular velocity sensor component to a housing, comprising a flexible substrate fixed to the housing and having the angular velocity sensor component mounted thereon, wherein the flexible substrate is bent. And the angular velocity sensor component is joined to the housing.
According to such a mounting structure, the angular velocity sensor component can be reliably and easily mounted in a miniaturized housing, and the angular velocity sensor component is stably held even after mounting.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a mounting structure according to one embodiment of the present invention. The imaging device 1 of the present embodiment includes a housing 2 that houses at least an imaging system component, and a lens barrel 3 that projects from the upper surface 2a of the housing in the direction of the optical axis Z. The optical system components are, for example, an objective lens and a correction lens. The imaging system components are, for example, an imaging device such as a CCD device and its peripheral components. An electronic component for processing an electric signal obtained from the imaging system component may be mounted in the housing 2. Alternatively, an electric signal from an imaging system component in the housing 2 can be transmitted to the outside of the housing and processed.
When an image is picked up by using the image pickup apparatus 1, it is necessary to correct a positional change (so-called camera shake) in two axes (X-axis and Y-axis) substantially perpendicular to the optical axis Z. Indispensable for obtaining images. For this purpose, it is necessary to measure the rotational angular velocity θX about the X axis and the rotational angular velocity θY about the Y axis.
Each of the angular velocity sensor components 4A and 4B used in the present embodiment has a flat plate shape, and is designed to detect a rotational angular velocity in a direction substantially perpendicular to the widest main surface 4a. dX indicates a detection axis of the rotation angular velocity of the component 4A, and dY indicates a detection axis of the rotation angular velocity of the component 4B. In each of the components 4A and 4B of this example, a vibrator extending on a predetermined surface substantially perpendicular to each of the detection axes dX and dY is accommodated. This type of vibrator is called a so-called "lateral" vibrator. Components 4A and 4B using such a vibrator are excellent in that the height in the detection axis direction is low.
According to the invention, the component 4A is placed on a first outer side 2b substantially parallel to the optical axis Z. The component 4B is installed on a second outer surface 2c that is perpendicular to the optical axis Z and substantially perpendicular to the outer surface 2b. 2d is a bottom surface of the housing 2.
The reason why the mounting of the angular velocity sensor component on the outer side surfaces 2b and 2c of the housing 2 has not been conceived has been presumed as follows. The dimensions of a camera module for a mobile phone are, for example, 7.80 mm × 6.98 mm × 4.98 mm (for example, a CMOS color image sensor module “MB86S02” manufactured by Fujitsu Limited), whereas a normal gyro sensor is used. An example of the dimensions is 12.2 mm x 7.0 mm x 2.6 mm, and it seems that the idea of attaching the camera module to the housing itself could not have arisen, but the dimension of the latest angular velocity sensor component is 5 mm. It was found that the size can be reduced to about × 3.2 mm × 1.2 mm, and that it can be mounted on the side surface of the housing in parallel with the optical axis.
In the example shown in FIG. 2, a first flat angular velocity sensor component 6A is provided on a first outer surface 2b of the housing 2, and a second flat angular speed sensor component is provided on a second outer surface 2c. A second angular velocity sensor component 6B is provided. The rotation angular velocity detection axis dX by the component 6A is the X axis (first axis), and the rotation angular velocity detection axis by the component 6B is the Y axis (second axis). Each component accommodates a so-called vertical oscillator. That is, each transducer is formed so as to extend substantially parallel to the corresponding detection axis dX or dY.
In the present invention, the housing can be further mounted on a support substrate, and a third angular velocity sensor component capable of detecting a rotational angular velocity around the optical axis can be mounted on the support substrate. . This makes it possible to measure the rotational angular velocities with respect to the axes in three directions. In addition to camera shake correction, it is possible to easily realize the use of the three-axis angular velocities in a device on which the support substrate is mounted.
FIGS. 3 and 4 relate to this embodiment. 3 and 4, the same reference numerals are given to the components already shown in FIGS. 1 and 2, and the description thereof may be omitted. In the example of FIG. 3, the housing 2 is mounted on the mounting surface 8a of the support substrate 8, and a flat angular velocity sensor component 4C is mounted on the mounting surface 8a. The detection axis dZ of the angular velocity sensor component 4C is the optical axis Z. The angular velocity sensor component 4C is a so-called horizontal type, and the internal vibrator extends in a plane substantially perpendicular to the optical axis Z. With such a configuration, the mounting of the angular velocity sensor component on the support substrate 8 is easy and reliable.
In the example of FIG. 4, the housing 2 is mounted on the mounting surface 8a of the support substrate 8, and a flat angular velocity sensor component 6C is mounted on the mounting surface 8a. The detection axis dZ of the angular velocity sensor component 6C is the optical axis Z. The angular velocity sensor component 6C is a so-called vertical type, and the internal vibrator extends in a plane substantially parallel to the optical axis Z.
In the present invention, each angular velocity sensor component is fixed to the outer surface of the housing, but the fixing method is not limited, and various kinds of fixing such as an ultraviolet-curing adhesive, a thermosetting adhesive, and a mechanical fixing may be used. Method.
In a preferred embodiment, after mounting the angular velocity sensor component on the flexible substrate, the flexible substrate is fixed to the bottom surface of the housing and bent to fix each angular velocity sensor component on each outer surface. . 5 and 6 relate to this embodiment.
As shown in FIG. 5, flexible substrates 9A and 9B are fixed to the bottom surface 2d of the housing 2. Then, the angular velocity sensor components 4A and 4B are mounted on the exposed portions of the flexible substrates 9A and 9B, respectively. 10 is a wiring. Next, the flexible substrates 9A and 9B are bent as shown by arrow A, and the angular velocity sensor components 4A and 4B are brought into contact with the outer side surfaces 2b and 2c as shown in FIG. At this time, it is preferable that the components 4A and 4B and the housing 2 are bonded. According to such a mounting method, the wiring of each angular velocity sensor component can be performed in advance on the flexible substrate, so that the wiring is easy. In addition, in order to mount each angular velocity sensor component on each outer surface, positioning on each side surface of each component is necessary, and planar positioning from the optical axis direction cannot be performed. On the other hand, in the present embodiment, when each of the components 4A and 4B is mounted on the flexible substrates 9A and 9B, planar positioning from the optical axis Z direction can be performed. Is easy and reliable.
On the flexible substrate, other electronic components can be mounted together with the angular velocity sensor components. The type of such electronic components is not particularly limited, but examples thereof include a resistor, a capacitor, and a semiconductor integrated circuit chip. The type of chip is not particularly limited, but is preferably a semiconductor integrated circuit that processes the output signal of the angular velocity sensor. For example, an operational amplifier that forms a filter, an analog / digital converter that digitizes analog output, and a digitized signal Is preferably a serial communication driver that outputs the data to the outside by serial communication. If there is a terminal that can be directly connected to the vibrator from outside the angular velocity sensor, it is preferable that the chip is a semiconductor integrated circuit chip that controls a drive signal and a detection signal of the vibrator. For example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) is an integrated circuit for a specific application. Is preferred.
For example, as shown in FIG. 7, the semiconductor integrated circuit chip 11 and other electronic components 12 can be mounted on the flexible substrate 9A (9B) together with the angular velocity sensor components 4A (4B).
The method of sealing the vibrator in the angular velocity sensor component is not limited, and includes, for example, the following method.
(1) The sealing means is a semiconductor chip package. Examples of such a package include a QFP (Quad Flat Package) and a QFN (Quad Flat No-lead) package.
(2) The sealing means is a resin mold material. Examples of the resin molding material include an epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, and a urethane resin.
(3) The sealing means is a ceramic package. The cover is preferably seam welded or solder welded or gold brazed.
(4) The sealing means is a metal package. Examples of the material include Kovar.
(5) The sealing means is a metal folded housing. Although it is not hermetically sealed, it is effective as an electromagnetic shield. Examples of the material include a galvanized steel sheet and stainless steel.
The flexible board is a circuit board in the form of a soft and thin film. In general, a board in which copper wiring is provided on a polyimide film is often used. Due to its high degree of freedom in design, it has recently been adopted in many electronic products that are becoming smaller and more precise.
As a material for forming the vibrator, a piezoelectric ceramic such as PZT can be exemplified in addition to the piezoelectric single crystal, and a constant elastic metal can be exemplified. Preferably, the resonator element is made of a piezoelectric single crystal. Examples of the piezoelectric single crystal include quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , lithium niobate-lithium tantalate solid solution (Li (Nb, Ta) O 3 ) single crystal, lithium borate single crystal, and langasite single crystal.
The dimensions of the angular velocity sensor component are not limited. However, the height is preferably 2 mm or less, and the mounting area is preferably 30 mm 2 or less.
Hereinafter, an example of a camera shake correction function of the image pickup apparatus will be briefly described with reference to FIG. In imaging, the solid-state imaging device 2 converts an image incident via the optical system 3 into an electric signal. The video signal obtained by the solid-state imaging device 2 is subjected to analog signal processing such as gamma processing, the analog signal is converted into a digital signal, and digital signal processing such as noise removal and contour enhancement is performed.
The optical system 3 includes, for example, three lens groups L1, L2, L3. By moving the L2 lens group as a correction lens group in a plane perpendicular to the optical axis, the optical axis can be decentered, and the movement of the image can be corrected. Here, the X-axis direction is a yawing direction, and the Y-axis direction is a pitching direction. The position detecting means 13 is a detecting means for detecting the position of the L2 lens group. The yawing drive control means 14 and the pitching drive control means 15 can control the drive of the correction lens group L2 in the X and Y axis directions orthogonal to the optical axis Z of the optical system 2.
The angular velocity sensors 4A and 4B are as described above. Each angular velocity sensor detects a movement in two directions of yawing and pitching, respectively. The output from each angular velocity sensor component is converted into a digital signal by an A / D converter 17 through a filter process, an amplifier process, and the like, and is transmitted to a microcomputer 18. The microcomputer 18 performs filtering, integration processing, phase compensation, gain adjustment, clipping processing, and the like on the output signal from the angular velocity sensor component, and calculates a drive control amount (control signal) of the correction lens group L2 necessary for motion correction. Ask. This control signal is output to yawing drive control means 14 and pitching drive control means 15 via D / A conversion means 16. The yawing drive control means 14 and the pitching drive control means 15 drive the correction lens group L2 based on this control signal to correct the movement of the image. Reference numerals 19 and 20 denote yawing and pitching current detecting means, which are used to detect the posture of the photographer.
In the examples shown in FIGS. 5 to 7, the angular velocity sensor component on the flexible substrate is mounted on the outer surface of the imaging device. However, this mounting structure can be used, for example, for mounting the angular velocity sensor component on the following device.
Pen input discrimination device, robot joint drive device, courier luggage tag, virtual reality input device, game device input device, camera stabilizer.
[0033]
As is apparent from the above description, according to the present invention, in order to provide a camera shake correction function to an image pickup apparatus such as a portable telephone, the image pickup apparatus can be downsized and an angular velocity sensor component can be provided. Can be provided in an imaging device. Further, according to the present invention, it is possible to provide a mounting structure capable of reliably and easily mounting an angular velocity sensor component on a miniaturized housing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a mounting structure according to an embodiment of the present invention, in which angular velocity sensor components 4A and 4B are mounted on outer surfaces 2b and 2c.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a mounting structure according to another embodiment of the present invention, in which angular velocity sensor components 6A and 6B are mounted on outer side surfaces 2b and 2c.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a mounting structure according to another embodiment of the present invention, in which angular velocity sensor components 4A and 4B are mounted on outer surfaces 2b and 2c, and a third Is mounted.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a mounting structure according to another embodiment of the present invention, in which angular velocity sensor components 6A and 6B are mounted on outer surfaces 2b and 2c, and a third 6C is mounted.
FIG. 5 shows a state in which flexible substrates 9A and 9B are fixed to the bottom surface 2d of the housing 2 of the camera module 1, and angular velocity sensor components 4A and 4B are mounted on each flexible substrate.
FIG. 6 shows a state in which each flexible substrate is bent and each angular velocity sensor component is joined on the outer surface of the housing 2.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a state in which angular velocity sensor components 4A and 4B, a semiconductor integrated circuit chip 11, and another electronic component 12 are mounted on a flexible substrate.
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a procedure for performing a camera shake correction function of the camera module.
[Description of Signs] 1 Camera module 2 Housing 2a Top surface of housing 2 2b First outer surface of housing 2 2c Second outer surface of housing 2 2d Bottom surface of housing 2 3 Lens barrel 4A, 6A One angular velocity sensor component 4B, 6B Second angular velocity sensor component 4C, 6C Third angular velocity sensor component 4a Widest main surface of angular velocity sensor component 8 Support substrate 8a Mounting surface of support substrate 8 9A, 9B Flexible substrate 10 Wiring 11 , 12 Electronic components X First axis Y Second axis Z Optical axis of imaging optical system
