JP2005157107A - カメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器に内蔵させるカメラユニットの小型化が、低コストで実現できるようにする。
【解決手段】 光学系部品２１０，２２０と、撮像手段２４０と、その撮像手段を保持する保持部材２３０と、保持部材に取付けられる回路基板とで構成されるカメラユニットにおいて、回路基板として、保持部材に取付けられる第１の回路基板２５０と、その第１の回路基板とフレキシブル基板２７０を介して取付けられた第２の回路基板２６０とを設け、第２の回路基板を第１の回路基板と所定の角度を持って配置できるようにして、小型化できるようにすると共に、第１の回路基板と第２の回路基板を接続するフレキシブル基板を反対側に延長させて、このカメラユニットの回路基板である第１，第２の回路基板と、他の回路基板とを接続する接続端子部２７２を設けるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば携帯電話端末の如き小型の電子機器に内蔵されるカメラユニットに適用して好適なカメラユニットに関する。

近年、携帯電話端末のような小型の電子機器に、電子的な撮影（撮像）ができるカメラユニットを内蔵させて、そのカメラユニットで撮影してメモリなどに記憶させた映像を、その機器が備える表示パネルに表示させたり、その機器が備える通信機能を利用して伝送するようなことが一般化している。特許文献１には、カメラを内蔵させた携帯電話端末についての開示がある。
特開２００３−１５２８４８号公報

ところで、携帯電話端末のような小型の電子機器に内蔵されるカメラユニットは、組み込まれた機器の携帯性を損なわないようにするために、非常に小型に構成する必要がある。また、このような携帯電話端末の場合には、カメラを組み込んだ場合であっても、機器の価格をある程度の範囲に抑えたい要求があるために、カメラユニットそのものの製造コストを削減することが要求されている。

図５は、この種の電子機器に組み込むための、従来のカメラユニットの構成例を示した断面図である。このカメラユニット１０は、上側が撮影光の入射面となっていて、レンズ鏡筒１１と、その上側にフィルタ部１２とが配置してあり、レンズ鏡筒１１の下面に、撮像素子１４が取付けてある。フィルタ部１２はレンズ鏡筒１１と一体化されている場合もあり、またフィルタを配置しない光学系の構成である場合もある。

撮像素子１４としては、例えばＣＣＤ型のイメージャやＣＭＯＳ型のイメージャが使用される。この撮像素子１４は、セラミック製などの保持部材１３により固定されるようにしてある。保持部材１３は、回路基板１５の上に載せてあり、上側の空間部１３ａに撮像素子１４を固定し、下側の空間部１３ｂに、回路基板１５上の回路部品１６を収納するようにしてある。また、回路基板１５は、保持部材１３が取付けられていない延長部１５ａを有し、この延長部１５ａの上にも、回路部品１７が取付けてある。

回路基板１５上の回路部品１６，１７は、撮像素子１４で撮像して得た撮像信号を処理する回路である。延長部１５ａを設けて回路部品を配置してあるのは、撮像信号を処理かる回路部品が、撮像素子１４を保持する保持部材１３のサイズとほぼ同じサイズの回路基板では、収まりきらないためである。

また、回路基板１５には、フレキシブル基板１８の一端が接続させてあり、このフレキシブル基板１８の他端側には、このカメラユニットが内蔵される機器のメインの回路基板（図示せず：例えば携帯電話端末の通信処理を実行する回路基板）と接続するためのコネクタ部１９が取付けてある。

この図５に示したカメラユニット１０は、回路基板１５に延長部１５ａがあるためにユニットの全長ｗ１が長く、携帯電話端末のような電子機器に内蔵させる場合に、その延長部１５ａの収納箇所を用意する必要があり、カメラユニットを収納する上で機器内のスペース効率が悪い問題があった。また、カメラユニットを収納する機器の厚みを薄くしたい要求があるために、フィルタ部１２から回路基板１５までの厚みｈ１についても、薄く構成する必要があるが、現状ではより薄くすることは困難であった。

一方、既に述べたように、この種のカメラユニットには低コスト化の要求があり、小型化できる構成とする上で、部品の製造コストを上昇させることは極力避ける必要があった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電子機器に内蔵させるカメラユニットの小型化が、低コストで実現できるようにすることを目的とする。

本発明は、光学系部品と、撮像手段と、その撮像手段を保持する保持部材と、保持部材に取付けられる回路基板とで構成されるカメラユニットにおいて、回路基板として、保持部材に取付けられる第１の回路基板と、その第１の回路基板とフレキシブル基板を介して取付けられた第２の回路基板とを設け、第２の回路基板を第１の回路基板と所定の角度を持って配置できるようにして、小型化できるようにすると共に、第１の回路基板と第２の回路基板を接続するフレキシブル基板を反対側に延長させて、このカメラユニットの回路基板である第１，第２の回路基板と、他の回路基板とを接続する接続端子部を設けるようにしたものである。

このように構成したことで、カメラユニットが備える回路基板については、第１，第２の回路基板の２つの回路基板で構成されることになって、第２の回路基板を第１の回路基板に対して所定の角度を持って配置させることで、電子機器内にコンパクトに収納できるようになる。また、第１，第２の回路基板を接続するフレキシブル基板は、他の回路基板と接続するための接続端子部を備えたフレキシブル基板と同じフレキシブル基板を使用しているので、カメラユニットが使用する部品を増加させない。

本発明によると、カメラユニットが備える回路基板については、第１，第２の回路基板の２つの回路基板で構成されることになって、第２の回路基板を第１の回路基板に対して所定の角度を持って配置させることで、電子機器内にコンパクトに収納できるようになり、カメラユニットを内蔵させる電子機器の小型化に貢献する。また、第１，第２の回路基板を接続するフレキシブル基板は、他の回路基板と接続するための接続端子部を備えたフレキシブル基板と同じフレキシブル基板を使用しているので、カメラユニットが使用する部品を増加させず、本発明の構成とすることによる製造コストの増加を抑えることができる。

この場合、第１の回路基板は、フレキシブル基板が取付けられた面を、保持部材に固定させ、保持部材に固定された面と反対側の面に、回路部品を取付けるようにしたことで、フレキシブル基板を挟んだ状態で第１の回路基板を保持部材に密着させて固定させることが可能になり、それだけ光学系部品から回路基板までの厚みを薄くすることが可能になる。

また、第２の回路基板には、両面に回路部品を取り付けるようにしたことで、第２の回路基板の両面が有効活用されて、それだけカメラユニットに取付けられた回路基板を小面積化できるようになる。

また、第１の回路基板の一端から延びたフレキシブル基板に設けられた接続端子部を、携帯電話端末内の回路基板に接続するようにしたことで、携帯電話端末に内蔵されるカメラユニットを、携帯電話端末内の回路基板に良好に接続することが可能になり、カメラ付き携帯電話端末を、小型で効率良く構成できることになる。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図４を参照して説明する。
本例においては、携帯電話端末に内蔵させるカメラユニット（カメラモジュール）としたものである。図３は本例のカメラユニットが内蔵される携帯電話端末１００の構成例を示した図である。図３に示した本例の携帯電話端末１００は、第１の筐体１１０と第２の筐体１２０とを開閉自在に接合して構成される。携帯電話機能として使用される操作部や表示部などについては、図３では裏側になる面に配置してあり、説明を省略する。また、第１の筐体１１０と第２の筐体１２０とを開閉させる機構についてもここでは説明を省略する。

本例の携帯電話端末１００は、第２の筐体１２０側にカメラユニット２００が内蔵させてあり、そのカメラユニット２００を配置した位置の筐体の外側には、透明な部材（ガラス，樹脂など）で構成されたフィルタ１２１が取付けてある。このフィルタ１２１はカメラユニットの保護部材として機能するものである。また、フィルタ１２１に隣接して、ミラー１２２と、照明ユニット１２３とが配置してある。ミラー１２２は、カメラユニット２００で撮影を行う際に、カメラに向かっている者（被写体）が撮影画角などを確認するためのものである。照明ユニット１２３は、暗い状況で撮影する際に使用する光源であり、例えば発光ダイオードが使用される。

また、これらのフィルタ１２１，ミラー１２２，照明ユニット１２３が配置された第２の筐体１２０の外側には、レンズカバー１３０が筐体１２０の長手方向に移動可能に取付けてある。図３，図４では、レンズカバー１３０を開けた位置で示してあり、レンズカバー１３０を閉じた状態では、フィルタ１２１，ミラー１２２，照明ユニット１２３の上にレンズカバー１３０が位置する。

図４は、第２の筐体１２０の内部に配置されたカメラユニット２００の配置状態を示した図である。本例のカメラユニット２００は、ほぼ四角の立方体の形状をして、第２の筐体１２０内に配置された携帯電話端末としての処理を行うための回路基板１４０に設けられた切り欠き部１４１に、カメラユニット２００を配置するようにしてある。カメラユニット２００には、フレキシブル基板２７０の先端に接続端子部２７２が取付けてあり、その接続端子部２７２が回路基板１４０の端子部１４２に接続されて、カメラユニット２００内の回路と回路基板１４０とが電気的に接続される構成としてある。カメラユニット２００を作動させる電源についても、このフレキシブル基板２７０を介した接続で供給される。図４に示すように、筐体１２０内に配置した状態では、カメラユニット２００の撮像光の入射部２０１が、図３に示したフィルタ１２１の真下になるように配置する。

図１，図２は、このように配置されるカメラユニット２００を、携帯電話端末１００から外して単体で示した図である。図１は断面で示してあり、図２は上下を反転させて斜視図で示してある。

本例のカメラブロック２００は、レンズ鏡筒２１０と、その先端のフィルタ部２２０とで、光学系部品を構成してあり、それぞれ四角形状の筐体に収納してある。レンズ鏡筒２１０とフィルタ部２２０は、一体の筐体で構成しても良い。レンズ鏡筒２１０には、複数枚の光学レンズが収納させてある。ズーム機能やオートフォーカス機能を備えている場合には、そのための機構をレンズ鏡筒２１０に内蔵させる。フィルタ部２２０に収納されたフィルタは、例えばＮＤフィルタ（Neutral Density フィルタ）と称される入射光量制限フィルタであり、フィルタ部２２０内のフィルタ駆動機構（図示せず）により、ＮＤフィルタを光路に配置した状態と、ＮＤフィルタを光路に配置していない状態とが選択できる構成としてあり、撮影条件或いは撮影モードによりいずれかの状態が選定される。

そして図１に示すように、レンズ鏡筒２１０の下側に、撮像素子２４０を配置し、レンズ鏡筒２１０を介して撮像光を撮像素子２４０に入射させる。撮像素子２４０としては、例えばＣＣＤ型のイメージャやＣＭＯＳ型のイメージャが使用される。この撮像素子２４０は、セラミック製などの保持部材２３０により固定させてある。本例の保持部材２３０は、第１の回路基板２５０の上に載せてあり、保持部材２３０の内部の空間部２３１に撮像素子２４０を固定してあり、図２に示すようにカメラユニットとして組み立てられた状態では、保持部材２３０に覆われているために、撮像素子２４０は外部からは見えない状態になっている。

保持部材２３０の底面（図２では上側）には、保持部材２３０の底面とほぼ同じ大きさの第１の回路基板２５０を取付けるようにしてある。この第１の回路基板２５０は後述する第２の回路基板２６０と共に硬質で可撓性を有しない基板である。第１の回路基板２５０には、可撓性を有する基板であるフレキシブル基板２７０が取付けてあり、フレキシブル基板２７０の中間部２７３を挟んだ状態で保持部材２３０に回路基板２５０が固定されるようにしてある（図１参照）。そのフレキシブル基板２７０が取付けられた面とは反対側の面（図２で上側になる面）には、回路パターンに沿って各種回路部品２５１が取付けてあり、カメラとしての信号処理を行う回路（即ち撮像素子２４０が出力する撮像信号を処理する回路）が組んである。

そして図１に示すように、第１の回路基板２５０の一端２５０ａから伸びたフレキシブル基板２７０の一端部２７１には、携帯電話端末側のメインの回路基板１４０（図４参照）と接続するためのコネクタである接続端子部２７２が取付けてある。フレキシブル基板２７０は、第１の回路基板２５０の他端２５０ｂからも伸ばしてあり、そのフレキシブル基板２７０の他端部２７４には、第２の回路基板２６０が取付けてある。

この第２の回路基板２６０は、第１の回路基板２５０に対してほぼ９０°折り曲げた状態で配置するようにしてある。第２の回路基板２６０は、図１に示すようにカメラユニット２００全体の高さよりも短い長さに設定してあり、ほぼ９０°折り曲げた状態でレンズ鏡筒２１０の側面からはみ出さない程度のサイズとしてある。この折り曲げた状態が維持されるように、何らかの補助部材を設けるようにしても良い。後述するシールド部材がその補助部材として機能するようにしても良い。第２の回路基板２６０は、一方の面に回路部品２６１が取付けてあると共に、他方の面にも回路部品２６２が取付けある。これらの回路部品２６１，２６２は、例えば、集積回路部品，コンデンサなどで構成される。

なお、図１，図２に示すカメラユニット２００は、回路基板やレンズ鏡筒などの配置状態を説明するために、これらが組み立てられた状態で示したが、例えば、図２に示した状態のカメラユニット２００の周囲を覆うような箱型形状の金属製のシールド部材を用意して、そのシールド部材で、カメラユニット２００の入射部２０１（図４参照）が設けられた面以外の面を覆うようにしても良い。

このように構成したカメラユニット２００によると、カメラユニットを少ない部品点数で効率良く小型化することができる。即ち、本例のカメラユニット２００には、そのカメラユニット２００に取付けられた撮像素子２４０が出力する撮像信号を処理するカメラ系の回路が組み込まれた回路基板が取付けてあり、その回路基板としてある程度の面積が必要であるが、第１の回路基板２５０と第２の回路基板２６０に２分割して、その２つの回路基板２５０，２６０で必要な面積を確保したことで、図５に示した従来のカメラユニットのように、回路基板がカメラユニット本体から突出することがない。具体的には、図２に示すように、第１の回路基板２５０のサイズを、カメラユニット２００の外形形状である保持部材２３０の底面のサイズとほぼ同一にすることができ、また第２の回路基板２６０を、カメラユニット２００の側面（即ちレンズ鏡筒２１０などの部品の側面）にほぼ納まるサイズとしたことで、カメラユニット２００を構成する箱型形状に納まる形状で、比較的面積の大きな回路基板を取付けることが可能になる。

従って、本例のカメラユニット２００を図４に示したように携帯電話端末内に収納させる場合には、収納箇所に、回路基板による突起などを考慮する必要のない箱型形状のカメラユニット収納スペースを用意すれば良くなり、少ないスペースに効率良くカメラユニットを内蔵させることが可能になり、それだけ携帯電話端末の小型化に貢献する。

この場合、本例のカメラユニット２００は、携帯電話端末側のメインの回路基板と接続するための接続端子部２７２を設けるためのフレキシブル基板２７０を反対側に伸ばして、そのフレキシブル基板２７０で第１の回路基板２５０と第２の回路基板２６０を接続するようにしたので、２つの回路基板を接続するための接続部材を別途設ける必要がなく、２つの回路基板で構成したことによる部品点数の増加を最小限に抑えることができ、それだけカメラユニットの製造コストの上昇を抑えることができる。

また本例のカメラユニット２００は、２つの回路基板２５０，２６０を設ける構成したことで、第１の回路基板２５０については、一方の面だけを使用して回路部品を取付けることが可能になり、他方の面は、撮像素子２４０を保持する保持部材２３０に、フレキシブル基板２７０を挟んだ状態で固定密着させることが可能になり、図５に示した従来例のように、保持部材に取付けられた回路基板を両面実装された回路基板とする必要がなく、従来例として示したカメラユニットの高さｈ１よりも、本例のカメラユニット２００の高さｈ２を低くすることが可能になる。

なお、上述した実施の形態では、カメラユニットの第２の回路基板２６０には両面に回路部品を取付けるようにしたが、いずれか一方の面だけで撮像に関する回路部品の実装が可能な場合には、片面だけに回路部品が取付けられた基板としても良い。

また、上述した実施の形態では、携帯電話端末に内蔵させるカメラユニットとしたが、その他の各種小型の電子機器に内蔵させるカメラユニットにも適用できることは勿論である。この場合、図４に示した機器内への配置例は一例であり、その他の配置状態としても良い。例えば図４の例では、第１の回路基板２５０と第２の回路基板２６０とで成す角度をほぼ９０°で直角に曲がるように配置させたが、その他の角度で配置するようにしても良い。

本発明の一実施の形態によるカメラユニットの構成例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態によるカメラユニットの構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態によるカメラユニットを内蔵した携帯端末の構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態によるカメラユニットの取付け状態の例を示す斜視図である。 従来のカメラユニットの一例を示す断面図である。

符号の説明

１００…携帯電話端末、１１０…第１の筐体、１２０…第２の筐体、１３０…レンズカバー、１４０…回路基板、１４１…カメラユニット取付け用切り欠き部、２００…カメラユニット、２１０…レンズ鏡筒、２２０…フィルタ部、２３０…保持部材、２３１…撮像素子保持空間部、２４０…撮像素子、２５０…第１の回路基板、２５１…回路部品、２６０…第２の回路基板、２６１…回路部品、２７０…フレキシブル基板、２７２…接続端子部

Claims (4)

1. 光学系部品と、
   前記光学系部品を介して結像した像光を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段を保持する保持部材と、
   前記保持部材に取付けられる第１の回路基板と、
   前記第１の回路基板に取付けられて、第１の回路基板の一端及び他端から伸びたフレキシブル基板と、
   前記第１の回路基板の一端から伸びた前記フレキシブル基板に設けられた接続端子部と、
   前記第１の回路基板の他端から伸びた前記フレキシブル基板に取付けられ、前記第１の回路基板と所定の角度をもった位置に配置可能な第２の回路基板とを備えた
   カメラユニット。
2. 請求項１記載のカメラユニットにおいて、
   前記第１の回路基板は、前記フレキシブル基板が取付けられた面を、前記保持部材に固定させ、
   前記保持部材に固定された面と反対側の面に、回路部品を取付けるようにした
   カメラユニット。
3. 請求項２記載のカメラユニットにおいて、
   前記第２の回路基板には、両面に回路部品を取り付けるようにした
   カメラユニット。
4. 請求項１記載のカメラユニットにおいて、
   前記第１の回路基板の一端から延びた前記フレキシブル基板に設けられた接続端子部を、携帯電話端末内の回路基板に接続するようにした
   カメラユニット。

Images