JP2005354545A - ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】カメラモジュール及びオートフォーカス補助光用発光ダイオードをフレキシブル回路基板上に効率良く組み付けるための接続構造を提供する。
【解決手段】カメラモジュール３０を受容する構造に近接して、発光ダイオードを脱着可能に取付可能なソケット１０を提供する。ソケット１０は発光ダイオード２０のリード又は電極に接触するばね接触部５１と、ドーム部２３の方向がカメラモジュール３０と所望の関係となるようにして固定する固定手段７１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードの搭載法に関するもので、携帯電話等でカメラモジュールと共に使用されるものである。

携帯電話等の携帯端末で、オートフォーカス機能付きのカメラモジュールが内蔵されるものも商用化されているが、近年、デジタルカメラで使われているようなオートフォーカス用の補助光を使用することも考えられている。

デジタルカメラで使われている補助光を用いたカメラユニットについては、例えば、特開２００３−１１４３６９号公報（特許文献１）或いは、特開２００３−３１９４０５号公報（特許文献２）に記載される。後者には、カメラユニットの構造の概略が示される。ユニットは、カメラモジュール、及びそれと同方向に向けて並置される補助光源としての発光ダイオードを有する。

補助光源として用いられる発光ダイオードは、オートフォーカス作用時の投影強度を高めるべく、比較的指向性が高い光学設計が成される。典型的な発光ダイオードの例が、特開２００３−２５８３０７号公報（特許文献３）に示される。発光ダイオードは、比較的狭い出射角を実現するよう所望の光学設計がされた樹脂製のドーム部を台座上に有し、台座の側面には電気的接続のための電極が延出する。

一方で、通常携帯電話等の携帯端末装置の内部では、電気的配線のためにフレキシブル基板が多用されており、当該フレキシブル基板上には、種々の機能を有する表面実装部品が実装されて接続されている。従って、カメラモジュール或いは発光ダイオードについても、フレキシブル基板上に表面実装することが考えられる。

ここで、カメラモジュールはリフロー工程にさらすことができず、別工程によりフレキシブル基板に接続することが従来より行われてきたところ、近年ソケット化の提案がされている。カメラモジュールのためにソケットが使用できれば、予めリフロー工程によりソケットのみをフレキシブル基板に接続し、その後の組立工程によりカメラモジュールをソケットに嵌め込むことができる。これにより、量産時におけるカメラモジュールの組立作業の効率が改善されることが期待される。

従って、上述のオートフォーカス用補助光手段としてカメラモジュールと並置される補助光用発光ダイオードについても、例えば、カメラモジュールソケット上に半田接続する等の構成を採ることによるフレキシブル回路基板との新しい相互接続の形態が検討される。この方法によれば、フレキシブル回路基板との安定した相互接続を実現しながら、カメラ内に組み立てられたときに光軸が意図した方向からずれるおそれがなく、カメラモジュールによる信頼性の高いオートフォーカス作用を期待できる。
特開２００３−１１４３６９号 特開２００３−３１９４０５号 特開２００３−２５８３０７号

ところで、オートフォーカス用の補助光としては、光度の高い発光ダイオードが好ましいと考えられるところ、比較的光度の高い砲弾型発光ダイオードはフレキシブル基板にハンダ付けできないため、従来は携帯電話では使用されていなかった。かかる砲弾型発光ダイオードを使用する実用的な接続構造を実現できれば、従来品の場合よりも遠距離のオートフォーカスに適用できる高性能の補助光装置を提供できる。

さらに、表面実装型の発光ダイオードを使用した場合でも、その接続構造は製造組立を容易にする型のものであることが望ましい。さらに、砲弾型及び表面実装型を問わず、補助光用の発光ダイオード及び完成品内に置かれる他の発光素子からの光が、間接的にでもカメラモジュールで検出されることは望ましくない。

そこで本発明は、上述の課題を解決してオートフォーカス補助光ダイオードをフレキシブル回路基板と接続させるための実用的な接続構造を実現することをその課題とする。

本発明は、オートフォーカス補助光用の比較的狭い出射角を有する発光ダイオードをフレキシブル基板と接続させるのに適したソケットを提供する。ソケットは、端子又は電極と接続される雌型のばね性を有する端子を備え、且つ発光ダイオードのレンズを構成するドーム部の方向を決めるドーム方向固定手段を備える。発光ダイオードはソケットに対して脱着可能とされる。ソケットは、カメラモジュールを受容するソケット構造と並べて置かれ、ハウジング同士で結合されまたは一体とされ得る。発光ダイオードのドーム部は、ソケット内でカメラモジュールに向けてわずかに傾斜するようにして固定され、これによりカメラモジュールの撮像範囲に発光ダイオードの出射光が照射される。

発光ダイオードのドーム方向を固定する固定手段は、発光ダイオードのドーム部の曲面、或いはドーム部の底端近傍に設けられるフランジ部若しくは台座部に係合して、ドーム部の方向を決定する。さらに固定手段は、発光ダイオードがソケットから不本意に脱離するのを防止するよう作用する。

さらに、本発明のソケットは、発光ダイオードからの出射光がカメラモジュールに至るのを阻止すべく、適当な遮光手段を備える。遮光手段は、ハウジングの一部、或いはカメラモジュールへの信号の干渉を防止するための電磁シールドの一部により構成され得る。電磁シールドは、完成品のケースハウジング又は筐体の内面近傍まで延び、必要な場合には、それらと接地接続されても良い。

また、ソケットのハウジングには、カメラモジュールと発光ダイオードとの間で回路を構成する追加の配線を備えることができ、合わせてＩＣを内蔵することができる。例えば、カメラモジュールの出力に応じて発光ダイオードを制御できるスイッチ素子が内蔵され得る。さらに、ソケットハウジングには、追加の受光素子が収容されるようにしても良い。例えば、色検出可能な素子によれば、その検出信号情報と撮像素子の検出情報或いは発光ダイオードの動作情報の複合処理により、オートフォーカスの精度を高めることができる。

上述した本発明の構成によれば、簡易で且つ組立容易な構造でありながら補助光用の発光ダイオードとの安定した電気的接続構造が提供される。発光ダイオードのドーム部の光軸方向はカメラモジュールの光軸に対して所定の相対方向に向く状態とされ、その光軸ずれのない状態が確実に維持される。製造工程では、リフロー工程により補助光用の発光ダイオードの受容構造を含むソケットをフレキシブル回路基板上に接続できるので、その後のカメラモジュール及び発光ダイオードを組み付ける作業を同時に効率良く行うことができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の最良の実施形態となる好適実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の好適実施形態となるソケット１０の概略断面構造を示す図である。ソケット１０は、フレキシブル回路基板ＣＢに実装される型のものであり、第１のハウジング４０及び第２のハウジング９０の２つのハウジングを有する。両ハウジング４０、９０は、参照番号４３、９３で示した交差する位置で機械的に結合される。発光ダイオード２０は、カメラモジュール３０を利用したオートフォーカス機能を補助するための補助光を出射するものであり、両ハウジング４０、９０が機械的に固定されることにより、両者の相対位置関係が一定のものに維持される。

第１のハウジング４０は、砲弾型の発光ダイオード２０を受容する構造を有し、ベース部４２には、発光ダイオード２０から延出するリードに接触するばねコンタクト５１を備える。第２のハウジング９０は、カメラモジュール３０を受容する構造を有し、当該カメラモジュールの底面又は側面に設けられる電極に接触するコンタクト（図示せず）を備える。

第１の実施形態では、ハウジング４０は、カメラモジュール３０を受容するハウジング９０よりも高く延びる壁部４１、及び発光ダイオード２０に提供される電流によるカメラモジュールその他の周辺素子への影響を抑えるべく設けられる電磁シールド８０を有する。壁部４１及び電磁シールド８０は、ソケット１０を含むフレキシブル基板組立体が収容される装置の外側ケースハウジングＣＨに近接する位置まで延びるので、両者の協働により或いはいずれか単独の作用により発光ダイオード２０から出射される光を遮光し、当該出射光がカメラモジュール３０に受光されるのを防止する。

尚、図１では、発光ダイオード２０とカメラモジュール３０との間に延びる電磁シールド８０は、フレキシブル回路基板ＣＢに近い位置で破線にして示すが、これはハウジング４０、９０の連結構造を強調して示すためであり、例えば連結構造を両ハウジング４０、９０の側端に設けることにより、発光ダイオード２０とカメラモジュール３０との間の位置でも電磁シールド８０がフレキシブル回路基板ＣＢ近傍まで延びる構造を実現できる。（この点は以下に示す図３乃至図５、及び図７でも同様である。）

ハウジング４０内に受容される発光ダイオード２０は、比較的遠距離まで補助光の到達を可能とすべく、公知技術の説明に関連して説明したように、指向性が高くなるよう設計されたものである。従って、発光ダイオード２０をばねコンタクト５１に接触させた状態で、そのドーム部２３の向きを固定することが必要とされる。本実施形態では、参照番号７１として、ドーム部２３の方向を固定する固定手段７１が示される。

固定手段７１としては、例えば、発光ダイオード２０を頂面側から受容した後、受容構造内に上側或いは側方から挿入され、ドーム部２３のがたを防止するとともに発光ダイオード２０のフランジ部２４に重なって発光ダイオード２０を抜け止めする部材とされ、当該部材は、剛性を有する部材に限らずある程度の弾性を備えてドーム部２３を保持する部材であっても良い。このときフランジ部２４の下側には、ハウジング４０の一体成形により成るステップ部４６が設けられ、フランジ部２４は、ステップ部４６と固定手段７１に挟まれた位置関係とされる。

他の場合には、発光ダイオード２０を斜め方向又は側方から挿入するようにし、固定手段７１は挿入された発光ダイオードのドーム部２３を受容して位置決め固定するラッチ手段であっても良い。この場合、ラッチ手段は、第１のハウジング４０に一体的に成形されることができる。この場合、電磁シールドを装着するか、追加の部品又はハウジングにヒンジを介して一体成形された部品を用いて、発光ダイオード２０の受容通路を閉じた構造とし、遮光の機能を維持することもできる。

さらに他の固定手段の例が、図２に示される。（ａ）はハウジング４０に一体成形されたロックアーム７２の例を示し、（ｂ）は追加のロック部品７３による場合を示す。これらのロック手段によって抜け止め構造を実現する場合には、がた防止のためにドーム部２３の底側に弾性部材７４等を配置しても良い。また、追加のロック部品７３を用いる場合には、カメラモジュールとの位置関係を正確に維持するよう、ロック部品７３の一部がカメラモジュールの受容構造又はカメラモジュールの一部と係合するようにしても良い。

図３は、本発明の第２の実施形態となるソケット１１０を示す。第１の実施形態のソケットと同様に作用する要素については、第１の実施形態に関して使用した参照番号に１００を加えた数字で示し、作用に関する説明を省略する。

第１の実施形態との相違点は、ハウジング１４０が単一の成形品として形成され且つ電磁シールド１８０も一部品として提供されること、及び当該ハウジングがカメラモジュール１３０の受容構造が、遮光用の壁１４５を有していることである。前者によれば、カメラモジュールに対する発光ダイオード１２０の位置をより正確に決定でき安定した性能を保証できるとともに、製造組立も容易となる。後者によれば、ケースハウジングＣＨの内側に位置する発光ダイオード１２０以外の発光部品からの信号がカメラモジュールに達しないようにすることができるという利点を有する。

図４は、本発明の第３の実施形態となるソケット２１０を示す。第１の実施形態のソケットと同様に作用する要素については、第１の実施形態に関して使用した参照番号に２００を加えた数字で示し、作用に関する説明を省略する。

第３の実施形態は、第２の実施形態に類似するが、発光ダイオード２２０が、カメラモジュール２３０側に向けて傾けた状態で固定される点で第２の実施形態とは相違する。これにより、カメラモジュール２３０を利用してオートフォーカスを行う場合に、カメラモジュール２３０が受光できる撮像範囲内であって比較的撮像範囲の中心に近い位置に、発光ダイオード２２０の出射光を確実に提供することができるという利点を有する。傾斜角は、１度から２度程度が好ましいが、１度から５度程度までの範囲であっても良い。

図５は、本発明の第４の実施形態となるソケット３１０を示す。第１の実施形態のソケットと同様に作用する要素については、第１の実施形態に関して使用した参照番号に３００を加えた数字で示し、作用に関する説明を省略する。

本実施形態は、第２の実施形態に類似するが、ハウジング３４０が比較的高い遮光壁を有さず、電磁シールド部材３８０のみがケースハウジングＣＨ内面近傍まで延びている点で相違する。発光ダイオード３２０及びカメラモジュール３３０の適当な遮光手段を提供しつつ、ハウジング３４０製造の際の成形が容易になり且つ発光ダイオード３２０及びカメラモジュール３３０の取付・組立を容易化することができる点で利点となる。

尚、上述の第１乃至第４の実施形態では、発光ダイオード２０、１２０、２２０、３２０の高さ方向の位置決めは、フランジ部２４、１２４、２２４、３２４をハウジング４０、１４０、２４０、３４０に形成されたステップ部４６、１４６、２４６、３４６に当接させて行っているが、図６に示すように、リード２１に形成されたフラグ部２８をハウジング４０、１４０、２４０、３４０に形成した肩部４９に当接させて行っても良い。

図７は、第５の実施形態となるソケット４１０を示す図である。本実施形態は、第４の実施形態に類似するが、使用される発光ダイオード４２０が表面実装型の電極を有し、ソケット４１０がこれを受容する構成を有する点が相違する。発光ダイオード４２０は、内部に置かれるＬＥＤチップへ電流を供給するための配線が形成される台座部４２５及びその上部に光学レンズを構成するドーム部４２３を備える。

ソケット４１０は、雌型のばねコンタクトを有するが、発光ダイオード４２０の電極（図示せず）が底面にしか存在しない場合には、参照番号４５１ａに示す下面のコンタクトが電極に接し、電極が側面に延びている場合は、参照番号４５１ｂに示す側面のコンタクトがこれに接しても良い。尚、参照番号４５１ａ、４５１ｂに示すコンタクトは必ずしも選択的なものではなく、２点で接触する型のものでも良い。

本実施形態では、発光ダイオード４２０は、ハウジング４４０に形成された凹部４４９内に所定の向きに収容され、コンタクト４５１ａ、４５１ｂのばね性、或いはハウジング４４０に一体的に形成されるか、又は別体にして取り付けられるラッチ手段４４７により抜け止めされ、受容された状態でのがたが防止される。従って、発光ダイオード４２０のドーム部４２３は、所定の方向に向けられた状態で固定される。

第１乃至第５の実施形態で、発光ダイオードを所定の向きに受容するべく、適当なキー手段が設けられる。図８はキー手段の例を示し、（ａ）には砲弾型の発光ダイオードの例が、（ｂ）には表面実装型の発光ダイオードの例がそれぞれ示される。即ち、砲弾型の発光ダイオード２０のフランジ部２４の一部に切欠部２９を有し、表面実装型の発光ダイオード４２０では台座部４２５の一部に切欠部４２９を有し、それぞれが受容されるハウジングの受容構造は、少なくとも一部にこれらの形状に相補的な形状を含む。これにより発光ダイオード２０、４２０の受容時における発光ダイオードの取付の向きが保証される。

第２乃至第５のハウジングが一体成形されて成る実施形態によれば、当該ハウジング内には、発光ダイオード１２０、２２０、３２０、４２０、及びカメラモジュール１３０、２３０、３３０，４３０を接続配線する追加の配線が設けられ得る。例えば、発光ダイオード１２０、２２０、３２０、４２０を、カメラモジュール１３０、２３０、３３０、４３０で検出した信号に従って動作させることを希望する場合、内蔵される追加の配線を設け、さらにＩＣが実装された回路基板を収容するようにしても良い。ＩＣは、カメラモジュールからの出力信号に応じて発光ダイオードをスイッチングするよう動作し得る。

図９には、本発明のソケットによる追加の応用例が示される。この例では、砲弾型の発光ダイオードをオートフォーカスの補助光に用い、さらにインジケータとして使用するための追加の表面実装型ＬＥＤチップ５２０が用意される。ＬＥＤチップ５２０は、砲弾型の発光ダイオードの背面側に置かれ、これにより砲弾型の発光ダイオード２０のドーム部をレンズとして利用する。このＬＥＤチップ５２０から出射して発光ダイオード２０を通過する光により、ユーザは装置の所定のステータスを確認することができる。即ち、ＬＥＤチップ５２０の発光波長は、補助光の発光波長と異なり、ユーザがインジケータの表示であることを認識できることが望ましい。

ＬＥＤチップ５２０は、例えば図９（ａ）に示すようにハウジング５４０内部の発光ダイオード受容構造の底面５４８上に実装されるか、或いは図９（ｂ）に示すようにフレキシブル基板に予め実装されていても良い。後者の場合には、ハウジング５４０内には光路５４１が設けられ、実装の際に光路５４１とＬＥＤチップとが位置合わせされる。光路５４１は、空間として形成されても良いが、発光波長に対して透明な樹脂等が充填され得る。

尚、インジケータ用のＬＥＤチップは、図９（ｃ）に示すように、補助光用発光ダイオードと並置させても良い。この場合、光路５４２は発光ダイオード２０の受容構造から外れた位置に設けられる。図示しないが、光路５４２の外側端（図中上側端）には、所定の形状のレンズが形成されても良い。

さらに、図示しないが、ソケットには追加の受光素子が収容され得る。例えば、色検出可能なＲＧＢカラーセンサ等の受光素子が、ソケットに一体的に収容され、カメラモジュール或いは発光ダイオードと略同方向に向けて固定される。ＲＧＢカラーセンサは、オートフォーカス時に対象となる物体の色情報を検知してその情報を直接利用することにより、複雑なロジック回路を必要とすることなく、オートフォーカスの精度を高めることができる。即ち、色情報は撮像素子からの信号と合わせてオートフォーカスの信号処理に利用される。また、受光素子がソケットに収容される構成は、製造時の組立工程上の利点も有する。

以上のように、本発明の好適実施形態となるソケットについて詳細に説明したが、これはあくまでも例示的なものであり当業者によってさらに様々な変形・変更が可能である。

本発明の第１の好適実施形態となるソケットの概略断面構造を示す図である。 本発明のソケットに用いられる他の固定手段の例を示す概略断面図である。 本発明の第２の好適実施形態となるソケットの概略断面構造を示す図である。 本発明の第３の好適実施形態となるソケットの概略断面構造を示す図である。 本発明の第４の好適実施形態となるソケットの概略断面構造を示す図である。 発光ダイオードの高さ位置の固定の他の手段を説明する図である。 本発明の第５の好適実施形態となるソケットの概略断面構造を示す図である。 発光ダイオード受容のキー手段を説明する発光ダイオードの平面図である。 インジケータを備えたソケットの一部の概略断面構造を示す図である。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０、４１０ ソケット
２０、１２０、２２０、３２０、４２０ 発光ダイオード
３０、１３０、２３０、３３０、４３０ カメラモジュール
４０、９０、１４０、２４０、３４０、４４０ ハウジング
８０、１８０、２８０、３８０、４８０ 電磁シールド

Claims (11)

1. 回路基板上で、カメラモジュールを受容するよう設けられたカメラモジュール受容構造に隣接して所定の固定位置に置かれ、ドーム部及び該ドーム部から延出するリード又は電極を備えた発光ダイオードを受容するハウジングと、前記発光ダイオードを受容したときに前記リード又は電極と接触するばね接触部と、前記ドーム部の方向が前記カメラモジュールと所望の関係となるように前記発光ダイオードを固定する固定手段とを備えることを特徴とするソケット。
2. 前記ハウジングは、機械的結合手段又は成形により前記カメラモジュール受容構造と一体を成すことを特徴とする、請求項１に記載のソケット。
3. 前記ハウジングは、少なくとも前記カメラモジュール受容構造との間で電磁干渉を防止するための電磁シールド手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のソケット。
4. 前記発光ダイオードの前記ドーム部は、前記カメラモジュール受容構造に向けて傾斜して固定されることを特徴とする、請求項１または２に記載のソケット。
5. 前記ハウジングは、前記発光ダイオードの受容方向を決定するキー手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のソケット。
6. 前記ハウジングは、さらに追加の色検出可能な受光素子を前記カメラモジュール又は前記発光ダイオードに並置されるよう収容できることを特徴とする、請求項１または２に記載のソケット。
7. ドーム部及び該ドーム部から延びるリード又は電極を備える発光ダイオードを受容する発光ダイオード受容構造、及びカメラモジュールを受容するカメラモジュール受容構造を含むハウジングを備え、前記発光ダイオード受容構造及び前記カメラモジュール受容構造は、それぞれの前記発光ダイオード及び前記カメラモジュールの発光側及び受光側の外周を囲んで成る遮光手段を備えることを特徴とするソケット。
8. 前記遮光手段の少なくとも一部は、前記ハウジングに設けられる遮光壁により構成されることを特徴とする、請求項７に記載のソケット。
9. 前記ハウジングに取り付けられる電磁シールドを有し、該電磁シールドが前記遮光手段の少なくとも一部となるよう構成されることを特徴とする、請求項７に記載のソケット。
10. 前記遮光手段は、前記ソケットを内蔵する組立体のケースハウジング内面に近接する位置まで延びる寸法とされることを特徴とする、請求項７に記載のソケット。
11. 前記ハウジングは、前記カメラモジュール受容構造及び前記発光ダイオード受容構造から延びる電気配線を内蔵し、該電気配線に沿って置かれるスイッチ素子を含むことを特徴とする、請求項７に記載のソケット。
    
    

Images