JP2006030886A - 静電シャッタ装置及び撮像モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】遮光性や組立製の面での問題がなく、ユニット全体のコンパクト化を容易にした撮像モジュール及び静電シャッタ装置を提供することである。
【解決手段】固定子２９ａの表面に複数の駆動電極２８ａが配置され、固定子２９ｂの表面に複数の駆動電極２８ｂが配置される。更に、固定子２９ａと固定子２９ｂの間には、保護部材３２が配置される。先幕２５ａは、上記駆動電極２８ａの電荷により駆動力を受けて、固定子２９ａに対し相対移動可能とされ、後幕２５ｂは、上記駆動電極２８ｂの電荷により駆動力を受けて、固定子２９ｂに対し相対移動可能とされる。また、固定子２９ｂの、後幕２８ｂと対向する面の裏面側には、撮像素子４０を有した撮像ユニットが配置される。そして、上記固定子２９ａと固定子２９ｂの互いに対向する面は、接合部材４５によって電気的導通が取られている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、デジタルカメラ等に搭載される静電シャッタ装置及び撮像モジュールに関するものである。

従来より、シャッタ機構のアクチュエータを小型で簡単な機構にするために、様々な提案がなされている。例えば、シャッタ羽根をフィルム状の部材で形成し、静電力を用いて駆動するようにした、いわゆる静電シャッタ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人は、先の出願である特願２００３−２９７７３５号に於いて、シャッタ（移動子）を低電圧駆動することのできるアクチュエータとし、エレクトレットアクチュエータを用いた静電シャッタ機構を提案している。
特開平８−２２０５９２号公報

ところで、上記特許文献１には、そのシャッタ機構を実際のカメラに搭載するための技術についての具体的な開示がなされていない。

また、上述した静電シャッタ機構に於いては、エレクトレットアクチュエータは移動子にエレクトレット（永久帯電膜或いは領域）を有しているため、移動子に配線が必要なく更に軽く薄くできるため、２組のアクチュエータを組合わせてフォーカルプレーン構造にすることができる。更には、このフォーカルプレーンシャッタを撮像素子と組合わせて、小型化（薄型化）した撮像ユニットを構成することができる。

しかしながら、このようなユニットへ配線をする場合、それぞれの固定子毎に配線パターンを引き出していては、ユニット全体のコンパクト化が難しいものであった。また、フレキシブル基板を引き出す部位が複数になると、遮光性や組立製の面でも好ましくない等の課題を有していた。

したがって本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、遮光性や組立製の面での問題がなく、ユニット全体のコンパクト化を容易にした静電シャッタ装置及び撮像モジュールを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の本発明は、表面に複数の駆動用電極を有する固定部材と、上記駆動電極に周波電圧を印加した際に発生する静電力で駆動される移動部材とを有する静電シャッタ機構を２つ組み合わせてなる静電シャッタ装置に於いて、第１の静電シャッタ機構の固定部材上に上記周波電圧を入力するためのコネクト端子を複数個設け、該コネクト端子の一部を上記第１の静電シャッタ機構の駆動用電極に接続し、他のコネクト端子を第２の静電シャッタ機構の駆動電極に電気的接続部材を介して接続したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、第１の駆動用電極が設けられた第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に発生する静電力でもって駆動される第１の移動部材と、第２の駆動用電極が設けられた第２の固定部材と、上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に発生する静電力でもって駆動される第２の移動部材と、を具備し、上記第１及び第２の駆動電極に印加する電圧を入力するための第１及び第２のコネクト端子群を上記第１の固定部材上に配置すると共に、上記第２のコネクト端子と上記第２の駆動電極を電気的接続部材を介して接続したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に於いて、上記第１の駆動電極と第２の駆動電極が対向するように上記第１の固定部材と第２の固定部材とを配置したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、上記保護部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、上記保護部材と上記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、上記第２の固定部材の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子と、を具備し、上記第１の固定部材と上記第２の固定部材の互いに対向する面は、接続部材によって電気的導通が取れていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記撮像素子を上記第２の固定部材にフリップチップ実装したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記第２の固定部材の駆動用電極が配置された面とは反対の面に駆動回路が配置されたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記撮像素子への入射光量の光学的特性を変化させる部材を、上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、更に、ローパスフィルタを上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、更に、赤外カットフィルタを上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、被写体光束が通過する第１の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第１の駆動用電極と、該第１の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第１のコネクト端子とが設けられた第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第１の固定部材に対して相対移動する第１の移動部材と、上記被写体光束が通過する第２の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第２の駆動用電極と、該第２の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第２のコネクト端子とが設けられた第２の固定部材と、上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第２の固定部材に対して相対移動する第２の移動部材と、上記第１のコネクト端子と上記第２のコネクト端子とを電気的に接続する接合部材と、を具備することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、上記第１の駆動電極及び第２の駆動電極は、上記第１の固定部材及び第２の固定部材の対向する面側に配置されることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明に於いて、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置されると共に、上記第２の移動部材を上記第２の固定部材とで挟むように配置され、上記被写体光束が通過する第３の光束通過領域を有する保護部材を更に具備することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、被写体光束が通過する第１の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第１の駆動用電極と、該第１の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第１のコネクト端子とが設けられた第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第１の固定部材に対して相対移動する第１の移動部材と、上記被写体光束が通過する第２の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第２の駆動用電極と、該第２の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第２のコネクト端子とが設けられた第２の固定部材と、上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第２の固定部材に対して相対移動する第２の移動部材と、上記第２の固定部材の、上記第２の駆動用電極が設けられた面と反対側の面に配置されて、上記第１及び第２の光束通過領域を介して入射される被写体からの光束を撮像するための撮像素子と、上記第１のコネクト端子と上記第２のコネクト端子とを電気的に接続する接合部材と、を具備することを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明に於いて、上記撮像素子は、上記第２の固定部材にフリップチップ実装されることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の発明に於いて、更に、上記第２の固定部材の駆動用電極が配置された面とは反対側の面に駆動回路が配置されることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１３に記載の発明に於いて、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置されると共に、上記第２の移動部材を上記第２の固定部材とで挟むように配置され、上記被写体光束が通過する第３の光束通過領域を有する保護部材を更に具備することを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の発明に於いて、上記第１の駆動用電極は、上記第１の固定部材の、上記保護部材と対向する面側に配置されていることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の発明に於いて、上記撮像素子への入射光量の光学的特性を変化させる部材を、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の発明に於いて、更に、ローパスフィルタを、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１８に記載の発明に於いて、更に、赤外カットフィルタを、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、遮光性や組立製の面での問題がなく、ユニット全体のコンパクト化を容易にした静電シャッタ装置及び撮像モジュールを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

はじめに、本発明に係る静電シャッタ装置の駆動原理について、図４及び図５を参照して説明する。

本シャッタ装置は、基本的に固定子１と移動子２とを備えており、移動子２は固定子１に対して図４（ａ）及び（ｂ）に於いて左右方向に移動自在に構成されている。そして、固定子１には、被写体からの光像を撮像素子（図示せず）に導くための開口部３が設けられている。更に、この固定子１には、上記移動子２の移動方向と直交する方向に、帯状の複数の延出された駆動電極４が所定の間隔で並設されている。

上記移動子２は、後述する永久分極された、延出された誘導体（以下、エレクトレットと称する）５の部位を複数備えている。

このような構成に於いて、駆動電極４に周波電圧を印加すると、駆動電極４と上述したエレクトレットとの間に吸引力若しくは反発力が発生し、結果的に移動子２が固定子１に対して相対移動する。したがって、移動子２が固定子１の開口部３を、開放若しくは遮蔽するように移動可能にしておけば、これによってシャッタ装置を構成することができる。

図４（ａ）はシャッタが開の状態を示し、図４（ｂ）はシャッタが閉の状態を示している。尚、固定子１に開口部３は必ずしも必要なものではなく、固定子１を透過部材として、図４（ａ）に示されるように、駆動電極４が設けられていない領域、すなわち、透過領域を形成しても良い。以下、被写体光束が通過するこのような領域を便宜的に開口部と称する。また、本構成に係るシャッタ装置を、エレクトレットシャッタと称するものとする。

図５は、こうしたエレクトレットシャッタの断面を模式的に示すと共に該エレクトレットシャッタの駆動回路を示した図である。

エレクトレットシャッタ７に於いて、固定子１に並設されたそれぞれの駆動電極４には、駆動回路１０からの電圧信号線が接続されている。これらの電圧信号線には、４相の電圧信号が印加されるようになっており、従って、駆動電極４には、４本毎に同一の電圧信号が印加される。図５では、駆動電極４にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付してこの電圧信号を区別している。

移動子２には、固定子１との対向面に永久分極された誘導体（エレクトレット）５を複数備えている。

尚、この図は、あくまでも模式図であり、実際のエレクトレットシャッタに於ける電極やエレクトレット化部位の数や配置間隔は、シャッタの大きさ、開口部の面積、エレクトレット化部位の極性、その配置形態、シャッタ装置として要求される駆動分解能、シャッタ最高速度等の様々な要因によって適宜決定されるものである。また、このエレクトレットシャッタの場合、正負の極性を有するエレクトレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、何れか一方の極性だけでも実現可能である。

図５の左側には、上述したエレクトレットシャッタ７の構成と共に、エレクトレットシャッタ７に印加する電圧信号を発生するための駆動回路（駆動制御手段）１０の構成が示されている。

パルス発生回路１２で生成した矩形波列（駆動パルス信号）は、位相器１３及び昇圧回路１４に供給される。昇圧回路１４では、入力された矩形波列が１００Ｖ程度まで昇圧されると共に、２つの極性を有する電圧信号に分岐されて、駆動電極４Ａ及び４Ｃに供給される。一方、位相器１３に入力された矩形波列は、９０°位相が遅れた波形となり、その後、昇圧回路１４に入力されて、上述と同様の２つの矩形波列となり、駆動電極４Ｂ及び４Ｄに供給される。

図６は、上記駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４Ａ〜４Ｄに印加される電圧信号列の例を示したタイミングチャートである。このうち、図６（ａ）は駆動電極４Ａ、図６（ｂ）は駆動電極４Ｂ、図６（ｃ）は駆動電極４Ｃ、図６（ｄ）は駆動電極４Ｄのタイミングチャートである。

尚、駆動電極４Ａ〜４Ｄの電圧の状態は、時間ｔ１〜ｔ４の４つの状態が、時間経過に対応して繰り返して変化するものである。

図７（ａ）〜（ｄ）は、上述したエレクトレットシャッタ７の動作を説明する図である。尚、図７（ａ）〜（ｄ）に於いて、同図右側方向をエレクトレットの進行方向として、後方側（左側）に正極（プラス）のエレクトレット（エレクトレット化部位）５ａ、前方側（右側）に負極（マイナス）のエレクトレット（エレクトレット化部位）５ｂが配列されているものとする。

図７（ａ）は、図６に示される時間ｔ１に切り替わった直後のエレクトレットと駆動電極４の電圧の状態（極性）を示している。

この状態に於いて、正極のエレクトレット５ａは、駆動電極４Ａ（正極）から反発力を受け、駆動電極４Ｂ（負極）から吸引力を受ける。また、負極のエレクトレット５ｂは、駆動電極４Ｃ（負極）から反発力を受け、駆動電極４Ｄ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図７（ａ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分右方向に移動する。

図７（ｂ）は、時間ｔ２に切り替わった直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。

この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極４Ｂ（正極）から反発力を受け、駆動電極４Ｃ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極４Ｄ（負極）から反発力を受け、駆動電極４Ａ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図７（ｂ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

同様に、図７（ｃ）は、時間ｔ３に切り替わった直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。

この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極４Ｃ（正極）から反発力を受け、駆動電極４Ｄ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、更に別の駆動電極４Ａ（負極）から反発力を受け、駆動電極４Ｂ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図７（ｃ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

更に、図７（ｄ）は、時間ｔ４に切り替わった直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。

この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極４Ｄ（正極）から反発力を受け、駆動電極４Ａ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極４Ｂ（負極）から反発力を受け、駆動電極４Ｃ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図７（ｄ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

上述したように、移動子２は１つの駆動電極ピッチｄ移動し、この動作が繰り返されることで、移動子２は図７（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように右方向（図示矢印Ｆ方向）に移動する。尚、移動子２を図の左方向に移動するためには、駆動電極４に印加する電圧の極性を逆に切り替えれば良い。

（第１の実施形態）
次に、図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る第１の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す組立図、図２は図１の構成の撮像モジュールが組み立てられた状態の構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。尚、図１及び図２（ａ）に於いて破線で示される部分は、図示される部材の裏面側であることを表している。

本撮像モジュール２０は、シャッタユニット２１と、撮像ユニット２２とで構成されている。上記シャッタユニット２１は、それぞれ独立して走行する先幕（シャッタ先幕）２５ａと、後幕（シャッタ後幕）２５ｂとを有するフォーカルプレーンシャッタである。この先幕２５ａ、後幕２５ｂは、第１の移動部材、第２の移動部材として上述したエレクトレット５（図示せず）を備えている。そして、それぞれのエレクトレット５の対向面側には、複数の帯状の延出された電極部材である駆動電極（第１の駆動用電極、第２の駆動用電極）２８ａ、２８ｂと、被写体通過領域である開口部（または透過部）２７ａ、２７ｂが設けられた固定子（第１の固定部材、第２の固定部材）２９ａ、２９ｂが配設されている。

上記先幕２５ａ、後幕２５ｂは、それぞれ固定子２９ａ、２９ｂの長手方向に対して、移動自在に構成されている。そして、上記複数の電極２８ａ、２８ｂは、上記固定子２９ａ、２９ｂ上で、上記先幕２５ａ、後幕２５ｂの移動方向と直交する方向に所定の間隔で並設されている。

そして、駆動電極２８ａを含む固定子２９ａと、駆動電極２８ｂを含む固定子２９ｂとの間には、封止部材としてのスペーサ３３、３５を介して、被写体通過領域としての開口部（透光部）３１を有する仕切ガラス板（保護部材）３２が固設されている。上記駆動電極２８ａ、２８ｂは、それぞれ固定子２９ａ、２９ｂの仕切ガラス板３２と対向する面側に設けられている。

ここで、固定子２９ａ、２９ｂは、ガラス等を基板として構成されており、その表面に上記駆動電極２８ａ、２８ｂが形成され、更に該駆動電極２８ａ、２８ｂ上に絶縁膜（図示せず）が設けられている。この絶縁膜が施されることにより、隣接する駆動電極間の短絡を防止している。

一方、先幕２５ａ、後幕２５ｂは、ポリイミドやテフロン（登録商標）が基材として用いられており、アルミニウム等の金属が蒸着されている。これにより、完全ではないものの、ある程度の遮光性を確保することができる。本実施形態に於いては、このような特性を半透光性と称するものとする。

そして、これら先幕２５ａ、後幕２５ｂとして使用される基材（フィルム膜）の一方の面、この場合駆動電極２８ａ、２８ｂと対向する面側には、コロナ放電法により複数のエレクトレットが形成されている（これをエレクトレット化するという）。本実施形態に於いては、正負の極性を有するエレクトレット部位が交互に配置されている（例えば、図７のエレクトレット５ａ、５ｂ参照）。

上記駆動電極２８ａ、２８ｂは、図１、図２には示されないが、上述した図５乃至図７の駆動電極４Ａ〜４Ｄに相当する電極毎に、配線パターンにより接続されている（図３参照）。そして、駆動電極２８ａは、バンプ等の導電性の接合部材４５及び配線パターンによって、コンタクト４６ａを介して、後述するシャッタ駆動制御回路５０と接続されている。また、駆動電極２８ｂは、コンタクト４６ｂを介して、後述するシャッタ駆動制御回路５０と接続されている。尚、接合部材４５としては、導電性のゴム等で構成しても良い。

撮像ユニット２２は樹脂等により構成されるもので、収納容器３９内に撮像素子４０と信号線４１を収容して固定している。尚、上述した固定子２９ａ、２９ｂの開口部２７ａ、２７ｂ、仕切ガラス板３２に設けられた開口部３１は、撮像手段である撮像素子４０の撮像面に対応する位置に設けられている。これにより、開口部２７ａより取り込まれた被写体光が、光電変換素子である撮像素子４０に導かれ、この撮像素子４０により当該被写体の像が光電変換される。

尚、シャッタユニット２１は、撮像素子４０の封止も兼用している。

このように、本撮像モジュール２０は、エレクトレットシャッタを用いてシャッタユニット２１を構成しているため、その厚さを従来のシャッタユニットと比較して大幅に減少することができ、薄型化することができる。

また、エレクトレットシャッタは、先幕２５ａ、後幕２５ｂに誘導される電荷を利用するのではなく、エレクトレットに永久分極されている電荷を利用するため、幕の立ち上がり時間を短縮してシャッタ動作を高速化することができる。

加えて、エレクトレットの電荷量は任意に与えることが可能であることから、駆動力が最大となるような最適の電荷量を与えることができ、極めて大きな駆動力を得ることができる。したがって、撮像モジュールのサイズに応じた最適なシャッタユニット２１を構成することができる。

更に、先幕２５ａ、後幕２５ｂは素材として樹脂材料を用いることができるため、軽量である。例えば、先幕２５ａ、後幕２５ｂは、１０〜２０μｍの薄い膜で形成することが可能である。それ故、動作に必要な電力量は少なく、且つ静かな動作を実現することができる。

図３は、上述したシャッタユニット２１とそのシャッタ駆動制御回路との信号接続を示す構成図である。

シャッタユニット２１には、上述したように、先幕２５ａと後幕２５ｂが備えられており、そのそれぞれの幕を駆動するために、固定子２９ａ、２９ｂ上の駆動電極２８ａ、２８ｂが、配線を介して、コネクタ４６ａと、接合部材４５を介してコネクタ４６ｂとに接続されている。

シャッタ駆動制御回路５０は、パルス発生回路と、図２に示されたものと同様の構成の位相器５３ａ、５３ｂと、昇圧回路５４ａ、５４ｂを含む２系統の駆動回路５２ａ、５２ｂを有して構成されている。

また、図示されないカメラのボディ制御用マイクロコンピュータからリセット信号を受取ったときは、先幕２５ａと後幕２５ｂが初期状態に駆動される。更に、パルス発生回路５１からは、所定のタイミングで図示されないカメラのボディ制御用マイクロコンピュータにストロボ同調信号が出力される。

図示されないカメラのボディ制御用マイクロコンピュータからの開閉制御信号に基づいて、パルス発生回路５１で生成された矩形波列（駆動パルス信号）が、駆動回路５２ａ、５２ｂ内の位相器５３ａ、５３ｂ及び昇圧回路５４ａ、５４ｂに供給される。そして、これらの位相器５３ａ、５３ｂ及び昇圧回路５４ａ、５４ｂからのそれぞれの位相を有した出力が、コネクタ４６ａと接合部材４５、及びコネクタ４６ｂを介して、駆動電極２８ａ、２８ｂに供給される。これにより、先幕２５ａと後幕２５ｂが駆動されて、露光開口２７の全開全閉動作が制御される。

このように、第１の実施形態によれば、スペーサ３３、３５とは別にバンプ等の接合部材４５を固定子２９ａ、２９ｂ間に配置（先幕基板と後幕基板との導通をとる）したので、向かい合うそれぞれの駆動電極を接合部材で配線することが容易になる。また、２つの固定子のうち何れか一方、上述した第１の実施形態では固定子２９ｂ側にフレキシブル基板（図示せず）との接合部を設けることが可能になる。

尚、図１乃至図３に於いて、固定子２９ａ及び２９ｂ上に設けられている駆動電極２８ａ及び２８ｂは、何れも説明のために概略的に示されているもので、その本数は図示のものに限定されるものではない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

尚、この第２の実施形態に於ける撮像モジュールの構成及び動作は、基本的に図１乃至図３に示された第１の実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の参照番号を付してその図示及び説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図８は、本発明に係る第２の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す断面図である。

本撮像モジュール２０ａは、それぞれ独立して走行する先幕２５ａと、後幕２５ｂとを有するフォーカルプレーンシャッタを有して構成される。そして、この撮像モジュール２０ａは、先幕２５ａ、後幕２５ｂと、駆動電極２８ａ、２８ｂと、開口部（または透過部）２７ａ、２７ｂが設けられた固定子２９ａ、２９ｂと、開口部（または透過部）３１が設けられた仕切ガラス板３２と、スペーサ３３、３５と、接合部材４５及び外部機器との接続を行うコンタクト４６とを有して構成されている。

更に、固定子２９ｂの、駆動電極２８ｂが配設されていない側、すなわち駆動電極２８ｂが配設された面とは裏面側には、配線パターン４２、４２が配設されている。そして、これら配線パターン４２、４２が配設されている側の開口部２７ｂ上には、撮像素子４０が、フリップチップ実装されている。また、この場合、撮像素子４０の信号線は、配線パターン４２、４２が使用される。

このように、第２の実施形態によれば、撮像素子を固定子２９ｂフリップチップ実装したので、撮像素子の封止及び配線の簡略化を実現して、上述した第１の実施形態によりも更に撮像モジュールを薄型化することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。

尚、この第３の実施形態に於ける撮像モジュールの構成及び動作は、基本的に図１乃至図３及び図８に示された第１及び第２の実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の参照番号を付してその図示及び説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図９は、本発明に係る第３の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す断面図である。

本撮像モジュール２０ｂは、それぞれ独立して走行する先幕２５ａと、後幕２５ｂとを有するフォーカルプレーンシャッタを有して構成される。そして、この撮像モジュール２０ａは、先幕２５ａ、後幕２５ｂと、駆動電極２８ａ、２８ｂと、開口部（または透過部）２７ａ、２７ｂが設けられた固定子２９ａ、２９ｂと、開口部（または透過部）３１が設けられた仕切ガラス板３２と、スペーサ３３、３５と、を有して構成されている。

更に、固定子２９ａと固定子２９ｂの間で、スペーサ３３、３５の外側には、図示されない配線パターンを介して駆動電極２８ａ、２８ｂとを電気的に接続するための基板間接続部５７が設けられている。また、固定子２９ｂの所定箇所にはスルーホール５８が形成されている。

そして、固定子２９ｂの、駆動電極２８ｂが配設されていない側、すなわち駆動電極２８ｂが配設された面とは裏面側には、配線パターン４２、４３が配設されている。そして、これら配線パターン４２、４３が配設されている側の開口部２７ｂ上に撮像手段としてのイメージャ６４が、更にこのイメージャ６４の近傍にはシャッタドライバ６５が、それぞれフリップチップ実装されている。

一方、固定子２９ａの、駆動電極２８ａが配設されていない側（被写体側）、すなわち駆動電極２８ａが配設された面とは裏面側で、開口部２７ａ上には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１と赤外カットフィルタ６２から成る光学フィルタが配設されている。

このように、第３の実施形態によれば、固定子２９ｂの駆動電極２８ｂが配設された面とは反対の面（裏面）にシャッタドライバ６５等の駆動回路が実装されるので、回路を含めたユニット化を図ることができる。

更に、イメージャ６４への入射光量を調節するローパスフィルタ６１、赤外カットフィルタ６２等の光学フィルタを、固定子２９ａの被写体側に配置することによっても、撮像モジュールの小型化を図ることができる。

尚、この第３の実施形態に於いては、光学フィルタとしてローパスフィルタ６１と赤外カットフィルタ６２を重ねて配置したが、これに限られるものではない。例えば、ローパスフィルタ６１だけでもよいし、赤外カットフィルタ６２だけであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

本発明に係る第１の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す組立図である。 図１の構成の撮像モジュールが組み立てられた状態の構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 シャッタユニット２１とそのシャッタ駆動制御回路との信号接続を示す構成図である。 本発明に係る静電シャッタ装置の駆動原理について説明する図である。 エレクトレットシャッタの断面を模式的に示すと共に該エレクトレットシャッタの駆動回路を示した図である。 図５の駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４Ａ〜４Ｄに印加される電圧信号列の例を示したもので、（ａ）は駆動電極４Ａ、（ｂ）は駆動電極４Ｂ、（ｃ）は駆動電極４Ｃ、（ｄ）は駆動電極４Ｄのタイミングチャートである。 図５に示されるエレクトレットシャッタ７の動作を説明する図である。 本発明に係る第２の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す断面図である。 本発明に係る第３の実施形態のフォーカルプレーンシャッタ装置が適用された撮像モジュールの構成を示す断面図である。

符号の説明

１、２９ａ、２９ｂ…固定子、２…移動子、３、２７ａ、２７ｂ、３１…開口部、４、４Ａ〜４Ｄ、２８ａ、２８ｂ…駆動電極、５、５ａ、５ｂ…永久分極された誘導体（エレクトレット）、７…エレクトレットシャッタ、１０、５２ａ、５２ｂ…駆動回路、１２、５１…パルス発生回路、１３、５３ａ、５３ｂ…位相器、１４、５４ａ、５４ｂ…昇圧回路、２０…撮像モジュール、２１…シャッタユニット、２２…撮像ユニット、２５ａ…先幕、２５ｂ…後幕、３２…保護部材、３３、３５…スペーサ、３９…収納容器、４０…撮像素子、４５…接合部材、４６ａ、４６ｂ…コンタクト、５０…シャッタ駆動制御回路。

Claims (20)

1. 表面に複数の駆動用電極を有する固定部材と、上記駆動電極に周波電圧を印加した際に発生する静電力で駆動される移動部材とを有する静電シャッタ機構を２つ組み合わせてなる静電シャッタ装置に於いて、
   第１の静電シャッタ機構の固定部材上に上記周波電圧を入力するためのコネクト端子を複数個設け、該コネクト端子の一部を上記第１の静電シャッタ機構の駆動用電極に接続し、他のコネクト端子を第２の静電シャッタ機構の駆動電極に電気的接続部材を介して接続したことを特徴とする静電シャッタ装置。
2. 第１の駆動用電極が設けられた第１の固定部材と、
   上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に発生する静電力でもって駆動される第１の移動部材と、
   第２の駆動用電極が設けられた第２の固定部材と、
   上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に発生する静電力でもって駆動される第２の移動部材と、
   を具備し、
   上記第１及び第２の駆動電極に印加する電圧を入力するための第１及び第２のコネクト端子群を上記第１の固定部材上に配置すると共に、上記第２のコネクト端子と上記第２の駆動電極を電気的接続部材を介して接続したことを特徴とする静電シャッタ装置。
3. 上記第１の駆動電極と第２の駆動電極が対向するように上記第１の固定部材と第２の固定部材とを配置したことを特徴とする請求項２に記載の静電シャッタ装置。
4. 表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
   上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
   上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
   上記保護部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
   上記保護部材と上記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
   上記第２の固定部材の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子と、
   を具備し、
   上記第１の固定部材と上記第２の固定部材の互いに対向する面は、接続部材によって電気的導通が取れていることを特徴とする撮像モジュール。
5. 上記撮像素子を上記第２の固定部材にフリップチップ実装したことを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
6. 上記第２の固定部材の駆動用電極が配置された面とは反対の面に駆動回路が配置されたことを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
7. 上記撮像素子への入射光量の光学的特性を変化させる部材を、上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
8. 更に、ローパスフィルタを上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
9. 更に、赤外カットフィルタを上記第１の固定部材の上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
10. 被写体光束が通過する第１の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第１の駆動用電極と、該第１の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第１のコネクト端子とが設けられた第１の固定部材と、
    上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第１の固定部材に対して相対移動する第１の移動部材と、
    上記被写体光束が通過する第２の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第２の駆動用電極と、該第２の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第２のコネクト端子とが設けられた第２の固定部材と、
    上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第２の固定部材に対して相対移動する第２の移動部材と、
    上記第１のコネクト端子と上記第２のコネクト端子とを電気的に接続する接合部材と、
    を具備することを特徴とする静電シャッタ装置。
11. 上記第１の駆動電極及び第２の駆動電極は、上記第１の固定部材及び第２の固定部材の対向する面側に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の静電シャッタ装置。
12. 上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置されると共に、上記第２の移動部材を上記第２の固定部材とで挟むように配置され、上記被写体光束が通過する第３の光束通過領域を有する保護部材を更に具備することを特徴とする請求項１１に記載の静電シャッタ装置。
13. 被写体光束が通過する第１の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第１の駆動用電極と、該第１の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第１のコネクト端子とが設けられた第１の固定部材と、
    上記第１の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第１の固定部材に対して相対移動する第１の移動部材と、
    上記被写体光束が通過する第２の光束通過領域を有し、所定間隔で配置された複数の第２の駆動用電極と、該第２の駆動用電極に印加する周波電圧を入力するための第２のコネクト端子とが設けられた第２の固定部材と、
    上記第２の駆動用電極に電圧を印加した際に生じる静電力によって上記第２の固定部材に対して相対移動する第２の移動部材と、
    上記第２の固定部材の、上記第２の駆動用電極が設けられた面と反対側の面に配置されて、上記第１及び第２の光束通過領域を介して入射される被写体からの光束を撮像するための撮像素子と、
    上記第１のコネクト端子と上記第２のコネクト端子とを電気的に接続する接合部材と、
    を具備することを特徴とする撮像モジュール。
14. 上記撮像素子は、上記第２の固定部材にフリップチップ実装されることを特徴とする請求項１３に記載の撮像モジュール。
15. 更に、上記第２の固定部材の駆動用電極が配置された面とは反対側の面に駆動回路が配置されることを特徴とする請求項１３に記載の撮像モジュール。
16. 上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置されると共に、上記第２の移動部材を上記第２の固定部材とで挟むように配置され、上記被写体光束が通過する第３の光束通過領域を有する保護部材を更に具備することを特徴とする請求項１３に記載の撮像モジュール。
17. 上記第１の駆動用電極は、上記第１の固定部材の、上記保護部材と対向する面側に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の撮像モジュール。
18. 上記撮像素子への入射光量の光学的特性を変化させる部材を、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項１７に記載の撮像モジュール。
19. 更に、ローパスフィルタを、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項１８に記載の撮像モジュール。
20. 更に、赤外カットフィルタを、上記第１の固定部材の、上記第１の駆動用電極が配置されている面の裏面側に配置したことを特徴とする請求項１８に記載の撮像モジュール。

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