JP2007221332A

JP2007221332A - 撮像装置及び携帯端末

Info

Publication number: JP2007221332A
Application number: JP2006038036A
Authority: JP
Inventors: Chikada Kimizuka; 京田君塚; Takeshi Kamisaka; 武史上坂; Masanao Mashima; 雅尚真島
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】撮像素子の放熱をより簡易な構成で実現できる撮像装置及び当該撮像素子を備える携帯端末を提供する。
【解決手段】被写体光を導くための撮像光学系２と、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置され、撮像光学系２に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリア３１とイメージエリア３１を制御する制御部３２とを有する撮像素子３と、撮像光学系２と撮像素子３とを内側に配置した外枠部材１と、を備え、外枠部材１が、撮像素子３上のイメージエリア３１外の所定エリアＡと接触する第１接触部１２２を有するよう構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置及び携帯端末に関する。

従来、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末や、デジタルカメラには、被写体光を導くための撮像光学系と、撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、などを備えた撮像装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、撮像素子（特に、撮像素子が有する制御部）は動作すると発熱し、そして、当該発熱の影響により、例えば、撮像素子により得られた画像にノイズが出るなどの問題が生じることが知られている。
そこで、例えば、撮像装置内部の温度を調整するための熱電素子と、撮像装置の動作内容に従って熱電素子に対する通電を制御する通電制御手段と、を追加して備えた撮像装置が提案された（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００５−１４８１９７号公報特開２００３−３１９２２０号公報

しかしながら、特許文献１のように、新たに熱電素子や通電制御手段を加えることは煩雑であり、コストもかかる。

本発明の課題は、撮像素子の放熱をより簡易な構成で実現できる撮像装置及び当該撮像素子を備える携帯端末を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、撮像装置において、被写体光を導くための撮像光学系と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、を備え、前記外枠部材は、前記撮像素子上の前記イメージエリア外の所定エリアと接触する接触部を有していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、撮像装置において、被写体光を導くための撮像光学系と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、当該撮像光学系側の面に前記撮像素子を固定した基板と、を備え、前記基板の前記撮像光学系側の面は、前記撮像素子が固定される固定エリアと当該固定エリアに隣接する隣接エリアとを有し、前記固定エリアと前記隣接エリアには、金属パターンが配置されており、前記外枠部材は、前記隣接エリアと接触する接触部を有していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、撮像装置において、被写体光を導くための撮像光学系と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子
と、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、当該撮像光学系側の面に前記撮像素子を固定した基板と、を備え、前記基板の前記撮像光学系側の面は、前記撮像素子が固定される固定エリアと当該固定エリアに隣接する隣接エリアとを有し、前記固定エリアと前記隣接エリアには、金属パターンが配置されており、前記外枠部材は、前記撮像素子上の前記イメージエリア外の所定エリアと接触する第１接触部と、前記隣接エリアと接触する第２接触部と、を有していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載の撮像装置において、前記所定エリアは、前記制御部上であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、前記外枠部材の外面には、複数の凹部が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、前記外枠部材は、金属により形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、携帯端末において、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置を端末本体に備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、外枠部材が有する接触部によって、撮像素子上のイメージエリア外の所定エリアと接触することができる。したがって、外枠部材を介して、撮像素子で発生した熱を撮像装置外部へ放散することができることとなって、撮像素子の放熱をより簡易な構成で実現できる。

請求項２に記載の発明によれば、固定エリアと隣接エリアには、熱伝導率が高い材料である金属パターンが配置されており、外枠部材が有する接触部によって、隣接エリアと接触することができる。したがって、撮像素子で発生した熱が効率よく隣接エリアに伝達され、そして、外枠部材を介して、当該伝達された熱を撮像装置外部へ放散することができることとなって、撮像素子の放熱をより簡易な構成で実現できる。

請求項３に記載の発明によれば、外枠部材が有する第１接触部によって、撮像素子上のイメージエリア外の所定エリアと接触することができる。したがって、外枠部材を介して、撮像素子で発生した熱を撮像装置外部へ放散することができることとなる。さらに、固定エリアと隣接エリアには、熱伝導率が高い材料である金属パターンが配置されており、外枠部材が有する第２接触部によって、隣接エリアと接触することができる。したがって、撮像素子で発生した熱が効率よく隣接エリアに伝達され、そして、外枠部材を介して、当該伝達された熱を撮像装置外部へ放散することができることとなって、撮像素子の放熱をより簡易な構成で実現できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は３に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、接触部又は第１接触部と接触する所定エリアが、撮像素子の中で最も発熱する制御部の上側であるため、直接的に外枠部材に熱が伝達されることとなって、効率がよい。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、外枠部材の外面には、複数の凹部が設けられているため、外枠部材の表面積がより大きくなって、より効率よく放熱することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、外枠部材が、熱伝導率が高い材料である金属により形成されているため、外枠部材内部の熱が外枠部材外部へより伝達され易くなって、より一層効率よく放熱することができる

請求項７に記載の発明によれば、携帯端末は、端末本体に、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置を備えているため、上述した請求項１〜６の何れか一項の効果を有する撮像装置を備えた携帯端末を提供することができる。

以下、図を参照して、本発明にかかる撮像装置及び当該撮像装置を備える携帯端末の最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。

撮像装置１０は、例えば、図１及び２に示すように、外枠部材１と、外枠部材１の内側に配置された撮像光学系２と、外枠部材１の内側に、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置された撮像素子３と、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置され、撮像光学系２側の面（上面）に外枠部材１や撮像素子３を固定した基板４と、外枠部材１の内側における撮像光学系２と撮像素子３との間に、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置された赤外線カットフィルタ５と、などを備えて構成されている。
ここで、例えば、図１及び２に示すように、撮像装置１０における光の入射方向側を下側とし、撮像装置１０における光の入射方向と反対側を上側とし、撮像光学系２の光軸Ｏ方向を上下方向とする。

外枠部材１は、例えば、従来の撮像装置用の外枠部材を形成する材料（例えば、樹脂など）よりも熱伝導率が高い材料（例えば、金属など）により形成されており、外枠部材１の外面には、例えば、複数の凹部１１１，１１１，…が設けられている。
具体的には、外枠部材１は、例えば、外形が略直方体形状を成し、上面に略円形状の開口を有するとともに、外面に複数の凹部１１１，１１１，…を有する方形枠１１と、方形枠１１の内面に突出して設けられた突出部１２と、略円筒形状を成し、上面に開口１３１を有し、外面（外面下端）において方形枠１１が有する開口の端面と連続する円筒枠１３と、などによって一体的に（或いは、別体を接合したものでもよい。）形成されている。

外枠部材１の方形枠１１は、例えば、側面に長手方向に延在する複数の凹部１１１，１１１，…を有し、上面に略円形状の開口を有し、下面が開口面である。
そして、方形枠１１は、例えば、方形枠１１の下端において、基板４に固定されている。

外枠部材１の突出部１２は、例えば、方形枠１１の内面に、一又は複数個設けられている。本実施の形態の突出部１２は、例えば、方形枠１１の一側面の内面における上下方向中央付近と、当該一側面に対向する他側面の内面における上下方向中央付近と、に一個ずつ（合計二個）設けられている。
具体的には、突出部１２は、例えば、方形枠１１の内面に突出して設けられた支持部１２１と、支持部１２１の下面に突出して設けられた第１接触部１２２や第２接触部１２３と、などによって一体的に（或いは、別体を接合したものでもよい。）形成されている。
そして、突出部１２は、例えば、支持部１２１の上面において、赤外線カットフィルタ５を支持しており、例えば、第１接触部１２２の下面において、撮像素子３上のイメージエリア３１（後述）外の所定エリアＡ（後述）と接触しており、例えば、第２接触部１２３の下面において、基板４上の隣接エリアＣ（後述）と接触している。

外枠部材１の円筒枠１３は、例えば、上面に開口１３１を有し、下面が開口面である。
そして、円筒枠１３は、例えば、円筒枠１３の内面において、撮像光学系２を支持する光学系支持体２１（後述）を支持している。

撮像光学系２は、被写体光を導くためのものであり、例えば、一個のレンズにより、或いは、複数個のレンズや絞りなどにより構成されている。本実施の形態の撮像光学系２は、例えば、二個の凸レンズなどにより構成されている。また、撮像光学系２は、光学系支持体２１によって支持されている。

光学系支持体２１は、例えば、略円筒形状を成し、上面側の開口部２１１が下面側の開口部２１２に比べて狭くなっている。
そして、撮像光学系２を支持する光学系支持体２１は、例えば、光学系支持体２１の下端において、赤外線カットフィルタ５に接触しており、例えば、光学系支持体２１の外面上側において、外枠部材１の円筒枠１３に固定されている。
具体的には、例えば、円筒枠１３の内面及び光学系支持体２１の外面にはねじ（図示省略）が設けられており、円筒枠１３の内面のねじ（図示省略）と、光学系支持体２１の外面のねじ（図示省略）とが螺合することによって、撮像光学系２を支持する光学系支持体２１は、円筒枠１３に、光軸Ｏ方向（上下方向）に移動可能に固定されている。

撮像素子３は、例えば、撮像光学系２に導かれ、赤外線カットフィルタ５により赤外線がカットされた被写体光を光電変換するイメージエリア３１と、イメージエリア３１を制御する制御部３２と、を有しており、基板４の上面に実装（接着及びワイヤＷによる電気的接続）されている。
具体的には、イメージエリア３１は、例えば、撮像素子３の上面における中央部に備えられている。また、制御部３２は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）などが集積したチップ状に形成されており、例えば、撮像素子３の上面におけるイメージエリア３１の側方に備えられている。
そして、撮像素子３は、例えば、撮像素子３の下面において、基板４に固定されており、例えば、撮像素子３の上面におけるイメージエリア３１外の所定エリアＡ（制御部３２上を含む一のエリア、或いは、当該一のエリアを含む複数のエリア）において、外枠部材１の突出部１２を形成する第１接触部１２２と接触している。
具体的には、本実施の形態の所定エリアＡは、例えば、図３に示すように、制御部３２上を含むエリアと、イメージエリア３１を挟んで当該制御部３２上を含むエリアに対向するエリアと、の２箇所である。

基板４は、例えば、上面において外枠部材１や撮像素子３を支持するリジット基板４１と、リジット基板４１の下面に一端部が接続されたフレキシブル基板４２と、などによって構成されている。

基板４のリジット基板４１は、例えば、リジット基板４１の上面において撮像素子３とワイヤＷで接続されるとともに、リジット基板４１の下面においてフレキシブル基板４２と接続されている。
リジット基板４１の撮像光学系２側の面（上面）は、撮像素子３が固定される固定エリアＢと、固定エリアＢに隣接する一又は複数の隣接エリアＣと、を有しており、固定エリアＢと隣接エリアＣには、例えば、熱伝導率が高い金属Ｍ（例えば、銅など）パターンが配置されている。
具体的には、本実施の形態の固定エリアＢは、例えば、図３に示すように、リジット基板４１の上面における中央部である。また、本実施の形態の隣接エリアＣは、例えば、図３に示すように、リジット基板４１の上面における固定エリアＢの一端及び当該一端に対向する他端に隣接する二箇所である。
そして、リジット基板４１は、例えば、リジット基板４１の上面端部において、外枠部材１の方形枠１１を固定しており、例えば、リジット基板４１の上面における固定エリアＢにおいて、撮像素子３を固定しており、例えば、リジット基板４１の上面における隣接エリアＣにおいて、外枠部材１の突出部１２を形成する第２接触部１２３と接触している。

基板４のフレキシブル基板４２は、例えば、フレキシブル基板４２の上面の一端部においてリジット基板４１と接続されているとともに、他端部に設けられた外部接触端子４２１を介してリジット基板４１と図示しない外部制御部（例えば、撮像装置１０を備える上位装置（例えば、携帯端末等）が有する制御部）とを接続している。フレキシブル基板４２は、例えば、可撓性や変形性を備えており、これによって、リジット基板４１に対する外部接触端子４２１の向きや配置に自由度を与えている。

赤外線カットフィルタ５は、例えば、撮像光学系２に導かれた被写体光から赤外線をカットする。
具体的には、赤外線カットフィルタ５は、例えば、有機材料などで形成されたフォルム状又はガラス状のフィルタであり、例えば、略矩形状や略円形状に形成されている。
そして、赤外線カットフィルタ５は、例えば、赤外線カットフィルタ５の上面端部において、撮像光学系２を支持する光学系支持体２１と接触し、例えば、赤外線カットフィルタ５の下面端部において、外枠部材１の突出部１２を形成する支持部１２１により支持されている。

次に、撮像装置１０の使用態様について説明する。
撮像装置１０は、例えば、図４に示すように、携帯端末としての携帯電話機１００に備えられている。
具体的には、撮像装置１０は、例えば、携帯電話機１００の液晶表示部の下方に相当する位置に、携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする。）から被写体光を取り込むことができるように、端末本体１００ａ内に配設されている。そして、撮像装置１０の外部接触端子４２１は、例えば、携帯電話機１００の図示しない制御部（上述の外部制御部）に接続されている。

以上説明した本発明の撮像装置１０及び撮像装置１０を備える携帯端末１００によれば、被写体光を導くための撮像光学系２と、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置され、撮像光学系２に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリア３１とイメージエリア３１を制御する制御部３２とを有する撮像素子３と、撮像光学系２と撮像素子３とを内側に配置した外枠部材１と、撮像光学系２の光軸Ｏと略直交するように配置され、撮像光学系２側の面に外枠部材１や撮像素子３を固定した基板４と、を備え、基板４の撮像光学系２側の面は、撮像素子３が固定される固定エリアＢと固定エリアＢに隣接する隣接エリアＣとを有し、固定エリアＢと隣接エリアＣには、金属Ｍパターンが配置されており、外枠部材１は、撮像素子３上のイメージエリア３１外の所定エリアＡと接触する第１接触部１２２と、隣接エリアＣと接触する第２接触部１２３と、を有している。
すなわち、外枠部材１の突出部１２を形成する第１接触部１２２によって、撮像素子３上のイメージエリア３１外の所定エリアＡと接触することができる。したがって、外枠部材１を介して、撮像素子３で発生した熱を撮像装置１０外部へ放散することができることとなる。さらに、固定エリアＢと隣接エリアＣには、熱伝導率が高い材料である金属Ｍパターンが配置されており、外枠部材１の突出部１２を形成する第２接触部１２３によって、隣接エリアＣと接触することができる。したがって、撮像素子３で発生した熱が効率よく隣接エリアＣに伝達され、そして、外枠部材１を介して、当該伝達された熱を撮像装置１０外部へ放散することができることとなって、撮像素子３の放熱をより簡易な構成で実現できる。

また、第１接触部１２２が接触する所定エリアＡは、撮像素子３の中で最も発熱する制御部３２の上側を含むエリアを少なくとも含むため、直接的に外枠部材１に熱が伝達されることとなって、効率がよい。

また、外枠部材１の外面には、複数の凹部１１１，１１１，…が設けられているため、外枠部材１の表面積がより大きくなって、より効率よく放熱することができる。

また、外枠部材１が、熱伝導率が高い材料である金属により形成されているため、外枠部材１内部の熱が外枠部材１外部へより伝達され易くなって、より一層効率よく放熱することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、所定エリアＡと接触する第１接触部１２２と、隣接エリアＣと接触する第２接触部１２３と、を備える構成としたが、どちらか一方を備える構成としてもよい。

また、撮像装置１０に外部接触端子４２１を有するフレキシブル基板４２を備え、外部接触端子４２１を介して、基板４（リジット基板４１）と携帯電話機１００等の制御部とを接続させる構成としたが、この限りではない。例えば、図５に示すように、携帯電話機１００等の制御部と接続され、撮像装置１０Ａを撮像装置１０Ａの下面及び側面において支持可能なソケット１００ｂを、携帯電話機１００等の端末本体１００ａ内に備えるともに、ソケット１００ｂが有する端子（図示省略）と電気的に接触可能な接触端子（図示省略）を、基板４Ａ（リジット基板４１）に備え、ソケット１００ｂが有する端子（図示省略）と基板４Ａ（リジット基板４１）に備えられた接触端子（図示省略）とを介して、基板４Ａ（リジット基板４１）と携帯電話機１００等の制御部とを接続させる構成としてもよい。

本発明にかかる撮像装置の斜視図である。本発明にかかる撮像装置の断面図である。所定エリア、固定エリア、隣接エリアを説明するための図である。本発明にかかる携帯電話機（携帯端末）の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。本発明にかかる撮像装置の変形例と、当該撮像装置を備える携帯電話機（携帯端末）に備えられた当該撮像装置を端末本体内に固定するためのソケットの斜視図である。

符号の説明

１外枠部材
２撮像光学系
３撮像素子
４，４Ａ基板
１０，１０Ａ撮像装置
３１イメージエリア
３２制御部
１００携帯電話機（携帯端末）
１１１凹凸部
１２２第１接触部（接触部）
１２３第２接触部（接触部）
Ａ所定エリア
Ｂ固定エリア
Ｃ隣接エリア
Ｍ金属
Ｏ光軸

Claims

被写体光を導くための撮像光学系と、
前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、
前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、を備え、
前記外枠部材は、前記撮像素子上の前記イメージエリア外の所定エリアと接触する接触部を有していることを特徴とする撮像装置。
被写体光を導くための撮像光学系と、
前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、
前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、
前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、当該撮像光学系側の面に前記撮像素子を固定した基板と、を備え、
前記基板の前記撮像光学系側の面は、前記撮像素子が固定される固定エリアと当該固定エリアに隣接する隣接エリアとを有し、
前記固定エリアと前記隣接エリアには、金属パターンが配置されており、
前記外枠部材は、前記隣接エリアと接触する接触部を有していることを特徴とする撮像装置。
被写体光を導くための撮像光学系と、
前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換するイメージエリアと当該イメージエリアを制御する制御部とを有する撮像素子と、
前記撮像光学系と前記撮像素子とを内側に配置した外枠部材と、
前記撮像光学系の光軸と略直交するように配置され、当該撮像光学系側の面に前記撮像素子を固定した基板と、を備え、
前記基板の前記撮像光学系側の面は、前記撮像素子が固定される固定エリアと当該固定エリアに隣接する隣接エリアとを有し、
前記固定エリアと前記隣接エリアには、金属パターンが配置されており、
前記外枠部材は、前記撮像素子上の前記イメージエリア外の所定エリアと接触する第１接触部と、前記隣接エリアと接触する第２接触部と、を有していることを特徴とする撮像装置。
請求項１又は３に記載の撮像装置において、
前記所定エリアは、前記制御部上であることを特徴とする撮像装置。
請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記外枠部材の外面には、複数の凹部が設けられていることを特徴とする撮像装置。
請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記外枠部材は、金属により形成されていることを特徴とする撮像装置。
請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置を端末本体に備えることを特徴とする携帯端末。