JP4280990B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
この撮像装置では、撮像素子が基板上に取着されるとともに、液晶調光素子は撮像素子の前方に位置するようにホルダを介して前記基板に取着されている。そして、撮像素子の側方箇所で液晶調光素子の入力端子と基板との間に設けられた導電ゴムを介して前記駆動電圧が基板から入力端子に供給されるように構成されている。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、調光素子を撮像素子の前方に設けた構成において小型化および簡素化を図る上で有利な撮像装置を提供することにある。
また本発明の撮像装置は、被写体像が入射される撮像面を有する撮像センサ部と前記撮像面を前方に向けて前記撮像センサ部を保持するパッケージとを有する撮像素子と、前記撮像素子の前方に設けられ印加される駆動電圧により前記撮像素子に導かれる光の光透過率が調整される調光素子と、前記調光素子と前記撮像素子との間に、前面を前記調光素子に臨ませ、後面を前記撮像素子に臨ませた状態で介在される基板とを備え、前記基板には前記被写体像が前記撮像センサ部に導かれるための光路用開口が設けられ、前記光路用開口を構成する前記基板の縁部に光の反射を防止する膜が環状に形成されることで前記撮像センサ部に導かれる光の光量を制限する絞りが構成され、前記撮像センサ部の外側で前記前方に臨むパッケージの前面箇所に、前記撮像センサ部の信号を授受する撮像素子側端子が設けられ、前記調光素子には前記駆動電圧が印加される入力端子が設けられ、前記基板の前面箇所に前記入力端子に前記駆動電圧を供給する出力端子が設けられ、前記基板の後面箇所に前記撮像素子側端子との間で前記信号の伝達を行なう接続用端子が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置によれば、撮像センサ部の外側で前方に臨むパッケージの前面箇所に、撮像センサ部の信号を授受する撮像素子側端子が設けられ、撮像素子の前方に調光素子が設けられ、基板が撮像素子と調光素子の間に介在されているので、基板の後面に設けた接続用端子と撮像素子側端子を導通させることで撮像センサ部の信号の授受を行い、基板の前面に設けた出力端子と調光素子の入力端子とを導通させることで調光素子に駆動電圧を供給することができる。したがって、調光素子に対して駆動電圧を供給するために撮像素子のパッケージの周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、前面を前記調光素子に臨ませ、後面を前記撮像素子に臨ませた状態で介在される基板の前面箇所に調光素子の入力端子に駆動電圧を供給する出力端子を設け、基板の後面箇所に撮像素子側端子との間で信号の伝達を行なう接続用端子を設けることによって実現した。
(参考例1)
図1は参考例1の撮像装置を前方から見た斜視図、図2は参考例1の撮像装置を後方から見た斜視図、図3はレンズ鏡筒の概略構成図、図4は撮像装置の制御系を示すブロック図、図5はレンズ鏡筒10の分解斜視図、図6はレンズ鏡筒10の断面図、図7は液晶調光素子16および撮像素子18を含む後部ユニットの組立図、図8は図7の断面図、図9は後部ユニットの分解斜視図、図10は導電部材の斜視図、図11は押え部材の斜視図、図12は撮像素子18の斜視図、図13は液晶調光素子16の動作説明図、図14は液晶調光素子16の光透過量の説明図、図15は図14の光透過量の特性を示す線図、図16は液晶調光素子16の光透過量と撮像面との関係を示す説明図である。
ケース102の右側部にはレンズ鏡筒10が組み込まれている。
図3、図5に示すように、レンズ鏡筒10は、光学系14や鏡筒1406を含む前部ユニット20と、液晶調光素子16および本発明に係る撮像素子18を含む後部ユニット22とを含んで構成されている。
光学系14で捉えた被写体像は液晶調光素子16を透過して撮像素子18に導かれるように構成されている。
光学系14は、前群レンズ1402および後群レンズ1404で構成され、これらレンズ1402、1404は鏡筒1406で保持されている。
前群レンズ1402はケース102の前面に設けられたレンズ窓104を介してケース102前方に臨んで配置されている。
レンズ窓104の上方箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ106が設けられている。
ケース12の上面の左寄り箇所には、シャッターボタン108などが設けられている。
ケース12の後面には静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示されるディスプレイ110(液晶表示器)、各種操作を行なうための十字スイッチ112および複数の操作ボタン114などが設けられている。
参考例1では、ディスプレイ110は左右方向に長辺方向を、上下方向に短辺方向を一致させた長方形の表示面110を有しており、図2に示すように、通常の使用状態において表示面110の短辺方向が撮像装置100の上下方向と一致し、長辺方向が撮像装置100の左右方向と一致することになる。
ケース12の左側面には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメモリカード116(記憶媒体)を装脱可能に収容するメモリ収容部118が設けられている。
さらに、撮像装置100は、シャッタボタン116、十字スイッチ112、操作ボタン114の操作に応じて、画像処理部120、表示処理部122を制御するCPUなどを含む制御部124を備えている。
ホルダ24は、前群レンズ1402を収容保持する円筒壁状のホルダ本体2402と、該ホルダ本体2402の外周面に120度の間隔で突設された3つの凸部2404とを有している。
可動環26はホルダ24よりも一回り大きな円筒壁状に形成され、その外周壁部2602には周方向に延在する3つのカム溝2604が形成されている。
鏡筒本体28は、後群レンズ1404を収容保持する円筒壁部2802と、円筒壁部2802の後端に接続され後部ユニット22に取着される矩形板状の取付部2806とを有し、円筒壁部2802にはその周方向に120度の間隔をおいて円筒壁部2802の軸方向に延在する3つの縦溝2804が形成されている。
ホルダ24が円筒壁部2802の内側に収容され、可動環26が円筒壁部2802の外側に回転可能に取着される。そして、ホルダ24の3つの凸部2404が円筒壁部2802の3つの縦溝2804に挿通されるとともに可動環26の周方向に延在する3つのカム溝2604に挿通される。
なお、鏡筒本体28の円筒壁部2802の外周面には円筒壁部2802の周方向に沿って不図示の凹溝が3つ形成され、可動間26の内周面には前記各凹溝に係合する3つの不図示の凸部が形成され、前記各凹溝に各凸部が係合することで可動環26は鏡筒本体28から脱落不能にかつ回動可能に取着されるように構成されている。
さらに、ばねワッシャー30が円筒壁部2802の外周に挿入され、取付部2806の前面と、可動環26の後端との間に介在されることで、可動環26を前記各凸部が前記鏡筒本体28の各凹溝に当接される方向に付勢しており、可動環26を鏡筒本体28に対して回動する際に適度な抵抗感を付与するように構成されている。
そして、可動環26が回動されると、ホルダ24の3つの凸部2404が3つのカム溝2604および縦溝2804により案内されることで、ホルダ24が前記光学系14(前群レンズ1402および後群レンズ1404)の光軸方向に移動するように構成されている。このようなホルダ24の移動により、前群レンズ1402と後群レンズ1404との距離を変化させることで光学系14の焦点距離を通常撮影用の焦点距離とマクロ撮影用の焦点距離とに切り換えることができる。
液晶調光素子16は、全体として長方形の板状を呈し、図4に示すように、光学系14の光軸の延在方向に間隔をおいて互いに平行に延在する2つの透明基板1606と、各透明基板1606の互いに対向する面にそれぞれ形成される2つの透明電極1608と、各透明電極1608の互いに対向する面にそれぞれ形成される2つの配向膜1610と、2つの配向膜1610の間に封入される液晶層1604と、液晶層1604に含まれる棒状を呈する液晶分子1602とを備えている。透明基板1606は例えば透明なガラスによって構成されている。
また、液晶調光素子16は液晶層1604にホスト材料とゲスト材料を有するゲスト−ホスト型セルで構成され、前記ホスト材料は液晶分子1602で構成され、前記ゲスト材料は二色染料分子で構成されている。
なお、参考例1では、液晶調光素子16は、2つの液晶調光素子16が積層された2層構造となっているが、図4では、図面の煩雑化をさけるため1層分の液晶調光素子16のみを示している。
図3に示すように、液晶調光素子16は被写体側に臨む前面1614と撮像素子18側に臨む後面1616を有している。すなわち、図6、図9に示すように、2つの透明基板1606のうち、前方側、すなわち光学系14側に位置する透明基板1606の前面によって前面1614が構成され、2つの透明基板1606のうち、後方側、すなわち光学系14と反対側に位置する透明基板1606の後面によって後面1616が構成されている。なお、液晶調光素子16は透明であり後方の部材が透けて見えるが、図面の煩雑化を避けるため、図9では液晶調光素子16を不透明なものとして示している。
後面1614の周囲の箇所(被写体像が導かれる光路の外側の箇所)に、より詳細には、後面1614の各短辺寄りの箇所にそれぞれ2つの入力端子1612が前記短辺方向に間隔をおいて設けられており、合計4つの入力端子1612が設けられている。これら4つの入力端子1612のうち2つの入力端子1612は一方の液晶調光素子16の透明電極1608に接続されており、残りの2つの入力端子1612は他方の液晶調光素子16の透明電極1608に接続されている。
図3に示すように、参考例1では、光学系14における前群レンズ1402および後群レンズ1404の光軸方向の寸法を削減し、鏡筒1406の外径及び長さを短縮して光学系14の小型化を図っており、そのため光学設計上、光学系14から撮像素子18に導かれる光が撮像素子18に近づくにつれて前記光軸から次第に離れるように傾いている。
図13は液晶層1604内の液晶分子1602の長軸方向の傾斜と液晶調光素子16を透過する光Lとの関係を説明している。
以下に説明するように、液晶分子1602の傾斜と液晶調光素子16を透過する光Lとの関係は、ブラインド(日よけ用のよろい戸)を構成する各はねとこれらはねの間を透過する光との関係と類似している。
図13(A1)は液晶調光素子16をその前方から見た図、(A2)は(A1)を液晶分子1602の配向方向であるY方向から見た図、(A3)は(A1)を前記配向方向と直交するX方向から見た図であり、液晶調光素子16に駆動電圧が印加されていない状態を示している。なお、図13に示すように、参考例1では、液晶調光素子16の配向方向が撮像素子18の撮像面1805の短辺とほぼ平行となるように構成されている。
したがって、各液晶分子1602の長軸方向が液晶層1604の厚さ方向に対する傾斜角は0度である。このため、進行方向が液晶層1604の厚さ方向と平行な光Lが入射すると、液晶調光素子16の光透過量は光Lと液晶分子1602の長軸方向とがなす傾斜角0度に対応して最大値となる。
図13(B1)、(B2)、(B3)はそれぞれ図13(A1)、(A2)、(A3)と同様の図であるが、液晶調光素子16に中間の駆動電圧が印加されている状態を示している。
したがって、各液晶分子1602の長軸方向が液晶層1604の厚さ方向に対する傾斜角は例えば45度となる。このため、進行方向が液晶層1604の厚さ方向と平行な光Lが入射すると、液晶調光素子16の光透過量は該光Lと液晶分子1602の長軸方向とがなす傾斜角45度に対応した中間値となる。
図13(C1)、(C2)、(C3)もそれぞれ図13(A1)、(A2)、(A3)と同様の図であるが、液晶調光素子16に最大の駆動電圧が印加されている状態を示している。
したがって、各液晶分子1602の長軸方向が液晶層1604の厚さ方向に対する傾斜角は90度となる。このため、進行方向が液晶層1604の厚さ方向と平行な光Lが入射すると、液晶調光素子16の光透過量は該光Lと液晶分子1602の長軸方向とがなす傾斜角90度に対応して最小値となる。
以下では、説明の便宜上、図13に表記したように配向方向を示すY方向の一方を上、他方を下として説明する。
光Lの進行方向が液晶層1604の厚さ方向に対して斜め上に向かって角度αで傾斜している場合を示すと、図13(A4)、(A5)、(B4)、(B5)、(C4)、(C5)となる。液晶分子1602の長軸方向の傾斜角に関していえば、図13(A4)、(A5)は図13(A1)、(A3)と同様であり、図13(B4)、(B5)は図13(B1)、(B3)と同様であり、図13(C4)、(C5)は図13(C1)、(C3)と同様である。
これに対して光Lの進行方向が液晶層1604の厚さ方向に対して斜め下に向かって角度αで傾斜している場合を示すと、図13(A6)、(A7)、(B6)、(B7)、(C6)、(C7)となる。液晶分子1602の長軸方向の傾斜角に関していえば、図13(A6)、(A7)は図13(A1)、(A3)と同様であり、図13(B6)、(B7)は図13(B1)、(B3)と同様であり、図13(C6)、(C7)は図13(C1)、(C3)と同様である。
これらの図から、液晶層1604の厚さ方向に対する液晶分子1602の長軸方向の傾斜角が同一であっても、光Lの進行方向が液晶層1604の厚さ方向に対してなす角度が変化すれば、光Lの進行方向が液晶分子1602の長軸方向に対してなす傾斜角も変化することがわかる。
前述したように光学系14から出射される光Lは撮像素子18に近づくにつれて前記光軸から次第に離れるように傾いているため、液晶調光素子16上の位置に応じて光Lの進行方向が液晶層1604の厚さ方向に対してなす傾斜角が変化することになり、したがって前記位置に応じて液晶調光素子16を透過する光Lの光透過量も変化することになる。
このことについて更に説明する。
図14(A)〜(E)は液晶分子1602が液晶層1604の厚さ方向に対してなす傾斜角が0度〜90度の範囲で次第に大きくなっている状態を示している。
図15は横軸に液晶調光素子16上の配向方向(Y方向)に沿った位置を示し、縦軸に液晶調光素子16を透過する光Lの光透過量を示しており、各符号A〜Eは図13(A)〜(E)に対応している。
図15のA〜Eに示すように、液晶調光素子16を透過する光透過量が液晶調光素子16の配向方向(Y方向)の位置に応じて変化していることがわかる。特に、図15のB〜Eに示すように、液晶分子1602の長軸方向の傾斜が0度以外の場合、液晶調光素子16を透過する光透過量が液晶調光素子16の配向方向(Y方向)の位置に応じて単調(無段階的にあるいは連続的)に増加あるいは減少するように変化していることがわかる。
ここで、液晶調光素子16の液晶分子1602の長軸方向の傾斜が図13(B)〜(E)の状態で、均一の明るさを有する被写体像を撮像し、光学系14から液晶調光素子16に対して均一の明るさの光が入射した場合について考える。
図16は撮像面1805と液晶調光素子1602との位置関係を示しており、(A)は液晶調光素子16の配向方向が撮像面1805の短辺方向と平行した状態を示し、(B)は液晶調光素子16の配向方向が撮像面1805の長辺方向と平行した状態を示している。
図16において、ハッチングの濃淡は液晶調光素子1602の光透過量の大小を示しており、ハッチングが薄いが低いほど光透過量が大きいことを示し、ハッチングが濃いほど光透過量が小さいことを示している。また、図16において、実際には光透過量に境目があるわけではないが説明の都合上、濃淡が異なるハッチングの境目に境界線が表示されている。
図16(A)、(B)の何れの場合においても、撮像面1805の短辺方向あるいは長辺方向に沿って光透過量が変化している。このような光透過量の変化は撮像素子18によって撮像された画像の明るさに影響を与え画像の明るさが不自然なものとなる。
ここで、図16(A)、(B)を比較してみると、光透過量が短辺方向に沿って変化している(A)の方は、光透過量が長辺方向に沿って変化している(B)に比較して光透過量の変化がより少ないことがわかる。
参考例1では、液晶調光素子16の配向方向が撮像面1805の短辺とほぼ平行となるように構成したので、光学系14の小型化を実現することで光学系14から出射される光Lが撮像素子18に近づくにつれて前記光軸から次第に離れるように傾いていても、液晶調光素子16の配向方向が撮像面1805の長辺とほぼ平行となるように構成した場合に比較して、液晶調光素子16を透過する光透過量の変化が少ないことから、光透過量の変化が画像の明るさに与える影響がより少なくて済み、前記撮像された画像を、図2に示すようにディスプレイ110に表示した場合、その表示された画像の不自然な明暗差を視覚的に目立たなくする上で有利となる。
更に詳しく説明すると、長方形を呈する撮像素子18の撮像面1805の短辺方向と、長方形を呈するディスプレイ110の表示面110の短辺方向とは互いに対応するから、撮像素子18で撮像されディスプレイ110の表示面110に表示される画像の明暗差は該表示面110の短辺方向に生じることになる。したがって、表示面110に表示される画像の明暗差が表示面110の長辺方向に生じる場合に比較して、表示面110に表示される画像の明暗差が表示面110の短辺方向に生じる場合は画像の明暗差をより低減することができる。
また、画像の明暗差を低減する効果は、撮像面1805の長辺方向の寸法と短辺方向の寸法の比が大きくなるほどより顕著となる。
また、このように撮像された画像の不自然な明暗差を視覚的に目立たなくすることができるので、光学系14の一層の小型化を図る上で有利となり、レンズ鏡筒10を有する撮像装置およびレンズ鏡筒10を組み込んだ種々の携帯用電子機器の小型化を図る上で極めて有利となる。
なお、撮像された画像を長方形の領域に印刷出力する場合においても、印刷された画像の不自然な明暗差を視覚的に目立たなくする上で有利となることはディスプレイ110に画像を表示する場合と同様である。
したがって、撮像装置において、撮像素子18によって撮像される画像の天地方向(上下方向)が撮像素子18の撮像面1805の短辺方向とほぼ平行である場合には、前記撮像される画像の天地方向のうち天側から地側に向かうにつれて液晶調光素子18の光透過量が単調(無段階的にあるいは連続的)に低下するように、液晶調光素子18の配向方向を設定すれば、撮像素子18によって撮像される画像の天地方向の天側から地側に向かうにつれて画像の明るさが単調に低下することになり、撮像素子16で撮像された画像の不自然な明暗差を視覚的に目立たなくする上でより有利となる。
4つの側壁3202の内側には複数のリブ3208が設けられ、これらのリブ3208が液晶調光素子16の4つの側面に当接することで液晶調光素子16の保持部材32に対する位置決め保持がなされるように構成されている。
図10において保持部材32を一部破断した状態を示すように、後壁3204の各入力端子1612に対応した箇所に4つの導電部3210が後壁3204の厚さ方向に貫通形成されており、言い換えると、各導電部3210は光学系14の光軸方向と平行に直線状に延在している。
導電部3208は、従来から液晶素子の電極の接続用に用いられている導電性材料で構成されている。この導電性材料は、いわゆるドットコネクターあるいはゼブラゴムと称され、ゴムなどの絶縁材料に導電性を有する粉末部材を分散させることなどによって形成されている。また、前記導電性材料として異方性導電材料(ACM:Anisotropic Conductive Material)を用いて導電部3208を構成してもよく、その場合には、導電部3208はその延在方向(接続方向)に導電性を有し該延在方向と直交する方向には導電性を有しないように構成される。
側壁3202および後壁3204は、粘着性および弾力性を有するシリコンゴムなどの絶縁材料から形成されている。
なお、後壁3204全体を導電部として構成することもできる。この場合、該導電部は後壁3204の厚さ方向に導電性を有し、かつ、該厚さ方向と直交する方向には導電性を有しない異方性導電材料で構成される。
板部3402の2つの短辺から後方に2つの係止片3606が突設され、板部3402の後面の2つの短辺寄りの箇所に、該短辺方向に延在する凸部3408がそれぞれ膨出形成されている。
撮像センサ部1804は例えばCCDイメージセンサを構成する矩形板状のチップによって構成され、図8に示すように前面が長方形状の撮像面1805として構成されており、参考例1では撮像面1805の長辺および短辺はパッケージ1802の長辺および短辺と平行をなし、撮像面1805が前方を向くように凹部1816に収容されている。
パッケージ1802は、図12に示すように、凹部1816と、この凹部1816の周囲から立ち上がる矩形枠状の側壁1814を有し、パッケージ1802の前面1803は側壁1814の前面で構成され、参考例1では、パッケージ1802の前面1803は同一面上で延在し、パッケージ1802は例えばセラミック材料によって構成されている。
パッケージ1802の液晶調光素子16に臨む箇所、すなわち前面1803の2つの短辺寄りの箇所には液晶調光素子16の各入力端子1612に前記駆動電圧を供給する出力端子1808が4つの入力端子1612に対応して4つ設けられており、各出力端子1808が設けられているパッケージ1802の前面1803の箇所は各入力端子1612に対応する箇所である。
図12に示すように、パッケージ1802の2つの長辺側の側面には撮像センサ部1804に対する撮像信号を含む電気信号の入出力を行なうための複数の端子1812が設けられている。
また、パッケージ1802の4つの隅部には、4つの出力端子1808とパッケージ1802の内部でそれぞれ電気的に導通された4つの駆動電圧用接続端子1813が設けられている。
これら端子1812、駆動電圧接続端子1813は例えばパッケージ1802の側面にパッケージ1802の前後方向に延在形成された溝部の表面に形成された金などのメッキ層によって構成され、端子1812、駆動電圧接続端子1813の後端はパッケージ1802の後面(背面)の後方に臨んでいる。
したがって、各出力端子1808はパッケージ1802の側面および後面に導通していることになる。
カバーガラス1806は、パッケージ1802の前面1803に取着され凹部1816に収容された撮像センサ部1804を密閉しており、パッケージ1802の2つの短辺側の側面には押え部材34の各係止片3606と係脱する係合部1810が設けられている。
基板36の後面には撮像センサ部1804との間で前記撮像信号を含む電気信号を入出力することで撮像信号の処理を行なうための回路と、液晶調光素子16に駆動電圧を印加するための回路とが設けられている。基板36の後面にはフレキシブル基板37が接続され該フレキシブル基板37を介して外部の制御回路と前記基板36の回路との間で各種電気信号の授受がなされている。また、基板36に設けられた回路は前記フレキシブル基板37上に設けてあってもよい。
基板36上に半田付けされ取着された撮像素子18の前面に保持部材32を載置し、載置された保持部材32の4つの側壁3202の内側に液晶調光素子16を収容し、その上から押え部材34を被せ、2つの係合片3606を撮像素子18の係合部1810に係合させる。
このように押え部材34が撮像素子18に係合されることで、押え部材34の板部3402と撮像素子18の前面1803との間に液晶調光素子16および保持部材32が挟み込まれた状態で保持される。すなわち、液晶調光素子16はその後面1616の周囲が保持部材32により保持されて撮像素子18の前面1803に取着されることになる。
この際、液晶調光素子16の後面1616と撮像素子18のパッケージ1802の前面1803との間には保持部材32の後壁3204がその厚さ方向で挟まれることで開口3206に臨む空間が形成されるが、この空間は保持部材32の側壁3202および後壁3204によって閉塞された状態となる。
これによりパッケージ1802の出力端子1808に対して保持部材32の導電部3208の後面箇所が圧接され、かつ、保持部材32の導電部3208の前面箇所が液晶調光素子16の入力端子1612に圧接される。
すなわち、導電部3208は保持部材32が入力端子1612に接触する第1の箇所と、保持部材32が後述する撮像素子18の出力端子1808に接触する第2の箇所と、これら第1の箇所および第2の箇所を接続する保持部材32の第3の箇所によって構成されていることなる。
ここで、図8に示すように、押え部材34の凸部3408が液晶調光素子16の入力端子1612に対応する箇所を押圧することにより、導電部3208と液晶調光素子16の入力端子1612との圧接および導電部3208とパッケージ1802の出力端子1808との圧接がより確実になされる。
前部ユニット20の後部ユニット22への取付は、鏡筒本体28の取付部2806を押え部材34の板部3402の前面に当接した状態で接着剤によって接着することによりなされる。
基板36の回路によって液晶調光素子16に印加するための駆動電圧が生成されると、該駆動電圧は、基板36の端子からパッケージ1802の4つの駆動電圧用接続端子1813を介してパッケージ1802の出力端子1808に供給される。そして、該駆動電圧は保持部材32の導電部3208により出力端子1808から液晶調光素子16の入力端子1612に供給され、これにより駆動電圧が液晶調光素子16の各透明電極1608に印加される。
液晶調光素子16では、印加された駆動電圧に応じて光透過量(光透過率)の調整がなされる。
参考例1によれば、撮像センサ部1804の外側で前方に臨むパッケージ1802の前面1803箇所に、該パッケージ1802の側面の複数の駆動電圧用接続端子1813にそれぞれ導通する複数の出力端子1808が設けられている。そのため、例えば、複数の駆動電圧用接続端子1813は、半田付けによって基板36の端子に直接導通させることができ、また、出力端子1808は光軸方向に延在する導電部3208により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、液晶調光素子16を保持する保持部材32に設けた導電部3208よって駆動電圧を出力端子1808から入力端子1612に供給するので、駆動電圧を供給するための部品点数を削減でき、構成の簡素化およびコストの低減化を図る上で有利となる。
また、液晶調光素子16が保持部材32によって保持されているため、撮像装置100に対して衝撃が加わったときに、液晶調光素子16が受ける衝撃を緩和することができ液晶調光素子16の損傷や破損を防止する上で有利となる。
また、液晶調光素子16の後面1616と撮像素子18のパッケージ1802の前面1803との間に形成された空間は保持部材32の側壁3202および後壁3204によって閉塞されるため、前記空間に塵埃が侵入して撮像素子18に導かれる光を阻害することを防止する上で有利となる。
(参考例2)
参考例2が参考例1と異なるのは、保持部材32と押え部材34を省くとともに、液晶調光素子16を撮像素子18に直接取着した点である。
図17は参考例2における後部ユニットの分解斜視図、図18は後部ユニットの組立図であり、以下では参考例1と同様の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、図18に示すように、液晶調光素子16は透明であり後方の部材が透けて見えるが、図面の煩雑化を避けるため図17では液晶調光素子16を不透明なものとして示している。
図17、図18に示すように、撮像素子18の4つの出力端子1808は、パッケージ1802の前面1803の周囲箇所(被写体像を導く光路の外側の箇所)に設けられている。また、液晶調光素子16の4つの入力端子1612は、4つの出力端子1808に対応する後面1616の周囲箇所に設けられている。
なお、参考例2では、これら出力端子1808および入力端子1612の位置が、参考例1における出力端子1808と入力端子1612の位置に対して光学系14の光軸を中心に90度回転したものとなっているが、機能的に変わる点はない。
後部ユニット22の組立は、液晶調光素子16の後面1616とパッケージ1802の前面1803を向かい合わせ、互いに対応する液晶調光素子16の入力端子1612と撮像素子18の出力端子1808とを導電性を有する接着剤により接着(接合)することにより、液晶調光素子16を撮像素子18に取着することでなされる。
なお、前記導電性を有する接着剤として異方導電接着剤を用いることができ、この異方導電接着剤は、前面1803と後面1612の間隔方向に導電性を有し、該間隔方向と直交する方向に導電性を有しないものである。
このような構成によれば、入力端子1612と出力端子1808の間が前記導電性を有する接着剤により導通され、駆動電圧は出力端子1808から前記導電性を有する接着剤を経て入力端子1612に供給される。
参考例2によれば、参考例1と同様に、例えば、複数の駆動電圧用接続端子1813は、半田付けによって基板36の端子に直接導通させることができ、また、出力端子1808は導電性を有する接着剤により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、参考例2では、参考例1に比較して保持部材32、導電部3208、押え部材34を省くことができるので、駆動電圧を供給するための部品点数をさらに削減でき、構成の簡素化およびコストの低減化を図る上で極めて有利となる。
なお、参考例2において互いに対応する液晶調光素子16の入力端子1612と撮像素子18の出力端子1808とを接着する導電性を有する接着剤として、例えば紫外線照射によって硬化するバインダーを用いたものを用いることができる。
また、導電性を有する接着剤として、前述した異方性導電材料と同様の特性を有する異方導電性接着フィルム(ACF)を用いることもできる。
(参考例3)
参考例3が参考例1と異なるのは、保持部材32を省くとともに、導電性部材38を用いて出力端子と入力端子を接続した点である。
図19は参考例3における後部ユニットの分解斜視図、図20は後部ユニットの組立図である。
図19、図20に示すように、後部ユニット22は、撮像素子18、液晶調光素子16、押え部材34、2つの導電性部材38を備えている。
撮像素子18の4つの出力端子1808は、パッケージ1802の前面1803の周囲箇所に設けられている。また、液晶調光素子16の4つの入力端子1612は、4つの出力端子1808に対応する後面1616の周囲箇所に設けられている。
導電性部材38は、液晶調光素子16の後面1616の短辺方向の寸法とほぼ同一の長さを有する帯板状に形成され、前記長さ方向と直交する厚さ方向に導電性を有し、前記長さ方向に導電性を有しないように構成されている。
押え部材34は、参考例1の板部3402に加えこの板部3402の後方に板部3402と平行する矩形枠状の板部3408を有し、これら板部3402、3408の間に液晶調光素子16を厚さ方向で挟んで収容するように構成されている。
また、板部3408の2つの短辺寄りの箇所には導電性部材38を収容する細長状の開口3410が短辺方向に延在形成されている。
後部ユニット22の組立は次のようになされる。
押え部材34の板部3408の前面と板部3402の間に液晶調光素子16を挿入し液晶調光素子16の入力端子1612を開口3410に臨ませた状態とする。
各開口3410に導電性部材38を収容させ、撮像素子18の前面1803で入力端子1808を含む箇所と、液晶調光素子16の後面1616で出力端子1612を含む箇所との間に導電性部材38が介在するように、撮像素子18の上から押え部材34を被せ、2つの係合片3606を撮像素子18の係合部1810に係合させる。
これにより、液晶調光素子16が撮像素子18に保持され、導電性部材38は、長さ方向を液晶調光素子16の後面1616の短辺方向と平行させるとともに、厚さ方向を液晶調光素子16の後面1616と撮像素子18の前面1803に直交させた状態で撮像素子18の前面1803で入力端子1808を含む箇所と、液晶調光素子16の後面1616で出力端子1612を含む箇所との間に介在した状態となる。
これによりパッケージ1802の出力端子1808に対して導電性部材38の後面箇所が圧接され、かつ、導電性部材38の前面箇所が液晶調光素子16の入力端子1612に圧接される。
このような構成によれば、入力端子1612と出力端子1808が導電性部材38により導通され、駆動電圧は出力端子1808から導電性部材38を経て入力端子1612に供給される。
参考例3によれば、参考例1と同様に、例えば、複数の駆動電圧用接続端子1813は、半田付けによって基板36の端子に直接導通させることができ、また、出力端子1808は、該出力端子1808と入力端子1612とで挟持された導電性部材38により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、参考例3では、参考例1に比較して保持部材32を省いて導電性部材38を用いたので、部品が簡素化されコストの低減化を図る上で有利となる。
(参考例4)
参考例4が参考例1と異なるのは、保持部材32と押え部材34を省くとともに、液晶調光素子16を撮像素子18に導電部材40によって取着した点である。
図21は参考例4における後部ユニットの分解斜視図、図22は後部ユニットの組立図、図23は導電部材40の斜視図である。
図21に示すように、撮像素子18のパッケージ1802は撮像センサ部1804を収容する前方に開放状の凹部1816と、この凹部1816の周囲から立ち上がる矩形枠状の側壁1814を有し、パッケージ1802の前面1803は側壁1814の前面で構成され、参考例4では、前面1803は液晶調光素子16に臨み該液晶調光素子16よりも大きな輪郭の枠状を呈し同一面上で延在している。
液晶調光素子16の入力端子1612は液晶調光素子16の前面1614の周囲の箇所に設けられている。
撮像素子18の出力端子1808は、入力端子1612に対応するパッケージ1802の前面1803の周囲の箇所で液晶調光素子16の輪郭の外側に位置するように設けられている。
図23に示すように、導電部材40は例えば直線状に延在するフレキシブル基板によって構成されている。導電部材40は、直線状に延在形成された中間部4002と、中間部4002の両端から中間部4002の厚さ方向の一方に屈曲された2つの屈曲部4004と、屈曲部4004の先端から中間部4002と平行をなすように中間部4002の延在方向外方に屈曲された接続部4006とを有している。
中間部4002の延在方向の寸法は液晶調光素子16の短辺方向の寸法とほぼ同じ寸法で形成され、屈曲部4004の延在方向の寸法は液晶調光素子16の厚さ方向の寸法とほぼ同じ寸法で形成されている。
中間部4002および2つの接続部4006の厚さ方向の一方に位置する後面には、各中間部4002の端部寄りの箇所から屈曲部4004を介して接続部4006にわたってそれぞれ導電膜4008が延在形成されており、2つの導電膜4008は中間部4002で分離されている。
後部ユニット22の組立は次のようになされる。
まず、出力端子1808が液晶調光素子16の外側に臨むように液晶調光素子16の後面1616が撮像素子18の前面1803に合わされる。
次いで、各導電部材40を液晶調光素子16の各短辺寄りの箇所に位置させ、中間部4002の導電膜4008を含む後面を液晶調光素子16の入力端子1612に異方導電接着剤により接着するとともに、各接続部4006の導電膜4008を含む後面を撮像素子18の各出力端子1808に前記異方導電接着剤により接着する。これにより、液晶調光素子16が撮像素子18に取着される。
なお、前記異方導電接着剤は、導電層4008と、入力端子1612および出力端子1808の間隔方向に導電性を有し、該間隔方向と直交する方向に導電性を有しないものである。
このような構成によれば、入力端子1612と出力端子1808の間が前記接着剤および導電部材40により導通され、駆動電圧は出力端子1808から前記異方導電接着剤および導電部材40を経て入力端子1612に供給される。
参考例4によれば、参考例1と同様に、例えば、複数の駆動電圧用接続端子1813は、半田付けによって基板36の端子に直接導通させることができ、また、出力端子1808は、液晶調光素子16とともにパッケージ1802に重ね合わされる導電部材40により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、参考例4では、参考例1に比較して保持部材32、押え部材34を省くことができるので、駆動電圧を供給するための部品点数をさらに削減でき、構成の簡素化およびコストの低減化を図る上で極めて有利となる。
なお、参考例4では、4つの入力端子1612と4つの出力端子1808を2つの導電部材40で接続したが、一対の入力端子1612および出力端子1808を1つの導電部材40で接続して合計4つの導電部材40を用いてもよい。
また、導電部材40は導電性を有するものであればよく、導電部材40として導電性を有する従来公知の配線部材、あるいは、例えば導電性を有する銅板などの金属板などによって構成してもよい。
(参考例5)
参考例5が参考例1と異なるのは、基板36を撮像素子18と液晶調光素子16との間に配置するとともに、撮像素子18の出力端子1808に代えて基板36の前面に出力端子3608を設けた点である。
図24は参考例5における後部ユニットの分解斜視図である。
図24に示すように、基板36は、液晶調光素子16を保持した保持部材32と撮像素子18との間に、前面3602を液晶調光素子16に臨ませ、後面3604を撮像素子18に臨ませた状態で介在されている。
そして、基板36の後面3604に撮像素子18が取着されるとともに、押え部材34によって液晶調光素子16、保持部材32が基板36に取着されている。
撮像素子18には、撮像センサ部1804の外側で前記前方に臨むパッケージ1802の前面1803箇所に、撮像センサ部1804の信号を授受する撮像素子側端子1820が設けられている。
参考例5では、撮像素子側端子1820は、参考例1の端子1812と同様にパッケージ1802の2つの長辺側の側面箇所にパッケージ1802の前後方向に延在形成されており、撮像素子側端子1820の前端はパッケージ1802の前面1803からパッケージ1802の前方に臨んでいる。
なお、パッケージ1802の側面箇所に設けられた撮像素子側端子1820の後端はパッケージ1802の後面からパッケージ1802の後方に臨んでいる必要はない。しかしながら、符号1820Aで示すように一部あるいは全ての撮像素子側端子の後端をパッケージ1802の後面まで延在形成し、該撮像素子側端子1820Aの後端をパッケージ1802の後面からパッケージ1802の後方に臨ませてもよい。
また、撮像素子側端子1820は、図24の符号1820Bに示すように、パッケージ1802の前面1803に埋め込まれ前方に臨むように設けられていてもよい。
基板36にはフレキシブル基板37が接続され該フレキシブル基板37には撮像センサ部1804との間で前記撮像信号を含む電気信号を入出力することで撮像信号の処理を行なうための回路と、液晶調光素子16に駆動電圧を印加するための回路とが設けられ、フレキシブル基板37を介して前記回路と外部の制御回路との間で各種電気信号の授受がなされている。
基板36の前面3602箇所には、液晶調光素子16の入力端子に駆動電圧を供給する出力端子3608が設けられ、基板36の後面3604箇所には撮像素子側端子1820との間で撮像センサ部1804の信号の伝達を行う複数の接続用端子(不図示)が設けられている。
押え部材34は2つの長辺側のそれぞれに長辺の延在方向に間隔をおいて設けられた合計4つの係合爪3410を有し、各係合爪3410が基板36の対応する縁部に係合されるように構成されている。
まず、基板36の後面3604に撮像素子18の前面1803を合わせ、基板36の前記各接続用端子に撮像素子18の各撮像素子側端子1820を半田付けすることで基板36に撮像素子18が取着される。
次いで、例えば、基板36の前面3602に保持部材32を載置し、載置された保持部材32の4つの側壁3202の内側に液晶調光素子16を収容し、その上から押え部材34を被せ、4つの係合爪3410を基板36の縁部に係合させる。
このように押え部材34が基板36に係合されることで、押え部材34の板部3402と基板36の前面3602との間に液晶調光素子16および保持部材32が挟み込まれた状態で保持される。すなわち、液晶調光素子16はその後面1616の周囲が保持部材32により保持されて基板36の前面3602に取着されることになる。
この際、液晶調光素子16の後面1616と基板36の前面3602との間には保持部材32の後壁3204がその厚さ方向で挟まれることで光路用開口3606に臨む空間が形成されるが、この空間は保持部材32の側壁3202および後壁3204によって閉塞された状態となる。
これにより基板36の出力端子3608に対して保持部材32の導電部3208の後面箇所が圧接され、かつ、保持部材32の導電部3208の前面箇所が液晶調光素子16の入力端子1612に圧接される。
すなわち、導電部3208は保持部材32が入力端子1612に接触する第1の箇所と、保持部材32が基板36の出力端子3608に接触する第2の箇所と、これら第1の箇所および第2の箇所を接続する保持部材32の第3の箇所によって構成されていることなる。
基板36の回路によって液晶調光素子16に印加するための駆動電圧が生成されると、該駆動電圧は、基板36の出力端子3608から保持部材32の導電部3208により液晶調光素子16の入力端子1612に供給され、これにより駆動電圧が液晶調光素子16の各透明電極1608に印加される。
液晶調光素子16では、印加された駆動電圧に応じて光透過量(光透過率)の調整がなされる。
参考例5によれば、撮像センサ部1804の外側で前方に臨むパッケージ1802の前面1803箇所に、撮像センサ部1804の信号を授受する撮像素子側端子1820が設けられている。そのため、例えば、撮像素子18の前面1803の前方に設けた基板36の後面3604の接続用端子に撮像素子側端子1820を半田付けして直接導通させ基板36と撮像センサ部1804との間で信号の授受を行うことができる。このような基板36の前面3602箇所に液晶調光素子16の入力端子1612に前記駆動電圧を供給する出力端子3608を設けることにより、出力端子3608は光軸方向に延在する導通部3208により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、参考例1と同様に、液晶調光素子16を保持する保持部材32に設けた導電部3208よって駆動電圧を出力端子3608から入力端子1612に供給するので、駆動電圧を供給するための部品点数を削減でき、構成の簡素化およびコストの低減化を図る上で有利となる。
また、液晶調光素子16が保持部材32によって保持されているため液晶調光素子16の損傷や破損を防止する上で有利となる。
また、液晶調光素子16の後面1616と基板36の前面3602との間に形成された空間は保持部材32の側壁3202および後壁3204によって閉塞されるため、前記空間に塵埃が侵入して撮像素子18に導かれる光を阻害することを防止する上で有利となる。
なお、撮像素子18のパッケージ1802に撮像素子側端子1820と同様に構成された信号伝達用端子を設け、該信号伝達用端子を介して撮像センサ部1804の信号以外の信号を伝達するように構成してもよいことはもちろんである。
なお、パッケージ1802の後面に基板36とは別の基板を取着し、パッケージ1802の後面から後方に臨む撮像素子側端子1820Aを設け、該撮像素子側端子1820Aを介して前記別の基板と撮像センサ部1804との間で信号の授受を行うようにしてもよい。
実施例が参考例5と異なるのは、基板36に代えてフレキシブル基板36Aを用い、保持部材32と押え部材34を省くとともに、液晶調光素子16をフレキシブル基板36Aに直接取着した点である。
図25は実施例における後部ユニットの分解斜視図、図26は実施例における前部ユニットおよび後部ユニットの断面図である。
図25、図26に示すように、撮像素子18の4つの出力端子1808は、パッケージ1802の前面1803の周囲箇所に設けられている。
フレキシブル基板36Aには撮像センサ部1804との間で前記撮像信号を含む電気信号を入出力することで撮像信号の処理を行なうための回路と、液晶調光素子16に駆動電圧を印加するための回路とが設けられ、フレキシブル基板36Aを介して前記回路と外部の制御回路との間で各種電気信号の授受がなされている。
参考例5と同様に、フレキシブル基板36Aの前面3602箇所には出力端子3608が設けられ、後面3604箇所には撮像素子側端子1820との間で撮像センサ部1804の信号の伝達を行う複数の接続用端子(不図示)が設けられている。
また、本実施例では、光路用開口3606を構成する基板36の前面3602の縁部に光の反射を防止する膜を環状に形成することで光学系14を通る光の光量を制限する絞り3607を構成している。
後部ユニット22の組立は次のようになされる。
まず、フレキシブル基板36Aの後面3604に撮像素子18の前面1803を合わせ、フレキシブル基板36Aの前記各接続用端子に撮像素子18の各撮像素子側端子1820を半田付けすることで基板36に撮像素子18が取着される。
次に、フレキシブル基板36Aの前面3602に液晶調光素子16の後面1616を合わせ、互いに対応する液晶調光素子16の入力端子1612と、撮像素子18が半田付けで取着されたフレキシブル基板36Aの出力端子3608とを導電性を有する接着剤により接着することにより、液晶調光素子16を、フレキシブル基板36Aを介して撮像素子18に取着する。
なお、前記導電性を有する接着剤は参考例2で用いたものと同様のものを使用する。
このような構成によれば、入力端子1612と出力端子3608の間が前記導電性を有する接着剤により導通され、駆動電圧は出力端子3608から前記導電性を有する接着剤を経て入力端子1612に供給される。
実施例によれば、参考例5と同様に、撮像素子18の前面1803の前方に設けたフレキシブル基板36Aの後面3604の接続用端子に撮像素子側端子1820を半田付けして直接導通させフレキシブル基板36Aと撮像センサ部1804との間で信号の授受を行うことができる。このようなフレキシブル基板36Aの前面3602箇所に出力端子3608を設けることによって、例えば出力端子3608は導電性を有する接着剤により液晶調光素子16の入力端子1612に直接導通させることができる。したがって、これら出力端子1808を介して液晶調光素子16の入力端子1612に駆動電圧を供給できる。したがって、入力端子1612に駆動電圧を供給するために、撮像素子18のパッケージ1802の周囲、特に側方にスペースを確保する必要が無くなり小型化を図る上で有利となる。
また、実施例では、参考例5に比較して保持部材32、導電部3208、押え部材34を省くことができるので、駆動電圧を供給するための部品点数をさらに削減でき、構成の簡素化およびコストの低減化を図る上で極めて有利となる。
また、実施例においては、撮像素子18の前方に液晶調光素子18を設ける構成について説明したが、本発明は液晶調光素子18に限定されるものではなく、例えば有機EL(Electronic Luminescent)など光の透過量を変化させる調光素子、あるいは種々の電子部品あるいは光学部品などを設ける構成に適用できることは勿論である。
また、実施例では導電性を有する接着剤によって調光素子の入力端子と、駆動電圧を供給する出力端子との接着(接合)を行なったが、無論半田付けなどによってこれら入力端子と出力端子を接合してもよい。
Claims (4)
- 被写体像が入射される撮像面を有する撮像センサ部と前記撮像面を前方に向けて前記撮像センサ部を保持するパッケージとを有する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に設けられた基板とを備え、
前記基板には前記被写体像が前記撮像センサ部に導かれるための光路用開口が設けられ、
前記光路用開口を構成する前記基板の縁部に光の反射を防止する膜が環状に形成されることで前記撮像センサ部に導かれる光の光量を制限する絞りが構成され、
前記撮像センサ部の外側で前記前方に臨むパッケージの前面箇所に、前記撮像センサ部の信号を授受する撮像素子側端子が設けられ、
前記基板が前記撮像素子に臨む後面箇所に前記撮像素子側端子との間で前記信号の伝達を行なう接続用端子が設けられている、
ことを特徴とする撮像装置。 - 被写体像が入射される撮像面を有する撮像センサ部と前記撮像面を前方に向けて前記撮像センサ部を保持するパッケージとを有する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に設けられ印加される駆動電圧により前記撮像素子に導かれる光の光透過率が調整される調光素子と、
前記調光素子と前記撮像素子との間に、前面を前記調光素子に臨ませ、後面を前記撮像素子に臨ませた状態で介在される基板とを備え、
前記基板には前記被写体像が前記撮像センサ部に導かれるための光路用開口が設けられ、
前記光路用開口を構成する前記基板の縁部に光の反射を防止する膜が環状に形成されることで前記撮像センサ部に導かれる光の光量を制限する絞りが構成され、
前記撮像センサ部の外側で前記前方に臨むパッケージの前面箇所に、前記撮像センサ部の信号を授受する撮像素子側端子が設けられ、
前記調光素子には前記駆動電圧が印加される入力端子が設けられ、
前記基板の前面箇所に前記入力端子に前記駆動電圧を供給する出力端子が設けられ、
前記基板の後面箇所に前記撮像素子側端子との間で前記信号の伝達を行なう接続用端子が設けられている、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記調光素子は板状を呈し前記撮像素子側に臨む後面を有し、前記入力端子は前記調光素子の後面の周囲に設けられ、前記出力端子は前記基板の前面の周囲に設けられ、前記調光素子はその周囲が保持部材により保持されて前記基板の前面に取着され、前記保持部材には、導電性材料で形成され前記入力端子に接触する第1の箇所と、導電性材料で形成され前記出力端子に接触する第2の箇所と、導電性材料で形成されこれら第1の箇所および第2の箇所を接続する第3の箇所とが設けられ、前記第1の箇所乃至第3の箇所により前記駆動電圧を前記出力端子から前記入力端子に供給する導電部が構成されていることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 前記被写体像を前記撮像素子に導く光学系を有し、前記出力端子が設けられている前記基板の後面の箇所は前記入力端子に対応する箇所であり、前記導電部は前記光学系の光軸と平行する方向に直線状に延在していることを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
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