JP4781252B2

JP4781252B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4781252B2
Application number: JP2006344966A
Authority: JP
Inventors: 尚志川本
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: KR20090038454A; WO2008075596A1; CN101512407B; US20090141161A1; CN101512407A; US8314878B2; JP2008158106A

Description

本発明は撮像装置に関する。

従来の一般的な撮像装置では、レンズを含む光学ユニットと撮像素子を含む撮像ユニットとの間やレンズの間に羽根が配置されている。羽根を揺動させるためには、羽根を支持する基板やステップモータ等の駆動源を含む羽根駆動ユニットとを備えている。また最近の携帯電話用カメラは固定焦点式からＡＦ（オートフォーカス）機構、ズーム機構、シャッタ機構、手振れ防止機構などを付加し始めており、ベース基板と、被制御部である各機構を駆動するステップモータ等の駆動源を含む駆動ユニットとの電気的接続が必要となってきている。

例えば特許文献１に開示されている撮像装置１００は、図１０に示すように、被写体側に撮像素子１１２が実装された撮像基板１１１と、撮像素子１１２に被写体光を結像させるレンズ１２２、１２３、１２４を含む光学ユニット１２０と、レンズ１２２、１２３、１２４へ入射する被写体光を調節する羽根１３３、１３４、１３５と、羽根１３３、１３４、１３５の駆動源であるステップモータ１３６を含む羽根駆動ユニット１３０と、撮像基板１１１からの駆動電力をステップモータ１３６に供給するプリント基板１４０とを備えている。

特許文献１に開示されている撮像装置１００は、このプリント基板１４０は半田１４１により撮像基板１１１と電気的に接続されると共に、撮像基板１１１に対してプリント基板１４０を略直角に固定する。これにより、羽根駆動ユニット１３０は、撮像基板１１１に対して電気的に接続されると共に、硬質のプリント基板１４０を介して撮像基板１１１により確実に支持される。このように羽根駆動ユニット１３０が撮像基板１１１により安定的に支持されるので、撮像装置１は耐衝撃性に優れ内部での負荷発生を軽減できる構造となる。

特開２００６−５８６４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置１００では、硬質な剛性のあるプリント基板１４０を必要とし、かつプリント基板１４０は羽根駆動ユニット１３０と強固に結合しなければならない。またプリント基板１４０の端部と撮像基板１１１が向き合って半田付され、半田１４１は衝撃時にプリント基板１４０の端部の光軸方向から受ける応力が集中しやすい構造となっている。このため、プリント基板１４０と半田１４１とに働く光軸方向のせん断応力によりプリント基板１４０との接続が切断されることがある。さらに撮像基板１１１上にプリント基板１４０と電気的な接続を確保するための半田１４１を撮像基板１１１の端部に配置されているため、撮像基板１１１の長手方向の長さが大きくなる。このため、撮像基板１１１を小型化することができないため、撮像装置１００の大きさを更に小型化することができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性に優れ、小型化された撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的は、被写体側に撮像素子が実装された撮像基板と、前記撮像素子に被写体光を結像させるレンズを含む光学ユニットと、前記レンズへ入射する被写体光量を調節する羽根部材と、前記羽根部材を駆動するモータとを含む駆動ユニットと、駆動電力を前記モータに供給するモータ基板とを備え、前記光学ユニットは、前記撮像基板に設けられ、前記駆動ユニットは、前記撮像基板から離間した状態で前記光学ユニットに設けられ、前記モータ基板は、前記撮像基板と対向して前記駆動ユニットに設けられ、前記撮像基板と前記モータ基板との間に前記撮像基板及び前記モータ基板を互いに電気的に接続する導電部材を備えている、ことを特徴とする撮像装置によって達成できる。
この構成により、モータ基板は、撮像基板と向き合うように駆動ユニットに広い接触面積で安定した状態で保持される。そして、撮像基板及びモータ基板を互いに電気的に接続する導電部材は、撮像基板とモータ基板との間に配置される。よって撮像基板及びモータ基板を電気的に接続するために必要となる撮像基板上の導電部材が、衝撃時にモータ基板の端部の光軸方向からの応力集中の影響を受けにくい構造となっている。つまり、モータ基板と導電部材との界面が光軸と垂直方向にあるので導電部材は、光軸方向の荷重を受けてもその荷重を上記界面で受けるように働き、モータ基板、導電部材、撮像基板のそれぞれの間にせん断応力が働くことを抑えることができる。このため、モータ基板との接続が切断されることがなく、電気的接続を維持することができる。導電部材は撮像基板とモータ基板との間に配置されているので、導電部材を配置するスペースを抑制することができる。また撮像装置の外形寸法を大きくすることなく導電部材の面積を増やすことができるので、より確実に電気的接続を維持することができる。従って、耐衝撃性に優れ、また撮像基板の大きさを小さくすることができるので、装置全体を小型化することができる。

また、上記目的は、被写体側に撮像素子が実装された撮像基板と、前記撮像素子に被写体光を結像させるレンズを含む光学ユニットと、前記レンズを光軸又は光軸と直交する方向に移動させるモータを含む駆動ユニットと、駆動電力を前記モータに供給するモータ基板とを備え、前記光学ユニットは、前記撮像基板に設けられ、前記駆動ユニットは、前記撮像基板から離間した状態で前記光学ユニットに設けられ、前記モータ基板は、前記撮像基板と対向して前記駆動ユニットに設けられ、前記撮像基板と前記モータ基板との間に前記撮像基板及び前記モータ基板を互いに電気的に接続する導電部材を備えている、ことを特徴とする撮像装置によっても達成できる。
この構成によっても、モータ基板は、撮像基板と向き合うように駆動ユニットに広い接触面積で安定した状態で保持される。そして、撮像基板及びモータ基板を互いに電気的に接続する導電部材は、撮像基板とモータ基板との間に配置される。よって撮像基板及びモータ基板を電気的に接続するために必要となる撮像基板上の導電部材が、衝撃時にモータ基板の端部の光軸方向からの応力集中の影響を受けにくい構造となっている。つまり、モータ基板と導電部材との界面が光軸と垂直方向にあるので導電部材は、光軸方向の荷重を受けてもその荷重を上記界面で受けるように働き、モータ基板、導電部材、撮像基板のそれぞれの間にせん断応力が働くことを抑えることができ。このため、モータ基板との接続が切断されることがなく、電気的接続を維持することができる。導電部材は撮像基板とモータ基板との間に配置されているので、導電部材を配置するスペースを抑制することができる。また撮像装置の外形寸法を大きくすることなく導電部材の面積を増やすことができるので、より確実に電気的接続を維持することができる。従って、耐衝撃性に優れ、また撮像基板の大きさを小さくすることができるので、装置全体を小型化することができる。

上記構成において、前記モータ基板は、衝撃を緩和する緩衝部材を介して前記駆動ユニットに設けられている、構成を採用できる。
この構成により、モータ基板への衝撃を緩和することができ、また、モータ基板から導電部材などへ伝わる衝撃を緩和することができる。従って、耐衝撃性をさらに向上させることができる。

本発明は、耐衝撃性に優れ、小型化された撮像装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明に係る第１の実施例を説明する。図１は、撮像装置１の内部構成が確認できるように示した側面図である。
撮像装置１は３つの主要なユニット部を含んで形成されている。すなわち、撮像装置１は撮像素子１２を含む撮像ユニット１０、レンズ２２、２３、２４を含む光学ユニット２０及び羽根３３、３４、３５を駆動する駆動ユニットである羽根駆動ユニット３０を含んでいる。図１で図示されるように、撮像装置１は撮像ユニット１０上に、光学ユニット２０、羽根駆動ユニット３０が順に積層された構造である。各ユニットは、上下で互いに一部が重なるように配置される。なお、撮像ユニット１０と光学ユニット２０とを合せて撮像光学モジュールと称する。

撮像ユニット１０は、撮像基板１１、撮像素子１２、光学フィルタ１４を含んでいる。撮像素子１２はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサであり、撮像基板１１上の所定位置に固定されている。光学ユニット２０の一部である鏡筒１３は大略形状が円筒型であり、撮像素子１２の外周を囲むようにして撮像基板１１上に固定されている。この鏡筒１３の下部分１３Ｌ内にはＩＲカットフィルタ等の光学フィルタ１４が配置されている。また、鏡筒１３の上部分１３Ｕは、後述するように光学ユニット２０及び羽根駆動ユニット３０側の一部と係合している。また、本撮像装置１をカメラ、携帯電話等の電子機器と接続するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１７が、撮像基板１１に形成した配線パターン（図示せず）に接続されている。また、ＦＰＣ１７には電子機器側のメイン回路基板（マザーボード）等との接続を行うためのコネクタ１８が設けられている。

光学ユニット２０の一部をなすレンズホルダ２１が、上記鏡筒１３の上部分１３Ｕの内側に嵌合している。このレンズホルダ２１内に３個のレンズ２２、２３、２４が保持されている。レンズホルダ２１の外周面と鏡筒１３の上部分１３Ｕの内周面には互いに螺合するネジが形成されている。よって、鏡筒１３に対してレンズホルダ２１を回転させることで光軸方向ＬＡでの位置を変更し、レンズ２２、２３、２４を介して入射する光が撮像素子１２上に結像するようにピント調整できる。ピント調整が完了した後に、例えば接着剤を用いてレンズホルダ２１が鏡筒１３内に固定される。このように、光学ユニット２０である鏡筒１３及びレンズホルダ２１は撮像基板１１上に設けられている。

また、レンズホルダ２１の上端（被写体側の端部）には、外周を段状に切り欠いた切欠部２５が形成されている。この切欠部２５は光軸方向ＬＡと垂直な環状面２５Ｆを有している。後述するように、この環状面２５Ｆには羽根駆動ユニット３０の羽根基板３１が当接する。

光学ユニット２０の上部に羽根駆動ユニット３０が配置されている。この羽根駆動ユニット３０は、一般に羽根駆動装置或いはシャッタ装置と称される構成を含んでいる。本撮像装置１では、羽根駆動ユニット３０が光学ユニット２０よりも被写体側に配設されている。より詳細には、光学ユニット２０のレンズホルダ２１上に、羽根駆動ユニット３０に含まれている羽根基板３１の一部が固定される。この羽根基板３１と対向するように羽根押え板３２が配置されている。羽根基板３１と羽根押え板３２との間の空間ＳＰ内に３枚の羽根３３、３４、３５が配設されている。

羽根基板３１は、レンズホルダ２１に当接すると共に鏡筒１３の上部分１３Ｕの上側を覆うように形成されている円筒部３７と、アクチュエータとしてのステップモータ３６が設置されるモータ収納部３９とを含んでいる。羽根基板３１にはシャッタ開口３８が形成されている。羽根基板３１は、レンズホルダ２１と上述した切欠部２５で機械的に接続を取っている。羽根基板３１のシャッタ開口３８の内周面がレンズホルダ２１の外周面に切欠部２５で当接し、固定される。羽根基板３１とレンズホルダ２１との機械的接続を取ったことで、羽根基板３１とレンズホルダ２１との光軸に直交する方向のずれを防止することができ、レンズ２２、２３、２４の光軸と、シャッタ開口３８の中心とのずれを防止することができる。

また、シャッタ開口３８が形成される羽根基板３１の部分は、光軸方向ＬＡに対して垂直な平板状である。よって、切欠部２５の環状面２５Ｆと羽根基板３１の円筒部３７が当接することで、羽根基板３１が光軸方向ＬＡに対して垂直に固定される。

なお、レンズホルダ２１側の切欠部２５を断面が直角な段部に形成し、この切欠部２５にちょうど嵌合するようにシャッタ開口３８を形成しておけば、レンズホルダ２１に対して羽根基板３１をさらに位置精度良く嵌合できる。

レンズホルダ２１は前述したように鏡筒１３内に固定されている。そして、このレンズホルダ２１に羽根基板３１のシャッタ開口３８が嵌合されている。よって、撮像装置１では光学ユニット２０内のレンズ２２〜２４と羽根駆動ユニット３０との相対位置が変化することがない。したがって、撮像装置１はレンズ２２〜２４の画角や入射光量が変化しない撮像装置となる。なお、撮像装置１ではレンズホルダ２１に羽根基板３１のシャッタ開口３８が嵌合しているので実質的に撮影用の開口として機能していない。撮像装置１では、羽根押え板３２に形成した開口３２ＨＬが先に指摘した撮影用の開口に相当することになる。

また、羽根基板３１の円筒部３７と鏡筒１３の上部分１３Ｕとの間には、位置決め構造が形成されている。この点については図２を参照して説明する。図２は、羽根基板３１の円筒部３７と鏡筒１３の上部分１３Ｕとの係合関係を説明するために示した図である。この図では、特に円筒部３７の内面と鏡筒１３の上部分１３Ｕに形成した凸部１３Ｕａとの関係を図示している。鏡筒１３の上部分１３Ｕの外周面には半径方向へ突出させた凸部１３Ｕａが形成されている。この凸部１３Ｕａは光軸方向ＬＡへ所定長さをもって延在している。図２では１個を示しているが、鏡筒１３の上部分１３Ｕは管状であるので外周面上に複数配置してもよい。これに対応して、羽根基板３１の円筒部３７に上記凸部１３Ｕａと係合する凹部３７ａが形成される。よって、撮像基板１１に固定されている鏡筒１３に対して、羽根駆動ユニット３０の羽根基板３１をレンズ２２〜２４の光軸回りに回転しないように位置決めできる。このように、羽根駆動ユニット３０は、撮像基板１１から離間した状態で光学ユニット２０に設けられている。

図２に示した例では、鏡筒１３の上部分１３Ｕに凸部、羽根基板３１の円筒部３７に凹部を形成した例をしているが、凸部と凹部との配置をこれとは逆にしてもよい。要するに、鏡筒１３側と羽根基板３１の円筒部３７側とに互いに係合する係合部が形成されており、この係合部により円筒部３７のレンズ２２〜２４の光軸回りの位置が規制できればよい。なお、円筒部３７は鏡筒１３の上部分１３Ｕにちょうど嵌合すように内面が形成されている。

上記のように鏡筒１３側の凸部１３Ｕａに対して羽根基板３１側の円筒部３７の凹部３７ａを位置決めした後に、係合部分に接着剤を塗布することで鏡筒１３に対して羽根基板３１を位置精度良く固定できる。また、このような構造は図１によって確認できるように、鏡筒１３の上部分１３Ｕを羽根基板３１の円筒部３７で覆う形態となる。羽根基板３１の円筒部３７は、鏡筒１３から所定の間隔だけ離間して配置している。よって、撮像装置１は側部から鏡筒１３内に不要な光が侵入するのを防止できる構造を備えることになる。

また、羽根基板３１の撮像基板１１側には、ステップモータ３６の電極を撮像基板１１に接続して駆動電力をステップモータ３６に供給するためのモータ基板３９ａが接合されている。即ち、モータ基板３９ａは、撮像基板１１と対向するように羽根駆動ユニット３０を形成する羽根基板３１に、モータ基板３９ａの全面を用いた広い接触面積で安定した状態で保持されている。モータ基板３９ａは、撮像基板１１と羽根基板３１との隙間内に収納されるように配置されている。このモータ基板３９ａはポリイミド樹脂等の基材で形成した屈曲性を有する軟質のＦＰＣプリント基板である。

また、撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間には、互いに電気的に接続する半田４１が形成されている。半田４１は、撮像基板１１及びモータ基板３９ａの電気的な接続を確保するためのランドがそれぞれ対応する位置に形成され、半田４１はこのランドに共通に付されている。これにより、撮像基板１１とモータ基板３９ａは電気的に接続が確保されている。

このように、モータ基板３９ａは、撮像基板１１と向き合うように羽根駆動ユニット３０にモータ基板３９ａの全面を用いた広い接触面積で安定した状態で保持される。そして、撮像基板１１及びモータ基板３９ａを互いに電気的に接続する半田４１を撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間に配置することにより、半田４１が、衝撃時にモータ基板３９ａの端部の光軸方向からの応力集中の影響を受けにくい構造となっている。すなわち、モータ基板３９ａと半田４１との界面が光軸と垂直方向にあるので半田４１は、光軸方向の荷重を受けてもその荷重を上記界面で受けるように働き、モータ基板３９ａと半田４１との間、半田４１と撮像基板１１との間にせん断応力が働くことを抑えることができる。このため、半田４１によるモータ基板３９ａと撮像基板１１との接続が切断されることがなく、電気的接続を維持することができる。

半田４１は撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間に配置されているので、半田４１を配置するスペースを抑制し、駆動ユニット３０と撮像基板１１との隙間を有効活用することができる。また撮像装置１の外形寸法を大きくすることなく半田４１の面積を増やすことができるので、より確実に電気的接続を維持することができる。よって、耐衝撃性に優れ、また撮像基板１１の大きさを小さくすることができるので、撮像装置１全体を小型化することができる。またモータ基板３９ａは羽根駆動ユニット３０に、広い接触面積で安定した状態で保持されるので、剛性を有する硬質基板でも屈曲性を有する軟質基板であっても同様の優れた耐衝撃性を有する。よって、モータ基板の材質の種類を問わないので設計の自由度が増加する。

また、半田４１は、モータ基板３９ａ及び撮像基板１１において、鏡筒１３が配置された側と反対側の端部に設けられており、この半田４１によりモータ基板３９ａと撮像基板１１とが電気的に接続されると共に、羽根駆動ユニット３０は屈曲性を有する軟質のＦＰＣプリント基板であるモータ基板３９ａを介して撮像基板１１により確実に支持される。さらに、前述したように羽根駆動ユニット３０は円筒部３７側がレンズホルダ２１及び鏡筒１３を介して撮像基板１１に固定されている。このように羽根駆動ユニット３０がモータ基板３９ａ及び半田４１を介して撮像基板１１により安定的に支持されるので、撮像装置１は耐衝撃性に優れ内部での負荷発生を軽減できる構造となる。

また、撮像装置１は上記のようにモータ基板３９ａが撮像基板１１に接続されているので、撮像基板１１側からステップモータ３６の制御を行うことが可能となっている。このような構造を採用すると、本来、羽根駆動ユニット３０側に配置すべきモータ用の電子部品等を撮像基板１１側に配置することが可能となる。このように、撮像装置１は撮像基板１１側にスペースがあるときには、そのスペースを活用することで装置全体としての小型化が図られている。このような小型化の工夫は撮像装置１内に限るものではない。例えば、羽根を駆動制御する羽根駆動用ＩＣ（制御回路素子）は外形が比較的大きいので、電子機器側のマザーボード側に搭載すると大型化する。本撮像装置１はスペースを活用してこの羽根駆動用ＩＣ１５を撮像基板１１上に配置している。よって、本撮像装置１を採用する電子機器側の小型化を図ることができる。

撮像装置１では、羽根駆動用ＩＣ１５を撮像基板１１側に配置しても大型化しないように工夫されている。この点ついて説明する。図１に示すように、鏡筒１３とレンズホルダ２１とが積層される右側部分は相対的に高くなる。これに対して、モータ収納部３９に対向する撮像基板１１上には空間的な余裕がある。このスペースに羽根駆動用ＩＣ１５を配置している。よって、撮像装置１は羽根駆動ユニット３０に用いる部品を撮像基板１１側に移動したことで大型化することはなく、スペースを有効活用することで装置全体として小型化できる。

また、前述したように撮像基板１１には電子機器との接続用にＦＰＣ１７が接続されており、このＦＰＣ１７には電子機器側の回路基板（マザーボード等）と接続するためのコネクタ１８が設けられている。よって、このコネクタ１８を電子機器のマザーボード等に接続するだけで撮像ユニット１０及び羽根駆動ユニット３０を制御できる。よって、従来のように羽根駆動ユニット３０と撮像光学モジュールを個別に制御する場合と比較して、この撮像装置１は電気的な構成を簡略化できる。

図３は、図１におけるモータ基板３９ａ周辺の拡大図である。
モータ基板３９ａは、弾性力のある両面テープ３９ｂにより羽根基板３１の撮像素子１２側に接合されている。この両面テープ３９ｂが、衝撃を緩和する緩衝部材としての機能を果たす。従って、モータ基板３９ａへの衝撃を緩和することができ、また、モータ基板３９ａから半田４１へ伝わる衝撃を緩和することができる。従って、耐衝撃性を向上させることができる。

また、両面テープ３９ｂは、モータ基板３９ａにステップモータ３６の素線の接続を確保すべく、所定の間隔を有して貼付されている。即ち、両面テープ３９ａが貼付されていない箇所に、ステップモータ３６の素線が通されてモータ基板３９ａに接続されている。
また、両面テープ３９ｂは、弾性力を持つように、発砲体をなす構造に形成されており、その厚さは、粘着層を含めて０．１ｍｍ程度のものを採用することができる。

図４は、図１で示す羽根基板３１と羽根押え板３２との空間ＳＰ内に配備されている３枚の羽根３３、３４、３５及び羽根押え板３２を示した斜視図である。各羽根３３、３４、３５は羽根基板３１に形成されている支軸（図示せず）に嵌合する軸受け穴３３ＲＬ、３４ＲＬ、３５ＲＬを有しており、支軸を中心に揺動する。また、各羽根３３、３４、３５にはカム穴３３ＣＡ、３４ＣＡ、３５ＣＡが形成されており、このカム穴の全てにステップモータ３６に固定された作動ピン３６ＭＰが係合する。よって、ステップモータ３６の回転動作により作動ピン３６ＭＰが所定範囲を移動すると、それぞれカム穴の形状に基づいて各羽根３３，３４，３５が所定軌跡を描いて揺動する。

なお、羽根３３は小絞り穴３３ＨＬを備えた小絞り羽根である。羽根３４は、羽根３３、３５の衝突を防止するため間に配置されている。この羽根３４は、羽根３３、３５の両方に常に接触して防止するように設計されている。羽根３４には、シャッタ開口３８の周辺に存在しても撮像時の障害とならぬ様に大径の開口３４ＨＬを有している。また、羽根３５はシャッタ羽根である。この羽根３５は軽量化のための開口３５ＨＬが形成されている。羽根押え板３２には、作動ピン３６ＭＰを受ける円弧状の開口３２ＡＬと、羽根基板３１のシャッタ開口３８に対応する位置に形成されている撮影用の開口３２ＨＬとを有している。

再度、図１を参照して撮像装置１の製造方法をまとめて説明する。撮像ユニット１０の撮像基板１１の所定位置に撮像素子１２を搭載する。光学フィルタ１４を下部分１３Ｌ内に接着して、鏡筒１３を撮像基板１１に固定する。これで撮像ユニット１０に相当する部分が完成する。３枚のレンズを保持するレンズホルダ２１を鏡筒１３に螺合してピント調整を行い、ピント調整後に螺合部分に接着剤を塗布して固定する。ここまでで撮像ユニット１０上に光学ユニット２０が固定された構造が完成して撮像光学モジュールとなる。

各羽根３３、３４、３５を羽根基板３１と羽根押え板３２との間に挟持して、羽根基板３１と羽根押え板３２を固定する。羽根基板３１のモータ収納部３９にステップモータ３６を収納する。そして、羽根基板３１の一端にモータ用のモータ基板３９ａを接合する。これで、羽根駆動ユニット３０側の準備が完了する。この後に羽根駆動ユニット３０を撮像光学モジュール上に固定する。

詳述すると、鏡筒１３の凸部１３Ｕａに円筒部３７の凹部３７ａを嵌合する共に、シャッタ開口３８をレンズホルダ２１の切欠部２５と嵌合する。このように複数箇所で位置合せが行われるので、羽根駆動ユニット３０が撮像光学モジュール上に精度良く配備される。鏡筒１３の凸部１３Ｕａと円筒部３７の凹部３７ａの嵌合部分に接着剤を塗布して固定する。最後に羽根基板３１に接合されているモータ基板３９ａと撮像基板１１とを糸半田によって半田付けすることで耐衝撃性の優れた撮像装置１が完成する。

図５は羽根が全開状態であるときの撮像装置１を示した図であり、図６は羽根が小絞り状態であるときの撮像装置１を示した図である。この図５び図６では、（Ａ）で羽根押え板３２側から見た平面図を示している。また、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線での断面図である。なお、（Ｂ）では羽根押え板３２の開口３２ＨＬに対向する位置に来て各状態を形成する主な羽根のみを図示している。

図５で示す全開状態では、ステップモータによって移動される作動ピン３６ＭＰが羽根押え板３２の円弧状開口３２ＡＬの右端に来る。このときには、羽根３３、３５が開口３２ＨＬから退避した位置にあり、間に配置されている羽根３４が開口３２ＨＬに対向する位置にある。羽根３４は大きな開口３４ＨＬを有しているので全開状態を支障なく形成できる（図４参照）。

また、図６で示す小絞り状態では、ステップモータによって移動される作動ピン３６ＭＰが羽根押え板３２の円弧状開口３２ＡＬの左端に来る。このときには、羽根３５が開口３２ＨＬから退避した位置にあり、小絞り穴を有する羽根３３と羽根３４とが開口３２ＨＬに対向する位置にある（図４参照）。図６（Ｂ）では、羽根３３のみを図示している。なお、図示を省略するが、作動ピン３６ＭＰが羽根押え板３２の円弧状開口３２ＡＬの略中央に来たときに全閉状態が形成され、全ての羽根が開口３２ＨＬに対向する位置にある。

撮像装置１では、図５に示す全開状態で通常の撮影を行うことができる。また、図６に示す小絞り状態にするとマクロ撮影を行うことができる。開口が小絞り状態になると被写界深度が深くなるので、レンズを移動させることなくマクロ撮影を行うことができる。

次に本発明に係る第２の実施例を、図７を用いて説明する。図７は、本発明における第２の実施例の撮像装置２の内部構成が確認できるように示した側面図である。
撮像装置２は第１の実施例と同様に３つの主要なユニット部を含んで形成されている。すなわち、撮像装置１は撮像素子１２を含む撮像ユニット１０、レンズを含む光学ユニット２０及びレンズホルダ２１を駆動する、駆動ユニットであるレンズ駆動ユニット４０を含んでいる。

撮像ユニット１０は、撮像基板１１、撮像素子１２、光学フィルタ１４を含み、撮像素子１２はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサであり、撮像基板１１上の所定位置に固定されている。光学ユニット２０の一部である鏡筒１３は大略形状が円筒型であり、撮像素子１２の外周を囲むようにして撮像基板１１上に固定されている。この鏡筒１３にはＩＲカットフィルタ等の光学フィルタ１４が配置されている。また、実施例１と同様に、撮像装置２はレンズ駆動用ＩＣ１９がモータ収納部３９に対向する撮像基板１１上の、空間的に余裕があるスペースに搭載されている。また、本撮像装置１をカメラ、携帯電話等の電子機器と接続するためのＦＰＣ１７が、撮像基板１１に形成した配線パターン（図示せず）に接続されている。また、ＦＰＣ１７には電子機器側のメイン回路基板等との接続を行うためのコネクタ１８が設けられている。

鏡筒１３の上部（鏡筒１３の撮像基板１１との接触部とは反対側）にはレンズホルダ２１と係合する内側円筒部４０３が形成されている。また、鏡筒１３には、内側円筒部４０３とレンズホルダ２１の周囲を取り囲む柱部４０４と、壁部４０５とが設けられている。これらは撮像装置１の強度を高め、外力からレンズ２２、２３や撮像素子１２などを保護する役目を果たす。レンズホルダ２１の内部には、撮像素子１２に被写体像を結像するレンズ２２、２３が保持されている。また、レンズホルダ２１には、上記鏡筒１３の内側円筒部４０３と係合する円周溝５０１が形成されており、この円周溝５０１に内側円筒部４０３が嵌め込まれる。このように、光学ユニット２０である鏡筒１３及びレンズホルダ２１は撮像基板１１上に設けられている。

また、円筒状のレンズホルダ２１の外周には調整部材７が設けられている。調整部材７にはレンズホルダ２１に設けたねじ部５０２と螺合するねじ部が設けられている。レンズホルダ２１はねじ部同士の螺合によって調整部材７に取り付けられた後に光軸周りに回転させて、レンズホルダ２１に収納したレンズ２２、２３の焦点合わせを行う。レンズ２２、２３の焦点合わせ終了後は、調整部材７とレンズホルダ２１の螺合部分に接着剤を塗布し、レンズホルダ２１を調整部材７に固定する。なお、レンズホルダ２１に固定された調整部材７は、レンズホルダ２１の一部として機能する。また、レンズホルダ２１と調整部材７との固定は接着剤に限らず、レーザ溶着等で固定してもよい。

調整部材７と鏡筒１３との間には、レンズ位置変更部材であるリング状の回転部材８が挟み込まれ、これらの部材を円形状の付勢部材９によって付勢している。リング状の回転部材８の外周部の一部にはレンズ駆動ユニット４０からの駆動力を伝達する不図示のギア部が設けられている。また、回転部材８の下面（鏡筒１３との接触面側）には、レンズホルダ２１を光軸方向ＬＡに進退させる駆動力を与えるカム面８１が形成されている。カム面８１が形成された回転部材８をレンズ駆動ユニット４０からの駆動力により光軸周りに回転させることによって、この回転部材８上の調整部材７と、調整部材７上に固定されたレンズホルダ２１とが光軸方向ＬＡに移動する。

光学ユニット２０の一部である鏡筒１３の端部には、レンズ駆動ユニット４０が撮像基板１１から離間した状態で設けられている。レンズ駆動ユニット４０は回転部材８を回転駆動させ、レンズホルダ２１を光軸方向ＬＡに移動させるためのステップモータ３６を有している。

ここで、レンズホルダ２１が光軸方向ＬＡに移動する機構について簡単に説明する。リング状の回転部材８の外周部の一部に設けられた不図示のギア部と、レンズ駆動ユニット４０のステップモータ３６からの駆動力を出力する不図示の出力ギアとが螺合することにより回転部材８が光軸周りに回転する。回転部材８の下面に形成され、鏡筒１３との接触しているカム面８１が光軸周りに回転することによりレンズホルダ２１を光軸方向に進退させる駆動力として働き、回転部材８上の調整部材７と、調整部材７上に固定されたレンズホルダ２１とを光軸方向ＬＡに移動させる。

また、レンズ駆動ユニット４０の撮像基板１１側には、ステップモータ３６の電極を撮像基板１１に接続して駆動電力をステップモータ３６に供給するためのモータ基板３９ａが接合されている。即ち、モータ基板３９ａは、撮像基板１１と対向するようにレンズ駆動ユニット３０に、モータ基板３９ａの全面を用いた広い接触面積で安定した状態で保持されている。このモータ基板３９ａはポリイミド樹脂等の基材で形成した屈曲性を有する軟質のＦＰＣプリント基板である。

また、撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間には、互いに電気的に接続する半田４１が形成されている。これにより、撮像基板１１とモータ基板３９ａは電気的に接続が確保されている。

このように、レンズ駆動ユニット４０を有する第２実施例においても同様に、モータ基板３９ａは、撮像基板１１と向き合うように羽根駆動ユニット３０にモータ基板３９ａの全面を用いた広い接触面積で安定した状態で保持される。そして、撮像基板１１及びモータ基板３９ａを互いに電気的に接続する半田４１を撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間に配置することにより、半田４１が、衝撃時にモータ基板３９ａの端部の光軸方向からの応力集中の影響を受けにくい構造となっている。すなわち、モータ基板３９ａと半田４１との界面が光軸と垂直方向にあるので半田４１は、光軸方向の荷重を受けてもその荷重を上記界面で受けるように働き、モータ基板３９ａと半田４１との間、半田４１と撮像基板１１との間にせん断応力が働くことを抑えることができる。このため、半田４１によるモータ基板３９ａと撮像基板１１との接続が切断されることがなく、電気的接続を維持することができる。

半田４１は撮像基板１１とモータ基板３９ａとの間に配置されているので、半田４１を配置するスペースを抑制し、レンズ駆動ユニット４０と撮像基板１１との隙間を有効活用することができる。また撮像装置２の外形寸法を大きくすることなく半田４１の面積を増やすことができるので、より確実に電気的接続を維持することができる。よって、耐衝撃性に優れ、また撮像基板１１の大きさを小さくすることができるので、撮像装置２全体を小型化することができる。またモータ基板３９ａはレンズ駆動ユニット４０に、広い接触面積で安定した状態で保持されるので、剛性を有する硬質基板でも屈曲性を有する軟質基板であっても同様の優れた耐衝撃性を有する。よって、モータ基板の材質の種類を問わないので設計の自由度が増加する。

図８に上述した撮像装置１を携帯電話に搭載した構成を示す。撮像装置１を携帯電話等の電子機器に搭載する場合には、撮像装置１をカバー部材で覆い、耐衝撃性を強化するとよい。

図９に上述した撮像装置１をさらに小型化した構成を示す。撮像基板１１はその長手方向において、モータ収納部３９より突出していないため、上述した撮像装置１よりさらに撮像基板１１の長手方向の長さを小さくすることができる。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

尚、上記第２の実施例においては、レンズ２２、２３、２４は、レンズホルダ２１に保持され、光軸方向に移動する構成であるが、このような構成に限定されず、例えば、レンズを光軸と直交する方向に移動自在に保持するレンズホルダ含む光学ユニットと、光学ユニットを光軸と直交する方向に移動させる駆動源であるモータと撮像基板からの駆動電力をモータに供給するモータ基板とを含む駆動ユニットとを備えている構成にも、上記発明を採用できる。

尚、上記実施例１及び２においては、駆動ユニットにステップモータを有する例を挙げたが、このような構成に限定されず、例えば、所定の範囲を回動する揺動モータであってもよい。

尚、上記実施例１及び２においては、モータ基板３９ａと撮像基板１１とを電気的に接続する導電部材として、半田を用いたが、このような構成に限定されず、例えば、コネクタやピン接続によってモータ基板３９ａと撮像基板１１とを電気的に接続してもよい。

尚、上記実施例において、モータ基板３９ａは、衝撃を緩和する緩衝部材として弾性力を有する両面テープ３９ｂを介して羽根駆動ユニット３０に保持されているが、両面テープ以外のものであってもよく、例えば、弾性力を持つゴム系の接着剤であってもよい。

撮像装置の内部構成が確認できるように示した側面図である。羽根基板の円筒部と鏡筒の上部分との係合関係を説明するために示した図である。図１におけるモータ基板周辺の拡大図である。図１で示す羽根基板と羽根押え板との間の空間内に存在する３枚の羽根及び羽根押え板を示した斜視図である。羽根が全開状態であるときの撮像装置を示した図である。羽根が小絞り状態であるときの撮像装置を示した図である。本発明における第２の実施例の撮像装置の側面図である。携帯電話に搭載した撮像装置を示す図である。本発明における他の実施例の撮像装置の内部構成が確認できるように示した側面図である。従来の撮像装置の内部構成が確認できるように示した側面図である。

符号の説明

１撮像装置
１０撮像ユニット
１１撮像基板
１２撮像素子
１３鏡筒
１３Ｕａ凸部
１７ＦＰＣ
１８コネクタ
２０光学ユニット
２１レンズホルダ
２５切欠部
３０羽根駆動ユニット
３１羽根基板
３１Ｕ頭部
３１Ｌ脚部
３１ＰＲ当接部
３２羽根押え板
３３、３４、３５羽根
３６ステップモータ
３７円筒部
３７a 凹部
３８シャッタ開口
３９モータ収納部
３９ａモータ基板
３９ｂ両面テープ
３６ＭＰ作動ピン
４０レンズ駆動ユニット
４１半田
ＬＡ光軸方向

Claims

被写体側に撮像素子が実装された撮像基板と、
前記撮像素子に被写体光を結像させるレンズを含む光学ユニットと、
前記レンズへ入射する被写体光量を調節する羽根部材と、前記羽根部材を駆動するモータとを含む駆動ユニットと、
駆動電力を前記モータに供給するモータ基板とを備え、
前記光学ユニットは、前記撮像基板に設けられ、
前記駆動ユニットは、前記撮像基板から離間した状態で前記光学ユニットに設けられ、
前記モータ基板は、前記撮像基板と対向して前記駆動ユニットに設けられ、
前記撮像基板と前記モータ基板との間に前記撮像基板及び前記モータ基板を互いに電気的に接続する導電部材を備え、
前記導電部材は、半田であり、
前記撮像基板と前記モータ基板とは、平行に配置され、前記レンズの光軸に垂直に配置されていることを特徴とする撮像装置。
被写体側に撮像素子が実装された撮像基板と、
前記撮像素子に被写体光を結像させるレンズを含む光学ユニットと、
前記レンズを光軸又は光軸と直交する方向に移動させるモータを含む駆動ユニットと、
駆動電力を前記モータに供給するモータ基板とを備え、
前記光学ユニットは、前記撮像基板に設けられ、
前記駆動ユニットは、前記撮像基板から離間した状態で前記光学ユニットに設けられ、
前記モータ基板は、前記撮像基板と対向して前記駆動ユニットに設けられ、
前記撮像基板と前記モータ基板との間に前記撮像基板及び前記モータ基板を互いに電気的に接続する導電部材を備え、
前記導電部材は、半田であり、
前記撮像基板と前記モータ基板とは、平行に配置され、前記光軸に垂直に配置されていることを特徴とする撮像装置。
前記モータ基板は、衝撃を緩和する緩衝部材を介して前記駆動ユニットに設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。