JP5062537B2 - カメラモジュール及び携帯端末機 - Google Patents

Description

本発明はカメラモジュール及び携帯端末機に係り、さらに詳しくは、携帯電話機などに内蔵されるオートフォーカス機能付カメラに適用できるカメラモジュール及びそれを備えた携帯端末機に関する。

従来、携帯電話機のカメラ部を構成するためのカメラモジュールが開発されている。そのようなカメラモジュールでは、デジタルカメラと同様にオートフォーカスや露出調整などの多機能化が求められている。

図１に示すように、従来技術のカメラモジュールの一例では、撮像素子などが実装された配線基板１００の上に、レンズ群及びそれを光軸方向に駆動させるアクチュエータなどが装備されて構成されるレンズユニット２００が設けられて基本構成される。

そして、レンズユニット２００の側面の端子にフレキシブル配線板３００の一方の端子が接続され、フレキシブル配線板３００の他方の端子と配線基板１００の下面の端子とがコネクタ４００によって接続されている。例えば、コネクタ４００の両端の端子が、フレキシブル配線板３００及び配線基板１００に設けられた各ソケットにそれぞれ挿入されて接続される。このようにして、レンズユニット２００が配線基板１００に電気的に接続される。

特許文献１には、携帯電話機に適用される撮像装置において、外部部材を撮像素子に当接させて組み立てることにより、外部部材に固定された光学系支持体ガイド部が撮像素子面と常に垂直になるようにし、これによって撮像素子面と撮像光学系の光軸との垂直度を確保することが記載されている。

特開２００５−１４８１９７号公報

しかしながら、上記した図１の配線基板１００とレンズユニット２００との接続方法では、フレキシブル配線板３００やコネクタ４００を使用して接続するため、製品サイズが大きくなることが多く、小型化の要求に容易に対応できない。

また、フレキシブル配線板３００やコネクタ４００を特別に用意し、さらに配線基板１００の下面にソケットなどを設ける必要があるので、部品数が多くなり配線基板１００の端子構造も制限されることから、低コスト化を図ることが困難である。

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、小型化及び低コスト化を図ることができるカメラモジュール及びそれを備えた携帯端末機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明はカメラモジュールに係り、上面側に、接続パッドを備え、かつ撮像素子が実装された配線基板と、前記配線基板の上に設けられ、前記撮像素子の上に配置されるレンズ部と、該レンズ部を駆動させるためのアクテュエータと、該アクテュエータに接続されて下側に突き出た突出接続端子とを備えたレンズユニットとを有し、前記配線基板の前記接続パッドの上に前記レンズユニットの前記突出接続端子が配置され、前記接続パッドと前記突出接続端子とが導電性接着剤によって接合されていることを特徴とする。

本発明のカメラモジュールでは、撮像素子が実装された配線基板の上にレンズ部及びそれを駆動させるためのアクテュエータ（ボイスコイルモータなど）を備えたレンズユニットが設けられている。配線基板では、外部接続端子としてその上面側に接続パッドが設けられており、レンズユニットでは外部接続端子してその下面側に突出接続端子が設けられている。

そして、レンズユニットを配線基板の上に配置する際に、レンズユニットの突出接続端子が配線基板の接続パッドの上に対向して配置され、突出接続端子が導電性接着剤（導電性ペーストなど）を介して配線基板の接続パッドに接合される。

本発明では、レンズユニットの下面側に突出接続端子を設け、配線基板の上面側に接続パッドを設けてそれらを接合することから、カメラモジュールの大きさはレンズユニット及び配線基板の大きさよって決定される。

従って、従来技術のようなレンズユニットの側面の端子と配線基板の下面の端子をフレキシブル配線板とコネクタを使用して接続する場合と違って、カメラモジュールが不要に大きくなることがなく小型化を図ることができる。

また、配線基板とレンズユニットを接続するためのフレキシブル配線板やコネクタが不要になって部品数を削減できると共に、配線基板の下面側にソケットなどの端子を特別に形成する必要はなく上面側に一般的な接続パッドを形成すればよい。このように、配線基板とレンズユニットとの接続構造を簡易にできることから、従来技術より低コスト化を図ることができる。

上記した発明において、接続パッドは、配線基板に設けられた凹部の底部に配置されており、導電性接着剤が接続パッド上の凹部に充填されていることが好ましい。これによれば、接続パッド上の凹部に導電性接着剤が充填されることから、アンカー効果によって導電性接着剤と接続パッドの密着性を高めることができ、カメラモジュールの接続の信頼性を向上させることができる。

また、本発明の好適な態様では、配線基板には撮像素子の画像情報を処理する画像処理デバイスがさらに実装され、配線基板の接続パッドは画像処理デバイスに接続されている。また、レンズユニットのアクテュエータは、コイル及び磁石から構成されるボイスコイルモータであり、レンズユニットの突出接続端子はコイルに接続される。

以上説明したように、本発明のカメラモジュールでは、配線基板とレンズユニットとの接続構造を簡易にできることから、小型化及び低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

図２は本発明の実施形態のカメラモジュールの構成を模式的に示す断面図、図３は図２のカメラモジュールにおいて、配線基板の上にレンズユニットが配置される様子を示す斜視図である。

図２に示すように、本実施形態のカメラモジュール１の配線基板１０では、樹脂などの絶縁基板１１に複数の配線層１４が積層されて内蔵されており、その最上の配線層１４が接続部Ｃ１となっている。配線基板１０の上にはＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子１２が実装されており、撮像素子１２の電極がワイヤ１６によって配線基板１０の接続部Ｃ１に接続されている。また、配線基板１０の上には撮像素子１２に接続されてその画像情報を処理するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などの画像処理デバイス１５が実装されている。

配線基板１０の一端部には切欠段差部１１ａが設けられており、そこに配線基板１０の外部接続領域ＥＲが配置されている。外部接続領域ＥＲには配線層１４に接続された接続パッドＣ２が形成されている。また、接続パッドＣ２上の絶縁基板１１の部分が開口されて凹部１１ｂが設けられており、接続パッドＣ２は凹部１１ｂの底部に配置されている。

そして、画像処理デバイス１５が配線層１４を介して接続パッドＣ２に接続されている。このように、撮像素子１２は画像処理デバイス１５を介して接続パッドＣ２に電気的に接続されている。

また、撮像素子１２の外周部には中央部に開口部が設けられた枠状支持部１８が撮像素子１２を収容するように設けられている。そして、枠状支持部１８の開口部にガラス板２０が封着されている。

さらに、枠状支持部１８の上にレンズユニット３０が設けられている。レンズユニット３０は、レンズ部４０と、レンズ部４０を駆動させるためのアクテュエータであるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５０と、それらを支持する外枠部６０によって基本構成される。

レンズ部４０は、撮像素子１２の上に配置された円筒状の保持体４２と、その内部に保持されて垂直方向に並んで配置された複数のレンズ群４４とによって構成される
レンズ部４０の外周側には、レンズ部４０を光軸方向（図２では上下側）に駆動させるためのボイスコイルモータ５０が設けられている。ボイスコイルモータ５０はレンズ部４０の保持体４２の外周に巻かれたコイル５２とその外周側に配置された磁石５４とによって構成される。

そして、コイル５２に所要の電流を流すことにより、いわゆるリニアモータの原理によってレンズ部４０が光軸方向に推進力を受けて駆動することができる。つまり、ボイスコイルモータ５０の機能によってレンズ部４０が前後に駆動されて画像のフォーカスなどが調整される。レンズ部４０には不図示のスプリングが装着されており、これによってレンズ部４０を規定位置に戻すことができる。

なお、図２の例では、レンズ部４０を駆動するためのアクテュエータとしてボイスコイルモータ５０を例示するが、ピエゾモータ（不図示）をアクテュエータとして利用することによってレンズ部４０を駆動させてもよい。ピエゾモータでは、逆圧電効果を利用し、ピエゾ素子に電圧を加えることで結晶の伸縮が発生し、これによってレンズ部４０を駆動させることができる。

さらに、ボイスコイルモータ５０の磁石５４の外側には、レンズ部４０、コイル５２及び磁石５４を支持する外枠部６０が配置されている。外枠部６０の天井面の中央部には開口部６２が設けられている。外枠部６０の開口部６２に光学的に等方性のガラス窓を封着してもよい。

また、レンズユニット３０の外枠部６０の下面には、下側に突き出た突出接続端子Ｔが設けられている。突出接続端子Ｔは配線６６を介してボイスコイルモータ５０のコイル５２に接続されており、突出接続端子Ｔからコイル５２に電流が供給される。突出接続端子Ｔは洋白（銅・ニッケル・亜鉛の合金）などの金属からなる。

図３には、図２のレンズユニット３０が配線基板１０の上に配置される様子が示されている。図３では図２の撮像素子１２が省略されて描かれている。

図２に図３を加えて参照すると、配線基板１０上の枠状支持部１８の４隅には上側に突出する突起部１８ａが設けられている。また、レンズユニット３０の外枠部６０の一対の対向する外面の下側の両端部には枠状支持部１８の突起部１８ａに対応する切欠部６０ｂ設けられている。そして、レンズユニット３０の外枠部６０の切欠部６０ｂが枠状支持部１８の突起部１８ａに嵌合した状態でレンズユニット３０が配線基板１０上の枠状支持部１８の上に配置される。

また、レンズユニット３０の外枠部６０の下面において、配線基板１０の切欠段差部１１ａに対応する部分に下側に突出する突出部６０ａが設けられている。さらに、その突出部６０ａの下面に上記した２つの突出接続端子Ｔが設けられている。そして、レンズユニット３０の外枠部６０の突出部６０ａが配線基板１０の切欠段差部１１ａに嵌合し、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔが配線基板１０の凹部１１ｂ上に配置され、凹部１１ｂの底部の接続パッドＣ２に対向した状態となる（図２）。

このとき、配線基板１０の接続パッドＣ２の上には銀ペーストなどの導電性ペースト６４（導電性接着剤）が塗布されており、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔが導電性ペースト６４に突き刺さる（図２）。

その後に、熱処理することによって導電性ペースト６４を硬化させる。これにより、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔが導電性ペースト６４を介して配線基板１０の接続パッドＣ２に電気的に接続される。なお、導電性接着剤として導電性ペースト６４を例示したが、はんだなどを使用してもよい。

レンズユニット３０を駆動させるアクテュエータとしてピエゾモータを使用する場合は、ピエゾモータに接続される５つの突出接続端子Ｔがレンズユニット３０に設けられ、同様に配線基板１０の５つの接続パッドＣ２に導電性ペースト６４によってそれぞれ接合される。

図４には、レンズユニット３０の下面の２つの突出接続端子Ｔが導電性ペースト６４によって配線基板１０の接続パッドＣ２に電気的に接続された様子が示されている。図４の例では、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔは配線基板１０の凹部１１ｂの底部の接続パッドＣ２に接触しておらず、突出接続端子Ｔの先端と接続パッドＣ２の上面との間に導電性ペースト６４が介在している。

配線基板１０の凹部１１ｂの底部に接続パッドＣ２を配置することにより、接続パッドＣ２上の凹部１１ｂに導電性ペースト６４が充填されるので、アンカー効果によって導電性ペースト６４と接続パッドＣ２との密着性が向上し、特に横方向からの機械的な応力に耐えることができる。

なお、図５に示すように、導電性ペースト６４の密着性が問題にならない場合は、配線基板１０の接続パッドＣ２の上に設けた凹部１１ｂを省略してもよい。この場合は、配線基板１０の切欠段差部１１ａ（図２）の底面に接続パッドＣ２が埋め込まれた状態となり、接続パッドＣ２上に凹部が存在しない状態でレンズユニット３０の突出接続端子Ｔと配線基板１０の接続パッドＣ２とが導電性ペースト６４によって接合される。

また、図４及び図５では、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔが配線基板１０の接続パッドＣ２に接触していないが、突出接続端子Ｔが断線しない程度にそれらが接触するようにしても差し支えない。

図２に示すように、本実施形態のカメラモジュール１では、外光がレンズユニット３０のレンズ群４４を透過し、その下のガラス板２０を透過する。このとき、ガラス板２０は外光から可視光以外のＩＲ（赤外線）領域の光を取り除くＩＲカットフィルタとして機能する。

さらに、ガラス板２０を透過した光は撮像素子１２に入射し、撮像素子１２が光学信号を電気信号に変換する。その後に、撮像素子１２の画像情報が画像処理デバイス１５に送信されて画像処理が行われる。画像のフォーカスが合っていない場合は、画像処理デバイス１５から配線基板１０の接続パッドＣ２及びレンズユニット３０の突出接続端子Ｔなどを介してレンズ部４０の位置を変えるように、ボイスコイルモータ５０のコイル５２に電流が供給される。これにより、ボイスコイルモータ５０の機能によってレンズ部４０の位置が変更されてフォーカスが調整される。

本実施形態のカメラモジュール１では、レンズユニット３０のボイスコイルモータ５０のコイル５２に電流を供給するための端子として、レンズユニット３０の外枠部６０の下面に突出接続端子Ｔを設けている。レンズユニット３０を配線基板１０に嵌合して接合する際に、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔに対応する配線基板１０の上面側に接続パッドＣ２を設けておき、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔを導電性ペースト６４を介して配線基板１０の接続パッドＣ２に接合するようにしている。

このようにすることにより、従来技術と違って、レンズユニット３０の側面に端子を設け、その端子をフレキシブル配線板やコネクタを介して配線基板１０の下面の端子に接続する必要がない。つまり、レンズユニット３０の下側に突出接続端子Ｔを設け、配線基板１０の上面側に接続パッドＣ２を設けることから、カメラモジュール１の大きさはレンズユニット３０及び配線基板１０の大きさよって決定される。従って、カメラモジュールが不要に大きくなることがなく、小型化を図ることができる。

また、レンズユニット３０の突出接続端子Ｔと配線基板１０の接続パッドＣ２とを導電性ペースト６４（又ははんだ）で接合するので、フレキシブル配線板やコネクタが不要になって部品数が削減される。さらに、配線基板１０の下面にソケットなどの端子を特別に設ける必要はなく上面側に一般的な接続パッドＣ２を設ければよい。これによって、従来技術よりも配線基板１０とレンズユニット３０との接続構造を簡易とすることができ、低コスト化を図ることができる。

図６には、本実施形態のカメラモジュール１が内蔵された携帯電話機２（携帯端末機）が示されている。図６の内面図に示すように、本実施形態の携帯電話機２では、表示画面７０を備えた上側筐体７２と操作ボタン７４などを備えた下側筐体７６とが連結部７８によって折りたたみ可能な状態で連結されている。

そして、図６の外面図に示すように、前述した本実施形態のカメラモジュール１が上側筐体７２の表示画面７０の下側に配置されている。カメラモジュール１は、そのレンズ部４０が上側筐体７２の表面側（表示画面７０側と反対面）になるように上側筐体７２に装着される。そして、レンズユニット３０から外側に延在する配線基板１０の外部接続部が携帯電話機２の実装基板に接続される。

本実施形態の携帯電話機２では、前述したカメラモジュール１が内蔵されるので、小型化及び低コスト化を図ることができる。

図１は従来技術のカメラモジュールの一例を示す断面図である。 図２は本発明の実施形態のカメラモジュールの構成を模式的に示す断面図である。 図３は図２のカメラモジュールにおいて、配線基板の上にレンズユニットが配置される様子を示す斜視図である。 図４は本発明の実施形態のカメラモジュールにおけるレンズユニットの突出接続端子と配線基板の接続パッドとが導電性ペーストで接合された様子を示す断面図（その１）である。 図５は本発明の実施形態のカメラモジュールにおけるレンズユニットの突出接続端子と配線基板の接続パッドとが導電性ペーストで接合された様子を示す断面図（その２）である。 図６は本発明の実施形態のカメラモジュールを備えた携帯電話機を示す外観図である。

１…カメラモジュール、２…携帯電話機、１０…配線基板、１１…絶縁基板、１１ａ…切欠段差部、１１ｂ…凹部、１２…撮像素子、１４…配線層、１５…画像処理デバイス、１６…ワイヤ、１８…枠状支持部、１８ａ…突起部、２０…ガラス板、３０…レンズユニット、４０…レンズ部、４２…保持体、４４…レンズ群、５０…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、５２…コイル、５４…磁石、６０…外枠部、６０ａ…突出部、６０ｂ…切欠部、６２…開口部、６４…導電性ペースト、７０…表示画面、７２…上側筐体、７４…ボタン、７６…下側筐体、７８…連結部、Ｔ…突出接続端子、Ｃ１…接続部、Ｃ２…接続パッド、ＥＲ…外部接続領域。

Claims (8)

1. 上面側に、接続パッドを備え、かつ撮像素子が実装された配線基板と、
   前記配線基板の上に設けられ、前記撮像素子の上に配置されるレンズ部と、該レンズ部を駆動させるためのアクテュエータと、前記レンズ部及び前記アクチュエータを支持する外枠部と、前記アクテュエータに接続され、前記外枠部の下面に設けられて下側に突き出た突出接続端子とを備えたレンズユニットとを有し、
   前記外枠部の下面に、下側に突出する突出部が設けられており、前記突出部の下面に前記突出接続端子が設けられており、かつ、
   前記配線基板には切欠段差部が設けられており、前記切欠段差部の底部に、前記接続パッドの上面が前記切欠段差部の底面と同一面を構成するように前記接続パッドが埋め込まれており、
   前記外枠部の下面の前記突出部が前記配線基板の前記切欠段差部に嵌合した状態で、前記配線基板の前記接続パッドの上に前記レンズユニットの前記突出接続端子が配置され、前記接続パッドと前記突出接続端子とが導電性接着剤によって接合されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 上面側に、接続パッドを備え、かつ撮像素子が実装された配線基板と、
   前記配線基板の上に前記撮像素子を収容するように設けられた枠状支持部と、
   前記枠状支持部を介して前記配線基板の上に設けられ、前記撮像素子の上に配置されるレンズ部と、該レンズ部を駆動させるためのアクテュエータと、前記レンズ部及び前記アクチュエータを支持する外枠部と、前記アクテュエータに接続され、前記外枠部の下面に設けられて下側に突き出た突出接続端子とを備えたレンズユニットとを有し、
   前記外枠部の下面に、下側に突出する突出部が設けられており、前記突出部の下面に前記突出接続端子が設けられており、かつ、
   前記配線基板には切欠段差部が設けられており、前記切欠段差部の底部に、前記接続パッドが設けられており、
   前記外枠部の下面の前記突出部が前記配線基板の前記切欠段差部に嵌合した状態で、前記配線基板の前記接続パッドの上に前記レンズユニットの前記突出接続端子が配置され、前記接続パッドと前記突出接続端子とが導電性接着剤によって接合されていることを特徴とするカメラモジュール。
3. 前記配線基板の上に前記撮像素子を収容するように枠状支持部が設けられており、前記枠状支持部を介して前記配線基板の上に前記レンズユニットが搭載されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
4. 前記枠状支持部の上面に突起部が設けられ、前記レンズユニットの前記外枠部に切欠部が設けられており、前記突起部と前記切欠部とが嵌合し、前記枠状支持部の上に前記レンズユニットが搭載されていることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
5. 前記導電性接着剤は、導電性ペースト又ははんだであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
6. 前記配線基板には前記撮像素子の画像情報を処理する画像処理デバイスがさらに実装され、前記画像処理デバイスが前記接続パッドに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
7. 前記アクテュエータはコイル及び磁石から構成されるボイスコイルモータであり、前記レンズユニットの前記突出接続端子は前記コイルに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項のカメラモジュールを備えた携帯端末機。

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