JP5187181B2

JP5187181B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP5187181B2
Application number: JP2008322096A
Authority: JP
Inventors: 勝幸松尾; 康志白石; 孝史舘野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP2010147752A

Description

本発明は、撮像装置に関する。

デジタルカメラ、特に、ズームレンズを備えたコンパクトタイプのデジタルカメラでは、カメラの薄型を図るため、プリズムを用いた屈曲光学系が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような屈曲光学系は、デジタルカメラの前面から取り込んだ被写体光をプリズムによって反射させて、撮像素子に導くものである。このような屈曲光学系においては、プリズムよりも被写体側に配置されたレンズ群の光軸は、プリズムよりも撮像素子側に配置されたレンズ群の光軸に対して直交している。また、プリズムよりも被写体側のレンズ群の光軸がデジタルカメラの前面に対して垂直であり、プリズムよりも撮像素子側のレンズ群の光軸がデジタルカメラの前面に対して平行である。プリズムよりも被写体側のレンズ群のレンズ枚数がプリズムよりも撮像素子側のレンズ群のレンズ枚数よりも少なくなっているから、デジタルカメラの前後長を短くすることができる。つまり、デジタルカメラの薄型を図ることができる。
特開２００７−１６４１５７号公報

ところで、屈曲光学系を用いた場合、撮像素子がデジタルカメラの前面に対して垂直になった状態でデジタルカメラに内蔵されている。また、デジタルカメラには、各種の信号処理を行う回路基板が内蔵されており、その回路基板はデジタルカメラの前面に対して平行になった状態でデジタルカメラに内蔵されている。

撮像素子と回路基板をＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）によって接続する必要がある。撮像素子が回路基板の後ろ側に配置されているのであれば、ＦＰＣを撮像素子から前に引き出して、回路基板まで引き回す必要がある。一方、撮像素子が回路基板の前側に配置されているのであれば、ＦＰＣを撮像素子から後ろに引き出して、回路基板まで引き回す必要がある。

ＦＰＣを前や後ろに引き出すと、デジタルカメラの前後長つまり厚さが大きくなってしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、デジタルカメラの前後長を小さくして、デジタルカメラを薄型化できるようにすることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、筐体と、前記筐体内に設けられ、前記筐体の前面に対して垂直に設けられた第１の回路基板と、前記第１の回路基板上に搭載され、前記筐体の前面に対して垂直に設けられた撮像素子と、前記筐体内に設けられた第２の回路基板と、前記第１の回路基板と前記第２の回路基板を接続する可撓性配線シートと、前記第１の回路基板と前記第２の回路基板を接続する第２の可撓性配線シートと、を備え、前記可撓性配線シートが前記筐体の前面に平行な方向に前記第１の回路基板から引き出され、前記第２の可撓性配線シートが前記筐体の前面に平行な方向に前記第１の回路基板から引き出され、前記第２の可撓性配線シートが、前記可撓性配線シートによって前記第２の回路基板と前記第１の回路基板上に搭載された撮像素子間で転送する信号よりも高速な信号を前記第２の回路基板と前記第１の回路基板上に搭載された撮像素子との間で転送することを特徴とする。

本発明によれば、可撓性配線シートが筐体の前面に平行な方向に第１の回路基板から引き出されているから、筐体の前後方向の長さを小さくすることができ、撮像装置（デジタルカメラ）の薄型化を図ることができる。

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明を適用した撮像装置の一実施形態としてのデジタルカメラ１を示した斜視図であり、図２は、デジタルカメラ１に内蔵された鏡胴４等を示した斜視断面図であり、図３は、鏡胴４等を示した斜視図である。図１では、デジタルカメラ１の内部構造を透視した状態で示されている。

このデジタルカメラ１においては、筐体２の上面にシャッターボタン３が設けられ、筐体２の内部に鏡胴４、撮像素子２０、回路基板２１及び主回路基板６０等が収容され、鏡胴４に屈曲光学系１０及び撮像素子２０が取り付けられている。なお、図示していないが、筐体２の背面側には、液晶ディスプレイパネル等で構成されるモニタや、モードスイッチやズームスイッチ等の各種スイッチが設けられている。

主回路基板６０は筐体２の前面２ａに平行となるように立てた状態で筐体２内に収容されている。主回路基板６０は、筐体２の前面２ａ側であって左側に寄って配置されている。主回路基板６０の前面であってその右側には、コネクタ６１〜６４が設けられている。これらコネクタ６１〜６４が上下方向に配列されている。上から二番目のコネクタ６２が２９ピンのコネクタであり、一番下のコネクタ６４が１７ピンのコネクタである。

鏡胴４は、筐体２の右側に寄って配置されている。鏡胴４は、筐体２の前面２ａの上部から筐体２の内側を通って筐体２の下側にかけて配置されている。この鏡胴４は、鏡胴本体部５、対物レンズホルダ６、プリズムホルダ７及び可動レンズホルダ８等を有する。鏡胴本体部５は、屈曲光学系１０による光路の前後左右を囲むように上下方向に延在している。鏡胴本体部５の下端が開口している。鏡胴本体部５の上端部にプリズムホルダ７が設けられ、プリズムホルダ７の前部に対物レンズホルダ６が設けられている。対物レンズホルダ６の開口部６ａが筐体２の前面側で開口している。鏡胴本体部５の内部には、複数のレンズホルダが設けられており、可動レンズホルダ８は、鏡胴本体部５の上下中間部に取り付けられている。

屈曲光学系１０は、対物レンズホルダ６の開口部６ａから取り込んだ被写体光の光軸を屈曲させて、鏡胴本体部５の下部開口５ａを通じて被写体の像を撮像素子２０に結像する。

具体的には、屈曲光学系１０は、対物レンズ１１、プリズム１２、レンズ１６、焦点距離調整レンズ（ズームレンズ）又は焦点距離調整レンズ群、フォーカシングレンズ又はフォーカシングレンズ群等を有する。対物レンズ１１は、対物レンズホルダ６の開口部６ａを塞ぐようにして対物レンズホルダ６に保持されている。対物レンズ１１は被写体光を取り込むものであり、対物レンズ１１の光軸が水平方向、特に、カメラの前後方向に沿っている。

プリズム１２は、対物レンズ１１の後ろの近接した位置に配置されて、プリズムホルダ７に保持されている。プリズム１２は直角三角柱状に設けられ、入射面１３と出射面１５が直交し、反射面１４が入射面１３及び出射面１５に対して鋭角を成して交差する。入射面１３は、対物レンズ１１に近接するとともに、対物レンズ１１の光軸に対して垂直である。プリズム１２は、対物レンズ１１によって取り込んだ被写体光の光軸を反射面で９０度に屈曲させるものである。

レンズ１６は、プリズム１２の出射面１５の下の近接した位置に配置されて、鏡胴本体部５の上部に保持されている。レンズ１６の光軸は、上下方向に沿うとともに、プリズム１２の出射面１５に対して垂直である。レンズ１６の光軸は、プリズム１２の反射面１４において対物レンズ１１の光軸に直交する。

焦点距離調整レンズ（ズームレンズ）又は焦点距離調整レンズ群は、可動レンズホルダ８に保持され、その上下動によって焦点距離の調整が行われる。フォーカシングレンズ又はフォーカシングレンズ群は、レンズホルダ８の下側（鏡胴本体部５の下端側）に配置された不図示の可動レンズホルダに保持され、その上下動によってピント合わせが行われる。

撮像素子２０は、図２に示すように、鏡胴本体部５の下端部に取り付けられている。以下、図３、図４を参照して撮像素子２０の取付構造について具体的に説明する。図４は、鏡胴４の下部を示した分解斜視図である。

撮像素子２０はＣＭＯＳ型又はＣＣＤ型の何れでもよいが、本実施形態では、撮像素子２０としてＣＭＯＳ型の撮像素子を用いた場合を例に説明する。撮像素子２０が回路基板２１の上面の上に実装されている。回路基板２１は樹脂基板、ガラス基板、セラミック基板その他剛性のある基板である。

この撮像素子２０が金属製のブラケット２２によって囲繞されている。ブラケット２２は、撮像素子２０が実装された回路基板を鏡胴本体部５の下端部に取り付けるための部材であり、中央部に撮像素子２０が挿入可能な開口が形成された枠状の金属板の前片部２３及び後片部２４を左片部２５及び右片部２６に対して略垂直に折り曲げてなるものである。ブラケット２２の前片部２３、後片部２４が撮像素子２０の前縁、後縁にそれぞれ沿い、前片部２３及び後片部２４が撮像素子２０を挟んで前後に相対している。また、ブラケット２２の左片部２５、右片部２６が撮像素子２０の左縁、右縁にそれぞれ沿い、左片部２５及び右片部２６が撮像素子２０を挟んで左右に相対している。

ブラケット２２の左片部２５及び右片部２６が回路基板２１の上面に向き合った状態で、左片部２５及び右片部２６が接着剤等によって回路基板２１に固着され、ユニット化されている。

ブラケット２２が回路基板２１の上面に固着された状態においては、前片部２３が回路基板２１の前縁に沿って左片部２５及び右片部２６に対して折り曲げられており、後片部２４が回路基板２１の後縁に沿って左片部２５及び右片部２６に対して折り曲げられている。そのため、前片部２３及び後片部２４が回路基板２１に対して立った状態となっている。

撮像素子２０の受光面（上面）が鏡胴本体部５の下部開口５ａに向き合っている。撮像素子２０の受光面の縁部分がクッションカバー４０によって覆われ、クッションカバー４０が撮像素子２０と鏡胴本体部５の間に挟まれている。

また、鏡胴本体部５の下部開口５ａには、光学フィルタ（例えば、ローパスフィルタ）１７が嵌め込まれている。クッションカバー４０も鏡胴本体部５の下部開口５ａに嵌め込まれ、クッションカバー４０が撮像素子２０によって光学フィルタ１７に押し付けられている。クッションカバー４０及び光学フィルタ１７は、鏡胴本体部５と撮像素子２０の間に挟まれることによって固定されている。

撮像素子２０が鏡胴本体部５の下部開口５ａに向き合った状態で、ブラケット２２が鏡胴本体部５の下部に結合されている。ここで、ブラケット２２の右片部２６に通し穴２８が形成され、ネジ３２が通し穴２８に挿入され、そのネジ３２が鏡胴本体部５の下端部に締め付けられている。同様に、左片部２５に形成された通し穴２７にネジ３１が挿入され、そのネジ３１が鏡胴本体部５の下端部に締め付けられている。

ブラケット２２が鏡胴本体部５に取り付けられた状態にあっては、ブラケット２２の前片部２３が鏡胴本体部５の前面５ｂに対して平行であり、後片部２４が鏡胴本体部５の後面５ｃに対して平行である。また、図１に示すように、回路基板２１が筐体２の前面２ａに対して垂直になるように配置され、撮像素子２０の受光面も筐体２の前面２ａに対して垂直となっている。更に、回路基板２１も筐体２の前面２ａに対して垂直になっている。

図３、図４に示すように、回路基板２１の下面の右側には、１７ピンのコネクタ３３が設けられている。回路基板２１の下面の左側には、２９ピンのコネクタ３４が設けられている。回路基板２１においては、走査信号、映像信号等の高速な信号用の配線が撮像素子２０からコネクタ３４にまで形成されており、それ以外の低速な信号用（例えば、電源、アース等）の配線が撮像素子２０からコネクタ３３まで形成されている。

帯状の可撓性配線シート（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と呼ぶこともある。）５１がコネクタ３３からコネクタ６４にかけて配索されており、帯状の可撓性配線シート５４がコネクタ３４からコネクタ６２にかけて配索されている。

可撓性配線シート５４の両端部にコネクタ５５，５６がそれぞれ設けられており、コネクタ５５がコネクタ３４に接続され、コネクタ５６がコネクタ６４に接続されている。可撓性配線シート５４は回路基板２１の下面側において回路基板２１の左方に引き出され、可撓性配線シート５４の一部５４ａ（以下、帯部５４ａという。）が鏡胴４の下面に沿っている。帯部５４ａの右端がコネクタ５５によってコネクタ３４に接続され、その帯部５４ａがコネクタ３４から左方に引き出されている。

また、可撓性配線シート５４は鏡胴４の左下角部において上に折り曲げられ、可撓性配線シート５４の一部５４ｂ（以下、帯部５４ｂという。）が鏡胴４の左側面に沿っている。帯部５４ｂは帯部５４ａの左端に連繋し、その左端から上に引き出されている。

また、可撓性配線シート５４が鏡胴４の左側面において幅方向に対して４５°傾いた折れ線５４ｃに沿って折り曲げられることによって、可撓性配線シート５４の一部５４ｄ（以下、捻れ部５４ｄという。）が帯部５４ｂに対して捻れている。捻れ部５４ｄは折れ線５４ｃにおいて帯部５４ｄの上端に連繋し、帯部５４ｄの上端から前方に引き出されている。

また、可撓性配線シート５４は鏡胴４の左側面の前側において左に折り曲げられ、可撓性配線シート５４の一部５４ｅ（以下、帯部５４ｅという。）が鏡胴４の左側面に沿っている。帯部５４ｅは捻れ部５４ｄの前端に連繋し、捻れ部５４ｄの前端から左に引き出されている。そして、帯部５４ｅの左端がコネクタ５６によってコネクタ６２に接続されている。

可撓性配線シート５１の両端部にコネクタ５２，５３がそれぞれ設けられており、コネクタ５２がコネクタ３３に接続され、コネクタ５３がコネクタ６４に接続されている。可撓性配線シート５１は回路基板２１の下面側において回路基板２１の左方に引き出され、可撓性配線シート５１の一部５１ａ（以下、帯部５１ａという。）が鏡胴４の下面に沿っている。帯部５１ａの右端がコネクタ５２によってコネクタ３３に接続され、その帯部５１ａがコネクタ３３から左方に引き出されている。帯部５１ａは可撓性配線シート５４の帯部５４ａに重なっている。

また、可撓性配線シート５１は鏡胴４の左下角部において上に折り曲げられ、可撓性配線シート５１の一部５１ｂ（以下、帯部５１ｂという。）が鏡胴４の左側面に沿っている。帯部５１ｂは帯部５１ａの左端に連繋し、その左端から上に引き出されている。帯部５１ｂは可撓性配線シート５４の帯部５４ｂに重なっている。

また、可撓性配線シート５１が鏡胴４の左側面において幅方向に対して４５°傾いた折れ線５１ｃに沿って折り曲げられることによって、可撓性配線シート５１の一部５１ｄ（以下、捻れ部５１ｄという。）が帯部５１ｂに対して捻れている。捻れ部５１ｄは折れ線５１ｃにおいて帯部５１ｄの上端に連繋し、帯部５１ｄの上端から前方に引き出されている。

また、可撓性配線シート５１は鏡胴４の左側面の前側において左に折り曲げられ、可撓性配線シート５１の一部５１ｅ（以下、帯部５１ｅという。）が鏡胴４の左側面に沿っている。帯部５１ｅは捻れ部５１ｄの前端に連繋し、捻れ部５１ｄの前端から左に引き出されている。そして、帯部５１ｅの左端がコネクタ５３によってコネクタ６４に接続されている。

主回路基板６０と回路基板２１が可撓性配線シート５１，５４によって接続されているから、撮像素子２０と主回路基板６０の間での高速な信号の転送は可撓性配線シート５４によって行われ、低速な信号の転送は可撓性配線シート５１によって行われる。

以上のように、本実施形態によれば、可撓性配線シート５１，５４が筐体２の前面２ａに対して平行な方向、つまり筐体２の厚み方向に直交する方向へ回路基板２１から引き出されているから、筐体２の前後方向の長さを短くすることができ、筐体２の薄型化を図ることができる。

撮像素子２０と主回路基板６０との間で転送される信号は高速な信号と低速な信号に分けられ、高速な信号は可撓性配線シート５４によって転送され、低速な信号は可撓性配線シート５１によって転送される。そのため、低速な信号によって高速な信号に与えるノイズや、高速な信号によって低速な信号に与えるノイズを抑えることができる。

また、高速な信号と低速な信号を１つの可撓性配線シートによって転送しようとすると、多数の配線が必要となって可撓性配線シートが高価になるが、本実施形態では、可撓性配線シート５１，５４の配線数が少なくて済むので、コストを抑えることができる。

また、ユニット化の可撓性配線シート５１，５４を回路基板２１に接続したので、回路基板２１の面積の小型化が可能となり、その結果、デジタルカメラ１の小型化が可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
上記実施形態では、撮像素子２０としてＣＭＯＳ型の撮像素子を用いたが、ＣＣＤ型の撮像素子であってもよい。ＣＣＤ型の撮像素子はＣＭＯＳ型の撮像素子に比べて端子数が遥かに少ないので、撮像素子２０としてＣＣＤ型の撮像素子を用いる場合には、回路基板２１に設けるコネクタを一つで済ませることが可能となる。この場合、コネクタは、上記実施形態においてコネクタ３４が設けられていた側に設けるのが望ましく、また、当該コネクタからの可撓性配線シートの引き出し方向は、可撓性配線シート５１，５４の引き出し方向と同様に、筐体２の前面２ａに対して平行な左方向とする。
また、上記実施形態では鏡胴４の鏡胴本体部５が上下方向に延在しているが、鏡胴本体部５が左右方向に延在してもよい。この場合、プリズム１２の入射面１３が前方を向いているのは上記各実施形態と同様であるが、プリズム１２の出射面１５が左又は右を向いており、撮像素子２０の受光面も右又は左を向いて出射面１５に対向し、レンズ１６の光軸が左右方向に沿っていることが異なる。
また、上記実施形態では、デジタルカメラを例に説明したが、本発明の撮像装置は、カメラ機能付き携帯電話機やカメラ機能付きＰＤＡ等の携帯型電子機器は勿論のこと、デジタルカメラ機能を備え且つ薄型化が要求される電子機器であればよい。

本発明の実施形態における撮像装置を示した斜視図である。同実施形態における鏡胴及び撮像素子等を示した斜視断面図である。同実施形態における鏡胴、撮像素子、回路基板及び可撓性配線シート等を示した斜視図である。同実施形態における鏡胴、撮像素子、回路基板及び可撓性配線シート等を示した分解斜視図である。

符号の説明

１デジタルカメラ（撮像装置）
２筐体
２０撮像素子
２１回路基板
５１可撓性配線シート
５４可撓性配線シート
６０主回路基板
３３、３４、６１、６２、６３、６４コネクタ

Claims

筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記筐体の前面に対して垂直に設けられた第１の回路基板と、
前記第１の回路基板上に搭載され、前記筐体の前面に対して垂直に設けられた撮像素子と、
前記筐体内に設けられた第２の回路基板と、
前記第１の回路基板と前記第２の回路基板を接続する可撓性配線シートと、
前記第１の回路基板と前記第２の回路基板を接続する第２の可撓性配線シートと、を備え、
前記可撓性配線シートが前記筐体の前面に平行な方向に前記第１の回路基板から引き出され、
前記第２の可撓性配線シートが前記筐体の前面に平行な方向に前記第１の回路基板から引き出され、
前記第２の可撓性配線シートが、前記可撓性配線シートによって前記第2の回路基板と前記第１の回路基板上に搭載された撮像素子間で転送する信号よりも高速な信号を前記第２の回路基板と前記第１の回路基板上に搭載された撮像素子との間で転送することを特徴とする撮像装置。