200839421 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於包括至少一個可移動光學元件和圖像 感測器的攝像裝置，尤其是關於此種攝像裝置的電路板 結構。 【先前技術】 近年來，使用例如CCD感測器或CMOS感測器而不 是銀-鹽底片（silver-salt film)作為圖像採集裝置的圖像 # 感測器的攝像裝置已被廣泛使用。此外，移動攝像光學 系統的一部分光學元件以執行變焦操作或調焦操作= 攝像裝置類型也已被廣泛使用。 、 不過，為了提高併入這類攝像裝置的電子設備（例 • 如數位相機、行動電話等）的便攜性，對小 置提出了很高的要求。另—方面，包括至少—個可^ 光學元件的攝像裝置受到設置在攝像裝置中的光學系 統最小化的限制，這是因為需要提供允許可移動光 件移動的内部空間。此外，在攝像裝置具有這種可J = i 光學元件的情況下，用於可移動光學元件的驅動電路可 能成為干擾照片圖像信號的噪音源，而為了保持滿咅 圖像品質驅動電路和圖像感測器之間的相對位置:a 到-些限制。換言之，要是驅動電路和圖像感測器相^ 離得太近就不令人滿意了。由於這種問題，在特別0勹 含圖像感測器和至少一個可移動光學元件的‘像二二 類型中’難以在獲得南品質圖像和較低雜訊、與最】4 /簡單化結構之間獲得平衡。傳統的攝像巢置= /日上 未請求審查的專利公開號2006-78891，和日本 查的專利公開號2003-5267)料時沒切慮到審匕 200839421 和降噪控制兩者。 【發明内容】 供-置中存在的上述問題，本發明提 圖像品質而其在結構上同樣是簡單;水準的 發明的—個方面，提供—種攝像裝置 =測器，其成像表面處在攝像光學系^2:成， 面上；圖像感測ϋ絲於其上的電路板 ^千 輪出的圖像信號的圖像處理電路和用 都以=電:二象;:電路和驅動電路兩者 接近_二:::::===更 電路板上圖像處理電路和4=的 距，大於電路板上圖像感測器和圖像處理電路之間的 距。 g者’可移動絲元件在攝像光學祕的主光轴 方向上可移動。攝像光學系統包括分別佈置在主光轴相 反末端以使主光軸的相反末端以直角轉彎的入射侧稜 鏡和出射侧稜鏡。電路板平行於主光軸，包括面對出射 侧稜鏡的出射表面的電路板表面上的圖像感測器，並進 :步包括驅動電路’使驅動電路位於緊鄰入射側稜鏡 處。 車乂仫者，攝像光學系統是變焦光學系統，以及較佳 者’可移動光學it件是沿著主光軸移動的改變所述變焦 光學系統焦距的透鏡組。 較佳者，攝像裝置包括佈置在電路板上圖像處理電 200839421 路和驅動電路之間區域中的電路部件。 較佳者，電路板是鋼性板。 較佳者，電路板是多層佈線板（wiring board)。 杈佳者，圖像感測H和驅動電路分別被佈置在 板上電路板縱向方向上的相反末端處。 1路 在實施例巾，提供—鶴像裝置，包減像光 統和圖像感測器，圖像相器的成像表面處 : ，的圖像形成平面上，攝像光學系統包括至少=: 者攝像光學纟統主絲可移動的可移動光學元件 = 經過可移動光學元件的光沿著基本上垂直於主光及 出射光軸從it{射部分出射。將圖像感卿安裝在基 行於主光軸的電路板上，電路板在主錄方向上的 末端之一處，以便面對攝像光學系統的出射部分。 裝置進一步包括驅動電路和圖像處理電路，驅動電 於可移動光學元件並安裝在電路板上、處於電路板 光轴方向上的相反末端的另一個末端處，圖像處理♦ 用於處理從@像感測ϋ輪出的圖像信號並安裝在圖$ 感測器和驅動電路之間的電路板上，以便在主光軸方向 上位於比驅動電路更靠近圖像感測器的位置處。 σ 在實施例中，提供一種攝像裝置，包括··包括至少 /個可移動光學元件的攝像光學系統；其成像表面處= 攝像光學系統的圖像形成平面上的圖像感測器；以及圖 像感測為女裝於其上的電路板。每個圖像感測器和電路 板基本上都是矩形形狀。將圖像感測器佈置在電路板 上，使圖像感測為的縱向方向基本上垂直於電路板的縱 向方向。將用於處理從圖像感測器輸出的圖像信號的圖 像處理電路和用於可移動光學元件的驅動電路佈置在 200839421 電路板上臨近圖像感測器-個長侧的 根據本發明得㈣較 的圖像品質而且還結構簡單小 水準 【實施方式】 轉m衣置 第一圖及第二圖中所示的行動電話 :)是，型的’其設有包括操作部分。_ J電 的可折豐外殼，並進-步在操作部分啡顯示部=之 間設有鉸麟分η。猶部分叫顯抑分咖由 =分is相互鉸接，以允許圍繞鉸鍵部分 ς Γ2γ=第二圖t所示ϊ、其中操作部分u和顯示S 疋凡王打開的刼作狀悲（完全打開狀態/非折疊狀能） 未顯示幻之間變化，在折疊狀態（：顯 =出 > 中？動電話1。被折而操作部分u和顯示部分 伽iff疊。操作部分U設有例如數位鍵和功能鍵的多 鍵15 ’而顯示部分12設有用作顯示褒置的液晶顯 = 顯示部分12在其後面（無論行動電話 二二主宜狀悲或完全打開狀態都暴露出的顯示部分12 岡卜表面）的鉸鏈部分13附近設有照相孔14 (見第二 行動電話1G在關於第二圖的照相孔14後面設有攝 像早70 (成像模組）20。 將參考第二圖至第十四圖詳細介紹攝像單元。如 攝第六圖和第十—圖所示，攝像單元觀有構成 件)ΤΪΓ系統的第一棱鏡（入射侧棱鏡，入射側光學元 率的笛_、、具有負折射率的第一透鏡組1^、具有正折射 將摄稽：透鏡組LG2和第二稜鏡（出射側稜鏡）lp2，並 將攝像早元20構造成使攝像單元2〇的外殼以支承這四 200839421 個光學元件。安裝在攝像單元20中的攝像光學系統是焦 距I改變的變焦光學系統，並由在其光軸方向上可移動 的第一透鏡組LG1和第二透鏡組LG2構成。 將外殼21形成為盒狀體，其在水準方向上伸長以滿 足下列條件運算式·· W>H>T，其中W、Η和T分別表示 行動，話10的顯示部分12的寬度、高度和厚度（見第三 圖及第四圖）。在下面的介紹中，在寬度w、高度Η和 厚度Τ方向上的攝像單元20的方向分別被稱為X方向、Υ 方向和Ζ方向。雖然攝像單元20的上、下、左和右侧可 根據行動電話1〇的方位發生變化，但在下面的介紹中， 出於說明的目的，參考第六圖中示出的攝像單元2〇確定 攝像早元20的垂直和水準方向。 拍照時面對物體侧的外殼21的前部是打開的以形 成前孔22。外殼21在前孔22的上侧和下侧上分別設有上 壁23和下壁24，並進一步在前孔22的右手侧和左手侧上 分別設有右壁25和左壁26。外殼21在Ζ方向上前孔22的 對側上設有關閉外殼21後面的後壁27。上壁23和下壁24 是相互平行的平板，每個都包括X方向部分和Ζ方向部 分。右壁25和左壁26是相互平行的平板，每個都包含γ 方向部分和Ζ方向部分。後壁27是包含X方向部分和γ方 向部分的平板。上壁23和後壁27經由傾斜壁28相互連接 (見第三圖及第五圖）。 外殼21在其X方向上的一個末端和另一個末端處設 有分別容納第一棱鏡LP1和第二稜鏡LP2的第一稜鏡容 納部分30和第二棱鏡容納部分31 (見第六圖）。如第六 圖中所示，將第二棱鏡容納部分31形成為位於臨近外殼 21的左壁26的隔離壁，而將第一稜鏡容納部分30形成^ 200839421 伙右壁25向侧面（相對於第六圖的右側）伸出的盒狀部 ^刀。拍照時面對物體側（朝向照相孔14)的第一棱鏡容 納部分30的前方設有入射孔3〇a，類似於前孔22。亦即， 使外殼21的形狀能夠使面對後壁27的外殼21前方的幾 乎整個部分形成為孔。在外殼21右壁25中形成通孔29 (見第六圖及第十一圖）以使第一稜鏡容納部分3〇的内 部空間和外殼21的主要部件的内部空間在χ方向上經由 通孔29通暢地相互連接。 第一棱鏡LP1是設有入射表面LP1-i、出射表面 LPl-o和反射表面LPl-r的直角稜鏡。第一稜鏡LP1通過 反射表面LPl-r大致直角地將從入射表面Lpl_iA射的光 反射到出射表面LPl-o。入射表面Lpi_i是凹表面而出射 表面LPl-o是凸表面。第二稜鏡[^是設有入射表面 LP2-1、出射表面LP2-0和反射表面LP2_r的直角稜鏡。第 二棱鏡LP2通過反射表面]LP2_r大致直角地將入射到入 f表面LP2-i上的光反射到出射表面lP2_〇。在被容納於 第一稜鏡容納部分30中的第一稜鏡LP1中，入射表面 LPl-i通過入射孔3〇a暴露於物體側而出射表面Lpi_〇被 定位成面對通孔29，通孔29形成在外殼21的右壁25中以 在X方向上延伸。在被容納於第二稜鏡容納部分31中的 第二稜鏡LP2中，入射表面LP2-i與第一稜鏡LP1的出射 表面LPl-o間隔開而出射表面lP2_〇被定位成面對前孔 22。亦即，將第一稜鏡LP1和第二稜鏡lp2定位成使第一 稜鏡LP1的入射表面LP1-i和第二稜鏡lP2的出射表面 LP2-0兩者都面對物體侧。 攝像單元20在外殼21中設有在X方向上相互平行延 伸的一對導向桿32和33。將導向桿32和33佈置在Y方向 200839421 i 上的不同位置處。將導向桿32定位在導向桿33的上面以 便在Y方向上比導向桿33更靠近外殼21的上壁23、並在z 方向上比導向桿33更靠近外殼21後面的後壁27。將導向 桿3土3定位在導向桿32下面以便在在γ方向上比導向抑 更靠近下，24、並在Z方向上比導向桿32更靠近前孔 22。攝，單元20在外殼21中設有分別支承第一透鏡組 LG1和第一透鏡組LG2的第一透鏡組框架34和第二透鏡 組框架35。通過導向桿32和33的支承，帛-透鏡組框架 34和第二透鏡組框架35在導向桿32和33上可以沿著χ方 向自由滑動。第-透鏡組框架34設有圓柱導引部分36和 轉動限制臂37,它們在徑向上彼此離開而基本相對的伸 出。將圓柱導引部分36安裝在導向桿32上以便在其上可 以沿著Χ方向滑動。轉動限制臂37的徑向外端是^開的 以U向桿33配合從而避免第—透鏡組框架34圍繞 導向桿32轉動。第二透鏡組框架35設有圓柱導引部分38 和轉動限崎39，它們在徑向上彼此_而基本相對的 伸出。ΐ圓柱導引部分38安裝在導向桿33上以便在其上 向滑動。轉動限制臂39的徑向外端是分開 婊^ a二^向桿32配合從而避免第二透鏡組框架35圍 向柃轉動。由於轉動限制臂37與導向桿33的配合 2 與導向桿32的配合，由導向桿二33i 二二山鏡組框架34和第二透鏡組框架35可在X方向 加3移^ °在通過導向桿32和33支承第-透鏡組 ^木衫弟二透鏡組框架35的狀態下，在X方向上第一 ^ ^τρ? . ρ„ 一透、兄、'且LG2位於弟一稜鏡LP1和第二 ^鏡LP2之間，同時第一透鏡組lgi和 分別面對第-稜鏡LP1的出射表面Lpi_。和第二稜鏡⑽ 11 200839421 的入射表面LPl_i，如第三圖、4、6、7、8和11中所示。 在如上所述通過外殼21支承攝像光學系統的狀態 下，來自物體侧的光沿著在Z方向上延伸的入射光轴 OP-1入射到第一稜鏡LP1的入射表面LPi-i上，如第十一 圖所示。第一稜鏡LP1通過反射表面LPl-r大致直角地反 射入射光，如此通過反射表面LPl-r反射的光沿著X方向 上延伸的中間光軸（主光軸）OP-C經過第一透鏡組LG1 和第二透鏡組LG2傳播，從而入射到第二稜鏡LP2的入射 表面LP2-i上。第二稜鏡LP2通過反射表面LP2-r將入射光 大致直角地向物體側反射，從而使由反射表面LP2-r反射 的光沿著Z方向上延伸的出射光轴〇p_2從第二稜鏡LP2 通過出射表面LP2-0出射。因此，將設在攝像單元2〇中 • 的攝像光學系統配置成包括構成大致U形折疊的單個光 軸的入射光軸OP-1、中間光軸ΟΡ-C和出射光軸〇p_2的光 學系統。入射光轴OP-1、中間光軸〇p_C和出射光軸〇P-2 的位置是互相等同的，從而使入射光軸〇p_l、中間光軸 OP-C和出射光轴OP-2都處在公共平面上。第一稜鏡lpi f 的出射光軸和第二棱鏡LP2的入射光軸與中間光軸〇p_c 一致0 第一透鏡組框架34設有螺母配合部分4〇而第二透 鏡組框架35設有螺母配合部分41。螺母42與螺母配合部 分40配合而螺母43與螺母配合部分41配合。如第九圖中 的放大視圖所示，利用（從螺母42徑向伸出的）支持伸 出部45使螺母42與螺母配合部分40配合，以使第一透鏡 組框架34和螺母42在X方向上一起移動，支持伸出部45 被保持（扣合，snap—fitted)在從螺母配合部分4〇伸出 的一對保持伸出部44之間。同樣，如第十圖的放大視圖 12 200839421 中所示，利用（從螺母43徑向伸出的）支持伸出部47使 螺母43與螺母配合部分41配合，以使第二透鏡組框架％ 和螺母43在X方向上一起移動，支持伸出部47被保持（扣 合）在從螺母配合部分41伸出的一對保持伸出部46之 間。 攝像單元20中設有用於驅動第一透鏡組LG1的第一 馬達（致動器）50和用於驅動第二透鏡組LG2的第二馬 達（致動器）52。螺母42設有螺紋孔（通孔），第一馬 達50的驅動桿（進給螺紋桿）51在螺紋孔中被螺紋配 合，同時螺母43設有螺紋孔（通孔），第二馬達52的驅 動才干（進給螺紋桿）53在螺紋孔中被螺紋配合。通過外 殼21支承第一馬達5〇 ;特別是，第一馬達5〇設有圓柱馬 達體55’而外殼21中設有馬達支承部分54(見第六圖）， 其形成在外殼21的臨近上壁23的部分上，以便利用其在 X方向上延伸的軸支承馬達體55。第一馬達5〇的驅動桿 51從第一馬達5〇的馬達體55延伸到接近右壁25的方向 上。第二馬達52也由外殼21支承；特別是，第二馬達52 設有圓柱馬達體57，而外殼21中設有馬達支承部分56 (見第六圖），其形成在外殼21的臨近下壁24的部分 上’以便利用其在X方向上延伸的軸支承馬達體57。第 二馬達52的驅動桿53從第二馬達52的馬達體57延伸到 接近右壁25的方向上。因而，除了導向桿32和33之外， 第一馬達50 (其驅動桿51)和第二馬達52 (其驅動桿53) 也被佈置成其縱向方向（軸向）成為大致平行於X方向。 此外，使第一馬達50在Z方向上位於前孔22的附近（比 第二馬達52更靠近物體側的位置處），同時使第二馬達 52在Z方向上位於外殼21的後面的後壁27附近。 13 200839421 弟馬達的驅動桿51的轉動使螺母42因為螺母 42 ”驅動杯51上進給螺紋線的螺紋配合而在X方^移 動，因此使第-透鏡組框架34在χ方向上移動，這是因 為在螺母42與螺母配合部分舰合的㈣下螺母似皮 防止轉動。同樣，第二馬達52的驅動桿幻的 43因為螺母4埃,_桿53上祕螺&㈣螺紋配合而 在上移動，因此使第二透鏡組框架35在X方向上移 動，廷是因為在螺母43與螺母配合部分41配合的狀態下 螺母43被防止轉動。 ^ 如上所述，设置在攝像單元20中的光學系統是焦距 可改變的變，光學系統’其中通過以預^的移動方式在 X方向上使第if鏡組框架34和第二透鏡組框架35 (亦 =，第-透鏡組LG1和第二透鏡組LG2)彼此相對移動 來改魏距。料，可以通過在χ方向上移動第一透鏡 組LG1或第二透鏡組LG2的其巾之―而進行調焦操作。 雖然第-透鏡組LG1和第二透鏡組LG2的哪一個被用作 調，透鏡組是可選的，但在攝像單元2。的#前實施例中 將第二透鏡組LG2用作調焦透鏡組。 通過第一馬達保持件60保持第一馬達5〇 (見第五 ，）。第-馬達保持件6〇是在衫向上伸長的板狀件。 ^-馬達保持件6G在其狀向上的—個末端和另一個末 端處分職有安裝臂61和❼域62。安裝臂61和定位孔 62分別與從外殼21伸出㈣定部分（固定伸出部）63和 定^銷64配合（見第六圖），以便將第-馬達保持件60 固=到外以1上。在第—馬物持件侧定於外殼以的 =下，在第-馬達保持件6G中心處形成的保持伸出部 ”弟-馬達5G的馬達體55壓緊接觸以保持第一馬達 200839421 50。第六圖不出將第一馬達保持件6〇從外殼21上除去的 狀態。由第二馬達保持件66保持第二馬達52 (見第五 圖）。第二馬達保持件66在X方向上其相對末端處分別 設有兩個安裝臂67，並進一步在臨近兩個安裝臂67之一 的位置處設有定位孔68。第一馬達保持件6〇從前孔22一 側固定到外殼21上，而第二馬達保持件66從後壁27一側 固定到外殼21上。如第五圖中所示，第二馬達保持件％ 固定定位在其中的凹部/切口形成在後壁27中。外殼21 / 在其上述凹部中設有兩個安裝部分69 (第五圖中僅顯示 出其中一個），弟一馬達保持件66的兩個安裝臂67與這 兩個安裝部分69配合，並進一步在所述凹部中設有定位 伸出部70，定位孔68與定位伸出部7〇配合。在第二馬達 保持件66固定到外殼21上以便位於後壁27侧上的凹部 内的狀態下，在第二馬達保持件66中心處形成的保持伸 • 出部71與第二馬達52的馬達體57壓緊接觸以保持第二 馬達52。 從馬達體55伸出的第一馬達5〇的馬達端子72通過 I 外殼21中形成的通孔73暴露到外殼21的外側。從馬達體 ^ 57伸出的第二馬達57的馬達端子74向前孔22延伸。 通過把要安裝到外殼21的上述元件安裝到外殼21 上之後、將盍板（感測裔板）80固定到外殼21上從而關 閉前孔22，而使攝像早元20完整。如第十二圖中所示， 蓋板80設有電子電路部件，例如圖像感測器83、數位信 號處理器（此後稱為DSP) 84、石英振盪器85、唯讀記 憶體（此後稱為ROM) 86、隨機存取記憶體（此後稱為 RAM) 87和馬達驅動器88，這些都安裝在平板形狀基材 9〇上的不同位置處。通過引線接合法（wire b〇nding )連 15 200839421 接裸晶片與基材90，將蓋板80上含有的每個電子部件 (晶片）都固定到蓋板80上。 第十三圖示出蓋板80上含有的電子電路部件之間 用於控制的連接。圖像感測器83為傳統類型的、諸如 CCD或CMOS的、將入射到其成像表面（光接收表面） 上的光轉換成電信號以便輸出該信號的圖像感測器。在 將現場圖像（現場預覽）顯示在液晶顯示器16上的現場 觀看模式中，通過DSP 84的控制從圖像感測器83順序讀 ^ 出彳§號以便由DSP 84進行處理，從而產生成能夠由液晶 顯示态16的顯示單元進行可視顯示的信號（γυν信 號）。當拍攝照片以捕捉靜止圖像時，根據從1)讣84輸 出的ί工制仏5虎項出圖像感測器8 3的全部晝素信號（書素 . 貧料），以便由DSP 84進行處理，由DSP 84壓縮成例如 =Ε(Ϊ的預定格式，並從DSP 84輸出為能夠存儲在外部記 憶體（例如可拆卸記憶體卡）中的圖像信號。Dsp 84還 …工由馬達驅動為88控制第一馬達50和第二馬達52的操 作。如上所述，當執行變焦操作時第一馬達50和第二馬 ( 達52被開動以改變變焦光學系統的焦距，而當執行調焦 操作時開動第二馬達52。用於操作DSP 84的程式存儲在 R<^ 86中。在開啟行動電話丨〇電源時，DSP 84從ROM 86碩入該程式以執行一系列啟動處理，並對圖像感測器 83輸出的信號進行處理以輸出目標圖像（現場預覽）， =目標圖像可視地通知用戶行動電話1〇已經進入準備 照相狀態。RAM 87用於暫時存儲以便DSP 84處理從圖 像感測器83輸入的圖像信號。石英振盪器85以預設 鐘逮度輸出定時信號。 第十四圖示出蓋板80的橫截面結構。蓋板8〇是鋼性 16 200839421 板，其中基材90由非柔性絕緣材料製成。此外，蓋板⑽ 是包括從A層到F層的六層佈線圖案9〇a的多層佈線板 如果將圖像處理電路（DSP 84)和馬達驅動器88安裝在 相同電路板上，至少從圖像處理中降噪的觀點看 者’蓋板80是這種多層板。 蓋板80是在X方向上伸長的矩形形狀。蓋板8〇在又 方向和Y方向上的二維尺寸與前孔22的二維尺寸基本相 等。如第十一圖中所示，當將蓋板8〇固定到外殼21上以 關閉前孔22時，圖像感測器83的成像表面被定位成 第二稜鏡LP2的出射表面LP2-0。換言之，圖像感測器^ 被定位在出射光軸OP-2上。當將蓋板80固定到外殼21上 時，對蓋板80相對於外殼21的固定位置進行精細調節， 以使通過外殼21支承的攝像光學系統（其包括第一稜鏡 LP卜第一透鏡組LG卜第二透鏡組LG2和第二稜鏡Lp2) 形成的目標圖像精細地形成在圖像感測器83的成像表 面上。通過例如黏合劑的固定方式將蓋板8〇固定到外^ 21上。 、當蓋板80被固定到外殼21上時，從蓋板㈧延伸出的 馬達連接板（印刷線路板）81與第一馬達5〇的馬達端子 72相連，同樣從蓋板80延伸出的馬達連接板（印刷線路 板）82與第二馬達52的馬達端子74相連。馬達連接板8ι 和82與馬達轉器88相連，㈣在蓋細峨安裝到外殼 21上的安裝完成時，第—馬達5()和第二馬達⑽操作可 受控於馬達驅動器88。 &在I板80和外豉21已經相互連接之後處於其完整 狀悲的攝像單中，使第―稜鏡⑶的人射表面Lpi] 暴露到攝像單元20外部的入射孔3〇a是攝像單元2〇中唯 200839421 -一的子L j介玢 在完整的攝^攝^單㈣的剩餘部分被_。換言之， 外殼21的外二=中’入射孔30a是外殼21中允許光從 殼21中不·料心的唯—光學孔，從而在外 的其他光J j光從外殼21的外部進人攝像單元20 部分12中，a :，像單兀20安裝在行動電話10的顯示 相孔14後面而使第稜鏡Lpl的入射表面LPl-i位於照 從dr第一圖和2中所示。在該安裝操作中， 與行動電4^的圖像錢撓,j±PCB (印刷電路板）91 行動雷中提供的控制電路（未顯示出）相連。 作穿的控制電路將通過例如操作鍵15的操 控制信號經由圖像信號撓性咖91發^ 場觀看（Ϊϋ控制f號是例如照相操作執行信號、現 ;ϊ〔ίί行錢後，攝料元職行包括·^調焦操 /、、通過弟一馬達52驅動第二透鏡組LG2 )的照相 木作，並且攝像單元2〇將已經由DSP 84處理和格式化、 i 以便存儲在記憶體中的圖像信號經由圖像信號撓性PCB 2¾送給控制電路。在輸入現場觀看執行信號後，攝像 f兀20將已經由DSP 84處理過的用於屏上顯示的圖像 信號（YUV信號）經由撓性pcb 91發送給控制電路。此 外’緊隨攝像單元20輸入變焦操作信號之後，經由馬達 驅動器88啟動第一馬達50和第二馬達52，以改變攝像單 元2〇的攝像光學系統的焦距。另外，經由撓性PCB 91為 攝像單元20供電。 如上所述，通過將從攝像單元20延伸出的撓性pCB 91連接到行動電話10的控制電路而使行動電話10的成 像系統完整。在行動電話10的製造過程中，包括蓋板8〇 18 200839421 上的電子電路部件並被預先組裝成模組的攝像單元20 被簡便的安裝在顯示部分12中，從而安裴攝像單元20不 需要複雜的操作，因此，行動電話10在其裝配的工作能 力方面是出色的。從類似的觀點看，當維修或替換攝像 單元20時，行動電話1〇在可維護性方面是出色的。此 外’因為從攝像單元2〇輸出的圖像信號已經由Dsp 84處 理過，所以沒有給行動電話10的控制電路增加圖像處理 的負擔。另外，可以不必在行動電話10中設有用於行動 電話10的成像系統的任何複雜驅動機構，這是因為在攝 像單元20中還安裝了用於移動第一透鏡組LG1和第二透 鏡組LG2的支承和驅動機構（其包括由導向桿32和33構 成的支承和導向機構，以及例如第一馬達5〇和第二馬達 52的致動器）。換言之，由於用於照相操作的所有元件 都設計在攝像單元20的模組中，攝像單元2〇的通用性較 高，所以可以將攝像單元20裝入到多種移動電子設備 中。 此外’通過將攝像单元20的元件設置成節省空間模 式的單元，可以製造小型尺寸的攝像單元2〇 ,這有助於 女裝在行動電話10中電子設備的小型化。攝像單元2〇的 攝像光學糸統被設計成折疊光學系統，其中通過照相孔 14攸物體側入射的光被第一棱鏡lp 1彎轉成沿著X方向 傳播並接著被第二稜鏡LP2彎轉成向物體侧傳播返回， 以在圖像感測器83的成像表面上形成為圖像。此外，第 一透鏡組LG1和第二透鏡組LG2設置在X方向上第一稜 鏡LP1和弟一棱鏡LP2之間的光路上，亦即在與X方向相 應的倍率改變（變焦）操作或調焦操作中，第一透鏡組 LG1和第二透鏡組LG2的運動方向。另外，z方向上由攝 19 200839421 像單元2G的攝像光學L據的攝像單元2〇的内部空 間尺寸，能夠處在z方向上第一稜鏡Lpi或第二稜鏡Lp2 ϋ尺寸（厚度）範圍内，這有助於在Z方向上減小攝像 早元20的厚度，即使攝像單元20包括變焦光學系統。 的空間（或Z方向上這些電路部件的厚度），從而成功 地將不僅包含光學系統而且包含電路的攝像單元2〇在 整個Z方向上變薄。 此外，在攝像單心中，包含具有圖像感測器83的 、好電路部件的蓋板8G用作支承光學系統的外殼21的 遮盍件。由於盍板8Git當固定到外殼21上後圖像感測器 83的成像表面自動面對第二稜鏡Lp2的出射表面 LP2-0 ’所以可以將圖像感測器83安裝在攝像單元2〇的 光學系統的目像形解錢，而不需要任何_的支承 結，。此外，、為了關閉X方向上伸長的前孔22，還可以 將盍板80形成為X方向上伸長的形狀，這使得有可能將 多個電子電路部件（包括圖像感測器83和〇§1> 84)分散 佈置在X方向上（部分在γ方向上）的不同位置處。作為 結果，可以最小化由這些電子電路部件佔據的z方向上 特別是，在攝像光學系統的當前實施例中，如第十 一圖中所示，Z方向上第一稜鏡LP1的尺寸大於攝像單元 20的任何其他光學元件（第二稜鏡LP2、第一透鏡組LG1 和弟一透鏡組LG2 )的尺寸；亦即，第一棱鏡[pi設有入 射表面LPl-i形成其上的伸出部分，伸出部分通過比攝像 單元20的其他光學元件在z方向上稍微更大的量向物體 侧伸出。盍板80處在X方向上第一稜鏡lpi的該猶微伸出 部分的延伸處。換言之，蓋板80處在第一棱鏡lpi的該 稍微伸出位置大致處於的平面内。不妨說，利用z方向 20 200839421 _牛 。士 J弋位。這在節省空間效率方面獲得進 觀“的ΐ攝像光學系統被設計成具有寬的 下，由於第一稜鏡LP1傾向於具有較大 、 二板80的這種特殊定位是有效的。 在例如仃動電話1〇的具有面對用 顯示 =備：，由於顯示裝置自己在二維方向㈣方向) 咖據疋區域，所以可輕鬆獲得用於安裝多個部件的 ::曰，由於攝像單元20的χ方向對應於液晶顯示 為的見度，所以可以在顯示部分12的又方向上_ =相對長的光路長度。另—方面，在液晶顯示器160^ X方向（即ζ方向）上，顯示部分12的内部元件的尺寸 ^(厚度）相對於液晶顯示器16更易於影響（增加）顯示 部分12的厚度。反之，如果諸如攝像單元20的顯示部分 =的内部元件可以在Ζ方向上變薄，則可以最小化行動 %居10的整個厚度。攝像單元2〇的上述結構可以在ζ方 向上縮減攝像單元2〇的尺寸，由此可能有助於縮減行動 電話10的厚度。 在顯示部分12中佈置攝像單元20，使得攝像單元2〇 的長度方向（即X方向）與顯示部分12的橫向方向（即 大致平行於一對鉸鏈銷13a的轴Q的方向）一致，並使得 攝像單元20的短長度（高）方向（即Y方向）與顯示部 刀12的縱向方向（即大致垂直於一對鉸鏈銷i3a的轴q的 方向）一致。換言之，如第一圖及第二圖中所示，將攝 像單元20定位在顯示部分12中，從而安裝在攝像單元20 中攝像光學系統的中間光轴OP-C成為大致平行於一對 叙鏈銷13a的轴Q。由於攝像單元20在顯示部分12的縱向 21 200839421 方向^被安裝在鉸鏈部分13和液晶顯示器Μ之間，所以 ，於安裝在顯示部分12的所述縱向方向上延伸的攝像 早兀20的空間受到液晶顯示器“尺寸的限制。另一方 面i液晶顯示器16在顯示部分12的橫向方向上對安裝攝 ，，元2G的工間有限制。因此，攝像單元加相對於顯 =部分12的上述方向，使按照節省空間的模式在顯示部 :12中食裝攝像單元2〇、㈣像單元獅妨礙液晶顯示 心成為可能。換句話說，可以採用具有寬顯示區域的 液晶顯示器16。 \ 在攝像單元2G中，與成像（圖像捕捉）相關的電路 轉被，成在蓋板8G上從而不需要複雜的導線，這使簡 化攝像|t〇2G的電子|備結構成為可能。此外，還將蓋 ,8〇設計成使電子雜訊不容易加到經由圖像感測器83 和DSP 84輸出的照片圖像的圖像信號上。如上所述，在 ，像單元20的攝像光學系統中，在沿著中間光軸〇p_c的 一方向上的光路長度較長，以保證第—透鏡組⑽和第 -透鏡組LG2的移域圍。蓋板8()具有基本平行於中間 Ϊ軸0P_C的平板表面，並^是沿著中間光軸0!>·(：在X方 =伸長的矩形形狀，中間光軸〇p_c是攝像單元2〇的主 光軸。如第十一圖和12中所示，在蓋板8〇上的元件中， 圖像感測11 83佈置在緊喊細在X方向上相反末端之 -的基材90部分上’面對第二稜鏡Lp2 LP2_〇’而㈣84佈置在基材9〇上在X方向上與圖像戍測 (比圖像感㈣83㈣更靠近第一稜鏡 =1的位置）處。石央振盡器85佈置在乂方向上盘DSP84 基本相同的位置處，當然在Y方向上與DSP 84的位置不 同。對照躲產生圖像的電子部件圖像感測㈣和咖 22 200839421 84，將馬達驅動器88佈置在蓋板8〇在乂方向上緊鄰另一 個末端處，即蓋板80最接近第一稜鏡Lpi的一侧的緊鄰 處。將DSP 84佈置在X方向上比馬達驅動器⑽更靠近圖 像感測器83的位置處。 根據這種配置，用作第一透鏡組LG1和第二透鏡組 LG2的驅動電路的馬達驅動器88和圖像感測器幻可以佈 置在相同蓋板80上，而可能成為照片圖像信號的噪音源 的馬達驅動器88可以佈置在充分遠離圖像感測器幻和 DSP 84的位置處。從而，即使將包括蓋板⑽的攝像單元 2〇設計成結構簡單和尺寸小型（特別是在乙方向上變 薄1，也能夠以較低雜訊獲得高品質照片圖像。此外， 在盍板80中’ DSP 84與馬達驅動器88之間的乂方向區域 ，有效用於安裝ROM_oRAM87。因此，蓋板8〇通常 也具有出色的空間節省效率。 Μ 2十二时示出的實施财，將具有大致矩形形 =圖象感測器83佈置在蓋板80上，使圖像感測器_ 長側別在X方向和γ方向上延伸，並將例如Dsp 料、馬達驅動獅和其他部件的蓋板8()上的 =Ϊ在與圖像感測器8 3的—個短側（g於第十二圖的 ==器83的左手側）相鄰的蓋板⑽的區域中。對照 =1’如第十八圖中所示，還可以用矩形形狀圖像 向方向術向上延伸的方式將圖像感測 側八別，ίί板8〇上’從而使圖像感測器83的長側和短 方二其ί向和X方向上延伸’即圖像感測器83的縱向 =基本上垂直於蓋板8G的縱向方向。在這種情況下， 歹'Dsp 84和其他部件的蓋板8〇上並 於蓋板8〇的與圖像感細的-個長側相鄰== 23 200839421 於第十^圖的圖像感測器83的左手侧）中，類似於第十 一圖中不出的安排。在第十八圖中示出的實施例中，DSP 84也被佈置在蓋板8〇上在χ方向上比馬達驅 測器83的位置處，類似於第十二圖中 置在t十一圖或第十八圖中示出的實施例中，例如上 述=像，元2〇的最小化和照片圖像的降噪兩者都得到 保證，這是由於除了圖像感測器83之外的所有電路部件 的位置僅被集中在蓋板80上與矩形形狀圖像感測器83 的四=面之-相鄰的區域中。特別是在第十八圖^示 出，實施例中，由於圖像感測器83被佈置成長側的方向 向盍板80短側的方向（Y方向）延伸，所以在蓋板80長 方向（蓋板8〇的主光軸方向，即X方向）上可以保 證蓋板80上較大的安裝空間，這使增大圖像感測器83與 馬達驅動器88之間的距離成為可能，因此對於干擾照片 圖像信號的雜訊的降低是有利的。 如上所述，攝像單元2〇的當前實施例在製造和維護 期間易於處理方面是出色的。此外，將攝像單元2〇的當 前實施例配置成即使攝像單元2〇尺寸小型也不容易經 由圖像感測器83和DSP 84把電子雜訊加到所獲得的照 片圖像上。從而，攝像單元2〇的當前實施例適於安裝在 例如行動電話10的可檇式電子設備中。 在如第十一圖中所示的上述實施例中，將除了圖像 感測器83之外的蓋板80上的電子電路部件（其包括例如 DSP 84)安裝到圖像感測器83安裝於其上的蓋板8〇的表 面，即，安裝到當將蓋板80固定到外殼21上時面對外殼 21内部的蓋板80的内表面。該結構增強了外殼内部空 間的使用性，由此使攝像單元2〇進一步小型化成為可 24 200839421 電子電路部件免於 能。另外，該結構在保護蓋板80上的 受才貝和防塵方面是有效的。
处不+過，在第十五圖中示出的攝像單元12〇中，有可 月匕使盍板180上含有的並非是圖像感測器丨幻的電子電 路部件，即DSP m、石英振盪器185、R〇M 186、RAM 187和馬達驅動器188 (其分別對應於第十一圖中示出的 那些）佈置在基材190 (對應於第十一圖中示出的基材 9〇)的外表面（面對物體侧的表面）上，所述外表面在 基材190的與圖像感測器183侧相反表面上。除了蓋板 180之外的攝像單元120的結構與第十一圖中示出的攝 像單元20的第一實施例的結構相同，而與攝像單元2〇的 元件相同的攝像單元120的元件用相同的附圖標記表 示。在攝像單元120中，蓋板180用作用於關閉（覆蓋） 外殼21前孔22的覆蓋件。由蓋板180的外表面支承於其 上的例如DSP 184的電子電路部件不進一步從入射表面 LPl_i向物體側伸出，由此不妨礙Z方向上攝像單元12〇 的最小化。 此外，根據本發明，安裝在顯示部分12中的攝像單 元可以象第十六圖中所示的攝像單元220和第十七圖中 所示的攝像單元320那樣構造。不同於第十一圖中示出 的攝像單元20和第十五圖中示出的攝像單元120，第十 六圖中示出的攝像單元220構造成使沿著中間光軸OP-C 入射在第二棱鏡LP2’的入射表面LP2-i’上的光向後反射 向攝像單元220的後面（即，反射向物體側的對侧）， 以便沿著與入射光軸OP-1方向相同的出射光軸OP-2,從 攝像單元220射出。在支承包括第二稜鏡LP2’的光學元 件的攝像單元220的外殼221中，關閉對應於第十一圖及 25 200839421 第十五圖中所示外殼21的前孔22的外殼221的那一部 分’而後孔227形成在面對第二棱鏡LP2,的出射表面 LP2-0’的外殼221後壁的一部分中。後孔227形成為從位 於出射光軸OP-2,延伸處的出射部分（由第二稜鏡LP2, 的反射表面LP2-r，反射的光從該處射出外殼221)向X方 向上沿著中間光軸OP-C侧面（平行於中間光軸OP-C) 的區域延伸，而後孔227被其上包含圖像感測器283的蓋 板280覆蓋。蓋板280設有例如全都安裝在基材290相同 , 侧上不同位置處的諸如圖像感測器283、DSP 284、石英 振盡器285、ROM 286、RAM 287和馬達驅動器288的電 子電路部件。在蓋板280被固定到外殼221上的情況下， 圖像感測器283被定位成使圖像感測器283面對第二稜 鏡LP2’的出射表面LP2-〇,，從而使裝在基材290相同側上 的DSP 284、石英振盪器285、ROM 286、RAM 287和馬 達驅動器288被容納在沿著（平行於）中間光軸〇?_。延 伸的外殼221的空間中。 第十七圖示出在行動電話10的顯示部分丨2中攝像 ; 單元的另一個實施例。第十七圖中示出的攝像單元32〇 中包含的攝像光學系統的光學配置與第十六圖中示出 的攝像單元220中包含的攝像光學系統的光學配置相 同，而攝像單元320與攝像單元220的不同之僅在於蓋板 380上包含的圖像感測器383和其他電路部件（Dsp 3料、石英振盪器385、ROM 386、RAM 387和馬達驅動 器388)安裝在攝像單元320的基材39〇的兩側上，並非 基材390的同一侧上，從而不是安裝在第十六圖中示出 的攝像單元220中基材290的相同侧上。亦即，當蓋板38〇 固定到外殼221上時，圖像感測器383被定位成面對第二 26 200839421 稜鏡LP2’的出射表面LP2-〇，，類似於第十六圖中示出的 圖像感測器283。不過，DSP 384、石英振盪器385、ROM 386、RAM 387和馬達驅動器388被定位在攝像單元32〇 的後面’從而暴露於外部。 即使在上述攝像單元220和320的配置中，攝像單元 220_和320與第十一圖中示出的攝像單元2〇及第十五圖 中示出的攝像單元120也是共同的，原因在於包含圖像 感測恭（83、183、283或383 )的蓋板（80、18、280或 380)用作對外殼（21或221)的覆蓋件，從而，攝像單 元220和320也可以獲得與第十一圖中示出的攝像單元 20中獲得的上述效果相同的效果。由於在攝像單元的每 個上述實施例中都將馬達驅動器（188、228或388 )定 位成在X方向上與圖像感測器（183、283或383 )充分間 隔開，因此馬達驅動器引起的電子雜訊只對照片圖像產 生很小的影響。 類似於蓋板80的第一實施例，分別在第十五圖、第 十六圖及第十七圖中示出的各蓋板18〇、280和380都是 鋼性板，其中基材（19〇、290或390)由非柔性絕緣材 料製成；此外，各蓋板180、280和38〇也是包括多層佈 線圖案的多層佈線板。 雖然已經參考上述實施例和附圖討論了本發明，值 本發明不只限於這些特殊實施例，不背離其精神和必要 特徵對攝像單元進行多種更改是可行的。 例如，根據本發明的攝像單元不僅可以被裝入行動 電活中而且可以被裝入例如數位相機（靜態視頻照相 機）、數位攝影機（運動視頻照相機）、個人數位助理 (PDAs)、個人電腦和可攜式電腦的任何類型移動設備 27 200839421 中。另外，本發明不限於使用變焦光學系統的攝像單元 類型，儘管攝像單元的每個上述實施例都使用了包括佈 置在兩個稜鏡之間的兩個可移動透鏡組的變焦光學系 統。 可以就此所介绍的本發明的特殊實施例中進行多 種變化，此種變化都包含在本發明要求的精神和範圍 内。要指出所包含的全部内容都是示例性的並不限制本 發明的範圍。
28 200839421 【圖式簡單說明】 第一圖是根據本發明的攝像單元裝入其中的行動 電話中的折疊類型的立體圖，示出行動電話全部打開的 狀態（非折疊狀態）； 第二圖是從第一圖中所示行動電話的其他側觀看 時，第一圖中所示行動電話的立體圖； 第三圖是攝像单元的立體圖’示出其外觀’並進一 步示出攝像單元的内部以通過虛線示出包含在攝像單 元中的攝像光學系統； 第四圖是從第三圖中（從物體側）示出的攝像單元 其他侧（前側）觀看到的攝像單元的立體圖； 第五圖是攝像單元的分解立體圖； 第六圖是蓋板去掉時，攝像單元的前方正視圖； ' 第七圖是裝在攝像單元外殼中的攝像單元的内部 元件立體圖5其中内部元件包括攝像光學系統、用於支 承攝像光學系統的第一透鏡組和第二透鏡組的支承和 導向機構，以及用於移動第一透鏡組和第二透鏡組的致 動器（馬達）； " 第八圖是從第七圖中所示内部元件的其他侧觀看 時，第七圖中所示内部元件的立體圖； 第九圖是在第一透鏡組框架的螺母配合部分和在 第一馬達侧上的螺母之間的配合部分附近的、第七圖中 所示部分内部元件的放大立體圖； 第十圖是在第二透鏡組框架的螺母配合部分和在 第二馬達侧上螺母之間的配合部分附近的、第八圖中所 示部分内部元件的放大立體圖； 第十一圖是沿著第六圖中示出的XI-XI線獲得的橫 29 200839421 截面圖； 第十二圖是外殼蓋板的簡化前視圖，示出蓋板上包 含的電路部件的佈局圖； ^
第十三圖是蓋板上包含的電子電路部件的方 圖，示出電子電路部件之間用於控制的連接； A 第十四圖示出蓋板的橫截面結構圖； 第十五岐攝像單元另-個實施例的橫截面圖，盘 第十一圖中示出的電子電路部件對比而言，其中除/圖 像感測器之外的蓋板上的電子電路部件都安'裝到蓋二 的外表面； 弟卞4疋轉早元另_個實施例的橫截面圖，立 中盍板被固定到外殼的後側，第—料 /、 轉，從而使第二稜鏡將入射光===翻 第二稜鏡的反射方向相反的方向上·、十囷中所不 第十七圖是攝像單元另—個每 第十六圖中示出的電子電路部=例的橫截面圖，與 像感測器之外的蓋板上的電于比而言’其中除了圖 的外表面；以及 电路部件都安裝到蓋板
第十八圖是類似於第十二R 放置圖像感測器的另一個實施：的Z ’示出在蓋板上 侧和短側的位置被顛倒。 /、中圖像感測器的長 【主要元件符號說明】 1〇 H 行動電話 γ 2 彳木作部分 16 顯示部分 液晶顯示器 30 200839421 20 > 120 ^ 220 ^ 320 21 ^ 221 22 32、33 34 35 50 52 60 66 80 、 180 、 280 、 380 83 、 183 、 283 、 383 84、184、284、384 85 、 185 、 285 、 385 86 、 186 、 286 、 386 87 、 187 、 287 、 387 88 、 188 、 288 、 388 90 、 190 、 290 、 390 91 LG1 LG2 LP1 LP2 OP-1 OP-2、OP-2，
OP_C 227 攝像元件 外殼 前孑L 導向桿 第一透鏡組框架 第二透鏡組框架 第一馬達（致動器） 第二馬達（致動器） 第一馬達保持件 第二馬達保持件 蓋板 圖像感測器 數位信號處理器 石英振盪器 唯讀記憶體 隨機存取記憶體 馬達驅動器 基材 圖像信號FPC 第一透鏡組 第二透鏡組 第一棱鏡 第二棱鏡 入射光軸 出射光軸 中間光轴 後孔 31