JP2004180243A - 撮像装置及びそれを内蔵した携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブル基板を用いた撮像装置において、熱によるフレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止する。
【解決手段】開口部（１０）を備えるフレキシブル基板（ＦＰＣ）と、フレキシブル基板の裏面側に、開口部の少なくとも一部を塞ぐとともに、撮像領域が露出するように取り付けられた撮像素子（２）と、撮像素子の撮像領域に入射光を集光する光学部材（１）とを有する撮像装置において、開口部を、略多角形の角部が切り欠かれた形状（１１）に形成した。
【選択図】 図２
【解決手段】開口部（１０）を備えるフレキシブル基板（ＦＰＣ）と、フレキシブル基板の裏面側に、開口部の少なくとも一部を塞ぐとともに、撮像領域が露出するように取り付けられた撮像素子（２）と、撮像素子の撮像領域に入射光を集光する光学部材（１）とを有する撮像装置において、開口部を、略多角形の角部が切り欠かれた形状（１１）に形成した。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの携帯端末に搭載可能な撮像装置及びそれを内蔵した携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載可能な、小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられているものがある。
【０００３】
近年、これら電子機器の更なる薄型化に伴い、撮像装置自体を薄型化するため、例えば、図９に示す撮像装置２００のように、基板２０１に開口部２０１ａを形成し、基板２０１の裏面側にその開口部２０１ａを塞ぐように撮像素子２０２を備え、更に、光学部材Ｒを有する外枠体Ｃを基板ＰＣの表面側からその開口部２０１ａを通じて当接するように備えることにより、基板２０１の厚み分、光学素子ＯＰＴ（光学部材Ｒ、外枠体Ｃ）の突出を抑える構成ものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記特許文献１において、図１０に示すように、基板２０１と撮像素子２０２とは、バンプ２０３により電気的に接続されている。バンプ接続において、基板２０１側の開口部２０１ａの周囲に撮像素子２０２と接続される回路パターン２０１ｂ（ボンディングパッド）と、撮像素子２０２に設けられた入出力端子２０２ｂとを、バンプ２０３を介して、接合する。
このバンプ接続するための接合方法としては、例えば、超音波溶着によって金属製端子同士を接合する方法の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）やＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等を用いて、接触式の電気的接合を行う方法もある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２９２３５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板としてフレキシブル基板を用いると、撮像装置の更なる小型化が可能となる。
しかしながら、例えば、安価でかつ柔軟なポリイミド製のフレキシブル基板を用いた場合、その線膨張係数が、撮像素子の線膨張係数よりも大きいので、フレキシブル基板と撮像素子との接合の際、接合部位に発生する熱に起因してバンプ２０３付近が非常に高温になる。すると、フレキシブル基板がゆがんだり、電気的接点の接合位置にずれが生じたり、開口部の形状が変形する。更には、開口部の縁が、撮像素子の撮像領域に重なる位置まで延伸したり、撮像素子の表面に接してしまうおそれがある。
また、フレキシブル基板と撮像素子の接合後においても、撮像素子に通電することにより、撮像素子が高温になることがあり、この場合、上述と同様の問題が生じてしまう。従って、ポリイミド製のフレキシブル基板を用いることはできず、その代わりとして、撮像素子の線膨張係数に近く熱変形しにくい材質のもの、例えば、セラミック製の基板が考えられるが、セラミック製の基板は、ポリイミド製に比べ高価であるとともに柔軟性に劣るという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、フレキシブル基板を用いた撮像装置において、熱によるフレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
開口部を備えるフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の裏面側に、前記開口部の少なくとも一部を塞ぐとともに、撮像領域が露出するように取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に入射光を集光する光学部材とを有する撮像装置であって、
前記開口部は、略多角形の角部が切り欠かれた形状（例えば、切り欠き部１１等）に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、開口部において切り欠かかれた部分が同時に形成されてもよいし、開口部を形成した後に切り欠かれた部分を形成する構成でもよい。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、開口部は、略多角形の角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板が熱変形して膨張すると、その膨張分が切り欠かれた部分において吸収される。従って、撮像装置において、フレキシブル基板がゆがんだり、フレキシブル基板の開口部の辺縁部が撮像素子の表面に当接したり、撮像領域を覆ったりというような、フレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することができる。従って、熱変形しやすいフレキシブル基板でも使用することができることとなって、フレキシブル基板の種類の選択の幅を広げることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記光学部材は、前記フレキシブル基板の表面側から、前記開口部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記開口部は、略矩形の４つの角部が切り欠かれた形状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部は、略矩形の４つの角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板の熱変形により、４つの角部の切りかかれた部分に、２方向からの膨張分が集まるが、切り欠かれていることによりその膨張分が吸収されるので、より好適にフレキシブル基板の熱変形に伴う不具合を防止することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、前記フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りの切り欠き形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部の切り欠き部は、フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りとなる形状に形成されているので、切り欠き部の形成が容易である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、略円形状であり、
前記光学部材は、該切り欠き部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、略円形状であり、光学部材は、該切り欠き部を通じて撮像素子の表面に当接するように構成されているので、基板と撮像素子の接合位置をより撮像領域側に設けることができることとなって、撮像素子における撮像領域以外の領域を小さくできる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の前記開口部側の内縁部に沿って前記撮像素子との電気的接続部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、フレキシブル基板の開口部側の内縁部に沿って撮像素子との電気的接続部が形成されていることで開口部の辺縁部が熱変形しても、切り欠き部により熱変形の膨張分が吸収されることにより、撮像装置の不具合を防止することができる。また、撮像素子とフレキシブル基板との接続時における熱付加により変形することがないので、電気的接続部がずれることを防止することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、
前記切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの前記電気的接続部の延長線の交点より前記フレキシブル基板の外縁部側に深く形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの電気的接続部の延長線の交点よりフレキシブル基板の外縁部側に深く形成されているので、基板の膨張分をより好適に吸収することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の線膨張係数と前記撮像素子の線膨張係数との差が、２５〜３６ｐｐｍ／℃であることを特徴としている。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の何れかに記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、かかる範囲のフレキシブル基板を用いても好適にフレキシブル基板の変形を防止することができるので、フレキシブル基板の選択の幅が広がることとなって、例えば、ポリイミド製等のより安価かつ柔軟性の高いフレキシブル基板を使用することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末である。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における撮像装置１００の斜視図であり、図２は、撮像装置１００のフレキシブル基板ＦＰＣの一部省略上面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における同撮像装置１００の一部省略断面図であり、図４は、撮像装置１００に備えられた光学部材１の斜視図であり、図５は、同光学部材１の下面図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００２８】
図１〜図３に示されるように、撮像装置１００は、開口部１０が形成されたポリイミド製のフレキシブル基板ＦＰＣと、そのフレキシブル基板ＦＰＣの裏面側から開口部１０を塞ぐように備えられたシリコンからなる撮像素子２と、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の表面である受光面に当接し、撮像素子２に集光させるための光学部材１と、この光学部材１に入射する光量を調節する絞り板３と、撮像素子２と開口部１０とを覆い隠す外枠部材としての鏡枠４と、鏡枠４に備えられた遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、遮光板５と光学部材１の間に備えられ、光学部材１をフレキシブル基板ＦＰＣ側へ押圧する押圧部材７と、光学部材１の位置決めを行うためにフレキシブル基板ＦＰＣ上の所定位置に配置された位置決め電気部品８・・・等により構成されている。
【００２９】
撮像素子２は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、矩形薄板状の撮像素子２の端部における上面が、フレキシブル基板ＦＰＣの裏面側に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列され、撮像領域としての矩形状の光電変換部２ａが形成されており、撮像素子２がフレキシブル基板ＦＰＣの裏面に取り付けられた際、フレキシブル基板ＦＰＣに形成された開口部１０の位置から、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から光電変換部２ａが露出するようになっている。
【００３０】
また、図２に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０は、略矩形の４つの角部を切り欠いた形状に形成されており、切り欠かれた部分（以下、切り欠き部１１とする）は、略円形状に、撮像素子の光電変換部２ａの４つの角部に対応する位置に設けられている。
【００３１】
また、撮像素子２の端部における上面と、フレキシブル基板ＦＰＣの裏面とは、電極としてのバンプ１３を介して取り付けられており、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとはバンプ１３により電気的に接続されている。
【００３２】
より詳細には、図２に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の切り欠き部１１以外の４つの直線状の内縁部１０ａに沿うようにして、撮像素子２との電気的接続部としてのボンディングパッドＢＰ…が配置されている。このボンディングパッドＢＰ…は、銅、ニッケル、金、パラジウムやこれらの合金単体或いはそれらの金属を積層したものによって構成される。
また、撮像素子２において、光電変換部２ａの外周の上記ボンディングパッドＢＰ…と対応した位置に設けられた入出力端子（図示省略）上にバンプ１３が設けられている。そして、このバンプ１３を介して、撮像素子２の入出力端子と、フレキシブル基板ＦＰＣのボンディングパッドＢＰ…とが接合されることにより、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとが電気的に接続されている。その接合方法として、例えば、超音波溶着の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等を用いた圧着等がある。
【００３３】
また、ポリイミド製のフレキシブル基板ＦＰＣの線膨張係数は、例えば、３０〜４０ｐｐｍ／℃であり、シリコン製の撮像素子２の線膨張係数は、例えば、４〜５ｐｐｍ／℃であり、その差は、２５〜３６ｐｐｍ／℃程度となっている。
【００３４】
ここで、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとの線膨張係数の差が非常に大きいと、上述のようにしてフレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２とを接合する際に発生する熱や、撮像装置１００の使用時に撮像素子２が通電することで発生する熱により、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の内縁部１０ａが膨張してしまうが、切り欠き部１１によりその膨張変形部分が吸収される。従って、フレキシブル基板ＦＰＣが熱変形することにより生じる歪みや撓みにより、電気的接合点にずれが生じたり、膨張した部分が、開口部１０の光電変換部２ａ上まで延伸する或いは撮像素子２の表面に接触してしまうといったことを防ぐことができる。
特に、ボンディングポイントＢＰ…が開口部１０の直線状の内縁部１０ａに沿って設けられていることから、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の辺縁部が熱変形する場合、その膨張分が、切り欠き部１１により吸収されやすい。
【００３５】
更に、切り欠き部１１は、内縁部１０ａに沿って設けられているボンディングパッドＢＰ…の２つの延長線の交点ｃ…よりも、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部側に深く切りかかれている。
これにより、切り欠き部１１により、フレキシブル基板ＦＰＣの膨張分がより確実に吸収されることとなって好適である。
【００３６】
光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図３から図６に示されるように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、下端に形成された４つの当接部１ｄと、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、当接部１ｄと上脚部１ｅとの間に形成された下脚部１ｆとを備えている。また、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。そして、当接部１ｄは、フレキシブル基板ＦＰＣの切り欠き部１１に対応する位置に設けられており、該切り欠き部１１を通じて撮像素子２上の所定位置に当接する。
下脚部１ｆは、水平断面視において円の外周の２点を結ぶ線（弦）によって切り欠かれた略Ｄ字形状となっており、被嵌合部を形成している。
【００３７】
また、上面部１ｂの上面であって、レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着剤により固定されている。
【００３８】
光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなり外枠部材を構成する鏡枠４が配置されている。鏡枠４には、図１に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の中央の開口５ａの下方に、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ６が接着剤Ｂにより接合されている。そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材１２を構成する。
【００３９】
また、下部４ａの下端部４ａａは、フレキシブル基板ＦＰＣ上に鏡枠４が取り付けられる際の接着部位となる箇所であって、鏡枠４の下部４ａがフレキシブル基板ＦＰＣ上に当接され取り付けられる際には、下部４ａの下端部４ａａと、フレキシブル基板ＦＰＣとの間に接着剤Ｂが塗布され、固着される。
このように、フレキシブル基板ＦＰＣと鏡枠４とカバー部材１２とが密着し接合しているので、フレキシブル基板ＦＰＣと鏡枠４とカバー部材１２等に覆われる光学部材１や撮像素子２の表面は、環境外乱である埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護される。
つまり、鏡枠４とカバー部材１２とで構成される外枠部材が、光学部材１やフレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０（切り欠き部１１）、撮像素子２の表面を覆うことにより、撮像装置１００は、防塵、防湿の構造、光学部材１等の保護構造を有する。
【００４０】
また、鏡枠４の下部４ａと上部４ｂとの間の隔壁４ｃの内周面には、光学部材１の被嵌合部である下脚部１ｆに対応した嵌合部としてのＤ溝４４が形成されており、図６に示されるように、このＤ溝４４に下脚部１ｆが密着的に嵌合している。このような、下脚部１ｆとＤ溝４４との嵌合により、光学部材１は、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸を中心とした回転が防止されるように、鏡枠４に位置規制されている。
【００４１】
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているので、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に、例えば、後述する位置決め電気部品８に基づき、鏡枠４を位置決めして配置することにより、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に光学部材１を配置することができ、例えば、フレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２の光電変換部２ａの中心と、鏡枠４に嵌合された光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心を一致させるように備えることができる。
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているため、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に鏡枠４が配置され、固定された状態においては、光学部材１は所定の位置からずれにくく、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心と、撮像素子２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすい。
【００４２】
図３において、光学部材１と、遮光板５との間には、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成された押圧部材７が配置されている。遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５が押圧部材７を押圧して、押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図３において、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。
【００４３】
位置決め電気部品８・・・は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２、図３において、フレキシブル基板ＦＰＣ上の鏡枠４と、開口部１０との間であって、鏡枠４に近接し、鏡枠４の４隅に対応して配置されている。この位置決め電気部品８・・・は、鏡枠４をフレキシブル基板ＦＰＣ上に固着する際の固定位置の近傍にあり、鏡枠４の位置決め指標となる。なお、位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
【００４４】
次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置を搭載した携帯端末について説明する。
図７に示すように、携帯端末は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００（光学部材１）が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。このように、携帯電話機Ｔに薄型化された撮像装置１００を内蔵することにより、携帯電話機Ｔをより薄型化することができ、撮像対象との距離や、撮像環境に合わせて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。尚、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。
【００４５】
このように、撮像装置１００において、撮像素子２がフレキシブル基板ＦＰＣの裏面側からフレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０を塞ぐように備えられるとともに、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の光電変換部２ａに当接するように光学部材１が備えられているので、フレキシブル基板ＦＰＣの厚さ分、フレキシブル基板ＦＰＣ表面から垂直方向への光学部材１の突出を抑えることができる。よって、その光学部材１の突出を抑えた分、撮像装置１００を薄型化することができる。
【００４６】
更に、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０は略矩形の４つの角部を切り欠いた形状に形成されているので、フレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２との接合時や、使用時における撮像素子２の通電により熱が発生し、その熱によりフレキシブル基板ＦＰＣが膨張した場合、その膨張部分が切り欠き部１１に吸収される。従って、撮像素子２の光電変換部２ａ等に膨張したフレキシブル基板ＦＰＣが覆ってしまったり、フレキシブル基板ＦＰＣがたわむことで接合部分がずれる等の不具合を回避することができる。
また、切り欠き部１１は、電気的接続部としてのボンディングパッドＢＰ…の２つの隣接する延長線の交点ｃよりも、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部方向の深い位置まで切り欠かれているので、フレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２との接合時の熱変形や、撮像素子２の通電時に対してより好適である。
【００４７】
また、切り欠き部１１を通じて光学部材１の４つの当接部１ｄが撮像素子２の表面に当接するように構成されているので、フレキシブル基板ＦＰＣと、撮像素子２との接合位置であるボンディングポイントＢＰをより光電変換部２ａよりに形成することができる。したがって、光電変換部２ａ以外の撮像素子２の領域を小さくすることにより撮像素子２自体も小さくすることができ、それに伴って撮像装置１００、及び撮像装置１００を内蔵した携帯端末（例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ等）の小型化が可能となる。
【００４８】
また、光学部材１や、光学部材１が備えられた撮像素子２の表面は、鏡枠４とカバー部材１２等の外枠部材により覆われていることにより、光学部材１や撮像素子２は、撮像装置１００の外部からの埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護されるので、光学部材１や撮像素子２の状態に起因する撮像情報への影響を排除することができる。
また、光学部材１は、鏡枠４に嵌合され、位置規制されているので、鏡枠４をフレキシブル基板ＦＰＣの所定の位置に固着することに基づき、光学部材１をフレキシブル基板ＦＰＣやフレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２に対し、所定の位置合わせを行うように備えることができるとともに、光学部材１がフレキシブル基板ＦＰＣやフレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２の所定位置からずれることを防ぐことができる。
【００４９】
なお、以上の実施の形態においては、開口部１０は、矩形の４つの角部を切り欠いた形状として説明をしたが、略多角形等の角部を切り欠いた形状であるとする。
【００５０】
また、切り欠き部１１は、略円形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、フレキシブル基板ＦＰＣの熱変形を吸収できればどのような形状であってもよい。例えば、図８に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部に向かって先細りとなる形状（切り欠き部１１ａ）に形成されたものであってもよい。この場合、切り欠き部１１ａの形成が容易となる。
また、切り欠き部１１の数は４つに限定されるものではない。
【００５１】
また、光学部材１に形成された被嵌合部である下脚部１ｆは、断面略Ｄ字形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の嵌合形状であってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、開口部は、略多角形の角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板が熱変形して膨張すると、その膨張分が切り欠かれた部分において吸収される。従って、撮像装置において、フレキシブル基板がゆがんだり、フレキシブル基板の開口部の辺縁部が撮像素子の表面に当接したり、撮像領域を覆ったりというような、フレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することができる。従って、熱変形しやすいフレキシブル基板でも使用することができることとなって、フレキシブル基板の種類の選択の幅を広げることができる。
【００５３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部は、略矩形の４つの角部が切り欠かれた形状に形成されているので、フレキシブル基板の熱変形により、４つの角部の切りかかれた部分に、２方向からの膨張分が集まるが、切り欠かれていることによりその膨張分が吸収されるので、より好適にフレキシブル基板の熱変形に伴う不具合を防止することが可能となる。
【００５５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部の切り欠き部は、フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りとなる形状に形成されているので、切り欠き部の形成が容易である。
【００５６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、略円形状であり、光学部材は、該切り欠き部を通じて撮像素子の表面に当接するように構成されているので、基板と撮像素子の接合位置をより撮像領域側に設けることができることとなって、撮像素子における撮像領域以外の領域を小さくできる。
【００５７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、フレキシブル基板の開口部側の内縁部に沿って撮像素子との電気的接続部が形成されていることで開口部の辺縁部が熱変形しても、切り欠き部により熱変形の膨張分が吸収されることにより、撮像装置の不具合を防止することができる。また、撮像素子とフレキシブル基板との接続時における熱付加により変形することがないので、電気的接続部がずれることを防止することができる。
【００５８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの電気的接続部の延長線の交点よりフレキシブル基板の外縁部側に深く形成されているので、基板の膨張分をより好適に吸収することができる。
【００５９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の何れかに記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、かかる範囲のフレキシブル基板を用いても好適にフレキシブル基板の変形を防止することができるので、フレキシブル基板の選択の幅が広がることとなって、例えば、ポリイミド製等のより安価かつ柔軟性の高いフレキシブル基板を使用することができる。
【００６０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる撮像装置における基板の一部省略上面図である。
【図３】図１に示す撮像装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線における一部省略断面図である。
【図４】光学部材の斜視図である。
【図５】光学部材の下面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】本発明の撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【図８】本発明の撮像装置において、切り込み部のその他の例を説明するための基板の平面図である。
【図９】従来の撮像装置を示す断面図である。
【図１０】従来の撮像装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 光学部材
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部（撮像領域）
１０ 開口部
１０ａ 内縁部
１１、１１ａ 切り欠き部
１００ 撮像装置
ＦＰＣ フレキシブル基板
ＢＰ ボンディングポイント（電気的接続部）
Ｔ 折り畳み式携帯電話機（携帯端末）
ｃ 交点
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの携帯端末に搭載可能な撮像装置及びそれを内蔵した携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載可能な、小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられているものがある。
【０００３】
近年、これら電子機器の更なる薄型化に伴い、撮像装置自体を薄型化するため、例えば、図９に示す撮像装置２００のように、基板２０１に開口部２０１ａを形成し、基板２０１の裏面側にその開口部２０１ａを塞ぐように撮像素子２０２を備え、更に、光学部材Ｒを有する外枠体Ｃを基板ＰＣの表面側からその開口部２０１ａを通じて当接するように備えることにより、基板２０１の厚み分、光学素子ＯＰＴ（光学部材Ｒ、外枠体Ｃ）の突出を抑える構成ものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記特許文献１において、図１０に示すように、基板２０１と撮像素子２０２とは、バンプ２０３により電気的に接続されている。バンプ接続において、基板２０１側の開口部２０１ａの周囲に撮像素子２０２と接続される回路パターン２０１ｂ（ボンディングパッド）と、撮像素子２０２に設けられた入出力端子２０２ｂとを、バンプ２０３を介して、接合する。
このバンプ接続するための接合方法としては、例えば、超音波溶着によって金属製端子同士を接合する方法の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）やＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等を用いて、接触式の電気的接合を行う方法もある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２９２３５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板としてフレキシブル基板を用いると、撮像装置の更なる小型化が可能となる。
しかしながら、例えば、安価でかつ柔軟なポリイミド製のフレキシブル基板を用いた場合、その線膨張係数が、撮像素子の線膨張係数よりも大きいので、フレキシブル基板と撮像素子との接合の際、接合部位に発生する熱に起因してバンプ２０３付近が非常に高温になる。すると、フレキシブル基板がゆがんだり、電気的接点の接合位置にずれが生じたり、開口部の形状が変形する。更には、開口部の縁が、撮像素子の撮像領域に重なる位置まで延伸したり、撮像素子の表面に接してしまうおそれがある。
また、フレキシブル基板と撮像素子の接合後においても、撮像素子に通電することにより、撮像素子が高温になることがあり、この場合、上述と同様の問題が生じてしまう。従って、ポリイミド製のフレキシブル基板を用いることはできず、その代わりとして、撮像素子の線膨張係数に近く熱変形しにくい材質のもの、例えば、セラミック製の基板が考えられるが、セラミック製の基板は、ポリイミド製に比べ高価であるとともに柔軟性に劣るという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、フレキシブル基板を用いた撮像装置において、熱によるフレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
開口部を備えるフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の裏面側に、前記開口部の少なくとも一部を塞ぐとともに、撮像領域が露出するように取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に入射光を集光する光学部材とを有する撮像装置であって、
前記開口部は、略多角形の角部が切り欠かれた形状（例えば、切り欠き部１１等）に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、開口部において切り欠かかれた部分が同時に形成されてもよいし、開口部を形成した後に切り欠かれた部分を形成する構成でもよい。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、開口部は、略多角形の角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板が熱変形して膨張すると、その膨張分が切り欠かれた部分において吸収される。従って、撮像装置において、フレキシブル基板がゆがんだり、フレキシブル基板の開口部の辺縁部が撮像素子の表面に当接したり、撮像領域を覆ったりというような、フレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することができる。従って、熱変形しやすいフレキシブル基板でも使用することができることとなって、フレキシブル基板の種類の選択の幅を広げることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記光学部材は、前記フレキシブル基板の表面側から、前記開口部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記開口部は、略矩形の４つの角部が切り欠かれた形状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部は、略矩形の４つの角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板の熱変形により、４つの角部の切りかかれた部分に、２方向からの膨張分が集まるが、切り欠かれていることによりその膨張分が吸収されるので、より好適にフレキシブル基板の熱変形に伴う不具合を防止することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、前記フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りの切り欠き形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部の切り欠き部は、フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りとなる形状に形成されているので、切り欠き部の形成が容易である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、略円形状であり、
前記光学部材は、該切り欠き部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、略円形状であり、光学部材は、該切り欠き部を通じて撮像素子の表面に当接するように構成されているので、基板と撮像素子の接合位置をより撮像領域側に設けることができることとなって、撮像素子における撮像領域以外の領域を小さくできる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の前記開口部側の内縁部に沿って前記撮像素子との電気的接続部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、フレキシブル基板の開口部側の内縁部に沿って撮像素子との電気的接続部が形成されていることで開口部の辺縁部が熱変形しても、切り欠き部により熱変形の膨張分が吸収されることにより、撮像装置の不具合を防止することができる。また、撮像素子とフレキシブル基板との接続時における熱付加により変形することがないので、電気的接続部がずれることを防止することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、
前記切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの前記電気的接続部の延長線の交点より前記フレキシブル基板の外縁部側に深く形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの電気的接続部の延長線の交点よりフレキシブル基板の外縁部側に深く形成されているので、基板の膨張分をより好適に吸収することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の線膨張係数と前記撮像素子の線膨張係数との差が、２５〜３６ｐｐｍ／℃であることを特徴としている。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の何れかに記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、かかる範囲のフレキシブル基板を用いても好適にフレキシブル基板の変形を防止することができるので、フレキシブル基板の選択の幅が広がることとなって、例えば、ポリイミド製等のより安価かつ柔軟性の高いフレキシブル基板を使用することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末である。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における撮像装置１００の斜視図であり、図２は、撮像装置１００のフレキシブル基板ＦＰＣの一部省略上面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における同撮像装置１００の一部省略断面図であり、図４は、撮像装置１００に備えられた光学部材１の斜視図であり、図５は、同光学部材１の下面図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００２８】
図１〜図３に示されるように、撮像装置１００は、開口部１０が形成されたポリイミド製のフレキシブル基板ＦＰＣと、そのフレキシブル基板ＦＰＣの裏面側から開口部１０を塞ぐように備えられたシリコンからなる撮像素子２と、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の表面である受光面に当接し、撮像素子２に集光させるための光学部材１と、この光学部材１に入射する光量を調節する絞り板３と、撮像素子２と開口部１０とを覆い隠す外枠部材としての鏡枠４と、鏡枠４に備えられた遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、遮光板５と光学部材１の間に備えられ、光学部材１をフレキシブル基板ＦＰＣ側へ押圧する押圧部材７と、光学部材１の位置決めを行うためにフレキシブル基板ＦＰＣ上の所定位置に配置された位置決め電気部品８・・・等により構成されている。
【００２９】
撮像素子２は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、矩形薄板状の撮像素子２の端部における上面が、フレキシブル基板ＦＰＣの裏面側に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列され、撮像領域としての矩形状の光電変換部２ａが形成されており、撮像素子２がフレキシブル基板ＦＰＣの裏面に取り付けられた際、フレキシブル基板ＦＰＣに形成された開口部１０の位置から、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から光電変換部２ａが露出するようになっている。
【００３０】
また、図２に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０は、略矩形の４つの角部を切り欠いた形状に形成されており、切り欠かれた部分（以下、切り欠き部１１とする）は、略円形状に、撮像素子の光電変換部２ａの４つの角部に対応する位置に設けられている。
【００３１】
また、撮像素子２の端部における上面と、フレキシブル基板ＦＰＣの裏面とは、電極としてのバンプ１３を介して取り付けられており、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとはバンプ１３により電気的に接続されている。
【００３２】
より詳細には、図２に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の切り欠き部１１以外の４つの直線状の内縁部１０ａに沿うようにして、撮像素子２との電気的接続部としてのボンディングパッドＢＰ…が配置されている。このボンディングパッドＢＰ…は、銅、ニッケル、金、パラジウムやこれらの合金単体或いはそれらの金属を積層したものによって構成される。
また、撮像素子２において、光電変換部２ａの外周の上記ボンディングパッドＢＰ…と対応した位置に設けられた入出力端子（図示省略）上にバンプ１３が設けられている。そして、このバンプ１３を介して、撮像素子２の入出力端子と、フレキシブル基板ＦＰＣのボンディングパッドＢＰ…とが接合されることにより、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとが電気的に接続されている。その接合方法として、例えば、超音波溶着の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等を用いた圧着等がある。
【００３３】
また、ポリイミド製のフレキシブル基板ＦＰＣの線膨張係数は、例えば、３０〜４０ｐｐｍ／℃であり、シリコン製の撮像素子２の線膨張係数は、例えば、４〜５ｐｐｍ／℃であり、その差は、２５〜３６ｐｐｍ／℃程度となっている。
【００３４】
ここで、撮像素子２とフレキシブル基板ＦＰＣとの線膨張係数の差が非常に大きいと、上述のようにしてフレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２とを接合する際に発生する熱や、撮像装置１００の使用時に撮像素子２が通電することで発生する熱により、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の内縁部１０ａが膨張してしまうが、切り欠き部１１によりその膨張変形部分が吸収される。従って、フレキシブル基板ＦＰＣが熱変形することにより生じる歪みや撓みにより、電気的接合点にずれが生じたり、膨張した部分が、開口部１０の光電変換部２ａ上まで延伸する或いは撮像素子２の表面に接触してしまうといったことを防ぐことができる。
特に、ボンディングポイントＢＰ…が開口部１０の直線状の内縁部１０ａに沿って設けられていることから、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０の辺縁部が熱変形する場合、その膨張分が、切り欠き部１１により吸収されやすい。
【００３５】
更に、切り欠き部１１は、内縁部１０ａに沿って設けられているボンディングパッドＢＰ…の２つの延長線の交点ｃ…よりも、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部側に深く切りかかれている。
これにより、切り欠き部１１により、フレキシブル基板ＦＰＣの膨張分がより確実に吸収されることとなって好適である。
【００３６】
光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図３から図６に示されるように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、下端に形成された４つの当接部１ｄと、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、当接部１ｄと上脚部１ｅとの間に形成された下脚部１ｆとを備えている。また、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。そして、当接部１ｄは、フレキシブル基板ＦＰＣの切り欠き部１１に対応する位置に設けられており、該切り欠き部１１を通じて撮像素子２上の所定位置に当接する。
下脚部１ｆは、水平断面視において円の外周の２点を結ぶ線（弦）によって切り欠かれた略Ｄ字形状となっており、被嵌合部を形成している。
【００３７】
また、上面部１ｂの上面であって、レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着剤により固定されている。
【００３８】
光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなり外枠部材を構成する鏡枠４が配置されている。鏡枠４には、図１に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の中央の開口５ａの下方に、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ６が接着剤Ｂにより接合されている。そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材１２を構成する。
【００３９】
また、下部４ａの下端部４ａａは、フレキシブル基板ＦＰＣ上に鏡枠４が取り付けられる際の接着部位となる箇所であって、鏡枠４の下部４ａがフレキシブル基板ＦＰＣ上に当接され取り付けられる際には、下部４ａの下端部４ａａと、フレキシブル基板ＦＰＣとの間に接着剤Ｂが塗布され、固着される。
このように、フレキシブル基板ＦＰＣと鏡枠４とカバー部材１２とが密着し接合しているので、フレキシブル基板ＦＰＣと鏡枠４とカバー部材１２等に覆われる光学部材１や撮像素子２の表面は、環境外乱である埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護される。
つまり、鏡枠４とカバー部材１２とで構成される外枠部材が、光学部材１やフレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０（切り欠き部１１）、撮像素子２の表面を覆うことにより、撮像装置１００は、防塵、防湿の構造、光学部材１等の保護構造を有する。
【００４０】
また、鏡枠４の下部４ａと上部４ｂとの間の隔壁４ｃの内周面には、光学部材１の被嵌合部である下脚部１ｆに対応した嵌合部としてのＤ溝４４が形成されており、図６に示されるように、このＤ溝４４に下脚部１ｆが密着的に嵌合している。このような、下脚部１ｆとＤ溝４４との嵌合により、光学部材１は、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸を中心とした回転が防止されるように、鏡枠４に位置規制されている。
【００４１】
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているので、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に、例えば、後述する位置決め電気部品８に基づき、鏡枠４を位置決めして配置することにより、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に光学部材１を配置することができ、例えば、フレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２の光電変換部２ａの中心と、鏡枠４に嵌合された光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心を一致させるように備えることができる。
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているため、フレキシブル基板ＦＰＣの所定位置に鏡枠４が配置され、固定された状態においては、光学部材１は所定の位置からずれにくく、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心と、撮像素子２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすい。
【００４２】
図３において、光学部材１と、遮光板５との間には、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成された押圧部材７が配置されている。遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５が押圧部材７を押圧して、押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図３において、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。
【００４３】
位置決め電気部品８・・・は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２、図３において、フレキシブル基板ＦＰＣ上の鏡枠４と、開口部１０との間であって、鏡枠４に近接し、鏡枠４の４隅に対応して配置されている。この位置決め電気部品８・・・は、鏡枠４をフレキシブル基板ＦＰＣ上に固着する際の固定位置の近傍にあり、鏡枠４の位置決め指標となる。なお、位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
【００４４】
次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置を搭載した携帯端末について説明する。
図７に示すように、携帯端末は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００（光学部材１）が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。このように、携帯電話機Ｔに薄型化された撮像装置１００を内蔵することにより、携帯電話機Ｔをより薄型化することができ、撮像対象との距離や、撮像環境に合わせて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。尚、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。
【００４５】
このように、撮像装置１００において、撮像素子２がフレキシブル基板ＦＰＣの裏面側からフレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０を塞ぐように備えられるとともに、フレキシブル基板ＦＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の光電変換部２ａに当接するように光学部材１が備えられているので、フレキシブル基板ＦＰＣの厚さ分、フレキシブル基板ＦＰＣ表面から垂直方向への光学部材１の突出を抑えることができる。よって、その光学部材１の突出を抑えた分、撮像装置１００を薄型化することができる。
【００４６】
更に、フレキシブル基板ＦＰＣの開口部１０は略矩形の４つの角部を切り欠いた形状に形成されているので、フレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２との接合時や、使用時における撮像素子２の通電により熱が発生し、その熱によりフレキシブル基板ＦＰＣが膨張した場合、その膨張部分が切り欠き部１１に吸収される。従って、撮像素子２の光電変換部２ａ等に膨張したフレキシブル基板ＦＰＣが覆ってしまったり、フレキシブル基板ＦＰＣがたわむことで接合部分がずれる等の不具合を回避することができる。
また、切り欠き部１１は、電気的接続部としてのボンディングパッドＢＰ…の２つの隣接する延長線の交点ｃよりも、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部方向の深い位置まで切り欠かれているので、フレキシブル基板ＦＰＣと撮像素子２との接合時の熱変形や、撮像素子２の通電時に対してより好適である。
【００４７】
また、切り欠き部１１を通じて光学部材１の４つの当接部１ｄが撮像素子２の表面に当接するように構成されているので、フレキシブル基板ＦＰＣと、撮像素子２との接合位置であるボンディングポイントＢＰをより光電変換部２ａよりに形成することができる。したがって、光電変換部２ａ以外の撮像素子２の領域を小さくすることにより撮像素子２自体も小さくすることができ、それに伴って撮像装置１００、及び撮像装置１００を内蔵した携帯端末（例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ等）の小型化が可能となる。
【００４８】
また、光学部材１や、光学部材１が備えられた撮像素子２の表面は、鏡枠４とカバー部材１２等の外枠部材により覆われていることにより、光学部材１や撮像素子２は、撮像装置１００の外部からの埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護されるので、光学部材１や撮像素子２の状態に起因する撮像情報への影響を排除することができる。
また、光学部材１は、鏡枠４に嵌合され、位置規制されているので、鏡枠４をフレキシブル基板ＦＰＣの所定の位置に固着することに基づき、光学部材１をフレキシブル基板ＦＰＣやフレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２に対し、所定の位置合わせを行うように備えることができるとともに、光学部材１がフレキシブル基板ＦＰＣやフレキシブル基板ＦＰＣに備えられた撮像素子２の所定位置からずれることを防ぐことができる。
【００４９】
なお、以上の実施の形態においては、開口部１０は、矩形の４つの角部を切り欠いた形状として説明をしたが、略多角形等の角部を切り欠いた形状であるとする。
【００５０】
また、切り欠き部１１は、略円形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、フレキシブル基板ＦＰＣの熱変形を吸収できればどのような形状であってもよい。例えば、図８に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣの外縁部に向かって先細りとなる形状（切り欠き部１１ａ）に形成されたものであってもよい。この場合、切り欠き部１１ａの形成が容易となる。
また、切り欠き部１１の数は４つに限定されるものではない。
【００５１】
また、光学部材１に形成された被嵌合部である下脚部１ｆは、断面略Ｄ字形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の嵌合形状であってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、開口部は、略多角形の角部が切りかかれた形状に形成されているので、フレキシブル基板が熱変形して膨張すると、その膨張分が切り欠かれた部分において吸収される。従って、撮像装置において、フレキシブル基板がゆがんだり、フレキシブル基板の開口部の辺縁部が撮像素子の表面に当接したり、撮像領域を覆ったりというような、フレキシブル基板の変形に起因した不具合を防止することができる。従って、熱変形しやすいフレキシブル基板でも使用することができることとなって、フレキシブル基板の種類の選択の幅を広げることができる。
【００５３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部は、略矩形の４つの角部が切り欠かれた形状に形成されているので、フレキシブル基板の熱変形により、４つの角部の切りかかれた部分に、２方向からの膨張分が集まるが、切り欠かれていることによりその膨張分が吸収されるので、より好適にフレキシブル基板の熱変形に伴う不具合を防止することが可能となる。
【００５５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、開口部の切り欠き部は、フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りとなる形状に形成されているので、切り欠き部の形成が容易である。
【００５６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、略円形状であり、光学部材は、該切り欠き部を通じて撮像素子の表面に当接するように構成されているので、基板と撮像素子の接合位置をより撮像領域側に設けることができることとなって、撮像素子における撮像領域以外の領域を小さくできる。
【００５７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、フレキシブル基板の開口部側の内縁部に沿って撮像素子との電気的接続部が形成されていることで開口部の辺縁部が熱変形しても、切り欠き部により熱変形の膨張分が吸収されることにより、撮像装置の不具合を防止することができる。また、撮像素子とフレキシブル基板との接続時における熱付加により変形することがないので、電気的接続部がずれることを防止することができる。
【００５８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの電気的接続部の延長線の交点よりフレキシブル基板の外縁部側に深く形成されているので、基板の膨張分をより好適に吸収することができる。
【００５９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の何れかに記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、かかる範囲のフレキシブル基板を用いても好適にフレキシブル基板の変形を防止することができるので、フレキシブル基板の選択の幅が広がることとなって、例えば、ポリイミド製等のより安価かつ柔軟性の高いフレキシブル基板を使用することができる。
【００６０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる撮像装置における基板の一部省略上面図である。
【図３】図１に示す撮像装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線における一部省略断面図である。
【図４】光学部材の斜視図である。
【図５】光学部材の下面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】本発明の撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【図８】本発明の撮像装置において、切り込み部のその他の例を説明するための基板の平面図である。
【図９】従来の撮像装置を示す断面図である。
【図１０】従来の撮像装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 光学部材
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部（撮像領域）
１０ 開口部
１０ａ 内縁部
１１、１１ａ 切り欠き部
１００ 撮像装置
ＦＰＣ フレキシブル基板
ＢＰ ボンディングポイント（電気的接続部）
Ｔ 折り畳み式携帯電話機（携帯端末）
ｃ 交点
Claims (9)
- 開口部を備えるフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の裏面側に、前記開口部の少なくとも一部を塞ぐとともに、撮像領域が露出するように取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に入射光を集光する光学部材とを有する撮像装置であって、
前記開口部は、略多角形の角部が切り欠かれた形状に形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置において、
前記光学部材は、前記フレキシブル基板の表面側から、前記開口部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように取り付けられていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記開口部は、略矩形の４つの角部が切り欠かれた形状に形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、前記フレキシブル基板の外縁部に向かって先細りの切り欠き形状に形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項２〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記開口部の切り欠き部は、略円形状であり、
前記光学部材は、該切り欠き部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の前記開口部側の内縁部に沿って前記撮像素子との電気的接続部が形成されていることを特徴とする撮像素子。 - 請求項６に記載の撮像装置において、
前記切り欠き部は、隣接する内縁部に沿って形成された二つの前記電気的接続部の延長線の交点より前記フレキシブル基板の外縁部側に深く形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記フレキシブル基板の線膨張係数と前記撮像素子の線膨張係数との差が、２５〜３６ｐｐｍ／℃であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜８の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。
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| JP2006303482A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
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| JP2015024514A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
| WO2022191521A1 (ko) * | 2021-03-10 | 2022-09-15 | 자화전자(주) | 센서 구동 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 |
-
2002
- 2002-11-29 JP JP2002347349A patent/JP2004180243A/ja active Pending
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