JP4233249B2 - 撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置にかかり、特に、カメラなどの撮像装置に含まれる撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、被写体を撮影するカメラ装置は、技術発展に伴って、ネガフィルムなどの写真フィルムを必要としない電子的なカメラ装置(所謂デジタルカメラ)が数多く市販されている。このデジタルカメラ装置は、リアルタイムで撮像画像の表示を可能とするため、表示装置を内蔵しているものが多く、一般的には、被写体を撮像する撮像素子、撮像画像を表示する表示素子、これら撮像素子及び表示素子を制御する制御回路を備えている。
【0003】
このようになカメラ装置は、撮像素子、表示素子、そして制御回路などを少なくとも含んでおり、これらは別個に製造されている。例えば、撮像素子、表示素子、そして制御回路を別個のモジュールとして製造し、これらをフレキシブルケーブルなどを用いて接続した後に、カメラ装置に収容している(特開平10−336496号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子的なカメラ装置は、高機能化、小型化や低価格化という相反する機能追求が叫ばれている。例えば、画素数の増加や表示密度の向上、そして様々な機能がカメラ装置上で提供可能というようにカメラ装置の集積度が増加しており、上述のように、カメラ装置は、撮像素子、表示素子、そして制御回路などを別個に製造してフレキシブルケーブルなどで接続しようとした場合、信頼性の低下や製造時のコスト高を招いていた。
【0005】
本発明は、上記事実を考慮して、単純構成でかつ信頼性を向上できる撮像装置用電子回路モジュール、及びカメラ装置を得ることが目的である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置用電子回路モジュールは、画像を撮像するための予め定めた複数の画素領域で構成された撮像素子と、画像を表示するための予め定めた複数の表示領域で構成されかつエレクトロルミネッセンス素子で構成された表示素子と、前記撮像素子及び前記表示素子の各々を制御する制御回路層、及び前記撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を少なくとも含む多層基板と、を備え、前記多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層を一体にして構成したことを特徴とする。
【0007】
本発明の撮像装置用電子回路モジュールは、撮像素子と、表示素子と、多層基板と、を備えた一体構造で形成されている。撮像素子は、画像を撮像するためのものであり、複数画素の各々の画素信号を出力するように予め定めた複数の画素領域で構成されている。表示素子は、撮影画像やメモリ素子などを備えた場合の記憶画像などの画像を表示するためのものであり、予め定めた複数の表示領域で構成されている。これらの撮像素子及び表示素子の各々は、多層基板上に取付られ、撮像素子、表示素子、及び多層基板による一体構造でモジュールが形成されている。このように、一体構造でモジュールが形成されるので、カメラ装置の組み立て作業が容易となる。撮像素子及び表示素子の各々は、多層基板に含まれる制御回路層における制御回路で制御される。また、多層基板は、撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を含んでいる。すなわち、モジュールは多層基板による一体構造で形成されているので、撮像素子と、表示素子とを外部の接続ケーブルを介することなく、接続関係を有することが可能となる。このため、撮像素子から出力されるアナログ信号を、そのまま利用して表示素子へ提供することができる。従って、外部ケーブルを利用して迂回した回路構成を構築することなく、最短距離で回路構成を構築することが可能となる。このように、アナログデジタル変換などの変換処理を必要としないので、信号信頼性を向上することができる。
【0008】
前記撮像素子は、CCD素子またはCMOS素子で構成することができる。CCD素子またはCMOS素子で構成する場合、これらの素子を多層基板に直接接続する構成とすることができ、モジュールを簡素化することが可能となる。
【0010】
また、前記表示素子は、エレクトロルミネッセンス素子を採用することができる。このエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)には、有機EL素子が一例としてある。有機EL素子は、シート状に形成することが容易であるため、画像表示に適している。
【0011】
前記多層基板は、アナログ回路層と、デジタル回路層とを少なくとも含むことを特徴とする。制御回路は、一般的に信号そのもののを加工するアナログ回路と、アナログ尊号をデジタル化したデジタル信号を処理したりコマンドやデジタルデータを処理したりするデジタル回路とに大別される。アナログ回路は、微弱信号や高電圧信号を扱うことが多いため、デジタル回路から分離構成することが好ましい。そこで、アナログ回路及びデジタル回路を構成するために、アナログ回路層とデジタル回路層とを多層基板が含み、それぞれで層別構成することで分離することによって、各々の回路の特徴と充分引き出すことが可能となる。なお、上記回路層に電源回路層をさらに追加することも可能である。
【0012】
前記制御回路層を含む多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層が一体にして構成することで、撮像装置用電子回路モジュールは、湾曲が可能となり、組み立て精度の影響を最小限度にすることが可能となる。
【0013】
前記の撮像装置用電子回路モジュールを、カメラ装置に備えることによって、カメラ装置の構造は簡略化され、製造手順及びコストを抑制することができる。。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はデジタルカメラ装置に内蔵された各種電子素子を含むモジュールに本発明を適用したものである。
【0015】
まず、デジタルカメラ装置に内蔵されたモジュール10を説明する。図1には、モジュール10の概要を示した。
【0016】
図1(A)に示すように、モジュール10は、多層基板16を備えており、多層基板16の表側10Aには、CCD素子12が取り付けられている。このCCD素子12の周囲の四方には、カメラ装置に固定するための穿孔18が設けられている。図1(B)に示すように、多層基板16の裏側10Bには、表示素子である液晶表示素子(LCD)14が取付られると共に、本モジュール10と外部装置や素子と接続するための端子20が設けられている。
【0017】
上記では、CCD素子12を撮像素子として用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、CMOS型の撮像素子でもよく、他の撮像素子でもよい。また、上記では、表示素子として液晶表示素子(LCD)14を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像表示が可能な素子であればよい。画像表示が可能な素子の一例として、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いることができる。この有機EL素子は、発光層を含む有機化合物層の両側を電極層で挟持された積層構造の素子であり、画像に応じた電力を電極層に印加することで有機化合物層に含まれる発光層が発光して、画像が表示される。
【0018】
上記多層基板16は、回路配線を単純に積層化した積層基板に限定されるものではない。例えば、1つの電子回路を構成するための電子部品を実装した状態と等価な回路部分を1以上の層で構成する。すなわち、1または複数の回路チップを備えてこれらを3次元的に積層配線して1パッケージ(1層の)を構成する。このパッケージを複数重ねることで、多層基板を構成してもよい。このようにすることで、多層基板16は、基板自体で電子回路を含む回路基板として構成することが可能となる。
【0019】
図2に示すように、モジュール10の多層基板16は、第1層16A、第2層16B、第3層16C、及び第4層16Dの順に積層されて構成されている。第1層16Aの第2層16Bとの積層側の反対側が多層基板16の表側10Aに対応する。また、第4層16Dの第3層16Cとの積層側の反対側が多層基板16の裏側10Bに対応する。第1層16AにはCCD素子12が取付られ、第4層16Dには液晶表示素子14が取付られる。
【0020】
また、端子20には、モジュール10へ電力供給する電源部34,レリーズスイッチなどカメラ操作のときに利用するスイッチやキーなどの操作部36、カメラとして外部機器との接続のための接続装置44が接続されている。
【0021】
第1層16Aは、CCD素子12からのアナログ信号をアナログ信号のまま処理したり伝送したりCCD素子12を制御したりするアナログ制御回路を含んだ電子回路層である。第2層16Bは、CCD素子12からのアナログ信号をアナログデジタル(A/D)変換する機能を含んだり、変換されたデジタル信号(すなわち画像データ)を一時的に記憶するメモリ回路機能を含んだりする電子回路層である。第3層16Cは、画像データを多数記憶する大容量メモリ回路機能を有したり、ICカードなど他の装置との電気信号授受をする信号授受機能を有したりする電子回路層である。第4層16Dは、液晶表示素子14へ画像表示のためにデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ(D/A)変換する機能を含んだり、液晶表示素子14を制御したりする表示制御回路を含んだ電子回路層である。
【0022】
なお、本実施の形態では、上記4層からなる多層基板を用いた場合を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記の少なくとも1つの層で多層基板16を構成し、他の機能を多層基板16上に載置するICで提供してもよい。
【0023】
図3には、上記モジュール10を含むカメラ装置42の主要機能を達成するための主要部をブロック図として示したものである。カメラ装置42は、CCD素子12、液晶表示素子14、及び多層基板16からなるモジュール10を備えている。カメラ装置42は、CCD素子12へ被写体を結像するためのレンズ22を含んでいる。
【0024】
多層基板16は、第1層16Aの機能に相当するアナログ制御回路50、第2層16Bの機能に相当する第1記憶回路52、第3層16Cの機能に相当する第2記憶回路56、第4層16Dの機能に相当する表示制御回路54、及びモジュール10の外部とのインタフェース部分である端子20から構成されている。なお、端子20は、アナログ制御回路50、第1記憶回路52、表示制御回路54、第2記憶回路56の各々にバス接続されている。
【0025】
図3では、ICカード46に対して第2記憶回路56との間で画像データを授受可能な構成の一例を示した。この場合、接続装置44として、ICカード・読み書き装置を端子20に接続し(または、多層基板16にその機能の層を追加し)、接続装置44にICカード46を挿入する。そして、操作部36による操作によって、ICカード46から画像データを読み出して第2記憶回路56または第1記憶回路52に格納したり、第2記憶回路56または第1記憶回路52に記憶された画像データをICカード46に書き込んだりすることが可能となる。
【0026】
本実施の形態では、CCD素子12から出力されるアナログ信号(画像信号)は、第1記憶回路52及び表示制御回路54の少なくとも一方に出力される構成とされている。これは、液晶表示素子14で画像を表示するための信号がアナログ信号であり、CCD素子12から出力されるアナログ信号をそのまま利用するためである。すなわち、表示制御回路54では、アナログ制御回路50から出力されたCCD素子12からのアナログ信号を利用して液晶表示素子14に画像を表示する。
【0027】
この場合、CCD素子12から液晶表示素子14までの配線すなわち多層基板16上の配線は、CCD素子12の画素と液晶表示素子14の表示領域の素子とが一対一で接続されることに限定されない。例えば、表示のときの比率や解像度を予め定めてその比率や解像度に対応するCCD素子12と液晶表示素子14との対応関係で接続すればよい。これは、CCD素子12による撮像信号を間引く処理に相当する。
【0028】
また、CCD素子12から液晶表示素子14までの配線で画像表示に必要な配線を多層基板16上の配線でまかなうことができる。このため、A/D変換やD/A変換などの処理を要することなく、画像表示が可能となる。また、その配線を多層基板16上の配線でまかなうことができるので、外部に配線を延設させた迂回した回路構成が不要となり、最短距離の配線で回路を構成することができ、信号の信頼性を向上させることができる。
【0029】
第1記憶回路52は、表示制御回路54と、第2記憶回路56とに接続されている。第1記憶回路52ではCCD素子12からのアナログ信号をデジタル変換して一時的に記憶する。このデジタル化された画像データは、第2記憶回路56に蓄積したり、表示制御回路54によりアナログ変換されて表示されたりする。表示制御回路54は、上述のように、アナログ制御回路50からのアナログ信号をそのまま液晶表示素子14へ出力して画像表示することを基本機能として有している。また、他の機能として、第1記憶回路52に一時的に記憶した画像データをそのまままたは解像度などを変更してアナログ信号を得て液晶表示素子14へ出力する。また他の機能として、第2記憶回路56に蓄積した画像データを選択して、その選択した画像データをそのまままたは解像度などを変更してアナログ信号を得て液晶表示素子14へ出力する。
【0030】
以上のように、カメラ装置42の各種機能を多層基板16上で構築可能とするモジュール10を備えているので、カメラ装置42の構成は単純化される。
【0031】
次に、上述のモジュール10を有する42の具体的な構成及び組み立てについて図4及び図5を参照して説明する。
【0032】
モジュール10には、多層基板16の表側10AにCCD素子12が取り付けられており、多層基板16の裏側10Bに液晶表示素子14が取付られている。このモジュール10の多層基板16には、穿孔18が設けられている。この穿孔18の位置関係に対応する位置関係でピン28が後カバー30の内側に固定されている。
【0033】
また、後カバー30には、表示窓32が設けられている。表示窓32は、モジュール10上に取り付けられた液晶表示素子14の表示領域に対応する大きさの開口であり、防塵のためにアクリルなどの透明部材をはめ込んでおくことが好ましい。また、表示窓32の開口位置は、モジュール10上の穿孔18と液晶表示素子14との位置関係と同一の位置関係でピン28とから離間して設けられる。
【0034】
これによって、後カバー30上に固定されたピン28を基準としてモジュール10の穿孔18をピン28にはめ込むことで後カバー30上にモジュール10を容易に固定することができる。同時に、この固定により、液晶表示素子14の表示領域が外部に目視可能な位置すなわち表示窓32に合致する位置に固定できる。
【0035】
CCD素子12には、被写体の画像を結像する必要がある。本実施の形態では、被写体の画像をCCD素子12上に結像するためのレンズ22を、後カバー30に設けられたピン28を基準として固定する。すなわち、レンズ22は台座24に固定されている。台座24は、ピン28の位置関係と一致する四方の位置に穿孔26が設けられている。これによって、ピン28を基準としてモジュール10を取り付けた後に、すなわち、その上にピン28を基準として四方の穿孔26をはめ込む。
【0036】
このように、後カバー30のピン28にレンズ22が取り付けられた台座24の穿孔26をはめ込むのみで(図5)、レンズ22の光軸調整を必要とすることなく、簡単に光学系を組み立てることができる。
【0037】
図5に示すように、後カバー30のピン28を基準として、モジュール10を取付、さらにレンズ22を取り付けた後には、これらを覆う表カバー40を取り付ける。表カバー40は後カバー30と嵌め合わされるように、後カバー30と表カバー40とが構成されている。
【0038】
この表カバー40は、電源部34、フラッシュ装置37、操作部36(図5の例では、レリーズスイッチ)を備えている。また、フラッシュ装置37は大容量の電力を一時的に使用するため、電源部34の電力を保持するコンデンサ35が必要であり、このコンデンサ35も表カバー40に取り付けられている。また、表カバー40は、後カバー30と嵌め合わせたときに、レンズ22を逃がすための開口38も設けられている。なお、電源部34、コンデンサ35、操作部36、フラッシュ装置37は、図示しないケーブルによってモジュール10に接続される。
【0039】
このようにして構成された表カバー40を、モジュール10及びレンズ22を備えた後カバー30に嵌め合わせてカメラ装置42を組み立てる。
【0040】
なお、接続のための図示しないケーブルを不要とするためには、表カバー40に後カバー30と嵌め合わせたときの端子20の位置に、後カバー30と嵌め合わせたときに接触する電極部を設け、この電極部に、電源部34、コンデンサ35、操作部36、フラッシュ装置37の接続線を引き出せばよい。このよにすることで、後カバー30と表カバー40とを嵌め合わせることのみで、カメラ装置42が完成する。
【0041】
このように、本実施の形態では、モジュール10上でCCD素子12と液晶表示素子14とを接続することが可能となるので、配線を最短の長さで構成することができる。これによって、画像表示までの速度を向上することができる。また、配線を短くすることができるので、発熱量をよく壊死することができ、カメラ装置42としての発熱を抑制することができる。また、複数ユニットを接続する必要がないので、信頼性も向上する。
【0042】
また、本実施の形態では、モジュール10上でCCD素子12と液晶表示素子14とを接続することができるので、撮像素子の有効画素数と表示素子の画素数との対応関係を、多層基板16上で設定することができる。この設定は、予め定めた比率で設定してもよく、配線の切換スイッチ(例えばアナログスイッチなど)で切換可能にしてもよい。これによって、撮像と表示との関係を制御装置の作動に依存することなく、自由に設定することが可能となる。
【0043】
また、本実施の形態では、後カバー30にピン28を取付、そのピン28を基準として多層基板16の穿孔18を嵌め合わせることで液晶表示素子14の表示領域の位置決め、レンズ22を取り付けた台座24の四方の位置に穿孔26を嵌め合わせることでレンズ22の光軸をCCD素子12に位置決めすることが容易になる。従って、各々のユニット(モジュール10、後カバー30、表カバー40)の組み立て時の位置決め調整を要することなく、組み立てることができる。これによって、簡単に高精度のカメラを組み立てることができる。
【0044】
なお、上記の実施の形態では、多層基板16として板状の安定的な基板を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、湾曲性を有する多層基板にも容易に適用可能である。
【0045】
図6には、他の実施の形態として、デジタルカメラ装置に内蔵可能なモジュールの概要を示した。なお、他の実施の形態の構成は、フレキシブル基板で構成される多層基板17以外は同様の構成であるため、同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0046】
図6(A)に示すように、他の実施の形態のモジュールは、フレキシブル基板からなる多層基板17を備えており、多層基板17の表側には、CCD素子12が取り付けられている。この多層基板17の裏側には、液晶表示素子14が設けられる。この液晶表示素子14は、湾曲させても表示が可能であるエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることが好ましい。このエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることで、多層基板17を湾曲させて表示装置が湾曲されても、その湾曲に併せて表示装置を湾曲させることができ、その湾曲状態であっても、画像を表示させることができる。
【0047】
従って、基板の平面性に限定されることなく、湾曲状態で取付可能になり、設計にあたっての自由度が増加する。
【0048】
また、図6(B)に示すように、フレキシブル基板からなる多層基板17を折り曲げて利用することもできる。この場合、多層基板17の表側で異なる位置(すなわち折り曲げる位置を中心として両側)に、CCD素子12及び液晶表示素子14を設ける。この液晶表示素子14は、湾曲させても表示が可能であるエレクトロルミネッセンス素子などの表示装置を用いることが好ましい。このように多層基板17を折り曲げて使用することで、モジュールの占有面積を小さくすることが可能となる。
【0049】
このように、他の実施の形態では、モジュールを湾曲状態や折り曲げて利用することができるので、配置形状の自由度が増したり設置スペースを背悪したりすることができる。
【0050】
なお、上記の実施の形態では、ストロボ装置を内蔵したカメラに本発明を適用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影機能のみを有するカメラ装置にも容易に適用可能である。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像素子と、表示素子と、多層基板と、を備えた一体構造でモジュールを形成するので、カメラ装置の組み立て作業が容易となる。また、多層基板に一体構造で形成された撮像素子と表示素子とを外部の接続ケーブルを介することなく、接続関係を有することができるので、撮像素子から出力されるアナログ信号を、そのまま利用して表示素子へ提供することができ、外部ケーブルを利用して迂回した回路構成を構築することなく、最短距離で回路構成を構築することが可能となり、信号信頼性を向上することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるモジュールを示した斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかるモジュール周辺の構成の一例を示したイメージ図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかるカメラ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】カメラ装置を組み立てるときの後カバーに取り付けるモジュールとレンズを取り付ける過程を説明するための斜視図である。
【図5】カメラ装置を組み立てるときの後カバーと表カバーの構成を示した斜視図である。
【図6】本発明の他の実施の形態にかかるモジュールを示し、(A)は湾曲状態、(B)は折り曲げ状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
10…モジュール
12…CCD素子
14…液晶表示素子
16…多層基板
18、26…穿孔
20…端子
22…レンズ
24…台座
28…ピン
30…後カバー
32…表示窓
34…電源部
35…コンデンサ
36…操作部
37…フラッシュ装置
40…表カバー
42…カメラ装置
46…ICカード
50…アナログ制御回路
52…第1記憶回路
54…表示制御回路
56…第2記憶回路
Claims (4)
- 画像を撮像するための予め定めた複数の画素領域で構成された撮像素子と、
画像を表示するための予め定めた複数の表示領域で構成されかつエレクトロルミネッセンス素子で構成された表示素子と、
前記撮像素子及び前記表示素子の各々を制御する制御回路層、及び前記撮像素子の複数の画素領域と前記表示素子の複数の表示領域とを予め定めた対応関係により接続する接続層を少なくとも含む多層基板と、
を備え、
前記多層基板は少なくとも湾曲が可能なフレキシブル基板で構成されると共に、前記表示素子は少なくとも湾曲が可能でありかつ湾曲状態に表示可能に構成され、前記撮像素子、前記表示素子及び前記制御回路層を一体にして構成した
ことを特徴とする撮像装置用電子回路モジュール。 - 前記撮像素子は、CCD素子またはCMOS素子で構成されたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置用電子回路モジュール。
- 前記多層基板は、アナログ回路層と、デジタル回路層とを少なくとも含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置用電子回路モジュール。
- 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の撮像装置用電子回路モジュールを含むカメラ装置。
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