JP2007243550A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板の一方の面から突出するカメラモジュールの高さを低くし、小型化するとともに、ソケットなどを構成する部品を不要とすることで、安価な電子機器を提供すること。
【解決手段】レンズを内挿するレンズ枠と、レンズを透して結像する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力するイメージセンサーと、イメージセンサーと電気的に接続され、レンズ枠から外部に延出して設けられたフレキシブルプリント基板と、カメラモジュールを装填するための、表裏に貫通開口されたカメラモジュール挿入孔と、両面に複数の電子部品を備えたプリント配線基板とを備え、上記カメラモジュールが、上面および下面がともにプリント配線基板から突出して、カメラモジュール挿入孔に装填されており、フレキシブルプリント基板が、カメラモジュール側面から外部に突出して、プリント配線基板に設けられた、接続端子に直に接続する構成を採用した。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュールを備えた携帯電話や携帯端末など、小型化、薄型化を必要とする電子機器に関する。

携帯電話機の内部にプリント配線基板を備え、そのプリント配線基板の表裏両面には、カメラモジュールや、液晶ディスプレイや、その他の半導体素子等の電子部品を取り付けられている。ところが、カメラモジュールを含む上記電子部品が実装配置されたプリント配線基板を搭載した電子機器のように、高さの高い部品が、携帯電話機の薄型化の妨げになっている。

つまり、このプリント配線基板の一方の主面に、他の電子部品よりも一般的に高さが高いとされているカメラモジュールを直に搭載すると、カメラモジュールの厚みと、プリント配線基板の厚みと、プリント配線基板の他の主面に搭載した電子部品の厚みのトータルの厚みが、電子機器の厚みとなってしまう。さらに、多くの携帯電話では、メイン表示用の液晶ディスプレイと、上記電子機器と、サブ表示用の液晶ディスプレイとを積層配置しているので、携帯電話機に内挿する部品は、さらに厚みを有することとなる。

そこで、プリント配線基板にソケット挿通孔を表裏に貫通開口させた開口部にカメラモジュール等の電子部品取付け用のソケットフレームを通し、ソケットフレームの一部を裏面側に突出させることによって、カメラモジュールを含む電子部品トータルの高さを抑えた薄型化を実現する電子部品が提案された（例えば、特許文献１を参照）。

この従来のソケットを備えた電子機器の構成について説明する。図４は、従来のソケットを備えた電子機器を示す断面図である。

図４に示すように、プリント配線基板６の表裏両面には複数の電子部品７が実装され、表裏に貫通する開口部には、ソケットフレーム３１が通り、このソケットフレーム３１内面に設けられたソケット接続端子３４が、プリント配線基板６と電気的に接続した形態となっている。なお、このカメラモジュール２１は、レンズを内挿するレンズ鏡筒２２と、図示しないイメージセンサーを固定する支持基板２４と、イメージセンサーを内包するイメージセンサー枠２３と、イメージセンサーと電気的に接続された電極パターンを有する配線基板３２とからなっている。

また、ソケットフレーム３１内部には、カメラモジュール２１が装着され、カメラモジュール２１下部に備えた配線基板３２に設けられた電極パターンと、ソケットフレーム３１の底部に備えられ、ソケット接続端子と導通するカメラ接続端子３３とが電気的に接続されている。この様に、カメラモジュール２１は、プリント配線基板６に設けられた開口部内に装填されて、そのカメラモジュール２１の上端面と下端面がともにプリント配線基板６から突出して設けられる。したがって、この従来の電子部品は、その高さをほぼカメラモジュール２１と、ソケットフレーム３１と、カメラ接続端子３３と、配線基板３２とすることができ、電子機器が搭載された携帯電話機を、従前のものに比べて、薄くすることができる。

特開２００５−２７６６２６号公報（第４−６頁、第２図）

しかし、上述の如き従来の技術では、ソケットフレーム３１を介してカメラモジュール２１をプリント配線基板６と電気的に接続して固定されているために、特に、ソケットフレーム３１の大きさが余分な空間として必要となり、さらにカメラモジュール２１下部には、ソケットフレーム３１に備えた電極と接続するための配線基板３２とともに、ソケットフレーム３１底部にも、カメラモジュール２１と接続するためのカメラ接続端子３３を設けなければならなかった。これらソケットフレーム３１と、配線基板３２と、カメラ接続端子３３が、電子機器の低背化を妨げ、ひいては携帯電話機の薄型化の障害となっていた。

また、このソケットフレーム３１と、配線基板３２と、カメラ接続端子３３の存在が、カメラモジュール２１を装填した従来の電子機器を製造する上でのコストアップの一因となっていた。

そこで、本発明は上記課題を解決し、従来の構成で必須とされていた、ソケットフレームと、カメラ接続端子と、配線基板を不要とし、その分のスペースと、コスト削減を実現するために、プリント配線基板の一方の面から突出する高さを低くして、プリント配線基板における表裏側の空間を有効利用して小型化するとともに、製造コストの削減を実現する電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決して目的を達成するために、本発明の電子機器は、基本的に下記記載の構成を採用する。

本発明の電子機器は、レンズを内挿するレンズ枠と、レンズ枠と一体に載置され、レンズを透して結像する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力するイメージセンサーと、イメージセンサーと電気的に接続され、レンズ枠から外部に延出して設けられたフレキシブルプリント基板とを有するカメラモジュールと、カメラモジュールを装填するための、表裏に貫通開口された開口部と、両面に複数の電子部品を備えたプリント配線基板とを備え、上記カメラモジュールが、上端面および下端面がともにプリント配線基板から突出するように開口部に装填されており、上記フレキシブルプリント基板が、カメラモジュール側面から外部に突出して、かつレンズ枠の外壁に沿って屈曲して配設され、プリント配線基板に設けられた接続端子に直に接続されていることを特徴とするものである。

上記発明によれば、カメラモジュールを直接プリント基板に設けた開口部に通し、イメージセンサーを実装したフレキシブルプリント基板を直にプリント配線基板に接続しているので、従来の構成で必須とされていたソケットフレームや、配線基板などの部材が不要となり、最小面積で、プリント配線基板からの表裏側の突出高さを最小高さに抑えることが可能となる。

また、本発明に係る電子機器は、前述したレンズ枠が、レンズを内挿するレンズ鏡筒と、イメージセンサーを支持固定する支持基板とを有し、フレキシブルプリント基板が、レンズ鏡筒と支持基板の間から、レンズ枠の外側に向けて突出して設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明に係る電子機器は、前述したレンズ枠が、レンズ鏡筒と支持基板との間に、イメージセンサーを内包するイメージセンサー枠を有し、フレキシブルプリント基板が、支持基板とイメージセンサー枠の間から、レンズ枠の外側に向けて突出して設けられていることを特徴とするものである。

上記発明によれば、イメージセンサーが実装されるフレキシブルプリント基板をレンズ枠から突出させ、かつレンズ枠の外壁に沿って延出させているので、プリント配線基板への接続のために、従来の構成のように、配線基板や、接続端子を介在させずに、イメージセンサーとプリント配線基板とを接続することが可能となる。

また、本発明に係る電子機器は、上述したフレキシブルプリント基板が、レンズ枠に内挿されたレンズの光軸に対して垂直な面内における２方向から、レンズ枠の外部に突出して設けられており、イメージセンサー枠が、この２方向とは異なる位置でプリント配線基板に固定されていることを特徴とするものである。

上記発明によれば、カメラモジュールから突出するフレキシブルプリント基板とは干渉しない位置で、容易にカメラモジュールをプリント配線基板に固定することが可能となる。また、上記発明によれば、カメラモジュールを固定するための追加部材が不要となる。

本発明の電子機器よれば、少ない部品数と最小面積で、一方の面に突出する高さを抑え、電子機器の薄型化を実現することができる。また、本発明の電子機器によれば、部品点数を少なくすることができるので、製造コストを抑えた機器を容易に製造することができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る電子機器の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係わるカメラモジュールを備える電子機器を示す断面図である。

図１に示すように、本発明の電子機器におけるプリント配線基板６は、従来の構成と同様に、表裏に貫通する開口部１４を備え、その基板の両面に複数の電子部品７が実装されている。

また、カメラモジュール１は、ここでは図示しないレンズを内挿するレンズ鏡筒２と、レンズを透して結像する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力する、ここでは図示しないイメージセンサーと、イメージセンサーに電気的に接続されて、イメージセンサーで得られる画像信号を外部に出力するとともに、イメージセンサーを制御する信号を入力するためのフレキシブルプリント基板５（以下、ＦＰＣ５と記す。）と、このイメージセンサーを覆うレンズイメージセンサー枠３と、上記イメージセンサーを固定配置するための支持部材４とで構成されている。そして、このカメラモジュール１は、プリント配線基板６に設けた開口部１４を通り、カメラモジュール１の上端面および下端面が、プリント配線基板６の表裏両主面から突出した状態で配置されている。なお、上記レンズ鏡筒２と、イメージセンサー枠３と、支持部材４とが、本発明の電子機器におけるレンズ枠１０に相当する。

また、イメージセンサーに電気的に接続されたＦＰＣ５は、レンズ枠１０側面から突出し、レンズ鏡筒２の外壁に沿って紙面上側に向けて屈曲し、さらにプリント配線基板６の下面付近で、プリント配線基板６と並行となる様に屈曲し、プリント配線基板６下面に設けられた図示しない電極パターンと電気的に接続している。このプリント配線基板６に設けた電極パターンとＦＰＣ５との接続は、ＡＣＦ（異方性導電シール）を介したホットプレスにより、簡便で、かつ信頼性の高い接続が可能である。

この様に構成された本発明の電子機器は、従来の構成のように、プリント配線基板６に設けた開口部１４にカメラモジュール１を内挿するための、図４に示したソケットフレー
ム３１や、配線基板３２や、カメラ接続端子３３を設けずに、カメラモジュール１とプリント配線基板６との電気的な接続を行っているので、従来の構成におけるソケットフレーム等の部品点数を減らすことができるとともに、簡易な電気的な接続で、信頼性の高い電子機器とすることができる。また、従来の構成に比べて部品点数を減らすことができるので、より薄型の電子機器を容易に製造することができる。

なお、上記説明では、レンズ枠１０を、レンズ鏡筒２とイメージセンサー枠３と支持基板４とで構成し、イメージセンサー枠３と支持基板４とでイメージセンサーを搭載したＦＰＣ５を挟持した構成例を示したが、本発明の電子機器は、これに限定されるものではなく、カメラモジュール１の設計事項により、レンズ枠１０を、レンズ鏡筒２と支持基板４のみにより構成し、レンズ鏡筒２と支持基板４とでＦＰＣ５を挟持した構成としても、上記構成と同等の効果を得ることができる。

次に、上記カメラモジュールの構成の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の電子機器に備えられるカメラモジュール１の構成を示す断面図である。

カメラモジュール１を構成するレンズ鏡筒２には、１枚以上のレンズ９が組み込まれており、このレンズ鏡筒２は、イメージセンサー枠３によって支持されている。

また、表面に電極パターン８を備えたＦＰＣ５には、イメージセンサー７が直接フリップチップ実装されており、ＦＰＣ５とイメージセンサー７は、イメージセンサー枠３と、支持部材４とで挟持されている。

そして、レンズ９で集光した光学像は、イメージセンサー７上に結像するよう、レンズ鏡筒２とイメージセンサー枠３の間隔が調整されており、結像した光学像に基づく、イメージセンサー７により電気信号に変換された画像信号が、ＦＰＣ５における電極パターン８を通って外部に取り出される。

本実施例では、電子機器に、４枚のレンズ９を内挿するレンズ鏡筒２と、イメージセンサー枠３と、支持基板４とからなるレンズ枠１０と、３００万画素のイメージセンサー７と、ＦＰＣ５で構成されたカメラモジュール１を、上端面から下端面までの高さを６ｍｍで作製し、プリント配線基板６の厚さ０．５ｍｍで作成した。このカメラモジュール１とプリント配線基板６を用い、プリント配線基板６の片側に２．７５ｍｍずつ上下に振り分けてカメラモジュール１を取り付けることで、総厚６ｍｍの電子機器とすることができた。また、この総厚６ｍｍのカメラモジュール１を組み込んで、極薄の携帯電話を実現することができた。

次に、上述したレンズ枠１０とプリント配線基板６との固定方法について説明する。第３図は、本発明の電子機器におけるカメラモジュールとプリント配線基板の固定手段を示す図面である。なお、本図面は、第１図を紙面と垂直方向にカットした断面図である。

図３に示すように、カメラモジュール１を構成するイメージセンサー枠３には、プリント配線基板６の下面でオーバーラップするだけの長さを有する固定部材１３が設けられている。この固定部材１３は、本図面に示すように、レンズ鏡筒２に内挿されるレンズの光軸に対して垂直な面内にある、ＦＰＣ５とは異なる位置に設けられている。この様に、イメージセンサー枠３の側面に固定部材１３を設け、プリント配線基板６の下面と当接させて、図示しない接着材料等でこの固定部材１３とプリント配線基板６とを固定することで、カメラモジュール１におけるレンズ９の光軸とプリント配線基板６との容易に位置合わせして確実に固定することが可能となる。また、この固定部材１３によるプリント配線基板６への固定は、２つの部材を容易に位置合わせして確実に固定するだけでなく、カメラ
モジュール１の自重によるＦＰＣ５への応力を軽減するという機能も有する。

なお、第１図において、ＦＰＣ５とプリント配線基板６との接続には、上記固定部材１３を用いる手段に限らず、ネジ止め、異方性導電ゴム、ハンダ着け、コネクターによる接続をしても構わない。また、上記説明では、固定手段１３をプリント配線基板６の下面で固定した例を示したが、固定手段１３をプリント配線基板６の上面で固定しても構わない。

本発明にかかる電子機器は、カメラモジュールを搭載した電子機器全般に適用することができる技術であり、特に、携帯電話に搭載される、デジタルカメラモジュール、ムービーカメラモジュールを備えた電子機器、車等に搭載されて後方確認用モニターなどに用いられるカメラモジュールを備えた電子機器、内視鏡用のカメラモジュールを備えた電子機器等に適している。

本発明に係るカメラモジュールを備える電子機器を示す断面図である。 本発明に係るカメラモジュールを示す断面図である。 本発明に係るカメラモジュールの固定手段を示す断面図である。 従来のソケットフレームを備えた電子機器を示す断面図である。

符号の説明

１ カメラモジュール
２ レンズ鏡筒
３ イメージセンサー枠
４ 支持部材
５ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
６ プリント配線基板
７ イメージセンサー
８ 電極パターン
９ レンズ
１０ レンズ枠
１３ 固定部材
１４ 開口部

Claims (4)

1. レンズを内挿するレンズ枠と、前記レンズ枠と一体に載置され、前記レンズを透して結像する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力するイメージセンサーと、当該イメージセンサーが実装された、前記レンズ枠から外部に延出して設けられたフレキシブルプリント基板とを有するカメラモジュールと、
   前記カメラモジュールを装填するための、表裏に貫通開口された開口部と、両面に複数の電子部品とを有するプリント配線基板と、を備え、
   前記カメラモジュールは、上端面および下端面がともに前記プリント配線基板から突出するように、前記開口部に装填されており、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記カメラモジュール側面から外部に突出して、かつ前記レンズ枠の外壁に沿って屈曲して配設され、前記プリント配線基板に設けられた接続端子に直に接続されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記レンズ枠は、前記レンズを内挿するレンズ鏡筒と、前記イメージセンサーを支持固定する支持基板とを有し、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記レンズ鏡筒と前記支持基板の間から、前記レンズ枠の外側に向けて突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記レンズ枠は、前記レンズ鏡筒と前記支持基板との間に、イメージセンサーを内包するイメージセンサー枠を有し、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記支持基板と前記イメージセンサー枠の間から、前記レンズ枠の外側に向けて突出して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記フレキシブルプリント基板は、前記レンズ枠に内挿された前記レンズの光軸に対して垂直な面内における２方向から、前記レンズ枠の外側に向けて突出して設けられており、
   前記イメージセンサー枠は、前記２方向とは異なる位置で前記プリント配線基板に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。

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