(57)【要約】【課題】従来のイメージセンサモジュールの複数個分の機能を備えるとともに、小型化および製造コストの低減化を図ることが可能なイメージセンサモジュールを提供する。【解決手段】光電変換機能を有するイメージセンサチップ６と、このイメージセンサチップ６上に被写体像を結像させるための結像用レンズと、を備えている、イメージセンサモジュールＸであって、上記結像用レンズとしては、光の入射経路が相違する第１および第２のレンズ１，２が設けられており、イメージセンサチップ６上における被写体像の結像が第１のレンズ１を利用してなされる第１の状態と、第２のレンズ２を利用してなされる第２の状態とを切り替え自在とする切り替え手段３をさらに備えている。【選択図】  図１
2004260413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換機能を有するイメージセンサチップと、このイメージセンサチップ上に被写体像を結像させるための結像用レンズと、を備えている、イメージセンサモジュールであって、
上記結像用レンズとしては、光の入射経路が相違する第１および第２のレンズが設けられており、
上記イメージセンサチップ上における被写体像の結像が上記第１のレンズを利用してなされる第１の状態と、上記第２のレンズを利用してなされる第２の状態とを切り替え自在とする切り替え手段をさらに備えていることを特徴とする、イメージセンサモジュール。
【請求項２】
上記第２のレンズの向きは、上記第１のレンズの向きとは反対である、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項３】
上記切り替え手段は、上記第１および第２のレンズの間に配されたミラーを有しており、かつこのミラーは、上記第１および第２のレンズをそれぞれ通過してきた光の一方を選択的に上記イメージセンサチップに向けて反射するようにその姿勢が変更自在である、請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項４】
上記第１および第２のレンズのそれぞれの光軸は一致している、請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のイメージセンサモジュールを備えていることを特徴とする、携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、携帯電話機などに組み込まれて被写体を撮影するのに用いられるイメージセンサモジュールおよびこれを備えた携帯電話機に関する。
【０００２】
従来のイメージセンサモジュールの一例としては、特許文献１に記載されているものがあり、これを本願の図５に示す。図示されたイメージセンサモジュール１００は、レンズ１１０とイメージセンサチップ１２０とが樹脂フレーム１３０内に組み込まれた構造を有している。レンズ１１０は、被写体から進行してきた光を基板１４０上に搭載されているイメージセンサチップ１２０上に集束させる。イメージセンサチップ１２０は、その上面に形成された受光部１２１で光を受光すると、その受光量に応じた信号（画像信号）を出力可能に構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２０１５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のイメージセンサモジュール１００は、レンズ１１０を携帯電話機の背面に向けるようにして上記携帯電話機に組み込まれて使用される場合がある。この場合、上記携帯電話機は、イメージセンサモジュール１００により撮影された被写体像をこの携帯電話機の正面にある表示画面に映し出すように構成される。このような構成によれば、他人や風景などを被写体としてその撮影を行なう場合には、レンズ１１０を被写体に向けたときに上記表示画面をファインダとして利用することができる。しかしながら、携帯電話機の使用者自身を被写体としてその撮影を行なう場合には、レンズ１１０を使用者自身に向けたときに上記表示画面を目視することができず、イメージ通りに撮影することが困難となる。そこで、使用者自身を被写体としたときも容易に撮影したいというユーザの要求が高まってきていた。
【０００５】
一方、上記した構成のイメージセンサモジュール１００は、複数のカメラに相当する撮影機能を有していない。このため、上記ユーザの要望に応えるには、２つのイメージセンサモジュール１００を携帯電話機に組み込む必要がある。これでは、携帯電話機内に２つのイメージセンサモジュール１００を組み込むためのスペースが必要となり、携帯電話機の大型化を招く。また、携帯電話機の製造コストが高価にもなる。このような点において、上記従来のイメージセンサモジュール１００には改善の余地があった。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、従来のイメージセンサモジュールの複数個分の機能を備えるとともに、小型化および製造コストの低減化を図ることが可能なイメージセンサモジュールおよびこのイメージセンサモジュールを備えた携帯電話機を提供することをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するために、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明の第１の側面によって提供されるイメージセンサモジュールは、光電変換機能を有するイメージセンサチップと、このイメージセンサチップ上に被写体像を結像させるための結像用レンズと、を備えている、イメージセンサモジュールであって、上記結像用レンズとしては、光の入射経路が相違する第１および第２のレンズが設けられており、上記イメージセンサチップ上における被写体像の結像が上記第１のレンズを利用してなされる第１の状態と、上記第２のレンズを利用してなされる第２の状態とを切り替え自在とする切り替え手段をさらに備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、上記第１のレンズを利用した撮影と、上記第２のレンズを利用した撮影とを行なうことができるために、１個のイメージセンサモジュールで上記従来のイメージセンサモジュールの２個分の役割を果たすことが可能となる。一方、上記構成によれば、上記結像用レンズは２系統あるものの、それらに対応する上記イメージセンサチップは１つである。また、上記切り替え手段ついては、たとえば後述するようなミラーを利用した簡素な構成とすることができるため、この切り替え手段の小型化および製造コストの低減化を図ることが可能となる。したがって、たとえば２台のカメラに相当する撮影機能を具備させるために上記従来のイメージセンサモジュールを２つ組み合わせた場合と比較すると、本願発明に係るイメージセンサモジュールのサイズは小型化され、かつそのコストも安価にすることができる。
【００１０】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第２のレンズの向きは、上記第１のレンズの向きとは反対である。
【００１１】
このような構成によれば、たとえば携帯電話機に組み込まれて使用される場合において、上記第１のレンズが上記携帯電話機の正面を向き、かつ上記第２のレンズが上記携帯電話機の背面を向くようにしてイメージセンサモジュールを組み込むことが可能となる。このようにすると、上記携帯電話機の使用者自身を撮影する場合には上記第１のレンズを利用し、また使用者以外の人などを撮影する場合には上記第２のレンズを利用することで、いずれの場合であっても上記携帯電話機の正面に設けられた表示画面をファインダとして利用することができる。このことにより、イメージ通りの撮影画像が得られ、使用者自身を撮影する場合も容易に撮影したいというユーザの要望に応えることが可能となる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記切り替え手段は、上記第１および第２のレンズの間に配されたミラーを有しており、かつこのミラーは、上記第１および第２のレンズをそれぞれ通過してきた光の一方を選択的に上記イメージセンサチップに向けて反射するようにその姿勢が変更自在である。
【００１３】
このような構成によれば、上記ミラーは比較的安価に製造、または入手できるため、上記切り替え手段の製造コストの低減化を図ることが可能となる。また、上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替えるには上記ミラーの姿勢を変更させるだけでよいため、上記切り替え手段の構造は簡易化される。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２のレンズのそれぞれの光軸は一致している。
【００１５】
このような構成によれば、上記第１および第２のレンズをそれぞれ通過してきた光を上記光軸周辺の同一または略同一の領域に集めることができるため、この光を受ける上記ミラーの小型化を図ることが可能となる。
【００１６】
本願発明の第２の側面によって提供される携帯電話機は、本願発明の第１の側面によって提供されるイメージセンサモジュールを備えていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によれば、上記第１の側面によって提供されるイメージセンサモジュールと同様な効果が得られ、上記従来の２つのイメージセンサモジュールが組み込まれた携帯電話機と比較すると、本願発明に係る携帯電話機のサイズは小型化され、かつその製造コストも低減化される。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係るイメージセンサモジュールの一実施形態を示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＸは、第１および第２のレンズ１，２と、切り替え手段３と、フレーム４と、光学的フィルタ５と、イメージセンサチップ６と、基板７と、を備えている。
【００２１】
第１のレンズ１は、透光性を有する合成樹脂製の凸レンズ１Ａおよび凹レンズ１Ｂを組み合わせた複合レンズである。凸レンズ１Ａおよび凹レンズ１Ｂは、凸状面１０ａと凹状面１０ｂとが間隔を隔てて対面するように重ね合わされている。第２のレンズ２も第１のレンズ１と同様な複合レンズであり、凸レンズ２Ａおよび凹レンズ２Ｂがそれらの凸状面２０ａと凹状面２０ｂとを間隔を隔てて対面させるように重ね合わされた構造を有している。
【００２２】
フレーム４は、たとえば合成樹脂製であり、図１において左右方向に延びる第１の筒状部４Ａの下部に、上下方向に延びる第２の筒状部４Ｂが繋がった構成を有している。第１の筒状部４Ａの両端部４１，４２には、第１および第２のレンズ１，２が収容されている。
【００２３】
より具体的には、第１の筒状部４Ａの内部にはたとえば環状の凸部４３，４４が設けられている。第１のレンズ１は、凸部４３に凹レンズ１Ｂの外周縁部を接触させるようにして配されている。第１の筒状部４Ａの一端部４１には、第１のレンズ１の露光用の開口を有するたとえばシート状のレンズ押え８１が組み付けられている。このことにより、第１のレンズ１は、レンズ押え８１と凸部４３との間に挟み込まれて位置決め固定されている。第２のレンズ２は、第１の筒状部４Ａの他端部４２側において、第１のレンズ１と同様にレンズ押さえ８２と凸部４４との間に挟み込まれて位置決め固定されている。このように、第１および第２のレンズ１，２は左右対称な配置とされており、それらの光軸Ｌは一致している。
【００２４】
切り替え手段３は、フレーム４に取り付けられた軸３１と、この軸３１に支持されて矢印Ｐ方向に回転可能なミラー３２とを有して構成されている。ミラー３２は、たとえば平板状であり、第１および第２のレンズ１，２の間に配されている。ミラー３２は、矢印Ｐ方向に回転することにより、第１のレンズ１を通過してきた光をイメージセンサチップ６に向けて反射させてイメージセンサチップ６上に被写体像を結像させる第１の状態と、第２のレンズ２を通過してきた光をイメージセンサチップ６に向けて反射させてイメージセンサチップ６上に被写体像を結像させる第２の状態とに切り替え自在である。上記第１および第２の状態の切り替えは、たとえば細長棒状の摘み部材（図示略）を軸３１の端部に固定し、この摘み部材を回転させることにより行なわせることができる。このようにすれば、ミラー３２の姿勢を容易に変更させることができる。また、フレーム４の第１の筒状部４Ａ内には、ミラー３２に適正な姿勢をとらせるためにその回転を制限するストッパ４５，４６が設けられている。
【００２５】
光学的フィルタ５は、ミラー３２の下方に位置しており、第２の筒状部４Ｂの内部に形成された環状の凸部４７に支持されている。この光学的フィルタ５は、ミラー３２によって反射された光に含まれる赤外線などをカットするものであり、鮮明な撮像画像を得るのに役立つ。
【００２６】
基板７は、たとえば矩形平板状の絶縁基板である。この基板７の上面には、イメージセンサチップ６が搭載されている。フレーム４は、第２の筒状部４Ｂがイメージセンサチップ６の周囲を取り囲むようにして基板７上に取り付けられている。イメージセンサチップ６は、ＣＣＤ型あるいはＭＯＳ型の固体撮像素子であり、図２に示されているように、光を受光する受光部６１と、複数の電極６２と、内部に造り込まれた光電変換部（図示略）とを有している。イメージセンサチップ６は、受光部６１で受けた光を上記光電変換部においてその受光量に対応した電荷に変換し、かつこの電荷を各電極６２から出力するように構成されている。各電極６２は、ワイヤＷを介して基板７の表面に形成された複数の導体パッド７１と接続している。基板７の裏面には、配線パターン（図示略）を介して各導体パッド７１と電気的に導通した複数の端子７２が設けられている。これら複数の端子７２を利用することによって、イメージセンサモジュールＸを所望の位置に面実装することが可能となる。
【００２７】
上記した構成のイメージセンサモジュールＸは、図３に示されているように、たとえば折り畳み式の携帯電話機Ｙに組み込まれて使用される。この携帯電話機Ｙは、複数の操作スイッチが設けられた第１の筐体２１０と、表面部２２１に表示画面２２３が設けられた第２の筐体２２０とから構成されている。イメージセンサモジュールＸは、たとえば第２の筐体２２０の正面に第１のレンズ１を向け、かつ第２の筐体２２０の背面に第２のレンズ２を向けるようにして携帯電話機Ｙ内に組み込まれている。この携帯電話機Ｙは、イメージセンサチップ６上に結像された被写体像を表示画面２２３に映し出すように構成されている。
【００２８】
上記した構成の携帯電話機Ｙによれば、イメージセンサモジュールＸが上記第１の状態となっている場合には、携帯電話機Ｙの使用者自身を被写体とするときに好適となる。すなわち、第１のレンズ１を使用者自身に向ければ、表示画面２２３に使用者自身の姿が映し出されることとなる。この場合、表示画面２２３に映し出された撮影画像を使用者が見ることができるため、イメージ通りの撮影が可能となる。一方、イメージセンサモジュールＸが上記第２の状態となっている場合には、他人や風景などを被写体とするときに好適となる。このときも、上記と同様に、表示画面２２３に映し出された撮影画像を見ることができるため、イメージ通りの撮影が可能となる。このように、イメージセンサモジュールＸが組み込まれた携帯電話機Ｙは、他人や風景などを被写体とする場合だけでなく、使用者自身を被写体とする場合も容易に撮影したいというユーザの要望に応えたものとなっている。
【００２９】
上記したイメージセンサモジュールＸは、第１および第２のレンズ１，２を有しているにもかかわらず、これら第１および第２のレンズ１，２をそれぞれ通過してきた光を受光するイメージセンサチップ６を１つしか有していない。一方、切り替え手段３は、ミラー３２を利用した簡易な構造とされており、このミラー３２は、比較的安価に製造、または入手可能である。このことにより、切り替え手段３の製造コストをイメージセンサチップ６の１個分の製造コストよりも低減させることが可能となる。したがって、上記従来のイメージセンサモジュールを２個組み合わせた場合よりも、本実施形態のイメージセンサモジュールＸの方がその製造コストを低価にすることが可能となる。
【００３０】
また、上記したイメージセンサモジュールＸによれば、上記従来のイメージセンサモジュールを２個組み合わせた場合と比較すると、イメージセンサチップの個数が１つ減っているため、イメージセンサモジュールの小型化を図ることも可能となる。切り替え手段３は、フレーム４内のスペースを利用してミラー３２を配置した構造とされているため、イメージセンサモジュールの小型化を図るのに好適なものとなっている。イメージセンサモジュールＸにおいては、第１および第２のレンズ１，２の光軸Ｌが一致しているため、第１および第２のレンズ１，２をそれぞれ通過した光は光軸Ｌ周辺の同一または略同一の領域に集まる。このことにより、ミラー３２の小型化が図られている。このことも、イメージセンサモジュールを小サイズにすることに役立っている。
【００３１】
このように、上記したイメージセンサモジュールＸは、小型化および製造コストの低減化が図られているため、上述したように携帯電話機に２台のカメラに相当する撮影機能を具備させる場合に好適となる。すなわち、イメージセンサモジュールＸが組み込まれる携帯電話機Ｙの大型化を抑制することができるとともに、製造コストを廉価にすることが可能となる。
【００３２】
本願発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではない。本願発明に係るイメージセンサモジュールおよび携帯電話機の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３３】
たとえば、切り替え手段としては、ミラーを手動操作で回転させるのではなく、モータなどを利用した自動操作で回転させてもよい。また、切り替え手段は、回転自在なミラーを用いる構成に限定されず、図４に示されているように、シャッタを用いた構成とすることもできる。なお、図４においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３４】
図示された切り替え手段３は、たとえば全反射ミラー部３４ａとハーフミラー３４ｂ部とからなる断面視く字状のミラー３４と、第１および第２のレンズ１，２に入射する光を遮断可能なシャッタ３５，３６とを備えている。このような構成によれば、上記実施形態とは異なり、ミラー３４を回転させなくても、第１および第２のレンズ１，２を通過した光の一方のみをイメージセンサチップ６上に導くことができる。たとえば、シャッタ３６により第２のレンズ２に入射する光を遮断すれば、第１のレンズ１を通過してきた光のみがハーフミラー部３４ｂを通過してイメージセンサチップ６上に導かれることとなる。一方、シャッタ３５により第１のレンズ１に入射する光を遮断すれば、第２のレンズ２を通過してきた光のみが全反射ミラー部３４ａおよびハーフミラー部３４ｂに反射されてイメージセンサチップ６上に導かれることとなる。
【００３５】
第１および第２のレンズは、２枚のレンズからなる複合レンズに限定されず、３枚以上のレンズからなる複合レンズとしてもよく、また、単レンズとしてもよい。第１および第２のレンズは同一のレンズ構成でなくてもよく、たとえば第１のレンズを画角が約６０度以上のいわゆる広角レンズとして構成し、第２のレンズを画角が４５度〜５５度のいわゆる標準レンズとして構成してもよい。このような構成によれば、比較的近距離からの撮影であっても上記第１のレンズを利用することにより被写体を所定の枠内に収めやすくなるため好適となる。フレームに対する第１および第２のレンズの組み付け構造も上記実施形態に限定されない。
【００３６】
イメージセンサモジュールは、上記従来のイメージセンサモジュールの２個分の機能を有することに限定されず、３個分以上の機能を有するものとして構成されていてもよい。また、イメージセンサモジュールは、携帯電話機だけでなく、デジタルカメラなどにも組み込まれて使用されてもよく、その具体的な使用用途や使用態様は問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージセンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すイメージセンサチップの斜視図である。
【図３】本願発明に係るイメージセンサモジュールが組み込まれた携帯電話機の一例を示す断面図である。
【図４】本願発明に係るイメージセンサモジュールの他の例を示す要部断面部である。
【図５】従来のイメージセンサモジュールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  第１のレンズ
２  第２のレンズ
３  切り替え手段
３２  ミラー
６  イメージセンサチップ
７  基板
Ｌ  光軸
Ｘ  イメージセンサモジュール
Ｙ  携帯電話機
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004260413.tif 000005
【図４】
2004260413.tif 000006
【図５】
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