JP2003250071A

JP2003250071A - イメージセンサおよび撮像装置

Info

Publication number: JP2003250071A
Application number: JP2002049134A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kato; 伸一加藤; Kazuhiro Hoshino; 和弘星野; Ikuo Yoshihara; 郁夫吉原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP4000449B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カメラの向きを変えることなく正面側および
背面側の撮影が可能で、低コストに作製できるイメージ
センサおよび撮像装置を提供すること。【解決手段】固体撮像素子６４の表面６４ａ側および
裏面６４ｂ側を、それぞれ、第１，第２のレンズ６１，
６２によって集光される被写体光束の結像面として用い
ることによって、一枚の固体撮像素子で正面側および背
面側に位置する像を撮影する。第１，第２のレンズ６
１，６２とイメージセンサ６３との間には、第１，第２
の遮光部材７１，７２が配置され、一方側の結像面で撮
影する場合に他方側の結像面を遮光する。固体撮像素子
６４は、光学的に透明な支持板６６に貼り付けられ、こ
れにより、固体撮像素子６４の平面度を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯電話
機や携帯型情報通信端末装置（ＰＤＡ：PersonalDigita
l Assistant）等の小型電子機器あるいはモバイル機器
に用いて好適なイメージセンサおよび撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、近年における携帯電話機は、音
声通話だけでなく電子メールの送受信や簡易ホームペー
ジを閲覧等できるものが広く普及している。また、これ
だけでなく、ＣＣＤカメラを内蔵し撮像した画像データ
を送受信可能な携帯電話機の開発もまた進められてい
る。

【０００３】カメラ内蔵型の携帯電話機として幾つかの
タイプが知られているが、その１つとして携帯電話機の
本体背面側にＣＣＤカメラを内蔵したものが広く知られ
ている。撮像された画像は本体正面側の液晶表示画面に
表示され、必要に応じて当該画像データにメッセージを
入れて相手先へ送信することができるようになってい
る。

【０００４】このタイプのカメラ内蔵型携帯電話機は、
上述のように電話機本体の背面側にカメラが配置されて
いるために、ユーザが自身を撮影する場合には本体の背
面側を自身に向ける必要がある。この場合、被写体像
（例えば顔）が液晶表示画面内に収まるかどうかの判断
は、ユーザによっては確認することができない。そのた
め、カメラの側方に隣接して金属製の凸型鏡面部を設
け、この鏡面部に自身の顔が収まるか否かで撮影画像の
大きさが判断できるようにしている。

【０００５】しかしながら、上記鏡面部は常に本体外部
に露出しているために、ユーザの手指との接触により汚
れたり、衣服のポケットやバッグからの出し入れに伴っ
てキズが付いたりするので、経時的に鏡面部が劣化し易
いという問題がある。また、当該鏡面部は補助的に上述
のような使われ方をするために設けられたものであるの
で、あくまでも判断の目安となり得る程度の精度しか持
ち合わせておらず、従って、撮り方によっては幾度とな
く撮り直しが必要となる事態も生じ得る。

【０００６】一方、ユーザ自身を撮影する場合にも撮影
画像をユーザ自身が本体正面の液晶表示画面で確認でき
るようにした第２のタイプのカメラ内蔵型携帯電話機
が、例えば特開２００１−２４５２６７号公報に開示さ
れている。このカメラ内蔵型携帯電話機は、カメラユニ
ットが本体上部に回動可能に取り付けられており、ユー
ザ自身を撮影する場合には当該カメラユニットを本体正
面側へ回動させて使用できるように構成されている。

【０００７】また、これと同種のタイプのカメラ内蔵型
携帯電話機として例えば特開２００１−２４５０３４号
公報には、カメラユニットを本体上面に対して着脱可能
に構成し、当該カメラユニットを本体正面側および背面
側の何れへも向けさせることができるようにした構成が
開示されている。

【０００８】これら第２のタイプのカメラ内蔵型携帯電
話機は、ユーザ自身を撮影する場合にユーザ自身が直
接、本体正面の液晶表示画面を確認できるので、常に適
正な撮影が可能であるという意味では、確かに有利であ
る。しかし、カメラユニットを回動させたり差し替える
操作は煩わしく、操作性という意味では多少難がある。

【０００９】そこで、カメラの向きを変更することなく
本体正面側あるいは背面側を撮影することができる、第
３のタイプのカメラ内蔵型携帯電話機が例えば特開２０
０１−２２３９２４号公報に開示されている。以下、図
１６および図１７を参照して、この従来のカメラ内蔵型
携帯電話機の構成について説明する。

【００１０】この従来の携帯電話機１は、各種操作キー
３、液晶表示画面４、送受信用アンテナ５などが設けら
れている本体２に対して、同図および図１７に示すよう
な構成のカメラユニット６が内蔵されている。カメラユ
ニット６は、本体２の内部に固定された電子カメラ（Ｃ
ＣＤカメラ）７と、電子カメラ７に対向して本体２の内
部に固定されたプリズム８と、本体２の正面および背面
に形成された撮影窓に各々装着された前面撮影レンズ９
および背面撮影レンズ１０とを有している。

【００１１】図１７を参照して、プリズム８の電子カメ
ラ７側の面には透過率５０％のハーフミラー１１が設け
られ、このハーフミラー１１が設けられた面と直交する
面には全反射ミラー１２が設けられている。プリズム８
は、前面撮影レンズ９からハーフミラー１１で反射され
電子カメラ７へ向かう第１の光路Ｌ１と、背面撮影レン
ズ１０から全反射ミラー１２で反射されハーフミラー１
１を透過して電子カメラ７へ向かう第２の光路Ｌ２とを
それぞれ形成している。また、前面撮影レンズ９の外側
には前面液晶シャッタ１３が配置され、背面撮影レンズ
１０の外側には背面液晶シャッタ１４が配置されてい
る。

【００１２】撮影方向の切替は、本体２に設けられた切
替スイッチ１５の操作によって行われる。撮影方向を前
面に切り替えると、背面液晶マスク１４が作動し第２の
光路Ｌ２が遮断される。一方、前面撮影レンズ９を介し
て本体２の内部に入射した光は、プリズム８の表面のハ
ーフミラー１１で反射され電子カメラ７で結像する。逆
に、撮影方向を背面に切り替えると、前面液晶マスク１
３が作動し第１の光路Ｌ１が遮断され、背面撮影レンズ
１０を介して本体２の内部に入射した光は、プリズム８
の表面の全反射ミラー１２で反射され電子カメラ７で結
合する。

【００１３】以上のように、切替スイッチ１５の操作の
みで、撮影方向を容易に切り替えることができるので、
操作性に優れるととともに、手軽にユーザ自身の撮影が
行えるようになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
および図１７に示した構成のカメラ内蔵型携帯電話機１
では、前面側撮影用の第１の光路Ｌ１と背面側撮影用の
第２の光路Ｌ２とを形成するためのプリズム８やハーフ
ミラー１１、全反射ミラー１２とをカメラユニット６に
設ける必要があり、特にプリズム等は比較的高価である
ことから、生産コストが嵩むという問題がある。

【００１５】また、近年における携帯電話機等の情報通
信機器は、これに搭載される電子部品等の技術的な発展
により小型化・薄型化の傾向が益々顕著となっている。
ところが、上記構成のカメラユニット６の構成において
は、プリズム８の奥行き方向（本体２の厚さ方向）の寸
法に一定以上の大きさを必要とするために、本体２の薄
型化に制限をもたらすという問題がある。

【００１６】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、カメ
ラの向きを変えることなく正面側および背面側の撮影が
可能で低コストに作製でき、例えば携帯電話機に内蔵さ
れるカメラユニットとして好適に用いることができるイ
メージセンサ、および当該イメージセンサを搭載した撮
像装置を提供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
当たり、本発明のイメージセンサは、固体撮像素子の表
面および裏面をそれぞれ被写体光束の結像面として用い
たことを特徴とする。また、本発明の撮像装置は、本体
の正面側または背面側に位置する像を撮像可能な撮像手
段が、表面および裏面をそれぞれ本体の正面側および背
面側に向けて配置した固体撮像素子を含むイメージセン
サで構成し、当該素子の表裏面を被写体光束の結像面と
したことを特徴とする。

【００１８】固体撮像素子は、裏面が例えばシリコンで
構成されている。シリコンは光を透過するので、表面の
受光面だけでなく当該裏面をも結像面として用いること
ができる。撮影時は、固体撮像素子の表裏の何れか一方
を遮光する。これにより、当該イメージセンサの表面側
および裏面側の何れからでも撮像することができる。

【００１９】したがって、上記構成のイメージセンサを
例えば携帯電話機の本体に対してカメラユニットとして
内蔵させれば、従来よりもはるかに低コストに作製でき
る。また、当該カメラユニットを従来よりもはるかに薄
くすることができるので、電話機本体の薄型化を阻害す
ることもない。

【００２０】本発明の他のイメージセンサは、基板と、
この基板の表面側に配置され当該表面側に位置する像を
撮像するための第１の固体撮像素子と、基板の裏面側に
配置され当該裏面側に位置する像を撮像するための第２
の固体撮像素子とを有することを特徴とする。また、本
発明の他の撮像装置は、本体の正面側または背面側に位
置する像を撮像可能な撮像手段が、本体の正面側に位置
する像を撮像するための第１の固体撮像素子と、本体の
背面側に位置する像を撮像するための第２の固体撮像素
子とを有するイメージセンサでなることを特徴とする。

【００２１】上記構成のイメージセンサは、２枚の固体
撮像素子を用いているので、表面側および裏面側にそれ
ぞれ位置する像を互いに独立して撮像することができ
る。また、固体撮像素子自体は、プリズム等の光学部品
に比べてはるかに薄くつくることができるので、この構
成によってセンサの薄型化が大きく阻害されることはな
い。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。以下の各実施の形態にお
いては、本発明をカメラ内蔵型の携帯電話機に適用した
場合を例に挙げて説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）図１および図２は、
本発明の第１の実施の形態による撮像装置としてのカメ
ラ内蔵型の携帯電話機（以下、単に「携帯電話機」とい
う）を示している。本実施の形態の携帯電話機２０は、
中央のヒンジ部２１を境に表示部２２と操作部２３とに
分けられた本体２５を有している。本体２５は、ヒンジ
部２１を介して折り畳み可能に形成されている。

【００２４】表示部２２の正面上端左部には、送受信用
のアンテナ２４が設けられている。アンテナ２４は、表
示部２２に対して、引き出しおよび収納可能な状態に取
り付けられている。また、表示部２２の上端には、スピ
ーカ２６および後述するような構成のカメラ部２７が設
けられている。

【００２５】更に、表示部２２の正面には、表示手段と
してのディスプレイ２８が設けられている。ディスプレ
イ２８は、従来公知の液晶ディスプレイや、有機ＥＬ(E
lectro-Luminescence)ディスプレイ等で構成される。デ
ィスプレイ２８には、電波の受信状態、電池残量、電話
帳として登録されている相手先名や電話番号および発信
履歴の他、電子メールの内容、簡易ホームページ、そし
て、後述するカメラ部２７で撮像した画像が表示され
る。

【００２６】一方、操作部２３の正面には、その表面に
「０」〜「９」の数字キー、発呼キー、リダイヤルキ
ー、終話および電源キー、クリアキーおよび電子メール
キー等の操作キー２９が設けられており、ユーザが操作
キー２９を用いて各種指示を入力できるようになってい
る。

【００２７】また、操作部２３の正面には、操作キー２
９の下部に、メモボタン３０やマイクロフォン３１が設
けられており、メモボタン３０によって通話中の相手の
音声を録音し得るとともに、マイクロフォン３１によっ
て通話時のユーザの音声を集音する。

【００２８】更に、操作部２３の正面には、操作キー２
９の上部に、回動自在なジョグダイヤル３２が操作部２
３の表面から僅かに突出した状態で設けられており、ジ
ョグダイヤル３２に対する回動操作に応じて、ディスプ
レイ２８に表示されている電話帳リストや電子メールの
スクロール動作、簡易ホームページのページ捲り動作、
および画像の送り動作等の種々の動作が実行される。

【００２９】例えば、ユーザによるジョグダイヤル３２
の回動操作に応じて、ディスプレイ２８に表示された電
話帳リストの複数の電話番号の中から所望の電話番号が
選択され、ジョグダイヤル３２が操作部２３の内部方向
に押圧されると、選択された電話番号を確定して、電話
番号に対して自動的に発呼処理を行う。

【００３０】なお、操作部２３の背面側には図示しない
バッテリパックが挿着されており、終話もしくは電源キ
ーがオン状態になると、バッテリパックから各回路部に
対して電力が供給されて、動作可能な状態に起動され
る。

【００３１】また、操作部２３の左側面上部には、外部
記憶装置として例えばメモリースティック（商標）３３
を抜き差し自在に挿着するためのスロット３４が設けら
れており、メモボタン３０が押下されると、外部記憶装
置３３に通話中の相手の音声を記録したり、ユーザの操
作に応じて、電子メール、簡易ホームページ、もしくは
カメラ部２７で撮像した画像を記録する。

【００３２】次に、図３は、本実施の形態の携帯電話機
２０の信号処理系を示すブロック図である。携帯電話機
２０は、本体２５（表示部２２および操作部２３）の各
部を統括的に制御するための主制御部４１に対して、電
源回路部４２、操作入力制御部４３、画像エンコーダ４
４、カメラインターフェース部４５、ディスプレイ制御
部４６、画像デコーダ４７、多重分離部４８、変復調回
路部４９、音声コーデック５０および記録再生部５３
が、同期バス５２を介して互いに接続されて構成され
る。

【００３３】電源回路部４２は、ユーザの操作により、
終話もしくは電源キーがオン状態にされると、バッテリ
パックから各部に対して電力を供給することにより、携
帯電話機２０を動作可能な状態に起動する。

【００３４】音声通話モード時に、マイクロフォン３１
で集音された音声信号は、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（R
andom Access Memory)等で構成される主制御部４１の制
御に基づいて、音声コーデック５０によってデジタル音
声データに変換され、変復調回路部４９でスペクトラム
拡散処理され、送受信回路部５４でデジタル／アナログ
変換処理および周波数変換処理を施された後に、アンテ
ナ２４を介して送信される。

【００３５】また、音声通話モード時に、アンテナ２４
によって受信された受信信号は、増幅され、周波数変換
処理およびアナログ／デジタル変換処理を施され、変復
調回路部４９においてスペクトラム逆拡散処理を施さ
れ、音声コーデック５０によってアナログ音声信号に変
換された後、スピーカ２６を介して出力される。

【００３６】更に、データ通信モード時に電子メールが
送信される場合、操作キー２９およびジョグダイヤル３
２の操作によって入力された電子メールのテキストデー
タが、操作入力制御部４３を介して主制御部４１に供給
される。主制御部４１に供給されたテキストデータは、
変復調回路部４９でスペクトラム拡散処理され、送受信
回路部５４でデジタル／アナログ変換処理および周波数
変換処理を施された後に、アンテナ２４を介して送信さ
れる。

【００３７】また、データ通信モード時に電子メールが
受信される場合、アンテナ２４を介して受信した受信信
号は、変復調回路部４９でスペクトラム逆拡散処理され
て元のテキストデータに復元された後、ディスプレイ制
御部４６を介してディスプレイ２８に電子メールとして
表される。この後、ユーザの操作に応じて、受信した電
子メールを、記録再生部５３を介して外部記憶装置３３
に記録させることも可能である。

【００３８】更に、データ通信モード時に画像データが
送信される場合、カメラ部２７で撮像された画像データ
は、カメラインターフェース部４５を介して、画像エン
コーダ４４に供給される。画像エンコーダ４４は、カメ
ラ部２７から供給された画像データを、例えば、ＭＰＥ
Ｇ（Moving Picture Experts Group）２、もしくは、Ｍ
ＰＥＧ４等の所定の符号化方式によって圧縮符号化する
ことにより、符号化画像データに変換し、これを多重分
離部４８に送出する。

【００３９】なお、画像データが送信されない場合に
は、カメラ部２７で撮像した画像データを、カメライン
ターフェース部４５およびディスプレイ制御部４６を介
して、ディスプレイ２８に直接表示させることも可能で
ある。

【００４０】カメラ部２７で撮像中に、同時に、マイク
ロフォン３１で集音した音声は、音声コーデック５０を
介して、デジタルの音声データとして多重分離部４８に
送出される。多重分離部４８は、画像エンコーダ４４か
ら供給された符号化画像データと、音声コーデック５０
から供給された音声データとを所定の方式で多重化し、
その結果得られる多重化データは、変復調回路部４９で
スペクトラム拡散処理され、送受信回路部５４でデジタ
ル／アナログ変換処理および周波数変換処理が施された
後に、アンテナ２４を介して送信される。

【００４１】また、データ通信モード時に、例えば、相
手側の（カメラ内蔵型の）携帯電話機により撮像された
画像データを受信するような場合、アンテナ２４を介し
て受信された受信信号は、変復調回路部４９でスペクト
ラム逆拡散処理され、その結果得られる多重化データが
多重分離部４８に送出される。多重分離部４８は、入力
された多重化データを分離することにより、符号化画像
データと音声データとに分け、同期バス５２を介して、
符号化画像データを画像デコーダ４７に供給するととも
に、音声データを音声コーデック５０に供給する。

【００４２】画像デコーダ４７は、符号化画像データを
ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４等の所定の符号化方式に対応し
た符号化方式でデコードすることにより、再生動画像デ
ータを生成し、これをディスプレイ制御部４６を介して
ディスプレイ２８に供給して表示させる。この場合にお
いても、受信した画像データをユーザの操作に基づい
て、記録再生部５３を介して外部記憶装置３３に記録さ
せることが可能である。

【００４３】次に、本発明に係るカメラ部２７の構成に
ついて説明する。

【００４４】本実施の形態の携帯電話機２０は、図１お
よび図２に示したように、表示部２２の上端部にカメラ
部２７を有している。カメラ部２７は、表示部２２の上
端部略中央に配置されたスピーカ２６に関して、アンテ
ナ２４の取付位置とは反対側に設けられている。そし
て、携帯電話機２０の正面側を撮像するための第１のレ
ンズ６１と、携帯電話機２０の背面側を撮像するための
第２のレンズ６２とが、それぞれ表示部２２の正面側お
よび背面側に取り付けられている。

【００４５】表示部２２に内蔵されたカメラ部２７の構
成を図４に模式的に示す。第１，第２のレンズ６１，６
２は互いに同一軸線上に位置しており、第１のレンズ６
１と第２のレンズ６２との間には、図３に示す構成のイ
メージセンサ６３が配置されている。

【００４６】本実施の形態のイメージセンサ６３は、Ｃ
ＣＤ（Charge Coupled Device）イメージャでなるチッ
プ型の固体撮像素子６４を主要構成要素としているが、
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconducto
r）イメージャなどの固体撮像素子も適用可能である。

【００４７】ここで、固体撮像素子６４は裏面がシリコ
ン（Ｓｉ）でなっている。シリコンは光を透過するの
で、被写体光束を裏面に結像させることにより画像を得
ることができる。裏面のシリコンを削り、薄くすること
によって、さらに光の透過率を高めることができる。

【００４８】そこで、本実施の形態では、この１枚の固
体撮像素子６４で、表示部２２の正面側および背面側を
撮像するようにしている。すなわち、表示部２２の正面
側に位置する像は、固体撮像素子６４の表面６４ａ側に
結像させて撮像されるようにし、表示部２２の背面側に
位置する像は、固体撮像素子６４の裏面６４ｂ側に結像
させて撮像されるようにしている。

【００４９】なお、固体撮像素子６４の表裏面のうちど
ちらを表示部２２の正面側あるいは背面側に向けるかは
任意に決めることができ、上記とは逆に、固体撮像素子
６４の表面６４ａ側を表示部２２の背面側に向け、裏面
６４ｂ側を表示部２２の正面側に向けることも勿論、可
能である。

【００５０】第１のレンズ６１および第２のレンズ６２
はそれぞれ、被写体光束を集光し、固体撮像素子６４の
表面６４ａおよび裏面６４ｂに被写体像を結像するため
のもので、例えばガラスあるいは透明なプラスチック材
料製の非球面レンズで構成される。ここで、第１，第２
のレンズ６１，６２をそれぞれ同一の焦点距離を有する
ように形成することは勿論、互いに焦点距離を異なら
せ、第１のレンズ６１を広角レンズとして、また、第２
のレンズ６２を望遠レンズとして、それぞれ形成するこ
とも可能である。

【００５１】固体撮像素子６４の一方の面に結像させた
被写体像を撮像する場合には、固体撮像素子６４の他方
の面への光の入射を防ぐために、当該他方の面を遮光す
る必要がある。そこで、本実施の形態では、第１のレン
ズ６１とイメージセンサ６３の表面６４ａ側との間に第
１の遮光部材７１を配置するとともに、第２のレンズ６
２とイメージセンサ６３の裏面６４ｂ側との間に第２の
遮光部材７２を配置している。

【００５２】第１，第２の遮光部材７１，７２として
は、第１，第２のレンズ６１，６２で集光された被写体
光束のイメージセンサ６３への入射を光学的に阻止する
ことができる構成であれば、何れの構成でも適用可能で
ある。本実施の形態では、図４に模式的に示したよう
に、固体撮像素子６４全体を覆うことができる大きさで
矩形状の金属製または合成樹脂製の黒色薄板材によっ
て、第１，第２の遮光部材７１，７２を構成している。

【００５３】第１，第２の遮光部材７１，７２は、イメ
ージセンサ６３の結像面を開放する開放位置と、イメー
ジセンサ６３の結像面を覆う遮蔽位置とを選択的にとり
得るようにそれぞれ構成されている。図４は、第１の遮
光部材７１が開放位置に、また、第２の遮光部材７２が
遮蔽位置にそれぞれ位置している状態を示している。

【００５４】各遮光部材７１，７２の上縁部には、表示
部２２の上端から外部へ突出するレバー７１Ａ，７２Ａ
がそれぞれ設けられており、表示部２２の上端に形成し
たガイド溝７３Ａ，７３Ｂに沿ってレバー７１Ａ，７２
Ａをスライド操作することによって、第１，第２の遮光
部材７１，７２を上記開放位置と遮蔽位置との間で移動
させるようにしている。なお、携帯電話機２０のバッテ
リを用いて遮光部材７１，７２を電動駆動する構成も適
用可能である。

【００５５】さて、図５を参照してイメージセンサ６３
の構成の詳細について説明すると、固体撮像素子６４の
表裏面６４ａ，６４ｂには、それぞれカラーフィルタ６
５Ａ，６５Ｂが貼り付けられることによって撮像した画
像をディスプレイ２８上にカラー表示できるようにして
いる。カラーフィルタ６５Ａ，６５Ｂとしては、例え
ば、固体撮像素子６４の画素配置に対応して配色された
Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色フィルタ、あるいはＣｙ，Ｍｇ，Ｙ
ｅ，Ｇの補色フィルタ等が適用される。

【００５６】また、固体撮像素子６４は、それ自体が極
めて薄く形成されているので（例えば１ｍｍ以下）、固
体撮像素子６４の平面度を維持するために、その一方側
の面（本実施の形態では裏面６４ｂ側）を支持板６６に
よって支持している。支持板６６はガラスやアクリル、
ポリカーボネート等、固体撮像素子６４の裏面に結像さ
れる被写体光束の透過を妨げない、光学的に透明な材料
で構成されている。なお、固体撮像素子６４（カラーフ
ィルタ６５Ｂ）と支持板６６とは、光透過性の接着剤を
介して一体化されている。

【００５７】また、イメージセンサ６３は、図６および
図７に示すように、当該イメージセンサ６３に対する制
御信号の入出力用配線パターンが形成されたプリント配
線基板６７に実装される。プリント配線基板６７は、カ
メラ部２７の専用基板であってもよいし、また、表示部
２２の内部に収容された電子部品を搭載するための配線
基板の一部として構成されていてもよい。前者の場合、
プリント配線基板６７は、コネクタ等を経由して外部と
の電気信号の交信がなされる。

【００５８】プリント配線基板６７に対するイメージセ
ンサ６３の実装は、例えば、図７に示したようにボンデ
ィングワイヤ（例えば金線）６８を用いて行われる。ま
た、イメージセンサ６３の裏面側の結像面と対向するプ
リント配線基板６７の領域には、イメージセンサ６３の
裏面側への被写体光束の入射を確保するために、被写体
光束の入射光路となる透孔６９が形成されている。

【００５９】図８は、イメージセンサ６３に対する入出
力回路のブロック図の一例を示している。

【００６０】同期信号発生器７４は、垂直同期信号ＶＤ
および水平同期信号ＨＤ等の各種同期信号を生成し、生
成した同期信号をタイミング発生器７５に供給する。タ
イミング発生器７５は、供給された各種同期信号に基づ
いて、イメージセンサ６３の駆動用の各種タイミング信
号を生成し、生成した各種タイミング信号をイメージセ
ンサ６３およびドライバ７６に供給する。ドライバ７６
は、供給されたタイミング信号に基づいて、イメージセ
ンサ６３に供給する垂直転送パルス、水平転送パルスお
よび露光期間制御用のシャッタパルス等を生成する。

【００６１】イメージセンサ６３の出力信号は、ＣＤＳ
（Correlated Double Sampling circuit）部７７におい
てリセット雑音が軽減され、ＡＧＣ（Automatic Gain C
ontroller）７８およびＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換
部７９を介して、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）
部８０へ供給される。本実施の形態では、イメージセン
サ６３から出力されるＲＧＢ３色信号を、明度の情報を
表す輝度信号Ｙ（＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）と色情報を表す色度信
号Ｕ（＝Ｒ−Ｙ），Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）に分け、輝度信号Ｙ
を広帯域の信号にする一方、色度信号Ｕ，Ｖを狭帯域に
圧縮した上で輝度信号Ｙに多重化した映像信号を出力す
るように構成されている。

【００６２】次に、以上のように構成される本実施の形
態の作用について説明する。

【００６３】本実施の形態の携帯電話機２０は、図１に
示したように本体２５を展開した状態で使用される。こ
の状態で、操作キー２９等に対して所定の操作を行うこ
とによって、通話、電子メールの送受信、簡易ホームペ
ージの閲覧、カメラ撮影等が行われる。

【００６４】以下、カメラ撮影について説明する。

【００６５】まず、当該携帯電話機２０によって、ユー
ザ自身を撮影する場合には、カメラ部２７に対し、図１
に示されるように正面側のレバー７１Ａを開放位置へ移
動させるとともに、背面側のレバー７２Ａを遮蔽位置へ
移動させる。これにより、カメラ部２７に対して、表示
部２２の背面側からの被写体光束の入射が遮られ、表示
部２２の正面側からの被写体光束の入射のみが許容され
ることになる。

【００６６】表示部２２の正面側からの被写体光束は、
第１のレンズ６１およびカラーフィルタ６５Ａを介し
て、イメージセンサ６３を構成する固体撮像素子６４の
表面６４ａで結像し、カメラインターフェース部４５か
ら出力される映像信号に基づいて生成された画像が、デ
ィスプレイ２８上に表示される。これにより、ユーザ
は、ディスプレイ２８上に表示された画像（例えば顔）
を確認しながら、自身のカメラ撮影が可能となる。

【００６７】一方、表示部２２の背面側に位置する像を
撮影する場合には、カメラ部２７に対し、正面側のレバ
ー７１Ａを遮蔽位置へ移動させるとともに、背面側のレ
バー７２Ａを開放位置へ移動させる。これにより、カメ
ラ部２７に対して、表示部２２の正面側からの被写体光
束の入射が遮られ、表示部２２の背面側からの被写体光
束の入射のみが許容されることになる。

【００６８】表示部２２の背面側からの被写体光束は、
第２のレンズ６２、プリント配線基板６７の透孔６９、
支持板６６およびカラーフィルタ６５Ｂを介して、イメ
ージセンサ６３を構成する固体撮像素子６４の裏面６４
ｂに結像し、カメラインターフェース部４５から出力さ
れる映像信号に基づいて生成された画像が、ディスプレ
イ２８上に表示される。その後、ユーザの所定の操作に
よって当該像のカメラ撮影が行われる。

【００６９】なお、撮像された画像データは、ユーザに
よる所定の操作に応じて、送信手段を構成する送受信回
路部５４およびアンテナ２４を介して送信されたり、あ
るいは、記録再生部５３を介して外部記憶装置３３へ記
録される。

【００７０】以上のように、本実施の形態の携帯電話機
２０によれば、第１および第２の遮光部材７１，７２を
スライド操作するだけで、本体２５すなわち表示部２２
の向きを変更することなく、表示部２２の正面側あるい
は背面側を撮影することができ、手軽にユーザ自身の撮
影を行うことができる。

【００７１】しかも、カメラ部２７を構成するイメージ
センサ６３が、固体撮像素子６４の表面６４ａおよび裏
面６４ｂをそれぞれ被写体光束の結像面として構成され
ているので、図５に示したように、イメージセンサ６３
自体の薄型化が実現され、近年における携帯電話機本体
の薄型化の要請にも十分に対応することができる。

【００７２】また、固体撮像素子６４は、その裏面６４
ｂ側が光学的に透明な支持板６６によって支持されてい
るために、固体撮像素子６４の平面度が維持され、これ
によりイメージセンサ６３の生産性あるいは表示部２２
への組付性の向上が図られるとともに、被写体像の高精
度な撮像が可能となる。

【００７３】また、イメージセンサ６３の構成部品に高
価な光学部品を必要としないので、低コストにイメージ
センサ６３を作製することができる。

【００７４】更に、第１および第２の遮蔽部材７１，７
２がそれぞれ独立してスライド操作可能に構成されてい
るので、例えばカメラ撮影を行わないときに、両遮蔽部
材７１，７２をともに遮蔽位置へ移動させておくことに
よって、誤撮影および当該撮影した画像データの誤送信
を確実に防止することができる。

【００７５】（第２の実施の形態）次に、図９から図１
３を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明
する。本実施の形態においても、本発明に係るイメージ
センサを、撮像装置としてのカメラ内蔵型の携帯電話機
におけるカメラ部に適用した場合を例に挙げて説明す
る。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応す
る部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は
省略するものとする。

【００７６】本実施の形態のイメージセンサ８３は、図
９および図１０に示すように構成される。イメージセン
サ８３は、プリント配線基板８７の表面側（携帯電話機
の正面側）に配置される第１の固体撮像素子８４Ａと、
プリント配線基板８７の裏面側（携帯電話機の背面側）
に配置される第２の固体撮像素子８４Ｂとを備えてい
る。

【００７７】第１，第２の固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂ
はともにチップ型のＣＣＤイメージャあるいはＣＭＯＳ
イメージャで構成され、それぞれの表面にカラーフィル
タ８５Ａ，８５Ｂが貼り付けられている。第１，第２の
固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂは、各々の光軸が同一直線
上に位置するように、プリント配線基板８７を介して互
いに対向する位置に配置されている。

【００７８】なお、第１，第２の固体撮像素子８４Ａ，
８４Ｂの相対位置関係は上記に限らない。図１１は、各
々の光軸が互いに異なる直線上に位置するように、第
１，第２の固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂをプリント配線
基板８９の表裏面に配置した構成のイメージセンサ８８
の構成を示しているが、このような構成も本発明は適用
可能である。

【００７９】プリント配線基板８７は、光学的に不透明
な両面配線基板で構成されており、図示せずともボンデ
ィングワイヤ等の配線を介して固体撮像素子８４Ａ，８
４Ｂに電気的に接続されている。プリント配線基板８７
の表裏面には、固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂに対する入
出力信号の信号配線がそれぞれ形成されている。

【００８０】第１，第２の固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂ
のそれぞれの外表面は、これらに対向して配置される第
１，第２のレンズ６１，６２によって集光される被写体
光束の結像面として構成される。第１，第２の固体撮像
素子８４Ａ，８４Ｂによって撮像された画像データは、
プリント配線基板８７上の配線パターンを介して、図３
を参照して説明した携帯電話機の信号処理系に供給され
る。

【００８１】固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂに対する入出
力信号系統の構成例を、図１２および図１３に示す。本
実施の形態の固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂに対する入出
力信号系統は、図８を参照して説明した第１の実施の形
態と同様に構成され、同期信号発生器９４（９４Ａ，９
４Ｂ）、タイミング発生器９５（９５Ａ，９５Ｂ）、ド
ライバ９６（９６Ａ，９６Ｂ）、ＣＤＳ部９７（９７
Ａ，９７Ｂ）、ＡＧＣ部９８（９８Ａ，９８Ｂ）、Ａ／
Ｄ変換部９９（９９Ａ，９９Ｂ）、ＤＳＰ部１００（１
００Ａ，１００Ｂ）を備えている。

【００８２】本実施の形態では、第１，第２の固体撮像
素子８４Ａ，８４Ｂに対する入出力信号系統を一部共通
化して、構成の簡素化を図ることができる。

【００８３】例えば図１２Ａは、Ａ／Ｄ変換部９９およ
びＤＳＰ部１００を、第１，第２の固体撮像素子８４
Ａ，８４Ｂに対して共通化した構成例である。また、図
１２Ｂは、同期信号発生器９４、タイミング発生器９
５、ドライバ９６、ＣＤＳ部９７、ＡＧＣ部９８、Ａ／
Ｄ変換部９９およびＤＳＰ部１００を、第１，第２の固
体撮像素子８４Ａ，８４Ｂに対してすべて共通化した構
成例である。

【００８４】上記いずれの構成例においても、共通化さ
れた各ブロック部を第１，第２の固体撮像素子８４Ａ，
８４Ｂの間で切り替えるための切替手段１０１が設けら
れている。図１２Ａに示した構成例においては、ＡＧＣ
部９８Ａ，９８ＢとＡ／Ｄ変換部９９との間に設けら
れ、図１２Ｂに示した構成例においては、第１，第２の
固体撮像素子８４Ａ，８４ＢとＣＤＳ部９７との間に設
けられている。

【００８５】切替手段１０１は、携帯電話機の正面側に
位置する像を撮影するか、または、携帯電話機の背面側
に位置する像を撮影するかによって、その切替位置が決
定される。すなわち、携帯電話機の正面側に位置する像
を撮影する場合には第１の固体撮像素子８４Ａに結像さ
せた被写体像を画像データとして出力するために、切替
手段１０１は第１の固体撮像素子８４Ａ側（ＡＧＣ部９
８Ａ側）に切り替えられる。一方、携帯電話機の背面側
に位置する像を撮影する場合には第２の固体撮像素子８
４Ｂに結像させた被写体像を画像データとして出力する
ために、切替手段１０１は第２の固体撮像素子８４Ｂ側
（ＡＧＣ部９８Ｂ側）に切り替えられる。切替手段１０
１の切替操作は、例えば、ユーザによる所定のキー操作
で行われる。

【００８６】なお、図１３に示したように、第１の固体
撮像素子８４Ａに対する入出力信号系統と、第２の固体
撮像素子８４Ｂに対する入出力信号系統を互いにすべて
独立して設けるようにしてもよい。この場合、第１の固
体撮像素子８４Ａによる撮影と、第２の固体撮像素子８
４Ｂによる撮影とを同時に行うことが可能となる。

【００８７】例えば、図１４に示すように、携帯電話機
２０正面側に位置するユーザと背面側の景色（例えば
木）とをカメラ部２７で同時に撮影し、撮影された画像
データを１つの画像に合成する等、カメラ機能の多様化
を図ることができる。

【００８８】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。

【００８９】例えば以上の第１の実施の形態では、携帯
電話機２０に対して、カメラ部２７をスピーカ２６の側
方に配置したが、勿論、これに限らず、例えばディスプ
レイ２８の直上方や直下方などに配置することも可能で
ある。

【００９０】また、以上の第２の実施の形態において、
第１，第２の固体撮像素子８４Ａ，８４Ｂはともに同一
の構成を有するものだけに限らない。例えば、第１の固
体撮像素子８４Ａを可視光領域に感度を有する固体撮像
素子で構成する一方、第２の固体撮像素子８４Ｂを赤外
線領域に感度を有する固体撮像素子で構成するというよ
うに、第１，第２の固体撮像素子をそれぞれ異なる波長
領域に感度を有する構成とすることも可能である。

【００９１】また、以上の第１の実施の形態では、イメ
ージセンサ６３の表裏面を遮光可能な遮光手段として、
スライド移動可能な薄板状の第１，第２の遮光部材７
１，７２で構成したが、これに限られない。例えば図１
５は、遮光手段としての他の構成例を示す。

【００９２】図１５Ａは、上記遮光手段として、遮光位
置と開放位置との間を伸縮自在なアコーディオン式ある
いは蛇腹状に形成した遮光部材１１１，１１１を示し、
図１５Ｂは、開放位置から遮光位置まで繰り出し可能に
ロール状に形成した遮光部材１１２，１１２を示してい
る。何れの構成例においても、遮光部材１１１，１１２
の開放位置における収納スペースを最小限に抑えること
ができるので、カメラユニットの小型化を図ることがで
きる。

【００９３】図１５Ｃは、上記遮光手段として、イメー
ジセンサ６３の周囲を複数のガイド軸１１４に沿って巻
装された無端状の遮光フィルム１１３を示している。遮
光フィルム１１３の一部は光学的に透明な窓部１１３ａ
を有し、何れかのガイド軸１１４を回動操作することに
よって、開放すべき面を任意に選択することができるよ
うになっている。また、図１５Ｃは、上記遮光手段を液
晶シャッタ１１５，１１５で構成した例を示しており、
所定電圧の印加の有無で光の透過を容易に制御すること
ができる。

【００９４】更に、以上の各実施の形態では、本発明に
係る撮像装置としてカメラ内蔵型の携帯電話機を例に挙
げて説明したが、これに限らず、例えばカメラ内蔵型の
ノート型パソコンや携帯型情報通信端末装置（ＰＤＡ）
等にも、本発明は適用可能である。

【００９５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のイメージセ
ンサによれば、正面側および背面側に位置する像をセン
サの向きを変えることなく撮像することができるととも
に、従来よりも低コスト化、薄型化を図ることができ
る。

【００９６】また、本発明の撮像装置によれば、正面側
および背面側に位置する像を本体の向きを変えることな
く撮像することができるとともに、装置製造コストの低
減化および本体の薄型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による撮像装置とし
て携帯電話機の正面側を示す全体斜視図である。

【図２】同、携帯電話機の要部の背面側を示す部分斜視
図である。

【図３】同、携帯電話機の信号処理系統を説明するブロ
ック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態によるイメージセン
サの概略構成を示す斜視図である。

【図５】同、イメージセンサの側面図である。

【図６】同、イメージセンサの基板実装形態を説明する
斜視図である。

【図７】同、側断面図である。

【図８】同、イメージセンサに対する信号の入出力系統
の構成例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態によるイメージセン
サの構成を説明する側断面図である。

【図１０】同、イメージセンサの基板実装形態を説明す
る斜視図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の変形例によるイ
メージセンサの構成を説明する側断面図である。

【図１２】Ａ，Ｂともに、本発明の第２の実施の形態に
よるイメージセンサに対する信号の入出力系統の構成例
を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態によるイメージセ
ンサに対する信号の入出力系統の他の構成例を示すブロ
ック図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態の一作用を説明す
る図である。

【図１５】Ａ〜Ｄともに、本発明に係る遮光手段の構成
の変形例を示す要部の断面図である。

【図１６】従来のカメラ内蔵型の携帯電話機の一構成例
を示す斜視図である。

【図１７】図１６における要部の平面図である。

【符号の説明】２０…携帯電話機（撮像装置）、２４…アンテナ（送信
手段）、２５…本体、２７…カメラ部、２８…ディスプ
レイ（表示手段）、６１…第１のレンズ、６２…第２の
レンズ、６３，８３，８８…イメージセンサ、６４，８
４Ａ，８４Ｂ…固体撮像素子、６５Ａ，６５Ｂ，８５
Ａ，８５Ｂ…カラーフィルタ、６６…支持板、６７，８
７，８９…プリント配線基板、６８…ボンディングワイ
ヤ、６９…透孔、７１…第１の遮光部材（遮光手段）、
７２…第２の遮光部材（遮光手段）、１０１…切替手
段、１１１，１１２…遮光部材（遮光手段）、１１３…
遮光フィルム（遮光手段）、１１５…液晶シャッタ（遮
光手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 9/07 Ｈ０４Ｎ 9/07 Ａ (72)発明者吉原郁夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H054 BB05 BB07 2H100 BB06 BB11 CC01 5C022 AA12 AB13 AB43 AC03 AC42 AC52 AC54 AC55 AC70 AC77 AC78 5C024 AX01 BX07 DX04 EX04 EX17 EX23 EX32 EX42 EX50 EX51 EX55 GX24 GZ36 HX60 5C065 AA01 CC01 DD01 DD17 EE03 EE18 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の表面および裏面をそれぞ
れ、被写体光束の結像面として用いたことを特徴とする
イメージセンサ。
【請求項２】前記固体撮像素子の一方の面が、光学的
に透明な支持板により支持されることを特徴とする請求
項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】前記固体撮像素子が、その制御信号の入
出力用のプリント配線基板に対し前記支持板を介して実
装され、前記結像面と対向する前記プリント配線基板の領域に
は、被写体光束の入射光路となる透孔が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】前記固体撮像素子が、その表裏面にそれ
ぞれ配置されるカラーフィルタを含むことを特徴とする
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】基板と、前記基板の表面側に配置され前記表面側に位置する像を
撮像するための第１の固体撮像素子と、前記基板の裏面側に配置され前記裏面側に位置する像を
撮像するための第２の固体撮像素子とを有することを特
徴とするイメージセンサ。
【請求項６】前記第１および第２の固体撮像素子が、
互いに対向するように前記基板の表面および裏面に対し
てそれぞれ配置されることを特徴とする請求項５に記載
のイメージセンサ。
【請求項７】前記基板が、前記第１および第２の固体
撮像素子に対する制御信号の入出力用のプリント配線基
板であることを特徴とする請求項５に記載のイメージセ
ンサ。
【請求項８】前記第１および第２の固体撮像素子が、
それぞれ異なる波長領域に感度を有することを特徴とす
る請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項９】本体と、前記本体の内部に収容され前記
本体の正面側または背面側に位置する像を撮像可能な撮
像手段と、前記本体の正面側に設けられ前記撮像手段で
撮像した画像を表示する表示手段とを少なくとも有する
撮像装置において、前記撮像手段が、表面および裏面をそれぞれ前記本体の
正面側および背面側に向けて配置した固体撮像素子を含
むイメージセンサでなり、前記表面および裏面をそれぞれ被写体光束の結像面とし
たことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】前記イメージセンサが、前記固体撮像
素子の一方の面に接着される光学的に透明な支持板を有
することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】前記イメージセンサが、前記固体撮像
素子をその制御信号の入出力用のプリント配線基板に対
し前記支持板を介して実装され、前記イメージセンサの結像面と対向する前記プリント配
線基板の領域には、被写体光束の入射光路となる透孔が
形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の撮
像装置。
【請求項１２】前記本体には、前記イメージセンサの
一方の結像面に対向する第１のレンズと、前記イメージ
センサの他方の結像面に対向する第２のレンズとが、そ
れぞれ設けられることを特徴とする請求項９に記載の撮
像装置。
【請求項１３】前記第１および第２のレンズが、互い
に異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項１２
に記載の撮像装置。
【請求項１４】前記第１および第２のレンズと前記イ
メージセンサの各結像面との間には、被写体光束の入射
を遮蔽可能な遮光手段が設けられることを特徴とする請
求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１５】前記遮光手段が、前記結像面を覆う遮
蔽位置と、前記結像面を開放する開放位置とを選択的に
とり得る遮蔽部材でなることを特徴とする請求項１４に
記載の撮像装置。
【請求項１６】前記遮光手段が、液晶シャッタでなる
ことを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１７】前記本体には、前記イメージセンサで
撮像した画像を送信可能な送信手段が内蔵されることを
特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１８】本体と、前記本体の内部に収容され前
記本体の正面側または背面側に位置する像を撮像可能な
撮像手段と、前記本体の正面側に設けられ前記撮像手段
で撮像した画像を表示する表示手段とを少なくとも有す
る撮像装置において、前記撮像手段が、前記本体の正面側に位置する像を撮像するための第１の
固体撮像素子と、前記本体の背面側に位置する像を撮像するための第２の
固体撮像素子とを有するイメージセンサでなることを特
徴とする撮像装置。
【請求項１９】前記第１および第２の固体撮像素子
が、これらに対する制御信号の入出力用のプリント配線
基板の表面および裏面にそれぞれ配置されることを特徴
とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】前記本体には、前記イメージセンサの
一方の結像面に対向する第１のレンズと、前記イメージ
センサの他方の結像面に対向する第２のレンズとが、そ
れぞれ設けられることを特徴とする請求項１８に記載の
撮像装置。
【請求項２１】前記第１および第２のレンズが、互い
に異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項１８
に記載の撮像装置。
【請求項２２】前記第１および第２の固体撮像素子
が、それぞれ異なる波長領域に感度を有することを特徴
とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２３】前記本体には、前記イメージセンサで
撮像した画像を送信可能な送信手段が内蔵されることを
特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。