JP3848062B2 - 撮像装置及びこれを用いた携帯電話 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの撮像素子の受光面上に複数の結像レンズによって異なる方向の被写体情報を撮像する撮像装置及びこれを用いた携帯電話に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の撮像装置としては、例えば、図２４に示すような構成のものがあった。図２４（ａ）は、従来における撮像装置の正面図及び側面図、図２４（ｂ）は、その側面図における透視図である。図２４（ａ）（ｂ）において、２は結像レンズ、１０１及び１０２は鏡筒、１３はパッケージである。パッケージ１３は箱型でその内部がキャビテイ構造をしており、そのキャビティ部に受光面３ａを有する撮像素子３が実装されている。ここでは、図示しないワイヤーボンド実装などによりパッケージ１３に一体的に設けられた回路パターン部に電気的に接続され、さらに透光性板４により封止されている。鏡筒１０２はパッケージ１３に図示しない接着剤等により固定され、鏡筒１０１と図示しないねじ部により組立てられている。結像レンズ２の焦点調整は、鏡筒１０１と鏡筒１０２は、図示しないねじ部により調整可能に構成されている。このような従来の撮像装置では、被写体情報は結像レンズ２により集光され、撮像素子３上の受光面３ａ部に結像される。受光面３ａに結像された被写体情報は、そこで光電変換されて電気信号として出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の撮像装置は以上のように構成されているので、デジタルカメラ等では撮像した画像がモニターフレーム内でどのような状態で撮像されているか確認できるようにするため、撮像装置が向いている方向と撮像画像を表示させるモニター部とは反対面に位置させる必要がある。一方、撮像装置が搭載される携帯電話等では撮像した画像を携帯電話の通信回線にて送受信する用途が考えられ、自画像を撮像してデータ転送する場合と、周囲の被写体、例えば対面方向の被写体を撮像してデータ転送するなどの場合の２種類の使用法が考えられる。よって、携帯電話に搭載される撮像装置では、自画像と対面方向の撮像の２つが望まれるが、上述のように従来の撮像装置では１方向の被写体情報しか撮像できないため、自画像及び対面方向の両方向の撮像をするには、撮像装置そのものを機構的に回転させ、撮像したい被写体の方向に向ける必要があった。
【０００４】
しかしながら、携帯電話に代表される携帯機器では、落下、圧迫など通常の電気機器とは異なる劣悪な使用状態が日常的に発生する。よって、回転部などの機構的稼動部は、構造強度の観点からその意匠上に設けることは好ましくない。また、撮像装置を機構的に回転させない場合には、対面方向の撮像をするときに、撮像装置搭載機器そのものを被写体の方向に向ける必要があるが、その状態で携帯電話の表示部に映し出される撮像画像の状態を確認することができず、例えば、被写体を画面中央部に位置するよう調整することは困難である。このような課題は、撮像装置の搭載を携帯電話の液晶表示部と同一方向に搭載した場合を想定して述べたが、撮像装置の向きを予め対面方向に向けて搭載することは可能である。しかし、この場合には、自画像の撮像をする際に、同様の問題が発生する。これらの課題を解決する手段として、両方向を撮像するために複数個の撮像装置を搭載することも可能であるが、当然のことながらコスト的に高くなり、携帯機器などにおいては、形状の大型化、重量増加など、携帯機器として商品価値を低下させる恐れのある重要な問題になり兼ねない。
【０００５】
したがって、１つの撮像素子と２つの結像レンズ及びプリズムミラー等の光線反射部品を用い、どちらか一方の撮像はプリズムミラーにて光路を反射させることにより、異なる２方向の被写体情報を撮像できる撮像装置が考えられる。しかし、この場合には外部シャッター等により撮像方向をどちらか一方に切り替えるか若しくは常に双方向の被写体情報を撮像して異なる２方向の被写体情報が互いに干渉しないようにそれぞれの被写体情報の光域を分離するしきい板等の構造を設け、撮像装置の内部で２方向の被写体情報を分離する必要があった。前者の場合には、外部シャッターの切り替えはユーザーが機構的に操作をして切り替えるが、外部シャッター切り替え用のスイッチ等が機器の意匠上に出現し、前述の回転構造と同様に、携帯電話等の機器では構造強度的な問題が発生する。また、後者の場合には、しきい板等による撮像素子上での２方向の被写体情報の光域分離については、そのしきい板が微小部品で、かつ高精度の組み立てが要求されるため、実現性が困難である。
【０００６】
そこで、この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、外部機構による撮像方向の切り替えを不要とするとともに、一つの撮像素子で異なる方向の撮像が可能な撮像装置を得ることを目的としており、さらにこの装置を組み込んだ携帯電話を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る撮像装置は、方形状の受光面を有し、その受光面の一つの対角線における両側に第１及び第２の光域エリアを設けた撮像素子と、前記第１の光域エリアに対して垂直方向から入射する光を結像する第１の結像レンズと、前記第２の光域エリアに対して前記垂直方向と異なる方向から入射する光を結像する第２の結像レンズと、この第２の結像レンズを通過した光の光路を変更して前記第２の光域エリアに対して垂直方向にその光を入射させる光学手段と、この光学手段と前記第１及び第２の結像レンズとを装着したレンズマウントとを備えたものである。
【００２１】
請求項１５に係る撮像装置は、前記枠状部品に位置決め用の係止部を設け、前記レンズマウントに前記係止部と係止される被係止部を設けた請求項１３又は１４に記載のものである。
【００２２】
請求項１６に係る撮像装置は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の撮像装置を組み込んだことを特徴とする携帯電話に係るものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１、図２を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ本発明に係る撮像装置の斜視図及びその外形部の展開図である。図１及び図２において、１はレンズマウント、２はレンズマウント１に組み込まれた結像レンズで、２０１及び２０２はそれぞれ異なる方向を撮像するための結像レンズを示す。３は撮像素子である。ここで、図３（ａ）（ｂ）を用いて、本発明に係る撮像装置の内部構造及び動作原理について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、本発明に係る撮像装置の断面構成図である。図３（ａ）（ｂ）において、１はレンズマウント、３は撮像素子、６はプリズムミラー、２０１は撮像素子３に対して法線方向の撮像をするための結像レンズ、２０２はプリズムミラー６を介して撮像素子３に対して水平方向の撮像をするための結像レンズ、３ａは撮像素子３上に構成される受光面、４は透光性板、５は結像レンズ２０１及び結像レンズ２０２から得られる異なる方向の光学情報の光域エリアを分離するためのしきい板である。７０１は結像レンズ２０１側からの法線方向の光路を示し、７０２は結像レンズ２０２側からの水平線方向からの光路を示す。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、水平方向からの被写体情報はプリズムミラー６により反射され、撮像素子３上の受光面３ａに結像される。このとき、光路７０１の光束と光路７０２の光束はしきい板５により光域エリアを分離しているので、互いに干渉しない。なお、撮像素子３に結像される光学情報は受光面３ａにおいて光電変換されて電気信号として外部へ出力されるが、その電気的回路部及び撮像素子３とその電気回路部との電気的接続方法については、ワイヤーボンド法、フリップチップボンド法などがある。ここで、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、撮像素子３の受光面３ａ上に２分割した透光性板４０１、４０２にしきい板５を挟み込んで配置する工程を説明する説明図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、しきい板５は分割された透光性板４０１、４０２に挟み込むようにして構成している。
【００２６】
ところで、本発明の撮像装置は携帯電話等の機器に搭載される場合には、それら機器の構造強度の要求から機械的な外部シャッター機構を設けないことが望まれる。したがって、外部シャッターによる結像レンズの切り替えを行わず、結像レンズ２０１、２０２による被写体情報は常に撮像素子３に結像されるが、携帯電話等の機器側の処理により、どちらの光学情報を携帯電話の液晶モニターに映し出すのかは、ソフトウェアにて切り替え、ユーザーによるキー操作等により選択するようにしている。
【００２７】
このように、しきい板５により光域エリアを分離し、一つの撮像素子３と少なくとも２つの結像レンズ２０１、２０２を用いて少なくとも２方向の撮像が可能な撮像装置の原理を説明したが、撮像素子３の受光面３ａのしきい板５との間における領域は、光線が入光しないため有効受光領域として使用できなくなることから、しきい板５の厚みはできるだけ薄い方がよい。しかし、しきい板５は微小で薄い部品とすると、今度は図４に示すような構成では生産性が悪くなってしまう。ここに、図５は本発明に係る撮像装置の結像レンズ２０１，２０２を組み込んだレンズマウントの構成を説明するための断面構成図である。図５においては、図４に示したしきい板５をレンズマウント１と連続したしきい板部５０１を一体的に形成している。しきい板部５０１の厚みは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの極薄肉厚での成形が可能である。また、図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明に係る撮像装置の撮像素子３をレンズマウント１に取り付ける前後の状態を示す断面構成図である。図６（ａ）（ｂ）に示すように、結像レンズ２０１、２０２による光路に対応して分割した透光性板４０１、４０２をレンズマウント１のしきい板部５０１を挟み込むようにして撮像素子３を組み立てるように構成している。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１の撮像装置によれば、光域分離手段であるしきい板部５０１がレンズマント１と一体成形して構成しているため、例えば２方向の撮像装置の組み立てが容易になり、生産性を向上することができる。また、レンズマウント１は成形品であって、その成形材料は遮光性、低熱膨張、耐衝撃性、低吸湿性、電磁シールド機能等を有するものであれば、携帯電話等の機器に搭載したときに、それら携帯機器の使用環境においても撮像装置の性能を安定して動作させることができる。さらに、透光性板５は赤外光領域若しくは紫外線の遮断を目的とした、又は光の透過率を向上させることを目的とした光学特性を有する部品としてもよく、それらの光学機能部品を別途配置する必要がなくなるため、部品点数の削減及び生産工数の削減ができると共に、撮像装置の小型化を図りながらそれら光学特性の機能を有することができる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図７、図８及び図９を用いて説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれこの実施の形態２に係る撮像装置を示す斜視図、レンズマウント１と撮像素子３とを分解したときの斜視図及びレンズマウント１と撮像素子の分解したとき各正面図である。図８（ａ）（ｂ）は、それぞれレンズマウント１の正面図、側面図及び背面図、並びにその背面図を拡大した拡大図である。図９（ａ）（ｂ）は、それぞれレンズマウント１の背面図及び撮像素子３の正面図である。これら図７、図８及び図９において、１はレンズマウント、２０１は法線方向の結像レンズ、３は撮像素子、３ａは撮像素子３に設けられた受光面である。８０１及び８０２は、それぞれ結像レンズ２０１と図示しない結像レンズにより結像される被写体情報のイメージサークルである。そのイメージサークル１は結像レンズ２０１に対応し、イメージサークル２は結像レンズ２０２に対応している。５０１は、図８（ｂ）及び図９（ａ）（ｂ）において斜線部で示した部分に相当し、レンズマウント１に一体的に構成したしきい部である。この実施の形態２に係る撮像装置は、図７（ｃ）及び図９（ａ）に示すように撮像素子３の受光面３ａ上において、イメージサークル８０１、８０２が受光面３ａの対角に位置するように結像レンズ２０１、２０２の配置を構成している。図９（ｂ）では、撮像素子３の受光面３ａ上における光域エリアのイメージサークル８０１、８０２が直線的になるように結像レンズ２０１、２０２を配置しているため、レンズマウント１のしきい部５０１は図９（ａ）に示すそれよりも長い範囲で構成する必要がある。
【００３０】
この実施の形態２では、光域分離手段のしきい部５０１をレンズマウント１と一体成形するものであるが、前述のようにしきい部５０１は薄肉構造が要求され、その範囲が長いと成形による形成が困難となる。この実施の形態２によれば、撮像素子３の受光面３ａにおいて２つのイメージサークルが受光面３ａ上の対角に位置するように結像レンズ２０１、２０２を配置した構成であるため、薄肉構造が要求されるしきい部の範囲を微小長さとすることができ、レンズマウントに一体成形する際の生産性を向上することができる。
【００３１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０（ａ）（ｂ）はそれぞれこの実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウント１を背面からみた背面図及びレンズマウント１に透光性板４０１、４０２を組み込んだときの状態を示す説明図である。図１１（ａ）（ｂ）はレンズマウント１を側面からみた透視図である。これら図１０、図１１において、実施の形態１及び２の場合と同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。図１０（ａ）において、１ａは透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に組み込むときに、それら透光性板の組み込み平衡度の精度出しをするための当り部である。
【００３２】
透光性板４０１、４０２はレンズマウント１の当り面１ａに当接させて組み込まれるため、図１１（ｂ）に示すように光路７０１に対して精度良く垂直に位置することができる。透光性板４０１、４０２を光路７０１に対して傾いて配置すると、結像レンズ２０１から撮像素子３までの光路上において、光の屈折率の異なる空間部と透光性板部の関係より光路全域において均一でなくなり、撮像装置においては解像度むらが発生する場合がある。しかし、この実施の形態３に係る撮像装置では、透光性板は光路に対して傾かず、正確に直交して配置されるため、撮像装置の性能を安定させ、かつ、容易に組み立てることができる。
【００３３】
実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４について、図１２及び１３を用いて説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、この実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウント１を背面からみたときの背面図、図１３はレンズマウント１を側面からみたときの透視図である。これら図１２、図１３において、実施の形態３の場合と同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。図１２（ａ）において、１ｂは透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に配置し、接着固定するための接着剤の溜まり部である。図１２（ｂ）は透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に配置し、接着剤９により接着した状態を示す説明図である。
【００３４】
この実施の形態４に係る撮像装置によれば、図１３にも示すように透光性板４とレンズマウント１の接着界面の部分に余分な接着剤が付着せず、透光性板を接着剤により傾いたりすることを防げるので、結像レンズから撮像素子までの光路上において光の屈折率の異なる空間部と透光性板部の関係により光路全域において均一でなくなることによる、撮像装置の解像度むら発生などの不具合の発生を防ぎ、撮像装置の性能を安定させ、かつ、容易に組み立てることができる。
【００３５】
実施の形態５．
次に、本発明に係る実施の形態５について図１４を用いて説明する。図１４は、この実施の形態５に係る撮像装置においてレンズマウント１の側面からみた断面構成図である。図１４において、同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。レンズマウント１の内部構成は、図１４に示すように、テーパ部１ｃを形成している。このテーパ部１ｃは、受光面の光域エリアを２分割するように受光面の近傍まで延びるしきい部にテーパ部１ｃを形成している。即ち、結像レンズ２０１から撮像素子までに至る光路において、結像レンズ２０１側における開口部を小さく撮像素子側における開口部を大きくなるようにテーパ部１ｃを形状する一方、結像レンズ２０２からの光をプリズムミラー６により撮像素子に垂直方向に光が入射するように屈折させてから撮像素子に至るまでの光路において、結像レンズ２０２側における開口部を小さく撮像素子側における開口部を大きくなるようにテーパ部１ｃを形成している。
【００３６】
このように、本実施の形態５に係る撮像装置では、レンズマウント１の内部にテーパ部１ｃを形成しているため、レンズマウント１を成形するときに、成形金型と成形品であるレンズマウント１の型離れをよくすることができ、それにより薄肉部であるしきい部の成形を容易にすることができる。また、レンズマウント１の内部にテーパ部１ｃを形成しているため、レンズマウント１の内壁部を成形金型により「すり状」にすることが可能となり、レンズマウント１内での光の乱反射を防ぐことができ、撮像装置のフレアなどの品質劣化をも防ぐことができる。
【００３７】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６を図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、実施の形態６に係る撮像装置を側面方向からみたときの透視図である。図１６は、図１６において右側面方向からみたときの透視図である。図１５、図１６において、１０、１０はレンズホルダーで、結像レンズ２０１、２０２等と組み合わせて用いる。１ｄはレンズマウント１に設けられたねじ部、１０ａはレンズホルダー１ｄに設けられたねじ部である。１ｅはレンズマウント１を撮像素子３に当接させて組み立てるための基準部である。その他の同一の符号を付した部分は、前述の実施の形態と同一又は相当部分を示すため、説明は省略する。図１６に示すように、レンズマウント１の基準部１ｅが撮像素子３の受光面３ａ以外の部分で当接して組み立てられるため、撮像素子３との高さ方向の相対位置精度は精度良く組み立てられる。
【００３８】
このため、通常、結像レンズ２０２は、結像レンズホルダー１０に設けたねじ部１０ａをレンズマウント１に設けたねじ部１ｄにねじ込むことにより焦点調整されながら組み込まれるが、本実施の形態６では法線方向における結像レンズ２０１の焦点調整機構は排除している。即ち、結像レンズ２０１のレンズホルダー１０にはねじ部１０ａを設けず、それに対応するレンズマウント１にもねじ部を設けていない。結像レンズ２０１とレンズマウント１は接着剤９により予め接着一体化している。結像レンズ２０１の焦点は、前述のようにレンズマウント１の基準部１ｅと撮像素子３の当接させて組み立てるため、レンズマウント１の成形精度により決まる。実施の形態６に係る撮像装置では、レンズ焦点距離が５ｍｍ以下で、そのサイズのレンズマウント成形ばらつきは±０．０１ｍｍ以下にすることが可能であり、結像レンズ２０１とレンズマウント１の接着ばらつきを考慮しても、十分に焦点調整自由度の範囲内とすることができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態６に係る撮像装置では、結像レンズ２０１の焦点調整が不要となるため、撮像装置の生産が容易となる。ここでは、焦点方向の調整を法線方向の結像レンズ２０１のみ無調整として説明したが、水平線方向の焦点調整も無調整化してもよい。また、結像レンズ２０１，２０２の調整は無調整化せず、両方の結像レンズ２０１，２０２の調整機構は有していてもよい。この場合でも、レンズマウント１と撮像素子３を当接させる構造により、それらの相対位置関係は安定するので、結像レンズ２０１，２０２の調整範囲を狭く、調整に必要な時間を省略できる効果がある。
【００４０】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について、図１７及び１８を用いて説明する。図１７は、実施の形態７に係る撮像装置を側面方向からみたときの透視図である。図１８は、図１７におけるレンズマウント１の部分を側面方向からみたときの透視図である。図１７及び図１８において、１ｆはレンズマウント１に設けた側壁部で、図示しない直交する２辺に対しても同様に構成している。レンズマウント１を底面側からみた４辺に構成された側壁部１ｆによりキャビティ構造を構成する。１１は撮像素子３を配置後にポッティングなどにより配置される封止樹脂である。その他同一の符号を付した部分は、前述した実施の形態の場合と同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。
【００４１】
以上のように、レンズマウント１に撮像素子３が配置される底部の周囲に側壁１ｆによりキャビティが構成されるため、撮像素子３を封止するための液状の封止剤を配置しても外部への流出を防ぐことができる。このように実施の形態７によれば、撮像素子３の部分を封止するための封止剤１１の配置が容易になり、生産性が向上する。封止樹脂１１のはみだしを防止できるとともに、撮像装置の外観上の品質を向上することができる。
【００４２】
実施の形態８．
次に、実施の形態８について、図１９、図２０、図２１及び図２２を用いて説明する。図１９は、実施の形態８に係る撮像装置を説明するための斜視図である。図２０は、図１９に示す撮像装置の構成を説明するための分解図である。図１９及び図２０において、１はレンズマウント、２は結像レンズ、３は撮像素子、３ａは撮像素子３上に構成された受光面、１２は枠状部品、１２ａは枠状部品１２にリブ状に設けた仕切り部である。その他の同一の符号は、前述した実施の形態の場合と同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。ここでも、図示しない２個の結像レンズを有して２方向の撮像を可能とするもので、その動作原理は、前述した実施の形態１の場合と同様である。
【００４３】
この実施の形態８によれば、薄肉成形が必要な光域分離手段である仕切り部１２ａの成形が、レンズマウント１と一体ではなく、別部品として単純な形状の枠状部品１２に構成するようにしたので、成形による仕切り部１２ａの構成が容易になる。
【００４４】
次に、図２１について説明する。図２１（ａ）は、枠状部品１２の正面図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ‘線で切断したときの断面図及びその矢印方向には撮像素子３を枠状部品１２に組み込んだ状態の断面構成図を示している。図２１（ｂ）に示すように、枠状部品１２にはその上部に透光性板４を組み込むための当り面１２ｂを形成し、その下部に撮像素子３を組み込むための当り面１２ｃを形成している。図２２は、透光性板４、枠状部品１２及び撮像素子３の配置関係・構成等を説明するための分解図である。図２２に示すように、透光性板４は分割した２つの透光性板４０１、４０２により構成し、いわゆる２方向撮像における光域分離のための仕切り部１２ａを挟み込むように組み込んでいる。
【００４５】
このように実施の形態８によれば、枠状部品１２に配置された透光性板４０１、４０２とそれと対向する位置に撮像素子３が配置されるため、撮像素子３の受光面３ａを含む表面部の封止性が向上する。ここでも、撮像素子３を動作させるための回路基板及び電気的接続手段については図示しないが、ワイヤーボンド法、フリップチップボンド法等により電気的に接続されている。以上のように、実施の形態８によれば、いわゆる２方向撮像装置において、光域を分離するために必要な仕切り部１２ａの構成が容易になり、撮像素子３の封止性が向上するので、撮像装置としての信頼性も向上する。また、受光面３ａを有する撮像素子３の表面と透光性板４の平衡度も枠状部品１２の成形精度により精度良く配置され、屈折率の異なる透光性板４の平衡度ばらつきによる撮像画像品質のばらつきが軽減できる。さらに、生産ラインにおいては、透光性板４、撮像素子３を予め枠状部品１２に組み込んだ状態での取り扱いが可能なため、生産性も向上する。
【００４６】
実施の形態９．
次に、本発明の実施の形態９について、図２３を用いて説明する。図２３は、実施の形態８に係る撮像装置の側面透視図である。図２３において、１２ｄは枠状部品１２に設けた位置決め用凸部、１ｇはレンズマウント１に設けた位置決め用凹部である。その他の同一の符号は、前述の実施の形態における場合と同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。枠状部品１２に設けた光域分離手段である仕切り部１２ａは、２方向撮像装置における結像レンズ２及び結像レンズ２のイメージサークルの中央部に精度良く配置される必要があるが、実施の形態９によれば、枠状部品１２に設けた凸部１２ｄとレンズマウント１に設けた凹部１ｇを勘合して組み立てることにより、容易に精度良く位置合わせすることができる。
【００４７】
このように、実施の形態９によれば、結像レンズ２によるイメージサ−クルの位置とそれら２つの光域を分離する手段である仕切り部１２ａの位置合わせを容易に合わせることができるので生産性が向上する。
【００４８】
以上のようにこの発明に係る撮像装置によれば、異なる方向からの被写体情報に対して第１及び第２の結像レンズをレンズマウントに組み込むことにより、量産性に優れたいわゆる２方向撮像装置を得ることができる。
また、この発明に係る撮像装置を携帯電話等の機器に搭載すれば、回転機構や外部シャッター等の機構部を用いずとも２方向の撮像が可能となるため小型化でき、携帯機器に要求される構造的強度も保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の展開図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の断面構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の２分割した透光性板にしきい板を挟み込み撮像素子上に配置する工程を説明するための説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置のレンズマウントノ構成を説明するための断面構成図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置のレンズマウントを取り付ける前後の状態を示す断面構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置の斜視図、分解図及びレンズマウントと撮像素子の正面図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置のレンズマウントの正面図、側面図及び背面図、並びにその背面図及び撮像素子の拡大図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置におけるレンズマウントの背面図及び撮像素子の正面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウントを背面からみたときの背面図及び透光性板を組み込んだ時の状態を示す説明図である。
【図１１】 本発明の実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１２】 本発明の実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウントの背面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１４】 本発明の実施の形態５に係る撮像装置のレンズマウントを側面透視図である。
【図１５】 本発明の実施の形態６に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１６】 本発明の実施の形態６に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１７】 本発明の実施の形態７に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１８】 本発明の実施の形態７に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１９】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の斜視図である。
【図２０】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の分解図である。
【図２１】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の枠状部品を示す正面図及び断面図、並びに透光性板及び撮像素子等が組み込まれた状態を示す断面構成図である。
【図２２】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の分解図である。
【図２３】 本発明の実施の形態９に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図２４】 従来の撮像装置の正面図及び側面図、並びに側面方向の透視図である。
【符号の説明】
１…レンズマウント、１ａ…当り部、１ｂ…溜まり部、１ｃ…テーパ部、１ｄ…ねじ部、１ｅ…基準面、１ｆ…キャビティ部、１ｇ…位置決め用凹部、１０１…鏡筒、１０２…鏡筒、２…結像レンズ、２０１…結像レンズ、２０２…結像レンズ、３…撮像素子、３ａ…受光面、４…透光性板、４０１…透光性板、４０２…透光性板、５…しきい板、６…プリズムミラー、７０１…光路、７０２…光路、８０１…イメージサークル、８０２…イメージサークル、９…接着剤、１０…レンズホルダー、１０a…ねじ部、１１…封止材、１２…枠状部品、１２ａ…仕切り部、１２ｂ…当り部、１２ｃ…当り部、１２ｄ…位置決め用凸部、１３…パッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの撮像素子の受光面上に複数の結像レンズによって異なる方向の被写体情報を撮像する撮像装置及びこれを用いた携帯電話に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の撮像装置としては、例えば、図２４に示すような構成のものがあった。図２４（ａ）は、従来における撮像装置の正面図及び側面図、図２４（ｂ）は、その側面図における透視図である。図２４（ａ）（ｂ）において、２は結像レンズ、１０１及び１０２は鏡筒、１３はパッケージである。パッケージ１３は箱型でその内部がキャビテイ構造をしており、そのキャビティ部に受光面３ａを有する撮像素子３が実装されている。ここでは、図示しないワイヤーボンド実装などによりパッケージ１３に一体的に設けられた回路パターン部に電気的に接続され、さらに透光性板４により封止されている。鏡筒１０２はパッケージ１３に図示しない接着剤等により固定され、鏡筒１０１と図示しないねじ部により組立てられている。結像レンズ２の焦点調整は、鏡筒１０１と鏡筒１０２は、図示しないねじ部により調整可能に構成されている。このような従来の撮像装置では、被写体情報は結像レンズ２により集光され、撮像素子３上の受光面３ａ部に結像される。受光面３ａに結像された被写体情報は、そこで光電変換されて電気信号として出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の撮像装置は以上のように構成されているので、デジタルカメラ等では撮像した画像がモニターフレーム内でどのような状態で撮像されているか確認できるようにするため、撮像装置が向いている方向と撮像画像を表示させるモニター部とは反対面に位置させる必要がある。一方、撮像装置が搭載される携帯電話等では撮像した画像を携帯電話の通信回線にて送受信する用途が考えられ、自画像を撮像してデータ転送する場合と、周囲の被写体、例えば対面方向の被写体を撮像してデータ転送するなどの場合の２種類の使用法が考えられる。よって、携帯電話に搭載される撮像装置では、自画像と対面方向の撮像の２つが望まれるが、上述のように従来の撮像装置では１方向の被写体情報しか撮像できないため、自画像及び対面方向の両方向の撮像をするには、撮像装置そのものを機構的に回転させ、撮像したい被写体の方向に向ける必要があった。
【０００４】
しかしながら、携帯電話に代表される携帯機器では、落下、圧迫など通常の電気機器とは異なる劣悪な使用状態が日常的に発生する。よって、回転部などの機構的稼動部は、構造強度の観点からその意匠上に設けることは好ましくない。また、撮像装置を機構的に回転させない場合には、対面方向の撮像をするときに、撮像装置搭載機器そのものを被写体の方向に向ける必要があるが、その状態で携帯電話の表示部に映し出される撮像画像の状態を確認することができず、例えば、被写体を画面中央部に位置するよう調整することは困難である。このような課題は、撮像装置の搭載を携帯電話の液晶表示部と同一方向に搭載した場合を想定して述べたが、撮像装置の向きを予め対面方向に向けて搭載することは可能である。しかし、この場合には、自画像の撮像をする際に、同様の問題が発生する。これらの課題を解決する手段として、両方向を撮像するために複数個の撮像装置を搭載することも可能であるが、当然のことながらコスト的に高くなり、携帯機器などにおいては、形状の大型化、重量増加など、携帯機器として商品価値を低下させる恐れのある重要な問題になり兼ねない。
【０００５】
したがって、１つの撮像素子と２つの結像レンズ及びプリズムミラー等の光線反射部品を用い、どちらか一方の撮像はプリズムミラーにて光路を反射させることにより、異なる２方向の被写体情報を撮像できる撮像装置が考えられる。しかし、この場合には外部シャッター等により撮像方向をどちらか一方に切り替えるか若しくは常に双方向の被写体情報を撮像して異なる２方向の被写体情報が互いに干渉しないようにそれぞれの被写体情報の光域を分離するしきい板等の構造を設け、撮像装置の内部で２方向の被写体情報を分離する必要があった。前者の場合には、外部シャッターの切り替えはユーザーが機構的に操作をして切り替えるが、外部シャッター切り替え用のスイッチ等が機器の意匠上に出現し、前述の回転構造と同様に、携帯電話等の機器では構造強度的な問題が発生する。また、後者の場合には、しきい板等による撮像素子上での２方向の被写体情報の光域分離については、そのしきい板が微小部品で、かつ高精度の組み立てが要求されるため、実現性が困難である。
【０００６】
そこで、この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、外部機構による撮像方向の切り替えを不要とするとともに、一つの撮像素子で異なる方向の撮像が可能な撮像装置を得ることを目的としており、さらにこの装置を組み込んだ携帯電話を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る撮像装置は、方形状の受光面を有し、その受光面の一つの対角線における両側に第１及び第２の光域エリアを設けた撮像素子と、前記第１の光域エリアに対して垂直方向から入射する光を結像する第１の結像レンズと、前記第２の光域エリアに対して前記垂直方向と異なる方向から入射する光を結像する第２の結像レンズと、この第２の結像レンズを通過した光の光路を変更して前記第２の光域エリアに対して垂直方向にその光を入射させる光学手段と、この光学手段と前記第１及び第２の結像レンズとを装着したレンズマウントとを備えたものである。
【００２１】
請求項１５に係る撮像装置は、前記枠状部品に位置決め用の係止部を設け、前記レンズマウントに前記係止部と係止される被係止部を設けた請求項１３又は１４に記載のものである。
【００２２】
請求項１６に係る撮像装置は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の撮像装置を組み込んだことを特徴とする携帯電話に係るものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１、図２を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ本発明に係る撮像装置の斜視図及びその外形部の展開図である。図１及び図２において、１はレンズマウント、２はレンズマウント１に組み込まれた結像レンズで、２０１及び２０２はそれぞれ異なる方向を撮像するための結像レンズを示す。３は撮像素子である。ここで、図３（ａ）（ｂ）を用いて、本発明に係る撮像装置の内部構造及び動作原理について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、本発明に係る撮像装置の断面構成図である。図３（ａ）（ｂ）において、１はレンズマウント、３は撮像素子、６はプリズムミラー、２０１は撮像素子３に対して法線方向の撮像をするための結像レンズ、２０２はプリズムミラー６を介して撮像素子３に対して水平方向の撮像をするための結像レンズ、３ａは撮像素子３上に構成される受光面、４は透光性板、５は結像レンズ２０１及び結像レンズ２０２から得られる異なる方向の光学情報の光域エリアを分離するためのしきい板である。７０１は結像レンズ２０１側からの法線方向の光路を示し、７０２は結像レンズ２０２側からの水平線方向からの光路を示す。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、水平方向からの被写体情報はプリズムミラー６により反射され、撮像素子３上の受光面３ａに結像される。このとき、光路７０１の光束と光路７０２の光束はしきい板５により光域エリアを分離しているので、互いに干渉しない。なお、撮像素子３に結像される光学情報は受光面３ａにおいて光電変換されて電気信号として外部へ出力されるが、その電気的回路部及び撮像素子３とその電気回路部との電気的接続方法については、ワイヤーボンド法、フリップチップボンド法などがある。ここで、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、撮像素子３の受光面３ａ上に２分割した透光性板４０１、４０２にしきい板５を挟み込んで配置する工程を説明する説明図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、しきい板５は分割された透光性板４０１、４０２に挟み込むようにして構成している。
【００２６】
ところで、本発明の撮像装置は携帯電話等の機器に搭載される場合には、それら機器の構造強度の要求から機械的な外部シャッター機構を設けないことが望まれる。したがって、外部シャッターによる結像レンズの切り替えを行わず、結像レンズ２０１、２０２による被写体情報は常に撮像素子３に結像されるが、携帯電話等の機器側の処理により、どちらの光学情報を携帯電話の液晶モニターに映し出すのかは、ソフトウェアにて切り替え、ユーザーによるキー操作等により選択するようにしている。
【００２７】
このように、しきい板５により光域エリアを分離し、一つの撮像素子３と少なくとも２つの結像レンズ２０１、２０２を用いて少なくとも２方向の撮像が可能な撮像装置の原理を説明したが、撮像素子３の受光面３ａのしきい板５との間における領域は、光線が入光しないため有効受光領域として使用できなくなることから、しきい板５の厚みはできるだけ薄い方がよい。しかし、しきい板５は微小で薄い部品とすると、今度は図４に示すような構成では生産性が悪くなってしまう。ここに、図５は本発明に係る撮像装置の結像レンズ２０１，２０２を組み込んだレンズマウントの構成を説明するための断面構成図である。図５においては、図４に示したしきい板５をレンズマウント１と連続したしきい板部５０１を一体的に形成している。しきい板部５０１の厚みは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの極薄肉厚での成形が可能である。また、図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明に係る撮像装置の撮像素子３をレンズマウント１に取り付ける前後の状態を示す断面構成図である。図６（ａ）（ｂ）に示すように、結像レンズ２０１、２０２による光路に対応して分割した透光性板４０１、４０２をレンズマウント１のしきい板部５０１を挟み込むようにして撮像素子３を組み立てるように構成している。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１の撮像装置によれば、光域分離手段であるしきい板部５０１がレンズマント１と一体成形して構成しているため、例えば２方向の撮像装置の組み立てが容易になり、生産性を向上することができる。また、レンズマウント１は成形品であって、その成形材料は遮光性、低熱膨張、耐衝撃性、低吸湿性、電磁シールド機能等を有するものであれば、携帯電話等の機器に搭載したときに、それら携帯機器の使用環境においても撮像装置の性能を安定して動作させることができる。さらに、透光性板５は赤外光領域若しくは紫外線の遮断を目的とした、又は光の透過率を向上させることを目的とした光学特性を有する部品としてもよく、それらの光学機能部品を別途配置する必要がなくなるため、部品点数の削減及び生産工数の削減ができると共に、撮像装置の小型化を図りながらそれら光学特性の機能を有することができる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図７、図８及び図９を用いて説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれこの実施の形態２に係る撮像装置を示す斜視図、レンズマウント１と撮像素子３とを分解したときの斜視図及びレンズマウント１と撮像素子の分解したとき各正面図である。図８（ａ）（ｂ）は、それぞれレンズマウント１の正面図、側面図及び背面図、並びにその背面図を拡大した拡大図である。図９（ａ）（ｂ）は、それぞれレンズマウント１の背面図及び撮像素子３の正面図である。これら図７、図８及び図９において、１はレンズマウント、２０１は法線方向の結像レンズ、３は撮像素子、３ａは撮像素子３に設けられた受光面である。８０１及び８０２は、それぞれ結像レンズ２０１と図示しない結像レンズにより結像される被写体情報のイメージサークルである。そのイメージサークル１は結像レンズ２０１に対応し、イメージサークル２は結像レンズ２０２に対応している。５０１は、図８（ｂ）及び図９（ａ）（ｂ）において斜線部で示した部分に相当し、レンズマウント１に一体的に構成したしきい部である。この実施の形態２に係る撮像装置は、図７（ｃ）及び図９（ａ）に示すように撮像素子３の受光面３ａ上において、イメージサークル８０１、８０２が受光面３ａの対角に位置するように結像レンズ２０１、２０２の配置を構成している。図９（ｂ）では、撮像素子３の受光面３ａ上における光域エリアのイメージサークル８０１、８０２が直線的になるように結像レンズ２０１、２０２を配置しているため、レンズマウント１のしきい部５０１は図９（ａ）に示すそれよりも長い範囲で構成する必要がある。
【００３０】
この実施の形態２では、光域分離手段のしきい部５０１をレンズマウント１と一体成形するものであるが、前述のようにしきい部５０１は薄肉構造が要求され、その範囲が長いと成形による形成が困難となる。この実施の形態２によれば、撮像素子３の受光面３ａにおいて２つのイメージサークルが受光面３ａ上の対角に位置するように結像レンズ２０１、２０２を配置した構成であるため、薄肉構造が要求されるしきい部の範囲を微小長さとすることができ、レンズマウントに一体成形する際の生産性を向上することができる。
【００３１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０（ａ）（ｂ）はそれぞれこの実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウント１を背面からみた背面図及びレンズマウント１に透光性板４０１、４０２を組み込んだときの状態を示す説明図である。図１１（ａ）（ｂ）はレンズマウント１を側面からみた透視図である。これら図１０、図１１において、実施の形態１及び２の場合と同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。図１０（ａ）において、１ａは透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に組み込むときに、それら透光性板の組み込み平衡度の精度出しをするための当り部である。
【００３２】
透光性板４０１、４０２はレンズマウント１の当り面１ａに当接させて組み込まれるため、図１１（ｂ）に示すように光路７０１に対して精度良く垂直に位置することができる。透光性板４０１、４０２を光路７０１に対して傾いて配置すると、結像レンズ２０１から撮像素子３までの光路上において、光の屈折率の異なる空間部と透光性板部の関係より光路全域において均一でなくなり、撮像装置においては解像度むらが発生する場合がある。しかし、この実施の形態３に係る撮像装置では、透光性板は光路に対して傾かず、正確に直交して配置されるため、撮像装置の性能を安定させ、かつ、容易に組み立てることができる。
【００３３】
実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４について、図１２及び１３を用いて説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、この実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウント１を背面からみたときの背面図、図１３はレンズマウント１を側面からみたときの透視図である。これら図１２、図１３において、実施の形態３の場合と同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。図１２（ａ）において、１ｂは透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に配置し、接着固定するための接着剤の溜まり部である。図１２（ｂ）は透光性板４０１、４０２をレンズマウント１に配置し、接着剤９により接着した状態を示す説明図である。
【００３４】
この実施の形態４に係る撮像装置によれば、図１３にも示すように透光性板４とレンズマウント１の接着界面の部分に余分な接着剤が付着せず、透光性板を接着剤により傾いたりすることを防げるので、結像レンズから撮像素子までの光路上において光の屈折率の異なる空間部と透光性板部の関係により光路全域において均一でなくなることによる、撮像装置の解像度むら発生などの不具合の発生を防ぎ、撮像装置の性能を安定させ、かつ、容易に組み立てることができる。
【００３５】
実施の形態５．
次に、本発明に係る実施の形態５について図１４を用いて説明する。図１４は、この実施の形態５に係る撮像装置においてレンズマウント１の側面からみた断面構成図である。図１４において、同一符号は同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。レンズマウント１の内部構成は、図１４に示すように、テーパ部１ｃを形成している。このテーパ部１ｃは、受光面の光域エリアを２分割するように受光面の近傍まで延びるしきい部にテーパ部１ｃを形成している。即ち、結像レンズ２０１から撮像素子までに至る光路において、結像レンズ２０１側における開口部を小さく撮像素子側における開口部を大きくなるようにテーパ部１ｃを形状する一方、結像レンズ２０２からの光をプリズムミラー６により撮像素子に垂直方向に光が入射するように屈折させてから撮像素子に至るまでの光路において、結像レンズ２０２側における開口部を小さく撮像素子側における開口部を大きくなるようにテーパ部１ｃを形成している。
【００３６】
このように、本実施の形態５に係る撮像装置では、レンズマウント１の内部にテーパ部１ｃを形成しているため、レンズマウント１を成形するときに、成形金型と成形品であるレンズマウント１の型離れをよくすることができ、それにより薄肉部であるしきい部の成形を容易にすることができる。また、レンズマウント１の内部にテーパ部１ｃを形成しているため、レンズマウント１の内壁部を成形金型により「すり状」にすることが可能となり、レンズマウント１内での光の乱反射を防ぐことができ、撮像装置のフレアなどの品質劣化をも防ぐことができる。
【００３７】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６を図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、実施の形態６に係る撮像装置を側面方向からみたときの透視図である。図１６は、図１６において右側面方向からみたときの透視図である。図１５、図１６において、１０、１０はレンズホルダーで、結像レンズ２０１、２０２等と組み合わせて用いる。１ｄはレンズマウント１に設けられたねじ部、１０ａはレンズホルダー１ｄに設けられたねじ部である。１ｅはレンズマウント１を撮像素子３に当接させて組み立てるための基準部である。その他の同一の符号を付した部分は、前述の実施の形態と同一又は相当部分を示すため、説明は省略する。図１６に示すように、レンズマウント１の基準部１ｅが撮像素子３の受光面３ａ以外の部分で当接して組み立てられるため、撮像素子３との高さ方向の相対位置精度は精度良く組み立てられる。
【００３８】
このため、通常、結像レンズ２０２は、結像レンズホルダー１０に設けたねじ部１０ａをレンズマウント１に設けたねじ部１ｄにねじ込むことにより焦点調整されながら組み込まれるが、本実施の形態６では法線方向における結像レンズ２０１の焦点調整機構は排除している。即ち、結像レンズ２０１のレンズホルダー１０にはねじ部１０ａを設けず、それに対応するレンズマウント１にもねじ部を設けていない。結像レンズ２０１とレンズマウント１は接着剤９により予め接着一体化している。結像レンズ２０１の焦点は、前述のようにレンズマウント１の基準部１ｅと撮像素子３の当接させて組み立てるため、レンズマウント１の成形精度により決まる。実施の形態６に係る撮像装置では、レンズ焦点距離が５ｍｍ以下で、そのサイズのレンズマウント成形ばらつきは±０．０１ｍｍ以下にすることが可能であり、結像レンズ２０１とレンズマウント１の接着ばらつきを考慮しても、十分に焦点調整自由度の範囲内とすることができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態６に係る撮像装置では、結像レンズ２０１の焦点調整が不要となるため、撮像装置の生産が容易となる。ここでは、焦点方向の調整を法線方向の結像レンズ２０１のみ無調整として説明したが、水平線方向の焦点調整も無調整化してもよい。また、結像レンズ２０１，２０２の調整は無調整化せず、両方の結像レンズ２０１，２０２の調整機構は有していてもよい。この場合でも、レンズマウント１と撮像素子３を当接させる構造により、それらの相対位置関係は安定するので、結像レンズ２０１，２０２の調整範囲を狭く、調整に必要な時間を省略できる効果がある。
【００４０】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について、図１７及び１８を用いて説明する。図１７は、実施の形態７に係る撮像装置を側面方向からみたときの透視図である。図１８は、図１７におけるレンズマウント１の部分を側面方向からみたときの透視図である。図１７及び図１８において、１ｆはレンズマウント１に設けた側壁部で、図示しない直交する２辺に対しても同様に構成している。レンズマウント１を底面側からみた４辺に構成された側壁部１ｆによりキャビティ構造を構成する。１１は撮像素子３を配置後にポッティングなどにより配置される封止樹脂である。その他同一の符号を付した部分は、前述した実施の形態の場合と同一又は相当部分を示すため、その説明を省略する。
【００４１】
以上のように、レンズマウント１に撮像素子３が配置される底部の周囲に側壁１ｆによりキャビティが構成されるため、撮像素子３を封止するための液状の封止剤を配置しても外部への流出を防ぐことができる。このように実施の形態７によれば、撮像素子３の部分を封止するための封止剤１１の配置が容易になり、生産性が向上する。封止樹脂１１のはみだしを防止できるとともに、撮像装置の外観上の品質を向上することができる。
【００４２】
実施の形態８．
次に、実施の形態８について、図１９、図２０、図２１及び図２２を用いて説明する。図１９は、実施の形態８に係る撮像装置を説明するための斜視図である。図２０は、図１９に示す撮像装置の構成を説明するための分解図である。図１９及び図２０において、１はレンズマウント、２は結像レンズ、３は撮像素子、３ａは撮像素子３上に構成された受光面、１２は枠状部品、１２ａは枠状部品１２にリブ状に設けた仕切り部である。その他の同一の符号は、前述した実施の形態の場合と同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。ここでも、図示しない２個の結像レンズを有して２方向の撮像を可能とするもので、その動作原理は、前述した実施の形態１の場合と同様である。
【００４３】
この実施の形態８によれば、薄肉成形が必要な光域分離手段である仕切り部１２ａの成形が、レンズマウント１と一体ではなく、別部品として単純な形状の枠状部品１２に構成するようにしたので、成形による仕切り部１２ａの構成が容易になる。
【００４４】
次に、図２１について説明する。図２１（ａ）は、枠状部品１２の正面図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ‘線で切断したときの断面図及びその矢印方向には撮像素子３を枠状部品１２に組み込んだ状態の断面構成図を示している。図２１（ｂ）に示すように、枠状部品１２にはその上部に透光性板４を組み込むための当り面１２ｂを形成し、その下部に撮像素子３を組み込むための当り面１２ｃを形成している。図２２は、透光性板４、枠状部品１２及び撮像素子３の配置関係・構成等を説明するための分解図である。図２２に示すように、透光性板４は分割した２つの透光性板４０１、４０２により構成し、いわゆる２方向撮像における光域分離のための仕切り部１２ａを挟み込むように組み込んでいる。
【００４５】
このように実施の形態８によれば、枠状部品１２に配置された透光性板４０１、４０２とそれと対向する位置に撮像素子３が配置されるため、撮像素子３の受光面３ａを含む表面部の封止性が向上する。ここでも、撮像素子３を動作させるための回路基板及び電気的接続手段については図示しないが、ワイヤーボンド法、フリップチップボンド法等により電気的に接続されている。以上のように、実施の形態８によれば、いわゆる２方向撮像装置において、光域を分離するために必要な仕切り部１２ａの構成が容易になり、撮像素子３の封止性が向上するので、撮像装置としての信頼性も向上する。また、受光面３ａを有する撮像素子３の表面と透光性板４の平衡度も枠状部品１２の成形精度により精度良く配置され、屈折率の異なる透光性板４の平衡度ばらつきによる撮像画像品質のばらつきが軽減できる。さらに、生産ラインにおいては、透光性板４、撮像素子３を予め枠状部品１２に組み込んだ状態での取り扱いが可能なため、生産性も向上する。
【００４６】
実施の形態９．
次に、本発明の実施の形態９について、図２３を用いて説明する。図２３は、実施の形態８に係る撮像装置の側面透視図である。図２３において、１２ｄは枠状部品１２に設けた位置決め用凸部、１ｇはレンズマウント１に設けた位置決め用凹部である。その他の同一の符号は、前述の実施の形態における場合と同一又は相当部分を示すため、その説明は省略する。枠状部品１２に設けた光域分離手段である仕切り部１２ａは、２方向撮像装置における結像レンズ２及び結像レンズ２のイメージサークルの中央部に精度良く配置される必要があるが、実施の形態９によれば、枠状部品１２に設けた凸部１２ｄとレンズマウント１に設けた凹部１ｇを勘合して組み立てることにより、容易に精度良く位置合わせすることができる。
【００４７】
このように、実施の形態９によれば、結像レンズ２によるイメージサ−クルの位置とそれら２つの光域を分離する手段である仕切り部１２ａの位置合わせを容易に合わせることができるので生産性が向上する。
【００４８】
以上のようにこの発明に係る撮像装置によれば、異なる方向からの被写体情報に対して第１及び第２の結像レンズをレンズマウントに組み込むことにより、量産性に優れたいわゆる２方向撮像装置を得ることができる。
また、この発明に係る撮像装置を携帯電話等の機器に搭載すれば、回転機構や外部シャッター等の機構部を用いずとも２方向の撮像が可能となるため小型化でき、携帯機器に要求される構造的強度も保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の展開図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の断面構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置の２分割した透光性板にしきい板を挟み込み撮像素子上に配置する工程を説明するための説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置のレンズマウントノ構成を説明するための断面構成図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る撮像装置のレンズマウントを取り付ける前後の状態を示す断面構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置の斜視図、分解図及びレンズマウントと撮像素子の正面図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置のレンズマウントの正面図、側面図及び背面図、並びにその背面図及び撮像素子の拡大図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る撮像装置におけるレンズマウントの背面図及び撮像素子の正面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウントを背面からみたときの背面図及び透光性板を組み込んだ時の状態を示す説明図である。
【図１１】 本発明の実施の形態３に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１２】 本発明の実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウントの背面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１４】 本発明の実施の形態５に係る撮像装置のレンズマウントを側面透視図である。
【図１５】 本発明の実施の形態６に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１６】 本発明の実施の形態６に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１７】 本発明の実施の形態７に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図１８】 本発明の実施の形態７に係る撮像装置のレンズマウントを側面からみたときの透視図である。
【図１９】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の斜視図である。
【図２０】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の分解図である。
【図２１】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の枠状部品を示す正面図及び断面図、並びに透光性板及び撮像素子等が組み込まれた状態を示す断面構成図である。
【図２２】 本発明の実施の形態８に係る撮像装置の分解図である。
【図２３】 本発明の実施の形態９に係る撮像装置を側面からみたときの透視図である。
【図２４】 従来の撮像装置の正面図及び側面図、並びに側面方向の透視図である。
【符号の説明】
１…レンズマウント、１ａ…当り部、１ｂ…溜まり部、１ｃ…テーパ部、１ｄ…ねじ部、１ｅ…基準面、１ｆ…キャビティ部、１ｇ…位置決め用凹部、１０１…鏡筒、１０２…鏡筒、２…結像レンズ、２０１…結像レンズ、２０２…結像レンズ、３…撮像素子、３ａ…受光面、４…透光性板、４０１…透光性板、４０２…透光性板、５…しきい板、６…プリズムミラー、７０１…光路、７０２…光路、８０１…イメージサークル、８０２…イメージサークル、９…接着剤、１０…レンズホルダー、１０a…ねじ部、１１…封止材、１２…枠状部品、１２ａ…仕切り部、１２ｂ…当り部、１２ｃ…当り部、１２ｄ…位置決め用凸部、１３…パッケージ
Claims (1)
- 方形状の受光面を有し、その受光面の一つの対角線における両側に第１及び第２の光域エリアを設けた撮像素子と、前記第１の光域エリアに対して垂直方向から入射する光を結像する第１の結像レンズと、前記第２の光域エリアに対して前記垂直方向と異なる方向から入射する光を結像する第２の結像レンズと、この第２の結像レンズを通過した光の光路を変更して前記第２の光域エリアに対して垂直方向にその光を入射させる光学手段と、この光学手段と前記第１及び第２の結像レンズとを装着し、前記第１の光域エリアと前記第２の光域エリアとの間に配置する光域分離手段を一体成形したレンズマウントとを備えた撮像装置。
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