JP4000449B2

JP4000449B2 - イメージセンサ、撮像装置および携帯電話機

Info

Publication number: JP4000449B2
Application number: JP2002049134A
Authority: JP
Inventors: 伸一加藤; 和弘星野; 郁夫吉原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003250071A

Description

【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：Personal Digital 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、撮像装置および携帯電話機に関する。
【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２００１−２２３９２４号公報に開示されている。以下、図１１および図１２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、図１１および図１２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（ＣＣＤ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１２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１１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、背面液晶シャッタ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、前面液晶シャッタ１３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１１および図１２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、当該イメージセンサを搭載した撮像装置および携帯電話機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がそれぞれ被写体光束の結像面として用いられ、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ていることを特徴とする。
【００１８】
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され、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。
【００１９】
更に、本発明の携帯電話機は、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され、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の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】
図１および図２は、本発明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(Electro-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２９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２９の上部に、回動自在なジョグダイヤル３２が操作部２３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４４、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（Random 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３２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、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２、もしくは、ＭＰＥＧ４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６１，６２は互いに同一軸線上に位置しており、第１のレンズ６１と第２のレンズ６２との間には、図４および図５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、ＣＣＤ（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 Semiconductor）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６２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，７２Ａ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６５Ａ，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，Ｙｅ，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 Controller）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６４ｂ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６４ｂ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７１，７２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】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれ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。
【００７６】
例えば以上の実施の形態では、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。
【００７７】
また、図９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。
【００７８】
また、以上の実施の形態では、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７１，７２で構成したが、これに限られない。例えば図１０は、遮光手段としての他の構成例を示す。
【００７９】
図１０Ａ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１０Ｂ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。
【００８０】
図１０Ｃ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１０Ｃ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。
【００８１】
更に、以上の実施の形態では、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。
【００８２】
【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。
【００８３】
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】本発明の実施の形態による携帯電話機の他の作用を説明する図である。
【図１０】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１１】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１２】図１１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…イメージセンサ、６４…固体撮像素子、６５Ａ，６５Ｂ…カラーフィルタ、６６…支持板、６７…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）、１１３…遮光フィルム（遮光手段）、１１５…液晶シャッタ（遮光手段）。

Claims

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イメージセンサであって、
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ている
ことを特徴とするイメージセンサ。
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１に記載のイメージセンサ。
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。
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。
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４に記載の撮像装置。
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５に記載の撮像装置。
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、それぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
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７に記載の撮像装置。
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ている
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
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９に記載の撮像装置。
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９に記載の撮像装置。
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ている
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
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、前記本体に設けられた操作手段と、データの送受信手段とを備えた携帯電話機において、
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
ことを特徴とする携帯電話機。
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１３に記載の携帯電話機。
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１４に記載の携帯電話機。
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、それぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１３に記載の携帯電話機。
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１６に記載の携帯電話機。
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ている
ことを特徴とする請求項１６に記載の携帯電話機。
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１８に記載の携帯電話機。
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１８に記載の携帯電話機。
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ている
ことを特徴とする請求項１３に記載の携帯電話機。