JP2009049900A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電子機器におけるアウタカメラとインナカメラなどに好適な、反対方向の被写体の撮影機能を備えつつ、構造が簡単で小型な撮像装置を提供する。
【解決手段】互いに反対方向に向けて開口された第１の撮影開口と第２の撮影開口を有する筺体と、筺体の第１の撮影開口を有する側の面に設けた、少なくとも一つの撮像素子と該撮像素子の出力信号を処理する画像処理回路と、第１の撮影開口から入射する光束を撮像素子の撮像面に結像させる、複数の反射面による屈曲光路を有する第１の光学系と、第２の撮影開口から入射する光束を上記撮像素子の撮像面に結像させる直線状光路を有する第２の光学系とを備えたことを特徴とした撮像装置。
【選択図】図５

Description

本発明は撮像装置に関し、特に携帯電話などの携帯電子機器に搭載される撮像装置に関する。

近年、カメラ付き携帯電話などの携帯電子機器において、通常の被写体を撮影するアウトカメラ（メインカメラ）に加えて、テレビ通話時などに通話者自身を撮影するインカメラ（サブカメラ）を備えたものが広く普及している。この種の携帯電子機器では、筺体に複数のカメラを配置することによる装置の大型化や製造コストの増大を防ぐことが望まれている。例えば、特許文献１では、単一の筺体内に設けた反射部材と遮光部材の連動によって、正面方向と背面方向の撮影を切換可能にした撮像装置が提案されている。
特開２００７−１１６３６１

特許文献１の撮像装置では、反射部材と遮光部材を連動させる手段が必要であるため、機構が複雑になりがちである。また、反射部材や遮光部材の可動スペースを要する関係上、筺体の薄型化が制約されていた。

そこで本発明は、携帯電子機器におけるアウタカメラとインナカメラなどに好適な、反対方向の被写体の撮影機能を備えつつ、構造が簡単で小型な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、互いに反対方向に向けて開口された第１の撮影開口と第２の撮影開口を有する筺体と、筺体の第１の撮影開口を有する側の面に設けた、少なくとも一つの撮像素子と該撮像素子の出力信号を処理する画像処理回路と、第１の撮影開口から入射する光束を撮像素子の撮像面に結像させる、複数の反射面による屈曲光路を有する第１の光学系と、第２の撮影開口から入射する光束を上記撮像素子の撮像面に結像させる直線状光路を有する第２の光学系とを備えたことを特徴としている。

より詳しくは、第２の光学系は、第１の光学系における最も撮像素子に近い反射面から撮像素子に向かう出射光軸に沿う光路部分に隣接して設けられており、第１の光学系の出射光軸と第２の光学系の光軸とが略平行をなしていることが好ましい。

筺体内において第１の光学系と第２の光学系の間には、撮像素子の撮像面から離れるにつれて徐々に第２の光学系の光軸から離れる方向に傾斜する傾斜遮光壁を設けることが好ましい。

より詳しくは、第１の光学系は、第２の光学系に隣接する位置に、入射した光束を撮像素子側に向けて反射する反射面を有するプリズムを有しており、このプリズムの外面に沿って傾斜遮光壁が設けられていることが好ましい。例えば、第２の光学系は第１の光学系のプリズムの反射面に隣接して位置し、このプリズムの反射面に沿って傾斜遮光壁を設けるとよい。あるいは、第１の光学系のプリズムは反射面と非直交な傾斜側面を有し、このプリズムの傾斜側面に隣接して第２の光学系を位置させると共に、該プリズムの傾斜側面に沿って傾斜遮光壁を設けてもよい。

傾斜遮光壁のうち第２の光学系の光路に臨む側の面に遮光線を形成すると、内面反射防止に効果的である。また、傾斜遮光壁を筐体と一体に形成することで、部品点数を少なくできる。

筺体には、第１の光学系と第２の光学系に対応させて別々の撮像素子を設けてもよいし、単一の撮像素子を第１の光学系と第２の光学系で共用させてもよい。共用の場合には、第１の光学系と第２の光学系はそれぞれ、筺体における第１の撮影開口と第２の撮影開口から入射した光束を、撮像素子の撮像面上の異なる領域に結像させるように構成される。

以上の本発明によれば、反対方向に位置する被写体を撮影する機能を備えつつ、構造が簡単で小型な撮像装置を得ることができる。また、傾斜遮光壁によって、第１の光学系と第２の光学系の間の光漏れを効果的に防ぐことができる。

図１及び図２に示す携帯電話端末１０は、数字ボタンなどの複数の操作キー１１を有する操作キー部１２と、液晶ディスプレイ１３を有するディスプレイ部１４を備え、ヒンジ部１５を介して、図１及び図２のように操作キー部１２とディスプレイ部１４を展開した状態と、操作キー部１２とディスプレイ部１４が重なるように折り畳まれた状態とにさせることができる。ディスプレイ部１４における液晶ディスプレイ１３の背面（折り畳み状態で外面に位置する側の面）には、ヒンジ部１５の近傍に位置させてアウトカメラ窓１６が形成されている。一方、ディスプレイ部１４における液晶ディスプレイ１３側の面（折り畳み状態で操作キー部１２に対向する側の面）には、ヒンジ部１５の近傍に位置させてインカメラ窓１７が形成されている。ディスプレイ部１４内には、この表裏のカメラ窓１６、１７の間に位置させて撮像ユニット２０（撮像モジュール）が設けられている。以下の撮像ユニット２０の説明では、ディスプレイ部１４における液晶ディスプレイ１３の長辺方向を縦方向、液晶ディスプレイ１３の短辺方向を横方向、ディスプレイ部１４の厚さ方向を奥行き方向と定義する。また、アウトカメラ窓１６に向く側を撮像ユニット２０の表側、インカメラ窓１７に向く側を撮像ユニット２０の裏側とする。

図５に示すように、横長の箱状体であるハウジング（筺体）３０には、アウトカメラ窓１６に臨む表側に表側開口部（第１の撮影開口）３１と基板取付開口部３２が形成されており、この表側開口部３１と基板取付開口部３２を囲むように一対の横方向壁部３３、３４（図３、図４）と一対の縦方向壁部３５、３６が設けられている。また、インカメラ窓１７に臨むハウジング３０の裏側部分は、裏側壁部３７によって塞がれている。一対の横方向壁部３３、３４は互いに略平行であり、一対の縦方向壁部３５、３６は互いに略平行である。裏側壁部３７は、表側開口部３１と基板取付開口部３２に対向する位置にあり、横方向壁部３３、３４と縦方向壁部３５、３６に対して略直交する関係にある。裏側壁部３７には、ハウジング３０の内部と外部を貫通する裏側開口部（第２の撮影開口）３８が形成されている。裏側開口部３８には保護及び防塵用の透明部材３９が嵌っている。ハウジング３０の横幅方向において、表側開口部３１は一方の縦方向壁部３５に隣接する位置に形成されていて、裏側開口部３８は他方の縦方向壁部３６に隣接する位置に形成されている。

ハウジング３０内には、縦方向壁部３５に隣接する位置に第１プリズム２１が配置されている。また、裏側開口部３８の形成位置よりも若干縦方向壁部３５側に位置させて、第２プリズム２４が配置されている。第１プリズム２１は、入射面２１−ｉから入射する光束を、反射面２１−ｒによって出射面２１−ｏ側に向けて略直角に反射させるプリズムである。また、第２プリズム２４は、入射面２４−ｉから入射する光束を、反射面２４−ｒによって出射面２４−ｏ側に向けて略直角に反射させるプリズムである。第１プリズム２１は、その入射面２１−ｉをハウジング３０の表側開口部３１に臨ませ、出射面２１−ｏをハウジング３０の縦方向壁部３６方向に向けて配置される。第２プリズム２４は、その入射面２４−ｉが第１プリズム２１の出射面２１−ｏの方を向くようにして配置され、出射面２４−ｏがハウジング３０の基板取付開口部３２側に向く。ハウジング３０内にはまた、第１プリズム２１と第２プリズム２４の間に位置させて、第１変倍レンズ群２２と第２変倍レンズ群２３が設けられる。第１変倍レンズ群２２は第１プリズム２１の出射面２１−ｏに対向する位置に設けられ、第２変倍レンズ群２３は第２プリズム２４の入射面２４−ｉに対向する位置に設けられる。

以上の第１プリズム２１、第１変倍レンズ群２２、第２変倍レンズ群２３、及び第２プリズム２４は、アウトカメラ窓１６を通しての撮影を行うメイン光学系（第１の光学系）を構成している。メイン光学系に対しては、図５に示すように、物体側からの光束が入射光軸ＯＰ−Ｍ１に沿って第１プリズム２１の入射面２１−ｉに入射する。第１プリズム２１は、その入射光束を反射面２１−ｒで略直角に反射させ、反射された光束は横方向に向く中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿って第１変倍レンズ群２２、第２変倍レンズ群２３を通って進み、第２プリズム２４の入射面２４−ｉに入射する。第２プリズム２４は反射面２４−ｒで光束を物体側に向けて略直角に反射し、入射光軸ＯＰ−Ｍ１と略平行な出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿って出射面２４−ｏから出射させる。つまり、メイン光学系は、入射光軸ＯＰ−Ｍ１、中間光軸ＯＰ−Ｍ２、出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿うコ字状の光路を有する光学系となっている。

第１変倍レンズ群２２と第２変倍レンズ群２３はそれぞれ、ハウジング３０内で中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿う方向（横方向）へ移動可能に支持されており、図示しないレンズ群駆動モータによって進退移動される。メイン光学系は焦点距離可変のズーム光学系であり、第１変倍レンズ群２２と第２変倍レンズ群２３を中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿って所定の軌跡で相対移動させることにより焦点距離が変化する。さらに、第１変倍レンズ群２２と第２変倍レンズ群２３のいずれかを中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿って移動させることによって、合焦動作を行わせることができる。いずれのレンズ群をフォーカシングレンズ群として機能させるかは任意であるが、本実施形態では第２変倍レンズ群２３がフォーカシングレンズ群として機能する。

ハウジング３０内にはさらに、第２プリズム２４と縦方向壁部３６の間の空間に、裏側開口部３８に臨ませて、インカメラ用のサブ光学系（第２の光学系）を構成するサブ撮影用レンズ群４０が設けられている。サブ撮影用レンズ群４０のサブ光軸ＯＰ−Ｓは、ハウジング３０の奥行き方向に直線状に向いており、メイン光学系の出射光軸ＯＰ−Ｍ３と略平行である。裏側開口部３８を通してサブ撮影用レンズ群４０に入射した光束は、サブ光軸ＯＰ−Ｓに沿って基板取付開口部３２側に出射される。

撮像ユニット２０は、以上の各構成要素をハウジング３０に組み付けた上で、基板取付開口部３２を塞ぐようにカバー基板５０を取り付けることで完成される。図６に示すように、カバー基板５０は、ハウジング３０の横幅方向に長い矩形をなすベース基板上に、撮像センサ（撮像素子）５１、デジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰ）５２、水晶発振器５３、読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭ）５４、ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭ）５５、モータドライバ５６といった電子回路部品を配設したものである。

図７は、カバー基板５０上の電子回路部品の制御関係を示したものである。撮像センサ５１はＣＣＤやＣＭＯＳといった周知の撮像素子からなっており、その撮像面（受光面）に入射した光を光電変換して電気信号を出力する。液晶ディスプレイ１３に画像を表示するライブビュー時には、撮像センサ５１の使用領域における画素信号がＤＳＰ５２の制御により逐次読み出され、ＤＳＰ５２内で処理されて液晶ディスプレイ１３の表示素子が表示可能な信号（ＹＵＶ信号）が生成される。撮影時にはＤＳＰ５２からの制御信号により撮像センサ５１の使用領域の全画素信号が読み出されＤＳＰ５２内で処理され、ＪＰＥＧなどの形式で圧縮され、外部インターフェース５９を介して、外部のメモリ手段（メモリカードなど）に保存できる画像信号として出力される。ＤＳＰ５２はまた、モータドライバ５６を介して、第１変倍レンズ群２２と第２変倍レンズ群２３を中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿って移動させる前述のレンズ群駆動モータを駆動制御する。ＲＯＭ５４には、ＤＳＰ５２を動作させるプログラムが記録されている。携帯電話端末１０の電源起動時にＲＯＭ５４内のプログラムが読み込まれて一連の起動処理を行い、撮像センサ５１からの信号をＤＳＰ５２で処理して被写体画像（ライブビュー）を出力することで撮影準備状態になったことを操作者に知らせることができる。ＲＡＭ５５は撮像センサ５１から入力された画像信号を処理するために一時記憶領域として用いられる。水晶発振器５３は設定したクロックのタイミング信号を出力する。

図５に示すように、基板取付開口部３２を塞ぐようにしてカバー基板５０をハウジング３０に取り付けると、撮像センサ５１の撮像面（受光面）が第２プリズム２４の出射面２４−ｏと、サブ撮影用レンズ群４０に対向して位置される。換言すれば、撮像センサ５１が、メイン光学系の出射光軸ＯＰ−Ｍ３と、サブ光学系のサブ光軸ＯＰ−Ｓ上に位置される。そして、メイン光学系は、表側開口部３１から入射する光束を撮像センサ５１の撮像面上の第１の領域５１Ｍに結像させ、サブ光学系は、裏側開口部３８から入射する光束を撮像センサ５１の撮像面上の第２の領域５１Ｓに結像させる。カバー基板５０の取り付けに際しては、メイン光学系及びサブ光学系によって形成される被写体像が撮像センサ５１の撮像面上に正確に結像されるように、カバー基板５０の位置が厳密に調整される。カバー基板５０は接着などの手段によってハウジング３０に固定される。

また、カバー基板５０をハウジング３０に取り付ける際には、カバー基板５０から延設されたモータ駆動ＦＰＣ（フレキシブル基板）５７（図３）が、ハウジング３０内に設けた前述のレンズ群駆動モータの端子に接続される。このモータ駆動ＦＰＣ５７はモータドライバ５６に接続しており、カバー基板５０の組み付けが完了すると、各モータがモータドライバ５６によって駆動制御される状態になる。

カバー基板５０とハウジング３０が結合されて完成した状態の撮像ユニット２０は、第１プリズム２１の入射面２１−ｉが臨む表側開口部３１と、サブ撮影用レンズ群４０の入射面が臨む裏側開口部３８という前後の光入射部（光学開口）を有する箱状体となっている。そして撮像ユニット２０は、図１及び図２に示すように、第１プリズム２１の入射面２１−ｉ（表側開口部３１）がアウトカメラ窓１６の背後に位置し、サブ撮影用レンズ群４０の入射面（裏側開口部３８）がインカメラ窓１７の背後に位置するようにして、携帯電話端末１０のディスプレイ部１４内に取り付けられる。このとき、カバー基板５０から延設された画像信号ＦＰＣ（フレキシブル基板）５８が携帯電話端末１０内に設けた制御回路（不図示）に接続される。

携帯電話端末１０の制御回路からは、操作キー１１などの操作手段を用いて入力された操作信号が画像信号ＦＰＣ５８を介して撮像ユニット２０に送られる。この操作信号とは、撮影実行信号、ライブビュー（画像表示）実行信号、ズーミング動作信号、カメラ切換信号（撮影モード切換信号）などである。撮影実行信号が入力されると、撮像ユニット２０において前述したフォーカシング動作（レンズ群駆動モータによる第２変倍レンズ群２３の移動）を含む撮影動作が行われ、ＤＳＰ５２によって処理されたメモリ記録用のフォーマット済み画像信号が画像信号ＦＰＣ５８を介して制御回路へ送られる。ライブビュー実行信号が入力されると、ＤＳＰ５２によって処理された画面表示用の画像信号（ＹＵＶ信号）が画像信号ＦＰＣ５８を介して制御回路へ送られる。また、ズーミング動作信号が入力されると、モータドライバ５６を介してレンズ群駆動モータが駆動され、撮像ユニット２０の光学系における焦点距離が変化する。また、画像信号ＦＰＣ５８を介して撮像ユニット２０に対する給電も行われる。

カメラ切換信号は、メイン光学系を用いたアウトカメラモードでの撮影と、サブ光学系を用いたインカメラモードでの撮影を選択する信号である。アウトカメラモードでは、前述したライブビュー時や撮影時におけるＤＳＰ５２での画像処理において、撮像センサ５１の撮像面上のうち第１の領域５１Ｍの画素信号が用いられ、インカメラモードでは、撮像センサ５１の撮像面上のうち第２の領域５１Ｓの画素信号が用いられるように、撮像センサ５１の使用領域が切換制御される。

以上のように、撮像ユニット２０から延出される画像信号ＦＰＣ５８を携帯電話端末１０の制御回路に接続することにより、アウトカメラ機能とインカメラ機能を備えた撮像システムが完成する。製造工程においては、カバー基板５０上の電子回路部品を含めて予めモジュール化された撮像ユニット２０を取り付けるだけなので、繁雑な部品組み付けが不要であり組立作業性に優れている。同様の観点から、撮像ユニット２０の修理や交換などのメンテナンス時の作業性にも優れている。そして、撮像ユニット２０からはＤＳＰ５２で処理済みの画像信号が出力されるため、携帯電話端末１０本体側の制御回路には画像処理の負担がかからない。

そして、撮像ユニット２０では、撮像センサ５１を内蔵するハウジング３０の表裏に、アウトカメラ窓１６に臨む表側開口部３１と、インカメラ窓１７に臨む裏側開口部３８を設け、表側開口部３１を通して撮影を行うメイン光学系と、裏側開口部３８を通して撮影を行うサブ光学系を単一の筺体内に配置している。そのため、アウトカメラ（メインカメラ）とインカメラ（サブカメラ）を別々に配置したタイプの撮像装置に比して部品点数が少なくシンプルな構成になっており、製造コストを低く抑えることができる。

撮像ユニット２０におけるメイン光学系は、第１プリズム２１の反射面２１−ｒと第２プリズム２４の反射面２４−ｒという２つの反射面を有し、入射光軸ＯＰ−Ｍ１、中間光軸ＯＰ−Ｍ２、出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿うコ字形の屈曲光路を構成している。そしてメイン光学系は、ハウジング３０の前面側に設けたカバー基板５０の撮像センサ５１（第１の領域５１Ｍ）上に被写体像を結像させる。一方、サブ光学系は、メイン光学系のうち出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿う光路に隣接する位置に、該出射光軸ＯＰ−Ｍ３と平行なサブ光軸ＯＰ−Ｓに沿う直線状の光路を構成しており、メイン光学系と同じく、ハウジング３０の前面側に支持された撮像センサ５１（第２の領域５１Ｓ）上に被写体像を結像させる。つまり、撮像ユニット２０のサブ光学系は、メイン光学系に対してハウジング３０の横方向に重なる態様で配置されている。そして、メイン光学系とサブ光学系のそれぞれに関する画像処理を行うＤＳＰ５２などの電子回路部品は、撮像センサ５１と同一平面上（カバー基板５０上）に配置されている。この構成により、アウトカメラ（メインカメラ）とインカメラ（サブカメラ）の両方の機能を備えつつ、撮像ユニット２０をコンパクトにすることができる。特に、撮像ユニット２０では、サブ光学系がハウジング３０の横幅方向においてメイン光学系の延長上の空間に配置されており、かつカバー基板５０上の同一平面上に支持された撮像センサ５１やＤＳＰ５２などをメイン光学系とサブ光学系で共通使用しているため、サブ光学系を設けてもメイン光学系単体の場合に比べてハウジング３０の奥行き方向のサイズが大きくならず、撮像ユニット２０の薄型化が達成されている。

図５に示すように、撮像ユニット２０においてはさらに、メイン光学系を構成する第２プリズム２４と、サブ光学系を構成するサブ撮影用レンズ群４０の間に傾斜遮光壁４１が設けられている。傾斜遮光壁４１は、ハウジング３０の裏側壁部３７から筐体内側に突出形成されており、裏側壁部３７から離れてハウジング３０の前面側（カバー基板５０側）へ突出するにつれて縦方向壁部３６に接近する傾斜壁となっている。言い換えれば、傾斜遮光壁４１は、ハウジング３０の奥行き方向において撮像センサ５１の撮像面から離れるにつれて、ハウジング３０の横幅方向においてサブ光学系のサブ光軸ＯＰ−Ｓから離れるように傾斜された壁部として形成されている。傾斜遮光壁４１の延設方向は第２プリズム２４の反射面２４−ｒと略平行であり、傾斜遮光壁４１は、この反射面２４−ｒの背後に沿う位置に、反射面２４−ｒから若干離間させて配置されている。第２プリズム２４の反射面２４−ｒは入射光を全反射させる反射面であり、傾斜遮光壁４１を反射面２４−ｒから離間させておくことで、その全反射面としての機能が損なわれないようになっている。

傾斜遮光壁４１は、メイン光学系とサブ光学系の間を遮光する遮光部材であり、特に、サブ撮影用レンズ群４０を通ったサブ光学系の光がメイン光学系側に入らないように防ぐ機能を有する。なお、本実施形態では、第２プリズム２４の反射面２４−ｒは入射光を全反射させるため、メイン光学系からサブ光学系側への光漏れは生じにくくなっているが、仮にメイン光学系側からの光漏れがあっても、傾斜遮光壁４１によって遮光して、サブ光学系の光学性能への影響を防ぐことができる。

前述のように、傾斜遮光壁４１は、サブ光学系の結像位置である撮像センサ５１から光入射部である裏側開口部３８側に進むほどサブ光軸ＯＰ−Ｓから離れる形状の傾斜壁として構成されている。遮光壁による内面反射光が撮像センサに入射すると画像品質に悪影響を及ぼすおそれがあるので、できるだけ抑制することが望ましい。ここで、本実施形態の傾斜遮光壁４１とは異なり、第２プリズム２４とサブ光学系の間にサブ光軸ＯＰ−Ｓと平行な遮光壁を設ける場合を仮定すると、スペース上の制約から遮光壁はサブ光学系の光路に近接して設けられることになり、遮光壁による内面反射が起こりやすくなってしまう。また、サブ光軸ＯＰ−Ｓと平行な遮光壁であると、その内面反射光が撮像センサ５１側に進みやすくなる。これに対して本実施形態の傾斜遮光壁４１は、サブ光軸ＯＰ−Ｓから離れる方向に傾斜された形状をとっているため、サブ光学系の光路に接近しすぎることがなく、内面反射が起こりにくい。また、傾斜遮光壁４１の傾斜方向によれば、その反射光が撮像センサ５１側に進みにくい。そのため、サブ光学系内において、傾斜遮光壁４１によって反射されて撮像センサ５１に向かう有害な内面反射光が生じにくく、優れた光学性能を得ることができる。さらに傾斜遮光壁４１は、第２プリズム２４の反射面２４−ｒに沿って配置されているため、スペース効率にも優れており、ハウジング３０を大型化することなく、サブ光学系から傾斜遮光壁４１を十分に離して位置させることが可能になっている。なお、本実施形態の傾斜遮光壁４１は、ハウジング３０の裏側壁部３７と一体形成されているが、同様の傾斜遮光壁をハウジング３０の異なる部分から突設させてもよいし、あるいは傾斜遮光壁はハウジングとの一体成形物でなくてもよい。

図８以降を参照して、第２の実施形態に係る撮像ユニット１２０を説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と対応する要素については同じ符号で示し、相違する部分のみを説明する。図８から図１０はそれぞれ、撮像ユニット１２０の正面、横方向の断面、縦方向の断面を示したものであり、図８の正面図はカバー基板１５０を取り外してハウジング１３０の内部を見せている。これらの図から分かるように、撮像ユニット１２０では、サブ光学系を構成するサブ撮影用レンズ群１４０が、ハウジング１３０内における第２プリズム１２４と縦方向壁部３６の間ではなく、第２プリズム１２４と横方向壁部３３の間のスペースに設けられている。つまり、撮像ユニット１２０のサブ光学系は、メイン光学系に対してハウジング１３０の横方向ではなく縦方向に重なる態様で配置されている。これに対応して、ハウジング１３０の裏側壁部３７の裏側開口部（第２の撮影開口）１３８と、裏側開口部１３８に嵌る透明部材１３９も、メイン光学系の光軸ＯＰ−Ｍ１、ＯＰ−Ｍ２及びＯＰ−Ｍ３を含む平面よりも横方向壁部３３側に寄せた位置に形成されている。また、図１２に示すように、カバー基板１５０上において、メイン光学系用の撮像センサ（撮像素子）１５１Ｍとサブ光学系用の撮像センサ（撮像素子）１５１Ｓが、ハウジング１３０の縦方向に隣接して配置された別体の構造となっている。撮像センサ１５１Ｍと撮像センサ１５１Ｓはそれぞれ、センサホルダ１６０Ｍ、１６０Ｓに保持され、その前部がカバーガラス１６１Ｍ、１６１Ｓで覆われている。

図１３は、カバー基板１５０上の電子回路部品の制御関係の一態様を示したものであり、携帯電話端末の操作キーなどを介してユーザーが入力した撮影モード選択信号を受けて、ＤＳＰ５２内でのプログラムによりメイン光学系用の撮像センサ１５１Ｍとサブ光学系用の撮像センサ１５１Ｓの使用切り替えが行われる。図１４は異なる態様を示しており、撮像ユニット１２０に機械的な切替スイッチＳＷ１が設けられており、この切替スイッチＳＷ１の操作に応じて、ＤＳＰ５２と各撮像センサ１５１Ｍ、１５１Ｓの間に設けたセンサ切替スイッチＳＷ２が作動して、ＤＳＰ５２に対して画像信号を送る撮像センサが切り替わる。

第１の実施形態の撮像ユニット２０と同様に、撮像ユニット１２０においても、メイン光学系が入射光軸ＯＰ−Ｍ１、中間光軸ＯＰ−Ｍ２、出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿うコ字形の屈曲光路を構成し、これに対してサブ光学系は、メイン光学系の出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿う光路に隣接する位置に、該出射光軸ＯＰ−Ｍ３と平行なサブ光軸ＯＰ−Ｓに沿う直線状の光路を構成している。そして、メイン、サブそれぞれの光学系が、ハウジング１３０の前面側の同一平面上（カバー基板１５０上）に支持された撮像センサ１５１Ｍ、１５１Ｓの撮像面に被写体像を結像させる。カバー基板１５０上には画像処理を行うＤＳＰ５２などの電子回路部品も、撮像センサ１５１Ｍ、１５１Ｓと同一平面上に配置されている。この構成により、撮像ユニット１２０では、アウトカメラ（メインカメラ）とインカメラ（サブカメラ）の両方の機能を備えつつ、小型化、特に入射光軸方向における薄型化が達成されている。

撮像ユニット１２０は、メイン光学系とサブ光学系の間の漏光を防ぐ傾斜遮光壁１４１を、サブ光学系の光路と第２プリズム１２４の間に備えている。図１０及び図１１に示すように、第２プリズム１２４は、入射面１２４−ｉ、反射面１２４−ｒ及び出射面１２４−ｏを挟む両側面がそれぞれ、これらの各面１２４−ｉ、１２４−ｒ及び１２４−ｏと非直交な関係にある（中間光軸ＯＰ−Ｍ２や出射光軸ＯＰ−Ｍ３を含む平面に対して非平行な関係にある）傾斜側面１２４−ｆ１、１２４−ｆ２となっている。傾斜側面１２４−ｆ１と傾斜側面１２４−ｆ２は、出射光軸ＯＰ−Ｍ３に沿って裏側壁部３７側から撮像センサ１５１Ｍ側に進むにつれて徐々に互いの間隔を広くする傾斜面である。傾斜遮光壁１４１は、この第２プリズム１２４の一方の傾斜側面１２４−ｆ１に沿って配置されていて、ハウジング１３０の奥行き方向において撮像センサ１５１Ｓの撮像面から離れるにつれて、ハウジング１３０の縦方向においてサブ光学系のサブ光軸ＯＰ−Ｓから離れる方向に傾斜されている。そのため、第１の実施形態の傾斜遮光壁４１と同じく、傾斜遮光壁１４１においては、サブ光学系の撮像性能に影響するような内面反射が生じにくくなっている。

図１０に示すように、傾斜遮光壁１４１には、内面反射をさらに効率的に抑制するために、サブ光学系の光路に向く側の面に階段状断面の遮光線１４２が形成されている。傾斜遮光壁１４１に形成する遮光線の態様はこれに限定されるものではなく、図１５のように楔形断面の遮光線１４３を形成してもよい。さらには、図示しないが、内面反射抑制の手段として、遮光線の他にコーティングや植毛などを採用することもできる。また、第１の実施形態における傾斜遮光壁４１にも、こうした内面反射抑制の手段を施してもよい。

この実施形態の傾斜遮光壁１４１から分かるように、メイン光学系とサブ光学系の間に配する傾斜遮光壁は、メイン光学系におけるプリズムの反射面以外の面に沿って配置することも可能である。この場合、傾斜遮光壁が隣接するメイン光学系側の光学要素（プリズム）には、光学性能を損なわない範囲で、第２プリズム１２４の傾斜側面１２４−ｆ１のような傾斜面を設けることが好ましい。これにより、光学要素と傾斜遮光壁の干渉を防ぐことができると共に、光学要素と傾斜遮光壁のクリアランスを小さくしてスペース効率を向上させ、撮像ユニットの大型化を回避することができる。なお、傾斜遮光壁１４１は、第１の実施形態の傾斜遮光壁４１のようにハウジング１３０と一体に形成してもよいし、ハウジング１３０とは別部材として形成してもよい。

以上の各実施形態から明らかなように、本発明によれば、撮像装置の小型化、特に筺体の奥行き方向（前後方向、入射光軸方向）の薄型化を達成することができる。また、傾斜遮光壁は、可動部分のないシンプルで省スペースな構造であり、好ましくない内面反射を抑制しつつメイン光学系とサブ光学系の間の光漏れを防ぐことが可能であるため、この薄型化された撮像装置に好適な遮光構造が得られる。

以上、図示実施形態に基づいて説明したが、本発明は図示実施形態に限定されるものではなく、発明の要点を逸脱しない限りにおいて異なる形態とすることが可能である。例えば、図示実施形態におけるメイン光学系は、中間光軸ＯＰ−Ｍ２に沿って可動の変倍レンズ群２２、２３を備えて光学ズームが可能な光学系であるが、光学ズームを備えない撮像装置にも本発明は適用が可能である。また、本発明の撮像装置は、携帯電話端末以外にも、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピューター、モバイルコンピューターなどの各種デジタル機器に搭載することができる。

本発明を適用した撮像ユニットを搭載した携帯電話端末を開いた状態で示す斜視図である。 図１とは反対側から見た携帯電話端末の斜視図である。 内蔵される光学系の一部を透視して示した、第１の実施形態に係る撮像ユニットの外観斜視図である。 図３とは反対側から見た撮像ユニットの外観斜視図である。 図３のV−V断面線に沿う撮像ユニットの断面図である。 第１の実施形態の撮像ユニットにおけるカバー基板上の回路構成要素の配置関係を示す正面図である。 第１の実施形態の撮像ユニットにおけるカバー基板上の回路構成要素の制御関係を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における撮像ユニットを、カバー基板を取り外した状態で示した正面図である。 図８のIX−IX断面線に沿う撮像ユニットの断面図である。 図８のX−X断面線に沿う撮像ユニットの断面図である。 第２の実施形態における撮像ユニットのメイン光学系を構成する第２プリズムと、サブ光学系を構成するサブ撮影用レンズ群を示した斜視図である。 第２の実施形態の撮像ユニットにおけるカバー基板上の回路構成要素の配置関係を示す正面図である。 第２の実施形態の撮像ユニットにおけるカバー基板上の回路構成要素の制御関係を示すブロック図である。 第２の実施形態の撮像ユニットにおけるカバー基板上の回路構成要素の制御関係の別の態様を示すブロック図である。 図１０とは傾斜遮光部材の遮光線の形状を異ならせた態様を示す、図８のX−X断面線に沿う撮像ユニットの断面図である。

符号の説明

１０ 携帯電話端末
１２ 操作キー部
１４ ディスプレイ部
１６ アウトカメラ窓
１７ インカメラ窓
２０ 撮像ユニット
３０ ハウジング（筺体）
３１ 表側開口部（第１の撮影開口）
３２ 基板取付開口部
３７ 裏側壁部
３８ 裏側開口部（第２の撮影開口）
２１ 第１プリズム（第１の光学系）
２２ 第１変倍レンズ群（第１の光学系）
２３ 第２変倍レンズ群（第１の光学系）
２４ 第２プリズム（第１の光学系）
２４−ｒ 第２プリズムの反射面
４０ サブ撮影用レンズ群（第２の光学系）
４１ 傾斜遮光壁
５０ カバー基板
５１ 撮像センサ（撮像素子）
５１Ｍ メイン光学系による撮像センサの使用領域
５１Ｓ サブ光学系による撮像センサの使用領域
５２ デジタルシグナルプロセッサ（画像処理回路）
１２０ 撮像ユニット
１２４ 第２プリズム（第１の光学系）
１２４−ｆ１ １２４−ｆ２ 第２プリズムの傾斜側面
１２４−ｒ 第２プリズムの反射面
１３０ ハウジング（筺体）
１３８ 裏側開口部（第２の撮影開口）
１４０ サブ撮影用レンズ群（第２の光学系）
１４１ 傾斜遮光壁
１４２ １４３ 遮光線
１５０ カバー基板
１５１Ｍ メイン光学系用の撮像センサ（撮像素子）
１５１Ｓ サブ光学系用の撮像センサ（撮像素子）
ＯＰ−Ｍ１ メイン光学系の入射光軸
ＯＰ−Ｍ２ メイン光学系の中間光軸
ＯＰ−Ｍ３ メイン光学系の出射光軸
ＯＰ−Ｓ サブ光学系の光軸

Claims (10)

1. 互いに反対方向に向けて開口された第１の撮影開口と第２の撮影開口を有する筺体；
   筺体の第１の撮影開口を有する側の面に設けた、少なくとも一つの撮像素子と、この撮像素子の出力信号を処理する画像処理回路；
   第１の撮影開口から入射する光束を上記撮像素子の撮像面に結像させる、複数の反射面による屈曲光路を有する第１の光学系；及び
   第２の撮影開口から入射する光束を上記撮像素子の撮像面に結像させる直線状光路を有する第２の光学系；
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置において、第２の光学系は、第１の光学系における最も撮像素子に近い反射面から撮像素子に向かう出射光軸に沿う光路部分に隣接して設けられており、第１の光学系の上記出射光軸と第２の光学系の光軸とが略平行をなす撮像装置。
3. 請求項２記載の撮像装置において、筺体内の第１の光学系と第２の光学系の間に、撮像素子の撮像面から離れるにつれて徐々に第２の光学系の光軸から離れる方向に傾斜する傾斜遮光壁を有する撮像装置。
4. 請求項３記載の撮像装置において、第１の光学系は、第２の光学系に隣接する位置に、入射した光束を撮像素子側に向けて反射する反射面を有するプリズムを有し、該プリズムの外面に沿って傾斜遮光壁が設けられている撮像装置。
5. 請求項４記載の撮像装置において、第２の光学系は第１の光学系の上記プリズムの反射面に隣接して位置し、傾斜遮光壁は該プリズムの反射面に沿って設けられている撮像装置。
6. 請求項４記載の撮像装置において、第１の光学系の上記プリズムは反射面と非直交な傾斜側面を有し、第２の光学系は該プリズムの傾斜側面に隣接して位置し、傾斜遮光壁は該プリズムの傾斜側面に沿って設けられている撮像装置。
7. 請求項３ないし６のいずれか１項記載の撮像装置において、傾斜遮光壁のうち第２の光学系の光路に臨む側の面に遮光線が形成されている撮像装置。
8. 請求項３ないし７のいずれか１項記載の撮像装置において、傾斜遮光壁は筐体と一体に形成されている撮像装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の撮像装置において、第１の光学系と第２の光学系はそれぞれ、筺体の第１の撮影開口と第２の撮影開口から入射した光束を、単一の撮像素子の撮像面上の異なる領域に結像させる撮像装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の撮像装置において、第１の光学系と第２の光学系のそれぞれの結像位置に別体の撮像素子が設けられている撮像装置。

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