WO2004023794A1 - イメージセンサモジュール - Google Patents

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WO2004023794A1
WO2004023794A1 PCT/JP2003/011525 JP0311525W WO2004023794A1 WO 2004023794 A1 WO2004023794 A1 WO 2004023794A1 JP 0311525 W JP0311525 W JP 0311525W WO 2004023794 A1 WO2004023794 A1 WO 2004023794A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image sensor
optical system
sensor module
light
case
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/011525
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisayoshi Fujimoto
Norihiro Imamura
Original Assignee
Rohm Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co., Ltd. filed Critical Rohm Co., Ltd.
Priority to US10/527,274 priority Critical patent/US7453517B2/en
Publication of WO2004023794A1 publication Critical patent/WO2004023794A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

Definitions

  • the present invention relates to an image sensor module used as a component of a digital camera or a mobile phone with a camera, for example.
  • the image sensor module described in the publication has a configuration in which an image sensor chip is mounted on a substrate, and a case surrounding the image sensor chip is attached to an upper surface of the bracket substrate. ing. An imaging lens is fixedly held in the case. By the action of the imaging lens, an image of a subject is formed on the image sensor chip. Then, the image sensor chip outputs an image signal of an output level corresponding to the image of the subject.
  • the above-mentioned prior art has only one optical system using an imaging lens, and the focal length of the imaging lens is not changed. Therefore, the angle of view (the range in which the subject can be cut out as viewed from the lens) when photographing the subject is always constant, and lacks the variety of photography.
  • zoom lens a lens with a variable focal length function
  • zoom lenses are equipped with a precision mechanism that moves some single lenses with high precision, are extremely expensive, and have a structure in which multiple single lenses are arranged at appropriate intervals on the optical axis. In order to have it, I will make a large sword. Therefore, the zoom lens is not suitable for use as a component of an image sensor module that requires low cost and small size. Disclosure of the invention An object of the present invention is to provide an image sensor module that can solve or suppress the above-mentioned problems.
  • An image sensor module provided according to a first aspect of the present invention includes: a case; a photoelectric conversion unit disposed in the case and having a light receiving surface; and an object provided on the case; A first optical system for forming an image of the image sensor module, wherein the first optical system is provided in the case with a different optical path from the first optical system, and the photoelectric conversion means is provided. A second optical system for forming an image of the subject on the light receiving surface of the subject, and taking an image of the subject using the first optical system and capturing the subject using the second optical system. It is characterized by being able to switch between shooting and shooting.
  • each of the first and second optical systems includes an imaging lens, and an optical path from the imaging lens of the second optical system to a first position where an image of a subject is formed.
  • the length is longer than the optical path length from the imaging lens of the first optical system to the second position where the image of the subject is formed.
  • the first optical system is for standard photographing
  • the second optical system is for standard photographing or telephoto photographing having a smaller angle of view at the time of photographing than the first optical system.
  • the photoelectric conversion unit is an image sensor chip, and the image sensor chip is movable to the first and second positions.
  • the image sensor chip is mounted on a substrate, and the image sensor chip is moved relative to the case so that the image sensor chip can move to the first and second positions.
  • an operating mechanism for moving includes a cover attached to the substrate so as to surround the image sensor chip, and a guide provided on the case and capable of slidingly guiding the cover. I have.
  • the image sensor module according to the present invention further includes an optical filter that passes only light in a specific wavelength range among light traveling toward the image sensor chip. With sensor chip Can be moved.
  • the photoelectric conversion means includes first and second image sensor chips arranged at the first and second positions.
  • the on / off driving of the first and second image sensor chips is switchable.
  • the first optical system has a configuration in which an optical axis from the imaging lens to the first position linearly extends, and the second optical system includes The optical axis from the lens for use to the second position is bent.
  • the second optical system includes light reflecting means for reflecting light even number of times.
  • the light reflecting means reflects a light traveling in a first direction from the front of the subject toward the case in a second direction intersecting the first direction. 1 light reflecting surface, and a second light reflecting surface that reflects in the first direction so that light traveling from the first light reflecting surface travels toward the second position.
  • the light reflecting means includes a light-transmitting member having a plurality of surfaces, and two surfaces of the plurality of surfaces are the first and second light reflecting surfaces. These first and second light reflecting surfaces are capable of total reflection of light traveling from the subject.
  • the light reflecting means includes a plurality of mirrors.
  • the first and second optical systems overlap each other in the second direction. '
  • the second optical system has a configuration in which the number of single lenses is smaller than that of the first optical system.
  • a stop is provided at each of the light incident portions of the first and second optical systems, and the second optical system has a larger opening degree of the stop than the first optical system. .
  • At least one of the imaging lenses of the first and second optical systems is configured to be position-adjustable in the optical axis direction.
  • the second position is closer to the first position than the incident optical axis of the second optical system.
  • the incident optical axis of the second optical system is closer to the first position than to the second position.
  • the image sensor module according to the present invention is provided in the case so that an optical path is different from that of the first and second optical systems, and an image of the subject is provided on a light receiving surface of the photoelectric conversion unit.
  • a third optical system for forming an image is further provided, and in addition to shooting the subject using the first and second optical systems, shooting of the subject using the third optical system is switched. It is possible.
  • the photoelectric conversion means is an image sensor chip, and the image sensor chip is movable to a position where an image of a subject is formed in each of the first to third optical systems.
  • the photoelectric conversion means includes first to third image sensor chips provided corresponding to the first and third optical systems. .
  • An image sensor module provided by the second aspect of the present invention includes a case, a board mounted on the bottom of the case, and a light receiving surface mounted on the board and facing the front of the case.
  • An image sensor module comprising: an image sensor chip having an optical system provided on the case; and an optical system for forming an image of a subject on the light receiving surface.
  • a first light reflecting surface for reflecting light traveling in a first direction from the front of the case toward the case in a second direction crossing the first direction, And a second light reflecting surface that reflects the light reflected by the first light reflecting surface in the first direction so as to be directed to the light receiving surface.
  • FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of an image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the image sensor module shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view showing the operation of the image sensor module shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a schematic structure of an operation mechanism incorporated in the image sensor module shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the I image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention. '
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of the image sensor module shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic perspective view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view showing another embodiment of the image sensor module according to the present invention.
  • FIGS. 16A and 16B are cross-sectional views showing another embodiment of the image sensor chip according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the image sensor module A1 of the present embodiment includes a case 300, first and second optical systems 100, 200, an image sensor chip 400, And an operation mechanism 420.
  • the case 300 is made of a synthetic resin having a substantially rectangular shape in plan view.
  • the first optical system 100 is provided near one end in the longitudinal direction of the case 300 and includes an imaging lens 120.
  • the imaging lens 120 is a combination lens configured by incorporating three single lenses 122, 122, and 123 in a cap 110 in a laminated manner.
  • the single lenses 1 2 1 and 1 2 2 are convex lenses, whereas the single lenses 1 2 3 are concave lenses. According to such a configuration, aberration can be reduced and achromatism can be achieved.
  • the cap 110 has a cylindrical part 111 and an upper wall part 112 for closing the upper part of the cylindrical part 111.
  • An opening 1 13 is formed in the upper wall 1 1 2.
  • the upper wall portion 112 corresponds to an aperture that limits the amount of light incident on the imaging lens 120 from outside.
  • the cylindrical portion 111 is screwed into a screw hole 310 provided in a top wall portion of the case 300, whereby the cap 110 is attached to the case 300.
  • a flange portion 114 is further provided on the upper portion of the cap 110, and the cap 110 can be rotated using the flange portion 114. When the cap 110 is rotated, the cap 110 moves in the direction in which the optical axis X1 extends.
  • the first optical system 100 has a configuration in which the optical axis X1 extends linearly in the thickness direction of the case 300 (the vertical direction in FIGS. 2 and 3).
  • the image sensor chip 400 is located at the first position P 1 of the optical axis X 1 immediately below the imaging lens 120. Placed in The first position P1 is an image forming point of the image of the subject.
  • the first optical system 100 is for a standard shooting mode, and the imaging lens 120 has a focal length suitable for the shooting mode.
  • the second optical system 200 is located between the substantially central portion in the longitudinal direction of the case 300 and the other end in the longitudinal direction. Are provided.
  • the second optical system 200 includes first and second mirrors 210, 220, an imaging lens 240, and a light shielding member 330.
  • the first mirror 210 transmits light traveling downward through the case 300 through an opening 320 formed at the other longitudinal end of the top wall of the case 300. The light is reflected toward the center in the longitudinal direction of the case 300, and is assembled to the case 300 so as to be inclined by 45 ° with respect to the thickness direction of the case 300.
  • the second mirror 220 reflects the light reflected by the first mirror 210 downward, and similarly to the first mirror 210, 45. It is assembled to case 300 so that it tilts.
  • the surfaces of the first and second mirrors 210 and 220 correspond to an example of the first and second light reflecting surfaces according to the present invention.
  • the second optical system 200 In the second optical system 200, the light is reflected by the first and second mirrors 210 and 220, so that the optical axis X2 is bent.
  • the second optical system 200 has a longer optical path length in case 300 than the first optical system 100.
  • the incident optical axis X2 ′ of the second optical axis X2 extends in the same direction as the first optical axis X1.
  • the image sensor chip 400 may be configured to use the second mirror 2 of the optical axis X2. It is located at a second position P 2 directly below 20.
  • the second position P2 is an image forming point of the subject image in the second optical system 200.
  • the second mirror 220 is provided close to the first optical system 100. This suppresses an increase in the length of the case 300 in the longitudinal direction.
  • the imaging lens 240 is a combination lens formed by housing and holding two single lenses 2241 and 242 in a lens hologram lens 230.
  • the single lens 241 is a convex lens, while the single lens 242 is a concave lens. Therefore, achromatism is possible in this imaging lens 240 as well as in the imaging lens 120.
  • the imaging lens 240 is provided closer to the first mirror 210 between the first and second mirrors 210 and 220. Therefore, the light transmitted through the imaging lens 240 travels toward the second mirror 220.
  • the lens holder 230 has a cylindrical portion 231 for holding the single lenses 241 and 242, and a side wall 233 connected to one end of the cylindrical portion 231. Side wall 2 An opening 2 33 for light incidence is formed in 32.
  • the side wall portion 232 corresponds to an aperture that limits the amount of light incident on the imaging lens 240.
  • the diameter of the opening 2 33 is larger than the diameter of the opening 1 13 of the cap 110.
  • the second optical system 200 is for performing telephoto imaging having a magnification three times as large as that of standard imaging using the first optical system 100, for example. 0 is a focal length longer than the imaging lens 120 so as to be suitable for such a shooting mode. Therefore, the optical path length from the imaging lens 240 to the second position P2 is larger than the optical path length from the imaging lens 120 of the first optical system 100 to the first position P1. Is also getting longer.
  • the angle of view is smaller than in standard shooting, and a lens for telephoto shooting generally requires less aberration to correct.
  • the total number of single lenses is smaller in the imaging lens 240 than in the imaging lens 120.
  • the light-blocking member 330 is cylindrical and provided between the imaging lens 240 and the second mirror 220.
  • the light blocking member 330 has a tapered hole whose diameter increases as it approaches the second mirror 220, and light passes through the tapered hole.
  • irregularities having a sawtooth cross section are formed on the inner peripheral surface of the tapered hole.
  • At least the inner surface of the light shielding member 330 is of a dark color such as black. This is achieved by painting or by forming the light blocking member 330 from black resin.
  • the image sensor chip 400 for example, an area CCD chip or a C-MOS area image sensor chip is used.
  • a light receiving surface (not shown) in which a plurality of dot-shaped light receiving portions are arranged in a matrix is provided.
  • the output level image signals are output in a certain order.
  • the operation mechanism 420 is a mechanism for moving the image sensor chip 400 so as to be selectively disposed at the first and second positions P 1 and P 2.
  • the operation mechanism 420 includes a board 410 on which the image sensor chip 400 is mounted, a force par 4300 mounted on the board 410, and a slide of the force par 4300. A pair of guide rods 345 for guiding is provided.
  • the substrate 4 10 It has a wiring pattern for supplying power and inputting / outputting a signal necessary for driving the '400, and is connected to an external device via rail wiring (not shown). This wiring is connected to the substrate 410 so as not to hinder the movement of the substrate 410.
  • the force par 4300 covers the periphery of the image sensor chip 400.
  • An optical filter 431 is attached to the force par 4330.
  • the optical filter 431 prevents light of an unnecessary wavelength from being incident on the image sensor chip 400, and also serves to protect the image sensor chip 400 from dust.
  • the pair of guide rods 345 is disposed in a cutout portion 340 provided at the bottom of the case 340, and both ends in the longitudinal direction thereof are supported by the bottom of the case 340, and In the longitudinal direction. As is clearly shown in FIG. 5, the pair of guide rods 345 are fitted into recesses 435 formed on both side surfaces of the force bar 430. With this structure, the cover 430 is supported by the pair of guide rods 345, and is slidable in the longitudinal direction thereof.
  • the image sensor chip 400 can reciprocate between the first and second positions ⁇ 1, ⁇ 2 within the notch 340 along with the sliding movement of the force par 430. is there.
  • the sliding operation of the cover “430” is performed, for example, by providing a slide repeller in a device or equipment in which the image sensor module A1 is incorporated, and linking the power pupper with the operation of the slide repeller.
  • a configuration in which a rack is provided on the cover 430 or the substrate 410 and a pinion that fits in the rack is rotated by a motor is adopted.
  • a cover 4 30 or a board 4 10 may be provided with a female screw portion, and a screw feed mechanism such that a screw shaft screwed into the female screw portion is rotated by a motor may be used. You can slide 0.
  • the image sensor chip 400 when the image sensor chip 400 is placed at the first position P1, the image of the subject is imaged using the image forming lens 120. Tie on 0.
  • the shooting in this case is the standard shooting mode.
  • the image sensor chip 400 by operating the operating mechanism 420, when the image sensor chip 400 is arranged at the second position P2, the image of the subject is An image is formed on the image sensor chip 400 using the imaging lens 200.
  • the shooting in this case is the telephoto shooting mode. Since the aperture 2 3 3 has a larger diameter than the aperture 1 13, the image in the telephoto mode, which has a small angle of view, is significantly darker than the image in the standard shooting mode. No ,.
  • the light-blocking member 330 is a light transmitted through the imaging lens 240, which is unnecessary light (disturbance light) for forming an image of a subject.
  • the light is transmitted without passing through the second mirror 220. Prevents the sensor chip 400 from reaching directly. Therefore, it is possible to maintain high quality of a captured image in the telephoto shooting mode. If the sawtooth-shaped irregularities are provided on the inner surface of the light-shielding member 330, the disturbance light is diffusely reflected by the inner surface of the light-shielding member 330. Less.
  • the cap lens 110 is rotated to move the imaging lens 120 in a direction away from the image sensor chip 400. ', It is also possible to realize a close-up shooting mode.
  • each of the imaging lenses 120 and 240 is a combination of a plurality of single lenses that cannot be moved relative to each other.
  • the structure is considerably simpler than that of a zoom lens, and their cost is low.
  • the first and second mirrors 210 and 220 are used to make light travel in the longitudinal direction of the case 300, thereby increasing the optical path length. Comb. Therefore, an increase in the thickness of case 300 is also suppressed.
  • the photographed image is horizontally inverted. It does not become. For this reason, the image sensor module A1 of the present embodiment can reduce the thickness of the case 300 and realize the three shooting modes described above. Suitable for incorporation.
  • the second position P2 is closer to the first position P1 than the incident optical axis X2 of the second optical system 200, and the first and second positions P2 Positions Pl and P2 are close together. Therefore, the moving stroke for moving the image sensor chip 400 to the first and second positions P1 and P2 is shortened, and the operating mechanism 42.0 can be reduced in size by that much. Accuracy can be increased. Furthermore, the switching speed between standard shooting and telephoto shooting can be increased. Since the image sensor chip 400 is moved to the first and second positions P 1 and P 2, the number of the image sensor chip 400 may be one and a plurality of image sensor chips may be provided. The manufacturing cost is lower than in the case where it is provided. Since the optical filter 431 moves along with the image sensor chip 400, the number of the optical filter 431 may be one, which also reduces the number of parts. be able to.
  • FIG. 6 to 16 show other embodiments of the image sensor module according to the present invention.
  • the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
  • the imaging lens 240 of the second optical system 200 is different from that of the first embodiment. More specifically, a screw hole 350 is formed at the other end in the longitudinal direction of the top wall of the case 300, and a cap 25 screwed into the screw hole 350 is formed. An imaging lens 240 is held at 0. For this reason, the imaging lens 240 is located above the first mirror 210, and the light transmitted through the imaging lens 240 reaches the first mirror 210. Then, it is guided to the second position P2.
  • the cap 250 has a configuration similar to that of the cap 110, and the diameter of the opening 253 formed in the upper wall portion 252 is the same as that of the opening 1 of the cap 110. Greater than 13. Since the cap 250 moves in the vertical direction by being rotated, the position of the imaging lens 240 can be adjusted by moving the cap 250.
  • the distance from the imaging lens 240 to the second position P2 is equal to the amount that the imaging lens 240 is disposed above the first mirror 210. Can be made longer. Also rotate cap 250 By adjusting the position of the imaging lens 240 in this way, it is possible to appropriately perform so-called focusing in the telephoto shooting mode.
  • the image sensor module A3 shown in FIG. 7 has a configuration including a second optical system 200 force S translucent member 260.
  • the translucent member 260 is made of highly transparent polycarbonate or acryl-based resin, and has one end surface 26 1 positioned below the imaging lens 240 and the other end surface 26 2 It is arranged in the case 300 so as to be located above the position P2. Both end faces 26 1 and 26 2 correspond to specific examples of the first and second light reflecting surfaces in the present invention.
  • the image sensor module A3 when the light from the subject passes through the imaging lens 240, the light enters the translucent member 260 and enters the end surface 261. Then, this light is totally reflected by the end face 261 and travels toward the end face 262. After that, the light is totally reflected by the end face 262 and travels downward, and reaches the second position P2, so that it is received by the image sensor chip 400.
  • the light reflectance is higher than when a mirror is used, so that light loss can be reduced. Therefore, it is more preferable to obtain a bright and clear captured image.
  • one translucent member 260 plays the same role as the first and second mirrors 210, 220 of the second embodiment. The number of parts is reduced as compared with the case of using. Therefore, the structure is simplified and the manufacture is facilitated.
  • the image sensor module A4 shown in FIG. 8 is configured so that light is reflected four times by the translucent member 260. More specifically, the translucent member 260 further has two inclined surfaces 263 and 264 in addition to both end surfaces 261 and 262. The light transmitted through the imaging lens 240 is sequentially reflected by the end face 261 and the inclined faces 263 and 264, and then reaches the end face 262. The light is reflected toward the position P2.
  • the optical path length from the imaging lens 240 to the second position P2 is lengthened, which is more suitable for increasing the magnification of telephoto shooting. Also, as described above, when light is totally reflected by using the translucent member 260, the reflectance is high, so that This does not darken the captured image even if the number of light reflections is increased. Further, four light reflections are realized by one translucent member 260, and the number of components is still smaller than in the case of using four mirrors.
  • the image sensor module A5 shown in FIG. 9 includes first and second image sensor chips 400A and 400B.
  • the first and second image sensor chips 400A and 400B are mounted side by side on a substrate 410 incorporated in the bottom of the case 300, and
  • the image sensor chip 40 OA is fixed at a first position P 1
  • the second image sensor chip 40 OB is fixed at a second position P 2.
  • the optical filters 4311a and 4311b supported by the case 300 are located above the first and second image sensor chips 400OA and 400OB.
  • the optical filters 4311a and 4311b supported by the case 300 are located above the first and second image sensor chips 400OA and 400OB. '
  • a shooting mode can be selected by switching on / off of the first and second image sensor chips 40OA and 40OB.
  • the first image sensor chip 400A is turned on and the second image sensor chip 400B is turned off, a photographed image in the standard photographing mode using the first optical system 100 is displayed. can get.
  • the first image sensor chip 400A is turned off and the second image sensor chip 400B is turned on, the telephoto mode using the second optical system 200 is activated. A photographed image is obtained. Since the switching of the shooting mode is performed by electrical on / off, the switching can be performed quickly.
  • the second optical system 200 has the same configuration as the image sensor module A1 shown in FIGS. 1 to 4, but the image sensor module A shown in FIGS. Configurations similar to 2 to A4 can be made.
  • the image sensor module A6 shown in FIG. 10 is configured such that the incident optical axis X2 'of the second optical system 200 is located closer to the first position P1 than the second position P2. . More specifically, the opening 320 and the first mirror 210 are provided closer to the first optical system 100 than the second mirror 220, and the opening 32 The light traveling from 0 to the inside of the case 300 travels in the direction opposite to the first optical system 100 by the first mirror 210, and then goes downward by the second mirror 220. The light reaches the second position P2 by being reflected by the light source.
  • the first image sensor chip 40 OA is mounted on the substrate 41 OA and arranged at the first position P 1, whereas the second image sensor chip 40 OB is mounted on the substrate 41 OA. 0 B mounted on the second position P 2.
  • the incident optical axis X2 'of the second optical system 200 is close to the optical axis X1 of the first optical system 100. Therefore, the parallax when the subject is photographed using the first and second optical systems 100 and 200, respectively, is reduced.
  • the first and second image sensor chips 40 OA and 40 OB have the first and second positions P 1 and P 2. There is no particular problem because it is fixed at positions P 1 and P 2 of position 2.
  • the operation mechanism becomes large and the time required for moving the image sensor chip becomes long.
  • the configuration of the first and second optical systems 100 and 200 is configured as shown in FIG. 10 and one image sensor chip is connected to the first optical system. Also, it may be configured so that it can reciprocate between the second position P1 and P2. .
  • the image sensor module A7 shown in FIG. 11 has an L-shaped case 300 in plan view.
  • a first optical system 100 including an imaging lens 120 is provided at one end of the case 300, and a second optical system 200 is provided at other portions. Have been killed.
  • the second optical system 200 is provided with an aperture 3200 and a first mirror 2100 at the other end of the case 3100.
  • the second mirror 220 and the second position P 2 receiving the transmitted light are the first optical system 10.
  • the configuration is close to zero.
  • the image sensor chip 400 has a state in which it exists at the first position P1 on the optical axis XI and a state in which it exists at the second position P2. It is reciprocally movable in the direction of the arrow Na while being mounted on the substrate 410 so as to be switchable.
  • This image sensor module A7 does not have a configuration in which the first and second optical systems 100 and 200 are arranged in a straight line, and in FIG. The optical system 100 overlaps with the second optical system 200. For this reason, it is possible to prevent the entire image sensor module A7 from being lengthened in one direction.
  • a configuration in which the first and second optical systems are overlapped with each other and provided in parallel may be employed. . In this case, instead of the configuration in which the image sensor chip is reciprocated between the first and second positions, two image sensor chips are fixedly provided at the first and second positions. Of course, it may be configured.
  • the image sensor module A8 shown in FIGS. 12 and 13 has a configuration in which the first and second optical systems 100 and 200 are provided with a calorie, and the third optical system 500 is further provided. have. More specifically, the case 300 has an elongated rectangular shape in plan view, and a first optical system 100 having an imaging lens 120 is provided at an intermediate portion in the longitudinal direction. On one side of the first optical system 100, a second optical system 200 having an imaging lens 240 and first and second mirrors 210 and 220 is provided. Is provided. The second optical system 200 is configured such that the second position P2 is closer to the first optical system 100 than the incident optical axis X2 '.
  • the third optical system 500 is provided in a region opposite to the second optical system 200 with the first optical system 100 interposed therebetween.
  • the basic configuration of the third optical system 500 is the same as that of the second optical system 200, for example, from the opening 350 provided in the case 300 downward.
  • a first mirror 5100 that reflects the light that has traveled toward the center in the longitudinal direction of the case 300, and an imaging lens 5 for condensing the light reflected by the first mirror 510.
  • a second mirror 520 for reflecting light transmitted through the imaging lens 530 downward.
  • the optical axis X3 of the third optical system 500 the lower part of the second mirror This is the third position P3 for disposing the disensor chip 400.
  • the third position P3 is an image forming point in the third optical system 500, and is located closer to the first optical system 100 than the incident optical axis X3 '.
  • the distance between the first and second mirrors 5 10 and 5 20 is made larger than the distance between the first and second mirrors 2 10 and 2 0 2 of the second optical system 200.
  • the third optical system 500 has an optical path length from the imaging lens 530 to the third position P3, and the first and second optical systems 100, It is longer than that of 200. Therefore, the photographing mode using the third optical system 500 is a telephoto photographing mode with a higher magnification than the case using the second optical system 200.
  • the third optical system 500 also includes a lens holder 540 and a light blocking member 550 that have the same function as the lens holder 230 and the light blocking member 330 of the second optical system 200. Has been.
  • the diameter of the opening 543 of the lens holder 540 is larger than the diameter of the opening 113, 233 of the first and second optical systems 100, 200. Insufficiency of light quantity due to narrowing of the angle is prevented.
  • the image sensor chip 400 can be arranged at the third position P3 in addition to the first and second positions P1 and P2 by the operation of the operating mechanism 420. Can be moved to
  • the photographing mode is switched depending on which of the first to third positions P1 to P3 the image sensor chip 400 is arranged, and a standard photographing mode, a telephoto photographing mode, And higher magnification telephoto shooting modes can be selected. Therefore, the variety of shooting modes is further enhanced.
  • the present invention in addition to the first and second optical systems, it is possible to adopt a configuration in which another optical system is additionally provided.
  • another optical system instead of moving one image sensor chip, a configuration in which a plurality of image sensor chips are fixedly provided at predetermined positions of a plurality of optical systems may be employed.
  • the third optical system is additionally provided, the third image sensor chip prepared separately from the first and second image sensor chips is used as the third optical sensor chip. It is possible to adopt a configuration provided fixedly on the imaging point of the system.
  • the image sensor module A 9 shown in FIG. 14 has a third optical system 500 And the second optical systems 100 and 200 are provided in parallel with each other. More specifically, in the image sensor module A9, the first and second optical systems 100 and 200 have a configuration provided side by side in the longitudinal direction of the case 300. I have.
  • the third optical system 500 directs the light that has traveled into the case 300 from the opening 350 formed closer to one end of the case 300 than the opening 320 to the third position. Light that has traveled into the case 300 from the opening 350 is reflected in the short direction of the case 300 by the first mirror 560 to form an image. After passing through the lens for use 530, the light is reflected by the intermediate mirror 570 toward the other longitudinal end of the case 300.
  • the light is then reflected by the intermediate mirror 580 in the short direction of the case 300, and travels toward the second mirror 590, and is directed downward by the second mirror 590. Is reflected to the third position P3.
  • the positional relationship between the first to third positions P1 to P3 is the same as that of the image sensor module A8 shown in FIGS. 12 and 13, and any one of the positions P1 to P3 is used. It is also possible to move the image sensor chip 400 with respect to.
  • the optical path length from the imaging lens 530 to the third position P3 is longer than the optical path length from the imaging lens 240 to the second position P2. can do. Therefore, similarly to the image sensor module A8 shown in FIGS. 12 and 13, the third optical system 500 has a higher magnification telephoto than the second optical system 200. It can be used for shooting.
  • the optical path between the intermediate mirrors 570 and 580 of the third optical system 500 is parallel to the optical paths of the first and second optical systems 100 and 200. These overlap in the longitudinal direction of case 300. Therefore, it is possible to preferably suppress the case 300 from becoming longer in the longitudinal direction.
  • the first to third optical systems 100, 200, and 500 are provided in parallel. More specifically, the first and second optical systems 100 and 200 have the same configuration as the image sensor module A7 shown in FIG.
  • the third optical system 500 is configured such that the optical path between the first and second mirrors 5100 and 520 is the first and second mirrors of the second optical system 200. It has a configuration formed so as to be parallel to the optical path between 210 and 220.
  • the second mirror 520 is adjacent to the second mirror 220, and the first to third positions P1 to P3 are arranged in a straight line.
  • the optical path length from the imaging lens 5300 of the third optical system 500 to the third position P3 can be adjusted by the imaging lens 2 of the second optical system 200.
  • the third optical system 500 can be used for telephoto shooting at a higher magnification than the second optical system 200, by making the optical path length from 40 to the second position P2 longer. . Since the optical path of the third optical system 500 is parallel to the optical paths of the first and second optical systems 100 and 200, the image sensor module A 10 It is possible to suppress that the entire length of the object becomes longer in one direction. '
  • the two image sensor modules A11 and A12 shown in Fig. 16A and Fig. 16B are the image sensor module A5 shown in Fig. 9 or the image sensor module shown in Fig. 10 This corresponds to a configuration in which A 6 is divided into two parts so as to separate the part of the first optical system 100 and the part of the second optical system 200.
  • the image sensor module A1.1 has an optical system 100 for the standard shooting mode.
  • the case 300 A of the image sensor module A 11 is provided with a cap 110 containing and holding the imaging lens 120, and a base plate 41 OA mounted with the image sensor chip 40 OA. It is formed in a small enough size to provide the necessary strength for mounting.
  • the image sensor module A12 has an optical system 200 for a telephoto shooting mode, and a case 300B of the image sensor module A12 is necessary for mounting predetermined components constituting the optical system 200. It is formed in a sufficient size.
  • the same functions as those of the image sensor modules A5 and A6 shown in FIGS. 9 and 10 can be obtained.
  • the two image sensor modules A11 and A12 can be arranged and used so as to be separated from each other, when these are incorporated in, for example, a mobile phone, the space in the space is reduced. The system is less subject to restrictions, and the two image sensor modules A11 and A12 can be mounted with great freedom, which is convenient.
  • Each of the image sensor modules A 12 is an image sensor module of the above-described embodiment.
  • first and second mirrors are used as means for increasing the optical path length from the imaging lens 240 to the image sensor chip 400B. Since the optical path extending in the longitudinal direction of the case 300B is formed by using 210 and 220, it is possible to appropriately suppress the thickness of the case 300B from increasing. Can be. This is advantageous, for example, when incorporating into a small space space of a thin mobile phone. Of course, such an effect can be obtained also when, for example, a light-transmitting member 260 shown in FIG. 7 is used instead of the first and second mirrors 210 and 220.
  • a configuration using a translucent member 260 may be adopted.
  • the image sensor chip 40OB is provided in such a position that its light receiving surface faces upward. Therefore, even when a large light receiving surface is used as the image sensor chip 400B, the overall thickness of the image sensor module A12 does not increase. Therefore, while reducing the thickness of the image sensor module A12, it is possible to use an image sensor chip 400B having a large number of pixels for light reception and a large light reception surface as the image sensor chip 400B. It is also suitable to be configured for high image quality and shooting.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the specific configuration of each part of the image sensor module according to the present invention can be variously changed in design.
  • the image sensor chip When the image sensor chip is provided so as to be movable, various means can be adopted as means for that.
  • a piezoelectric actuator such as a piezoelectric piemorph type or monomorph type actuator, or other types of actuators may be used instead of manual operation. I don't care.
  • the imaging lens may be fixed at a fixed position without being provided in a position-adjustable manner.
  • the number of single lenses constituting the combination lens is not limited.
  • the first and second optical systems do not need to be configured for standard shooting and telephoto shooting.
  • two types of standard shooting with different angles of view and magnification two types of It can be configured for telephoto shooting or for two types of wide-angle shooting.
  • two types of It can be configured for telephoto shooting or for two types of wide-angle shooting.
  • it can be configured as a combination of wide-angle shooting and standard shooting.

Abstract

　イメージセンサモジュール（A1）は、ケース(300) と、ケース(300) 内に配置された光電変換手段(400) と、光電変換手段(400) の受光面に被写体の像を結像させる第１および第２の光学系(100),(200) とを備えており、第１の光学系(100) を利用した被写体の撮影と、第２の光学系(200) を利用した被写体の撮影とが切り替え可能とされている。全体の大型化および高コスト化を抑制しつつ、画角が相違する複数種類の撮影を行なうことが可能である。

Description

糸田 » ィメージセンサモジュ一ノレ 技術分野
本発明は、 たとえばデジタル力メラやカメラ付き携帯電話機の構成部品として 用いられるイメージセンサモジュールに関する。 背景技術 '
この種のイメージセンサモジュールの一例としては、 特開 2 0 0 2— 2 4 7 2 8 8号公報に記載されたものがある。 同公報に記載されたイメージセンサモジュ ールは、 基板上にイメージセンサチップが搭載され、 かっこの基板の上面に、 上 記ィメージセンサチップを囲み込むケースが糸且み付けられた構成を有している。 上記ケースには、 結像用レンズが固定して保持されている。 この結像用レンズの 作用により、 被写体の像が上記イメージセンサチップ上に結像する。 すると、 上 記ィメ一ジセンサチップは、 上記被写体の像に対応する出力レベルの画像信号を 出力する。
しかしながら、 上記従来技術は、 結像用レンズを用いた 1つの光学系を有する に過ぎず、 しかも上記結像用レンズの焦点距離は不変である。 したがって、 被写 体の撮影に際しての画角 （レンズからみて被写体を像として切り取ることができ る範囲） は、 常に一定であり、 撮影の多様性に欠けるものとなっていた。
画角を変更するための手段としては、 ズームレンズ （可変焦点距離機能を備え たレンズ） を用いることが考えられる。 ところが、 ズームレンズは、 一部の単レ ンズを高精度に移動させる精密な機構を備えており、 そのコストは非常に高く、 また複数の単レンズを光軸上に適当な間隔で並べる構造を有するために、 大型ィ匕 する。 したがって、 ズームレンズは、 低コストおよび小型ィ匕が要請されるィメー ジセンサモジュールの構成部品として用いるのには適さない。 発明の開示 本発明の目的は、 上記した問題点を解消し、 または抑制することが可能なィメ ージセンサモジュールを提供する点にある。
本発明の第 1の側面により提供されるイメージセンサモジュールは、ケースと、 上記ケース内に配され、 かつ受光面を有する光電変換手段と、 上記ケースに設け られ、 力つ上記受光面上に被写体の像を結ばせるための第 1の光学系と、 を備え ているイメージセンサモジュールであって、 上記第 1の光学系とは光路が異なる ようにして上記ケースに設けられ、 かつ上記光電変換手段の受光面上に被写体の 像を結ばせるための第 2の光学系を備えており、 上記第 1の光学系を利用した被 写体の撮影と、 上記第 2の光学系を利用した被写体の撮影とが切り替え可能とさ れていることを特徴としている。
好ましくは、 上記第 1および第 2の光学系のそれぞれは、 結像用レンズを備え ており、 上記第 2の光学系の結像用レンズから被写体の像が結ばれる第 1の位置 までの光路長は、 上記第 1の光学系の結像用レンズから被写体の像が結ばれる第 2の位置までの光路長よりも長くされている。
好ましくは、 上記第 1の光学系は、 標準撮影用であり、 上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも撮影時の画角が小さい標準撮影用または望遠撮影用であ る。
好ましくは、 上記光電変換手段は、 イメージセンサチップであり、 上記ィメ一 ジセンサチップは、 上記第 1およぴ第 2の位置に移動自在である。
好ましくは、 本発明に係るィメージセンサモジュールは、 上記イメージセンサ チップを搭載した基板と、 上記ィメージセンサチップが上記第 1および第 2の位 置に移動自在となるように上記基板を上記ケースに相対させて移動させる動作機 構とを備えている。 - 好ましくは、 上記動作機構は、 上記ィメージセンサチップの周囲を囲むように して上記基板に取り付けられたカバーと、 上記ケースに設けられ、 かつ上記カバ ーをスライドガイド可能なガイドとを備えている。
好ましくは、 本発明に係るイメージセンサモジュールは、 上記イメージセンサ チップに向けて進行する光のうち、 特定波長域の光のみを通過させる光学フィル タをさらに備えており、 上記光学フィルタは、 上記イメージセンサチップに伴つ て移動可能である。
好ましくは、 上記光電変換手段としては、 上記第 1およぴ第 2の位置に配され た第 1およぴ第 2のィメージセンサチップがある。
好ましくは、 上記第 1およぴ第 2のイメージセンサチップのオン ·オフの駆動 が切り替え自在とされている。 '· 好ましくは、 上記第 1の光学系は、 その結像用レンズから上記第 1の位置まで の光軸が直線状に延びた構成を有し、 上記第 2の光学系は、 その結像用レンズか ら上記第 2の位置までの光軸が屈曲した構成を有している。
好ましくは、 上記第 2の光学系は、 光を偶数回反射する光反射手段を備えてい る。
好ましくは、 上記光反射手段は、 上記被写体の正面から上記ケースに向かう第 1の方向に進行してきた光を上記第 1の方向とは交差する第 2の方向に進行させ るように反射する第 1の光反射面と、 この第 1の光反射面から進行してきた光を 上記第 2の位置に向けて進行させるように上記第 1の方向に反射する第 2の光反 射面とを含んでいる。 . 好ましくは、 上記光反射手段は、 複数の面を有する透光性部材を含んでおり、 上記複数の面のうちの 2つの面が、 上記第 1およぴ第 2の光反射面とされ、 これ ら第 1および第 2の光反射面は、 上記被写体から進行してきた光の全反射が可能 である。
好ましくは、 上記光反射手段は、 複数のミラーを含んでいる。
好ましくは、 上記第 1およぴ第 2の光学系は、 上記第 2の方向において互いに オーバラップしている。 '
好ましくは、 上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも単レンズの枚数が 少ない構成とされている。
好ましくは、 上記第 1および第 2の光学系のそれぞれの光入射部分には、 絞り が設けられており、 上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも絞りの開度が 大きい。
好ましくは、上記第 1および第 2の光学系の少なくとも一方の結像用レンズは、 光軸方向への位置調整が可能な構成とされている。 好ましくは、 上記第 2の位置は、 上記第 2の光学系の入射光軸よりも上記第 1 の位置寄りである。 '
好ましくは、 上記第 2の光学系の入射光軸は、 上記第 2の位置よりも上記第 1 の位置寄りである。
好ましくは、 本発明に係るイメージセンサモジュールは、 上記第 1およぴ第 2 の光学系とは光路が異なるようにして上記ケースに設けられ、 力つ上記光電変換 手段の受光面上に被写体の像を結ばせるための第 3の光学系をさらに備えており、 上記第 1および第 2の光学系を利用した被写体の撮影に加えて、 上記第 3の光学 系を利用した被写体の撮影も切り替え可能とされている。
好ましくは、 上記光電変換手段は、 イメージセンサチップであり、 上記ィメー ジセンサチップは、 上記第 1ないし第 3の光学系のそれぞれにおいて被写体の像 が結ばれる位置に移動自在である。
好ましくは、 上記光電変換手段としては、 上記第 1なレ、し第 3の光学系に対応 して設けられた第 1ないし第 3のィメージセンサチップがある。 .
本発明の第 2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、 ケース と、 上記ケースの底部に組み付けられた基板と、 上記基板上に搭載され、 力つ上 記ケースの正面方向を向く受光面を有しているイメージセンサチップと、 上記ケ ースに設けられ、 力つ上記受光面上に被写体の像を結像させる光学系と、 を備え ているイメージセンサモジュールであって、 上記光学系は、 上記ケースの正面か ら上記ケースに向かう第 1の方向に進行してきた光を上記第 1の方向とは交差す る第 2の方向に進行させるように反射する第 1の光反射面と、 この第 1の光反射 面によって反射された光を上記受光面に向かわせるように上記第 1の方向に反射 する第 2の光反射面とを有していることを特徴としている。
本発明のその他の特徴おょぴ利点については、 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。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの一実施形態を示す平面図で ある。 図 2は、 図 1に示したイメージセンサモジュールの正面図である。
図 3は、 図 1の III -III拡大断面図である。
図 4は、 図 1に示したイメージセンサモジュールの作用を示す断面図である。 図 5は、 図 1に示したィメージセンサモジュールに組み込まれている動作機構 の概略構造を示す斜視図である。 : 図 6は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面図 である。
図 7は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面図 'である。
図 8は、 本発明に係るイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面図 である。
図 9は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面図 である。
図 1 0は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面 図である。
図 1 1は、 本発明に係るイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す概略 斜視図である。 '
図 1 2は、 本発明に係るイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す断面 図である。
図 1 3は、 図 1 2に示すイメージセンサモジュールの概略斜視図である。 図 1 4は、 本発明に係るイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す概略 斜視図である。
図 1 5は、 本発明に係るイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す概略 斜視図である。
図 1 6 Aおよぴ図 1 6 Bは、 本発明に係るイメージセンサチップの他の実施形 態を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好ましい実施の形態について、 図面を参照して具体的に説明す る。
図 1〜図 4は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの一実施形態を示して いる。 図 3によく表われているように、 本実施形態のイメージセンサモジュール A 1は、 ケース 3 0 0、 第 1および第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0、 イメージセン サチップ 4 0 0、 ならびに動作機構 4 2 0を備えている。
ケース 3 0 0は、平面視略長矩形—の合成樹脂製である。第 1の光学系 1 0 0は、 ケース 3 0 0の長手方向一端寄り 設けられており、 結像用レンズ 1 2 0を備え ている。 この結像用レンズ 1 2 0は、 3つの単レンズ 1 2 1， 1 2 2 , 1 2 3を キャップ 1 1 0内に積層状に組み込むことにより構成された組み合わせレンズで ある。 単レンズ 1 2 1 , 1 2 2は、 凸レンズであるのに対し、単レンズ 1 2 3は、 凹レンズである。 このような構成によれば、 収差を少なくし、 色消しも可能とな る。 キャップ 1 1 0は、 円筒部 1 1 1と、 この円筒部 1 1 1の上部を塞ぐ上壁部 1 1 2とを有している。 上壁部 1 1 2には、 開口部 1 1 3が形成されている。 ケ ース 3 0 0の外部から結像用レンズ 1 2 0への光の入射は開口部 1 1 3のみを介 して行なわれる。 したがって、 上壁部 1 1 2は、 外部から結像用レンズ 1 2 0へ の光の入射量を制限する絞りに相当する。 円筒部 1 1 1は、 ケース 3 0 0の天壁 部に設けられたネジ穴 3 1 0にねじ込まれており、 このことによりキャップ 1 1 0はケース 3 0 0に取り付けられている。 ただし、 キャップ 1 1 0の上部には、 フランジ部 1 1 4がさらに設けられており、 このフランジ部 1 1 4を利用してキ ヤップ 1 1 0を回転させることができるようになつている。 キャップ 1 1 0を回 転させると、 このキャップ 1 1 0は光軸 X 1が延びる方向に移動するようになつ ている。
第 1の光学系 1 0 0は、 光軸 X 1がケース 3 0 0の厚み方向 （図 2およぴ図 3 の上下方向） に一直線状に延びた構成を有している。 この第 1の光学系 1 0 0を 利用して被写体の撮影を行なう場合、 イメージセンサチップ 4 0 0は光軸 X 1の うち、 結像用レンズ 1 2 0の直下の第 1の位置 P 1に配置される。 この第 1の位 置 P 1は、 被写体の像の結像点である。 第 1の光学系 1 0 0は、 標準撮影モード 用であり、 結像用レンズ 1 2 0は、 その撮影モードに適した焦点距離である。 第 2の光学系 2 0 0は、 ケース 3 0 0の長手方向略中央部から長手方向他端寄 りにわたって設けられている。 この第 2の光学系 2 0 0は、 第 1および第 2のミ ラー 2 1 0， 2 2 0と、結像用レンズ 2 4 0と、遮光部材 3 3 0とを備えている。 第 1のミラー 2 1 0は、 ケース 3 0 0の天壁部の長手方向他端部に形成された 開口部 3 2 0を通過してケース 3 0 0内を下向きに進行してきた光をケース 3 0 0の長手方向中央部に向けて反射するものであり、 ケース 3 0 0の厚み方向に対 して 4 5 ° 傾くようにしてケース 3 0 0に組み付けられている。 第 2のミラー 2 2 0は、 第 1のミラー 2 1 0によって反射されてきた光を下向きに反射するもの であり、 第 1のミラー 2 1 0と同様に、 4 5。 傾くようにしてケース 3 0 0に組 み付けられている。 第 1およぴ第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0の表面が、 本発明で いう第 1およぴ第 2の光反射面の一例に相当する。 第 2の光学系 2 0 0において は、 第 1およぴ第 2のミラー 2 1 0、 2 2 0によって光が反射されるため、 その 光軸 X 2は、 屈曲状である。 このことにより、 第 2の光学系 2 0 0は、 第 1の光 学系 1 0 0よりもケース 3 0 0内における光路長が長くなつている。 ただし、 第 2の光軸 X 2のうちの入射光軸 X2'は、第 1の光軸 X 1と同じ方向に延ぴている。 第 2の光学系 2 0 0を利用してイメージセンサチップ 4 0 0上に被写体の像が結 像される場合、 イメージセンサチップ 4 0 0は、 光軸 X 2のうち、 第 2のミラー 2 2 0の直下の第 2の位置 P 2に配置される。 この第 2の位置 P 2は、 第 2の光 学系 2 0 0における被写体の像の結像点である。 第 2のミラー 2 2 0は、 第 1の 光学系 1 0 0に接近して設けられている。 このことにより、 ケース 3 0 0の長手 方向の寸法が長くなることが抑制される。
結像用レンズ 2 4 0は、 レンズホノレダ 2 3 0内に 2つの単レンズ 2 4 1， 2 4 2を収容保持させることにより構成された組み合わせレンズである。 単レンズ 2 4 1は、 凸レンズであるのに対し、 単レンズ 2 4 2は、 凹レンズである。 したが つて、 この結像用レンズ 2 4 0においても、 結像用レンズ 1 2 0と同様に、 色消 しが可能である。 この結像用レンズ 2 4 0は、 第 1およぴ第 2のミラー 2 1 0 , 2 2 0間のうち、 第 1のミラー 2 1 0寄りに設けられている。 したがって、 この 結像用レンズ 2 4 0を透過した光が第 2のミラー 2 2 0に向けて進行することと なる。 レンズホルダ 2 3 0は、 単レンズ 2 4 1， 2 4 2を保持する円筒部 2 3 1 と、 この円筒部 2 3 1の一端に連設された側壁部 2 3 2とを有し、 この側壁部 2 3 2には、 光入射用の開口部 2 3 3が形成されている。 この側壁部 2 3 2は、 結 像用レンズ 2 4 0に入射する光の量を制限する絞りに相当する。 開口部 2 3 3の 直径は、 キャップ 1 1 0の開口部 1 1 3の直径よりも大きくされている。 第 2の 光学系 2 0 0は、 たとえば第 1の光学系 1 0 0を利用した標準撮影と比較して 3 倍の倍率をもつ望遠撮影を行なうためのものであり、 結像用レンズ 2 4 0は、 そ のような撮影モードに適するように、 結像用レンズ 1 2 0よりも長い焦点距離で ある。 したがって、 結像用レンズ 2 4 0から第 2の位置 P 2までの光路長は、 第 1の光学系 1 0 0の結像用レンズ 1 2 0から第 1の位置 P 1までの光路長よりも 長くなつている。 一方、 望遠撮影の場合には、 標準撮影の場合よりも画角が小さ く、 望遠撮影用のレンズの方が修正すべき収差が少なくなるのが一般的である。 このため、 本実施形態においては、 結像用レンズ 2 4 0の方が、 結像用レンズ 1 2 0よりも単レンズの総数が少なくされている。
遮光部材 3 3 0は、 筒状であり、 結像用レンズ 2 4 0と第 2のミラー 2 2 0と の間に設けられている。 この遮光部材 3 3 0は、 第 2のミラー 2 2 0に接近する ほどその直径が大きくなるテーパ穴を有しており、 このテーパ穴内を光が通過す るようになっている。 好ましくは、 上記テーパ穴の内周面には、 断面形状がノコ ギリ歯状の凹凸が形成されている。 この遮光部材 3 3 0の少なくとも内面は、 黒 色などの暗色系である。 これは、 塗装により、 あるいは遮光部材 3 3 0を黒色樹 脂により形成することにより達成されている。
イメージセンサチップ 4 0 0としては、 たとえばエリア C C Dチップ、 あるい は C—MO Sエリアイメージセンサチップが用いられている。 このイメージセン サチップ 4 0 0の上面には、 ドット状の複数の受光部がマトリタス状に並んだ受 光面 （図示略） が設けられており、 上記各受光部が光を受けると、 それに対応し た出力レベルの画像信号が一定の順序で出力されるように構成されている。
動作機構 4 2 0は、イメージセンサチップ 4 0 0を第 1および第 2の位置 P 1 , P 2に選択的に配置させるように移動させるための機構である。 この動作機構 4 2 0は、 イメージセンサチップ 4 0 0を搭載している基板 4 1 0と、 この基板 4 1 0上に取り付けられた力パー 4 3 0と、 この力パー 4 3 0のスライドガイドを 行なうための一対のガイドロッド 3 4 5とを備えている。 基板 4 1 0は、 ィメー '4 0 0の駆動に必要な電力供給や信号の入出力を行なわせるため の配線パターンを有しており、 図示されていなレヽ配線を介して外部機器と接続さ れている。 この配線は、 基板 4 1 0の移動を妨げないように基板 4 1 0と接続さ れている。 力パー 4 3 0は、 イメージセンサチップ 4 0 0の周囲を覆っている。 この力パー 4 3 0には、 光学フィルタ 4 3 1が取り付けられている。 この光学フ ィルタ 4 3 1は、 イメージセンサチップ 4 0 0に不要な波長の光が入射すること を防止するとともに、 イメージセンサチップ 4 0 0を塵埃から保護する役割も果 たす。 一対のガイドロッド 3 4 5は、 ケース 3 0 0の底部に設けられた切り欠き 部 3 4 0に配置され、 それらの長手方向両端がケース 3 0 0の底部に支持され、 かつケース 3 0 0の長手方向に延びている。 図 5によく表われているように、 こ れら一対のガイドロッド 3 4 5は、 力パー 4 3 0の両側面に形成された凹部 4 3 5に嵌入している。 この構造により、 カバー 4 3 0は、 一対のガイドロッド 3 4 5に支持され、 かつそれらの長手方向にスライド可能である。 イメージセンサチ ップ 4 0 0は、 この力パー 4 3 0のスライド動作に伴って切り欠き部 3 4 0内に おいて第 1および第 2の位置 Ρ 1 , Ρ 2間を往復移動可能である。
カバ" 4 3 0のスライ ド動作は、 たとえば、'このイメージセンサモジュール A 1が組み込まれる装慨または機器にスライドレパーを設け、 このスライドレパー の動作に力パー 4 3 0を連動させることによって実？ ¾することができる。 あるい は、 このような構成に代えて、 カバー 4 3 0または基板 4 1 0にラックを設け、 このラックに嚙み合うピニオンをモータにより回転させる構成を採用することも できる。 さらに、 カバー 4 3 0または基板 4 1 0に雌ネジ部を設け、 この雌ネジ 部に螺合するネジ軸をモータによ.り回転させるといったねじ送り機構を用いても カバー 4 3 0をスライドさせることができる。
次に、 イメージセンサモジュール A 1の作用について説明する。
まず、 図 3に示すように、 イメージセンサチップ 4 0 0を第 1の位置 P 1に配 置させたときには、 被写体の像は、 結像用レンズ 1 2 0を利用してイメージセン サチップ 4 0 0上に結ぶ。 この場合の撮影は、 標準撮影モードである。 、 次いで、 図 4に示すように、 動作機構 4 2 0を動作させることにより、 ィメー ジセンサチップ 4 0 0を第 2の位置 P 2に配置させたときには、 被写体の像は、 結像用レンズ 2 0 0を利用してイメージセンサチップ 4 0 0上に結ぶ。 この場合 の撮影は、 望遠撮影モードである。 開口部 2 3 3は、 開口部 1 1 3よりも大径で あるため、 画角の小さい望遠撮影モードの画像が、 標準撮影モードの画像よりも 大幅に暗レ、画質になるといつたことは無レ、。 遮光部材 3 3 0は、 結像用レンズ 2 4 0を透過した光のうち、 被写体の結像に不必要な光 （外乱光） 力 第 2のミラ 一 2 2 0を経由することなく、 イメージセンサチップ 4 0 0に直接到達すること を阻止する。 したがって、 望遠撮影モードでの撮影画像の質を高く維持すること ができる。 遮光部材 3 3 0の内面にノコギリ歯状の凹凸を設けておくと、 この遮 光部材 3 3 0の内面によって外乱光が乱反射されるため、 イメージセンサチップ 4 0 0に向けて進行する外乱光の量がより少なくなる。
イメージセンサチップ 4 0 0を第 1の位置 P 1に配置させている場合において、 キャップ 1 1 0を回転させることによって結像用レンズ 1 2 0をイメージセンサ チップ 4 0 0から遠ざける方向に移動させる'と、 近接撮影モードを実現すること もできる。
このように、 このイメージセンサモジュール A 1によれば、 標準撮影モード、 望遠撮影モード、 および近接撮影モードの切り替えが簡単に行なえ、 撮影モード に多様性をもたせることができる。 結像用レンズ 1 2 0， 2 4 0は、 いずれも複 数の単レンズが相対移動不能に組み合わされたものとされ、 ズームレンズと比較 するとその構造はかなり簡易であり、それらのコストを廉価にすることができる。 また、 結像用レンズ 1 2 0， 2 4 0のそれぞれが大きく嵩張らないようにするこ ともできる。 ·
第 2の光学系 2 0 0においては、 第 1および第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0を利 用して、 光をケース 3 0 0の長手方向に進行させることによってその光路長を長 くしている。 このため、 ケース 3 0 0の厚みが大きくなることも抑制される。 ま た、 第 2の光学系 2 0 0においては、 第 1およぴ第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0に よって光を 2回反射させているために、 撮影画像が左右反転したものになること もない。 このようなことから、 本実施形態のイメージセンサモジュール A 1は、 ケース 3 0 0の厚みを小さくし、 上記した 3つの撮影モードを実現することがで きるのであり、 携帯電話機などの小型機器に組み込むのに好適である。 このイメージセンサモジュール A 1においては、 第 2の位置 P 2が、 第 2の光 学系 2 0 0の入射光軸 X2，よりも第 1の位置 P 1寄りにあり、 第 1および第 2の 位置 P l， P 2どうしが接近している。 したがって、 イメージセンサチップ 4 0 0を第 1および第 2の位置 P 1， P 2に移動させるための移動ストロークが短く なり、 その分だけ、 動作機構 4 2. 0の小型化が図れ、 また動作精度を高くするこ とができる。 さらに、 標準撮影と望遠撮影との切り替え速度を速くすることも可 能となる。 イメージセンサチップ 4 0 0を第 1および第 2の位置 P 1， P 2に移 動させるようにしているために、 イメージセンサチップ 4 0 0の個数は 1つでよ く、 イメージセンサチップを複数設ける場合と比較すると、 その製造コストは廉 価となる。 光学フィルタ 4 3 1については、 イメージセンサチップ 4 0 0に伴つ て移動するようにしているために、この光学フィルタ 4 3 1の個数も 1つでよく、 このことによっても部品点数を少なくすることができる。
図 6〜図 1 6·は、 本発明に係るィメージセンサモジュールの他の実施形態を示 している。 図 6以降の図面においては、 上記実施形態と同一または類似の要素に ついては、 上記実施形態と同一符号を付している。
図 6に示すィメージセンサモジュール A 2においては、 第 2の光学系 2 0 0の 結像用レンズ 2 4 0が第 1の実施形態とは相違している。 より具体的には、 ケー ス 3 0 0の天壁部の長手方向他端部には、 ネジ穴 3 5 0が形成されており、 この ネジ穴 3 5 0に螺合装着されたキャップ 2 5 0に結像用レンズ 2 4 0が保持され ている。 このため、 結像用レンズ 2 4 0は、 第 1のミラー 2 1 0の上方に位置し ており、 この結像用レンズ 2 4 0を透過した光が第 1のミラー 2 1 0に到達し、 その後第 2の位置 P 2に導かれるようになつている。 キャップ 2 5 0は、 キヤッ プ 1 1 0と同様な構成を備えたものであり、 その上壁部 2 5 2に形成された開口 部 2 5 3の直径は、 キャップ 1 1 0の開口部 1 1 3よりも大きい。 キャップ 2 5 0は、 回転操作されることにより上下方向に移動するため、 このキャップ 2 5 0 の移動により結像用レンズ 2 4 0の位置調整が可能である。
このイメージセンサモジュール A 2においては、 結像用レンズ 2 4 0を第 1の ミラー 2 1 0の上方に配置した分だけ、 この結像用レンズ 2 4 0から第 2の位置 P 2に至るまでの光路長を長くすることができる。 また、 キャップ 2 5 0を回転 させて結像用レンズ 2 4 0の位置調整を行なうことにより、 望遠撮影モードでの いわゆるピント合わせを適切に行なうことが可能である。
図 7に示すイメージセンサモジュール A 3においては、 第 2の光学系 2 0 0力 S 透光性部材 2 6 0を備えた構成とされている。 この透光性部材 2 6 0は、 透明度 の高いポリカーボネートまたはァクリル系樹脂製であり、 一端面 2 6 1が結像用 レンズ 2 4 0の下方に位置するとともに、 他端面 2 6 2が第 2の位置 P 2の上方 に位置するようにして、 ケース 3 0 0内に配置されている。 両端面 2 6 1， 2 6 2は、 本発明でいう第 1およぴ第 2の光反射面の具体例に相当する。
このイメージセンサモジュール A 3においては、 被写体からの光が結像用レン ズ 2 4 0を透過すると、 この光は透光性部材 2 6 0内に進入し、 端面 2 6 1に入 射する。 すると、 この光はこの端面 2 6 1によって全反射され、 端面 2 6 2に向 けて進行する。 その後、 上記光は端面 2 6 2によっても全反射されて下向きに進 行し、 第 2の位置 P 2に到達するため、 イメージセンサチップ 4 0 0によって受 光される。 このように、 光を導くのに全反射を利用すれば、 ミラーを用いる場合 よりも光の反射率が高くなるため、 光のロスを少なくすることができる。 したが つて、 明るく鮮明な撮影画像を得るのにより好適となる。 また、 本実施形態にお いては、 1つの透光†生部材 2 6 0が第 2の実施形態の第 1および第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0と同様な役割を果たしており、 ミラーを用いる場合と比較するとそ の部品点数は少なくなる。 したがって、 構造の簡素化おょぴ製造の容易化も図ら れる。
図 8に示すィメージセンサモジュール A 4は、 透光性部材 2 6 0によつて光が 4回反射されるように構成されている。 より具体的には、 透光性部材 2 6 0は、 両端面 2 6 1， 2 6 2に加え、 2つの傾斜面 2 6 3， 2 6 4をさらに有している。 結像用レンズ 2 4 0を透過した光は、 端面 2 6 1および傾斜面 2 6 3， 2 6 4に よって順次反射されてから端面 2 6 2に到達し、 この端面 2 6 2により第 2の位 置 P 2に向けて反射されるようになっている。
このような構成によれば、 結像用レンズ 2 4 0から第 2の位置 P 2までの光路 長を長くし、 望遠撮影の倍率を高めるのにより好適となる。 また、 既述したとお り、透光性部材 2 6 0を利用して光を全反射させると、その反射率が高いために、 光の反射回数を増加させても、 これにより撮影画像が暗くなることはない。 さら に、 1つの透光性部材 2 6 0によって 4回の光の反射を実現しており、 4つのミ ラーを用いる場合と比較すると、 やはりその部品点数は少なレヽものとなる。
図 9に示すィメージセンサモジュール A 5は、 第 1およぴ第 2のイメージセン サチップ 4 0 0 A， 4 0 0 Bを備えている。 これら第 1およぴ第 2のイメージセ ンサチップ 4 0 0 A, 4 0 0 Bは、 ケース 3 0 0の底部に組み込まれた基板 4 1 0上に並んで搭載されており'、 第 1のイメージセンサチップ 4 0 O Aは第 1の位 置 P 1に固定され、 第 2のイメージセンサチップ 4 0 O Bは第 2の位置 P 2に固 定されている。 第 1およぴ第 2のイメージセンサチップ 4 0 O A, 4 0 O Bの上 方には、 ケース 3 0 0に支持された光学フィルタ 4 3 1 a， 4 3 1 bが位置して いる。'
このような構成によれば、 第 1および第 2のイメージセンサチップ 4 0 O A, 4 0 O Bのオン ·オフを切り替えることにより、 撮影モードを選択することがで きる。 第 1のイメージセンサチップ 4 0 0 Aをオンとし、 かつ第 2のイメージセ ンサチップ 4 0 0 Bをオフにすると、 第 1の光学系 1 0 0を利用した標準撮影モ ードの撮影画像が得られる。 これとは反対に、 第 1のイメージセンサチップ 4 0 O Aをオフとし、 かつ第 2のイメージセンサチップ 4 0 0 Bをオンにすると、 第 2の光学系 2 0 0を利用した望遠撮影モードの撮影画像が得られる。 撮影モード の切り替えは、 電気的なオン'オフにより行なうため、 その切り替えは迅速に行 なうことができる。 ただし、 第 1および第 2のイメージセンサチップ 4 0 O A, 4 0 O Bをともにオンとして、 それらから 2種類の画像信号を出力させておき、 V、ずれか一方のみを選択的に利用するといつた使用方法を用いてもかまわなレ、。 このィメージセンサモジュール A 5においては、'撮影モードを切り替えるための 動的な機構は不要であるため、 機械的な故障を起こす可能性が少なくなるという 利点が得られる。 図 9においては、 第 2の光学系 2 0 0が図 1〜図 4に示したィ メージセンサモジュール A 1と同様な構成とされているが、 図 6〜図 8に示した イメージセンサモジュール A 2〜 A 4と同様な構成にすることができる。
図 1 0に示すィメージセンサモジュール A 6は、 第 2の光学系 2 0 0の入射光 軸 X2'が第 2の位置 P 2よりも第 1の位置 P 1寄りに位置する構成とされている。 より具体的には、 開口部 3 2 0や第 1のミラ 2 1 0は、 第 2のミラー 2 2 0よ りも第 1の光学系 1 0 0寄りに設けられており、 開口部 3 2 0からケース 3 0 0 内に進行した光は、 第 1のミラー 2 1 0によって第 1の光学系 1 0 0とは反対寄 りの方向に進行し、 その後第 2のミラー 2 2 0によって下向きに反射されること により第 2の位置 P 2に到達するようになっている。 第 1のイメージセンサチッ プ 4 0 O Aは、 基板 4 1 O Aに搭載されて第 1の位置 P 1に配されているのに対 し、 第 2のイメージセンサチップ 4 0 O Bは、 基板 4 1 0 Bに搭載されて第 2の 位置 P 2に配されている。
このイメージセンサモジュール A 6においては、 第 2の光学系 2 0 0の入射光 軸 X2'が第 1の光学系 1 0 0の光軸 X 1に接近した構成となる。 したがって、 第 1およぴ第 2の光学系 1 0 0 , 2 0 0をそれぞれ利用して被写体の撮影を行なう 場合の視差が小さくなる。 第 1および第 2の位置 P 1， P 2の間隔は、 比較的大 きくなるが、 第 1およぴ第 2のイメージセンサチップ 4 0 O A, 4 0 O Bはそれ ら第 1およぴ第 2の位置 P 1， P 2に固定されているため、 とくに不具合はない。 本実施形態とは異なり、 1つのイメージセンサチップを第 1および第 2の位置 P 1， P 2間において往復動させるようにした場合には、 その往復動距離が大きく なると、 その動作のための動作機構が大掛かりとなり、 またイメージセンサチッ プの移動に要する時間が長くなるといった虞れがある。 これに対し、 本実施形態 においては、 第 1およぴ第 2のイメージセンサチップ 4 0 O A， 4 0 O Bを固定 させているために、 そのような不具合はない。 ただし、 本癸明においては、 第 1 およぴ第 2の光学系 1 0 0 , 2 0 0の構成を図 1 0に示したような構成とした上 で、 1つのイメージセンサチップを第 1およぴ第 2の位置 P 1， P 2間において 往復動自在とした構成としてもかまわなレ、。 .
図 1 1に示すィメージセンサモジュール A 7は、 平面視 L字状のケース 3 0 0 を有している。 このケース 3 0 0の一端部には、 結像用レンズ 1 2 0を備えた第 1の光学系 1 0 0が設けられており、 それ以外の部分に第 2の光学系 2 0 0が設 けられている。 第 2の光学系 2 0 0は、 開口部 3 2 0およぴ第 1のミラー 2 1 0 がケース 3 0 0の他端部に設けられていることにより、 結像用レンズ 2 4 0を透 過した光を受ける第 2のミラー 2 2 0およぴ第 2の位置 P 2が第 1の光学系 1 0 0に接近した構成とされている。 イメージセンサチップ 4 0 0は、 同図の実線お よび仮想線に示すように、 光軸 X I上の第 1の位置 P 1に存在する状態と、 第 2 の位置 P 2に存在する状態とに切り替え可能に、 基板 4 1 0に搭載された状態の まま矢印 N a方向に往復動自在である。
このイメージセンサモジュール A 7は、 第 1および第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0がー直線状に並んだ構成を有しておらず、 図 1 1の矢視 N bにおいて、 第 1の 光学系 1 0 0は、 第 2の光学系 2 0 0にオーバラップしている。 このため、 この ィメージセンサモジユーノレ A 7の全体が一方向に長くなることを抑制可能である。 このように、 本発明においては、 イメージセンサモジュール全体が一方向に長 くなることを抑制する手段として、 第 1および第 2の光学系どうしをオーバラッ プさせて並列に設けた構成としてもかまわない。 この場合、 イメージセンサチッ プを第 1およぴ第 2の位置間において往復動させる構成に代えて、 2つのィメ一 ジセンサチップを第 1およぴ第 2の位置に固定して設けた構成としてもよいこと は勿論である。
図 1 2およぴ図 1 3に示すイメージセンサモジュール A 8は、 第 1および第 2 の光学系 1 0 0 , 2 0 0にカロえ、 第 3の光学系 5 0 0をさらに備えた構成を有し ている。 より具体的には、 ケース 3 0 0は、 平面視細長矩形状であり、 その長手 方向中間部に、 結像用レンズ 1 2 0を有する第 1の光学系 1 0 0が設けられてい る。 この第 1の光学系 1 0 0の一側方には、 結像用レンズ 2 4 0や第 1および第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0を備えた第 2の光学系 2 0 0が設けられている。 この 第 2の光学系 2 0 0は、 第 2の位置 P 2が入射光軸 X2'よりも第 1の光学系 1 0 0寄りとなるように構成されている。 第 3の光学系 5 0 0は、 第 1の光学系 1 0 0を挟んで第 2の光学系 2 0 0とは反対の領域に設けられている。 この第 3の光 学系 5 0 0の基本的な構成は、 第 2の光学系 2 0 0と共通しており、 たとえばケ ース 3 0 0に設けられた開口部 3 5 0から下向きに進行してきた光をケース 3 0 0の長手方向中央部寄りに反射する第 1のミラー 5 1 0、 この第 1のミラー 5 1 0によって反射された光を集光するための結像用レンズ 5 3 0、 この結像用レン ズ 5 3 0を透過した光を下向きに反射する第 2のミラー 5 2 0を有している。 こ の第 3の光学系 5 0 0の光軸 X 3のうち、 第 2のミラー 5 2 0の下方が、 ィメー ジセンサチップ 4 0 0を配置させるための第 3の位置 P 3となっている。 この第 3の位置 P 3は、 第 3の光学系 5 0 0における結像点であり、入射光軸 X3'より も第 1の光学系 1 0 0寄りに位置している。
第 1および第 2のミラー 5 1 0， 5 2 0の間隔は、 第 2の光学系 2 0 0の第 1 および第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0の間隔よりも大きくされている。 このことに より、 第 3の光学系 5 0 0は、 結像用レンズ 5 3 0から第 3の位置 P 3までの光 路長が、 第 1およぴ第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0のそれよりも長くされている。 したがって、 この第 3の光学系 5 0 0を利用した撮影モードは、 第 2の光学系 2 0 0を利用した場合よりもさらに高倍率の望遠撮影モードとなる。 第 3の光学系 5 0 0には、 第 2の光学系 2 0 0のレンズホルダ 2 3 0や遮光部材 3 3 0と同様 な役割を果たすレンズホルダ 5 4 0や遮光部材 5 5 0も設けられている。 レンズ ホルダ 5 4 0の開口部 5 4 3の直径は、 第 1および第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0 の開口部 1 1 3， 2 3 3の直径よりも大きくされており、 画角が狭くなることに よる光量不足が生じないようにされている。 イメージセンサチップ 4 0 0は、 動 作機構 4 2 0の動作により、 第 1およぴ第 2の位置 P 1， P 2に加え、 第 3の位 置 P 3にも配置させることができるように移動可能である。
このイメージセンサモジュール A 8においては、 イメージセンサチップ 4 0 0 を第 1ないし第 3の位置 P 1〜P 3のいずれに配置させるかによつて撮影モード を切り替え、 標準撮影モード、 望遠撮影モード、 およびそれよりも高倍率の望遠 撮影モードのいずれかを選択可能である。 したがって、 撮影モードの多様性がさ らに高められることとなる。
このように、 本発明においては、 第 1および第 2の光学系に加え、 これらとは 別の光学系をさらに追加して設けた構成とすることができる。 もちろん、 この場 合に、 1つのイメージセンサチップを移動させるのではなく、 複数のイメージセ ンサチップを複数の光学系の所定位置に固定して設けた構成としてもかまわない。 ■ より具体的には、 第 3の光学系を追加して設けた場合、 第 1およぴ第 2のィメー ジセンサチップとは別に準備された第 3のィメージセンサチップをこの第 3の光 学系の結像点上に固定して設けた構成とすることができる。
図 1 4に示すイメージセンサモジュール A 9は、 第 3の光学系 5 0 0力 第 1 および第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0に対して並列に設けられた構成を有している。 より具体的には、 このイメージセンサモジュール A 9においては、 第 1および第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0は、 ケース 3 0 0の長手方向に並んで設けられた構成 を有している。 第 3の光学系 5 0 0は、 開口部 3 2 0よりもケース 3 0 0のさら に一端寄りに形成された開口部 3 5 0からケース 3 0 0内に進行した光を第 3の 位置 P 3に導くように構成されており、 開口部 3 5 0からケース 3 0 0内に進行 した光は、 第 1のミラー 5 6 0によってケース 3 0 0の短手方向に反射され、 結 像用レンズ 5 3 0を透過した後に、 中間ミラー 5 7 0によってケース 3 0 0の長 手方向他端部に向けて反射されるようになっている。 そして、 この光は、 その後 中間ミラー 5 8 0によってケース 3 0 0の短手方向に反射されることにより第 2 のミラー 5 9 0に向けて進行し、 この第 2のミラー 5 9 0によって下向きに反射 される'ことにより第 3の位置 P 3に導力れるようになっている。 第 1ないし第 3 の位置 P 1〜 P 3の位置関係は、 図 1 2およぴ図 1 3に示したィメージセンサモ ジュール A 8と同様であり、 それらの位置 P 1〜P 3のいずれに対してもィメー ジセンサチップ 4 0 0を移動させることが可能である。
このイメージセンサモジュール A 9においては、 結像用レンズ 5 3 0から第 3 の位置 P 3までの光路長を、 結像用レンズ 2 4 0から第 2の位置 P 2までの光路 長よりも長くすることができる。 したがって、 図 1 2およぴ図 1 3に示したィメ ージセンサモジユーノレ A 8と同様に、 第 3の光学系 5 0 0を第 2の光学系 2 0 0 よりも高倍率の望遠撮影用とすることができる。 第 3の光学系 5 0 0の中間ミラ 一 5 7 0， 5 8 0間の光路は、 第 1およぴ第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0の光路と 並列となっており、 ケース 3 0 0の長手方向においてこれらはオーバラップして いる。 したがって、 ケース 3 0 0の長手方向の全長が長くなることを好適に抑制 可能である。
図 1 5に示すイメージセンサモジュール A 1 0においては、 第 1ないし第 3の 光学系 1 0 0， 2 0 0， 5 0 0が並列に設けられている。 より具体的には、 第 1 およぴ第 2の光学系 1 0 0， 2 0 0は、 図 1 1に示したイメージセンサモジユー ノレ A 7と同様な構成となっている。 第 3の光学系 5 0 0は、 第 1および第 2のミ ラー 5 1 0 , 5 2 0間の光路が、 第 2の光学系 2 0 0の第 1および第 2のミラー 2 1 0， 2 2 0間の光路と平行となるように形成された構成を有している。 第 2 のミラー 5 2 0は、 第 2のミラー 2 2 0に隣接しており、 第 1ないし第 3の位置 P 1〜P 3は、 直線状に並んだ配置となっている。
このような構成によっても、 第 3の光学系 5 0 0の結像用レンズ 5 3 0から第 3の位置 P 3までの光路長を、 第 2の光学系 2 0 0の結像用レンズ 2 4 0から第 2の位置 P 2ま,での光路長よりも長くし、 第 3の光学系 5 0 0を第 2の光学系 2 0 0よりも高倍率の望遠撮影用とすることができる。 第 3の光学系 5 0 0の光路 は、 第 1およぴ第 2の光学系 1 0 0 , 2 0 0の光路と並列とされているため、 そ の分だけ、 ィメージセンサモジュール A 1 0の全体が一方向に長くなることを抑 制可能である。 '
図 1 6 Aおよぴ図 1 6 Bに示す 2つのイメージセンサモジュール A 1 1 , A 1 2は、 図 9に示したイメージセンサモジュール A 5、 または図 1 0に示したィメ ージセンサモジュール A 6を、 第 1の光学系 1 0 0の部分と第 2の光学系 2 0 0 の部分とを分離させるように 2分割した構成に相当している。 イメージセンサモ ジュール A 1. 1は、 標準撮影モード用の光学系 1 0 0を備えている。 このィメー ジセンサモジュール A 1 1のケース 3 0 0 Aは、 結像用レンズ 1 2 0を収容保持 したキャップ 1 1 0の装着、 およびイメージセンサチップ 4 0 O Aを搭載した基 '板 4 1 O Aの取り付けに必要力つ十分な小サイズに形成されている。 イメージセ ンサモジュール A 1 2は、 望遠撮影モード用の光学系 2 0 0を備えており、 その ケース 3 0 0 Bは、 光学系 2 0 0を構成する所定の部品を取り付けるのに必要か つ十分なサイズに形成されている。
これら 2つのイメージセンサモジュール A 1 1， A 1 2を組み合わせて用いれ ば、 図 9およぴ図 1 0に示したィメージセンサモジュール A 5， A 6と同様な機 能が得られる。 また、 2つのイメージセンサモジュール A 1 1， A 1 2は、 互い に離間するように配置して使用することもできるために、 これらをたとえば携帯 電話機に組み込んで使用する場合には、 スペース上の制約を受け難くし、 大きな 自由度で 2つのイメージセンサモジュール A 1 1， A 1 2を取り付けることがで き、 便利となる。
イメージセンサモジュール A 1 2は、 上述した実施形態の各ィメージセンサモ ジュールの第 2の光学系 2 0 0と同様に、 結像用レンズ 2 4 0からイメージセン サチップ 4 0 0 Bに至るまでの光路長を長くする手段として、 第 1およぴ第 2の ミラー 2 1 0， 2 2 0を用いることによって、 ケース 3 0 0 Bの長手方向に延ぴ る光路を形成しているために、 ケース 3 0 0 Bの厚みが大きくなることを適切に 抑制することができる。 これは、 たとえば薄型の携帯電話機の小さな空間スぺー スに組み込む場合に有利となる。 もちろん、 このような効果は、 第 1および第 2 のミラー 2 1 0 , 2 2 0に代えて、 たとえば図 7に示した透光性部材 2 6 0を用 いた場合にも得られ、本実施形態のイメージセンサモジュール A 1 2においては、 透光性部材 2 6 0を用いた構成とすることもできる。 光学系 2 0 0の光路の最終 部分においては、 第 2のミラー 2 2 0によって光が下向きに反射されており、 ィ メージセンサチップ 4 0 O Bは、 その受光面が上向きとなる姿勢に設けられてい るために、 イメージセンサチップ 4 0 0 Bとして、 その受光面が大きなものを用 いた場合であっても、 これによつてイメージセンサモジュール A 1 2の全体の厚 みが大きくならない。 したがって、 イメージセンサモジュール A 1 2の厚みを小 さくしつつ、 イメージセンサチップ 4 0 0 Bとしては、 受光用の画素数が多く、 力っ受光面が大きな面積のものを使用することが可能となり、 画質の高レ、撮影用 のものとして構成するのにも好適となる。
本発明は、 上述した実施形態に限定されない。 本発明に係るイメージセンサモ ジュールの各部の具体的な構成は、 種々に設計変更自在である。
イメージセンサチップを移動自在に設ける場合、そのための手段としては、種々 の手段を採用することができる。 結像用レンズを光軸方向に位置調整させるため の手段としては、 手動操作に代えて、 圧電パイモルフ形またはモノモルフ形のァ クチユエータなどの圧電ァクチユエータ、 あるいはその他の種類のァクチユエ一 タを用いてもかまわない。 ただし、 結像用レンズは、 位置調整自在に設けること なく、 一定の位置に固定させてもかまわない。 また、 結像用レンズは、 単レンズ 力組み合わせレンズかの区別を問わず、 また組み合わせレンズを構成する単レン ズの具体的な枚数も限定されなレ、。
第 1および第 2の光学系は、 標準撮影用と望遠撮影用とに構成されていなくて もかまわず、 たとえば画角おょぴ倍率が相違する 2種類の標準撮影用、 2種類の 望遠撮影用、 あるいは 2種類の広角撮影用として構成することもできる。 それ以 外としても、 たとえば広角撮影用と標準撮影用との組み合わせとして構成するこ ともできる。

Claims

言青求の範囲
1 . ケースと、
上記ケース'内に配され、 力ゝっ受光面を有する光電変換手段と、
上記ケースに設けられ、 力つ上記受光面上に被写体の像を結ばせるための第
1の光学系と、
を備えているイメージセンサモジュールであって、
上記第 1の光学系とは光路が異なるようにして上記ケースに設けられ、 かつ 上記光電変換手段の受光面上に被写体の像を結ばせるための第 2の光学系を備え ており、
上記第 1の光学系を利用した被写体の撮影と、 上記第 2の光学系を利用した被 写体の撮影とが切り替え可能とされていることを特徴とする、 イメージセンサモ ジユーノレ。 '
2 . 上記第 1およぴ第 2の光学系のそれぞれは、 結像用レンズを備えており、 上記第 2の光学系の結像用レンズから被写体の像が結ばれる第 1の位置まで の光路長は、 上記第 1の光学系の結像用レンズから被写体の像が結ばれる第 2の 位置までの光路長よりも長くされている、 請求項 1に記載のイメージセンサモジ ユーノレ。
'
3 . 上記第 1の光学系は、 標準撮影用であり、
上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも撮影時の画角が小さい標準撮 影用または望遠撮影用である、 請求項 1に記載のイメージセンサモジュール。
4. 上記光電変換手段は、 イメージセンサチップであり、
上記ィメージセンサチップは、上記第 1および第 2の位置に移動自在である、 請求項 2に記載のィメージセンサモジユーノレ。
5 . 上記イメージセンサチップを搭載した基板と、 上記ィメ一ジセンサチップが上記第 1および第 2の位置に移動自在となるよ うに上記基板を上記ケースに相対させて移動させる動作機構と、
を備えている、 請求項 4に記载のィメージセンサモジュール。
6 . 上記動作機構は、 上記イメージセンサチップの周囲を囲むようにして上記基 板に取り付けられた力パーと、 上記ケースに設けられ、 かつ上記カバーをスライ ドガイド可能なガイドと、 を備えている、 請求項 5に記載のイメージセンサモジ ユーノレ。
7 . 上記イメージセンサチップに向けて進行する光のうち、 特定波長域の光のみ を通過させる光学フィルタをさらに備えており、
上記光学フィルタは、 上記ィメージセンサチップに伴つて移動可能である、 請求項 4に記载のィメージセンサモジュール。
8 . 上記光電変換手段としては、 上記第 1およぴ第 2の位置に配された第 1およ び第 2のィメージセンサチップがある、 請求項 2に記載のィメージセンサモジュ 一ノレ。
9 . 上記第 1および第 2のイメージセンサチップのオン .オフの駆動が切り替え 自在とされている、 請求項 8に記載のイメージセンサモジュール。
10. 上記第 1の光学系は、 その結像用レンズから上記第 1の位置までの光軸が直 線状に延びた構成を有し、 ， 上記第 2の光学系は、 その結像用レンズから上記第 2の位置までの光軸が屈 曲した構成を有している、 請求項 2に記載のイメージセンサモジュール。
11. 上記第 2の光学系は、 光を偶数回反射する光反射手段を備えている、 請求項 1 0に記载のィメージセンサモジユーノレ。
12. 上記光反射手段は、 上記被写体の正面から上記ケースに向かう第 1の方向に 進行してきた光を上記第 1の方向とは交差する第 2の方向に進行させるように反 射する第 1の光反射面と、 この第 1の光反射面から進行してきた光を上記第 2の 位置に向けて進行させるように上記第 1の方向に反射する第 2の光反射面とを含 んでレヽる、 請求項 1 1に記載のィメージセンサモジュール。
13. 上記光反射手段は、 複数の面を有する透光性部材を含んでおり、
上記複数の面のうちの 2つの面が、 上記第 1および第 2の光反射面とされ、 これら第 1および第 2の光反射面は、 上記被写体から進行してきた光の全反射が 可能である、 請求項 1 2に記載のイメージセンサモジュール。
14. 上記光反射手段は、 複数のミラーを含んでいる、 請求項 1 1に記載のィメー
-ーノレ。
15. 上記第 1および第 2の光学系は、 上記第 2の方向において互いにオーバラッ プしている、 請求項 1 2に記載のイメージセンサモジュール。
16. 上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも単レンズの枚数が少ない構成 とされている、 請求項 2に記載のィメージセンサモジュール。
17. 上記第 1および第 2の光学系のそれぞれの光入射部分には、 絞りが設けられ ており、
上記第 2の光学系は、 上記第 1の光学系よりも絞りの開度が大きい、 請求項 2に記载のィメージセンサモジュール。
18. 上記第 1および第 2の光学系の少なくとも一方の結像用レンズは、 光軸方向 への位置調整が可能な構成とされている、 請求項 2に記載のイメージセンサモジ ユール 0
19. 上記第 2の位置は、 上記第 2の光学系の入射光軸よりも上記第 1の位置寄り である、 請求項 2に記載のイメージセンサモジュール。
20. 上記第 2の光学系の入射光軸は、 上記第 2の位置よりも上記第 1の位置寄り である、 請求項 2に記載のイメージセンサモジュール。
21. 上記第 1およぴ第 2の光学系とは光路が異なるようにして上記ケースに設け られ、 力つ上記光電変換手段の受光面上に被写体の像を結ばせるための第 3の光 学系をさらに備えており、
上記第 1および第 2の光学系を利用した被写体の撮影に加えて、 上記第 3の光 学系を利用した被写体の撮影も切り替え可能とされている、 請求項 1に記載のィ メ一ジセンサモジュ一ノレ。
22. 上記光電変換手段は、 イメージセンサチップであり、
上記イメージセンサチップは、 上記第 1ないし第 3の光学系のそれぞれにお いて被写体の像が結ばれる位置に移動自在である、 請求項 2 1に記載のイメージ センサモジユーノレ。
23. 上記光電変換手段としては、 上記第 1ないし第 3の光学系に対応して設けら れた第 1ないし第 3のイメージセンサチップがある、 請求項 2 1に記載のィメー ジセンサモジユーノレ。
24. ケースと、
上記ケースの底部に組み付けられた基板と、
上記基板上に搭載され、 力つ上記ケースの正面方向を向く受光面を有してい るイメージセンサチップと、
上記ケースに設けられ、 力つ上記受光面上に被写体の像を結像させる光学系 と、
を備えているイメージセンサモジュールであって、 上記光学系は、 上記ケースの正面から上記ケースに向かう第 1の方向に進行 してきた光を上記第 1の方向とは交差する第 2の方向に進行させるように反射す る第 1の光反射面と、 この第 1の光反射面によって反射された光を上記受光面に 向かわせるように上記第 1の方向に反射する第 2の光反射面とを有していること を特徴とする、 イメージセンサモジュール。 .
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