JP2004045652A - 撮像装置及び携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型の撮像装置に好適な機能切替機構を備え、撮像装置を多機能化する。
【解決手段】クローズアップレンズ１４が設けられた移動部材１３を、切替機構部２０であるモータ１１の回動軸１２の回動により動作させ、撮像装置１００の撮像部１０へ導入される光の光路中へのクローズアップレンズ１４の挿入状態を切り替え、撮像部１０の光学機能である焦点距離を変換する構成にした。
【選択図】 図２
【解決手段】クローズアップレンズ１４が設けられた移動部材１３を、切替機構部２０であるモータ１１の回動軸１２の回動により動作させ、撮像装置１００の撮像部１０へ導入される光の光路中へのクローズアップレンズ１４の挿入状態を切り替え、撮像部１０の光学機能である焦点距離を変換する構成にした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの携帯端末に搭載可能な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載可能な、小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板上に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられているものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような撮像装置の用途が広がることにより、様々な場面や被写体に応じて焦点や絞り等を変化させて多機能に使用したいというニーズがある。しかしながら、このような小型の撮像装置を小型のまま多機能化させることは困難であった。
【０００４】
本発明の課題は、比較的小型のまま多機能化された撮像装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
基板と、基板に配設された撮像素子と、前記撮像素子に対応して設けられ、該撮像素子に被写体像を結像させる光学部材と、を有する撮像部を備える撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、光電変換部を備えた撮像素子と、
前記撮像素子を保持し、かつ電気信号の外部接続用端子を有する基板と、
前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、
開口部を有し、前記撮像レンズを覆う遮光性部材からなる筐体と、が一体に形成された撮像部を有し、かつ前記撮像レンズの光軸方向の高さが１５ｍｍ以下である撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記切替機構部は、前記光軸と平行な回動軸と、前記回動軸を回転駆動する駆動部と、を備えており、
前記移動部材は、前記回動軸に垂直に備えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材は、光軸と平行な回動軸に垂直に備えられているので、光軸に垂直に移動する。よって、移動部材と撮像部との距離は一定であるので、移動部材に設けられた光学機能変換部材が撮像部に付与する光学機能の精度を一定に保つことができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材を備えた前記切替機構部が、複数備えられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、複数備えられた切替機構部の移動部材の動作を組み合わせ、移動部材に設けられた光学機能変換部材の光学機能を組み合わせることで、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材には、複数の光学機能変換部材が備えられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材に設けられた光学機能変換部材の使用の有無を選択し、光学機能変換部材を切り替えることにより、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記光学機能変換部材は、前記撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、前記撮像部における焦点距離を調節するレンズと、前記撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学機能変換部材は、撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、撮像部における焦点距離を調節するレンズと、撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであるので、用途に応じてそれぞれの光学機能変換部材の特徴を生かした光学機能を有することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記外枠部材は光軸方向から見て矩形状の外形形状を有し、
前記撮像部に対応した前記開口部は、前記矩形状の外枠部材の隅部に位置することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像部に対応した開口部は、矩形状の外枠部材の隅部に備えられているので、撮像部は外枠部材内の基板上隅部に備えられることとなり、基板のスペースを有効に使用することや、撮像装置のサイズをより小型化することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。
【００２０】
請求項８記載の発明によれば、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づく、多機能な撮像を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の撮像装置を示す斜視図であり、図２は、同撮像装置の内部透視斜視図である。また、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図であり、図４は、同撮像装置における光学部材の斜視図である。
図１〜４に示されるように、撮像装置１００は、基板ＰＣと、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、その撮像部１０の近傍の基板ＰＣ上に備えられた切替機構部２０と、基板ＰＣに固着され、撮像部１０と切替機構部２０を覆う外枠部材３０と、基板ＰＣから延出されるフレキシブル基板ＦＰＣ等を備えている。
【００２２】
撮像部１０は、基板ＰＣの一方の面上に配設された撮像素子２と、この撮像素子２に集光させ被写体像を結像させるための撮像レンズとしての光学部材１と、この光学部材１に入射する光の量を調節する絞り板３と、撮像素子２を覆い隠す鏡枠４と、遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、光学部材１を押圧する押圧部材７と、鏡枠４の位置決めを行うための位置決め電気部品８等により構成されている。
【００２３】
次に、撮像装置１００における撮像部１０の各構成要素について説明する。
光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図４に示すように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、上端を塞ぐ板状の上面部１ｂと、上脚部１ｅの下方に形成された撮像素子２に当接する下脚部１ｆとを備え、上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。
絞り板３は、レンズ部１ａの周囲の上面部１ｂに固定されている。この絞り板３は、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａの絞り値（Ｆ値）を規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する。
【００２４】
撮像素子２は、イメージセンサであり、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなる。矩形薄板状の撮像素子２の下面は、基板ＰＣの上面に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列された光電変換部２ａが形成されている。その外側に処理部（図示省略）が形成されており、処理部の外縁近傍には、複数のパッド（図示省略）が配置されている。結線用端子であるパッドは、図３に示すように、ワイヤＷを介して基板ＰＣに接続されている。ワイヤＷは、基板ＰＣ上の所定の回路に接続されている。
【００２５】
鏡枠４は、遮光性のある素材からなる筐体であり、光学部材１の外側に配置されている。
鏡枠４には、図２に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。下部４ａの下端部は、基板ＰＣ上に接着剤Ｂにより固着される。
【００２６】
遮光板５は、鏡枠４の上部４ｂの上端に接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。
フィルタ６は、赤外線吸収特性を有する素材からなり、遮光板５の中央の開口５ａの下方に接着剤Ｂにより接合されている。
そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材を構成する。このように、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材とが密着し接合しているので、撮像部１０は、防塵、防湿の構造を有する。
【００２７】
押圧部材７は、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成され、光学部材１と、遮光板５との間に配置されている。そして、遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５が押圧部材７を押圧して、押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図３中、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。
【００２８】
位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２において、基板ＰＣ上の撮像素子２と鏡枠４との間であって、鏡枠４に近接して配置されている。また、基板ＰＣから位置決め電気部品８の上端部までの高さは、基板ＰＣから撮像素子２の上端部までの高さよりも高くなっている。また、位置決め電気部品８は、鏡枠４の下部４ａにおける固着部位の内側の４角を囲むようにして４つ設けられている。従って、この位置決め電気部品８は、鏡枠４を基板ＰＣ上に固着する際の、鏡枠４の位置決め指標となる。また、位置決め電気部品８の上端が撮像素子２の上端よりも高くなっているので、鏡枠４が、撮像素子２に接触して撮像素子２のワイヤＷ等を傷つけるのを防ぐ。
尚、位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１０に必要な電気部品であればよい。
フレキシブル基板ＦＰＣは外部接続用端子として、撮像装置１００を電子機器に搭載する際に、電子機器の基板等に接続される。
【００２９】
次に、切替機構部２０について説明する。
図２、図５に示されるように、切替機構部２０は、基板ＰＣ上に備えられた駆動部としてのモータ１１と、モータ１１に設けられた光軸と平行な回動軸１２などにより構成されており、回動軸１２には移動部材１３が垂直に設けられている。
移動部材１３の一端は回動軸１２に固定され、他端には光学機能変換部材としてのクローズアップレンズ１４が設けられている。そして、モータ１１の駆動により、回動軸１２が回動すると、回動軸１２に固定された移動部材１３の一端を中心に、移動部材１３の他端に設けられたクローズアップレンズ１４が円弧を描くように移動する。このクローズアップレンズ１４の円弧移動における第１の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路にクローズアップレンズ１４が入った状態となり、第２の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間にはクローズアップレンズ１４がない状態となる。
なお、モータ１１は正逆回転するものでもよく、一方向クラッチを用いるものであってもよい。
【００３０】
外枠部材３０には、撮像部１０の光学部材１に対応した位置に開口部３０ａが形成されている。また、外枠部材３０は、撮像部１０と切替機構部２０を覆い、撮像部１０や切替機構部２０に埃などの汚れが付着することを防止するとともに、撮像部１０や切替機構部２０を保護する。
【００３１】
図２、図５に示される状態は、移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に入り、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。つまり、撮像部１０の光学部材１のレンズ部１ａにより設定された、撮像部１０の固有の焦点距離が、クローズアップレンズ１４により、新たな焦点距離（第２の焦点距離）に変換されたことになる。
なお、この第２の焦点距離は、かなり近い距離の被写体を撮影する際の焦点距離であり、例えば、固有の焦点距離では、撮像素子２の表面より奥にピントの位置がいってしまうような近接撮影を行う場合に、クローズアップレンズ１４によって、ピント位置が撮像素子２の表面に戻されたことにより設定される焦点距離である。
【００３２】
よって、この撮像装置１００は、撮像部１０の光学部材１のレンズ部１ａにより設定された固有の焦点距離と、切替機構部２０によりもたらされたクローズアップレンズ１４の作用を加味した第２の焦点距離との、２つの焦点距離を有することとなり、撮像を行う被写体に応じて切替機構部２０を切り替え、焦点距離を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるようになる。
このように、切替機構部２０により光学機能変換部材としてのクローズアップレンズ１４を動作させ、撮像装置１００における撮像部１０の光学機能である焦点距離を変換することができるので、撮像装置１００の撮像用途が広がる。
【００３３】
〔第２の実施の形態〕
次に、図１、図６、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図６に示されるように、撮像装置２００は、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、撮像部１０の側方（図中下側）に備えられた切替機構部２０と、撮像部１０の光軸に対し切替機構部２０とは略９０度異なる撮像部１０の側方（図中右側）に備えられた第２切替機構部４０等を備えている。また、撮像部１０、切替機構部２０、第２切替機構部４０等は、撮像装置１００と同様に外枠部材３０により覆われている。
【００３４】
切替機構部２０は、第１の実施の形態と同様に、モータ１１に設けられた回動軸１２の回動に伴い動作する移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路への出入状態を切り替えることにより、撮像部１０の固有の焦点距離と、クローズアップレンズ１４を作用させた第２の焦点距離とを切り替える。
【００３５】
第２切替機構部４０は、モータ１１に設けられた回動軸１２ａの端部に、移動部材１５の一端が固定されている。移動部材１５の他端側には、光学機能変換部材としてのＮＤフィルタ１６が設けられている。モータ１１の駆動により、回動軸１２ａが回動すると、回動軸１２ａに固定された移動部材１５の一端を中心に、移動部材１５の他端に設けられたＮＤフィルタ１６が円弧を描くように移動する。このＮＤフィルタ１６の円弧移動における第１の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路にＮＤフィルタ１６が挿入された状態となり、第２の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間からＮＤフィルタ１６が離れた状態となる。つまり、光路にＮＤフィルタ１６が挿入された状態においては、撮像素子２に向け、撮像部１０に入射される光の一部分がＮＤフィルタ１６により遮られ、光量が低減された状態になる。よって、ＮＤフィルタ１６によって撮像素子２に入射される光量が第２の光量に変換されたことになる。
【００３６】
よって、この撮像装置２００は、使用環境の光源に基づく第１の光量と、第２切替機構部４０によりもたらされたＮＤフィルタ１６の作用を加味した第２の光量との、２つの光量に応じた撮像を行えることとなり、撮像を行う環境条件や被写体に応じて光量を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるようになる。
【００３７】
図６に示される状態は、移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、移動部材１５に設けられたＮＤフィルタ１６は、光路から外れた箇所に位置している。
そして、図７に示されるように、切替機構部２０の回動軸１２と、第２切替機構部４０の回動軸１２ａの長さは異なっているので、回動軸１２に固定された移動部材１３と、回動軸１２ａに固定された移動部材１５は、それぞれの移動範囲において接触することなく移動を行う。
従って、撮像装置２００におけるクローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６の位置関係は、図６に示される状態を含めて４パターンあり、その４パターン毎に撮像装置２００は異なる光学機能を有することになる。
【００３８】
第１のパターンは、クローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６ともに、撮像部１０の開口５ａの上方に位置せず、光路から外れた箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００３９】
第２のパターンは、クローズアップレンズ１４が撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、ＮＤフィルタ１６が光路から外れた箇所に位置している図６に示される状態である。この状態における撮像装置２００は、クローズアップレンズ１４が作用した第２の焦点距離と、撮像部１０における第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４０】
第３のパターンは、ＮＤフィルタ１６が撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、クローズアップレンズ１４が光路から外れた箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６が作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４１】
第４のパターンは、クローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６ともに、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、クローズアップレンズ１４が作用した第２の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６が作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４２】
このように、撮像装置２００において、２つの切替機構部、切替機構部２０と第２切替機構部４０の切り替え動作を併用し、それぞれの切替機構部にもたらされる光学機能が組み合わされた４つのパターンの光学機能を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるので、撮像装置２００の撮像用途が広がる。
【００４３】
〔第３の実施の形態〕
次に、図１、図８〜１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図８に示されるように、撮像装置３００は、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、撮像部１０の近傍に備えられた第３切替機構部５０等を備えている。また、撮像部１０、第３切替機構部５０等は、撮像装置１００と同様に外枠部材３０により覆われている。
【００４４】
第３切替機構部５０は、モータ１１に設けられた回動軸１２の端部に、略扇形の移動部材１７の扇形の要の位置が固定されている。移動部材１７における回動軸１２が固定された側の反対側の外周側には、光学機能変換部材としてのＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが設けられている。モータ１１の駆動により、回動軸１２が回動すると、回動軸１２に固定された移動部材１７の扇形の要を中心に、移動部材１７の外周側に設けられたＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが円弧を描くように移動する。なお、ＮＤフィルタ１６ａは、撮像素子２に入射される光量を僅かに低減するフィルタであり、ＮＤフィルタ１６ｂは、撮像素子２に入射される光量を大幅に低減するフィルタである。
この移動部材１７には、第３切替機構部５０による２段階の移動に伴う３箇所の停止位置がある。その３箇所の停止位置に基づき、撮像装置３００は、３パターンの光学機能を有することになる。
【００４５】
第１の停止位置は、図８に示される移動部材１７の位置であり、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路を遮るものがない状態である。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、使用環境の光源に基づく第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４６】
第２の停止位置は、図９に示される移動部材１７の位置であり、移動部材１７が回動軸１２の回動に伴い、第１の停止位置から図中反時計回りに約２２．５度移動した位置である。この第２の停止位置において、ＮＤフィルタ１６ａが撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６ａが作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４７】
第３の停止位置は、図１０に示される移動部材１７の位置であり、移動部材１７が回動軸１２の回動に伴い、第１の停止位置から図中反時計回りに約４５度移動した位置である。この第３の停止位置において、ＮＤフィルタ１６ｂが撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６ｂが作用した第３の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４８】
このように、撮像装置３００において、移動部材１７に２種類のＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂを設け、第３切替機構部５０によりそのＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に入る状態を切り替えることにより、３パターンの光学機能を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるので、撮像装置３００の撮像用途が広がる。
つまり、１つの切替機構部、１つの移動部材によっても、移動部材に設ける光学機能変換部材の数を増やすことにより、撮像装置により多くの光学機能を付与することができる。
【００４９】
このように、撮像装置１００、２００、３００において、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に、光学機能変換部材であるクローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂ等が出入するように、それらが設けられた移動部材を光軸方向と垂直に進退させ、光学機能を変換、切り替えることにより、被写体深度や、近接撮影、望遠撮影などの焦点距離や、撮像画像の明るさ等を切り替えた撮像を行うことができる。
また、移動部材に複数の光学機能変換部材を設けたり、移動部材を複数駆動する切替機構部を複数備えることにより、より多くの光学機能の切り替えを行うことができる撮像装置とすることができる。
【００５０】
次に、撮像装置１００を一例として、上記撮像装置を搭載した携帯端末について説明する。
図１１に示すように、携帯端末は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面を有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００の撮像部１０が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。これによって、撮像対象との距離や、撮像環境に合わせて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。なお、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知のものであるため、説明を省略する。
【００５１】
なお、以上の第１、第２、第３の実施の形態において、光学機能変換部材であるクローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂとをそれぞれ組み合わせた撮像装置１００、２００、３００を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置における光学機能部材の組み合わせは任意である。
【００５２】
なお、光学機能変換部材は、クローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂに限らず、ワイドコンバージョンレンズ、テレコンバージョンレンズ、絞り機能を有する部材、特殊効果フィルタ（例えば、ソフトフォーカスフィルタ、スカイライトフィルタ）等であってもよい。
ワイドコンバージョンレンズ、テレコンバージョンレンズは、ある平行光束を異なる平行光束に変換するビームエキスパンダのような光学部材であり、比較的厚めの単玉のレンズや、少なくとも２枚のレンズが組み合わされて構成されるものである。ワイドコンバージョンレンズは、焦点距離を短くし、より広角化するレンズである。テレコンバージョンレンズは、焦点距離を長くし、より望遠化するレンズである。
絞り機能を有する部材である絞り板により、撮像装置に入射する光量を調節し、撮像装置の絞り値を変換する場合には、例えば、光学部材１から絞り板３を除外した状態において、光学部材１に近接した位置に絞り板が設けられた移動部材が進退する構成にすることが望ましい。
特殊効果フィルタによっては、撮像素子２に入射する光の一部分を遮るなどし、光量などが調整、変換され、様々な特殊効果撮影を行うことができる。
【００５３】
また、切替機構部の数や、移動部材に設けられる光学機能部材の数も任意である。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【００５６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材は、光軸と平行な回動軸に垂直に備えられているので、光軸に垂直に移動する。よって、移動部材と撮像部との距離は一定であるので、移動部材に設けられた光学機能変換部材が撮像部に付与する光学機能の精度を一定に保つことができる。
【００５７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、複数備えられた切替機構部の移動部材の動作を組み合わせ、移動部材に設けられた光学機能変換部材の光学機能を組み合わせることで、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００５８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材に設けられた光学機能変換部材の使用の有無を選択し、光学機能変換部材を切り替えることにより、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００５９】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学機能変換部材は、撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、撮像部における焦点距離を調節するレンズと、撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであるので、用途に応じてそれぞれの光学機能変換部材の特徴を生かした光学機能を有することができる。
【００６０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像部に対応した開口部は、矩形状の外枠部材の隅部に備えられているので、撮像部は外枠部材内の基板上隅部に備えられることとなり、基板のスペースを有効に使用することや、撮像装置のサイズをより小型化することができる。
【００６１】
請求項８記載の発明によれば、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づく、多機能な撮像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる撮像装置の斜視図である。
【図２】本発明にかかる撮像装置における外枠部材の内部透視斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】本発明にかかる撮像装置における光学部材の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向からの側面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図１１】本発明の撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【符号の説明】
１ 光学部材（撮像レンズ）
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部
１０ 撮像部
１１ モータ（駆動部）
１２ 回動軸
１２ａ 回動軸
１３ 移動部材
１４ クローズアップレンズ（光学機能変換部材）
１５ 移動部材
１６、１６ａ、１６ｂ ＮＤフィルタ（光学機能変換部材）
１７ 移動部材
２０ 切替機構部
４０ 第２切替機構部
５０ 第３切替機構部
３０ 外枠部材
３０ａ 開口部
１００、２００、３００ 撮像装置
７１ 上筐体（ケース）
ＰＣ 基板
ＦＰＣ フレキシブル基板（外部接続用端子）
Ｔ 折り畳み式携帯電話機（携帯端末）
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの携帯端末に搭載可能な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載可能な、小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板上に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられているものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような撮像装置の用途が広がることにより、様々な場面や被写体に応じて焦点や絞り等を変化させて多機能に使用したいというニーズがある。しかしながら、このような小型の撮像装置を小型のまま多機能化させることは困難であった。
【０００４】
本発明の課題は、比較的小型のまま多機能化された撮像装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
基板と、基板に配設された撮像素子と、前記撮像素子に対応して設けられ、該撮像素子に被写体像を結像させる光学部材と、を有する撮像部を備える撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、光電変換部を備えた撮像素子と、
前記撮像素子を保持し、かつ電気信号の外部接続用端子を有する基板と、
前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、
開口部を有し、前記撮像レンズを覆う遮光性部材からなる筐体と、が一体に形成された撮像部を有し、かつ前記撮像レンズの光軸方向の高さが１５ｍｍ以下である撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記切替機構部は、前記光軸と平行な回動軸と、前記回動軸を回転駆動する駆動部と、を備えており、
前記移動部材は、前記回動軸に垂直に備えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材は、光軸と平行な回動軸に垂直に備えられているので、光軸に垂直に移動する。よって、移動部材と撮像部との距離は一定であるので、移動部材に設けられた光学機能変換部材が撮像部に付与する光学機能の精度を一定に保つことができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材を備えた前記切替機構部が、複数備えられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、複数備えられた切替機構部の移動部材の動作を組み合わせ、移動部材に設けられた光学機能変換部材の光学機能を組み合わせることで、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材には、複数の光学機能変換部材が備えられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材に設けられた光学機能変換部材の使用の有無を選択し、光学機能変換部材を切り替えることにより、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記光学機能変換部材は、前記撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、前記撮像部における焦点距離を調節するレンズと、前記撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学機能変換部材は、撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、撮像部における焦点距離を調節するレンズと、撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであるので、用途に応じてそれぞれの光学機能変換部材の特徴を生かした光学機能を有することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記外枠部材は光軸方向から見て矩形状の外形形状を有し、
前記撮像部に対応した前記開口部は、前記矩形状の外枠部材の隅部に位置することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像部に対応した開口部は、矩形状の外枠部材の隅部に備えられているので、撮像部は外枠部材内の基板上隅部に備えられることとなり、基板のスペースを有効に使用することや、撮像装置のサイズをより小型化することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。
【００２０】
請求項８記載の発明によれば、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づく、多機能な撮像を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の撮像装置を示す斜視図であり、図２は、同撮像装置の内部透視斜視図である。また、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図であり、図４は、同撮像装置における光学部材の斜視図である。
図１〜４に示されるように、撮像装置１００は、基板ＰＣと、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、その撮像部１０の近傍の基板ＰＣ上に備えられた切替機構部２０と、基板ＰＣに固着され、撮像部１０と切替機構部２０を覆う外枠部材３０と、基板ＰＣから延出されるフレキシブル基板ＦＰＣ等を備えている。
【００２２】
撮像部１０は、基板ＰＣの一方の面上に配設された撮像素子２と、この撮像素子２に集光させ被写体像を結像させるための撮像レンズとしての光学部材１と、この光学部材１に入射する光の量を調節する絞り板３と、撮像素子２を覆い隠す鏡枠４と、遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、光学部材１を押圧する押圧部材７と、鏡枠４の位置決めを行うための位置決め電気部品８等により構成されている。
【００２３】
次に、撮像装置１００における撮像部１０の各構成要素について説明する。
光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図４に示すように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、上端を塞ぐ板状の上面部１ｂと、上脚部１ｅの下方に形成された撮像素子２に当接する下脚部１ｆとを備え、上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。
絞り板３は、レンズ部１ａの周囲の上面部１ｂに固定されている。この絞り板３は、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａの絞り値（Ｆ値）を規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する。
【００２４】
撮像素子２は、イメージセンサであり、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなる。矩形薄板状の撮像素子２の下面は、基板ＰＣの上面に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列された光電変換部２ａが形成されている。その外側に処理部（図示省略）が形成されており、処理部の外縁近傍には、複数のパッド（図示省略）が配置されている。結線用端子であるパッドは、図３に示すように、ワイヤＷを介して基板ＰＣに接続されている。ワイヤＷは、基板ＰＣ上の所定の回路に接続されている。
【００２５】
鏡枠４は、遮光性のある素材からなる筐体であり、光学部材１の外側に配置されている。
鏡枠４には、図２に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。下部４ａの下端部は、基板ＰＣ上に接着剤Ｂにより固着される。
【００２６】
遮光板５は、鏡枠４の上部４ｂの上端に接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。
フィルタ６は、赤外線吸収特性を有する素材からなり、遮光板５の中央の開口５ａの下方に接着剤Ｂにより接合されている。
そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材を構成する。このように、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材とが密着し接合しているので、撮像部１０は、防塵、防湿の構造を有する。
【００２７】
押圧部材７は、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成され、光学部材１と、遮光板５との間に配置されている。そして、遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５が押圧部材７を押圧して、押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図３中、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。
【００２８】
位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２において、基板ＰＣ上の撮像素子２と鏡枠４との間であって、鏡枠４に近接して配置されている。また、基板ＰＣから位置決め電気部品８の上端部までの高さは、基板ＰＣから撮像素子２の上端部までの高さよりも高くなっている。また、位置決め電気部品８は、鏡枠４の下部４ａにおける固着部位の内側の４角を囲むようにして４つ設けられている。従って、この位置決め電気部品８は、鏡枠４を基板ＰＣ上に固着する際の、鏡枠４の位置決め指標となる。また、位置決め電気部品８の上端が撮像素子２の上端よりも高くなっているので、鏡枠４が、撮像素子２に接触して撮像素子２のワイヤＷ等を傷つけるのを防ぐ。
尚、位置決め電気部品８は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１０に必要な電気部品であればよい。
フレキシブル基板ＦＰＣは外部接続用端子として、撮像装置１００を電子機器に搭載する際に、電子機器の基板等に接続される。
【００２９】
次に、切替機構部２０について説明する。
図２、図５に示されるように、切替機構部２０は、基板ＰＣ上に備えられた駆動部としてのモータ１１と、モータ１１に設けられた光軸と平行な回動軸１２などにより構成されており、回動軸１２には移動部材１３が垂直に設けられている。
移動部材１３の一端は回動軸１２に固定され、他端には光学機能変換部材としてのクローズアップレンズ１４が設けられている。そして、モータ１１の駆動により、回動軸１２が回動すると、回動軸１２に固定された移動部材１３の一端を中心に、移動部材１３の他端に設けられたクローズアップレンズ１４が円弧を描くように移動する。このクローズアップレンズ１４の円弧移動における第１の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路にクローズアップレンズ１４が入った状態となり、第２の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間にはクローズアップレンズ１４がない状態となる。
なお、モータ１１は正逆回転するものでもよく、一方向クラッチを用いるものであってもよい。
【００３０】
外枠部材３０には、撮像部１０の光学部材１に対応した位置に開口部３０ａが形成されている。また、外枠部材３０は、撮像部１０と切替機構部２０を覆い、撮像部１０や切替機構部２０に埃などの汚れが付着することを防止するとともに、撮像部１０や切替機構部２０を保護する。
【００３１】
図２、図５に示される状態は、移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に入り、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。つまり、撮像部１０の光学部材１のレンズ部１ａにより設定された、撮像部１０の固有の焦点距離が、クローズアップレンズ１４により、新たな焦点距離（第２の焦点距離）に変換されたことになる。
なお、この第２の焦点距離は、かなり近い距離の被写体を撮影する際の焦点距離であり、例えば、固有の焦点距離では、撮像素子２の表面より奥にピントの位置がいってしまうような近接撮影を行う場合に、クローズアップレンズ１４によって、ピント位置が撮像素子２の表面に戻されたことにより設定される焦点距離である。
【００３２】
よって、この撮像装置１００は、撮像部１０の光学部材１のレンズ部１ａにより設定された固有の焦点距離と、切替機構部２０によりもたらされたクローズアップレンズ１４の作用を加味した第２の焦点距離との、２つの焦点距離を有することとなり、撮像を行う被写体に応じて切替機構部２０を切り替え、焦点距離を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるようになる。
このように、切替機構部２０により光学機能変換部材としてのクローズアップレンズ１４を動作させ、撮像装置１００における撮像部１０の光学機能である焦点距離を変換することができるので、撮像装置１００の撮像用途が広がる。
【００３３】
〔第２の実施の形態〕
次に、図１、図６、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図６に示されるように、撮像装置２００は、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、撮像部１０の側方（図中下側）に備えられた切替機構部２０と、撮像部１０の光軸に対し切替機構部２０とは略９０度異なる撮像部１０の側方（図中右側）に備えられた第２切替機構部４０等を備えている。また、撮像部１０、切替機構部２０、第２切替機構部４０等は、撮像装置１００と同様に外枠部材３０により覆われている。
【００３４】
切替機構部２０は、第１の実施の形態と同様に、モータ１１に設けられた回動軸１２の回動に伴い動作する移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路への出入状態を切り替えることにより、撮像部１０の固有の焦点距離と、クローズアップレンズ１４を作用させた第２の焦点距離とを切り替える。
【００３５】
第２切替機構部４０は、モータ１１に設けられた回動軸１２ａの端部に、移動部材１５の一端が固定されている。移動部材１５の他端側には、光学機能変換部材としてのＮＤフィルタ１６が設けられている。モータ１１の駆動により、回動軸１２ａが回動すると、回動軸１２ａに固定された移動部材１５の一端を中心に、移動部材１５の他端に設けられたＮＤフィルタ１６が円弧を描くように移動する。このＮＤフィルタ１６の円弧移動における第１の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路にＮＤフィルタ１６が挿入された状態となり、第２の停止位置においては、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間からＮＤフィルタ１６が離れた状態となる。つまり、光路にＮＤフィルタ１６が挿入された状態においては、撮像素子２に向け、撮像部１０に入射される光の一部分がＮＤフィルタ１６により遮られ、光量が低減された状態になる。よって、ＮＤフィルタ１６によって撮像素子２に入射される光量が第２の光量に変換されたことになる。
【００３６】
よって、この撮像装置２００は、使用環境の光源に基づく第１の光量と、第２切替機構部４０によりもたらされたＮＤフィルタ１６の作用を加味した第２の光量との、２つの光量に応じた撮像を行えることとなり、撮像を行う環境条件や被写体に応じて光量を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるようになる。
【００３７】
図６に示される状態は、移動部材１３に設けられたクローズアップレンズ１４が、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、移動部材１５に設けられたＮＤフィルタ１６は、光路から外れた箇所に位置している。
そして、図７に示されるように、切替機構部２０の回動軸１２と、第２切替機構部４０の回動軸１２ａの長さは異なっているので、回動軸１２に固定された移動部材１３と、回動軸１２ａに固定された移動部材１５は、それぞれの移動範囲において接触することなく移動を行う。
従って、撮像装置２００におけるクローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６の位置関係は、図６に示される状態を含めて４パターンあり、その４パターン毎に撮像装置２００は異なる光学機能を有することになる。
【００３８】
第１のパターンは、クローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６ともに、撮像部１０の開口５ａの上方に位置せず、光路から外れた箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００３９】
第２のパターンは、クローズアップレンズ１４が撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、ＮＤフィルタ１６が光路から外れた箇所に位置している図６に示される状態である。この状態における撮像装置２００は、クローズアップレンズ１４が作用した第２の焦点距離と、撮像部１０における第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４０】
第３のパターンは、ＮＤフィルタ１６が撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置し、クローズアップレンズ１４が光路から外れた箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６が作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４１】
第４のパターンは、クローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６ともに、撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している状態である。この状態における撮像装置２００は、クローズアップレンズ１４が作用した第２の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６が作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４２】
このように、撮像装置２００において、２つの切替機構部、切替機構部２０と第２切替機構部４０の切り替え動作を併用し、それぞれの切替機構部にもたらされる光学機能が組み合わされた４つのパターンの光学機能を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるので、撮像装置２００の撮像用途が広がる。
【００４３】
〔第３の実施の形態〕
次に、図１、図８〜１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図８に示されるように、撮像装置３００は、基板ＰＣ上に設けられた撮像部１０と、撮像部１０の近傍に備えられた第３切替機構部５０等を備えている。また、撮像部１０、第３切替機構部５０等は、撮像装置１００と同様に外枠部材３０により覆われている。
【００４４】
第３切替機構部５０は、モータ１１に設けられた回動軸１２の端部に、略扇形の移動部材１７の扇形の要の位置が固定されている。移動部材１７における回動軸１２が固定された側の反対側の外周側には、光学機能変換部材としてのＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが設けられている。モータ１１の駆動により、回動軸１２が回動すると、回動軸１２に固定された移動部材１７の扇形の要を中心に、移動部材１７の外周側に設けられたＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが円弧を描くように移動する。なお、ＮＤフィルタ１６ａは、撮像素子２に入射される光量を僅かに低減するフィルタであり、ＮＤフィルタ１６ｂは、撮像素子２に入射される光量を大幅に低減するフィルタである。
この移動部材１７には、第３切替機構部５０による２段階の移動に伴う３箇所の停止位置がある。その３箇所の停止位置に基づき、撮像装置３００は、３パターンの光学機能を有することになる。
【００４５】
第１の停止位置は、図８に示される移動部材１７の位置であり、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路を遮るものがない状態である。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、使用環境の光源に基づく第１の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４６】
第２の停止位置は、図９に示される移動部材１７の位置であり、移動部材１７が回動軸１２の回動に伴い、第１の停止位置から図中反時計回りに約２２．５度移動した位置である。この第２の停止位置において、ＮＤフィルタ１６ａが撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６ａが作用した第２の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４７】
第３の停止位置は、図１０に示される移動部材１７の位置であり、移動部材１７が回動軸１２の回動に伴い、第１の停止位置から図中反時計回りに約４５度移動した位置である。この第３の停止位置において、ＮＤフィルタ１６ｂが撮像部１０の開口５ａの上方に対応した箇所に位置している。この状態における撮像装置３００は、撮像部１０の固有の焦点距離と、ＮＤフィルタ１６ｂが作用した第３の光量とに基づく光学機能を有する。
【００４８】
このように、撮像装置３００において、移動部材１７に２種類のＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂを設け、第３切替機構部５０によりそのＮＤフィルタ１６ａ、１６ｂが、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に入る状態を切り替えることにより、３パターンの光学機能を選択して、異なる撮像条件による撮像を行うことができるので、撮像装置３００の撮像用途が広がる。
つまり、１つの切替機構部、１つの移動部材によっても、移動部材に設ける光学機能変換部材の数を増やすことにより、撮像装置により多くの光学機能を付与することができる。
【００４９】
このように、撮像装置１００、２００、３００において、外枠部材３０の開口部３０ａと撮像部１０との間の光路に、光学機能変換部材であるクローズアップレンズ１４、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂ等が出入するように、それらが設けられた移動部材を光軸方向と垂直に進退させ、光学機能を変換、切り替えることにより、被写体深度や、近接撮影、望遠撮影などの焦点距離や、撮像画像の明るさ等を切り替えた撮像を行うことができる。
また、移動部材に複数の光学機能変換部材を設けたり、移動部材を複数駆動する切替機構部を複数備えることにより、より多くの光学機能の切り替えを行うことができる撮像装置とすることができる。
【００５０】
次に、撮像装置１００を一例として、上記撮像装置を搭載した携帯端末について説明する。
図１１に示すように、携帯端末は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面を有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００の撮像部１０が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。これによって、撮像対象との距離や、撮像環境に合わせて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。なお、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知のものであるため、説明を省略する。
【００５１】
なお、以上の第１、第２、第３の実施の形態において、光学機能変換部材であるクローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂとをそれぞれ組み合わせた撮像装置１００、２００、３００を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置における光学機能部材の組み合わせは任意である。
【００５２】
なお、光学機能変換部材は、クローズアップレンズ１４と、ＮＤフィルタ１６、１６ａ、１６ｂに限らず、ワイドコンバージョンレンズ、テレコンバージョンレンズ、絞り機能を有する部材、特殊効果フィルタ（例えば、ソフトフォーカスフィルタ、スカイライトフィルタ）等であってもよい。
ワイドコンバージョンレンズ、テレコンバージョンレンズは、ある平行光束を異なる平行光束に変換するビームエキスパンダのような光学部材であり、比較的厚めの単玉のレンズや、少なくとも２枚のレンズが組み合わされて構成されるものである。ワイドコンバージョンレンズは、焦点距離を短くし、より広角化するレンズである。テレコンバージョンレンズは、焦点距離を長くし、より望遠化するレンズである。
絞り機能を有する部材である絞り板により、撮像装置に入射する光量を調節し、撮像装置の絞り値を変換する場合には、例えば、光学部材１から絞り板３を除外した状態において、光学部材１に近接した位置に絞り板が設けられた移動部材が進退する構成にすることが望ましい。
特殊効果フィルタによっては、撮像素子２に入射する光の一部分を遮るなどし、光量などが調整、変換され、様々な特殊効果撮影を行うことができる。
【００５３】
また、切替機構部の数や、移動部材に設けられる光学機能部材の数も任意である。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、切替機構部により、移動部材が光軸に垂直に移動されることに基づいて撮像部へ導入される光の光路中への、光学機能変換部材の挿入状態が切り替えられるので、光学機能変換部材の挿入状態に応じて撮像部の光学機能を変換することができ、比較的小型のまま撮像装置を多機能化することができる。
また、外枠部材が、撮像部と切替機構部を覆うので、撮像部や切替機構部に埃などの汚れが付着することから防がれる。
【００５６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材は、光軸と平行な回動軸に垂直に備えられているので、光軸に垂直に移動する。よって、移動部材と撮像部との距離は一定であるので、移動部材に設けられた光学機能変換部材が撮像部に付与する光学機能の精度を一定に保つことができる。
【００５７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、複数備えられた切替機構部の移動部材の動作を組み合わせ、移動部材に設けられた光学機能変換部材の光学機能を組み合わせることで、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００５８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、移動部材に設けられた光学機能変換部材の使用の有無を選択し、光学機能変換部材を切り替えることにより、撮像装置における光学機能をより多機能化することができる。
【００５９】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学機能変換部材は、撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、撮像部における焦点距離を調節するレンズと、撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであるので、用途に応じてそれぞれの光学機能変換部材の特徴を生かした光学機能を有することができる。
【００６０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像部に対応した開口部は、矩形状の外枠部材の隅部に備えられているので、撮像部は外枠部材内の基板上隅部に備えられることとなり、基板のスペースを有効に使用することや、撮像装置のサイズをより小型化することができる。
【００６１】
請求項８記載の発明によれば、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づく、多機能な撮像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる撮像装置の斜視図である。
【図２】本発明にかかる撮像装置における外枠部材の内部透視斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】本発明にかかる撮像装置における光学部材の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向からの側面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の外枠部材の内部を示す平面図である。
【図１１】本発明の撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【符号の説明】
１ 光学部材（撮像レンズ）
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部
１０ 撮像部
１１ モータ（駆動部）
１２ 回動軸
１２ａ 回動軸
１３ 移動部材
１４ クローズアップレンズ（光学機能変換部材）
１５ 移動部材
１６、１６ａ、１６ｂ ＮＤフィルタ（光学機能変換部材）
１７ 移動部材
２０ 切替機構部
４０ 第２切替機構部
５０ 第３切替機構部
３０ 外枠部材
３０ａ 開口部
１００、２００、３００ 撮像装置
７１ 上筐体（ケース）
ＰＣ 基板
ＦＰＣ フレキシブル基板（外部接続用端子）
Ｔ 折り畳み式携帯電話機（携帯端末）
Claims (8)
- 基板と、基板に配設された撮像素子と、前記撮像素子に対応して設けられ、該撮像素子に被写体像を結像させる光学部材と、を有する撮像部を備える撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 光電変換部を備えた撮像素子と、
前記撮像素子を保持し、かつ電気信号の外部接続用端子を有する基板と、
前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、
開口部を有し、前記撮像レンズを覆う遮光性部材からなる筐体と、が一体に形成された撮像部を有し、かつ前記撮像レンズの光軸方向の高さが１５ｍｍ以下である撮像装置であって、
前記撮像部の光学機能を変換する光学機能変換部材が設けられた移動部材と、前記移動部材を光軸に垂直に移動させることに基づいて、前記撮像部の光学機能を切り替える切替機構部と、
前記撮像部に対応した位置に開口部が形成され、前記撮像部と前記切替機構部とを覆い、前記基板上に固着される外枠部材と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記切替機構部は、前記光軸と平行な回動軸と、前記回動軸を回転駆動する駆動部と、を備えており、
前記移動部材は、前記回動軸に垂直に備えられていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材を備えた前記切替機構部が、複数備えられていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記移動部材には、複数の光学機能変換部材が備えられていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、前記光学機能変換部材は、前記撮像部に入射する光の量を調節する絞り板と、前記撮像部における焦点距離を調節するレンズと、前記撮像部に入射する光の一部分を遮るフィルタと、のうち少なくともひとつであることを特徴とする撮像装置。
- 請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置において、前記外枠部材は光軸方向から見て矩形状の外形形状を有し、
前記撮像部に対応した前記開口部は、前記矩形状の外枠部材の隅部に位置することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。
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-
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