JP2004145144A - Photographing apparatus and lens system used for same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラを内蔵した携帯電話機やPDA、薄型のデジタルカメラなどの機器に適した、減光手段や光学シャッタを備えたレンズ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平5−161058号公報(第2−4頁、第2図)
【0003】
非常に小型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話機においては、絞りなどの調光手段がない場合が殆どであり、光学シャッタもない場合もある。絞りは固定であり、シャッタは電子シャッタを用いるものが多い。
これに対し、一般のカメラやビデオカメラなどの撮影装置は、絞りとシャッタを備えている。例えば、上記特許文献1で典型的に見られるように、絞りはレンズ装置内部に設けられねばならない。時にはシャッタもレンズ装置内部に設けられる場合もある。絞り装置は絞空間に設置されねばならない。絞空間とは、結像に影響を与えることなく光量を調節することが可能な、レンズ内部における光経路上の空間である。
図6に従来の絞りを有するレンズ装置の一例を示す。(a)は絞りを加えない状態を、(b)は絞りを加えた状態を各々示している。レンズ群12は、絞空間の位置で第1レンズ群12aと第2レンズ群12bとに分割される。そして絞空間には絞り装置14が設けられ、穴の開いた薄板状のプレート14bがモータ14aによって挿入されることにより絞り効果をもたらされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるレンズ装置では、カメラ内臓携帯電話機などの小型の撮影装置に採用する場合に、耐衝撃性や防塵性の面で問題があった。
即ち従来のレンズ装置では、レンズ群の間に絞り部を設ける構造をとり、絞り部の前後のレンズ群は互いに分離して設置されるため、衝撃によりこれらレンズ群の中心軸の位置ならびに平行がずれ易いという欠点があった。レンズ群の中心軸は、非常に高い精度で互いに合致している必要があるので、従来のレンズ装置は、数10センチの高さから落とした衝撃に耐えうるのみであった。しかしレンズ装置をカメラ付携帯電話機等に用いられる場合は、1メートル以上の高さからの落下に耐えうる耐衝撃性が必要となり、従来のレンズ装置の構造ではこれを達成することができない。
また、レンズ群の間に絞り部やシャッタ部などの可動部分があると、これらの動作の際にレンズ装置に埃が混入し易いという問題がある。カメラ付携帯電話機など小型のカメラに用いられる光学センサは、通常のフィルムカメラのものよりかなり小さいため、レンズ装置内に混入した埃が撮影画像に及ぼす影響は、相対的に大きくなる。
加えて、レンズ群の間にシャッタ部を設けた場合には構造的に大きく複雑になり、小型にまとめることが困難である。
これらの問題のため、従来は、小型のレンズ装置においては、絞りや光学シャッタを設けることを断念せざるを得なかった。従って、入射光量の調整はシャッタ速度のみで行うしかなく、またそのシャッタも画質的に光学シャッタより劣る電子シャッタに頼らざるを得なかった。
本発明はかかる課題を解決し、耐衝撃性及び防塵性に優れ、調光機能や光学シャッタを設けることも可能な、レンズ装置及びこのレンズ装置を用いた撮影装置や携帯情報機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明によるレンズ装置は、複数のレンズが配列されたレンズ群と、該レンズ群の入射側に配置されて光の入光量を調節する調光手段とを備え、前記調光手段は、減光フィルタと、前記減光フィルタを把持するフレームと、前記フレームを支持して前記レンズ群の前に前記減光フィルタを介在または回避させるモータとを備えた減光部と、光学シャッタ部の、いずれか一方又は両方を備えることを特徴とする。ここでフレームの例として、金属やプラスチックなどの薄い板に開口部を設け、その開口部に減光フィルタを把持するものがある。フレームは複数あってもよく、この場合はフレーム毎に異なる減光率を有する減光フィルタを用いることができる。減光フィルタには、例えばNDフィルタがある。また光学シャッタは機械的に入射光を遮断するシャッタで、例えば、複数枚の羽根がモータによってレンズ群の入射側において開閉し、閉じた状態でレンズ群の入射面を覆うものがある。
本発明によって、上記レンズ装置を用いた撮影装置も提供される。この撮影装置には、該レンズ装置から出射した光を電気信号に変換する光学センサ部を備えることが必要である。
また、上記撮影装置を備えた携帯情報機器も提供される。携帯情報機器には、例えば携帯電話機やPDAなどの小型コンピュータが含まれる。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明によるレンズ装置及びこれを使用したカメラ付携帯電話機の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明によるレンズ装置を用いた本発明による携帯電話機の一実施形態を示す図である。また、図2は、図1に示したC−C線の断面を示す図である。また、図3は、図2に示した光学シャッタ部3の動作を示す図であり、図3(a)は開いた状態を、図3(b)は閉じた状態を各々示している。また、図4は、図2に示した減光部4の動作を示す図であり、図4(a)は減光を加えない状態を、図4(b)は減光を加えた状態を各々示している。
【0007】
図1に示すように、本発明による撮影装置及びこれに用いるレンズ装置の一実施形態は、図5に示した従来技術とは異なり携帯電話機に採用しており、携帯電話機の本体1を有し、この本体1の外面A側に一端を露出させて順に複数のレンズを配列させて構成する単焦点系のレンズ群2と、外面A側のレンズ群2前方に介在または回避させて光の入光量を調節する調光手段5(図2参照)とを備えている。そして、本実施の形態は、図2に示すように、本体1内の内面B側に配置してレンズ群2が集光した光を受けて画像情報に変換する光学センサ部6(CCD、CMOS等)を備えている。
【0008】
レンズ群2は、入射側から出射側まで分割部を持つことなく一体として形成される。従来のようにレンズ群を分断するような形で存在した絞り部や光学シャッタは存在しない。このような構造のため、耐衝撃性や防塵性に優れると共に、レンズ同士の位置合わせを容易にし、部品点数を削減してコストを抑えることができる。
【0009】
調光手段5は、図2に示すように、レンズ群2の入射側に配置され、減光フィルタ4c(図4参照)によりレンズ群への入射光量を減ずる減光部4と、光の入射を遮断する光学シャッタ部3とを各々備えている。減光部4は、図4(a)に示すように、モータ4aに薄板状のプレート4bを装着し、このプレート4bに穴を開口するとともに、プレート4bの穴に減光フィルタ4cを張付けている。また光学シャッタ部3は、図3に示すように、モータ3aに薄板状の遮断プレート3bを二枚装着し、この遮断プレート3bがお互いに開閉動作するように支持している。このような構造を採用することにより、通常の「絞り」が有する被写界深度の調整という機能は持たないものの、耐衝撃性や防塵性を向上させつつ入射光量の調整という機能を実現することができる。これによりレンズ群2を分断するような機構を設ける必要がなくなり、耐衝撃性や防塵性の向上を可能とし、さらに電子シャッタに比べて高画質の写真撮影が可能となる。
【0010】
この減光部4及び光学シャッタ部3からなる調光手段5も、図2に示したレンズ群2と一体に形成することで、更に部品点数を削減することができ、組み立て工程での製造効率を一層向上させることが可能になる。
【0011】
このように形成された本発明によるレンズ装置及びこれを使用したカメラ付携帯電話機の一実施形態は、図3(a)に示すように、先ず、本体1の使用時に光学シャッタ部3のモータ3aを駆動させることにより、遮断プレート3bを開いた状態に配置して物体の撮影を可能にする。一方、本体1の未使用時には、再びモータ3aを駆動させ、図3(b)に示したように遮断プレート3bを閉じた状態にすることで、光学センサ部6への入光を遮断して画像情報をリセットさせる。これにより光学センサ部6は、未使用時にレンズ群2を介して不要に入光する光が変換データに悪影響を及ぼすことを防止している。
【0012】
また、物体の撮影時には、光学センサ部6が感知した入光量の光情報に応じてモータ4aを駆動または非駆動させることで、減光部4をレンズ群2の前方に介在または回避させて入光量を調整する。この際、プレート4bは、通常、図4(a)に示したレンズ群2前方に介在しない位置に回避しており、モータ4aを非駆動状態にして暗い場所での撮影を可能にしている。
【0013】
一方、明るい場所での撮影時には、図4(b)に示すように、光学センサ部6が感知した入光量の多い状態の光情報に応じてモータ4aを駆動し、プレート4bの減光フィルタ4cを降下させてレンズ群2の前面に介在させることで入光量を調節する。この減光フィルタ4cは、直射日光下などの光が強すぎる条件で、光の量を調整して「光を弱める」役割をする。従って、減光フィルタ4cは、極端に強い光の下で撮影した場合、光学センサ部6などの画像素子が飽和して、そこだけ真っ白くなってしまう不具合を低減する効果を備えている。
【0014】
以上、本発明による撮影装置及びこれに用いるレンズ装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば本発明によるレンズ装置は、デジタルカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ(カムコーダ)などの機器にも採用可能である。また、レンズ群を単焦点系に形成した実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ズーム機能を備える単焦点系以外のレンズ群にも適用可能である。
【0015】
【発明の効果】
このように本発明によれば、耐衝撃性や防塵性を向上させつつ調光機能と光学シャッタの設置を実現し、光学シャッタによる高画質撮影を可能とし、さらに組み立てが容易で部品点数を削減することも可能なレンズ装置が提供される。かかる特徴を有する本発明によるレンズ装置は、高度な耐衝撃性や防塵性が要求される、カメラ付携帯電話機や小型のデジタルカメラに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるレンズ装置を携帯電話機に採用した一実施形態を示す図。
【図2】図1に示したC−C線の断面を示す図。
【図3】図2に示したシャッタ部の動作を示す図。
【図4】図2に示した減光部の動作を示す図。
【図5】従来の撮影装置の一実施形態を示す図。
【図6】図5に示した撮影装置の動作を示す図。
【符号の説明】
1 本体
2 レンズ群
2a 第1レンズ群
2b 第2レンズ群
3 光学シャッタ部
3a モータ
3b 遮断プレート
4 減光部
4a モータ
4b プレート
4c 減光フィルタ
5 調光手段
6 光学センサ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens device having a dimming unit and an optical shutter, which is suitable for devices such as a mobile phone, a PDA, and a thin digital camera having a built-in camera.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP-A-5-16058 (pages 2-4, FIG. 2)
[0003]
Very small digital cameras and camera-equipped mobile phones often have no light control means such as an aperture, and sometimes do not have an optical shutter. The aperture is fixed and the shutter often uses an electronic shutter.
On the other hand, a photographing device such as a general camera or a video camera includes an aperture and a shutter. For example, an aperture must be provided inside the lens device as typically seen in the above-mentioned Patent Document 1. Sometimes, a shutter is also provided inside the lens device. The aperture device must be installed in the aperture space. The aperture space is a space on the optical path inside the lens, in which the amount of light can be adjusted without affecting the image formation.
FIG. 6 shows an example of a conventional lens device having a diaphragm. (A) shows a state where no aperture is added, and (b) shows a state where an aperture is added. The
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a lens device has a problem in terms of impact resistance and dust resistance when employed in a small photographing device such as a mobile phone with a built-in camera.
That is, the conventional lens device has a structure in which a diaphragm is provided between the lens groups, and the lens groups before and after the diaphragm are installed separately from each other. There was a disadvantage that it was easily displaced. Since the central axes of the lens groups need to match each other with very high accuracy, the conventional lens device can only withstand an impact dropped from a height of several tens of centimeters. However, when the lens device is used in a camera-equipped mobile phone or the like, it is necessary to have impact resistance enough to withstand a drop from a height of 1 meter or more, and this cannot be achieved with the conventional lens device structure.
Further, if there is a movable portion such as a diaphragm or a shutter between the lens groups, there is a problem that dust easily enters the lens device during these operations. An optical sensor used for a small camera such as a camera-equipped mobile phone is considerably smaller than that of a normal film camera, so that dust mixed in the lens device has a relatively large effect on a captured image.
In addition, when a shutter section is provided between the lens groups, it is structurally large and complicated, and it is difficult to reduce the size.
Due to these problems, conventionally, in a small-sized lens device, the provision of a diaphragm and an optical shutter has to be abandoned. Therefore, the incident light amount must be adjusted only by the shutter speed, and the shutter has to rely on an electronic shutter which is inferior to the optical shutter in image quality.
The present invention solves the above problems, and provides a lens device, a photographing device and a portable information device using the lens device, which are excellent in impact resistance and dust resistance, and can be provided with a dimming function and an optical shutter. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a lens device according to the present invention includes a lens group in which a plurality of lenses are arranged, and dimming means arranged on an incident side of the lens group to adjust the amount of incident light. A dimming device, comprising: a dimming filter, a frame that holds the dimming filter, and a motor that supports the frame and interposes or avoids the dimming filter in front of the lens group. And / or an optical shutter unit. Here, as an example of the frame, there is an example in which an opening is provided in a thin plate of metal, plastic, or the like, and a neutral density filter is held in the opening. There may be a plurality of frames, and in this case, a neutral density filter having a different neutral density for each frame can be used. The neutral density filter includes, for example, an ND filter. The optical shutter is a shutter that mechanically blocks incident light. For example, there is a shutter in which a plurality of blades are opened and closed on the entrance side of a lens group by a motor, and cover the entrance surface of the lens group in a closed state.
According to the present invention, there is also provided a photographing device using the above lens device. It is necessary for this photographing device to include an optical sensor unit that converts light emitted from the lens device into an electric signal.
Further, a portable information device provided with the above-described photographing device is also provided. Portable information devices include, for example, small computers such as mobile phones and PDAs.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of a lens device according to the present invention and a camera-equipped mobile phone using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a mobile phone according to the present invention using a lens device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line CC shown in FIG. 3A and 3B are diagrams showing the operation of the
[0007]
As shown in FIG. 1, an embodiment of a photographing apparatus according to the present invention and a lens apparatus used for the same are employed in a mobile phone unlike the prior art shown in FIG. One end is exposed on the outer surface A side of the main body 1 and a plurality of lenses are arranged in order, and a single focus
[0008]
The
[0009]
As shown in FIG. 2, the
[0010]
The
[0011]
As shown in FIG. 3A, an embodiment of the lens device according to the present invention and the camera-equipped mobile phone using the lens device according to the present invention, as shown in FIG. Is driven, the blocking
[0012]
Further, at the time of photographing an object, the
[0013]
On the other hand, at the time of photographing in a bright place, as shown in FIG. 4B, the
[0014]
As described above, the embodiments of the photographing apparatus according to the present invention and the lens apparatus used therein have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed without departing from the gist thereof. is there. For example, the lens device according to the present invention can be employed in devices such as a digital camera, a film camera, and a video camera (camcorder). Further, the embodiment in which the lens group is formed as a single focus system has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a lens group other than a single focus system having a zoom function.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the dimming function and the installation of the optical shutter are realized while improving the shock resistance and the dust resistance, and the high-quality photographing by the optical shutter is enabled. Further, the assembly is easy and the number of parts is reduced. There is provided a lens device capable of performing the following. The lens device according to the present invention having such features is most suitable for a camera-equipped mobile phone and a small digital camera that require high impact resistance and dust resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which a lens device according to the present invention is employed in a mobile phone.
FIG. 2 is a view showing a cross section taken along the line CC shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing the operation of a shutter unit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing the operation of the dimming unit shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a conventional photographing apparatus.
FIG. 6 is a view showing the operation of the photographing apparatus shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記レンズ群の入射側に配置されて光の入光量を調節する調光手段とを備え、
前記調光手段は、減光フィルタと、前記減光フィルタを把持するフレームと、前記フレームを支持して前記レンズ群の前に前記減光フィルタを介在または回避させるモータとを備えた減光部と、光学シャッタ部の、いずれか一方又は両方を備えることを特徴とするレンズ装置。A lens group in which a plurality of lenses are arranged,
Dimming means arranged on the incident side of the lens group to adjust the amount of incident light,
The dimming unit includes a dimming filter, a frame that holds the dimming filter, and a motor that supports the frame and interposes or avoids the dimming filter in front of the lens group. And a lens device provided with one or both of an optical shutter unit.
Priority Applications (3)
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