JP2005099473A

JP2005099473A - カメラ付き携帯端末用の光学部品及びこれに用いるシールド板

Info

Publication number: JP2005099473A
Application number: JP2003333582A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Morishita; 裕作森下; Shiro Ito; 四郎伊藤; Kenichi Moriyama; 賢一森山
Original assignee: MX Mobiling Ltd
Current assignee: MX Mobiling Ltd
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】光学素子を介した光を携帯電話機が内蔵するデジタルカメラのレンズに入光させるための補助具を、あらゆるカメラ付き携帯電話機に適用可能な構成で提供する。
【解決手段】一方の面に弾性部材を介して接着剤層が形成され、該接着剤層によって、携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置される台座リング７と、略筒状で第１のレンズ２及び第２のレンズ４を備え、他端にはこれらのレンズ群に入射した光が出射するための開口部が形成されると共に該開口部を取り囲むようにマグネットリング６が配置された光学素子ホルダとを有し、光学素子ホルダは、携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置された台座リング７に、マグネットリング６が発する磁力によって固着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ付き携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズ部に装着する光学部品に関する。

近年、デジタルカメラとしての機能を備えた携帯電話機、すなわちカメラ付き携帯電話機が販売台数が飛躍的に増加しており、携帯電話機がカメラ機能を備えることはもはや常識的となっている。

携帯電話機に内蔵されるデジタルカメラに限らず、レンズ交換式ではないカメラには、人間の視野角とほぼ同等の画角を持つ標準レンズ又はこれよりやや画角が広い広角レンズが搭載されている。

しかし、これらのレンズは、必ずしもあらゆる被写体・撮像条件においても好適である訳ではないため、ユーザとしては、被写体や撮像条件に応じて、異なる光学特性のレンズを用いて被写体を撮影したい場合もありうる。

例えば、遠くにいる人物を撮影する場合は、標準レンズや広角レンズを用いるとフレーム内で被写体が占める面積が小さくなってしまうため、望遠レンズを用いて撮影した方が良い画像が得られることとなる。

一般に、カメラ付き携帯電話機に搭載されるデジタルカメラは、被写界深度が大きく等倍光学系である広角レンズを備えている。先に記したように、このようなレンズを用いて遠くにある被写体を撮影すると、フレーム内で被写体が占める面積が小さくなってしまうため、何らかの方法で被写体を拡大しなければならない。

現在、市販されているカメラ付き携帯電話機において、カメラ機能を使用時にＬＣＤなどの表示装置に表示される画像の倍率を上げるためには、撮影した画像データに対してデジタル画像処理を施して画素を拡大する方法、すなわちデジタルズームが用いられている。

しかしながら、デジタル処理によって画素を拡大した場合と、光学系の倍率を上げて被写体そのものを拡大した画像とでは、光学系の倍率を上げて撮影した画像の方が解像度が高くなる。このため、カメラ付き携帯電話機においても、光学的に被写体を拡大できるようにすることが要求されるようになってきている。

また、被写体を撮影する際に、露出条件や演出効果の関係で、デジタルカメラの撮像素子に入光する光を補正したい場合もある。例えば、晴天時にスローシャッターで撮影したい場合には、デジタルカメラの撮像素子に入光する光量を減らす必要がある。また、風景を撮影する際に木の葉や水面等の照りを抑えたい場合には、撮像素子に特定の振動方向の光のみを入光させる必要がある。

補助レンズを介した光を、携帯電話機が内蔵するデジタルカメラのレンズに入光させる従来技術としては、特許文献１に開示される「カメラ機能付き携帯電話機・デジタルカメラ等の補助レンズ具」がある。

特許文献１に開示される発明は、携帯電話機等の本体のレンズの前方に当接するようにレンズ装着部が形成された補助レンズ具を携帯電話機等に取り付けることにより、携帯電話機等の本体が備えるレンズとは異なった光学特性を得るものである。
実用新案登録第３０９３５８８号公報

しかし、特許文献１に開示される発明は、補助レンズ具の一端にレンズが配置され、他端に携帯電話機などに固定するための固定手段を備えた構成である。すなわち、レンズと固定手段とが離れているため、撮影中にレンズがブレてしまう恐れがある。

また、固定手段として吸盤具を適用する場合には、携帯電話機等の筐体の補助レンズ具が取り付けられる部分は、吸盤具を密着させられるような滑らかな平面でなければならない。これは、装置をデザインする上での制約となる。
さらに、自身の嗜好に応じたシールを携帯電話機に貼り付けるユーザも多いが、仮に、携帯電話機の筐体の吸盤具を取り付ける部分が本来滑らかな平面であったとしても、この部分にシールが貼り付けられると、微小な段差が形成され、吸盤具を密着させる妨げとなる。このため、特許文献１に開示される発明を適用すると、ユーザの満足度が低下してしまう恐れがある。

このように、従来は、光学素子を介した光を携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズに入光させるための光学部品は、あらゆるカメラ付き携帯端末に適用可能な構成では無かった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、光学素子を介した光を携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズに入光させるための光学部品及びこれに用いるシールド板を、あらゆるカメラ付き携帯端末に適用可能な構成で提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、略円環状の強磁性体の一方の面に弾性部材を介して接着剤層が形成され、該接着剤層によって、携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置される台座部材と、略筒状で少なくとも一端部に光学素子を備え、他端には光学素子に入射した光が出射するための開口部が形成されると共に該開口部を取り囲むように略円環状のマグネットが配置された光学素子ホルダとを有し、光学素子ホルダは、携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置された台座部材に、マグネットが発する磁力によって固着されることを特徴とする携帯端末用の光学部品を提供するものである。

上記本発明の第１の態様においては、光学素子は、該光学部品が装着された携帯端末が内蔵するデジタルカメラの焦点距離を、該光学部品の非装着時よりも伸ばす望遠レンズであることが好ましい。この構成においては、望遠レンズは、光学素子ホルダ内部の被写体側に配置され、該被写体に凸面を向けたメニスカス非球面レンズからなる第１のレンズと、光学素子ホルダ内部の開口部側に配置され、被写体に凸面を向けたメニスカス非球面からなる第２のレンズとからなることがより好ましい。
これらの構成においては、望遠レンズは、該光学部品が装着された携帯端末が内蔵するデジタルカメラの焦点距離を１．８倍乃至３倍に伸ばすことがより好ましい。

上記本発明の第１の態様のいずれの構成においても、光学素子ホルダが、ひも状の部材を取り付けるためストラップ取り付け部を備えることが好ましい。

また、上記本発明の第１の態様のいずれの構成においても、携帯端末は、携帯電話網を介して通信を行う機能を備えた携帯電話機であることが好ましい。携帯電話網を介して通信を行う機能を備えた携帯端末であれば、撮影した画像を携帯電話網を介して容易に他の端末へ送信したり、ネットワーク上のサーバに転送したりできる。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成の携帯端末に用いるシールド板であって、マグネットが発する磁力によって光学素子ホルダに取り付けられ、該マグネットが発する磁力をシールドすることを特徴とする。

本発明によれば、光学素子を介した光を携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズに入光させるための光学部品及びこれに用いるシールド板を、あらゆる携帯端末に適用可能な構成で提供できる。

〔作用〕
本発明は、カメラ付き携帯端末の筐体表面のレンズ近傍に弾性部材を介して金属片を設置すると共に、光学素子のホルダにマグネットを配置し、マグネット及び金属片を固定手段として光学素子を携帯端末に取り付けるようにすることで、光学素子と固定手段との距離を短縮するものである。

カメラ付き携帯端末の筐体内のレンズ近傍に金属片を予め内蔵して、光学素子のホルダをカメラ付き携帯端末の筐体に直接取り付けようとすると、上記特許文献１に開示される発明と同様に、取り付け部分を平滑面にしなければならなくなる。これに対し、本発明のように、弾性部材を介して筐体表面に金属片を取り付け、これにマグネットを内蔵したホルダを取り付ければ、携帯端末の筐体の外形形状にかかわらず、あらゆる携帯端末に適用可能である。

本発明の好適な実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係る携帯電話機用外部装着レンズを構成する各部品とそれらの位置関係を示す。

本実施形態に係る携帯電話機用外部装着レンズは、本体カバー１、第１のレンズ２、スペーサー３、第２のレンズ４、本体５、マグネットリング６及び台座リング７を有する。
台座リング７は、接着剤等が塗布されたスポンジやゴム等の弾力性を有する物質をワッシャ状の金属板の片面に有し、カメラ付き携帯電話機のカメラ周辺部に貼り付ける。

シールド板８は、ワッシャ状の金属板で、カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズをカメラ付き携帯電話機に装着していないとき、マグネットリング６による磁力の影響を周辺に及ぼさないために使用するためのものであり、マグネットリング６に磁力によって装着される。シールド板８は、強磁性体金属で形成することが好ましく、特に、鉄、又はこれに黒色ニッケルめっきを施したものを適用すると良い。

また、本体５は、カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズの脱落を防止するために、携帯電話機のストラップなどに装着できるよう、フック１０１を備えている。

図２に、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズの光学系の構成を示す。本実施形態においては、第１のレンズ２及び第２のレンズ４によって光学系が構成される。

本実施形態においては、第１のレンズの入射面（ｒ₁）及び出射面（ｒ₂）並びに第２のレンズの入射面（ｒ₃）及び出射面（ｒ₄）は、いずれも非球面である。

本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズにおいて、第１のレンズ２の厚さをｔ₁、第２のレンズ４の厚さをｔ₂、第１のレンズ２の出射面ｒ₂と第２のレンズ４の入射面ｒ₃との間隔をｔとしたとき、
ｔ₁＝７．５ｍｍ
ｔ₂＝３．８ｍｍ
ｔ＝８．７ｍｍ
屈折率ｎｄ＝１．４９
アッベ数νｄ＝５８．０
以上の条件においては、波長が５８７．５６ｎｍのｄ線は、全系焦点距離ｆ＝４６０．４ｍｍとなる。

また、図３に、このレンズ系の諸収差を示す。（ａ）は、球面収差及び色収差と入射高との関係を表しており、縦軸は入射高（光軸から物点までの距離）、横軸は収差量を示している。球面収差は、ａ〜ｃの各波長の光とも入射高に関わらずほぼ一定の値となっている。
（ｂ）は、非点収差と入射高との関係を表しており、縦軸は入射高、横軸は収差量を表している。ΔＳは、レンズ系の光軸と光軸外の一点から出射した光線（レンズの入射瞳の中心に向かう光線）と光軸外の一点を含む平面（メリジオナル平面）にできる像の位置を示している。一方、ΔＭは、これと垂直な面（サジタル平面）にできる像の位置を示している。
（ｃ）は、歪曲収差と入射高との関係を表しており、縦軸は入射高、横軸は収差量を示している。
このような光学特性を備えたレンズ群を適用することにより、画質を劣化させること無く、カメラ付き携帯電話機に内蔵されたデジタルカメラの焦点距離を伸ばして高倍率化を図ることができる。
なお、ここで示した諸収差は、あくまでも一例であり、これとは別の光学特性を備えたレンズ群を用いた光学系を適用することも可能である。

図４に、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズのカメラ付き携帯電話機への装着方法を示す。
台座リング７は、カメラ付き携帯電話機４０２が内蔵するデジタルカメラのレンズ周辺に予め装着されており、カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズ４０１は、マグネットリング６の磁力によって、カメラ付き携帯電話機４０２へ垂直に（換言すると、カメラ付き携帯電話機４０２が内蔵するデジタルカメラの光学系の光軸と垂直に）装着される。

また、カメラ付き携帯電話機の中には、内蔵するデジタルカメラのレンズを保護する目的で、又はデザインの面で、レンズ周縁にリング状のリブが形成されているものがある。図５にこのようなカメラ付き携帯電話機に、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズを取り付けた状態を示す。

台座リング７の一方の面には、接着剤などが塗布された弾性物質５０３（弾力性を有する物質。スポンジやゴム等。）が配置されているため、携帯電話機が内蔵するデジタルカメラのレンズの周縁にリブ５０１が形成されていても、弾性を有する物質５０３が変形してリブ５０１に密着し、台座リング７をカメラ付き携帯電話機が内蔵するデジタルカメラのレンズ５０２の周縁へ垂直に装着することが可能となる。

このように、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズは、あらゆるカメラ付き携帯電話機に適用可能である。

本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズの使用例としては、建築現場において、作業の状況を遠方から撮影する場合が考えられる。この場合、携帯電話機に内蔵されているデジタルカメラのレンズをそのまま用いて撮像すると、フレーム内で被写体が占める面積が小さいため、デジタル画像処理で被写体を拡大しなければならなくなり、画質が劣化することとなる。このような状況下では、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズを取り付けて被写体を撮像することで、デジタル画像処理によって被写体を拡大する必要が無くなるか、拡大率を低減することができる。このため、携帯電話機が内蔵するデジタルカメラをそのまま用いて撮像するよりも、より鮮明な画像を撮像することが可能となる。

このように、本実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズは、カメラ付き携帯電話機での撮影時に、携帯電話機に内蔵されているデジタルカメラの光学倍率を簡易に高くすることができ、また、軽量コンパクトな構成であるため、携帯性に富んでいる。このため、カメラ付き携帯電話機による撮影時に構図のバリエーションを増やすことできる。なお、カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズが携帯電話機が内蔵するデジタルカメラの焦点距離を伸ばす望遠レンズである場合には、外部装着レンズ自体の携帯性を考慮して倍率を１．８〜３倍とすることが好ましい。

なお、上記実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。例えば、上記実施形態においては、カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズが望遠レンズである場合について説明したが、外部装着レンズは必ずしも望遠レンズである必要は無く、例えば、魚眼レンズや接写レンズなどであっても良い。また、各種光学フィルタ（ＰＬ、ＮＤ、色補正、温度補正など）であってもよい。さらに、本発明は、携帯電話機に限定されることなく、デジタルカメラを内蔵するあらゆる携帯端末に適用可能である。
このように本発明は様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズを構成する部品及びそれらの位置関係を示す図である。本発明の好適な実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズの光学系を構成する光学素子の位置関係を示す図である。本発明の好適な実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズの収差を示す図である。カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズのカメラ付き携帯電話機への取り付け方を示す図である。内蔵するデジタルカメラのレンズの周縁にリブが形成されている携帯電話機へ本発明の好適な実施形態に係るカメラ付き携帯電話機用外部装着レンズを取り付けた状態を示す図である。

符号の説明

１本体カバー
２第１のレンズ
３スペーサー
４第２のレンズ
５本体
６マグネットリング
７台座リング
８シールド板
１０１フック
４０１カメラ付き携帯電話機用外部装着レンズ
４０２カメラ付き携帯電話機
５０１リブ
５０３弾性物質

Claims

略円環状の強磁性体の一方の面に弾性部材を介して接着剤層が形成され、該接着剤層によって、携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置される台座部材と、
略筒状で少なくとも一端部に光学素子を備え、他端には前記光学素子に入射した光が出射するための開口部が形成されると共に該開口部を取り囲むように略円環状のマグネットが配置された光学素子ホルダとを有し、
前記光学素子ホルダは、前記携帯端末が内蔵するデジタルカメラのレンズを環内に囲んで設置された前記台座部材に、前記マグネットが発する磁力によって固着されることを特徴とする携帯端末用の光学部品。
前記光学素子は、該光学部品が装着された前記携帯端末が内蔵するデジタルカメラの焦点距離を、該光学部品の非装着時よりも伸ばす望遠レンズであることを特徴とする請求項１記載の光学部品。
前記望遠レンズは、前記光学素子ホルダ内部の被写体側に配置され、該被写体に凸面を向けたメニスカス非球面レンズからなる第１のレンズと、前記光学素子ホルダ内部の前記開口部側に配置され、前記被写体に凸面を向けたメニスカス非球面からなる第２のレンズとからなることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
前記望遠レンズは、該光学部品が装着された前記携帯端末が内蔵するデジタルカメラの焦点距離を１．８倍乃至３倍に伸ばすことを特徴とする請求項２または３記載の光学部品。
前記光学素子ホルダが、ひも状の部材を取り付けるためストラップ取り付け部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光学部品。
前記携帯端末は、携帯電話網を介して通信を行う機能を備えた携帯電話機であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の光学部品。
前記マグネットが発する磁力によって前記光学素子ホルダに取り付けられ、該マグネットが発する磁力をシールドすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の光学部品用のシールド板。