JP2005148471A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、携帯型機器への搭載に適合し、しかも広範な場面での撮影に適した撮影装置を提供する。
【解決手段】 筐体１００に撮影レンズ１０１とＣＣＤ固体撮像素子１０２を備えるとともに、筐体２００の、筐体１００,２００が相互に閉じられたときに撮影レンズ１０１の前面に配備される位置に、撮影レンズ１０１と共同して、その撮影レンズ１０１のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える、負のパワーを持つ第１群の撮影レンズ２１１と正のパワーを持つ第２群の撮影レンズ２１２とからなる補助光学部材２１０を備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮影光学部材および撮像素子を備え被写体の撮影を行なって画像信号を生成する撮影装置に関する。

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプの固体撮像素子やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）タイプの固体撮像素子の発達に伴い、それまでの銀塩写真フィルム上に撮影を行なうタイプのカメラに代わり、固体撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を得るいわゆるデジタルカメラが急速に普及してきている。さらに、近年では、例えば携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）といった携帯型機器の発達もあり、それらの携帯型機器にデジタルカメラの機能が組み込まれたタイプのものも普及してきている。携帯型機器への組込みタイプの場合小型化の要請が強いが、その小型化を満足しつつも、例えば広角／望遠での撮影等、広範な場面で撮影を行なうことができるよう益々の高機能化が求められてきている。

デジタルカメラによる撮影の場面を増やす工夫として、例えば、特許文献１には、携帯電話の本体に、回動位置に応じてズーム倍率が変更される機能を有するカメラユニットを備えた撮影機能付電子機器が提案されている。

また、特許文献２には、フレキシブル基板の上面,下面にレンズホルダ,撮像素子を取り付けて一体組立可能とした小型なモジュールカメラが提案されている。
特開２００２−２６２１６４号公報 特開２００３−２３００２８号公報

近年、携帯型機器に対する高機能化および小型化の要請は益々強く、このような携帯型機器にカメラ機能を搭載し、その搭載されたカメラの撮影光学系において、焦点距離を変更する機構を備えようとすると、撮影レンズ等も例えば複数枚のレンズで構成し、ズーム倍率を変更するための機構も必要とされ、部品点数が増加して機器が大型化する。このため、小型化の要請が強い携帯機器に搭載されるカメラに、焦点距離を変更する機構を備えることは困難であり、従って撮影される画像の画角が固定されるか、あるいは撮影で得られた画像を電気的に拡大する程度にとどまることとなり、広範な場面での撮影に欠けるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、携帯型機器への搭載に適合し、しかも広範な場面での撮影に適した撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、相互に開閉する２つの筐体を有する撮影装置であって、
上記２つの筐体のうちの一方の筐体に撮影光学部材と撮像素子とを備えるとともに、
上記２つの筐体のうちの他方の筐体の、それら２つの筐体が相互に閉じられたときに上記撮影光学部材の前面に配備される位置に、上記撮影光学部材と共同して、その撮影光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材を備えたことを特徴とする。

本発明の撮影装置は、相互に開閉する２つの筐体のうちの一方の筐体に撮影光学部材と撮像素子とを備えるとともに、他方の筐体の、それら２つの筐体が相互に閉じられたときに上記撮影光学部材の前面に配備される位置に、上記撮影光学部材と共同して、その撮影光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材を備えたものであるため、補助光学部材を用いた撮影や補助光学部材を用いずに撮影光学部材のみを用いた撮影を行なうことができる。従って、焦点距離や撮影画角等を変更して撮影することができ、広範な場面での撮影を行なうことができる。また、本発明の撮影装置によれば、例えば従来の携帯電話のような撮影レンズと撮像素子をその携帯電話の筐体の厚み方向に固定的に並べて配置する構成と比べ、補助光学部材を複数レンズ群構成とするなど、補助光学部材の構成の自由度が大幅に向上する。

ここで、上記補助光学部材は、アフォーカル系となっていることが好ましい。

補助光学部材をアフォーカル系とすると、その補助光学部材は、平行な光線が入射すると、屈折した後、再び平行な状態で射出するような、無焦点系の光学系となり、このため２つの筐体が相互に閉じられたときの、一方の筐体に備えられた撮影光学部材と他方の筐体に備えられた補助光学部材との双方のレンズ位置精度の誤差を吸収することができ、従って高画質な画像を得ることができる。

また、上記補助光学部材は、負のパワーを持つ第１群と正のパワーを持つ第２群とからなることも好ましい態様である。

このようにすると、撮影にあたり撮影画角が広がるため、広角レンズを備えた効果が付与されることとなり、一層広範な場面での撮影が可能となる。

さらに、上記補助光学部材は、正のパワーを持つ第１群と負のパワーを持つ第２群とからなることも好ましい。

このようにすると、撮影にあたり撮影画角が狭まるため、望遠レンズを備えた効果が付与されることとなり、一層広範な場面での撮影が可能となる。

また、上記補助光学部材は、全体として負のパワーを有することも好ましい。

通常撮影状態よりも遠くのものを撮影する場合、正のパワーを持つ第１群と負のパワーを持つ第２群とからなる構成の補助光学部材を利用することが多い。この時、補助光学部材がアフォーカルでは結像位置が撮像面よりも物体側となるので、全体として「負」のパワーを持たせておくと遠景にピントを合わせることができる。

さらに、上記２つの筐体が相互に開閉するとともに、上記一方の筐体に上記他方の筐体の第１面が重なるように閉じられる状態とその一方の筐体にその他方の筐体の第２面が重なるように閉じられる状態との双方の状態を満足するようにそれら２つの筐体が相互に回転自在であって、
上記補助光学部材は、上記一方の筐体と上記他方の筐体の第１面とが重なるように閉じられた第１の状態と、上記一方の筐体と上記他方の筐体の第２面とが重なるように閉じられた第２の状態とのいずれの状態であっても上記撮影光学部材のみによる撮影効果とは異なる撮影効果を与えるとともに、上記第１の状態と上記第２の状態とでは相互に異なる撮影効果を与えるものであることも好ましい。

このように構成すると、１つの補助光学部材で、例えば広角レンズを備えた効果および望遠レンズを備えた効果の双方の効果を付与することができ、従って補助光学部材の機能が最大限に引き出され、一層広範な場面での撮影が可能となる。

また、この撮影装置は、携帯電話と一体的に構成されたものであることも好ましい態様である。

本発明の撮影装置を携帯電話と一体的に構成すると、広範な場面での撮影に適した撮影装置を備えた携帯電話を提供することができる。

本発明によれば、広範な場面での撮影が可能であって、しかも携帯型に組み込むのに適した撮影装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、携帯電話に一体的に組み込まれた、本発明の撮影装置の第１実施形態を示す外観斜視図である。以下では、この図１に示す機器を、携帯電話機能を含め撮影装置と称する。

この図１に示す撮影装置１０は、支持軸３００を中心にして矢印Ａ−Ａ′方向に相互に開閉する２つの筐体１００,２００を有する。筐体１００には、撮影レンズ１０１（本発明にいう撮影光学部材の一例に相当）とＣＣＤ固体撮像素子１０２（本発明にいう撮像素子の一例に相当）とが備えられている。また、筐体１００には、画像信号に基づく画像が表示される表示画面１２０と、携帯電話機能のためのアンテナ１４０と、スピーカからの音声を放つための送話口１５０とが備えられている。

一方、筐体２００には、その筐体２００の、２つの筐体１００,２００が相互に閉じられたときに撮影レンズ１０１の前面に配備される位置に、撮影レンズ１０１と共同して、その撮影レンズ１０１のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材２１０が備えられている。この補助光学部材２１０の構成については後述する。また、筐体２００には、この図１に示す外観上、携帯電話機型の各種の操作ボタンからなる操作部２２０と、話者の声をマイクロホンに伝えるための受話口２３０と、撮影にあたり操作されるシャッタボタン２４０とが備えられている。

この撮影装置１０では、補助光学部材２１０を用いた撮影や補助光学部材２１０を用いずに撮影レンズ１０１のみを用いた撮影を行なうことができる。補助光学部材２１０を用いずに撮影を行なうには、この図１に示すように、２つの筐体１００,２００を矢印Ａ−Ａ′方向に相互に開閉し、操作部２２０に備えられた操作ボタンのうちの電源／切替ボタン２２１を一秒以上押し続ける。すると、この撮影装置１０に電源が投入される。電源が投入された直後は電話機能のみがオンとなり、その電源／切替ボタン２２１を今度は短時間だけ押すとカメラ機能主体のモードとなる。このモードでは電話機能は受信の待受状態となり、発信することはできない。その電源／切替ボタン２２１をもう一度短時間押すとカメラ機能はオフとなり電話機能のみがオンとなる。さらに、いずれのモードにあるときであっても、その電源／切替ボタン２２１を再度１秒以上押し続けると電源オフとなる。カメラ機能主体のモードにあるときに、シャッタボタン２４０を押すことにより、撮影レンズ１０１のみを用いた撮影が行なわれる。

図２は、図１に示す撮影装置の断面を示す図である。

図２には、上述した撮影レンズ１０１とＣＣＤ固体撮像素子１０２が示されている。撮影レンズ１０１は、この図２に示すように所定の撮影画角αを有する。また、図２には、筐体２００に備えられた補助光学部材２１０が示されている。この補助光学部材２１０は、負のパワーを持つ第１群の撮影レンズ２１１と正のパワーを持つ第２群の撮影レンズ２１２とから構成されている。

図３は、図２に示す撮影装置の、２つの筐体が相互に閉じられた状態における断面を示す図である。

撮影装置１０において、補助光学部材２１０を用いた撮影を行なうには、この図３に示すように、筐体１００と筐体２００を相互に閉じた状態にする。次いで、カメラ機能主体のモードにあるときに、シャッタボタン２４０を押す。ここで、補助光学部材２１０は、負のパワーを持つ第１群の撮影レンズ２１１と正のパワーを持つ第２群の撮影レンズ２１２とから構成されているため、撮影レンズ１０１のみを用いて撮影を行なう場合の撮影画角α（図２参照）と比較し、その撮影画角αよりも広い撮影画角βを有する。従って、広角レンズを備えた効果が付与されることとなり、一層広範な場面での撮影が可能となる。

尚、上述した補助光学部材２１０は、アフォーカル系となっている。アフォーカル系は、平行な光線が入射すると、屈折した後、再び平行な状態で射出するような、無焦点系の光学系であり、このため２つの筐体１００,２００が相互に閉じられたときの、筐体１００に備えられた撮影レンズ１０１と筐体２００に備えられた補助光学部材２１０との双方のレンズ位置精度の誤差を吸収することができ、従って高画質な画像を得ることができる。

図４は、図１に示す撮影装置の内部の概略構成を示すブロック図である。

前述したとおり、撮影装置１０を構成する筐体１００には、撮影レンズ１０１とＣＣＤ固体撮像素子１０２が配備されている。また、筐体２００には、負のパワーを持つ第１群の撮影レンズ２１１と正のパワーを持つ第２群の撮影レンズ２１２とからなる補助光学部材２１０が備えられている。

補助光学部材２１０および撮影レンズ１０１を経由してＣＣＤ固体撮像素子１０２で得られた画像信号は、筐体２００に備えられた画像処理部２５１に入力されて利得調整、Ａ／Ｄ変換が行なわれ、さらに、ホワイトバランス補正、ガンマ補正等の各種画像処理が行なわれ、表示部２５２では、表示画面１２０（図１参照）上に、それらの画像処理後の画像信号に基づいて画像が表示され、記録部２５３には、画像処理部２５１における、さらに圧縮処理の行なわれた画像信号が送られてその記録部２５３に配備された画像メモリ（図示せず）に画像信号が記録される。

また、この撮影装置１０には、図１にも示す、多数の操作ボタンが配列されそれらの操作ボタンの操作の検出が行なわれる操作部２２０が備えられている。

制御部２５４は、画像処理部２５１、記録部２５３、表示部２５２、および後述する通信部２５５の動作を制御する。

この図４に示すマイクロホン２５６は、図１に示す筐体２００の受話口２３０の内側の位置に配備されていて話者の声をピックアップするものであり、スピーカ１５１は、図１に示す筐体１００の送話口１５０の内側に配備されていて、電話の相手から送られてきた音声を発するものである。

通信部２５５は、それらマイクロホン２５６とスピーカ１５１、さらに図１に示すアンテナ１４０に接続され、制御部２５４の制御を受けて、電話のための通信を担当している。この通信部２５５はいわゆる電子メールの送受信も担当するが、本発明の特徴とは直接な関係がないため電話や電子メールの機能についてはこれ以上の詳細説明は省略する。

図５は、本発明の撮影装置の第２実施形態の、２つの筐体が相互に閉じられた状態における断面を示す図である。

尚、前述した撮影装置１０の構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、重複説明は省く。

図５に示す撮影装置２０を構成する筐体２００には、正のパワーを持つ第１群の撮影レンズ２６１と負のパワーを持つ第２群の撮影レンズ２６２とからなる補助光学部材２６０が備えられている。このため、撮影レンズ１０１のみを用いて撮影を行なう場合の撮影画角α（図２参照）と比較し、その撮影画角αよりも狭い撮影画角γを有する。従って、望遠レンズを備えた効果が付与されることとなり、一層広範な場面での撮影が可能となる。尚、望遠レンズを備えた効果が付与されると、撮影距離は、補助光学部材２６０を用いずに撮影レンズ１０１のみを用いた通常の撮影距離よりも近くなりピンぼけが発生し易い。そこで、補助光学部材２６０は、全体として負のパワーを有するように構成されている。このようにすることにより、撮影距離が、通常の撮影距離よりも遠くなるため、ピンぼけの発生を抑えることができる。

図６は、本発明の撮影装置の第３実施形態の断面を示す図である。

尚、前述した撮影装置１０の構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、重複説明は省く。

図６に示す撮影装置３０には、筐体１００および支持軸３００と、その支持軸３００に対して矢印Ｂ方向に回転自在に取り付けられた回転部材５００と、その回転部材５００に固定された筐体４００とが備えられている。筐体４００には、正のパワーを持つ第１群の撮影レンズ４１１と負のパワーを持つ第２群の撮影レンズ４１２とからなる補助光学部材４１０が備えられている。

この撮影装置３０では、２つの筐体１００,４００が矢印Ａ−Ａ′方向に相互に開閉する。また、筐体１００は、撮影レンズ１０１が向いた第１面１００ａと裏面である第２面１００ｂを有する。この撮影装置３０では、筐体１００の第１面１００ａに筐体４００の第１面４００ａが重なるように閉じられる状態と、筐体１００の第１面１００ａに筐体４００の第２面４００ｂが重なるように閉じられる状態との双方の状態を満足するように２つの筐体１００,４００が相互に自在に回転する。

補助光学部材４１０は、筐体１００の第１面１００ａと筐体４００の第１面４００ａが重なるように閉じられた第１の状態と、筐体１００の第１面１００ａと筐体４００の第２面４００ｂが重なるように閉じられた第２の状態とのいずれの状態であっても、撮影レンズ１０１のみによる撮影効果とは異なる撮影効果を与えるとともに、第１の状態と第２の状態とでは相互に異なる撮影効果を与えるものである。ここで、補助光学部材４１０を用いずに撮影レンズ１０１のみを用いた撮影を行なう場合は、この図６に示す状態にすることにより撮影画角αで撮影を行なうことができる。次に、補助光学部材４１０を用いて第１の状態で撮影を行なう場合について、図７を参照して説明する。

図７は、図６に示す撮影装置の、第１の状態における断面を示す図である。

補助光学部材４１０を用いて第１の状態で撮影を行なうには、この図７に示すように、筐体１００の第１面１００ａと筐体４００の第１面４００ａが重なるように閉じられた第１の状態にする。この第１の状態では、補助光学部材４１０は、負のパワーを持つ第１群の撮影レンズ４１２と正のパワーを持つ第２群の撮影レンズ４１１とから構成されることとなり、撮影レンズ１０１のみを用いて撮影を行なう場合の撮影画角αと比較し、その撮影画角αよりも広い撮影画角βを有する。従って、広角レンズを備えた効果が付与される。

次に、補助光学部材４１０を用いて第２の状態で撮影を行なう場合について説明する。第２の状態にするには、筐体４００を、図７の点線で示す位置まで戻した状態で矢印Ｂ方向に１８０度回転し、次いで筐体１００の第１面１００ａと筐体４００の第２面４００ｂが重なるように閉じる。

図８は、図６に示す撮影装置の、第２の状態における断面を示す図である。

第２の状態では、この図８に示すように、筐体１００の第１面１００ａと筐体４００の第２面４００ｂが重なるように閉じられる。この第２の状態では、補助光学部材４１０は、正のパワーを持つ第１群の撮影レンズ４１１と負のパワーを持つ第２群の撮影レンズ４１２とから構成されることとなり、撮影レンズ１０１のみを用いて撮影を行なう場合の撮影画角αと比較し、その撮影画角αよりも狭い撮影画角γを有する。従って、望遠レンズを備えた効果が付与される。このように、撮影装置３０では、１つの補助光学部材４１０で、広角レンズを備えた効果および望遠レンズを備えた効果の双方の効果を付与することができ、従って補助光学部材の機能が最大限に引き出され、一層広範な場面での撮影が可能となる。

尚、ここでは、携帯電話と一体的に構成された撮影装置について説明したが、本発明の撮影装置は、携帯電話とのみ一体化されるものではなく、例えばＰＤＡ等他の携帯型機器と一体的に構成されていてもよい。

携帯電話に一体的に組み込まれた、本発明の撮影装置の第１実施形態を示す外観斜視図である。 図１に示す撮影装置の断面を示す図である。 図２に示す撮影装置の、２つの筐体が相互に閉じられた状態における断面を示す図である。 図１に示す撮影装置の内部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の撮影装置の第２実施形態の、２つの筐体が相互に閉じられた状態における断面を示す図である。 本発明の撮影装置の第３実施形態の断面を示す図である。 図６に示す撮影装置の、第１の状態における断面を示す図である。 図６に示す撮影装置の、第２の状態における断面を示す図である。

符号の説明

１０,２０,３０ 撮影装置
１００,２００,４００ 筐体
１００ａ,４００ａ 第１面
１００ｂ,４００ｂ 第２面
１０１,２１１,２１２,２６１,２６２,４１１,４１２ 撮影レンズ
１０２ ＣＣＤ固体撮像素子
１２０ 表示画面
１４０ アンテナ
１５０ 送話口
１５１ スピーカ
２１０,２６０,４１０ 補助光学部材
２２０ 操作部
２３０ 受話口
２４０ シャッタボタン
２５１ 画像処理部
２５２ 表示部
２５３ 記録部
２５４ 制御部
２５５ 通信部
２５６ マイクロホン
３００ 支持軸
５００ 回転部材

Claims (7)

1. 相互に開閉する２つの筐体を有する撮影装置であって、
   前記２つの筐体のうちの一方の筐体に撮影光学部材と撮像素子とを備えるとともに、
   前記２つの筐体のうちの他方の筐体の、該２つの筐体が相互に閉じられたときに前記撮影光学部材の前面に配備される位置に、前記撮影光学部材と共同して、該撮影光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記補助光学部材は、アフォーカル系となっていることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記補助光学部材は、負のパワーを持つ第１群と正のパワーを持つ第２群とからなることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
4. 前記補助光学部材は、正のパワーを持つ第１群と負のパワーを持つ第２群とからなることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
5. 前記補助光学部材は、全体として負のパワーを有することを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
6. 前記２つの筐体が相互に開閉するとともに、前記一方の筐体に前記他方の筐体の第１面が重なるように閉じられる状態と該一方の筐体に該他方の筐体の第２面が重なるように閉じられる状態との双方の状態を満足するように該２つの筐体が相互に回転自在であって、
   前記補助光学部材は、前記一方の筐体と前記他方の筐体の第１面とが重なるように閉じられた第１の状態と、前記一方の筐体と前記他方の筐体の第２面とが重なるように閉じられた第２の状態とのいずれの状態であっても前記撮影光学部材のみによる撮影効果とは異なる撮影効果を与えるとともに、前記第１の状態と前記第２の状態とでは相互に異なる撮影効果を与えるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
7. この撮影装置は、携帯電話と一体的に構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。

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