JP2005173249A

JP2005173249A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2005173249A
Application number: JP2003413570A
Authority: JP
Inventors: Takao Sasaki; 敬雄佐々木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】筐体が衝撃を受けたときに撮像レンズ及びレンズ保持枠が破損することを防止する。
【解決手段】撮像装置２１は、筐体１１に組み込まれており、撮像レンズ４０、レンズ鏡筒４１、撮像素子４２、赤外光カットフイルタ４３、フイルタ保持部材４４、衝撃緩衝材４５からなる。レンズ鏡筒４１は、撮像レンズ４０を保持するレンズ保持枠５３、マクロ調節用カム筒５４、固定筒５５、及びコイルばね５６からなる。レンズ保持枠５３の前方円筒部５７ａには、衝撃緩衝材４５の内周面４５ｂが嵌合し、フランジ部５８には、端面４５ｄが圧接する。衝撃緩衝材４５は、レンズ保持枠５３と露呈穴４９の周縁部の内壁面１１ｆとの間に挟まれる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像素子に画像を結像して画像信号を得る撮像装置に関するものである。

近年、急速に普及するデジタルカメラには、撮像レンズと、この撮像レンズを保持するレンズ鏡筒と、撮像レンズにより結像された画像を光電変換するＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子とが組み込まれており、最近では、単体のデジタルカメラだけではなく、例えば特許文献１に示すように、携帯電話や、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、パーソナルコンピュータなどの各種電子機器に内蔵することが多くなってきている。このことから、上述したような撮像レンズ、レンズ鏡筒、及び撮像素子を一体にユニット化した撮像装置（撮像ユニット）として電子機器に組み立てられることが一般的となっている。このような撮像装置は、携帯電話などの筐体に固定され、この筐体に設けられた露呈穴から撮像レンズが露呈するように組み込まれている。

この撮像装置では、接写撮像やピント調節などのために撮像レンズを保持する保持枠を光軸方向にスライド移動させる移動機構を設けていることが多い。そこで、このような場合、筐体に組み込むには、露呈穴に対面する位置に取り付け部を設けて、この取り付け部に固定している。

特開２００３−３０９７５６公報

しかしながら、上述したような撮像装置では、筐体に衝撃を受けたとき、レンズ保持枠が飛び出して、露呈穴の周縁部に当たり、撮像レンズやレンズ保持枠が破損したり、光軸がずれてしまうことがある。また、取り付け部が露呈穴と対面する位置にあるため、露呈穴と、レンズ保持枠との間に隙間が形成されてしまうので、この隙間から塵埃が侵入しやすくなる。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、撮像レンズ、レンズ鏡筒、及び撮像素子を一体にユニット化し、耐衝撃性が高く、撮像レンズの破損を防ぐことが可能な撮像装置を簡単な構造でローコストに提供することを目的とする。

本発明は、撮像レンズ、及びこの撮像レンズを保持するレンズ保持枠と、前記撮像レンズで結像された画像を光電変換して画像信号を得る撮像素子とからなり、前記撮像レンズを露呈させる開口部が形成された筐体に組み込まれた撮像装置において、前記レンズ保持枠には、前記開口部の周縁部に面する平面部を有しているとともに、前記開口部の周縁部から前記平面部の間を塞ぐ衝撃緩衝材を設けたことを特徴とする。

なお、前記衝撃緩衝材は、円筒形状に形成されており、前記レンズ保持枠は、前記撮像レンズを保持する略円筒形の枠部と、この枠部の外周面から突出し、前記平面部を有するフランジ部とからなり、前記枠部に前記衝撃緩衝材が嵌合するとともに、この衝撃緩衝材の端面が前記フランジ部と圧接することが好ましい。また、前記フランジ部は、前記撮像レンズの被写体側最前面よりも後方に位置していることがさらにに好ましい。

あるいは、前記レンズ保持枠をスライド自在に支持する固定筒と、この固定筒に取り付けられ、通常位置と突出位置との間で移動し、前記通常位置から突出位置に移動するときに通常撮像位置にある前記レンズ保持枠を光軸方向に押圧して突出撮像位置に移動させるカム部材と、このカム部材が前記突出位置から通常位置に移動したときに前記レンズ保持枠を通常撮像位置に復帰させる付勢部材とを備えており、前記付勢部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向と、前記緩衝部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向を同じ方向に配していることも効果的である。

本発明の撮像装置は、レンズ保持枠には、筐体の開口部の周縁部に面する平面部を有しているとともに、開口部の周縁部と平面部との間に挟み込まれる衝撃緩衝材を設けているので、筐体が衝撃を受けてもレンズ保持枠が飛び出すことがないから、レンズ保持枠及び撮像レンズの破損、光軸のずれなどの故障を防ぐことができる。また、前記衝撃緩衝材を円筒形状に形成し、前記レンズ保持枠の枠部に衝撃緩衝材を嵌合させ、且つ衝撃緩衝材の端面がレンズ保持枠のフランジ部と圧接していることによって、衝撃緩衝材の軸長を長く形成することができるから、耐衝撃性をさらに高くすることができる。さらにまた、前記撮像レンズの被写体側最前面よりも前記フランジ部を後方に設けることによって、衝撃緩衝材の軸長をさらに長くすることができる。また、上記いずれの構造においても筐体の開口部周縁とレンズ保持枠との間を衝撃緩衝材で塞いでいるから、撮像装置や、この撮像装置が組み込まれた電子機器の内部に塵埃が進入することを防止し、さらに塵埃の進入による電子機器の各種不具合や、撮像装置によって取得される画像の劣化を防ぐことができる。

あるいは、前記レンズ保持枠をスライド自在に支持する固定筒と、この固定筒に取り付けられ、通常位置と突出位置との間で移動し、前記通常位置から突出位置に移動するときに通常撮像位置にある前記レンズ保持枠を光軸方向に押圧して突出撮像位置に移動させるカム部材と、このカム部材が前記突出位置から通常位置に移動したときに前記レンズ保持枠を通常撮像位置に復帰させる付勢部材とを備えており、前記付勢部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向と、前記緩衝部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向を同じ方向に配していることでも、耐衝撃性をさらに高めている。

以下、図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。図１及び図２は、本発明を適用したカメラ付き携帯電話の正面側及び背面側の外観斜視図である。カメラ付き携帯電話１の本体部２は、上部筐体１１、及び下部筐体１２と、これら筐体１１，１２を回動自在に連結するヒンジ部１３とから構成されている。

上部筐体１１には、図２に示すように、本発明が実施された撮像装置２１が設けられており、カメラ付き携帯電話１では、この撮像装置２１から被写体画像を取得する。ヒンジ部１３には、カメラ付き携帯電話１の使用時に、上部筐体１１と下部筐体１２とが所定の角度で係止されるように、クリック機構（図示せず）が設けられている。本体部２は、ヒンジ部１３を介して回動させることにより、上部筐体１１と下部筐体１２とを展開及び折り畳み可能となっており、カメラ付き携帯電話１の非使用時には、上部筐体１１と下部筐体１２とが平行となるように折り畳まれる。

筐体１１，１２は、ともに略矩形の薄板形状に形成されており、上部筐体１１の背面１１ａからは撮像装置２１が露呈し、正面１１ｂにはＬＣＤパネル２６及び受話スピーカ２７が、上面１１ｃにはアンテナ２８が、一方の側面１１ｄには、マクロスイッチ２９が配置されており、下部筐体１２の正面１２ａには操作部３１及び送話マイク３２が配置されている。さらに下部筐体１２の下面１２ｂには、パーソナルコーンピュータなどの外部機器とケーブル接続するためのソケット３４、及びメモリーカードが装填されるメモリカードスロット３６が設けられている。

アンテナ２８は、通話や電子メールサービス、インターネット接続サービスを利用する際に他の携帯電話やインターネットサーバからの電波信号を受信するとともに、カメラ付き携帯電話１から発信される電波信号を外部に送信する。受話スピーカ２７は、通信相手の音声や着信音などを出力する。ＬＣＤパネル２６には、メニュー画面や着信相手の電話番号などの各種情報、撮像装置２１により得られたスルー画像や、メモリカードに記録された画像が表示される。送話マイク３２は、話し手の音声を電気的な音声信号に変換して、アンテナ２８を介して通話相手に送信する。

操作部３１は、選択キー３１ａ、シャッタボタン３１ｂや、ダイヤルキー３１ｃなどからなる。選択キー３１ａは、各種メニューの選択・設定などに使用される。このカメラ付き携帯電話１は、各種モードの中から撮像モードを選択して被写体の撮像を行うことができるようになっており、これらモードの選択は選択キー３１ａを操作して行う。また、選択キー３１ａは、撮像装置２１による被写体の撮像操作にも使用される。シャッタボタン３１ｂは、撮像装置２１により撮像を行うときのレリーズ操作に使用する。さらにまた、ダイヤルキー３１ｂは、電話番号や電子メールの文章などを入力する際に操作される。

撮像装置２１は、図３に示すように、撮像レンズ４０、レンズ鏡筒４１、撮像素子４２、赤外光カットフイルタ４３、及びフイルタ保持部材４４、及び衝撃緩衝材４５からなる。そして、これらが一体となったユニット状態で、図４に示すように、上部筐体１１に組み込まれている。撮像素子４２としては、ＣＣＤまたはＣＭＯＳが使用される。この撮像素子４２は、受光素子４６，この受光素子４６が実装された半導体基板４７、及び受光素子４６の表面を覆うガラスカバー４８などからなる。

この撮像装置２１は、筐体１１に形成された露呈穴４９と対面する位置にある内壁面１１ｅに固定されており、露呈穴４９の周囲には、撮像素子２１へ向かって突出する嵌合ボス５０が形成されている。この嵌合ボス５０には、円柱状に切り欠かれた嵌合凹部５１（図５参照）が形成されている。また、露呈穴４９には、内径が小さくなっている絞り部４９ａが形成されているとともに、保護カバー５２が設けられている。

レンズ鏡筒４１は、図３に示すように、撮像レンズ４０を保持するレンズ保持枠５３、マクロ切換用カム筒５４、固定筒５５、及びコイルばね５６からなる。レンズ保持枠５３は、撮像レンズ４０を保持する円筒状の枠部５７、この枠部５７の外周面から周囲に突出するように形成されたフランジ部５８、及びこのフランジ部５８の端部の複数箇所に設けられた係止爪５９とからなる。なお、係止爪５９は、図中２箇所に設けられているが、これに限らず、レンズ保持枠５３を安定して係止できるように３箇所以上設けてもよい。枠部５７は、フランジ部５８より被写体側の前方円筒部５７ａと、フランジ部５８より像面側の後方円筒部５７ｂとからなる。フランジ部５８は、枠部５７のほぼ中央に位置しており、撮像レンズ４０の被写体側最前面の位置ａ（図４参照）よりも後方（像面側）に位置している。

衝撃緩衝材４５は、ゴムや軟質樹脂などから成形され、円筒形状に形成されている。この衝撃緩衝材４５は、その外周面４５ａが筐体１１の嵌合凹部５１の内周面５１ａ（図４参照）に合わせて形成されており、内周面４５ｂがレンズ保持枠５３の前方円筒部５７ａの外周面６０に合わせて形成されている。

マクロ切換用カム環５４は、図３に示すように、円環部６１と、この円環部６１の外周面から突出する摘み部６２とが一体に形成されている。円環部６１は、固定筒５５に面する端面６１ａから軸方向に沿って切り欠かれた切欠き部６１ｂが形成されており、この切欠き部６１ｂの一部にカム面６３が形成されている。

固定筒５５は、円筒部６６と、この円筒部６６の下面に一体に形成されたベース部６７と、ベース部６７から上方に突出する突出片６８とからなる。円筒部６６は、撮像レンズ４０の撮像光軸Ｌを中心にした円筒形状に形成されており、外周面６６ａに、マクロ切換用カム環５４が、内周面６６ｂにレンズ保持枠５３がそれぞれ回転自在且つ光軸方向にスライド自在に嵌合する。ベース部６７は矩形板状で、背面側にフイルタ保持部材４４及び撮像素子４２が固着される。

ベース部６７の下面６７ａには開口部６９が形成されており、この開口部６９に対面する位置に撮像素子４２が固定されている。突出片６８は、ベース部６７の４隅付近にそれぞれ形成されている。なお、図４では、撮像レンズ４０として第１群４０ａ、第２群４０ｂ及び第３群４０ｃからなる３群のレンズが図示されているがこれに限るものではない。

さらに、このベース部６７には、上述のマクロ切換用カム環５４のカム面６３の位置に合わせたカムピン７０、及びレンズ保持枠５３の係止爪５９の位置に合わせた係止爪７１がそれぞれ一体に形成されている。

マクロ切換用カム環５４は、円筒部６６に嵌合することにより、カム面６３がカムピン７０と摺接した状態となるとともに、円環部６１の被写体側の端面６１ｃがレンズ保持枠５３のフランジ部５８に当接する。このマクロ切換用カム環５４のカム面６３は、レンズ保持枠５３が通常撮像位置と、マクロ撮像位置との間で移動するように、像面側から被写体側に向かって徐々に傾斜するように形成されており、初期位置では、円環部６１の端面６１ａがベース部６７に当接する初期位置にあり、この初期位置からカム面６３の傾斜に従って円環部６１の端面６１ａがベース部６７から離れる突出位置に移動する。そして、マクロ切換用カム環５４は、マクロスイッチ２９のスライド操作に連動して、摘み部６２が光軸Ｌと略直交する方向に移動することにより円環部６１が回転する。円環部６１が回転するとカム面６３及びカムピン７０のリードに従ってマクロ切換用カム環５４が光軸Ｌに沿って初期位置及び突出位置の間を移動する。

係止爪７１には、コイルばね５６の一端部５６ａが係止され、他端部５６ｂがレンズ保持枠５３の係止爪５９に係止される。これによって、レンズ保持枠５３は、固定筒５５に対して、光軸方向に所定のストロークでスライド自在な状態で保持される。上述したようにレンズ保持枠５３のフランジ部５８には、マクロ切換用カム環５４が当接しており、マクロ切換用カム環５４が光軸Ｌに沿って初期位置から突出位置に移動すると、レンズ保持枠５３も光軸Ｌに沿って移動し、通常撮像位置からマクロ撮像位置に切り換わる。なお、マクロ切換用カム環５４が突出位置から初期位置に戻ると、レンズ保持枠５３もコイルばね５６の付勢によって像面側へ移動し、通常撮像位置に復帰する。

赤外光カットフイルタ４３は透明なガラス基板に可視光を透過して赤外光を遮断する多層膜をコーティングしたものである。フイルタ保持部材４４は、略矩形に形成され、赤外光カットフイルタ４３に向かって突出する押さえ部４４ａ，４４ｂが一体に形成されている。この押さえ部４４ａ，４４ｂは、その弾性力によって赤外光カットフイルタ４３を固定筒５５側へ押さえて赤外光カットフイルタ４３を保持する。赤外光カットフイルタ４３を保持するフイルタ保持部材４３は、固定筒５５の開口部６９に嵌めこまれ、且つ固定筒５５及び撮像素子４２の間に挟まれて固定される。固定筒５５と撮像素子４２との固定では、接着剤が塗布されることにより固着される。なお、接着剤の種類としては、例えば紫外線硬化タイプのものが使用される。

以上のように構成され、ユニット化された撮像装置２１は、図４及び図５に示すように上部筐体１１の露呈穴４９に対面する位置にレンズ保持枠５３が位置するように筐体１１の内部に組み込まれる。このとき、衝撃緩衝材４５は、その外周面４５ａが筐体１１の嵌合凹部５１に嵌合しているとともに、その内周面４５ｂがレンズ保持枠５３の前方円筒部５７ａに嵌合している。さらに、衝撃緩衝材４５の被写体側端面４５ｃは、筐体１１の露呈穴４９周縁の内壁面１１ｆに圧接しており、像面側端面４５ｄは、フランジ部５８に圧接している。

上記構成の作用について、以下に説明する。カメラ付き携帯電話を鞄や衣服の中に入れて持ち歩いているとき、あるいは撮影中などに筐体をぶつけたりして衝撃を与えてしまったときに、レンズ保持枠５３が光軸方向に移動しようとするが、上述したように衝撃緩衝材４５をレンズ保持枠５３と、露呈穴４９周縁の内壁面１１ｆとの間に挟み込んでいるので、この衝撃緩衝材４５によって衝撃が吸収され、レンズ保持枠５３及び撮像レンズ４０の移動が阻止されるので、レンズ保持枠５３及び撮像レンズ４０が破損したり、光軸がずれるなどの故障を防ぐことができる。さらに、フランジ部５３を撮像レンズ４０の被写体側最前面の位置ａから後方に位置するように設けているので、衝撃緩衝材４５の軸長Ｌを長く形成することが可能となっており、この衝撃緩衝材４５の軸長Ｌを長くしていることで、より耐衝撃性を高めることが可能となっている。

さらにまた、レンズ保持枠５３を通常撮像位置に復帰させるためのコイルばね５６がレンズ保持枠５３を付勢している付勢方向Ａ（図４参照）と、衝撃緩衝材４５がレンズ保持枠５３を付勢している付勢方向Ｂ（図４参照）とが同じ方向となっているので、レンズ保持枠５３が受ける衝撃をさらに低下させ、耐衝撃性を高めている。もし両者の付勢方向が互いに逆向きであれば、レンズ保持枠５３は、両者のうち付勢力が強い方のいずれか一方向へ移動してしまうこととなり、筐体１１や固定筒５５に当たって破損や故障が発生することが考えられるが、本発明ではそのようなことがない。

また、露呈穴４９からレンズ保持枠５３の間に衝撃緩衝材４５を挟み込み、隙間を埋めているので、筐体１１の内部へ塵埃が進入することがなく、防塵性を高めることができる。

なお、上記実施形態においては、カメラ付き携帯電話を例に上げて説明しているが、これに限らず、携帯電話、又はＰＤＡ、パーソナルコンピュータなどに適用してもよい。

また、上記実施形態においては、通常撮像とマクロ撮像とを切り換えるために、レンズ保持枠の移動機構を設けている撮像装置を例に上げているが、本発明は、これに限らず、ピント調節のためにレンズ保持枠の移動機構を設けた撮像装置でも適用することが可能であり、レンズ保持枠を移動させない構成でもよい。

本発明を適用したカメラ付き携帯電話を示す正面側斜視図である。カメラ付き携帯電話の背面側斜視図である。カメラ付き携帯電話の撮像装置周辺の構造を示す斜視図である。カメラ付き携帯電話の要部断面図である。衝撃緩衝材の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１カメラ付き携帯電話
２本体部
１１，１２筐体
１３ヒンジ部
２１撮像装置
４０撮像レンズ
４１レンズ鏡筒
４５衝撃緩衝材
５３レンズ保持枠

Claims

撮像レンズ、及びこの撮像レンズを保持するレンズ保持枠と、前記撮像レンズで結像された画像を光電変換して画像信号を得る撮像素子とからなり、前記撮像レンズを露呈させる開口部が形成された筐体に組み込まれた撮像装置において、
前記レンズ保持枠には、前記開口部の周縁部に面する平面部を有しているとともに、前記開口部の周縁部と前記平面部との間に挟み込まれる衝撃緩衝材を設けたことを特徴とする撮像装置。
前記衝撃緩衝材は、円筒形状に形成されており、前記レンズ保持枠は、前記撮像レンズを保持する略円筒形の枠部と、この枠部の外周面から突出し、前記平面部を有するフランジ部とからなり、前記枠部に前記衝撃緩衝材が嵌合するとともに、この衝撃緩衝材の端面が前記フランジ部と圧接することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記フランジ部は、前記撮像レンズの被写体側最前面よりも後方に位置していることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記レンズ保持枠をスライド自在に支持する固定筒と、この固定筒に取り付けられ、通常位置と突出位置との間で移動し、前記通常位置から突出位置に移動するときに通常撮像位置にある前記レンズ保持枠を光軸方向に押圧して突出撮像位置に移動させるカム部材と、このカム部材が前記突出位置から通常位置に移動したときに前記レンズ保持枠を通常撮像位置に復帰させる付勢部材とを備えており、前記付勢部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向と、前記緩衝部材が前記レンズ保持枠を付勢する方向を同じ方向に配していることを特徴とする請求項１ないし３記載の撮像装置。