JP2005189415A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an imaging apparatus that obtains an image signal by forming an image on an imaging element.
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、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)として組み立てられることが一般的である。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。 2. Description of the Related Art In recent years, digital cameras that are rapidly spreading include an imaging lens, a lens barrel that holds the imaging lens, and an image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor that photoelectrically converts an image formed by the imaging lens. In recent years, not only a single digital camera but also mobile phones, PDAs (portable information terminals), and various electronic devices such as personal computers, It is common to assemble as an imaging device (imaging unit) in which the imaging lens, the lens barrel, and the imaging element as described above are integrated into a unit. Such an imaging device is fixed to a housing such as a mobile phone, and is incorporated so that an imaging lens is exposed from an exposure hole provided in the housing.
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。このような移動機構では、レンズ保持枠を光軸方向に移動させるカム部材と、このカム部材によって移動されたレンズ保持枠を初期位置に復帰させる付勢部材からなる構成が一般的であり、従来では、初期位置に復帰させる付勢部材としては、レンズ保持枠の前面に配置され、初期位置側へ向かってレンズ保持枠を付勢する板バネを使用することが一般的であり、この板バネと、これを固定筒に保持させるための保持部材が組み込まれていた。 In many cases, such an imaging apparatus is provided with a moving mechanism that slides a holding frame that holds an imaging lens in the optical axis direction for close-up imaging or focus adjustment. Such a moving mechanism generally includes a cam member that moves the lens holding frame in the optical axis direction and a biasing member that returns the lens holding frame moved by the cam member to an initial position. Then, as the urging member for returning to the initial position, a plate spring that is arranged on the front surface of the lens holding frame and urges the lens holding frame toward the initial position side is generally used. And the holding member for hold | maintaining this to a fixed cylinder was integrated.
また、特許文献1では、レンズ保持枠を付勢する付勢部材としてコイルバネを使用しており、このコイルバネが、レンズ保持枠に形成された掛止片と、レンズ鏡胴のベースに形成された掛止片との間に掛けられている。
In
しかしながら、上述したような撮像装置で、レンズ保持枠を付勢する板バネ、及びこれを保持する保持部材を設けたものでは、レンズ保持枠が移動するときに板バネ及びカム部材などから受ける力が安定せず、レンズ保持枠を安定した動作で移動させることが困難であった。すなわち、板バネでレンズ保持枠を付勢している場合、板バネが付勢可能なストロークが短く、レンズ保持枠が移動するストロークの方が長くなると、板バネの付勢が届かなくなり、レンズ保持枠の移動が安定しなくなってしまう。 However, in the image pickup apparatus as described above, a plate spring that biases the lens holding frame and a holding member that holds this are provided, and the force received from the plate spring and the cam member when the lens holding frame moves. However, it was difficult to move the lens holding frame with a stable operation. That is, when the lens holding frame is urged by a leaf spring, if the stroke that can be urged by the leaf spring is short and the stroke that the lens holding frame moves becomes longer, the urging force of the leaf spring will not reach and the lens The movement of the holding frame becomes unstable.
また、電子機器に組み込まれるような撮像装置は、なるべくコンパクトな構成にしなければならないので、上記特許文献1に記載されているようなコイルバネを用いた場合、コイルバネの端部を、爪又は溝などに掛ける作業が非常に困難である。
In addition, since an imaging device to be incorporated in an electronic device must have a compact configuration as much as possible, when a coil spring as described in
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、撮像レンズの光軸方向における移動が安定して動作し、且つコイルバネの組み込む工程を容易にする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。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances. The imaging lens, the lens barrel, and the imaging element are integrated into a unit, and the movement of the imaging lens in the optical axis direction operates stably, and a coil spring is incorporated. An object is to provide an imaging device capable of facilitating the process with a simple structure at low cost.
本発明は、撮像レンズと、この撮像レンズを保持するレンズ保持枠と、このレンズ保持枠をスライド自在に保持する固定筒と、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、前記通常位置から前記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コイルバネとからなる撮像装置において、前記固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が前記固定筒と一体に形成されており、前記係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間に前記コイルバネが掛けられていることを特徴とする。なお、前記固定筒には、撮像光軸と平行に突出する略矩形柱状の位置決め用突出片が一体に形成されており、前記付勢部材は、前記突出片と平行に取り付けられていることが好ましい。 The present invention includes an imaging lens, a lens holding frame that holds the imaging lens, a fixed cylinder that slidably holds the lens holding frame, and is attached to the fixed cylinder and moves between a normal position and a protruding position. A cam member that moves the lens holding frame at the normal imaging position to the protruding imaging position by moving the lens holding frame at the normal imaging position to the protruding imaging position when moving from the normal position to the protruding position; In the imaging apparatus including a coil spring that returns the lens holding frame to the normal imaging position when moved to a position, a slit-shaped locking groove including a side surface that forms a part of the outer shape of the fixed cylinder is formed. A stop projection is formed integrally with the fixed cylinder, and the coil spring is hung between the lock groove and a lock portion formed integrally with the lens holding frame. The fixed cylinder is integrally formed with a positioning projection piece having a substantially rectangular column shape that projects in parallel with the imaging optical axis, and the biasing member is attached in parallel with the projection piece. preferable.
本発明の撮像装置では、固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が固定筒と一体に形成されており、固定筒の係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間にコイルバネが掛けられているので、レンズ保持枠に保持された撮像レンズの光軸方向における移動が安定して動作することが可能となる。また、バネを保持する保持部材を別に設ける必要がなく、ローコスト化を図ることができる。 In the imaging device of the present invention, the locking projection formed with the slit-shaped locking groove including the side surface forming a part of the outer shape of the fixed cylinder is formed integrally with the fixed cylinder, and the locking groove of the fixed cylinder Since the coil spring is hung between the lens holding frame and the locking portion formed integrally with the lens holding frame, the movement of the imaging lens held in the lens holding frame in the optical axis direction can operate stably. It becomes. Further, it is not necessary to provide a separate holding member for holding the spring, and the cost can be reduced.
さらに、固定筒には、撮像光軸と平行に突出する略矩形柱状の位置決め用突出片が一体に形成されており、コイルバネは、この突出片と平行に取り付けられているので、コイルバネの組み付け工程を容易に行うことが可能であり、作業時間の短縮化から装置全体のローコスト化を図ることができる。 Further, the fixed cylinder is integrally formed with a positioning projection piece having a substantially rectangular column shape that protrudes in parallel with the imaging optical axis, and the coil spring is attached in parallel with the protrusion piece. Can be easily performed, and the cost of the entire apparatus can be reduced by shortening the working time.
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。
Hereinafter, preferred embodiments of the lens apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are external perspective views of the front side and the back side of a camera-equipped mobile phone to which the present invention is applied. The
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
Both the
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、撮像素子22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。
The
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31c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。
The
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。
As shown in FIG. 3, the imaging device 21 includes an imaging lens 40, a lens barrel 41, an
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50a(図4参照)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51が設けられている。
The imaging device 21 is fixed to an inner wall surface 11e that is located at a position facing the
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、マクロ切換用カム環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部59とからなる。係止部59の被写体側の面には、コイルバネ56の一端部56aが掛けられる係止溝60が形成されている。この係止溝60は、撮像レンズ40の撮像光軸Lと直交するスリット状に形成されている。係止部59は、フランジ部58の周囲の2箇所に設けられており、撮像光軸Lを中心にして互いに180度回転対称な位置に設けられている。なお、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。また、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。
As shown in FIG. 3, the lens barrel 41 includes a
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。この切欠き部61b及びカム面63は、図中3箇所に形成され、撮像光軸Lを中心にして120度間隔で回転対称な位置に配されている。なお、この切欠き部61b及びカム面63の個数は、マクロ切換用カム環53が安定して移動できれば、これに限るものではない。
As shown in FIG. 3, the macro
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から突出する位置決め用突出片68とからなる。円筒部66は、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。また、ベース部67の背面側には、フイルタ保持部材44及び撮像素子42が固着される。
The fixed
ベース部67の外形は、図5の底面図に示すように、略矩形状の4面のうち、互いに対面する側面67a,67bに、周囲よりも凹となる矩形状の切欠き部69が形成された形状となっており、この切欠き部69の奥側に位置する側面69aから外側に向かって突出するように係止突起70が一体に形成されている。また、ベース部67の4隅には、突出片68がそれぞれ配置されている。突出片68は、撮像光軸Lと平行に被写体側に向かって延びるように形成されている。さらに突出片68は、矩形断面の柱状であり、すなわち、その外周面が撮像光軸Lと平行な面となっている。
As shown in the bottom view of FIG. 5, the outer shape of the
係止突起70の像面側には、コイルバネ56の他端部56bが掛けられる係止溝71が形成されている。この係止溝71は、図6に示すように、互いに平行な第1及び第2側面71a,71bと、この側面71a,71bと直交する上面71cとからなり、撮像光軸Lと直交するスリット状で、且つ係止突起70の全幅に渡って切り欠かれたコの字断面の溝である。
A locking
係止溝71を形成する第1側面71aは、ベース部67の外形の一部を形成する。すなわち、ベース部67の外形を形成する切欠き部69の1つの側面69aと同じ平面となるように連続している。このように係止溝71がベース67、すなわち固定筒55の外形の一部を形成する側面を含んでいるので、係止突起70が外形からはみ出す寸法を抑え、固定筒55の外形の寸法をコンパクトにすることが可能であり、このことから撮像装置21全体のコンパクト化も可能となっている。
The
この係止溝71は、上述のレンズ保持枠53の係止溝60と互いに平行で撮像光軸Lに沿って合わせた位置に形成されている。これによって、コイルバネ56の一端部56aがレンズ保持枠53の係止溝60に掛けられ、他端部56bベース部67の係止溝71に掛けられると、コイルバネ56は撮像光軸Lに沿って取り付けられた状態となる。
The locking
また、ベース部67の下面67cには開口部74が形成されており、この開口部74に対面する位置に撮像素子42が固定されている。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の位置及び個数に合わせたカムピン75が一体に形成されている。
An
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75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直進移動する。
When the macro
上述したようにコイルばね56がレンズ保持枠53と、固定筒55との間に掛けられることによって、レンズ保持枠53は、固定筒55に対して、一定の付勢を受けながら、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直進移動すると、レンズ保持枠53も一体となって移動し、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。
As described above, the
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。
The infrared light cut
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。
The imaging device 21 configured as described above and unitized includes the
上記構成の作用について、以下に説明する。このカメラ付き携帯電話1を用いて撮像を行うときには、先ず、本体部2を折り畳み状態から展開状態にするとともに、選択キー31aを操作して、複数の使用モードの中から撮像モードに切り替える。撮像モードが選択されると、撮像素子42が起動状態となり、画像データがスルー画像としてLCDパネル26に表示される。次に使用者は、LCDパネル26に表示される画像を見ながらフレーミングする。そして、被写体との距離又は画像として得られる被写体の大きさを変更したいときなどは、マクロスイッチ29を操作し、マクロ撮像モードに切り換える。これによって、マクロスイッチ29の操作に連動してマクロ切換用カム環54が撮像光軸Lに沿って初期位置から突出位置に直進移動し、レンズ保持枠53が通常撮像位置からマクロ撮像位置に切り換わる。そして、再度フレーミングし、図示しない焦点調節機構や露出調節機構などにより焦点調節、露出調節などをした後、シャッタボタン31bを押圧してレリーズ操作を行う。そして、撮像素子42から被写体の画像が取得され、この画像データがメモリカードに記録される。また、撮像を終了するときには、マクロスイッチ29を操作して通常撮像モードに戻す。これによって、マクロスイッチ29の操作に連動してマクロ切換用カム環54が撮像光軸Lに沿って突出位置から初期位置に戻るとともに、レンズ保持枠53もコイルバネ56の付勢によって、マクロ撮像位置から通常撮像位置に復帰する。
The operation of the above configuration will be described below. When taking an image using the camera-equipped
このようにマクロ撮像モードで撮像を行うようなとき、上述したようにレンズ保持枠53は、所定のストロークで撮像光軸Lに沿って移動しているが、コイルバネ56から安定した付勢力を受けながら移動しているので、レンズ保持枠が安定した動作で移動することが可能であり、またマクロスイッチ29による切換操作をスムーズに行うことができる。
As described above, when the imaging is performed in the macro imaging mode, the
さらに、コイルバネ56を組み込むときには、突出片68を目安にすれば、組み込みを容易に行うことができる。すなわち、突出片68は、上述したように、撮像光軸Lと平行に突出し、その外周面が撮像光軸Lと平行な面となっているので、目視で容易に確認しやすく、これを目安にして、その突出片68の一面の近傍にある固定筒55の係止溝71、及びレンズ保持枠53の係止溝60にコイルバネ56を容易に掛けることができる。このように突出片68を目安にして組み込めばコイルバネ56を非常に容易に組み込むことが可能であり、作業時間の短縮及び工程の簡略化をすることができるので、撮像装置21のローコスト化を図ることができる。
Furthermore, when the
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。 In the above embodiment, the camera-equipped mobile phone is described as an example. However, the present invention is not limited to this and may be applied to a mobile phone, a PDA, a personal computer, or the like.
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る。 In the above embodiment, an imaging apparatus provided with a lens holding frame moving mechanism is used as an example to switch between normal imaging and macro imaging. However, the present invention is not limited to this, and focus adjustment is performed. Therefore, the present invention can also be applied to an imaging apparatus provided with a lens holding frame moving mechanism.
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
53 レンズ保持枠
55 固定筒
56 コイルバネ
70 係止突起
71 係止溝
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が前記固定筒と一体に形成されており、前記係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間に前記コイルバネが掛けられていることを特徴とする撮像装置。 An imaging lens, a lens holding frame that holds the imaging lens, a fixed cylinder that slidably holds the lens holding frame, and a fixed cylinder that is attached to the fixed cylinder and moves between a normal position and a protruding position. A cam member that moves the lens holding frame in the normal imaging position to the protruding imaging position by moving the lens holding frame in the normal imaging position to the protruding imaging position when moving from the position to the protruding position, and the cam member has moved from the protruding position to the normal position. In an imaging device comprising a coil spring that sometimes returns the lens holding frame to a normal imaging position,
A locking projection formed with a slit-shaped locking groove including a side surface forming a part of the outer shape of the fixed cylinder is formed integrally with the fixed cylinder, and is integrated with the locking groove and the lens holding frame. An image pickup apparatus, wherein the coil spring is hung between a locking portion formed on the base plate.
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