JP2006010766A

JP2006010766A - 携帯機器

Info

Publication number: JP2006010766A
Application number: JP2004183859A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Suzuki; 道崇鈴木; Fumihiro Muramatsu; 文浩村松; Junichi Yasuno; 淳一安野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】コンパクトな構成で２つの光学系を切り替えることができる。
【解決手段】イメージセンサ８を搭載する第一の筐体１と第二の筐体２とが折り畳み可能に連結された携帯端末装置であって、携帯端末装置を展開した状態で、入射光をイメージセンサ８に案内する第１の光学系と、携帯端末装置を折り畳んだ状態で、入射光をイメージセンサ８に案内する第２の光学系と、携帯端末装置の展開または折り畳みに連動して切り替わり、第１の光学系により案内された入射光または第２の光学系により案内された入射光をイメージセンサ８に案内する回転プリズムレンズ７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラユニットを搭載する第１の筐体と第２の筐体とが折り畳み可能に連結された携帯機器に関する。

従来から、撮像光学系で結像した被写体像をイメージセンサ（ＣＣＤ撮像素子）で撮像し、その撮像データをメモリに格納するデジタルスチル型のカメラが広く提供されている。一方、このカメラの小型化、薄型化およびローコスト化が進むにつれて、このカメラが、携帯電話端末やパーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡ）などの携帯機器にも搭載されるようになった。携帯機器の小型化、薄型化を実現するために、光学系が長い場合であっても、特別なカメラ設置スペースを設けることなくカメラを携帯電話端末に搭載する技術がる（例えば、特許文献１参照。）。

また、今日では、イメージセンサによる撮像画像の解像度を上げるために、フレームレートの高い、例えば２メガピクセルクラスのイメージセンサが、携帯機器のカメラに用いられるようになった。さらに、オートフォーカス機能を搭載するなどして、カメラ付き携帯機器の高機能化が進められている。レンズ光学系の高性能化、高機能化のために、レンズの表面部に広角画像撮影用ユニットを設けて、被写体の広角撮影を可能にしたり、マクロ画像撮影用ユニットを設けて、被写体のマクロ撮影を可能にしたりする撮影方法やカメラが、種々提案されている。

特開２００２−２９０５２３号公報

しかしながら、カメラで被写体の広角撮影やマクロ撮影をしようとする場合には、広角画像撮影用ユニットやマクロ画像撮影用ユニットを常に携帯し、これをカメラに着け替える必要がある。このため、これらの取り扱いや管理、保存が面倒であるほか、紛失する可能性もある。

また、レンズにマクロ撮影切り替え機能を備えるものが提案されているが、イメージセンサ上にマクロ切り替え機能付きレンズを設けるという構造になるため、レンズ部の厚みが増してしまい、携帯機器全体の小型化、薄型化に逆行してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コンパクトな構成で２つの光学系を切り替えることができる携帯機器を提供するものである。

本発明の携帯機器は、カメラユニットを搭載する第１の筐体と第２の筐体とが折り畳み可能に連結された携帯機器であって、前記携帯機器を展開した状態で、入射光を前記カメラユニットに案内する第１の光学系と、前記携帯機器を折り畳んだ状態で、入射光を前記カメラユニットに案内する第２の光学系と、前記携帯機器の展開または折り畳みに連動して切り替わり、前記第１の光学系により案内された入射光または前記第２の光学系により案内された入射光を前記カメラユニットに案内する切り替え手段と、を備える。

上記構成によれば、携帯機器の展開または折り畳みに連動して切り替わり、前記第１の光学系により案内された入射光または前記第２の光学系により案内された入射光を前記カメラユニットに案内する切り替え手段を備えることにより、携帯機器を展開するまたは折り畳むだけで異なる光学系を使用できる為、コンパクトな構成で２つの光学系を切り替えることができる。

また、本発明の携帯機器は、前記第１の光学系が、前記第１の筐体に備えられ、入射光を前記切り替え手段に案内する第１の手段を含み、前記第２の光学系が、前記第２の筐体に備えられ、入射光を光路長変化可能に前記切り替え手段に案内する第２の手段と、前記第１の筐体に備えられ、前記第２の手段を透過した入射光を前記切り替え手段に案内する第３の手段を含む。

上記構成によれば、第１の光学系と第２の光学系とで光路長を異ならせることができる為、携帯機器の展開または折り畳みの状態に応じて、被写体の広角撮影やマクロ撮影等を行うことができる。

さらに、本発明の携帯機器は、前記第１および第３の手段が入射光を反射させて前記切り替え手段に案内するプリズムレンズであり、前記第２の手段が入射光を屈折させて光路長を可変させるレンズであるものである。

上記構成によれば、各プリズムレンズは入射光を周辺に散乱させないように反射集光して、カメラユニットへ効率的に集中させることができる

本発明によれば、携帯機器の展開または折り畳みに連動して切り替わり、前記第１の光学系により案内された入射光または前記第２の光学系により案内された入射光を前記カメラユニットに案内する切り替え手段を備えることにより、携帯機器を展開するまたは折り畳むだけで異なる光学系を使用できる為、コンパクトな構成で２つの光学系を切り替えることができる。

図１および図２は、本発明の一実施形態を説明する為の携帯端末装置の構成を概念的に示す側面断面図である。図１は携帯端末装置の開放状態を示し、図２は携帯端末装置の折り畳み状態を示す。この携帯端末装置は、イメージセンサ８（カメラユニット）を搭載する第一の筐体１と第二の筐体２とが、ヒンジ部３を中心として展開及び折り畳み可能に連結されたものであり、携帯端末装置を展開した状態で、入射光をイメージセンサ８に案内する第１の光学系と、携帯端末装置を折り畳んだ状態で、入射光をイメージセンサ８に案内する第２の光学系とを備える。

第一の筺体１および第二の筺体２は、図示しないが、内部に携帯電話機能としての位置登録機能、着信・発信機能、チャネル切り替え機能、終話機能などを実現する各種電話制御回路等を備え、外部には情報入力・選択用のキーや機能選択ボタン、ディスプレイなどを備えている。また、各筺体１、２は、携帯および取り扱いに便利なように、小型および薄型に形成されている。

第一の筺体１は、前記制御回路やディスプレイなどの各構成部品とは別に、第一の入射窓４、第二の入射窓５、第一のプリズムレンズ６、回転プリズムレンズ７、イメージセンサ８および第二のプリズムレンズ９を備えている。第一の入射窓４および第二の入射窓５は、第一の筺体１と第二の筺体２とが展開状態のときに開かれ、折り畳み状態のときは第二の筺体２により塞がれるように、第一の筺体１の正面側に設けられている。なお、これらの入射窓４、５には、保護用の透明ガラスなどが嵌め込まれている。

第一のプリズムレンズ６は、第一の筺体１外から第一の入射窓４を透過して入射した光（被写体の像）を、下方９０度へ反射させて回転プリズムレンズ７へ案内する。回転プリズムレンズ７は、第１の筐体の厚み方向の軸を中心に１８０度回転するように、第一の筺体１内に設けられている。回転プリズムレンズ７は、第一の筺体１に対する第二の筺体２の、図１に示すような展開および図２に示すような折り畳みに連動して切り替わり、第１の光学系により案内された入射光または第２の光学系により案内された入射光をイメージセンサ８に案内する。

イメージセンサ８は、所定のフレームレートを持つ例えばメガピクセルクラスのＣＣＤ撮像素子からなり、これの上に結像された被写体の像を、電気的な画像信号に変換して出力するように機能する。このイメージセンサ８として、例えば１２００（Ｈ）×１６００（Ｖ）の高解像度を得る場合には、２メガクラスのＣＣＤ撮像素子が用いられる。イメージセンサ８は、回転プリズムレンズ７からの反射光を受けて、これを電気的な画像信号に変換する。なお、この画像信号は、図示しない信号処理回路において、被写体画像表示に適する信号に変換されて出力される。

第二のプリズムレンズ９は、第一のプリズムレンズ６および回転プリズムレンズ７に対し平行配置されている。第二のプリズムレンズ９は、第一の筺体１外から、後述のように第二の入射窓５を通して入射した光を上方９０度へ反射させて回転プリズムレンズ７へ案内する。なお、この第二のプリズムレンズ９からの反射光は、後述のように、回転プリズムレンズ７を介してイメージセンサ８へ入射される。

一方、第二の筺体２は、入射窓１０および射出窓１１と、これらの各窓１０、１１間に介在されたレンズ部１２とを備えている。レンズ部１２は、入射光を光路長変化可能に回転プリズムレンズ７に案内するものであり、複数枚の凸レンズ、凹レンズ（図では２枚）を組み合わせたものからなる。これにより、画像が目で見て自然に再現されるように、収差の補正がなされ、レンズの構造や光の特性による焦点ずれ、つまり誤差をなくする。レンズ部１２は、焦点距離の短い広角レンズやマクロ撮影可能にするズームレンズ等によって構成する。

第二の筐体２では、入射窓１０に入射した入射光（被写体の像）が、レンズ部１２を透過して射出窓１１から射出する。このため、第二の筺体２を図１の筺体１に重ねるように折り畳んだとき、入射窓１０に入射した入射光は、レンズ部１２、射出窓１１および第一の筐体１の第二の入射窓５を介して、第一の筺体１における第二のプリズムレンズ９に入射される。

次に、このように構成された携帯機器の動作を説明する。まず、第一の筺体１および第二の筺体２を図１に示すように展開状態にして、カメラが被写体の撮影を行う場合を説明する。この場合には、第一の筺体１の入射窓４を被写体に向ける。これにより、入射窓４から入射した被写体の像が第一のプリズムレンズ６に入射され、この入射方向とは異なる９０度下方向へ反射される。

この第一のプリズムレンズ６で反射された像は、回転プリズムレンズ７に入射され、さらにこの入射方向とは９０度異なる水平方向に反射されて、そのままイメージセンサ８に受光される。従って、このイメージセンサ８上には、第一のプリズムレンズ６および回転プリズムレンズ７からなる所定の焦点距離を持つ第１の光学系により、被写体の標準画像が結像される。

次に、第一の筺体１および第二の筺体２を図２に示すように折り畳み、カメラにより被写体の広角撮影またはマクロ撮像を行う場合を説明する。この場合には、図２に示すように、第二の筺体２の入射窓１０を被写体に向ける。携帯端末装置を折り畳むことにより回転プリズムレンズ７が第一の筐体１の厚み方向の軸を中心に１８０度自動回転する。これにより、入射窓１０から入射した被写体の像が、レンズ部１２を透過して広角画像またはマクロ画像として投影され、さらに射出窓１１および第二の入射窓５を透過して、第二のプリズムレンズ９に入射する。

第二のプリズムレンズ９では入射された被写体の像を、反射面で９０度上方向へ反射する。この反射像は、前記のように１８０度回転された回転プリズムレンズ７に入射され、さらにこの入射方向とは９０度異なる水平方向に反射される。このため、この反射像はイメージセンサ８に入射され、この入射像に対応する電気的な画像信号が出力される。

イメージセンサ８上には、レンズ部１２、第二のプリズムレンズ９および回転プリズムレンズ７からなる、第１の光学系とは異なる焦点距離を持つ第２の光学系によって、被写体の広角画像またはマクロ画像等が結像される。

このように、携帯端末装置の展開または折り畳みに連動して切り替わり、第１の光学系により案内された入射光または第２の光学系により案内された入射光をイメージセンサ８に案内する回転プリズムレンズ７を備えることにより、携帯端末装置を展開するまたは折り畳むだけで異なる光学系を使用できる為、コンパクトな構成で焦点距離が異なる２つの光学系を任意に選択することができる。従って、コンパクトな構成で、標準的な撮影画像のほかに、広角画像または広角画像等を選択して撮影することができ、カメラ付き携帯端末装置の使い勝手がさらによくなる。

また、このような効果は、高価で高性能のレンズを用いることなく、複数のプリズムレンズを第一の筺体１内に並置し、レンズ部を第二の筺体２に設置するのみで得られる。したがって、カメラ本体の厚みが増したり、サイズが大きくなったりすることもなく、高機能で、小型かつ薄型のカメラ付き携帯端末装置を構成できる。

なお、上述した焦点距離が異なるレンズの代わりに、１８０度以上の画角を持つ魚眼レンズや、遠隔地を拡大する望遠レンズ等他のレンズを用いて、それぞれ特殊な画像を撮影する場合にも適用できる。

また、第２の光学系においてレンズ部１２に代えて、またはレンズ部１２とともに、光学フィルタを設けてもよい。この場合には、標準画像と光学フィルタを通した特殊画像を選択して撮像することができる。なお、光学フィルタとして、紫外線カットフィルタ、撮像素子の飽和防止のための減光フィルタ、着色（セピア色など）のためのカラーフィルタなどを用いることができる。

さらに、上述した第一のプリズムレンズ６、回転プリズムレンズ７および第二のプリズムレンズ９のそれぞれに代えて、反射鏡を用いてもよい。この場合には、プリズムレンズの場合に比べて、光の集束機能、分光機能が低下するが、被写体像の反射機能を簡単かつ安価に実現できる。

本発明によれば、携帯機器の展開または折り畳みに連動して切り替わり、前記第１の光学系により案内された入射光または前記第２の光学系により案内された入射光を前記カメラユニットに案内する切り替え手段を備えることにより、携帯機器を展開するまたは折り畳むだけで異なる光学系を使用できる為、コンパクトな構成で２つの光学系を切り替えることができる効果を有し、カメラユニットを搭載する第１の筐体と第２の筐体とが折り畳み可能に連結された携帯機器等に有用である。

本発明の実施の一形態による開放時の携帯端末装置を概念的に示す側面断面図本発明の実施の一形態による折り畳み時の携帯端末装置を概念的に示す側面断面図

符号の説明

１第一の筺体
２第二の筺体
６第一のプリズムレンズ
７回転プリズムレンズ
８イメージセンサ
９第二のプリズムレンズ
１２レンズ部

Claims

カメラユニットを搭載する第１の筐体と第２の筐体とが折り畳み可能に連結された携帯機器であって、
前記携帯機器を展開した状態で、入射光を前記カメラユニットに案内する第１の光学系と、
前記携帯機器を折り畳んだ状態で、入射光を前記カメラユニットに案内する第２の光学系と、
前記携帯機器の展開または折り畳みに連動して切り替わり、前記第１の光学系により案内された入射光または前記第２の光学系により案内された入射光を前記カメラユニットに案内する切り替え手段と、
を備える携帯機器。
請求項１記載の携帯機器であって、
前記第１の光学系は、前記第１の筐体に備えられ、入射光を前記切り替え手段に案内する第１の手段を含み、前記第２の光学系は、前記第２の筐体に備えられ、入射光を光路長変化可能に前記切り替え手段に案内する第２の手段と、前記第１の筐体に備えられ、前記第２の手段を透過した入射光を前記切り替え手段に案内する第３の手段を含む携帯機器。
請求項２記載の携帯機器であって、
前記第１および第３の手段は入射光を反射させて前記切り替え手段に案内するプリズムレンズであり、前記第２の手段は入射光を屈折させて光路長を可変させるレンズである携帯機器。