JP2007208587A - Imaging structure of camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラの撮像構造に関し、特に、液晶素子を用いた液晶シャッターに関する。 The present invention relates to an imaging structure of a camera, and more particularly to a liquid crystal shutter using a liquid crystal element.
近年、フィルムを使わないデジタルカメラ(電子カメラ)が著しく普及して来ている。フィルムに代えてCCDやCMOSなどの光学センサーを用い、撮影画像をデジタル画像データとして内部メモリーやメモリーカードなどに記録する。このデジタルカメラはカメラ付携帯電話にも内蔵されて使用されている。 In recent years, digital cameras (electronic cameras) that do not use film have become very popular. An optical sensor such as a CCD or CMOS is used instead of the film, and the photographed image is recorded as digital image data in an internal memory or a memory card. This digital camera is also used in a camera-equipped mobile phone.
カメラ付携帯電話のカメラの撮像構造は概ね図9に示す構造をなしている。図9はカメラ付携帯電話のカメラの従来構造の一例を模式的に示した主要構成部品の配置図を示していて、図9の(a)は主要構成部品の配置を示す斜視図で、図9の(b)は(a)におけるフレームユニットの要部断面図を示している。図9において、Pで示した矢印は画像の撮影光Pの入射方向を示しており、この撮影光Pに向かって最初にシャッター1、次に複数のレンズ等を収納したフレームユニット6、IR(赤外線)カットフィルター8、結像部材9と順次並んで配置された構造をなしている。
The camera imaging structure of the camera-equipped mobile phone has a structure generally shown in FIG. FIG. 9 is a layout diagram of main components schematically showing an example of the conventional structure of the camera of the camera-equipped mobile phone. FIG. 9A is a perspective view showing the layout of the main components. 9 (b) shows a cross-sectional view of the main part of the frame unit in (a). In FIG. 9, an arrow indicated by P indicates the incident direction of the imaging light P of the image. The shutter 1 is first directed toward the imaging light P, then the
また、フレームユニット6の内部には撮影光Pに向かって第1レンズ2、絞り3、第2レンズ4、第3レンズ5と順次並んで設けられている。フレームユニット6は外側にフレーム6aと蓋6dを持ち、更に、フレーム6aの内側に鏡筒を構成するところの固定鏡筒6bと移動鏡筒6cとを持っている。そして、固定鏡筒6bには第1レンズ2、絞り3、第2レンズ4を固定すると共にフレーム6aに固定されている。移動鏡筒6cは第3レンズ5を固定すると共に固定鏡筒6bの内径面と摺動して上下に移動するようになっている。第3レンズ5はフォーカスレンズになっており、移動鏡筒6cを介して撮影光Pの入射方向に向かって矢印で示した如く上下に移動し、焦点距離を調整するオートフォーカスの働きをなしている。また、移動鏡筒6cはフレーム6aの側面に配設した扁平型ステッピングモータなどを用いたアクチュエータ7によって固定鏡筒6bの内径面に沿って上下に移動する。蓋6dは撮影光Pを入光させる開口部6eを有してフレーム6aを塞いでいる。
In addition, the
フレーム6aはプラスチックの成形体からなり、外形状が四角、内形状が円形の略筒状の形状をなしている。また、その中に配設される固定鏡筒6b、移動鏡筒6cはプラスチックの成形体からなり、略円筒状の形状をなしている。そして、その中に第1レンズ2、絞り3、第2レンズ4、第3レンズ5などを収納されて撮影光Pの光量の調整や焦点距離の調整などが行われるようになっている。
The
シャッター1は機械的なシャッター(以降、メカシャッターと呼ぶ)を用いており、主要構成部品としては2枚の羽根1a、1bとモータ1cとからなっている。2枚の羽根1a、1bは両開き式になってモータ1cによって開−閉が行われる。開くと撮影光Pが通過してフレームユニット6の開口部6eに入射する。閉まると撮影光Pは遮断される。通常は開の状態にあり、シャッタースイッチを押したときに閉−開−閉の動作を繰り返して写真映像を撮る。
The shutter 1 uses a mechanical shutter (hereinafter referred to as a mechanical shutter), and includes two
IRカットフィルター8は屋外など赤外線が多い環境で電荷が飽和して、CCDなどからなる結像部材9での画像がピンク(紫)色になるのを防止するために設けている。このIRカットフィルター8は可視光を透過し、赤外線を反射する。
The
結像部材9はデジタルカメラにおいてはCCDやCMOSなどの固体撮像素子を用いている。 The imaging member 9 uses a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS in a digital camera.
携帯電話の市場ニーズは特に低価格化、薄型化、小型化などが強く求められてきている。これは、カメラ付携帯電話においても同様である。しかしながら、シャッター1にメカシャッターを用いていることから羽根よけのスペースも必要として小型化に限度を有し、また、多数の機械工作部品を組立して構成していることからその厚みも厚くなって薄型化にも限度を有する。また、当然ながら製造コストも高いものになり、また、落下などによる衝撃で故障も起き易い。 The market needs for mobile phones are particularly strongly demanded to be low-priced, thinner and smaller. The same applies to camera-equipped mobile phones. However, since a mechanical shutter is used for the shutter 1, there is a limit to downsizing because a space for preventing blades is required, and the thickness is also thick because a large number of machined parts are assembled. Therefore, there is a limit to thinning. Of course, the manufacturing cost is high, and a failure is easily caused by an impact caused by dropping.
また、鏡筒や複数のレンズを収納するところのフレームユニット6は扁平型ステッピングモータなどを用いたアクチュエータ7を側面に装着して用いることから角張ったものとなり小型化にも限度を有し、フォーカスレンズの上下の移動を必要とすることからその移動分の厚みも増して薄型化にも限度を有する。また、アクチュエータなどを用いることから製造コストの面でも高いものになり、また、落下などによる衝撃で故障も起き易い。
In addition, the
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、薄型化、小型化が図れて、且つ、安いコストで製造でき、落下などによる衝撃で故障も起き難い構成の撮像構造を見いだすことを目的にするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to find an imaging structure having a configuration that can be reduced in thickness and size, can be manufactured at a low cost, and does not easily fail due to an impact caused by dropping or the like. It is to make.
上記の目的を達成するための手段として、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、少なくとも、複数の撮影レンズとシャッターと絞りと結像部材を有するカメラの撮像構造において、前記シャッターを分散型液晶素子で構成し、該分散型液晶素子を前記結像部材の前方に配設すると共に該分散型液晶素子にIR(赤外線)カットフィルターを設けたことを特徴とするものである。 As a means for achieving the above object, the imaging structure of the camera of the present invention is characterized in that at least the imaging structure of the camera having a plurality of photographing lenses, a shutter, an aperture, and an imaging member has the dispersion liquid crystal. The dispersion type liquid crystal element is arranged in front of the imaging member, and an IR (infrared) cut filter is provided on the dispersion type liquid crystal element.
また、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、少なくとも、複数の撮影レンズとシャッターと絞りと結像部材を有するカメラの撮像構造において、フォーカス機能を有する液晶レンズを前記絞りと一体的にして配設し、前記シャッターを分散型液晶素子で構成し、該分散型液晶素子を前記結像部材の前方に配設すると共に該分散型液晶素子にIR(赤外線)カットフィルターを設けたことを特徴とするものである。 The imaging structure of the camera according to the present invention is characterized in that, at least in the imaging structure of a camera having a plurality of photographing lenses, a shutter, a diaphragm, and an imaging member, a liquid crystal lens having a focusing function is arranged integrally with the diaphragm. And the shutter is composed of a dispersive liquid crystal element, the dispersive liquid crystal element is disposed in front of the imaging member, and an IR (infrared) cut filter is provided on the dispersive liquid crystal element. To do.
また、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、前記分散型液晶素子はPNLCモードの液晶を用いた液晶素子であることを特徴とするものである。 Further, the imaging structure of the camera of the present invention is characterized in that the dispersive liquid crystal element is a liquid crystal element using PNLC mode liquid crystal.
また、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、前記液晶レンズは外形状が円形をなすことを特徴とするものである。 In addition, the imaging structure of the camera of the present invention is characterized in that the liquid crystal lens has a circular outer shape.
また、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、前記分散型液晶素子を前記撮影レンズ、前記絞りなどと共に鏡筒の中に収納したことを特徴とするものである。 In addition, the imaging structure of the camera according to the present invention is characterized in that the dispersion type liquid crystal element is housed in a lens barrel together with the photographing lens and the diaphragm.
また、本発明のカメラの撮像構造の特徴は、前記分散型液晶素子は外形状が円形をなすことを特徴とするものである。 In addition, the imaging structure of the camera of the present invention is characterized in that the dispersion type liquid crystal element has a circular outer shape.
発明の効果として、シャッターを分散型液晶素子で構成する。これは、電圧印加状況に応じて光透過と不透過状態を作り出すのでシャッターとしての機能を果たす。従って、従来技術のように羽根よけのようなスペースは要らない。また、分散型液晶素子で構成すると薄型に形成できる。また、撮像部材の前方は結像を図るために所要の空域を設けているので、この空域に薄型の分散型液晶素子を配置することが可能になり、薄型化を妨げることなく配置できる。従って、シャッターを分散型液晶素子で構成して配設する位置を変えるだけで、従来の構造と比較してシャッターの厚み分薄型にできる。また、撮像部材の前方に配置する場合には結像部材の大きさより大きい光透過面積を必要とするが、分散型液晶素子においては大きさを変えることは容易で、コストも殆ど同一コストで形成できる。薄型化の効果が大きく現れる。 As an effect of the invention, the shutter is composed of a dispersion type liquid crystal element. This creates a light transmission and non-transmission state according to the voltage application state, and thus functions as a shutter. Therefore, unlike the prior art, there is no need for a space for avoiding the blades. Further, when it is composed of a dispersion type liquid crystal element, it can be formed thin. In addition, since a required air space for imaging is provided in front of the imaging member, a thin dispersed liquid crystal element can be disposed in this air space, and can be disposed without hindering thinning. Therefore, the thickness of the shutter can be reduced by simply changing the position where the shutter is constituted by the dispersive liquid crystal element and changing the position. In addition, when it is arranged in front of the imaging member, a light transmission area larger than the size of the imaging member is required. However, it is easy to change the size in the dispersive liquid crystal element, and the cost is almost the same. it can. The effect of thinning appears greatly.
また、この分散型液晶素子にIRカットフィルターを設けることにより、そこで赤外線をカットするので撮像部材を赤外線から保護する。また、分散型液晶素子とIRカットフィルターが一体的になっていると組立ての手間などを減らすことができる。 Further, by providing an IR cut filter in the dispersion type liquid crystal element, the infrared ray is cut there, so that the imaging member is protected from the infrared ray. Further, when the dispersion type liquid crystal element and the IR cut filter are integrated, it is possible to reduce the time and effort of assembly.
次に、フォーカス機能を有する液晶レンズを絞りと一体にして配設する。これにより、従来技術で行っていたフォーカスレンズの移動をなくすことができる。そして、従来技術で用いていたアクチュエータなどをなくすことができ、コストダウンの効果を得る。また、アクチュエータをなくすことにより、従来技術で用いていた鏡筒などを収納する四角いフレームを丸い筒形状にすることができると共にフレームと鏡筒を一体化して1個の部品で構成することができる。これにより、従来技術で用いていた四角い筒形状のものを円形状にすることで小型にすることができ、また、1個の部品で構成できることでコストダウンの効果を生む。また、液晶レンズを絞りと一体にして用いると液晶レンズのレンズ機能領域をミニマムな面積にすることができ、焦点距離の調整範囲を広く取れる効果を得る。また、フォーカスレンズの移動をなくすことで鏡筒の薄型化が可能となり、前述の分散型液晶素子でシャッターを構成することでの薄型化の効果と合わせると薄型化の大きな効果が得られる。また更に、液晶レンズの外形を円形に形成することにより、鏡筒部品のコストダウンなどが可能となり、コストダウン効果を得る。 Next, a liquid crystal lens having a focus function is disposed integrally with the diaphragm. Thereby, it is possible to eliminate the movement of the focus lens which has been performed in the prior art. And the actuator etc. which were used by the prior art can be eliminated, and the effect of cost reduction is acquired. Further, by eliminating the actuator, the square frame that accommodates the lens barrel used in the prior art can be formed into a round cylindrical shape, and the frame and the lens barrel can be integrated into a single component. . Thereby, the square cylindrical shape used in the prior art can be reduced in size by making it circular, and the cost can be reduced by being configured with one component. Further, when the liquid crystal lens is used integrally with the stop, the lens functional area of the liquid crystal lens can be made a minimum area, and an effect of widening the adjustment range of the focal length can be obtained. Further, it is possible to reduce the thickness of the lens barrel by eliminating the movement of the focus lens, and when combined with the effect of reducing the thickness by configuring the shutter with the above-described dispersion type liquid crystal element, a great effect of reducing the thickness can be obtained. Furthermore, by forming the outer shape of the liquid crystal lens in a circular shape, it becomes possible to reduce the cost of the lens barrel component, and obtain a cost reduction effect.
尚、分散型液晶素子はPNLCモードの液晶を用いた液晶素子を用いる。低電圧での駆動ができることから電力消費量が少なくて済み、携帯電話向けには好適に利用できる。 Note that a liquid crystal element using a PNLC mode liquid crystal is used as the dispersion type liquid crystal element. Since it can be driven at a low voltage, the power consumption is small, and it can be suitably used for mobile phones.
また、分散型液晶素子はレンズや絞りなどと共に鏡筒の中に収納すると、一連の構成部品がユニット化されて組立易くなり、また、取扱いも容易になる。また、分散型液晶素子の外形状を円形にすると鏡筒の形状も製作し易い形状となり、製造コストを下げる効果を生む。 Further, when the dispersion type liquid crystal element is housed in a lens barrel together with a lens, a diaphragm and the like, a series of components are unitized to facilitate assembly and handling is also facilitated. Further, when the outer shape of the dispersive liquid crystal element is circular, the shape of the lens barrel is also easy to manufacture, which brings about the effect of reducing the manufacturing cost.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。最初に、本発明の第1実施形態に係るカメラの撮像構造について図1、図2を用いて説明する。尚、第1実施形態に係るカメラの撮像構造は携帯電話用のカメラの撮像構造を示している。そして、図1は本発明の第1実施形態に係るカメラの撮像構造の主要構成部品の配置図とフレームユニットの要部断面図を示していて、図1の(a)は主要構成部品の配置を示す斜視図、図1の(b)は図1の(a)におけるフレームユニットの要部断面図を示している。また、図2は図1におけるシャッターの要部断面図を示している。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. First, the imaging structure of the camera according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the imaging structure of the camera according to the first embodiment is the imaging structure of a camera for a mobile phone. FIG. 1 shows a layout of the main components of the imaging structure of the camera according to the first embodiment of the present invention and a cross-sectional view of the main part of the frame unit. FIG. 1 (a) shows the layout of the main components. FIG. 1B is a cross-sectional view of the main part of the frame unit in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the shutter in FIG.
本発明の第1実施形態に係るカメラの撮像構造は、図1の(a)に示すように、撮影光Pの入射方向に向かって撮影レンズ、鏡筒などを収納したフレームユニット16と分散型液晶素子からなるシャッター20と撮像素子からなる結像部材19とが上から順に並んだ配置をなしている。フレームユニット16には、図1の(b)に示すように、複数の撮影レンズや絞りなどが収納されて撮影レンズと絞りでもってカメラに取り入れる撮影光Pの光量の設定や焦点距離の調整を行っている。シャッター20はPNLCモードの分散型液晶素子にIR(赤外線)カットフィルターを設けたものから構成しており、この分散型液晶素子の電圧印加ON−OFFによる透明状態と白濁状態との変化を利用して撮影光の透過、不透過を行っている。即ち、シャッターの機能を果たしている。結像部材19である撮像素子はCCDやCMOSなどの固体撮像素子が用いられる。
As shown in FIG. 1A, the imaging structure of the camera according to the first embodiment of the present invention includes a
次に、フレームユニット16は、前述の従来技術の構成と同じ部品構成をなし、その仕様も同じ仕様のものを用いている。即ち、外形が四角い形状で丸い内形形状を持つ略筒形状のフレーム16aの中に複数の撮影レンズや絞りを収納した鏡筒を配設したものからなる。そして、上部は撮影光Pを取り入れるための開口部16eを設けた蓋16dで塞いだものからなっている。鏡筒は固定鏡筒16bと移動鏡筒16cとから構成され、固定鏡筒16bは第1レンズ12、絞り13、第2レンズ14などを収納固定してフレーム16aの内径部に固定され、移動鏡筒16cはフォーカスレンズとなる第3レンズ15を収納固定して固定鏡筒16bの内径部と摺動して矢印で示したように上下に移動する。そして、これにより移動鏡筒16cに固定した第3レンズ15が上下に移動してオートフォーカスの働きをなしている。また、移動鏡筒16cの上下の移動はフレームユニット16の側面に設けた扁平型ステッピングモータなどを用いたアクチュエータ17で行っている。尚、絞り13は開口部16eを設けた蓋16dで代用することも可能であり、開口部16eの大きさを絞りの量に設定すれば良い。
Next, the
また、ここでの絞り13は絞り量が一定な値を取る絞りで、絞り13の開口部13aの大きさが光の絞り量を設定している。この開口13aの大きさを一定にて光の通過量を一定に制限している。絞り13の絞り量が一定であると、撮影環境の明るさや暗さによってカメラ内に入射してくる撮影光の光量が異なってくるが、光量に多少の不足が生じても回路上のソフトで撮影画面の明るさがある程度調整できるようになっている。
Here, the
次に、シャッター20は、図2に示すように、分散型液晶素子30にIR(赤外線)カットフィルター31を設けたものからなっている。分散型液晶素子30は上基板21と下基板25とをスペーサボール(図示していない)を介して一定の隙間(ギャップ)を持たせ、その隙間に分散型液晶材料28を封止材29でもって封止した構造を成している。また、ここでの上基板21は透明なガラスからなる上透明基板22の下面に錫をドープした酸化インジウムのITO(Indium Tin Oxide)膜からなる上透明電極23を設けている。また、下基板25は透明なガラスからなる下透明基板26の上面に錫をドープした酸化インジウムのITO膜からなる下透明電極27を設けた構成をなしている。尚、図示はしていないが、上透明基板22または下透明基板26の何れか一方の基板は一部分に延設部を持ち、その延設部に上透明電極23と接続する引廻し電極パターンと下透明電極27と接続する引廻し電極パターンが集合して設けられ、その引廻し電極パターンを介して上透明電極23と下透明電極27とに電圧が印加されるようになっている。そして、上記の構成をなす分散型液晶素子30の上透明基板22の上面にIR(赤外線)カットフィルター31を設けている。このIRカットフィルター31は、この分散型液晶素子30の下方に配置されている撮像素子を赤外線から保護して、撮像素子の赤外線の影響による受像画像がピンク(紫)色になるのを防止するために設けている。
Next, as shown in FIG. 2, the
分散型液晶材料28としてPNLCモードの液晶材料を用いる。これは、高分子材料(モノマー)と液晶材料(例えば、ネマティック液晶材料など)との混合材料で、紫外線照射によってモノマーが重合して3次元網目状のポリマーネットワークを形成し、そのポリマーネットワークの中に液晶材料が分散した形を取ったものである。上下の透明電極に電圧が印加されると、その間に挟まれた液晶分子はその印加電圧の電界強度によりその長軸が電極と垂直な方向に配向し、液晶分子の屈折率とポリマーネットワーク状の樹脂の屈折率とが同じになり、透明状態になって光が透過する。これに対して、電圧が印加されない状態においては、液晶分子の長軸がランダムな方向に配向し、巨視的にみると不規則な方向に配向しているのと同じような状態になっている。このため、液晶分子の屈折率とポリマーネットワーク状の樹脂の屈折率とが異なってきて光の散乱が発生する。従って、電圧が印加されていない状態においては光の散乱状態が現れて白濁した色調が現れる。図2におい、Aで示された部分が上透明電極23と下透明電極27とが対面して設けられた部分に当たり、この上透明電極23と下透明電極27とに電圧が印加されるAの領域部分が透明状態になる。そして、光が透過する。Aから外れた部分は白濁状態になっており、光は透過しない。また、電圧の無印加状態にあってはAの部分もそれ以外の部分も白濁状態になっており光は透過しない。上透明電極23と下透明電極27が隙間をなす全域(封入される液晶材料の全域)に設けると封止材29を除く全域が電圧印加のON−OFFによって透過、不透過の状態が得られ、広い範囲でのシャッター機能が得られる。
A PNLC mode liquid crystal material is used as the dispersion type
電界の有無によって光透過の状態(透明)と光散乱の状態(白濁)を示す分散型液晶としてはPNLCD、PDLCD、NCAP、PSCTなどが知られているが、本発明では素子のギャップが小さくて印加電圧量が小さくて済むPNLCD、即ち、PNLCモードの液晶を用いる。使用する電圧が小さいので消費電力が少なくて済み電池寿命が長持ちする。 PNLCD, PDLCD, NCAP, PSCT, etc. are known as dispersive liquid crystals that exhibit light transmission (transparent) and light scattering (white turbidity) depending on the presence or absence of an electric field. In the present invention, however, the device gap is small. A PNLCD that requires a small amount of applied voltage, that is, a PNLC mode liquid crystal is used. Since the voltage to be used is small, it consumes less power and has a long battery life.
ここで、上透明基板22と下透明基板26は、0.2〜1.1mmの範囲の厚みの透明なガラスが用いられる。ガラスとしてはソーダガラスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラスなどのガラスを用いることができるが、ガラス以外のものとしてプラスチック板などを用いることもできる。
Here, as the upper
次に、ITO膜からなる上透明電極23、下透明電極27は真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法でITO膜を全面に形成し、その後に、ホォトリソグラフイ法によって所要の形状に形成する。
Next, the upper
上基板21と下基板25との隙間(ギャップ)は3〜10μmの範囲に設けている。このギャップは、図示はしていないが、所要粒径のスペーサボールを上基板21と下基板25との間に配設して設ける。スペーサボールとしてはシリカボール、ファイバーガラス、プラスチックボールなどが用いられる。
A gap (gap) between the upper substrate 21 and the
封止材29は熱硬化性のエポキシ樹脂にスペーサボール(上基板21と下基板25との隙間に配設したスペーサボールと同じ径のものを使用する)を分散した印刷インクなどが用いられる。
The sealing
この高分子分散型の液晶素子は次のようにして形成する。最初に、上基板21または下基板25の何れか一方に封止材29をスクリーン印刷などの方法で印刷し、上基板21と下基板25を対向させて配置し、エアーバックなどの加圧装置を用いて加圧しながらの加熱処理を施して封止材29を硬化させる。加圧・加熱条件としては、加圧力は約200g/cm2、加熱温度は150〜160°Cで60〜90分位の範囲で行う。尚、封止材29の印刷は液晶材料の注入口なる開口部を一部分に設けて行う。次に、真空注入機を用いてモノマーと液晶材料の混合材料を真空注入方法で開口部から注入する。次に、混合材料を注入した液晶素子を加圧装置でもって加圧し、開口部から溢れ出てきた混合材料を拭き取り、開口部に紫外線硬化樹脂なる封口剤をディスペンサーなどで滴下して塗布し、減圧状態にして封口剤を層内に僅かに引き込ませ、その状態で紫外線を照射して封口剤を硬化させると共に、モノマーをポリマーネットワーク状態にする。紫外線の照射条件は素子の特性によって異なるが、概ね、強度20〜80mW/cm2、時間15〜120秒、温度15〜40度の範囲に設定して行う。
This polymer dispersion type liquid crystal device is formed as follows. First, the sealing
以上のような形成方法を取ることによって高分子分散型の液晶素子が製作できる。この高分子分散型の液晶素子は偏光板や配向膜を使わないので厚みを薄くすることができ、0.2mm厚みのガラスを用いれば0.4mm程度の厚みでもって、非常に薄い液晶素子を形成することができる。 By adopting the above forming method, a polymer dispersed liquid crystal element can be manufactured. This polymer-dispersed liquid crystal element can be made thin because no polarizing plate or alignment film is used. If 0.2 mm thick glass is used, a very thin liquid crystal element can be formed with a thickness of about 0.4 mm. Can be formed.
IRカットフィルター31は、本第1実施形態においては、IRカット蒸着膜を上透明基板22上に直接コーティングしたもので構成している。IRカット蒸着膜は低屈折材料(例えば、SiO2、MgF2など)薄膜と高屈折材料(例えば、ZrO2、TiO2、Ta2O5など)薄膜を積層し、この積層膜を20〜40層の多層に重ね合わせて形成している。分散型液晶素子のガラス面上に直接IRカットフィルター31を設けることでシャッター20は非常に厚みの薄いものとなっている。
In the first embodiment, the IR cut
このIRカットフィルター31を設けた分散型液晶素子30からなるシャッター20を鏡筒16と結像部材19の間に配設する。撮像部材19の前部は結像を図るために所要の空域を設けている。そして、この空域に分散型液晶素子30からなるシャッター20を配置する。シャッター20の分散型液晶素子30は非常に薄型に形成されていることから、撮像部材19の前部の空域に薄型化を妨げることなく配設することができる。
A
シャッター20をなす分散型液晶素子30は撮影像を映し出す場合は所要の電圧を印加して透明状態にして光透過状態で使用する。フレームユニット16の開口部16eに入射した撮影光Pは第1レンズ12、絞り13、第2レンズ14、第3レンズ15を透過し、透過状態のシャッター20を透過して結像部材19に撮影画像が結像して、図示していない別途の表示画像装置にその画像が映し出される。撮影画像の写真を撮る時に、シャッタースイッチを押すことによってフレームユニット16内の第3レンズ15が動いてオートフォーカス機能が働き、焦点距離が調整される。と同時に、分散型液晶素子30への電圧印加OFF−ON−OFFの動作が行われ、液晶の白濁状態−透明状態−白濁状態が繰り返され、それに伴って光の不透過−透過−不透過が瞬間的に行われる。そして、透過したときをもってピントの合った状態での静止画像が写真として撮影される。
The dispersive
ここで、結像部材19全体に渡って光が届くように分散型液晶素子30の光透過部分、即ち、図2に示したAの部分の大きさは設定される。このAの部分の大きさは上透明電極23、下透明電極27の形成する大きさによって自由に変えることができ、分散型液晶素子の厚みを変えることなく対応することができる。
Here, the size of the light transmitting portion of the dispersion-type
以上のように、分散型液晶素子30をシャッター20として用いてフレームユニット16と結像部材19の間に配設し、そして、分散型液晶素子30に直接IRカットフィルター31を設けた構造を取ることによって、従来技術でのフレームユニットの上部に設けていたメカシャッターをなくすことができる。従来のメカシャッターは略1mmの厚みを有していたので、そのメカシャッターをなくすことで略1mmの薄型化ができる。また、従来技術でのシャッターの羽根の開閉に要する空間も必要ないことから小型化への効果も生む。また、IRカットフィルター31を設けていることから赤外線からの結像部材19の保護を行っている。
As described above, the dispersive
また、分散型液晶素子30は構成部品が少なく、また、簡単な構造をなしていることから重量的には軽い。結像部材19の前部に配設しても何ら重量バランスが崩れるものではなく、安定状態を保つことができる。また、従来の構造の複雑なメカシャッターよりコストダウン効果が得られる。
In addition, the dispersion type
尚、本第1実施形態においては、IRカットフィルター31は、IRカット蒸着膜を上透明基板22上に直接コーティングしたもので構成したが、IRカットフィルター31はIRカット蒸着膜に限るものではない。IRカット専用のフィルターやガラス基板上にIRカット蒸着膜を設けたフィルターなども市販されているのでそれらのものを上透明基板22上に接着剤を介して貼付けて用いても構わない。
In the first embodiment, the IR cut
また、本第1実施形態においては、分散型液晶素子を矩形形状のもので形成したが、レンズの丸形状に合わせて円形形状で形成しても何ら支障はない。 In the first embodiment, the dispersion type liquid crystal element is formed in a rectangular shape, but there is no problem even if it is formed in a circular shape in accordance with the round shape of the lens.
尚、図示はしていないが、図1の(a)において、シャッター20及び結像部材19にはフレームユニット16を通して入る撮影光以外の光は入射しないように遮蔽した構造をなしている。
Although not shown, in FIG. 1A, the
次に、本発明の第2実施形態に係るカメラの撮像構造について図3〜図6を用いて説明する。尚、第1実施形態に係るカメラの撮像構造は携帯電話用のカメラの撮像構造を示している。そして、図3は本発明の第2実施形態に係るカメラの撮像構造の主要構成部品の配置図と鏡筒ユニットの要部断面図を示していて、図3の(a)は主要構成部品の配置を示す斜視図、図3の(b)は図3の(a)における鏡筒ユニットの要部断面図を示している。また、図4は図3における絞りの平面図と要部断面図を示していて、図4の(a)は平面図、図4の(b)は要部断面図である。また、図5は図3における液晶レンズの要部断面図を示していて、図6は図5における上透明電極の形状を示した平面図を示している。 Next, an imaging structure of a camera according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the imaging structure of the camera according to the first embodiment is the imaging structure of a camera for a mobile phone. FIG. 3 shows a layout of the main components of the imaging structure of the camera according to the second embodiment of the present invention and a cross-sectional view of the main part of the lens barrel unit. FIG. The perspective view which shows arrangement | positioning, (b) of FIG. 3 has shown principal part sectional drawing of the lens-barrel unit in (a) of FIG. 4 shows a plan view and a main part sectional view of the diaphragm in FIG. 3. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a main part sectional view. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the liquid crystal lens in FIG. 3, and FIG. 6 shows a plan view showing the shape of the upper transparent electrode in FIG.
第2実施形態に係るカメラの撮像構造の特徴は、前述の第1実施形態の撮像構造と対比すると、四角い形状のフレームユニットを無くして円形形状の鏡筒ユニットに変えた構造にしたことである。即ち、図3の(a)に示すように、撮影光Pに向かって鏡筒ユニット36、シャッター20、結像部材19の配置構造にし、鏡筒ユニット36は円形形状をなしている。ここでの鏡筒ユニット36は、図3の(b)に示すように、円筒形状をなした鏡筒36aの中にスペーサ36bを挟んで第1レンズ32、絞り33を一体的に設けた液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35と順に配列したもので構成している。フォーカス機能を有する液晶レンズ40を新たに加え、レンズの移動を行うアクチュエータを無くした構造を取っている。
The feature of the imaging structure of the camera according to the second embodiment is that, in contrast to the imaging structure of the first embodiment described above, the structure is changed to a circular barrel unit by eliminating the square frame unit. . That is, as shown in FIG. 3A, the
この構造においては、液晶レンズ40が焦点距離を調整するフォーカスレンズとして機能している。そして、この液晶レンズ40を絞り33の後部に、しかも絞り33と一体的に配置した構造を取っている。
In this structure, the
尚、本第2実施形態におけるシャッター20と結像部材19は前述の第1実施形態でのシャッター、結像部材と同一仕様のものを用いていて、シャッター20は第1実施形態のシャッターと同様に分散型液晶素子にIRカットフィルターを設けたものからなっている。また、結像部材19はCCDやCMOSなどの固体撮像素子を用いている。従って、同一仕様をなす構成部品の詳細説明は省略し、ここでは、構成と構造の異なる所の鏡筒部分を論主にして説明することにする。
The
鏡筒ユニット36は円形の筒状の鏡筒36aの中にスペーサ36bを挟んで第1レンズ32、絞り33付液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35を収納したものからなっている。そして、撮影光Pを取り入れるための開口部36eを設けた蓋36dで塞いだものからなっている。スペーサ36bは鏡筒36a内で第1レンズ32、絞り33付液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35の位置決めと固定をするために用いており、それぞれの厚み寸法を持ったものからなっている。
The
ここで、絞り33は接着剤でもって液晶レンズ40に一体で接着固定している。そして、この一体となった絞り33と液晶レンズ40は第1レンズ32と第2レンズ34の間に配置している。この絞り33は通過する光の量を調整する。本第2実施形態の絞り33は、図4に示すように、遮光膜33bを設けたフィルムからなり、その中心部に円形の開口33aを設けたリング状の形状をなしている。そして、開口33aが光透過部分をなしている。図4において、開口33aの所の直径で示したNはこの開口33aの開口量を示しており、この開口量Nの大きさでもって光の通過量を決めている。ここでの開口量Nは一定に設定していて、ある定まった開口量になっている。開口量Nを一定にすることで光量の不足が生じても回路上のソフトで撮影画像の明るさがある程度調整できるようになっている。
Here, the
本第2実施形態における絞り33は、耐湿性や耐熱性、耐衝撃性、耐薬品性などに優れたポリエチレンテレフタレートのフィルムを用い、その表面に酸化クロム(CrO)金属膜からなる遮光膜33bを設けてものからなっている。この酸化クロム(CrO)金属膜は真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法で形成することができ、例えば、真空蒸着法などで形成する場合には、チャンバー内の載品台に被着物(フィルム)を載置し、真空蒸着機のチャンバー内の蒸着時の圧力を1×10−6〜5×10−5torr(1.33×10−4〜6.65×10−3Pa)の範囲に設定して、所要の厚みになるまで蒸着を施すことによって得られる。時間によって膜厚が決まるので、時間管理の下で蒸着作業を行う。厚みは光透過がない厚みであれば良く、500Å以上の厚みがあれば十分である。また、この遮光膜33bは酸化クロム(CrO)金属膜に限るものではなく、黒色塗膜などで形成しても良い。黒色塗膜は印刷方法、吹き付け塗装方法、ロールコータ方法などの方法によって形成することができる。
The
絞り24は開口量Nを一定にすることで遮光膜を設けたフィルムに限らす遮光膜を設けた金属薄板で構成することも可能である。しかしながら、軽量性や部品接触による他部品への損傷性などを考慮するとフィルムを使用するのがより好ましい。また、フィルムはポリエチレンテレフタレートのフィルムに限るものではなく、耐湿性や耐熱性、耐衝撃性、耐薬品性などに優れたフィルムが良く、この様なものとしては、ポリエチレンテレフタレートのフィルム以外のものとしてポリカーボネイトフィルム、ポリエチレンフィルムなども用いることができる。また、フィルムの厚みとしては0.05〜0.35mmのものが取扱い易く、しかも薄型化が狙えることで好適である。 The diaphragm 24 may be formed of a thin metal plate provided with a light shielding film, which is limited to a film provided with a light shielding film by making the opening amount N constant. However, it is more preferable to use a film in consideration of lightness and damage to other components due to component contact. The film is not limited to a polyethylene terephthalate film, but a film excellent in moisture resistance, heat resistance, impact resistance, chemical resistance, and the like is good. Polycarbonate films and polyethylene films can also be used. Further, the film thickness of 0.05 to 0.35 mm is easy to handle and is suitable because it can be thinned.
次に、液晶レンズ40は、図5に示すように、第1液晶セル40−1と第2液晶セル40−2との2つの液晶セルを積層して構成しているが、下基板45は第1液晶セル40−1と第2液晶セル40−2に共用した構成を取っている。また、この液晶レンズ40は丸い円形形状をなしている。そして、第1液晶セル40−1は撮影光Pの入射方向に面して配置され、絞り33は第1液晶セル40−1側の上面側に接着剤を介して一体となって設けられる。
Next, as shown in FIG. 5, the
第1液晶セル40−1は上基板41Aと下基板45との間隙に封止材50でもって液晶49を封入したものから構成している。また、第2液晶セル40−2も上基板41Bと下基板55との間隙に封止材50を介して液晶49を封入したものから構成している。ここで、上基板41Aはガラスからなる円形の上透明基板42の下面に上透明電極43を設け、その上に上配向膜44aを設けた構成をなしている。下基板45はガラスからなる円形の下透明基板46の上面に下透明電極47を設け、その上に下配向膜48aを設け、更に、下面に下透明電極47と下配向膜48bを設けた構成をなしている。ここでの下透明基板46の上面に設ける下透明電極47と下面に設ける下透明電極47は同一形状、同一大きさをなしている。また、下透明基板46の上面に設ける下配向膜48aと下面に設ける下配向膜48bは同一形状、同一大きさをなしているが、ラビング処理による配向方向が丁度90°クロスした状態に形成されている。また、第1液晶セル40−1での上基板41Aの上配向膜44aの配向方向と下基板45の上面に設けた下配向膜48aの配向方向は180°異なる正反対の方向に向けたパラレル配向になっている。
The first liquid crystal cell 40-1 is configured by sealing a
第2液晶セル40−2は上基板41Bと下基板45との間隙に封止材50を介して液晶49を封入したものから構成されるが、上基板41Bはガラスからなる円形の上透明基板42の上面に上透明電極43を設け、その上に上配向膜44bを設けた構成をなしている。ここでの上透明電極43は上基板41Aの上透明電極43と同一形状、同一大きさをなしている。また、上配向膜44bも上基板41Aの上配向膜44aと同一形状、同一大きさをなしているが、配向方向のみが下基板45の下面に設けた下配向膜48bの配向方向と180°異なる正反対の方向に向けたパラレル配向の向きになっている。従って、上基板41Aと上基板41Bは配向膜の配向方向のみが異なった構成になっている。
The second liquid crystal cell 40-2 is composed of a
ここで、上透明電極43は、錫をドープした酸化インジウムのITO膜で形成しており、その形状は図6に示す形状をなしている。中心に丸い円形電極43aを設け、その周りに同心円で形成した複数の環状電極43b、43c、43dを設けた構成をなしている。そして、円形電極43aと複数の環状電極43b、43c、43dのそれぞれに電圧を印加するために円形電極43a及びそれぞれの環状電極43b、43c、43dに接続する接続電極43a1、43b1、43c1、43d1を上透明基板42の一部分の縁に集合させて設けている。また、一番外側にある環状電極43dの外形の大きさまでがレンズとして機能する領域になっており、図6の中で示したMの領域がレンズの機能領域をなしている。以降、このMをレンズ機能領域Mと呼んで説明する。そして、このレンズ機能領域Mを絞り33の開口量Nより僅かに大きく設定している。尚、図6は分かり易くするために上透明電極43を4つの電極に分割したもので示したが、この分割数は必要に応じて設定される。また、この分割数は多い方が精度の良い位相変調分布が得られるので好ましい。この円形電極43a、環状電極43b、43c、43dにはそれぞれ異なる電圧量が印加される。
Here, the upper
下透明電極47は、上透明電極43と同様にITO膜で形成するが、その形状は一面に丸い円形形状で形成しており、その大きさは上透明電極43の一番外側にある環状電極43dの外形の大きさ、即ち、レンズ機能領域Mと同じ大きさで形成している。尚、図示はしていないが、この下透明電極47にも電圧を印加するために下透明基板46の縁まで引き回した接続電極を設けている。
The lower
このITO膜からなる上透明電極43、下透明電極47は真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法でITO膜を全面に形成し、その後に、ホォトリソグラフイ法によって上記の形状に形成する。
The upper
第1液晶セル40−1の上配向膜44aと下配向膜48a、及び第2液晶セル40−2の上配向膜44bと下配向膜48bは、印刷法やスピンコート法などによって形成したポリイミド樹脂の樹脂膜からなり、その表面にはコットン布材などを用いてラビング処理しての配向処理を施している。そして、第1液晶セル40−1の上配向膜44aと下配向膜48aは配向方向が180°異なる正反対の方向に向けたパラレル配向になる配置を取っており、また、第2液晶セル40−2の上配向膜44bと下配向膜48bは配向方向が180°異なる正反対の方向に向けたパラレル配向になる配置を取っている。このようにパラレル配向の配置を取ると光の屈折方向を同一方向に揃えられる。また、第1液晶セル40−1と第2液晶セル40−2の配向方向は丁度90度にクロスした配向をなす。これにより、光のP偏光成分(液晶セルへの入射面に平行な振動方向を持つ成分)とS偏光成分(液晶セルへの入射面に垂直な振動方向を持つ成分)を透過して利用することができて光の利用効率を高める効果を得る。
The
次に、封入する液晶49はホモジニアス分子配列をなすネマティック液晶、あるいは、このネマティック液晶に微量のカイラルネマティック液晶を混合した混合液晶などが用いられる。
Next, the encapsulated
封止材50は熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカボールなるスペーサを分散したものからなっている。このスペーサは所要のセルギャップを設けるために設けているもので、本第2実施形態では粒径20μmのシリカボールを用いてセルギャップを20μmに設定している。セルギャップは電圧印加ON−OFF時の液晶分子の配向立ち上がり反応や立ち下がり反応の応答速度に影響を及ぼす。セルギャップが小さいと液晶分子の立ち上がりや立ち下がりの応答速度は早くなり、一方、セルギャップが大きいと液晶分子の立ち上がりや立ち下がりの応答速度は遅くなる。本実施形態においては、20μmのセルギャップに設定しているが、各種の実験の結果から、セルギャップは10〜50μmの範囲が好適な範囲であるとの結果を得ている。
The sealing
また、丸い上透明基板42と下透明基板46は、0.15〜1.1mmの範囲の厚みの透明なガラスが用いられる。ガラスとしてはソーダガラスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラスなどのガラスを用いることができるが、ガラス以外のものとしてプラスチック板などを用いることもできる。ガラスの厚みは研磨などによって所望の厚みのものを使用することができるが、衝撃による割れなどを考慮すると0.15mm以上の厚みのものを使用するのが好ましい。本実施形態においては、上透明基板42は0.15mm、下透明基板46は0.3mmのものを使用している。そして、液晶レンズ40の総厚は約0.6mm位の厚みに形成している。上透明基板42及び下透明基板46は円形なる形状にスクライブ加工して使用する。
The round upper
この液晶レンズ40は、上基板41A、41Bまたは下基板45の何れか一方に封止材50をスクリーン印刷方法などで印刷形成し、上・下配向膜44aと48aの配向方向がパラレル配向、及び上・下配向膜44bと48bの配向方向がパラレル配向になる状態にして上基板41A、下基板45、上基板41Bの3枚の基板を組合せて、加圧・加熱の下で貼合わせ、その後に、第1液晶セル40−1と第2液晶セル40−2のそれぞれの封止材50の1箇所に設けた開口部から真空注入方法で液晶49を注入し、注入後に開口部を紫外線硬化樹脂でもって封口することによって液晶レンズ40が出来上がる。
This
以上の構成をなした液晶レンズ40は、液晶レンズ40の円形電極と円形電極を取り巻く複数の環状電極にそれぞれ異なる電圧を印加して、液晶分子の配向方向を電極毎に変え、そこを透過する光に位相変調を与えて焦点距離を調整するオートフォーカス機能の働きをなす。従って、撮影体との距離を自動計測したデータ信号に基づいて制御回路の中でそれぞれの印加電圧の駆動指示信号が出され、それぞれの接続電極を介して液晶レンズ40が駆動し、そして、焦点距離が自動的に調整される。
The
また、液晶レンズ40を絞り33の後部に絞りと33と一体にして配置している。液晶レンズ40のレンズ機能領域Mを絞り33の開口量Nより僅かに大きい値に設定しており、絞り33の開口33aを通過する全ての光は液晶レンズ40のレンズ機能領域Mを通過する。絞り33の開口量Nは光の通過量を一番制限するところであるのでレンズ機能領域Mは一番制限されたミニマムな面積に設定することができる。これにより、レンズ機能領域Mの小さい面積領域で位相変調量を大きくすることができるからレンズパワーを大きくすることができる。そして、これにより至近距離から遠距離までの焦点距離の調整が可能になる。また、面積が小さいと環状電極の数を減らすことができ、回路設計も複雑にならずに容易になる。
Further, the
また、液晶レンズ40はオートフォーカス機能を持つ。従って、第1レンズ32、第2レンズ34、第3レンズ35、絞り33付の液晶レンズ40を鏡筒内に固定することができる。従って、従来の構造にあってはレンズの移動にアクチュエータなどが使われたが、本発明においてはアクチュエータは必要としない。部品の削減ができて可成りコストの低減が得られる。また、構造自体もシンプルな構造になってユニット化されるので取扱なども容易になる。
The
また、アクチュエータを無くし、鏡筒ユニットを円形形状に形成することにより小型化が可能になる。 Further, it is possible to reduce the size by eliminating the actuator and forming the lens barrel unit in a circular shape.
また更に、本第2実施形態においては、液晶レンズ40は丸く円形状に形成している。第1レンズ32や第2レンズ34、第3レンズ35は円形形状に形成するのが一番形成し易く、しかも、精度の良いレンズを得ることができる。液晶レンズ40を、第1レンズ32や第2レンズ34、第3レンズ35と同様に円形状に形成することによって、これらの構成部品を収納する鏡筒36aや蓋36d、スペーサ36bも丸形状で形成することができる。円形形状は金型の製作や部品の製作がし易くなるので、その製作コストの低減効果も得られる。また、鏡筒ユニットの組立易さなどの効果も現れる。
Furthermore, in the second embodiment, the
尚、本第2実施形態においては、絞り33付液晶レンズ40を第1レンズ32と第2レンズ34の間に配設したが、この絞り33付液晶レンズ40を第1レンズ32の前、即ち、蓋36dと第1レンズ32との間に配設することも可能である。その場合に、絞り33に代えて蓋36dを絞りとして利用することが可能である。液晶レンズ40を蓋36dに近づけて蓋36dの開口部36eを絞りの開口として利用する。
In the second embodiment, the
尚、説明は省略するが、第1実施形態におけるシャッターと同じ仕様のシャッター20を用いていることから、第1実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることは云うまでもない。
Although explanation is omitted, since the
次に、本発明の第3実施形態に係るレンズの撮像構造について図7、図8を用いて説明する。ここで、図7は本発明の第3実施形態に係るカメラの撮像構造の主要構成部品の配置図と鏡筒の要部断面図を示していて、図7の(a)は主要構成部品の配置を示す斜視図、図7の(b)は図7の(a)における鏡筒ユニットの要部断面図を示している。また、図8は図7におけるシャッターの要部断面図を示している。 Next, an imaging structure of a lens according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 7 shows a layout of the main components of the imaging structure of the camera according to the third embodiment of the present invention and a cross-sectional view of the main part of the lens barrel. FIG. 7A shows the main components. The perspective view which shows arrangement | positioning, (b) of FIG. 7 has shown principal part sectional drawing of the lens-barrel unit in (a) of FIG. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the main part of the shutter in FIG.
第3実施形態におけるレンズの撮像構造は、図7の(a)に示すように、撮影光Pに向かって鏡筒ユニット56と結像部材19が順に配置した配置構造をなしている。ここでの結像部材19は前述の第1実施形態、第2実施形態で用いた結像部材と同じ仕様の結像部材を用いているので同一符号を付してある。撮影光Pが鏡筒ユニット56の中に入射し、鏡筒ユニット56の中で焦点距離の調整が行われて結像部材19の所で画像が結像する。前述の第2実施形態での撮像構造と大きく相異する所はシャッターを鏡筒ユニット56の中に収納した構造としたことである。以下、第2実施形態と相異する所を論主にして本第3実施形態の撮像構造を説明する。
The imaging structure of the lens in the third embodiment has an arrangement structure in which the
鏡筒ユニット56は円形の筒状の鏡筒56aと、その鏡筒56aの中に収納したシャッター80、第1レンズ32、絞り33付液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35と、撮影光Pを透過する開口部56eを持った蓋56dと、複数のスペーサ56bとでもって構成している。鏡筒56aの内部には、撮影光Pの入射する方向に向かってシャッター80、第1レンズ32、絞り33付液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35が順に配列した配置構造で収納されている。そして、これらの構成部品をそれぞれ厚みの異なるスペーサ56bでもって所要の位置間隔に配列している。ここで、第1レンズ32、絞り33付液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35は前述の第2実施形態における第1レンズ、絞り付液晶レンズ、第2レンズ、第3レンズの仕様と同じ仕様のものを用いているので同一符号を付している。従って、ここでは、前述の第2実施形態と同一仕様をなす構成部品の詳細説明は省略する。尚、液晶レンズ40は前述の第2実施形態で説明したようにオートフォーカス機能の働きをなす。
The
本第3実施形態における撮像構造の特徴は、シャッター80を鏡筒ユニット56の中に収納して第1レンズ32の前部に配設したことである。即ち、撮影光Pが鏡筒56aに入射する開口部56eの直ぐ傍の位置に配設している。このシャッター80は分散型液晶素子60にIRカットフィルター71を設けたものから構成しており、本第3実施形態のシャッター80は外形が丸い円形形状をなしており、大きさも鏡筒56aの中に納まる範囲で小さくなっている。
A feature of the imaging structure in the third embodiment is that the
尚、このシャッター80は前述の第1実施形態で説明したシャッターと同じ仕様の下で形成した構成を取っているが、外形形状は丸い形状をなしている。即ち、シャッター80は、図8に示すように、分散型液晶素子60にIR(赤外線)カットフィルター71を設けたものからなり、分散型液晶素子60は上基板61と下基板65とをスペーサボール(図示していない)を介して一定の隙間(ギャップ)を持たせ、その隙間に分散型液晶材料68を封止材69でもって封止した構造を成している。また、ここでの上基板61は透明なガラスからなる丸い上透明基板62の下面にITO膜からなる上透明電極63を設けたものからなり、また、下基板65は透明なガラスからなる丸い下透明基板66の上面にITO膜からなる下透明電極67を設けた構成をなしている。上透明電極63及び下透明電極67は円形形状でもって一面に形成した形状を取っている。
The
ここでの分散型液晶材料68は、前述の第1実施形態で用いた液晶材料と同じもので、PNLCモードの液晶材料を用いている。これは、高分子材料(モノマー)と液晶材料(例えば、ネマティック液晶材料など)との混合材料で、紫外線照射によってモノマーが重合して3次元網目状のポリマーネットワークを形成し、そのポリマーネットワークの中に液晶材料が分散した形を取ったものである。
The dispersive
この分散型液晶素子60への電圧印加をOFF−ON−OFFの駆動を行うと、液晶の白濁状態−透明状態−白濁状態が繰り返され、それに伴って撮影光の不透過−透過−不透過が瞬間的に行われる。即ち、この分散型液晶素子60はシャッターの機能の働きをなす。
When the application of voltage to the dispersive
また、IRカットフィルター71は、前述の第1実施形態のIRカットフィルターと同じ仕様での、IRカット蒸着膜を上透明基板62上に直接コーティングしたもので構成している。IRカット蒸着膜は低屈折材料(例えば、SiO2、MgF2など)薄膜と高屈折材料(例えば、ZrO2、TiO2、Ta2O5など)薄膜を積層し、この積層膜を20〜40層の多層に重ね合わせて形成している。分散型液晶素子のガラス面上に直接IRカットフィルター71を設けることでシャッター80の厚みを薄くしている。
The IR cut
ここで、シャッター80を円形形状なる分散型液晶素子60にIRカットフィルター71を設けたものから構成し、鏡筒56aに収納できる大きさに形成する。このような構造を取ると、シャッター80の大きさを、結像部材19の直前に配置する構造と比べると可成り小さくすることができる。使用する材料が少なくなり材料費削減の効果を生む。また、シャッター80を鏡筒56の中で第1レンズ32の前部に配置する。このことは、鏡筒56aの中にあって結像部材19から一番遠くの位置になり、遠くの位置でもって赤外線をカットする構造になっている。赤外線は結像部材19の直前でカットするよりも少しでも遠くの位置でカットする方が結像部材19への赤外線影響を小さく抑える。また、本発明においては、シャッター80や液晶レンズ40に液晶材料を使用する。液晶材料は赤外線の温度影響によって反応速度の変化が現れる。シャッター80や液晶レンズ40の前部で赤外線をカットすることで液晶材料の反応速度変化を少なくし、安定した反応速度が得られる。また、シャッター80を鏡筒56a内に収納することで衝撃などによる破損を防止している。
Here, the
以上の構造を取ることにより、従来技術における鏡筒の前部にメカシャッターを配置した構造と比較すると、メカシャッターの機能を分散型液晶素子で行うことでその厚みを可成り薄型にでき、薄型化の効果を得る。そして更に、結像部材以外の構成部品を鏡筒の中に収納してユニット化していることで取扱い易さ、組立易さでのコスト低減の効果を生む。 By adopting the above structure, the thickness of the mechanical shutter can be considerably reduced by performing the function of the mechanical shutter with a distributed liquid crystal element, compared to the structure in which the mechanical shutter is arranged at the front part of the lens barrel in the prior art. Get the effect of Furthermore, since components other than the imaging member are housed in the lens barrel and unitized, the cost can be reduced with ease of handling and assembly.
また更に、シャッター80を、第1レンズ32や液晶レンズ40、第2レンズ34、第3レンズ35などと同様に、円形形状に形成することによって、これらの構成部品を収納する鏡筒56aや蓋56d、スペーサ56bも丸形状で形成することができる。円形形状は金型の製作や部品の製作がし易くなり、その製作コストの低減効果も生む。また、鏡筒の組立易さなどの効果も現れる。
Further, the
以上、カメラ付携帯電話の撮像構造を実施形態に取って説明したが、本発明のカメラの撮像構造は絞りの値を一定の値にして用いるカメラには全て適用して用いることができる。 The imaging structure of the camera-equipped mobile phone has been described above as an embodiment. However, the imaging structure of the camera of the present invention can be applied to any camera that uses a fixed aperture value.
尚、説明は省略するが、第2実施形態における液晶レンズと同じ仕様の液晶レンズを用いていることから、第2実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることは云うまでもない。 Although explanation is omitted, since the liquid crystal lens having the same specifications as the liquid crystal lens in the second embodiment is used, it goes without saying that the same effect as that explained in the second embodiment can be obtained.
12、32 第1レンズ
13、33 絞り
13a、33a 開口
14、34 第2レンズ
15、35 第3レンズ
16 フレームユニット
16a フレーム
16b 固定鏡筒
16c 移動鏡筒
16d、36d、56d 蓋
16e、36e、56e 開口部
17 アクチュエータ
19 結像部材
20、80 シャッター
21、41A、41B、61 上基板
22、42、62 上透明基板
23、43、63 上透明電極
25、45、65 下基板
26、46、66 下透明基板
27、47、67 下透明電極
28、68 分散型液晶材料
29、50、69 封止材
30、60 分散型液晶素子
31、71 IRカットフィルター
33b 遮光膜
36、56 鏡筒ユニット
36a、56a 鏡筒
36b、56b スペーサ
40 液晶レンズ
40−1 第1液晶セル
40−2 第2液晶セル
43a 円形電極
43b、43c、43d 環状電極
43a1、43b1、43c1、43d1 接続電極
44a、44b 上配向膜
48a、48b 下配向膜
49 液晶
N 開口量
M レンズ機能領域
P 撮影光
12, 32
Claims (6)
6. The imaging structure of a lens according to claim 1, wherein the dispersive liquid crystal element has a circular outer shape.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010175793A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | Liquid crystal shutter and camera module having same |
JP2010197769A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | Liquid crystal shutter and camera module equipped with the same |
US20120140101A1 (en) * | 2009-06-29 | 2012-06-07 | Lensvector, Inc. | Wafer level camera module with active optical element |
US20120218450A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Flextronics Ap, Llc | Autofocus-Zoom Camera Module Integrating Liquid Crystal Device as High Speed Shutter |
CN107392192A (en) * | 2017-09-19 | 2017-11-24 | 信利光电股份有限公司 | A kind of personal identification method, device and multi-cam module |
CN109581722A (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 夏普株式会社 | Camera mould group optical shutter and its manufacturing method |
CN114173045A (en) * | 2021-12-16 | 2022-03-11 | 信利光电股份有限公司 | Scratch-proof T-LENS camera module and electronic equipment |
-
2006
- 2006-02-01 JP JP2006024139A patent/JP2007208587A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010175793A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | Liquid crystal shutter and camera module having same |
JP2010197769A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | Liquid crystal shutter and camera module equipped with the same |
US20120140101A1 (en) * | 2009-06-29 | 2012-06-07 | Lensvector, Inc. | Wafer level camera module with active optical element |
US8891006B2 (en) * | 2009-06-29 | 2014-11-18 | Lensvector, Inc. | Wafer level camera module with active optical element |
US20120218450A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Flextronics Ap, Llc | Autofocus-Zoom Camera Module Integrating Liquid Crystal Device as High Speed Shutter |
US8797453B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-08-05 | Digitaloptics Corporation | Autofocus-zoom camera module integrating liquid crystal device as high speed shutter |
CN107392192A (en) * | 2017-09-19 | 2017-11-24 | 信利光电股份有限公司 | A kind of personal identification method, device and multi-cam module |
CN109581722A (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 夏普株式会社 | Camera mould group optical shutter and its manufacturing method |
US10989950B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-04-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Camera module optical shutter and production method thereof |
CN109581722B (en) * | 2017-09-28 | 2021-11-09 | 夏普株式会社 | Optical shutter for camera module |
CN114173045A (en) * | 2021-12-16 | 2022-03-11 | 信利光电股份有限公司 | Scratch-proof T-LENS camera module and electronic equipment |
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