JP2009175373A - ２焦点カメラ構造及び携帯電話機 - Google Patents

Abstract

【課題】接写撮影と通常撮影の切替に対してカメラの構造を簡素にする。
【解決手段】通常フォーカス又は接写フォーカスの設定を行う２焦点カメラ構造に、内部にレンズを保持するホルダと、ホルダの開口部付近に位置するマグネット109と、センサを実装する基板104と、基板に固定されホルダを収容するケース105と、基板に固定されホルダを押し上げる第１のバネ111と、ケースに固定されホルダを押し下げる第２のバネ110と、ケース及び基板を実装し外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体112と、筐体の開口部の内側に位置し、筐体で接写フォーカスが選択された場合にはマグネットの位置に移動しレンズをセンサから離す方向に移動させるための磁性体113とを備え、筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には磁性体の位置がマグネットの位置とは異なる位置に移動し、レンズをセンサに近づけさせる。
【選択図】図３

Description

本発明は接写撮影と通常撮影を可能とする２焦点カメラ構造に関する。特に、本発明は、接写撮影と通常撮影の切替に対してカメラの構造を簡素にする２焦点カメラ構造及び携帯電話機に関する。

本発明の前提となる２焦点機能を有するカメラ構造はカム方式、ネジ方式が多く、カメラにレバーを設け、装置に設けたスイッチとの嵌合により本レバーを回転方向へスライドさせることにより通常と接写フォーカスに設定する構造となっている。
カム方式は構成される部品が多く高価であり、またレバーをスライド方向に移動させるための装置スイッチ構造も複雑となり、総合的に高価となる。

これはネジ構造も同じである。
また、装置にカメラを実装する際、カメラレバーと装置スイッチを嵌合させる必要があり、カメラの小型化が進む中で組み立てが困難な状況に進み、組み立て不良が増加し信頼性が低下するという問題がある。
このような２焦点機能を有するカメラ構造の従来技術として以下のようなものがある。

従来、電力を要することなく高精度にかつ簡単な構造でマクロ撮像位置と通常撮像位置との２の焦点位置に設定できるようにするため、撮像素子を搭載した基板上に設けたホルダにレンズホルダを光軸方向のみに移動可能に係合し、このレンズホルダの外周に円周方向に４分割した領域が交互にＮＳ極となるように着磁した第１の永久磁石を設け、ホルダに回転自在に設けたスペーサに第１の永久磁石と同じ第２の永久磁石を光軸方向に対向するように装着し、スペーサに設けた回転レバーを９０度回転させることによって、第１の永久磁石と第２の永久磁石との互いに対向する磁極間の磁力を吸引力と反発力とに変化させてレンズホルダを通常撮像位置とマクロ撮像位置とに移動し保持するものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記特許文献１では、回転レバーを９０度回転させることによって、第１の永久磁石と第２の永久磁石との互いに対向する磁極間の磁力を吸引力と反発力とに変化させてレンズホルダを通常撮像位置とマクロ撮像位置とに移動するが、回転レバーを９０度回転させる操作が必要であり操作性が悪いという問題がある。
また、従来、リニアモータ方式のオートフォーカス装置において、位置センサを用いないフォーカスレンズの位置制御を実現し、オートフォーカス装置を小型軽量化することを目的とし、入射光を撮像素子の受光面に結像させるフォーカスレンズと、マグネット及び駆動コイルからなり、駆動コイルへ供給する駆動電流に応じて、駆動コイルに光軸方向の駆動力を発生させるリニアモータと、フォーカスレンズ及び駆動コイルが取り付けられ、光軸方向に移動可能なレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネと、レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段とを備え、端点検出手段を用いて、レンズホルダが可動領域の端点に到達し、あるいは、端点から移動を開始する際の駆動電流を判別するものもある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、上記特許文献２では、リニアモータ方式のオートフォーカス装置であるが、２焦点機能を有するカメラの構造を簡素化するものではない。
また、従来の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置では、二方向焦点切替機能を端末装置本体側に形成したカムに回転機構側の焦点切り替えノブを回転カムフォロワとして用いる二方向焦点切替を行うため、カム加工および装置組み立てに高い精度が必要で、部品コストが高く、かつ組み立て歩留まりが悪い、という課題があったので、カメラ筒内部に、磁性体をもった摺動可能な可動レンズ群鏡筒を有し、このカメラ筒を回転機構に組み込み、端末装置本体側に配する永久磁石が、可動レンズ群鏡筒の磁性体を吸引することにより、回転機構が設定する二方向に対応して所定の二焦点切替を行うものがある（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、上記特許文献３では、端末装置本体側に配する永久磁石が、磁性体をもった摺動可能な可動レンズ群鏡筒の磁性体を吸引することにより、回転機構が設定する二方向に対応して所定の二焦点切替を行うが、カメラ筒を回転機構に組み込む必要がない２焦点機能を有するカメラの構造を簡素化するものではない。

特開２００４−２２２０６４号公報 特開２００５−１７３４３１号公報 特開２００７−０４７３７３号公報

したがって、本発明は上記問題点に鑑みて、カメラの小型化が進む中で組み立てを容易にし組み立て不良を低減し信頼性を向上し、接写撮影と通常撮影の切替に対してカメラの構造を簡素にするための２焦点カメラ構造及び携帯電話機を提供することを目的とする。

本発明は前記問題点を解決するために、レンズとセンサ間の距離を調整して通常フォーカス又は接写フォーカスの設定を行う２焦点カメラ構造において、内部に前記レンズを保持し前記レンズの光軸上に開口部を有するホルダと、前記ホルダの開口部付近の外側に位置するマグネットと、前記センサを実装する基板と、前記基板に固定され、前記マグネットを含む前記ホルダを収容し、前記レンズ光軸上に開口部を有するケースと、前記基板に固定され、前記ホルダを押し上げる第１のバネと、前記ケースに固定され、前記ホルダを押し下げる第２のバネと、前記ケース及び前記基板を実装し、前記レンズ光軸上に開口部を有し、外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体と、前記筐体の開口部の内側に位置し、前記筐体で接写フォーカスが選択された場合には前記マグネットの位置に移動し、磁力の吸引力により前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態を解除し、前記レンズを前記センサから離す方向に移動させるための磁性体とを備え、前記筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には、前記磁性体の位置が前記マグネットの位置とは異なる位置に移動し、磁力の吸引力がなくなり、前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態になり、前記レンズを前記センサに近づけさせることを特徴とする２焦点カメラ構造を提供する。

さらに、前記レンズを前記センサから離す方向に移動する場合には前記マグネットが前記ケースに接触してレンズの移動量を制限する。
さらに、本発明は、レンズとセンサ間の距離を調整して通常フォーカス又は接写フォーカスの設定を行う２焦点カメラ構造を有する携帯電話機において、内部に前記レンズを保持し前記レンズの光軸上に開口部を有するホルダと、前記ホルダの開口部付近の外側に位置するマグネットと、前記センサを実装する基板と、前記基板に固定され、前記マグネットを含む前記ホルダを収容し、前記レンズ光軸上に開口部を有するケースと、前記基板に固定され、前記ホルダを押し上げる第１のバネと、前記ケースに固定され、前記ホルダを押し下げる第２のバネと、前記ケース及び前記基板を実装し、前記レンズ光軸上に開口部を有し、外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体と、前記筐体の開口部の内側に位置し、前記筐体で接写フォーカスが選択された場合には前記マグネットの位置に移動し、磁力の吸引力により前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態を解除し、前記レンズを前記センサから離す方向に移動させるための磁性体とを備え、前記筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には、前記磁性体の位置が前記マグネットの位置とは異なる位置に移動し、磁力の吸引力がなくなり、前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態になり、前記レンズを前記センサに近づけさせることを特徴とする携帯電話機を提供する。

以上説明したように、本発明によれば、内部にレンズを保持しレンズの光軸上に開口部を有するホルダと、ホルダの開口部付近の外側に位置するマグネットと、センサを実装する基板と、基板に固定され、マグネットを含むホルダを収容し、レンズ光軸上に開口部を有するケースと、基板に固定され、ホルダを押し上げる第１のバネと、ケースに固定され、ホルダを押し下げる第２のバネと、ケース及び基板を実装し、レンズ光軸上に開口部を有し、外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体と、筐体の開口部の内側に位置し、筐体で接写フォーカスが選択された場合にはマグネットの位置に移動し、磁力の吸引力により第１のバネ及び第２のバネの反力により吊り合っている状態を解除し、レンズをセンサから離す方向に移動させるための磁性体とを備え、筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には、磁性体の位置がマグネットの位置とは異なる位置に移動し、磁力の吸引力がなくなり、第１のバネ及び第２のバネの反力により吊り合っている状態になり、レンズをセンサに近づけさせるようにしたので、２焦点カメラの構造が簡素となり、部品点数が減らせること、また２焦点カメラを実装するカメラ装置側のスイッチ構造も簡素化でき、安価になることが期待される。
さらに、カメラ装置側に実施する際に従来と比較してカメラ装置側のスイッチとカメラ装置側のスイッチの機械的な接続が不要となるため、信頼性が向上することが期待される。

筐体であるカメラ装置の外側に設けられた移動部の操作でユーザーが通常フォーカス又は接写フォーカスを選択でき、操作が簡単となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る２焦点カメラの本体部分の概略構造を示す断面図である。本発明に係る２焦点カメラは携帯電話機等に関するものであり、本図に示すように、２焦点カメラの本体部分にはセンサ１０３とレンズ１０１が設けられ、レンズ１０１は撮影画像をセンサ１０３に結合させ、センサ１０３はレンズ１０１から撮像情報を入力する。

さらに、２焦点カメラの本体部分にはホルダ１０７が設けられ、ホルダ１０７はレンズ１０１を保持し、レンズ１０１の光軸上に開口部を有する。
さらに、２焦点カメラの本体部分にはホルダ１０６が設けられ、ホルダ１０６はホルダ１０７を保持し、ホルダ６及びホルダ７はネジ嵌合１０８で固定されており、カメラを製作する際のフォーカス調整用の機構を兼ねており、以下、レンズ１０１、ホルダ１０６及びホルダ１０７の組み込み状態をレンズブロックと呼ぶ。レンズブロックは上下に稼動する。

レンズ１０１とセンサ１０３の間にはフィルタ１０２が設けられ、フィルタ１０２はホルダ１０７に固定され、赤外光をカットする。
さらに、２焦点カメラの本体部分には基板１０４が実装され、基板１０４は実装する装置側の回路とセンサ１０３を電気的に接続させるため、センサ１０３を実装する。
さらに、２焦点カメラの本体部分にはケース１０５が設けられ、ケース１０５はレンズブロック、センサ１０３及びフィルタ１０２を収容し、レンズブロックが上下に稼動することから、レンズブロック保護用、レンズ稼動制限用としての機能を有し、さらに、レンズ１０１の光軸上に開口部を有し、基板１０４に固定される。

基板１０４にはバネ１１１が設けられ、バネ１１１はレンズブロックを上に押し上げる機能を有する。
ケース１０５にはバネ１１０が設けられ、バネ１１０はレンズブロックを下に押し下げる機能を有する。
なお、バネ１１０及びバネ１１１はいずれもレンズブロック側に設けられても問題なく、またバネ種類は特に問わない。

レンズブロックの上面で開口部付近にはマグネット１０９が固定され、マグネット１０９は磁力によりレンズ１０１を稼動させる機能を有する。
カメラのフォーカス位置はレンズ１０１とセンサ１０３の距離Ｌに関係し、数ｃｍ〜∞（以下通常と称す）に合わせたフォーカス位置からレンズ１０１の距離を離すと接写側にフォーカスが合う。

図２は図１における２焦点カメラの本体部分が通常フォーカスに設定されている状態を示す図であり、図３は図１における２焦点カメラの本体部分が接写フォーカスに設定されている状態を示す図である。
図２及び図３を参照して本発明の２焦点カメラの動作について以下に説明を行う。
図２及び図３に示す筐体１１２は２焦点カメラの本体部分を実装したカメラ装置のケースを示し、レンズ１０１の光軸上に開口部を有し、さらに、開口部付近の内側に磁性体１１３を有し、筐体１１２であるカメラ装置には外側からユーザーが通常フォーカス又は接写フォーカスを選択できる稼動部（図示しない）が設けられている。

ユーザーが通常撮影側に稼動部を移動させると図２の状態になり、接写撮影側に稼動部を移動すると、図３の状態になる。
図２に示すように、ユーザーが通常撮影側に稼動部を移動させた筐体１１２に実装された２焦点カメラの本体部分ではレンズブロックはバネ１１０とバネ１１１それぞれの反力により、決まった位置に固定されており、かつ、ホルダ１０６及びホルダ１０７はネジ嵌合１０８によるフォーカス調整で通常フォーカスの設定が保たれている。この場合、筐体１１２で通常撮影側に稼動部を移動している場合には筐体１１２の磁性体１１３はレンズブロックの上面に設けられたマグネット１０９の位置とは異なる位置にあり、磁力の作用はない。

通常フォーカスの設定が保たれている場合にはレンズ１０１とセンサ１０３の距離はＬ１とする。
図３に示すように、ユーザーが接写撮影側に稼動部を移動させると、筐体１１２に設けられた磁性体１１３が２焦点カメラの本体部分のレンズブロックの上面に設けられたマグネット１０９の位置に移動する。

マグネット１０９の磁性体１１３に対する磁力の吸引力によりレンズブロックが上方向に、すなわち、センサ１０３から離れる方向に移動する。この移動の際、ケース１０５にマグネット１０９が接触することにより、レンズブロックの移動量が制限され、ケース１０５で保持することにより接写フォーカスが合うように設計されている。接写フォーカスの設定が保たれている場合にはレンズ１０１とセンサ１０３の距離はＬ２（＞Ｌ１）とする。

マグネット１０９の磁力については、バネ１１０及びバネ１１１それぞれの反力にて吊り合っている状態が解除可能な磁力とする。
なお、ユーザーが接写撮影側から通常撮影側に稼動部を移動させると、図３の状態から図２の状態となり、筐体１１２の磁性体１１３が２焦点カメラの本体部分のレンズブロックの上面に設けられたマグネット１０９の位置から離れるように移動する。これにより、マグネット１０９の磁性体１１３に対する磁力の吸引力がなくなりレンズブロックがバネ１１０とバネ１１１それぞれの反力により下方向に、すなわち、センサ１０３に近づく方向に移動し、レンズ１０１とセンサ１０３の距離はＬ２からＬ１となる。

したがって、本発明によれば、２焦点カメラの構造が簡素となり、部品点数が減らせること、また２焦点カメラを実装するカメラ装置側のスイッチ構造も簡素化でき、安価になることが期待される。
さらに、カメラ装置側に実施する際に従来と比較してカメラ装置側のスイッチとカメラ装置側のスイッチの機械的な接続が不要となるため、信頼性が向上することが期待される。

筐体であるカメラ装置の外側に設けられた移動部の操作でユーザーが通常フォーカス又は接写フォーカスを選択でき、操作が簡単である。

以上、携帯電話機に関連して説明したが、ＰＨＳ（簡易型携帯電話機）、ＰＤＡ（携帯情報端末）にも本発明の利用が可能である。

本発明に係る２焦点カメラの本体部分の概略構造を示す断面図である。 図１における２焦点カメラの本体部分が通常フォーカスに設定されている状態を示す図である。 図１における２焦点カメラの本体部分が接写フォーカスに設定されている状態を示す図である

符号の説明

１０１…レンズ
１０２…フィルタ
１０３…センサ
１０４…基板
１０５…ケース
１０６…ホルダ
１０７…ホルダ
１０８…ネジ嵌合
１０９…マグネット
１１０…バネ
１１１…バネ
１１２…筐体
１１３…磁性体

Claims (3)

1. レンズとセンサ間の距離を調整して通常フォーカス又は接写フォーカスの設定を行う２焦点カメラ構造において、
   内部に前記レンズを保持し前記レンズの光軸上に開口部を有するホルダと、
   前記ホルダの開口部付近の外側に位置するマグネットと、
   前記センサを実装する基板と、
   前記基板に固定され、前記マグネットを含む前記ホルダを収容し、前記レンズ光軸上に開口部を有するケースと、
   前記基板に固定され、前記ホルダを押し上げる第１のバネと、
   前記ケースに固定され、前記ホルダを押し下げる第２のバネと、
   前記ケース及び前記基板を実装し、前記レンズ光軸上に開口部を有し、外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体と、
   前記筐体の開口部の内側に位置し、前記筐体で接写フォーカスが選択された場合には前記マグネットの位置に移動し、磁力の吸引力により前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態を解除し、前記レンズを前記センサから離す方向に移動させるための磁性体とを備え、
   前記筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には、前記磁性体の位置が前記マグネットの位置とは異なる位置に移動し、磁力の吸引力がなくなり、前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態になり、前記レンズを前記センサに近づけさせることを特徴とする２焦点カメラ構造。
2. 前記レンズを前記センサから離す方向に移動する場合には前記マグネットが前記ケースに接触してレンズの移動量を制限することを特徴とする、請求項１に記載の２焦点カメラ構造。
3. レンズとセンサ間の距離を調整して通常フォーカス又は接写フォーカスの設定を行う２焦点カメラ構造を有する携帯電話機において、
   内部に前記レンズを保持し前記レンズの光軸上に開口部を有するホルダと、
   前記ホルダの開口部付近の外側に位置するマグネットと、
   前記センサを実装する基板と、
   前記基板に固定され、前記マグネットを含む前記ホルダを収容し、前記レンズ光軸上に開口部を有するケースと、
   前記基板に固定され、前記ホルダを押し上げる第１のバネと、
   前記ケースに固定され、前記ホルダを押し下げる第２のバネと、
   前記ケース及び前記基板を実装し、前記レンズ光軸上に開口部を有し、外側に通常フォーカス又は接写フォーカスを選択可能にする筐体と、
   前記筐体の開口部の内側に位置し、前記筐体で接写フォーカスが選択された場合には前記マグネットの位置に移動し、磁力の吸引力により前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態を解除し、前記レンズを前記センサから離す方向に移動させるための磁性体とを備え、
   前記筐体で接写フォーカスから通常フォーカスに選択された場合には、前記磁性体の位置が前記マグネットの位置とは異なる位置に移動し、磁力の吸引力がなくなり、前記第１のバネ及び前記第２のバネの反力により吊り合っている状態になり、前記レンズを前記センサに近づけさせることを特徴とする携帯電話機。

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