JP2010085697A - 光学ユニットおよび撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】不要光の入射が阻止されるとともに、落下しても赤外カットフィルタが割れ難い構造を持つ光学ユニット、およびその光学ユニットを備えた撮影装置を提供する。
【解決手段】後ホルダ212Bの結像側開口AP2に隣接して結像側開口を取り巻く、赤外カットフィルタIRCFが配置される第1凹部P1とマスク部材が配置される第2の凹部P2とを設ける。赤外カットフィルタIRCFの縁を越えて広がり、その赤外カットフィルタと重なる中央部に光を通過させる開口AP3を有し開口から外れて進む不要光を遮蔽するマスク部材M2に貼付してある両面粘着テープで赤外カットフィルタを保持する。
【選択図】 図5

Description

本発明は、赤外カットフィルタを備えた光学ユニットおよびその光学ユニットを備えた撮影装置に関する。
最近の携帯電話機には大抵撮影装置が配備されている。
図1はその撮影装置の一例としての、撮影装置300を示す分解斜視図である。
この撮影装置300は、図の左下から被写体光が入射するものであり、以下では図の左下を前、図の右上を後と称して説明する。
図1に示す撮影装置300には、光学ユニット310と撮像素子320Aが実装された基板320とが備えられている。その光学ユニット310には、レンズ枠311とそのレンズ枠311を移動自在に保持するレンズホルダ312とが備えられている。そのレンズホルダ312は、前ホルダ312Aと後ホルダ312Bとに2分割されており、後ホルダ312Bに先にレンズ枠311が組み込まれた後で前ホルダ312Aがレンズ枠311を包み込むようにして後ホルダ312Bに連結されることによりレンズ枠311がレンズホルダ312内に組み込まれる。このため、前ホルダ312Aには、上部3121Aと左側面部3122Aとが設けられ、後ホルダ312Bには下部3121Bと右側面部3122Bとが設けられ前ホルダ312Aと後ホルダ312Bとが前後から合わされることによりレンズホルダ312になる様に構成されている。
以降においては組立の順序にしたがって構成を説明していく。
まず、後ホルダ312Bの下部3121Bにレンズ枠311を載せるとともに、後ホルダ312Bの右側面部3122Bの凹部N1にレンズ枠311の右斜め下方に設けられている圧電素子PZ1の連結用のフォーク3110を嵌め込むようにしてレンズ枠311が後ホルダ312Bに配設される。そうしてレンズ枠311の左斜め上方のフォーク3111にガイド軸AX1が挿入されて後ホルダ312Bに連結され、また右斜め下方のフォーク3110に駆動軸DSが挿入されて後ホルダに連結される。この駆動軸DSは、圧電素子の一端に固着されており、圧電素子PZ1にはシリコンキャップSCが嵌め込まれてそのシリコンキャップSCが後ホルダ312Bに連結され、その駆動軸DSの先端が後ホルダの孔H1を貫通して、レンズ枠311の右斜め下側のフォーク3110に挿入される。
そのフォークには、金具K1,K2、バネSP1が取り付けられており、これらの金具K1,K2は、バネSP1によって接近するように付勢されている。これらの金具K1,K2の間を駆動軸DSが挿通することでバネSP1が金具K1、K2を駆動軸DSの側面に付勢する。このように構成することで、駆動軸DSと金具K1,K2との間に摩擦力が働き、駆動軸DSの軸方向の振動がフォーク3110に伝達し、レンズ枠が光軸方向に移動する。
こうしてレンズ枠311が後ホルダ312Bに連結された後、前ホルダ312Aがレンズ枠311を包みこむようにして被写体側から被せられて止めネジSR1,SR2によって前ホルダ312Aと後ホルダ312Bとがレンズホルダ312を形成するように締結される。
なお、この図1の例では前カバー312Aにレンズ枠311のフォーク3110が被写体側から見えるように切り欠きC0が設けられており、さらに、その切り欠きC0を塞ぐカバーC1と防塵テープC2とが設けられている。
そして、レンズホルダ312内にレンズ枠311と圧電素子PZ1が組み込まれた後においては、圧電素子が組み込まれた後ホルダ312Bの孔(不図示)から圧電素子PZ1後ホルダ内部に塵埃などが侵入しないようにカバーC3が貼付される。そしてマスク部材M1が両面粘着テープによって後ホルダ312Bに貼付され、さらにそのマスク部材M1に赤外カットフィルタIRCFが両面粘着テープBTで貼付される。その後、接着剤ADが赤外カットフィルタIRCFと後ホルダ312Bにまたがる様に塗布され、赤外カットフィルタが接着固定される。その後、撮像素子320Aを搭載したプリント基板320が後ホルダ312Bに接着固定され、撮影装置300の組立が終了する。
この赤外カットフィルタIRCFは赤外線の通過を阻止するものであり、マスク部材M1は、その赤外カットフィルタIRCFと重なる中央部に光を通過させる開口を有し開口APから外れて進む不要光を遮蔽するものである。
しかし、図1の構成にすると図1の撮影装置300の落下衝撃試験を実施したときに光学ユニット310が備える赤外カットフィルタIRCFが割れてしまうことがある。これは赤外カットフィルタIRCFが後ホルダに接着固定されているためであり、撮影装置300の落下時に後ホルダにひずみが発生し、赤外カットフィルタIRCFにもひずみが伝わり、赤外カットフィルタIRCFが割れてしまう。
特許文献1には組立時に赤外カットフィルタの角部の欠けを防止する技術が開示されているが、この特許文献1のカメラモジュールにおいてもカメラモジュールの外郭を構成するハウジングに赤外カットフィルタの取付枠を設けてその取付枠に赤外カットフィルタが接着固定されるため、落下試験時には赤外カットフィルタが割れてしまうことが予想される。またこの特許文献1のカメラモジュールにはマスク部材が設けられていないために不要光が撮像素子に入射する恐れがある。
特開2007−181044号公報
本発明は、上記事情に鑑み、不要光の入射が阻止されるとともに、落下しても赤外カットフィルタが割れ難い構造を持つ光学ユニット、およびその光学ユニットを備えた撮影装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の光学ユニットは、
撮影レンズと、
対物側開口と結像側開口とを有し上記撮影レンズを保持するレンズホルダと、
赤外線の通過を阻止する赤外カットフィルタと、
上記赤外カットフィルタと重なる中央部に光を通過させる開口を有しその開口から外れて進む不要光を遮蔽する、その赤外カットフィルタの縁を越えて広がるマスク部材とを有し、
上記レンズホルダが、上記結像側開口に隣接してその結像側開口を取り巻く、上記赤外カットフィルタが配置される第1凹部と、その第1凹部に隣接してその第1凹部よりも結像側に一段偏倚しその第1凹部を取り巻いて広がる、上記マスク部材が配置される第2の凹部とを有することを特徴とする。
上記本発明の光学ユニットによれば、上記レンズホルダが備える上記第1の凹部に上記赤外カットフィルタが配置された後、その第1の凹部に隣接してその第1の凹部よりも結像側に一段偏倚しその第1の凹部を取り巻いて広がる第2の凹部に配置された上記マスク部材によって上記赤外カットフィルタが保持される。
その結果、上記撮影装置が落下した時の赤外カットフィルタに加えられる落下衝撃がその赤外カットフィルタを覆う上記マスク部材によって和らげられ赤外カットフィルタが割れ難くなるという効果が得られる。また、そのマスク部材によっては不要光の撮像素子への入射が阻止される。
ここで、光軸方向に伸縮することによって撮影レンズを光軸方向に移動させる圧電素子をさらに備え、
上記レンズホルダが、結像側壁面に上記圧電素子の挿入を受ける挿入開口を有し、その圧電素子は、その挿入開口からそのレンズホルダ内に挿入されたものであって、
上記マスク部材が、上記挿入開口と重なる領域まで広がりその挿入開口を覆って配置されれていることが好ましい。
図1で説明した様に圧電素子PZ1をレンズホルダ312に挿入した後においては後ホルダ312Bの圧電素子挿入用の孔をカバーC3で塞ぐ必要があったが、上記構成によれば、マスク部材がそのカバーC3の機能を果たすことになるので、カバーが省略され部品点数が低減されるという効果が得られる。
ここで、上記マスク部材が、上記第2凹部に両面粘着テープで貼着されていることが好ましい。
そうすると、上記マスク部材の表面に両面粘着テープを貼付しておいて、その両面粘着テープを第2の凹部に貼り付けることで上記光学ユニットを簡単に組み立てることが可能となる。
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、
上記光学ユニットと、
上記光学ユニットよりも結像側に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする。
使用時に落下衝撃が加えられても赤外カットフィルタが割れ難い構造を持つ撮影装置が実現する。
上記撮影装置によれば、撮影装置を落としても撮影装置内の光学ユニットが備える赤外カットフィルタが割れ難くなる。
本発明によれば、不要光の入射が阻止されるとともに、落下しても赤外カットフィルタが割れ難い構造を持つ光学ユニット、およびその光学ユニットを備えた撮影装置が実現する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図2は、本発明の一実施形態が適用された携帯電話機の外観斜視図である。
図2(A)には、携帯電話機100の前面図が示されている。携帯電話機100の前面には、メニュー画面や、撮影画像などが表示される液晶パネル101、内部にスピーカ(図3参照)が配備され、スピーカから発せられる音声を放つための受話口102、電話局を介して音声やメールなどのデータを送受信するための第1アンテナ103a、各種機能の選択や、撮影を行う際のシャッタボタンとして使用される選択ボタン104、電話番号を入力するためのプッシュボタン105、内部にマイクロフォン(図3参照)が配備され、声をマイクロフォンに伝えるための送話口106、ユーザが入力した電話番号などを確定する確定ボタン107、電源ボタン108、および電話局を介さずに、近距離用の無線通信によって画像やアドレス情報などを送受信するための第2アンテナ109aが備えられている。
図2(B)には、携帯電話機100の背面図が示されている。携帯電話機100の背面には、撮影レンズ100aが嵌め込まれている。
図3は、携帯電話機100のブロック図である。
携帯電話機100の内部には、撮影装置200、CCD112、A/D(Analog/Degital)変換部113、マイクロフォン121、スピーカ122、インタフェース部120、第1アンテナ103a、第1送受信部103、入力コントローラ130、画像信号処理部140、ビデオエンコーダ150、画像表示装置160、第2アンテナ109a、第2送受信部109、メモリ170、CPU180、メディアコントローラ190、および図1に示す選択ボタン104やプッシュボタン105などといった各種スイッチ181が具備されており、さらに、記録メディア190aが接続されている。撮影装置200は、本発明の撮影装置の一実施形態に相当し、CCD112は、本発明にいう撮像素子の一例に相当する。
CPU180は、図3に示す携帯電話機100の各種要素に処理の指示を伝えて、各種要素を制御する。例えば、撮影を行う撮影モードが設定された状態で図2の選択ボタン104が押下されると、CPU180から図3に示す各種要素に指示が与えられ、撮影が開始される。
撮影装置200には、図2(B)にも示す撮影レンズ100aや、CCD112で受光される被写体光の光量を調整するアイリス111などが備えられている。尚、本来、撮影装置200には複数のレンズが配備されるが、この図3では、それら複数のレンズを撮影レンズ100aとして模式的に示している。撮影装置200については、後で詳しく説明する。
図2(A)の選択ボタン104が押下されて撮影が開始されると、CCD112は、撮影レンズ100aおよびアイリス111を通ってきた被写体光を受光して、被写体光に基づく被写体像をアナログ信号である被写体信号として読み取る。CCD112で生成された被写体信号は、A/D変換部113でデジタルの撮影画像データに変換される。変換後の撮影画像データは、入力コントローラ130を介して画像信号処理部140に送られる。
画像信号処理部140では、画像データにRGBレベルの調節、ガンマ調整等といった画像処理が施され、さらに、画像処理後の画像データに圧縮処理が施される。圧縮後の画像データは、一旦メモリ170に送られる。
メモリ170には、この携帯電話機100内で実行されるプログラムが記憶されたり、中間バッファとして用いられる記録速度が高速なSDRAM、各種メニュー画面用のデータや、ユーザの設定内容などが記憶されたデータ保存用のメモリであるSRAM、圧縮された画像データが記憶されるVRAMが含まれている。VRAMは、複数領域に分割されており、画像データが複数領域に順番に記憶され、記憶された画像データはビデオエンコーダ150やメディアコントローラ190に順次に読み出される。
ビデオエンコーダ150は、CPU180からの指示に従って、メモリ170から圧縮後の画像データを取得し、圧縮後の画像データを、液晶パネル101で表示できるデータ形式に変換する。変換後の画像データは画像表示装置160に送られ、画像表示装置160によって、画像データが表す画像が液晶パネル101に表示される。メディアコントローラ190は、メモリ170に記憶された圧縮後の画像データを記録メディア190aへ記録したり、記録メディア190aに記録された画像データを読み出すためのものである。
また、図2(A)に示すプッシュボタン105を使って電話番号が入力され、確定ボタン107が押下されると、電話番号が設定されて相手装置との通信が開始される。このとき、携帯電話機100の電話番号や入力された電話番号などの通信情報がCPU180から第1送受信部103に伝えられ、通信情報が電波に変換されてアンテナ103aに伝えられ、アンテナ103aから電波が発せられる。第1アンテナ103aから発せられた電波は、建物や電柱などといった各所に設けられている共同アンテナ(図示しない)を介して電話局に伝わり、電話局で、指定された電話番号が割り当てられた相手装置との接続が確立される。
相手装置との接続が確立すると、ユーザが携帯電話機100に向けて発した声が、マイクロフォン121で集音され、集音された声がインタフェース部120で音声データを表わす電波に変換されて、第1送受信部103の第1アンテナ103aによって相手装置に送信される。また、第1アンテナ103aを介して受信された音声用の電波は、インタフェース部120で音声データに変換され、スピーカ122から音声として発せられる。第1送受信部103、第1アンテナ103aでは、音声データだけではなく、電話番号の代わりにメールアドレスを使ってメールを表わすメールデータも送受信される。第1アンテナ103aで受信されて、第1送受信部103でデジタル化されたメールデータは、入力コントローラ130によってメモリ170に記憶される。
また、この携帯電話機100には、電話局を介して他の携帯電話機などといった相手装置と通信するための通信インタフェース(第1送受信部103、第1アンテナ103a)とは別に、電話局を介さずに、近距離用の無線通信によって通信するための無線通信インタフェース(第2送受信部109、第2アンテナ109a)も備えられている。近距離無線通信用の通信インタフェースとしては、赤外線通信やブルートゥース(Bluetooth)などを適用することができる。本実施形態では、通信インタフェースとして微弱電波を使用する無線通信が適用されており、他の携帯電話機などから直接送信されてきた電波が第2アンテナ109aで受信されると、その受信された電波に基づく電気信号が第2送受信部109でピックアップされて、デジタルのデータに変換される。逆に、外部装置にデータを送信するときには、第2送受信部109にデータが伝えられ、そのデータが第2送受信部109で電波に変換されて、第2アンテナ109aから発せられる。
この第2アンテナ109aで画像を表わす無線信号が受信されると、第2送受信部109では無線信号に基づく電気信号が画像データに変換される。変換された画像データは、撮影画像データと同様にして、画像表示装置160に送られて画像データが表わす画像が液晶パネル101に表示されたり、メディアコントローラ190を介して記録メディア190aに記録される。
携帯電話機100は、基本的には以上のように構成されている。
続いて、撮影装置200について詳しく説明する。
図4は、撮影装置200の分解斜視図である。
以下では、図1と同様に図の左下から被写体光が撮影装置200内に入射するものとして説明し、図の左下を前、図の右上を後と称して説明する。
図4には図1の構成と同様の構成を持つ撮影装置の分解図が示されているが、組立のし易さを考えて前ホルダと後ホルダの構造が変更された例が示されている。
図4に示す撮影装置200には、光学ユニット210とCCD112が実装された基板220とが備えられている。その光学ユニット210には、撮影レンズ100aを保持するレンズ枠211とそのレンズ枠211を移動自在に保持するレンズホルダ212とが備えられている。そのレンズホルダ212は、前ホルダ212Aと後ホルダ212Bとに2分割されており、後ホルダ212Bに先にレンズ枠211が組み込まれた後で前ホルダ212Aがレンズ枠211を覆うようにして後ホルダ212Bに連結されてレンズ枠211がレンズホルダ212内に組み込まれる。このため、前ホルダ212Aには、下部2121Aと右側面部2122Aと、後ホルダ212Bの左側面部2123Bと連携してレンズホルダ212の左側面部を構成するような左側面部2123Aと、後ホルダ212Bの上部2124Bと連携してレンズホルダ212の上部を構成するような上部2124Aが設けられて、前ホルダ212Aと後ホルダ212Bとが前後から合わされてレンズホルダ212になる様に構成されている。
以降においては組立の順序にしたがって構成を説明していく。
まず、レンズ枠211が後ホルダ312Bに配設され、ガイド軸AX1と駆動軸DSとによってレンズ枠211が後ホルダ212Bに連結される。圧電素子PZ1には、後ホルダ312Bに挿入される前にシリコンキャップSCが嵌め込まれてそのシリコンキャップSCが後ホルダ312Bに連結されるとともに駆動軸DSの先端がレンズ枠311の右斜め下側のフォーク2110に接触するように配設される。そのフォークには、金具K1,K2、バネSP1が取り付けられており、これらの金具K1,K2は、バネSP1によって接近するように付勢されている。これらの金具K1,K2の間を駆動軸DSが挿通することでバネSP1が金具K1、K2を駆動軸DSの側面に付勢する。このように構成することで、駆動軸DSと金具K1,K2との間に摩擦力が働き、駆動軸DSの軸方向の振動がフォーク3110に伝達し、レンズ枠が光軸方向に移動する。
こうしてレンズ枠211が後ホルダ212Bに連結された後、前ホルダ212Aがレンズ枠211を包みこむようにして被写体側から被せられて止めネジ(不図示)によって前ホルダ212Aと後ホルダ212Bとがレンズホルダ212を形成するように締結される。
このように構成すると、下側のフォーク3110が確実に駆動軸DSに接触して圧電素子PZ1の伸縮に応じて駆動軸DSが軸方向に振動してレンズ枠311が光軸方向に滑らかに移動する。
ここで、本実施形態において上記課題に掲げた問題をどのように解決したかを説明する。
図5は、図4の後ホルダ212Bを撮像素子側から見た図と図4に示す後ホルダ212BのA−A矢視図である。
図4のレンズホルダ212には、図5に示す様に、結像側開口AP2に隣接してその結像側開口AP2を取り巻く、赤外カットフィルタIRCFが配置される第1凹部P1と、その第1凹部P1に隣接して第1凹部P1よりも結像側に一段偏倚しその第1凹部P1を取り巻いて広がる、マスク部材M2が配置される第2の凹部P2とが設けられている。
また図4に示すマスク部材M2には、赤外カットフィルタIRCFと重なる中央部に光を通過させる開口AP3が設けられており、その開口AP3から外れて進む不要光が、赤外カットフィルタIRCFの縁を越えて広がる部分によって遮蔽されるように構成されている。
このため、赤外カットフィルタIRCFを後ホルダ212Bの第1凹部P1に配置して続けてマスク部材M2を後ホルダの第2凹部P2に配置したときにマスク部材M2に貼り付けた両面粘着テープBTで赤外カットフィルタIRCFがマスク部材M2に固定されるとともに、マスク部材M2が後ホルダ212Bに固定される。
本実施形態では、赤外カットフィルタIRCFを後ホルダ212Bに接着剤で固定することは行なっていない。赤外カットフィルタIRCFが第1凹部P1にゆるく嵌入するとともに、マスク部材M2で支持され、さらにマスク部材の後方には撮像素子320Aが所定の隙間をもって配置されているので、撮影装置210が落下した際に赤外カットフィルタIRCFが後ホルダ212Bから脱落することはない。
その結果、図2の撮影装置が落下してもマスク部材M2が緩衝部材となって働くことで赤外カットフィルタIRCF2が割れ難くなるという効果が得られる。
また、本実施形態のような構成にすると、後ホルダ212Bの厚みを、赤外カットフィルタIRCFを配置する凹部P1を設けた分、厚くすることができるのでレンズホルダ212の強度アップを図ることができるという効果も得られる。
さらに、従来においては赤外カットフィルタを再利用する際に接着剤を剥離して赤外カットフィルタを取り外さなければならなかったが、上記実施形態においてはマスク部材に貼付されている両面粘着テープを外せば赤外カットフィルタを無傷のまま取り出すことができるので、赤外カットフィルタの再利用を簡単に行なうことができるという効果も得られる。
撮影装置300を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態が適用された携帯電話機の外観斜視図である。 携帯電話機100のブロック図である。 撮影装置200の分解斜視図である。 図4の後ホルダ212Bを被写体側から見た図である。
符号の説明
100 携帯電話機
101 液晶パネル
102 受話口
103a 第1アンテナ
104 選択ボタン
105 プッシュボタン
106 送話口
107 確定ボタン
108 電源ボタン
109a 第2アンテナ
112 CCD
113 A/D変換部
120 インタフェース部
121 マイクロフォン
122 スピーカ
130 入力コントローラ
140 画像信号処理部
150 ビデオエンコーダ
160 画像表示装置
170 メモリ
180 CPU
181 各種スイッチ
200 210 310 撮影装置
211 311 レンズ枠
212 312 レンズホルダ
212A 312A 前ホルダ
212B 312B 後ホルダ
PZ1 圧電素子
AX1 ガイド棒
M1 M2 マスク部材
IRCF 赤外カットフィルタ

Claims (4)

  1. 撮影レンズと、
    対物側開口と結像側開口とを有し前記撮影レンズを保持するレンズホルダと、
    赤外線の通過を阻止する赤外カットフィルタと、
    前記赤外カットフィルタと重なる中央部に光を通過させる開口を有し該開口から外れて進む不要光を遮蔽する、該赤外カットフィルタの縁を越えて広がるマスク部材とを有し

    前記レンズホルダが、前記結像側開口に隣接して該結像側開口を取り巻く、前記赤外カットフィルタが配置される第1凹部と、該第1凹部に隣接して該第1凹部よりも結像側に一段偏倚し該第1凹部を取り巻いて広がる、前記マスク部材が配置される第2の凹部とを有することを特徴とする光学ユニット。
  2. 光軸方向に伸縮することによって撮影レンズを光軸方向に移動させる圧電素子をさらに備え、
    前記レンズホルダが、結像側壁面に前記圧電素子の挿入を受ける挿入開口を有し、該圧電素子は、該挿入開口から該レンズホルダ内に挿入されたものであって、
    前記マスク部材が、前記挿入開口と重なる領域まで広がり該挿入開口を覆って配置されれていることを特徴とする請求項1記載の光学ユニット。
  3. 前記マスク部材が、前記第2凹部に両面粘着テープで貼着されていることを特徴とする請求項1又は2記載の光学ユニット。
  4. 請求項1から3のうちのいずれか1項記載の光学ユニットと、
    前記光学ユニットよりも結像側に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする撮影装置。
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