JP2010243648A - 撮像ユニット及び小型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】薄くコンパクトでありながら高倍率を確保しつつ、スムーズな沈胴動作を行える屈曲沈胴タイプの撮像ユニット及び小型電子機器を提供する。
【解決手段】連結部材１５４が主胴１０１ａの切欠１０１ｂに進入することで、主胴１０１ａの内壁と円筒面１５４ａとが面一となり、寸断された螺旋部１０１ｅが連結カム溝１５４ｂに連結されるので、回転筒１１４のカム部１１４ａが、カム溝１０１ｃ及び連結カム溝１５４ｂを通過でき、スムーズに沈胴を行うことができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、高倍率の撮像を可能としながらも薄形化を図れる撮像ユニット及びそれを用いた小型電子機器に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像ユニットが携帯電話等に搭載され、これにより手軽に被写体を撮像できるようになった。しかるに、携帯電話等はユーザーがポケットなどに収納することを容易とすべく、薄形化の要請がある一方で、より高倍率で撮像を行いたいという要請もある。

ところが、高倍率で撮像を行うためにはレンズの繰り出しが必要になるため、撮像ユニットの薄形化を図りにくいという問題がある。そこで、いわゆる屈曲沈胴と呼ばれるタイプの撮像ユニットが開発されることとなった。屈曲沈銅タイプの撮像ユニットは、レンズを介して入射した被写体光を反射素子で反射して撮像素子の受光面に入射させると共に、主胴に対して移動筒と共にレンズが繰り出すことでズーム撮像を可能とし、また撮像終了後には、主胴に対して移動筒を沈胴させることで薄形化を図るようになっている。しかしながら、屈曲沈胴タイプの撮像ユニットにおいては、沈胴する移動筒に共に光軸方向に移動するレンズと反射素子との干渉を回避する必要がある。これに対し、特許文献１、２に示すような従来技術がある。

特開２００５−３００５６２号公報 特開２００６−２５９６８５号公報

ここで、特許文献１に開示されたカメラにおいては、反射素子としてミラーを用いており、移動筒が沈胴する際にはミラーが倒れることで、レンズの移動を邪魔しないようになっている。ところが、かかる従来技術のカメラでは、移動筒の径内に撮像素子も配置しているので、移動筒及び主胴が大径化し、撮像ユニットが大型化するという問題がある。

一方、特許文献２に開示されたカメラにおいては、反射素子としてプリズムを用いているので、ミラーのように沈胴時に倒してもレンズとの干渉を回避することはできない。そこで、主胴に切欠を形成して、この切欠を介して沈胴時にプリズムを主胴内部から外部へと退避させるようにしている。しかるに、一般的にズーム動作を可能とする主胴の内壁には螺旋状のカム溝が形成され、それに対向する移動筒の外壁にはカム溝に係合するピンが形成され、両者は相対回転したときに、カムの作用により光軸方向に相対移動するようになっている。かかる場合、スムーズな沈胴を実現するには、複数のピンを軸線回りに等配する必要があるが、主胴の一部にプリズムが通過できるほど大きな切欠を形成すると、いずれかのカム溝を寸断してしまい、それにより移動筒の沈胴を阻害するという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、薄くコンパクトでありながら高倍率を確保しつつ、スムーズな沈胴動作を行える屈曲沈胴タイプの撮像ユニット及び小型電子機器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の撮像ユニットは、
内壁にカム溝を形成した主胴を備えたケースと、
前記カム溝に係合するカム部を備え、前記主胴に対して相対回転することにより、前記主胴から繰り出された繰り出し位置と、前記主胴内に収容される収容位置との間を移動可能となっている移動筒と、
前記移動筒の移動に応じて移動可能な移動レンズと、
前記ケースに取り付けられた撮像素子と、
少なくとも撮像時には前記主胴内に位置し、前記移動レンズを介して入射した光束を前記撮像素子に向かって反射する反射素子とを有し、
前記主胴には、前記反射素子から前記撮像素子に向かう光線を通過させる切欠が形成され、前記切欠は前記カム溝の一部を寸断しており、
撮像時には前記切欠を通過して前記撮像素子に至る光線を遮らない非連結位置にあるが、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動する際は、前記切欠内に進入して連結位置に移動し、それにより寸断された前記カム溝の一部を連結する連結部材が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、前記連結部材が、撮像時には前記切欠を通過する光線を遮らない非連結位置にあるので、高倍率撮像を可能としながらも、前記移動レンズから前記反射素子を介して前記撮像素子に向かう光線を遮ることがなく、適切な撮像を行うことができる。一方、前記連結部材は、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動する際は、前記切欠内に進入して連結位置に移動するので、寸断された前記カム溝の一部を連結することにより、前記カム部が寸断された前記カム溝を超えて移動でき、従って前記移動筒が前記収容位置にスムーズに到達でき、それにより前記撮像ユニットの薄形化を図ることができる。尚、「前記移動筒が前記収容位置に向かって移動する際」とは、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動する前に、前記連結部材が前記連結位置に向かって移動を開始しても良いし、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動した後に、前記連結部材が前記連結位置に向かって移動を開始しても良いことを意味するが、少なくとも前記カム部が寸断された前記カム溝を通過する直前には、前記連結部材は連結位置にある必要がある。又、「寸断された前記カム溝の一部を連結する」とは、寸断された前記カム溝の一部を完全に連結する必要はなく、例え連結後に前記カム溝に隙間が空いていても、前記カム部が通過できれば、連結したものとみなせる。

請求項２に記載の撮像ユニットは、請求項１に記載の発明において、前記反射素子はプリズムであって、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動した際に、前記切欠内を通過して前記主胴外に退避することを特徴とする。

請求項３に記載の撮像ユニットは、請求項２に記載の発明において、前記プリズムが前記切欠内を通過した後、前記連結部材が前記切欠内に進入することを特徴とする。

請求項４に記載の撮像ユニットは、請求項２又は３に記載の発明において、前記プリズムと前記連結部材とは一体で移動することを特徴とする。

請求項５に記載の撮像ユニットは、請求項１に記載の発明において、前記反射素子は平面ミラーであって、前記前記移動筒が前記収容位置に向かって移動した際に、前記移動レンズと干渉しないように前記主胴内で倒れることを特徴とする。

請求項６に記載の撮像ユニットは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記連結部材が前記切欠内に進入した後、前記移動筒が前記収容位置に到達することを特徴とする。

請求項７に記載の撮像ユニットは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記連結部材は、前記主胴の周方向に移動可能となっていることを特徴とする。

請求項８に記載の撮像ユニットは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記連結部材は、前記主胴の半径方向に移動可能となっていることを特徴とする。

請求項９に記載の小型電子機器は、請求項１〜８のいずれかに記載の撮像ユニットを搭載したことを特徴とする。小型電子機器とは、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などをいう。

本発明によれば、薄くコンパクトでありながら高倍率を確保しつつ、スムーズな沈胴動作を行える屈曲沈胴タイプの撮像ユニット及び小型電子機器を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態の撮像ユニット１００の分解図である。図２は、望遠端における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IIC-IIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図３は、広角端における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IIIC-IIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図４は、沈胴時における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IVC-IVC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図５，６は、主胴の内壁を展開して示す図であり、図７、８は、プリズムの動作を示す図である。図９，１０は、主胴の内部を示す斜視図である。

図１において、筐体状のケース１０１は、一端に略円筒状の主胴１０１ａを一体的に形成している。主胴１０１ａの内壁には、ケース１０１の内部と連通する位置に、切欠１０１ｂが形成されている。又、図５，６の展開図で示すように、主胴１０１ａの内壁には、３本のカム溝１０１ｃが形成されている。各カム溝１０１ｃは、円周方向に延在する円周部１０１ｄと、円周方向及び軸線方向に延在する螺旋部１０１ｅとからなる。但し、１本のカム溝１０１ｃの螺旋部１０１ｅの一部は、切欠１０１ｂにより寸断されている。尚、切欠１０１ｂの他にも、主胴１０１ａの外部からの動力伝達を可能とするための切欠１０１ｆも主胴１０１ａの内壁に形成されている。

後述するプリズムＰＲに取り付けられる連結部材１５４は、主胴１０１ａとは別体であるが、切欠１０１ｂと同じ幅であって主胴１０１ａの内壁と同じ曲率である円筒面１５４ａを有しており、円筒面１５４ａ上には連結カム溝１５４ｂが形成されている。後述するようにして、連結部材１５４を切欠１０１ｂ内に進入させて、主胴１０１ａの内壁と円筒面１５４ａとを面一とすると、寸断された螺旋部１０１ｅが連結カム溝１５４ｂに連結されて、他のカム溝１０１ｃと同様なカム路を形成するようになっている。

更に、主胴１０１ａの図１で奥側端面には、プリズム駆動カム板１０２が小ねじ１０３により取り付けられ、回転可能となっている。プリズム駆動カム板１０２は、突出する湾曲したアーム部１０２ｂに沿って、円弧状のプリズム駆動カム溝１０２ａを有している。プリズム駆動減速器１０５は、板部１０５ａを有しており、主胴１０１ａの外周の係合部１０１ｈに板部１０５ａを嵌め込むようにして、主胴１０１ａに取り付けられている。プリズム駆動カム板１０２の外周の一部に形成された歯に、プリズム駆動モータ１０４からの動力をプリズム駆動減速器１０５で減速して伝達することで、プリズム駆動カム板１０２は回転駆動されるようになっている。ケース１０１は、主胴１０１ａをのぞき、板状のカバー１０１Ａにより遮蔽される。

ケース１０１内であって主胴１０１ａの外側には、平行に２本のレンズガイド軸１０６，１０７が掛け渡されている。レンズガイド軸１０６，１０７に沿って移動可能なように、４群レンズホルダ１０８，３群レンズホルダ１０９が設けられている。４群レンズホルダ１０８はフォーカシングレンズである４群レンズＬ４を保持しており、レンズモータ１１０の駆動により光軸方向に移動可能となっている。３群レンズホルダ１０９は、３枚のレンズからなる３群レンズＬ３を保持しており、レンズモータ１１１の駆動により光軸方向に移動可能となっている。ケース１０１の主胴１０１と反対側端には、撮像素子ＣＣＤが取り付けられている。

ケース１０１内であって主胴１０１ａの内外にわたって、平行に２本のプリズムガイド軸１５１，１５２が掛け渡されている。プリズムガイド軸１５１，１５２に沿って移動可能なように、プリズムガイド１５３が設けられている。プリズムホルダ１５３は、反射素子である三角柱状のプリズムＰＲを保持しており、また上述した形状の連結部材１５４を取り付けている。プリズムホルダ１５３から突出したピン１５３ａは、プリズム駆動カム板１０２のプリズム駆動カム溝１０２ａに係合している。連結部材１５４の両端縁には裏面側をカットするように段差１５４ｃが形成されており、これに対応して切欠１０１ｂにも段差１０１ｇが形成されている。主胴１０１ａの切欠は、プリズムホルダ１５３及びプリズムＰＲが通過可能な形状・寸法を有している。尚、主胴１０１ａの外側であってケース１０１の内部には、図１、７，８に示すように、退避位置に移動したプリズムＰＲを保持するプリズムホルダ１５３を検出するセンサとしてのフォトインタラプタＰＩが配置され、検出に応じて、後述する制御部１１に信号を送信するようになっている。

図１で主胴１０１ａの外側であって、プリズム駆動減速器１０５に近接して、鏡筒繰り出し用減速器１１２及び鏡筒繰り出し用モータ１１３が配置されている。鏡筒繰り出し用モータ１１３から発生した動力は、鏡筒繰り出し用減速器１１２で減速され、主胴１０１ａの切欠１０１ｆを介して、その内部設けられた回転筒１１４の外周面に形成された歯に伝達され、回転筒１１４を回転駆動するようになっている。

移動筒である回転筒１１４の外周には、３つ（図１では１つのみ図示）の菱形柱状カム部１１４ａが軸線回りに等配される形で、突出して形成されている。カム部１１４ａは、主胴１０１ａのカム溝１０１ｃに係合している。

回転筒１１４の内側には、第１直進筒１１５、２群レンズＬ２を保持する第２直進筒１１６，２枚のレンズからなる１群レンズＬ１を保持する第３直進筒１１７が配置されており、回転筒１１４の回転により公知のカム駆動によって、少なくとも望遠端、広角端、及び収納位置に移動可能となっている。第３直進筒１１７の被写体側には、開口を設けた円形のカバー部材１１８が取り付けられている。１群レンズＬ１及び２群レンズＬ２が移動レンズを構成する。

図２１は、撮像ユニット１００を携帯端末或いは携帯電話機１０に装備した状態を示す図である。また、図２２は携帯電話機１０の制御ブロック図である。

撮像ユニット１００は、例えば、主胴１０１ａの物体側面のみが携帯電話機１０の背面（図２１（ｂ）参照）に露出するように設けられる。

撮像ユニット１００の外部接続端子５４（図２２では矢印）は、携帯電話機１０の制御部１１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１１側に出力する。

一方、携帯電話機１０は、図２２に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１１と、番号等をキーにより支持入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する液晶表示部７０と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像ユニット５０により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。

撮像ユニット１００から入力された画像信号は、上記携帯電話機１０の制御系により、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信される。

次に、本実施の形態にかかる撮像ユニット１００の動作について説明する。撮像時には、図２，３、９に示すように、プリズムＰＲ及び連結部材１５３は、主胴１０１ａの中央（図９に示す非連結位置）に位置している。ここで、鏡筒繰り出し用モータ１１３を正回転させることで、回転筒１１４を回転させ、１群レンズＬ１，２群レンズＬ２は被写体側に繰り出すことにより（図２，３参照）、予め定められた倍率で被写体を撮像できる。尚、３群レンズＬ３は、１群レンズＬ１，２群レンズＬ２と同期して移動するようになっている。

このとき、１群レンズＬ１及び２群レンズ２を介して入射した被写体光は、プリズムＰＲで反射し，遮られることなく主胴１０１ａの切欠１０１ｂを通過し、３群レンズＬ３及び４群レンズＬ４を介して撮像素子ＣＣＤの受光面に入射して画像信号に変換される。撮像素子ＣＣＤから出力された画像信号は、像面ＡＦのために使用され、これを用いて４群レンズＬ４をフォーカシング駆動させる。これにより撮像素子ＣＣＤの受光面には、ピントの合った被写体像が結像するので、レリーズ操作に応じて、撮像素子ＣＣＤから出力された画像信号を画像処理することで、高画質な画像を取得することができる。画像処理された画像信号は、上記携帯電話機１０の一時記憶部９２に記録され、或いは表示部７０に表示される。

次に、撮像ユニット１００の沈胴について、図２３に示すフローチャートを参照して説明する。「沈胴」とは、回転筒１１４が、主胴１０１ａに対して相対回転することにより、図２，３に示すような主胴１０１ａから繰り出された繰り出し位置から、図４に示すような主胴１０１ａ内の収容位置へと移動することをいう。図２，３に示す鏡筒繰り出し時には、プリズムホルダ１５３のピン１５３ａは、プリズム駆動カム板１０２のプリズム駆動カム溝１０２ａの奥端側に位置している（図７参照）。

ここで、例えばユーザーが撮像終了のスイッチ操作等を行うと、制御部１１（図２２参照）は沈胴が指令されたと判断し（図２３のステップＳ１０１）、プリズム駆動モータ１０４を駆動する。これによりプリズム駆動モータ１０４が正回転して、プリズム駆動カム板１０２を回転させる。すると、ピン１５３ａが、円弧状のプリズム駆動カム溝１０２ａに沿って奥側から入口側へと移動する（図８参照）が、プリズムホルダ１５３は、プリズムガイド軸１５１，１５２に沿ってのみ移動可能であるので、プリズムＰＲと共に主胴１０１ａの半径方向に移動し、切欠１０１ｂを通過して、３群レンズＬ３に近接するように移動する（図２３のステップＳ１０２）。これらと同時に、プリズムＰＲとの干渉を回避するために、制御部１１は３群レンズＬ３を４群レンズＬ４側に移動する。このとき４群レンズＬ４を撮像素子ＣＣＤ側に寄せても良い。

更に、プリズムＰＲが主胴１０１ａ内から退避した後、プリズムホルダ１５３と共に移動する連結部材１５４が切欠１０１ｂ内に進入し、連結部材１５４の段差１５４ｃが切欠１０１ｂの段差１０１ｇに当接する。かかる当接位置を連結位置とするが、このとき図８に示すように、フォトインタラプタＰＩがプリズムホルダ１５３の一部に正対する位置となるため、ここから出射される検出光が遮られることとなる。よって、かかるフォトインタラプタＰＩからの信号の変化を検出した制御部１１は、連結部材１５４が連結位置に到達したと判断し（図２３のステップＳ１０３）、プリズム駆動モータ１０４を停止させ連結部材１５４を連結位置で静止させる。これにより主胴１０１ａの内壁と円筒面１５４ａとが面一となり（図１０参照）、寸断された螺旋部１０１ｅが連結カム溝１５４ｂに連結される。その後、鏡筒繰り出しモータ１１３を逆回転させて、回転筒１１４を繰り出しとは逆方向に回転させる。これにより、回転筒１１４のカム部１１４ａが、カム溝１０１ｃ及び連結カム溝１５４ｂを通過できるようになるため、スムーズに沈胴を行うことができる（図２３のステップＳ１０４）。撮像時には、回転筒１１４を繰り出した後、プリズム駆動モータ１０４を逆回転させることで、以上と逆の動作を行わせることができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態にかかる撮像ユニット２００について説明する。図１１は、第２の実施の形態の撮像ユニット２００の分解図であるが、主胴１０１ｂのカム溝１０１ｃは省略している。図１２は、望遠端における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIIC-XIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図１３は、広角端における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIIIC-XIIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図１４は、沈胴時における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIVC-XIVC線で切断してなる断面図（ｃ）である。図１５は、プリズム駆動機構の分解図であり、図１６〜１９は、プリズムの動作を示す図である。第２の実施の形態は、上述した実施の形態に対して、プリズムを駆動する構成が主として異なる為、共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

図１１，１５に示すように、撮像ユニット２００は、小ねじ１０３により主胴１０１ａに回転可能に取り付けられる回転駆動板２０１及び扇板２０２と、回転駆動板２０１に連結され且つ連結部材２５４をまたぐようにして延在するアーム２０３と、扇板２０２を付勢するコイルバネ２０４と、連結部材駆動用のモータ２０５及び減速器２０６と、を有している。

回転駆動板２０１は外周近傍にカム溝２０１ａを有しており、一方、アーム２０３も、回転駆動板２０１に対向する位置に、カム溝２０３ａを形成している。カム溝２０１ａ、２０３ａは、周方向に延在する周方向部２０１ｂ、２０３ｂと、周方向部２０１ｂ、２０３ｂから半径方向外方に斜めに延在する斜行部２０１ｃ、２０３ｃとを有する。

扇板２０２は、外周に突起２０２ａを有し、また先行端側に設けられた爪部２０２ｂに、コイルバネ２０４の一端を係合させている。コイルバネ２０４の他端は、回転駆動板２０１に取り付けられている。従って、扇板２０２はコイルバネ２０４により、回転駆動板２０１に対して図１５〜１９で反時計回りに付勢されている。

連結部材２５４は、本実施の形態ではプリズムホルダ１５３とは別体であって、薄い円筒の一部を切り出した形状であり、主胴１０１ａの軸線に沿った両側に互いに軸線をシフトさせてピン２５４ｄ、２５４ｅを突き出している。ピン２５４ｄは、主胴１０１ａの被写体側端部に形成された短フランジ部１０１iに形成された貫通した円弧溝１０１ｊ（図１１参照）に嵌入しており且つアーム２０３のカム溝２０３ａに係合している。円弧溝１０１ｊはピン２５４ｄの挿入を容易とすべく、半径方向内方に連通した連通部１０１ｋにつながっている。ピン２５４ｅは、回転駆動板２０１のカム溝２０１ａに係合すると共に、扇板２０２の突起２０２ａに当接する。連結部材２５４は、切欠１０１ｂと同じ幅であって主胴１０１ａの内壁と同じ曲率である円筒面２５４ａを有しており、円筒面２５４ａ上には連結カム溝２５４ｂが形成されている。更に、連結部材２５４の両端縁には内面側をカットするように段差２５４ｃが形成されており、これに対応して切欠１０１ｂにも段差（不図示）が形成されている。尚、図１１，１５に示すように、連結部材２５４が連結位置に到達したことを検出するセンサとしてのフォトリフレクタＲＦが、ケース１０１に取り付けられ、検出に応じて、上述の制御部１１に信号を送信するようになっている。

本実施の形態において、プリズムＰＲを保持するプリズムホルダ１５３は、プリズム駆動用モータ２０７，ピニオン２０８，ラック２０９により駆動される。主胴１０１ａの底面に配置されたラック２０９は、切欠１０１ｂを通過して、主胴１０１ａの外側のケース１０１内部まで延在している。プリズムホルダ１５３に設けられたプリズム駆動用モータ２０７は，ラック２０９に噛合したピニオン２０８を回転させることで、ラック２０９に沿ってプリズムホルダ１５３をプリズムＰＲ毎移動させるようになっている。

次に、撮像ユニット２００の沈胴について、図２４に示すフローチャートを参照して説明する。図１２，１３に示す鏡筒繰り出し時には、プリズムホルダ１５３及びプリズムＰＲは、主胴１０１ａの中央に位置している（図１６参照）。又、かかる状態では、連結部材２５４は切欠１０１ｂに対して、主胴１０１ａの円周方向であって且つ半径方向外方（図１６に示す非連結位置）に位置している。尚、好ましくは主胴１０１ａは部分的に二重円筒状になっており、外筒と内筒の間に連結部材２５４が退避している。

ここで、例えばユーザーが撮像終了のスイッチ操作等を行うと、制御部１１（図２２参照）は沈胴が指令されたと判断し（図２４のステップＳ２０１）、３群レンズＬ３（又は、同時に４群レンズも）を移動させると共に、プリズム駆動モータ２０７を駆動して，ラック２０９に噛合したピニオン２０８を回転させることで、ガイド軸１５１、１５２（図１１）に沿ってプリズムホルダ１５３を、プリズムＰＲを主胴１０１ａの内部から切欠１０１ｂを通して外側に移動させる（図２４のステップＳ２０２）。かかる位置を退避位置（連結部材２５４と干渉しない位置）とするが、このとき図１７に示すように、フォトインタラプタＰＩがプリズムホルダ１５３の一部に正対する位置となるため、ここから出射される検出光が遮られることとなる。よって、かかるフォトインタラプタＰＩからの信号の変化を検出した制御部１１は、連結部材１５４が退避位置に到達したと判断し（図２４のステップＳ２０３）、プリズム駆動モータ２０７を停止させプリズムＰＲを退避位置で静止させる。

更に、制御部１１は連結部材駆動用のモータ２０５を駆動して正回転させ、回転駆動板２０１を反時計回りに回転させる（但し、連結部材２５４の移動開始のタイミングはプリズムＰＲの移動の前でも後でも同時でも良い）。すると、コイルバネ２０４により付勢された扇板２０２も反時計回りに回転するが、その突起２０２ａがピン２５４ｅを押すので、ピン２５４ｄが嵌入した円弧溝１０１ｊにガイドされて、連結部材２５４は主胴１０１ａの周方向に移動する（図１７参照）。尚、非連結位置では、ピン２５４ｄは、アーム２０３のカム溝２０３ａの斜行部２０３ｃの末端に位置し、ピン２５４ｅは、回転駆動板２０１のカム溝２０１ａの斜行部２０１ｃに位置している。この時点で、プリズムＰＲは完全に主胴１０１ａの外部へと移動している。

更に制御部１１が連結部材駆動用のモータ２０５を駆動して正回転させると、図１８に示すように、ピン２５４ｅが周方向ストローク端であるプリズムのガイド軸１５１に当接して、連結部材２５４と扇板２０２の周方向移動が停止される（図２４のステップＳ２０４）。この時点で、連結部材２５４は、主胴１０１ａの切欠１０１ｂに対向する位置に到達し、かかる状態では切欠１０１ｂに対して半径方向外側（プリズムＰＲとの間）に位置している。

更に制御部１１が連結部材駆動用のモータ２０５を駆動して正回転させると、回転駆動板２０１は回転し続けるのに対し、ガイド軸１５１によりピン２５４ｅと扇板２０２はそれ以上の周方向移動が制限され、回転駆動板２０１と相対移動することとなる。ここで、ピン２５４ｅは半径方向の移動は可能であるから、図１９に示すように、ピン２５４ｄがアーム２０３のカム溝２０３ａの斜行部２０３ｃから周方向部２０３ｂに移動すると共に、ガイド軸１５１に沿ってピン２５４ｅが、回転駆動板２０１のカム溝２０１ａの斜行部２０１ｃから周方向部２０１ｂに移動する。これにより連結部材２５４は半径方向内方へと移動し（図２４のステップＳ２０５）、切欠１０１ｂ内に進入し、連結部材２５４の段差２５４ｃが切欠１０１ｂの段差に当接する。かかる当接位置を連結位置とするが、図１１，１５に示すように、これを検出したフォトリフレクタＲＦからの信号を受信した制御部１１は、連結部材２５４が連結位置に到達したと判断し（図２４のステップＳ２０６、ここで、図２４ではステップＳ２０６からのフローの戻りをステップＳ２０４にしているが、ステップＳ２０５に戻しても良い）、連結部材駆動用のモータ２０５を停止させ連結部材２５４を連結位置で静止させる。これにより主胴１０１ａの内壁と円筒面２５４ａとが面一となり、寸断された螺旋部１０１ｅが連結カム溝２５４ｂに連結される。その連結後、制御部１１が、鏡筒繰り出しモータ１１３を逆転させ、回転筒１１４を繰り出しとは逆方向に回転させると、回転筒１１４のカム部１１４ａが、カム溝１０１ｃ及び連結カム溝２５４ｂを通過できるようになるため、スムーズに沈胴を行うことができる（図２４のステップＳ２０７）。撮像時には、回転筒１１４を繰り出した後、連結部材駆動用のモータ２０５を逆回転させることで、以上と逆の動作を行わせることができる。

（第３の実施の形態）
図２０は、第３の実施の形態にかかる撮像ユニット３００を示す図である。本実施の形態においては、反射素子としてプリズムの代わりにミラーＭＲを用いており、更に沈胴時には、主胴１０１ａ内から退避させることなく、倒すことで鏡筒やレンズとの干渉を回避している。

より具体的には、ミラーＭＲは一端をヒンジで取り付けることで枢動可能となっており、不図示のバネによって立ち上がる方向に付勢されているが、図２０（ａ）に示す鏡筒繰り出し時には、光軸に対して４５度傾いた状態で静止するように、不図示のストッパで規制されている。かかる状態では、このとき、１群レンズＬ１及び２群レンズ２を介して入射した被写体光は、ミラーＭＲで反射し，主胴１０１の切欠１０１ｂを通過して、３群レンズＬ３及び４群レンズＬ４を介して撮像素子ＣＣＤの受光面に入射して画像信号に変換される。

一方、図２０（ｂ）に示す沈胴時には、沈胴してきた鏡筒のいずれかにより、バネ力に抗してミラーＭＲが倒されるため、沈胴を邪魔することはなくミラーＭＲを損傷することはない。このとき、第２の実施の形態と同様にして、連結部材２５４を主胴１０１ａの切欠１０１ｂを進入させることで、スムーズな沈胴を確保できる。繰り出し時には、図２０（ａ）に示すように、バネ力に従いミラーＭＲが立ち上がるため、適切に撮像を行うことができる。

本発明の撮像ユニットは、携帯電話、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、デジカメ等に搭載可能である。

第１の実施の形態の撮像ユニット１００の分解図である。 望遠端における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IIC-IIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 広角端における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IIIC-IIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 沈胴時における撮像ユニット１００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、IVC-IVC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 主胴の内壁を展開して示す図であり、連結部材が切欠に進入する前の状態を示す。 主胴の内壁を展開して示す図であり、連結部材が切欠に進入した後の状態を示す。 撮像時におけるプリズムと連結部材の位置を示す図であり、見る方向を変えて示す。 沈胴時におけるプリズムと連結部材の位置を示す図であり、見る方向を変えて示す。 撮像時におけるプリズムと共に主胴の内部を示す斜視図である。 沈胴時におけるプリズムと共に主胴の内部を示す斜視図である。 第２の実施の形態の撮像ユニット２００の分解図である。 望遠端における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIIC-XIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 広角端における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIIIC-XIIIC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 沈胴時における撮像ユニット２００の斜視図（ａ）であり、正面図（ｂ）であり、XIVC-XIVC線で切断してなる断面図（ｃ）である。 プリズム駆動機構の分解図である。 連結部材の動作を示す図であり、撮像時における連結部材の位置を見る方向を変えて示す。 連結部材の動作を示す図であり、移動途中の連結部材の位置を見る方向を変えて示す。 連結部材の動作を示す図であり、移動途中の連結部材の位置を見る方向を変えて示す。 連結部材の動作を示す図であり、撮像時における連結部材の位置を見る方向を変えて示す。 第３の実施の形態の撮像ユニット３００の断面図であり、（ａ）は望遠端の状態を示し、（ｂ）は沈胴状態を示す。 撮像ユニット１００を携帯端末或いは携帯電話機１０に装備した状態を示す図である。 携帯電話機１０の制御ブロック図である。 撮像ユニット１００の沈胴のシーケンスを示すフローチャートである。 撮像ユニット２００の沈胴のシーケンスを示すフローチャートである。

１００ 撮像ユニット
１０１ ケース
１０１ 主胴
１０１Ａ カバー
１０１ａ 主胴
１０１ｂ 切欠
１０１ｃ カム溝
１０１ｄ 円周部
１０１ｅ 螺旋部
１０１ｆ 切欠
１０１ｇ 段差
１０１ｈ 係合部
１０１i 短フランジ部
１０１ｊ 円弧溝
１０２ プリズム駆動カム板
１０２ａ プリズム駆動カム溝
１０２ｂ アーム部
１０４ プリズム駆動モータ
１０５ プリズム駆動減速器
１０５ａ 板部
１０６，１０７ レンズガイド軸
１０８ ４群レンズホルダ
１０９ ３群レンズホルダ
１１０ レンズモータ
１１１ レンズモータ
１１２ 鏡筒繰り出し用減速器
１１３ 鏡筒繰り出し用モータ
１１４ 回転筒
１１４ａ カム部
１１５ 直進筒
１１６ 直進筒
１１７ 直進筒
１１８ カバー部材
１５１ ガイド軸
１５１，１５２ プリズムガイド軸
１５１ｂ 連結カム溝
１５３ プリズムガイド
１５３ プリズムホルダ
１５３ａ ピン
１５４ 連結部材
１５４ａ 円筒面
１５４ｂ 連結カム溝
１５４ｃ 段差
２００ 撮像ユニット
２０１ 回転駆動板
２０１ａ カム溝
２０１ｂ 周方向部
２０１ｃ 斜行部
２０２ 扇板
２０２ａ カム溝
２０２ａ 突起
２０２ｂ 爪部
２０３ アーム
２０３ａ カム溝
２０３ｂ 周方向部
２０３ｃ 斜行部
２０４ コイルバネ
２０５ モータ
２０６ 減速器
２０７ プリズム駆動用モータ
２０８ ピニオン
２０９ ラック
２５４ 連結部材
２５４ａ 円筒面
２５４ｂ 連結カム溝
２５４ｃ 段差
２５４ｄ ピン
２５４ｅ ピン
３００ 撮像ユニット
ＣＣＤ 撮像素子
Ｌ１ １群レンズ
Ｌ２ ２群レンズ
Ｌ３ ３群レンズ
Ｌ４ ４群レンズ
ＭＲ ミラー
ＰＲ プリズム

Claims (9)

1. 内壁にカム溝を形成した主胴を備えたケースと、
   前記カム溝に係合するカム部を備え、前記主胴に対して相対回転することにより、前記主胴から繰り出された繰り出し位置と、前記主胴内に収容される収容位置との間を移動可能となっている移動筒と、
   前記移動筒の移動に応じて移動可能な移動レンズと、
   前記ケースに取り付けられた撮像素子と、
   少なくとも撮像時には前記主胴内に位置し、前記移動レンズを介して入射した光束を前記撮像素子に向かって反射する反射素子とを有し、
   前記主胴には、前記反射素子から前記撮像素子に向かう光線を通過させる切欠が形成され、前記切欠は前記カム溝の一部を寸断しており、
   撮像時には前記切欠を通過して前記撮像素子に至る光線を遮らない非連結位置にあるが、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動する際は、前記切欠内に進入して連結位置に移動し、それにより寸断された前記カム溝の一部を連結する連結部材が設けられていることを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記反射素子はプリズムであって、前記移動筒が前記収容位置に向かって移動した際に、前記切欠内を通過して前記主胴外に退避することを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記プリズムが前記切欠内を通過した後、前記連結部材が前記切欠内に進入することを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 前記プリズムと前記連結部材とは一体で移動することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像ユニット。
5. 前記反射素子は平面ミラーであって、前記前記移動筒が前記収容位置に向かって移動した際に、前記移動レンズと干渉しないように主胴内で倒れることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
6. 前記連結部材が前記切欠内に進入した後、前記移動筒が前記収容位置に到達することを特徴とする請求項１〜５に記載の撮像ユニット。
7. 前記連結部材は、前記主胴の周方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像ユニット。
8. 前記連結部材は、前記主胴の半径方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の撮像ユニットを搭載したことを特徴とする小型電子機器。