JP2023116075A - 光学ユニット、撮像ユニット及び携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】絞りを駆動するための駆動部と、レンズを駆動するための駆動部との配置によっては、光学ユニットを搭載する端末装置の小型化、薄型化を阻害することが考えられた。【解決手段】光学ユニットを、第1の方向から入射する光束を、前記第1の方向と直交する第2の方向へ反射する反射光学系と、前記第2の方向へ反射された光束を結像させる結像光学系と、前記結像光学系の少なくとも一部を第2の方向に沿って移動させる第1の駆動部と、前記第2の方向へ反射された光束の光路中に設けられた光量調整部と、前記光量調整部を駆動する第2の駆動部とから構成し、前記第1及び第2の駆動部を、前記結像光学系を挟んで、前記第1及び第2の方向のそれぞれと直交する第3の方向に沿って並んで配置する。【選択図】図3
Description
本発明は、反射光学系と結像光学系とを備えた光学ユニット、撮像ユニット及び携帯端末に関する。
従来より、スマートフォンに代表される携帯端末や電子機器では、写真や動画が撮影できる撮像ユニットが備えられている。特許文献1には、外部から入射した光線を反射するプリズムと、反射された光線をセンサへと導くズームレンズとを有する潜望鏡レンズを備えた端末装置が記載されている。この端末装置においては、プリズムによって光線を端末装置のディスプレイの面と平行に反射させることで、端末装置の厚さを小さく抑えている。
一方、特許文献2には、スマートフォンなどの電子機器に用いられ、絞りを備えたレンズユニットが記載されている。このレンズユニットでは、絞りによって被写界深度を調整したり、写真や動画の明るさを調整したりすることができる。
特許文献1に記載の潜望鏡レンズにおいては、レンズを駆動するための駆動部が必要である。しかしながら、特許文献1には、このような駆動部の具体的な構成に関しては、記載されていない。この潜望鏡レンズを、特許文献2に記載された絞りを備えるように構成しようとすると、絞りを駆動するための駆動部と、レンズを駆動するための駆動部との配置が問題となり、この潜望鏡レンズを搭載する端末装置の小型化、薄型化を阻害することが考えられる。
このような課題を解決するため、本発明の光学ユニットは、第1の方向から入射する光束を、前記第1の方向と直交する第2の方向へ反射する反射光学系と、前記第2の方向へ反射された光束を結像させる結像光学系と、前記結像光学系の少なくとも一部を第2の方向に沿って移動させる第1の駆動部と、前記第2の方向へ反射された光束の光路中に設けられた光量調整部と、前記光量調整部を駆動する第2の駆動部とを備え、前記第1及び第2の駆動部は、前記結像光学系を挟んで、前記第1及び第2の方向のそれぞれと直交する第3の方向に沿って並んで配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、光学系及び絞りの駆動部を効率的に配置することにより、それを搭載する携帯端末の小型化、薄型化を阻害しない光学ユニットを提供することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態の撮像ユニットを備えた携帯端末を示す斜視図である。ここでは、携帯端末として、スマートフォンの例を挙げている。図1において、破線で描いたスマートフォン70には、複数の撮像ユニットが設けられ、これらの撮像ユニットの少なくとも1つに本実施形態の撮像ユニット100が搭載されている。これらの撮像ユニットは、スマートフォン70の厚み方向に、表示部(ディスプレイ)とは反対側の面から被写体からの光束が入射するように配置されている。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態の撮像ユニットを備えた携帯端末を示す斜視図である。ここでは、携帯端末として、スマートフォンの例を挙げている。図1において、破線で描いたスマートフォン70には、複数の撮像ユニットが設けられ、これらの撮像ユニットの少なくとも1つに本実施形態の撮像ユニット100が搭載されている。これらの撮像ユニットは、スマートフォン70の厚み方向に、表示部(ディスプレイ)とは反対側の面から被写体からの光束が入射するように配置されている。
図1において、スマートフォンの厚み方向、つまり光束の入射方向をx軸、後述するように光束が反射される方向をz軸、x軸とz軸のそれぞれと直交する方向をy軸としている。これらの方向は、以下の図において、全て共通である。また、以降の説明では、x軸に沿った方向を第1の方向、z軸に沿った方向を第2の方向、y軸に沿った方向を第3の方向と記すことがある。
図2~図5に本実施形態の撮像ユニットを示す。図2(a)は、撮像ユニットの外観を示す斜視図であり、図2(b)は、後述するベースカバーを取り去った撮像ユニットの斜視図である。また、図3は、本実施形態の撮像ユニットの平面図、図4は、図3におけるA-A´断面図、図5は分解斜視図をそれぞれ示している。これらの図において、同一の部材には、同一の符号を付している。
本実施形態の撮像ユニット100は、ベース部材1に収容された光学ユニットと、ベース部材1に設けられた撮像素子取り付け部1bに取り付けられた撮像素子40とから構成される。図6は、光学ユニットの斜視図を示す。図6において、図2~図5と同一の部材には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。ベース部材1は筐体状に形成され、図2(a)に示すように、ベースカバー11によって蓋をされて、内部に光学ユニットを収容する空間1aを形成する(図5参照)。被写体からの光束は、ベースカバー11の開口に設けられたバリアガラス2を通して、撮像ユニット100に入射する。このバリアガラス2は、スマートフォン70の最外周の一部となり、撮影者(使用者)が内部部品に触れないように保護している(図1参照)。
図4に示すように、被写体からの光束は、x軸方向(第1の方向)に延びた第1光軸(屈曲前光軸)OP1に沿って、第1の方向から撮像ユニット100に入射する。この入射光束は、入射面3bから反射光学系であるプリズム3に入射する。プリズム3に入射した光束は、反射面3aにおいて内面反射され、第2光軸(屈曲後光軸)OP2に沿うz軸方向(第2の方向)に反射される。反射された光束は、出射面3cからプリズム3の外に出射される。
プリズム3から出射された光束は、少なくとも1つのレンズから成るレンズ群30によって、撮像素子40の撮像面上に結像される。つまり、このレンズ群30が結像光学系を構成する。レンズ群30は、レンズユニット7に収容され、レンズ保持部材8によって保持されている。
(レンズ駆動部)
レンズ保持部材8は、第2光軸OP2に沿った方向、つまりz軸方向(第2の方向)に移動可能に構成されている。先に説明したベース部材1の中央部の空間1aは、この移動を可能とするように、レンズ保持部材8よりも大きく形成されている(図5参照)。レンズ保持部材8には、図3に示すように、フォーカス用マグネット10が取り付けられている。一方、このフォーカス用マグネット10に対向するように、フォーカス用コイル9が配置されている(図6参照)。このフォーカス用コイル9は、ベース部材1のxz平面に平行な側面に設けられた孔から成るフォーカス用コイル取り付け部1eに取り付けられている。
レンズ保持部材8は、第2光軸OP2に沿った方向、つまりz軸方向(第2の方向)に移動可能に構成されている。先に説明したベース部材1の中央部の空間1aは、この移動を可能とするように、レンズ保持部材8よりも大きく形成されている(図5参照)。レンズ保持部材8には、図3に示すように、フォーカス用マグネット10が取り付けられている。一方、このフォーカス用マグネット10に対向するように、フォーカス用コイル9が配置されている(図6参照)。このフォーカス用コイル9は、ベース部材1のxz平面に平行な側面に設けられた孔から成るフォーカス用コイル取り付け部1eに取り付けられている。
フォーカス用コイル9は、導線が巻き回され、通電によって磁界が発生するコイルである。一方、フォーカス用マグネット10は、角型の永久磁石であり、両面4極に着磁されている。そして、フォーカス用コイル9のコイル中心軸上に、フォーカス用マグネット10の着磁境界線が略一致するように配置されている。
合焦動作につい説明する。フォーカス用コイル9とフォーカス用マグネット10で、フォーカス用アクチュエータを構成する。フォーカス用コイル9に通電することにより、導線から磁界が発生し、フォーカス用コイル9に対面して配置されたフォーカス用マグネット10の着磁境界線が第2光軸OP2に沿った方向(第2の方向)に移動する。通電の電流値と移動量には相関があり、また通電の向きを逆方向とすると移動する方向も逆方向となる。これによりフォーカス用マグネット10が取り付けられたレンズ保持部材8は、第2の方向に移動して、結像素子40の撮像面上に光束が結像するようにフォーカシングが行われる。このフォーカス用コイル9及びフォーカス用マグネット10がレンズ駆動部(第1の駆動部)を構成する。
(光量調整部)
図2~図5に示すように、プリズム3によって第2の方向へ反射された光束の光路中、具体的にはプリズム3とレンズ保持部材8との間には、絞りユニット60が設けられている。この絞りユニット60は、第2光軸OP2に垂直なxy平面に平行に、また、その開口部の中心と第2光軸OP2が一致するように配置されている。絞りユニット60は、後述するように、少なくとも1枚の絞り羽根を有し、この絞り羽根を絞り駆動部15で光路中に出入りさせることによって、撮像素子40で受光される光束の光量を調整している。つまり、絞りユニット60が、光量調整部を構成し、絞り駆動部15が第2の駆動部を構成している。なお、絞り駆動部15の出力軸15aは、第2光軸OP2と略平行に配置されている。
図2~図5に示すように、プリズム3によって第2の方向へ反射された光束の光路中、具体的にはプリズム3とレンズ保持部材8との間には、絞りユニット60が設けられている。この絞りユニット60は、第2光軸OP2に垂直なxy平面に平行に、また、その開口部の中心と第2光軸OP2が一致するように配置されている。絞りユニット60は、後述するように、少なくとも1枚の絞り羽根を有し、この絞り羽根を絞り駆動部15で光路中に出入りさせることによって、撮像素子40で受光される光束の光量を調整している。つまり、絞りユニット60が、光量調整部を構成し、絞り駆動部15が第2の駆動部を構成している。なお、絞り駆動部15の出力軸15aは、第2光軸OP2と略平行に配置されている。
(各駆動部の配置)
本実施形態において、絞り駆動部(第2の駆動部)15は、レンズ群(結像光学系)30を挟んで、y軸方向(第3の方向)に、第1の駆動部であるフォーカス用アクチュエータ(フォーカス用コイル9及びフォーカス用マグネット10)と並んで配置されている。言い換えると、絞り駆動部15は、レンズ群30を保持したレンズ保持部材8に対して、y軸方向に、フォーカス用アクチュエータと反対側に設けられている。
本実施形態において、絞り駆動部(第2の駆動部)15は、レンズ群(結像光学系)30を挟んで、y軸方向(第3の方向)に、第1の駆動部であるフォーカス用アクチュエータ(フォーカス用コイル9及びフォーカス用マグネット10)と並んで配置されている。言い換えると、絞り駆動部15は、レンズ群30を保持したレンズ保持部材8に対して、y軸方向に、フォーカス用アクチュエータと反対側に設けられている。
このように、本実施形態においては、絞り駆動部15、レンズ保持部材8及びフォーカス用アクチュエータをyz平面内に配置したため、撮像ユニット100をx軸方向(第1の方向)に薄くすることができる。このため、この撮像ユニット100を搭載したスマートフォン70をx軸方向、つまり厚さ方向に薄くすることが可能になる。なお、絞り駆動部15とフォーカス用アクチュエータは、y軸方向(第3の方向)に少なくとも一部が重なるように配置されることが好ましい。言い換えると、y軸方向から見て、絞り駆動部15の少なくとも一部が、フォーカス用アクチュエータの少なくとも一部と重複して見えるように配置されることが望ましい。
(絞りユニットの構成)
次に、絞りユニット60について、図7及び図8を用いて説明する。図7は絞りユニット60の斜視図を示す。また、図8は絞りユニット60の平面図で、図8(a)は絞りの解放状態を示し、図8(b)は絞りを絞った状態を示す。図7及び図8において、図2~6と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、絞りユニット60について、図7及び図8を用いて説明する。図7は絞りユニット60の斜視図を示す。また、図8は絞りユニット60の平面図で、図8(a)は絞りの解放状態を示し、図8(b)は絞りを絞った状態を示す。図7及び図8において、図2~6と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
絞りユニット60は、図7及び図8に示すように、絞りベース部材12、第1及び第2の絞り羽根13及び14、絞りカバー17を有する。この絞りユニット60は、絞り駆動部15によって、駆動レバー16を有する伝達機構を介して駆動される。絞りベース部材12は、絞りユニット60のベースとなる部材で、中央に開口部12aが形成されている。また、開口部12aから-y方向(第3の方向)に離れた位置には、絞りの駆動源となる絞り駆動部15を取り付けるモータ取り付け部12dを備える。一方、第1及び第2の絞り羽根13及び14のそれぞれは、光束を透過する開口を有する。
絞り駆動部15は、円筒や直方体形状をした駆動源で、例えば、ステッピングモータ或いはガルバノメータアクチュエータ等が用いられる。絞り駆動部15は、絞りベース部材12のモータ取り付け部12dに取り付けられ、出力軸15aを中心にして回転力を発生させ(図3参照)、駆動レバー16を出力軸周りに回転させる電磁駆動モータである。駆動レバー16は、図7及び図8に示すとおり、2つの羽根駆動軸(係合部)16a及び16bを備え、後述の第1及び第2の絞り羽根13及び14と係合している。駆動レバー16の中央部には駆動部接続穴16cが備えられ、絞り駆動部15の出力軸15aが、圧入もしくは接着で固定されている。そして、駆動レバー16は、出力軸15aを中心に所定の角度範囲で回動する。
第1及び第2の絞り羽根13及び14は、絞りベース部材12と後述の絞りカバー17の間に配置され、第2光軸OP2と直交するy軸方向(第3の方向)に沿って移動可能な構造となっている。第1絞り羽根13及び第2の絞り羽根14は、駆動レバー16の羽根駆動軸16a及び16bにそれぞれ係合するカム溝13a及び14aを備える。絞りカバー17は、絞りベース部材12との間に第1及び第2の絞り羽根13及び14が移動する空間を形成するように、絞りベース部材12に取り付けられている。絞りカバー17は、中央部に開口部17aを有し、この開口部17aが、絞りベース部材12に形成された開口部12aと同軸上に配置される。
このような絞りユニット60において、絞り駆動部15の出力軸を回転させると、駆動レバー16を介して第1及び第2の絞り羽根13及び14が、第2光軸OP2と直交するy軸方向(第3の方向)に移動する。そして、これらの絞り羽根が、絞りベース部材12の開口部12aに出入りし、絞り開口を形成するとともにそのサイズを変化させる。この絞り開口のサイズの変化によって撮像素子40に導かれる光束の光量を調節する。
(防振機構)
図2~図6を用いて、本実施形態における防振機構について説明する。図3及び図4に示すように、プリズム3は、プリズム保持部材4によって保持されている。このプリズム保持部材4は、第1支持部41によって、中間支持部材43に対して、x軸方向(第1の方向)に沿った回動軸を中心に、角度θ1の範囲で回動可能に支持されている。一方、中間支持部材43は、第2支持部42によって、ベース部材1に対して、y軸方向(第3の方向)に沿った回動軸を中心に、角度θ2の範囲で回動可能に支持されている。これらの機構によって、反射光学系たるプリズム3は、ベース部材1に対して、第1及び第3の方向のそれぞれに沿った回動軸を中心に回動可能とされている。
図2~図6を用いて、本実施形態における防振機構について説明する。図3及び図4に示すように、プリズム3は、プリズム保持部材4によって保持されている。このプリズム保持部材4は、第1支持部41によって、中間支持部材43に対して、x軸方向(第1の方向)に沿った回動軸を中心に、角度θ1の範囲で回動可能に支持されている。一方、中間支持部材43は、第2支持部42によって、ベース部材1に対して、y軸方向(第3の方向)に沿った回動軸を中心に、角度θ2の範囲で回動可能に支持されている。これらの機構によって、反射光学系たるプリズム3は、ベース部材1に対して、第1及び第3の方向のそれぞれに沿った回動軸を中心に回動可能とされている。
プリズム3は、防振コイル5a、5b及び防振マグネット6a、6bから構成される防振アクチュエータによって駆動される。防振コイル5a及び5bは導線が巻き回され、通電によって磁界を発生する。防振コイル5aは、yz平面に平行なベース部材の防振コイル取り付け部1cに、防振コイル5bは、xz平面に平行なベース部材の防振コイル取り付け部1dにそれぞれ配置されている。防振マグネット6a及び6bの各々は、角型の永久磁石であり、両面4極に着磁されている。防振マグネット6a及び6bは、プリズム保持部材4に取り付けられ、防振コイル5a及び5bにそれぞれ対向するよう配置されている。防振コイル5a及び5bのそれぞれのコイル中心軸上に、防振マグネット6a及び6bのそれぞれの着磁境界線が略一致するよう配置されている。
上記の構成において、防振コイル5a及び5bに通電することによって、プリズム保持部材4およびプリズム3を角度θ1及びθ2に示すように回動させる。プリズム3が傾くことによって撮像光束を第2光軸OP2からずらし、撮像素子40に結像される被写体像をシフトすることが可能となっている。そして、スマートフォン70からの制御信号によって、プリズムを駆動することによって防振を行う。ここで、スマートフォン70においては、内蔵した不図示のジャイロセンサによって移動角速度を検出する。そして、その振れの角速度を時間積分して移動角度を求める。更に、この移動角度から結像面上での像の移動量を演算すると共に、この像振れをキャンセルするためのプリズム保持部材4の駆動量を演算し、この演算値を制御信号として防振コイル5a及び5bの通電制御を行う。
(第2実施形態)
図9は、本発明の第2実施形態に係る撮像ユニット120の平面図を、図10は同じく斜視図をそれぞれ示している。図11は、第2実施形態に係る撮像ユニット120の主要部品を分解した斜視図である。図9~図11において、図2~図8と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態における絞りベース部材12とベース部材1を一体化している点で相違する。
図9は、本発明の第2実施形態に係る撮像ユニット120の平面図を、図10は同じく斜視図をそれぞれ示している。図11は、第2実施形態に係る撮像ユニット120の主要部品を分解した斜視図である。図9~図11において、図2~図8と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態における絞りベース部材12とベース部材1を一体化している点で相違する。
ベース部材21は撮像ユニット120のベースとなる部材で、中央部にレンズ保持部材8が配置される空間21aが設けられている。また、ベース部材21の一側面には撮像素子40が取り付けられる。ベース部材21はz軸方向(第2の方向)に長く、x軸方向(第1の方向)に薄い直方体形状をしている。xz平面と平行な側面には、図9に示すようにフォーカス用コイル9を取り付けるフォーカス用コイル取り付け部21eの穴が開いている。ベース部材21の撮像素子40に平行な一側面は、中央に開口部21fが形成され、第1及び第2の絞り羽根13及び14の走行スペースを形成する羽根摺動面となっている。
本実施形態においては、図9~図11に示すように第1実施形態に対して絞りベース部材12を廃止し、部品点数を少なくすることが可能となる。また、絞りユニットの一部がベース部材と一体となっているため、組立時にベース部材21への固定が不要となる。また、第2光軸OP2に対して精度よく絞りの位置を決めることが可能となるため、組立が容易となる。
(第3実施形態)
図12は、本発明の第3実施形態に係る撮像ユニット130の平面図を、図13は同じく斜視図をそれぞれ示している。図14は、第3実施形態に係る撮像ユニット130の主要部品を分解した斜視図である。図12~図14において、図2~図11と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態における絞りカバー17とベース部材1を一体化している点で相違する。
図12は、本発明の第3実施形態に係る撮像ユニット130の平面図を、図13は同じく斜視図をそれぞれ示している。図14は、第3実施形態に係る撮像ユニット130の主要部品を分解した斜視図である。図12~図14において、図2~図11と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態における絞りカバー17とベース部材1を一体化している点で相違する。
ベース部材22は、撮像ユニット130のベースとなる部材で、中央部にレンズ保持部材8が配置される空間22aが設けられている。また、ベース部材22の一側面には撮像素子40が取り付けられる。ベース部材22はz軸方向(第2の方向)に長く、x軸方向(第1の方向)に薄い直方体形状をしている。xz平面と平行な側面には、図11に示すようにフォーカス用コイル9を取り付けるフォーカス用コイル取り付け部22eの孔が開いている。ベース部材22の撮像素子40に平行な一側面には、中央に開口部22fが形成されている。絞りベース部材12は第1実施形態と同様なものが採用可能で、ベース部材22の羽根摺動面に取り付けることで、その間の空間を第1及び第2の絞り羽根13及び14の作動スペースとしている。
本実施形態においては、図12~図14に示すように第1実施形態に対して絞りカバー17を廃止し、部品点数を少なくすることが可能となる。また、絞りユニットの一部がベース部材と一体となっているため、組立時にベース部材22への固定が不要となる。また、第2光軸OP2に対して精度よく絞りの位置を決めることが可能となるため、組立が容易となる。
(第4実施形態)
図15は、本発明の第4実施形態に係る撮像ユニット140の平面図を、図16は同じく斜視図をそれぞれ示している。図17は、第4実施形態に係る撮像ユニット140の主要部品を分解した斜視図である。また、図18は、第4実施形態に係る撮像ユニット140の断面図である。図15~図18において、図2~図14と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態におけるレンズユニット7の間に、絞りユニット60が配置される点で相違する。
図15は、本発明の第4実施形態に係る撮像ユニット140の平面図を、図16は同じく斜視図をそれぞれ示している。図17は、第4実施形態に係る撮像ユニット140の主要部品を分解した斜視図である。また、図18は、第4実施形態に係る撮像ユニット140の断面図である。図15~図18において、図2~図14と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態と同様であり、同じ構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態は、第1の実施形態におけるレンズユニット7の間に、絞りユニット60が配置される点で相違する。
本実施形態において、プリズム3でz軸方向(第2の方向)に反射された光束は、図18に示す第1レンズ群31、絞りユニット60及び第2レンズ群32を通り、撮像素子40の撮像面上に結像される。第1レンズ群31は、1つまたは複数のレンズとそれらのレンズを保持するレンズ枠から成り、被写体の光を撮像素子に導く。第1レンズ群31は、レンズの中心軸が第2光軸OP2に一致するよう配置され、後述の第2レンズ群32よりもプリズム3に近い位置に配置される。
第2レンズ群32は、1つまたは複数のレンズとそれらのレンズを保持するレンズ枠から成り、第1レンズ群31を通過してきた光束を撮像素子40に導く。第2のレンズ群32は、レンズの中心軸が第2光軸OP2に一致するよう配置され、第1レンズ群31よりも撮像素子40に近い位置に配置される。
第1レンズ群保持部材33は第1レンズ群31を保持し、ベース部材1とベースカバー11の間に配置される。前述のとおり、第1レンズ群31は、第2レンズ群32よりもプリズム3に近い位置に配置されるため、第1レンズ群保持部材33は、後述の第2レンズ群保持部材34よりもプリズム3に近い位置に配置される。
第2レンズ群保持部材34は、第2レンズ群32を保持し、ベース部材1とベースカバー11の間に配置される。前述のとおり、第2レンズ群32は、第1レンズ群31よりも撮像素子40に近い位置に配置されるため、第2レンズ群保持部材34は、第1レンズ群保持部材33よりも撮像素子40に近い位置に配置される。第2レンズ群保持部材34は、ベース部材1の空間1a内において、第2光軸OP2に沿った方向(z軸方向、第2の方向)に移動可能となっている。
図17に示すように、第2レンズ群保持部材34のxZ平面と平行な面には、フォーカス用マグネット10が取り付けられている。一方、ベース部材1のxz面に平行な側面には、フォーカス用コイル取り付け部1eの孔が設けられている。そして、このフォーカス用コイル取り付け部1eに、フォーカス用マグネット10と対向するように、フォーカス用コイル9が取り付けられている。
本実施形態における合焦動作について説明する。フォーカス用コイル9に通電することにより、コイル線には磁界が発生し、フォーカス用コイル9に対面して配置された両面4極に着磁されたフォーカス用マグネット10の着磁境界線が中心軸200方向に移動する。通電の電流値と移動量には相関があり、また通電の向きを逆方向とすると移動する方向も逆方向となる。これによりフォーカス用マグネット10と一体となっている第2レンズ群保持部材34は、第2光軸OP2の方向に移動され、第2レンズ群32と撮像素子40の距離を調整することによりフォーカシングを行う。
本実施形態においても、フォーカス用アクチュエータと、絞り駆動部(第2の駆動部)が第2レンズ群32を挟んで、y軸方向(第3の方向)に並んで配置されることにより、撮像ユニット140をx軸方向(第1の方向)に薄くすることができる。ここで、フォーカス用アクチュエータは、フォーカス用コイル9及びフォーカス用マグネット10から成り、第1の駆動部を構成する。
本実施形態において、第1レンズ群31および第1レンズ群保持部材33は、アクチュエータを備えず、ベース部材に固定されている。しかしながら、第1レンズ群保持部材33がアクチュエータを備え、第2光軸OP2に沿った方向(第2の方向)や第2光軸OP2と直交する平面の面内方向に移動できるようにしても良い。第2光軸OP2に沿った方向に移動させることによって、撮像ユニット140はズーミングを行うことが可能となる。また、第2光軸OP2と直交する平面の面内方向に移動できるようにすると、プリズム3を駆動する機構とは別に、防振機構を備えるようにすることが出来る。
(携帯端末)
本発明は、以上説明した実施形態の撮像ユニットを備えた携帯端末に適用可能である。図19は、本発明の携帯端末の一実施形態を説明する機能ブロック図である。図19において、携帯端末70は、第1~第4実施形態で説明したような撮像ユニット55を備える。この撮像ユニット55は、制御部50から送られる合焦制御信号に応じて、先に説明したように結像光学系の少なくとも一部を移動させることによって、フォーカシングを行う。また、制御部50から送られる防振制御信号に応じて、プリズムを回動させることによって、防振制御が行われる。
本発明は、以上説明した実施形態の撮像ユニットを備えた携帯端末に適用可能である。図19は、本発明の携帯端末の一実施形態を説明する機能ブロック図である。図19において、携帯端末70は、第1~第4実施形態で説明したような撮像ユニット55を備える。この撮像ユニット55は、制御部50から送られる合焦制御信号に応じて、先に説明したように結像光学系の少なくとも一部を移動させることによって、フォーカシングを行う。また、制御部50から送られる防振制御信号に応じて、プリズムを回動させることによって、防振制御が行われる。
携帯端末70は、更に液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等から成る表示部58を有する。また、この表示部58に形成されたタッチパネル52と、電源ボタン53とによって、入力部51が構成される。更に、携帯端末70は、アンテナ、モデム等を含み、外部との通信を行う通信部54、マイク、スピーカー等を含む音響部56、電源部57及び記憶部59を有する。これらの各部も、撮像ユニット55と同様に、制御部50によって制御される。
本発明は、以上説明した実施形態に限らず、種々の変形、応用が可能である。本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて、このような変形、応用を全て包含するものである。
1 ベース部材
3 プリズム
4 プリズム保持部材
8 レンズ保持部材
9 フォーカス用コイル
10 フォーカス用マグネット
15 絞り駆動部
30 レンズ群
40 撮像素子
60 絞りユニット
3 プリズム
4 プリズム保持部材
8 レンズ保持部材
9 フォーカス用コイル
10 フォーカス用マグネット
15 絞り駆動部
30 レンズ群
40 撮像素子
60 絞りユニット
Claims (11)
- 第1の方向から入射する光束を、前記第1の方向と直交する第2の方向へ反射する反射光学系と、
前記第2の方向へ反射された光束を結像させる結像光学系と、
前記結像光学系の少なくとも一部を第2の方向に沿って移動させる第1の駆動部と、
前記第2の方向へ反射された光束の光路中に設けられた光量調整部と、
前記光量調整部を駆動する第2の駆動部と
を備え、
前記第1及び第2の駆動部は、前記結像光学系を挟んで、前記第1及び第2の方向のそれぞれと直交する第3の方向に沿って並んで配置されたことを特徴とする光学ユニット。 - 前記光量調整部は、少なくとも1枚の絞り羽根を有し、前記第2の駆動部は、前記少なくとも1枚の絞り羽根を前記光路中に出入りさせることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
- 前記光量調整部は、それぞれが光束を透過する開口を有する第1及び第2の絞り羽根を有し、前記第2の駆動部は、前記第1及び第2の絞り羽根を前記第3の方向に沿って移動させることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
- 前記第2の駆動部は、前記第1及び第2の絞り羽根とそれぞれ係合する係合部を備えた駆動レバーと、前記駆動レバーを回動させるモータとを有することを特徴とする請求項3に記載の光学ユニット。
- 前記結像光学系は、レンズと前記レンズを保持するレンズ保持部材とを有し、前記第1の駆動部は、前記レンズ保持部材を前記第2の方向に沿って移動させる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学ユニット。
- 更に、前記反射光学系、結像光学系及び光量調整部を収容するベース部材を備え、前記第1の駆動部は、前記レンズ保持部材に設けられたマグネットと、前記マグネットと対向するように前記ベース部材に設けられたコイルとを有することを特徴とする請求項5に記載の光学ユニット。
- 更に、前記反射光学系を、前記第1及び第3の方向のそれぞれに沿った2つの回動軸を中心に回動させる第3の駆動部を有する防振機構を備えたことを特徴とする請求項6に記載の光学ユニット。
- 前記第3の駆動部は、前記反射光学系に設けられた2つの防振マグネットと、前記2つの防振マグネットのそれぞれと対向するように前記ベース部材に設けられた2つの防振コイルとを有する請求項7に記載の光学ユニット。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光学ユニットと、前記結像光学系で結像される光束を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像ユニット。
- 請求項9に記載の撮像ユニットと、外部との通信を行う通信部と、前記撮像ユニット及び前記通信部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする携帯端末。
- 更に、前記制御部によってそれぞれが制御される、表示部、記憶部、電源部、音響部及び入力部を備えたことを特徴とする請求項10に記載の携帯端末。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022018643A JP2023116075A (ja) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 光学ユニット、撮像ユニット及び携帯端末 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022018643A JP2023116075A (ja) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 光学ユニット、撮像ユニット及び携帯端末 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023116075A true JP2023116075A (ja) | 2023-08-22 |
Family
ID=87579604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022018643A Pending JP2023116075A (ja) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 光学ユニット、撮像ユニット及び携帯端末 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023116075A (ja) |
-
2022
- 2022-02-09 JP JP2022018643A patent/JP2023116075A/ja active Pending
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