JP4018002B2 - カメラ付き携帯端末装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュールを備えた携帯電話機、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯可能なパーソナルコンピュータ等のカメラ付き携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型のカメラモジュールを備えた携帯電話機等のカメラ付き携帯端末装置では、筐体の前面に設けられた表示部により撮像画像をモニタしながら撮影を行えるように、該筐体の背面に撮影窓が設けられることが多い。この場合、カメラモジュールにおける光軸方向長さを確保するため、二つの筐体がヒンジ部を介して開閉可能に連結された構成の携帯端末装置においては、ヒンジ部内にその厚さ方向で光学系を配置したり（例えば、特許文献１参照。）、ヒンジ部内の軸線方向に沿って光学系を配置し撮影窓からの入射光はプリズム等で偏角させたり（例えば、特許文献２参照。）している。また、表示部が設けられた筐体をヒンジ部の軸線と直交する第二の軸線を中心として回転可能とし、カメラモジュールは他方の筐体内に所望の向きで配置したものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５３１２４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９０５２３号公報
【特許文献３】
特開２００１−３２０４６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄型化の傾向にある近年の携帯端末装置において、ヒンジ部の厚さを利用してカメラモジュールの光軸方向長さを確保することは困難になりつつある。また、ヒンジ部の軸線に沿って光軸を設けた場合、偏角素子としてプリズムやミラー等が必要となり、光軸精度の確保が困難であると共にコスト及び重量を増加させるという問題がある。さらに、両筐体を直交する二つの軸線で回転可能に構成した場合は、ヒンジ部周辺の構造が複雑化するという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、カメラモジュールを備えた携帯端末装置において、撮影時の使い勝手を維持しつつ、簡易な構成でカメラモジュールの光軸方向長さを確保することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に係る発明は、第一の回路基板を有する第一の筐体と、第二の回路基板を有する第二の筐体と、前記第一の筐体に固定される第一のベース部材及び当該第一のベース部材に対して所定の回転軸をもって回動可能であるとともに前記第二の筐体に固定される第二のベース部材を有し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを開閉可能に接続する連結ユニットと、前記第一の回路基板と前記第二の回路基板とを、前記連結ユニット内を経由して電気的に接続するフレキシブル基板と、前記連結ユニット内に組み込まれ、前記所定の回転軸の軸線方向と平行な方向の光軸を有するカメラモジュールと、を備え、前記フレキシブル基板は、前記連結ユニット内にて前記カメラモジュール周囲を撓んだ状態で巻き回して配され、前記第一のベース部材には、前記フレキシブル基板が通される引き出し口が形成されていることを特徴とするカメラ付き携帯端末装置を採用した。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のカメラ付き携帯端末装置において、前記第一の筐体には操作キーが設けられ、前記カメラモジュールは、動作制御のための制御用ケーブルを有し、前記制御用ケーブルは、前記連結ユニット内の前記カメラモジュールから、前記第一のベース部材側引き出し口を経由して前記第一の回路基板に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
この携帯装置によれば、カメラモジュールを連結部内に収容することで、各筐体にカメラモジュールの配置スペースを確保する必要がなく省スペース化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るカメラ付き携帯端末装置としてカメラ付き携帯電話機を例に説明を行う。
図１に示す携帯電話機（携帯端末装置）１は、扁平の略直方体状に形成される第一の筐体１０及び第二の筐体２０を有し、第一の筐体１０の前面１１側端部と第二の筐体２０の背面２２側端部とを重ね合わせるように配置され、この重合部分に設けられた連結ユニット３０により、両筐体１０，２０が前面１１及び背面２２と略直交する軸線Ｃを中心として相対回転する重ね型携帯電話機として構成されている。
【００１０】
第一の筐体１０の前面１１にはテンキー等からなる操作キー１３等が配設され、第二の筐体２０の前面２１には液晶表示装置等の表示部２３が配設されている。そして、図示のように、第一の筐体１０の前面１１が露出した状態が携帯電話機１の開状態とされ、この状態から両筐体１０，２０が１８０°相対回転すると、両筐体１０，２０がそれぞれの外周部をほぼ整合させるように重なり合い、第二の筐体２０により第一の筐体１０の前面１１が覆われた状態、つまり携帯電話機１の閉状態となる。
【００１１】
図２に示すように、第一の筐体１０は、その厚さ方向で前面側ケース１４と背面側ケース１５とからなり、その内部に操作キー１３等のユニット及び回路基板１６等が収容されている。また、第二の筐体２０も同様に、その厚さ方向で前面ケース２４と背面側ケース２５とからなり、その内部に表示部２３等のユニット及び回路基板２６等が収容されている。
【００１２】
連結ユニット３０は、軸線Ｃを中心とした略円筒状に形成される固定側ベース部材３１と、この固定側ベース部材３１の第二の筐体２０寄りの外周部に軸線Ｃを中心として回転自在に嵌装される可動側ベース部材３２とを備えている。また固定側ベース部材３１の外周部にはその径方向外側に一対の取付部３３，３３が設けられると共に、可動側ベース部材３２にも同様に一対の取付部３４，３４が設けられている。
【００１３】
一方、第一の筐体１０の前面側ケース１４の端部には、固定側ベース部材３１を装着可能な挿通孔１７が形成されると共に、各取付部３３，３３に対応する固定部１８，１８が挿通孔１７の左右両側に一対形成されている。また、第二の筐体２０の背面側ケース２５の端部には、可動側ベース部材３２を装着可能な挿通孔２７が形成されると共に、各取付部３４，３４に対応する固定部２８，２８が挿通孔２７の左右両側に一対形成されている。
【００１４】
そして、固定側ベース部材３１を第一の筐体１０の挿通孔１７に装着すると共に各取付部３３を対応する固定部１８に固定すると共に、可動側ベース部材３２を第二の筐体２０の挿通孔２７に装着すると共に各取付部３４を対応する固定部２８に固定することで、第一の筐体１０と第二の筐体２０とが、連結ユニット３０を介して軸線Ｃを中心として相対回転可能に連結されることとなる。
【００１５】
ここで、連結ユニット３０は、両筐体１０，２０の相対回転動作時等の負荷に対する強度を保つために各筐体１０，２０と比較して、例えば金属製とされる等、高強度に構成されている。なお、連結ユニット３０には不図示のクリック機構が内装され、携帯電話機１の開状態及び閉状態等、両筐体１０，２０の所定の相対位置におけるクリック感を発生させることができるようになっている。
【００１６】
そして、連結ユニット３０の空洞状とされる内部には、円柱状をなすカメラモジュール４０が、その中心軸線を軸線Ｃと一致させるように収容されている。なお、カメラモジュール４０の周囲には、連結ユニット３０内を螺旋上に通過するフレキシブル基板３５がたわんだ状態で巻回されており、このフレキシブル基板３５が各筐体１０，２０に掛け渡されて各回路基板１６，２６を電気的に接続するようになっている。
【００１７】
図３に示すように、カメラモジュール４０はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子部４１と、撮像素子部４１の結像面に被写体の像を結像する二つのレンズ４２，４３とを備え、これらを円筒状のケース４４内に収容し固定した単焦点カメラとして構成されている。撮像素子部４１の結像面に結像された被写体象は電気信号に変換されて撮像画像として表示部２３に表示されるようになっている。なお、４５は撮像素子部４１と第二の筐体２０内の基板２６とを電気的に接続するケーブルであり、４６は第一の筐体１０内の基板１６に接続され、シャッター動作等を行うカメラ制御用ケーブルである。
【００１８】
ここで、カメラモジュール４０は、その光軸がケース４４の中心軸線上に設けられている。そして、カメラモジュール４０は、第一の筐体１０側に被写体に向けられるレンズ面４７が位置し、第二の筐体２０側に撮像素子部４１が位置するように配置されている。
【００１９】
カメラモジュール４０のレンズ面４７側の先端部には略円盤状のカメラ固定具４８が設けられ、カメラモジュール４０側に立設される円形リブ４９内にケース４４の外周部が嵌合固定されている。また、カメラ固定具４８の外縁部に立設される外縁側円形リブ５０には連結ユニット３０の固定側ベース部材３１の第一の筐体１０側の端部が固定されている。そして、固定側ベース部材３１はその取付部３３，３３が第一の筐体１０の固定部１８，１８にビス５１，５１により各々固定されており、したがって、カメラモジュール４０はカメラ固定具４８及び固定側ベース部材３１を介して第一の筐体１０に固定されることとなる。
【００２０】
固定側ベース部材３１の第二の筐体２０寄りの部位に嵌装される可動側ベース部材３２は、固定側ベース部材３１の外周部に形成される段差部５２と固定側ベース部材３１の第二の筐体２０側の端部に固定される抜け止めリング５３とにより軸線Ｃ方向の位置決めがなされており、可動側ベース部材３２の取付部３４，３４が第二の筐体２０の固定部２８，２８にビス５４、５４により固定されている。なお、カメラ固定具４８はケーブル４６及びフレキシブル基板３５の連結ユニット３０内からの飛び出し防止も兼ねており、固定側ベース部材３１の第一の筐体１０側の端部には、ケーブル４６及びフレキシブル基板３５を連結ユニット３０の外側に引き出すための切り欠き部５５が設けられている（図２参照）。
【００２１】
第一の筐体１０の背面側ケース１５のカメラモジュール４０のレンズ面４７と対向する部位には、第１の筐体１０の背面１２に開口する撮影窓５６が形成されている。この撮影窓５６には例えば透明アクリル板からなるレンズトリム５７が両面テープ等で接合され、カメラモジュール４０の撮影窓５６側のレンズ４２を保護すると共に異物の侵入を防止している。
【００２２】
また、第二の筐体２０の前面側ケース２４には、その裏面側であってカメラモジュール４０の第二の筐体２０側の端部と対向する部位に円形リブ５８が立設され、この円形リブ５８がカメラモジュール４０のケース４４にその内周側から嵌合することで、カメラモジュール４０の第二の筐体２０側の端部が前面側ケース２４に軸線Ｃを中心として回転自在に支持されている。
【００２３】
ここで、カメラモジュール４０が第一の筐体１０に固定されているため、両筐体１０，２０が相対回転すると、カメラモジュール４０に対してその撮像画像を表示する表示部２３が第二の筐体２０と共に相対回転することとなるが、このとき、連結ユニット３０に設けられた、カメラモジュール４０と筐体２０との相対角度を検出する相対角度センサ５９からの検出信号に基づき、表示部２３に表示される撮像画像を画像処理し表示部２３内で回転させることで、カメラモジュール４０の向きと表示部２３に表示される撮像画像の向きとが適合するようになっている。
【００２４】
具体的には、図４（ａ）に示すように、携帯電話機１の開状態において、カメラモジュール４０における上方向と表示部２３内の撮像画像の上方向とが適合しており、この状態から、図４（ｂ）に示すように、例えば第二の筐体２０がその前面２１から見て左周りに９０°回転した状態では、表示部２３内の撮像画像が右回りに９０°回転するように画像処理されることで、カメラモジュール４０の向きと表示部２３に表示される撮像画像の向きとが適合する。そして、図４（ｃ）に示すように、第二の筐体２０がさらに左周りに９０°回転して携帯電話機１の閉状態となったときには、表示部２３内の撮像画像がさらに右周りに９０°回転するように画像処理され、カメラモジュール４０の向きと撮像画像の向きとが適合する。
【００２５】
上記第一の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１によれば、相互に重ね合わせられる第一の筐体１０及び第二の筐体２０をこれらの重ね合わせ方向に沿う軸線Ｃ回りに相対回転可能に連結する連結ユニット３０内に、光軸が軸線Ｃと一致するように配置されたカメラモジュール４０を収容し、第一の筐体１０の背面１２に設けられた撮影窓５６からカメラモジュール４０のレンズ面４７を被写体に向け、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことが可能となる。
【００２６】
ここで、カメラモジュール４０は、その光軸が両筐体１０，２０の重合部分の厚さ方向に沿うように配置されることで、各筐体１０，２０の厚さを増加させることなくこれらの厚さの略二倍となる光学系長さを確保することができ、カメラモジュール４０の光学系設計自由度を高めることができると共に、ミラーやプリズム等を用いてカメラモジュール４０への入射光軸を偏角させる必要がなく、光軸精度を高めかつコストダウンを図ることができる。
【００２７】
また、連結ユニット３０内の空洞部分にカメラモジュール４０を収容することで、各筐体１０，２０にカメラモジュール４０の配置スペースを設ける必要がなく、各筐体１０，２０及び回路基板１６，２６の設計自由度を高めることができると共に、カメラモジュール４０が比較的高強度に構成される連結ユニット３０内に収容されることで、衝撃荷重等によるカメラモジュール４０への影響を抑えることができる。ここで、カメラモジュール４０におけるレンズ面４７側の部位が第一の筐体１０に固定されているため、レンズ面４７周辺をシールし易く、カメラモジュール４０内への異物の侵入を容易に防止できる。
【００２８】
さらに、カメラモジュール４０はケース４４の中心軸線が光軸と一致しているため、連結ユニット３０との軸線合わせを容易に行うことができると共に、カメラモジュール４０と連結ユニット３０とを予め一体に構成することで、携帯電話機１の製造時の組み付け作業性を向上させることができる。
【００２９】
そして、携帯電話機１の開状態及び閉状態、並びに両筐体１０，２０の様々な相対位置においても、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながらの撮影が可能であると共に、カメラモジュール４０と筐体２０との相対角度を検出する相対角度センサ５９により、カメラモジュール４０による撮像画像を、カメラモジュール４０の向きと適合させるように画像処理した状態で表示部２３に表示することができる。したがって、携帯電話機１を片手で保持しながらの撮影や、手ぶれを抑えるために携帯電話機１を両手で保持しながらの撮影等、様々な状況に応じて両筐体１０，２０の相対位置を変更し、表示部２３の撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことができる。
【００３０】
次いで、本発明の第二の実施の形態を図５に基づいて説明する。
この実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１０１は、携帯電話機１と同一の基本構成を備え、カメラモジュール４０にかわり光学式ズーム機能付きのカメラモジュール１４０を備えている点で異なるだけで、図３と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、携帯電話機１０１におけるカメラモジュール１４０は固定筒１４４ａとカム筒１４４ｂとを備えてなる周知のズーム機構を有している。固定筒１４４ａは撮像素子部１４１及び各レンズ１４２，１４３を収容するケースとしての機能を有するもので、その中心軸線がカメラモジュール１４０の光軸及び軸線Ｃと一致している。この固定筒１４４ａの外周部には各レンズ１４２，１４３を固定筒１４４ａに対して光軸方向に相対移動させるカム筒１４４ｂが軸線Ｃを中心として回転自在に嵌装されている。
【００３２】
カム筒１４４ｂは、固定筒１４４ａの第二の筐体２０側に設けられたフランジ部１５２及び第一の筐体１０側の端部に固定される固定リング１５３により軸線Ｃ方向の位置決めがなされている。固定筒１４４ａの第一の筐体１０側の端部は固定リング１５３を介してカメラ固定具１４８に固定され、固定リング１５３、カメラ固定具１４８、及び連結ユニット３０の固定側ベース部材３１を介してカメラモジュール１４０が第一の筐体１０に固定されている。なお、レンズトリム１５７はカメラ固定具１４８に直接取り付けられてカメラモジュール１４０の撮影窓を構成している。
【００３３】
第二の筐体２０の前面側ケース２４には、そのカメラモジュール１４０の第二の筐体２０側の端部と対向する部位に軸線Ｃを中心とした円形リブ１５８が立設され、この円形リブ１５８がカメラモジュール１４０の固定筒１４４ａにその外周側から嵌合することで回転自在に支持している。
【００３４】
カム筒１４４ｂの周壁には所望の螺旋状をなすカム溝１５９，１６０が形成されている。また、固定筒１４４ａの周壁には光軸と平行に延びる直線溝１６１，１６２が形成されている。各レンズ１４２，１４３を保持するホルダから各々径方向に延出されるピン１６３，１６４は、対応する直線溝１６１，１６２を貫通しカム溝１５９，１６０に移動可能に接続されている。そして、固定筒１４４ａに対してカム筒１４４ｂを回転させると、各ピン１６３，１６４がカム筒１４４ｂのカム溝１５９，１６０に案内されつつ固定筒１４４ａの直線溝１６１，１６２に沿って移動し、各レンズ１４２，１４３が光軸方向に移動することで、焦点距離が望遠側又は広角側に変化するようになっている。
【００３５】
ここで、カメラモジュール１４０のカム筒１４４ｂにはクランク状の操作レバー１６５が取り付けられており、この操作レバー１６５の先端部は第一の筐体１０の背面１２側に突出している。そして、操作レバー１６５を操作することでカム筒１４４ｂを回転させ、各レンズ１４２，１４３を光軸方向に移動させて焦点距離を変化させることができる。つまり、このカメラモジュール１４０のズーム機構は手動式とされている。
【００３６】
上記第二の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１０１によれば、第一の筐体１０及び第二の筐体２０を相対回転可能に連結する連結ユニット３０内にカメラモジュール１４０を収容したことで、第一の筐体１０の背面１２に露出するレンズトリム１５７を被写体に向け、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことが可能となる。カメラモジュール１４０は比較的光学系全長の長い光学式ズーム機能付きとされているが、両筐体１０，２０の重合部分の厚さを有効利用することで、その厚さ方向に沿って光軸を配置することが可能となり、カメラモジュール１４０への入射光軸を偏角させることなく、光軸精度を高めかつコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また、連結ユニット３０内の空洞部分を有効利用することで省スペース化を図り、各筐体１０，２０及び回路基板１６，２６の設計自由度を高めることができると共に、連結ユニット３０によりカメラモジュール１４０を保護することができる。さらに、カメラモジュール１４０の中心軸線が光軸と一致していることで連結ユニット３０との軸線合わせが容易となり、かつこれらを予め一体に構成することで携帯電話機１の製造時の組み付け作業性を向上させることができる。
そして、様々な状況に応じて両筐体１０，２０の相対位置を変更し、表示部２３の撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことができる。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限られるものではなく、例えば、カメラモジュール４０，１４０を第二の筐体２０側に固定し、第一の筐体１０とは軸線Ｃを中心として回転自在に連結するようにしてもよい。この構成によれば、カメラモジュール４０，１４０が表示部２３と共に回転することとなり、表示部２３に表示される撮像画像の向きをカメラモジュール４０，１４０の向きと適合させるための画像処理を行う必要がなくなるため、撮像画像の処理時間を削減できると共に消費電力を節約できる。このとき、第二の筐体２０内の回路基板２６を軸線Ｃ近傍まで延長し、カメラモジュール４０，１４０の端部と直接接続することで、ケーブル４５を廃止して構造を簡素化できると共に基板面積を増やして回路設計自由度を高めることができる。
【００３９】
また、カメラユニット４０，１４０の光軸は、軸線Ｃと略平行であれば連結ユニット３０内で偏心した状態で配置してもよい。
さらに、第二の実施の形態において、カメラモジュール１４０のズーム機構は手動式に限らず、モータ、ギヤ等を用いた電動式としてもよい。
そして、本発明は携帯電話機に限らず、ＰＤＡ、携帯可能なパーソナルコンピュータ等、カメラモジュールを備えた様々な携帯端末装置に適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のカメラ付き携帯端末装置によれば、カメラモジュールの光軸方向の長さを確保することができ、カメラモジュールの光学系設計自由度を高めることができるため、単焦点カメラモジュールだけでなく、光軸方向長さが長い光学式ズーム機能付きカメラモジュールを搭載することも可能となって、カメラ付き携帯端末装置の商品性を向上させることができる。また、各筐体の省スペース化を図ることができ、筐体及び回路基板の設計自由度を高めてより一層の商品性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカメラ付き携帯端末装置の一例である携帯電話機を示す斜視図である。
【図２】 図１の携帯電話機の分解斜視図である。
【図３】 第一の実施の形態における図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】 表示部に表示される撮像画像の画像処理を説明する携帯電話機の正面図であり、（ａ）は携帯電話機の開状態を、（ｂ）は表示部が開状態から９０°回転した状態を、（ｃ）は携帯電話機の閉状態をそれぞれ示す。
【図５】 第二の実施の形態における図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 携帯電話機（カメラ付き携帯端末装置）
１０ 第一の筐体
１３ 操作キー
１６ 回路基板（第一の回路基板）
２０ 第二の筐体
２３ 表示部
２６ 回路基板（第二の回路基板）
３０ 連結ユニット（連結部）
３１ 固定側ベース部材（第一のベース部材）
３２ 可動側ベース部材（第二のベース部材）
３５ フレキシブル基板
４０ カメラモジュール
４６ 制御用ケーブル
５５ 引き出し口（切り欠き部）
５９ 相対角度センサ（センサ）
Ｃ 軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュールを備えた携帯電話機、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯可能なパーソナルコンピュータ等のカメラ付き携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型のカメラモジュールを備えた携帯電話機等のカメラ付き携帯端末装置では、筐体の前面に設けられた表示部により撮像画像をモニタしながら撮影を行えるように、該筐体の背面に撮影窓が設けられることが多い。この場合、カメラモジュールにおける光軸方向長さを確保するため、二つの筐体がヒンジ部を介して開閉可能に連結された構成の携帯端末装置においては、ヒンジ部内にその厚さ方向で光学系を配置したり（例えば、特許文献１参照。）、ヒンジ部内の軸線方向に沿って光学系を配置し撮影窓からの入射光はプリズム等で偏角させたり（例えば、特許文献２参照。）している。また、表示部が設けられた筐体をヒンジ部の軸線と直交する第二の軸線を中心として回転可能とし、カメラモジュールは他方の筐体内に所望の向きで配置したものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５３１２４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９０５２３号公報
【特許文献３】
特開２００１−３２０４６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄型化の傾向にある近年の携帯端末装置において、ヒンジ部の厚さを利用してカメラモジュールの光軸方向長さを確保することは困難になりつつある。また、ヒンジ部の軸線に沿って光軸を設けた場合、偏角素子としてプリズムやミラー等が必要となり、光軸精度の確保が困難であると共にコスト及び重量を増加させるという問題がある。さらに、両筐体を直交する二つの軸線で回転可能に構成した場合は、ヒンジ部周辺の構造が複雑化するという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、カメラモジュールを備えた携帯端末装置において、撮影時の使い勝手を維持しつつ、簡易な構成でカメラモジュールの光軸方向長さを確保することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に係る発明は、第一の回路基板を有する第一の筐体と、第二の回路基板を有する第二の筐体と、前記第一の筐体に固定される第一のベース部材及び当該第一のベース部材に対して所定の回転軸をもって回動可能であるとともに前記第二の筐体に固定される第二のベース部材を有し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを開閉可能に接続する連結ユニットと、前記第一の回路基板と前記第二の回路基板とを、前記連結ユニット内を経由して電気的に接続するフレキシブル基板と、前記連結ユニット内に組み込まれ、前記所定の回転軸の軸線方向と平行な方向の光軸を有するカメラモジュールと、を備え、前記フレキシブル基板は、前記連結ユニット内にて前記カメラモジュール周囲を撓んだ状態で巻き回して配され、前記第一のベース部材には、前記フレキシブル基板が通される引き出し口が形成されていることを特徴とするカメラ付き携帯端末装置を採用した。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のカメラ付き携帯端末装置において、前記第一の筐体には操作キーが設けられ、前記カメラモジュールは、動作制御のための制御用ケーブルを有し、前記制御用ケーブルは、前記連結ユニット内の前記カメラモジュールから、前記第一のベース部材側引き出し口を経由して前記第一の回路基板に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
この携帯装置によれば、カメラモジュールを連結部内に収容することで、各筐体にカメラモジュールの配置スペースを確保する必要がなく省スペース化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るカメラ付き携帯端末装置としてカメラ付き携帯電話機を例に説明を行う。
図１に示す携帯電話機（携帯端末装置）１は、扁平の略直方体状に形成される第一の筐体１０及び第二の筐体２０を有し、第一の筐体１０の前面１１側端部と第二の筐体２０の背面２２側端部とを重ね合わせるように配置され、この重合部分に設けられた連結ユニット３０により、両筐体１０，２０が前面１１及び背面２２と略直交する軸線Ｃを中心として相対回転する重ね型携帯電話機として構成されている。
【００１０】
第一の筐体１０の前面１１にはテンキー等からなる操作キー１３等が配設され、第二の筐体２０の前面２１には液晶表示装置等の表示部２３が配設されている。そして、図示のように、第一の筐体１０の前面１１が露出した状態が携帯電話機１の開状態とされ、この状態から両筐体１０，２０が１８０°相対回転すると、両筐体１０，２０がそれぞれの外周部をほぼ整合させるように重なり合い、第二の筐体２０により第一の筐体１０の前面１１が覆われた状態、つまり携帯電話機１の閉状態となる。
【００１１】
図２に示すように、第一の筐体１０は、その厚さ方向で前面側ケース１４と背面側ケース１５とからなり、その内部に操作キー１３等のユニット及び回路基板１６等が収容されている。また、第二の筐体２０も同様に、その厚さ方向で前面ケース２４と背面側ケース２５とからなり、その内部に表示部２３等のユニット及び回路基板２６等が収容されている。
【００１２】
連結ユニット３０は、軸線Ｃを中心とした略円筒状に形成される固定側ベース部材３１と、この固定側ベース部材３１の第二の筐体２０寄りの外周部に軸線Ｃを中心として回転自在に嵌装される可動側ベース部材３２とを備えている。また固定側ベース部材３１の外周部にはその径方向外側に一対の取付部３３，３３が設けられると共に、可動側ベース部材３２にも同様に一対の取付部３４，３４が設けられている。
【００１３】
一方、第一の筐体１０の前面側ケース１４の端部には、固定側ベース部材３１を装着可能な挿通孔１７が形成されると共に、各取付部３３，３３に対応する固定部１８，１８が挿通孔１７の左右両側に一対形成されている。また、第二の筐体２０の背面側ケース２５の端部には、可動側ベース部材３２を装着可能な挿通孔２７が形成されると共に、各取付部３４，３４に対応する固定部２８，２８が挿通孔２７の左右両側に一対形成されている。
【００１４】
そして、固定側ベース部材３１を第一の筐体１０の挿通孔１７に装着すると共に各取付部３３を対応する固定部１８に固定すると共に、可動側ベース部材３２を第二の筐体２０の挿通孔２７に装着すると共に各取付部３４を対応する固定部２８に固定することで、第一の筐体１０と第二の筐体２０とが、連結ユニット３０を介して軸線Ｃを中心として相対回転可能に連結されることとなる。
【００１５】
ここで、連結ユニット３０は、両筐体１０，２０の相対回転動作時等の負荷に対する強度を保つために各筐体１０，２０と比較して、例えば金属製とされる等、高強度に構成されている。なお、連結ユニット３０には不図示のクリック機構が内装され、携帯電話機１の開状態及び閉状態等、両筐体１０，２０の所定の相対位置におけるクリック感を発生させることができるようになっている。
【００１６】
そして、連結ユニット３０の空洞状とされる内部には、円柱状をなすカメラモジュール４０が、その中心軸線を軸線Ｃと一致させるように収容されている。なお、カメラモジュール４０の周囲には、連結ユニット３０内を螺旋上に通過するフレキシブル基板３５がたわんだ状態で巻回されており、このフレキシブル基板３５が各筐体１０，２０に掛け渡されて各回路基板１６，２６を電気的に接続するようになっている。
【００１７】
図３に示すように、カメラモジュール４０はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子部４１と、撮像素子部４１の結像面に被写体の像を結像する二つのレンズ４２，４３とを備え、これらを円筒状のケース４４内に収容し固定した単焦点カメラとして構成されている。撮像素子部４１の結像面に結像された被写体象は電気信号に変換されて撮像画像として表示部２３に表示されるようになっている。なお、４５は撮像素子部４１と第二の筐体２０内の基板２６とを電気的に接続するケーブルであり、４６は第一の筐体１０内の基板１６に接続され、シャッター動作等を行うカメラ制御用ケーブルである。
【００１８】
ここで、カメラモジュール４０は、その光軸がケース４４の中心軸線上に設けられている。そして、カメラモジュール４０は、第一の筐体１０側に被写体に向けられるレンズ面４７が位置し、第二の筐体２０側に撮像素子部４１が位置するように配置されている。
【００１９】
カメラモジュール４０のレンズ面４７側の先端部には略円盤状のカメラ固定具４８が設けられ、カメラモジュール４０側に立設される円形リブ４９内にケース４４の外周部が嵌合固定されている。また、カメラ固定具４８の外縁部に立設される外縁側円形リブ５０には連結ユニット３０の固定側ベース部材３１の第一の筐体１０側の端部が固定されている。そして、固定側ベース部材３１はその取付部３３，３３が第一の筐体１０の固定部１８，１８にビス５１，５１により各々固定されており、したがって、カメラモジュール４０はカメラ固定具４８及び固定側ベース部材３１を介して第一の筐体１０に固定されることとなる。
【００２０】
固定側ベース部材３１の第二の筐体２０寄りの部位に嵌装される可動側ベース部材３２は、固定側ベース部材３１の外周部に形成される段差部５２と固定側ベース部材３１の第二の筐体２０側の端部に固定される抜け止めリング５３とにより軸線Ｃ方向の位置決めがなされており、可動側ベース部材３２の取付部３４，３４が第二の筐体２０の固定部２８，２８にビス５４、５４により固定されている。なお、カメラ固定具４８はケーブル４６及びフレキシブル基板３５の連結ユニット３０内からの飛び出し防止も兼ねており、固定側ベース部材３１の第一の筐体１０側の端部には、ケーブル４６及びフレキシブル基板３５を連結ユニット３０の外側に引き出すための切り欠き部５５が設けられている（図２参照）。
【００２１】
第一の筐体１０の背面側ケース１５のカメラモジュール４０のレンズ面４７と対向する部位には、第１の筐体１０の背面１２に開口する撮影窓５６が形成されている。この撮影窓５６には例えば透明アクリル板からなるレンズトリム５７が両面テープ等で接合され、カメラモジュール４０の撮影窓５６側のレンズ４２を保護すると共に異物の侵入を防止している。
【００２２】
また、第二の筐体２０の前面側ケース２４には、その裏面側であってカメラモジュール４０の第二の筐体２０側の端部と対向する部位に円形リブ５８が立設され、この円形リブ５８がカメラモジュール４０のケース４４にその内周側から嵌合することで、カメラモジュール４０の第二の筐体２０側の端部が前面側ケース２４に軸線Ｃを中心として回転自在に支持されている。
【００２３】
ここで、カメラモジュール４０が第一の筐体１０に固定されているため、両筐体１０，２０が相対回転すると、カメラモジュール４０に対してその撮像画像を表示する表示部２３が第二の筐体２０と共に相対回転することとなるが、このとき、連結ユニット３０に設けられた、カメラモジュール４０と筐体２０との相対角度を検出する相対角度センサ５９からの検出信号に基づき、表示部２３に表示される撮像画像を画像処理し表示部２３内で回転させることで、カメラモジュール４０の向きと表示部２３に表示される撮像画像の向きとが適合するようになっている。
【００２４】
具体的には、図４（ａ）に示すように、携帯電話機１の開状態において、カメラモジュール４０における上方向と表示部２３内の撮像画像の上方向とが適合しており、この状態から、図４（ｂ）に示すように、例えば第二の筐体２０がその前面２１から見て左周りに９０°回転した状態では、表示部２３内の撮像画像が右回りに９０°回転するように画像処理されることで、カメラモジュール４０の向きと表示部２３に表示される撮像画像の向きとが適合する。そして、図４（ｃ）に示すように、第二の筐体２０がさらに左周りに９０°回転して携帯電話機１の閉状態となったときには、表示部２３内の撮像画像がさらに右周りに９０°回転するように画像処理され、カメラモジュール４０の向きと撮像画像の向きとが適合する。
【００２５】
上記第一の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１によれば、相互に重ね合わせられる第一の筐体１０及び第二の筐体２０をこれらの重ね合わせ方向に沿う軸線Ｃ回りに相対回転可能に連結する連結ユニット３０内に、光軸が軸線Ｃと一致するように配置されたカメラモジュール４０を収容し、第一の筐体１０の背面１２に設けられた撮影窓５６からカメラモジュール４０のレンズ面４７を被写体に向け、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことが可能となる。
【００２６】
ここで、カメラモジュール４０は、その光軸が両筐体１０，２０の重合部分の厚さ方向に沿うように配置されることで、各筐体１０，２０の厚さを増加させることなくこれらの厚さの略二倍となる光学系長さを確保することができ、カメラモジュール４０の光学系設計自由度を高めることができると共に、ミラーやプリズム等を用いてカメラモジュール４０への入射光軸を偏角させる必要がなく、光軸精度を高めかつコストダウンを図ることができる。
【００２７】
また、連結ユニット３０内の空洞部分にカメラモジュール４０を収容することで、各筐体１０，２０にカメラモジュール４０の配置スペースを設ける必要がなく、各筐体１０，２０及び回路基板１６，２６の設計自由度を高めることができると共に、カメラモジュール４０が比較的高強度に構成される連結ユニット３０内に収容されることで、衝撃荷重等によるカメラモジュール４０への影響を抑えることができる。ここで、カメラモジュール４０におけるレンズ面４７側の部位が第一の筐体１０に固定されているため、レンズ面４７周辺をシールし易く、カメラモジュール４０内への異物の侵入を容易に防止できる。
【００２８】
さらに、カメラモジュール４０はケース４４の中心軸線が光軸と一致しているため、連結ユニット３０との軸線合わせを容易に行うことができると共に、カメラモジュール４０と連結ユニット３０とを予め一体に構成することで、携帯電話機１の製造時の組み付け作業性を向上させることができる。
【００２９】
そして、携帯電話機１の開状態及び閉状態、並びに両筐体１０，２０の様々な相対位置においても、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながらの撮影が可能であると共に、カメラモジュール４０と筐体２０との相対角度を検出する相対角度センサ５９により、カメラモジュール４０による撮像画像を、カメラモジュール４０の向きと適合させるように画像処理した状態で表示部２３に表示することができる。したがって、携帯電話機１を片手で保持しながらの撮影や、手ぶれを抑えるために携帯電話機１を両手で保持しながらの撮影等、様々な状況に応じて両筐体１０，２０の相対位置を変更し、表示部２３の撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことができる。
【００３０】
次いで、本発明の第二の実施の形態を図５に基づいて説明する。
この実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１０１は、携帯電話機１と同一の基本構成を備え、カメラモジュール４０にかわり光学式ズーム機能付きのカメラモジュール１４０を備えている点で異なるだけで、図３と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、携帯電話機１０１におけるカメラモジュール１４０は固定筒１４４ａとカム筒１４４ｂとを備えてなる周知のズーム機構を有している。固定筒１４４ａは撮像素子部１４１及び各レンズ１４２，１４３を収容するケースとしての機能を有するもので、その中心軸線がカメラモジュール１４０の光軸及び軸線Ｃと一致している。この固定筒１４４ａの外周部には各レンズ１４２，１４３を固定筒１４４ａに対して光軸方向に相対移動させるカム筒１４４ｂが軸線Ｃを中心として回転自在に嵌装されている。
【００３２】
カム筒１４４ｂは、固定筒１４４ａの第二の筐体２０側に設けられたフランジ部１５２及び第一の筐体１０側の端部に固定される固定リング１５３により軸線Ｃ方向の位置決めがなされている。固定筒１４４ａの第一の筐体１０側の端部は固定リング１５３を介してカメラ固定具１４８に固定され、固定リング１５３、カメラ固定具１４８、及び連結ユニット３０の固定側ベース部材３１を介してカメラモジュール１４０が第一の筐体１０に固定されている。なお、レンズトリム１５７はカメラ固定具１４８に直接取り付けられてカメラモジュール１４０の撮影窓を構成している。
【００３３】
第二の筐体２０の前面側ケース２４には、そのカメラモジュール１４０の第二の筐体２０側の端部と対向する部位に軸線Ｃを中心とした円形リブ１５８が立設され、この円形リブ１５８がカメラモジュール１４０の固定筒１４４ａにその外周側から嵌合することで回転自在に支持している。
【００３４】
カム筒１４４ｂの周壁には所望の螺旋状をなすカム溝１５９，１６０が形成されている。また、固定筒１４４ａの周壁には光軸と平行に延びる直線溝１６１，１６２が形成されている。各レンズ１４２，１４３を保持するホルダから各々径方向に延出されるピン１６３，１６４は、対応する直線溝１６１，１６２を貫通しカム溝１５９，１６０に移動可能に接続されている。そして、固定筒１４４ａに対してカム筒１４４ｂを回転させると、各ピン１６３，１６４がカム筒１４４ｂのカム溝１５９，１６０に案内されつつ固定筒１４４ａの直線溝１６１，１６２に沿って移動し、各レンズ１４２，１４３が光軸方向に移動することで、焦点距離が望遠側又は広角側に変化するようになっている。
【００３５】
ここで、カメラモジュール１４０のカム筒１４４ｂにはクランク状の操作レバー１６５が取り付けられており、この操作レバー１６５の先端部は第一の筐体１０の背面１２側に突出している。そして、操作レバー１６５を操作することでカム筒１４４ｂを回転させ、各レンズ１４２，１４３を光軸方向に移動させて焦点距離を変化させることができる。つまり、このカメラモジュール１４０のズーム機構は手動式とされている。
【００３６】
上記第二の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機１０１によれば、第一の筐体１０及び第二の筐体２０を相対回転可能に連結する連結ユニット３０内にカメラモジュール１４０を収容したことで、第一の筐体１０の背面１２に露出するレンズトリム１５７を被写体に向け、第二の筐体２０の前面２１に設けられた表示部２３に表示される撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことが可能となる。カメラモジュール１４０は比較的光学系全長の長い光学式ズーム機能付きとされているが、両筐体１０，２０の重合部分の厚さを有効利用することで、その厚さ方向に沿って光軸を配置することが可能となり、カメラモジュール１４０への入射光軸を偏角させることなく、光軸精度を高めかつコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また、連結ユニット３０内の空洞部分を有効利用することで省スペース化を図り、各筐体１０，２０及び回路基板１６，２６の設計自由度を高めることができると共に、連結ユニット３０によりカメラモジュール１４０を保護することができる。さらに、カメラモジュール１４０の中心軸線が光軸と一致していることで連結ユニット３０との軸線合わせが容易となり、かつこれらを予め一体に構成することで携帯電話機１の製造時の組み付け作業性を向上させることができる。
そして、様々な状況に応じて両筐体１０，２０の相対位置を変更し、表示部２３の撮像画像をモニタしながら自然な撮影を行うことができる。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限られるものではなく、例えば、カメラモジュール４０，１４０を第二の筐体２０側に固定し、第一の筐体１０とは軸線Ｃを中心として回転自在に連結するようにしてもよい。この構成によれば、カメラモジュール４０，１４０が表示部２３と共に回転することとなり、表示部２３に表示される撮像画像の向きをカメラモジュール４０，１４０の向きと適合させるための画像処理を行う必要がなくなるため、撮像画像の処理時間を削減できると共に消費電力を節約できる。このとき、第二の筐体２０内の回路基板２６を軸線Ｃ近傍まで延長し、カメラモジュール４０，１４０の端部と直接接続することで、ケーブル４５を廃止して構造を簡素化できると共に基板面積を増やして回路設計自由度を高めることができる。
【００３９】
また、カメラユニット４０，１４０の光軸は、軸線Ｃと略平行であれば連結ユニット３０内で偏心した状態で配置してもよい。
さらに、第二の実施の形態において、カメラモジュール１４０のズーム機構は手動式に限らず、モータ、ギヤ等を用いた電動式としてもよい。
そして、本発明は携帯電話機に限らず、ＰＤＡ、携帯可能なパーソナルコンピュータ等、カメラモジュールを備えた様々な携帯端末装置に適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のカメラ付き携帯端末装置によれば、カメラモジュールの光軸方向の長さを確保することができ、カメラモジュールの光学系設計自由度を高めることができるため、単焦点カメラモジュールだけでなく、光軸方向長さが長い光学式ズーム機能付きカメラモジュールを搭載することも可能となって、カメラ付き携帯端末装置の商品性を向上させることができる。また、各筐体の省スペース化を図ることができ、筐体及び回路基板の設計自由度を高めてより一層の商品性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカメラ付き携帯端末装置の一例である携帯電話機を示す斜視図である。
【図２】 図１の携帯電話機の分解斜視図である。
【図３】 第一の実施の形態における図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】 表示部に表示される撮像画像の画像処理を説明する携帯電話機の正面図であり、（ａ）は携帯電話機の開状態を、（ｂ）は表示部が開状態から９０°回転した状態を、（ｃ）は携帯電話機の閉状態をそれぞれ示す。
【図５】 第二の実施の形態における図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 携帯電話機（カメラ付き携帯端末装置）
１０ 第一の筐体
１３ 操作キー
１６ 回路基板（第一の回路基板）
２０ 第二の筐体
２３ 表示部
２６ 回路基板（第二の回路基板）
３０ 連結ユニット（連結部）
３１ 固定側ベース部材（第一のベース部材）
３２ 可動側ベース部材（第二のベース部材）
３５ フレキシブル基板
４０ カメラモジュール
４６ 制御用ケーブル
５５ 引き出し口（切り欠き部）
５９ 相対角度センサ（センサ）
Ｃ 軸線
Claims (2)
- 第一の回路基板を有する第一の筐体と、
第二の回路基板を有する第二の筐体と、
前記第一の筐体に固定される第一のベース部材及び当該第一のベース部材に対して所定の回転軸をもって回動可能であるとともに前記第二の筐体に固定される第二のベース部材を有し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを開閉可能に接続する連結ユニットと、
前記第一の回路基板と前記第二の回路基板とを、前記連結ユニット内を経由して電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記連結ユニット内に組み込まれ、前記所定の回転軸の軸線方向と平行な方向の光軸を有するカメラモジュールと、を備え、
前記フレキシブル基板は、前記連結ユニット内にて前記カメラモジュール周囲を撓んだ状態で巻き回して配され、
前記第一のベース部材には、前記フレキシブル基板が通される引き出し口が形成されていることを特徴とするカメラ付き携帯端末装置。 - 前記第一の筐体には操作キーが設けられ、
前記カメラモジュールは、動作制御のための制御用ケーブルを有し、
前記制御用ケーブルは、前記連結ユニット内の前記カメラモジュールから、前記第一のベース部材側引き出し口を経由して前記第一の回路基板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き携帯端末装置。
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