JP4518023B2 - 撮像装置及びこれを備えた携帯端末、並びに撮像装置の組立方法 - Google Patents
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Description
これら携帯端末に内蔵される撮像装置は、撮像光学系の焦点距離が非常に短いことと、Fナンバーが2〜4程度のものであるため、像側の焦点深度は非常に浅くなり、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の位置決めには厳しい精度が要求される。このため、撮像装置の撮像光学系の位置設定方法に関し、種々の提案がなされている。
例えば、撮像装置の組立時のピント調整を不要とすべく、光学部材と一体で形成された脚部を撮像素子に当接させ、弾発部材で光学部材を撮像素子方向に付勢することにより、撮像素子と光学部材の光軸方向の位置決めをおこなうものが開示されている(例えば、特許文献1:日本特許出願公開第2002−325193号公報参照)。
また、撮影レンズと筒状のホルダーに、突起と傾斜溝を相互に形成し、撮影レンズを回動させることにより撮影レンズを光軸方向に移動させ、組み立て時のピント調整をおこない、さらにこの調整機構を利用して近接撮影を可能とするものが開示されている(例えば、特許文献2:日本特許出願公開第2002−082271号公報参照)。
上述の携帯端末に搭載される撮像装置も、普及率の増大に伴い高画質化・多機能化が要望され、高画素数の撮像素子の搭載や近接撮影(マクロ撮影)の可能な撮像装置が要望されている。
高画質化に関しては、高画素数の撮像素子を用いることになり、これに対応して撮像光学系を高解像力とするために光学部材は複数枚化され、光学部材間相互の位置決めと共に、この光学部材で構成される撮像光学系の撮像素子に対する光軸方向の正確な位置決めが必要となる。
また、マクロ撮影に関しても、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の移動量及びその設定位置は上記と同様、非常に厳しい精度が要求されることになる。
これに対し、上記特許文献1に記載の撮像装置は、撮像素子と光学部材との光軸方向の位置決めに調整工程を要せず、簡便で有効な方法であるが撮像光学系を被写体方向に移動させるまでに至っていない。
また、特許文献2に記載の撮像装置のように、突起と傾斜溝を相対的に移動可能に構成する場合、この突起の寸法形状に対し傾斜溝は必然的にクリアランスを持った形状とせざるを得ず、撮像装置が上向きの時は、突起は傾斜溝の下方に当接し、撮像装置が下向きの時は、突起は傾斜溝の上方に当接することになり、ピントはクリアランス分だけずれるという姿勢差の問題が発生する。
本発明は上記の問題に鑑み、簡便な構成で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の光軸方向の正確な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯端末、並びに撮像装置の組立方法を得ることを目的とするものである。
また、本発明の第2の態様によれば、撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、前記撮像光学系を前記撮像素子の方向に付勢する弾発部材とを具備し、そこにおいて、前記台座は前記外枠部材の少なくとも一部を構成しており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。
さらに、本発明の第3の態様によれば、撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座は、前記撮像光学系との当接部側の面に形成された複数の段差からなるカム面と、前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に形成された傾斜面とを介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。
さらに、本発明の第4の態様によれば、撮像素子を有する基板に外枠部材を固定する工程と、該外枠部材に台座を嵌合する工程と、該台座上に撮像光学系を載置する工程と、弾発部材を前記撮像光学系に載置する工程と、前記弾発部材の他端を押圧しつつ蓋部材を前記外枠部材に固定する工程とを含む撮像装置の組立方法が提供される。
上記各態様から明らかなように、本発明によれば、弾発部材で撮像光学系及び台座を撮像素子方向に付勢するように構成することで、簡便な構成を有し、姿勢差を発生させず、撮像素子と撮像光学系との相対的な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化に対応する、マクロ撮影可能な撮像装置と該撮像装置を備えた携帯端末とが提供される。
加えて、一方向から順次載置するように構成することによって、機械による自動組み立てを適用することが容易となり、コストダウン可能な撮像装置の組立方法が提供される。
本発明の前記ならびに他の目的、態様そして利点は、本発明の原理に合致する好適な具体例が実施例として示され、添付の図面に関連して説明される以下の記述から当該技術の熟達者にとって明らかになるであろう。
第2図は、本発明の第一の実施例による撮像装置を示す斜視図であり、
第3図は、第2図に示される撮像装置を仮想面IIIで切断して得られた断面図であり、
第4図は、第一の実施例における台座に形成されたカム面の一例を示す展開立面図であり、
第5図は、撮像装置の組み立て順序を示す分解斜視図であり、
第6図は、第3図に相当し、本発明の第一の実施例による撮像装置の変形例を示す断面図であり、
第7図は、第3図に相当し、本発明の第二の実施例による撮像装置の断面図であり、
第8図は、第三の実施例における台座に形成されたカム面の形状を示す展開立面図であり、
第9図は、第三の実施例における台座の一対の段差とこれに対応する位置にある外枠部材の形状を示す斜視図であり、
第10A図および第10B図は、それぞれ、本発明の撮像装置に適用される2種類の圧縮コイルバネの形状を示す断面図である。
第1A図および第1B図は、本発明の撮像装置を内蔵した携帯端末の一例である携帯電話機Tの表/裏外観をそれぞれ示す正面図である。
第1A図および第1B図に示される携帯電話機Tは、表示画面Dを備えたケースとしての上筐体71と、複数の操作ボタンPを備えた下筐体72とがヒンジ73を介して連結された折り畳み式携帯電話機である。撮像装置Sは、上筐体71内の表示画面Dの下方に内蔵されており、撮像装置Sが上筐体71の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
上筐体71の表示画面Dの下方には、円弧状の開口部74が形成されており、この開口部74から操作部材15が露出するように構成されている。この操作部材15を開口部74内で図において上方へ移動させることによりマクロ撮影時のピント位置が設定される。
なお、この撮像装置の位置は上筐体71内の表示画面Dの上方や側面に配置してもよい。操作部材15の位置に関しても同様である。また、携帯電話機は折り畳み式に限るものではないことは、勿論である。
(第一の実施例)
本発明の第一の実施例による撮像装置が以下に説明される。
第2図は、本発明の第一の実施例による撮像装置100の斜視図である。同図の撮像装置100が、第1A図および第1B図における撮像装置Sに相当する。
第2図に示されるように、撮像装置100は、一側に撮像素子が実装されたプリント基板11、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板17、プリント基板11とコネクト基板17とを接続するフレキシブルプリントFPC、撮像光学系等を内包し、側面に開口部12kが形成された筒状の外枠部材12、この外枠部材12の上面に固着される蓋部材13、外枠部材12に一体的に形成されたボス12b上に回動可能に取り付けられた操作部材15、操作部材15を回動可能に固定する段付きネジ16、で構成されている。なお、なお、外枠部材12の周面側に位置する操作部材15の一端側は円盤状に形成され、その周端部には歯車部15gが形成されている。
第3図は、第2図に示される撮像装置100を仮想面IIIで切断して得られた断面図である。第3図に示されるように、筒状の外枠部材12の内部には、被写体側より第1レンズ1、撮像光学系の開口F値を決める開口絞り4、第2レンズ2、不要光遮断のための固定絞り5、第3レンズ3を有する撮像光学系50と、台座6と、赤外カットフィルタ7と、プリント基板11上に実装された撮像素子8と、弾発部材である圧縮コイルバネ9と、その座金10と、蓋部材13とが設けられており、上部には蓋部材13が固着されている。
第3図において、本発明に係る台座6はリング状を有し、撮像素子8側には撮像素子8の上面に当接する脚部6dが形成されている。また撮像光学系50側には高さの異なる水平面6a、6bと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面6cとが略120°間隔で形成されている。以下、これらの面をカム面と称す。台座6の側面には凹部6eが形成されている。また、台座6の外周面に対応する外枠部材12の内周面の少なくとも1箇所には、台座6の外周面の1箇所に形成された凹部6eに嵌合し、台座6の位置決めと回動を禁止する凸部12eが形成されている。
撮像光学系50は、第3図に示されるように、第1レンズ1、第2レンズ2、第3レンズ3を、光学有効面以外のフランジ部で相互に当接させ、接着剤等で互いに固着することでユニット化されており、他の部材を介さず構成することで、相互のレンズ間隔を誤差無く組み立てることができるようになっている。
この撮像光学系50を構成する第3レンズ3の撮像素子8側には、突起3aが略120°間隔で形成され、台座6に形成されたカム面に対応して配置されており、この突起3aにより台座6のカム面と当接している。また、外枠部材12の開口部12kに対応する第3レンズ3の側部外周面には歯車部3gが形成されている。
さらに、第3レンズ3のフランジ部の蓋部材13側には座金10が配置され、蓋部材13と座金10との間には、圧縮コイルバネ9が弾発的に設けられている。この圧縮コイルバネ9の弾発作用により、撮像光学系50と台座6とは撮像素子8方向に常時付勢されるている。
一方、段付きネジ16により回動可能とされている操作部材15の一端部に形成された歯車部15gは、第3レンズ3の歯車部3gと噛み合うよう配置されている。第1A図に示される携帯端末Tの開口部74から露出した、この操作部材15の他端部(基端部)15rが使用者により操作される部位である。
続いて、以上のように構成された撮像装置100の動作および作用効果について説明する。
使用者により操作部材15の先端部15rが操作されると、操作部材15は段付きネジ16を中心に回動し、歯車部15gに噛み合った第3レンズ3の歯車部3gを介して第3レンズ3は回動せしめられる。このため、略120°間隔で配置された第3レンズ3の突起部3aは、台座6に略120°間隔で配置されたカム面の水平面6aから傾斜面6cを経て撮像素子8から離間した水平面6bへ移動する。これにより撮像光学系50は、光軸方向に所定量(水平面6aと水平面6bとの段差に相当する距離)移動し、近距離撮影に適した焦点距離位置に設定される。
この時、本発明に係る弾発部材である圧縮コイルバネ9が、撮像光学系50およびこれに当接する台座6を撮像素子8側へ終始付勢している。これにより、撮像光学系50は、どのような姿勢であっても撮像素子8との間隔を常に一定に、かつ傾くこと無く、保つことができる。よって、本発明は、姿勢差の問題を解消したマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
また、撮像光学系50が弾発部材9を介して外枠部材12内に安定して保持されていることにより、撮像装置100の移送時や携帯端末への組み込み時に外枠部材12に衝撃や外圧がかかった場合にも、内部の撮像光学系50や台座6に直接的に力が伝わらず、主要部である撮像光学系50と台座6とに変形の無い信頼性の高い撮像装置を提供することができる。
さらに、操作部材15の先端部15rの回動は携帯端末Tの開口部74で規制されるので、万一、先端部15rに大きな作用力がかけられた場合でも、開口部74がその力を受け、撮像光学系50には伝達されない。よって、故障し難い構造とすることができる。
さらに、台座6の脚部6dは撮像素子8の受光面の外側部位で当接し、赤外カットフィルタ7をこの台座に配置することで、撮像素子8の受光面側を囲い込むことができ、外部から侵入するゴミや、作動により発生するゴミが受光面上に付着することを防止することができる。
第4図は、台座6に形成されるカム面の一例を示す図である。同図は、リング状に形成された360°をなすカム面の展開立面図(カム線図)である。ただし、図示のカム線図は高さ方向に誇張して描いてある。
第4図に示されるように、A領域で規定されるカム形状、B領域で規定される示すカム形状、C領域で規定されるカム形状、の3種のカム形状がそれぞれ120°毎に形成されている。カム形状A、B、Cはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、互いに対となる水平面の高さの差(dで示す)は同じ寸法に形成される。また、カム形状A、B、Cの各々の使用領域は略30°であり、各カム形状間には、10°の不使用領域が配されている。第3図に示される撮像装置に使用した場合、撮像光学系50の回動角は30°弱に設定される。
上記3種のカム形状のうち、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合には、カム形状Bに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合には、カム形状Aに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合には、カム形状Cに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。
これらのことは、撮像光学系個々に測定して、それに対応するカム面を選択してもよいし、ロット単位で設定してもよい。
また、このカム面が形成された台座6は、上述の凹部6eが40°刻みで少なくとも3個形成され、外枠部材12の凸部12eと嵌合する凹部を選択することで、第3レンズ3の突起部3aと当接するカム形状を選択することができる。
即ち、外枠部材12に対する台座6の周方向の位相を選択して嵌合することにより、予め組み立てられた撮像光学系50の焦点位置のばらつきに対応して使用するカム形状を選択し、通常距離の撮影時とマクロ撮影時のピントの合う被写体距離のばらつきを解消するものである。
なお、上記実施例では、3種のカム形状を台座6に形成したが説明されたが、カム形状は3種に限られない。また、撮像光学系50の回動角もこれに応じて適宜設定されるものである。
次に、このように構成された撮像装置100の組み立て方について以下に説明する。
第5図は、本発明の撮像装置100の組み立て順序を示す分解斜視図である。同図の符号は説明の簡略化のため、第2図乃至第3図と同機能部材には同符号を付与して、説明する。
(1)先ず、撮像素子8が実装されたプリント基板11と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板17とを所定位置にフレキシブルプリントFPCを介して接続した、プリント基板ユニットが用意される。
(2)続いて、外枠部材12がプリント基板11上に固定される。外枠部材12は位置決めされ、プリント基板11と外枠部材12とが接着剤により固定される。この位置決めは、例えば、工程用の冶具として用意されたカメラにより撮像素子8の位置を画像認識し、この画像認識された撮像素子8に対し外枠部材12を所定位置に置くことで正確に位置決めされる。なお、このような精度が必要ない場合には、図示しないが、プリント基板11に形成された位置決め用の穴に外枠部材12に形成されたボスを嵌め込むことにより位置決めしてもよい。
(3)次に、予め赤外カットフィルタ7が組み付けられた台座6が外枠部材12の内部に嵌め込まれる。この時、外枠部材12の内周に設けられた凸部12e(第3図参照)が、台座6に設けられた3箇所の凹部6eのうち、予め決められた1箇所の凹部に嵌合するように組み込まれる。3箇所の凹部6eのうち、いずれか1つを選択する際、その選択は上述のように予め撮像光学系50を測定した結果に基づいて決定される。
(4)台座6のカム面上に、予めユニットとして組み立てられた撮像光学系50が載置される。この時、第3レンズに形成された3箇所の突起部3aがカム面上の所定の位置となり、歯車部3gが外枠部材12の開口部12kに面するように組み込まれる。
(5)撮像光学系50の第3レンズのフランジ部に座金10が載置される。
(6)弾発部材9の一端が座金上に載置される。弾発部材9は座金10を介して撮像光学系50に載置されることになる。
(7)弾発部材9の他端を押圧しつつ蓋部材13が外枠部材12に固定され、固着される。この固着は接着剤等でおこなわれる。
(8)操作部材15が外枠部材12のボス12bに取り付けられる。この取り付け時に、操作部材15に形成された歯車部15gと第3レンズに形成された歯車部3gとは、所定の歯と歯が噛み合うように、歯合わせがなされる。その後、操作部材15が段付きネジ16を介して外枠部材12に回動可能に取り付けられる。
以上が、本発明の撮像装置の組立方法である。このように一方向から順次、載置するよう構成されているので、機械による自動組み立てを適用することが容易となる。その結果、コストダウンを図ることができ、生産数の増減にも迅速に対応することができるようになる。
なお、上記第一の実施例では、台座6にカム面を形成し、撮像光学系50側に突起部3aを有する構成が説明されたが、これに限るものでなく、台座6に突起部を設け撮像光学系側にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成するような構成にしてもよい。また、台座6を回動不能とし、撮像光学系50を回動させる構成としたが、これに限らず、この逆に撮像光学系50を回動不能とし、台座6を回動させる構成としてもよい。また、高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだカム形状をゆうするカム面が説明されたが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいのは勿論である。
次に第一の実施例の変形例について説明する。
第6図は、第3図に示された第一の実施例の変形例に関する構造を示した断面図である。この変形例は、第3図に示された撮像装置の構成の考え方をそのままに、別の形態とした撮像装置の構成を示している。
第6図に示される撮像装置150は、台座と弾発部材とが撮像光学系の周りに配置されず、片側に配置されている。なお、説明を簡略化するため、第6図において、形状が異なっても、第3図に示される部材と同機能である部材には同符号が付与されている。
撮像装置150は、撮像素子8が実装されたプリント基板11に開口部12kを有する外枠部材12とシャフト14とが取り付けられ、一方の面にカム面6a、6b、6cを有する台座6が外枠部材12の片側内部に設けられたシャフト14を軸にして回動可能に取り付けられている。台座6の他方の面6dは撮像素子8に当接するよう配置される。また台座6は、操作部材15と一体化され、先端部15rが第1図に示される開口部74から露出している。一方、第3レンズ3はガイド筒3sを介してシャフト14に嵌合され、第3レンズ3の下面に形成された突起部3aはカム面に当接される。この第3レンズ3は、図示しない回転止めにより回動不能であるが、光軸方向にのみ移動可能とされている。弾発部材である圧縮コイルバネ9は、ガイド筒3sの周りに配置され、赤外カットフィルタ7が組み付けられた蓋部材13でシャフト14の他方を固定することで、圧縮コイルバネ9により、第3レンズ3を含む撮像光学系50及び台座6は撮像素子8方向に常時付勢されることになる。
この撮像装置150は、使用者によって先端部15rが操作されることにより、台座6がシャフト14を軸として回動し、第3レンズ3の突起3aは台座6のカム面を6aから6cを経て6bと当接するようになり、このカム面の高さの差だけ撮像光学系50が被写体側へ移動させられる。これによりマクロ撮影が可能になる。
この場合、突起部3aは第3レンズ3と一体で形成されることが必須であるが、ガイド筒3sは別部品で構成してもよい。
撮像光学系における焦点位置のばらつきの解消は、この台座6のカム面を各種の高さで用意しておき、撮像光学系に対応して適宜選択して使用される。
この場合も、撮像光学系50は、どのような姿勢であっても撮像素子8との間隔を常に一定に保つことができ、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
(第二の実施例)
本発明の第二の実施例による撮像装置200が第7図を参照して以下に説明される。
第7図は、第3図に相当する本発明の第二の実施例による撮像装置200の断面図である。撮像装置200は第1図における撮像装置Sに相当する。説明の簡略化のため、第7図において、第3図と同機能である部材には同符号を付与してある。
撮像装置200は、被写体側より第1レンズ1、撮像光学系50の開口F値を決める開口絞り4、第2レンズ2、不要光遮断のための固定絞り5、第3レンズ3、で構成された撮像光学系50と、台座6と、赤外カットフィルタ7と、プリント基板11上に実装された撮像素子8と、弾発部材である圧縮コイルバネ9と、座金10と、外枠部材12と、その蓋部材13とで構成されている。
図7図において、本発明に係る台座6には、像面側で撮像素子8に当接する脚部6dが形成されている。また、撮像光学系50側には高さの異なる水平面6a、6bと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面6cが略120°間隔で形成されている。これらの面6a、6b、6cを、以下、カム面と称す。
さらに、本第二の実施例では図示のごとく、操作部材15を回動可能に取り付けるためのボス12bを含む台座6は、外枠部材12の一部分として一体に形成されている。この台座6は、遮光性の材料で形成され、撮像素子8の上部に位置する部分は開口部となり、この開口部に赤外カットフィルタ7が取り付けられている。
この台座6は、撮像素子8に脚部6dが当接し、その他の部位はプリント基板11と僅かの隙間を有するように形成されており、プリント基板11への取り付け時には、プリント基板11に設けられた図示しない穴と、台座6に設けられた図示しないボスとを嵌合させることによって位置決めがなされる。この後、台座6は接着剤等でプリント基板11に固定される。
撮像装置200の組立は第一の実施例とほぼ同様で、台座6の固定の後、撮像装置50の載置、座金10、圧縮コイルバネ9の組み込みがおこなわれ、開口部12kを有する蓋部材13が被せられる。
その他の撮像装置200各部の名称、機能及び動作は、第一の実施例による撮像装置100(第3図参照)と全く同様であるので、説明は省略される。
このように構成することで、第一の実施例と同様に、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。また撮像装置100よりも部品点数を削減することができので、さらなるコストダウンが可能になる。
なお、台座6にカム面が形成され、撮像光学系50の第3レンズ3に突起部が形成された構成を説明したが、これに限るものでなく、台座6に突起部を設け、第3レンズの下面にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成する構成にしてもよい。また、カム面を高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだ形状としたが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいことは勿論である。
(第三の実施例)
本発明の第三の実施による例撮像装置について以下に説明する。
第三の実施例に係る撮像装置の主要部品の構成は第3図に示される第1実施例による撮像装置100と同じであるので、第3図を参照しつつ異なる部分について説明する。
本第三の実施例に係る撮像装置は、第3図に示される台座6のカム面の形状と、台座に面する外枠部材12の形状とが異なるので、これらの部分について第8図および第9図を用いて詳細に説明する。
第8図は、第三の実施例に係る台座6に形成されるリング状カム面の形状を示す展開図(カム線図)である。なお、このカム線図は高さ方向に誇張して描かれている。
第8図に示されるように、カム面には、A領域で規定されるカム形状、B領域で規定されるカム形状、C領域で規定されるカム形状、の3種のカム形状がそれぞれ120°毎に形成されている。
カム形状A、B、Cはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、互いに対となる水平面の高さの差(dで示す)は同じ寸法に形成される。また、各カム形状A、B、Cの各々の使用領域は略30°であり、各カム形状間には10°の不使用領域が配されている。第3図に示される撮像装置に使用した場合、撮像光学系50の回動角は30°弱に設定される。
第9図は、台座6に形成された一対のカム形状とこれに対応する位置の外枠部材の形状を示す斜視図である。
第9図に示されるように、台座6は一対の低い水平面a、高い水平面bの段差に対応する位置に切り欠き部が形成されている。一方、外枠部材12の内周には、この切り欠き部に対応する位置に水平面aから水平面bを繋ぐ山状の傾斜面12sが形成されている。符号3aは第3レンズに形成された突起部である。
このように構成された第三の実施例の動作を説明する。
第3図に示されている操作部材15が回動せしめられると、これに噛み合う第3レンズが回動する。この時、第3レンズと一体で形成された突起部3aは、段差上を図において左方向へ移動され、傾斜面12sに差しかかると、この傾斜に沿って持ち上げられ、傾斜面12sからはずれた位置で、水平面b上(破線で示す)で停止する。これにより段差の差分だけ撮像光学系50は被写体側へ移動し、マクロ撮影のピント位置に設定される。
外枠部材12の内周に形成される傾斜面12sは、台座6に形成される切り欠き部に対応して3箇所に設けられ、これにより台座6の回動を不能としており、第3図に示される凸部12eは不要である。また、台座6の切り欠き部は各カム形状毎に、すなわち、40°刻みで設けられ、外枠部材12に対する台座6の周方向のカム形状A、B、Cの選択に使用される。
上記3種のカム形状は、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合に、カム形状Bに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合に、カム形状Aに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合に、カム形状Cに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。
なお、3種のカム形状が台座6に形成されたものを説明したが、カム形状は3種に限られない。また、撮像光学系50の回動角もカム形状の数に応じて適宜設定されるものである。
第10A図および第10B図は、本発明の上記各実施例で説明された撮像装置に適用される圧縮コイルバネの2つの形状例をそれぞれ示す断面図である。
第10A図に示される圧縮コイルバネ9は、末端9mが折り曲げられており、また第10B図に示される圧縮コイルバネ9は、バネを形成する線材の付勢される部材との接触面が平坦になるよう加工されている。
このように、コイルバネの端部を撮像光学系の付勢力を受ける部分と接触しないように加工することで、接触部の作動を滑らかにし且つ接触部の摩耗から生じるゴミの発生を防ぐことができる。このようにすることで、前述の座金を廃止することが可能になる。
また、この圧縮コイルバネの巻き方向を撮像光学系が撮像素子8から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向とすれば、付勢力が大きくなる回動方向で端部が引っかからなくされることによって、同様に、座金を廃止することが可能である。
なお、上述した第一〜第三の実施例の撮像装置においては、撮像光学系50は3枚のレンズを有するものとしたが、これに限られず、単玉、複数枚のレンズ構成のいずれにも適用可能なのは言うまでもない。また、撮像光学系50を一体に移動させる構成(全群繰り出し構成)としたが、複数枚構成の場合には台座6にレンズを形成して、台座より前方に配置した光学系を移動させるような構成(前群繰り出し構成)にも適用可能である。前群繰り出しの場合には、全群繰り出しより小さい移動量で、マクロ撮影を可能にすることができる。
また、第一〜第三の実施例の撮像装置において、弾発部材として圧縮コイルバネを用いて説明したが、これに限るものでなく、板バネやスポンジ状の部材も適用可能であるし、引っ張りコイルバネを用いて撮像光学系を台座に当接するよう構成してもよいのは言うまでもない。更に、弾発部材で押圧する部位を第3レンズのフランジ部として説明したが、第1レンズ又は第2レンズを押圧するよう構成しても本発明を逸脱するものではないのは勿論である。
さらに、第一の実施例と第三の実施例で説明した赤外カットフィルタ7は、台座を透光性の材料で撮像素子8を覆うよう形成し、赤外カット特性を持つコーティングを施してもよい。このように、光学系の間または後方に赤外カットの機能部材を配置することで、撮像光学系50の前面に配置する場合よりも、撮像装置全体の厚みを薄くすることができる効果を奏する。なお、台座を透光性の材料で撮像素子8の上面を覆うような平板部を一体成形し、赤外カットフィルタを第1レンズの前方に配置する構成も本発明を逸脱するものではない。
Claims (17)
- 撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、被写体方向から光軸に沿って、前記撮像光学系、前記台座、前記撮像素子の順で配置し、
そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された複数の傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記台座及び前記撮像光学系のいずれか一方が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるよう構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、前記撮像光学系を前記撮像素子の方向に付勢する弾発部材とを具備し、被写体方向から光軸に沿って、前記撮像光学系、前記台座、前記撮像素子の順で配置し、
そこにおいて、前記台座は前記外枠部材の少なくとも一部を構成しており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、被写体方向から光軸に沿って、前記撮像光学系、前記台座、前記撮像素子の順で配置し、
そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座は、前記撮像光学系との当接部側の面に形成された複数の段差からなるカム面と、前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に形成された傾斜面とを介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像光学系は複数の光学部材で構成され、該光学部材は相互に当接していることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記台座に、前記撮像光学系を構成する光学部材の一部を形成したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記台座に、平板部を一体成形したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記台座に、赤外カットフィルタを形成したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネの前記撮像光学系との接触部は、端面以外の部位で接触するよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネの巻き方向は、前記撮像光学系が撮像素子から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネが押圧する前記撮像光学系との間に座金を配置したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記台座は円環形状を有することを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の撮像装置。
- 前記弾発部材は、前記外枠部材に固着された蓋部材と前記撮像光学系との間に設けられていることを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の撮像装置。
- 請求項1に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
- 請求項2に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
- 請求項3に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
- 被写体方向から光軸に沿って、撮像光学系、台座、撮像素子の順で配置するように、前記撮像素子を有する基板に外枠部材を固定する工程と、該外枠部材に前記台座を嵌合する工程と、該台座上に前記撮像光学系を載置する工程と、弾発部材を前記撮像光学系に載置する工程と、前記弾発部材の他端を押圧しつつ蓋部材を前記外枠部材に固定する工程と、を有する撮像装置の組み立て方法。
- 前記外枠部材に台座を嵌合する工程において、前記外枠部材に対する前記台座の周方向の位相を選択して嵌合することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置の組立方法。
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