KR20050021949A - 전자 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 렌즈 유닛을 갖는 전자 장치에 있어서, 렌즈 유닛의 카메라 기능에 관한 처리 부하를 경감할 수 있는 전자 장치를 제공하는 것이다.

줌 렌즈 유닛(100)에 의한 화상 신호를 기초로 소정 기능 제어를 행하는 호스트 제어 회로(201)와, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)을 포함하는 광학 렌즈계(110)와, 광학 렌즈계(110)를 구동하는 드라이브 회로(150), 구동 모터(160)와, 광학 렌즈계(110)를 거친 광을 기초로 화상 신호를 생성하는 촬상부(120)와, 변배 기능을 지정하는 제어 신호 CTL(201)을 기초로 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치를 설정하고, 복수의 변배 기능의 각각에 따른 포커스 렌즈군(113)의 스캔 범위를 설정할 수 있고, 촬상부(120)가 생성한 화상 신호를 기초로 변배 기능에 따라 하나 또는 복수의 스캔 범위를 독립 또는 연속으로 포커스 렌즈군(113)을 스캔시키는 구동 제어 회로(140)를 마련한다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 줌 렌즈 유닛 등의 카메라 기능을 탑재한 휴대 전화, PDA(Personal Digital Assistant), 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등의 전자 장치에 관한 것이다.

예를 들면 휴대 전화 등의 전자 기기에 탑재되는 카메라 기능에서는, 고화질화로 진화하는 한편, 디지털 카메라에서 통상 생각되고 있는 광학 줌이나 자동 초점 제어 기능(오토 포커스 기능)도 포함되는 경향이 있다.

종래, 일반적인 디지털 카메라의 오토 포커스로서는, 예를 들면 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제 2001-343581 호 공보)에 개시되어 있는 비디오 오토 포커스 방식이 알려져 있다.

상술한 종래의 디지털 카메라에서는, 오토 포커스의 고속화 및 고정밀도가 요구되고 있으며, 렌즈 구성 매수도 많아, 제어가 복잡하다.

한편, 예를 들면 전자 장치로서의 휴대 전화의 주된 기능은 통화나 데이터 통신 등이며, 동작 관리를 행하는 베이스밴드 LSI(Large-scale integration)에 상술한 카메라 기능에 의한 부하를 경감시키도록, 간이한 제어가 요구된다.

또한, 카메라 기능의 고성능화에 의한 소비 전력의 증대에 의해, 전술한 통화나 데이터 통신 등의 본래 가져야 할 기능에 영향을 미치게 하는 경우가 있다.

또한, 카메라 기능은 카메라 유닛으로서 휴대 전화 등의 전자 장치의 하나의 전기 부품으로서의 취급되게 되어, 하나의 카메라 유닛으로 다양한 휴대 전화 등의 전자 장치에 대응하기 위해서는, 커스텀 설정적인 요소가 요구되고 있다.

그런데, 예를 들면 휴대 전화 등의 전자 장치에 있어서, 렌즈 유닛에 변배 기능(줌 기능) 및 자동 초점 제어 기능을 갖게 한 경우, 변배 기능에 대응하는 스캔 범위 내에서 포커스 렌즈군을 스캔하는 것에 의해 자동 초점 제어를 하기 때문에, 예를 들면 피사체를 빈번히 바꾸어, 사용자가 변배 기능을 빈번히 변경할 때에, 그 때마다 스캔 범위나 변배 기능에 따른 처리 내용을 변경해야 하여, 처리 부담이 걸린다고 하는 문제점이 있다.

본 발명의 제 1 목적은, 렌즈 유닛을 갖는 전자 장치에 있어서, 렌즈 유닛의 카메라 기능에 관한 처리 부하를 경감할 수 있는 전자 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은, 변배 기능을 빈번히 변경하는 일 없이 자동 초점 제어를 행할 수 있는 전자 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점의 전자 장치는, 줌 렌즈 유닛과, 장치의 주기능을 제어하여, 적어도 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 의해 구동된 상기 줌 렌즈 유닛에 의한 화상 신호를 기초로 소정의 상기 기능 제어를 행하는 호스트 제어 회로를 가지며, 상기 줌 렌즈 유닛은, 적어도 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군이 광축 상에서 순서대로 배치된 광학계와, 구동 신호에 따라 상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군의 적어도 한쪽을 상기 광축을 따라 구동하는 구동 수단과, 상기 광학계를 거친 광에 근거하여 화상 신호를 생성하는 촬상 수단과, 상기 호스트 제어 회로에 의한 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 따라 상기 제 1 렌즈군의 렌즈 위치를 설정하고, 상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호에 근거하여 상기 제 2 렌즈군을 상기 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 카메라 제어 회로를 갖고, 상기 카메라 제어 회로는, 복수의 변배 기능의 각각에 따른 상기 제 2 렌즈군의 스캔 범위를 설정할 수 있고, 상기 변배 기능에 따라 하나 또는 복수의 스캔 범위를 독립 또는 연속으로 상기 제 2 렌즈군을 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 제 1 변배 기능에 대응하는 제 1 스캔 범위와, 제 2 변배 기능에 대응하는 제 2 스캔 범위가 인접하여 설정되고, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 제 1 및 제 2 변배 기능과 다른 제 3 변배 기능에 따른 스캔 지시를 받은 경우에는, 상기 제 1 스캔 범위 및 상기 제 2 스캔 범위에 걸쳐 양 범위를 연속으로 상기 제 2 렌즈군을 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 변배 기능으로서, 제 4 변배 기능을 더 포함하고, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 4 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을 상기 제 4 변배 기능에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 스캔 범위와 다른 제 3 스캔 범위로 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 변배 기능으로서, 적어도 제 1 변배 기능, 제 2 변배 기능 및 제 3 변배 기능을 포함하고, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 1 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을 제 1 스캔 범위로 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하고, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 2 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을 상기 제 1 스캔 범위에 인접하는 제 2 스캔 범위로 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하며, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 3 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을, 상기 제 3 변배 기능에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 스캔 범위와 다른 제 3 스캔 범위로 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 2 렌즈군의 렌즈 위치를 설정시키는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 설정된 렌즈 위치에 상기 제 2 렌즈군을 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 지정 설정 시간 및 연속 자동 초점 제어를 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상 신호에 근거하여 상기 제 2 렌즈군을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키고, 상기 설정 시간 경과 후, 재차 상기 제 2 렌즈군을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 연속 자동 초점 제어의 정지 지시를 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 제 2 렌즈군의 구동을 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 구동 수단이 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽을 구동 중에, 상기 호스트 제어 회로로부터 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 구동 수단에 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽의 구동을 속행시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 구동 종료 후, 상기 호스트 제어 회로로부터 받은 제어 신호에 따른 처리를 실행한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 전원 오프 시에는, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군을, 전원이 오프되었을 때의 렌즈 위치에 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호를 출력하고, 자동 초점 제어를 실행시키는 타이밍 신호를 출력하는 화상 처리 회로와, 상기 화상 처리 회로로부터 상기 타이밍 신호를 받은 경우에는, 상기 화상 처리 회로가 출력한 화상 신호에 근거하여 상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽을 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 구동 제어 회로를 포함하며, 상기 구동 수단은, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과, 상기 제 1 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 1 피계지부와 상기 가이드축으로 안내되는 제 1 피가이드부가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 2 피계지부와 상기 가이드축으로 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임체의 제 1 및 제 2 피계지부가 계지되어, 상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체의 회전에 따라서, 상기 렌즈 이동 프레임체를 상기 가이드축을 따라 이동시키는 캠 장치를 포함하며, 상기 캠 장치의 회전체는 상기 구동 제어 회로에 의한 구동 신호에 따라 회전한다.

바람직하게는, 상기 화상 처리 회로는, 상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호를 기초로, 상기 화상 신호의 소정 시간의 적산(積算)값을 나타내는 데이터를 출력하고, 상기 구동 제어 회로는, 상기 화상 처리 회로로부터 상기 타이밍 신호를 받은 경우에는, 상기 화상 처리 회로가 출력한 상기 데이터에 근거하여 상기 제 2 렌즈군을 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력한다.

바람직하게는, 상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 스테이터스(status) 신호의 요구를 나타내는 제어 신호를 받은 경우에는, 상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호에 근거하여 상기 구동 수단의 구동 상태를 나타내는 스테이터스 신호를 생성하고, 상기 생성한 스테이터스 신호를 상기 호스트 제어 회로에 출력하며, 상기 호스트 제어 회로는 상기 스테이터스 신호에 근거하여 상기 줌 렌즈 유닛의 구동 상태를 파악해서, 상기 화상 신호에 근거한 소정의 기능 제어를 실행한다.

바람직하게는, 상기 제 1 렌즈군이 줌 렌즈로서 기능하고, 상기 제 2 렌즈군이 포커스 렌즈로서 기능한다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 관련지어 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 장치로서의 휴대 전화기의 일 실시예를 나타내는 기능 블럭도이다.

본 실시예에 따른 전자 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛(100), 및 휴대 전화부(200)를 갖는다.

줌 렌즈 유닛(100)은, 휴대 전화부(200)로부터의 제어 신호 CTL201을 수신하고, 제어 신호 CTL201에 근거하여, 예를 들면 광학 줌 제어나 자동 초점 제어 등의 본 발명에 관한 처리를 실행하여, 도시하지 않은 피사체를 촬상한 화상 신호 S130을 생성해서 휴대 전화부(200)에 출력한다.

줌 렌즈 유닛(100)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 광학 렌즈계(110), 촬상부(120), 화상 처리 회로(130), 구동 제어 회로(140), 드라이브 회로(DRV)(150), 구동 모터(160), 및 홈 포지션 검출 센서(170)를 갖는다.

광학 렌즈계(110)는 본 발명에 따른 광학계(촬상 광학계)에 상당하고, 촬상부(120)는 본 발명에 따른 촬상 수단에 상당하고, 화상 처리 회로(130)는 본 발명에 따른 화상 처리 회로에 상당하여, 구동 제어 회로(140)는 본 발명에 따른 구동 제어 회로에 상당하고, 화상 처리 회로(130) 및 구동 제어 회로(140)는 본 발명에 따른 카메라 제어 회로에 상당하며,드라이브 회로(150) 및 구동 모터(160)는 본 발명에 따른 구동 수단에 상당한다.

광학 렌즈계(110)는 도시하지 않은 피사체부터의 광을 렌즈를 거쳐서 촬상부(120)에 결상시킨다.

광학 렌즈계(110)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 대물 렌즈군(111), 줌 렌즈군(112), 포커스 렌즈군(113) 및 캠 장치(114)를 갖는다. 줌 렌즈군(112)은 본 발명에 따른 제 1 렌즈군에 상당하고, 포커스 렌즈군(113)은 본 발명에 따른 제 2 렌즈군에 상당한다. 본 실시예에서는 간단한 설명을 위해, 렌즈군 각각을 1장의 렌즈로서 설명한다.

대물 렌즈군(111), 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)은 광축 상에서 물체측 OBJS로부터 순서대로 배치되어 있다.

대물 렌즈군(111)은, 예를 들면 줌 렌즈 유닛 관체부(고정 프레임체)에 고정되어 있다.

줌 렌즈군(112)은, 대물 렌즈군(111)을 기준으로 하여, 광축 상을 따라 상대 이동하는 것에 의해 변배 기능을 실현한다.

줌 렌즈(113)는 광축 상을 따라 이동함으로써, 대물 렌즈군(111) 및 줌 렌즈군(112)을 거친 광을 촬상부(120) 상에 결상시킨다.

캠 장치(114)는, 예를 들면 후술하는 구동 모터(160)에 의한 구동에 의해, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 광축을 따라 이동시킨다.

캠 장치(114)는 가이드축(1141) 및 캠(1142)을 갖는다.

가이드축(1141)은, 예컨대 봉 형상으로 형성되고, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)을 광축에 대략 평행한 방향으로 안내한다.

가이드축(1141)과 줌 렌즈군(112) 사이에는, 줌 렌즈군(112)을 광축을 따라 평행 이동 가능하게 유지하는 유지부(렌즈 이동 프레임체)(1121)가 형성되고, 또한 가이드축(1141)과 포커스 렌즈군(113) 사이에는, 포커스 렌즈군(113)을 광축을 따라 평행 이동 가능하게 유지하는 유지부(렌즈 이동 프레임체)(1131)가 형성되어 있다.

캠(1142)은 가이드축(1141)과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체이다.

캠(1142)의 외측면에는, 줌 렌즈군(112)에 연결된 피계지부(1122)와, 포커스 렌즈군(113)에 연결된 피계지부(1132)가 계지되고, 캠(1142)이 회전하는 것에 의해 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 가이드축(1141)을 따라 이동시키는 계지부(1142)가 형성되어 있다.

촬상부(120)는 광학 렌즈계(110)를 거친 광 R에 근거하여 화상 신호 S120을 생성하고, 화상 신호 S120을 화상 처리 회로(130)에 출력한다.

상세하게는, 예를 들면 촬상부(120)는 전하 결합 소자(CCD : Charge Coupled Device)에 의해 구성되고, 도시하지 않은 피사체의 반사광이, 광학 렌즈계(110)를 거쳐서 촬상부(120) 상에 결상된 광 R을 전기 신호로 변환하여, 화상 신호 S120으로서 화상 처리 회로(130)에 출력한다.

촬상부(120)는 화상 처리 회로(130)부터의 구동 신호 S135를 기초로 화상 신호 S120을 생성한다.

화상 처리 회로(130)는, 예를 들면 버스 BS를 거쳐서 구동 제어 회로(140) 및 호스트 제어 회로(201)와 데이터 통신을 행한다.

본 실시예에서는 버스 BS1로서, 시리얼 데이터 SDA선과 시리얼 클럭 SCL선에 의해 구성되는 I2C(Inter Integrated Circuit) 버스를 이용한다.

호스트 제어 회로(201)가 마스터인 경우에는, 화상 처리 회로(130) 및 구동 제어 회로(140)를 슬레이브로 하여 데이터 통신을 행하고, 구동 제어 회로(140)가 마스터인 경우에는, 호스트 제어 회로(201) 및 화상 처리 회로(130)를 슬레이브로 하여 데이터 통신을 행한다.

또한, 화상 처리 회로(130)는 호스트 제어 회로(201)로부터의 클럭 신호 CLK에 동기하여 데이터 통신을 행하고, 리세트 신호 RST를 수신한 경우에는 파라미터 등의 리세트 동작을 행한다.

화상 처리 회로(130)는 촬상부(120)가 생성한 화상 신호 S120을 기초로 화상 처리를 행하여, 처리 결과를 신호 S130으로서 호스트 제어 회로(201) 및 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

예를 들면, 화상 처리 회로(130)는, 촬상부(120)가 생성한 화상 신호 S120을 기초로, 화상 신호의 소정 시간의 적산값, 예를 들면 미리 설정된 오토 포커스 영역 내의 화상 신호 S120의 휘도 신호 Y나 색 신호 C의 소정 시간의 적산값을 나타내는 데이터를 신호 S130으로서, 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

또한, 화상 처리 회로(130)는 자동 초점 제어를 하게 하는 타이밍 신호 T130을 소정의 타이밍으로 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

화상 처리 회로(130)는, 예를 들어 상세하게는 도 1에 도시하는 바와 같이, 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End ; AFE)(131), 디지털 시그널 프로세서(DSP)(132), 위상 동기 루프 회로((Phase Locked Loop ; PLL)(133), 타이밍 발생기(TG)(134), 및 비디오 드라이버(Vd)(135)를 갖는다.

아날로그 프론트 엔드(131)는 타이밍 발생기(134)로부터의 신호 S1341을 기초로, 촬상부(120)로부터의 아날로그 화상 신호 S120을 디지털 변환하여 디지털 화상 신호 S131을 생성해서 디지털 시그널 프로세서(132)에 출력한다.

디지털 시그널 프로세서(132)는, 예를 들면 위상 동기 루프 회로(133)로부터의 신호 S133을 기초로, 아날로그 프론트 엔드(131)로부터의 신호 S131을 화상 처리하여, 예를 들면 휘도 신호 Y 및 색 신호 C 등으로의 화상 처리를 실행해서, 처리 결과를 버스 BS을 거쳐서 호스트 제어 회로(201)나 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

또한, 디지털 시그널 프로세서(132)는 동기 신호 S132를 타이밍 발생기(134)에 출력한다.

타이밍 발생기(134)는 동기 신호 S132에 따른 동기 신호 S1341을 아날로그 프론트 엔드(131)에 출력하여, 동기 신호 S132에 따른 동기 신호 S1342를 비디오 드라이버(135)에 출력한다.

비디오 드라이버(135)는 동기 신호 S1342에 근거하여 구동 신호 S135를 촬상부(120)에 출력한다.

구동 제어 회로(140)는 호스트 제어 회로(201)로부터 출력된 제어 신호 CTL201, 및 화상 처리 회로(130)로부터 출력된 타이밍 신호 T130 및 화상 신호 S130을 기초로 본 실시예에 따른 처리, 구체적으로는 자동 초점 제어 처리, 광학 줌 구동 처리 등을 행한다.

구동 제어 회로(140)는 호스트 제어 회로(201)에 의한 변배 기능을 지정하는 제어 신호 CTL201에 따라 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치를 설정하고, 촬상부(120)가 생성하고 화상 처리 회로(130)가 화상 처리한 화상 신호 S130에 근거하여 포커스 렌즈군(113)을 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

구동 제어 회로(140)는, 화상 처리 회로(130)로부터 타이밍 신호 T130을 받은 경우에는, 화상 처리 회로(130)가 출력한 화상 신호 S130에 근거하여, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

구동 제어 회로(140)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 타이머 카운터(TC)(141), 발진기(OSC)(142), 메모리(SRAM)(143), 플래쉬 메모리(FLASHMEM)(144)를 주 구성 요소로서 갖는다.

타이머 카운터(141)는, 예를 들면 발진기(142)에 의한 발진 신호를 기초로 계시를 행한다.

메모리(SRAM)(143)는, 예를 들면 구동 제어 회로(140)의 작업 영역으로서 이용된다. 메모리(143)는, 예를 들면 SRAM(Static Random Access Memory) 등의 반도체 메모리에 의해 형성된다.

플래쉬 메모리(FLASHMEM)(144)는, 예컨대 본 발명에 관한 기능을 실현시키는 프로그램 PRG를 기억하고, 구동 제어 회로(140)는 프로그램 PRG를 실행하는 것에 의해 본 발명에 관한 기능을 실현한다. 프로그램 PRG는, 예를 들면 호스트 제어 회로(201)의 제어에 의해 리라이팅이 가능하다. 본 실시예에서는 프로그램 FRG를 실행하는 것에 의해 본 발명에 관한 기능을 실현했지만 이 예에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면 하드 와이어드로 본 발명에 관한 기능을 실현시켜도 된다.

드라이브 회로(150)는, 구동 제어 회로(140)로부터의 구동 신호 DS140을 수신하면, 구동 신호 S140을 기초로 구동 모터(160)를 구동시키는 신호 CTL151, CTL152(통합하여 신호 CTL150이라고도 함)를 출력한다.

구동 모터(160)는 드라이브 회로(150)로부터의 신호 CTL150을 수신하여, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동한다.

상세하게는, 구동 모터(160)는 로터(161), 코일(162, 163)을 갖는다.

로터(161)는, 캠(1142)과 맞물려, 코일(161, 162)로부터의 자기력에 의해 정회전 및 역회전하여, 캠(1142)을 회전시키는 것에 의해, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 광축을 따라 구동한다.

코일(162, 163)은 드라이브 회로(150)로부터의 신호 CTL151, 152를 기초로 자계를 생성하고, 자기력에 의해 로터(161)를 회전 구동시킨다.

홈 포지션 검출 센서(170)는, 줌 렌즈군(112)이나 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 검출하여, 검출 결과를 나타내는 신호 S170을 구동 제어 회로(140)에 출력한다. 구동 제어 회로(140)는 신호 S170을 기초로 줌 렌즈군(112)이나 포커스 렌즈군(113)을 소정의 렌즈 위치로 구동시킨다.

예를 들면 홈 포지션 검출 센서(170)를, 줌 렌즈군(112)이나 포커스 렌즈군(113)이 미리 설정된 렌즈 위치에 위치한 경우에 검출 신호 S170을 출력하도록 설정한 경우, 구동 제어 회로(140)는, 그 렌즈 위치를 기준으로 하여 소정의 거리만큼 렌즈군을 이동시키는 구동 신호 CTL150을 출력함으로써, 줌 렌즈군(112)이나 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 제어한다.

휴대 전화부(200)는 호스트 제어 회로로서의 베이스밴드 LSI(Large-scale integration)(201), 무선부(RF)(202), 출력부(203), 입력부(204), 메모리(205), 배터리(BAT)(206), 변압 회로(207), 및 전원 회로(208)를 갖는다.

호스트 제어 회로(201), 무선부(202), 출력부(203), 입력부(204), 및 메모리(205)는 버스 BS2에 의해 접속되어 있다.

호스트 제어 회로(201)는 전자 장치(1)의 주기능을 제어하여, 적어도 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 의해 구동된 줌 렌즈 유닛에 의한 화상 신호를 기초로 소정의 기능 제어를 행한다.

무선부(RF)(202)는 호스트 제어 회로(201)의 제어에 의해, 안테나 ANT를 거쳐서 다른 통신 장치와 무선 통신을 행한다.

출력부(203)는, 예를 들면 호스트 제어 회로(201)의 제어에 의해 화상 표시 등을 행하는 표시부나, 발광에 의해 착신 등의 통지를 행하는 발광부, 발음을 행하는 발음부 등을 갖는다.

입력부(204)는, 예를 들면 사용자의 조작에 따른 신호, 예컨대 변배 기능(촬상 모드)을 지시하는 신호나, 자동 초점 제어의 개시 및 종료를 지시하는 신호 등을 호스트 제어 회로(201)에 입력한다. 호스트 제어 회로(201)는 그 신호에 따른 처리를 행한다. 예컨대 입력부(204)로서는 키보드나 스위치 등이 마련되어 있다.

메모리(205)는, 예를 들면 호스트 제어 회로(201)의 본 발명에 관한 처리의 작업 영역으로서 이용된다. 또한, 메모리(205)는 프로그램 PRG나 각종 파라미터 등을 기억한다. 호스트 제어 회로(201)는 프로그램 PRG를 실행하는 것에 의해, 전자 장치(1)의 기능 제어를 행한다.

배터리(BAT)(206)는, 예컨대 줌 렌즈 유닛(100) 및 휴대 전화부(200)의 전력을 공급하는 전원이며, 예를 들면 충전 가능한 2차 전지나, 백업용의 1차 전지 등에 의해 구성되어 있다.

변압 회로(DC/DC : 직류 전압 변환 회로)(207)는 배터리(206)로부터의 전력을 기초로 소정 전압 VDD를 줌 렌즈 유닛(100)에 공급한다. 변압 회로(207)는 촬상부(120), 화상 처리 회로(130), 및 구동 제어 회로(140) 등에 소정 전압 VDD를 공급한다. 또한, 변압 회로(207)는 화상 처리 회로(130)로부터의 신호 SV130에 따른 타이밍으로 줌 렌즈 유닛(100)에 전압 VDD를 공급한다.

전원 회로(208)는 배터리(206)로부터의 전력을 기초로 소정 전압 MVDD를 드라이브 회로(150)에 공급한다. 전원 회로(208)가 공급하는 전압 MVDD는 드라이브 회로(150)가 구동 모터(160)를 구동시킬 때에 이용되기 때문에, 예컨대 변압 회로(207)가 공급하는 전압 VDD보다 고전압으로 설정되어 있다.

본 실시예에 있어서는 변배 기능으로서, 망원 모드(텔레 모드), 광각 모드(와이드 모드), 접사 모드(매크로 모드)나, 2개의 모드를 겸비한 매크로 와이드 모드 등을 갖는다. 또한, 미리 변배 기능 각각에 대응하는 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치나, 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치, 및 스캔 범위가 설정되어 있다.

예를 들면, 매크로 모드는 본 발명에 따른 제 1 변배 기능에 대응하고, 와이드 모드는 제 2 변배 기능에 대응하고, 텔레 모드는 제 3 또는 제 4 변배 기능에 대응하며, 매크로 와이드 모드는 본 발명에 따른 제 3 변배 기능에 대응한다.

도 2는 도 1에 도시한 전자 장치의 광학 렌즈계를 설명하기 위한 도면이다.

도 2(a)는 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)의 와이드 모드 시의 렌즈 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(b)는 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치 및 캠(1142)의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(b)에 있어서, 세로축은 캠(1142)의 회전 각도 θ를 나타내고, 가로축은 캠(1142)의 회전 각도 θ에 대응하는 렌즈 위치 x_LENS를 나타낸다.

도 2(c)는 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)의 텔레 모드 시의 렌즈 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(d)는 도 2(b)에 도시한 줌 렌즈군(112)의 이동 범위를 나타내는 도면이다. 도 2(e)는 도 2(b)에 도시한 포커스 렌즈군(113)의 이동 범위를 확대한 도면이다. 도 2(f)는 도 1에 도시한 줌 렌즈 유닛의 자동 초점 제어에 관한 스캔 포인트를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(g)는 도 2(b)에 도시한 캠의 경사를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에서는 구동 제어 회로(140)는, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 구동 신호 DS140에 의해 드라이브 회로(150)를 거쳐서 구동 모터(160)를 구동하여 캠(1142)의 회전 각도 θ를 설정함으로써, 곡선 ZL을 따라 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치를 설정하고, 곡선 FL을 따라 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 설정한다.

예를 들면 텔레 모드에 있어서, 줌 렌즈군(112)이 도 2(c), (d)에 도시하는 바와 같이 렌즈 위치 ZT로 설정되고, 포커스 렌즈군(113)이 도 2(c), (e)에 도시하는 바와 같이 범위 FT 내로 설정된다. 범위 FT는 촬상 거리가 무한원의 렌즈 위치 FT1과, 촬상 거리가 소정 거리, 예를 들면 40㎝의 렌즈 위치 FT2의 사이로 설정되어 있다.

와이드 모드에 있어서, 줌 렌즈군(112)이 도 2(a), (d)에 도시하는 바와 같이 렌즈 위치 ZW로 설정되고, 포커스 렌즈군(113)이 도 2(a), (e)에 도시하는 바와 같 범위 FW 내로 설정된다. 범위 FW는 촬상 거리가 무한원의 렌즈 위치 FW1과, 촬상 거리가 소정 거리, 예를 들면 40㎝의 렌즈 위치 FW2의 사이로 설정되어 있다.

매크로 모드에 있어서, 줌 렌즈군(112)이 도 2(a), (d)에 도시하는 바와 같이 렌즈 위치 ZW로 설정되고, 포커스 렌즈군(113)이 도 2(a), (e)에 도시하는 바와 같이 범위 FM 내로 설정된다. 범위 FM은 촬상 거리가 제 1 소정 거리, 예컨대 40㎝의 렌즈 위치 FM1과, 촬상 거리가 제 1 소정 거리보다 짧은 거리, 예컨대 10㎝의 거리의 사이로 설정된다.

구동 제어 회로(140)는, 상술한 바와 같이, 호스트 제어 회로(201)에 의한 변배 기능을 지정하는 제어 신호 CTL201에 따라 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치를 설정하고, 촬상부(120)가 생성하여 화상 처리 회로(130)에 의해 화상 처리된 화상 신호 S130에 근거해서 포커스 렌즈군(113)을, 상술한 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

상세하게는, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 와이드 모드를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 줌 렌즈군(112)을 렌즈 위치 ZW로 설정하고, 포커스 렌즈군(113)을 범위 FW에서 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 매크로 모드를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 줌 렌즈군(112)을 렌즈 위치 ZW로 설정하고, 범위 FW에 인접하는 범위 FM에서 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 텔레 모드를 나타내는 제어 신호 CTL201을 수신한 경우에는, 줌 렌즈군(112)을 렌즈 위치 ZT로 설정하고, 포커스 렌즈군(113)을 텔레 모드에 대응하여, 범위 FW 및 범위 FM과 다른 범위 FT에서 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 복수의 변배 기능의 각각에 따른 포커스 렌즈군(113)의 스캔 범위를 설정 가능하고, 변배 기능에 따라 하나 또는 복수의 스캔 범위를 독립 또는 연속으로 포커스 렌즈군(113)을 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

본 실시예에서는, 예를 들면 도 2(e)에 도시하는 바와 같이, 와이드 모드에 대응하는 범위 FW와, 매크로 모드에 대응하는 범위 FM이 인접하여 설정되어 있다.

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 와이드 모드 및 매크로 모드와 다른 매크로 와이드 모드에 따른 스캔 지시를 받은 경우에는, 범위 FW 및 범위 FM에 걸쳐 양 범위를 연속으로 포커스 렌즈군을 스캔시키는 구동 신호 CTL140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

또한, 예를 들면 도 2(e)에 도시하는 바와 같이 홈 포지션 HP를 범위 FT와 범위 FW 사이에 설정한다. 홈 포지션 검출 센서(170)는 포커스 렌즈군(113)이 홈 포지션 HP에 위치한 경우에 검출 신호 S170을 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

구동 제어 회로(140)는 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서, 변배 기능에 따른 스캔 포인트에서 자동 초점 제어를 행한다.

상세하게는, 본 실시예에서는, 구동 제어 회로(140)는, 예컨대 도 2(f)에 도시하는 바와 같이, 텔레 모드 시에는 80마이로미터(㎛)의 범위 FT 내에서 소정의 간격으로 8포인트, 와이드 모드 시에는 60마이크로미터(㎛)의 범위 FW 내에서 4포인트, 매크로 모드 시에는 195마이크로미터(㎛)의 범위 FM 내에서 13포인트에서, 화상 신호 S130을 기초로 합초 위치를 검출하여, 자동 초점 제어를 행한다. 또한, 본 실시예에서는, 예를 들면 위치 FT1로부터 위치 FM2까지의 거리는 4.575밀리미터(㎜)이다.

본 실시예에서는 예를 들면 도 2(g)에 도시하는 바와 같이, 범위 FT 내에서는 신호 CTL150이 1단계마다 1.25마이크로미터(㎛), 범위 FW 및 범위 FM에서는 신호 CTL150이 1단계마다 3.125마이크로미터(㎛)만큼 포커스 렌즈군(113)이 이동하도록, 캠(1142)에 계지부(a1142)가 형성되어 있다.

도 3은 도 1에 나타낸 휴대 전화부로부터 줌 렌즈 유닛에 송신되는 커맨드, 코트, 커맨드 내용의 구체예를 나타내는 도면이다.

예를 들면, 코드(50h)(h는 16진수 표시를 나타냄)는 텔레 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드(50h)를 수신하면, 상술한 텔레 모드에 따른 처리를 행한다.

코드(51h 내지 5Fh)는 피사체 초기 위치(렌즈 설정 위치) 부여된 텔레 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(51h 내지 5Fh)를 수신하면, 줌 렌즈군(112)을 텔레 모드에 대응하는 렌즈 위치로 구동시키고, 포커스 렌즈군(113)을 텔레단으로 구동시켜, 수신한 코드를 2진수 표시했을 때의 하부 4 비트에 대응하는 피사체 초기 위치에 포커스 렌즈군(113)을 정지시킨다.

코드(60h)는 와이드 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(60h)를 수신하면, 상술한 와이드 모드에 따른 처리를 행한다.

코드(61h 내지 6Fh)는 피사체 초기 위치 부여된 와이드 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(61h 내지 6Fh)를 수신하면, 줌 렌즈군(112)을 와이드 모드에 대응하는 렌즈 위치로 구동시키고, 포커스 렌즈군(113)을 와이드단으로 구동시켜, 코드를 2진수 표시했을 때의 하위 4 비트의 피사체 초기 위치에서 포커스 렌즈군(113)을 정지시킨다.

코드(70h)는 매크로 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(70h)를 수신하면, 상술한 매크로 모드에 따른 처리를 행한다.

코드(71h 내지 7Fh)는 피사체 초기 위치 부여된 매크로 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(71h 내지 7Fh)를 수신하면, 줌 렌즈군(112)을 매크로 모드에 대응하는 렌즈 위치로 구동시키고, 포커스 렌즈군(113)을 매크로-와이드단으로 구동시켜, 코드를 2진수 표시했을 때의 하위 4 비트의 피사체 초기 위치에서 포커스 렌즈군(113)을 정지시킨다.

코드(80h)는 매크로 와이드 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는 코드(80h)를 수신하면, 상술한 매크로 와이드 모드에 따른 처리를 행한다.

코드(81h 내지 8Fh)는 피사체 초기 위치 부여된 매크로 와이드 모드의 구동 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드(81h 내지 8Fh)를 수신하면, 줌 렌즈군(112)을 매크로 와이드 모드에 대응하는 렌즈 위치로 구동시키고, 포커스 렌즈군(113)을 매크로-와이드단으로 구동시켜, 코드를 2진수 표시했을 때의 하위 4 비트의 피사체 초기 위치에서 포커스 렌즈군(113)을 정지시킨다.

코드 A0h는 싱글 자동 초점 제어(싱글 오토 포커스 제어)의 개시 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드 A0h를 수신하면, 화상 처리 회로(130)로부터의 화상 신호 S130에 근거하여 자동 초점 제어를 1회 실행한다.

코드 B0h는 연속 자동 초점 제어(컨티뉴어스 오토 포커스 제어)의 개시 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드 B0h를 수신하면, 인터벌없이, 반복하여 자동 초점 제어를 행한다.

코드(B1h 내지 BFh)는 인터벌 시간 설정 부여된 연속 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드(B1h 내지 BFh)를 수신하면, 설정값, 예를 들면 100㎳(밀리초)와, 코드를 2진수 표시했을 때의 하위 4 비트의 적(積)을 마련하여, 반복해서 자동 초점 제어를 행한다.

예컨대 구체적으로는, 구동 제어 회로(140)는 코드(B5h)를 수신한 경우에는, 100㎳ ×5 = 500㎳의 인터벌 시간을 마련하여, 연속 자동 초점 제어를 행한다.

코드(C0h)는 연속 자동 초점 제어의 정지 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드(C0h)를 수신하면, 연속 자동 초점 제어를 정지한다.

코드(D0h)는 자동 초점 제어 결과의 판독 지시를 나타낸다. 구동 제어 회로(140)는, 코드(D0h)를 수신하면, 예를 들면 후술하는 바와 같이 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 광학 렌즈계(110)의 구동 상태에 따른 스테이터스를 나타내는 신호 S140을 생성하여 호스트 제어 회로(201)에 출력한다.

예를 들면, 스테이터스 신호 S140은, 2진수 표시한 경우, 상위 4 비트로서, 0101은 합초, 1111은 비합초, 0000은 자동 초점 제어 중, 1100은 인터페이스 I2C의 통신 오류를 나타낸다.

또한, 스테이터스 신호 S140은, 2진수 표시한 경우, 하위 4 비트로서, 0000은 텔레 모드, 0001은 와이드 모드, 0010은 매크로 모드, 0011은 매크로 와이드 모드, 1100은 홈 포지션 검출 오류를 나타낸다.

도 4는 도 1에 나타낸 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면서 싱글 자동 초점 제어를 화상 처리 회로(130), 줌 렌즈 유닛(100), 및 호스트 제어 회로(201)의 동작을 중심으로 설명한다.

전원 투입 후, 단계 ST1에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 화상 처리 회로(130)에, 데이터의 초기화 처리를 실행시키는 제어 신호 CTL200을 출력한다. 화상 처리 회로(130)는, 제어 신호 CTL200을 받은 경우에는, 내부 스테이터스의 초기화 처리를 행한다.

동시에, 호스트 제어 회로(201)는 구동 제어 회로(140)에 렌즈 구동에 관한 초기화 처리를 실행시키는 제어 신호 CTL201을 출력한다. 구동 제어 회로(140)는 제어 신호 CTL201을 받으면, 렌즈 구동에 관한 초기화 처리를 행한다.

이 때, 구동 제어 회로(140)는, 렌즈 구동에 관한 초기화 처리 동안은 호스트 제어 회로(201)로부터의 새로운 처리 내용을 나타내는 제어 신호 CTL201을 무시한다.

단계 ST2에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 구동 제어 회로(140)에, 스테이터스를 요구하는 제어 신호 CTL201을 출력한다. 구동 제어 회로(140)는 제어 신호 CTL201을 받아, 초기화 처리에 관한 스테이터스 신호 S140을 호스트 제어 회로(201)에 출력한다(ST3).

호스트 제어 회로(201)는, 스테이터스 신호 S140을 기초로 초기화 처리의 완료나 오류 등을 확인하여, 오류 시에는 소정의 오류 처리를 행한다.

단계 ST4에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 변배 기능(촬상 모드)을 지정하는 제어 신호 CTL201을 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

단계 ST5에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 줌 렌즈군(112)을 변배 기능에 따른 렌즈 위치로 설정하고, 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 변배 기능에 따른 범위로 설정시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다. 드라이브 회로(150)는, 구동 신호 DS140을 받은 경우에는 신호 CTL151, CTL152를 출력하여, 구동 모터(160)를 구동시킨다. 구동 모터(160)는 캠(1142)을 회전시키는 것에 의해, 줌 렌즈군(112)을 변배 기능에 따른 렌즈 위치로 설정하고, 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 변배 기능에 따른 범위로 설정시킨다.

렌즈 구동 동안에는, 구동 제어 회로(140)는 호스트 제어 회로(201)로부터의 새로운 내용을 나타내는 제어 신호 CTL201을 무시한다.

단계 ST6에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 구동 제어 회로(140)에, 싱글 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 출력한다.

단계 ST7에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 그 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 예를 들면 포커스 렌즈군(113)을 변배 기능에 따른 스캔 개시 렌즈 위치로 설정시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하여, 화상 처리 회로(130)와 데이터 통신을 행한다.

드라이브 회로(150)는 구동 신호 DS140을 기초로 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동하여, 포커스 렌즈군(113)을 변배 기능에 따른 스캔 개시 렌즈 위치로 설정한다.

예컨대, 포커스 렌즈군(113)의 스캔 개시 렌즈 위치로서는, 변배 기능에 대응하는 범위의 지근단(至近端)으로 설정한다. 구체적으로는, 텔레 모드의 경우에는 포커스 렌즈군(113)을 렌즈 위치 FT2로 설정하고, 와이드 모드 시에는 렌즈 위치 FW2로 설정하며, 매크로 모드 시에는 렌즈 위치 FM2로 설정한다.

단계 ST8에 있어서, 화상 처리 회로(130)는 타이밍 신호 T130을 출력한다.

단계 ST9에 있어서, 구동 제어 회로(140)는 타이밍 신호 T130을 받은 경우에는, 다음 스캔 포인트까지 포커스 렌즈군(113)의 구동을 실행시키는 구동 신호 DS140에 출력하여, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160) 및 캠(1142)에 렌즈 구동을 행하게 한다.

단계 ST10에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 다음 스캔 포인트로의 렌즈 구동이 종료한 경우에는, 화상 신호 S130의 요구를 나타내는 신호 CTL140을 화상 처리 회로(130)에 출력한다.

단계 ST11에 있어서, 화상 처리 회로(130)는, 그 신호 CTL140을 받은 경우에는, 그 스캔 포인트에서의 화상 신호 S130을 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

이 때, 화상 처리 회로(130)는, 촬상부(120)가 생성한 화상 신호 S120을 기초로, 오토 포커스 영역 내의 화상 신호의 휘도 신호 Y 또는 색 신호 C의 소정 시간의 적산값을 화상 신호 S130(오토 포커스 데이터)으로서, 구동 제어 회로(140)에 출력하더라도 된다.

단계 ST12에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 구동 제어 회로(140)에, 스테이터스 요구를 나타내는 신호 CTL201을 출력한다.

단계 ST13에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 신호 CTL201을 받은 경우에는, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 및 광학 렌즈계(110)의 구동 상태를 나타내는 스테이터스 신호 S140을 생성하여, 생성한 스테이터스 신호 S140을 호스트 제어 회로(201)에 출력한다. 호스트 제어 회로(201)는, 스테이터스 신호 S140에 근거하여 줌 렌즈 유닛(100)의 구동 상태를 파악해서, 화상 신호에 근거한 소정의 기능 제어를 행한다.

단계 ST14에 있어서, 구동 제어 회로(140), 화상 처리 회로(130), 및 호스트 제어 회로(01)는, 예컨대 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서, 최후의 스캔 포인트 전의 스캔 포인트가 될 때까지, 단계 ST8 내지 ST13의 처리를 반복한다.

단계 ST15에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 포커스 렌즈군(113)이 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서 최후의 스캔 포인트에 위치한 경우에는, 다음의 스캔 타이밍에서는 렌즈 구동을 하게 하여, 화상 신호 S130(오토 포커스 데이터)의 판독만을 실행한다. 이것은 오토 포커스 결과가 1 프레임 시간만큼 지연되어 출력되기 때문이다.

단계 ST16에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 변배 기능에 따른 스캔 범위 내의 모든 스캔 포인트에서, 화상 신호 S130(오토 포커스 데이터)을 기초로 피크를 검출한 경우에는, 피크 위치(합초 위치)에 포커스 렌즈군(113)을 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다. 드라이브 회로(150)는 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동하여, 포커스 렌즈군(113)을 합초 위치에 설정한다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 렌즈 이동 종료 후, 스테이터스를 합초 또는 비합초로 설정한다.

단계 ST17에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는 스테이터스의 요구를 나타내는 신호 CTL201을 구동 제어 회로(140)에 출력한다. 구동 제어 회로(140)는 설정한 스테이터스를 나타내는 스테이터스 신호 S140을 호스트 제어 회로(201)에 출력한다(ST18).

호스트 제어 회로(201)는, 그 스테이터스 신호 S140을 받은 경우에는, 싱글 자동 초점 제어의 완료를 확인한다.

상술한 처리에서 촬상 준비가 완료되어, 호스트 제어 회로(201)에서는 화상 처리 회로(130)로부터의 화상 신호 S130에 근거한 소정의 기능 제어를 행한다.

또한, 단계 ST6으로부터 ST18까지의 처리 동안, 구동 제어 회로(140)는 호스트 제어 회로(201)로부터의 새로운 요구 내용을 나타내는 제어 신호를 무시한다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 전원 오프 시에는, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)을, 전원이 오프되었을 때의 렌즈 위치로 정지시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하고, 그 렌즈 위치에 정지시킨 채로, 카메라 모드를 종료한다.

도 5는 도 1에 도시한 전자 장치의 연속 자동 초점 제어의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예에 따른 전자 장치(1)의 인터벌 시간을 마련한 연속 자동 초점 제어의 동작을 싱글 자동 초점 제어와의 상위점만을 도 5를 참조하면서 설명한다. 동일한 동작에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

단계 ST106과 단계 ST6의 상위점은, 단계 ST106에서는, 호스트 제어 회로(201)는 구동 제어 회로(140)에, 인터벌 시간(설정 시간), 및 연속 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 출력하는 점이다.

구동 제어 회로(140)는, 그 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 예를 들면, 인터벌 설정 시간을 메모리 SRAM(143)에 설정한다.

단계 ST18에 있어서, 호스트 제어 회로(201)는, 스테이터스 신호 S140을 받은 경우에는, SRAM(143)에 설정된, 인터벌 설정 시간만큼 경과 후(ST19), 재차 단계 ST7 내지 ST18의 동작을 반복한다(ST20).

단계 ST21에 있어서, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 연속 자동 초점 제어의 정지 요구를 나타내는 제어 신호 CTL201을 수신한 경우에는, 자동 초점 제어를 정지한다.

도 6은 도 1에 도시한 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2, 6를 참조하면서, 전자 장치(1)의 구동 제어 회로(140)의 각 변배 기능의 동작을 중심으로 설명한다.

호스트 제어 회로(201)로부터 변배 기능을 지정하는 제어 신호 CTL201을 구동 제어 회로(140)에 출력한다.

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 제어 신호 CTL201에 근거한 각 변배 기능에 따른 구동 처리를 행한다.

단계 ST1001에 있어서, 예컨대 구동 제어 회로(140)는, 텔레 모드를 지시하는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 줌 렌즈군(112)을 텔레 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZT에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 텔레 모드에 대응하는 범위 FT 내에서 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

드라이브 회로(150)는, 구동 신호 DS140을 받으면, 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동시켜, 줌 렌즈군(112)을 텔레 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZT에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 텔레 모드에 대응하는 범위 FT 내에서 구동시킨다(ST1002).

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 자동 초점 제어를 스캔 범위 FT 내에서 스캔 구동시키는 신호 DS140을 출력하여, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 캠(1142)을 구동시킨다. 단계 ST1001의 처리로 되돌아간다.

단계 ST1003에 있어서, 예를 들면 구동 제어 회로(140)는, 와이드 모드를 지시하는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 줌 렌즈군(112)을 와이드 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 와이드 모드에 대응하는 범위 FW 내에서 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

드라이브 회로(150)는, 구동 신호 DS140을 받으면, 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동시켜, 줌 렌즈군(112)을 와이드 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 와이드 모드에 대응하는 범위 FW 내에서 구동시킨다(ST1004).

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 자동 초점 제어를 스캔 범위 FW 내에서 스캔 구동시키는 구동 신호 DS140을 출력하여, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 캠(1142)을 구동시킨다. 단계 ST1001의 처리로 되돌아간다.

단계 ST1005에 있어서, 예를 들면 구동 제어 회로(140)는, 매크로 모드를 지시하는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 줌 렌즈군(112)을 매크로 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 매크로 모드에 대응하는 범위 FM 내에서 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

드라이브 회로(150)는, 구동 신호 DS140을 받으면, 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동시켜, 줌 렌즈군(112)을 매크로 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 와이드 모드에 대응하는 범위 FM 내에서 구동시킨다(ST1006).

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 자동 초점 제어를 스캔 범위 FW 내에서 스캔 구동시키는 신호 DS140을 출력하여, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 캠(1142)을 구동시킨다. 단계 ST1O01의 처리로 되돌아간다.

단계 ST1005에 있어서, 예를 들면 구동 제어 회로(140)는, 매크로 와이드 모드를 지시하는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 줌 렌즈군(112)을 매크로 와이드 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 매크로 와이드 모드에 대응하는 범위 FM 및 범위 FW의 양 범위 내에서 연속하여 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

드라이브 회로(150)는, 구동 신호 DS140을 받으면, 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동시켜, 줌 렌즈군(112)을 매크로 모드에 대응하는 렌즈 위치 ZW에 설정시키고, 포커스 렌즈군(113)을 매크로 와이드 모드에 대응하는 범위 FM 및 범위 FW의 양 범위 내에서 연속하여 구동시킨다(ST1006).

구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 자동 초점 제어를 스캔 범위 FW 및 범위 FW의 양 범위 내에서 스캔 구동시키는 구동 신호 DS140을 출력하여, 드라이브 회로(150), 구동 모터(160), 캠(1142)을 구동시킨다. 단계 ST1001의 처리로 되돌아간다.

도 7은 도 1에 도시한 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2, 7을 참조하면서, 전자 장치의 렌즈 위치를 설정시키는 모드 시의 동작을 중심으로 설명한다.

단계 ST2001에 있어서, 호스트 제어 회로(201)로부터, 자동 초점 제어의 개시 지시를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 제어 신호 CTL201에 근거하여, 상술한 자동 초점 제어를 행하고(ST2002), 단계 ST2001로 되돌아간다.

한편, 호스트 제어 회로(201)로부터 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 설정시키는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는(ST2003), 그 제어 신호 CTL201에 근거하여, 설정된 렌즈 위치에 포커스 렌즈군(113)을 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력한다.

드라이브 회로(150)는 구동 신호 S150을 기초로 구동 모터(160) 및 캠(1142)을 구동하여, 설정된 렌즈 위치에 포커스 렌즈군(113)을 구동시킨다(ST2004). 단계 ST2001로 되돌아간다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 휴대 전화부(200) 내에 장치의 주기능을 제어하여, 적어도 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 의해 구동된 줌 렌즈 유닛(100)에 의한 화상 신호 S130을 기초로 소정의 기능 제어를 행하는 호스트 제어 회로(201)를 마련하여, 줌 렌즈 유닛(100) 내에, 대물 렌즈군(111), 줌 렌즈군(112), 및 포커스 렌즈군(113)이 광축 상에서 순서대로 배치된 광학 렌즈계(110)와, 구동 신호 S150에 따라 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 광축을 따라 구동하는 드라이브 회로(150) 및 구동 모터(160)와, 광학 렌즈계(110)를 거친 광에 근거하여 화상 신호를 생성하는 촬상부(120)와, 호스트 제어 회로(201)에 의한 변배 기능을 지정하는 제어 신호 CTL201에 따라 줌 렌즈군(112)의 렌즈 위치를 설정하고, 복수의 변배 기능의 각각에 따른 포커스 렌즈군(113)의 스캔 범위를 설정할 수 있으며, 촬상부(120)가 생성한 화상 신호에 근거하여, 변배 기능에 따라 하나 또는 복수의 스캔 범위를 독립 또는 연속으로 포커스 렌즈군(113)을 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150) 및 구동 모터(160)에 출력하는 구동 제어 회로(140)를 마련했기 때문에, 2개의 변배 기능 또는 와이드 모드와 매크로 모드 각각에 대응하는 스캔 범위를 연속하여 스캔 구동할 수 있다.

이 때문에, 사용자는 변배 기능을 빈번히 변경한다고 하는 번잡한 조작을 행하는 일없이 촬영할 수 있다. 또한, 변배 기능의 변경이 적어지기 때문에 자동 초점 제어 등의 처리 부담이나 경감된다.

또한, 매크로 모드에 대응하는 범위 FM과, 와이드 모드에 대응하는 범위 FW를 인접하여 설정하고, 구동 제어 회로(140)가, 매크로 모드 및 와이드 모드와 다른 매크로 와이드 모드에 따른 스캔 지시를 받은 경우에는, 범위 FM 및 범위 FW에 걸쳐 양 범위를 연속으로 포커스 렌즈군(113)을 스캔시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하고, 구동 모터(160)에, 포커스 렌즈군(113)을 상기 양 범위에 연속으로 스캔 구동시키기 때문에, 예를 들면 변배 기능 변경에 의한 타임 러그를 발생하는 일 없이 양 범위를 연속으로 스캔 구동할 수 있다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 포커스 렌즈군(113)의 렌즈 위치를 설정시키는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 설정된 렌즈 위치에 포커스 렌즈군(113)을 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하고, 드라이브 회로(150)는 구동 모터(160)에, 설정된 렌즈 위치로 포커스 렌즈군(113)을 구동시키기 때문에, 예를 들면 피사체까지의 촬상 거리를 바꾸지 않고서 연속하여 촬영하는 경우에는, 자동 초점 제어를 행하지 않으므로 다음 촬영 타이밍까지의 시간을 단축할 수 있다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 설정 시간(인터벌 시간) 및 연속 자동 초점 제어를 나타내는 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 촬상부(120)가 촬상하고 화상 처리 회로(130)가 화상 처리한 화상 신호 S130에 근거하여 포커스 렌즈군(113)을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키고, 설정 시간 경과 후, 재차 포커스 렌즈군(113)을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하고, 드라이브 회로(150)에서는 구동 신호 DS140에 근거하여 구동 모터(160)를 구동하기 때문에, 항상 자동 초점 제어를 행하는 경우이더라도, 인터벌 시간을 마련한 것에 의해 소비 전력을 억제할 수 있다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 구동 모터(160)가 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동 중에, 호스트 제어 회로(201)로부터 제어 신호 CTL201을 받은 경우에는, 그 제어 신호 CTL201을 무시, 예를 들면 드라이브 회로(150)를 거쳐서 구동 모터(160)에 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽의 구동을 속행시키는 구동 신호 DS140을 출력하고, 구동 종료 후, 호스트 제어 회로(201)로부터 받은 제어 신호 CTL201에 따른 처리를 행하기 때문에, 렌즈 구동을 중단하는 일없이 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 전원 오프 시에는, 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)을, 전원이 오프되었을 때의 렌즈 위치로 정지시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하기 때문에, 예를 들면 미리 설정된 초기 렌즈 위치에 구동시켜 정지하는 경우에 비해서, 종료 시의 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 그 렌즈 위치를 메모리 등에 기억하고, 다음회 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113)을 구동할 때에, 그 렌즈 위치를 기준으로 하여 초기화 처리를 행함으로써, 초기화 처리의 시간을 단축할 수 있다.

또한, 촬상부(120)가 생성한 화상 신호 S120에 근거하여 화상 처리를 행하여 처리 결과의 화상 신호 S130을 출력하고, 자동 초점 제어를 실행시키는 타이밍 신호 T130을 출력하는 화상 처리 회로(130)와, 화상 처리 회로(130)로부터 타이밍 신호 T130을 받은 경우에는, 화상 처리 회로(130)가 출력한 화상 신호 S130에 근거하여 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동시키는 구동 신호 DS140을 드라이브 회로(150)에 출력하는 구동 제어 회로(140)를 마련했기 때문에, 화상 처리와, 광학 렌즈계(110)에 관한 구동 처리를 분리함으로써, 각각의 회로의 처리 부담을 경감할 수 있다.

또한, 구동 제어 회로(140)는, 호스트 제어 회로(201)로부터 스테이터스 신호의 요구를 나타내는 제어 신호 CTL140을 받은 경우에는, 촬상부(120)가 생성하고 화상 처리 회로(130)가 화상 처리한 화상 신호 S130에 근거하여, 구동 모터(150)나 광학 렌즈계(110)의 구동 상태를 나타내는 스테이터스 신호를 생성하고, 생성한 스테이터스 신호 S140을 호스트 제어 회로(201)에 출력하고, 호스트 제어 회로(201)는 스테이터스 신호 S140에 근거하여 줌 렌즈 유닛(100)의 구동 상태를 파악해서, 화상 신호 S130에 근거한 소정의 기능 제어를 행하기 때문에, 호스트 제어 회로(201)는 소망하는 타이밍으로 줌 렌즈 유닛(100) 내부의 구동 상태를 파악할 수 있다.

또한, 줌 렌즈 유닛(100) 내부에, 호스트 제어 회로(201)로부터의 간단한 커맨드에 의한 제어 신호 CTL201에 의해, 광학 줌 구동, 및 화상 신호에 근거하여 자동 초점 제어를 행하게 하는 구동 제어 회로(140)를 마련했기 때문에, 호스트 제어 회로(201)의 처리 부담을 경감시킬 수 있다.

또, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것이 아니라, 임의의 바람직한 여러 가지의 변경이 가능하다.

예컨대, 광학 렌즈계(110)는 상술한 형태에 한정되는 것이 아니다.

또한, 변배 기능 각각에 대응하는 스캔 범위나 스캔 구동은 상술한 형태에 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 실시예에서는 캠(1142)에 의해 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동했지만, 이 예에 한정되는 것은 아니다. 줌 렌즈군(112) 및 포커스 렌즈군(113) 중 적어도 한쪽을 구동할 수 있는 기구를 갖고 있으면 된다.

다음에, 상술한 전자 장치(1)의 줌 렌즈 유닛의 제어계를 제외한 기구부의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.

여기서는, 부(負), 정(正), 부(負)의 렌즈 타입이면서, 사출각을 억제하는 것이 가능하고, 더구나 매우 조밀한 광학계를 실현하는 것이 가능하다라는 특징을 갖는 변배 촬상 렌즈를 탑재하고, 소형화를 실현할 수 있으며, 더구나, 렌즈를 순조롭게 이동할 수 있어, 안정인 위치 조정을 실현할 수 있는 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛이 구체적인 구성예에 대하여 일부 중복하는 부분도 있지만, 도 8∼도 25에 관련지어 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면측에서 본 외관 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 배면측에서 본 일부 생략 외관 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 평면도이다.

본 줌 렌즈 유닛(300)은, 도면에 도시하는 바와 같이, 렌즈, 가이드축, 캠 장치 등의 주요 구성부를 수용하는 고정 프레임체(311)와, 제 3 렌즈군(3121), 제 1 렌즈군(3122), 및 제 2 렌즈(3123)의 3 그룹 구성을 갖고, 고정 프레임체(311)에 제 3 렌즈군(3121)이 고정되고, 고정 프레임체(311) 내에 제 1 및 제 2 렌즈군(3122, 3123)이 광축 상을 이동할 수 있게 배치되는 촬상 광학계(312)와, 촬상 광학계(312)의 제 1 렌즈군(3122) 및 제 2 렌즈군(3123)을 광축에 평행한 방향으로 안내하는 제 1 가이드축(3131) 및 제 2 가이드축(3132)을 갖는 가이드부(313)와, 촬상 광학계(312)에 대하여 고정 프레임체(311) 내에서 병렬로 배치된 캠 장치(314)와, CCD나 CMOS 센서로 이루어지는 촬상 소자(3151)가 촬상 광학계(312)의 일부로서의 광축을 포함하도록 배치된 기대(315)를 갖는다.

줌 렌즈 유닛(300)에 있어서, 촬상 광학계(312)가 도 1의 광학 렌즈계(110)에 상당하고, 제 3 렌즈군(3121)이 도 1의 대물 렌즈군(111)에 상당하고, 제 1 렌즈군(3122)이 도 1의 줌 렌즈군(112)에 상당하며, 제 2 렌즈군(3123)이 도 1의 포커스 렌즈군(113)에 상당히 상당한다. 또한, 가이드부(313), 캠 장치(314), 도시하지 않은 모터 등에 의해 변배 촬상 장치의 구동 장치가 구성된다.

또, 도 8 및 도 9에 있어서, 촬상 광학계(312)의 광축은 도 8 중에 설정한 직교 좌표계의 Z축 방향으로 되도록 구성되어 있고, 이후에 상술하는 바와 같이, 제 1 렌즈군(3122) 및 제 2 렌즈군(3123)이 캠 장치(314)의 회전에 따라 광축 방향으로 이동(진퇴)된다.

고정 프레임체(311)는, 예를 들면 도 8 및 도 9 중에 있어서, 전면측, 배면측, 및 하면측이 개구되어 있고, 좌우 양측부의 하면측이 기대(315)에 대하여 부착된다. 그리고, 가이드부(313)의 제 1 가이드축(3131) 및 제 2 가이드축(3132)의 일단부가 약 180°을 갖고 대향하는 위치에 축을 중심으로 지지되어 있다.

고정 프레임체(211)의 상면부(311a)의 도 8, 10 중 좌측은 촬상 광학계(12)의 제 3 렌즈군(3121)을 고정하기 위해서 광축 방향으로 연통하는 단면이 원형을 이루는 개구부(3111a)가 형성된 제 1 렌즈군 고정 프레임(3111)으로서 기능한다.

또한, 제 1 렌즈군 고정 프레임(3111)에 병렬로, 캠 장치(314)의 회전체의 회전축의 베어링부나, 회전체에 도시하지 않은 모터의 회전 구동력을 소정의 감속비를 갖고 전달하는 기어의 바퀴 열 등이 배치되는 캠 구동 수납부(3112)가 일체적으로 형성되어 있다.

도 12는 도 11의 A-A선 화살표에서 본 방향에서의 단면도이고, 도 13은 도 11의 B-B선 화살표에서 본 방향에서의 단면도이다.

이하에, 상기 도 8∼도 11에 부가하여, 도 12 및 도 13에 관련지어, 본 실시예에 따른 촬상 광학계(312)의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 촬상 광학계(312)는, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 물체측 OBJS로부터 순서대로 배치된, 부(負)의 굴절력을 갖는 1장 구성으로 이루어지는 제 3 렌즈군(3121), 정(正) 및 부의 굴절력을 갖는 3장 구성으로 이루어지는 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈군(3122), 부의 굴절력을 갖는 1장 구성의 제 2 렌즈군(3123), 기대측에 마련된 촬상부(3124), 및 제 1 렌즈군(3122)의 물체측(제 3 렌즈군(3121)측)에 배치된 조리개부(2125)에 의해 구성되어 있다.

이 촬상 광학계(312)에서 변배를 행할 때는, 제 3 렌즈군(3121), 제 1 렌즈군(3122), 및 제 2 렌즈군(3123) 중, 제 1 렌즈군(3122)과 제 2 렌즈군(3123)이 광축 상을 캠 장치(314)의 회전에 따라 이동한다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 촬상 광학계(312)가, 물체측 OBJS로부터 순서대로 배치한 제 3 렌즈군(3121)이 1장 구성, 제 1 렌즈군(3122)이 3장 구성, 제 2 렌즈군(3123)이 1장 구성의 총 5장의 렌즈로 구성되어 있다.

제 3 렌즈군(3121)은, 예컨대 제 1 면에 물체측을 볼록면으로 한 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(31211)에 의해 구성된다.

이와 같이, 제 3 렌즈군(3121)을 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(31211)에 의해 구성하는 것에 의해, 왜곡을 억제할 수 있다.

제 1 렌즈군(3122)은 유일한 정의 굴절력을 가지는 그룹으로 되기 때문에, 제(諸)수차 보정을 하기 위해서 3장 구성을 채용하고 있다. 또한, 이 제 1 렌즈군(3122)으로서 유리 렌즈를 사용하면, 작아지지만 통상의 렌즈보다 비싸진다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 비용 저감을 달성하기 위해서, 제 1 렌즈군(3122)을 구성하는 3장의 렌즈를 플라스틱제 렌즈에 의해 구성하고 있다.

제 1 렌즈군(3122)을 구성하는 3장의 플라스틱제 렌즈는, 예를 들면, 제 3 렌즈군(3121)측(물체측)으로부터 정의 메니스커스 렌즈(31221), 부의 메니스커스 렌즈(31222), 및 정의 양 볼록 렌즈(31223)에 의해 구성된다.

정의 메니스커스 렌즈(31221)는 구면 수차 보정을 양호하게 행하고 있으며, 3장의 중앙에 위치하는 렌즈를 부의 메니스커스 렌즈(31222)로 함으로써, 정 렌즈에서 발생하는 상면 만곡의 보정 과잉을 억제하면서, 코마 수차 발생을 억제하는 것에 의해, 성능 밸런스를 취하고 있고, 이들에 의해 변배에 따르는 수차 변동을 억제하여, 고성능인 변배를 가능하게 하고 있다.

제 2 렌즈군(3123)은 1장 구성하기 때문에, 여기서 제수차의 보정이 필요하게 되어, 구면 수차, 코마 수차, 비점 수차, 왜곡 보정을 행하고, 또한, 광각단(廣角端)에서의 사출각의 보정을 위해서도 필요하다.

제 2 렌즈군(3123)은, 예를 들면 상면측을 오목으로 한 부의 렌즈(31231)에 의해 구성된다.

본 실시예에 있어서, 핀트 조정(포커스 조정)은 제 2 렌즈군(3123)으로 행하고 있으며, 무한으로부터 지근(至近)에 걸쳐 촬상면측으로 이동한다.

제 2 렌즈군(3123)이 정 렌즈인 경우는 물체측으로 이동하기 때문에, 특히 망원(望遠端)에서의 제 1 렌즈군(3122)과 제 2 렌즈군(3123) 사이의 거리를 확보할 필요가 있다.

본 실시예에 있어서는, 상면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 1 렌즈군(3122)과 제 2 렌즈군(3123) 거리를 좁힐 수 있다.

이것은, 변배 광학계의 소형화를 가능하게 하는 요인의 하나이며, 또한 동일한 크기이면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해져, 고성능화 및 편심(偏心) 감도의 저하를 가능하게 하고 있다.

기대(215)측에 마련되는 촬상부(3124)는 제 2 렌즈군(3123)측으로부터, 유리제의 평행 평면판(커버 유리)(3152)과, 예를 들면 CCD 혹은 CMOS 센서 등으로 이루어지는 촬상 소자(3151)가 순서대로 배치되어 있다.

촬상 광학계(312)를 거친 피사체(물체)로부터의 광이 촬상 소자(3151)의 촬상면(3151a) 상에 결상된다.

이상의 제 3 렌즈군(3121), 제 1 렌즈군(3122) 및 제 2 렌즈군(3123)을 갖는 촬상 광학계는 광학계 전체가 부, 정, 부의 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 텔레포토 작용을 갖게 하기 위해 전장(全長) 단축이 가능이다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 촬상 광학계(312)는 휴대 전화기 등에 탑재 가능하도록 소형화를 실현하고 있다.

그리고, 상술한 바와 같이 촬상 광학계(312)의 제 3 렌즈군(3121)은 제 1 렌즈 고정 프레임(3111)에 고정되고, 또한 제 1 렌즈군(3122)은 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)에 수용 고정되며, 제 2 렌즈군(3123)은 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)에 수용 고정되어 있다.

제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)가, 제 1 가이드축(3131)과 제 2 가이드축(3132)을 광축 방향으로 안내되도록 구성되어 있다.

다음에, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 구성, 및 제 1 가이드축(3131)과 제 2 가이드축(3132), 캠 장치(314)의 배치 및 계합 관계에 대하여 설명한다.

도 14는 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317), 및 제 1 가이드축(3131)과 제 2 가이드축(3132), 캠 장치(314)와의 배치 및 계합 관계를 정면측에서 나타내는 사시도이고, 도 15는 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317), 및 제 1 가이드축(3131)과 제 2 가이드축(3132), 캠 장치(314)와의 배치 및 계합 관계를 배면측에서 나타내는 사시도이며, 도 16은 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317), 및 제 1 가이드축(3131)과 제 2 가이드축(3132), 캠 장치(314)와의 배치 및 계합 관계를 상면측에서 나타내는 사시도이다.

또, 본 실시예에 있어서는, 제 1 가이드축(3131)은 캠 장치(314)의 근방에서 약간 정면측으로 위치하도록 고정 프레임체(311)에 축을 중심으로 지지되고, 제 2 가이드축(3132)은 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(316, 317)를 사이에 두고, 약 180°를 갖고 대향하며, 약간 배면측에 위치하도록 고정 프레임체(311)에 축을 중심으로 지지되어 있다.

제 1 렌즈 이동 프레임체(316)는 3장의 렌즈로 이루어지는 제 1 렌즈군(3122)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 일체적으로 형성된, 제 3 렌즈군(3121)측의 제 1 프레임체(3161)와 제 3 렌즈군(3123)측의 제 2 프레임체(3162)의 2단 구성으로 되어 있다.

제 1 렌즈 이동 프레임체(316)는 제 1 프레임체(3161)의 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 캠 장치(314)의 제 1 캠부(31421)에 계지하는 판 형상을 이루는 제 1 피계지부(3163)가 형성되어 있다.

제 1 렌즈 이동 프레임체(316)는 제 1 피계지부(3163)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(3131)이 끼워들어가 축받이되고, 캠 장치(314)의 회전에 따라 제 1 가이드축(3131)에 의해 안내되는 제 1 피가이드부(3164)가 형성되어 있다.

또, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)는 제 2 프레임체(3162)의 소정의 위치, 구체적으로는 제 1 피계지부(3163)의 형성 위치와 약 180°를 갖고 대향하는 위치에, 제 2 가이드축(3132)에 축의 측부로부터 삽입하여, 끼어넣은 형태로 계합하고, 캠 장치(314)의 회전에 따라 제 2 가이드축(3132)에 의해 안내되는 제 3 피가이드부(3165)가 형성되어 있다.

제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 1장의 렌즈로 이루어지는 제 1 렌즈군(3123)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 1단 구성으로 형성되어 있다.

제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 캠 장치(314)의 제 2 캠부(31422)에 계지하는 판 형상을 이루는 제 2 피계지부(3171)가 형성되어 있다.

제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 제 2 피계지부(3171)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(3131)이 끼워 통해져 축받이되고, 캠 장치(314)의 회전에 따라 제 1 가이드축(3131)에 의해 안내되는 제 2 피가이드부(3172)가 형성되어 있다.

또한, 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 제 1 피계지부(3171)의 형성 위치와 약 180°를 갖고 대향하는 위치에, 제 2 가이드축(3132)에 축의 측부로부터 삽입되어, 끼어넣은 형태로 계합하고, 캠 장치(314)의 회전에 따라 제 2 가이드축(3132)에 의해 안내되는 제 4 피가이드부(3173)가 형성되어 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 정면측의 제 1 피계지부(3163)와 제 2 피계지부(3171)의 형성 위치와 대략 대향하는 위치에서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 안정하게 한쪽으로 치우치도록, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(318)이 걸려 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 가이드축(3131)을 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)의 제 1 피가이드부(3164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 제 2 피가이드부(3172)의 각각은, 제 1 가이드축(3131)에 의한 지지점을 복수로 하여 안정하게 안내되고, 또한, 경사진 편심 등의 발생을 극력히 억제하도록, 복수의 베어링부가 소정 간격을 두고 형성되어 있다.

구체적으로는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)의 제 1 피가이드부(3164)는 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 1 베어링부(31641) 및 제 2 베어링부(31642)를 갖는다.

마찬가지로, 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 제 2 피가이드부(3172)는 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 3 베어링부(31721) 및 제 3 베어링부(31722)를 갖는다.

그리고, 제 1 베어링부(31641), 제 2 베어링부(31642), 제 3 베어링부(31721), 및 제 4 베어링부(31722)는, 제 1 가이드축(3131)에 대하여, 각각 소정 간격을 두고, 또한, 제 1 베어링부(31641), 제 3 베어링부(31721), 제 2 베어링부(31642), 및 제 4 베어링부(31722)의 순서대로 삽입되어 있다.

이와 같이, 제 1 베어링부(31641), 제 2 베어링부(31642), 제 3 베어링부(31721), 및 제 4 베어링부(31722)를 제 1 가이드축(3131)에 대하여 교대로 삽입함으로써, 소형화를 도모한 경우이더라도, 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642) 사이의 간격, 및 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722) 사이의 간격을 충분하게 취할 수 있어, 지지점을 복수로 하여 안정하게 안내할 수 있고, 또한, 경사진 편심 등의 발생을 극력히 억제할 수 있다고 하는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(318)을 걸어, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 안정하게 한쪽으로 치우치도록 구성하는 것에 대응하여, 제 1 피가이드부(3164)의 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(3172)의 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722)의 형상이 상이하도록 형성되어 있다.

즉, 도 17, 도 18, 및 도 19에 나타내는 바와 같은 구성을 갖는 렌즈 구동계에 있어서, 제 1 피가이드부(3164)의 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(3172)의 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722)의 형상은, 예를 들면 도 20(a)∼(d)에 도시하는 바와 같이 형성된다.

구체적으로는, 동일한 제 1 피가이드부(3164)에 형성되는 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642)의 형상은 다음과 같이 형성된다.

즉, 도 18의 A점에 관계되는 제 1 베어링부(21641)는, 도 20(a)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채 형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(3131)의 외측(캠 장치(314)의 배치측)에 테이퍼 형상의 습접부(褶接部)(31641a, 31641b)가 형성되며, 제 1 가이드축(3131)의 내측(촬상 광학계(312)의 배치측)에 원호 형상부(31641c)가 형성되어 있다.

이에 반하여, 도 18의 C점에 관계되는 제 2 베어링부(31642)는, 도 20(c)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채 형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(3131)의 내측(촬상 광학계(312)의 배치측)에 테이퍼 형상의 습접부(31642a, 31642b)가 형성되며, 제 1 가이드축(3131)의 외측(캠 장치(314)의 배치측)에 원호 형상부(31642c)가 형성되어 있다.

즉, 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642)는 습접부가 제 1 가이드축(3131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다.

이에 따라, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)가 코일 스프링(318)에 의해 한쪽으로 치우쳐져 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)를 제 1 가이드축(311)에 대하여 한쪽으로 치우친 상태를 해제하여, 기울지지 않고서 대략 축을 따라 안정하게 안내시키는 것이 가능하다.

동일한 제 1 피계지부(3172)에 형성되는 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722)의 형상은 다음과 같이 형성된다.

즉, 도 18의 B점에 관계되는 제 3 베어링부(31721)는, 도 20(b)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채 형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(3131)의 내측(촬상 광학계(312)의 배치측)에 테이퍼 형상의 습접부(31721a, 31721b)가 형성되며, 제 1 가이드축(3131)의 외측(캠 장치(314)의 배치측)에 원호 형상부(31721c)가 형성되어 있다.

이에 반하여, 도 18의 D점에 관계되는 제 4 베어링부(31722)는, 도 20(d)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채 형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(3131)의 외측(캠 장치(314)의 배치측)에 테이퍼 형상의 습접부(31722a, 31722b)가 형성되며, 제 1 가이드축(3131)의 내측(촬상 광학계(312)의 배치측)에 원호 형상부(31722c)가 형성되어 있다.

즉, 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722)는 습접부가 제 1 가이드축(3131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다.

이에 따라, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)가 코일 스프링(318)에 의해 한쪽으로 치우쳐져 있어도, 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 제 1 가이드축(3131)에 대하여 한쪽으로 치우친 상태를 해제하여, 기울지지 않고서 대략 축을 따라 안정하게 안내시킬 수 있다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 캠 장치(314)에 대하여 설명한다.

도 21 및 도 22는 본 실시예에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축 지지되어 있는 상태를 나타내는 일부 절결 사시도이고, 도 23은 본 실시예에 따른 캠 장치의 전체의 단면 구조를 일부 절결하여 나타내는 사시도이며, 도 24는 본 실시예에 따른 캠 장치의 축심부의 단면도이다.

캠 장치(314)는, 도 15 등에 도시하는 바와 같이, 제 1 가이드축(3131) 및 제 2 가이드축(3132)과 대략 평행한 회전축(31411)을 중심으로 회전 가능한 회전체(3141)와, 회전체(3141)의 외측면을 따라, 회전체(3141)의 회전에 따라 회전하도록 형성되고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)의 제 1 피계지부(3163)가 계지되며, 회전에 따라 이 제 1 피계지부(3163)를 안내하는 제 1 캠부(31421)와, 회전체(3141)의 외측면을 따라 회전체(3141)의 회전에 따라 회전하도록 형성되고, 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 제 2 피계지부(3171)가 계지되며, 회전에 따라 제 2 피계지부(3171)를 안내하는 제 2 캠부(31422)를 포함하는 고리 형상체(3142)가 형성되어 있다.

고리 형상체(3142)는 촬상 광학계의 광축 방향에서 서로 대향하는 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b)을 갖고, 제 1 면(3142a)이 제 1 캠부(31421)로서 기능하고, 제 2 면(3142b)이 제 2 캠부(31422)로서 기능한다.

즉, 고리 형상체(3142)는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 후단부측으로부터 선단부로 향하여 슬로프를 이루고, 나선 형상을 이루도록 형성되어 있으며, 선단부측이 제 1 면(3142a), 후단부측이 제 2 면(3142b)을 구성하고 있다.

고리 형상체(3142)의 폭은 제 1 렌즈 이동체(316)에 형성된 제 1 피계지부(3163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)에 형성된 제 2 피계지부(3171)의 광축 방향의 간격과 대략 동등하게 되도록 설정되어 있다.

이러한 구성을 갖고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)가 코일 스프링(318)에 의해 한쪽으로 치우쳐져 있으므로, 제 1 렌즈 이동체(316)에 형성된 제 1 피계지부(3163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)에 형성된 제 2 피계지부(3171)가 고리 형상체(3142)의 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b)을 끼우도록 하여, 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b), 즉 제 1 캠부(31421) 및 제 2 캠부(31422)에 대하여 안정하게 계지 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 제 1 렌즈 이동체(316)에 형성된 제 1 피계지부(3163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)에 형성된 제 2 피계지부(3171)를, 고리 형상체(3142)의 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b)에 대하여 나사 등에 의해 고정할 필요도 없어져, 조립 자체도 간단하게 되어 있다.

슬로프를 형성하는 고리 형상체(3142)의 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b)은 제 1 면(3142a)과 제 2 면(3142b)(제 1 캠부 또는 제 2 캠부)이 안내하는 제 1 피계지부(3163) 및 제 2 피계지부(3171)가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)에서 각각 수용하는 제 1 렌즈군(3122) 및 제 2 렌즈군(3123)의 기능에 따른 스텝을 갖고 형성되어 있다.

또한, 본 캠 장치(314)는, 도 21 및 도 22에 도시하는 바와 같이, 선단부에는, 도시하지 않은 모터(도 1의 모터(161))의 회전력을 받아 회전하는 기어(31412)가 마련되어 있다.

이 기어(31412)는, 예를 들면 도 25에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 모터(도 1의 모터(161))의 회전 구동력을 소정의 감속비를 갖고 전달하는 기어의 바퀴 열(319)과 교합되어 있다.

그리고, 캠 장치(314)에 있어서는, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(316) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 위치 정밀도를 도출하기 위해서, 도 23, 도 24에 도시하는 바와 같이, 회전체(3141)의 회전축(31411)의 선단부(31411a) 및 후단부(31411b)는 각각 선단부 베어링부(3143) 및 후단부 베어링부(3144)에 의해 축받이되어 있고, 또한, 선단부(31411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(3145)에 의해 소정의 가압력을 갖고 선단부 베어링부(3143)로 향하여 가압되어 한쪽으로 치우쳐져 있다.

본 실시예에 있어서는, 회전축(31411)의 선단부(31411a) 및 후단부(31411b)는 선단부 베어링부(3143) 및 후단부 베어링부(3144)에 대하여 대략 점 접촉으로 되도록 형성되어 있다.

구체적으로는, 회전축(31411)의 중심부에서, 가압 수단으로서의 한쪽으로 치우침용 코일 스프링(3145)이 일단부 회전축(31411)의 선단부(31411a)측의 내벽에 접촉하고, 코일스프링(3145)과 후단부 베어링부(3144) 사이에는 후단부 베어링부(3144)에서 대략 점 접촉하는 중간체(3146)가 배치되어 있다.

중간체(3146)는 적어도 후단부 베어링부(3144)와 접촉하는 측이, 대략 구면 형상을 갖고 점 접촉을 실현하도록 구성된다. 본 실시예에서는 중간체(3146)로서 구체(球體)를 이용하고 있다.

이러한 구성을 갖는 캠 장치(314)는, 도시하지 않은 모터에 의해 회전체(3141)가 회전 구동되어, 제 1 피계지부(3163) 및 제 2 피계지부(3171)가 고리 형상체(3142)의 제 1 면(3142a) 및 제 2 면(3142b)을 안정하게 안내한다.

이 경우, 회전체(3141)는, 회전축(31411)의 선단부(31411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(3145)에 의해 소정의 가압력을 갖고 선단도 베어링부(3143)로 향하여 가압되어 한쪽으로 치우쳐져 있으므로, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(316) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능하고, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 줌 렌즈 유닛(300)에 따르면, 촬상 광학계(312)가 3그룹 구성의 변배 렌즈로 되어 있고, 제 3 렌즈군(3121)을 1장 구성, 제 1 렌즈군(3122)을 3장 구성, 제 2 렌즈군(3123)을 1장 구성으로서, 또한, 제 1 렌즈군(3122)을 3장 모두 플라스틱화하고 있으므로, 광학계의 전장을 짧게 할 수 있어, 이것에 의해 직경 최대 렌제로 되는 제 3 렌즈군(3121)에서의 렌즈의 직경도 소형화활 수 있고, 또한 비용 저감을 도모할 수 있다.

수차 보정에 있어서, 각 렌즈군의 파워 배치를 최적화함으로써 소형화를 달성하고 있으며, 또한 제 1 렌즈군(3122)과 제 2 렌즈군(3123)에 비구면을 적절히 배치함으로써, 또한 소형화를 실현할 수 있다. 이들 조건을 최적화함으로써, 조밀한 변배 렌즈에도 관계없이 고성능이고 또한 왜곡을 작게 하는 것이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 핀트 조정은 제 2 렌즈군(3123)으로 행하고 있으며, 무한으로부터 지근에 걸쳐서 촬상면측으로 이동하기 때문에, 망원단에서의 제 1 렌즈군(3122)과 제 2 렌즈군(3123)의 거리를 좁히는 것이 가능하다. 이에 따라, 변배 광학계의 소형화가 가능해지고, 또한 동일한 크기이면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해져, 고성능화 및 편심 감도 저하를 실현할 수 있다.

또한, 플라스틱제의 제 1 렌즈군(3122)의 3장은 정의 메니스커스 렌즈, 부의 메니스커스 렌즈, 정의 양 볼록 렌즈 구성으로 되어 있으므로, 정의 메니스커스 렌즈로 구면 수차 보정을 양호하게 실행해고, 부의 메니스커스 렌즈에서, 정 렌즈로 발생하는 상면 만곡의 보정 과잉을 억제할 수 있어, 이것과 병행되어 코마 수차 발생을 누를 수 있다. 이에 따라, 성능 밸런스를 드는 것이 취하는 가능해져, 변배에 따르는 수차 변동을 억제하여, 고성능의 변배가 가능해지는 이점이 있다.

또한, 각 렌즈군의 초점 거리(f1, f2, f3)와 합성 파워가 강하게 되는 광각단의 초점 거리 fw와의 관계에 있어서, 각 렌즈군의 파워 밸런스를 취하는 것에 의해, 고성능으로 조밀한 변배 렌즈를 실현하는 것이 가능해진다.

촬상 소자(3151)로의 입사 각도 규제에 대한 사출 동공 위치의 조건을 소망하는 조건으로 규정함으로써, 광화각, 컴팩트이거나, 사출 동공의 규제 와화를 하는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같이 소형화(소형화)를 실현할 수 있는 촬상 광학계(212)를 탑재하는 줌 렌즈 유닛(300)에 있어서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(3165)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)는 정면측의 대략 제 1 피계지부(3163)와 제 2 피계지부(3171)의 형성 위치와 대향하는 위치에 있어서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 안정하게 한쪽으로 치우치도록, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317) 사이에 강성체로서의 코일 스프링(318)이 걸려져 있으며, 또한, 제 1 가이드축(3131)을 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)의 제 1 피가이드부(3164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 제 2 피가이드부(3172)의 각각에는, 복수의 베어링부가 소정의 간격을 두고 형성되어 있으므로, 제 1 가이드축(3131)에 의한 지지점을 복수로 하여 안정하게 안내되고, 또한, 경사 편심 등의 발생을 극력히 억제하도록, 제 1 가이드축 (3131)에 대하여, 각각 소정 간격을 두고, 또한, 제 1 베어링부(31641), 제 3 베어링부(31721), 제 2 베어링부(31642), 및 제 4 베어링부(31722)의 순으로 삽입하고 있으므로, 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642) 사이의 간격, 및 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722) 사이의 간격을 충분히 취할 수 있어, 지지점을 복수로 하여 안정하게 안내되고, 또한, 경사 편심 등의 발생을 극력히 억제할 수 있으다고 하는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능이다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317) 사이의 탄성체로서의 코일 스프링(318)을 걸어, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 안정하게 한쪽으로 치우치도록 구성하는 것에 대응하다, 제 1 피가이드부(3164)의 제 1 베어링부(31641)와 제 2 베어링부(31642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(3172)의 제 3 베어링부(31721)와 제 4 베어링부(31722)의 형상이 다르도록 형성되어 있다.

이에 따라, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)가 코일 스프링(318)에 의해 한쪽으로 치우쳐져 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(316) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)를 제 1 가이드축(3131)에 대하여 한쪽으로 치우친 상태를 해제하고, 기울어지지 않고서 대략 축을 따라 안정에 안내되는 것이 가능하다.

이와 같이 구성을 갖는 캠 장치(314)는, 도시하지 않은 모터에 의해 회전체(3141)가 회전 구동되고, 제 1 피계지부(3163) 및 제 2 피계지부(3171)가 고리 형상체(3142)의 제 1 면(3142a) 및 제 2 면(3142b)을 안정하게 안내하여, 회전체(3141)는, 회전축(31411)이 선단부(31411)가 가압 수단으로서의 코일 스프링(3145)에 의해 소정의 가압력을 갖고 선단부 베어링부(3143)로 향하여 가압되어 한쪽으로 치우쳐져 있으므로, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(316) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(317)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능하고, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 소형화를 실현할 수 있는 것은 물론, 편심 오차나 기울어 오차가 발생하기 어렵고, 렌즈를 매끄럽게 이동할 수 있어, 안정인 위치 조정을 실현할 수 있는 줌 렌즈 유닛을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 렌즈 유닛의 카메라 기능에 관한 처리 부하를 경감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 변배 기능을 빈번히 변경하는 일 없이 자동 초점 제어를 실행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 장치로서의 휴대 전화기의 일 실시예를 나타내는 기능 블럭도,

도 2는 도 1에 도시한 전자 장치의 광학 렌즈계를 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 1에 나타낸 휴대 전화부로부터 줌 렌즈 유닛으로 송신되는 커맨드, 코드, 커맨드 내용의 일 구체예를 나타내는 도면,

도 4는 도 1에 도시한 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 1에 도시한 전자 장치의 연속 자동 초점 제어의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 6은 도 1에 도시한 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도,

도 7은 도 1에 도시한 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도,

도 8은 본 발명에 따른 변배(變倍) 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면측에서 본 외관 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 배면측에서 본 일부 생략 외관 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면도,

도 11은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 평면도,

도 12는 도 11의 A-A선 화살표 방향에서의 단면도,

도 13은 도 11의 B-B선 화살표 방향에서의 단면도,

도 14는 본 실시예에 관한 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드 축과 제 2 가이드 축, 캠 장치의 배치 및 계합(係合) 관계를 정면측에서 나타내는 사시도,

도 15는 본 실시예에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드축과 제 2 가이드축, 캠 장치의 배치 및 계합 관계를 배면측에서 나타내는 사시도,

도 16은 본 실시예에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드축과 제 2 가이드축, 캠 장치의 배치 및 계합 관계를 상면측에서 나타내는 사시도,

도 17은 본 실시예에 따른 렌즈 구동계를 나타내는 평면도로서, 제 1 피계지부(被係止部)의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피계지부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,

도 18은 본 실시예에 따른 렌즈 구동계를 나타내는 측면도로서, 제 1 피계지부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피계지부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,

도 19는 본 실시예에 따른 렌즈 구동사를 나타내는 사시도로서, 제 1 피계지부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피계지부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,

도 20은 본 실시예에 따른 제 1 피계지부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2피계지부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,

도 21은 본 실시예에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축(軸) 지지되어 있는 상태를 상면측에서 나타내는 일부 절결 사시도,

도 22는 본 실시예에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축 지지되어 있는 상태를 하면측에서 나타내는 일부 절결 사시도,

도 23은 본 실시예에 따른 캠 장치의 전체의 단면 구조를 일부 절결하여 나타내는 사시도,

도 24는 본 실시예에 따른 캠 장치의 축심부(軸心部)의 단면도,

도 25는 본 실시예에 따른 캠 장치의 축심부 및 구동부의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자 장치 20 : 촬상부

100 : 줌 렌즈 유닛 110 : 광학 렌즈계

111 : 대물 렌즈군 112 : 줌 렌즈군

113 : 포커스 렌즈군 114 : 캠 장치

130 : 화상 처리 회로

131 : 아날로그 프론트 엔드(AFE)

132 : 디지털 시그널 프로세서(DSP)

133 : 위상 동기 루프(phase locked loop) 회로(PLL)

134 : 타이밍 발생기(TG) 135 : 비디오 드라이버(Vd)

140 : 구동 제어 회로 141 : 타이머 카운터(TC)

142 : 발진기(OSC) 143 : 메모리(SRAM)

144 : 플래쉬 메모리(FLASHMEM) 150 : 드라이브 회로(DRV)

160 : 구동 모터 161 : 로터

162, 163 : 코일 170 : 홈 포지션 검출 센서

200 : 휴대 전화부

201 : 호스트 제어 회로(베이스밴드 LSI)

202 : 무선부(RF) 203 : 출력부

204 : 입력부 205 : 메모리

206 : 배터리(BAT) 207 : 변압 회로

208 : 전원 회로 1141 : 가이드축

1142 : 캠 300 : 줌 렌즈 유닛

311 : 고정 프레임체 312 : 촬상 광학계

3121 : 제 3 렌즈군 3122 : 제 1 렌즈군

3123 : 제 2 렌즈군 313 : 가이드부

3131 : 제 1 가이드축 3132 : 제 2 가이드축

314 : 캠 장치 3141 : 회전체

31411 : 회전축 31411a : 선단부

31411b : 후단부 3142 : 고리 형상체

3142a : 제 1 면 3142b : 제 2 면

31421 : 제 1 캠부 31422 : 제 2 캠부

3143 : 선단부 베어링부 3144 : 후단부 베어링부

3145 : 코일 스프링 315 : 기대

3151 : 촬상 소자 316 : 제 1 렌즈 이동 프레임체

3161 : 제 1 프레임체 3162 : 제 2 프레임체

3163 : 제 1 피계지부 3164 : 제 1 피가이드부

31641 : 제 1 베어링부 31642 : 제 2 베어링부

3165 : 제 3 피 가이드부 317 : 제 2 렌즈 이동 프레임체

3171 : 제 2 피계지부 3172 : 제 2 피가이드부

31721 : 제 3 베어링부 31722 : 제 4 베어링부

3173 : 제 4 피가이드부 318 : 코일스프링

Claims (10)

1. 줌 렌즈 유닛과,

   장치의 주기능을 제어하고, 적어도 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 의해 구동된 상기 줌 렌즈 유닛에 의한 화상 신호를 기초로 소정의 상기 기능 제어를 행하는 호스트 제어 회로

   를 갖되,

   상기 줌 렌즈 유닛은,

   적어도 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군이 광축 상에서 순서대로 배치된 광학계와,

   구동 신호에 따라 상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽을 상기 광축을 따라 구동하는 구동 수단과,

   상기 광학계를 거친 광에 근거하여 화상 신호를 생성하는 촬상 수단과,

   상기 호스트 제어 회로에 의한 변배 기능을 지정하는 제어 신호에 따라 상기 제 1 렌즈군의 렌즈 위치를 설정하고, 상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호에 근거하여 상기 제 2 렌즈군을 상기 변배 기능에 따른 스캔 범위 내에서 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 카메라 제어 회로를 가지며,

   상기 카메라 제어 회로는 복수의 변배 기능의 각각에 따른 상기 제 2 렌즈군의 스캔 범위를 설정할 수 있고, 상기 변배 기능에 따라 하나 또는 복수의 스캔 범위를 독립 또는 연속으로 상기 제 2 렌즈군을 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것

   을 특징으로 하는 전자 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 변배 기능에 대응하는 제 1 스캔 범위와, 제 2 변배 기능에 대응하는 제 2 스캔 범위가 인접하여 설정되고,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 제 1 및 제 2 변배 기능과 다른 제 3 변배 기능에 따른 스캔 지시를 받은 경우에는, 상기 제 1 스캔 범위 및 상기 제 2 스캔 범위에 걸쳐 양 범위를 연속으로 상기 제 2 렌즈군을 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것

   을 특징으로 하는 전자 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 변배 기능으로서, 제 4 변배 기능을 더 포함하며,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 4 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을, 상기 제 4 변배 기능에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 스캔 범위와 다른 제 3 스캔 범위에서 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것

   을 특징으로 하는 전자 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 변배 기능으로서, 적어도 제 1 변배 기능, 제 2 변배 기능 및 제 3 변배 기능을 포함하며,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 1 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을 제 1 스캔 범위에서 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하고, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 2 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 제 2 렌즈군을 상기 제 1 스캔 범위에 인접하는 제 2 스캔 범위에서 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하며, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 3 변배 기능을 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 제 2 렌즈군을 상기 제 3 변배 기능에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 스캔 범위와 다른 제 3 스캔 범위에서 스캔시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것

   을 특징으로 하는 전자 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 제 2 렌즈군의 렌즈 위치를 설정시키는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 설정된 렌즈 위치에 상기 제 2 렌즈군을 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 설정 시간 및 연속 자동 초점 제어를 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상 신호에 근거하여 상기 제 2 렌즈군을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키고, 상기 설정 시간 경과 후, 재차 상기 제 2 렌즈군을 스캔시켜 합초 위치에 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 호스트 제어 회로로부터 상기 연속 자동 초점 제어의 정지 지시를 나타내는 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 제 2 렌즈군의 구동을 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 제어 회로는, 상기 구동 수단이 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽을 구동하는 동안에, 상기 호스트 제어 회로로부터 제어 신호를 수신한 경우에는, 상기 구동 수단에 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽의 구동을 속행시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 구동 종료 후, 상기 호스트 제어 회로로부터 수신한 제어 신호에 따른 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 제어 회로는, 전원 오프 시에는, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군을, 전원이 오프되었을 때의 렌즈 위치에 정지시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 카메라 제어 회로는,

    상기 촬상 수단이 생성한 화상 신호를 출력하여, 자동 초점 제어를 행하게 하는 타이밍 신호를 출력하는 화상 처리 회로와,

    상기 화상 처리 회로로부터 상기 타이밍 신호를 수신한 경우에는, 상기 화상 처리 회로가 출력한 화상 신호에 근거하여 상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군 중 적어도 한쪽을 구동시키는 구동 신호를 상기 구동 수단에 출력하는 구동 제어 회로를 포함하며,

    상기 구동 수단은,

    상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과,

    상기 제 1 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 1 피(被)계지부와 상기 가이드축에 의해 안내되는 제 1 피가이드부가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체와,

    상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 2 피계지부와 상기 가이드축에 의해 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와,

    상기 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임체의 제 1 및 제 2 피계지부가 계지되어, 상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체의 회전에 따라서, 상기 렌즈 이동 프레임체를 상기 가이드축을 따라 이동시키는 캠 장치를 포함하며,

    상기 캠 장치의 회전체는 상기 구동 제어 회로에 의한 구동 신호에 따라 회전하는

    전자 장치.