KR20050078209A

KR20050078209A - 광학 유닛 및 상기 광학 유닛을 구비한 촬상 장치 및 상기촬상 장치를 구비한 휴대 단말

Info

Publication number: KR20050078209A
Application number: KR1020050007345A
Authority: KR
Inventors: 사이또오마사시; 스기우라무쯔미
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2005-08-04
Also published as: EP1560054A1; TW200527881A; EP1560054B1; DE602005009756D1; KR101092198B1

Abstract

본 발명은 투명 부분과 광학 부재들 사이에 배치된 개구를 갖는 적어도 하나의 차광 부재를 갖는 적어도 2매의 광학 부재를 포함하는 광학 유닛에 관한 것이며, 광학 부재의 적어도 하나는 광학 유효면 이외의 다른 부분 상에서 다른 광학 부재와 접촉하는 적어도 3개의 돌기부를 가지며 차광 부재의 적어도 일부는 돌기부를 제외한 광학 부재의 광학 유효면 이외의 다른 장소로 개제된다.

Description

광학 유닛 및 상기 광학 유닛을 구비한 촬상 장치 및 상기 촬상 장치를 구비한 휴대 단말 {OPTICAL UNIT, IMAGING DEVICE WITH THE OPTICAL UNIT AND PORTABLE TERMINAL WITH THE IMAGING DEVICE}

본 발명은, 복수매의 광학 부재를 이용한 광학 유닛 및 이 광학 유닛을 구비한 촬상 장치 및 이 촬상 장치를 구비한 휴대 단말에 관한 것이다.

종래부터 소형이고 박형인 촬상 장치가, 휴대 전화기나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 소형, 박형의 전자 기기인 휴대 단말에 탑재되게 되어, 이에 의해 원격지로 음성 정보뿐만 아니라 화상 정보도 상호 전송하는 것이 가능하게 되어 있다.

이들 촬상 장치에 사용되는 촬상 소자로서는, CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자가 사용되고 있다.

최근, 이들 휴대 단말의 보급 증대에 수반하여, 보다 고화질의 화상을 얻을 수 있도록 고화소수의 촬상 소자를 사용한 촬상 장치가 탑재된 것이 시장에 공급되고 있다. 이 촬상 장치는 고화소수의 촬상 소자에 대응하여, 해상도의 향상을 목적으로 하여 복수매의 렌즈를 사용한 광학계가 이용되도록 되어 있다.

이들 복수매의 렌즈를 사용한 휴대 단말에 이용되는 촬상 광학계로서, 플라스틱 재료로 성형된 렌즈를 2매 이용하여, 한 쪽 렌즈의 플랜지부 내주부와 다른 쪽 렌즈의 플랜지부 외주부를 동일 직경이면서 또한 광축에 평행하게 하여 결합시키고, 2매의 렌즈의 광축 직교 방향의 위치 결정을 행하는 것이 개시되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

또한, 외부로부터 침입한 불필요광에 의한 이중상이나 번짐의 방지를 목적으로 하여, 촬상 소자에 접촉하는 지지부를 차광성을 갖는 수지로 형성하고, 이에 투명 수지로 형성한 렌즈부를 사출 성형으로 형성하여 일체화한 것, 혹은 상(像)면측에 배치된 렌즈에 형성된 다리부의 상부 외주의 단차부에, 물체측에 배치되는 렌즈에 형성된 다리부를 밀어붙여 연결하고, 이 광학계의 외부에 차광성 지지 부재를 배치한 것, 또한 한 쪽 렌즈에 핀을 형성하고 다른 쪽 렌즈에 구멍을 형성하여, 교축판을 스페이서로서 개재시켜 연결하고 광축 방향과 광축 직각 방향의 위치를 결정하는 광학 유닛이 개시되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2002-341218호 공보(도9)

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 제2002-139662호 공보(도10)

상기한 특허 문헌 1에 기재된 촬상 장치는, 2매의 렌즈의 광축에 직교하는 방향의 위치 결정은 이루어지지만, 광축 방향에서는 교축판이 사이에 개재되고 이 교축판의 두께 방향의 변동에 의해 2매의 렌즈의 광축 방향의 간격이 변동되어 촛점 위치가 불안정해지는 결점이 있다. 또한, 이 원주형의 결합부로부터 상면측의 렌즈에 형성된 다리부로, 피사체 광속 이외의 불필요광이 전파하여 피사체 화상의 콘트라스트를 저하시키는 문제가 있다.

또한, 상기한 특허 문헌 2에 기재된 촬상 장치 중 촬상 소자에 접촉하는 지지부를 차광성을 갖는 수지로 형성하고, 이에 투명 수지로 형성한 렌즈부를 사출 성형으로 형성하여 일체화한 것은, 불필요광의 문제는 해소할 수 있지만 인서트 성형에 의한 비용 상승에다가 광축 방향에서는 교축 부재가 사이에 개재되고, 이 교축 부재의 두께 방향의 변동에 의해 2매의 렌즈의 광축 방향의 간격이 변동되어 촛점 위치가 불안정해지는 결점이 있다.

또한, 상면측에 배치된 렌즈에 형성된 다리부의 상부 외주의 단차부에, 물체측에 배치되는 렌즈에 형성된 다리부를 밀어붙여 연결하고, 이 광학계의 외부에 차광성의 지지 부재를 배치한 것은 지지 부재에 의해 광학계의 외부 측면으로부터의 불필요광은 배제할 수 있지만, 물체측에 배치된 렌즈의 입사면에 입사한 빛 중 촬영 광속 이외의 불필요광이 이 원주형의 연결부로부터 상면측의 렌즈에 형성된 다리부로 전파되어 피사체 화상의 콘트라스트를 저하시키는 문제가 있다.

또한, 한 쪽 렌즈에 핀을 형성하고 다른 쪽의 렌즈에 구멍을 형성하여, 교축판을 스페이서로서 개재시켜 연결하고 광축 방향과 광축 직각 방향의 위치를 결정하는 것에 관해서도, 광축 방향에서는 교축판이 사이에 개재되고 이 교축판의 두께 방향의 변동에 의해 2매의 렌즈의 광축 방향의 간격이 변동되어 촛점 위치가 불안정해지는 결점이 있다. 또한, 촬영 광속 이외의 불필요광이 광학 유효면 이외의 대향하는 면 사이를 전파하여 피사체 화상의 콘트라스트를 저하시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제에 비추어, 불필요광에 의한 피사체 화상의 콘트라스트의 저하가 없어, 저비용으로 촛점 위치가 변동되지 않아 안정된 복수매의 광학 부재로 구성된 광학 유닛을 얻는 것을 목적으로 하고, 또한 이 광학 유닛을 구비한 촬상 장치 및 이 촬상 장치를 구비한 휴대 단말을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기의 목적은 이하와 같은 구성으로 달성된다.

1) 광학 유효면과 그 주위 중 적어도 일부에 보유 지지부를 갖는 적어도 2매의 광학 부재와, 상기 광학 부재 사이에 배치된 개구부를 갖는 차광 부재를 갖는 광학 유닛이며, 상기 광학 부재 중 적어도 1매는 적어도 한 쪽면의 광학 유효면 이외의 부위에서 다른 광학 부재에 접촉하는 적어도 3군데의 돌기부가 형성되고, 상기 돌기부를 제외한 상기 광학 부재의 광학 유효면 이외의 부위에 상기 차광 부재의 일부가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.

2) 상기 돌기부는 광축 방향과 광축에 수직인 방향에서 접촉하여 쌍방의 위치 결정을 행하는 1)의 광학 유닛.

3) 상기 차광 부재의 외경을 상기 차광 부재에 대향한 2개의 광학 부재 중 적어도 한 쪽 외경과 동일하거나 또는 그보다 크게 한 1) 또는 2)의 광학 유닛.

4) 상기 차광 부재의 상기 개구부를 대략 직사각형으로 형성한 1) 내지 3) 중 어느 하나의 광학 유닛.

5) 상기 광학 유닛은 적어도 3매의 광학 부재를 갖고, 상기 광학 유닛을 구성하는 상기 광학 부재의 면 중 적어도 2개의 면의 광학 유효면 이외의 부위 각각에 상기 돌기부를 갖고, 한 쪽면의 상기 돌기부와 다른 쪽면의 상기 돌기부가 주위 방향에서 다른 위상의 위치가 되도록 조립 부착되어 있는 1) 내지 4) 중 어느 하나의 광학 유닛.

6) 1) 내지 5) 중 어느 하나의 광학 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 단말.

7) 6)의 촬상 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 단말.

이하, 실시 형태에 의해 본 발명을 상세하게 설명하지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명에 관한 촬상 장치를 구비한 휴대 단말의 일예인 휴대 전화기(T)의 외관도이다.

도1에 도시한 휴대 전화기(T)는, 표시 화면(D)을 구비한 케이스로서의 상부 하우징(71)과 조작 버튼(P)을 구비한 하부 하우징(72)이 힌지(73)를 거쳐서 연결되어 있다. 촬상 장치(S)는 상부 하우징(71) 내의 표시 화면(D)의 하방에 내장되어 있어, 상부 하우징(71)의 외표면측으로부터 피사체광을 취입하도록 배치되어 있다. 또한, 상부 하우징(71) 내의 표시 화면(D)의 하방에는 수동 조작 부재(75)가 배치되어 있다.

또한, 이 촬상 장치(S)의 위치는 상부 하우징(71) 내의 표시 화면(D)의 상방에 배치해도 좋다. 또한, 휴대 전화기는 절첩식에 한정되는 것은 아니다.

도2는 본 발명에 관한 광학 유닛을 구비한 촬상 장치(100)의 사시도이다. 이 촬상 장치(100)가 도1에 도시한 촬상 장치(S)의 위치에 내장되는 것이다.

도2에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)의 외표면은 촬상 소자가 실장된 프린트 기판(11)과, 휴대 단말의 그 밖의 기판과 접속을 위한 커넥터(17), 베이스 부재(12), 투광성 방진 플레이트(21), 덮개 부재(13)와 화장판(14), 조작부(15s)가 형성된 회전 부재(15)로 구성되어 있다. 조작부(15s)는 도1에 도시한 수동 조작 부재(75)와 내부에서 기계적으로 연결되고, 수동 조작 부재(75)에 연동하여 회전 부재(15)는 회전하도록 구성되어 있다. 또한 프린트 기판(11) 상에는, 도시하지 않지만 각종 저항 및 컨덴서 등의 전기 부품이 실장되어 있다.

도3은 본 발명에 관한 광학 유닛을 구비한 촬상 장치(100)의 내부 구조를 도시한 개략 단면도이다. 도3은 도2에 도시한 G-G선으로 절단하여 그 단면을 도시한 것이다. 이하의 도면에 있어서는, 설명의 중복을 피하기 위해 동일 기능 부품에는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

도3에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)의 내부는 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3), 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 배치된 조리개(4), 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에 배치된 조리개(5) 및 제1 렌즈(1)의 물체측과 제3 렌즈(3)의 상면측에 각각 고정 부착된 조리개로 구성된 광학 유닛(50)과, 제3 렌즈의 광학 유효면 이외의 상면측에 일체적으로 형성된 3군데의 볼록부(3d)(접촉부)와 접촉하는 위치에 캠부(7c)를 형성한 캠 부재(7), 프린트 기판(11)에 실장된 촬상 소자(8)가 배치되어 있다.

이후에 상세하게 설명하지만, 일체적으로 유닛화된 광학 유닛(50)은 제3 렌즈(3)의 플랜지부가 압박 부재인 압축 코일 스프링(9)에 의해 촬상 소자(8) 방향으로 압박된다. 이에 의해, 광학 유닛(50)은 캠 부재(7)를 거쳐서 촬상 소자(8)와의 광축 방향의 간격이 정해져 있다.

캠 부재(7)는 투광성 재료가 이용되고, 촬상 소자의 광전 변환면측을 덮도록 형성된 피사체 광속의 투광부(7a)를 갖고, 투광부(7a)의 한 쪽면에는 적외광 컷트 코팅이 실시되어 있다. 또한, 캠 부재(7)에는 다리부(7d)가 복수 부위에 일체적으로 형성되고, 촬상 소자(8)의 광전 변환면측의 광전 변환면 이외의 영역에 접촉하고 있다.

캠 부재(7)는, 베이스 부재(12)의 내측에서 끼워 맞추어져 접착제에 의해 접착되어 보유 지지되어 있다. 또한, 베이스 부재(12)에는 광학 유닛(50)을 내포하는 외부 프레임 부재(16)가 조립 부착된다. 이 외부 프레임 부재(16)의 외측면에는 회전 부재(15)가 회전 가능하게 조립 부착된다. 이 회전 부재(15)는 내측에 일체적으로 형성된 결합부(15t)가 제3 렌즈(3)의 결합부(3k)와 결합하도록 조립 부착된다. 덮개 부재(13)는 압축 코일 스프링(9)의 조립 후에 외부 프레임 부재(16)에 조립 부착된다. 또한, 외부 프레임 부재(16)의 측면에는 개구부가 형성되어, 회전 부재(15)에 형성된 결합부(15t)가 회전하는 영역으로 되어 있다.

즉, 외부 프레임 부재(16)의 외측에서 지지된 회전 부재(15)의 조작부(15s)를 회전시킴으로써 회전 부재(15)에 형성된 결합부(15t)는 회전한다. 이에 수반하여 결합부(15t)에 결합하는 제3 렌즈(3), 즉 광학 유닛(50)도 회전하고, 제3 렌즈(3)의 볼록부(3d)가 캠 부재(7)의 캠부(7c) 상의 캠면에 따라 이동함으로써 압축 코일 스프링(9)의 가압력에 저항하여 광축(O) 방향으로 이동하여 근거리에 촛점이 맞추어진 매크로 촬영을 가능하게 하고 있다.

이상이, 본 발명에 관한 광학 유닛(50)을 구비한 촬상 장치(100)의 내부 구조 개략이다.

다음에, 본 발명에 관한 광학 유닛(50)에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 결상을 위해 형성된 면을 광학 유효면, 그 주위에 형성된 결상에 기여하지 않는 부위를 플랜지부(보유 지지부)라 칭하여 설명한다. 또한, 본 예에 있어서는 개구부를 갖는 차광 부재에는 조리개(4) 및 조리개(5)가 상당하고 있다.

도4는 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2) 및 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 배치된 조리개(4)의 구조를 도시한 분해 사시도이다. 상기 도면에 도시한 제1 렌즈(1) 및 조리개(4)는 상면측 방향으로부터 본 사시도이고, 제2 렌즈(2)는 물체측 방향으로부터 본 사시도이다.

도4에 있어서, 제1 렌즈(1)는 광학 유효면(1r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(1f)를 투광성의 재료로 일체적으로 형성한 것이고, 제2 렌즈(2)는 광학 유효면(2r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(2f) 및 이 플랜지부(2f)로부터 돌출, 즉 광학 유효면 이외의 부위로부터 돌출된 4군데의 돌기부(2t)를 투광성 재료로 일체적으로 형성한 것이다. 이 돌기부(2t)는, 도시한 바와 같이 4군데인 경우는 약 90도 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 조리개(4)는 촬영을 위한 피사체 광속이 통과하는 개구부(4k)와, 원주 상의 제2 렌즈(2)의 돌기부(2t)에 대응한 위치에 4군데의 절결부(4n)을 갖고 차광성 재료로 형성한 것이다. 이 차광 부재인 조리개(4)의 원호부(4f) 외경은, 도3에 도시한 바와 같이 제1 렌즈(1)의 외경과 동일하거나 또는 그보다 크게 형성되어 있다.

이 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2) 및 차광 부재인 조리개(4)는 이하와 같이 조립 부착된다.

제2 렌즈(2)에 형성된 4군데의 돌기부(2t)는 조리개(4)에 형성된 절결부(4n)로부터 각각 제1 렌즈(1)측으로 돌출하여 돌기부(2t)의 측면부(2s)(도시 해칭부)가 제1 렌즈(1)의 플랜지부(1f)의 측면부(1s)(도시 해칭부)에 접촉하고, 돌기부(2t)의 정상부(2p)가 제1 렌즈(1)의 플랜지부(1f)의 외측면(1p)에 접촉하여 조립 부착된다. 또한, 조리개(4)는 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에서 미소한 간극을 갖고 보유 지지되도록 형성되어 있다.

이에 의해, 렌즈 사이에 배치된 조리개(4)의 두께에 상관없이 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2)는 제2 렌즈(2)의 돌기부(2t) 측면부(2s) 및 정상부(2p)와 제1 렌즈(1)의 플랜지부(1f)의 측면부(1s) 및 외측면(1p)의 상호 접촉에 의해, 광축 방향 및 광축에 직교하는 방향의 위치 결정이 이루어진다.

또한, 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2)의 광학 유효면 이외의 부위에는 차광 부재인 조리개(4)의 절결부(4n) 이외의 부위에 형성된 원호부(4f)가 삽입되어 개재되어 있다. 이에 의해, 촬영 광속 이외의 불필요광이 대향하는 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2)의 광학 유효면 이외의 면 사이를 전파하는 것을 방지할 수 있고, 이 차광 부재인 조리개(4)의 원호부(4f)의 외경이 제1 렌즈(1)의 외경과 동일하거나 또는 그보다 크게 형성함으로써, 제1 렌즈(1)의 광학 유효면 이외를 전파하는 불필요광이 상면측의 광학 부재인 제2 렌즈(2)로 전파하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

도5는 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3) 및 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에 배치된 조리개(5)의 구조를 도시한 분해 사시도이다. 상기 도면에 도시한 제2 렌즈(2)는 상면측 방향으로부터 본 부분 사시도이고, 조리개(5) 및 제3 렌즈(3)는 물체측 방향으로부터 본 사시도이다.

도5에 있어서, 제2 렌즈(2)의 상면측은 2g로 나타낸 상면측의 광학 유효면과 2h로 나타낸 상면측의 플랜지부가 있고, 제3 렌즈(3)는 광학 유효면(3r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(3f) 및 이 플랜지부(3f)로부터 내주 방향으로 돌출된 4군데의 돌기부(3t) 및 전술한 결합부(3k)를 투광성 재료로 일체적으로 형성한 것이다. 이 돌기부(3t)는, 도시한 바와 같이 4군데인 경우는 약 90도 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 조리개(5)는 촬영을 위한 피사체 광속이 통과하는 개구부(5k)와 원주 상의 제3 렌즈(3)의 돌기부(3t)에 대응한 위치에 4군데의 절결부(5n)를 갖고 차광성의 재료로 형성한 것이다.

이 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3) 및 조리개(5)는 이하와 같이 조립 부착된다.

제3 렌즈(3)에 형성된 4군데의 돌기부(3t)는 조리개(5)에 형성된 절결부(5n)로부터 각각 제2 렌즈(2)측으로 돌출하여, 돌기부(3t)의 측면부(3s)(도시 해칭부)가 제2 렌즈(2)의 플랜지부(2h)의 측면부(2q)(도시 해칭부)에 접촉하고, 돌기부(3t)의 정상부(3p)가 제2 렌즈(2)의 플랜지부(2h)의 외측면(2j)에 접촉하여 조립 부착된다. 또한, 조리개(5)는 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에서 미소한 간극을 갖고 보유 지지되도록 형성되어 있다.

이에 의해, 렌즈 사이에 배치된 조리개(5)의 두께에 상관없이 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)는 제3 렌즈(3)의 돌기부(3t) 측면부(3s) 및 정상부(3p)와 제2 렌즈(2)의 플랜지부(2h)의 측면부(2q) 및 외측면(2j)의 상호 접촉에 의해, 광축 방향 및 광축에 직교하는 방향의 위치 결정이 이루어진다.

또한, 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)의 광학 유효면 이외의 부위는 조리개(5)의 절결부(5n) 이외의 부위에 형성된 원호부(5f)가 삽입되어 개재되어 있다. 이에 의해, 촬영 광속 이외의 불필요광이 서로 마주보는 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)의 광학 유효면 이외의 면 사이를 전파하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 차광 부재인 조리개(5)의 원호부(5f)의 외경을, 제2 렌즈(2)의 외경과 동일하거나 또는 그보다 크게 형성함으로써 촬영 광속 이외의 불필요광의 전파 방지의 효과를 보다 높일 수 있다.

이와 같이 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3)는 광학 유효면 이외에 형성된 돌기부(2t 및 3t)에 의해 서로 마주보는 렌즈의 광학 유효면 이외의 부위에 접촉되고, 접착제 등으로 서로 고정 부착함으로써 일체적으로 유닛화되어 개재되는 조리개의 영향을 받지 않도록 구성함으로써, 광축 방향의 렌즈 간격 및 광축 직각 방향의 광축의 어긋남을 매우 작게 하여 조립할 수 있어 촛점 위치의 변동 개체차가 없고, 또한 불필요광의 전파 방지에 의한 피사체 화상의 콘트라스트의 저하가 없는 복수매의 렌즈로 구성된 광학 유닛을 얻을 수 있다.

또한 불필요광의 방지를, 렌즈 사이에 배치한 차광 부재인 조리개로 행함으로써, 부품 개수의 증가나 인서트 성형에 의한 대책을 행할 필요가 없어 저비용화한 광학 유닛을 얻을 수 있다.

도6은 본 발명에 관한 광학 유닛(50)의 단면도이다. 상기 도면은 광축(O)을 경계로 하여, 좌측은 제2 렌즈(2)의 돌기부(2t)를 포함하는 부위에서 절단한 단면을 도시하고, 우측은 제3 렌즈(3)의 돌기부(3t)를 포함하는 부위에서 절단한 단면을 도시하고 있다.

도6의 좌측에 도시한 바와 같이, 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2)가 접촉하는 부위의 단면에서는, 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)의 사이에 조리개(5)의 원호부(5f)가 위치하여, 제1 렌즈(1)로부터 접촉부(2t)를 경유하여 전파되는 불필요광이 제3 렌즈(3)로 전파되는 것을 방지하도록 되어 있다. 또한 마찬가지로, 상기 도6의 우측에 도시한 바와 같이 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)가 접촉하는 부위의 단면에서는 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 조리개(4)의 원호부(4f)가 위치하고 있다.

이와 같이, 제2 렌즈(2)에 형성한 돌기부(2t)와 제3 렌즈(3)에 형성한 돌기부(3t)는, 광학 유닛으로 하였을 때 원주 방향에서 다른 위상의 위치가 되도록 조립 부착되는 것이 바람직하고, 이에 의해 제2 렌즈(2)의 돌기부(2t)를 전파한 불필요광은 조리개(5)의 원호부(5f)(도5 참조)에 의해 제3 렌즈(3)로의 전파를 방지할 수 있다.

도7은 일체적으로 유닛화된 광학 유닛(50)의 사시도이다. 상기 도면은 광학 유닛(50)을 촬상 소자측 경사 하방으로부터 본 도면이다.

도7에 도시한 바와 같이, 광학 유닛(50)의 제3 렌즈(3)에는 촬상 소자측면의 광학 유효면 이외의 영역에서, 도3에 도시한 캠 부재(7)의 캠부(7c)에 대응한 위치에 3군데의 볼록부(3d)가 형성되어 있다.

도8은 캠 부재(7)의 사시도이다. 상기 도면은 캠 부재(7)를 피사체측 경사 상방으로부터 본 도면이다. 이 캠 부재(7)는 투광성 재료로 촬상 소자(8)의 상면을 덮도록 투광부(7a)가 형성되어 있는 것이다.

도8에 도시한 바와 같이, 캠 부재(7)의 외주에는 볼록부(7h)가 형성되고 이 볼록부(7h)에 의해 도3에 도시한 베이스 부재(12)가 도시되지 않은 오목부에 끼워 맞추어져 주위 방향의 위치 결정이 이루어진다. 또한, 볼록부(7h)와 180도 어긋난 위치에 형성된 게이트부(7q)는 볼록부(7h)보다도 폭 및 돌출량이 작게 형성되어, 베이스 부재(12)가 도시되지 않은 다른 쪽 오목부에 수납된다. 외주의 측면부(7f)는 도3에 도시한 베이스 부재(12)의 내주와 끼워 맞추어져 조립 부착되도록 되어 있다.

캠 부재(7)는 캠부(7c)가 그 외주 근방에 약 120도 간격으로 주기적으로 배치되어 있다. 또한, 이 캠부(7c)는 각각 광축 방향의 위치가 다른 높은 수평면(7m)과 낮은 수평면(7n), 이 수평면(7m, 7n)을 잇는 경사면(7j)으로 형성되어 있다.

도7에 도시한 3군데의 볼록부(3d)가 도8에 도시한 캠 부재(7)의 3군데의 캠부(7c)에 접촉하고, 낮은 수평면(7n)으로부터 경사면(7j)을 경유하여 높은 수평면(7m)으로 이동시킴으로써, 원거리에 촛점이 맞추어진 위치(예를 들어, 촛점 위치)로부터 매크로 촬영의 위치가 되고, 높은 수평면(7m)으로부터 경사면(7j)을 경유하여 낮은 수평면(7n)으로 이동함으로써, 매크로 촬영의 위치로부터 원거리에 촛점이 맞추어진 위치로 복귀되도록 되어 있다.

도9는 촬상 장치(100) 내에 배치된 광학 유닛(50)의, 매크로 촬영의 위치와 원거리에 촛점이 맞추어진 위치를 도시한 도면이다. 상기 도면은 광축(O)을 경계로, 우측에 원거리에 촛점이 맞추어진 상태를 도시하고, 좌측에 매크로 촬영시의 상태를 도시하고 있다.

도9의 우측에 도시한 바와 같이, 낮은 수평면(7n)에 볼록부(3d)가 접촉되어 원거리에 촛점이 맞추어진 상태가 되고, 상기 도면의 좌측에 도시한 바와 같이 높은 수평면(7m)에 볼록부(3d)가 접촉되어 광학 유닛(50)을 소정량만큼 물체측으로 이동시켜 매크로 촬영의 상태가 된다.

또한, 제2 렌즈와 제3 렌즈에 돌기부를 형성한 예로 설명하였지만, 제2 렌즈의 물체측, 상면측의 쌍방에 돌기부를 형성하여 각각 제1 렌즈와 제3 렌즈에 접촉하도록 형성해도 좋고, 제1 렌즈와 제3 렌즈에 돌기부를 형성하고 제2 렌즈에 각각 접촉하도록 구성해도 좋은 것은 물론이다.

도10은 본 발명에 관한 광학 유닛을 구비한 촬상 장치(100)의 그 밖의 예의 내부 구조를 도시한 개략의 단면도이다. 상기 도면에 도시한 촬상 장치(100)는, 고정 촛점 타입에 본 발명을 적용한 예를 나타낸 것이다. 본 예와 같은 고정 촛점 타입의 촬상 장치는, 도1에 도시한 휴대 전화에 내장된 경우 수동 조작 부재(75)는 불필요하다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)의 내부는 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3), 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 배치된 조리개(4), 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에 배치된 조리개(5) 및 제1 렌즈(1)의 물체측에 고정 부착된 조리개가 일체적으로 구성된 광학 유닛(50)은 제3 렌즈의 광학 유효면 이외의 상면측의 복수 부위에 다리부(3g)가 일체적으로 형성되고, 촬상 소자(8)의 광전 변환면측의 광전 변환면 이외의 영역에 접촉되어 있다.

또한, 본 예에서는 개구부를 갖는 차광 부재에는 조리개(5)가 상당하고 있다.

또한, 일체적으로 유닛화된 광학 유닛(50)은 제2 렌즈(2)의 플랜지부가 압박 부재인 압축 코일 스프링(9)에 의해 촬상 소자(8) 방향으로 압박되어 있다. 이에 의해, 광학 유닛(50)은 촬상 소자(8)와의 광축 방향의 간격이 결정되어 있다. 프린트 기판(11)에는 광학 유닛(50)을 내포하는 외부 프레임 부재(16)가 고정 부착되고, 덮개 부재(13)에는 적외광 컷트 필터(22)가 조립되어 있다.

도11은 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2), 제3 렌즈(3) 및 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 배치된 조리개(4), 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에 배치된 조리개(5)의 구조를 도시한 분해 사시도이다.

도11에 있어서, 제1 렌즈(1)는 광학 유효면(1r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(1f)를 투광성 재료료 일체적으로 형성한 것이고, 제2 렌즈(2)는 광학 유효면(2r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(2f)를 투광성 재료로 일체적으로 형성한 것이다.

제1 렌즈(1)의 플랜지부(1f)의 외주부가 제2 렌즈(2)의 플랜지부 내벽(2s)(도시 해칭부)에 접촉하고, 제1 렌즈(1)의 플랜지부(1f)의 하면이 제2 렌즈(2)의 플랜지부 내벽(2s)에 형성된 단차부(2p)에 접촉하여 조립 부착된다. 또한, 조리개(4)는 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2) 사이에 조립되어, 미소한 간극을 갖고 보유 지지되도록 형성되어 있다. 이에 의해, 렌즈 사이에 배치된 조리개(4)에 간섭되는 일 없이 제1 렌즈(1)와 제2 렌즈(2)는 상호 접촉에 의해 광축 방향 및 광축에 직교하는 방향의 위치 결정이 이루어진다.

제3 렌즈(3)는 광학 유효면(3r)과 그 외주에 형성된 플랜지부(3f) 및 이 플랜지부(3f)에 형성된 4 부위의 돌기부(3t)를, 투광성 재료로 일체적으로 형성한 것이다. 이 돌기부(3t)는, 도시한 바와 같이 4 부위인 경우는 대략 90도 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편 조리개(5)는 도시한 바와 같이, 촬영을 위한 피사체 광속이 통과하는 대략 직사각형으로 형성된 개구부(5k)와, 제3 렌즈(3)의 돌기부(3t)에 대응한 위치에 4 부위의 절결부(5n)를 갖고, 차광성의 재료로 형성한 것이다. 개구부를 대략 직사각형으로 형성함으로써, 촬영에 필요한 광속만을 촬상면측으로 유도할 수 있어, 피사체 화상의 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다.

제3 렌즈(3) 및 조리개(5)는 이하와 같이 조립 부착된다.

제3 렌즈(3)에 형성된 4 부위의 돌기부(3t)는 조리개(5)에 형성된 절결부(5n)로부터 각각 제2 렌즈(2)측으로 돌출하고, 돌기부(3t)의 측면부(3s)(도시 해칭부)가 제2 렌즈의 플랜지부(2f) 하방에 형성된 측면부(2q)(도시 해칭부)에 접촉하고, 돌기부(3t)의 정상부(3p)가 제2 렌즈(2)의 플랜지부(2h)의 하면(2j)에 접촉하여 조립 부착된다. 또한, 조리개(5)는 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3) 사이에서 미소한 간극을 갖고 보유 지지되도록 형성되어 있다.

이에 의해, 렌즈 사이에 배치된 직사각형으로 형성된 개구부(5k)를 갖는 차광 부재인 조리개(5)의 두께에 영향을 받는 일 없이, 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)는 광축 방향 및 광축에 직교하는 방향의 위치 결정이 이루어진다.

또한, 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)의 광학 유효면 이외의 부위는 조리개(5)의 절결부(5n) 이외의 부위에 형성된 원호부(5h)가 삽입되어 개재도어 있다. 이에 의해, 촬영 광속 이외의 불필요광이 서로 마주보는 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)의 광학 유효면 이외의 면 사이를 전파하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 차광 부재인 조리개(5)의 원호부(5f)의 외경을, 제2 렌즈(2)의 외경과 동일하거나 그보다 크게 형성함으로써 촬영 광속 이외의 불필요광의 전파 방지의 효과를 높일 수 있다.

또한, 이 고정 촛점 타입의 예에 있어서도 제1 렌즈(1), 제2 렌즈(2), 조리개(4)를 도4와 동일한 구성으로 해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 적어도 1매의 렌즈의 광학 유효면 이외의 부위에 다른 렌즈에 접촉하는 적어도 3군데의 돌기부를 형성하고, 이 돌기부를 제외한 광학 유효면 이외의 부위에 차광 부재인 조리개의 일부가 삽입된 광학 유닛으로 함으로써 렌즈 간격은 차광 부재인 조리개의 두께의 영향을 받지 않고 촛점 위치가 변동되지 않아 안정되고, 또한 광학 유효면 이외의 부위를 전파하는 불필요광을 차단함으로써 피사체 화상의 콘트라스트의 저하가 없는 복수매의 렌즈로 구성된 저비용의 광학 유닛을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 이 광학 유닛을 구비한 촬상 장치 및 이 촬상 장치를 구비한 휴대 단말로 함으로써, 저비용이면서 또한 불필요광에 의한 피사체 화상의 콘트라스트의 저하가 없는 촬상 장치 및 휴대 단말을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에서는 렌즈를 3매 이용한 구성의 광학 유닛으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 2매 구성 혹은 4매 구성 이상의 광학 유닛이라도 본 발명을 일탈하는 것은 아니다. 또한, 돌기부를 1개의 면에 4군데 설치하여 대략 90도 간격으로 형성한 예로 설명하였지만, 돌기부는 적어도 3군데 있으면 좋고, 약 120도 간격으로 배치해도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 또한, 제2 렌즈와 제3 렌즈에 돌기부를 형성한 예로 설명하였지만, 제2 렌즈의 물체측, 상면측의 쌍방에 돌기부를 형성하여, 각각 제1 렌즈와 제3 렌즈에 접촉하도록 구성해도 좋은 것은 물론이다.

또한, 상술한 설명에서는 렌즈와 조리개로 구성된 광학 유닛으로 설명하였지만, 본 발명은 필터 등의 광학 유효면이 평면으로 구성된 광학 부재를 갖는 광학 유닛에도 적용 가능하며, 본 발명을 일탈하는 것은 아니다.

덧붙여, 본 발명에 관한 광학 유닛을 휴대 단말에 탑재되는 촬상 장치를 예로 들어 설명하였지만, 일반 카메라 등의 광학계 또는 광학계의 일부에도 적용 가능한 것은 물론이다.

본 발명의 광학 유효면과 그 주위 중 적어도 일부에 보유 지지부를 갖는 적어도 2매의 광학 부재와, 광학 부재 사이에 배치된 개구부를 갖는 차광 부재를 갖는 광학 유닛이며, 광학 부재 중 적어도 1매는 적어도 한 쪽면의 광학 유효면 이외의 부위에서 다른 광학 부재에 접촉하는 적어도 3군데의 돌기부가 형성되고, 돌기부를 제외한 광학 부재의 광학 유효면 이외의 부위에 차광 부재의 일부가 삽입되어 있는 광학 유닛으로 함으로써, 부품을 증가시키는 일 없이 불필요광에 의한 피사체 화상의 콘트라스트의 저하가 없어, 저비용으로 촛점 위치가 변동되지 않아 안정된 복수매의 광학 부재로 구성된 광학 유닛을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 돌기부는 광축 방향과 광축에 수직인 방향에서 접촉하여, 쌍방의 위치 결정을 행하도록 하는 것이 바람직하고, 이에 의해 간단한 구성으로 다른 부품의 개재없이 광축 방향 및 광축 직교 방향의 위치 결정이 가능해져, 저비용으로 촛점 위치가 변동되지 않는 광학 유닛을 얻을 수 있다.

또한 차광 부재의 외경을, 차광 부재에 대향한 2개의 광학 부재 중 적어도 한 쪽 외경과 동일하거나 또는 그보다 크게 하는 것이 바람직하고, 이에 의해 광학 부재의 광학 유효면 이외를 전파하는 불필요광이 상면측의 광학 부재로 전파되는 것을 방지할 수 있다.

또한 차광 부재의 상기 개구부를 대략 직사각형으로 형성하는 것이 바람직하고, 이에 의해 필요한 쵤영 광속만을 촬상면측으로 유도할 수 있어 피사체 화상의 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 적어도 3매의 광학 부재를 갖고, 광학 유닛을 구성하는 광학 부재의 면 중 적어도 2개의 면의 광학 유효면 이외의 부위의 각각에 돌기부를 갖고, 한 쪽면의 돌기부와 다른 쪽의 면의 돌기부가 원주 방향에서 다른 위상의 위치가 되도록 조립 부착되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해 돌기부를 전파하는 불필요광도 차단할 수 있다.

또한, 상기한 어느 하나의 광학 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 장치 및 이 촬상 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 단말로 함으로써 상술한 효과를 발휘하는 촬상 장치 혹은 휴대 단말을 얻을 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 촬상 장치를 구비한 휴대 단말의 일예인 휴대 전화기의 외관도.

도2는 본 발명의 광학 유닛을 구비한 촬상 장치의 사시도.

도3은 본 발명의 광학 유닛을 구비한 촬상 장치의 내부 구조를 도시한 개략 단면도.

도4는 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배치된 조리개의 구조를 도시한 분해 사시도.

도5는 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치된 조리개의 구조를 도시한 분해 사시도.

도6은 본 발명에 관한 광학 유닛의 단면도.

도7은 일체적으로 유닛화된 광학 유닛의 사시도.

도8은 캠 부재의 사시도.

도9는 촬상 장치 내에 배치된 광학 유닛의 매크로 촬영 위치와 원거리에 촛점이 맞추어진 위치를 도시한 도면.

도10은 본 발명에 관한 광학 유닛을 구비한 촬상 장치의 그 밖의 예의 내부 구조를 도시한 개략 단면도.

도11은 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배치된 조리개, 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치된 교축 구조를 도시한 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1 렌즈

2 : 제2 렌즈

3 : 제3 렌즈

4, 5 : 조리개

7 : 캠 부재

8 : 촬상 소자

9 : 압축 코일 스프링

11 : 프린트 기판

12 : 베이스 부재

13 : 덮개 부재

14 : 화장판

15 : 회전 부재

16 : 외부 프레임 부재

21 : 방진 플레이트

50 : 광학 유닛

100 : 촬상 장치

T : 휴대 전화기

Claims

광학 유효면과 광학 유효면의 주위 중 적어도 일부에 보유 지지부를 각각 갖는 적어도 2매의 광학 부재와,

상기 2매의 광학 부재 사이에 배치되고 개구부를 갖는 차광 부재를 갖는 광학 유닛이며,

상기 2매의 광학 부재 중 적어도 1매의 광학 부재는 광학 유효면의 적어도 한 쪽면의 보유 지지부 상에 형성된 적어도 3개의 돌기부를 가지며, 상기 3개의 돌기부는 차광 부재의 일부가 돌기부들을 제외한 2매의 광학 부재의 보유 지지부에 개제된 공간을 형성하도록 다른 광학 부재와 접촉된 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 돌기부는 광축에 수직인 방향과 광축 방향의 두 개의 위치 설정 방향에서 2매의 광학 부재의 위치를 고정하도록 다른 광학 부재와 접촉된 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 차광 부재의 외경은 상기 차광 부재과 대면한 2매의 광학 부재 중 적어도 1매의 광학 부재의 외경과 동일하거나 또는 더 큰 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 차광 부재의 상기 개구부는 실질적으로 직사각형으로 형성된 광학 유닛.
제1항에 있어서, 광학 유닛은 적어도 제1, 제2 및 제3 광학 부재와, 제1 및 제2 광학 부재 사이의 보유 지지부 상에 제공된 적어도 3개의 돌기부의 제1 세트와 제2 및 제3 광학 부재 사이의 보유 지지부 상에 제공된 적어도 3개의 돌기부의 제2 세트를 가지며, 적어도 3개의 돌기부의 제1 세트의 위치는 동일한 원형 상에 돌출된 적어도 3개의 돌기부의 제2 세트의 위치와 다른 광학 유닛.
제1항의 광학 유닛을 갖는 촬상 장치.
제6항의 촬상 장치를 갖는 휴대 단말.