WO2004038501A1 - 撮影装置及びこれに用いるレンズ装置 - Google Patents

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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils

Definitions

  • the present invention relates to a lens device provided with a dimming unit and an optical shutter, which is suitable for a device such as a portable IS device, a PDA, and a thin digital camera having a built-in camera.
  • Very small digital cameras / portable MIS machines with cameras often have no dimming means such as an aperture, and sometimes no optical shutter.
  • the aperture is fixed and many shutters use an electronic shutter.
  • photographing devices such as a general power camera and a video power camera have an aperture and a shutter.
  • the aperture must be provided inside the lens device! / ,.
  • the shutter is also provided inside the lens device.
  • the aperture device must be installed in the aperture space.
  • the aperture space is the space on the optical path inside the lens where the amount of light can be adjusted without affecting the imaging.
  • FIG. 6 shows an example of a conventional lens device having an aperture.
  • (a) shows the state without the aperture, and (b) shows the state with the aperture removed.
  • the lens group 12 is divided into a first lens group 12a and a second lens group 12b at the position of the aperture space.
  • a diaphragm device 14 is provided in the diaphragm space, and a plate-like plate 14b with a hole is inserted by a motor 14a to provide a diaphragm effect.
  • the conventional lens apparatus takes a structure in which a throttle portion between the lens group, since the lens groups before and after the throttle section is disposed separated from each other, the position of the center axis of the lens group in the impact and 5
  • Pfi was easily shifted. Since the central axes of the lens groups need to be aligned with each other with a very high level of precision, the conventional lens device can only withstand an impact dropped from a height of several ten centimeters.
  • ⁇ which is used in portable mi-tongue machines with cameras, requires impact resistance that can withstand a drop from a height of 1 meter or more, and this cannot be achieved with the conventional lens device structure. .
  • the present invention solves the above problems, and provides a lens device, a photographing device and a portable information device using the lens device, which are excellent in impact resistance and dust resistance, and can be provided with a dimming function and an optical shutter.
  • the purpose is to:
  • a lens device includes a lens group in which a plurality of lenses are arranged, and dimming means arranged on an incident side of the lens group to adjust the amount of incident light.
  • the dimming unit includes: a dimming filter; a frame that holds the dimming filter; A light-reducing unit having a motor that supports a frame and interposes or avoids the light-reducing filter in front of the lens group; Sign.
  • the frame there is a frame in which an opening is provided in a thin plate made of metal, plastic, or the like, and a neutral density filter is held in the opening.
  • # # can use a neutral density filter having a different neutral density for each frame.
  • the neutral density filter include an ND filter.
  • An optical shutter is a shutter that mechanically blocks incident light.For example, a plurality of blades are opened and closed by a motor toward the entrance side of a lens group, and cover the entrance surface of the lens group in a closed state. There is.
  • the dilation device needs to be provided with an optical sensor unit that converts light emitted from the lens device into an electric signal.
  • the portable information ⁇ equipped with the above device is also shared.
  • the portable information ⁇ includes a small computer such as a mobile phone or a PDA.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which a lens device according to the present invention is employed in a portable mis-machine.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line CC shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the shutter unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the dimming unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of a conventional photographing apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing the operation of the photographing device shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a book using the lens device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing one embodiment of a portable tongue device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line CC shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view showing the operation of the optical shutter 3 shown in FIG. 2, wherein FIG. 3 (a) shows an open state, and FIG. 3 (b) shows a closed state.
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the dimming unit 4 shown in FIG. 2, and FIG.
  • FIG. 1 shows the state where no dimming is possible
  • FIG. 4 (b) shows the state with dimming added.
  • FIG. 1 one embodiment of the device according to the present invention and the lens device used therefor is adopted in a mobile phone unlike the prior art shown in FIG.
  • a lens group 2 of a single focus system having one end exposed on the outer surface A side of the main body 1 and a plurality of lenses arranged in order, and a lens group 2 on the outer surface A side interposed or avoided.
  • Light control means 5 (see FIG. 2) for adjusting the amount of incident light is provided.
  • FIG. 2 Light control means 5 for adjusting the amount of incident light
  • an optical sensor unit 6 that is arranged on the inner surface B side of the main body 1 and receives the light collected by the lens group 2 and converts it into image information , CMOS, etc.
  • the lens group 2 is formed integrally from the entrance side to the exit side without a split portion. There is no diaphragm section or optical shutter that exists in such a way as to separate the lens groups as in the prior art. Due to such a structure, it is excellent in impact resistance and dust resistance, and can easily align the lenses, and can reduce the number of parts and cost.
  • the dimming means 5 is disposed on the entrance side of the lens group 2, and includes a dimming unit 4 for reducing the amount of light incident on the lens group by a dimming filter 4c (see FIG. 4).
  • An optical shutter section 3 for blocking the incidence of light is provided.
  • the dimming unit 4 attaches a firewood-shaped plate 4b to the motor 4a, opens a hole in this plate 4b, and inserts a hole in the plate 4b.
  • Attenuating filter 4c is attached.
  • the optical shutter 3 has two thin plate-shaped blocking plates 3b mounted on the motor 3a, and supports the blocking plates 3b so as to open and close with each other.
  • the dimming means 5 including the dimming part 4 and the optical shutter part 3 is also formed integrally with the lens group 2 shown in FIG. 2, so that the number of parts can be further reduced, and the number of parts can be reduced in the assembly process. The manufacturing efficiency can be further improved.
  • an embodiment of the lens device according to the present invention and the mobile phone with a camera using the lens device are as follows.
  • the shut-off plate 3b is arranged in an open state so that an object can be photographed.
  • the reproducing motor 3a is driven to close the shut-off plate 3b as shown in FIG. 3 (b), so that light enters the optical sensor section 6. And reset the image information.
  • the optical sensor unit 6 prevents light that enters unnecessarily through the lens group 2 when not in use from adversely affecting the converted data.
  • the motor 4a is driven or not driven according to the light information of the amount of incident light detected by the optical sensor unit 6, so that the dimming unit 4 is interposed or avoided in front of the lens group 2. Adjust the amount of incoming light.
  • the plate 4b is usually located at a position where it is not interposed in front of the lens group 2 shown in FIG. It is possible to shoot in.
  • the motor 4a is driven according to the optical information of the state where the amount of incident light is large, and the plate 4 is driven.
  • the amount of incident light is adjusted by lowering the neutral density filter 4c of b and interposing it in front of the lens group 2.
  • the neutral density filter 4c functions to “attenuate light” by adjusting the amount of light under conditions where the light is too strong, such as under direct sunlight. Therefore, the neutral density filter 4c was taken under extremely strong light, It has the effect of reducing the problem that the image element such as the optical sensor section 6 is saturated and becomes whiter and whiter.
  • the lens device according to the present invention can be used for devices such as a digital camera, a film camera, and a video camera (camcorder).
  • the embodiment in which the lens group is formed as a single focus system has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to a lens group other than the single focus system having a zoom function.
  • the dimming function and the installation of the optical shutter are realized while improving the shock resistance and the dust resistance, the high-quality photographing by the optical shutter is enabled, and the assembly is easy and the number of parts is reduced.
  • a lens device that can be reduced is shared with the iif.
  • the lens device according to the present invention which has a distinctive feature, is most suitable for a camera-equipped portable device and a small digital camera, which require high impact resistance and dust proofing.

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Abstract

画像に悪影響を与えず組み立てが容易で部品点数を削減し優れた耐衝撃性及び耐衝撃性を有した撮影装置及びこれに用いるレンズ装置を提供する。複数のレンズを一体に配列させたレンズ群2と、このレンズ群2の前に配置して光の入光量を調節する調光手段5とを備え、この調光手段5はレンズ群2の前に減光フィルタを介在または回避させる減光部4によって光の入光量を加減する。また、調光手段5は、光学シャッタ部3を更に備える。

Description

明 細 書 撮影装置及びこれに用いるレンズ装置 技術分野
本発明は、 カメラを内蔵した携帯 «IS機や P D A、 薄型のデジタル力メラなどの機器 に適した、 減光手段や光学シャッタを備えたレンズ装置に関する。
背景技術
非常に小型のデジタルカメラゃカメラ付携帯 MIS機においては、絞りなどの調光手段 がない場合が殆どであり、 光学シャツタもない場合もある。 絞りは固定であり、 シャツ タは電子シャッタを用いるものが多い。
これに対し、 一般の力メラゃビデオ力メラなどの撮影装置は、 絞りとシャッタを備え ている。 例えば、 特開平 5—1 6 1 0 5 8号公報 （第 2— 4頁、 第 2図） で典型的に見 られるように、 絞りはレンズ装置内部に設けられねばならな！/、。 時にはシャッタもレン ズ装置内部に設けられる ® ^もある。 絞り装置は絞空間に設置されねばならなレヽ。 絞空 間とは、 結像に影響を与えることなく光量を調節することが可能な、 レンズ内部におけ る光経路上の空間である。
第 6図に従来の絞りを有するレンズ装置の一例を示す。 ( a ) は絞りを加えなレ、状態 を、 （b ) は絞りをカ卩えた状態を各々示している。 レンズ群 1 2は、 絞空間の位置で第 1レンズ群 1 2 aと第 2レンズ群 1 2 bとに分割される。 そして絞空間には絞り装置 1 4が設けられ、穴の開いた辦反状のプレート 1 4 bがモータ 1 4 aによって挿入される ことにより絞り効果をもたらされる。
発明の開示
しかしながら、 カゝかるレンズ装置では、 カメラ内臓携帯 mi舌機などの小型の ί膨装置 に採用する場合に、 耐衝撃性や防塵性の面で問題があった。
即ち従来のレンズ装置では、 レンズ群の間に絞り部を設ける構造をとり、 絞り部の前 後のレンズ群は互いに分離して設置されるため、衝撃によりこれらレンズ群の中心軸の 位置ならびに5 Pfiがずれ易レヽという欠点があった。 レンズ群の中心軸は、 非常に高レ、精 度で互いに合致している必要があるので、 従来のレンズ装置は、数 1 0センチの高さか ら落とした衝撃に耐えうるのみであった。 しかしレンズ装置をカメラ付携帯 mi舌機等に 用いられる^は、 1メートル以上の高さからの落下に耐えうる耐衝撃性が必要となり、 従来のレンズ装置の構造ではこれを達成することができない。
また、 レンズ群の間に絞り部やシャツタ部などの可動部分があると、 これらの動作の 際にレンズ装置に埃が混入し易いという問題がある。 カメラ付携帯 «I舌機など小型の力 メラに用いられる光学センサは、 通常のフィルムカメラのものよりかなり小さいため、 レンズ装置内に混入した埃が撮影画像に及ぼす影響は、 相対的に大きくなる。
加えて、 レンズ群の間にシャッタ部を設けた場合には構造的に大きく複雑になり、 小 型にまとめることが困難である。
これらの問題のため、 従来は、 小型のレンズ装置においては、 絞りや光学シャツタを 設けることを断念せざるを得なかった。 従って、 入射光量の調整はシャッタ速度のみで 行うしかなく、またそのシャッタも画質的に光学シャッタより劣る電子シャッタに頼ら ざるを得なかった。
本発明はかかる課題を解決し、 耐衝撃性及び防塵性に優れ、 調光機能や光学シャツタ を設けることも可能な、 レンズ装置及びこのレンズ装置を用いた撮影装置や携帯情報機 器を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明によるレンズ装置は、 複数のレンズが配列され たレンズ群と、該レンズ群の入射側に配置されて光の入光量を調節する調光手段とを備 え、 前記調光手段は、 減光フィルタと、 前記減光フィルタを把持するフレームと、 前記 フレームを支持して前記レンズ群の前に前記減光フィルタを介在または回避させるモ ータとを備えた減光部と、 光学シャッタ部の、 レ、ずれ力;一方又は両方を備えることを特 徴とする。 ここでフレームの例として、金属やプラスチックなどの薄い板に開口部を設 け、 その開口部に減光フィルタを把持するものがある。 フレームは複数あってもよく、 この # ^はフレーム毎に異なる減光率を有する減光フィルタを用いることができる。減 光フィルタには、例えば NDフィルタがある。 また光学シャッタは機械的に入射光を遮 断するシャッタで、例えば、複数枚の羽根がモータによってレンズ群の入射側にぉレ、て 開閉し、 閉じた状態でレンズ群の入射面を覆うものがある。
本発明によって、上記レンズ装置を用いた撮影装置も提供される。この ί膨装置には、 該レンズ装置から出射した光を電気信号に変換する光学センサ部を備えることが必要 である。
また、 上記 装置を備えた携帯情報 βも樹共される。 携帯情報 βには、 例えば 携帯電話機や P DAなどの小型コ'ンピュータが含まれる。
図面の簡単な説明
第 1図は、本発明によるレンズ装置を携帯 mis機に採用した一実施形態を示す図であ る。
第 2図は、 第 1図に示した C— C線の断面を示す図である。
第 3図は、 第 2図に示したシャッタ部の動作を示す図である。
第 4図は、 第 2図に示した減光部の動作を示す図である。
第 5図は、 従来の撮影装置の一実施形態を示す図である。
第 6図は、 第 5図に示した撮影装置の動作を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
次に、添付図面を参照して本発明によるレンズ装置及びこれを使用したカメラ付携帯 電話機の実施の形態を詳細に説明する。 第 1図は、本発明によるレンズ装置を用いた本 発明による携帯 ¾f舌機の一実施形態を示す図である。 また、 第 2図は、 第 1図に示した C— C線の断面を示す図である。 また、 第 3図は、 第 2図に示した光学シャツタ部 3の 動作を示す図であり、 第 3図 （a ) は開いた状態を、 第 3図 （b ) は閉じた状態を各々 示している。 また、 第 4図は、 第 2図に示した減光部 4の動作を示す図であり、 第 4図
( a ) は減光をカ卩えない状態を、 第 4図 （b ) は減光を加えた状態を各々示している。 第 1図に示すように、本発明による 装置及びこれに用いるレンズ装置の一実施形 態は、第 5図に示した従来技術とは異なり携帯電話機に採用しており、携帯電話機の本 体 1を有し、 この本体 1の外面 A側に一端を露出させて順に複数のレンズを配列させて 構成する単焦点系のレンズ群 2と、外面 A側のレンズ群 2前方に介在または回避させて 光の入光量を調節する調光手段 5 (第 2図参照） とを備えている。 そして、 本実施の形 態は、第 2図に示すように、本体 1内の内面 B側に配置してレンズ群 2が集光した光を 受けて画像情報に変換する光学センサ部 6 (C C D, CMO S等） を備えている。 レンズ群 2は、 入射側から出射側まで分割部を持つことなく一体として形成される。 従来のようにレンズ群を分断するような形で存在した絞り部や光学シャッタは存在し ない。 このような構造のため、 耐衝擊性や防塵性に優れると共に、 レンズ同士の位置合 わせを容易にし、 部品点数を削減してコストを抑えることができる。
調光手段 5は、 第 2図に示すように、 レンズ群 2の入射側に配置され、減光フィルタ 4 c (第 4図参照） によりレンズ群への入射光量を減ずる減光部 4と、 光の入射を遮断 する光学シャツタ部 3とを各々備えている。 減光部 4は、 第 4図 （a ) に示すように、 モータ 4 aに薪反状のプレート 4 bを装着し、 このプレート 4 bに穴を開口するととも に、 プレート 4 bの穴に減光フィルタ 4 cを張付けている。 また光学シャツタ部 3は、 第 3図に示すように、モータ 3 aに薄板状の遮断プレート 3 bを二枚装着し、 この遮断 プレート 3 bがお互いに開閉動作するように支持している。 このような構造を採用する ことにより、 通常の 「絞り」 が有する被写界深度の調整という機能は持たないものの、 耐衝撃性や防塵性を向上させつつ入射光量の調整という機能を実現することができる。 これによりレンズ群 2を分断するような機構を設ける必要がなくなり、耐衝撃性や防塵 性の向上を可能とし、 さらに電子シャッタに比べて高画質の写真撮影が可能となる。 この減光部 4及び光学シャツタ部 3からなる調光手段 5も、第 2図に示したレンズ群 2と一体に形成することで、更に部品点数を削減することができ、組み立て工程での製 造効率を一層向上させることが可能になる。
このように形成された本発明によるレンズ装置及びこれを使用したカメラ付携帯電 話機の一実施形態は、 第 3図 （a ) に示すように、 先ず、 本体 1の使用時に光学シャツ タ部 3のモータ 3 aを駆動させることにより、遮断プレート 3 bを開いた状態に配置し て物体の撮影を可能にする。一方、本体 1の未使用時には、再ぴモータ 3 aを駆動させ、 第 3図 （ b ) に示したように遮断プレート 3 bを閉じた状態にすることで、 光学センサ 部 6への入光を遮断して画像情報をリセットさせる。 これにより光学センサ部 6は、未 使用時にレンズ群 2を介して不要に入光する光が変換データに悪影響を及ぼすことを 防止している。
また、物体の撮影時には、光学センサ部 6が感知した入光量の光情報に応じてモータ 4 aを駆動または非駆動させることで、減光部 4をレンズ群 2の前方に介在または回避 させて入光量を調整する。 この際、 プレート 4 bは、 通常、 第 4図 （a ) に示したレン ズ群 2前方に介在しなレ、位置に回避しており、モータ 4 aを非駆動状態にして喑レ、場所 での撮影を可能にしている。
—方、 明るい場所での氍影時には、 第 4図 （b ) に示すように、 光学センサ部 6が感 知した入光量の多い状態の光情報に応じてモータ 4 aを駆動し、プレート 4 bの減光フ ィルタ 4 cを降下させてレンズ群 2の前面に介在させることで入光量を調節する。 この 減光フィルタ 4 cは、 直射日光下などの光が強すぎる条件で、 光の量を調整して 「光を 弱める」役割をする。従って、減光フィルタ 4 cは、極端に強い光の下で撮影した 、 光学センサ部 6などの画像素子が飽和して、そこだけ真つ白くなつてしまう不具合を低 減する効果を備えている。
以上、本発明による 装置及びこれに用いるレンズ装置の実施の形態を詳細に説明 したが、 本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しな い範囲で変更可能である。 例えば本発明によるレンズ装置は、 デジタルカメラ、 フィル ムカメラ、 ビデオカメラ （カムコーダ） などの機器にも採用可能である。 また、 レンズ 群を単焦点系に形成した実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、 ズーム機能を備える単焦点系以外のレンズ群にも適用可能である。
産業上の利用可能性
このように本発明によれば、耐衝撃性や防塵性を向上させつつ調光機能と光学シャツ タの設置を実現し、 光学シャッタによる高画質撮影を可能とし、 さらに組み立てが容易 で部品点数を削減することも可能なレンズ装置が iif共される。カゝかる特徴を有する本発 明によるレンズ装置は、 高度な耐衝撃性や防塵性が要求される、 カメラ付携帯 «I舌機や 小型のデジタルカメラに最適である。

Claims

請求の範囲
1 . 複数のレンズが配列されたレンズ群と、
前記レンズ群の入射側に配置されて光の入光量を調節する調光手段とを備え、 編己調光手段は、 減光フィルタと、 tflf己減光フィルタを把持するフレームと、 前記フ レームを支持して前記レンズ群の前に前記減光フィルタを介在または回避させるモー タとを備えた減光部と、 光学シャッタ部の、 レヽずれ力—方又は両方を備えることを特徴 とするレンズ装置。
2. 請求項 1に記載のレンズ装置と、 該レンズ装置から出射した光を電気信号に変 換する光学センサ部を備えた撮影装置。
3 . 請求項 2に記載の撮影装置を備えた携帯情報機器。
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AL Designated countries for regional patents

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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase