(57)【要約】【課題】高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、被写体像の合焦を適正に行う。【解決手段】撮像装置１００であって、レンズ部４を撮像素子３に対して光軸方向に変位させるカム部材６のカム面６１１には、レンズ部を撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部Ａ３、Ｂ３と、傾斜面部の一方の端部に連続して設けられた基端面部Ａ１、Ｂ１と、傾斜面部の基端面部と反対側となる他方の端部に連続して設けられた先端面部Ａ２、Ｂ２とを有する第一のカム形状部６１Ａ及び第二のカム形状部６１Ｂが形成され、これら第一のカム形状部及び第二のカム形状部は、レンズ部の最短合焦距離に基づいて、撮像素子に対する先端面部の距離を異ならせるようにして配設されている。【選択図】図２
2006267617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を結像する撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズを保持する保持部材と、前記保持部材を支持する台座と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方に設けられ、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるカム部と、前記被写体の撮像の際に、前記撮像レンズを光軸方向に移動させてその合焦位置を調整するために前記保持部材及び前記台座の何れか一方を回動させる駆動手段と、を備える撮像装置であって、
前記カム部は、
前記保持部材及び前記台座のうち、当該カム部が設けられていない他方の一部に形成された当接部が当接されるカム面を有し、
当該カム面には、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部と、前記傾斜面部の一方の端部に連続して設けられた基端面部と、前記傾斜面部の前記基端面部と反対側となる他方の端部に連続して設けられた先端面部とを有するカム形状部が複数形成され、
前記複数のカム形状部は、前記撮像レンズの最短合焦距離に基づいて、前記撮像素子に対する前記先端面部の距離を異ならせるようにして配設されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数のカム形状部は、前記撮像素子に対する前記基端面部の距離を異ならせるようにして配設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。
【請求項３】
被写体の光学像を結像する撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズを保持する保持部材と、前記保持部材を支持する台座と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方に設けられ、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるカム部と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方を一方向に回動させるための駆動手段と、前記被写体の撮像の際に、前記駆動手段の駆動を制御して前記撮像レンズを光軸方向に移動させ当該撮像レンズの合焦位置を自動で調整するオートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理手段とを備える撮像装置であって、
前記カム部は、
前記保持部材及び前記台座のうち、当該カム部が設けられていない他方の一部に形成された当接部が当接されるカム面を有し、
当該カム面には、延在方向が光軸方向に直交する光軸直交方向に対し所定の角度となるように傾斜してなり、前記オートフォーカス処理にて前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部を有するカム形状部が複数形成され、
前記複数のカム形状部は、第一のカム形状部と、当該第一のカム形状部に隣設され、前記第一のカム形状部に備わる前記傾斜面部よりも前記光軸直交方向に対する傾斜角度の小さい傾斜面部を有する第二のカム形状部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータ等の電子機器に搭載可能な撮像装置及びこの撮像装置を内蔵した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機等の電子機器に搭載可能な小型で高性能の撮像装置が知られており、この撮像装置として、被写体の光学像を結像する撮像レンズと、撮像レンズにより結像された光学像を電気信号に変換するＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子を備えたものがある。
【０００３】
また、撮像装置として、撮像レンズを光軸方向に移動させて焦点調整を行うことができるものも知られており（例えば、特許文献１参照。）、近年では、当該撮像レンズの移動をＣＰＵの制御下にて自動的に行うことにより焦点調整を自動で行うオートフォーカス（ＡＦ）処理機能を有するものも開発されている。
かかる撮像装置にあっては、例えば、撮像レンズをその下側から支持し、水平面部とこの水平面部に連続された傾斜面部とを有するカム面が形成されたカム部材を備え、このカム部材を所定方向に駆動させることによって撮像レンズを光軸方向に移動自在に構成されたものもある。より具体的には、カム部材の傾斜面部のより上側に撮像レンズの所定の当接部を当接させるようにカム部材を駆動させることによって焦点をより至近域側から合わせることができ、また、傾斜面部のより下側に撮像レンズの当接部を当接させることによって焦点をより無限域側から合わせることができるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−１７０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の撮像装置において、通常の撮像モードよりも被写体に近接して撮像するマクロ撮像モードでは、カム部材の傾斜面部に連続する上側の水平面部に当接部を当接させることにより撮像レンズをその最短合焦距離となるように移動させている。即ち、マクロ撮像モードでは、予め決められた所定の最短合焦距離でしか撮像を行うことができず、当該撮像装置がユーザにとって使い勝手に優れたものとなっていない。
ここで、マクロ撮像モードにて、カム部材の傾斜面部の所定位置に当接部を当接させることにより最短合焦距離を変更してマクロ撮像を異なる距離で行えるように構成することができると考えられる。しかしながら、当該制御を適正に行うためには、カム部材の高精度の駆動制御を実行することができる高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いなければならず、装置のコストアップを招いてしまうといった問題がある。
【０００５】
また、オートフォーカス処理においても、上記問題と同様に、撮像レンズの合焦状態の調整をより適正に行うためには、カム部材の高精度の駆動制御を実行することができる高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いなければならず、装置のコストアップを招いてしまうといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、所定の撮像位置にて被写体像の合焦を適正に行うことができる撮像装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被写体の光学像を結像する撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズを保持する保持部材と、前記保持部材を支持する台座と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方に設けられ、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるカム部と、前記被写体の撮像の際に、前記撮像レンズを光軸方向に移動させてその合焦位置を調整するために前記保持部材及び前記台座の何れか一方を回動させる駆動手段と、を備える撮像装置であって、
前記カム部は、
前記保持部材及び前記台座のうち、当該カム部が設けられていない他方の一部に形成された当接部が当接されるカム面を有し、
当該カム面には、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部と、前記傾斜面部の一方の端部に連続して設けられた基端面部と、前記傾斜面部の前記基端面部と反対側となる他方の端部に連続して設けられた先端面部とを有するカム形状部が複数形成され、
前記複数のカム形状部は、前記撮像レンズの最短合焦距離に基づいて、前記撮像素子に対する前記先端面部の距離を異ならせるようにして配設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記複数のカム形状部は、前記撮像素子に対する前記基端面部の距離を異ならせるようにして配設されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
被写体の光学像を結像する撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズを保持する保持部材と、前記保持部材を支持する台座と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方に設けられ、前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるカム部と、前記保持部材及び前記台座の何れか一方を一方向に回動させるための駆動手段と、前記被写体の撮像の際に、前記駆動手段の駆動を制御して前記撮像レンズを光軸方向に移動させ当該撮像レンズの合焦位置を自動で調整するオートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理手段とを備える撮像装置であって、
前記カム部は、
前記保持部材及び前記台座のうち、当該カム部が設けられていない他方の一部に形成された当接部が当接されるカム面を有し、
当該カム面には、延在方向が光軸方向に直交する光軸直交方向に対し所定の角度となるように傾斜してなり、前記オートフォーカス処理にて前記撮像レンズを前記撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部を有するカム形状部が複数形成され、
前記複数のカム形状部は、第一のカム形状部と、当該第一のカム形状部に隣設され、前記第一のカム形状部に備わる前記傾斜面部よりも前記光軸直交方向に対する傾斜角度の小さい傾斜面部を有する第二のカム形状部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明の電子機器は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、カム部のカム面には、撮像レンズを撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部と、傾斜面部の一方の端部に連続して設けられた基端面部と、傾斜面部の基端面部と反対側となる他方の端部に連続して設けられた先端面部とを有するカム形状部が複数形成され、これら複数のカム形状部は、撮像レンズの最短合焦距離に基づいて、撮像素子に対する先端面部の距離を異ならせるようにして配設されている。即ち、撮像素子に対する先端面部の距離を異ならせることにより撮像レンズの最短合焦距離を規定するカム形状部が複数設けられているので、最短合焦距離を変更して撮像を行う場合に、カム部の傾斜面部の所定位置に当接部を当接させるといった制御を行う必要がなくなり、カム形状部を切り替えるだけで撮像レンズの最短合焦距離を簡便に切り替えることができることとなる。
従って、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、所定の最短合焦距離にて被写体像の合焦を適正に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、複数のカム形状部は、撮像素子に対する基端面部の距離を異ならせるようにして配設されているので、これら複数の基端面部を用いて被写体像の合焦を適正に行うことができ、より使い勝手に優れた魅力的な撮像装置を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、カム部のカム面には、延在方向が光軸方向に直交する光軸直交方向に対し所定の角度となるように傾斜してなり、オートフォーカス処理にて撮像レンズを撮像素子に対して光軸方向に変位させるための傾斜面部を有するカム形状部が複数形成され、複数のカム形状部は、第一のカム形状部と、当該第一のカム形状部に隣設され、第一のカム形状部に備わる傾斜面部よりも光軸直交方向に対する傾斜角度の小さい傾斜面部を有する第二のカム形状部とを備えている。これにより、オートフォーカス処理にて合焦位置の調整を行う際に、当接部が第一のカム形状部の傾斜面部に沿って移動するよりも第二のカム形状部の傾斜面部に沿って移動する場合の方が、撮像レンズの光軸方向に対する単位時間あたりの変位量を小さくすることができることとなり、第二のカム形状部を用いて合焦位置の調整をより精細に行うことができる。従って、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、オートフォーカス処理にて被写体像の合焦を適正に、且つ、簡便に行うことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の撮像装置を、機器本体内に備えた電子機器であっても、請求項１〜３に記載の発明と同様に、カム面の所定位置に当接部を当接させて撮像レンズを光軸方向に位置決めすることによって、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、所定の撮像位置にて被写体像の合焦を適正に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、本発明を適用した実施形態１の撮像装置１００を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における撮像装置１００の一部省略断面図である。また、図３は、撮像装置１００の制御系の要部構成を示すブロック図である。
なお、図１にあっては、装置ケース１の上蓋部１ａの図示を省略している。
【００１７】
実施形態１の撮像装置１００は、図１〜図３に示すように、装置ケース１と、装置ケース１の下側に配設された基板２と、基板２の光源側（上側）の面に取り付けられた撮像素子３と、撮像素子３に集光させるためのレンズ部４と、このレンズ部４を保持する外筒部（保持部材）５と、外筒部５を支持して、当該外筒部５を撮像素子３に対して光軸方向に変位させるカム部材６と、カム部材６を介してレンズ部４を光軸方向に移動させるための駆動モータ（駆動手段）７と、駆動モータ７の駆動力をカム部材６に伝達するための駆動力伝達部材８と、レンズ部４の光軸方向の位置を検知するための第一フォトインタラプタ９１及び第二フォトインタラプタ９２と、制御部１０とを備えている。
【００１８】
基板２は、例えばセラミック基板等からなり、その光源側の面に下端部を当接させて装置ケース１が取り付けられている。
また、基板２は、図１に示すように、その一部にフレキシブル基板Ｆが接続されている。フレキシブル基板Ｆは所定の配線（図示略）を介して撮像素子３と電気的に接続されている。
【００１９】
撮像素子３は、基板２の所定位置（例えば、図２における左側）に、その光源側にレンズ部４により結像された被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換部３ａが配されるように取り付けられている。また、撮像素子３は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、外形が略矩形薄板状に形成されている。
なお、撮像素子３の光源側には、例えば、赤外線等をカットするフィルタとしての機能を有し、当該撮像素子３に塵などが付着するのを防止することができるようにカバー部材３１が配設されている。そして、カバー部材３１の光源側には、被写体の光学像を撮像素子３の光電変換部３ａに結像するためのレンズ部４が配設されている。
【００２０】
レンズ部４は、光源側から順に配設された第一レンズ４１、第二レンズ４２及び第三レンズ４３（撮像レンズ）を備え、これら第一レンズ４１、第二レンズ４２及び第三レンズ４３は外形が略筒状に形成されたレンズ固定枠部４４の内周部に固定されている。
なお、第一レンズ４１と第二レンズ４２との間には、例えば、光量を調節するための絞り板４５が配設され、また、第二レンズ４２と第三レンズ４３との間には、これら第二レンズ４２と第三レンズ４３との間隔を規制するための間隔規制部材４６が配設されている。
【００２１】
また、レンズ部４は、レンズ固定枠部４４の外周部に形成された雄ねじ部４４ａを外筒部５の内周部に形成された雌ねじ部５１ａに螺合させるようにして外筒部５の内側に配設されている。
ここで、外筒部５に対してレンズ部４を光軸方向の軸心周りに回動させることにより当該レンズ部４を光軸方向に移動自在となっており、これにより、レンズ部４の合焦状態を調整することができるようになっている。より具体的には、例えばカム部材６のカム面の第一の基端面部Ａ１や第二の基端面部Ｂ１（後述）に外筒部５の当接部５３ａが当接されて光軸方向に位置決めされた状態で、所定のチャートを用いてレンズ部４の合焦状態を評価していき、その評価状況に応じてレンズ部４を螺子込んで光軸方向に移動させることで当該レンズ部４の合焦状態を調整するようになっている。
【００２２】
外筒部５は、例えば、外形が略筒状に形成された部材であり、内周部に雌ねじ部５１ａが形成された上環状部５１と、この上環状部５１に連続して形成され、バネ等の押圧部材１１により基板２側に押圧される被押圧部５２と、この被押圧部５２に連続して形成され、下端部にカム部材６のカム面６１１に当接される当接部５３ａが形成された下環状部５３とを備えている。
【００２３】
当接部５３ａは、略１２０°間隔を空けて下環状部５３の下面から撮像素子３側に３つ突出して形成されている。また、当接部５３ａの突出長は、カム部材６のカム面６１１上面の第一の段差部Ａ４（後述）の高低差と略等しいか、若しくはその高低差よりも長くなっている。
なお、押圧部材１１の上端部は、例えば、装置ケース１の上蓋部１ａの下面に当接されており、これによって、押圧部材１１により外筒部５が基板２側に常時付勢されるようになっている。
【００２４】
また、外筒部５の所定位置には、第一フォトインタラプタ９１及び第二フォトインタラプタ９２によりレンズ部４の光軸方向の位置を検知するための検知用羽部材５４が配設されている。
【００２５】
次に、カム部材６について図４及び図５を参照して詳細に説明する。ここで、図４は、カム部材６を示す斜視図であり、図５は、カム部材６のカム面６１１を模式的に示した図である。
図４に示すように、カム部材６は、例えば、略環状に形成された部材であり、具体的には、上端に当接部５３ａが当接されて外筒部５を下側から支持するカム面６１１を有する上カム部（カム部）６１と、この上カム部６１の下側から外方に突設され、外周部に歯車が形成された下円盤部（台座）６２とを備えて構成されている。
【００２６】
上カム部６１のカム面６１１には、図５に示すように、レンズ部４の最短合焦距離を異ならせるようにして第一のカム形状部６１Ａと第二のカム形状部６１Ｂとが、当接部５３ａの摺動方向に沿って連続して形成されている。
これら第一のカム形状部６１Ａ及び第二のカム形状部６１Ｂは、略１２０°間隔を空けるようにして３組形成されており、これにより、カム部材６は、外筒部５を三点で支持するようになっている。そして、カム部材６が光軸方向の軸周りに回動することにより、外筒部５の当接部５３ａを上カム部６１のカム面６１１に沿って摺動させながら当該カム面６１１が移動することとなり、これによって、外筒部５とともにレンズ部４が光軸方向に変位するようになっている。
【００２７】
第一のカム形状部６１Ａは、光軸方向に略直交する方向に水平に延在する第一の基端面部Ａ１と、第一の基端面部Ａ１よりも高い位置にて略水平に延在する第一の先端面部Ａ２と、第一の基端面部Ａ１と第一の先端面部Ａ２を連続的に繋ぐ第一の傾斜面部Ａ３と、第一の先端面部Ａ２と第二のカム形状部６１Ｂの第二の基端面部Ｂ１（後述）を連続的に繋ぐ第一の段差部Ａ４とを備えている。
また、第二のカム形状部６１Ｂは、第一の基端面部Ａ１と略等しい高さ位置の第二の基端面部Ｂ１と、第二の基端面部Ｂ１よりも高く、且つ、第一の基端面部Ａ１よりも低い位置にて略水平に延在する第二の先端面部Ｂ２と、第一の傾斜面部Ａ３と略等しい角度に傾斜されてなり、第二の基端面部Ｂ１と第二の先端面部Ｂ２を連続的に繋ぐ第二の傾斜面部Ｂ３と、第一の段差部Ａ４と略等しい角度に傾斜されてなり、第二の先端面部Ｂ２と第一のカム形状部６１Ａの第一の基端面部Ａ１を連続的に繋ぐ第二の段差部Ｂ４とを備えている。
【００２８】
第一の基端面部Ａ１及び第二の基端面部Ｂ１は、電源投入時等や通常の撮像状態である固定焦点にて撮像する際に、レンズ部４の光軸方向の位置を固定するための領域であり、具体的には、レンズ部４を遠方撮像位置にて合焦させるように光軸方向に位置決めするようになっている。
なお、第一の基端面部Ａ１及び第二の基端面部Ｂ１を、例えば、オートフォーカス処理の際にレンズ部４を所定の撮像位置に合焦させるように撮像素子３に対して光軸方向に位置決めするための基準位置としても良い。即ち、第一の基端面部Ａ１や第二の基端面部Ｂ１に外筒部５の当接部５３ａが当接された状態で、撮像素子３の光電変換部３ａに光学像が結像されるようにレンズ部４の合焦状態の調整が行われることにより、当該レンズ部４をオートフォーカス処理の際に遠方撮像位置や至近撮像位置に移動させても、レンズ部４の光学像は撮像素子３の光電変換部３ａにて結像されるようにすることができる。
【００２９】
第一の傾斜面部Ａ３及び第二の傾斜面部Ｂ３は、ＣＰＵ１０ａ（後述）の制御下におけるオートフォーカス処理（後述）にてレンズ部４を光軸方向に変位させるための領域である。即ち、第一の傾斜面部Ａ３及び第二の傾斜面部Ｂ３に沿って当接部５３ａが摺動することにより、レンズ部４の撮像素子３の光電変換部３ａに対する光軸方向の距離を変えることができるようになっている。
また、第一の傾斜面部Ａ３及び第二の傾斜面部Ｂ３は、例えば、過焦点位置を含むように構成されている。
【００３０】
第一の先端面部Ａ２及び第二の先端面部Ｂ２は、レンズ部４を至近撮像位置にて合焦させるように光軸方向に位置決めするための領域である。
また、第一の先端面部Ａ２は、第二の先端面部Ｂ２よりも撮像素子３から離れた位置に形成されており、具体的には、当該第一の先端面部Ａ２に外筒部５の当接部５３ａが当接された状態となることで、レンズ部４が最も被写体側に繰り出されるようになっている（図６参照）。このとき、被写体とレンズ部４の距離、即ち、レンズ部４の最短合焦距離を、例えば約１０（ｃｍ）程度に規定することができる。一方、第二の先端面部Ｂ２に外筒部５の当接部５３ａが当接された状態となることで、レンズ部４の最短合焦距離を、例えば約３０（ｃｍ）程度に規定するように当該レンズ部４を被写体側に繰り出すことができる（図７参照）。即ち、第一のカム形状部６１Ａの第一の先端面部Ａ２と第二のカム形状部６１Ｂの第二の先端面部Ｂ２は、レンズ部４の最短合焦距離に基づいて、撮像素子３に対する距離を異ならせて配設されている。
【００３１】
なお、第一の先端面部Ａ２に外筒部５の当接部５３ａを当接させた状態では、所定の画像を撮像素子３の撮像領域（光電変換部３ａ）全面で撮像したり、本発明に係る携帯電話機（後述する）に撮像装置１００を搭載する場合には、当該撮像装置１００をバーコードリーダとして利用することができる。
【００３２】
第一の段差部Ａ４の高低差は、例えば、少なくとも第一フォトインタラプタ９１から出力されるパルス信号のレベルを検知用羽部材５４により切り替えることができる程度の高さとなっている。また、第二の段差部Ｂ４の高低差は、例えば、少なくとも第二フォトインタラプタ９２から出力されるパルス信号のレベルを検知用羽部材５４により切り替えることができる程度の高さとなっている。
即ち、例えばカム面６１１が図５における左方向に移動するようにカム部材６が回動することにより、当接部５３ａが第一の段差部Ａ４又は第二の段差部Ｂ４を上から下に移動することとなる。このとき、検知用羽部材５４と第一フォトインタラプタ９１又は第二フォトインタラプタ９２との相対的な高低差に基づいて当該第一フォトインタラプタ９１又は第二フォトインタラプタ９２から出力されるパルス信号がローレベル（Ｌレベル）からハイレベル（Ｈレベル）に切り替えられるようになっている。より具体的には、第一フォトインタラプタ９１により第一の段差部Ａ４及び第二の段差部Ｂ４が検出可能に構成され、第二フォトインタラプタ９２により第一の段差部Ａ４のみが検出可能に構成されている。
【００３３】
上記構成のカム部材６の第一のカム形状部６１Ａ及び第二のカム形状部６１Ｂは、被写体の撮像にあたって、図示しない所定の選択指示スイッチを介してユーザにより何れか一方が選択して使用されるようになっており、これによって、レンズ部４の最短合焦距離を切り替えることができることとなる。
【００３４】
下円盤部６２の歯車は、駆動力伝達部材８の下側外周部に形成された平歯車部（図示略）に噛合されている。
なお、駆動力伝達部材８には、平歯車部と同心にてこの平歯車部よりも上側にはす歯（図示略）が設けられており、このはす歯が駆動モータ７の出力軸に取付固定されたウォーム７１に噛合されている。
ここで、駆動力伝達部材８の回転方向は、レンズ部４を遠方撮像位置から至近撮像位置に移動させる際に、ウォーム７１とはす歯との噛合により当該駆動力伝達部材８が基板２側に付勢されるような方向となっている。即ち、レンズ部４は押圧部材１１により光源側から基板２側に付勢されているため、第一の傾斜面部Ａ３及び第二の傾斜面部Ｂ３にてレンズ部４を光軸方向に移動させる場合には、駆動力伝達部材８が基板２側に付勢されるような方向となるように回転させた方がレンズ部４の光軸方向の位置決め精度向上の点で好ましい。
換言すると、オートフォーカス処理（後述する）をレンズ部４の繰出時に実行する場合には、当該レンズ部４を繰り出すことにより駆動力伝達部材８が基板２側に付勢されるようにはす歯を設け、一方、レンズ部４の繰込時に実行する場合には、当該レンズ部４を繰り込むことにより駆動力伝達部材８が基板２側に付勢されるようにはす歯を設けることが好ましい。
【００３５】
駆動モータ７は、例えば、ステッピングモータ等のパルスモータであり、ＣＰＵ１０ａから出力され入力されたパルスに基づいてロータを所定の角度ずつステップ駆動するようになっている。これにより、ウォーム７１及び駆動力伝達部材８を介してカム部材６を光軸方向の軸周りに所定方向に回動させるようになっている。
【００３６】
制御部１０は、オートフォーカス処理を制御するためのものであり、具体的には、図３に示すように、ＣＰＵ１０ａと、ＲＡＭ１０ｂと、記憶部１０ｃとを備えている。なお、制御部１０、撮像素子３、駆動モータ７、第一フォトインタラプタ９１及び第二フォトインタラプタ９２はバスＢを介して電気的に接続されている。
【００３７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａは、当該撮像装置１００を構成する各部を統括して制御するものであり、記憶部１０ｃに格納されている所定のプログラムを読み出してＲＡＭ１０ｂの作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行する。
【００３８】
また、ＣＰＵ１０ａは、第一フォトインタラプタ９１及び第二フォトインタラプタ９２から出力されるパルス信号のレベルが切り替えられることに基づいて、所定の演算を行ってレンズ部４の光軸方向の位置を判定する。具体的には、ＣＰＵ１０ａは、第一フォトインタラプタ９１から出力されるパルス信号に基づいて、第一のカム形状部６１Ａにより光軸方向に変位されるレンズ部４の光軸方向の位置を判定し、また、第二フォトインタラプタ９２から出力されるパルス信号に基づいて、第二のカム形状部６１Ｂにより光軸方向に変位されるレンズ部４の光軸方向の位置を判定するようになっている。
【００３９】
さらに、ＣＰＵ１０ａは、選択指示スイッチと電気的に接続されており、被写体の撮像にあたって、ユーザによりレンズ部４の最短合焦距離が選択指示されることに基づいて、当該選択指示スイッチから出力された所定の制御信号に従ってカム部材６を回動させて第一のカム形状部６１Ａ及び第二のカム形状部６１Ｂの何れか一方が選択されるようになっている。
【００４０】
ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂは、ＣＰＵ１０ａの制御下にて記憶部１０ｃから読み出されたプログラムやデータ等の格納領域や作業領域等を構成している。
【００４１】
記憶部１０ｃは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electronic Erasable Programmable ROM）等から構成されており、ＣＰＵ１０ａの制御下にて実行される各種のプログラム並びに各プログラムの処理に係るデータ等を記憶するものである。具体的には、記憶部１０ｃは、例えば、オートフォーカス処理プログラムｃ１を記憶している。
オートフォーカス処理プログラムｃ１は、ＣＰＵ１０ａに、オートフォーカス処理手段として、被写体の撮像の際に、駆動モータ７の駆動を制御させてレンズ部４を保持する外筒部５を光軸方向に移動させ当該レンズ部４の合焦位置を自動で調整するオートフォーカス処理を行う機能を実現させるプログラムである。
【００４２】
ここで、オートフォーカス処理は、例えば、ＣＰＵ１０ａの制御下にて、カム部材６を所定方向に回動させてカム面６１１に外筒部５の当接部５３ａを摺動させることによりレンズ部４を遠方撮像位置と至近撮像位置の間を移動させつつ、被写体を撮像することで画像データを取得していく。そして、ＣＰＵ１０ａは、取得された画像データの複数の焦点調整位置における特定周波数解析を行うことにより取得した周波数解析データをＲＡＭ１０ｂ内に順次格納していく。さらに、ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂに格納された周波数解析データに基づいて、当該画像データの焦点調整位置におけるその被写体の光学像の合焦状態を評価して、評価値が最も良い撮像位置を合焦位置と規定するようになっている。
【００４３】
なお、例えば、「マクロ撮像モード」が設定されている場合には、ＣＰＵ１０ａは、オートフォーカス処理を実行しないように構成されていても良い。
【００４４】
次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置１００を搭載した電子機器について説明する。
図７に示すように、電子機器は、例えば、折り畳み式の携帯電話機Ｔであり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体１２ａと、操作ボタンＰを備えた下筐体１２ｂとがヒンジ１２ｃを介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体１２ａの内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００が上筐体１２ａの外表面から光を取り込めるものとされている。
なお、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。
【００４５】
以上のように、実施形態の撮像装置１００によれば、撮像素子３に対する先端面部Ａ２、Ｂ２の距離を異ならせることによりレンズ部４の最短合焦距離を規定する第一のカム形状部６１Ａ及び第二のカム形状部６１Ｂが設けられているので、最短合焦距離を変更して撮像を行う場合に、カム部材６の所定の傾斜面部の所定位置に当接部５３ａを当接させるといった制御を行う必要がなくなり、カム形状部６１Ａ、６１Ｂを切り替えるだけでレンズ部４の最短合焦距離を簡便に切り替えることができることとなる。
従って、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、所定の最短合焦距離にて被写体像の合焦を適正に行うことができる。
【００４６】
また、本発明に係る携帯電話機Ｔは、機器本体内に撮像装置１００を備えて構成されているので、上記のように、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく被写体像の合焦を適正に行うことができる。
【００４７】
＜変形例１＞
上記実施形態１では、カム部材６の第一の基端面部Ａ１と第二の基端面部Ｂ１とを略等しい高さで配設するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、第一の基端面部Ａ１と第二の基端面部Ｂ１１の撮像素子３に対する距離を異ならせるようにしても良い（図９参照）。
具体的には、例えば、ユーザのニーズに応じて、カム部材１０６の第二の基端面部Ｂ１１をその撮像素子３に対する距離が第一の基端面部Ａ１のそれよりも長くなるように、即ち、遠方撮像位置における合焦距離が第二のカム形状部１６１Ｂの方が第一のカム形状部６１Ａよりも近くなるように構成しても良い。
このような構成とすることによって、上記実施形態１と同様に、カム形状部６１Ａ、１６１Ｂを切り替えるだけでレンズ部４の最短合焦距離を簡便に切り替えることができることとなるだけでなく、さらに、第一の基端面部Ａ１及び第二の基端面部Ｂ１１を用いて被写体像の合焦を適正に行うことができ、より使い勝手に優れた魅力的な撮像装置を提供することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、ＣＰＵ１０ａの制御下にてレンズ部４を遠方撮像位置から至近撮像位置まで一方向に移動させるようにしたが、これに限られるものではなく、レンズ部４を双方向に移動させるようにしても良い。即ち、ＣＰＵ１０ａは、レンズ部４を遠方撮像位置から至近撮像位置の所定位置まで移動させた後、駆動モータ７の回転方向を逆にすることによりカム部材６を逆回転させてレンズ部４を至近撮像位置から遠方撮像位置まで移動させるようにしても良い。この場合、例えば駆動モータ７の逆回転により生じるバックラッシを考慮してこのバックラッシの分多めに戻すようにした方が好ましい。
【００４９】
また、上記実施形態１の撮像装置１００は、オートフォーカス処理機能を具備するようにしたが、これに限られるものではなく、オートフォーカス処理を備えるか否かは適宜変更しても良い。
【００５０】
［実施形態２］
以下に、実施形態２の撮像装置について、図１０を参照して説明する。
ここで、図１０は、本発明を適用した実施形態２の撮像装置に備わるカム部材６のカム面６１１を模式的に示した図である。
なお、実施形態２の撮像装置を構成する各部のうち、上記実施形態１と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略するものとする。
【００５１】
実施形態２の撮像装置は、図１０に示すように、そのカム部材２０６のカム面６１１に、オートフォーカス処理にて合焦位置の調整を粗く行うための粗調整用カム形状部（第一のカム形状部）２６１Ａと、粗調整用カム形状部２６１Ａよりも合焦位置の調整を精細に行うための精細調整用カム形状部（第二のカム形状部）２６１Ｂとを備えて構成されている。
具体的には、精細調整用カム形状部２６１Ｂは、粗調整用カム形状部２６１Ａの当接部５３ａの摺動方向の下流側に隣設され、精細調整用カム形状部２６１Ｂに備わる傾斜面部Ｂ２３の基端面部Ｂ２１及び先端面部Ｂ２２（平坦面部）に対する傾斜角度は、粗調整用カム形状部２６１Ａに備わる傾斜面部Ａ２３の基端面部Ａ２１及び先端面部Ａ２２に対する傾斜角度よりも小さくされている。即ち、粗調整用カム形状部２６１Ａ及び精細調整用カム形状部２６１Ｂに備わる傾斜面部Ａ２３、Ｂ２３は、それぞれ光軸方向に直交する光軸直交方向に対し所定の角度で延在（傾斜）してなり、精細調整用カム形状部２６１Ｂの傾斜面部Ｂ２３の光軸直交方向に対する傾斜角度は、粗調整用カム形状部２６１Ａの傾斜面部Ａ２３の光軸直交方向に対する傾斜角度よりも小さくされている。
これにより、当接部５３ａが粗調整用カム形状部２６１Ａの傾斜面部Ａ２３に沿って移動するよりも精細調整用カム形状部２６１Ｂの傾斜面部Ｂ２３に沿って移動する場合の方が、レンズ部４の光軸方向に対する単位時間あたりの変位量を小さくすることができる。
なお、粗調整用カム形状部２６１Ａ及び精細調整用カム形状部２６１Ｂのそれぞれに備わる先端面部Ａ２２、Ｂ２２の基端面部Ａ２１、Ｂ２１からの高さは略等しくなっており、また、粗調整用カム形状部２６１Ａ及び精細調整用カム形状部２６１Ｂのそれぞれに備わる段差部Ａ２４、Ｂ２４の傾斜角度も略等しくなっている。
【００５２】
以上のように、実施形態２の撮像装置によれば、オートフォーカス処理にて合焦位置の調整を行う際に、当接部５３ａが粗調整用カム形状部２６１Ａの傾斜面部Ａ２３に沿って移動するよりも精細調整用カム形状部２６１Ｂの傾斜面部Ｂ２３に沿って移動する場合の方が、レンズ部４の光軸方向に対する単位時間あたりの変位量を小さくすることができることとなる。従って、先ず、粗調整用カム形状部２６１Ａを用いて合焦位置の調整を粗く行った後、精細調整用カム形状部２６１Ｂを用いて合焦位置の調整をより精細に行うことができることとなり、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、オートフォーカス処理にて被写体像の合焦を適正に、且つ、簡便に行うことができる。
【００５３】
なお、上記実施形態２にあっては、オートフォーカス処理において、カム部材２０６、３０６のカム面６１１に設けられた粗調整用カム形状部２６１Ａの傾斜面部Ａ２３よりも精細調整用カム形状部２６１Ｂの傾斜面部Ｂ２３における単位時間当たりの駆動モータ７の回転速度を遅くさせるように変更しても良い。即ち、粗調整用カム形状部２６１Ａの傾斜面部Ａ２３にて評価値が良い撮像位置の目安を探索して、この目安となる撮像位置までの基端面部Ａ２１からのパルス数を記憶しておき、当該パルス数に基づいて精細調整用カム形状部２６１Ｂの傾斜面部Ｂ２３にて目安となる撮像位置の付近で駆動モータ７の回転速度を遅くすることで光学像の合焦状態の評価をより適正に行うことができるようになる。
【００５４】
＜変形例２＞
上記実施形態２では、カム部材６に粗調整用カム形状部２６１Ａと精細調整用カム形状部２６１Ｂとを別個に形成するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、図１１に示すように、粗調整用カム形状部２６１Ａと精細調整用カム形状部２６１Ｂとが一体的に構成されたカム形状部３６１Ｃをカム部材３０６に備えるようにしても良い。
即ち、一のカム部材３０６に、当接部５３ａが基端面部Ｃ３１側から先端面部Ｃ３２側に移動して、オートフォーカス処理におけるレンズ部４の合焦位置の調整を粗く行うための粗傾斜面部Ｃ３３と、先端面部Ｃ３２の摺動方向の下流側の端部に連続して形成され、当接部５３ａが先端面部Ｃ３２側から基端面部Ｃ３１側に移動して粗傾斜面部Ｃ３３よりもレンズ部４の合焦位置の調整を精細に行うための精細傾斜面部Ｃ３４とが形成されていても良い。
このような構成としても、上記実施形態２と同様に、粗傾斜面部Ｃ３３よりも精細傾斜面部Ｃ３４の方がレンズ部４の光軸方向に対する単位時間あたりの変位量を小さくすることができることとなり、精細傾斜面部Ｃ３４を用いて合焦位置の調整をより精細に行うことができる。従って、高性能なＣＰＵや特別なソフトウエアを用いた処理を行うことなく、オートフォーカス処理にて被写体像の合焦を適正に、且つ、簡便に行うことができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、撮像レンズのＦ値や焦点距離等のレンズ特性に基づいて異なる形状のカム面を有するカム部材（図示略）を備えるようにしても良い。
即ち、カム面に、例えば、撮像レンズのＦ値や焦点距離等のレンズ特性に基づいて、基端面部に対する先端面部の高さを異ならせるようにして配設された複数のカム形状部が形成されていても良い。これにより、撮像装置に様々な光学特性の撮像レンズが搭載される場合であっても、複数の撮像レンズの光学特性に応じた所定形状のカム形状部をカム面に形成し、当該カム面を有するカム部材６若しくは外筒部（保持部材）を撮像装置に搭載しておくことによって、光学特性の異なる各撮像レンズ専用のカム面を有するカム部材若しくは外筒部を配設する必要がなくなる。
より具体的には、例えば、Ｆ値の小さい明るい撮像レンズや焦点距離の長い長焦点レンズの場合には、焦点深度が狭いため、基端面部に対する先端面部の高さの高いカム形状部を設ける必要があるが、一方、Ｆ値の大きい暗い撮像レンズや焦点距離の短い短焦点レンズの場合には、焦点深度が広いため、基端面部に対する先端面部の高さの低いカム形状部を設ける必要がある。
従って、基端面部に対する先端面部の高さが異なる複数のカム形状部が形成されたカム部材若しくは外筒部を用いることにより、当該カム部材若しくは外筒部の汎用性を向上させることができ、撮像装置のコストダウンを図ることができる。
【００５６】
なお、撮像装置に搭載された撮像レンズに対応するカム形状部の指定は、例えば、撮像レンズのレンズ特性に係る情報を記憶部の所定の記憶領域に記憶しておき、記憶された情報と、フォトインタラプタやエンコーダ等により検出された撮像レンズの光軸方向の位置に係る情報とに基づいてＣＰＵ等の判定手段により判定されることにより行われても良い。
また、撮像装置の製造工程において、撮像レンズのレンズ特性に対応するカム形状部が当接部５３ａに当接した状態となるように構成部品が組み付けられるようにしても良い。
【００５７】
さらに、上記のカム形状部にあっては、実施形態１又は２と同様に、先端面部は撮像レンズを至近撮像位置にて合焦させ、また、基端面部は撮像レンズを遠方撮像位置にて合焦させるように光軸方向に位置決め可能に構成しても良く、これによって、より使い勝手に優れた魅力的な撮像装置を提供することができる。
【００５８】
また、上記実施形態１又は２では、カム部材６、１０６、２０６、３０６として、当接部５３ａを基端面部Ａ１、Ａ２１、Ｃ３１に当接させることによりレンズ部４を遠方撮像位置にて合焦させるように光軸方向に位置決めするものを例示したが、例えば、カム面６１１にレンズ部４を過無限遠位置にて合焦させるように光軸方向に位置決めするための過無限遠域を設けても良い。
ここで、過無限遠位置とは、レンズ部４の焦点を本来の無限遠よりもさらに無限遠側から合わせることができるようになっている。即ち、レンズ部４の第一レンズ４１、第二レンズ４２及び第三レンズ４３を構成する所定の樹脂は、例えば温度や湿度などの環境条件によって屈折率が変動する虞があり、この場合、無限遠にて合焦することができなくなる。そこで、樹脂の屈折率が変動して通常状態における無限遠から焦点を合わせることができなくなっても、当該過無限遠域により合焦位置を至近撮像位置と反対側にずらすことができることとなって、焦点を無限遠に適正に合わせることができるようになる。
【００５９】
さらに、上記実施形態では、外筒部５の下環状部５３に３つの当接部５３ａ、…を設け、これら当接部５３ａをカム部材６のカム面６１１に当接させることより当該カム部材６により外筒部５を三点で支持するようにしたが、これに限られるものではなく、外筒部５の支持は少なくとも三点で行われていれば良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、外筒部５の下面に当接部５３ａを設け、台座としての下円盤部６２とカム部としての上カム部６１とを備えるカム部材６を例示したが、これに限られるものではなく、台座の上面に当接部５３ａを設け、カム部を外筒部（保持部材）の下面に設けて、当該外筒部を光軸方向の軸周りに回動させることによりレンズ部４を光軸方向に移動させるような構成としても良い。
加えて、上記の場合に、外筒部及び台座のうち、当接部５３ａが設けられた方をカム部に対して光軸方向の軸周りに回動させるようにしても良い。即ち、カム部及び当接部５３ａは、光軸方向の軸周りに相対的に回動するように構成されていれば良い。
【００６１】
さらに、上記実施の形態では、電子機器として携帯電話機Ｔを例示したが、これに限られるものではなく、撮像装置１００を内蔵可能な電子機器であれば如何なるものであっても良いのは、勿論である。
【００６２】
また、上記実施形態では、駆動手段として駆動モータ７を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、圧電素子や形状記憶合金等の小型のアクチュエータを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を適用した実施形態１の撮像装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における撮像装置の一部省略断面図である。
【図３】図１の撮像装置の要部構成を示すブロック図である。
【図４】図１の撮像装置に備わるカム部材を示す斜視図である。
【図５】図４のカム部材のカム面を模式的に示した図である。
【図６】図１のＡ−Ａ線における撮像装置の一部省略断面図である。
【図７】図１のＡ−Ａ線における撮像装置の一部省略断面図である。
【図８】本発明に係る撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【図９】変形例１のカム部材のカム面を模式的に示した図である。
【図１０】本発明を適用した実施形態２の撮像装置に備わるカム部材のカム面を模式的に示した図である。
【図１１】変形例２のカム部材のカム面を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００    撮像装置
３        撮像素子
４１      第一レンズ（撮像レンズ）
４２      第二レンズ（撮像レンズ）
４３      第三レンズ（撮像レンズ）
４４      レンズ固定枠部
５        外筒部（保持部材）
５３ａ    当接部
６、１０６、２０６、３０６  カム部材
６１１    カム面
６１Ａ    第一のカム形状部
６１Ｂ、１６１Ｂ  第二のカム形状部
２６１Ａ  粗調整用カム形状部（第一のカム形状部）
２６１Ｂ  精細調整用カム形状部（第二のカム形状部）
３６１Ｃ  カム形状部
Ａ１      第一の基端面部
Ａ２      第一の先端面部
Ａ３      第一の傾斜面部
Ｂ１、Ｂ１１  第二の基端面部
Ｂ２      第二の先端面部
Ｂ３      第二の傾斜面部
Ａ２１、Ｂ２１  基端面部（平坦面部）
Ａ２２、Ｂ２２  先端面部（平坦面部）
Ａ２３、Ｂ２３  傾斜面部
Ｃ３３    粗傾斜面部
Ｃ３４    精細傾斜面部
７      駆動モータ
Ｔ      携帯電話機（電子機器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006267617.tif 000009
【図８】
2006267617.tif 000010
【図９】
2006267617.tif 000011
【図１０】
2006267617.tif 000012
【図１１】
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