(57)【要約】  本発明は、ハウジング（７）を備えたカメラであって、レンズ（２）が設けられており、像面としてのセンサ（４）が設けられており、該センサを運動させるための圧電素子（５）が設けられており、該圧電素子が、センサの下方に配置されており、該センサをコンタクティングするための接続手段（１０，１１，１２）が設けられている形式のものに関する。この場合、レンズが、当該カメラ内に、特にカメラハウジング内に不動に取り付けられている。有利な構成では、像面が、圧電素子によって焦点調節のためにシフトさせられる。
2005515509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（７）を備えたカメラであって、
−レンズ（２）が設けられており；
−画素としてのセンサ（４）が設けられており；
−該センサを運動させるための圧電素子（５）が設けられており、該圧電素子が、センサの下方に配置されており；
−該センサをコンタクティングするための接続手段（１０，１１，１２）が設けられている
形式のものにおいて、
レンズ（２）が、当該カメラ内に、特にカメラハウジング内に不動に取り付けられていることを特徴とする、カメラ。
【請求項２】
像面が、圧電素子によって焦点調節のためにシフトさせられるようになっている、請求項１記載のカメラ。
【請求項３】
接続手段が、ケーブル、線材またはボンディング線材（１０）として形成されている、請求項１または２記載のカメラ。
【請求項４】
接続手段が、センサとプリント配線板（６）またはフレキシブルプリント配線板、特にフレキシブルシートとの間の接続体を形成している、請求項３記載のカメラ。
【請求項５】
接続手段が、レンズに対して平行なセンサの運動を可能にするように形成されている、請求項３または４記載のカメラ。
【請求項６】
接続手段が、少なくとも１つのフレキシブルシート（１１，１２）として形成されている、請求項１または２記載のカメラ。
【請求項７】
フレキシブルシートが肉薄に形成されている、請求項６記載のカメラ。
【請求項８】
センサが、接続手段に配置されている、請求項６または７記載のカメラ。
【請求項９】
接続手段が、２つの切欠き（１２）を有している、請求項６から８までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１０】
切欠き（１２）が楕円形に形成されている、請求項９記載のカメラ。
【請求項１１】
接続手段が、縁領域で当該カメラのハウジングに固定されている、請求項６から１０までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１２】
接続手段が、接続領域でセンサ（１２）と共に圧電素子の上方に配置されている、請求項６から１１までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１３】
接続手段が、レンズに対して平行なセンサの運動を可能にするように形成されている、請求項６から１２までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１４】
当該カメラが、赤外線フィルタ（３）を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１５】
当該カメラが、防護ガラス（１）をレンズの上方に有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１６】
ハウジング（７）が、当該カメラを環境影響に対して防護している、請求項１から１５までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１７】
当該カメラが、オートフォーカス制御装置に組み合わされている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有利には移動端末機器、たとえば移動無線機器に使用することができるカメラに関する。
【０００２】
移動端末機器、たとえば第３世代の移動無線機器のために、小型化されたカメラが必要となる。
【０００３】
既知のカメラは、調節可能なレンズを装備している。調節可能なレンズは、複雑な機械的な調節装置を要求する。しかし、このような機械的な装置は高価であり、比較的大きく形成されていると同時に機械的な影響、たとえば衝撃およびダスト（摩耗片）に対して敏感である。
【０００４】
製造元側で焦点調節された全てのカメラ（全ての固定焦点スシステム）は、カメラの組立ての間のレンズの焦点調節が高価であるという欠点を有している。この焦点調節は、大量生産時の納入品質に関する最大の弱点箇所も成している。
【０００５】
さらに、カメラでは、オートフォーカス制御装置を使用することも知られている。このオートフォーカス制御装置では、レンズが焦点調節のために電気的にまたは磁気的にまたはモータによって運動させられる。しかし、このような制御装置は妨害されやすく、安定しておらず、多くのエネルギを必要とし、場所をとる。しかし、移動使用のためのカメラの小型化時には、オートフォーカス機能性をカメラに組み込むことが有利である。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、小型化して形成することができ、ほんの僅かな電流しか消費せず、にもかかわらず、機械的な影響に対して妨害されにくく、ダストに対して気密な構造と同時に低い総コストが可能となるカメラを提供することである。さらに、カメラが、移動端末機器での使用のために、環境影響に対する十分な防護を提供するハウジング内にも組込み可能となることが望ましい。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴を備えたカメラによって解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項から明らかである。
【０００８】
カメラはハウジングと、レンズと、像面としてのセンサと、このセンサを運動させるための圧電素子と、センサをコンタクティングするための接続手段とを有している。圧電素子はセンサの下方に配置されており、レンズはカメラ内に、特にカメラハウジング内に不動に取り付けられている。
【０００９】
本発明の有利な構成では、像面が圧電素子によって焦点調節のためにシフトさせられる。既知の焦点調節装置に対して、焦点調節はレンズのシフトによって行われない。レンズはカメラハウジングに固く取り付けることができる。これによって、外的な作用によりレンズに与えられる影響を十分に排除することができる。ハウジングはカメラを環境影響に対して防護している。この場合の環境影響とは、たとえば湿分、ダスト、エーロゾル、風、放射線、静電気放電または機械的な振動のような環境影響であり得る。
【００１０】
焦点調節のためには、圧電素子の逆圧電効果が使用される。圧電性の材料が電圧で負荷されると、この圧電性の材料が機械的に変形させられる。圧電素子はセンサの下方に配置されている。機械的な変形によって、圧電素子に載置しているセンサ、すなわち像面をレンズに対して平行にシフトさせることができる。したがって、焦点調節の制御が、印加される電圧に関連した像面のシフトによって可能となる。
【００１１】
本発明では、像面のシフトのために圧電素子が使用され得る。なぜならば、数十μｍ、たとえば±５０μｍのシフトしか必要とならないからである。したがって、本発明によれば、既知の信頼性、精度および安定性の圧電素子を使用することができる。この圧電素子は、比較的ほんの僅かな電流消費の利点を有している。圧電素子は、印加される電圧が変化させられる場合にしか電流を消費しない。電圧がコンスタントな場合には、電流はほぼ消費されない。主電流消費は電圧変換器のエネルギ損失によって生ぜしめられる。したがって、圧電素子はまさに移動使用のために提供される。
【００１２】
本発明の有利な構成では、センサをコンタクティングするための接続手段が、ケーブル、線材またはボンディング線材として形成されている。特にワイヤボンディング結線が使用される。この場合、接続手段は、センサとプリント配線板またはフレキシブルプリント配線板（フレキシブルシート）との間の接続体を形成している。。
【００１３】
この場合、本発明によれば、接続手段は、レンズに対して平行なセンサの運動が可能となるように形成されている。この場合、センサは、反対の側に位置する２つの側でボンディング線材によってコンタクティングされる。
【００１４】
接続線材は、有利にはセンサにボンディングされている。別の接続可能性、たとえばセンサとプリント配線板／接続コネクタとの間のフレキシブル線路の直接的な接続（ボンディング、接着またはこれに類するもの）が設けられてもよい。ボンディング線材は、有利には、圧電素子の最大の変形がケーブルによって制限されておらず、ボンディング接続体の十分な寿命がアクティブな圧電素子で保証され続けるように遊びを有している。
【００１５】
別の有利な構成では、接続手段が少なくとも１つのフレキシブルシートとして形成されている。有利には、このフレキシブルシートは、貼り合わされた銅箔と、ポリアミドから成るカバー層としての絶縁層とを備えたポリミド基板から成っている。
【００１６】
フレキシブルシートが肉薄に形成されていると有利である。３４μｍよりも小さなフレキシブルシートの厚さが有利であると分かった。
【００１７】
センサが接続手段に配置されていると有利である。
【００１８】
本発明の別の構成では、接続手段（たとえばフレキシブルシート）が、楕円形の２つの切欠きを有している。この場合、接続手段は、縁領域でカメラのハウジングに固定されていて、接続領域でセンサと共に圧電素子の上方に配置されている。接続手段をフレキシブルシートとして形成することによって、センサの廉価なかつ安定したコンタクティングが可能となる。さらに、複数回の焦点調節サイクル後でも、カメラの最適な機能が保証されている。
【００１９】
本発明の別の構成では、カメラが赤外線フィルタを有している。
【００２０】
さらに、カメラは防護ガラスをレンズの上方に有していてもよい。
【００２１】
本発明の改良形では、カメラがオートフォーカス制御装置に組み合わされている。本発明によって、小型化されたカメラでも自動焦点調節が可能となる。このためには、相応のアルゴリズムが圧電素子の制御を引き受けなければならない。このような形式のアルゴリズムは、たとえばカメラの画像処理器に組み込むことができる。
【００２２】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。以下に示す特徴およびすでに上述した特徴も、前述した組合せだけでなく、個別にも、別の組合せでも本発明にとって重要となり得る。
【００２３】
図１には、本発明によるカメラの実施例が示してある。このカメラは防護ガラス１と、焦点調節レンズ２と、赤外線フィルタ３とを有している。レンズ２はフレーム１４を介してハウジング７に固く結合されている。レンズ２はシフトすることができない。センサ４は像面を成している。このセンサ４の下方には圧電素子５が配置されている。この圧電素子５はプリント配線板６に位置している。ボンディング線材１０によって、センサ４とプリント配線板６との間の接続が形成される。所定の電圧（記入せず）を圧電素子５に印加することによって、この圧電素子が（矢印によって示したように）鉛直方向に変形させられ、これによって、圧電素子５に位置するセンサ４、すなわち、カメラの像面が昇降する。したがって、圧電素子５に印加される電圧の変化によって、焦点調節を行うことができる。この場合、線材１０はセンサ４にボンディングされていてよい。
【００２４】
図２には、本発明の第２実施例が示してある。図２に示したカメラも同じく防護ガラス１と、焦点調節レンズ２と、赤外線フィルタ３とを有している。レンズ２はやはりフレーム１４を介してハウジング７に固く結合されている。センサ４のコンタクティングは、図２に示した実施例では、肉薄のフレキシブルシート１２を介して行われる。この場合、センサ４はフレキシブルシート１２に載置している。所定の電圧（記入せず）を圧電素子５に印加することによって、フレキシブルシート１２に載置しているセンサ４、すなわち、カメラの像面を昇降させることができる。したがって、焦点調節が、印加される電圧に関連して可能となる。
【００２５】
図３には、図２に示したフレキシブルシートの本発明によるレイアウトが平面図で示してある。センサ４は、フレキシブルシート１１の中央の領域でこのフレキシブルシート１１に載置している。フレキシブルシートは、楕円形に形成された２つの切欠き１３を有している。フレキシブルシート１１の接続端部１２の領域、すなわち、センサ４の下方には圧電素子が位置している（図３には見ることができない）。フレキシブルシート１１の縁領域、すなわち、切欠き１３の周りでは、フレキシブルシート１１がハウジング７の下面に結合されている。この場合、切欠き１３の楕円形の構成は強制的なものではない。
【００２６】
全ての構成において、レンズの上方の防護ガラスおよび／またはシステムに応じて赤外線遮断フィルタも省略することが可能となる。
【００２７】
本発明によって、環境影響に対して十分に防護されたカメラにおける焦点適合を提供することが可能となる。この場合、既知の小型カメラのサイズは維持することができる。これによって、カメラの使用分野が増大させられる。
【００２８】
さらに、カメラの組立て時の利点が得られる。なぜならば、レンズの配置に対する精密な微調整誤差が不要となるからである。レンズの比較的粗い調整で十分である。正確な焦点調節はカメラの使用者によってマニュアル式に行うことができる。このことは、大量生産におけるこのようなカメラの製造コストに著しい影響を与える。
【００２９】
さらに、このようなシステムによって、焦点調節装置の温度補償を実現することができる。従来のカメラ構造はハウジング構造内の異なる作業温度の影響を考慮しなければならない。このことは、制限されてしか行うことができないかまたは著しい手間をかけて行われ得る。したがって、本発明によって、カメラモジュールのコストを削減することができる。
【００３０】
本発明は基本的にあらゆる形式のオートフォーカス制御装置に組み合わせることができ、これによって、オートフォーカス機能性が提供される。既知のオートフォーカスコンセプトに比べて、本発明によって、ダストに対するより良好な防護が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】接続ボンディング線材を備えた本発明によるカメラの概略図である。
【００３２】
【図２】接続手段としてフレキシブル接続体を備えた本発明によるカメラの概略図である。
【００３３】
【図３】本発明によるフレキシブルシートを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  防護ガラス、  ２  焦点調節レンズ、  ３  赤外線フィルタ、  ４  センサ、  ５  圧電素子、  ６  プリント配線板、  ７  ハウジング、  １０  ボンディング線材、  １１，１２  フレキシブルシート、  １３  切欠き、  １４  フレーム
【図１】
2005515509.tif 000003
【図２】
2005515509.tif 000004
【図３】
2005515509.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月25日(2003.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（７）を備えた、小型化されて形成されたカメラであって、
−レンズ（２）が設けられており；
−画素としてのセンサ（４）が設けられており；
−該センサを運動させるための圧電素子（５）が設けられており、該圧電素子が、センサの下方に配置されており；
−該センサをコンタクティングするための接続手段（１０，１１，１２）が設けられている
形式のものにおいて、
レンズ（２）が、当該カメラ内に、特にカメラハウジング内に不動に取り付けられており、接続手段が、少なくとも１つのフレキシブルシート（１１，１２）として形成されていて、２つの切欠き（１３）を有していることを特徴とする、カメラ。
【請求項２】
像面が、圧電素子によって焦点調節のためにシフトさせられるようになっている、請求項１記載のカメラ。
【請求項３】
接続手段が、ケーブル、線材またはボンディング線材（１０）として形成されている、請求項１または２記載のカメラ。
【請求項４】
接続手段が、センサとプリント配線板（６）またはフレキシブルプリント配線板、特にフレキシブルシートとの間の接続体を形成している、請求項３記載のカメラ。
【請求項５】
接続手段が、レンズに対して平行なセンサの運動を可能にするように形成されている、請求項３または４記載のカメラ。
【請求項６】
フレキシブルシートが肉薄に形成されている、請求項１または２記載のカメラ。
【請求項７】
センサが、接続手段に配置されている、請求項１、２または６記載のカメラ。
【請求項８】
切欠き（１２）が楕円形に形成されている、請求項１、２、６または７記載のカメラ。
【請求項９】
接続手段が、縁領域で当該カメラのハウジングに固定されている、請求項１、２、６、７または８のいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１０】
接続手段が、接続領域でセンサ（１２）と共に圧電素子の上方に配置されている、請求項１、２、６、７、８または９記載のカメラ。
【請求項１１】
接続手段が、レンズに対して平行なセンサの運動を可能にするように形成されている、請求項１、２、６、７、８、９または１０のいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１２】
当該カメラが、赤外線フィルタ（３）を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１３】
当該カメラが、防護ガラス（１）をレンズの上方に有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１４】
ハウジング（７）が、当該カメラを環境影響に対して防護している、請求項１から１３までのいずれか１項記載のカメラ。
【請求項１５】
当該カメラが、オートフォーカス制御装置に組み合わされている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のカメラ。
【国際調査報告】
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