(57)【要約】【課題】被写体側から見て四角形に形成し、撮像レンズの周辺に駆動手段を配置しても、所定の性能を発揮することができる撮像装置。【解決手段】被写体の光像を撮像素子に結像させる撮像レンズと、前記撮像レンズを保持するレンズ鏡胴と、前記レンズ鏡胴を駆動する駆動手段と、少なくとも前記撮像レンズ、前記レンズ鏡胴及び前記駆動手段を格納し、被写体側から見て略四角形に形成された筐体と、を備えた撮像装置において、前記撮像レンズは被写体側から見て一部の円弧が切り欠かれた形状に形成され、切り欠かれた部分と前記筐体とが成す空隙に前記駆動手段を配置したこと。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光像を撮像素子に結像させる撮像レンズと、
前記撮像レンズを保持するレンズ鏡胴と、
前記レンズ鏡胴を駆動する駆動手段と、
少なくとも前記撮像レンズ、前記レンズ鏡胴及び前記駆動手段を格納し、被写体側から見て略四角形に形成された筐体と、
を備えた撮像装置において、
前記撮像レンズは被写体側から見て一部の円弧が切り欠かれた形状に形成され、切り欠かれた部分と前記筐体とが成す空隙に前記駆動手段を配置したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体側から見て前記撮像レンズは略矩形に形成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】
被写体側から見て前記レンズ鏡胴は前記撮像レンズの形状に応じて略等しい肉厚に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体側から見て前記筐体は略正方形に形成されると共に前記撮像レンズの光軸と前記筐体の中心とが略合致していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記駆動手段は圧電素子を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動手段はボイスコイルモータを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動手段はステッピングモータを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型な撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯端末に搭載される撮像装置は特に小型化が要求されている。撮像装置は、撮像レンズ、撮像レンズを保持するレンズ鏡胴、レンズ鏡胴を駆動する駆動手段、撮像素子、及び撮像素子で光電変換された画像信号を画像処理する回路基板等から構成される。
【０００３】
撮像装置において、回路基板は所望の位置に配置でき、しかも適宜分割することが可能であるので、小型化の妨げにならない。また、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の撮像素子はさほど大型でないので、同様に小型化の妨げにならない。しかし、撮像レンズは他の部材と比較すると外径寸法が大きく、更に撮像レンズの周辺に駆動手段を配置すると、撮像装置の外径が大きくなって、小型化の妨げになる。
【０００４】
一方、携帯端末においては、機能・性能の異なる多種の機種を低価格で提供するために、基本形状を共通にする場合がある。このような場合には、例えば撮像装置の画素数等が異なって機能・性能が異なっていても、外形寸法が共通な撮像装置が要求される。また、近年は、携帯端末の限られた空隙に撮像装置を確実に組み込むために、外形が直方体の撮像装置を用いることが多くなってきた。更に、携帯端末の機種に応じて、撮像装置の姿勢を変えて組み込めるように、被写体側から見て正方向になるように形成した撮像装置もある。
【０００５】
このような撮像装置に関して、ズームレンズの採用等でより高度な光学性能が要求され、これに伴ってズーミング駆動やフォーカシング駆動のための駆動手段も必要になってきた。
【０００６】
そこで、被写体側から見て四角形に形成した撮像装置において、中央に撮像レンズを配置し、その周辺に駆動手段を配置したものがあり、特許公報に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１においては、撮像装置の四隅が角に形成されていて、駆動手段はモータであって被写体側から見て円形であるので、四隅にデッドスペースが生じてしまう。そこで、四隅に支柱を配置してデッドスペースを解消している。
【特許文献１】特開平１１−３０５１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
被写体側から見て四角形に形成した撮像装置において、特許文献１の如く撮像レンズの周辺にそのまま駆動手段を配置した構成にすると、撮像装置の外径寸法が大きくなってしまう。
【０００９】
撮像装置が大きくならないようにするためには、撮像レンズか駆動手段の何れかを小さく形成することになる。しかし、撮像レンズを小さく形成すると、明るいレンズや広角レンズを搭載できなくなるといったような光学性能に影響が出る。一方、駆動手段を小さく形成すると、駆動力が弱まって、移動可能な撮像レンズが限定されたり、撮像レンズの移動速度が遅くなったりするといった問題が生ずる。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、被写体側から見て四角形に形成した撮像装置において、撮像レンズの周辺に駆動手段を配置しても、撮像レンズも駆動手段も小さくすることなく、所定の性能を発揮することができる撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を提案することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．被写体の光像を撮像素子に結像させる撮像レンズと、
前記撮像レンズを保持するレンズ鏡胴と、
前記レンズ鏡胴を駆動する駆動手段と、
少なくとも前記撮像レンズ、前記レンズ鏡胴及び前記駆動手段を格納し、被写体側から見て略四角形に形成された筐体と、
を備えた撮像装置において、
前記撮像レンズは被写体側から見て一部の円弧が切り欠かれた形状に形成され、切り欠かれた部分と前記筐体とが成す空隙に前記駆動手段を配置したことを特徴とする撮像装置。
２．被写体側から見て前記撮像レンズは略矩形に形成されていることを特徴とする１に記載の撮像装置。
３．被写体側から見て前記レンズ鏡胴は前記撮像レンズの形状に応じて略等しい肉厚に形成されていることを特徴とする１又は２に記載の撮像装置。
４．被写体側から見て前記筐体は略正方形に形成されると共に前記撮像レンズの光軸と前記筐体の中心とが略合致していることを特徴とする１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
５．前記駆動手段は圧電素子を有することを特徴とする１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
６．前記駆動手段はボイスコイルモータを有することを特徴とする１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
７．前記駆動手段はステッピングモータを有することを特徴とする１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
８．１〜７の何れか１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末によれば、被写体側から見て四角形に形成し、撮像レンズの周辺に駆動手段を配置しても、撮像レンズも駆動手段も小さくすることなく、所定の性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の撮像装置及び携帯端末の実施の形態を図を参照して詳細に説明する。
【００１４】
先ず、撮像装置を備えた携帯端末としての携帯電話機の一例を図１の外観図に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図１（Ｂ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。
【００１５】
図１において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１，Ｄ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＢを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されていて、上筐体７１の外表面に撮像レンズＬが露出している。
【００１６】
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Ｔは折り畳み式に限定されるものではない。
【００１７】
次に、撮像装置の実施の形態の一例を図２乃至図４に基づいて説明する。図２は撮像装置の断面図、図３は撮像装置の正面図、図４は駆動手段の駆動原理を説明する図である。
【００１８】
先ず、図２及び図３に基づいて、各部材について説明する。
【００１９】
Ｌ１は撮像レンズであり、単焦点レンズであってもズームレンズであってもよい。
【００２０】
１は撮像素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳである。そして、被写体光が撮像レンズＬ１により撮像素子１に結像する。
【００２１】
２１はレンズ鏡胴であり、撮像レンズＬ１を保持する。
【００２２】
３１は筐体であって、撮像装置の各部材を格納し、直方体に形成されている。
【００２３】
４は駆動手段であって、電圧の印加によって伸縮する圧電素子（ピエゾ素子）等の電気変換素子を用い、ＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｄｒｉｖｅ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）と称される。
【００２４】
この駆動手段４は、電気変換素子４１、振動部材４２、保持部材４３及び板バネ４４から構成されている。
【００２５】
電気変換素子４１は、多数の圧電板が積層された圧電素子であって、電圧が印加されると伸縮する。
【００２６】
振動部材４２は、電気変換素子４１の伸縮方向の一端に結合されたロッド状の部材であって、滑り性が良く硬い材料から形成されている。そして、撮像レンズＬ１の光軸Ｏと平行に配置されている。
【００２７】
保持部材４３は、電気変換素子１の伸縮方向の他端を片持ちで保持し、質量のある金属材料から形成されている。
【００２８】
板バネ４４は、振動部材４２とレンズ鏡胴２１とを圧着させ所定の摩擦力で係合させる。
【００２９】
この駆動手段４を後述する原理によって駆動し、レンズ鏡胴２１を振動部材４２に沿って光軸Ｏの方向に移動させるので、撮像レンズＬ１も光軸Ｏの方向に移動する。
【００３０】
なお、５は案内軸であって、光軸Ｏと平行に配置されていて、レンズ鏡胴２１が振動部材４２を中心に回動するのを防止している。
【００３１】
ここで、駆動手段４の駆動原理を図４を参照して説明する。
【００３２】
駆動時には、電気変換素子４１に不図示のフレキシブルプリント基板を介して鋸歯形の波形のパルス電圧を連続的に印加する。これによって電気変換素子４１は伸縮振動し、同時に振動部材４２も軸方向に振動する。そして、パルス電圧の緩やかな立ち上がりａにおいては、電気変換素子４１は比較的ゆっくり伸長する。従って、振動部材４２は保持部材４３から離れる方向（Ａ方向）に移動し、これに伴ってレンズ鏡胴２１も同方向に移動する。一方、パルス電圧の急速な立ち下がりｂにおいては、電気変換素子４１は急速に収縮して初期長さに戻る。このとき、振動部材４２も急速に保持部材４３に向かう方向（Ｂ方向）に移動するが、レンズ鏡胴２１は慣性によってその位置に留まるか、または僅かだけ保持部材４３の方向に移動する。従って、このようなパルス電圧を連続的な印加することによって、レンズ鏡胴２１はパルス数に応じて少しずつＡ方向に移動する。
【００３３】
なお、レンズ鏡胴２１をＢ方向に移動させるときは、電気変換素子１に印加する鋸歯形の波形のパルス電圧を逆にして、急速な立ち上がりと緩やかな立ち下がりにすればよい。
【００３４】
このように、レンズ鏡胴２１の移動によって合焦動作や変倍動作を行うことができる。
【００３５】
また、ＳＩＤＭは、高精度で高応答性を有し、作動が静粛であるので、撮像装置等の小型の機器に好適である。
【００３６】
なお、レンズ鏡胴２１を駆動する駆動手段としては、上記のＳＩＤＭに限定されるものではなく、ボイスコイルモータやステッピングモータを用いてもよい。
【００３７】
次に、以上の如く構成した撮像装置において、小型化を達成する手段を以下に述べる。
【００３８】
図３に示す如く、被写体側から見て撮像レンズＬ１は円形に形成されている。しかし、撮像素子１における撮像画面は矩形であるので、必要なレンズ形状は二点鎖線で描いた矩形の範囲内で、その外側の部分は撮像のために全く寄与しない。
【００３９】
そこで、被写体側から見て撮像レンズＬ１における撮像のために寄与しない円弧の部分を切り欠き、図５に示す如き矩形の撮像レンズＬ２を形成する。これによって撮像レンズＬ２の上下左右の寸法は撮像レンズＬ１より大幅に短縮される。
【００４０】
従って、撮像レンズＬ２を保持するレンズ鏡胴２２の肉厚を略等肉に形成すれば、駆動手段４や案内軸５を光軸Ｏの方向に移動させて配置することができる。言い換えれば、駆動手段４等を撮像レンズＬ１における切り欠かれた部分と筐体３１とが成す空隙に駆動手段４を配置することができる。これに伴って、筐体３１の外径寸法を短縮し、より小型な筐体３２とすることができる。
【００４１】
なお、図５における撮像レンズＬ２は撮像レンズＬ１における上下左右の４個の円弧を切り欠いた形状であるが、場合によっては撮像レンズＬ１の一部の円弧、即ち１個乃至３個の円弧を切り欠いた形状にしてもよい。
【００４２】
また、携帯端末の多品種化に応じて、撮像装置を９０度回転させて姿勢を変えた状態でも携帯端末に装着できるように、正面からみて筐体を略正方形に形成すると共に、撮像レンズの光軸と筐体の中心とが略合致するように撮像装置を構成してもよい。この状態の筐体３３を図５に二点鎖線で示す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】撮像装置を備えた携帯端末としての携帯電話機の外観図である。
【図２】撮像装置の断面図である。
【図３】撮像装置の正面図である。
【図４】駆動手段の駆動原理を説明する図である。
【図５】本発明の撮像装置の正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  撮像素子
２１，２２  レンズ鏡胴
３１，３２，３３  筐体
４  駆動手段
Ｔ  携帯電話機
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２  撮像レンズ
Ｏ  光軸
【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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