(57)【要約】【課題】コスト及び製造上の手間をかけることが比較的少なく、光学機能が多機能化された撮像装置およびこの撮像装置を備える携帯端末を提供することである。【解決手段】撮像素子２が設けられた基板ＰＣと、光学部材１と、光学部材１による集光の量を調整する絞り部７とを備えた撮像装置１００において、磁石４を備えた回動部材５の回動により、光学部材１が撮像素子２上に当接した状態と、磁石４と磁性体１５との間に吸引力を発生させて光学部材１を移動させて、絞り部７の弾性状の縁部７ｂを押圧し、絞り部７の開口面積が小さくなる状態とを切換え可能に構成した。【選択図】      図２
2004246172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子が設けられた基板と、
前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、
前記光学部材により集光される光の量を調整する絞り部と、を備える撮像装置であって、
前記絞り部は、光軸方向の力が加わると光軸と垂直方向に突出するように弾性変形して開口面積が小さくなるように構成されているとともに、
前記絞り部に光軸方向の力を加えることで前記絞り部の開口面積を切換える切換え機構を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記切換え機構は、前記光学部材が前記基板或いは前記撮像素子に当接した状態と、前記光学部材を光軸方向の前部側に移動させて、前記光学部材により前記絞り部に対して光軸方向に荷重を加えた状態と、を切換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記切換え機構は、磁石による吸引力の発生の有無により、前記光学部材を移動させる光学部材移動切換手段を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記光学部材移動切換手段は、
光軸を中心に回動自在に取り付けられ、磁石を備えた回動部材と、
前記光学部材に固定され、磁性体或いは磁石からなる固定部材とを備え、
前記回動部材を回動させることで、前記回動部材の磁石と前記固定部材とが光軸方向に重なる状態と、前記回動部材と前記固定部材とが光軸方向に離れた状態とを切換えることが可能に構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
絞り部は、その一部が弾性変形して開口面積が切り換わるように構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話やパーソナルコンピュータなどに搭載可能な撮像装置、及び当該撮像装置を搭載した携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型で高性能の撮像装置を搭載した携帯電話機等の撮像機能付携帯情報端末（以下、携帯端末という。）が多く開発されている。
このような従来の携帯端末には、通常撮影の他、例えば、雑誌や名刺の文字等を撮影するための接写、近接撮影（以下マクロ撮影とする。）が可能に構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の携帯端末は、端末本体（電子機器本体）に対して回動可能に撮像装置が取り付けられている。より詳細には、この携帯端末は、端末本体に固設されたプレートと、このプレートに設けられたカム溝と、撮像装置と一体となって回動するレンズの枠体に、カム溝と係合する突設部とを備え、撮像装置を回動させるのに伴って、複数のレンズがカム溝に規制されながら回動することにより、レンズ間距離が調整され、マクロ撮影に適した倍率に調整されるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６２１６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された携帯端末は、プレートにカム溝を設けたり、レンズの枠体に突設部を設けたりしなければならず、機構が複雑であり、コストや製造上の手間がかかってしまうという問題があった。また、複雑な機構による焦点調節となるので、カムの製造精度が要求されるとともに、レンズの取り付け精度・組立て精度の高さも要求される。また、複数の倍率に調整する際に、複数の部品の移動が伴うことから、繰り返して使用することにより、何れかの部品にガタが発生してピント位置がずれてしまうという虞があった。
更に、特許文献１に記載の携帯端末においては、焦点距離の切換をして撮影を行う際に、撮像装置を回動させるために被写体の方向に合わせて本体を持ち替えなければいけないこととなって、使用者にとって不便であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、コスト及び製造上の手間をかけることが比較的少なく、光学機能が多機能化された撮像装置およびこの撮像装置を備える携帯端末を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
撮像素子が設けられた基板と、
前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、
前記光学部材により集光される光の量を調整する絞り部と、を備える撮像装置であって、
前記絞り部は、光軸方向の力が加わると光軸と垂直方向に突出するように弾性変形して開口面積が小さくなるように構成されているとともに、
前記絞り部に光軸方向の力を加えることで前記絞り部の開口面積を切換える切換え機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、絞り部は、光軸方向の力が加わると光軸と垂直方向に突出するように弾性変形して開口面積が小さくなるように構成されており、切換え機構により当該絞り部に光軸方向の力を加えることで絞り部の開口面積が切り換わることとなって、撮像装置における被写界深度を切換えられる。従って、製造コストや手間をかけずに、被写界深度が異なる複数の撮像条件における撮像処理が可能となって、光学機能の多機能化が実現する。
【０００９】
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、
前記切換え機構は、前記光学部材が前記基板或いは前記撮像素子に当接した状態と、前記光学部材を光軸方向の前部側に移動させて、前記光学部材により前記絞り部に対して光軸方向に荷重を加えた状態と、を切換えることを特徴とする。
【００１０】
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勿論のこと、特に、切換え機構により、光学部材が基板或いは撮像素子に当接した状態と、光学部材を光軸方向の前部側に移動させて、光学部材により絞り部に対して光軸方向に荷重を加えた状態と、を切換えることにより、絞り部の開口面積を切換えるとともに、更に、光学部材が基板又は撮像素子に当接している場合の焦点距離と、光学部材が絞り部に荷重を加えている場合の焦点距離との２つの焦点距離による撮像処理が可能となるので、更に光学機能の多機能化を実現することができる。また、光学部材は、どちらの状態も位置決めされるので、精度の良い光学機能が実現する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、
前記切換え機構は、磁石による吸引力の発生の有無により、前記光学部材を移動させる光学部材移動切換手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、光学部材移動切換手段により、光学部材は、磁石による吸引力の発生の有無により移動されるので、複雑な機構を備えることなく、焦点距離の切換え、及び絞り部の開口面積の切換えができるので、製造のコスト、手間をかけることなく、光学機能の多機能化を実現することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の撮像装置において、
前記光学部材移動切換手段は、
光軸を中心に回動自在に取り付けられ、磁石を備えた回動部材と、
前記光学部材に固定され、磁性体或いは磁石からなる固定部材とを備え、
前記回動部材を回動させることで、前記回動部材の磁石と前記固定部材とが光軸方向に重なる状態と、前記回動部材と前記固定部材とが光軸方向に離れた状態とを切換えることが可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、光学部材移動切換手段は、光軸を中心に回動自在に取り付けられ、磁石を備えた回動部材と、光学部材に固定され、磁性体或いは磁石からなる固定部材とを備えており、回動部材を回動させることで、回動部材の磁石と固定部材とが光軸方向に重なる状態と、回動部材と固定部材とが光軸方向に離れた状態とが切換えることにより、回動部材と固定部材との間に吸引力が発生する状態と、吸引力が発生しないか或いは反発力が発生する状態との２つの状態を形成することで、絞り部の開口面積及び焦点距離を切換えられることとなり、製造コストや手間をかけずに切換え機構を構成できることとなって、好適である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
絞り部は、その一部が弾性変形して開口面積が切り換わるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、絞り部は、その一部が弾性変形して開口面積が切り換わるように構成されているので、必要部分のみ弾性部材で形成すれば良いこととなって、製造コストや手間をかけることなく、絞り部の開口面積を切換えられることとなって、好適である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末である。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、撮像機能の多機能化を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態における撮像装置１００の斜視図であり、図２は、通常撮像モードにおける図１のＩＩ−ＩＩ線における同撮像装置１００の一部省略断面図である。図３は、マクロ撮像モードにおける図１のＩＩ−ＩＩ線における撮像装置１００の一部省略断面図である。
尚、本発明の撮像装置における光軸方向の前後方向を、図１〜図３においては、上下方向として、以下の説明を行う。
ここで、マクロ撮像モードとは、通常撮像モードよりも被写体までの距離が短い撮像処理（マクロ撮影；例えば、近接撮影、接写撮影等）を行うためのモードとする。
【００２１】
図１〜図３に示されるように、撮像装置１００は、基板ＰＣと、その基板ＰＣの一方の面上に配設された撮像素子２と、この撮像素子２の撮像領域（後述の光電変換部２ａ）に集光させ被写体像を結像させるための光学部材１と、光学部材１と撮像素子２とを覆い隠す鏡枠３と、鏡枠３の上面（前部）に設けられ、磁石４を備えた回動部材５と、該回動部材５の下方に設けられた遮光性を有する遮光板６と、この遮光板６の下方に設けられ、光学部材１により集光される光の量を調節する絞り部７と、遮光板６と絞り部７とにより支持されるフィルタ８と、絞り部７と、光学部材１との間に設けられ、光学部材１を基板ＰＣ側に押圧する押圧部材９と、鏡枠３の位置決めを行うための位置決め電気部品１０等を備えている。
【００２２】
光学部材１は、図１〜図３に示すように、透明なプラスチック材料を素材とし、基板ＰＣ側（光軸方向の後側）に配置される第１レンズ部材１２と、この第１レンズ部材１２の上方に備えられた第２レンズ部材１３と、第１レンズ部材１２と第２レンズ部材１３との間に設けられ、第１レンズ部材１２に入射する光の量を調節する補助絞り１４と、から構成される。尚、第１レンズ部材１２と第２レンズ部材１３との光軸は同一となっている。
【００２３】
第１レンズ部材１２は、凸レンズ形状の第１レンズ部１２ａと、第１レンズ部１２ａの周囲に管状の下脚部１２ｂを備えたものであり、下脚部１２ｂの下端部には、通常撮像モードにおいて、撮像素子２の表面に当接する当接部１２ｃ…が形成されている。
また、下脚部１２ｂの上面には、押圧部材９が当接する。そして、この押圧部材９の押圧力により、通常撮像モードにおいて、第１レンズ部材１２は基板ＰＣ側に押圧される。
【００２４】
また、下脚部１２ｂの側部には、側方に延出した延出部１２ｄが形成されている。この延出部１２ｄの上面は、マクロ撮像モードにおいて、鏡枠３の内壁に設けられ、内側に突出した突出部３ｃ（後述）が当接するようになっている。
【００２５】
そして、延出部１２ｄの下面には、磁石５に反応可能な磁性金属等からなる磁性体１５（磁性体或いは磁石）が、接着剤等により貼着されている。
【００２６】
また、延出部１２ｄと、鏡枠３の内周面とが、嵌合することにより、光軸を中心とした回転が防止されるようになっている。
また、下脚部１２ｂの上面には、第２レンズ部材１３と係合する突出状の係合部１２ｅが設けられている。この係合部１２ｅは、下脚部１２ｂの上面から、第１レンズ部１２ａを囲むようにリング状に突出して設けられている。
【００２７】
また、第１レンズ部材１２の下脚部１２ｂの上面の係合部１２ｅの内側であって、第１レンズ部１２ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、第１レンズ部１２ａのＦナンバーを規定する絞りとしての開口１４ａを有するリング状の補助絞り１４が接着剤により固定されている。
【００２８】
第２レンズ部材１３は、第２レンズ部１３ａの周囲に管状の下脚部１３ｂを備えたものであり、この下脚部１３ｂの下方には、第１レンズ部材１２の係合部１２ｅに係合する被係合部１３ｃが設けられている。この被係合部１３ｃは、下脚部１３ｂの下面から突出したリング形状を有しており、その外周面が第１レンズ部材１２の係合部１２ｅの内周面と当接し、その下面が補助絞り１４に当接している。そして、第１レンズ部材１２の係合部１２ｅと被係合部１３ｃとは接着されている。従って、第２レンズ部材１３は、第１レンズ部材１２連動して上下方向（光軸前後方向）に移動するようになっている。
そして、第１レンズ部材１２の係合部１２ｅと第２レンズ部材１３の被係合部１３ｃとが係合することにより、第１レンズ部材１２と第２レンズ部材１３との光軸のずれが防止されている。
【００２９】
また、第２レンズ部材１３の下脚部１３ｂの上面（前面）１３ｄは、絞り部７に当接している。
【００３０】
撮像素子２は、イメージセンサであり、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る。矩形薄板状の撮像素子２の下面は、基板ＰＣの上面に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列された、撮像領域としての光電変換部２ａが形成されている。その外側の非撮像領域２ｂに、通常撮像モードにおいて、第１レンズ部材１２の当接部１２ｃ…が当接するとともに、結像画像に関する各種処理を行う処理部（図示省略）が形成されている。
そして、処理部の外縁近傍には、複数のパッド（図示省略）が配置されている。結線用端子であるパッドは、ワイヤＷを介して基板ＰＣに接続されている。ワイヤＷは、基板ＰＣ上の所定の回路に接続されている。
【００３１】
鏡枠３は、遮光性のある素材からなる筐体であり、光学部材１の外側に配置されている。
鏡枠３には、図１に示すように、円筒状の上部３ａと、角柱状の下部３ｂと、を備えている。
そして、鏡枠３の下部３ｂの下端部は、基板ＰＣ上に接着剤Ｂにより固着される。
また、鏡枠３の内壁には、内側に突出した突出部３ｃが設けられている。マクロ撮像モードにおいて、この突出部３ｃの下面に、第１レンズ部材１２の延出部１２ｄが当接することで、光学部材１が位置決めされる。
【００３２】
回動部材５は、鏡枠３の上部３ａの形状に合わせて円盤状であり、通光性の材料からなり、光軸を中心に回動自在に取り付けられている。また、回動部材５には、外円に沿うようにして１８０度間隔で、２つの磁石４…が設けられている。また、回動部材５は、磁石４が、９０度回転した位置で停止可能なように構成されている。
【００３３】
遮光板６は、回動部材５の下方に、接着剤等により取り付けられている。
【００３４】
絞り部７は、遮光板６の下方に、接着剤等により取り付けられている。そして、絞り部７は、第２レンズ部材１３のレンズ部１３ａのＦナンバーを規定する絞りとしての開口部７ａを有している。そして絞り部７は、遮光性のある素材であるとともに、開口部７ａの縁部７ｂはゲル剤等の入ったリング状の弾性部材で形成されている。
そして、この絞り部７の縁部７ａの下面に、第２レンズ部材１３の上面１３ｄが当接している。
【００３５】
フィルタ８は、赤外線吸収特性を有する素材からなり、遮光板６と絞り部７とに支持されるようにして接着剤等により接合されている。
【００３６】
押圧部材９は、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成され、光学部材１と、絞り部７との間に配置されている。そして、通常撮像モードにおいて、絞り部７が押圧部材９を押圧して、押圧部材９が弾性変形する。この押圧部材９は、光学部材１を図２中、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。このとき、絞り部７から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材９が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は撮像素子２には伝達されず、撮像素子２を保護することができる。
【００３７】
位置決め電気部品１０は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２において、基板ＰＣ上の撮像素子２と鏡枠３との間であって、鏡枠３に近接して配置されている。また、基板ＰＣから位置決め電気部品１０の上端部までの高さは、基板ＰＣから撮像素子２の上端部までの高さよりも高くなっている。位置決め電気部品１０は、鏡枠３を基板ＰＣ上に固着する際の、鏡枠３の位置決め指標となる。また、位置決め電気部品１０の上端が撮像素子２の上端よりも高くなっているので、鏡枠３が、撮像素子２に接触して撮像素子２のワイヤＷ等を傷つけるのを防ぐ。
尚、位置決め電気部品１０は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
【００３８】
上記のように構成された撮像装置１００において、光学部材１、磁石４、回動部材５、鏡枠３の突出部３ｃ、磁性体１５とは絞り部７の開口面積を切換える切換え機構として機能する。更に、当該切換え機構のうち、磁石４、回動部材５、磁性体１５（磁性体或いは磁石、固定部材）とは、光学部材１の移動させて位置を切換える光学部材移動切換え手段として機能する。
次いで、上記切換え機構及び光学部材移動切換え手段による撮像装置１００の作用について具体的に説明する。
【００３９】
通常撮像モードにおいて、回動部材５の磁石４は、上面からみた図４に示すように、磁性体１５と、光軸方向にて離れた場所に位置する。この場合、図２に示すように、光学部材１の第１レンズ部材１２は、押圧部材９による押圧力により撮像素子２の非撮像領域２ｂに当接されるように位置決めされている。
【００４０】
一方、マクロ撮像モードにおいては、図３、及び図４と同様に上面からみた図５に示すように、回動部材５が、９０度回転した位置に移動停止する。すると、磁石４と、磁性体１５とが、光軸方向において、位置が重なる。すると、磁石４と磁性体１５との間に磁性吸引力が発生し、この吸引力は、押圧部材９により光学部材１を撮像素子２方向に押圧する力よりも大きいので、第１レンズ部材１２が上方向に移動する。そして、鏡枠３の突出部３ｄの下面に、第１レンズ部材１２の延出部１２ｄが当接して、それ以上の移動が規制される。ここで、第１レンズ部材１２に積層されている第１レンズ部材１２も同様に上方向に移動する。このようにして、光学部材１が光軸方向の上方に移動すると、第２レンズ部１３により縁部７ｂはつぶされるようにして光軸と垂直な方向に突出するように弾性変形する。すると、開口部７ａの開口面積は小さくなる。
このように絞り部７の開口面積が小さくなるとＦナンバーが小さくなるが、被写界深度が深くなることとなって、ピントが合う範囲が広がる。したがって、通常撮像モードにおいては、ぼやけていたものであっても、ピントが合いやすくなるので、マクロ撮影に適した撮影環境（マクロ撮像モード）を形成される。
また、光学部材１が、光軸方向の上側に移動することにより、光学部材１と被写体との距離が短くなることにより、マクロ撮影が可能な焦点距離が形成される。
【００４１】
尚、マクロ撮像モード時の、回動部材５の回動は、例えば、図示しない駆動手段等により自動に行われる構成であってもよいし、例えば、図示しないレバーの切換え等により手動で行われる構成であってもよい。
【００４２】
このように、本実施の形態における撮像装置１００において、回動部材５の回動に伴って光学部材１が光軸方向に移動し、この光学部材１の移動に対応して絞り部７が弾性変形してその開口面積が変化することにより、通常撮影に適した状態と、マクロ撮影に適した状態とが形成される。従って、光学部材１移動を利用して絞り部７の開口面積を切換えることで、通常撮像モードと、マクロ撮像モードとを切換えることが可能となる。
更に、絞り部７の開口面積の切換えに対応して、回動部材５の磁石４が、磁性体１５と光軸方向において離れており、光学部材１が撮像素子２に当接した焦点距離（通常撮像モード）と、回動部材５が回転移動することで、磁石４と磁性体１５との光軸方向において位置が重なることにより、光学部材１が光軸方向上側に移動して突出部３ｃに当接して移動規制された、通常撮像モードよりも光学部材１から被写体までの距離が短い焦点距離（マクロ撮像モード）との２つの焦点距離（撮像モード）が形成可能となっている。
【００４３】
そして、撮像装置１００は、絞り部７の開口面積の切換えを行うために光学部材１の移動を用いることにより、撮像モードの切換え処理において、開口面積の変化と、焦点距離の変化とが同時に実行されるように構成されており、光学機能の多機能化が実現されている。
【００４４】
また、双方の撮像モードにおいて光学部材１は、通常撮像モードにおいては撮像素子２に当接し、マクロ撮像モードにおいては突出部３ｃに当接することで、位置決めされるので、例えば、光学部材１の光軸中心と、撮像素子２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすいこととなって、精度良い光学機能が実現する。
尚、マクロ撮像モードにおいて、光学部材１の第２レンズ部材１３が絞り部７に弾接することで、位置決めされる構成であってもよい。
【００４５】
また、絞り部７、磁石４、磁性体１５等の簡易な部材の配置や、回動部材５の移動により、開口面積の切換えや焦点距離の調節による撮像モードの切換えができるので、製造のコスト、手間をかけることなく、光学機能の多機能化を実現することができる。
【００４６】
尚、本発明の撮像装置１００の形状、構成等は上記に限定されるものではない。例えば、撮像装置１００において、絞り部７の開口面積を変化させるために光学部材１の移動を用いたが、絞り部７に対して、光軸方向の力を加えることにより開口面積を変化させることができれば、別部材を用いた構成であってもよい。そして、この場合、光学部材１の移動を行わずに、絞り部７の開口７ａの開口面積の変化のみを用いて、撮像モードを切換えるようにしてもよい。
例えば、フィルタ８により絞り部７の縁部７ｂを図２中下方に押圧するような切換え機構により、開口面積を切換えてもよい。
【００４７】
また、絞り部７は、例えば、弾性変形することにより開口面積を変化させることができれば、ゲル剤の他、どのような素材から形成されていてもよい。
また、絞り部７の配置場所は、光学部材１の上方（光軸方向の前方）に限定されるものではなく、光学部材１による集光を絞ることが可能な位置であればどこに配置されてもよい。
【００４８】
また、光学部材１を移動させるための光学部材移動切換え手段として、磁石４や磁性体１５等の磁性吸引力を用いた方法を一例にして説明を行ったが、光学部材１の移動手段は、その他の方法であってもよい。
また、回動部材５に磁性体を備え、光学部材１に磁石を備えてもよい。
また、磁石４は電磁石であって、回動部材５を回動させずに、電流の供給の有無に応じて、磁性体１５との間の吸引力の発生の有無を切換える構成であってもよい。
また、磁石４と、磁性体１５との組合せに限られず、双方とも磁石であって、その間に発生する吸引力と反発力とを用いて、光学部材１を移動させる構成であってもよい。
【００４９】
また、光学部材１は、第１レンズ部材１２と、第２レンズ部材１３とを備える構成で説明を行ったが、単一レンズであってもよい。
また、光学部材１の第２レンズ部材１３のみを移動させる構成であってもよい。
【００５０】
図６は、本発明を適用した携帯端末の一例である、携帯電話機の外観構成を示す図である。図６に示すように、携帯電話機１１０は、第１の筐体１１０ａ及び第２の筐体１１０ｂがヒンジ結合部１１０ｃにより開閉可能に連結されて形成された折り畳み式のものである。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、折り畳み時に内側になる面には、後述する入力部１１２及び表示部１１３が配設されている。入力部１１２には、カメラボタン、機能キー等が設けられている。また、図６（ｂ）に示すように、折り畳み時に外側になる面に向けて、上述の撮像装置１００が設けられている。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、携帯電話機１１０の上部にはアンテナ１１４ａが配設されている。また、第２の筐体１１０ｂ内の背面側には、充電パック等の電源制御部１１７が設けられている。
【００５２】
図７は、図６の携帯電話機１１０の機能的構成を示すブロック図である。図７に示すように、携帯電話機１１０は、制御部１１１、入力部１１２、表示部１１３、アンテナ１１４ａを有する無線通信部１１４、記憶部１１５、撮像装置１００、電源制御部１１７、送受話部１１８等を備えて構成され、各部はバス１１９により接続されている。
【００５３】
制御部１１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１１ａ、書き換え可能な半導体素子で構成されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１１ｂ、不揮発性の半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１１ｃ等から構成されている。
【００５４】
ＲＯＭ１１１ｃには、図示しない、携帯電話機１１０の基本動作制御プログラム、通信処理プログラム、表示部１１３に表示するための表示用データ、撮像に関するパラメータデータ（自動撮像用のデフォルトの設定データ、プレビュー表示処理用のデフォルトの設定データ）等の他、撮像制御プログラムｃ１、コード認識プログラムｃ２、コード認識用データｃ３が記憶されている。ここで、コード認識用データｃ３は、画像データに情報コードとしての二次元コードが含まれているかを判断するためのコード類似性係数（Ｑ）を設定する際の基準データである。
【００５５】
ＣＰＵ１１１ａは、入力部１１２から入力される各種指示又は無線通信部１４から入力されるデータに従って、ＲＯＭ１１１ｃに記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１１１ｂのワークエリアに展開し、この入力指示及び入力データにより上記プログラムに従って各種処理を実行する。そして、ＣＰＵ１１１ａは、その処理結果をＲＡＭ１１１ｂの所定の領域に格納するとともに、表示部１１３に表示させる。
【００５６】
具体的に、ＣＰＵ１１１ａは、ＲＯＭ１１１ｃに記憶される撮像制御プログラムｃ１を読み出して、後述する撮像制御処理を実行する。
撮像制御処理として、ＣＰＵ１１１ａは、入力部１１２から入力されるユーザの操作指示等に従って、撮像装置１００を制御して、撮像させた撮像画像データをＲＡＭ１１１ｂに所定のメモリ等に格納した上で、フレームレート２５ｆｐｓで、表示部１１３にプレビュー表示させる。
また、ＣＰＵ１１１ａは、コード認識プログラムｃ２に従って、撮像画像データに対して二次元コードである可能性のある二次元コード対象を認識するコード処理を実行する。具体的に、ＣＰＵ１１１ａは、５フレーム毎に、撮像画像データと、コード認識用データｃ３とを対照することにより、撮像画像データに二次元コードが含まれているか否かの判断を実行する。より具体的には、ＣＰＵ１１１ａは、撮像画像データと、類似性係数算定用情報としてのコード認識用データｃ３とを対照することにより、二次元コード対象にコード類似性係数を算出し、このコード類似性係数の値に基づいて、二次元コードである可能性のある二次元コード対象（情報コード対象）や二次元コードを認識する。
【００５７】
更に、ＣＰＵ１１１ａは、コード類似性係数が、コードを含んでいる可能性があるが、決定的でない数値であると判断した二次元コード対象がある場合、撮像装置１００により通常撮像モードからマクロ撮像モードによる撮像処理を行うように切換えるために回動部材５を回動させる駆動手段（図示省略）を制御する。
【００５８】
また、ＣＰＵ１１１ａは、撮像画像データ中に二次元コードを認識した場合には、二次元コードのデコード処理するとともに、表示部１１３に表示させる。
また、ＣＰＵ１１１ａは、デコード処理を行った情報コードの情報に基づく動作を実行する。
【００５９】
入力部１１２は、テンキー、各種機能スイッチ、通話モード及びカメラモードの切換えを行うモード切換スイッチ等を備えており、撮像処理の実施指示の入力等に用いられる。
【００６０】
表示部１１３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル等により構成され、制御部１１１から入力される表示データに基づいて画面表示を行う。また、表示部１１３は、後述する撮像装置１００によってプレビュー撮像された画像や、制御部１１１により復号（デコード）されたコード情報内容等を表示する。
【００６１】
無線通信部１１４は、無線基地局（図示せず）との間で着信や発信等に係る無線信号の送受信を行うアンテナ１１４ａを備え、制御部１１１から入力される指示に従って、無線基地局との間で、例えば、ＩＭＴ−２０００準拠の通信方式（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００）に対応する携帯電話用の通信プロトコルを実行し、この通信方式で設定される通信チャネルにより、送受話音声の送受信やデータ通信を実行する。
【００６２】
記憶部１１５は、制御部１１１により実行された処理結果のデータ等を記憶する。例えば、記憶部１１５は、撮像装置１００により撮像された画像のデータ、無線通信部１１４を介して送受信したメールのデータ、通話履歴のデータ等を記憶する。
【００６３】
撮像装置１００は、図１〜図５を用いて説明した構成であり、光学部材１を介して入力される画像を撮像素子２で電気信号に変換して、画像データを生成する。また、撮像素子２のＣＣＤ型イメージセンサ等は、周囲の光量を検出する光学センサとしての機能を有し、周囲の光量に応じた検出信号を制御部１１１に出力する。
また、撮像装置１００の回動部材５は、制御部１１１の制御に基づいて駆動される駆動手段（図示なし）により、回動される。即ち、撮像装置１００は、制御部１１１の制御により、通常撮像モードと、マクロ撮像モードとによる撮像処理が切換え可能に構成されている。
【００６４】
電源制御部１１７は、例えば、リチウム電池、ニッケル電池、ニカド電池等の２次電池により構成され、電源が投入されると、制御部１１１の制御に応じて、プラス側の端子及びマイナス側の端子から、携帯電話機１１０の各部を駆動する駆動回路に所定電圧の電源を供給する。
【００６５】
送受話部１１８は、マイク、スピーカ、Ａ／Ｄ変換部、及びＤ／Ａ変換部（何れも図示せず）を有し、マイクから入力されるユーザの送話音声をＡ／Ｄ変換処理して、その送話音声データをＣＰＵ１１１ａに出力するとともに、ＣＰＵ１１１ａから入力される受話音声データや、着信音、操作確認音、シャッタ音等の音声データをＤ／Ａ変換処理して、スピーカから出力する。
【００６６】
以下、図８のフローチャートを参照して、携帯電話機１１０における撮像制御処理について説明する。
【００６７】
携帯電話機１１０のユーザによって、入力部１１２の所定のボタンが押下されることにより、ＣＰＵ１１１ａは、撮像処理の指示の入力であると判断し、ＲＯＭ１１１ｃに記憶されている撮像制御プログラムｃ１を読み出してＲＡＭ１１１ｂに展開し、該撮像制御プログラムｃ１に従って、撮像処理の制御を開始する。このとき、ユーザは、携帯電話機１１０の撮像装置１００を被写体に向けることにより、被写体を撮像することとする。
【００６８】
そして、ＣＰＵ１１１ａは、具体的には、ＲＡＭ１１１ｂに格納されている画像データのフレームのカウント数を０（Ｎ＝０）にリセットし（ステップＳ１０１）、通常撮像モードによる撮像処理の開始指示を撮像装置１００に出力する。
【００６９】
すると、撮像装置１００は、通常撮像モードにおける撮像処理として、光学部材１により集光され、撮像素子２の光電変換部２ａに結像された被写体の撮像画像データを順次、制御部１１１に出力する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
すると、制御部１１１のＣＰＵ１１１ａは、撮像装置１００より順次入力される撮像画像データを、ＲＡＭ１１１ｂに格納するとともに、この撮像画像をフレームレート２５ｆｐｓで表示部１１３に表示させるプレビュー表示処理を実行する（ステップＳ１０３）。また、ＣＰＵ１１１ａは、プレビュー表示処理の実行と平行して、撮像装置１００から入力される画像のフレーム数をカウント（Ｎ＝Ｎ＋１）し（ステップＳ１０４）、フレーム数が「５」であるかを判断する（ステップＳ１０５）。
そして、ＣＰＵ１１１ａは、フレーム数が「５」であると判断した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０６に移行し、フレーム数が５でないと判断した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）には、ステップＳ１０２に移行し、以降の工程を繰り返す。
【００７１】
次いで、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１１１ａは、ＲＯＭ１１１ｃに記憶されているコード認識プログラムｃ２を読み出してＲＡＭ１１１ｂに展開し、このコード認識プログラムｃ２に従って、コード認識処理の制御を開始する。具体的に、ＣＰＵ１１１ａは、フレーム数が「５」となったときの被写体の撮像画像データと、コード認識用データｃ３とを比較対照することにより、二次元コードの認識処理を実行する。
【００７２】
ここで、認識処理の方法として、例えば、被写体の撮像画像データに二次元コードであることを示す所定の切り出しシンボルを検出することにより認識する方法、或いは、被写体の撮像画像データの濃度により認識する方法、二次元コードの所定のモザイク形状を認識する方法等があるが、これらに限定されるものではない。
【００７３】
より詳細には、ＣＰＵ１１１ａは、ステップＳ１０６において、撮像画像データと類似性係数算定情報としてのコード認識用データｃ３と比較することにより、該撮像画像データの二次元コードである可能性を判断するためのコード類似性係数（Ｑ）を算出する。
【００７４】
次いで、ＣＰＵ１１１ａは、算出されたコード類似性係数（Ｑ）の値が、「０．５」以上であるか否かを判断し（ステップＳ１０７）、Ｑが「０．５」以上であると判断した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）には、所定の二次元コードの可能性があると判断し、ステップＳ１０８に移行する。
一方、ＣＰＵ１１１ａは、算出されたコード類似性係数（Ｑ）が０．５未満であると判断した場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）には、二次元コードである可能性が少ないと判断し、フレームのカウントを「０」にリセット設定（Ｎ＝０）した（ステップ１０９）上で、ステップＳ１０２に移行し、以降の工程であるプレビュー表示処理と５フレーム毎のコード認識処理を繰り返す。
このように、ＣＰＵ１１１ａは、５フレーム毎に、被写体の撮像画像データに対し、二次元コードの認識処理を実行する。従って、ＣＰＵ１１１ａの処理負荷が低減されることとなって、平行して実行する被写体の撮像画像データの取得処理及び該撮像画像データのプレビュー表示処理への影響を軽減することができる。
【００７５】
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１１１ａは、コード類似性係数（Ｑ）が、「１」であるか否かを判断し、「１」であると判断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）には、二次元コードであると判断してステップＳ１１０に移行する。
【００７６】
一方、ＣＰＵ１１１ａは、コード類似性係数（Ｑ）が、「０．５」以上であるが「１」ではないと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）には、二次元コードの可能性があるが明確でないものとしての二次元コード対象（情報コード対象）であると認識する。そして、ＣＰＵ１１１ａは、撮像装置１００にマクロ撮影が可能なように、図示しない駆動手段を制御して、回動部材５を回動させることにより、マクロ撮像モード設定処理を実行し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０９に移行する。
そして以降の工程で、マクロ撮像モードにおける撮像処理として、ＣＰＵ１１１ａの制御により、撮像装置１００の回動部材５の回動に伴い、磁石４と磁性体１５との光軸の垂直方向における位置が重なることにより、光学部材１の第１レンズ部材１２が光軸方向前方に移動し、突出部３ｃに当接した状態となるとともに、第２レンズ部材１３が絞り部７に対して光軸方向に力を加えることにより、絞り部７が弾性変形して開口面積が小さくなり、マクロ撮影に適した状態が形成される。この状態において、光学部材１と撮像素子２を用いて、被写体の撮像画像データが取得され、表示部１１３にプレビュー表示される。また、ＣＰＵ１１１ａは、このマクロ撮像モードにおける撮像処理、プレビュー表示処理と平行して、マクロ撮像モードによる撮像画像データに対し、５フレーム毎のコード認識処理を実行する。このとき、マクロ撮像モードの撮像装置１００においては、被写界深度が深くなるとともに、マクロ撮影に適した焦点距離になるので、二次元コードが認識されやすくなる。従って、通常撮像モードおいて二次元コードとしての可能性があるが確定ではないものとしての二次元コード対象が二次元コードとして認識される可能性が高くなり、結果として二次元コードの認識率が向上する。
【００７７】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１１１ａは、認識された二次元コードのデコード処理を実行し、その二次元コードのコード情報内容を表示部１１３に表示させる（ステップＳ１１２）。
ここで、表示部１１３に表示されるコード情報内容としては、例えば、ＵＲＬアドレス、電子メールアドレス等の文字情報や、任意の画像情報等である。
尚、コード情報内容としての文字情報、画像情報等の表示部１１３に表示可能な内容の他、例えば、コード情報内容が音声情報である場合、送受話部１８から放音処理を実行する構成であってもよい。
【００７８】
次いで、ＣＰＵ１１１ａは、ユーザによる入力部１１２の操作により、表示部１１３に表示されたコード情報内容に対する所定の処理の指示信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１１３）、指示信号が入力されたと判断した場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）には、該指示に応じた処理を実行（ステップＳ１１４）してステップＳ１１５に移行する。
ここで、コード情報内容に対する所定の処理とは、例えば、コード情報内容がＵＲＬアドレスである場合には、該ＵＲＬアドレスへの接続指示、コード情報内容が電子メールアドレスである場合には、該電子メールアドレス宛の電子メールの作成指示、コード情報内容が、電話番号、電子メールアドレス等である場合にはアドレス帳等への保存処理、その他、表示部１１３の表示画像の保存処理等であるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
一方、ＣＰＵ１１１ａは、ステップＳ１１３において、ユーザからの指示信号の入力がないと判断した場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、ステップＳ１１５に移行する。
そして、ステップＳ１１５において、ＣＰＵ１１１ａは、ユーザの入力部１１２の操作により、撮像処理の終了指示が入力されたか否かを判断し、入力されたと判断した場合には、撮像装置１００に撮像処理の終了指示を出力することにより、本撮像制御処理を終了する。
一方、ＣＰＵ１１１ａは、撮像処理の終了指示の入力がないと判断した場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）は、ステップＳ１０９に移行し、以降の工程を繰り返す。
【００８０】
このように、上述の撮像制御処理においては、撮像装置１００による被写体の撮像画像データの取得処理、及びその撮像画像データのプレビュー表示処理と平行して、該撮像画像データ中の所定の二次元コードデータの認識処理、及び二次元コードデータのデコード処理が自動的に実行される。従って、ユーザは、例えば、名刺や雑誌等に付けられている二次元コードを認識・解読するために、面倒な設定をしなくとも通常の撮像処理の場合と同操作をすることで、自動的に二次元コードの読取、解読を行えるので、大変使い勝手が良い。
また、例えば、通常撮像モードによる撮像画像データのピントがぼけていたり、ノイズが多く含まれていることにより、二次元コードと明確に認識することができないが、その可能性がある場合には、二次元コードの認識に適したマクロ撮像モードによる撮像処理に自動的に切り換わるように撮像装置１００が制御される。従って、ユーザに、撮像モードの設定変更の手間を課すことなく、二次元コードの認識精度を高めることができる。
また、通常撮像モードによる撮像画像データに二次元コードが含まれている可能性が少ない場合や、明確に二次元コードが認識できた場合には、撮像モードが切り換わらないので、効率的である。
【００８１】
尚、本実施の形態における記述内容は、本発明に係る携帯電話機１１０の好適な一例であり、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置１００の回動部材５の移動方法はどのようなものであってもよい。
【００８２】
また、情報コードの一例として二次元コードを用いて説明を行ったが、二次元コードに限定されるものではなく、例えば、バーコード、カラーコード等どのような情報コードであってもよい。
【００８３】
また、上述の撮像制御処理において、二次元コードをデコードすると、そのコード情報内容を表示部１１３に表示させた上で、ユーザによる所定の処理の指示を待機し、ユーザの指示があってはじめて、二次元コードの情報内容に応じた各種処理を実行する構成で説明を行ったが、ＣＰＵ１１１ａにより、コード情報内容が解読されると自動的に所定の処理を実行する構成であってもよい。
【００８４】
その他、本実施の形態における携帯電話機１１０の細部構成、及び詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、本発明の携帯端末は、携帯電話機１１０に限定されず、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等であってもよい。
また、本発明の撮像装置は、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＡＶ装置、テレビ、家庭電化製品など、種々のものに組み込むことが可能と考えられる。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、絞り部は、光軸方向の力が加わると光軸と垂直方向に突出するように弾性変形して開口面積が小さくなるように構成されており、切換え機構により当該絞り部に光軸方向の力を加えることで絞り部の開口面積が切り換わることとなって、撮像装置における被写界深度を切換えられる。従って、製造コストや手間をかけずに、被写界深度が異なる複数の撮像条件における撮像処理が可能となって、光学機能の多機能化が実現する。
【００８６】
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勿論のこと、特に、切換え機構により、光学部材が基板或いは撮像素子に当接した状態と、光学部材を光軸方向の前部側に移動させて、光学部材により絞り部に対して光軸方向に荷重を加えた状態と、を切換えることにより、絞り部の開口面積を切換えるとともに、更に、光学部材が基板又は撮像素子に当接している場合の焦点距離と、光学部材が絞り部に荷重を加えている場合の焦点距離との２つの焦点距離による撮像処理が可能となるので、更に光学機能の多機能化を実現することができる。また、光学部材は、どちらの状態も位置決めされるので、精度の良い光学機能が実現する。
【００８７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、光学部材移動切換手段により、光学部材は、磁石による吸引力の発生の有無により移動されるので、複雑な機構を備えることなく、焦点距離の切換え、及び絞り部の開口面積の切換えができるので、製造のコスト、手間をかけることなく、光学機能の多機能化を実現することができる。
【００８８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、光学部材移動切換手段は、光軸を中心に回動自在に取り付けられ、磁石を備えた回動部材と、光学部材に固定され、磁性体或いは磁石からなる固定部材とを備えており、回動部材を回動させることで、回動部材の磁石と固定部材とが光軸方向に重なる状態と、回動部材と固定部材とが光軸方向に離れた状態とが切換えることにより、回動部材と固定部材との間に吸引力が発生する状態と、吸引力が発生しないか或いは反発力が発生する状態との２つの状態を形成することで、絞り部の開口面積及び焦点距離を切換えられることとなり、製造コストや手間をかけずに切換え機構を構成できることとなって、好適である
【００８９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、絞り部は、その一部が弾性変形して開口面積が切り換わるように構成されているので、必要部分のみ弾性部材で形成すれば良いこととなって、製造コストや手間をかけることなく、絞り部の開口面積を切換えられることとなって、好適である。
【００９０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、撮像機能の多機能化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の一部省略斜視図である。
【図２】図１の撮像装置の通常撮像モードにおけるＩＩ−ＩＩ線における一部省略断面図である。
【図３】図１の撮像装置のマクロ撮像モードにおけるＩＩ−ＩＩ線における一部省略断面図である。
【図４】通常撮像モードにおける回動部材の位置、絞りの開口面積を説明するための上面図である。
【図５】マクロ撮像モードにおける回動部材の位置、絞りの開口面積を説明するための上面図である。
【図６】本発明にかかる撮像装置を内蔵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７】図６の携帯電話機の内部構成を説明するためのブロック図ある。
【図８】図６の携帯電話機による撮像制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１    光学部材
２    撮像素子
４    磁石（切換え機構、光学部材移動切換手段）
５    回動部材（切換え機構、光学部材移動切換手段、回動部材）
７    絞り部
７ｂ    縁部（一部）
１５  磁性体（切換え機構、光学部材移動切換手段、磁性体或いは磁石）
１００  撮像装置
１１０  携帯電話機（携帯端末）
【図１】
2004246172.tif 000003
【図２】
2004246172.tif 000004
【図３】
2004246172.tif 000005
【図４】
2004246172.tif 000006
【図５】
2004246172.tif 000007
【図６】
2004246172.tif 000008
【図７】
2004246172.tif 000009
【図８】
2004246172.tif 000010