(57)【要約】【課題】ズーミングやピント合わせ機能を持った携帯情報端末機器を提供する。【解決手段】第１の光学系及び撮像素子を格納する第１の筐体と、第２の光学系を格納すると共に前記第１の筐体に回動自在に連結される第２の筐体とを有し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが当接するように一方の筐体を移動させ、前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とを一致させることにより合成光学系が構成される携帯情報端末機器において、前記合成光学系を構成した状態で、前記第１の光学系と前記第２の光学系のうちの少なくとも一方が光軸方向に移動可能である。【選択図】図２
2005181513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学系及び撮像素子を格納する第１の筐体と、第２の光学系を格納すると共に前記第１の筐体に回動自在に連結される第２の筐体とを有し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが当接するように一方の筐体を移動させ、前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とを一致させることにより合成光学系が構成される携帯情報端末機器において、
前記合成光学系を構成した状態で、前記第１の光学系と前記第２の光学系のうちの少なくとも一方が光軸方向に移動可能であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯情報端末機器において、
前記第２の光学系のみが光軸方向に移動可能であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯情報端末機器において、
前記第２の光学系を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の携帯情報端末機器において、
前記第２の光学系は、少なくとも正レンズ群と負レンズ群の２つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であって、前記正レンズ群と前記負レンズ群のうち少なくとも一方のレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯情報端末機器において、
前記正レンズ群及び前記負レンズ群は、それぞれ単玉のレンズで構成されることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の携帯情報端末機器において、
前記第２の光学系は、少なくとも３つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項７】
請求項６に記載の携帯情報端末機器において、
前記各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の携帯情報端末機器において、
前記レンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、
前記レンズ群は、それぞれ単玉のレンズで構成されることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１０】
請求項１に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系のみが光軸方向に移動可能であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の携帯情報端末機器において、
前記第２の光学系は、少なくとも正レンズ群と負レンズ群の２つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１３】
請求項１に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系及び前記第２の光学系が共に光軸方向に移動可能であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群のうち少なくとも一つのレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系と前記第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に、当該光学系が格納された前記筐体内において光路を屈折させることができる素子又は機構を備えることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群のうち少なくとも一つのレンズ群が、当該レンズ群が格納されていない方の前記筐体の内部まで移動可能であることを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、
前記第１の光学系と前記第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に、当該光学系への入射光線の光量を変化させることができる素子又は機構を備えることを特徴とする携帯情報端末機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やＰＤＡ（Personal digital assistant）などの携帯情報端末機器のうち、カメラ機能を有する携帯情報端末機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子の小型化や低消費電力化及び電子機器の処理能力の向上やメモリの大容量化、更には通信インフラの高速、大容量化（ブロードバンド化）を背景として、携帯電話、ＰＤＡ、ハンドヘルドＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの携帯情報端末機器にもＣＭＯＳイメージセンサなどの小型撮像モジュールによるカメラ機能を内蔵したものが多く開発されている。
【０００３】
また、カメラ機能を持つと共に、使い易さとコンパクトさから、相対移動自在に連結された二つの筐体からなる、例えば折り畳み式等の携帯電話機の開発も進んでいる（特許文献１〜４参照。）。
例えば特許文献１の発明は、携帯電話機の筐体側にレンズや撮像素子等からなる撮像モジュールを配設し、携帯電話機の蓋部材側にアダプタ光学系（テレコンバータやワイドコンバータ）を配設し、携帯電話機を折り畳んだ状態でレンズの光軸とアダプタ光学系の光軸とを一致させることで、レンズとアダプタ光学系とからなる合成光学系を構成する技術に関するものである。このような合成光学系を用いることで光学系の光軸方向の長さを確保できるという利点がある。
【特許文献１】特開２００３−６９８６８号公報
【特許文献２】特開２００３−６９８６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１１０８９５号公報
【特許文献４】特開２００３−２５９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献には、ズーミングやピント合わせ機能に関する技術は開示されていないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、ズーミングやピント合わせ機能を持った携帯情報端末機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１の光学系及び撮像素子を格納する第１の筐体と、第２の光学系を格納すると共に前記第１の筐体に回動自在に連結される第２の筐体とを有し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが当接するように一方の筐体を移動させ、前記第１の光学系の光軸と前記第２の光学系の光軸とを一致させることにより合成光学系が構成される携帯情報端末機器において、
前記合成光学系を構成した状態で、前記第１の光学系と前記第２の光学系のうちの少なくとも一方が光軸方向に移動可能であることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、第１の光学系と第２の光学系のうちの少なくとも一方を光軸方向に移動させることでピント調整を行うことができ、また、レンズ間隔を変えることでズーム機能を持たせることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の携帯情報端末機器において、前記第２の光学系のみが光軸方向に移動可能であることを特徴とする。
通常、撮像素子が配置されることで筐体内のスペースが狭くなるため、請求項２に記載の発明のように、撮像素子が配置されていない第２の筐体内に格納された第２の光学系を移動させる構成とすることで、例えば、第２の光学系を移動させるためのアクチュエータ等を配置するための十分なスペースを確保できる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の携帯情報端末機器において、前記第２の光学系を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の携帯情報端末機器において、前記第２の光学系は、少なくとも正レンズ群と負レンズ群の２つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であって、前記正レンズ群と前記負レンズ群のうち少なくとも一方のレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、第２の光学系をアフォーカル系とすることで、携帯電話を開いた状態で、第１の光学系のみを用いた撮像が可能となる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の携帯情報端末機器において、前記正レンズ群及び前記負レンズ群は、それぞれ単玉のレンズで構成されることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、第２の光学系の光軸方向の厚みを抑えることができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項２又は３に記載の携帯情報端末機器において、前記第２の光学系は、少なくとも３つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の携帯情報端末機器において、前記各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うことを特徴とする。
請求項６又は７記載の発明によれば、第２の光学系をアフォーカル系とすることで、携帯電話を開いた状態で第１の光学系のみを用いた撮像が可能となる。また、第２光学系のみでピント調整及びズーム機能を持たせることができる。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項６又は７に記載の携帯情報端末機器において、前記レンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項６〜８のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、前記レンズ群は、それぞれ単玉のレンズで構成されることを特徴とする。
請求項９記載の発明によれば、第２の光学系の光軸方向の厚みを抑えることができる。
【００１４】
請求項１０記載の発明は、請求項１に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系のみが光軸方向に移動可能であることを特徴とする。
請求項１０記載の発明によれば、一般的に撮像素子が配置される側の筐体は、その厚みが大きくなるように設計される場合が多いので、第１の光学系を移動させるためのアクチュエータの配置スペースを容易に確保できると共に、第２の筐体の厚みを抑えることができる。
【００１５】
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の携帯情報端末機器において、前記第２の光学系は、少なくとも正レンズ群と負レンズ群の２つのレンズ群を有するアフォーカル系の光学系であることを特徴とする。
請求項１２記載の発明によれば、第２の光学系をアフォーカル系とすることで、携帯電話を開いた状態で、第１の光学系のみを用いた撮像が可能となる。
【００１７】
請求項１３記載の発明は、請求項１に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系及び前記第２の光学系が共に光軸方向に移動可能であることを特徴とする。
請求項１３記載の発明によれば、第１の光学系と第２の光学系が共に光軸方向に移動するので、ピント調整及びズーム機能の性能を向上させることができる。
【００１８】
請求項１４記載の発明は、請求項１３に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項１５記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群のうち少なくとも一つのレンズ群を光軸方向に移動させることで物体距離変化におけるピント調整を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系と前記第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に、当該光学系が格納された前記筐体内において光路を屈折させることができる素子又は機構を備えることを特徴とする。
請求項１６記載の発明のように、入射光線の光路を屈折させることにより、筐体の厚みを抑えることができる。
【００２１】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を構成する複数のレンズ群のうち少なくとも一つのレンズ群が、当該レンズ群が格納されていない方の前記筐体の内部まで移動可能であることを特徴とする。
請求項１７記載の発明によれば、合成光学系の光軸方向の長さの変化量を増加させることができ、光学性能を向上させることができると共に、レンズの屈折力を弱めることができ、収差の発生量を抑えることができる。
【００２２】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の携帯情報端末機器において、前記第１の光学系と前記第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に、当該光学系への入射光線の光量を変化させることができる素子又は機構を備えることを特徴とする。
請求項１８記載の発明によれば、入射光線の光量を変化させることができる素子又は機構を配置することで、絞りを用いる場合と比較して回折による画像劣化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ズーミングやピント合わせ機能を持った携帯情報端末機器を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、カメラ機能を有する携帯情報端末機器としての折り畳み式携帯電話Ｐ（以下、単に「携帯電話」という。）の外観を示す図である。
【００２５】
この携帯電話Ｐは、蓋部材１（第２の筐体）と、蓋部材１に対し、図中に双方向矢印で示すように折り畳み自在に結合された本体２（第１の筐体）とから構成されており、蓋部材１と本体２とは回動軸３を介して回動可能に連結されている。
【００２６】
本体２には、折り畳み時に内面となる側に、撮像モジュール４、操作キー５、マイク６等が取り付けられている。
図２は、携帯電話Ｐを折り畳んだ状態を示す縦断面図である。
図２に示すように、撮像モジュール４は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の撮像素子７、第１の光学系８としての凸レンズ、カバーガラス９等から概略構成されており、遠点撮像用の光学特性を持つ。
そして、携帯電話Ｐを開いた状態で、撮像モジュール４を操作者自身に向けて自分自身を撮影したり、撮影者の周囲の風景や人物等のスナップ撮影を行うことができる。また、撮影した画像は、携帯電話Ｐ内のメモリに蓄積して表示部１０に表示したり、電子メールに添付して他の電子機器に送信したりすることができる。
【００２７】
蓋部材１には、折り畳み時に内面となる側に、ＬＣＤやＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどにより構成され、電話帳や動作メニュー表示等のユーザインタフェース情報の表示を行う表示部１０、アダプタ光学系１１、スピーカ１２、アンテナ１３等が取り付けられている。
アダプタ光学系１１は、第２の光学系１４、内面と裏面のカバーガラス１５ａ、１５ｂ等から概略構成されている。そして、折り畳み時に第２の光学系１４の光軸Ｌ２が第１の光学系８の光軸Ｌ１と略一致するように、アダプタ光学系１１が配置されている。
【００２８】
第２の光学系１４は、正レンズ群１４ａと負レンズ群１４ｂとを組み合わせたアフォーカル系であり、両レンズ群のうち少なくとも一方（図２では正レンズ群１４ａ）がアクチュエータＡＣにより光軸方向に移動可能となっている。
そして、折り畳んだ状態で蓋部材１の裏面側のカバーガラス１５ｂからアダプタ光学系１１に入射した光が第２の光学系１４、２枚のカバーガラス１５ａ、９、第１の光学系８を順に通過して撮像素子７に至る構成となっている。
【００２９】
このように、本実施の形態においては、第２の光学系１４と第１の光学系８とからなる合成光学系を構成することで、近点撮像用の光学特性を持たせると共に、必要に応じてアクチュエータＡＣを駆動することで第２の光学系１４を光軸方向に移動させてピント調整を行い、更に、レンズ間隔を変えることでズーム機能を持たせるようになっている。
また、第２の光学系１４をアフォーカル系とすることで、上述のように、携帯電話Ｐを開いた状態で第１の光学系８単体での撮像が可能となっている。
【００３０】
また、通常、撮像素子７が配置されることで筐体内のスペースが狭くなるため、撮像素子７が配置されていない側の筐体（本実施の形態においては蓋部材１）内に格納された光学系（本実施の形態においては第２の光学系１４）を移動させる構成とすることで、アクチュエータを配置するための十分なスペースを確保できる。
なお、図２には、正レンズ群１４ａと負レンズ群１４ｂをそれぞれ単玉のレンズで構成しているが、複数枚のレンズを組み合わせて一つのレンズ群を構成してもよい。
【００３１】
また、図３に示すように、第２の光学系１４を単玉のレンズのみで構成しても良い。この場合、蓋部材１の光軸方向の厚みを抑えることができる。
また、折り畳んだ状態で、撮像モジュール４のカバーガラス９とアダプタ光学系１１の内面のカバーガラス１５ａをそれぞれスライド移動させ、第２の光学系１４を撮像モジュール４内に移動可能な構成としてもよい。この場合、合成光学系の光軸方向の長さの変化量を増加させることができ、光学性能を向上させることができると共に、レンズの屈折力を弱めることができ、収差の発生量を抑えることができる。
【００３２】
また、図４に示すように、第１の光学系８のみがアクチュエータＡＣにより光軸方向に移動する構成としてもよい。この場合、第１の光学系８を光軸方向に移動させることでピント調整及びズーム機能を持たせることができると共に、一般的に撮像素子７が配置される側の筐体は、その厚みが大きくなるように設計される場合が多いので、アクチュエータＡＣの配置スペースを容易に確保でき、蓋部材１の厚みを抑えることができる。
また、図５に示すように、第１の光学系８と第２の光学系１４（正レンズ群１４ａ及び負レンズ群１４ｂ）のそれぞれがアクチュエータＡＣ１〜ＡＣ３により光軸方向に移動する構成としてもよい。この場合、ピント調整及びズーム機能の性能を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、第１の光学系８及び第２の光学系１４を入射光線が直線状に進行する構成、つまり、光軸Ｌ１及びＬ２が直線状に延びる構成としたが、これに限らず、光学プリズムやミラー等を用いて入射光線の光路を屈折させる構成としてもよい。例えば、第２の光学系１４を通過した後、本体２の表面に対して垂直に入射する光線の進行方向を光学プリズムを用いて左右方向に変化させると共に、この光線の進行方向に沿って第１の光学系８を本体２内に配置することで、本体２の厚みを抑えることができる。
【００３４】
また、入射光線の光量を変化させることができる素子又は機構、例えばＮＤフィルタ(neutral density filter)、偏光板、液晶素子等を配置することで、絞りを用いる場合と比較して回折による画像劣化を防ぐことができる。
なお、本実施の形態では、携帯電話Ｐを開いた状態で遠点撮像用の光学特性を持ち、折り畳んだ状態で近点撮像用の光学特性を持つものとしたが、これに限らず、携帯電話Ｐを開いた状態では撮像できず、折り畳むことで撮像が可能になる構成であってもよい。また、アダプタ光学系１１を本体２に設けて撮像モジュール４を蓋部材１に設けても良い。
【００３５】
また、本実施の形態においては、携帯情報端末機器として折り畳み式の携帯電話を用いたが、本発明の携帯情報端末機器は、第１の光学系を格納する第１の筐体と、第２の光学系を格納する第２の筐体とを有し、一方の筐体を他方の筐体に対して相対的に移動させることで、第１の光学系の光軸と第２の光学系の光軸とが一致した合成光学系を形成できるものであればよい。従って、図示は省略するが、例えば、蓋部材が本体の表面に対して水平面内で回転可能となるように、蓋部材の一部が本体に軸支されており、蓋部材を水平面内で回転させることで合成光学系を形成する携帯電話や、あるいは、蓋部材が本体の表面に対して略水平面内で移動可能となるように、蓋部材が本体に水平面内で摺動自在に支持されており、蓋部材を水平面内で摺動させることで合成光学系を形成する携帯電話であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図２】携帯電話の構造を示す要部縦断面図である。
【図３】携帯電話の構造を示す要部縦断面図である。
【図４】携帯電話の構造を示す要部縦断面図である。
【図５】携帯電話の構造を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｐ  携帯電話
１    蓋部材
２    本体
３    回動軸
４    撮像モジュール
７    撮像素子
８    第１の光学系
１１  アダプタ光学系
１４  第２の光学系
【図１】
2005181513.tif 000003
【図２】
2005181513.tif 000004
【図３】
2005181513.tif 000005
【図４】
2005181513.tif 000006
【図５】
2005181513.tif 000007