(57)【要約】【課題】  より薄型化を達成した光学ユニット。【解決手段】  被写体光を撮像素子に結像する撮影光学系を有する光学部材と、内面にて前記光学部材を保持する外枠部材と、前記光学部材の第１レンズ面を形成する部所の外周面より外方に位置して前記外枠部材に固定される蓋部材と、を備えたこと。【選択図】        図２
2005257851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を撮像素子に結像する撮影光学系を有する光学部材と、
内面にて前記光学部材を保持する外枠部材と、
前記光学部材の第１レンズ面を形成する部所の外周面より外方に位置して前記外枠部材に固定される蓋部材と、
を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記外枠部材の外周面と嵌合すると共に、前記蓋部材によって軸方向の位置が保持され、前記光学部材の一端と係合する回転部材と、
前記光学部材に対して前記撮像素子の側に位置し、前記光学部材の光軸方向に高さが変化すると共に、前記光学部材の一端に当接するカムを有するカム部材と、を備え、
前記回転部材を回転させることにより前記光学部材は光軸方向に進退することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
一端が前記蓋部材に圧接し、他端が前記光学部材に圧接する付勢部材を設け、
前記付勢部材によって付勢された前記光学部材の一端が前記カム部材のカムに圧接することを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記回転部材を回転させることにより前記光学部材は通常撮影位置とマクロ撮影位置とに切り換わることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記光学部材を最も繰り出したときに、前記光学部材における最も物体側の端面は、前記蓋部材若しくは前記外枠部材における最も物体側の端面より前記撮像素子の側に位置していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記光学部材が前記付勢部材の付勢力に抗して被写体側に移動したときであっても、前記光学部材における最も物体側の端面が前記蓋部材における最も物体側の端面より前記撮像素子の側に位置するように前記光学部材の光軸方向の移動位置を規制する規制部を前記蓋部材若しくは前記外枠部材に設けたことを特徴とする請求項５に記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記カム部材は、透明に形成されていて、前記光学部材の有効光を透過する面に赤外カット用コーティングが施されていることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の光学ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の光学ユニットと、撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８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、本発明は小型化した光学ユニット、該光学ユニットを備えた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】
従来より小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。
【０００３】
これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、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固体撮像素子が使用されている。
【０００４】
近年、これら携帯端末の普及に伴い、高画素数の撮像素子を使用して、より高画質の画像が得られるようにすると共に、小型、薄型に対応した光学ユニットが要求されている。
【０００５】
このような小型の光学ユニットとして、開口絞りと、撮影レンズを光軸方向に前後させてピント位置を調整するフォーカス調整機構とを有する開口絞り付き押さえを撮影レンズの前方に配置した撮影レンズ体が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
図６は特許文献１の撮影レンズ体の図である。図６において、撮影レンズ９６は側方に突出した突出部がホルダー９８の内周面に設けたカム状の調整溝に係合している。また、開口絞り付き押さえ９４の脚部が撮影レンズ９６に圧入されて、開口絞り付き押さえ９４と撮影レンズ９６とは一体化している。フォーカス調整のときには、開口絞り付き押さえ９４を回転させることにより、撮影レンズ９６が調整溝に沿って進退する。
【特許文献１】特開２００２−８２２２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の撮影レンズ体においては、簡単な構成であるが、開口絞り付き抑え枠を撮影レンズの前方に配置しているため、撮影レンズが奥目となって、携帯端末の薄型化に対応するには未だ不充分な構成である。フォーカス調整機構は必ずしも必要なものではなく、全体構造の工夫と部品精度によって調整不要にすることは可能である。しかし、撮像装置の機能をより充実させて、通常撮影以外に花等の接写が可能なマクロ撮影が可能なように構成した場合には、フォーカス調整機構と同様に撮影レンズを光軸方向に進退させる必要がある。
【０００８】
また、特許文献１においては、撮影レンズ体を携帯端末に組み込んだときに、携帯端末に設けた透光性のある保護板に撮影レンズ体が当接して負荷が掛かり、光学性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、より薄型化を達成した光学ユニット、該該光学ユニットを備えた撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は下記の手段によって達成される。
被写体光を撮像素子に結像する撮影光学系を有する光学部材と、内面にて前記光学部材を保持する外枠部材と、前記光学部材の第１レンズ面を形成する部所の外周面より外方に位置して前記外枠部材に固定される蓋部材と、を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の光学ユニットによれば、光学部材を撮像素子側に付勢する付勢部材の一端が当接する蓋部材を、光学部材の第１レンズ面を形成する部所の外周面より外方に位置させたので、光学ユニットの軸方向の長さが光学部材の第１レンズ面の位置で略決定されて可能な限り短くなり、薄型化を達成できる。
【００１２】
請求項２，３に記載の光学ユニットによれば、光学部材を光軸方向に進退させても薄型化を達成できる。
【００１３】
請求項４に記載の光学ユニットによれば、光学部材を通常撮影位置とマクロ撮影位置とに切り換えても薄型化を達成できる。
【００１４】
請求項５に記載の光学ユニットによれば、光学ユニットを携帯電話機等の携帯端末に組み込んだときに、光学部材を最も繰り出しても、携帯端末に設けた透光性のある保護板に光学部材が当接することがなく、光学部材に負荷がかかって光学性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００１５】
請求項６に記載の光学ユニットによれば、光学ユニットを携帯電話機等の携帯端末に組み込んだときに、衝撃荷重が掛かって光学部材が付勢部材の付勢力に抗して被写体側に移動することがあっても、光学部材の移動が規制部によって規制されるので、携帯端末に設けた透光性のある保護板に光学部材が当接することがなく、光学部材に負荷がかかって光学性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００１６】
請求項７に記載の光学ユニットによれば、撮像素子の近傍に位置するカム部材に赤外カットコーティングを施したので、光学部材の前方に赤外カットフィルタを配置する必要がなく、薄型化を達成できる。
【００１７】
請求項８に記載の撮像装置によれば、請求項１〜７の何れか１項の効果を奏することができる。
【００１８】
請求項９に記載の携帯端末によれば、請求項１〜７の何れか１項の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の光学ユニット、撮像装置及び携帯端末に関する実施の形態を、図１乃至図４を参照して説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
先ず、携帯端末の一例であるカメラ内蔵携帯電話機（以下、携帯電話機と言う）の外観部材を図１を参照して説明する。図１（Ａ）は携帯電話機の内側の外観図、図１（Ｂ）は携帯電話機の外側の外観図である。
【００２１】
携帯電話機Ｔは、上筐体１と下筐体２とからなり、非使用時には両者を接続するヒンジ部３によって図１（Ａ）に示す面が内側になるように折り畳むことができる。
【００２２】
なお、本発明に係わる携帯電話機は、上筐体１と下筐体２とを折り畳む形式の携帯電話機に限定されるものではなく、上筐体１と下筐体２とを一体に形成して折り畳みができない携帯電話機であってもよい。
【００２３】
図１（Ａ）に示す如く、上筐体１の内面には液晶ディスプレイからなる表示部Ｄが配置され、通信のときには電話番号を始め、各種の送受信モードに応じた内容が表示され、撮影のときには被写体が表示されるので構図を決定することができる。下筐体２の内面は電話番号等を入力するテンキイ４と、通信及び撮影のときに各種のモードを選択し決定する多数のソフトキイ５が配置されている。
【００２４】
図１（Ｂ）に示す如く、上筐体１の外面には光学系を有する光学部材Ｌと、伸縮自在のアンテナ６が配置されている。
【００２５】
通信のときには、周知の如くテンキイ４により電話番号を押したり、ソフトキイ５の操作によって内部メモリから予め記憶した電話番号を呼び出したりして表示部Ｄに表示し、送信することができる。また、ソフトキイ５の操作によって受信することもできる。
【００２６】
撮影のときには、ソフトキイ５を操作して撮影モードにすると、光学部材Ｌによって受像した被写体の画像が表示部Ｄに表示されるので、光学部材Ｌを被写体に向けて表示部Ｄを見ながら構図を決定した後に、レリーズ用に予め決められたボタン（例えば、ソフトキイ５の中の決定キイ５ａ）を押せば撮影ができる。そして、撮影された画像は内部のメモリに記憶され、適宜表示部Ｄに表示することができる。また、不要の画像は消去することができる。
【００２７】
なお、本携帯電話機Ｔは通常撮影以外に花等の接写が可能なマクロ撮影が可能であり、後述する如く、図１（Ａ）に示す操作部材７を下方に位置させたときは光学部材Ｌの光軸方向位置が通常撮影が可能な通常撮影位置になり、操作部材７を上方に位置させたときは光学部材Ｌの光軸方向位置がマクロ撮影が可能なマクロ撮影位置になる。
【００２８】
次に、本発明に係わる撮像装置について、図２乃至図４を参照して説明する。
【００２９】
図２は通常撮影時の撮像装置の縦断面図、図３はマクロ撮影時の撮像装置の縦断面図、図４はカムの展開図、図５は光学ユニットを構成する主要部材の斜視図である。
【００３０】
図２において、光軸Ｏに沿って被写体側から第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、カム部材１１、撮像素子１２の順で配置されている。
【００３１】
第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２は撮影光学系を形成し、被写体像を撮像素子１２に結像する。
【００３２】
カム部材１１は透光性の材料から成型されていて、被写体側の有効光を透過する面１１ａには赤外カットコーティングが施されており、第１レンズＬ１の前方に赤外カットフィルタを配置する必要がないので、薄型化に寄与している。また、カム部材１１の周辺部には後述するカム１１ｂが形成されている。
【００３３】
撮像素子１２は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固体撮像素子である。
【００３４】
また、第１レンズＬ１の前面には不要光を規制する絞り部材１３が固着され、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の間には絞り部材１４が接着・固着されている。従って、絞り部材１３、第１レンズＬ１、絞り部材１４及び第２レンズＬ２は一体的に構成されていて、これを光学部材Ｌと称す。
【００３５】
一方、撮像素子１２はプリント配線基板１５に実装され、固定されている。なお、図示していないが、プリント配線基板１５には携帯電話機の他の制御基板と接続するためのコネクタを始め、抵抗、コンデンサ等の電気部品が実装されている。
【００３６】
次に、２１は各部材を保持する外枠部材であって、円筒状に形成され、プリント配線基板１５に接着・固定されている。外枠部材２１の内周面には第２レンズＬ２の外周面が嵌合しており、外枠部材２１の外周面には回転部材２２の内周面が嵌合している。回転部材２２の後端部（撮像素子側端部）は外枠部材２１に設けたフランジ２１ａに当接し、前端部（被写体側端部）は外枠部材２１の前部に固着され内部の部材が外部より見えないように被覆する蓋部材２３の後端部に当接しているので、回転部材２２は軸方向に移動することなく、回転のみ可能である。
【００３７】
また、外枠部材２１の内側には圧縮バネ２４（付勢部材）が配置されていて、圧縮バネ２４の一端は蓋部材２３の後面に当接し、他端は第２レンズＬ２の周辺部前面に当接している。
【００３８】
更に、第２レンズＬ２の周辺部後面には例えば３個のカム作動部Ｌ２ａが突出していて、カム部材１１の周辺部前面に円周状に形成された３個のカム１１ｂに各々対向するカム作動部Ｌ２ａが圧接する。
【００３９】
即ち、圧縮バネ２４の付勢力によって第２レンズＬ２は後方（撮像素子側）に押圧されるので、カム作動部Ｌ２ａがカム１１ｂに圧接する。これに伴って、カム部材１１の後方に突出した複数（例えば４個）の突部１１ｃが撮像素子１２に圧着するので、絞り部材１３、第１レンズＬ１、絞り部材１４及び第２レンズＬ２、即ち光学部材Ｌはカム部材１１を介して撮像素子１２に隙間なく密着し、光学的な精度が保証されるので、ピント調整は不要である。
【００４０】
また、蓋部材２３が第１レンズＬ１を形成する部所（Ｌ１ａ）の外周面より外方に位置しているので、本撮像装置は光軸Ｏの方向に可能な限り短く構成されている。
【００４１】
回転部材２２の外周面には操作部２２ａが設けられていて、操作部２２ａは図１に示した操作部材７と係合しており、操作部材７を操作すると、操作部２２ａを介して回転部材２２は回転する。回転部材２２の内周面には係合部２２ｂが突出し、第２レンズＬ２の外周面には係合部Ｌ２ｂが突出していて、互いに係合している。従って、回転部材２２が回転すると、第２レンズＬ２も回転する。前述の如く、第２レンズＬ２のカム作動部Ｌ２ａがカム１１ｂに圧接しているので、第２レンズＬ２はカム１１ｂに従って光軸Ｏの方向に進退する。即ち、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２等からなる光学部材Ｌが光軸Ｏの方向に進退するので、無限遠から所定の近距離までを被写界深度の範囲内としたパンフォーカスの状態である通常撮影の位置と、所定の近距離より更に近距離で近接撮影可能なマクロ撮影の位置とに切り替えることが可能になる。
【００４２】
即ち、図４に示す如く、カム１１ｂは光軸Ｏの方向に高さが変化しているので、マクロ撮影時には通常撮影時より光学部材Ｌが繰り出される。
【００４３】
また、２５は化粧シートであり、前面の見苦しい部所を被覆している。
【００４４】
ここで、図２及び図３に示す構成を撮像装置と称するが、撮像素子１２及びプリント配線基板１５を削除した構成を光学ユニットと称す。
【００４５】
ところで、光学部材Ｌを最も繰り出したときでも、即ちマクロ撮影にしたときでも、光学部材Ｌを構成する最も物体側にある部材、即ち絞り部材１３の前面１３ａは、蓋部材２３における最も物体側の面２３ａより凹んで撮像素子１２の側に位置している。これによって、撮像装置を携帯電話機等の携帯端末に組み込んだときに、携帯端末に設けた透光性のある保護板に光学部材Ｌが当接することがないので、光学部材Ｌに負荷がかかって光学性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００４６】
更に、蓋部材２３の後面には第２レンズＬ２の光軸方向の移動位置を規制する規制部２３ｃを複数個突出させ、光学部材Ｌを最も繰り出したとき、即ちマクロ撮影にしたときに、第２レンズＬ２の周辺部前面と僅かな間隙となるように形成したので、撮像装置に衝撃荷重が掛かって光学部材Ｌが圧縮バネ２４の付勢力に抗して被写体側に移動しても、規制部２３ｃに当接して移動が規制され、絞り部材１３の前面１３ａが蓋部材２３の面２３ａより突出することがない。従って、携帯端末に設けた保護板に光学部材Ｌが当接することがなく、光学部材Ｌに負荷がかかって光学性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００４７】
なお、場合によっては規制部を外枠部材２１に形成してもよい。
【００４８】
また、最も物体側の面は蓋部材でなく、外枠部材２１の一部を突出させてもよい。
【００４９】
続いて、以上の如く説明した各部材の配置を図５を参照して更に説明する。
【００５０】
図５において、外枠部材２１には例えば３個の切り欠き２１ｂが設けられていて、切り欠き２１ｂに第２レンズＬ２の係合部Ｌ２ｂ及び回転部材２２の係合部２２ｂが各々位置して互いに係合している。従って、操作部２２ａの回転によって回転部材２２が回転すると、係合部２２ｂ及び係合部Ｌ２ｂは切り欠き２１ｂの範囲内で円周方向に移動する。
【００５１】
また、外枠部材２１の内外周面に撮影レンズＬ及び回転部材２２を嵌合させた後に、外枠部材２１の前端に突出した例えば３個の突部２１ｃに蓋部材２３に設けた対向する３個の孔２３ｂを各々はめ込み、突部２１ｃの肩部２１ｄに蓋部材２３の後面を当接させて光軸Ｏの方向に位置決めした後に、接着・固定する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】カメラ内蔵携帯電話機の外観図である。
【図２】通常撮影時の撮像装置の縦断面図である。
【図３】マクロ撮影時の撮像装置の縦断面図である。
【図４】カムの展開図である。
【図５】光学ユニットを構成する主要部材の斜視図である。
【図６】特許文献１の撮影レンズ体の図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｌ  光学部材
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
１１  カム部材
１２  撮像素子
２１  外枠部材
２２  回転部材
２３  蓋部材
２４  圧縮バネ
【図１】
2005257851.tif 000003
【図２】
2005257851.tif 000004
【図３】
2005257851.tif 000005
【図４】
2005257851.tif 000006
【図５】
2005257851.tif 000007
【図６】
2005257851.tif 000008