(57)【要約】【課題】  露光の終了時や画像データの読み出し時に被写体光を遮光するシャッタを有しつつ、省スペースでかつ撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚の薄い撮像装置を得ること。【解決手段】  撮影レンズと、撮影レンズに対向して開口部を有する外装部材と、撮影レンズと外装部材の間に配置されたシャッタを有する撮像装置において、シャッタ羽根の作動領域が曲面に形成された撮像装置とする。【選択図】        図３
2005084605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、前記撮影レンズに対向して開口部を有する外装部材と、前記撮影レンズと前記外装部材の間に配置されたシャッタを有する撮像装置において、
前記シャッタのシャッタ羽根の作動領域が曲面に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記シャッタ羽根が閉じた状態の時、前記シャッタ羽根の少なくとも一部が、前記外装部材の肉厚内に入り込むよう配置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】
前記シャッタ羽根は、曲面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記シャッタ羽根は、ドーム形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記シャッタ羽根は、複数枚で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記シャッタ羽根は、レンズカバーを兼ねることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか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】
本発明は撮像装置に関し、特に携帯電話機やモバイルコンピュータ等の携帯端末に搭載される小型で薄型の撮像装置に関するものである。
【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、薄型の携帯端末に搭載されるようになっており、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用いら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、被写体光の入射側である撮影レンズの前面には、防塵用のカバーガラスが配置されているものが一般的である。
【０００４】
一方、通常のデジタルカメラ等においては、撮影レンズの前面にレンズバリアを配置したものが一般的である。これらの内には前置絞りタイプの撮影レンズを用い、撮影レンズと外装カバーの間に配置されたターレット式の絞り機構により、絞り値の切り替えと、レンズカバーを兼ねることにより、コストダウンを図るカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の携帯電話等の携帯端末に使用される撮像装置に多用される防塵用のカバーガラスは、指紋、塵の付着等で汚れ易く、特に近年増加しつつある高画素数の撮像素子を搭載した撮像装置に使用する場合、その高画質が汚れにより妨げられ、充分な画質が得られないという問題がある。
【０００６】
また、高画素数の撮像素子を搭載する場合、撮像素子が全画素読み出し方式、インターレース読み出し方式に関わらず、撮影後の画像データの読み出し時には、シャッタにより撮像素子を遮光することが望ましい。
【０００７】
一方、前置絞りタイプの撮影レンズと外装部材の間に絞りやレンズカバー等の遮光部材を配置した上記特許文献のような方法を、携帯端末に使用される撮像装置に適用すると、以下のような問題がある。
【０００８】
図６は、携帯端末に使用される撮像装置に、従来のシャッタを適用した場合の断面図である。
【０００９】
同図において、５０は撮像装置であり、撮影レンズと撮像素子及びこれらを保持する鏡胴３により構成されている。２はレンズであり、撮影レンズのうち最も物体側に位置するレンズである。このレンズ２の前方にシャッタ４が配置され、更に、外装部材５が配置される。同図で明らかなように、レンズ２の前方に、シャッタ４の厚み分ｄと外装部材５の厚みｔが必要である。近年、携帯端末は、更なる省スペース化、薄型化が求められており、撮像装置の小型化のみならず、外装部材までの厚みを含めた総厚Ｓをより薄くすることが要望されている。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑み、露光の終了時や画像データの読み出し時に被写体光を遮光するシャッタを有しつつ、省スペースでかつ撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚の薄い撮像装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１２】
１）  撮影レンズと、前記撮影レンズに対向して開口部を有する外装部材と、前記撮影レンズと前記外装部材の間に配置されたシャッタを有する撮像装置において、前記シャッタのシャッタ羽根の作動領域が曲面に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【００１３】
２）  前記シャッタ羽根が閉じた状態の時、前記シャッタ羽根の少なくとも一部が、前記外装部材の肉厚内に入り込むよう配置されている１）の撮像装置。
【００１４】
３）  前記シャッタ羽根は、曲面に形成されている１）又は２）の撮像装置。
【００１５】
４）  前記シャッタ羽根は、ドーム形状である１）〜３）のいずれかの撮像装置。
【００１６】
５）  前記シャッタ羽根は、複数枚で構成されている１）〜４）のいずれかの撮像装置。
【００１７】
６）  前記シャッタ羽根は、レンズカバーを兼ねる１）〜５）のいずれかの撮像装置。
【００１８】
７）  １）〜６）のいずれかの撮像装置を備えた携帯端末。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シャッタ作動領域を曲面とすることによりシャッタ作動に必要な容積を削減でき、省スペース化を達成した撮像装置を得ることが可能になる。
【００２０】
更に、シャッタ羽根が閉じた状態の時、シャッタ羽根の少なくとも一部を、外装部材の肉厚内に入り込むよう配置することにより、撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚の薄い撮像装置を得ることが可能となる。
【００２１】
更に、シャッタ羽根を曲面、例えば球面の一部で形成したドーム形状や、円筒形と球面が接続されたドーム形状とすることが好ましく、撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚を最も薄くした撮像装置を得られるようになる。
【００２２】
また、シャッタ羽根を複数枚で構成することが好ましく、シャッタ作動スペースをより少なくすることができ携帯端末内部の効率的なスペース利用が可能になる。
【００２３】
また、シャッタ羽根がレンズカバーを兼ねることにより、コストダウンが可能となる。
【００２４】
更に、上記の撮像装置を備えた携帯端末とすることで、上記の効果を有する携帯端末が得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の撮像装置を搭載した携帯端末の一例を示した図である。同図に示すように、携帯端末は、例えば折りたたみ式携帯電話機Ｔ（以下携帯電話機Ｔと称す）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰ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１００は、上筐体７１内の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００が上筐体７１の外表面側から被写体光を取り込めるよう配置されている。
【００２７】
なお、携帯端末は折りたたみ式でなくともよいし、撮像装置の位置もこれに限るものではない。
【００２８】
図２は、図１に示すＦ−Ｆ線で切断した本発明の撮像装置１００の概略断面図である。同図（ａ）はシャッタが閉じた状態を示し、同図（ｂ）はシャッタが開いた状態を示している。
【００２９】
同図（ａ）において、撮像装置１００は、物体側より第１レンズ２、第２レンズ６、第３レンズ７の３枚構成で光軸をＯとする撮影レンズ、この撮影レンズを保持する鏡胴３、撮像素子８とこの撮像素子８が実装されたプリント基板９、シャッタ羽根４ｍ、４ｎで構成されている。５は外装部材である。撮像素子８には上述のＣＭＯＳ型或いはＣＣＤ型イメージセンサが用いられる。
【００３０】
図示のように、シャッタ羽根４ｍ、４ｎは、第１レンズ２と外装部材５の間に配置されている。また、このシャッタ羽根４ｍ、４ｎは、本例では２枚で構成され、それぞれ第１レンズ２の光入射面側に近似する曲面に形成されている。本例ではドーム型に２分割された形状である。
【００３１】
外装部材５の、シャッタ羽根４に相対する面は、シャッタ羽根が閉じた状態の時、前記シャッタ羽根４ｍ、４ｎの少なくとも一部が、外装部材５の肉厚内に入り込むよう配置され、凹面状に剔りとられている。また、破線で示す撮影光束が入射する領域は開口部となっている。
【００３２】
この撮像装置１００を使用しないときは、開口部は同図（ａ）に示すように、シャッタ羽根４ｍ、４ｎを閉じた状態とし、レンズカバーとしても機能するようになっている。このようにすることにより、指等の汚れを防止すると共にコストダウンを図ることができる。
【００３３】
一方、撮影に使用するときは、同図（ｂ）に示すような開状態と同図（ａ）に示すような閉状態により、シャッタとして機能するよう開閉制御されるようになっている。
【００３４】
即ち、本発明の撮像装置においては、シャッタ羽根の作動領域を曲面とすることにより、従来平面的に必要であったシャッタ羽根の作動領域に第１レンズ周辺のデッドスペースを利用することができ、撮像装置の占有体積を削減でき、省スペース化をおこなうことが可能となる。また、シャッタ羽根を曲面に形成することで、この効果を最大に享受できるようになる。
【００３５】
なお、シャッタ羽根の作動領域とは、同図（ａ）及び（ｂ）に示すようにシャッタの開閉によりシャッタ羽根４ｍ、４ｎの作動する領域であり、即ち、シャッタ羽根の移動する空間の形状のことである。
【００３６】
更に、シャッタ羽根が閉じた状態の時、シャッタ羽根の少なくとも一部を、外装部材の肉厚内に入り込むよう配置することにより、上記省スペースに加えて、撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚を薄くした撮像装置を得ることが可能となる。
【００３７】
更に、図２（ａ）に示したように、シャッタ羽根が閉じた状態の時、シャッタ羽根の少なくとも一部と撮影レンズの一部が、外装部材の肉厚内に入り込むよう配置することが最も望ましく、撮像装置の前面に配置される外装部材までを含めた総厚を最少にした撮像装置を得ることが可能となる。
【００３８】
図３は、本発明の撮像装置１００の斜視図である。以下の図においては、説明の重複を避けるため同機能部材には同符号を付与して説明する。
【００３９】
同図に示すように、本発明の撮像装置１００の外側には、シャッタ羽根４ｎ、４ｍと羽根駆動板１７と、羽根駆動板１７を駆動する駆動ギア１８と、駆動モータ２０が配置されている。駆動モータ２０としては、ステッピングモータが好適であるが、ＤＣモータ等でもよい。駆動モータ２０は、プリント基板９と電気的に接続され駆動されるようになっている。
【００４０】
同図において、２枚のシャッタ羽根４ｎ、４ｍはそれぞれ、鏡胴３に形成された支持軸１１、１２に回動可能に軸止されている。シャッタ羽根４ｎには、バネ１３が掛けられ、支持軸１１に対しシャッタ羽根４ｎを図示右周り方向に付勢している。またシャッタ羽根４ｎは、シャッタ閉じ時にはストッパーピン１４と当接する。更に、シャッタ羽根４ｎには、ピン１５が植設され、シャッタ羽根４ｍの二股部１６で係合している。このピン１５と二股部１６の係合により、シャッタ羽根４ｎの回動に追従して、シャッタ羽根４ｍは逆方向に回動するように構成されている。
【００４１】
羽根駆動板１７は、光軸Ｏと直交する方向に、ガイド溝１７ｍが形成されており、このガイド溝１７ｍには、鏡胴３に形成された２個のガイドピン１９が係合している。また、羽根駆動板１７は、歯車部１７ｇを有し、駆動ギア１８と噛合している。これにより駆動モータ２０に連設された駆動ギア１８の回転に伴い、羽根駆動板１７は、光軸Ｏと直交する方向（図示矢印方向）に移動可能になっている。
【００４２】
このように構成された撮像装置１００のシャッタ羽根の開閉動作について以下に説明する。
【００４３】
図４は、図３に示す本発明の撮像装置１００のシャッタ羽根の開閉機構を示す図である。同図は、図３に示すシャッタ羽根の開閉機構のみを抜き出して示したものである。図４（ａ）はシャッタ羽根の閉状態を示し、図４（ｂ）はシャッタ羽根の開状態を示している。
【００４４】
同図（ａ）に示すシャッタ羽根４ｍ、４ｎの閉じ状態においては、バネ１３の付勢力により、シャッタ羽根４ｎはストッパーピン１４に当接し、ピン１５と二股部１６の係合によりシャッタ羽根４ｍも図示の閉じ状態となる。
【００４５】
この状態から、駆動モータ２０を駆動し、駆動ギア１８を回転させ（図３参照）、噛合する羽根駆動板１７を図示矢印方向へ移動させると、羽根駆動板１７に形成された傾斜面１７ｋがシャッター羽根４ｎの突起部４ｔと当接し、更に羽根駆動板１７を移動させると、突起部４ｔはバネ１３の付勢力に抗しつつ傾斜面１７ｋに沿って回動させられる。これに伴いシャッタ羽根４ｍは、シャッター羽根４ｎに植設されたピン１５の回動に伴って、シャッタ羽根４ｍと逆方向に回動する。これにより同図（ｂ）に示すような、シャッタが開いた状態となる。
【００４６】
同図（ｂ）の開状態から同図（ａ）の閉状態にするには、駆動モータを逆回転させ、羽根駆動板１７を逆方向に移動させることで、羽根駆動板１７に形成された傾斜面１７ｋがシャッター羽根４ｎの突起部４ｔとの係合が解かれ、バネ１３の付勢力により閉状態に復帰させることができる。
【００４７】
以上にように構成された撮像装置が、携帯端末に搭載された場合の概略の動作を説明する。
【００４８】
図５は、携帯端末の機能のうち、カメラモードに設定したときの動作概略のフローチャートである。
【００４９】
同フローチャートにおいて、まずカメラモードにセットされたかどうか判断（Ｓ１０１）し、カメラモードにセットされたと判断した場合には、シャッタを開く（Ｓ１０２）、即ち、カメラモード以外のモードでは、シャッタは閉じ状態とされバリアと同様の機能を併せ持っている。また、このシャッタを開くための機械的動作は、図４において説明したとおりである。
【００５０】
次いで、撮像素子をＯＮし、表示画面Ｄ（図１参照）にスルー画像を表示すると共に、撮影時の露光条件を予め決定する（Ｓ１０３）。この後、再度カメラモードにセットされているかどうか判断（Ｓ１０４）し、カメラモードが解除されていればＳ１０１へ戻り、カメラモードであれば次へ移行し、レリーズ機能を付与された釦（例えば、図１に示す操作ボタンＰのいずれかでよい）がＯＮされるのを待機する（Ｓ１０５）。レリーズ機能を付与された釦がＯＮされると、撮像素子内の電荷をクリアした後、撮影のための電荷蓄積を開始し（Ｓ１０６）、Ｓ１０３で予め決められた露光時間となるまで電荷蓄積をおこなう（Ｓ１０７）。
【００５１】
Ｓ１０７で予め決められた露光時間となるとシャッタを閉じる（Ｓ１０８）。このシャッタを閉じるための機械的動作は、図４において説明したとおりである。これで撮像素子への撮影用の被写体光束は遮断されることになる。
【００５２】
この後、公知のように、撮像素子の蓄積された電荷、即ち撮像信号を読み出し（Ｓ１０９）、この撮像信号をＡ／Ｄ変換し（Ｓ１１０）、このＡ／Ｄ変換後のデータを画像処理した後、画像データの圧縮処理をおこなう（Ｓ１１１）。次いで、記録用メモリに圧縮された画像データを格納する（Ｓ１１２）。以上で１枚の撮影が終了する。
【００５３】
この後、Ｓ１０１へ戻り、再度カメラモードか確認し、カメラモードであればＳ１０２へ移行し、カメラモードが解除された場合には、Ｓ１２１へ移行し、カメラモード終了動作をおこなう。このＳ１２１の終了動作では、Ｓ１０４、Ｓ１０１を経由した場合には、シャッタの閉じ動作を含むものであり、Ｓ１１２、Ｓ１０１を経由した場合には、既にシャッタは閉じられているため閉じ動作は不要である。この終了動作の後、所定の他のモードへ移行する（Ｓ１２２）。
【００５４】
以上が、本発明の撮像装置が搭載された携帯端末がカメラモードに設定されたときの動作概略である。
【００５５】
なお、シャッタ羽根の開閉方向は、撮像素子の短辺方向に開閉するよう設定されることが望ましい。このようにすることでシャッタ羽根作動領域を少なくすることができるが、本発明はこれに限るものではないのは勿論である。
【００５６】
また、シャッタ羽根は撮像光学系第１面に近似する曲面、即ち球面のドーム形状のものが最も好ましく、これで説明したがこれに限るものでなく円筒状のものや、その他円筒形と球面の接続されたドーム形状等であってもよい。
【００５７】
なお、本発明のような場合、公知の撮像光学系の周辺光量の低下に加え、入射瞳面とシャッタ面が微妙にずれていることによる光量ムラやシャッタ羽根を複数枚で構成した場合の厚み方向でずれた配置が原因でシェーディングが起こる場合がある。このような場合には、Ｓ１１１でおこなう画像処理において、予め露光時間と撮像面の各点の位置をファクターとする光量補正テーブル等を用意しておいて、この光量補正テーブルに基づいて画像データを補正することで、上記のムラやシェーディングは解消することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の撮像装置を搭載した携帯端末の一例を示した図である。
【図２】図１に示すＦ−Ｆ線で切断した本発明の撮像装置１００の概略断面図である。
【図３】本発明の撮像装置１００の斜視図である。
【図４】図３に示す本発明の撮像装置１００のシャッタ羽根の開閉機構を示す図である。
【図５】携帯端末の機能のうち、カメラモードに設定したときの動作概略のフローチャートである。
【図６】携帯端末に使用される撮像装置に、従来のシャッタを適用した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  第１レンズ
３  鏡胴
４ｍ  シャッタ羽根
４ｎ  シャッタ羽根
５  外装部材
６  第２レンズ
７  第３レンズ
８  撮像素子
９  プリント基板
１３  バネ
１７  羽根駆動板
１８  駆動ギア
２０  駆動モータ
【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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【図６】
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