(57)【要約】【課題】  撮像レンズの光軸方向における移動を安定して動作させる【解決手段】  撮像装置２１は、筐体１１に組み込まれており、撮像レンズ４０、レンズ鏡筒４１、撮像素子４２、赤外光カットフイルタ４３、フイルタ保持部材４４からなる。レンズ鏡筒４１は、撮像レンズ４０を保持するレンズ保持枠５３、マクロ調節用カム筒５４、固定筒５５、及びコイルばね５６からなる。コイルバネ５６は、レンズ保持枠５３の係止部５９と、固定筒５５の係止突起７０に掛けられる。係止突起７０には、固定筒５５の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝７１が形成されており、この係止溝７１にコイルバネ５６の一方の端部５６ｂが掛けられる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと、この撮像レンズを保持するレンズ保持枠と、このレンズ保持枠をスライド自在に保持する固定筒と、この固定筒に取り付けられ、通常位置と突出位置との間で移動し、前記通常位置から前記突出位置に移動するときに通常撮像位置にある前記レンズ保持枠を光軸方向に押圧して突出撮像位置に移動させるカム部材と、このカム部材が前記突出位置から通常位置に移動したときに前記レンズ保持枠を通常撮像位置に復帰させるコイルバネとからなる撮像装置において、
前記固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が前記固定筒と一体に形成されており、前記係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間に前記コイルバネが掛けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固定筒には、撮像光軸と平行に突出する略矩形柱状の位置決め用突出片が一体に形成されており、前記コイルバネは、前記突出片と平行に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子に画像を結像して画像信号を得る撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に普及するデジタルカメラには、撮像レンズと、この撮像レンズを保持するレンズ鏡筒と、撮像レンズにより結像された画像を光電変換するＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子とが組み込まれており、最近では、単体のデジタルカメラだけではなく、携帯電話や、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、パーソナルコンピュータなどの各種電子機器に内蔵することが多くなってきていることから、上述したような撮像レンズ、レンズ鏡筒、及び撮像素子を一体にユニット化した撮像装置（撮像ユニット）として組み立てられることが一般的である。このような撮像装置は、携帯電話などの筐体に固定され、この筐体に設けられた露呈穴から撮像レンズが露呈するように組み込まれている。
【０００３】
この撮像装置では、接写撮像やピント調節などのために撮像レンズを保持する保持枠を光軸方向にスライド移動させる移動機構を設けていることが多い。このような移動機構では、レンズ保持枠を光軸方向に移動させるカム部材と、このカム部材によって移動されたレンズ保持枠を初期位置に復帰させる付勢部材からなる構成が一般的であり、従来では、初期位置に復帰させる付勢部材としては、レンズ保持枠の前面に配置され、初期位置側へ向かってレンズ保持枠を付勢する板バネを使用することが一般的であり、この板バネと、これを固定筒に保持させるための保持部材が組み込まれていた。
【０００４】
また、特許文献１では、レンズ保持枠を付勢する付勢部材としてコイルバネを使用しており、このコイルバネが、レンズ保持枠に形成された掛止片と、レンズ鏡胴のベースに形成された掛止片との間に掛けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９５１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような撮像装置で、レンズ保持枠を付勢する板バネ、及びこれを保持する保持部材を設けたものでは、レンズ保持枠が移動するときに板バネ及びカム部材などから受ける力が安定せず、レンズ保持枠を安定した動作で移動させることが困難であった。すなわち、板バネでレンズ保持枠を付勢している場合、板バネが付勢可能なストロークが短く、レンズ保持枠が移動するストロークの方が長くなると、板バネの付勢が届かなくなり、レンズ保持枠の移動が安定しなくなってしまう。
【０００７】
また、電子機器に組み込まれるような撮像装置は、なるべくコンパクトな構成にしなければならないので、上記特許文献１に記載されているようなコイルバネを用いた場合、コイルバネの端部を、爪又は溝などに掛ける作業が非常に困難である。
【０００８】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、撮像レンズ、レンズ鏡筒、及び撮像素子を一体にユニット化し、撮像レンズの光軸方向における移動が安定して動作し、且つコイルバネの組み込む工程を容易にすることが可能な撮像装置を簡単な構造でローコストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、撮像レンズと、この撮像レンズを保持するレンズ保持枠と、このレンズ保持枠をスライド自在に保持する固定筒と、この固定筒に取り付けられ、通常位置と突出位置との間で移動し、前記通常位置から前記突出位置に移動するときに通常撮像位置にある前記レンズ保持枠を光軸方向に押圧して突出撮像位置に移動させるカム部材と、このカム部材が前記突出位置から通常位置に移動したときに前記レンズ保持枠を通常撮像位置に復帰させるコイルバネとからなる撮像装置において、前記固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が前記固定筒と一体に形成されており、前記係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間に前記コイルバネが掛けられていることを特徴とする。なお、前記固定筒には、撮像光軸と平行に突出する略矩形柱状の位置決め用突出片が一体に形成されており、前記付勢部材は、前記突出片と平行に取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置では、固定筒の外形の一部を形成する側面を含むスリット状の係止溝が形成された係止突起が固定筒と一体に形成されており、固定筒の係止溝と、レンズ保持枠に一体に形成された係止部との間にコイルバネが掛けられているので、レンズ保持枠に保持された撮像レンズの光軸方向における移動が安定して動作することが可能となる。また、バネを保持する保持部材を別に設ける必要がなく、ローコスト化を図ることができる。
【００１１】
さらに、固定筒には、撮像光軸と平行に突出する略矩形柱状の位置決め用突出片が一体に形成されており、コイルバネは、この突出片と平行に取り付けられているので、コイルバネの組み付け工程を容易に行うことが可能であり、作業時間の短縮化から装置全体のローコスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。図１及び図２は、本発明を適用したカメラ付き携帯電話の正面側及び背面側の外観斜視図である。カメラ付き携帯電話１の本体部２は、上部筐体１１、及び下部筐体１２と、これら筐体１１，１２を回動自在に連結するヒンジ部１３とから構成されている。
【００１３】
上部筐体１１には、図２に示すように、本発明が実施された撮像装置２１が設けられており、カメラ付き携帯電話１では、この撮像装置２１から被写体画像を取得する。ヒンジ部１３には、カメラ付き携帯電話１の使用時に、上部筐体１１と下部筐体１２とが所定の角度で係止されるように、クリック機構（図示せず）が設けられている。本体部２は、ヒンジ部１３を介して回動させることにより、上部筐体１１と下部筐体１２とを展開及び折り畳み可能となっており、カメラ付き携帯電話１の非使用時には、上部筐体１１と下部筐体１２とが平行となるように折り畳まれる。
【００１４】
筐体１１，１２は、ともに略矩形の薄板形状に形成されており、上部筐体１１の背面１１ａからは撮像装置２１が露呈し、正面１１ｂにはＬＣＤパネル２６及び受話スピーカ２７が、上面１１ｃにはアンテナ２８が、一方の側面１１ｄには、マクロスイッチ２９が配置されており、下部筐体１２の正面１２ａには操作部３１及び送話マイク３２が配置されている。さらに下部筐体１２の下面１２ｂには、パーソナルコーンピュータなどの外部機器とケーブル接続するためのソケット３４、及びメモリーカードが装填されるメモリカードスロット３６が設けられている。
【００１５】
アンテナ２８は、通話や電子メールサービス、インターネット接続サービスを利用する際に他の携帯電話やインターネットサーバからの電波信号を受信するとともに、カメラ付き携帯電話１から発信される電波信号を外部に送信する。受話スピーカ２７は、通信相手の音声や着信音などを出力する。ＬＣＤパネル２６には、メニュー画面や着信相手の電話番号などの各種情報、撮像素子２２により得られたスルー画像や、メモリカードに記録された画像が表示される。送話マイク３２は、話し手の音声を電気的な音声信号に変換して、アンテナ２８を介して通話相手に送信する。
【００１６】
操作部３１は、選択キー３１ａ、シャッタボタン３１ｂや、ダイヤルキー３１ｃなどからなる。選択キー３１ａは、各種メニューの選択・設定などに使用される。このカメラ付き携帯電話１は、各種モードの中から撮像モードを選択して被写体の撮像を行うことができるようになっており、これらモードの選択は選択キー３１ａを操作して行う。また、選択キー３１ａは、撮像装置２１による被写体の撮像操作にも使用される。シャッタボタン３１ｂは、撮像装置２１により撮像を行うときのレリーズ操作に使用する。さらにまた、ダイヤルキー３１ｃは、電話番号や電子メールの文章などを入力する際に操作される。
【００１７】
撮像装置２１は、図３に示すように、撮像レンズ４０、レンズ鏡筒４１、撮像素子４２、赤外光カットフイルタ４３、及びフイルタ保持部材４４からなる。そして、これらが一体となったユニット状態で、図４に示すように、上部筐体１１に組み込まれている。撮像素子４２としては、ＣＣＤまたはＣＭＯＳが使用される。この撮像素子４２は、受光素子４６，この受光素子４６が実装された半導体基板４７、及び受光素子４６の表面を覆うガラスカバー４８などからなる。
【００１８】
この撮像装置２１は、筐体１１に形成された露呈穴４９と対面する位置にある内壁面１１ｅに固定されており、露呈穴４９の周囲には、撮像素子２１へ向かって突出する嵌合ボス５０が形成されている。この嵌合ボス５０には、円柱状に切り欠かれた嵌合凹部５０ａ（図４参照）が形成されている。また、露呈穴４９には、内径が小さくなっている絞り部４９ａが形成されているとともに、保護カバー５１が設けられている。
【００１９】
レンズ鏡筒４１は、図３に示すように、撮像レンズ４０を保持するレンズ保持枠５３、マクロ切換用カム環５４、固定筒５５、及びコイルばね５６からなる。レンズ保持枠５３は、撮像レンズ４０を保持する円筒状の枠部５７、この枠部５７の外周面から周囲に突出するように形成されたフランジ部５８、及びこのフランジ部５８の端部の複数箇所に設けられた係止部５９とからなる。係止部５９の被写体側の面には、コイルバネ５６の一端部５６ａが掛けられる係止溝６０が形成されている。この係止溝６０は、撮像レンズ４０の撮像光軸Ｌと直交するスリット状に形成されている。係止部５９は、フランジ部５８の周囲の２箇所に設けられており、撮像光軸Ｌを中心にして互いに１８０度回転対称な位置に設けられている。なお、これに限らず、レンズ保持枠５３を安定して係止できるように３箇所以上設けてもよい。枠部５７は、フランジ部５８より被写体側の前方円筒部５７ａと、フランジ部５８より像面側の後方円筒部５７ｂとからなる。また、図４では、撮像レンズ４０として第１群４０ａ、第２群４０ｂ及び第３群４０ｃからなる３群のレンズが図示されているがこれに限るものではない。
【００２０】
マクロ切換用カム環５４は、図３に示すように、円環部６１と、この円環部６１の外周面から突出する摘み部６２とが一体に形成されている。円環部６１は、固定筒５５に面する端面６１ａから軸方向に沿って切り欠かれた切欠き部６１ｂが形成されており、この切欠き部６１ｂの一部にカム面６３が形成されている。この切欠き部６１ｂ及びカム面６３は、図中３箇所に形成され、撮像光軸Ｌを中心にして１２０度間隔で回転対称な位置に配されている。なお、この切欠き部６１ｂ及びカム面６３の個数は、マクロ切換用カム環５３が安定して移動できれば、これに限るものではない。
【００２１】
固定筒５５は、円筒部６６と、この円筒部６６の下面に一体に形成されたベース部６７と、ベース部６７から突出する位置決め用突出片６８とからなる。円筒部６６は、撮像光軸Ｌを中心にした円筒形状に形成されており、外周面６６ａに、マクロ切換用カム環５４が、内周面６６ｂにレンズ保持枠５３がそれぞれ回転自在且つ光軸方向にスライド自在に嵌合する。また、ベース部６７の背面側には、フイルタ保持部材４４及び撮像素子４２が固着される。
【００２２】
ベース部６７の外形は、図５の底面図に示すように、略矩形状の４面のうち、互いに対面する側面６７ａ，６７ｂに、周囲よりも凹となる矩形状の切欠き部６９が形成された形状となっており、この切欠き部６９の奥側に位置する側面６９ａから外側に向かって突出するように係止突起７０が一体に形成されている。また、ベース部６７の４隅には、突出片６８がそれぞれ配置されている。突出片６８は、撮像光軸Ｌと平行に被写体側に向かって延びるように形成されている。さらに突出片６８は、矩形断面の柱状であり、すなわち、その外周面が撮像光軸Ｌと平行な面となっている。
【００２３】
係止突起７０の像面側には、コイルバネ５６の他端部５６ｂが掛けられる係止溝７１が形成されている。この係止溝７１は、図６に示すように、互いに平行な第１及び第２側面７１ａ，７１ｂと、この側面７１ａ，７１ｂと直交する上面７１ｃとからなり、撮像光軸Ｌと直交するスリット状で、且つ係止突起７０の全幅に渡って切り欠かれたコの字断面の溝である。
【００２４】
係止溝７１を形成する第１側面７１ａは、ベース部６７の外形の一部を形成する。すなわち、ベース部６７の外形を形成する切欠き部６９の１つの側面６９ａと同じ平面となるように連続している。このように係止溝７１がベース６７、すなわち固定筒５５の外形の一部を形成する側面を含んでいるので、係止突起７０が外形からはみ出す寸法を抑え、固定筒５５の外形の寸法をコンパクトにすることが可能であり、このことから撮像装置２１全体のコンパクト化も可能となっている。
【００２５】
この係止溝７１は、上述のレンズ保持枠５３の係止溝６０と互いに平行で撮像光軸Ｌに沿って合わせた位置に形成されている。これによって、コイルバネ５６の一端部５６ａがレンズ保持枠５３の係止溝６０に掛けられ、他端部５６ｂベース部６７の係止溝７１に掛けられると、コイルバネ５６は撮像光軸Ｌに沿って取り付けられた状態となる。
【００２６】
また、ベース部６７の下面６７ｃには開口部７４が形成されており、この開口部７４に対面する位置に撮像素子４２が固定されている。さらに、このベース部６７には、上述のマクロ切換用カム環５４のカム面６３の位置及び個数に合わせたカムピン７５が一体に形成されている。
【００２７】
マクロ切換用カム環５４は、円筒部６６に嵌合することにより、カム面６３がカムピン７０と摺接した状態となるとともに、円環部６１の被写体側の端面６１ｃがレンズ保持枠５３のフランジ部５８に当接する。このマクロ切換用カム環５４のカム面６３は、レンズ保持枠５３が通常撮像位置と、マクロ撮像位置との間で移動するように、像面側から被写体側に向かって徐々に傾斜するように形成されており、初期位置では、円環部６１の端面６１ａがベース部６７に当接する初期位置にあり、この初期位置からカム面６３の傾斜に従って円環部６１の端面６１ａがベース部６７から離れる突出位置に移動する。そして、マクロ切換用カム環５４は、マクロスイッチ２９のスライド操作に連動して、摘み部６２が光軸Ｌと略直交する方向に移動することにより円環部６１が回転する。円環部６１が回転するとカム面６３及びカムピン７５のリードに従ってマクロ切換用カム環５４が光軸Ｌに沿って初期位置及び突出位置の間を直進移動する。
【００２８】
上述したようにコイルばね５６がレンズ保持枠５３と、固定筒５５との間に掛けられることによって、レンズ保持枠５３は、固定筒５５に対して、一定の付勢を受けながら、光軸方向に所定のストロークでスライド自在な状態で保持される。上述したようにレンズ保持枠５３のフランジ部５８には、マクロ切換用カム環５４が当接しており、マクロ切換用カム環５４が光軸Ｌに沿って初期位置から突出位置に直進移動すると、レンズ保持枠５３も一体となって移動し、通常撮像位置からマクロ撮像位置に切り換わる。なお、マクロ切換用カム環５４が突出位置から初期位置に戻ると、レンズ保持枠５３もコイルばね５６の付勢によって像面側へ移動し、通常撮像位置に復帰する。
【００２９】
赤外光カットフイルタ４３は透明なガラス基板に可視光を透過して赤外光を遮断する多層膜をコーティングしたものである。フイルタ保持部材４４は、略矩形に形成され、赤外光カットフイルタ４３に向かって突出する押さえ部４４ａ，４４ｂが一体に形成されている。この押さえ部４４ａ，４４ｂは、その弾性力によって赤外光カットフイルタ４３を固定筒５５側へ押さえて赤外光カットフイルタ４３を保持する。赤外光カットフイルタ４３を保持するフイルタ保持部材４３は、固定筒５５の開口部６９に嵌めこまれ、且つ固定筒５５及び撮像素子４２の間に挟まれて固定される。固定筒５５と撮像素子４２との固定では、接着剤が塗布されることにより固着される。なお、接着剤の種類としては、例えば紫外線硬化タイプのものが使用される。
【００３０】
以上のように構成され、ユニット化された撮像装置２１は、図４及び図５に示すように上部筐体１１の露呈穴４９に対面する位置にレンズ保持枠５３が位置するように筐体１１の内部に組み込まれる。
【００３１】
上記構成の作用について、以下に説明する。このカメラ付き携帯電話１を用いて撮像を行うときには、先ず、本体部２を折り畳み状態から展開状態にするとともに、選択キー３１ａを操作して、複数の使用モードの中から撮像モードに切り替える。撮像モードが選択されると、撮像素子４２が起動状態となり、画像データがスルー画像としてＬＣＤパネル２６に表示される。次に使用者は、ＬＣＤパネル２６に表示される画像を見ながらフレーミングする。そして、被写体との距離又は画像として得られる被写体の大きさを変更したいときなどは、マクロスイッチ２９を操作し、マクロ撮像モードに切り換える。これによって、マクロスイッチ２９の操作に連動してマクロ切換用カム環５４が撮像光軸Ｌに沿って初期位置から突出位置に直進移動し、レンズ保持枠５３が通常撮像位置からマクロ撮像位置に切り換わる。そして、再度フレーミングし、図示しない焦点調節機構や露出調節機構などにより焦点調節、露出調節などをした後、シャッタボタン３１ｂを押圧してレリーズ操作を行う。そして、撮像素子４２から被写体の画像が取得され、この画像データがメモリカードに記録される。また、撮像を終了するときには、マクロスイッチ２９を操作して通常撮像モードに戻す。これによって、マクロスイッチ２９の操作に連動してマクロ切換用カム環５４が撮像光軸Ｌに沿って突出位置から初期位置に戻るとともに、レンズ保持枠５３もコイルバネ５６の付勢によって、マクロ撮像位置から通常撮像位置に復帰する。
【００３２】
このようにマクロ撮像モードで撮像を行うようなとき、上述したようにレンズ保持枠５３は、所定のストロークで撮像光軸Ｌに沿って移動しているが、コイルバネ５６から安定した付勢力を受けながら移動しているので、レンズ保持枠が安定した動作で移動することが可能であり、またマクロスイッチ２９による切換操作をスムーズに行うことができる。
【００３３】
さらに、コイルバネ５６を組み込むときには、突出片６８を目安にすれば、組み込みを容易に行うことができる。すなわち、突出片６８は、上述したように、撮像光軸Ｌと平行に突出し、その外周面が撮像光軸Ｌと平行な面となっているので、目視で容易に確認しやすく、これを目安にして、その突出片６８の一面の近傍にある固定筒５５の係止溝７１、及びレンズ保持枠５３の係止溝６０にコイルバネ５６を容易に掛けることができる。このように突出片６８を目安にして組み込めばコイルバネ５６を非常に容易に組み込むことが可能であり、作業時間の短縮及び工程の簡略化をすることができるので、撮像装置２１のローコスト化を図ることができる。
【００３４】
なお、上記実施形態においては、カメラ付き携帯電話を例に上げて説明しているが、これに限らず、携帯電話、又はＰＤＡ、パーソナルコンピュータなどに適用してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態においては、通常撮像とマクロ撮像とを切り換えるために、レンズ保持枠の移動機構を設けている撮像装置を例に上げているが、本発明は、これに限らず、ピント調節のためにレンズ保持枠の移動機構を設けた撮像装置でも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用したカメラ付き携帯電話を示す正面側斜視図である。
【図２】カメラ付き携帯電話の背面側斜視図である。
【図３】カメラ付き携帯電話の撮像装置周辺の構造を示す斜視図である。
【図４】カメラ付き携帯電話の要部断面図である。
【図５】固定筒を像面側から見た背面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿った係止溝の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  カメラ付き携帯電話
２  本体部
１１，１２  筐体
１３  ヒンジ部
２１  撮像装置
４０  撮像レンズ
４１  レンズ鏡筒
５３  レンズ保持枠
５５  固定筒
５６  コイルバネ
７０  係止突起
７１  係止溝
【図１】
2005189415.tif 000003
【図２】
2005189415.tif 000004
【図３】
2005189415.tif 000005
【図４】
2005189415.tif 000006
【図５】
2005189415.tif 000007
【図６】
2005189415.tif 000008