(57)【要約】簡便な構正で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の光軸方向の正確な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置である。この撮像装置は、撮像素子（８）と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座（６）と、該台座に当接する当接部を有し、撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系（５０）と、該撮像光学系を内包する外枠部材（１２）と、撮像光学系（５０）及び台座（６）を撮像素子（８）方向に付勢するよう配置された弾発部材（９）とを具備し、そこにおいて、台座（６）と撮像光学系（５０）との当接部における少なくとも一方の面に形成された複数の傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、台座（６）及び撮像光学系（５０）のいずれか一方が回動せしめられたとき、撮像光学系（５０）が光軸に沿って移動させられるよう構成されている。
2004107007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、
そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された複数の傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記台座及び前記撮像光学系のいずれか一方が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるよう構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、前記撮像光学系を前記撮像素子の方向に付勢する弾発部材とを具備し、
そこにおいて、前記台座は前記外枠部材の少なくとも一部を構成しており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられ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３】
撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、
そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座は、前記撮像光学系との当接部側の面に形成された複数の段差からなるカム面と、前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に形成された傾斜面とを介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられ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４】
前記撮像光学系は複数の光学部材で構成され、該光学部材は相互に当接し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５】
前記台座に、前記撮像光学系を構成する光学部材の一部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記台座に、平板部を一体成形したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記台座に、赤外カットフィルタを形成したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネの前記撮像光学系との接触部は、端面以外の部位で接触するよう形成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９】
前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネの巻き方向は、前記撮像光学系が撮像素子から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記弾発部材はコイルバネであり、該コイルバネが押圧する前記撮像光学系との間に座金を配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記台座は円環形状を有することを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記弾発部材は、前記外枠部材に固着された蓋部材と前記撮像光学系との間に設けられていることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
【請求項１４】
請求項２に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
【請求項１５】
請求項３に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。
【請求項１６】
撮像素子を有する基板に外枠部材を固定する工程と、該外枠部材に台座を嵌合する工程と、該台座上に撮像光学系を載置する工程と、弾発部材を前記撮像光学系に載置する工程と、前記弾発部材の他端を押圧しつつ蓋部材を前記外枠部材に固定する工程と、を有する撮像装置の組立方法。
【請求項１７】
前記外枠部材に台座を嵌合する工程において、前記外枠部材に対する前記台座の周方向の位相を選択して嵌合することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、撮像装置の焦点調節に関し、特に携帯端末に内蔵される撮像装置を用いて近接撮影する際に好適な焦点調節機構に関する。
【背景技術】  小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載されるようになった。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。
これら携帯端末に内蔵される撮像装置は、撮像光学系の焦点距離が非常に短いことと、Ｆナンバーが２〜４程度のものであるため、像側の焦点深度は非常に浅くなり、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の位置決めには厳しい精度が要求される。このため、撮像装置の撮像光学系の位置設定方法に関し、種々の提案がなされている。
例えば、撮像装置の組立時のピント調整を不要とすべく、光学部材と一体で形成された脚部を撮像素子に当接させ、弾発部材で光学部材を撮像素子方向に付勢することにより、撮像素子と光学部材の光軸方向の位置決めをおこなうものが開示されている（例えば、特許文献１：日本特許出願公開第２００２−３２５１９３号公報参照）。
また、撮影レンズと筒状のホルダーに、突起と傾斜溝を相互に形成し、撮影レンズを回動させることにより撮影レンズを光軸方向に移動させ、組み立て時のピント調整をおこない、さらにこの調整機構を利用して近接撮影を可能とするものが開示されている（例えば、特許文献２：日本特許出願公開第２００２−０８２２７１号公報参照）。
上述の携帯端末に搭載される撮像装置も、普及率の増大に伴い高画質化・多機能化が要望され、高画素数の撮像素子の搭載や近接撮影（マクロ撮影）の可能な撮像装置が要望されている。
高画質化に関しては、高画素数の撮像素子を用いることになり、これに対応して撮像光学系を高解像力とするために光学部材は複数枚化され、光学部材間相互の位置決めと共に、この光学部材で構成される撮像光学系の撮像素子に対する光軸方向の正確な位置決めが必要となる。
また、マクロ撮影に関しても、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の移動量及びその設定位置は上記と同様、非常に厳しい精度が要求されることになる。
これに対し、上記特許文献１に記載の撮像装置は、撮像素子と光学部材との光軸方向の位置決めに調整工程を要せず、簡便で有効な方法であるが撮像光学系を被写体方向に移動させるまでに至っていない。
また、特許文献２に記載の撮像装置のように、突起と傾斜溝を相対的に移動可能に構成する場合、この突起の寸法形状に対し傾斜溝は必然的にクリアランスを持った形状とせざるを得ず、撮像装置が上向きの時は、突起は傾斜溝の下方に当接し、撮像装置が下向きの時は、突起は傾斜溝の上方に当接することになり、ピントはクリアランス分だけずれるという姿勢差の問題が発生する。
本発明は上記の問題に鑑み、簡便な構成で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の光軸方向の正確な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯端末、並びに撮像装置の組立方法を得ることを目的とするものである。
【発明の開示】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された複数の傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記台座及び前記撮像光学系のいずれか一方が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるよう構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。
また、本発明の第２の態様によれば、撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、前記撮像光学系を前記撮像素子の方向に付勢する弾発部材とを具備し、そこにおいて、前記台座は前記外枠部材の少なくとも一部を構成しており、また、前記台座と前記撮像光学系との当接部における少なくとも一方の面に形成された傾斜面、又は傾斜面及び水平面からなるカム面を介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。
さらに、本発明の第３の態様によれば、撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部を一体的に有する台座と、該台座に当接する当接部を有し、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を内包する外枠部材と、弾発部材とを具備し、そこにおいて、前記弾発部材は前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置されており、また、前記台座は、前記撮像光学系との当接部側の面に形成された複数の段差からなるカム面と、前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に形成された傾斜面とを介して、前記撮像光学系が回動せしめられたとき、前記撮像光学系が光軸に沿って移動させられるように構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。
さらに、本発明の第４の態様によれば、撮像素子を有する基板に外枠部材を固定する工程と、該外枠部材に台座を嵌合する工程と、該台座上に撮像光学系を載置する工程と、弾発部材を前記撮像光学系に載置する工程と、前記弾発部材の他端を押圧しつつ蓋部材を前記外枠部材に固定する工程とを含む撮像装置の組立方法が提供される。
上記各態様から明らかなように、本発明によれば、弾発部材で撮像光学系及び台座を撮像素子方向に付勢するように構成することで、簡便な構成を有し、姿勢差を発生させず、撮像素子と撮像光学系との相対的な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化に対応する、マクロ撮影可能な撮像装置と該撮像装置を備えた携帯端末とが提供される。
加えて、一方向から順次載置するように構成することによって、機械による自動組み立てを適用することが容易となり、コストダウン可能な撮像装置の組立方法が提供される。
本発明の前記ならびに他の目的、態様そして利点は、本発明の原理に合致する好適な具体例が実施例として示され、添付の図面に関連して説明される以下の記述から当該技術の熟達者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】  第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明の撮像装置を内蔵する携帯端末の一例である携帯電話機の表／裏外観をそれぞれ示す立面図であり、
第２図は、本発明の第一の実施例による撮像装置を示す斜視図であり、
第３図は、第２図に示される撮像装置を仮想面ＩＩＩで切断して得られた断面図であり、
第４図は、第一の実施例における台座に形成されたカム面の一例を示す展開立面図であり、
第５図は、撮像装置の組み立て順序を示す分解斜視図であり、
第６図は、第３図に相当し、本発明の第一の実施例による撮像装置の変形例を示す断面図であり、
第７図は、第３図に相当し、本発明の第二の実施例による撮像装置の断面図であり、
第８図は、第三の実施例における台座に形成されたカム面の形状を示す展開立面図であり、
第９図は、第三の実施例における台座の一対の段差とこれに対応する位置にある外枠部材の形状を示す斜視図であり、
第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、それぞれ、本発明の撮像装置に適用される２種類の圧縮コイルバネの形状を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付の図面を参照しながら、本発明の最良の形態に係る好ましい幾つかの好ましい実施例について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明の撮像装置を内蔵した携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの表／裏外観をそれぞれ示す正面図である。
第１Ａ図および第１Ｂ図に示される携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、複数の操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結された折り畳み式携帯電話機である。撮像装置Ｓ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Ｓが上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
上筐体７１の表示画面Ｄの下方には、円弧状の開口部７４が形成されており、この開口部７４から操作部材１５が露出するように構成されている。この操作部材１５を開口部７４内で図において上方へ移動させることによりマクロ撮影時のピント位置が設定される。
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄの上方や側面に配置してもよい。操作部材１５の位置に関しても同様である。また、携帯電話機は折り畳み式に限るものではないことは、勿論である。
（第一の実施例）
本発明の第一の実施例による撮像装置が以下に説明される。
第２図は、本発明の第一の実施例による撮像装置１００の斜視図である。同図の撮像装置１００が、第１Ａ図および第１Ｂ図における撮像装置Ｓに相当する。
第２図に示されるように、撮像装置１００は、一側に撮像素子が実装されたプリント基板１１、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板１７、プリント基板１１とコネクト基板１７とを接続するフレキシブルプリントＦＰＣ、撮像光学系等を内包し、側面に開口部１２ｋが形成された筒状の外枠部材１２、この外枠部材１２の上面に固着される蓋部材１３、外枠部材１２に一体的に形成されたボス１２ｂ上に回動可能に取り付けられた操作部材１５、操作部材１５を回動可能に固定する段付きネジ１６、で構成されている。なお、なお、外枠部材１２の周面側に位置する操作部材１５の一端側は円盤状に形成され、その周端部には歯車部１５ｇが形成されている。
第３図は、第２図に示される撮像装置１００を仮想面ＩＩＩで切断して得られた断面図である。第３図に示されるように、筒状の外枠部材１２の内部には、被写体側より第１レンズ１、撮像光学系の開口Ｆ値を決める開口絞り４、第２レンズ２、不要光遮断のための固定絞り５、第３レンズ３を有する撮像光学系５０と、台座６と、赤外カットフィルタ７と、プリント基板１１上に実装された撮像素子８と、弾発部材である圧縮コイルバネ９と、その座金１０と、蓋部材１３とが設けられており、上部には蓋部材１３が固着されている。
第３図において、本発明に係る台座６はリング状を有し、撮像素子８側には撮像素子８の上面に当接する脚部６ｄが形成されている。また撮像光学系５０側には高さの異なる水平面６ａ、６ｂと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面６ｃとが略１２０°間隔で形成されている。以下、これらの面をカム面と称す。台座６の側面には凹部６ｅが形成されている。また、台座６の外周面に対応する外枠部材１２の内周面の少なくとも１箇所には、台座６の外周面の１箇所に形成された凹部６ｅに嵌合し、台座６の位置決めと回動を禁止する凸部１２ｅが形成されている。
撮像光学系５０は、第３図に示されるように、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３を、光学有効面以外のフランジ部で相互に当接させ、接着剤等で互いに固着することでユニット化されており、他の部材を介さず構成することで、相互のレンズ間隔を誤差無く組み立てることができるようになっている。
この撮像光学系５０を構成する第３レンズ３の撮像素子８側には、突起３ａが略１２０°間隔で形成され、台座６に形成されたカム面に対応して配置されており、この突起３ａにより台座６のカム面と当接している。また、外枠部材１２の開口部１２ｋに対応する第３レンズ３の側部外周面には歯車部３ｇが形成されている。
さらに、第３レンズ３のフランジ部の蓋部材１３側には座金１０が配置され、蓋部材１３と座金１０との間には、圧縮コイルバネ９が弾発的に設けられている。この圧縮コイルバネ９の弾発作用により、撮像光学系５０と台座６とは撮像素子８方向に常時付勢されるている。
一方、段付きネジ１６により回動可能とされている操作部材１５の一端部に形成された歯車部１５ｇは、第３レンズ３の歯車部３ｇと噛み合うよう配置されている。第１Ａ図に示される携帯端末Ｔの開口部７４から露出した、この操作部材１５の他端部（基端部）１５ｒが使用者により操作される部位である。
続いて、以上のように構成された撮像装置１００の動作および作用効果について説明する。
使用者により操作部材１５の先端部１５ｒが操作されると、操作部材１５は段付きネジ１６を中心に回動し、歯車部１５ｇに噛み合った第３レンズ３の歯車部３ｇを介して第３レンズ３は回動せしめられる。このため、略１２０°間隔で配置された第３レンズ３の突起部３ａは、台座６に略１２０°間隔で配置されたカム面の水平面６ａから傾斜面６ｃを経て撮像素子８から離間した水平面６ｂへ移動する。これにより撮像光学系５０は、光軸方向に所定量（水平面６ａと水平面６ｂとの段差に相当する距離）移動し、近距離撮影に適した焦点距離位置に設定される。
この時、本発明に係る弾発部材である圧縮コイルバネ９が、撮像光学系５０およびこれに当接する台座６を撮像素子８側へ終始付勢している。これにより、撮像光学系５０は、どのような姿勢であっても撮像素子８との間隔を常に一定に、かつ傾くこと無く、保つことができる。よって、本発明は、姿勢差の問題を解消したマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
また、撮像光学系５０が弾発部材９を介して外枠部材１２内に安定して保持されていることにより、撮像装置１００の移送時や携帯端末への組み込み時に外枠部材１２に衝撃や外圧がかかった場合にも、内部の撮像光学系５０や台座６に直接的に力が伝わらず、主要部である撮像光学系５０と台座６とに変形の無い信頼性の高い撮像装置を提供することができる。
さらに、操作部材１５の先端部１５ｒの回動は携帯端末Ｔの開口部７４で規制されるので、万一、先端部１５ｒに大きな作用力がかけられた場合でも、開口部７４がその力を受け、撮像光学系５０には伝達されない。よって、故障し難い構造とすることができる。
さらに、台座６の脚部６ｄは撮像素子８の受光面の外側部位で当接し、赤外カットフィルタ７をこの台座に配置することで、撮像素子８の受光面側を囲い込むことができ、外部から侵入するゴミや、作動により発生するゴミが受光面上に付着することを防止することができる。
第４図は、台座６に形成されるカム面の一例を示す図である。同図は、リング状に形成された３６０°をなすカム面の展開立面図（カム線図）である。ただし、図示のカム線図は高さ方向に誇張して描いてある。
第４図に示されるように、Ａ領域で規定されるカム形状、Ｂ領域で規定される示すカム形状、Ｃ領域で規定されるカム形状、の３種のカム形状がそれぞれ１２０°毎に形成されている。カム形状Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、互いに対となる水平面の高さの差（ｄで示す）は同じ寸法に形成される。また、カム形状Ａ、Ｂ、Ｃの各々の使用領域は略３０°であり、各カム形状間には、１０°の不使用領域が配されている。第３図に示される撮像装置に使用した場合、撮像光学系５０の回動角は３０°弱に設定される。
上記３種のカム形状のうち、撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合には、カム形状Ｂに第３レンズ３の突起部３ａが当接するよう組み立てられる。撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合には、カム形状Ａに第３レンズ３の突起部３ａが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合には、カム形状Ｃに第３レンズ３の突起部３ａが当接するよう組み立てられる。
これらのことは、撮像光学系個々に測定して、それに対応するカム面を選択してもよいし、ロット単位で設定してもよい。
また、このカム面が形成された台座６は、上述の凹部６ｅが４０°刻みで少なくとも３個形成され、外枠部材１２の凸部１２ｅと嵌合する凹部を選択することで、第３レンズ３の突起部３ａと当接するカム形状を選択することができる。
即ち、外枠部材１２に対する台座６の周方向の位相を選択して嵌合することにより、予め組み立てられた撮像光学系５０の焦点位置のばらつきに対応して使用するカム形状を選択し、通常距離の撮影時とマクロ撮影時のピントの合う被写体距離のばらつきを解消するものである。
なお、上記実施例では、３種のカム形状を台座６に形成したが説明されたが、カム形状は３種に限られない。また、撮像光学系５０の回動角もこれに応じて適宜設定されるものである。
次に、このように構成された撮像装置１００の組み立て方について以下に説明する。
第５図は、本発明の撮像装置１００の組み立て順序を示す分解斜視図である。同図の符号は説明の簡略化のため、第２図乃至第３図と同機能部材には同符号を付与して、説明する。
（１）先ず、撮像素子８が実装されたプリント基板１１と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板１７とを所定位置にフレキシブルプリントＦＰＣを介して接続した、プリント基板ユニットが用意される。
（２）続いて、外枠部材１２がプリント基板１１上に固定される。外枠部材１２は位置決めされ、プリント基板１１と外枠部材１２とが接着剤により固定される。この位置決めは、例えば、工程用の冶具として用意されたカメラにより撮像素子８の位置を画像認識し、この画像認識された撮像素子８に対し外枠部材１２を所定位置に置くことで正確に位置決めされる。なお、このような精度が必要ない場合には、図示しないが、プリント基板１１に形成された位置決め用の穴に外枠部材１２に形成されたボスを嵌め込むことにより位置決めしてもよい。
（３）次に、予め赤外カットフィルタ７が組み付けられた台座６が外枠部材１２の内部に嵌め込まれる。この時、外枠部材１２の内周に設けられた凸部１２ｅ（第３図参照）が、台座６に設けられた３箇所の凹部６ｅのうち、予め決められた１箇所の凹部に嵌合するように組み込まれる。３箇所の凹部６ｅのうち、いずれか１つを選択する際、その選択は上述のように予め撮像光学系５０を測定した結果に基づいて決定される。
（４）台座６のカム面上に、予めユニットとして組み立てられた撮像光学系５０が載置される。この時、第３レンズに形成された３箇所の突起部３ａがカム面上の所定の位置となり、歯車部３ｇが外枠部材１２の開口部１２ｋに面するように組み込まれる。
（５）撮像光学系５０の第３レンズのフランジ部に座金１０が載置される。
（６）弾発部材９の一端が座金上に載置される。弾発部材９は座金１０を介して撮像光学系５０に載置されることになる。
（７）弾発部材９の他端を押圧しつつ蓋部材１３が外枠部材１２に固定され、固着される。この固着は接着剤等でおこなわれる。
（８）操作部材１５が外枠部材１２のボス１２ｂに取り付けられる。この取り付け時に、操作部材１５に形成された歯車部１５ｇと第３レンズに形成された歯車部３ｇとは、所定の歯と歯が噛み合うように、歯合わせがなされる。その後、操作部材１５が段付きネジ１６を介して外枠部材１２に回動可能に取り付けられる。
以上が、本発明の撮像装置の組立方法である。このように一方向から順次、載置するよう構成されているので、機械による自動組み立てを適用することが容易となる。その結果、コストダウンを図ることができ、生産数の増減にも迅速に対応することができるようになる。
なお、上記第一の実施例では、台座６にカム面を形成し、撮像光学系５０側に突起部３ａを有する構成が説明されたが、これに限るものでなく、台座６に突起部を設け撮像光学系側にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成するような構成にしてもよい。また、台座６を回動不能とし、撮像光学系５０を回動させる構成としたが、これに限らず、この逆に撮像光学系５０を回動不能とし、台座６を回動させる構成としてもよい。また、高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだカム形状をゆうするカム面が説明されたが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいのは勿論である。
次に第一の実施例の変形例について説明する。
第６図は、第３図に示された第一の実施例の変形例に関する構造を示した断面図である。この変形例は、第３図に示された撮像装置の構成の考え方をそのままに、別の形態とした撮像装置の構成を示している。
第６図に示される撮像装置１５０は、台座と弾発部材とが撮像光学系の周りに配置されず、片側に配置されている。なお、説明を簡略化するため、第６図において、形状が異なっても、第３図に示される部材と同機能である部材には同符号が付与されている。
撮像装置１５０は、撮像素子８が実装されたプリント基板１１に開口部１２ｋを有する外枠部材１２とシャフト１４とが取り付けられ、一方の面にカム面６ａ、６ｂ、６ｃを有する台座６が外枠部材１２の片側内部に設けられたシャフト１４を軸にして回動可能に取り付けられている。台座６の他方の面６ｄは撮像素子８に当接するよう配置される。また台座６は、操作部材１５と一体化され、先端部１５ｒが第１図に示される開口部７４から露出している。一方、第３レンズ３はガイド筒３ｓを介してシャフト１４に嵌合され、第３レンズ３の下面に形成された突起部３ａはカム面に当接される。この第３レンズ３は、図示しない回転止めにより回動不能であるが、光軸方向にのみ移動可能とされている。弾発部材である圧縮コイルバネ９は、ガイド筒３ｓの周りに配置され、赤外カットフィルタ７が組み付けられた蓋部材１３でシャフト１４の他方を固定することで、圧縮コイルバネ９により、第３レンズ３を含む撮像光学系５０及び台座６は撮像素子８方向に常時付勢されることになる。
この撮像装置１５０は、使用者によって先端部１５ｒが操作されることにより、台座６がシャフト１４を軸として回動し、第３レンズ３の突起３ａは台座６のカム面を６ａから６ｃを経て６ｂと当接するようになり、このカム面の高さの差だけ撮像光学系５０が被写体側へ移動させられる。これによりマクロ撮影が可能になる。
この場合、突起部３ａは第３レンズ３と一体で形成されることが必須であるが、ガイド筒３ｓは別部品で構成してもよい。
撮像光学系における焦点位置のばらつきの解消は、この台座６のカム面を各種の高さで用意しておき、撮像光学系に対応して適宜選択して使用される。
この場合も、撮像光学系５０は、どのような姿勢であっても撮像素子８との間隔を常に一定に保つことができ、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
（第二の実施例）
本発明の第二の実施例による撮像装置２００が第７図を参照して以下に説明される。
第７図は、第３図に相当する本発明の第二の実施例による撮像装置２００の断面図である。撮像装置２００は第１図における撮像装置Ｓに相当する。説明の簡略化のため、第７図において、第３図と同機能である部材には同符号を付与してある。
撮像装置２００は、被写体側より第１レンズ１、撮像光学系５０の開口Ｆ値を決める開口絞り４、第２レンズ２、不要光遮断のための固定絞り５、第３レンズ３、で構成された撮像光学系５０と、台座６と、赤外カットフィルタ７と、プリント基板１１上に実装された撮像素子８と、弾発部材である圧縮コイルバネ９と、座金１０と、外枠部材１２と、その蓋部材１３とで構成されている。
図７図において、本発明に係る台座６には、像面側で撮像素子８に当接する脚部６ｄが形成されている。また、撮像光学系５０側には高さの異なる水平面６ａ、６ｂと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面６ｃが略１２０°間隔で形成されている。これらの面６ａ、６ｂ、６ｃを、以下、カム面と称す。
さらに、本第二の実施例では図示のごとく、操作部材１５を回動可能に取り付けるためのボス１２ｂを含む台座６は、外枠部材１２の一部分として一体に形成されている。この台座６は、遮光性の材料で形成され、撮像素子８の上部に位置する部分は開口部となり、この開口部に赤外カットフィルタ７が取り付けられている。
この台座６は、撮像素子８に脚部６ｄが当接し、その他の部位はプリント基板１１と僅かの隙間を有するように形成されており、プリント基板１１への取り付け時には、プリント基板１１に設けられた図示しない穴と、台座６に設けられた図示しないボスとを嵌合させることによって位置決めがなされる。この後、台座６は接着剤等でプリント基板１１に固定される。
撮像装置２００の組立は第一の実施例とほぼ同様で、台座６の固定の後、撮像装置５０の載置、座金１０、圧縮コイルバネ９の組み込みがおこなわれ、開口部１２ｋを有する蓋部材１３が被せられる。
その他の撮像装置２００各部の名称、機能及び動作は、第一の実施例による撮像装置１００（第３図参照）と全く同様であるので、説明は省略される。
このように構成することで、第一の実施例と同様に、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。また撮像装置１００よりも部品点数を削減することができので、さらなるコストダウンが可能になる。
なお、台座６にカム面が形成され、撮像光学系５０の第３レンズ３に突起部が形成された構成を説明したが、これに限るものでなく、台座６に突起部を設け、第３レンズの下面にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成する構成にしてもよい。また、カム面を高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだ形状としたが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいことは勿論である。
（第三の実施例）
本発明の第三の実施による例撮像装置について以下に説明する。
第三の実施例に係る撮像装置の主要部品の構成は第３図に示される第１実施例による撮像装置１００と同じであるので、第３図を参照しつつ異なる部分について説明する。
本第三の実施例に係る撮像装置は、第３図に示される台座６のカム面の形状と、台座に面する外枠部材１２の形状とが異なるので、これらの部分について第８図および第９図を用いて詳細に説明する。
第８図は、第三の実施例に係る台座６に形成されるリング状カム面の形状を示す展開図（カム線図）である。なお、このカム線図は高さ方向に誇張して描かれている。
第８図に示されるように、カム面には、Ａ領域で規定されるカム形状、Ｂ領域で規定されるカム形状、Ｃ領域で規定されるカム形状、の３種のカム形状がそれぞれ１２０°毎に形成されている。
カム形状Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、互いに対となる水平面の高さの差（ｄで示す）は同じ寸法に形成される。また、各カム形状Ａ、Ｂ、Ｃの各々の使用領域は略３０°であり、各カム形状間には１０°の不使用領域が配されている。第３図に示される撮像装置に使用した場合、撮像光学系５０の回動角は３０°弱に設定される。
第９図は、台座６に形成された一対のカム形状とこれに対応する位置の外枠部材の形状を示す斜視図である。
第９図に示されるように、台座６は一対の低い水平面ａ、高い水平面ｂの段差に対応する位置に切り欠き部が形成されている。一方、外枠部材１２の内周には、この切り欠き部に対応する位置に水平面ａから水平面ｂを繋ぐ山状の傾斜面１２ｓが形成されている。符号３ａは第３レンズに形成された突起部である。
このように構成された第三の実施例の動作を説明する。
第３図に示されている操作部材１５が回動せしめられると、これに噛み合う第３レンズが回動する。この時、第３レンズと一体で形成された突起部３ａは、段差上を図において左方向へ移動され、傾斜面１２ｓに差しかかると、この傾斜に沿って持ち上げられ、傾斜面１２ｓからはずれた位置で、水平面ｂ上（破線で示す）で停止する。これにより段差の差分だけ撮像光学系５０は被写体側へ移動し、マクロ撮影のピント位置に設定される。
外枠部材１２の内周に形成される傾斜面１２ｓは、台座６に形成される切り欠き部に対応して３箇所に設けられ、これにより台座６の回動を不能としており、第３図に示される凸部１２ｅは不要である。また、台座６の切り欠き部は各カム形状毎に、すなわち、４０°刻みで設けられ、外枠部材１２に対する台座６の周方向のカム形状Ａ、Ｂ、Ｃの選択に使用される。
上記３種のカム形状は、撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合に、カム形状Ｂに第３レンズの突起部３ａが当接するよう組み立てられる。撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合に、カム形状Ａに第３レンズの突起部３ａが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系５０の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合に、カム形状Ｃに第３レンズの突起部３ａが当接するよう組み立てられる。
なお、３種のカム形状が台座６に形成されたものを説明したが、カム形状は３種に限られない。また、撮像光学系５０の回動角もカム形状の数に応じて適宜設定されるものである。
第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、本発明の上記各実施例で説明された撮像装置に適用される圧縮コイルバネの２つの形状例をそれぞれ示す断面図である。
第１０Ａ図に示される圧縮コイルバネ９は、末端９ｍが折り曲げられており、また第１０Ｂ図に示される圧縮コイルバネ９は、バネを形成する線材の付勢される部材との接触面が平坦になるよう加工されている。
このように、コイルバネの端部を撮像光学系の付勢力を受ける部分と接触しないように加工することで、接触部の作動を滑らかにし且つ接触部の摩耗から生じるゴミの発生を防ぐことができる。このようにすることで、前述の座金を廃止することが可能になる。
また、この圧縮コイルバネの巻き方向を撮像光学系が撮像素子８から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向とすれば、付勢力が大きくなる回動方向で端部が引っかからなくされることによって、同様に、座金を廃止することが可能である。
なお、上述した第一〜第三の実施例の撮像装置においては、撮像光学系５０は３枚のレンズを有するものとしたが、これに限られず、単玉、複数枚のレンズ構成のいずれにも適用可能なのは言うまでもない。また、撮像光学系５０を一体に移動させる構成（全群繰り出し構成）としたが、複数枚構成の場合には台座６にレンズを形成して、台座より前方に配置した光学系を移動させるような構成（前群繰り出し構成）にも適用可能である。前群繰り出しの場合には、全群繰り出しより小さい移動量で、マクロ撮影を可能にすることができる。
また、第一〜第三の実施例の撮像装置において、弾発部材として圧縮コイルバネを用いて説明したが、これに限るものでなく、板バネやスポンジ状の部材も適用可能であるし、引っ張りコイルバネを用いて撮像光学系を台座に当接するよう構成してもよいのは言うまでもない。更に、弾発部材で押圧する部位を第３レンズのフランジ部として説明したが、第１レンズ又は第２レンズを押圧するよう構成しても本発明を逸脱するものではないのは勿論である。
さらに、第一の実施例と第三の実施例で説明した赤外カットフィルタ７は、台座を透光性の材料で撮像素子８を覆うよう形成し、赤外カット特性を持つコーティングを施してもよい。このように、光学系の間または後方に赤外カットの機能部材を配置することで、撮像光学系５０の前面に配置する場合よりも、撮像装置全体の厚みを薄くすることができる効果を奏する。なお、台座を透光性の材料で撮像素子８の上面を覆うような平板部を一体成形し、赤外カットフィルタを第１レンズの前方に配置する構成も本発明を逸脱するものではない。
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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