(57)【要約】【課題】簡易で小型な構成で、光照射範囲を容易に拡大又は縮小することができる光照射装置、カメラ装置及びカメラ付きモバイル端末装置を提供する。【解決手段】本発明は、光源１２の挿入孔１９ａが形成された湾曲状のリフレクタ１９と、リフレクタ１９の裏面側に設けて光源１２を支持する光源支持体７と、光源支持体７を移動させる光源駆動部１７とを備える光照射装置において、光源支持体７に固定したコイル１５と、コイル１５に対向配置したマグネット１３はリフレクタ１９の湾曲部の裏側空間に配置してあり、コイル１５に通電したときの電磁力により光源支持体７を照射レンズ６の光軸方向に向けて移動することで、被照射体に対する照射範囲を拡大又は縮小する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、照射レンズと、光源の挿入孔が形成された湾曲状のリフレクタと、リフレクタの裏面側に設けて光源を支持する光源支持体と、光源支持体を移動させる光源駆動部とを備え、
光源駆動部は、光源支持体に固定したコイルと、コイルに対向配置したマグネットとを有し、コイル及びマグネットはリフレクタの湾曲部の裏側空間に配置してあり、コイルに通電したときの電磁力により光源支持体を照射レンズの光軸方向に向けて移動することで、被照射体に対する照射範囲を拡大又は縮小することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射装置と、光学ズームレンズを有するズームカメラとを備え、ズームカメラは光学ズームレンズの移動により設定した倍率における撮影画角を演算し、光照射装置はズームカメラから受けた撮影画角情報に基づいて光源駆動部を駆動することを特徴とするカメラ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラ装置を搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照射体に光を照射する光照射装置、その光照射装置を備えるカメラ装置及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光源支持体を駆動手段により駆動して、複数の光源からの光照射方向を変える光照射装置が開示されている。この特許文献１に記載の技術は、複数の光源の光照射方向を変えることにより被照射体に対する照射範囲や配光特性を変えるものである。
また、特許文献２には、携帯電話等に搭載される小型カメラにおいて、光学ズーム機能を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４７７０６号公報
【特許文献２】特開２００７−５３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、光照射装置は、特許文献１に記載のように複数の光源の光照射方向を変える構成では、光照射範囲において均等な光量を得難いという問題がある。
また、カメラによる撮影時に被写体に光を照射する場合、撮影画角よりも光照射範囲が小さい場合には被写体全体に光をあてることができず、撮影画角よりも光照射範囲が大きすぎる場合には、光が無駄に広がって電力の効率的使用が阻害されると共に光の漏れにより周囲に不快感を生じさせるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、簡易で小型な構成で、光照射範囲を容易に拡大又は縮小することができる光照射装置、カメラ装置及びカメラ付きモバイル端末装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、光源と、照射レンズと、光源の挿入孔が形成された湾曲状のリフレクタと、リフレクタの裏面側に設けて光源を支持する光源支持体と、光源支持体を移動させる光源駆動部とを備え、光源駆動部は、光源支持体に固定したコイルと、コイルに対向配置したマグネットとを有し、コイル及びマグネットはリフレクタの湾曲部の裏側空間に配置してあり、コイルに通電したときの電磁力により光源支持体を照射レンズの光軸方向に向けて移動することで、被照射体に対する照射範囲を拡大又は縮小することを特徴とする光照射装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光照射装置と、光学ズームレンズを有するズームカメラとを備え、ズームカメラは光学ズームレンズの移動により設定した倍率における撮影画角を演算し、光照射装置はズームカメラから受けた撮影画角情報に基づいて光源駆動部を駆動することを特徴とするカメラ装置である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカメラ装置を搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。
モバイル端末装置とは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等を言う。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、被照射体に光を照射する光源を照射レンズに対してその光軸方向に移動する構成であるから、簡易な構成で且つ容易に、被照射体に対する光照射範囲を拡大又は縮小することができる。
光照射範囲を拡大又は縮小することにより被照射体を所定の範囲で照らすことができるから、光照射範囲では均等な光量を与えると共に周囲に対する光の漏れを低減できる。
【００１０】
光源駆動部は、コイルとマグネットとによる構成であるから構成が簡易であり、コイルに通電する電流を制御するだけであるから駆動制御も容易にできる。
コイルとマグネットとは、リフレクタの湾曲部の裏側空間に配置することにより、これをリフレクタの外周縁よりも半径方向外側に配置する場合に比較して、照射レンズの光軸と直交する面における装置全体の寸法を小さくできると共にリフレクタの裏側空間の実装密度を高め、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、カメラの撮影画角に応じて光照射装置の光源駆動部を駆動するので、カメラの光学ズーム機能にもとづく撮影画角に連動した光照射範囲の拡大又は縮小が容易にできる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏するカメラ付きモバイル端末装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る光照射装置を図２のＭ−Ｍ位置で切断して示す縦断面である。
【図２】図１に示す光照射装置を前側から見た分解斜視図である。
【図３】図１に示す光照射装置を後側から見た分解斜視図である。
【図４】図１に示す光源体を設けた基板の斜視図である。
【図５】第１実施の形態に係る光照射装置の作用を説明する光路図である。
【図６】図８に示すＡ−Ａ断面図である。
【図７】図６に示すＢ−Ｂ断面図である。
【図８】第１実施の形態に係るカメラの正面図である。
【図９】第１実施の形態に係る光照射装置及びレンズ駆動装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付図面の図１〜図９を参照して、本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係る光照射装置１は、図９に示すように携帯電話２に組み込まれる光学ズームカメラ４用の光照射装置であり、光学ズームカメラ４で撮影するときにいわゆる「フラッシュ」として用い、暗がり等で被写体に光を照射するものである。
【００１５】
光照射装置１は、図１〜図３に示すように、内周に照射レンズ６を固定したフレーム８と、フレーム８を装着するベース５と、フレーム８とベース５との間に設けたリフレクタ１９及び環状のホルダ１６を備えている。
【００１６】
リフレクタ１９は被写体側（以下、「前側」という）を凹状の反射面（表面）とした略半球形状を成し、リフレクタ１９において被写体側と反対側（以下、単に「後側」という）にある底面には十字形状の切除部１９ａが形成されている。この切除部１９ａには光源１２及び光源支持体７の一部が配置されている。リフレクタ１９は光源１２で発光された光の一部を照射レンズ６に向けて反射する。
【００１７】
図１に示すように、リフレクタ１９の裏面側であって環状のホルダ１６の内周側には、光源２を照射レンズの光軸方向に移動させる光源駆動部１７が配置されている。
【００１８】
光源駆動部１７は、図１〜図３に示すように、ヨーク３と、ヨーク３の前側に配置される前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置される後側スプリング１１と、マグネット１３と、光源支持体７とを備えており、ヨーク３はホルダ１６の内周に保持されている。
【００１９】
光源１２は、基板１０の一端部１０ａに固定してあり、この一端部１０ａが光源支持体７の前側に固定されている。基板１０の他端部１０ｂは、ベース５に固定されている。図１に示すように、基板１０には、ホール素子４１が取付けてあり、ホール素子４１はホルダ１６に固定したマグネット４２に対向して配置されている。このホール素子４１がマグネット４２の磁力を検知することにより照射レンズ６の光軸方向における光源１２の移動距離を検知する。
【００２０】
基板１０は一端部１０ａと他端部１０ｂとの間に複数回曲げて返した曲げ部１０ｃを形成しており、曲げ部１０ｃの弾性変形により照射レンズ６の光軸方向に移動自在にしてある。
【００２１】
ヨーク３は、リフレクタ１９の裏面側の空間でホルダ１６の内周に配置されており、リフレクタ１９の周方向に沿った環状を成している。ヨーク３は、前側から見て外周が平面視四角形であり、内周が平面視円形になっており、外周壁３ａと、内周壁３ｂと、外周壁３ａと内周壁３ｂとを連結する連結壁３ｃとからなり、外周壁３ａと内周壁３ｂと連結壁３ｃとで断面が略コ字形状を成している。
【００２２】
図３に示すように、連結壁３ｃには、ヨーク３の角部３ｄ間の位置に挿通孔３ｅが形成されている。この挿通孔３ｅには、図１及び図２に示すように、光源支持体７に突設されたコイル固定部２３がヨーク３に対して移動自在に挿通されている。
ヨーク３の４つの各角部３ｄには内周壁３ｂの外周側にマグネット１３が固定されている。
【００２３】
マグネット１３は内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば外周側の面をＮ極とし、内周側の面をＳ極としてある。
【００２４】
図２及び図３に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの各角部から内周に突設された腕部９ｂとを備え、腕部９ｂの内周側端９ｃはコイル１５の前端１５ａに固定されている。尚、前側スプリング９の外周側部９ｂは、フレーム８とホルダ１６との間に挟持されている。
【００２５】
後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの各角部から内周側に突設された腕部１１ｂとを備え、腕部１１ｂの内周側端１１ｃが光源支持体７の外周側部７ａに固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース５とホルダ１６との間に挟持されており、ホルダ１６に対して光源支持体７を照射レンズ６の光軸方向（前側）に移動自在に支持している。
また、後側スプリング１１は２つの部分３０、３２に分割されており、一方の分割部分３０がコイル１５のコイル線の一端に他方の分割部分３２がコイル線の他端に接続されており、後側スプリング１１からコイル１５に直流電流が流される。
【００２６】
光源支持体７は、環状の外周リブ７ａと、外周リブ７ａの内周側に十字状に設けた放射状リブ７ｂとから構成されており、放射状リブ７ｂの中央部（十字の中心部）の前側に基板１０の一端部１０ａが固定されている。尚、上述したように、放射状リブ７ｂの中央部は光源１２と共に、リフレクタ１９の切除部１９ａに配置されている。これにより、光源１２がリフレクタ１９の湾曲した反射面の内側に配置されている。外周リブ７ａの前側には、コイル固定部２３が突設している。
【００２７】
コイル１５は、リフレクタ１９の裏面の周囲に沿って巻いてあり、後端１５ｂが光源支持体７のコイル固定部２３に固定されていると共に上述したように前端１５ａが前側スプリング９の内周側端９ｃに固定されている。
【００２８】
光源１２は、本実施の形態では、ＬＥＤ（発光ダイオード）であるが、放電管によるフラッシュライトやレーザ光を発する光源等であっても良い。ＬＥＤは透明樹脂にモールドされている。
【００２９】
照射レンズ６は集光レンズであり、本実施の形態では光源１２として発散角が大きいＬＥＤを用いている為に凸レンズであるが、発散角が小さい光源１２を用いた場合は、照射レンズ６を凹レンズとしても良い。
【００３０】
本実施の形態において、環状コイル１５に電流を流さない場合が、図１に示すように光源１２と照射レンズ６との距離が最も遠い位置にあり、図５に示すように、照射角、即ち照射レンズ６からの発散角が最も小さくて被照射体Ｐに対する照射範囲が最も狭い場合である。環状コイル１５に電流を流すと、光源１２が前方に移動し、光源１２は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、環状コイル１５及びマグネット１３との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。即ち、光源１２と照射レンズ６との距離は、環状コイル１５に電流を流さない場合に比べて短くなるため、照射角は大きくなり被照射体Ｐに対する照射範囲は広くなる。
【００３１】
次に、本実施の形態にかかる光学ズームカメラ４を、図６〜図８を参照して説明する。光学ズームカメラ４は、ズームレンズを駆動するレンズ駆動装置１０１と、画像センサ１１１を搭載した基板１０４とを備えている。
レンズ駆動装置１０１は、筐体１１３内に、ズームレンズホルダ１０３、フォーカスレンズホルダ１０５と、ズームレンズホルダ１０３を駆動するズームレンズホルダ駆動手段１０７と、フォーカスレンズホルダ１０５を駆動するフォーカスレンズホルダ駆動手段１０９とを備えている。このレンズ駆動装置１０１は画像センサ１１１が設けてある基板１０４に装着されている。画像センサ１１１は、本実施の形態では、それぞれＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）であるが、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）であっても良い。
【００３２】
また、図７に示すように、筐体１１３内には、ズームレンズホルダ１０３の位置を検知するズームレンズ位置検出手段１４３と、フォーカスレンズホルダ１０５の位置を検知するフォーカスレンズ位置検出手段１４５とが設けてある。
【００３３】
図６に示すように、ズームレンズホルダ１０３は、光学ズームレンズ１１４を保持しており、フォーカスレンズホルダ１０５は、フォーカスレンズ１１６を保持しており、筐体１１３には被写体側レンズ１１８と結像側レンズ１２０とがズームレンズ１１４とフォーカスレンズ１１６と光軸を一致して設けてある。
【００３４】
ズームレンズ駆動手段１０７とフォーカスレンズ駆動手段１０９とは略同じ構成であるから、ズームレンズ駆動手段１０７を説明してフォーカスレンズ駆動手段１０９には同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略する。
【００３５】
ズームレンズ駆動手段１０７（フォーカスレンズ駆動手段１０９）は、振動部材１１７と、光軸方向に配置した駆動軸１２１（１２２）とから構成されており、駆動軸１２１（１２２）の基端１２１ａ（１２２ａ）は振動部材１１７に固定されている。駆動軸１２１（１２２）の先端部１２１ｂ（１２２ｂ）は、駆動軸１２１（１２２）を摺動自在に保持する軸受け部材１１２により、筺体１１３に保持されている。軸受け部材１１２は、弾性変形可能な部材でできており、本実施の形態では、シリコンゴム製である。尚、駆動軸１２１（１２２）の基端１２１ａ（１２２ａ）側にも駆動軸１２１（１２２）を摺動自在に保持する軸受け部材１１０が筐体１１３に取付けられている。
【００３６】
振動部材１１７は、圧電素子１２３と、圧電素子１２３の表面に接着固定された弾性を有する振動子１１９とから構成されており、振動子１１９の表面には、駆動軸１２１（１２２）の基端１２１ａ（１２２ａ）が接着固定されている。
【００３７】
一方、図６及び図７に示すように、ズームレンズホルダ１０３（フォーカスレンズホルダ１０５）の一端部には駆動軸１２１（１２２）と圧接する圧接部１３１が設けてあり、図７に示すように、圧接部１３１は、スプリング１３２により駆動軸１２１（１２２）の側面に圧接されている。
【００３８】
ズームレンズホルダ１０３の他端部は、フォーカスレンズホルダ１０５の駆動軸１２２との係合部１３３が設けてあり、係合部１３３はフォーカスレンズホルダ１０５の駆動軸１２２に係合し、ズームレンズホルダ１０３の移動を案内している。係合部１３３は横断面がズームレンズホルダ１０３の中心側を底とする略Ｕ字であり、Ｕ字内にフォーカスレンズホルダ１０５の駆動軸１２２が挿通されている。
【００３９】
フォーカスレンズホルダ１０５の他端部は、ズームレンズホルダ１０３の駆動軸１２１との係合部１３３が設けられてあり、係合部１３３はズームレンズホルダ１０３の駆動軸１２１に係合して、フォーカスレンズホルダ１０５の移動を案内している。係合部１３３は横断面がフォーカスレンズホルダ１０５の中心側を底とする略Ｕ字形状であり、Ｕ字内にズームレンズホルダ１０３の駆動軸１２１が挿入されている。
【００４０】
フォーカスレンズホルダ１０５の構成はズームレンズホルダ１０３と略同じ構成であり、フォーカスレンズホルダ１０５の駆動軸１２２はズームレンズホルダ１０３の駆動軸１２１と同様に基端を振動部材１１７に取付けてある。
【００４１】
次に、図７に示すズームレンズホルダ１０３の位置を検知するズームレンズ位置検出手段１４３と、フォーカスレンズホルダ１０５の位置を検知するフォーカスレンズ位置検出手手段１４５とについて説明する。ズームレンズ位置検出手段１４３とフォーカスレンズ位置検出手段１４５とは同じ構成であり、各々、レンズの光軸方向に沿って異なる磁極（Ｓ極とＮ極）を交互に配置した磁極部材１５７と、磁界強度を検知するＭＲセンサ１５９とから構成されている。磁極部材１５７は駆動軸１２１、１２２に沿って筺体１１３の内面に固定されており、ＭＲセンサ１５９は各ホルダ１０３、１０５に固定されており、磁極部材１５７に対面した状態で各ホルダ１０３、１０５と共に移動して、各ホルダの基準位置（又は初期位置）からの移動量及び移動方向を検知可能になっている。
【００４２】
筺体１１３は、図８に示すように、光軸方向の前側から見て前側壁１１５が正方形を成しており、全体として直方体である。図７に示すように、駆動軸１２１、１２２は前側から見た正方形の対角線Ｅ上に位置しており、この対角線Ｅと直交する対角線Ｆ上にはズームレンズ位置検出手段１４３とフォーカスレンズ位置検出手段１４５とが設けてある。
【００４３】
図６及び図８に示すように、筐体１１３の前側壁１１５には、正方形の中央部に被写体側レンズ１１８を保持する被写体側レンズ保持開口１２５が形成されている。対角線Ｅ上において、被写体側レンズ保持開口１２５を挟む位置には駆動軸１２１及び１２２が位置しており、各駆動軸１２１、１２２の軸受け部材１１２を嵌合する嵌合凹部１２７が形成されている。
【００４４】
図９に示すように、カメラ４の制御部２１には、ズーム設定部２３、撮影画角演算部２５、及び演算した撮影画角を記録して画角情報を光照射制御部２７に送信する画角情報記録部２９が設けてある。一方、光照射制御部２７には、画角情報記録部２９からの画角情報を受ける画角情報受信部３１、照明範囲制御部３３が設けてある。
【００４５】
ズーム設定部２３ではレンズ駆動装置１０１におけるズームレンズホルダ１０３の移動量を検知し、撮影画角演算部２５ではズームレンズホルダ１０３の移動量から、図５に示すようなカメラの撮影画角を演算し、演算した撮影画角情報を画角情報記録部２９から光照射制御部２７の画角情報度受信部３１に送信する。照明範囲制御部３３では、撮影画角情報に基づいて、撮影画角よりも僅かに大きい光照射角度（照射角）、例えば、撮影画角よりも１度〜５度大きい角度になるように、光源支持体７を移動する。これにより、照射レンズ６から照射される光は撮影画角に応じて照射角を変えるので、被写体を最適な光照射範囲で照らすことができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態に係る光照射装置１の作用及び効果について説明する。
カメラ４で撮影するときに光照射装置１を用いる場合、上述したように、ズーム設定部２３によりズームレンズホルダ１０３が所定の撮影倍率位置へ移動すると、それに応じて画角演算部２５がカメラの撮影画角を演算し、光照射装置１では照明範囲制御部３３により撮影画角よりも僅かに大きい照射角となるように、光源１２を移動する。
この場合、図１に示すように、光照射装置１において、コイル１５に通電することにより生じる電磁力により、マグネット１３との間で推力Ｆが生じ、光源支持体７は前側スプリング９及び後側スプリング１１の付勢力と釣り合う位置で停止する。
【００４７】
その後、カメラ４のシャッタに連動して光源１２に電流が供給されて光源１２が光を発し、被写体に光を照射する。
すなわち、本実施の形態によれば、図５に示すように、撮影画角に応じて照射レンズ６の位置を移動することにより照射範囲を拡大又は縮小することができる。尚、カメラ４の撮影倍率と光源１２による照射角との関係は予め相関関係を求めたデータに基づいて決定される。
【００４８】
本実施の形態によれば、光源１２を照射レンズ６の光軸方向に移動する構成であるから、簡易な構成で且つ容易に、光照射範囲を拡大又は縮小することができる。
光照射範囲を拡大又は縮小することにより被照射体を所定の範囲で照らすことができるから、光照射範囲では均等な光量を与えると共に周囲に対する光の漏れを低減できる。
【００４９】
光源駆動部１７は、コイル１５とマグネット１３による構成であるから構成が簡易であり、コイル１５に通電する電流を制御するだけであるから駆動制御も容易にできる。
コイル１５とマグネット１３とは、リフレクタ１９の湾曲部の裏側空間に配置することにより、照射レンズの光軸と直交する面における装置全体の寸法を小さくできると共にリフレクタの裏側空間の実装密度を高め、装置の小型を図ることができる。
【００５０】
特に、本実施の形態では、光源駆動部１７は、リフレクタ１９の裏側空間においてホルダ１６の内周側に配置していると共にリフレクタ１９のフットプリント内、即ちリフレクタを前側から見た平面内に収めることができ、フットプリントから食み出さないので、装置における外形を小さくすることができる。
【００５１】
光源支持体７とコイル１５とは、前側スプリング９と後側スプリング１１とにより前側と後側の２箇所で保持されているので安定に保持することができる。
【００５２】
光ズームカメラ４の光学ズームレンズ１１４の移動位置に基づいて、画角演算部２５が演算した画角に応じて照明範囲制御部３３によりレンズ支持体７を移動するので、カメラ撮影に連動した光照射範囲の制御ができる。
【００５３】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、光照射装置１は、上述した実施の形態において、カメラ付き携帯電話におけるカメラのフラッシュとして用いたが、これに限らず、顕微鏡や投影装置等に用いてもよい。
リフレクタ１９は略半球状に形成することに限らず、断面が放物線形状であったり楕円形状であっても良い。
マグネット１３の磁力が十分に強い場合にはヨーク３はなくても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１      光照射装置
４Ａ    レンズ駆動装置
６      照射レンズ
７      光源支持体
１２    光源
１３    マグネット
１５    コイル
１７    光源駆動部
１９    リフレクタ
【図１】
2012073479.tif 000003
【図２】
2012073479.tif 000004
【図３】
2012073479.tif 000005
【図４】
2012073479.tif 000006
【図５】
2012073479.tif 000007
【図６】
2012073479.tif 000008
【図７】
2012073479.tif 000009
【図８】
2012073479.tif 000010
【図９】
2012073479.tif 000011