(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの第１光学軸に沿った光束を折り曲げ第２光学軸を形成する反射光学手段を含み、最も被斜体側に位置した第１レンズ群と、
撮影像を変倍するため移動する第２レンズ群と、
撮影像を変倍するため前記第２レンズ群とは異なる動きをする第３レンズ群と、
駆動手段を備えて前記駆動手段の駆動量に対応して前記第２レンズ群・第３レンズ群を第２光学軸に沿って予め定められた量だけ移動させるカム溝を形成した円筒部材を有し、前記第２レンズ群及び第３レンズ群の合計変倍量を変更するレンズ群移動手段と、を備えた電子撮像装置において、
前記レンズ群移動手段の前記円筒部材に形成されたカム溝は、広角端から望遠端までのズーム領域では前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群をパンフォーカス状態となるように形成すると共に、
前記パンフォーカス状態となる広角端から望遠端までのズーム領域中に、更にフォーカッシング領域を形成し、前記フォーカッシング領域では前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の少なくとも一方を第２光学軸方向に固定して両レンズ群全体での焦点移動を可能として構成し、
広角端及び望遠端の少なくとも一方より先に延長カム領域を形成し、該延長カム領域では前記第２レンズ群もしくは前記第３レンズ群の少なくとも一方を第２光学軸にそって動かして焦点移動を可能として構成したことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項２】
広角端及び望遠端では延長カム領域を備えフォーカッシング動作を行い、広角端及び望遠端のフォーカッシング領域はズーム領域のフォーカッシング領域に比べて大きいフォーカッシング幅を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項３】
広角端から望遠端までのズーム領域の中で第２光学軸に沿って往復移動動作をする第２レンズ群を備え、ズーム領域のフォーカッシング領域は前記第２レンズ群の移動方向変更点近傍を含まないように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子撮像装置。
【請求項４】
前記レンズ群移動手段のカム溝を形成した円筒部材は、第２光学軸方向に所定寸法だけ移動可能に支持され、
前記レンズ群移動手段は、所定個所から駆動方向を逆方向に変化させ、前記円筒部が回転することなく前記第２光学軸方向に移動して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が群間隔を保ったまま焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項５】
前記第３レンズ群には、前記第２光学軸に沿った光束を折り曲げ第３光学軸を形成する第２反射光学手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項６】
前記第２反射光学手段による光束の折り曲げ方向は前記第２光学軸に対して略直角をなすことを特徴とする請求項５に記載の電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子撮像装置に係り、特にズーム機能を有すると共に奥行き寸法を小さくすることができる電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子撮像装置を内蔵したデジタルカメラ、ＰＤＡ、携帯電話等が出回っており、これらには高画質、高いズーム比を備え且つ奥行きの薄い電子画像の撮像装置が望まれている【０００３】
このような要望に応え、様々な電子撮像装置が提案されている。特許文献１には第１のレンズユニットと、第２のレンズユニットと、該第２のレンズユニットが前記第１のレンズユニットに対して光路内で所定の軌跡を描くように案内し倍率切換を行なう第１の案内手段と、前記第２のレンズユニットが前記第１のレンズユニットに対して光路内で前記第１の案内手段による軌跡とは異なる所定の軌跡を描くように案内し焦点調節を行なう、前記第１の案内手段の延長上に該第１の案内手段に対して交互に設けられる複数の第２の案内手段とを有することを特徴とする倍率切換装置が記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、第２群以上のレンズ群を有するズームカメラにおいて、特定のレンズ群を駆動するズーム用駆動環と、このズーム用駆動環と隣接して配置され、他の特定のレンズ群を駆動するフォーカス兼ズーム用駆動環と、上記フォーカス兼ズーム用駆動環を正逆方向に回動させる駆動源と、上記ズーム用駆動環とフォーカス兼ズーム用駆動環との対向部に形成され、フォーカス兼ズーム用駆動環の回動に応じてズーム用駆動環を押圧回動させる係合部と押圧回動させない空送部とからなるクラッチ手段と、を具備し、上記空送部内でのフォーカス兼ズーム用駆動環の回動によりフォーカス動作を行ない、上記係合部によるフォーカス兼ズーム用駆動環とズーム用駆動環との連動回動によりズーム動作を行なうようにしたことを特徴とするズームカメラが記載されている。【０００５】
更に、特許文献３には、小型デジタルスチルカメラ等に搭載可能な薄型光学系であって、薄型化のため光学軸を曲げかつ折り曲げプリズムにパワーを持たせた折り曲げ結像光学系として、負のパワーを持つ第１群ＧＦと、絞りＳと、正のパワーを持つ第２群ＧＲとを備えており、第１群ＧＦ中にパワーを持たせた光学軸折り曲げ部材を有しており、その光学軸折り曲げ部材は、平面の反射面を有すると共に、光学軸に回転対称な曲面によって構成される面を入射面、射出面の少なくとも一方に用いているプリズムＰからなる折り曲げ結像光学系が記載されている。【０００６】
そして、特許文献４には、高い仕様、性能を維持しつつ変倍時の移動群の移動に関する制約条件を克服できる光学系のタイプを採用した奥行方向が極めて薄い電子撮像装置として物体側より順に、負レンズ群と光路折り曲げのための反射光学素子Ｐとにて構成された第１−１群Ｇ−１、正レンズを１枚含む第１−第２群Ｇ１−２、正の屈折力を有する第２群Ｇ２を含み、広角端から望遠端に変倍する際は第２群Ｇ２が物体側にのみ移動する光路折り曲げズーム光学系及びその像側に配置された電子撮像素子Ｉを有する電子撮像装置が記載されている【０００７】
【特許文献１】特許２１４０２０８号公報
【特許文献２】特許２９２９４８０号公報
【特許文献３】特開２００３−９８４３０号公報
【特許文献４】特開２００３−４３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１のものは、ズーミングをすると焦点領域を通過するごとに、無限至近、マクロ域を通過するため、画像がぼけたり合焦することを繰り返すという問題がある【０００９】
また、特許文献２のものは、ズーム倍率の変更時に望遠側あるいは広角側への移動時に撮影画像がぼけてしまうという問題がある。【００１０】
更に、特許文献３のものは、プリズムの前後に固定レンズを配置しているため、プリズムと前後の固定レンズの光学軸を精密に合わせる必要があり、組み立てに手間が係る他、センサのパッケージが大きさいと、パッケージで厚み方向の寸法が大きくなってしまうという問題がある。
そして、特許文献４のものは、反射光学素子の入射出面に光学パワーを付与するため、曲面に構成しており、反射光学素子が高価なものとなる他、他の光学素子との光学軸合わせに手間がかかるという問題がある。【００１１】
本発明は従来技術のこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、低価格で高画質、高いズーム比を備え、且つ奥行き寸法の小さい電子撮像装置を提供することである
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る画像表示装置は、被写体からの第１光学軸に沿った光束を折り曲げ第２光学軸を形成する反射光学手段を含み、最も被写体側に位置した第１レンズ群と、撮影像を変倍するため移動する第２レンズ群と、撮影像を変倍するため前記第２レンズ群とは異なる動きをする第３レンズ群と、駆動手段を備えて前記駆動手段の駆動量に対応して前記第２レンズ群・第３レンズ群を第２光学軸に沿って予め定められた量だけ移動させるカム溝を形成した円筒部材を有し、前記第２レンズ群及び第３レンズ群の合計変倍量を変更するレンズ群移動手段とを備えた電子撮像装置において、前記レンズ群移動手段の前記円筒部材に形成されたカム溝は、広角端から望遠端までのズーム領域では前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群をパンフォーカス状態となるように形成すると共に、前記パンフォーカス状態となる広角端から望遠端までのズーム領域中に、更にフォーカッシング領域を形成し、前記フォーカッシング領域では前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の少なくとも一方を第２光学軸方向に固定して両レンズ群全体での焦点移動を可能として構成し、広角端及び望遠端の少なくとも一方より先に延長カム領域を形成し、該延長カム領域では前記第２レンズ群もしくは前記第３レンズ群の少なくとも一方を第２光学軸にそって動かして焦点移動を可能として構成したことを特徴とする
【００１４】
本発明に係る電子撮像装置は、広角端及び望遠端では延長カム溝領域を備えフォーカシング動作を行い、広角端及び望遠端のフォーカシング領域はズーム領域のフォーカシング領域に比べて大きいフォース幅を備えたことを特徴とする。【００１５】
本発明に係る電子撮像装置は、広角端から望遠端までのズーム領域の中で第２光学軸に沿って往復移動動作をする第２レンズ群を備え、ズーム領域中のフォーカシング領域は前記第２レンズ群の移動方向変更点近傍を含まない様に設定されていることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る電子撮像装置は、レンズ群移動手段のカム溝を形成した円筒部材が、第２光学軸方向に所定寸法だけ移動可能に支持され、前記レンズ群移動手段は、所定個所から駆動方向を逆方向に変化させ、前記円筒部材が回転することなく第２光学軸方向に移動して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が群間隔を保ったまま焦点調節を行なうことを特徴とする。
【００３３】
本発明に係る電子撮像装置は、前記第３レンズ群には、前記第２光学軸に沿った光束を折り曲げ第３光学軸を形成する第２反射光学手段を備えたことを特徴とする。【００３４】
本発明に係る電子撮像装置は、前記第２反射光学手段による光束の折り曲げ方向は前記第２光学軸に対して略直角をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、電子撮像装置のズームレンズ機構におけるピント合わせ構造を簡素なものとしたため、コンパクトで高ズーム比且つ高画質の電子撮像装置を得ることができる。【００６２】
また、本発明によれば、光学系の構成をズーム中においてパンフォーカスとしたから、望遠側及び広角側へのズーム動作中においても撮影画像がぼけることがない。更に、最望遠側、及び／または、最広角側では、無限遠、至近、マクロの合焦操作ができるように構成しているから、最望遠側、最広角側において焦点があったシャープな画像を得ることができる。【００６３】
また、本発明によれば、光学系に反射光学手段を含むものとしたから、奥行き方向の寸法を小さいものとでき、本発明に係る電子撮像装置を携帯電話等の電子機器に搭載しても電子機器の厚さを小さなものとすることができる。また、最も被写体側の反射光学手段には、付帯するレンズを設けないものとしたから、光学軸合わせを容易に行なうことができる他、電子撮像装置の厚さを小さなものとできる。更に、撮像素子側に反射光学手段を設けたものは、撮像素子のパッケージの厚さによる電子撮像装置の厚さ増大を防止でき電子撮像装置を更に薄いものとして構成できる。【００６４】
また、本発明によれば、屈折光学系の大きさを撮影に必要な最小限のものとしたから、電子撮像装置を小さなものとできる。【００６５】
また、本発明によれば、その構成を縦長位置で使用する電子機器装置にしようする場合、電子撮像装置を横方向に配置でき、特に縦長位置で保持して画像の撮影を行なう携帯電話の電子撮像装置に好適である【００６６】
また、本発明によれば、電子撮像装置に電力制御手段を備えるものとしたから、電子撮像装置の消費電力を最小のものとすることができ電子撮像装置を搭載した電子機器装置の二次電池の消耗を最小限のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る電子撮像装置の実施の形態例が適用される携帯電話を示す図であり、（ａ）は外観を示す正面図、（ｂ）は電子撮像装置を搭載した状態を示す正面図である。
【図２】図１に示した携帯電話の使用状態を示す正面図である
【図３】実施の形態に係る電子撮像装置を示す図であり、（ａ）は電子撮像装置の縦断面図、（ｂ）は電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である。
【図４】実施の形態に係る電子撮像装置Ｚカムの他の例の詳細なカムプロフィールを示す展開図である。
【図５】図３に示した電子撮像装置の横断面図である。
【図６】実施の形態に係る電子撮像装置の制御回路を示すブロック図である
【図７】他の実施の形態に係る電子撮像装置の横断面図である。
【図８】他の実施の形態に係る電子撮像装置を示す図であり、（ａ）は電子撮像装置の縦断面図、（ｂ）は電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である。
【図９】実施の形態に係る電子撮像装置の変形例のＺカムのカムプロフィールを示す図である。
【図１０】実施の形態に係る電子撮像装置の変形例のＺカムのカムプロフィールを示す図である。
【図１１】他の実施の形態に係る電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である
【図１２】他の実施の形態に係る電子撮像装置の概略を示す図である。
【図１３】図１２に示した電子撮像装置のＺカムの取付状態を示す図である。
【図１４】図１２に示した電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  携帯電話
１１  撮影窓
１２  ストロボ発光部窓
１３  携帯電話本体
１４  アンテナ
２０，３０  筐体
２０  第一の筐体部
２１  液晶表示手段
２２  スピーカ
３０  第二の筐体部
３１  入力ボタン
３２  操作ボタン
３３  シャッタボタン
３４  図２中
４０  ヒンジ装置
１００  電子撮像装置
１１０  第１群
１１１  プリズム
１１２  プリズム枠
１２０  第２群
１２１，１２２  負レンズ
１２３  枠体
１２４、１３５  ピン
１３０  第３群
１３１，１３２  正レンズ
１３３  負レンズ
１３４  枠体
１３５  ピン
１４０  第４群
１４１  正レンズ
１４２  固定枠
１５０  電子撮像手段
１５１  撮像素子
１５２  パッケージ
１５３  保持枠
１５４  ＩＲカットフィルタ
１６０  Ｚカム
１６１  第２群用カム溝
１６１ａ  ズーム領域
１６１ｂ  広角側延長領域
１６１ｃ  望遠側延長領域
１６２  第３群用カム溝
１６２ａ  ズーム領域
１６２ｂ  広角側延長領域
１６２ｃ  望遠側延長領域
１６３  ギヤ
１７１  吊軸
１７２  回転止
１７第３群間バネ
１８０  駆動源
１８１  ステッピングモータ
１８２  減速ギヤ列
１９０  反射光学系
１９１  直角プリズム
１９２  プリズム枠
１９５  撮像系
１９６  撮像素子
１９７  パッケージ
１９８  保持枠
１９９  ＩＲカットフィルタ
２２１  レリーズスイッチ
Ｏ１  第１光学軸
Ｏ２  第２光学軸
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、本発明に係る電子撮像装置の実施の形態について説明する。図１は電子撮像装置の実施の形態例が適用される携帯電話を示す図であり、（ａ）は外観を示す正面図、（ｂ）は電子撮像装置を搭載した状態を示す正面図、図２は図１に示した携帯電話の使用状態を示す正面図、図３は実施の形態に係る電子撮像装置を示す図であり、（ａ）は電子撮像装置の縦断面図、（ｂ）は電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図、図４は実施の形態に係る電子撮像装置Ｚカムの他の例の詳細なカムプロフィールを示す展開図、、図５は図３に示した電子撮像装置の横断面図、図６は実施の形態に係る電子撮像装置の制御回路を示すブロック図である。【００７０】
本例では、電子撮像装置１００は、図１に示すように、携帯電話１０に内蔵される。携帯電話１０は電話、メール、ウェブ閲覧機の他、デジタルカメラ機能を有している。本例では携帯電話１０は図２に示すように、携帯電話本体１３に電子撮像装置１００の撮影窓１１、ストロボ発光部窓１２、及びアンテナ１４を備えている。そして、本例では、携帯電話１０は第一の筐体部２０と第二の筐体部３０とをヒンジ装置４０で折り畳み可能に接続して構成している。【００７１】
本例に係る携帯電話１０は不使用時には第一の筐体部２０と第二の筐体部３０とを折り畳んだ状態とし、携帯電話１０の使用時には、図２に示すように、両筐体２０，３０を開いた状態とする。図２に示した状態において、第一の筐体部２０には液晶表示手段２１、スピーカ２２が現れ、第二の筐体部３０には、番号や文字の入力ボタン３１、シャッタボタン３３を含む操作ボタン３２が現れる。これらの入力ボタン３１、操作ボタン３２には、各ボタンの機能を説明するために印刷・刻印等された文字・記号等の表記がなされている。【００７２】
そして、本例では、携帯電話１０は撮影状態においては前記説明手段の文字・記号の正位置は前記表示手段の長辺方向と略同一であると共に、前記表示手段の短辺方向と前記電子撮像装置１００の長手方向とが略平行であり、且つ撮像手段の撮像可能領域の長辺側は前記表示手段の長辺方向と略平行となる。即ち、本例では、撮影された画像は、その長手方向を上下方向とする縦位置撮影を標準としている。【００７３】
次に本発明に係る電子撮像装置１００について説明する。本例において電子撮像装置１００は図３及び図５に示すように、光学３倍の４群ズームレンズを備える。本例では、第１群１１０はプリズム１１１、プリズム枠１１２とからなる。第２群１２０は２枚の負レンズ１２１，１２２及びこれらの負レンズ１２１，１２２を保持する枠体１２３とからなる。第３群１３０は２枚の正レンズ１３１，１３２と１枚の負レンズ１３３と枠体１３４とからなる。第４群１４０は１枚の正レンズ１４１を備えてなる。本例では第１群１１０と第４群１４０を鏡筒に固定し、第２群１２０及び第３群１３０を光学軸に沿って移動される移動群としている。【００７４】
本例では、第１群１１０は被写体（図示せず）からの第１光学軸Ｏ１に沿った光束を９０度折り曲げるプリズム１１１だけで構成される。このプリズム１１１の入射面及び射出面は、正負の光学パワーを有しない光学平面で構成されると共に直角二等辺三角形の折れ曲がり面の裏にはアルミで蒸着がなされている。プリズム１１１によって９０度折り曲げられた光学軸を第２光学軸Ｏ２とする。また、第４群１４０の後ろには電子撮像手段１５０が設けられている。この電子撮像手段１５０はＣＣＤ素子等の撮像素子１５１と、素子を保持するパッケージ１５２と、パッケージ１５２を保持する保持枠１５３と、赤外光をカットするＩＲカットフィルタ１５４とで構成されている。本例では保持枠１５３は前記正レンズ１４１を保持する固定枠１４２に第２光学軸Ｏ２に沿って移動可能に保持するよう構成されている。これは製造工程にてピント調整を行なうためのものである。ＩＲカットフィルタ１５４は吸収型と反射型タイプがありどちらを採用しても構わないが本実施例では反射型を使用している。【００７５】
本例では、図３及び図５に示すように、前記第２群１２０の枠体１２３と、第３群１３０の枠体１３４とは前記第１群１１０のプリズム枠１１２と保持枠１５３との間に第２光学軸Ｏ２と平行に渡された吊軸１７１と回転止１７２で保持され第１群１１０と第２群１２０との間を第２光学軸Ｏ２に沿って移動可能となっている。また、第２群の枠体１２３と第３群の枠体１３４とには群間バネ１７３が掛け渡され牽引方向に付勢されている。【００７６】
次に第２群１２０及び第３群１３０の駆動機構について説明する。本例では、第２群１２０及び第３群１３０の枠体１２３及び枠体１３４にはピン１２４、１３５が形成されており、駆動源１８０を構成するステッピングモータ１８１で駆動されるＺカム１６０のカム溝１６１，１６２に嵌入されている。前記ステッピングモータ１８１は１回転中にコギングポイントを２０個所程度有するものとしている。また、ステッピングモータ１８１は減速ギヤ列１８２を介してＺカムの端に設けられたギヤ１６３と噛合して駆動源１８０を構成している。【００７７】
Ｚカム１６０はＷｉｄｅ端からＴｅｌｅ端に至る間に３００度程度回転する円筒型のカムであり、第２群用、第３群用の２本のカム溝１６１，１６２が形成されている。【００７８】
本例では、第２群用カム溝１６１は、広角端から望遠端までのズーム領域１６１ａ、広角側延長領域１６１ｂ、望遠側延長領域１６１ｃとから構成されている。また、第３群用カム溝１６２は、広角端から望遠端までのズーム領域１６２ａ、広角側延長領域１６２ｂ、望遠側延長領域１６２ｃとから構成されている。【００７９】
本例では、図３（ｂ）に示すように、第２群１２０はズーム領域１６１ａではＷｉｄｅからｓｔｄにかけて後退しｓｔｄからＴｅｌｅにかけて前進する。このとき第３群１３０はズーム領域１６２ａでＷｉｄｅからＴｅｌｅにかけて単調に前進する。その移動量は第３群が第２群に比べて大きく、Ｔｅｌｅにおいて第２群と第３群の群間距離が最も小さくなる。【００８０】
また、本例では、Ｗｉｄｅ端及びＴｅｌｅ端に於いては第３群用カム溝１６２の広角側延長領域１６２ｂ及び望遠側延長領域１６２ｃは第２光学軸と直角となり、第３群は第２光学軸方Ｏ２向への移動をしない。一方、第２群用カム溝１６１はＷｉｄｅ端及びＴｅｌｅ端の広角側延長領域１６１ｂ及び望遠側延長領域１６２ｃはいずれもｓｔｄ側から見て徐徐に第２光学軸Ｏ２の被写体側へ繰り出されていく。この部分で第３群１３０を固定しつつ第２群１２０を繰り出していき無限〜通常至近〜マクロ至近までのフォーカシング動作を行なう。フォーカシングは第２群１２０及び第３群１３０を同時に同じ量前進させても実現できるが必要移動量が大きさいため、本例では第３群１３０を固定した状態で第２群１２０のみを前進させることで無限から至近側までのフォーカシングを行なうようにした。【００８１】
また、本例では、Ｗｉｄｅ端Ｔｅｌｅ端以外の部分のカム溝はフォーカスが無限から近距離まで合うように所謂パンフォーカスになるべくカム溝の形状が決定されている。【００８２】
次に図４に示すＺカム１６０について説明する。本例では、Ｚカム１６０には上述したＺカムと同様に第２群用カム溝１６１及び第３群用カム溝１６２が形成されている。本例では、第３群用カム溝１６２のズーム領域１６２ａには、広角、標準、望遠の３個所にフォーカシング領域１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆが形成されている。このフォーカシング領域１６２ｄでは、各カム溝は、光軸に垂直に配置され、第３群１３０は光軸Ｏ２方向に移動しない。そのため、レンズのズーム比は一定となる。そして、これらの各フォーカシング領域１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆに対応する第２群用カム溝１６１の領域では第２群１２０が光軸Ｏ２に沿って移動させられフォーカシングができるようにしている。【００８３】
本例では、上記フォーカシング領域１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆは広角端及び望遠端に設けられたフォーカシング領域に比べて小さいフォース調整幅を備えたるものとしている。さらに、本例では、広角端及び望遠端に設けた広角側延長領域及び望遠側延長領域では、各領域での入り口端で無限遠に設定している。このため、第２群用カム溝１６１には前記ズーム領域の中に移動方向の変更点１６１ｄが形成される。本例では、ズーム領域中のフォーカシング領域を前記偏曲点１６１ｄを外して形成するものとしている。これによりスムーズなフォーカシングが行えるようにしている。【００８４】
次に本例に係る電子撮像装置の制御回路について説明する。図６は本例に係る電子撮像装置の制御回路を示すブロック図である。本例の制御回路は、カメラ部制御手段２１０に携帯電話１０に配置されたズームスイッチ２１１、レリーズスイッチ２２１（図２中シャッタボタン３３）が接続され、ズームスイッチ２１１及びレリーズスイッチ２２１の操作に基づいて、ズームモータ制御手段２１４を介して、前記Ｚカム１６０を回転駆動するステッピングモータ１８１であるズームモータ２１５を駆動する。このズームモータ制御手段２１４にはズーム位置を取得するズーム位置エンコーダ２１３及びズーム位置を初期位置に復帰させるズームリセットエンコーダ２１６が接続されている。【００８５】
また、カメラ部制御手段２１０はオートフォーカシングの制御を行なうＡＦ制御手段２２１を備え、このＡＦ制御手段２２１に接続されたＡＦモータ制御手段２２２の制御のもとＡＦモータ２２３が駆動される。また、ＡＦモータ制御手段２２２にはＡＦ位置エンコーダ２２４が接続されている。本例では、ＡＦモータと上記ズームモータ２１５とは同一のステッピングモータ１８１で兼用している。即ち図３に示すように、本例ではで電子撮像装置１００は最広角域から最望遠域までの間レンズはパンフォーカス状態となり、カム溝１６１，１６２の延長領域１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ、１６２ｂにおいてフォーカシングを行なう。このため、ステッピングモータは、最広角域から最望遠域までの間はズームモータとして作動し、延長領域１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ、１６２ｂではＡＦモータとして作動する。【００８６】
また本例では、マクロモードでの撮影を行なう携帯電話１０にはいちされたマクロモード入力手段２２７（携帯電話１０の押しボタン）とマクロモード制御手段２２６とが設けられている。【００８７】
制御回路には、撮像素子としてＣＣＤ撮像素子２３７（図３中１５１）が設けられ、ＣＣＤ撮像素子２３７からの画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ２３６を経て静止画処理手段２３４、静止画圧縮手段２３２を経てメモリ２３１に格納される。同様にＣＣＤ撮像素子２３７での画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ２３６を経て動画処理手段２３５、動画圧縮手段２３３を経てメモリ２３１に格納される。なお、本例では、ＣＣＤ撮像素子２３７はＡＥ制御手段２２５で自動露出調整される。【００８８】
更に本例では、携帯電話１０には表示制御手段２３８で表示制御され、静止画または動画をカラー表示する表示手段２３９（図２中液晶表示部２１）を備えている。【００８９】
本例では、被写体照明用にストロボ発光部２４５（図１中、ストロボ発光部窓１２から光を射出）を備えており、このストロボ発光部２４５にはストロボ充電手段２４２、充電電圧検出手段２４３が接続され、で充電制御される。なお、本例ではストロボ充電制御手段２４１は、外部からのパルス信号に応じて発振動作を行ない高電圧を発生させるものであり、ストロボ発光部２４５にはストロボ発光制御手段２４４が設けられ、ストロボ発光部２４５が適正な光量を発光するよう制御している。【００９０】
また、本例では携帯電話全体の制御を行なう全体制御手段２５０を備え、電話機能の送信制御手段２５２、送受信手段２５３及びアンテナ２５４を備える。また、携帯電話のプッシュボタン等の操作手段、マイク２５５（図２中３４）及びスピーカ２５６（同２２）を備える。【００９１】
そして、本例に係る電子撮像装置１００では、電力制御手段２４０を備え、携帯電話１０全体として限られた容量の二次電池（図示していない）の効率的な電力消費制御を行なっている。即ち、電力制御手段２４０は、前記レンズ群を変倍のために移動させるステッピングモータ１８１を含む駆動手段と、被写体像を電気信号に変換するためのＣＣＤ撮像素子２３７等の撮像手段と、前記撮像手段で撮影した画像を含めて様々な表示をする表示手段２３９を含む等の表示手段と、会話・メール・データ転送・インターネット接続等を行なう通信手段への、二次電池からの電力供給を制御する。【００９２】
これは、例えば電話の会話・メール・ウェブ閲覧・データ通信等の通信手段、電子画像を撮影する撮影手段の電力きょうきゅうを所定の関係で行なう。この所定の関係は、二次電池の残留電荷量に応じて変化させることでなされる。【００９３】
具体的には、電力制御手段２４０における所定の関係は駆動手段、撮像手段への電力供給中の通信手段への電力供給禁止、もしくは前記通信手段への電力供給中の前記駆動手段、前記撮像手段への電力供給禁止を含むことができる。【００９４】
また、電力制御手段２４０は、前記駆動手段の速度変更、前記撮像手段のフレームレート変更、前記表示手段の表示輝度変更、前記通信手段の通信速度変更のうち少なくとも一つを含むことができる。【００９５】
また、電力制御手段２４０は、ストロボ充電手段２４２に入力される上記パルス信号は少なくとも前記充電手段への充電状況、前記二次電池の残留電荷量いずれかに応じて、少なくともその周波数、デューティ比率いずれかを変化させることができる。【００９６】
また、電力制御手段２４０は駆動手段、撮像手段、表示手段、通信手段に電力供給しているときは前記充電手段への電力供給を制限もしくは禁止することができる。【００９７】
また、電力制御手段２４０は二次電池の残留電荷量に応じて供給可能な電力を計算して前記駆動手段、前記撮像手段、前記表示手段、前記通信手段に電力を供給し、それでも前記二次電池に余裕がある場合前記充電手段に電力供給を行なうがその供給電力量は前記パルス信号を制御しながら全体として前記二次電池の供給能力を超えないように制御することができる。【００９８】
更に、電力制御手段２４０は二次電池の残留電荷量が減ってきた場合ストロボ発光部２４５の発光可能頻度を下げることができる。【００９９】
そして、電力制御手段２４０における上記所定の関係は使用者によって変更可能なこととすることができるものとする。【０１００】
奥行き方向の寸法を小さいものとでき、本発明に係る電子撮像装置を携帯電話等の電子機器に搭載しても電子機器の厚さを小さなものとすることができる。また、最も被写体側の反射光学手段には、付帯するレンズを設けないものとしたから、光学軸合わせを容易に行なうことができる他、電子撮像装置の厚さを小さなものとできる。また、電子撮像装置の消費電力を最小のものとすることができ電子撮像装置を搭載した形態電話の二次電池の消耗を最小限のものとすることができる。【０１０１】
次に本発明に係る電子撮像装置の他の実施の形態を説明する。図７は他の実施の形態に係る電子撮像装置２００の横断面図である。本例では、上記第１の実施の形態例の電子撮像装置１００と基本的な構造を同一のものとしている。図７において上記電子撮像装置１００と同一の部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。本例では、第４群１４０の後段に反射光学系１９０を配し、第２光学軸Ｏ２に対して第３光学軸Ｏ３を直角に設定し、この第３光学軸Ｏ３上に撮像系１９５配置したものである。【０１０２】
本例では、１９０は直角プリズム１９１、プリズム枠１９２とを備え、直角プリズム１９１の入射面及び射出面は、正負の光学パワーを有しない光学平面で構成されると共に直角二等辺三角形の折れ曲がり面の裏にはアルミで蒸着がなされている。更に、本例に係る撮像系１９５は撮像素子１９６、パッケージ１９７、保持枠１９８、ＩＲカットフィルタ１９９を備えている。【０１０３】
本例に係る電子撮像装置２００によれば、反射光学手段を設けたものは、撮像素子のパッケージの厚さによる電子撮像装置の厚さ増大を防止でき電子撮像装置を薄いものとして構成できる。【０１０４】
次に他の実施の形態に係る電子撮像装置について説明する。図８は、他の実施の形態に係る電子撮像装置３００を示す図であり、（ａ）は電子撮像装置の縦断面図、（ｂ）は電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である。本例に係る電子撮像装置３００は上述した第１の電子撮像装置１００と駆動源３６０の位置を第１群１１０側に変更したものである。本例では駆動源３６０は、ステッピングモータ３６１とギヤ列３６２とからなり、駆動力をＺカム１６０のギヤ１６３に伝達している。本例によれば、電子撮像装置３００の全体の長さ寸法を短縮できる。【０１０５】
次に、他の電子撮像装置の変形例について説明する。本例では、Ｚカム４１０のカムプロフィールだけが上記各実施の形態例と異なっている。図９は実施の形態に係る電子撮像装置の変形例のＺカム４１０のカムプロフィールを示す図である。【０１０６】
本例では、第２群用カム溝４１１は、広角端から望遠端までのズーム領域４１１ａ、広角側延長領域４１１ｂ、望遠側延長領域４１１ｃとから構成されている。また、第３群用カム溝４１２は、広角端から望遠端までのズーム領域４１２ａ、広角側延長領域４１２ｂ、望遠側延長領域４１２ｃとから構成されている。【０１０７】
本例では、Ｗｉｄｅ端においては第３群用カム溝４１２の広角側延長領域４１２ｂは第２光学軸と直角となり、第３群は第２光学軸Ｏ２方向への移動をしない。一方、第２群用カム溝４１１はＷｉｄｅ端の広角側延長領域４１１ｂでｓｔｄ側から見て徐徐に第２光学軸Ｏ２の被写体側へ繰り出されていく。この部分で第３群１３０を固定しつつ第２群１２０を繰り出していきパンフォーカス〜マクロ至近までのフォーカシング動作を行なう。【０１０８】
一方、Ｔｅｌｅ端においては第３群用カム溝４１２の望遠側延長領域４１２ｃは第２光学軸と直角となり、第３群は第２光学軸方Ｏ２向への移動をしない。一方、第２群用カム溝４１１はＴｅｌｅ端の望遠側延長領域４１１ｃでｓｔｄ側から見て徐徐に第２光学軸Ｏ２の撮像素子側へ引き込まれていく。この部分で第３群１３０を固定しつつ第２群１２０を引き込んでパンフォーカス〜Ｔｅｌｅ風景でのフォーカシング動作を行なう。【０１０９】
また、本例では、Ｗｉｄｅ端Ｔｅｌｅ端以外の部分のカム溝はフォーカスが無限から近距離まで合うように所謂パンフォーカスになるべくカム溝の形状が決定されている。【０１１０】
次に、他の電子撮像装置の変形例について説明する。本例では、Ｚカム４２０のカムプロフィールだけが上記各実施の形態例と異なっている。図１０は実施の形態に係る電子撮像装置の変形例のＺカム４２０のカムプロフィールを示す図である。【０１１１】
本例では、第２群用カム溝４２１は、広角端から望遠端までのズーム領域４２１ａ、広角側延長領域４２１ｂ、望遠側延長領域４２１ｃとから構成されている。また、第３群用カム溝４２２は、広角端から望遠端までのズーム領域４２２ａ、広角側延長領域４２２ｂ、望遠側延長領域４２２ｃとから構成されている。【０１１２】
本例では、Ｗｉｄｅ端においては第３群用カム溝４１２の広角側延長領域４２２ｂは第２光学軸と直角となり、第３群は第２光学軸方Ｏ２向への移動をしない。一方、第２群用カム溝４２１はＷｉｄｅ端の広角側延長領域４２１ｂでｓｔｄ側から見て徐徐に第２光学軸Ｏ２の撮像素子側へ引き込まれていく。この部分で第３群１３０を固定しつつ第２群１２０を引き込みＷｉｄｅマクロ〜Ｗｉｄｅ至近〜Ｗｉｄｅ∞までのフォーカシング動作を行なう。【０１１３】
一方、Ｔｅｌｅ端においては第３群用カム溝４２２の望遠側延長領域４２２ｃは第２光学軸と直角となり、第３群は第２光学軸方Ｏ２向への移動をしない。一方、第２群用カム溝４２１はＴｅｌｅ端の望遠側延長領域４２１ｃでｓｔｄ側から見て徐徐に第２光学軸Ｏ２の被写体側側へ繰り出されていく。この部分で第３群１３０を固定しつつ第２群１２０を繰り出し引き込んでＴｅｌｅ∞〜Ｔｅｌｅ至近のフォーカシング動作を行なう。【０１１４】
また、本例では、Ｗｉｄｅ端Ｔｅｌｅ端以外の部分のカム溝はフォーカスが無限から近距離まで合うように所謂パンフォーカスになるべくカム溝の形状が決定されている。【０１１５】
次に本発明に係る他の実施の形態例の電子撮像装置５００を説明する。本例では、ズーム領域でのフォーカシングを可能なものとしており、Ｚカム５５０のカムプロフィールが上記各実施の形態例と異なっている。図１０は実施の形態に係る電子撮像装置の変形例のＺカム４２０のカムプロフィールを示す図である。【０１１６】
本例では、第２群用カム溝５５１は、広角端から望遠端までのズーム領域５５１ａ、広角側延長領域５５１ｂ、望遠側延長領域５５１ｃは略直線上に形成され、その光学軸方向の寸法は、前記第２群１２０のピン１２４の幅と略同じ幅寸として構成されている。また、第３群用カム溝５５２は、広角端から望遠端までのズーム領域５５２ａ、広角側延長領域５５２ｂ、望遠側延長領域５５２ｃとから構成されている。本例では広角側延長領域５５２ｂ及び望遠側延長領域５５２ｃの光学軸方向の寸法は前記第３群１３０のピン１３５の幅と略同一に形成され、一方ズーム領域５５２ａの光学軸方向の寸法より大きく形成されている。【０１１７】
また、本例では、第３群１３０が適当な摩擦力を有して、一旦位置決めされたときカム溝５５２に接触しない限り移動しないように保持されている。これは、例えば吊軸１７１と枠体１３４との間の摩擦を大きさものとしたり、枠体１３４を光学軸に対し手垂直に付勢したりすることにより実現できる。【０１１８】
本例によれば、図１２に示すように、所定のズーム比となるようＺカム５５０を回転した後、Ｚカム５５０を図１２中ｉからｉｉまで回動して、カム溝５５１に係合したピン１２４を移動させても、カム溝５５２中に配置されたピン１３５が移動しない。従って、この範囲内であれば第１群１１０をフォーカシングのために移動させることができるものとなる。【０１１９】
なお、本例では、望遠側延長領域及び広角側延長領域では上記の各例と同様にフォーカシングを行なうことができる。【０１２０】
従って、本例によれば、全てのズーム領域でフォーカシングを行なうことができ、高画質の画像を得ることができる。【０１２１】
また、上記実施の形態において、カム溝５５２の光学軸方向の寸法を、図１２中符号５５３に示したように、望遠側に向けて広がる様に構成することができる。本例によれば、ズーム領域中でのフォーカシング時、第２群１２０の移動量を大きくすることができる。【０１２２】
次に本発明に係る他の実施の形態例の電子撮像装置６００について説明する。図１２は他の実施の形態に係る電子撮像装置の概略を示す図、図１３は図１２に示した電子撮像装置のＺカムの取付状態を示す図、図１４は図１２に示した電子撮像装置のＺカムのカムプロフィールを示す図である。【０１２３】
本例に係る電子撮像装置６００は、Ｚカム６５０を光学軸に対して平行に移動可能なものとする他、Ｚカムを逆カムとして駆動する。このため、本例では第２群、第３群を移動させるカム溝６５１，６５２の他、Ｚカム６５０を移動させるためのカム用溝６５３を設けている他、このカム用溝６５３に係合するキャリッジ６２３を設けている。【０１２４】
本例に係る電子撮像装置６００は、図１３に示すように、前記Ｚカム６５０と、第２群６２０、第３群６３０と、第２群６２０及び第３群６３０に接続され、前記Ｚカム６５０のカム溝６５１，６５２に係合する枠体６２１，６３１を備える。そして、本例では、駆動系６４０としてステッピングモータ６４１には、ねじ棒６４２が取り付けられ、このねじ棒６４２にねじ込まれたナット部材６４３を備え、前記キャリッジ６２３を駆動する。このキャリッジ６２３の移動によりＺカム６５０が回転し、第２群６２０及び６３０をズーム駆動する。なお、カム溝６５１及びカム溝６５２は、図１５に示すように上述した各例のカム溝と同様に構成することができる。【０１２５】
また、本例では第１群６１０、第４群６４０、撮像素子６５０及びスライド軸６５４は電子撮像装置６００の装置本体６６１に固定されている。【０１２６】
また、本例では図１３で示したように、Ｚカム６５０、第２群６２０、第３群６３０、駆動系６４０は全体として、非回転で光学軸方向に移動可能（図１３、図１４中矢印Ａで示した）として構成される。このため、Ｚカム６５０は図１４に示すように、装置本体６６１の光学軸Ｏ２に平行に設けられたスライド軸６５４に回転且つスライド可能に取り付けられている。【０１２７】
なお、本例では、このＺカム６５０、第２群６２０、第３群６３０、駆動系６４０全体をスライド軸６５４に沿って図示しない例えばステップモータ等の手段で移動してフォーカシングを行なう。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明によれば、電子撮像装置のズームレンズ機構におけるピント合わせ構造を簡素なものとしたため、コンパクトで高ズーム比且つ高画質の電子撮像装置を得ることができる。【０１２９】
また、本発明によれば、光学系の構成をズーム中においてパンフォーカスとしたから、望遠側及び広角側へのズーム動作中においても撮影画像がぼけることがない。更に、最望遠側、及び／または、最広角側では、無限遠、至近、マクロの合焦操作ができるように構成しているから、最望遠側、最広角側において焦点があったシャープな画像を得ることができる。【０１３０】
また、本発明によれば、光学系に反射光学手段を含むものとしたから、奥行き方向の寸法を小さいものとでき、本発明に係る電子撮像装置を携帯電話等の電子機器に搭載しても電子機器の厚さを小さなものとすることができる。また、最も被写体側の反射光学手段には、付帯するレンズを設けないものとしたから、光学軸合わせを容易に行なうことができる他、電子撮像装置の厚さを小さなものとできる。更に、撮像素子側に反射光学手段を設けたものは、撮像素子のパッケージの厚さによる電子撮像装置の厚さ増大を防止でき電子撮像装置を更に薄いものとして構成できる。【０１３１】
また、本発明によれば、屈折光学系の大きさを撮影に必要な最小限のものとしたから、電子撮像装置を小さなものとできる。【０１３２】
また、本発明によれば、その構成を縦長位置で使用する電子機器装置にしようする場合、電子撮像装置を横方向に配置でき、特に縦長位置で保持して画像の撮影を行なう携帯電話の電子撮像装置に好適である【０１３３】
また、本発明によれば、電子撮像装置に電力制御手段を備えるものとしたから、電子撮像装置の消費電力を最小のものとすることができ電子撮像装置を搭載した電子機器装置の二次電池の消耗を最小限のものとすることができる。【０１３４】
そして、本発明は、携帯電話の他、ＰＤＡ、小型デジタルカメラその他の電子機器に使用することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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