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発明の名称 二方向焦点切替カメラ搭載端末装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−47373(P2007−47373A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−230672(P2005−230672)
出願日 平成17年8月9日(2005.8.9)
代理人 【識別番号】100108187
【弁理士】
【氏名又は名称】横山 淳一
発明者 西條 正志 / 春木 研一 / 小林 恭子
要約 課題
従来の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置では、二方向焦点切替機能を端末装置本体側に形成したカムに回転機構側の焦点切り替えノブを回転カムフォロワとして用いる二方向焦点切替を行うため、カム加工および装置組み立てに高い精度が必要で、部品コストが高く、かつ組み立て歩留まりが悪い、という課題があった。

解決手段
カメラ筒内部に、磁性体をもった摺動可能な可動レンズ群鏡筒を有し、このカメラ筒を回転機構に組み込み、端末装置本体側に配する永久磁石が、可動レンズ群鏡筒の磁性体を吸引することにより、回転機構が設定する二方向に対応して所定の二焦点切替を行う二方向焦点切替カメラ搭載端末装置によって上記課題が解決される。
特許請求の範囲
【請求項1】
所定の第一の方向を撮影する場合には所定の第一の焦点距離のカメラとして機能し、所定の第二の方向を撮影する場合には所定の第二の焦点距離のカメラとして機能する二方向焦点切替カメラを搭載する二方向焦点切替カメラ搭載端末装置であって、
前記二方向焦点切替カメラ搭載端末装置は端末装置本体上の所定の回転中心のまわりを回転する回転機構を備え、
前記回転機構は前記二方向焦点切替カメラの光学系部分である二焦点切替カメラモジュールを有し、
前記回転機構は前記二焦点切替カメラモジュールの光軸方向を前記所定の第一の方向および第二の方向に設定するごとく回転することが可能であり、
前記二焦点切替カメラモジュールは、その一端を撮影窓とし他端に固体撮像素子を有するカメラ筒と、
前記カメラ筒内部に、所定の可動範囲を光軸方向に摺動可能である可動レンズ群鏡筒と、を有し、
前記可動レンズ群鏡筒は磁性体を有し、
前記端末装置本体は永久磁石を有し、
前記永久磁石が前記可動レンズ群鏡筒の前記磁性体を吸引することにより、前記回転機構が設定する前記所定の二方向に対応して前記所定の二焦点切替を行う、
ことを特徴とする二方向焦点切替カメラ搭載端末装置。
【請求項2】
さらに前記端末装置本体の有する前記永久磁石を可動ならしめる手段により、前記第一の方向における二焦点切替カメラモジュールの焦点距離を前記第一の焦点距離から前記第二の焦点距離に切替可能ならしめることを特徴とする請求項1記載の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置。
【請求項3】
前記可動レンズ群鏡筒は前記磁性体として磁性体摺動ガイドを有することを特徴とする請求項1記載の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置。
【請求項4】
前記可動レンズ群鏡筒は前記磁性体として磁性レンズを有することを特徴とする請求項1記載の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、焦点切替カメラを端末装置に搭載する技術に関するものであり、特に、端末装置上でカメラの向きを二方向に切り替えることにより、それぞれの方向でのカメラの焦点を自動切り替えする二方向焦点切替カメラ搭載端末装置技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
IT技術の発達によってカメラのディジタル化、小型化、ローコスト化が可能となり、このようなカメラを携帯電話や携帯端末のほか、パソコンやインタフォン、監視装置などの端末装置に組み込むことにより、多種多様なカメラ組み込み装置が開発されてきた。
【0003】
これらカメラ搭載端末装置では、その用途に応じてさまざまなカメラ機能を必要とする。例えば、テレビ電話用携帯電話では、自分の顔を撮影する近接撮影と風景などを撮影する遠方撮影とが可能なようにカメラの焦点切り替えが必要である。この際、操作者がテレビ電話用携帯電話をもったまま搭載カメラの向きだけを変えられる構造が便利であるが、さらに、カメラの向きを変えることによって、前記のカメラの焦点切り替えが自動的に行われれば一層便利である。このように所定の二つの方向にカメラの向きを変える機構を持ち、その向きに応じて所定の焦点切り替えが行われるカメラを本明細書では二方向焦点切替カメラと呼ぶ。また、このような二方向焦点切替カメラを搭載した端末装置を本明細書では二方向焦点切替カメラ搭載端末装置と呼ぶ。
【0004】
このような二方向焦点切替カメラ搭載端末装置を実現した例として下記特許文献1に示す技術開示がある。ここで開示される二方向焦点切替方式は、焦点切り替え機構を内蔵した二焦点切替カメラモジュールの焦点切り替えノブを回転機構側に持ち、この焦点切り替えノブを、端末装置本体側に形成したカムに添わせるように回転カムフォロワとして用いるものである。
【0005】
また、磁石を用いた二焦点切替方式のカメラモジュールとして、下記特許文献2に示す技術が公知である。この公知例では永久磁石を有する可動レンズ群鏡筒と磁界制御可能な電磁石とを組み込んだ二焦点切替カメラモジュールで、電磁石電流の向きを制御することにより可動レンズ群鏡筒を移動させ、二焦点切替を行うものである。
【0006】
また、二焦点切替のためには、少なくともひとつのレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させる必要があるが、前記特許文献2のように磁力を用いて可動レンズ群鏡筒を移動させるのに、磁性体プラスチックまたは磁性体ガラスで作成された磁性レンズを使用することが下記特許文献3に開示されている。
【特許文献1】特開2003−5017号公報
【特許文献2】特開2004−212452号公報
【特許文献3】特開2004−29668号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置では、前記特許文献1に示されるように二方向焦点切替を行うためにカムおよびカムフォロワを成型加工するが、携帯電話組み込みカメラのような微小なサイズのカメラでは、カム加工および装置組み立てに高い精度が必要で、部品コストが高く、かつ組み立て歩留まりが悪い、という課題があった。
【0008】
また、二焦点切替方式として前記特許文献2または特許文献3に示されるような、電磁石電流の向きを制御する方式をとったとしても、電磁石や電流制御回路が必要であるばかりか、カメラの向きを変えることと前記二焦点切替とを関連付けるためには、前記特許文献1記載のような機械的関連付けが必要であり、依然としてカム加工および装置組み立てには高い精度が必要で、部品コストが高く、かつ組み立て歩留まりが悪い、という課題は解決されない。
【課題を解決するための手段】
【0009】
従来の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置では、二方向焦点切替機能を端末装置本体側に形成したカムに回転機構側の焦点切り替えノブを回転カムフォロワとして用いる二方向焦点切替を行うため、カム加工および装置組み立てに高い精度が必要で、部品コストが高く、かつ組み立て歩留まりが悪い、という前記課題は、図1に示す如く、所定の第一の方向d1を撮影する場合には所定の第一の焦点距離のカメラとして機能し、所定の第二の方向d2を撮影する場合には所定の第二の焦点距離のカメラとして機能する二方向焦点切替カメラBCを搭載する二方向焦点切替カメラ搭載端末装置であって、前記二方向焦点切替カメラ搭載端末装置は端末装置本体1上の所定の回転中心rcのまわりを回転する回転機構2を備え、前記回転機構2は前記二方向焦点切替カメラBCの光学系部分である二焦点切替カメラモジュール21を有し、前記回転機構2は前記二焦点切替カメラモジュール21の光軸方向d(oa)を前記所定の第一の方向d1および第二の方向d2に設定するごとく回転することが可能であり、前記二焦点切替カメラモジュール21は、その一端を撮影窓とし他端に固体撮像素子213を有するカメラ筒211と、前記カメラ筒211内部に、所定の可動範囲mrを光軸方向d(oa)に摺動可能である可動レンズ群鏡筒212と、を有し、前記可動レンズ群鏡筒212は磁性体(図1においては磁性体摺動ガイド2122)を有し、前記端末装置本体1は永久磁石11を有し、前記永久磁石11が前記可動レンズ群鏡筒212の前記磁性体を吸引することにより、前記回転機構2が設定する前記所定の二方向に対応して前記所定の二焦点切替を行う二方向焦点切替カメラ搭載端末装置、によって解決される。
【0010】
すなわち、図1に示す位置関係では端末装置本体1と回転機構2とが結合する回転中心rcは、回転機構2内の二焦点切替カメラモジュール21の可動レンズ群鏡筒212の可動範囲mrのほぼ中点にとられている。そしてこの回転中心rcより図中の下部に端末装置本体1内の永久磁石11が配置され、回転機構2内の二焦点切替カメラモジュール21の光軸方向d(oa)は第一の方向d1(図中の上部方向)を向いている。このような位置関係では、可動レンズ群鏡筒212の磁性体(磁性体摺動ガイド2122)は永久磁石11によって図中の下部に吸引され、可動レンズ群鏡筒212はアウトストッパ2112の位置まで移動する。この移動により、二方向焦点切替カメラBCは第一の焦点距離となる。一方、図1表示の位置関係から、回転中心rcのまわりに回転機構2を回転させて、二焦点切替カメラモジュール21を上下逆の位置関係に変えた場合、すなわち、二焦点切替カメラモジュール21の光軸方向d(oa)を第二の方向d2(図中の下部方向)に向けた場合では、可動レンズ群鏡筒212の磁性体(磁性体摺動ガイド2122)は永久磁石11によってやはり図中の下部に吸引され、今度は可動レンズ群鏡筒212は図中の下部にきたインストッパ2111の位置まで移動する。この移動により、二方向焦点切替カメラBCは第二の焦点距離となる。このように回転機構2によるカメラの方向切り替えの位置関係に基づいて自動的に可動レンズ群鏡筒212が移動して焦点が切り替わるので、カム機構や電磁石や電流制御回路などが不要であり、部品コストや組み立てコストが大幅に低下する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置は、回転機構内の二焦点切替カメラモジュールの可動レンズ群鏡筒を端末装置本体内の永久磁石が吸引することを利用して、回転機構によるカメラ筒の方向切り替えが自動的に焦点切り替えを誘発するため、カム機構や電磁石や電流制御回路などが不要であり、きわめて部品コストや組み立てコストが低下する、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置の実施例を図1〜図6により説明する。
【実施例1】
【0013】
図1に本発明の第1実施例の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置の構成ブロック図を示す。端末装置本体1は例えばテレビ電話用携帯電話の電話本体部分であり、図示しないが、電話機能手段のほか、搭載カメラの画像処理手段やモニタ表示手段を含むものである。本実施例の端末装置本体1では所定の位置に永久磁石11を配置してある。
【0014】
回転機構2は搭載カメラの光学系部分である二焦点切替カメラモジュール21を内蔵し、これを端末装置本体1上で回転させる機構である。このため、回転機構2は端末装置本体1上の所定の回転中心rcにおいて回転可能に接続されている。本実施例の回転機構2は端末装置本体1を基準に二焦点切替カメラモジュール21の光軸方向d(oa)の向きを第一の方向d1または第二の方向d2に向けるよう回転させられる。図1は光軸方向d(oa)を第一の方向d1になるように回転機構2を回転した場合を図示してある。
【0015】
本実施例では第一の方向d1をアウト方向d(out)、第二の方向d2をイン方向d(in)と呼ぶ。これは携帯電話である端末装置本体1を基準に、操作者の視線方向にある遠方景色の方向が端末装置本体1と操作者の外側であるのでアウト方向d(out)と呼び、操作者の顔を撮影する向きが端末装置本体1と操作者の内側になるのでイン方向d(in)と呼ぶものである。
【0016】
二焦点切替カメラモジュール21はカメラ筒211をもち、その一端は撮影窓であり、その他端には固体撮像素子213を有する。またカメラ筒211内部には光軸方向d(oa)に移動可能な可動レンズ群鏡筒212があり、その可動範囲mrを規定するためにカメラ筒211の撮影窓側にインストッパ2111、固体撮像素子213側にアウトストッパ2112が設けられる。可動レンズ群鏡筒212がインストッパ2111位置にあると光学系は近接撮影用焦点となり、可動レンズ群鏡筒212がアウトストッパ2112位置にあると光学系は遠方撮影用焦点となるように設計されている。
【0017】
可動レンズ群鏡筒212は少なくとも1枚、通常は複数枚のレンズ本体2121をもち、本実施例ではその全体が磁性体摺動ガイド2122で保持されている。磁性体摺動ガイド2122は永久磁石11に吸引される磁性体を有する摺動ガイドである。その磁性体の材質および量は、可動レンズ群鏡筒212がカメラ筒211内を移動するに充分な吸引力を発揮するに足るものである。
【0018】
図1の二焦点切替カメラモジュール21は端末装置本体1の永久磁石11の近傍にあることによってその焦点が遠方撮影用、近接撮影用のいずれかに決まるので、二焦点切替カメラモジュール21と永久磁石11とによって二方向焦点切替カメラBCを形成することになる。
【0019】
その詳細は図2の二方向焦点切替動作説明図によって以下に説明する。図2(a)は本実施例のカメラ筒211と可動レンズ群鏡筒212の基本構造である。カメラ筒211の撮影窓側にインストッパ2111、固体撮像素子213側にアウトストッパ2112が設けられる。可動レンズ群鏡筒212は図中で左右に移動可能となるように磁性体摺動ガイド2122を有する。
【0020】
図2(b)は回転機構2によって二焦点切替カメラモジュール21をイン方向d(in)に切り替えた場合の動作を示す。この場合、端末装置本体1の永久磁石11はカメラ筒211の撮影窓側に位置するように回転中心rcが設定されている。したがって、インストッパ2111側に永久磁石11があるので可動レンズ群鏡筒212は図中の右に引き寄せられ、固体撮像素子213から離れる。これによってピントは近接撮影モードになる。
【0021】
図2(c)は回転機構2によって二焦点切替カメラモジュール21をアウト方向d(out)に切り替えた場合の動作を示す。この場合、端末装置本体1の永久磁石11はカメラ筒211の固体撮像素子213側に位置するように回転中心rcが設定されている。したがって、アウトストッパ2112側に永久磁石11があるので可動レンズ群鏡筒212は図中の左に引き寄せられ、固体撮像素子213に近づく。これによってピントは遠方撮影モードになる。
【0022】
次に図3によって本実施例の端末装置本体1と回転機構2の結合関係を説明する。図3(a)は折りたたみ式携帯電話である端末装置本体1に回転機構2を搭載した実装外観図である。図のように、回転機構2は携帯電話の折りたたみヒンジ上部にある回転中心rcで支持されており、図3(b)(c)ではローレットを切ったローラを指で回転させることにより、内蔵する二焦点切替カメラモジュール21をアウト方向d(out)およびイン方向d(in)に向きを変える。なお、図には現われないが、永久磁石11は端末装置本体1の回転中心rcより内側(イン方向d(in)にあたる側)に偏して回転機構2の近傍に位置する。
【0023】
図3(b)は、この回転機構2をイン方向d(in)に回転させた例であり、可動レンズ群鏡筒212が端末装置本体1内の永久磁石11に引き寄せられ、レンズが近接撮影位置に移動することを示したものである。
【0024】
図3(c)は、この回転機構2をアウト方向d(out)に回転させた例であり、可動レンズ群鏡筒212が端末装置本体1内の永久磁石11に引き寄せられ、レンズが遠方撮影位置に移動することを示したものである。
【実施例2】
【0025】
図4は本発明の第2実施例の端末装置本体1および回転機構2の構成例である。この実施例も、図3の実施例1と同じく、テレビ電話用携帯電話における二方向焦点切替カメラBCの搭載例であるが、本実施例においては、端末装置本体1および回転機構2の機能分担は図3の場合と大きく異なっている。
【0026】
本実施例でも構成ブロック図としては図1とまったく同じであるが、ここでは端末装置本体1は図4(a)のように折りたたみ携帯電話のボタン操作側であり、回転機構2は図4(b)のように折りたたみ携帯電話の折りたたみ側である。すなわち、折りたたみ携帯電話のヒンジ機構に、回転中心rcをもって端末装置本体1と回転機構2とが接続する。端末装置本体1には図4(a)のようにそのヒンジ部分にカメラ撮影用の二つの窓がある。端末装置本体1を操作する使用者から見て外側つまりアウト方向d(out)には遠方撮影窓、内側つまりイン方向d(in)には近接撮影窓が開けられている。そして永久磁石11は回転中心rcよりも近接撮影窓方向に偏して取り付けられている。
【0027】
一方、回転機構2は図4(b)のように、そのヒンジ部分に二焦点切替カメラモジュール21を内蔵している。図のように二焦点切替カメラモジュール21の撮影窓は、回転機構2を折りたたんだときには端末装置本体1の外側(アウト方向d(out))に向き、伸ばしたときには端末装置本体1の内側(イン方向d(in))に向くように配置されている。
【0028】
図5は本実施例の端末装置本体1および回転機構2の位置関係を説明する図である。図5(a)は二焦点切替カメラモジュール21をアウト方向d(out)に設定した場合の位置関係であって、回転機構2の二焦点切替カメラモジュール21は端末装置本体1の遠方撮影窓からアウト方向d(out)を撮影する向きである。このとき、端末装置本体1の永久磁石11は二焦点切替カメラモジュール21の固体撮像素子213側に位置するため、可動レンズ群鏡筒212は永久磁石11に吸引され、アウトストッパ2112の位置に移動して遠方撮影モードの焦点距離となる。
【0029】
一方、図5(b)は二焦点切替カメラモジュール21をイン方向d(in)に設定した場合の位置関係であって、回転機構2の二焦点切替カメラモジュール21は端末装置本体1の近接撮影窓からイン方向d(in)を撮影する向きである。このとき、端末装置本体1の永久磁石11は二焦点切替カメラモジュール21の撮影窓側に位置するため、可動レンズ群鏡筒212は永久磁石11に吸引され、インストッパ2111の位置に移動して近接撮影モードの焦点距離となる。
【実施例3】
【0030】
図6は本発明の第3実施例の端末装置本体1の永久磁石11可動機構例を示したものである。本実施例は実施例2のテレビ電話用携帯電話において、その端末装置本体1に内蔵する永久磁石11の位置を外部のノブ操作で変えられるようにした。図6のように通常は永久磁石11は回転中心rcよりも近接撮影窓方向に偏して位置するが、図の破線で示すように永久磁石移動ノブをスライドさせると永久磁石11は回転中心rcよりも遠方撮影窓方向に偏した位置にスライドする。このスライドは回転機構2を閉じた場合のみ図中の左方にスライド可能である。回転機構2を開ける(折りたたみ側を伸ばす)とスライドはもとの位置に強制復帰する。
【0031】
このような永久磁石11可動機構を備えることにより、永久磁石移動ノブをスライド位置(近接撮影モード)にすると永久磁石11が回転中心rcのアウト方向d(out)側に移動する。その結果、二焦点切替カメラモジュール21内の可動レンズ群鏡筒212は永久磁石11に吸引されてインストッパ2111の位置に移動して近接撮影モードの焦点距離となる。すなわち、通常は回転機構2をアウト方向d(out)に設定すると二方向焦点切替カメラBCは自動的に遠方撮影モードの焦点距離となるが、使用者が永久磁石移動ノブをスライド位置(近接撮影モード)にすると二方向焦点切替カメラBCは近接撮影モードの焦点距離に切り替えられるのである。これによって撮影の自由度がさらに増大する。
【実施例4】
【0032】
本発明の第4実施例は、図示を省略するが、第1実施例においてレンズ本体2121に磁性レンズを使用するものである。これによって摺動ガイド2122は必ずしも磁性体である必要はなく、摺動ガイド2122の素材選択の自由度が増大する。なお、磁性レンズは前記特許文献3において開示されるように、強磁性体を含み透明度の高いプラスチックやガラスを用いて成型されたレンズである。
【0033】
以上の実施例では二方向焦点切替カメラ搭載端末装置として携帯電話を例示したが、これに限らず、PDAなどの携帯端末のほか、パソコンやインタフォン、監視装置などの端末装置にも本発明の技術が適用されうることはいうまでもない。また、二方向焦点切替カメラとして近接撮影/遠方撮影の切り替えを実施例で示したが、磁石吸引されるレンズの数や種類を変更してワイド撮影/遠方撮影の切り替えを本技術で実施することも容易である。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置は、携帯電話やパソコンなどのカメラ搭載端末装置ベンダやインタフォン、モニタ装置などのセキュリティ用品ベンダにおいて商品差別化、低価格化をはかることに利用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第1実施例の二方向焦点切替カメラ搭載端末装置の構成ブロック図
【図2】本発明の第1実施例の二方向焦点切替カメラBCの二方向焦点切替動作説明図
【図3】本発明の第1実施例の端末装置本体1と回転機構2の結合関係
【図4】本発明の第2実施例の端末装置本体1および回転機構2の構成例
【図5】本発明の第2実施例の端末装置本体1および回転機構2の位置関係
【図6】本発明の第3実施例の端末装置本体1の永久磁石11可動機構例
【符号の説明】
【0036】
1 端末装置本体
2 回転機構
11 永久磁石
21 二焦点切替カメラモジュール
211 カメラ筒
212 可動レンズ群鏡筒
213 固体撮像素子
2111 インストッパ
2112 アウトストッパ
2121 レンズ本体
2122 磁性体摺動ガイド
BC 二方向焦点切替カメラ
rc 回転中心
d1 第一の方向
d2 第二の方向
d(out) アウト方向
d(in) イン方向
d(oa) 光軸方向
mr 可動範囲




 

 


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