JP2005024599A

JP2005024599A - Image pickup unit

Info

Publication number: JP2005024599A
Application number: JP2003186780A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; 宏至木林; Sadahito Katagiri; 禎人片桐
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP4396813B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup unit which attains high picture quality and miniaturization while coping with environmental change. <P>SOLUTION: Since lenses 1 to 3 constituting an image pickup optical system 50 are formed of a kind of plastic the refractive index of which changes with the change of temperature, there is possibility that deviation of a focus position may arise when temperature changes in a photographing environment. However, a microcomputer 28 performs auto focus (AF) processing to move the image pickup optical system 50 to a focal position, and thereby photographing is always performed in a state of being in focus to obtain an image of high picture quality regardless of temperature change. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像ユニットに関し、特に携帯電話やパソコン（パーソナルコンピューター）などに搭載可能な撮像ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、ＣＰＵの高性能化、画像処理技術の発達などにより、デジタル画像データを手軽に取り扱えるようになってきた。特に、携帯電話やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ）において、画像を表示できるディスプレイを備えた機種が出回っており、近い将来、無線通信速度の飛躍的な向上が期待できることから、このような携帯電話やＰＤＡ間で画像データの転送が頻繁に行われることが予想される。
【０００３】
特に最近は、特許文献１に記載されているようなＣＣＤなどの固体撮像素子を含む撮像ユニットを搭載した携帯電話が市販されており、これを用いて手軽に撮像を行うことができる。又、撮像した画像に対応する画像データは、パソコンなどを介することなく別な携帯電話に手軽に送信することができる。
【特許文献１】
特開２００３−３７７５８号公報
【特許文献２】
特開平０５−０９３８３２号公報
【特許文献３】
特開２００３−１３１１０３号公報
【特許文献４】
特開２００２−０７２０４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に開示された撮像ユニットは、小型低コストで、組み立て時の光学的な調整も不要で生産性が良いという利点がある。又、その撮影光学系にプラスチックが使用されているが、それにより温度変化でピント位置のズレは生じるものの、特許文献１の技術は、低画素の撮像素子を用いた場合に好適なものであるので、いわゆるパンフォーカスレンズを採用し、フォーカス合わせのためにレンズを移動させることなく、レンズを近側から遠側まで、ある許容された画質のなかで撮影できるようにしている。
【０００５】
しかし、最近は、たとえ携帯電話であろうとも高画質な画像を撮像できることが望まれており、従って撮像素子はより高画素なものが搭載される傾向がある。一方、携帯電話等は、例えば洋服のポケットに入れてもかさばらないように、コンパクト性が特に重視されるため、大型の撮像素子を搭載することは困難である。このような撮像素子の高画素化と小型化により、従来より画素ピッチが小さくなると、プラスチックレンズの温度変化によりピントの位置ズレが生じた場合、フォーカス合わせのためにレンズを移動させないと、近側から遠側まで、良好な画質での撮影ができなくなるという問題がある。
【０００６】
より具体的には、Ｕ≒ｆ^２／（Ｆ×２Ｐ）（ただし、ｆ：レンズの焦点距離、Ｆ：レンズのＦナンバー、Ｐ：撮像素子の画素ピッチ）で表せる過焦点距離において、幾何光学的には、無限遠方からＵ／２の距離の物体にピントが合っているとみなせる状態となる。例えば、ｆ＝３．８ｍｍ、Ｆ＝２．８、Ｐ＝０．００３２の場合、基準被写体距離として、過焦点距離Ｕ≒ｆ^２／（Ｆ×２Ｐ）≒０．８ｍにおけるレンズの像点位置と、撮像素子の受光面の光軸方向の位置を一致させるようにすれば、無限遠方から約０．４ｍの距離までピントが合っている状態になる。ところが、常温で以上の設定にした場合、これから±２０℃以上外気温が変化したとすると、ピント位置のズレにより撮影可能な距離が０．１５〜０．３５ｍずれたり、無限遠方の被写体にピントが合わなくなったりするという問題がある。
【０００７】
そのような問題を解決するために、小型撮像ユニットのレンズの一部または全部を移動させてフォーカシングが可能となるように構成した上で、特許文献２，３に記載されているように、温度を検知して、その検知結果に基づいてレンズを移動するよう方法や、特許文献４に記載されているように、新たに温度変化を補正する補正部材を設けるなどの方法が考えられる。しかしながら、新たに温度検知手段を設けたり、移動量を記録させるためのメモリを新たに設けたり、補正部材を設けるなどすると、構成が複雑化し撮像ユニットが大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
更に別な問題として、撮像ユニットを搭載した撮像装置において、低温時にはバッテリーの性能が低下することから、電力消費を極力抑えたいということがある。加えて、温度変化に起因したピント位置のズレを、どこまで補正すべきかという問題もある。
【０００９】
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、環境変化に対応しながらも高画質化及び小型化を図ることができる撮像ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、駆動手段の動力に応じて移動するピント調整用レンズを含み、全てプラスチックレンズで構成される撮影レンズと、前記撮影レンズのピント調整用レンズを光軸方向に移動可能に案内する案内部材と、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材を保持する回路基板と、を備えているので、温度変化に起因するピント位置のズレが生じた場合でも、前記ピント検出手段が、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出して、その検出結果に基づいて前記駆動制御手段が前記駆動手段を制御することで、最適なピント位置を得ることができるため、より高画質な画像を得ることができる。かかる本発明は、前記撮像素子が高画素且つ小型の場合に、より高い効果を発揮する。又、前記回路基板において、前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材、前記案内部材が保持されているので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００１１】
第２の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、駆動手段の動力に応じて移動するピント調整用レンズを含み、全てプラスチックレンズで構成される撮影レンズと、前記撮影レンズのピント調整用レンズを光軸方向に移動可能に案内する案内部材と、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、前記撮像素子及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材を保持する回路基板と、を備えているので、温度変化に起因するピント位置のズレが生じた場合でも、前記ピント検出手段が、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出して、その検出結果に基づいて前記駆動制御手段が前記駆動手段を制御することで、最適なピント位置を得ることができるため、より高画質な画像を得ることができる。かかる本発明は、前記撮像素子が高画素且つ小型の場合に、より高い効果を発揮する。又、前記回路基板において、前記撮像素子及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材、前記駆動手段が保持されているので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００１２】
更に、前記駆動手段を内蔵すると、外部から動力を供給する必要がなく撮像ユニットを独立させることができるので好ましい。
【００１３】
更に、前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていると、外部のモータを兼用できるので、撮像ユニットを搭載する装置トータルでの低コスト化が図れる。
【００１４】
更に、前記ピント調整用レンズは、前記撮影レンズ全てのレンズであり、ピント調整は前記撮影レンズを一体的に移動することにより行うと好ましい。
【００１５】
更に、前記ピント調整用レンズは、前記撮影レンズの一部のレンズであると好ましい。
【００１６】
更に、前記撮影レンズを収容する部材又は前記撮影レンズの物体側端面から、前記回路基板の像側面までの距離が１０ｍｍ以下であると、前記撮像ユニットを、携帯電話などの薄形の撮像装置に搭載するのに好適である。
【００１７】
第３の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、前記撮影レンズの初期位置を、最低保証温度で無限遠の距離にある被写体が被写界深度内に入る過焦点位置としたので、例えば低温時など、電力供給用のバッテリーの性能が低下したような場合には、前記ピント調整用レンズを駆動しなくても合焦が達成されることから、バッテリーの負担が減少し、最適なシャッターチャンスを逃すことなく撮影を行うことができる。
【００１８】
更に、前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００１９】
第４の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、前記撮影レンズの初期位置を、最低保証温度で無限遠の距離にある被写体が被写界深度内に入る過焦点位置としたので、例えば低温時など、電力供給用のバッテリーの性能が低下したような場合には、前記ピント調整用レンズを駆動しなくても合焦が達成されることから、バッテリーの負担が減少し、最適なシャッターチャンスを逃すことなく撮影を行うことができる。
【００２０】
更に、前記撮像素子と前記駆動制御手段とが載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００２１】
更に、前記駆動手段を内蔵すると、外部から動力を供給する必要がなく撮像ユニットを独立させることができるので好ましい。
【００２２】
更に、前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていると、外部のモータを兼用できるので、撮像ユニットを搭載する装置トータルでの低コスト化が図れる。
【００２３】
更に、前記最低保証温度は０℃であると好ましい。
【００２４】
更に、前記撮像素子及び前記制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ及び前記駆動手段を保持する回路基板を備えていると、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００２５】
第３の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、前記駆動手段により駆動されるピント調整用レンズの移動可能範囲の撮像面側の端部位置を、許容最低温度において無限の距離にある被写体に対して合焦する位置、またはそれよりも撮像面に近い位置とし、前記移動可能範囲の被写体側の端部位置を、許容最高温度において撮影を可能とする最至近距離の被写体に合焦する位置、またはそれよりも被写体側の位置としたので、前記許容最低温度と前記許容最高温度との間で高画質な画像を撮像でき、ユーザーに不満を与えることがない。
【００２６】
更に、前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００２７】
第６の本発明の撮像ユニットは、外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、前記駆動手段により駆動されるピント調整用レンズの移動可能範囲の撮像面側の端部位置を、許容最低温度において無限の距離にある被写体に対して合焦する位置、またはそれよりも撮像面に近い位置とし、前記移動可能範囲の被写体側の端部位置を、許容最高温度において撮影を可能とする最至近距離の被写体に合焦する位置、またはそれよりも被写体側の位置としたので、前記許容最低温度と前記許容最高温度との間で高画質な画像を撮像でき、ユーザーに不満を与えることがない。
【００２８】
更に、前記撮像素子と前記駆動制御手段とが載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたので、より厚みの薄い撮像ユニットを提供できる。
【００２９】
更に、前記駆動手段を内蔵すると、外部から動力を供給する必要がなく撮像ユニットを独立させることができるので好ましい。
【００３０】
更に、前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていると、外部のモータを兼用できるので、撮像ユニットを搭載する装置トータルでの低コスト化が図れる。
【００３１】
更に、前記許容最低温度は、前記撮像ユニットの性能を保証する温度範囲の最低温度であり、前記許容最高温度とは、前記撮像ユニットの性能を保証する温度範囲の最高温度であると好ましい。
【００３２】
更に、前記合焦する位置は、無限距離又は撮影を保証する最至近距離距離が被写界深度内に入っている位置であると好ましい、
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像ユニットを内蔵した携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観を示す図である。
【００３４】
図１において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄを備えた上部ボディ７１と、操作ボタン群Ｐを備えた下部ボディ７２とを、ヒンジ７３を介して連結した折り畳み自在な構成となっている。撮像ユニット１００は、上部ボディ７１内の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像光学系５０（図３）を介して外表面側から光学像を取り込めるように配置されている。なお、撮像ユニット１００は、上部ボディ７１内の表示画面Ｄの上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機Ｔは、折りたたみ式に限るものではないことは言うまでもない。
【００３５】
図２は、本実施の形態の撮像ユニット１００の斜視図である。図２に示すように、撮像ユニット１００は、撮像素子８（図４）が実装されたプリント基板１１を有している。プリント基板１１は雄コネクタＣＭを有し、この雄コネクタＣＭに対して、周辺回路ユニット１０２の基板１７に接続されたフレキシブルプリント基板ＦＰＣの雌コネクタＣＦを挿抜可能となっており、コネクタＣＭ、ＣＦを接続することで、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを介して撮像ユニット１００は、周辺回路ユニット１０２に対して信号伝達可能に接続される。周辺回路ユニット１０２については、具体的には図６を参照して説明するが、図２では、基板１７上にマイクロコンピュータ２８を代表的に実装して示しており、その他の電子回路は省略している。なお、本実施のようにコネクタを用いず、それぞれ予め対応した基板のパターンを用意し、ハンダ接続により実装するようにしてもよい
【００３６】
尚、本実施の形態では、マイクロコンピュータ２８等の電気部品は、撮像ユニット１００にフレキシブルプリント基板ＦＰＣにて接続される周辺回路ユニット１０２側に搭載されているが、これらの電気部品をプリント基板１１の裏面に予め実装した上で、表面側に外枠部材１２や撮像素子１０２を搭載すれば、より小型の構成を得ることができる。
【００３７】
側面に開口部１２ｋを形成し下端に板状のベースを形成した略円管状の外枠部材１２が、そのベース部１２ｆを、プリント基板１１上に載置するようにして取り付けられている。ベース部１２ｆ上には、モータ１２ｂが取り付けられており、その回転軸（不図示）に、ねじ１６によりギヤ１５ｇが一体的に回転するように取り付けられている。外枠部材１２の上端には、開口を有する蓋部材１３が取り付けられている。
【００３８】
図３は、図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図４は、図２、３に示す構成要素を分解して示す斜視図である。図３に示すように、外枠部材１２の内部には、プリント基板１１上に撮像素子８が載置され、撮像素子８上には、赤外線カットフィルタ７を内挿した短円管状の台座６が載置されている。
【００３９】
台座６は、像面側（図で下側）に撮像素子８に当接する脚部６ｄを有し、また物体側（図で上側）に、高さの異なる水平面６ａ、６ｂと、水平面６ａ、６ｂを連続的に繋ぐ傾斜面６ｃと（以下、カム面と称す）を略１２０°間隔で３組有している（そのカムプロファイルを図５に示す）。また、台座６の側面には凹部６ｅが形成され、これに対向する外枠部材１２の内周には凸部１２ｅが形成されており、凸部１２ｅを凹部６ｅに嵌合させることで、外枠部材１２に対して台座６の位置決めと回動を禁止するようになっている。
【００４０】
台座６の物体側に配置される撮影レンズである撮像光学系５０は、全てプラスチックから形成された第１レンズ１と第２レンズ２と第３レンズ３とを、光学有効面以外のフランジ部で相互に当接させて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。
【００４１】
この撮像光学系５０を構成する最も像側の第３レンズ３の下端には、対向する台座６に形成されたカム面６ｃに当接するようにして、突起３ａが略１２０°間隔で形成されている。また、第３レンズ３の側面には、外枠部材１２の開口部１２ｋに面した部位において、歯車１５ｇに噛合する歯車部３ｇが形成されている。尚、外枠部材１２の凸部１２ｅが案内部材を構成し、台座６のカム面６ｃと，第３レンズ３の凸部３ａ及び歯車部３ｇと，歯車１５ｇと、モータ１２ｂとが駆動手段を構成する。本実施の形態においては、プリント基板（回路基板）１１が、撮影レンズと、案内部材と、駆動手段とを保持している。
【００４２】
更に、第１レンズ１のフランジ部の物体側には座金１０が配置され、圧縮コイルバネ９が蓋部材１３と座金１０の間に組み込まれている。組み付け状態では、この圧縮コイルバネ９により撮像光学系５０と、台座６は撮像素子８方向に付勢されているため、がたつきが抑えられる。尚、本実施の形態において、撮像光学系５０を収容した部材である外枠部材１２の物体側端面から、プリント基板１１の像側面までの距離Δは１０ｍｍ以下となっている。
【００４３】
図６は、本実施の形態にかかる撮像ユニットを搭載可能な携帯電話の撮影機能ブロック図であり、撮像ユニット１００と、周辺回路ユニット１０２と、通信ユニット１０１とを分離して示している。周辺回路ユニット１０２は、撮像ユニット１００に対して撮影を行うために必要な各種制御を行うと共に、撮像ユニット１００で得られた画像信号を入力して、所定の画像処理を行い、画像データとしてメモリ等に記憶したり、外部に送信したりする機能を有するものである。具体的には、撮像ユニット１００は、撮像素子８，アナログ信号回路２５，Ａ／Ｄ変換器２６等を有し、周辺回路ユニット１０２は、マイクロコンピュータ２８、インタフェース８ｃ、不図示の電力供給部等を有している。
【００４４】
図６において、蓋部材１３の開口及び撮像光学系５０を介して、多数の光電変換素子としてのＣＭＯＳセンサを２次元的に配列してＸ−Ｙアドレス方式に形成した固体撮像素子（以下、ＣＭＯＳイメージセンサというが、ＣＣＤでも良い）８に被写体像が結像される。このＣＭＯＳイメージセンサ８は、例えば特開平１０−２２４６９６号公報に記載されているようにフォトダイオード、増幅トランジスタ及び垂直選択トランジスタ及びリセットトランジスタで構成される画素を表す単位セルをＸＹ方向にｎ×ｍ個マトリックス配列した２次元センサ部８Ａと、この２次元センサ部８Ａの垂直アドレス及び水平アドレスを指定して画素の出力を選択する垂直走査部８Ｖ及び水平走査部８Ｈとを備えている。
【００４５】
そして、２次元センサ部８Ａから読出されるアナログ画素信号は、これらに対してノイズ低減処理、増幅処理、ガンマ処理やクランプ処理を行うアナログ信号処理部２５に供給され、このアナログ信号処理部２５から出力されるアナログ画素信号がアナログ／デジタル変換器２６でデジタル画素データに変換されてインタフェース部２７を経て撮影モードを制御するマイクロコンピュータ２８に入力される。
【００４６】
ここで、ＣＭＯＳイメージセンサ８及びアナログ／デジタル変換器２６は、マイクロコンピュータ２８から入力されるコマンドに応じて制御信号を発生するタイミング信号発生回路２９（周辺回路ユニット１０２側に配置される）によって駆動制御される。このタイミング信号発生回路２９で、ＣＭＯＳイメージセンサ８の垂直走査部８Ｖ及び水平走査部８Ｈに垂直走査信号ＳＹ及び水平走査信号ＳＸを供給することにより、タイミング信号ＳＹ及びＳＸに応じた画素信号が読出されると共に、アナログ／デジタル変換器２６に対してデジタル処理信号を供給することにより、読出されたアナログ画素信号をデジタル画素データに変換する。
【００４７】
タイミング信号発生回路２９では、マイクロコンピュータ２８から撮影モードを示すコマンドが入力されたときに、全ての光電変換素子から画素信号を読出す垂直走査信号ＳＹ及び水平走査信号ＳＸを出力する。タイミング信号発生回路は、撮像ユニット１００に設けてもよい。この場合は、周辺回路ユニット１０２のマイクロコンピュータ２８と接続されている（図示しない）発振子からの基準パルスを、撮像ユニット１００側のタイミング信号発生回路が入力することで、それに応動してＣＭＯＳやＡ／Ｄ変換器を駆動させるために必要なパルスを分周させて出力させるようにできる。
【００４８】
また、インタフェース部２７は、アナログ／デジタル変換器２６から入力されるデジタル画素データをマイクロコンピュータ２８に出力すると共に、マイクロコンピュータ２８から入力されるコマンドをタイミング信号発生回路２９に出力する。
【００４９】
通信ユニット１０１は、大容量メモリＭと、液晶ディスプレイＤと、テンキーやジョグダイヤル等を含む操作部Ｐと、スピーカＳと、マイクＣと、アンテナを有し外部と無線通信を行う送受信部Ｋと、これらを制御するＣＰＵ６０とを有しており、コネクタｃｍ、ｃｆにより周辺回路ユニット１０２に着脱可能に接続されている。尚、通信ユニット１０１は不図示のバッテリを備え、コネクタｃｍ、ｃｆ、ＣＭ、ＣＦを介して、周辺回路ユニット１０２，撮像ユニット１００に電力を供給するようになっている。又、本実施の形態では、周辺回路ユニット１０２のマイクロコンピュータ２８は、通信ユニット１０１のＣＰＵ６０をホストとして制御されるようになっている。ただし、周辺回路ユニット１０２のマイクロコンピュータ２８が、ホストとして機能するようにしても良く、それは、撮像ユニット１００が組み込まれる機器に応じて適宜選択すればよい。
【００５０】
制御手段であるマイクロコンピュータ２８は、通信ユニット１０１の操作部（ボタン）Ｐの操作によりスイッチオン状態となったとき、不図示のバッテリから電力が供給され、撮影を含む所定の動作を行える状態になる。その後、通信ユニット１０１のＣＰＵ６０から、撮影などの制御コマンドが送信されたときは、マイクロコンピュータ２８は、それに応じて、撮像ユニット１００側に撮影に関する指示（ＡＦ処理に関するものを含む）を出力するようになっている。撮像ユニット１００は、マイクロコンピュータ２８の指示により撮影を行い、デジタル画素データを周辺ユニット１０２に出力する。
【００５１】
マイクロコンピュータ２８では、受信したデジタル画素データを、圧縮回路８ａに送信し、圧縮処理などの画像処理を行うことができ、受信したデジタル画素データをバッファメモリ８ｂに送信し、一時的に記憶でき、又、処理した画像信号をインタフェース８ｃを介して、通信ユニット１０１より外部の基地局に無線送信したり、画像信号や撮影条件等をメモリＭに記憶したり、電子ファインダーとしての液晶ディスプレイＤに対して、表示用の画像信号を送信したり、ＡＦ検出回路３０に画像信号を送信したりする機能を有する。
【００５２】
ピント検出手段であるＡＦ検出回路３０で行われるＡＦ処理について説明する。ＡＦ処理とは、ＣＭＯＳイメージセンサ８より入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域を対象としてＡＦ評価値の算出を行い、その算出結果に基づいて、駆動制御手段であるレンズ駆動回路３１を制御して、撮像光学系５０を駆動する処理である。
【００５３】
このＡＦ評価値は、焦点が合うほど大きい値になる特性を有しており、撮像光学系５０の位置を横軸に、ＡＦ評価値を縦軸にとりグラフを作成すると、合焦点を頂点とした山が形成される。すなわち、撮像光学系５０を移動させながら求めたＡＦ評価値を互いに比較することにより、山の頂点、つまり合焦点を求めることができる。このようにしてＡＦ評価値を求める動作を探索動作という。なお、ＡＦ評価値は、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域に対して画像信号の周波数を分析することにより算出される。周波数分析では、ソフト的に帯域通過フィルタを構成し、この帯域通過フィルタを通過した画像信号強度の積分値を算出して、その算出結果をＡＦ評価値とする。すなわち、ＡＦ評価値は、コントラスト（明暗の差）情報であり、その画像に含まれる特定周波数の強度を求める演算を行うことにより算出される。
【００５４】
本実施の形態の動作について説明する。撮像光学系５０は、撮影モード終了後には、初期位置として、最低保証温度（例えば０℃）で無限遠の距離にある被写体が被写界深度内に入る過焦点位置に戻るようになっている。従って、ユーザーが、携帯電話Ｔの操作ボタンＰを操作することで、電源スイッチをオン操作（もしくは撮影モードに設定）し撮像可能状態とした時点では、撮影光学系５０は初期位置にあるので、撮影環境において、たとえ最低保証温度であっても、撮像光学系５０を移動させることなく無限遠の被写体を撮影できるため、携帯電話Ｔのバッテリーの残量が少ない場合でも撮影を行うことができ、シャッタチャンスを逃す恐れが少ない。
【００５５】
しかるに、撮影環境の温度変化に応じて、ピントの位置ズレが生じる恐れがある。そこで、本実施の形態においては、適切なＡＦ処理を行って、撮像光学系５０をピントの合う位置へと駆動することにしている。
【００５６】
例えば撮影を所望するユーザーが、被写体に撮像光学系５０を向けた状態で操作ボタンＰを半押し等すると、それに応じてＡＦ検出回路３０でＡＦ処理が開始される。かかるＡＦ処理結果に応じて、レンズ駆動回路３１が、外部（携帯電話Ｔのバッテリ）から電力供給を受けて駆動手段であるモータ１２ｂを駆動する。モータ１２ｂの回転軸と共に歯車１５ｇが回転すると、歯車部３ｇを介してそれに噛合する撮像光学系５０を回転させる。それによりレンズ３の凸部３ｇが、カム面６ｃに沿って周方向に移動するので、撮像光学系５０は光軸方向に沿って移動することとなる。移動する位置に応じて撮像光学系５０により結像された光学像が、ＣＭＯＳイメージセンサ８で画素信号に変化されるため、ＡＦ検出回路３０は、それに基づきＡＦ評価値を求め、相互に比較して、最大ＡＦ評価値である撮像光学系５０の位置を合焦点として検出し、レンズ駆動回路３１が、その合焦点へと撮像光学系５０を駆動する。その後、ユーザーが操作ボタンＰを全押し等することで撮影開始信号を入力すると、それに応じてシャッタレリーズがなされ、ＣＭＯＳイメージセンサ８から出力された画素信号に基づき得られた画像信号がメモリＭに記憶されることとなる。
【００５７】
撮像光学系５０を構成するレンズ１〜３が温度変化により屈折率が変化するプラスチックから形成されていることにより、撮影環境で温度変化が生じるとピント位置のズレが生じる恐れがあるが、本実施の形態のように、ＡＦ検出回路３０がＡＦ処理を行って、レンズ駆動回路３１が撮像光学系５０を合焦位置へ移動させることで、温度変化に関わらず、常にピントが合った状態で撮影を行うことができ、それにより高画質な画像を得ることができる。尚、本実施の形態では、ＡＦ処理において撮像光学系５０全体を光軸方向に移動しているが、レンズ１〜３のいずれかを移動させても良い。
【００５８】
又、モータ１２ｂにより駆動されるピント調整用レンズ（ここでは撮像光学系５０のレンズ１〜３）の移動可能範囲（カム面６ｃの高低差により定まる）の撮像面側（像側）の端部位置を、許容最低温度（例えば−１０℃）において無限の距離にある被写体に対して合焦する位置、またはそれよりも撮像面に近い位置とし、移動可能範囲の被写体側の端部位置を、許容最高温度（例えば８０℃）において撮影を可能とする最至近距離の被写体に合焦する位置、またはそれよりも被写体側の位置としているので、許容最低温度と許容最高温度との間で高画質な画像を撮像でき、ユーザーに不満を与えることがない。
【００５９】
図７は、別な実施の形態を示す図６と同様な機能ブロック図である。図６に示す実施の形態では、レンズ駆動回路３１と、ＡＦ検出回路３０とは、撮像ユニット１００に組み込まれており、一方、図７に示す実施の形態では、レンズ駆動回路３１は撮像ユニット１００に組み込まれ、ＡＦ検出回路３０は周辺回路ユニット１０２に組み込まれている。すなわち、図６の実施の形態では、撮像ユニット１００の回路基板において、撮像素子であるイメージセンサ８と、ＡＦ検出回路３０とレンズ駆動回路３１とが載置されて電気的に接続され、かつ撮像光学系５０、案内部材である凸部１２ｅを含む鏡枠１２を保持しており、図７の実施の形態では、撮像ユニット１００の回路基板において、撮像素子であるイメージセンサ８と、レンズ駆動回路３１とが載置されて電気的に接続され、かつ撮像光学系５０、案内部材である凸部１２ｅを含む鏡枠１２を保持している。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
図８は、更に別な実施の形態を示す図２と同様な図である。図８に示す実施の形態においては、撮像ユニットは駆動手段としてのモータを内蔵しておらず、外部のモータの動力を用いて撮像光学系５０を移動させている。より具体的には、撮像ユニットを搭載する携帯電話において内蔵されたモータ１６は、その回転軸に結合された駆動歯車１５ａと、駆動歯車１５ａに噛合する中間歯車１５ｂと、中間歯車１５ｂに噛合する従動歯車１５ｃと、歯車１５ａ〜１５ｃを回転自在に支承するアーム１５ｄとを有している。
【００６１】
本来的には、モータ１６は、携帯電話のフリップを回動させたり、アンテナを伸ばすなどの機能のために動力を供給するものである。図８に示す点線の位置にアーム１５ｄが位置しているときは、従動歯車１５ｃが、不図示の歯車に噛合することで、歯車１５ａ〜１５ｃを介してモータ１６の動力を伝達でき、それにより携帯電話のフリップを回動させたり、アンテナを伸ばすことができる。
【００６２】
一方、図８に示す実線の位置にアーム１５ｄが位置しているときは、従動歯車１５ｃが、外枠部材１２の開口部１２ｋから露出した歯車部３ｇに噛合することで、歯車１５ａ〜１５ｃを介してモータ１６の動力を伝達でき、それにより撮像光学系５０のＡＦ駆動を行えるようになっている。尚、本実施の形態では、図６，７に示すように、レンズ駆動回路３１を撮像ユニット内に設けるようにしているが、撮像ユニットの外部に設けても良い。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明の撮像ユニットは、小型のデジタルスチルカメラや、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯端末に搭載されることが好ましいが、パソコンカメラなど他の用途にも用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、環境変化に対応しながらも高画質化及び小型化を図ることができる撮像ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる撮像ユニットを内蔵した携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観を示す図である。
【図２】本実施の形態の撮像ユニット１００の斜視図である。
【図３】図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】図２、３に示す構成要素を分解して示す斜視図である。
【図５】台座６の展開図である。
【図６】本実施の形態にかかる携帯電話の撮影機能ブロック図である。
【図７】別な実施の形態を示す図６と同様な機能ブロック図である。
【図８】更に別な実施の形態を示す図２と同様な図である。
【符号の説明】
１第１レンズ
２第２レンズ
３第３レンズ
４開口絞り
５固定絞り
６台座
７赤外線カットフィルタ
８撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）
９弾性部材
１０座金
１１プリント基板
１２外枠部材
１２ｂモータ
１３蓋部材
１６ネジ
３０ＡＦ検出回路
３１レンズ駆動回路
５０撮像光学系
１００撮像ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging unit, and more particularly, to an imaging unit that can be mounted on a mobile phone, a personal computer (personal computer), and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has become possible to easily handle digital image data due to higher performance of CPUs and development of image processing technology. In particular, in mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants), models with a display capable of displaying images are on the market, and in the near future, a dramatic improvement in wireless communication speed can be expected. It is expected that image data will frequently be transferred between them.
[0003]
In particular, recently, mobile phones equipped with an image pickup unit including a solid-state image pickup device such as a CCD as described in Patent Document 1 are commercially available, and can be used for easy image pickup. Further, the image data corresponding to the captured image can be easily transmitted to another mobile phone without using a personal computer or the like.
[Patent Document 1]
JP 2003-37758 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-093832
[Patent Document 3]
JP 2003-131103 A
[Patent Document 4]
JP 2002-072042 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the imaging unit disclosed in Patent Document 1 is advantageous in that it is small and low-cost, and does not require optical adjustment during assembly and has high productivity. In addition, although plastic is used for the photographing optical system, the focus position shifts due to temperature change, but the technique of Patent Document 1 is suitable when a low-pixel image sensor is used. Therefore, a so-called pan focus lens is employed so that the lens can be photographed from a near side to a far side within a certain allowable image quality without moving the lens for focusing.
[0005]
However, recently, it has been desired that a high-quality image can be captured even if it is a mobile phone, and therefore, there is a tendency that an image sensor has a higher pixel. On the other hand, it is difficult to mount a large-sized image pickup device for a mobile phone or the like because compactness is particularly important so that it is not bulky even if it is put in a pocket of clothes, for example. If the pixel pitch becomes smaller than before due to the increase in pixel size and size of the image sensor, if the focus position shift occurs due to the temperature change of the plastic lens, the lens must be moved for focusing. There is a problem that it becomes impossible to shoot with good image quality from the far side to the far side.
[0006]
More specifically, U≈f ² / (F × 2P) (where f is the focal length of the lens, F is the F number of the lens, and P is the pixel pitch of the image sensor), the geometrical optics is U / 2 from an infinite distance. It is in a state where it can be considered that an object at a distance of is in focus. For example, in the case of f = 3.8 mm, F = 2.8, P = 0.0032, the hyperfocal distance U≈f as the reference subject distance ² / (F × 2P) ≒ If the lens image point position at 0.8m is matched with the position of the light receiving surface of the image sensor in the direction of the optical axis, it will be focused from infinity to a distance of about 0.4m. It will be in the state. However, when the ambient temperature is changed above ± 20 ° C when the above setting is set at normal temperature, the distance that can be taken is shifted by 0.15 to 0.35 m due to the shift of the focus position, or the subject is in focus at infinity. There is a problem that will not fit.
[0007]
In order to solve such a problem, a part or all of the lens of the small image pickup unit is moved so that focusing is possible, and as described in Patent Documents 2 and 3, And a method of moving the lens based on the detection result, or a method of newly providing a correction member for correcting a temperature change as described in Patent Document 4, for example. However, when a temperature detecting unit is newly provided, a memory for recording the movement amount is newly provided, or a correction member is provided, there is a problem that the configuration becomes complicated and the imaging unit becomes large.
[0008]
Yet another problem is that in an image pickup apparatus equipped with an image pickup unit, the battery performance deteriorates at low temperatures, so that it is desired to suppress power consumption as much as possible. In addition, there is a problem of how far the shift of the focus position due to the temperature change should be corrected.
[0009]
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an imaging unit capable of achieving high image quality and miniaturization while adapting to environmental changes.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The imaging unit according to the first aspect of the present invention is driven by an imaging unit that is supplied with power from outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. A photographic lens including a focus adjustment lens that moves in accordance with the power of the means, and is composed entirely of a plastic lens; a guide member that guides the focus adjustment lens of the photographic lens so as to be movable in the optical axis direction; An optical image is formed by the lens, and an image sensor that outputs a signal corresponding thereto, a focus detection unit that detects a focus state based on the signal of the image sensor, and a detection result of the focus detection unit, A drive control means for driving to control the drive means, the image sensor, the focus detection means, and the drive control means are placed and electrically connected. In addition, since the photographing lens and the circuit board that holds the guide member are provided, the focus detection means is based on the signal of the image sensor even when a focus position shift due to a temperature change occurs. The focus state is detected, and the drive control unit controls the drive unit based on the detection result, so that an optimum focus position can be obtained, so that a higher quality image can be obtained. The present invention exhibits a higher effect when the image sensor is high pixel and small. In the circuit board, the imaging element, the focus detection unit, and the drive control unit are placed and electrically connected, and the photographing lens, the guide member, and the guide member are held. A thinner imaging unit can be provided.
[0011]
The imaging unit according to the second aspect of the present invention is driven by an imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. A photographic lens including a focus adjustment lens that moves in accordance with the power of the means, and is composed entirely of a plastic lens; a guide member that guides the focus adjustment lens of the photographic lens so as to be movable in the optical axis direction; An image pickup device that forms an optical image by a lens and outputs a signal corresponding to the image, and a drive that controls the drive unit based on a detection result of a focus detection unit that detects a focus state based on the signal of the image pickup device A drive control means for mounting, the image sensor and the drive control means are mounted and electrically connected, and hold the photographing lens and the guide member And a circuit board, so that even when a focus position shift due to a temperature change occurs, the focus detection unit detects a focus state based on the signal of the image sensor, and the detection result Since the drive control unit controls the drive unit based on the optimum focus position, a higher quality image can be obtained. The present invention exhibits a higher effect when the image sensor is high pixel and small. In addition, since the imaging element and the drive control unit are mounted and electrically connected to the circuit board, and the photographing lens, the guide member, and the driving unit are held, imaging with a smaller thickness is performed. Unit can be provided.
[0012]
Further, it is preferable to incorporate the driving means because it is not necessary to supply power from the outside and the imaging unit can be made independent.
[0013]
Furthermore, if the driving means is arranged outside the imaging unit, it can also be used as an external motor, so that the total cost of the apparatus equipped with the imaging unit can be reduced.
[0014]
Further, it is preferable that the focus adjustment lens is a lens of all the photographing lenses, and the focus adjustment is performed by moving the photographing lens integrally.
[0015]
Furthermore, it is preferable that the focus adjustment lens is a part of the photographing lens.
[0016]
Further, when the distance from the member that houses the photographing lens or the object side end surface of the photographing lens to the image side surface of the circuit board is 10 mm or less, the imaging unit is changed to a thin imaging device such as a mobile phone. Suitable for mounting.
[0017]
An imaging unit according to a third aspect of the present invention is an imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when an imaging start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. Is a photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction, and an optical image is formed by the photographic lens including a focus adjustment lens driven by a driving means, and a signal corresponding thereto An image sensor to output; a focus detection unit that detects a focus state based on a signal of the image sensor; and a drive control unit that drives the drive unit based on a detection result of the focus detection unit. In addition, the initial position of the photographing lens is a hyperfocal position where a subject at an infinite distance at the minimum guaranteed temperature enters the depth of field. When the performance of the battery for supply is reduced, focusing is achieved without driving the focus adjustment lens, reducing the battery burden and not missing the optimal photo opportunity. Shooting can be performed.
[0018]
Further, since the image pickup device, the focus detection unit, and the drive control unit are mounted and electrically connected and the circuit board that holds the photographing lens is provided, an image pickup unit having a smaller thickness can be provided.
[0019]
An imaging unit according to a fourth aspect of the present invention is an imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when an imaging start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. Is a photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction, and an optical image is formed by the photographic lens including a focus adjustment lens driven by a driving means, and a signal corresponding thereto An image pickup device for outputting, and a drive control means for driving to control the drive means based on a detection result of a focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image pickup element. The initial position is a hyperfocal position where a subject at an infinite distance at the minimum guaranteed temperature falls within the depth of field. In such a case, focusing can be achieved without driving the focus adjustment lens, so that the burden on the battery can be reduced and shooting can be performed without missing the optimal photo opportunity. it can.
[0020]
Further, since the image pickup device and the drive control means are mounted and electrically connected, and the circuit board for holding the photographing lens is provided, an image pickup unit having a thinner thickness can be provided.
[0021]
Further, it is preferable to incorporate the driving means because it is not necessary to supply power from the outside and the imaging unit can be made independent.
[0022]
Furthermore, if the driving means is arranged outside the imaging unit, it can also be used as an external motor, so that the total cost of the apparatus equipped with the imaging unit can be reduced.
[0023]
Furthermore, the minimum guaranteed temperature is preferably 0 ° C.
[0024]
Furthermore, if the image pickup device and the control means are mounted and electrically connected, and a circuit board is provided for holding the photographing lens and the drive means, an image pickup unit having a smaller thickness can be provided.
[0025]
An imaging unit according to a third aspect of the present invention is an imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when an imaging start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. Is a photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction, and an optical image is formed by the photographic lens including a focus adjustment lens driven by a driving means, and a signal corresponding thereto An image sensor to output; a focus detection unit that detects a focus state based on a signal of the image sensor; and a drive control unit that drives the drive unit based on a detection result of the focus detection unit. The end position on the imaging surface side of the movable range of the focus adjustment lens driven by the driving means is set to a subject at an infinite distance at the allowable minimum temperature. Position where the subject is close to the imaging surface, and the end position on the subject side of the movable range is focused on the subject at the closest distance that allows photographing at the maximum allowable temperature. Or the position closer to the subject than that, a high-quality image can be taken between the allowable minimum temperature and the allowable maximum temperature, and the user is not dissatisfied.
[0026]
Further, since the image pickup device, the focus detection unit, and the drive control unit are mounted and electrically connected and the circuit board that holds the photographing lens is provided, an image pickup unit having a smaller thickness can be provided.
[0027]
An imaging unit according to a sixth aspect of the present invention is an imaging unit that is supplied with power from outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal. Is a photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction, and an optical image is formed by the photographic lens including a focus adjustment lens driven by a driving means, and a signal corresponding thereto An output image sensor, and a drive control unit that drives the drive unit based on a detection result of a focus detection unit that detects a focus state based on a signal of the image sensor. The position where the end of the movable range of the focus adjustment lens to be driven on the imaging surface side is focused on a subject at an infinite distance at the minimum allowable temperature. Is a position closer to the imaging surface than that, and the position of the end of the movable range on the subject side is focused on the subject at the closest distance enabling photographing at the maximum allowable temperature, or on the subject side Therefore, a high quality image can be taken between the allowable minimum temperature and the allowable maximum temperature, and the user is not dissatisfied.
[0028]
Further, since the image pickup device and the drive control means are mounted and electrically connected, and the circuit board for holding the photographing lens is provided, an image pickup unit having a thinner thickness can be provided.
[0029]
Further, it is preferable to incorporate the driving means because it is not necessary to supply power from the outside and the imaging unit can be made independent.
[0030]
Furthermore, if the driving means is arranged outside the imaging unit, it can also be used as an external motor, so that the total cost of the apparatus equipped with the imaging unit can be reduced.
[0031]
Furthermore, it is preferable that the allowable minimum temperature is a minimum temperature in a temperature range that guarantees the performance of the imaging unit, and the allowable maximum temperature is a maximum temperature in a temperature range that guarantees the performance of the imaging unit.
[0032]
Further, the in-focus position is preferably an infinite distance or a position where the closest distance that guarantees photographing is within the depth of field.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of a mobile phone T that is an example of a mobile terminal that incorporates an imaging unit according to the present embodiment.
[0034]
In FIG. 1, the mobile phone T has a foldable structure in which an upper body 71 having a display screen D and a lower body 72 having an operation button group P are connected via a hinge 73. The imaging unit 100 is built under the display screen D in the upper body 71, and is arranged so as to capture an optical image from the outer surface side via the imaging optical system 50 (FIG. 3). Note that the imaging unit 100 may be disposed above or on the side of the display screen D in the upper body 71. Needless to say, the mobile phone T is not limited to a folding type.
[0035]
FIG. 2 is a perspective view of the imaging unit 100 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the imaging unit 100 includes a printed circuit board 11 on which the imaging element 8 (FIG. 4) is mounted. The printed board 11 has a male connector CM, and a female connector CF of a flexible printed board FPC connected to the board 17 of the peripheral circuit unit 102 can be inserted into and removed from the male connector CM. Is connected to the peripheral circuit unit 102 through the flexible printed circuit board FPC so that signals can be transmitted. The peripheral circuit unit 102 will be specifically described with reference to FIG. 6, but in FIG. 2, the microcomputer 28 is representatively mounted on the substrate 17 and other electronic circuits are omitted. ing. Instead of using a connector as in this embodiment, a corresponding substrate pattern may be prepared in advance and mounted by soldering.
[0036]
In the present embodiment, the electrical components such as the microcomputer 28 are mounted on the peripheral circuit unit 102 side connected to the imaging unit 100 by the flexible printed circuit board FPC. If the outer frame member 12 and the image sensor 102 are mounted on the front surface side after being mounted in advance on the back surface, a more compact configuration can be obtained.
[0037]
A substantially cylindrical outer frame member 12 having an opening 12k formed on the side surface and a plate-like base formed on the lower end is attached so that the base portion 12f is placed on the printed circuit board 11. A motor 12b is attached on the base portion 12f, and a gear 15g is attached to a rotating shaft (not shown) by a screw 16 so as to rotate integrally. A lid member 13 having an opening is attached to the upper end of the outer frame member 12.
[0038]
FIG. 3 is a view of the configuration of FIG. 2 taken along line III-III and viewed in the direction of the arrow. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the components shown in FIGS. As shown in FIG. 3, an imaging element 8 is placed on a printed board 11 inside the outer frame member 12, and a short circular tubular pedestal 6 with an infrared cut filter 7 inserted on the imaging element 8. Is placed.
[0039]
The pedestal 6 has a leg portion 6d that abuts the image sensor 8 on the image plane side (lower side in the figure), and on the object side (upper side in the figure), horizontal planes 6a and 6b having different heights, and a horizontal plane 6a, Three sets of inclined surfaces 6c continuously connecting 6b and (hereinafter referred to as cam surfaces) are provided at approximately 120 ° intervals (the cam profile is shown in FIG. 5). Further, a concave portion 6e is formed on the side surface of the base 6, and a convex portion 12e is formed on the inner periphery of the outer frame member 12 opposed to the concave portion 6e. Positioning and rotation of the pedestal 6 with respect to the frame member 12 are prohibited.
[0040]
An imaging optical system 50 that is a photographic lens disposed on the object side of the pedestal 6 includes a first lens 1, a second lens 2, and a third lens 3, all made of plastic, with flange portions other than the optically effective surface. They are unitized by being brought into contact with each other and fixed, and by being configured without any other member, the mutual lens interval can be assembled without error.
[0041]
At the lower end of the third lens 3 on the most image side constituting the imaging optical system 50, protrusions 3a are formed at approximately 120 ° intervals so as to abut on the cam surface 6c formed on the opposed pedestal 6. Yes. A gear portion 3g that meshes with the gear 15g is formed on the side surface of the third lens 3 at a portion facing the opening 12k of the outer frame member 12. The convex portion 12e of the outer frame member 12 constitutes a guide member, and the cam surface 6c of the base 6, the convex portion 3a and the gear portion 3g of the third lens 3, the gear 15g, and the motor 12b serve as driving means. Constitute. In the present embodiment, a printed circuit board (circuit board) 11 holds a photographing lens, a guide member, and a driving unit.
[0042]
Further, a washer 10 is disposed on the object side of the flange portion of the first lens 1, and a compression coil spring 9 is incorporated between the lid member 13 and the washer 10. In the assembled state, the image pickup optical system 50 and the pedestal 6 are urged toward the image pickup element 8 by the compression coil spring 9, so that rattling is suppressed. In the present embodiment, the distance Δ from the object side end surface of the outer frame member 12 that is a member housing the imaging optical system 50 to the image side surface of the printed circuit board 11 is 10 mm or less.
[0043]
FIG. 6 is a shooting function block diagram of a mobile phone in which the image pickup unit according to this embodiment can be mounted. The image pickup unit 100, the peripheral circuit unit 102, and the communication unit 101 are shown separately. The peripheral circuit unit 102 performs various types of control necessary for performing imaging on the imaging unit 100, inputs an image signal obtained by the imaging unit 100, performs predetermined image processing, and stores memory as image data. Etc., and has a function of transmitting to the outside. Specifically, the imaging unit 100 includes the imaging device 8, the analog signal circuit 25, the A / D converter 26, and the like, and the peripheral circuit unit 102 includes a microcomputer 28, an interface 8c, a power supply unit (not shown), and the like. have.
[0044]
In FIG. 6, a solid-state imaging device (hereinafter referred to as CMOS) formed in an XY address system by two-dimensionally arranging a number of CMOS sensors as photoelectric conversion devices through the opening of the lid member 13 and the imaging optical system 50. A subject image is formed on the image sensor 8 (which may be a CCD, though it may be an image sensor). This CMOS image sensor 8 includes, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-224696, a unit cell representing a pixel composed of a photodiode, an amplification transistor, a vertical selection transistor, and a reset transistor in an XY direction by n × m There are provided a two-dimensional sensor unit 8A arranged in a matrix, and a vertical scanning unit 8V and a horizontal scanning unit 8H for selecting a pixel output by designating a vertical address and a horizontal address of the two-dimensional sensor unit 8A.
[0045]
The analog pixel signals read from the two-dimensional sensor unit 8A are supplied to the analog signal processing unit 25 that performs noise reduction processing, amplification processing, gamma processing, and clamping processing on the analog pixel signals. The output analog pixel signal is converted into digital pixel data by the analog / digital converter 26 and input to the microcomputer 28 that controls the photographing mode via the interface unit 27.
[0046]
Here, the CMOS image sensor 8 and the analog / digital converter 26 are driven by a timing signal generation circuit 29 (located on the peripheral circuit unit 102 side) that generates a control signal in accordance with a command input from the microcomputer 28. Be controlled. The timing signal generation circuit 29 supplies the vertical scanning signal SY and the horizontal scanning signal SX to the vertical scanning unit 8V and the horizontal scanning unit 8H of the CMOS image sensor 8, thereby reading out pixel signals corresponding to the timing signals SY and SX. At the same time, by supplying a digital processing signal to the analog / digital converter 26, the read analog pixel signal is converted into digital pixel data.
[0047]
The timing signal generation circuit 29 outputs a vertical scanning signal SY and a horizontal scanning signal SX for reading out pixel signals from all photoelectric conversion elements when a command indicating a photographing mode is input from the microcomputer 28. The timing signal generation circuit may be provided in the imaging unit 100. In this case, a reference pulse from an oscillator (not shown) connected to the microcomputer 28 of the peripheral circuit unit 102 is input to the timing signal generation circuit on the imaging unit 100 side, and the CMOS or A pulse necessary for driving the A / D converter can be divided and output.
[0048]
The interface unit 27 outputs the digital pixel data input from the analog / digital converter 26 to the microcomputer 28 and also outputs a command input from the microcomputer 28 to the timing signal generation circuit 29.
[0049]
The communication unit 101 includes a large-capacity memory M, a liquid crystal display D, an operation unit P including a numeric keypad and a jog dial, a speaker S, a microphone C, and a transmission / reception unit K having an antenna and performing wireless communication with the outside, CPU 60 for controlling them and is detachably connected to the peripheral circuit unit 102 by connectors cm and cf. Note that the communication unit 101 includes a battery (not shown), and supplies power to the peripheral circuit unit 102 and the imaging unit 100 via connectors cm, cf, CM, and CF. In this embodiment, the microcomputer 28 of the peripheral circuit unit 102 is controlled with the CPU 60 of the communication unit 101 as a host. However, the microcomputer 28 of the peripheral circuit unit 102 may function as a host, which may be appropriately selected according to the device in which the imaging unit 100 is incorporated.
[0050]
When the microcomputer 28 which is a control means is switched on by operating the operation unit (button) P of the communication unit 101, power is supplied from a battery (not shown) so that a predetermined operation including photographing can be performed. Become. Thereafter, when a control command such as shooting is transmitted from the CPU 60 of the communication unit 101, the microcomputer 28 accordingly outputs an instruction related to shooting (including that related to AF processing) to the imaging unit 100 side accordingly. It has become. The imaging unit 100 performs imaging according to instructions from the microcomputer 28 and outputs digital pixel data to the peripheral unit 102.
[0051]
In the microcomputer 28, the received digital pixel data can be transmitted to the compression circuit 8a and image processing such as compression processing can be performed, and the received digital pixel data can be transmitted to the buffer memory 8b and temporarily stored. In addition, the processed image signal is wirelessly transmitted from the communication unit 101 to an external base station via the interface 8c, the image signal, shooting conditions, etc. are stored in the memory M, and the liquid crystal display D as an electronic viewfinder is stored. Thus, it has a function of transmitting an image signal for display or transmitting an image signal to the AF detection circuit 30.
[0052]
An AF process performed by the AF detection circuit 30 serving as a focus detection unit will be described. The AF process calculates an AF evaluation value for one screen input from the CMOS image sensor 8 or a predetermined area in the screen, and based on the calculation result, a lens driving circuit 31 which is a drive control means. Is a process of driving the imaging optical system 50.
[0053]
This AF evaluation value has a characteristic that it becomes a larger value as the focus is achieved. When a graph is created by taking the position of the imaging optical system 50 on the horizontal axis and the AF evaluation value on the vertical axis, the focal point is set as the vertex. A mountain is formed. That is, by comparing the AF evaluation values obtained while moving the imaging optical system 50 with each other, the peak of the mountain, that is, the focal point can be obtained. The operation for obtaining the AF evaluation value in this way is called a search operation. The AF evaluation value is calculated by analyzing the frequency of the image signal for one input screen or a predetermined area in the screen. In the frequency analysis, a band pass filter is configured in software, an integrated value of the image signal intensity that has passed through the band pass filter is calculated, and the calculation result is used as an AF evaluation value. That is, the AF evaluation value is contrast (light / dark difference) information, and is calculated by performing an operation for obtaining the intensity of a specific frequency included in the image.
[0054]
The operation of this embodiment will be described. The imaging optical system 50 returns to a hyperfocal position where an object at an infinite distance at the lowest guaranteed temperature (for example, 0 ° C.) falls within the depth of field as an initial position after the photographing mode is finished. . Accordingly, when the user operates the operation button P of the mobile phone T, the photographing optical system 50 is in the initial position when the power switch is turned on (or set to the photographing mode) to enable the photographing. Even in the shooting environment, even at the lowest guaranteed temperature, it is possible to shoot a subject at infinity without moving the imaging optical system 50. Therefore, shooting can be performed even when the battery of the mobile phone T is low, There is little risk of missing a photo opportunity.
[0055]
However, there is a possibility that a focus position shift occurs according to a temperature change in the photographing environment. Therefore, in the present embodiment, appropriate AF processing is performed to drive the imaging optical system 50 to a focused position.
[0056]
For example, when a user who wishes to take a photograph presses the operation button P halfway with the imaging optical system 50 facing the subject, the AF detection circuit 30 starts AF processing accordingly. In response to the AF processing result, the lens driving circuit 31 receives power supply from the outside (battery of the mobile phone T) and drives the motor 12b as driving means. When the gear 15g rotates together with the rotating shaft of the motor 12b, the imaging optical system 50 meshing with the gear 15g is rotated through the gear portion 3g. Accordingly, the convex portion 3g of the lens 3 moves in the circumferential direction along the cam surface 6c, so that the imaging optical system 50 moves along the optical axis direction. Since the optical image formed by the imaging optical system 50 in accordance with the moving position is changed to a pixel signal by the CMOS image sensor 8, the AF detection circuit 30 obtains an AF evaluation value based on that and compares them with each other. Thus, the position of the imaging optical system 50 that is the maximum AF evaluation value is detected as a focal point, and the lens driving circuit 31 drives the imaging optical system 50 to the focal point. Thereafter, when the user inputs a shooting start signal by fully pressing the operation button P or the like, a shutter release is performed accordingly, and an image signal obtained based on the pixel signal output from the CMOS image sensor 8 is stored in the memory M. It will be memorized.
[0057]
Since the lenses 1 to 3 constituting the imaging optical system 50 are made of plastic whose refractive index changes due to a temperature change, there is a possibility that a focus position shift occurs when a temperature change occurs in a shooting environment. As described above, the AF detection circuit 30 performs AF processing, and the lens driving circuit 31 moves the imaging optical system 50 to the in-focus position, so that the image is always in focus regardless of the temperature change. Thus, a high-quality image can be obtained. In the present embodiment, the entire imaging optical system 50 is moved in the optical axis direction in the AF process, but any one of the lenses 1 to 3 may be moved.
[0058]
Further, an end of the focus adjustment lens (here, lenses 1 to 3 of the imaging optical system 50) driven by the motor 12b on the imaging surface side (image side) of the movable range (determined by the height difference of the cam surface 6c). The position is a position that focuses on a subject at an infinite distance at an allowable minimum temperature (for example, −10 ° C.), or a position closer to the imaging surface than that, and the end position on the subject side of the movable range is Since it is at the position that focuses on the subject at the closest distance that enables shooting at the maximum allowable temperature (for example, 80 ° C.) or at a position closer to the object, the image quality is between the minimum allowable temperature and the maximum allowable temperature. Can capture a clear image and does not dissatisfy the user.
[0059]
FIG. 7 is a functional block diagram similar to FIG. 6 showing another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 6, the lens driving circuit 31 and the AF detection circuit 30 are incorporated in the imaging unit 100, while in the embodiment shown in FIG. 7, the lens driving circuit 31 is the imaging unit 100. The AF detection circuit 30 is incorporated in the peripheral circuit unit 102. That is, in the embodiment of FIG. 6, on the circuit board of the imaging unit 100, the image sensor 8, which is an imaging element, the AF detection circuit 30, and the lens driving circuit 31 are placed and electrically connected, and imaging is performed. An optical system 50 and a lens frame 12 including a convex portion 12e that is a guide member are held. In the embodiment of FIG. 7, an image sensor 8 that is an image sensor and a lens driving circuit are provided on the circuit board of the image pickup unit 100. 31 is mounted and electrically connected, and holds the imaging optical system 50 and the lens frame 12 including the convex portion 12e which is a guide member. Since other configurations are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
[0060]
FIG. 8 is a view similar to FIG. 2 showing still another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 8, the imaging unit does not incorporate a motor as drive means, and the imaging optical system 50 is moved using the power of an external motor. More specifically, the motor 16 incorporated in the mobile phone equipped with the imaging unit meshes with the drive gear 15a coupled to the rotation shaft, the intermediate gear 15b meshed with the drive gear 15a, and the intermediate gear 15b. It has a driven gear 15c and an arm 15d that rotatably supports the gears 15a to 15c.
[0061]
In essence, the motor 16 supplies power for functions such as rotating a flip of a mobile phone or extending an antenna. When the arm 15d is located at the position of the dotted line shown in FIG. 8, the driven gear 15c meshes with a gear (not shown) so that the power of the motor 16 can be transmitted via the gears 15a to 15c. The flip of the mobile phone can be rotated and the antenna can be extended.
[0062]
On the other hand, when the arm 15d is located at the position of the solid line shown in FIG. 8, the driven gear 15c meshes with the gear portion 3g exposed from the opening 12k of the outer frame member 12, so that the gears 15a to 15c are engaged. Thus, the power of the motor 16 can be transmitted to the imaging optical system 50, thereby enabling AF driving of the imaging optical system 50. In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the lens driving circuit 31 is provided in the imaging unit, but it may be provided outside the imaging unit.
[0063]
The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. The image pickup unit of the present invention is preferably mounted on a small digital still camera, a portable terminal such as a mobile phone or a PDA, but can also be used for other uses such as a personal computer camera.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an imaging unit capable of achieving high image quality and miniaturization while adapting to environmental changes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an external appearance of a mobile phone T that is an example of a mobile terminal that incorporates an imaging unit according to the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of an imaging unit 100 according to the present embodiment.
FIG. 3 is a view of the configuration of FIG.
4 is an exploded perspective view showing components shown in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIG. 5 is a development view of the pedestal 6;
FIG. 6 is a photographing function block diagram of the mobile phone according to the present embodiment.
FIG. 7 is a functional block diagram similar to FIG. 6 showing another embodiment.
FIG. 8 is a view similar to FIG. 2 showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 First lens
2 Second lens
3 Third lens
4 Aperture stop
5 Fixed aperture
6 pedestal
7 Infrared cut filter
8 Image sensor (CMOS image sensor)
9 Elastic members
10 Washer
11 Printed circuit board
12 Outer frame member
12b motor
13 Lid member
16 screws
30 AF detection circuit
31 Lens drive circuit
50 Imaging optical system
100 Imaging unit

Claims

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
駆動手段の動力に応じて移動するピント調整用レンズを含み、全てプラスチックレンズで構成される撮影レンズと、
前記撮影レンズのピント調整用レンズを光軸方向に移動可能に案内する案内部材と、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、
前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、
前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材を保持する回路基板と、を備えたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens that includes a focus adjustment lens that moves according to the power of the driving means, and is composed entirely of plastic lenses;
A guide member that guides the focus adjustment lens of the photographing lens so as to be movable in the optical axis direction;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
Drive control means for driving to control the drive means based on the detection result of the focus detection means;
An imaging unit comprising: the imaging element; the focus detection unit; and the drive control unit mounted and electrically connected, and the imaging lens and a circuit board holding the guide member.

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
駆動手段の動力に応じて移動するピント調整用レンズを含み、全てプラスチックレンズで構成される撮影レンズと、
前記撮影レンズのピント調整用レンズを光軸方向に移動可能に案内する案内部材と、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、
前記撮像素子及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズ、前記案内部材を保持する回路基板と、を備えたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens that includes a focus adjustment lens that moves according to the power of the driving means, and is composed entirely of plastic lenses;
A guide member that guides the focus adjustment lens of the photographing lens so as to be movable in the optical axis direction;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Drive control means for driving to control the drive means based on a detection result of a focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
An imaging unit comprising: the imaging element and the drive control unit mounted and electrically connected, and the imaging lens and a circuit board holding the guide member.

前記駆動手段を内蔵することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 1, wherein the driving unit is built in.

前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 1, wherein the driving unit is disposed outside the imaging unit.

前記ピント調整用レンズは、前記撮影レンズ全てのレンズであり、ピント調整は前記撮影レンズを一体的に移動することにより行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 1, wherein the focus adjustment lens is a lens for all of the photographing lenses, and the focus adjustment is performed by moving the photographing lens integrally.

前記ピント調整用レンズは、前記撮影レンズの一部のレンズであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 1, wherein the focus adjustment lens is a part of the photographing lens.

前記撮影レンズを収容する部材又は前記撮影レンズの物体側端面から、前記回路基板の像側面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a distance from a member accommodating the photographing lens or an object side end surface of the photographing lens to an image side surface of the circuit board is 10 mm or less.

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、
前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、
前記撮影レンズの初期位置を、最低保証温度で無限遠の距離にある被写体が被写界深度内に入る過焦点位置としたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction due to a change in temperature, including a focus adjustment lens driven by a driving means;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
Drive control means for driving to control the drive means based on the detection result of the focus detection means,
An imaging unit, wherein an initial position of the photographing lens is set to a hyperfocal position where a subject at an infinite distance at a minimum guaranteed temperature falls within a depth of field.

前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたことを特徴とする請求項８に記載の撮像ユニット。The image pickup unit according to claim 8, further comprising a circuit board on which the image pickup element, the focus detection unit, and the drive control unit are mounted and electrically connected, and holds the photographing lens.

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、
前記撮影レンズの初期位置を、最低保証温度で無限遠の距離にある被写体が被写界深度内に入る過焦点位置としたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction due to a change in temperature, including a focus adjustment lens driven by a driving means;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Drive control means for driving to control the drive means based on a detection result of a focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
An imaging unit, wherein an initial position of the photographing lens is set to a hyperfocal position where a subject at an infinite distance at a minimum guaranteed temperature falls within a depth of field.

前記撮像素子と前記駆動制御手段とが載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の撮像ユニット。The image pickup unit according to claim 10, further comprising a circuit board on which the image pickup element and the drive control unit are mounted and electrically connected, and holding the photographing lens.

前記駆動手段を内蔵することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 8, wherein the driving unit is built in.

前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 8, wherein the driving unit is disposed outside the imaging unit.

前記最低保証温度は０℃であることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 8, wherein the minimum guaranteed temperature is 0 ° C.

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段と、
前記ピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、
前記駆動手段により駆動されるピント調整用レンズの移動可能範囲の撮像面側の端部位置を、許容最低温度において無限の距離にある被写体に対して合焦する位置、またはそれよりも撮像面に近い位置とし、
前記移動可能範囲の被写体側の端部位置を、許容最高温度において撮影を可能とする最至近距離の被写体に合焦する位置、またはそれよりも被写体側の位置としたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction due to a change in temperature, including a focus adjustment lens driven by a driving means;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
Drive control means for driving to control the drive means based on the detection result of the focus detection means,
The end position on the imaging surface side of the movable range of the focus adjustment lens driven by the driving means is focused on an object at an infinite distance at the allowable minimum temperature, or closer to the imaging surface. Close position,
An imaging unit characterized in that an end portion position on the subject side of the movable range is a position that focuses on a subject at the closest distance enabling photographing at a maximum allowable temperature, or a position closer to the subject side. .

前記撮像素子、前記ピント検出手段及び前記駆動制御手段が載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の撮像ユニット。The image pickup unit according to claim 15, further comprising a circuit board on which the image pickup element, the focus detection unit, and the drive control unit are mounted and electrically connected, and holds the photographing lens.

外部から電力が供給されて撮像可能状態となり、外部から撮影開始信号が入力されることにより撮像を開始し、撮像した画像信号を出力する撮像ユニットにおいて、
温度の変化によりピント位置が光軸方向に移動する撮影レンズであって、駆動手段に駆動されるピント調整用レンズを含む撮影レンズと、
前記撮影レンズにより光学像を結像され、それに応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号に基づいてピント状態を検出するピント検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動する駆動制御手段と、を有し、
前記駆動手段により駆動されるピント調整用レンズの移動可能範囲の撮像面側の端部位置を、許容最低温度において無限の距離にある被写体に対して合焦する位置、またはそれよりも撮像面に近い位置とし、
前記移動可能範囲の被写体側の端部位置を、許容最高温度において撮影を可能とする最至近距離の被写体に合焦する位置、またはそれよりも被写体側の位置としたことを特徴とする撮像ユニット。In the imaging unit that is supplied with power from the outside and is ready for imaging, starts imaging when a shooting start signal is input from the outside, and outputs the captured image signal.
A photographic lens whose focus position moves in the optical axis direction due to a change in temperature, including a focus adjustment lens driven by a driving means;
An image sensor that forms an optical image by the photographing lens and outputs a signal corresponding to the optical image;
Drive control means for driving to control the drive means based on a detection result of a focus detection means for detecting a focus state based on a signal of the image sensor;
The end position on the imaging surface side of the movable range of the focus adjustment lens driven by the driving means is focused on an object at an infinite distance at the allowable minimum temperature, or closer to the imaging surface. Close position,
An imaging unit characterized in that an end portion position on the subject side of the movable range is a position that focuses on a subject at the closest distance enabling photographing at a maximum allowable temperature, or a position closer to the subject side. .

前記撮像素子と前記駆動制御手段とが載置されて電気的に接続され、かつ前記撮影レンズを保持する回路基板を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の撮像ユニット。The image pickup unit according to claim 17, further comprising a circuit board on which the image pickup element and the drive control unit are mounted and electrically connected, and holding the photographing lens.

前記駆動手段を内蔵することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 15, wherein the driving unit is built in.

前記駆動手段は、前記撮像ユニット外に配置されていることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to claim 15, wherein the driving unit is disposed outside the imaging unit.

前記許容最低温度は、前記撮像ユニットの性能を保証する温度範囲の最低温度であり、前記許容最高温度とは、前記撮像ユニットの性能を保証する温度範囲の最高温度であることを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれかに記載の撮像ユニット。The minimum allowable temperature is a minimum temperature in a temperature range that guarantees the performance of the imaging unit, and the maximum allowable temperature is a maximum temperature in a temperature range that guarantees the performance of the imaging unit. Item 21. The imaging unit according to any one of Items 15 to 20.

前記合焦する位置は、無限距離又は撮影を保証する最至近距離距離が被写界深度内に入っている位置であることを特徴とする請求項１５乃至２１のいずれかに記載の撮像ユニット。The imaging unit according to any one of claims 15 to 21, wherein the in-focus position is a position where an infinite distance or a closest distance that guarantees photographing is within a depth of field.