JP2005055714A - 携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 望遠、広角又は接写に至る広範囲な光学倍率の撮影を可能にするとともに、小型形状を維持しつつ通常の電子カメラが備える種々の機構及び機能を備えた携帯端末装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 相互に重ね合わせ可能な少なくとも２つの筐体で構成された携帯端末装置において、前記筐体の一つに配設された第１の撮像光学手段と、前記筐体の他の一つに配設された第２の撮像光学手段と、前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段及び前記第２の撮像光学手段が一体化して一つの撮像装置を構成することにより、撮像装置の厚さ方向の自由度が増し、その分必要な光学機構及び機能を装備可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯電話機及び携帯データ処理装置等の携帯端末装置に関し、特に、カメラユニット等の撮像手段を備えた携帯端末装置に関する。

カメラユニットを備えることにより撮像機能を有し、撮像した画像の電子データを記憶可能な携帯端末装置が広く利用されている。このようなカメラユニットを備えた携帯端末装置は、撮像した画像データをその携帯端末装置自体が備える通信機能を使って外部に直接伝送することができる。

このことから、カメラユニットを備えた携帯端末装置の用途は、通常のフィルムカメラやデジタルカメラのように風景や人物等を撮影することはもとより、テレビ電話のように撮影者自身の顔を撮影してその場で外部に送信したり、会社の出張先での打合せの場において製品サンプルや図面または書類等を撮影してパーソナルコンピュータ等に画像を送信する等多様である。このため、携帯端末装置に備えられるカメラユニットも、望遠撮影、広角撮影、接写撮影、ズーム撮像等の機能を備えることが強く要望されている。

一方、従来の携帯端末装置が備えるカメラユニットでは、撮像倍率の変更方法として、デジタルズーム機能（画像データの電気的処理による撮像倍率調整）を備えることで対応しているが、デジタルズーム機能では画質の劣化は免れない。

特開２００２−２６２１６４号公報は、カメラの回動位置とズーム倍率との相関性に基づいてズーム調整操作を行うズーム変更手段を備えることにより、特に、テレビ電話としての利用形態のような、顔や図面・書類の接写から、風景や人物等の望遠撮影、広角撮影に至るまでの広範囲な倍率の撮影を可能にする方式を開示している（特許文献１）。
特開２００２−２６２１６４号公報

しかし、特許文献１に開示されている携帯電話機においては、望遠、広角又は接写撮像が可能なレンズ構成を備えているものの、そのためにパンフォーカス（固定焦点）のレンズ構成の場合よりも構造が複雑化せざるを得ない。このため、カメラユニット部が大型化したり筐体の外形に凸凹が生じたりして、携帯電話機としての意匠性や携帯性が損なわれるという問題があった。

このような携帯電話機においては、影像装置を構成するために機械的な可動部品が多く使用されていることから、衝撃時に可動レンズ枠のカムピンがカム溝から外れる可能性があり耐衝撃性には問題があった。しかも、このような可動部品の多くは、光学系の構成要素であるため、カムピンやレンズ支持部品等の僅かの変形等であっても、撮像性能に著しい不具合が生じてしまうことになる。

また、従来の携帯電話機に備えられたカメラユニットでは、デジタルスチルカメラに備えられているような絞り装置、メカニカルシャッタ、光学ズーム機構又はオートフォーカス機構等は備えられておらず、これに替えて電子シャッタ、デジタルズーム等が採用されている。

電子シャッタでは、撮像素子の電荷転送時に影像素子への光入射を遮光することができないために撮像画像にスミアが生じてしまう。また電子シャッタによる光量調整範囲では、晴天時における高輝度の撮影環境から夕暮時における低輝度の撮影環境の撮影条件をカバーすることは困難であり、画質の低下を生じさせてしまう。また、デジタルズームによる撮像倍率の変更方法では、高倍率にするほど画質が低下してしまう。そして、広角側への倍率変更は撮像レンズの設定以上の倍率にはできない。また遠景からのパンフォーカス（固定焦点）であることから、近接側の撮影可能距離が長くなり、接写撮影時の焦点ボケ等が生じていた。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、薄型である携帯端末装置の携帯性を損なう事無く、望遠、広角又は接写に至る広範囲な光学倍率の撮影を可能にするとともに、通常の電子カメラが備える種々の光学的な機構及び機能を備えた携帯端末装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、相互に重ね合わせ可能な少なくとも２つの筐体で構成された携帯端末装置において、前記筐体の一つに配設された第１の撮像光学手段と、前記筐体の他の一つに配設された第２の撮像光学手段とを有し、前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段及び前記第２の撮像光学手段が一体化して一つの撮像装置を構成することを特徴とする携帯端末装置を提供するものである。

このように、本携帯端末装置においては、複数の筐体が重ね合わされた時に複数の撮像光学手段が組み合わさって一体化することにより厚さ方向の自由度が増し、その分必要な光学機構及び機能を装備可能である。

ここで、前記第１の撮像光学手段は、光を電気的信号に変換する光電変換素子を有して構成され、前記第２の撮像光学手段は、撮像倍率を固定的に変更するための撮像光学系を構成する。そして前記第２の撮像光学手段は、撮像倍率を連続的に変更するズーム手段を備えるように構成してもよい。

さらに、前記第２の撮像光学手段は、自動又は手動の焦点調整手段を備えることができる。また、前記第２の撮像光学手段は、光量調整手段を備えることができる。ここで、前記光量調整手段は、駆動手段により開閉動作されるシャッタであることを特徴とする。

上記のような種々の光学的機構を筐体のサイズを大型化することなく備えることを可能にしたのは、複数筐体の重ね合わせにより厚さ方向の自由度を増大させることができたからである。

そして、本携帯端末装置においては、前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段と前記第２の撮像光学手段とが相互に押圧された状態に維持するように前記２つの筐体を押圧する押圧手段を備える。これにより、二つの光学的結合にズレやブレが生じないように相互の物理的位置関係を確保するようにしたのである。

本発明は、相互に重ね合わせ可能な少なくとも２つの筐体で構成された携帯端末装置において、前記筐体の一つに配設された第１の撮像光学手段と、前記筐体の他の一つに配設された第２の撮像光学手段と、前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段及び前記第２の撮像光学手段が一体化して一つの撮像装置を構成することにより、撮像装置の厚さ方向の自由度が増し、その分必要な光学機構及び機能を装備可能とした。

これにより本発明は、携帯端末装置において、望遠、広角又は接写等の撮像倍率を変更する手段、焦点調整機構、光量調整機構、機械的シャッタ機構等を、装置を大型化することなく装備することを実現したのである。

以下、本発明に係る携帯端末装置を携帯電話機に適用した複数の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明に係る携帯端末装置の全体構成を示す斜視図である。

図１において、本実施例の携帯端末装置は、最終的に被写体を撮像する第１の撮像光学手段１は、撮像レンズ１２と当該撮像レンズによって結像された光学画像を電気的な映像信号に変換する撮像素子１１（図２）により構成される。撮像素子１１は、通常ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳ素子で構成されている。本携帯端末装置は、さらに、種々の装置操作用画面や撮像素子１１において電子信号に変換された撮像画像を表示可能な液晶表示装置２を備える。第１の撮像光学手段１と液晶表示手段２は、本体の一方（上半分）の筐体である筐体Ａ（３）に収納される。

一方、本体の他方（下半分）の筐体である筐体Ｂ（４）には、本装置を操作するための複数の入力キーや操作ボタン等７と、撮影倍率の変更、自動又は手動の焦点調整、光量調整等に使用される第２の撮像光学手段５と、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）とを折り畳み可能に係合する嵌合部６とを備える。

第１の撮像光学手段１は、筐体Ａ（３）の任意の位置に配設することが可能である。例えば、筐体Ａ（３）の左側の左端に配設することも可能である。

液晶表示装置は、薄型タイプの表示装置であれば、他の方式の表示装置を使用して構成することも可能であり、例えば、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置等の薄型表示手段を用いることも可能である。

第２の撮像光学手段５は、撮影倍率の変更、自動又は手動の焦点調整、光量調整等を可能にする光学部材や光学機器であればよい。また、第２の撮像光学手段５は、撮影機能の向上目的とは別に、減光効果を有するＮＤフィルタや、絵作り的な撮影効果を有する各種フィルタ（例えば、クロスカットフィルタ）等、従来の一眼レフカメラに使用される全ての光学フィルタを使用することもできる。

ところで、この第２の撮像光学手段５は、筐体Ｂ（４）に対し着脱可能に構成することができる。

第２の撮像光学手段５は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）とが閉じられた状態において対面するように配置されさえすれば、筐体Ｂ（４）の任意の位置に配設することが可能であり、例えば、筐体Ｂ（４）の左側の左端に配設することも可能である。

以下、本実施例の携帯端末装置が有する各構成要素について説明する。

第１の撮像光学手段１は、その表面側に被写体を撮像するための撮像レンズが配置され、当該撮像レンズにより結像された光を電気信号に変換する光電変換素子がその奥側に配置されている。撮像レンズは、風景や人物等の通常の撮影又は望遠撮影が可能な光学特性を有する。

液晶表示装置２は、種々の操作用画面、第１の撮像光学手段１で撮影した画像又は装置本体に内蔵されている受信部により受信した画像等を表示する表示装置である。筐体Ｂ（４）の上面に配設された操作キーによる操作や、データ入力用のキーによる入力データも表示することができる。

特に、液晶表示装置２は、撮影時の撮像画像を表示する場合は、撮像画像のモニタの役割を担い、使用者は、このモニタに表示される撮像画像を目視しながら撮影を行うことができる。

筐体Ａ（３）は、本体の上半分の筐体であり、この筐体には、第１の撮像光学手段１、液晶表示装置２の他、アンテナ１０やスピーカ９が設けられている。筐体Ｂ（４）は、本体の下半分の筐体であり、この筐体には、第２の撮像光学手段５の他、操作やデータ入力用の入力手段７、マイクロホン８が配設されている。

第２の撮像光学手段５は、主として撮影倍率の変更、自動又は手動の焦点調整、光量調整等に使用されるが、このような撮影は、この第２の撮像光学手段５単独で行われるのではなく、後に詳しく説明するように第１の撮像光学手段１と光学的に一体化された状態で行われるのである。

嵌合部６は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）とを折り畳み可能に係合する機能を有する。この嵌合部６は、筐体Ｂ（４）の上端部と、筐体Ａ（３）の下半分とが入れ子状に組み合わされた軸受け部分と、この軸受け部分に差し込まれた回転軸とにより構成される。筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）とは、この嵌合部６の機能により、互いの内面を重ねるまで、折り畳むことが可能であり、また、概ね１８０度の角度まで開くことも可能である。

そして、この嵌合部には、折り畳み時において筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）を所定の圧力で相互に押圧した状態に維持するバネ等の押圧手段（図示せず）を備える。これにより、第１の撮像光学手段と第２の撮像光学手段の光学的結合にズレやブレが生じないように、しっかりと二つの撮像光学手段相互の物理的位置関係を確保している。

本発明に係る携帯端末装置は、折り畳まれる(重ね合った状態)ことにより二つの光学手段が光学的に結合して一体化して一つの撮像装置を構成する。第１の撮像光学手段１を構成する撮像素子１１（図２）は、撮像レンズの撮像を映像信号に変換するための素子であり、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳで構成することができる。

撮影倍率の変更、自動又は手動の焦点調整、光量調整等においては、筐体Ａ（３）に配設された第１の撮像光学手段と筐体Ｂ（４）に配設された第２の撮像光学手段５が一体化され、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）とが、嵌合部６の機能により、互いの内面を重ねるまで折り畳まれた状態（閉じた状態）で使用が可能である。この時、第２の撮像光学手段５は、第１の撮像光学手段１の被写体側の直前に位置して、第１の撮像光学手段１を構成する撮像レンズと共に一つの光学経路を形成する。

また、本実施例に係る携帯端末装置の通常撮影時（背景や人物の通常の望遠撮影時）においては、使用者は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）を所定の設定角度に開いた状態で使用することも可能である。

図２は、図１に示した本携帯端末装置の第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５の構成をより詳細に記載した図である。

図２（ａ）は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）が開かれた状態を示し、図２（ｂ）は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）が閉じられて第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５が一体化されて一つの撮像装置を形成している状態を示す。

筐体Ａ（１）に設けられる第１の撮像光学手段１の構成は、上述したように固定倍率の撮像レンズ1２と撮像素子とから構成される。一方、第２の撮像光学手段５は、筐体Ｂ（４）が閉じられたときに筐体Ａ（３）と接する側に設けられたカバーガラス１５、レンズシステム１６、光量調整手段を備えるシャッタ１７等から構成されている。

本装置においては、レンズシステム１６には種々のバリエーションが存在する。その第１の形態は、撮像レンズ１２と共同して撮像倍率を固定的に変更する固定倍率レンズである。この第１の形態の固定倍率レンズは、複数種類の中から一つを選択できる構成とすることも可能である。これによって、撮像レンズ１２を単独で使用した時に撮像倍率を変更することができる。

レンズシステム１６の第２の形態は、第１の撮像レンズと共同して撮像倍率を連続的に変更するズーム手段である。ズーム機構は既知であるので詳細な説明は省略するが、本装置においては、第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５の結合によって一つの撮像装置を構成しているので、従来の携帯端末装置では不可能であったズーム機構をも取り入れることを可能にしたのである。

また、本携帯端末装置における第２の撮像光学手段５には、自動又は手動の焦点調整手段（図示せず）を備えることも可能である。焦点調整手段は、レンズシステム１６を構成する所定のレンズを光軸方向に移動させることによって行う。

さらに、第２の撮像光学手段５は、光量調整手段である絞り機構を備えることも可能である。図２では、光量調整手段を備えるシャッタ１７が設けられている。このシャッタ１７は駆動手段により開閉動作される。

図３は、本携帯端末装置に用いられる光量調整機能を有するシャッタの例を示す。
図３に示すように、シャッタ１７は、第１のシャッタ羽根２１Ａと第２のシャッタ羽根２１Ｂからなるシャッタ羽根２１と、これを駆動する駆動モータ２０と、シャッタ羽根２１を回動可能に収納するブラケット２５とから構成される。

図３において、第１のシャッタ羽根２１Ａはブラケット２５に設けられた第１支点２２を中心に、そして第２のシャッタ羽根２１Ａはブラケット２５に設けられた第２支点２３を中心にそれぞれ回動するように取り付けられており、電磁駆動モータ２０が突起２４を矢印方向に移動させることにより、開口穴が形成されたり閉じられたりするように構成されている。図３は、シャッタ１７が閉じられた状態を示している。光量調整機能を絞り機構として動作させる場合は、電磁駆動モータ２０による突起２４の（図３のＡ方向への）移動量を変更することにより達成される。

図４は、第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５の構成を、図２に示した構成とは異なる構成とした例を示す。この例では、レンズシステム１６が、第１の撮像光学手段１内に組み込まれ、第１の撮像光学手段５は、カバーガラス１５と光量調整手段である絞り機構及び（又は）シャッタ機構１７で構成されている。

図４（ａ）は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）が開かれた状態を示す。筐体Ａ（３）側の第１の撮像光学手段１には、レンズシステム１６が組み込まれているので、液晶表示装置２（図１）の面側に突出した凸形状を成す。一方、筐体Ｂ（４）側の第２の撮像光学手段５は、薄いカバーガラス１５とシャッタ機構１７で構成されていることから、入力キー７（図１）面側において後退した凹形状を成す。

図４（ｂ）は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）が閉じられた状態を示す。筐体Ａ（３）側の第１の撮像光学手段１の凸部は、筐体Ｂ（４）側の第２の撮像光学手段５における凹部と嵌合状態となって収納される。これにより、本携帯端末装置は、その収納形状が大型化し又はケースの一部に凹凸が生じて携帯性が損なわれることがない。さらに、この収納状態において、第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５が一体化されて一つの撮像装置を形成するのである。

ここで、第１の撮像光学手段１を構成するレンズシステム１６には、固定倍率レンズ、ズーム手段等の種々のバリエーションが存在する。また、この第１の撮像光学手段１には、自動又は手動の焦点調整手段（図示せず）を備えることも可能である。焦点調整手段は、レンズシステム１６を構成する所定のレンズを光軸方向に移動させることによって行う。

一方、第２の撮像光学手段５は、光量調整手段である絞り機構及び（又は）シャッタ機構１７を備える。

ここで、第１の撮像光学手段１に結像光学系全体を構成するレンズシステムを配置し、第２の撮像光学手段５にシャッタ機構１７を配置した場合、前記結像光学系のレンズシステム１６は一体であるために精度良く製作可能であり、またシャッタ機構１７は開口を大きく設定すれば、その分だけ嵌合位置精度を必要としていないので、嵌合部の精度が不要である。

図５は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）の重ね合せ機構の第２の形態を示す。

この第２の形態の携帯端末装置においては、図１に示した第１の形態に係る携帯端末装置の嵌合部６に代えて回転軸４６が備えられている。この回転軸４６は、筐体Ａ（４３）の背面（液晶モニタが配設された面の裏側の面）と、筐体Ｂ（４４）の内面（操作キー及びデータ入力用キーが配設された面）とを互いに対面させたままの状態で、両者を、該回転軸４６を軸として互いに回転せしめることができる機能を有する。なお、この回転角度は制限が無いように構成することが可能である。

図６は、筐体Ａ（３）と筐体Ｂ（４）の重ね合せ機構の第３の形態を示す。

本第３の形態の携帯端末装置においては、図１に示した第１の形態に係る携帯端末装置の嵌合部６に代えてスライド溝５６が備えられている。このスライド溝５６は、筐体Ａ（４３）の背面（液晶モニタが配設された面の裏側の面）と、筐体Ｂ（４４）の内面（操作キー及びデータ入力用キーが配設された面）とを互いに対面させたままの状態で、両者を、該スライド溝５６に沿って互いに摺動せしめることができる機能を有する。

以上、本発明に係る携帯端末装置を携帯電話機に適用した場合の複数の実施の態様について説明したが、本発明を、撮影ユニットを有する個人情報端末装置（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）等のデータ処理装置に適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、カメラユニット等の撮像手段を備えた携帯電話機等の携帯端末装置に関するものであって、産業上に利用性を有する。

本発明に係る携帯端末装置の基本的な全体構成を示す斜視図である。 図１に示した本携帯端末装置の第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５の構成を詳細に記載した図である。 本携帯端末装置に用いられる光量調整機能を有するシャッタの例を示す 第１の撮像光学手段１と第２の撮像光学手段５の異なる構成の例を示す。 筐体重ね合せ機構の第２の形態を示す。 筐体重ね合せ機構の第３の形態を示す。

符号の説明

１ 第１の撮像光学手段
２ 液晶表示装置
３，４３ 筐体Ａ
４，４４ 筐体Ｂ
５ 第２の撮像光学手段
６ 嵌合部
１１ 撮像素子（撮像手段）
１２ 撮像レンズ
１６ レンズシステム
１７ シャッタ
４６ 回転軸
５６ スライド溝

Claims (7)

1. 相互に重ね合わせ可能な少なくとも２つの筐体で構成された携帯端末装置において、
   前記筐体の一つに配設された第１の撮像光学手段と、
   前記筐体の他の一つに配設された第２の撮像光学手段と、を有し
   前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段及び前記第２の撮像光学手段が一体化して一つの撮像装置を構成することを特徴とする携帯端末装置。
2. 前記第１の撮像光学手段は、光を電気的信号に変換する光電変換素子を有していることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
3. 前記第２の撮像光学手段は、撮像倍率を変更するための撮像光学系であることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末装置。
4. 前記第２の撮像光学手段は、自動又は手動の焦点調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末装置。
5. 前記第２の撮像光学手段は、光量調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末装置。
6. 前記光量調整手段は、駆動手段により開閉動作されるシャッタであることを特徴とする請求項５に記載の携帯端末装置。
7. 前記筐体が重ね合わされた時に、前記第１の撮像光学手段と前記第２の撮像光学手段とが相互に押圧された状態に維持するように前記２つの筐体を押圧する押圧手段を備える請求項１に記載の携帯端末装置。

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