JP3704271B2 - 撮像装置およびこれを備えた携帯電話 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の方向から光学情報を取込むことのできる撮像装置およびこれを備えた携帯電話に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話に組込まれる撮像装置としては、図１７に示す構造のものが採用されていた。すなわち、この撮像装置は、受光面１０を有する撮像素子２と、受光面１０に結像するように受光面１０から一定の距離だけ離して配置されたレンズ３とを備えていた。この構造では、レンズ３に入射した光が撮像素子２の受光面１０に結像し、図１８に示す円形の範囲（以下、「イメージサークル」という。）６に像が得られていた。通常は、イメージサークル６の内部で、たとえば長方形などの形状で規定される一定の領域（以下、「画像情報検出領域」という。）１１について、画像情報を検出して利用が行われていた。
【０００３】
携帯電話の本体の姿勢を大きく変えることなく異なる２以上の方向の光景を撮影するためには、この撮像装置を含む部分ごと回転できる構造のものが考えられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、携帯電話において、撮像装置を含む部分が回転できる構造であると、ユーザの使用の下で回転を繰返すうちに、故障しやすく、耐久性に劣る。そこで、撮像装置自体の向きを回転させず固定することとし、代りに、異なる方向を向く複数のレンズをあらかじめ設けた構造が考えられる。すなわち、たとえば、図１９に示すように、１つのレンズ３ａは従来どおり受光面１０の法線方向から入射する光を通過させ、他のレンズ３ｂは、受光面１０と平行な方向から入射する光を通過させるように配置し、レンズ３ｂを通過した光についてはミラー４で反射させることによって、進行方向を受光面１０に向かうように変更することが考えられる。この場合、限られた面積の１つの受光面１０の異なる部位にそれぞれ結像させることとしても、図２０に示すようにイメージサークル６ａ，６ｂ同士が互いに重なり合う部分があり、その範囲では、両方のレンズ３ａ，３ｂからの光が互いに干渉し合う。各イメージサークルの内部で画像情報検出領域１１ａ，１１ｂにこの重なり合う部分が含まれると、正しい画像情報を得ることができなくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、限られた面積の１つの受光面において、複数のレンズによる結像をそれぞれ行なっても、イメージサークル同士が重なり合うことなく、正しい画像情報を得ることのできる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく撮像装置は、第１の方向から入射する光を通過させる第１のレンズと、上記第１の方向と異なる第２の方向から入射する光を通過させる第２のレンズと、上記第１のレンズを通過する光および上記第２のレンズを通過する光を受光する受光面と、遮光板と、上記受光面を保護するために上記受光面に略平行な板状部を含む透光性部材とを備え、上記遮光板は、上記第１のレンズを通過して上記受光面に向かう第１の光束と、上記第２のレンズを通過して上記受光面に向かう第２の光束とが上記受光面上で互いに重なり合わないように上記両光束の間を遮るものであり、上記透光性部材は、上記遮光板の配置に対応して分割された複数の透光性部材片からなり、上記各透光性部材片は、それぞれ上記遮光板を挟み込むように配置されており、上記各透光性部材片と上記遮光板とは、一体のものとして形成されており、上記透光性部材片は、上記板状部と上記受光面との距離を一定に維持するために、上記板状部から延在して上記受光素子に接する少なくとも２方の側壁を含む。
【０００７】
上記構成を採用することにより、各レンズにそれぞれ異なる方向からの光が入射した場合でも、２つの光束は、受光面上で重ならないように遮光板によって遮られているので、受光面上に生じる各イメージサークルは、互いに干渉し合うことなく、形成される。したがって、それぞれ正しい画像情報を得ることが可能となる。
【０００９】
上記構成を採用することにより、透光性部材は、透光性部材片ごとに分割されているため、遮光板の設置を妨げることなく、受光面への異物の付着防止、吸湿防止を図ることができる。
【００１０】
上記構成を採用することにより、上記各透光性部材片と上記遮光板とは、一体のものとして形成されているので、撮像装置の組立て時の部品点数を減らすことができ、組立てが容易となる。
【００１１】
上記構成を採用することにより、上記透光性部材片は、上記板状部と上記受光面との距離を一定に維持するために、上記板状部から延在して上記受光素子に接する少なくとも２方の側壁を含むので、透光性部材の側壁を、受光素子の表面に当接して組立てるだけで、板状部の受光面からの距離が所望の値になり、かつ板状部と受光面とが所望の精度で平行になる。したがって、組立てが容易になる。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記側壁は、上記遮光板との組み合わせによって、上記透光性部材片と上記受光面との間の空間を取囲んでいる。この構成を採用することにより、受光面の分割された領域ごとに受光面近傍の空間を密封することができ、受光面１０への異物の付着や、受光面１０による吸湿をより確実に防止できる。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記第１のレンズを通過した光および上記第２のレンズを通過した光の少なくとも一方の進行方向を上記受光面に向かうように変更する進行方向変更手段を備える。この構成を採用することにより、第１のレンズと第２のレンズが全く異なる方向を向いていても、通過した光を１つの受光面に向かわせることが可能となる。
【００１４】
また、本発明に基づく携帯電話は、上記のいずれかの撮像装置を備える。この構成を採用することにより、回転する構造を持つことなく、２以上の方向の光景を撮影し、かつ、正常な画像情報を得ることのできる携帯電話とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
図１に本実施の形態における撮像装置の外観を示す。この撮像装置は、互いに垂直な２方の光景を撮影できるように、レンズマウンタ１の互いに垂直な２つの外表面に、レンズ開口部１ａ，１ｂがそれぞれ設けられている。内部の構造の概略を図２に示す。この撮像装置は、受光面１０を有する撮像素子２と、レンズ開口部１ａ，１ｂを通じてそれぞれ光を入射させるレンズ３ａ，３ｂと、レンズ３ｂを通過した光の進行方向を受光面１０に向かうように変更する進行方向変更手段としてのミラー４と、遮光板５とを備える。遮光板５は、レンズ３ａを通過して受光面１０に向かう光束と、レンズ３ｂを通過して受光面１０に向かう光束とが受光面１０上で互いに重なり合わないように両光束の間を遮るためのものであって、受光面１０と接触している必要はないが、遮光板５の両側でそれぞれ結像しようとする光同士の干渉を防止できる程度に下端を受光面１０に接近させて配置される。上端も、受光面１０から見て上述の干渉を防止できる程度に高い位置にある。なお、遮光板５は、樹脂などの成形品や、金属板の表面にコーティングなどによって反射防止処理を施したものであってもよい。また、遮光板５は、光束の透過を遮ることができるものであれば、板状部材に限らず、フィルム状のものであってもよい。
【００１６】
（作用・効果）
レンズ３ａを通過した光束とレンズ３ｂを通過した光束との間を遮光板５が遮っているので、レンズ３ａ，３ｂを介してそれぞれ異なる方向からの光が入射した場合でも、図３に示すように、各レンズ３ａ，３ｂからの光は、互いに交わり合うことなく、受光面１０のそれぞれ対応する領域に向かうこととなる。したがって、イメージサークル６ａ，６ｂは、図４に示すように、互いに重なり合うことなく、受光面１０の遮光板５で隔てられた各領域に形成される。受光面１０のうち、遮光板５で隔てられた各領域にそれぞれ画像情報検出領域１１ａ，１１ｂを設けることとすれば、他のレンズからの光の影響を受けない正しい画像情報を得ることができる。
【００１７】
（実施の形態２）
（構成）
一般に、撮像装置においては、異物が受光面１０に付着することを防止し、また、受光面１０の吸湿を防止するために、受光面１０の近傍に、受光面１０と平行に板状部材である透光性部材７が配置されている。ただし、透光性部材７と受光面１０とは接近しすぎると干渉縞が発生するなどの不都合を生じるため、そのような不都合を生じない程度に一定の距離だけ離れている。
【００１８】
本実施の形態における撮像装置は、実施の形態１で述べた構成に加えて、図５に示すように透光性部材７を備えている。もっとも、遮光板５が存在し、遮光板５の下端から受光面１０までの距離は、透光性部材７から受光面１０までの距離に比べて小さいため、幾何学的には、透光性部材７と遮光板５とは交差する必要が生じる。したがって、遮光板５を設置する場合、従来の一枚物の透光性部材７をそのまま使用することはできない。そこで、図６に示すように、透光性部材７は、上方から見た遮光板５による配置に対応するように分割された透光性部材片７ａ，７ｂからなり、各透光性部材片７ａ，７ｂは、図５に示すように、遮光板５を挟み込むように配置されている。
【００１９】
（作用・効果）
透光性部材７は、遮光板５の配置に対応するように透光性部材片７ａ，７ｂに分割されているため、遮光板５の設置を妨げることなく、受光面への異物の付着防止、吸湿防止を図ることができる。
【００２０】
各透光性部材片７ａ，７ｂは、遮光板５を挟み込むように配置されているため、受光面１０から所望の距離において略同一平面内に位置するようにすることができ、遮光板５の存在にかかわらず、従来の一枚物の透光性部材片７と同様の役割を果たすことができる。
【００２１】
図７に示すように遮光板５と、透光性部材片７ａ，７ｂとをあらかじめ一体物として形成することとすれば、撮像装置の組立て時の部品点数を減らすことができ、組立てが容易となるため、好ましい。
【００２２】
透光性部材片７ａ，７ｂを単なる透光性の材料でなく、ＩＲ（Infrared）フィルタなどの光学的特性を有するものにすれば、別個の部品で他の箇所にＩＲフィルタなどを配置する必要がなくなり、部品点数の低減および薄型化が可能となるため、好ましい。
【００２３】
（実施の形態３）
（構成）
本実施の形態における本実施の形態における撮像装置の主要部分を図８に示す。この撮像装置は、基本的には実施の形態２と同様であるが、板状部材であった透光性部材７の代りに、図９に示すようにコの字形の部材である透光性部材８を備えている。透光性部材８は、図１０に示すように、遮光板５の配置に対応して、透光性部材片８ａ，８ｂに分割され、透光性部材片が遮光板５を挟み込んで配置されている。透光性部材８は、図９に示すように、板状部１２から延在して受光素子２に接する側壁１３を、平行な２方の辺に含んでいることによってコの字形となっている。この側壁１３は、側壁１３を受光素子２の表面に当接して組立てたときに板状部１２の受光面１０からの距離が所望の値になり、かつ板状部１２と受光面１０とが所望の精度で平行になるようにするためのものである。したがって、側壁１３の高さ、形状は、この目的を達成できる程度の高精度なものとなっている。
【００２４】
（作用・効果）
透光性部材８が、単なる板状でなく、２方に側壁１３を有するコの字形となっているため、透光性部材８の側壁１３を、受光素子２の表面に当接して組立てるだけで、板状部１２の受光面１０からの距離が所望の値になり、かつ板状部１２と受光面１０とが所望の精度で平行になる。したがって、組立てが容易になる。
【００２５】
また、側壁１３によって、受光面１０への異物の付着や吸湿もある程度抑制される。
【００２６】
なお、図１１に示すように遮光板５と、透光性部材片８ａ，８ｂとをあらかじめ一体物として形成することとすれば、撮像装置の組立て時の部品点数を減らすことができ、組立てが容易となるため、好ましい。
【００２７】
（実施の形態４）
（構成）
本実施の形態における本実施の形態における撮像装置の主要部分を図１２に示す。この撮像装置は、基本的には実施の形態３と同様であるが、図１３に示すように透光性部材８がコの字形の部材でなく、コの字形の部材にさらに１つの面を加えた形状の部材となっている。透光性部材８は、図１４に示すように、遮光板５の配置に対応して、透光性部材片８ａ，８ｂに分割され、透光性部材片が遮光板５を挟み込んで配置されている。
【００２８】
（作用・効果）
本実施の形態における透光性部材８は、コの字形に１つの面を加えた形状であるため、図１２に示す向きで遮光板５を挟み込んで配置することで、受光面１０の分割された領域ごとに受光面１０近傍の空間を密封することができる。したがって、受光面１０への異物の付着や、受光面１０による吸湿をより確実に防止できる。
【００２９】
また、側壁１３の高さ、形状を高精度に形成すれば、実施の形態３におけるコの字形の透光性部材８の場合と同様に、板状部１２の受光面１０からの距離を所望の値にし、かつ板状部１２と受光面１０とが所望の精度で平行にするという効果も、変わらず発揮することができる。
【００３０】
なお、図１５に示すように遮光板５と、透光性部材片８ａ，８ｂとをあらかじめ一体物として形成することとすれば、撮像装置の組立て時の部品点数を減らすことができ、組立てが容易となるため、好ましい。図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線における矢視断面図を図１６に示す。
【００３１】
なお、上記各実施の形態では、レンズ３ａを通過した光は、直接、受光面１０に向かい、レンズ３ｂを通過した光は、進行方向変更手段としてのミラー４で進行方向を変更させられた後に受光面１０に向かう構造を例示しているが、２つのレンズを通過した光のいずれもが、進行方向変更手段によって進行方向を変更させられる構造であってもよい。また、２つのレンズを通過した光のいずれもについて、進行方向変更手段が存在せず、直接、受光面１０に向かう構造であってもよい。
【００３２】
また、上記各実施の形態では、レンズの数は２つである構造を例示しているが、レンズの数は２つに限られず、２つより多くてもよい。
【００３３】
（実施の形態５）
本実施の形態における携帯電話（図示省略）は、上記各実施の形態に述べた撮像装置を備える。そのため、携帯電話使用時に異なる２以上の方向の光景を撮影したい場合においても、携帯電話の一部を回転させることなく、容易に２以上の方向を撮影することができる。したがって、撮影のために回転する部分のない携帯電話とすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００３４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、各レンズにそれぞれ異なる方向からの光が入射した場合でも、２つの光束は、受光面上で重ならないように遮光板によって遮られているので、受光面上に生じる各イメージサークルは、互いに干渉し合うことなく、形成される。この各領域にそれぞれ画像情報検出領域を設けることとすれば、他のレンズからの光の影響を受けない正しい画像情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく実施の形態１〜４における撮像装置の斜視図である。
【図２】 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の主要部の配置を示す斜視図である。
【図３】 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の動作の説明図である。
【図４】 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の受光面の説明図である。
【図５】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の主要部の配置を示す斜視図である。
【図６】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の透光性部材と遮光板との関係を示す説明図である。
【図７】 本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の透光性部材と遮光板とを一体化した状態を示す斜視図である。
【図８】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の主要部の、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図９】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の透光性部材の、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の透光性部材と遮光板との関係を示す説明図である。
【図１１】 本発明に基づく実施の形態３における撮像装置の透光性部材と遮光板とを一体化した状態を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】 本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の主要部の、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１３】 本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の透光性部材の、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】 本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の透光性部材と遮光板との関係を示す説明図である。
【図１５】 本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の透光性部材と遮光板とを一体化した状態を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１６】 本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の透光性部材と遮光板とを一体化した状態の、ＸＶＩ−ＸＶＩ線に関する矢視断面図である。
【図１７】 従来技術に基づく撮像装置の主要部の配置を示す斜視図である。
【図１８】 従来技術に基づく撮像装置の受光面の説明図である。
【図１９】 従来技術に基づく撮像装置であって、レンズが２つある場合の主要部の配置を示す斜視図である。
【図２０】 従来技術に基づく撮像装置であって、レンズが２つある場合の受光面の説明図である。
【符号の説明】
１ レンズマウンタ、１ａ，１ｂ レンズ開口部、２ 撮像素子、３，３ａ，３ｂ レンズ、４ ミラー、５ 遮光板、６，６ａ，６ｂ イメージサークル、７，８ 透光性部材、７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ 透光性部材片、１０ 受光面、１１，１１ａ，１１ｂ 画像情報検出領域、１２ 板状部、１３ 側壁。

Claims (4)

1. 第１の方向から入射する光を通過させる第１のレンズと、
   前記第１の方向と異なる第２の方向から入射する光を通過させる第２のレンズと、
   前記第１のレンズを通過する光および前記第２のレンズを通過する光を受光する受光面と、
   遮光板と、
   前記受光面を保護するために前記受光面に略平行な板状部を含む透光性部材とを備え、
   前記遮光板は、前記第１のレンズを通過して前記受光面に向かう第１の光束と、前記第２のレンズを通過して前記受光面に向かう第２の光束とが前記受光面上で互いに重なり合わないように前記両光束の間を遮るものであり、
   前記透光性部材は、前記遮光板の配置に対応して分割された複数の透光性部材片からなり、
   前記各透光性部材片は、それぞれ前記遮光板を挟み込むように配置されており、
   前記各透光性部材片と前記遮光板とは、一体のものとして形成されており、
   前記透光性部材片は、前記板状部と前記受光面との距離を一定に維持するために、前記板状部から延在して前記受光素子に接する少なくとも２方の側壁を含む、撮像装置。
2. 前記側壁は、前記遮光板との組み合わせによって、前記透光性部材片と前記受光面との間の空間を取囲んでいる、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１のレンズを通過した光および前記第２のレンズを通過した光の少なくとも一方の進行方向を前記受光面に向かうように変更する進行方向変更手段を備える、請求項１または２に記載の、撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置を備えた携帯電話。

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