JP4191501B2 - 携帯情報端末装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCD等の撮像素子を含むカメラユニットを備えた携帯電話機あるいは携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年において、画像信号を送受信できる携帯電話機あるいは携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末装置が開発されている。例えば、カメラユニットを搭載した携帯電話機としては、図10に示すように、種々の操作を行う操作釦が配置された本体1、種々の情報を表示する表示部(液晶モニター)が配置された蓋体2、蓋体2を本体1に対して開閉自在に連結するヒンジ部3、ヒンジ部3の内部空間に配置されて被写体光の進行方向を変更する反射ミラー4,レンズ光学系5,CCD(電荷結合素子)6を含むカメラユニット等を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、カメラユニットを搭載した他の携帯電話機としては、図11に示すように、操作釦及び表示部(液晶モニター)が配置された本体1´、蓋体を本体1´に開閉自在に連結するヒンジ部、本体1´の内部空間に配置されて被写体光の進行方向を変更するプリズム4´及びCCD(電荷結合素子)6´を含むカメラユニット等を備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−290523号公報
【特許文献2】
特開2001−223924号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の携帯情報端末装置(携帯電話機)においては、撮影窓から進入した被写体光は、その進行方向が略直角に変更された後、そのままCCD6,6´の撮像面に進入するようになっている。すなわち、CCD6,6´の撮像面がヒンジ部3の軸線方向に向かうように又は本体1´の側面に対向するように配置される構成となっている。
【0006】
したがって、カメラユニットがヒンジ部3の内部空間に配置される構成では、一般的なヒンジ部3の内部空間は非常に狭いため、CCD6を保持するパッケージ及び付属品等の収容をも考慮すると、CCD6としては画素数が少ない小さなものしか採用できず、CCDの大型化(高画素化)が困難であった。一方、大きいCCDを配置できるようにするためには、ヒンジ部3の外径Dを大きくする必要があり、装置の大型化、重量化を招くことになる。
【0007】
また、カメラユニットが本体1´の内部空間に配置されCCD6´が本体1´の側面と対向する構成では、本体1´の厚さ寸法により、収容されるCCD6´の大きさが制約される。したがって、高画素の(大きい)CCDを配置できるようにするためには、本体1´の厚みD´を厚くする必要があり、前述同様に装置の大型化、重量化を招くことになる。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、CCD等の撮像素子の高画素化(大型化)を図りつつ、全体として小型化、軽量化を図ることのできるカメラユニットを搭載した携帯電話機あるいは携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯情報端末装置は、操作釦が配置された本体と、表示部が配置された蓋体と、蓋体を本体に対して開閉自在に連結する連結部と、被写体を撮影するためのカメラユニットと、を備えた携帯情報端末装置であって、上記連結部は、一対のヒンジ部と、一対のヒンジ部の間において本体又は蓋体の一部を画定するように形成された筒状部とを含み、上記カメラユニットは、進入した被写体光の進行方向を変更する第1の変更要素と、第1の変更要素の下流側に配置されて被写体光の進行方向を変更する第2の変更要素と、第1の変更要素と第2の変更要素の間に配置されて撮影倍率を可変にする変倍レンズ光学系と、第2の変更要素の下流側に配置されて被写体を撮像する撮像素子と、第1の変更要素,変倍レンズ光学系,第2の変更要素,及び撮像素子を組み込むと共に筒状部の領域に配置されるユニットケースとを含み、撮像素子は、本体又は蓋体内に位置するようにユニットケースに固定されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、例えば撮影窓(レンズ光学系の一部としてのレンズを含んでもよい)から進入した被写体光は、第1の変更要素により進行方向が変更され、続いて、変倍レンズ光学系を通過し、その後、第2の変更要素により再び進行方向が変更されて、撮像素子に入射する。それ故に、変倍レンズ光学系をもつカメラユニットを搭載する携帯情報端末装置において、第1の変更要素に進入する被写体光の進入方向における外径寸法あるいは厚み寸法を小さくしつつ、大型(高画素)の撮像素子を採用することができる。
また、カメラユニットはその構成要素を組み込むユニットケースごと、ヒンジ部の内部空間あるいはヒンジ部の一側面領域ではなく、本体又は蓋体の一部を画定する筒状部の領域(ここで、筒状部の領域とは、筒状部を画定する空間と本体又蓋体の内部空間との連通領域(筒状部の付根領域)及びその近傍の領域をも含む)に配置されるため、ヒンジ部の機械的強度を確保し又ヒンジ部の小型化(小径化)を行いつつ、大型(高画素)の撮像素子を採用することができる。
特に、本体又は蓋体の一部を画定する筒状部の領域において、ユニットケースによりモジュール化されたカメラユニットが配置されかつ撮像素子が本体又は蓋体の内に位置するようにユニットケースに固定されるため、筒状部の外径寸法に制約されることなく、すなわち、筒状部の小型化等を図りつつ、大型(高画素)の撮像素子を配置することができ、又、撮像素子と制御回路等との電気的配線を容易に行うことができる。
【0013】
上記構成の携帯情報端末装置において、ユニットケースは、第1の変更要素に入射する光軸方向に対して第2の変更要素から射出される光軸方向がねじれの位置関係となるべく、第1の変更要素,第2の変更要素,及び撮像素子を組み込むように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、撮像素子を、本体又は蓋体の表面に対して傾斜させることで、本体又は蓋体の側壁から離れた位置に配置することができ、より大きい撮像素子を採用することができる。
【0016】
上記構成の携帯情報端末装置において、第1の変更要素は、進入した被写体光を一対のヒンジ部の軸線と略平行な方向に変更させるプリズム又は反射ミラーであり、第2の変更要素は、変倍レンズ光学系を通過した被写体光を一対のヒンジ部の軸線と略直角な方向に変更させるプリズム又は反射ミラーである、構成を採用できる。
この構成によれば、例えば撮影窓等から進入した被写体光は、プリズム又は反射ミラー(第1の変更要素)によりヒンジ部の軸線と略平行な方向に進行し、続いて変倍レンズ光学系を通過し、その後プリズム又は反射ミラー(第2の変更要素)によりヒンジ部の軸線と略直角な方向に進行し、撮像素子に入射する。したがって、ヒンジ部(外径寸法)の制約を受けない大型(高画素)の撮像素子を採用することができ、又、ヒンジ部の領域に配置されるカメラユニットの構造を簡略化及び小型化でき、装置全体を薄型化あるいは小型化できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図8は、本発明に係るカメラユニットを備えた携帯情報端末装置(ここでは、携帯電話機)の一実施形態を示すものであり、図1は携帯電話機を正面側から見た外観斜視図、図2は携帯電話機を背面側から見た外観斜視図、図3は側面図及び平面図、図4はカメラユニットの模式図、図5ないし図8はカメラユニットの断面図である。
【0018】
この携帯電話機は、図1に示すように、種々の操作釦11が配置された本体10と、種々の情報を表示する表示部(液晶モニター)21及びアンテナ22が配置された蓋体20とにより、全体の輪郭が形成されている。蓋体20は、本体10に対して一対のヒンジ部23により軸線S回りに回動自在に連結されて、使用時には蓋体20を開け、非使用時には蓋体20を閉じるようになっている。
【0019】
すなわち、本体10には、図1ないし図3に示すように、操作釦11が配列された表面から上方に略畝状に突出する筒状部12が形成され、筒状部12の両端には、軸受穴(不図示)が形成されている。筒状部12は、内部が空洞になっており、その内部にカメラユニット50が設けられている。蓋体20には、両端において一対のヒンジ部23が形成されている。
【0020】
そして、一対のヒンジ部23は、本体10の筒状部12を挟み込むように配置されて、その嵌合孔23a及び筒状部12の軸受穴を挿通するように両側から支軸30が嵌合されている。これにより、蓋体20は本体10に対して軸線S回りに回動自在(開閉自在)に連結されている。ここで、ヒンジ部23及び支軸30並びに軸受穴の相互の接触領域には、蓋体20に設けられた表示部21及びアンテナ22と本体10内に設けられた電源及び制御回路等とを電気的に接続する配線が形成されている。
【0021】
このように、蓋体20は、その両端に形成された一対のヒンジ部23により本体10に連結されているため、連結部の機械的強度が確保され、又、一対のヒンジ部23が筒状部12を挟むように両端に位置するため、安定した開閉動作が可能となる。
本体10の一部をなす筒状部12は、お互いに最も離隔した一対のヒンジ部23の間に位置するように形成されているため、小径化を図りつつも比較的大きな空間部を画定することができ、比較的全長の長い光学系をもつカメラユニットであっても筒状部12の内部に容易に配置される。また、筒状部12には、図1に示すように、後述するカメラユニット50のレンズ(撮影窓)51aを露出させる開口12a、操作部58cを突出させる長孔12bが形成されている。
【0022】
カメラユニット50は、図4ないし図8に示すように、後述する構成部品を保持するユニットケース51、レンズ光学系の一部をなすと共に撮影窓として機能するレンズ51a、第1の変更要素としてのプリズム52、変倍レンズ光学系としての第1レンズ群53及び第2レンズ群54、第1レンズ群53及び第2レンズ群54を光軸方向L2に往復動自在に案内するガイドシャフト55,56、第1レンズ群53及び第2レンズ群54の回転を規制する回転規制シャフト57、第1レンズ群53及び第2レンズ群54を光軸方向L2の所定の位置にそれぞれ移動させるカム部材58、第2の変更要素としてのプリズム59、撮像素子としてのCCD60等により形成されている。
【0023】
第1の変更要素としてのプリズム52は、三角柱をなす三角プリズムであり、被写体光は、その入射光線L1(中心光線)が直角な光軸方向L2(中心光線)に変更され、第1レンズ群53及び第2レンズ群54に向けて進行する。すなわち、撮影方向から進入した被写体光の進行方向を、略直角な方向でかつ一対のヒンジ部23の軸線Sと略平行な方向に変更させるものである。ここで、略直角とは、90度及びその近傍の角度範囲を含むものである。
【0024】
カム部材58は、図6(a),(b)に示すように、断面が円弧状をなすように形成され、その内周面には、第1レンズ群53にカム作用を及ぼす第1カム溝58aと第2レンズ群54にカム作用を及ぼす第2カム溝58bとが形成され、その外周面には、手動操作を行うための突出した操作部58cが形成されている。
そして、操作部58cは、図1及び図5に示すように、ユニットケース51の長孔51b及び筒状部12の長孔12bから外部に突出している。したがって、操作者が、手動により操作部58cを揺動させることで、カム部材58が所定の角度範囲を往復動して第1レンズ群53及び第2レンズ群54にカム作用を及ぼし、広角〜望遠の範囲で撮影を行うための変倍調整が行われる。
【0025】
第1レンズ群53は、図5、図6、図7(a)、図8に示すように、略矩形の輪郭をなす両凹レンズG1、両凹レンズG1を保持するレンズ枠53aとにより形成されている。レンズ枠53aは、ガイドシャフト55に外嵌される連結部53b、回転規制シャフト57に係合されるU字部53c、カム部材58の第1カム溝58aに挿入されて案内される第1フォロワ53d等を備えている。
【0026】
第2レンズ群54は、図5、図6、図7(b)、図8に示すように、略矩形の輪郭をなす両凸レンズG2、両凸レンズG2を保持するレンズ枠54aとにより形成されている。レンズ枠54aは、ガイドシャフト56に外嵌される連結部54b、回転規制シャフト57に係合されるU字部54c、カム部材58の第2カム溝58bに挿入されて案内される第2フォロワ54d等を備えている。
【0027】
第2の変更要素としてのプリズム59は、三角柱をなす三角プリズムであり、被写体光は、その光軸方向L2(中心光線)が直角な光軸方向L3(中心光線)に変更され、CCD60の撮像面に入射する。すなわち、一対のヒンジ部23の軸線Sと略平行な方向に沿って、変倍レンズ光学系53,54を通過した被写体光の進行方向(光軸方向L2)を、略直角な方向(光軸方向L3)に変更させるものである。ここで、略直角とは、90度及びその近傍の角度範囲を含むものである。
【0028】
撮像素子としてのCCD60は、図5及び図6に示すように、プリズム59の下流側に配置されて、ユニットケース51に固定されている。ここで、プリズム59とCCD60と間には、ローパスフィルタ61が配置され、又、CCD60の前面にはフェースプレート(不図示)が配置されている。さらに、CCD60は、回路基板(不図示)に連結されている。
【0029】
上記のカメラユニット50においては、被写体光の進行方向に向かって(上流側から下流側に向かって)、レンズ51a、プリズム52(第1の変更要素)、変倍レンズ光学系53,54、プリズム59(第2の変更要素)、CCD60(撮像素子)が順次に配置されている。さらに、CCD60は、図3及び図4に示すように、筒状部12の内部空間に対面し、かつ、ヒンジ部23の軸線Sから逸脱した本体10内に収容されるように配置されている。
【0030】
したがって、撮影窓(レンズ51a)から進入した被写体光は、プリズム52(第1の変更要素)によりその進行方向が光軸方向L1から光軸方向L2に変更され、続いて、変倍レンズ光学系53,54を通過し、その後、プリズム59(第2の変更要素)により再び進行方向が光軸方向L2から光軸方向L3に変更されて、CCD60の撮像面に入射する。
【0031】
すなわち、プリズム52を通過した被写体光の進行方向L2にCCD60を対面させて配置するのではなく、プリズム52を通過した被写体光の進行方向L2(ヒンジ部23の軸線S)から逸脱した方向に対面させるように、CCD60をの撮像面を本体10の表面と略平行にして配置している。これにより、CCD60は筒状部12の外径寸法に制約されないため、筒状部12の小径化等を図りつつ、大型(高画素)のCCD60を採用することができる。また、CCD60は本体10内に位置するように配置されるため、その回路基板と本体10内の制御回路等との電気的配線を容易に行うことができる。
【0032】
尚、上記の実施形態においては、プリズム52に入射する光軸方向L1とプリズム59から射出される光軸方向L3とは、同一平面内に位置するようになっているが、例えば、被写体光が入射する光軸方向L1を若干本体10側に傾斜させて、光軸方向L1と光軸方向L3とをねじれの位置に配置してもよい。
【0033】
次に、上記携帯電話機の操作について説明する。先ず、蓋体20が閉じられた状態から、蓋体20を図1に示すように開くと、筒状部12に配置された撮影窓(レンズ)51a、操作部58cが露出する。
この状態で、操作釦11の一つを操作してカメラユニット50(CCD60)のスイッチをONにすると、撮影窓51aの前方にある操作者等からの被写体光が、撮影窓51aから入射し、プリズム52によりその進行方向が光軸方向L1から光軸方向L2に変更される。
【0034】
続いて、被写体光は、光軸方向L2に沿って第1レンズ群53及び第2レンズ群54を通過し、プリズム59に至る。その後、被写体光は、プリズム59によりその進行方向が光軸方向L2から光軸方向L3に変更され、下流側に配置されたCCD60の撮像面に入射する。
【0035】
そして、CCD60により撮影された画像は、所定の画像処理がなされ、表示部(液晶モニター)21に表示される。ここで、操作者が、手動により操作部58cを移動させてカム部材58の位置を調整し、図5に示すように第1レンズ群53及び第2レンズ群54をお互いに離隔した位置に位置付けると、被写体の広角撮影が行われて表示部21に広角画像(ワイド画像)が表示され、一方、図6に示すように第1レンズ群53及び第2レンズ群54をお互いに近接した位置に位置付けると、望遠撮影が行われて表示部21に望遠画像(ズーム画像)が表示される。
【0036】
したがって、操作者は、表示部21でこれらの撮影画像を確認しながら撮影倍率を適宜調整し、所望倍率の画像に調整できた時点で、シャッタ釦(操作釦11の一つ)を押してシャッタ操作を行い、記憶部に撮影画像を保存し、あるいは、送信操作を行って通信相手に撮影画像を送信することができる。
【0037】
上記のように、変倍レンズ光学系53,54による変倍調整は操作者の手動操作により行われるため、カメラユニット50は、モータ等により変倍駆動する場合に比べて、電力の消費もなく、構造も簡略化され、全体として装置が小型化される。特に、変倍光学系を含むカメラユニット50が、一対のヒンジ部23の間に位置する本体10の筒状部12に配置され、かつ、CCD60が軸線Sから逸脱した筒状部12の領域で本体10の内部領域に配置(収容)されているため、筒状部12の小径化を図りつつもカメラユニット50を容易に配置することができ、又、高画素の(大きい)CCD60を採用することができる。
【0038】
図9は、携帯情報端末装置(携帯電話機)の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。この携帯電話機では、筒状部12の領域に配置されるCCD60´を、本体10の表面に対して傾斜させて配置したものである。
【0039】
すなわち、カメラユニット50´の輪郭を画定するユニットケース51´の形状を一部変更して、CCD60´を傾斜させた状態で保持している。したがって、CCD60´は、本体10の側壁10aから離れた位置に配置されるため、より大きいCCD60´を採用することができる。
ここでは、撮影窓(レンズ51a)から入射する被写体光の光軸方向L1とプリズム59により変更された光軸方向L3とは、同一平面上になく、ねじれの位置関係にある。
【0040】
上記実施形態においては、カメラユニット50を配置する領域として、本体10の一部をなす筒状部12を示したが、これに限定されるものではなく、逆に本体に一対のヒンジ部を設けかつ蓋体に筒状部を設け、この蓋体の一部をなす筒状部にカメラユニット50を配置する構成を採用してもよい。また、筒状部12に限らず、本体10又は蓋体20の内部空間に直接配置してもよく、この場合、本体10又は蓋体20の厚みを薄くでき、全体として装置を薄型化できる。
【0041】
上記実施形態においては、被写体光の進行方向を変更させる変更要素として、プリズム52,59を示したが、これに限定されるものではなく、反射ミラー等その他の変更要素を適用することができる。
【0042】
上記実施形態においては、携帯情報端末装置として携帯電話機を示したが、これに限定されるものではなく、携帯型パーソナルコンピュータ等において本発明に係る構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、光学系として第1レンズ群53及び第2レンズ群54を含む変倍レンズ光学系を示したが、これ以上のレンズ群を含む変倍レンズ光学系であってもよく、又、比較的に光軸の長い単焦点の光学系であっても、本発明に係る配置構造を採用できる。
【0043】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の携帯情報端末装置によれば、進入した被写体光の進行方向を変更する第1の変更要素の下流側において、被写体光の進行方向を変更する第2の変更要素を設け、第2の変更要素の下流側に撮像素子を配置したことにより、第1の変更要素を通過した被写体光の進行方向に撮像素子を対面させる配置構成を採用する場合に比べて、カメラユニット又は携帯情報端末装置の外輪郭を形成する部分の小径化あるいは薄型化を行いつつ、大型(高画素)の撮像素子を採用することができる。
特に、ユニットケースによりモジュール化されたカメラユニットが携帯情報端末装置の連結部の一対のヒンジ部の間の筒状部の領域に配置される場合は、その小径化を行いつつ、大型(高画素)の撮像素子を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る携帯情報端末装置の一実施形態を示すものであり、正面側から見た外観斜視図である。
【図2】本発明に係る携帯情報端末装置の一実施形態を示すものであり、背面側から見た外観斜視図である。
【図3】本発明に係る携帯情報端末装置の一実施形態を示すものであり、(a)は蓋体を開いた状態での部分側面図、(b)は蓋体を開いた状態での部分正面図である。
【図4】本発明に係るカメラユニットの概略構成を示す模式図である。
【図5】変倍レンズ光学系が広角撮影位置にある状態を示すカメラユニットの断面図である。
【図6】変倍レンズ光学系が望遠撮影位置にある状態を示すカメラユニットの断面図である。
【図7】(a),(b)は光軸を横切る面でのカメラユニットの断面図である。
【図8】被写体光の進入方向から見たカメラユニットの断面図である。
【図9】本発明に係る携帯情報端末装置の他の実施形態を示すものであり、(a)は蓋体を開いた状態での部分側面図、(b)は蓋体を開いた状態での部分正面図である。
【図10】従来の携帯電話機に搭載されたカメラユニットの概略構成を示したものであり、(a)は断面図、(b)は側面図である。
【図11】従来の携帯電話機に搭載された他のカメラユニットの概略構成を示した断面図である。
【符号の説明】
10 本体
11 操作釦
12 筒状部(連結部)
12a 開口
12b 長孔
20 蓋体
21 表示部
22 アンテナ
23 一対のヒンジ部(連結部)
30 支軸
50,50´ カメラユニット
51,51´ ユニットケース
51a レンズ(レンズ光学系)
52 プリズム(第1の変更要素)
53 第1レンズ群(変倍レンズ光学系)
54 第2レンズ群(変倍レンズ光学系)
58c 操作部
60,60´ CCD(撮像素子)
S ヒンジ部の軸線
L1 被写体光の入射光軸方向
L2 第1の変更要素により変更された被写体光の光軸方向
L3 第2の変更要素により変更された被写体光の光軸方向
Claims (3)
- 操作釦が配置された本体と、表示部が配置された蓋体と、前記蓋体を前記本体に対して開閉自在に連結する連結部と、被写体を撮影するためのカメラユニットと、を備えた携帯情報端末装置であって、
前記連結部は、一対のヒンジ部と、前記一対のヒンジ部の間において前記本体又は蓋体の一部を画定するように形成された筒状部と、を含み、
前記カメラユニットは、進入した被写体光の進行方向を変更する第1の変更要素と、前記第1の変更要素の下流側に配置されて被写体光の進行方向を変更する第2の変更要素と、前記第1の変更要素と前記第2の変更要素の間に配置されて撮影倍率を可変にする変倍レンズ光学系と、前記第2の変更要素の下流側に配置されて被写体を撮像する撮像素子と、前記第1の変更要素,前記変倍レンズ光学系,前記第2の変更要素,及び前記撮像素子を組み込むと共に前記筒状部の領域に配置されるユニットケースと、を含み、
前記撮像素子は、前記本体又は蓋体内に位置するように前記ユニットケースに固定されている、
ことを特徴とする携帯情報端末装置。 - 前記ユニットケースは、前記第1の変更要素に入射する光軸方向に対して前記第2の変更要素から射出される光軸方向がねじれの位置関係となるべく、前記第1の変更要素,前記第2の変更要素,及び前記撮像素子を組み込むように形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯情報端末装置。 - 前記第1の変更要素は、進入した被写体光を前記一対のヒンジ部の軸線と略平行な方向に変更させるプリズム又は反射ミラーであり、
前記第2の変更要素は、前記変倍レンズ光学系を通過した被写体光を前記一対のヒンジ部の軸線と略直角な方向に変更させるプリズム又は反射ミラーである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯情報端末装置。
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