JP2007292865A - レンズ保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動させるために電力を消費しない、形状記憶部材を用いたレンズ保護装置を提供する。
【解決手段】カメラ付き携帯電話機をカメラモードにすると、セラミック基板上に実装されたカメラ機能に関連する電子部品から熱が発生する。この熱を受けた形状記憶部材５７は変態温度異常の温度に達すると収縮して、レンズバリア５４を開位置へ移動させる。カメラモードをオフにすると、電子部品からの発熱はなくなるので、形状記憶部材５７は自然に冷却されてバネ５６によってレンズバリア５４は閉位置へ移動される。
【選択図】図４

Description

本発明はレンズ保護装置に関し、さらに詳しくは、レンズを保護するバリアを形状記憶部材の変形力で移動させるレンズ保護装置に関する。

近年、携帯電話機にカメラモジュールを組み込んだカメラ付き携帯電話機が普及している。カメラ付き携帯電話機のような携帯機器に組み込まれるカメラモジュールは、撮影レンズが組み込まれた光学ユニットと、固体撮像素子（ＣＣＤ）などをプリント配線板に実装したプリント配線板モジュールとから構成されている。また、デジタルカメラや携帯電話機に内蔵されたデジタルカメラなどには、不使用時に撮影レンズを汚れから防ぐためにレンズバリアで覆うようにしたものがある。近年では、携帯電話機の小型化及び薄型化にともない、携帯電話機に備えられるカメラは小型化されている。これにより、撮影レンズを保護するレンズバリアにも小型化及び薄型化が求められている。

このことから、レンズ保護装置を小型化するために、駆動機構に形状記憶部材を用いたレンズ保護装置が知られている（例えば、特許文献１）。この形状記憶部材を用いたレンズ保護装置では、通電することによって形状記憶部材を収縮させて、レンズ保護装置を開閉する動力にするから、モータなどのレンズ保護装置を駆動するための大型の部材は必要なく、レンズ保護装置自体の小型化を実現している。しかし、形状記憶部材をレンズ保護装置の駆動機構に用いたとはいえ、形状記憶部材を通電加熱することによって収縮させる必要があることから、レンズ保護装置の消費する電力は少なくない。

このような形状記憶部材を用いたレンズ保護装置としては、駆動機構に用いられた形状記憶部材に通電する時間を制御するレンズ保護装置も知られている（例えば、特許文献２）。このレンズ保護装置は、通電加熱によって形状記憶部材を収縮させてレンズ保護装置を駆動するものの、その通電時間を少なく抑えることで電力の消費を抑制する。

また、同様にしてカメラに形状記憶部材を用いる例としては、小型化を目的として、絞り機構に形状記憶部材を用いる例も知られている（例えば、特許文献３）。以上のように、カメラを構成する各部品に形状記憶部材を用いることで、カメラ全体としての小型化妨げず、かつ自動開閉するレンズ保護装置や絞り機構が知られている。
特開２０００−２２１５６３ 特開２００５−１２８４５０ 特開２００５−１７６３２

しかしながら、形状記憶部材を用いてレンズ保護装置や絞り機構の駆動機構を構成する場合、レンズ保護装置などをコンパクトに実装することは可能になるが、通電することによって形状記憶部材を変形させて動力を得るから、レンズ保護装置や絞り機構を駆動するために余分な電力の消費を必要とするという問題が残っている。特に、近年では、カメラ機能に加え、ウェブ閲覧機能や音楽再生機能などを併せ持つ多機能な携帯電話機が普及していることを考慮すると、これらの機能で使用される電力は少なくないから、レンズ保護装置を駆動するために消費する電力も大きな問題となる。したがって、バッテリによって電力を供給されるという携帯機器の特性から、小型化はさることながら、消費電力を極力抑えつつ、ユーザの期待する機能を追加することが望まれている。

レンズ保護装置は、形状記憶部材をその駆動機構に用いることで小型化は可能にはなったものの、電力を消費してバリアの開閉を行うことには変わりはない。この点では、カメラ付き携帯電話機のように多機能で、これらの様々な機能に電力を消費せざるを得ない携帯機器に電力を多く消費するレンズ保護装置を実装することは難しい。

本発明は、上記問題を解決するためのものであり、レンズ保護装置の駆動機構に形状記憶部材を用いて小型化を実現し、この形状記憶部材を収縮させてレンズ保護装置を駆動するために電力を消費しない上に、自動で開閉するレンズ保護装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズ保護装置は、撮影レンズの前面をレンズバリアで開閉するレンズ保護装置であり、プリント基板に実装された電子部品からの熱を受けて変態温度以上になったときに予め決められた記憶形状に変形する形状記憶部材を備え、この形状記憶部材が前記記憶形状に変形するときの変形力で前記レンズバリアを開き方向に移動させることを特徴とする。

また、前記レンズバリアを閉じ方向に付勢するバネを備え、前記形状記憶部材が変態温度未満に降下したときに前記バネの付勢によりレンズバリアを閉じ方向に移動させることを特徴とする。

また、前記プリント基板がセラミック基板で構成されるとともに前記電子部品は前記撮影レンズで結像された被写体像を光電変換するイメージセンサを含み、電子部品からの熱が前記セラミック基板を介して形状記憶部材に伝達されることを特徴とする。

本発明のレンズ保護装置は、レンズバリアの駆動機構に形状記憶部材を用いたので、駆動機構にモータなどの駆動部材を用いた場合よりも小型化が実現する。さらに、レンズバリアを駆動させる形状記憶部材の一端をプリント基板に接続する。このため、プリント基板上に実装された電子部品を駆動することで発生した熱を受けて形状記憶部材は収縮し、レンズバリアを駆動して撮影レンズは開放される。また、電子部品の駆動を停止することで熱の発生はなくなり、形状記憶部材は自然に冷却されることで変形することが容易になり、レンズバリアを移動させる付勢力を失うから、バネによってレンズバリアは駆動され、撮影レンズは保護される。このため、従来、形状記憶部材を収縮させるために必要であった、通電による電力の消費はなくなる。従って、小型化を実現しつつも、レンズ保護装置自身が消費する電力のない省電力なレンズ保護装置を提供することができる。

図１に、本発明を実施したカメラ付き携帯電話機５を、電話機能やカメラ機能などを使用する際の使用状態にした外観斜視図を示す。また、図２に、本発明を実施したカメラ付き携帯電話機５を、着信の待ち受け時や移動時の折り畳まれた待機状態にした外観斜視図を示す。

カメラ付き携帯電話機５は、受話部１１と送話部１０から構成される。受話部１１と送話部１０はヒンジ部１５によって折りたたみ自在に連結されている。ヒンジ部１５は受話部側のヒンジ部１６と送話部側のヒンジ部１７から構成されており、送話部１０と受話部１１の内部にそれぞれ備えられているカメラ付き携帯電話機５を構成する電子部品を実装したプリント基板（図示しない）は、ヒンジ部１５を介してケーブルによって電気的に接続されている

カメラ付き携帯電話機５で通話する際には、受話部１１の受話スピーカ２０がユーザの耳へ、送話部１０の送話マイク２１がユーザの口の近傍へ配置されるように、受話部１１と送話部１０を開いてカメラ付き携帯電話機５を使用する（図１参照）。また、カメラ付き携帯電話機５のカメラ機能を用いる場合にも、受話部１１と送話部１０を通話する際と同様の位置まで開いて使用する。

送話部１０は、送話部カバー２５、送話部カバー２６、バッテリカバー２７、送話マイク２１、操作部３０、バッテリ（図示しない）、アンテナ８６（図５参照）などから構成されている。送話部カバー２５と送話部カバー２６の間には、カメラ付き携帯電話機５を構成する様々な電子部品（例えばアンテナ８６や送話マイク２１）が実装されたプリント基板（図示しない）が備えられている。このプリント基板は送話部カバー２５にネジ及びネジ穴（図示しない）などによって固定されている。

また、送話部カバー２６とバッテリカバー２７の間にはバッテリが備えられており、バッテリは送話カバー２６にあけられた貫通孔を介してプリント基板と接続し、プリント基板上に実装された電子部品に電力を供給する。操作部３０には、カメラ付き携帯電話機５の電源をオン、オフするための電源ボタン、通話時のダイヤル操作を行うためのダイヤルボタン、電話モードやカメラモードなどを切り替えるためのメニューボタンやカーソルキーなどから構成される。また、操作部３０の各種ボタンには、カメラ付き携帯電話機５のモードによって異なる複数の機能が割り当てられている。

なお、カメラ付き携帯電話機５の動作モードは、電話機能を使用するための電話モードの他に、内蔵されているデジタルカメラを用いて撮影を行うカメラモード、メールを作成及び送受信するメールモード、インターネットに接続するインターネットモードなどを備えており、通常は電話モードの着信待ち受け状態で携帯するように設定されている。

受話部１１は、受話部カバー３５、受話部カバー３６、ＬＣＤパネル４０、受話スピーカ２０、カメラモジュール４５、レンズ保護装置５０などから構成されている。ＬＣＤパネル４０は、文字や画像などの情報を表示するとともに、カメラ付き携帯電話機５のカメラ機能を使用する場合には、撮影画像を確認するビューファインダとしても使用する。また、受話部カバー３５と受話部カバー３６の間には、カメラ付き携帯電話機５を構成する様々な電子部品（例えば、受話スピーカ２０）が実装されたプリント基板（図示しない）に加えて、カメラモジュール４５が備えられている。このプリント基板やカメラモジュール４５はネジやネジ穴（図示しない）などによって受話部カバー３５または受話部カバー３６に固定されている。また、受話部カバー３６には、後述するカメラモジュール４５を構成するレンズユニット６２の撮影レンズ６４をカメラ付き携帯電話機５の外部に露呈するための開口部４７が設けられている。さらに、この開口部４７の背後には、後述するレンズ保護装置５０が設けられている。

図３に、受話部１１の主要部の分解斜視図を示す。受話部カバー３６に設けられた開口部４７の背後には、レンズ保護装置５０のガイド開口部５１、レンズユニット６２の撮影レンズ６４、プリント基板ユニット６３に実装された固体撮像素子（以下、ＣＣＤ）（イメージセンサ）７１が同一光軸上に配置される。レンズ保護装置５０は、ネジ及びネジ穴（図示しない）などによって受話部カバー３６に固定されている。また、図示しない部分において、カメラモジュール４５は、カメラ付き携帯電話機５を構成する様々な電子部品を実装したプリント基板（図示しない）と接続及び固定されている。

レンズ保護装置５０は、レンズバリア５４、ガイド５２、バネ５６、形状記憶部材５７、熱伝導部材５８から構成される。また、ガイド５２は矩形状のガイドカバー５３ａとガイドカバー５３ｂから構成されており、ガイド開口部５１を備えている。ガイドカバー５３ｂには、溝５５が形成されている。

ガイドカバー５３ａとガイドカバー５３ｂを嵌合させたガイド５２は、ガイドカバー５３ｂに形成された溝５５の部分が中空になる。このガイド５２の中空の空間は、レンズバリア５４、バネ５６、形状記憶部材５７が収まる空間である。レンズバリア５４は、この溝５５の形状に沿って移動自在であり、ガイド開口部５１を塞ぐ閉位置と、ガイド開口部５１を開放する開位置との間を移動する。レンズバリア５４自身は、動力を持たないから、バネ５６及び形状記憶部材５７によって付勢される力によって、レンズバリア５４はガイド５２の中空の空間を移動する。

レンズバリア５４がガイド５２の中空の空間を移動する様子を図４に示す。図４（ａ）は、レンズバリア５４が閉位置にあることによってレンズユニット６２の撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機５の外部から遮蔽されている様子を示す。また、図４（ｂ）は、レンズバリア５４が開位置へ移動し、レンズユニット６２の撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機の外部に露出されている様子を示す。

形状記憶部材５７は、形状記憶合金からなる。この形状記憶合金は、形状記憶合金自身の温度が変態温度と呼ばれる所定の温度に達すると収縮するように設計されている。また、形状記憶合金自身の温度が変態温度以下であるときには、容易に変形させることができる。したがって、この形状記憶合金からなる形状記憶部材５７は、形状記憶部材５７自身の温度が変態温度以上になると、収縮してレンズバリア５４を変位させる付勢力を発生し、形状記憶部材５７自身の温度が変態温度以下であるときには、容易に変形されるから、レンズバリア５４を付勢する力を持たない。つまり、レンズバリア５４に係合されている形状記憶部材５７は、形状記憶部材５７自身の温度が所定の温度以上に上昇した場合にだけ、且つレンズバリア５４を開位置方向にだけ、レンズバリア５４を付勢する力を発生する。

なお、形状記憶部材５７をなす形状記憶合金は、ニッケルとチタンからなる形状記憶合金である。このニッケルとチタンからなる形状記憶合金は、ニッケルとチタンの混合比率を変えることによって変態温度を自由に設計することができる。

バネ５６は、バネ５６自身が伸張した伸びに比例する弾性力を発生する。この弾性力によって、バネ５６は、レンズバリア５４を付勢する。バネ５６が発生する弾性力は、形状記憶部材５７のように部材自身或いは周辺の温度に殆ど影響を受けないから、バネ５６が伸張或いは収縮しているときには常にレンズバリア５４を付勢する力を発生することができる。レンズ保護装置５０を構成するバネ５６は、レンズバリア５４が閉位置にあるときにも、バネ５６の自然長よりも伸張した状態になるように設計されている。したがって、バネ５６はレンズバリア５４を常に閉位置方向へ付勢している。

上述のように、バネ５６と形状記憶部材５７とがレンズバリア５４に係合されているから、バネ５６が閉位置方向に付勢する力と形状記憶部材５７が開位置方向に付勢する力の均衡にしたがって、レンズバリア５４はガイド５２の中空の空間を溝５５に沿って、開位置と閉位置との間で移動する。また、形状記憶部材５７が変態温度以下であるときには、形状記憶部材５７はレンズバリア５４を開位置方向に付勢する力を発生しないから、バネ５６がレンズバリア５４を閉位置方向に付勢する力によって、レンズバリア５４は開位置へ移動、或いは開位置を維持される。

レンズバリア５４が閉位置にあると、ガイド開口部５１は閉塞される。したがって、受話部カバー３６に設けられた開口部４７から入る光やほこりなどは、レンズバリア５４によってレンズユニット６２の撮影レンズ６４から遮断される。つまり、閉位置にあるレンズバリア５４は、ほこりなど撮影レンズ６４を汚したり、傷つけたりするおそれのあるものからから撮影レンズ６４を保護する。

また、レンズバリア５４が開位置にあると、ガイド開口部５１は開放される。したがって、受話部カバー３６に設けられた開口部４７から入る光やほこりなどは、ガイド開口部５１を通過し、レンズユニット６２の撮影レンズ６４まで到達することができる。つまり、レンズバリア５４が開位置にあれば、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部に露出され、カメラ付き携帯電話機５のカメラ機能を用いるときには、被写体光を受光することができる。

なお、バネ５６の一端は、上述のように、レンズバリア５４に係合されているが、バネ５６の他端はガイドカバー５３ｂに設けられた突起に固着されている。また、形状記憶部材５７も同様にして、その一端をレンズバリア５４に係合されている。形状記憶部材５７の他端は、熱伝導部材５８に半田付けによって固定されている。つまり、形状記憶部材５７の一端は、熱伝導部材５８との熱交換効率が良いように固着されている。

熱伝導部材５８は、カメラモジュール６３のプリント基板ユニット６３内で発生する熱を、セラミック基板７０を介して上述の形状記憶部材５７に伝導する。したがって、熱伝導部材５８の一端は、形状記憶部材５７に、他端はセラミック基板７０に接続されている。また、熱伝導部材５８は、形状記憶部材５７及びセラミック基板７０と熱的に接触していればよいので、これらの間に電気的な接続は必要としない。

図５に、本発明を実施したカメラ付き携帯電話機５の電気的構成を表すブロック図を示す。カメラモジュール４５は、携帯電話機に撮影機能を組み込むためのものであり、レンズユニット６２とプリント基板ユニット６３から構成される。レンズユニット６２は、撮影レンズ６４を構成するレンズ６５、６６、６７と、レンズ駆動機構６８と、モータ６９とから構成される。レンズ６５とレンズ６６は、図示しないレンズ鏡筒にスライド自在に保持され、レンズ６７はレンズ鏡筒の背面に形成された撮影開口（図示せず）に固着されている。

レンズ駆動機構６８は、例えばウォームホイール、低速ギア等から構成され、レンズ６５及びレンズ６６を撮影光軸に対して平行な方向にスライド移動する。モータ６９は、レンズ駆動機構６８を駆動する駆動源であり、図示しないモータギアを介してレンズ駆動機構６８に接続されている。モータ６９としては、例えばパルスモータが用いられる。このモータ６９が正逆転すると、ズーム倍率が広角側、望遠側にセットされる。

プリント基板ユニット６３は、セラミック基板（プリント基板）７０と、セラミック基板７０に実装された固体撮像素子（以下、ＣＣＤ）（イメージセンサ）７１、ＣＣＤドライバ７２、モータドライバ７３、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）７４、増幅器（ＡＭＰ）７５、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）７６などとから構成される。セラミック基板７０（プリント基板）はガラスセラミックなどからなるセラミックグリーンシートを複数枚積層して焼成することで形成される。このセラミックグリーンシートは、セラミック基板７０に実装されたＣＣＤドライバ７２（図示しない）などの電子部品から発生した熱を、熱伝導部材５８に効率よく伝達する程度に熱伝導性がよい。また、モータドライバ７３は、モータ６９の駆動を制御する。モータドライバ７３は、撮影時に操作部３０のズームボタンが押圧操作されたときに、モータ６９にパルス信号を出力してレンズ６５、及びレンズ６６を移動させる。

ＣＣＤ７１は、周知のように、多数の受光素子がマトリックス状に配列された光電面を備えており、レンズ６５、６６、６７を通過して光電面に結像した被写体光を光電変換する。このＣＣＤ７１は、ＣＣＤドライバ７２から出力された垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつアナログの撮像信号として出力する。なお、ＣＣＤドライバ７２（電子部品）は高クロックで動作し、発熱する電子部品のひとつである。

ＣＣＤ７１から出力されたアナログの撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）７４に入力されてノイズが除去されるとともに、増幅器（ＡＭＰ）７５で増幅される。そして、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）７６に入力されてデジタルな画像データに変換される。Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）７６から出力されたデジタルな画像データは、画像処理回路７８に入力され、マトリックス演算処理、ホワイトバランス調節、ガンマ補正などの各種画像処理が施され、ＲＡＭ８２に書き込まれる。ＲＡＭ８２は作業用メモリであり、画像データや、制御部８０によって実行される制御用プログラムが読み出される。ＲＯＭ８３には、前記制御用プログラムや設定情報などが格納される。

ＬＣＤパネル４０には、ＲＡＭ８２に記憶された画像データがスルー画として表示される。操作部３０のシャッタボタン（図示せず）が全押しされると、ＲＡＭ８２に記憶された画像データは圧縮処理が施された後、図示しないメモリカードなどの記憶媒体に記憶される。

制御部８０は、操作部３０の各種ボタンからの入力操作に応じて、電話機能部８５及びカメラモジュール４５にバッテリからの電力を供給し、各部を制御する。例えば、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードに切り替えると、制御部８０は、ＲＯＭ８３に格納されている各種プログラムを読み出し、これらのプログラムに従ってカメラモジュール４５の各部を上述したように駆動する。また、例えば、カメラ付き携帯電話機５を電話モードに切り替えると、制御部８０は、ＲＯＭ８３に格納されている各種プログラムを読み出し、これらのプログラムに従って電話機能部８５を駆動する。

電話機能部８５には、アンテナ８６、受話スピーカ２０、送話マイク２１などが接続されており、カメラ付き携帯電話機５を電話機として機能させる。通話は、受話スピーカ２０及び送話マイク２１を通して行われ、通話の音声はアンテナ８６を介して外部の基地局と通信される。

次に、本実施形態の作用について説明する。カメラ付き携帯電話機５は、着信の待ち受け時には折り畳まれた待機状態にあるので、送話部１１と受話部１０をヒンジ部１６を中心に回動させて使用状態にすると、制御部８０はユーザの設定した画像などをＬＣＤドライバ８７を介してＬＣＤパネル４０に表示する。

このとき、カメラ付き携帯電話機５はカメラモードになっていないから、カメラモジュール４５には給電されておらず、形状記憶部材５７はどこからも熱を供給されないから、形状記憶部材５７は変態温度以下の温度である。したがって、形状記憶部材５７はレンズバリア５４を開位置方向に付勢する力を略発生しておらず、小さな力によって容易に伸張されるから、レンズバリア５４はバネ５６に付勢される力によって閉位置にある。つまり、レンズ保護装置４０によって撮影レンズ６４は、カメラ付き携帯電話機５の外部から保護されている。

そして、ユーザが操作部３０のメニューボタンを操作して、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードに変更すると、制御部８０はバッテリからカメラモジュール４５に電力の供給を開始し、ＲＯＭ８３からカメラモジュール４５を動作させるために必要な各種プログラムを読み出す。読み出されたこれらのプログラムにしたがって、制御部８０はカメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２を介してＣＣＤ７１の制御を開始する。また、同時に、制御部８０はモータドライバ７３を介してモータ６９の制御を開始する。このとき、カメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３に実装された電子部品のいくつかは少なからず発熱する。例えば、ＣＣＤドライバ７２は高クロックで動作するので発熱する。

プリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２などの電子部品から発生した熱は、セラミック基板７０を介して、セラミック基板７０に一端を半田付けで固定された熱伝導部材５８に伝導する。熱伝導部材５８は、他端をレンズ保護装置４０の形状記憶部材５７に半田付けで固定されているので、熱伝導部材５８の熱は形状記憶部材５７に伝導する。

カメラ付き携帯電話機５を電話モードの待ち受け状態からカメラモードに変更する以前には、レンズバリア５４を介して、バネ５６がレンズバリア５４を閉位置方向に付勢する力によって伸長されていた形状記憶部材５７は、熱伝導部材５８から伝えられた熱によって温度が上昇する。形状記憶部材５７の温度が変態温度に達すると、形状記憶部材５７は相変態を起こし、形状記憶部材５７が記憶している長さまで収縮する。

形状記憶部材５７が収縮する際にレンズバリア５４を開位置方向へ付勢する力は、バネ５６がレンズバリア５４を閉位置へ付勢する力を上回るように設計されているから、レンズバリア５４は、形状記憶部材５７の収縮にともなって、開位置へ移動される。このように、レンズ保護装置４０のガイド開口部５１は開放され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部に露出される。

撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機５の外部に露出されると、カメラモジュール４５は、スルー画の取得を開始する。そして、ＬＣＤパネル４０に表示されるスルー画を確認しながらフレーミングを行い、操作部３０のシャッタボタン（図示しない）を押圧操作することでメモリカード（図示しない）などの記憶媒体に画像を取得する。

次に、操作部３０を操作し、電話モードなどにして、カメラ付き携帯電話機５のカメラモードを終了させると、制御部８０は、ＲＯＭ８３から読み出したプログラムにしたがって、カメラモジュール４５を停止処理する。例えば、制御部８０は、カメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３に実装された電子部品へのバッテリからの電力の供給を停止する。そして、プリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２などが停止処理されると、ＣＣＤドライバ７２が作動していたときに発生していた熱は発生しなくなり、ＣＣＤドライバ７２自身は自然に冷却される。同様にして、プリント基板ユニット６３に実装された電子部品が停止処理されると、熱の発生は止まり、自然に冷却される。また、カメラモジュール４５が停止処理され、セラミック基板７０に実装された電子部品から熱が発生しなくなると、セラミック基板７０やセラミック基板７０と熱的に接続されている熱伝導部材５８に伝導する熱もなくなるから、これらも同様にして自然に冷却される。

同様にして、熱伝導部材５８に熱的に接続されている形状記憶部材５７も、カメラモジュール４５の動作が停止されると、熱の供給源を失うから、自然に冷却される。その後、変態温度以上であった形状記憶部材５７の温度が変態温度以下にまで下がると、形状記憶部材５７の収縮はおさまり、容易に変形可能になる。したがって、形状記憶部材５７はレンズバリア５４を開位置方向へ付勢する力を失うから、レンズバリア５４は、バネ５６が閉位置方向へ付勢する力によって、再び閉位置へ移動する。

以上のように、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードにすると、レンズバリア５４は自動的に開位置へ移動され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部に露出される。また、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードから、例えば電話モードにすると、レンズバリア５４は自動的に閉位置に移動され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部から遮蔽され、保護される。なおかつ、レンズ保護装置４０のレンズバリア５４は、カメラモジュール４５を使用することによって発生する熱だけを用いて、バネ５６と形状記憶部材５７によって自動的に閉位置及び開位置へ移動されるから、レンズ保護装置４０による撮影レンズ６４の保護及び開放の切り換えに全く電力を消費しない。

なお、本実施形態のカメラ付き携帯電話機５では、矩形状のレンズ保護装置４０を用いたが、レンズ保護装置の形状はこれに限らない。例えば、図６は受話部１１の主要部の分解斜視図であり、円形状でレンズバリアを２枚持つレンズ保護装置において本発明を適用した例を示す。なお、矩形状のレンズ保護装置４０と共通する部材については、同じ符号を付しその説明を省略する。また、図７に円形状のレンズ保護装置９０の上面図を示す。

受話部カバー３６に設けられた開口部４７の背後に、レンズ保護装置５０の開口部９６、レンズユニット６２の撮影レンズ６４、プリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤ７１が同一光軸上に配置される（図６参照）。詳細は後述するが、円形状のレンズ保護装置９０を構成する形状記憶部材９５は、その両端をプリント基板ユニット６３に固着され、熱的に接続されている。

円形状のレンズ保護装置９０は、円形開口板９１、一対のレンズバリア９２、支持軸９３、バネ（レンズ保護装置駆動機構）９４、形状記憶部材（レンズ保護装置駆動機構）９５から構成される。円形開口板９１には、開口部９６が設けられている。また、円形状のレンズ保護装置９０は、図示しない固定部材によって、受話部カバー３６及びプリント基板ユニット６３に固定されている。円形状のレンズ保護装置９０のバネ９４は矩形状のレンズ保護装置４０のバネ５６と、円形状のレンズ保護装置９０の形状記憶部材９５は矩形状のレンズ保護装置４０の形状記憶部材５７と同じ素材である。また、円形状のレンズ保護装置９０においても矩形状のレンズ保護装置４０と同様に、レンズバリア９２が開口部９６を塞ぐ位置を閉位置、レンズバリア９２が開口部９６を開放する位置を開位置と呼ぶことにする。

図７に示すように、円形開口板９１には、一対のレンズバリア９２が支持軸９３を回転の中心として回動自在に取り付けられている。但し、必要以上にレンズバリア９２が回転することを抑制するためのストッパ９９ａ及びストッパ９９ｂが円形開口板９１に設けられている。ストッパ９９ａはレンズバリア９２の回転を閉位置で正しくとめるためのストッパであり、ストッパ９９ｂはレンズバリア９２の回転を開位置で正しく止めるためのストッパである。

一対のレンズバリア９２は、一端に突起部９７が設けられており、この突起部９７にはバネ９４の一端と形状記憶部材９５が係止されている。突起部９７には図示しない溝が設けてあり、バネ９４の一端と形状記憶部材９５は円形開口板９１の平面方向には滑らかにすべり、円形開口板９１の平面に垂直方向にはずれることなく係止される。バネ９４の他端は、円形開口板９１に設けられた係止部９８の溝（図示しない）に係止されている。この係止部９８に設けられた溝も、レンズバリア９２の突起部９７と同様に、バネ９４の一端は、円形開口板９１の平面方向には滑らかにすべり、円形開口板９１の平面に垂直な方向にはずれることなく係止されている。また、形状記憶部材９５の両端は、円形開口板９１に設けられた貫通孔１００を通して、カメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３を構成するセラミック基板７０に直接半田付けによって固着されている。

レンズバリア９２が開位置と閉位置とで移動する様子を図８に示す。図８（ａ）は、レンズバリア５４が閉位置にあることによってレンズユニット６２の撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機５の外部にから遮蔽されている様子を示す。また、図８（ｂ）は、レンズバリア５４が開位置へ移動し、レンズユニット６２の撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機の外部に露出されている様子を示す。

上述したように、バネ９４と形状記憶部材９５はレンズバリア９２に設けられた突起部９７に係止されているから、形状記憶部材９５が変態温度以下であり、レンズバリア９２を開位置方向に付勢する力を持たないときには、レンズバリア９２は、バネ９４によって突起部９７を係止部９８方向に付勢される。レンズバリア９２は、支持軸９３を中心にストッパ９９ａに突き当たるまで回転される。ストッパ９９ａによってレンズバリア９２の回転が止められると、開口部９６は一対のレンズバリア９２によって塞がれる（図８（ａ）参照）。

また、形状記憶部材９５が変態温度以上の温度になると、形状記憶部材９５は収縮してレンズバリア９２を開位置方向に付勢する力を発生する。形状記憶部材９５が収縮することでレンズバリア９２を開位置へ付勢する力は、バネ９４がレンズバリア９２を閉位置方向へ付勢する力よりも大きくなるように設計されている。したがって、形状記憶部材９５が変態温度以上になると、レンズバリア９２は形状記憶部材９５によって貫通孔１００の方向へ付勢されて回転する。このときレンズバリア９２は、支持軸９３を中心として、ストッパ９９ｂに突き当たるまで回転される。ストッパ９９ｂによってレンズバリア９２の回転が止められると、開口部９６は、一対のレンズバリア９２から開放される（図８（ｂ）参照）。

次に、円形レンズ保護装置９０を用いたときの作用について説明する。カメラ付き携帯電話機５は、着信の待ち受け時には折りたたまれた待機状態にあるので、送話部１１と受話部１０をヒンジ部１６を中心に回動させて使用状態にすると、制御部８０はユーザの設定した画像などをＬＣＤパネル４０に表示する。

このとき、カメラ付き携帯電話機５はカメラモードになっていないから、カメラモジュール４５には給電されておらず、形状記憶部材９５はどこからも熱を供給されていないから、形状記憶部材９５は変態温度以下の温度である。したがって、形状記憶部材９５はレンズバリア９２を開位置方向に付勢する力を発生しておらず、容易に変形される状態であるから、レンズバリア９２はバネ９４に付勢される力によって閉位置にある。つまり、レンズ保護装置９０によって撮影レンズ６４は、カメラ付き携帯電話機５の外部から保護されている。

そして、ユーザが操作部３０のメニューボタンを操作して、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードに変更すると、制御部８０はバッテリからカメラモジュール４５に電力の供給を開始し、ＲＯＭ８３からカメラモジュール４５を動作させるために必要な各種プログラムを読み出す。読み出されたこれらのプログラムにしたがって、制御部８０はカメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２を介してＣＣＤ７１の制御を開始する。このとき、プリント基板ユニット６３に実装された電子部品のいくつかは少なからず発熱する。例えば、ＣＣＤドライバ７２は高クロックで動作するので発熱する。

プリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２などの電子部品から発生した熱は、セラミック基板７０を介して、セラミック基板７０に両端を半田付けで固定された形状記憶部材９５に伝導する。

カメラ付き携帯電話機５を電話モードの待ち受け状態からカメラモードに変更する以前には、レンズバリア９２の突起部９７を介して、バネ９４がレンズバリア９２を閉位置方向に付勢する力によって伸張されていた形状記憶部材９５は、セラミック基板７０から受けた熱によって温度が上昇する。形状記憶部材９５の温度が変態温度に達すると、形状記憶部材９５は相変態を起こし、形状記憶部材９５が記憶している長さまで収縮する。

形状記憶部材９５が収縮する際にレンズバリア９２を開位置方向に付勢する力は、バネ９４がレンズバリア９２を閉位置方向へ付勢する力を上回るように設計されているから、レンズバリア９２は、形状記憶部材９５の収縮にともなって、開位置へ回転される。このように、レンズ保護装置９０の開口部９６は開放され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部に露出される。

撮影レンズ６４がカメラ付き携帯電話機５の外部に露出されると、カメラモジュール４５は、スルー画の取得を開始する。そして、ＬＣＤパネル４０に表示されるスルー画を確認しながらフレーミングを行い、操作部３０のシャッタボタンを押圧操作することでメモリカードなどの記憶媒体に画像を取得する。

操作部３０を操作し、電話モードなどにして、カメラ付き携帯電話機５のカメラモードを終了させると、制御部８０は、ＲＯＭ８３から読み出したプログラムにしたがって、カメラモジュール４５の停止処理をする。例えば、制御部８０は、カメラモジュール４５のプリント基板ユニット６３に実装された電子部品へのバッテリからの電力の供給を停止する。そして、プリント基板ユニット６３に実装されたＣＣＤドライバ７２などが停止処理されると、ＣＣＤドライバ７２が作動していたときに発生していた熱の発生はなくなり、ＣＣＤドライバ７２自身は自然に冷却される。同様にして、プリント基板ユニット６３に実装された電子部品が停止処理されると、熱の発生は止まり、自然に冷却される。また、カメラモジュール４５が停止処理され、セラミック基板７０に実装された電子部品からの熱が発生しなくなると、セラミック基板７０やセラミック基板７０に熱的に接続されている形状記憶部材９５に伝導する熱もなくなるから、これらも同様にして自然に冷却される。

そして、変態温度以上であった形状記憶部材９５の温度が変態温度以下にまで下がると、形状記憶部材９５の収縮はおさまり、容易に変形可能になる。したがって、形状記憶部材９５はレンズバリア９２を開位置方向へ付勢する力を失うから、レンズバリア９２は、バネ９４が閉位置方向に付勢する力によって、再び閉位置へ回転される。

以上のように、円形状のレンズ保護装置９０を用いた場合であっても、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードにすると、レンズバリア９２は自動的に開位置へ移動され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部に露出される。また、カメラ付き携帯電話機５をカメラモードから、例えば電話モードにすると、レンズバリア９２は自動的に閉位置に移動され、撮影レンズ６４はカメラ付き携帯電話機５の外部から遮蔽され、保護される。なおかつ、レンズ保護装置９０のレンズバリア９２は、カメラモジュール４５を使用することによって発生する熱だけを用いて、バネ９４と形状記憶部材９５によって自動的に閉位置と開位置へ移動されるから、レンズ保護装置９０による撮影レンズ６４の保護及び開放の切り換えに全く電力を消費しない。

なお、本実施形態のカメラ付き携帯電話機５で用いた形状記憶部材は、常温から変態温度に達したときに収縮するように製造されているが、これとは逆に常温から変態温度に達したときに伸長する形状記憶部材を用いてもよい。また、形状記憶部材やバネの配置とレンズバリアに付勢する力の向きも、本発明のレンズ保護装置を用いる製品のデザインなどに合わせて、その組み合わせを変えてもよい。また、バネ５６およびバネ９４の代わりに、変態温度に達したときに伸張する形状記憶部材を用い、本実施形態の形状記憶部材と同様にセラミック基板を熱源として動作させても良い。

なお、本実施形態のカメラ付き携帯電話機５では、矩形状のレンズ保護装置４０を駆動するために形状記憶部材５７を熱伝導部材５８に半田付けし、熱伝導部材５８を介してセラミック基板７０と熱的に接触させることで間接的にセラミック基板７０に実装された電子部品の発生する熱を利用したが、必ずしも熱伝導部材８５を介する必要はない。例えば、形状記憶部材を用いた形状記憶部材の一端を直接セラミック基板７０などの熱源に半田付けなどによって接触させてもよい。また、必ずしも半田付けによって熱接触させる必要はない。例えば、形状記憶部材の一端を挟み込む受け口をセラミック基板上に用意し、そこに形状記憶部材の一端を挟み込むなどすることで、固定及び熱接触させてもよい。

同様にして、円形状のレンズ保護装置９０を駆動するために形状記憶部材９５の両端をセラミック基板７０に直接半田付けすることによって固定し、熱接触させたが、形状記憶部材９５にセラミック基板７０に実装された電子部品から発生した熱が伝わればよいので、形状記憶部材９５とセラミック基板７０との間に効率よく熱を伝導することができる熱伝導部材などを設けてもよい。また、形状記憶部材９５の端は必ずしも半田付けによってセラミック基板７０や前述の熱伝導部材に固定することで熱接触する必要もない。本発明を実施するにあたり、十分に熱が形状記憶部材に伝えられればよいので、例えば、形状記憶部材の端を挟み込む受け口をセラミック基板上に用意し、そこに形状記憶部材の一端を挟み込むことで、固定及び熱接触させてもよい。

なお、本実施形態のカメラ付き携帯電話機では、らせん状及び線状の形状記憶部材を用いたが、形状記憶部材の形状はこれに限らない。例えば、線状の形状記憶合金を網目状に編んだものは、単純な線状の形状記憶合金よりもおおきな、人間の筋肉と同程度の伸縮率で大きな応力を発生することが知られている。この網目状に編んだ形状記憶部材は人口筋肉と呼ばれることもあり、リハビリテーションの補助機材などへの応用が期待されている。このような、形状記憶合金を用いた応用素材を用いても、本発明を実施することができる。

なお、本実施形態では、カメラ付き携帯電話機を用いて説明したが、本発明の適用はこれに限らない。例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮影機器や、ＰＤＡなどの携帯機器或いは小型機器に組み込まれる撮影機能や、プロジェクタなどの映写機器にも、本発明のレンズ保護装置を用いることができる。

使用状態にあるカメラ付き携帯電話機の外観斜視図である。 待機状態にあるカメラ付き携帯電話機の外観斜視図である。 矩形状レンズ保護装置を用いた場合の受話部の主要部の分解斜視図である。 レンズバリアが閉位置及び開位置にある矩形状のレンズ保護装置を表す斜視図である。 カメラ付き携帯電話機の電気的構成を表すブロック図である。 円形状レンズ保護装置を用いた場合の受話部の主要部の分解斜視図である。 円形状レンズ保護装置の斜視図である。 レンズバリアが閉位置及び開位置にある円形状のレンズ保護装置を表す斜視図である。

符号の説明

５ カメラ付き携帯電話機
１０ 送話部
１１ 受話部
４０ ＬＣＤパネル
４５ カメラモジュール
５０、９０ レンズ保護装置
５４、９２ レンズバリア
５６、９４ バネ
５７、９５ 形状記憶部材
５８ 熱伝導部材
６２ レンズユニット
６３ プリント基板ユニット
６４ 撮影レンズ（レンズ）
７０ セラミック基板（プリント基板）
７１ ＣＣＤ（電子部品、イメージセンサ）
７２ ＣＣＤドライバ（電子部品）

Claims (3)

1. 撮影レンズの前面をレンズバリアで開閉するレンズ保護装置において、
   プリント基板に実装された電子部品からの熱を受けて変態温度以上になったときに予め決められた記憶形状に変形する形状記憶部材を備え、この形状記憶部材が前記記憶形状に変形するときの変形力で前記レンズバリアを開き方向に移動させることを特徴とするレンズ保護装置。
2. 前記レンズバリアを閉じ方向に付勢するバネを備え、前記形状記憶部材が変態温度未満に降下したときに前記バネの付勢によりレンズバリアを閉じ方向に移動させることを特徴とする請求項１記載のレンズ保護装置。
3. 前記プリント基板がセラミック基板で構成されるとともに前記電子部品は前記撮影レンズで結像された被写体像を光電変換するイメージセンサを含み、電子部品からの熱が前記セラミック基板を介して形状記憶部材に伝達されることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ保護装置。

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