小型カメラシャッタモジュール及びその製造方法
本発明は、小型カメラ用途に使用するための小型カメラモジュールを提供する。本発明の目的は、モジュールの面に配設されたコンジットを通過する光の量及び質を変更するために、ソレノイドで制御されるブレードを有する小型カメラモジュールを提供することである。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレードは、光を完全にブロックするシャッタを含む。他の実施の形態では、ブレードは、絞り、NDフィルタ、単色フィルタ等を含む。本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラモジュールは、より複雑な小型カメラシャーシ内に配設される。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本出願は、米国特許法第119条第(e)項に基づいて、2007年5月7日に出願された、係属中の米国仮特許出願番号第60/928,135、発明の名称、「MINIATURE CAMERA SHUTTER AND FILTER/APERTURE」の優先権を主張する。2007年5月7日に出願された、係属中の米国仮特許出願番号第60/928,135、発明の名称、「MINIATURE CAMERA SHUTTER AND FILTER/APERTURE」の全体は、参照によって本願に援用される。
【技術分野】
【0002】
本発明は、画像キャプチャシステムの分野に関する。詳しくは、本発明は、サイズ制限によって制限されたカメラシステムにおける、シャッタリング、絞りサイズの調整、及び露光のフィルタリングに関する。
【背景技術】
【0003】
本明細書においては、明示的に又は説明の文脈によって暗示的に指定する場合を除き、用語「コンジット(conduit)」は、光がカメラシャッタモジュールを通過できるように設計されたカメラシャッタモジュール内の開口を意味するものとする。同様に、用語「絞り(aperture)」は、コンジットを介して100%未満の光量を通す仕組みを意味するものとする。
【0004】
また用語「カメラシャッタモジュール」及び「小型カメラシャッタモジュール」は、カメラ光学システム内に組み込まれ、装置が光をシャッタリングするように構成されているか否かにかかわらず、光学システムを通過して結像面に至る光の量及び/又は質に影響を与えるために使用される装置を意味するものとする。例えば、小型カメラシャッタモジュールは、光をシャッタリングするように構成されている装置であってもよく、又は実際に光をシャッタリングすることなく、光の量及び/又は質に影響を与えるように構成されている装置を指していてもよい。もちろん、小型カメラシャッタモジュールは、カメラ光学システムの光をシャッタリングし、フィルタリングし、及び絞りを提供する装置を指していてもよい。
【0005】
カメラは、通常、コンジットを通過し、結像面(imaging surface)に入射することができる光をシャッタリングし、光の量を調整し、光の質を調整する機械的構造を有する。
【0006】
カメラシャッタは、一定の期間、光を、コンジットを介して結像面に通過させ、次に、光を遮断して、結像面に光が入射する時間を制限するデバイスである。シャッタ速度又は結像面が露光される時間を制御する能力を有することは有益である。更に、デジタルカメラ用途では、結像面が露光を処理するために光を遮蔽することが重要である。
【0007】
また、結像面に露光される光の光量のパーセンテージを制御することも有益である。絞りは、コンジットを通過して結像面に至る光の総量を制限することができるデバイスである。例えば、絞りを小さくすれば、結像面に到達する光が少なくなり、明るいイメージを加工でき、絞りを大きくすれば、より多くの光が結像面に到達し、より暗い画像を露光することができる。また、フィルタを使用することによって、結像面に入射する光の質を制御することも有益である。例えば、結像面に通過する光の強度を低減することが望ましい場合がある。減光フィルタ(neutral density filter:NDフィルタ)は、結像面に入射する関連する全ての波長を低減する。減光フィルタを用いることによって、ユーザは、一定の絞り設定を維持しながら、光の一部を低減することができる。減光フィルタは、明るい条件のとき、露光過多を防止するために特に有用である。また、ある場合には、光の特定の波長をフィルタリングすることが望ましい、例えば、紫外線によって発生する画像のぼけ(haziness)を低減するために、紫外線フィルタが使用される。他のカメラ用途では、照明の効果を補償するため、又はコントラストの強調のために色フィルタが使用される。
【0008】
写真用途において、シャッタ、絞り及びフィルタを使用することによって得られる利点にもかかわらず、小型カメラ用途、例えば携帯電話機、携帯情報端末及びこれに類する機器に組み入れられたカメラでは、これらは適切に使用されていない。これは、多くの場合、これらの機器のカメラレンズシャーシが、シャッタ、絞り及びフィルタモジュールを含むことが困難な設計になっているためである。例えば、デジタルカメラ用途では、光学縦列内のある部品の位置を追跡し、これらの部品の、例えば、電荷結合素子(charge-coupled device:CCD)又はCMOSセンサのアレー等の撮像素子に対する移動に応じて、システム設定を調整するために、高感度位置検出器を使用する必要がある。このような用途では、センサを詰め込まないことが重要であり、センサを過密にすると、画像が正しく加工されない。既知の技術では、この問題が適切に解決されていない。
【0009】
更に、多くの場合、較正及び画像処理の目的のために、シャッタは、コンジットの平面のできるだけ近くに配置する必要がある。したがって、センサの詰め込みに関連する問題は、単に、光学縦列に沿ったより便利な位置であるが、コンジットから離れた位置にシャッタを配置することによっては解決できない。
【0010】
上述のように、小型カメラシャーシ内で、他の部品とともに、シャッタ、絞り及びフィルタを制御するためのモジュールを収容することは困難である。但し、これらの部品の使用は、カメラ用途では重要であることも多い。例えば、イメージングセンサが露光を処理する際に光をブロックするためには、シャッタが必要である。また、画像が露光過多になり、又は白くとばないように、光を低減及びフィルタリングするために、絞り及びフィルタが必要であることも多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の幾つかの実施の形態では、単一の小型カメラシャッタモジュールは、小型カメラシャーシに収まるように設計され、このモジュールは、小型カメラ用途において、結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる能力をユーザに与える。本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、特定のカメラシャーシ設計に対応するように特別に設計される。これらの実施の形態では、モジュールサイズ及び形状、ソレノイド配置、軸配置、ガイドの向き、及び他の設計仕様は、個別のシャーシに対応するようにカスタマイズされる。
【0012】
本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、光を通過させるコンジットを有するフレームを備える。少なくとも1つのソレノイド素子は、フレームに結合されており、信号に応じて駆動される。ソレノイド素子の駆動によって、ソレノイド素子は、少なくとも1つのブレードに、コンジットを少なくとも部分的に遮らせる。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレードは、光を完全にブロックするシャッタを含む。他の実施の形態では、ブレードは、絞り、NDフィルタ、単色フィルタ等を含む。
【0013】
更に、小型カメラ用途において、結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる能力をユーザに与える小型カメラシャッタモジュールの製造方法を開示する。
【0014】
本発明の幾つかの実施の形態では、1つのソレノイドが、駆動によって、2つ以上のブレードを制御する。これらの実施の形態では、ソレノイド、ピン、ガイド等は、モジュールがカメラシャーシの他の部品(すなわち、位置検出器)を詰め込まないように、正確に配置される。
【0015】
本発明の幾つかの実施の形態では、他の付属部品と共に、複数のシャッタブレード、絞りブレード及びフィルタを収容でき、単一のモジュールフレーム上で制御することができる。本発明の他の実施の形態では、設計目標を達成するために、固有の幾何学的配置によって、光をシャッタリングし、絞り、及びフィルタリングするために用いられる1つ以上のブレードを構成する方法を開示する。例えば、本発明の幾つかの実施の形態では、ソレノイドは、軸を中心にブレードを回転させるように構成されており、この軸は、コンジットの非常に近くに配置され、モジュールをより小型化することができる。他の実施の形態では、2つのブレードを駆動するように構成された1つのソレノイドを有するモジュールは、ユーザからソレノイドに信号が供給されると、ソレノイドからの比較的小さいパワーで、所望の結果を適切に達成することができるように設計され、この結果、より小さいソレノイドを使用することができる。より小さいソレノイドによって、本発明のカメラシャッタモジュールは、非常に小さいカメラシャーシ内で使用することができる。
【0016】
これらの実施の形態では、ユーザは、小型カメラ用途の結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる。本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、画像記録能力を有する携帯電話機のシャーシ内、又は現在既知の又は将来開発される他の一般的な民生用電子機器内に配設される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールを有する小型カメラシャーシの斜視図である。
【図1B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールを有する小型カメラハウジングの斜視図である。
【図2A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレームの一方の側にソレノイドがあり、モジュールフレームの反対側に複数のブレードがある小型カメラシャッタモジュールのソレノイド側の斜視図である。
【図2B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレームの一方の側にソレノイドがあり、モジュールフレームの反対側に複数のブレードがある小型カメラシャッタモジュールのブレード側の斜視図である。
【図2C】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、閉動作の間の小型カメラシャッタモジュールのブレードの側の斜視図である。
【図2D】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、閉動作の間の小型カメラシャッタモジュールのブレードの側の斜視図である。
【図2E】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、複数のブレードがコンジットをシャッタリングする小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、2枚のブレードシャッタ及びフィルタブレードを有する小型カメラシャッタモジュールを収容する他の小型カメラシャーシの斜視図である。
【図3B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレーム上に2つのソレノイドを有し、フィルタブレード及び2つのシャッタブレードを制御する小型カメラシャッタモジュールの斜視図である。
【図3C】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールで用いられるブレードの斜視図である。
【図3D】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、フィルタブレード及び2枚のシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3E】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、駆動されていないフィルタブレード及びコンジットをシャッタリングしている2枚のシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3F】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、コンジットを覆うフィルタブレードと、駆動されていない2枚のシャッタブレードとを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3G】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、ブレードを覆うカバーを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図4】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、絞りブレード及び2つのシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
小型カメラ装置におけるシャッタリング、絞りサイズの調整及び光のフィルタリングのために使用される改善された小型カメラシャッタモジュール及び改善された技術を開示する。また、この小型カメラシャッタモジュールを製造する製造方法を開示する。本発明に関する以下の詳細な説明は、例示的なものであり、請求の範囲に記載されている発明を限定することを意図しないことは、当業者には明らかである。この開示によって、当業者は、本発明の他の実施の形態を容易に想到することができる。なお、このような如何なる実際の実現例の開発でも、開発者の特定の目標を達成するために、実現例に固有の多くの決定を行わなければならないことも明らかである。添付の図面に示す本発明の具体例を参照して、本発明を詳細に説明する。図面及び以下の詳細な説明を通して、同じ又は同様の部分には、同様の符号を使用する。
【0019】
図1Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール199を備える小型カメラシャーシ(以下、単に、カメラシャーシとも言う。)100の斜視図である。また、カメラシャーシ100は、第2の光学素子群185を含む。第2の光学素子群185は、通常、1つ以上の光学素子、例えば、レンズを含む。小型カメラシャッタモジュール199は、好ましくは、第2の光学素子群185に隣接して配設されている。小型カメラシャッタモジュール199は、その面を貫通するコンジット175(破線で示す。)を備え、第2の光学素子群185を通過する光が、小型カメラシャッタモジュール199上のコンジット175を経由して、結像面105に入射するように構成されている。本発明の幾つかの実施の形態では、第1の光学素子群130は、結像面105の正面に配設される。第1の光学素子群130は、そこを通る光を、結像面105に略垂直に入射させるために使用される。
【0020】
また、小型カメラシャーシ100は、第1のガイドポスト164及び第2のガイドポスト163を備える。第1の光学素子群130及び第2の光学素子群185は、第1及び第2のガイドポスト164、163に摺動可能に結合されている。このように、第2の光学素子群185及び小型カメラシャッタモジュール199は、第1のガイドポスト164及び第2のガイドポスト163に沿って、Y方向に動くことができ、この結果、光特性、例えば、焦点、被写界深度等に影響を与えることができる。本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャーシ100は、ズーム/自動フォーカスカメラシャーシを含む。このようなズーム/自動フォーカスモジュールの実施の形態については、2006年9月1日に出願された米国特許出願番号第11/514,811号、発明の名称、「AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE」に更に説明されており、この文献は、引用により本願に援用される。
【0021】
本発明のある実施の形態では、小型カメラシャーシ101は、小型ハウジング(図示せず)内に収納され、多くの民生用電子機器、例えば、携帯電話、携帯情報端末等に組み込まれる。これらの実施の形態では、画像処理目的のためにプロセッサ(図示せず)に情報を伝えるために、第2の光学素子群185の相対的位置を追跡しなければならない。また、本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上のブレード(図示せず)を制御するために用いられる1つ以上のソレノイド(図示せず)を備える。1つ以上のブレードは、(後述する)1つ以上のソレノイドの駆動に応じて、コンジット175を少なくとも部分的に遮り、画像処理に更に影響を与えるように構成されている。
【0022】
図1Bは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく、シャーシフレーム101内に小型カメラシャーシ100を含むハウジングの斜視図を示している。ハウジングは、シャーシフレーム101、ハウジングに光を通す開口102、小型カメラシャッタモジュール199に結合されている第3の光学素子群145、第1の位置検出器110、第2の位置検出器111及び結像面105(破線で示す。)を備える。本発明の幾つかの実施の形態では、第1の光学素子群130は、結像面105の正面に配設される。
【0023】
本発明の幾つかの実施の形態では、結像面105は、写真フィルム又はプレートである。本発明の他の実施の形態で結像面105は、電荷結合素子(charge-coupled device:CCD)又はCMOSセンサのアレーである。なお、本発明に関連して、如何なる結像面105を用いてもよいことは、当業者にとって明らかである。また、本発明のある実施の形態では、カメラシャーシ100は、既知の又は将来開発される、写真用途で使用される他のデバイスを含む。
【0024】
小型カメラシャッタモジュール199は、コンジット175を備え、光が、開口102から、コンジット175を経由し、第3の光学素子群145を経由し、第1の光学素子群145を経由し、最終的に結像面105に入射するように構成されている。小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上の可制御ブレード(図示せず)及びソレノイド素子125を備える。1つ以上のソレノイド素子(図示せず)は、制御でき、1つ以上のブレードの少なくとも1つを駆動させるように構成されている。これらのブレードは、駆動されると、コンジット175を部分的に遮り、この結果、コンジット175を通過する光の量及び/又は質を変更する。例えば、本発明の幾つかの実施の形態では、シャッタブレード(図示せず)を用いて、コンジット175を完全に遮り、この結果、結像面105に、更なる露光なしで、画像を処理する時間が与えられる。
【0025】
更に、第3の光学素子群145は、Y方向に移動できるように構成されている。これらの実施の形態では、位置検出器110は、第1の光学素子群130の移動を追跡する。位置検出器110は、プロセッサ(図示せず)に正確な位置情報を供給するために、第1の光学素子群145の移動に応じて、第1の光学素子群145の位置を正確に追跡する。したがって、位置検出器110の周りの空間は、他の部品が詰め込まれていないことが重要である。本発明の小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上のブレードの制御を維持しながら、位置検出器110の周りの空間が塞がれないように設計される。
【0026】
本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、5ミリメートルから10ミリメートルの高さ及び幅寸法と、約2ミリメートルのコンジット直径とを有する。本発明の他の実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールフレームは、任意の小型カメラ用途に応じてカスタマイズされる。
【0027】
図1A及び図1Bに示す小型カメラシャッタモジュール199は、好ましくは、2ブレードシャッタモジュール(two-blade shutter module)である。2ブレードシャッタモジュールは、1つのソレノイドが2つのブレードの移動を制御するように構成されており、2つのブレードのそれぞれは、各ブレードがコンジット175を部分的に遮ることによって、コンジット175を完全に遮るような幾何学的構成を有している。2ブレードの構成を採用することによって、非常に小さいカメラシャッタモジュール199が実現される。
【0028】
本発明の幾つかの実施の形態では、少なくとも1つのソレノイド素子がモジュールフレームの一方の側に配設され、この少なくとも1つのソレノイド素子が、モジュールフレームの反対側に配設されている少なくとも1つのブレードを制御する。図2Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール299の斜視図を示しており、小型カメラシャッタモジュール299のモジュールフレーム200の一方の側には、ソレノイド素子225が配設されており、モジュールフレーム200の反対側には、複数のブレード251、252が配設されている。モジュールフレーム200は、光源からの光がモジュールフレーム200を通過できるように、その面にコンジット275を備える。ソレノイド素子225は、アーム239及びピン240に結合されている。モジュールフレーム200上には、チャネル242が形成され、ピン240は、チャネル242を介して、モジュールフレーム200の反対側に貫通するように構成されている。ピン240は、モジュールフレーム200の反対側で、ブレード251、252に結合されている。ソレノイド素子225は、駆動によって、ピン240を、チャネル242の下段からチャネル242の上段に動かす。
【0029】
図2Bは、図2Aに示すカメラシャッタモジュール299の反対側の斜視図である。図2Bは、図2Aに示すモジュールフレーム200の側面に結合されているソレノイド素子225の上部角部を示している。上述のように、ソレノイド素子225は、アーム239(図2Bには示していない。)及びピン240に結合されており、ピン240は、チャネル242(破線で部分的に示す。)に挿入されている。ピン240は、更に、それぞれブレード251、252上に配設されているガイド262、261(破線で部分的に示す。)に挿入されている。ブレード251は、246を介してモジュールフレーム200に結合されており、ブレード252は、軸247を介してモジュールフレーム200に結合されている。
【0030】
図2Bに示すように、2つのブレード251、252は、ソレノイド素子225が駆動されると、ピン240がチャネル242内で動き、ピン240がガイド261、262に力を加え、ブレード251を反時計回りに回転させ、ブレード252を時計回りに回転させる。ブレード252は、ブレード251の移動を妨害しないように、ブレード251の下側で動くように構成されている。これにより、ブレード251、252は、ソレノイド素子225の駆動に応じて、コンジット275を同時に遮る。
【0031】
ガイド262、261の固有の幾何学的形状及びピン240の円弧状の移動によって、ソレノイド素子225に要求される仕事量が低減される。例えば、ブレード252のガイド261は、最初は、ピン240の円弧状の移動に略垂直であり、及びピン240の円弧状の移動は、最初は、ブレード251上のガイド262に相互作用しないので、ピン240は、最初に、ブレード252を移動させる。ブレード252が、約20パーセント、十分移動した後に、ブレード251が移動し始める。したがって、ソレノイド素子225によって必要とされる仕事量は、分散される。2枚のより小さいブレードを移動させるために必要な仕事量は、1枚のより大きいブレードを移動させるために必要な仕事量より小さい。したがって、アーム239及びピン240が必要とする力は、1枚のより大きいブレードを用いてコンジット275を遮る場合に比べて、小さくなる。また、駆動前の休止位置から一旦動いた後は、ピン240は、第2のブレード251のガイド262に実質的に当接する際には、既に一定の量の運動エネルギを獲得しており、したがって、第2のブレードの慣性に勝つために必要な仕事が小さくなる。ピン240の円弧状の移動が、一旦、第2のブレード251のガイド262に相互作用すると、ブレード251、252は、同時に移動し、コンジット275を遮る。
【0032】
図2Cは、ブレード252が、約20パーセント、十分移動し、ブレード251が、移動し始めた状態のカメラシャッタモジュール299を示している。図2Dは、ピン240の駆動に応じて、両方のブレード252、251が閉鎖の途中にあるカメラシャッタモジュール299を示している。
【0033】
ここでも、この固有の構成は、ソレノイド素子225において必要とされる全体的な仕事量を低減することに寄与し、この結果、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを選択することができる。すなわち、ガイド261、262の固有の構成によって、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを使用することを選択できる。したがって、この改善によって、カメラシャッタモジュール299の全体的なサイズを低減することができる。更に、2枚のより小さいブレードは、1枚のより大きいブレードを使用した場合に比べて、コンジットをより速やかに遮ることができる。したがって、本発明は、シャッタ速度を最適化するように構成することができる。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレード251、252は、不透明な面を有する。不透明なブレードは、ソレノイド素子225の移動によって、コンジット275を通過しようとする光を完全に遮断するシャッタとして機能し、コンジット275を完全に遮る。他の実施の形態では、ブレード251、252は、不透明であるが、コンジット275を部分的にのみ遮る。これらの実施の形態では、2枚のブレード251、252は、光を部分的に遮断する絞りとして機能する。本発明の他の実施の形態では、ブレード251、252は、ブレード251、252がコンジット275を遮ると、光をフィルタリングするフィルタを含む。
【0034】
図2Eは、ブレード251、252が「閉」位置にあるカメラシャッタモジュール299を示している。図2Eに示すように、ブレード251、252は、結合して、コンジット275(破線で示す。)を完全に遮っている。ブレード251、252、及びガイド262、261の構成は、ブレードの完全なシャッタリング機能を維持しながら、モジュールのサイズを最小化する本発明の目的を達成する。
【0035】
上述した2ブレードシャッタ法の機能及び構成に加えて、フィルタブレード又は絞りブレードを小型カメラシャッタモジュールに組み込んで、フィルタリング及び/又は絞り機能を実現することができる。
【0036】
図3A〜図3Gは、本発明の幾つかの実施の形態に基づき、シャッタリング及びフィルタの提供のために、2ブレードシャッタ及びフィルタブレードモジュールを使用した小型カメラシャッタモジュール399を示している。
【0037】
図3Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく、小型カメラシャーシ301と、2ブレードシャッタ(図示せず)及びフィルタブレード(図示せず)を有する小型カメラシャッタモジュール399とを備えるカメラハウジング300を示す。また、カメラシャーシ301は、第1の光学素子群345も備える。光学素子群345は、通常、1つ以上の光学素子、例えば、レンズを含む。小型カメラシャッタモジュール399は、好ましくは、第1の光学素子群345と開口302との間に配設されている。また、小型カメラシャッタモジュール399は、好ましくは、第1の光学素子群345に結合されている。小型カメラシャッタモジュール399は、その面を貫通するコンジット375を備え、開口302を通過する光が、小型カメラシャッタモジュール399上のコンジット375を経由し、第1の光学素子群345を経由して、結像面305に入射するように構成されている。本発明の幾つかの実施の形態では、第2の光学素子群330は、結像面305の正面に配設される。
【0038】
また、小型カメラシャーシ301は、第1のガイドポスト364及び第2のガイドポスト363を備える第1の光学素子群345及び第2の光学素子群330は、第1及び第2のガイドポスト364、363に摺動可能に結合されている。したがって、第1の光学素子群345及び小型カメラシャッタモジュール399は、第1のガイドポスト364及び第2のガイドポスト363に沿って、Y方向に動くことができる。本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャーシ300は、ズーム/自動フォーカスカメラシャーシを含む。このようなズーム/自動フォーカスモジュールの実施の形態については、2006年9月1日に出願された米国特許出願番号第11/514,811号、発明の名称、「AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE」に更に説明されており、この文献は、引用により本願に援用される。
【0039】
本発明のある実施の形態では、小型カメラシャーシ301は、多くの民生用電子機器、例えば、携帯電話、携帯情報端末等に組み込まれる。
【0040】
これらの実施の形態では、画像処理目的のために、プロセッサ(図示せず)に情報を伝えるために、第1の光学素子群345及び小型カメラシャッタモジュール399の相対的位置を追跡しなければならない。
【0041】
したがって、位置検出器311は、小型カメラシャッタモジュール399の移動を追跡する。更に、小型カメラシャッタモジュール399は、2ブレードシャッタ(図示せず)及びフィルタブレード(図示せず)を制御するために用いられる1つ以上のソレノイド素子(図示せず)を備える。2ブレードシャッタは、(後述するように、)ソレノイド素子の駆動に応じて、コンジット375を遮るように構成されている。同様に、フィルタブレードは、(後述するように、)ソレノイド素子の駆動に応じて、コンジット375を遮るように構成されている。上述したように、位置検出器310、311は、プロセッサ(図示せず)に正確な位置情報を供給するために、部品の移動に応じて、部品の位置を正確に追跡する。したがって、位置検出器310の周りの空間は、他の部品が詰め込まれていないことが重要である。本発明の小型カメラシャッタモジュール399は、1つ以上のブレードの制御を維持しながら、位置検出器311の周りの空間が塞がれないように設計される。
【0042】
較正目的のために、ブレードは、コンジットの平面にできるだけ近いことが望ましい。したがって、本発明の好ましい実施の形態では、2ブレードシャッタ及びフィルタブレードは、1つ以上のソレノイド素子に対して、モジュールの反対側に配置され、これにより、1つ以上のブレードをコンジット375の平面の近くに配置することができる。
【0043】
図3Bは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール399の斜視図である。コンジット375は、光が通過できるように、モジュールフレーム300内に配設されている。また、モジュールフレーム300には、第1のソレノイド素子325及び第2のソレノイド素子324も結合されている。第1のソレノイド素子325は、アーム337及びピン340に結合されている。ピン340は、チャネル342を介して、モジュールフレーム300を貫通している。チャネル342は、ソレノイド素子325が駆動されると、ピン340の円弧状の移動を補助するように構成されている。同様に、第2のソレノイド素子324は、アーム338及びピン341に結合されている。ピン341は、チャネル343を介して、モジュールフレーム300を貫通している。チャネル343は、ソレノイド素子324が駆動されると、ピン341の円弧状の移動を補助するように構成されている。
【0044】
図3Cは、本発明の実施の形態で使用される、図3A〜図3Gに示すブレード351、352、353の斜視図である。使用される1つ以上のブレードについて様々な構成が想到されることは、当業者にとって明らかである。ブレード351(破線で部分的に示す。)は、主ブレード350を備え、軸345とガイド364は、主ブレード350の面を貫通する。更に、主ブレード350の上には、結合機構349を介して、フィルタ354が結合されている。あるフィルタは、脆弱な材料から形成され、軸又はピンに直接結合すれば、ソレノイド素子の駆動によって、フィルタが破損しやすいので、フィルタのみを使用することに代えて、ブレードにフィルタを連結することが望ましい場合がある。なお、ある用途では、フィルタを単独で使用してもよいことは、当業者にとって明らかである。
【0045】
本発明の幾つかの実施の形態では、フィルタ354は、NDフィルタである。NDフィルタは、フィルタを通過する光の様々な波長を均等にフィルタリングする一般的なフォトグラフィ素子である。本発明の他の実施の形態でフィルタ354は、単色フィルタである。単色フィルタは、光の波長の狭い範囲をフィルタリングする。ここでは、特にNDフィルタ及び単色フィルタを説明したが、他の適切な如何なるフィルタを用いてもよい。
【0046】
ブレード352、353は、2ブレードシャッタとして使用され、それぞれ軸346、348を有する。更に、ブレード352、353は、それぞれガイド363、362を有し、ガイド363、362は、ソレノイド素子の駆動に応じて、ブレード352、353の移動を案内する。
【0047】
図3Dは、図3Bに示すモジュールフレーム300の反対側を示している。図3Dに示すように、ブレード351、352、353は、モジュールフレーム300に結合されている。ブレード352、353は、コンジット375をシャッタリングするために使用され、ブレード351は、コンジット375をフィルタ354で遮るために使用される。ブレード351は、軸345を介してモジュールフレーム300に結合されており、ブレード352は、軸348を介してモジュールフレームに結合されており、ブレード353は、軸346を介してモジュールフレーム300に結合されている。本発明の幾つかの実施の形態では、モジュールフレーム300のブレードの側の表面には、凹部301が設けられており、ブレード351、352、353は、凹部301内に略収まっている。また、モジュールフレーム300には、光を通過させるコンジット375が開設されている。
【0048】
本発明の幾つかの実施の形態では、第1のソレノイド(図示せず)及び第2のソレノイドは、図3Bに示すように、モジュールフレーム300の反対側に位置している。これらの実施の形態では、第1のアーム(図示せず)及び第1のピン340は、第1のソレノイド(図示せず)に結合されており、第2のアーム(図示せず)及びピン341は、第2のソレノイドに結合されている。ピン340は、第1のソレノイドによって駆動され、ピン341は、第2のソレノイドによって駆動される。また、上述したように、モジュールフレーム300には、チャネル342、343が配設されており、チャネル342、343により、ピン340、341がモジュールフレーム300を貫通し、ブレード351、352、353の移動を案内することができる。ピン340、341は、モジュールフレーム300のソレノイド側からモジュールフレーム300のブレード側に延びている。ピン340は、ブレード351上に配設されているガイド364に延び、ピン341は、ブレード353上に配設されているガイド363及びブレード352上に配設されているガイド362に延びている。したがって、ピン340を動かすことによってブレード351を動かすことができ、ピン341を動かすことによってブレード352、353を動かすことができる。
【0049】
本発明の幾つかの実施の形態では、略矩形の形状を有する小型カメラシャッタモジュールは、5ミリメートルから10ミリメートルの高さ及び幅寸法と、約2ミリメートルのコンジット直径とを有する。本発明の他の実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールフレームは、任意の小型カメラ用途に応じてカスタマイズされる。
【0050】
図3Dは、ソレノイド素子324によってピン341が駆動させられた後のモジュールフレーム300の側面図を示している。すなわち、ピン341がチャネル343を貫通しながら、ガイド362、363に力を加えるのでブレード352、353は、駆動位置に強制される。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレード352、353は、不透明であり、したがって、ブレード352、353は、コンジット375を通過しようとする光を完全に遮断するシャッタとして機能する。
【0051】
更に、ガイド363、362は、ソレノイド(図示せず)に要求される仕事量が低減されるように、特別な幾何学的形状に構成されている。ガイド363、362、341及びピンの円弧状の移動によって、ソレノイド素子324に要求される仕事量が低減される。例えば、ブレード352のガイド362は、最初は、ピン341の円弧状の移動に略垂直であり、及びピン341の円弧状の移動は、最初は、ブレード353上のガイド363に相互作用しないので、ピン341は、最初に、ブレード352を移動させる。ブレード352が、約20パーセント移動した後に、ブレード353が移動し始める。したがって、ソレノイド素子324によって必要とされる仕事量は、分散される。2枚のより小さいブレードを移動させるために必要な仕事量は、1枚のより大きいブレードを移動させるために必要な仕事量より小さい。したがって、アーム及びピン341が必要とする力は、1枚のより大きいブレードを用いてコンジット375を遮る場合に比べて、小さくなる。また、駆動前の休止位置から一旦動いた後は、ピン341は、ブレード353のガイド363に実質的に当接する際には、既に一定の量の運動エネルギを獲得しており、したがって、第2のブレードの慣性に勝つために必要な仕事が小さくなる。ピン341の円弧状の移動が、一旦、ブレード353のガイド363に相互作用すると、ブレード352、353は、同時に移動し、コンジット375を遮る。
【0052】
ここでも、この特有の構成は、ソレノイド素子225において必要とされる全体的な仕事量を低減することに寄与し、この結果、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを選択することができる。すなわち、ガイド363、362の特有の構成によって、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを使用することを選択できる。したがって、この改善によって、カメラシャッタモジュール399の全体的なサイズを低減することができる。更に、2枚のより小さいブレードは、1枚のより大きいブレードを使用した場合に比べて、コンジットをより速やかに遮ることができる。したがって、本発明は、シャッタ速度を最適化するように構成することができる。
【0053】
図3Eは、ピン341がソレノイド素子324によって駆動された後のモジュールフレーム300の側面図を示している。ブレード352、353は、駆動位置に強制され、コンジット375を遮っており、ブレード351は、駆動されていない。
【0054】
図3Fは、ピン340がソレノイド素子325によって駆動された後のモジュールフレーム300の側面図を示している。したがって、ブレード351が回転しており、フィルタ354がコンジット375(破線で示す。)を遮っている。
【0055】
図3Gは、ブレード353、352、351(図3Gには示していない。)及びフィルタ354(図3Gには示していない。)を覆うカバー306を有するモジュールフレーム300の斜視図である。カバー306は、モジュールフレーム300内に保持されている可動部品を保護するように構成されている。
【0056】
図4は、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール499の側面図を示している。これらの実施の形態では、2枚のブレード452、453は、コンジット475をシャッタリングするように構成されており、第3のブレード451には、コンジット475を部分的に遮蔽する絞り455が設けられている。絞りブレード451は、ピン440及びアームがチャネル442を介して(図示せず)動き、ガイド464に力を加えると駆動される。ブレード451は、駆動されると、コンジット475を部分的に遮る。
【0057】
図3A〜図4に開示されている実施の形態では、2つ以上のソレノイド素子を用いて、二重のブレードシャッタリングを実行し、及び更なるブレードを用いて、小型カメラ用途にフィルタ及び/又は絞りを提供する。二重ブレードシャッタリングによって、小型カメラ用途にカメラシャッタモジュールを使用でき、シャッタ速度を最適化することができる。
【関連出願】
【0001】
本出願は、米国特許法第119条第(e)項に基づいて、2007年5月7日に出願された、係属中の米国仮特許出願番号第60/928,135、発明の名称、「MINIATURE CAMERA SHUTTER AND FILTER/APERTURE」の優先権を主張する。2007年5月7日に出願された、係属中の米国仮特許出願番号第60/928,135、発明の名称、「MINIATURE CAMERA SHUTTER AND FILTER/APERTURE」の全体は、参照によって本願に援用される。
【技術分野】
【0002】
本発明は、画像キャプチャシステムの分野に関する。詳しくは、本発明は、サイズ制限によって制限されたカメラシステムにおける、シャッタリング、絞りサイズの調整、及び露光のフィルタリングに関する。
【背景技術】
【0003】
本明細書においては、明示的に又は説明の文脈によって暗示的に指定する場合を除き、用語「コンジット(conduit)」は、光がカメラシャッタモジュールを通過できるように設計されたカメラシャッタモジュール内の開口を意味するものとする。同様に、用語「絞り(aperture)」は、コンジットを介して100%未満の光量を通す仕組みを意味するものとする。
【0004】
また用語「カメラシャッタモジュール」及び「小型カメラシャッタモジュール」は、カメラ光学システム内に組み込まれ、装置が光をシャッタリングするように構成されているか否かにかかわらず、光学システムを通過して結像面に至る光の量及び/又は質に影響を与えるために使用される装置を意味するものとする。例えば、小型カメラシャッタモジュールは、光をシャッタリングするように構成されている装置であってもよく、又は実際に光をシャッタリングすることなく、光の量及び/又は質に影響を与えるように構成されている装置を指していてもよい。もちろん、小型カメラシャッタモジュールは、カメラ光学システムの光をシャッタリングし、フィルタリングし、及び絞りを提供する装置を指していてもよい。
【0005】
カメラは、通常、コンジットを通過し、結像面(imaging surface)に入射することができる光をシャッタリングし、光の量を調整し、光の質を調整する機械的構造を有する。
【0006】
カメラシャッタは、一定の期間、光を、コンジットを介して結像面に通過させ、次に、光を遮断して、結像面に光が入射する時間を制限するデバイスである。シャッタ速度又は結像面が露光される時間を制御する能力を有することは有益である。更に、デジタルカメラ用途では、結像面が露光を処理するために光を遮蔽することが重要である。
【0007】
また、結像面に露光される光の光量のパーセンテージを制御することも有益である。絞りは、コンジットを通過して結像面に至る光の総量を制限することができるデバイスである。例えば、絞りを小さくすれば、結像面に到達する光が少なくなり、明るいイメージを加工でき、絞りを大きくすれば、より多くの光が結像面に到達し、より暗い画像を露光することができる。また、フィルタを使用することによって、結像面に入射する光の質を制御することも有益である。例えば、結像面に通過する光の強度を低減することが望ましい場合がある。減光フィルタ(neutral density filter:NDフィルタ)は、結像面に入射する関連する全ての波長を低減する。減光フィルタを用いることによって、ユーザは、一定の絞り設定を維持しながら、光の一部を低減することができる。減光フィルタは、明るい条件のとき、露光過多を防止するために特に有用である。また、ある場合には、光の特定の波長をフィルタリングすることが望ましい、例えば、紫外線によって発生する画像のぼけ(haziness)を低減するために、紫外線フィルタが使用される。他のカメラ用途では、照明の効果を補償するため、又はコントラストの強調のために色フィルタが使用される。
【0008】
写真用途において、シャッタ、絞り及びフィルタを使用することによって得られる利点にもかかわらず、小型カメラ用途、例えば携帯電話機、携帯情報端末及びこれに類する機器に組み入れられたカメラでは、これらは適切に使用されていない。これは、多くの場合、これらの機器のカメラレンズシャーシが、シャッタ、絞り及びフィルタモジュールを含むことが困難な設計になっているためである。例えば、デジタルカメラ用途では、光学縦列内のある部品の位置を追跡し、これらの部品の、例えば、電荷結合素子(charge-coupled device:CCD)又はCMOSセンサのアレー等の撮像素子に対する移動に応じて、システム設定を調整するために、高感度位置検出器を使用する必要がある。このような用途では、センサを詰め込まないことが重要であり、センサを過密にすると、画像が正しく加工されない。既知の技術では、この問題が適切に解決されていない。
【0009】
更に、多くの場合、較正及び画像処理の目的のために、シャッタは、コンジットの平面のできるだけ近くに配置する必要がある。したがって、センサの詰め込みに関連する問題は、単に、光学縦列に沿ったより便利な位置であるが、コンジットから離れた位置にシャッタを配置することによっては解決できない。
【0010】
上述のように、小型カメラシャーシ内で、他の部品とともに、シャッタ、絞り及びフィルタを制御するためのモジュールを収容することは困難である。但し、これらの部品の使用は、カメラ用途では重要であることも多い。例えば、イメージングセンサが露光を処理する際に光をブロックするためには、シャッタが必要である。また、画像が露光過多になり、又は白くとばないように、光を低減及びフィルタリングするために、絞り及びフィルタが必要であることも多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の幾つかの実施の形態では、単一の小型カメラシャッタモジュールは、小型カメラシャーシに収まるように設計され、このモジュールは、小型カメラ用途において、結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる能力をユーザに与える。本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、特定のカメラシャーシ設計に対応するように特別に設計される。これらの実施の形態では、モジュールサイズ及び形状、ソレノイド配置、軸配置、ガイドの向き、及び他の設計仕様は、個別のシャーシに対応するようにカスタマイズされる。
【0012】
本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、光を通過させるコンジットを有するフレームを備える。少なくとも1つのソレノイド素子は、フレームに結合されており、信号に応じて駆動される。ソレノイド素子の駆動によって、ソレノイド素子は、少なくとも1つのブレードに、コンジットを少なくとも部分的に遮らせる。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレードは、光を完全にブロックするシャッタを含む。他の実施の形態では、ブレードは、絞り、NDフィルタ、単色フィルタ等を含む。
【0013】
更に、小型カメラ用途において、結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる能力をユーザに与える小型カメラシャッタモジュールの製造方法を開示する。
【0014】
本発明の幾つかの実施の形態では、1つのソレノイドが、駆動によって、2つ以上のブレードを制御する。これらの実施の形態では、ソレノイド、ピン、ガイド等は、モジュールがカメラシャーシの他の部品(すなわち、位置検出器)を詰め込まないように、正確に配置される。
【0015】
本発明の幾つかの実施の形態では、他の付属部品と共に、複数のシャッタブレード、絞りブレード及びフィルタを収容でき、単一のモジュールフレーム上で制御することができる。本発明の他の実施の形態では、設計目標を達成するために、固有の幾何学的配置によって、光をシャッタリングし、絞り、及びフィルタリングするために用いられる1つ以上のブレードを構成する方法を開示する。例えば、本発明の幾つかの実施の形態では、ソレノイドは、軸を中心にブレードを回転させるように構成されており、この軸は、コンジットの非常に近くに配置され、モジュールをより小型化することができる。他の実施の形態では、2つのブレードを駆動するように構成された1つのソレノイドを有するモジュールは、ユーザからソレノイドに信号が供給されると、ソレノイドからの比較的小さいパワーで、所望の結果を適切に達成することができるように設計され、この結果、より小さいソレノイドを使用することができる。より小さいソレノイドによって、本発明のカメラシャッタモジュールは、非常に小さいカメラシャーシ内で使用することができる。
【0016】
これらの実施の形態では、ユーザは、小型カメラ用途の結像面上の光の量、質及び露光時間を制御できる。本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、画像記録能力を有する携帯電話機のシャーシ内、又は現在既知の又は将来開発される他の一般的な民生用電子機器内に配設される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールを有する小型カメラシャーシの斜視図である。
【図1B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールを有する小型カメラハウジングの斜視図である。
【図2A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレームの一方の側にソレノイドがあり、モジュールフレームの反対側に複数のブレードがある小型カメラシャッタモジュールのソレノイド側の斜視図である。
【図2B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレームの一方の側にソレノイドがあり、モジュールフレームの反対側に複数のブレードがある小型カメラシャッタモジュールのブレード側の斜視図である。
【図2C】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、閉動作の間の小型カメラシャッタモジュールのブレードの側の斜視図である。
【図2D】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、閉動作の間の小型カメラシャッタモジュールのブレードの側の斜視図である。
【図2E】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、複数のブレードがコンジットをシャッタリングする小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3A】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、2枚のブレードシャッタ及びフィルタブレードを有する小型カメラシャッタモジュールを収容する他の小型カメラシャーシの斜視図である。
【図3B】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、モジュールフレーム上に2つのソレノイドを有し、フィルタブレード及び2つのシャッタブレードを制御する小型カメラシャッタモジュールの斜視図である。
【図3C】本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュールで用いられるブレードの斜視図である。
【図3D】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、フィルタブレード及び2枚のシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3E】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、駆動されていないフィルタブレード及びコンジットをシャッタリングしている2枚のシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3F】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、コンジットを覆うフィルタブレードと、駆動されていない2枚のシャッタブレードとを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図3G】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、ブレードを覆うカバーを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【図4】本発明の幾つかの実施の形態に基づく、絞りブレード及び2つのシャッタブレードを有する他の小型カメラシャッタモジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
小型カメラ装置におけるシャッタリング、絞りサイズの調整及び光のフィルタリングのために使用される改善された小型カメラシャッタモジュール及び改善された技術を開示する。また、この小型カメラシャッタモジュールを製造する製造方法を開示する。本発明に関する以下の詳細な説明は、例示的なものであり、請求の範囲に記載されている発明を限定することを意図しないことは、当業者には明らかである。この開示によって、当業者は、本発明の他の実施の形態を容易に想到することができる。なお、このような如何なる実際の実現例の開発でも、開発者の特定の目標を達成するために、実現例に固有の多くの決定を行わなければならないことも明らかである。添付の図面に示す本発明の具体例を参照して、本発明を詳細に説明する。図面及び以下の詳細な説明を通して、同じ又は同様の部分には、同様の符号を使用する。
【0019】
図1Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール199を備える小型カメラシャーシ(以下、単に、カメラシャーシとも言う。)100の斜視図である。また、カメラシャーシ100は、第2の光学素子群185を含む。第2の光学素子群185は、通常、1つ以上の光学素子、例えば、レンズを含む。小型カメラシャッタモジュール199は、好ましくは、第2の光学素子群185に隣接して配設されている。小型カメラシャッタモジュール199は、その面を貫通するコンジット175(破線で示す。)を備え、第2の光学素子群185を通過する光が、小型カメラシャッタモジュール199上のコンジット175を経由して、結像面105に入射するように構成されている。本発明の幾つかの実施の形態では、第1の光学素子群130は、結像面105の正面に配設される。第1の光学素子群130は、そこを通る光を、結像面105に略垂直に入射させるために使用される。
【0020】
また、小型カメラシャーシ100は、第1のガイドポスト164及び第2のガイドポスト163を備える。第1の光学素子群130及び第2の光学素子群185は、第1及び第2のガイドポスト164、163に摺動可能に結合されている。このように、第2の光学素子群185及び小型カメラシャッタモジュール199は、第1のガイドポスト164及び第2のガイドポスト163に沿って、Y方向に動くことができ、この結果、光特性、例えば、焦点、被写界深度等に影響を与えることができる。本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャーシ100は、ズーム/自動フォーカスカメラシャーシを含む。このようなズーム/自動フォーカスモジュールの実施の形態については、2006年9月1日に出願された米国特許出願番号第11/514,811号、発明の名称、「AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE」に更に説明されており、この文献は、引用により本願に援用される。
【0021】
本発明のある実施の形態では、小型カメラシャーシ101は、小型ハウジング(図示せず)内に収納され、多くの民生用電子機器、例えば、携帯電話、携帯情報端末等に組み込まれる。これらの実施の形態では、画像処理目的のためにプロセッサ(図示せず)に情報を伝えるために、第2の光学素子群185の相対的位置を追跡しなければならない。また、本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上のブレード(図示せず)を制御するために用いられる1つ以上のソレノイド(図示せず)を備える。1つ以上のブレードは、(後述する)1つ以上のソレノイドの駆動に応じて、コンジット175を少なくとも部分的に遮り、画像処理に更に影響を与えるように構成されている。
【0022】
図1Bは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく、シャーシフレーム101内に小型カメラシャーシ100を含むハウジングの斜視図を示している。ハウジングは、シャーシフレーム101、ハウジングに光を通す開口102、小型カメラシャッタモジュール199に結合されている第3の光学素子群145、第1の位置検出器110、第2の位置検出器111及び結像面105(破線で示す。)を備える。本発明の幾つかの実施の形態では、第1の光学素子群130は、結像面105の正面に配設される。
【0023】
本発明の幾つかの実施の形態では、結像面105は、写真フィルム又はプレートである。本発明の他の実施の形態で結像面105は、電荷結合素子(charge-coupled device:CCD)又はCMOSセンサのアレーである。なお、本発明に関連して、如何なる結像面105を用いてもよいことは、当業者にとって明らかである。また、本発明のある実施の形態では、カメラシャーシ100は、既知の又は将来開発される、写真用途で使用される他のデバイスを含む。
【0024】
小型カメラシャッタモジュール199は、コンジット175を備え、光が、開口102から、コンジット175を経由し、第3の光学素子群145を経由し、第1の光学素子群145を経由し、最終的に結像面105に入射するように構成されている。小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上の可制御ブレード(図示せず)及びソレノイド素子125を備える。1つ以上のソレノイド素子(図示せず)は、制御でき、1つ以上のブレードの少なくとも1つを駆動させるように構成されている。これらのブレードは、駆動されると、コンジット175を部分的に遮り、この結果、コンジット175を通過する光の量及び/又は質を変更する。例えば、本発明の幾つかの実施の形態では、シャッタブレード(図示せず)を用いて、コンジット175を完全に遮り、この結果、結像面105に、更なる露光なしで、画像を処理する時間が与えられる。
【0025】
更に、第3の光学素子群145は、Y方向に移動できるように構成されている。これらの実施の形態では、位置検出器110は、第1の光学素子群130の移動を追跡する。位置検出器110は、プロセッサ(図示せず)に正確な位置情報を供給するために、第1の光学素子群145の移動に応じて、第1の光学素子群145の位置を正確に追跡する。したがって、位置検出器110の周りの空間は、他の部品が詰め込まれていないことが重要である。本発明の小型カメラシャッタモジュール199は、1つ以上のブレードの制御を維持しながら、位置検出器110の周りの空間が塞がれないように設計される。
【0026】
本発明の幾つかの実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールは、5ミリメートルから10ミリメートルの高さ及び幅寸法と、約2ミリメートルのコンジット直径とを有する。本発明の他の実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールフレームは、任意の小型カメラ用途に応じてカスタマイズされる。
【0027】
図1A及び図1Bに示す小型カメラシャッタモジュール199は、好ましくは、2ブレードシャッタモジュール(two-blade shutter module)である。2ブレードシャッタモジュールは、1つのソレノイドが2つのブレードの移動を制御するように構成されており、2つのブレードのそれぞれは、各ブレードがコンジット175を部分的に遮ることによって、コンジット175を完全に遮るような幾何学的構成を有している。2ブレードの構成を採用することによって、非常に小さいカメラシャッタモジュール199が実現される。
【0028】
本発明の幾つかの実施の形態では、少なくとも1つのソレノイド素子がモジュールフレームの一方の側に配設され、この少なくとも1つのソレノイド素子が、モジュールフレームの反対側に配設されている少なくとも1つのブレードを制御する。図2Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール299の斜視図を示しており、小型カメラシャッタモジュール299のモジュールフレーム200の一方の側には、ソレノイド素子225が配設されており、モジュールフレーム200の反対側には、複数のブレード251、252が配設されている。モジュールフレーム200は、光源からの光がモジュールフレーム200を通過できるように、その面にコンジット275を備える。ソレノイド素子225は、アーム239及びピン240に結合されている。モジュールフレーム200上には、チャネル242が形成され、ピン240は、チャネル242を介して、モジュールフレーム200の反対側に貫通するように構成されている。ピン240は、モジュールフレーム200の反対側で、ブレード251、252に結合されている。ソレノイド素子225は、駆動によって、ピン240を、チャネル242の下段からチャネル242の上段に動かす。
【0029】
図2Bは、図2Aに示すカメラシャッタモジュール299の反対側の斜視図である。図2Bは、図2Aに示すモジュールフレーム200の側面に結合されているソレノイド素子225の上部角部を示している。上述のように、ソレノイド素子225は、アーム239(図2Bには示していない。)及びピン240に結合されており、ピン240は、チャネル242(破線で部分的に示す。)に挿入されている。ピン240は、更に、それぞれブレード251、252上に配設されているガイド262、261(破線で部分的に示す。)に挿入されている。ブレード251は、246を介してモジュールフレーム200に結合されており、ブレード252は、軸247を介してモジュールフレーム200に結合されている。
【0030】
図2Bに示すように、2つのブレード251、252は、ソレノイド素子225が駆動されると、ピン240がチャネル242内で動き、ピン240がガイド261、262に力を加え、ブレード251を反時計回りに回転させ、ブレード252を時計回りに回転させる。ブレード252は、ブレード251の移動を妨害しないように、ブレード251の下側で動くように構成されている。これにより、ブレード251、252は、ソレノイド素子225の駆動に応じて、コンジット275を同時に遮る。
【0031】
ガイド262、261の固有の幾何学的形状及びピン240の円弧状の移動によって、ソレノイド素子225に要求される仕事量が低減される。例えば、ブレード252のガイド261は、最初は、ピン240の円弧状の移動に略垂直であり、及びピン240の円弧状の移動は、最初は、ブレード251上のガイド262に相互作用しないので、ピン240は、最初に、ブレード252を移動させる。ブレード252が、約20パーセント、十分移動した後に、ブレード251が移動し始める。したがって、ソレノイド素子225によって必要とされる仕事量は、分散される。2枚のより小さいブレードを移動させるために必要な仕事量は、1枚のより大きいブレードを移動させるために必要な仕事量より小さい。したがって、アーム239及びピン240が必要とする力は、1枚のより大きいブレードを用いてコンジット275を遮る場合に比べて、小さくなる。また、駆動前の休止位置から一旦動いた後は、ピン240は、第2のブレード251のガイド262に実質的に当接する際には、既に一定の量の運動エネルギを獲得しており、したがって、第2のブレードの慣性に勝つために必要な仕事が小さくなる。ピン240の円弧状の移動が、一旦、第2のブレード251のガイド262に相互作用すると、ブレード251、252は、同時に移動し、コンジット275を遮る。
【0032】
図2Cは、ブレード252が、約20パーセント、十分移動し、ブレード251が、移動し始めた状態のカメラシャッタモジュール299を示している。図2Dは、ピン240の駆動に応じて、両方のブレード252、251が閉鎖の途中にあるカメラシャッタモジュール299を示している。
【0033】
ここでも、この固有の構成は、ソレノイド素子225において必要とされる全体的な仕事量を低減することに寄与し、この結果、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを選択することができる。すなわち、ガイド261、262の固有の構成によって、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを使用することを選択できる。したがって、この改善によって、カメラシャッタモジュール299の全体的なサイズを低減することができる。更に、2枚のより小さいブレードは、1枚のより大きいブレードを使用した場合に比べて、コンジットをより速やかに遮ることができる。したがって、本発明は、シャッタ速度を最適化するように構成することができる。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレード251、252は、不透明な面を有する。不透明なブレードは、ソレノイド素子225の移動によって、コンジット275を通過しようとする光を完全に遮断するシャッタとして機能し、コンジット275を完全に遮る。他の実施の形態では、ブレード251、252は、不透明であるが、コンジット275を部分的にのみ遮る。これらの実施の形態では、2枚のブレード251、252は、光を部分的に遮断する絞りとして機能する。本発明の他の実施の形態では、ブレード251、252は、ブレード251、252がコンジット275を遮ると、光をフィルタリングするフィルタを含む。
【0034】
図2Eは、ブレード251、252が「閉」位置にあるカメラシャッタモジュール299を示している。図2Eに示すように、ブレード251、252は、結合して、コンジット275(破線で示す。)を完全に遮っている。ブレード251、252、及びガイド262、261の構成は、ブレードの完全なシャッタリング機能を維持しながら、モジュールのサイズを最小化する本発明の目的を達成する。
【0035】
上述した2ブレードシャッタ法の機能及び構成に加えて、フィルタブレード又は絞りブレードを小型カメラシャッタモジュールに組み込んで、フィルタリング及び/又は絞り機能を実現することができる。
【0036】
図3A〜図3Gは、本発明の幾つかの実施の形態に基づき、シャッタリング及びフィルタの提供のために、2ブレードシャッタ及びフィルタブレードモジュールを使用した小型カメラシャッタモジュール399を示している。
【0037】
図3Aは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく、小型カメラシャーシ301と、2ブレードシャッタ(図示せず)及びフィルタブレード(図示せず)を有する小型カメラシャッタモジュール399とを備えるカメラハウジング300を示す。また、カメラシャーシ301は、第1の光学素子群345も備える。光学素子群345は、通常、1つ以上の光学素子、例えば、レンズを含む。小型カメラシャッタモジュール399は、好ましくは、第1の光学素子群345と開口302との間に配設されている。また、小型カメラシャッタモジュール399は、好ましくは、第1の光学素子群345に結合されている。小型カメラシャッタモジュール399は、その面を貫通するコンジット375を備え、開口302を通過する光が、小型カメラシャッタモジュール399上のコンジット375を経由し、第1の光学素子群345を経由して、結像面305に入射するように構成されている。本発明の幾つかの実施の形態では、第2の光学素子群330は、結像面305の正面に配設される。
【0038】
また、小型カメラシャーシ301は、第1のガイドポスト364及び第2のガイドポスト363を備える第1の光学素子群345及び第2の光学素子群330は、第1及び第2のガイドポスト364、363に摺動可能に結合されている。したがって、第1の光学素子群345及び小型カメラシャッタモジュール399は、第1のガイドポスト364及び第2のガイドポスト363に沿って、Y方向に動くことができる。本発明の好ましい実施の形態では、小型カメラシャーシ300は、ズーム/自動フォーカスカメラシャーシを含む。このようなズーム/自動フォーカスモジュールの実施の形態については、2006年9月1日に出願された米国特許出願番号第11/514,811号、発明の名称、「AUTO-FOCUS AND ZOOM MODULE」に更に説明されており、この文献は、引用により本願に援用される。
【0039】
本発明のある実施の形態では、小型カメラシャーシ301は、多くの民生用電子機器、例えば、携帯電話、携帯情報端末等に組み込まれる。
【0040】
これらの実施の形態では、画像処理目的のために、プロセッサ(図示せず)に情報を伝えるために、第1の光学素子群345及び小型カメラシャッタモジュール399の相対的位置を追跡しなければならない。
【0041】
したがって、位置検出器311は、小型カメラシャッタモジュール399の移動を追跡する。更に、小型カメラシャッタモジュール399は、2ブレードシャッタ(図示せず)及びフィルタブレード(図示せず)を制御するために用いられる1つ以上のソレノイド素子(図示せず)を備える。2ブレードシャッタは、(後述するように、)ソレノイド素子の駆動に応じて、コンジット375を遮るように構成されている。同様に、フィルタブレードは、(後述するように、)ソレノイド素子の駆動に応じて、コンジット375を遮るように構成されている。上述したように、位置検出器310、311は、プロセッサ(図示せず)に正確な位置情報を供給するために、部品の移動に応じて、部品の位置を正確に追跡する。したがって、位置検出器310の周りの空間は、他の部品が詰め込まれていないことが重要である。本発明の小型カメラシャッタモジュール399は、1つ以上のブレードの制御を維持しながら、位置検出器311の周りの空間が塞がれないように設計される。
【0042】
較正目的のために、ブレードは、コンジットの平面にできるだけ近いことが望ましい。したがって、本発明の好ましい実施の形態では、2ブレードシャッタ及びフィルタブレードは、1つ以上のソレノイド素子に対して、モジュールの反対側に配置され、これにより、1つ以上のブレードをコンジット375の平面の近くに配置することができる。
【0043】
図3Bは、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール399の斜視図である。コンジット375は、光が通過できるように、モジュールフレーム300内に配設されている。また、モジュールフレーム300には、第1のソレノイド素子325及び第2のソレノイド素子324も結合されている。第1のソレノイド素子325は、アーム337及びピン340に結合されている。ピン340は、チャネル342を介して、モジュールフレーム300を貫通している。チャネル342は、ソレノイド素子325が駆動されると、ピン340の円弧状の移動を補助するように構成されている。同様に、第2のソレノイド素子324は、アーム338及びピン341に結合されている。ピン341は、チャネル343を介して、モジュールフレーム300を貫通している。チャネル343は、ソレノイド素子324が駆動されると、ピン341の円弧状の移動を補助するように構成されている。
【0044】
図3Cは、本発明の実施の形態で使用される、図3A〜図3Gに示すブレード351、352、353の斜視図である。使用される1つ以上のブレードについて様々な構成が想到されることは、当業者にとって明らかである。ブレード351(破線で部分的に示す。)は、主ブレード350を備え、軸345とガイド364は、主ブレード350の面を貫通する。更に、主ブレード350の上には、結合機構349を介して、フィルタ354が結合されている。あるフィルタは、脆弱な材料から形成され、軸又はピンに直接結合すれば、ソレノイド素子の駆動によって、フィルタが破損しやすいので、フィルタのみを使用することに代えて、ブレードにフィルタを連結することが望ましい場合がある。なお、ある用途では、フィルタを単独で使用してもよいことは、当業者にとって明らかである。
【0045】
本発明の幾つかの実施の形態では、フィルタ354は、NDフィルタである。NDフィルタは、フィルタを通過する光の様々な波長を均等にフィルタリングする一般的なフォトグラフィ素子である。本発明の他の実施の形態でフィルタ354は、単色フィルタである。単色フィルタは、光の波長の狭い範囲をフィルタリングする。ここでは、特にNDフィルタ及び単色フィルタを説明したが、他の適切な如何なるフィルタを用いてもよい。
【0046】
ブレード352、353は、2ブレードシャッタとして使用され、それぞれ軸346、348を有する。更に、ブレード352、353は、それぞれガイド363、362を有し、ガイド363、362は、ソレノイド素子の駆動に応じて、ブレード352、353の移動を案内する。
【0047】
図3Dは、図3Bに示すモジュールフレーム300の反対側を示している。図3Dに示すように、ブレード351、352、353は、モジュールフレーム300に結合されている。ブレード352、353は、コンジット375をシャッタリングするために使用され、ブレード351は、コンジット375をフィルタ354で遮るために使用される。ブレード351は、軸345を介してモジュールフレーム300に結合されており、ブレード352は、軸348を介してモジュールフレームに結合されており、ブレード353は、軸346を介してモジュールフレーム300に結合されている。本発明の幾つかの実施の形態では、モジュールフレーム300のブレードの側の表面には、凹部301が設けられており、ブレード351、352、353は、凹部301内に略収まっている。また、モジュールフレーム300には、光を通過させるコンジット375が開設されている。
【0048】
本発明の幾つかの実施の形態では、第1のソレノイド(図示せず)及び第2のソレノイドは、図3Bに示すように、モジュールフレーム300の反対側に位置している。これらの実施の形態では、第1のアーム(図示せず)及び第1のピン340は、第1のソレノイド(図示せず)に結合されており、第2のアーム(図示せず)及びピン341は、第2のソレノイドに結合されている。ピン340は、第1のソレノイドによって駆動され、ピン341は、第2のソレノイドによって駆動される。また、上述したように、モジュールフレーム300には、チャネル342、343が配設されており、チャネル342、343により、ピン340、341がモジュールフレーム300を貫通し、ブレード351、352、353の移動を案内することができる。ピン340、341は、モジュールフレーム300のソレノイド側からモジュールフレーム300のブレード側に延びている。ピン340は、ブレード351上に配設されているガイド364に延び、ピン341は、ブレード353上に配設されているガイド363及びブレード352上に配設されているガイド362に延びている。したがって、ピン340を動かすことによってブレード351を動かすことができ、ピン341を動かすことによってブレード352、353を動かすことができる。
【0049】
本発明の幾つかの実施の形態では、略矩形の形状を有する小型カメラシャッタモジュールは、5ミリメートルから10ミリメートルの高さ及び幅寸法と、約2ミリメートルのコンジット直径とを有する。本発明の他の実施の形態では、小型カメラシャッタモジュールフレームは、任意の小型カメラ用途に応じてカスタマイズされる。
【0050】
図3Dは、ソレノイド素子324によってピン341が駆動させられた後のモジュールフレーム300の側面図を示している。すなわち、ピン341がチャネル343を貫通しながら、ガイド362、363に力を加えるのでブレード352、353は、駆動位置に強制される。本発明の幾つかの実施の形態では、ブレード352、353は、不透明であり、したがって、ブレード352、353は、コンジット375を通過しようとする光を完全に遮断するシャッタとして機能する。
【0051】
更に、ガイド363、362は、ソレノイド(図示せず)に要求される仕事量が低減されるように、特別な幾何学的形状に構成されている。ガイド363、362、341及びピンの円弧状の移動によって、ソレノイド素子324に要求される仕事量が低減される。例えば、ブレード352のガイド362は、最初は、ピン341の円弧状の移動に略垂直であり、及びピン341の円弧状の移動は、最初は、ブレード353上のガイド363に相互作用しないので、ピン341は、最初に、ブレード352を移動させる。ブレード352が、約20パーセント移動した後に、ブレード353が移動し始める。したがって、ソレノイド素子324によって必要とされる仕事量は、分散される。2枚のより小さいブレードを移動させるために必要な仕事量は、1枚のより大きいブレードを移動させるために必要な仕事量より小さい。したがって、アーム及びピン341が必要とする力は、1枚のより大きいブレードを用いてコンジット375を遮る場合に比べて、小さくなる。また、駆動前の休止位置から一旦動いた後は、ピン341は、ブレード353のガイド363に実質的に当接する際には、既に一定の量の運動エネルギを獲得しており、したがって、第2のブレードの慣性に勝つために必要な仕事が小さくなる。ピン341の円弧状の移動が、一旦、ブレード353のガイド363に相互作用すると、ブレード352、353は、同時に移動し、コンジット375を遮る。
【0052】
ここでも、この特有の構成は、ソレノイド素子225において必要とされる全体的な仕事量を低減することに寄与し、この結果、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを選択することができる。すなわち、ガイド363、362の特有の構成によって、モジュール設計者は、より小さいソレノイドを使用することを選択できる。したがって、この改善によって、カメラシャッタモジュール399の全体的なサイズを低減することができる。更に、2枚のより小さいブレードは、1枚のより大きいブレードを使用した場合に比べて、コンジットをより速やかに遮ることができる。したがって、本発明は、シャッタ速度を最適化するように構成することができる。
【0053】
図3Eは、ピン341がソレノイド素子324によって駆動された後のモジュールフレーム300の側面図を示している。ブレード352、353は、駆動位置に強制され、コンジット375を遮っており、ブレード351は、駆動されていない。
【0054】
図3Fは、ピン340がソレノイド素子325によって駆動された後のモジュールフレーム300の側面図を示している。したがって、ブレード351が回転しており、フィルタ354がコンジット375(破線で示す。)を遮っている。
【0055】
図3Gは、ブレード353、352、351(図3Gには示していない。)及びフィルタ354(図3Gには示していない。)を覆うカバー306を有するモジュールフレーム300の斜視図である。カバー306は、モジュールフレーム300内に保持されている可動部品を保護するように構成されている。
【0056】
図4は、本発明の幾つかの実施の形態に基づく小型カメラシャッタモジュール499の側面図を示している。これらの実施の形態では、2枚のブレード452、453は、コンジット475をシャッタリングするように構成されており、第3のブレード451には、コンジット475を部分的に遮蔽する絞り455が設けられている。絞りブレード451は、ピン440及びアームがチャネル442を介して(図示せず)動き、ガイド464に力を加えると駆動される。ブレード451は、駆動されると、コンジット475を部分的に遮る。
【0057】
図3A〜図4に開示されている実施の形態では、2つ以上のソレノイド素子を用いて、二重のブレードシャッタリングを実行し、及び更なるブレードを用いて、小型カメラ用途にフィルタ及び/又は絞りを提供する。二重ブレードシャッタリングによって、小型カメラ用途にカメラシャッタモジュールを使用でき、シャッタ速度を最適化することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
a.コンジットが開設されたモジュールフレームと、
b.上記モジュールフレームに結合され、それ自体を駆動させる電気信号が供給されるソレノイドと、
c.上記ソレノイドに結合されているピンと、
d.上記モジュールフレームに結合されている第1の軸と、
e.上記モジュールフレームに結合されている第2の軸と、
f.第1のガイドを有し、上記第1の軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置され、上記ピンが該第1のガイドに延び、上記ソレノイドの駆動によって該ピンが動かされ、これによって、該第1の軸を中心に回転して、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る第1のブレードと、
g.第2のガイドを有し、上記第2の軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置され、上記ピンが該第2のガイドに延び、上記ソレノイドの駆動によって該ピンが動かされ、これによって、該第2の軸を中心に回転して、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る第2のブレードとを備える小型カメラシャッタモジュール。
【請求項2】
上記モジュールフレーム内に配設されたチャネルを更に備え、上記第1のブレード及び第2のブレードは、上記モジュールフレームの第1の側に配置され、上記ソレノイドは、上記モジュールフレームの第2の側に結合され、上記ソレノイドにはアームが結合され、上記アームは、上記ピンに結合され、上記ピンは、上記モジュールフレームの第2の側から、上記チャネルを介してモジュールフレームの第1の側に延び、上記第1のガイド及び上記第2のガイドに挿入されていることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項3】
上記チャネル、第1のガイド及び第2のガイドは、上記ピンが、上記ソレノイドが駆動されると該第1のガイドと相互作用するとともに、上記第2のガイドと実質的に相互作用せず、上記第1のブレードの回転が実質的に完了すると、該ピンが上記第2のガイドと相互作用するように、幾何学的に構成されていることを特徴とする請求項2記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項4】
上記第1のブレード及び第2のブレードは、不透明シャッタを含み、上記第1のブレード及び第2のブレードが上記コンジットを遮ると、該第1のブレード及び第2のブレードは、上記コンジットを通過する光を遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項5】
上記第1のブレード及び第2のブレードの少なくとも1つは、表面に絞りを有する絞りブレードを含み、上記絞りは、上記コンジットより小さく、上記少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該絞りは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項6】
上記第1のブレード及び第2のブレードの少なくとも1つは、該少なくとも1つのブレードに結合されているフィルタを有するフィルタブレードを含み、上記少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該フィルタは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的にフィルタリングすることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項7】
上記フィルタは、上記コンジットを通過する光の特定範囲の波長の部分をフィルタリングする波長固有フィルタであることを特徴とする請求項6記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項8】
上記フィルタは、上記コンジットを通過する光の全ての波長をフィルタリングするNDフィルタであることを特徴とする請求項6記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項9】
上記第1のブレード及び第2のブレードは、多平面に構成され、該第1のブレード及び第2のブレードが上記第1の軸及び第2の軸を中心に回転すると、該第1のブレード及び第2のブレードが互いに重なり合うことを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項10】
a.上記モジュールフレームに結合されている少なくとも1つの更なるソレノイドと、
b.上記少なくとも1つの更なるソレノイドに結合されている少なくとも1つの更なるピンと、
c.上記モジュールフレームに結合されている少なくとも1つの更なる軸と、
d.上記少なくとも1つの更なるピン及び上記少なくとも1つの更なる軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置された少なくとも1つの更なるブレードとを更に備え、
上記少なくとも1つの更なるソレノイドは、第2の電気信号が供給され、該第2の電気信号は、該少なくとも1つの更なるソレノイドを駆動させ、該少なくとも1つの更なるソレノイドの駆動によって、上記少なくとも1つの更なるピンが動かされ、上記少なくとも1つの更なるブレードが上記コンジットを少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項11】
上記第1の電気信号及び第2の電気信号は、上記第1のソレノイド及び少なくとも1つの更なるソレノイドに同時に供給されることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項12】
上記第1の電気信号と第2の電気信号とは、上記第1のソレノイド及び少なくとも1つの更なるソレノイドに時間的に別々に供給されることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項13】
上記モジュールフレーム内の更なるチャネルを含む少なくとも1つの更なるチャネルガイドを更に備え、上記少なくとも1つの更なるピンは、上記少なくとも1つの更なるブレードを貫通し、上記少なくとも1つの更なるチャネルガイドに少なくとも部分的に延び、上記少なくとも1つの更なるソレノイドが該少なくとも1つの更なるピンを動かすと、該少なくとも1つの更なるピンの移動の方向は、該少なくとも1つの更なるチャネルガイドによって方向付けられることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項14】
上記少なくとも1つの更なるブレードは、表面に絞りを有し、該絞りは、上記コンジットより小さく、上記少なくとも1つの更なるブレードが上記コンジットを遮ると、該絞りは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項15】
上記少なくとも1つの更なるブレードは、該少なくとも1つの更なるブレードに結合されているフィルタを有し、該少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該フィルタは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的にフィルタリングすることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項16】
小型カメラシャーシを更に備え、
上記小型カメラシャーシは、
a.第1の側に、上記小型カメラシャーシに光を入れる開口を有する筐体と、
b.上記筐体の第2の側に配置され、第1の軸に関して上記開口と同軸上にあり、上記開口を介して上記小型カメラシャーシに入る光が導かれる結像面と、
c.上記筐体内に結合され、上記開口と上記結像面との間の軸を実質的に含み、上記モジュールフレームが摺動可能に取り付けられる少なくとも1つのガイドポストと、
d.上記モジュールフレームの位置を追跡する少なくとも1つの位置検出器とを備え、上記ソレノイドは、該少なくとも1つの位置検出器によって上記モジュールフレームの位置を追跡する機能を該ソレノイドが妨害しないように、上記モジュールフレーム内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項17】
上記小型カメラシャーシは、
a.上記少なくとも1つのガイドポストに沿って摺動可能に、該少なくとも1つのガイドポストに取り付けられた少なくとも1つの光学素子群と、
b.上記モジュールフレームの位置を追跡する少なくとも1つの更なる位置検出器とを備え、上記ソレノイドは、該少なくとも1つの更なる位置検出器によって、上記少なくとも1つの光学素子群の位置を追跡する機能を該ソレノイドが妨害しないように、上記モジュールフレーム内に配置されていることを特徴とする請求項16記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項18】
上記少なくとも1つの光学素子群は、光学レンズを含むことを特徴とする請求項17記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項19】
上記少なくとも1つの光学素子群は、フォーカスレンズを含むことを特徴とする請求項17記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項20】
上記結像面は、CMOSセンサのアレーであることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項21】
上記結像面は、電荷結合素子のアレーであることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項22】
a.コンジットが開設された面を有するモジュールフレームと、
b.上記モジュールフレームに結合されているソレノイドと、
c.上記ソレノイドに結合されているピンと、
d.上記モジュールフレームに結合されている軸と、
e.上記ピン及び上記軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配設された少なくとも1つのブレードとを備え、上記ソレノイドは、該ソレノイドを駆動させる第1の電気信号が供給され、上記ソレノイドの駆動によって、上記ピンが動かされ、上記少なくとも1つのブレードが、上記軸を中心に回転し、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る小型カメラシャッタモジュール。
【請求項23】
上記少なくとも1つのピンに結合された少なくとも1つの更なるブレードを更に備え、上記少なくとも1つの更なるブレードは、少なくとも1つの更なる軸に結合されており、上記少なくとも1つの更なるブレードは、上記モジュールフレームと略同じ平面に配設され、上記少なくとも1つの更なるブレードは、上記ピンの動きによって、該少なくとも1つの更なるブレードが、上記少なくとも1つの更なる軸を中心に回転し、上記コンジットを少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項22記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項24】
上記少なくとも1つのブレード及び少なくとも1つの更なるブレードは、不透明シャッタを含み、上記少なくとも1つのブレード及び少なくとも1つの更なるブレードは、上記ソレノイドの駆動によって、上記コンジットを完全に遮ることを特徴とする請求項23記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項25】
請求項24記載の小型カメラシャッタモジュールを製造する小型カメラシャッタモジュールの製造方法において、
a.上記モジュールフレームに上記少なくとも1つの更なるブレードを結合する工程と、
b.上記少なくとも1つの更なるブレードを上記少なくとも1つのソレノイドに結合する工程とを有し、
上記更なるブレードは、上記ソレノイドの駆動によって上記コンジットを部分的に遮ることを特徴とする小型カメラシャッタモジュールの製造方法。
【請求項26】
a.上記モジュールフレームに上記少なくとも1つの更なるブレードを結合する工程と、
b.上記モジュールフレームに、第2の信号が供給される少なくとも1つの更なるソレノイドを結合する工程と、
c.上記少なくとも1つの更なるソレノイドに第2の信号を供給する工程とをさらに有し、
上記第2の信号が、上記少なくとも1つの更なるブレードを駆動させ、該少なくとも1つの更なるブレードに、上記コンジットを少なくとも部分的に遮らせ、上記少なくとも1つの更なるブレードが、上記コンジットを通過する光を変更することを特徴とする請求項25記載の小型カメラシャッタモジュールの製造方法。
【請求項1】
a.コンジットが開設されたモジュールフレームと、
b.上記モジュールフレームに結合され、それ自体を駆動させる電気信号が供給されるソレノイドと、
c.上記ソレノイドに結合されているピンと、
d.上記モジュールフレームに結合されている第1の軸と、
e.上記モジュールフレームに結合されている第2の軸と、
f.第1のガイドを有し、上記第1の軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置され、上記ピンが該第1のガイドに延び、上記ソレノイドの駆動によって該ピンが動かされ、これによって、該第1の軸を中心に回転して、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る第1のブレードと、
g.第2のガイドを有し、上記第2の軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置され、上記ピンが該第2のガイドに延び、上記ソレノイドの駆動によって該ピンが動かされ、これによって、該第2の軸を中心に回転して、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る第2のブレードとを備える小型カメラシャッタモジュール。
【請求項2】
上記モジュールフレーム内に配設されたチャネルを更に備え、上記第1のブレード及び第2のブレードは、上記モジュールフレームの第1の側に配置され、上記ソレノイドは、上記モジュールフレームの第2の側に結合され、上記ソレノイドにはアームが結合され、上記アームは、上記ピンに結合され、上記ピンは、上記モジュールフレームの第2の側から、上記チャネルを介してモジュールフレームの第1の側に延び、上記第1のガイド及び上記第2のガイドに挿入されていることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項3】
上記チャネル、第1のガイド及び第2のガイドは、上記ピンが、上記ソレノイドが駆動されると該第1のガイドと相互作用するとともに、上記第2のガイドと実質的に相互作用せず、上記第1のブレードの回転が実質的に完了すると、該ピンが上記第2のガイドと相互作用するように、幾何学的に構成されていることを特徴とする請求項2記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項4】
上記第1のブレード及び第2のブレードは、不透明シャッタを含み、上記第1のブレード及び第2のブレードが上記コンジットを遮ると、該第1のブレード及び第2のブレードは、上記コンジットを通過する光を遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項5】
上記第1のブレード及び第2のブレードの少なくとも1つは、表面に絞りを有する絞りブレードを含み、上記絞りは、上記コンジットより小さく、上記少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該絞りは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項6】
上記第1のブレード及び第2のブレードの少なくとも1つは、該少なくとも1つのブレードに結合されているフィルタを有するフィルタブレードを含み、上記少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該フィルタは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的にフィルタリングすることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項7】
上記フィルタは、上記コンジットを通過する光の特定範囲の波長の部分をフィルタリングする波長固有フィルタであることを特徴とする請求項6記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項8】
上記フィルタは、上記コンジットを通過する光の全ての波長をフィルタリングするNDフィルタであることを特徴とする請求項6記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項9】
上記第1のブレード及び第2のブレードは、多平面に構成され、該第1のブレード及び第2のブレードが上記第1の軸及び第2の軸を中心に回転すると、該第1のブレード及び第2のブレードが互いに重なり合うことを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項10】
a.上記モジュールフレームに結合されている少なくとも1つの更なるソレノイドと、
b.上記少なくとも1つの更なるソレノイドに結合されている少なくとも1つの更なるピンと、
c.上記モジュールフレームに結合されている少なくとも1つの更なる軸と、
d.上記少なくとも1つの更なるピン及び上記少なくとも1つの更なる軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配置された少なくとも1つの更なるブレードとを更に備え、
上記少なくとも1つの更なるソレノイドは、第2の電気信号が供給され、該第2の電気信号は、該少なくとも1つの更なるソレノイドを駆動させ、該少なくとも1つの更なるソレノイドの駆動によって、上記少なくとも1つの更なるピンが動かされ、上記少なくとも1つの更なるブレードが上記コンジットを少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項11】
上記第1の電気信号及び第2の電気信号は、上記第1のソレノイド及び少なくとも1つの更なるソレノイドに同時に供給されることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項12】
上記第1の電気信号と第2の電気信号とは、上記第1のソレノイド及び少なくとも1つの更なるソレノイドに時間的に別々に供給されることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項13】
上記モジュールフレーム内の更なるチャネルを含む少なくとも1つの更なるチャネルガイドを更に備え、上記少なくとも1つの更なるピンは、上記少なくとも1つの更なるブレードを貫通し、上記少なくとも1つの更なるチャネルガイドに少なくとも部分的に延び、上記少なくとも1つの更なるソレノイドが該少なくとも1つの更なるピンを動かすと、該少なくとも1つの更なるピンの移動の方向は、該少なくとも1つの更なるチャネルガイドによって方向付けられることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項14】
上記少なくとも1つの更なるブレードは、表面に絞りを有し、該絞りは、上記コンジットより小さく、上記少なくとも1つの更なるブレードが上記コンジットを遮ると、該絞りは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項15】
上記少なくとも1つの更なるブレードは、該少なくとも1つの更なるブレードに結合されているフィルタを有し、該少なくとも1つのブレードが上記コンジットを遮ると、該フィルタは、上記コンジットを通過する光を少なくとも部分的にフィルタリングすることを特徴とする請求項10記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項16】
小型カメラシャーシを更に備え、
上記小型カメラシャーシは、
a.第1の側に、上記小型カメラシャーシに光を入れる開口を有する筐体と、
b.上記筐体の第2の側に配置され、第1の軸に関して上記開口と同軸上にあり、上記開口を介して上記小型カメラシャーシに入る光が導かれる結像面と、
c.上記筐体内に結合され、上記開口と上記結像面との間の軸を実質的に含み、上記モジュールフレームが摺動可能に取り付けられる少なくとも1つのガイドポストと、
d.上記モジュールフレームの位置を追跡する少なくとも1つの位置検出器とを備え、上記ソレノイドは、該少なくとも1つの位置検出器によって上記モジュールフレームの位置を追跡する機能を該ソレノイドが妨害しないように、上記モジュールフレーム内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項17】
上記小型カメラシャーシは、
a.上記少なくとも1つのガイドポストに沿って摺動可能に、該少なくとも1つのガイドポストに取り付けられた少なくとも1つの光学素子群と、
b.上記モジュールフレームの位置を追跡する少なくとも1つの更なる位置検出器とを備え、上記ソレノイドは、該少なくとも1つの更なる位置検出器によって、上記少なくとも1つの光学素子群の位置を追跡する機能を該ソレノイドが妨害しないように、上記モジュールフレーム内に配置されていることを特徴とする請求項16記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項18】
上記少なくとも1つの光学素子群は、光学レンズを含むことを特徴とする請求項17記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項19】
上記少なくとも1つの光学素子群は、フォーカスレンズを含むことを特徴とする請求項17記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項20】
上記結像面は、CMOSセンサのアレーであることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項21】
上記結像面は、電荷結合素子のアレーであることを特徴とする請求項1記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項22】
a.コンジットが開設された面を有するモジュールフレームと、
b.上記モジュールフレームに結合されているソレノイドと、
c.上記ソレノイドに結合されているピンと、
d.上記モジュールフレームに結合されている軸と、
e.上記ピン及び上記軸に結合され、上記モジュールフレームと略同じ平面に配設された少なくとも1つのブレードとを備え、上記ソレノイドは、該ソレノイドを駆動させる第1の電気信号が供給され、上記ソレノイドの駆動によって、上記ピンが動かされ、上記少なくとも1つのブレードが、上記軸を中心に回転し、上記コンジットを少なくとも部分的に遮る小型カメラシャッタモジュール。
【請求項23】
上記少なくとも1つのピンに結合された少なくとも1つの更なるブレードを更に備え、上記少なくとも1つの更なるブレードは、少なくとも1つの更なる軸に結合されており、上記少なくとも1つの更なるブレードは、上記モジュールフレームと略同じ平面に配設され、上記少なくとも1つの更なるブレードは、上記ピンの動きによって、該少なくとも1つの更なるブレードが、上記少なくとも1つの更なる軸を中心に回転し、上記コンジットを少なくとも部分的に遮ることを特徴とする請求項22記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項24】
上記少なくとも1つのブレード及び少なくとも1つの更なるブレードは、不透明シャッタを含み、上記少なくとも1つのブレード及び少なくとも1つの更なるブレードは、上記ソレノイドの駆動によって、上記コンジットを完全に遮ることを特徴とする請求項23記載の小型カメラシャッタモジュール。
【請求項25】
請求項24記載の小型カメラシャッタモジュールを製造する小型カメラシャッタモジュールの製造方法において、
a.上記モジュールフレームに上記少なくとも1つの更なるブレードを結合する工程と、
b.上記少なくとも1つの更なるブレードを上記少なくとも1つのソレノイドに結合する工程とを有し、
上記更なるブレードは、上記ソレノイドの駆動によって上記コンジットを部分的に遮ることを特徴とする小型カメラシャッタモジュールの製造方法。
【請求項26】
a.上記モジュールフレームに上記少なくとも1つの更なるブレードを結合する工程と、
b.上記モジュールフレームに、第2の信号が供給される少なくとも1つの更なるソレノイドを結合する工程と、
c.上記少なくとも1つの更なるソレノイドに第2の信号を供給する工程とをさらに有し、
上記第2の信号が、上記少なくとも1つの更なるブレードを駆動させ、該少なくとも1つの更なるブレードに、上記コンジットを少なくとも部分的に遮らせ、上記少なくとも1つの更なるブレードが、上記コンジットを通過する光を変更することを特徴とする請求項25記載の小型カメラシャッタモジュールの製造方法。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図4】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図4】
【公表番号】特表2010−535348(P2010−535348A)
【公表日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−507415(P2010−507415)
【出願日】平成20年4月30日(2008.4.30)
【国際出願番号】PCT/US2008/005659
【国際公開番号】WO2008/137057
【国際公開日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(506380075)フレクストロニクス エーピー,リミテッド ライアビリティ カンパニー (15)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年4月30日(2008.4.30)
【国際出願番号】PCT/US2008/005659
【国際公開番号】WO2008/137057
【国際公開日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(506380075)フレクストロニクス エーピー,リミテッド ライアビリティ カンパニー (15)
【Fターム(参考)】
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