(57)【要約】  本発明は、組付調整を簡素化することで製造時間を短縮できコストを低減した撮像装置を提供する。  この撮像装置によれば、アクチュエータ３０により駆動される第２レンズＬ２が、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３とに突き当たることで、基準焦点位置としての過焦点位置又は無限位置と、至近位置とが精度良く位置決めされるので、無調整で組付けを行うことができ、製造工数を効果的に削減できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置された固定レンズと移動レンズとを含む撮像レンズ系と、
前記移動レンズを光軸方向に駆動するアクチュエータと、
前記筐体に対して固定された撮像素子と、を有し、
前記移動レンズが前記固定レンズに当接する位置を、前記撮像レンズ系の基準焦点位置に設定したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記基準焦点位置は、過焦点位置又は無限位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記基準焦点位置は、至近位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記基準焦点位置は、過焦点位置又は無限位置と、至近位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固定レンズは、前記移動レンズの移動方向両側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記固定レンズは、前記移動レンズの移動方向片側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記撮像レンズ系と前記筐体とにより外部から封止されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型あるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化に伴い、オートフォーカス機構（以降ＡＦ機構という）を備えた撮像装置が搭載された携帯電話が普及しつつある。【０００３】
特許文献１には、そのような撮像装置に用いることができる従来例として、レンズの周囲にアクチュエータを配置して、レンズを光軸方向に駆動できるレンズ駆動装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８６１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の撮像装置においては、アクチュエータによって光軸方向に駆動されるフォーカシングレンズは、アクチュエータに付与される電力に応じて、至近位置と過焦点位置又は無限位置の間で移動するようになっている。かかる従来技術によれば、撮像レンズ系の組み付け時に、至近位置と過焦点位置又は無限位置の焦点位置調整を行わなくてはならないが、この位置調整はアクチュエータに可変電力を供給しながら行わなくてはならないため、調整に手間取るという問題がある。【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組付調整を簡素化することで製造時間を短縮できコストを低減した撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、
筐体と、
前記筐体内に配置された固定レンズと移動レンズとを含む撮像レンズ系と、
前記移動レンズを光軸方向に駆動するアクチュエータと、
前記筐体に対して固定された撮像素子と、を有し、
前記移動レンズが前記固定レンズに当接する位置を、前記撮像レンズ系の基準焦点位置に設定したことを特徴とする撮像装置。【０００７】
本発明によれば、前記移動レンズが前記固定レンズに突き当たる位置を、前記撮像レンズ系の基準焦点位置に設定したので、ここを過焦点位置又は無限位置、或いは至近位置とするように撮像レンズ系の設計を行うことで、無調整で組付けを行うことができ、製造工数を効果的に削減できる。【０００８】
本発明の具体的な態様によれば、前記基準焦点位置は、過焦点位置又は無限位置である。【０００９】
本発明の具体的な態様によれば、前記基準焦点位置は、至近位置である。【００１０】
本発明の具体的な態様によれば、前記基準焦点位置は、過焦点位置又は無限位置と、至近位置である。【００１１】
本発明の具体的な態様によれば、前記固定レンズは、前記移動レンズの移動方向両側に配置されている。【００１２】
本発明の具体的な態様によれば、前記固定レンズは、前記移動レンズの移動方向片側に配置されている。【００１３】
本発明の具体的な態様によれば、前記撮像素子は、前記撮像レンズ系と前記筐体とにより外部から封止されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、組付調整を簡素化することで製造時間を短縮できコストを低減した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置５０の斜視図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】撮像レンズ系のレンズの一部を示す斜視図である。
【図４】撮像装置５０を携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。
【図５】携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【図６】別な実施の形態にかかる撮像装置５０’の図２と同様な断面図である。
【図７】別な実施の形態にかかる撮像装置５０”の図２と同様な断面図である。
【図８】別な実施の形態にかかる撮像装置５０Ａの図２と同様な断面図である。
【図９】別な実施の形態にかかる撮像装置５０Ｂの図２と同様な断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  撮像レンズ
２０  筐体
３０  アクチュエータ
３１  固定部
３２  環状部
４０  蓋部材
５０，５０’，５０”，５０Ａ、５０Ｂ  撮像装置
５１  イメージセンサ
５１ａ  光電変換部
５１ｂ  信号処理回路
５２  基板
６０  入力部
７０  表示部
８０  無線通信部
９２  記憶部
１００  携帯電話機
１０１  制御部
Ｂ  接着剤
ＢＴ  ボタン
Ｌ１〜Ｌ４  レンズ
ＳＭ  遮光マスク
ＡＰ  絞り部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置５０の斜視図である。図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図であるが、（ａ）に示す撮像レンズ系は至近位置、（ｂ）に示す撮像レンズ系は中間位置、（ｃ）に示す撮像レンズ系は過焦点位置又は無限位置にある。図３は、撮像レンズ系のレンズの一部を示す斜視図である。撮像装置５０は、光電変換部５１ａを有する固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ５１と、このイメージセンサ５１の光電変換部５１ａに被写体像を撮像させる撮像レンズとしての撮像レンズ系１０と、イメージセンサ５１を保持すると共にその電気信号の送受を行う外部接続用端子（不図示）を有する基板５２と、撮像レンズを内包する筐体２０と、撮像レンズ系１０を駆動するアクチュエータ３０とを備え、これらが一体的に形成されている。【００１８】
上記イメージセンサ５１は、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、その周囲には信号処理回路５１ｂが形成されている。かかる信号処理回路５１ｂは、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、イメージセンサ５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、ワイヤＷを介して基板５２に接続されている。イメージセンサ５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤＷを介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。【００１９】
筐体２０の下端が載置される基板５２は、表面に設けられた多数の信号伝達用パッドを有しており、これが前述したイメージセンサ５１からのワイヤＷと接続されている。【００２０】
基板５２は、不図示の外部接続用端子を介して外部回路（例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路）と接続し、外部回路からイメージセンサ５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路へ出力したりすることを可能とする。【００２１】
遮光性部材からなる筐体２０は、中空の筒状であって、イメージセンサ５１を囲うようにして配置され、基板５２に対して接着剤Ｂを用いて下端が接着されてなる。【００２２】
アクチュエータ３０は、筐体２０の内周に嵌合して接着剤Ｂで固着され、コイル及びヨークを含む円筒状の固定部３１と、磁石を含み固定部３１に対して移動可能な環状部３２とを有する。【００２３】
筐体２０の中央において、物体側から第１レンズＬ１，第２レンズＬ２，第３レンズＬ３の順序で配置されている。第３レンズＬ３の表面には、ＩＲカット膜が被覆されていると好ましい。第３レンズＬ３は、図３に示すように、フランジ部Ｌ３ａの下面から４カ所突き出た脚部Ｌ３ｂを、イメージセンサ５１の上面に当接させており、これにより第３レンズＬ３のイメージセンサ５１に対する光軸方向位置が決まる。更に図２において、第３レンズＬ３のフランジ部Ｌ３ａの上部外周が、アクチュエータ３０の固定部３１の下端内周に嵌合することより、第３レンズＬ３は筐体２０に対して光軸方向及び光軸直交方向に精度良く固定される。【００２４】
アクチュエータ３１の環状部３２に保持されて一体的に移動する第２レンズＬ２のフランジ部Ｌ２ａも、環状部３２を貫通して下方に３本又は４本の脚部状に突き出している。第１レンズＬ１のフランジ部Ｌ１ａは、アクチュエータ３０の固定部３１の上部内周に嵌合すると共に、その上面に、接着剤Ｂ（固定部３１を筐体２０に固着するものと兼用すれば好ましい）により突き当て固着されている。従って、筐体２０を介して第１レンズＬ１のイメージセンサ５１に対する光軸直交方向位置及び光軸方向位置が精度良く決まる。又、固定部３１を介して、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３の光軸方向の位置決めを無調整で精度良く行うことができる。本実施の形態では、イメージセンサ５１は、筐体２０と撮像レンズ系１０により封止され、外部よりゴミ等の異物が侵入しにくい構成となっている。尚、第１レンズＬ１，第３レンズＬ３が固定レンズを構成し、第２レンズＬ２が移動レンズを構成する。【００２５】
さらに、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に、遮光部材ＳＭが配置されており、それにより固体撮像素子に近いレンズ有効径の外側に不要光が入射することを防止し、ゴーストやフレアの発生を抑えることができる。又、第１レンズＬ１の上面には、開口を有する絞り板ＡＰが貼り付けられている。筐体２０の上端には、蓋部材４０が配置されいる。【００２６】
本実施の形態によれば、イメージセンサ５１と第３レンズＬ３との光軸方向の位置決めを、固定レンズである第３レンズＬ３の脚部Ｌ３ｂをイメージセンサ５１の上面に当接させることにより精度良く行える。一方、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３との光軸方向の位置決めは、アクチュエータ３０の固定部３１を間に介在させることで精度良く行える。更に、アクチュエータ３０を駆動して環状部３２を最も像側に移動させると、第２レンズＬ２のフランジ部Ｌ２ａが、第３レンズＬ３の上端に突き当たる（図２（ｃ））。かかる状態で、撮像レンズ系１０の焦点位置は、過焦点位置又は無限位置となるように設計されている。一方、アクチュエータ３０を駆動して環状部３２を最も物体側に移動させると、第１レンズＬ１のフランジ部Ｌ１ａに、第２レンズＬ２の上端が突き当たる（図２（ａ））。かかる状態で、撮像レンズ系１０の焦点位置は、至近位置となるように設計されている。【００２７】
本実施の形態によれば、アクチュエータ３０により駆動される第２レンズＬ２が、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３とに突き当たることで、基準焦点位置としての過焦点位置又は無限位置と、至近位置とが精度良く位置決めされるので、無調整で組付けを行うことができ、製造工数を効果的に削減できる。尚、上述した実施の形態では、撮像レンズを３枚構成としているが、これに限られない。例えば図８に示す変形例のように、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に、第３レンズＬ３に嵌合した第４レンズＬ４を配置して、４枚構成（この場合は、レンズＬ３，Ｌ４が固定レンズとしてのレンズ群を構成する）としても良いし、それ以上の枚数のレンズを用いることも任意である。又、図８の変形例では、第２レンズＬ２のフランジ部Ｌ２ａの下端面を、第４レンズＬ４のフランジ部Ｌ４ａの上端面に突き当てているが、これに限らず第３レンズＬ３のフランジ部Ｌ３ａの上端面に突き当てても良い。【００２８】
上述した撮像装置５０の使用態様について説明する。図４は、撮像装置５０を携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。また、図５は携帯電話機１００の制御ブロック図である。【００２９】
撮像装置５０は、例えば、撮像レンズにおける筐体２０の物体側端面が携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置になるよう配設される。【００３０】
撮像装置５０の外部接続用端子（不図示）は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。【００３１】
一方、携帯電話機１００は、図５に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等をキーにより支持入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した画像や映像等を表示する表示部７０と、外部サーバとの間の各種清報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置５０により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。【００３２】
携帯電話機１００を把持する撮影者が、被写体に対して撮像装置５０の撮像レンズ系１０の光軸を向けると、イメージセンサ５１に画像信号が取り込まれるが、例えば像面ＡＦ処理などを行うことで、ピントズレを検出できる。制御部１０１は、このピントズレを解消する方向に第２レンズＬ２を駆動するように、アクチュエータ３０に対して電力を供給するので、環状部３２と共に最適な合焦位置に第２レンズＬ２を移動させ且つ保持することができ（図２（ｂ））、これにより適切なオートフォーカス動作を実現できる。尚、マニュアルモードを有する場合に、撮影者が不図示のスイッチを操作することで、至近位置を要求したときは、アクチュエータ３０は、図２（ａ）に示すように第２レンズＬ２を強制的に突き当て、或いは過焦点位置又は無限位置を要求したときは、図２（ｃ）に示すように第２レンズＬ２を強制的に突き当てるように駆動するので、迅速な撮影を行える。【００３３】
所望のシャッタチャンスで、図４に示すボタンＢＴを撮影者が押すことでレリーズが行われ、画像信号が撮像装置５０に取り込まれることとなる。撮像装置５０から入力された画像信号は、上記携帯電話機１００の制御系に送信され、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信されることとなる。【００３４】
図６は、別な実施の形態にかかる撮像装置５０’の図２と同様な断面図である。本実施の形態は、上述した実施の形態に対して、アクチュエータ３０の固定部３１を筐体２０に接着する代わりに、筐体２０に固着される蓋部材４０との間に弾性部材４１を介在させ、弾性部材４１の付勢力で固定部材３１を介して第３レンズＬ３をイメージセンサ５１に向かって押圧している点が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。【００３５】
図７は、別な実施の形態にかかる撮像装置５０”の図２と同様な断面図であるが、（ａ）に示す撮像レンズ系は至近位置、（ｂ）に示す撮像レンズ系は過焦点位置又は無限位置にある。本実施の形態は、上述した実施の形態に対して、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を、フランジ部Ｌ１ａ、Ｌ２ａ同士を互いに嵌合させることで光軸を合わせた上で、アクチュエータ３０の環状部３２で保持することにより、一体的に光軸方向に移動させる点が異なる。本実施の形態では、第３レンズＬ３が固定レンズを構成し、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２が移動レンズを構成する。【００３６】
かかる構成の場合、アクチュエータ３０を駆動して環状部３２を最も像側に移動させたとき、第２レンズＬ２のフランジ部Ｌ２ａが、第３レンズＬ３の上端に突き当たることで、基準焦点位置としての過焦点位置又は無限位置を決めることは同様であるが、至近位置の位置決めが問題となる。本実施の形態では、組付時に撮像レンズ系１０が至近位置となるような第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸方向位置におけるアクチュエータ３０のコイルに通電する電流値や電圧を記憶し、フォーカシング動作時に、記憶した電流値や電圧に基づいて、撮像レンズ系１０の至近位置を決めることができる。かかる実施の形態でも、基準焦点位置の調整は１回で済むので、従来技術に比べ撮像装置の製造工数を低減できる。【００３７】
図９は、別な変形例にかかる撮像装置５０Ｂの図２と同様な断面図である。本変形例においては、アクチュエータ３０の固定部３１’は、３つ又４つの光軸方向に貫通した孔３１ａを有している。孔３１ａは、下方に向かうにつれて断面が縮小したテーパ状を有している。一方、第１レンズＬ１のフランジ部Ｌ１ａ’は、下方に突出した３本又は４本の先細脚部状であり、孔３１ａに挿通されて、その下端面を固定部３１’の下端から突出させている。本変形例では、第１レンズＬ１のフランジ部Ｌ１ａ’の下端面が、第３レンズＬ３のフランジ部Ｌ３ａの上端面に直接当接し、これにより第１レンズＬ１と第３レンズＬ３の光軸方向の位置決めを無調整で精度良く行うことができる。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。【００３８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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