(57)【要約】【課題】  部品点数を削減でき、低コスト化することができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】  固定部を構成するベース９の内側には、上端に固体撮像素子１が取り付けられる四角の枠体状のホルダ２が配置され、このホルダ２の内側にはその中央の弾性支持部固定端２ａと、これに一端が連結され、Ｘ方向に延出される弾性支持部２ｂ、２ｃとこの弾性支持部２ｂ、２ｃの他端にその一端が結合されてＹ方向に延出され、他端がホルダ２の内面に結合される弾性支持部２ｄ，２ｅとが一体成形により形成され、前記弾性支持部固定端２ａの下端をベース９の嵌合孔９ｅに固定して、部品点数が少なく低コストで可動部を電磁気的に駆動できる構造にした。【選択図】  図３
2005175640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して得られる光学像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保持する保持部材と、一端を前記保持部材に他端を固定部材に固定することにより前記固体撮像素子を前記固定部材に対して変位可能に支持する支持部材と、前記保持部材を駆動させるために駆動コイル及び該駆動コイルに作用し磁束を発生する磁性部材と、を有する固体撮像装置において、
前記支持部材は、前記固体撮像素子を少なくとも２軸方向に変位可能なように複数の弾性支持部を有し、これら弾性支持部材が一体に形成され、前記固体撮像素子の撮像面の裏面に配置され、前記駆動コイルと前記磁性部材との電磁気作用により、前記固体撮像素子を移動させることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記支持部材と前記保持部材は、樹脂の一体成形によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記支持部材は、導電性を有する金属によって形成され、前記駆動コイルの端末を前記支持部材の一端に接続し、前記駆動コイルに前記支持部材を介して給電することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を用いて光情報記録媒体に情報を記録／再生する光情報記録／再生装置において、固体撮像素子を搭載した可動部を駆動する固体撮像装置及び固体撮像装置を駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子は、映像機器の他に光情報記録再生装置など、広範囲の電子機器に搭載されるようになった。例えば、特開平７−４６６１３号公報には、３板式ＴＶカメラや電子スチルカメラ等の電子映像機器に用いられる固体撮像装置が開示されている。  
撮影レンズからの光を色に分解し、各色成分毎に固体撮像素子に結像させるようにした場合、良好な色再現を得るために、各色成分の撮像を行う３つの固体撮像素子の画素を正確に合わせるレジストレーション調整機構が必要になる。  
この従来例では、撮像素子の裏面又は周辺部に微小駆動手段を設け、位置合わせした状態で固定する構造を開示している。  
【特許文献１】特開平７−４６６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例においては、位置合わせのための微小駆動手段であるが、部品点数が多くなり、従ってコストがかさむ欠点がある。
【０００４】
（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、部品点数を削減でき、低コスト化することができる固体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】
【０００５】
本発明は、光学系を介して得られる光学像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保持する保持部材と、前記保持部材を駆動させる前記保持部材に固定された駆動コイルと、前記駆動コイルに作用し磁束を発生する磁性部材と、一端を前記保持部材に他端を固定部材に固定することにより前記固体撮像素子を前記固定部材に対して変位可能に支持する支持部材とを有する固体撮像装置において、
前記支持部材は、前記固体撮像素子を少なくとも２軸方向に変位可能なように複数の弾性支持部を有し、これら弾性支持部材が一体に形成され、前記固体撮像素子の撮像面の裏面に配置され、前記駆動コイルと前記磁性部材との電磁気作用により、前記固体撮像素子を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、部品点数を削減でき、低コスト化することができる。
【発明の実施の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【０００８】
図１から図６は、本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の固体撮像装置を斜視図で示し、図２は実施例１の固体撮像装置を平面図で示し、図３は実施例１の固体撮像装置を分解した斜視図で示し、図４から図６は固体撮像装置をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向にそれぞれ駆動する場合の作用説明図を示す。  
図１〜図３に示すように、本実施例の固体撮像装置１０は、撮像を行う固体撮像素子１と、この固体撮像素子１を上面に取り付けて保持するホルダ２と、このホルダ２の側面に取り付けられる４個のコイル３〜６とにより構成される可動部と、この可動部の周囲に配置され、８個のマグネット７ａ〜７ｄ，８ａ〜８ｄと、これらマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄが固定されると共に、可動部を移動可能に保持するベース９とにより構成される固定部とを有している。
【０００９】
固体撮像素子１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受像素子等により構成され、その中央部には、撮像面１ａが設けられ、この撮像面１ａには被写体像が図示しない光学系を介して結像される。  
この固体撮像素子１は、その裏面が、固体撮像素子１の保持部材となるホルダ２の上端面２ｇに接着固定される。  
ホルダ２は、四角形の枠形状であり、このホルダ２の外側のそれぞれ対向する４側面における各々のほぼ中央には４個のコイル３〜６が接着固定されている。  
また、このホルダ２の内部には、可動部を変位可能に支持するための弾性支持部固定端２ａ、弾性支持部２ｂ、２ｃ及び弾性支持部２ｄ、２ｅが設けてある。  
この弾性支持部固定端２ａは、ホルダ２の中央に配置され、高さ方向（Ｚ方向）に円柱状に配置される。この弾性支持部固定端２ａに一端が結合し、撮像面１ａに平行な図示のＸ方向に弾性支持部２ｂ、２ｃが延在されている。
【００１０】
弾性支持部２ｂ、２ｃの他端は、弾性支持部２ｂ、２ｃと直交するＹ方向に延在する弾性支持部２ｄ、２ｅの一端とそれぞれ結合されている。  
それぞれ撮像面１ａに平行でＸ方向と直交するＹ方向に延在する弾性支持部２ｄ、２ｅの他端は、ホルダ２の内側の側面に結合されている。  
弾性支持部２ｂ、２ｃは、撮像面１ａの法線方向であるＺ方向の寸法が、Ｙ方向の寸法に比べて大きく、弾性支持部２ｄ、２ｅでも、Ｚ方向の寸法が、Ｘ方向の寸法に比べて大きくなるように設定され、Ｚ方向の例えば振動や衝撃などの外乱に対して変位しにくい構造となっている。  
弾性支持部固定端２ａの根元に形成された嵌合用の凸部２ｆは、ベース９の嵌合孔９ｅに嵌合され、接着固定される。以上の構成により、固体撮像素子１が固着されたホルダ２は、弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、及び弾性支持部固定端２ａ、嵌合用の凸部２ｆを介して、ベース９に固定されることになる。
【００１１】
ここで、ホルダ２と、弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、弾性支持部固定端２ａ、嵌合用凸部２ｆは樹脂の一体成形で形成される。これにより、部品点数が削減され、安価に本固体撮像装置１０を提供することができるようにしている。  
固定部であるベース９は、磁性を有する金属板のプレス加工などで形成され、４箇所の立ち上げ部９ａ〜９ｄと、中央部に嵌合孔９ｅを有する。４箇所の立ち上げ部９ａ〜９ｄの内側側面には、８個のマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄが固定される。  
１箇所の立上げ部につき２個のマグネット７ｉ，８ｉ（ｉ＝ａ〜ｄ）が配置され、図２に示すように２個のマグネット７ｉ，８ｉの極性は反転した状態で、隣接に配置される。これにより、例えばマグネット７ａと８ａにより発生する磁束の向きは矢印１１となり、マグネット７ｂと７ｂにより発生する磁束の向きは矢印１２、マグネット７ｃと８ｃにより発生する磁束の向きは矢印１３となり、マグネット７ｄと８ｄにより発生する磁束の向きは矢印１４となる。
【００１２】
本実施例の固体撮像装置１０の組立は、ホルダ２に４個のコイル３〜６を接着固定した後に、固体撮像素子１をホルダ２に接着固定し、可動部のサブアセンブリとする。一方、ベース９に８個のマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄを固定し、固定部のサブアセンブリとする。その後、可動部のサブアセンブリと固定部のサブアセンブリは、ホルダ２の嵌合用凸部２ｆとベース９の嵌合孔９ｅとに嵌合され、接着固定し、完成となる。  
次に、本実施例の固体撮像装置１０における駆動動作について図２に基づき説明する。本実施例の固体撮像装置１０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向周りのθ方向（光軸回転方向）の３軸駆動である。  
前述したように、ベース９と８個のマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄによって発生する磁束の向きは矢印１１〜１４であり、４個のコイル３〜６は、それぞれ独立に給電できる配線となっており、４個のコイル３〜６の電流の向きを変えることで、所望の方向に駆動できることになる。
【００１３】
まず、固体撮像素子１をＸ方向に駆動させる場合は、コイル４の左右の辺における電流の向きを４ａ（−Ｚ方向）、４ｂ（＋Ｚ方向）の向きに、コイル６の左右の辺における電流の向きを６ａ（−Ｚ方向）、６ｂ（＋Ｚ方向）の向きになるように給電することで、コイル４，６にはそれぞれ駆動力１６、１８が発生し、＋Ｘ方向に固体撮像素子１が駆動される。  
固体撮像素子１をＹ方向に駆動させる場合は、コイル３の上下の辺における電流の向き３ａ（−Ｚ方向）、３ｂ（＋Ｚ方向）の向きに、コイル５の上下の辺における電流の向きを５ａ（−Ｚ方向）、５ｂ（＋Ｚ方向）の向きになるように給電することで、コイル３、５にはそれぞれ駆動力１５、１７が発生し、＋Ｙ方向に固体撮像素子１が駆動される。
【００１４】
固体撮像素子１をθ方向に駆動させる場合は、駆動力１５と１７、または駆動力１６と１８のバランスが変わるようにか、向きが逆方向にするように、コイル３〜６の給電を変えることにより、θ方向に固体撮像素子１が駆動する。また、コイル３〜６の電流の向きを変更することで、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向の反転動作は可能となる。  
次に、固体撮像素子１を駆動した際の弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの変形を説明する。  
固体撮像素子１をＸ方向に駆動した場合を図４、Ｙ方向に駆動した場合を図５、θ方向に駆動した場合を図６に示す。
【００１５】
図４の場合には、＋Ｘ方向の駆動力１６，１８を発生させるようにしている。また、図５の場合には、＋Ｙ方向の駆動力１５，１７を発生させるようにしている。また、図６の場合には、Ｚ軸の反時計回り方向の向きとなる駆動力１５、駆動力１６と逆向きの駆動力２０、駆動力１７と逆向きの駆動力２１，駆動力１８を発生させるようにしている。  
各々の図で、点線は弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの中立状態を示し、実線は弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの変形を示す。これら図４〜図６をから分かるように、固体撮像素子１がＸ方向、Ｙ方向、θ方向に変位可能なように、弾性支持部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにより弾性支持されている。
【００１６】
本実施例の固体撮像装置１０或いはこの固体撮像装置１０により構成される固体撮像素子支持装置によると、以下の効果を得ることができる。  
固体撮像素子１を変位可能に保持する保持部材としてのホルダ２と、このホルダ２を変位可能に支持する支持部材としての弾性支持部固定端２ａ、弾性支持部２ｂ〜２ｅを簡単な形状にすると共に、樹脂による一体成形で形成しているので、低コストによりこの固体撮像装置１０を提供できる。  
また、この固体撮像装置１０によれば、直交する２軸の方向に変位可能に支持することができると共に、これら２軸に垂直な軸の回りにも駆動することができ、広い用途に低コストで適用することができる。  
また、固体撮像装置１０における光学素子としての固体撮像素子１を支持する固体撮像素子支持装置を低コストで提供することもできる。
【実施例２】
【００１７】
次に、本発明の実施例２を図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施例２における可動部３１の構造を斜視図で示し、図８は可動部３１の構造を平面図で示す。  
本実施例の固体撮像装置は、実施例１におけるベース９側で構成される固定部と、図７図に示す可動部３１とから構成される。但し、ベース９における可動部３１の後述する弾性支持部固定部材３８を嵌合固定する嵌合孔の形状を正方形にしている。  
この可動部３１は、撮像を行う固体撮像素子１と、この固体撮像素子１を上面に取り付けて保持する第１ホルダ３２及びこの第１ホルダ３２の底面側に積層される第２ホルダ３３と、この第１ホルダ３２及び第２ホルダ３３の側面に取り付けられる４個のコイル３〜６とにより構成される。  
第１ホルダ３２及び第２ホルダ３３は、樹脂等により成形された同じ構造のものを重ねて一体化される。
【００１８】
また、第１ホルダ３２及び第２ホルダ３３の内部には、中央部に四角の枠体状の弾性支持部固定部材３７、３８が配置されている。  
弾性支持部固定部材３７には、その一端が結合されてＸ方向に延在するように、導電性を有する金属板等からなる弾性支持部３９ａ、３９ｂと４０ａ、４０ｂとが設けられている。  
また、弾性支持部３９ａ、３９ｂと４０ａ、４０ｂの各々の他端には、Ｘ方向と直交するＹ方向に延在される弾性支持部３９ｃ、３９ｄ、４０ｃ、４０ｄの一端が結合され、各弾性支持部３９ｃ、３９ｄ、４０ｃ、４０ｄの他端は、ホルダ３２の内面に結合されている。
【００１９】
上記弾性支持部３９ａ及び３９ｃと、弾性支持部３９ｂ及び３９ｄとは、弾性支持部固定部材３７の中心Ｏを通るＹＺ平面に関してミラー対称となるように形成されている。    また、上記弾性支持部４０ａ及び４０ｃと、弾性支持部４０ｂ及び４０ｄとは、弾性支持部固定部材３７の中心Ｏを通るＹＺ平面に関してミラー対称となるように形成されている。  
また、上記弾性支持部３９ａ及び３９ｃと、弾性支持部４０ａ及び４０ｃとは、弾性支持部固定部材３７の中心Ｏを通るＸＺ平面に関してミラー対称となるように形成されている。
【００２０】
また、上記弾性支持部３９ｂ及び３９ｄと、弾性支持部４０ｂ及び４０ｄとは、弾性支持部固定部材３７の中心Ｏを通るＸＺ平面に関してミラー対称となるように形成されている。  
上記ホルダ３２の内面に結合される弾性支持部３９ｃ、３９ｄ、４０ｃ、４０ｄの端部には、接続端子３９ｅ、３９ｆ、４０ｅ、４０ｆが設けられている。そして、例えば接続端子３９ｅ、３９ｆは、コイル４の両端と接続され、また接続端子４０ｅ、４０ｆは、コイル６の両端と接続される。  
また、接続端子３９ｅは、導電性を有する金属板からなる弾性支持部３９ｃ、３９ａを介して弾性支持部固定部材３７の給電端子３９ｇと導通し、接続端子３９ｆは、導電性を有する金属板からなる弾性支持部３９ｄ、３９ｂを介して弾性支持部固定部材３７の給電端子３９ｈと導通する。
【００２１】
同様に、接続端子４０ｅは、導電性を有する金属板からなる弾性支持部４０ｃ、４０ａを介して弾性支持部固定部材３７の給電端子４０ｇと導通し、接続端子４０ｆは、導電性を有する金属板からなる弾性支持部４０ｄ、４０ｂを介して弾性支持部固定部材３７の給電端子４０ｈと導通する。  
また、ホルダ３２の下側に設けられたホルダ３３側においても、弾性支持部固定部材３７に一端が結合して設けられた弾性支持部３９ａ〜３９ｄ、４０ａ〜４０ｄと同様に、弾性支持部固定部材３８に一端が結合して弾性支持部４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄが設けられている。  
また、弾性支持部４１ｃ、４１ｄ、４２ｃ、４２ｄの端部には、接続端子４１ｅ、４１ｆ、４２ｅ、４２ｆが設けてあり、それぞれ弾性支持部固定部材３８の給電端子４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈと導通する。
【００２２】
上記第１ホルダ３２及び第２ホルダ３３は、同じ構造のものを積み重ねるように固定することができ、また第１ホルダ３２及び第２ホルダ３３内部に設けた支持部材としての弾性支持部３９ａ〜３９ｄ、４０ａ〜４０ｄ、接続端子３９ｅ，３９ｆ、４０ｅ、４０ｆ等をエッチングや金属板の打ち抜き加工等で簡単に形成できるようにしている。  
なお、弾性支持部固定部材３８の下端は、この弾性支持部固定部材３８の下端の形状に合わせて嵌合するベース９の嵌合孔に嵌入されて接着等により固定される。  
また、コイル３〜６の両端を上記接続端子３９ｅ，３９ｆ、４０ｅ、４０ｆ等に接続することにより、弾性支持部固定部材３７の給電端子３９ｇ、３９ｈ、４０ｇ、４０ｈ等から給電して駆動することができ、安定した駆動特性を実現できる。  
なお、本実施例における可動部３１は、実施例１と同様に直交する２軸方向と、この２軸に直交する軸の回りに駆動することができる。
【００２３】
本実施例によれば、実施例１よりも高い対称性構造により可動部３１（ホルダ３２，３３）を変位可能に支持する支持構造を実現しているので、より高精度に２軸方向や２軸の回りでの駆動ができる。  
また、支持部材を金属を用いて形成することにより、樹脂を用いて形成した場合よりも例えば高さ方向等の寸法を小さくでき、より小型化した固体撮像装置を実現することが可能となる。  
なお、上述の説明では、可動部側にコイル３〜６を取り付け、固定部側にマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄを取り付けた場合により説明したが、本発明は、可動部側にマグネット７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄを取り付け、固定部側にコイル３〜６を取り付けるようにした場合も含む。  
また、上述の説明では、固体撮像素子１を可動部に取り付けた場合により説明したが、固体撮像素子１以外の他の光学素子を取り付けて可動部を駆動する場合にも本発明は適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
固体撮像素子を用いて光学的に情報を記録或いは再生する光情報記録／再生装置に利用でき、固体撮像素子を可動部に取り付けて電磁気的に可動部を駆動する場合に適する。
【００２５】
［付記］
１．請求項１において、前記駆動コイルは、可動部を構成する前記保持部材に取り付けられ、前記磁性部材は、前記固定部材に取り付けられる。  
２．請求項１において、前記磁性部材は、可動部を構成する前記保持部材に取り付けられ、前記駆動コイルは、前記固定部材に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１の固体撮像装置を示す斜視図。
【図２】実施例１の固体撮像装置を示す平面図。
【図３】実施例１の固体撮像装置を分解して示す斜視図。
【図４】固体撮像装置をＸ方向に駆動する場合を示す説明図。
【図５】固体撮像装置をＹ方向に駆動する場合を示す説明図。
【図６】固体撮像装置をθ方向に駆動する場合を示す説明図。
【図７】本発明の実施例２における可動部の構成を示す斜視図。
【図８】可動部を示す平面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…固体撮像素子
１ａ…撮像面
２…ホルダ
２ａ…弾性支持部固定端
２ｂ〜２ｅ…弾性支持部
３〜６…コイル
７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄ…マグネット
９…ベース
１０…固体撮像装置
９ａ〜９ｄ…立ち上げ部
９ｅ…嵌合孔
１５〜１８…駆動力
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
2005175640.tif 000003
【図２】
2005175640.tif 000004
【図３】
2005175640.tif 000005
【図４】
2005175640.tif 000006
【図５】
2005175640.tif 000007
【図６】
2005175640.tif 000008
【図７】
2005175640.tif 000009
【図８】
2005175640.tif 000010