(57)【要約】【課題】  小型化及び低コスト化を実現した撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像素子１に被写体像を結像させるレンズ群３を収納保持する鏡筒４と、レンズ群３の光軸方向に平行に形成され、外周にコイル７が巻回され、光軸方向にガイド孔６ａが挿通されたボビン６と、ガイド孔６ａに挿入され、ボビン６を光軸方向に摺動自在にするガイド軸９と、ガイド軸９に嵌合すると共に、コイルを挟み込むように形成されたヨーク１３と、ヨーク１３とコイル７の間に設けられ、ヨーク１３、ガイド軸９及びコイル７を介して磁気回路を形成する磁石１５ａ及び１５ｂと、鏡筒４とボビン６を接続して協動させる支持部５と、支持部５に設けられた張出部８ａ及び８ｂとヨーク１３に設けられた切欠部１４を当接させて鏡筒４の光軸方向の最大移動距離を設定することを特徴とする。【選択図】  図２
2007101934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に被写体像を結像させるレンズ群と、
前記レンズ群を収納保持する鏡筒と、
前記レンズ群の光軸方向に平行に形成され、外周にコイルが巻回されると共に、光軸方向にガイド孔を備えたボビンと、
前記ガイド孔に挿入され、前記ボビンを光軸方向に摺動自在にするガイド軸と、
前記ガイド軸に嵌合するとともに、前記コイルを挟み込むように形成されたヨークと、
前記ヨークと前記コイルの間に設けられ、前記ヨーク、前記ガイド軸及び前記コイルを介して磁気回路を形成する磁石と、
前記鏡筒と前記ボビンを接続し、前記鏡筒と前記ボビンを協動させる支持部と、
前記支持部と前記ヨークの当接により前記鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
係止手段は、前記支持部に固設された張出部と、前記ヨークに設けられ、前記張出部が前記最大移動距離において当接する切欠部よりなることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
ヨークは、その一部が内側方向に屈曲され、この屈曲個所に前記張出部が当接する前記切欠部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話及びＰＤＡ等に搭載される撮像装置に関するもので、特にオートフォーカス機能を有した撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型カメラ等に搭載されるオートフォーカス機能を有した撮像装置には、無限遠位置から近接位置までの任意の被写体を撮影するために、レンズを光軸方向に移動させる手段として、ステッピングモータやＤＣモータが用いられていた。しかしながら、近年、撮像装置が携帯電話及びＰＤＡ等に搭載されるようになるに至り、撮像装置の一層の小型化及び軽量化が要求されている。
【０００３】
そして、この小型化や軽量化の要求に応じるため、ステッピングモータやＤＣモータに代えて、マグネットやヨークからなる磁気回路にコイルを配置したボイスコイルモータが用いられるようになっている。
【０００４】
このようなボイスコイルモータを用いた撮像装置としては、レンズ群を保持したレンズ保持枠の側縁の一部に被案内部を突設するとともに、被案内部の反対側に被駆動部を突設して、この被駆動部の先端部に光軸方向に延びる円筒状のボビンを一体形成し、このボビンにコイルを巻回して駆動コイルを設け、この駆動コイルに電流を供給することにより、レンズ保持枠の被案内部が、案内軸に設けられた位置検出装置およびアイリス装置で決められた最大移動距離間を摺動することにより、無限遠位置から近接位置までの任意の被写体を撮影するものがある。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３７１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の撮像装置は、上記のように構成されているので、レンズ群を保持したレンズ保持枠の最大移動距離は位置検出装置あるいはアイリス装置で決定されるため、位置検出装置などを別途搭載しなければならず、そのため、撮像装置が大きく、かつ高価になる問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、上記のような位置検出装置を無くして小型化を実現した撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る撮像装置は、撮像素子に被写体像を結像させるレンズ群を収納保持する鏡筒と、レンズ群の光軸方向に平行に形成され、外周にコイルが巻回されると共に、光軸方向にガイド孔が挿通されたボビンと、ガイド孔に挿入され、ボビンを光軸方向に摺動自在にするガイド軸と、このガイド軸に嵌合するとともに、コイルを挟み込むように形成されたヨークと、ヨークとコイルの間に設けられ、ヨーク、ガイド軸及びコイルを介して磁気回路を形成する磁石と、鏡筒とボビンを接続し、鏡筒とボビンを協動させる支持部と、この支持部とヨークの当接により鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、鏡筒とボビンを協動させる支持部がヨークと当接することにより、鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えた構成にしたので、最大移動距離を検出する位置検出装置を用いる必要がなくなるため、撮像装置の小型化が実現できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１
この発明の実施の形態１について、まず図１〜図３を参照して、撮像装置の構成について説明する。なお説明の便宜のため、図１〜図３に示すようにＸ，Ｙ，Ｚ軸方向を規定し説明する。このＺ軸方向は光軸方向を示し、＋Ｚ軸方向は被写体のある方向を示す。
【００１１】
図１は、撮像装置を上面側から見た上面断面図であり、後述する図２においてＩ−Ｉ面で切断し、−Ｚ軸方向に見たものである。図２は、撮像装置を正面側から見た正面断面図であり。図１においてＩＩ−ＩＩ面で切断し、Ｙ軸方向に見たものである。図３は、撮像装置を側面側から見た側面断面図であり、図２においてＩＩＩ−ＩＩＩ面で切断し、−Ｘ軸方向に見たものである。
【００１２】
ＣＣＤなどの撮像素子１が搭載されたプリント基板２の＋Ｚ軸方向には、光軸中心に、撮像素子１に被写体像を結像させるための複数のレンズからなるレンズ群３が設けられており、このレンズ群３は、その外周部が円筒形の鏡筒４により保持されている。また鏡筒４の外周側縁の−Ｚ軸方向の端部からは、＋Ｘ軸方向に延出した支持部５が固設されている。この支持部５の鏡筒４の反対側の端部には、＋Ｚ軸方向に延出した方形のボビン６が一体に形成され、その外周にはコイル７が巻回され、ボビン６のＺ方向の略中央にはガイド孔６ａが貫通している。また支持部５の鏡筒４とボビン６の間には、鏡筒４の最大移動距離を設定するための係止手段を構成する張出部８が支持部５からＹ方向に延出して設けられている。
【００１３】
またボビン６のガイド孔６ａには、Ｚ軸方向にガイド軸９が摺動自在に挿通されている。このガイド軸９の一端は、プリント基板２の上に固設され、かつ＋Ｚ軸方向に開口しているケース１０の底部１０ａに固定されており、他端は、ケース１０の開口を覆うように、例えば接着剤１１を用いてケース１０に固着される蓋１２に固定されている。この蓋１２は、鏡筒４を包囲する開口部１２ａを有している。
【００１４】
またケース１０内には、コイル７に対して＋Ｚ軸方向に開口し、かつコイル７を包囲するコの字形状のヨーク１３が設けられている。またこのヨーク１３は、ガイド軸９を嵌挿するための孔１３ａを有しており、この孔１３ａにガイド軸９が嵌挿されるとともにケース１０に固定されている。このヨーク１３とガイド軸９の嵌合は後述する磁気回路が形成可能な程度であればよい。またヨーク１３の鏡筒４側の−Ｚ軸方向の下端には、支持部５に設けられた張出部８が当接し、支持部５の＋Ｚ軸方向の動作を係止し、最大移動距離を設定するための係止手段を構成する切欠部１４が形成されている。
【００１５】
またコイル７とヨーク１３の間には、ヨーク１３に当接して、磁気回路を形成するため磁石１５ａ及び１５ｂが設けられている。この磁石１５ａ及び１５ｂは、コイル７側がＳ極、ヨーク１３側がＮ極に着磁している。
【００１６】
次に動作について、構成を示す図１〜３に加え、図４〜図１０を参照して説明する。
【００１７】
図４は、レンズ群３を保持した鏡筒４をＺ軸方向（光軸方向）に動作させて、オートフォーカスを行うために、コイル７に入力される電力波形の一例を示したものである。図４において、コイル７にはパルス波形の電力が入力される。このパルス波形の幅は可変である。そしてコイル７に入力される電力は、パルスがＯＮの時間（図４においてＢ）とパルスがＯＮ＋ＯＦＦの時間（図４においてＡ＋Ｂ）の比であるＤｕｔｙ（％）で示される。Ｄｕｔｙ（％）は、０〜１００％の値となり、０％は入力電力の無い状態（図４において常時０ｍＡを示す）を示し、１００％は入力電力が連続した状態（図４において常時２００ｍＡを示す）を示している。
【００１８】
図５及び図６は、コイル７に図４に示すパルス波形の電力が入力（Ｄｕｔｙ＝０％を除く）された場合に、コイル７に生じる電磁力を示した説明図である。図５は、図１に示す方向から見たものであり、図６は、図３に示す方向から見たものである。図５及び図６において、コイル７には、図５に示すようにコイル電流２０が流れる。コイル電流２０は、図４に示すパルス波形の電力（Ｄｕｔｙ＝０％を除く）が入力された時にコイル７に生じる電流である。また図６に示すように、磁石１５ａ及び１５ｂのＮ極から、ヨーク１３、ガイド軸９、ボビン６、コイル７を経て磁石１５ａ及び１５ｂのＳ極まで、磁気回路２１ａ及び２１ｂが形成される。この時、コイル電流２０は、磁気回路２１ａ及び２１ｂを切るように流れているため、図６に示すように、コイル７には＋Ｚ軸方向に電磁力２２が働く。この電磁力２２は、コイル７が巻回されているボビン６及びボビン６が固設されている支持部５を介してレンズ群３を保持した鏡筒４を＋Ｚ軸方向に動作させる駆動力となる。そしてこの電磁力２２の大きさは、図４に示したＤｕｔｙ（％）の値で変化する。
【００１９】
図７は、Ｄｕｔｙ（％）と鏡筒移動量（ｍｍ）の関係の一例を示した説明図である。図７において、横軸は、図４に示したＤｕｔｙ（％）を示し、その範囲は０〜１００％である。０％は入力電力が無い状態であり、１００％は連続して電力が入力されている状態を示す。また縦軸は、鏡筒移動量（ｍｍ）を示し、その範囲は０〜０．５ｍｍである。ここで０ｍｍは初期位置を示し、０．５ｍｍは最大移動距離を示す。この最大移動距離は、初期位置から、支持部５に設けられた係止手段である張出部８ａ及び８ｂが、ヨーク１３に設けられた係止手段である切欠部１４に当接するまでの距離である。そして図７に示すように、Ｄｕｔｙ＝０〜１００％（特に４０〜７０％）の間で、鏡筒４は初期位置である０ｍｍから最大移動距離である０．５ｍｍの間を移動する。
【００２０】
図８は、撮影可能な被写体距離と鏡筒移動量（ｍｍ）との関係の一例を示した説明図である。図８において、横軸は、近接位置から無限遠位置までの撮影可能な被写体距離を示し、縦軸は、図７に示した鏡筒移動量（ｍｍ）を示している。図８に示すように、無限遠位置では、鏡筒移動量は小さく、鏡筒４は初期位置あるいはその近傍位置となり、また近接位置では、鏡筒移動量は大きく、鏡筒４は最大移動距離移動後の最大移動位置あるいはその近傍位置となる。そしてこの近接位置と無限遠位置の間にある被写体距離に応じて、鏡筒移動量が変化する。
【００２１】
図９は、撮像装置の撮影動作を順に示した動作説明図である。また図１０（ａ），（ｂ）は、鏡筒４が初期位置にある撮像装置を示した説明図である。図１１（ａ），（ｂ）は、鏡筒４が撮影位置にある撮像装置を示した説明図である。図１２（ａ），（ｂ）は、鏡筒４が＋Ｚ軸方向の最大移動位置にある撮像装置を示した説明図である。図１３は、最大移動位置においてヨーク１３に係止板８が当接した状態を示す詳細説明図である。
【００２２】
まず、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、鏡筒４は初期位置にある。この初期位置は、撮像装置は、電力が供給されＯＮ状態にあるが、撮影をしない状態における鏡筒４の位置を示す。すなわち、図７においてＤｕｔｙ＝０％の場合を示す。この時、鏡筒４に固設されている支持部５の−Ｚ軸方向の面がヨーク１３に当接しており、鏡筒４は撮像素子１に最も近接した位置にある。またこの初期位置は無限遠位置の被写体の撮影位置にも成りうる。（図９におけるＳ１）
【００２３】
次に、所望の被写体を撮影するために、撮像装置をこの被写体に向けると、撮像装置は、例えば、別に設けられた撮像装置と被写体との距離を測定する距離測定装置の距離測定結果に応じて、フォーカス調整を行うための所定のＤｕｔｙ（％）の電力をコイル７に入力する。このコイル７に入力された電力の大きさに伴って、コイル７には、＋Ｚ軸方向に所定の大きさの電磁力２２が働く。そしてコイル７が巻回されたボビン６、このボビン６に固設された支持部５、この支持部５に固設された係止板８及びレンズ群３を保持した鏡筒４は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、＋Ｚ軸方向に所定距離移動する。そして撮像素子１に被写体像を結像させるフォーカス位置において、＋Ｚ軸方向の移動が停止され、被写体の撮影を行う（所謂、オートフォーカス撮影）。（図９におけるＳ２，Ｓ３）
【００２４】
また、被写体の撮影時、鏡筒４は、コイル７に入力されるＤｕｔｙ（％）の電力の値に応じて、＋Ｚ軸方向に移動するのであるが、無限遠位置から近接位置までの撮影範囲を確保するとともに、電磁力２２により鏡筒４が必要以上に＋Ｚ軸方向に移動しないようにするために、図１２（ａ），（ｂ）及び図１３に示すように、ヨーク３に設けた切欠き部１４に、支持部５に固設された係止板８を当接させる。これにより、最大移動距離を設定する。またこの最大移動距離は最も近接した被写体の撮影位置にも成りうる。
【００２５】
そして、被写体の撮影完了後は、Ｄｕｔｙ＝０％として、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように鏡筒４を初期位置にする。この鏡筒４の初期位置への移動は、図示していないが、例えば−Ｚ軸方向に働くばね等の弾性体の力を利用する。（図９におけるＳ４）
【００２６】
この実施の形態１によれば、撮像装置を、撮像素子１に被写体像を結像させるレンズ群３を収納保持する鏡筒４と、レンズ群３の光軸方向に平行に形成され、外周にコイル７が巻回され、光軸方向にガイド孔６ａが挿通されたボビン６と、ガイド孔６ａに挿入され、ボビン６を光軸方向に摺動自在にするガイド軸９と、ガイド軸９に嵌合すると共に、コイルを挟み込むように形成されたヨーク１３と、ヨーク１３とコイル７の間に設けられ、ヨーク１３、ガイド軸９及びコイル７を介して磁気回路を形成する磁石１５ａ及び１５ｂと、鏡筒４とボビン６を接続して協動させる支持部５と、支持部５に設けられた張出部８ａ及び８ｂとヨーク１３に設けられた切欠部１４を当接させて鏡筒４の光軸方向の最大移動範囲を設定するように構成したため、最大移動範囲を検出する位置検出装置を用いる必要がなくなるため、撮像装置の小型化が実現できる効果がある。また加えて低コスト化も実現できる効果もある。
【００２７】
実施の形態２
実施の形態１によれば、図１３に示すように、切欠部１４の−Ｚ軸方向の面に、略矩形の断面形状を有する係止板８の＋Ｚ軸方向の面が当接するものを示したが、図１４に示すように、張出部８ａ及び８ｂの断面形状を円形または楕円形とし、切欠部１４の−Ｚ軸方向の面に当接させてもよい。この場合、切欠部１４の−Ｚ軸方向の面に、円形断面の張出部８ａ及び８ｂが線でもって当接するため、実施の形態１の効果に加え、鏡筒４の移動量のばらつきを小さく出来る効果を有する。
【００２８】
実施の形態３
実施の形態２によれば、張出部８ａ及び８ｂの断面形状を円形または楕円形とし、切欠部１４の−Ｚ軸方向の面に線でもって当接するようにしたものを示したが、図１５に示すように、切欠部１４の−Ｚ軸方向の面を凸形状とし、実施の形態１で示した略矩形の断面形状を有する張出部８ａ及び８ｂの＋Ｚ軸方向の面と当接させてもよい。この場合も、切欠部１４と張出部８ａ及び８ｂは線でもって当接するため、実施の形態２と同等の効果を有する。
【００２９】
実施の形態４
実施の形態１によれば、切欠部１４を−Ｘ軸方向に形成したものを示したが、図１６に示すように、切欠部１４をケース１０の長手方向内側の中心線方向に略直角に屈曲させてもよい。この場合、切欠部１４が−Ｘ軸方向に延出しない分、実施の形態１に示した撮像装置の一層の小型化が可能である。
【００３０】
なお、実施の形態２で示した円形断面形状の張出部８ａ及び８ｂ、実施の形態３で示した−Ｚ軸方向の面を凸形状とした切欠部１４を、実施の形態４に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の上面断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の正面断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の側面断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る撮像装置に入力される電力波形図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る撮像装置に入力される電力とコイルに生じる電磁力の関係を示した説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る撮像装置に入力される電力とコイルに生じる電磁力の関係を示した説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る撮像装置に入力される電力と鏡筒移動量の関係を示した説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の鏡筒移動量と撮影可能な被写体距離との関係を示した説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の撮影動作を示した説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の鏡筒が初期位置にある場合を示した構成説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の鏡筒が撮影位置にある場合の一例を示した構成説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の鏡筒が最大移動範囲にある場合を示した構成説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の鏡筒が最大移動範囲にある場合のヨークの切欠部と支持部の張出部の当接状態を示した詳細説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る撮像装置の鏡筒が最大移動範囲にある場合のヨークの切欠部と支持部の張出部の当接状態を示した詳細説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係る撮像装置の鏡筒が最大移動範囲にある場合のヨークの切欠部と支持部の張出部の当接状態を示した詳細説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る撮像装置の鏡筒が最大移動範囲にある場合のヨークの切欠部と支持部の張出部の当接状態を示した詳細説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  撮像素子
２  プリント基板
３  レンズ群
４  鏡筒
５  支持部
６  ボビン
６ａ  ガイド孔
７  コイル
８ａ，８ｂ  張出部
９  ガイド軸
１０  ケース
１０ａ  底板
１１  接着剤
１２  蓋
１２ａ  開口部
１３  ヨーク
１３ａ  孔
１４  切欠部
１５ａ，１５ｂ  磁石
【図１】
2007101934.tif 000003
【図２】
2007101934.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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