(57)【要約】【課題】  レンズとシャッタを駆動する駆動機構を搭載した小型で画質が良好なの固体撮像装置を提供する。【解決手段】  シャッタ羽根２１と、レンズ１１を保持するレンズ保持部１２と、レンズ保持部１２をレンズ１１の光軸方向に駆動する第１のアクチュエータ８と、シャッタ羽根２１を光軸方向に対して垂直な方向に駆動する第２のアクチュエータ２７とを備え、第２のアクチュエータ２７には、レンズホルダ１２を配置した基材２９上に固定されたコイル２５と、シャッタ羽根２１の光軸方向の移動に対して常にシャッタ羽根２１と連結する磁性部材２３とを有している。磁性部材２３だけがレンズ保持部１２と共に移動し、ステータ２４とコイル２５は基材２９に固定されているので、モータ８にかかる負荷を軽減させることができる。このため、モータ８を小型化することができる。【選択図】          図１
2007183374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッタ羽根と、
レンズを保持するレンズ保持部と、
前記シャッタ羽根と前記レンズ保持部とを前記レンズの光軸方向に駆動する第１のアクチュエータと、
前記シャッタ羽根を前記光軸方向に対して垂直方向に駆動する第２のアクチュエータとを備え、
前記第２のアクチュエータには、前記レンズ保持部を配置した基材上に固定されたコイルと、前記シャッタ羽根の光軸方向の移動に対して常に前記シャッタ羽根と連結する磁性部材とを有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、前記磁性部材は、前記第２のアクチュエータのロータであることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
シャッタ羽根と、
レンズを保持するレンズ保持部と、
前記シャッタ羽根と前記レンズ保持部とを前記レンズの光軸方向に駆動する第１のアクチュエータと、
前記シャッタ羽根を前記光軸方向の移動に対して垂直方向に駆動し、前記レンズ保持部を配置した基材上に固定された第２のアクチュエータと、
前記シャッタ羽根の前記光軸方向の移動に対して常に前記第２のアクチュエータと前記シャッタ羽根とを連結する連結部材とを有することを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置に関し、特にレンズの駆動機構とシャッタとを搭載した固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像装置には、焦点調節のためのレンズ駆動装置や絞り羽根駆動装置等の複数の駆動機構が搭載されている。また、光量調節用の羽根部材が撮像レンズより被写体側に設けられるタイプの撮像装置がある。撮像レンズより被写体側に羽根部材が設けられるタイプの場合、レンズを駆動させるとそれに伴って羽根部材も駆動させる必要がある。このため、特許文献１及び２には、１つのモータでレンズと絞りを駆動する駆動機構が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−４７０１５号公報
【特許文献２】特開２００１−８３３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話や小型機器に撮像素子を用いたカメラが搭載されるようになってきた。そして、ＣＣＤ等の撮像素子は高解像度のものが搭載されるようになってきており、これに伴って小型の撮像装置においてもシャッタを搭載する必要性が出てきた。
【０００５】
しかしながら、シャッタ装置は、高速で駆動させなければならず、これを駆動するモータと、比較的低速で動作するレンズの移動機構を駆動するモータとを従来の構成のように兼用すると、モータにかかる負荷が非常に大きくなってしまう。
【０００６】
また、シャッタ装置を駆動するモータと、レンズを駆動するモータとをそれぞれ別々に設ける構成を取っても、レンズホルダの移動によってシャッタ装置とシャッタ駆動用モータとを一体で動かさなければならない。そして、レンズを駆動するモータは、シャッタ駆動用モータに給電するＦＰＣ等の配線も一緒に動かすこととなる。このため、モータにかかる負荷が大きい。従ってモータを大型化させるか、モータの消費電力を大きくするしかない。また、ＦＰＣ等の配線がレンズ駆動時にレンズを引っ張るような働きをし、レンズを光軸から傾ける方向の負荷になる恐れがある。このため、レンズを駆動すると画質が落ちる恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レンズとシャッタを駆動する駆動機構を備えた小型で画質が良好な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】
【０００８】
上記目的は、シャッタ羽根と、レンズを保持するレンズ保持部と、前記シャッタ羽根と前記レンズ保持部とを前記レンズの光軸方向に駆動する第１のアクチュエータと、前記シャッタ羽根を前記光軸方向に対して垂直方向に駆動する第２のアクチュエータと、を備え、前記第２のアクチュエータには、前記レンズ保持部を配置した基材上に固定されたコイルと、前記シャッタ羽根の光軸方向の移動に対して常に前記シャッタ羽根と連結する磁性部材とを有する固体撮像装置によって達成される。
このように本発明は、シャッタ羽根を駆動する第２のアクチュエータが、基材上に固定されたコイルと、前記シャッタ羽根の光軸方向の移動に対して常に前記シャッタ羽根と連結する磁性部材と、に分かれているので、第１のアクチュエータは第２のアクチュエータの磁性部材のみを移動させるだけですみ、コイル、コイルに給電するＦＰＣ等の配線やステータ等を移動する必要がない。このため、第１のアクチュエータにかかる負荷を軽減させることができる。このため、第１のアクチュエータを小型化することができる。また、第１のアクチュエータを省電力化することができる。また、ＦＰＣ等の配線を移動させないため、レンズ保持部を駆動させたときに、ＦＰＣ等の配線がレンズ保持部を引っ張るような負荷となることもない。つまり、ＦＰＣ等の配線が、レンズ保持部を光軸から傾ける方向の負荷にならずにすむ。このため、画質を良好に保つことができる。よって、レンズとシャッタを駆動する駆動機構を備えた小型で画質が良好な固体撮像装置を提供することができる。
【０００９】
また上記固体撮像装置において、前記磁性部材は、前記第２のアクチュエータのロータとしてもよい。
【００１０】
本発明の固体撮像装置は、シャッタ羽根と、レンズを保持するレンズ保持部と、前記シャッタ羽根と前記レンズ保持部とを前記レンズの光軸方向に駆動する第１のアクチュエータと、前記シャッタ羽根を前記光軸方向に対して垂直方向に駆動し、前記レンズ保持部を配置した基材上に固定された第２のアクチュエータと、前記シャッタ羽根の前記光軸方向の移動に対して常に前記第２のアクチュエータと前記シャッタ羽根とを連結する連結部材と、を有する構成とする。
このように本発明は、レンズ保持部の駆動に伴ってシャッタ羽根が移動しても、シャッタ羽根を駆動する第２のアクチュエータは移動しないようにしたので、第１のアクチュエータは、第２のアクチュエータや第２のアクチュエータに給電するＦＰＣ等の配線を移動させずにすみ、第１のアクチュエータにかかる負荷を軽減させることができる。このため、第１のアクチュエータを小型化することができる。また、第１のアクチュエータを省電力化することができる。また、ＦＰＣ等の配線を移動させないため、レンズ保持部を駆動させたときに、ＦＰＣ等の配線がレンズ保持部を引っ張るような負荷となることもない。つまり、ＦＰＣ等の配線が、レンズ保持部を光軸から傾ける方向の負荷にならずにすむ。このため、画質を良好に保つことができる。レンズとシャッタを駆動する駆動機構を備えた小型で画質が良好な固体撮像装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズとシャッタを駆動する駆動機構を備えた小型で画質が良好な固体撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１としての固体撮像装置１の構成を示した平面図である。また、図２は同装置１の構成を確認できるように示した側面図である。これらの図を参照して固体撮像装置１を説明する。なお、図２では構成を確認しやすいように一部にハッチングを付している。
【００１４】
本実施例の固体撮像装置１は、図１、図２に示すように撮像素子３、光学フィルタ５、レンズ駆動装置１０、シャッタ装置２０及び撮像素子３やレンズ１１等のカメラ要素を載置する基材２９を含んでいる。本実施例では、基材２９は、プリント配線板である基板２及び台板４の２部品で構成されている。
【００１５】
基板２上の所定位置には、撮像素子３としてのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ４等が配置されている。この撮像素子３を包囲するように台板４が配設されている。台板４は、プラスチック等の樹脂によって形成されており、後述する複数の部品を支持するベース部材となる。また、台板４には撮像素子３と対向する位置に開口４ＨＬが形成されており、この開口４ＨＬを塞ぐようにＩＲカットフィルタ等の光学フィルタ５が配置されている。
【００１６】
台板４の上部にはレンズ駆動装置１０が搭載されている。レンズ駆動装置１０は、レンズ１１、レンズ保持部であるレンズホルダ１２、調整リング１３、一対のガイド軸７Ａ，７Ｂ、第１のアクチュエータであるモータ８、ウォーム歯車９、カム部材としてのカム歯車３０等を含んだ構成を取る。
【００１７】
レンズ１１は円筒状のレンズホルダ１２内に固定される。レンズホルダ１２の外周を囲むように円筒状の調整リング１３が配設される。レンズホルダ１２の外周及び調整リング１３の内周にはネジが形成されている。レンズホルダ１２及び調整リング１３は噛合部ＳＧで互いに噛合しており、レンズホルダ１２を回動させることで、レンズホルダ１２を調整リング１３に対して光軸方向ＬＡへ相対移動させることができる。
【００１８】
また、台板４から一対のガイド軸７Ａ，７Ｂが光軸方向ＬＡと平行に立ち上げられている。調整リング１３は外周から半径方向に突出するように形成した一対のガイド受け部１４Ａ，１４Ｂを有している。このガイド受け部１４Ａ，１４Ｂがガイド軸７Ａ，７Ｂとそれぞれ係合している。より具体的には、一方のガイド受け部１４Ａはガイド軸７Ａを両側から挟持するように穴状に形成されている。このような構成により、ガイド軸７Ａ，７Ｂに対して調整リング１３を摺動させて光軸方向ＬＡへ移動できる。そして、前述したようにレンズ１１を保持しているレンズホルダ１２は、この調整リング１３内で噛合している。よって、調整リング１３と共にレンズ１１を光軸方向ＬＡの所望位置に移動させることができる。
【００１９】
調整リング１３は外周の一部から下向き（基板２側）に突出するように設けられたカムフォロアを有している。このカムフォロア１５は光軸方向ＬＡに沿って下向きに延伸している。カムフォロア１５の先端部１５ａは、後述するカム歯車３０のカム面に当接後、移動しやすいように半球状に形成されている。
【００２０】
また、台板４上には、回転軸が光軸方向ＬＡと直交するようにモータ８が固定されている。このモータ８のロータ軸にはウォーム歯車９が固定されている。ウォーム歯車９は、カム歯車３０の外周に形成した歯列３５と噛合している。カム歯車３０は、台板４上に光軸方向ＬＡと平行に固定されている支軸３１に回動自在に軸支され、ウォーム歯車９を介してモータ８からの駆動力を受けて両方へ回転する。カム歯車３０の上面にはカム面３２が形成されている。このカム面は螺旋状の傾斜面となっている。このカム面３２に前述した調整リング１３のカムフォロア１５が当接している。なお、カム歯車３０の下部には台座部３６が形成されており、歯列３５がウォーム歯車９と噛合するように高さ調整されている。
【００２１】
さらに、レンズ駆動装置１０の上部、すなわち、被写体側には、シャッタ装置２０が設けられている。シャッタ装置２０は、シャッタ羽根２１と、シャッタ支持基板２２と、モータ（第２のアクチュエータ）２７を構成する磁性部材であるロータ２３、ステータ２４、コイル２５と、羽根押え板２６とを備えている。
【００２２】
シャッタ装置２０は、レンズ駆動装置１０のレンズホルダ１２上に、シャッタ装置２０のシャッタ支持基板２２の一部が固定され、このシャッタ支持基板２２と対向するように羽根押え板２６が配置されている。シャッタ支持基板２２と羽根押え板２６との間の空間ＳＰ内に、シャッタ羽根２１が配設されている。
【００２３】
またシャッタ支持基板２２は、光軸方向ＬＡに沿って下向きに延伸しており、延伸した先にはロータ支持部２２Ａが配設されている。ロータ支持部２２Ａは、光軸方向ＬＡと略垂直な方向に設けられている。ロータ支持部２２Ａによってロータが回転自在に支持される。
【００２４】
モータ（第２のアクチュエータ）２７は、上述したロータ支持部２２Ａ上に配置されたロータ２３と、図１に示すようにロータ２３の一部を除いた周囲を取り囲むステータ２４と、このステータ２４に巻回されたコイル２５とを備えている。ステータ２４とコイル２５とは、台板４から一体的に突設した台座２８に固定されている。このため、コイル２５は基材２９に位置が固定されている。
ロータ２３のロータ軸２３Ａは、ロータ支持部２２Ａから立設されており、ロータ２３を軸支している。シャッタ羽根２１はロータ軸２３Ａを回転中心とし、ロータ２３に固定されている。コイル２５で発生させた磁束が、ステータ２４間に配置されたロータ２３に供給される。ロータ２３の回転によってロータ２３に固着したシャッタ羽根２１が光軸方向に対して垂直方向に回転する。
【００２５】
このように本実施例は、シャッタ装置を駆動するモータのうち、ロータだけがレンズホルダ１２と共に移動し、ステータ２４とコイル２５は台板４に固定されているので、モータ８にかかる負荷を軽減させることができる。また、コイル２５が固定されているので、給電のためのＦＰＣ等の配線がモータ８の駆動時の負荷になることもない。このため、モータ８を小型化することができる。また、ＦＰＣ等の配線を移動させないため、レンズホルダ１２を駆動させたときに、ＦＰＣ等の配線がレンズホルダ１２を引っ張るような負荷となることもない。つまり、レンズホルダ１２を光軸から傾ける方向の負荷にならずにすみ、レンズホルダ１２の光軸ずれ防ぐことができる。このため、画質を良好に保つことができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図３を参照しながら本発明の第２実施例を説明する。
上述した実施例では、レンズホルダ１２の光軸方向ＬＡへの移動によって、モータのロータ２３も光軸方向に移動するように構成していた。本実施例では、第２のアクチュエータとしてのモータ５８が基材２９に固定されるようにしている。モータ５８は、ステータ５１、ロータ５２、ロータ軸５２Ａ、ステータ５１に設けられる不図示のコイルとで構成されている。図３に示すようにモータ５８のロータ５２は、台板４から一体的に突設した台座５７に回転自在に取り付け、レンズホルダ１２が光軸方向ＬＡに移動しても、ロータ５２は台座５７上に固定され移動しない。ロータ５２のロータ軸５２Ａには、連結部材である作動ピン５３が固定されており、ロータ５２の回転によって作動ピン５３が回転する。シャッタ羽根５５は、レンズホルダ１２に一部が固定されたシャッタ支持基板５４と、羽根押え板５６との間に配設される。シャッタ羽根５５には、係合溝（不図示）が設けられており、係合溝に作動ピン５３が挿入されている。ロータ５２に固着した作動ピン５３が回動すると、シャッタ羽根５５が光軸方向に対して垂直方向に駆動する。
【００２７】
また、第１のアクチュエータであるモータ８の駆動力によってレンズホルダ１２が光軸方向ＬＡに移動すると、レンズホルダ１２に固定されたシャッタ支持基板５４もレンズホルダ１２の移動に伴って移動する。すなわち、本実施例では、レンズホルダ１２が光軸方向に駆動すると、この駆動に伴って、シャッタ装置２０のシャッタ支持基板５４と、シャッタ羽根５５と、羽根押え板５６とが移動し、シャッタ羽根５５を駆動するモータ５８は台座５７上で動かない。作動ピン５３は、シャッタ羽根５５が光軸方向ＬＡに移動しても、シャッタ羽根５５の係合溝から外れないような長さを有している。
【００２８】
このように本実施例は、レンズホルダ１２の移動に伴ってシャッタ羽根が移動しても、シャッタ羽根を駆動するモータ５８は移動しないようにしたので、モータ８にかかる負荷を軽減させることができる。また、モータ５８を移動しないようにしているので、モータ５８への給電のためのＦＰＣ等の配線がモータ８の駆動時の負荷になることもない。このため、モータ８を小型化することができる。また、ＦＰＣ等の配線を移動させないため、レンズホルダ１２を駆動させたときに、ＦＰＣ等の配線がレンズホルダ１２を引っ張るような負荷となることもない。つまり、ＦＰＣ等の配線がレンズホルダ１２を光軸から傾ける方向の負荷にならずにすみ、レンズホルダ１２の光軸ずれ防ぐことができる。このため、画質を良好に保つことができる。
【００２９】
なお、上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施例１、２では、シャッタ羽根を駆動する第２のアクチュエータは、磁性部材が回転するロータであったが、これに限らず、磁性部材が直線運動をするプランジャーであってもよい。また、基材２９が、基板２と台板４との２部品で構成されていたが、これに限らず、台板４を用いず基板２上に全ての部品を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施例１の構成を示した平面図である。
【図２】図１に示す固体撮像装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の実施例２の構成を示した側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  固体撮像装置
２  基板
３  撮像素子
４  台板
５  光学フィルタ
７Ａ、７Ｂ  ガイド軸
８  モータ（第１のアクチュエータ）
１０  レンズ駆動装置
１１  レンズ
１２  レンズホルダ（レンズ保持部）
１３  調整リング
１４Ａ、１４Ｂ  ガイド受け部
１５  カムフォロア
２０  シャッタ装置
２１、５５  シャッタ羽根
２２、５４  シャッタ支持基板
２３、５２  ロータ（磁性部材）
２４、５１  ステータ
２５  コイル
２６、５６  羽根押え板
２７  モータ（第２のアクチュエータ）
３０  カム歯車
３２  カム面
５３  作動ピン（連結部材）
５８  モータ（第２のアクチュエータ）
【図１】
2007183374.tif 000003
【図２】
2007183374.tif 000004
【図３】
2007183374.tif 000005