(57)【要約】【課題】  光軸方向に小型化することができる撮像装置を提供する。【解決手段】  レンズ１，２，３を収容するレンズバレル４が光軸方向に移動可能に構成される撮像装置において、光軸方向と直交する面に沿って配置され、電圧が印加されることにより湾曲するアクチュエータ５を備え、アクチュエータ５は、レンズバレル４を光軸方向に移動させるべく、外方からレンズバレル４に挿入される部位を備え、光軸方向に湾曲可能に構成されることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを収容するレンズバレルが光軸方向に移動可能に構成される撮像装置において、光軸方向と直交する面に沿って配置され、電圧が印加されることにより湾曲するアクチュエータを備え、アクチュエータは、レンズバレルを光軸方向に移動させるべく、外方からレンズバレルに挿入される部位を備え、光軸方向に湾曲可能に構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
レンズバレルは、光軸方向と直交する面において、円形状に形成される一方、アクチュエータは、光軸方向と直交する面において、レンズバレルを囲うように矩形状に形成され、さらに、少なくとも一つの角部から対角線上に延設される部位の先端部がレンズバレルに挿入されるように形成される請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
レンズバレルを収容する筐体を備え、アクチュエータは、レンズバレルより外方に配置される部位が筐体に固定され、少なくともレンズバレルに挿入される部位が光軸方向に湾曲するように構成される請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
レンズバレルは、互いに嵌合する一対のレンズバレル部材を備えて構成され、嵌合された一対のレンズバレル部材間に、アクチュエータの部位が挿入される孔部が形成される請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
一方のレンズバレル部材は、貫通孔を備え、他方のレンズバレル部材は、貫通孔に挿通されて且つ一方のレンズバレル部材から一部が突出する柱部を備え、柱部のうち一方のレンズバレル部材から突出する部位が加熱されることにより、一対のレンズバレル部材同士が固定される請求項４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、電圧が印加されて湾曲するアクチュエータにより、レンズを収容するレンズバレルが光軸方向に移動する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置として、レンズを収容するレンズバレルと、光軸方向と直交する面に沿ってシート状に形成される高分子アクチュエータとを備え、高分子アクチュエータは、レンズの絞り部まで延びる部位を有し、さらに、レンズバレルの光軸方向の端部と、レンズバレルに光軸方向にて重なるホルダーとにより、レンズバレルと結合するように構成されている撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）
かかる撮像装置は、高分子アクチュエータに電圧を印加すると、高分子アクチュエータが光軸方向に湾曲してレンズバレルを光軸方向に移動させる。そして、かかる機構をカメラ等のオートフォーカス用レンズ機構として採用している。
【特許文献１】特開２００７−２０６３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる撮像装置は、高分子アクチュエータをレンズバレルと結合させるために、レンズバレルに光軸方向にて重なるホルダーが必要となる。したがって、撮像装置を光軸方向に小型化するために、かかるホルダーが障害となる。
【０００４】
よって、本発明は、かかる事情に鑑み、光軸方向に小型化することができる撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る撮像装置は、レンズを収容するレンズバレルが光軸方向に移動可能に構成される撮像装置において、光軸方向と直交する面に沿って配置され、電圧が印加されることにより湾曲するアクチュエータを備え、アクチュエータは、レンズバレルを光軸方向に移動させるべく、外方からレンズバレルに挿入される部位を備え、光軸方向に湾曲可能に構成されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、アクチュエータは、光軸方向と直交する面に沿って配置され、レンズを収容するレンズバレルの外方からレンズバレルに挿入される部位を備える。これにより、アクチュエータは、例えば、電圧が印加されることにより光軸方向に湾曲して挿入される部位がレンズバレルを係止したり、又は、挿入される部位がレンズバレルに固定された状態で電圧が印加されて光軸方向に湾曲したりすることにより、レンズバレルが光軸方向に移動する。したがって、レンズバレルと光軸方向に重なる部材を設けることなく、レンズバレルを光軸方向に移動することができる。
【０００７】
また、本発明に係る撮像装置においては、レンズバレルは、光軸方向と直交する面において、円形状に形成される一方、アクチュエータは、光軸方向と直交する面において、レンズバレルを囲うように矩形状に形成され、さらに、少なくとも一つの角部から対角線上に延設される部位の先端部がレンズバレルに挿入されるように形成されてもよい。
【０００８】
かかる構成によれば、光軸方向と直交する面において円形状に形成されるレンズバレルに対し、アクチュエータは、レンズバレルを囲うように矩形状に形成され、さらに、少なくとも一つの角部から対角線上に延設される部位の先端部がレンズバレルに挿入されるように形成される。
【０００９】
これにより、アクチュエータは、湾曲する部位（動作する部位）の長さを十分に確保しつつも、レンズバレルに挿入する部位の長さを小さくすることができる。例えば、従来技術のような円形状のアクチュエータを採用すると、アクチュエータの部位を絞り部の外周位置まで延長させる必要があるが、それに対してかかる構成によれば、レンズバレルに挿入される部位の長さを小さくできる。さらに、アクチュエータを一般的に矩形状である撮像素子の大きさと略同等とすることにより、光軸方向と直交する面における大きさも、かかる構成を採用することにより小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る撮像装置においては、レンズバレルを収容する筐体を備え、アクチュエータは、レンズバレルより外方に配置される部位が筐体に固定され、少なくともレンズバレルに挿入される部位が光軸方向に湾曲するような構成を採用してもよい。
【００１１】
かかる構成によれば、アクチュエータは、レンズバレルより外方に配置される部位がレンズバレルを収容する筐体に固定され、電圧が印加されることにより少なくともレンズバレルに挿入される部位が光軸方向に湾曲するため、挿入される部位がレンズバレルを係止することにより、レンズバレルを光軸方向に移動させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る撮像装置においては、レンズバレルは、互いに嵌合する一対のレンズバレル部材を備えて構成され、嵌合された一対のレンズバレル部材間に、アクチュエータの部位が挿入される孔部が形成されてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、一対のレンズバレル部材が互いに嵌合すると、レンズバレル同士間に、アクチュエータの部位が挿入される孔部が形成される。これにより、例えば、一対のレンズバレル部材間にアクチュエータを配置させた状態から、孔部にアクチュエータの部位が挿入されるように一対のレンズバレル部材を互いに嵌合させて、レンズバレルを形成することができる。したがって、レンズバレルの組み立てや、アクチュエータの取り付けが容易であり、レンズバレルを組み立てる際にアクチュエータが損傷や変形するのを防止できる。
【００１４】
また、本発明に係る撮像装置においては、一方のレンズバレル部材は、貫通孔を備え、他方のレンズバレル部材は、貫通孔に挿通されて且つ一方のレンズバレル部材から一部が突出する柱部を備え、柱部のうち一方のレンズバレル部材から突出する部位が加熱されることにより、一対のレンズバレル部材同士が固定されてもよい。
【００１５】
かかる構成によれば、他方のレンズバレル部材に設けられる柱部は、一方のレンズバレル部材に設けられる貫通孔に挿通されると、一方のレンズバレル部材から一部が突出する。そして、柱部のうち一方のレンズバレル部材から突出する部位が加熱されると、かかる部位が、例えば、熱かしめ処理されたり、熱溶着されたりすることにより、一対のレンズバレル部材同士が固定される。したがって、例えば、アクチュエータが高分子アクチュエータの場合、接着剤を使用すると揮発ガスが高分子アクチュエータに影響を与える恐れがあるが、かかる影響を回避することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明に係る撮像装置によれば、アクチュエータが外方からレンズバレルに挿入される部位を備え、光軸方向に湾曲することにより、レンズバレルを光軸方向に移動させることができるため、光軸方向に小型化することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る撮像装置における一実施形態について、図１〜図７を参酌して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る撮像装置は、図１〜図７に示すように、レンズ１，２，３を収容するレンズバレル４が光軸方向に移動可能に構成される。具体的には、撮像装置は、光軸方向と直交する面に沿って配置され、電圧が印加されることにより湾曲するアクチュエータ５を備え、アクチュエータ５は、レンズバレル４を光軸方向に移動させるべく、レンズバレル４の外方からレンズバレル４に挿入される部位を備え、光軸方向に湾曲可能に構成される。
【００１９】
そして、撮像装置は、レンズバレル４は、光軸方向と直交する面において円形状に形成される一方、アクチュエータ５は、光軸方向と直交する面においてレンズバレル４を囲うように矩形状に形成され、さらに、少なくとも一つの角部から対角線上に延設される部位の先端部がレンズバレル４に挿入されるように形成される。また、撮像装置は、レンズバレル５を収容する筐体６を備える。
【００２０】
レンズバレル４は、三つのレンズ（以下、被写体側から「第１レンズ」、「第２レンズ」、「第３レンズ」ともいう）１，２，３を収容し、第１レンズ１及び第２レンズ２は、筒状の第３レンズ３内に収容され、第３レンズ３は、レンズバレル４に嵌合される。
【００２１】
そして、レンズバレル４は、互いに嵌合する一対のレンズバレル部材７，８を備えて構成され、嵌合された一対のレンズバレル部材７，８間に、アクチュエータ５の部位が挿入される孔部９が形成される。また、レンズバレル４は、レンズ１，２，３と共に（一体化して）、筐体６に対して光軸方向に安定して移動させるための摺動ガイド軸（採番しない）が設けられ、摺動ガイド軸は、筐体６に設けられた軸受（採番しない）に摺動可能に嵌合される。また、レンズバレル４は、樹脂製である。
【００２２】
アクチュエータ５は、レンズバレル４より外方に配置される部位が筐体６に固定され、少なくともレンズバレル４に挿入される部位が光軸方向に湾曲するように構成される。具体的には、アクチュエータ４は、矩形状の枠形状であって且つシート状に形成され、そして、光軸方向に湾曲可能な動作部１０が角部から内方へ向けて延設される。
【００２３】
また、アクチュエータ４は、各面が電極１１，１２に接しており、また、電極１１，１２は、それぞれオートフォーカスを行う制御手段（図示しない）と電気的に接続されている。具体的には、アクチュエータ４は、電極１１，１２と、動作部１０以外の部位で筐体６に保持される。より具体的には、アクチュエータ４は、筐体６の構成部材であって且つ互いに嵌合可能な第１筐体部材１３と第２筐体部材１４との間に介設される。
【００２４】
そして、アクチュエータ４は、高分子アクチュエータ（イオン伝導アクチュエータ）である。具体的には、アクチュエータ４は、イオン交換樹脂シートの両面に金メッキを施して形成される。それにより、アクチュエータ４は、電圧が印加されるとイオン交換樹脂シート内の陽イオンが陰極側に移動するため、陽極側と陰極側とで膨潤に差異が生じ、その結果、動作部１０が陽極側に湾曲する。なお、動作部１０の変位量（湾曲する大きさ）は、印加する電圧の大きさ（電荷量）によって制御することができる。
【００２５】
筐体６は、樹脂製で直方体状に形成される。なお、筐体６は、直方体状に限られないが、撮像装置における光軸方向と直交する面の面積を最小限にするには、被写体からの光を受光する矩形状の撮像素子１５（特に、基板１６）と、光軸と直交する面における形状を略同じに形成し、四つの角部にできるスペースにアクチュエータ４の動作部１０を配置するのが好ましい。
【００２６】
また、撮像素子１５は、基板１６及びカバーガラス（ガラス基板）１７とパッケージ化されている。そして、撮像装置は、被写体からの光を、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、光学フィルタ１８、及びカバーガラス１７を透過して撮像素子１５に入射する。
【００２７】
次に、かかる撮像装置の組み立て方法について説明する。まず、一対のレンズバレル部材７，８が、互いの間に形成される孔部９にアクチュエータ５の動作部１０の一部を収容（挿入）するように嵌合される。このとき、アクチュエータ５の動作部１０の一部は、孔部９の中で変位自由度を有している。また、第３レンズ３は、押さえ板１９により、底面がレンズバレル４の底面の位置と一致している。
【００２８】
そして、撮像素子１５側の一方のレンズバレル部材（以下、「第１レンズバレル部材」ともいう）７は、貫通孔２０，…を備え、他方のレンズバレル部材（以下、「第２レンズバレル部材」ともいう）８は、貫通孔２０に挿通されて且つ一方のレンズバレル部材７から一部が突出する柱部２１，…を備え、柱部２１のうち一方のレンズバレル部材７から突出する部位が加熱されることにより、一対のレンズバレル部材７，８同士が固定される。
【００２９】
具体的には、柱部２１が第１レンズバレル部材７と押さえ板１９とを貫通し、さらに、柱部２１のうち第１レンズバレル部材７から突出する部位が熱かしめ処理されることで、レンズ１，２，３、レンズバレル４、及びアクチュエータ５が一体化されて固定される。さらに、第１筐体部材１３及び第２筐体部材１４を嵌合することにより、筐体６の内部にレンズバレル４を収容する。また、筐体６は、金属製のカバー２２が被写体側の面を覆うように設けられる。そして、筐体６は、基板１６の上に接合される。
【００３０】
また、かかる撮像装置の作用について説明する。まず、被写体側の電極１１を陽極、撮像素子１５側の電極１２を陰極としてアクチュエータ５に電圧を印加すると、アクチュエータ５の動作部１０は被写体側に向けて湾曲する。そして、アクチュエータ５の動作部１０は、レンズバレル４に係合しているので、レンズバレル４がレンズ１，２，３と共に被写体側へ移動するため、焦点位置が近点側となる。
【００３１】
また、陽極と陰極を反対、即ち、被写体側の電極１１を陰極、撮像素子１５側の電極１２を陽極としてアクチュエータ５に電圧印加すると、レンズバレル４がレンズ１，２，３と共に撮像素子１５側に移動するため、焦点位置が遠点側となる。このようにして、アクチュエータ５への電圧制御（陰極と陽極との選択、電圧値の大きさ）により、オートフォーカス制御を行うことができる。
【００３２】
以上より、本実施形態に係る撮像装置は、アクチュエータ５が光軸方向と直交する面に沿って配置され且つ外方からレンズバレル４の孔部９に挿入される部位を備えため、アクチュエータ５は、電圧が印加されることにより挿入される部位がレンズバレル４の孔部９を係止しつつ、動作部１０が光軸方向に湾曲することにより、レンズバレル４を光軸方向に移動することができる。したがって、レンズバレル４と光軸方向に重なる部材を設けることなく、レンズバレル４を光軸方向に移動することができるため、光軸方向により小型化することができる。
【００３３】
また、上記実施形態に係る撮像装置は、光軸方向と直交する面において円形状に形成されるレンズバレル４に対し、アクチュエータ５は、レンズバレル４を囲うように矩形状に形成され、さらに、矩形状の四つの角部（四隅部）からそれぞれ対角線上に延設される部位の先端部がレンズバレル４の孔部９に挿入されるように形成されるため、動作部１０の長さを十分に確保しつつも、レンズバレル４に挿入する部位の長さを小さくすることができる。したがって、撮像装置をさらに小型化することもできる。
【００３４】
なお、本発明に係る撮像装置は、上記した実施の形態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更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
例えば、上記実施形態に係る撮像装置においては、アクチュエータ５が筐体６に対応して矩形状に形成され且つ四つの角部（四隅部）からそれぞれ対角線上に延設される動作部１０を備える場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、シート状のアクチュエータを四つ備え、それぞれ筐体６の四つの角部（四隅部）に配置される場合でもよい。
【００３６】
また、上記実施形態に係る撮像装置においては、アクチュエータ５が高分子アクチュエータ（イオン伝導アクチュエータ）である場合を説明したが、かかる場合に限られず、アクチュエータは、例えば、導電性高分子アクチュエータ、又は形状記憶合金アクチュエータである場合でもよい。
【００３７】
また、上記実施形態に係る撮像装置においては、アクチュエータ５がレンズバレル４を係止して光軸方向に移動させる場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図８に示すように、アクチュエータ５は、レンズ（第２レンズ）２３のコバ２４（又はレンズ側面に設けた溝２４）と係合して、レンズ１，２３，３やレンズバレル４を光軸方向に移動させる場合でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る撮像装置は、光軸方向に小型化することができるため、小型化が追求されている携帯電話のカメラ（ビデオ）、デジタルカメラ、又はデジタルビデオ等といった機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の全体斜視図
【図２】同実施形態に係る撮像装置の要部分解斜視図
【図３】同実施形態に係る撮像装置の要部上方斜視図
【図４】同実施形態に係る撮像装置の要部下方斜視図
【図５】同実施形態に係る撮像装置の平面図
【図６】同実施形態に係る撮像装置の図５のＡ−Ａ線における断面図
【図７】同実施形態に係るアクチュエータの斜視図
【図８】本発明の他の実施形態に係る撮像装置の縦断面図
【符号の説明】
【００４０】
１  レンズ（第１レンズ）
２  レンズ（第２レンズ）
３  レンズ（第３レンズ）
４  レンズバレル
５  アクチュエータ
６  筐体
７  レンズバレル部材（第１レンズバレル部材）
８  レンズバレル部材（第２レンズバレル部材）
９  孔部
２０  貫通孔
２１  柱部
【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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