JP2005173431A - Autofocus device - Google Patents

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JP2005173431A JP2003416103A JP2003416103A JP2005173431A JP 2005173431 A JP2005173431 A JP 2005173431A JP 2003416103 A JP2003416103 A JP 2003416103A JP 2003416103 A JP2003416103 A JP 2003416103A JP 2005173431 A JP2005173431 A JP 2005173431A
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Kamiyoshi Ishihata
Yoshifumi Takahashi
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芳文 高橋
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シャープ株式会社
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PROBLEM TO BE SOLVED: To make an autofocus device of a linear motor system small in size and light in weight by realizing the position control of a focus lens without using a position sensor.
SOLUTION: The autofocus device is equipped with the focus lens 1 forming an image with incident light on the light receiving surface of an imaging device, a linear motor constituted of a magnet 4 and a driving coil 3 and generating driving force in the direction of an optical axis 100 in the driving coil 3 in accordance with a driving current supplied to the driving coil 3, a lens holder 2 to which the focus lens 1 and the driving coil 3 are attached and which can move in the direction of the optical axis 100, holder springs 8 and 9 energizing the lens holder 2 in the direction of the optical axis 100, and endpoint detection means 10 and 11 detecting that the lens holder 2 is positioned at the endpoint of a movable area. By using the detection means 10 and 11, the driving current obtained when the lens holder reaches the endpoint of the movable range or it starts moving from the endpoint is discriminated.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リニアモータを用いてフォーカスレンズを駆動し、焦点制御を行うオートフォーカス装置の改良に関する。 The present invention drives the focus lens by using a linear motor, an improvement of the autofocus device performs focus control.

オートフォーカス装置は、フォーカスレンズを光軸方向に駆動させ、距離の異なる様々な被写体を撮像素子に結像させる装置である。 Autofocus device drives the focus lens in the optical axis direction, different various subjects of distance is a device forming an image in the imaging element. フォーカスレンズの駆動には、ステッピングモータやリニアモータ等が用いられる。 The driving of the focus lens, a stepping motor or a linear motor or the like is used. 特に、駆動コイル及びマグネットを用いてフォーカスレンズを直線駆動するリニアモータ方式は小型化及び軽量化に適し、ビデオカメラ等のオートフォーカス装置に採用されることが少なくない(例えば、特許文献1)。 In particular, a linear motor system for linearly driving the focus lens using the driving coil and the magnet is suitable for reduction in size and weight, not less likely to be employed in the automatic focusing apparatus, such as a video camera (e.g., patent document 1).

図10は、リニアモータ方式を採用した従来のオートフォーカス装置の構成例を示した模式図であり、光学系ユニットM2について被写体からの入射光の光軸100を含む断面が示されている。 Figure 10 is a schematic diagram showing a configuration example of a linear motor system employing conventional autofocus device, cross section including the optical axis 100 of the incident light from an object is shown an optical system unit M2.

レンズホルダ2は、円筒形状からなる可動部材であり、その内部にはフォーカスレンズ1が取り付けられ、側面には駆動コイル3が取り付けられている。 The lens holder 2 is a movable member consisting of a cylindrical shape, the focus lens 1 is mounted therein, the driving coil 3 is attached to the side surface. この駆動コイル3に駆動電流を供給すれば、マグネット4により形成された磁界と、駆動コイル3に流れる電流との相互作用によって、光軸100に平行な駆動力が駆動コイル3に生じ、レンズホルダ2を光軸100に沿って駆動することができる。 If supplies a driving current to the driving coil 3, a magnetic field formed by the magnet 4, by the interaction between the current flowing through the driving coil 3, parallel driving force to the optical axis 100 is generated in the driving coil 3, the lens holder 2 can be driven along the optical axis 100.

位置センサ6は、フォーカスレンズ1の位置検出を行うためのセンサであり、MR(Magneto Resistance)センサや、フォトインタラプタ等が用いられる。 Position sensor 6 is a sensor for detecting the position of the focus lens 1, MR and (Magneto Resistance) sensor, a photo interrupter or the like is used. 撮像素子5はCCD(Charge Coupled Device)からなり、フォーカスレンズ1によって結像された被写体の画像が、カメラ信号として出力される。 The imaging device 5 consists CCD (Charge Coupled Device), an image of a subject formed by the focus lens 1 is output as a camera signal.

このカメラ信号に基づいて合焦状態を評価することができることから、自動焦点制御を行う場合であれば、フォーカスレンズ1を移動させながら合焦状態を評価し、被写体を撮像素子5に結像させることができるレンズ位置を判別することができる。 Since it is possible to evaluate the in-focus state based on the camera signal, in the case of performing automatic focus control, while moving the focus lens 1 to evaluate the in-focus state, forms an object on the imaging element 5 it is possible to determine the lens position can be. このようにしてフォーカスレンズ1を移動させる際、位置センサ6の検出信号が用いられる。 When moving the focus lens 1 in this manner, the detection signal of the position sensor 6 is used. また、固定焦点制御を行う場合には、所定の被写体距離に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ1を移動させる。 Further, when the fixed focus control moves the focus lens 1 to the lens position corresponding to a predetermined object distance. この場合も、位置センサ6の検出信号に基づいてレンズの駆動制御が行われる。 Again, the drive control of the lens is performed based on the detection signal of the position sensor 6.
特開平7−239437号公報 JP-7-239437 discloses

上述した通り、リニアモータ方式では、駆動コイル3に電流を供給することにより、供給電流に応じた駆動力を発生させている。 As described above, in the linear motor system, by supplying a current to the driving coil 3, thereby generating a driving force corresponding to the supplied current. このため、リニアモータを用いてフォーカスレンズ1の位置制御を行おうとする場合、レンズ位置を検出するための位置センサ6が必要となる。 Therefore, when attempting to position control of the focus lens 1 by using a linear motor, a position sensor 6 for detecting the lens position is required. このため、オートフォーカス装置の小型化、軽量化及びコスト低減には限界があった。 Therefore, miniaturization of the automatic focusing device, the weight and cost reduction is limited.

一方、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネを設け、このホルダバネの付勢力と駆動コイル3の駆動力とが釣り合う位置にレンズホルダを駆動すれば、位置センサ6を用いることなく、フォーカスレンズの位置制御を行うことができると考えられる。 On the other hand, the Horudabane for biasing the lens holder in the optical axis direction is provided, by driving the lens holder in a position where the driving force of the biasing force and the driving coil 3 in this Horudabane are balanced, without using a position sensor 6, the focus lens it is believed to be able to control the position of the. しかしながら、一般に、バネの付勢力は個体差が大きく、また、経時的にも変化するため、焦点制御の精度が低下してしまうという問題が生ずる。 However, in general, the biasing force of the spring individual differences is large, and since the change with time occurs a problem that the precision of focus control decreases.

また、リニアモータの駆動電流と駆動力との関係は、残留磁束の影響によりヒステリシス特性を示すが、このヒステリシス特性も経時的に変化するため、焦点制御の精度が低下してしまうという問題が生ずる。 The relationship between the driving current and the driving force of the linear motor, as shown in the hysteresis characteristics due to the influence of the residual magnetic flux, in order to vary the hysteresis characteristics over time occurs a problem that the precision of focus control decreases .

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、リニアモータを用いたオートフォーカス装置を小型化及び軽量化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to compact and lightweight automatic focusing apparatus using a linear motor. また、この様な小型で軽量のオートフォーカス装置を安価に提供することを目的とする。 Another object is to provide low cost lightweight autofocus device in such a small size. 更に、フォーカスレンズの全可動領域について位置検出を行うことができる位置センサを用いることなく、精度よく焦点制御を行うことができるオートフォーカス装置を提供することを目的とする。 Furthermore, it is an object to provide an automatic focusing device capable of performing without accurately focus control using a position sensor which can detect the position for the entire movable area of ​​the focus lens.

本発明によるオートフォーカス装置は、入射光を撮像素子の受光面に結像させるフォーカスレンズと、マグネット及び駆動コイルからなり、駆動コイルへ供給する駆動電流に応じて、駆動コイルに光軸方向の駆動力を発生させるリニアモータと、フォーカスレンズ及び駆動コイルが取り付けられ、光軸方向に移動可能なレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネと、レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段とを備えて構成される。 Autofocus device according to the present invention, a focusing lens for focusing the incident light on the light receiving surface of the image pickup element, made of a magnet and a driving coil, according to the drive current supplied to the driving coil, the driving of the optical axis direction to the driving coil a linear motor for generating a force, is attached focusing lens and a driving coil, the lens holder is movable in an optical axis direction, and Horudabane for biasing the lens holder in the optical axis direction, the lens holder is positioned in the end point of the movable region constructed and a end point detection means for detecting that.

この様な構成により、移動中のレンズホルダが端点に到達し、あるいは、端点から移動を開始する際の駆動電流を判別することができる。 By this configuration, the lens holder being moved reaches the end point, or, it is possible to determine the driving current at the start of movement from the end point. このため、全動作範囲にわたってレンズホルダの位置検出を行う位置センサを用いることなく、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮した焦点制御を行うことができる。 Therefore, without using a position sensor for detecting the position of the lens holder over the entire operating range, it is possible to perform focus control in consideration of variation or aging of motor characteristics. つまり、製造コストを低減しつつ、高精度の焦点制御を実現することができる。 That is, while reducing the manufacturing cost, it is possible to realize a focus control with high accuracy.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記端点検出手段が、レンズホルダの端部を当接させることにより、レンズホルダの可動領域を規制するとともに、レンズホルダの当接状態を検出するホルダ当接部からなる。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, the end point detection means, by abutting the end of the lens holder, while restricting the movable area of ​​the lens holder, the holder abutment for detecting the contact state of the lens holder consisting of parts. この様な構成により、レンズホルダが可動領域の端点にあることを当接状態として検出することができるので、簡単な構成によって高精度の焦点制御を実現することができる。 By this configuration, since the lens holder can detect that the end point of the movable area as the contact state, it is possible to realize a focus control with high accuracy by a simple configuration.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記レンズホルダが、その光軸方向の端部に、駆動コイルに電気的に接続された被検出端子を有し、上記ホルダ当接部が、被検出端子の当接する位置に端点検出用端子を有し、レンズホルダの当接状態を電気的に検出するように構成される。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, the lens holder, the end of the optical axis direction, has an electrically-connected object detection terminal to the driving coil, the holder abutting portion, the detected terminal has an end point detecting terminal to a position abutting the, configured to electrically detect the contact state of the lens holder. この様な構成により、レンズホルダのホルダ当接部に対する当接状態を電気的に検出することができるので、製造コストを低減することができるとともに、オートフォーカス装置を小型化することができる。 By this configuration, since the contact state with respect to the holder contact portion of the lens holder can be electrically detected, it is possible to reduce the manufacturing cost, it is possible to reduce the size of the automatic focusing device.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記ホルダバネが、その一端がレンズホルダの光軸方向の端部に取り付けられ、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなり、上記被検出端子として、ホルダバネのレンズホルダ側の一部が用いられる。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, the Horudabane is, one end attached to the end of the optical axis of the lens holder, a conductive member for supplying a driving current to the driving coil, as the sensed terminal, part of the lens holder side Horudabane is used. この様な構成により、更に低コスト化、小型化及び軽量化を図ることができる。 By this configuration, it is possible to achieve further cost reduction, a reduction in size and weight.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、端点検出手段の検出結果に基づいて、駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、この特性データを記憶するモータ特性記憶手段と、モータ特性記憶手段に保持されている特性データに基づいて、フォーカスレンズを可動領域内でスキャンさせて合焦点を判別し、判別された合焦点へフォーカスレンズを移動させる焦点制御手段とを備えて構成される。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, based on the detection result of the endpoint detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates drive current and the lens position, the motor characteristic storage means for storing the characteristic data If, on the basis of the characteristic data stored in the motor characteristic storage section, the focus point determined by scanning the focusing lens movable area, and a focus control means for moving the focusing lens to the determined focal point composed of Te. この様な構成により、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮して、高精度の自動焦点制御を行うことができる。 By this configuration, in consideration of variation or aging of the motor characteristics, it is possible to perform automatic focus control with high accuracy.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、端点検出手段の検出結果に基づいて、駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、この特性データを記憶するモータ特性記憶手段と、モータ特性記憶手段に保持されている特性データに基づいて駆動電流を決定し、指定されたレンズ位置にフォーカスレンズを移動させる焦点制御手段とを備えて構成される。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, based on the detection result of the endpoint detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates drive current and the lens position, the motor characteristic storage means for storing the characteristic data When constituted by a focus control means for the driving current is determined based on characteristic data retained in the motor characteristic storage section, the focus lens is moved to the specified lens position. この様な構成により、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮して、高精度の固定焦点制御を行うことができる。 By this configuration, in consideration of variation or aging of the motor characteristics, it can be fixed focus control with high accuracy.

本発明によれば、レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段を設けることにより、簡単な構成からなる光学系ユニットを用いて、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮した高精度の焦点制御を行うことができる。 According to the present invention, the lens holder by providing the end point detection means for detecting that located the end point of the movable range, using an optical system unit comprising a simple structure, taking into account the variation or aging of the motor characteristics it is possible to perform focus control with high accuracy. 従って、光学ユニットの製造コストを低減することができるとともに、小型化及び軽量化を図ることができ、小型で軽量のオートフォーカス装置を安価に提供することができる。 Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical unit can be reduced in size and weight, it can be provided at low cost lightweight autofocus device compact. また、携帯電話機などの携帯機器にオートフォーカス装置を組み込むことが可能になる。 Further, it is possible to incorporate auto-focus device to a portable device such as a mobile phone.

図1は、本発明の実施の形態1によるオートフォーカス装置の要部の一構成例を示した断面図であり、光学系ユニットM1について、被写体からの入射光の光軸100を含む断面が示されている。 Figure 1 is a sectional view showing a configuration example of a main part of the automatic focusing device according to a first embodiment of the present invention, an optical system unit M1, the cross section including the optical axis 100 of the incident light from an object shown It is. また、図2は、図1の光学系ユニットM1を構成する主要部品が示された分解斜視図である。 Also, FIG. 2 is an exploded perspective view of the main components are shown which constitute the optical system unit M1 in FIG.

レンズホルダ2は、入射光の光軸100を中心軸とする円筒形状からなり、その中空部にはフォーカスレンズ1が取り付けられ、側面外側には駆動コイル3が取り付けられている。 The lens holder 2 is made of a cylindrical shape whose central axis coincides with an optical axis 100 of the incident light, that is the hollow portion focus lens 1 is attached on the side outward is mounted driving coil 3. このレンズホルダ2は、光軸100方向に移動可能な可動部材であり、駆動コイル3に通電することにより光軸100方向の駆動力が印加され、光軸100に沿って前方へ繰り出される。 The lens holder 2 is a movable member movable in an optical axis 100 direction, the optical axis 100 direction of the driving force is applied by energizing the driving coil 3 is extended forward along the optical axis 100.

フォーカスレンズ1は、前方の被写体からの入射光を集光し、後方の撮像素子5に結像させる焦点調整のためのレンズであり、その中心軸が光軸100に一致するようにレンズホルダ2内に取り付けられている。 Focus lens 1, the incident light from the front of the subject condensed, a lens for focus adjustment for focusing in the rear of the imaging element 5, the lens holder 2 so that its central axis coincides with the optical axis 100 It is attached to the inside. 被写体距離、つまり、撮像素子5に結像される被写体までの距離は、フォーカスレンズ1に固有の焦点距離と、フォーカスレンズ1から撮像素子5までの距離によって決まるため、レンズホルダ2を光軸100方向に移動させて被写体距離を変化させれば、焦点調整を行うことができる。 Subject distance, i.e., distance to the subject formed on the imaging element 5, a specific focal length to focus the lens 1, since determined by the distance from the focus lens 1 to the imaging element 5, the optical axis of the lens holder 2 100 by changing the object distance is moved in the direction, it is possible to perform focus adjustment.

撮像素子5は、フォーカスレンズ1により入射光が集光される受光面を有し、受光面上に結像された平面画像を電気信号に変換する光電変換素子、例えば、CCDやCMOSイメージセンサである。 Imaging element 5 has a light receiving surface of the incident light is focused by the focusing lens 1, a planar image formed on the light receiving surface photoelectric conversion element for converting into an electric signal, for example, a CCD or CMOS image sensor is there.

駆動コイル3及びマグネット4は、レンズホルダ2に駆動力を印加し、レンズホルダ2を駆動するリニアモータを構成している。 Driving coil 3 and the magnet 4 applies a driving force to the lens holder 2 constitute a linear motor for driving the lens holder 2. 駆動コイル3は、レンズホルダ2の側面に円周方向に巻き付けられた導電線からなる。 Driving coil 3 is made on the side surface of the lens holder 2 from the conductive wire wound in the circumferential direction.

マグネット4は、レンズホルダ2を収容する光学系筐体7内に固定された円筒形の永久磁石からなる。 Magnet 4 is composed of a cylindrical permanent magnet fixed to the optical system housing 7 that houses the lens holder 2. このマグネット4の中空部に駆動コイル3が配置され、駆動コイル3はマグネット4により形成される磁界内に位置している。 The driving coil 3 to the hollow portion of the magnet 4 is arranged, the driving coil 3 is positioned within magnetic field formed by the magnet 4. 従って、駆動コイル3に電流を供給すれば、磁界と電流の相互作用によって、光軸100に平行な駆動力が駆動コイル3に生じ、レンズホルダ2を光軸に沿って直線駆動することができる。 Therefore, if supplying a current to the driving coil 3, by the interaction of the magnetic field and current, parallel driving force to the optical axis 100 occurs in the driving coil 3, it can be linearly driven along the lens holder 2 in the optical axis .

ホルダバネ8,9は、レンズホルダ2を光軸100方向に付勢するための弾性部材である。 Horudabane 8,9 is an elastic member for urging the lens holder 2 in the optical axis 100 direction. ホルダバネ8が、レンズホルダ2の前方に取り付けられ、ホルダバネ9がレンズホルダ2の後方に取り付けられている。 Horudabane 8 is mounted in front of the lens holder 2, Horudabane 9 is attached to the rear of the lens holder 2. このため、駆動コイル3に駆動電流を供給し、前方への駆動力を発生させた場合、レンズホルダ2は、当該駆動力がホルダバネ8,9の復元力と釣り合う位置まで移動して静止する。 Therefore, by supplying the driving current to the driving coil 3, if that caused the driving force to the front, the lens holder 2 is still moved to a position where the driving force is balanced with the restoring force of Horudabane 8,9. つまり、駆動電流値によってレンズ位置が決まるため、位置センサを用いることなくフォーカスレンズ1の位置制御を行うことができる。 That is, since the lens position is determined by the drive current value, it is possible to control the position of the focus lens 1 without using a position sensor.

ホルダ当接部12は、背面筐体7bの背面内側に設けられ、レンズホルダ2の後方端部を当接させて、レンズホルダ2の可動領域を規制するホルダ規制手段であり、光学系筐体7の一部であってもよいし、別部材であってもよい。 Holder abutting portion 12 is provided on the back inside of the back casing 7b, is abutted against the rear end of the lens holder 2, a holder restricting means for restricting the movable area of ​​the lens holder 2, the optical system housing may be a part of 7, it may be a separate member. このホルダ当接部12は、被写体からの入射光を撮像素子5に到達させる光路を確保するため、円筒形状からなり、その前方端部には、後述する端点検出用端子11が設けられている。 The holder abutting portion 12 in order to secure the optical path to reach the incident light from an object to the image sensor 5 consists of a cylindrical shape, in its forward end is provided with end point detection terminal 11 to be described later .

なお、光学系ユニットM1の筐体は、前面筐体7a及び背面筐体7bを係合することにより構成されている。 Incidentally, the housing of the optical system unit M1 is constituted by engaging a front housing 7a and a rear housing 7b. また、ホルダ当接部12は、レンズホルダ2の可動領域の後方側を規制しており、前方側は、前面筐体7aの内面によって規制されている。 The holder abutting portion 12 is to regulate the rear side of the movable area of ​​the lens holder 2, the front side is restricted by the inner surface of the front housing 7a. 本明細書では、レンズホルダ2が可動領域の後方側の端点にある場合のレンズ位置を基準点Do、前方の端点にある場合のレンズ位置を最大繰出点Dmと呼ぶ。 Herein, the lens holder 2 is referred to as the maximum feeding point Dm the lens position when in the reference point Do, ahead of the end point of the lens position when in the rear side of the end point of the movable region.

また、ホルダ当接部12は、レンズホルダ2がホルダバネ8,9により後方へ付勢された状態でレンズホルダ2が当接するように配置されている。 The holder abutting portion 12, the lens holder 2 is the lens holder 2 is arranged so as to abut at urged rearward state by Horudabane 8,9. つまり、レンズホルダ2の可動領域は、ホルダ当接部12により、駆動電流がない状態でホルダバネ8,9の反発力が釣り合う位置(中立点)よりも前方となるように規制されている。 That is, the movable area of ​​the lens holder 2, the holder contact portion 12 is restricted so as to be forward of the position where the repulsive force are balanced in Horudabane 8,9 in the absence driving current (neutral point). 従って、中立状態に比べて、ホルダバネ8は常に収縮され、ホルダバネ9は常に伸長された状態であり、オートフォーカス装置の起動直後のレンズ位置は、可動領域の後方側の端点、つまり、基準点Doとなる。 Therefore, compared to the neutral state, Horudabane 8 is always contracted, Horudabane 9 is always stretched state, the lens position immediately after activation of the autofocus device, the rear end point of the movable range, that is, the reference point Do to become.

図3は、ホルダバネ8,9の一構成例を示した平面図である。 Figure 3 is a plan view showing a configuration example of Horudabane 8,9. ホルダバネ8,9は、平板金属を打ち抜き加工して形成された板バネであり、同軸の外側リング21及び内側リング22と、両リング21,22間に形成された3本の連結バネ23により構成される。 Horudabane 8,9 configuration, a plate spring which is formed by punching a flat metal, the coaxial outer ring 21 and inner ring 22, by three connecting springs 23 formed between the rings 21 and 22 It is. 各連結バネ23は互いに120度の中心角を保持しながら螺旋状に両リング21,22を連結する板バネである。 Each connection spring 23 is a leaf spring for connecting the rings 21, 22 spirally while maintaining the central angle of 120 degrees from each other. 従って、両リング21,22に中心軸方向の圧縮力又は引張力が加えられた場合、平行状態を保ちながら、上記中心軸に関して相対的に回転して距離が変化する。 Therefore, if the compressive force or tensile force in axial direction to the rings 21 and 22 have been added, while maintaining the parallel state, the distance varies in relative rotation with respect to said central axis. つまり、ホルダバネ8,9は、上記中心軸方向へ伸縮するバネとなっている。 In other words, Horudabane 8,9 has a spring that expands and contracts to the central axis.

前方のホルダバネ8の外側リング21は、スペーサ8Sにより前面筐体7aの前面内側に取り付けられ、内側リング22は、レンズホルダ2の前方端部に取り付けられている。 Outer ring 21 of the front Horudabane 8 is attached to the inside front of the front housing 7a by spacers 8S, inner ring 22 is attached to the forward end of the lens holder 2. 同様にして、後方のホルダバネ9の外側リング21は、スペーサ9Sにより背面筐体7bの背面内側に取り付けられ、内側リング22は、レンズホルダ2の後方端部に取り付けられている。 Similarly, the outer ring 21 of the rear Horudabane 9 is attached to the inside rear of the back casing 7b by the spacer 9S, inner ring 22 is attached to the rear end of the lens holder 2.

図4は、駆動コイル3及びホルダバネ8,9が接続される様子を示した説明図である。 Figure 4 is an explanatory view driving coil 3 and Horudabane 8,9 showed how connected. ホルダバネ8,9は、ともに導電性部材からなり、駆動コイル3に電気的に接続され、駆動コイル3へ駆動電流を供給する給電線として用いられている。 Horudabane 8,9 are both made of a conductive member is electrically connected to the driving coil 3, is used as a power supply line for supplying a driving current to the driving coil 3. すなわち、ホルダバネ8,9の外側リング21には、駆動電流を供給するモータ駆動部(不図示)に接続される給電端子8T,9Tがそれぞれ設けられている。 That is, the outer ring 21 of Horudabane 8,9, feed terminal 8T connected to the motor driving unit supplies a driving current (not shown), 9T, respectively. また、ホルダバネ8の内側リング22には、駆動コイル3の一方の端子31が半田付けされ、ホルダバネ9の内側リング22には、駆動コイル3の他方の端子32が半田付けされている。 Further, the inner ring 22 of Horudabane 8, one terminal 31 of the driving coil 3 is soldered to the inner ring 22 of Horudabane 9, the other terminal 32 of the driving coil 3 is soldered.

端点検出用端子10,11は、ホルダバネ8,9の内側リング22が当接する位置に配置された電圧レベルの検出手段であり、ホルダバネ8,9を介して駆動コイル3に印加されている駆動電圧を検出し、レンズホルダ2が可動領域の端点に位置するか否かを検出している。 Endpoint detection terminals 10 and 11 is a voltage level of the detecting means inner ring 22 is disposed in a position in which it contacts the Horudabane 8,9, drive voltage applied to the driving coil 3 via the Horudabane 8,9 detecting a lens holder 2 is detecting whether located end point of the movable region. つまり、レンズホルダ2の両端部に取り付けられたホルダバネ8,9の内側リング22が被検出端子となり、被検出端子を端点検出用端子10,11に接触させて端点検出を電気的に行っている。 That is, the inner ring 22 of Horudabane 8,9 attached to both ends of the lens holder 2 becomes the detection terminal is performed on the electrical end point detection is brought into contact with the detection terminals endpoint detection terminals 10 and 11 .

端点検出用端子10は、前面筐体7aの前面内側のレンズホルダ2の当接位置に設けられ、端点検出用端子11は、ホルダ当接部12の先端部に設けられている。 Endpoint detection terminal 10 is provided to the contact position of the inside front of the lens holder 2 in the front housing 7a, end point detection terminal 11 is provided on the distal end portion of the holder abutting portion 12. また、端点検出用端子10,11は、被写体からの入射光の光路を確保するとともに、ホルダバネ8,9の外側リング21及び連結バネ23と接触しないリング形状の端子からなる。 Moreover, endpoint detection terminals 10 and 11, while securing the light path of incident light from an object, consisting of the terminal ring-shaped not in contact with the outer ring 21 and the coupling spring 23 Horudabane 8,9.

図5は、本実施の形態によるオートフォーカス装置の動作を説明するための図である。 Figure 5 is a diagram for explaining the operation of the autofocus apparatus according to the present embodiment. 図中の(a)は、駆動電流とレンズ繰出量との関係の一例を示した図であり、(b)は、駆動電流と端点検出用端子11の検出電圧、(c)は、駆動電流と端点検出用端子10の検出電圧との関係を示した図である。 (A) in the figure is a diagram showing an example of a relationship between the drive current and the lens feeding amount, (b), the detection voltage of the drive current and endpoint detection terminal 11, (c), the drive current it is a diagram illustrating a relationship between the detection voltage of the endpoint detection terminals 10 and. なお、図中の方向A,Bは、図1に示したフォーカスレンズ1の移動方向であり、Aが繰り出し方向、Bが後退方向である。 The direction A, B in the figure is a movement direction of the focus lens 1 shown in FIG. 1, A is out direction, is B is backward.

まず、(a)について説明する。 First, a description will be given (a). (a)の縦軸はレンズ繰出量、つまり、基準点Doからフォーカスレンズ1までの距離である。 The vertical axis in (a) is a lens movement amount, that is, the distance from the reference point Do to the focusing lens 1. 駆動電流を供給しない場合、フォーカスレンズ1は、最後方の基準点Do(図中の原点)にある。 If you do not supply a drive current, the focus lens 1 is in the rearmost reference point Do (origin in the figure). このとき、レンズホルダ2は、ホルダバネ8,9によって後方へ付勢されているため、この状態から駆動電流を増大させていけば、駆動力がホルダバネ8,9の付勢力を超えた時点でフォーカスレンズ1が移動を開始する。 At this time, the lens holder 2, since it is urged rearward by Horudabane 8,9, if we increase the drive current from this state, the focus at the time the driving force exceeds the biasing force of Horudabane 8,9 lens 1 starts to move. はこのときの駆動電流、つまり、繰り出し開始時における電流値である。 i 1 is the driving current at this time, that is, a current value at feed start.

駆動電流をさらに増大させれば、繰り出し開始時の電流値i の超過分に比例して繰り出し量が増大する。 If caused to increase the drive current further quantity feeding increases in proportion to the excess of the current value i 0 at the feeding start. そして、フォーカスレンズ1の繰り出し量が最大となる最大繰出点Dmに到達すれば、その後は駆動電流を増大させても繰り出し量は変化しない。 Then, when it reaches the maximum feeding point Dm that feed amount of the focus lens 1 is maximum, then do not change the amount of feeding also increases the drive current. はこのときの駆動電流、つまり、繰り出し終了時における電流値である。 i 2 is the driving current at this time, that is, the current value at the feeding ends.

次に、駆動電流をi から減少させても、残留磁束の影響を受けて、フォーカスレンズ1はしばらく移動を開始しない。 Then, even by reducing the drive current from the i 2, under the influence of the residual magnetic flux, the focusing lens 1 does not start moving while. 駆動電流をさらに減少させていけば、フォーカスレンズ1が移動を開始する。 If further reduce the driving current, the focus lens 1 starts to move. はこのときの駆動電流、つまり、後退開始時における電流値である。 i 3 is the driving current at this time, that is, a current value at the start retracting.

その後、駆動電流を減少させれば、後退開始時の電流値i からの減少分に比例して繰り出し量が減少していく。 Thereafter, if decreasing the driving current, the amount of feed in proportion to the decrease of the current value i 3 at the start of retraction decreases. そして、フォーカスレンズ1が基準点Doに到達すれば、繰り出し量がゼロとなり、その後は駆動電流を減少させても繰り出し量は変化しない。 Then, when it reaches the focus lens 1 is the reference point Do, feed amount becomes zero, then do not change the amount of feeding also reduces the driving current. はこのときの駆動電流、つまり、後退終了時における電流値である。 i 4 driving current at this time, that is, a current value at backward ends.

後退終了時の駆動電流i は、繰り出し開始時の電流i よりも小さくなっている。 Drive current i 4 at backward ends is smaller than the current i 1 at feeding start. このため、再びフォーカスレンズ1を繰り出すためには、駆動電流をi 以上に増大する必要がある。 Therefore, in order to feed the focus lens 1 again, it is necessary to increase the driving current i 1 or more. リニアモータは、この様なヒステリシス特性を有している。 Linear motor has such a hysteresis characteristic.

次に、(b)について説明する。 Will now be described (b). 端点検出用端子11は、ホルダバネ9の内側リング22が当接している場合にのみ、モータ駆動部からの印加電圧を検出することができる。 Endpoint detection terminal 11 may be the inner ring 22 of Horudabane 9 only if the contact, detects the voltage applied from the motor drive unit. このため、駆動電流を増大させていく場合には駆動電流がi 未満のときに、駆動電流を減少させていく場合には駆動電流がi 未満のときに駆動コイル3の端子32の電圧レベルが印加される。 Therefore, when the case the drive current going to increase the driving current is less than i 1, when going to reduce the drive current voltage at the terminal 32 of the driving coil 3 when the driving current is less than i 4 level is applied.

次に、(c)について説明する。 Will now be described (c). 端点検出用端子10は、ホルダバネ8の内側リング22が当接している場合にのみ、モータ駆動部からの印加電圧を検出することができる。 Endpoint detection terminals 10 may be the inner ring 22 of Horudabane 8 only when in contact, detects the voltage applied from the motor drive unit. このため、駆動電流を増大させていく場合には駆動電流がi 以上のときに、駆動電流を減少させていく場合には駆動電流がi 以上のときに駆動コイル3の端子31の電圧レベルが印加される。 Therefore, when the drive current i 2 or more in the case of gradually increasing the drive current, if we reduce the drive current voltage at the terminal 31 of the driving coil 3 when the driving current is i 3 or more level is applied.

つまり、端点検出用端子10,11を用いれば、フォーカスレンズ1が可動領域の端点に位置していることを検出することができる。 That is, by using the end point detection terminals 10 and 11, it can be detected that the focus lens 1 is positioned the end point of the movable region. このため、位置センサを用いることなく、繰り出し方向A、後退方向Bの移動開始時及び移動終了時の駆動電流i 〜i を正確に求めることができる。 Therefore, without using a position sensor, it is possible to find out direction A, the drive current i 1 through i 4 upon start of the movement and the movement at the end of the backward direction B accurately.

図6は、ホルダバネ8,9の特性が変化した場合の一例を示した図である。 Figure 6 is a diagram showing an example of a case where the characteristics of Horudabane 8,9 has changed. ホルダバネ8、9の反発力が弱ければ、駆動電流に対するレンズ繰出量を示した(a)の特性は、その傾きが大きくなる。 If the repulsive force of Horudabane 8,9 is weak, the characteristics of showing the lens movement amount with respect to the driving current (a), the slope becomes large. また、ホルダバネ8の反発力が、ホルダバネ9の反発力よりも弱ければ、(a)の特性は左に移動する。 Also, the repulsive force of Horudabane 8, if weaker than the resilience force of Horudabane 9, the characteristics of (a) is moved to the left. いずれの場合にも、駆動電流値i 〜i が、そのモータ特性に応じた値となる。 In either case, the drive current i 1 through i 4 becomes a value corresponding to the motor characteristic. このため、端点検出用端子10,11における電圧レベルに基づいて、駆動電流値i 〜i を判別すれば、ホルダバネ8,9の特性のバラツキや経時変化を補償することができる。 Therefore, based on the voltage level at the end point detection terminals 10 and 11, if it is determined the drive current i 1 through i 4, it is possible to compensate for variations and aging characteristics of Horudabane 8,9.

なお、上述した通り、本実施の形態によるAF光学系M1は、駆動コイル3による駆動力と、ホルダバネ8,9の付勢力のバランスによって、レンズ位置を制御している。 Incidentally, as described above, AF optical system M1 according to this embodiment, a driving force by the driving coil 3, the balance of the biasing force of Horudabane 8,9, and controls the lens position. このため、本明細書でいうモータ特性には、駆動コイル3及びマグネット4からなるリニアモータの特性のみならず、ホルダバネ8,9の特性も含まれる。 Therefore, the motor characteristics referred to herein includes not only the characteristics of the linear motor comprising a driving coil 3 and the magnet 4, also includes properties of Horudabane 8,9.

図7は、図1の光学系ユニットM1を含むオートフォーカス装置の一構成例を示したブロック図である。 Figure 7 is a block diagram showing an example of a configuration of an autofocus apparatus which includes an optical system unit M1 in FIG. このオートフォーカス装置は、光学系ユニットM1、信号増幅部50、カメラ信号処理部51、AF信号処理部52、AFゲート生成部53、焦点制御部54、特性データ生成部55、モータ特性記憶部56、モータ駆動部57及び端点検出部58により構成される。 The autofocus apparatus includes an optical system unit M1, the signal amplification unit 50, a camera signal processing unit 51, AF signal processing unit 52, AF gate generation unit 53, the focus control unit 54, characteristic data generation section 55, a motor characteristic storage section 56 , constituted by a motor drive unit 57 and the end point detector 58.

信号増幅部50は、撮像素子5から出力されるカメラ信号を適切な信号レベルに増幅し、カメラ信号処理部51へ出力する。 Signal amplifier 50 amplifies the camera signal output from the image sensor 5 to an appropriate signal level, and outputs to the camera signal processing unit 51. カメラ信号処理部51は、カメラ信号に対し所定の信号処理を行って、画像信号を生成している。 The camera signal processing section 51, to the camera signal by performing predetermined signal processing, and generates an image signal. 例えば、輝度信号と2つの色差信号からなる画像信号を出力している。 For example, and it outputs an image signal comprising a luminance signal and two color difference signals. AF信号処理部52は、カメラ信号処理部51から出力される輝度信号に基づいて、合焦状態を評価し、AF評価信号を生成している。 AF signal processing section 52, based on the luminance signal outputted from the camera signal processing unit 51 evaluates the focus state, and generates an AF evaluation signal. AFゲート生成部53は、AF信号処理部52においてAF評価が行われる際、撮影された画像領域内の一部の画像領域を評価対象として指定するAFゲート信号を生成している。 AF gate generation unit 53, when the AF evaluation is performed in the AF signal processing unit 52, and generates an AF gate signal for designating a captured portion of the image area of ​​the image area was as the evaluation target.

一般に、合焦状態で撮影された画像は、非合焦状態で撮影された画像に比べて、隣接する画素間の輝度差が大きく、輝度信号に高周波成分が多く含まれる。 In general, images taken in the in-focus state, as compared with the image captured by the non-focus state, a large luminance difference between adjacent pixels is rich high-frequency components in the luminance signal. このため、輝度信号中の高周波成分を評価すれば、合焦状態を評価することができる。 Therefore, it is possible to be evaluated high-frequency components in the luminance signal, to evaluate the in-focus state. ここでは、AF信号処理部52が、AF評価信号としてAF積算値を求めているものとする。 Here, AF signal processing section 52 is assumed to seeking AF integrated value as an AF evaluation signal. AF積算値とは、隣接する画素間における輝度差の和であり、AFゲート信号により指定された画像領域内について求められる。 The AF integrated value is the sum of the luminance difference between adjacent pixels is determined for the image area specified by the AF gate signal.

モータ特性記憶部56には、リニアモータに関する特性データが保持されている。 The motor characteristic storage section 56, characteristic data regarding the linear motor is maintained. 特性データとは、駆動方向及び駆動電流に対するレンズ位置の特性であり、ここでは、図5に示したフォーカスレンズ1の移動開始時及び移動終了時における駆動電流i 〜i が特性データとして記憶されているものとする。 The characteristic data are characteristics of the lens position relative to the drive direction and the drive current, wherein the drive current i 1 through i 4 at the movement start of the focus lens 1 and at movement end shown in FIG. 5 is stored as characteristic data It is assumed to be.

焦点制御部54は、モータ駆動部57に対し駆動電流を指示し、フォーカスレンズ1の位置制御を行っている。 Focus control unit 54 instructs the drive current to the motor drive unit 57 is performed the position control of the focus lens 1. モータ駆動部57は、焦点制御部54の指示に従って、駆動コイル3へ駆動電流を供給している。 The motor drive unit 57 according to an instruction of the focus control section 54 and supplies the driving current to the driving coil 3. この焦点制御部54は、自動焦点制御及び固定焦点制御を行うことができる。 The focus control unit 54 can perform automatic focus control and a fixed focus control.

自動焦点制御は、被写体への合焦点を判別し、この合焦点にフォーカスレンズ1を移動させる制御である。 Automatic focus control is to determine the focus on the subject, a control for moving the focus lens 1 to the focal point. 自動焦点制御を行う場合、焦点制御部54は、駆動電流値を順次に変化させて、所定ピッチでフォーカスレンズ1を移動させ、フォーカスレンズ1の可動領域全体をスキャンさせる。 When performing automatic focus control, the focus control unit 54, sequentially changing the drive current value to move the focus lens 1 at a predetermined pitch, thereby scanning the entire movable area of ​​the focus lens 1. フォーカスレンズ1のスキャン中、焦点制御部54は、AF信号処理部52からのAF信号を監視している。 During scanning of the focus lens 1, the focus control unit 54 monitors the AF signal from the AF signal processing section 52. そして、スキャン終了後に、各レンズ位置ごとに得られたAF積算値を比較し、AF積算値が最大となるレンズ位置を合焦点と判別する。 Then, after scanning is completed, it compares the AF integrated value obtained for each lens position, to determine the lens position where the AF integrated value becomes maximum and focus. この様にして合焦点が判別された後、フォーカスレンズ1を当該合焦点へ移動させる。 After the focus point is determined in this way, to move the focus lens 1 to the focal point.

この場合、フォーカスレンズ1のスキャン開始時及び終了時の駆動電流は、モータ特性記憶部56の特性データに基づいて決定される。 In this case, the scan start and end of the driving current of the focus lens 1 is determined based on the characteristic data of the motor characteristic storage section 56. また、フォーカスレンズ1の移動ピッチに相当する駆動電流の変化ステップ幅も当該特性データに基づいて決定される。 The change step width of the drive current corresponding to the movement pitch of the focus lens 1 is also determined based on the characteristic data. さらに、フォーカスレンズ1を合焦点に移動させる際の駆動電流も、当該特性データに基づいて決定される。 Furthermore, the driving current for moving the focus lens 1 at the focal point is determined based on the characteristic data.

図8は、フォーカスレンズ1を可動領域全体についてスキャンさせた場合のAF積算値の一例を示した図である。 Figure 8 is a diagram illustrating an example of AF integrated value in the case where the focus lens 1 is scanned for the entire movable area. 駆動電流をi からi まで所定のステップ幅ごとに変化させて合焦点を判別する。 Drive current is changed for each predetermined step size from i 1 to i 2 is determined focus point. この図では、駆動電流i が合焦点であることがわかる。 In this figure, it can be seen that the drive current i a is the focal point. 従って、リニアモータのヒステリシス特性を考慮して、この合焦点までフォーカスレンズ1を駆動させれば合焦状態が得られる。 Therefore, in consideration of the hysteresis characteristic of the linear motor, if driving the focus lens 1 is in-focus state obtained until this focal point. 例えば、駆動電流をi −(i −i )とすることにより、合焦点へ移動させる。 For example, the drive current i a - by a (i 2 -i 3), is moved to the focal point. その後、さらにスキャン範囲を狭めるとともに、ピッチを狭めて同様の動作を行うことにより、より正確に合焦点を判別することができる。 Thereafter, further with narrow the scan range, by performing the same operation by narrowing the pitch, it is possible to determine more accurately focus.

この様にして、フォーカスレンズ1を繰り出し方向に移動させて、可動領域全体にスキャンさせようとする場合、開始時の駆動電流をi 、終了時の駆動電流をi にすれば、短時間でスキャンを終了することができ、消費電流も低減することができる。 In this way, by moving in the feeding direction of the focus lens 1, when attempting to scan the entire movable area, if the drive current at the start of i 1, the driving current at the end to i 2, a short time in can end the scan, the current consumption can also be reduced. 同様にして、後退方向に移動させてスキャンする場合であれば、開始時の駆動電流をi 、終了時の駆動電流をi にすればよい。 Similarly, in the case of scanning by moving in the backward direction, the drive current at the start i 3, may be the driving current at the end to i 4.

また、フォーカスレンズ1の可動領域が既知であれば、駆動電流の変化幅(i −i )に基づいて、フォーカスレンズ1の移動ピッチに相当する駆動電流の変化ステップ幅を求めることができる。 Moreover, if the movable area of the focus lens 1 is known, on the basis of the variation width of the driving current (i 2 -i 1), it is possible to determine changes step width of the drive current corresponding to the movement pitch of the focus lens 1 . さらに、駆動電流i 〜i に基づいて、リニアモータの正確なヒステリシス特性を把握することにより、フォーカスレンズ1のスキャンにより判別された合焦点に正確に駆動することができる。 Furthermore, based on the drive current i 1 through i 4, by knowing the exact hysteresis characteristic of the linear motor can be accurately driven a focal point that is determined by the scanning of the focus lens 1.

一方、固定焦点制御は、所定の被写体距離が得られるレンズ位置に、フォーカスレンズ1を移動させる制御である。 On the other hand, fixed focus control, a lens position in which a predetermined object distance is obtained, which is controlled to move the focus lens 1. 固定焦点制御を行う場合、焦点制御部54は、モータ特性記憶部56に保持されている特性データを用いて、ユーザにより指定された被写体距離に対応する駆動電流値を求め、この駆動電流値をモータ駆動部57へ出力する。 When performing fixed focus control, the focus control unit 54, by using the characteristic data stored in the motor characteristic storage section 56, it obtains a drive current value corresponding to the specified object distance by a user, the drive current value and outputs to the motor driving section 57. 例えば、ユーザが、バーコード読み取りを行うための接写モードを指定した場合であれば、予め定められた接写モードの被写体距離に相当する駆動電流値が求められ、フォーカスレンズ1が当該レンズ位置へ制御される。 For example, the user, in the case you specify a close-up mode for performing the bar code reading, it is required driving current value corresponding to an object distance of the close-up mode predetermined control focus lens 1 to the lens position It is. なお、被写体距離とレンズ位置は、フォーカスレンズ1の焦点距離や撮像素子5の位置が決まれば1対1に対応する。 Incidentally, the object distance and the lens position, the position of the focal length and the image pickup device 5 of the focus lens 1 corresponds to 1-to-1 if Kimare.

端点検出部58は、端点検出用端子11の電圧レベルに基づいて、第1の検出信号を生成し、端点検出用端子10の電圧レベルに基づいて、第2の検出信号を生成している。 Endpoint detection unit 58 based on the voltage level of the endpoint detection terminal 11, to generate a first detection signal, based on the voltage level of the endpoint detection terminal 10, and generates a second detection signal. これらの検出信号は、各端点検出用端子10,11の電圧レベルを所定の閾値レベルと比較することにより生成され、特性データ生成部55へ出力される。 These detection signals are generated by comparing the voltage levels of the endpoint detection terminals 10, 11 with a predetermined threshold level, is outputted to the characteristic data generation section 55.

特性データ生成部55は、フォーカスレンズ1をスキャンさせながら、端点検出部58からの検出信号を監視することにより、フォーカスレンズ1の各移動方向に関する移動開始時及び移動終了時の駆動電流i 〜i を判別し、これらの駆動電流i 〜i を含む特性データを生成している。 Characteristic data generation section 55, while scanning the focus lens 1, by monitoring the detection signal from the end point detector 58, at the start of the movement for each moving direction of the focus lens 1 and the moving end of the drive current i 1 ~ i 4 to determine, and generate characteristic data containing these driving currents i 1 through i 4. 生成された特性データはモータ特性記憶部56に格納される。 The generated characteristic data is stored in the motor characteristic storage section 56. このような特性データの生成は、例えば、オートフォーカス装置の初期動作として行われる。 Generation of such characteristic data is performed, for example, as an initial operation of the autofocus device.

図9のステップS101〜S110は、オートフォーカス装置の初期動作の一例を示したフローチャートであり、オートフォーカス装置への電源投入直後に実行される動作が示されている。 Step S101~S110 of FIG. 9 is a flow chart showing an example of an initial operation of the autofocus device, the operation which is executed immediately after the power supply to the automatic focusing device is shown. このオートフォーカス装置は、特性データ生成部55が起動時にフォーカスレンズ1を駆動し、可動領域を往復させる。 The autofocus device, the characteristic data generation section 55 drives the focus lens 1 at startup, reciprocates the movable area. この往復動作により、駆動電流i 〜i が判別され、特性データとしてモータ特性記憶部56に格納される。 The reciprocating operation, the drive current i 1 through i 4 is determined and stored in the motor characteristic storage section 56 as the characteristic data.

オートフォーカス装置の起動直後は、フォーカスレンズ1が基準点Doにあり、端点検出部58から第1の検出信号が出力されている。 Immediately after the start of the autofocus device is located focus lens 1 to the reference point Do, a first detection signal from the end point detector 58 is outputted. 特性データ生成部55は、この状態から駆動電流を所定ステップ幅ずつ増大させていく(ステップS101)。 Characteristic data generation section 55, gradually increases the drive current by a predetermined step width in this state (step S101). この結果、フォーカスレンズ1が移動を開始すれば、第1の検出信号が出力されなくなる(ステップS102)。 As a result, the focus lens 1 by starting the movement, the first detection signal is not outputted (step S102). 特性データ生成部55は、このときの駆動電流を繰り出し開始時の電流値i として、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS103)。 Characteristic data generation section 55 as the current value i 1 at the start of feeding the driving current at this time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S103).

さらに、駆動電流を増大させていき、フォーカスレンズ1が最大繰出点Dmまで繰り出されて移動を終了すると、端点検出部58から第2の検出信号が出力される(ステップS104)。 Furthermore, gradually increasing the driving current, when the focus lens 1 is completed to move fed up feeding point Dm, the second detection signal is output from the end point detector 58 (step S104). 特性データ生成部55は、このときの駆動電流を繰り出し終了時の電流値i として、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS105)。 Characteristic data generation section 55 as the current value i 2 at the end of feeding the driving current at this time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S105).

電流値i の判別後は、駆動電流を所定ステップ幅ずつ減少させていく(ステップS106)。 After determination of the current value i 2 is gradually decreasing the driving current by a predetermined step width (step S106). そして、フォーカスレンズ1が移動を開始し、第2の検出信号が出力されなくなれば、そのときの駆動電流を後退開始時の電流値i として、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS107,S108)。 Then, to start the focus lens 1 is moved, if not output the second detection signal, as the current value i 3 at the start retracting the drive current at that time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S107, S108).

さらに、駆動電流を減少させていき、フォーカスレンズ1が基準点Doまで後退して移動を終了すると、端点検出部58から再び第1の検出信号が出力される(ステップS109)。 Moreover, gradually decreasing the driving current and to terminate the movement retracts focus lens 1 to the reference point Do, the first detection signal again from the end point detector 58 is output (step S109). 特性データ生成部55は、このときの駆動電流を後退終了時の電流値i として、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS110)。 Characteristic data generation section 55 as the current value i 4 at backward ends driving current at this time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S110).

特性データ生成部55が、初期動作として以上の処理を行うことにより、オートフォーカス装置を起動するごとに、特性データが生成されるので、リニアモータに経時変化が生じた場合でも、フォーカスレンズ1の位置制御を精度良く行うことができる。 Characteristic data generation section 55, by performing the above processing as the initial operation, each time starting the automatic focusing device, the characteristics data is generated, even when the temporal change occurs in the linear motor, the focus lens 1 the position control can be accurately performed.

本実施の形態によれば、フォーカスレンズ1が可動領域の端点に位置している状態を検出し、この検出結果に基づいて、フォーカスレンズの位置制御を行っている。 According to the present embodiment, it detects a state in which the focus lens 1 is positioned the end point of the movable range, based on the detection result, and performs position control of the focus lens. このため、制御精度を著しく低下させることなく、フォーカスレンズ1の全可動領域についてレンズ位置を検出するための位置センサを用いる場合に比べて、オートフォーカス装置を小型化及び軽量化することができる。 Therefore, without significantly lowering the control accuracy, compared with the case of using a position sensor for detecting the lens position for all movable area of ​​the focus lens 1, an automatic focusing device can be reduced in size and weight.

特に、本実施の形態では、レンズホルダ2の両端部にホルダバネ8,9を設け、駆動コイル3への駆動電流の供給をホルダバネ8,9を介して行っているため、光学系ユニットM1内には、端点検出用端子10,11を設けるだけでよく、光学系ユニットM1を大幅に小型化及び軽量化することができる。 In particular, in this embodiment, the Horudabane 8,9 provided at both ends of the lens holder 2, the supply of the drive current to the driving coil 3 because it goes through the Horudabane 8,9, the optical system unit M1 need only providing the endpoint detection terminals 10 and 11, it is possible to reduce the size and weight greatly optical unit M1. この結果、光学系ユニットM1の光軸方向のサイズを10mm未満にまで薄くすることができるので、カメラ付き携帯電話機などの薄型の携帯機器にもオートフォーカス装置を搭載することが可能となる。 As a result, it is possible to reduce the size of the optical axis of the optical system unit M1 to less than 10 mm, it becomes possible to mount the automatic focusing device to thin portable devices, such as camera-equipped mobile phone.

なお、本実施の形態では、一例として、電圧検出を行うための端点検出用端子10,11を用いて駆動コイル3への印加電圧を検出する場合について説明した。 In the present embodiment, as an example, it has been described a case of detecting a voltage applied to the driving coil 3 using endpoint detection terminals 10, 11 for performing voltage detection. 小型化及び軽量化の観点からは、この様な構成であることが望ましいが、本発明は必ずしもこの様な場合に限定されない。 From the viewpoint of size and weight, it is desirable that such a configuration, the present invention is not necessarily limited to such a case. 例えば、圧電センサなどを用いて端点検出を行ってもよい。 For example, it may be carried out endpoint detection by using a piezoelectric sensor.

本発明の実施の形態1によるオートフォーカス装置の要部の一構成例を示した断面図である。 It is a sectional view showing a configuration example of a main part of the automatic focusing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の光学系ユニットM1を構成する主要部品が示された分解斜視図である。 Is an exploded perspective view of the main components are shown which constitute the optical system unit M1 in FIG. ホルダバネ8,9の一構成例を示した平面図である。 It is a plan view showing a configuration example of Horudabane 8,9. 駆動コイル3及びホルダバネ8,9が接続される様子を示した説明図である。 Is an explanatory view driving coil 3 and Horudabane 8,9 showed how connected. 本実施の形態によるオートフォーカス装置の動作を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the operation of the autofocus apparatus according to the present embodiment. ホルダバネ8,9の特性が変化した場合の一例を示した図である。 Is a diagram showing an example of a case where the characteristics of Horudabane 8,9 has changed. 図1の光学系ユニットM1を含むオートフォーカス装置の一構成例を示したブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of the auto focusing apparatus including an optical system unit M1 in FIG. フォーカスレンズ1を可動領域全体についてスキャンさせた場合のAF積算値の一例を示した図である。 Is a diagram illustrating an example of AF integrated value in the case where the focus lens 1 is scanned for the entire movable area. オートフォーカス装置の初期動作の一例を示したフローチャートである。 Is a flowchart illustrating an example of the initial operation of the autofocus device. リニアモータ方式を採用した従来のオートフォーカス装置の構成例を示した模式図である。 Configuration example of a conventional automatic focusing apparatus employing the linear-motor system is a schematic view showing a.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 フォーカスレンズ2 レンズホルダ3 駆動コイル4 マグネット5 撮像素子6 位置センサ7,7a,7b 光学系筐体8,9 ホルダバネ10,11 端点検出用端子12 ホルダ当接部21 外側リング22 内側リング23 連結バネ50 信号増幅部51 カメラ信号処理部52 AF信号処理部53 AFゲート生成部54 焦点制御部55 モータ駆動部55 特性データ生成部56 モータ特性記憶部57 モータ駆動部58 端点検出部100 光軸A 繰り出し方向B 後退方向i 繰り出し方向への移動開始時の駆動電流i 繰り出し方向への移動終了時の駆動電流i 後退方向への移動開始時の駆動電流i 後退方向への移動終了時の駆動電流 1 focus lens 2 lens holder 3 driving coil 4 magnet 5 image sensor 6 position sensors 7, 7a, 7b optics enclosure 8,9 Horudabane 10,11 endpoint detection terminal 12 holder abutting portion 21 outer ring 22 inner ring 23 connected The spring 50 signal amplifier 51 camera signal processing unit 52 AF signal processing section 53 AF gate generating section 54 focus control section 55 motor driving unit 55 characteristic data generation section 56 motor characteristic storage section 57 a motor driver 58 endpoint detection section 100 optical axis A movement at the end of the feeding direction B backward direction i 1 moving at the start of the drive current i 2 move at the start of the drive current i 4 backward to move at the end of the drive current i 3 backward of the feeding direction of the feeding direction the drive current of the

Claims (6)

  1. 入射光を撮像素子の受光面に結像させるフォーカスレンズと、 A focusing lens for focusing the incident light on the light receiving surface of the imaging element,
    マグネット及び駆動コイルからなり、駆動コイルへ供給する駆動電流に応じて、駆動コイルに光軸方向の駆動力を発生させるリニアモータと、 Made from the magnet and the driving coil, according to the drive current supplied to the drive coils, a linear motor for generating a driving force in the optical axis direction to the driving coil,
    フォーカスレンズ及び駆動コイルが取り付けられ、光軸方向に移動可能なレンズホルダと、 Attached focusing lens and a driving coil, the lens holder being movable in the optical axis direction,
    レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネと、 And Horudabane for urging the optical axis direction of the lens holder,
    レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 Autofocus device which lens holder is characterized in that a terminal point detecting means for detecting that located the end point of the movable region.
  2. 上記端点検出手段は、レンズホルダの端部を当接させることにより、レンズホルダの可動領域を規制するとともに、レンズホルダの当接状態を検出するホルダ当接部からなることを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。 Claim the endpoint detection means, by abutting the end of the lens holder, to thereby regulate the movable area of ​​the lens holder, characterized in that it consists of holder abutments for detecting a contact state of the lens holder autofocus device according to 1.
  3. 上記レンズホルダは、その光軸方向の端部に、駆動コイルに電気的に接続された被検出端子を有し、 The lens holder, the end of the optical axis direction, has an electrically-connected object detection terminals to the drive coil,
    上記ホルダ当接部は、被検出端子が当接する位置に端点検出用端子を有し、レンズホルダの当接状態を電気的に検出することを特徴とする請求項2に記載のオートフォーカス装置。 The holder abutment, autofocus device according to claim 2, characterized in that the detected terminal has a terminal point detecting terminal to a position abutting, electrically detecting the contact state of the lens holder.
  4. 上記ホルダバネは、その一端がレンズホルダの光軸方向の端部に取り付けられ、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなり、 The Horudabane has one end attached to the end of the optical axis of the lens holder, a conductive member for supplying a driving current to the driving coil,
    上記被検出端子として、ホルダバネのレンズホルダ側の一部が用いられることを特徴とする請求項3に記載のオートフォーカス装置。 Above for the detected terminal, the autofocus apparatus according to claim 3, wherein a portion of the lens holder side Horudabane is used.
  5. 端点検出手段の検出結果に基づいて、駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、 Based on the detection result of the endpoint detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates drive current and the lens position,
    この特性データを記憶するモータ特性記憶手段と、 A motor characteristic storage means for storing the characteristic data,
    モータ特性記憶手段に保持されている特性データに基づいて、フォーカスレンズを可動領域内でスキャンさせて合焦点を判別し、判別された合焦点へフォーカスレンズを移動させる焦点制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。 Based on the characteristic data stored in the motor characteristic storage section to the focal point determined by scanning the focusing lens movable region, and a focus control means for moving the focusing lens to the determined focal point autofocus device according to claim 1, wherein the.
  6. 端点検出手段の検出結果に基づいて、駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、 Based on the detection result of the endpoint detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates drive current and the lens position,
    この特性データを記憶するモータ特性記憶手段と、 A motor characteristic storage means for storing the characteristic data,
    モータ特性記憶手段に保持されている特性データに基づいて駆動電流を決定し、指定されたレンズ位置にフォーカスレンズを移動させる焦点制御手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。 The driving current is determined based on characteristic data retained in the motor characteristic storage unit, the autofocus apparatus being characterized in that a focus control means for moving the focus lens to the specified lens position.
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