JP2006211594A - 固体撮像装置及び固体撮像装置を備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 装置を小型化し、アクチュエータの引出し線の断線を防止可能な固体撮像装置及び固体撮像装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】 基板1に配置した撮像素子2に被写体像を結像するレンズと、レンズ3を保持したレンズホルダ4と、レンズホルダ4の被写体側に配置されたシャッタ装置16とを備えたユニットと、該ユニットを駆動するユニット駆動部10Aとを備えた固体撮像装置100Aであって、シャッタ装置16は、シャッタ羽根を開閉するステップモータ14を備え、ユニット駆動部10Aは、少なくとも一部に導電性を有し、基板1に設けられた導体配線パターンを、ユニット駆動部10Aを介して、ステップモータ14のコイルへ電気的に接続する。
【選択図】 図1
【解決手段】 基板1に配置した撮像素子2に被写体像を結像するレンズと、レンズ3を保持したレンズホルダ4と、レンズホルダ4の被写体側に配置されたシャッタ装置16とを備えたユニットと、該ユニットを駆動するユニット駆動部10Aとを備えた固体撮像装置100Aであって、シャッタ装置16は、シャッタ羽根を開閉するステップモータ14を備え、ユニット駆動部10Aは、少なくとも一部に導電性を有し、基板1に設けられた導体配線パターンを、ユニット駆動部10Aを介して、ステップモータ14のコイルへ電気的に接続する。
【選択図】 図1
Description
本発明は固体撮像装置及び固体撮像装置を備えた電子機器に関する。
従来、撮像装置では、撮像レンズと撮像素子との間にシャッタ部材を配置していた。そのため、撮像レンズと撮像素子とによってシャッタ部材が設計及び製作上の制約を受けていた。特許文献1では、シャッタ部材の小型化を図る技術が提案されている。特許文献1によれば、シャッタ部材を撮像レンズの被写体側に配置している。
特開2004−15602号公報
しかしながら、特許文献1記載の撮像装置では、シャッタ装置がシャッタ羽根を駆動するアクチュエータを一体的に備えている。このアクチュエータには、アクチュエータ駆動用ICと接続する接続線(引出し線とも称す。)が必要となる。そのため、レンズ駆動装置を備える撮像装置において、レンズ駆動時にシャッタ装置も共に駆動される場合には、アクチュエータの接続線をレンズ駆動量だけ長めに設定しなければならず、装置が大型化するという問題がある。また、レンズ駆動時に接続線に負荷がかかり断線する虞がある。
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、装置を小型化し、アクチュエータの引出し線の断線を防止可能な固体撮像装置及び電子機器を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、基板に配置した撮像素子に被写体像を結像するレンズと前記レンズを保持したレンズホルダと前記レンズホルダの前記被写体側に配置されたシャッタ装置とを備えたユニットと、該ユニットを駆動するユニット駆動部とを備えた固体撮像装置であって、前記シャッタ装置は、シャッタ羽根を開閉する電磁アクチュエータを備え、前記ユニット駆動部は、少なくとも一部に導電性を有し、前記基板に設けられた導体配線パターンが、前記ユニット駆動部を介して、前記電磁アクチュエータへ電気的に接続されていることを特徴とする固体撮像装置である。
本発明によれば、導電性を有する駆動部材が、電磁アクチュエータと基板に設けられた導体配線パターンとを電気的に接続する役割を果たしているので、固体撮像装置の構成が煩雑になることを防止できる。
また、本発明は、前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、前記レンズの光軸方向に延伸するとともに基板に固定されたガイド軸を、前記レンズホルダに係合させ、前記アクチュエータの伸縮方向の一端部を前記基板に固定し、前記駆動部材の一端部を前記アクチュエータの伸縮方向の他端部に固定し、前記駆動部材の他端部を前記レンズホルダに固定し、前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接し、前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする固体撮像装置である。
本発明によれば、レンズホルダがユニット駆動部によって駆動される際、駆動部材が弾性変形する。それに伴い、駆動部材のレンズホルダとの固定部もレンズホルダと共に移動する。一方、駆動部材のレンズホルダとの固定部と電磁アクチュエータとの高さは変化しないので、レンズホルダが移動しても、電磁アクチュエータの引出し線を、レンズホルダ駆動量を見込んだ長さに設定せずに済む。そのため、固体撮像装置を小型化し、引出し線の断線を防止できる。また、駆動部材が導体であり、電磁アクチュエータと基板に設けられた導体配線パターンとを電気的に接続する役割を果たしているので、固体撮像装置の構成が煩雑になることを防止でき、装置の小型化を図ることができる。
また、前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するとともに前記基板に固定されるアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、前記駆動部材の両端部を前記アクチュエータの伸縮方向の両端部に固定し、前記駆動部材の中央部を前記レンズホルダに固定すると共に、前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接し、前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする固体撮像装置であってもよい。
また、前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、前記駆動部材の中央部を前記レンズホルダに固定し、前記駆動部材の両端部を前記基板に固定し、前記駆動部材の中央部と両端部との間の中間部それぞれを前記アクチュエータの伸縮方向の両端部に固定して、前記駆動部材で前記アクチュエータを挟持すると共に、前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接部し、前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする固体撮像装置であってもよい。
また、本発明はこれらの固体撮像装置を備えた電子機器も含む。これにより、小型化し、電磁アクチュエータの引出し線の断線を防止可能な固体撮像装置を含む携帯端末等の電子機器を提供することができる。
本発明によれば、装置を小型化し、電磁アクチュエータの引出し線の断線を防止可能な固体撮像装置及び電子機器を提供可能である。
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。
図1は、本発明の固体撮像装置100Aの構成を示す図である。図1に示すように、固体撮像装置100Aは、基板1、撮像素子2、レンズ3、レンズホルダ4、圧電アクチュエータ5、駆動部材6A、ガイド軸8、軸固定部9、シャッタ装置16及び引出し線17を備える。固体撮像装置100Aは、例えば携帯端末等の電子機器内に設けられている。図2は、固体撮像装置100Aの側面図であり、図3は、固体撮像装置100Aの上面図である。
図1に示すように、撮像素子2は、基板1の上面中心部に実装されている。レンズ3は、略円筒状のレンズホルダ4の上面側略円中心に保持され、レンズホルダ4の外周部には、フランジ部4aが設けられている。フランジ部4aは、レンズ3の光軸と直交する方向にフランジ面を有し、ガイド軸8と嵌合する穴部を有している。ガイド軸8は略円柱状の部材であり、レンズ3の光軸方向に延伸している。また、ガイド軸8は前記レンズホルダ4に設けられたフランジ部4aの穴部に挿入され、一端が軸固定部9に固定されている。軸固定部9は、基板1の上面外側に設けられている。
また、基板1の上面外側には、圧電アクチュエータ5が固定されている。圧電アクチュエータ5は、印加される電圧に応じてレンズ3の光軸に直交する方向へ伸縮するよう固定され、伸縮方向の一端部は軸固定部9に固定されている。圧電アクチュエータ5の他端部には、駆動部材6Aの一端部が固定されている。駆動部材6Aは金属製の平板状部材で、他端部をレンズホルダ4に設けたフランジ部4aに固定できるよう折り曲げて成形されている。駆動部材6Aの他端部には、同他端部をフランジ部4aに当接可能なように、駆動軸8を挿入可能な穴部が形成されている。また、ユニット駆動部10Aは、圧電アクチュエータ5と駆動部材6Aで構成される。これらユニット駆動部10A、フランジ部4a、ガイド軸8及び軸固定部9は、それぞれレンズホルダ4の中心軸を挟むように反対側にも設けられている。また、基板1上には、周辺回路素子としてシャッタドライバIC19が搭載されている。
レンズホルダ4の被写体側(図1において上側)にはシャッタ装置16が備えられている。シャッタ装置16は、ケース15の表裏に貫通して設けられた略円形状のシャッタ孔中心が、レンズ3の光軸中心と一致するよう備えられている。また、シャッタ装置16は、電磁アクチュエータとしてステップモータ14を備えている。図3に示すように、ステップモータ14は、例えば永久磁石を用いたロータ11と、ロータの磁極に励磁相を対向させたステータ12と、コイルを巻回してステータ12の一部を内包し、ステータ12に固定されるコイルボビン13とからなる。ステップモータ14は、外部からパルス信号を受け、コイルによりステータ12の励磁相を励磁する。そして、その電磁力でロータ11を吸引、反発してロータの中心を通るロータ軸を回転させる。
図2に示すように、ロータ11は、レンズホルダ4の外周部に当接した保持部15aに、ロータ軸を光軸と平行にした状態で両端部が回転可能に保持される。また、ロータ軸の中間部は、シャッタ装置16のケース15内に収納された図示しないシャッタ羽根と係合している。シャッタ羽根はロータ軸の回転に応じて回動し、ケース15に設けられた光軸中心と同心の貫通孔を開閉する。図3に示すように、励磁層でロータ11を挟んだステータ12は、光軸と直交する方向へ保持部15aに設けられた一対の台座15bによって固定される。また、コイルの引出し線17を、駆動部材6Aの上端面にハンダ付け等により接続し、駆動部材6Aを基板1に設けられた図示しない導体配線パターンを介して、周辺回路素子として備えられたシャッタドライバIC19と接続する。
この構成で圧電アクチュエータ5に電圧を印加すると、圧電アクチュエータ5は光軸と直交する方向へ伸縮し、この伸縮に応じて駆動部材6Aが弾性変形する。これにより、レンズ3の光軸方向に延伸したガイド軸8に沿って、レンズホルダ4に保持されたレンズ3が、光軸方向へ移動する。同時に、コイルボビン13を保持するシャッタ装置16と、レンズホルダ4のフランジ部4aに固定された駆動部材6Aの上端部も光軸方向に移動する。よって、レンズホルダ4のフランジ部4aとコイルボビン13との高さ(光軸方向の距離)は変化しない。そのため、レンズホルダ4が移動しても、コイルの引出し線17を、レンズ駆動量を見込んだ長さに設定せずに済む。以上により、固体撮像装置100Aを小型化し、引出し線17の断線を防止できる。また、導電性を有する駆動部材6AがコイルとシャッタドライバICとを接続する役割を果たしているので、専用の接続部を設ける必要がなく、固体撮像装置100Aの構成が煩雑になることを防止できる。
なお、圧電アクチュエータ5の代わりに磁歪アクチュエータやリードスクリューを用いてもよい。また、駆動部材6Aは、圧電アクチュエータ5の伸縮範囲で弾性変形する導体であればよい。また、固体撮像装置100Aは、ユニット駆動部10Aと、付随するフランジ部4a、ガイド軸8及び軸固定部9の構成を2箇所に有しなくてもよい。また、この構成からガイド軸8を除き、代わりにレンズ駆動部10Aとは別の箇所にフランジ部4a、ガイド軸8及び軸固定部9を設けてもよい。また、フランジ部4aは、シャッタ装置16のケース15に設けてもよい。
図4は、本発明の固体撮像装置100Bの構成を示す図である。図4に示すように、固体撮像装置100Bは、基板1、撮像素子2、レンズ3、レンズホルダ4、圧電アクチュエータ5、駆動部材6Bを備える。図5は、撮像装置100Bの側面図であり、図6は、固体撮像装置100Bの上面図である。
図4に示すように、撮像素子2は、基板1の上面中心部に実装されている。レンズ3は、略円筒状のレンズホルダ4の上面側略円中心に保持され、レンズホルダ4の外周部には、フランジ部4bが設けられている。フランジ部4bは、レンズ3の光軸と直交する方向にフランジ面を有している。
また、基板1の上面外側には位置決め部18Aが設けられ、圧電アクチュエータ5を位置決め部18Aに当接するよう固定している。圧電アクチュエータ5は、印加される電圧に応じてレンズ3の光軸に直交する方向へ伸縮するよう配置される。圧電アクチュエータ5の伸縮方向の両端部には、駆動部材6Bの両端部が固定されている。駆動部材6Bは金属製の平板状部材で、中央部をレンズホルダ4に設けたフランジ部4bに固定できるよう折り曲げて成形されている。レンズ駆動部10Bは、圧電アクチュエータ5と駆動部材6Bで構成される。これらレンズ駆動部10B、フランジ部4bは、それぞれレンズホルダ4の中心軸を挟むように反対側にも設けられている。また、基板1上には、周辺回路素子としてシャッタドライバIC19が搭載されている。
レンズホルダ4の被写体側(図4において上側)にはシャッタ装置16が備えられている。実施例1と同様にして、シャッタ装置16は、ケース15の表裏に貫通して設けられた略円形状のシャッタ孔中心が、レンズ3の光軸中心と一致するよう備えられている。また、シャッタ装置16は、アクチュエータとして実施例1と同様のステップモータ14を備えている。また、ステップモータ14が有するコイルの引出し線17を、駆動部材6Bの上端面にハンダ付け等により接続し、駆動部材6Bを基板1に設けられた図示しない導体配線パターンを介して、周辺回路素子として備えられたシャッタドライバIC19と接続する。
この構成で圧電アクチュエータ5に電圧を印加すると、圧電アクチュエータ5はレンズ3の光軸と直交する方向へ伸縮し、この伸縮に応じて駆動部材6Bが弾性変形する。レンズホルダ4を挟むように配設した駆動部材6Bそれぞれは同一部材であり、部材の中央部でレンズホルダ4に設けられたフランジ部4bに当接するよう折り曲げられている。このため、駆動部材6Bの弾性変形により、レンズホルダ4に保持されたレンズ3は、光軸方向へ移動する。同時に、コイルボビン13を保持するシャッタ装置16と、レンズホルダ4のフランジ部4bに固定された駆動部材6Bの上端部も光軸方向に移動する。よって、レンズホルダ4のフランジ部4bとコイルボビン13との高さ(光軸方向の距離)は変化しない。そのため、レンズホルダ4が移動しても、コイルの引出し線17を、レンズ駆動量を見込んだ長さに設定せずに済む。以上により、固体撮像装置100Bを小型化し、引出し線17の断線を防止できる。また、導電性を有する駆動部材6Bが、コイルとシャッタドライバICとを接続する役割を果たしているので、専用の接続部を設ける必要がなく、固体撮像装置100Bの構成が煩雑になることを防止できる。
なお、圧電アクチュエータ5の代わりに磁歪アクチュエータやリードスクリューを用いてもよい。また、駆動部材6Bは、圧電アクチュエータ5の伸縮範囲で弾性変形する導体であればよい。また、固体撮像装置100Bは、レンズ駆動部10Bと、付随するフランジ部7Bの構成を2箇所に有しなくてもよい。さらに、レンズ3の光軸のずれを好適に抑制するために、固体撮像装置100Bは、図1に示した実施例1の固体撮像装置100Aのようなフランジ4a、ガイド軸8及び軸固定部9を有してもよい。また、フランジ部4bは、シャッタ装置16のケース15に設けてもよい。
図7は、本発明の固体撮像装置100Cの構成を示す図である。図7に示すように、固体撮像装置100Cは、基板1、撮像素子2、レンズ3、レンズホルダ4、圧電アクチュエータ5、駆動部材6Cを備える。図8は、撮像装置100Cの側面図であり、図9は、固体撮像装置100Cの上面図である。
図7に示すように、撮像素子2は、基板1の上面中心部に実装されている。レンズ3は、略円筒状のレンズホルダ4の上面側略円中心に保持され、レンズホルダ4の外周部には、フランジ部4bが設けられている。フランジ部4bは、レンズ3の光軸と直交する方向にフランジ面を有している。
また、基板1の上面外側には位置決め部18Bを設けている。駆動部材6Cは金属製の平板状部材で、両端部を位置決め部18Bに固定し、中央部をレンズホルダ4に設けたフランジ部4bに固定できるよう折り曲げて成形している。圧電アクチュエータ5は、印加される電圧に応じてレンズ3の光軸に直交する方向へ伸縮するよう駆動部材6Cで挟持される。駆動部材6Cの中央部と両端部との間の中間部それぞれが、圧電アクチュエータ5の伸縮方向の両端部と当接して固定している。レンズ駆動部10Cは、圧電アクチュエータ5と駆動部材6Cで構成される。これらレンズ駆動部10C及びフランジ部4bは、それぞれレンズホルダ4の中心軸を挟むように反対側にも設けられている。
レンズホルダ4の被写体側(図7において上側)にはシャッタ装置16が備えられている。実施例1及び2と同様にして、シャッタ装置16は、ケース15の表裏に貫通して設けられた略円形状のシャッタ孔中心が、レンズ3の光軸中心と一致するよう備えられている。また、シャッタ装置16は、アクチュエータとして実施例1及び2と同様のステップモータ14を備えている。また、ステップモータ14が有するコイルの接続線17を、駆動部材6Cの上端面にハンダ付け等により接続し、駆動部材6Cを基板1に設けられた図示しない導体配線パターンを介して、周辺回路素子として備えられたシャッタドライバIC19と接続する。
この構成で圧電アクチュエータ5に電圧を印加すると、圧電アクチュエータ5はレンズ3の光軸と直交する方向へ伸縮し、この伸縮に応じて駆動部材6Cが弾性変形する。レンズホルダ4を挟んだ駆動部材6Cそれぞれは同一部材であり、レンズホルダ4に設けられたフランジ部4bに、部材の中央部で当接するよう折り曲げられている。このため、駆動部材6Cの弾性変形により、レンズホルダ4に保持されたレンズ3は、光軸方向へ移動する。同時に、コイルボビン13を保持するシャッタ装置16と、レンズホルダ4のフランジ部4bに固定された駆動部材6Cの上端部も光軸方向に移動する。一方、レンズホルダ4のフランジ部4bとコイルボビン13との高さ(光軸方向の距離)は変化しない。そのため、レンズホルダ4が移動しても、コイルの接続線17を、レンズ駆動量を見込んだ長さに設定せずに済む。以上により、固体撮像装置100Cを小型化し、引出し線17の断線を防止できる。また、導電性を有する駆動部材6Cが、コイルとシャッタドライバICとを接続する役割を果たしているので、専用の接続部を設ける必要がなく、固体撮像装置100Bの構成が煩雑になることを防止できる。
なお、圧電アクチュエータ5の代わりに磁歪アクチュエータやリードスクリューを用いてもよい。また、駆動部材6Cは、圧電アクチュエータ5の伸縮範囲で弾性変形する導体であればよい。また、固体撮像装置100Cは、レンズ駆動部10Cと、付随するフランジ部4bの構成を2箇所に有しなくてもよい。さらに、レンズ3の光軸のずれを好適に抑制するために、固体撮像装置100Cは、図1に示した実施例1の固体撮像装置100Aのようなフランジ4a、ガイド軸8及び軸固定部9を有してもよい。また、フランジ部4bは、シャッタ装置16のケース15に設けてもよい。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述してきたが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
1 基板
2 撮像素子
3 レンズ
4 レンズホルダ
4a、4b フランジ部
5 圧電アクチュエータ
6A、6B、6C 駆動部材
8 ガイド軸
9 軸固定部
10A、10B、10C ユニット駆動部
11 ロータ
12 ステータ
13 コイルボビン
14 ステップモータ
15 ケース
15a 保持部
15b 台座
16 シャッタ装置
17 引出し線
18A、18B 位置決め部
19 シャッタドライバIC
100A、100B、100C 固体撮像装置
2 撮像素子
3 レンズ
4 レンズホルダ
4a、4b フランジ部
5 圧電アクチュエータ
6A、6B、6C 駆動部材
8 ガイド軸
9 軸固定部
10A、10B、10C ユニット駆動部
11 ロータ
12 ステータ
13 コイルボビン
14 ステップモータ
15 ケース
15a 保持部
15b 台座
16 シャッタ装置
17 引出し線
18A、18B 位置決め部
19 シャッタドライバIC
100A、100B、100C 固体撮像装置
Claims (5)
- 基板に配置した撮像素子に被写体像を結像するレンズと、前記レンズを保持したレンズホルダと、前記レンズホルダの前記被写体側に配置されたシャッタ装置とを備えたユニットと、該ユニットを駆動するユニット駆動部とを備えた固体撮像装置であって、
前記シャッタ装置は、シャッタ羽根を開閉する電磁アクチュエータを備え、
前記ユニット駆動部は、少なくとも一部に導電性を有し、
前記基板に設けられた導体配線パターンが、前記ユニット駆動部を介して、前記電磁アクチュエータへ電気的に接続されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、
前記レンズの光軸方向に延伸するとともに前記基板に固定されたガイド軸を、前記レンズホルダに係合させ、
前記アクチュエータの伸縮方向の一端部を前記基板に固定し、前記駆動部材の一端部を前記アクチュエータの伸縮方向の他端部に固定し、前記駆動部材の他端部を前記レンズホルダに固定し、
前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接し、
前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するとともに前記基板に固定されるアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、
前記駆動部材の両端部を前記アクチュエータの伸縮方向の両端部に固定し、前記駆動部材の中央部を前記レンズホルダに固定し、
前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接し、
前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記ユニット駆動部は、前記レンズの光軸に直交する方向へ伸縮するアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮に伴い弾性変形する駆動部材とを備え、
前記駆動部材の中央部を前記レンズホルダに固定し、前記駆動部材の両端部を前記基板に固定し、前記駆動部材の中央部と両端部との間の中間部それぞれを前記アクチュエータの伸縮方向の両端部に固定して、前記駆動部材で前記アクチュエータを挟持し、
前記駆動部材は導体であり、前記基板に設けられた導体配線パターンに当接し、
前記電磁アクチュエータの引出し線を前記駆動部材の前記レンズホルダとの固定部に接続することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 請求項1から4のいずれか一項記載の固体撮像装置を備えた電子機器。
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- 2005-01-31 JP JP2005024378A patent/JP2006211594A/ja active Pending
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