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

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

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。

本発明に係る固体撮像装置１００Ａの構成図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ａの側面図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ａの上面図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｂの構成図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｂの側面図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｂの上面図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｃの構成図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｃの側面図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｃの上面図である。

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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