JP2007017791A - 撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの被写体側に当該レンズへの入射光を遮断するセクタが配置される形式を採用した際に、アクチュエータの小型化を図ることのできる撮像装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 撮像装置（１）は、直径の異なる複数のレンズ（３５、３６、３７）が含まれるレンズ群を備え、このレンズ群の被写体側にレンズ群への入射光を遮断するセクタ（５３）が配置されている。レンズ群は鏡筒（３１）内に収容されている。この鏡筒（３１）の外周側壁は、内部に収容したレンズ（３５、３６、３７）の直径にそれぞれ対応させた直径の異なる複数の部分（第一段部３８ａ、第二段部３８ｂ、第三段部３８ｃ）からなる段部（３８）を備え、段部（３８）の周囲に側壁凹部（３９）が形成されている。この側壁凹部（３９）にはセクタ（５３）を駆動するセクタ駆動手段（アクチュエータ５１、セクタ駆動軸５２）が配置されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、撮像装置及び電子機器に関する。特に直径の異なる複数のレンズが含まれるレンズ群の被写体側に当該レンズ群への入射光を遮断するセクタが配置される撮像装置及び電子機器に関する。

従来の一般的な撮像装置は、レンズを保持する光学ユニットと撮像素子を含む撮像ユニットとの間や、レンズの間に撮像に必要な光を遮断するセクタが配置されていた。このようなセクタを駆動させるためには、セクタを支持する地板やステップモータ等のアクチュエータを備えたセクタ駆動ユニット（シャッタ装置とも称される）を構成することが必要である。そのために従来の一般的な撮像装置は、他の構成間にセクタ駆動ユニットを配置することになり設計上及び作製上の制約が多くなっていた。

そこで、例えば特許文献１は最も被写体側にセクタ駆動ユニットを配置した撮像装置を提案している。なお、撮像装置には、レンズを保持する光学ユニット、光学ユニットを光軸方向に進退移動するレンズ駆動ユニット、セクタを駆動するセクタ駆動ユニット、撮像素子を含む撮像ユニット等が含まれる。本明細書では、セクタ駆動ユニット以外の他のユニットをまとめて撮像モジュールと称することとする。特許文献１の撮像装置は、セクタ駆動ユニットを光学ユニットよりも被写体側に配置することで、セクタ駆動ユニットの小型化を促進すると共に組付け性の向上を図っている。また、この撮像装置はセクタ駆動ユニットが光学ユニットよりも被写体側に位置するので、光学ユニット内のレンズを保護することもできる。

特開２００４−１５６０２号公報

ところで、撮像装置のセクタ駆動ユニットはセクタを駆動するためのアクチュエータや、このアクチュエータを駆動するための駆動軸等を含むセクタ駆動手段を配置することが必要である。この特許文献１の撮像装置では、鏡筒の側方にアクチュエータが配置されている。ここで、昨今の撮像装置は小型化される傾向にあり、これに伴ってアクチュエータも小型化が求められているが、セクタを回転させるためのアクチュエータの駆動力を抑えることができればアクチュエータの小型化を図る上で都合がよい。このような観点からすると特許文献１の撮像装置は改良の余地があった。

そこで本発明は、レンズの被写体側に当該レンズへの入射光を遮断するセクタが配置される形式を採用した際に、アクチュエータの小型化を図ることのできる撮像装置及び電子機器を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するための本発明の撮像装置は、直径の異なる複数のレンズが含まれるレンズ群の被写体側に当該レンズ群への入射光を遮断するセクタが配置される撮像装置であって、前記レンズ群が鏡筒内に収容され、当該鏡筒の外周側壁には、内部に収容した複数のレンズの直径にそれぞれ対応させた直径の異なる複数の部分からなる段部が備わり、当該段部の周囲に形成された側壁凹部に前記セクタを駆動するセクタ駆動手段が配置されたことを特徴とする。

鏡筒の内部には直径の異なるレンズが収容されるが、小径レンズを収容した部分の外周側壁の直径を当該小径レンズの直径に対応させて小さくし、大径レンズを収容した部分の側壁の直径を当該大径レンズの直径に対応させて大きくすれば、鏡筒の外周側壁には凹部が形成される。このようにして形成された側壁凹部にセクタ駆動手段を配置するようにすれば、セクタ駆動手段を構成するアクチュエータにより回転する駆動軸を入射光が通過する開口部に近づけることができる。この結果、駆動軸を支点として揺動し開口部を覆うセクタの寸法を小さくすることができる。これにより、セクタを駆動させるために必要となるアクチュエータの駆動力を少なくすることができ、小出力の小型のアクチュエータを採用することができる。また、セクタ駆動手段の鏡筒側方への突出を抑えることができることと相俟って、撮像装置自体も小型化することができる。

このような撮像装置では、前記段部が、前記鏡筒の直径を被写体に近い側程小径とするように形成することができる。本発明は、レンズ群の被写体側に当該レンズ群への入射光を遮断可能なセクタが配置される、いわゆる前絞り型の撮像装置を対象としている。このような前絞り型の撮像装置では、レンズ群は、被写体に近い側程小径のレンズを配置する組み合わせとすることができる。このようなレンズの配置としたレンズ群を収容する鏡筒の外周側壁は、被写体に近い側程直径が小径となった階段状の段部を成形することができる。このような段部とすれば大きい側壁凹部を確保することができる。この大きな側壁凹部にセクタ駆動手段を配置するようにすれば、セクタをより小型化することができ、アクチュエータの小型化、撮像装置の小型化を図ることができる。

以上のような撮像装置は、例えば、カメラ、携帯電話等の電子機器に組み込むことができる。

本発明によれば、鏡筒の外周側壁の段部の周囲に形成された側壁凹部にセクタ駆動手段を配置するようにしたのでセクタの大きさを小さくでき、セクタを駆動させるために必要な駆動力が少なくて済むのでアクチュエータの小型化、ひいては撮像装置の小型化を図ることができる。

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、撮像装置１を４つの主要部分に分解して示した斜視図である。図２は組付け状態の撮像装置１を示す斜視図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、被写体側に位置するセクタ駆動ユニット４０と、組付けられた他のユニット（撮像モジュール）とを示した斜視図である。図５は、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。さらに、図６は、撮像装置１の平面図である。

図１に示すように撮像装置１は、撮像素子１３を含む撮像ユニット１０、レンズ３５〜３７を光軸方向ＬＡに進退移動させるレンズ駆動ユニット２０、レンズ３５〜３７を保持する光学ユニット３０、及びセクタ５３を駆動するセクタ駆動ユニット４０を含んでいる。上記撮像ユニット１０、レンズ駆動ユニット２０及び光学ユニット３０により撮像モジュールが構成される。なお、図１では上側が被写体側である。

図１及び図３を参照すると、撮像ユニット１０は撮像基板１１上の所定位置にホルダ１２、撮像素子１３、光学フィルタ１５を組付けした構造を含んでいる。ホルダ１２は、撮像基板１１の上面の一部を覆うように配置され、内部に所定空間が形成されている。この空間内に、図３で示すように、撮像素子１３が収納されている。撮像素子１３として例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサが配置されている。

上記ホルダ１２には、本発明におけるレンズ群に相当するレンズ３５〜３７を通った入射光を撮像素子１３に受光させる撮影用の開口１２ａが形成されており、ホルダ１２の上面には、この開口１２ａを包囲する位置に光軸方向ＬＡに延伸するフランジ１２ｂが設けられている。このフランジ１２ｂ内に収納するとともに、開口１２ａを塞ぐように光学フィルタ１５が配置されている。なお、撮像基板１１上の他の部分には、撮像した画像のデータを処理するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１６、レンズ駆動ユニット２０の駆動を制御するレンズドライバＩＣ１７、セクタ駆動ユニット４０の駆動を制御するセクタドライバＩＣ１８、並びに複数の電子部品１９が配置されている。

また、図３で示すように、ホルダ（部材）１２の上面には、後述するレンズ駆動ユニット２０のケース２１の一部（下端面）が当接している。このように、撮像基板１１に固定されているホルダ１２にレンズ駆動ユニット２０のケース２１を当接する構造とすることにより、撮像ユニット１０に対してレンズ駆動ユニット２０が光軸方向ＬＡで位置決めされる。また、ケース２１の開口２１ａの内周面が、フランジ１２ｂの外周面に当接している。したがって、撮像ユニット１０に対してレンズ駆動ユニット２０を光軸方向ＬＡに垂直な方向で正確に位置決めできる。

そして、ホルダ１２と当接しない部分のケース２１は、所定間隔をもって撮像基板１１と対向した状態となっている。撮像基板１１とケース２１との間に空間が形成されている。この空間を利用して上記ＤＳＰ１６、レンズドライバＩＣ１７及びセクタドライバＩＣ１８が撮像基板１１上に載置されている。この撮像装置１は、上記のように撮像ユニット１０及びレンズ駆動ユニット２０間に形成されたスペースを有効活用して、ＤＳＰ１６等の電子部品を効率良く配置している。よって、このような部品配置によっても、撮像装置１は小型化が促進されている。

また、撮像装置１は各ユニットを電気的に接続するための接続部材としてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を使用している。レンズ駆動ユニット２０はＦＰＣ２９により撮像基板１１上の回路パターン（不図示）を介して撮像ユニット１０のレンズドライバＩＣ１７と電気的に接続される。同様に、セクタ駆動ユニット４０はＦＰＣ４５により撮像基板１１上の回路パターン（不図示）を介して撮像ユニット１０のセクタドライバＩＣ１８と電気的に接続される。ＦＰＣは可撓性を備えたフィルム状であるので利便性の高い基板である。

撮像ユニット１０の被写体側にレンズ駆動ユニット２０が配設されている。レンズ駆動ユニット２０は、内部に図示しないステップモータ等のアクチュエータを備えており、光学ユニット３０は、このアクチュエータを駆動することで光軸方向ＬＡに進退移動する。このような光学ユニット３０は、３枚のレンズ３５〜３７（図３、図５参照）からなるレンズ群とこれらのレンズを保持する鏡筒３１とにより形成されている。３枚のレンズは、被写体側からレンズ３５、レンズ３６、レンズ３７の順に配置されており、被写体に最も近いレンズ３５が最も小径で、被写体に最も遠いレンズ３７が最も大径となっている。このため３枚のレンズ３５〜３７を重ねた状態で、その外形は階段状をなしている。このようなレンズ群は鏡筒３１に収容、保持されるが、その外周側壁形状は、図５に示すように直径の異なる複数の部分、第一段部３８ａ、第二段部３８ｂ、第三段部３８ｃを備えた段部３８となっている。これらの段部３８ａ、３８ｂ、３８ｃが形成された位置は、それぞれ内部に収容したレンズ３５、３６、３７の位置にほぼ対応しており、その直径もレンズ３５、３６、３７に対応させた直径となっている。すなわち、小径のレンズ３５に対応する第一段部３８ａが最も小径で、大径のレンズ３７に対応する第三段部３８ｃが最も大径である。鏡筒３１は、このような段部３８を備えることにより段部３８の周囲に側壁凹部３９が形成されている。この側壁凹部３９には後述するセクタ駆動ユニット４０を構成するセクタ駆動手段、すなわち、アクチュエータ５１、セクタ駆動軸５２が配置される。

このような光学ユニット３０を光軸方向ＬＡに進退移動させるレンズ駆動ユニット２０は、外側を覆うケース２１を有している。このケース２１の片側に凹部２３が形成されている。この凹部２３は、光学ユニット３０の鏡筒３１及びセクタ駆動ユニット４０の一部を受入れる形状となっている。また、ケース２１には撮影用の開口２１ａが形成されており、上述したように開口２１ａの内周面がフランジ１２ｂの外周面に当接している。レンズ駆動ユニット２０は、凹部２３の下部に鏡筒３１を支持する鏡筒ホルダ２５を備えている。鏡筒ホルダ２５はリング状の部材である。図３で示すように、鏡筒ホルダ２５の内周面と鏡筒３１の撮像素子側の外周面とを当接させ、鏡筒ホルダ２５上に光学ユニット３０をセットする。レンズ駆動ユニット２０のケース２１内には、不図示のステップモータにより鏡筒ホルダ２５を光軸方向ＬＡに移動する公知の駆動機構（例えば、特開平６−２７３６５６号で示されているカム機構や特開平５−１０７４３８号で示されているリードスクリュー機構等）が配置されている。よって、鏡筒３１は鏡筒ホルダ２５を介して光軸方向ＬＡに進退移動される。

鏡筒ホルダ２５は、図１で示すように、光軸方向ＬＡに立設した複数の爪部２６を備えている。この爪部２６は鏡筒ホルダ２５の上面の外周縁寄りに形成されている。一方、鏡筒３１の外周面には前記爪部２６に対応する複数の凹部３２が形成されている。鏡筒３１が鏡筒ホルダ２５上に搭載されたときに、凹部３２が鏡筒ホルダ２５の爪部２６に係合する（図４の下側の図参照）。凹部３２は、爪部２６と係合した状態で内側に空間３２ＳＰが生じるように爪部２６よりも大きめに形成されている。

組付け工程では上記空間３２ＳＰに接着剤が注入される。空間３２ＳＰは鏡筒ホルダ２５の上面、爪部２６及び鏡筒３１の凹部３２により囲まれて形成されている。この空間に接着剤を注入することで鏡筒ホルダ２５と鏡筒３１とが接着される。鏡筒ホルダ２５に爪部２６を設けることにより接着剤との接触面積が拡大されるので、鏡筒ホルダ２５と鏡筒３１とを確実に固定できる。また、爪部２６が接着剤を堰き止める機能も果たすので接着剤が周部へ流れ出すことを防止できる。なお、鏡筒ホルダ２５の上面は光軸方向ＬＡと垂直に形成され、鏡筒３１の鏡筒ホルダ２５と当接する面も高い平面度で形成されている。このように鏡筒３１は鏡筒ホルダ２５上に位置精度良く位置決めされるので、鏡筒３１内のレンズ３５〜３７の中心と、撮像ユニット１０の撮像素子１３の受光部中心とが一致する。

さらに鏡筒ホルダ２５について説明する。鏡筒ホルダ２５はリング状の本体部分から半径方向に突出した一対の突出部２８を備え、この突出部２８それぞれから光軸方向ＬＡと平行に一対の突起２７が立ち上がっている。突起２７はリング状である鏡筒ホルダ２５の中央の開口を挟んでほぼ対称に配置されている（図５参照）。なお、ケース２１の凹部２３の内壁は突出部２８に対応する部分が凹状に形成されている。

上記突起２７は、セクタ駆動ユニット４０を鏡筒ホルダ２５に係合させるために形成した部材である。ここで、セクタ駆動ユニット４０の構成につき詳述する。セクタ駆動ユニット４０は光学ユニット３０側（被写体と反対側）に配置される地板４１と被写体側のセクタ押え板４２との間にセクタ室４６が形成されている（図３、図５参照）。このセクタ室４６内に例えば２枚のセクタ５３が揺動自在に配置されている。このセクタ５３は、セクタ駆動軸５２に取り付けられている。このセクタ駆動軸５２は、ＦＰＣ４５を介して撮像基板１１上のセクタドライバＩＣ１８に接続されているアクチュエータ５１が作動することによって回転する。これらのアクチュエータ５１、セクタ駆動軸５２を備えるセクタ駆動手段は、鏡筒３１の段部３８の周囲に形成された側壁凹部３９に配置される。このような配置とすることによりセクタ駆動手段をレンズ３５、３６、３７の中心すなわち光軸に近づけることができる。この結果、セクタ５３は従来のものと比較して小型のものを採用している。これに伴ってセクタ５３を回転させるための駆動力を低減することができることから、アクチュエータ５１も小出力の小型のものを採用している。なお、側壁凹部３９はセクタ駆動ユニット４０が配置される側、すなわち、被写体側程開放された形状となるのでセクタ駆動ユニット４０の装着が容易となる利点もある。

このようなセクタ駆動ユニット４０の他の部分の構成を説明する。撮像装置１で最も被写体側となるのは、セクタ駆動ユニット４０のセクタ押え板４２であり、このセクタ押え板４２には撮影のための開口４２ａが形成されている。開口４２ａの中心は上記光学ユニット３０のレンズ３５〜３７の中心と一致するように設計されている。図３で示すように、地板４１にもセクタ押え板の開口４２ａと対応する開口４１ａが形成されている。地板４１の開口４１ａは、セクタ押え板４２の開口４２ａより大きく形成されている。

地板４１の開口４１ａは、鏡筒３１の被写体側に形成されている段状の外周部３１ａと係合している。より詳細に説明すると、外周部３１ａは光軸方向ＬＡに対して垂直な面を備え、また、開口４１ａが形成された地板４１の下面は平坦に形成されている。よって、図３で示すように、鏡筒３１の外周部３１ａに地板４１の開口４１ａを係合させると、光軸方向ＬＡと垂直な方向でセクタ駆動ユニット４０が位置決めされることになる。

さらに上記地板４１の外周部には一対の貫通穴４３が形成されている。この貫通穴４３は鏡筒ホルダ２５の突起２７と嵌合するように形成されている。また、上側のセクタ押え板４２には突起２７と係合する一対の切欠４４が形成されている。よって、図４で示した状態から図２で示す組付け状態にすると、鏡筒ホルダ２５の突起２７に地板４１の貫通穴４３及び切欠４４が係合する。そのためレンズ駆動ユニット２０に対してセクタ駆動ユニット４０が固定される。

以上説明した撮像装置１は、鏡筒３１の外周側壁に形成した段部３８の周囲の側壁凹部３９にセクタ駆動ユニット４０を形成するアクチュエータ５１、セクタ駆動軸５２といったセクタ駆動手段を配置したことを特徴とする。これによりアクチュエータ５１に求められる駆動力を低減することができるため、小型のアクチュエータ５１を採用することができる。また、アクチュエータ５１をレンズ群に近づけて配置できることからセクタ駆動手段の鏡筒３１の側方への突出を抑えることができ、撮像装置１自体の小型化が達成されている。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

撮像装置を４つの主要部分に分解して示した斜視図である。 組付け状態の撮像装置を示す斜視図である。 図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 被写体側に位置するセクタ駆動ユニットと、組付けられた他のユニットとを示した斜視図である。 図４におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 撮像装置の平面図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１０ 撮像ユニット
１１ 撮像基板
１２ ホルダ
１３ 撮像素子
２０ レンズ駆動ユニット
２１ ケース
２３ 凹部
２５ 鏡筒ホルダ
２６ 爪部
２７ 突起
３０ 光学ユニット
３１ 鏡筒
３５〜３７ レンズ
３８ 段部
３８ａ 第一段部
３８ｂ 第二段部
３８ｃ 第三段部
３９ 側壁凹部
４０ セクタ駆動ユニット
４１ 地板
４１ａ 開口
４２ セクタ押え板
４２ａ 開口
５１ アクチュエータ
５２ セクタ駆動軸
５３ セクタ
ＬＡ 光軸方向

Claims (3)

1. 直径の異なる複数のレンズが含まれるレンズ群の被写体側に当該レンズ群への入射光を遮断するセクタが配置される撮像装置であって、
   前記レンズ群が、鏡筒内に収容され、
   当該鏡筒の外周側壁には、内部に収容した前記複数のレンズの直径にそれぞれ対応させた直径の異なる複数の部分からなる段部が備わり、
   当該段部の周囲に形成された側壁凹部に前記セクタを駆動するセクタ駆動手段が配置されたことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記段部が、前記鏡筒の直径を被写体に近い側程小径とするように形成されていることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１又は２に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   

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