JP2007101934A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、携帯電話及びPDA等に搭載される撮像装置に関するもので、特にオートフォーカス機能を有した撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus mounted on a mobile phone, a PDA, or the like, and particularly relates to an image pickup apparatus having an autofocus function.
従来、小型カメラ等に搭載されるオートフォーカス機能を有した撮像装置には、無限遠位置から近接位置までの任意の被写体を撮影するために、レンズを光軸方向に移動させる手段として、ステッピングモータやDCモータが用いられていた。しかしながら、近年、撮像装置が携帯電話及びPDA等に搭載されるようになるに至り、撮像装置の一層の小型化及び軽量化が要求されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an imaging apparatus having an autofocus function mounted on a small camera or the like, a stepping motor is used as a means for moving a lens in the optical axis direction in order to photograph an arbitrary subject from an infinite position to a close position. And DC motors were used. However, in recent years, imaging devices have come to be mounted on mobile phones, PDAs, and the like, and further reduction in size and weight of imaging devices is required.
そして、この小型化や軽量化の要求に応じるため、ステッピングモータやDCモータに代えて、マグネットやヨークからなる磁気回路にコイルを配置したボイスコイルモータが用いられるようになっている。 In order to meet the demand for reduction in size and weight, a voice coil motor in which a coil is arranged in a magnetic circuit composed of a magnet and a yoke is used instead of a stepping motor and a DC motor.
このようなボイスコイルモータを用いた撮像装置としては、レンズ群を保持したレンズ保持枠の側縁の一部に被案内部を突設するとともに、被案内部の反対側に被駆動部を突設して、この被駆動部の先端部に光軸方向に延びる円筒状のボビンを一体形成し、このボビンにコイルを巻回して駆動コイルを設け、この駆動コイルに電流を供給することにより、レンズ保持枠の被案内部が、案内軸に設けられた位置検出装置およびアイリス装置で決められた最大移動距離間を摺動することにより、無限遠位置から近接位置までの任意の被写体を撮影するものがある。(例えば特許文献1参照) As an imaging apparatus using such a voice coil motor, a guided part protrudes from a part of a side edge of a lens holding frame that holds a lens group, and a driven part protrudes from the opposite side of the guided part. A cylindrical bobbin extending in the optical axis direction is integrally formed at the tip of the driven part, a coil is wound around the bobbin, a drive coil is provided, and current is supplied to the drive coil, The guided part of the lens holding frame slides between the maximum movement distances determined by the position detection device and the iris device provided on the guide shaft, thereby photographing an arbitrary subject from an infinite position to a close position. There is something. (For example, see Patent Document 1)
従来の撮像装置は、上記のように構成されているので、レンズ群を保持したレンズ保持枠の最大移動距離は位置検出装置あるいはアイリス装置で決定されるため、位置検出装置などを別途搭載しなければならず、そのため、撮像装置が大きく、かつ高価になる問題があった。 Since the conventional imaging device is configured as described above, the maximum movement distance of the lens holding frame that holds the lens group is determined by the position detection device or the iris device. Therefore, a position detection device or the like must be mounted separately. Therefore, there has been a problem that the image pickup apparatus is large and expensive.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、上記のような位置検出装置を無くして小型化を実現した撮像装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can be miniaturized by eliminating the position detection apparatus as described above.
この発明に係る撮像装置は、撮像素子に被写体像を結像させるレンズ群を収納保持する鏡筒と、レンズ群の光軸方向に平行に形成され、外周にコイルが巻回されると共に、光軸方向にガイド孔が挿通されたボビンと、ガイド孔に挿入され、ボビンを光軸方向に摺動自在にするガイド軸と、このガイド軸に嵌合するとともに、コイルを挟み込むように形成されたヨークと、ヨークとコイルの間に設けられ、ヨーク、ガイド軸及びコイルを介して磁気回路を形成する磁石と、鏡筒とボビンを接続し、鏡筒とボビンを協動させる支持部と、この支持部とヨークの当接により鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えたものである。 An image pickup apparatus according to the present invention includes a lens barrel that houses and holds a lens group that forms a subject image on an image pickup element, and is formed in parallel to the optical axis direction of the lens group. A bobbin with a guide hole inserted in the axial direction, a guide shaft that is inserted into the guide hole and makes the bobbin slidable in the optical axis direction, and is fitted to the guide shaft and sandwiched between the coils. A yoke, a magnet provided between the yoke and the coil and forming a magnetic circuit via the yoke, the guide shaft and the coil; a support portion for connecting the lens barrel and the bobbin; This is provided with locking means for setting the maximum movement distance of the lens barrel in the optical axis direction by contact between the support portion and the yoke.
この発明によれば、鏡筒とボビンを協動させる支持部がヨークと当接することにより、鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えた構成にしたので、最大移動距離を検出する位置検出装置を用いる必要がなくなるため、撮像装置の小型化が実現できる効果がある。 According to the present invention, since the support portion for cooperating the lens barrel and the bobbin is in contact with the yoke, the structure is provided with the locking means for setting the maximum movement distance in the optical axis direction of the lens barrel. Since there is no need to use a position detection device that detects the distance, there is an effect that the imaging device can be downsized.
実施の形態1
この発明の実施の形態1について、まず図1〜図3を参照して、撮像装置の構成について説明する。なお説明の便宜のため、図1〜図3に示すようにX,Y,Z軸方向を規定し説明する。このZ軸方向は光軸方向を示し、+Z軸方向は被写体のある方向を示す。
With respect to
図1は、撮像装置を上面側から見た上面断面図であり、後述する図2においてI−I面で切断し、−Z軸方向に見たものである。図2は、撮像装置を正面側から見た正面断面図であり。図1においてII−II面で切断し、Y軸方向に見たものである。図3は、撮像装置を側面側から見た側面断面図であり、図2においてIII−III面で切断し、−X軸方向に見たものである。 FIG. 1 is a top cross-sectional view of the imaging device as viewed from the top surface side, which is cut along the II plane in FIG. 2 to be described later and viewed in the −Z-axis direction. FIG. 2 is a front sectional view of the imaging apparatus as viewed from the front side. FIG. 1 is a view taken along the II-II plane and viewed in the Y-axis direction. FIG. 3 is a side cross-sectional view of the imaging apparatus as viewed from the side, and is taken along the III-III plane in FIG. 2 and viewed in the −X axis direction.
CCDなどの撮像素子1が搭載されたプリント基板2の+Z軸方向には、光軸中心に、撮像素子1に被写体像を結像させるための複数のレンズからなるレンズ群3が設けられており、このレンズ群3は、その外周部が円筒形の鏡筒4により保持されている。また鏡筒4の外周側縁の−Z軸方向の端部からは、+X軸方向に延出した支持部5が固設されている。この支持部5の鏡筒4の反対側の端部には、+Z軸方向に延出した方形のボビン6が一体に形成され、その外周にはコイル7が巻回され、ボビン6のZ方向の略中央にはガイド孔6aが貫通している。また支持部5の鏡筒4とボビン6の間には、鏡筒4の最大移動距離を設定するための係止手段を構成する張出部8が支持部5からY方向に延出して設けられている。
In the + Z-axis direction of the
またボビン6のガイド孔6aには、Z軸方向にガイド軸9が摺動自在に挿通されている。このガイド軸9の一端は、プリント基板2の上に固設され、かつ+Z軸方向に開口しているケース10の底部10aに固定されており、他端は、ケース10の開口を覆うように、例えば接着剤11を用いてケース10に固着される蓋12に固定されている。この蓋12は、鏡筒4を包囲する開口部12aを有している。
A
またケース10内には、コイル7に対して+Z軸方向に開口し、かつコイル7を包囲するコの字形状のヨーク13が設けられている。またこのヨーク13は、ガイド軸9を嵌挿するための孔13aを有しており、この孔13aにガイド軸9が嵌挿されるとともにケース10に固定されている。このヨーク13とガイド軸9の嵌合は後述する磁気回路が形成可能な程度であればよい。またヨーク13の鏡筒4側の−Z軸方向の下端には、支持部5に設けられた張出部8が当接し、支持部5の+Z軸方向の動作を係止し、最大移動距離を設定するための係止手段を構成する切欠部14が形成されている。
In addition, a
またコイル7とヨーク13の間には、ヨーク13に当接して、磁気回路を形成するため磁石15a及び15bが設けられている。この磁石15a及び15bは、コイル7側がS極、ヨーク13側がN極に着磁している。
次に動作について、構成を示す図1〜3に加え、図4〜図10を参照して説明する。 Next, the operation will be described with reference to FIGS. 4 to 10 in addition to FIGS.
図4は、レンズ群3を保持した鏡筒4をZ軸方向(光軸方向)に動作させて、オートフォーカスを行うために、コイル7に入力される電力波形の一例を示したものである。図4において、コイル7にはパルス波形の電力が入力される。このパルス波形の幅は可変である。そしてコイル7に入力される電力は、パルスがONの時間(図4においてB)とパルスがON+OFFの時間(図4においてA+B)の比であるDuty(%)で示される。Duty(%)は、0〜100%の値となり、0%は入力電力の無い状態(図4において常時0mAを示す)を示し、100%は入力電力が連続した状態(図4において常時200mAを示す)を示している。
FIG. 4 shows an example of a power waveform input to the
図5及び図6は、コイル7に図4に示すパルス波形の電力が入力(Duty=0%を除く)された場合に、コイル7に生じる電磁力を示した説明図である。図5は、図1に示す方向から見たものであり、図6は、図3に示す方向から見たものである。図5及び図6において、コイル7には、図5に示すようにコイル電流20が流れる。コイル電流20は、図4に示すパルス波形の電力(Duty=0%を除く)が入力された時にコイル7に生じる電流である。また図6に示すように、磁石15a及び15bのN極から、ヨーク13、ガイド軸9、ボビン6、コイル7を経て磁石15a及び15bのS極まで、磁気回路21a及び21bが形成される。この時、コイル電流20は、磁気回路21a及び21bを切るように流れているため、図6に示すように、コイル7には+Z軸方向に電磁力22が働く。この電磁力22は、コイル7が巻回されているボビン6及びボビン6が固設されている支持部5を介してレンズ群3を保持した鏡筒4を+Z軸方向に動作させる駆動力となる。そしてこの電磁力22の大きさは、図4に示したDuty(%)の値で変化する。
5 and 6 are explanatory diagrams showing electromagnetic force generated in the
図7は、Duty(%)と鏡筒移動量(mm)の関係の一例を示した説明図である。図7において、横軸は、図4に示したDuty(%)を示し、その範囲は0〜100%である。0%は入力電力が無い状態であり、100%は連続して電力が入力されている状態を示す。また縦軸は、鏡筒移動量(mm)を示し、その範囲は0〜0.5mmである。ここで0mmは初期位置を示し、0.5mmは最大移動距離を示す。この最大移動距離は、初期位置から、支持部5に設けられた係止手段である張出部8a及び8bが、ヨーク13に設けられた係止手段である切欠部14に当接するまでの距離である。そして図7に示すように、Duty=0〜100%(特に40〜70%)の間で、鏡筒4は初期位置である0mmから最大移動距離である0.5mmの間を移動する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the duty (%) and the lens barrel movement amount (mm). In FIG. 7, the horizontal axis indicates the Duty (%) shown in FIG. 4, and the range is 0 to 100%. 0% indicates a state where there is no input power, and 100% indicates a state where power is continuously input. The vertical axis indicates the amount of movement (mm) of the lens barrel, and the range is 0 to 0.5 mm. Here, 0 mm indicates the initial position, and 0.5 mm indicates the maximum movement distance. This maximum moving distance is the distance from the initial position until the
図8は、撮影可能な被写体距離と鏡筒移動量(mm)との関係の一例を示した説明図である。図8において、横軸は、近接位置から無限遠位置までの撮影可能な被写体距離を示し、縦軸は、図7に示した鏡筒移動量(mm)を示している。図8に示すように、無限遠位置では、鏡筒移動量は小さく、鏡筒4は初期位置あるいはその近傍位置となり、また近接位置では、鏡筒移動量は大きく、鏡筒4は最大移動距離移動後の最大移動位置あるいはその近傍位置となる。そしてこの近接位置と無限遠位置の間にある被写体距離に応じて、鏡筒移動量が変化する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the subject distance that can be photographed and the lens barrel movement amount (mm). In FIG. 8, the horizontal axis indicates the subject distance that can be photographed from the close position to the infinity position, and the vertical axis indicates the amount of movement (mm) of the lens barrel shown in FIG. As shown in FIG. 8, at the infinity position, the amount of movement of the lens barrel is small, the
図9は、撮像装置の撮影動作を順に示した動作説明図である。また図10(a),(b)は、鏡筒4が初期位置にある撮像装置を示した説明図である。図11(a),(b)は、鏡筒4が撮影位置にある撮像装置を示した説明図である。図12(a),(b)は、鏡筒4が+Z軸方向の最大移動位置にある撮像装置を示した説明図である。図13は、最大移動位置においてヨーク13に係止板8が当接した状態を示す詳細説明図である。
FIG. 9 is an operation explanatory diagram sequentially illustrating shooting operations of the imaging apparatus. FIGS. 10A and 10B are explanatory views showing the imaging apparatus in which the
まず、図10(a),(b)に示すように、鏡筒4は初期位置にある。この初期位置は、撮像装置は、電力が供給されON状態にあるが、撮影をしない状態における鏡筒4の位置を示す。すなわち、図7においてDuty=0%の場合を示す。この時、鏡筒4に固設されている支持部5の−Z軸方向の面がヨーク13に当接しており、鏡筒4は撮像素子1に最も近接した位置にある。またこの初期位置は無限遠位置の被写体の撮影位置にも成りうる。(図9におけるS1)
First, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
次に、所望の被写体を撮影するために、撮像装置をこの被写体に向けると、撮像装置は、例えば、別に設けられた撮像装置と被写体との距離を測定する距離測定装置の距離測定結果に応じて、フォーカス調整を行うための所定のDuty(%)の電力をコイル7に入力する。このコイル7に入力された電力の大きさに伴って、コイル7には、+Z軸方向に所定の大きさの電磁力22が働く。そしてコイル7が巻回されたボビン6、このボビン6に固設された支持部5、この支持部5に固設された係止板8及びレンズ群3を保持した鏡筒4は、図11(a),(b)に示すように、+Z軸方向に所定距離移動する。そして撮像素子1に被写体像を結像させるフォーカス位置において、+Z軸方向の移動が停止され、被写体の撮影を行う(所謂、オートフォーカス撮影)。(図9におけるS2,S3)
Next, in order to photograph a desired subject, when the imaging device is pointed at the subject, the imaging device, for example, responds to the distance measurement result of a distance measuring device that measures the distance between the separately provided imaging device and the subject. Then, a predetermined duty (%) electric power for performing focus adjustment is input to the
また、被写体の撮影時、鏡筒4は、コイル7に入力されるDuty(%)の電力の値に応じて、+Z軸方向に移動するのであるが、無限遠位置から近接位置までの撮影範囲を確保するとともに、電磁力22により鏡筒4が必要以上に+Z軸方向に移動しないようにするために、図12(a),(b)及び図13に示すように、ヨーク3に設けた切欠き部14に、支持部5に固設された係止板8を当接させる。これにより、最大移動距離を設定する。またこの最大移動距離は最も近接した被写体の撮影位置にも成りうる。
Further, when photographing a subject, the
そして、被写体の撮影完了後は、Duty=0%として、図10(a)及び(b)に示すように鏡筒4を初期位置にする。この鏡筒4の初期位置への移動は、図示していないが、例えば−Z軸方向に働くばね等の弾性体の力を利用する。(図9におけるS4)
Then, after the photographing of the subject is completed, the
この実施の形態1によれば、撮像装置を、撮像素子1に被写体像を結像させるレンズ群3を収納保持する鏡筒4と、レンズ群3の光軸方向に平行に形成され、外周にコイル7が巻回され、光軸方向にガイド孔6aが挿通されたボビン6と、ガイド孔6aに挿入され、ボビン6を光軸方向に摺動自在にするガイド軸9と、ガイド軸9に嵌合すると共に、コイルを挟み込むように形成されたヨーク13と、ヨーク13とコイル7の間に設けられ、ヨーク13、ガイド軸9及びコイル7を介して磁気回路を形成する磁石15a及び15bと、鏡筒4とボビン6を接続して協動させる支持部5と、支持部5に設けられた張出部8a及び8bとヨーク13に設けられた切欠部14を当接させて鏡筒4の光軸方向の最大移動範囲を設定するように構成したため、最大移動範囲を検出する位置検出装置を用いる必要がなくなるため、撮像装置の小型化が実現できる効果がある。また加えて低コスト化も実現できる効果もある。
According to the first embodiment, the imaging apparatus is formed in parallel with the
実施の形態2
実施の形態1によれば、図13に示すように、切欠部14の−Z軸方向の面に、略矩形の断面形状を有する係止板8の+Z軸方向の面が当接するものを示したが、図14に示すように、張出部8a及び8bの断面形状を円形または楕円形とし、切欠部14の−Z軸方向の面に当接させてもよい。この場合、切欠部14の−Z軸方向の面に、円形断面の張出部8a及び8bが線でもって当接するため、実施の形態1の効果に加え、鏡筒4の移動量のばらつきを小さく出来る効果を有する。
According to the first embodiment, as shown in FIG. 13, the surface in the + Z-axis direction of the
実施の形態3
実施の形態2によれば、張出部8a及び8bの断面形状を円形または楕円形とし、切欠部14の−Z軸方向の面に線でもって当接するようにしたものを示したが、図15に示すように、切欠部14の−Z軸方向の面を凸形状とし、実施の形態1で示した略矩形の断面形状を有する張出部8a及び8bの+Z軸方向の面と当接させてもよい。この場合も、切欠部14と張出部8a及び8bは線でもって当接するため、実施の形態2と同等の効果を有する。
According to the second embodiment, the cross-sectional shape of the
実施の形態4
実施の形態1によれば、切欠部14を−X軸方向に形成したものを示したが、図16に示すように、切欠部14をケース10の長手方向内側の中心線方向に略直角に屈曲させてもよい。この場合、切欠部14が−X軸方向に延出しない分、実施の形態1に示した撮像装置の一層の小型化が可能である。
According to the first embodiment, the
なお、実施の形態2で示した円形断面形状の張出部8a及び8b、実施の形態3で示した−Z軸方向の面を凸形状とした切欠部14を、実施の形態4に適用することも可能である。
The projecting
1 撮像素子
2 プリント基板
3 レンズ群
4 鏡筒
5 支持部
6 ボビン
6a ガイド孔
7 コイル
8a,8b 張出部
9 ガイド軸
10 ケース
10a 底板
11 接着剤
12 蓋
12a 開口部
13 ヨーク
13a 孔
14 切欠部
15a,15b 磁石
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記レンズ群を収納保持する鏡筒と、
前記レンズ群の光軸方向に平行に形成され、外周にコイルが巻回されると共に、光軸方向にガイド孔を備えたボビンと、
前記ガイド孔に挿入され、前記ボビンを光軸方向に摺動自在にするガイド軸と、
前記ガイド軸に嵌合するとともに、前記コイルを挟み込むように形成されたヨークと、
前記ヨークと前記コイルの間に設けられ、前記ヨーク、前記ガイド軸及び前記コイルを介して磁気回路を形成する磁石と、
前記鏡筒と前記ボビンを接続し、前記鏡筒と前記ボビンを協動させる支持部と、
前記支持部と前記ヨークの当接により前記鏡筒の光軸方向の最大移動距離を設定する係止手段を備えたことを特徴とする撮像装置。 A lens group that forms a subject image on the image sensor;
A lens barrel for storing and holding the lens group;
A bobbin that is formed in parallel to the optical axis direction of the lens group, a coil is wound around the outer periphery, and a guide hole is provided in the optical axis direction;
A guide shaft that is inserted into the guide hole and makes the bobbin slidable in the optical axis direction;
A yoke that is fitted to the guide shaft and formed to sandwich the coil;
A magnet provided between the yoke and the coil and forming a magnetic circuit via the yoke, the guide shaft and the coil;
A support portion for connecting the lens barrel and the bobbin, and for cooperating the lens barrel and the bobbin;
An imaging apparatus comprising: a locking unit that sets a maximum moving distance of the lens barrel in the optical axis direction by contacting the support portion with the yoke.
The imaging apparatus according to claim 2, wherein a part of the yoke is bent inwardly, and the notch portion with which the protruding portion abuts is provided at the bent portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005292302A JP2007101934A (en) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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