JP2009025376A - 撮像ユニット及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動レンズを備えながら、小型の撮像ユニットを提供する。
【解決手段】撮像ユニット１は、レンズ２を収容し、当該レンズ２の光軸Ｘ方向から見て略矩形の筐体１０と、レンズ２を光軸Ｘ方向に駆動するレンズ駆動装置２０と、支点３１を有するとともに一端部３２がレンズ駆動装置２０の駆動軸２３に当接されるレバー３０と、一端部３２が駆動軸２３側に押圧されるようにレバー３０の他端部３３を付勢するコイルばね４０と、光軸Ｘを中心とするレンズ２の回動を規制する回動規制部５０と、光軸Ｘ方向における移動部材２５の位置を検出する位置検知センサ６０と、を備えている。レンズ駆動装置２０は筐体１０内の第１の隅部Ａに配設され、コイルばね４０は第１の隅部Ａと隣り合う第２の隅部Ｂに配設されている。回動規制部５０は第３の隅部Ｃに配置され、位置検知センサ６０は第４の隅部Ｄに配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像ユニット及びこの撮像ユニットを備える電子機器に関する。

近年、例えば、カメラ付き携帯電話機等の普及により、種々の携帯用電子機器に搭載可能な小型の撮像ユニットが開発されており、ズームレンズを搭載するオートフォーカス(Auto Focus：ＡＦ)式の撮像ユニットも開発されている（例えば、特許文献１参照）。
一般に、撮像ユニットは、矩形の撮像面を有する撮像素子の前（被写体側）に可動レンズ群が配されてなり、さらに可動レンズ群の前にはシャッタや絞りのような光量制御装置が設けられている。

ところで、図５に示すように、上記特許文献１に開示される撮像ユニット１０１では、可動レンズ群１０２の駆動源として、図示しない圧電素子の急峻な体積変化と移動体１２５の慣性と摩擦力とを利用した直進型アクチュエータであるスムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism：以下、単にＳＩＤＭという）１２０が採用されている。

ＳＩＤＭ１２０は、固定部（図示省略）、圧電素子及び駆動軸１２３の３部品を当該記載順に接合してなる本体と、駆動軸１２３に摩擦係合された移動体１２５とから構成されており、移動体１２５に可動レンズ群１０２を保持させることで、撮像ユニット１０１におけるズーム機能の駆動源として採用される。かかるＳＩＤＭ１２０は、一般的な電磁モータやステッピングモータ等の回転型アクチュエータと比較して、例えば、減速機等を必要としないため、小型、低消費電力、静音という特徴を有し、特に、移動体１２５と駆動軸１２３との間の摩擦力が当該移動体１２５を保持するための保持力となるため、移動体１２５の停止時に保持電力を消費することがない。つまり、消費電力が極めて少ない直進型アクチュエータであり、携帯電話機等の携帯用電子機器に搭載されるズームレンズの駆動源に最適であるとされている。そして、近年、撮像ユニットの小型化が進み、光軸方向の投影面積がさらに小さな撮像ユニットの開発が望まれている。
特開２００６−２７９３６８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される撮像ユニット１０１は、可動レンズ群１０２を保持する移動体１２５をＳＩＤＭ１２０の駆動軸１２３に摩擦係合させるため、駆動軸１２３と当接する略Ｖ字状の当接部１３０と、該当接部１３０を駆動軸１２３側に押圧するバネ部材１４０とを有し、これら駆動軸１２３及びバネ部材１４０が、移動体１２５を保持するフレーム（筐体）１１０内の一隅にまとめて配置されている。このためフレーム１１０内におけるスペースの利用効率が悪く、当該撮像ユニット１０１における光軸方向から見た投影面積を効率よく小型化できないという問題があった。

本発明の課題は、可動レンズを備えた撮像ユニットの更なる小型化を図ること及びかかる撮像ユニットを備えた電子機器を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
円形のレンズを収容し、当該レンズの光軸方向から見て略矩形の筐体と、
前記レンズを光軸方向に移動可能に保持する移動部材と、当該移動部材と摩擦係合する駆動軸と、前記駆動軸を軸方向に駆動する圧電素子とを備えるレンズ駆動装置と、
支点を有するとともに一端部が前記駆動軸に当接されるレバーと、
前記一端部が前記駆動軸側に押圧されるように前記レバーの他端部を付勢する付勢部材と、を備え、
前記レンズ駆動装置は前記筐体内の第１の隅部に配設され、
前記付勢部材は、前記レンズ駆動装置が配設された前記筐体内の前記第１の隅部と隣り合う第２の隅部に配設されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
前記レンズ駆動装置及び前記付勢部材が各々配置された隅部とは異なる第３の隅部に、前記光軸を中心とする前記レンズの回動を規制する回動規制部を備えてなることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記レンズ駆動装置及び前記付勢部材が各々配置された隅部とは異なる第４の隅部に、前記光軸方向における前記移動部材の位置を検出する位置検知センサを備えてなることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、電子機器において、請求項１〜３の何れか一項に記載された撮像ユニットを、機器本体に備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レンズは光軸方向から見て略矩形の筐体内に収納される。レンズは円形であるため、筐体内の隅部にはデッドスペースが形成されることとなる。ここで、一つの隅部に部材を集中させると省スペース化を図ることができないが、本発明によれば、レンズ駆動装置や付勢部材等の各部材を異なる隅部に分散して配設することで、筐体内部のデッドスペースを有効に活用することができる。従って、更なる撮像ユニットの小型化を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、レンズ駆動装置及び付勢部材が各々配置された第１及び第２の隅部とは異なる第３の隅部に、光軸を中心とするレンズの回動を規制する回動規制部を備えることにより、筐体内のデッドスペースを有効に活用して撮像ユニットの大型化を抑制しつつ、光軸方向に移動する際の光軸を中心とするレンズの回動を防止することができる。これにより、光軸方向に対するレンズのスムーズな移動を確保しつつ撮像ユニットの小型化を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、レンズ駆動装置及び付勢部材が各々配置された第１及び第２の隅部とは異なる第４の隅部に、光軸方向における移動部材の位置を検出する位置検知センサを備えることにより、筐体内のデッドスペースを有効に活用して撮像ユニットの大型化を防止しつつ、光軸方向における移動部材の位置を検出することができる。そして、位置検出センサによって検出される、移動部材に保持されたレンズの光軸方向における位置に応じて、レンズ駆動装置を所望に駆動することができる。従って、撮像ユニットの大型化を防止しつつ、種々の制御が可能で使い勝手のよい撮像ユニットを提供することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、電子機器は、請求項１〜３の何れか一項に記載された撮像ユニットを機器本体に備えるので、より小型化された撮像ユニットを機器本体に備えることができることとなって、電子機器自体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、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本実施形態に係る撮像ユニット１を機器本体に備えた電子機器としての携帯電話機１００を示す斜視図である。
図１に示すように、携帯電話機１００は、機器本体であるケース体３の内部に撮像ユニット１を備え、さらに撮像ユニット１により撮像した画像を表示する表示部４、各種操作を行う操作部５などを備えている。

図２は、本実施形態に係る撮像ユニット１を被写体方向（正面）から見た様子を示す正面図であり、図３は同側方から見た様子を示す側面図である。
図２、図３に示すように、撮像ユニット１は、レンズ２を収容し、当該レンズ２の光軸Ｘ方向から見て略矩形の筐体１０と、レンズ２を光軸Ｘ方向に駆動するレンズ駆動装置２０と、支点３１を有するとともに一端部３２がレンズ駆動装置２０の駆動軸２３（後述する）に当接されるレバー３０と、一端部３２が駆動軸２３側に押圧されるようにレバー３０の他端部３３を付勢する付勢部材としてのコイルばね４０と、光軸Ｘを中心とするレンズ２の回動を規制する回動規制部５０と、光軸Ｘ方向における移動部材２５の位置を検出する位置検知センサ６０と、を備えている。

筐体１０の内部には、光軸Ｘ方向（被写体側）から見て略矩形をなす所定の内部空間が形成されており、この内部空間内に、光軸Ｘ方向から見て略円形のレンズ２が収納されている。従って、筐体１０内に収納されたレンズ２と当該筐体１０の内壁部との間には、筐体１０内の隅部（角部）を含む領域に所定の空きスペースが形成されている。本実施形態では、特に、図２における右下部の隅部を含むスペースを第１の隅部Ａとし、以下、時計回りに順に、第２の隅部Ｂ、第３の隅部Ｃ及び第４の隅部Ｄとする。

レンズ駆動装置２０は、玉枠２６とともにレンズ２を光軸Ｘ方向に移動可能に保持する移動部材２５と、当該移動部材２５と摩擦係合する駆動軸２３と、駆動軸２３を軸方向に駆動する圧電素子２２と、圧電素子２２の一端を固定する固定部材２１とを備えている。
かかるレンズ駆動装置２０は、圧電素子２２の急峻な体積変化と移動部材２５の慣性と摩擦力とを利用したスムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism：ＳＩＤＭ）であり、レンズ２を駆動する超小型のリニアアクチュエータとなっている。
ここで、本実施形態における駆動軸２３は、図２において筐体１０の内部空間の右下部を占める第１の隅部Ａに配設されており、レンズ２の光軸Ｘ方向と平行に設けられている。すなわち、レンズ駆動装置２０は、固定部材２１、圧電素子２２及び駆動軸２３が当該記載順に接合されてなる本体部２４が、筐体１０内の第１の隅部Ａに配設されている。

レバー３０は、図２、図３に示すように、移動部材２５に保持され、筐体１０内において上記第１の隅部Ａから、当該第１の隅部と隣り合う第２の隅部Ｂにかけて延在している。すなわち、レバー３０は、図２、図３に示す筐体１０の内部空間内において左右方向に沿って延在しており、右側の一端部３１が上記第１の隅部Ａに配設されたレンズ駆動装置２０の駆動軸２３と摩擦係合する移動部材２５の一端に当接可能に配設され、左側の他端部３３が図２における筐体１０内の左下部を占める第２の隅部Ｂまで延設されている。また、レバー３０の長手方向における中間部は、正面視にて筐体１０の外側に向けてやや凸状に曲成されており、当該曲成部の頂点には支点３１が設けられている。このレバー３０は、後述するコイルばね４０により他端部３３を筐体１０の内壁側に向けて付勢することで、一端部３２を駆動軸２３側に付勢するためのものである。

コイルばね４０は、レンズ駆動装置２０が配設された筐体１０内の上記第１の隅部Ａと隣り合う第２の隅部Ｂ（図１において左下部）に配設されている。このコイルばね４０は、移動部材２５に形成されたばね収納部内に保持されていて、レバー３０の他端部３３を筐体１０の内壁側（図１中、下方側）に向けて常に押圧するようになっている。

回動規制部５０は、レンズ駆動装置２０及びコイルばね４０が各々配置された上記第１の隅部Ａ及び第２の隅部Ｂとは異なる第３の隅部Ｃ（図１に示す筐体内１０の左上部）に配置されている。かかる回動規制部５０は、玉枠２６の一端をなしレンズ２の半径方向外側に向けて突設された凸部５１と、筐体１０の内壁部に形成され凸部５１と光軸Ｘ方向に摺動自在に嵌合する凹部５２とから構成されている。そして、この回動規制部５０により、上記レンズ駆動装置２０の駆動によって移動部材２５、玉枠２６及びレンズ２が光軸Ｘ方向に駆動される際に、光軸Ｘを中心とするレンズ２の回動が規制されるようになっている。

位置検知センサ６０は、上記第１の隅部Ａ、第２の隅部Ｂ及び第３の隅部Ｃとは異なる第４の隅部Ｄ（図１に示す筐体１０内の右上部）に配置されている。本実施形態では、位置検知センサ６０としてホール素子が用いられ、光軸Ｘ方向に対する移動部材２５の移動に基づく磁場の変化により、光軸Ｘ方向におけるレンズ２の位置を検知できるようになっている。

次に、以上の構成からなる撮像ユニット１の作用を説明する。
本実施形態に係る撮像ユニット１では、光軸Ｘ方向から見て略矩形の筐体１０内に同Ｘ方向から見て略円形のレンズ２が収納される。そして、レンズ２と筐体１０の内壁部とで形成される第１の隅部Ａには固定部材２１、圧電素子２２及び駆動軸２３からなるレンズ駆動装置２０の本体部２４が配され、この第１の隅部Ａと隣接する第２の隅部Ｂにはレバー３０の一端部に駆動軸２３に向かう押圧力を付与するためのコイルばね４０が配置される。また、第３の隅部Ｃには回動規制部５０が配され、第４の隅部Ｄには位置検知センサ６０が配置される。

ここで、一般に、レンズ２は光軸Ｘ方向から見て円形であるため、筐体１０内の隅部にはデッドスペースが形成されることとなり、一つの隅部に部材を集中させると省スペース化を図ることができないが、本発明に係る撮像ユニット１では、レンズ駆動装置１０、コイルばね４０、回動規制部材５０及び位置検知センサ６０等の各部材が、それぞれ筐体１０内の四隅に効率よく分散して配置される。従って、筐体１０内の四隅に形成されるデッドスペースが有効に活用されるため、各部材を収容する筐体１０の内部に無駄なスペースがなく空間効率が高いため、光軸Ｘ方向から見た撮像ユニット１全体の投影面積が小さい。

以上述べた本実施形態に係る撮像ユニット１によれば、筐体１０内部のデッドスペースを有効に活用することができるため、更なる撮像ユニット１の小型化を図ることが可能となる。

また、レンズ駆動装置２０及びコイルばね４０が各々配置された第１の隅部Ａ及び第２の隅部Ｂとは異なる第３の隅部Ｃに、光軸Ｘを中心とするレンズ２の回動を規制する回動規制部５０を備えることにより、筐体１０内のデッドスペースを有効に活用して撮像ユニット１の大型化を抑制しつつ、光軸Ｘ方向に移動する際の光軸Ｘを中心とするレンズ２の回動を防止することができる。これにより、光軸Ｘ方向に対するレンズ２のスムーズな移動を確保しつつ撮像ユニット１の小型化を図ることができる。

さらに、第１の隅部Ａ、第２の隅部Ｂ及び第３の隅部Ｃとは異なる第４の隅部Ｄに、光軸Ｘ方向における移動部材２５の位置を検出する位置検知センサ６０を備えることにより、筐体１０内のデッドスペースを有効に活用して撮像ユニット１の大型化を防止しつつ、光軸Ｘ方向における移動部材２５の位置を検出することができる。そして、位置検出センサ６０によって検出される、移動部材２５に保持されたレンズ２の光軸Ｘ方向における位置に応じて、レンズ駆動装置２０を所望に駆動することができる。従って、撮像ユニット１の大型化を防止しつつ、種々の制御が可能で使い勝手のよい撮像ユニット１を提供することが可能となる。

また、携帯電話機１００は、上記撮像ユニット１を、ケース体３に備えるので、より小型化された撮像ユニット１をケース体３に備えることができることとなって、携帯電話機１００自体の小型化を図ることができる。

なお、コイルばね４０は、例えば、板ばね、ゴム等の弾性体であってもよい。
また、回動規制部５０は、例えば、光軸Ｘ方向から見て、レンズ駆動装置２０が配設された第１の隅部Ａと隣接する第４の隅部Ｄに設けてもよいが、例えば、本実施形態のように、光軸Ｘに対して、レンズ駆動装置２０が配設された隅部（第１の隅部Ａ）と対称な隅部（第３の隅部Ｃ）に配設することが好ましい。このようにすれば、移動部材２５をバランスよく支持することができるため、光軸Ｘ方向に対する移動部材２５のスムーズな移動を実現することができる。

また、回動規制部５０は、凸部５１と凹部５２とが逆の関係になっていてもよい。すなわち、例えば、レンズ２を保持して光軸Ｘ方向に移動する移動部材２５又は玉枠２６の一端を切欠いて凹部とし、この凹部と摺動自在に係合する凸部として、筐体１０の内壁部に光軸Ｘ方向に沿う凸条又は軸等を設けてもよい。

また、携帯電話機１００は、上記撮像ユニット１を光軸Ｘと直交する方向（上下左右方向）に駆動する駆動手段と、上下方向及び左右方向に対する携帯電話機１００の振れを検知する検知手段とを有する手振れ補正機能を備える構成としてもよい。この場合、例えば、駆動手段としてＳＩＤＭを用いることで、撮像ユニット１及び当該撮像ユニット１を搭載する携帯電話機１００の大型化を防止することができる。

また、上記以外にも、撮像ユニット１を構成する種々の部材を、筐体１０内の第１の隅部Ａ、第２の隅部Ｂ、第３の隅部Ｃ及び第４の隅部Ｄの何れかに配置する構成としてもよい。例えば、レンズ駆動装置２０の駆動によるズーム動作（ＡＦ動作）や手振れ補正の際に、回動規制部５０の凸部５１と凹部５２とのがたつきを防止するための手段として、例えば、鉄片等の磁性体と磁石とからなる付勢手段を設けてもよい。このような付勢手段を設ける場合、例えば、上記実施形態に示したように、レンズ駆動装置２０を第１の隅部Ａに配置するとともに回動規制部５０を第３の隅部Ｃに配置し、第２の隅部Ｂ又は第４の隅部Ｄの何れか一方又は両方に付勢手段を配置することで、筐体１０内の空間を有効に活用することができる。

また、上記実施形態では、撮像ユニット１を搭載する電子機器として携帯電話機１００を例に説明したが、その他、各種携帯用電子機器に搭載可能であることは言うまでも無い。

本実施形態に係る撮像ユニットを備えた携帯電話機を示す斜視図であり、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。 本実施形態の撮像ユニットを示す正面図である。 図２の撮像ユニットの側面図である。 本実施形態に係る撮像ユニットを示す斜視図である。 従来の撮像ユニットの正面図である。

符号の説明

１ 撮像ユニット
２ レンズ
３ ケース体
４ 表示部
５ 操作部
１０ 筐体
１１ 取り付け部
２０ レンズ駆動装置
２１ 固定部材
２２ 圧電素子
２３ 駆動軸
２４ 本体部
２５ 移動部材
２６ 玉枠
３０ レバー
３１ 支点
３２ 一端部
３３ 他端部
４０ コイルばね（付勢部材）
５０ 回動規制部
５１ 凸部
５２ 凹部
６０ 位置検知センサ
Ａ 第１の隅部
Ｂ 第２の隅部
Ｃ 第３の隅部
Ｄ 第４の隅部
Ｘ 光軸

Claims (4)

1. 円形のレンズを収容し、当該レンズの光軸方向から見て略矩形の筐体と、
   前記レンズを光軸方向に移動可能に保持する移動部材と、当該移動部材と摩擦係合する駆動軸と、前記駆動軸を軸方向に駆動する圧電素子とを備えるレンズ駆動装置と、
   支点を有するとともに一端部が前記駆動軸に当接されるレバーと、
   前記一端部が前記駆動軸側に押圧されるように前記レバーの他端部を付勢する付勢部材と、を備え、
   前記レンズ駆動装置は、前記筐体内の第１の隅部に配設され、
   前記付勢部材は、前記レンズ駆動装置が配設された前記筐体内の前記第１の隅部と隣り合う第２の隅部に配設されていることを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記レンズ駆動装置及び前記付勢部材が各々配置された隅部とは異なる第３の隅部に、前記光軸を中心とする前記レンズの回動を規制する回動規制部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記レンズ駆動装置及び前記付勢部材が各々配置された隅部とは異なる第４の隅部に、前記光軸方向における前記移動部材の位置を検出する位置検知センサを備えてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載された撮像ユニットを、機器本体に備えることを特徴とする電子機器。

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