JP2012078418A - Autofocus device, imaging apparatus mounting the autofocus device, and portable electronic device mounting the imaging apparatus - Google Patents

Autofocus device, imaging apparatus mounting the autofocus device, and portable electronic device mounting the imaging apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autofocus device, an imaging apparatus, and a portable electronic device for enhancing starting speed of a camera.SOLUTION: The autofocus device includes: a lens 13 condensing the light from a subject; a lens holder 15 housing the lens 13; a frame 16 housing the lens 13 via the lens holder 15; a support member 17 attached to the upper part or the lower part of the subject side of the frame 16, and elastically supporting the lens holder 15 in an optical axis direction; and shape-memory alloy 18 connected to the frame 16 and the lens holder 15, and moving the lens 13 in the optical axis direction by extending and contracting. The shape-memory alloy 18 is attached in such a manner that the lens 13 moves towards the subject when the shape-memory alloy 18 extends. A drive part 20 driving the shape-memory alloy 18 performs preliminary calibration operation.

Description

本発明は、オートフォーカス装置、該オートフォーカス装置を搭載した撮像装置、及び、該撮像装置を搭載した、デジタルカメラやカメラ機能付きの携帯電話機や携帯情報端末(PDA)等の携帯電子機器に関するものである。   The present invention relates to an autofocus device, an imaging device equipped with the autofocus device, and a portable electronic device equipped with the imaging device, such as a digital camera, a mobile phone with a camera function, and a personal digital assistant (PDA). It is.

従来から、オートフォーカス装置には、オートフォーカスの高速化を図るため、アクチュエータに形状記憶合金が用いられるものがある。このオートフォーカス装置は、形状記憶合金に電力を供給することにより、形状記憶合金が発熱して縮むことでレンズを一方の方向に移動させるとともに、形状記憶合金が自然放熱して伸びることでレンズを前記方向とは反対方向に移動させるように構成されている。   Conventionally, some autofocus devices use a shape memory alloy for an actuator in order to increase the speed of autofocus. This autofocus device supplies power to the shape memory alloy to generate heat and shrink the shape memory alloy to move the lens in one direction, and the shape memory alloy naturally dissipates and expands the lens. It is comprised so that it may move in the direction opposite to the said direction.

これらのオートフォーカス装置には形状記憶合金の変形量に対応する抵抗値、即ち、縮むことで減少し且つ伸びることで増加する抵抗値により、レンズの位置を制御している。
そして、かかるオートフォーカス装置を延命させるために、形状記憶合金を加熱し、測定抵抗を監視して、極大抵抗および極小抵抗を検出することと、その検出された極大抵抗の抵抗値と検出された極小抵抗の抵抗値との間の抵抗範囲の大きさを導出して記憶することとを含む予備較正動作を実行している。(例えば、特許文献1)。
In these autofocus devices, the position of the lens is controlled by a resistance value corresponding to the deformation amount of the shape memory alloy, that is, a resistance value that decreases by contraction and increases by extension.
In order to prolong the life of such an autofocus device, the shape memory alloy is heated, the measurement resistance is monitored, the maximum resistance and the minimum resistance are detected, and the resistance value of the detected maximum resistance is detected. A pre-calibration operation is performed which includes deriving and storing the magnitude of the resistance range between the resistance values of the minimum resistances. (For example, patent document 1).

この予備較正動作は電力が供給されるか、または装置のスイッチがオンにされたときにのみ実行され、予備較正動作後はレンズの位置を初期位置へ移動させる。通常この初期位置は、レンズが無限遠位置となるように設定される(例えば、特許文献2)。   This pre-calibration operation is performed only when power is supplied or the device is switched on, and after the pre-calibration operation, the lens position is moved to the initial position. Normally, this initial position is set so that the lens is at infinity (for example, Patent Document 2).

特表2010−518438号公報Special table 2010-518438 gazette 特開平5−5835号公報JP-A-5-5835

しかし、上述のオートフォーカス装置では、レンズが移動する方向は、無限位置となる初期位置での保持電力を小さくするために、形状記憶合金が発熱して縮むと撮像素子からレンズが乖離する方向に移動する構成のため、予備較正動作を実施してから撮像素子に近い位置にある無限位置へ移動するまでの時間が長くなり、カメラの起動時間が長くなるという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するもので、予備較正動作後に初期位置へレンズを移動させる時間を短縮することができるオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described autofocus device, the lens moves in a direction in which the lens deviates from the image sensor when the shape memory alloy generates heat and contracts in order to reduce the holding power at the initial position, which is an infinite position. Due to the moving configuration, there is a problem that the time from the execution of the preliminary calibration operation to the movement to the infinite position close to the image sensor becomes longer, and the startup time of the camera becomes longer.
The present invention solves the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an autofocus device that can shorten the time for moving the lens to the initial position after the preliminary calibration operation.

被写体からの光を集光するレンズと、該レンズを収容するレンズホルダと、該レンズホルダを介して前記レンズを収納するフレームと、該フレームの被写体側の上部または下部に取り付けられ、前記レンズホルダを光軸方向に弾性的に支持する支持部材と、前記フレームと前記レンズホルダに接続され、伸縮することで前記レンズを光軸方向に移動させる形状記憶合金とを備え、前記形状記憶合金は伸びると前記レンズが被写体の方向に移動するように取り付けられたことを特徴とする。 A lens that collects light from a subject; a lens holder that houses the lens; a frame that houses the lens through the lens holder; and an upper or lower portion of the frame on the subject side; And a shape memory alloy that is connected to the frame and the lens holder and moves the lens in the optical axis direction by extending and contracting, and the shape memory alloy extends. The lens is attached so as to move in the direction of the subject.

かかる構成によれば、前記形状記憶合金が伸びるとレンズが被写体の方向に移動するように取り付けられたことで、無限位置となる初期位置を保持する場合の形状記憶合金の抵抗値は極小抵抗値に近い抵抗値となり、予備較正動作後に初期位置へ移動するまでの抵抗値の差が小さくでき、よって予備較正動作後に初期位置へ移動する時間を短くすることができる。
本発明の請求項2に係るオートフォーカス装置では、前記形状記憶合金を伸縮させる駆動部と、前記駆動部に動作の指示を行う制御部とを備え、前記駆動部は、前記形状記憶合金に通電する通電部と、前記形状記憶合金の抵抗値を算出する抵抗値計測部と、前記レンズを任意の位置へ移動させるに際に、前記抵抗値計測部で測定される抵抗値を取得しながら、任意の位置に対応する抵抗値となるまで前記形状記憶合金への通電量を前記通電部に指示する駆動制御部とを具備し、前記通電部を制御して前記形状記憶合金を加熱し、前記形状記憶合金の測定抵抗を監視することで極大抵抗値および極小抵抗値を検出し、前記極大抵抗値と前記極小抵抗値の間の抵抗範囲を導出し記憶する予備較正動作が実行でき、前記制御部は前記予備較正動作実行後に初期位置へレンズを移動させるよう前記駆動部を制御することを特徴とする。
かかる構成によれば、極小抵抗値を使用することで、周囲温度の抵抗値変化の影響を受けにくくなり、これにより可動要素の正確な位置決めが可能となる。
また、極小抵抗値と極大抵抗値間の抵抗値を使用し、極小抵抗値を越えない範囲で動作させることで、形状記憶合金結晶への損傷を減らし、形状記憶合金アクチュエータを延命させることが可能となる。
本発明の撮像装置では、請求項1または請求項2のオートフォーカス装置を搭載したことを特徴とする。
According to this configuration, when the shape memory alloy is stretched, the lens is attached so as to move in the direction of the subject, so that the resistance value of the shape memory alloy when the initial position that is an infinite position is maintained is the minimum resistance value. Therefore, the difference in resistance value before moving to the initial position after the preliminary calibration operation can be reduced, so that the time for moving to the initial position after the preliminary calibration operation can be shortened.
In an autofocus device according to a second aspect of the present invention, the autofocus device includes a drive unit that expands and contracts the shape memory alloy, and a control unit that instructs the drive unit to operate, and the drive unit energizes the shape memory alloy. When acquiring the resistance value measured by the resistance value measurement unit when moving the lens to an arbitrary position, the current value to be calculated, the resistance value measurement unit for calculating the resistance value of the shape memory alloy, A drive control unit for instructing the energization unit to energize the shape memory alloy until a resistance value corresponding to an arbitrary position, and controlling the energization unit to heat the shape memory alloy, By monitoring the measurement resistance of the shape memory alloy, the maximum resistance value and the minimum resistance value are detected, and a preliminary calibration operation for deriving and storing the resistance range between the maximum resistance value and the minimum resistance value can be executed, and the control Is the preliminary calibration operation And controlling the driving unit to move the lens to the initial position after.
According to such a configuration, by using the minimum resistance value, it becomes difficult to be influenced by a change in the resistance value of the ambient temperature, thereby enabling accurate positioning of the movable element.
In addition, by using the resistance value between the minimum resistance value and the maximum resistance value, and operating within the range not exceeding the minimum resistance value, it is possible to reduce the damage to the shape memory alloy crystal and prolong the life of the shape memory alloy actuator It becomes.
The image pickup apparatus according to the present invention includes the autofocus device according to claim 1 or 2.

かかる構成によれば、撮像装置においても上記同様な効果を得ることができる。
本発明の係る携帯電子機器では、請求項3の撮像装置を搭載したことを特徴とする。
かかる構成によれば、携帯電子機器においても上記同様な効果を得ることができる。
According to this configuration, the same effect as described above can be obtained in the imaging apparatus.
The portable electronic device according to the present invention is characterized in that the imaging device according to claim 3 is mounted.
According to this configuration, the same effect as described above can be obtained even in a portable electronic device.

本発明によれば、従来のオートフォーカス装置と比較して、予備較正動作後に初期位置へレンズを移動させる時間を短縮することができる。   According to the present invention, it is possible to shorten the time for moving the lens to the initial position after the preliminary calibration operation, as compared with the conventional autofocus device.

本発明の一実施形態に係る携帯電子機器の開いた状態を示す全体外観図であって、(a)は、正面側を示す全体外観図、(b)は、背面側を示す全体外観図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole external view which shows the open state of the portable electronic device which concerns on one Embodiment of this invention, Comprising: (a) is a whole external view which shows a front side, (b) is a whole external view which shows a back side. 同実施形態に係るオートフォーカス装置を含む撮像装置を示す断面図Sectional drawing which shows the imaging device containing the autofocus apparatus based on the embodiment 同実施形態に係るオートフォーカス装置を含む撮像装置を示すシステム構成のブロック図A block diagram of a system configuration showing an imaging device including an autofocus device according to the embodiment (a)は、同実施形態に係るオートフォーカス装置の時間とレンズの位置との相間を示す図、(b)は、同実施形態に係るオートフォーカス装置の時間と抵抗値の相関を示す図(A) is a figure which shows the phase of the time of the autofocus apparatus which concerns on the same embodiment, and the position of a lens, (b) is a figure which shows the correlation of time and resistance value of the autofocus apparatus which concerns on the same embodiment (a)は、従来のオートフォーカス装置の時間とレンズの位置との相間を示す図、(b)は、従来のオートフォーカス装置の時間と抵抗値の相関を示す図(A) is a figure which shows the phase of the time of a conventional autofocus apparatus, and the position of a lens, (b) is a figure which shows the correlation of the time of a conventional autofocus apparatus, and resistance value.

以下、本発明に係るオートフォーカス装置、撮像装置、及び、携帯電子機器における一実施形態について、図1〜図4を参酌して説明する。なお、本実施形態に係るオートフォーカス装置は、撮像装置に採用されている場合を説明する。本実施形態に係る撮像装置は、携帯電子機器に採用されている場合を説明する。   Hereinafter, an embodiment of an autofocus device, an imaging device, and a portable electronic device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that a case where the autofocus device according to the present embodiment is employed in an imaging device will be described. The case where the imaging device according to the present embodiment is employed in a portable electronic device will be described.

まず、本実施形態に係る携帯電子機器の概略構成について、図1を参酌しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る携帯電子機器の全体図である。本実施形態に係る携帯電子機器1は、いわゆる、折り畳み式携帯電話機である。図1(a)は、この折り畳み式携帯電話機が開いた状態にあり、メイン画面(後述する第1ディスプレイ10)を視認可能な方向からの斜視図である。同図(b)は、同図(a)に示す携帯電話機の背面側(メイン画面が嵌め込まれた面の反対面側)からの斜視図である。   First, a schematic configuration of the portable electronic device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall view of a portable electronic device according to the present embodiment. The mobile electronic device 1 according to the present embodiment is a so-called foldable mobile phone. FIG. 1A is a perspective view from a direction in which the foldable mobile phone is open and a main screen (a first display 10 to be described later) is visible. FIG. 4B is a perspective view from the back side (the side opposite to the surface on which the main screen is fitted) of the mobile phone shown in FIG.

本実施形態に係る携帯電子機器1は、デジタルカメラ機能を搭載した、即ち、撮像装置2を備える携帯電話機である。携帯電話機1は、第1本体3と、該第1本体3とヒンジ機構4を介して折り畳み自在である第2本体5とを備える。   The mobile electronic device 1 according to the present embodiment is a mobile phone equipped with a digital camera function, that is, provided with an imaging device 2. The mobile phone 1 includes a first main body 3 and a second main body 5 that can be folded via the first main body 3 and the hinge mechanism 4.

第1本体3には、携帯電話機1を折り畳んだ際の内面側に、数字キーなどによって構成されて携帯電話機1の操作の入力を行う操作キー部6と、送話音声を入力するマイク7とが設けられている。また、第1本体3には、携帯電話機1を折り畳んだ際の外面側に、着信状態などを通知するサウンダ8が設けられている。   The first main body 3 includes an operation key unit 6 configured by numeric keys and the like for inputting operations of the mobile phone 1 and a microphone 7 for inputting a transmission voice on the inner surface side when the mobile phone 1 is folded. Is provided. In addition, the first main body 3 is provided with a sounder 8 for notifying an incoming state or the like on the outer surface side when the cellular phone 1 is folded.

第2本体5には、携帯電話機1を折り畳んだ際の内面側に、受話音声を出力するスピーカ9と、文字や画像を表示する第1ディスプレイ10とが設けられている。また、第2本体5には、携帯電話機1を折り畳んだ際の外周面に、第1ディスプレイ10と同様に文字や画像を表示する第2ディスプレイ11と、光を放射する発光素子12と、被写体で反射した光(発光素子12の光や太陽光などの光)を集光する撮像装置2とが設けられている。   The second main body 5 is provided with a speaker 9 for outputting received voice and a first display 10 for displaying characters and images on the inner surface side when the cellular phone 1 is folded. The second main body 5 includes a second display 11 that displays characters and images on the outer peripheral surface when the cellular phone 1 is folded, a light emitting element 12 that emits light, and a subject. And an imaging device 2 that collects the light reflected by the light (light from the light emitting element 12 or light such as sunlight).

本実施形態に係る携帯電子機器1の構成については以上の通りであり、以下、本実施形態に係る撮像装置2の構成について、図2及び図3を参酌して説明する。図2は、同実施形態に係る撮像装置2の断面図である。図3は、同実施形態に係る撮像装置2のシステム構成を示すブロック図である。   The configuration of the portable electronic device 1 according to the present embodiment is as described above. Hereinafter, the configuration of the imaging device 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging apparatus 2 according to the embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration of the imaging apparatus 2 according to the embodiment.

図2又は図3に示すように、本実施形態に係る撮像装置2は、被写体からの光を集光するレンズ13と、レンズ13を介して光を受光する撮像素子14と、レンズ13を収容するレンズホルダ15と、レンズホルダ15を介してレンズ13を収納するフレーム16と、フレーム16の被写体側の上部および下部に取り付けられ、レンズホルダ15を光軸方向(図2におけるA矢印方向)に弾性的に支持する、例えば金属(又は樹脂等)の板バネである支持部材17と、フレーム16とレンズホルダ15に接続され、伸縮することでレンズホルダ15を光軸方向に移動させるアクチュエータとなる形状記憶合金18とを備える。そして、撮像素子14を電気的に接続し且つフレーム16に固定される基板19と、形状記憶合金18を伸縮させる駆動部20と、撮像素子14からの画像信号を処理し、かつオートフォーカスを行う際に各指定の位置へ移動するよう都度、駆動部20に動作の指示を行う制御部21とを備える。
オートフォーカス装置22は上記レンズホルダ15、フレーム16、支持部材17、形状記憶合金18、駆動部20とを備える。なお、制御部21は、撮像素子14に内蔵されていてもよい。
レンズ13は、レンズホルダ15と一体になって、撮像装置2におけるフォーカス領域を光軸方向(図2におけるA矢印方向)に移動可能となるように構成される。また、レンズ13は、本実施形態においては、一つ備えるが、かかる場合に限らず、二つ又は三つ以上備える場合でもよい。
レンズホルダ15は、筒状に形成され、レンズ13の軸心が光軸(一点鎖線)と一致するようにして配置される。また、レンズホルダ15は、光軸方向に安定して移動すべく、フレーム16に設けられた案内部(図示及び採番しない)に案内される被案内部(図示及び採番しない)を備える。なお、レンズホルダ15は、上記実施形態に限らず、内側にレンズ13を保持し、外側に雄ネジが形成され、図示していないアウタホルダ(又はレンズキャリア)の内側に形成された雌ネジと螺合する構成をとってもよい(例えば、特表2010−518438号公報の図2等を参照)。その場合、アウタホルダが支持部材17(サスペンション要素)により光軸方向に弾性的に支持される構成となる。
As shown in FIG. 2 or 3, the imaging apparatus 2 according to the present embodiment accommodates a lens 13 that collects light from a subject, an imaging element 14 that receives light via the lens 13, and the lens 13. The lens holder 15 to be mounted, the frame 16 for housing the lens 13 via the lens holder 15, and the upper and lower portions of the frame 16 on the subject side, and the lens holder 15 in the optical axis direction (A arrow direction in FIG. 2) The actuator is connected to the support member 17 that is elastically supported, for example, a metal (or resin, etc.) leaf spring, the frame 16 and the lens holder 15, and moves the lens holder 15 in the optical axis direction by expanding and contracting. A shape memory alloy 18. Then, a substrate 19 that is electrically connected to the image sensor 14 and fixed to the frame 16, a drive unit 20 that expands and contracts the shape memory alloy 18, an image signal from the image sensor 14 is processed, and autofocus is performed. And a control unit 21 for instructing the drive unit 20 to operate each time it moves to each designated position.
The autofocus device 22 includes the lens holder 15, the frame 16, the support member 17, the shape memory alloy 18, and the drive unit 20. Note that the control unit 21 may be built in the imaging device 14.
The lens 13 is integrated with the lens holder 15 so as to be movable in the optical axis direction (A arrow direction in FIG. 2) in the focus area of the imaging device 2. In the present embodiment, one lens 13 is provided. However, the present invention is not limited to this, and two or more lenses 13 may be provided.
The lens holder 15 is formed in a cylindrical shape, and is arranged so that the axis of the lens 13 coincides with the optical axis (dashed line). Further, the lens holder 15 includes a guided portion (not shown and numbered) guided by a guide portion (not shown and numbered) provided on the frame 16 so as to move stably in the optical axis direction. The lens holder 15 is not limited to the above-described embodiment, and the lens 13 is held on the inner side, a male screw is formed on the outer side, and a female screw and a screw formed on the inner side of an outer holder (or lens carrier) (not shown). The structure which unites may be taken (for example, refer FIG. 2 etc. of the special table | surface 2010-518438 gazette). In this case, the outer holder is elastically supported in the optical axis direction by the support member 17 (suspension element).

形状記憶合金18は、V字状に構成されている(図2においては、V字状の二辺が重なって図示されている)。つまり、形状記憶合金18は、V字の両端部18a、18cをフレーム16に、V字の谷部18bをレンズホルダ15にそれぞれ固定されている。形状億合金18には、V字の両端部18a、18cより熱量(例えば電圧(電力、電流))が供給され、その熱量によって、全体として光軸方向に変形(伸縮)し、その結果、レンズホルダ15及びフレーム16間の距離を調整して、レンズ13を移動させる。なお、熱量を供給する手段として、外部ヒータ等を別に設ける場合でもよい。   The shape memory alloy 18 is formed in a V shape (in FIG. 2, two sides of the V shape are overlapped). That is, in the shape memory alloy 18, the V-shaped end portions 18 a and 18 c are fixed to the frame 16, and the V-shaped valley portion 18 b is fixed to the lens holder 15. The shape billion alloy 18 is supplied with heat (for example, voltage (power, current)) from both ends 18a and 18c of the V-shape, and is deformed (stretched) in the direction of the optical axis as a whole, and as a result, the lens The lens 13 is moved by adjusting the distance between the holder 15 and the frame 16. In addition, you may provide an external heater etc. separately as a means to supply heat.

具体的には、形状記憶合金18は、電圧が印加されることにより発熱して縮むことでレンズ13を一方方向に移動させるとともに、自然放熱して伸びることでレンズ13を一方方向とは反対方向に移動させるように構成される。より具体的には、形状記憶合金18は、縮むことにより、レンズ13と撮像素子14とを接近させる一方、伸びることでレンズ13と撮像素子14とを離反させる。
そして、駆動部20は、制御部21からの移動指示(動作指示)、例えば通信信号を受けることで形状記憶合金18を伸縮させ、レンズホルダ15を光軸方向に移動させるもので、具体的には、駆動部20は、制御部21からの移動指示に基づきレンズ13を指定された位置に移動させ、制御部21から次の移動指示を受けるまではその位置を保持する。
Specifically, the shape memory alloy 18 generates heat and contracts when a voltage is applied to move the lens 13 in one direction, and naturally dissipates and extends the lens 13 in a direction opposite to the one direction. Configured to be moved. More specifically, the shape memory alloy 18 contracts the lens 13 and the image sensor 14 by contracting, and separates the lens 13 and the image sensor 14 by extending.
And the drive part 20 expands / contracts the shape memory alloy 18 by receiving a movement instruction (operation instruction) from the control part 21, for example, a communication signal, and moves the lens holder 15 in the optical axis direction. The drive unit 20 moves the lens 13 to a designated position based on a movement instruction from the control unit 21 and holds the position until a next movement instruction is received from the control unit 21.

その際、形状記憶合金18の変形量に対応する形状記憶合金18の抵抗値を、抵抗値計測部24でモニターしながら、その抵抗値に基づき駆動制御部25により、通電部23への通電を制御し形状記憶合金18の変形量を調整することにより、レンズ13の位置を制御する。なお、駆動部20は、形状記憶合金18に印加する電圧を、パルス制御(PWM制御)、即ち、所定の電圧値を印加する時間(パルス幅)を変調することによって、供結する電力量を調整している。
つまり、駆動部20は、図3に示すように、形状記憶合金18に通電する通電部23と、通電部23によって通電されているときの形状記憶合金18の抵抗値を計測する抵抗値計測部24と、レンズホルダ15を所定の位置に移動させるために、抵抗値計測部24によって計測された形状記憶合金18の抵抗値に基づき通電部23への通電を制御する駆動制御部25とを備えたものである。これにより駆動部20は、形状記憶合金18の測定抵抗を監視することで極大抵抗値および極小抵抗値を検出し、極大抵抗値と極小抵抗値の間の抵抗範囲を導出し記憶する予備較正動作が実行できる。予備較正動作以後に使用する抵抗値範囲は、記憶された極大抵抗値と極小抵抗値の間の値を使用する。
At that time, while the resistance value of the shape memory alloy 18 corresponding to the deformation amount of the shape memory alloy 18 is monitored by the resistance value measuring unit 24, the drive control unit 25 supplies power to the energizing unit 23 based on the resistance value. The position of the lens 13 is controlled by controlling and adjusting the deformation amount of the shape memory alloy 18. The drive unit 20 modulates the voltage applied to the shape memory alloy 18 by pulse control (PWM control), that is, by modulating the time (pulse width) during which a predetermined voltage value is applied. It is adjusted.
That is, as shown in FIG. 3, the drive unit 20 includes an energization unit 23 that energizes the shape memory alloy 18 and a resistance value measurement unit that measures the resistance value of the shape memory alloy 18 when energized by the energization unit 23. 24, and a drive control unit 25 for controlling energization to the energization unit 23 based on the resistance value of the shape memory alloy 18 measured by the resistance value measurement unit 24 in order to move the lens holder 15 to a predetermined position. It is a thing. Accordingly, the drive unit 20 monitors the measurement resistance of the shape memory alloy 18 to detect the maximum resistance value and the minimum resistance value, and derives and stores the resistance range between the maximum resistance value and the minimum resistance value. Can be executed. The resistance value range used after the pre-calibration operation uses a value between the stored maximum resistance value and minimum resistance value.

次に、本実施形態に係る撮像装置2の予備較正動作について、図4、5を参酌しつつ、詳細に説明する。図4(a)は同実施形態に係るオートフォーカス装置の時間とレンズの位置との相間図、図4(b)は、同実施形態に係るオートフォーカス装置の時間と抵抗値の相関図であり、図5(a)は、従来のオートフォーカス装置の時間とレンズの位置との相間図、図5(b)は、従来のオートフォーカス装置の時間と抵抗値の相関図を示す。   Next, the preliminary calibration operation of the imaging apparatus 2 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4A is a phase diagram between the time of the autofocus device according to the embodiment and the position of the lens, and FIG. 4B is a correlation diagram between the time and resistance value of the autofocus device according to the embodiment. 5A is a phase diagram between the time of the conventional autofocus device and the lens position, and FIG. 5B is a correlation diagram between the time and the resistance value of the conventional autofocus device.

本構成では、形状記憶合金18が伸びるとレンズ13が被写体の方向に移動するように取り付けられているため、図4(a)に示すように、形状記憶合金18が非通電の状態ではレンズ13はPmaxの位置となり、そのため予備較正動作を実施する際には、まずピーク位置Pmaxの位置から動作し、レンズ13が撮像素子14に接近する方向に移動しながら予備校生動作の最移動点に対応するボトム位置Pminを経由し、予備較正動作が完了する。ここでピーク位置とは形状記憶合金18が非通電状態のときで、レンズ13が撮像素子14から最も乖離している状態、つまり被写体に接近している状態であり、ボトム位置とはレンズ13が撮像素子14から最も接近、つまり被写体から乖離している状態を指す。その後、レンズ13は初期位置Pini1に移動される。
この一連の動作を抵抗値の変化として図示したものが図4(b)であり、予備較正動作が開始されると極大抵抗値Rmaxを経由して極小抵抗値Rminを検出した後に予備較正動作が終了となる。その後抵抗値は初期位置Pini1に対応する抵抗値Rini1まで変化することになる。
In this configuration, since the lens 13 is mounted so as to move in the direction of the subject when the shape memory alloy 18 is extended, the lens 13 is not energized as shown in FIG. 4A. Is the position of Pmax. Therefore, when performing the pre-calibration operation, first, the operation starts from the position of the peak position Pmax, and the lens 13 moves in the direction approaching the image pickup device 14 and corresponds to the most moving point of the pre-preparation operation. The preliminary calibration operation is completed via the bottom position Pmin. Here, the peak position is a state in which the shape memory alloy 18 is in a non-energized state, and the lens 13 is most distant from the image sensor 14, that is, a state in which the lens 13 is close to the subject. This indicates the state that is closest to the image sensor 14, that is, is separated from the subject. Thereafter, the lens 13 is moved to the initial position Pini1.
FIG. 4B illustrates this series of operations as a change in resistance value. When the preliminary calibration operation is started, the preliminary calibration operation is performed after the minimum resistance value Rmin is detected via the maximum resistance value Rmax. End. Thereafter, the resistance value changes to the resistance value Rini1 corresponding to the initial position Pini1.

一般的にレンズの初期位置は無限遠方に焦点が合う位置に設定され、そのため本構成の場合、形状記憶合金18が縮むとレンズ13が撮像素子14に接近する構成のため、初期位置に対応する抵抗値は極小抵抗値に近い値となる。そのため予備較正動作終了し、形状記憶合金18の抵抗値が極小抵抗値付近にある状況から初期位置に対応する抵抗値まで移動する時間が短くなる。すなわち、予備較正動作から初期位置に移動するまでの時間Tを短くすることができる。
一方、従来の構成では、形状記憶合金18が縮むとレンズ13が被写体の方向に移動するように取り付けられているため、図5(a)に示すように、形状記憶合金18が非通電の状態ではレンズ13はボトム位置Pminの位置となり、そのため予備較正動作を実施する際には、まずボトム位置Pminの位置から動作し、レンズ13が撮像素子14から乖離する方向に移動しながら予備校生動作の最移動点に対応するピーク位置Pmaxを経由し、予備較正動作が完了する。ここでのボトム位置とは形状記憶合金18が非通電状態のときで、レンズ13が撮像素子14から最も接近している状態、つまり被写体に乖離している状態であり、ピーク位置とはレンズ13が撮像素子14から最も乖離、つまり被写体に接近している状態を指す。その後、レンズ13は初期位置Pini2に移動される。
この一連の動作を抵抗値の変化として図示したものが図5(b)であり、予備較正動作が開始されると極大抵抗値Rmaxを経由して極小抵抗値Rminを検出した後に予備較正動作が終了となる。その後初期位置Pini2に対応する抵抗値Rini2まで変化することになる。
ところが従来の構成の場合、形状記憶合金18が縮むとレンズ13が撮像素子14から乖離する構成のため、初期位置に対応する抵抗値は極大抵抗値に近い値となる。そのため予備較正動作終了し、形状記憶合金18の抵抗値が極小抵抗値付近にある状況から、初期位置に対応する抵抗値(極大抵抗値付近)まで移動するため時間が長くなる。すなわち、予備較正動作から初期位置に移動するまでの時間Tが長くなってしまう。
Generally, the initial position of the lens is set to a position where the focal point is at infinity. Therefore, in the case of this configuration, the lens 13 approaches the image sensor 14 when the shape memory alloy 18 contracts, and therefore corresponds to the initial position. The resistance value is close to the minimum resistance value. Therefore, the pre-calibration operation is completed, and the time for moving from the situation where the resistance value of the shape memory alloy 18 is in the vicinity of the minimum resistance value to the resistance value corresponding to the initial position is shortened. That is, the time T from the preliminary calibration operation to the movement to the initial position can be shortened.
On the other hand, in the conventional configuration, when the shape memory alloy 18 is contracted, the lens 13 is mounted so as to move in the direction of the subject. Therefore, as shown in FIG. Then, the lens 13 is in the position of the bottom position Pmin. Therefore, when the preliminary calibration operation is performed, the lens 13 is first operated from the position of the bottom position Pmin, and the lens 13 moves in a direction away from the image pickup device 14 while performing the preliminary training operation. The preliminary calibration operation is completed via the peak position Pmax corresponding to the most moved point. Here, the bottom position is a state in which the shape memory alloy 18 is in a non-energized state, and the lens 13 is closest to the image sensor 14, that is, a state in which the lens 13 is separated from the subject, and the peak position is the lens 13. Is the most distant from the image sensor 14, that is, a state of approaching the subject. Thereafter, the lens 13 is moved to the initial position Pini2.
FIG. 5B illustrates this series of operations as changes in resistance value. When the preliminary calibration operation is started, the preliminary calibration operation is performed after detecting the minimum resistance value Rmin via the maximum resistance value Rmax. End. Thereafter, the resistance value Rini2 corresponding to the initial position Pini2 changes.
However, in the case of the conventional configuration, when the shape memory alloy 18 is contracted, the lens 13 is separated from the image sensor 14, so that the resistance value corresponding to the initial position is close to the maximum resistance value. Therefore, the pre-calibration operation is completed, and the time is increased because the shape memory alloy 18 moves from the situation where the resistance value is near the minimum resistance value to the resistance value (near the maximum resistance value) corresponding to the initial position. That is, the time T from the preliminary calibration operation to the movement to the initial position becomes long.

特に予備較正終了後から初期位置までの移動は、形状記憶合金が放熱をすることにより移動する方向のため、形状記憶合金18の周囲温度によって移動時間が長くなる場合がある。   In particular, since the movement from the end of the preliminary calibration to the initial position is a direction in which the shape memory alloy moves due to heat dissipation, the movement time may become longer depending on the ambient temperature of the shape memory alloy 18.

なお、本発明に係る携帯電子機器1、撮像装置2、及び、オートフォーカス装置22は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The portable electronic device 1, the imaging device 2, and the autofocus device 22 according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.

本発明にかかるオートフォーカス装置、該オートフォーカス装置を搭載した撮像装置、及び、該撮像装置を搭載した携帯電子機器は、デジタルカメラやカメラ機能付きの携帯電話機や携帯情報端末(PDA)などを構成するものとして有効に利用することができる。   An autofocus device according to the present invention, an imaging device equipped with the autofocus device, and a portable electronic device equipped with the imaging device constitute a digital camera, a mobile phone with a camera function, a personal digital assistant (PDA), and the like It can be used effectively as something to do.

13 レンズ
15 レンズホルダ
16 フレーム
17 支持部材
18 形状記憶合金(アクチュエータ)

13 Lens 15 Lens holder 16 Frame 17 Support member 18 Shape memory alloy (actuator)

Claims (4)

被写体からの光を集光するレンズと、該レンズを収容するレンズホルダと、該レンズホルダを介して前記レンズを収納するフレームと、該フレームの被写体側の上部または下部に取り付けられ、前記レンズホルダを光軸方向に弾性的に支持する支持部材と、前記フレームと前記レンズホルダに接続され、伸縮することで前記レンズを光軸方向に移動させる形状記憶合金とを備え、前記形状記憶合金は伸びると前記レンズが被写体の方向に移動するように取り付けられたことを特徴とするオートフォーカス装置。 A lens that collects light from a subject; a lens holder that houses the lens; a frame that houses the lens through the lens holder; and an upper or lower portion of the frame on the subject side; And a shape memory alloy that is connected to the frame and the lens holder and moves the lens in the optical axis direction by extending and contracting, and the shape memory alloy extends. And an autofocus device, wherein the lens is mounted to move in the direction of the subject. 前記形状記憶合金を伸縮させる駆動部と、前記駆動部に動作の指示を行う制御部とを備え、前記駆動部は、前記形状記憶合金に通電する通電部と、前記形状記憶合金の抵抗値を算出する抵抗値計測部と、前記レンズを任意の位置へ移動させるに際に、前記抵抗値計測部で測定される抵抗値を取得しながら、任意の位置に対応する抵抗値となるまで前記形状記憶合金への通電量を前記通電部に指示する駆動制御部とを具備し、前記通電部を制御して前記形状記憶合金を加熱し、前記形状記憶合金の測定抵抗を監視することで極大抵抗値および極小抵抗値を検出し、前記極大抵抗値と前記極小抵抗値の間の抵抗範囲を導出し記憶する予備較正動作が実行でき、前記制御部は前記予備較正動作実行後に初期位置へレンズを移動させるよう前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。 A drive unit for expanding and contracting the shape memory alloy; and a control unit for instructing the drive unit to perform an operation, and the drive unit includes an energization unit for energizing the shape memory alloy, and a resistance value of the shape memory alloy. When calculating the resistance value measurement unit and moving the lens to an arbitrary position, the shape is obtained until the resistance value corresponding to the arbitrary position is obtained while acquiring the resistance value measured by the resistance value measurement unit. A drive control unit for instructing the energization amount to the memory alloy to the energization unit, heating the shape memory alloy by controlling the energization unit, and monitoring the measurement resistance of the shape memory alloy to maximize the resistance A preliminary calibration operation for detecting a value and a minimum resistance value, and deriving and storing a resistance range between the maximum resistance value and the minimum resistance value, and the control unit moves the lens to an initial position after executing the preliminary calibration operation. Said drive part to be moved Autofocus device according to claim 1, characterized in that control. 請求項1または請求項2に記載のオートフォーカス装置を搭載したことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the autofocus device according to claim 1. 請求項3の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯電子機器。 A portable electronic device comprising the imaging device according to claim 3.
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