JP2022021757A - レンズ移動機構及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的な性能を確保しながら小型に構成し得るようにする。【解決手段】撮像装置１の焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２に磁石３４を設けると共に、固定部２１にコイル４２を設け、さらに該コイル４２の外側にホール素子４４を配置した。このため焦点調節モジュール４では、前後方向の長さを短く抑えて小型に構成しながら、駆動レンズ部２２の位置を精度良く検出でき、焦点調節処理を円滑に行うことができる。【選択図】図４

Description

本発明はレンズ移動機構及び撮像装置に関し、例えば産業用のカメラ装置に適用して好適なものである。

従来、産業用のカメラ装置としては、例えば所定の工場等において、所定の制御装置に接続され、当該制御装置の制御に基づき、産業用のロボット等により自動的に製造され、ベルトコンベア等により搬送される製品の画像を撮像するものが知られている。この制御装置は、撮像された画像に対して所定の画像処理を行うことにより、例えば当該製品が正常な製品であるか否かを判定することができる。

このような産業用のカメラ装置は、一般に固定焦点となっている。すなわちこのカメラ装置は、ベルトコンベアに対する位置が固定されており、該ベルトコンベア上を搬送される製品に対して画角や焦点等が最適になるよう、予めレンズの選定や焦点の調整等が行われる。

ところで近年では、例えばベルトコンベア上に複数種類の製品を混在して搬送する場合等に、カメラ装置の焦点をユーザの手動操作により調節することや、自動的に調節すること、すなわちオートフォーカス機構を搭載すること等が要求されている。しかしながらカメラ装置は、多くの場合、ロボットを構成する部品同士の隙間のような狭い空間に設置されており、モータ等を配置するための追加の空間を確保することが難しい。

そこで、カメラ装置（撮像装置）として、印加電圧の調整により光学的な特性を変化させる液体レンズを用いることにより、小型に構成しながら焦点距離を変化させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液体レンズでは、屈折率が異なる２種類の液体の界面を、印加電圧の調整によって変化させることにより、光学的な特性を変化させている。

特開２０１１－７７８７７号公報（図３等）

しかしながら、液体レンズは、ガラスや透明な樹脂による固体のレンズと比較して、光学的な性能が不十分となり、例えば画像の中央部分に対して周辺部分の解像度が著しく低下する等の問題を有する場合があった。すなわちカメラ装置では、光学的に十分な性能を確保しながら、焦点の自動調節と小型化とを両立させることが難しい、という問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光学的な性能を確保しながら小型に構成し得るレンズ移動機構及び撮像装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明のレンズ移動機構においては、固定レンズが設けられた固定部と、可動レンズが設けられた可動部と、固定レンズ及び可動レンズの光軸を相互に重ねるよう、固定部に対し可動部を揺動可能に支持する揺動支持部材と、可動部に取り付けられた磁石と、固定部における、光軸を中心とした放射方向に関して磁石の外側に取り付けられたコイルと、コイルを挟んで磁石と反対側に配置され、磁界を検出する磁界検出部とを設けるようにした。

また本発明の撮像装置においては、撮像素子が組み込まれた撮像部と、レンズが組み込まれたレンズ部と、撮像部及びレンズ部の間に取り付けられた、上述したレンズ移動機構とを設けるようにした。

本発明は、可動部が光軸方向に揺動した際に、該可動部に取り付けられた磁石が移動することに伴って変化する磁界を、コイルを挟んで該磁石と反対側に配置した磁界検出部により、精度良く検出できる。このため本発明は、検出した磁界を基に、光軸に沿った方向に関する可動部の位置を精度良く把握でき、この位置に基づいた種々の処理を行うことが可能となる。

本発明によれば、光学的な性能を確保しながら小型に構成し得るレンズ移動機構及び撮像装置を実現できる。

撮像装置の全体構成を示す略線的斜視図である。 焦点調節モジュールの構成を示す略線的斜視図である。 可動ユニットの構成を示す略線的斜視図である。 第１の実施の形態による可動ユニットの構成を示す略線的断面図である。 第１の実施の形態による駆動レンズ部の構成を示す略線的斜視図である。 第１の実施の形態による磁石の構成を示す略線的斜視図である。 第１の実施の形態による駆動レンズ部の移動の様子を示す略線図である。 第２の実施の形態による可動ユニットの構成を示す略線的断面図である。 第２の実施の形態による駆動レンズ部の移動の様子を示す略線図である。 第３の実施の形態による駆動レンズ部の構成を示す略線的斜視図である。 第３の実施の形態による駆動レンズ部の構成を示す略線的断面図である。 他の実施の形態による磁石の構成を示す略線的斜視図である。 他の実施の形態による駆動レンズ部の移動の様子を示す略線図である。

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。

［１．第１の実施の形態］
［１－１．撮像装置の構成］
図１（Ａ）に示すように、第１の実施の形態による撮像装置１は、大きく分けて撮像モジュール２、レンズモジュール３及び焦点調節モジュール４により構成されている。この撮像装置１は、撮像対象（図示せず）からレンズモジュール３及び焦点調節モジュール４を介して撮像モジュール２へ入射される光を基に、該撮像対象を撮像して画像データを生成するようになっている。

説明の都合上、以下ではレンズモジュール３側を前側、撮像モジュール２側を後側と定義し、また該レンズモジュール３の前側に位置する撮像対象（図示せず）から見た上下方向及び左右方向をそれぞれ定義した上で説明する。また以下では、前後方向と平行な光軸Ｘに沿って撮像モジュール２、レンズモジュール３及び焦点調節モジュール４が配置されているものとし、該光軸Ｘに沿った方向を光軸方向とも呼ぶ。

レンズ部としてのレンズモジュール３は、図１（Ｂ）に示すように、全体として中心軸を前後方向に沿わせた円筒状に構成されており、その内部に複数のレンズ等が組み込まれている。このレンズモジュール３は、最も前側のレンズに入射された光を、内部の各レンズにより順次収束又は発散させながら後方へ進行させ、最も後側のレンズから後方へ出射させる。

またレンズモジュール３の後側には、環状の取付部３Ａが設けられている。この取付部３Ａは、「Ｃマウント」と呼ばれる規格に準拠しており、その外周面に螺旋状の溝が形成されている。

因みにレンズモジュール３は、外周面に環状の操作ダイヤルが複数設けられており、この操作ダイヤルが使用者の手作業により回動されると、内部に組み込まれた一部のレンズを前後方向に移動させ、これにより画像における画角や焦点等を調節させることができる。

レンズ移動機構としての焦点調節モジュール４は、全体として前後方向に短い円環状に形成されており、その内部に固定された固定レンズ、前後方向へ移動可能な可動レンズ、及びこの可動レンズを前後方向へ移動させる駆動機構等を有している（詳しくは後述する）。この焦点調節モジュール４は、図示しない制御部からの制御命令に従い、可動レンズを前方向又は後方向へ移動させることができる。

また焦点調節モジュール４は、前側における周囲よりも後方へ窪んだ部分に取付部４Ａが設けられると共に、後側における周囲よりも後方へ突出した部分に取付部４Ｂが設けられている。取付部４Ａは、「Ｃマウント」と呼ばれる規格に準拠しており、その内周面に螺旋状の溝が形成されている。すなわち取付部４Ａは、レンズモジュール３の取付部３Ａと螺合し得るようになっている。取付部４Ｂは、やはり「Ｃマウント」と呼ばれる規格に準拠しており、その外周面に螺旋状の溝が形成されている。

撮像部としての撮像モジュール２は、全体として直方体状に構成されている。撮像モジュール２の前側には、前方へ突出した円環状の取付部２Ａが形成されており、その内側が前後方向に貫通する孔となっている。この取付部２Ａは、「Ｃマウント」と呼ばれる規格に準拠した構成となっており、その内周面に螺旋状の溝が形成されている。すなわち取付部４Ａは、レンズモジュール３の取付部３Ａ又は焦点調節モジュール４の取付部４Ｂと螺合し得るようになっている。

撮像モジュール２の内部には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子２Ｄや、この撮像素子を駆動するための回路素子等が組み込まれている。撮像素子２Ｄは、レンズモジュール３及び焦点調節モジュール４を介して前方から入射される光に基づいた画像データを生成し、これを所定の制御部（図示せず）へ供給する。

撮像装置１は、工場等において所定の取付箇所に取り付けられた後、まず使用者によってレンズモジュール３の操作ダイヤルが適宜操作されることにより、画像データの画角や焦点が手動で調節される。その後、撮像装置１は、制御部（図示せず）の制御に基づいて焦点調節モジュール４の可動レンズを移動させることにより、画像データの焦点を自動的に調節すること、すなわちいわゆるオートフォーカスを実現できる。

［１－２．焦点調節モジュール及び可動ユニットの構成］
次に、焦点調節モジュール４の構成について説明する。図２に示すように、焦点調節モジュール４は、大きく分けて本体ユニット１１、可動ユニット１２及びマウント１３により構成されている。

本体ユニット１１は、本体フレーム１１Ａを中心に構成されている。本体フレーム１１Ａは、前側に外径及び内径が比較的大きい円環状の部材を配置し、その後側に外径及び内径が比較的小さい円環状の部材を配置したような形状となっており、その内部に空間が形成されると共に、前側が大きく開口されている。また本体フレーム１１Ａには、内部の空間の後側に、複数のレンズの組み合わせでなる固定レンズ１１Ｂが嵌め込まれ、レンズ固定部材１１Ｃにより固定されている。さらに本体フレーム１１Ａの前側面における外周部分には、複数箇所にネジ孔が穿設されている。因みに本体フレーム１１Ａの後側部分における外周面には、上述した取付部４Ｂが形成されている。

可動ユニット１２は、本体ユニット１１の内部に組み込まれ、後述する可動レンズを前後方向へ移動させるようになっている（詳しくは後述する）。マウント１３は、円環状に構成されており、複数箇所に前後方向に貫通するネジ孔が穿設されている。因みにマウント１３の内周面には、上述した取付部４Ａが形成されている。

焦点調節モジュール４は、その製造時に、本体ユニット１１の内部に可動ユニット１２が挿入され、その後側にマウント１３が当接された状態で、複数の取付ネジ１４がネジ孔に対してそれぞれ締め付けられることにより、該本体ユニット１１に対して該可動ユニット１２が取り付けられる。

可動ユニット１２は、図３に示すように、大きく分けて固定部２１、駆動レンズ部２２、前スプリング２３及び後スプリング２４により構成されている。

固定部２１は、上述した本体ユニット１１（図２）に対して固定される部分であり、駆動レンズ部２２よりも一回り大きい円筒状に形成されると共に、その前端近傍及び後端近傍から、光軸Ｘを中心とした放射方向に向けて延長された部分が適宜設けられている。駆動レンズ部２２は、全体として円柱状に構成されており、後述する可動レンズを保持している。

揺動支持部材としての前スプリング２３は、所定の金属材料によって構成されており、全体として前後方向に薄い円板状に形成され、且つ中央部分に光を通過させるための比較的大きい孔が穿設されている。この前スプリング２３は、中央の孔の周囲を形成する部分に所定形状の切り込みやネジ孔が穿設されることにより、内周側と外周側とを折れ線状に結ぶ３本の板バネ部２３Ｓが、周方向に沿って等間隔に形成されている。各板バネ部２３Ｓは、それぞれ弾性部材である板バネとして機能することができる。

前スプリング２３は、各板バネ部２３Ｓの外周側における端部近傍が固定部２１の後側面に対して取付ネジ２５により取り付けられると共に、内周側が駆動レンズ部２２の後側面に対して取付ネジ２５により取り付けられる。

揺動支持部材としての後スプリング２４は、前スプリング２３と同様に構成されており、板バネ部２３Ｓと対応する板バネ部２４Ｓを有している。この後スプリング２４は、外周側における端部近傍が固定部２１の前側面に対して取付ネジ２５により取り付けられると共に、内周側が駆動レンズ部２２の前側面に対して取付ネジ２５により取り付けられる。

かかる構成により可動ユニット１２は、例えば駆動レンズ部２２に対して前方向へ向かう力が作用した場合、前スプリング２３の板バネ部２３Ｓ及び後スプリング２４の板バネ部２４Ｓをそれぞれ弾性変形させることにより、固定部２１に対して駆動レンズ部２２の姿勢を維持したまま、光軸Ｘに沿って前方向へ移動させる。また可動ユニット１２は、駆動レンズ部２２に加えられていた力が解放された場合、板バネ部２３Ｓ及び２４Ｓの復元力が作用することにより、固定部２１に対して駆動レンズ部２２の姿勢を維持したまま、光軸Ｘに沿って後方向へ移動させる。すなわち可動ユニット１２は、固定部２１に対して駆動レンズ部２２を光軸方向へ揺動可能に支持している。

因みに可動ユニット１２では、光軸方向に関して、前スプリング２３及び後スプリング２４の間に駆動レンズ部２２を挟んでいるため、該前スプリング２３及び該後スプリング２４の間に、該駆動レンズ部２２の重心が位置することになる。すなわち可動ユニット１２では、駆動レンズ部２２の重心を光軸方向に関する両側から支えているため、該駆動レンズ部２２の姿勢を維持したまま、光軸方向に揺動させることができる。

［１－２－１．駆動レンズ部の構成］
駆動レンズ部２２は、図４に模式的な断面図を示すと共に図５に模式的な斜視図を示すように、レンズホルダ３１、可動レンズ３２、レンズ固定部材３３及び磁石３４を有している。因みに図５には、駆動レンズ部２２の各構成部品に加えて、前スプリング２３、後スプリング２４及び取付ネジ２５も示している。

レンズホルダ３１は、全体として光軸Ｘに沿った中空の円筒状に形成されており、円筒状の円筒部３１Ｃにおける前側の端部及び後側の端部に、円板状の前フランジ部３１Ｆ及び後フランジ部３１Ｒがそれぞれ接合された構成となっている。このレンズホルダ３１は、磁性体である鉄により構成されている。

円筒部３１Ｃは、その内周面及び外周面が、何れも一様な周曲面を形成している。また円筒部３１Ｃの内周面における後端近傍には、螺旋状の溝が刻まれている。前フランジ部３１Ｆは、円筒部３１Ｃに対して外周面側に比較的大きく突出すると共に、内周面に僅かに突出している。後フランジ部３１Ｒは、円筒部３１Ｃに対して外周面側にのみ前フランジ部３１Ｆと同程度に突出している。

可動レンズ３２は、所定の凸レンズや凹レンズ等、複数のレンズの組み合わせとして構成されている。可動レンズ３２の各レンズは、何れも円柱状若しくは円板状に形成されており、その外径がレンズホルダ３１における円筒部３１Ｃの内径よりも僅かに小さくなっている。

レンズ固定部材３３は、円環状の部材でなり、前後方向の長さがレンズホルダ３１と比較して十分に短く、また外径が円筒部３１Ｃの内径と同程度となっている。このレンズ固定部材３３の外周面には、螺旋状の溝が形成されている。

駆動レンズ部２２は、レンズホルダ３１の円筒部３１Ｃに対し、可動レンズ３２の各レンズが後側から順次挿入された後、レンズ固定部材３３が該円筒部３１Ｃに挿入されると共にねじ溝３１Ｄに沿って回転し、螺合される。これにより駆動レンズ部２２は、レンズホルダ３１に対して可動レンズ３２が固定された構成となる。

磁石３４は、複数の磁石片３４Ｐに分割されており、さらに前側に配置される４個の前磁石片３４ＰＦと、後側に配置される４個の後磁石片３４ＰＲとにより構成されている。図６（Ａ）及び（Ｂ）に模式的な斜視図を示すように、前磁石片３４ＰＦにおける前後方向の長さは、レンズホルダ３１の円筒部３１Ｃにおける前後方向の長さの約半分となっている。また前磁石片３４ＰＦにおける周方向の長さ、すなわち光軸Ｘを中心とした円周に沿った方向の長さは、円筒部３１Ｃにおける外周部分の約１／４の長さとなっている。前磁石片３４ＰＦは、外周側、すなわち光軸Ｘから離隔する側がＮ極に着滋されており、内周側、すなわち光軸Ｘに近接する側がＳ極に着滋されている。

後磁石片３４ＰＲは、前磁石片３４ＰＦと比較して、同等の形状に構成されながら、磁極が反対となっている。すなわち後磁石片３４ＰＲは、外周側がＳ極に着滋されており、内周側がＮ極に着滋されている。

磁石３４の各磁石片３４Ｐは、磁性体であるレンズホルダ３１に対して磁力を作用させることにより、図６（Ａ）に示したように、該レンズホルダ３１の円筒部３１Ｃに吸着し、該レンズホルダ３１に固定された状態となる。このため駆動レンズ部２２は、外周面のうち前側の約半分がＮ極となり、後側の約半分がＳ極となっており、前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲの境界線が磁極の境界線となっている。以下、この境界線を磁極境界線ＭＢと呼ぶ。また駆動レンズ部２２は、その重心が、前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲの境界線と光軸Ｘとが交差する位置の近傍に位置している。

［１－２－２．固定部の構成］
固定部２１（図４）は、コイルボビン４１、コイル４２、フレキシブル回路基板４３、ホール素子４４及びコネクタ部４５を有している。

コイルボビン４１は、全体として糸巻き状に形成されており、円筒状の円筒部４１Ｃにおける前側の端部及び後側の端部に、円板状の前フランジ部４１Ｆ及び後フランジ部４１Ｒがそれぞれ接合されたような形状に構成されている。このコイルボビン４１は、例えば所定の樹脂材料を成型することにより製造されており、非磁性体且つ絶縁体となっている。

円筒部４１Ｃは、前後方向の長さが、磁石３４全体における光軸方向の長さと概ね同等となっている。この円筒部４１Ｃは、内周面が光軸Ｘを中心軸とした一様な周曲面を形成している一方、外周面において、前側の約半分よりも後側の約半分の方が、光軸Ｘから離隔しており、外径が大きくなっている。換言すれば、円筒部４１Ｃは、前側部分に、周方向に沿った溝状の部分が形成されている。以下では、円筒部４１Ｃの外周面における前側に形成された溝状の部分を溝状部４１Ｄと呼ぶ。

因みに円筒部４１Ｃの内径は、駆動レンズ部２２のレンズホルダ３１における前フランジ部３１Ｆ及び後フランジ部３１Ｒの外径、並びに磁石３４の外径よりも僅かに大きくなっている。

前フランジ部４１Ｆは、前後方向に貫通する比較的大きい丸孔が中心部分に形成された円板状の部分を中心に構成されており、前方向に突出した前突出部４１ＦＦや右方向に突出したコネクタ支持部４１ＦＮ等も形成されている。このうち前突出部４１ＦＦは、前面が平面状に形成されると共に、後方向に向けてネジ孔（図示せず）が穿設されている。この前突出部４１ＦＦには、上述した取付ネジ２５（図３）により後スプリング２４の板バネ部２４Ｓを取り付け得るようになっている。

後フランジ部４１Ｒは、前後方向に貫通する比較的大きい丸孔が中心部分に形成された円板状の部分を中心に構成されており、後方向に突出した後突出部４１ＲＲ等が形成されている。後突出部４１ＲＲは、前フランジ部４１Ｆの前突出部４１ＦＦと概ね前後対称であり、後面が平面状に形成されると共に、前方向に向けてネジ孔が穿設されている。この後突出部４１ＲＲには、上述した取付ネジ２５（図３）により前スプリング２３の板バネ部２３Ｓを取り付け得るようになっている。

コイル４２（図４）は、コイルボビン４１における円筒部４１Ｃの溝状部４１Ｄに巻き付けられている。すなわちコイルボビン４１は、円筒部４１Ｃのうち前側の約半分を占める溝状部４１Ｄにのみコイル４２が巻き付けられており、後側の約半分には該コイルが巻き付けられていない。このためコイル４２は、光軸方向の長さが、磁石３４における光軸方向長さの約１／２となっている。換言すれば、コイル４２は、光軸方向に関して、前端が磁石３４の前端とほぼ同等に揃えるように配置されている。このコイル４２は、一般的なコイルと同様、電流が供給されると磁場を形成し、磁力を発生させることができる。

フレキシブル回路基板４３は、可撓性を有する回路基板であり、例えばポリイミド等の樹脂材料や銅箔等の導電材料を薄膜状に形成して適宜積層させた構成となっている。このフレキシブル回路基板４３は、短手方向の長さがコイルボビン４１における円筒部４１Ｃの長さよりもやや短く、また長手方向に沿った長さがコイルボビン４１における円筒部４１Ｃの周方向に沿った長さよりもやや短くなっている。

フレキシブル回路基板４３は、コイルボビン４１の円筒部４１Ｃ及びコイル４２の外周側に巻き付けられ、図示しない両面テープ等の固定部材により、該コイルボビン４１に対して固定される。このフレキシブル回路基板４３には、コイル４２、後述するホール素子４４及びコネクタ部４５をそれぞれ電気的に接続するための回路が形成されている。

磁気検出部としてのホール素子４４は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子であり、フレキシブル回路基板４３に形成された所定の回路パターンに対して半田付けされることにより、該フレキシブル回路基板４３の外周面に取り付けられている。すなわちホール素子４４は、コイル４２を挟んで磁石３４と反対側に配置されている。

このホール素子４４は、図４に示したように、光軸方向（すなわち前後方向）に関して、コイル４２に電流が供給されておらず、前スプリング２３及び後スプリング２４が自然状態であるときの駆動レンズ部２２における磁極境界線ＭＢと重なる位置に、すなわち磁石３４における前後方向の中央付近に配置されている。

コネクタ部４５は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格における「マイクロＢ」端子のメス型コネクタであり、コイルボビン４１の前フランジ部４１Ｆにおけるコネクタ支持部４１ＦＮに取り付けられている。このコネクタ部４５は、フレキシブル回路基板４３の配線パターンと電気的に接続されており、この配線パターンを介してコイル４２やホール素子４４とも電気的に接続されている。

このように焦点調節モジュール４では、本体ユニット１１（図２）に固定される固定部２１にコイル４２が設けられると共に、該固定部２１等に対して光軸方向に揺動する駆動レンズ部２２に磁石３４が設けられている。

［１－３．焦点調節モジュールの動作］
次に、焦点調節モジュール４の動作について説明する。撮像装置１（図１）は、撮像モジュール２が所定の制御部（図示せず）と接続され、また焦点調節モジュール４もコネクタ部４５を介して該制御部に接続される。この状態で制御部は、撮像モジュール２から供給される画像に対して所定の画像処理を施した上で、所定の焦点調節処理、例えば合焦処理（いわゆるオートフォーカス処理）を行い、焦点調節モジュール４の駆動レンズ部２２を前方向又は後方向へ移動させる。

ここで、焦点調節モジュール４において固定部２１に対し駆動レンズ部２２が前方向又は後方向へ移動する様子を、図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に模式図として示す。図７（Ｂ）は、コイル４２に電流が供給されていないため、駆動レンズ部２２が前後方向に関して中央に位置している様子を表す。以下、この状態における駆動レンズ部２２の位置を中心位置と呼ぶ。

焦点調節モジュール４は、例えば図７（Ａ）に示すように、コイル４２に供給される電流により、該コイル４２の前側をＳ極とし、後側をＮ極とするような磁界を発生させる。そうすると焦点調節モジュール４では、異極同士が吸引し、且つ同極同士が反発するため、駆動レンズ部２２に対し前方向へ向かう推力が作用する。これにより駆動レンズ部２２は、中心位置（図７（Ｂ））から前方向へ所定の距離Ｌ１だけ移動する。

また焦点調節モジュール４は、例えば図７（Ｃ）に示すように、コイル４２に供給される電流により、該コイル４２の前側をＮ極とし、後側をＳ極とするような磁界を発生させる。そうすると焦点調節モジュール４では、やはり異極同士が吸引し、且つ同極同士が反発するため、駆動レンズ部２２に対し後方向へ向かう推力が作用する。これにより駆動レンズ部２２は、中心位置（図７（Ｂ））から後方向へ所定の距離Ｌ１だけ移動する。

撮像装置１では、このように駆動レンズ部２２が前後方向へ移動することにより、撮像モジュール２に入射される光の収束状態が変化するため、該撮像モジュール２により生成される画像も変化する。制御部では、変化後の画像を基に、引き続き合焦処理を行うことにより、最終的に所望の撮像対象に合焦させることができる。

また焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２が前方向又は後方向へ移動し、該駆動レンズ部２２の一部である磁石３４も移動することに応じて、該駆動レンズ部２２の周囲における磁界が変化する。このためホール素子４４は、磁界を随時検出し、得られた検出結果を制御部に通知する。制御部は、この検出結果を基に、駆動レンズ部２２の光軸方向（すなわち前後方向）に関する位置を判断でき、合焦処理等に利用することができる。

［１－４．動作及び効果］
以上の構成において、第１の実施の形態による撮像装置１の焦点調節モジュール４では、本体ユニット１１に固定レンズ１１Ｂ及び可動ユニット１２の固定部２１を固定する一方、該固定部２１に対し駆動レンズ部２２を光軸方向に沿って揺動可能に構成した（図２及び図３）。また焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２に磁石３４を設けると共に、固定部２１にコイル４２を設け、さらに該コイル４２の外側にホール素子４４を配置した（図３及び図４）。

このため焦点調節モジュール４では、磁石３４やコイル４２の光軸方向側にホール素子４４を配置する場合と比較して、前後方向の長さを短く抑えながら、駆動レンズ部２２の位置を精度良く検出できる。

一般に、ホール素子をコイルの近傍に配置した場合、該ホール素子が該コイルにより発生及び変化する磁界の影響を大きく受ける可能性があった。この点において、本実施の形態による焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２に推力を発生させ得る範囲内で、コイル４２の巻き数をできるだけ少なくすることにより、該ホール素子４４において該コイル４２の影響をほとんど受けること無く、磁石３４による磁界を良好に検出することができる。

また駆動レンズ部２２では、磁石３４を周方向に関して４個に分割した構成とし、且つレンズホルダ３１を磁性体とした（図５及び図６）。これにより焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２の製造時に、磁石３４の磁力を利用してレンズホルダ３１に吸着させ、各磁石をそのまま固定することができるので、接着剤や固定ネジ等を用いること無く、容易に組み立てることができる。

ところで、一般に磁石を製造する場合、磁極の境界線を所望の位置に合わせることが難しい。このため駆動レンズ部２２では、仮に磁石３４における前側の前磁石片３４ＰＦ及び後側の後磁石片３４ＰＲを前後方向に一体化した場合、外周面側において磁極境界線の光軸方向に関する位置が一定とならない可能性がある。このような場合、焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２の光軸方向に関する位置をホール素子４４により検出する場合の位置精度が低下することになり、合焦処理のような焦点を調節する処理を円滑に実行できない可能性があった。

この点において、本実施の形態による焦点調節モジュール４の駆動レンズ部２２では、磁石３４を光軸方向に関して２個に分割した構成とし、前側の前磁石片３４ＰＦ及び後側の後磁石片３４ＰＲに対して、外周面の磁極が互いに反対の極性となるように着滋した（図５及び図６）。これにより駆動レンズ部２２は、磁石３４の磁極境界線ＭＢを、前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲの分割線と一致させ、光軸方向に関する位置が一定に揃った状態とすることができる。このため焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２の光軸方向に関する位置をホール素子４４により高い精度で検出でき、焦点を調節する処理を円滑に実行できる。また前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲについては、その製造時に、磁極境界線ＭＢに注意する必要無く、容易に着滋させることができるため、製造コストの低廉化とホール素子４４による検出精度の向上とを両立できる。

また駆動レンズ部２２では、レンズホルダ３１を磁性材料である鉄により構成し、磁石３４の各磁石を磁力により吸着させるようにした（図４～図６）。このため焦点調節モジュール４では、該駆動レンズ部２２の製造時に、接着やネジ止めのようなレンズホルダ３１に磁石３４を固定するための構造や材料を用いる必要が無く、また固定するための作業を格段に単純化することができる。

さらに駆動レンズ部２２では、レンズホルダ３１を磁性材料である鉄により構成したため、このレンズホルダ３１が磁石３４のヨークとして機能し、該磁石３４の磁束が光軸方向にほとんど漏れず、主に外周方向に形成されるようになった。このため焦点調節モジュール４では、磁石３４の磁力が光軸方向に作用することによる悪影響が殆ど生じない。

これに加えて焦点調節モジュール４では、電気配線が必要なコイル４２を固定部２１側に配置し、電気配線が不要な磁石３４を駆動レンズ部２２に配置した（図４）。これにより焦点調節モジュール４では、コイル４２を駆動レンズ部２２側に配置する場合に生じ得る、配線の影響により駆動レンズ部２２の姿勢が変化し、可動レンズ３２の光軸が固定レンズ１１Ｂ等の光軸Ｘに対して傾くことを、原理的に排除できる。

さらに焦点調節モジュール４は、駆動レンズ部２２に組み込まれた固体の可動レンズ３２（図５）を光軸方向へ移動させることにより、撮像装置１（図１）により撮像される画像の焦点を調節する。このため撮像装置１では、例えば液体レンズを用いる場合と比較して、画像の歪み等を殆ど発生させること無く、画像内の広い範囲において十分な解像度を得ることができる。

以上の構成によれば、第１の実施の形態による撮像装置１の焦点調節モジュール４では、駆動レンズ部２２に磁石３４を設けると共に、固定部２１にコイル４２を設け、さらに該コイル４２の外側にホール素子４４を配置した。このため焦点調節モジュール４では、前後方向の長さを短く抑えて小型に構成しながら、駆動レンズ部２２の位置を精度良く検出でき、焦点調節処理を円滑に行うことができる。

［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態による撮像装置２０１（図１）は、第１の実施の形態による撮像装置１と比較して、焦点調節モジュール４に代わる焦点調節モジュール２０４を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。焦点調節モジュール２０４（図２）は、第１の実施の形態による焦点調節モジュール４と比較して、可動ユニット１２に代わる可動ユニット２１２を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

可動ユニット２１２（図３）は、第１の実施の形態による可動ユニット１２と比較して、固定部２１に代わる固定部２２１を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

［２－１．固定部の構成］
固定部２２１は、図４と対応する図８に模式的な断面図を示すように、第１の実施の形態による固定部２１と比較して、コイルボビン４１、コイル４２及びフレキシブル回路基板４３に代わるコイルボビン２４１、前コイル２４２及びフレキシブル回路基板４３を有する点、並びに後コイル２４６を有する点において相違する。その他の点において、固定部２２１は固定部２１と同様に構成されている。

コイルボビン２４１は、第１の実施の形態におけるコイルボビン４１（図４）と比較して、円筒部４１Ｃに代わる円筒部２４１Ｃを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

円筒部２４１Ｃは、その外周面に、前側の約半分を占める前溝状部２４１ＤＦと、後側の約半分を占める後溝状部２４１ＤＲと、両者の間であり前後方向に関する中央付近に設けられた円筒中央部２４１Ｅとを有している。前溝状部２４１ＤＦは、第１の実施の形態における溝状部４１Ｄと同様に、周方向に沿った溝状の部分として構成されている。後溝状部２４１ＤＲは、前溝状部２４１ＤＦとほぼ前後対称に構成されている。円筒中央部２４１Ｅは、前溝状部２４１ＤＦ及び後溝状部２４１ＤＲと比較して外径がやや大きくなっている。

前コイル２４２は、第１の実施の形態におけるコイル４２と同様に構成されており、前溝状部２４１ＤＦに巻き付けられている。第２コイルとしての後コイル２４６は、後溝状部２４１ＤＲに巻き付けられており、前コイル２４２と同様のコイルとして構成され、その巻き数や前後方向（すなわち光軸Ｘに沿った方向）の長さ等が、前コイル２４２と同等に揃えられている。

すなわち後コイル２４６は、固定部２２１において、前後方向に関して、前コイル２４２と重ならない箇所に設けられている。他の観点から見ると、後コイル２４６は、前コイル２４２及び該後コイル２４６に電流が供給されていない状態（図８）において、前後方向に関する駆動レンズ部２２の重心を挟んで、前コイル２４２と反対側に設けられている。

フレキシブル回路基板２４３は、フレキシブル回路基板４３と同様に、円筒部２４１Ｃ並びに前コイル２４２及び後コイル２４６の外周側に巻き付けられ、図示しない両面テープ等の固定部材により、該コイルボビン２４１に対して固定される。このフレキシブル回路基板２４３は、前コイル２４２及び後コイル２４６とそれぞれ電気的に接続されている。このためフレキシブル回路基板２４３は、前コイル２４２及び後コイル２４６に対し、互いに独立して電流の向きや大きさを制御することができる。

このように固定部２２１は、コイルボビン２４１における円筒部２４１Ｃの前側約半分及び後側約半分に、前コイル２４２及び後コイル２４６がそれぞれ巻き付けられている。これを換言すれば、固定部２２１は、第１の実施の形態による固定部２１と比較して、前後方向に関してコイルが巻き付けられている部分の長さが約２倍となっている。

［２－２．焦点調節モジュールの動作］
次に、焦点調節モジュール２０４の動作について説明する。撮像装置２０１（図１）は、第１の実施の形態と同様、所定の制御部（図示せず）が所定の焦点調節処理（例えば合焦処理）を行うことにより、焦点調節モジュール２０４の駆動レンズ部２２を前方向又は後方向へ移動させる。

ここで、焦点調節モジュール２０４において固定部２２１に対し駆動レンズ部２２が前方向又は後方向へ移動する様子を、図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）とそれぞれ対応する図９（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に模式図として示す。図９（Ｂ）は、前コイル２４２及び後コイル２４６に電流が供給されていないため、駆動レンズ部２２が前後方向に関して中央に位置している様子を表す。以下、この状態における駆動レンズ部２２の位置を、本実施の形態においても中心位置と呼ぶ。

焦点調節モジュール２０４は、例えば図９（Ａ）に示すように、前コイル２４２及び後コイル２４６にそれぞれ供給される電流により、前コイル２４２の前側をＳ極とし、後側をＮ極とするような磁界を発生させ、且つ後コイル２４６の前側をＮ極とし、後側をＳ極とするような磁界を発生させる。

そうすると焦点調節モジュール２０４では、異極同士が吸引し、且つ同極同士が反発するため、駆動レンズ部２２に対し、前方向へ向かい、且つ第１の実施の形態よりも大きい推力が作用する。これにより駆動レンズ部２２は、中心位置（図９（Ｂ））から前方向へ所定の距離Ｌ２だけ、すなわち第１の実施の形態における距離Ｌ１（図７（Ａ））よりも大きい距離だけ移動する。

また焦点調節モジュール２０４は、例えば図９（Ｃ）に示すように、前コイル２４２及び後コイル２４６にそれぞれ供給される電流により、前コイル２４２の前側をＮ極とし、後側をＳ極とするような磁界を発生させ、且つ後コイル２４６の前側をＳ極とし、後側をＮ極とするような磁界を発生させる。

そうすると焦点調節モジュール２０４では、やはり異極同士が吸引し、且つ同極同士が反発するため、駆動レンズ部２２に対し、後方向へ向かい、且つ第１の実施の形態よりも大きい推力が作用する。これにより駆動レンズ部２２は、中心位置（図９（Ｂ））から後方向へ所定の距離Ｌ２だけ、すなわち第１の実施の形態における距離Ｌ１（図７（Ｃ））よりも大きい距離だけ移動する。

［２－３．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態による撮像装置２０１の焦点調節モジュール２０４では、第１の実施の形態と同様、本体ユニット１１に固定レンズ１１Ｂ及び可動ユニット２１２の固定部２２１を固定する一方、該固定部２２１に対し駆動レンズ部２２を光軸方向に沿って揺動可能に構成した（図２及び図３）。また焦点調節モジュール２０４では、駆動レンズ部２２に磁石３４を設けると共に、固定部２２１に前コイル２４２及び後コイル２４６を設け、さらに前コイル２４２及び後コイル２４６の外側にホール素子４４を配置した（図３及び図７）。

このため焦点調節モジュール２０４では、第１の実施の形態と同様に、磁石３４やコイル４２等の光軸方向側にホール素子４４を配置する場合と比較して、前後方向の長さを短く抑えながら、駆動レンズ部２２の位置を精度良く検出できる。

これに加えて焦点調節モジュール２０４では、前コイル２４２及び後コイル２４６にそれぞれ電流を供給することにより、駆動レンズ部２２における前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲ（図５～図７）それぞれに対し、同一方向に向けて、同等の力を発生させるようにした（図８）。他の観点から見ると、焦点調節モジュール２０４は、駆動レンズ部２２に対し、該駆動レンズ部２２の重心を挟んで前後方向に離れた２箇所に対し、同一方向に向けて、それぞれ力を作用させるようにした。

これにより焦点調節モジュール２０４は、駆動レンズ部２２の中心軸を、理想的な中心軸である光軸Ｘから殆ど傾けること無く、また上下方向や左右方向へ移動させることも無く、さらには不要な振動等を発生させることも回避できる。すなわち焦点調節モジュール２０４は、駆動レンズ部２２の光軸Ｘに対する上下方向及び左右方向の位置や姿勢等を維持したまま、前後方向に沿って極めて精度良く移動させることができる。

また固定部２２１では、前コイル２４２及び後コイル２４６といった２個のコイルに電流を供給し、それぞれに磁力を発生させ、駆動レンズ部２２の前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲとの間で、それぞれ力を作用させる。

このため焦点調節モジュール２０４は、１個のコイル４２に電流を供給して磁力を発生させる第１の実施の形態と比較して、駆動レンズ部２２に対し、全体として大きい推力を作用させることができる。これにより焦点調節モジュール２０４は、駆動レンズ部２２における前後方向への移動距離（いわゆるストローク）を大幅に増加させ、合焦可能な距離範囲を拡大することや、駆動レンズ部２２を短時間で目標位置へ移動させて焦点の調節を完了させること、例えば合焦させることができる。

また焦点調節モジュール２０４は、第１の実施の形態と比較して、駆動レンズ部２２を前後方向へ一定の距離だけ移動させる際に、前コイル２４２及び後コイル２４６それぞれにおいて発生する磁力を小さくすること、すなわち供給する電流を少なくすることもできる。

一般に、コイルにより発生する磁力（起磁力）は、電流の大きさ及びコイルの巻き数にそれぞれ比例することが知られている。一方、コイルのような導電材料に電流が流れる場合、該導電材料の抵抗成分によりジュール熱が発生する。このとき発生するジュール熱は、いわゆるジュールの法則により、電流の２乗に比例することが知られている。

すなわち焦点調節モジュール２０４は、第１の実施の形態と比較して、各コイルに供給する電流の大きさを約１／２とした場合、同等の大きさの力を発生させながら、各コイルで発生する熱量をそれぞれ約１／４に、合計した熱量を約１／２に削減することができる。これにより焦点調節モジュール２０４は、第１の実施の形態と比較して、温度上昇の度合を抑えることができるので、放熱機構の簡素化や連続動作時間の延長等を図ることもでき、またフレキシブル回路基板４３に実装する各部品を、最大電流がより少ないものを採用して簡素化や低コスト化を図ることもできる。

その他の点においても、第２の実施の形態による焦点調節モジュール２０４は、第１の実施の形態による焦点調節モジュール４と同様の作用効果を奏し得る。

以上の構成によれば、第２の実施の形態による撮像装置２０１の焦点調節モジュール２０４では、駆動レンズ部２２に磁石３４を設けると共に、固定部２２１に前コイル２４２及び後コイル２４６を設け、これらの外側にホール素子４４を配置した。このため焦点調節モジュール２０４では、前後方向の長さを短く抑えて小型に構成しながら、駆動レンズ部２２の位置を精度良く検出でき、該駆動レンズ部２２に対して重心を挟んだ前後からそれぞれ力を作用させることができるので、焦点調節処理を格段に円滑に行うことができる。

［３．第３の実施の形態］
第２の実施の形態による撮像装置３０１（図１）は、第１の実施の形態による撮像装置１と比較して、焦点調節モジュール４に代わる焦点調節モジュール３０４を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。焦点調節モジュール３０４（図２）は、第１の実施の形態による焦点調節モジュール４と比較して、可動ユニット１２に代わる可動ユニット３１２を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

可動ユニット３１２（図３）は、第１の実施の形態による可動ユニット１２と比較して、駆動レンズ部２２に代わる駆動レンズ部３２２を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

駆動レンズ部３２２は、図５と対応する図１０に示すように、第１の実施の形態による駆動レンズ部２２と比較して、レンズホルダ３１及び磁石３４に代わるレンズホルダ３３１及び磁石３３４を有する点、並びに磁石固定部材３３５及び固定板３３６を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。

レンズホルダ３３１は、第１の実施の形態とは異なり、非磁性の金属材料、例えばアルミニウムにより構成されている。このレンズホルダ３３１は、第１の実施の形態によるレンズホルダ３１から前フランジ部３１Ｆを省略したような構成となっており、円筒部３１Ｃ及び後フランジ部３１Ｒとそれぞれ対応する円筒部３３１Ｃ及び後フランジ部３３１Ｒを有している。後フランジ部３３１Ｒには、光軸方向に貫通するネジ孔が複数穿設されている。また後フランジ部３３１Ｒは、このネジ孔が穿設されている箇所の近傍において、外径が局所的に拡大されることにより補強されている。

またレンズホルダ３３１には、円筒部３３１Ｃの前側に、前固定部３３１Ｆが設けられている。前固定部３３１Ｆは、光軸Ｘを中心とした円環状であり、円筒部３３１Ｃと比較して、その内径が同等である一方、外径が一回り小さくなっている。また円筒部３３１Ｃにおける光軸方向の長さは、後フランジ部３３１Ｒにおける光軸方向の長さよりもやや長くなっている。

前固定部３３１Ｆには、外周面における前端の僅かに後側に、周方向に沿った固定溝３３１Ｄが形成されている。また前固定部３３１Ｆには、複数箇所に、その一部が後方向に向けて切り欠かれた切欠部３３１Ｅが形成されている。

磁石３３４は、光軸Ｘを中心とした円筒状に形成されており、外周面における前側の約半分がＮ極に着磁され、後側の約半分がＳ極に着磁されている。磁石３３４の内径は、レンズホルダ３３１における円筒部３３１Ｃの外径よりも僅かに大きくなっている。また磁石３３４の外径は、後フランジ部３３１Ｒの外径と略同等となっている。さらに磁石３３４における光軸方向の長さは、円筒部３３１Ｃにおける光軸方向の長さと同等となっている。すなわち磁石３３４は、第１の実施の形態において磁石３４を構成する全ての磁石を一体化したような構成となっている。

磁石固定部材３３５は、全体として光軸方向に短い円筒状に形成されており、第１の実施の形態におけるレンズホルダ３１の前フランジ部３１Ｆと類似した形状となっている。磁石固定部材３３５の内径は、レンズホルダ３３１における前固定部３３１Ｆの外径よりも僅かに大きくなっている。また磁石固定部材３３５の外径は、レンズホルダ３３１における後フランジ部３３１Ｒの外径と略同等となっている。さらに磁石固定部材３３５における光軸方向の長さは、前固定部３３１Ｆにおける光軸方向の長さよりもやや短くなっている。

また磁石固定部材３３５には、後フランジ部３３１Ｒと同様に、前後方向に貫通するネジ孔が複数穿設されている。さらに磁石固定部材３３５は、このネジ孔が穿設されている箇所の近傍において、外径が局所的に拡大されることにより補強されている。

固定板３３６は、光軸方向に薄い板状の金属部材であり、前後方向から見て概ね扇形に形成されている。固定板３３６は、中央付近に丸孔でなるネジ孔が穿設されている。また固定板３３６の内周辺（光軸Ｘに近い側の辺）は、中央の約１／３の部分が他の部分よりも光軸Ｘに向けて突出している。以下では、固定板３３６の内周辺のうち中央の突出した部分を突出部３３６Ｃと呼び、該突出部３３６Ｃ以外の部分を固定端部３３６Ｅと呼ぶ。

この駆動レンズ部３２２は、その製造工程において、レンズホルダ３３１における円筒部３３１Ｃの内周側に第１の実施の形態と同様の可動レンズ３２が組み込まれた上で、該円筒部３３１Ｃの外周側に磁石３３４が挿通される。さらに駆動レンズ部３２２は、図１１に模式的な部分断面図を示すように、レンズホルダ３３１の前固定部３３１Ｆの外周側に磁石固定部材３３５及び前スプリング２３が順次挿通された後、固定板３３６が嵌め込まれる。

このとき固定板３３６は、まず前スプリング２３の前側に重ねられた状態で、前固定部３３１Ｆから外周方向へやや離れた位置から、突出部３３６Ｃを切欠部３３１Ｅに合わせるようにして内周方向へ移動されていく。やがて固定板３３６は、突出部３３６Ｃを切欠部３３１Ｅ内に位置させると共に固定端部３３６Ｅを固定溝３３１Ｄに嵌め込んだ状態となり、この状態で取付ネジ２５が締め付けられる（図１１）。

かくして駆動レンズ部３２２は、レンズホルダ３３１の外周側に円筒状の磁石３３４を保持することができる。その後、駆動レンズ部３２２は、第１の実施の形態と同様に固定部２１（図３）と組み合わされて可動ユニット３１２となる。この可動ユニット３１２は、本体ユニット１１（図２）に組み込まれることにより、焦点調節モジュール３０４となる。

このように構成した焦点調節モジュール３０４は、第１の実施の形態による焦点調節モジュール４と同様に、全体を小型化しながらも、ホール素子４４（図３）により駆動レンズ部３２２の位置を精度良く検出できる。また焦点調節モジュール３０４は、レンズホルダ及び磁石以外に関し、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。

［４．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては、光軸方向に関して、ホール素子４４を磁極境界線ＭＢと重なる位置に、すなわち磁石３４の中央付近に配置する場合について述べた（図４）。しかしながら本発明はこれに限らず、光軸方向に関して、ホール素子４４を例えば磁石３４の中央付近から外れた位置に配置しても良い。要は、駆動レンズ部２２が光軸方向へ揺動した際に、該駆動レンズ部２２の移動量に応じた磁界の変化を検出できれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

また上述した第１の実施の形態においては、フレキシブル回路基板４３にホール素子４４を実装し、このフレキシブル回路基板４３をコイルボビン４１の円筒部４１Ｃ及びコイル４２の外側に巻き付ける場合について述べた（図３及び図４）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばホール素子４４を接着剤等によりコイルボビン４１の円筒部４１Ｃ及びコイル４２の外側に固定し、所定の配線部材を用いて該ホール素子４４とコネクタ部４５等とを電気的に接続させても良い。要は、コイルボビン４１に対しホール素子４４の位置を固定できれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、固定部２１にホール素子４４を１個設ける場合について述べた（図３及び図４）。しかしながら本発明はこれに限らず、固定部２１にホール素子４４を２個以上設けても良い。この場合、所定の制御部等において、各ホール素子４４から得られる検出結果に対して、加算平均等の演算処理を行うことにより、光軸方向に関する駆動レンズ部２２の位置をより精度良く検出することができる。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、固定部２１（図３及び図４）においてコネクタ部４５を右側に設けた上で、ホール素子４４を左側に設ける場合、すなわち光軸Ｘを挟んで互いに反対側にコネクタ部４５及びホール素子４４を設ける場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば右側や上側等、フレキシブル回路基板４３の外周面における種々の位置に、すなわち光軸Ｘから見て種々の方向に、ホール素子４４を設けても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、磁石３４の前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲを、互いに独立した磁石片３４Ｐとして構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図６と対応する図１２に示す磁石４３４のように、前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲを一体化したような磁石片４３４Ｐを構成しても良い。第２の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、１周を４分割した形状の磁石片３４Ｐ（前磁石片３４ＰＦ及び後磁石片３４ＰＲ）を周方向に４個並べて配置することにより磁石３４を構成する場合について述べた（図６）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば３分割や６分割など、１周を様々な分割数により分割した形状の磁石片を周方向に当該分割数だけ並べて配置することにより磁石を構成しても良い。第２の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、コイル４２の光軸方向に関する長さを、磁石３４における光軸方向に関する長さの約１／２とする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、コイル４２の光軸方向に関する長さを、例えば磁石３４における光軸方向に関する長さの２／３や１／４等、様々な値としても良い。要は、電流を流した際に駆動レンズ部２２が光軸方向へ揺動し得るような十分な推力を発生できれば良い。第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、光軸方向に関し、コイル４２の前端を磁石３４の前端とほぼ同等に揃えるように配置する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばコイル４２の前端を磁石３４の後端とほぼ同等に揃える等、他の種々の位置に配置しても良い。第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、図７（Ａ）～（Ｃ）に示したように、駆動レンズ部２２を中心位置（図７（Ｂ））から前方向及び後方向へそれぞれ移動させる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、駆動レンズ部２２を中心位置（図７（Ｂ））から前方向のみへ移動させるようにしても良く、若しくは後方向のみへ移動させるようにしても良い。例えば図７（Ｂ）及び（Ｃ）と対応する図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、固定部５２１のコイル４２に供給される電流により、駆動レンズ部２２が中心位置にある状態を、該駆動レンズ部２２が最も前側に位置する状態としても良い。第２の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第２の実施の形態においては、後コイル２４６における巻き数や前後方向の長さを、前コイル２４２とほぼ同等とする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば後コイル２４６における巻き数や前後方向の長さのうち少なくとも一部を、前コイル２４２と相違させても良い。

さらに上述した第１の実施の形態においては、光軸方向に関して、駆動レンズ部２２の前側及び後側に、すなわち該駆動レンズ部２２の重心を挟んだ両側に、前スプリング２３及び後スプリング２４をそれぞれ配置する場合について述べた（図３等）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば光軸方向に関して、駆動レンズ部２２の重心に対する片側にのみ、複数のスプリングを配置しても良い。また、３個以上のスプリングを設けても良い。要は、駆動レンズ部２２に対して光軸方向に離れた２以上の箇所にスプリングを設けることにより、いわゆる平行リンク機構を形成し、該駆動レンズ部２２の姿勢を保ったまま光軸方向に移動させることができれば良い。第２の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、図示しない制御部の焦点調節処理に従い、焦点調節モジュール４により駆動レンズ部２２を前後方向へ移動させて合焦処理を行う場合、すなわち所定の被写体に対して焦点を合わせる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば制御部に接続された所定の操作部（図示せず）に所定の焦点調節ボタンを設け、ユーザによる該焦点調節ボタンに対する操作内容に基づき、駆動レンズ部２２を前方向又は後方向へ移動させるように、すなわち手動で焦点を調節するようにしても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、撮像モジュール２及びレンズモジュール３の間に組み込まれる焦点調節モジュール４に本発明を適用する場合について述べた（図１）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばカメラに組み込まれ、フォーカスレンズやズームレンズを駆動する機構等、レンズを光軸方向に移動させる種々の機構に本発明を適用しても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。

さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

さらに上述した第１の実施の形態においては、固定部としての固定部２１と、可動部としての駆動レンズ部２２と、揺動支持部材としての前スプリング２３及び後スプリング２４と、磁石としての磁石３４と、コイルとしてのコイル４２と、磁界検出部としてのホール素子４４とによってレンズ移動機構としての焦点調節モジュール４を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる固定部と、可動部と、揺動支持部材と、磁石と、コイルと、磁界検出部とによってレンズ移動機構を構成しても良い。

本発明は、例えば産業用の監視カメラ装置で利用できる。

１、２０１、３０１……撮像装置、２……撮像モジュール、３……レンズモジュール、４、２０４、３０４……焦点調節モジュール、１１……本体ユニット、１１Ｂ……固定レンズ、１２、２１２……可動ユニット、２１……固定部、２２、２２２、３２２……駆動レンズ部、２３……前スプリング、２４……後スプリング、３１、３３１……レンズホルダ、３１Ｃ、３３１Ｃ……円筒部、３２……可動レンズ、３４、３３４……磁石、３４Ｐ……磁石片、３４ＰＦ……前磁石片、３４ＰＲ……後磁石片、４１、２４１……コイルボビン、４１Ｃ、２４１Ｃ……円筒部、４１Ｄ……溝状部、４２……コイル、４３、２４３……フレキシブル回路基板、４４……ホール素子、２４１ＤＦ……前溝状部、２４１ＤＲ……後溝状部、２４１Ｅ……円筒中央部、２４２……前コイル、２４６……後コイル、ＭＢ……磁極境界線、Ｘ……光軸。

かかる課題を解決するため本発明のレンズ移動機構においては、固定レンズが設けられた固定部と、磁性体金属材料により構成され、可動レンズが設けられた可動部と、固定レンズ及び可動レンズの光軸を相互に重ねるよう、固定部に対し可動部を揺動可能に支持する揺動支持部材と、可動部に取り付けられた磁石と、固定部における、光軸を中心とした放射方向に関して磁石の外側に取り付けられたコイルと、コイルを挟んで磁石と反対側に配置され、磁界を検出する磁界検出部とを設け、可動部は、磁性体金属材料により、磁石が取り付けられた部分よりも放射方向に突出し、且つ磁石における光軸に沿った方向の両側面とそれぞれ隣接するフランジ部が設けられているようにした。

本発明は、可動部を磁性体金属材料により構成すると共にフランジ部を設けたため、磁石の磁力を利用して当該磁石を可動部に取り付け、且つ当該可動部をヨークとして機能させることによりコイルとの間で磁力を効果的に作用させることができる。また本発明は、可動部が光軸方向に揺動した際に、該可動部に取り付けられた磁石が移動することに伴って変化する磁界を、コイルを挟んで該磁石と反対側に配置した磁界検出部により、精度良く検出できる。このため本発明は、磁石の磁力を有効に利用して可動部を揺動させながら、検出した磁界を基に、光軸に沿った方向に関する可動部の位置を精度良く把握でき、この位置に基づいた種々の処理を行うことが可能となる。

Claims (11)

1. 固定レンズが設けられた固定部と、
   可動レンズが設けられた可動部と、
   前記固定レンズ及び前記可動レンズの光軸を相互に重ねるよう、前記固定部に対し前記可動部を揺動可能に支持する揺動支持部材と、
   前記可動部に取り付けられた磁石と、
   前記固定部における、前記光軸を中心とした放射方向に関して前記磁石の外側に取り付けられたコイルと、
   前記コイルを挟んで前記磁石と反対側に配置され、磁界を検出する磁界検出部と
   を具えることを特徴とするレンズ移動機構。
2. 前記磁石は、少なくとも前記コイル側の面において、前記光軸に沿った光軸方向に関し磁極が分かれて形成され、
   前記磁界検出部は、前記コイルに電流が供給されていない状態での前記磁石における前記磁極の境界の前記放射方向側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
3. 前記磁石は、前記光軸を中心とした環状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
4. 前記磁石は、前記光軸を中心とした周方向に関して複数に分割されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
5. 前記磁石は、前記光軸に沿った方向に２分割され、少なくとも前記コイル側の面において互いの磁極が相違する
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のレンズ移動機構。
6. 前記コイルは、前記光軸に沿った光軸方向に関する長さが、前記磁石における光軸方向に関する長さよりも短い
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
7. 前記コイルは、光軸方向に関する長さが、前記磁石における光軸方向に関する長さの１／２以下である
   ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ移動機構。
8. 前記コイルは、光軸方向の一方に関して、端部の位置が、前記磁石における端部の位置と揃えられている
   ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ移動機構。
9. 前記固定部における、放射方向に関して前記磁石の外側であり、且つ前記光軸に沿った光軸方向に関して前記コイルと重ならない箇所に設けられた第２コイル
   をさらに具えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
10. 前記第２コイルは、光軸方向に関して、前記コイル及び当該第２コイルに電流が供給されていない状態における前記可動部の重心を挟んで、前記コイルの反対側に設けられている
    ことを特徴とする請求項９に記載のレンズ移動機構。
11. 撮像素子が組み込まれた撮像部と、
    レンズが組み込まれたレンズ部と、
    前記撮像部及び前記レンズ部の間に取り付けられた、請求項１乃至請求項８の何れかに記載のレンズ移動機構と
    を具えることを特徴とする撮像装置。
    
    

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