JP4219221B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4219221B2 JP4219221B2 JP2003182018A JP2003182018A JP4219221B2 JP 4219221 B2 JP4219221 B2 JP 4219221B2 JP 2003182018 A JP2003182018 A JP 2003182018A JP 2003182018 A JP2003182018 A JP 2003182018A JP 4219221 B2 JP4219221 B2 JP 4219221B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic body
- permanent magnet
- magnetic
- solid
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を用いて撮像する固体撮像装置に関し、特にマクロ撮像も可能な固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、光学レンズによって被写体像をCCD(電荷結合デバイス)の撮像素子に結像させる、いわゆるデジタルカメラが広く使用されている。このデジタルカメラは、種々のタイプのものが提案されているが、被写体と数十センチメーター以内に近接して撮像する、いわゆるマクロ撮像が容易にできれば、利用価値が高い。マクロ撮像を行うためには、数メーター以上離れた被写体を撮像する場合と、レンズの焦点位置を変更する必要がある。
【0003】
ところでレンズの焦点位置を変更する手段としては、従来からネジ機構を用いて、手動あるいは電動によって、レンズホルダを光軸方向に移動させるものが広く使用されている。このような手段は、機構が複雑となり、消費電力も多くかつ騒音も高いため、これに替わる手段として、電磁石を用いてレンズ位置を調整する手段が提案されている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に開示されている手段を図13に示す。
【0004】
すなわちこのレンズの駆動装置は、それぞれコの字断面形状を有するリング状のレンズ枠1と、このコの字断面の凹溝に係合するヨーク2とを有しており、このレンズ枠にはコイル(電磁石)11が配置され、このコイルに対向するように、このヨーク2には、(永久)磁石12が固定してある。そしてコイル11に電流を流すことによって、レンズ枠1を光軸方向へ移動可能としている。
【0005】
【特許文献1】
特開平5‐34562号公報(2‐3頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記手段を用いてレンズ位置を通常撮像位置とマクロ撮像位置とに切り換える場合には、次の問題があった。すなわちレンズ枠1は、コイル11に電流を流すことによって移動させるとのみ記載されており、どのようにして所定のズーム位置あるいは焦点位置に、このレンズ枠を正確に停止させるのかは不明である。また、所定のズーム位置あるいは焦点位置に、レンズ枠1を正確に保持するためには、コイル11に電流を流したままにしておき、磁力を保持しておく必要がある。したがって上記手段では、レンズ枠1をマクロ撮像位置または通常撮像位置に正確に止めることができず、かつこれらの位置に保持するためには、コイル11に電流を流しておく必要があり、電力の消費が大きくなる。
【0007】
そこで本発明の目的は、レンズ位置を2つの異なる焦点位置に少ない電力でかつ高精度に切り換えることができる、構造が簡単な固体撮像装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明による固体撮像装置の第1の特徴は、撮像素子を搭載する基板と、この基板に搭載されてこの撮像素子に被写体像を結像するレンズを保持するレンズユニットとを備え、このレンズユニットは、この撮像素子を包囲するようにこの基板に固定されるホルダと、このレンズを保持すると共にその光軸方向へ移動自在であるレンズホルダと、このレンズホルダを第1の位置及びこの第1の位置から光軸方向へ所定距離だけ移動した第2の位置に駆動する電磁駆動手段とを有することにある。
【0009】
このように発明を構成することにより、次の作用効果を得ることができる。すなわち第1に、レンズホルダを電磁駆動手段によって、基板に搭載したホルダに対して光軸方向へ移動させるだけのものであるため、構成が極めて簡単となる。第2に、電磁駆動手段によって、レンズホルダを第1の位置、及びこの第1の位置から所定の光軸方向間隔を隔てた第2の位置に駆動することによって、レンズ位置を正確かつ確実に2の異なる焦点位置に切り換えることができ、また電磁駆動手段の制御も容易となる。
【0010】
本発明による固体撮像装置の第2の特徴は、上記特徴1に記載した電磁駆動手段は、電磁石と、この電磁石への通電によって磁化される第1の磁性体と、この第1の磁性体に対して光軸方向に対向する第2の磁性体と、この第1の磁性体と第2の磁性体との間においてレンズホルダに配置される永久磁石とを備えていることにある。この永久磁石は、電磁石への通電に応じて第1の磁性体に吸着する第1の位置、及び第2の磁性体に吸着する第2の位置に駆動される。
【0011】
すなわち第1の磁性体が、永久磁石を駆動する駆動源と、この永久磁石を第1の位置に保持する磁性体との2の役割を兼ねるため、構成が簡略にすることができる。また永久磁石がそれ自体の磁力によって、第1の磁性体と第2の磁性体とにそれぞれ吸着保持されるため、第1の位置と上記第2とに保持するための電力が不要となり、大幅に省電力化が可能になる。
【0012】
本発明による固体撮像装置の第3の特徴は、上記特徴2に記載した永久磁石は、光軸方向と直交する方向に異なる磁極部を有し、第2の磁性体は、電磁石への通電によって第1の磁性体と異なる磁極に磁化されることにある。また、本発明による固体撮像装置の第4の特徴は、電磁石は、レンズホルダの外周に沿ってホルダに設けられていることにある。
【0013】
このように第1の磁性体を、第2の磁性体と異なる磁極に磁化して、永久磁石を挟んで対向させることによって、これらの磁性体の一方が永久磁石を吸引し、他方が永久磁石を反発させるので、永久磁石を駆動する磁力が増加し、より確実に永久磁石を駆動することができる。また電磁石をレンズホルダの外周に沿ってホルダに設けることにより、レンズホルダとは別の場所に設ける場合に比べて、固体撮像装置をより小型にすることができる。
【0014】
本発明による固体撮像装置の第5の特徴は、上記特徴3または4のいずれかに記載した永久磁石は、その一方の磁極のみが第1の磁性体と、第2の磁性体との間に配置されていることにある。
【0015】
すなわち第1の磁性体と第2の磁性体とで、永久磁石の異なる磁極部の双方を挟み込むと、これらが対向する双方の磁極部の一方は吸引されるが、他方の磁極は反発されてしまため、吸引力が減少してしまう。したがって第1の磁性体と第2の磁性体とで、永久磁石の異なる磁極部の一方だけを挟み込むように構成することにより、他方の磁極部の磁力の影響を無くすことができるので、永久磁石を確実に吸引または反発させて移動することができる。
【0016】
本発明による固体撮像装置の第6の特徴は、上記特徴2に記載した永久磁石は、光軸方向と直交する方向に異なる磁極部を有し、第1の磁性体は、光軸方向と直交する方向に並設され、かつ電磁石への通電によって互いに異なる磁極に磁化される一対の磁性体からなることにある。そしてこの磁性体の一方は、永久磁石の一方の磁極部に対して光軸方向に対向して配置され、他方は、この永久磁石の他方の磁極部に対して光軸方向に対向して配置されている。また本発明による固体撮像装置の第7の特徴は、上記特徴6に記載した第1の磁性体は、円弧状であることにある。そして本発明による固体撮像装置の第8特徴は、上記特徴6または7のいずれかに記載したホルダは、第1の磁性体を位置決めする位置決め部を有していることにある。
【0017】
このように永久磁石の異なる磁極部に対して、磁極の異なる一対の第1の磁性体をそれぞれ対向させることによって、永久磁石の異なる磁極部の双方に対して同時に吸引力または反発力を及ぼすことができるので、永久磁石の駆動力が増加し、より確実に永久磁石を駆動することができる。また磁極の異なる一対の第1の磁性体を円弧状にすれば、レンズホルダを挟さむ両側に一対の第1の磁性体を配置することができるので、レンズホルダを傾斜させずに安定して駆動することができる。さらにホルダに設けた位置決め部で位置決めすることによって、この第1の磁性体の固定位置がずれるのを防止することができる。
【0018】
本発明による固体撮像装置の第9特徴は、上記特徴6〜7のいずれかの1つに記載した第2の磁性体は、光軸方向に位置調整可能にホルダに係合していることにある。
【0019】
すなわち、構成部品の製造あるいは組立て寸法公差によっては、設定した第1あるいは第2の焦点位置が、多少ずれる場合もありうる。したがって、個々の固体撮像装置について、焦点位置を正確に調整して初期設定できるようにすれば、鮮明な撮像をすることができる。したがってこのような焦点位置の初期設定手段を設けることにより、構成部品の製造あるいは組立て寸法公差を、必要以上に厳格にする必要がなくなる。
【0020】
本発明による固体撮像装置の第10特徴は、上記特徴2〜9のいずれかの1つに記載した第1の磁性体と第2の磁性体との少なくとも一方には、永久磁石が吸着する部位に突起部が設けられていることにある。
【0021】
本発明による固体撮像装置において、永久磁石が第1または第2の磁性体に吸着すると、この永久磁石の磁気の吸引力が強く、次に逆方向に吸引する時に、この永久磁石が第1または第2の磁性体から離れ難くなる場合が生じる。そこで、第1及び第2の磁性体の永久磁石が吸着する部位に、微小な突起部を設け、永久磁石をこの微小な突起部を介して第1または第2の磁性体に吸着させることによって、この永久磁石が第1及び第2の磁性体から離れ易くした。
【0022】
本発明による固体撮像装置の第11特徴は、上記特徴2〜10のいずれかの1つに記載した永久磁石は、レンズの光軸を中心とするリング状であって、その円周方向に沿って異なる磁極部を有していることにある。
【0023】
永久磁石をこのようにレンズの光軸を中心とするリング状にすることによって、永久磁石の重量バランスが優れ、かつ容易に磁力のバランスをとることができるので、レンズホルダを傾斜せずに安定して駆動できるようになる。
【0024】
本発明による固体撮像装置の第12特徴は、上記特徴11に記載した永久磁石は、その半径方向に異なる磁極部を有し、この永久磁石の内側には、磁性体からなるリング部材が設けられていることにある。
【0025】
すなわち、円周及び半径方向に異なる磁極部を有するリング形状の永久磁石の内側に、磁性体からなるリング部材を取り付けると、永久磁石の内側に閉磁路が形成され、磁束の漏れを防止できる。
【0026】
本発明による固体撮像装置の第13特徴は、上記特徴1〜12のいずれかの1つに記載のレンズホルダは、ホルダに光軸方向に移動自在に係合していることにある。また本発明による固体撮像装置の第14特徴は、上記特徴13に記載したレンズホルダと、ホルダとの少なくとも一方には、このレンズホルダの移動を案内する案内溝が設けられていることにある。
【0027】
このようにレンズホルダを、ホルダと光軸方向に移動自在に係合させることによって、極めて簡単な構成でレンズホルダを移動自在に配置することができる。またレンズホルダとホルダとの一方を、他方の案内溝に挿入させて移動させることによって、外部から光が進入することを、確実に防止することができる。
【0028】
本発明による固体撮像装置の第15の特徴は、上記特徴1〜14のいずれかの1つに記載した第1の位置は、通常撮像領域に位置する被写体像を撮像する通常撮像位置であって、第2の位置は、近距離撮像領域に位置する被写体像を撮像するマクロ撮像位置であることにある。
【0029】
本発明による固体撮像装置の第16の特徴は、上記通常撮像位置における上記レンズホルダの保持力は、上記マクロ撮像位置における上記レンズホルダの保持力よりも大きいことにある。
【0030】
したがって、通常撮像位置におけるレンズホルダの保持力がマクロ撮像位置におけるレンズホルダの保持力よりも大きいので、使用頻度が比較的高い通常撮像位置で被写体像を撮像する際に、レンズホルダが通常撮像位置から不用意に位置ずれすることを防止できる。
【0031】
【発明の実施の形態】
図1〜図6を参照しつつ、本発明による固体撮像装置の構成を説明する。固体撮像装置は、図1〜図2に示すように、CCD61からなる撮像素子を搭載した基板6と、この基板に搭載されてこのCCDに被写体像を結像するレンズ13を保持するレンズユニット1とを有している。レンズユニット1は、CCD61を包囲するように基板6に固定されるホルダ11と、レンズ13を保持すると共にこのホルダにこのレンズの光軸方向へ移動自在に係合するレンズホルダ12と、このレンズホルダを、第1の位置及びこの第1の位置から光軸方向へ所定距離だけ移動した第2の位置に駆動する電磁駆動手段とを備えている。
【0032】
なおレンズホルダ12は、中空の略円筒形状であって、その中心軸上にレンズ13をレンズキャップ14によって装着している。またレンズホルダ12の下部円筒部12aは、ホルダ11に形成した円筒状の案内溝11aに係合し、光軸方向へ移動自在になっている。また第1の位置は、通常撮像領域に位置する被写体像を撮像する通常撮像位置であって、第2の位置は、近距離撮像領域に位置する被写体像を撮像するマクロ撮像位置に設定してある。
【0033】
さて電磁駆動手段は、電磁石3と、この電磁石への通電によって磁化される第1の磁性体5と、この第1の磁性体に対して光軸方向に対向する第2の磁性体4と、この第1の磁性体と第2の磁性体との間において、レンズホルダ12の外周に沿って設けられた永久磁石2とを備えている。なお電磁石3は、コの字断面形状のリング部材からなるボビン31に電気コイル32を巻設して形成してある。また第1の磁性体5と第2の磁性体4とは、図4に示すように、L字断面形状のリング部材からなり、それぞれ電磁石3の下面及び内側面と、上面及び外側面を取り巻くように配置してある。
【0034】
永久磁石2はリング形状であって、レンズホルダ12の外周に螺合するマグネットホルダ15の外周に取り付けられている。また永久磁石2は、円周方向に沿って4分割した領域が、交互にN磁極とS磁極とが並ぶように着磁してある。したがって、軸対称の一対のN磁極およびS磁極の領域が、それぞれ形成される。永久磁石2は図7に示すように、リング部材90の内側に磁性体91を挿置し、リング部材90の外側に4個の電磁石92を配置して、交互にN磁極とS磁極とが並ぶように着磁する。すなわち、リング部材90の内側に磁性体91を挿置することなくリング部材90を着磁すると、リング部材90の外周側と内周側とに、それぞれ異なる磁極が生じてしまうため、リング部材90の内側に磁性体91を挿置し、90度の円周領域が、それぞれ同一の磁極となるようにしている。
【0035】
さて第1の磁性体5と第2の磁性体4との内周には、図3と図4とに示すように、永久磁石2の一対のN極領域2aを、光軸方向の所定の間隔を隔てて、それぞれ下方及び上方から挟み込むように突出した一対の突出部5a、4aが、それぞれ光軸対称に、すなわち180度の間隔を隔てて形成してある。なお突出部5a、4aには、永久磁石2の下面と上面との当接部位に、小さな突起部(図示せず。)が形成してある。
【0036】
次に上述した固体撮像装置の作用を説明する。すなわち電気コイル32に、図3において時計方向に電流を流すと、図3〜図4に示すように、第1の磁性体5の突出部5aはN極に、第2の磁性体4の突出部4aはS極に磁化される。したがって、第1の磁性体5の一対の突出部5a、5aと、これに対向する永久磁石2のN型領域2a、2aとは相互に反発し合う。一方第2の磁性体4の一対の突出部4a、4aと、これに対向する永久磁石2のN型領域2a、2aとは相互に吸引し合う。したがって、この反発力と吸引力との双方の磁力によって、永久磁石2は、上方に駆動されて第2の磁性体4の突出部4aの下面に吸着し、この位置がマクロ撮像位置となる。そしてこの状態で電気コイル32に流す電流を止めても、永久磁石2は、それ自体の磁力によって、第2の磁性体4の突出部4aの下面に吸着して保持される。このようにしてレンズホルダ12が、マクロ撮像位置に駆動保持される。
【0037】
一方図5〜図6に示すように、電気コイル32に、図5において反時計方向に電流を流すと、第1の磁性体5の突出部5aはS極に、第2の磁性体4の突出部4aはN極に磁化される。したがって、上述したものとは逆の作用によって、永久磁石2は、下方に駆動されて第1の磁性体5の突出部5aの上面に吸着し、この位置が通常撮像位置となる。そしてこの状態で電気コイル32に流す電流を止めても、永久磁石2は、それ自体の磁力によって、第1の磁性体5の突出部5aの上面に吸着して保持される。このようにしてレンズホルダ12が、通常撮像位置に駆動保持される。
【0038】
したがって、切り換えスイッチ等の切り換え手段(図示せず。)で、電気コイル32に流す電流の方向を時計方向に変更することにより、マクロ撮像位置と通常撮像位置とに、レンズホルダ12を正確かつ確実に駆動することができる。また、一旦レンズホルダ12をマクロ撮像位置と通常撮像位置とに駆動すれば、電流を切っても、上述したように永久磁石2自体の磁力によって、それぞれの位置に保持されるので、大幅な省電力化が可能になる。
【0039】
なお、本実施例では、通常撮像位置におけるレンズホルダ12の保持力、すなわち永久磁石2と第1の磁性体5との間に作用する吸着力が、マクロ撮像位置におけるレンズホルダ12の保持力、すなわち永久磁石2と第2の磁性体4との間に作用する吸着力よりも大きくなっている。これは、例えば永久磁石2と第1の磁性体5の突出部5aとの接触面積を永久磁石2と第2の磁性体4の突出部4aとの接触面積よりも広くすることで実現できる。
【0040】
これにより、マクロ撮像位置よりも使用頻度の高い通常撮像位置で被写体像を撮像する際に、レンズホルダ12が通常撮像位置から不用意に位置ずれして被写体像が正確に撮像できなくなることを防止できる。なお、マクロ撮像位置が通常撮像位置よりも使用頻度が高い場合には、マクロ撮像位置におけるレンズホルダ12の保持力を通常撮像位置におけるレンズホルダ12の保持力よりも大きくすればよい。
【0041】
また、第1及び第2の磁性体4、5が電磁石3への通電によって互いに異なる磁極に磁化されることにより、各磁性体と永久磁石2との間にそれぞれ吸引及び反発の磁力が発生するので、この永久磁石に作用する磁力が増加し、より確実に永久磁石2を駆動できる。
【0042】
また、電磁石3をレンズホルダ12の外周に沿ってホルダ11に設けているので、このレンズホルダとは別に設ける場合よりも、固体撮像装置を小型化できる。
【0043】
また、N極領域2aのみが突出部4a、5aに挟み込まれているので、N及びS極領域の両方が挟み込まれる場合よりも、より容易に永久磁石2を駆動できる。
【0044】
また、永久磁石2がレンズ3の光軸を中心とするリング形状であるので、重量バランスが良く、レンズ13の光軸が傾くことなくレンズホルダ12を安定して駆動できる。
【0045】
また、ホルダ11には円筒部12aに光軸方向に係合する案内溝11aが形成されているので、レンズホルダ12を案内するための専用の機構を用いることなく、簡単な構成でレンズホルダ12の光軸方向への移動を案内できる。また、この案内溝11aと円筒部12aとの係合により、外部からの不必要な光の侵入を防止できる。
【0046】
また、マグネットホルダ15がレンズホルダ12にレンズ13の光軸方向へ沿って移動可能に螺合しているので、このレンズホルダまたはマグネットホルダを回転させることにより、このレンズホルダに対する永久磁石2の光軸方向の位置、すなわち固体撮像装置のピントを調整できる。
【0047】
なお第1の磁性体5と第2の磁性体4との突出部5a、4aには、それぞれ上述した突起部が設けてあるので、永久磁石2の吸着力が過大にはならず、この永久磁石を逆方向に駆動する場合には、この突出部から容易に引き離すことができる。
【0048】
ここで、本実施例では、一対のN極領域2aを突出部5a及び4aで所定間隔を隔てて挟み込む構成としたが、永久磁石2の一対のS極領域を挟み込むようにしても良い。また、N極及びS極領域の両方を挟み込む構成にすれば、第1及び第2の磁性体4及び5に対する永久磁石2の保持力が増加する。この場合、永久磁石2を円滑に駆動するために、N及びS極領域の挟み込まれる面積を不均等にした方が良い。
【0049】
また、本実施例において、永久磁石として円周方向に異なる4個の磁極を有する永久磁石2を用いたが、永久磁石の磁極数はこれに限るものではなく、例えば6個や8個でも良い。また、後述する第2の実施の形態に示すような円周方向及び半径方向をそれぞれ2分した領域に異なる磁極を有する永久磁石を用いても良い。
【0050】
次に図8〜図10を参照しつつ、他の実施の形態を説明する。固体撮像装置は、図8〜図9に示すように、CCD161からなる撮像素子を搭載した基板106と、この基板に搭載されてこのCCDに被写体像を結像するレンズ113を保持するレンズユニット101とを有している。レンズユニット101は、CCD161を包囲するように基板106に固定されるホルダ111と、レンズ113を保持すると共にこのホルダにこのレンズの光軸方向へ移動自在に係合するレンズホルダ112と、このレンズホルダを、第1の位置及びこの第1の位置から光軸方向へ所定距離だけ移動した第2の位置に駆動する電磁駆動手段とを備えている。
【0051】
なおレンズホルダ112は、中空の略円筒形状であって、その中心軸上にレンズ113をレンズキャップ114によって装着している。またレンズホルダ112には、円筒状の案内溝112aが形成してあって、この円周溝にホルダ111の上部を形成する円筒部111jが係合し、光軸方向へ移動自在になっている。また第1の位置は、通常撮像領域に位置する被写体像を撮像する通常撮像位置であって、第2の位置は、近距離撮像領域に位置する被写体像を撮像するマクロ撮像位置に設定してある。
【0052】
さて電磁駆動手段は、電磁石103と、この電磁石への通電によって磁化される第1の磁性体133、134と、この第1の磁性体に対して光軸方向に対向する第2の磁性体104と、この第1の磁性体と第2の磁性体との間においてレンズホルダ112の外周に沿って設けられた永久磁石102とを備えている。以下説明を容易にするため、永久磁石102、電磁石103、第1の磁性体133、134及び第2の磁性体104の順に説明する。
【0053】
永久磁石102は、その内周に巻装した磁性体からなるリング部材121を介してマグネットホルダ115に巻着されている。なおマグネットホルダ115は、レンズホルダ112の外周に螺合している。また永久磁石102は、その円周方向に2分割した領域がN極とS極となるように磁化してある。すなわち図12に示すように、まず電磁石等の着磁装置192によって、リング部材を直径方向に磁化すると、円周方向を2分割した領域毎に、外周側と内周側とに異なる磁極が着磁される。次にこの着磁した永久磁石102の内側に、磁性体のリング部材121を装着すると、内周側に閉磁路(図示せず。)が形成され、永久磁石102の内側の磁束の漏れを防止できる。
【0054】
一方電磁石103は、図8および図9に示すように、中空の略円筒のボビン131と、このボビンに巻設した電気コイル132とを備えており、この電気コイルは、基板106に設けられた端子部132aを介して、切り換え手段(図示せず。)に接続されている。そしてボビン131の内周には、矩形断面形状の細長い一対の第1の磁性体133、134の一端部が挿入されており、それぞれの他端部は、光軸を中心とする半円弧状に延伸し、ホルダ111上に配置されている。
【0055】
ところで、図10〜図11に示すように、ホルダ111の外周には、水平フランジ部111aが形成されており、この水平フランジ部の上部には、光軸を中心とする一対の位置決め部111e、111fが形成されている。そして位置決め部111e、111fの外周には、永久磁石102の円周上2分割されたN極及びS極領域にそれぞれ下方から対向する位置において、溝111g、111hが形成してある。そして溝111g、111hには、第1の磁性体133、134が挿入されており、位置決め部111e、111f及びこの溝によってホルダ111に位置決めされる。
【0056】
次に第2の磁性体104について説明する。図8に示すように、第2の磁性体104は、中心に開口穴を有する円板形状であって、この円板の外周には、外側に突出する3つの突起部104bが円周方向に沿って等間隔に設けてある。一方ホルダ111の水平フランジ部111aの外周部には,円筒部111bが形成してあり、この円筒部には第1の磁性体133、134をホルダ111上に配置するための開口111iが形成されている。また円筒部111bの上端面111cには、円周方向に沿って等間隔の3個所において、円周方向に沿って光軸方向の高さが変化する斜面部111dがそれぞれ形成してある。そして第2の磁性体104は、その3つの突起部104bが、斜面部111dにそれぞれ当接するようにして、ホルダ111の円筒部111bに装着されている。したがって第2の磁性体104を、ホルダ111の円筒部111bに組み付ける際に、この第2の磁性体を円周方向に回転させることによって、この第2の磁性体の光軸方向の高さが変化するので、この第2の磁性体の光軸方向位置、すなわちレンズホルダ112のマクロ撮像位置の初期設定を行うことができる。
【0057】
次に上述した固体撮像装置の作用を説明する。電磁石103に電流を流し、それぞれの一端部がボビン131内に挿入された一対の第1の磁性体133、134が、それぞれN極とS極とに磁化すると、この一対の第1の磁性体がそれぞれ対向する永久磁石102のN極とS極とが、同じ磁極である場合には、図10に示すように、この永久磁石を上方に反発させて、第2の磁性体104に当接させる。そしてこの状態で電磁石103に流れる電流を切ると、永久磁石102自体の磁力によって、第2の磁性体104の当接面に吸着保持される。このようにして、レンズホルダ112がマクロ撮像位置に駆動保持される。
【0058】
なお、本実施例においても、前記の第1の実施例と同様に、通常撮像位置におけるレンズホルダ112の保持力がマクロ撮像位置におけるレンズホルダ112の保持力よりも大きくなっている。すなわち、永久磁石102と一対の第1の磁性体133、134との間に作用する吸着力が、永久磁石102と第2の磁性体104との間に作用する吸着力よりも大きくなっている。これは、例えば永久磁石102と一対の第1の磁性体133、134との接触面積を永久磁石102と第2の磁性体104との接触面積よりも広くすることで実現できる。
【0059】
これにより、マクロ撮像位置よりも使用頻度の高い通常撮像位置で被写体像を撮像する際に、レンズホルダ112が通常撮像位置から不用意に位置ずれして被写体像が正確に撮像できなくなることを防止できる。なお、マクロ撮像位置が通常撮像位置よりも使用頻度が高い場合には、マクロ撮像位置におけるレンズホルダ112の保持力を通常撮像位置におけるレンズホルダ112の保持力よりも大きくすればよい。
【0060】
次に切り換え手段(図示せず。)により電磁石103の電流の方向を切り換えると、一対の第1の磁性体133、134が、それぞれ対向する永久磁石102のN極とS極と異なる磁極となり、この永久磁石を下方に吸引して、図11に示すように第2の磁性体104から引き離して、第1の磁性体133、134に吸着させる。そしてこの状態で電磁石103の電流を切ると、永久磁石102自体の磁力によって、第2の磁性体104の当接面に吸着保持される。このようにして、レンズホルダ112が通常撮像位置に駆動保持される。
【0061】
したがって、切り替えスイッチ等の切り替え手段(図示せず。)によって、電磁石103に流す電流の方向を変更することにより、マクロ撮像位置と通常撮像位置とに、レンズホルダ112を正確かつ確実に駆動することができる。また一旦レンズホルダ112をマクロ撮像位置と通常撮像位置とに駆動すれば、電流を切っても、上述したように永久磁石102自体の磁力によって、それぞれの位置に保持されるので、大幅な省電力化が可能になる。
【0062】
また、電磁石3への通電によって互いに異なる磁極に磁化される1対の第1の磁性体133、134が永久磁石102の異なる磁極にそれぞれ光軸方向に対向しており、この永久磁石の両方の磁極に対して同時に吸引力及び反発力が発生するので、永久磁石の駆動力が増加し、より確実に永久磁石を駆動できる。
【0063】
また、第1の磁性体133、134が円弧状であるので、リング形状の永久磁石102の形状にあわせて配置することにより、第1の磁性体と永久磁石との対向する面積が増加し、永久磁石の駆動力を増加できる。また、この第1の磁性体をレンズホルダ112及びホルダ111の外周に沿って配置可能となるので、固体撮像装置を小型化できる。
【0064】
また、ホルダ111には第1の磁性体133、134を位置決めする位置決め部111e、111fが形成されているので、この第1の磁性体の固定位置がずれることを防止でき、第1の磁性体の位置ずれに起因する永久磁石102の駆動力の低下を防止可能となる。
【0065】
また、第2の磁性体104が斜面部111dに沿って回転することよってホルダ111に対して光軸方向へ移動可能であるので、この第2の磁性体の光軸方向位置を調整可能であり、各部品の寸法公差等によらずマクロ撮像位置を容易に修正できる。
【0066】
また、永久磁石102がレンズ113の光軸を中心とするリング形状であるので、重量バランスが良く、レンズ113の光軸が傾くことなくレンズホルダ112を安定して駆動できる。
【0067】
また、円周及び半径方向をそれぞれ2分した領域に異なる磁極を有する永久磁石102の内周に磁性体からなるリング部材121が設けられているので、内周側に閉磁路が形成されて、永久磁石102の内側での磁束の漏れを防止でき、永久磁石をより確実に駆動できる。
【0068】
また、レンズホルダ112には円筒部111jに光軸方向に係合する案内溝112aが形成されているので、レンズホルダを案内するための専用の機構を用いることなく、簡単な構成でレンズホルダの光軸方向への移動を案内できる。また、この案内溝と円筒部との係合により、外部からの不必要な光の侵入を防止できる。
【0069】
また、マグネットホルダ115がレンズホルダ112に光軸方向へ沿って移動可能に螺合しているので、このレンズホルダまたはマグネットホルダを回転させることにより、このレンズホルダに対する永久磁石102の光軸方向の位置、すなわち固体撮像装置のピントを調整できる。
【0070】
なお図8、図9に示すように、第2の磁性体104の永久磁石102に対向する面には、所定の高さを有する半球形状の突起部104aが形成してあり、この永久磁石は、この突起部の頂部を介して、この第2の磁性体に当接する。したがって第2の磁性体104への吸着力が過大になることを防止でき、永久磁石102を反対方向に確実に引き離すことができる。なお同様な突起部を、第1の磁性体133、134の吸着面にも形成すると、永久磁石102を、この第1の磁性体から確実に引き離すことができるようになる。
【0071】
なお、本実施例において、永久磁石102の内周に磁性体からなるリング部材121が設けられているが、永久磁石の内周側の磁極を相殺する手段はこれに限らず、適宜変更可能である。例えば、マグネットホルダ115を磁性体で形成し、永久磁石の内周に沿って配置しても良い。
【0072】
また、本実施例において、永久磁石として円周方向及び半径方向をそれぞれ2分した領域に異なる磁極を有する永久磁石102を用いたが、永久磁石はこれに限るものではなく、例えば第1の実施の形態に示すような円周を4分した領域に異なる磁極を有する永久磁石を用いても良い。
【0073】
また、本実施例において、第1の磁性体133、134を位置決めする位置決め部111e、111fの個数を2個としたが、位置決め部の個数は2個以上でも良い。
【0074】
なお、各実施例において、第1及び第2の位置をそれぞれ通常撮像位置及びマクロ撮像位置としたが、第1及び第2の位置はこれに限るものではない。
【0075】
また、上述した各実施の形態において、永久磁石2及び102はリング形状のものに限らず、マグネットホルダ15及び115の外周に、2個の磁石を同一磁極が外側に位置するように、それぞれ180度間隔に設ける構成であってもよい。またリング形状の代わりにU字形状磁石を使用することもできる。
【0076】
また、本発明は、撮像素子61、162として上述したようなCCD素子を使用する場合に限らず、例えばCMOS素子や通常のフィルムを使用する場合にも容易に適用することができる。
【0077】
【発明の効果】
第1に、レンズホルダに取り付けた永久磁石を、電磁石との磁気力によって、光軸方向に移動させるだけであるため、構造を極めて簡単かつ小型にすることができる。第2に、永久磁石を第1の磁性体または第2の磁性体に吸着させることにより、マクロ撮像位置と通常撮像との焦点距離を正確に設定することができる。第3に、電磁石の電流方向を切り替えるだけで、瞬時かつ低騒音で焦点距離を変化させることができる。第4に、互に磁極が異なる第1の磁性体と第2の磁性体との間に、永久磁石の一方の磁極だけを配置することによって、磁力の反発力と吸引力の双方を利用することができるため、レンズホルダをより強力に移動させることができる。
【0078】
第4に、電流を切っても、永久磁石はそれ自体の磁力によって、第1の磁性体または第2の磁性体に吸着保持されるので、焦点距離を変化させる極短時間だけ電流を流せばよい。したがって大幅な省電力化が可能になる。第5に、第1の磁性体と第2の磁性体との吸着面に、突起部を設けることによって、永久磁石の磁気吸着力が過大になることを防止して、この永久磁石が第1および第2の磁性体の吸着面から離れ難くなることを回避できる。第6に、永久磁石または第2の磁性体を光軸方向へ位置調整することができるので、焦点位置の初期設定が正確かつ簡易にできる。第7に、通常撮像位置におけるレンズホルダの保持力がマクロ撮像位置におけるレンズホルダの保持力よりも大きいので、使用頻度が比較的高い通常撮像位置で被写体像を撮像する際に、レンズホルダが通常撮像位置から不用意に位置ずれすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体撮像装置の上面図である。
【図2】固体撮像装置の断面図である。
【図3】固体撮像装置を90度回転させた上面図である。
【図4】固体撮像装置を90度回転させた断面図である。
【図5】固体撮像装置を90度回転させた上面図である。
【図6】固体撮像装置を90度回転させた断面図である。
【図7】永久磁石の着磁方法を示す説明図である。
【図8】他の固体撮像装置の上面図である。
【図9】他の固体撮像装置の断面図である。
【図10】他の固体撮像装置を90度回転させた断面図である。
【図11】他の固体撮像装置を90度回転させた断面図である。
【図12】永久磁石の着磁方法を示す説明図である。
【図13】従来例によるレンズの駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
1、101 レンズユニット
11、111 ホルダ
12、112 レンズホルダ
121 リング部材
13、113 レンズ
2、102 永久磁石
3、103 電磁石
132 電気コイル
133 第1の磁性体
134 第1の磁性体
4、104 第2の磁性体
104a 突起部
104b 突起部
5 第1の磁性体
6、106 基板
61、161 CCD(撮像素子)
Claims (15)
- 撮像素子を搭載する基板と、この基板に搭載されてこの撮像素子に被写体像を結像するレンズを保持するレンズユニットとを備え、
上記レンズユニットは、上記撮像素子を包囲するように上記基板に固定されるホルダと、上記レンズを保持すると共にその光軸方向へ移動自在であるレンズホルダと、このレンズホルダを第1の位置及びこの第1の位置から光軸方向へ所定距離だけ移動した第2の位置に駆動する電磁駆動手段とを有し、
上記電磁駆動手段は、電磁石と、この電磁石への通電によって磁化される第1の磁性体と、この第1の磁性体に対して上記光軸方向に対向する第2の磁性体と、この第1の磁性体と第2の磁性体との間において上記レンズホルダに設けられた永久磁石とを備え、
上記永久磁石は、上記電磁石への通電に応じて上記第1の磁性体に吸着する上記第1の位置または上記第2の磁性体に吸着する上記第2の位置に駆動される
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1において、上記永久磁石は、上記光軸方向と直交する方向に異なる磁極部を有し、
上記第2の磁性体は、上記電磁石への通電によって上記第1の磁性体と異なる磁極に磁化される
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項2において、上記電磁石は、上記レンズホルダの外周に沿って上記ホルダに設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項2または3のいずれかにおいて、上記永久磁石は、その一方の磁極のみが上記第1の磁性体と上記第2の磁性体との間に配置されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1において、上記永久磁石は、上記光軸方向と直交する方向に異なる磁極部を有し、
上記第1の磁性体は、上記光軸方向と直交する方向に並設され、かつ上記電磁石への通電によって互いに異なる磁極に磁化される一対の磁性体からなり、
上記磁性体の一方は、上記永久磁石の一方の磁極部に対して光軸方向に対向して配置され、
上記磁性体の他方は、上記永久磁石の他方の磁極部に対して光軸方向に対向して配置されている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項5において、上記第1の磁性体は、円弧状であることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項5または6のいずれかにおいて、上記ホルダは、上記第1の磁性体を位置決めする位置決め部を有していることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項5〜7のいずれかの1つにおいて、上記第2の磁性体は、上記光軸方向に位置調整可能に上記ホルダに係合していることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1〜8のいずれかの1つにおいて、上記第1の磁性体と第2の磁性体との少なくとも一方には、上記永久磁石が吸着する部位に突起部が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1〜9のいずれかの1つにおいて、上記永久磁石は、上記レンズの光軸を中心とするリング状であって、その円周方向に沿って異なる磁極部を有していることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項10において、上記永久磁石は、その半径方向に異なる磁極部を有し、この永久磁石の内側には、磁性体からなるリング部材が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1〜11のいずれかの1つにおいて、上記レンズホルダは、上記ホルダに上記光軸方向に移動自在に係合していることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項12において、上記レンズホルダと上記ホルダとの少なくとも一方には、このレンズホルダの移動を案内する案内溝が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1〜13のいずれかの1つにおいて、上記第1の位置は、通常撮像領域に位置する被写体像を撮像する通常撮像位置であり、
上記第2の位置は、近距離撮像領域に位置する被写体像を撮像するマクロ撮像位置である
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項14において、上記通常撮像位置における上記レンズホルダの保持力は、上記マクロ撮像位置における当該レンズホルダの保持力よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003182018A JP4219221B2 (ja) | 2003-01-23 | 2003-06-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003014434 | 2003-01-23 | ||
JP2003182018A JP4219221B2 (ja) | 2003-01-23 | 2003-06-26 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004280039A JP2004280039A (ja) | 2004-10-07 |
JP4219221B2 true JP4219221B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=33301528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003182018A Expired - Fee Related JP4219221B2 (ja) | 2003-01-23 | 2003-06-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4219221B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005316314A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置 |
KR100490253B1 (ko) * | 2004-10-15 | 2005-05-18 | 주식회사 모비너스 | 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치 |
JP4681874B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-05-11 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
JP4695968B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2011-06-08 | アルプス電気株式会社 | カメラモジュール |
WO2007069844A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Yoosung Precision Co., Ltd. | Apparatus for automatically controlling focal point of small optical lens |
JP4710589B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-06-29 | ミツミ電機株式会社 | カメラモジュール |
JP2008112003A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レンズアクチュエータ |
JP2009047858A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Nidec Sankyo Corp | レンズ駆動装置 |
KR100919116B1 (ko) | 2008-05-19 | 2009-09-25 | (주)차바이오앤디오스텍 | 구동력이 향상된 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체 |
WO2010021492A2 (ko) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | (주)하이소닉 | 카메라 모듈 |
KR100919117B1 (ko) | 2008-10-08 | 2009-09-25 | (주)차바이오앤디오스텍 | 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체 |
JP6388361B2 (ja) * | 2014-01-28 | 2018-09-12 | オリンパス株式会社 | 駆動ユニット、光学ユニット、撮像装置及び内視鏡 |
-
2003
- 2003-06-26 JP JP2003182018A patent/JP4219221B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004280039A (ja) | 2004-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070216799A1 (en) | Camera module | |
JP4932630B2 (ja) | 撮影レンズの切り替え装置 | |
JP4219221B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US7764878B2 (en) | Auto-focusing camera | |
US7630151B2 (en) | Lens drive unit | |
JP2006276565A (ja) | レンズ駆動装置 | |
JP5880816B2 (ja) | レンズ駆動装置 | |
WO2019178917A1 (zh) | 一种驱动液态镜头的音圈马达及其镜头组 | |
KR100947285B1 (ko) | 자동초점 조절용 경통 구동기구 및 이를 구비한 셔터구동장치 | |
KR20090104691A (ko) | 렌즈 구동 장치 | |
JP4719107B2 (ja) | レンズ駆動装置 | |
US7440689B2 (en) | Electromagnetically actuated adjusting apparatus for lens | |
US7639938B2 (en) | Two-step focus lens of auto-focusing camera | |
KR100636649B1 (ko) | 오토포커스 기능이 있는 소형 카메라장치 | |
KR20050042722A (ko) | 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치 | |
JP4101664B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
WO2005071459A1 (ja) | 固体撮像装置およびこれを備えた携帯用電子機器 | |
JP4276056B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2004029668A (ja) | 磁性レンズおよびレンズ駆動装置 | |
JP2005208373A (ja) | 固体撮像装置及び携帯用電子機器 | |
KR20080082834A (ko) | 휴대폰용 카메라의 자동초점조절장치 | |
JP2005208377A (ja) | 固体撮像装置及びこれを備えた携帯用電子機器 | |
JP2005148535A (ja) | 固体撮像装置 | |
KR200355587Y1 (ko) | 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치 | |
JP2009122333A (ja) | レンズ駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080909 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080909 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081104 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |