JP4360896B2 - Autofocus device - Google Patents

Autofocus device Download PDF

Info

Publication number
JP4360896B2
JP4360896B2 JP2003416103A JP2003416103A JP4360896B2 JP 4360896 B2 JP4360896 B2 JP 4360896B2 JP 2003416103 A JP2003416103 A JP 2003416103A JP 2003416103 A JP2003416103 A JP 2003416103A JP 4360896 B2 JP4360896 B2 JP 4360896B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
holder
focus
characteristic data
lens holder
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
Application number
JP2003416103A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005173431A (en
Inventor
省是 石畑
芳文 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2003416103A priority Critical patent/JP4360896B2/en
Publication of JP2005173431A publication Critical patent/JP2005173431A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4360896B2 publication Critical patent/JP4360896B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

本発明は、リニアモータを用いてフォーカスレンズを駆動し、焦点制御を行うオートフォーカス装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in an autofocus device that drives a focus lens using a linear motor to perform focus control.

オートフォーカス装置は、フォーカスレンズを光軸方向に駆動させ、距離の異なる様々な被写体を撮像素子に結像させる装置である。フォーカスレンズの駆動には、ステッピングモータやリニアモータ等が用いられる。特に、駆動コイル及びマグネットを用いてフォーカスレンズを直線駆動するリニアモータ方式は小型化及び軽量化に適し、ビデオカメラ等のオートフォーカス装置に採用されることが少なくない(例えば、特許文献1)。   The autofocus device is a device that drives a focus lens in the optical axis direction and forms images of various subjects with different distances on an image sensor. A stepping motor, a linear motor, or the like is used for driving the focus lens. In particular, a linear motor system that linearly drives a focus lens using a drive coil and a magnet is suitable for miniaturization and weight reduction, and is often employed in an autofocus device such as a video camera (for example, Patent Document 1).

図10は、リニアモータ方式を採用した従来のオートフォーカス装置の構成例を示した模式図であり、光学系ユニットM2について被写体からの入射光の光軸100を含む断面が示されている。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration example of a conventional autofocus device adopting a linear motor system, and shows a cross section including an optical axis 100 of incident light from a subject with respect to the optical system unit M2.

レンズホルダ2は、円筒形状からなる可動部材であり、その内部にはフォーカスレンズ1が取り付けられ、側面には駆動コイル3が取り付けられている。この駆動コイル3に駆動電流を供給すれば、マグネット4により形成された磁界と、駆動コイル3に流れる電流との相互作用によって、光軸100に平行な駆動力が駆動コイル3に生じ、レンズホルダ2を光軸100に沿って駆動することができる。   The lens holder 2 is a movable member having a cylindrical shape, and a focus lens 1 is attached to the inside thereof, and a drive coil 3 is attached to a side surface. When a driving current is supplied to the driving coil 3, a driving force parallel to the optical axis 100 is generated in the driving coil 3 due to the interaction between the magnetic field formed by the magnet 4 and the current flowing in the driving coil 3, and the lens holder 2 can be driven along the optical axis 100.

位置センサ6は、フォーカスレンズ1の位置検出を行うためのセンサであり、MR(Magneto Resistance)センサや、フォトインタラプタ等が用いられる。撮像素子5はCCD(Charge Coupled Device)からなり、フォーカスレンズ1によって結像された被写体の画像が、カメラ信号として出力される。   The position sensor 6 is a sensor for detecting the position of the focus lens 1, and an MR (Magneto Resistance) sensor, a photo interrupter, or the like is used. The image sensor 5 is composed of a CCD (Charge Coupled Device), and an image of the subject formed by the focus lens 1 is output as a camera signal.

このカメラ信号に基づいて合焦状態を評価することができることから、自動焦点制御を行う場合であれば、フォーカスレンズ1を移動させながら合焦状態を評価し、被写体を撮像素子5に結像させることができるレンズ位置を判別することができる。このようにしてフォーカスレンズ1を移動させる際、位置センサ6の検出信号が用いられる。また、固定焦点制御を行う場合には、所定の被写体距離に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ1を移動させる。この場合も、位置センサ6の検出信号に基づいてレンズの駆動制御が行われる。
特開平7−239437号公報
Since the in-focus state can be evaluated based on the camera signal, in the case of performing automatic focus control, the in-focus state is evaluated while moving the focus lens 1 and the subject is imaged on the image sensor 5. It is possible to determine the lens position that can be used. When the focus lens 1 is moved in this way, the detection signal of the position sensor 6 is used. Further, when performing fixed focus control, the focus lens 1 is moved to a lens position corresponding to a predetermined subject distance. Also in this case, lens driving control is performed based on the detection signal of the position sensor 6.
JP-A-7-239437

上述した通り、リニアモータ方式では、駆動コイル3に電流を供給することにより、供給電流に応じた駆動力を発生させている。このため、リニアモータを用いてフォーカスレンズ1の位置制御を行おうとする場合、レンズ位置を検出するための位置センサ6が必要となる。このため、オートフォーカス装置の小型化、軽量化及びコスト低減には限界があった。   As described above, in the linear motor system, a driving force corresponding to the supplied current is generated by supplying a current to the driving coil 3. For this reason, when the position control of the focus lens 1 is to be performed using a linear motor, the position sensor 6 for detecting the lens position is required. For this reason, there is a limit to miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the autofocus device.

一方、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネを設け、このホルダバネの付勢力と駆動コイル3の駆動力とが釣り合う位置にレンズホルダを駆動すれば、位置センサ6を用いることなく、フォーカスレンズの位置制御を行うことができると考えられる。しかしながら、一般に、バネの付勢力は個体差が大きく、また、経時的にも変化するため、焦点制御の精度が低下してしまうという問題が生ずる。   On the other hand, if a holder spring for biasing the lens holder in the optical axis direction is provided, and the lens holder is driven to a position where the biasing force of the holder spring and the driving force of the driving coil 3 are balanced, the focus lens can be used without using the position sensor 6. It is considered that position control can be performed. However, in general, the biasing force of the spring has a large individual difference and also changes over time, so that there arises a problem that the accuracy of focus control is lowered.

また、リニアモータの駆動電流と駆動力との関係は、残留磁束の影響によりヒステリシス特性を示すが、このヒステリシス特性も経時的に変化するため、焦点制御の精度が低下してしまうという問題が生ずる。   Further, the relationship between the driving current and driving force of the linear motor shows a hysteresis characteristic due to the influence of the residual magnetic flux. However, since this hysteresis characteristic also changes over time, there arises a problem that the accuracy of the focus control is lowered. .

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、リニアモータを用いたオートフォーカス装置を小型化及び軽量化することを目的とする。また、この様な小型で軽量のオートフォーカス装置を安価に提供することを目的とする。更に、フォーカスレンズの全可動領域について位置検出を行うことができる位置センサを用いることなく、精度よく焦点制御を行う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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the size and weight of an autofocus device using a linear motor. It is another object of the present invention to provide such a small and light autofocus device at a low cost. It is another object of the present invention to provide an autofocus device that can perform focus control with high accuracy without using a position sensor that can detect the position of the entire movable region of the focus lens.

本発明によるオートフォーカス装置は、入射光を撮像素子の受光面に結像させるフォーカスレンズと、マグネット及び駆動コイルからなり、駆動コイルへ供給する駆動電流に応じて、駆動コイルに光軸方法の駆動力を発生させるリニアモータと、フォーカスレンズ及び駆動コイルが取り付けられ、光軸方向に移動可能なレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネと、レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段とを備え、上記端点検出手段は、レンズホルダの端部を当接させることにより、レンズホルダの可動領域を規制するとともに、レンズホルダの当接状態を検出するホルダ当接部からなり、上記レンズホルダは、その光軸方向の端部に、駆動コイルに電気的に接続された被検出端子を有し、上記ホルダ当接部は、被検出端子が当接する位置に端点検出用端子を有し、レンズホルダの当接状態を電気的に検出し、上記ホルダバネは、その一端がレンズホルダの光軸方向の端部に取り付けられ、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなり、上記被検出端子として、ホルダバネのレンズホルダ側の一部が用いられるように構成される。  The autofocus device according to the present invention includes a focus lens that forms an image of incident light on a light receiving surface of an image sensor, a magnet, and a drive coil. The drive coil is driven by an optical axis method according to a drive current supplied to the drive coil. A linear motor that generates force, a focus lens and a drive coil, a lens holder that is movable in the optical axis direction, a holder spring that biases the lens holder in the optical axis direction, and the lens holder is positioned at the end point of the movable region And an end point detecting means for detecting the movement of the lens holder. The end point detecting means restricts the movable region of the lens holder by contacting the end portion of the lens holder, and detects the contact state of the lens holder. The lens holder has a detected terminal electrically connected to the drive coil at the end in the optical axis direction. The holder contact portion has an end point detection terminal at a position where the detected terminal contacts, and electrically detects the contact state of the lens holder, and one end of the holder spring is in the optical axis direction of the lens holder. And a part of the holder spring on the lens holder side is used as the detected terminal.

この様な構成により、移動中のレンズホルダが端点に到達し、あるいは、端点から移動を開始する際の駆動電流を判別することができる。このため、全動作範囲にわたってレンズホルダの位置検出を行う位置センサを用いることなく、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮した焦点制御を行うことができる。つまり、製造コストを低減しつつ、高精度の焦点制御を実現することができる。更に、レンズホルダが可動領域の端点にあることを当接状態として検出することができるので、簡単な構成によって高精度の焦点制御を実現することができる。しかも、レンズホルダのホルダ当接部に対する当接状態を電気的に検出することができるので、製造コストを低減することができるとともに、オートフォーカス装置を小型化することができる。また、更に低コスト化、小型化及び軽量化を図ることができる。 With such a configuration, it is possible to determine the drive current when the moving lens holder reaches the end point or starts moving from the end point. For this reason, focus control can be performed in consideration of variations in motor characteristics and changes over time without using a position sensor that detects the position of the lens holder over the entire operating range. That is, high-precision focus control can be realized while reducing the manufacturing cost. Furthermore, since it can be detected as a contact state that the lens holder is at the end point of the movable region, high-precision focus control can be realized with a simple configuration. In addition, since the contact state of the lens holder with the holder contact portion can be electrically detected, the manufacturing cost can be reduced and the autofocus device can be downsized. Furthermore, cost reduction, size reduction, and weight reduction can be achieved.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記の構成に加え、上記レンズホルダの移動先の位置に応じた上記駆動電流を供給することにより上記フォーカスレンズの位置制御を行う焦点制御手段とを備え、上記焦点制御手段は、上記端点検出手段の検出結果に基づいて上記駆動電流を供給するように構成される。 In addition to the above configuration , the autofocus device according to the present invention includes a focus control unit that controls the position of the focus lens by supplying the drive current according to the position of the lens holder to which the lens holder moves. The focus control unit is configured to supply the drive current based on a detection result of the end point detection unit.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記端点検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、この特性データを記憶するモータ特性記憶手段とを備え、上記焦点制御手段は、上記モータ特性記憶手段に保持されている上記特性データに基づいて、上記フォーカスレンズを可動領域内でスキャンさせて合焦点を判別し、判別された合焦点へ上記フォーカスレンズを移動させるように構成される。この様な構成により、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮して、高精度の自動焦点制御を行うことができる。 Further, the autofocus apparatus according to the present invention, based on a detection result of the end point detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates the drive current and the lens position, motor characteristics for storing the characteristic data Storage means, and the focus control means scans the focus lens within a movable region based on the characteristic data held in the motor characteristic storage means to determine a focal point, and determines the determined focus. The focus lens is configured to move to a focal point . With such a configuration, high-precision automatic focus control can be performed in consideration of variations in motor characteristics and changes over time.

また、本発明によるオートフォーカス装置は、上記端点検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、この特性データを記憶するモータ特性記憶手段とを備え、上記焦点制御手段は、上記モータ特性記憶手段に保持されている上記特性データに基づいて上記駆動電流を決定し、指定されたレンズ位置に上記フォーカスレンズを移動させるように構成される。この様な構成により、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮して、高精度の固定焦点制御を行うことができる。
Further, the autofocus apparatus according to the present invention, based on a detection result of the end point detection means, the characteristic data generation means for generating characteristic data that associates the drive current and the lens position, motor characteristics for storing the characteristic data Storage means, and the focus control means is configured to determine the drive current based on the characteristic data held in the motor characteristic storage means and to move the focus lens to a specified lens position. Is done. With such a configuration, high-precision fixed focus control can be performed in consideration of variations in motor characteristics and changes over time.

本発明によれば、レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段を設けることにより、簡単な構成からなる光学系ユニットを用いて、モータ特性のばらつきや経時変化を考慮した高精度の焦点制御を行うことができる。従って、光学ユニットの製造コストを低減することができるとともに、小型化及び軽量化を図ることができ、小型で軽量のオートフォーカス装置を安価に提供することができる。また、携帯電話機などの携帯機器にオートフォーカス装置を組み込むことが可能になる。   According to the present invention, by providing the end point detection means for detecting that the lens holder is located at the end point of the movable region, the optical system unit having a simple configuration is used, taking into account variations in motor characteristics and changes over time. High-precision focus control can be performed. Therefore, the manufacturing cost of the optical unit can be reduced, and the size and weight can be reduced, and a small and lightweight autofocus device can be provided at low cost. In addition, an autofocus device can be incorporated into a portable device such as a cellular phone.

図1は、本発明の実施の形態1によるオートフォーカス装置の要部の一構成例を示した断面図であり、光学系ユニットM1について、被写体からの入射光の光軸100を含む断面が示されている。また、図2は、図1の光学系ユニットM1を構成する主要部品が示された分解斜視図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a main part of an autofocus device according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a cross section including an optical axis 100 of incident light from a subject with respect to the optical system unit M1. Has been. FIG. 2 is an exploded perspective view showing main parts constituting the optical system unit M1 of FIG.

レンズホルダ2は、入射光の光軸100を中心軸とする円筒形状からなり、その中空部にはフォーカスレンズ1が取り付けられ、側面外側には駆動コイル3が取り付けられている。このレンズホルダ2は、光軸100方向に移動可能な可動部材であり、駆動コイル3に通電することにより光軸100方向の駆動力が印加され、光軸100に沿って前方へ繰り出される。   The lens holder 2 has a cylindrical shape with the optical axis 100 of incident light as a central axis, the focus lens 1 is attached to the hollow portion, and the drive coil 3 is attached to the outer side surface. The lens holder 2 is a movable member that can move in the direction of the optical axis 100, and a driving force in the direction of the optical axis 100 is applied by energizing the drive coil 3, and the lens holder 2 is drawn forward along the optical axis 100.

フォーカスレンズ1は、前方の被写体からの入射光を集光し、後方の撮像素子5に結像させる焦点調整のためのレンズであり、その中心軸が光軸100に一致するようにレンズホルダ2内に取り付けられている。被写体距離、つまり、撮像素子5に結像される被写体までの距離は、フォーカスレンズ1に固有の焦点距離と、フォーカスレンズ1から撮像素子5までの距離によって決まるため、レンズホルダ2を光軸100方向に移動させて被写体距離を変化させれば、焦点調整を行うことができる。   The focus lens 1 is a lens for focus adjustment that collects incident light from a front subject and forms an image on the rear image sensor 5, and the lens holder 2 so that its central axis coincides with the optical axis 100. Installed inside. Since the subject distance, that is, the distance to the subject imaged on the image sensor 5 is determined by the focal distance inherent to the focus lens 1 and the distance from the focus lens 1 to the image sensor 5, the lens holder 2 is placed on the optical axis 100. If the subject distance is changed by moving in the direction, focus adjustment can be performed.

撮像素子5は、フォーカスレンズ1により入射光が集光される受光面を有し、受光面上に結像された平面画像を電気信号に変換する光電変換素子、例えば、CCDやCMOSイメージセンサである。   The imaging element 5 has a light receiving surface on which incident light is collected by the focus lens 1 and is a photoelectric conversion element that converts a planar image formed on the light receiving surface into an electric signal, such as a CCD or CMOS image sensor. is there.

駆動コイル3及びマグネット4は、レンズホルダ2に駆動力を印加し、レンズホルダ2を駆動するリニアモータを構成している。駆動コイル3は、レンズホルダ2の側面に円周方向に巻き付けられた導電線からなる。   The drive coil 3 and the magnet 4 constitute a linear motor that applies a driving force to the lens holder 2 and drives the lens holder 2. The drive coil 3 is made of a conductive wire wound around the side surface of the lens holder 2 in the circumferential direction.

マグネット4は、レンズホルダ2を収容する光学系筐体7内に固定された円筒形の永久磁石からなる。このマグネット4の中空部に駆動コイル3が配置され、駆動コイル3はマグネット4により形成される磁界内に位置している。従って、駆動コイル3に電流を供給すれば、磁界と電流の相互作用によって、光軸100に平行な駆動力が駆動コイル3に生じ、レンズホルダ2を光軸に沿って直線駆動することができる。   The magnet 4 is formed of a cylindrical permanent magnet fixed in an optical system housing 7 that houses the lens holder 2. The drive coil 3 is disposed in the hollow portion of the magnet 4, and the drive coil 3 is located in a magnetic field formed by the magnet 4. Therefore, if a current is supplied to the drive coil 3, a drive force parallel to the optical axis 100 is generated in the drive coil 3 due to the interaction between the magnetic field and the current, and the lens holder 2 can be linearly driven along the optical axis. .

ホルダバネ8,9は、レンズホルダ2を光軸100方向に付勢するための弾性部材である。ホルダバネ8が、レンズホルダ2の前方に取り付けられ、ホルダバネ9がレンズホルダ2の後方に取り付けられている。このため、駆動コイル3に駆動電流を供給し、前方への駆動力を発生させた場合、レンズホルダ2は、当該駆動力がホルダバネ8,9の復元力と釣り合う位置まで移動して静止する。つまり、駆動電流値によってレンズ位置が決まるため、位置センサを用いることなくフォーカスレンズ1の位置制御を行うことができる。   The holder springs 8 and 9 are elastic members for biasing the lens holder 2 in the direction of the optical axis 100. A holder spring 8 is attached to the front of the lens holder 2, and a holder spring 9 is attached to the rear of the lens holder 2. Therefore, when a driving current is supplied to the driving coil 3 to generate a forward driving force, the lens holder 2 moves to a position where the driving force balances with the restoring force of the holder springs 8 and 9 and stops. That is, since the lens position is determined by the drive current value, the position of the focus lens 1 can be controlled without using a position sensor.

ホルダ当接部12は、背面筐体7bの背面内側に設けられ、レンズホルダ2の後方端部を当接させて、レンズホルダ2の可動領域を規制するホルダ規制手段であり、光学系筐体7の一部であってもよいし、別部材であってもよい。このホルダ当接部12は、被写体からの入射光を撮像素子5に到達させる光路を確保するため、円筒形状からなり、その前方端部には、後述する端点検出用端子11が設けられている。   The holder abutting portion 12 is a holder regulating means that is provided on the inner side of the rear surface of the rear housing 7b and abuts the rear end portion of the lens holder 2 to regulate the movable region of the lens holder 2, and includes an optical system housing. 7 may be a part or a separate member. The holder abutting portion 12 has a cylindrical shape in order to secure an optical path for allowing incident light from the subject to reach the image sensor 5, and an end point detection terminal 11 described later is provided at the front end portion thereof. .

なお、光学系ユニットM1の筐体は、前面筐体7a及び背面筐体7bを係合することにより構成されている。また、ホルダ当接部12は、レンズホルダ2の可動領域の後方側を規制しており、前方側は、前面筐体7aの内面によって規制されている。本明細書では、レンズホルダ2が可動領域の後方側の端点にある場合のレンズ位置を基準点Do、前方の端点にある場合のレンズ位置を最大繰出点Dmと呼ぶ。   The casing of the optical system unit M1 is configured by engaging the front casing 7a and the rear casing 7b. Further, the holder contact portion 12 restricts the rear side of the movable region of the lens holder 2, and the front side is restricted by the inner surface of the front casing 7a. In this specification, the lens position when the lens holder 2 is at the end point on the rear side of the movable region is referred to as a reference point Do, and the lens position when the lens holder 2 is at the front end point is referred to as a maximum extension point Dm.

また、ホルダ当接部12は、レンズホルダ2がホルダバネ8,9により後方へ付勢された状態でレンズホルダ2が当接するように配置されている。つまり、レンズホルダ2の可動領域は、ホルダ当接部12により、駆動電流がない状態でホルダバネ8,9の反発力が釣り合う位置(中立点)よりも前方となるように規制されている。従って、中立状態に比べて、ホルダバネ8は常に収縮され、ホルダバネ9は常に伸長された状態であり、オートフォーカス装置の起動直後のレンズ位置は、可動領域の後方側の端点、つまり、基準点Doとなる。   The holder abutting portion 12 is arranged so that the lens holder 2 abuts in a state where the lens holder 2 is urged rearward by the holder springs 8 and 9. That is, the movable region of the lens holder 2 is restricted by the holder contact portion 12 so as to be ahead of the position (neutral point) where the repulsive forces of the holder springs 8 and 9 are balanced in the absence of a drive current. Therefore, compared to the neutral state, the holder spring 8 is always contracted and the holder spring 9 is always extended, and the lens position immediately after the start of the autofocus device is the end point on the rear side of the movable region, that is, the reference point Do. It becomes.

図3は、ホルダバネ8,9の一構成例を示した平面図である。ホルダバネ8,9は、平板金属を打ち抜き加工して形成された板バネであり、同軸の外側リング21及び内側リング22と、両リング21,22間に形成された3本の連結バネ23により構成される。各連結バネ23は互いに120度の中心角を保持しながら螺旋状に両リング21,22を連結する板バネである。従って、両リング21,22に中心軸方向の圧縮力又は引張力が加えられた場合、平行状態を保ちながら、上記中心軸に関して相対的に回転して距離が変化する。つまり、ホルダバネ8,9は、上記中心軸方向へ伸縮するバネとなっている。   FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the holder springs 8 and 9. The holder springs 8 and 9 are plate springs formed by punching flat metal, and are constituted by coaxial outer ring 21 and inner ring 22 and three connecting springs 23 formed between the rings 21 and 22. Is done. Each connection spring 23 is a leaf spring that connects the rings 21 and 22 in a spiral manner while maintaining a central angle of 120 degrees. Therefore, when a compressive force or tensile force in the direction of the central axis is applied to both rings 21 and 22, the distance is changed by rotating relative to the central axis while maintaining a parallel state. That is, the holder springs 8 and 9 are springs that expand and contract in the central axis direction.

前方のホルダバネ8の外側リング21は、スペーサ8Sにより前面筐体7aの前面内側に取り付けられ、内側リング22は、レンズホルダ2の前方端部に取り付けられている。同様にして、後方のホルダバネ9の外側リング21は、スペーサ9Sにより背面筐体7bの背面内側に取り付けられ、内側リング22は、レンズホルダ2の後方端部に取り付けられている。   The outer ring 21 of the front holder spring 8 is attached to the inside of the front surface of the front housing 7 a by the spacer 8 </ b> S, and the inner ring 22 is attached to the front end of the lens holder 2. Similarly, the outer ring 21 of the rear holder spring 9 is attached to the back inner side of the rear housing 7b by the spacer 9S, and the inner ring 22 is attached to the rear end of the lens holder 2.

図4は、駆動コイル3及びホルダバネ8,9が接続される様子を示した説明図である。ホルダバネ8,9は、ともに導電性部材からなり、駆動コイル3に電気的に接続され、駆動コイル3へ駆動電流を供給する給電線として用いられている。すなわち、ホルダバネ8,9の外側リング21には、駆動電流を供給するモータ駆動部(不図示)に接続される給電端子8T,9Tがそれぞれ設けられている。また、ホルダバネ8の内側リング22には、駆動コイル3の一方の端子31が半田付けされ、ホルダバネ9の内側リング22には、駆動コイル3の他方の端子32が半田付けされている。   FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the drive coil 3 and the holder springs 8 and 9 are connected. The holder springs 8 and 9 are both made of a conductive member, are electrically connected to the drive coil 3, and are used as power supply lines that supply drive current to the drive coil 3. That is, the outer rings 21 of the holder springs 8 and 9 are respectively provided with power supply terminals 8T and 9T connected to a motor drive unit (not shown) for supplying a drive current. Further, one terminal 31 of the drive coil 3 is soldered to the inner ring 22 of the holder spring 8, and the other terminal 32 of the drive coil 3 is soldered to the inner ring 22 of the holder spring 9.

端点検出用端子10,11は、ホルダバネ8,9の内側リング22が当接する位置に配置された電圧レベルの検出手段であり、ホルダバネ8,9を介して駆動コイル3に印加されている駆動電圧を検出し、レンズホルダ2が可動領域の端点に位置するか否かを検出している。つまり、レンズホルダ2の両端部に取り付けられたホルダバネ8,9の内側リング22が被検出端子となり、被検出端子を端点検出用端子10,11に接触させて端点検出を電気的に行っている。   The end point detection terminals 10 and 11 are voltage level detection means arranged at a position where the inner rings 22 of the holder springs 8 and 9 come into contact with each other, and the drive voltage applied to the drive coil 3 via the holder springs 8 and 9. To detect whether the lens holder 2 is positioned at the end point of the movable region. That is, the inner rings 22 of the holder springs 8 and 9 attached to both ends of the lens holder 2 serve as detected terminals, and the detected terminals are brought into contact with the end point detecting terminals 10 and 11 to electrically detect the end points. .

端点検出用端子10は、前面筐体7aの前面内側のレンズホルダ2の当接位置に設けられ、端点検出用端子11は、ホルダ当接部12の先端部に設けられている。また、端点検出用端子10,11は、被写体からの入射光の光路を確保するとともに、ホルダバネ8,9の外側リング21及び連結バネ23と接触しないリング形状の端子からなる。   The end point detection terminal 10 is provided at the contact position of the lens holder 2 inside the front surface of the front housing 7 a, and the end point detection terminal 11 is provided at the tip of the holder contact portion 12. The end point detection terminals 10 and 11 are ring-shaped terminals that secure an optical path of incident light from the subject and do not contact the outer ring 21 and the connecting spring 23 of the holder springs 8 and 9.

図5は、本実施の形態によるオートフォーカス装置の動作を説明するための図である。図中の(a)は、駆動電流とレンズ繰出量との関係の一例を示した図であり、(b)は、駆動電流と端点検出用端子11の検出電圧、(c)は、駆動電流と端点検出用端子10の検出電圧との関係を示した図である。なお、図中の方向A,Bは、図1に示したフォーカスレンズ1の移動方向であり、Aが繰り出し方向、Bが後退方向である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the autofocus device according to the present embodiment. (A) in the figure is a diagram showing an example of the relationship between the drive current and the lens feed amount, (b) is the drive current and the detection voltage of the end point detection terminal 11, and (c) is the drive current. 6 is a diagram showing the relationship between the detection voltage of the terminal detection terminal 10 and the detection voltage. Note that directions A and B in the figure are the moving directions of the focus lens 1 shown in FIG. 1, and A is the feeding direction and B is the backward direction.

まず、(a)について説明する。(a)の縦軸はレンズ繰出量、つまり、基準点Doからフォーカスレンズ1までの距離である。駆動電流を供給しない場合、フォーカスレンズ1は、最後方の基準点Do(図中の原点)にある。このとき、レンズホルダ2は、ホルダバネ8,9によって後方へ付勢されているため、この状態から駆動電流を増大させていけば、駆動力がホルダバネ8,9の付勢力を超えた時点でフォーカスレンズ1が移動を開始する。iはこのときの駆動電流、つまり、繰り出し開始時における電流値である。 First, (a) will be described. The vertical axis of (a) is the lens feed amount, that is, the distance from the reference point Do to the focus lens 1. When no drive current is supplied, the focus lens 1 is at the last reference point Do (the origin in the figure). At this time, since the lens holder 2 is urged rearward by the holder springs 8 and 9, if the drive current is increased from this state, the focus is reached when the drive force exceeds the urging force of the holder springs 8 and 9. The lens 1 starts moving. i 1 is the driving current at this time, that is, the current value at the start of feeding.

駆動電流をさらに増大させれば、繰り出し開始時の電流値iの超過分に比例して繰り出し量が増大する。そして、フォーカスレンズ1の繰り出し量が最大となる最大繰出点Dmに到達すれば、その後は駆動電流を増大させても繰り出し量は変化しない。iはこのときの駆動電流、つまり、繰り出し終了時における電流値である。 If the drive current is further increased, the feed amount increases in proportion to the excess of the current value i 0 at the start of the feed. When the focus lens 1 reaches the maximum extension point Dm where the extension amount reaches the maximum, the extension amount does not change even if the drive current is increased thereafter. i 2 is the driving current at this time, that is, the current value at the end of the feeding.

次に、駆動電流をiから減少させても、残留磁束の影響を受けて、フォーカスレンズ1はしばらく移動を開始しない。駆動電流をさらに減少させていけば、フォーカスレンズ1が移動を開始する。iはこのときの駆動電流、つまり、後退開始時における電流値である。 Next, even if the drive current is decreased from i 2 , the focus lens 1 does not start moving for a while due to the influence of the residual magnetic flux. If the drive current is further reduced, the focus lens 1 starts moving. i 3 is the drive current at this time, that is, the current value at the start of retraction.

その後、駆動電流を減少させれば、後退開始時の電流値iからの減少分に比例して繰り出し量が減少していく。そして、フォーカスレンズ1が基準点Doに到達すれば、繰り出し量がゼロとなり、その後は駆動電流を減少させても繰り出し量は変化しない。iはこのときの駆動電流、つまり、後退終了時における電流値である。 Thereafter, if decreasing the driving current, the amount of feed in proportion to the decrease of the current value i 3 at the start of retraction decreases. When the focus lens 1 reaches the reference point Do, the feed amount becomes zero, and thereafter, the feed amount does not change even if the drive current is decreased. i 4 is the driving current at this time, that is, the current value at the end of the backward movement.

後退終了時の駆動電流iは、繰り出し開始時の電流iよりも小さくなっている。このため、再びフォーカスレンズ1を繰り出すためには、駆動電流をi以上に増大する必要がある。リニアモータは、この様なヒステリシス特性を有している。 The drive current i 4 at the end of the backward movement is smaller than the current i 1 at the start of feeding. For this reason, in order to extend the focus lens 1 again, it is necessary to increase the drive current to i 1 or more. The linear motor has such a hysteresis characteristic.

次に、(b)について説明する。端点検出用端子11は、ホルダバネ9の内側リング22が当接している場合にのみ、モータ駆動部からの印加電圧を検出することができる。このため、駆動電流を増大させていく場合には駆動電流がi未満のときに、駆動電流を減少させていく場合には駆動電流がi未満のときに駆動コイル3の端子32の電圧レベルが印加される。 Next, (b) will be described. The end point detection terminal 11 can detect the applied voltage from the motor drive unit only when the inner ring 22 of the holder spring 9 is in contact. Therefore, when the case the drive current going to increase the driving current is less than i 1, when going to reduce the drive current voltage at the terminal 32 of the driving coil 3 when the driving current is less than i 4 A level is applied.

次に、(c)について説明する。端点検出用端子10は、ホルダバネ8の内側リング22が当接している場合にのみ、モータ駆動部からの印加電圧を検出することができる。このため、駆動電流を増大させていく場合には駆動電流がi以上のときに、駆動電流を減少させていく場合には駆動電流がi以上のときに駆動コイル3の端子31の電圧レベルが印加される。 Next, (c) will be described. The end point detection terminal 10 can detect the applied voltage from the motor drive unit only when the inner ring 22 of the holder spring 8 is in contact. Therefore, when the drive current is increased, the voltage at the terminal 31 of the drive coil 3 is when the drive current is i 2 or more, and when the drive current is decreased, the drive current is i 3 or more. A level is applied.

つまり、端点検出用端子10,11を用いれば、フォーカスレンズ1が可動領域の端点に位置していることを検出することができる。このため、位置センサを用いることなく、繰り出し方向A、後退方向Bの移動開始時及び移動終了時の駆動電流i〜iを正確に求めることができる。 That is, if the end point detection terminals 10 and 11 are used, it can be detected that the focus lens 1 is located at the end point of the movable region. For this reason, it is possible to accurately obtain the drive currents i 1 to i 4 at the start and end of the movement in the feeding direction A and the backward direction B without using a position sensor.

図6は、ホルダバネ8,9の特性が変化した場合の一例を示した図である。ホルダバネ8、9の反発力が弱ければ、駆動電流に対するレンズ繰出量を示した(a)の特性は、その傾きが大きくなる。また、ホルダバネ8の反発力が、ホルダバネ9の反発力よりも弱ければ、(a)の特性は左に移動する。いずれの場合にも、駆動電流値i〜iが、そのモータ特性に応じた値となる。このため、端点検出用端子10,11における電圧レベルに基づいて、駆動電流値i〜iを判別すれば、ホルダバネ8,9の特性のバラツキや経時変化を補償することができる。 FIG. 6 is a diagram showing an example when the characteristics of the holder springs 8 and 9 are changed. If the repulsive force of the holder springs 8 and 9 is weak, the inclination of the characteristic (a) showing the lens extension amount with respect to the drive current becomes large. If the repulsive force of the holder spring 8 is weaker than the repulsive force of the holder spring 9, the characteristic (a) moves to the left. In any case, the drive current values i 1 to i 4 are values corresponding to the motor characteristics. Therefore, if the drive current values i 1 to i 4 are determined based on the voltage levels at the end point detection terminals 10 and 11, variations in characteristics of the holder springs 8 and 9 and changes with time can be compensated.

なお、上述した通り、本実施の形態によるAF光学系M1は、駆動コイル3による駆動力と、ホルダバネ8,9の付勢力のバランスによって、レンズ位置を制御している。このため、本明細書でいうモータ特性には、駆動コイル3及びマグネット4からなるリニアモータの特性のみならず、ホルダバネ8,9の特性も含まれる。   As described above, the AF optical system M1 according to the present embodiment controls the lens position by the balance between the driving force of the driving coil 3 and the biasing force of the holder springs 8 and 9. For this reason, the motor characteristics referred to in this specification include not only the characteristics of the linear motor including the drive coil 3 and the magnet 4 but also the characteristics of the holder springs 8 and 9.

図7は、図1の光学系ユニットM1を含むオートフォーカス装置の一構成例を示したブロック図である。このオートフォーカス装置は、光学系ユニットM1、信号増幅部50、カメラ信号処理部51、AF信号処理部52、AFゲート生成部53、焦点制御部54、特性データ生成部55、モータ特性記憶部56、モータ駆動部57及び端点検出部58により構成される。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an autofocus device including the optical system unit M1 of FIG. This autofocus device includes an optical system unit M1, a signal amplification unit 50, a camera signal processing unit 51, an AF signal processing unit 52, an AF gate generation unit 53, a focus control unit 54, a characteristic data generation unit 55, and a motor characteristic storage unit 56. The motor drive unit 57 and the end point detection unit 58 are configured.

信号増幅部50は、撮像素子5から出力されるカメラ信号を適切な信号レベルに増幅し、カメラ信号処理部51へ出力する。カメラ信号処理部51は、カメラ信号に対し所定の信号処理を行って、画像信号を生成している。例えば、輝度信号と2つの色差信号からなる画像信号を出力している。AF信号処理部52は、カメラ信号処理部51から出力される輝度信号に基づいて、合焦状態を評価し、AF評価信号を生成している。AFゲート生成部53は、AF信号処理部52においてAF評価が行われる際、撮影された画像領域内の一部の画像領域を評価対象として指定するAFゲート信号を生成している。   The signal amplification unit 50 amplifies the camera signal output from the image sensor 5 to an appropriate signal level and outputs the amplified signal to the camera signal processing unit 51. The camera signal processing unit 51 performs predetermined signal processing on the camera signal to generate an image signal. For example, an image signal composed of a luminance signal and two color difference signals is output. The AF signal processing unit 52 evaluates the in-focus state based on the luminance signal output from the camera signal processing unit 51 and generates an AF evaluation signal. When the AF evaluation is performed in the AF signal processing unit 52, the AF gate generation unit 53 generates an AF gate signal that designates a part of the image area in the captured image area as an evaluation target.

一般に、合焦状態で撮影された画像は、非合焦状態で撮影された画像に比べて、隣接する画素間の輝度差が大きく、輝度信号に高周波成分が多く含まれる。このため、輝度信号中の高周波成分を評価すれば、合焦状態を評価することができる。ここでは、AF信号処理部52が、AF評価信号としてAF積算値を求めているものとする。AF積算値とは、隣接する画素間における輝度差の和であり、AFゲート信号により指定された画像領域内について求められる。   In general, an image shot in an in-focus state has a larger luminance difference between adjacent pixels than an image shot in an out-of-focus state, and the luminance signal contains a lot of high-frequency components. For this reason, if the high frequency component in the luminance signal is evaluated, the in-focus state can be evaluated. Here, it is assumed that the AF signal processing unit 52 obtains an AF integrated value as an AF evaluation signal. The AF integrated value is the sum of luminance differences between adjacent pixels, and is obtained for the image area designated by the AF gate signal.

モータ特性記憶部56には、リニアモータに関する特性データが保持されている。特性データとは、駆動方向及び駆動電流に対するレンズ位置の特性であり、ここでは、図5に示したフォーカスレンズ1の移動開始時及び移動終了時における駆動電流i〜iが特性データとして記憶されているものとする。 The motor characteristic storage unit 56 stores characteristic data regarding the linear motor. The characteristic data is the characteristic of the lens position with respect to the driving direction and the driving current. Here, the driving currents i 1 to i 4 at the start and end of the movement of the focus lens 1 shown in FIG. 5 are stored as the characteristic data. It is assumed that

焦点制御部54は、モータ駆動部57に対し駆動電流を指示し、フォーカスレンズ1の位置制御を行っている。モータ駆動部57は、焦点制御部54の指示に従って、駆動コイル3へ駆動電流を供給している。この焦点制御部54は、自動焦点制御及び固定焦点制御を行うことができる。   The focus control unit 54 instructs a drive current to the motor drive unit 57 to control the position of the focus lens 1. The motor drive unit 57 supplies drive current to the drive coil 3 in accordance with instructions from the focus control unit 54. The focus control unit 54 can perform automatic focus control and fixed focus control.

自動焦点制御は、被写体への合焦点を判別し、この合焦点にフォーカスレンズ1を移動させる制御である。自動焦点制御を行う場合、焦点制御部54は、駆動電流値を順次に変化させて、所定ピッチでフォーカスレンズ1を移動させ、フォーカスレンズ1の可動領域全体をスキャンさせる。フォーカスレンズ1のスキャン中、焦点制御部54は、AF信号処理部52からのAF信号を監視している。そして、スキャン終了後に、各レンズ位置ごとに得られたAF積算値を比較し、AF積算値が最大となるレンズ位置を合焦点と判別する。この様にして合焦点が判別された後、フォーカスレンズ1を当該合焦点へ移動させる。   The automatic focus control is a control for determining the focal point on the subject and moving the focus lens 1 to the focal point. When performing the automatic focus control, the focus control unit 54 sequentially changes the drive current value, moves the focus lens 1 at a predetermined pitch, and scans the entire movable region of the focus lens 1. During scanning of the focus lens 1, the focus control unit 54 monitors the AF signal from the AF signal processing unit 52. Then, after the scan is completed, the AF integrated value obtained for each lens position is compared, and the lens position where the AF integrated value is maximum is determined as the in-focus point. After the focal point is determined in this way, the focus lens 1 is moved to the focal point.

この場合、フォーカスレンズ1のスキャン開始時及び終了時の駆動電流は、モータ特性記憶部56の特性データに基づいて決定される。また、フォーカスレンズ1の移動ピッチに相当する駆動電流の変化ステップ幅も当該特性データに基づいて決定される。さらに、フォーカスレンズ1を合焦点に移動させる際の駆動電流も、当該特性データに基づいて決定される。   In this case, the driving current at the start and end of scanning of the focus lens 1 is determined based on the characteristic data in the motor characteristic storage unit 56. Further, the change step width of the drive current corresponding to the movement pitch of the focus lens 1 is also determined based on the characteristic data. Furthermore, the drive current for moving the focus lens 1 to the in-focus point is also determined based on the characteristic data.

図8は、フォーカスレンズ1を可動領域全体についてスキャンさせた場合のAF積算値の一例を示した図である。駆動電流をiからiまで所定のステップ幅ごとに変化させて合焦点を判別する。この図では、駆動電流iが合焦点であることがわかる。従って、リニアモータのヒステリシス特性を考慮して、この合焦点までフォーカスレンズ1を駆動させれば合焦状態が得られる。例えば、駆動電流をi−(i−i)とすることにより、合焦点へ移動させる。その後、さらにスキャン範囲を狭めるとともに、ピッチを狭めて同様の動作を行うことにより、より正確に合焦点を判別することができる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the AF integrated value when the focus lens 1 is scanned over the entire movable region. The focal point is determined by changing the drive current from i 1 to i 2 for each predetermined step width. In this figure, it can be seen that the drive current i a is the focal point. Therefore, in consideration of the hysteresis characteristics of the linear motor, the in-focus state can be obtained by driving the focus lens 1 to this in-focus point. For example, the drive current is set to i a- (i 2 -i 3 ) to move to the focal point. Thereafter, by further narrowing the scan range and performing the same operation with a narrower pitch, the in-focus point can be determined more accurately.

この様にして、フォーカスレンズ1を繰り出し方向に移動させて、可動領域全体にスキャンさせようとする場合、開始時の駆動電流をi、終了時の駆動電流をiにすれば、短時間でスキャンを終了することができ、消費電流も低減することができる。同様にして、後退方向に移動させてスキャンする場合であれば、開始時の駆動電流をi、終了時の駆動電流をiにすればよい。 In this way, when the focus lens 1 is moved in the extending direction to scan the entire movable region, the drive current at the start is i 1 and the drive current at the end is i 2. Thus, scanning can be completed and current consumption can be reduced. Similarly, if scanning is performed by moving in the backward direction, the drive current at the start may be i 3 and the drive current at the end may be i 4 .

また、フォーカスレンズ1の可動領域が既知であれば、駆動電流の変化幅(i−i)に基づいて、フォーカスレンズ1の移動ピッチに相当する駆動電流の変化ステップ幅を求めることができる。さらに、駆動電流i〜iに基づいて、リニアモータの正確なヒステリシス特性を把握することにより、フォーカスレンズ1のスキャンにより判別された合焦点に正確に駆動することができる。 If the movable region of the focus lens 1 is known, the change step width of the drive current corresponding to the movement pitch of the focus lens 1 can be obtained based on the change width (i 2 −i 1 ) of the drive current. . Further, by grasping the accurate hysteresis characteristics of the linear motor based on the drive currents i 1 to i 4 , it is possible to accurately drive the focal point determined by the scan of the focus lens 1.

一方、固定焦点制御は、所定の被写体距離が得られるレンズ位置に、フォーカスレンズ1を移動させる制御である。固定焦点制御を行う場合、焦点制御部54は、モータ特性記憶部56に保持されている特性データを用いて、ユーザにより指定された被写体距離に対応する駆動電流値を求め、この駆動電流値をモータ駆動部57へ出力する。例えば、ユーザが、バーコード読み取りを行うための接写モードを指定した場合であれば、予め定められた接写モードの被写体距離に相当する駆動電流値が求められ、フォーカスレンズ1が当該レンズ位置へ制御される。なお、被写体距離とレンズ位置は、フォーカスレンズ1の焦点距離や撮像素子5の位置が決まれば1対1に対応する。   On the other hand, the fixed focus control is control for moving the focus lens 1 to a lens position where a predetermined subject distance is obtained. When performing the fixed focus control, the focus control unit 54 obtains a drive current value corresponding to the subject distance designated by the user using the characteristic data held in the motor characteristic storage unit 56, and obtains this drive current value. Output to the motor drive unit 57. For example, if the user specifies a close-up mode for reading a barcode, a drive current value corresponding to the subject distance in a predetermined close-up mode is obtained, and the focus lens 1 is controlled to the lens position. Is done. Note that the subject distance and the lens position correspond one-to-one if the focal distance of the focus lens 1 and the position of the image sensor 5 are determined.

端点検出部58は、端点検出用端子11の電圧レベルに基づいて、第1の検出信号を生成し、端点検出用端子10の電圧レベルに基づいて、第2の検出信号を生成している。これらの検出信号は、各端点検出用端子10,11の電圧レベルを所定の閾値レベルと比較することにより生成され、特性データ生成部55へ出力される。   The end point detection unit 58 generates a first detection signal based on the voltage level of the end point detection terminal 11, and generates a second detection signal based on the voltage level of the end point detection terminal 10. These detection signals are generated by comparing the voltage levels of the end point detection terminals 10 and 11 with a predetermined threshold level, and are output to the characteristic data generation unit 55.

特性データ生成部55は、フォーカスレンズ1をスキャンさせながら、端点検出部58からの検出信号を監視することにより、フォーカスレンズ1の各移動方向に関する移動開始時及び移動終了時の駆動電流i〜iを判別し、これらの駆動電流i〜iを含む特性データを生成している。生成された特性データはモータ特性記憶部56に格納される。このような特性データの生成は、例えば、オートフォーカス装置の初期動作として行われる。 The characteristic data generation unit 55 monitors the detection signal from the end point detection unit 58 while scanning the focus lens 1, thereby driving current i 1 at the start and end of movement in each movement direction of the focus lens 1. i 4 is discriminated, and characteristic data including these drive currents i 1 to i 4 is generated. The generated characteristic data is stored in the motor characteristic storage unit 56. Such generation of characteristic data is performed, for example, as an initial operation of the autofocus device.

図9のステップS101〜S110は、オートフォーカス装置の初期動作の一例を示したフローチャートであり、オートフォーカス装置への電源投入直後に実行される動作が示されている。このオートフォーカス装置は、特性データ生成部55が起動時にフォーカスレンズ1を駆動し、可動領域を往復させる。この往復動作により、駆動電流i〜iが判別され、特性データとしてモータ特性記憶部56に格納される。 Steps S101 to S110 in FIG. 9 are flowcharts showing an example of an initial operation of the autofocus device, and show an operation executed immediately after the autofocus device is turned on. In the autofocus device, the characteristic data generation unit 55 drives the focus lens 1 when activated to reciprocate the movable region. By this reciprocating operation, the drive currents i 1 to i 4 are determined and stored in the motor characteristic storage unit 56 as characteristic data.

オートフォーカス装置の起動直後は、フォーカスレンズ1が基準点Doにあり、端点検出部58から第1の検出信号が出力されている。特性データ生成部55は、この状態から駆動電流を所定ステップ幅ずつ増大させていく(ステップS101)。この結果、フォーカスレンズ1が移動を開始すれば、第1の検出信号が出力されなくなる(ステップS102)。特性データ生成部55は、このときの駆動電流を繰り出し開始時の電流値iとして、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS103)。 Immediately after activation of the autofocus device, the focus lens 1 is at the reference point Do, and the first detection signal is output from the end point detection unit 58. The characteristic data generation unit 55 increases the drive current by a predetermined step width from this state (step S101). As a result, when the focus lens 1 starts to move, the first detection signal is not output (step S102). Characteristic data generation section 55 as the current value i 1 at the start of feeding the driving current at this time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S103).

さらに、駆動電流を増大させていき、フォーカスレンズ1が最大繰出点Dmまで繰り出されて移動を終了すると、端点検出部58から第2の検出信号が出力される(ステップS104)。特性データ生成部55は、このときの駆動電流を繰り出し終了時の電流値iとして、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS105)。 Further, the drive current is increased, and when the focus lens 1 is extended to the maximum extension point Dm and the movement is finished, a second detection signal is output from the end point detection unit 58 (step S104). Characteristic data generation section 55 as the current value i 2 at the end of feeding the driving current at this time is stored in the motor characteristic storage section 56 (step S105).

電流値iの判別後は、駆動電流を所定ステップ幅ずつ減少させていく(ステップS106)。そして、フォーカスレンズ1が移動を開始し、第2の検出信号が出力されなくなれば、そのときの駆動電流を後退開始時の電流値iとして、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS107,S108)。 After determination of the current value i 2 is gradually decreasing the driving current by a predetermined step width (step S106). Then, when the focus lens 1 starts moving and the second detection signal is not output, the drive current at that time is stored in the motor characteristic storage unit 56 as the current value i 3 at the time of starting reverse (step S107, S108).

さらに、駆動電流を減少させていき、フォーカスレンズ1が基準点Doまで後退して移動を終了すると、端点検出部58から再び第1の検出信号が出力される(ステップS109)。特性データ生成部55は、このときの駆動電流を後退終了時の電流値iとして、モータ特性記憶部56に格納する(ステップS110)。 Further, the drive current is decreased, and when the focus lens 1 moves back to the reference point Do and ends its movement, the first detection signal is output again from the end point detection unit 58 (step S109). The characteristic data generation unit 55 stores the drive current at this time in the motor characteristic storage unit 56 as the current value i 4 at the end of the backward movement (step S110).

特性データ生成部55が、初期動作として以上の処理を行うことにより、オートフォーカス装置を起動するごとに、特性データが生成されるので、リニアモータに経時変化が生じた場合でも、フォーカスレンズ1の位置制御を精度良く行うことができる。   The characteristic data generation unit 55 performs the above processing as an initial operation, so that characteristic data is generated each time the autofocus device is activated. Therefore, even when the linear motor changes over time, the characteristic data of the focus lens 1 Position control can be performed with high accuracy.

本実施の形態によれば、フォーカスレンズ1が可動領域の端点に位置している状態を検出し、この検出結果に基づいて、フォーカスレンズの位置制御を行っている。このため、制御精度を著しく低下させることなく、フォーカスレンズ1の全可動領域についてレンズ位置を検出するための位置センサを用いる場合に比べて、オートフォーカス装置を小型化及び軽量化することができる。   According to the present embodiment, the state where the focus lens 1 is located at the end point of the movable region is detected, and the position control of the focus lens is performed based on the detection result. For this reason, the autofocus device can be reduced in size and weight as compared with the case of using a position sensor for detecting the lens position for the entire movable region of the focus lens 1 without significantly reducing the control accuracy.

特に、本実施の形態では、レンズホルダ2の両端部にホルダバネ8,9を設け、駆動コイル3への駆動電流の供給をホルダバネ8,9を介して行っているため、光学系ユニットM1内には、端点検出用端子10,11を設けるだけでよく、光学系ユニットM1を大幅に小型化及び軽量化することができる。この結果、光学系ユニットM1の光軸方向のサイズを10mm未満にまで薄くすることができるので、カメラ付き携帯電話機などの薄型の携帯機器にもオートフォーカス装置を搭載することが可能となる。   In particular, in the present embodiment, the holder springs 8 and 9 are provided at both ends of the lens holder 2, and the drive current is supplied to the drive coil 3 via the holder springs 8 and 9. Therefore, it is only necessary to provide the end point detection terminals 10 and 11, and the optical system unit M1 can be greatly reduced in size and weight. As a result, since the size of the optical system unit M1 in the optical axis direction can be reduced to less than 10 mm, the autofocus device can be mounted on a thin portable device such as a mobile phone with a camera.

なお、本実施の形態では、一例として、電圧検出を行うための端点検出用端子10,11を用いて駆動コイル3への印加電圧を検出する場合について説明した。小型化及び軽量化の観点からは、この様な構成であることが望ましいが、本発明は必ずしもこの様な場合に限定されない。例えば、圧電センサなどを用いて端点検出を行ってもよい。   In the present embodiment, as an example, the case where the applied voltage to the drive coil 3 is detected using the end point detection terminals 10 and 11 for performing voltage detection has been described. Although such a configuration is desirable from the viewpoint of miniaturization and weight reduction, the present invention is not necessarily limited to such a case. For example, end point detection may be performed using a piezoelectric sensor or the like.

本発明の実施の形態1によるオートフォーカス装置の要部の一構成例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one structural example of the principal part of the auto-focus apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1の光学系ユニットM1を構成する主要部品が示された分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing main parts constituting the optical system unit M1 of FIG. ホルダバネ8,9の一構成例を示した平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a configuration example of holder springs 8 and 9. 駆動コイル3及びホルダバネ8,9が接続される様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that the drive coil 3 and the holder springs 8 and 9 were connected. 本実施の形態によるオートフォーカス装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the auto-focus apparatus by this Embodiment. ホルダバネ8,9の特性が変化した場合の一例を示した図である。It is the figure which showed an example when the characteristic of the holder springs 8 and 9 changed. 図1の光学系ユニットM1を含むオートフォーカス装置の一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the auto-focus apparatus containing the optical system unit M1 of FIG. フォーカスレンズ1を可動領域全体についてスキャンさせた場合のAF積算値の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of AF integrated value at the time of making the focus lens 1 scan the whole movable region. オートフォーカス装置の初期動作の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the initial operation | movement of an auto-focus apparatus. リニアモータ方式を採用した従来のオートフォーカス装置の構成例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structural example of the conventional autofocus apparatus which employ | adopted the linear motor system.

符号の説明Explanation of symbols

1 フォーカスレンズ
2 レンズホルダ
3 駆動コイル
4 マグネット
5 撮像素子
6 位置センサ
7,7a,7b 光学系筐体
8,9 ホルダバネ
10,11 端点検出用端子
12 ホルダ当接部
21 外側リング
22 内側リング
23 連結バネ
50 信号増幅部
51 カメラ信号処理部
52 AF信号処理部
53 AFゲート生成部
54 焦点制御部
55 モータ駆動部
55 特性データ生成部
56 モータ特性記憶部
57 モータ駆動部
58 端点検出部
100 光軸
A 繰り出し方向
B 後退方向
繰り出し方向への移動開始時の駆動電流
繰り出し方向への移動終了時の駆動電流
後退方向への移動開始時の駆動電流
後退方向への移動終了時の駆動電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Focus lens 2 Lens holder 3 Drive coil 4 Magnet 5 Image pick-up element 6 Position sensor 7, 7a, 7b Optical system housing | casing 8, 9 Holder spring 10, 11 End detection terminal 12 Holder contact part 21 Outer ring 22 Inner ring 23 Connection Spring 50 Signal amplification unit 51 Camera signal processing unit 52 AF signal processing unit 53 AF gate generation unit 54 Focus control unit 55 Motor drive unit 55 Characteristic data generation unit 56 Motor characteristic storage unit 57 Motor drive unit 58 Endpoint detection unit 100 Optical axis A Feeding direction B Backward direction i 1 Driving current i at the start of movement in the feeding direction 2 Drive current i at the end of movement in the feeding direction 3 Driving current i at the start of movement in the backward direction 4 End of movement in the backward direction Drive current

Claims (4)

入射光を撮像素子の受光面に結像させるフォーカスレンズと、
マグネット及び駆動コイルからなり、駆動コイルへ供給する駆動電流に応じて、駆動コイルに光軸方法の駆動力を発生させるリニアモータと、
フォーカスレンズ及び駆動コイルが取り付けられ、光軸方向に移動可能なレンズホルダと、
レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネと、
レンズホルダが可動領域の端点に位置することを検出する端点検出手段とを備え、
上記端点検出手段は、レンズホルダの端部を当接させることにより、レンズホルダの可動領域を規制するとともに、レンズホルダの当接状態を検出するホルダ当接部からなり、
上記レンズホルダは、その光軸方向の端部に、駆動コイルに電気的に接続された被検出端子を有し、
上記ホルダ当接部は、被検出端子が当接する位置に端点検出用端子を有し、レンズホルダの当接状態を電気的に検出し、
上記ホルダバネは、その一端がレンズホルダの光軸方向の端部に取り付けられ、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなり、
上記被検出端子として、ホルダバネのレンズホルダ側の一部が用いられることを特徴とするオートフォーカス装置。
A focus lens that focuses incident light on the light receiving surface of the image sensor;
A linear motor comprising a magnet and a drive coil, and generating a drive force of an optical axis method in the drive coil in accordance with a drive current supplied to the drive coil;
A lens holder to which a focus lens and a drive coil are attached and movable in the optical axis direction;
A holder spring for urging the lens holder in the optical axis direction;
An end point detecting means for detecting that the lens holder is positioned at the end point of the movable region;
The end point detection means comprises a holder contact portion that regulates the movable region of the lens holder by contacting the end portion of the lens holder and detects the contact state of the lens holder,
The lens holder has a detected terminal electrically connected to the drive coil at the end in the optical axis direction,
The holder contact portion has an end point detection terminal at a position where the detected terminal contacts, and electrically detects the contact state of the lens holder,
The holder spring is composed of a conductive member whose one end is attached to the end of the lens holder in the optical axis direction and supplies a drive current to the drive coil.
A part of the holder spring on the lens holder side is used as the detected terminal.
上記レンズホルダの移動先の位置に応じた上記駆動電流を供給することにより上記フォーカスレンズの位置制御を行う焦点制御手段とを備え、  A focus control means for controlling the position of the focus lens by supplying the driving current according to the position of the lens holder movement destination;
上記焦点制御手段は、上記端点検出手段の検出結果に基づいて上記駆動電流を供給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。  2. The autofocus device according to claim 1, wherein the focus control unit supplies the drive current based on a detection result of the end point detection unit.
上記端点検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、
この特性データを記憶するモータ特性記憶手段とを備え、
上記焦点制御手段は、上記モータ特性記憶手段に保持されている上記特性データに基づいて、上記フォーカスレンズを可動領域内でスキャンさせて合焦点を判別し、判別された合焦点へ上記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項2に記載のオートフォーカス装置。
Based on the detection result of the end point detection means, characteristic data generation means for generating characteristic data associating the drive current and the lens position;
Motor characteristic storage means for storing the characteristic data;
The focus control unit scans the focus lens within a movable region based on the characteristic data held in the motor characteristic storage unit, determines a focal point, and moves the focus lens to the determined focal point. The autofocus device according to claim 2, wherein the autofocus device is moved.
上記端点検出手段の検出結果に基づいて、上記駆動電流及びレンズ位置を対応づけた特性データを生成する特性データ生成手段と、
この特性データを記憶するモータ特性記憶手段とを備え、
上記焦点制御手段は、上記モータ特性記憶手段に保持されている上記特性データに基づいて上記駆動電流を決定し、指定されたレンズ位置に上記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項2に記載のオートフォーカス装置。
Based on the detection result of the end point detection means, characteristic data generation means for generating characteristic data associating the drive current and the lens position;
Motor characteristic storage means for storing the characteristic data;
3. The focus control unit according to claim 2, wherein the focus control unit determines the driving current based on the characteristic data held in the motor characteristic storage unit, and moves the focus lens to a designated lens position. The autofocus device described.
JP2003416103A 2003-12-15 2003-12-15 Autofocus device Expired - Fee Related JP4360896B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003416103A JP4360896B2 (en) 2003-12-15 2003-12-15 Autofocus device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003416103A JP4360896B2 (en) 2003-12-15 2003-12-15 Autofocus device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005173431A JP2005173431A (en) 2005-06-30
JP4360896B2 true JP4360896B2 (en) 2009-11-11

Family

ID=34735390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003416103A Expired - Fee Related JP4360896B2 (en) 2003-12-15 2003-12-15 Autofocus device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4360896B2 (en)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086159A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Konica Minolta Opto Inc Imaging apparatus
JP4765472B2 (en) * 2005-08-12 2011-09-07 ソニー株式会社 Lens driving device and mobile phone terminal with camera
JP4747732B2 (en) * 2005-08-12 2011-08-17 ソニー株式会社 Lens driving device and mobile phone terminal with camera
JP2007052336A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Nec Engineering Ltd Focusing mechanism
KR20080046627A (en) * 2005-09-02 2008-05-27 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 Lens drive device
JP2007094364A (en) * 2005-09-02 2007-04-12 Nidec Sankyo Corp Lens drive device
JP2007121849A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Konica Minolta Opto Inc Imaging apparatus
JP2007121854A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Konica Minolta Opto Inc Imaging apparatus
JP4687972B2 (en) * 2005-10-17 2011-05-25 ソニー株式会社 Lens unit and imaging device
JP4732853B2 (en) * 2005-10-28 2011-07-27 セイコーインスツル株式会社 LENS DRIVE DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
KR100673642B1 (en) * 2005-11-03 2007-01-24 삼성전기주식회사 Camera module having autofocus
KR100836776B1 (en) * 2005-12-02 2008-06-10 엘지이노텍 주식회사 Elastic member for lens driving motor and motor for driving lens
JP2007163749A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Fujinon Corp Lens unit
JP4880309B2 (en) * 2006-01-19 2012-02-22 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Imaging device
EP3584912A3 (en) 2006-05-11 2020-05-06 Lg Innotek Co. Ltd Motor for driving lenses
KR101283834B1 (en) 2006-06-05 2013-07-08 엘지이노텍 주식회사 Camera Module Actuator
KR101181117B1 (en) * 2006-11-23 2012-09-14 엘지이노텍 주식회사 Motor for driving lens
US8084969B2 (en) 2007-10-01 2011-12-27 Allegro Microsystems, Inc. Hall-effect based linear motor controller
JP2009128736A (en) 2007-11-27 2009-06-11 Seiko Instruments Inc Drive module and electronic equipment equipped with the same
JP5429190B2 (en) * 2008-12-05 2014-02-26 コニカミノルタ株式会社 Imaging device
KR101698470B1 (en) * 2010-11-18 2017-01-20 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for controlling auto focus thereof
EP3731389B1 (en) 2012-05-09 2023-07-19 LG Innotek Co., Ltd. Voice coil motor
KR102103561B1 (en) * 2012-05-09 2020-04-22 엘지이노텍 주식회사 Camera module
KR102077850B1 (en) * 2012-05-17 2020-02-14 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for auto focusing the same
KR102077849B1 (en) * 2012-05-17 2020-02-14 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for auto focusing the same
JP6155403B2 (en) * 2014-12-02 2017-06-28 富士フイルム株式会社 Imaging apparatus and image blur correction method
KR102315448B1 (en) * 2020-02-10 2021-10-21 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for auto focusing the same
KR102318960B1 (en) * 2020-02-10 2021-10-29 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for auto focusing the same
KR102142666B1 (en) * 2020-04-16 2020-08-07 엘지이노텍 주식회사 Camera module
KR102270272B1 (en) * 2020-04-16 2021-06-29 엘지이노텍 주식회사 Camera module
KR102452740B1 (en) * 2020-10-05 2022-10-11 엘지이노텍 주식회사 Camera module and method for auto focusing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005173431A (en) 2005-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4360896B2 (en) Autofocus device
JP2005165058A (en) Automatic focusing device
JP4955761B2 (en) Interchangeable lens and camera system using the same
US8582017B2 (en) Camera system with auto-focus function and control method thereof
US8098323B2 (en) Camera system and camera body
JP2010263254A (en) Camera system and camera body
JPWO2009050860A1 (en) Camera body and imaging device
JP5458570B2 (en) Optical device, optical device manufacturing method, optical device adjustment method, and imaging device
CN107333054B (en) Image stabilization apparatus, control method thereof, and storage medium
JP4706899B2 (en) LENS DRIVE CONTROL DEVICE, LENS DRIVE CONTROL METHOD, AND IMAGING DEVICE
US10009535B2 (en) Lens driving device, camera, and camera-equipped electronic device
JP2007057581A (en) Lens drive device, imaging apparatus and lens drive method
JP2015022290A (en) Imaging device
JP4549083B2 (en) Optical equipment
JP2007333792A (en) Lens-driving apparatus
US8259218B2 (en) Photographing module with optical zoom
US20070019308A1 (en) Imaging device, lens drive control method and recording medium
EP2341380A2 (en) Twin-actuator configuration for a camera module
CN114839738A (en) Lens apparatus, image pickup apparatus, and image pickup system
JP2006091208A (en) Lens driving device and imaging apparatus
KR101387691B1 (en) Camera module
JP6059948B2 (en) Interchangeable lens and imaging apparatus using the same
US20040150741A1 (en) Image-pickup apparatus
JP2006184544A (en) Lens device and imaging device provided with the same
JP5860690B2 (en) Imaging device and lens device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090514

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: 20090811

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: 20090811

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130821

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees