JP4880309B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging equipment.
近年、携帯電話に代表されるように、モバイル機器に撮像装置としてカメラを組込んだ商品が急速に普及してきている。モバイル機器に組込まれるカメラは、オートフォーカス機構を備えているが、モバイル機器においては小型化が必須条件であり、オートフォーカス機構の小型化も望まれている。 In recent years, as represented by mobile phones, products in which a camera is incorporated in a mobile device as an imaging device are rapidly spreading. A camera incorporated in a mobile device includes an autofocus mechanism. However, miniaturization is an essential condition for mobile devices, and miniaturization of the autofocus mechanism is also desired.
従来、オートフォーカスを行うために、レンズ駆動モータとしてステッピングモータが使用されてきた。ステッピングモータを使用したオートフォーカス機構は、モータの回転力をレンズの移動に変換する必要があり、小型化が難しい。 Conventionally, a stepping motor has been used as a lens driving motor in order to perform autofocus. An autofocus mechanism using a stepping motor needs to convert the rotational force of the motor into movement of the lens, and is difficult to reduce in size.
また、ステッピングモータのような電磁モータを使用しない方法としては、下記特許文献1のように、一眼レフカメラなどに使用されている超音波モータによりレンズを駆動させる方法もある。
しかしながら、超音波モータでは、複数の圧電素子により超音波振動を発生させる機構のため、小型化、低コスト化が困難であった。
Further, as a method not using an electromagnetic motor such as a stepping motor, there is a method of driving a lens by an ultrasonic motor used in a single-lens reflex camera or the like, as described in
However, since the ultrasonic motor is a mechanism that generates ultrasonic vibrations using a plurality of piezoelectric elements, it has been difficult to reduce the size and cost.
上記の問題を解決するレンズ移動機構として、下記特許文献2、3に示されるようなスムーズインパクト駆動機構(以下、SIDM駆動機構という)を用いたものがある。
SIDM駆動機構では、図3(b)に示すように、圧電素子306の一端が固定部材(例えば、SUS(Stainless Used Steel)板403、等)に取付けられ、圧電素子306の他端が駆動軸302に取り付けられている。圧電素子306にはFPCB(Flexible Print Circuit Board)401が取り付けられ、FPCB401を介して電圧が印加される。さらに、図2(b)に示すように、駆動軸302上もしくは駆動軸302が貫通する形で、レンズ304を固定するレンズホルダ303が取り付けられている。駆動軸302に対してレンズホルダ303が移動し、レンズホルダ303が駆動軸302のどの位置にあるかで、レンズ304の位置が決まる。
As a lens moving mechanism that solves the above problem, there is one using a smooth impact driving mechanism (hereinafter referred to as a SIDM driving mechanism) as shown in
In the SIDM drive mechanism, as shown in FIG. 3B, one end of the
圧電素子306は、電圧を加えると伸縮する事が一般的に知られている。圧電素子306にFPCB401を介してパルスを繰り返して印加すると、パルス電圧に基づき圧電素子306が伸縮運動する。ここで、パルスの立ち上がり速度やパルスの立ち下がり速度を調整すると、圧縮素子306の伸びる速度や縮む速度を調整できる。
It is generally known that the
圧電素子306をゆっくり伸ばすと、レンズホルダ303は、駆動軸302との間の摩擦のために、圧電素子306の変位と共に変位する。圧電素子306を急速に縮めると、レンズホルダ303は慣性のため、摩擦部がすべり、ほぼその位置にとどまる。これらを繰り返すことで、レンズ304は長ストローク変位する。
上記の動作を逆に行うことで、逆方向にレンズを動かすことも可能である。
When the
By performing the above operations in reverse, the lens can be moved in the reverse direction.
オートフォーカスの場合、所望のフォーカス範囲でレンズを複数ポイントに動かし、各ポイントで得られる画像情報から、撮像ターゲートに対する合焦位置を見つけ出し、その合焦位置にレンズを移動させる制御を行う。この合焦位置を見つける方法は、下記特許文献4に記載されている。
撮像ターゲットが合焦するようにレンズを動かす際、現状のレンズの位置を把握するため、レンズの位置を所定の位置に移動させる必要がある。そのため、カメラにレンズを組み付ける際に、レンズホルダ303を停止させるためのストッパ(無限遠側ストッパ312)を設け、この位置を基準位置にする。
When moving the lens so that the imaging target is in focus, it is necessary to move the lens position to a predetermined position in order to grasp the current lens position. Therefore, when assembling the lens to the camera, a stopper (infinity-side stopper 312) for stopping the
SIDM駆動機構では、パルス制御のため、レンズホルダ303の移動は、パルス数、もしくは、パルスを加える時間で制御される。所望の位置へレンズホルダ303を動かす際は、まず、無限遠側ストッパ312に接触するまでレンズホルダ303を移動させ、そこから所望の位置にレンズホルダ303が移動するまでのパルス数のパルスを圧電素子306に印加するか、所望の位置にレンズホルダ303が移動するまでに必要な時間、圧電素子306にパルスを印加する。
In the SIDM drive mechanism, the movement of the
しかしながら、SIDM駆動機構では、レンズ304の移動をレンズホルダ303と駆動軸302との間の摩擦と往復運動により行うため、レンズ304の移動速度にばらつきが大きく生じる問題がある。例えば、レンズ304の移動速度は平均が3.75mm/sec)であっても、常温では例えばMin(2.2mm/sec)からMax(5.3mm/sec)までばらつく。レンズ304を搭載したレンズホルダ303の移動速度にばらつきがあると、指定したパルス数、時間パルスを圧電素子306に印加しても、レンズホルダ303の移動距離もばらついてしまい、所望の位置にレンズを移動させる事が難しい。特に、レンズホルダ303の移動距離が大きくなる場合では、移動距離のばらつきが非常に大きくなり、制御する事が困難である。
また、SIDM駆動機構を備える装置の姿勢によっても、指定したパルス数、時間パルスを圧電素子306に印加したとき、レンズホルダ303の移動距離にばらつきが生じる。
However, in the SIDM drive mechanism, the
Also, depending on the attitude of the apparatus including the SIDM drive mechanism, when the specified number of pulses and time pulse are applied to the
そこで本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、圧電素子を利用してレンズを駆動する装置において、レンズの移動後の位置のばらつきを抑えることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an imaging apparatus capable of suppressing variation in position after movement of a lens in an apparatus for driving a lens using a piezoelectric element. Objective.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る撮像装置は、レンズと、前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、前記レンズを撮像対象に対して焦点距離が短くなる方向及び該焦点距離が長くなる方向に、パルスが印加されて伸縮し、所定の範囲で移動させる圧電素子を含む移動手段と、前記レンズとともに移動する磁石と、当該レンズの位置に対応するように、前記磁石が発生する磁力に応じた電圧値を出力するホール素子と、を備えるレンズ位置信号出力手段と、前記レンズが前記所定の範囲の一端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第一の電圧値と、前記レンズが前記所定の範囲の他端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第二の電圧値と、を記憶する記憶手段と、を備え、前記移動手段は、前記レンズ位置信号出力手段の出力電圧値が、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間になるように、前記レンズを走査させる手段と、前記圧電素子に所定量のパルスを印加することで、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記レンズを等間隔で移動させる手段と、を有し、前記記憶手段は、前記レンズが等間隔で移動した各位置において前記レンズ位置信号出力手段が出力する複数の位置電圧値を記憶し、前記移動手段は、前記レンズ位置信号出力手段が出力する電圧値が前記記憶手段が記憶している前記複数の位置電圧値に一致するように、前記圧電素子に所定量のパルスを印加することで、前記レンズを前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記複数の位置電圧値に対応する位置に移動させる手段をさらに有し、前記所定の範囲内での複数の所定の位置で前記レンズを介して入力された画像情報を取得する画像情報取得手段、を備え、前記記憶手段は、前記複数の位置電圧値に対応づけて、当該複数の位置電圧値に対応する位置における前記画像情報を記憶し、前記レンズを走査している間に前記画像情報取得手段が取得した複数の前記画像情報に基づいて、焦点が被写体に合焦した合焦位置を判別する合焦位置判別手段、を更に備え、前記移動手段は、前記レンズを走査させた後、前記合焦位置判別手段が判別した前記合焦位置まで前記レンズを戻す、ことを特徴とする。
また、本発明の第2の観点に係る撮像装置は、レンズと、前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、前記レンズを撮像対象に対して焦点距離が短くなる方向及び該焦点距離が長くなる方向に、パルスが印加されて伸縮し、所定の範囲で移動させる圧電素子を含む移動手段と、前記レンズとともに移動する磁石と、当該レンズの位置に対応するように、前記磁石が発生する磁力に応じた電圧値を出力するホール素子と、を備えるレンズ位置信号出力手段と、前記レンズが前記所定の範囲の一端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第一の電圧値と、前記レンズが前記所定の範囲の他端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第二の電圧値と、前記所定の範囲の一端と前記所定の範囲の他端との間における複数の位置に前記レンズが位置するときに、前記レンズ位置信号出力手段が出力する複数の設定電圧値と、を記憶する記憶手段と、を備え、前記移動手段は、前記レンズ位置信号出力手段の出力電圧値が、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間になるように、前記レンズを走査させる手段と、前記圧電素子に任意の量のパルスを印加し、前記レンズ位置信号出力手段が出力する電圧値が前記記憶手段が記憶している前記複数の設定電圧値に一致するように、前記レンズを前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記複数の設定電圧値に対応する位置に移動させる手段と、を有し、前記所定の範囲内での複数の所定の位置で前記レンズを介して入力された画像情報を取得する画像情報取得手段、を備え、前記記憶手段は、前記複数の設定電圧値に対応づけて、当該複数の設定電圧値に対応する位置における前記画像情報を記憶し、前記レンズを走査している間に前記画像情報取得手段が取得した複数の前記画像情報に基づいて、焦点が被写体に合焦した合焦位置を判別する合焦位置判別手段、を更に備え、前記移動手段は、前記レンズを走査させた後、前記合焦位置判別手段が判別した前記合焦位置まで前記レンズを戻す、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes a lens, imaging means for imaging a subject via the lens, and a direction in which a focal length of the lens is reduced with respect to an imaging target. And a moving means including a piezoelectric element that is expanded and contracted by a pulse in a direction in which the focal length becomes longer and moves in a predetermined range, a magnet that moves together with the lens, and a position corresponding to the position of the lens, A lens position signal output unit including a Hall element that outputs a voltage value corresponding to the magnetic force generated by the magnet, and the lens position signal output unit outputs when the lens is positioned at one end of the predetermined range. Storage means for storing a first voltage value and a second voltage value output by the lens position signal output means when the lens is positioned at the other end of the predetermined range, The moving means includes a means for scanning the lens so that an output voltage value of the lens position signal output means is between the first voltage value and the second voltage value, and a piezoelectric element. Means for moving the lens at equal intervals between the first voltage value and the second voltage value by applying a fixed pulse, and the storage means is configured such that the lens is A plurality of position voltage values output by the lens position signal output means are stored at each position moved at intervals, and the storage means stores voltage values output by the lens position signal output means . By applying a predetermined amount of pulses to the piezoelectric element so as to match the plurality of position voltage values, the lens is moved between the first voltage value and the second voltage value. Move to the position corresponding to the voltage value Further have a includes an image information acquisition unit, for acquiring image information inputted through the lens plurality at a predetermined location within the predetermined range, the storage means, the plurality of locations voltage values The image information at a position corresponding to the plurality of position voltage values is stored in association with the lens, and based on the plurality of image information acquired by the image information acquisition unit while scanning the lens, A focus position determining unit that determines a focus position at which the subject is focused on, and the moving unit scans the lens and then moves the lens to the focus position determined by the focus position determining unit. The lens is returned .
An imaging apparatus according to a second aspect of the present invention includes a lens, an imaging unit that images a subject through the lens, a direction in which a focal length of the lens is reduced with respect to an imaging target, and the focal length. The magnet is generated so as to correspond to a position of the lens, a moving means including a piezoelectric element that is expanded and contracted by applying a pulse in a lengthening direction, and moves within a predetermined range, a magnet that moves together with the lens, and the position of the lens. A lens position signal output means comprising: a Hall element that outputs a voltage value corresponding to the magnetic force; and a first voltage value output by the lens position signal output means when the lens is positioned at one end of the predetermined range. Between the second voltage value output by the lens position signal output means when the lens is positioned at the other end of the predetermined range, and one end of the predetermined range and the other end of the predetermined range. In Storage means for storing a plurality of set voltage values output by the lens position signal output means when the lens is positioned at a plurality of positions, and the moving means is the lens position signal output means. Means for scanning the lens such that the output voltage value of the lens is between the first voltage value and the second voltage value, and applying an arbitrary amount of pulses to the piezoelectric element, The lens is placed between the first voltage value and the second voltage value so that the voltage value output by the position signal output means matches the plurality of set voltage values stored in the storage means. wherein a plurality of means for moving a position corresponding to the set voltage value, have a, image information acquiring means for acquiring the image information input through the lens plurality at a predetermined position within a predetermined range The storage means includes a front The plurality of image information acquired by the image information acquisition unit while scanning the lens, storing the image information at positions corresponding to the plurality of set voltage values in association with the plurality of set voltage values. And a focus position determining means for determining a focus position where the focal point is focused on the subject, and the moving means scans the lens and then the focus position determination means determines the focus position. The lens is returned to the in-focus position .
さらに、前記撮像装置において、前記移動手段は、前記圧電素子に、第一のパルス電圧を印加して前記圧電素子を伸縮させることにより、前記レンズを前記所定の範囲で第一の方向に走査し、走査終了後、第二のパルス電圧を印加して前記圧電素子を伸縮させることにより、前記レンズを前記第一の方向とは逆の第二の方向に走査することにより、前記合焦位置にまで移動させるパルス制御手段、をさらに備える、ようにしてもよい。 Further, in the imaging apparatus, said moving means before Symbol piezoelectric element, by expanding and contracting the piezoelectric element by applying a first pulse voltage, scanning the lens in a first direction in the predetermined range Then, after the scanning is completed, by applying a second pulse voltage to expand and contract the piezoelectric element, the lens is scanned in a second direction opposite to the first direction, so that the in-focus position is obtained. further comprising, it may be a pulse control hand stage is moved to the.
よって、上記の発明によれば、印加されるパルス電圧に応答して伸縮する圧電素子を利用して、レンズを走査範囲で第一の方向に走査し、走査終了後、レンズを前記第一の方向とは逆の第二の方向に走査することにより、レンズを合焦位置にまで移動させるようパルス制御するようにしたので、小型化された移動手段によりレンズを合焦位置まで移動させることができるという利点が得られる。 Therefore, according to the above invention, the lens is scanned in the first direction within the scanning range using the piezoelectric element that expands and contracts in response to the applied pulse voltage, and after the scanning is finished, the lens is moved to the first direction. By scanning in the second direction opposite to the direction, the pulse is controlled so as to move the lens to the in-focus position. Therefore, the lens can be moved to the in-focus position by a miniaturized moving means. The advantage that it can be obtained.
本発明によれば、レンズ位置信号出力手段の出力する信号レベルを基に、レンズの走査範囲を特定し、この特定されたレンズの走査範囲を走査して合焦位置を判別し、この判別された合焦位置にレンズを移動させることが可能になる。 According to the present invention, the scanning range of the lens is specified based on the signal level output from the lens position signal output means, and the in-focus position is determined by scanning the specified scanning range of the lens. The lens can be moved to the in-focus position.
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1に係る撮像装置を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an imaging apparatus according to
本実施形態に係る撮像装置を備える折り畳み型の携帯電話200は、図1(a)(b)に示すように、蓋部205と本体部207の各一端部をヒンジ部206で連結した構成を有し、折り畳み可能である。ここで、図1(a)は、カメラ付きの携帯電話200の蓋部205を開いた状態での表側の外観を示し、図1(b)は、蓋部205を開いた状態での裏側の外観を示している。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the foldable
携帯電話200は、一般のカメラ付きの携帯電話と同様に、通話用スピーカ201、メイン表示部202、キー入力部203、通話用マイク204、サブ表示部209、カメラユニット210、ストロボ用LED(Light Emitting Diode)211、ステレオスピーカ212、充電池213、等を備える。
The
これらの構成のうち、キー入力部203は、カメラ起動用のカメラキー208a、シャッター操作用の決定キー208b、オートフォーカスで被写体に合焦させた状態を保持するためのオートフォーカスロックキー208c、ズーム倍率を調整するためのカーソルキー208d等を備える。
Among these components, the
カメラユニット210の構造を図2(a)、(b)に示す。図2(a)は、カメラユニット210の正面構造を示し、図2(b)は、カメラユニット210の側面構造を示す。図2(a)、(b)に示すように、カメラユニット210は、撮像部307と、撮像部307に外光を導くレンズ系(以下、単にレンズ)304と、レンズ304の位置をその光学軸方向に移動する駆動機構309とを備える。
The structure of the
撮像部307は、CCD(Charge Coupled Device)等から構成され、入射光をドットマトリクスデータに変換する。
レンズ304は、レンズホルダ303に収容されており、レンズホルダ303と一体に移動する。レンズ304の移動により、撮像部307の被写体のサイズ(正確には被写体が含まれる画角)が変化する。即ち、ズーム倍率が変化する。
The
The
駆動機構309は、圧電素子(例えば、ピエゾ素子、等)306と、駆動軸302と、FPCB(Flexible Print Circuit Board)401と、錘402と、SUS(Stainless Used Steel)板403と、押さえ板301と、押さえバネ305と、を備える振動型アクチュエータから構成され、レンズ304の位置をその光学軸方向に移動する。
The
圧電素子306は印加電圧に応じて伸縮する。駆動軸302は、圧電素子306の一面に固着され、レンズ304のレンズホルダ303と押さえ板301との間に挟持される。FPCB401は、圧電素子306の他面に固定され、圧電素子306を駆動する駆動信号を生成する駆動回路が形成されている。錘402は、FPCB401に固定され、駆動軸302を支えている。SUS板403は、金属製板状部材から構成され、錘402をカメラユニット210に固定する。
The
押さえ板301は、レンズホルダ303との間に駆動軸302を挟持する。押さえバネ305は、押さえ板301を下方向に付勢し、レンズホルダ303と駆動軸302との間に適切な摩擦を与える。
The
また、圧電素子306は、図3(a)と(b)に示すように、FPCB401からの制御(駆動)信号によって伸縮し、圧電素子306の伸縮に伴って、駆動軸302の位置も移動する。
ここで、圧電素子306が低速に伸縮して、駆動軸302が低速に移動すると、駆動軸302とレンズホルダ303との間の摩擦力によって、レンズホルダ303も移動する。しかし、圧電素子306の伸縮の速度が高速の場合は、慣性のために摩擦部分が滑り、レンズホルダ303は、ほとんど移動せずに、ほぼ同じ位置にとどまる。
3A and 3B, the
Here, when the
従って、図3(a)から図3(b)の状態に高速で変化し、図3(b)から図3(a)の状態に低速で変化する動作を繰り返すことにより、レンズ304を図2(a)、(b)の符号Y1で示す方向に移動することができる。同様に、図3(b)から図3(a)の状態に高速で変化し、図3(a)から図3(b)の状態に低速で変化する動作を繰り返すことにより、レンズ304を図2(a)、(b)の符号Y2で示す方向に移動することができる。
Accordingly, the
また、カメラユニット210は、レンズ304の位置を測定するための位置測定機構を備える。この位置測定機構は、レンズホルダ303に固着された磁石310(図2(a)に示す)とカメラユニット210の外枠に配置されたホール素子308とから構成される。レンズホルダ303の位置に応じて、磁石310とホール素子(H/S)308との間の距離が変化し、距離の変化に伴ってホール素子308が検出する磁界強度が変化するため、ホール素子308の出力からレンズホルダ303の位置を検出・判別する。
The
次に、この携帯電話200の回路構成について説示する。
携帯電話200の内部回路は、図4に示すように、制御部108、様々な指示や情報を入力するためのキー入力部203、前述の撮像部307、前述のホール素子(H/S)308、画像メモリ121、RAM122、ホール素子出力検出部123、駆動回路111等を備える。
Next, the circuit configuration of the
As shown in FIG. 4, the internal circuit of the
制御部108は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)122、ROM(Read Only Memory)などを含むマイクロプロセッサ等から構成され、ROMに記憶されている動作プログラムに基づいて、このカメラ付き携帯電話200内の各部の動作を制御する。特に、本実施形態においては、制御部108は、キー入力部203からの指示に従って、撮像関係の処理を実行する。例えば、制御部108は、カーソルキー208dの操作に応答して、駆動回路111を制御して、圧電素子306を駆動させて、レンズ304の位置を調整し、また、キー入力部203からの指示に従って、撮像部307からの画像を取り込んで画像メモリ121に格納する等の処理を行う。
The
キー入力部203は、カメラキー208aの操作に応答してカメラ起動の指示信号、決定キー208bの操作に応答したシャッター指示信号(画像取り込み指示信号)、カーソルキー208dの操作に応じたズームイン(倍率増加)又はズームアウト(倍率減少)の指示信号を制御部108に供給する。
撮像部307は、撮像画像の画像データを制御部108に供給する。
画像メモリ121は、フラッシュメモリなどから構成され、撮影された画像データを格納する。
RAM122は、制御部108により使用されるワークメモリであり、入力されるデータを一時記憶する。
ホール素子出力検出部123は、ホール素子308が磁石310から受ける磁界の強弱に応じて出力する電圧を検出し、この検出結果をA/Dコンバータによって電圧値(ホール素子電圧)に変換して制御部108に供給する。
The
The
The
The
The Hall element
駆動回路111は、FPCB401に実装され、制御部108からの指示に従ってレンズ304を移動するための駆動信号を生成して圧電素子306に供給する。
この駆動回路111は、電源部101、駆動波形発生部102、第一のインバータ回路104、第二のインバータ回路105、電流制限抵抗R、電源安定化用コンデンサC、等から構成される。
The
The
各インバータ回路104、105はPチャネルのMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor)104a、105aとNチャネルのMOSFET104b、105bとから構成された相補型(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor))のインバータ回路である。また、各MOSFET104a、104b、105a、105bのソースとドレイン間には、ショットキーバリアダイオードが接続され、ソースとドレイン間の電圧の逆転が防止される。
Each
電源部101は、電子回路に電源電圧Vccを供給する。駆動波形発生部102は制御部108からの指示に応答し、圧電素子306を制御するための一対の駆動信号を発生させ、一方の駆動信号を配線103aを通して第一のインバータ回路104に供給し、もう一方の駆動信号を、配線103bを通して第二のインバータ回路105に供給する。MOSFET104a、104bのゲート電圧に供給された信号の電圧がハイレベルの場合は、NチャネルのMOSFET104bのみがオンになり、圧電素子306の左側の電極の電圧はローレベルになる。逆に、MOSFET104a、104bのゲート電圧に供給された信号の電圧がローレベルの場合は、PチャネルのMOSFET104aのみがオンになり、圧電素子306の左側の電圧はほぼ電源電圧Vccになる。同様に、MOSFET105a、105bのゲート電圧に供給された信号の電圧がハイレベルの場合は、NチャネルのMOSFET105bのみがオンになり、圧電素子306の右側の電極の電圧はローレベルになる。逆に、MOSFET105a、105bのゲート電圧に供給された信号の電圧がローレベルの場合は、PチャネルのMOSFET105aのみがオンになり、圧電素子306の右側の電圧はほぼ電源電圧Vccになる。
The
一例を示すと、駆動波形発生部102は、制御部108からズームアウト(倍率減少)の指示を受けると、図5(a)、(b)(横軸:時間、縦軸:電圧)に示すような、二つの独立した電圧波形WA、WBを発生し、図5(a)の電圧波形WAを、配線103aを介して第一のインバータ回路104に、図5(b)の電圧波形WBを、配線103bを介して第二のインバータ回路105に供給する。両電圧波形WA,WBにより、圧電素子306の両端の電極には、図5(c)のような電圧が印加される。なお、図5(c)では、図4に示す圧電素子306の右側電極の電圧が左側の電極の電圧より高い状態を正とする。電圧波形WAがローレベルで、電圧波形WBがハイレベルである場合に、圧電素子306の印加電圧は−Vpとなる。また、電圧波形WAがハイレベルで、電圧波形WBがローレベルである場合に、圧電素子306の印加電圧はVpとなる。
For example, when receiving an instruction to zoom out (magnification reduction) from the
圧電素子306に、図5(c)のような電圧が印加されると、圧電素子306は、図5(d)に示すように、低速に縮み、高速で伸びる動作を繰り返し、レンズホルダ303及びレンズ304は後方(図2(b)の矢印Y2方向)に移動し、レンズ304を撮像部307に近づける。
When a voltage as shown in FIG. 5C is applied to the
また、駆動波形発生部102は、制御部108からズームイン(倍率増加)の指示を受けると、図5(a)に示す電圧波形WAを、配線103bを介して第一のインバータ105に供給し、図5(b)に示す電圧波形WBを、配線103aを介して第二のインバータ104に供給する。このため、圧電素子306には、図5(c)に示す電圧波形の極性を反転した電圧が印加され、圧電素子306は、図5(d)に示す変位を反転した変位を示す。即ち、低速に伸び、高速で縮む動作を繰り返す。従って、レンズホルダ303及びレンズ304は前方(図2(b)の矢印Y1方向)に移動し、レンズ304を撮像部307から遠ざける。
When the
次に、ホール素子308が、レンズホルダ303に取り付けた磁石310から受ける磁界の強弱を検出し、レンズ304の位置を示す信号を制御部108に供給する回路の構成について詳細を説明する。図6は、ホール素子308が磁石310から受ける磁界の強弱に応じて出力する電圧を検出し、この検出結果をA/Dコンバータ107によって電圧値に変換し制御部108に伝えるホール素子出力検出部123の回路を示す図である。
Next, the configuration of a circuit that detects the strength of the magnetic field received by the
ホール素子308の端子1および端子3に入力端子電流を流し、ホール素子308の磁力受感部面に、磁石310が発生する磁界を垂直に作用させると、ホール素子308の端子2および端子4の間に、電位差が発生する。入力端子電流は、電源電圧Vccと、ダイオードD1と、オペアンプA1と、抵抗R1乃至R3とから作られる。ホール素子308の端子2および端子4の間の電位差は、電源電圧Vccと、オペアンプA2と、抵抗R4乃至R9とを通じて、A/D(Analogue/Digital)コンバータ107によって電圧値に変換され、制御部108に入力される。
When an input terminal current is passed through the
なお、レンズホルダ303に取り付ける磁石310は、たとえば、磁力の強いネオジム磁石(Nd磁石)が好ましい。
The
オペアンプA2は、ホール素子308で発生した微小な電位差を増幅し、A/Dコンバータ107に供給する。A/Dコンバータ107は供給された電圧差(アナログ値)をディジタル値に変換し、制御部108に供給する。制御部108は、A/Dコンバータ107から供給されたディジタル値から、磁石310からホール素子308に印加された磁力の大きさを特定し、レンズ304の位置情報を取得する。
The
次に、上記構成を有するカメラ付き携帯電話200の動作を図7、図8のフローチャートを参照して説明する。
Next, the operation of the camera-equipped
ユーザがカメラ付き携帯電話200で写真をとりたい時に、ユーザが図1のカメラキー208aを押下する。制御部108は、このキー操作に応答して、図7に示すように、カメラユニット210を起動すると共に撮像部307で画像を取得する等の基本的処理を開始する。
When the user wants to take a picture with the camera-equipped
制御部108は、カメラキー208aの押下によってカメラ起動の指示信号が供給されたとき、カメラユニット210を起動する(ステップS101)。このとき、レンズ304がどの位置にあるか分からないため、制御部108は、まず、現状のレンズの位置を把握するため、レンズ304が組み込まれたレンズホルダ303を無限遠側ストッパ(基準位置)312まで移動させる。次に、圧電素子306に対するパルス電圧の印加を一旦停止し(wait)、その後、レンズ304を指定パルス分、マクロ方向に移動させる。即ち、被写界深度の深さを利用しファインダーとして使用しやすい初期位置(例えば撮像対象に対して最もピントが合うベストピント距離が1.4mの位置程度)へ移動させ、レンズを介して入力された画像を表示部に出力するカメラスルーを開始する(ステップS102)。
次に、制御部108は、シャッター操作用の決定キー208bが押下されたか否かを判定し(ステップS103)、ステップS103においてシャッター操作用の決定キー208bが押下されていないと判定された場合(ステップS103:NO)、再びステップS103を実行する。一方、ステップS103においてシャッター操作用の決定キー208bが押下されたと判定された場合(ステップS103:YES)、レンズ304が組み込まれたレンズホルダ303をオートフォーカスのための所定の走査範囲の無限遠側端部に移動させる(ステップS104)。具体的には、走査範囲の無限遠側端部にレンズ304が位置するときにホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123が供給する基準電圧値V1(例えば、2.4[V])を予め記憶しておき、ホール素子出力検出部123が供給する電圧値が基準電圧値V1と一致するように、パルスを圧電素子306に印加してレンズ304を移動させる。
When the camera activation instruction signal is supplied by pressing the
Next, the
ただし、レンズ304及びレンズホルダ303を走査範囲の無限遠側端部まで移動させる方法は任意であり、上記の方法に限定されない。例えば、制御部108は、圧電素子306にパルス電圧を連続して印加し、レンズ304が組み込まれたレンズホルダ303を無限遠側ストッパ312の方向(図2(b)の矢印Y2方向)に移動させる。その方向には無限遠側ストッパ312があるため、レンズホルダ303が無限遠側ストッパ312に接触した後はそれ以上進まない。これにより、初期のレンズ位置がどこにあっても、レンズ304及びレンズホルダ303を予め無限遠側ストッパ(基準位置)312まで移動させてレンズ位置を確定し、その後、走査範囲の無限遠側端部まで移動させ、レンズ304の位置を特定できるようにしてもよい。
However, the method of moving the
また、制御部108は、レンズ304を所定の初期位置に移動した後、圧電素子306に対するパルス電圧の印加を一旦停止し(wait)、その後、レンズ304を走査範囲の無限遠側端部に移動させてもよい。
In addition, after moving the
その後、制御部108は、合焦位置までレンズ304及びレンズホルダ303を移動させるためのオートフォーカス制御処理を開始する(ステップS105)。オートフォーカス制御処理については、後述する。
Thereafter, the
制御部108は、ステップS105で、合焦位置までレンズ304及びレンズホルダ303を移動させた後、撮像を行う(ステップS106)。撮像の後に、制御部108は、カメラ機能終了の指示信号が供給されたか否かを判別する(ステップS107)。ここで、制御部108は、カメラ機能終了の指示信号が供給されていないと判別した場合(ステップS107;No)、処理をステップS102に移行させる。一方、制御部108は、カメラ機能終了の指示信号が供給されたと判別した場合(ステップS107:Yes)、カメラモードでの基本的処理を終了する。
In step S105, the
ただし、制御部108にカメラ機能終了の指示信号を供給するタイミングは任意である。例えば、ユーザによるカメラキー208aの押下によってカメラ機能終了の指示信号を制御部108に供給するようにしてもよいし、ステップS106での撮像後に、制御部108がカメラ機能終了の指示信号を生成するようにしてもよい。
However, the timing for supplying the camera function end instruction signal to the
次に、オートフォーカス制御処理を図8のフローチャートを参照して説明する。 Next, the autofocus control process will be described with reference to the flowchart of FIG.
制御部108は、オートフォーカス制御処理を、図7のステップS104で、レンズ304をオートフォーカスのための所定の走査範囲の無限遠側端部に移動させた後に、開始する。制御部108は、走査範囲のマクロ側端部まで、レンズ304及びレンズホルダ303をマクロ方向(図2(b)の矢印Y1方向)に移動させるために、所定量のパルスを圧電素子306に連続して印加する(ステップS201)。このとき、制御部108は、圧電素子306に、図5(c)に示す電圧波形の極性を反転した電圧を印加し、圧電素子306は、図5(d)に示す変位を反転した変位を示す。
そして、制御部108は、所定距離ずつ、レンズ304及びレンズホルダ303をマクロ方向(図2(b)の矢印Y1方向)に順次移動させる。
The
Then, the
制御部108は、移動した各ポイントで、レンズ304及び撮像部307を介して画像の取り込みを行う。このとき、制御部108は、取り込んだ画像のコントラスト情報を取得する(ステップS202)。具体的には、例えば、制御部108は、取り込んだ画像の全画素の輝度値から、分散値を求める。
さらに、制御部108は、移動した各ポイントで、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値(ホール素子電圧)を取得し、前記コントラスト情報とともに前記取得された電圧値をRAM122の所定の位置に格納する(ステップS202)。制御部108が、各ポイントでホール素子出力検出部123から取得する電圧値は、例えば、図9のグラフに示すような値になる。なお、コントラスト情報を取得するポイントの個数は、合計5個として図9のグラフに示したが、任意の個数でよい。
The
Further, the
制御部108は、ステップS202で、ホール素子出力検出部123より取得した電圧値を参照し設定電圧値V5(例えば、1.2[V]、等)以下か否か判別する(ステップS203)。この設定電圧値V5は、レンズホルダ303がオートフォーカスのための走査範囲のマクロ側端部(例えば、撮像対象に対して最もピントが合うベストピント距離が30cmの位置)に位置するときにホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123が出力する電圧値となるように予め設定される(記憶される)。この設定は、例えば、工場出荷時等に行われる。
In step S202, the
なお、走査範囲のマクロ側端部を設定する方法は、任意であり、ベストピント距離が30cmの位置に設定する必要はない。例えば、図9のグラフの傾きから、走査範囲の端部を設定するようにしてもよい。 The method for setting the macro side end of the scanning range is arbitrary, and it is not necessary to set the best focus distance at a position of 30 cm. For example, the end of the scanning range may be set from the slope of the graph of FIG.
ステップS203で、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が設定電圧値V5以下ではないと判別した場合(ステップS203;No)、処理をステップS201に戻し、所定量のパルスを圧電素子306に連続して印加してレンズ304を移動させる。上記のステップS201乃至ステップS203の処理を、制御部108は、繰り返し実行する。これにより、制御部108は、レンズ304を、コントラスト情報を取得する各ポイントに移動させるように制御する。
In step S203, when the
一方、制御部108は、ステップS202でホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が設定電圧値V5以下であると判別した場合(ステップS203;Yes)、各ポイントで取得してきたコントラスト情報から、合焦位置(最も合焦した位置)を特定する(ステップS204)。具体的には、制御部108は、各ポイントで取得してきた画像の分散値のうち、その分散値が最も高い分散値をもつ画像を取得したときに、前記取得された画像のコントラスト情報とともにRAM122に格納されたホール素子出力検出部123から取得した電圧値を特定する。このとき、制御部108は、ステップS204で特定した電圧値をRAM122の所定の位置に格納する。
On the other hand, when the
次に、制御部108は、レンズ304及びレンズホルダ303を合焦位置に移動させるために、無限遠方向(図2(b)の矢印Y2方向)に移動するように戻りパルスを圧電素子306に連続して印加する(ステップS205)。このとき、制御部108は、圧電素子306に、図5(c)に示す電圧波形の電圧を印加する。このとき、圧電素子306は、図5(d)に示す変位を示す。
Next, in order to move the
そして、制御部108は、ホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、ステップS204で特定した電圧値(コントラスト情報から特定された合焦位置でホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から取得された電圧値)と一致するか否か判別する(ステップS206)。ここで、制御部108は、ホール素子308から供給される電圧値が、ステップS204で特定した電圧値と一致しないと判別した場合(ステップS206;No)、処理をステップS205に移行させる。ステップS205、ステップS206の処理を繰り返し実行することで、制御部108は、レンズ304を合焦位置まで移動させる。
Then, the
ステップS206で、制御部108は、ホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、ステップS204で特定した電圧値と一致すると判別した場合(ステップS206;Yes)、オートフォーカス制御処理を終了する。
In step S206, when it is determined that the voltage value supplied from the hall element
このように本実施形態の圧電素子306を利用してレンズを駆動する撮像装置において、ホール素子308からの出力電圧を参照して合焦位置にレンズ304を移動させることにより、レンズ304の移動後の位置のばらつきを抑えることが可能となる。
In this manner, in the imaging apparatus that drives the lens using the
(実施形態2)
上記実施形態1では、図8に示すオートフォーカス制御処理を制御部108が実行し、所定量のパルスを圧電素子306に印加することで、レンズ304を等間隔で移動させていた。しかし、本発明では、制御部108は、任意の量のパルスを圧電素子306に印加し、ホール素子308が出力する電圧値に基づいて、レンズ304を等間隔で移動させてもよい。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
本実施形態2の撮像装置は、実施形態1の撮像装置と同様の構成からなる。 The imaging apparatus according to the second embodiment has a configuration similar to that of the imaging apparatus according to the first embodiment.
上記構成を備える本装置のオートフォーカス制御処理について図10のフローチャートを参照して説明する。 The autofocus control process of the present apparatus having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
制御部108は、オートフォーカス制御処理を、図7のステップS104で、レンズ304をオートフォーカスのための所定の走査範囲の無限遠側端部に移動させた後に、開始する。制御部108は、走査範囲のマクロ側端部まで、レンズ304及びレンズホルダ303をマクロ方向(図2(b)の矢印Y1方向)に移動させるために、任意の量のパルスを圧電素子306に連続して印加する(ステップS301)。このとき、制御部108は、圧電素子306に、図5(c)に示す電圧波形の極性を反転した電圧を印加し、圧電素子306は、図5(d)に示す変位を反転した変位を示す。
The
制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値(ホール素子電圧)を参照し、その電圧値が予め設定した設定電圧値と一致するか否か判別する(ステップS302)。ここで、設定電圧値は、例えば、実施形態1での基準電圧値V1と設定電圧値V5との間の電圧値(2.4[V]、2.1[V]、1.8[V]、1.5[V]、1.2[V])等に設定する。
The
制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、上記の設定電圧値と一致しないと判別した場合(ステップS302;No)、制御部108は、処理をステップS301に移行させる。
When the
一方、ステップS302で、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、上記の設定電圧値と一致すると判別した場合(ステップS302;Yes)、レンズ304及び撮像部307を介して画像の取り込みを行う。このとき、制御部108は、取り込んだ画像のコントラスト情報を取得する(ステップS303)。具体的には、例えば、制御部108は、取り込んだ画像の全画素の輝度値から、分散値を求める。
さらに、制御部108は、移動した各ポイントで、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値(ホール素子電圧)を取得し、前記コントラスト情報とともに前記取得された電圧値をRAM122の所定の位置に格納する(ステップS303)
On the other hand, when the
Further, the
制御部108は、その時点でのホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123が出力した電圧値が設定電圧値V5(例えば、1.2[V]、等)以下か否か判別する(ステップS304)。この設定電圧値V5は、レンズホルダ303がオートフォーカスのための走査範囲のマクロ側端部に位置するときに、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123が出力する電圧値となるように予め設定される(記憶される)。この設定は、例えば、工場出荷時等に行われる。
The
ステップS304で、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が設定電圧値V5以下ではないと判別した場合(ステップS304;No)、処理をステップS301に戻し、任意の量のパルスを圧電素子306に連続して印加してレンズ304を移動させる。上記のステップS301乃至ステップS304の処理を、制御部108は、繰り返し実行する。これにより、制御部108は、所定距離ずつ、レンズ304及びレンズホルダ303をマクロ方向(図2(b)の矢印Y1方向)に順次移動させる。
When the
制御部108は、ステップS304でホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が設定電圧値V5以下であると判別した場合(ステップS304;Yes)、各ポイントで取得してきたコントラスト情報から、合焦位置(最も合焦した位置)を特定する(ステップS305)。具体的には、制御部108は、各ポイントで取得してきた画像の分散値のうち、その分散値が最も高い分散値をもつ画像を取得したときに、前記取得された画像のコントラスト情報とともにRAM122に格納されたホール素子出力検出部123から取得した電圧値を特定する。このとき、制御部108は、ステップS305で特定した電圧値をRAM122の所定の位置に格納する。
When the
次に、制御部108は、レンズ304及びレンズホルダ303を合焦位置に移動させるために、無限遠方向(図2(b)の矢印Y2方向)に移動するように戻りパルスを圧電素子306に連続して印加する(ステップS306)。このとき、制御部108は、圧電素子306に、図5(c)に示す電圧波形の電圧を印加する。このとき、圧電素子306は、図5(d)に示す変位を示す。
Next, in order to move the
そして、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、ステップS305で特定した電圧値(コントラスト情報がピーク位置の電圧値)と一致するか否か判別する(ステップS307)。ここで、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、ステップS305で特定した電圧値と一致しないと判別した場合(ステップS307;No)、処理をステップS306に移行させる。ステップS306、ステップS307の処理を繰り返し実行することで、制御部108は、レンズ304を合焦位置まで移動させる。
Then, the
ステップS307で、制御部108は、ホール素子308の出力電圧をもとにホール素子出力検出部123から供給される電圧値が、ステップS305で特定した電圧値と一致すると判別した場合(ステップS307;Yes)、オートフォーカス制御処理を終了する。
In Step S307, the
このように、本実施形態の圧電素子306を利用してレンズを駆動する撮像装置において、ホール素子308からの出力電圧を参照してレンズ304の移動量及び合焦位置を決定することにより、レンズ304の移動後の位置のばらつきを抑えることが可能となる。
As described above, in the imaging apparatus that drives the lens using the
上述の各部の外観、機械的構成、回路構成、動作、電圧波形、フローチャートなどは、一例であり、同様の作用・効果を実現できるならば、任意であり、上記実施形態に限定されるものではない。 The appearance, mechanical configuration, circuit configuration, operation, voltage waveform, flowchart, and the like of each of the above-described parts are examples, and are arbitrary as long as the same operation and effect can be realized, and are not limited to the above embodiment. Absent.
例えば、駆動波形発生部102が発生する信号は、矩形の波形でなくてもよく、のこぎり型の波形の信号でもよい。また、圧電素子306の駆動回路をCMOSインバータ回路で構成したが、例えば、バイポーラトランジスタを用いたHブリッジ回路等で構成してもよい。
For example, the signal generated by the
また、上記各実施形態においては、カメラ付きの携帯電話のような移動体通信端末を想定していた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、電子カメラ或いは他の形態のカメラ付きの小型装置でもよい。 In the above embodiments, a mobile communication terminal such as a camera-equipped mobile phone is assumed. However, the present invention is not limited to this, and may be an electronic camera or a small apparatus with another form of camera.
さらに、本発明はより高性能なカメラユニットなどにも適用可能であり、例えば、ズームとピントとを独立して調整可能なカメラユニットにも適用可能である。 Furthermore, the present invention can be applied to a higher-performance camera unit or the like, for example, a camera unit in which zoom and focus can be adjusted independently.
また、上記各実施形態においては、レンズをオートフォーカスのための走査範囲の端部に移動させる際に、ホール素子308が出力する電圧値を参照していた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、走査範囲の端部の位置にストッパを設け、レンズがこのストッパに接触するまで、パルスを圧電素子に供給してレンズを移動させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the voltage value output by the
また、上記各実施形態において、制御部108が実行するプログラムは、予めROM等に記憶されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上述の処理を実行させるためのプログラムを、既存のカメラ装置に適用することで、上記実施形態にかかる制御と同様の制御を実行可能としてもよい。このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、インターネットなどの通信媒体を介して提供可能である他、例えば、メモリカードなどの記録媒体に格納して配布してもよい。
In each of the above embodiments, the program executed by the
101…電源部、102…駆動波形発生部、104…第一のインバータ回路、105…第二のインバータ回路、107…A/Dコンバータ(A/D)、108…制御部、123…ホール素子出力検出部、208a…カメラキー、208b…決定キー、208c…オートフォーカスロックキー、208d…カーソルキー、302…駆動軸、303…レンズホルダ、304…レンズ、306…圧電素子、307…撮像部、308…ホール素子、310…磁石、401…FPCB
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、
前記レンズを撮像対象に対して焦点距離が短くなる方向及び該焦点距離が長くなる方向に、パルスが印加されて伸縮し、所定の範囲で移動させる圧電素子を含む移動手段と、
前記レンズとともに移動する磁石と、当該レンズの位置に対応するように、前記磁石が発生する磁力に応じた電圧値を出力するホール素子と、を備えるレンズ位置信号出力手段と、
前記レンズが前記所定の範囲の一端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第一の電圧値と、前記レンズが前記所定の範囲の他端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第二の電圧値と、を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記移動手段は、
前記レンズ位置信号出力手段の出力電圧値が、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間になるように、前記レンズを走査させる手段と、
前記圧電素子に所定量のパルスを印加することで、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記レンズを等間隔で移動させる手段と、を有し、
前記記憶手段は、前記レンズが等間隔で移動した各位置において前記レンズ位置信号出力手段が出力する複数の位置電圧値を記憶し、
前記移動手段は、前記レンズ位置信号出力手段が出力する電圧値が前記記憶手段が記憶している前記複数の位置電圧値に一致するように、前記圧電素子に所定量のパルスを印加することで、前記レンズを前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記複数の位置電圧値に対応する位置に移動させる手段をさらに有し、
前記所定の範囲内での複数の所定の位置で前記レンズを介して入力された画像情報を取得する画像情報取得手段、を備え、
前記記憶手段は、前記複数の位置電圧値に対応づけて、当該複数の位置電圧値に対応する位置における前記画像情報を記憶し、
前記レンズを走査している間に前記画像情報取得手段が取得した複数の前記画像情報に基づいて、焦点が被写体に合焦した合焦位置を判別する合焦位置判別手段、
を更に備え、
前記移動手段は、前記レンズを走査させた後、前記合焦位置判別手段が判別した前記合焦位置まで前記レンズを戻す、
ことを特徴とする撮像装置。 A lens,
Imaging means for imaging a subject through the lens;
Moving means including a piezoelectric element that applies a pulse to expand and contract in a direction in which a focal length is shortened and a direction in which the focal length is increased with respect to an imaging target, and moves the lens within a predetermined range;
A lens position signal output means comprising: a magnet that moves together with the lens; and a Hall element that outputs a voltage value corresponding to the magnetic force generated by the magnet so as to correspond to the position of the lens;
The first voltage value output by the lens position signal output means when the lens is positioned at one end of the predetermined range, and the lens position signal output when the lens is positioned at the other end of the predetermined range. Storage means for storing a second voltage value output by the means;
With
The moving means is
Means for scanning the lens such that an output voltage value of the lens position signal output means is between the first voltage value and the second voltage value;
Means for moving the lens at equal intervals between the first voltage value and the second voltage value by applying a predetermined amount of pulses to the piezoelectric element;
The storage means stores a plurality of position voltage values output by the lens position signal output means at each position where the lens moves at equal intervals,
The moving means applies a predetermined amount of pulses to the piezoelectric element so that the voltage value output from the lens position signal output means matches the plurality of position voltage values stored in the storage means. , the lens was further have a means for moving a position corresponding to the plurality of locations voltage value between said second voltage value and the first voltage value,
Image information acquisition means for acquiring image information input via the lens at a plurality of predetermined positions within the predetermined range;
The storage means stores the image information at positions corresponding to the plurality of position voltage values in association with the plurality of position voltage values.
An in-focus position determining means for determining an in-focus position at which the focus is focused on the subject based on the plurality of image information acquired by the image information acquiring means while scanning the lens;
Further comprising
The moving unit scans the lens and then returns the lens to the in-focus position determined by the in-focus position determining unit.
An imaging apparatus characterized by that.
前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、
前記レンズを撮像対象に対して焦点距離が短くなる方向及び該焦点距離が長くなる方向に、パルスが印加されて伸縮し、所定の範囲で移動させる圧電素子を含む移動手段と、
前記レンズとともに移動する磁石と、当該レンズの位置に対応するように、前記磁石が発生する磁力に応じた電圧値を出力するホール素子と、を備えるレンズ位置信号出力手段と、
前記レンズが前記所定の範囲の一端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第一の電圧値と、前記レンズが前記所定の範囲の他端に位置するときに前記レンズ位置信号出力手段が出力する第二の電圧値と、前記所定の範囲の一端と前記所定の範囲の他端との間における複数の位置に前記レンズが位置するときに、前記レンズ位置信号出力手段が出力する複数の設定電圧値と、を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記移動手段は、
前記レンズ位置信号出力手段の出力電圧値が、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間になるように、前記レンズを走査させる手段と、
前記圧電素子に任意の量のパルスを印加し、前記レンズ位置信号出力手段が出力する電圧値が前記記憶手段が記憶している前記複数の設定電圧値に一致するように、前記レンズを前記第一の電圧値と前記第二の電圧値との間で前記複数の設定電圧値に対応する位置に移動させる手段と、を有し、
前記所定の範囲内での複数の所定の位置で前記レンズを介して入力された画像情報を取得する画像情報取得手段、を備え、
前記記憶手段は、前記複数の設定電圧値に対応づけて、当該複数の設定電圧値に対応する位置における前記画像情報を記憶し、
前記レンズを走査している間に前記画像情報取得手段が取得した複数の前記画像情報に基づいて、焦点が被写体に合焦した合焦位置を判別する合焦位置判別手段、
を更に備え、
前記移動手段は、前記レンズを走査させた後、前記合焦位置判別手段が判別した前記合焦位置まで前記レンズを戻す、
ことを特徴とする撮像装置。 A lens,
Imaging means for imaging a subject through the lens;
Moving means including a piezoelectric element that applies a pulse to expand and contract in a direction in which a focal length is shortened and a direction in which the focal length is increased with respect to an imaging target, and moves the lens within a predetermined range;
A lens position signal output means comprising: a magnet that moves together with the lens; and a Hall element that outputs a voltage value corresponding to the magnetic force generated by the magnet so as to correspond to the position of the lens;
The first voltage value output by the lens position signal output means when the lens is positioned at one end of the predetermined range, and the lens position signal output when the lens is positioned at the other end of the predetermined range. The lens position signal output means outputs when the lens is positioned at a plurality of positions between the second voltage value output by the means and one end of the predetermined range and the other end of the predetermined range. Storage means for storing a plurality of set voltage values;
With
The moving means is
Means for scanning the lens such that an output voltage value of the lens position signal output means is between the first voltage value and the second voltage value;
An arbitrary amount of pulses is applied to the piezoelectric element, and the lens is moved so that the voltage value output from the lens position signal output means matches the plurality of set voltage values stored in the storage means . have a, means for moving a position corresponding to the plurality of set voltage values between the first voltage value and the second voltage value,
Image information acquisition means for acquiring image information input via the lens at a plurality of predetermined positions within the predetermined range;
The storage means stores the image information at a position corresponding to the plurality of set voltage values in association with the plurality of set voltage values,
An in-focus position determining means for determining an in-focus position at which the focus is focused on the subject based on the plurality of image information acquired by the image information acquiring means while scanning the lens;
Further comprising
The moving unit scans the lens and then returns the lens to the in-focus position determined by the in-focus position determining unit.
An imaging apparatus characterized by that.
前記圧電素子に、第一のパルス電圧を印加して前記圧電素子を伸縮させることにより、前記レンズを前記所定の範囲で第一の方向に走査し、走査終了後、第二のパルス電圧を印加して前記圧電素子を伸縮させることにより、前記レンズを前記第一の方向とは逆の第二の方向に走査することにより、前記合焦位置にまで移動させるパルス制御手段、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The moving means is
By applying a first pulse voltage to the piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element, the lens is scanned in the first direction within the predetermined range, and after the scanning is completed, a second pulse voltage is applied. A pulse control means for moving the lens to the in-focus position by scanning the lens in a second direction opposite to the first direction by expanding and contracting the piezoelectric element;
Further comprising
The imaging apparatus according to claim 1 or 2 , wherein
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