JP4962781B2 - 位置検出装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
その手振れ補正装置において、撮像素子と光学部材が相対移動した変位量を、磁石と磁気センサからなる位置検出機構によって検出する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
具体的には、撮像素子と光学部材が係合した位置から、撮像素子と光学部材が相対移動する方向と交差する方向に離間した位置で、撮像素子と光学部材との変位量を検出する場合、その係合位置とセンサユニットの間の部材にガタが生じたり歪が生じたりしてしまうことによって、検出した変位量に誤差が生じてしまうので、撮像素子と光学部材の係合位置とセンサユニットとが離間するほど、検出した変位量に誤差が生じ易くなるという問題があった。
軸部に対して、その軸部の軸線方向に移動が可能な可動部と、
前記可動部を、前記軸部を介して移動可能に支持する支持部と、を備え、
前記可動部は、前記支持部から前記軸部に向かって略垂直を成す仮想面上に配される位置基準部を備え、前記位置基準部の少なくとも一部および前記軸部の軸線が前記仮想面内に含まれ、
前記支持部は、前記位置基準部の位置の変化を検知する位置検知部を備え、
前記位置検知部により検知された前記位置基準部の位置変化に応じて、前記支持部に対する前記可動部の位置を検出することを特徴とする。
前記可動部は、前記軸部と係合する係合部を備え、
前記位置基準部は、前記係合部における前記軸部の軸線上を含む前記仮想面上に配されていることを特徴とする。
前記支持部には、被写体像が結像される撮像素子が備えられ、
前記可動部には、前記撮像素子に被写体像を導く光学部材が備えられていることを特徴とする。
前記位置基準部は、磁石であって、
前記位置検知部は、前記磁石の磁気を検知する磁気センサであることを特徴とする。
請求項1〜4の何れか一項に記載の位置検出装置を、機器本体内に備えることを特徴とする。
つまり、位置検出装置における位置基準部が、軸部の軸線を含む仮想面上に配されることによって、軸部と位置基準部の間隔やその直線距離が短くなり、その間の部分や部材に歪などが生じ難くなるために、この位置検出装置は、軸部に沿ってその軸線方向に移動する可動部の位置や、その可動部に配されている付属物など、所定の対象物の位置検出をより正確に行うことを可能にする。
また、この位置検出装置を備える電子機器についても、所定の対象物の位置検出をより正確に行うことが可能になる。
この携帯電話機100は、電話機の背面側にカメラユニット200が配されており、その背面側を被写体に向けるようにしてカメラユニット200で捉えた被写体像を、電話機の正面側に配設されている液晶画面101に表示可能としており、その液晶画面101に表示される被写体像を確認して、所望する被写体の撮像を行うようになっている。
なお、フレーム1の底面の中央側には、レンズ5によって被写体像が結像されるCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの撮像素子6が備えられており、カバー2の略中央側にはレンズ5や撮像素子6の位置に対応する開口2hが形成されている。
また、フレーム1は、フレーム1の側面壁の内面から、フレーム1の底面と略平行に延在する一対の軸保持部1a、1aを備えている。この一対の軸保持部1a、1aは、フレーム1の一の側面から略垂直に立設するようにフレーム1と一体に成形されて設けられている。なお、一対の軸保持部1a、1aには、後述する駆動軸13が挿通される貫通孔が形成されている。
カバー2は、樹脂成形されてなる蓋体であって、フレーム1の上部開口を塞いで覆うカバー部材である。
SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism)は、電圧が印加されることに応じて伸縮する圧電素子に固定された駆動軸13を、往復移動させるアクチュエータである。なお、SIDM(登録商標)の構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
この第一スライダ部3bは、駆動軸13に摩擦力で係合するとともに、SIDMの圧電素子の伸縮動作により駆動軸13に対してその軸線方向に相対的な移動が可能となっている。
一方、SIDMの圧電素子を急速に伸ばしたり縮めたりすると、駆動軸13は素早い移動(往復動)を行うので、駆動軸13に好適な摩擦力で係合している第一スライダ部3bは慣性のために滑り、ほぼその位置にとどまることとなる。
なお、SIDMの動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
この移動枠3は、第一の駆動装置10によって、駆動軸13の軸方向(X軸方向)に移動が可能な可動部である。
また、玉枠4は、玉枠4の外面から移動枠3の一対の軸保持部3a、3a側に向かって突出するように形成されている第二スライダ部4bと、その第二スライダ部4bと同じ方向に突出している突片4cと、を備えている。そして、玉枠4の突片4cの下面側には、磁石52が配設されている。なお、この磁石52と対向するフレーム1の底面には磁気センサ62が備えられている。
この玉枠4は、第二の駆動装置20によって、後述する駆動軸23の軸方向(Y軸方向)に移動が可能な可動部である。
SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism)は、電圧が印加されることに応じて伸縮する圧電素子に固定された駆動軸23を、往復移動させるアクチュエータである。なお、SIDM(登録商標)の構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
この第二スライダ部4bは、駆動軸23に摩擦力で係合するとともに、SIDMの圧電素子の伸縮動作により駆動軸23に対してその軸線方向に相対的な移動が可能となっている。
一方、SIDMの圧電素子を急速に伸ばしたり縮めたりすると、駆動軸23は素早い移動(往復動)を行うので、駆動軸23に好適な摩擦力で係合している第二スライダ部4bは慣性のために滑り、ほぼその位置にとどまることとなる。
なお、SIDMの動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
また、移動枠3に取り付けられている第二の駆動装置20は、第二スライダ部4bを、X軸方向と直交するY軸方向に摺接移動可能としており、その第二スライダ部4bをY軸方向に摺動させることにより、玉枠4を相対的にY軸方向に移動させることで、レンズ5をY軸方向に移動させてその位置を調整することができる。
つまり、第一の駆動装置10は駆動軸13が延在するX軸方向にレンズ5を移動させ、第二の駆動装置20は駆動軸23が延在するY軸方向にレンズ5を移動させることができる。
そして、第一の駆動装置10と移動枠3と第二の駆動装置20と玉枠4とを有する移動機構は、レンズ5をフレーム1の底面に沿うように移動させることが可能になっている。
その磁石51に対向するフレーム1の底面には、磁石51の磁気を検知することで、磁石51の位置の変化を検知する位置検知部である磁気センサ61が、その磁石51に対応するように配設されている。
その磁石52に対向するフレーム1の底面には、磁石52の磁気を検知することで、磁石52の位置の変化を検知する位置検知部である磁気センサ62が、その磁石52に対応するように配設されている。
また、第二の駆動装置20によって玉枠4が図中上下方向であるY軸方向に移動されることに伴い、玉枠4とともにY軸方向に移動する磁石52の位置変化を磁気センサ62が検知することに応じて、フレーム1に対する玉枠4の相対的な移動方向や移動量を検出して、位置検出装置40は、玉枠4の位置を検出することができるようになっている。
なお、磁気センサ61、62が、磁石51、52の位置変化を検知することに応じて、磁石が配設されている移動枠3や玉枠4の位置を検出する技術は、従来公知であるので、ここでは詳述しない。
また、フレーム1に対して駆動軸23の軸線方向に移動する玉枠4と、玉枠4に配設される磁石52と、磁石52の磁気を検知する磁気センサ62とによって、フレーム1に対する玉枠4の位置を検出し、フレーム1の撮像素子6に対するレンズ5の相対的な位置を検出可能な位置検出装置40が構成されるようになっている。
具体的には、駆動軸13を含む仮想面上に相当し、駆動軸13との直線距離が比較的近い配置の突片3cに配設されている磁石51の移動は、駆動軸13に沿って摺動する移動枠3の移動とほぼ同様の軌跡をたどるので、その磁石51の移動や位置を検出することによって、移動枠3の移動や位置を検出することが可能になっている。また、駆動軸13と突片3c(磁石51)との直線距離が比較的近いので、その間の距離が長く離れている場合に比べて、その間の移動枠3部分に歪などが生じ難いために、移動枠3の移動や位置をより正確に検出することが可能になっている。
つまり、位置検出装置30が、磁石51の位置を検出することによって、位置検出装置30は、フレーム1の撮像素子6に対するレンズ5の相対的な位置をより正確に検出することができるようになっている。
具体的には、駆動軸23を含む仮想面上に相当し、駆動軸23との直線距離が比較的近い配置の突片4cに配設されている磁石52の移動は、駆動軸23に沿って摺動する玉枠4の移動とほぼ同様の軌跡をたどるので、その磁石52の移動や位置を検出することによって、玉枠4の移動や位置を検出することが可能になっている。また、駆動軸23と突片4c(磁石52)との直線距離が比較的近いので、その間の距離が長く離れている場合に比べて、その間の玉枠4部分に歪などが生じ難いために、玉枠4の移動や位置をより正確に検出することが可能になっている。
つまり、位置検出装置40が、磁石52の位置を検出することによって、位置検出装置40は、フレーム1の撮像素子6に対するレンズ5の相対的な位置をより正確に検出することができるようになっている。
特に、フレーム1(撮像素子6)に対するレンズ5の相対的な位置をより正確に検出可能な位置検出装置30と位置検出装置40を備えているので、手振れ補正を一層正確に行うことを可能にしている。
なお、レンズ5を移動させる第一の駆動装置10、第二の駆動装置20と、レンズ5の位置を検出する位置検出装置30、位置検出装置40との協働による手振れ補正に関する動作や処理は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
そして、所定の対象物であるレンズ5の位置をより正確に検出することができ、より好適な手振れ補正を行うことができるカメラユニット200の機能に応じて、そのカメラユニット200を備える携帯電話機100を用いた撮像を行う際に、レンズ5の位置をより正確に検出し、より好適な手振れ補正を行うことができる。
例えば、図4に示すカメラユニット300のように、カメラユニット200における移動枠3の突片3cを削減した移動枠33と、玉枠4の突片4cを削減した玉枠44と、を備えるカメラユニット300であっても、同様の効果を得ることができる。
そして、駆動軸13と係合する係合部である第一スライダ部3bに磁石51を備え、その磁石51の磁気を検知する磁気センサ61をフレーム1に備える構成をとることによって、本発明に係る位置検出装置50を成している。
つまり、フレーム1に対して駆動軸13の軸線方向に移動する移動枠33と、移動枠33に配設される磁石51と、磁石51の磁気を検知する磁気センサ61とによって、フレーム1に対する移動枠33の位置を検出し、フレーム1の撮像素子6に対するレンズ5の相対的な位置を検出可能な位置検出装置50が構成されるようになっている。
そして、駆動軸23と係合する係合部である第二スライダ部4bに磁石52を備え、その磁石52の磁気を検知する磁気センサ62をフレーム1に備える構成をとることによって、本発明に係る位置検出装置60を成している。
つまり、フレーム1に対して駆動軸23の軸線方向に移動する玉枠44と、玉枠44に配設される磁石52と、磁石52の磁気を検知する磁気センサ62とによって、フレーム1に対する玉枠44の位置を検出し、フレーム1の撮像素子6に対するレンズ5の相対的な位置を検出可能な位置検出装置60が構成されるようになっている。
同様に、位置検出装置60における磁石52は、駆動軸23の軸線を含む仮想面上である第二スライダ部4bに配設されているので、駆動軸23と磁石52の間隔やその直線距離がより短くなり、その間の歪が生じ難くなるために、位置検出装置60は、駆動軸23に沿ってX軸方向に移動する玉枠4の移動や、その移動した位置の検出をより一層正確に行うことができる。
1a 軸保持部
2 カバー
3、33 移動枠(可動部)
3a 軸保持部
3b 第一スライダ部(係合部)
4、44 玉枠(可動部)
4b 第二スライダ部(係合部)
5 レンズ(光学部材)
6 撮像素子
10 第一の駆動装置
13 駆動軸(軸部)
20 第二の駆動装置
23 駆動軸(軸部)
51、52 磁石(位置基準部)
61、62 磁気センサ(位置検知部)
30、40、50、60 位置検出装置
100 携帯電話機(電子機器)
200、300 カメラユニット
Claims (5)
- 軸部に対して、その軸部の軸線方向に移動が可能な可動部と、
前記可動部を、前記軸部を介して移動可能に支持する支持部と、を備え、
前記可動部は、前記支持部から前記軸部に向かって略垂直を成す仮想面上に配される位置基準部を備え、前記位置基準部の少なくとも一部および前記軸部の軸線が前記仮想面内に含まれ、
前記支持部は、前記位置基準部の位置の変化を検知する位置検知部を備え、
前記位置検知部により検知された前記位置基準部の位置変化に応じて、前記支持部に対する前記可動部の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。 - 前記可動部は、前記軸部と係合する係合部を備え、
前記位置基準部は、前記係合部における前記軸部の軸線上を含む前記仮想面上に配されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記支持部には、被写体像が結像される撮像素子が備えられ、
前記可動部には、前記撮像素子に被写体像を導く光学部材が備えられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の位置検出装置。 - 前記位置基準部は、磁石であって、
前記位置検知部は、前記磁石の磁気を検知する磁気センサであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の位置検出装置を、機器本体内に備えることを特徴とする電子機器。
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