JP2006091264A - レンズ駆動装置及び撮像装置並びに光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オートフォーカス機能を備えた小型電子機器用の撮像装置において、小型化を安価に行う。
【解決手段】 リング部材２４は、上カバー２０に回動自在に取り付けられており、普段は舌片２４ｂとピン２０ｂとによって係止されつつ、バネ２６によって矢線Ａ方向に付勢されて初期位置に保持されている。レンズホルダ１４をＣＣＤセンサから離れる方向に移動させていくと、レンズホルダ１４とリング部材２４とが当接し、レンズホルダ１４の移動が阻止される。この当接により、リング部材２４がバネ２６に抗して矢線Ａと反対の方向に回転を始め、舌片２４ｂがフォトインタラプタ２８の上を通過する。フォトインタラプタ２８は、通過する舌片２４ｂを検出して出力を変化させる。この出力の変化をモニタすることによって、レンズホルダ１４が前端位置まで移動したことを検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レンズを光軸に沿う方向に移動させるレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を用いた撮像装置と光学装置に関する。

被写体を撮像してデジタルの画像データを取得する撮像装置を内蔵した携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの小型電子機器が普及している。日ごろから携帯しているこれらの小型電子機器に撮像装置が備えられたことによって、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどを持ち運ぶ手間をかけずに、いつでも手軽に撮像を行うことができる。また、これらの小型電子機器には、赤外線などを使ったデータ通信機能が予め搭載されていることが一般的であり、撮像した画像データをその場ですぐに他の携帯電話やパーソナルコンピュータなどに送ることができるという利点もある。

一方で、小型電子機器に内蔵される撮像装置は、通常のデジタルスチルカメラなどと比較してかなり小型であるため、レンズやＣＣＤセンサなどといった構成部品の大きさが大幅に制限される。そのため、撮像するための機能や得られる画像データの画質が不十分であり、小型電子機器に内蔵された撮像装置をデジタルスチルカメラの代替機器として用いるまでには至っていないのが現状である。

この状況を打開するため、近年では、高画素の小型ＣＣＤセンサや高コントラストな小型レンズなどの開発による高画質化が急速に進められている。また、撮像機能を充実させるため、デジタルスチルカメラなどには標準的に搭載されているオートフォーカス機能を備えた小型電子機器も発表されている。

オートフォーカス機能は、モータや圧電素子などの駆動手段により、撮像装置内でレンズを光軸に沿う方向（以下、光軸方向と称す）に移動させることによって実現される。デジタルスチルカメラのオートフォーカスの方式としては、赤外線などで被写体との距離を測定し、その距離に応じた位置にレンズを移動させるアクティブ方式や、レンズを所定長ずつ移動させながら複数回撮像を行い、最もコントラストの高かった位置にレンズを移動させるコントラスト検出方式などが知られている。

また、撮像装置の内部には、前端位置（レンズとＣＣＤセンサとが最も離れる位置）もしくは後端位置（レンズとＣＣＤセンサとが最も近づく位置）にレンズが移動したことを検出するフォトインタラプタなどの検出手段が設けられている。オートフォーカス処理を行う際には、まず検出手段が検出する位置までレンズを移動させ、この位置を初期位置としてオートフォーカス処理を実施している。

小型電子機器に内蔵される撮像装置では、高画質化や撮像機能の充実とともに、当然ながら小型化も重要な課題のひとつであるが、撮像装置の内部に設けられる前述の検出手段が、小型化の妨げになってしまうという問題があった。また、コスト面を考えて、検出手段には安価に手に入る既製品を用いることが一般的であり、撮像装置の小型化に合わせて小型の検出手段を開発したのでは、大幅なコストアップにつながってしまう。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、オートフォーカス機能を備えた小型電子機器用の撮像装置にあって、小型化を安価に行う事ができるレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を用いた撮像装置と光学装置とを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のレンズ駆動装置、及び撮像装置、並びに光学装置は、流された電流に応じて磁場を発生させる円筒形状のステータと、このステータの内側に同軸で組み込まれ、前記ステータが発生させた磁場によって回転する円筒形状のロータと、このロータの内側に同軸で組み込まれ、前記ロータの回転軸と光軸とを一致させるようにレンズを保持する円筒形状のレンズホルダと、前記レンズを露呈させるための開口を有し、前記ステータの開口面を塞ぐように設けられるカバーと、このカバーの前記開口に回動自在に設けられ、一端が前記カバーに固定された弾性体によって所定の方向に付勢されるとともに、前記カバーとの係止によって所定の位置に保持されるリング部材と、前記ロータの回転運動を光軸方向の直線運動に変換して前記レンズホルダに伝達する変換手段と、前記リング部材の一部と前記レンズホルダの一部とが嵌り合うようにして形成される回転規制手段とから構成され、前記ロータの回転に応じて前記レンズホルダを光軸方向に回転を規制した状態で移動させる移動機構とを備え、前記リング部材と当接した際に前記回転規制手段に抗して前記ロータとともに回転する前記レンズホルダで、前記回転規制手段によって嵌り合った前記リング部材を前記弾性体の付勢と反対の方向に回転させ、この回転を前記カバーの外面側に設けた回転検出手段で検出することを特徴とする。

なお、前記回転規制手段は、前記レンズホルダの側面に形成された光軸方向の直進キー溝と、前記リング部材に設けられた前記直進キー溝に嵌り合うキー部材とによって構成されていることが好ましい。

また、前記回転検出手段に反射型の光学センサを用いて、前記リング部材から突出した舌片で前記光学センサの上を通過させ、これに応じて前記リング部材の回転を検出することが好ましい。

本発明のレンズ駆動装置、及び撮像装置、並びに光学装置では、弾性体の付勢によって所定の位置に保持されるリング部材を、カバーの開口に回動自在に設け、リング部材と当接した際に回転規制手段に抗してロータとともに回転するレンズホルダで、回転検出手段によって嵌り合ったリング部材を弾性体の付勢と反対の方向に回転させ、この回転をカバーの外面側に設けた回転検出手段で検出することによって、レンズホルダが移動端まで移動したことを確認するようにした。回転検出手段は、筐体の外面側に設けられているので、装置の小型化を図ることができるとともに、回転検出手段に既製品を容易に用いることができるので、コストアップになることもない。

図１及び図２は、本発明を適用した撮像装置を備えるカメラ付き携帯電話の正面側及び背面側の外観斜視図である。カメラ付き携帯電話１００の本体部１０２は、上部筐体１１１、及び下部筐体１２と、これらの各筐体１１１、１１２を回動自在に連結するヒンジ部１１３とから構成されている。

上部筐体１１１には、図２に示すように、本発明が適用された撮像装置１０が設けられており、カメラ付き携帯電話１００では、この撮像装置１０から画像データを取得する。ヒンジ部１３には、カメラ付き携帯電話１００の使用時に、上部筐体１１１と下部筐体１１２とを所定の角度で係止するクリック機構（図示は省略）が設けられている。本体部１０２は、ヒンジ部１１３を軸として回動させることにより、上部筐体１１１と下部筐体１１２とを展開及び折り畳み可能となっており、カメラ付き携帯電話１００の非使用時には、上部筐体１１１と下部筐体１１２とが平行になるように折り畳まれる。

各筐体１１１、１１２は、ともに略矩形の薄板形状に形成されている。上部筐体１１１の背面１１１ａからは撮像装置１０が露呈し、正面１１１ｂにはＬＣＤパネル１２６、及び受話スピーカ１２７が、上面１１１ｃにはアンテナ１２８が、それぞれ配置されている。また、下部筐体１１２の正面１１２ａには操作部１３１及び送話マイク１３２が、下面１１２ｂにはパーソナルコンピュータなどの外部機器とケーブル接続するためのソケット１３４、及びメモリカードが装填されるカードスロット１３６が、それぞれ配置されている。

アンテナ１２８は、通話や電子メールサービス、インターネット接続サービスなどを利用する際に、他の携帯電話やインターネットサーバからの電波信号を受信するとともに、カメラ付き携帯電話１００から発信される電波信号を外部に送信する。受話スピーカ１２７は、通信相手の音声や着信音などを出力する。ＬＣＤパネル１２６には、メニュー画面や着信相手の電話番号などの各種情報、及び撮像装置１０により得られたスルー画像や、メモリカードに記録された画像などが表示される。また、送話マイク１３２は、話し手の音声を電気的な音声信号に変換する。

操作部１３１は、選択キー１３１ａ、シャッタボタン１３１ｂ、及びダイヤルキー１３１ｃなどからなる。選択キー１３１ａは、各種メニューの選択・設定などに使用される。このカメラ付き携帯電話１００は、各種モードの中から撮像モードを選択して被写体の撮像を行うことができるようになっており、これらモードの選択は選択キー１３１ａを操作して行う。また、選択キー１３１ａは、撮像装置１０による被写体の撮像操作にも使用される。シャッタボタン１３１ｂは、撮像装置１０により撮像を行うときのレリーズ操作に使用する。また、ダイヤルキー１３１ｃは、電話番号や電子メールの文章などを入力する際に操作される。

図３は、撮像装置１０の構成を概略的に示す外観斜視図である。撮像装置１０は、被写体像を結像する撮像レンズ１２、この撮像レンズ１２を保持するレンズホルダ１４、撮像レンズ１２を保持したレンズホルダ１４を光軸方向に移動させるための円筒形状のステータ１６、及びステータ１６の開口面を塞ぐように設けられる上カバー２０と下カバー２２とによって、各部を挟持固定するカバー１８などから構成されている。また、上カバー２０の上面には、撮像レンズ１２を露呈させるための開口が設けられており、この開口にはリング部材２４が回動自在に取り付けられている。

リング部材２４は、上カバー２０の上面から突出したピン２０ａと、リング部材２４の側面から突出した係止爪２４ａとに掛けられたバネ（弾性体）２６によって矢線Ａ方向に付勢されている。なお、バネ２６は、これに限ることなく、リング部材２４を付勢できるものであれば、例えばゴムなどであってもよい。

リング部材２４の側面からは、さらに舌片２４ｂが突出しており、この舌片２４ｂと、上カバー２０の上面から突出したピン２０ｂとによって矢線Ａ方向（請求項記載の所定の方向に相当）への回転が係止され、図３に示す初期位置（請求項記載の所定の位置に相当）に保持されている。また、舌片２４ｂと同心円上にあり、リング部材２４が係止された位置から矢線Ａとは反対の方向に回転した位置には、反射型のフォトインタラプタ（回転検出手段）２８が設けられている。

図４は、撮像装置１０の構成を概略的に説明する矢線Ｂ方向（図３参照）からみた断面図である。ステータ１６の内側には、ステータ１６の内面に近い側から順にマグネット３２と回転体３４とからなるロータ３０、レンズホルダ１４、及び撮像レンズ１２が設けられている。レンズホルダ１４とロータ３０は、円筒形状に形成されており、ステータ１６と同軸に配置されている。また、撮像レンズ１２の下方には、下カバー２２によって保持されるローパスフィルタ３６と、ＣＣＤセンサ（固体撮像素子）３８とが設けられている。なお、上記構成のうち、ローパスフィルタ３６とＣＣＤセンサ３８とを含まぬものが、請求項記載のレンズ駆動装置に相当する。

撮像レンズ１２は、上カバー２０に近い側から順に、第１レンズ６０、第２レンズ６２、第３レンズ６４の、３枚のレンズから構成されている。これら第１レンズ６０、第２レンズ６２、及び第３レンズ６４を通ってきた被写体光は、ローパスフィルタ３６を介してＣＣＤセンサ３８に受光される。

ローパスフィルタ３６は、被写体光に含まれる不要に緻密な空間周波数成分を均す。このローパスフィルタ３６を介すことによって、擬色やモアレなどの不具合を軽減させることができる。

また、ＣＣＤセンサ３８は、ローパスフィルタ３６を通ってきた被写体光を光電変換して、被写体光に応じた画像データを作成し、これをカメラ付携帯電話１００に出力する。

ステータ１６とロータ３０は、中空のクローポール式ステッピングモータを構成しており、ステータ１６にパルス電流が通電されると、そのパルス数に応じた回転角だけロータ３０が回転する。

図５は、ステータ１６とマグネット３２との構成を概略的に示す説明図である。ステータ１６は、上コイル部１６ａと下コイル部１６ｂとの２層のコイル部で構成されている。なお、上コイル部１６ａと下コイル部１６ｂとは同一の構成であるから、以下、上コイル部１６ａの構成についてのみ説明する。

上コイル部１６ａは、上コイルカバー５０と下コイルカバー５２とで筒形状に取り囲まれて形成されており、各カバー５０、５２で取り囲まれた内部に巻き回された導線からなるコイル５４が格納されている。上コイルカバー５０及び下コイルカバー５２は、鉄などの磁性体で成型されており、筒形状の内側には、それぞれが互い違いに噛み合うように配置された歯５０ａ、５２ａが設けられている。また、これらの歯５０ａと歯５２ａとの間には、ギャップが設けられている。

上コイル部１６ａのコイル５４と、下コイル部１６ｂのコイル５４には、交互にパルス電流が通電される。パルス電流が通電されると、コイル５４で電流を中心とした同心円状の磁力線が発生する（いわゆる右ねじの法則）。発生した磁力線は、磁性体である上コイルカバー５０又は下コイルカバー５２の内部を通過しようとし、歯５０ａ又は５２ａに達したところで一旦空気中に放出される。放出された磁力線はギャップを越え、再び上コイルカバー５０又は下コイルカバー５２の内部に入る。これによって、互いに噛み合うように配置された歯５０ａ、５２ａの磁力線を放出した側がＮ極、再び磁力線が入った側がＳ極となり、ステータ１６の筒形状の内周に沿ってＮ極、Ｓ極の磁場が交互に形成される。

マグネット３２は、例えば、内周に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に形成されているリング状のヘッドの内部を通過させることによって、円筒形状の外周に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に磁極化された永久磁石であり、ステータ１６によって形成される磁場との反発力及び吸引力によって回転する。

また、マグネット３２は、４８極に磁極化されており、上コイル部１６ａと下コイル部１６ｂの歯５０ａ、５２ａもそれぞれ４８個ずつ設けられている。また、上コイル部１６ａの歯５０ａ、５２ａの位置と、下コイル部１６ｂの歯５０ａ、５２ａの位置とでは、歯半個分だけずらされている。

図６は、マグネット３２を順方向に回転させる際の手順を示す説明図である。なお、マグネット３２の回転方向、及びステータ１６に通電するパルス電流の方向は、ともに時計回りを順方向、半時計回りを逆方向とする（図５参照）。

マグネット３２を順方向に回転させる際には、先ず図６（ａ）に示すように、上コイル部１６ａに順方向のパルス電流を通電する。順方向のパルス電流が通電された上コイル部１６ａは、歯５０ａをＮ極に、歯５２ａをＳ極に磁極化し、マグネット３２の対をなす磁極のそれぞれを引き付ける。

次に、図６（ｂ）に示すように、下コイル部１６ｂに順方向のパルス電流を通電する。上コイル部１６ａの歯５０ａ、５２ａの位置と、下コイル部１６ｂの歯５０ａ、５２ａの位置とでは、歯半個分ずらされているので、磁極化した下コイル部１６ｂの歯５０ａ、５２ａのそれぞれに引き付けられて、マグネット３２が順方向に歯半個分だけ回転する。以下同様にして、上コイル部１６ａに逆方向のパルス電流を通電し、下コイル部１６ｂに逆方向のパルス電流を通電し、図６（ａ）の手順に戻って繰り返すことにより、マグネット３２が順方向に回転する。

一方、マグネット３２を逆方向に回転させる際には、図７に示すように、上コイル部１６ａに順方向のパルス電流を通電、下コイル部１６ｂに逆方向のパルス電流を通電、上コイル部１６ａに逆方向のパルス電流を通電、下コイル部１６ｂに順方向のパルス電流を通電、という順番で通電を繰り返すことにより、マグネット３２が逆方向に回転する。

以上のように、上コイル部１６ａと下コイル部１６ｂとに交互に通電することにより、１パルスで歯半個分回転し、上コイル部１６ａ、下コイル部１６ｂそれぞれ４８パルス、計９６パルス通電することにより、マグネット３２が１周回転する。

図４に示すように、回転体３４は、マグネット３２の内側に接着されており、マグネット３２の回転にともなって回転する。この回転体３４の内面には、螺旋溝３４ａが形成されており、この螺旋溝３４ａは、レンズホルダ１４の外面に形成された螺旋山１４ａと噛み合っている。すなわち、螺旋溝３４ａと螺旋山１４ａとによって回転体３４の回転力を光軸方向の直線運動に変換する、いわゆるヘリコイドを構成しており、請求項記載の変換手段の一例である。

また、レンズホルダ１４の側面には、光軸方向に形成された直進キー溝１４ｃが設けられている。上カバー２０に取り付けられたリング部材２４には、内周付近が内側に突出した円筒部２４ｃが形成されており、この円筒部２４ｃに直進キー溝１４ｃと嵌り合うキー部材２４ｄが設けられている。直進キー溝１４ｃとキー部材２４ｄは、いわゆる直進キーであって、請求項記載の回転規制手段の一例を示すものである。なお、溝とキーの関係は反対に、リング部材２４に溝を設け、レンズホルダ１４にキーを設けるようにしてもよい。

回転体３４の螺旋溝３４ａは、レンズホルダ１４の螺旋山１４ａよりも２周分多く形成されており、直進キー溝１４ｃとキー部材２４ｄとで回転を規制した状態で、光軸方向の直線運動に変換した力をレンズホルダ１４に伝達することにより、レンズホルダ１４が光軸方向に移動する。なお、本実施形態においては、ロータ３０が順方向に回転した際にレンズホルダ１４がＣＣＤセンサ３８から離れる方向（以下、前面方向と称す）に移動し、ロータ３０が逆方向に回転した際にレンズホルダ１４とＣＣＤセンサ３８とが近づく方向（以下、後面方向と称す）に移動するものとする。但し、ロータ３０の回転方向と、レンズホルダ１４の移動方向との関係は、当然逆であってもよい。

また、レンズホルダ１４の移動距離は、螺旋溝３４ａと螺旋山１４ａのピッチに依存しており、回転体３４が２周回転することでフルストローク移動する。回転体３４は、ステータ１６に９６パルス通電することで１周するので、１９２パルス分の分解能を有していることになり、通電するパルス電流の数によって、レンズホルダ１４の移動距離を制御することができる。

また、レンズホルダ１４の側面には、外周径の異なる段差部１４ｂが形成されている。レンズホルダ１４が前面方向に移動していくと、この段差部１４ｂと円筒部２４ｃとが当接し、リング部材２４によってレンズホルダ１４の前面方向への移動が阻止される。従って、段差部１４ｂと円筒部２４ｃとが当接した位置が、撮像レンズ１２とＣＣＤセンサ３８とが最も離れた前端位置となる。

前述のように、リング部材２４は、上カバー２０に回動自在に取り付けられており、通常は舌片２４ｂとピン２０ｂとによって係止されつつ、バネ２６によって矢線Ａ方向（逆方向）に付勢されて、初期位置に保持されている。段差部１４ｂと円筒部２４ｃとが当接した状態で、レンズホルダ１４をさらに前面方向に移動させようとすると、螺旋溝３４ａと螺旋山１４ａなどの各部に摩擦が生じ、直進キーに抗してレンズホルダ１４がロータ３０とともに回転し始める。回転したレンズホルダ１４は、直進キーによって嵌り合ったリング部材２４を、バネ２６の付勢と反対の方向（順方向）に回転させる。なお、螺旋山１４ａの終端が、螺旋溝３４ａに設けられたストッパ（図示は省略）、又は螺旋溝３４ａの終端と当接することによってレンズホルダ１４がロータ３０とともに回転し始めるようにしてもよい。

リング部材２４が順方向に回転すると、舌片２４ｂが同心円上にあるフォトインタラプタ２８の上を通過する。フォトインタラプタ２８は、通過する舌片２４ｂを検出して、出力を変化させる。従って、このフォトインタラプタ２８の出力をモニタすることにより、レンズホルダ１４が前端位置にあるか否かを判断することができる。

図８は、本発明を説明するうえで必要なカメラ付き携帯電話１００の構成を示すブロック図である。

ＣＣＤセンサ３８から出力された画像データは、画像処理回路１７４に入力される。画像処理回路１７４は、いわゆるアナログ・フロント・エンド回路であり、アナログの画像データをデジタルの画像データに変換するとともに、画像データに輝度レベル補正やホワイトバランス補正などの画質調整と、ＹＣ処理と、固定長化処理と、圧縮処理とを施す。

撮影中にＬＣＤパネル１２６にスルー画表示を行う場合には、画質調整された画像データに簡易レベルの簡易ＹＣ処理を施し、輝度データと色差データとからなる簡易ＹＣ画像データに変換する。この簡易ＹＣ画像データは、画像メモリ１７６を介して表示回路１７７に読み出され、ＮＴＳＣなどのコンポジット信号に変換されてＬＣＤパネル１２６に入力される。

撮影が行われた場合には、画像処理回路１７４は、画質調整が施された画像データに本格的なＹＣ処理を施し、ＹＣ画像データを生成する。このＹＣ画像データには、さらに固定長化処理と圧縮処理とが施され、例えば、ＪＰＥＧ形式などの圧縮画像データに変換される。圧縮画像データは、後述するＲＡＭ１７０ｂに記憶された後、カードスロット１３６を介してメモリカード２００に書き込まれる。

ＡＦ評価値算出回路１８０は、画像処理回路１７４によって生成された一画面分の画像データのコントラストからＡＦ評価値を算出する。一般に、画像のコントラストは被写体像が合焦状態となったときに最も高くなり、このときにＡＦ評価値も最も高くなる。ＡＦ評価値は、システムコントローラ１７０にＡＦ評価値信号として入力される。

システムコントローラ１７０は、カメラ付き携帯電話１００の全体を制御する。システムコントローラ１７０は、例えば、マイクロコンピュータからなり、ＣＰＵの他に、制御プログラムや各種設定データなどが記憶されたＲＯＭ１７０ａと、制御時に生じた種々のデータが記憶されるＲＡＭ１７０ｂとを備えている。

システムコントローラ１７０は、ステータドライバ１６０を介してステータ１６にパルス電流を通電することにより、レンズホルダ１４の移動を制御する。また、システムコントローラ１７０には、フォトインタラプタ２８の出力が接続されている。システムコントローラ１７０は、レンズホルダ１４を移動させる際に、フォトインタラプタ２８の出力をモニタし、レンズホルダ１４が前端位置にあるか否かを判断する。

次に、図９に示すフローチャートを参照しながら、上記構成による撮像装置１０及びカメラ付き携帯電話１００の作用について説明する。

選択キー１３１ａの操作によって撮像モードが選択された際や、シャッタボタン１３１ｂの半押し操作などによって、システムコントローラ１７０にオートフォーカスが指示されると、システムコントローラ１７０は、先ずステータドライバ１６０を介してステータ１６にパルス電流を通電し、レンズホルダ１４を前面方向に移動させていく。

システムコントローラ１７０は、これと同時にフォトインタラプタ２８の出力をモニタし、レンズホルダ１４が前端位置まで移動したことを検出した後、ステータ１６へのパルス電流の通電を停止する。

システムコントローラ１７０は、レンズホルダ１４を前端位置で停止させると、ＡＦ評価値を算出するための撮像を１回行う。これにより得られた画像データは、画像処理回路１７４を介してＡＦ評価値算出回路１８０に送られる。ＡＦ評価値算出回路１８０は、この画像データからＡＦ評価値を算出して、システムコントローラ１７０のＲＡＭ１７０ｂに記録する。

ＲＡＭ１７０ｂに前端位置でのＡＦ評価値が記録されると、システムコントローラ１７０は、ステータ１６に所定の数のパルス電流を通電し、レンズホルダ１４を、パルス電流の数に応じた距離だけ後面方向に移動させた後、再びＡＦ評価値を算出するための撮像を行う。以下、この手順を後端位置まで繰り返し行う。なお、後端位置は、前端位置からのパルス数で検出するようにしてもよいし、別途設けたセンサやスイッチなどで検出するようにしてもよい。

これにより、前端位置から後端位置にかけて、所定の間隔をあけた複数のＡＦ評価値を得ることができる。ＡＦ評価値の最も高い位置をフォーカス位置とみなすことができるので、得られたＡＦ評価値の中から最も値の高いものを選び出し、その位置にレンズホルダ１４を移動させることによって、オートフォーカスが完了する。

以上のように、本実施形態の撮像装置１０では、前面方向に移動したレンズホルダ１４とリング部材２４とが当接することによって、リング部材２４がバネ２６に抗して回転し、この回転をフォトインタラプタ２８で検出することにより、レンズホルダ１４が前端位置にあることを検出するようにした。フォトインタラプタ２８は、カバー１８の外面側に取り付けられるので、フォトインタラプタ２８の分だけ内部が空けることができるとともに、レンズホルダ１４やロータ３０などの構造を簡易にすることができる。そのため、内部に設けられた検出手段でレンズホルダ１４の位置検出を行っていた従来の撮像装置と比較して、装置の小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、回転検出手段として反射型のフォトインタラプタ２８を用いているが、これに限らず、例えば、透過型のフォトインタラプタなど他のタイプの光学センサを用いてもよい。さらには、ホール素子などの磁気センサを用いてもよいし、マイクロスイッチなどの機械式接点を用いてもよい。

また、上記実施形態では、螺旋溝３４ａと螺旋山１４ａとによるヘリコイドによって、変換手段を構成しているが、これに限らず、例えば、回転体３４の内面にカム溝を設け、このカム溝に嵌合するカムピンをレンズホルダ１４の外面に設けることによるカム機構によって、変換手段を構成するようにしてもよい。

このように、公知の検出手段を各種適用することが可能であり、特別に複雑な機構を要するわけでもないので、小型化を安価に行うことができる。

なお、上記実施形態では、固体撮像素子としてＣＣＤセンサ３８を用いているが、これに限らず、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサなど、他のタイプの固体撮像素子を用いてもよい。

また、ピン２０ａ、及びフォトインタラプタ２８などを、カメラ付き携帯電話１００側に設けて、撮像装置１０の小型化をさらに図るようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、オートフォーカスの方式にコントラスト検出方式を用いているが、本発明はこれに限ることなく、例えば、アクティブ方式などの他の方式にも適用することができる。

以上、カメラ付き携帯電話に内蔵されたデジタルカメラに本発明を適用する例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、写真フイルムに被写体像を焼き付けて画像の記録を行う、いわゆる銀鉛カメラに対しても本発明を適用することができる。さらに、本発明は、プロジェクタなどの投影装置や、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどに記録されたデータを読み取る際に用いられるピックアップレンズ装置など、カメラ以外の光学装置に対しても広く適用することができる。

カメラ付き携帯電話の正面側の外観を示した斜視図である。 カメラ付き携帯電話の背面側の外観を示した斜視図である。 撮像装置の構成を概略的に説明する外観斜視図である。 撮像装置の構成を概略的に説明する断面図である。 ステータとマグネットの構成を概略的に説明する斜視図である。 マグネットを順方向に回転させる際の手順を示す説明図である。 マグネットを逆方向に回転させる際の手順を示す説明図である。 カメラ付き携帯電話の内部構成を概略的に示すブロック図である。 カメラ付き携帯電話のオートフォーカスの手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 撮像装置
１４ レンズホルダ
１４ａ 螺旋山（変換手段）
１４ｃ 直進キー溝（回転規制手段）
１６ ステータ
１８ カバー
２４ リング部材
２４ｂ 舌片
２４ｄ キー部材（回転規制手段）
２６ バネ（弾性体）
２８ フォトインタラプタ（回転検出手段）
３０ ロータ
３４ａ 螺旋溝（変換手段）
３８ ＣＣＤセンサ（固体撮像素子）

Claims (7)

1. 流された電流に応じて磁場を発生させる円筒形状のステータと、
   このステータの内側に同軸で組み込まれ、前記ステータが発生させた磁場によって回転する円筒形状のロータと、
   このロータの内側に同軸で組み込まれ、前記ロータの回転軸と光軸とを一致させるようにレンズを保持する円筒形状のレンズホルダと、
   前記レンズを露呈させるための開口を有し、前記ステータの開口面を塞ぐように設けられるカバーと、
   このカバーの前記開口に回動自在に設けられ、一端が前記カバーに固定された弾性体によって所定の方向に付勢されるとともに、前記カバーとの係止によって所定の位置に保持されるリング部材と、
   前記ロータの回転運動を光軸方向の直線運動に変換して前記レンズホルダに伝達する変換手段と、前記リング部材の一部と前記レンズホルダの一部とが嵌り合うようにして形成される回転規制手段とから構成され、前記ロータの回転に応じて前記レンズホルダを光軸方向に回転を規制した状態で移動させる移動機構とを備えたレンズ駆動装置において、
   前記リング部材と当接した際に前記回転規制手段に抗して前記ロータとともに回転する前記レンズホルダで、前記回転規制手段によって嵌り合った前記リング部材を前記弾性体の付勢と反対の方向に回転させ、この回転を前記カバーの外面側に設けた回転検出手段で検出することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記回転規制手段は、前記レンズホルダの側面に形成された光軸方向の直進キー溝と、前記リング部材に設けられた前記直進キー溝に嵌り合うキー部材とによって構成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記回転検出手段は、反射型の光学センサであって、前記リング部材から突出した舌片が、前記光学センサの上を通過することに応じて、前記リング部材の回転を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 流された電流に応じて磁場を発生させる円筒形状のステータと、
   このステータの内側に同軸で組み込まれ、前記ステータが発生させた磁場によって回転する円筒形状のロータと、
   このロータの内側に同軸で組み込まれ、前記ロータの回転軸と光軸とを一致させるようにレンズを保持する円筒形状のレンズホルダと、
   前記レンズを露呈させるための開口を有し、前記ステータの開口面を塞ぐように設けられるカバーと、
   このカバーの前記開口に回動自在に設けられ、一端が前記カバーに固定された弾性体によって所定の方向に付勢されるとともに、前記カバーとの係止によって所定の位置に保持されるリング部材と、
   前記ロータの回転運動を光軸方向の直線運動に変換して前記レンズホルダに伝達する変換手段と、前記リング部材の一部と前記レンズホルダの一部とが嵌り合うようにして形成される回転規制手段とから構成され、前記ロータの回転に応じて前記レンズホルダを光軸方向に回転を規制した状態で移動させる移動機構と、
   前記レンズによって結像された被写体光を光電変換して、前記被写体光に応じた画像データを作成する固体撮像素子とを備えた撮像装置において、
   前記リング部材と当接した際に前記回転規制手段に抗して前記ロータとともに回転する前記レンズホルダで、前記回転規制手段によって嵌り合った前記リング部材を前記弾性体の付勢と反対の方向に回転させ、この回転を前記カバーの外面側に設けた回転検出手段で検出することを特徴とする撮像装置。
5. 前記回転規制手段は、前記レンズホルダの側面に形成された光軸方向の直進キー溝と、前記リング部材に設けられた前記直進キー溝に嵌り合うキー部材とによって構成されていることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記回転検出手段は、反射型の光学センサであって、前記リング部材から突出した舌片が、前記光学センサの上を通過することに応じて、前記リング部材の回転を検出することを特徴とする請求項４又は５記載の撮像装置。
7. 請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とする光学装置。
   

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