JP2007057581A - Lens drive device, imaging apparatus and lens drive method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and low-cost lens drive device which accurately stops a lens group at a desired position by a simple structure and is suitably incorporated in a personal digital assistant or the like, and also to provide a lens drive method and an imaging apparatus. <P>SOLUTION: The lens drive device has an electricity conduction control means for controlling the amount of electricity supplied to a shape memory alloy, and also has a detection means for detecting whether or not the lens group has started to move. The amount of movement of the lens group in the optical axis direction is controlled, based on the amount of electricity supply when the detection means detects the movement of the lens group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、形状記憶合金の伸縮を用いてレンズ群を光軸方向に移動させるように構成したレンズ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a lens driving device configured to move a lens group in an optical axis direction using expansion and contraction of a shape memory alloy.

形状記憶合金（以下、「ＳＭＡ」（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）と称する場合がある）は、マルテンサイト変態終了温度以下の温度で力を受けて塑性変形しても、逆変態終了温度以上の温度に加熱されると形状回復する。   Shape memory alloys (hereinafter sometimes referred to as “SMA” (Shape Memory Alloy)) are heated to a temperature equal to or higher than the reverse transformation end temperature even when subjected to plastic deformation at a temperature below the martensitic transformation end temperature. When it is done, the shape recovers.

図１３は、形状記憶合金の温度と歪みの関係を模式的にグラフ化した図である。同図は横軸を温度（℃）、縦軸を歪み（％）としたものである。   FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and strain of the shape memory alloy. In the figure, the horizontal axis represents temperature (° C.) and the vertical axis represents strain (%).

同図に示したように、低温状態で形状記憶合金の両端部間に通電すると、発熱により収縮し記憶長さに戻る。一方、この高温状態から通電を遮断すると、放熱により形状記憶合金は降温し、ヒステリシスを有して長さが変化し、再度伸びた状態となる。この形状記憶効果を利用して、アクチュエータとして使用することが可能であり、従来より種々の提案が行われている。   As shown in the figure, when current is passed between both ends of the shape memory alloy at a low temperature, the heat shrinks and returns to the memorized length. On the other hand, when the energization is cut off from this high temperature state, the shape memory alloy falls due to heat dissipation, changes its length with hysteresis, and becomes extended again. Utilizing this shape memory effect, it can be used as an actuator, and various proposals have been made conventionally.

しかしながら、形状記憶合金（ＳＭＡ）の動作は、ＳＭＡに通電してジュール熱により加熱し、その温度に対応した歪みを利用して被駆動部材の変位を得るものであり、構成するシステム内の種々のバラツキ、例えばＳＭＡの長さの誤差、ＳＭＡの抵抗値の誤差、構成部品の機械的な寸法誤差、環境温度等により、所望の変位を得るためのＳＭＡへの入力条件を一義的に決めることが困難であった。   However, the operation of the shape memory alloy (SMA) is such that the SMA is energized and heated by Joule heat, and the displacement of the driven member is obtained using strain corresponding to the temperature. The input conditions to the SMA to obtain the desired displacement are uniquely determined by the variation of the SMA, for example, the error of the SMA length, the error of the resistance value of the SMA, the mechanical dimensional error of the components, the environmental temperature, etc. It was difficult.

このため上記問題を解消するために、被駆動体であるレンズ群の位置を位置検知手段で検知し、検知結果に応じて形状記憶合金を部分的に変化させる位置制御駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   For this reason, in order to solve the above problem, a position control drive device has been proposed in which the position of the lens group that is the driven body is detected by the position detection means, and the shape memory alloy is partially changed according to the detection result. (For example, refer to Patent Document 1).

また、温度センサにより周囲温度を検知し、検知結果に応じて形状記憶合金で形成されたワイヤへ供給する電流値、電圧値、或いはパルス電流又はパルス電圧のデューティ比を制御する駆動機構が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−３０７６２８号公報 特開平１１−３２４８９６号公報 Also disclosed is a drive mechanism that detects the ambient temperature with a temperature sensor and controls the current value, voltage value, or pulse current or pulse voltage duty ratio supplied to the wire made of shape memory alloy according to the detection result. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-307628 JP-A-11-324896

上記特許文献１の位置制御駆動装置はカメラ等のレンズ鏡胴内に配置され、レンズ群を駆動する場合には好適なものであるが、例えば携帯端末等に内蔵されるような小型薄型の撮像装置のレンズ駆動装置に適用する場合には、被駆動部材の現在位置に関する情報を取得するための位置検出センサを被駆動部材の移動の全領域にわたって配置する必要があり、小型化、低コスト化に、やや不利な問題がある。   The position control drive device described in Patent Document 1 is arranged in a lens barrel such as a camera and is suitable for driving a lens group. For example, a small and thin imaging device built in a portable terminal or the like. When applied to the lens driving device of the apparatus, it is necessary to arrange a position detection sensor for acquiring information on the current position of the driven member over the entire area of movement of the driven member. There are some disadvantages.

また、上記特許文献２の駆動機構においては、カメラの裏蓋等比較的温度分布の均一な装置内の場合には好適なものであるが、例えば携帯端末等に内蔵されるような小型薄型の撮像装置の場合には他の機能を実行する回路部品等が近傍に密集配置されており、装置内の温度分布が均一とはならず、温度センサの配置される位置により、検出値が異なる場合もあり、最適な制御を行うのが困難な場合もある。   The drive mechanism disclosed in Patent Document 2 is suitable for use in a device having a relatively uniform temperature distribution, such as the back cover of a camera, but is small and thin, for example, built in a portable terminal or the like. In the case of an imaging device, circuit components that perform other functions are densely arranged in the vicinity, and the temperature distribution in the device is not uniform, and the detection value varies depending on the location of the temperature sensor In some cases, it is difficult to perform optimal control.

本発明は上記問題に鑑み、アクチュエータに形状記憶合金を用い、簡便な構成で、所望の位置に正確にレンズ群を停止させることを可能とした、携帯端末等に内蔵するのに好適な小型で低コストのレンズ駆動装置、レンズ駆動方法及び撮像装置を得ることを目的とするものである。   In view of the above problems, the present invention uses a shape memory alloy for the actuator, and has a simple configuration, which enables the lens group to be accurately stopped at a desired position, and is small enough to be incorporated in a portable terminal or the like. An object of the present invention is to obtain a low-cost lens driving device, a lens driving method, and an imaging device.

上記の課題は、以下の構成により解決される。   Said subject is solved by the following structures.

１） 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金とを有し、前記形状記憶合金に通電し変形させることにより、前記レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、前記形状記憶合金への通電量を制御する通電制御手段と、前記レンズ群が移動を開始したか否かを検出する検出手段を有し、前記検出手段が前記レンズ群の移動を検出した際の前記通電量に基づいて、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御することを特徴とするレンズ駆動装置。   1) A lens driving device having a lens group for guiding subject light and a shape memory alloy, and moving the lens group in an optical axis direction by energizing and deforming the shape memory alloy, wherein the shape memory An energization control means for controlling the energization amount to the alloy; and a detection means for detecting whether or not the lens group has started to move, and the energization amount when the detection means detects the movement of the lens group And a lens driving device that controls the amount of movement of the lens group in the optical axis direction.

２） 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金とを有し、前記形状記憶合金に通電し変形させることにより、前記レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、前記形状記憶合金への通電量を制御する通電制御手段と、前記レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する検出手段を有し、前記検出手段が前記レンズ群の前記２箇所間の移動を検出した際のそれぞれの通電量に基づいて、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御することを特徴とするレンズ駆動装置。   2) A lens driving device that includes a lens group that guides subject light and a shape memory alloy, and moves the lens group in the optical axis direction by energizing and deforming the shape memory alloy, the shape memory An energization control means for controlling the energization amount to the alloy; and a detection means for detecting the movement of the lens group at two predetermined positions in the optical axis direction, and the detection means moves between the two positions of the lens group. A lens driving device that controls the amount of movement of the lens group in the direction of the optical axis based on the respective energization amounts at the time of detection.

３） 前記検出手段は、撮像素子出力である１）又は２）のレンズ駆動装置。   3) The lens driving device according to 1) or 2), wherein the detection means is an image sensor output.

４） １）〜３）のいずれかのレンズ駆動装置を備えた撮像装置。   4) An imaging apparatus including the lens driving device according to any one of 1) to 3).

５） 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金と、前記形状記憶合金への通電量を制御することにより、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御するレンズ駆動方法において、前記形状記憶合金への通電を徐々に変化させ、前記レンズ群が移動を開始したか否かを検出する工程と、前記レンズ群が移動を開始した時点の通電量に基づいて、前記レンズ群を所望の位置へ移動させるに必要な通電量を決定する工程と、決定された通電量を、前記形状記憶合金へ印加する工程と、を有することを特徴とするレンズ駆動方法。   5) In the lens driving method for controlling the amount of movement of the lens group in the optical axis direction by controlling the lens group that guides the subject light, the shape memory alloy, and the energization amount to the shape memory alloy. The lens group is moved to a desired position based on the step of detecting whether or not the lens group has started to move by gradually changing the energization to the alloy and the amount of energization when the lens group has started to move. A lens driving method comprising: a step of determining an energization amount necessary for moving to the shape memory; and a step of applying the determined energization amount to the shape memory alloy.

６） 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金と、前記形状記憶合金への通電量を制御することにより、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御するレンズ駆動方法において、前記形状記憶合金への通電を徐々に変化させ、前記レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する工程と、前記レンズ群が前記所定の２箇所で検出された時点の通電量に基づいて、前記レンズ群を所望の位置へ移動させるに必要な通電量を決定する工程と、決定された通電量を、前記形状記憶合金へ印加する工程と、を有することを特徴とするレンズ駆動方法。   6) In the lens driving method for controlling the amount of movement of the lens group in the optical axis direction by controlling the lens group that guides the subject light, the shape memory alloy, and the amount of current supplied to the shape memory alloy, the shape memory Based on the step of detecting the movement of the lens group at two predetermined locations in the optical axis direction, and the energization amount at the time when the lens group is detected at the two predetermined locations, by gradually changing the energization to the alloy A lens driving method comprising: a step of determining an energization amount necessary to move the lens group to a desired position; and a step of applying the determined energization amount to the shape memory alloy.

本発明によれば、簡便な構成で、所望の位置に正確にレンズ群を停止させることができる、小型で低コストのレンズ駆動装置、レンズ駆動方法及び撮像装置を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a small and low-cost lens driving device, a lens driving method, and an imaging device that can accurately stop a lens group at a desired position with a simple configuration.

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.

図１は、本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。   FIG. 1 is an external view of a mobile phone T that is an example of a mobile terminal provided with the imaging device according to the present embodiment.

同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置Ｓは、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置１００が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。   In the mobile phone T shown in the figure, an upper housing 71 as a case having display screens D1 and D2 and a lower housing 72 having operation buttons P are connected via a hinge 73. The imaging device S is built below the display screen D <b> 2 in the upper casing 71, and is arranged so that the imaging device 100 can capture light from the outer surface side of the upper casing 71.

なお、この撮像装置１００の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。   Note that the position of the imaging device 100 may be arranged above or on the side of the display screen D2 in the upper casing 71. Of course, the mobile phone is not limited to a folding type.

図２は、本実施の形態に係る撮像装置のユニット状態のときの斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view when the imaging apparatus according to the present embodiment is in a unit state.

同図に示すように、実施の形態に係る撮像装置の外表面は、レンズ群１１が被写体光を取り込めるよう開口部を有した箱状の蓋部材１２と、ネジ１４により蓋部材１２が固定されると共に内部に配置される各部材を保持している地板１３と、地板１３の下面に固着され、内部に撮像素子が実装されたプリント基板３１と、このプリント基板３１に接続されたフレキシブルプリント基板３２で構成されている。また、後述の形状記憶合金へ電力を供給するためのフレキシブルプリント基板３２ｆが配置されている。また、フレキシブルプリント基板３２ｆは、地板１３に固定されたフォトインタラプタ４１とも接続されている。このフレキシブルプリント基板３２ｆは、フレキシブルプリント基板３２と一体でも、別体で構成してもよい。   As shown in the figure, on the outer surface of the imaging apparatus according to the embodiment, the lid member 12 is fixed by a box-shaped lid member 12 having an opening so that the lens group 11 can capture subject light, and a screw 14. In addition, a ground plane 13 holding each member disposed inside, a printed board 31 fixed to the lower surface of the ground plane 13 and having an image sensor mounted therein, and a flexible printed board connected to the printed board 31 32. In addition, a flexible printed board 32f for supplying power to a shape memory alloy described later is disposed. The flexible printed circuit board 32f is also connected to a photo interrupter 41 fixed to the ground plane 13. The flexible printed board 32f may be integrated with the flexible printed board 32 or may be configured separately.

なお、フレキシブルプリント基板３２には、携帯端末の他の基板と接続するための接点部３２ｔが形成され、裏面には補強板３３が糊付けされている。なお、Ｏはレンズ群１１の光軸である。また接点部３２ｔは電源、コントロール信号、画像信号出力、形状記憶合金への入力端子等で２０ピン以上となるが、模式的に示している。   The flexible printed circuit board 32 is formed with a contact portion 32t for connecting to another board of the mobile terminal, and a reinforcing plate 33 is glued to the back surface. O is the optical axis of the lens group 11. The contact portion 32t has 20 pins or more as a power source, a control signal, an image signal output, an input terminal to the shape memory alloy, etc., but is schematically shown.

次いで、図３、図４及び図５を用いて、本実施の形態に係る撮像装置の内部構造について、説明する。なお、以下の図においては、同機能部材には同符号を付与して説明する。   Next, the internal structure of the imaging apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. In the following drawings, the same reference numerals are assigned to the same functional members.

図３は、撮像装置の内部構造を示す断面図である。同図は、図２に示すＦ−Ｆ線で切断した断面を示している。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the imaging apparatus. This figure shows a cross section cut along line FF shown in FIG.

図４は、撮像装置内部を示す斜視図である。同図は、図２に示す撮像装置１００から蓋部材１２、プリント基板３１及びフレキシブルプリント基板３２、３２ｆを外した状態を示している。   FIG. 4 is a perspective view showing the inside of the imaging apparatus. This figure shows a state in which the lid member 12, the printed board 31, and the flexible printed boards 32 and 32f are removed from the imaging apparatus 100 shown in FIG.

図５は、撮像装置内部の各部品の配置を示した正面図である。同図は、図４に示す撮像装置を光軸Ｏ方向の被写体側から見た図である。   FIG. 5 is a front view showing the arrangement of components in the imaging apparatus. 4 is a view of the imaging apparatus shown in FIG. 4 as viewed from the subject side in the optical axis O direction.

撮像装置１００内部は、単玉もしくは複数枚のレンズで構成されたレンズ群１１を内包する第１の鏡枠１７（以下、鏡枠１７とも称す）と、この鏡枠１７の外側で鏡枠１７を保持する第２の鏡枠１８（以下、鏡枠１８とも称す）が配置されている。   The inside of the imaging apparatus 100 includes a first lens frame 17 (hereinafter, also referred to as a lens frame 17) containing a lens group 11 composed of a single lens or a plurality of lenses, and a lens frame 17 outside the lens frame 17. A second lens frame 18 (hereinafter also referred to as a lens frame 18) is disposed.

鏡枠１７と鏡枠１８は、ネジ部１７ｎ及び１８ｎで螺合されており、鏡枠１８に対し鏡枠１７を回転させることで、鏡枠１７を鏡枠１８に対し光軸Ｏ方向に移動させることができるようになっている。なお、鏡枠１７と鏡枠１８は、ヘリコイドやその他の構成で光軸Ｏ方向に相対的に移動が可能になっていてもよい。   The lens frame 17 and the lens frame 18 are screwed together by screw parts 17n and 18n, and the lens frame 17 is moved in the direction of the optical axis O with respect to the lens frame 18 by rotating the lens frame 17 with respect to the lens frame 18. It can be made to. The lens frame 17 and the lens frame 18 may be relatively movable in the direction of the optical axis O in a helicoid or other configuration.

地板１３は光軸Ｏ方向から見て略四辺形に形成され、光軸Ｏを挟んで略対角の位置に、光軸Ｏと略平行にガイド軸１５が地板１３に植設され、ガイド軸１６が一体に形成されている。なお、ガイド軸１５も地板１３に一体で形成してもよいし、ガイド軸１６を植設してもよい。   The ground plane 13 is formed in a substantially quadrilateral shape when viewed from the optical axis O direction, and a guide shaft 15 is implanted in the ground plane 13 in a substantially diagonal position across the optical axis O so as to be substantially parallel to the optical axis O. 16 is integrally formed. In addition, the guide shaft 15 may be formed integrally with the base plate 13, or the guide shaft 16 may be implanted.

鏡枠１８には、ガイド軸１５が嵌合して貫通する筒状部１８ｐが一体的に形成されると共に、ガイド軸１６に係合するＵ字状の係合部１８ｕが形成されている。これにより、鏡枠１８はガイド軸１５、１６に沿って光軸方向に移動可能であり、この鏡枠１８と共に鏡枠１７及びレンズ群１１も光軸方向に移動可能となっている。また、この筒状部１８ｐは、付勢部材である圧縮コイルバネ１９によりガイド軸１５の軸方向へ付勢されている。本例では、レンズ群１１の後方に配置される撮像素子３４方向に付勢されている。   The lens barrel 18 is integrally formed with a cylindrical portion 18p through which the guide shaft 15 is fitted and penetrated, and a U-shaped engaging portion 18u that engages with the guide shaft 16. As a result, the lens frame 18 can move in the optical axis direction along the guide shafts 15 and 16, and the lens frame 17 and the lens group 11 can also move in the optical axis direction together with the lens frame 18. The cylindrical portion 18p is biased in the axial direction of the guide shaft 15 by a compression coil spring 19 that is a biasing member. In this example, the lens group 11 is biased in the direction of the image sensor 34 disposed behind the lens group 11.

また、鏡枠１８の筒状部１８ｐには、遮蔽板１８ｓが一体的に形成されている。この遮蔽板１８ｓは、地板１３にネジ４２で固定されたフォトインタラプタ４１の投受光路に配置されており、鏡枠１８の光軸方向の移動により遮蔽板１８ｓが移動し、フォトインタラプタ４１の投受光路を遮蔽もしくは投受光路から退避することができるようになっている。   Further, a shielding plate 18 s is formed integrally with the cylindrical portion 18 p of the lens frame 18. The shielding plate 18 s is disposed in the light projecting / receiving path of the photo interrupter 41 fixed to the base plate 13 with a screw 42. The shielding plate 18 s is moved by the movement of the lens frame 18 in the optical axis direction, and the projecting light of the photo interrupter 41 is projected. The light receiving path can be shielded or retracted from the light projecting / receiving path.

更に、鏡枠１８の側面には、突起部１８ｔが一体的に形成されている。一方、地板１３にはボス２０が形成され、ボス２０の図示しない穴に平頭のネジ２１が組み付けられている。突起部１８ｔは、このネジ２１の頭部に当接している。即ち、鏡枠１８は付勢部材である圧縮コイルバネ１９により撮像素子側へ付勢されているが、この地板１３に配置された当接部材であるネジ２１の頭部に突起部１８ｔが当接することにより、鏡枠１８の撮像素子３４側の位置が決められている。   Further, a projection 18 t is integrally formed on the side surface of the lens frame 18. On the other hand, a boss 20 is formed on the base plate 13, and a flat head screw 21 is assembled in a hole (not shown) of the boss 20. The protrusion 18 t is in contact with the head of the screw 21. That is, the lens frame 18 is urged toward the image pickup element by a compression coil spring 19 that is an urging member, but the protrusion 18t abuts on the head of a screw 21 that is an abutting member disposed on the base plate 13. As a result, the position of the lens frame 18 on the image sensor 34 side is determined.

地板１３には、一体的に２つの柱状部２２が形成されており、２つの柱状部２２はレンズ群１１の光軸Ｏと筒状部１８ｐの中心を結ぶ線を挟む位置に形成され、この２つの柱状部２２の上部で、紐状の形状記憶合金２３の両端が固定され、紐状の形状記憶合金２３はレンズ群１１の光軸Ｏと筒状部１８ｐの間で、鏡枠１８の撮像素子３４側の下部に当接して張られている。   The base plate 13 is integrally formed with two columnar portions 22, and the two columnar portions 22 are formed at positions sandwiching a line connecting the optical axis O of the lens group 11 and the center of the cylindrical portion 18p. Both ends of the string-like shape memory alloy 23 are fixed at the upper part of the two columnar parts 22, and the string-like shape memory alloy 23 is formed between the optical axis O of the lens group 11 and the cylindrical part 18p. It is in contact with the lower part of the image sensor 34 and is stretched.

図６は、紐状の形状記憶合金２３の張られている各部の関係を示した模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between each portion where the string-like shape memory alloy 23 is stretched.

同図に示すように、紐状の形状記憶合金２３は、地板１３に一体的に形成された２つの柱状部２２の上部に、その両端が固定されている。この固定部の双方から対称的に形状記憶合金２３は、柱状部２２の一部で角度を変えられた後、略中央部で鏡枠１８の下部に当接するよう張られている。   As shown in the figure, both ends of the string-like shape memory alloy 23 are fixed to the upper portions of two columnar portions 22 formed integrally with the main plate 13. Symmetrically, the shape memory alloy 23 is stretched so as to come into contact with the lower part of the lens frame 18 at a substantially central part after the angle is changed at a part of the columnar part 22 from both of the fixed parts.

また、形状記憶合金２３の両端部は、板部材２３ｋで挟み込まれて切断されており、この板部材２３ｋが柱状部２２の上部に固定されている。   Further, both end portions of the shape memory alloy 23 are sandwiched and cut by a plate member 23 k, and the plate member 23 k is fixed to the upper portion of the columnar portion 22.

このように張られた、形状記憶合金２３に、フレキシブルプリント基板３２ｆ（図２参照）から板部材２３ｋを経由して形状記憶合金２３に所定の電流又は電圧を供給することにより、抵抗体である形状記憶合金２３は発熱して温度上昇し、その全長を短縮する方向に変化、即ち収縮する。これにより鏡枠１８は、付勢部材である圧縮コイルバネ１９に抗して、ガイド軸１５及び１６に沿って光軸Ｏ方向に移動させることができるようになっている。即ち、鏡枠１８と鏡枠１７により保持されているレンズ群１１は、光軸Ｏに沿って被写体方向に移動し、より近距離に焦点を合わせることができるようになる。   By supplying a predetermined current or voltage to the shape memory alloy 23 via the plate member 23k from the flexible printed circuit board 32f (see FIG. 2) to the shape memory alloy 23 thus stretched, the resistor is a resistor. The shape memory alloy 23 generates heat and rises in temperature, and changes, that is, contracts in a direction that shortens its overall length. Thus, the lens frame 18 can be moved in the direction of the optical axis O along the guide shafts 15 and 16 against the compression coil spring 19 that is an urging member. That is, the lens group 11 held by the lens frame 18 and the lens frame 17 moves in the direction of the subject along the optical axis O and can be focused at a closer distance.

以上が、本実施の形態に係る撮像装置１００の内部構造である。   The above is the internal structure of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment.

次いで、上記のように構成された、携帯電話機Ｔに内蔵された撮像装置１００のレンズ群１１を所望の位置へ移動させる駆動装置及び駆動方法について説明する。   Next, a driving device and a driving method for moving the lens group 11 of the imaging device 100 built in the mobile phone T configured as described above to a desired position will be described.

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置及びレンズ駆動方法を説明する。第１の実施の形態は、形状記憶合金への通電を徐々に変化させて、レンズ群の移動の有無を検出し、移動が検出された時点の通電量に基づいて、レンズ群を光軸方向に所定量移動させる通電量を決定し、レンズ群の駆動制御をおこなうものである。 (First embodiment)
First, a lens driving device and a lens driving method according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the energization to the shape memory alloy is gradually changed to detect the presence or absence of movement of the lens group, and based on the energization amount at the time when the movement is detected, the lens group is moved in the optical axis direction. The energization amount to be moved by a predetermined amount is determined, and drive control of the lens group is performed.

図７は、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１００の各部の初期状態（無通電状態）を示す図である。同図（ａ）は初期状態における、遮蔽板１８ｓとフォトインタラプタ４１との位置関係を模式的に示す図であり、同図（ｂ）はフォトインタラプタ４１の出力を示す図であり、同図（ｃ）は初期状態における、鏡枠１８と形状記憶合金２３の関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an initial state (non-energized state) of each unit of the lens driving device 100 according to the first embodiment. FIG. 4A is a diagram schematically showing the positional relationship between the shielding plate 18s and the photo interrupter 41 in the initial state, and FIG. 4B is a diagram showing the output of the photo interrupter 41. FIG. c) is a diagram showing the relationship between the lens frame 18 and the shape memory alloy 23 in the initial state.

まず、撮像装置１００の鏡枠１８が所定の位置となるように調整され、同図（ａ）に示すように、遮蔽板１８ｓの位置がフォトインタラプタ４１の投受光光束の一部を遮蔽する位置となるように調整される。この調整は、平頭のネジ２１を回転させ、当接する突起部１８ｔを光軸方向に移動させることでおこなわれる（図４又は図５参照）。   First, the lens frame 18 of the imaging device 100 is adjusted to a predetermined position, and the position of the shielding plate 18s shields a part of the light projecting / receiving light beam of the photo interrupter 41 as shown in FIG. It is adjusted to become. This adjustment is performed by rotating the flat head screw 21 and moving the abutting protrusion 18t in the optical axis direction (see FIG. 4 or FIG. 5).

より詳しくは、遮蔽板１８ｓの位置が、同図（ｂ）に示すフォトインタラプタ４１の投受光領域内で、遮蔽板１８ｓによる遮蔽状態と退避状態との切り替わり領域である図示Ｄの範囲となる位置、即ち、遮蔽板１８ｓが投受光光束の一部を遮蔽する位置となるように、平頭のネジ２１により鏡枠１８の位置が決められる。   More specifically, the position of the shielding plate 18s is within the range shown in FIG. D, which is a switching region between the shielding state and the retracted state by the shielding plate 18s within the light projecting / receiving region of the photo interrupter 41 shown in FIG. That is, the position of the lens frame 18 is determined by the flat head screw 21 so that the shielding plate 18s is in a position to shield a part of the light projecting / receiving light beam.

次いで、鏡枠１８に対し鏡枠１７を回転させることで、鏡枠１７を光軸Ｏ方向に移動させ、ピント調整をおこなう。鏡枠１７に保持されたレンズ群１１のピント位置は、撮像素子３４の撮像面に対し、例えば過焦点距離の被写体に合焦するよう調整される。この時、形状記憶合金２３は、同図（ｃ）に示すように鏡枠１８との間で緊張した状態であるが、ＳＭＡに働く力の光軸方向の分力が小さく、圧縮コイルバネ１９による付勢力により若干量伸張された状態で、ネジ２１の頭部に鏡枠の突起部１８ｔが当接して静止している。なお、ＳＭＡは鏡枠１８と若干の弛みを有するような状態であってもよい。   Next, by rotating the lens frame 17 with respect to the lens frame 18, the lens frame 17 is moved in the direction of the optical axis O, and focus adjustment is performed. The focus position of the lens group 11 held by the lens frame 17 is adjusted so that, for example, an object with a hyperfocal distance is focused on the imaging surface of the imaging device 34. At this time, the shape memory alloy 23 is in a tensioned state with the lens frame 18 as shown in FIG. 2C, but the force acting on the SMA has a small component in the optical axis direction, and the compression coil spring 19 The projection 18t of the lens frame comes into contact with the head of the screw 21 and is stationary while being slightly extended by the urging force. Note that the SMA may be in a state of having a slight slack with the lens frame 18.

即ち、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１００は、無通電状態で過焦点距離の被写体に合焦するよう調整されている。なお、このピント位置は、過焦点距離に限るものでなく無限遠の被写体に合焦する位置であってもよいが、本実施の形態では過焦点距離の被写体に合焦するよう調整されたもので説明する。   That is, the lens driving device 100 according to the first embodiment is adjusted so as to focus on a subject with a hyperfocal distance in a non-energized state. The focus position is not limited to the hyperfocal distance, but may be a position for focusing on an object at infinity, but in the present embodiment, the focus position is adjusted to focus on the object at the hyperfocal distance. I will explain it.

図８は、第１の実施の形態に係る撮像装置１００のレンズ駆動方法を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。   FIG. 8 is a flowchart illustrating a lens driving method of the imaging apparatus 100 according to the first embodiment. Hereinafter, description will be given according to the flow shown in FIG.

同図において、まず撮影モードか否かを確認する（ステップＳ１０１）。何らかの操作がなされて撮影モード以外のモードが指定された場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）は、撮影モードを終了（ステップＳ１２０）し、指定された他のモードへ移行する（ステップＳ１２１）。   In the figure, first, it is confirmed whether or not the photographing mode is set (step S101). If any operation is performed and a mode other than the shooting mode is specified (step S101; No), the shooting mode is ended (step S120), and the mode is shifted to another specified mode (step S121).

撮影モードである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）は、撮像素子を駆動し、表示画面にリアルタイムでプレビュー画像（スルー画像ともいう）を表示する（ステップＳ１０２）。次いで、携帯電話の釦類のうち、レリーズ釦に相当する釦がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１０３）。レリーズ釦に相当する釦がＯＮされていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）は、ステップＳ１０１へ戻る。   When the shooting mode is set (step S101; Yes), the image sensor is driven, and a preview image (also referred to as a through image) is displayed on the display screen in real time (step S102). Next, it waits for a button corresponding to the release button among the buttons of the cellular phone to be turned on (step S103). If the button corresponding to the release button is not turned on (step S103; No), the process returns to step S101.

レリーズ釦に相当する釦がＯＮされた場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）は、まず、ピント評価用の画像を取り込む（ステップＳ１０４）。即ち、ステップＳ１０４で取り込まれたピント評価用の画像は、レンズ群が過焦点位置にある時の画像である。   When a button corresponding to the release button is turned on (step S103; Yes), first, an image for focus evaluation is captured (step S104). That is, the focus evaluation image captured in step S104 is an image when the lens group is at the hyperfocal position.

次いで、形状記憶合金へ予め設定された電流値を印加し（ステップＳ１０５）、フォトインタラプタの出力が変化するか否かを判断する（ステップＳ１０６）。フォトインタラプタの出力が変化しない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）は、電流値を、前回印加した電流値に所定の刻み量を増加させた電流値を形状記憶合金へ印加する（ステップＳ１０７）。次いで、再度フォトインタラプタの出力が変化するか否かを判断する（ステップＳ１０８）。フォトインタラプタの出力が変化しない場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）は、ステップＳ１０７へ戻り、更に、前回印加した電流値に所定の刻み量を増加させた電流値を形状記憶合金へ印加して、フォトインタラプタの出力が変化するか否かの判断を繰り返す（ステップＳ１０８）。   Next, a preset current value is applied to the shape memory alloy (step S105), and it is determined whether or not the output of the photo interrupter changes (step S106). When the output of the photo interrupter does not change (step S106; No), the current value is applied to the shape memory alloy by increasing the predetermined increment to the previously applied current value (step S107). Next, it is determined again whether the output of the photo interrupter changes (step S108). When the output of the photo interrupter does not change (step S108; No), the process returns to step S107, and further, a current value obtained by increasing a predetermined step amount to the previously applied current value is applied to the shape memory alloy, and the photo interrupter is applied. The determination of whether or not the output changes changes (step S108).

即ち、フォトインタラプタの出力が変化するまで、形状記憶合金に印加する電流値を徐々に増加させるということであり、フォトインタラプタの出力が変化し始める電流値とは、形状記憶合金に働く力の光軸方向の分力が、圧縮コイルバネ１９による光軸方向の付勢力を超え、ネジ２１の頭部より鏡枠の突起部１８ｔが離れるときの電流値を意味している。   That is, the current value applied to the shape memory alloy is gradually increased until the output of the photo interrupter changes. The current value at which the output of the photo interrupter starts to change is the light of the force acting on the shape memory alloy. This means a current value when the axial component force exceeds the biasing force in the optical axis direction by the compression coil spring 19 and the projection 18t of the lens frame is separated from the head of the screw 21.

フォトインタラプタの出力が変化した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）には、この時の電流値に基づいて、レンズ群を所定の位置（マクロ位置）へ移動させるための、形状記憶合金へ印加する電流量を決定（ステップＳ１０９）し、決定された電流量を形状記憶合金へ印加する（ステップＳ１１０）。このステップＳ１０９での電流量の決定方法は、例えば、以下のようにする。   When the output of the photo interrupter has changed (step S108; Yes), the amount of current applied to the shape memory alloy for moving the lens group to a predetermined position (macro position) based on the current value at this time Is determined (step S109), and the determined current amount is applied to the shape memory alloy (step S110). The method for determining the amount of current in step S109 is, for example, as follows.

図９は、電流量を決定する方法を示す、形状記憶合金の電流量と歪みの関係を示すグラフである。横軸は電流量、縦軸は歪みを示している。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amount of current and strain of a shape memory alloy, showing a method for determining the amount of current. The horizontal axis indicates the amount of current, and the vertical axis indicates the distortion.

フォトインタラプタの出力の変化した時点の電流値がＩa1であった場合には、Ｉa1から所定量増加させた電流値Ｉa2を形状記憶合金に印加する。一方、フォトインタラプタの出力の変化した時点の電流値がＩb1であった場合には、Ｉb1から所定量増加させた電流値Ｉb2を形状記憶合金に印加する。このようにすることで、鏡枠１８を初期状態から所定量だけ物体側に移動させることができる。即ち、レンズ群を過焦点距離に合焦する位置から、マクロ撮影の位置に移動させることができる。 If the current value at the time when the output of the photo interrupter changes is I a1 , a current value I a2 increased by a predetermined amount from I a1 is applied to the shape memory alloy. On the other hand, if the current value at the time when the output of the photo interrupter changes is I b1 , a current value I b2 increased by a predetermined amount from I b1 is applied to the shape memory alloy. In this way, the lens frame 18 can be moved to the object side by a predetermined amount from the initial state. That is, the lens group can be moved from the position for focusing on the hyperfocal distance to the macro shooting position.

このように、フォトインタラプタの出力の変化した時点の電流値を基準にして、マクロ撮影位置に移動させるための通電量を決定し、形状記憶合金に印加するよう構成することで、形状記憶合金の微小な長さ誤差、取り付け誤差、環境温度等に起因するレンズ群の移動量のバラツキを解消し、マクロ位置へのレンズ群の移動に際し、個体差の発生しない撮像装置を得ることができる。   In this way, by determining the amount of energization for moving to the macro shooting position with reference to the current value at the time when the output of the photo interrupter changes, the shape memory alloy is configured to be applied to the shape memory alloy. It is possible to eliminate variations in the amount of movement of the lens group due to minute length errors, attachment errors, environmental temperature, and the like, and to obtain an imaging device that does not cause individual differences when moving the lens group to the macro position.

なお、ステップＳ１０９での電流量の決定方法をグラフを用いて説明したが、ルックアップテーブルを用いるものであってもよいし、演算により決めるものであっても良いのは勿論である。   Although the method for determining the current amount in step S109 has been described using a graph, it is needless to say that a method using a lookup table or a calculation may be used.

図８のフローに戻り、ステップＳ１１０により、レンズ群がマクロ位置に移動する。この位置で、ピント評価用の画像を取り込む（ステップＳ１１１）。次いで、ステップＳ１０４とステップＳ１１１で取り込んだ２つの画像を評価する（ステップＳ１１２）。   Returning to the flow of FIG. 8, the lens group is moved to the macro position in step S110. At this position, an image for focus evaluation is captured (step S111). Next, the two images captured in step S104 and step S111 are evaluated (step S112).

次いで、ステップＳ１１２での評価、例えば、２つの画像で、高周波成分の多い画像が得られた位置にレンズ群を設定する（ステップＳ１１３）。具体的には、ステップＳ１０４で得た評価用画像が高周波成分を多く含む場合には、形状記憶合金への電流の印加を断ち、初期状態、即ちレンズ群を過焦点距離に合焦する位置とする。ステップＳ１１１で得た評価用画像が高周波成分を多く含む場合には、ステップＳ１１０で決定された電流量を形状記憶合金へ印加した状態とし、レンズ群をマクロ撮影位置とするものである。   Next, the lens group is set at the position where the evaluation in step S112, for example, an image with many high-frequency components is obtained in two images (step S113). Specifically, when the image for evaluation obtained in step S104 contains a lot of high-frequency components, the application of current to the shape memory alloy is cut off, and the initial state, that is, the position where the lens group is focused on the hyperfocal distance, To do. If the evaluation image obtained in step S111 contains a large amount of high frequency components, the current amount determined in step S110 is applied to the shape memory alloy, and the lens group is set to the macro imaging position.

次いで、ステップＳ１１３で設定されたレンズ群位置で、撮影及び記録媒体への画像記録をおこない（ステップＳ１１４）、ステップＳ１０１へ戻る。   Next, photographing and image recording on a recording medium are performed at the lens group position set in step S113 (step S114), and the process returns to step S101.

以上説明したように、形状記憶合金へ印加する通電量を徐々に変化させつつ、レンズ群が移動を開始したか否かを検出し、移動を開始した時の通電量に基づいて、所望の位置へのレンズ群を移動させるための通電量を決定し、この決定された通電量を形状記憶合金へ印加することで、形状記憶合金の微小な長さ誤差、取り付け誤差、環境温度等に起因するレンズ群の移動量のバラツキを解消し、マクロ位置へのレンズ群の移動に際し、個体差の発生しないレンズ駆動装置を得て、簡便な構成で、所望の位置に正確にレンズ群を停止させることができ、小型で低コストの撮像装置を得ることが可能となる。   As described above, while gradually changing the energization amount to be applied to the shape memory alloy, it is detected whether the lens group has started to move, and based on the energization amount at the start of movement, the desired position By determining the energization amount for moving the lens group to the lens and applying the determined energization amount to the shape memory alloy, the shape memory alloy is caused by a minute length error, attachment error, environmental temperature, etc. Eliminate variation in the amount of movement of the lens group, obtain a lens drive device that does not cause individual differences when moving the lens group to the macro position, and accurately stop the lens group at the desired position with a simple configuration Therefore, it is possible to obtain a small and low-cost imaging device.

なお、上記の説明では、過焦点位置とマクロ位置の２点の位置制御について説明したが、Ｉa1から増加させる電流値を段階的に複数設定し、多段階のレンズ位置に停止できるよう構成してもよい。また、フォトインタラプタの出力の変化を検出する位置とレンズの過焦点位置とが、ほぼ同じ位置の例で説明したが、これに限るものでなく、レンズの過焦点位置から所定量繰り出された位置をフォトインタラプタの出力の変化を検出する位置に設定してもよい。 In the above description, the position control of the two points of the hyperfocal position and the macro position has been described. However, a configuration in which a plurality of current values increased from I a1 are set in stages and can be stopped at multi-stage lens positions. May be. In addition, although the position where the change in the output of the photo interrupter is detected and the hyperfocal position of the lens are described as being substantially the same position, the present invention is not limited to this. May be set to a position for detecting a change in the output of the photo interrupter.

また、オートフォーカスの撮像装置の例で説明したが、マニュアル設定にも適用可能であり、過焦点位置が選択された場合には形状記憶合金への通電を断った状態とし、マクロ位置が選択された場合には、図８のステップＳ１０５〜ステップＳ１１０の動作をおこなうことでマニュアル設定できる。   In addition, as described in the example of the autofocus imaging device, it can also be applied to manual setting. When an overfocus position is selected, the shape memory alloy is turned off and the macro position is selected. In such a case, manual setting can be performed by performing the operations in steps S105 to S110 in FIG.

また、上記の例ではレンズ群が移動を開始したか否かを、フォトインタラプタを用いて検出するよう構成したが、例えばプレビュー画像の所定の領域を連続的に監視し、ピント状態が変化した時点を移動の開始とみなすよう構成してもよい。   In the above example, it is configured to detect whether or not the lens group has started to move using a photo interrupter. For example, when a predetermined region of the preview image is continuously monitored and the focus state changes May be considered as the start of movement.

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、形状記憶合金への通電を徐々に変化させて、レンズ群の移動を所定の２箇所で検出し、所定の２箇所で検出された時点の通電量に基づいて、レンズ群を所望の位置へ移動させるに必要な通電量を決定し、レンズ群の駆動制御をおこなうものである。 (Second Embodiment)
In the second embodiment, the energization to the shape memory alloy is gradually changed to detect the movement of the lens group at two predetermined locations, and based on the energization amount at the time point detected at the two predetermined locations, An energization amount necessary for moving the lens group to a desired position is determined, and drive control of the lens group is performed.

レンズ駆動装置１００の各部の初期状態（無通電状態）は図７に示すものと同様でよい。   The initial state (non-energized state) of each part of the lens driving device 100 may be the same as that shown in FIG.

図１０は、第２の実施の形態に係る撮像装置１００のレンズ駆動方法を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a lens driving method of the imaging apparatus 100 according to the second embodiment. Hereinafter, description will be given according to the flow shown in FIG.

同図において、まず撮影モードか否かを確認する（ステップＳ２０１）。何らかの操作がなされて撮影モード以外のモードが指定された場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）は、撮影モードを終了（ステップＳ２２０）し、指定された他のモードへ移行する（ステップＳ２２１）。   In the figure, first, it is confirmed whether or not the photographing mode is set (step S201). If any operation is performed and a mode other than the shooting mode is designated (step S201; No), the shooting mode is ended (step S220), and the mode is shifted to another designated mode (step S221).

撮影モードである場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）には、形状記憶合金へ予め設定された電流値を印加し（ステップＳ２０２）、フォトインタラプタの出力が変化するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。フォトインタラプタの出力が変化した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）は、印加した電流値を記憶する（ステップＳ２０４）。   If the photographing mode is selected (step S201; Yes), a preset current value is applied to the shape memory alloy (step S202), and it is determined whether or not the output of the photo interrupter changes (step S203). When the output of the photo interrupter has changed (step S203; Yes), the applied current value is stored (step S204).

フォトインタラプタの出力が変化しない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）は、電流値を、前回印加した電流値に所定の刻み量を増加させた電流値を形状記憶合金へ印加する（ステップＳ２０５）。次いで、再度フォトインタラプタの出力が変化するか否かを判断する（ステップＳ２０６）。   When the output of the photo interrupter does not change (step S203; No), the current value is applied to the shape memory alloy by increasing a predetermined step amount to the current value applied last time (step S205). Next, it is determined again whether the output of the photo interrupter changes (step S206).

フォトインタラプタの出力が変化しない場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）は、ステップＳ２０５へ戻り、更に、前回印加した電流値に所定の刻み量を増加させた電流値を形状記憶合金へ印加して、フォトインタラプタの出力が変化するか否かの判断を繰り返す（ステップＳ２０６）。   When the output of the photo interrupter does not change (step S206; No), the process returns to step S205, and further, a current value obtained by increasing a predetermined increment to the previously applied current value is applied to the shape memory alloy, and the photo interrupter is applied. The determination of whether or not the output changes changes (step S206).

フォトインタラプタの出力が変化した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）には、印加した電流値を記憶する（ステップＳ２０７）。次いで、記憶した電流値が２つになったか判断する（ステップＳ２０８）。１つの場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）には、ステップＳ２０５へ戻り、更に、前回印加した電流値に所定の刻み量を増加させた電流値を形状記憶合金へ印加して、再度フォトインタラプタの出力が変化するまで、ステップＳ２０５とステップＳ２０６を繰り返し、記憶した電流値が２つになった場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０９へ移行し、得られた２つの電流値から、レンズ移動量と電流量の関係を求める。このステップＳ２０９で得られる関係は、以下のようなものである。   When the output of the photo interrupter has changed (step S206; Yes), the applied current value is stored (step S207). Next, it is determined whether the stored current value has become two (step S208). In one case (step S208; No), the process returns to step S205, and further, the current value obtained by increasing the predetermined increment to the previously applied current value is applied to the shape memory alloy, and the output of the photo interrupter is again output. Steps S205 and S206 are repeated until it changes, and when the stored current value becomes two (step S208; Yes), the process proceeds to step S209, and from the obtained two current values, the lens movement amount is calculated. Find the relationship of the amount of current. The relationship obtained in step S209 is as follows.

図１１は、レンズ移動量と電流量の関係を求める方法を示す、形状記憶合金の電流量と歪みの関係を示すグラフである。横軸は電流量、縦軸は歪みを示している。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of current and strain of a shape memory alloy, showing a method for determining the relationship between the amount of lens movement and the amount of current. The horizontal axis indicates the amount of current, and the vertical axis indicates the distortion.

フォトインタラプタ出力は、１回目が図７（ａ）に示す初期状態から鏡枠１８と一体の遮蔽板１８ｓが光軸方向物体側に移動を開始した時点で変化し、２回目が遮蔽板１８ｓがフォトインタラプタの投受光領域から離脱退避する時点で変化する。即ち、記憶された２つの電流値は、１回目が形状記憶合金に働く力の光軸方向の分力が、圧縮コイルバネ１９による光軸方向の付勢力を超え、ネジ２１の頭部より鏡枠の突起部１８ｔが離れるときの電流値であり、２回目が鏡枠１８を遮蔽板１８ｓの光軸方向の厚み分だけ移動した時点の電流値である。   The photo interrupter output changes when the shielding plate 18s integrated with the lens frame 18 starts moving toward the object side in the optical axis from the initial state shown in FIG. 7A for the first time, and the shielding plate 18s for the second time. It changes at the time of withdrawal from the light emitting / receiving area of the photo interrupter. That is, the two stored current values are such that the component force in the optical axis direction of the force that acts on the shape memory alloy the first time exceeds the biasing force in the optical axis direction by the compression coil spring 19, and the lens frame starts from the head of the screw 21. This is the current value when the projection 18t is separated, and the second time is the current value when the lens frame 18 is moved by the thickness in the optical axis direction of the shielding plate 18s.

図１１において、１回目のフォトインタラプタ出力が変化した時点の電流値はＩc1であり、２回目のフォトインタラプタ出力が変化した時点の電流値はＩc2である。電流値をＩc1からＩc2へ増加することにより歪み率が変化し、図示Ｈの変化が鏡枠１８を遮蔽板１８ｓの光軸方向の厚み分だけ移動させたことになる。 In FIG. 11, the current value when the first photo-interrupter output changes is I c1 , and the current value when the second photo-interrupter output changes is I c2 . By increasing the current value from I c1 to I c2 , the distortion rate changes, and the change in the figure H moves the lens frame 18 by the thickness of the shielding plate 18s in the optical axis direction.

即ち、遮蔽板１８ｓの光軸方向の厚みをＡ（ｍｍ）とすると、鏡枠１８を図７に示す初期状態からＢ（ｍｍ）光軸方向に移動させるための電流値は、
Ｉc1＋Ｂ（Ｉc2−Ｉc1）／Ａ
で表される。 That is, if the thickness of the shielding plate 18s in the optical axis direction is A (mm), the current value for moving the lens frame 18 in the B (mm) optical axis direction from the initial state shown in FIG.
I c1 + B (I c2 −I c1 ) / A
It is represented by

これにより、鏡枠１８、即ち、レンズ群１１を初期状態の位置から任意の光軸方向物体側の位置へ移動させるための電流値を求めることができる。   Thereby, the current value for moving the lens frame 18, that is, the lens group 11 from the position in the initial state to a position on the object side in the optical axis direction can be obtained.

図１０のフローに戻り、ステップＳ２０９で得られた関係を記憶した後、形状記憶合金への通電を停止する（ステップＳ２１０）。これにより、鏡枠１８は初期状態に復帰する。   Returning to the flow of FIG. 10, after storing the relationship obtained in step S209, energization of the shape memory alloy is stopped (step S210). Thereby, the lens frame 18 returns to the initial state.

次いで、再度、撮影モードか否かを判断し（ステップＳ２１１）、撮影モードでない場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）は、ステップＳ２０１へ戻り、撮影モードである場合（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）は、撮像素子を駆動し、表示画面にリアルタイムでプレビュー画像（スルー画像ともいう）を表示する（ステップＳ２１２）。次いで、携帯電話の釦類のうち、レリーズ釦に相当する釦がＯＮされるのを待機する（ステップＳ２１３）。レリーズ釦に相当する釦がＯＮされていない場合（ステップＳ２１３；Ｎｏ）は、ステップＳ２１１へ戻る。   Next, it is determined again whether or not the camera is in the shooting mode (step S211). If the camera is not in the shooting mode (step S211; No), the process returns to step S201. If the camera is in the shooting mode (step S211; Yes), the image sensor is changed. Driven to display a preview image (also referred to as a through image) in real time on the display screen (step S212). Next, it waits for a button corresponding to the release button among the buttons of the cellular phone to be turned on (step S213). If the button corresponding to the release button is not turned on (step S213; No), the process returns to step S211.

レリーズ釦に相当する釦がＯＮされた場合（ステップＳ２１３；Ｙｅｓ）は、まず、ピント評価用の画像を取り込む（ステップＳ２１４）。即ち、ステップＳ２１４で取り込まれたピント評価用の画像は、レンズ群が過焦点位置にある時の画像である。   When the button corresponding to the release button is turned on (step S213; Yes), first, an image for focus evaluation is captured (step S214). That is, the focus evaluation image captured in step S214 is an image when the lens group is in the hyperfocal position.

次いで、上記で求めた形状記憶合金へ印加する電流量と鏡枠の移動量との関係を用いて、所望のレンズ位置へ移動させるための電流値を求め、形状記憶合金に印加する（ステップＳ２１５）。これにより、レンズ群は初期位置から所望の近距離側のピント位置に移動する。この位置で、ピント評価用の画像を取り込む（ステップＳ２１６）。   Next, using the relationship between the amount of current applied to the shape memory alloy determined above and the amount of movement of the lens frame, a current value for moving to the desired lens position is determined and applied to the shape memory alloy (step S215). ). Thereby, the lens group moves from the initial position to a desired focus position on the short distance side. At this position, an image for focus evaluation is captured (step S216).

なお、近距離側のピント位置が複数設定されている場合には、それぞれのレンズ位置へ移動させるための電流値を求め、ステップＳ２１５とステップＳ２１６とを繰り返し、それぞれの位置でピント評価用の画像を取り込むようにする。   When a plurality of focus positions on the short distance side are set, a current value for moving to each lens position is obtained, and Steps S215 and S216 are repeated, and an image for focus evaluation at each position. To capture.

次いで、ステップＳ２１４とステップＳ２１６で取り込んだ評価用画像を評価する（ステップＳ２１７）。   Next, the evaluation image captured in step S214 and step S216 is evaluated (step S217).

ステップＳ２１７での評価、例えば、得られた評価用画像のうち高周波成分の多い画像が得られた位置にレンズ群を設定する（ステップＳ２１８）。具体的には、ステップＳ２１４で得た評価用画像が高周波成分を多く含む場合には、形状記憶合金への電流の印加を断ち、初期状態、即ちレンズ群を過焦点距離に合焦する位置とする。ステップＳ２１６で得た評価用画像のいずれかが高周波成分を多く含む場合には、その画像の得られた位置に移動させる電流量を形状記憶合金へ印加した状態とするものである。   In step S217, for example, the lens group is set at a position where an image having a high frequency component among the obtained evaluation images is obtained (step S218). Specifically, when the evaluation image obtained in step S214 includes a large amount of high-frequency components, the application of current to the shape memory alloy is stopped, and the initial state, that is, the position where the lens group is focused on the hyperfocal distance, To do. If any of the evaluation images obtained in step S216 contains a lot of high frequency components, the amount of current to be moved to the obtained position of the image is applied to the shape memory alloy.

次いで、ステップＳ２１８で設定されたレンズ群位置で、撮影及び記録媒体への画像記録をおこない（ステップＳ２１９）、ステップＳ２０１へ戻る。   Next, photographing and image recording on a recording medium are performed at the lens group position set in step S218 (step S219), and the process returns to step S201.

即ち、第２の実施の形態は、換言すると、レンズ群を予め決められた量だけ移動させるための電流値を検出し、これに基づいて所望の位置へ移動させるための電流量を求めるようにしたものである。   That is, in the second embodiment, in other words, a current value for moving the lens group by a predetermined amount is detected, and a current amount for moving to a desired position is obtained based on this value. It is a thing.

以上説明したように、形状記憶合金への通電を徐々に変化させつつ、レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出し、この２箇所での通電量に基づいて、所望の位置へのレンズ群を移動させるための通電量を決定し、この決定された通電量を形状記憶合金へ印加することで、レンズ群を所望の位置へ移動させるよう構成することで、形状記憶合金の長さ誤差、取り付け誤差、環境温度等に起因するレンズ群の移動量のバラツキを解消し、レンズ群の移動に際し、個体差の発生しないレンズ駆動装置を得て、簡便な構成で、所望の位置に正確にレンズ群を停止させることができる、小型で低コストの撮像装置を得ることが可能となる。   As described above, while the energization to the shape memory alloy is gradually changed, the movement of the lens group is detected at two predetermined positions in the optical axis direction, and a desired position is determined based on the energization amount at these two positions. By determining the energization amount for moving the lens group to the lens, and applying the determined energization amount to the shape memory alloy, the lens group is moved to a desired position. Eliminate variations in lens group movement due to length error, mounting error, environmental temperature, etc., and obtain a lens drive device that does not cause individual differences when moving lens groups. Therefore, it is possible to obtain a small and low-cost imaging device that can accurately stop the lens group.

また、２箇所で検出することにより、１箇所のみの場合に比べ、圧縮コイルバネの付勢力のばらつきや形状記憶合金のワイヤー線径のばらつきによる、電流−歪み特性曲線の傾きのばらつきが発生する場合でも、正確な位置制御が可能となる。   Also, when the detection at two locations causes a variation in the slope of the current-strain characteristic curve due to variations in the biasing force of the compression coil spring and variations in the wire wire diameter of the shape memory alloy compared to the case of only one location. However, accurate position control is possible.

なお、オートフォーカスの撮像装置の例で説明したが、マニュアル設定にも適用可能であり、この場合にはステップＳ２１４〜Ｓ２１８を変更し、過焦点位置が選択された場合には形状記憶合金への通電を断った状態とし、所望の近距離側のピント位置が選択された場合には、ステップＳ２０９で得られた関係から指定のレンズ位置へ移動させるための電流値を求め、形状記憶合金に印加することでマニュアル設定できる。   Although described in the example of the autofocus imaging device, it can also be applied to manual setting. In this case, steps S214 to S218 are changed, and when an overfocus position is selected, the shape memory alloy is applied. When the energization is cut off and a desired focus position on the short distance side is selected, a current value for moving to the specified lens position is obtained from the relationship obtained in step S209 and applied to the shape memory alloy. You can set it manually.

また、レンズ群の初期設定を過焦点位置としたもので説明したが、無限遠に合焦する位置としてもよいし、更にレンズ群を撮像素子側に位置させておいてもよい。   Although the description has been made assuming that the initial setting of the lens group is the hyperfocal position, it may be a position where the lens group is focused at infinity, or the lens group may be positioned on the image sensor side.

また、評価用画像を取り込む前に、予めフォトインタラプタ出力の変化する２点の電流値を求めるように構成したが、これに限るものでなく、ステップＳ２１３以降で行ってもよいし、ステップＳ２１３以前で１回目のフォトインタラプタ出力の変化する電流値を求め、ステップＳ２１３以降で２回目のフォトインタラプタ出力の変化する電流値を求めるようにしてもよい。   In addition, the current value at two points at which the photo interrupter output changes is obtained in advance before the evaluation image is captured. However, the present invention is not limited to this, and may be performed after step S213 or before step S213. In step S213, the current value at which the first photo interrupter output changes may be obtained, and the current value at which the second photo interrupter output changes may be obtained after step S213.

図１２は、レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する検出手段のその他の例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the detection unit that detects the movement of the lens group at two predetermined positions in the optical axis direction.

同図に示すように、鏡枠１８には可撓性を有したシート部材４３が固着されている。このシート部材４３は、遮光性を有する材料で形成されていることが好ましい。   As shown in the drawing, a flexible sheet member 43 is fixed to the lens frame 18. The sheet member 43 is preferably formed of a light-shielding material.

シート部材４３は、図示の如く一方の端部が、撮像素子３４の受光画素のうち、画像として使用されない画素領域上に重ねられ、レンズ群１１からの被写体光束を遮蔽している。この状態から、鏡枠１８が光軸Ｏ方向に移動すると、鏡枠１８に固着されたシート部材４３は、図示矢印方向に移動し、画像として使用されない画素領域の画素出力が変化することになる。   As shown in the drawing, one end of the sheet member 43 is overlapped on a pixel region that is not used as an image among the light receiving pixels of the image sensor 34, and shields the subject luminous flux from the lens group 11. From this state, when the lens frame 18 moves in the optical axis O direction, the sheet member 43 fixed to the lens frame 18 moves in the illustrated arrow direction, and the pixel output of the pixel area not used as an image changes. .

即ち、形状記憶合金２３への通電を徐々に変化させつつ、撮像素子３４の画素出力を監視し、画像として使用されない画素領域の画素出力の変化を検出することにより、レンズ群の移動の開始を検出することができる。また、シート部材４３が所定の画素数間の移動を検出することにより、レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出することが可能となる。   That is, by gradually changing the energization to the shape memory alloy 23, the pixel output of the image sensor 34 is monitored, and the change in the pixel output of the pixel area not used as an image is detected, thereby starting the movement of the lens group. Can be detected. Further, when the sheet member 43 detects the movement between the predetermined number of pixels, the movement of the lens group can be detected at two predetermined positions in the optical axis direction.

このように構成することで、フォトインタラプタ等の新たな部材を追加すること無く、レンズ群の移動を検出することができ、より低コストの撮像装置とすることができる。   With this configuration, the movement of the lens group can be detected without adding a new member such as a photo interrupter, and a lower-cost imaging device can be obtained.

なお、上記の第１及び第２の実施の形態では、形状記憶合金へ通電するに際し電流値を変更するもので説明したが、これに限るものでなく、電圧の変更或いは電流値を固定してデューティ比を変更するような構成であってもよいのは勿論である。   In the first and second embodiments, the current value is changed when the shape memory alloy is energized. However, the present invention is not limited to this, and the voltage change or the current value is fixed. Of course, the configuration may be such that the duty ratio is changed.

本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。It is an external view of the mobile telephone which is an example of the portable terminal provided with the imaging device which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る撮像装置のユニット状態のときの斜視図である。It is a perspective view at the time of the unit state of the imaging device concerning this embodiment. 撮像装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of an imaging device. 撮像装置内部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inside of an imaging device. 撮像装置内部の各部品の配置を示した正面図である。It is the front view which showed arrangement | positioning of each component inside an imaging device. 紐状の形状記憶合金の張られている各部の関係を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship of each part by which the string-like shape memory alloy is stretched. 第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置の各部の初期状態（無通電状態）を示す図である。It is a figure which shows the initial state (non-energized state) of each part of the lens drive device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像装置のレンズ駆動方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a lens driving method of the imaging apparatus according to the first embodiment. 電流量を決定する方法を示す、形状記憶合金の電流量と歪みの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric current amount and distortion of a shape memory alloy which shows the method of determining an electric current amount. 第２の実施の形態に係る撮像装置のレンズ駆動方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a lens driving method of the imaging apparatus according to the second embodiment. レンズ移動量と電流量の関係を求める方法を示す、形状記憶合金の電流量と歪みの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric current amount and distortion of a shape memory alloy which shows the method of calculating | requiring the relationship between a lens moving amount | distance and electric current amount. レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する検出手段のその他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the detection means which detects the movement of a lens group in two predetermined places of an optical axis direction. 形状記憶合金の温度と歪みの関係を模式的にグラフ化した図である。It is the figure which graphed the relationship between the temperature of a shape memory alloy, and distortion typically.

符号の説明Explanation of symbols

１１ レンズ群
１２ 蓋部材
１３ 地板
１５、１６ ガイド軸
１７ 第１の鏡枠
１８ 第２の鏡枠
１９ 圧縮コイルバネ
２１ ネジ
２３ 形状記憶合金
３１ プリント基板
３２ フレキシブルプリント基板
３４ 撮像素子
４１ フォトインタラプタ
１００ 撮像装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lens group 12 Cover member 13 Ground plate 15, 16 Guide shaft 17 1st lens frame 18 2nd lens frame 19 Compression coil spring 21 Screw 23 Shape memory alloy 31 Printed circuit board 32 Flexible printed circuit board 34 Image sensor 41 Photointerrupter 100 Image pickup device

Claims (6)

被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金とを有し、前記形状記憶合金に通電し変形させることにより、前記レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、
前記形状記憶合金への通電量を制御する通電制御手段と、前記レンズ群が移動を開始したか否かを検出する検出手段を有し、
前記検出手段が前記レンズ群の移動を検出した際の前記通電量に基づいて、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御することを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens driving device having a lens group for guiding subject light and a shape memory alloy, and moving the lens group in an optical axis direction by energizing and deforming the shape memory alloy,
Energization control means for controlling the energization amount to the shape memory alloy, and detection means for detecting whether or not the lens group has started moving,
A lens driving device that controls the amount of movement of the lens group in the optical axis direction based on the amount of energization when the detection means detects the movement of the lens group. 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金とを有し、前記形状記憶合金に通電し変形させることにより、前記レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、
前記形状記憶合金への通電量を制御する通電制御手段と、前記レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する検出手段を有し、
前記検出手段が前記レンズ群の前記２箇所間の移動を検出した際のそれぞれの通電量に基づいて、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御することを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens driving device having a lens group for guiding subject light and a shape memory alloy, and moving the lens group in an optical axis direction by energizing and deforming the shape memory alloy,
Energization control means for controlling the energization amount to the shape memory alloy, and detection means for detecting movement of the lens group at two predetermined locations in the optical axis direction,
A lens driving device that controls the amount of movement of the lens group in the optical axis direction based on the respective energization amounts when the detection means detects movement of the lens group between the two locations. 前記検出手段は、撮像素子出力であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 1, wherein the detection unit is an image sensor output. 請求項１〜３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撮像装置。 An imaging apparatus comprising the lens driving device according to claim 1. 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金と、前記形状記憶合金への通電量を制御することにより、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御するレンズ駆動方法において、
前記形状記憶合金への通電を徐々に変化させ、前記レンズ群が移動を開始したか否かを検出する工程と、
前記レンズ群が移動を開始した時点の通電量に基づいて、前記レンズ群を所望の位置へ移動させるに必要な通電量を決定する工程と、
決定された通電量を、前記形状記憶合金へ印加する工程と、を有することを特徴とするレンズ駆動方法。 In a lens driving method for controlling the amount of movement of the lens group in the optical axis direction by controlling a lens group that guides subject light, a shape memory alloy, and an energization amount to the shape memory alloy,
Gradually changing the energization to the shape memory alloy, detecting whether the lens group has started moving,
Determining an energization amount necessary to move the lens group to a desired position based on an energization amount at the time when the lens group starts moving;
Applying the determined energization amount to the shape memory alloy. 被写体光を導くレンズ群と、形状記憶合金と、前記形状記憶合金への通電量を制御することにより、前記レンズ群の光軸方向の移動量を制御するレンズ駆動方法において、
前記形状記憶合金への通電を徐々に変化させ、前記レンズ群の移動を光軸方向の所定の２箇所で検出する工程と、
前記レンズ群が前記所定の２箇所で検出された時点の通電量に基づいて、前記レンズ群を所望の位置へ移動させるに必要な通電量を決定する工程と、
決定された通電量を、前記形状記憶合金へ印加する工程と、を有することを特徴とするレンズ駆動方法。 In a lens driving method for controlling the amount of movement of the lens group in the optical axis direction by controlling a lens group that guides subject light, a shape memory alloy, and an energization amount to the shape memory alloy,
Gradually changing energization to the shape memory alloy, and detecting the movement of the lens group at two predetermined locations in the optical axis direction;
Determining an energization amount necessary to move the lens group to a desired position based on an energization amount at the time when the lens group is detected at the two predetermined positions;
Applying the determined energization amount to the shape memory alloy.
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