ズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末
【課題】ズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末を提供する。
【解決手段】固定枠３０により光軸方向Ａに移動可能に支持されると共に、ズームレンズ１６，１７を支持する支持枠１４と、この支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２と、固定枠３０に設けられ、第１の電磁力部１２に対向する第２の電磁力部１３と、を備え、支持枠１４は、光軸方向Ａの一端側の第１の当接位置Ｐ１及び他端側の第２の当接位置において固定枠３０に当接し、ズームレンズ１６，１７は、第１の当接位置Ｐ１から光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率をなす。
【解決手段】固定枠３０により光軸方向Ａに移動可能に支持されると共に、ズームレンズ１６，１７を支持する支持枠１４と、この支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２と、固定枠３０に設けられ、第１の電磁力部１２に対向する第２の電磁力部１３と、を備え、支持枠１４は、光軸方向Ａの一端側の第１の当接位置Ｐ１及び他端側の第２の当接位置において固定枠３０に当接し、ズームレンズ１６，１７は、第１の当接位置Ｐ１から光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率をなす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム鏡枠と、このズーム鏡枠を備える撮像装置と、この撮像装置を備える携帯情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型撮像カメラモジュールにおいて、ズームカメラモジュールの小型化が求められている。
従来の撮像カメラモジュールは、駆動源として一般にステッピングモータが使用されており、このステッピングモータの大きさが小型化の妨げとなっていた。
【０００３】
そこで、単焦点カメラモジュールでは、ボイスコイル等の原理を用いた電磁式アクチュエータを駆動源として使用した技術や、圧電素子の伸縮を駆動源として使用した技術として、特許文献１及び２の技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１の技術では、レンズを保持するレンズ支持枠側にコイルまたは磁石が装着されると共に、ベース側に磁石またはコイルが装着され、コイルに電流を印加することで生じる電磁駆動力によって、可動部材を光軸方向に駆動するようにしている。
【０００５】
特許文献２の技術では、可動部材が振動部材に沿って移動可能であり、圧電素子の伸縮によって、可動部材を光軸方向に駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５２１９６号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術は、バネにより移動量の制約を受けてストロークを確保することができないため、小型化は実現できるが、単焦点カメラモジュールに対し、レンズ移動量が比較的大きいズームカメラモジュールには適していない。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、可動部材を支持する支持部材（シャフト）の摩擦によってレンズを保持しているため、姿勢によっては重力の影響を受け、移動量のヒステリシスが確保できない。
【０００９】
そのため、特許文献２の技術等における合焦位置決めでは、アクチュエータの初期位置の一方端から合焦位置決めを行う必要があり、ズームレンズの場合、合焦位置決め行うのに時間がかかる。
【００１０】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、特に２つのズーム倍率を有するズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明の態様のひとつであるズーム鏡枠は、固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、支持枠に設けられた第１の電磁力部と、固定枠に設けられ、第１の電磁力部に対向する第２の電磁力部と、を備え、支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において固定枠に当接し、ズームレンズは、第１の当接位置から光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とする。
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつであるズーム鏡枠は、固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、支持枠を光軸方向に移動させる駆動部とを備え、支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において固定枠に当接し、ズームレンズは、第１の当接位置から光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とする。
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである撮像装置は、上記いずれかのズーム鏡枠を備えることを特徴とする。
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである撮像装置は、上記いずれかのズーム鏡枠と、ズーム鏡枠の出射光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである携帯情報端末は、上記いずれかの撮像装置と、撮像装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２つのズーム倍率を有するズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の支持枠等を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の駆動方法を説明するための断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末を示す正面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末を示す背面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末の制御構成を示す概略ブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の広角端における合焦初期状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の望遠端における合焦初期状態を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施の形態におけるズームレンズ（支持枠）の広角側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施の形態におけるズームレンズ（支持枠）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図８】比較例におけるズームレンズ（支持枠）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る携帯情報端末の制御構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る撮像装置の合焦動作を説明するための駆動部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係るズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜一実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１を示す断面図である。
図２は、上記撮像装置１の支持枠１４等を示す断面図である。
図３は、上記撮像装置１の駆動方法を説明するための断面図である。
【００１９】
図１に示す撮像装置１は、ズーム鏡枠１０と、撮像部２０と、固定枠３０と、を備える。
ズーム鏡枠１０は、磁性部材１１と、第１の電磁力部１２と、第２の電磁力部１３と、支持枠１４と、コイル枠１５と、ズームレンズ１６，１７と、図２に示すガイド軸１８と、を備える。本実施の形態では、第１の電磁力部１２が磁石（分割片１２ａ，１２ｂ）を有し、第２の電磁力部１３がコイル１３ａ〜１３ｄを有する例について説明する。
【００２０】
撮像部２０は、撮像素子２１と、基板２２と、撮像レンズ２３と、カバーガラス２４と、カバーガラスホルダ２５と、を備える。
磁性部材１１は、ズームレンズ１６，１７の周方向に亘って設けられたヨークであり、支持枠１４の周囲に設けられたリング形状のコイル枠１５に固定されている。
【００２１】
第１の電磁力部１２は、支持枠１４の周囲において支持枠１４に設けられ光軸方向で２つ（複数）の分割片１２ａ，１２ｂに分割された磁石を有する。これら分割片１２ａ，１２ｂは、それぞれＮ，Ｓに着磁された片面２極の配置構造を呈する。
【００２２】
第２の電磁力部１３は、固定枠３０の内側に設けられた複数のコイル１３ａ〜１３ｄを有し、第１の電磁力部１２に一部が対向する。複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、磁性部材１１よりも内側でコイル枠１５に固定されている。
【００２３】
複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、巻き方向が交互になるように１３ａ〜１３ｄの順に配置されている。そのため、コイル１３ａとコイル１３ｃとの巻き方向が同一であり、また、コイル１３ｂとコイル１３ｄとの巻き方向が同一である。なお、後述するが、これら複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、支持枠１４を光軸方向Ａへ移動させる際、第１の電磁力部１２との相対位置によって電流方向を変更される。なお、本実施の形態では、第２の電磁力部１３は１３ａ〜１３ｄの４つで図示されているが、これには限定されずより多くの電磁力部を備えることで、ストロークをより長くすることができる。
【００２４】
支持枠１４は、断面円形の中空部分を有する略四角形状を呈し、固定枠３０に固定された例えば２本の図２に示すガイド軸１８に沿って光軸方向Ａに移動可能に支持される。このガイド軸１８は、支持枠１４の例えば、四つ角のうちの対向する２つの角において、支持枠１４を光軸方向Ａに貫通し、支持枠１４をガイドする。
【００２５】
また、支持枠１４は、光軸方向Ａの入射側に位置する例えばメニスカスレンズであるズームレンズ１６と、出射側に位置する例えば両凹レンズであるズームレンズ１７とを支持する。
【００２６】
図３に示すように、第２の電磁力部１３の複数のコイル１３ａ〜１３ｄに駆動電流が印加されることで、第１の電磁力部１２である磁石に電磁駆動力Ｆが作用し、支持枠１４は、図２に示すガイド軸１８に沿って移動する（フレミング左手の法則）。なお、駆動電流の方向は、磁石である分割片１２ａ，１２ｂとの相対位置によって変更される。これにより、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００２７】
一方、駆動電流が印加されていない状態では、支持枠１４は、磁性部材１１に第１の電磁力部１２の磁石である分割片１２ａ，１２ｂが引き寄せられることによりズームレンズ１６，１７の位置を保持する。
【００２８】
詳しくは後述するが、支持枠１４は、図６Ａ（図１及び図３）に示す第１の当接位置Ｐ１（広角端）では、固定枠３０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部３０ａにおいて後面１４ａで固定枠３０に当接する。
【００２９】
また、支持枠１４は、図６Ｂに示す第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部３０ｂにおいて前面１４ｂで固定枠３０に当接する。
【００３０】
コイル枠１５には、前述のように複数のコイル１３ａ〜１３ｄ及び磁性部材１１が固定される。そして、コイル枠１５は、複数のコイル１３ａ〜１３ｄを巻くための図示しない４つのガイド体を有する。また、コイル枠１５は、例えば２つの面において磁性部材１１を位置決めする。
【００３１】
撮像素子２１は、基板２２に実装され、ズーム鏡枠１の出射光を撮像して撮像信号を出力する。
基板２２は、例えば図示しないフレキシブル基板によって、図４Ａ〜図５に示す後述する携帯情報端末１００の制御部１０１（図５参照）に接続されている。
【００３２】
撮像レンズ２３は、固定枠３０により支持され、ズーム鏡枠１０を通ってきた光線を撮像素子２１に集光させる。
カバーガラス２４は、撮像レンズ２３と撮像素子２１との間に配置され、表面には赤外線カットフィルタが例えば蒸着により設けられている。
【００３３】
カバーガラスホルダ２５は、基板２２により支持され、カバーガラス２４を支持している。また、カバーガラスホルダ２５は、固定枠３０に嵌合するような形状になっており、固定枠３０と嵌合することで、固定枠３０に対するカバーガラスホルダ２５の位置決めを行う。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末１００を示す正面図及び背面図である。
図５は、上記携帯情報端末１００の制御構成を示す概略ブロック図である。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、携帯情報端末１００は、上述の撮像装置１と、制御部１０１（図５参照）と、表示部１０２と、スピーカ１０３と、マイク１０４と、照明部１０５と、を備える。携帯情報端末１００としては、例えばカメラ付き携帯電話やタブレットなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
制御部１０１は、携帯情報端末１００の撮像装置１等の各部の制御を行う。制御部１０１は、撮像装置１を制御する場合、外部から入力された信号等に基づいて、撮像装置１に所定の条件で撮像を行わせる。
【００３７】
表示部１０２は、タッチパネル式の入力部を兼ね、制御部１０１へ信号を入力することができる。
スピーカ１０３及びマイク１０４は、表示部１０２を挟んで配置され、電話としての機能を備える。
【００３８】
照明部１０５は、撮像対象に照明光を照射して、暗部でも撮像装置１によって撮像することを可能にする。
【００３９】
以下、撮像装置１の広角側と望遠側との２焦点についての合焦動作について説明する。
図６Ａは、撮像装置１の広角端における合焦初期状態を示す断面図である。
図６Ｂは、撮像装置１の望遠端における合焦初期状態を示す断面図である。
【００４０】
図７Ａは、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の広角側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
図７Ｂは、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【００４１】
まず、広角側の合焦動作については、初期位置出しをするために、図５に示す制御部１０１は、図６Ａ及び図７Ａに示すように、支持枠１４の後面１４ａが固定枠３０の凸部３０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１に支持枠１４を移動させる。
【００４２】
また、制御部１０１は、図７Ａに示すように、支持枠１４を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。このとき、制御部１０１は、１ステップごとに撮像素子２１から入力される撮像信号を処理して、撮像画像のコントラスト値を取得する。そして、制御部１０１は、このコントラスト値が最良となる支持枠１４の位置を合焦位置として取得する。
【００４３】
合焦位置を取得したところで、制御部１０１は、もう一度支持枠１４を後面１４ａが固定枠３０の凸部３０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１に移動させる。そして、制御部１０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠１４をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズ１６，１７は、第１のズーム倍率をなす。
【００４４】
次に、望遠側の合焦動作については、初期位置出しをするために、制御部１０１は、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、支持枠１４の前面１４ｂが固定枠３０の凸部３０ｂに当接する第２の当接位置Ｐ２に支持枠１４を移動させる。
【００４５】
また、制御部１０１は、図７Ｂに示すように、支持枠１４を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。合焦位置を取得したところで、制御部１０１は、もう一度支持枠１４を前面１４ｂが固定枠３０の凸部３０ｂに当接する第２の当接位置Ｐ２に移動させる。そして、制御部１０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠１４をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズ１６，１７は、第２のズーム倍率をなす。
【００４６】
一方、図８に示す望遠側の合焦動作の比較例では、初期位置出しをするための当接位置を広角側にしか持たないため、図７Ａに示す本実施の形態の広角側の合焦動作と同様になり、合焦位置が望遠側の場合、制御部は、支持枠を広角側から望遠側まで光軸方向に動かして、合焦位置を探し、合焦位置を取得したところで、もう一度支持枠を広角端にある初期位置まで戻す。そして、制御部は、先ほど取得した望遠側の合焦位置まで動かす。
【００４７】
このように、図８の比較例における望遠側の合焦動作では、合焦位置が望遠側の場合、合焦位置を取得した後、もう一度支持枠を広角端にある初期位置に戻すことになるため、図７Ｂの本実施の形態における望遠側の合焦動作よりも合焦位置決め時間がかかる。
【００４８】
以上説明した一実施の形態では、支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２と、固定枠３０に設けられた第２の電磁力部１３とによって、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）は、第１の当接位置Ｐ１で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率（図７Ａの合焦位置）をなし、第２の当接位置Ｐ２で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率（図７Ｂの合焦位置）をなす。このように第１の当接位置Ｐ１と第２の当接位置Ｐ２を設けることによって、初期位置だしが可能となり、比較例に比べて合焦位置決め時間の短縮をすることが可能となる。
【００４９】
そのため、ステッピングモータ等の大きな駆動源を用いなくとも、短時間で２つのズーム倍率を有するズームレンズの合焦動作を行うことができる。よって、本実施の形態によれば、ズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠１０、撮像装置１、及び携帯情報端末１００を提供できる。
【００５０】
また、本実施形態では、第１の電磁力部１２と第２の電磁力部１３をズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の周りに配置することにより、従来のステッピングモータを用いた構成に比べて、小型化を実現することが可能である。
【００５１】
また、本実施の形態では、複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、例えば、巻き方向が交互になるように１３ａ〜１３ｄの順に配置され、支持枠１４を光軸方向Ａへ移動させる際、第１の電磁力部１２との相対位置によって複数のコイル１３ａ〜１３ｄの電流方向を変更される。そのため、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、支持枠１４は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の凸部３０ａ，３０ｂにおいて固定枠３０に当接する。このように当接位置を凸部とすることで、より精度よく初期位置出しをすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、支持枠１４は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の凸部３０ａ，３０ｂを各々例えば３箇所設けて、固定枠３０に当接させる。そのため、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）において支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７に傾きが生じるなどの位置ズレを抑えることができる。なお、凸部は、支持枠１４及び固定枠３０の少なくとも一方に設けられればよい。
【００５４】
なお、本実施の形態では、支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２が磁石の分割片１２ａ，１２ｂを有し、固定枠３０に設けられた第２の電磁力部１３がコイル１３ａ〜１３ｄを有するが、第１の電磁力部１２がコイルを有し、第２の電磁力部１３が磁石を有するようにすることも可能である。
【００５５】
また、複数のコイル１３ａ〜１３ｄの巻き方向を交互にするためには、少なくとも３つのコイルがあればよい。また、複数のコイルとしては、２つのコイルがあれば、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００５６】
また、支持枠１４と固定枠３０とは、少なくとも一方に設けられた凸部で当接することが望ましいが、例えば平面同士で当接させるようにしてもよく、当てつけることで位置決めを行えればよい。
【００５７】
また、支持枠１４と固定枠３０とは、一方に一体的に設けられた部材を介して当接するようにしてもよい。
【００５８】
＜他の実施の形態＞
図９は、本発明の他の実施の形態に係る撮像装置２を示す断面図である。
本実施の形態の撮像装置２は、前述の一実施の形態の撮像装置１の撮像部２０と同様の撮像部２０を備える。そのため、撮像部２０についての説明は省略する。
【００５９】
図９に示す撮像装置２は、ズーム鏡枠４０と、撮像部２０と、固定枠５０と、を備える。
ズーム鏡枠４０は、駆動部４１と、支持枠４２と、図９の断面では表されないズームレンズ（前述の一実施の形態では符号１６，１７）と、を備える。
【００６０】
駆動部４１は、圧電素子４１ａと、保持部材４１ｂと、振動軸４１ｃと、弾性部材４１ｄと、を有し、支持部材４２を光軸方向Ａに移動させる。
圧電素子４１ａは、多数の圧電板が積層されており（図９では２層で図示）、電圧が印加されることで伸縮する。
【００６１】
保持部材４１ｂは、圧電素子４１ａを伸縮方向の一端において片持ちで保持し、質量のある金属材料から形成されている。
振動軸４１ｃは、圧電素子４１ａの伸縮方向の他端に結合されたロッド状の部材であり、すべり性が良く硬い材料から形成されている。
【００６２】
弾性部材４１ｄは、振動軸４１ｃと支持枠４２との間に摩擦力を付加する例えば引っ張りバネ、板バネなどである。
支持枠４２は、略円筒形状を呈し、前述の一実施の形態と同様に、固定枠５０により例えば２本のガイド軸（図２のガイド軸１８参照）を介して光軸方向Ａに移動可能に支持される。また、支持枠４２は、図示しないズームレンズを支持する。
【００６３】
支持枠４２は、図９に示す第１の当接位置Ｐ１（広角端）では、固定枠５０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部５０ａにおいて後面４２ａで固定枠５０に当接する。
また、支持枠４２は、第２の当接位置（望遠端）では、固定枠５０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部５０ｂにおいて前面４２ｂで固定枠５０に当接する。
【００６４】
図１０は、本実施の形態に係る携帯情報端末２００の制御構成を示す概略ブロック図である。
携帯情報端末２００の概略構成については、図４Ａ及び図４Ｂに示す一実施の形態の携帯情報端末１００と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
制御部２０１は、携帯情報端末２００の撮像装置２等の各部の制御を行う。制御部２０１は、撮像装置２を制御する場合、外部から入力された信号等に基づいて、撮像装置２に所定の条件で撮像を行わせる。
【００６６】
以下、撮像装置２の広角側と望遠側との２焦点についての合焦動作について説明する。
図１１は、撮像装置２の合焦動作を説明するための駆動部４１の概略図である。
図１０に示す制御部２０１が図１１（ａ）に示す圧電素子４１ａ−１にパルス電圧を印加すると、圧電素子４１ａ−１は伸長振動し、同時に振動軸４１ｃ−１は軸方向に振動する。そして、パルス電圧を緩やかに立ち上がらせることにより、圧電素子４１ａ−１は、図１１（ｂ）に示すように比較的ゆっくり伸長する（４１ａ−２）。
【００６７】
従って、振動軸４１ｃ−１は保持部材４１ｂから離れる方向（光軸方向の一方Ａ１）に移動し（４１ｃ−２）、これに伴って支持枠４２−１（図１１においては簡易的に図示）も同方向Ａ１にステップ移動する（４２−２）。
【００６８】
一方、制御部２０１がパルス電圧を急速に立ち下がらせることにより、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子４１ａ−２は急速に収縮して初期長さに戻る（４１ａ−３）。このとき、振動軸４１ｃ−２も急速に保持部材４１ｂに向かう方向（光軸方向の他方Ａ２）に移動するが（４１ｃ−３）、支持枠４２は慣性によってその位置に留まるか、または僅かだけ保持部材４１ｂの方向に移動する。
【００６９】
従って、このようなパルス電圧を連続的に印加することによって、支持枠４２はパルス数に応じて少しずつＡ１方向に移動する。なお、振動軸４１ｃと支持枠４２との間には弾性部材４１ｄによって摩擦力が付加されているため、パルス電圧が印加されていない状態では、支持枠４２は振動軸４１ｄとの摩擦力により位置を保持される。
【００７０】
制御部２０１は、支持枠４２の１ステップごとに撮像素子２１から入力される信号を処理して、撮像画像のコントラスト値を取得する。そして、制御部２０１は、このコントラスト値が最良となる支持枠４２の位置を合焦位置として取得する。
【００７１】
合焦動作については前述の一実施の形態と同様であり、制御部２０１は、広角側については、支持枠４２の後面４２ａを固定枠の凸部５０ａに当接させた第１の当接位置Ｐ１（広角端）から支持枠４２を移動させ、合焦位置を取得したところで、制御部２０１は、もう一度支持枠４２を後面４２ａが固定枠５０の凸部５０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１（広角端）に移動させる。そして、制御部２０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠４２をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズは、第１のズーム倍率をなす。
【００７２】
次に、望遠側の合焦動作については、初期位置出しをするために、制御部２０１は、支持枠４２を前面４２ｂが固定枠５０の凸部５０ｂに当接する図示しない第２の当接位置（望遠端）に移動させる。
【００７３】
また、制御部２０１は、支持枠４２を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。合焦位置を取得したところで、制御部２０１は、もう一度支持枠４２を前面４２ｂが固定枠５０の凸部５０ｂに当接する第２の当接位置（望遠端）に移動させる。そして、制御部２０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠４２をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズは、第２のズーム倍率をなす。
【００７４】
以上説明した他の実施の形態では、駆動部４１によって、ズームレンズ（支持枠４２）は、第１の当接位置Ｐ１で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率（広角側の合焦位置）をなし、第２の当接位置Ｐ２で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率（望遠側の合焦位置）をなす。このように第１の当接位置Ｐ１と第２の当接位置Ｐ２を設けることによって、比較例に比べて合焦位置決め時間の短縮をすることが可能となる。
【００７５】
そのため、ステッピングモータ等の大きな駆動源を用いなくとも、短時間で合焦動作を行うことができる。よって、本実施の形態によれば、ズームカメラモジュール（撮像装置２）において、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠４０、撮像装置２、及び携帯情報端末２００を提供できる。
【００７６】
また、本実施の形態では、支持枠４２は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置（望遠端）では、固定枠５０の凸部５０ａ，５０ｂにおいて固定枠５０に当接する。このように当接位置を凸部とすることで、より精度よく初期位置出しをすることができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、駆動部４１は、圧電素子４１ａを有する。そのため、簡素な構成で合焦動作を行うことができ、更なる小型化を実現することが可能である。なお、本実施の形態では、駆動部４１として圧電素子を用いたが、これに限定されるものではない。
【００７８】
なお、図面にハッチングが記載されているが、各部の材質はハッチングの種類によって限定されるものではない。
その他、本発明は、前述した実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 撮像装置
２ 撮像装置
１０ ズーム鏡枠
１１ 磁性部材
１２ 第１の電磁力部
１２ａ，１２ｂ 分割片（磁石）
１３ 第２の電磁力部
１３ａ〜１３ｄ コイル
１４ 支持枠
１４ａ 後面
１４ｂ 前面
１５ コイル枠
１６，１７ ズームレンズ
１８ ガイド軸
２０ 撮像部
２１ 撮像素子
２２ 基板
２３ 撮像レンズ
２４ カバーガラス
２５ カバーガラスホルダ
３０ 固定枠
３０ａ，３０ｂ 凸部
４０ ズーム鏡枠
４１ 駆動部
４１ａ 圧電素子
４１ｂ 保持部材
４１ｃ 振動軸
４１ｄ 弾性部材
４２ 支持枠
４２ａ 後面
４２ｂ 前面
５０ 固定枠
５０ａ，５０ｂ 凸部
１００ 携帯情報端末
１０１ 制御部
１０２ 表示部
１０３ スピーカ
１０４ マイク
１０５ 照明部
２００ 携帯情報端末
２０１ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム鏡枠と、このズーム鏡枠を備える撮像装置と、この撮像装置を備える携帯情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型撮像カメラモジュールにおいて、ズームカメラモジュールの小型化が求められている。
従来の撮像カメラモジュールは、駆動源として一般にステッピングモータが使用されており、このステッピングモータの大きさが小型化の妨げとなっていた。
【０００３】
そこで、単焦点カメラモジュールでは、ボイスコイル等の原理を用いた電磁式アクチュエータを駆動源として使用した技術や、圧電素子の伸縮を駆動源として使用した技術として、特許文献１及び２の技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１の技術では、レンズを保持するレンズ支持枠側にコイルまたは磁石が装着されると共に、ベース側に磁石またはコイルが装着され、コイルに電流を印加することで生じる電磁駆動力によって、可動部材を光軸方向に駆動するようにしている。
【０００５】
特許文献２の技術では、可動部材が振動部材に沿って移動可能であり、圧電素子の伸縮によって、可動部材を光軸方向に駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５２１９６号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術は、バネにより移動量の制約を受けてストロークを確保することができないため、小型化は実現できるが、単焦点カメラモジュールに対し、レンズ移動量が比較的大きいズームカメラモジュールには適していない。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、可動部材を支持する支持部材（シャフト）の摩擦によってレンズを保持しているため、姿勢によっては重力の影響を受け、移動量のヒステリシスが確保できない。
【０００９】
そのため、特許文献２の技術等における合焦位置決めでは、アクチュエータの初期位置の一方端から合焦位置決めを行う必要があり、ズームレンズの場合、合焦位置決め行うのに時間がかかる。
【００１０】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、特に２つのズーム倍率を有するズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明の態様のひとつであるズーム鏡枠は、固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、支持枠に設けられた第１の電磁力部と、固定枠に設けられ、第１の電磁力部に対向する第２の電磁力部と、を備え、支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において固定枠に当接し、ズームレンズは、第１の当接位置から光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とする。
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつであるズーム鏡枠は、固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、支持枠を光軸方向に移動させる駆動部とを備え、支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において固定枠に当接し、ズームレンズは、第１の当接位置から光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、第２の当接位置から光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とする。
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである撮像装置は、上記いずれかのズーム鏡枠を備えることを特徴とする。
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである撮像装置は、上記いずれかのズーム鏡枠と、ズーム鏡枠の出射光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明の別の態様のひとつである携帯情報端末は、上記いずれかの撮像装置と、撮像装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２つのズーム倍率を有するズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の支持枠等を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の駆動方法を説明するための断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末を示す正面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末を示す背面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末の制御構成を示す概略ブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の広角端における合焦初期状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の望遠端における合焦初期状態を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施の形態におけるズームレンズ（支持枠）の広角側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施の形態におけるズームレンズ（支持枠）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図８】比較例におけるズームレンズ（支持枠）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る携帯情報端末の制御構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る撮像装置の合焦動作を説明するための駆動部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係るズーム鏡枠、撮像装置、及び携帯情報端末について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜一実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１を示す断面図である。
図２は、上記撮像装置１の支持枠１４等を示す断面図である。
図３は、上記撮像装置１の駆動方法を説明するための断面図である。
【００１９】
図１に示す撮像装置１は、ズーム鏡枠１０と、撮像部２０と、固定枠３０と、を備える。
ズーム鏡枠１０は、磁性部材１１と、第１の電磁力部１２と、第２の電磁力部１３と、支持枠１４と、コイル枠１５と、ズームレンズ１６，１７と、図２に示すガイド軸１８と、を備える。本実施の形態では、第１の電磁力部１２が磁石（分割片１２ａ，１２ｂ）を有し、第２の電磁力部１３がコイル１３ａ〜１３ｄを有する例について説明する。
【００２０】
撮像部２０は、撮像素子２１と、基板２２と、撮像レンズ２３と、カバーガラス２４と、カバーガラスホルダ２５と、を備える。
磁性部材１１は、ズームレンズ１６，１７の周方向に亘って設けられたヨークであり、支持枠１４の周囲に設けられたリング形状のコイル枠１５に固定されている。
【００２１】
第１の電磁力部１２は、支持枠１４の周囲において支持枠１４に設けられ光軸方向で２つ（複数）の分割片１２ａ，１２ｂに分割された磁石を有する。これら分割片１２ａ，１２ｂは、それぞれＮ，Ｓに着磁された片面２極の配置構造を呈する。
【００２２】
第２の電磁力部１３は、固定枠３０の内側に設けられた複数のコイル１３ａ〜１３ｄを有し、第１の電磁力部１２に一部が対向する。複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、磁性部材１１よりも内側でコイル枠１５に固定されている。
【００２３】
複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、巻き方向が交互になるように１３ａ〜１３ｄの順に配置されている。そのため、コイル１３ａとコイル１３ｃとの巻き方向が同一であり、また、コイル１３ｂとコイル１３ｄとの巻き方向が同一である。なお、後述するが、これら複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、支持枠１４を光軸方向Ａへ移動させる際、第１の電磁力部１２との相対位置によって電流方向を変更される。なお、本実施の形態では、第２の電磁力部１３は１３ａ〜１３ｄの４つで図示されているが、これには限定されずより多くの電磁力部を備えることで、ストロークをより長くすることができる。
【００２４】
支持枠１４は、断面円形の中空部分を有する略四角形状を呈し、固定枠３０に固定された例えば２本の図２に示すガイド軸１８に沿って光軸方向Ａに移動可能に支持される。このガイド軸１８は、支持枠１４の例えば、四つ角のうちの対向する２つの角において、支持枠１４を光軸方向Ａに貫通し、支持枠１４をガイドする。
【００２５】
また、支持枠１４は、光軸方向Ａの入射側に位置する例えばメニスカスレンズであるズームレンズ１６と、出射側に位置する例えば両凹レンズであるズームレンズ１７とを支持する。
【００２６】
図３に示すように、第２の電磁力部１３の複数のコイル１３ａ〜１３ｄに駆動電流が印加されることで、第１の電磁力部１２である磁石に電磁駆動力Ｆが作用し、支持枠１４は、図２に示すガイド軸１８に沿って移動する（フレミング左手の法則）。なお、駆動電流の方向は、磁石である分割片１２ａ，１２ｂとの相対位置によって変更される。これにより、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００２７】
一方、駆動電流が印加されていない状態では、支持枠１４は、磁性部材１１に第１の電磁力部１２の磁石である分割片１２ａ，１２ｂが引き寄せられることによりズームレンズ１６，１７の位置を保持する。
【００２８】
詳しくは後述するが、支持枠１４は、図６Ａ（図１及び図３）に示す第１の当接位置Ｐ１（広角端）では、固定枠３０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部３０ａにおいて後面１４ａで固定枠３０に当接する。
【００２９】
また、支持枠１４は、図６Ｂに示す第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部３０ｂにおいて前面１４ｂで固定枠３０に当接する。
【００３０】
コイル枠１５には、前述のように複数のコイル１３ａ〜１３ｄ及び磁性部材１１が固定される。そして、コイル枠１５は、複数のコイル１３ａ〜１３ｄを巻くための図示しない４つのガイド体を有する。また、コイル枠１５は、例えば２つの面において磁性部材１１を位置決めする。
【００３１】
撮像素子２１は、基板２２に実装され、ズーム鏡枠１の出射光を撮像して撮像信号を出力する。
基板２２は、例えば図示しないフレキシブル基板によって、図４Ａ〜図５に示す後述する携帯情報端末１００の制御部１０１（図５参照）に接続されている。
【００３２】
撮像レンズ２３は、固定枠３０により支持され、ズーム鏡枠１０を通ってきた光線を撮像素子２１に集光させる。
カバーガラス２４は、撮像レンズ２３と撮像素子２１との間に配置され、表面には赤外線カットフィルタが例えば蒸着により設けられている。
【００３３】
カバーガラスホルダ２５は、基板２２により支持され、カバーガラス２４を支持している。また、カバーガラスホルダ２５は、固定枠３０に嵌合するような形状になっており、固定枠３０と嵌合することで、固定枠３０に対するカバーガラスホルダ２５の位置決めを行う。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施の形態に係る携帯情報端末１００を示す正面図及び背面図である。
図５は、上記携帯情報端末１００の制御構成を示す概略ブロック図である。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、携帯情報端末１００は、上述の撮像装置１と、制御部１０１（図５参照）と、表示部１０２と、スピーカ１０３と、マイク１０４と、照明部１０５と、を備える。携帯情報端末１００としては、例えばカメラ付き携帯電話やタブレットなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
制御部１０１は、携帯情報端末１００の撮像装置１等の各部の制御を行う。制御部１０１は、撮像装置１を制御する場合、外部から入力された信号等に基づいて、撮像装置１に所定の条件で撮像を行わせる。
【００３７】
表示部１０２は、タッチパネル式の入力部を兼ね、制御部１０１へ信号を入力することができる。
スピーカ１０３及びマイク１０４は、表示部１０２を挟んで配置され、電話としての機能を備える。
【００３８】
照明部１０５は、撮像対象に照明光を照射して、暗部でも撮像装置１によって撮像することを可能にする。
【００３９】
以下、撮像装置１の広角側と望遠側との２焦点についての合焦動作について説明する。
図６Ａは、撮像装置１の広角端における合焦初期状態を示す断面図である。
図６Ｂは、撮像装置１の望遠端における合焦初期状態を示す断面図である。
【００４０】
図７Ａは、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の広角側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
図７Ｂは、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の望遠側における合焦位置までの移動軌跡を示す説明図である。
【００４１】
まず、広角側の合焦動作については、初期位置出しをするために、図５に示す制御部１０１は、図６Ａ及び図７Ａに示すように、支持枠１４の後面１４ａが固定枠３０の凸部３０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１に支持枠１４を移動させる。
【００４２】
また、制御部１０１は、図７Ａに示すように、支持枠１４を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。このとき、制御部１０１は、１ステップごとに撮像素子２１から入力される撮像信号を処理して、撮像画像のコントラスト値を取得する。そして、制御部１０１は、このコントラスト値が最良となる支持枠１４の位置を合焦位置として取得する。
【００４３】
合焦位置を取得したところで、制御部１０１は、もう一度支持枠１４を後面１４ａが固定枠３０の凸部３０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１に移動させる。そして、制御部１０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠１４をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズ１６，１７は、第１のズーム倍率をなす。
【００４４】
次に、望遠側の合焦動作については、初期位置出しをするために、制御部１０１は、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、支持枠１４の前面１４ｂが固定枠３０の凸部３０ｂに当接する第２の当接位置Ｐ２に支持枠１４を移動させる。
【００４５】
また、制御部１０１は、図７Ｂに示すように、支持枠１４を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。合焦位置を取得したところで、制御部１０１は、もう一度支持枠１４を前面１４ｂが固定枠３０の凸部３０ｂに当接する第２の当接位置Ｐ２に移動させる。そして、制御部１０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠１４をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズ１６，１７は、第２のズーム倍率をなす。
【００４６】
一方、図８に示す望遠側の合焦動作の比較例では、初期位置出しをするための当接位置を広角側にしか持たないため、図７Ａに示す本実施の形態の広角側の合焦動作と同様になり、合焦位置が望遠側の場合、制御部は、支持枠を広角側から望遠側まで光軸方向に動かして、合焦位置を探し、合焦位置を取得したところで、もう一度支持枠を広角端にある初期位置まで戻す。そして、制御部は、先ほど取得した望遠側の合焦位置まで動かす。
【００４７】
このように、図８の比較例における望遠側の合焦動作では、合焦位置が望遠側の場合、合焦位置を取得した後、もう一度支持枠を広角端にある初期位置に戻すことになるため、図７Ｂの本実施の形態における望遠側の合焦動作よりも合焦位置決め時間がかかる。
【００４８】
以上説明した一実施の形態では、支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２と、固定枠３０に設けられた第２の電磁力部１３とによって、ズームレンズ１６，１７（支持枠１４）は、第１の当接位置Ｐ１で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率（図７Ａの合焦位置）をなし、第２の当接位置Ｐ２で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率（図７Ｂの合焦位置）をなす。このように第１の当接位置Ｐ１と第２の当接位置Ｐ２を設けることによって、初期位置だしが可能となり、比較例に比べて合焦位置決め時間の短縮をすることが可能となる。
【００４９】
そのため、ステッピングモータ等の大きな駆動源を用いなくとも、短時間で２つのズーム倍率を有するズームレンズの合焦動作を行うことができる。よって、本実施の形態によれば、ズームカメラモジュールにおいて、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠１０、撮像装置１、及び携帯情報端末１００を提供できる。
【００５０】
また、本実施形態では、第１の電磁力部１２と第２の電磁力部１３をズームレンズ１６，１７（支持枠１４）の周りに配置することにより、従来のステッピングモータを用いた構成に比べて、小型化を実現することが可能である。
【００５１】
また、本実施の形態では、複数のコイル１３ａ〜１３ｄは、例えば、巻き方向が交互になるように１３ａ〜１３ｄの順に配置され、支持枠１４を光軸方向Ａへ移動させる際、第１の電磁力部１２との相対位置によって複数のコイル１３ａ〜１３ｄの電流方向を変更される。そのため、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、支持枠１４は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の凸部３０ａ，３０ｂにおいて固定枠３０に当接する。このように当接位置を凸部とすることで、より精度よく初期位置出しをすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、支持枠１４は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）では、固定枠３０の凸部３０ａ，３０ｂを各々例えば３箇所設けて、固定枠３０に当接させる。そのため、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置Ｐ２（望遠端）において支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７に傾きが生じるなどの位置ズレを抑えることができる。なお、凸部は、支持枠１４及び固定枠３０の少なくとも一方に設けられればよい。
【００５４】
なお、本実施の形態では、支持枠１４に設けられた第１の電磁力部１２が磁石の分割片１２ａ，１２ｂを有し、固定枠３０に設けられた第２の電磁力部１３がコイル１３ａ〜１３ｄを有するが、第１の電磁力部１２がコイルを有し、第２の電磁力部１３が磁石を有するようにすることも可能である。
【００５５】
また、複数のコイル１３ａ〜１３ｄの巻き方向を交互にするためには、少なくとも３つのコイルがあればよい。また、複数のコイルとしては、２つのコイルがあれば、支持枠１４ひいてはズームレンズ１６，１７のストロークを伸ばすことができる。
【００５６】
また、支持枠１４と固定枠３０とは、少なくとも一方に設けられた凸部で当接することが望ましいが、例えば平面同士で当接させるようにしてもよく、当てつけることで位置決めを行えればよい。
【００５７】
また、支持枠１４と固定枠３０とは、一方に一体的に設けられた部材を介して当接するようにしてもよい。
【００５８】
＜他の実施の形態＞
図９は、本発明の他の実施の形態に係る撮像装置２を示す断面図である。
本実施の形態の撮像装置２は、前述の一実施の形態の撮像装置１の撮像部２０と同様の撮像部２０を備える。そのため、撮像部２０についての説明は省略する。
【００５９】
図９に示す撮像装置２は、ズーム鏡枠４０と、撮像部２０と、固定枠５０と、を備える。
ズーム鏡枠４０は、駆動部４１と、支持枠４２と、図９の断面では表されないズームレンズ（前述の一実施の形態では符号１６，１７）と、を備える。
【００６０】
駆動部４１は、圧電素子４１ａと、保持部材４１ｂと、振動軸４１ｃと、弾性部材４１ｄと、を有し、支持部材４２を光軸方向Ａに移動させる。
圧電素子４１ａは、多数の圧電板が積層されており（図９では２層で図示）、電圧が印加されることで伸縮する。
【００６１】
保持部材４１ｂは、圧電素子４１ａを伸縮方向の一端において片持ちで保持し、質量のある金属材料から形成されている。
振動軸４１ｃは、圧電素子４１ａの伸縮方向の他端に結合されたロッド状の部材であり、すべり性が良く硬い材料から形成されている。
【００６２】
弾性部材４１ｄは、振動軸４１ｃと支持枠４２との間に摩擦力を付加する例えば引っ張りバネ、板バネなどである。
支持枠４２は、略円筒形状を呈し、前述の一実施の形態と同様に、固定枠５０により例えば２本のガイド軸（図２のガイド軸１８参照）を介して光軸方向Ａに移動可能に支持される。また、支持枠４２は、図示しないズームレンズを支持する。
【００６３】
支持枠４２は、図９に示す第１の当接位置Ｐ１（広角端）では、固定枠５０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部５０ａにおいて後面４２ａで固定枠５０に当接する。
また、支持枠４２は、第２の当接位置（望遠端）では、固定枠５０の好ましくは３箇所以上に設けられた凸部５０ｂにおいて前面４２ｂで固定枠５０に当接する。
【００６４】
図１０は、本実施の形態に係る携帯情報端末２００の制御構成を示す概略ブロック図である。
携帯情報端末２００の概略構成については、図４Ａ及び図４Ｂに示す一実施の形態の携帯情報端末１００と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
制御部２０１は、携帯情報端末２００の撮像装置２等の各部の制御を行う。制御部２０１は、撮像装置２を制御する場合、外部から入力された信号等に基づいて、撮像装置２に所定の条件で撮像を行わせる。
【００６６】
以下、撮像装置２の広角側と望遠側との２焦点についての合焦動作について説明する。
図１１は、撮像装置２の合焦動作を説明するための駆動部４１の概略図である。
図１０に示す制御部２０１が図１１（ａ）に示す圧電素子４１ａ−１にパルス電圧を印加すると、圧電素子４１ａ−１は伸長振動し、同時に振動軸４１ｃ−１は軸方向に振動する。そして、パルス電圧を緩やかに立ち上がらせることにより、圧電素子４１ａ−１は、図１１（ｂ）に示すように比較的ゆっくり伸長する（４１ａ−２）。
【００６７】
従って、振動軸４１ｃ−１は保持部材４１ｂから離れる方向（光軸方向の一方Ａ１）に移動し（４１ｃ−２）、これに伴って支持枠４２−１（図１１においては簡易的に図示）も同方向Ａ１にステップ移動する（４２−２）。
【００６８】
一方、制御部２０１がパルス電圧を急速に立ち下がらせることにより、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子４１ａ−２は急速に収縮して初期長さに戻る（４１ａ−３）。このとき、振動軸４１ｃ−２も急速に保持部材４１ｂに向かう方向（光軸方向の他方Ａ２）に移動するが（４１ｃ−３）、支持枠４２は慣性によってその位置に留まるか、または僅かだけ保持部材４１ｂの方向に移動する。
【００６９】
従って、このようなパルス電圧を連続的に印加することによって、支持枠４２はパルス数に応じて少しずつＡ１方向に移動する。なお、振動軸４１ｃと支持枠４２との間には弾性部材４１ｄによって摩擦力が付加されているため、パルス電圧が印加されていない状態では、支持枠４２は振動軸４１ｄとの摩擦力により位置を保持される。
【００７０】
制御部２０１は、支持枠４２の１ステップごとに撮像素子２１から入力される信号を処理して、撮像画像のコントラスト値を取得する。そして、制御部２０１は、このコントラスト値が最良となる支持枠４２の位置を合焦位置として取得する。
【００７１】
合焦動作については前述の一実施の形態と同様であり、制御部２０１は、広角側については、支持枠４２の後面４２ａを固定枠の凸部５０ａに当接させた第１の当接位置Ｐ１（広角端）から支持枠４２を移動させ、合焦位置を取得したところで、制御部２０１は、もう一度支持枠４２を後面４２ａが固定枠５０の凸部５０ａに当接する第１の当接位置Ｐ１（広角端）に移動させる。そして、制御部２０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠４２をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズは、第１のズーム倍率をなす。
【００７２】
次に、望遠側の合焦動作については、初期位置出しをするために、制御部２０１は、支持枠４２を前面４２ｂが固定枠５０の凸部５０ｂに当接する図示しない第２の当接位置（望遠端）に移動させる。
【００７３】
また、制御部２０１は、支持枠４２を光軸方向Ａにステップ移動させて、合焦位置を探す。合焦位置を取得したところで、制御部２０１は、もう一度支持枠４２を前面４２ｂが固定枠５０の凸部５０ｂに当接する第２の当接位置（望遠端）に移動させる。そして、制御部２０１は、前述の取得した合焦位置まで支持枠４２をステップ移動させる。この合焦位置において、ズームレンズは、第２のズーム倍率をなす。
【００７４】
以上説明した他の実施の形態では、駆動部４１によって、ズームレンズ（支持枠４２）は、第１の当接位置Ｐ１で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第１のズーム倍率（広角側の合焦位置）をなし、第２の当接位置Ｐ２で初期位置だしをして光軸方向Ａに移動して第２のズーム倍率（望遠側の合焦位置）をなす。このように第１の当接位置Ｐ１と第２の当接位置Ｐ２を設けることによって、比較例に比べて合焦位置決め時間の短縮をすることが可能となる。
【００７５】
そのため、ステッピングモータ等の大きな駆動源を用いなくとも、短時間で合焦動作を行うことができる。よって、本実施の形態によれば、ズームカメラモジュール（撮像装置２）において、小型化を実現することが可能であると共に、合焦位置決め時間の短縮が可能なズーム鏡枠４０、撮像装置２、及び携帯情報端末２００を提供できる。
【００７６】
また、本実施の形態では、支持枠４２は、第１の当接位置Ｐ１（広角端）及び第２の当接位置（望遠端）では、固定枠５０の凸部５０ａ，５０ｂにおいて固定枠５０に当接する。このように当接位置を凸部とすることで、より精度よく初期位置出しをすることができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、駆動部４１は、圧電素子４１ａを有する。そのため、簡素な構成で合焦動作を行うことができ、更なる小型化を実現することが可能である。なお、本実施の形態では、駆動部４１として圧電素子を用いたが、これに限定されるものではない。
【００７８】
なお、図面にハッチングが記載されているが、各部の材質はハッチングの種類によって限定されるものではない。
その他、本発明は、前述した実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 撮像装置
２ 撮像装置
１０ ズーム鏡枠
１１ 磁性部材
１２ 第１の電磁力部
１２ａ，１２ｂ 分割片（磁石）
１３ 第２の電磁力部
１３ａ〜１３ｄ コイル
１４ 支持枠
１４ａ 後面
１４ｂ 前面
１５ コイル枠
１６，１７ ズームレンズ
１８ ガイド軸
２０ 撮像部
２１ 撮像素子
２２ 基板
２３ 撮像レンズ
２４ カバーガラス
２５ カバーガラスホルダ
３０ 固定枠
３０ａ，３０ｂ 凸部
４０ ズーム鏡枠
４１ 駆動部
４１ａ 圧電素子
４１ｂ 保持部材
４１ｃ 振動軸
４１ｄ 弾性部材
４２ 支持枠
４２ａ 後面
４２ｂ 前面
５０ 固定枠
５０ａ，５０ｂ 凸部
１００ 携帯情報端末
１０１ 制御部
１０２ 表示部
１０３ スピーカ
１０４ マイク
１０５ 照明部
２００ 携帯情報端末
２０１ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、
前記支持枠に設けられた第１の電磁力部と、
前記固定枠に設けられ、前記第１の電磁力部に対向する第２の電磁力部と、を備え、
前記支持枠は、前記光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において前記固定枠に当接し、
前記ズームレンズは、前記第１の当接位置から前記光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、前記第２の当接位置から前記光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とするズーム鏡枠。
【請求項２】
前記第１の電磁力部は、前記支持枠に設けられ前記光軸方向で複数に分割された磁石を有することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項３】
前記第２の電磁力部は、複数のコイルを有し、前記第１の電磁力部に一部が対向することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項４】
前記複数のコイルは、前記支持枠を移動させる際、前記第１の電磁力部との相対位置によって当該複数のコイルの電流方向を変更されることを特徴とする請求項３に記載のズーム鏡枠。
【請求項５】
前記支持枠は、前記第１の当接位置及び前記第２の当接位置では、当該支持枠及び前記固定枠の少なくとも一方に設けられた凸部において前記固定枠に当接することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項６】
固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、
前記支持枠を前記光軸方向に移動させる駆動部とを備え、
前記支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において前記固定枠に当接し、
前記ズームレンズは、前記第１の当接位置から前記光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、前記第２の当接位置から前記光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とするズーム鏡枠。
【請求項７】
前記支持枠は、前記第１の当接位置及び前記第２の当接位置において、当該支持枠及び前記固定枠の少なくとも一方に設けられた凸部において前記固定枠に当接することを特徴とする請求項６に記載のズーム鏡枠。
【請求項８】
前記駆動部は、圧電素子を有することを特徴とする請求項６に記載のズーム鏡枠。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズーム鏡枠を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズーム鏡枠と、
前記ズーム鏡枠の出射光を撮像する撮像素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求９乃至１０に記載の撮像装置と、
前記撮像装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項１】
固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、
前記支持枠に設けられた第１の電磁力部と、
前記固定枠に設けられ、前記第１の電磁力部に対向する第２の電磁力部と、を備え、
前記支持枠は、前記光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において前記固定枠に当接し、
前記ズームレンズは、前記第１の当接位置から前記光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、前記第２の当接位置から前記光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とするズーム鏡枠。
【請求項２】
前記第１の電磁力部は、前記支持枠に設けられ前記光軸方向で複数に分割された磁石を有することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項３】
前記第２の電磁力部は、複数のコイルを有し、前記第１の電磁力部に一部が対向することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項４】
前記複数のコイルは、前記支持枠を移動させる際、前記第１の電磁力部との相対位置によって当該複数のコイルの電流方向を変更されることを特徴とする請求項３に記載のズーム鏡枠。
【請求項５】
前記支持枠は、前記第１の当接位置及び前記第２の当接位置では、当該支持枠及び前記固定枠の少なくとも一方に設けられた凸部において前記固定枠に当接することを特徴とする請求項１に記載のズーム鏡枠。
【請求項６】
固定枠により光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームレンズを支持する支持枠と、
前記支持枠を前記光軸方向に移動させる駆動部とを備え、
前記支持枠は、光軸方向の一端側の第１の当接位置及び他端側の第２の当接位置において前記固定枠に当接し、
前記ズームレンズは、前記第１の当接位置から前記光軸方向に移動して第１のズーム倍率をなし、前記第２の当接位置から前記光軸方向に移動して第２のズーム倍率をなす、ことを特徴とするズーム鏡枠。
【請求項７】
前記支持枠は、前記第１の当接位置及び前記第２の当接位置において、当該支持枠及び前記固定枠の少なくとも一方に設けられた凸部において前記固定枠に当接することを特徴とする請求項６に記載のズーム鏡枠。
【請求項８】
前記駆動部は、圧電素子を有することを特徴とする請求項６に記載のズーム鏡枠。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズーム鏡枠を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズーム鏡枠と、
前記ズーム鏡枠の出射光を撮像する撮像素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求９乃至１０に記載の撮像装置と、
前記撮像装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする携帯情報端末。
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図９】
【図４Ｂ】
【図５】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４２４９９（Ｐ２０１２−２４２４９９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０５７９（Ｐ２０１１−１１０５７９）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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