レンズ駆動装置及び撮像装置
【課題】高精度かつ高分解能なレンズ位置検出が可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ベース部材２と、フォーカスレンズＮを保持すると共にズームレンズＭの光軸方向Ｃでベース部材２に対して移動可能に設けられた第１のレンズ枠４と、入射した光を屈曲すると共にフォーカスレンズＮに向かって光を出射する光屈曲部３と、第１のレンズ枠４を移動させる第１の駆動部Ｖ１と、第１のレンズ枠４の位置を検出する第１の位置検出部Ｈ１と、を備えたレンズ駆動装置１において、第１の位置検出部Ｈ１は、ベース部材２と第１のレンズ枠４との一方に設けられ、ズームレンズＭの光軸Ｃに対して傾斜した反射面１８を有する反射部１６と、ベース部材２と第１のレンズ枠４との他方に設けられ、反射面１８に光を照射する投光部と反射面に反射された光を受光する受光部とを有する第１のフォトリフレクタ１２と、を備えている
【解決手段】本発明は、ベース部材２と、フォーカスレンズＮを保持すると共にズームレンズＭの光軸方向Ｃでベース部材２に対して移動可能に設けられた第１のレンズ枠４と、入射した光を屈曲すると共にフォーカスレンズＮに向かって光を出射する光屈曲部３と、第１のレンズ枠４を移動させる第１の駆動部Ｖ１と、第１のレンズ枠４の位置を検出する第１の位置検出部Ｈ１と、を備えたレンズ駆動装置１において、第１の位置検出部Ｈ１は、ベース部材２と第１のレンズ枠４との一方に設けられ、ズームレンズＭの光軸Ｃに対して傾斜した反射面１８を有する反射部１６と、ベース部材２と第１のレンズ枠４との他方に設けられ、反射面１８に光を照射する投光部と反射面に反射された光を受光する受光部とを有する第１のフォトリフレクタ１２と、を備えている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを駆動するレンズ駆動装置及びそのレンズ駆動装置を利用した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術文献として特開２００８―８３３９６号公報がある。この公報には、光を照射する投光部及び光を受光する受光部を有するフォトリフレクタと、フォトリフレクタに対向する側面部を有し、フォトリフレクタに対して相対的に移動するレンズ保持体と、を備えたレンズの位置検出機構が記載されている。このレンズ保持体の側面部には貫通孔が形成されており、この貫通孔から内部の反射板が露出している。このように構成された位置検出機構では、フォトリフレクタが反射板と対向する場合の受光量と対向しない場合の受光量との差に基づいてレンズ保持体の位置を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８―８３３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の位置検出機構では、フォトリフレクタが貫通孔内の反射板と対向する場合と対向しない場合との二段階でしかレンズの位置を検出できないため、分解能が低く微細なレンズ位置検出に対応できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、ベースと、レンズを保持すると共にレンズの光軸方向でベースに対して移動可能に設けられたレンズ枠と、レンズに向かって入射した光を屈曲する光屈曲部と、レンズ枠を移動させる駆動手段と、レンズ枠の位置を検出する位置検出手段と、を備えたレンズ駆動装置において、位置検出手段は、ベースとレンズ枠との一方に設けられ、レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有する反射部と、ベースとレンズ枠との他方に設けられ、反射面に光を照射する投光部と反射面に反射された光を受光する受光部とを有するフォトリフレクタと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ枠の位置に応じて反射部の反射面とフォトリフレクタとの距離が変化することから、この距離をフォトリフレクタで検出することによりレンズ枠の位置を検出することができる。しかも、反射面は光軸に対して傾斜しているので、反射面とフォトリフレクタとの距離はレンズ枠の位置に応じて連続的に変化する。また、反射面は傾斜が一定の平面であることから反射面とフォトリフレクタとの距離からレンズ枠の位置を特定することができる。従って、このレンズ駆動装置によれば、フォトリフレクタにより反射面との距離を検出することで、検出距離に対応するレンズ枠の位置を精密に特定できるので、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができる。
【０００８】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射部の反射面とフォトリフレクタの投受光面とが対面していることが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、反射面と投受光面とを対面させることにより、対面させない場合と比べてフォトリフレクタによる光の投光及び受光を確実に行うことができ、フォトリフレクタの検出精度の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射部は、レンズ枠に設けられ、駆動手段は、ベースに設けられたマグネットと、レンズ枠に設けられたコイルと、を有しレンズ枠は、反射部と一体に形成され、コイルを保持するコイル保持部を有することが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ枠においてコイル保持部と反射部とを一体に形成することで、構造の簡素化及び装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射面とフォトリフレクタとの距離に対するフォトリフレクタの出力電圧特性において、距離に対する出力電圧の変化率が大きい範囲を近距離用のレンズ位置検出エリア及び遠距離用のレンズ位置検出エリアの何れか一方のレンズ位置検出エリアとして設定し、当該範囲より変化率が小さい範囲を他方のレンズ位置検出に利用することが好ましい。
【００１１】
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、フォーカス用のレンズ位置検出エリアにおける検出距離に対する出力電圧の変化率の大きさに応じて、近距離用のレンズ位置検出エリアと遠距離用のレンズ位置検出エリアを設定することで、近距離及び遠距離の撮像状況にそれぞれ対応したレンズ位置検出を実現することができる。
【００１２】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、ベースは、光軸方向に延在するガイド溝を有し、レンズ枠は、ガイド溝に係合すると共にガイド溝に沿って摺動可能な凸部を有することが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、ガイド部材のガイド溝に係合した凸部がレンズ枠の移動に併せてガイド溝に沿って摺動することで、レンズ枠を光軸方向に精度良く移動させることができる。また、このレンズ駆動装置では、ガイドシャフトを設ける場合と比べて部品点数を削減できので、装置の低コスト化を図ることができる。また、この構成は装置の小型化にも有利である。
【００１３】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、ベースには、レンズ枠を視認するための視認用孔が形成されていることが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ駆動装置を撮像装置に取り付けた後であっても、ベースの視認用孔を利用することでレンズ枠の位置調整が行い易くなるので、組み立て作業の作業効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係るレンズ駆動装置において、反射面は、平面又は集光可能な曲面であることが好ましい。
反射面を集光可能な湾曲面にすることで、少ない光量で光を効率良く検知することができ、小型の反射部であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００１５】
本発明に係るレンズ駆動装置において、反射面は、断面鋸歯状に形成されていることが好ましい。
このような構成を採用すると、反射面の傾斜角度を大きくすることができる。これによって、受光量の変化を大きくすることができ、小型の反射部であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る撮像装置は、上述のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする。
本発明に係る撮像装置によれば、高精度かつ高分解能なレンズ枠の位置検出を行うことができるので、撮像性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す側方断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置を示す平面図である。
【図３】図１のレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【図４】フォーカスレンズＮがストッパ位置にある状態を示すレンズ駆動装置の側方断面図である。
【図５】図１のレンズ駆動装置におけるレンズ位置検出を説明するための模式図である。
【図６】フォトリフレクタの出力電圧特性の微動エリア及び粗動エリアの他の例を説明するためのグラフである。
【図７】フォトリフレクタの出力電圧特性の微動エリア及び粗動エリアの他の例を説明するためのグラフである。
【図８】第２の実施形態に係るレンズ駆動装置を説明するための模式図である。
【図９】第３の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【図１０】図１１のベース部材及びレンズ枠を示す断面図である。
【図１１】図１１のレンズ枠のガイド凸部を示す拡大断面図である。
【図１２】反射面の他の変形例を示す斜視図である。
【図１３】反射面の更に他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】反射面の更に他の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際のものとは必ずしも同一ではない。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１〜図４に示されるように、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１は、例えば薄型のデジタルカメラや撮像機能付きの携帯情報端末に組み込まれ、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを駆動するものである。ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮは、複数のレンズから構成されている。
【００２１】
レンズ駆動装置１において、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮは、その光軸Ｃが一致するように配置されている。レンズ駆動装置１は、この光軸Ｃに沿う方向（以下、光軸方向Ｃと呼ぶ）にズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを駆動する。レンズ駆動装置１の外部には、ＣＣＤ［Charge Coupled Device］イメージセンサを備えた撮像部Ｐが設けられている。
【００２２】
レンズ駆動装置１は、ベース部材２、光屈曲部３、第１のレンズ枠４、第２のレンズ枠５、ガイドシャフト６，７、マグネット８、第１のコイル９、第２のコイル１０、ＦＰＣ［Flexible Printed Circuits］１１、第１のフォトリフレクタ１２、及び第２のフォトリフレクタ１３を備えている。
【００２３】
ベース部材２は、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを収容する扁平な箱状部材である。このベース部材２の長手方向は光軸方向Ｃに一致している。ベース部材２には、光軸Ｃ上でズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを挟むように固定レンズＧ１、Ｇ２が設けられている。
【００２４】
光屈曲部３は、ベース部材２の外側に設けられており、被写体からの被写体光の光軸Ｅをベース部材２に向けて屈曲させる部材である。光屈曲部３は、略三角柱状のプリズム３ａを備えている。光屈曲部３は、プリズム３ａによって被写体光の光軸Ｅを光軸方向Ｃへと直角に屈曲させ、ベース部材２内のズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮに向けて出射する。光屈曲部３から出射された被写体光は、固定レンズＧ１、ズームレンズＭ、フォーカスレンズＮ、及び固定レンズＧ２の順に通過してベース部材２の外側に出射され、撮像部Ｐにより検出される。
【００２５】
第１のレンズ枠４及び第２のレンズ枠５は、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを保持する長方形板状の部材である。以下、第１のレンズ枠４について説明する。
【００２６】
第１のレンズ枠４の中央には、ズームレンズＭが嵌め込まれるレンズ穴１５が形成されている。この第１のレンズ枠４の両側には、シャフト摺動部１６，１７が設けられている。シャフト摺動部１６，１７には、光軸方向Ｃに延在するガイドシャフト６，７が挿通される挿通孔が形成されている。ガイドシャフト６，７は、ベース部材２に対して固定されており、第１のレンズ枠４の光軸方向Ｃの移動を案内する部材である。これらのガイドシャフト６，７の一端は、ベース部材２から突出して撮像部Ｐに固定されている。
【００２７】
第１のレンズ枠４は、第１の駆動部（駆動手段）Ｖ１によりガイドシャフト６，７に沿って光軸方向Ｃに移動する。第１のレンズ枠４は、ベース部材２の光屈曲部３側の側壁２ａとストッパ部２ｂとの間で移動する。第１の駆動部Ｖ１は、ベース部材２に固定された棒状のマグネット８と、第１のレンズ枠４に固定された第１のコイル９と、からなるリニアアクチュエータである。マグネット８は、ベース部材２内で光軸方向Ｃに延在するように配置されており、光軸方向ＣでＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００２８】
第１のコイル９は、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と一体に固定されている。すなわち、シャフト摺動部１６は、第１のコイル９を保持するコイル保持部としても機能する。第１のコイル９の空芯部には、マグネット８が挿通されている。第１の駆動部Ｖ１は、通電により第１のコイル９とマグネット８との間に生じる推力によって第１のレンズ枠４を駆動する。
【００２９】
図２，図３及び図５に示されるように、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６は、第１のフォトリフレクタ１２の光を反射する反射部としても機能するものである。シャフト摺動部１６の側面には、反射用平面１８が形成されている。この反射用平面１８は光軸Ｃに対して傾斜して設けられている。図５に示すＬ１は光軸Ｃに平行な仮想線である。反射用平面１８は、光軸方向Ｃでベース部材２の出口側すなわち固定レンズＧ２側に向かうほど光軸Ｃから離れる方向に傾斜している。
【００３０】
第１のフォトリフレクタ１２は、ベース部材２の側壁２ｃに埋設されており、投受光面１２ａがベース部材２の内部に露出している。第１のフォトリフレクタ１２の背面には、ＦＰＣ１１の第１の接続端部１１ａが接続されている。第１の接続端部１１ａは、ベース部材２の前面側でＦＰＣ１１のターミナル１１ｂと連結されている。
【００３１】
第１のフォトリフレクタ１２は、反射用平面１８に光を照射する投光部と反射用平面１８に反射された光を受光する受光部とを有している（いずれも図示せず）。また、第１のフォトリフレクタ１２は、投受光面１２ａが反射用平面１８と対面するように配置されている。すなわち、第１のフォトリフレクタ１２は、投受光面１２ａが反射用平面１８と平行になるように配置されている。
【００３２】
第１のフォトリフレクタ１２と反射用平面１８を有するシャフト摺動部１６とは、第１のレンズ枠４の位置を検出する第１の位置検出部（位置検出手段）Ｈ１として機能する。この第１の位置検出部Ｈ１によれば、第１のレンズ枠４の位置に応じて第１のフォトリフレクタ１２の投受光面１２ａと反射用平面１８との距離が変わることから、第１のフォトリフレクタ１２により投受光面１２ａと反射用平面１８との距離を検出することで、第１のレンズ枠４の位置検出を行うことができる。
【００３３】
次に、第２のレンズ枠５について説明を行う。図１〜図４に示されるように、第２のレンズ枠５の中央には、フォーカスレンズＮが嵌め込まれるレンズ穴２０が形成されている。この第２のレンズ枠５と第１のレンズ枠４とはほぼ同様の構成を有している。
【００３４】
第２のレンズ枠５の両側には、シャフト摺動部２１，２２が設けられている。シャフト摺動部２１，２２には、光軸方向Ｃに延在するガイドシャフト６，７がそれぞれ挿通される挿通孔が形成されている。第２のレンズ枠５は、ベース部材２のストッパ部２ｂと撮像部Ｐ側の側壁２ｄとの間でガイドシャフト６，７に沿って移動する。第２のレンズ枠５は、第２の駆動部（駆動手段）Ｖ２により光軸方向Ｃに移動する。
【００３５】
第２の駆動部Ｖ２は、ベース部材２に固定された棒状のマグネット８と、第２のレンズ枠５に固定された第２のコイル１０と、からなるリニアアクチュエータである。第２の駆動部Ｖ２は、通電により第２のコイル１０とマグネット８との間に生じる推力によって第２のレンズ枠５を駆動する。第２のコイル１０は、第２のレンズ枠５のシャフト摺動部２１と一体に固定されている。すなわち、シャフト摺動部２１は、第２のコイル１０を保持するコイル保持部としても機能する。
【００３６】
図２，図３及び図５に示されるように、第２のレンズ枠５のシャフト摺動部２１は、第２のフォトリフレクタ１３の光を反射する反射部としても機能するものである。シャフト摺動部２１の側面には、反射用平面２３が形成されている。この反射用平面２３は光軸Ｃに対して傾斜して設けられている。図５に示すＬ２は光軸Ｃに平行な仮想線である。反射用平面２３は、光軸方向Ｃでベース部材２の出口側すなわち固定レンズＧ２側に向かうほど光軸Ｃから離れる方向に傾斜している。
【００３７】
第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが内側に露出するようにベース部材２の側壁２ｃに埋設されている。第２のフォトリフレクタ１３の背面には、ＦＰＣ１１の第２の接続端部１１ｃが接続されている。
【００３８】
第２のフォトリフレクタ１３は、反射用平面２３に光を照射する投光部と反射用平面２３に反射された光を受光する受光部とを有している（いずれも図示せず）。また、第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが反射用平面２３と対面するように配置されている。すなわち、第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが反射用平面２３と平行になるように配置されている。第２のフォトリフレクタ１３と反射用平面２３を有するシャフト摺動部２１とは、第２のレンズ枠５の位置を検出する第２の位置検出部（位置検出手段）Ｈ２として機能する。
【００３９】
このような構成を有するレンズ駆動装置１では、第１のレンズ枠４の反射用平面１８が光軸Ｃに対して傾斜しているので、第１のフォトリフレクタ１２の投受光面１２ａと反射用平面１８との距離は第１のレンズ枠４の位置に応じて連続的に変化する。また、反射用平面１８は傾斜が一定の平面であることから反射用平面１８と投受光面１２ａとの距離から第１のレンズ枠４の位置を特定することができる。従って、このレンズ駆動装置１によれば、第１のフォトリフレクタ１２により反射用平面１８との距離を検出することで、検出距離に対応する第１のレンズ枠４の位置を精密に特定できるので、高精度かつ高分解能のレンズ位置検出を行うことができる。
【００４０】
また、このレンズ駆動装置１によれば、第１のフォトリフレクタ１２により第１のレンズ枠４の移動距離を直接検出する場合と比べて、第１のフォトリフレクタ１２と反射用平面１８とを光軸方向Ｃで対向させる必要がないので、光軸方向Ｃで装置の小型化を図ることができる。また、レンズ駆動装置１では、第１のフォトリフレクタ１２により第１のレンズ枠４の移動距離を直接検出する場合と比べて、第１のフォトリフレクタ１２に求められる距離検出範囲を小さくできる。このことは、第１のフォトリフレクタ１２の小型化及び低コスト化に有利である。
【００４１】
更に、このレンズ駆動装置１では、投受光面１２ａと反射用平面１８とを対面させる構成を採用することにより、対面させない場合と比べてフォトリフレクタによる光の投受光を確実に行うことができ、フォトリフレクタの検出精度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、このレンズ駆動装置１では、第１のレンズ枠において第１のコイル９を保持するコイル保持部と反射用平面１８を有する反射部とガイドシャフト６に沿って摺動するシャフト摺動部１６とを一体に形成しているので、コイル保持部、反射部、及びシャフト摺動部を別々に設ける場合と比べて、構造が大幅に簡素化され、装置の小型化が図ることができる。また、このレンズ駆動装置１によれば、第２のレンズ枠５についても上述した各種効果を得ることができる。
【００４３】
次に、レンズ駆動装置１におけるレンズ位置検出の制御についてフォーカスレンズＮを例として説明する。
【００４４】
図４には、フォーカスレンズＮが微動エリアＦｎに位置する状態が示されている。また、図１には、フォーカスレンズＮが粗動エリアＦｆに位置する状態が示されている。微動エリアＦｎとは、近距離の被写体にフォーカスするために用いるフォーカスレンズＮの位置範囲であり、微細なレンズ位置検出が必要となる範囲である。また、粗動エリアＦｆとは、遠距離の被写体にフォーカスするために用いるフォーカスレンズＮの位置範囲であり、微動エリアＦｎより粗いレンズ位置検出で調整可能な範囲である。微動エリアＦｎは近距離用のレンズ位置検出エリアに相当し、粗動エリアＦｆは遠距離用のレンズ位置検出エリアに相当する。
【００４５】
ここで、図６は第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性における微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆを説明するためのグラフである。第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性とは、第２のフォトリフレクタ１３の検出距離と出力電圧との関係を意味する。検出距離とは、第２のフォトリフレクタ１３の検出する投受光面１３ａと反射用平面２３との距離である。図６の縦軸は出力電圧を示し、横軸は検出距離を示している。
【００４６】
図６に示されるように、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性は、零距離から所定のピーク距離までは検出距離が長くなるほど上昇し、ピーク距離で最大となった後は検出距離の長さに応じて緩やかに下降する曲線として表される。このような出力電圧特性においては、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きいほど、出力電圧を測定して微細な位置検出が可能であることから、変化率の大きい範囲が微動エリアＦｎとして設定される。また、微動エリアＦｎとしては、正確性を担保するためリニアリティの高い範囲すなわち変化率の変動の少ない範囲が選択される。一方、粗動エリアＦｆでは、微細な位置検出を行う必要がないため、変化率の小さい範囲が設定される。図６では、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性のうち出力電圧がピークを超えた後の範囲を微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆとして設定している。
【００４７】
図７は、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性のうち出力電圧がピークを超える前の範囲を微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆとして設定した場合の例を示すグラフである。図７では、出力電圧がピークを超える前の範囲において、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きくリニアリティの高い範囲を微動エリアＦｎとして設定し、微動エリアＦｎより変化率が小さい範囲を粗動エリアＦｆとして設定している。なお、粗動エリアＦｆとしてもリニアリティの高い範囲を設定することが好ましい。
【００４８】
このレンズ駆動装置１によれば、フォトリフレクタ１２，１３の出力電圧特性における検出距離に対する出力電圧の変化率の大きさに応じて、近距離用の微動エリアＦｎと遠距離用の粗動エリアＦｆとを設定することで、近距離及び遠距離の撮像状況にそれぞれ対応したレンズ位置検出を実現することができる。
【００４９】
しかも、このレンズ駆動装置１では、粗動エリアＦｆを遠距離用のレンズ位置検出に利用し、微動エリアＦｎを近距離用のレンズ位置検出に利用することで、遠距離の撮影に必要十分なレンズＮの位置検出精度を確保しつつ、近距離の撮影時に高精度かつ微細なレンズＮの位置検出を実現している。これにより、このレンズ駆動装置１では、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きくリニアリティの高い範囲を微動エリアＦｎと粗動エリアＦｆとの両方に用いる場合と比べて、微動エリアＦｎに利用可能な出力電圧特性の範囲を広くすることができるので、近距離の撮影時における高精度なレンズ位置検出を可能にする。このことは、近距離の撮影に対するカメラの撮像性能向上に寄与する。
【００５０】
［第２の実施形態］
図８に示されるように、第２の実施形態に係るレンズ駆動装置３１は、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と比べて、第２のレンズ枠３２の形状と、第２のフォトリフレクタ３３の位置と、が主に異なっている。
【００５１】
具体的には、第２の実施形態に係る第２のレンズ枠３２では、シャフト摺動部３４，３５のうち、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と反対側に位置するシャフト摺動部３５に反射用平面３６を有している。反射用平面３６は、光軸Ｃに対して傾斜した平面である。図８に光軸Ｃに平行な仮想線Ｌ３を示す。第２のフォトリフレクタ３３は、反射用平面３６と対面するように第１のフォトリフレクタ１３の反対側に配置されている。
【００５２】
このような構成を有するレンズ駆動装置３１においても、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と同様の効果を得ることができる。また、光軸方向Ｃに長さのある第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と第２のレンズ枠５のシャフト摺動部３５とが異なるガイドシャフトに配置されるので、光軸方向Ｃにおける装置の小型化に有利である。
【００５３】
［第３の実施形態］
図９に示されるように、第３の実施形態に係るレンズ駆動装置４１は、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と比べて、ガイドシャフト６，７に代えてガイド溝４３，４４により第１のレンズ枠４５及び第２のレンズ枠４６を案内する点が主に相違している。
【００５４】
第３の実施形態に係るレンズ駆動装置４１のベース部材４２では、側壁４２ｃの内面に光軸方向Ｃに延在するガイド溝４３が形成されている。ガイド溝４３は、側壁４２ｃの内側に形成されたストッパ部４２ｂにより、第１のレンズ枠４５用の溝４３Ａと第２のレンズ枠４６用の溝４３Ｂとに分けられている。同様に、ベース部材４２の側壁４２ｅの内面には、光軸方向Ｃに延在するガイド溝４４が形成されている。このガイド溝４４も第１のレンズ枠４５用の溝４４Ａと第２のレンズ枠４６用の溝４４Ｂとに分けられている。
【００５５】
図１０及び図１１は、ガイド溝４３，４４に沿って切断した断面図である。図１０及び図１１では、理解を容易にするためベース部材４２、第１のレンズ枠４５、及び第２のレンズ枠４６のみを図示している。
【００５６】
図１０及び図１１に示されるように、第１のレンズ枠４５の両側には、ガイド溝４３Ａ，４４Ａとそれぞれ対向するガイド摺動部４８，４９が形成されている。ガイド摺動部４８には、ガイド溝４３Ａに係合するガイド用凸部４８ａが形成されている。また、ガイド摺動部４９には、ガイド溝４４Ａに係合するガイド用凸部４９ａが形成されている。これらのガイド用凸部４８ａ，４９ａは光軸方向Ｃに延在している。
【００５７】
同様に、第２のレンズ枠４６の両側には、ガイド溝４３Ａ，４４Ａとそれぞれ対向するガイド摺動部５１，５２が形成されている。ガイド摺動部５１には、ガイド溝４３Ｂに係合するガイド用凸部５１ａが形成されている。また、ガイド摺動部５２には、ガイド溝４４Ｂに係合するガイド用凸部５２ａが形成されている。これらのガイド用凸部５１ａ，５２ａは光軸方向Ｃに延在している。
【００５８】
このレンズ駆動装置４１によれば、ベース部材４２のガイド溝４３Ａ，４４Ａに係合したガイド凸部４８ａ，４９ａが第１のレンズ枠４５の移動に併せてガイド溝４３Ａ，４４Ａ内を摺動することで、光軸方向Ｃで第１のレンズ枠４５を精度良く移動させることができる。また、このレンズ駆動装置４１によれば、第２のレンズ枠４６の移動についても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、このレンズ駆動装置４１によれば、ガイドシャフトを不要とした分、部品点数が削減され、装置の低コスト化を図ることができる。この構成は装置の小型化にも有利である。
【００６０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、本発明に係る撮像装置としては、デジタルカメラの他、撮像機能付きの携帯電話機や携帯用パーソナルコンピュータ、ＰＤＡなどの携帯情報端末機なども利用可能である。
【００６２】
また、フォトリフレクタ１２，１３と反射用平面１８，２３とは、逆の位置関係であっても良い。すなわち、フォトリフレクタ１２，１３がレンズ枠に設けられ、反射用平面１８，２３がベース部材２に形成されても良い。また、フォトリフレクタ１２，１３の投受光面１２ａ，１３ａと反射用平面１８，２３とは必ずしも平行に配置される必要はない。
【００６３】
更に、フォトリフレクタ１１の出力電圧特性において、微動エリアＦｎと粗動エリアＦｆの役割を入れ替えても良い。すなわち、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きい微動エリアＦｎを遠距離用のレンズ検出エリアとして設定すると共に、変化率の小さい粗動エリアＦｆを近距離用のレンズ検出エリアとして設定しても良い。
【００６４】
図１２に示されるように、反射面は、レンズＮの光軸Ｃに対して傾斜した反射用湾曲面６０として形成されている。この反射用湾曲面６０は、集光可能な凹面鏡になっている。反射面を集光可能な湾曲面６０にすることで、少ない光量で光を効率良く検知することができ、シャフト摺動部（反射部）１６が小型であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００６５】
図１３に示されるように、反射面は、断面鋸歯状に形成されている。反射面は、同一の傾斜角度をもった２つの反射面６１ａ，６１ｂを有している。平面形状を有する各反射面６１ａ，６１ｂの傾斜角度は、前述した反射用平面１８よりも大きくなっており、反射面６１ａと反射面６１ｂとの間には、傾斜していない段部６１ｃが配置されている。このような構成を採用すると、反射面６１ａ，６１ｂの傾斜角度を大きくすることができる。これによって、受光量の変化を大きくすることができ、シャフト摺動部（反射部）１６が小型であっても、位置検出の精度を高めることができる。なお、反射面６１ａ，６１ｂは、湾曲面として形成されてもよく、段部６１ｃは、光軸Ｃ方向において、複数個並設されてもよい。
【００６６】
図１４に示されるように、関連技術として、シャフト摺動部として機能する反射部７０の反射面７１は、光軸方向において面積を、連続的に拡大又は縮小させるように変化させてもよい。このように、反射面７１の反射面積を変えれば受光量が変化するので、位置検出を行うことができる。
【００６７】
図１２〜図１４に示された反射部は、シャフト摺動部２１，３５，４８，５１に適用してもよい。
【００６８】
前述した反射面１８，２３，３４，６０，６１ａ，６１ｂ，７１は、光路をプリズムで曲げる屈曲光学系と、鏡筒を縮めて本体に格納する沈胴光学系と、の何れであっても適用可能である。因みに、前述したレンズ駆動装置１，３１，４１は、屈曲光学系を有している。
【００６９】
光軸Ｃ上において、撮像部Ｐの前面にＩＲカットフィルタ（不図示）が配置されてもよい。ＩＲカットフィルタを採用することによって、フォトリフレクタ１２，１３の投光部から出射される赤外線を撮像部Ｐが受光することなく、撮像に影響を与えることを回避させることができる。従って、フォトリフレクタ１２，１３を撮像素子の近傍に配置させ易く、このことは、レンズ駆動装置１，３１，４１の小型化に寄与する。
【符号の説明】
【００７０】
１，３１，４１…レンズ駆動装置 ２，４２…ベース部材 ２ａ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…側壁 ２ｂ…ストッパ部 ３…光屈曲部 ３ａ…プリズム ４，４５…第１のレンズ枠 ５，４６…第２のレンズ枠 ６，７…ガイドシャフト ８…マグネット ９…第１のコイル １０…第２のコイル １２…第１のフォトリフレクタ １２ａ，１３ａ…投受光面 １３，３３…第２のフォトリフレクタ １３ａ…投受光面 １６，２１，３５，４８，５１，７０…シャフト摺動部（反射部，コイル保持部） １７，２２，３４，４９，５２…シャフト摺動部 １８，２３，３６，６１ａ，６１ｂ，７１…反射用平面（反射面） ４２ｂ…ストッパ部 ４８ａ，４９ａ，５１ａ，５２ａ…ガイド用凸部 ６０…反射用湾曲面（反射面） Ｃ…光軸 Ｅ…被写体光の光軸 Ｆｆ…粗動エリア Ｆｎ…微動エリア Ｇ１…固定レンズ Ｇ２…固定レンズ Ｈ１…第１の位置検出部（位置検出手段） Ｈ２…第２の位置検出部（位置検出手段） Ｍ…ズームレンズ Ｎ…フォーカスレンズ Ｐ…撮像部 Ｖ１…第１の駆動部（駆動手段） Ｖ２…第２の駆動部（駆動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを駆動するレンズ駆動装置及びそのレンズ駆動装置を利用した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術文献として特開２００８―８３３９６号公報がある。この公報には、光を照射する投光部及び光を受光する受光部を有するフォトリフレクタと、フォトリフレクタに対向する側面部を有し、フォトリフレクタに対して相対的に移動するレンズ保持体と、を備えたレンズの位置検出機構が記載されている。このレンズ保持体の側面部には貫通孔が形成されており、この貫通孔から内部の反射板が露出している。このように構成された位置検出機構では、フォトリフレクタが反射板と対向する場合の受光量と対向しない場合の受光量との差に基づいてレンズ保持体の位置を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８―８３３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の位置検出機構では、フォトリフレクタが貫通孔内の反射板と対向する場合と対向しない場合との二段階でしかレンズの位置を検出できないため、分解能が低く微細なレンズ位置検出に対応できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、ベースと、レンズを保持すると共にレンズの光軸方向でベースに対して移動可能に設けられたレンズ枠と、レンズに向かって入射した光を屈曲する光屈曲部と、レンズ枠を移動させる駆動手段と、レンズ枠の位置を検出する位置検出手段と、を備えたレンズ駆動装置において、位置検出手段は、ベースとレンズ枠との一方に設けられ、レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有する反射部と、ベースとレンズ枠との他方に設けられ、反射面に光を照射する投光部と反射面に反射された光を受光する受光部とを有するフォトリフレクタと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ枠の位置に応じて反射部の反射面とフォトリフレクタとの距離が変化することから、この距離をフォトリフレクタで検出することによりレンズ枠の位置を検出することができる。しかも、反射面は光軸に対して傾斜しているので、反射面とフォトリフレクタとの距離はレンズ枠の位置に応じて連続的に変化する。また、反射面は傾斜が一定の平面であることから反射面とフォトリフレクタとの距離からレンズ枠の位置を特定することができる。従って、このレンズ駆動装置によれば、フォトリフレクタにより反射面との距離を検出することで、検出距離に対応するレンズ枠の位置を精密に特定できるので、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができる。
【０００８】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射部の反射面とフォトリフレクタの投受光面とが対面していることが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、反射面と投受光面とを対面させることにより、対面させない場合と比べてフォトリフレクタによる光の投光及び受光を確実に行うことができ、フォトリフレクタの検出精度の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射部は、レンズ枠に設けられ、駆動手段は、ベースに設けられたマグネットと、レンズ枠に設けられたコイルと、を有しレンズ枠は、反射部と一体に形成され、コイルを保持するコイル保持部を有することが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ枠においてコイル保持部と反射部とを一体に形成することで、構造の簡素化及び装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、反射面とフォトリフレクタとの距離に対するフォトリフレクタの出力電圧特性において、距離に対する出力電圧の変化率が大きい範囲を近距離用のレンズ位置検出エリア及び遠距離用のレンズ位置検出エリアの何れか一方のレンズ位置検出エリアとして設定し、当該範囲より変化率が小さい範囲を他方のレンズ位置検出に利用することが好ましい。
【００１１】
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、フォーカス用のレンズ位置検出エリアにおける検出距離に対する出力電圧の変化率の大きさに応じて、近距離用のレンズ位置検出エリアと遠距離用のレンズ位置検出エリアを設定することで、近距離及び遠距離の撮像状況にそれぞれ対応したレンズ位置検出を実現することができる。
【００１２】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、ベースは、光軸方向に延在するガイド溝を有し、レンズ枠は、ガイド溝に係合すると共にガイド溝に沿って摺動可能な凸部を有することが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、ガイド部材のガイド溝に係合した凸部がレンズ枠の移動に併せてガイド溝に沿って摺動することで、レンズ枠を光軸方向に精度良く移動させることができる。また、このレンズ駆動装置では、ガイドシャフトを設ける場合と比べて部品点数を削減できので、装置の低コスト化を図ることができる。また、この構成は装置の小型化にも有利である。
【００１３】
本発明に係るレンズ駆動装置においては、ベースには、レンズ枠を視認するための視認用孔が形成されていることが好ましい。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ駆動装置を撮像装置に取り付けた後であっても、ベースの視認用孔を利用することでレンズ枠の位置調整が行い易くなるので、組み立て作業の作業効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係るレンズ駆動装置において、反射面は、平面又は集光可能な曲面であることが好ましい。
反射面を集光可能な湾曲面にすることで、少ない光量で光を効率良く検知することができ、小型の反射部であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００１５】
本発明に係るレンズ駆動装置において、反射面は、断面鋸歯状に形成されていることが好ましい。
このような構成を採用すると、反射面の傾斜角度を大きくすることができる。これによって、受光量の変化を大きくすることができ、小型の反射部であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る撮像装置は、上述のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする。
本発明に係る撮像装置によれば、高精度かつ高分解能なレンズ枠の位置検出を行うことができるので、撮像性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高精度かつ高分解能なレンズ位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す側方断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置を示す平面図である。
【図３】図１のレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【図４】フォーカスレンズＮがストッパ位置にある状態を示すレンズ駆動装置の側方断面図である。
【図５】図１のレンズ駆動装置におけるレンズ位置検出を説明するための模式図である。
【図６】フォトリフレクタの出力電圧特性の微動エリア及び粗動エリアの他の例を説明するためのグラフである。
【図７】フォトリフレクタの出力電圧特性の微動エリア及び粗動エリアの他の例を説明するためのグラフである。
【図８】第２の実施形態に係るレンズ駆動装置を説明するための模式図である。
【図９】第３の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【図１０】図１１のベース部材及びレンズ枠を示す断面図である。
【図１１】図１１のレンズ枠のガイド凸部を示す拡大断面図である。
【図１２】反射面の他の変形例を示す斜視図である。
【図１３】反射面の更に他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】反射面の更に他の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際のものとは必ずしも同一ではない。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１〜図４に示されるように、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１は、例えば薄型のデジタルカメラや撮像機能付きの携帯情報端末に組み込まれ、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを駆動するものである。ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮは、複数のレンズから構成されている。
【００２１】
レンズ駆動装置１において、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮは、その光軸Ｃが一致するように配置されている。レンズ駆動装置１は、この光軸Ｃに沿う方向（以下、光軸方向Ｃと呼ぶ）にズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを駆動する。レンズ駆動装置１の外部には、ＣＣＤ［Charge Coupled Device］イメージセンサを備えた撮像部Ｐが設けられている。
【００２２】
レンズ駆動装置１は、ベース部材２、光屈曲部３、第１のレンズ枠４、第２のレンズ枠５、ガイドシャフト６，７、マグネット８、第１のコイル９、第２のコイル１０、ＦＰＣ［Flexible Printed Circuits］１１、第１のフォトリフレクタ１２、及び第２のフォトリフレクタ１３を備えている。
【００２３】
ベース部材２は、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを収容する扁平な箱状部材である。このベース部材２の長手方向は光軸方向Ｃに一致している。ベース部材２には、光軸Ｃ上でズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを挟むように固定レンズＧ１、Ｇ２が設けられている。
【００２４】
光屈曲部３は、ベース部材２の外側に設けられており、被写体からの被写体光の光軸Ｅをベース部材２に向けて屈曲させる部材である。光屈曲部３は、略三角柱状のプリズム３ａを備えている。光屈曲部３は、プリズム３ａによって被写体光の光軸Ｅを光軸方向Ｃへと直角に屈曲させ、ベース部材２内のズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮに向けて出射する。光屈曲部３から出射された被写体光は、固定レンズＧ１、ズームレンズＭ、フォーカスレンズＮ、及び固定レンズＧ２の順に通過してベース部材２の外側に出射され、撮像部Ｐにより検出される。
【００２５】
第１のレンズ枠４及び第２のレンズ枠５は、ズームレンズＭ及びフォーカスレンズＮを保持する長方形板状の部材である。以下、第１のレンズ枠４について説明する。
【００２６】
第１のレンズ枠４の中央には、ズームレンズＭが嵌め込まれるレンズ穴１５が形成されている。この第１のレンズ枠４の両側には、シャフト摺動部１６，１７が設けられている。シャフト摺動部１６，１７には、光軸方向Ｃに延在するガイドシャフト６，７が挿通される挿通孔が形成されている。ガイドシャフト６，７は、ベース部材２に対して固定されており、第１のレンズ枠４の光軸方向Ｃの移動を案内する部材である。これらのガイドシャフト６，７の一端は、ベース部材２から突出して撮像部Ｐに固定されている。
【００２７】
第１のレンズ枠４は、第１の駆動部（駆動手段）Ｖ１によりガイドシャフト６，７に沿って光軸方向Ｃに移動する。第１のレンズ枠４は、ベース部材２の光屈曲部３側の側壁２ａとストッパ部２ｂとの間で移動する。第１の駆動部Ｖ１は、ベース部材２に固定された棒状のマグネット８と、第１のレンズ枠４に固定された第１のコイル９と、からなるリニアアクチュエータである。マグネット８は、ベース部材２内で光軸方向Ｃに延在するように配置されており、光軸方向ＣでＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００２８】
第１のコイル９は、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と一体に固定されている。すなわち、シャフト摺動部１６は、第１のコイル９を保持するコイル保持部としても機能する。第１のコイル９の空芯部には、マグネット８が挿通されている。第１の駆動部Ｖ１は、通電により第１のコイル９とマグネット８との間に生じる推力によって第１のレンズ枠４を駆動する。
【００２９】
図２，図３及び図５に示されるように、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６は、第１のフォトリフレクタ１２の光を反射する反射部としても機能するものである。シャフト摺動部１６の側面には、反射用平面１８が形成されている。この反射用平面１８は光軸Ｃに対して傾斜して設けられている。図５に示すＬ１は光軸Ｃに平行な仮想線である。反射用平面１８は、光軸方向Ｃでベース部材２の出口側すなわち固定レンズＧ２側に向かうほど光軸Ｃから離れる方向に傾斜している。
【００３０】
第１のフォトリフレクタ１２は、ベース部材２の側壁２ｃに埋設されており、投受光面１２ａがベース部材２の内部に露出している。第１のフォトリフレクタ１２の背面には、ＦＰＣ１１の第１の接続端部１１ａが接続されている。第１の接続端部１１ａは、ベース部材２の前面側でＦＰＣ１１のターミナル１１ｂと連結されている。
【００３１】
第１のフォトリフレクタ１２は、反射用平面１８に光を照射する投光部と反射用平面１８に反射された光を受光する受光部とを有している（いずれも図示せず）。また、第１のフォトリフレクタ１２は、投受光面１２ａが反射用平面１８と対面するように配置されている。すなわち、第１のフォトリフレクタ１２は、投受光面１２ａが反射用平面１８と平行になるように配置されている。
【００３２】
第１のフォトリフレクタ１２と反射用平面１８を有するシャフト摺動部１６とは、第１のレンズ枠４の位置を検出する第１の位置検出部（位置検出手段）Ｈ１として機能する。この第１の位置検出部Ｈ１によれば、第１のレンズ枠４の位置に応じて第１のフォトリフレクタ１２の投受光面１２ａと反射用平面１８との距離が変わることから、第１のフォトリフレクタ１２により投受光面１２ａと反射用平面１８との距離を検出することで、第１のレンズ枠４の位置検出を行うことができる。
【００３３】
次に、第２のレンズ枠５について説明を行う。図１〜図４に示されるように、第２のレンズ枠５の中央には、フォーカスレンズＮが嵌め込まれるレンズ穴２０が形成されている。この第２のレンズ枠５と第１のレンズ枠４とはほぼ同様の構成を有している。
【００３４】
第２のレンズ枠５の両側には、シャフト摺動部２１，２２が設けられている。シャフト摺動部２１，２２には、光軸方向Ｃに延在するガイドシャフト６，７がそれぞれ挿通される挿通孔が形成されている。第２のレンズ枠５は、ベース部材２のストッパ部２ｂと撮像部Ｐ側の側壁２ｄとの間でガイドシャフト６，７に沿って移動する。第２のレンズ枠５は、第２の駆動部（駆動手段）Ｖ２により光軸方向Ｃに移動する。
【００３５】
第２の駆動部Ｖ２は、ベース部材２に固定された棒状のマグネット８と、第２のレンズ枠５に固定された第２のコイル１０と、からなるリニアアクチュエータである。第２の駆動部Ｖ２は、通電により第２のコイル１０とマグネット８との間に生じる推力によって第２のレンズ枠５を駆動する。第２のコイル１０は、第２のレンズ枠５のシャフト摺動部２１と一体に固定されている。すなわち、シャフト摺動部２１は、第２のコイル１０を保持するコイル保持部としても機能する。
【００３６】
図２，図３及び図５に示されるように、第２のレンズ枠５のシャフト摺動部２１は、第２のフォトリフレクタ１３の光を反射する反射部としても機能するものである。シャフト摺動部２１の側面には、反射用平面２３が形成されている。この反射用平面２３は光軸Ｃに対して傾斜して設けられている。図５に示すＬ２は光軸Ｃに平行な仮想線である。反射用平面２３は、光軸方向Ｃでベース部材２の出口側すなわち固定レンズＧ２側に向かうほど光軸Ｃから離れる方向に傾斜している。
【００３７】
第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが内側に露出するようにベース部材２の側壁２ｃに埋設されている。第２のフォトリフレクタ１３の背面には、ＦＰＣ１１の第２の接続端部１１ｃが接続されている。
【００３８】
第２のフォトリフレクタ１３は、反射用平面２３に光を照射する投光部と反射用平面２３に反射された光を受光する受光部とを有している（いずれも図示せず）。また、第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが反射用平面２３と対面するように配置されている。すなわち、第２のフォトリフレクタ１３は、投受光面１３ａが反射用平面２３と平行になるように配置されている。第２のフォトリフレクタ１３と反射用平面２３を有するシャフト摺動部２１とは、第２のレンズ枠５の位置を検出する第２の位置検出部（位置検出手段）Ｈ２として機能する。
【００３９】
このような構成を有するレンズ駆動装置１では、第１のレンズ枠４の反射用平面１８が光軸Ｃに対して傾斜しているので、第１のフォトリフレクタ１２の投受光面１２ａと反射用平面１８との距離は第１のレンズ枠４の位置に応じて連続的に変化する。また、反射用平面１８は傾斜が一定の平面であることから反射用平面１８と投受光面１２ａとの距離から第１のレンズ枠４の位置を特定することができる。従って、このレンズ駆動装置１によれば、第１のフォトリフレクタ１２により反射用平面１８との距離を検出することで、検出距離に対応する第１のレンズ枠４の位置を精密に特定できるので、高精度かつ高分解能のレンズ位置検出を行うことができる。
【００４０】
また、このレンズ駆動装置１によれば、第１のフォトリフレクタ１２により第１のレンズ枠４の移動距離を直接検出する場合と比べて、第１のフォトリフレクタ１２と反射用平面１８とを光軸方向Ｃで対向させる必要がないので、光軸方向Ｃで装置の小型化を図ることができる。また、レンズ駆動装置１では、第１のフォトリフレクタ１２により第１のレンズ枠４の移動距離を直接検出する場合と比べて、第１のフォトリフレクタ１２に求められる距離検出範囲を小さくできる。このことは、第１のフォトリフレクタ１２の小型化及び低コスト化に有利である。
【００４１】
更に、このレンズ駆動装置１では、投受光面１２ａと反射用平面１８とを対面させる構成を採用することにより、対面させない場合と比べてフォトリフレクタによる光の投受光を確実に行うことができ、フォトリフレクタの検出精度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、このレンズ駆動装置１では、第１のレンズ枠において第１のコイル９を保持するコイル保持部と反射用平面１８を有する反射部とガイドシャフト６に沿って摺動するシャフト摺動部１６とを一体に形成しているので、コイル保持部、反射部、及びシャフト摺動部を別々に設ける場合と比べて、構造が大幅に簡素化され、装置の小型化が図ることができる。また、このレンズ駆動装置１によれば、第２のレンズ枠５についても上述した各種効果を得ることができる。
【００４３】
次に、レンズ駆動装置１におけるレンズ位置検出の制御についてフォーカスレンズＮを例として説明する。
【００４４】
図４には、フォーカスレンズＮが微動エリアＦｎに位置する状態が示されている。また、図１には、フォーカスレンズＮが粗動エリアＦｆに位置する状態が示されている。微動エリアＦｎとは、近距離の被写体にフォーカスするために用いるフォーカスレンズＮの位置範囲であり、微細なレンズ位置検出が必要となる範囲である。また、粗動エリアＦｆとは、遠距離の被写体にフォーカスするために用いるフォーカスレンズＮの位置範囲であり、微動エリアＦｎより粗いレンズ位置検出で調整可能な範囲である。微動エリアＦｎは近距離用のレンズ位置検出エリアに相当し、粗動エリアＦｆは遠距離用のレンズ位置検出エリアに相当する。
【００４５】
ここで、図６は第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性における微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆを説明するためのグラフである。第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性とは、第２のフォトリフレクタ１３の検出距離と出力電圧との関係を意味する。検出距離とは、第２のフォトリフレクタ１３の検出する投受光面１３ａと反射用平面２３との距離である。図６の縦軸は出力電圧を示し、横軸は検出距離を示している。
【００４６】
図６に示されるように、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性は、零距離から所定のピーク距離までは検出距離が長くなるほど上昇し、ピーク距離で最大となった後は検出距離の長さに応じて緩やかに下降する曲線として表される。このような出力電圧特性においては、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きいほど、出力電圧を測定して微細な位置検出が可能であることから、変化率の大きい範囲が微動エリアＦｎとして設定される。また、微動エリアＦｎとしては、正確性を担保するためリニアリティの高い範囲すなわち変化率の変動の少ない範囲が選択される。一方、粗動エリアＦｆでは、微細な位置検出を行う必要がないため、変化率の小さい範囲が設定される。図６では、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性のうち出力電圧がピークを超えた後の範囲を微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆとして設定している。
【００４７】
図７は、第２のフォトリフレクタ１３の出力電圧特性のうち出力電圧がピークを超える前の範囲を微動エリアＦｎ及び粗動エリアＦｆとして設定した場合の例を示すグラフである。図７では、出力電圧がピークを超える前の範囲において、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きくリニアリティの高い範囲を微動エリアＦｎとして設定し、微動エリアＦｎより変化率が小さい範囲を粗動エリアＦｆとして設定している。なお、粗動エリアＦｆとしてもリニアリティの高い範囲を設定することが好ましい。
【００４８】
このレンズ駆動装置１によれば、フォトリフレクタ１２，１３の出力電圧特性における検出距離に対する出力電圧の変化率の大きさに応じて、近距離用の微動エリアＦｎと遠距離用の粗動エリアＦｆとを設定することで、近距離及び遠距離の撮像状況にそれぞれ対応したレンズ位置検出を実現することができる。
【００４９】
しかも、このレンズ駆動装置１では、粗動エリアＦｆを遠距離用のレンズ位置検出に利用し、微動エリアＦｎを近距離用のレンズ位置検出に利用することで、遠距離の撮影に必要十分なレンズＮの位置検出精度を確保しつつ、近距離の撮影時に高精度かつ微細なレンズＮの位置検出を実現している。これにより、このレンズ駆動装置１では、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きくリニアリティの高い範囲を微動エリアＦｎと粗動エリアＦｆとの両方に用いる場合と比べて、微動エリアＦｎに利用可能な出力電圧特性の範囲を広くすることができるので、近距離の撮影時における高精度なレンズ位置検出を可能にする。このことは、近距離の撮影に対するカメラの撮像性能向上に寄与する。
【００５０】
［第２の実施形態］
図８に示されるように、第２の実施形態に係るレンズ駆動装置３１は、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と比べて、第２のレンズ枠３２の形状と、第２のフォトリフレクタ３３の位置と、が主に異なっている。
【００５１】
具体的には、第２の実施形態に係る第２のレンズ枠３２では、シャフト摺動部３４，３５のうち、第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と反対側に位置するシャフト摺動部３５に反射用平面３６を有している。反射用平面３６は、光軸Ｃに対して傾斜した平面である。図８に光軸Ｃに平行な仮想線Ｌ３を示す。第２のフォトリフレクタ３３は、反射用平面３６と対面するように第１のフォトリフレクタ１３の反対側に配置されている。
【００５２】
このような構成を有するレンズ駆動装置３１においても、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と同様の効果を得ることができる。また、光軸方向Ｃに長さのある第１のレンズ枠４のシャフト摺動部１６と第２のレンズ枠５のシャフト摺動部３５とが異なるガイドシャフトに配置されるので、光軸方向Ｃにおける装置の小型化に有利である。
【００５３】
［第３の実施形態］
図９に示されるように、第３の実施形態に係るレンズ駆動装置４１は、第１の実施形態に係るレンズ駆動装置１と比べて、ガイドシャフト６，７に代えてガイド溝４３，４４により第１のレンズ枠４５及び第２のレンズ枠４６を案内する点が主に相違している。
【００５４】
第３の実施形態に係るレンズ駆動装置４１のベース部材４２では、側壁４２ｃの内面に光軸方向Ｃに延在するガイド溝４３が形成されている。ガイド溝４３は、側壁４２ｃの内側に形成されたストッパ部４２ｂにより、第１のレンズ枠４５用の溝４３Ａと第２のレンズ枠４６用の溝４３Ｂとに分けられている。同様に、ベース部材４２の側壁４２ｅの内面には、光軸方向Ｃに延在するガイド溝４４が形成されている。このガイド溝４４も第１のレンズ枠４５用の溝４４Ａと第２のレンズ枠４６用の溝４４Ｂとに分けられている。
【００５５】
図１０及び図１１は、ガイド溝４３，４４に沿って切断した断面図である。図１０及び図１１では、理解を容易にするためベース部材４２、第１のレンズ枠４５、及び第２のレンズ枠４６のみを図示している。
【００５６】
図１０及び図１１に示されるように、第１のレンズ枠４５の両側には、ガイド溝４３Ａ，４４Ａとそれぞれ対向するガイド摺動部４８，４９が形成されている。ガイド摺動部４８には、ガイド溝４３Ａに係合するガイド用凸部４８ａが形成されている。また、ガイド摺動部４９には、ガイド溝４４Ａに係合するガイド用凸部４９ａが形成されている。これらのガイド用凸部４８ａ，４９ａは光軸方向Ｃに延在している。
【００５７】
同様に、第２のレンズ枠４６の両側には、ガイド溝４３Ａ，４４Ａとそれぞれ対向するガイド摺動部５１，５２が形成されている。ガイド摺動部５１には、ガイド溝４３Ｂに係合するガイド用凸部５１ａが形成されている。また、ガイド摺動部５２には、ガイド溝４４Ｂに係合するガイド用凸部５２ａが形成されている。これらのガイド用凸部５１ａ，５２ａは光軸方向Ｃに延在している。
【００５８】
このレンズ駆動装置４１によれば、ベース部材４２のガイド溝４３Ａ，４４Ａに係合したガイド凸部４８ａ，４９ａが第１のレンズ枠４５の移動に併せてガイド溝４３Ａ，４４Ａ内を摺動することで、光軸方向Ｃで第１のレンズ枠４５を精度良く移動させることができる。また、このレンズ駆動装置４１によれば、第２のレンズ枠４６の移動についても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、このレンズ駆動装置４１によれば、ガイドシャフトを不要とした分、部品点数が削減され、装置の低コスト化を図ることができる。この構成は装置の小型化にも有利である。
【００６０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、本発明に係る撮像装置としては、デジタルカメラの他、撮像機能付きの携帯電話機や携帯用パーソナルコンピュータ、ＰＤＡなどの携帯情報端末機なども利用可能である。
【００６２】
また、フォトリフレクタ１２，１３と反射用平面１８，２３とは、逆の位置関係であっても良い。すなわち、フォトリフレクタ１２，１３がレンズ枠に設けられ、反射用平面１８，２３がベース部材２に形成されても良い。また、フォトリフレクタ１２，１３の投受光面１２ａ，１３ａと反射用平面１８，２３とは必ずしも平行に配置される必要はない。
【００６３】
更に、フォトリフレクタ１１の出力電圧特性において、微動エリアＦｎと粗動エリアＦｆの役割を入れ替えても良い。すなわち、検出距離に対する出力電圧の変化率が大きい微動エリアＦｎを遠距離用のレンズ検出エリアとして設定すると共に、変化率の小さい粗動エリアＦｆを近距離用のレンズ検出エリアとして設定しても良い。
【００６４】
図１２に示されるように、反射面は、レンズＮの光軸Ｃに対して傾斜した反射用湾曲面６０として形成されている。この反射用湾曲面６０は、集光可能な凹面鏡になっている。反射面を集光可能な湾曲面６０にすることで、少ない光量で光を効率良く検知することができ、シャフト摺動部（反射部）１６が小型であっても、位置検出の精度を高めることができる。
【００６５】
図１３に示されるように、反射面は、断面鋸歯状に形成されている。反射面は、同一の傾斜角度をもった２つの反射面６１ａ，６１ｂを有している。平面形状を有する各反射面６１ａ，６１ｂの傾斜角度は、前述した反射用平面１８よりも大きくなっており、反射面６１ａと反射面６１ｂとの間には、傾斜していない段部６１ｃが配置されている。このような構成を採用すると、反射面６１ａ，６１ｂの傾斜角度を大きくすることができる。これによって、受光量の変化を大きくすることができ、シャフト摺動部（反射部）１６が小型であっても、位置検出の精度を高めることができる。なお、反射面６１ａ，６１ｂは、湾曲面として形成されてもよく、段部６１ｃは、光軸Ｃ方向において、複数個並設されてもよい。
【００６６】
図１４に示されるように、関連技術として、シャフト摺動部として機能する反射部７０の反射面７１は、光軸方向において面積を、連続的に拡大又は縮小させるように変化させてもよい。このように、反射面７１の反射面積を変えれば受光量が変化するので、位置検出を行うことができる。
【００６７】
図１２〜図１４に示された反射部は、シャフト摺動部２１，３５，４８，５１に適用してもよい。
【００６８】
前述した反射面１８，２３，３４，６０，６１ａ，６１ｂ，７１は、光路をプリズムで曲げる屈曲光学系と、鏡筒を縮めて本体に格納する沈胴光学系と、の何れであっても適用可能である。因みに、前述したレンズ駆動装置１，３１，４１は、屈曲光学系を有している。
【００６９】
光軸Ｃ上において、撮像部Ｐの前面にＩＲカットフィルタ（不図示）が配置されてもよい。ＩＲカットフィルタを採用することによって、フォトリフレクタ１２，１３の投光部から出射される赤外線を撮像部Ｐが受光することなく、撮像に影響を与えることを回避させることができる。従って、フォトリフレクタ１２，１３を撮像素子の近傍に配置させ易く、このことは、レンズ駆動装置１，３１，４１の小型化に寄与する。
【符号の説明】
【００７０】
１，３１，４１…レンズ駆動装置 ２，４２…ベース部材 ２ａ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…側壁 ２ｂ…ストッパ部 ３…光屈曲部 ３ａ…プリズム ４，４５…第１のレンズ枠 ５，４６…第２のレンズ枠 ６，７…ガイドシャフト ８…マグネット ９…第１のコイル １０…第２のコイル １２…第１のフォトリフレクタ １２ａ，１３ａ…投受光面 １３，３３…第２のフォトリフレクタ １３ａ…投受光面 １６，２１，３５，４８，５１，７０…シャフト摺動部（反射部，コイル保持部） １７，２２，３４，４９，５２…シャフト摺動部 １８，２３，３６，６１ａ，６１ｂ，７１…反射用平面（反射面） ４２ｂ…ストッパ部 ４８ａ，４９ａ，５１ａ，５２ａ…ガイド用凸部 ６０…反射用湾曲面（反射面） Ｃ…光軸 Ｅ…被写体光の光軸 Ｆｆ…粗動エリア Ｆｎ…微動エリア Ｇ１…固定レンズ Ｇ２…固定レンズ Ｈ１…第１の位置検出部（位置検出手段） Ｈ２…第２の位置検出部（位置検出手段） Ｍ…ズームレンズ Ｎ…フォーカスレンズ Ｐ…撮像部 Ｖ１…第１の駆動部（駆動手段） Ｖ２…第２の駆動部（駆動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、レンズを保持すると共に前記レンズの光軸方向で前記ベースに対して移動可能に設けられたレンズ枠と、前記ベースの外側に設けられ、前記レンズに向かって入射した光を屈曲する光屈曲部と、前記レンズ枠を移動させる駆動手段と、前記レンズ枠の位置を検出する位置検出手段と、を備えたレンズ駆動装置において、
前記位置検出手段は、
前記ベースと前記レンズ枠との一方に設けられ、前記レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有する反射部と、
前記ベースと前記レンズ枠との他方に設けられ、前記反射面に光を照射する投光部と前記反射面に反射された光を受光する受光部とを有するフォトリフレクタと、
を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記反射部の前記反射面と前記フォトリフレクタの投受光面とが対面していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記反射部は、前記レンズ枠に設けられ、
前記駆動手段は、前記ベースに設けられたマグネットと、前記レンズ枠に設けられたコイルと、を有し
前記レンズ枠は、前記反射部と一体に形成され、前記コイルを保持するコイル保持部を有す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。
【請求項４】
前記フォトリフレクタと前記反射面との距離に対する前記フォトリフレクタの出力電圧特性において、前記距離に対する前記出力電圧の変化率が大きい範囲を近距離用のレンズ位置検出エリア及び遠距離用のレンズ位置検出エリアの何れか一方のレンズ位置検出エリアとして設定し、当該範囲より前記変化率が小さい範囲を他方のレンズ位置検出エリアとして設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記ベースは、前記光軸方向に延在するガイド溝を有し、
前記レンズ枠は、前記ガイド溝に係合すると共に前記ガイド溝に沿って摺動可能な凸部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記ベースには、前記レンズ枠を視認するための視認用孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記反射面は、平面又は集光可能な曲面であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記反射面は、断面鋸歯状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
ベースと、レンズを保持すると共に前記レンズの光軸方向で前記ベースに対して移動可能に設けられたレンズ枠と、前記ベースの外側に設けられ、前記レンズに向かって入射した光を屈曲する光屈曲部と、前記レンズ枠を移動させる駆動手段と、前記レンズ枠の位置を検出する位置検出手段と、を備えたレンズ駆動装置において、
前記位置検出手段は、
前記ベースと前記レンズ枠との一方に設けられ、前記レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有する反射部と、
前記ベースと前記レンズ枠との他方に設けられ、前記反射面に光を照射する投光部と前記反射面に反射された光を受光する受光部とを有するフォトリフレクタと、
を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記反射部の前記反射面と前記フォトリフレクタの投受光面とが対面していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記反射部は、前記レンズ枠に設けられ、
前記駆動手段は、前記ベースに設けられたマグネットと、前記レンズ枠に設けられたコイルと、を有し
前記レンズ枠は、前記反射部と一体に形成され、前記コイルを保持するコイル保持部を有す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。
【請求項４】
前記フォトリフレクタと前記反射面との距離に対する前記フォトリフレクタの出力電圧特性において、前記距離に対する前記出力電圧の変化率が大きい範囲を近距離用のレンズ位置検出エリア及び遠距離用のレンズ位置検出エリアの何れか一方のレンズ位置検出エリアとして設定し、当該範囲より前記変化率が小さい範囲を他方のレンズ位置検出エリアとして設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記ベースは、前記光軸方向に延在するガイド溝を有し、
前記レンズ枠は、前記ガイド溝に係合すると共に前記ガイド溝に沿って摺動可能な凸部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記ベースには、前記レンズ枠を視認するための視認用孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記反射面は、平面又は集光可能な曲面であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記反射面は、断面鋸歯状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１７７９０４（Ｐ２０１２−１７７９０４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７５２７（Ｐ２０１２−１７５２７）
【出願日】平成２４年１月３１日（２０１２．１．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月３１日（２０１２．１．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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