JP4336302B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、撮像装置に係る発明であり、例えば、携帯電話等の携帯端末に搭載可能な撮像装置に適用することができる。

従来の携帯端末（例えば、折り畳み式の携帯電話機）に搭載される撮像装置として、ヒンジ部内に内蔵されるものが存在する（特許文献１）。当該特許文献１に係る撮像装置では、撮像光学系の光軸がヒンジ軸と略一致するように配置されている。

このように、撮像装置を折り畳み式の携帯電話機等のヒンジ部に内蔵することによって、焦点距離が比較的長い撮像光学系を有する撮像装置も、携帯電話機の外側において余分な形態を増やすことなく搭載することが可能であった。また、撮像装置は、通常、使用時には撮像光学系が伸張し、ヒンジ部から露出する。このため、携帯電話機等を構成する上下筐体の開閉に関係なく、撮影を行うことが可能であった。さらに、不使用時には、撮像光学系をヒンジ内に収納させることで、携帯性に関しても利便性も良かった。

ところで、特許文献１に係る発明では、撮像光学系の伸張・収納機構は、ピンとカムの係合による光学ユニット収納筒の光軸方向移動機構である。したがって、光学ユニット収納筒のピンは回転筒のカム溝に係合により、その位置が拘束されている。

このため、光学ユニット収納筒に外力が加わると、その外力が直接撮像装置に加わり、最悪の場合撮像装置が破損することもある。

当該不具合を回避するために、特許文献１では、携帯電話等の外部のヒンジ部付近に衝撃吸収部材を配している発明も開示されている。

特開２００３−１６３８２４号公報（第４−８頁、第３図、第１４図）

しかし、特許文献１に開示されている衝撃吸収部材は、携帯電話機等の外部に部分的配置されているに過ぎない。よって、光学ユニット収納筒に直接外力が加わることを完全防止することはできない。したがって、携帯電話機等の落下の仕方によっては、衝撃吸収部材の衝撃吸収効果を望めない場合もあった。

そこで、この発明は、高解像度化や高機能化（例えばズームレンズ機構等）で光学全長が長い撮像装置を、コンパクトな構成で携帯端末に搭載することができ、また、使用者が不用意に当該携帯端末を落下させ、撮像装置に外力が加わった場合でも、その外力を緩和させることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、受光面を有し、前記受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の像を前記受光面に結像させる、少なくとも１以上のレンズと、前記レンズを保持し、少なくとも側面形成体が弾性体で構成されているレンズホルダとを、備えており、前記レンズは、移動可能に、前記側面形成体により保持されている。

本発明に係る撮像装置は、受光面を有し、前記受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の像を前記受光面に結像させる、少なくとも１以上のレンズと、前記レンズを保持し、少なくとも側面形成体が弾性体で構成されているレンズホルダとを、備えており、レンズは、移動可能に、側面形成体により保持されている。したがって、当該撮像装置を地面に落下させたとしても、レンズホルダの側面部において衝撃力が吸収される。よって、撮像装置へのダメージを最小限に抑えることができる。さらに、レンズホルダは弾性力を有しているので、上記衝撃力が解消されると、余分な付勢手段を設けずとも、レンズとともにレンズホルダを元の位置に復帰させることができる。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基いて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係る撮像装置を搭載した携帯端末（図１では、携帯電話機）の第１の状態（開状態）を示す斜視図である。また図２は、本発明に係る撮像装置を搭載した携帯端末の第２の状態（閉状態）を示す斜視図である。

ここで、携帯端末１００として、たとえば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）やデジタルカメラ等がある。

さて、図１に示すように、携帯端末１００は、液晶などを搭載した第１の表示部１０１、携帯端末１００の操作を行うための操作部１０２、および、開閉動作を担うヒンジ部１０３を備えている。

また、図２に示すように、携帯端末１００は、第１の表示部１０１の裏面側に設けられた、撮像装置１０４（図２では、撮像装置の一部が図示されている）および第２の表示部１０５を備えている。さらに、携帯端末１００の側面には、カメラ起動ボタン１０６およびシャッターボタン（または、レリースボタン）１０７が配置されている。

当該携帯端末１００を開けると（図１）、第１の表示部１０１と操作部１０２とが露出する。ユーザは、当該開状態において、第１の表示部１０１の表示内容を確認しながら、操作部１０２を入力することにより、携帯端末１００を操作する。

また、当該携帯端末１００を閉じると（図２）、第１の表示部１０１と操作部１０２とが対面する。これにより、携帯端末１００の操作部１０２の誤入力を防止できる。

携帯端末１００のカメラとしての使用において、撮像装置１０４にて使用者以外の風景などを撮影する場合には、以下のようにする。つまり、携帯端末１００を開状態とし（図１）、本体側面のカメラ起動ボタン１０６とシャッターボタン１０７を用いて撮影を行い、第１の表示部１０１にて撮影画像の確認を行う。

また、使用者自身の撮影を行う場合には、以下のようにする。つまり、携帯端末１００を閉状態とし（図２）、本体側面のカメラ起動ボタン１０６とシャッターボタン１０７を用いて撮影を行い、第２の表示部１０５にて撮影画像の確認を行う。

図３は、本発明に係る撮像装置の、シャッターボタン（レリースボタン）１０８が半押しされてから、焦点調整処理、ブレ補正処理が行われるまでの処理の流れを示すブロック図である。

図３において、まず、焦点ズレの補正動作について説明する。

シャッターボタン１０８が半押しされる。すると、メインＣＰＵ１０９からの指令により、焦点ズレ検出部１１１が被写体の焦点ズレを検出する。そして、焦点ズレ検出部１１１は、検出されたズレに応じた出力信号をズレ補正演算手段１１３に向けて出力する。ズレ補正演算手段１１３は、受信した当該出力信号を基に、レンズの光軸方向への移動量を演算する。そして、前述の演算結果を基に、レンズ制御手段１１４がレンズを光軸方向に移動させるための駆動信号（駆動電流）を出力する。当該駆動信号（駆動電流）は、３軸レンズ駆動機構１１０の後述するフォーカスコイルに給電され、後述する電磁力により、レンズは光軸方向に移動する。

次に、手ブレなどによって生じる像のブレの補正動作について説明する。

たとえば、シャッターボタン１０８が全押しされる。すると、メインＣＰＵ１０９からの指令により、振れ検出部１１２は、Ｘ軸（光軸に垂直な軸）回り・Ｙ軸（光軸およびＸ軸に垂直な軸）回りの角速度を検出する。ブレ検出部１１２は、ブレに応じた出力信号をズレ補正演算手段１１３に向けて出力する。ズレ補正演算手段１１３は、当該出力信号を基に、レンズのＸ、Ｙ方向（光軸に垂直な平面内方向）への移動量を演算する。そして、前述の演算結果を基に、レンズ制御手段１１４がレンズを光軸に垂直な平面内方向に移動させるための駆動信号（駆動電流）を出力する。当該駆動信号（駆動電流）は、３軸レンズ駆動機構１１０の後述する所定のコイルに給電され、後述する電磁力により、レンズはＸ、Ｙ方向（光軸に垂直な平面内方向）に移動する。

さて次に、本発明に係る撮像装置の具体的な構成について説明する。図４は、本発明に係る撮像装置の構成を示す分解斜視図である。

図４において、ヨーク１は、磁性材で成型されると共に、中心に略矩形状の開口穴１ａを有している。また、開口穴１ａを中心として放射状に９０度間隔で、４つの壁部１ｂ、１ｃが形成されている。当該壁部１ｂ，１ｃは、略Ｌ字状であり、Ｘ−Ｙ平面から延在している壁部１ｂ，１ｃの端部は、Ｚ軸方向に延びている。ここで、２つの壁部１ｂ同士は、互いに対向して配設されており、２つの壁部１ｃ同士は、互いに対向して配設されている。

また、２つの第１のマグネット２ａは、ヨーク１の各壁部１ｂの内側面に各々接着固定されている。また、２つの第２のマグネット２ｂは、ヨーク１の各壁部１ｃの内側面に各々接着固定されている。

また、ベース３の一方面（−Ｚ方向の面）には、感光紙や基板に実装された、撮像素子４が位置決め固定されている。撮像素子４とは、受光面を有しており、当該受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等がある。

他方、ベース３の他方面（＋Ｚ方向の面）には、外部からの光を撮像素子４に導くレンズ群５が固定されている。ここで、ベース３とレンズ群５とは、レンズ群５の底部のプラスチック部がベース３の開口部３ａと嵌合することにより、固定されている。

なお、撮像素子４とレンズ群５とが固定されたベース３は、ヨーク１と固定される。したがって、結果的にヨーク１に対して、撮像素子４とレンズ群５とが固定されことになる。よって、設計の如何によっては、ベース３を省略しても良い。

また、フォーカスコイル６の開口部６ａには、コイルホルダ８が挿通され、両部材６，８は固定されている。ここで、コイルホルダ８は、レンズ群５を構成している一のレンズ（後述する図６のレンズ７）と一体固定されている。したがって、当該レンズ７は、フォーカスコイル６の開口部６ａに挿通固定されることとなる。なお、フォーカスコイル６は、レンズホルダ１６と連係しており、レンズ７の周方向成分を有する電流を流すことにより、レンズホルダ１６の側面形成体を光軸方向の力で付勢する。

また、レンズホルダ１６と連係しており、有効辺において光軸方向の成分を有する電流を流すことにより、レンズホルダ１６の側面形成体を光軸方向に垂直な力で付勢する、第１のコイル９ａと第２のコイル９ｂとを備えている。

有効辺およびこれに対抗する辺にＺ軸方向の電流が流れる第１のコイル９ａは、フォーカスコイル６の外周面に１８０度間隔で、接着固定されている。第１のコイル９ａは、その有効辺が第１のマグネット２ａとヨーク１とが形成する磁場中に位置するように、配置されている。

ここで、有効辺９ａ１とは、図５で示した斜線部分であり、第一のコイル９ａの端辺部（Ｚ軸方向に延びる端辺部）である。有効辺９ａ１は、Ｚ軸（光軸）方向の電流が流れる。つまり、有効辺９ａ１とは、第一のマグネット２ａ等が形成する磁場中において、第一のコイル９ａに電流を流したなら、所定の方向の電磁力が生じる部分である。

また、有効辺およびこれに対抗する辺にＺ軸方向の電流が流れる第２のコイル９ｂは、フォーカスコイル６の外周面に１８０度間隔（第１のコイル９ａと９０度間隔）で、接着固定されている。第２のコイル９ａは、その有効辺が第２のマグネット２ｂとヨーク１とが形成する磁場中に位置するように、配置されている。ここで、第２のコイル９ｂの有効辺の位置は、図５を用いて説明した第１のコイル９ａの有効辺の位置と同じ部分である。

また、カバー１０は、開口穴１０ａを有しており、この開口部１０ａの側面と、レンズ群５を構成するレンズ１１のコバ部とが接着固定されている。さらに、カバー１０の底面には突部（図示せず）を有しており、磁性片１２がこの突部に嵌合固定されている。

なお、磁性片１２は略円環状であり、カバー１０を介してレンズ１１に固定されている。また、磁性片１２には、放射状に９０度間隔の箇所（計４箇所）において、突起部１２ａが形成されている。

ここで、ヨーク１と第１、第２のマグネット２ａ，２ｂを、第一の磁場発生部および第二の磁場発生部と把握することができる。また、フォーカスコイル６と第一の磁場発生部とにより、第一の駆動部が構成されている。また、第１、第２のコイル９ａ，９ｂと第二の磁場発生部とにより、第二の駆動部が構成されている。

なお、第一の駆動部は、電磁力に基いて、側面形成体を弾性変形させることにより、撮像素子４に対してレンズ群５を、光軸方向に移動させるシステムである。また、第二の駆動部は、電磁力に基いて、前記側面形成体を弾性変形させることにより、撮像素子４に対してレンズ群５を、光軸方向に垂直な面内に移動させるシステムである。

さて次に、図４で示したレンズ群５の詳細な構成について説明する。ここで、レンズ群は、被写体の像を受光面に結像させる、少なくとも１以上のレンズから構成されている。

図６は、レンズ群５の分解斜視図である。図７は、レンズ群５を図６のＸ−Ｚ平面に沿って切断したときの、組立断面図である。

図６に示すように、レンズ群５は、３枚のレンズ７，１１，１３と、当該レンズ７，１１，１３を保持するレンズホルダ１４，１５，１６と、レンズ７に接着固定されているコイルホルダ８とで構成されている。

レンズホルダ１４は、略円筒形をなしており、弾性材（エラストマ）にて成型されている。また、レンズホルダ１４の略円形の両端部には、略円形のプラスチック製のレンズ台座１４ａ，１４ｂが各々に配置されている。ここで、少なくともレンズホルダ１４の側面形成体が、弾性体で構成されていれば良い。

当該レンズ台座１４ａ、１４ｂは、階段形状を有している。レンズ台座１４ａ側には、レンズ１１が嵌合固定される。他方、レンズ台座１４ｂ側には、レンズ１３が嵌合固定される。なお、レンズホルダ１４に負荷が掛かっていない状態における、レンズ台座１４ａ，１４ｂ間の距離が撮像装置使用時のレンズ間距離となるように、当該レンズホルダ１４は形成されている。

また、図６，７において、レンズホルダ１５も略円筒形の弾性材（エラストマ）にて成型されている。また、レンズホルダ１５の略円形の両端部には、略円形のプラスチック製のレンズ台座１５ａ，１５ｂが各々に配置されている。ここで、少なくともレンズホルダ１５の側面形成体が、弾性体で構成されていれば良い。

当該レンズ台座１５ａ、１５ｂは、階段形状を有している。レンズ台座１５ａ側には、レンズ１３が嵌合固定される。他方、レンズ台座１５ｂ側には、レンズ７が嵌合固定される。なお、レンズホルダ１５に負荷が掛かっていない状態における、レンズ台座１５ａ，１５ｂ間の距離が撮像装置使用時のレンズ間距離となるように、当該レンズホルダ１５は形成されている。また、上述したように、レンズ７には、コイルホルダ８が固定されており、当該コイルホルダ８は、図７に示すように、レンズホルダ１５とレンズホルダ１６とで挟み込まれている。

さらに、図６，７において、レンズホルダ１６も略円筒形の弾性材（エラストマ）にて成型されている。また、レンズホルダ１６の略円形の両端部には、略円形のプラスチック製のレンズ台座１６ａ，１６ｂが各々に配置されている。ここで、少なくともレンズホルダ１６の側面形成体が、弾性体で構成されていれば良い。

当該レンズ台座１６ａ、１６ｂは、階段形状を有している。レンズ台座１６ａ側には、レンズ７が嵌合固定される。他方、レンズ台座１６ｂ側には、図４で示したベース３が嵌合固定される。なお、レンズホルダ１５に負荷が掛かっていない状態における、レンズ台座１６ａ，１６ｂ間の距離が撮像装置使用時の距離となるように、当該レンズホルダ１６は形成されている。

なお、図４で示された撮像装置をＺ軸方向から見た透視断面図を、図８に示す。

図８からも分かるように、第１のコイル９ａの有効辺（図８の斜線部）９ａ１がヨーク１と第１のマグネット２ａとが形成する磁場の中心に位置するように、配設されている。また、第２のコイル９ｂは、その有効辺（図８の斜線部に対応する部分）がヨーク１と第２のマグネット２ｂとが作る磁場の中心に位置するように、配設されている。

次に、本実施の形態に係る撮像装置において、レンズ群５をＹ方向に移動させる場合の動作について、図９に基いて説明する。ここで、図９は、図８のＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、撮像装置使用時（伸張時）の構成を示す断面図である。

図９に示すように、第二の磁場発生部（ヨーク１および第１のマグネット２ａ）により、太い矢印方向（第１のマグネット２ａから第１のコイル９ａの有効辺９ａ１に向かう方向）の磁場が形成されている。ここで、図８，９から分かるように、第二の磁場発生部を構成する第１のマグネット２ａは、第１のコイル９ａの有効辺９ａ１に対して、Ｚ軸（光軸）方向に垂直な面内で対面して配設されている。

さて、図９に示されている磁場が発生している状態において、第１のマグネット２ａと対向する位置に配置されている第１のコイル９ａに、図９中の駆動パターンＰ１の電流を加える。つまり、図面左側の第１のコイル９ａには、上から下方向の電流を流し、図面右側の第１のコイル９ａには、下から上方向の電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、＋Ｙ方向（紙面奥から手前方向）の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、＋Ｙ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して＋Ｙ方向に移動する。

次に、図９に示されている磁場が発生している状態において、第１のコイル９ａに、図９中の駆動パターンＰ２の電流を加える。つまり、図面左側の第１のコイル９ａには、下から上方向の電流を流し、図面右側の第１のコイル９ａには、上から下方向の電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、−Ｙ方向（紙面手前から奥方向）の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、−Ｙ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して−Ｙ方向に移動する。

ところで、撮像時にＸ軸回りについての手ブレが生じたとする。この場合、当該Ｘ軸回りのブレ検出信号に基いて、第１のコイル９ａに流す電流の向き（駆動パターンＰ１またはＰ２）を変化させる。これにより、Ｘ軸回りの手ブレに応じた、レンズ群５の撮像素子４に対する±Ｙ方向の移動を制御することができ、結果としてＹ方向のブレを補正することができる。

また、レンズホルダ１６は弾性体であるので、第１のコイル９ａへの給電を中止すれば、レンズ群５の撮像素子４に対する位置は、レンズホルダ１６の弾性復元力により、元の位置に復帰できる。

次に、本実施の形態に係る撮像装置において、レンズ群５をＸ方向に移動させる場合の動作について、図１０に基いて説明する。ここで、図１０は、図８のＣ−Ｃ断面を示す断面図であり、撮像装置使用時（伸張時）の構成を示す断面図である。

図１０に示すように、第二の磁場発生部（ヨーク１および第２のマグネット２ｂ）により、太い矢印方向（第２のマグネット２ｂから第２のコイル９ｂの有効辺に向かう方向）の磁場が形成されている。ここで、図８，１０から分かるように、第二の磁場発生部を構成する第２のマグネット２ｂは、第２のコイル９ｂの有効辺に対して、Ｚ軸（光軸）方向に垂直な面内で対面して配設されている。

さて、図１０に示されている磁場が発生している状態において、第２のマグネット２ｂと対向する位置に配置されている第２のコイル９ｂに、図１０中の駆動パターンＰ３の電流を加える。つまり、図面上側の第２のコイル９ｂには、右から左方向の電流を流し、図面下側の第２のコイル９ｂには、左から右方向の電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、＋Ｘ方向（紙面奥から手前方向）の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、＋Ｘ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して＋Ｘ方向に移動する。

次に、図１０に示されている磁場が発生している状態において、第２のコイル９ｂに、図１０中の駆動パターンＰ４の電流を加える。つまり、図面上側の第２のコイル９ｂには、左から右方向の電流を流し、図面下側の第２のコイル９ｂには、右から左方向の電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、−Ｘ方向（紙面手前から奥方向）の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、−Ｘ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して−Ｘ方向に移動する。

ところで、撮像時にＹ軸回りについての手ブレが生じたとする。この場合、当該Ｙ軸回りのブレ検出信号に基いて、第２のコイル９ｂに流す電流の向き（駆動パターンＰ３またはＰ４）を変化させる。これにより、Ｙ軸回りのブレに応じた、レンズ群５の撮像素子４に対する±Ｘ方向の移動を制御することができ、結果としてＸ方向のブレを補正することができる。

また、レンズホルダ１６は弾性体であるので、第２のコイル９ｂへの給電を中止すれば、レンズ群５の撮像素子４に対する位置は、レンズホルダ１６の弾性復元力により、元の位置に復帰できる。

次に、本実施の形態に係る撮像装置において、レンズ群５をＺ方向に移動させる場合の動作について、図９，１０に基いて説明する。

図９，１０に示すように、第一の磁場発生部（ヨーク１および第１，２のマグネット２ａ，２ｂ）により、太い矢印方向（第１、２のマグネット２ａ，２ｂからフォーカスコイル６に向かう方向）の磁場が形成されている。ここで、図９，１０から分かるように、第一の磁場発生部を構成する第１、２のマグネット２ａ，２ｂは、フォーカスコイル６に対して、Ｚ軸（光軸）方向に垂直な面内で対面して配設されている。

さて、図９，１０に示されている磁場が発生している状態において、第１，２のマグネット２ａ，２ｂと対向する位置に配置されているフォーカスコイル６に、図９，１０中の駆動パターンＰ５の電流を加える。つまり、図９，１０において、＋Ｚ軸を中心として右回転する電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、＋Ｚ方向の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、＋Ｚ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して＋Ｚ方向に移動する。

次に、図９，１０に示されている磁場が発生している状態において、フォーカスコイル６に、図９，１０中の駆動パターンＰ６の電流を加える。つまり、つまり、図９，１０において、−Ｚ軸を中心として右回転する電流を流す。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、−Ｚ方向の電磁力が働く。ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７とベース３とは、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズ７は、ベース３（撮像素子４）に対して、−Ｚ方向に移動する。

ここで、上述したように、レンズ７には、レンズホルダ１５，１４を介して、レンズ１３，１１が接着固定されている。よって、レンズ７の移動に伴い、レンズ１１，１３も一体的に、ベース３（撮像素子４）に対して−Ｚ方向に移動する。

ところで、撮像時に焦点ズレが生じたとする。この場合、焦点ズレ検出信号に基いて、フォーカスコイル６に流す電流の向き（駆動パターンＰ５またはＰ６）を変化させる。これにより、焦点ズレに応じた、レンズ群５の撮像素子４に対する±Ｚ方向の移動を制御することができ、結果として焦点ズレを補正することができる。

また、レンズホルダ１６は弾性体であるので、フォーカスコイル６への給電を中止すれば、レンズ群５の撮像素子４に対する位置は、レンズホルダ１６の弾性復元力により、元の位置に復帰できる。

以上が、手ブレが生じたとき、または焦点ズレが生じたときの本実施の形態に係る撮像装置の補正動作の説明である。

次に、本実施の形態に係る撮像装置の使用時（レンズ系伸張時）から未使用時（レンズ系収納時）への切替え動作について、図９，１１，１２を用いて説明する。ここで、図１１は、図８のＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、レンズ系伸張状態からレンズ系収納状態へ移るまでの途中の段階の様子を示す図である。また、図１２は、図８のＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、レンズ系収納状態を示す図である。

上述のレンズホルダ１４，１５，１６は、フォーカスコイル６と連係される第一のレンズホルダ１６と、連係されない第二のレンズホルダ１４，１５とである。ここで、磁性片１２は、第二のレンズホルダ１４，１５に連係されている。

ここで、収納状態では、上記第一、二のレンズホルダ１４，１５，１６の側面形成体が光軸方向に圧縮される。また、当該収納状態において、第一の磁場発生部は、磁性片１２に対して、第二のレンズホルダ１４，１５の側面形成体の弾性力よりも強い光軸方向の引力を奏する。

さて、磁場が図９に示した方向に形成されている状態において、フォーカスコイル６に、焦点ズレ補正動作のときよりも大きな電流を流す。なお、流す電流の向きは、図９に示した駆動パターン６の方向である。

すると、フレミングの左手の法則に従い、コイルホルダ８には、−Ｚ方向の電磁力が働く。ここで、発生する電磁力は、電流値の大きさに比例して大きくなるので、コイルホルダ８に働く電磁力の大きさは、焦点ズレ補正時のときの電磁力よりも大きい。

ところで、上述したように、コイルホルダ８とレンズ７とは一体である。また、レンズ７は、レンズホルダ１６により結合されている。また、レンズホルダ１６は円筒部が弾性部材であり、ベース３の位置は不変である。以上のことから、レンズホルダ１６は、−Ｚ方向に圧縮される。ここで、焦点ズレ補正時よりも大きな電磁力を発生しているので、−Ｚ方向の変位も、焦点ズレ補正時よりも大きい。

上記電磁力により、レンズホルダ１６が−Ｚ方向に圧縮されると、図１１に示す状態となる。つまり、カバー１０下端に配置された磁性片１２が、ヨーク１および第１、第２のマグネット２ａ，２ｂにより形成される磁場中に侵入し始める。

すると、当該磁場中において磁性片１２には、磁束密度の高い場所に移動しようとする磁力（引力）が働く。したがって、当該磁力も加算されることによって、図１２に示すように、磁性片１２と一体となったカバー１０は、当該磁性片１２が第１、第２のマグネット２ａ，２ｂの高さ方向の略中心に位置するところまで、引き下げられる。つまり、収納状態において、磁性片１２と第１、第２のマグネット２ａ，２ｂとは、光軸方向に垂直な面内で対面している。

なお、レンズホルダ１４，１５，１６は弾性部材により構成されているので、ベース３に対するカバー１０の−Ｚ方向の移動も問題なく行われる。ここで、上述したように、カバー１０は、レンズホルダ１４，１５，１６と、レンズ１１，１３，７を介して、ベース３に固定されている。

以上のようにして、レンズホルダ１４，１５，１６が弾性部材であること、およびヨーク１等との間での磁力（引力）が磁性片１２（間接的に第１のレンズ１１）に作用することにより、簡単な構成で、不使用時の各レンズ間の隙間を効率よく縮めることができる。つまり、簡単な構成で、レンズ系収納状態を達成することができる。

さて、レンズ系収納状態にある撮像装置を、レンズ系伸張状態にする場合には、以下のようにする。

まず、図１２に示す状態において、フォーカスコイル６に図中の駆動パターン５に示す方向に、所定量の電流を流す。なお、図１２に示す磁場が発生している状態において、上述の方向に電流を流すと、＋Ｚ方向に力が働く。ここで、フォーカスコイル６に流す電流の大きさは、次の関係を満たす量であれば良い。

つまり、Ｆ１（磁力（引力））≦Ｆ２（復帰弾性力）＋Ｆ３（電磁力）、である。ここで、Ｆ１は、磁性片１２と、ヨーク１および第１、第２のマグネット２ａ，２ｂとの間に働く引力である。Ｆ２は、各レンズホルダ１４，１５，１５の復帰弾性力である。Ｆ３は、ヨーク１および第１、第２のマグネット２ａ，２ｂとが形成する磁場内に、フォーカスコイル６に電流Ｉ３を流した場合に生じる電磁力である。なお、電磁力Ｆ３は、電流Ｉ３に比例する。

したがって、フォーカスコイル６に流す電流Ｉ３の値は、上式を満たす値であれば良い。

そして、上式を満たす値の電流Ｉ３をフォーカスコイル６に流せば、全体として＋Ｚ方向の力が強くなり、磁性片１２は、図１２に示す磁場作用範囲から押し出される。このように、磁性片１２が磁場作用範囲から押し出されると、レンズホルダ１４、１５、１６の復帰弾性力も相俟って、レンズ系は伸張状態へと復帰する。

以上が、本発明に係る撮像装置の構造および動作である。

上記のように、本発明に係る撮像装置は、少なくとも側面形成体が弾性体で構成されているレンズホルダ１４，１５，１６を備えている。

したがって、当該撮像装置を備える携帯端末１００を地面に落下させたとしても、レンズホルダ１４，１５，１６の側面形成体において衝撃力が吸収される。よって、撮像装置（特にレンズ系）へのダメージを最小限に抑えることができる。さらに、レンズホルダ１４，１５，１６は弾性力を有しているので、上記衝撃力が解消されると、余分な付勢手段を設けずとも、レンズ７，１１，１３を元の位置に復帰させることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、電磁力に基いて、撮像素子４に対してレンズ７，１１，１３を光軸方向に移動させる第一の駆動部（フォーカスコイル６および第一の磁場発生部（ヨーク１と第１，第２のマグネット２ａ，２ｂ））を備えている。

したがって、たとえば焦点ズレを検知した場合には、当該第一の駆動部により、レンズ７，１１，１３を光軸方向に移動させることにより、簡便なシステムにて、フォーカスズレ補正を行うことができる。

また、本発明に係る撮像装置は、電磁力に基いて、撮像素子４に対してレンズ７，１１，１３を光軸方向に垂直な平面内に移動させる第二の駆動部（第１、第２のコイル９ａ，９ｂ、および第二の磁場発生部（ヨーク１と第１、第２のマグネット２ａ，２ｂ））を、備えている。

したがって、たとえば手ブレによるズレを検知した場合には、当該第二の駆動部により、レンズ７，１１，１３を光軸方向に垂直な面内に移動させることにより、簡便なシステムにて、手ブレによるズレ補正を行うことができる。

さらに、本発明に係る撮像装置は、第一の駆動部に加えて、間接的にレンズ１１に固定された磁性片１２を有している。そして、第一の磁場発生部は、撮像装置の収納状態おいて、当該磁性片１２に対して光軸方向に垂直な平面内で対面しており、当該磁性片１２との間で引力が働いている。

したがって、第一の駆動部により、磁性片１２を第一の磁場発生部が形成する磁場作用範囲内に移動させれば、磁性片１２は、第一の磁場発生部との引力により、さらに−Ｚ方向に移動させられ、所定の場所で磁性片１２（つまり、レンズ７，１１，１３）は保持される。よって、簡易なシステムにより、撮像装置のレンズ系収納状態にすることができる。

さらに、第一の駆動部により、レンズ７，１１，１３を＋Ｚ方向に移動させれば、レンズホルダ１４，１５，１６の有する弾性力と相俟って、磁性片１２を、第一の磁場発生部が形成する磁場作用範囲内から押し出すことができる。つまり、簡易なシステムにより、撮像装置のレンズ系を伸張状態にすることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、複数のレンズおよび複数のレンズホルダにより構成された撮像装置の場合について言及した。本実施の形態２では、一つのレンズと一つのレンズホルダより構成された撮像装置について説明する。

図１３は、撮像装置使用時（伸張時）の構成を示す断面図である。図１３に示すように、本実施の形態２に係る撮像装置は、一つのレンズ１１と一つのレンズホルダ１４により構成されている。

図１３に示すように、ベース３の一方面（−Ｚ方向の面）には、感光紙や基板に実装された、撮像素子４が位置決め固定されている。他方、ベース３の他方面（＋Ｚ方向の面）には、レンズホルダ１４が固定されている。なお、撮像素子４とレンズホルダ１４とが固定されたベース３は、ヨーク１と固定される。

ここで、実施の形態１と同様に、レンズホルダ１４の側面形成体は弾性体である。

したがって、結果的にヨーク１に対して、撮像素子４とレンズホルダ１４とが固定されことになる。よって、設計の如何によっては、ベース３を省略しても良い。ここで、実施の形態１と同様に、ヨーク１には、第１のマグネット２ａが接着固定されており、ヨーク１と第１のマグネット２ａとにより、図１３に示す方向の磁場を発生させている。

ここで、図示していないが、実施の形態１と同様に、ヨーク１には、第２のマグネットも接着固定されており、ヨーク１と第２のマグネット２ｂとにより、所定の方向に磁場（図１０に示す方向の磁場）を発生させている。

さらに、レンズホルダ１４とカバー１０とは接着固定されている。また、カバー１０には開口部１０ａが穿設されている。そして、開口部１０ａの側面部と、レンズ１１のコバ部とが接着固定されている。つまり、カバー１０を介して、レンズ１１はレンズホルダ１４により保持されている。なお、カバー１０は突部（図示せず）を有しており、磁性片１２は当該突部に嵌合固定されている。つまり、磁性片１２は、レンズホルダ１４と連係している。

また、フォーカスコイル６の開口部６ａに、カバー１０が挿通固定されている。ここで、フォーカスコイル６の開口部６ａの中心とカバー１０の開口部１０ａの中心とは、図面の垂直軸上に存する。

なお、実施の形態１と同様に、フォーカスコイル６の側面部には、第１のコイル９ａが接着固定されている。また、図示していないが、実施の形態１と同様に、フォーカスコイル６の側面部には、第２のコイル９ｂが接着固定されている。

なお、焦点ズレおよび手ぶれによるズレの補正動作は、実施の形態１と同様である。

つまり、フォーカスコイル６は、レンズホルダ１４と連係している。したがって、図１３に示す磁場が発生している状態において、フォーカスコイル６に、レンズ１１の周方向成分を有する電流を流す。すると、光軸方向（Ｚ軸方向）の電磁力が発生し、レンズホルダ１４の弾性により、レンズ１１は光軸方向（Ｚ軸方向）に移動する。

また、第１のコイル９ａは、レンズホルダ１４と連係している。したがって、図１３に示す磁場が発生している状態において、第１のコイル９ａの有効辺（図５参照。また、当該有効辺に対向する辺も含む）において光軸方向（Ｚ軸方向）成分を有する電流を流す。すると、光軸方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）の電磁力が発生し、レンズホルダ１４の弾性により、レンズ１１は、Ｙ軸方向に移動する。

また、第２のコイル９ｂ（図示せず）は、レンズホルダ１４と連係している。したがって、図１３に示す構造において図１０に示した方向に磁場が発生している場合には、第２のコイル９ｂ（図１３では図示せず）の有効辺（当該有効辺に対向する辺も含む）において光軸方向（Ｚ軸方向）成分を有する電流を流す。すると、光軸方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）の電磁力が発生し、レンズホルダ１４の弾性により、レンズ１１は、Ｘ軸方向に移動する。

次に、本実施の形態２に係る撮像装置の、使用時（レンズ系伸張時）から未使用時（レンズ系収納時）への切替え動作について、図１３から図１５を用いて説明する。

ここで、図１３は、使用時（レンズ系伸張時）を示す断面図である。図１４は、使用時から未使用時に至る途中の段階を示す断面図である。図１５は、未使用時（レンズ系収納時）を示す断面図である。

なお、レンズホルダ１４の側面形成体が光軸方向（Ｚ軸方向）に圧縮されるレンズ１１の収納状態において、第一の磁場発生部（ヨーク１と第１のマグネット２ａ）は、磁性片１２に対して、レンズホルダ１４の側面形成体の弾性力よりも強い光軸方向の引力を奏する。

さて、図１３に示した方向に磁場発生している状態において、フォーカスコイル６に焦点ズレ補正動作のときよりも大きな電流を流す。ここで、フォーカスコイル６に流される電流の向きは、図１３に示した駆動パターン６の方向である。

フォーカスコイル６に上記電流が流れると、フレミングの左手の法則により、フォーカスコイル６を介してレンズホルダ１４に−Ｚ方向の電磁力が働く。ここで、当該電磁力は、フォーカスコイル６に流される電流値に比例して大きくなるので、当該電磁力の大きさは、焦点ズレ補正動作のときよりも大きい。

ところで、上述したように、カバー１０とレンズ１１とは一体である。また、レンズ１１は、レンズホルダ１４により間接的に保持されている。さらに、レンズホルダ１４の側面部は弾性を有している。

このことから、上記電磁力が発生すると、レンズ１１、カバー１０および磁性片１２は、レンズホルダ１４の弾性圧縮により、−Ｚ方向に移動する。なお、当該移動に際して、ベース３の位置は不変である。また、撮像装置の収納時には、焦点ズレ補正時よりも大きな電磁力が発生しているので、上記−Ｚ方向の変位も、焦点ズレ補正時の−Ｚ方向の変位よりも大きい。

さて、上記電磁力により、レンズホルダ１４が−Ｚ軸方向に圧縮されると、図１４に示す状態に至る。つまり、カバー１０の上端に配設された磁性片１２が、ヨーク１および第１のマグネット２ａ等により形成される磁場中に侵入し始める。

すると、磁性片１２には、磁束密度の高い場所（第１のマグレット２ａの略中心部）に移動しようとする磁力が働く。したがって、上記電磁力に加えて当該磁力が加算されることにより、図１５に示される状態までレンズホルダ１４は圧縮される。つまり、レンズ１１およびカバー１０等は、磁性片１２ｇ第１のマグネット２ａの高さ方向の略中心に位置するところまで、−Ｚ軸方向にさらに移動する（図１５）。

ところが、カバー１０下部がヨーク１と当接するので、磁性片１２、レンズ１１等はさらに−Ｚ軸方向に移動するものの、磁性片１２が第１のマグレット２ａの略中心に達する前に、当該移動は終了する（レンズ系の収納状態）。

なお、図１５に示すように、収納状態において、磁性片１２と第１のマグネット２ａとは、光軸方向に垂直な面内で対面している。

また、レンズ系の収納状態からレンズ系の伸張状態への動作は、実施の形態１の説明した内容の例によるので、ここでの説明は省略する。

以上のように構成されているので、本実施の形態２に係る撮像装置も、実施の形態１に係る撮像装置と同様に、所定のズレ補正動作および伸張−収納動作を行うことができる。なお、上記以外の構成は、実施の形態１に係る撮像装置と同様であるので、本実施の形態２に係る撮像装置は、実施の形態１で記載したその他の効果も奏する。

本発明に係る撮像装置を備える携帯端末の開状態を示す斜視図である。 本発明に係る撮像装置を備える携帯端末の閉状態を示す斜視図である。 本発明に係る撮像装置の補正処理が行われるまでの流れを示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置の構成を示す分解斜視図である。 コイルの有効辺を説明するための図である。 レンズ群の構成を示す分解斜視図である。 レンズ群の構成を示す断面図である。 本発明に係る撮像装置の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態２に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態２に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。 実施の形態２に係る撮像装置の動作を説明するための断面図である。

符号の説明

１ ヨーク、１ａ 開口穴、１ｂ，１ｃ 壁部、２ａ 第１のマグネット、２ｂ 第２のマグネット、３ ベース、３ａ 開口部、４ 撮像素子、５ レンズ群、６ フォーカスコイル、７，１１，１３ レンズ、８ コイルホルダ、９ａ 第１のコイル、９ｂ 第２のコイル、９ａ１ 有効辺、１０ カバー、１２ 磁性片、１２ａ 突起部、１４，１５，１６ レンズホルダ、１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ レンズ台座、１００ 携帯端末、１０１ 第１の表示部、１０２ 操作部、１０３ ヒンジ部、１０４ 撮像装置、１０５ 第２の表示部、１０６ カメラ起動ボタン、１０７，１０８ シャッターボタン、１０９ メインＣＰＵ、１１０ ３軸レンズ駆動機構、１１１ 焦点ズレ検出部、１１２ ブレ検出部、１１３ ズレ補正演算手段、１１４ レンズ制御手段。

Claims (6)

1. 受光面を有し、前記受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   被写体の像を前記受光面に結像させる、少なくとも１以上のレンズと、
   前記レンズを保持し、少なくとも側面形成体が弾性体で構成されているレンズホルダとを、備えており、
   前記レンズは、
   移動可能に、前記側面形成体により保持されており、
   前記側面形成体を弾性変形させることにより、前記撮像素子に対して前記レンズを、光軸方向に移動させる第一の駆動部を、さらに備えており、
   前記第一の駆動部は、
   前記レンズホルダと連係され、前記レンズの周方向成分を有する電流を流すことにより、前記側面形成体を前記光軸方向の力で付勢するフォーカスコイルと、
   前記フォーカスコイルに対して、前記光軸方向に垂直な面内で対面して配設されており、前記フォーカスコイルとの対面方向成分を有する磁場を発生させる第一の磁場発生部とを、備えており、
   前記レンズホルダは、
   前記フォーカスコイルと連係される第一のレンズホルダと、連係されない第二のレンズホルダとを含み、
   前記撮像装置は、
   前記第二のレンズホルダに連係された磁性片を、さらに備えており、
   前記第一の磁場発生部は、
   前記第一、二のレンズホルダの側面形成体が前記光軸方向に圧縮される前記レンズの収納状態において、前記磁性片に対して、前記第二のレンズホルダの側面形成体の弾性力よりも強い前記光軸方向の引力を奏する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 受光面を有し、前記受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   被写体の像を前記受光面に結像させる、少なくとも１以上のレンズと、
   前記レンズを保持し、少なくとも側面形成体が弾性体で構成されているレンズホルダとを、備えており、
   前記レンズは、
   移動可能に、前記側面形成体により保持されており、
   前記側面形成体を弾性変形させることにより、前記撮像素子に対して前記レンズを、光軸方向に移動させる第一の駆動部を、さらに備えており、
   前記第一の駆動部は、
   前記レンズホルダと連係され、前記レンズの周方向成分を有する電流を流すことにより、前記側面形成体を前記光軸方向の力で付勢するフォーカスコイルと、
   前記フォーカスコイルに対して、前記光軸方向に垂直な面内で対面して配設されており、前記フォーカスコイルとの対面方向成分を有する磁場を発生させる第一の磁場発生部とを、備えており、
   前記レンズおよび前記レンズホルダは、一つであり、
   前記撮像装置は、
   磁性片をさらに備えており、
   前記レンズホルダは、
   前記フォーカスコイルに連係されると伴に、前記磁性片に連係されており、
   前記第一の磁場発生部は、
   前記レンズホルダの側面形成体が前記光軸方向に圧縮される前記レンズの収納状態において、前記磁性片に対して、前記レンズホルダの側面形成体の弾性力よりも強い前記光軸方向の引力を奏する、
   ことを特徴とする撮像装置。
3. 前記側面形成体を弾性変形させることにより、前記撮像素子に対して前記レンズを、光軸方向に垂直な面内に移動させる第二の駆動部を、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第二の駆動部は、
   前記レンズホルダと連係され、有効辺において前記光軸方向の成分を有する電流を流すことにより、前記側面形成体を前記光軸方向に垂直な力で付勢するコイルと、
   前記コイルの前記有効辺に対して、前記光軸方向に垂直な面内で対面して配設されており、前記コイルとの対面方向成分を有する磁場を発生させる第二の磁場発生部とを、備えている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記コイルは、前記レンズの周方向に沿って略均等間隔に、４つ配置されており、
   各前記コイルに対面して、各々前記第二の磁場発生部が配設されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第一の磁場発生部と前記第二の磁場発生部とは、同一部材により構成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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