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JP2006243351A - Imaging device - Google Patents

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Publication number
JP2006243351A
JP2006243351A JP2005058961A JP2005058961A JP2006243351A JP 2006243351 A JP2006243351 A JP 2006243351A JP 2005058961 A JP2005058961 A JP 2005058961A JP 2005058961 A JP2005058961 A JP 2005058961A JP 2006243351 A JP2006243351 A JP 2006243351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens barrel
coil
distance
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005058961A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takenori Uejima
健紀 上嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2005058961A priority Critical patent/JP2006243351A/en
Publication of JP2006243351A publication Critical patent/JP2006243351A/en
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Abstract

【課題】携帯電話機用のカメラモジュールや小型デジタルカメラ等に適したオートフォーカス機能付きの撮像装置を小型化する。
【解決手段】レンズ1を収納した鏡筒2と、該レンズ1と対向する位置で基板10の面上に載置された撮像素子5と、被写体7とレンズ1の間の距離に応じて鏡筒2を基板10の面に直交する方向に移動させるオートフォーカス機構20を備えた撮像装置において、鏡筒2は、基板10側の端部に撮像素子5への不要外部光を遮断するためのスカート部2aが一体的に設けられている。また、レンズ1と撮像素子5の間の最小距離を所定の距離に設定するためのスペーサ4が設けられている。
【選択図】図1
An image pickup apparatus having an autofocus function suitable for a camera module for a mobile phone or a small digital camera is miniaturized.
A lens barrel 2 in which a lens 1 is housed, an image sensor 5 placed on a surface of a substrate 10 at a position facing the lens 1, and a mirror according to a distance between a subject 7 and the lens 1. In the imaging apparatus including the autofocus mechanism 20 that moves the cylinder 2 in a direction orthogonal to the surface of the substrate 10, the lens barrel 2 is used to block unnecessary external light to the imaging element 5 at the end on the substrate 10 side. A skirt portion 2a is integrally provided. In addition, a spacer 4 is provided for setting the minimum distance between the lens 1 and the image sensor 5 to a predetermined distance.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、鏡筒内に組み付けられたレンズを介して撮像素子で被写体の画像を入力する撮像装置に関すものである。   The present invention relates to an image pickup apparatus that inputs an image of a subject with an image pickup element via a lens assembled in a lens barrel.

図8は、例えば、特許文献1(特開2002−27311号公報)に開示された従来の撮像装置の概略構成を示す断面図である。
図8に示すように、特許文献1には、レンズ1が内部に組み付けられている鏡筒2と、撮像素子5を実装(載置)する基板10と、鏡筒2を基板10に取り付けるためのホルダー30とを備えた撮像装置において、基板10と撮像素子5の間に、レンズ1と撮像素子との間の距離を設定する距離設定部40を備えたことを特徴とする撮像装置が開示されている。そして、特許文献1には、基板10に実装された撮像素子5を囲む状態にホルダー30を取り付け、このホルダー30にレンズ1が組み付けられた鏡筒2をねじ込み式で取り付けること、撮像素子5に対するレンズ1の位置の微調整が必要な場合には鏡筒2を僅かに回転させること、設計変更等でレンズ1を他のレンズに変更するなどの光学系の変更があった場合には光学系の焦点位置に合わせて撮像素子5の厚さhを調整することなどが記載されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional imaging device disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-27311).
As shown in FIG. 8, Patent Document 1 discloses a lens barrel 2 in which a lens 1 is assembled, a substrate 10 on which an imaging element 5 is mounted (placed), and a method for attaching the lens barrel 2 to the substrate 10. An image pickup apparatus including the holder 30 includes a distance setting unit 40 that sets a distance between the lens 1 and the image pickup element between the substrate 10 and the image pickup element 5. Has been. And in patent document 1, the holder 30 is attached to the state surrounding the image pickup device 5 mounted on the substrate 10, the lens barrel 2 with the lens 1 assembled to the holder 30 is attached by screwing, and the image pickup device 5 is attached. When fine adjustment of the position of the lens 1 is necessary, the optical system is changed when the optical system is changed such as slightly rotating the lens barrel 2 or changing the lens 1 to another lens due to a design change or the like. And adjusting the thickness h of the image pickup device 5 in accordance with the focal position.

上述した特許文献1に開示された従来の撮像装置は、手動によって光学系の焦点距離を調整するものであるが、これに対してオートフォーカス機能を追加した場合の従来の撮像装置としては、図9に示した構成のものが考えられる。
即ち、図9は、図8の構成の撮像装置において、ホルダー30に更にオートフォーカス機能を追加した場合の構成を概念的に示した断面図である。
図において、1はレンズ、2は鏡筒、5は撮像素子、7は被写体、10は基板、12は調整リングである。
また、13はヨーク、14は磁石、15はコイル、20はオートフォーカス機構であって、オートフォーカス機構20は、ヨーク13、磁石14およびコイル15などで構成されている。
また、l(スモールエル)はレンズ1と撮像装置5との間の距離である。
The conventional imaging device disclosed in Patent Document 1 described above manually adjusts the focal length of the optical system. However, as a conventional imaging device when an autofocus function is added to this, as shown in FIG. The thing of the structure shown in 9 can be considered.
That is, FIG. 9 is a cross-sectional view conceptually showing a configuration when an autofocus function is further added to the holder 30 in the imaging apparatus having the configuration of FIG.
In the figure, 1 is a lens, 2 is a lens barrel, 5 is an image sensor, 7 is a subject, 10 is a substrate, and 12 is an adjustment ring.
13 is a yoke, 14 is a magnet, 15 is a coil, and 20 is an autofocus mechanism. The autofocus mechanism 20 is composed of a yoke 13, a magnet 14, a coil 15, and the like.
Further, l (small L) is a distance between the lens 1 and the imaging device 5.

12は調整リングであって、調整リング12は、図に示すように鏡筒2の中心軸(図示なし)を中心として所定の間隙(隙間)12aを有して同心円状に配置され、基板10側の端部で一体化されている2つの円筒状部材で構成されている。
この調整リング12の下端はホルダー16に接していると共に、調整リング12の内周面に鏡筒2がねじ込み式で取り付けられている。
また、調整リング12が基板10と直交する方向に移動自在の状態で、ヨーク13の一端13aは該2つの円筒状部材の間隙12aに挿入されている。
なお、レンズ1は、2枚構成のものを示しているが、1枚構成のレンズであってもよいことは言うまでもない。
また、l(スモールエル)はレンズ1と撮像装置5との間の距離である。
Reference numeral 12 denotes an adjustment ring. The adjustment ring 12 is arranged concentrically with a predetermined gap (gap) 12a around a central axis (not shown) of the lens barrel 2 as shown in the figure. It is composed of two cylindrical members integrated at the end on the side.
The lower end of the adjustment ring 12 is in contact with the holder 16, and the lens barrel 2 is attached to the inner peripheral surface of the adjustment ring 12 by screwing.
Further, one end 13a of the yoke 13 is inserted into the gap 12a between the two cylindrical members while the adjustment ring 12 is movable in a direction perpendicular to the substrate 10.
In addition, although the lens 1 has shown the thing of 2 sheet structure, it cannot be overemphasized that the lens of 1 sheet structure may be sufficient.
Further, l (small L) is a distance between the lens 1 and the imaging device 5.

ここで、オートフォーカス機構20の動作について、簡単に説明しておく。
略円筒状のヨーク13の内周面に配置された磁石14と略円筒状の調整リング12の外周面に配置されたコイル15は、互いに対向して配置されており、磁石14とヨーク13によりコイル15を横切るように磁力線が発生する。
コイル15に電流を流すとフレミングの左手の法則に従って、コイル15に力がかかる。
例えば、左のコイル15には紙面手前方向に、右のコイル15には紙面奥手方向に電流を流すと、コイル15は上方向(基板10より上の方向)に力がかかる。
コイル15は調整リング12に固定されており、鏡筒2は調整リング12にねじ込み式で取り付けられているので、コイル15にかかる力によって鏡筒2の中に収納されているレンズ1は上方向(z方向)へ移動する。
従って、被写体7の位置までの距離に応じてコイルに流れる電流値を調整することにより、フォーカス調整(オートフォーカス調整)を行うことができる。
Here, the operation of the autofocus mechanism 20 will be briefly described.
The magnet 14 disposed on the inner circumferential surface of the substantially cylindrical yoke 13 and the coil 15 disposed on the outer circumferential surface of the substantially cylindrical adjusting ring 12 are disposed to face each other. Magnetic field lines are generated across the coil 15.
When a current is passed through the coil 15, a force is applied to the coil 15 according to Fleming's left-hand rule.
For example, when a current is applied to the left coil 15 in the front direction of the paper and a right coil 15 is applied in the direction of the back of the paper surface, the coil 15 is applied in an upward direction (a direction above the substrate 10).
Since the coil 15 is fixed to the adjustment ring 12 and the lens barrel 2 is screwed onto the adjustment ring 12, the lens 1 housed in the lens barrel 2 by the force applied to the coil 15 is directed upward. Move to (z direction).
Accordingly, the focus adjustment (autofocus adjustment) can be performed by adjusting the value of the current flowing through the coil in accordance with the distance to the position of the subject 7.

ところで、図9に示した従来の撮像装置において、調整リング12を設けている理由について説明する。
オートフォーカス機能付きの小型のカメラモジュールの場合は、レンズ1の上方向(即ち、撮像素子5を載置した基板10の面に直交する方向)の動作を小さくするためには、オートフォーカス調整を行う初期位置においてピントが合うまで手動でピント調整を行う必要がある。
さもなければ、レンズ1が初期位置を維持するために、常時コイル15に電流を流し続ける必要があり、バッテリー容量の小さいカメラ搭載の携帯電話機や小型デジタルカメラなどでは、バッテリーの残存容量がすぐに低下し、動作できる時間が短くなってしまう。
調整リング12は、コイル15に電流を長さなくても、ピントが合っている初期位置に機械的に調整するためのものであり、鏡筒2を調整リング12にねじ込むことによって、レンズ1の位置を所定の初期位置に調整できるようになっている。
特開2002−027311号公報(図1、段落0009)
Now, the reason why the adjustment ring 12 is provided in the conventional imaging apparatus shown in FIG. 9 will be described.
In the case of a small camera module with an autofocus function, in order to reduce the upward movement of the lens 1 (that is, the direction perpendicular to the surface of the substrate 10 on which the image sensor 5 is placed), the autofocus adjustment is performed. It is necessary to manually adjust the focus until focus is achieved at the initial position.
Otherwise, in order to maintain the initial position of the lens 1, it is necessary to keep the current flowing through the coil 15 at all times. In a mobile phone with a small battery capacity or a small digital camera, the remaining capacity of the battery is immediately It decreases and the time that it can operate becomes short.
The adjustment ring 12 is used for mechanical adjustment to the initial position where the focus is in place without applying a current to the coil 15. By screwing the lens barrel 2 into the adjustment ring 12, The position can be adjusted to a predetermined initial position.
JP 2002-027311 A (FIG. 1, paragraph 0009)

従来のオートフォーカス機能付き撮像装置は、上述したように、レンズ1の位置を所定の初期位置に調整するためのねじ込み式の調整リング12や該調整リング12を支持して固定すると共に外部からの光を遮断するためのホルダー16などを必要とするので、小型化を図るのが困難であった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、携帯電話機用のカメラモジュールや小型デジタルカメラなどに適した小型化されたオートフォーカス機能付きの撮像装置を提供することを目的とする。
As described above, the conventional image pickup apparatus with an autofocus function supports and fixes the screw-type adjustment ring 12 for adjusting the position of the lens 1 to a predetermined initial position, and the adjustment ring 12 as well as from the outside. Since the holder 16 for blocking light is required, it is difficult to reduce the size.
The present invention has been made to solve such problems, and provides a downsized image pickup apparatus with an autofocus function suitable for a camera module for a mobile phone or a small digital camera. Objective.

本発明に係る撮像装置は、レンズを収納した鏡筒と、上記レンズと対向する位置で基板面上に載置された撮像素子と、被写体と上記レンズの間の距離に応じて上記鏡筒を上記基板面に直交する方向に移動させるオートフォーカス機構を備えた撮像装置において、上記鏡筒は、上記基板側の端部に上記撮像素子への不要外部光を遮断するためのスカート部が一体的に設けられているものである。   An imaging apparatus according to the present invention includes a lens barrel that accommodates a lens, an imaging element that is placed on a substrate surface at a position facing the lens, and the lens barrel that corresponds to a distance between a subject and the lens. In the imaging apparatus having an autofocus mechanism that moves in a direction perpendicular to the substrate surface, the lens barrel has an integrated skirt portion for blocking unnecessary external light to the imaging element at an end portion on the substrate side. Is provided.

また、本発明に係る撮像装置は、上記レンズと上記撮像素子の間の最小距離を所定の距離に設定するためのスペーサを設けているものである。   Moreover, the imaging device according to the present invention is provided with a spacer for setting a minimum distance between the lens and the imaging element to a predetermined distance.

本発明に係る撮像装置によれば、鏡筒は基板側の端部に撮像素子への不要外部光を遮断するためのスカート部が一体的に設けられているので、鏡筒を支持するとともに、撮像素子への外部光を遮断するための別部材としてのホルダーが不要となり、装置の小型化が図れる。   According to the imaging apparatus according to the present invention, the lens barrel is integrally provided with a skirt portion for blocking unnecessary external light to the imaging device at the end on the substrate side. A holder as a separate member for blocking external light to the image sensor is not required, and the apparatus can be miniaturized.

また、本発明に係る撮像装置によれば、スペーサによってコイル電流が0のときの初期位置を設定することができるので、従来装置における調整リングも不要となり、
さらに装置の小型化が図れる。
In addition, according to the imaging apparatus according to the present invention, the initial position when the coil current is 0 can be set by the spacer, so the adjustment ring in the conventional apparatus is not necessary,
Furthermore, the apparatus can be miniaturized.

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各図間において、同一符合は、同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。
図1において、1は単数あるいは複数枚で構成されるレンズ、2はレンズ1が内部に組み付けられている鏡筒、5は撮像素子、7は被写体、10は撮像素子5を実装(載置)する基板、20はレンズ1が組み付けられている鏡筒2を基板10に対して直交する方向に移動させて、オートフォーカス調整を行うためのオートフォーカス機構20である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol represents the same thing or an equivalent thing between each figure.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a lens composed of a single lens or a plurality of lenses, 2 is a lens barrel in which the lens 1 is assembled, 5 is an image sensor, 7 is a subject, 10 is an image sensor 5 mounted (placed). A substrate 20 is an autofocus mechanism 20 for performing autofocus adjustment by moving the lens barrel 2 on which the lens 1 is assembled in a direction orthogonal to the substrate 10.

また、4は、レンズ1の最下面(即ち、撮像素子5と対向する面)に固定され、オートフォーカス機構20によってレンズ1が基板10側に接近した時に、レンズ1と撮像素子5との間が所定の距離以下にならないように規制するためのスペーサである。
即ち、スペーサ4は、レンズ1と撮像素子5の間の最小距離を所定の距離(後述する初期位置におけるレンズ1と撮像素子5の間の距離)に設定するための部材である。
また、3は、スペーサ4を鏡筒2の内壁に取り付けて支持するためのレンズ支持部であり、スペーサ4はレンズ支持部3に取り付けられている。
なお、レンズ1とレンズ支持部3は一体的に形成されていてもよい。
Reference numeral 4 is fixed to the lowermost surface of the lens 1 (that is, the surface facing the image sensor 5). When the lens 1 approaches the substrate 10 side by the autofocus mechanism 20, the distance between the lens 1 and the image sensor 5 is reached. Is a spacer for restricting the distance from falling below a predetermined distance.
That is, the spacer 4 is a member for setting a minimum distance between the lens 1 and the image sensor 5 to a predetermined distance (a distance between the lens 1 and the image sensor 5 at an initial position described later).
Reference numeral 3 denotes a lens support portion for attaching and supporting the spacer 4 to the inner wall of the lens barrel 2, and the spacer 4 is attached to the lens support portion 3.
In addition, the lens 1 and the lens support part 3 may be formed integrally.

図に示すように、鏡筒2は、レンズ1を収納する第一の円筒部(符合は付さず)と、この第一の円筒部の中心軸(図示せず)を中心として同心円状に配置された第二の円筒部(符合は付さず)を有しており、第二の円筒部は、第一の円筒部の基板10側の端部において第一の円筒部と一体的に形成されている。
そして、鏡筒2の外周部に配置される第二の円筒部は、その下端側(基板10側)において撮像素子5の側面を覆ように形成された円筒状のスカート部2aと、該スカート部2aの基板10と反対側に延在させて鏡筒2の外周部に形成された外周円筒部2bとが一体的に形成されている。
即ち、第二の円筒部は、スカート部2aと外周円筒部2bとで構成されている。
第二の円筒部を構成するスカート部2aと外周円筒部2bは、鏡筒2の中心軸(図示せず)と同心円状に形成されており、更に、鏡筒2の第一の円筒部の外周面と外周円筒部2bの内周面の間には所定の間隙2cが設けられている。
As shown in the figure, the lens barrel 2 is concentrically formed around a first cylindrical portion (not indicated) that houses the lens 1 and a central axis (not shown) of the first cylindrical portion. It has a second cylindrical portion (not indicated) that is disposed, and the second cylindrical portion is integrated with the first cylindrical portion at the end of the first cylindrical portion on the substrate 10 side. Is formed.
The second cylindrical portion disposed on the outer peripheral portion of the lens barrel 2 includes a cylindrical skirt portion 2a formed so as to cover the side surface of the imaging element 5 on the lower end side (substrate 10 side), and the skirt. An outer peripheral cylindrical portion 2 b formed on the outer peripheral portion of the lens barrel 2 so as to extend to the opposite side of the substrate 2 of the portion 2 a is integrally formed.
That is, the second cylindrical portion is composed of the skirt portion 2a and the outer peripheral cylindrical portion 2b.
The skirt portion 2a and the outer cylindrical portion 2b constituting the second cylindrical portion are formed concentrically with the central axis (not shown) of the lens barrel 2, and further, the first cylindrical portion of the lens barrel 2 is A predetermined gap 2c is provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 2b.

なお、上述の説明ではスカート部2aの形状は円筒状としているが、スカート部2aの形状は、四角形状の撮像素子5の側面を覆ように形成された四角の筒状であってもよい。
撮像素子5の外形は、通常は四角形状であるので、スカート部2aの形状を撮像素子5の外形形状に合わせた四角の筒状とする方が、装置の小型化に有利である。
また、13はヨーク、14はヨーク13の内周面に配置された磁石、15は鏡筒2の外周円筒部2bの外周面に配置されたコイル、20はオートフォーカス機構であり、オートフォーカス機構20は、ヨーク13、磁石14およびコイル15などで構成されている。
ヨーク13は略円筒形状をしており、基板10側の端部は基板10に固定されている。
また、ヨーク13の他端側の端部13aは、鏡筒2が、基板10と直交する方向に移動自在の状態で、鏡筒2の第一の円筒部の外周面と第二の円筒部の一部である外周円筒部2bの内周面との間の間隙2cに挿入されている。
In the above description, the shape of the skirt portion 2a is a cylindrical shape, but the shape of the skirt portion 2a may be a rectangular tube shape formed so as to cover the side surface of the rectangular imaging element 5.
Since the outer shape of the image pickup device 5 is usually a quadrangular shape, it is more advantageous to reduce the size of the apparatus if the shape of the skirt portion 2a is a square cylindrical shape matching the outer shape of the image pickup device 5.
Further, 13 is a yoke, 14 is a magnet disposed on the inner peripheral surface of the yoke 13, 15 is a coil disposed on the outer peripheral surface of the outer peripheral cylindrical portion 2b of the lens barrel 2, and 20 is an autofocus mechanism. 20 includes a yoke 13, a magnet 14, a coil 15, and the like.
The yoke 13 has a substantially cylindrical shape, and the end on the substrate 10 side is fixed to the substrate 10.
Further, the end 13a on the other end side of the yoke 13 is such that the lens barrel 2 is movable in a direction orthogonal to the substrate 10, and the outer peripheral surface of the first cylinder portion of the lens barrel 2 and the second cylinder portion. Is inserted into the gap 2c between the outer peripheral cylindrical portion 2b and the inner peripheral surface.

ここで、オートフォーカス機構20の概略動作について、説明しておく。
略円筒状のヨーク13の内周面に固定された磁石14と鏡筒2の外周円筒部2bの外周面に固定されたコイル15は対向して配置されており、磁石14とヨーク13によって、コイル15を横切るように磁力線が発生する。
コイル15に電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、コイル15に力がかかる。
例えば、左のコイル15には紙面手前方向に、右のコイル15には紙面奥手方向に電流を流すと、コイル15は上方向(基板10より上の方向)に力がかかる。
コイル15は鏡筒2の外周円筒部2bの外周面に固定されているので、コイル15にかかる力によって鏡筒2の中のレンズ1は上方向(z方向)へ移動する。従って、被写体7の位置までの距離に応じてコイルに流れる電流値を調整することにより、フォーカス調整を行うことができる。
Here, a schematic operation of the autofocus mechanism 20 will be described.
The magnet 14 fixed to the inner peripheral surface of the substantially cylindrical yoke 13 and the coil 15 fixed to the outer peripheral surface of the outer peripheral cylindrical portion 2b of the lens barrel 2 are arranged to face each other. Magnetic field lines are generated across the coil 15.
When a current flows through the coil 15, a force is applied to the coil 15 according to Fleming's left-hand rule.
For example, when a current is applied to the left coil 15 in the front direction of the paper and a right coil 15 is applied in the direction of the back of the paper surface, the coil 15 is applied in an upward direction (a direction above the substrate 10).
Since the coil 15 is fixed to the outer peripheral surface of the outer peripheral cylindrical portion 2b of the lens barrel 2, the lens 1 in the lens barrel 2 moves upward (z direction) by the force applied to the coil 15. Therefore, the focus adjustment can be performed by adjusting the value of the current flowing through the coil in accordance with the distance to the position of the subject 7.

図2は本実施の形態による撮像装置のオーフォーカス動作を説明するための動作フロー図である。
図3は、コイル15に電流が流れて鏡筒2が上方向へ移動し、オートフォーカス動作が行われている時の撮像装置の状態を示す図である。
図4はコイル電流と鏡筒2の移動距離の関係を示す図であり、コイル15に流れる電流Iが大きいほど鏡筒2の移動距離が大きくなることを示している。
図5は、鏡筒2の移動距離と被写体距離(即ち、鏡筒2の最上面と被写体7との距離)との関係を示す図であり、ピントを合わせるためには、被写体距離が小さいほど鏡筒2の必要とする移動距離は大きくなり、コイル15に流れる電流Iも大きくなることを示している。
FIG. 2 is an operation flowchart for explaining the autofocus operation of the imaging apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the imaging device when an electric current flows through the coil 15 and the lens barrel 2 moves upward and an autofocus operation is performed.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the coil current and the moving distance of the lens barrel 2, and shows that the moving distance of the lens barrel 2 increases as the current I flowing through the coil 15 increases.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the moving distance of the lens barrel 2 and the subject distance (that is, the distance between the uppermost surface of the lens barrel 2 and the subject 7). In order to focus, the smaller the subject distance, It shows that the moving distance required for the lens barrel 2 increases and the current I flowing through the coil 15 also increases.

図1〜図5を用いて、本実施の形態による撮像層の動作を説明する。
図1はコイル15に流れる電流が0の時の状態を示しており、鏡筒2内のレンズ1は、スペーサ4で規制される最下部に位置し、撮像素子5に一番近くなっている。
即ち、オートフォーカス動作が行われておらず、コイル15に流れる電流が0の時は、鏡筒2内のレンズ1の最下面と撮像素子5の上面の間の距離は、スペーサ4によって所定の初期位置に設定される。
なお、図中のl(スモールエル)は、初期位置におけるレンズ1の最下面と撮像素子5の上面との間の距離(最小距離)を示している。
The operation of the imaging layer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a state in which the current flowing through the coil 15 is zero, and the lens 1 in the lens barrel 2 is located at the lowermost portion regulated by the spacer 4 and is closest to the image sensor 5. .
That is, when the autofocus operation is not performed and the current flowing through the coil 15 is 0, the distance between the lowermost surface of the lens 1 in the lens barrel 2 and the upper surface of the image sensor 5 is set to a predetermined value by the spacer 4. Set to the initial position.
In the drawing, l (small L) indicates a distance (minimum distance) between the lowermost surface of the lens 1 and the upper surface of the image sensor 5 at the initial position.

図2に示すように、オートフォーカス動作を開始する前は、カメラ(即ち、撮像装置)はON(オン)しているが、コイル15に流れる電流は0であり、鏡筒2はスペーサ4によって規制される所定の初期位置に設定されている。(ステップS1)
このように、初期位置ではカメラ(撮像装置)はONしているが、消費電力を抑制するために、コイル15に流れる電流は0にする。
つまり、初期位置とは、カメラ(撮像装置)はONしているが、被写体7を撮影してはおらず、未だオートフォーカス動作が行われていない時の鏡筒2の位置のことである。
As shown in FIG. 2, before starting the autofocus operation, the camera (that is, the imaging device) is turned on, but the current flowing through the coil 15 is 0, and the lens barrel 2 is moved by the spacer 4. It is set to a predetermined initial position to be regulated. (Step S1)
Thus, although the camera (imaging device) is ON at the initial position, the current flowing through the coil 15 is set to 0 in order to suppress power consumption.
In other words, the initial position is the position of the lens barrel 2 when the camera (imaging device) is turned on but the subject 7 is not photographed and the autofocus operation is not yet performed.

次に、目標とする被写体7を撮影するために、被写体7へカメラ(撮像装置)を向け、オートフォーカス機構20を動作させて、鏡筒2をピントが合うピント位置へ移動させる。(ステップS2)
この時のコイル15に流れる電流をIとすると、コイル15に流れる電流Iは被写体距離によって差が有り、被写体距離によりバレルの初期位置からの移動距離が決まり、バレルの初期位置からの移動距離と電流に相関がある。
次に、オートフォーカス機構20によってカメラのピントが合った状態に適したコイル電流Ipがコイル15に流れると、鏡筒2はピント位置に移動し、被写体7が撮影される。(ステップS3)
そして、撮影完了後、鏡筒2は初期位置に戻り、コイル15に流れる電流は0になる。(ステップS4)
Next, in order to photograph the target subject 7, the camera (imaging device) is pointed at the subject 7, the autofocus mechanism 20 is operated, and the lens barrel 2 is moved to the in-focus position. (Step S2)
Assuming that the current flowing through the coil 15 at this time is I, the current I flowing through the coil 15 varies depending on the subject distance, the moving distance from the initial barrel position is determined by the subject distance, and the moving distance from the initial barrel position is There is a correlation with the current.
Next, when the coil current Ip suitable for the state in which the camera is in focus is caused to flow through the coil 15 by the autofocus mechanism 20, the lens barrel 2 moves to the focus position, and the subject 7 is photographed. (Step S3)
After the completion of photographing, the lens barrel 2 returns to the initial position, and the current flowing through the coil 15 becomes zero. (Step S4)

前述したように、図1は、鏡筒2が撮像素子5に一番近づいているときの状態を示しており、レンズ1の最下部と撮像素子5と間の距離l(スモールエル)は、レンズ1の端部から伸びているスペーサ4が撮像素子5の表面に接触して決められている。
この時、コイル15を流れる電流は0であり、カメラ(撮像装置)もオートフォーカス動作もしていないが、例えば、液晶モニターで画像をモニターできるなら、無限大の距離にピントが合っているのが望ましい。
その理由は、比較的大きい距離の被写体7が低位のボケで写るからである。
なお、ベストの被写体距離以外は、多かれ少なかれボケは発生するが、ボケのレベルが各被写体距離により小さくなるコイル電流0の時の状態に発生するボケを「低位のボケ」と称している。
As described above, FIG. 1 shows a state in which the lens barrel 2 is closest to the image sensor 5, and the distance l (small L) between the lowermost part of the lens 1 and the image sensor 5 is A spacer 4 extending from the end of the lens 1 is determined in contact with the surface of the image sensor 5.
At this time, the current flowing through the coil 15 is 0, and neither the camera (imaging device) nor the autofocus operation is performed. For example, if an image can be monitored with a liquid crystal monitor, the infinite distance is in focus. desirable.
The reason is that the subject 7 at a relatively large distance is captured with low-order blur.
Note that, except for the best subject distance, blurring occurs more or less, but the blurring that occurs when the coil current is zero when the blur level becomes smaller with each subject distance is referred to as “low blur”.

撮像素子5の側面の周りを鏡筒2の下端部から伸びたスカート部2aが囲むように覆っており、スカート部2aは、鏡筒2に収納されているレンズ1を通して撮像素子5に到着する光以外を遮断する。
図3は、コイル15に電流が流れて鏡筒2が上方向へ移動し、オートフォーカス動作が行われている時の撮像装置の状態を示す図であり、鏡筒2は被写体7の方向へ移動しており、スペーサ4と撮像素子5の表面は接触していない。
このとき、オートフォーカス機構20のコイル15には電流Iが流れており、その推力によりオートフォーカス機構20が動作し、鏡筒2は最適位置へ移動中あるいは最適位置にある。
このときでも、スカート部2aの基板10側の端部は、撮像素子5の上面より低い位置にあり、鏡筒2に収納されているレンズ1を通して撮像素子5に到達する光以外の不要な光を遮断している。
The side surface of the image sensor 5 is covered with a skirt portion 2 a extending from the lower end of the lens barrel 2, and the skirt portion 2 a arrives at the image sensor 5 through the lens 1 housed in the lens barrel 2. Blocks everything except light.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the imaging apparatus when an electric current flows through the coil 15 and the lens barrel 2 moves upward to perform an autofocus operation. The lens barrel 2 is directed toward the subject 7. The spacer 4 and the surface of the image sensor 5 are not in contact with each other.
At this time, the current I flows through the coil 15 of the autofocus mechanism 20, and the autofocus mechanism 20 is operated by the thrust, so that the lens barrel 2 is moving to the optimum position or at the optimum position.
Even at this time, the end of the skirt portion 2a on the side of the substrate 10 is at a position lower than the upper surface of the image pickup device 5, and unnecessary light other than the light reaching the image pickup device 5 through the lens 1 housed in the lens barrel 2. Is shut off.

以上説明したように、本実施の形態による撮像装置は、レンズ1を収納した鏡筒2と、レンズ1と対向する位置で基板10の面上に載置された撮像素子5と、被写体7とレンズ1の間の距離に応じて鏡筒2を基板10の面に直交する方向に移動させるオートフォーカス機構20を備えた撮像装置において、鏡筒2は、基板10側の端部に撮像素子への不要外部光を遮断するためのスカート部2aが一体的に設けられている。
従って、本発明に係る撮像装置によれば、鏡筒は基板側の端部に撮像素子への不要外部光を遮断するためのスカート部が一体的に設けられているので、鏡筒を支持するとともに、撮像素子への外部光を遮断するための別部材としてのホルダーが不要となり、装置の小型化・低価格化が図れる。
As described above, the imaging apparatus according to the present embodiment includes the lens barrel 2 that houses the lens 1, the imaging element 5 that is placed on the surface of the substrate 10 at a position facing the lens 1, and the subject 7. In an imaging apparatus including an autofocus mechanism 20 that moves the lens barrel 2 in a direction orthogonal to the surface of the substrate 10 in accordance with the distance between the lenses 1, the lens barrel 2 is connected to the imaging element at the end on the substrate 10 side. A skirt portion 2a for blocking unnecessary external light is integrally provided.
Therefore, according to the imaging apparatus according to the present invention, the lens barrel is integrally provided with the skirt portion for blocking unnecessary external light to the imaging device at the end portion on the substrate side, so that the lens barrel is supported. At the same time, a holder as a separate member for blocking external light to the image sensor is not required, and the apparatus can be reduced in size and cost.

また、本実施の形態による撮像装置は、レンズ1と撮像素子5の間の最小距離を所定の距離に設定するためのスペーサ4を設けているので、スペーサ4によりコイル電流が0のときの初期位置を設定することが可能となり、従来装置における調整リングも不要となり、さらに装置の小型化が図れる。   In addition, since the imaging device according to the present embodiment is provided with the spacer 4 for setting the minimum distance between the lens 1 and the imaging device 5 to a predetermined distance, the initial value when the coil current is 0 by the spacer 4 is provided. The position can be set, the adjustment ring in the conventional apparatus is not necessary, and the apparatus can be further downsized.

また、本実施の形態による撮像装置のスペーサ4は、レンズ1を2鏡筒の内壁に取り付けるためのレンズ支持部3に取付けられているので、コイル電流が0のときの初期位置の公差を小さくすることができ、低位のボケを少なくすることができる。   Further, since the spacer 4 of the imaging device according to the present embodiment is attached to the lens support 3 for attaching the lens 1 to the inner wall of the two lens barrels, the initial position tolerance when the coil current is zero is reduced. And low-order blur can be reduced.

実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係る撮像装置の概略の構成を示す断面図である。
また、図7は、コイルに電流が流れて鏡筒が上方向へ移動し、オートフォーカス動作が行われている時の実施の形態2による撮像装置の状態を示す図である。
図6および図7において、9は本実施の形態による撮像装置に用いられるスペーサ(実施の形態1におけるスペーサ4に相当)である。
図6および図7に示すように、スペーサの形状および取り付け位置を除いて、本実施の形態による撮像装置の構成と前述の実施の形態1による撮像装置の構成とは、基本的には同じであるが、本実施の形態による撮像装置においては、レンズ1と撮像素子5との間が所定の距離以下にならないように規制するためのスペーサ9は、鏡筒2の基板10側の端部において、撮像素子5と対向して取付けられていることを特徴とする。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the imaging apparatus according to the second embodiment when an electric current flows through the coil, the lens barrel moves upward, and an autofocus operation is performed.
6 and 7, reference numeral 9 denotes a spacer (corresponding to the spacer 4 in the first embodiment) used in the imaging apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 6 and 7, the configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment and the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment described above are basically the same except for the shape and mounting position of the spacer. However, in the image pickup apparatus according to the present embodiment, the spacer 9 for restricting the distance between the lens 1 and the image pickup element 5 from being a predetermined distance or less is provided at the end of the lens barrel 2 on the substrate 10 side. It is characterized in that it is mounted opposite to the image sensor 5.

本実施の形態による撮像装置では、図6に示すように、鏡筒2の底部(端部)から基板10側に伸びたスペーサ9が撮像素子5の表面と接触して、レンズ1と撮像素子5の距離l(スモールエル)が決められている。
スペーサ9は、鏡筒2と一体的に形成されている。
図7は、電流Iがコイル15に流され、鏡筒2が被写体7の方向へ移動しているときの状態を示している。
実施の形態1の場合と同様に、撮像素子5の側面の周りを鏡筒2の下端部から伸びたスカート部2aが囲むように覆っており、スカート部2aは、鏡筒2に収納されているレンズ1を通して撮像素子5に到着する光以外を遮断する。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the spacer 9 extending from the bottom (end) of the lens barrel 2 toward the substrate 10 contacts the surface of the imaging element 5, and the lens 1 and the imaging element A distance 1 (small L) of 5 is determined.
The spacer 9 is formed integrally with the lens barrel 2.
FIG. 7 shows a state in which the current I is passed through the coil 15 and the lens barrel 2 is moving in the direction of the subject 7.
As in the case of the first embodiment, the side surface of the imaging element 5 is covered with a skirt portion 2a extending from the lower end portion of the lens barrel 2, and the skirt portion 2a is accommodated in the lens barrel 2. The light other than the light arriving at the image sensor 5 through the lens 1 is blocked.

以上説明したように、本実施の形態による撮像装置のスペーサ9は、鏡筒2の基板10側の端部において撮像素子5と対向して取付けられているので、装置の小型化・低価格化と低位のボケを少なくすることができる。   As described above, the spacer 9 of the imaging apparatus according to the present embodiment is attached to the imaging element 5 at the end of the lens barrel 2 on the substrate 10 side, so that the size and cost of the apparatus can be reduced. And low-order blur can be reduced.

この発明は、形態電話機や小型デジタルカメラなどへの適用に好適な小型化された撮像装置の実現に有用である。   The present invention is useful for realizing a miniaturized imaging apparatus suitable for application to a form phone or a small digital camera.

実施の形態1による撮像装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による撮像装置のオーフォーカス動作を説明するための動作フロー図である。FIG. 6 is an operation flowchart for explaining an autofocus operation of the imaging apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1による撮像装置がオートフォーカス動作を行っているときの撮像装置の状態を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a state of the imaging apparatus when the imaging apparatus according to Embodiment 1 performs an autofocus operation. FIG. コイル電流と鏡筒の移動距離の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a coil current and the moving distance of a lens-barrel. 鏡筒の移動距離と被写体距離との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the moving distance of a lens-barrel, and object distance. 実施の形態2による撮像装置の概略構成を示す断面図である。4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2による撮像装置がオートフォーカス動作を行っているときの撮像装置の状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a state of the imaging apparatus when the imaging apparatus according to Embodiment 2 is performing an autofocus operation. オートフォーカス機構を有しない従来の撮像装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional imaging device which does not have an autofocus mechanism. オートフォーカス機構を有している従来の撮像装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional imaging device which has an auto-focus mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 レンズ 2 鏡筒
2a スカート部 2b 外周円筒部 2c 間隙
3 レンズ支持部 4 スペーサ 5 撮像素子
7 被写体 9 スペーサ 10 基板
13 ヨーク 14 磁石 15 コイル
20 オートフォーカス機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens 2 Lens barrel 2a Skirt part 2b Outer cylindrical part 2c Gap 3 Lens support part 4 Spacer 5 Image sensor 7 Subject 9 Spacer 10 Substrate 13 Yoke 14 Magnet 15 Coil 20 Autofocus mechanism

Claims (4)

レンズを収納した鏡筒と、上記レンズと対向する位置で基板面上に載置された撮像素子と、被写体と上記レンズの間の距離に応じて上記鏡筒を上記基板面に直交する方向に移動させるオートフォーカス機構を備えた撮像装置において、
上記鏡筒は、上記基板側の端部に上記撮像素子への不要外部光を遮断するためのスカート部が一体的に設けられていることを特徴とする撮像装置。
A lens barrel containing the lens, an image sensor placed on the substrate surface at a position facing the lens, and the lens barrel in a direction orthogonal to the substrate surface according to the distance between the subject and the lens In an imaging device having an autofocus mechanism to move,
The image pickup apparatus, wherein the lens barrel is integrally provided with a skirt portion for blocking unnecessary external light to the image pickup device at an end portion on the substrate side.
上記レンズと上記撮像素子の間の最小距離を所定の距離に設定するためのスペーサを設けていることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。   The image sensor according to claim 1, further comprising a spacer for setting a minimum distance between the lens and the image sensor to a predetermined distance. 上記スペーサは、上記レンズを上記鏡筒の内壁に取り付けるためのレンズ支持部に取付けられていることを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。   The imaging device according to claim 2, wherein the spacer is attached to a lens support portion for attaching the lens to an inner wall of the lens barrel. 上記スペーサは、上記鏡筒の上記基板側の端部において、上記撮像素子と対向して取付けられていることを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。   The image pickup device according to claim 2, wherein the spacer is attached to face the image pickup device at an end of the lens barrel on the substrate side.
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