摄像装置的制作方法

专利名称：摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像装置，特别涉及适用于照相机及带照相机功能的手机等的摄像装置。
背景技术：
在带照相机功能的手机中，有的除了旨在从相距一定距离的位置拍摄被拍摄物体 的摄影功能以外，还具备旨在从邻接位置拍摄被拍摄物体的所谓“微距摄影功能”。这时， 在手机内搭载的摄像装置，具备为了在普通摄影时和微距摄影时切换透镜位置的结构。就 是说，在该结构中，透镜在普通摄影时被固定于第1位置，在微距摄影时被固定于比第1位 置靠近被拍摄物体的第2位置。例如专利文献1公布了具有这种结构的摄像装置的一个例 子。在该摄像装置的外框部件内，透镜被可以朝着其光轴方向位移地支撑着。在弹簧 的作用下，透镜被按推到普通摄影时的位置。另外，在外框部件内，在与透镜光轴正交的面 内，安装着旋转自如的环状的旋转部件。在该旋转部件中，配置着磁铁，在透镜侧也配置着 磁铁。用户使旋转部件旋转后，透镜侧的磁铁就靠近旋转部件侧的磁铁。而且，旋转部件旋 转到两磁铁互相相对的位置为止后，在这些磁铁之间的引力的作用下，透镜就反抗弹簧的 推力，位移到微距摄影时的位置。专利文献1 JP特开2004-266340号公报可是，上述摄像装置是因为是由用户手动后使旋转部件旋转，将透镜位置切换成 为微距摄影时的位置的，所以在向微距摄影切换之际，用户必须进行麻烦的操作。与此不 同，如果采用电动方式向微距摄影切换，那么就能够通过按钮操作等简单的操作使透镜向 微距摄影时的位置移位。另外，还能够按照被拍摄物体和摄像装置的距离自动地切换透镜 位置，能够提高用户的便利性。可是，在具有微距摄影功能的摄像装置中，为了圆滑地进行微距摄影和普通的摄 影，必须正确地将透镜定位于微距摄影时的位置(以下称作“微距位置”)和普通摄影时的 位置(以下称作“标准位置”)。就是说，如果透镜从标准位置或微距位置偏移后，对于图像 传感器(例如CXD =ChargeCoupled Device)而言，就会产生焦点偏移，被拍摄物体的摄影图 像就会产生模糊。所以，在如上所述地采用电气性地驱动透镜的结构中，也要求具备旨在正 确地将透镜定位于微距位置和标准位置的结构。另一方面，在摄像装置中，有的具备所谓自动聚焦功能，即不如上所述地将透镜定 位于微距位置或标准位置，而是适当地将透镜牵引到适当的焦点位置(聚焦位置)。这时， 作为旨在自动聚焦的一种机构，人们想出了利用磁铁和线圈产生的电磁力来驱动透镜的结 构。在该结构中，例如如下所述地将透镜定位在聚焦位置。就是说，开始自动聚焦动作 后，就向线圈施加预先规定的次数的脉冲电流信号，使透镜从原来位置逐渐沿透镜光轴方 向位移。每当透镜在1次脉冲电流信号的作用下位移时，根据来自图像传感器的信号，检出透镜捕捉的图像的对比度值。施加必要次数的脉冲电流信号，反复检出对比度值，直到透镜 从原来位置到达调焦区域的终端位置为止。这时，对比度值在透镜位于聚焦位置时成为最 大。然后，抽出是在第几次的脉冲电流信号的作用下对比度值成为最大的，先使透镜返回原 来位置后，利用抽出的次数的脉冲电流信号，使透镜再次位移。这样，透镜就被定位在对比 度值成为最大的位置即聚焦位置。在这种结构中，原来位置(home position)成为焦点牵引之际的基准位置。因此， 如果不能够适当地将透镜定位在原来位置，就有可能在聚焦位置上产生不准。因此，在具备 这种自动聚焦机构的摄像装置中，也要求具备旨在正确地将透镜定位于原来位置的结构。

发明内容
本发明就是针对上述情况研制的，其目的在于提供能够在正常摄影时、微距摄影 时或者调焦时，采用电动的方法适当地将透镜定位到所需的位置，从而同时实现提高便利 性和提高摄影精度的摄像装置。本发明涉及的摄像装置，具备透镜架，该透镜架保持透镜；支撑部，该支撑部可 以朝着所述透镜的光轴方向位移地支撑所述透镜架；抵接部，该抵接部设置在所述支撑部 上，在所述透镜架被定位于基准位置时与该透镜架抵接；磁铁，该磁铁配置在所述透镜架和 所述支撑部中的某一个上；线圈，该线圈被与所述磁铁相对地配置，被施加电流后，就和所 述磁铁一起，产生作用于所述透镜架的电磁驱动力；磁性部件，该磁性部件为了在停止向所 述线圈供电时，利用和所述磁铁之间的磁力，将所述透镜架保持在停止供电后的位置；控制 部，该控制部向所述线圈施加电流信号，驱动控制所述透镜架。在这里，所述控制部在使所 述透镜架位移到所述基准位置为止之际，向所述线圈施加第1脉冲电流信号后，多次施加 施加时间比该第1脉冲电流信号短的第2脉冲电流信号。在本发明涉及的摄像装置中，在使透镜架位移到基准位置之际，首先向线圈施加 第1脉冲电流信号。这样，透镜架就位移到基准位置的附近位置。接着，多次向线圈施加第 2脉冲电流信号。这样，透镜架就逐渐接近基准位置，最终便与抵接部抵接，从而到达基准位 置。然后，被定位在基准位置的透镜架，在磁铁和磁性部件之间产生的磁力的作用下，保持 在该位置。这样，采用本发明涉及的摄像装置后，由于利用第1脉冲电流信号使透镜架基本 上接近基准位置，然后利用第2脉冲电流信号使透镜架逐渐接近基准位置，所以能够迅速 而且有效地将透镜定位在基准位置。另外，由于利用第2脉冲电流信号使透镜架逐渐位移， 所以到达基准位置时，不会强烈地碰撞抵接部。因此，不容易出现透镜架碰撞抵接部后离开 基准位置的现象，能够防止透镜与基准位置的位置偏移。另外，还能够降低透镜架与抵接部 抵接时的碰撞声。所以，采用本发明涉及的摄像装置后，就能够在正常摄影时、微距摄影时或者调焦 时，适当地将透镜定位在基准位置(标准位置/原来位置/微距位置)，从而能够提高摄影 精度。本发明涉及的摄像装置，可以采用具备输出与所述摄像装置的姿势对应的检出信 号的姿势检出部的结构。这时，所述控制部可以采用下述结构按照来自所述姿势检出部的 检出信号，至少调整所述第1脉冲电流信号的施加时间。
在这里，姿势检出部例如可以用加速度传感器构成。这时，根据来自加速度传感器 的信号，检出对于摄像装置而言产生朝着哪个方向的重力加速度，再根据该检出结果，判断 摄像装置的姿势。然后，在基准位置与现在的透镜架位置相比位于垂直上方等不容易推动 透镜架的状态时，延长第1脉冲电流信号的施加时间；反之，在基准位置与现在的透镜架位 置相比位于垂直下方等容易推动透镜架的状态时，缩短第1脉冲电流信号的施加时间。这样地按照摄像装置的姿势调整第1脉冲电流信号的施加时间后，和与姿势无关 地使第1脉冲电流信号的施加时间一定的情况相比，能够有效地将透镜定位在基准位置， 其结果能够降低电力消耗。此外，除了第1脉冲电流信号外，还能够按照摄像装置的姿势，调整第2脉冲电流 信号的施加时间。在本发明涉及的摄像装置中，施加多次的所述第2脉冲电流信号，可以将其施加 时间设定成为随着以后的次数而阶段性地缩短。这样，由于透镜架离基准位置较远时，利用第1脉冲电流信号使透镜架大踏步地 前进，透镜架接近基准位置后，由第2脉冲电流信号导致的透镜架位移量变小，所以在从 利用第1脉冲电流信号位移后的位置起到基准位置为止的区间中，能够使透镜架有效地位 移。这样，能够缩短透镜架到达基准位置的时间，还能够顺利地将透镜架定位在基准位置。在本发明涉及的摄像装置中，所述磁铁和所述磁性部件，可以被互相相对地分别 配置在所述透镜架和所述支撑部上。这样，能够利用在磁铁和磁性部件之间发挥作用的、与 透镜光轴正交的方向的磁力，保持透镜架。这时，最好使所述磁性部件的所述光轴方向的长度比所述磁铁的所述光轴方向的 长度长。这样，能够在透镜架位移的范围内，将旨在保持透镜架的磁力稳定地赋予透镜架。 所以能够稳定地将透镜架保持在停止向线圈供电后的位置。综上所述，采用本发明后，提供能够在正常摄影时、微距摄影时或者调焦时，采用 电动的方法适当地将透镜定位到所需的位置，从而同时实现提高便利性和提高摄影精度的 摄像装置。本发明的效果乃至意义，可以通过以下所述的实施方式得到进一步的阐述。但是， 以下的实施方式，归根结底只不过是实施本发明之际的一个例子而已，本发明并不局限于 以下的实施方式所述的内容。


图1是表示实施方式涉及的透镜驱动装置的结构的分解立体图。图2是表示实施方式涉及的透镜驱动装置的结构的组装立体图。图3是讲述实施方式涉及的透镜驱动装置的驱动动作的图形。图4是表示实施方式涉及的旨在保持透镜架的结构的图形。图5是表示实施方式涉及的磁性板的变形例的图形。图6是表示实施方式涉及的摄像装置的结构的图形。图7是讲述实施方式涉及的透镜驱动装置的驱动控制的图形。图8是表示采用实施方式涉及的短脉冲信号驱动时的透镜架的动态的图形。图9是表示实施方式涉及的旨在驱动透镜架的脉冲电流信号的变更例的图形。
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图10是表示其它实施方式涉及的透镜驱动装置的结构的分解立体图。图11是表示其它实施方式涉及的透镜驱动装置的结构的组装立体图。图12是表示其它实施方式涉及的摄影装置的结构的图形。图13是表示其它实施方式涉及的旨在驱动透镜架的脉冲电流信号的图形。但是，附图是专为讲述而绘制的，并不限定本发明的范围。
具体实施例方式下面，参照附图，讲述本发明涉及的实施方式。本实施方式的摄像装置，是在不具 备自动聚焦功能的摄像装置中应用本发明的摄像装置。就是说，在本实施方式中，透镜的位 置被切换固定在成为进行普通摄影时的位置(标准位置)和进行微距摄影时的位置(微距 位置)等两个位置。在这里，在摄像装置中，包含可以将透镜位置切换到标准位置和微距位 置的所谓微距切换用的透镜驱动装置。图1是实施方式涉及的透镜驱动装置的分解立体图。图2是表示装配后的透镜驱 动装置的结构的图形。该图(a)是装配完毕的图形，该图(b)是为了看清该图(a)所示的 透镜驱动装置的内部状态而拆下外壳70的状态的图形。10是透镜架。透镜架10在平面上具有八边形状。在透镜架10的中央位置，形成 旨在收纳透镜的圆形的开口 11。透镜架10的8个侧面，被对称于透镜(该透镜安装在开 口 11中)的光轴地配置。这8个侧面由4个较宽的侧面IOa和4个较窄的侧面IOb构成。 侧面IOa和侧面10b，在透镜架10中被交替配置。进而，在透镜架10上形成分别与两根轴60、61嵌套的圆孔12和长孔13(参照图 4)。另外，在透镜架10的4个较宽的侧面IOa中的1个侧面IOa和垂直于该侧面IOa的另 一个侧面IOa上，分别安装着磁铁20。这两个磁铁20，成为单面磁化为N和S的两极配置 结构。另外，各磁铁20的尺寸及磁化强度彼此相等。30是底座。底座30大致为正方形的板状。在底座30上形成旨在将透过透镜的光 引导到图像传感器中的开口 31，进而形成旨在插入轴60、61的两个孔32。此外，在图1中， 只绘出1个孔32。另外，还在底座30的开口 31的周围，突出设置4个导向体33。在这些导向体33 的前端部，分别形成凸部33a。此外，被4个导向体33围住的空间，成为透镜架10的收纳空 间S。40是线圈。线圈40被缠绕在4个导向体33的外周。线圈40由第1线圈41和第 2线圈42构成。第1线圈41和第2线圈42串联，其缠绕方向相反。因此，第1线圈41和 第2线圈42中的电流流过的方向相反。50是由磁性材料构成的两个磁性板。这些磁性板50在安装透镜驱动装置之际，分 别与配置在线圈40的外周和配置在线圈40的内周的两个磁铁20相对。60、61是轴。这些轴60、61分别具有断面为圆形、比透镜架10侧的圆孔12及长 孔13的内径稍小一点的直径。此外，轴60、61可以由磁性材料、非磁性材料中的任何一种 形成。70是外壳。外壳70由大致为正方形的上面板70a和从上面板70a的周边垂下的 4个侧面板70b构成。在上面板70a上，形成旨在使光射到透镜上的开口 71。另外，在上面板70a上还形成插入轴60、61的两个孔72和插入导向体33的凸部33a的4个长孔73。在外壳70的4个侧面板70b上，形成缺口部74。该缺口部74是为了给底座30罩 上外壳70后使磁性板50露出来而形成的。此外，在4个侧面板70b上都形成缺口部74。 这是因为如后文所述，为了能够适应在透镜架10的4个侧面IOa上都配置磁铁20、与这4 个磁铁20对应地配置4个磁性板50时的情况。安装时，利用粘接剂等将磁性板50固定在线圈40的外周面上，在底座30上配置 固定了磁性板50的线圈40。接着，将两条轴60、61插入透镜架10的圆孔12及长孔13，将 插入轴60、61的透镜架10从上方收纳到底座的收纳空间S中。这时，贯通透镜架10的轴 60,61的下端，被插入底座30的孔中固定。在该状态下，两个磁铁20以具有规定的间隙的 状态与线圈40相对。另外，透镜架10的4个侧面10b，靠近导向体33的侧面。此外，虽然 图中没有绘出，但是透镜被预先安装到透镜架10的开口 11中。最后，将外壳70从上方安装到底座30上，以便使轴60、61的上端插入两个孔72 中、凸部33a插入4个长孔73中。这样，在透镜架10可以沿着轴60、61位移的状态下，安 装底座30和外壳70。至此，在图2(a)所示的状态下，安装完毕。在被安装的状态中，磁铁20的N极与上侧的第1线圈41相对，磁铁20的S极与 下侧的第2线圈42相对。所以，将电流信号施加给第1线圈41和第2线圈42后，电磁驱 动力就作用于磁铁20，透镜架10就沿着轴60、61滑动。图3是讲述透镜驱动装置的驱动动作的图形。此外，该图是图2(a)的A_A’剖面 图。该图(a)是表示透镜架10位于标准位置时的状态的图形。该标准位置成为普通 摄影时的透镜的位置。位于标准位置时，透镜架10的下端成为与底座30抵接的状态。如 上所述，第1线圈41和第2线圈42分别与磁铁20的N和S的磁化区域相对。另外，第1 线圈41和第2线圈42中的电流流动的方向相反。在位于标准位置的状态下，图(a)所示的方向的电流流入第1线圈41及第2线圈 42后，上方向的推进力就作用于磁铁20，透镜架10沿着轴60、61从标准位置向上方向位 移，到达如该图(b)所示的微距位置。微距位置成为微距摄影时的透镜的位置。位于微距 位置时，透镜架10的上端成为与外壳70抵接的状态。在该图(b)所示的微距位置的状态下，与该图(a)时相反的方向的电流流入第1 线圈41及第2线圈42后，下方向的推进力就作用于磁铁20，透镜架10沿着轴60、61向下 方向位移，返回标准位置。此外，图中圆中带黑点的标记，表示朝着看图者而来的方向；圆中 带叉的标记，表示离开看图者而去的方向。这样，一边使透镜架10朝着上方向和下方向位移，一边使透镜的位置在标准位置 和微距位置之间切换。如上所述，标准位置被设定成为透镜架10的下端(一端)与底座30抵接的位置； 微距位置被设定成为透镜架10的上端(另一端)与外壳70抵接的位置。采用这种结构后， 能够使透镜架10与底座30抵接地将透镜架10定位于标准位置，与外壳70抵接地将透镜 架10定位于微距位置。因此，即使不检出透镜架10的位置，也能够很容易地将透镜架10 定位于适当的位置。在安装完毕的状态中，如图4 (a)所示，在两个磁铁20和与之相对的两个磁性板50之间产生的磁力的作用下，透镜架10从互相正交的两个方向接受引力F。另外，这些引力 F将透镜架10向外周方向牵引后，轴60就被强力按压到孔12中的透镜架中心侧的内壁面 上，在它们之间产生比较大的摩擦力。因此，透镜架10位于微距位置及标准位置时，即使不 给线圈40供电，也可以利用上述引力F和摩擦力，将透镜架10保持在那个位置。此外，也可以如图4(b)所示，在透镜架10中，在相对的两个侧面IOa上配置磁铁 20，与这些磁铁20相对地配置磁性板50。采用这种结构时，在磁铁20和磁性板50之间产生的磁力的作用下，透镜架10从 相反的两个方向接受引力F。在这两个引力F的作用下，透镜架10成为被从相反的两个方 向吊起来的状态。因此，使透镜架10向垂直方向移动时，也不会受到重力的影响，朝下驱动 时和朝上驱动时，不易出现两者之间的驱动差(动起来的速度及驱动灵敏度等)。这样，在 使透镜架10向垂直方向移动的状态下使用透镜驱动装置时，也能够圆滑地驱动透镜架10。 另外，透镜架10位于微距位置及标准位置时，即使不给线圈40供电，也可以利用上述两个 引力F，将透镜架10保持在那个位置。进而，也可以如图4(c)所示，在4个侧面IOa上配置磁铁20，与这些磁铁20相对 地配置磁性板50。采用这种结构后，透镜架10成为被引力F从4个方向吊起来的状态，成 为更加稳定地吊起来的状态。因此，透镜架10更不会受到重力的影响，更不易出现上述驱动差。另外，如图3所示，使底座30和外壳70之间的距离相同，从而使磁性板50中的透 镜的光轴方向的长度Ll比磁铁20中的透镜的光轴方向的长度L2长。这样，能够在透镜架 10位移的范围内，稳定地将磁铁20和磁性板50产生的引力F赋予透镜架10，能够稳定地 保持透镜架10。可以将磁性板50变更成为图5(a)、(b)所示的结构。在该图(a)的结构中，磁性 板50中的底座30 —侧的端部，延伸到底座30的外底面为止。这样，在透镜架10位于标准 位置的状态下，磁性板50的中心Q就比磁铁20的中心P更加靠近底座30侧。磁性板50的长度Ll，对于磁铁20的长度L2而言不太长时，磁铁20就被朝着磁性 板50的中心拉去。因此，这时磁铁20就被朝着磁性板50的中心Q拉去。这样，透镜架10 在被拉到磁性板50的一侧的同时，还被拉到底座30的一侧。透镜架10虽然往往通常位于 标准位置，但是采用这种结构后，就能够将透镜架10稳定地保持在标准位置上。在图(b)的结构中，在磁性板50中的底座30 —侧的端部延伸到底座30的外底面 为止的同时，外壳70侧的端部延伸到外壳70的外顶面为止。就是说，使磁性板50的长度 Ll尽量长于磁铁20的长度L2。这样地加大磁性板50的长度Ll和磁铁20的长度L2之差后，上述那种磁铁20被 朝着磁性板50的中心Q拉过去的力即作用于透镜的光轴方向(位移方向)的引力就变小。 这样，采用这种结构后，透镜架10位移之际不容易受到朝着位移方向的引力的影响，因此 能够圆滑地驱动透镜架10。图6是表示本实施方式涉及的摄像装置的简要结构的图形。该摄像装置，例如被 小型照相机及带照相机的手机搭载。在透镜驱动装置100的底座30侧，配置着滤波器201和图像传感器组件202。由 图像传感器组件202向CPU301输出成为旨在判断是否对焦的指标的对比度信号。
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在图像传感器组件202中，内置ISP(Image Signal Processor)，被图像传感器组 件202捕捉的图像中的每个像素的对比度值，在该ISP内积分。这样，能够计算出图像的综 合性的对比度值，将它作为对比度信号输出。焦点与被拍摄物体越一致，图像就越清晰，对 比度值就越高。另外，由操作部302向CPU301输出旨在指令切换透镜的位置的信号。操作部302 由操作按钮等构成。用户进行将透镜向微距位置切换的操作后，就由操作部302输出指令 向微距位置切换的信号。另外，用户进行将透镜向标准位置切换的操作后，就由操作部302 输出指令向标准位置切换的信号。此外，旨在将透镜切换到微距位置和标准位置的操作按 钮，最好安装在照相机摄影时容易操作的位置。在透镜架10位于标准位置时，由操作部302输出向微距位置切换的指令后， CPU301就向驱动器303输出旨在使透镜架10向微距位置位移的控制信号。另外，CPU301 还判断图像传感器组件202输入的对比度值是否低于规定的阈值。然后，在对比度值低于 阈值时，判断由于和被拍摄物体的距离太近，所以焦点没有对准，于是向驱动器303输出旨 在使透镜架10向微距位置位移的控制信号。驱动器303按照来自CPU的控制信号，向透镜驱动装置100的线圈40施加电流信 号。这样，透镜架10就如图3所示，向微距位置位移。另一方面，在透镜架10位于微距位置时，如果有向标准位置切换的指令时，或者 判断焦点没有对准时，CPU301就向驱动器303输出旨在使透镜架10向标准位置位移的控 制信号。驱动器303按照该控制信号，向线圈40施加电流信号。这样，透镜架10就如图3 所示，向标准位置位移。此外，用图像传感器组件202捕捉的图像是色彩的变化较小的图像时，也和焦点 没有对准时同样，对比度值变小。因此，是色彩的变化较小的图像时，也有可能被判断为焦 点没有对准，而切换透镜的位置。这时，切换透镜的位置后，如果因此而将焦点对准，对比度 值就变大。可是，色彩的变化较小的图像时，即使切换透镜的位置，对比度值也仍然很低。所 以，可以采用如果即使切换透镜的位置，对比度值也不大于阈值时，就在判断对比度值较小 的原因并不是焦点的问题后，使透镜架10返回原来的位置的结构。这样，即使产生误检出， 也能够圆滑地对付。另外，如上所述，能够通过判断焦点准不准，来判断对于被拍摄物体和摄像装置的 距离(摄影距离)而言，透镜的位置是否适当。但是，也可以通过实际测量摄影距离来判断 透镜的位置是否适当。这时，例如可以将使用红外线激光的距离传感器搭载到摄像装置中。图7是讲述透镜驱动装置的驱动控制的图形。该图(a)是由驱动器303向线圈40 施加的脉冲电流信号的波形图，该图(b)是表示被该图(a)的脉冲电流信号驱动时的透镜 架10的动态的图形。此外，图6是表示使透镜架10从标准位置向微距位置位移时的例子 的图形。但是使透镜架10从微距位置向标准位置位移时，也可以进行同样的驱动控制。为了驱动透镜架10，由驱动器303向线圈40施加图7(a)所示的脉冲电流信号。 就是说，起初向线圈施加一次施加时间较长的脉冲电流信号(以下称作“长脉冲信号”)，接 着施加多次施加时间较短的脉冲电流信号(以下称作“短脉冲信号”)。此外，在这里，将短 脉冲信号全部设定成相同的长度。在CPU301中，如图6所示，输入旨在生产脉冲电流信号的时钟信号。CPU301利用内部的计数器计数时钟信号，按照计数结果，进行长脉冲信号和短脉冲信号的0N/0FF控制。就是说，CPU301首先向驱动器203输出ON信号后，由驱动器203输出长脉冲信 号。与此同时，CPU301开始计数时钟信号，在直到该计数值达到相当于长脉冲信号的施加 时间的时钟脉冲数为止的期间，继续向驱动器303输出ON信号。接着，在计数值达到相当 于长脉冲信号的施加时间的时钟脉冲数时，CPU301就向驱动器203输出OFF信号，使其停止 输出长脉冲信号。然后进而，计数相当于停止时间的个数的时钟信号后，CPU301就再次向 驱动器203输出ON信号，使驱动器203输出短脉冲信号。随后，时钟信号的计数值达到相 当于短脉冲信号的施加时间的时钟脉冲数时，CPU301就向驱动器203输出OFF信号，使其 停止输出短脉冲信号。进而，计数相当于停止时间的时钟脉冲数后，CPU301就再次在直到 计数相当于短脉冲信号的施加时间的时钟脉冲数为止的期间，向驱动器303输出ON信号。 然后，CPU301反复短脉冲信号的输出次数地向驱动器303输出旨在使其输出短脉冲信号的 0N/0FF 信号。驱动器303被从CPU301输入ON信号后，就输出电流信号；被输入OFF信号后，就 将电流信号OFF。这样，就由驱动器303输出上述脉冲电流信号的波形。此外，在本实施方式中，将透镜架10从标准位置到微距位置的位移量，例如设定 成为0. 1 0. 3mm左右。而且，对于这种位移量而言，将长脉冲信号的施加时间例如设定成 为数十 数百mm秒左右，将短脉冲信号的施加时间例如设定成为数十 数百μ秒左右。另 外，将短脉冲信号的施加次数例如设定成为6次。但是，这些施加时间及施加次数，是按照 透镜架10的位移量及其它条件，预先通过试验等适当决定的。与脉冲电流信号的施加时间对应的推进力(由线圈40和磁铁20产生的电磁驱动 力)，被赋予透镜架10，透镜架10位移与该推进力对应的距离。向线圈40施加长脉冲信号 后，在由它产生的推进力的作用下，透镜架10从图7(b)所示的标准位置位移到微距位置 侧，在靠近微距位置的图7(c)所示的位置停止。然后，多次向线圈40施加短脉冲信号后， 在由它产生的推进力的作用下，透镜架10从图7(c)所示的位置一点一点地向图7(d)所示 的微距位置侧移动，与外壳70抵接后，定位在微距位置。图8是示意性地表示利用短脉冲信号驱动时的透镜架10的动态的一个例子的图 形。此外，该图(a)表示反抗重力地驱动透镜架10时的状态，该图(b)表示沿着重力地驱 动透镜架10时的状态。另外，图中的点划线表示施加一次短脉冲信号后的透镜架10的停
止位置。如该图所示，每逢施加短脉冲信号，透镜架10就一点点地向外壳70侧移动。然后， 在施加多次短脉冲信号的期间，透镜架10与外壳70抵接后，就在那里停止。这时，即使被短脉冲信号赋予相同的推进力，透镜架10的位移量也随着透镜驱动 装置100的姿势的不同而不同。在透镜从水平向上的姿势中存在透镜驱动装置100时，就 是说在与标准位置相比，微距位置位于垂直上方时，必须使透镜架10反抗重力地位移，所 以如图8(a)所示，1次短脉冲信号导致的透镜架10的位移量dl变小。另外，这样地反抗重 力驱动透镜架10时，施加长脉冲信号之际的透镜架10的位移量也较小，所以施加长脉冲信 号后的透镜架10的停止位置即开始施加短脉冲信号时的透镜架10位置，从外壳70侧大踏 步地后退，从透镜架10到外壳70 (微距位置)为止的距离Gl变大。因此，反抗重力地驱动 透镜架10时，就如该图(a)所示，直到透镜架10到达微距位置为止的短脉冲信号的施加的
10次数变多。另一方面，在透镜从水平向下的姿势中存在透镜驱动装置100时，就是说在与标 准位置相比，微距位置位于垂直下方时，因为成为使透镜架10沿着重力地位移，所以如图 8 (b)所示，1次短脉冲信号导致的透镜架10的位移量dl变大。另外，从施加长脉冲信号后 的透镜架10的停止位置到外壳70 (微距位置)为止的距离G2变小。因此，直到透镜架10 到达微距位置为止的短脉冲信号的施加的次数变少。长脉冲信号的时间宽度和短脉冲信号的施加次数受这些重力等的影响，即使透镜 架10在最不容易位移的状况下，也可以预先调整透镜架10能够到达微距位置的时间宽度 和施加次数。此外，这样设定后，透镜架10通常能够在短脉冲信号的施加次数达到设定次 数之前，到达标准位置，然后也继续施加剩余的短脉冲信号。可是，即使这样地施加剩余的 短脉冲信号，透镜架10也能够在由这些剩余的短脉冲信号产生的推进力的作用下，被继续 按压到外壳70上，所以在将透镜架10定位于微距位置的过程中，这些剩余的短脉冲信号不 会产生坏影响。另外，在由短脉冲信号产生的推进力的作用下，透镜架10从微距位置的附近位置 一点点地位移，与外壳70抵接。因此，由于透镜架10不会猛烈碰撞外壳70，所以不会产生 刺耳的碰撞声。另外，不容易出现透镜架10碰撞外壳70后的反动导致离开外壳70的现象， 还能够防止透镜的位置偏移适当的位置。此外，即使碰撞外壳70后的反动导致透镜架10离开外壳70，以后透镜架10也在 剩余的短脉冲信号的作用下，被继续按压到外壳70上，所以透镜架10被定位在与微距位置 抵接的位置。此外，为了稍微缩短透镜向微距位置的切换时间，可以加长长脉冲信号的施加时 间，利用长脉冲信号使透镜架10尽量位移到靠近微距位置的位置。但是这时，与标准位置 相比，微距位置位于垂直下方等时，只靠长脉冲信号产生的推进力，有可能由于透镜驱动装 置100的姿势，而使透镜架10到达微距位置为止地碰撞外壳70，反而离开外壳70 (例如和 图7(c)同样的状态)。可是这时，也由于然后施加短脉冲信号，利用它的推进力，使透镜架 10到达微距位置为止，所以能够防止透镜的位置从适当的位置偏移。另外，旨在驱动透镜架10的脉冲电流信号的波形，可以变更成图9的波形图所示 的波形。在该变更例中，短脉冲信号的宽度(施加时间)，随着施加次数而逐渐变短。这时， 如果使施加短脉冲信号的周期相同，那么越是前半期的短脉冲信号，施加时间就越长，停止 时间就越短。采用这种结构后，因为能够加大到微距位置还有一段距离时的短脉冲信号产生的 推进力，所以能够利用长脉冲信号，缩短透镜架10从停止位置到微距位置为止的到达时 间。另外，因为能够缩小靠近微距位置后的推进力，所以能够使透镜架10软着陆到微距位置。此外，在图9的例子中，绘出短脉冲信号的宽度随着施加次数增加一次而变小的 情况。但是，例如也可以使短脉冲信号的宽度每当η次的施加次数而变小。在上述实施方式中，以使透镜架10由标准位置向微距位置位移为例进行了讲述。 但是使透镜架10由微距位置向标准位置位移时，进行和上述同样的控制，也可以将透镜架 10圆滑而且其适当地定位在标准位置。但是，与使透镜架10由标准位置向微距位置位移使相比，由于使透镜架10由微距位置向标准位置位移时，透镜架10的位移方向相反，所以图 7(a)及图9所示的长脉冲信号和短脉冲信号，需要使其极性相反后施加给线圈40。采用本实施方式后，因为能够采用电动方式在标准位置和微距位置之间进行透镜 的位置的切换，所以不仅能够通过用户的切换操作切换透镜的位置，而且例如可以通过检 出对于摄影距离而言透镜的位置是否适当，自动地切换透镜的位置。另外，采用本实施方式后，因为能够只在使透镜架10与底座30抵接时定位在标准 位置，只在使透镜架10与外壳70抵接时定位在微距位置，所以能够很容易地将透镜架10 定位在适当的位置。进而，采用本实施方式后，因为能够利用短脉冲信号，使透镜架10从靠近微距位 置及标准位置的位置，逐渐位移地到达这些位置，所以透镜架10不会猛烈碰撞外壳70及底 座30，不容易出现透镜架10碰撞外壳70后的反动导致离开外壳70及底座30的现象，也不 会产生刺耳的碰撞声。进而，采用本实施方式后，因为利用在磁铁20和磁性板50之间发挥作用的引力F， 将透镜架10保持在微距位置及标准位置，所以即使不给线圈40供电，也能够将透镜架10 定位在这些位置，能够降低消耗电力。以上，讲述了本发明的实施方式。但是本发明并不局限于此，而且本发明的实施方 式也除了上述以外，可以有各种变更。<透镜驱动装置的变形例>图10是其它实施方式涉及的透镜驱动装置的分解立体图。图11是表示装配后的 透镜驱动装置的结构的图形。该图(a)是装配完毕的图形，该图(b)是为了看清该图(a) 所示的透镜驱动装置的内部状态而拆下外壳70的状态的图形。在本实施方式中，使透镜架10移动之际的导向结构，不是由轴60、61和圆孔12、长 孔13构成，而是如下所述，由突条14和槽33b构成。图10及图11所示的其它的结构，和 上述实施方式同样。就是说，在透镜架10中，在较窄的4个侧面IOb上，分别形成朝着上下延伸的断面 为三角形状的突条14。另一方面，在与这些侧面IOb相对的导向体33的侧面上，分别形成 与突条14嵌套的V字形的槽33b。如图11(b)所示，将透镜架10安装到底座30上后，突条14就嵌入槽33b内。在 这种状态下，透镜架10上下移动后，伴随着它的移动，突条14就在槽33b内滑动。采用这 种结构后，能够很容易地设计导向结构。〈摄像装置的变更例〉图12是表示其它实施方式涉及的摄像装置的结构的图形。在该实施方式中，配置 着旨在检出透镜驱动装置的姿势的加速度传感器304。该加速度传感器304至少具有检出 1轴方向的重力加速度的功能。加速度传感器304被使上述1轴方向成为透镜的光轴方向 地配置。在底座30侧产生重力加速度后，加速度传感器304就输出正的加速度信号；在外 壳70侧产生重力加速度后，加速度传感器304就输出负的加速度信号。来自加速度传感器304的加速度信号，被输入CPU301。CPU301在正的加速度信号 较大时，判断透镜驱动装置从水平向上；在负的加速度信号较大时，判断透镜驱动装置从水 平向下。另外，CPU301在加速度信号为零或接近于零时，判断透镜驱动装置朝着水平方向。
12
在存储器305中，记忆着图13所示的那种旨在使透镜架10从标准位置向微距位 置位移的3个脉冲电流信号的波形模式(第1波形模式、第2波形模式、第3波形模式)。 第1波形模式、第2波形模式、第3波形模式分别与透镜驱动装置朝上、横向、朝下时对应。 第1波形模式、第2波形模式、第3波形模式的长脉冲信号及短脉冲信号的施加时间依次变 短。就是说，为了使透镜架10位移，越需要较大的推进力，长脉冲信号及短脉冲信号的施加 时间就越长。使透镜架10向微距位置位移之际，CPU301判断透镜驱动装置100的姿势，如果透 镜驱动装置100的姿势是从水平向上，就判断需要较大的推进力。这时，CPU301向驱动器 303输出控制信号，以便向线圈40施加第1波形模式的脉冲电流信号。另外，CPU301判断 透镜驱动装置100的姿势是大致朝着水平向方向，就判断需要标准的推进力，向驱动器303 输出控制信号，以便向线圈40施加第2波形模式的脉冲电流信号。进而，CPU301判断透镜 驱动装置100的姿势是从水平向下，就判断需要较小的推进力，向驱动器303输出控制信 号，以便向线圈40施加第3波形模式的脉冲电流信号。此外，使透镜架10从微距位置向标准位置位移时，如果透镜驱动装置100的姿势 是从水平向上，CPU301就向线圈40施加第3波形模式的脉冲电流信号。另外，如果透镜驱 动装置100的姿势是从水平向下，就向驱动器303输出控制信号，以便向线圈40施加第1 波形模式的脉冲电流信号。透镜驱动装置100的姿势是大致朝着水平向方向时，和上述的 情况同样，向线圈40施加第2波形模式的脉冲电流信号。这时也因为使透镜架10从微距 位置向标准位置位移之际的透镜架10的位移方向，与使透镜架10从标准位置向微距位置 位移时相反，所以需要将第1、第2、第3波形模式的脉冲电流信号的极性颠倒后施加给线圈 40。这样，采用本实施方式后，因为按照透镜驱动装置的姿势调整脉冲电流信号(长 脉冲信号、短脉冲信号)的施加时间，所以能够抑制白白地施加脉冲信号的现象，其结果能 够降低驱动所需的消耗电力。此外，可以在存储器305中不记忆上述那种波形模式，而记忆旨在按照加速度信 号计算长脉冲信号及短脉冲信号的施加时间的计算公式，使用该计算公式，根据在摄影场 面中检出的加速度信号，计算出施加时间。采用这种结构时，也和记忆波形模式时同样，能 够向线圈40施加与透镜驱动装置100的姿势对应的脉冲电流信号。另外，因为与长脉冲信号的电流量相比，短脉冲信号的电流量相当小，所以如上所 述地使波形模式按照透镜驱动装置100的姿势变化时，与短脉冲信号相比，使长脉冲信号 的施加时间变化后，能够获得很大的节电效果。因此，这样地调整波形模式时，可以只使长 脉冲信号的施加时间变化，而使短脉冲信号的施加时间保持一定。进而，为了检出透镜驱动装置100的姿势，还可以取代加速度传感器304，利用其 它众所周知的倾斜检出用的传感器。另外，还可以不在摄像装置侧，而在小型照相机本体侧 及带照相机功能的手机侧配备加速度传感器。〈在自动聚焦功能上的应用例>此外，本发明的摄像装置还可以在搭载了自动聚焦用的透镜驱动装置的摄像装置 中应用。这时，自动聚焦用的透镜驱动装置可以采用和上述实施方式同样的结构。在自动 聚焦用的透镜驱动装置中，图3所示的标准位置，成为调焦动作之际的原来位置。而且驱动透镜架10，使它从该原来位置向聚集位置位移。就是说，开始自动聚焦动作后，就向线圈40施加预先规定次数的脉冲电流信号， 使保持透镜的透镜架10从原来位置朝着透镜光轴方向慢慢地位移。每当透镜架10在一个 脉冲电流信号的作用下位移时，根据来自图像传感器组件202的信号，检出透镜捕捉的图 像的对比度值。反复进行对比度值的检出，直到施加所有次数的脉冲电流信号，使透镜架10 从原来位置到达调焦区域的终端位置为止。这时，对比度值在透镜及透镜架10位于调焦位 置时成为最大。比较各自的对比度值的大小，抽出是在第几次的脉冲电流信号的作用下对比度值 成为最大的。在透镜返回原来位置后，利用抽出的次数的脉冲电流信号，使透镜架10再次 从原来位置位移。这样，透镜就被定位在对比度值成为最大的位置即聚焦位置。在该焦点牵引动作中，使透镜架10从调焦区域的终端位置向原来位置返回之际， 使用如图7(a)、图9、图13所示的那种由长脉冲信号和多个短脉冲信号构成的脉冲电流信 号。这时，因为使透镜架10从调焦区域的终端位置向原来位置返回之际的透镜架10的位 移方向，和上述使透镜架10从标准位置向微距位置位移之际的透镜架10的位移方向相反， 所以图7(a)、图9、图13所示的脉冲电流信号，以将极性颠倒的状态，施加给线圈40。这样， 透镜架10就被正确地定位在原来位置。因此，能够防止在向聚集位置牵引透镜的动作中产 生不准，结果能够提高调焦精度。此外，本发明的实施方式在《权利要求书》所述的技术思想的范围内，可以有各种 适当的变更。
1权利要求
一种摄像装置，其特征在于，具备透镜架，该透镜架保持透镜；支撑部，该支撑部支撑所述透镜架，并能使所述透镜架沿所述透镜的光轴方向位移；抵接部，该抵接部设置在所述支撑部上，在所述透镜架位于指定的基准位置时与该透镜架抵接；磁铁，该磁铁配置在所述透镜架和所述支撑部中的某一个上；线圈，该线圈与所述磁铁相对地配置，被施加电流后，就与所述磁铁一起，产生作用于所述透镜架的电磁驱动力；磁性部件，该磁性部件用于在停止向所述线圈供电时，利用与所述磁铁之间的磁力，将所述透镜架保持在停止供电后的位置；和控制部，该控制部向所述线圈施加电流信号，驱动控制所述透镜架，所述控制部，在使所述透镜架位移到所述基准位置之际，向所述线圈施加第1脉冲电流信号后，多次施加比该第1脉冲电流信号的施加时间短的第2脉冲电流信号。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于具备姿势检出部，该姿势检出部输出与 所述摄像装置的姿势对应的检出信号，所述控制部，按照来自所述姿势检出部的检出信号，至少调整所述第1脉冲电流信号 的施加时间。
3.如权利要求2所述的摄像装置，其特征在于根据对于所述摄像装置而言的重力作 用的情况，设定所述第1脉冲电流信号的所述施加时间。
4.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于所述控制部，通过设定所述第1脉冲电 流信号的所述施加时间，从而使所述摄像装置的姿势为朝上时的所述第1脉冲电流信号的 所述施加时间比所述摄像装置的姿势为水平时的所述第1脉冲电流信号的所述施加时间 长，而使所述摄像装置的姿势为朝下时的所述第1脉冲电流信号的所述施加时间比所述摄 像装置的姿势为水平时的所述第1脉冲电流信号的所述施加时间短。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于多次施加的所述第2脉冲电流信号的 施加时间，随着次数的靠后而逐级缩短。
6.如权利要求1 5任一项所述的摄像装置，其特征在于所述磁铁与所述磁性部件， 互相相对地分别配置在所述透镜架和所述支撑部上，所述磁性部件的所述光轴方向的长度，大于所述磁铁的所述光轴方向的长度。
全文摘要
一种摄像装置，在通常摄影时，透镜架(10)处于标准位置且与底座(30)抵接。透镜架(10)位移到微距位置时，首先长脉冲信号施加到线圈(40)，这样透镜架(10)就位移到微距位置附近。接着向线圈(40)施加短脉冲信号多次，这样透镜架(10)就逐渐靠近微距位置，最终抵接外壳(70)后定位在微距位置。在磁铁(20)和磁性板(50)的引力及轴(60)与圆孔(12)之间的摩擦力的作用下，透镜架(10)保持于标准位置或微距位置。调焦时可以使透镜适当地定位在所需的位置，从而提高了调焦的精度。
文档编号G02B7/08GK101960352SQ20098010651
公开日2011年1月26日 申请日期2009年1月19日 优先权日2008年2月26日
发明者山下博司 申请人:三洋电机株式会社