JP2012252120A

JP2012252120A - オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置

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Publication number: JP2012252120A
Application number: JP2011124022A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tada; 純一多田
Original assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Current assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: CN202916568U; JP5857322B2; CN102809873B; CN105527779A; CN102809873A; CN105527779B

Abstract

【課題】小型で簡易な構成で且つレンズ支持体において光軸と直交するＸ−Ｙ方向の位置を高い精度で検知できるオートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置を提供する。
【解決手段】画像センサ３１から受けた現在のコントラスト値を過去に検知したコントラスト値と比較してコントラスト値が最大となる位置へレンズ支持体５をＺ方向に移動するオートフォーカスカメラ２において、画像センサ３１から受けたコントラスト値とレンズ支持体の位置との関係を測定したコントラスト−位置データを備え、レンズ支持体５が初期位置にあるときに、画像センサ３１が受けたコントラスト値からコントラスト−位置データに基づいてコントラスト値が最大になるときの合焦点位置を演算することにより、レンズ支持体５のＺ方向移動量を演算し、Ｘ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１が受けた磁気検知信号をレンズ支持体５のＺ方向移動量に応じて補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。

特許文献１には、オートフォーカスカメラにおいて、レンズ支持体を光軸方向であるＺ方向に移動すると共に手振れセンサに応答してレンズ支持体を光軸方向と直交するＸ−Ｙ方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動することが開示されている。この特許文献１の技術では、可動保持部材に位置検知マグネットを設けて、レンズ支持体に磁気検知センサを設けて、磁気検知センサによりＸ方向及びＹ方向におけるレンズ支持体の位置を検知することが開示されている。

特開２０１０−８５４４８号公報

しかし、特許文献１の技術では、レンズ支持体をＺ方向に移動するときには、位置検知マグネットを設けた可動保持部材と、磁気検知センサを設けたレンズ支持体との２つの部材を一緒にＺ方向に移動しているので、Ｚ方向に移動する為の駆動力が大きくなると共に装置が大型化するという問題がある。
一方、可動保持部材に対してレンズ支持体のみをＺ方向に移動した場合には、レンズ支持体の移動により位置検知マグネットと磁気センサとの距離が変化してしまい、特に、磁気センサが位置検知マグネットの磁界強度を検知している場合にはＸ−Ｙ方向の位置の検知精度が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、小型で簡易な構成で且つレンズ支持体において光軸と直交するＸ−Ｙ方向の位置を高い精度で検知できるオートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けた固定体と、レンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するＺ方向駆動部と、レンズ支持体をＸ方向及びＹ方向へ移動するＸ−Ｙ駆動部と、レンズ支持体又は固定体の一方に設けたＸ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットと、他方に設けてありＸ方向位置検知マグネットに対向するＸ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知マグネットに対向するＹ方向位置磁気検知素子と、レンズ支持体の光軸上に設けた画像センサと、画像センサからコントラスト信号を受けてレンズ支持体を合焦点位置へ移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発する合焦点制御部と、Ｘ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知素子からの検知信号に基づいてレンズ支持体のＸ方向位置及びＹ方向位置を検出して、手振れセンサが検知したＸ方向及びＹ方向の手振れ量を打ち消すようにＸ−Ｙ駆動部に駆動信号を発するＸ−Ｙ制御部とを備え、合焦点制御部は、画像センサから受けたコントラスト値とレンズ支持体のＺ方向位置との関係を測定したコントラスト−位置データを備え、レンズ支持体が初期位置にあるときに画像センサから受けたコントラスト値から、コントラスト−位置データに基づいてコントラスト値が最大になるときの合焦点位置を演算し且つレンズ支持体の初期位置と合焦点位置との差からレンズ支持体のＺ方向移動量を演算し、Ｘ−Ｙ制御部はＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子から受けた磁気検知信号を、合焦点制御部で演算したレンズ支持体のＺ方向移動量に応じて補正することを特徴とするオートフォーカスカメラである。

請求項２に記載の発明は、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けた固定体と、電流を流すことによりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するＺ方向駆動部と、レンズ支持体をＸ方向及びＹ方向へ移動するＸ−Ｙ駆動部と、レンズ支持体又は固定体の一方に固定したＸ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットと、他方に設けてありＸ方向位置検知マグネットに対向するＸ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知マグネットに対向するＹ方向位置磁気検知素子と、レンズ支持体の光軸上に設けた画像センサと、画像センサからコントラスト信号を受けてレンズ支持体を合焦点位置へ移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発する合焦点制御部と、Ｘ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知素子からの検知信号に基づいてレンズ支持体のＸ方向位置及びＹ方向位置を検出して、手振れセンサが検知したＸ方向及びＹ方向の手振れ量を打ち消すようにＸ−Ｙ駆動部に駆動信号を発するＸ−Ｙ制御部とを備え、合焦点制御部は、画像センサから受けた現在のコントラスト値を過去に受けたコントラスト値と比較してコントラスト値が最大となる合焦点位置へレンズ支持体をＺ方向に移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発しており、Ｚ方向駆動部は、レンズ支持体が合焦点位置にあるときにＺ方向駆動部に流した電流と移動した位置との関係を測定した電流−位置データを備え、Ｚ方向駆動部が合焦点位置で流した電流から電流−位置データに基づいてレンズ支持体のＺ方向位置を演算し、Ｘ−Ｙ制御部はＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子が受けた磁気検知信号を、合焦点制御部で演算したレンズ支持体のＺ方向移位置に応じて補正することを特徴とするオートフォーカスカメラである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。
モバイル端末装置とは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等を言う。

請求項１に記載の発明によれば、レンズ支持体が初期位置にあるときに画像センサが受けたコントラスト値から、過去に実測し又はシュミレーションしたコントラスト−位置データに基づいて合焦点位置を演算することにより、レンズ支持体のＺ方向移動量が算出できる。コントラスト値は、例えば、合焦点位置にあるときのコントラスト強度に対する比であり、コントラスト値の強弱で、コントラスト−位置データの相関関係から合焦点位置までの距離を演算する。
したがって、レンズ支持体がＺ方向に移動することにより、Ｘ方向位置検知マグネットとＸ方向磁気検知素子との間の距離が変化する為にＸ方向磁気検知素子が検知している磁界の強度が変わった場合でも、その強度を、演算したＺ方向移動量に応じて補正することにより、Ｘ方向位置を高精度で検知することができる。同様に、Ｙ方向についても、レンズ支持体がＺ方向に移動することにより、Ｙ方向位置検知マグネットとＹ方向磁気検知素子との間の距離が変化する為にＹ方向磁気検知素子が検知している磁界強度が変わった場合でも、その強度を、演算したＺ方向移動量に応じて補正することにより、Ｙ方向位置を高精度で検知することができる。
このようにレンズ支持体のＸ−Ｙ方向の位置を高精度で検知することにより、カメラの手振れ補正をする為にレンズ支持体をＸ−Ｙ方向に移動する場合には、高い精度で手振れ補正ができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＺ方向の移動を検知する為にＺ方向位置検知マグネットやＺ方向磁気検知素子が不要であるから、構成を簡易にできると共に製品コストを安くできる。
Ｘ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットを設けたレンズ支持体のみをＺ方向に移動させているので、特許文献１の技術のようにＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子を設けた固定体もＺ方向に駆動する必要がないので、特許文献１に比較してＺ方向駆動部の負荷を小さくでき、小型で簡易な構成にできる。

請求項２に記載の発明によれば、レンズ支持体をＺ方向に移動して合焦点位置にあるときの電流値から、Ｚ方向移動量演算部が電流−位置データに基づいてレンズ支持体のＺ方位置を算出する。したがって、請求項１に記載の発明と同様に、レンズ支持体がＺ方向に移動することにより、Ｘ方向位置検知マグネットとＸ方向磁気検知素子との間の距離が変化する為にＸ方向磁気検知素子が検知している磁界の強度が変わった場合でも、検知した強度をＺ方向位置に応じて補正することにより、Ｘ方向位置を高精度で検知することができると共に、Ｙ方向についても、レンズ支持体がＺ方向に移動することにより、Ｙ方向位置検知マグネットとＹ方向磁気検知素子との間の距離が変化する為にＹ方向磁気検知素子が検知している磁界の強度が変わった場合でも、磁界の強度をＺ方向移動量に応じて補正することにより、Ｙ方向位置を高精度で検知することができる。
これにより、カメラの手振れ補正をする為にレンズ支持体をＸ−Ｙ方向に移動する場合には、高い精度で手振れ補正ができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＺ方向の移動を検知する為にＺ方向位置検知マグネットやＺ方向磁気検知素子が不要であるから、構成を簡易にできると共に製品コストを安くできる。
Ｘ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットを設けたレンズ支持体のみをＺ方向に移動させているので、特許文献１の技術のようにＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子を設けた固定体もＺ方向に駆動する必要がないので、特許文献１に比較してＺ方向駆動部の負荷を低くでき、小型で簡易な構成にできる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏するカメラ付きモバイル端末装置を提供できる。

第１実施の形態に係るオートフォーカスカメラにおける、駆動制御のブロック図である。（ａ）は被写体がカメラから所定距離にある場合毎の画像センサが受けるコントラスト比と合焦点位置までの距離との関係を示すグラフであり、（ｂ）はレンズ支持体の初期位置におけるコントラスト比と合焦点位置までの距離との関係を示すコントラスト−位置データのグラフである。は第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の水平断面図である。第１実施の形態にかかるオーフォーカスカメラを９０度の角度で切断した縦断面図である。第１実施の形態における各磁気検知素子と位置検知マグネットとの関係を示す平面図である。第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図である。第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。第２実施の形態にかかるオートフォーカスカメラにおける、駆動制御のブロック図である。第１コイルに流した電流値とレンズ支持体のＺ方向位置との関係を示す電流−位置データのグラフである。Ｘ方向マグネットがＸ方方向に移動した量とＸ方向の磁気検知素子の出力を、Ｘ方向マグネットがＺ方向に移動した距離との関係で示すグラフである。

以下に、添付図面の図１〜図７を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。第１実施の形態に係るオートフォーカスカメラ２は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラである。図１に示すように、このオートフォーカスカメラ２は、レンズ駆動装置１とレンズの結像側に設けた画像センサ３１と制御部３０とを備えている。

レンズ駆動装置１は、図４及び図６に示すように、内周にレンズ（図示せず）を支持するレンズ支持体５と、内周側にレンズ支持体５を移動自在に配置したヨーク３と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム７及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間にはスペーサ（絶縁材）１５が配置されている。また、レンズ支持体５の外周にはコイル体４が固定されている。本実施の形態では、フレーム７、ヨーク３、後側スペーサ１５、ベース８とで固定体が構成されている。

ヨーク３の外周側壁３ａは前側から見て略四角形状を成しており、四角の角部３ｂは面取りされた形状になっている。ヨーク３の中心部にはレンズ支持体５が配置される開口部が設けられている。

図６及び図３に示すように、ヨーク３の外周側壁３ａの各角部３ｂにはその内周に駆動用マグネット１７が合計４個固定されている。ヨーク３の各角部３ｂには駆動用マグネット１７の内周側に延出する内周側壁３ｃが設けてあり、内周側壁３ｃは、コイル体４の内周側に配置されている。尚、図３では、ヨークの３の内周側壁３ｃを省略している。
また、図６に示すように、ヨーク３の外周側壁３ａには、前側から見て四角形状を成す４つの辺に対応した位置の後端部側に空間部１３が形成されている。

図３に示すように、各駆動用マグネット１７は、前側から見た平面がヨーク３の面取りされた角部３ｂに沿って略台形形状を成しており、その内周側が後述する第１コイル１９の外周面に沿った円弧状を成している。また、駆動用マグネット１７は内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側をＮ極とし、外周側をＳ極としてある。

図６に示すように、レンズ支持体５は、略円筒形状であり、その内周側にレンズ（図示せず）が固定される開口部が設けられている。レンズ支持体５の外周に固定されているコイル体４は、第１コイル１９と第２コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。
第１コイル１９は、レンズ支持体５の周方向全周に亘って巻回した円環状を成していると共に帯状をなしている。

更に、図６及び図３に示すように、第１コイル１９の外周には、４つの第２コイル１６ａ〜１６ｄが周方向に等間隔（９０度の間隔）で合計４つ配置されている。図６に示すように、各第２コイル１６ａ〜１６ｄは各々、レンズ支持体の半径方向外側から見て側面視環状を成しており、環を成す方向にコイルを巻回して形成されている。

各第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の外周面に重ねて配置しており、前側辺部２２、後側辺部２５及び左右側辺部２４、２６を第１コイル１９に重ねている。

尚、各駆動用マグネット１７は、対面する第２コイル１６ａ〜１６ｄを介して第１コイル１９に対向している。

図３に示すように、第２コイル１６ａ、１６ｃには、駆動用マグネット１７の磁力と第２コイル１６ａ、１６ｃに流れる電流によって、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｅが作用し、第２コイル１６ｂ、１６ｄも同様に、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｆが作用する。推力Ｅと推力Ｆとは互いに直交している。
尚、本実施の形態では、第２コイル１６ａ及び１６ｃと、１６ｂ及び１６ｄとが直列に接続されており、２つの第２コイル１６ａ及び１６ｃで推力Ｅの方向に、第２コイル１６ｂ及び１６ｄで推力Ｆの方向に駆動するようになっている。

図６に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されており、Ｚ方向及びＸ−Ｙ方向への変形が自在にできるようになっている。

後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されている。

前側スプリング９の外周側部９ａは、フレーム７とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１５との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、光軸方向（Ｚ方向）及びＸ−Ｙ方向に移動自在に支持されている。

第１コイル１９に電流を流すことにより、レンズ支持体５が光軸方向前方に移動すると、レンズ支持体５は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、第１コイル１９及びマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。

レンズ支持体５がＸ−Ｙ方向に移動する場合には、所定の第２コイル１６ａ〜１６ｄに所定値の電流を流すことにより、前側スプリング９及び後側スプリング１１のＸ−Ｙ方向のスプリングの合力と、第２コイル１６ａ〜１６ｄと各対応するマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。

次に、レンズ支持体５の固定体に対するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を検出する位置検出手段４１について説明する。図４〜図６に示すように、位置検出手段４１は、レンズ支持体５に固定したＸ方向位置検知マグネット４３及びＹ方向位置検知マグネット４５と、ベース８に固定したＸ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１とを備えている。

図４に示すように、各位置検知マグネット４３、４５はレンズ支持体５の後端部に固定してあり、且つＸ方向位置検知マグネット４３はレンズ支持体５のＹ方向の端部に設け、Ｙ方向位置検知マグネット４５はレンズ支持体５のＸ方向の端部に設けてある。Ｘ方向位置検知マグネット４３とＹ方向位置検知マグネット４５は、互いに周方向に９０度の間隔をあけて配置されている。

Ｘ方向位置検知マグネット４３は２極マグネットであり、Ｘ方向に互いにＳ極とＮ極の磁極を異にして着磁してあり、同様にＹ方向位置検知マグネット４３はＹ方向に互いに磁極を異にして着磁してある。各マグネット４３、４５は略同じ寸法で同じ重量の同種のものが用いられている。

各磁気検知素子４９、５１はホール素子であり、１つの回路基板５５に設けてあると共に各磁気検知素子４９、５１は各々対応するマグネット４３、４５に対向した位置に設けてある。回路基板５５は平面視略Ｌ字形状を成しており、レンズ支持体５の後端に対向配置してベース８に固定してある。尚、図７に示すように、回路基板５５の出力端部５７はベース８の外周側に延出して装着されている。
各磁気検知素子４９、５１は、各々対応する位置検知マグネット４３、４５からの磁束を検知することにより、位置を検知してその検知信号をＸ−Ｙ位置検出部３８ａに発信する。

図６に示すように、レンズ支持体５には、２つの位置検知マグネット４３、４５との重量バランスを均衡させる為に２つの錘５９が固定してある。本実施の形態では、錘５９は位置検知マグネット４３、４５と同種のマグネットを用いている。

尚、図５に示すように、Ｘ方向位置検知マグネット４３及びＹ方向位置検知マグネット４５は、各々対応する磁気検知素子４９、５１の実際のセンサ部分に対して十分に大きな面積を有し、例えば、レンズ支持体５がＸ方向に移動してもＹ方向磁気検知素子５１がＹ方向位置検知マグネット４５のＹ方向の位置を検知できるようになっている。
各位置検知マグネット４３、４５及び錘５９はヨーク３の空間部１３に対応した位置に配置されている。

次に、図１及び図２を参照して、レンズ支持体５の制御部３０について説明する。
図１に模式的に示すように、第１コイル１９は、Ｚ駆動部３２に接続されており、各第２各コイル１６ａ〜１６ｄはＸ―Ｙ駆動部３３に接続されており、各コイル１９、１６ａ〜１６ｄに対応する駆動部３２、３３から所定値の電流が通電される。

Ｚ駆動部３２は、画像センサ３１からのコントラスト信号を受ける合焦点制御部３４に接続されており、合焦点制御部３４から駆動信号を受けて所定値の電流を第１コイル１９に流している。合焦点制御部３４には、コントラスト比較部３５、データ格納部３６及び移動位置算出部３７が設けてある。データ格納部３６には、図２（ａ）に示すように、被写体がカメラのレンズから種々離れた位置にある場合（Ｋ１、Ｋ２、・・・Ｋｎ）において、レンズ支持体５の各位置におけるコントラスト比の関係を実測したデータと、図２（ｂ）に示すコントラスト−位置データが収納されている。図２（ａ）のグラフでは、例えば、初期位置におけるコントラスト比が０．２である場合には、レンズ支持体５が合焦点位置にあるのはＬ１である。したがって、初期位置にあるときのコントラスト比から合焦点位置にあるときのレンズ支持体５のＺ方向の位置（移動距離）が推定できる。

この図２（ａ）のグラフからレンズ支持体が初期位置にあるときのコントラスト比から合焦点するときのレンズ支持体５のＺ方向の位置（移動距離）を求めたのが、図２（ｂ）に示すコントラスト−位置データである。

移動位置算出部３７は、図２（ｂ）に示すように、レンズ支持体５が初期位置にあるときに画像センサ３１から受けたコントラスト比Ａ１から、コントラスト−位置データに基づいて、合焦点位置Ｂ１までの距離、即ち、初期位置から合焦点位置Ｂ１までの移動距離を演算することができる。

一方、Ｘ−Ｙ駆動部３３はＸ−Ｙ制御部３８に接続されており、Ｘ−Ｙ制御部３８にはジャイロセンサ等の手振れセンサ３９が接続されており、Ｘ−Ｙ制御部３８は手振れセンサ３９からの手振れ信号を受けて、手振れ信号に基づいて、レンズ支持体５をＸ−Ｙ位置へ移動して手振れ量を打ち消すように、Ｘ−Ｙ駆動部３３に駆動信号を発する。

Ｘ−Ｙ制御部３８は、レンズ支持体５のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検出するＸ−Ｙ位置検出部３８ａと、レンズ支持体５のＺ方向の位置を検出するＺ位置検出部３８ｂ及びＸ−Ｙ位置補正部３８ｃとを備えており、Ｚ位置検出部３８ｂは、合焦点制御部３４の移動位置算出部３７で算出した算出信号からレンズ支持体のＺ方向の位置（初期位置に対する移動量）を検出する。そして、Ｘ−Ｙ位置補正部３８ｃは、Ｘ−Ｙ位置検出部３８ａで検出したレンズ支持体５のＸ−Ｙ方向の位置検知信号を受けて、Ｘ−Ｙ位置を検出するが、Ｚ位置検出部３８ｂのレンズ支持体のＺ方向の位置情報に基づいて、Ｘ−Ｙ位置の位置検知信号の出力を補正する。

更に、Ｚ駆動部３２では、合焦点制御部３４において画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）を比較しつつコントラストがピークとなる位置へレンズ支持体５を移動するように、合焦点制御部３４から駆動信号を受けて第１コイル１９に電流を流す。
また、Ｘ−Ｙ制御部３８は、手振れセンサ３７の検知信号を受けて、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ量を算出し、その算出結果に基づいてＸ−Ｙ駆動部３３に駆動信号を発する。

Ｘ―Ｙ駆動部３３では、第２コイル１６ａ及び１６ｃに電流Ｅを流してＥ方向にレンズ支持体５を移動させ、第２コイル１６ｂ及び１６ｄに電流Ｆを流してＦ方向にレンズ支持体５を移動させる。これにより、レンズ支持体５をＥ−Ｆ方向に移動して手振れ補正を行う。

尚、図３において、符合Ｅ、Ｆは流した電流に基づいて生じる推力の方向と大きさを示している。本実施の形態では、Ｘ方向は前面視四角形状のヨーク３の一辺方向であり、Ｙ方向は前面視四角形状のヨーク３の隣りの辺の方向としてあり、ヨーク３の対角線方向に生じる推力Ｅ、Ｆについて、Ｘ方向の分力ＥＸとＦＸの和がＸ方向の推力として、Ｙ方向の分力ＥＹとＦＹの和がＹ方向の推力として作用することになり、ＸーＹ駆動部３３では、各Ｘ方向の分力の和ＥＸ＋ＦＸをＸ方向推力となるように、各Ｙ方向の分力の和ＥＹ＋ＦＹをＹ方向推力となるように制御している。

レンズ支持体５をＸ方向及びＹ方向に移動するための電流を流すときには、目標位置よりも移動量が大きくなるような電流を流し、Ｘ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１が目標位置に達したことを検知したところで、その位置を維持する為の電流値の電流を流し、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の移動を停止する。

次に、本発明の実施の形態に係るオートフォーカスカメラ１作用及び効果について説明する。
本実施の形態に係るオートフォーカスカメラ２は、合焦点制御部３４において画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）のピークを比較しつつ、Ｚ駆動部３２に駆動信号を発して、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する。

レンズ支持体５のＺ方向への直線移動の際には、第１コイル１９に電流値Ｚを流すことにより生じるマグネット１７との間で生じる電磁力と、前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。

ここで、Ｘ−Ｙ方向の位置とＺ方向の位置との関係について説明する。例えば、Ｘ方向磁気検知素子４９は、Ｘ方向磁気検知マグネット４３がＸ方向に移動するとその検知出力が低下するので、その出力値により、Ｘ方向に移動したときの位置を検知するが、Ｘ方向磁気検知素子４９の位置（移動量）と検知出力との関係は、Ｚ方向にＸ方向磁気マグネット４３が移動した場合も、検知出力が低下する。即ち、図１０に示すように、Ｘ方向磁気検知素子４９に対するＸ方向磁気マグネット４３がＺ方向に距離Ｅ１はなれている場合が、出力１であるときには、Ｘ方向に１ｍｍ移動したことになるが、Ｘ方向磁気マグネット４３がＸ方向磁気検知素子４９に対してＺ方向にＥ１よりも離れたＥ２の位置にあるときには、出力０．５の場合に１ｍｍ離れた位置にあることになり、Ｅ３の場合は出力０．３の場合に１ｍｍ離れた位置にあることになる。よって、Ｘ方向磁気検知素子４９の出力をレンズ支持体５のＺ方向の位置に応じて補正する必要がある。Ｙ方向についても同様である。

このように、レンズ支持体５のＺ方向移動量に応じて、Ｘ方向磁気検知素子４９が受ける磁気検知信号を補正することで、Ｘ方向位置を正確に把握することができる。換言すれば、レンズ支持体５が画像センサ１から離れるようにＺ方向へ移動した場合には、Ｘ方向磁気検知素子４９に対してＸ方向位置検知マグネット４３が離れるようにレンズ支持体５が移動するので、Ｘ方向磁気検知素子４９の検出感度が低下する。従って、レンズ支持体５のＺ方向の位置に応じて、Ｘ方向磁気検知素子４９の出力を補正することによって、Ｘ方向位置を正確に検知することができる。

同様に、レンズ支持体５のＹ方向の移動においても、Ｙ方向磁気検知素子５１がＹ方向位置検知マグネット４５の磁界強度を検知することにより、レンズ支持体５のＹ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ制御部３８へ出力する。Ｘ−Ｙ制御部３８では、Ｘ−Ｙ位置検出部３８ａが検出感度によりＹ方向位置を演算するが、Ｙ方向磁気検知素子５１においても、Ｘ方向磁気検知素子４９と同様に、Ｚ位置検出部３８ｂが検知したレンズ支持体５のＺ方向位置に応じてＹ方向磁気検知素子５１で検出した出力値をＸ−Ｙ位置補正部３８ｃにより補正することによって、Ｙ方向位置を正確に検知することができる。

そこで、合焦点制御部３４では、移動位置算出部３７が、データ格納部３６に格納されているコントラスト−位置データ（図２（ｂ）参照）に基づいて、レンズ支持体５が初期位置にあるときのコントラスト信号Ａ１からレンズ支持体５が合焦点位置Ｂ１まで移動する距離を演算し、Ｚ方向移動距離とする。移動位置算出部３７で演算したＺ方向移動距離は、Ｘ−Ｙ制御部３８のＸ−Ｙ位置補正部３８ｃへ送信される。

レンズ支持体５のＸ−Ｙ制御部３８は、手振れセンサ３７によりＸ−Ｙ方向の手振れ量の信号を受け、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ補正量（手振れ量を打ち消す補正量）を演算して、レンズ支持体５の移動するべき目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）を各々決定して、Ｘ−Ｙ駆動部３３から第２コイル１６ａ、１６ｃと、第２コイル１６ｂ、１６ｄとに通電する。

そして、Ｘ方向磁気検知素子４９がＸ方向位置検知マグネット４３の磁束を検知することにより、レンズ支持体５のＸ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ制御部３８のＸ−Ｙ位置検出部３８ａに出力する。

また、Ｘ−Ｙ制御部３８では、合焦点制御部３４の移動位置算出部３７で算出したレンズ支持体５のＺ方向の移動量から、Ｘ−Ｙ位置補正部３８ｃでＸ−Ｙ位置検出部で検出した位置情報を補正する。

レンズ支持体５にはＸ方向位置検知マグネット４３及びＹ方向位置検知マグネット４５を設けているので、これらに各々対応して設けた磁気検知素子４９、５１が各位置検知マグネット４３、４５の磁界を検知することで、手振れセンサ３７が検知した手振れ量を打ち消す目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）にレンズ支持体５が移動したか否かを検知する。これにより、レンズ支持体５の手振れ補正が正確に且つ迅速に行うことができる。

レンズ支持体５のＸ−Ｙ方向の位置は、レンズ支持体５に設けた位置検知マグネット４３、４５と、ベース８に設けた磁気検知素子４９、５１とで検知できるから、小型で且つ簡易な構成である。

また、レンズ支持体５のＺ方向位置検知は、Ｚ方向位置検知用のマグネットや磁気検知素子を用いないで、予め実測したコントラスト−位置データに基づいて、Ｚ方向の移動位置を算出するので、部品点数が少なく簡易な構成で且つ安価なオートフォーカスカメラを提供できる。
レンズ支持体５のＺ方向の位置を演算し、演算したレンズ支持体５の移動量に基づいて、Ｘ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１の検出値を補正するので、レンズ支持体５の手振れ補正を正確に行うことができる。

レンズ支持体５は、第１コイル１９及び第２コイル１６ａ〜１６ｄに電流を流したときの電磁力により、光軸方向及びＸ−Ｙ方向移動ができ、コンパクトな構成でレンズ支持体５の駆動ができる。
各位置検知マグネット４３、４５及び錘５９、５９はヨーク３の空間部１３に対応した位置に配置されているので、各位置検知マグネット４３、４５及び錘５９、５９がレンズ駆動装置１の組立時、動作時にヨーク３に吸引されるのを防止できる。

Ｘ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１は１つの回路基板５５に設けているので、１つの回路基板５５を固定体の一部を構成するベース８に取り付けるだけで組み付けが容易にできる。

レンズ支持体５には、錘５９、５９を設けて、Ｘ方向位置検知マグネット４３及びＹ方向位置検知マグネット４５との間で、重量バランスを均衡にしているから、レンズ支持体５の移動をスムーズに行うことができる。

マグネット１７及び手振れ補正として機能する第２コイル１６ａ〜１６ｄを前側から見た平面視四角形のヨーク３の奥ゆきのある角部３ｂに配置することにより、手振れ補正機能を有しながら、手振れ補正機能を搭載していないレンズ駆動装置と同様なサイズで且つコンパクトな構成にできる。
データ格納部３６に格納されたコントラスト−位置データは、個別のオートフォーカスカメラ毎に予め蓄積したデータを用いているので、固体差に応じた手振れ補正ができる。

以下に本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述の第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符合を付することにより、その部分の説明を省略し、以下の説明では第１実施の形態と主に異なる点を説明する。

図８及び図９を参照して、第２実施の形態にかかるオートフォーカスカメラ２を説明する。この第２実施の形態では、レンズ支持体５のＺ方向における移動位置算出部３７は、合焦点制御部３４に設けないで、Ｚ方向駆動部３２に設けている点が、第１実施の形態と異なっている。移動位置算出部３７では、図９に示すように、第１コイル１９に流した電流とレンズ支持体５の移動距離との関係を予め実測したデータから、第１コイル１９に流した電流値Ｉ１を検出することにより、ストローク（移動距離）Ｂ３を演算する。この移動位置算出部で演算したレンズ支持体５のＺ位置をＸ−Ｙ制御部３８のＺ位置検出部３８ｂが受け、Ｘ−Ｙ制御部３８のＸ−Ｙ位置補正部３８ｃで、Ｘ方向磁気検知素子４９及びＹ方向磁気検知素子５１により検知した検知位置を補正する。
その他の構成は、第１実施の形態と同様である。

この第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、第１及び第２実施の形態において、レンズ支持体５のＺ方向、Ｘ方向及びＹ方向の駆動は、第１コイル１９及び第２コイル１６ａ〜１６ｄに電流を流すことに限らず、各々の方向にレンズ支持体５を移動するモータを設けて、各モータによりＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に駆動するものであっても良い。

第１及び第２実施の形態において、第２コイル１６ａ〜１６ｄ及びマグネット１７はヨーク３の各角部３ｂに設けることに限らず、互いに周方向に９０度の間隔をあけていれば良い。

第２コイル１６ａ〜１６ｄは、互いに９０度間隔をあけて隣合わせに２つだけ設けても良い。

第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の内周側に配置しても良い。

上述した実施の形態において、レンズ支持体５は、ズームレンズを保持して、ズーム倍率に応じてＺ方向に移動するものであってもよい。

合焦点制御部３４に格納するコントラスト−位置データ（図２（ｂ）参照）や電流値−位置データ（図９参照）は、予め１台ずつ実測したデータに限らず、所定の単位（例えばロット）毎に実測したデータを格納しても良いし、シミュレーションのデータであっても良い。これらのデータは、固体毎のばらつきが小さいので必ずしも固体毎に実測する必要が無いからであり、製造が容易になるからである。

位置検出素子であるＸ、Ｙ方向磁気検出素子４９、５１及び被位置検出素子であるＸ、Ｙ方向位置検出マグネットの二組は点対称の位置に配置しても良い。

位置検知素子は、Ｘ，Ｙ方向磁気検知素子４９、５１としてホール素子とし、被位置検知素子は、Ｘ、Ｙ方向位置検知マグネット４３、４５として２極マグネットとしたが、例えばＭＲ素子と多極マグネットとしても良い。

また、Ｘ、Ｙ方向磁気検知素子４９、５１をレンズ支持体５に固定し、Ｘ、Ｙ方向位置検知マグネット４３、４５をベース８に固定しても良い。

１レンズ駆動装置
２オートフォーカスカメラ
３ヨーク
５レンズ支持体
３２Ｚ駆動部
３３Ｘ−Ｙ駆動部
３４合焦点制御部
３８Ｘ−Ｙ制御部
３８ａＸ−Ｙ位置検出部
３８ｂＺ位置検出部
３８ｃＸ−Ｙ位置補正部
３７手振れセンサ
４３Ｘ方向位置検知マグネット
４５Ｙ方向位置検知マグネット
４９Ｘ方向磁気検知素子
５１Ｙ方向磁気検知素子

Claims

レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けた固定体と、レンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するＺ方向駆動部と、レンズ支持体をＸ方向及びＹ方向へ移動するＸ−Ｙ駆動部と、レンズ支持体又は固定体の一方に設けたＸ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットと、他方に設けてありＸ方向位置検知マグネットに対向するＸ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知マグネットに対向するＹ方向位置磁気検知素子と、レンズ支持体の光軸上に設けた画像センサと、画像センサからコントラスト信号を受けてレンズ支持体を合焦点位置へ移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発する合焦点制御部と、Ｘ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知素子からの検知信号に基づいてレンズ支持体のＸ方向位置及びＹ方向位置を検出して、手振れセンサが検知したＸ方向及びＹ方向の手振れ量を打ち消すようにＸ−Ｙ駆動部に駆動信号を発するＸ−Ｙ制御部とを備え、
合焦点制御部は、画像センサから受けたコントラスト値とレンズ支持体のＺ方向位置との関係を測定したコントラスト−位置データを備え、レンズ支持体が初期位置にあるときに画像センサから受けたコントラスト値から、コントラスト−位置データに基づいてコントラスト値が最大になるときの合焦点位置を演算し且つレンズ支持体の初期位置と合焦点位置との差からレンズ支持体のＺ方向移動量を演算し、Ｘ−Ｙ制御部はＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子から受けた磁気検知信号を、合焦点制御部で演算したレンズ支持体のＺ方向移動量に応じて補正することを特徴とするオートフォーカスカメラ。
レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けた固定体と、電流を流すことによりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するＺ方向駆動部と、レンズ支持体をＸ方向及びＹ方向へ移動するＸ−Ｙ駆動部と、レンズ支持体又は固定体の一方に固定したＸ方向位置検知マグネット及びＹ方向位置検知マグネットと、他方に設けてありＸ方向位置検知マグネットに対向するＸ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知マグネットに対向するＹ方向位置磁気検知素子と、レンズ支持体の光軸上に設けた画像センサと、画像センサからコントラスト信号を受けてレンズ支持体を合焦点位置へ移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発する合焦点制御部と、Ｘ方向磁気検知素子及びＹ方向位置検知素子からの検知信号に基づいてレンズ支持体のＸ方向位置及びＹ方向位置を検出して、手振れセンサが検知したＸ方向及びＹ方向の手振れ量を打ち消すようにＸ−Ｙ駆動部に駆動信号を発するＸ−Ｙ制御部とを備え、
合焦点制御部は、画像センサから受けた現在のコントラスト値を過去に受けたコントラスト値と比較してコントラスト値が最大となる合焦点位置へレンズ支持体をＺ方向に移動するようにＺ方向駆動部に駆動信号を発しており、Ｚ方向駆動部は、レンズ支持体が合焦点位置にあるときにＺ方向駆動部に流した電流と移動した位置との関係を測定した電流−位置データを備え、Ｚ方向駆動部が合焦点位置で流した電流から電流−位置データに基づいてレンズ支持体のＺ方向位置を演算し、Ｘ−Ｙ制御部はＸ方向磁気検知素子及びＹ方向磁気検知素子が受けた磁気検知信号を、合焦点制御部で演算したレンズ支持体のＺ方向移位置に応じて補正することを特徴とするオートフォーカスカメラ。
請求項１又は２に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。