(57)【要約】  好ましくないカメラの動きを補償するためにカメラに使用される光学的画像安定装置において、好ましくないカメラの動きに反応して画像センサに投影された画像をシフトさせるために２つの曲げアクチュエータを用いてレンズ要素または画像センサを１つの平面において異なる方向にシフトさせる。この平面はカメラの光軸に実質的に直交し、各曲げアクチュエータの縦軸は光軸に対して実質的に平行である。一端が屈曲できるようにアクチュエータを他方の端で固定できる。中間区分が屈曲できるようにアクチュエータを両端で固定できる。または、中間区分を固定して、画像形成要素をシフトさせるために両端を使用することができる。
2009517707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸との関係において配置された画像形成要素を含む画像形成システムにおいて、画像形成要素が像平面内に配置された画像センサ及び該画像センサ上に画像を投射するための少なくとも１つのレンズ素子を含んで成り、投射された画像が、画像形成システムの動作に応答して光軸に対し実質的に垂直な方向で像平面との関係においてシフト可能である画像形成システムであって、
画像形成要素のうちの少なくとも１つに動作可能に連結され、アクチュエータ軸を画定する長さをもつ曲げアクチュエータ、及び
光軸に対し実質的に垂直な平面内で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべくアクチュエータ軸と異なる方向にアクチュエータの少なくとも一部分を移動させるための、画像形成システムの動作に応答する駆動システム、
を特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの画像形成要素のシフトが平面内の第１の方向におけるものであることを特徴とし、さらに、
少なくとも１つの画像形成要素を動作可能に連結させ、別のアクチュエータ軸を画定する長さをもつ別の曲げアクチュエータであって、
該別の曲げアクチュエータは、第１の方向と異なる第２の方向で平面内の少なくとも１つの画像形成要素をシフトするべく別のアクチュエータ軸とは異なる別の方向に該別のアクチュエータを移動させることができるような形で、駆動システムに動作可能に連結されている、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記１つの画像形成要素がレンズを含んで成ることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記１つの画像形成要素が画像センサを含んで成ることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記アクチュエータが長さを画定する第１の端部及び相対する第２の端部を有すること、及び、第１の端部が光軸との関係において画像形成システム上に固定的に取付けられており、第２の端部は、アクチュエータの第２の端部がアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能であるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に動作可能に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記アクチュエータの前記第２の端部が前記平面から離隔されていることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成システム。
【請求項７】
前記アクチュエータ軸が前記光軸に実質的に直交することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項８】
前記別のアクチュエータ軸が前記光軸に実質的に直交することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成システム。
【請求項９】
前記アクチュエータが、第１の端部、相対する第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間の中間区分を有すること、及び第１及び第２の端部の両方共が光軸との関係において画像形成システム上に固定的に取付けられており、中間区分は、それがアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で少なくとも１つの前記画像形成要素に対し動作可能に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの画像形成要素がレンズを含むことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成システム。
【請求項１１】
前記アクチュエータが第１の端部、相対する第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間の中間区分を有すること及び中間区分が光軸との関係において画像形成システム上に固定的に取付けられており、第１及び第２の端部の両方は、それらが前記アクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で少なくとも１つの前記画像形成要素に対し動作可能に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項１２】
前記画像形成システムの前記動作を検出するための動作検知モジュールをさらに特徴とする、請求項２に記載の画像形成システム。
【請求項１３】
前記動作検知モジュールが単数又は複数のジャイロスコープセンサを含んで成ることを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成システム。
【請求項１４】
前記動作検知モジュールが単数又は複数の加速度計を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成システム。
【請求項１５】
前記曲げアクチュエータによってシフトされるべき前記画像形成要素の現在位置を決定するための少なくとも１つの位置検知モジュールをさらに特徴とする、請求項１２に記載の画像形成システム。
【請求項１６】
さらに、前記画像形成システムの動作を補償する目的で投射画像のシフト量を決定するため、前記動作検知モジュール及び前記位置検知モジュールに動作可能に連結されている信号発生器であって、さらに該アクチュエータ及び別のアクチュエータを移動させるべく駆動システムにさらに連結されている信号発生器、を特徴とする、請求項１５に記載の画像形成システム。
【請求項１７】
前記アクチュエータ軸と前記像平面が４５度未満の角度を形成することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項１８】
光軸との関係において配置された画像形成要素を有する画像形成システムの中で使用するためのシフト方法において、前記画像形成要素が少なくとも１つの画像センサ及び該画像センサ上に画像を投射するためのレンズ素子を含んで成り、投射された画像が光軸に対し実質的に垂直な方向で像平面内でシフト可能である方法であって、
アクチュエータ軸を画定する長さを有する曲げアクチュエータに対し画像形成要素のうちの少なくとも１つを動作可能に連結する段階、及び
光軸に対し実質的に垂直な平面内で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく前記アクチュエータ軸と異なる方向に前記アクチュエータの少なくとも一部分を移動させる段階、
を特徴とする方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの画像形成要素のシフトが該平面内で第１の方向においてであることを特徴とし、さらに、
別のアクチュエータ軸を画定する長さを有する別の曲げアクチュエータに対して前記少なくとも１つの画像形成要素を動作可能に連結する段階、
第１の方向とは異なる第２の方向に該平面内で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく該別のアクチュエータ軸と異なる別の方向に該別のアクチュエータの少なくとも一部分を移動させる段階、
を特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つの画像形成要素が前記レンズを含んで成ることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つの画像形成要素が前記画像センサを含んで成ることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記アクチュエータが、長さを画定する第１の端部及び相対する第２の端部を有することを特徴とし、さらに、
光軸との関係において前記画像形成システム上に前記第１の端部を固定的に取付け、アクチュエータの前記第２の端部が前記アクチュエータ軸と異なる方向で移動可能となるような形で、前記少なくとも１つの画像形成要素に前記第２の端部を動作可能に連結する段階、
を特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記アクチュエータが、第１の端部、相対する第２の端部及び前記第１と第２の端部の間の中間区分を有し、さらに
光軸との関係において前記画像形成システム上に第１及び第２の両方の端部を固定的に取付け、前記アクチュエータの中間区分が前記アクチュエータ軸と異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に対し中間区分を動作可能に連結する段階、
を特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記アクチュエータが、第１の端部、相対する第２の端部及び前記第１と第２の端部の間の中間区分を有し、さらに
光軸との関係において前記画像形成システム上に中間区分を固定的に取付け、前記アクチュエータの前記第１及び第２の両方の端部が前記アクチュエータ軸と異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に対し前記第１及び第２の端部を動作可能に連結する段階、
を特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
画像形成システムのための画像安定器モジュールにおいて、該画像形成システムには、光軸との関係において配置された複数の画像形成要素が含まれ、該画像形成要素は画像センサ及び該画像センサ上に画像を投射するための少なくとも１つのレンズ素子を含んで成り、投射された画像が、画像形成システムの動作に応答して光軸に対し実質的に垂直な方向で画像センサとの関係においてシフト可能である画像安定器モジュールであって、
前記画像形成要素のうちの少なくとも１つに対し動作可能に連結され、かつ第１のアクチュエータ軸を画定する長さを有する第１の曲げアクチュエータであって、その少なくとも一部分は、画像形成システムの動作に基づき該平面内で第１の方向で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく第１のアクチュエータ軸とは異なる方向に移動するように寸法決定されている、第１の曲げアクチュエータ、及び
前記少なくとも１つの画像形成要素に対し動作可能に連結され、かつ第２のアクチュエータ軸を画定する長さを有する第２の曲げアクチュエータであって、その少なくとも一部分は、同じく画像形成システムの動作に基づき該平面内で第２の方向で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく前記第２のアクチュエータ軸とは異なる方向に移動するように寸法決定されている、第２の曲げアクチュエータ、
を特徴とする画像安定器モジュール。
【請求項２６】
前記１つの画像形成要素が前記レンズを含んで成ることを特徴とする、請求項２５に記載の画像安定器モジュール。
【請求項２７】
前記１つの画像形成要素が前記画像センサを含んで成ることを特徴とする、請求項２５に記載の画像安定器モジュール。
【請求項２８】
前記第１のアクチュエータが前記第１のアクチュエータの長さを画定する第１の端部及び相対する第２の端部を有し、ここで第１の端部が光軸との関係において画像形成システム上に固定的に取付けられ、第２の端部は、第１のアクチュエータの第２の端部が第１のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に対し動作可能に連結されていること、及び
前記第２のアクチュエータが前記第２のアクチュエータの長さを画定する第１の端部及び相対する第２の端部を有し、ここで前記第１の端部が光軸との関係において前記画像形成システム上に固定的に取付けられ、前記第２の端部は、前記第２のアクチュエータの前記第２の端部が前記第２のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に対し動作可能に連結されていること、
を特徴とする請求項２５に記載の画像安定器モジュール。
【請求項２９】
前記第一のアクチュエータ軸が前記光軸に実質的に直交し、かつ前記第二のアクチュエータが前記光軸に実質的に直交することを特徴とする、請求項２５に記載の画像安定モジュール。
【請求項３０】
前記第１のアクチュエータが第１の端部、相対する第２の端部及び該第１及び第２の端部の間の中間区分を有し、ここで前記第１及び第２の端部の両方が光軸との関係において前記画像形成システム上に固定的に取付けられており、該中間区分は、前記第１のアクチュエータの中間区分が前記第１のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に動作可能に連結されていること、及び
前記第２のアクチュエータが第１の端部、相対する第２の端部及び該第１及び第２の端部の間の中間区分を有し、ここで前記第１及び第２の端部の両方が光軸との関係において前記画像形成システム上に固定的に取付けられており、該中間区分は、前記第２のアクチュエータの中間区分が前記第２のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に動作可能に連結されていること、
を特徴とする請求項２５に記載の画像安定器モジュール。
【請求項３１】
前記第１のアクチュエータが第１の端部、相対する第２の端部及び該第１及び第２の端部の間の中間区分を有し、ここで前記中間区分が光軸との関係において前記画像形成システム上に固定的に取付けられており、前記第１及び第２の端部の両方は、前記第１のアクチュエータのこれらの両端部が前記第１のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に動作可能に連結されていること、及び
前記第２のアクチュエータが第１の端部、相対する第２の端部及び該第１及び第２の端部の間の中間区分を有し、ここで前記中間区分が光軸との関係において前記画像形成システム上に固定的に取付けられており、前記第１及び第２の端部の両方は、前記第２のアクチュエータのこれらの両端部が前記第２のアクチュエータ軸とは異なる方向で移動可能となるような形で前記少なくとも１つの画像形成要素に動作可能に連結されていること、
を特徴とする請求項２５に記載の画像安定器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、より特定的にはカメラの露出時間中の画像の安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像安定化の問題は、写真撮影術の始めにさかのぼるものであり、この問題は、良好な画像を形成するのに充分な露出時間を画像センサが必要とするという事実に関係している。露出時間中のカメラのあらゆる動きは、画像センサ上に投射された画像のシフトをひき起こし、形成された画像の劣化を結果としてもたらす。動きに関わる劣化は、手ぶれと呼ばれる。写真撮影時に片手又は両手を用いてカメラを保持することでは、かなり長い露出時間中望ましくないカメラの動きを回避することはほとんど不可能である。手ぶれは、カメラが高ズーム比にセットされている場合に特に容易に発生し、その時わずかな動きでも、得られる画像の品質は著しく劣化し得る。
【０００３】
光学的画像の安定化には一般に、カメラの動きを補償するように画像センサ上に投射された画像を横方向にシフトさせることが関与している。画像のシフトは、以下の４つの一般的技法のうちの１つにより達成可能である。
【０００４】
レンズシフト−この光学的画像安定化方法には、システムの光軸に対して実質的に垂直な方向に光学系の単数又は複数のレンズ素子を移動させることが関与している。
【０００５】
画像センサシフト−この光学的画像安定化方法には、光学系の光軸に対し実質的に垂直な方向に画像センサを移動させることが関与する。
【０００６】
液体プリズム−この方法には、屈折により系の光軸を変更させるべく２つの平行なプレートの間に密封された液体層をくさび状に変化させることが関与している。
【０００７】
カメラモジュールの傾動−この方法は、１つの場面との関係において光軸をシフトさせるべくモジュール全体を傾動させながら、光学系内の全ての構成要素を未変化の状態に保つ。
【０００８】
上述の画像安定法のいずれにおいても、光軸の変化または画像センサのシフトを実施するためにはアクチュエータ機構が必要である。アクチュエータ機構は一般に複雑であり、従って高価でかつサイズが大きくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、１つまたはそれ以上のレンズ要素または画像センサをＸＹ平面においてシフトさせるための新規の方法及び装置を提供する。この方法及び装置において、アクチュエータは上述の方法とは異なる形態で配置される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、カメラといったような画像形成システムの望ましくない動作を補償するために光学的画像安定器を使用する。画像形成システムの動作に基づいて画像センサ上で投射画像をシフトさせるべく、１平面内で異なる方向に画像センサ又はレンズ素子をシフトさせるため、２つの別個の曲げアクチュエータが用いられる。該平面は、画像形成システムの光軸に対し実質的に垂直であり、各曲げアクチュエータの長手方向軸は該平面に対し実質的に平行である。本発明の１実施形態においては、各々の曲げアクチュエータの一端部は画像形成システム上に固定的に配置され、もう一方の端部はレンズ素子又は画像センサをシフトさせるために用いられる。本発明のもう１つの実施形態においては、各々の曲げアクチュエータの両端部が固定され、一方、レンズ素子又は画像センサをシフトさせるために中間区分を移動させることができる。
【００１１】
かくして、本発明は、光軸との関係において配置された複数の画像形成要素を有する画像形成システム内で使用するための光学的画像安定化のための方法及びシステムにおいて、該画像形成要素が、画像センサ及び画像センサ上に画像を投射するための少なくとも１つのレンズ素子を含んで成り、ここで光軸に対し実質的に垂直な方向に画像センサとの関係において該投射画像をシフトさせることができる方法及びシステムを提供している。画像形成システムは以下のものを含んで成る。
第１の方向にその画像形成要素を移動させるために画像形成要素のうちの少なくとも１つに動作可能に連結され、第１のアクチュエータ軸を画定する長さを有する第１の曲げアクチュエータと、
第２の方向にその画像形成要素を移動させるために前記少なくとも１つの画像形成要素を動作可能に連結させ、第２のアクチュエータ軸を画定する長さを有する第２の曲げアクチュエータであって、像平面及び第１及び第２のアクチュエータ軸の各々が４５度より小さい角度を形成している、第２の曲げアクチュエータと、
光軸に対し実質的に垂直な平面内で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく第１のアクチュエータ軸と異なる方向に第１のアクチュエータの少なくとも一部分を移動させるため、及び光軸に対し実質的に垂直な平面内で前記少なくとも１つの画像形成要素をシフトさせるべく第２のアクチュエータ軸と異なる方向に第２のアクチュエータの少なくとも一部分を移動させるための、画像形成システムの動作に応答する駆動システムである。該画像形成要素はレンズ構成要素又は画像センサであり得る。
【００１２】
曲げアクチュエータの各々は、数多くの要領で画像形成システム上に取付けることができる。他方の端部が屈曲できるようにするべく、アクチュエータをその一方の端部で固定的に取付けることができる。アクチュエータは、中間区分が移動できるように両端部上に固定的に取付けることができる。代替的には、一方又は両方の端部を用いて画像形成要素を移動させることができるように、アクチュエータを中間区分上で固定的に取付けることができる。
【００１３】
本発明は、図３〜１６と合わせて記述を読んだ時点で明らかになることだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
画像センサ及び画像センサ上に画像を投射するためのレンズを有する画像形成システムにおいて、本発明は、画像安定化を目的として画像センサ上で投射された画像をシフトさせるために単数又は複数の曲げアクチュエータを使用する。該アクチュエータは、像平面に対し実質的に平行な単数又は複数の方向にレンズ又は画像センサ又はその両方をシフトさせるために使用可能である。該アクチュエータは、シフトされるべき画像形成要素を担持するキャリアと機械的に係合されている。
【００１５】
軸上アクチュエータは、それが活動化された場合に、その厚み又は長さを短縮又は延長させる方向に収縮又は拡大する。例えば、アクチュエータがその長さに沿って長手方向軸をもつ圧電材料の長い部品である場合には、活動化されたときのアクチュエータの変位は同様に、図２に示されている通り長手方向軸に沿っている。曲げアクチュエータにおいては、図３に示されている通り、アクチュエータの変位はその長さ又は長手方向軸に沿ったものではない。その代り、該変位は、軸外変位であり、曲げ角度に長さを乗じたものにほぼ等しい。
【００１６】
カメラにおいてレンズ要素または画像センサを動かすために曲げアクチュエータが使用される場合、アクチュエータの縦軸が画像形成システムの画像形成要素のシフト方向に直交するが、画像形成要素がシフトされる平面に対して実質的に平行であるように曲げアクチュエータを配置することができる。図４ａ及び４ｂはＸ方向及びＹ方向にキャリアを動かすために曲げアクチュエータを使用するための原理を示しており、光軸はＺ軸に対して平行である。
【００１７】
本発明の実施態様の１つに従えば、レンズは図５及び６に示される通り１対の曲げアクチュエータによって動かされるキャリアに固定される。図に示される通り、本発明に従えば画像形成システム１は、画像センサ８０及び画像センサに画像を投影するためのレンズ６０を画像形成システムの光軸に沿って取り付けるための装置本体１０を備える。レンズ６０はキャリア３０に固定される。キャリアは第一の曲げアクチュエータ４２によってＸ方向に、また第二の曲げアクチュエータ５２によってＹ方向に動かせる。第一の曲げアクチュエータ４２はレンズプレート２０の外側支持フレーム４０に取り付けられ、第二の曲げアクチュエータ５２は内側支持フレーム５０に取り付けられる。図６に示される通り、内側支持フレーム５０は２対のブラケット４６を有し、各対は、スライド運動によってＸ方向に沿って内側支持フレームが動けるようにするためにガイドピン４４に取り付けられる。同様に、キャリア３０は２対のブラケット５６を有し、各対は、スライド運動によってＹ方向に沿って動けるようにするためにガイドピン５４に取り付けられる。図に示される通り、第一の曲げアクチュエータ４２の一方の端は外側支持フレーム４０に固定され、他方の端は起動されると横方向に動くことができる。第一の曲げアクチュエータ４２の可動端はバネ４８によって内方向に動かされる。第一の曲げアクチュエータ４２が横方向に動くとき、アクチュエータはＸ方向に内側支持フレーム５０を押す。同様に、第二の曲げアクチュエータ５２の一端は内側支持フレーム５０に固定され、他方の端は起動されると横向きに動くことができる。第二の曲げアクチュエータ５２の可動端はバネ５８によって内方向に動かされる。第二の曲げアクチュエータ５２が横方向に動くとき、アクチュエータはキャリア３０をＹ方向に押す。
【００１８】
図７ａ―７ｃには様々な方向のレンズ６０のシフトが示されている。図７ａはレンズプレート２０の左上コーナーにシフトされるレンズ６０を示している。図７ｂは中央に位置するレンズ６０を示しており、図７ｃはレンズプレート２０の右下コーナーにシフトされるレンズ６０を示している。
【００１９】
図６に示されるアクチュエータ配列体は画像センサ８０をシフトさせるためにも使用できる。図８及び９に示される通り、本発明の別の実施態様に従えば画像形成システム１は画像センサ８０を取り付けるためのセンサプレート２２を備える。画像センサ８０及びその回路板８２はキャリア３２に固定される。第一の曲げアクチュエータ４２によってキャリア３２をＸ方向に動かし、第二の曲げアクチュエータ５２によってＹ方向に動かすことができる。センサプレート２２の機械的構造は基本的にレンズプレート２０の構造と同じである。すなわち、第一の曲げアクチュエータ４２が横方向に動くと、アクチュエータは内側支持フレーム５０を画像センサ８０と一緒にＸ方向に押す。第二の曲げアクチュエータ５２が横方向に動くと、アクチュエータはキャリア３２を画像センサ８０と一緒にＹ方向に押す。
【００２０】
レンズプレート及びキャリアプレートを異なる構造にすることができる。図１０ａ及び１０ｂに示される通り、レンズプレート２８は、例えば外側フレーム７２内部に重ねられた２つの層を持つように構成される。図１０ａはフレーム７２の一方の側を示す。図に示される通り、第一の曲げアクチュエータ４２及びバネ４８は外側フレーム７２に取り付けられ、第二の曲げアクチュエータ５２及びバネ５８は内側フレーム７４に取り付けられる。レンズ６０はレンズキャリア３０に固定される。図１０ｂは外側フレーム７２の他方の側を示している。図に示される通り、外側フレーム７２は、１対のブラケット４６及び単一ブラケット４７を介して内側フレーム７４を可動的に取り付けるために第一の案内ピン４４及び第二の案内ピン４５を有する。同様に、内側フレーム７４はレンズキャリア３０を可動的に取り付けるために第一の案内ピン５４及び第二の案内ピン５５を有する。このような構造は画像形成システムの専有面積（footprint）を減少することができる。
【００２１】
さらに、曲げアクチュエータを異なる設定で使用することができる。図１１に示される通り、アクチュエータの両端は画像形成システムの静止部分に固定される。アクチュエータが起動されると、アクチュエータの中間区分は屈曲して、キャリアを動かす。例えば、図１２に示される通り、アクチュエータ３３の両端は外側フレーム４０に固定され、別のアクチュエータ３６の両端は内側フレーム５０に固定される。アクチュエータ３３は、起動されると、レンズ６０と一緒に内側フレーム５０をＸ方向に動かすことができる。同様に、アクチュエータ３６は、起動されると、画像安定化のためにレンズ６０と一緒にレンズキャリア３０をＹ方向に動かすことができる。図１２に示されるレンズプレート２０において、Ｘ軸に沿ってアクチュエータ３３を内方向に動かすためにバネ３４が使用され、Ｙ方向に沿ってアクチュエータ３６を内方向に動かすためにバネ３７が使用される。別の実施態様において、両端が屈曲できるようにしてレンズプレートまたはキャリアを動かすために両端の一方または両方を使用できるようにするために、両端間の１つまたはそれ以上の区分が固定される。
【００２２】
さらに、レンズキャリアを図１３に示される通り異なる設計にすることができる。図１３に示される通り、レンズキャリア１５０は、ブラケット１５３を介するＸ方向の動きのためのアクチュエータ１５２を取り付けるため及びブラケット１５６を介するＹ方向の動きのための別のアクチュエータ１５５を取り付けるために補正フレーム１５８を備える。レンズ要素５１を動かすためにＵ字形フック１５７はブラケット１５６に固定され、別のＵ字形フック１５４はブラケット１５３に固定される。レンズ要素５１のポジションはフック１５４、１５７の各々の平行区分によって実質的に決定される。例えば、アクチュエータ１５５が起動に反応してＹ方向に動くと、レンズ要素はＵ字形フック１５７によって案内されてＹ軸に沿って動く。
【００２３】
本発明に従った曲げアクチュエータを圧電単形アクチュエータ、圧電バイモルフアクチュエータ、圧電多層アクチュエータ及びイオン伝導ポリマーアクチュエータまたはこれに類するものとすることができることに留意しなければならない。さらに、アクチュエータがアクチュエータを駆動するために駆動システムを必要とすることは技術上既知である。図１４は典型的な駆動システムを示している。図に示される通り、アクチュエータの一端は駆動電子モジュールに動作可能に接続され、カメラの動きに反応してアクチュエータが画像形成要素を動かすように駆動モジュールはカメラ移動センサ／信号発生器に接続される。好ましくは、図６、１０ａ及び１０ｂに示される通り曲げアクチュエータの一端のみがキャリアまたはフレームに固定される場合、固定端部が駆動電子モジュールに動作可能に接続される。しかし、図１２に示される通り曲げアクチュエータの両端がキャリアまたはフレームに固定される場合、曲げアクチュエータの両端を駆動電子モジュールに接続することができる。
【００２４】
さらに、画像形成要素のうち１つまたはそれ以上が画像安定のためにシフトされる場合他の構成要素も必要とされる。例えば、画像形成システム用の画像安定装置は、補償されるべき動きを測定するための移動ディテクタ、画像形成要素の現在ポジションを測定するための少なくとも１つのポジションセンサ、構成要素のポジション及びカメラの動きに基づきカメラの動きを補償するために様々な方向のシフト量を計算するための信号発生器、及び希望の量だけ画像形成要素をシフトさせるためにアクチュエータを起動するためのアクチュエータ制御装置を有する。この種の画像安定装置を示すブロック図が図１６に示されている。移動ディテクタは、例えばジャイロスコープ、加速度計またはその他の既知の移動ディテクタを含む。
【００２５】
画像形成システムのレンズは、２つまたはそれ以上のレンズ要素を含むことができ、１つまたはそれ以上のレンズ要素を動かすためにアクチュエータを使用できる。
【００２６】
図６、９及び１０ｂにおいて、曲げアクチュエータはＸＹ平面に実質的に平行のキャリアに配置される状態で示されていることに留意しなければならない。ただし、曲げアクチュエータを他の形態で配置することも可能である。図１５に示される通り、曲げアクチュエータ４２はＸＹ平面から外れて配置され、固定端部はキャリアから間隔を置いている。アクチュエータ４２とＸＹ平面との間の面外（off-plane）角度は４５度以下でなければならない。
【００２７】
当業者は、図６に示されるレンズプレート２０、図９に示されるキャリアプレート２２及び図１０ａに示されるレンズプレート２８が単なる例示であることが分かるはずである。レンズ要素及び画像センサなど画像形成要素をシフトさせるために２つの曲げアクチュエータが使用される本発明を、別のプレート設計または配列で実施することもできる。さらに、光学的画像安定のために他の画像形成要素をシフトさせるためにレンズプレート２０、２８及びキャリアプレート２２のいずれかを使用することができる。例えば、プレートのうちの１つを用いて２つの光学楔または薄いプリズムを別個にＸ方向及びＹ方向にシフトさせることができる。
【００２８】
このように、本発明は１つまたはそれ以上の実施態様に関連して説明されているが、本発明の範囲から逸脱することなくその形態及び細部の上記の及びその他の変更、省略及び逸脱が可能であることが当業者には分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＸＹ平面と画像形成システムの光軸との間の関係を示している。
【図２】Ｙ軸に対して平行に配置される軸上アクチュエータを示している。
【図３】軸外アクチュエータの屈曲を示している。
【図４ａ】本発明に係るＸ軸に沿ってキャリアをシフトさせるための曲げアクチュエータを示している。
【図４ｂ】本発明に係るＹ軸に沿ってキャリアをシフトさせるための曲げアクチュエータを示している。
【図５】本発明の１つの実施態様に従った画像形成システムの略図である。
【図６】画像形成システムにおいてレンズ要素をシフトさせるための２つの曲げアクチュエータを有するキャリアを示している。
【図７ａ】左上ポジションへシフトされるキャリアを示している。
【図７ｂ】中央ポジションへシフトされるキャリアを示している。
【図７ｃ】右下ポジションへシフトされるキャリアを示している。
【図８】本発明の別の実施態様に従った画像形成システムの略図である。
【図９】本発明に係る画像センサを取り付けるための別のキャリアを示している。
【図１０ａ】別の量配列（amount arrangement）を持つキャリアを示している。
【図１０ｂ】別の量配列（amount arrangement）を持つキャリアを示している。
【図１１】別の曲げアクチュエータを示している。
【図１２】本発明の別の実施態様に従った、２つの曲げアクチュエータを有するレンズキャリアを示している。
【図１３】本発明に係る別のレンズキャリア設計を示している。
【図１４】曲げアクチュエータを駆動するための典型的な駆動システムを示している。
【図１５】画像形成システムの光軸に対して相対的な曲げアクチュエータの配置の変動を示している。
【図１６】典型的な画像安定システムを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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