(57)【要約】  光学像スタビライザは、カメラといった結像システムの無用な動きを補償するために使用される。そのカメラは、光軸を折り曲げる三角プリズムを用いて折り曲げられた光学系を有する。二つのアクチュエータが、カメラのヨー方向の移動及びピッチ方向の移動を補償するためにプリズムを二つの軸の周りで回転させるために使用される。そのプリズムを、ジンバルシステムまたはジンバルジョイントに取り付けることが可能であり、二つのアクチュエータはそのプリズムを回転させるためにジンバルシステムに作用可能に接続される。あるいは、折り曲げ光学系は、光軸を折り曲げるミラーを使用し、二つのモータがプリズムを回転させるために使用される。
2009526257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像システムであって、
像面に配置された画像形成媒体と、
前記画像形成媒体に像を投影し、光軸を規定するレンズモジュールと、
前記光軸を折り曲げるために前記レンズモジュールとの関係で配置される光路折り曲げデバイスと、
前記光路折り曲げデバイスと作用可能に接続され、前記結像システムの無用な動きに応じて前記画像形成媒体上の像をシフトするために前記光路折り曲げデバイスを移動させる移動機構と、
を有することを特徴とする結像システム。
【請求項２】
前記画像形成媒体は、前記結像システムの像面に実質的に配置されたイメージセンサを有することを特徴とする請求項１に記載の結像システム。
【請求項３】
前記光路折り曲げデバイスはプリズムを有し、該プリズムは、前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は反射により前記光軸を折り曲げるために使用されることを特徴とする、請求項２に記載の結像システム。
【請求項４】
前記プリズムは、前記像面に略直交する第１の回転軸の周りを回転可能であり、かつ、前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りを回転可能であることを特徴とする、請求項３に記載の結像システム。
【請求項５】
前記移動機構は、前記プリズムを前記第１の回転軸の周りで回転させる第１の移動デバイスと、前記プリズムを前記第２の回転軸の周りで回転させる第２の移動デバイスとを有することを特徴とする、請求項４に記載の結像システム。
【請求項６】
前記第１及び第２の移動デバイスの一方または両方はアクチュエータを有することを特徴とする、請求項５に記載の結像システム。
【請求項７】
前記第１及び第２の移動デバイスの一方または両方はモータを有することを特徴とする、請求項５に記載の結像システム。
【請求項８】
像面に配置されたイメージセンサと、該イメージセンサに像を投影し、光軸を規定する少なくとも一つのレンズ素子と、該光軸を折り曲げるために該レンズ素子との関係で配置される反射面とを有する結像システムにおいて使用される光学像スタビライザモジュールであって、
前記反射面と作用可能に接続され、前記結像システムの無用な動きに応じて前記イメージセンサ上の像をシフトするために前記反射面を移動させる移動機構を有することを特徴とする光学像スタビライザモジュール。
【請求項９】
前記反射面はプリズムの一部であり、該プリズムは、前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は前記光軸を折り曲げるために使用され、前記移動機構は、
前記プリズムに対して作用可能に接続され、前記プリズムを前記像面に略直交する第１の回転軸の周りで回転させる第１の移動デバイスと、
前記プリズムに対して作用可能に接続され、前記プリズムを前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りで回転させる第２の移動デバイスと、
を有することを特徴とする請求項８に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１０】
前記第１の移動デバイスは第１のアクチュエータを有し、前記第２の移動デバイスは第２のアクチュエータを有し、前記光学像スタビライザモジュールは、
前記結像システムの無用な動きに基づいて前記第１及び第２のアクチュエータを動作させる駆動システムをさらに有することを特徴とする、請求項９に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１１】
前記第１及び第２のアクチュエータのうちの少なくとも一つは屈曲アクチュエータを有することを特徴とする請求項１０に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１２】
前記第１及び第２のアクチュエータのうちの少なくとも一つは軸上アクチュエータを有することを特徴とする請求項１０に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１３】
前記第１の移動デバイスはモータを有し、前記第２の移動デバイスはモータを有し、前記光学像スタビライザモジュールは、
前記結像システムの無用な動きに基づいて前記各モータを動作させる駆動システムをさらに有することを特徴とする、請求項９に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１４】
前記結像システムの無用な動きに応じて前記移動デバイスを動作させる駆動システムと、
前記プリズムの現在位置を検知する位置検知デバイスと、
前記位置検知デバイス及び動き検知器に動作可能に接続され、前記移動デバイスが前記結像システムの無用な動きを補償するために前記プリズムを動かせるように、前記プリズムの現在位置と前記結像システムの無用な動きに基づいて前記プリズムの移動量を決定するプロセッサモジュールと、
をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１５】
結像システムの無用な動きを補償するために該結像システムにおいて使用される像移動方法であって、
前記結像システムは、前記結像システムの像面に配置されたイメージセンサと、
前記イメージセンサに像を投影し、光軸を規定する少なくとも一つのレンズ素子と、
前記光軸を折り曲げるために前記レンズ素子との関係で配置されるプリズムとを有し、該プリズムは前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は反射により前記光軸を折り曲げるために使用され、前記方法は、
前記像面に対して略直交する第１の回転軸の周りで前記プリズムを回転させるステップと、
前記イメージセンサに投影された像をシフトするために、前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りで前記プリズムを回転させるステップと、
を含むことを特徴とする像移動方法。
【請求項１６】
第１の移動デバイスを前記プリズムに対して作用可能に接続するステップと、
第２の移動デバイスを前記プリズムに対して作用可能に接続するステップと、
前記第１の回転軸の周りで前記プリズムが回転するように前記第１の移動デバイスを動作させるステップと、
前記第２の回転軸の周りで前記プリズムが回転するように前記第２の移動デバイスを動作させ、該動作が前記結像システムの無用な動きに応じているステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の像移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に結像システムに関し、特に、結像システムにおいて使用される光学像スタビライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
像を安定させる問題は、写真の黎明期に遡り、この問題は、イメージセンサが満足のいく程度に良好な画像を形成するために十分な露光時間を必要とするという事実に関連している。露光時間中の如何なるカメラの動きも、イメージセンサに投影される像の移動を生じ、形成される画像の劣化をもたらす。その移動に関連する劣化を動きボケと呼ぶ。撮影の間、カメラを保持する手の一方または両方を用いて、満足のいく程度に長い露光時間中無用なカメラの動きを避けることはほとんど不可能に近い。小さな動きでさえも得られた像の品質を著しく劣化させ得る高いズーム比にカメラが設定されているとき、動きボケは特に容易に発生する。
【０００３】
光学像を安定化することには、一般に、カメラの動きを補償する際にイメージセンサに投影された像を横にシフトさせることが含まれる。この像の移動は、以下に示す一般的に４種類の方法の何れか一つにより行うことができる。
・レンズシフト：この光学像安定化方法は、光学系の１個以上の光学素子を、光学系の光軸に対して略直交する方向へ移動させることを含む。
・イメージセンサシフト：この光学像安定化方法は、イメージセンサを光学系の光軸に対して略直交する方向へ移動させることを含む。
・液体プリズム：この方法は、屈折により光学系の光軸を変更するために、二つの平行平面間に密封された液体の層をくさび状に変化させることを含む。
・カメラモジュールティルト：この方法は、シーンとの関係で光軸をシフトするようモジュール全体を傾けている間、光学系の全ての構成部品を変化させずに維持する。
【０００４】
上記の光学像安定化技術の何れにおいても、光軸の変更またはイメージセンサの移動を行うためにアクチュエータ機構が必要とされる。アクチュエータ機構は一般的に複雑であり、そのことは、それらが高価となり、大きなサイズとなることを意味する。
【０００５】
したがって、小さなサイズとすることが可能でコスト効率のよい、光学像を安定させる方法及びシステムを提供することが望まれている。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、カメラといった結像システムの無用な動きを補償するために光学像スタビライザを使用する。本発明によれば、カメラは、光軸を折り曲げる三角プリズムを用いて折り曲げられた光学系を有する。二つのアクチュエータが、カメラのヨー方向の移動及びピッチ方向の移動を補償するためにプリズムを二つの軸の周りで回転させるために使用される。そのプリズムを、ジンバルシステム（gimballed system）またはジンバルジョイント（gimballed joint）に取り付けることが可能であり、二つのアクチュエータはそのプリズムを回転させるためにジンバルシステムに作用可能に接続される。
【０００７】
このように、本発明の第１の側面は結像システムである。その結像システムは、像面に配置された画像形成媒体と、その画像形成媒体に像を投影し、光軸を規定するレンズモジュールと、光軸を折り曲げるためにレンズモジュールとの関係で配置される光路折り曲げデバイスと、光路折り曲げデバイスと作用可能に接続され、結像システムの無用な動きに応じて画像形成媒体上の像をシフトするために光路折り曲げデバイスを移動させる移動機構とを有する。
【０００８】
画像形成媒体は、結像システムの像面に実質的に配置されたイメージセンサを有する。光路折り曲げデバイスは、プリズムまたはミラーのような反射面とすることができる。光路折り曲げデバイスは、アクチュエータまたはモータにより、像面に略直交する第１の回転軸の周りを回転可能であり、かつ、光路折り曲げデバイスの反射面及び像面に略平行な第２の回転軸の周りを回転可能である。
【０００９】
本発明の第２の側面は、像面に配置されたイメージセンサと、そのイメージセンサに像を投影し、光軸を規定する少なくとも一つのレンズ素子と、光軸を折り曲げるためにレンズ素子との関係で配置される反射面とを有する結像システムにおいて使用される光学像スタビライザモジュールである。その光学像スタビライザモジュールは、反射面と作用可能に接続され、結像システムの無用な動きに応じてイメージセンサ上の像をシフトするために反射面を移動させる移動機構を有する。その移動機構は、駆動システムにより動作する二つのアクチュエータを有してもよい。また移動機構はその代わりに二つのモータを有してもよい。
【００１０】
光学像スタビライザは、結像システムの無用な動きに応じて移動デバイスを動作させる駆動システムと、プリズムの現在位置を検知する位置検知デバイスと、位置検知デバイス及び動き検知器に動作可能に接続され、移動デバイスが結像システムの無用な動きを補償するためにプリズムを動かせるように、プリズムの現在位置と結像システムの無用な動きに基づいてプリズムの移動量を決定するプロセッサモジュールとをさらに有してもよい。
【００１１】
本発明の第３の側面は、結像システムの無用な動きを補償するために結像システムに使用される像シフト方法である。結像システムは光軸を折り曲げるためにレンズ素子との関係で配置される反射面を有する。そしてその方法は、像面に対して略直交する第１の回転軸の周りで反射面を回転させるステップと、イメージセンサに投影された像をシフトするために、反射面及び像面に略平行な第２の回転軸の周りで反射面を回転させるステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、図１〜１１とともに以下の説明を読むことにより明らかとなるであろう。
【００１３】
イメージセンサと、光軸に沿ってそのイメージセンサ上に像を投影するレンズとを有する結像システムにおいて、本発明は光軸を折り曲げる三角プリズムを使用する。折り曲げ光学系を備えた結像システムは、携帯電話のような薄い電子デバイスに実装するのに特に有用である。図１は、折り曲げ光学系を有するカメラ付き電話の概略図である。
【００１４】
図１に示すように、携帯電話１はカメラすなわち結像システム１０を有し、ユーザがその結像システム１０を用いて写真を撮ることを可能としている。図１及び図２に示すように、結像システム１０の光軸（その光軸はＺ軸に対して略平行となっている）は折り曲げられ、その折り曲げられた光軸がＸ軸に対して略平行となっている。図２に示すように、結像システム１０は、像面に配置されたイメージセンサ５０と、フロントレンズ若しくはウインドウ２０と、三角プリズム３０と、場合によっては複数となる他のレンズ素子４０とを有する。ユーザが携帯電話１のようなカメラ付き電話を使用して写真を撮るとき、ユーザの手は無意識に震え、そのことが携帯電話を、ピッチ方向の動きでＹ軸の周りで回転させ、かつヨー方向の動きでＺ軸の周りで回転させる。このような動きは、イメージセンサ５０上で露光されている像に対して動きボケをもたらすことがある。
【００１５】
露光時間中のピッチ方向及びヨー方向の動きを補償するために、光学像スタビライザが使用される。本発明によれば、光学像スタビライザは、プリズムを二つの軸の周りで回転させる二つのアクチュエータを有する。図３に、プリズムの回転軸を示す。図３に示すように、プリズム３０は、Ｚ−Ｘ面に略平行な二つの三角面３８、３９と、Ｘ−Ｙ面に略平行なベース面３６と、Ｙ−Ｚ面に略平行な前面３２と、ベース面３６と４５°の角をなす背面３４とを有する。動きボケを減らすために、プリズムをＺ軸及びＹ軸の周りで回転させることができる。
【００１６】
公知のように、プリズムの前面３２からＸ軸に平行な方向に沿って光がプリズムに入射したとき、その光線は背面３４において全反射（ＴＩＲ）によって反射される。図４ａは、通常位置にあるプリズムを示す。光線は背面３４に対して４５°の角度で入射するため、イメージセンサの方へ、Ｚ軸、すなわち結像システムの光軸方向にほぼ沿って反射される。図４ｂに示すように、プリズム３０がＹ軸の周りを半時計回り方向に実質的に回転すると、反射された光線は正の角βで回転する。図４ｃに示すように、プリズム３０がＹ軸の周りを時計回り方向に回転すると、反射された光線は実質的に負の角βで回転する。したがって、Ｙ軸の周りでプリズムを傾転させることを、結像システムの無用なピッチ方向の動きを補償するために使用できる。
【００１７】
電子駆動モジュールに動作可能に接続されたアクチュエータを用いて、このプリズムを傾転させることができる。電子駆動モジュールは動き検知デバイス（図１０を参照）からの信号受信により、アクチュエータを動作させる。図５ａ〜図５ｃに、ピッチ方向の動きを補償する際、プリズムをＹ軸の周りで回転させるためにアクチュエータがどのように使用されるかの例を幾つか示す。図５ａは、プリズム３０をＹ軸の周りで回転させるために使用される屈曲アクチュエータ７０を示す。図示のように、屈曲アクチュエータ７０の一端７２は結像システムに固定的に取り付けられ、屈曲アクチュエータ７０の他端７４はプリズム３０に作用可能に接続される。動作の際、他端７４の屈曲移動がプリズム３０を傾転させる。図５ｂは、プリズム３０をＹ軸の周りで回転させるために使用される屈曲アクチュエータ８０を示す。図示のように、屈曲アクチュエータ８０の両端８２、８４は結像システムに固定的に取り付けられ、屈曲アクチュエータ８０の中央部８６がプリズム３０に対して作用可能に接続される。動作の際、中央部８６の屈曲移動がプリズム３０を傾転させる。なお、屈曲アクチュエータ８０の中央部を固定的に取り付け、屈曲アクチュエータ８０の一端または両端をプリズム３０を傾転させるよう、プリズムに対して作用可能に接続することも可能であることに注意すべきである。
【００１８】
図５ｃは、プリズム３０をＹ軸の周りで回転させるために使用される軸上アクチュエータ９０を示す。図示のように、軸上アクチュエータ９０の一端９２は結像システムに固定的に取り付けられ、軸上アクチュエータ９０の他端９４はプリズム３０に作用可能に接続される。動作の際、アクチュエータ９０の収縮または膨張がプリズム３０を傾転させる。
【００１９】
図５ｄは、プリズム３０をＹ軸の周りで回転させるために使用される、電磁ステッピングモータ、超音波ピエゾモータなどのような移動デバイス９５を示す。
【００２０】
ヨー方向の動き補償のために、プリズム３０をＺ軸の周りで回転させることも、アクチュエータにより行うことができる。図６ａはプリズム３０の平面図であり、プリズム３０の様々な面に関係する回転軸を示す。図６ｂ〜図６ｄに、ヨー方向の動きを補償する際、プリズムをＺ軸の周りで回転させるためにアクチュエータがどのように使用されるかの例を幾つか示す。図６ｂは、プリズム３０をＺ軸の周りで回転させるために使用される屈曲アクチュエータ１７０を示す。図示のように、屈曲アクチュエータ１７０の一端１７２は結像システムに固定的に取り付けられ、屈曲アクチュエータ１７０の他端１７４はプリズム３０に作用可能に接続される。動作の際、他端１７４の屈曲移動がプリズム３０を回転させる。図６ｃは、プリズム３０をＺ軸の周りで回転させるために使用される屈曲アクチュエータ１８０を示す。図示のように、屈曲アクチュエータ１８０の両端１８２、１８４は結像システムに固定的に取り付けられ、屈曲アクチュエータ１８０の中央部１８６がプリズム３０に対して作用可能に接続される。動作の際、中央部１８６の屈曲移動がプリズム３０を回転させる。なお、屈曲アクチュエータ１８０の中央部を固定的に取り付け、屈曲アクチュエータ１８０の一端または両端をプリズム３０を傾転させるよう、プリズムに対して作用可能に接続することも可能であることに注意すべきである。
【００２１】
図６ｄは、プリズム３０をＺ軸の周りで回転させるために使用される軸上アクチュエータ１９０を示す。図示のように、軸上アクチュエータ１９０の一端１９２は結像システムに固定的に取り付けられ、軸上アクチュエータ１９０の他端１９４はプリズム３０に作用可能に接続される。動作の際、アクチュエータ１９０の収縮または膨張がプリズム３０を回転させる。
【００２２】
図６ｅは、プリズム３０をＺ軸の周りで回転させるために使用される、電磁ステッピングモータ、超音波ピエゾモータなどのような移動デバイス１９５を示す。
【００２３】
結像システムのプリズム３０の回転及び傾転を、例えば、図７ａ〜図７ｃに示すようなジンバルシステムまたは図８〜図９ｂに示すようなジンバルジョイントの二つの屈曲アクチュエータを用いて行うことができる。
【００２４】
図７ａ〜図７ｃは、結像システム１０においてプリズムをＹ軸とＺ軸の周りを回転させるために二つの屈曲アクチュエータがどのように使用されるかを示す。図７ａは、本発明による、光学像安定化のためのジンバルプリズムシステム２００を有する折り曲げ光学系の側面図である。プリズム３０はジンバルシステム２００内に隠れている。図７ｂは、ジンバルプリズムシステム２００の詳細を示す図である。図７ｂに示すように、ジンバルプリズムシステム２００は、Ｙ軸回転用の第１の回転軸２０２及びＺ軸回転用の第２の回転軸２０４において結像システムに取り付けられている。ジンバルプリズムシステム２００は、プリズム（図示せず）をＹ軸の周りで傾転させる第１の屈曲アクチュエータ２１０と、プリズムをＺ軸の周りで回転させる第２の屈曲アクチュエータ２３０とを有する。図示のように、ブラケット２２２は、屈曲アクチュエータ２１０の固定端２１２を取り付けるのに使用される。もう一つのブラケット２２４は、屈曲アクチュエータ２１０の他端２１４に対して作用可能に接続される。アクチュエータの一端２１４の屈曲移動によりプリズムをブラケット２２４を通じて回転軸２０２の周りで回転させるように、ブラケット２２４がプリズムシステム２００にリンクされる。図７ｃに示すように、結像システム１０のハウジングの一部は、屈曲アクチュエータ２３０の固定端２３２を固定的に取り付けるためのスロット２５２を有する。その屈曲アクチュエータの可動端２３４は、ブラケット２４４に対して作用可能に接続される。アクチュエータの一端２３４の屈曲移動によりプリズムを回転軸２０４の周りで回転させるように、ブラケット２４４がプリズムシステム２００にリンクされる。
【００２５】
図８は、ジンバルジョイント３００の機構を示す。ジンバルジョイントは、カルダンサスペンション（cardanic suspension）としても知られている。図８に示すように、ジンバルジョイント３００は、外側リングと、内側リングと、二つの交差した軸上のジョイントの二つのペアとを有する。プリズム３０が内側リングに固定的に取り付けられると、ヨー方向とピッチ方向の様々な方向の補償のために、プリズムを移動させることができる。
【００２６】
図９ａ及び図９ｂは、二つの軸の周りでジンバルジョイントを回転させる二つの屈曲アクチュエータを有するジンバルジョイントの例示的な実施態様を示す。図９ａ及び図９ｂに示すように、ジンバルジョイント３００の外側リング３６０がＺ軸の周りで回転可能なように、カルダンサスペンションは回転軸３０２でブラケット３９０に移動可能に取り付けられる。プリズム３０を固定的に取り付けるために使用される内側リング３５０は、Ｙ軸の周りで回転可能なように、回転軸３０４で外側リング３６０に移動可能に取り付けられる。第１の屈曲アクチュエータ３１０は固定端３１２と可動端３１４とを有する。固定端３１２は、ブラケット３２２により結像システム（図示せず）に固定的に取り付けられる。屈曲アクチュエータ３１０の可動端３１４はブラケット３２４に対して作用可能に接続される。そしてブラケット３２４は外側リング３６０にリンクされる。アクチュエータの一端３１４での屈曲移動それ自体が、ヨー方向の動き補償のために外側リング３６０を回転軸３０２の周りで回転させることができる。同様に、第２の屈曲アクチュエータ３３０は固定端３３２と可動端３３４とを有する。固定端３３２は、ブラケット３４２により結像システムに固定的に取り付けられる。屈曲アクチュエータ３３０の可動端３３４はブラケット３４４に対して作用可能に接続される。そしてブラケット３４４は内側リング３５０にリンクされる。アクチュエータの一端３３４での屈曲移動それ自体が、ピッチ方向の動き補償のために内側リング３５０を回転軸３０４の周りで回転させることができる。
【００２７】
本発明によれば、屈曲アクチュエータを、モノモルフピエゾアクチュエータ、バイモルフピエゾアクチュエータ、多層ピエゾアクチュエータ、イオン導電性ポリマーアクチュエータ等とすることができることに留意されたい。さらに、アクチュエータが、アクチュエータを動作させるための駆動システムを必要とすることは公知である。図１０は、代表的な駆動システムを示す図である。図示のように、アクチュエータは電子駆動モジュールに対して動作可能に接続される。その電子駆動モジュールは、アクチュエータがカメラの動きに応じて結像システムの構成部品を動かすように、カメラ動き検知器／信号プロセッサに接続される。駆動システムは本発明の一部をなすものではない。さらにまた、結像システムのレンズは、２個またはそれ以上のレンズ素子を有してもよく、アクチュエータを１個またはそれ以上のレンズ素子を動かすために使用してもよい。
【００２８】
さらに、プリズム３０が像安定化の目的のために１または２軸に沿って回転するとき、他の構成部品も必要となる。例えば、結像システム用光学像スタビライザは、補償されるべき動きを判定する動き検知器、二つの回転軸に対するプリズムの現在位置を判定する少なくとも一つの位置検知器、プリズムの位置及びカメラの動きに基づいてカメラの動きを補償するために様々な方向の回転量を計算する信号プロセッサ、及び所望の量によりプリズムを回転させるよう、移動機構を動作させるために使用されるコントロールモジュールをも有する。図１１に、そのような像スタビライザを示すブロック図を示す。動き検知器は、例えば、ジャイロスコープまたはアクセラレータを含んでもよい。
【００２９】
結像システムのレンズは、２個またはそれ以上のレンズ素子を有してもよく、アクチュエータを１個またはそれ以上のレンズ素子を動かすために使用してもよい。
【００３０】
光軸（または光路）を折り曲げるために使用されるプリズムは、図２〜４に示したようなプリズム３０とは異なるものであってもよいことが当業者に理解されるであろう。例えば、プリズムの前面３２（図３を参照）は、ベース面３６に対して直交している必要はなく、背面３４とベース面３６とのなす角は、４５°でなくてもよい。さらに、１以上の反射面を持つ様々な光学部品を、結像システムの光軸または光路を折り曲げる光折り曲げデバイスとして使用できる。また、図７〜図９ｂに示したジンバルプリズム及びジョイントは、単に説明を目的とするものである。二つのアクチュエータが、プリズムのような、光折り曲げデバイスを回転させるために使用される本発明を、様々なジンバル設計または構成を用いて達成することができる。
【００３１】
したがって、本発明を、その１以上の実施態様に関して説明してきたが、形式及びその詳細において、上記及び他の様々な変更、省略及び変形を、本発明の範囲から外れることなく行えることが当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】折り曲げ光学系を有するカメラ付き電話の概略を表す図である。
【図２】結像システムの光軸を折り曲げるための複数のレンズ素子、イメージセンサ及びプリズムを有する結像システムの概略を表す図である。
【図３】結像システムのヨー方向及びピッチ方向に対する二つの回転軸を有するプリズムを示す図である。
【図４ａ】結像システムのピッチ方向の移動による動きボケを補正するためにプリズムがどのように回転するかを示す図である。
【図４ｂ】結像システムのピッチ方向の移動による動きボケを補正するためにプリズムがどのように回転するかを示す図である。
【図４ｃ】結像システムのピッチ方向の移動による動きボケを補正するためにプリズムがどのように回転するかを示す図である。
【図５ａ】Ｙ軸の周りでプリズムを回転させる屈曲アクチュエータを用いる一つの方法を示す図である。
【図５ｂ】Ｙ軸の周りでプリズムを回転させる屈曲アクチュエータを用いる他の方法を示す図である。
【図５ｃ】Ｙ軸の周りでプリズムを回転させる軸上アクチュエータを用いる一つの方法を示す図である。
【図５ｄ】Ｙ軸の周りでプリズムを回転させるために使用される移動機構を示す図である。
【図６ａ】プリズムの平面図である。
【図６ｂ】Ｚ軸の周りでプリズムを回転させる屈曲アクチュエータを用いる一つの方法を示す図である。
【図６ｃ】Ｚ軸の周りでプリズムを回転させる屈曲アクチュエータを用いる他の方法を示す図である。
【図６ｄ】Ｚ軸の周りでプリズムを回転させる軸上アクチュエータを用いる一つの方法を示す図である。
【図６ｅ】Ｚ軸の周りでプリズムを回転させるために使用される移動機構を示す図である。
【図７ａ】本発明による、光学像安定化用のジンバルプリズムを有する折り曲げ光学系の側面図である。
【図７ｂ】ジンバルプリズムの詳細を示す図である。
【図７ｃ】屈曲アクチュエータを固定的に取り付けるスロットを有する結像システムの一部分を示す図である。
【図８】ジンバルジョイント及びプリズムの正面図である。
【図９ａ】ジンバルジョイントにニ軸の周りを回転させる二つの屈曲アクチュエータを有するジンバルジョイントの例示的な実施態様を示す図である。
【図９ｂ】ジンバルジョイントの他の面を示す図である。
【図１０】アクチュエータを駆動する代表的な駆動システムを示す図である。
【図１１】代表的な光学像安定化システムを示す図である。
【図１】
2009526257.tif 000003
【図２】
2009526257.tif 000004
【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
2009526257.tif 000011
【図５ｄ】
2009526257.tif 000012
【図６ａ】
2009526257.tif 000013
【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2009526257.tif 000020
【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月1日(2008.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像システムであって、
像面に配置された画像形成媒体と、
前記画像形成媒体に像を投影し、光軸を規定するレンズモジュールと、
前記光軸を二つの区分に折り曲げるために前記レンズモジュールとの関係で配置される光路折り曲げデバイスと、
前記光路折り曲げデバイスと作用可能に接続され、前記結像システムの無用な動きに応じて前記画像形成媒体上の像をシフトするために前記光路折り曲げデバイスを移動させる移動機構と、
を有することを特徴とする結像システム。
【請求項２】
前記画像形成媒体は、前記結像システムの像面に実質的に配置されたイメージセンサを有する請求項１に記載の結像システム。
【請求項３】
前記光路折り曲げデバイスはプリズムを有し、該プリズムは、前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は反射により前記光軸を折り曲げるために使用される、請求項２に記載の結像システム。
【請求項４】
前記プリズムは、前記像面に略直交する第１の回転軸の周りを回転可能であり、かつ、前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りを回転可能である、請求項３に記載の結像システム。
【請求項５】
前記移動機構は、前記プリズムを前記第１の回転軸の周りで回転させる第１の移動デバイスと、前記プリズムを前記第２の回転軸の周りで回転させる第２の移動デバイスとを有する、請求項４に記載の結像システム。
【請求項６】
前記第１及び第２の移動デバイスの一方または両方はアクチュエータを有する、請求項５に記載の結像システム。
【請求項７】
前記第１及び第２の移動デバイスの一方または両方はモータを有する、請求項５に記載の結像システム。
【請求項８】
像面に配置されたイメージセンサと、該イメージセンサに像を投影し、光軸を規定する少なくとも一つのレンズ素子と、該光軸を二つの区分に折り曲げるために該レンズ素子との関係で配置される反射面とを有する結像システムにおいて使用される光学像スタビライザモジュールであって、
前記反射面と作用可能に接続され、前記結像システムの無用な動きに応じて前記イメージセンサ上の像をシフトするために前記反射面を移動させる移動機構を有することを特徴とする光学像スタビライザモジュール。
【請求項９】
前記反射面はプリズムの一部であり、該プリズムは、前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は前記光軸を折り曲げるために使用され、前記移動機構は、
前記プリズムに対して作用可能に接続され、前記プリズムを前記像面に略直交する第１の回転軸の周りで回転させる第１の移動デバイスと、
前記プリズムに対して作用可能に接続され、前記プリズムを前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りで回転させる第２の移動デバイスと、
を有する請求項８に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１０】
前記第１の移動デバイスは第１のアクチュエータを有し、前記第２の移動デバイスは第２のアクチュエータを有し、前記光学像スタビライザモジュールは、
前記結像システムの無用な動きに基づいて前記第１及び第２のアクチュエータを動作させる駆動システムをさらに有する、請求項９に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１１】
前記第１及び第２のアクチュエータのうちの少なくとも一つは屈曲アクチュエータを有する請求項１０に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１２】
前記第１及び第２のアクチュエータのうちの少なくとも一つは軸上アクチュエータを有する請求項１０に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１３】
前記第１の移動デバイスはモータを有し、前記第２の移動デバイスはモータを有し、前記光学像スタビライザモジュールは、
前記結像システムの無用な動きに基づいて前記各モータを動作させる駆動システムをさらに有する、請求項９に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１４】
前記結像システムの無用な動きに応じて前記移動機構を動作させる駆動システムと、
前記プリズムの現在位置を検知する位置検知デバイスと、
前記位置検知デバイスに動作可能に接続され、前記移動機構が前記結像システムの無用な動きを補償するために前記プリズムを動かせるように、前記プリズムの現在位置と前記結像システムの無用な動きに基づいて前記プリズムの移動量を決定するプロセッサモジュールと、
をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の光学像スタビライザモジュール。
【請求項１５】
結像システムにおいて使用される像移動方法であって、
前記結像システムは、前記結像システムの像面に配置されたイメージセンサと、
前記イメージセンサに像を投影し、光軸を規定する少なくとも一つのレンズ素子とを有し、前記方法は、
前記光軸を折り曲げるために前記レンズ素子との関係でプリズムを取り付けるステップであって、該プリズムは前面と、ベース面と、該前面及びベース面と結合する背面とを有し、該前面は前記像面に対して略直交しており、該ベース面は前記像面に対して略平行であり、かつ該背面は反射により前記光軸を二つの区分に折り曲げるために使用されるステップと、
前記像面に対して略直交する第１の回転軸の周りで前記プリズムを回転させるように構成された第１の移動デバイスを前記プリズムに結合するステップと、
前記イメージセンサに投影された像をシフトするために、前記像面及び前記プリズムの背面に略平行な第２の回転軸の周りで前記プリズムを回転させるように構成された第２の移動デバイスを前記プリズムに結合するステップと、
を含むことを特徴とする像移動方法。
【請求項１６】
前記第１の移動デバイス及び前記第２の移動デバイスの一方または両方は、前記結像システムの無用な動きに応じて前記プリズムを回転させるように動作する、請求項１５に記載の像移動方法。
【国際調査報告】
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