(57)【要約】    【課題】  撮影中のカメラが揺れることに伴う手振れを低減する。    【解決手段】  電子アレイ光センサ４０１がマウントされる回路キャリア・センサ取付部５０５は、撮影中に検出されるカメラの揺れから予測される像面の移動（ブレ）を低減するため、撮影光学系の光軸に直交する面内でリニアモータにより並進駆動される。余長ループ７０１が形成される単層で柔軟なフレキシブルプリント基板により、回路キャリア・センサ取り付け部５０５と他の基板７０４との電気的導通がとられる。このとき、他の基板７０４はカメラに固定されているが、余長ループ７０１によりフレキシブルプリント基板に柔軟性が与えられているため、回路キャリア・センサ取り付け部５０５が並進駆動される際に撮影光学系の光軸回りの回転が抑制される。    【選択図】    図７
2006031026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像安定化を実現するセンサ取付システムであって、
略平坦な回路キャリア・センサ取付部を備える回路キャリアと、
前記回路キャリア・センサ取付部上に取り付けられる電子アレイ光センサと、
前記略平坦な回路キャリア・センサ取付部を前記回路キャリア・センサ取付部の平面に略平行な方向に平行移動させる少なくとも１つのリニアモータと、
前記回路キャリア・センサ取付部上の回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループであって、前記他の回路は、前記リニアモータのステータに対して固定された位置関係にある、サービスループと、
を備えることを特徴とする、画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項２】
前記サービスループは、前記回路キャリア・センサ取付部から、前記リニアモータが動かすアセンブリの質量中心を中心として略対称な場所から延伸することを特徴とする請求項１に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項３】
前記サービスループは、前記アセンブリが、前記回路キャリア・センサ取付部の平面に直交する軸を中心として大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部の平面に略平行な方向に沿って比較的自由に平行移動することが可能になるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項４】
前記サービスループのそれぞれは、フレックス回路の単一回路層部分であり、より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部および前記回路キャリアを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項５】
前記回路キャリア・センサ取付部は、他のロジック取付部および接続部も含むフレックス回路の一部であり、
前記サービスループの第１の組は、前記回路キャリア・センサ取付部と前記他のロジック取付部の間で信号を伝達し、
前記サービスループの第２の組は、前記回路キャリア・センサ取付部と前記接続部との間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項６】
前記他のロジック取付部および前記接続部は、互いに接続するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのリニアモータは、前記リニアモータのステータと可動部材の間に隙間を含み、前記隙間は磁性流体で実質的に満たされることを特徴とする請求項１に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
【請求項８】
センサを取り付けるための可撓性回路であって、
略平坦なセンサ取付部と、
前記センサ取付部上に取り付けられた回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループであって、前記センサ取付部の中心を中心として略対称な場所から延伸するサービスループと
を備え、
前記他の回路は固定的に保持され、前記サービスループは、前記センサ取付部の平面に略直交する軸を中心として前記センサ取付部が大きな回転を生じることなく、前記センサ取付部の平面に略平行な方向に沿って前記センサ取付部の平行移動が可能になるように構成されることを特徴とする、センサを取り付けるための可撓性回路。
【請求項９】
前記サービスループはフレックス回路の単一回路層部分であることを特徴とする請求項８に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
【請求項１０】
他のロジック取付部と、
接続部と
をさらに備え、
前記サービスループの第１の組は、前記センサ取付部と前記他のロジック取付部の間で信号を伝達し、
前記サービスループの第２の組は、前記センサ取付部と前記接続部の間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
【請求項１１】
前記他のロジック取付部および前記接続部は、互いに接続するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
【請求項１２】
略平坦な回路キャリア・センサ取付部を備える回路キャリアと、
前記回路キャリア・センサ取付部上に取り付けられる電子アレイ光センサと、
前記電子アレイ光センサ上にシーン像を投影するレンズと、
前記回路キャリア・センサ取付部上の回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループであって、前記他の回路は、前記レンズに対して固定された位置関係にある、サービスループと、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
前記サービスループは、前記回路キャリア・センサ取付部から、前記電子アレイ光センサを含むアセンブリの質量中心を中心として略対称な場所から延伸することを特徴とする請求項１２に記載のカメラ。
【請求項１４】
前記サービスループは、前記アセンブリが、前記回路キャリア・センサ取付部の平面に直交する軸を中心とする前記アセンブリの大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部の平面に略平行な方向に沿って比較的自由に平行移動することが可能に構成されることを特徴とする請求項１３に記載のカメラ。
【請求項１５】
前記サービスループのそれぞれは、フレックス回路の単一回路層部分であり、より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部および前記サービスループを含むことを特徴とする請求項１２に記載のカメラ。
【請求項１６】
前記回路キャリア・センサ取付部は、他のロジック取付部および接続部も含むフレックス回路の一部であり、
前記サービスループの第１の対は、前記回路キャリア・センサ取付部と前記他のロジック取付部の間で信号を伝達し、
前記サービスループの第２の対は、前記回路キャリア・センサ取付部と前記接続部の間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載のカメラ。
【請求項１７】
カメラ内にセンサを取り付ける方法であって、
回路キャリアの略平坦な回路キャリア・センサ取付部上に電子アレイ光センサを取り付けることと、
前記回路キャリアから少なくとも２つのサービスループを延伸させることであって、前記サービスループは前記回路キャリア・センサ取付部から他の回路へ信号を伝達する、延伸させることと、
前記サービスループを屈曲させることであって、前記他の回路が固定して保持された状態で、前記サービスループは、回路キャリア取付部に略直交する軸を中心とする前記回路キャリア・センサ取付部の大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部の平面に略平行な前記回路キャリア・センサ取付部の相対的な妨げのない動きを可能にするようにする、屈曲させることと
を含むことを特徴とする、カメラ内にセンサを取り付ける方法。
【請求項１８】
前記サービスループは単一回路層フレックス回路であることを特徴とする請求項１７に記載のカメラ内にセンサを取り付ける方法。
【請求項１９】
より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部および前記サービスループを含むことを特徴とする請求項１７に記載のカメラ内にセンサを取り付ける方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には写真撮影術に関し、より具体的には画像安定化に関する。
（関連出願に対する相互参照）
本件出願は以下の出願に関連する。
【０００２】
画像安定化のための磁性流体サスペンション（Ferrofluid suspension for image stabilization）（米国出願第１０／８９６，５６６号）、
センサを放熱する装置および方法（Apparatus and method for heat sinking a sensor）（米国出願第１０／８９６，５６５号）、
温度が制御システムに及ぼす影響を補償する方法（Method of compensating for an effect of temperature on a control system）（米国出願第１０／８９６，５６８号）、
および
画像安定化のための磁石構成（Magnet configuration for image stabilization）（米国出願第１０／８９６，５２６号）
【背景技術】
【０００３】
カメラのブレに起因する像ブレは写真撮影における一般的な問題である。この問題は、比較的焦点距離の長いレンズを使用する場合に、カメラの動き（揺れ）の影響がレンズの焦点距離に比例して大きくなるため、特に深刻となる。多くのカメラは、一般の「ポイントアンドシュート式（狙って撮るだけ）」の撮影者のために設計されたモデルを含めて、かなり長い焦点距離を提供するズームレンズを備える。特に、焦点距離の長い設定では、カメラのブレは、補正措置を行わない限り、撮影者がブレのない画像を撮影する能力を制限する要因となる可能性がある。
【０００４】
カメラの揺れから生じるブレを低減するいくつかの単純な手法として、カメラを三脚に取り付けること、および速いシャッタースピードを用いることがある。しかし、三脚は、特定の撮影状況では容易に利用できないか、あるいは不都合である場合がある。速いシャッタースピードの使用は、特に照明が薄暗い状況では常に実行可能であるとは限らない。大きなレンズ口径を使用する場合はシャッタースピードを上げることができるが、口径の大きいレンズはかさばり高価であるとともに、常に利用できるとは限らない。また、撮影者は、（暗い状況においても）「深い被写界深度」のような他の撮影効果を達成するために小さなレンズ口径を使用したいと思うかもしれない。
【０００５】
カメラのブレによる像ブレの問題に対処するのに役立つ様々な装置および技法が提案されている。例えば、Murakoshi（米国特許第４，４４８，５１０号）は、加速度計を用いてカメラの揺れを検出し、加速度が閾値レベルを越えた場合にはカメラのユーザに指示を行う。その場合、撮影者は適切な調整を行うことができる。
【０００６】
Satoh（米国特許第６，１０１，３３２号）もまたカメラの揺れを検知し、揺れ情報を他のカメラパラメータと組み合わせて、結果的に生じる像ブレ量を推定する。一組の発光ダイオードが推定値を撮影者に伝え、その場合、撮影者は調整を行うことができる。
【０００７】
別の手法は、カメラ操作を自動化し、ブレを最小化する設定をカメラに選択させることであった。例えば、Bolle他（米国特許第６，３０１，４４０号）は、写真のいくつかの側面を改善しようと様々な画像解析技法を適用する。
【０００８】
カメラまたはレンズによっては、カメラの動きを検知し、カメラの揺れを補償するようなやり方で光学要素を動かす画像安定化機構を備えるものもある。例えば、Otani他（米国特許第５，７７４，２６６号）およびHamada他（米国特許第５，９４３，５１２号）を参照のこと。
【０００９】
デジタルカメラにおいて、感光要素は、カメラのレンズによってシーン像が投射される電子アレイ光センサである。最近のデジタルカメラには、カメラの動きに応答して露光中にセンサを動かし、投射されるシーン像をセンサが実質的に追い、ブレを低減するようにすることによってカメラのブレを補償するものもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、検出された揺れに応じて電子アレイ光センサをシフトさせることによりブレを低減可能なデジタルカメラにおいて、電子アレイ光センサが撮影光学系の光軸回りの回転を伴うことなくシフト動作可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
画像安定化を実現するセンサ取付システムは、略平坦な回路キャリア部分と、回路キャリア部分上の回路を他の回路に接続する可撓性のサービスループ（余長ループ）とを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、デジタルカメラの簡略ブロック図である。レンズ１０１がシーンから発生する光を集め、シーンの像が電子アレイ光センサ１０３上に投射されるように光１０２の方向を変える。電子アレイ光センサ１０３は、一般に「ＣＣＤアレイ」、「ＣＣＤセンサ」、あるいは単に「ＣＣＤ」と呼ばれる電荷結合素子アレイとすることができる。別法として、電子アレイ光センサ１０３は、相補型金属酸化膜半導体技術を用いて構築された能動画素アレイとすることができる。こうしたセンサは、「能動画素アレイセンサ」、「ＣＭＯＳセンサ」、あるいは別の同様の名称で呼ばれる場合がある。他のセンサ技術も可能である。電子アレイ光センサ１０３上の感光要素は通常、規則正しい矩形アレイ状に配置され、各要素すなわち「画素」がシーン中における１つの位置に対応するようになっている。
【００１３】
画像データ信号１０４がロジック１１０に渡される。ロジック１１０は、画像データ信号１０４を解釈し、それらを「デジタル画像」と呼ばれる数値表現に変換する。ロジック１１０は、他の機能も行う場合があり、例えば、カメラによって撮影されたデジタル画像の、適正な露光のための解析、カメラ設定の調整、デジタル画像に対するデジタル操作の実行、デジタル画像の記憶、取り出し、および表示の管理、カメラのユーザからの入力の受け入れ、および他の機能がある。ロジック１１０はまた、制御信号１０５により電子アレイ光センサ（光センサアレイ）１０３の制御も行う。ロジック１１０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、専用ロジック、あるいはこれらの組み合わせを含み得る。
【００１４】
記憶装置１１１は、カメラが撮影したデジタル画像、ならびにカメラ設定情報、ロジック１１０用のプログラム命令、および他の項目を記憶するメモリを含む。ユーザ操作部１１２は、カメラのユーザがカメラを構成および操作することを可能にするものであり、ボタン、ダイヤル、スイッチ、または他の操作装置を含み得る。カメラが撮影したデジタル画像を表示するため、ならびに、カメラのユーザインタフェースにおいてユーザ操作部１１２と併用するために、ディスプレイ１０９が設けられてもよい。フラッシュまたはストロボライト１０６が、ストロボ電子回路１０８の制御下でシーンに補助光１０７を提供してもよく、ストロボ電子回路１０８はロジック１１０によって制御される。ロジック１１０はまた、レンズ１０１を制御するために制御信号１１３を供給してもよい。例えば、ロジック１１０は、レンズ１０１のフォーカスを調整してもよく、また、レンズ１０１がズームレンズである場合、レンズ１０１のズーム位置を制御してもよい。
【００１５】
図２は、デジタルカメラ２００の斜視図であり、カメラ２００の動きを説明するのに都合の良い座標系を示す。回転方向ΘXおよびΘYによって示される、Ｘ軸およびＹ軸を中心とする回転（それぞれピッチおよびヨーと呼ばれることが多い）は、カメラのブレによる像ブレの主な原因である。Ｚ軸を中心とする回転およびいずれかの軸方向における平行移動は通常小さく、こうした影響は、写真が通常大きな縮小率（inverse magnifications）で撮影されるため、カメラレンズの作用によって軽減される。
【００１６】
図３は、カメラ２００の概略上面図であり、カメラの回転がどのように像ブレを生じ得るかを示す。図３において、カメラ２００は、実線で示される初期位置と、破線で示される、カメラ２００がＹ軸を中心に回転された位置とで示される。回転した位置におけるカメラおよび他の部品の参照番号は「プライム」値（符号［’］を付したもの）として示され、参照項目が位置のずれた同一項目であることを示す。図３において、特定のシーン位置から発生する光線３００は、レンズ２０１を通過し、センサ２０３の特定の位置２０４に当たる。カメラが回転されると、シーン位置からカメラまでの光線の光路は影響を受けない。（レンズ２０１’にぶつかってからのカメラ内での光線の光路は、カメラの回転点に応じてわずかに影響を受ける可能性がある。図３では、カメラがレンズの節点を中心に回転されたかのように、光線は影響を受けていないものとして示されるが、例えカメラが異なる点を中心に回転され、光線３００のずれが生じたとしても、このずれは通常、画像安定化システムが無視できる、すなわち補正が不要なほど十分に小さい。）しかし、センサ２０３は、センサ２０３’によって示される新たな位置へ移動する。この場合、位置２０４が位置２０４’へ移動したため、同一シーン位置から発生する光線は、センサ２０３に当たっていた位置とは異なるセンサ位置でセンサ２０３’に当たる。写真の撮影中に回転が生じた場合、光線が当たっていたセンサ位置はそれぞれ、同一シーン位置からの光を収集しているであろう。よって、回転中に撮影された写真はブレてしまう。
【００１７】
センサ２０３がカメラ内で、センサ位置２０４を光線３００の光路に保つのにちょうど十分な量だけ移動（センサ位置２０４が光線３００の光路に対して動かないように）できるようにした場合、センサ位置に対するシーン位置の像を固定した状態で保つことができ、カメラが回転していても鮮明な写真を撮影することができる。図３に示す回転は、説明を明快にするために誇張されている。実際の応用では、センサがわずかに回転されたという事実は無視することができ、カメラのＸ方向に沿うセンサの平行移動は、Ｙ軸を中心としたカメラの回転（の影響）を実質的に打ち消すのに十分である。同様に、Ｙ方向に沿うセンサの平行移動は、Ｘ軸を中心としたカメラの回転（の影響）を実質的に打ち消すのに十分である。
【００１８】
図４は、本発明の例示的な一実施形態によるセンサ取付システムを備えるカメラ４００の一部を切り取った簡略斜視図である。例示的なカメラ４００のレンズ要素、ならびに内部支持構造および電子回路のほとんどは、図４が明瞭に見えるように図４から省かれている。カメラ４００はサスペンションアセンブリ４０２を備え、このサスペンションアセンブリ４０２にはさらに、電子アレイ光センサ４０１が取り付けられている。電子アレイ光センサ４０１は通常矩形であり、カメラレンズに対向する上面と、上面の反対側にある底面と、４つの側部とを有する。サスペンションアセンブリ４０２は、センサ４０１がカメラのＸ軸およびＹ軸に沿って動くことを可能にする。適切な制御システム（図示せず）が、カメラのブレを補償するために、Ｙ軸およびＸ軸を中心とするカメラの回転に応答してセンサ４０１を駆動する。センサ４０１は例えば、ソニー製のＩＣＸ２８２ＡＫ  ＣＣＤセンサ、または別の同種のセンサとすることができる。
【００１９】
図５は、サスペンションアセンブリ４０２の分解部分の斜視図である。第１のプレート５０１は実質的に剛性であり、鋼、アルミニウムまたは別の適切な材料で作られ得る。プレート５０１には磁石５０２が取り付けられる。磁石５０２は対で配置され、各対は極性が反対となるように配置された磁石を含む。例えば、磁石５０２の各対は、Ｎ極がプレート５０１と逆側に面している磁石と、Ｓ極がプレート５０１と逆側に面している磁石とを１つずつ含む。磁石対は、別個の磁性体片から作製されても、１片の磁性体上の反対方向に磁化した領域であってもよい。
【００２０】
第２のプレート５０３もまた、プレート５０１に対向する面に磁石対を備える。（プレート５０３上の磁石は図５では見ることが難しい。）プレート５０３上の磁石は、プレート５０１上の対応する磁石と相補的な極性を有する。すなわち、Ｓ極がプレート５０３に面している各磁石５０２に対向して、Ｎ極がプレート５０１に面しているプレート５０３上の磁石がある。こうして、磁石５０２とそれに対応するプレート５０３上の磁石が、２つのプレート間に磁界を作る。プレート５０１上の磁石と、これに相補的なプレート５０３上の磁石とが、一組の相補的な磁石を構成する。
【００２１】
アセンブリ４０２が組み立てられると、プレート５０１および５０３は互いに固定した関係となるとともに、カメラ４００の本体に対して固定した関係となる。プレート５０１および５０３は、スペーサスタッド５０４または他の適切な機械的手段によって相対的な位置に保持されてもよい。カメラ４００の本体に対するプレート対の取り付けは、任意の適切な機械的手段によって行うことができ、このような手段は多くが当該技術分野において知られている。
【００２２】
プレート５０１および５０３間には、略平坦な回路キャリア・センサ取付部５０５がある。回路キャリア・センサ取付部５０５は、半剛性または実質的に剛性であり、一般的なプリント回路基板であってもよい。別法として、回路キャリア・センサ取付部５０５は「フレックス回路」であってもよい。フレックス回路はプリント回路基板に似ているが、ポリイミド、ポリエステル、または別の適当な材料といった可撓性材料を基板として有する。フレックス回路は、電子構成部品を電気的に相互接続する一方で、それらの物理的関係を利用可能な空間に合わせて構成することを可能にするために用いることができる。センサ取付部５０５はまた、複数の導電層を有するフレックス回路であってもよく、補強部材が取り付けられてもよい。
【００２３】
センサ取付部５０５には、電子アレイ光センサ４０１およびコイル５０６〜５０９が取り付けられる。センサ取付部５０５は、バイパスコンデンサ、電子アレイ光センサ４０１によって生成されるアナログ画像信号を調整するバッファ増幅器、あるいは他の回路といった回路も保持することができる。コイル５０６〜５０９は、従来のマグネットワイヤから巻回されてセンサ取付部５０５に取り付けられても、センサ取付部５０５に組み込まれた回路トレースによって形成されても、あるいは他の手段によって形成されてもよい。回路キャリア・センサ取付部５０５が複数の層を有する場合、各コイルは、２つ以上の層の回路トレースから構成されてもよい。各コイルは、アセンブリ４０２が組み立てられると、各コイルがプレート５０１および５０３上の相補的な永久磁石対間の実質的に中央に位置決めされるように位置付けられる。コイル５０６〜５０９のいずれかに電流を流すと、コイルに働く力が生成される。力の大きさは通常、コイルがその内部に存在する磁界の強さ、電流の大きさ、およびコイルの導線の数に比例する。力の方向は、電流が流れる方向と磁界の両方に対して垂直である。したがって、コイル５０６および５０８を流れる電流は、コイルに作用し、ひいては回路キャリア・センサ取付部５０５およびセンサ４０１にも作用する、Ｙ軸に平行な力を生成する。この力は、コイルを流れる電流の方向に応じて、正のＹ方向であっても負のＹ方向であってもよい。同様に、コイル５０７および５０９を流れる電流は、Ｘ軸に平行な力を生成する。コイル対は直列または並列で配線されても、あるいは個別に制御されてもよい。
【００２４】
したがって、各コイル５０６〜５０９とそれに関連する一組の相補的な磁石は、可動コイル型リニアモータを形成し、ここでは磁石がリニアモータのステータとなり、コイルがリニアモータの可動部材の一部となる。コイル５０６および５０８を含むリニアモータは協働して、センサ取付部５０５をＹ軸に平行な方向に動かし、コイル５０７および５０９を含むモータは協働して、回路キャリア・センサ取付部５０５をＸ軸に平行な方向に動かす。４つのリニアモータが全て協働するとき、センサ取付部５０５のＸ−Ｙ方向に沿う全般の動き（generalized X-Y motion）を達成することができる。可動コイル型リニアモータは回路キャリア・センサ取付部５０５の中心を中心として対称に配置されるため、生成される力はセンサ取付部５０５に対して、Ｚ軸に平行な軸を中心にセンサ４０１を回転させようとするような大きなトルクを一切生じない。すなわち、各モータ、あるいは同一軸で動作するモータ対の作用線は、可動アセンブリの質量中心のできるだけ近くを通る。
【００２５】
代替的な構成では、コイルがプレート５０１および５０３上に配置され、永久磁石がセンサ取付部５０５上に配置されて、コイルと磁石の各組が可動磁石型リニアモータを形成するようにしてもよい。本開示の目的で、リニアモータという用語は、図５に示すようなモータおよび可動磁石型リニアモータ、ならびにリニアボイスコイルアクチュエータを包含する。
【００２６】
図６は、組み立てた状態のアセンブリ４０２の側面図である。プレート５０１および５０３は、十分に離間されているため、プレート５０１および５０３に取り付けられた磁石間で回路キャリア・センサ取付部５０５およびコイル５０６〜５０９が自由に動くことができる。回路キャリアがＸ方向およびＹ方向に十分に動くことを可能にするのに十分な移動が行われるため、ほとんどの一般的なカメラのブレ信号を補償することができる。好ましいセンサの移動量は各軸において＋／−１〜２ミリメートルである。回路キャリア・センサ取付部５０５と磁石５０２との間、およびコイル５０６〜５０９とプレート５０３上の磁石との間で、可動部品の両側に隙間が設けられる。好ましくは、この隙間の厚みは０．１〜０．５ミリメートルである。
【００２７】
これらの隙間は磁性流体６０１で実質的に満たされる。磁性流体は、流体に磁性体粒子を懸濁させたものであり、この流体に働く磁界に反応する。磁性流体は、FerroTec, USA corporation（ニューハンプシャー州ナシュア）から入手することができる。磁性流体６０１は磁石間の最大磁束領域に強く引き付けられる。この引力は、毛管作用とともに、磁性流体６０１を隙間内に留め、回路キャリア・センサ取付部５０５およびコイル５０６〜５０９を磁石間の平衡位置に比較的強く保持する。すなわち、コイル５０６〜５０９およびセンサ取付部５０５は磁石から離れた状態に保持され、回路キャリア・センサ取付部５０５およびコイル５０６〜５０９のＺ軸に平行な方向における動きはほとんど生じない。しかし、Ｘ軸およびＹ軸（すなわち、Ｘ軸およびＹ軸に平行な方向）における動きは、基本的に静摩擦を受けず、磁性流体６０１の適度な粘性による動摩擦によって適度に妨げられるだけである。したがって、磁性流体６０１は流体ベアリングを形成し、センサ４０１がカメラのブレの補償に望ましい方向に自由に動くことを可能にするとともに、他の方向におけるセンサ４０１の動きを制約する。
【００２８】
図５および図６に示す例示的な実施形態は、電子アレイ光センサ４０１の各辺に１つずつ配置される４つのリニアモータを用いるが、他の実施形態は３つ以下のモータを含んでもよい。例えば、Ｘ−Ｙ方向に沿う全般の動きは、電子アレイ光センサの隣接する２辺に近接して配置される２つのリニアモータのみを用いて達成されてもよい。１つの軸のみにおける振動が予期される用途では、単一のリニアモータを用いてその軸における動き補償を行ってもよい。
【００２９】
図７は、折り畳まれていない構成で示す回路キャリア７０２のより詳細な図である。サービスループ７０１は、回路キャリア７０２の主センサ取付部５０５を、接続部７０３および他のロジック取付部７０４に接続する。好ましくは、サービスループ７０１は、可撓性を最大にするために単一の回路層をそれぞれ有するフレックス回路領域である。他のロジック取付部７０４は、複数の回路層を含むことが好ましい場合があり、センサ４０１およびコイル５０６〜５０９と相互作用する回路を保持してもよい。このような回路は、センサ４０１用のタイミング発生器、コイル５０６〜５０９を流れる電流を制御する電力増幅器、バッファメモリ、モーションセンサ、または他の装置を含んでもよい。コネクタ７０５がさらに、回路キャリア７０２上の回路を、マイクロプロセッサシステム、不揮発性記憶装置、あるいは他の構成部品といった他のカメラサブシステムに接続する。コネクタ７０６が、接続部７０３の接続パッドを受け取るように構成される。別法として、接続パッドが他のロジック取付部７０４にはんだ付けされても、あるいは、別の種類の接続部を設けてもよい。
【００３０】
どの回路構成部品をどの回路キャリア部分に付けるかについては多くの他の変形が可能である。例えば、接続部７０３にロジックが取り付けられている場合のように、サービスループ７０１が、センサ取付部５０５を２つ以上の他のロジック取付部に接続してもよい。他のロジック取付部が互いに接続されても、あるいは別の回路基板に個別に接続されてもよい。
【００３１】
好ましくは、センサ４０１に関連する重要な制御信号およびデータ信号が、他のロジック取付部７０４に最も直接的に接続されたループ７０１を介してルーティングされ、そこでデジタル化、強化、または他の方法で処理されてもよい。このルーティングは、センサ４０１とインタフェース回路の間のトレース長を最小化し、よって、重要な信号に雑音が混入する機会を最小限にする。他のそれほど重要でない信号は、他のループを介して、接続部７０３を通って他のロジック取付部７０４へルーティングされてもよい。
【００３２】
サービスループ（余長ループ、弛み）７０１は、システムの可動アセンブリの質量中心（重心）のできるだけ近いところに、この質量中心を中心として対称に配置される。完全な回転対称性は要求されず、サービスループ７０１は、可動アセンブリの質量中心を通る直交軸を中心として実質的に鏡面対称であってもよい。（鏡面対称性を図７に示す。）回路キャリア７０２が図８の構成に折り畳まれると、サービスループ７０１がセンサ取付部５０５に作用する力はいずれも対称となり、よって、センサ取付部５０５のＺ軸を中心とする大きな回転を生じない。他のロジック取付部７０４は動作中も固定されたままとなる一方で、サービスループ７０１は、Ｘ軸およびＹ軸におけるセンサ取付部５０５の平行移動を可能にし、よってセンサ４０１の平行移動も可能にする。図９Ａは、１つのサービスループ７０１の公称位置（基準位置）における詳細図である。図９Ｂは、負のＸ方向にセンサ取付部５０５が動く際に、上述したのと同じサービスループが屈曲する様子を示し、図９Ｃは、センサ取付部５０５が負のＹ方向に動く際に、上述したのと同じサービスループが屈曲する様子を示す。
【００３３】
他のサービスループ構成も想定される。例えば、サービスループを２つだけ使用するシステムを用いてもよい。この２つのサービスループは、センサ取付部５０５の両側の縁部から出ていてもよい。
【００３４】
図１０は、本発明の第２の例示的な実施形態によるセンサ取付システムの分解組立斜視図である。この例示的な実施形態では、略平坦なヒートシンク１００１が回路キャリア・センサ取付部１００２とセンサ１００３の間に置かれる。ヒートシンク１００１、回路キャリア・センサ取付部１００２、およびセンサ１００３は互いに取り付けられ、画像安定化中に１つのユニットとして動くようになっている。特に、ヒートシンク１００１は、センサ１００３の底面と密接しており、センサ１００３からヒートシンク１００１内への熱伝達が促進されようになっていることが好ましい。
【００３５】
図１１は、図１０の画像安定化機構の側面図である。プレート１００４および１００５は離間され、プレート１００４に取り付けられた磁石１００６と、プレート１００５上の相補的な磁石との間で、ヒートシンク１００１、回路キャリア・センサ取付部１００２、およびセンサ１００３を含むユニットが自由に動けるようになっている。好ましくは、ヒートシンク１００１と磁石１００６との間に０．１〜０．５ミリメートルの隙間を設けることができ、また、回路キャリア・センサ取付部１００２と、プレート１００４に取り付けられた磁石との間に同様の隙間を設けることができる。コイル１００７〜１０１０は、回路キャリア・センサ取付部１００２に取り付けられたワイヤコイルであっても、あるいはセンサ取付部１００２の一部である回路トレースであってもよい。回路キャリア・センサ取付部１００２は複数の回路層を含んでもよい。
【００３６】
各隙間に或る量の磁性流体が挿入される。この量は、磁石対と、ヒートシンク１００１または回路キャリア・センサ取付部１００２の近接表面との間の隙間を実質的に満たすのに十分な量である。磁性流体は、磁石間の最大磁束領域に自然に引き付けられ、その領域へ移動する際、ヒートシンク１００１および回路キャリア・センサ取付部１００２を含むユニットを磁石間の平衡Ｚ位置へ押圧する。したがって、ヒートシンク１００１およびセンサ取付部１００２をＺ軸において比較的強く保持する一方で、静止摩擦による妨げが実質的にないＸ軸およびＹ軸における動きを可能にする流体ベアリングが形成される。
【００３７】
磁性流体は、センサ１００３から熱を除去するための改良された熱伝導経路も提供する。センサ１００３の性能はその動作温度に依存する場合がある。例えば、センサ１００３は、ＣＣＤセンサである場合、カメラが動作している時間のほとんどで熱を発生し、その暗騒音レベルはその動作温度と強く相関する。センサ１００３から余剰熱を取り出して放散させることが望ましい。ヒートシンク１００１は、熱伝導率の高い軽量の剛性または半剛性材料で作られることが好ましい。ヒートシンク１００１の厚みは、画像安定化を行う制御システムの性能に及ぼす影響と、ヒートシンク１００１の機械的剛性と、ヒートシンク１００１の熱効率との間でバランスを取ることによって選択される。好ましくは、ヒートシンク１００１は約０．５〜１．０ミリメートル厚であり、アルミニウムで作られる。
【００３８】
熱はセンサ１００３の底面からヒートシンク１００１内に伝達され、ヒートシンク１００１によって低温エリアへ運ばれる。磁性流体１１０１は、プレート１００４および１００５に取り付けられた、通常はセンサ１００３よりも低い温度で動作する磁石に熱伝導経路を提供する。プレート１００４および１００５が、既存の構成部品によって供給される熱質量に加えて、さらなる熱質量を提供してもよく、これに熱が流れ込み、最終的には、安定化機構を備えるカメラの本体を介して周囲環境へ放散される。熱質量という用語は、自身の温度は実質的に変わらずに比較的大量の熱エネルギーを吸収することができる材料を指す。
【００３９】
代替の例示的な一実施形態において、放熱機能は、回路キャリア・センサ取付部１００２に含まれる伝導性材料の層によって提供される。例えば、センサ取付部１００２が、複数の回路層を含むフレックス回路である場合、それらの層のうちの１つを、センサ１００３からの熱伝導を促進する実質的に連続した銅シートの提供に充てることができる。別法として、センサ取付部１００２上に熱伝導性のクラッド層を設けてもよい。さらに別の実施形態では、センサ取付部１００２のいずれかの層または全ての層の回路トレース間の間隙エリアを回路トレース材料（通常は銅）で実質的に満たして、センサ取付部１００２の熱伝導率を高めてもよい。充填材料は、能動回路トレースから電気的に絶縁されても、あるいは能動回路トレースを拡張することによって形成されてもよい。
【００４０】
図１２は、図１０の例示的なセンサ取付システムの、追加構成部品を示す図である。回路キャリア・センサ取付部１００２の、電子アレイ光センサ１００３とは反対の裏側にホール効果センサ１２０１および１２０２が取り付けられる。好ましくは、ホール効果センサ１２０１および１２０２は「アナログ」、あるいは「リニア」型センサである。アナログまたはリニアホール効果センサは、適切な駆動回路と接続されると、当該センサに作用する磁界の強度に比例した電圧を発生する。ホール効果センサは広く入手可能である。
【００４１】
検知（sense）磁石プレート１２０３が検知磁石対１２０４および１２０５を保持する。磁石プレート１２０３は鋼、または別の適切な磁性体から作られることが好ましい。磁石対１２０４および１２０５は、プレート１２０３に取り付けられ、プレート１２０３が組み立てられた位置にあり、回路キャリア・センサ取付部１００２がその移動可能範囲の設計上の中心にある場合に、ホール効果センサ１２０１の検知要素が磁石対１２０４の中心の上に位置決めされ、ホール効果センサ１２０２の検知要素が磁石対１２０５の中心の上に位置決めされるように配置される。各ホール効果センサの検知要素はデバイスのパッケージよりも遥かに小さい。各磁石対は、Ｎ極が磁石プレート１２０３と逆側に面している永久磁石と、Ｓ極が磁石プレート１２０３と逆側に面している磁石とを１つずつ含む。
【００４２】
回路キャリア・センサ取付部１００２がその移動可能範囲の中心にある場合に、各対のＮ磁石およびＳ磁石がそれに対応するホール効果センサに及ぼす影響は相殺される傾向があり、ホール効果センサが発生する電圧は基準値となる。磁石対１２０４およびホール効果センサ１２０１を例として用いると、回路キャリア・センサ取付部１００２（ひいてはこのセンサ取付部１００２に取り付けられたホール効果センサ１２０１）がＸ方向に動くにつれて、ホール効果センサ１２０１の検知要素は、磁石対１２０４の「Ｓ」磁石からの磁界により大きく影響されるようになり、その一方で「Ｎ」磁石の影響は小さくなる。ホール効果センサ１２０１が発生する電圧は、回路キャリア・センサ取付部１００２が移動した距離に略比例して基準値から変化する。回路キャリア・センサ取付部１００２が負のＸ方向に動くと、「Ｎ」磁石の支配力が大きくなり、ホール効果センサ１２０１が発生する電圧は、回路キャリア・センサ取付部１００２の位置に略比例して逆方向に変化する。例えば、Ｘ方向への動きは電圧の上昇を生じることができ、その一方で負のＸ方向への動きは電圧の低下を生じることができる。
【００４３】
同様に、ホール効果センサ１２０２および磁石対１２０５は、回路キャリア・センサ取付部１００２のＹ軸に沿う位置に関連する電圧を提供する。よって、ホール効果センサ１２０１および１２０２は、センサ取付部１００２の位置を示すフィードバック信号を供給する。これらの位置フィードバック信号は、カメラの回転を測定し、カメラの回転を打ち消すように回路キャリア・センサ取付部１００２（ひいてはセンサ１００３）を駆動して画像安定化機能を提供する適切な制御システムによって用いられてもよい。
【００４４】
上述のように、回路キャリア・センサ取付部１００２は、磁性流体ベアリングによってプレート１００４および１００５間で懸架される。画像安定化を行う制御システムの性能は、制御システムが動かすアセンブリの質量、リニアモータの特性、および磁性流体１１０１の粘性を含むいくつかの要因、ならびに他の要因に依存する。磁性流体１１０１の粘性はその温度に依存する。磁性流体１１０１の粘性は、比較的低温で高くなり、比較的高温で低くなる。したがって磁性流体１１０１は、温度が低いほど回路キャリア・センサ取付部１００２の動きに対する抵抗が強くなり、より大きな制動を制御システムに提供する。
【００４５】
カメラは、広い温度範囲で動作する安定化システムを備え、その性能は、範囲内の全ての温度において略一定であることが望ましい。本発明の例示的な一実施形態によるカメラは、温度変動の影響をいくつかの方法のうちの１つで補償することができる。例えば、カメラは、制御システムの動的性能を特性化（characterize）し、この性能が公称性能から大きく逸脱すると、動作の一貫性を保つために、特性化に応答して少なくとも１つの制御システムパラメータを調整することができる。別法として、カメラは、その内部温度を測定し、温度がカメラの設計性能に及ぼす影響に関する以前の特性化に基づいて少なくとも１つの制御システムパラメータを変更してもよい。例えば、サーミスタのような温度検知要素をカメラの回路内に設計しても、あるいはカメラが、温度測定機能を内蔵した制御プロセッサを用いてもよい。最後に、カメラは、磁性流体を温め、よってその粘性を、ひいてはカメラの動的性能も基準条件に近づけることによって、温度の影響を補償することができる。
【００４６】
図１３は、１つの運動軸において画像安定化を行う制御システムの簡略ブロック図である。例えば、図１３の制御システムは、回路キャリア・センサ取付部１００２をＸ軸に沿って動かし、Ｙ軸を中心とするカメラの回転を補償することができる。対応する制御システム（図示せず）が、回路キャリア・センサ取付部１００２をＹ軸に沿って動かすことによって、Ｘ軸を中心とするカメラの回転を補償する。ブロック１３０１において、カメラの回転を検知する。この検知は、加速度計、レートジャイロスコープ、または別の適切な装置を用いて達成することができる。変換ブロック１３０２において、検知装置の出力を、次の制御ループに適した単位および大きさに変換する。例えば、レートジャイロスコープを用いて回転を検知する場合、検知装置は、カメラの回転速度を示す信号を生成する。その場合、ブロック１３０２における変換は、信号を積分して、カメラの回転位置を示す信号を得ることを含むことになる。ブロック１３０２における変換はさらに、カメラレンズの焦点距離に基づいて位置信号をスケーリングし、次の制御ループの伝達利得特性およびダイナミックレンジに合わせて信号をスケーリングすることを含んでもよい。変換ブロック１３０２の出力は、測定されたカメラの回転を補償するために必要な、回路キャリア・センサ取付部１００２の位置を指示する位置指令である。
【００４７】
差分器１３０３において、指令位置が、位置測定ブロック１３０４によって示されるような、回路キャリア・センサ取付部１００２の実際の位置と比較される。位置測定ブロック１３０４は例えば、ホール効果センサ１２０１および磁石対１２０４を含んでもよい。差分器１３０３は、センサ取付部１００２の位置に存在する誤差の大きさおよび方向を示す差信号１３０８を生成する。この差信号は、増幅器１３０５において増幅され、画像安定化装置（plant）１３０６に供給される。画像安定化装置１３０６は、画像安定化機構の動力学（dynamics）を表し、回路キャリア・センサ取付部１００２を駆動するリニアモータ、センサ取付部１００２の質量とそれに関連する回路、磁性流体１１０１によって生じる粘性摩擦、および他の項目を含む。画像安定化装置の出力はセンサ位置１３０７である。
【００４８】
差分器１３０３はデジタルで実施されることが好ましい。すなわち、好ましくは、変換ブロック１３０２および位置測定ブロック１３０４はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備え、変換ブロック１３０２からの指令位置出力と、位置測定ブロック１３０４からの測定位置出力とは数値になっている。この場合、差分器１３０３の機能は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、あるいは同様のデジタルロジックにおいて実行されることが好ましい。増幅器１３０５も同様にデジタルで実施されてもよく、結果として得られる信号は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を用いて、画像安定化装置１３０６を駆動するための信号に変換される。
【００４９】
温度変化が磁性流体１１０１の粘性に与える影響と、その結果として生じる制御システムの性能の変化とを補償するために有用な第１の技法において、制御システムを実施するロジックは、位置制御ループが標準化信号に依存するものとし、結果として得られるセンサ位置を監視することによって、システムの特性化（特性の検出、較正）をする。
【００５０】
図１４は、自己特性化（self-characterization）を行うように構成された図１３の制御システムを示す。図１４において、ロジック１４０１は較正指令信号１４０２を生成する。較正指令信号は、ステップ指令であっても、あるいは正弦波や方形波のような周期信号であってもよい。好ましくは、この信号はデジタル形式である。ロジック１４０１は、位置測定ブロック１３０４の出力である実際の位置信号１４０３も受け取る。好ましくは、位置信号１４０３もまたデジタル形式である。位置信号１４０３を監視することによって、ロジック１４０１は、較正指令信号１４０２に対する位置制御ループの応答を測定することができる。
【００５１】
例えば、図１５は、いくつかの異なる温度の例におけるステップ入力に対するシステムの応答の例を示す。トレース１５０１は、１変位単位の移動を指令するようにステップが正規化されたステップ入力を表す。曲線１５０２、１５０３、および１５０４はそれぞれ、常温、低温、および高温におけるシステムの応答の例を表す。磁性流体の粘性は低温で高くなるため、システムの応答は低温でよりゆっくりとなる。定時において、例えば図１５の例では指令の０．２秒後にシステムが移動した量の、ステップ入力指令に対する割合を測定することによって、システムの応答性を判定することができる。別法として、ロジック１４０１は、ステップ応答をいくつかの時刻においてサンプリングし、システムの応答をより完全に特性化できるようにすることができる。
【００５２】
ステップ入力位置指令を用いるのに代えて、ロジック１４０１は、システムに周期的な較正指令信号１４０２を供給し、システムの周波数応答を測定することによってシステムの性能を特性化してもよい。例えば、正弦波較正指令信号１４０２は、概して正弦波の位置信号１４０３を結果として生じるが、位置信号１４０３は較正指令信号１４０２に対して位相シフトされ、制御システムの動力学（動的特性）と、正弦波較正指令信号１４０２の周波数との関数である振幅を持つ。図１６は、異なる温度におけるシステムの周波数応答の例を示すボード線図である。曲線１６０１、１６０２、および１６０３はそれぞれ、常温、低温、および高温におけるシステムの周波数応答を表す。低温における磁性流体の粘性の増加は、位置信号１４０３の振幅を減衰させる傾向がある。システムに既知の周波数、例えば５ヘルツの正弦波入力を供給し、位置信号１４０３の対応する振幅に注目することによって、システムの応答性を特性化することができる。別法として、ロジック１４０１は、位置信号１４０３の振幅をいくつかの周波数においてサンプリングし、システムをより完全に特性化するようにするとともに、正弦波以外の周期的な較正指令信号を用いてもよい。例えば、較正指令信号１４０２は方形波であってもよい。
【００５３】
温度変化が磁性流体１１０１の粘性に及ぼす影響を補償するために有用な第２の技法において、制御システムは、システム性能を温度範囲にわたって比較的より一貫したものとするために、システムを特性化した結果に基づいて調整されてもよい。例えば、特性化が、低温でシステムが鈍くなったことを示す場合、制御システムを実施するロジックが増幅器１３０５の利得を増加させてもよい。高温では、磁性流体１１０１の粘性が低下し、制御システムの応答性が非常に高くなるため、「リンギング」と呼ばれることもある望ましくない振動が導入される。その場合、制御システムを実施するロジックは、増幅器１３０５の利得を低下させてもよい。
【００５４】
増幅器１３０５がデジタルで実施される場合、増減は、単純な数値の乗算により達成することができる。図１７は、利得の増加が低温システムのシステム周波数応答に及ぼす影響を示す。曲線１７０１は、常温におけるシステムの周波数応答の例である。曲線１７０２は、低温における周波数応答（温度補償なし）の例である。曲線１７０３は、システムの利得を増加させることによって、低温システムのシステム周波数応答を調整し、常温での挙動に近づけることができることを示す。温度変動を補償するための例示的な方法において、ロジック１４０１は、事前に選択された周期的な較正指令信号１４０２に応答して位置信号１４０３の振幅を測定する。位置信号１４０３の振幅が通常の動作温度で予期される振幅と異なる場合、ロジック１４０１は、増幅器１３０５の利得を増減し、位置信号１４０３の振幅を再び測定し、この手順を、位置信号１４０３の振幅が常温動作で動作するシステムの振幅に近づくか、あるいは他の満足できるものとなるか、またはシステムの動作限界に達するまで必要に応じて繰り返すことができる。別法として、システムは、以前の実験から求められた事前選択の利得調整を適用してもよく、この利得調整は、特定の周波数応答測定値を補償するように選択される。
【００５５】
温度変化が磁性流体１１０１の粘性に及ぼす影響を補償するために有用な第３の技法において、制御システムは、システム性能を改善するために磁性流体１１０１の実際の温度を調整してもよい。例えば、図１０および図１１のセンサ取付システムにおいて、コイル１００７〜１０１０は、磁性流体１１０１の層間に位置付けられ、磁性流体１１０１とは、ヒートシンク１００１および回路キャリア・センサ取付部１００２によってのみ離される。画像安定化を行う制御システムは、画像安定化プロセスの一部として、コイル１００７〜１０１０を介して電流を供給するように構成される。コイル１００７〜１０１０は、電流の流れに抵抗する銅または適切な銅合金から作られることが好ましい。結果として、いずれかのコイルを流れる電流はコイルに、エネルギーを熱の形で放散させる。この発熱効果を用いて、磁性流体１１０１の粘性を低下させ、画像安定化システムの性能を高めるために磁性流体１１０１を温めることができる。
【００５６】
例えば、システム性能が鈍いことが検出された場合、ロジック１４０１は、システム性能の特性化に基づいて推定される時間期間にわたってコイル１００７〜１０１０に電流を流して、システム性能を常温で動作しているシステムと同様のレベルにするのに十分なだけ磁性流体を温める。別法として、システムは、事前に選択された時間にわたってコイル１００７〜１０１０に電流を流し、システム性能を再特性化し、このプロセスを、システム性能が満足できるものになるまで、あるいは磁性流体の加熱に割り当てられるエネルギー量を使いきるまで繰り返してもよい。
【００５７】
コイルに流す電流は直流であっても交流であってもよい。直流は、回路キャリア・センサ取付部１００２をその移動停止装置（移動制限部）に逆らって駆動することになる。制御システムの共振周波数未満の、または共振周波数に近い周波数の交流は、センサ取付部１００２の振動を生じることになる。例えば、共振周波数の半分から共振周波数の２倍までの間の周波数は、共振周波数に近いと考えることができる。振動は、磁性流体１１０１に付加的な摩擦熱を生じる可能性があり、コイル１００７〜１０１０からの熱を磁性流体１１０１により均一に分散させる役割を果たすことができるという点で利点を有する場合がある。より高い周波数の交流は、回路キャリア・センサ取付部１００２の検出可能な動きをわずかに生じるか、あるいは生じない可能性がある。
【００５８】
図１８は、本発明の別の例示的な実施形態によるセンサ取付システムの分解部分の斜視図である。図１８の例示的な取付システムは特に小型である。磁石プレート１８０１が、１８０２の駆動磁石対を保持し、各対は、Ｎ極がプレート１８０１と逆側に面している磁石と、Ｓ極がプレート１８０１と逆側に面している磁石とを１つずつ含む。駆動磁石１８０２の複数対は、プレート１８０１の略矩形のエリア１８０３を取り囲む。エリア１８０３内には、検知磁石対１８０４および１８０５が取り付けられる。回路キャリア・センサ取付部１８０６はコイル１８０７〜１８１０を備える。これらのコイル１８０７〜１８１０は、回路キャリア・センサ取付部１８０６に含まれる回路トレースから形成されるため、センサ取付部１８０６に大きな厚みを加えない。
【００５９】
回路キャリア・センサ取付部１８０６にはホール効果センサ１８１１および１８１２も取り付けられる。ホール効果センサ１８１１および１８１２は、センサ取付部１８０６が設計位置にある場合に、センサ１８１１および１８１２の検知要素の中心がそれぞれ検知磁石対１８０４および１８０５上にあるように位置が定められる。電子アレイ光センサ１８１３は回路キャリア・センサ取付部１８０６上に乗り、ホール効果センサ１８１１および１８１２にまたがる。
【００６０】
回路キャリア・センサ取付部１８０６は、磁石プレート１８０１と第２のプレート１８１４の間に懸架される。この２つのプレートは、スペーサ１８１５によって離して保持されて、回路キャリア１８０６と磁石１８０２の間、ならびに回路キャリア１８０６と第２のプレート１８１４の間に隙間を維持できるようにする。プレート１８１４には、磁石が取り付けられていないが、鋼のような透磁性材料で作られ、磁石対１８０２の部材との間で磁気回路を完成させる役割を果たすようにする。したがって、コイル１８０７〜１８１０は磁束エリアに位置付けられる。よって、磁石１８０２、プレート１８１４、およびコイル１８０７〜１８１０は、回路キャリア・センサ取付部１８０６、ひいてはセンサ１８１３をＸ軸およびＹ軸において動かすリニアモータに含まれる。
【００６１】
回路キャリア・センサ取付部１８０６と磁石１８０２の間、およびセンサ取付部１８０６とプレート１８１４の間の隙間は、磁性流体で実質的に満たされ、この磁性流体は、磁束エリアに強く引き付けられて、回路キャリア・センサ取付部１８０６を磁石１８０２とプレート１８１４の間の平衡Ｚ位置に保つ役割を果たす。図１９は、図１８のセンサ取付システムを組み立てた状態で示す。図１９ではモータの隙間内の磁性流体を要素１９０１として示す。磁性流体１９０１は、回路キャリア・センサ取付部１８０６をＺ軸において制約するが、センサ取付部１８０６がＸ軸およびＹ軸において実質的に静止摩擦を受けずに動くことを可能にする流体ベアリングを形成する。
【００６２】
代替的な配置では、ホール効果センサおよび検知磁石の位置を入れ替えて、検知磁石が可動アセンブリに含まれ、ホール効果センサがカメラの残りの部分に対して固定されるようにしてもよい。いずれの配置においても、２つのホール効果センサおよび２対の検知磁石という全装備を必要としない用途を想定することができる。最小限では、用途によっては、少なくとも１つのホール効果センサおよび少なくとも１つの検知磁石で十分である場合もある。
【００６３】
図２０および図２１は、図１８および図１９のセンサ取付システム内のセンサ１８１３を放熱する技法を示す。センサ１８１３とセンサ取付部１８０６の間に熱伝導体２００１が配置される。熱伝導体２００１は、センサ１８１３と密接するほどセンサ取付部１８０６から十分に遠くまで延びる。熱伝導体２００１は、熱伝導性材料、好ましくはアルミニウムで作られる。
【００６４】
図２１に示すように、センサ取付部１８０６と検知磁石対１８０４および１８０５との間に或る量の磁性流体２１０１を入れる。（磁性流体２１０１をより見やすくするために、モータの隙間内の磁性流体１９０１は図２１には示さない。）よって、センサ１８１３の動作により発生する熱に対して熱伝導経路が設けられる。熱は、熱伝導体２００１を通り、センサ取付部１８０６を通り、磁性流体２１０１を通り、検知磁石対１８０４および１８０５を通って、プレート１８０１に流れ込むことができる。プレート１８０１は、蓄熱体としての役割を果たし、熱の放散を促す。検知磁石対１８０４および１８０５内の磁石と、センサ取付部１８０６との間には隙間が設けられる。磁性流体２１０１は、検知磁石対１８０４および１８０５が発生する磁束によって隙間に引き付けられ、画像安定化中にセンサ取付部１８０６の動きを実質的に妨げない。
【００６５】
なお、本発明は例として次の態様を含む。（  ）内の数字は添付図面の参照符号に対応する。
［１］  画像安定化を実現するセンサ取付システムであって、
略平坦な回路キャリア・センサ取付部（５０５）を備える回路キャリア（７０２）と、
前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）上に取り付けられる電子アレイ光センサ（４０１）と、
前記略平坦な回路キャリア・センサ取付部（５０５）を前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に略平行な方向に平行移動させる少なくとも１つのリニアモータと、
前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）上の回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループ（７０１）であって、前記他の回路は、前記リニアモータのステータに対して固定された位置関係にある、サービスループ（７０１）と、
を備えることを特徴とする、画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［２］  前記サービスループ（７０１）は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）から、前記リニアモータが動かすアセンブリの質量中心を中心として略対称な場所から延伸することを特徴とする上記［１］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［３］  前記サービスループ（７０１）は、前記アセンブリが、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に直交する軸を中心として大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に略平行な方向に沿って比較的自由に平行移動することが可能になるように構成されることを特徴とする上記［１］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［４］  前記サービスループ（７０１）のそれぞれは、フレックス回路の単一回路層部分であり、より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）および前記回路キャリア（７０２）を含むことを特徴とする上記［１］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［５］  前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）は、他のロジック取付部（７０４）および接続部（７０３）も含むフレックス回路の一部であり、
前記サービスループ（７０１）の第１の組は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）と前記他のロジック取付部（７０４）の間で信号を伝達し、
前記サービスループ（７０１）の第２の組は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）と前記接続部（７０３）との間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする上記［１］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［６］  前記他のロジック取付部（７０４）および前記接続部（７０３）は、互いに接続するように構成されることを特徴とする上記［５］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［７］  前記少なくとも１つのリニアモータは、前記リニアモータのステータと可動部材の間に隙間を含み、前記隙間は磁性流体（６０１）で実質的に満たされることを特徴とする上記［１］に記載の画像安定化を実現するセンサ取付システム。
［８］  センサを取り付けるための可撓性回路であって、
略平坦なセンサ取付部（５０５）と、
前記センサ取付部（５０５）上に取り付けられた回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループ（７０１）であって、前記センサ取付部（５０５）の中心を中心として略対称な場所から延伸するサービスループ（７０１）と
を備え、
前記他の回路は固定的に保持され、前記サービスループ（７０１）は、前記センサ取付部（５０５）の平面に略直交する軸を中心として前記センサ取付部（５０５）が大きな回転を生じることなく、前記センサ取付部（５０５）の平面に略平行な方向に沿って前記センサ取付部（５０５）の平行移動が可能になるように構成されることを特徴とする、センサを取り付けるための可撓性回路。
［９］  前記サービスループ（７０１）はフレックス回路の単一回路層部分であることを特徴とする上記［８］に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
［１０］  他のロジック取付部（７０４）と、
接続部（７０３）と
をさらに備え、
前記サービスループ（７０１）の第１の組は、前記センサ取付部（５０５）と前記他のロジック取付部（７０４）の間で信号を伝達し、
前記サービスループ（７０１）の第２の組は、前記センサ取付部（５０５）と前記接続部（７０３）の間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする上記［８］に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
［１１］  前記他のロジック取付部（７０４）および前記接続部（７０３）は、互いに接続するように構成されることを特徴とする上記［１０］に記載のセンサを取り付けるための可撓性回路。
［１２］  略平坦な回路キャリア・センサ取付部（５０５）を備える回路キャリア（７０２）と、
前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）上に取り付けられる電子アレイ光センサ（４０１）と、
前記電子アレイ光センサ（４０１）上にシーン像を投影するレンズ（２０１）と、
前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）上の回路と他の回路の間で信号を伝達する少なくとも２つの可撓性サービスループ（７０１）であって、前記他の回路は、前記レンズ（２０１）に対して固定された位置関係にある、サービスループ（７０１）と、
を備えることを特徴とするカメラ。
［１３］  前記サービスループ（７０１）は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）から、前記電子アレイ光センサ（４０１）を含むアセンブリの質量中心を中心として略対称な場所から延伸することを特徴とする上記［１２］に記載のカメラ。
［１４］  前記サービスループ（７０１）は、前記アセンブリが、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に直交する軸を中心とする前記アセンブリの大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に略平行な方向に沿って比較的自由に平行移動することが可能に構成されることを特徴とする上記［１３］に記載のカメラ。
［１５］  前記サービスループ（７０１）のそれぞれは、フレックス回路の単一回路層部分であり、より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）および前記サービスループ（７０１）を含むことを特徴とする上記［１２］に記載のカメラ。
［１６］  前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）は、他のロジック取付部（７０４）および接続部（７０３）も含むフレックス回路の一部であり、
前記サービスループ（７０１）の第１の対は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）と前記他のロジック取付部（７０４）の間で信号を伝達し、
前記サービスループ（７０１）の第２の対は、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）と前記接続部（７０３）の間で信号を伝達するように構成されることを特徴とする上記［１２］に記載のカメラ。
［１７］  カメラ内にセンサを取り付ける方法であって、
回路キャリア（７０２）の略平坦な回路キャリア・センサ取付部（５０５）上に電子アレイ光センサ（４０１）を取り付けることと、
前記回路キャリア（７０２）から少なくとも２つのサービスループ（７０１）を延伸させることであって、前記サービスループ（７０１）は前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）から他の回路へ信号を伝達する、延伸させることと、
前記サービスループ（７０１）を屈曲させることであって、前記他の回路が固定して保持された状態で、前記サービスループ（７０１）は、回路キャリア取付部（５０５）に略直交する軸を中心とする前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の大きな回転を生じることなく、前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の平面に略平行な前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）の相対的な妨げのない動きを可能にするようにする、屈曲させることと
を含むことを特徴とする、カメラ内にセンサを取り付ける方法。
［１８］  前記サービスループ（７０１）は単一回路層フレックス回路であることを特徴とする上記［１７］に記載のカメラ内にセンサを取り付ける方法。
［１９］  より大きなフレックス回路が前記回路キャリア・センサ取付部（５０５）および前記サービスループ（７０１）を含むことを特徴とする上記［１７］に記載のカメラ内にセンサを取り付ける方法。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】デジタルカメラの概略ブロック図である。
【図２】デジタルカメラの斜視図であり、カメラの動きを説明するのに都合の良い座標系を示す。
【図３】図２のカメラの概略上面図であり、カメラの回転がどのように像ブレを生じ得るかを示す。
【図４】本発明の例示的な一実施形態によるセンサ取付システムを備えるカメラの破断概略斜視図である。
【図５】本発明の例示的な一実施形態によるサスペンションアセンブリの部分的な分解組立斜視図である。
【図６】組み立てた状態の図５のサスペンションアセンブリの側面図である。
【図７】本発明の例示的な一実施形態による回路キャリアを折り畳まれていない構成で示す図である。
【図８】図７の回路キャリアを折り畳んだ構成で示す図である。
【図９Ａ】図７の回路キャリアのサービスループの基準位置における屈曲を示す図である。
【図９Ｂ】図７の回路キャリアのサービスループの、回路キャリアの一部が基準位置から変位した際の屈曲を示す図である。
【図９Ｃ】図７の回路キャリアのサービスループの、回路キャリアの一部が基準位置から変位した際の屈曲を示す図である。
【図１０】本発明の第２の例示的な実施形態によるセンサ取付システムの部分的な分解組立斜視図である。
【図１１】図１０の画像安定化機構の側面図である。
【図１２】図１０の例示的なセンサ取付システムの、追加構成部品を示す図である。
【図１３】１つの運動軸において画像安定化を行う制御システムの概略ブロック図である。
【図１４】図１３の制御システムが自己特性化を行うように構成される様子を示す図である。
【図１５】いくつかの異なる温度の例におけるステップ入力に対する図１３の制御システムの応答の例を示す図である。
【図１６】異なる温度における図１３の制御システムの周波数応答の例を示すボード線図である。
【図１７】図１３に示す制御システムの低温での周波数応答に対して利得増加が及ぼす影響を示す図である。
【図１８】本発明の別の例示的な実施形態によるセンサ取付システムの部分的な分解組立斜視図である。
【図１９】図１８のセンサ取付システムを組み立てた状態で示す図である。
【図２０】図１８および図１９のセンサ取付システムにおいてセンサを放熱する技法を示す図である。
【図２１】図１８および図１９のセンサ取付システムにおいてセンサを放熱する技法を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  レンズ
１０３  光センサアレイ
２００、４００  カメラ
２０３  センサ
４０１  電子アレイ光センサ
４０２  サスペンション光アセンブリ
５０１、５０３  プレート
５０２、１００６、１８０２  磁石
５０４  スペーサスタッド
５０５、１８０６  回路キャリア・センサ取付部
５０６〜５０９、１００７〜１０１０、１８０７〜１８１０  コイル
６０１  磁性流体
７０１  サービスループ（余長ループ）
７０４  ロジック取付部
１００１  ヒートシンク
１００４、１００５  プレート
１２０１、１２０２、１８１１、１８１２  ホール効果センサ
１２０３  検知磁石プレート
１２０４、１２０５、１８０４、１８０５  検知磁石対
１３０２  変換ブロック
１３０３  差分器
１３０４  位置測定
１３０５  増幅器
１３０６  画像安定化装置
１３０７  センサ位置
１４０１  ロジック
１４０２  較正指令信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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