(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造物と、
イメージセンサと該イメージセンサに画像を結像させるレンズ系とを備えるカメラユニットであって、互いにかつ前記レンズ系の光軸に対して垂直な２本の想像軸を中心に前記カメラユニットが傾動可能なように前記支持構造物に支持された、カメラユニットと、
前記カメラユニットと前記支持構造物との間に接続され、かつ、前記カメラユニットの反対側に設置された２つのＳＭＡアクチュエータをそれぞれ備える２つのＳＭＡアクチュエータサブシステムを備えるＳＭＡアクチュエータシステムであって、
前記ＳＭＡアクチュエータサブシステムの各々は、各々が備える前記２つのＳＭＡアクチュエータの差異的な収縮によって、前記想像軸のそれぞれを中心とする前記カメラユニットの回転を駆動させるように構成され、
前記ＳＭＡアクチュエータサブシステムの一方の前記ＳＭＡアクチュエータの双方は、前記アクチュエータの収縮時に、光軸に沿って前記支持構造物に対して第１の方向への前記カメラユニットの変位を駆動するように構成されており、かつ、
前記アクチュエータサブシステムの他方の前記ＳＭＡアクチュエータの双方は、前記アクチュエータの収縮時に、光軸に沿って前記支持構造物に対して前記第１の方向とは反対の第２の方向へ前記カメラユニットの変位を駆動するように構成されている
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記各ＳＭＡアクチュエータがＳＭＡワイヤを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記各ＳＭＡアクチュエータが、両端部で前記カメラユニットと前記支持構造物のうちの一方に接続されるとともに両端部の中間で前記カメラユニットと前記支持構造物のうちの他方に接続されるように掛けられた１片のＳＭＡワイヤを備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記カメラユニットと前記支持構造物との間に延びる前記ＳＭＡワイヤ片の２つの部分が、それぞれ光軸から径方向の共通の想像線に対して垂直に延びている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記カメラユニットと前記支持構造物との間に延びる前記ＳＭＡワイヤ片の２つの部分が、それぞれ光軸から径方向の共通の想像線に対して９０°未満の角度で延びている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記カメラユニットと前記支持構造物のうちの前記一方が支持構造物であり、前記カメラユニットと前記支持構造物のうちの前記他方がカメラユニットである、請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記カメラユニットが、前記カメラユニットに接続されている前記ＳＭＡアクチュエータの部分に電気的に接続されて前記ＳＭＡアクチュエータの部分に駆動信号を供給する制御回路をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記カメラユニットが、前記カメラユニットに搭載されて前記カメラユニットの振動を表す出力信号を生成するように構成された振動センサをさらに備え、前記制御回路が、前記振動センサの出力信号に応じて駆動信号を生成するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記制御回路が、調整可能なゲインを有しており、そのゲインを調整して検知された振動を最小限にするように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記振動センサが、前記カメラユニットの角速度を表す出力信号を生成するように構成されている、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記振動センサがジャイロスコープセンサである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御回路が、前記アクチュエータの応力を制御するための、前記両方のＳＭＡアクチュエータサブシステムに共通の共通成分を含む駆動信号を供給するように構成されている、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記共通成分が周囲温度に基づいて変更される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記カメラユニットが、サスペンションシステムによって前記支持構造物に支持されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記サスペンションシステムが複数の屈曲要素を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記カメラユニットが、前記ＳＭＡアクチュエータシステムによって前記支持構造物に支持されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサとイメージセンサに画像を結像させるレンズ系とを備えるカメラ装置の光学画像安定化（ＯＩＳ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＩＳの目的は、カメラぶれ、すなわち、一般にユーザの手の動きによって引き起こされるカメラ装置の振動を補償することであり、カメラぶれは、イメージセンサによって取り込まれる映像の品質を低下させる。ＯＩＳは、一般に、振動センサ、例えばジャイロスコープセンサによる振動の検出と、取り込まれる映像の振動を補償するようにカメラ装置を調整する、検出された振動に基づくアクチュエータシステムの制御とを伴う。
【０００３】
カメラ装置を調整するためのいくつかの技術が公知である。デジタルスチールカメラで一般に採用されている１つの技術は、カメラ装置の全体としての位置を（イメージセンサとレンズシステムの大部分を含めて）固定状態に保つこと、及び１つのレンズ群を光軸に対して垂直方向に動かすことである。この技術は、レンズ群がカメラの残部と比較してサイズ及び慣性が小さい大型カメラに特に適している。別の技術は、レンズ系を静止状態に保つこと、及びイメージセンサを光軸に対して垂直方向に動かすことである。
【０００４】
これらの技術は、相対的に大型のカメラ装置、例えばデジタルスチールカメラでは功を奏しているが、小型化することが難しい。小型のカメラ装置内には、部品が非常に密に詰め込まれているので、所望のパッケージ内にＯＩＳアクチュエータを追加することは非常に困難である。
【０００５】
米国特許出願公開第2006/0272328号は、別の技術を使用してＯＩＳを提供するカメラ装置を開示している。特に、イメージセンサとレンズ系を含むカメラユニットが、弾性支持部材によって支持構造物に支持されており、弾性支持部材は、互いにかつ光軸に対して垂直な２本の想像軸を中心とするカメラユニットの傾動を可能にする物理的な旋回軸の役割を果たす。２対のＳＭＡワイヤが、支持構造物とカメラユニットの間に接続され、光軸に対して鋭角に延びている。各対のＳＭＡワイヤは、弾性偏倚なく、プッシュプル構成で他方と向かい合わせに配置されており、そのため、差動収縮によって、カメラユニットの傾動が駆動される。ＳＭＡワイヤに印加される駆動電流は、支持構造物に取り付けられた振動センサの出力に基づいて、カメラぶれを補償するように導き出される。
【０００６】
米国特許出願公開第2006/0272328号は、ＳＭＡワイヤの直径を減少させることによって、十分に高い周波数応答が得られることを教示している。一般に、アクチュエータとしてのＳＭＡの分かっている欠点はその遅い応答時間である。ＳＭＡアクチュエータは熱駆動されるので、応答時間はＳＭＡ材料の温度の上昇と下降によって制限されるが、その温度の上昇下降は、ＳＭＡ材料の熱伝導率、比熱容量及び熱質量に関連している。
【０００７】
従って、ＯＩＳは、カメラユニットを光軸に対して垂直方向に傾動させることによって達成される。これは、カメラユニットのサイズと慣性が小さいために可能になっており、ＯＩＳ機能を他のカメラ機能から切り離すために有利である。特に、カメラユニットの複雑な内部デザイン、例えば公差の大きい（highly toleranced）光学部品を変更することは不要である。さらに、ＳＭＡをアクチュエータとして使用することによって、非常に高いエネルギー密度（所定質量の材料に対して利用可能な機械的エネルギー）という利点が達成される。換言すれば、これにより、アクチュエータシステムを極めて小型にすることが可能になる。同様に、ＳＭＡアクチュエータは大きな力を伝えることができる。これら両方の要因は、ＳＭＡアクチュエータが小型カメラにＯＩＳを提供することに非常に適していることを意味する。
【０００８】
米国特許出願公開第2006/0272328号に開示されたカメラ装置は、傾動のために物理的な旋回軸の役割を果たす、カメラユニット用弾性支持部材を必要とするという不利益をこうむっている。弾性支持部材の使用は、その部材が真の旋回軸ではないために、伝達不足をもたらす。真の旋回軸となる機構、例えば玉継手との置換は困難であり、摩擦とヒステリシスをもたらす。この問題に対処するために、１つの考えられるアプローチは、光軸に沿ったカメラユニットの動きを可能にする、カメラユニット用の別の形のサスペンション、例えば複数の弾性屈曲部を設けることであろう。しかしながら、その場合には、弾性支持部材はもはや存在しなくなり、それ故、ＳＭＡアクチュエータに対抗する偏倚力を提供することが必要になるであろう。これは、例えば、サスペンションシステムの弾性屈曲部の変形を利用して、又は別個の偏倚要素を設けることによって実施するのが簡単である。
【０００９】
これらの点に鑑み、イメージセンサとレンズ系とを備えるカメラユニットが互いにかつレンズシステムの光軸に対して垂直な２本の想像軸を中心に傾動される技術によってＯＩＳが提供されるカメラ装置の電力消費量及び／又はサイズを減じることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
支持構造物と、
イメージセンサとイメージセンサに画像を結像させるレンズ系とを備えるカメラユニットであって、互いにかつレンズ系の光軸に対して垂直な２本の想像軸を中心にカメラユニットが傾動可能なように支持構造物に支持された、カメラユニットと、
カメラユニットと支持構造物との間に接続された複数のＳＭＡアクチュエータをそれぞれ備える２つのＳＭＡアクチュエータサブシステムを備えるＳＭＡアクチュエータシステムであって、ＳＭＡアクチュエータサブシステムはそれぞれ、アクチュエータの収縮時に、光軸に沿って支持構造物に対して逆方向へのカメラユニットの変位を駆動するように構成されており、各ＳＭＡアクチュエータサブシステムは、アクチュエータの差動収縮時に、上記想像軸のうち、各自の１本を中心とするカメラユニットの回転を駆動するように構成されている、ＳＭＡアクチュエータシステムと、
を備えるカメラ装置が提供される。
【００１１】
そのようなカメラ装置は、イメージセンサとレンズ系とを備えるカメラユニットがＳＭＡアクチュエータによって作動され、光軸に対して垂直方向に傾動することによってＯＩＳを提供し得る。これにより、米国特許出願公開第2006/0272328号に関して上記に示した利点と同様に、カメラユニットの複雑な内部デザインを変更することが不要であるという利点、及びＳＭＡの高いエネルギー密度のために装置がコンパクトであるという利点を伴ってＯＩＳ機能が達成され得る。
【００１２】
各ＳＭＡアクチュエータサブシステムは、光軸に対して垂直な想像軸のうちの１本を中心とする傾動を提供する。ＳＭＡサブシステムに少なくとも２つのアクチュエータが存在するので、その差動収縮により、カメラユニットが傾動される。各ＳＭＡアクチュエータが直線運動を出力するので、差動収縮により、旋回中心周りのカメラの傾動運動が引き起こされる。これにより、２つのＳＭＡサブシステムが共同して、直交する２方向において必要な傾き制御を提供することができる。
【００１３】
２つのＳＭＡアクチュエータサブシステムは、収縮時、光軸に沿ってそれぞれ逆方向へのカメラユニットの変位を駆動し、この意味で反対に動作するように構成されている。すなわち、一方のＳＭＡアクチュエータサブシステムのアクチュエータが加熱時に収縮するとき、他方のＳＭＡアクチュエータサブシステムのアクチュエータが収縮しない間、カメラユニットの結果として生じる変位は光軸に沿った第１の方向であるが、他方のＳＭＡアクチュエータサブシステムのアクチュエータが加熱で収縮する場合は、カメラユニットの結果として生じる変位は光軸に沿った第２の逆方向である。この構成は、両方のＳＭＡアクチュエータサブシステムが同じ制御量だけ収縮するように加熱される場合、光軸に沿った力が互いに拮抗し、正味の動きが存在しなくなることを意味する。ＳＭＡアクチュエータは、機構のどの終端（end stops）からも離れた平衡位置を設定するように電気信号で駆動させることができ、これにより、２つのＳＭＡアクチュエータサブシステムは、ＳＭＡアクチュエータサブシステムのどちらか一方によって駆動される傾動が起こる中心となる、カメラユニット用の仮想の旋回中心を共同で定める。これにより、カメラモジュールの位置と姿勢を、カメラユニット用のサスペンションシステムによって提供される別個の固定旋回軸を必要とすることなく、正確に制御することができる。
【００１４】
これにより、カメラユニットには、任意に配置可能であるが望ましくはカメラユニット内部に配置される仮想の旋回軸を有し、光軸に沿ったバランスのとれた構成が提供される。従って、例えば、仮想の旋回中心はカメラユニットの質量中心に配置されてもよい。旋回中心をそのように制御することは有益である。なぜなら、実際の非仮想の旋回軸が使用される場合、旋回軸は、最も単純にはカメラユニットの外部、例えば、米国特許出願公開第2006/0272328号に開示されたカメラ装置の弾性ブロックの位置に配置されることになり、それは、いかなる傾動もカメラユニットの光軸に対する望ましくない横方向の移動を伴うことを意味するからである。
【００１５】
ＳＭＡアクチュエータサブシステムは、それぞれが他方の収縮に対抗する力を供給するので、これにより、ＳＭＡアクチュエータの応力サイクルのより能動的な制御がもたらされる。望ましくは、装置は、応力範囲を最小限にしながら、ＳＭＡアクチュエータに相対的に高い応力を発生させるように構成されている。高い応力は、ＳＭＡ材料内の応力が収縮を引き起こすのに十分な温度を引き上げるという利点がある。これは、装置が利用可能な周囲温度の範囲を拡大させるために望ましい。逆に言えば、大きな歪み変化に対して応力範囲を小さく保つことは、疲労効果を最小限にするという利点がある。応力範囲を最小限にすることは、ＳＭＡアクチュエータを相転移させて収縮させるのに必要な駆動力を最小限にするという効果もある。
【００１６】
さらに、応力を周囲温度に応じて制御することができる。ワイヤの張力を制御する能力とは、周囲温度とともに増大する応力で装置を操作可能であることを意味する。これは、ＳＭＡワイヤの固有の転移温度を下回る低い周囲温度では、相対的に低い張力がＳＭＡアクチュエータに加えられ得るが、より高い周囲温度では、ＳＭＡアクチュエータの張力を高めて全行程を達成させることができることを意味する。概略すれば、応力範囲は、ＳＭＡアクチュエータが受ける最大応力を最小限にする（mimimising）一方で、高い周囲温度のときにＳＭＡアクチュエータの高い最小応力を維持することによって制御することができる。
【００１７】
米国特許出願公開第2006/0272328号と比較して、本発明は、カメラユニットを弾性支持部材に装架する（mount）必要がない。実際には、一部の実施形態では、２つのアクチュエータサブシステムが、それぞれ逆方向に力を与えるので、それ自体でカメラユニットを懸架してもよい。他の実施形態では、カメラユニット用の別個のサスペンションシステム、例えば複数の屈曲部が設けられてもよい。屈曲部は、サスペンションシステムとして多くの利益をもたらす。屈曲部は、動きの軸に沿って低い剛性と動きの軸に対して垂直に高い剛性を提供するように構成されていてもよい。同様に、屈曲部は、例えばベアリングと比較して、動きに対して最小限度の摩擦を受ける。最後に、屈曲部によって形成されるサスペンションシステムは小型で、製造が簡単である。
【００１８】
本発明は、さらに、各ＳＭＡアクチュエータサブシステムが他方のＳＭＡアクチュエータサブシステムの収縮に反する力を与えるので、ＳＭＡアクチュエータの収縮に対抗するように与えられるいかなる偏倚力の必要性もないか、又は少なくともその必要性を減らす。偏倚要素は、完全に避けることができ、又は設けられても、全てのアクチュエータがカメラユニットの動きを光軸に沿って同方向に駆動する等価のシステムと比較してサイズを低減させることができる。同様に、カメラユニットが屈曲部によって懸架されている場合、屈曲部が偏倚力を提供する必要性が減らされ、それによってデザインが単純化される。
【００１９】
従って、概略すれば、本発明は、旋回中心を設けることに関連する問題を解決する一方、部品の数及びサイズならびにアクチュエータの駆動力を最小限にするためにＳＭＡアクチュエータを互いに対抗するよう動作させるという要望を達成する。
【００２０】
有利なことには、各ＳＭＡアクチュエータは、両端部でカメラユニットと支持構造物のうちの一方に接続されるとともに両端部の中間でカメラユニットと支持構造物のうちの他方に接続されるように接続された、１片のＳＭＡワイヤを備えている。ＳＭＡアクチュエータのこの配置は、カメラ装置のサイズを最小限にするので有利である。これは小型カメラ、例えば、携帯電子装置で使用するための小型カメラに特に望ましい。
【００２１】
カメラユニットと支持構造物との間に延びるＳＭＡワイヤ片の２つの部分が、それぞれ光軸から径方向の共通の想像線に対して垂直に延びていてもよい。これは、ＳＭＡアクチュエータが収縮時に光軸に対して垂直ないかなる合力も加えないという利点がある。
【００２２】
あるいは、ＳＭＡワイヤ片の２つの部分は、それぞれ光軸から径方向の共通の想像線に対して９０°未満の角度で延びている。これは、ＳＭＡアクチュエータが収縮時に光軸に対して垂直な合力を加えることになるが、装置の所与の設置面積内で実現可能なＳＭＡワイヤの長さを増やすという利点がある。
【００２３】
有利なことには、カメラユニットは、カメラユニットに接続されているＳＭＡアクチュエータの部分に電気的に接続されてそのＳＭＡアクチュエータの部分に駆動信号を供給する制御回路をさらに備えている。これは、カメラユニットがイメージセンサを含み、それ自体多数の電気的接続を有するとともに一般にプリント回路基板を必要とすることから、ＯＩＳ機能を組み込んだカメラ装置全体を単純化するという利点をもたらす。それにより、ＳＭＡアクチュエータとイメージセンサの両方が、いずれにせよ電気的接続を必要とするであろう、カメラユニットを介した共通の電気配線のために、電気的配置を単純化するカメラユニットにおいて電気的に接続される。例えば、支持構造物が、電気的接続を全く必要としなくなることもあり得る。
【００２４】
ＳＭＡアクチュエータがフックに掛けられた（hooked）ＳＭＡワイヤ片を備えている場合、ＳＭＡワイヤがカメラユニットに接続され、支持構造物に引っ掛けられて接続されるので有利である。これにより、制御回路からカメラユニットに固定されるＳＭＡワイヤ片の終端までの電気的接続の実行が容易になる。例えば、ＳＭＡワイヤ片は、一般に、好都合なことに電気的接続も提供可能である、ＳＭＡワイヤをクリンプするクリンプ部材によってカメラユニットに固定されている。
【００２５】
有利なことには、カメラユニットに、カメラユニットの振動を表す出力信号を生成するように構成された振動センサが搭載されていてもよく、その出力信号に応じて制御回路が駆動信号を生成する。これにより、光学画像安定化の品質に対する技術的向上がもたらされる。これは、制御回路によって実行される制御アルゴリズムが、検知された傾きに対抗する補正を出力するのではなく、今や、振動センサによって検出された振動を最小限にするよう努めるからである。実際、これにより、振動センサが支持構造物に搭載されている場合よりも信頼性が高い補償がもたらされる。さらに、これにより、振動センサとの電気的接続がカメラユニット上で提供されるという点で電気的配置が単純化され、その電気的配置は、制御回路もカメラユニットに設けられている場合には特に有利である。
【００２６】
より深い理解を可能にするために、本発明の実施形態をこれから添付の図面を参照しつつ非限定的な実施例を通して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】カメラ装置の概略的な断面図である。
【図２】支持構造物を省略したカメラ装置の第１の構成の斜視図である。
【図３】支持構造物を省略したカメラ装置の第２の構成の斜視図である。
【図４】ＳＭＡアクチュエータ用の駆動信号を生成する制御回路の図である。
【図５】制御回路の駆動回路の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
ＯＩＳを行なうように構成されたカメラ装置１を図１に概略的に示し、図１は、カメラ装置１の光軸Ｏに沿う断面図である。カメラ装置１は携帯電子装置、例えば、移動電話、メディアプレイヤ又はポータブル・デジタル・アシスタントに組み込まれるようになっている。従って、小型化が重要な設計基準である。
【００２９】
カメラ装置１は、支持構造物２と、後に詳細に述べるサスペンションシステム２０によって支持構造物２に支持されたカメラユニット１０とを備えている。カメラ装置は、後に同じく詳細に述べる、支持構造物２とカメラユニット１０との間に接続されたＳＭＡアクチュエータシステム３０も備えている。
【００３０】
カメラユニット１０は機能上のカメラであり、イメージセンサ１１とレンズ系１２とを備え、両者はカメラ支持体１３に支持されている。カメラユニット１０は底面にプリント回路基板（ＰＣＢ）１４を有しており、底面には、イメージセンサ１１が実装され、接続されている。レンズ要素１２とイメージセンサ１１は、レンズ系１２がイメージセンサ１１上に画像を結像させるように、光軸Ｏに沿って配置されている。イメージセンサ１１は画像を取り込むものであり、適切なタイプなら何でもよく、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）デバイスであってもよい。カメラユニット１はせいぜい１０ｍｍの直径の１つ又はそれ以上のレンズを有する小型カメラである。
【００３１】
後でさらに述べるように、ＯＩＳは、光軸Ｏに対して垂直な軸を中心にカメラユニット１０全体を傾動することによってもたらされ、カメラユニット１０の内部構造がこの目的のために適合される必要がないという利点がある。従って、カメラユニット１０は機能上標準的なカメラであってもよい。従って、カメラユニット１０は、ＯＩＳ機能にかかわらず、所望の光学性能を提供するためにいかなる所望の構造も有することができる。例えば、カメラユニット１０は、光学性能とコストとの所望のバランスをもたらすために必要な単レンズ又は複数のレンズを備えるレンズ系１２を含むことができる。同様に、レンズ系１２は固定焦点又は可変焦点を提供することができる。後者の場合、カメラユニット１０は、ＳＭＡアクチュエータシステムの使用を含めて、焦点を変えるために適切ないかなる構造も採用することができる。例えば、カメラユニット１０は、国際公開公報第2007/113478号、国際公開公報第2008/099156号又は国際公開公報第2009/056822号に記載されたタイプのカメラであってもよい。
【００３２】
サスペンションシステム２０は一群の屈曲部２１を備えており、各屈曲部２１は、支持構造物２とカメラユニット１０との間に接続されてカメラユニット１０を支持構造物２に支持している。屈曲部２１は、光軸Ｏに対して垂直な動きに抵抗する一方で光軸Ｏに沿ったたわみを許容するように、光軸Ｏに対して垂直に見た厚さよりも光軸Ｏに沿って見た幅が大きい梁として構成されている。従って、屈曲部２１は、そのたわみ時に、光軸Ｏに沿ったカメラユニット１０の動きと、互いにかつ光軸Ｏに対して垂直な２本の想像軸を中心とするカメラユニット１０の傾動も可能にする。そのような２本の垂直軸を中心とする傾動により、一般に、光軸Ｏと垂直な任意の軸を中心とするカメラユニット１０の傾動が可能になる。
【００３３】
屈曲部２１は、様々な配置を有していてもよいが、一般には、光軸Ｏと垂直な様々な方向への動きに対して同様の剛性をもたらすように、カメラユニット１０の周りに間隔を置いて対称的に配置されている。例えば、カメラユニット１０が光軸Ｏに沿って見たときに正方形（square）である場合には、１つ又は２つの屈曲部がカメラユニット１０の各側面に配置されていてもよい。この場合、サスペンションシステム２０は、カメラユニット１０の両側に配置された屈曲部２１の差動たわみ時に、光軸Ｏに対して垂直な想像軸を中心とするカメラユニット１０の傾動を可能にする。
【００３４】
全ての屈曲部２１からなるサスペンションシステム２０全体は、たった１種類の材料、一般的には１種類の金属から形成されていてもよいが、屈曲部２１のそれぞれは等しく個別の要素として形成することができるだろう。
【００３５】
屈曲部２１の使用は、他のタイプのサスペンションシステムと比較していくつかの利点、特に、光軸Ｏに沿って低い剛性と垂直方向に高い剛性をもたらしながら、コンパクトで、製造が簡単であるという利点をもたらす。同様に、屈曲部２１は、他のサスペンションシステム、例えばベアリングと比較して動きに対して最小限度の摩擦しか受けない。しかしながら、サスペンションシステム２０は、その代わりにこれから述べるＳＭＡアクチュエータシステム３０だけでカメラユニット１０を支持することができるであろうという点においてオプションである。この場合、カメラユニット１０は、ＳＭＡアクチュエータシステム３０によって課される場合を除いて、その動きに関する制限がなく、そのため、カメラユニット１０は光軸Ｏに対して垂直な２本の軸を中心に傾動可能なまま、すなわち、以下に述べるＳＭＡアクチュエータシステム３０の作動状態のままである。
【００３６】
ＳＭＡアクチュエータシステム３０の第１の構成を図２に示し、図２は、わかりやすくするために支持構造物２とサスペンションシステム２０が省略されたカメラ装置１の斜視図である。図で分かるように、カメラユニット１０は、光軸Ｏに沿って見たときに正方形である。ＳＭＡアクチュエータシステム３０は、次のように構成された４つのＳＭＡアクチュエータ３１を備えている。アクチュエータ３１のうちの２つが図２に見えるが、光軸Ｏを通る垂直方向の想像面において図に見える２つのアクチュエータ３１の鏡像である、カメラユニット１０の反対側のもう２つのアクチュエータ３１も存在する。
【００３７】
各ＳＭＡアクチュエータ３１は、２つのクリンプ部材３３間に装架された１片のＳＭＡワイヤ３２を備えており、２つのクリンプ部材３３は、ＳＭＡワイヤ片３２の各端部をクリンプすることにより機械的な終端を提供している。クリンプ部材３３はそれぞれカメラ支持体１３に固定されており、ＳＭＡアクチュエータ３１のカメラユニット１０に対する機械的接続、場合によっては、選択された組付け方法と製造原理に応じて中間部品（図示せず）を介した機械的接続を提供する。この装架は機械的な取付具によって達成されてもよく、接着剤の使用によって強化されてもよい。あるいは、この装架は、カメラ支持体１３が高分子材料から作られ、クリンプ部材３３を保持するために適切な熱変形可能な特徴を有する場合には、何らかの種類のヒートステーキング加工によって達成されてもよい。各ＳＭＡアクチュエータ３１のクリンプ部材３３は、ＳＭＡワイヤ片３２が光軸Ｏから径方向の想像線に対して垂直なカメラユニット１０の側面に沿って延びるように、カメラユニット１０のそれぞれの側面の両端に位置している。
【００３８】
加えて、クリンプ部材３３は、ＳＭＡワイヤ片３２に対する電気的接続を提供し、駆動電流がＳＭＡワイヤ片３２を通して供給されるようにしている。クリンプ部材３３は、カメラユニット１０の最下側でＰＣＢ１４に、例えば、ＰＣＢ１４に設けられた適切なパッドにはんだ付けされることによって、電気的に接続されている。ＰＣＢ１４は集積回路（ＩＣ）チップ４０を実装しており、ＩＣチップ４０には、ＰＣＢ１４を介してＳＭＡアクチュエータ３１に供給するための駆動信号を生成する、後でさらに述べる制御回路４２が実装されている。従って、制御回路４２は、カメラユニット１０に接続されているＳＭＡアクチュエータ３１の部分に電気的に接続されている。これにより、制御回路４２とイメージセンサ１１の両方がカメラユニット１０において電気的接続の実行を簡単にするＰＣＢ１４に実装されているため、カメラ装置１全体が単純化される。
【００３９】
ＰＣＢ１４はジャイロスコープセンサ４１も実装しており、ジャイロスコープセンサ４１は、カメラユニット１０の角速度を表す信号を出力し、それにより、カメラユニット１０が受けている振動を検出する振動センサの役割を果たす。ジャイロスコープセンサ４１は、通常、互いにかつ光軸に対して垂直な２本の軸を中心とする振動を検出する一対の小型ジャイロスコープであるが、一般的には、より多数のジャイロスコープ又は他のタイプの振動センサを使用することもできるであろう。ＩＣチップ４０の制御回路４２はジャイロスコープセンサ４１から出力信号を供給され、後により詳細に述べるように、その出力信号に基づいて駆動信号を生成する。ジャイロスコープセンサ４１を支持構造物２ではなくカメラユニット１０に設けることにより、制御アルゴリズムが支持構造物２の検知された傾きに対抗する補正を出力するのではなく検出された振動を最小限にするよう努めるから、ＯＩＳの品質が向上する。さらに、制御回路４２とイメージセンサ１１に加えて、ジャイロスコープセンサ４１もカメラユニット１０においてＰＣＢ１４に実装され、そのためにこれら全ての部品に対する電気的接続が容易に行われるから、カメラ装置１全体が単純化される。
【００４０】
各ＳＭＡアクチュエータ３１のＳＭＡワイヤ片３２は、支持構造物２の一部である各自のフック３４（点線の輪郭で図示）に掛けられている。従って、各ＳＭＡワイヤ片３２は、カメラユニット１０と支持構造物２との間で光軸Ｏに対してゼロ以外の鋭角で延びている。各ＳＭＡアクチュエータ３１では、ＳＭＡワイヤ片３２が緊張状態で保持され、それによって光軸Ｏに沿う一方向の分力を加えている。カメラユニット１０と支持構造物２との間でフック３４の両側に延びるＳＭＡワイヤ片３２の２つの部分は、ＳＭＡワイヤ３２がカメラユニット１０の側面に沿って配置されている結果として、それぞれ光軸Ｏから径方向の共通の想像線に対して垂直に延びている。従って、光軸Ｏに対して垂直な分力が存在せず、そのことは、ＳＭＡアクチュエータ３１がカメラユニット１０に横力を加えないという点で有利である。
【００４１】
しかしながら、互いに対向して配置されたアクチュエータ対３２のそれぞれは、この分力が異なる方向に加えられるように構成されている。すなわち、一対のアクチュエータ３１のＳＭＡワイヤ３２はクリンプ部材３４からフック３４まで（図２に示すように）上方に延び、それによって分力をカメラユニット１０に方向Ａで上方に加えるのに対して、他の一対のアクチュエータ３１のＳＭＡワイヤ３２はクリンプ部材３４からフック３４まで（図２に示すように）下方に延び、それによって分力をカメラユニット１０に逆方向Ｂで下方に加える。参照を容易にするため、従って、ＳＭＡアクチュエータ３１の対を、ＳＭＡアクチュエータシステム３０のそれぞれのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５と称する。
【００４２】
ＳＭＡ材料は、加熱するとＳＭＡ材料を収縮させる固体相転移を受けるという特性を有する。低温時には、ＳＭＡ材料はマルテンサイト相に入る。高温時には、ＳＭＡはＳＭＡ材料を収縮させる変形を誘発するオーステナイト相に入る。相転移は、ＳＭＡの結晶構造における転移温度の統計的広がりに起因する温度範囲にわたって起こる。従って、ＳＭＡワイヤ片３２を加熱することにより、その長さが減少する。
【００４３】
ＳＭＡアクチュエータ３１のうちの１つを加熱すると、その内部の応力が増大し、ＳＭＡアクチュエータ３１が収縮する。これにより、屈曲要素６１に接続されたカメラユニット１０の光軸Ｏに沿った動きが引き起こされる。ＳＭＡ材料のマルテンサイト相からオーステナイト相への転移が起こる温度範囲にわたってＳＭＡアクチュエータ３１の温度が上昇するとき、可動域が発生する（a range of movement occurs）。逆に、ＳＭＡアクチュエータ３１の冷却時には、内部応力が減少し、ＳＭＡアクチュエータ３１の膨張により、カメラが逆方向に動かされる。
【００４４】
支持構造物２に対するカメラユニット１０の光軸Ｏに沿った位置は、ＳＭＡアクチュエータ３１の温度を変えることによって制御される。これは、抵抗加熱を供給する駆動電流をＳＭＡアクチュエータ３１に通すことによって達成される。加熱は駆動電流によってもたらされる。冷却は、駆動電流を減らすか、又は終わらせ、ＳＭＡアクチュエータ３１を伝導によってその周囲環境まで冷やすことによってもたらされる。
【００４５】
光軸Ｏに沿って達成可能な変位度は、ＳＭＡアクチュエータ３１の内部に発生される歪みと、さらにはカメラユニット１と支持構造物２との間で延びるＳＭＡワイヤ片３２の光軸Ｏに対する鋭角に依存する。ＳＭＡワイヤ３２内に発生可能な歪みは相転移の物理現象によって制限される。ＳＭＡワイヤ３２が光軸Ｏに対してゼロ以外の鋭角で延びているせいで、ＳＭＡワイヤ３２は、長さが変化するときに向きが変化する。これにより、光軸Ｏに沿った変位度が光軸Ｏに沿って分解されたＳＭＡワイヤの長さの変化よりも高くなるように、動きが効果的に調整される。
【００４６】
ＳＭＡワイヤ３２は適切ないかなるＳＭＡ材料から作られていてもよく、例えば、ニチノール又は別のチタン合金のＳＭＡ材料から作られていてもよい。有利なことには、ＳＭＡワイヤ片３２の材料組成と前処理は、通常動作の間において予想される周囲温度を上回り、位置制御度を最大にするよう可能な限り広い温度範囲にわたって相転移を提供するように選択される。
【００４７】
ＳＭＡアクチュエータ３１の構成の結果として、それぞれのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５のＳＭＡアクチュエータ３１は、収縮時に、光軸Ｏに沿って逆方向へのカメラユニット１０の変位を駆動する。従って、それぞれのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５は互いに応力を加え合う。この応力は、ＳＭＡアクチュエータ３１の加熱を変更することによって制御することができる。応力を制御するために、アクチュエータ３１に加えられる駆動信号は、それぞれのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５両方に共通の共通成分を含んでいる。共通成分のレベルを変更することにより、アクチュエータ３１の応力が変わる。これにより、ＳＭＡアクチュエータ３１の応力サイクルの能動的な制御がもたらされる。カメラ装置１は、応力範囲を最小限にしながら、ＳＭＡアクチュエータ３１に相対的に高い応力を発生させるように構成されている。高い応力は、ＳＭＡ材料内の応力が収縮を引き起こすのに十分な温度を引き上げる。共通の成分は、従って、周囲温度に応じて変更されてもよく、周囲温度の上昇とともに増大されてもよい。逆に言えば、大きな歪み変化に対して応力範囲を小さく保つことは、疲労効果を最小限にするという利点がある。応力範囲を最小限にすることは、ＳＭＡアクチュエータ３１を相転移させて収縮させるのに必要な駆動力を最小限にするという効果もある。
【００４８】
それと同時に、各ＳＭＡアクチュエータサブシステム３５のＳＭＡアクチュエータ３１は、差動収縮時に、互いにかつ光軸Ｏに対して垂直なそれぞれの想像軸を中心とするカメラユニット１０の回転を駆動する。それ故、ＳＭＡアクチュエータシステム３０のアクチュエータ３１は全体として、光軸Ｏと垂直な任意の想像軸を中心とする傾動を提供するように駆動されてもよい。ＳＭＡアクチュエータシステム３０の構成は、すべてのＳＭＡアクチュエータ３０を制御された駆動信号で操作することによって、カメラユニット１０に関する所望の仮想の旋回軸を形成する。各ＳＭＡアクチュエータサブシステム３５のＳＭＡアクチュエータ３１に加えられる駆動信号は、それぞれの想像軸を中心とする所望の傾きを提供するよう選択された差動成分を含んでいる。これらの差動成分は、非線形効果、例えばＳＭＡ材料のヒステリシスを補償するために、種々の補償アルゴリズムによって修正されてもよい。
【００４９】
差動成分はいかなる方法で加えられてもよい。最も好都合には、差動成分がＳＭＡアクチュエータ３１の抵抗の測定値に基づいて生成されてもよい。このアプローチの場合、各ＳＭＡアクチュエータ３１の目標抵抗がＳＭＡアクチュエータ３１ごとに異なるように変更されてもよく（すなわち、一方のＳＭＡアクチュエータ３１で加熱が要求されるように高くしているときに、他方のＳＭＡアクチュエータ３１では冷却が要求されるように低くする、逆もまた同様）、その後、各ＳＭＡアクチュエータ３１の駆動信号が、測定された抵抗を目標抵抗に至らせるように個別に変更されてもよい。これは、差動成分が２つのＳＭＡアクチュエータ３１間に対してかのように加えられるという効果を有するであろう（This will have the effect of a differential component being applied as between the two SMA actuators 31）。あるいは、差動成分は、ＳＭＡアクチュエータサブシステム３５全体に向けて加えられ、その後、そのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５の２つのＳＭＡアクチュエータ３１に対して、例えば、両方のＳＭＡアクチュエータ３１に対して逆向きに加えられるか、又はＳＭＡアクチュエータ３１の一方のみに対して加えられてもよい。
【００５０】
ＳＭＡアクチュエータ３１は、サスペンションシステム２０がカメラユニット１０の光軸Ｏに沿った動きを可能にし、ＳＭＡアクチュエータ３１が光軸Ｏに沿った変位を駆動する結果として、高度の位置制御で傾動を提供するように駆動されてもよい。ＯＩＳがカメラユニット１０全体の傾動によって達成されるので、これは、ＯＩＳ機能を他のカメラ機能から切り離すことによってカメラユニット１０の内部デザインが影響されないという利点がある。このことは、小型のカメラユニット１０の場合に、その小さなサイズと慣性のゆえに特に分かりやすい。
【００５１】
ＳＭＡ材料のアクチュエータ技術としての主要な利点の１つは、その非常に高いエネルギー密度（所定質量の材料に対して利用可能な機械的エネルギー）である。これにより、ＳＭＡアクチュエータ３１及び関連する機構を極めて小型に、特に垂直方向にコンパクトにすることができ、その結果、ＯＩＳを提供するためにカメラ装置１のサイズのごくわずかな増加しか必要としない。ＳＭＡアクチュエータ３１は大きな力を伝えることも可能である。これら両方の要因により、ＳＭＡは、小型カメラユニット１０のＯＩＳシステム用のアクチュエータを提供することに非常に適したものになっている。
【００５２】
加えて、ＳＭＡアクチュエータ３１がＯＩＳを提供するのに十分な応答速度を提供できることが分かった。一般に、各ＳＭＡアクチュエータ３１は、１０Ｈｚまで、２０Ｈｚまで、又は３０Ｈｚまでの周波数帯幅にわたって位置を制御するように比例して駆動される。アクチュエータとしてのＳＭＡの分かっている欠点はその遅い応答時間である。ＳＭＡアクチュエータ３１は熱駆動されるので、応答時間は、熱伝導率、比熱容量及び熱質量と関連する達成可能な温度変化によって制限される。
【００５３】
ＳＭＡワイヤの加熱は、駆動電流の出力を増加させることによって増大させることができるが、冷却はＳＭＡワイヤ片３２の厚さに依存する。この厚さは、冷却時に所望の応答時間を提供するよう選択される。例えば、ＳＭＡワイヤ３２が、現在最も薄い入手可能な市販材料である、厚さ２５μｍのものである場合、熱応答は４Ｈｚで減衰し始める。ＯＩＳ機能の分析に基づけば、機能上の必要条件は３０Ｈｚまでの帯域幅にわたって動き補償をもたらすことである。しかしながら、必要とされる応答振幅は、それほど動きを必要としないように（例えば、２０Ｈｚ超で１０μｍ未満）、動作帯域幅にわたって著しく減少する。
【００５４】
驚くべきことに、４Ｈｚを超えてＳＭＡワイヤの応答が減衰するにもかかわらず、ＳＭＡワイヤ３２は３０Ｈｚでなお変位必要条件を与えることが可能であり、そのため、ＳＭＡアクチュエータ３１は、小型カメラ用ＯＩＳの作動必要条件を見事に満たすことが可能である。
【００５５】
ＳＭＡアクチュエータシステム３０の第２の構成を図３に示し、図３は、図２のカメラ装置に類似したカメラ装置１の斜視図である。第２の構成は、４つのＳＭＡアクチュエータ３１がカメラユニット１０の周りの異なる位置に配置されていること以外は、第１の構成と同じである。ＳＭＡアクチュエータ３１は、やはり支持構造物２の一部である各自のフック３４（点線の輪郭で図示）に掛けられた１片のＳＭＡワイヤ３２として形成されており、第１の構成のものと機能的に同じである２つのＳＭＡアクチュエータサブシステム３５として構成されている。しかしながら、フック３４は、フック３４の両側のＳＭＡワイヤ３２の部分がカメラユニット１０の同じ側面に沿って延びるように、カメラユニット１０の側面の中央に位置している代わりに、フック３４の両側のＳＭＡワイヤ３２の部分がカメラユニット１０の隣接する側面に沿って延びるように、カメラユニット１０のコーナーに配置されている。従って、ＳＭＡワイヤ３２のこれらの部分は互いに９０°、かつ光軸Ｏから径方向の共通の想像線に対して４５°で延びている。これにより、サイズを最小限にするように課されたパッケージング制約内でＳＭＡアクチュエータシステム３０におけるＳＭＡワイヤ３２全体の長さを増やし、それによって利用可能な傾き補正量を増加させるという利点がもたらされる。そのような利点は、ＳＭＡアクチュエータを光軸Ｏから径方向の共通の想像線に対して９０°未満の任意の角度に配置することによって、より一般的に達成されてもよい。その一方で、この場合、各アクチュエータ３１は光軸Ｏに対して垂直な分力を生成する。欠点は、この横力がカメラユニット１０の傾きを発生させる可能性があることである。しかしながら、駆動信号の共通成分が各ＳＭＡアクチュエータサブシステム３５の対向するＳＭＡアクチュエータ３１に互いのバランスをとる横力を発生させ、そのため、差動的な横力は、駆動信号の差動成分によってのみ生成される。サスペンションシステム２０はそのような横力に耐えるのに十分剛性に設計されている。
【００５６】
ＳＭＡアクチュエータシステム３０の第１及び第２の両方の構成の代わりとして、ＳＭＡアクチュエータ３４が、ＳＭＡワイヤ片３２の各端部で支持構造物２に固定され、カメラユニット１０に設けられたフック３４に掛けられていてもよい。
【００５７】
ＳＭＡアクチュエータ３１用の駆動信号を生成する制御回路４２を図４に示し、これから説明する。
【００５８】
制御回路４２はＳＭＡ傾きコントローラ４３を備えており、ＳＭＡ傾きコントローラ４３は、ジャイロスコープセンサ４１の出力信号が供給され、それに応答して各ＳＭＡアクチュエータ３１に関する傾き制御信号を生成する。ＳＭＡ傾きコントローラ４３はプロセッサ内に実装されてもよく、制御アルゴリズムに従って傾き制御信号を生成する。傾き制御信号は、ジャイロスコープセンサ４１の出力信号によって表される振動を補償するために各ＳＭＡアクチュエータ３１から要求される作動の度合いを表す。従って、一対の対向するＳＭＡアクチュエータ３１用の傾き制御信号は、光軸Ｏに対して垂直な対応する想像軸を中心とする必要傾き度を与える差動変位をもたらすように生成される。実質的には、これは、傾き制御信号間の差が当該軸を中心とする必要傾き角を表すことを意味する。
【００５９】
理想的には、ジャイロスコープセンサ４１は、各対の対向するＳＭＡアクチュエータ３１がカメラユニット１０を傾動可能にしている中心となる軸と整合する垂直な軸を中心とする傾きを表す２つの出力信号を提供するように位置合わせされている。この場合、各対の対向するＳＭＡアクチュエータ３１用の傾き制御信号は出力信号の１つのみから導き出される。しかしながら、位置合わせのずれ、又はより多くの出力信号を提供するジャイロスコープセンサ４１の場合、各対の対向するＳＭＡアクチュエータ３１用の傾き制御信号は、出力信号の一次結合から導き出される。
【００６０】
ジャイロスコープセンサ４１がカメラユニット１０に固定されおり、出力信号がカメラユニット１０の振動を表しているので、ＯＩＳは、これらの振動を減少させようとする方法でカメラユニット１０を傾動させることによって達成される。従って、ＳＭＡ傾きコントローラ４３は、ジャイロスコープセンサ４１によって測定された実際の傾きを減少させる必要傾き角をもたらす傾き制御信号を生成する。実際面では、これは、ジャイロスコープセンサ３１の出力とＳＭＡアクチュエータ３１との間で高いゲインを有する駆動回路４５においてＳＭＡアクチュエータ３１の比例制御を適用することによって、ジャイロスコープセンサ４１が支持構造物２に搭載されている場合よりも精度の高い補償をもたらしやすいことを意味する。
【００６１】
しかしながら、代替方法として、ジャイロスコープセンサ４１が支持構造物２に搭載されてもよい。その場合、出力信号は支持構造物２の振動を表す。そのような振動は常に存在し、ＯＩＳは、カメラユニット１０を反対に傾動させることによって達成される。従って、ＳＭＡ傾きコントローラ４３は、ジャイロスコープセンサ４１によって測定された実際の傾きとは逆の必要傾き角をもたらす制御信号を生成する。
【００６２】
制御回路４２は、各ＳＭＡアクチュエータ３１に共通に供給される応力制御信号を生成する応力コントローラ４４も備えている。応力制御信号はＳＭＡアクチュエータ３１の所望の応力を表し、周囲温度に応じて変更することが可能であり、周囲温度自体は、温度センサ（図示せず）によって、又はＳＭＡアクチュエータ３１の計測された電気パラメータから求めることができる。
【００６３】
各ＳＭＡアクチュエータ３１は各自の駆動回路４５を有しており、駆動回路４５には、共通の応力制御信号とそれぞれの傾き制御信号が供給され、それらの信号に従って駆動信号を生成し、駆動信号をＳＭＡアクチュエータ３１に供給する。駆動回路４５は、図５に示すように同一の配置を有している。
【００６４】
駆動回路４５は組合せ回路４６を含んでおり、組合せ回路４６は、受け取った応力制御信号と傾き制御信号を結合させて、それぞれの駆動回路４５によって制御されるＳＭＡアクチュエータの目標抵抗を表す包括的な駆動信号を生成する。最も単純な場合には、これは、受け取った応力制御信号と傾き制御信号を適切なスケーリングを用いて合計するだけで実現することができる。より高精度にするために、包括的な制御信号が、非線形効果を補償する補償アルゴリズムによって修正されてもよい。
【００６５】
駆動回路４５は駆動コントローラ４７も含んでおり、駆動コントローラ４７には、組合せ回路４６から包括的な制御信号が供給され、抵抗フィードバックを用いてドライバ４８を制御する。駆動コントローラ４７はプロセッサ内に実装されてもよい。ＳＭＡ傾きコントローラ４３、応力コントローラ４４及び駆動コントローラ４５は、理解の容易な個別の構成要素として図示されているが、共通のプロセッサ内に実装されてもよい。
【００６６】
ドライバ４８は、ＳＭＡアクチュエータ３１に駆動電流を供給するように接続されている。ドライバ４８は定電圧の電流源であっても、定電流の電流源であってもよい。例えば、後者の場合、定電流は約１２０ｍＡであってもよい。
【００６７】
駆動回路４５は、ＳＭＡアクチュエータ３１の抵抗を検出するように構成された検出回路４９をさらに含んでいる。ドライバ４８が定電流の電流源である場合、検出回路４９は、ＳＭＡワイヤ片３２の抵抗の尺度である、ＳＭＡアクチュエータ３１にかかる電圧を検出するよう動作可能な電圧検出回路であってもよい。ドライバ４８が定電圧の電流源である場合、検出回路４９は電流検出回路であってもよい。より高精度にするために、検出回路４９は、ＳＭＡアクチュエータにかかる電圧と電流の両方を検出してそれらの比率として抵抗の尺度を導き出すよう動作可能な電圧検出回路及び電流検出回路を備えていてもよい。
【００６８】
駆動コントローラ４７は、ドライバ４８を制御してパルス幅変調電流を供給させるように構成されている。駆動コントローラ４７は、検出回路４９によって測定された抵抗を受け取り、それを閉ループ制御アルゴリズムでフィードバック信号として使用してドライバ４８のＰＷＭデューティサイクルを制御し、包括的な制御信号によって表される要求に従ってＳＭＡアクチュエータ３１を作動させる。閉ループ制御は比例的であってもよい。
【００６９】
ＳＭＡアクチュエータ３１の電気抵抗を位置に関連するフィードバックパラメータとして使用することによって、機能的な動きの範囲にわたってＳＭＡ材料の収縮と膨張がその電気抵抗に対してほぼ線形になる。非線形性は、ヒステリシスとクリープを含め、ある程度発生する。これらは無視されてもよいが、より線形性を高めるために、閉ループ制御アルゴリズムで説明されてもよい。
【００７０】
この駆動回路４７とそのアルゴリズムはＳＭＡアクチュエータ３１を制御することに非常に功を奏しているが、ＳＭＡ材料特性のバッチ間での自然なばらつきと、他の製造上の公差、例えば、ばね剛性公差及び組付け配置公差のせいで、必要な傾きの一定の変化に対応するカメラユニット１０の実際の傾きの変化は、若干の食い違いがあり、おそらく約１０％の精度でしかないであろう。
【００７１】
この食い違いは多くの方法で低減させることができる。
【００７２】
第１の構成の場合、１つの便利なアプローチは、ＳＭＡアクチュエータ３１の精度誤差を要約（encapsulate）し、その誤差をＳＭＡ駆動制御のゲイン、例えば、各ＳＭＡアクチュエータ３１の変位とその電気抵抗との間のゲインの誤差とみなすことである。抵抗の特定の（準線形の）変化に対応する位置の変化はゲインに相当し、それ故、全ての誤差はこのゲインの誤差とみなすことができる。このゲインは、製造時にアクチュエータ３１の変位の測定に基づいて個々のカメラ装置１ごとに較正することができる。
【００７３】
別のアプローチは、ジャイロスコープセンサ４１又は他の振動センサをカメラユニット１０上に配置し、それにより、カメラユニット１０の実際の振動を検知することである。これは多くの利点をもたらす。
【００７４】
第１に、ＯＩＳ制御アルゴリズムの目的が、検出された傾きに対抗する補正を出力することではなく、ジャイロスコープセンサ４１によって検出された振動を最小限にすることになる。ジャイロスコープセンサ４１の出力信号は、カメラの振動がシステムの基礎励振、例えばユーザの手ぶれに起因するのか、又はＳＭＡ制御ゲインの精度誤差に起因するのかにかかわらず、実際の振動を検知する。従って、ジャイロスコープセンサ４１によって検知された傾きを最小限にするようにＳＭＡアクチュエータ３１のゲインを最適化することが可能になる。特に、制御回路４２は調整可能なゲインを有しており、そのゲインを調整して検知された振動を最小限にするように構成されている。全体的なゲインは、ＳＭＡ傾きコントローラ４３及び／又は駆動コントローラ４７のゲインの調整によって調整することができる。
【００７５】
第２に、ジャイロスコープセンサ４１をイメージセンサ１１を実装するために使用されるのと同じＰＣＢ１４に実装することができ、それは電気的接続にとって都合がよく、制御回路４２を実装するのに都合が良い場所も提供する。
【００７６】
代わりのスキームは、制御回路４２がＳＭＡアクチュエータ３１から故意の振動を要求する専用の較正ルーチンを使用することであり、誘発された振動はその後ジャイロスコープセンサ４１によって検知され、それにより、実際の傾き振動を評価することができる。ジャイロスコープセンサ４１の出力信号に基づいて、必要な傾きが測定された傾きと一致するまでゲインが調整される。このスキームは、基礎励起振動を無視できるか、又は検知された振動からデコンボリューションすることができると仮定する。
【００７７】
複数の個別のＳＭＡアクチュエータ３１が存在するので、それぞれが、上述のアルゴリズムの一部として別々に最適化可能な可変のゲインを有することができる。
【図１】
0005702735.tif 000002
【図２】
0005702735.tif 000003
【図３】
0005702735.tif 000004
【図４】
0005702735.tif 000005
【図５】
0005702735.tif 000006