(57)【要約】【課題】筐体内のスペースを有効に利用して更なる小型化を図ることができる手振れ補正装置を提供する。【解決手段】この手振れ補正装置は、筐体１０ａと該筐体１０ａ内に配置された基板２２との間に設けられ、筐体１０ａと基板２２との間に光軸に直交する方向に移動可能に支持され、撮像手段５４に被写体光束を入射させる撮影光学系５１，５２の一部を保持する鏡筒５３と、筐体１０ａの振動を検出する振動検出センサー２１と、該振動検出センサー２１による検出情報に基づいて鏡筒５３を移動させる鏡筒駆動手段と、を備える。そして、鏡筒駆動手段は、鏡筒５３に配設した永久磁石５８ｐと、永久磁石５８ｐに対向する筐体１０ａの内面に配設したコイル５９ｐとからなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と該筐体内に配置された基板との間に設けられる手振れ補正装置であって、
前記筐体と前記基板との間に光軸に直交する方向に移動可能に支持され、撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系の少なくとも一部を保持する鏡筒と、
前記筐体に作用する振動を検出する振動検出手段と、
該振動検出手段による検出情報に基づいて前記鏡筒を移動させる鏡筒駆動手段と、を備え、
前記鏡筒駆動手段は、前記鏡筒に配設した永久磁石と、該永久磁石に対向する前記筐体の内面に配設したコイルとからなることを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】
前記鏡筒は、前記基板から前記内面の方向に付勢手段により付勢され、かつ、前記内面に対し転動ボールを介して摺動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記鏡筒は、前記内面から前記基板の方向に付勢手段により付勢され、かつ、前記基板に対し転動ボールを介して摺動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
筐体と該筐体内に配置された基板との間に設けられる手振れ補正装置であって、
前記筐体と前記基板との間に光軸に直交する軸回りに回動可能に支持され、撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系の少なくとも一部を保持する鏡筒と、
前記筐体に作用する振動を検出する振動検出手段と、
該振動検出手段による検出情報に基づいて前記鏡筒を回動させる鏡筒駆動手段と、を備え、
前記鏡筒駆動手段は、前記鏡筒に配設した永久磁石と、該永久磁石に対向する前記筐体の内面に配設したコイルとからなることを特徴とする手振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れを補正して該手振れによる撮影画像の劣化を防止する手振れ補正装置に関し、特に、携帯電話等の携帯機器に好適に用いることができる手振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影時のカメラの手振れを防ぐ手振れ補正装置は多くの製品に搭載されおり、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆どなくなってきている。撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚ〜１０Ｈｚの振動である。撮影時点で手振れを起こしていても像振れのない写真を撮影可能とするためには、手振れによるカメラの振動を検出し、該検出情報に基づいて手振れを相殺する方向にレンズを変位させる。
【０００３】
図１２に、従来の手振れ補正装置が搭載されたデジタルカメラの一例を示す。
【０００４】
このデジタルカメラは、カメラ本体１２１に、レリーズボタン１２１ａ、モードダイアル（メインスイッチを含む）１２１ｂ、およびリトラクタブルストロボ１２１ｃ等が設けられている。また、カメラ本体１２１の背面には液晶モニタ（図示せず）が設けられており、撮影者は撮像素子５４（図１３）によって撮像される画像の構図を液晶モニタで確認してから撮影を行う。そして、手振れ補正装置は、撮影時の光軸１２０に対する縦振れ１２２ｐ及び横振れ１２２ｙを補正する。
【０００５】
手振れ補正装置は、図１３に示すように、撮像素子５４に被写体光を入射させるレンズ１３０と、カメラの振動を検出する振動検出手段２１ｐ，２１ｙと、振動検出手段２１ｐ，２１ｙによる検出情報に基づいてレンズ１３０を駆動する駆動手段１３１とを備える。
【０００６】
振動検出手段２１ｐ，２１ｙは、それぞれ図１３の矢印２１ａ，２１ｂ回りの振動を検出する角速度計や角加速度計等である。振動検出手段２１ｐ，２１ｙによる検出信号は、演算手段８１ｐ，８１ｙを介して駆動手段１３１の駆動目標値に変換されて、該駆動手段１３１に出力される。
【０００７】
そして、駆動手段１３１は、振動検出手段２１ｐ，２１ｙから出力された駆動目標値に応じてレンズ１３０を１３２ｐ，１３２ｙ方向に駆動して、図１２の縦振れ１２２ｐ及び横振れ１２２ｙを補正する。
【０００８】
ところで、最近のデジタルカメラは撮像素子の小型化が進み、携帯電話等の携帯機器に搭載されている。携帯機器は、小さく、しかも軽いので撮影時の手振れが大きくなりやすく、そのため、手振れによる画像の振れ対策が重要となる。しかし、上記のような手振れ補正装置では、駆動手段１３１がレンズ１３０と同軸配置されているため大型になり、携帯電話等に搭載することは難しい。
【０００９】
従来、携帯機器用の手振れ補正装置として、例えば、レンズ等の撮影光学系および撮像素子を一体にして基板に対して移動可能に配置するとともに、撮像素子の背面に駆動手段を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、レンズ鏡筒が突設されると共に、撮像素子等の撮像系部品を収容する筐体の外面に振動検出手段を貼り付け、該振動検出手段の出力が常にゼロになるようにして、手振れを補正する携帯機器用の手振れ補正装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７３３７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１においては、レンズ等の撮影光学系、撮像素子および駆動手段が同軸配置されるため、手振れ補正装置が大型になる。
【００１２】
一方、上記特許文献２では、筐体の外面に貼り付けられた振動検出手段とレンズ鏡筒を駆動する駆動手段とを一体にまとめる必要があるので、手振れ補正装置が大型化してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、筐体内のスペースを有効に利用して更なる小型化を図ることができる手振れ補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の手振れ補正装置は、筐体と該筐体内に配置された基板との間に設けられる手振れ補正装置であって、前記筐体と前記基板との間に光軸に直交する方向に移動可能に支持され、撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系の少なくとも一部を保持する鏡筒と、前記筐体に作用する振動を検出する振動検出手段と、該振動検出手段による検出情報に基づいて前記鏡筒を移動させる鏡筒駆動手段と、を備え、前記鏡筒駆動手段は、前記鏡筒に配設した永久磁石と、該永久磁石に対向する前記筐体の内面に配設したコイルとからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の手振れ補正装置は、筐体と該筐体内に配置された基板との間に設けられる手振れ補正装置であって、前記筐体と前記基板との間に光軸に直交する軸回りに回動可能に支持され、撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系の少なくとも一部を保持する鏡筒と、前記筐体に作用する振動を検出する振動検出手段と、該振動検出手段による検出情報に基づいて前記鏡筒を回動させる鏡筒駆動手段と、を備え、前記鏡筒駆動手段は、前記鏡筒に配設した永久磁石と、該永久磁石に対向する前記筐体の内面に配設したコイルとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、筐体内のスペースを有効に利用して手振れ補正装置の更なる小型化を図ることができ、該手振れ補正装置が搭載される携帯機器の大型化を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を搭載した携帯電話を示す平面図、図２は図１に示す携帯電話の裏面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図３に示す携帯電話の展開状態を示す断面図である。図５は本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を説明するための要部断面図、図６は本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の鏡筒を軸方向から見た説明図である。図７は本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置をメインカメラの軸方向から見た説明図、図８は本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の制御ブロック図、図９は本発明の第１の実施形態の変形例を説明するための要部断面図である。
【００１９】
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を搭載した携帯電話について説明する。
【００２０】
この携帯電話は、図１に示すように、ヒンジ１１を介して折り畳み可能な一対の筐体１０ａ，１０ｂを備えている。筐体１０ｂには、電話やメールの着信状態を表示すると共に、折り畳み状態で撮影する時のモニタとなるサブディスプレイ１２、および電話やメールの着信時の表示用ＬＥＤ１３が配置されている。なお、サブディスプレイ１２および表示用ＬＥＤ１３は、図３に示すように、サブディスプレイ保護窓１２ａおよびＬＥＤ保護窓１３ａによって覆われている。
【００２１】
サブディスプレイ１２は、図３に示すように、筐体１０ｂ内に固定されたサブ基板２３上のコネクタ１２ｃにフレキシブル基盤１２ｂを介して接続されている。サブ基板２３のコネクタ１２ｃが実装された面には、ＩＣ２３ａが実装されている。また、筐体１０ｂのサブディスプレイ１２の反対側の面には、メールや電話番号の表示等と共にゲームや撮影時のモニタとして使用されるメインディスプレイ２４がメインディスプレイ保護窓２４ａによって覆われた状態で配置されている。メインディスプレイ２４は、サブ基板２３上のコネクタ２４ｃにフレキシブル基盤２４ｂを介して接続されている。
【００２２】
また、筐体１０ｂのメインディスプレイ２４側のヒンジ１１から離間する側の端部には、電話使用時のスピーカ２６が配置されている。スピーカ２６の近傍位置には、保護窓２５ｃに覆われたサブカメラ用の光学系２５ｂが配置されており、該光学系２５ｂは撮像素子２５ａとともにサブ基板２３に実装されている。
【００２３】
一方、筐体１０ａには、図２に示すように、メインカメラ２０（図３参照）の保護窓２０ａ、およびバッテリー２８（図３参照）の蓋２８ａが配置されており、蓋２８ａには該蓋２８ａを開けるためのつめ掛け部２８ｂが設けられている。
【００２４】
筐体１０ａ内には、図３に示すように、ＩＣ２２ａ等が実装された基板２２が固定されており、基板２２のバッテリー２８の反対側の面の中央部には、導電性ゴムなどで形成された操作パッド２１０が化粧板２１０ａに覆われた状態で実装されている。筐体１０ａのヒンジ１１側の端部にはアンテナ２９が配置され、筐体１０ａのヒンジ１１から離間する側の端部にはマイク２７が配置されている。
【００２５】
また、筐体１０ａのヒンジ１１側の端部における基板２２と保護窓２ａとの間には、本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を備えたメインカメラ２０が配置されている。メインカメラ２０の撮像素子５４は、フレキシブル基盤２０ｂを介して基板２２上のコネクタ２０ｃに接続されている。また、基板２２のメインカメラ２０から離間する位置には、該メインカメラ２０に作用する振動を検出する振動検出センサー２１が実装されている。
【００２６】
そして、図４に示すように、一対の筐体１０ａ，１０ｂをヒンジ１１を介して開いた状態で、メインカメラ２０の画像をメインディスプレイ２４で確認しながら撮影することができる。また、サブカメラ２５とメインディスプレイ２４とを用いて、自分撮り撮影やテレビ電話が可能になる。
【００２７】
次に、図５を参照して、本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を説明する。
【００２８】
本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置は、図５に示すように、鏡筒５３を備えており、該鏡筒５３は、共通光軸５０を有する撮影光学系を構成するレンズ５１，５２のうちのレンズ５１を保持して、該レンズ５１の対物面に絞り５３ａを有している。
【００２９】
また、基板２２には鏡筒５３より小径の保持筒５４０が同軸に固定されており、該保持軸５４０には撮像素子５４およびレンズ５２が保持されている。撮像素子５４は、上述したように、フレキシブル基盤２０ｂを介して基板２２上のコネクタ２０ｃに接続されている。なお、この実施形態では、保持筒５４０によって撮像素子５４を保持するようにしたが、撮像素子５４を基板２２に直接実装するようにしてもよい。
【００３０】
図５および図６に示すように、鏡筒５３の外周部には、強磁性材料のヨーク５７ｐおよびヨーク５７ｙが円周方向に互いに９０°離間して取り付けられている。ヨーク５７ｐおよびヨーク５７ｙには、それぞれネオジウム等の永久磁石５８ｐおよび永久磁石５８ｙが吸着固定されている。また、鏡筒５３の筐体１０ａの内面側を向く部位には、転動ボール５５を収容する凹部５３ｂが円周方向に所定の間隔で複数箇所（図では３箇所）設けられている。
【００３１】
図５に示すように、鏡筒５３と基板２２との間には、鏡筒５３を筐体１０ａ側に向けて付勢する圧縮コイルばね５６が介装されている。圧縮コイルばね５６の付勢力によって凹部５３ｂに収容された転動ボール５５は鏡筒５３と筐体１３ａとの間に挟まれた状態となり、これにより、鏡筒５３が基板２２と筐体１０ａとの間で光軸５０に対して略直交する方向に移動可能に支持されている。つまり、圧縮コイルばね５６の付勢力により筐体１０ａの内面側に押し付けられた鏡筒５３は、その内面に対し転動ボール５５を介して摺動する。なお、筐体１０ａの転動ボール５５を受ける位置には、図７に示すように、銅箔など金属パターン６０が施されて、転動ボール５５のスムースに転動を確保している。
【００３２】
また、筐体１０ａには、光軸５０に対して略直交する方向の鏡筒５３の移動範囲を規制するために、図５に示すように、鏡筒５３の外径部５３ｃに対して僅かの隙間をおいて対向する内径部１０ｃが設けられている。これにより、外乱衝撃などで鏡筒５３が大きく移動するのを防止して、鏡筒５３が破損しないようにしている。
【００３３】
筐体１０ａの永久磁石５８ｐ，５８ｙに対向する位置には、図７に示すように、コイル５９ｐ，５９ｙが配置されており、コイル５９ｐ，５９ｙの中心部にはホール素子等の位置検出手段５１０ｐ，５１０ｙが実装されている。これらは、図５にも図示するように、筐体１０ａの内面側に固定されている。
【００３４】
コイル５９ｐに電流を流すと鏡筒５３は光軸５０に対して略直交する方向である矢印１３２ｐ方向にリニア駆動され、コイル５９ｙに電流を流すと鏡筒５３は光軸５０に対して略直交する方向である矢印１３２ｙ方向にリニア駆動される。このとき、位置検出手段５１０ｐ，５１０ｙは、対向する永久磁石５８ｐ，５８ｙの位置変化に基づいて鏡筒５３の矢印１３２ｐ，１３２ｙ方向の位置を検出する。なお、この実施形態では、筐体１０ａとコイル５９ｐ，５９ｙとを別部品として、接着などで固定する場合を例示したが、コイル５９ｐ，５９ｙは筐体１０ａに一体にプリントされたプリントコイルとしても良い。
【００３５】
基板２２の、撮像素子５４が配置されている側とは反対の面には、撮影時の手振れによりメインカメラ２０に作用する振動を検出する振動検出センサー２１が実装されている。振動検出センサー２１は、具体的には図５に示すように、互いに直交する矢印２１ａおよび矢印２１ｂ回りの回転角速度を検出する振動ジャイロにより構成される。なお、この実施形態では、一つの振動検出センサー２１によって上記２軸回りの回転角速度を検出する振動ジャイロとしているが、１軸検出の振動ジャイロを２つ用いて、それぞれ矢印２１ａおよび矢印２１ｂ回りの回転角速度を検出するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図８を参照して、本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の動作の一例を説明する。
【００３７】
まず、撮影時の手振れによりメインカメラ２０に振動が作用すると、振動検出センサー２１である振動ジャイロ（２軸方向の角速度検出のため２１ｐ，２１ｙと区別している）によって回転角速度が検出され、該検出角速度が信号処理手段８１ｐ，８１ｙに出力される。  信号処理手段８１ｐ，８１ｙでは、角速度信号を積分処理して角度信号に変換すると共にＤＣ成分の除去、パンニング対策などを施して手振れ補正の目標値を算出する。
【００３８】
そして、算出された目標値に応じた電流がコイル５８ｐ，５８ｙに供給されて、鏡筒５３が光軸５０に対して略直交する方向である矢印１３２ｐ，矢印１３２ｙ方向にリニア駆動され、鏡筒５３が手振れ補正移動を始める。
【００３９】
このとき、位置検出手段５１０ｐ，５１０ｙは鏡筒５３の位置を検出して、検出位置が目標値となるようにコイル５８ｐ，５８ｙに電流を供給する負帰還（破線８３）のフィードバック制御を実行する。これにより、鏡筒５３が手振れ補正の目標値にしたがって正確に駆動される。
【００４０】
以上説明したように、この実施形態では、コイル５８ｐ，５８ｙおよび永久磁石５８ｐ，５８ｙのうち、永久磁石を鏡筒５３と一体に構成し、コイルを筐体１０ａの内面側に固定するようにした。
【００４１】
これにより、筐体１０ａ内のスペースを有効に利用して手振れ補正装置の更なる小型化を図ることができ、該手振れ補正装置が搭載される携帯機器の大型化を回避することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、撮影光学系を構成するレンズ５２を撮像素子５４とともに保持筒５４０で保持する場合を例示したが、これに代えて、図９に示すように、レンズ５２をレンズ５１とともに鏡筒５３で保持するようにしてもよい。このようにすると、撮影光学系が一体となるため、光学設計を容易に行うことができる。
【００４３】
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態である手振れ補正装置を説明する。なお、上記第１の実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本発明の第２の実施形態である手振れ補正装置は、図１０に示すように、撮影光学系を構成するレンズ５１，レンズ５２を鏡筒５３で保持し、撮像素子５４を保持筒５４０で保持している。また、転動ボール５５を収容する凹部５３ｂが鏡筒５３の基板２２側を向く部位に設けられて、凹部５３ｂに収容された転動ボール５５が鏡筒５３と基板２２との間に挟まれた状態となっている。
【００４５】
また、圧縮コイルばね５６が筐体１０ａと鏡筒５３との間に介装されて、鏡筒５３を基板２２側に向けて付勢している。つまり、圧縮コイルばね５６の付勢力により基板２２側に押し付けられた鏡筒５３は、基板２２に対し転動ボール５５を介して摺動する。更に、圧縮コイルばね５６は、鏡筒５３が光軸５０に対して直交する方向に移動するときに、該鏡筒５３が当たらないようにするため、テーパ状に形成されている。なお、テーパ状の圧縮コイルばね５６の大径部は筐体１０ａの内面に嵌合されて位置決めされているため、圧縮コイルばね５６の直径方向の弾性力により、鏡筒５３の中心だしを行うことができる。その他の構成および作用効果は上記第１の実施形態と同様である。
【００４６】
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態である手振れ補正装置を説明する。
【００４７】
なお、上記第１の実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本発明の第３の実施形態である手振れ補正装置は、図１１に示すように、撮影光学系を構成するレンズ５１，レンズ５２および撮像手段である撮像素子５４が鏡筒５３によって保持されている。また、鏡筒５３が、筐体１０ａに対して、光軸５０と直交する軸回り５３ｐ、および光軸５０と直交し、且つ軸回り５３ｐの軸線に直交する軸回り５３ｙに回動可能に支持されている。
【００４９】
また、基板２２と鏡筒５３との間に介装された圧縮コイルばね５６がテーパ状をなしており、鏡筒５３が軸回り５３ｐ，５３に回動するときに、該鏡筒５３が圧縮コイルばね５６に当たらないようになっている。
【００５０】
更に、永久磁石５８ｐ，５８ｙは、Ｓ極とＮ極とが積層されて一方の極（図ではＳ極）のみがコイル５８ｐ，５８ｙに対向している。従って、コイル５８ｐ又はコイル５８ｙに電流を供給することで、鏡筒５３が軸回り５３ｐ，５３ｙに回転駆動される。その他の構成および作用効果は上記第１の実施形態と同様である。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、手振れ補正装置が搭載される機器として携帯電話を例示したが、これに限定されず、携帯電話以外の携帯機器に本発明の手振れ補正装置を搭載してもよい。また、携帯機器に限定されず、携帯機器以外のデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラなどに本発明の手振れ補正装置を搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を搭載した携帯電話を示す平面図である。
【図２】図１に示す携帯電話の裏面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３に示す携帯電話の展開状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置を説明するための要部断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の鏡筒を軸方向から見た説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置をメインカメラの軸方向から見た説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の制御ブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態である手振れ補正装置の変形例を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態である手振れ補正装置を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態である手振れ補正装置を説明するための要部断面図である。
【図１２】従来の手振れ補正装置を搭載したデジタルカメラの斜視図である。
【図１３】従来の手振れ補正装置を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ａ    筐体
２１      振動検出センサー
２２      基板
５１      レンズ
５２      レンズ
５３      鏡筒
５４      撮像素子
５５      転動ボール
５６      圧縮コイルばね
５８ｐ    永久磁石
５８ｙ    永久磁石
５９ｐ    コイル
５９ｙ    コイル
５１０ｐ  位置検出手段
５１０ｙ  位置検出手段
【図１】
2008122620.tif 000003
【図２】
2008122620.tif 000004
【図３】
2008122620.tif 000005
【図４】
2008122620.tif 000006
【図５】
2008122620.tif 000007
【図６】
2008122620.tif 000008
【図７】
2008122620.tif 000009
【図８】
2008122620.tif 000010
【図９】
2008122620.tif 000011
【図１０】
2008122620.tif 000012
【図１１】
2008122620.tif 000013
【図１２】
2008122620.tif 000014
【図１３】
2008122620.tif 000015