(57)【要約】【課題】小型、軽量の構成とし、高速かつ高精度の追随動作を行えるようにする。【解決手段】撮像装置のレンズ部２１および撮像部２２は、所定の回転中心を中心として一方向およびその逆方向にのみ回転するように筐体部２に設けられ、少なくとも撮像部２２は、筐体部２の空間に配置され、筐体部２内において前記方向に回転する。【選択図】図１
2013034124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを有するレンズ部と、固体撮像素子を有し、前記レンズ部を介して入射した光から前記固体撮像素子により被写体の画像信号を得る撮像部とを備えている撮像装置において、
前記レンズ部および前記撮像部は、所定の回転中心を中心として一方向およびこの一方向の逆方向にのみ回転するように筐体に設けられ、
少なくとも前記撮像部は、前記筐体内部の空間に配置され、前記筐体内において前記一方向および逆方向に回転するように設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記回転中心は、前記レンズ部に設定されてい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】
前記回転中心は、前記撮像部に設定されてい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】
前記レンズ部と前記撮像部とは、これら両者が一体となって回転するように、連結部材により連結されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記レンズ部を前記方向に回転駆動するレンズ部駆動部と、
前記撮像部を前記方向に回転駆動する撮像部駆動部と、
前記レンズ部の回転角度と前記撮像部の回転角度とが一致するように、前記レンズ部駆動部および前記撮像部駆動部の動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズ部と前記撮像部とのうちのいずれか一方である第１の回転部は、前記回転中心として軸が設けられ、この軸を中心に前記方向へ回転し、他方である第２の回転部は、前記軸を中心として前記第２の回転部が回転するように案内する案内機構に案内されて、前記方向に回転することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記レンズ部と前記撮像部とのうちの少なくとも一方の回転角度を検出する角度検出手段を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズおよび固体撮像素子を備え、被写体の追随機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ機能を有する携帯電話や家庭用カメラなどに利用されている撮像装置は、一般的に、固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーＩＣ）、赤外線フィルタ、配線基板およびレンズが一体となった装置である。最近の撮像装置は、高機能化が進み、オートフォーカス、ズーム、マクロおよび手振れ補正等の機構が組み込まれるに至っている。さらに、横方向に動く被写体を追随（追尾）して撮像する機能を組み込むことも提案されている。これは、動いている被写体を追随しながら撮影する場合に、被写体が画面から外れてしまうこと防止するためである。
【０００３】
従来の撮像装置としての例えばカメラでは、撮像部分とレンズやオートフォーカス機構（ＡＦ機構）が作る光軸とがカメラの筐体に対して固定されている。そこで、このような装置には、動く被写体に対する追随機能を実現するために、光学部分を横に動かすと同時に、受像部の中心を仮想的または物理的に横ずれさせて、被写体に追随するようにしたものがある。しかしながら、この方式では、被写体の移動の範囲が大きい場合に、被写体に追随できない可能性があった。
【０００４】
一方、人体の眼球は、カメラに例えると、レンズ部分(水晶体)と撮像部分(網膜)の光軸が回転するように動いて被写体を追随する。これにより、頭部を固定していても被写体を追随し、また広い視野を確保できるようになっている。そこで、このような人体の眼球の機能を模した機構を有する撮像装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の構成では、撮像光学系および撮像素子を内部に収納した凸球体である撮像ユニットが筐体内に配置され、その撮像ユニットが筐体内においてボールを介して傾動可能に支持されている。これにより、撮像ユニットは、自在に光軸の方向を変更し、被写体を追随できるようになっている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の構成では、撮像光学系および撮像素子を有する球面体の上面および下面を平面とした第１の筐体と、この第１の筐体が内部に配置され、第１の筐体の上記平面および下面に合わせて上面および下面が平面となっている第２の筐体とを備え、第１の筐体が球体を介して傾動可能に第２の筐体に支持されている。これにより、特許文献２に記載の構成では、薄型化され、かつ被写体を追随できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７９９９号公報（１９９９年１月２２日公開）
【特許文献２】特開２００５−３０３４９０号公報（２００５年１０月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に記載の構成では、撮像光学系および撮像素子を有する撮像ユニットが球体あるいは一部を平面にした球体となっているため、それら球体を有する分、体積および重量が大きくなっている。したがって、撮像装置は、例えば携帯電話に組み込む場合に要求される程度に、十分に薄型化できない。さらに、撮像ユニットは、駆動に大きなトルクが必要となり、高速かつ精密な傾動を行うことが困難である。
【０００９】
また、特許文献２の構成は、第１の筐体（撮像ユニット）および第２の筐体の上面および下面を平面とすることにより、撮像装置を薄型化できるようにしている。しかしながら、特許文献２の構成では、第１の筐体（撮像ユニット）は、傾動した場合に第２の筐体からはみ出すことになる。そのため、撮像装置の配置スペースに制限がある場合には、第１の筐体（撮像ユニット）の傾動角度を大きくできないという問題がある。撮像装置は、例えば携帯電話内部では高密度に実装される必要があり、第１の筐体（撮像ユニット）のはみ出しが許されるスペースはほとんど存在しないのが実情である。
【００１０】
したがって、本発明は、小型かつ軽量に構成でき、さらにこれによって被写体に対する高速かつ高精度の追随動作を行うことができる撮像装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は、レンズを有するレンズ部と、固体撮像素子を有し、前記レンズ部を介して入射した光から前記固体撮像素子により被写体の画像信号を得る撮像部とを備えている撮像装置において、前記レンズ部および前記撮像部は、所定の回転中心を中心として一方向およびこの一方向の逆方向にのみ回転するように筐体に設けられ、少なくとも前記撮像部は、前記筐体内部の空間に配置され、前記空間内において前記一方向および逆方向に回転するように設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、撮像装置では、レンズ部を介して入射した光から固体撮像素子により被写体の画像信号を得る。レンズ部および撮像部は、所定の回転中心を中心として一方向およびこの一方向の逆方向にのみ回転し、少なくとも撮像部は、筐体内部の空間において前記方向に回転する。
【００１３】
これにより、移動する被写体の追尾動作を行う場合に、レンズ部および撮像部は、一方向およびその反対方向（例えば時計回りおよび反時計回り）にのみに回転する。この場合、レンズ部は例えば筐体の開口部に配置することができ、撮像部は、筐体からはみ出すことなく、筐体内において回転する。したがって、撮像装置は、薄型、小型かつ軽量に構成でき、さらにこれによって被写体に対する高速かつ高精度の追随動作を行うことができる。
【００１４】
ここで、人や動物（ペット）などの動く被写体は、通常、水平方向には大きくかつ高速に移動するものの、垂直方向には小さくかつ遅く移動する場合が多い。また、静止している風景などの被写体を車や列車の車窓から撮影する場合にも、撮像装置に対する被写体の相対的な移動は、水平方向が中心である。そこで、本発明では、この点に着目して、移動する被写体に対する一方向およびその逆方向（例えば水平方向）のみの追尾機能（追随機能）を備えた構成としている。
【００１５】
上記の撮像装置において、前記回転中心は、前記レンズ部に設定されている構成としてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、レンズ部および撮像部は、レンズ部に設定されている回転中心を中心として、一方向およびこの一方向の逆方向の回転動作を行うことができる。
【００１７】
上記の撮像装置において、前記回転中心は、前記撮像部に設定されている構成としてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、レンズ部および撮像部は、前記撮像部に設定されている回転中心を中心として、一方向およびこの一方向の逆方向の回転動作を行うことができる。
【００１９】
上記の撮像装置において、前記レンズ部と前記撮像部とは、これら両者が一体となって回転するように、連結部材により連結されている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、レンズ部と撮像部とは、連結部材により連結され、移動する被写体の追尾動作において、これら両者が一体となって回転する。
【００２１】
これにより、例えば連結部材を板状の軽量ものとすれば、撮像装置は、容易に、軽量かつ薄型および小型の構成とすることができる。
【００２２】
上記の撮像装置は、前記レンズ部を前記方向に回転駆動するレンズ部駆動部と、前記撮像部を前記方向に回転駆動する撮像部駆動部と、前記レンズ部の回転角度と前記撮像部の回転角度とが一致するように、前記レンズ部駆動部および前記撮像部駆動部の動作を制御する制御部とを備えている構成としてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、レンズ部および撮像部をレンズ部駆動部および撮像部駆動部により独立して回転駆動させることができる。これにより、レンズ部と撮像部との位置ずれ等の微調整をしながら、移動する被写体に対する追尾動作を精度よく行うことができる。また、レンズ部と撮像部とを個別の駆動部にて駆動しているので、被写体の追尾動作における応答性を高めることができる。
【００２４】
上記の撮像装置において、前記レンズ部と前記撮像部とのうちのいずれか一方である第１の回転部は、前記回転中心として軸が設けられ、この軸を中心に前記方向へ回転し、他方である第２の回転部は、前記軸を中心として前記第２の回転部が回転するように案内する案内機構に案内されて、前記方向に回転する構成としてもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、レンズ部および撮像部をレンズ部駆動部および撮像部駆動部により独立して回転駆動させる場合において、レンズ部の回転角度と撮像部の回転角度とが一致するように、両者を適切に回転させることができる。
【００２６】
上記の撮像装置は、前記レンズ部と前記撮像部とのうちの少なくとも一方の回転角度を検出する角度検出手段を備えている構成としてもよい。
【００２７】
上記の構成によれば、角度検出手段により、レンズ部と撮像部とのうちの少なくとも一方の回転角度を検出することができる。これにより、例えば移動しない被写体に対して、レンズ部の回転角度（すなわち光軸の角度）を測定しながら、被写体の元の位置からのずれ量を測定することにより、被写体までの距離を測定するといった機能を備えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明の構成によれば、移動する被写体の追尾動作を行う場合に、レンズ部および撮像部は、一方向およびその反対方向にのみに回転する。これにより、撮像装置は、薄型、小型かつ軽量に構成でき、さらにこれによって被写体に対する高速かつ高精度の追随動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置の構成を示すものであって、撮像動作部がいずれの方向にも回転していない基準位置に存在する状態を示す縦断面図である。
【図２】撮像装置の撮像動作部が図１に示した基準位置から時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。
【図３】撮像装置の撮像動作部が図１に示した基準位置から反時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。
【図４】撮像装置の撮像動作部が図１に示した基準位置に存在する状態におけるレンズ部と撮像部との位置関係を示す説明図である。
【図５】撮像装置の撮像動作部が図２に示した時計回りに回転した状態におけるレンズ部と撮像部との位置関係を示す説明図である。
【図６】撮像装置の撮像動作部が図３に示した反時計回りに回転した状態におけるレンズ部と撮像部との位置関係を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）は図１に示した連結部材の形状を示す正面図、図７（ｂ）は、図１に示した撮像動作部における連結部材の取り付け状態を示す側面図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示した連結部材の他の例を示す正面図である。
【図８】撮像装置の撮像動作部が図１に示した基準位置に存在する状態における配線基板と実装用基板との電気的な接続状態を示す説明図である。
【図９】撮像装置の撮像動作部が図２に示した時計回りに回転した状態における配線基板と実装用基板との電気的な接続状態を示す説明図である。
【図１０】撮像装置の撮像動作部が図３に示した反時計回りに回転した状態における配線基板と実装用基板との電気的な接続状態を示す説明図である。
【図１１】中間基板を実装用基板に接続する前の状態における、図８に示した配線基板および中間基板を上方から見た場合の部分的な透視図である。
【図１２】図１１に示した中間基板および配線基板の構成の他の例であって、中間基板が配線基板の一方のみに設けられている場合における、配線基板および中間基板を上方から見た場合の部分的な透視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示した中間基板および配線基板の構成を有する撮像部を示す正面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示した撮像部の平面図である。
【図１４】撮像装置の撮像動作部が図１に示した基準位置に存在する状態における回転駆動部の構成を示す説明図である。
【図１５】撮像装置の撮像動作部が図２に示した時計回りに回転した状態における回転駆動部の構成を示す説明図である。
【図１６】撮像装置の撮像動作部が図３に示した反時計回りに回転した状態における回転駆動部の構成を示す説明図である。
【図１７】図１に示した撮像装置が備える、撮像動作部の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１に示した撮像装置において、撮像動作部を基準位置に配置した場合における撮像装置の平面図である。
【図１９】図１に示した撮像装置において、撮像動作部を時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【図２０】図１に示した撮像装置において、撮像動作部を反時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【図２１】図１に示した撮像装置の他の例であって、レンズ部と撮像部とを連結部材にて連結せず、個別の駆動手段にて回転駆動させる場合の撮像装置を示す縦断面図ある。
【図２２】図２１に示した撮像装置が備える、レンズ部および撮像部の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の他の実施の形態の撮像装置の構成を示すものであって、撮像動作部が基準位置に存在する状態を示す縦断面図である。
【図２４】撮像動作部が図２３に示した基準位置から時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。
【図２５】撮像動作部が図２３に示した基準位置から反時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。
【図２６】撮像装置の撮像動作部が図２３に示した基準位置に存在する状態におけるレンズ部と撮像部との位置関係を示す説明図である。
【図２７】図２７（ａ）は、図２３に示したレンズ部とこのレンズ部に設けられた庇部材とを示す平面図、図２７（ｂ）は、図２３に示したレンズ部とこのレンズ部に設けられた庇部材とを示す側面図である。
【図２８】撮像装置の撮像動作部が図２３に示した基準位置に存在する状態における配線基板と実装用基板との電気的な接続状態を示す説明図である。
【図２９】図２３に示した撮像装置が備える、撮像動作部の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】図２３に示した撮像装置における、撮像動作部を基準位置に配置した場合の平面図である。
【図３１】図２３に示した撮像装置における、撮像動作部を時計回りに回転させた場合の平面図である。
【図３２】図２３に示した撮像装置における、撮像動作部を反時計回りに回転させた場合の平面図である。
【図３３】図２３に示した撮像装置において、配線基板と実装用基板との間に弾性部材を配置した場合の構成を示す縦断面図である。
【図３４】図２３に示した撮像装置の他の例を示すものであって、撮像動作部の回転駆動部として、圧電素子型アクチュエータを備えた撮像装置を示す縦断面図である。
【図３５】図３４に示した圧電素子型アクチュエータを示す正面図である。
【図３６】図３６（ａ）は、図３５に示した移動体の平面図、図３６（ｂ）は、移動体３の正面図、図３６（ｃ）は、駆動軸および圧電素子の正面図である。
【図３７】図３４に示した撮像装置の他の例を示すものであって、両方の圧電素子型アクチュエータのうちの一方を弾性部材に置き換えた構成の撮像装置を示す縦断面図である。
【図３８】本実施の形態の撮像装置を２個備えたステレオカメラによる、前後方向へ移動する被写体の撮影動作を示す説明図である。
【図３９】本実施の形態の撮像装置を２個備えたステレオカメラによる、左右方向へ移動する被写体の撮影動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
〔実施の形態１〕
（撮像装置の主要構成）
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の実施の形態の撮像装置（カメラモジュール）の構成を示すものであって、撮像動作部１がいずれの方向にも回転していない基準位置に存在する状態を示す縦断面図である。図２は、撮像動作部１が図１に示した基準位置から時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。図３は、撮像動作部１が図１に示した基準位置から反時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。図４は、撮像装置の撮像動作部１が図１に示した基準位置に存在する状態におけるレンズ部２１と撮像部２２との位置関係を示す説明図である。図５は、撮像装置の撮像動作部１が図２に示した時計回りに回転した状態におけるレンズ部２１と撮像部２２との位置関係を示す説明図である。図６は、撮像装置の撮像動作部１が図３に示した反時計回りに回転した状態におけるレンズ部２１と撮像部２２との位置関係を示す説明図である。なお、図４〜図６では、連結部材２３の記載を省略している。
【００３１】
本実施の形態の撮像装置は例えばカメラモジュールとして構成されている。撮像装置は、図１に示すように、撮像動作を行う撮像動作部１が実装用基板１１およびホルダ１２にて形成される筐体部２の内部に設けられた構成となっている。
【００３２】
筐体部２は、底壁部となる実装用基板１１の上に、四方を囲む側壁部および天壁部となるホルダ１２が設けられている。実装用基板１１は、例えばセラミックまたはエポキシ樹脂にて形成することができ、無光沢かつ遮光性を有している。ホルダ１２は、樹脂にて形成することができ、遮光性を有している。
【００３３】
撮像動作部１は、レンズ部２１、撮像部２２、およびこれらレンズ部２１および撮像部２２を連結する連結部材２３を備えている。
【００３４】
レンズ部２１は、レンズ３１と、このレンズ３１の外周を囲むように設けられ、レンズ３１を保持するレンズ保持部材３２とを備えている。レンズ保持部材３２は、レンズ３１の光軸方向の厚みがレンズ３１の厚みよりも大きく、レンズ保持部材３２の外周面は、レンズ３１の中心を中心点とする球面の一部を形成している。レンズ３１およびレンズ保持部材３２は、軽量化の面から樹脂にて形成されているのが好ましい。なお、レンズ３１はガラス製のものでも代替可能である。
【００３５】
レンズ部２１は、ホルダ１２の天壁部の中心に、天壁部を貫通して形成された開口部１２ａに設けられている。この開口部１２ａの内周面は、レンズ保持部材３２の外周面の形状に対応した凹面形状を有する。したがって、開口部１２ａに設けられたレンズ部２１は、レンズ３１の中心を中心として回転可能となっている。
【００３６】
撮像部２２は、配線基板４１の上に、順次、固体撮像素子４２およびガラス基板４３が設けられたものである。なお、ガラス基板４３は、接着剤からなる接着層４４によって固体撮像素子４２上に固定されている。
【００３７】
配線基板４１は例えば矩形に形成されており、固体撮像素子４２は、ワイヤ４５により配線基板４１にワイヤボンディングされている。
【００３８】
ガラス基板４３は、固体撮像素子４２にゴミや塵などが付着することを防ぎ、固体撮像素子４２における撮像機能の低下を防止するものである。ガラス基板４３は透明であることが好ましい。なお、固体撮像素子４２を構成するＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサは、赤外線領域側の感度が高くなる傾向がある。そこで、ガラス基板４３は、入射光の赤または赤外線をカット(減衰)して画像が赤っぽくなるのを防止する機能を備えていてもよい。また、固体撮像素子４２の面上にマイクロレンズや受光素子が規則的に並んでいるために発生するモアレ（干渉縞）を防ぐために、若干解像度を低下させるローパスフィルタとしての機能を備えていてもよい。また、ローパスフィルタの機能を備える場合、ガラス基板４３に代えて水晶基板であってもよい。
【００３９】
（レンズ部と撮像部との連結）
撮像動作部１において、レンズ部２１と撮像部２２とは、連結部材２３によって連結されている。連結部材２３は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す形状を有している。図７（ａ）は連結部材２３の形状を示す正面図である。図７（ｂ）は、撮像動作部１における連結部材２３の取り付け状態を示す側面図である。
【００４０】
連結部材２３は、下端部が撮像部２２における配線基板４１の側面に固定され、上端部がレンズ部２１におけるレンズ保持部材３２の外周面に例えば軸により固定されている。したがって、撮像動作部１では、レンズ保持部材３２に対する連結部材２３の上端部の軸による取り付け位置（以下、回転中心１ａと称する）を中心として、レンズ部２１と撮像部２２とが一体となって回転するようになっている。
【００４１】
連結部材２３は、レンズ部２１および撮像部２２を挟み込むように、レンズ部２１および撮像部２２の両側に設けられていてもよい。あるいは、一つの連結部材２３によってレンズ部２１と撮像部２２との十分な連結強度および支持強度が得られる場合、一つの連結部材２３のみによるいわゆる片持ち状態（図７（ｂ）の状態）に設けられていてもよい。
【００４２】
また、連結部材２３は、強度が高い材料にて形成される場合、図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）の形状よりも面積を狭くした形状であってもよい。図７（ｃ）は、連結部材２３の他の例を示す正面図である。なお、連結部材２３は、光を反射しないように、例えば光を反射しない塗装が施されていることが好ましい。
【００４３】
（撮像動作部の回転の案内）
撮像部２２の配線基板４１における、連結部材２３が設けられている側の二つの側面には、図１に示すように、それぞれ例えば２個の突出する案内ピン４６が設けられている。なお、連結部材２３が一つのみ設けられている構成では、案内ピン４６が設けられるのは、連結部材２３が設けられている側の側面およびその反対側の側面である。
【００４４】
ホルダ１２における、前記案内ピン４６と対向する二つの側壁の内面には、前記案内ピン４６が挿入される案内溝１２ｂがそれぞれ形成されている。案内溝１２ｂは、前記回転中心１ａを中心とした円弧形の溝である。したがって、案内溝１２ｂに案内ピン４６が挿入された状態にて、回転中心１ａを中心として撮像動作部１が回転する場合に、撮像部２２すなわち撮像動作部１は、円滑に回転することができる。この場合、撮像動作部１の回転範囲（最大回転角度）は、案内溝１２ｂの長さによって規定される。
【００４５】
ここで、人の頭部を固定した状態での眼球が左右に動く範囲は、一般に０〜±２５度と言われている。したがって、撮像動作部１の回転範囲は、図１の状態を０度とした場合に、例えば０〜±２５度の範囲とするのが好ましい。
【００４６】
（配線基板と実装用基板との電気的な接続）
次に、配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続について説明する。図８は、撮像装置の撮像動作部１が図１に示した基準位置に存在する状態における配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続状態を示す説明図である。図９は、撮像装置の撮像動作部１が図２に示した時計回りに回転した状態における配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続状態を示す説明図である。図１０は、撮像装置の撮像動作部１が図３に示した反時計回りに回転した状態における配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続状態を示す説明図である。なお、図８〜図１０では、連結部材２３の記載を省略している。
【００４７】
例えば、図８に示すように、配線基板４１は中間基板４７を介して実装用基板１１と接続されている。具体的には、配線基板４１における、撮像動作部１の時計回り方向および反時計回り方向の端部に、配線基板４１と接続された中間基板４７が設けられている。これら中間基板４７の配線基板４１側とは反対側の端部が実装用基板１１上の両側の位置に設けられたエッジコネクタ４８と接続されている。なお、中間基板４７と実装用基板１１との接続は、エッジコネクタ４８を使用せず、半田付けによるものであってもよい。中間基板４７は、フレキシブル配線基板であり、撮像動作部１の時計回りおよび反時計回りの回転を阻害しないように、変形可能となっている。
【００４８】
次に、配線基板４１および中間基板４７の構造について説明する。図１１は、中間基板４７を実装用基板１１に接続する前の状態における、図８に示した配線基板４１および中間基板４７を上方から見た場合の部分的な透視図である。なお、この図１１および下記の図１２では、配線基板４１の上半だけの配線を透視している。
【００４９】
図１１に示すように、配線基板４１および中間基板４７は、一体に形成され、配線基板４１の端子４１ａに接続されている配線基板４１の配線が連続して中間基板４７に引き出され、中間基板４７の端子４７ａに接続されている。なお、中間基板４７は端子４７ａによって実装用基板１１に接続される。図１１の例では、配線基板４１の配線を左右（時計回り方向および反時計回り方向）の中間基板４７に振り分けて引き出しているので、各中間基板４７での配線密度が小さくなっている。
【００５０】
なお、図１１に示した構成とは異なり、中間基板４７は、図１２に示すように、配線基板４１の左右（時計回り方向および反時計回り方向）のいずれか一方のみに設けられていてもよい。図１２は、図１１に示した中間基板４７および配線基板４１の構成の他の例であって、中間基板４７が配線基板４１の一方のみに設けられている場合における、配線基板４１および中間基板４７を上方から見た場合の部分的な透視図である。また、図１３（ａ）は、図１２の中間基板４７および配線基板４１の構成を有する撮像部２２を示す正面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示した撮像部２２の平面図である。
【００５１】
図１２の例では、配線基板４１の配線を配線基板４１の左右（時計回り方向および反時計回り方向）のうちの片方のみに設けられた中間基板４７に引き出しているので、各中間基板４７での配線密度が大きくなっている。一方、配線基板４１の片方のみに中間基板４７が設けられているので、撮像動作部１が回転する場合の負荷が小さくなる。
【００５２】
（撮像動作部を回転駆動する構成）
次に、撮像動作部１を回転駆動する構成について説明する。撮像装置は、図１４〜図１６に示すように、撮像動作部１を回転駆動するために、回転駆動部（撮像部駆動部）５１を備えている。
【００５３】
図１４は、撮像装置の撮像動作部１が図１に示した基準位置に存在する状態における回転駆動部５１の構成を示す説明図である。図１５は、撮像装置の撮像動作部１が図２に示した時計回りに回転した状態における回転駆動部５１の構成を示す説明図である。図１６は、撮像装置の撮像動作部１が図３に示した反時計回りに回転した状態における回転駆動部５１の構成を示す説明図である。なお、図１５〜図１６では、連結部材２３の記載を省略している。
【００５４】
回転駆動部５１は、図１４に示すように、第１電磁石５２、第２電磁石５３、第３電磁石５４、第１永久磁石５５および第２永久磁石５６を備えている。回転駆動部５１は、これら第１から第３電磁石５２〜５４、並びに第１および第２永久磁石５５，５６を備えていることにより、案内溝１２ｂにより規制される範囲内において、撮像動作部１を所望の角度に回転できるようになっている。
【００５５】
第１電磁石５２は、第２電磁石５３と第３電磁石５４との中間位置に設けられている。この位置は、第１電磁石５２の中心位置から、実装用基板１１の上面に対する垂直線が回転中心１ａの軸と交わる位置である。第２電磁石５３は、実装用基板１１における撮像動作部１の時計回り方向の位置に設けられ、第３電磁石５４は、実装用基板１１における撮像動作部１の反時計回り方向の位置に設けられている。さらに、第２電磁石５３および第３電磁石５４の位置は、案内溝１２ｂの端部を越えず、かつ第１永久磁石５５および第２永久磁石５６と接触しない位置である。
【００５６】
第１電磁石５２〜第３電磁石５４は通電により磁極を発生する。この場合、第１電磁石５２〜第３電磁石５４において、配線基板４１と対向する側の磁極は、通電方向を変えると反転する。
【００５７】
第１永久磁石５５は、配線基板４１の下面における撮像動作部１の時計回り方向の位置に設けられ、第２永久磁石５６は、配線基板４１の下面における撮像動作部１の反時計回り方向の位置に設けられている。これら第１永久磁石５５および第２永久磁石５６の位置は、撮像動作部１が基準位置に配置されている状態（図１参照）において、第２電磁石５３と第３電磁石５４との間の位置である。
【００５８】
詳細には、第１永久磁石５５は、撮像動作部１が時計回りに最大角度回転した場合に、第２電磁石５３とほぼ対向する位置に配置され、第２永久磁石５６は、撮像動作部１が反時計回りに最大角度回転した場合に、第３電磁石５４とほぼ対向する位置に配置されている。
【００５９】
第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性は、例えばＮ極であり、第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性は、例えばＳ極である。なお、第１永久磁石５５と第２永久磁石５６とのＳ極とＮ極との関係は、逆であってもよい。
【００６０】
なお、図１４の例では、第１電磁石５２のみが実装用基板１１に埋め込まれ、第２電磁石５３および第２電磁石５３は実装用基板１１上においてホルダ５７の壁面に設けられている。しかしながら、第１電磁石５２〜第３電磁石５４を実装用基板１１に埋め込むか、実装用基板１１上に突出して設けるかは、配線基板４１と実装用基板１１との間隔や必要な磁力の強さに応じて適宜設定すればよい。
【００６１】
（撮像動作部の回転を制御する構成）
次に、撮像動作部１の駆動を制御する駆動制御装置について説明する。図１７は、撮像装置が備える、撮像動作部１の駆動制御装置６１の構成を示すブロック図である。
【００６２】
駆動制御装置６１は、図１７に示すように、角度検出部（角度検出手段）６２、角度算出部（角度検出手段）６３、画像読込み部６４、画像メモリ部６５、被写体移動検出部（制御部）６６、回転駆動制御部６７、焦点調整駆動部６８、画像表示部６９および操作設定部７０を備えている。
【００６３】
画像表示部６９は、液晶ディスプレイやファインダ等の表示部である。この画像表示部６９には、撮像装置にて撮像された画像あるいは撮像しようとしている画像が表示される。なお、画像表示部６９は、タッチパネルからなる場合、操作設定部７０および撮像装置の使用者のインターフェイスを兼ねていてもよい。
【００６４】
操作設定部７０は、撮像装置が備えている機能に応じて、被写体追尾機能のオン、オフや被写体の移動検出精度を設定するための、使用者による入力部である。さらに、操作設定部７０では、画像表示部６９と連携して被写体の指定(領域指定)のための入力操作が使用者により行われる。
【００６５】
角度検出部６２は、レンズ部２１の回転角度、すなわち撮像動作部１の回転角度を示すデータを出力する。なお、撮像動作部１の回転角度の検出は、レンズ部２１の回転角度の検出だけでなく、例えば連結部材２３の回転角度など、撮像動作部１における他の部分の回転角度を検出することにより、行ってもよい。角度検出部６２としては、例えば光学的手段によるもの、あるいは機械的手段によるものなど、周知の手段を使用することができる。
【００６６】
角度算出部６３は、角度検出部６２から入力されたデータに基づいて、撮像動作部１の例えば基準位置（図１参照）からの回転角度を算出し、算出結果を被写体移動検出部６６に出力する。
【００６７】
画像取込み部６４は、撮像部２２にて取得された画像データを取り込み、その画像データを、画像表示部６９にて表示可能な所定のフォーマットに変換し、画像表示部６９に出力して表示させる。また、撮像動作部１が被写体を追尾する際（操作設定部７０において被写体追尾機能がオンにされている場合）には、撮像部２２からの画像データを所定の時間間隔にて取り込み、画像メモリ部６５に記憶させる。また、撮像部２２からの画像データを取り込み、被写体移動検出部６６に出力する。画像メモリ部６５は、画像取込み部６４から入力された画像データを一定期間保存する。
【００６８】
被写体移動検出部６６は、撮像動作部１が被写体を追尾する際（被写体追尾機能がオンの場合）に、例えば操作設定部７０において設定された所定の被写体に関し、撮像動作部１の回転方向における被写体の移動量を算出する。この場合には、画像メモリ部６５に記憶されている所定の時間間隔の画像データ中の被写体の位置と、画像取込み部６４を経由して入力される撮像部２２からの画像データ中の被写体の位置とを比較する。これにより、所定の被写体の移動を検出し、所定の被写体の移動における撮像動作部１の回転方向の成分のみを抽出して、撮像動作部１の回転方向における所定の被写体の移動量を算出する。
【００６９】
次に、被写体移動検出部６６は、所定の被写体の移動量に基づいて、所定の被写体を追尾するために、撮像動作部１の回転動作を制御するための回転制御信号を生成し、回転駆動制御部６７に出力する。
【００７０】
この場合に、被写体移動検出部６６は、画像から得られた所定の被写体の移動量(またはこの移動量を数学的に変換して求めた角度)と角度算出部６３から得られたレンズ部２１の実際の回転角度(またはこの回転角度を平面に投射して求めた移動量)とを比較し、フィードバックを掛けながら、撮像動作部１の回転を制御する。すなわち、被写体移動検出部６６は、角度算出部６３から得られた角度(または移動量)と被写体移動検出部６３自身が検出した所定の被写体の移動量(または角度)とを比較して、両者の誤差が小さくなるように撮像動作部１の回転を制御している。このような被写体移動検出部６６の動作は、後述する図２２の構成においても同様である。
【００７１】
また、被写体移動検出部６６は、被写体が移動している方向を示す情報、および被写体がフレームアウトした場合にそのことを示す警告情報などを画像表示部６９に表示させる。なお、被写体移動検出部６６は、例えば、角度算出部６３にて算出された撮像動作部１の回転角度が案内溝１２ｂによって規定される撮像動作部１の最大回転角度に達した状態にて、被写体を追尾できなくなった場合に、被写体がフレームアウトしたと判断する。
【００７２】
さらに、被写体移動検出部６６は、レンズ部２１がオートフォーカス（ＡＦ）機構やズーム機構を備える場合に、それら機構において焦点を調整するための焦点調整制御信号を生成し、焦点調整駆動部６８に出力する。
【００７３】
回転駆動制御部６７は、被写体移動検出部６６から出力される回転制御信号に基づいて、所定の被写体を追尾できるように撮像動作部１を回転動作させるための電流を回転駆動部５１の第１電磁石５２〜第３電磁石５４に供給する。
【００７４】
焦点調整駆動部６８は、レンズ部２１がオートフォーカス（ＡＦ）機構やズーム機構を備える場合に、被写体移動検出部６６からの焦点調整制御信号に基づいて、上記機構に対して焦点調整を行うための駆動信号を出力する。
【００７５】
なお、撮像装置において、角度検出部６２、角度算出部６３および焦点調整駆動部６８は、備えていれば好ましいものの、被写体の追尾動作には直接使用されない。したがって、撮像装置は、追尾機能のみが必要である場合、これら角度検出部６２、角度算出部６３および焦点調整駆動部６８を備えていなくてもよい。
【００７６】
（撮像装置の動作）
上記の構成において、本実施の形態の撮像装置の動作について説明する。
撮像動作部１の撮像部２２にて取得された画像データは、画像取込み部６４により画像表示部６９にて表示可能な所定のフォーマットに変換され、画像表示部６９に表示される。
【００７７】
操作設定部７０に対する使用者の入力操作により、被写体追尾機能がオンとなっている場合、画像取込み部６４は、撮像部２２からの画像データを所定の時間間隔にて取り込み、画像メモリ部６５に記憶させる。また、撮像部２２からの画像データを取り込み、被写体移動検出部６６に出力する。
【００７８】
被写体移動検出部６６は、被写体追尾機能がオンの場合、操作設定部７０において設定された所定の被写体に関し、撮像動作部１の回転方向における被写体の移動量を算出する。この場合には、画像メモリ部６５に記憶されている所定の時間間隔の画像データ中の被写体の位置（被写体を構成する画素の位置）と、画像取込み部６４を経由して入力される撮像部２２からの画像データ中の被写体の位置（被写体を構成する画素の位置）とを比較する。これにより、所定の被写体の移動を検出し、所定の被写体の移動における撮像動作部１の回転方向の成分のみを抽出して、撮像動作部１の回転方向における所定の被写体の移動量（所定の被写体が何画素分移動したかを）算出する。
【００７９】
次に、被写体移動検出部６６は、所定の被写体の移動量に基づいて、所定の被写体を追尾するために、撮像動作部１の回転動作を制御するための回転制御信号を生成し、回転駆動制御部６７に出力する。
【００８０】
次に、回転駆動制御部６７は、被写体移動検出部６６から出力される回転制御信号に基づいて、所定の被写体を追尾できるように撮像動作部１を回転動作させるための電流を回転駆動部５１の第１電磁石５２〜第３電磁石５４に供給する。
【００８１】
ここで、撮像動作部１を基準位置に配置する場合には、図１４に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部６７は、回転駆動部５１の第１電磁石５２には電流を供給せず、第２電磁石５３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。また、第３電磁石５４には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。
【００８２】
これにより、第１電磁石５２はオフとなり、第２電磁石５３のＳ極と第１永久磁石５５のＮ極とが吸引しあい、第３電磁石５４のＮ極と第２永久磁石５６のＳ極とが吸引しあう。この場合、第２電磁石５３と第３電磁石５４とに同一値の電流を供給すれば、第２電磁石５３と第１永久磁石５５との吸引力と、第３電磁石５４と第２永久磁石５６との吸引力とが釣合い、撮像動作部１が基準位置に保持されるようになっている。
【００８３】
なお、撮像動作部１を基準位置に配置した場合、図１８に示すように、レンズ部２１は筐体部２の開口部１２ａにおける中央に位置する。図１８は、撮像動作部１を基準位置に配置した場合における撮像装置の平面図である。
【００８４】
一方、撮像動作部１を時計回りに回転させる場合、図１５に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部６７は、回転駆動部５１の第１電磁石５２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。第２電磁石５３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。また、第３電磁石５４には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と同じＳ極となる電流を供給する。
【００８５】
これにより、第３電磁石５４のＳ極と第２永久磁石５６のＳ極とが反発しあい、第１電磁石５２のＮ極と第２永久磁石５６のＳ極とが吸引しあり、第２電磁石５３のＳ極と第１永久磁石５５のＮ極とが吸引しあう。したがって、撮像動作部１は、時計回りに回転する。この場合の回転角度は、回転駆動制御部６７から回転駆動部５１の第１電磁石５２〜第３電磁石５４に供給する電流値により制御することができる。
【００８６】
なお、撮像動作部１を時計回りに回転させた場合、図１９に示すように、レンズ部２１のレンズ３１は、筐体部２の開口部１２ａにおける一方側（図中右側）寄りの位置に移動する。図１９は、撮像動作部１を時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【００８７】
また、撮像動作部１を反時計回りに回転させる場合、図１６に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部６７は、回転駆動部５１の第１電磁石５２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。第２電磁石５３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と同じＮ極となる電流を供給する。また、第３電磁石５４には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。
【００８８】
これにより、第２電磁石５３のＮ極と第１永久磁石５５のＮ極とが反発しあい、第１電磁石５２のＳ極と第１永久磁石５５のＮ極とが吸引しあり、第３電磁石５４のＮ極と第２永久磁石５６のＳ極とが吸引しあう。したがって、撮像動作部１は、反時計回りに回転する。この場合の回転角度は、回転駆動制御部６７から回転駆動部５１の第１電磁石５２〜第３電磁石５４に供給する電流値により制御することができる。
【００８９】
なお、撮像動作部１を反時計回りに回転させた場合、図２０に示すように、レンズ部２１のレンズ３１は、筐体部２の開口部１２ａにおける他方側（図中左側）寄りの位置に移動する。図２０は、撮像動作部１を反時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【００９０】
上記のように、本実施の形態の撮像装置は、レンズ部２１および撮像部２２を備えた撮像動作部１が被写体の撮像動作を行い、移動する被写体の追尾動作を行う場合に、レンズ部２１と撮像部２２とが時計回りおよび反時計回り（一方向およびその反対方向）にのみに回転するようになっている。これにより、撮像装置は、薄型、小型かつ軽量に構成でき、さらにこれによって被写体に対する高速かつ高精度の追随動作を行うことができるようになっている。
【００９１】
ここで、撮像装置は、一般に、家族や友人、知人などの人、ペットおよび風景の撮影に使用される。この場合、人やペットなどの動く被写体は、通常、水平方向には大きくかつ高速に移動するものの、垂直方向には小さくかつ遅く移動する場合が多い。また、静止している風景などの被写体を車や列車の車窓から撮影する場合にも、撮像装置に対する被写体の相対的な移動は、水平方向が中心である。
【００９２】
本発明の実施の形態の撮像装置は、この点に着目して、移動する被写体に対する一方向およびその逆方向（例えば水平方向）のみの追尾機能（追随機能）を備えることにより、薄型、小型かつ軽量、および高速かつ高精度の追随動作を行えるようにしている。
【００９３】
（レンズ部２１と撮像部２２とを独立して駆動する構成）
なお、上記の実施の形態では、撮像動作部１のレンズ部２１と撮像部２２とを連結部材２３にて連結し、被写体の追尾動作において、レンズ部２１と撮像部２２とを一体として回転させるようになっている。しかしながら、これに限定されることなく、レンズ部２１と撮像部２２とは連結部材２３にて連結せず、個別の駆動手段にて回転駆動させる構成であってもよい。図２１は、図１に示した撮像装置の他の例であって、レンズ部２１と撮像部２２とを連結部材２３にて連結せず、これらを個別の駆動手段にて回転駆動させる場合の撮像装置を示す縦断面図ある。
【００９４】
図２１に示すように、レンズ部２１は、撮像部２２を回転駆動する回転駆動部５１とは別に駆動手段としての例えばサーボモータ（レンズ部駆動部）７１により回転駆動される。サーボモータ７１は例えばレンズ部２１に直結して設けられる。レンズ部２１の回転角度は角度検出部６２にて検出される。この角度検出部６２は、例えば、パソコンに使用されるマウスのホイールのように、レンズ部２１のレンズ保持部材３２に配置されてレンズ保持部材３２の回転に連動する歯車の歯数を数えることにより、基準位置に対するレンズ部２１の傾き角度を検出する。
【００９５】
図２１に示した撮像装置の場合、駆動制御装置は図２２に示すものとなる。図２２は、図２１に示した撮像装置が備える、レンズ部２１および撮像部２２の駆動制御装置７３の構成を示すブロック図である。
【００９６】
図２２において、撮像部２２の回転を制御する構成は、図１７に示した駆動制御装置６１の場合と同様である。一方、レンズ部２１の回転は、サーボモータ７１によって行われ、サーボモータ７１の回転はモータ制御部７２によって制御される。この場合、レンズ部２１の回転角度を示すデータは角度検出部６２から出力され、角度算出部６３はそのデータに基づいてレンズ部２１の回転角度を算出する。被写体移動検出部６６は、角度算出部６３にて算出されたレンズ部２１の回転角度を、撮像部２２の回転角度を一致させるための、回転制御信号をモータ制御部７２に出力する。モータ制御部７２はその回転制御信号に基づいてサーボモータ７１すなわちレンズ部２１の回転を制御する。これにより、レンズ部２１と撮像部２２とは、回転角度において図４〜図６に示したような関係を保つことができる。
【００９７】
なお、このような構成の場合、撮像部２２の回転角度を検出し、検出結果を被写体移動検出部６６に出力する検出手段を別途備えていてもよい。この検出手段としては、撮像部２２の回転に伴う、基準位置に対する撮像部２２の移動位置を検出して撮像部２２の回転角度を算出する手法など、種々の周知の手法を利用することができる。
【００９８】
上記のように、レンズ部２１と撮像部２２とをそれぞれの駆動手段により独立して回転駆動する構成では、レンズ部２１と撮像部２２との位置ずれ等の微調整をしながら、移動する被写体に対する追尾動作を精度よく行うことができる。また、レンズ部２１と撮像部２２とを個別の駆動手段にて駆動しているので、被写体に対する追尾動作の応答が速くなるという利点がある。
【００９９】
〔実施の形態２〕
（撮像装置の主要構成）
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図２３は、本発明の実施の形態の撮像装置（カメラモジュール）の構成を示すものであって、撮像動作部１が基準位置に存在する状態を示す縦断面図である。図２４は、撮像動作部１が図２３に示した基準位置から時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。図２５は、撮像動作部１が図２３に示した基準位置から反時計回りに回転した状態を示す撮像装置の縦断面図である。図２６は、撮像装置の撮像動作部１が図２３に示した基準位置に存在する状態におけるレンズ部２１と撮像部２２との位置関係を示す説明図である。なお、図２６では、連結部材２３の記載を省略している。
【０１００】
本実施の形態の図２３に示した撮像装置において、撮像動作部１は図１に示した撮像装置と同一の構成である。但し、本実施の形態の撮像装置では、撮像動作部１を、レンズ部２１に設けた回転中心１ａではなく、配線基板４１に設けた回転中心（回転軸）１ｂを中心として回転させるようになっている。このために、本実施の形態の撮像装置では、図２３に示すように、実装用基板１１上に支持部材９１が設けられ、この支持部材９１によって配線基板４１が回転中心（回転軸）１ｂを中心として回転可能に支持されている。したがって、配線基板４１は、撮像動作部１の回転する面と平行な二つの側面が二つの支持部材９１によって支持されている。
【０１０１】
レンズ部２１は、回転中心１ｂを中心として所定の範囲を回転する。レンズ部２１が位置するホルダ１２の開口部１２ｄは、レンズ部２１の回転方向において、レンズ部２１が上記所定の範囲を回転できる幅を有している。
【０１０２】
また、本実施の形態の撮像装置では、図２７に示すように、開口部１２ｄにおけるレンズ部２１とホルダ１２との隙間からの光の浸入を防止するために、レンズ部２１に庇部材８１が設けられている。図２７（ａ）は、レンズ部２１とこのレンズ部２１に設けられた庇部材８１とを示す平面図、図２７（ｂ）は、レンズ部２１とこのレンズ部２１に設けられた庇部材８１とを示す側面図である。
【０１０３】
庇部材８１は、回転中心１ｂを中心とした円弧状に板部材を湾曲させた形成であり、レンズ部２１が最大範囲まで回転した場合にも開口部１２ｄを塞ぐことができる長さを有している。庇部材８１は、遮光性を有し、かつ光を反射しないものが好ましく、例えば樹脂にて形成されている。
【０１０４】
（撮像動作部の回転の案内）
レンズ部２１のレンズ保持部材３２には、案内ピン８４が設けられ、この案内ピン８４がホルダ１２に形成された案内溝１２ｃに挿入されている。案内溝１２ｃは、ホルダ１２の開口部１２ｄに臨む、案内ピン８４の突出方向と垂直な面において、回転中心１ｂを中心とした円弧状に形成されている。これにより、回転中心１ｂを中心として撮像動作部１が回転する場合に、レンズ部２１すなわち撮像動作部１は、円滑に回転することができる。この場合、撮像動作部１の回転範囲（最大回転角度）は、案内溝１２ｃの長さによって規定される。この構成においても、撮像動作部１の回転範囲は、図２３の状態を０度とした場合に、例えば０〜±２５度の範囲とするのが好ましい。
【０１０５】
（配線基板と実装用基板との電気的な接続）
配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続は、図２８に示すように、図８に示した撮像装置の場合と同様に、フレキシブル配線基板からなる中間基板４７によって行われている。図２８は、撮像装置の撮像動作部１が図２３に示した基準位置に存在する状態における配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続状態を示す説明図である。なお、配線基板４１と実装用基板１１との電気的な接続は、図１２および図１３（ａ）、１３（ｂ）に示した中間基板４７によって、配線基板４１の一方側のみにおいて行われてもよい。
【０１０６】
（撮像動作部を回転駆動する構成）
次に、撮像動作部１を回転駆動する構成について説明する。撮像装置は、図２３〜図２５に示すように、撮像動作部１を回転駆動するために、回転駆動部９２を備えている。
【０１０７】
回転駆動部５１は、図２３に示すように、第１電磁石８２、第２電磁石８３、第１永久磁石５５および第２永久磁石５６を備えている。回転駆動部５１は、これら第１および第２電磁石８２，８３、並びに第１および第２永久磁石５５，５６を備えていることにより、案内溝１２ｄにより規制される範囲内において、撮像動作部１を所望の角度に回転できるようになっている。
【０１０８】
第１電磁石８２は、実装用基板１１における、配線基板４１の第１永久磁石５５との対向位置に設けられ、第２電磁石８３は、実装用基板１１における、配線基板４１の第２永久磁石５６との対向位置に設けられている。第１および第２電磁石８２，８３は通電により磁極を発生し、配線基板４１と対向する側の磁極は、通電方向を変えると反転する。なお、図２３の例では、第１および第２電磁石８２，８３が実装用基板１１に埋め込まれているので、撮像装置の小型化の上では好ましい。しかしながら、第１および第２電磁石８２，８３は、実装用基板１１上に突出して設けられていてもよい。
【０１０９】
（撮像動作部の回転を制御する構成）
次に、撮像動作部１の駆動を制御する駆動制御装置について説明する。図２９は、撮像装置が備える、撮像動作部１の駆動制御装置１０１の構成を示すブロック図である。
【０１１０】
駆動制御装置１０１は、図２９に示すように、移動検出部１０２、角度算出部６３、画像読込み部６４、画像メモリ部６５、被写体移動検出部６６、回転駆動制御部１０３、焦点調整駆動部６８、画像表示部６９および操作設定部７０を備えている。なお、画像取込み部６４、画像メモリ部６５、焦点調整駆動部６８、画像表示部６９および操作設定部７０の動作は、図１７に示した駆動制御装置６１の場合と同様である。
【０１１１】
移動検出部１０２は、レンズ部２１の例えば基準位置（図２３参照）に対する移動量を検出する。なお、移動検出部１０２に代えて、レンズ部２１の基準位置に対する回転角度を検出するものであってもよい。移動検出部１０２としては、例えば光学的手段によるもの、あるいは機械的手段によるものなど、周知の手段を使用することができる。
【０１１２】
角度算出部６３は、移動検出部１０２から入力されたレンズ部２１の移動量に基づいて、撮像動作部１の例えば基準位置からの回転角度を算出し、算出結果を被写体移動検出部６６に出力する。
【０１１３】
回転駆動制御部６７は、被写体移動検出部６６から出力される回転制御信号に基づいて、所定の被写体を追尾できるように撮像動作部１を回転動作させるための電流を回転駆動部９２の第１電磁石８２および第２電磁石８３に供給する。
【０１１４】
（撮像装置の動作）
上記の構成において、本実施の形態の撮像装置の動作について説明する。
角度算出部６３、画像取込み部６４、画像メモリ部６５、被写体移動検出部６６、焦点調整駆動部６８、画像表示部６９および操作設定部７０では、図１７に示した駆動制御装置６１と同様の動作が行われる。
【０１１５】
回転駆動制御部１０３は、被写体移動検出部６６から出力される回転制御信号に基づいて、所定の被写体を追尾できるように撮像動作部１を回転動作させるための電流を回転駆動部９２の第１および第２電磁石８２，８３に供給する。
【０１１６】
ここで、撮像動作部１を基準位置に配置する場合には、図２３に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部１０３は、回転駆動部９２の第１電磁石８２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。また、第２電磁石８３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。
【０１１７】
これにより、第１電磁石８２のＳ極と第１永久磁石５５のＮ極とが吸引しあい、第２電磁石８３のＮ極と第２永久磁石５６のＳ極とが吸引しあう。この場合、第１および第２電磁石８２，８３とに同一値の電流を供給すれば、第１電磁石８２と第１永久磁石５５との吸引力と、第２電磁石８３と第２永久磁石５６との吸引力とが釣合い、撮像動作部１が基準位置に保持されるようになっている。
【０１１８】
なお、撮像動作部１を基準位置に配置した場合、図３０に示すように、レンズ部２１は筐体部２の開口部１２ｄにおける中央に位置する。図３０は、撮像動作部１を基準位置に配置した場合における撮像装置の平面図である。
【０１１９】
一方、撮像動作部１を時計回りに回転させる場合には、図２４に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部１０３は、回転駆動部９２の第１電磁石８２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と同じＮ極となる電流を供給する。第２電磁石８３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。
【０１２０】
これにより、第１電磁石８２のＮ極と第１永久磁石５５のＮ極とが反発しあい、第２電磁石８３のＮ極と第２永久磁石５６のＳ極とが吸引しあう。したがって、撮像動作部１は、時計回りに回転する。この場合の回転角度は、回転駆動制御部１０３から回転駆動部９２の第１および第２電磁石８２，８３に供給する電流値により制御することができる。
【０１２１】
なお、撮像動作部１を時計回りに回転させた場合、図３１に示すように、レンズ部２１は、筐体部２の開口部１２ｄにおける一方側（図中右側）寄りの位置に移動する。図３１は、撮像動作部１を時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【０１２２】
また、撮像動作部１を反時計回りに回転させる場合には、図２５に示すように、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、回転駆動制御部１０３は、回転駆動部９２の第１電磁石８２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。第２電磁石８３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と同じＳ極となる電流を供給する。
【０１２３】
これにより、第１電磁石８２のＳ極と第１永久磁石５５のＮ極とが吸引しあい、第２電磁石８３のＳ極と第２永久磁石５６のＳ極とが反発しあう。したがって、撮像動作部１は、反時計回りに回転する。この場合の回転角度は、回転駆動制御部１０３から回転駆動部９２の第１および第２電磁石８２，８３に供給する電流値により制御することができる。
【０１２４】
なお、撮像動作部１を反時計回りに回転させた場合、図３２に示すように、レンズ部２１は、筐体部２の開口部１２ｄにおける他方側（図中左側）寄りの位置に移動する。図３２は、撮像動作部１を反時計回りに回転させた場合における撮像装置の平面図である。
【０１２５】
上記のように、本実施の形態の撮像装置は、前記撮像装置と同様、レンズ部２１および撮像部２２を備えた撮像動作部１が被写体の撮像動作を行い、移動する被写体の追尾動作を行う場合に、レンズ部２１と撮像部２２とが同一の平面に平行な方向に時計回りおよび反時計回りに回転するようになっている。これにより、撮像装置は、薄型、小型かつ軽量に構成でき、さらにこれによって被写体に対する高速かつ高精度の追随動作を行うことができるようになっている。
【０１２６】
また、同様に、移動する被写体に対する一方向およびその逆方向（例えば水平方向）のみの追尾機能（追随機能）を備えることにより、薄型、小型かつ軽量、および高速かつ高精度の追随動作を行えるようにしている。
【０１２７】
（レンズ部２１と撮像部２２とを独立して駆動する構成）
なお、図２３に示した撮像装置では、撮像動作部１のレンズ部２１と撮像部２２とを連結部材２３にて連結し、被写体の追尾動作において、レンズ部２１と撮像部２２とを一体として回転させるようになっている。しかしながら、これに限定されることなく、レンズ部２１と撮像部２２とは連結部材２３にて連結せず、個別の駆動手段にて回転駆動させる構成であってもよい。
【０１２８】
例えは、図２１に示した構成と同様、レンズ部２１は、撮像部２２を回転駆動する回転駆動部９２とは別に駆動手段としての例えばサーボモータ７１により回転駆動（移動）させてもよい。レンズ部２１の例えば基準位置に対する回転角度（移動量）は移動検出部１０２（図２９参照）にて検出される。
【０１２９】
この場合の駆動制御装置１０１の構成は、図２９に示すように、例えば図２２に示した駆動制御装置７３において、角度検出部６２を移動検出部１０２に置き換えた構成とすることができる。この構成において、レンズ部２１の回転（移動）は、サーボモータ７１によって行われ、サーボモータ７１の回転はモータ制御部７２によって制御される。この場合、レンズ部２１の回転角度（移動量）を示すデータは移動検出部１０２から出力され、角度算出部６３はそのデータに基づいてレンズ部２１の回転角度を算出する。被写体移動検出部６６は、角度算出部６３にて算出されたレンズ部２１の回転角度を撮像部２２の回転角度と一致させるための回転制御信号をモータ制御部７２に出力する。モータ制御部７２はその回転制御信号に基づいてサーボモータ７１すなわちレンズ部２１の回転（移動）を制御する。これにより、レンズ部２１と撮像部２２とは、回転角度において図４〜図６（あるいは図２３〜図２５）に示したような関係を保つことができる。
【０１３０】
なお、このような構成の場合、同様に、撮像部２２の回転角度を検出し、検出結果を被写体移動検出部６６に出力する検出手段を別途備えていてもよい。この検出手段としては、撮像部２２の回転に伴う、基準位置に対する撮像部２２の移動位置を検出して撮像部２２の回転角度を算出する手法など、種々の周知の手法を利用することができる。
【０１３１】
上記のように、レンズ部２１と撮像部２２とが独立して回転する構成では、レンズ部２１と撮像部２２との位置ずれ等の微調整をしながら、移動する被写体に対する追尾動作を精度よく行うことができる。また、レンズ部２１と撮像部２２とを個別の駆動手段にて駆動しているので、被写体に対する追尾動作の応答が速くなるという利点がある。
【０１３２】
（配線基板と実装用基板との間に弾性部材を設けた構成）
また、図２３に示した撮像装置は、図３３に示すように、配線基板４１と実装用基板１１との間に例えばコイルスプリングなどの弾性部材８５が設けられている構成としてもよい。図３３は、図２３に示した撮像装置において、配線基板４１と実装用基板１１との間に弾性部材８５を配置した場合の構成を示す縦断面図である。
【０１３３】
図３３に示す撮像装置において、弾性部材８５は、支持部材９１の両側に配置され、第１および第２電磁石８２，８３への通電をオフにした場合に、両方の弾性部材８５によって、撮像動作部１が基準位置に保持されるようになっている。
【０１３４】
図３３に示す撮像装置では、撮像動作部１を基準位置に配置する場合、回転駆動制御部１０３は、第２電磁石８２，８３への通電をオフにする。
【０１３５】
一方、撮像動作部１を時計回りに回転させる場合に、図２４に示した撮像装置と同様、回転駆動制御部１０３は、第１電磁石８２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と同じＮ極となる電流を供給する。第２電磁石８３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と逆のＮ極となる電流を供給する。
【０１３６】
また、撮像動作部１を反時計回りに回転させる場合に、図２５に示した撮像装置と同様、回転駆動制御部１０３は、第１電磁石８２には、配線基板４１と対向する側の磁極が第１永久磁石５５における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｎ極）と逆のＳ極となる電流を供給する。第２電磁石８３には、配線基板４１と対向する側の磁極が第２永久磁石５６における実装用基板１１と対向する側の極性（Ｓ極）と同じＳ極となる電流を供給する。撮像動作部１の回転角度は、第１および第２電磁石８２，８３に供給する電流値により制御することができる。
【０１３７】
なお、図３３に示した撮像装置では、第１および第２電磁石８２，８３を備えた構成としているが、第１電磁石８２と第１永久磁石５５との組み合せ、または第２電磁石８３と第２永久磁石５６との組み合せのうち、いずれか一方の組み合せのみを備えた構成としてもよい。例えば、第１電磁石８２と第１永久磁石５５との組み合せのみを備えた構成では、弾性部材８５の弾性力に対して、第１電磁石８２と第１永久磁石５５との吸引力および反発力を調整して、撮像動作部１を時計回りおよび反時計回りに回転できるようにすればよい。
【０１３８】
（撮像動作部を圧電素子利用のアクチュエータにて駆動する構成）
また、図２３に示した撮像装置は、第１電磁石８２と第１永久磁石５５との組み合せ、および第２電磁石８３と第２永久磁石５６との組み合せからなる回転駆動部９２に代えて、図３４に示すように、圧電素子型アクチュエータ８６を備えた構成としてもよい。図３４は、図２３に示した撮像装置の他の例を示すものであって、撮像動作部１の回転駆動部として、圧電素子型アクチュエータ８６を備えた撮像装置を示す縦断面図である。
【０１３９】
圧電素子型アクチュエータ８６としては、例えばコニカミノルタテクノロジーセンター（株）製の、カメラの光学機構の駆動用(オートフォーカス用)のアクチュエータ（製品名：圧電超音波リニアアクチュエータ）を使用することができる。
【０１４０】
圧電素子型アクチュエータ８６は、図３５に示すように、駆動軸１１１、圧電素子１１２および移動体１１３を備えている。図３５は、図３４に示した圧電素子型アクチュエータ８６を示す正面図である。図３６（ａ）は、図３５に示した移動体１１３の平面図、図３６（ｂ）は、移動体１１３の正面図、図３６（ｃ）は、駆動軸１１１および圧電素子１１２の正面図である。
【０１４１】
図３５に示すように、駆動軸１１１には、駆動軸１１１を挿入した状態にて、移動体１１３が取り付けられている。駆動軸１１１の下部には圧電素子１１２が設けられ、駆動軸１１１は、圧電素子１１２の振動を伝え、移動体１１３は圧電素子１１２に対して上下移動するようになっている。
【０１４２】
図３４に示すように、圧電素子型アクチュエータ８６は、支持部材９１の両側において、配線基板４１の端部に沿って設けられ、撮像部２２における配線基板４１の下面に移動体１１３が設けられている。この場合、移動体１１３は配線基板４１に下面に固定されていることが好ましいものの、配線基板４１に下面に接触した状態にて配置されていてもよい。
【０１４３】
上記の構成では、一方の圧電素子型アクチュエータ８６の移動体１１３を上方に移動させ、他方の圧電素子型アクチュエータ８６の移動体１１３を下方に移動させる動作により、撮像動作部１を時計回りおよび反時計回りに回転させることができる。この場合、図２９に示した回転駆動制御部１０３は、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、上記のように両方の移動体１１３が移動するように、両方の圧電素子１１２を振動させる。
【０１４４】
図３４に示した撮像装置では、上記のように、圧電素子型アクチュエータ８６における移動体１１３の移動を制御することにより、撮像動作部１は被写体の移動を追尾して回転することができる。
【０１４５】
なお、撮像動作部１を回転させるアクチュエータとしては、圧電素子利用のアクチュエータ（圧電素子型アクチュエータ８６）に限定されない。例えば、撮像動作部１の一部である配線基板４１や連結部材２３に作用して、撮像動作部１が基準位置から回転中心１ｂを中心として、一方向およびその逆方向へ回転するように駆動するものであればよい。
【０１４６】
（一方の圧電素子利用のアクチュエータを弾性部材に置き換えた構成）
また、図３４に示した撮像装置においては、図３７に示すように、支持部材９１の両側における圧電素子型アクチュエータ８６の一方を、弾性部材８５に置き換えた構成としてもよい。図３７は、図３４に示した撮像装置の他の例を示すものであって、両方の圧電素子型アクチュエータ８６のうちの一方を弾性部材８５に置き換えた構成の撮像装置を示す縦断面図である。上記構成の場合、弾性部材８５は、配線基板４１に対して回転中心１ｂを中心に時計回り方向へ回転する力を付与するものであり、例えば圧縮ばねである。
【０１４７】
上記の構成では、圧電素子型アクチュエータ８６の移動体１１３が実装用基板１１に近づく方向へ移動することにより、撮像動作部１が時計回りに回転する。一方、移動体１１３が実装用基板１１から離れる方向へ移動することにより、撮像動作部１が反時計回りに回転する。この場合、図２９に示した回転駆動制御部１０３は、被写体移動検出部６６からの回転制御信号に基づいて、上記のように移動体１１３が移動するように、圧電素子１１２を振動させる。
【０１４８】
図３７に示した撮像装置では、上記のように、圧電素子型アクチュエータ８６における移動体１１３の移動を制御することにより、撮像動作部１は被写体の移動を追尾して回転することができる。
【０１４９】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
以上に説明した各撮像装置は、図３８および図３９に示すように、水平方向に移動する被写体を追尾できる方向に、所定の距離をおいて２個並べて配置し、ステレオカメラとして構成することができる。図３８は、２個の撮像装置２０１を備えたステレオカメラによる、前後方向へ移動する被写体の撮影動作を示す説明図である。図３９は、２個の撮像装置２０１を備えたステレオカメラによる、左右方向へ移動する被写体の撮影動作を示す説明図である。
【０１５０】
図３８に示すように、２個の撮像装置２０１は、所定の間隔を置いて、例えば水平方向に並ぶように、取付け部材２０２に固定されている。被写体２０３が前後方向に移動した場合、２個の撮像装置２０１は被写体の移動に追尾し、移動する被写体２０３を撮影する。各撮像装置２０１の撮像部２２からの出力は、立体映像を得るための周知の手法によって処理される。これにより、前後方向に移動する被写体２０３の立体映像を得ることができる。
【０１５１】
同様に、図３９に示すように、被写体２０３が左右方向に移動した場合、２個の撮像装置２０１は被写体の移動に追尾し、移動する被写体２０３を撮影する。各撮像装置２０１の撮像部２２からの出力は、立体映像を得るための周知の手法によって処理される。これにより、左右方向に移動する被写体２０３の立体映像を得ることができる。
【０１５２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明の撮像装置は、カメラ付き携帯電話、デジタルスチルカメラおよびセキュリティカメラなどに利用することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１      撮像動作部
１ａ，１ｂ  回転中心
２      筐体部
１１      実装用基板
１２      ホルダ
12a, 12d    開口部
12c, 12b    案内溝
２１      レンズ部
２２      撮像部
２３      連結部材
３１      レンズ
３２      レンズ保持部材
４１      配線基板
４２      固体撮像素子
４６      案内ピン
４７      中間基板
５１      回転駆動部（撮像部駆動部）
５２      第１電磁石
５３      第２電磁石
５４      第３電磁石
５５      第１永久磁石
５６      第２永久磁石
６１      駆動制御装置
６２      角度検出部（角度検出手段）
６３      角度算出部（角度検出手段）
６４      画像取込み部
６５      画像メモリ部
６６      被写体移動検出部（制御部）
６７      回転駆動制御部
７１      サーボモータ（レンズ部駆動部）
７２      モータ制御部
７３      駆動制御装置
８１      庇部材
８２      第１電磁石
８３      第２電磁石
８４      案内ピン
８５      弾性部材
８６      圧電素子型アクチュエータ
９１      支持部材
９２      回転駆動部
１０１      駆動制御装置
１１１      駆動軸
１１２      圧電素子
１１３      移動体
２０１      撮像装置
２０２      取付け部材
２０３      被写体
【図１】
2013034124.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013034124.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013034124.tif 000009
【図８】
2013034124.tif 000010
【図９】
2013034124.tif 000011
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
2013034124.tif 000038
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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