JP2006113545A - カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置 - Google Patents

カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 製品の小型化が容易であるカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置２００であって、ハウジング２１と、前記ハウジング２１内に移動可能に設置されるボード２１１と、前記ボード２１１上に設置され、入射された画像情報を電気信号に転換するイメージセンサー２１３と、両端が前記ハウジング２１とボード２１１にそれぞれ固定されて前記ボード２１１を支持する多数のワイヤフレーム２１７と、使用者の手振れ量によって前記ボード２１１を移動させて前記イメージセンサー２１７の位置を補正する駆動装置２０２、２０３と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、カメラに関し、特に、カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置に関する。
ＣＣＤ(Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ)センサーとＣＭＯＳ(Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ)センサーは、動画及び静止画を撮影する２次元センサーの一種としてデジタル式カメラの構成において核心的な役割をになっている。特に、ＣＣＤセンサーは、画質面においてＣＭＯＳセンサーより優秀な特性を有するが、消耗電力及び複雑な構成等の短所のため、ＣＭＯＳセンサーが市場占有率を高めており、最近では、ＣＭＯＳセンサーも画質面において改善されている。このようなイメージセンサーの発達にしたがってデジタルカメラの使用が一般的になり、セルラーフォン(ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｈｏｎｅ)のような携帯用端末機にもカメラが設置されるようになった。
このようなイメージセンサーを利用した一般的な動画だけではなく静止画も撮影可能なカメラにおいて、カメラの外部的な要素による振動、即ち、手振れあるいは車両搭載等による振動により不安定に振れた映像が撮影される場合が多々生じる。このような不安定な映像を解消するために、その動きを補正する装置などが提案された。このような動き安定化装置は動き検出部と動き補正部とに分けられて構成される。
動き検出部には、ジャイロセンサー(Ｇｙｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ)などによる器具の動きを予測する方法と、映像信号処理により映像の動き部分をフレームごとに検出する方法が提案されて使用されている。また、検出された動き情報を、屈折可能なレンズ(アクティブプリズム)を使用して入射光を任意に屈折させるかイメージセンサーの入力位置を制御することにより不安定な映像を解消して鮮明な映像を得るようにしている。
図１は、従来技術の一実施形態によるカメラレンズアセンブリーの一部構成を示す分解斜視図として、イメージセンサー１０１の画像入力位置を制御することにより不安定な映像を解消するように構成した手振れ補正装置１００を示している。
図１に示すように、従来のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置１００は、イメージセンサー１０１の入力位置を制御するためにイメージセンサー１０１の上下側に各々第１の方向(Ｘ)、第２の方向(Ｙ)にイメージセンサー１０１を駆動させるステージ(ｓｔａｇｅ)１０２、１０３を具備する。
ステージ１０２、１０３は、固定ステージ１０２と、移動ステージ１０３と、で構成される。
固定ステージ１０２は、その両側に互いに対向して第１の方向(Ｘ)と平行に延びた一対の第１のガイド１２１を具備し、移動ステージ１０３は、第１のガイド１２１上に直線移動可能に結合されて第１の方向(Ｘ)に直線往復運動できるようになる。
移動ステージ１０３は、その両側に互いに対向して第２の方向(Ｙ)と平行に延びた一対の第２のガイド１３１を具備する。なお、第２の方向(Ｙ)は、第１の方向(Ｘ)と垂直に交わる方向である。イメージセンサー１０１は、第２のガイド１３１に直線移動可能に結合されて第２の方向(Ｙ)に直線往復運動できるようになる。
結果的に、移動ステージ１０３が第１の方向(Ｘ)に移動することによってイメージセンサー１０１も第１の方向(Ｘ)に移動し、同時にイメージセンサー１０１は移動ステージ１０３上で第２の方向(Ｙ)に移動可能である。
即ち、従来のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置１００では、一対のステージ１０２、１０３をイメージセンサー１０１の両側に設置し、使用者の手振れに対する補正手段としてイメージセンサー１０１の位置を二つの方向に移動させるように構成している。
しかし、従来のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置は、イメージセンサーの両側に各々ステージを設置しているので、カメラレンズアセンブリーの小型化が困難であった。即ち、これは携帯用端末機のように部品実装空間を確保しにくい製品にカメラレンズアセンブリーを設置する場合に障害になっている。
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、製品の小型化が容易であるカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置であって、ハウジングと、前記ハウジング内に移動可能に設置されるボードと、前記ボード上に設置され、入射された画像情報を電気信号に転換するイメージセンサー(ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ)と、両端が前記ハウジング及びボードにそれぞれ固定されて前記ボードを支持する多数のワイヤフレーム(ｗｉｒｅ ｆｒａｍｅ)と、使用者の手振れ量によって前記ボードを移動させて前記イメージセンサーの位置を補正する駆動装置と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、イメージセンサーが設置されたボードを駆動させる駆動装置が前記ボードとほとんど同一な平面上に構成されることにより、カメラレンズアセンブリーの小型化が可能となる。
また、カメラレンズアセンブリーが小型化されることによって、カメラまたは携帯用端末機などに実装することが容易になるので、カメラまたは携帯用端末機などのデザインを多様化することができ、その構造が簡単で製品の信頼性を向上させることができる。
以下、本発明の好適な一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明では、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
図２は、本発明の好ましい実施の形態による手振れ補正装置を具備するカメラレンズアセンブリーを示す斜視図であり、図３は、図２に示されたカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置を示す斜視図である。
図２と図３に示したように、本発明の好ましい実施の形態によるカメラレンズアセンブリー２０の手振れ補正装置２００は、カメラレンズアセンブリー２０のハウジング２１、具体的には、カメラレンズアセンブリー２０の下部ハウジング２１ｂ内に構成され、使用者の手振れに対してイメージセンサー２１３の位置を補正することによりこの手振れを補正するものである。
カメラレンズアセンブリー２０は、上部ハウジング２１ａ及び下部ハウジング２１ｂで構成されたハウジング２１と、少なくとも一つ以上のレンズ(図示せず)が収容された鏡筒部２２と、を具備する。鏡筒部２２は、上部ハウジング２１ａから延び、その端部には露出用窓２３が形成される. ハウジング２１内にはイメージセンサー２１３などが含まれた手振れ補正装置２００が内蔵される。
カメラレンズアセンブリー２０の手振れ補正装置２００は、下部ハウジング２１ｂ内に設置され、ボード２１１と、イメージセンサー２１３と、ワイヤフレーム(ｗｉｒｅ ｆｒａｍｅ)２１７と、駆動装置２０２、２０３と、を含む。
ボード２１１は、下部ハウジング２１ｂの内側面に離間された状態で対面するように設置される。ボード２１１は、一種の平板形態に形成され、ワイヤフレーム２１７により支持されて下部ハウジング２１ｂ内の制限された範囲で移動可能に設けられている。
イメージセンサー２１３は、ボード２１１上に直接設置されるか、イメージセンサーパッケージ２１５上に設置されて一つのチップ形態に形成された後、ボード２１１上に設置されても良い。イメージセンサー２１３は、露出用窓２３を介して入射される画像情報を電気的信号に転換する素子として、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ素子で形成することができる。
イメージセンサー２１３は、ボード２１１から延びるＦＰＣ基板２９９（図６参照）を介してカメラまたは携帯用端末機のメイン回路装置と接続される。
ワイヤフレーム２１７は、その両端が下部ハウジング２１ｂとボード２１１とにそれぞれ固定されてボード２１１を支持する。ワイヤフレーム２１７は、炭素鋼ワイヤで製作され、Ｕ字形状に形成されている。ワイヤフレーム２１７の両端は、エポキシにより下部ハウジング２１ｂとボード２１１とにそれぞれ固定される。多数のワイヤフレーム２１７によってボード２１１を支持するようにし、具体的にはボード２１１の角４ヶ所を支持するように構成することが好ましい。
一方、本発明の実施形態では、ワイヤフレーム２１７は炭素鋼材料で形成され、その両端が下部ハウジング２１ｂとボード２１１とにそれぞれ固定される具体的な例を説明したが、実施形態によってワイヤフレーム２１７の材料や固定位置などは当業者であれば適切に選択して構成することができる。例えば、ワイヤフレーム２１７はステンレススチールなどの材料で形成でき、その両端の中でいずれかの一方はカメラレンズアセンブリー２０の上部ハウジング２１ａまたは鏡筒部２２の内壁に固定することもできる。
図４は、図３に示された手振れ補正装置の駆動装置を示す平面図であり、図５は、図３に示された手振れ補正装置の駆動装置を示す側面図である。
駆動装置２０２、２０３は、使用者の手振れ量によってボード２１１を移動させてイメージセンサー２１３の位置を補正する。図４と図５に示したように、駆動装置２０２、２０３は、ボード２１１を第１の方向(Ｘ)に移動させるための第１の駆動装置２０２と、ボード２１１を第２の方向(Ｙ)に移動させるための第２の駆動装置２０３と、で構成される。第１及び第２の駆動装置２０２、２０３は、その構成は同一であり、動作方向だけが相異して設置される。第１の方向(Ｘ)はボード２１１の面と平行（水平方向）に延びる一方向を意味し、第２の方向(Ｙ)はボード２１１の面と平行に延びると共に第１の方向(Ｘ)と垂直に交わる方向を意味する。
第１及び第２の駆動装置２０２、２０３は、駆動素子２２１と、第１及び第２の支持台２２３、２２９と、第１及び第２のリンク２２５、２２７と、をそれぞれ具備する。なお、第１及び第２の駆動装置２０２、２０３の構成は同一なので、以下の説明では第１の駆動装置２０２の構成及び作用だけについて具体的に説明し、必要に応じて第１の駆動装置２０２と第２の駆動装置２０３の相互作用に関する部分について具体的に説明するものとする。
駆動素子２２１は、使用者の手振れ量に基づいて振動する素子として、超音波モーター、圧電素子、ステップモーターなどを利用することができる。駆動素子２２１は、ボード２１１上に装着されてボード２１１を移動させる駆動力を発生させる。即ち、第１の駆動装置２０２の駆動素子２２１が動作すれば、ボード２１１は第１の方向(Ｘ)に移動するようになり、第２の駆動装置２０３の駆動素子が動作すれば、ボード２１１は第２の方向(Ｙ)に移動するようになる。
第１の支持台２２３は、駆動素子２２１の振動によってボード２１１を水平方向に直線移動可能とするように、ボード２１１上部に設置される。第１の支持台２２３は、駆動素子２２１から第１の方向(Ｘ)に延びる。即ち、ボード２１１と第１の支持台２２３とは互いに第１の方向(Ｘ)に沿って相対的に直線往復運動するようになり、第１の支持台２２３はボード２１１の直線往復運動を案内する。
第２の支持台２２９は、下部ハウジング２１ｂ上方に固定設置される。下部ハウジング２１ｂの内側面には一対の支持リブ２３０が互いに対向して延び、第２の支持台２２９の両端を各々支持する。
第１のリンク２２５は、その一端が第１の支持台２２３に回動可能に結合され、第２のリンク２２７の一端が第１のリンク２２５の他端に回動可能に結合されると同時に、第２のリンク２２７の他端が第２の支持台２２９に回動可能に結合される。
第１のリンク２２５及び第２のリンク２２７が第１の支持台２２３と第２の支持台２２９とを連結させることによって、ボード２１１が第１の方向(Ｘ)の垂直方向、即ち、第２の方向(Ｙ)に水平移動することが可能となる。即ち、第１の駆動装置２０２の第１及び第２のリンク２２５、２２７は、ボード２１１を第２の方向(Ｙ)に円滑に水平移動させる。
以下、このように構成された駆動装置２０２、２０３の動作によるボード２１１の移動について説明する。まず、ボード２１１の第１の方向(Ｘ)への移動は、第１の駆動装置２０２の駆動素子２２１の振動により動作する。第１の駆動装置２０２の駆動素子２２１が振動すれば、第１の支持台２２３に対して相対的にボード２１１が第１の方向(Ｘ)に沿って水平移動する。この時、第１の駆動装置２０２の第１の支持台２２３は、ボード２１１を第１の方向(Ｘ)に水平移動させる案内を実行する。一方、第２の駆動装置２０３の第１及び第２のリンク２２５、２２７は、ボード２１１が第１の方向(Ｘ)に水平移動することによって、互いに近く或いは遠くなる方向に回動（揺動）しながらボード２１１を第１の方向(Ｘ)に円滑に水平移動させる。
同様に、ボード２１１の第２の方向(Ｙ)への移動は、第２の駆動装置２０３の駆動素子２２１が振動することによってボード２１１が第２の駆動装置２０３の第１の支持台２２３に対して相対的に直線往復運動する。この時、第１の駆動装置２０２の第１及び第２のリンク２２５、２２７が回動（揺動）することによりボード２１１を第２の方向(Ｙ)に円滑に水平移動させる。
一方、このように構成された手振れ補正装置２００は、使用者の手振れ、即ちボード２１１の相対的な位置変化などを検出する装置を具備する。
図６は、図３に示された手振れ補正装置のボードの下面を示す斜視図であり、図７は、図３に示された手振れ補正装置の動作を説明するための概略図である。
図６と図７に示したように、手振れ補正装置２００は、使用者の手振れを検出する角速度センサー２０５と、ボード２１１の相対的な位置変化を検出する位置検出器２０４と、を具備する。
角速度センサー２０５は、ハウジング２１またはカメラの基体などに設置されて使用者の手振れを検出する。
位置検出器２０４は、発光ダイオード(ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ)２４１、２４３と、フォトダイオード(ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ)２４５と、で構成され、発光ダイオード２４１、２４３がボード２１１に設置され、フォトダイオード２４５が下部ハウジング２１ｂ上に設置されてボード２１１の相対的な位置変化を検出する。一対の発光ダイオード２４１、２４３は、ボード２１１の下面に装着されて下部ハウジング２１ｂの内側面と対向し、フォトダイオード２４５が下部ハウジング２１ｂの内側面に装着され、発光ダイオード２４１、２４３に対応する位置に配置される。即ち、発光ダイオード２４１、２４３から出射された光はフォトダイオード２４５により検出される。この時、ボード２１１が第１の方向(Ｘ)または第２の方向(Ｙ)に水平移動すれば、フォトダイオード２４５によって検出される光の量によってボード２１１の相対的な位置変化が検出される。
角速度センサー２０５と位置検出器２０４から検出された手振れ量、即ちボード２１１の相対的な位置変化などを測定したデータは、制御装置２０６に提供されて駆動装置２０２、２０３を動作させる信号を発生するために利用される。即ち、角速度センサー２０５と位置検出器２０４から検出されたデータは、マイクロコントローラー２６１に提供され、マイクロコントローラー２０６は、角速度センサー２０５と位置検出器２０４から検出されたデータに基づいてボード２１１の移動距離を演算して駆動素子２０２、２０３を駆動させる駆動回路２６３に提供し、駆動素子２０２、２０３を動作させる。
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の範囲は前述の実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で様々な変形が可能であって、このような変形は当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
従来技術の一実施形態によるカメラレンズアセンブリーの構成の一部を示す分離斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態による手振れ補正装置を具備したカメラレンズアセンブリーを示す斜視図である。 図２に示されたカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置を示す斜視図である。 図３に示された手振れ補正装置の駆動装置を示す平面図である。 図３に示された手振れ補正装置の駆動装置を示す側面図である。 図３に示された手振れ補正装置のボードの下面を示す斜視図である。 図３に示された手振れ補正装置の動作を説明するための概略図である。
符号の説明
２０ カメラレンズアセンブリー
２１ ハウジング
２２ 鏡筒部
２３ 露出用窓
１００、２００ 手振れ補正装置
２０２、２０３ 駆動装置
２０４ 位置検出器
２０５ 角速度センサー
２１１ ボード
２１３ イメージセンサー
２１５ イメージセンサーパッケージ
２１７ ワイヤフレーム
２２１ 駆動素子
２２３ 第１の支持台
２２５ 第１のリンク
２２７ 第２のリンク
２２９ 第２の支持台
２３０ 支持リブ
２４１、２４３ 発光ダイオード
２４５ フォトダイオード

Claims (11)

  1. カメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に移動可能に設置されるボードと、
    前記ボード上に設置され、入射された画像情報を電気信号に転換するイメージセンサー(ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ)と、
    両端が前記ハウジングとボードにそれぞれ固定されて前記ボードを支持する多数のワイヤフレーム(ｗｉｒｅ ｆｒａｍｅ)と、
    使用者の手振れ量によって前記ボードを移動させて前記イメージセンサーの位置を補正する駆動装置と、
    を含むことを特徴とするカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  2. 前記ワイヤフレームは、前記ボードの４ヶ所を支持し、Ｕ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  3. 前記ワイヤフレームは、炭素鋼材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  4. 前記ワイヤフレームは、エポキシによりその両端が前記ハウジング及びボードにそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  5. 前記駆動装置は、前記ハウジングに対して前記ボードを第１の方向に直線往復運動させる第１の駆動装置と、前記ハウジングに対して前記ボードを第２の方向に直線往復運動させる第２の駆動装置と、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  6. 前記ボードが平板形状で、前記第１の方向は前記ボードの面と平行に延び、前記第２の方向は前記ボードの面と平行であると同時に前記第１の方向と垂直方向に延びていることを特徴とする請求項５に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  7. 前記第１の及び第２の駆動装置は、前記ボード上に装着される駆動素子と、
    前記駆動素子から延びてハウジング上に設置され、前記ボードを水平方向に直線往復運動させる第１の支持台と、
    前記ハウジング上に前記第１の支持台と平行に設置される第２の支持台と、
    前記第１の支持台に回動可能に結合される第１のリンクと、
    一端が前記第１のリンクに回動可能に結合され、他端が前記第２の支持台に回動可能に結合される第２のリンクと、
    をそれぞれ含むことを特徴とする請求項５に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  8. 前記カメラレンズアセンブリーを備えたカメラに設置され、前記第１及び第２の方向の各々における角速度の変化を測定して使用者の手振れ量を検出する角速度センサーと、
    前記ハウジング上に設置されるフォトダイオードと、
    発光ダイオードで構成され、前記ボード上の前記フォトダイオードに対応する位置に設置され、前記ハウジングに対する前記ボードの相対的な位置を検出する位置検出器と、
    前記角速度センサーから検出された手振れ量と前期位置検出器から検出された前記ハウジングに対する前記ボードの相対的な位置によって前記駆動装置を作動させる制御装置と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  9. 前記駆動素子は、超音波モーターであることを特徴とする請求項７に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  10. 前記駆動素子は、圧電素子であることを特徴とする請求項７に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。
  11. 前記駆動素子は、ステップモーターであることを特徴とする請求項７に記載のカメラレンズアセンブリーの手振れ補正装置。

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