JP2006119579A - カメラレンズアセンブリの手振れ防止装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化、軽量化が容易なカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置を提供する。
【解決手段】本発明は、カメラレンズアセンブリの手振れ防止装置であって、一面にイメージセンサーが取り付けられたボードと、前記ボードの一端部に設けられ、一平面上で第１の方向及び第２の方向に前記ボードを移動させるダブルアクチュエータと、第１の方向及び第２の方向に前記ボードの移動を案内し、前記カメラレンズアセンブリの光軸に対して前記ボードが回転することを防止するガイド手段とを含むことを特徴とする。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明はカメラ装置に関して、特に、カメラレンズアセンブリの手振れ防止装置(optical image stabilizer)に関するものである。
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサーとＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサーは、動画像及び静止画像を撮影する２次元センサーの一種であって、電子式カメラを構成するのに核心的な役割を果たす。特に、ＣＣＤセンサーは画質面でＣＭＯＳセンサーより優れた特性を有する。しかしながら、ＣＣＤセンサーは高い消耗電力及び複雑な構成を有する短所があった。その結果、ＣＭＯＳイメージセンサーの市場占有率が高くなっている。最近で、ＣＭＯＳセンサーは画質面でも一層改善されてきている。このようなイメージセンサーの発展は、携帯電話(cellular phone)のような携帯用端末機にもカメラ装置を設けるのに寄与している。
上記したイメージセンサーを使用する一般的な動画像及び静止画像の撮影カメラにおいて、カメラの外部的な要素による振れ、すなわち手振れ或いは車両搭載のような振動によって、不安定に振れる画像が撮影される場合が多い。このような不安定な画像を解消するために、その動きを補償する装置などが提案された。この動き安定化装置は、動き検出部と動き補正部分とに分けられる。
動き検出部は、ジャイロセンサー(Gyro Sensor)などによる装置の動きを予測する方法と画像信号処理により画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る。検出された動き情報から屈折可能なレンズ(アクティブプリズム)を使用して入射光を屈折させ、あるいはイメージセンサーの入力位置を調整することで、不安定な画像を解消し、鮮明な画像が得られる。
このようなカメラの動きによる不安定な画像解消のために、ボイスコイルモーター(voice coil motor)を用いてレンズを駆動させる技術が、特許文献１(1995. 3. 14)に開示されている。上記の画像安定化装置は、補正レンズの一側にピッチコイル(pitch coil)とピッチヨーク(pitch yoke)を設けて第１の方向に補正レンズを駆動させ、他側にヨーコイル(yaw coil)とヨーヨーク(yaw yoke)を設けて第１の方向に垂直な第２の方向に補正レンズを駆動させる構成である。すなわち、カメラの動きにしたがって補正レンズを駆動させ、光軸を元の位置に復帰させることにより、画像を安定化させることである。このような補正装置は、レンズの代わりにイメージセンサーを駆動させる場合にも同一の効果が得られる。
しかしながら、最近ではラップトップ(lap-top)コンピュータ、携帯電話のような携帯用端末機にカメラ装置が装着されて携帯用端末機の機能を拡張している。しかしながら、使用者の手振れなどによる画像を補正するための従来の補償装置は、携帯用端末機の小型化、軽量化に障害をもたらすという問題点があった。
米国特許第５，３９８，１３２号明細書
したがって、上記のような問題点を解決するための、本発明の目的は、小型化、軽量化が容易なカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、レンズまたはイメージセンサーを駆動するときに、駆動抵抗が小さく、レンズまたはイメージセンサーが望ましくない回転を行うことを防止することができるカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置を提供することにある。
上記のような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の手振れ防止装置であって、一面にイメージセンサーが取り付けられたボードと、前記ボードの一端部に設けられ、一平面上で第１の方向及び第２の方向に前記ボードを移動させるダブルアクチュエータと、第１の方向及び第２の方向に前記ボードの移動を案内し、前記カメラレンズアセンブリの光軸に対して前記ボードが回転することを防止するガイド手段とを含むことを特徴とする。
本発明によるカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置は、イメージセンサーが設けられたボードの一側にダブルアクチュエータを構成して第１の方向と前記第１の方向に垂直する第２の方向にボードを移動させる構成で、ボードを２方向に移動させるアクチュエータをボードの一側にすべて構成することにより、カメラレンズアセンブリの小型化が図られる効果がある。なお、ボードの移動は、ガイド手段により第１の方向と第２の方向に沿った直線運動のみが可能に行われるため、ボードの移動が円滑で、且つ、光軸に対してイメージセンサーが回転することを防止して製品の信頼性が向上する効果がある。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
本発明の説明において、関連した公知の機能或いは構成に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合に、その詳細な説明を省略する。
図１〜図３に示すように、本発明の望ましい実施形態による手振れ防止装置は、ボード１１３、ダブルアクチュエータ(double actuator)１０２、ガイド手段１０３とを備える。そして、この手振れ防止装置は、モジュールハウジング１１１内に設けられ、一つのセンサーアセンブリ１０１を構成する。
センサーアセンブリ１０１は、少なくとも一つのレンズ１９３が設けられる光チューブ構造物１９１を含むレンズアセンブリ１０９と共にカメラレンズアセンブリ１００を構成する。
ボード１１３は、その一面にイメージセンサー１１５が設けられ、ダブルアクチュエータ１０２の駆動力とガイド手段１０３の案内により、モジュールハウジング１１１内で移動する。すなわち、ダブルアクチュエータ１０２は、ジャイロセンサー(図示せず)などにより、カメラレンズアセンブリ１００の動きが検出されると、それによりボード１１３を駆動させる。
ダブルアクチュエータ１０２は、第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂと、第１及び第２のコイル１２３ａ、１２３ｂと、第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂとから構成される。第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂは、ボード１１３の一側面からそれぞれ対向するように延長され、イメージセンサー１１５の光軸に垂直の平面を提供する。すなわち、第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂの少なくとも一面は、イメージセンサー１１５と同一の方向を向ける。
第１の支持板１２１ａは、ボード１１３の一側面の上端から延長され、その一面には第１のコイル１２３ａが取り付けられる。したがって、第１のコイル１２３ａは、イメージセンサー１１５と並んで位置される。第２の支持板１２１ｂは、ボード１１３の一側面の下端から延長され、その一面には第２のコイル１２３ｂが取り付けられる。すなわち、第１及び第２のコイル１２３ａ、１２３ｂは対向する面に取り付けられる。このとき、第１のコイル１２３ａと第２のコイル１２３ｂは、それぞれ銅線が巻き取られた方向が直交する状態で、第１の支持板１２１ａと第２の支持板１２１ｂ上に設けられる。一方、図２Ｂに示すように、第１及び第２のコイル１２３ｃ(第１のコイルのみを示す)は、第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂのそれぞれにらせん(spiral)形態に印刷された回路パターンで構成可能である。
第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂは、それぞれ第１のコイル１２３ａと第２のコイル１２３ｂに対面する状態で離隔された位置に設けられる。第１及び第２のコイル１２３ａ、１２３ｂは、第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂとそれぞれ対面するように設けられることにより、第１及び第２のコイル１２３ａ、１２３ｂに電流が印加されると、磁場(magnetic field)が発生する。この磁場は、第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂの磁場と相互作用して、ボード１１３を駆動させるボイスコイルモーター(voice coil motor)が構成される。
第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂを設けるために、ダブルアクチュエータ１０２は少なくとも一対のヨーク１２９を備え、構成に応じては、第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂの間に介在されるヨークを更に備える。ヨーク１２９は、それぞれ第１及び第２の支持板１２１ａ、１２１ｂと対面するように設けられ、その内側面に第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂがそれぞれ設けられる。したがって、第１及び第２の磁性体１２５ａ、１２５ｂは、それぞれ第１及び第２のコイル１２３ａ、１２３ｂに対面する。
ダブルアクチュエータ１０２の第１のコイル１２３ａに電流が印加されて発生した駆動力は、ボード１１３を第１の方向Ｘに移動させる。一方、ダブルアクチュエータ１０２の第２のコイル１２３ｂに電流が印加されて発生した駆動力は、ボード１１３を第１の方向Ｘに対して垂直な第２の方向Ｙに移動させる。また、第１のコイル１２３ａと第２のコイル１２３ｂに同時に電流が印加されると、その駆動力に従って第１の方向Ｘ又は第２の方向Ｙに対して傾斜した対角線方向にボード１１３を移動させる。
ガイド手段１０３は、ボード１１３の他面に設けられ、モジュールハウジング１１１内でボード１１３の位置を安定させ、且つ、ダブルアクチュエータ１０２が作動するにしたがってボード１１３の移動を案内する。
ガイド手段１０３は、第１のスライダー１３１と、第１のガイド軸１３２と、一対の第２のスライダー１３３と、一対の第２のガイド軸１３４を含む。
第１のスライダー１３１は、ボード１１３の他面に固定され、第１の方向Ｘに延長される貫通孔１３１ａを備える。図示のように、第１のスライダー１３１は一般的な六面体形状であるが、ボード１１３に堅固に付着されるために、その上面をより広く形成して四角形で構成し、或いは支持片などを形成することができる。
第１のガイド軸１３２は、第１の方向Ｘに延長されて第１のスライダー１３１の貫通孔１３１ａに摺動(slide)自在に係合される。結果的に、第１のスライダー１３１は第１のガイド軸１３２上で第１の方向Ｘに摺動しつつ、ダブルアクチュエータ１０２が動作する。それにより、ボード１１３が第１の方向Ｘに移動することを案内する。
第２のスライダー１３３は、第１のガイド軸１３２の両端部にそれぞれ固定され、第２の方向Ｙに延長される貫通孔１３３ｂがそれぞれ形成される。
第２のガイド軸１３４は、第２の方向Ｙに延長されて第２のスライダー１３３の貫通孔１３３ａに摺動自在に係合される。結果的に、第２のスライダー１３３は第２のガイド軸１３４上で第２の方向Ｙに摺動しつつ、ダブルアクチュエータ１０２が動作するにしたがって、ボード１１３が第２の方向Ｙに移動することを案内する。一方、図示していないが、第２のガイド軸１３４の両端はそれぞれモジュールハウジング１１１の内側面に固定される。
上記のように構成されたガイド手段１０３は、ダブルアクチュエータ１０２が駆動するにしたがって、ボード１１３が第１又は第２の方向Ｘ、Ｙに移動することを案内する。このとき、第１のスライダー１３１は、第１の方向Ｘのみに摺動可能で、第２のスライダー１３３は、第２の方向Ｙのみに摺動可能である。また、ボード１１３はダブルアクチュエータ１０２の駆動により、第１及び第２のスライダー１３１、１３３の案内を受けて移動する。それにより、ボード１１３は、直線運動のみが可能となる。すなわち、ボード１１３は、レンズ１９３とイメージセンサー１１５上に構成される光軸に対する回転が不可能になる。
つまり、ガイド手段１０３は、ボード１１３が第１及び第２の方向Ｘ、Ｙに移動するのを円滑にし、同時にイメージセンサー１１５が光軸に対して回転するのを防止することによって、カメラレンズアセンブリ１００は安定した画像を撮影することが可能となる。
以上、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を外れない限りで、様々な変形が可能であることは、当該分野で通常の知識を有する者には自明なことであろう。
本発明の望ましい実施形態による手振れ防止装置を備えるカメラレンズアセンブリの構成を示す図である。 図１に示したカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置を示す分離斜視図である。 図１に示したカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置を示す分離斜視図である。 図２Ａ，２Ｂに示した手振れ防止装置が組み立てられた形態を示す側面図である。 図２Ａ，２Ｂに示した手振れ防止装置のガイド手段を示す分離斜視図である。
符号の説明
１００…カメラレンズアセンブリ
１０１…センサーアセンブリ
１０２…ダブルアクチュエータ
１０３…ガイド手段
１０９…レンズアセンブリ
１１１…モジュールハウジング
１１３…ボード
１１５…イメージセンサー
１２１ａ…第１の支持板
１２１ｂ…第２の支持板
１２３ａ…第１のコイル
１２３ｂ…第２のコイル
１２５ａ…第１の磁性体
１２５ｂ…第２の磁性体
１２９…ヨーク
１９１…光チューブ構造物
１９３…レンズ

Claims (18)

  1. カメラレンズアセンブリの手振れ防止装置であって、
    一面にイメージセンサーが取り付けられたボードと、
    前記ボードの一端部に設けられ、一平面上で第１の方向及び第２の方向に前記ボードを移動させるダブルアクチュエータと、
    第１の方向及び第２の方向に前記ボードの移動を案内し、前記カメラレンズアセンブリの光軸に対して前記ボードが回転することを防止するガイド手段と
    を含むことを特徴とするカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  2. 前記ダブルアクチュエータは、
    前記ボードの一側面からそれぞれ対向するように延長され、前記光軸に垂直の平面を提供する第１及び第２の支持板と、
    前記第１及び第２の支持板の対向する面にそれぞれ設けられる第１及び第２のコイルと、
    前記第１及び第２のコイルに離隔状態で対面するように設けられる第１及び第２の磁性体と
    を備えており、
    前記第１及び第２のコイルに電流が印加されるときに前記ボードを移動させる駆動力を発生すること
    を特徴とする請求項１記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  3. 前記ボードは、前記第１のコイルに電流が印加されるときに前記第１の方向に移動し、前記第２のコイルに電流が印加されるときに前記第２の方向に移動することを特徴とする請求項２記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  4. 前記第１及び第２の磁性体がそれぞれ取り付けられる一対のヨークを備えることを特徴とする請求項２記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  5. 前記第１の支持板と第２の支持板との間にヨークをさらに備えることを特徴とする請求項２記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  6. 前記ガイド手段は、
    前記ボードの他面に固定され、前記第１の方向に延長される貫通孔が形成された第１のスライダーと、
    前記第１の方向に延長され、前記第１のスライダーの貫通孔に摺動自在に係合される第１のガイド軸と、
    前記第１のガイド軸の両端にそれぞれ固定され、前記第２の方向に延長される貫通孔がそれぞれ形成された一対の第２のスライダーと、
    前記第２の方向に延長され、前記第２のスライダーの貫通孔にそれぞれ摺動自在に係合される１対の第２のガイド軸と
    を含むことを特徴とする請求項１記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  7. 前記手振れ防止装置は、少なくとも一つのレンズを備えるレンズアセンブリに装着されることを特徴とする請求項１記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  8. 前記第１の方向は前記第２の方向の垂直方向であることを特徴とする請求項１記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  9. 前記カメラレンズアセンブリの移動が感知されると、前記ダブルアクチュエータは前記ボードを駆動させることを特徴とする請求項１記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  10. カメラレンズアセンブリの手振れ防止装置であって、
    ハウジングと、
    第１のコイルが巻き取られた第１の支持板と、第２のコイルが巻き取られた第２の支持板とを含むボードと、
    第１の方向及び第２の方向に前記ボードを移動させるアクチュエータと
    を備え、
    前記第１及び第２のコイルに電流が印加されると、前記ボードが移動することを特徴とするカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  11. 前記アクチュエータは、前記第１のコイルと第２のコイルにそれぞれ対面する第１の磁性体と第２の磁性体とを更に備えることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  12. 前記第１のコイルと第２のコイルに同時に電流が印加されると、前記ボードは第１及び第２の方向の対角線に移動することを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  13. 前記ボードの一面に設けられるイメージセンサーを更に備えることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  14. 前記ボードが第１及び第２の方向に移動することを案内し、且つ、前記カメラレンズアセンブリの光軸に対して回転することを制限するガイド手段を更に備えることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  15. 前記ガイド手段は、
    前記ボードの他面に固定され、前記第１の方向に延長される貫通孔が形成された第１のスライダーと、
    前記第１の方向に延長され、前記第１のスライダーの貫通孔に摺動自在に係合される第１のガイド軸と、
    前記第１のガイド軸の両端にそれぞれ固定され、前記第２の方向に延長される貫通孔がそれぞれ形成された１対の第２のスライダーと、
    前記第２の方向に延長され、前記第２のスライダーの貫通孔にそれぞれ摺動自在に係合される１対の第２のガイド軸と
    を含むことを特徴とする請求項１４記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  16. 前記手振れ防止装置は、少なくとも一つのレンズを備えるレンズアセンブリに装着されることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  17. 前記第１の方向は前記第２の方向の垂直方向であることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
  18. 前記カメラレンズアセンブリの移動が感知されると、前記アクチュエータは前記ボードを駆動させることを特徴とする請求項１０記載のカメラレンズアセンブリの手振れ防止装置。
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