JP2007127864A - 撮像装置、レンズの駆動方法、及び、レンズの駆動プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの駆動に圧電素子を用いても、衝撃が撮影に影響を与えにくい撮像装置、及び、レンズの駆動方法を提供する。
【解決手段】撮像装置における制御部１０８は、筐体の開閉検出用回路５００から、開閉検出用回路５００内に備わる開閉検出用ホール素子が検出する磁力に対応した電圧値が供給され、予め定めた閾値と対比させて、筐体の開閉状態を判別する。制御部１０８は、閉状態から開状態、若しくは、閉状態から開状態に変化したことを判別した場合、レンズの位置がずれた可能性が高いとして、レンズの位置を再設定し、ピントのずれを防ぐことが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置、レンズの駆動方法、及び、レンズの駆動プログラムに関する。

折り畳み型のカメラ付き携帯電話に備えられる、小型・薄型が求められるカメラユニットでは、従来より、外部のレバー操作でマクロモード−標準モードの切り替えを行っていた。また、近年では、小型のステップモータを備え、これによりレンズを動かすＡＦ（オートフォーカス）機能を備えるものもある。

しかし、ステップモータでは、小型化するにしても限りがある。これに代わり、さらに軽量・小型化可能な圧電素子（ピエゾ素子）をカメラユニットに備え、これによりカメラユニット内のレンズを動かす手法が利用されるようになってきている。圧電素子は、印加された電圧の大きさに応じて、圧電素子を変形させる性質をもつ。この性質をもつ圧電素子をカメラユニットに備え、駆動信号としての電圧をこの圧電素子に供給し、圧電素子を変形させることで、レンズを駆動する。上記の圧電素子でレンズを駆動するレンズ駆動装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

また、圧電素子でレンズを駆動させる場合、圧電素子を用いた振動型アクチュエータの振動を駆動力としてレンズを移動させる。この振動方向にはレンズは可動であるので、レンズを移動させた後に、レンズやレンズ駆動装置に衝撃等が加えられると、レンズは移動してしまう。特に、変形機構を備えた折り畳み型のカメラ付き携帯電話の場合、カメラを起動した後に、折り畳み型の携帯電話の筐体を開閉させる等の変形操作が必要な場合があり、この操作により、レンズやレンズ駆動装置に衝撃が加えられ、レンズが移動してしまうことが多い。この状態で撮影を行えば、ユーザの所望のズーム倍率とは異なったり、ピントがずれてしまう等の問題がある。
このような問題を解決するため、レンズの位置を固定するための何らかの機構を設けることも考えられるが、装置が大型化すると共にロック／リリースの制御が複雑になってしまう。
特開２００４−２９４７５９号公報

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、レンズの駆動に圧電素子を用いても、衝撃が撮影に影響を与えにくい撮像装置、及び、レンズの駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る撮像装置は、
第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係を変更するための変形機構とを備える撮像装置において、
レンズと、
前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、
圧電素子を具備し、前記圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像手段との距離を調整する調整手段と、
前記調整手段による調整の後、前記変形機構により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出するための検出手段と、
前記検出手段により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出すると、前記調整手段に対し再調整をするよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

このとき、前記レンズは複数のレンズ群からなり、前記圧電素子は前記レンズ群の夫々のレンズを駆動させるようにしてもよい。

また、前記変形機構は、前記第１の筐体と前記第２の筐体との夫々の端部に接続され、前記端部を中心に回転して前記第１の筐体と前記第２の筐体とが重なるように変形されるようにしてもよい。

また、前記変形機構は、前記第１の筐体と前記第２の筐体との前後関係をスライドにより変形させる機構であってもよい。

また、本発明第２の観点に係るレンズの駆動方法は、
第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係を変更するための変形機構とを備える撮像装置のレンズの駆動方法であって、
レンズと撮像部との間に位置する圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像部との距離を調整する調整ステップと、
前記調整ステップによる調整の後、前記変形機構により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出するための検出ステップと、
前記検出ステップにより第１の筐体の開閉を検出すると、前記調整ステップに再調整をするよう制御する制御ステップと、
からなることを特徴とする。

また、本発明第３の観点に係るレンズの駆動プログラムは、
コンピュータを、
レンズと撮像部との間に位置する圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像部との距離を調整する調整手段、
前記調整手段による調整の後、前記レンズ及び前記撮像装置が備えられた第１の筐体と前記第１の筐体に対し変形機構により接続された第２の筐体との位置関係が、前記変形機構により変更されたことを検出するための検出手段、
前記検出手段によって変更されたことを検出すると、前記調整手段に再調整をするよう制御する制御手段、
として機能させる。

本発明によれば、カメラの起動中に、携帯電話の筐体同士の位置関係が変更され、ユーザの意図に反してレンズの位置が移動してしまう場合に、レンズの位置を再調整することが可能となる。これにより、レンズの位置のずれによって生じるズーム倍率のずれはなくなり、撮影写真がユーザの所望のズーム倍率と異なることへのユーザの不快感は解消される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るレンズ制御装置を備える折り畳み型の携帯電話２００の外観図である。このうち、図１（ａ）は、携帯電話２００の蓋部２０５を開いた状態での表側の外観を示し、図１（ｂ）は、蓋部２０５を開いた状態での裏側の外観を示している。

図示するように、携帯電話２００は、変形機構として、蓋部２０５と本体部２０７の各一端部を回動部２０６で連結した構成を有し、折り畳み可能である。

携帯電話２００は、一般の携帯電話と同様に、通話用スピーカ２０１、メイン表示部２０２、キー入力部２０３、通話用マイク２０４、サブ表示部２０９、カメラユニット２１０、ストロボ用ＬＥＤ(Light Emitting Diode)２１１、ステレオスピーカ２１２、充電池２１３、等を備える。

これらの構成のうち、キー入力部２０３は、カメラ起動用のカメラキー２０８ａ、シャッター操作用の決定キー２０８ｂ、オートフォーカスで被写体に合焦させた状態を保持するためのオートフォーカスロックキー２０８ｃ、ズーム倍率を調整するためのカーソルキー２０８ｄ等を備える。

また、図２に示すように、携帯電話２００の蓋部２０５と本体部２０７の内部には、開閉検出用磁石５０１と、開閉検出用ホール素子５０２とが内蔵される。蓋部２０５の開閉に連動して、開閉検出用磁石５０１と開閉検出用ホール素子５０２との距離は変動する。この距離の変動に伴って開閉検出用ホール素子５０２が検出する磁界強度が変化するため、開閉検出用ホール素子５０２の出力電圧から携帯電話２００の筐体の開閉状態を検出・判別する。

さらに、携帯電話２００は、この開閉状態が、開いた状態であっても閉じた状態であってもカメラユニット２１０により、被写体を撮像可能である。そのカメラユニット２１０の構造を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）は、カメラユニット２１０の正面構造を示し、図３（ｂ）は、カメラユニット２１０の側面構造を示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、カメラユニット２１０は、撮像ユニット３０７と、撮像ユニット３０７に外光を導くレンズ系（以下、単にレンズ）３０４と、レンズ３０４の位置をその光学軸方向に移動する駆動機構３０９とを備える。

撮像ユニット３０７は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)等から構成され、入射光をドットマトリクスデータに変換する。
レンズ３０４は、レンズホルダ３０３に収容されており、レンズホルダ３０３と一体に移動する。レンズ３０４の移動により、撮像ユニット３０７の被写体のサイズ（正確には被写体が含まれる画角）が変化する。即ち、ズーム倍率が変化する。

駆動機構３０９は、圧電素子（例えば、ピエゾ素子）３０６と、駆動軸３０２と、ＦＰＣＢ(Flexible Print Circuit Board)４０１と、錘４０２と、ＳＵＳ板４０３と、押さえ板３０１と、押さえバネ３０５と、を備える振動型アクチュエータから構成され、レンズ３０４の位置をその光学軸方向に移動する。

圧電素子３０６は印加電圧に応じて伸縮する。駆動軸３０２は、圧電素子３０６の一面に固着され、レンズ３０４のレンズホルダ３０３と押さえ板３０１との間に挟持される。ＦＰＣＢ４０１は、圧電素子３０６の他面に固定され、圧電素子３０６を駆動する駆動信号を生成する駆動回路が形成されている。錘４０２は、ＦＰＣＢ４０１に固定され、駆動軸３０２を支えている。ＳＵＳ板４０３は、金属製板状部材から構成され、錘４０２をカメラユニット２１０に固定する。

押さえ板３０１は、レンズホルダ３０３との間に駆動軸３０２を挟持する。押さえバネ３０５は、押さえ板３０１を下方向に付勢し、レンズホルダ３０３と駆動軸３０２との間に適切な摩擦を与える。

また、圧電素子３０６は、図４（ａ）と（ｂ）に示すように、ＦＰＣＢ４０１からの制御（駆動）信号によって伸縮し、圧電素子３０６の伸縮に伴って、駆動軸３０２の位置も移動する。
ここで、圧電素子３０６が低速に伸縮して、駆動軸３０２が低速に移動すると、駆動軸３０２とレンズホルダ３０３との間の摩擦力によって、レンズホルダ３０３も移動する。しかし、圧電素子３０６の伸縮の速度が高速の場合は、慣性のために摩擦部分が滑り、レンズホルダ３０３は、ほとんど移動せずに、ほぼ同じ位置にとどまる。

従って、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態に低速で変化し、図４（ｂ）から図４（ａ）の状態に高速で変化する動作を繰り返すことにより、レンズ３０４を図３（ａ）、（ｂ）の符号Ｙ１で示す方向に移動することができる。同様に、図４（ｂ）から図４（ａ）の状態に低速で変化し、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態に高速で変化する動作を繰り返すことにより、レンズ３０４を図３（ａ）、（ｂ）の符号Ｙ２で示す方向に移動することができる。

また、カメラユニット２１０は、レンズ３０４の位置を測定するための位置測定機構を備える。この位置測定機構は、レンズホルダ３０３に固着された磁石３１０（図３（ａ）に示す）とカメラユニット２１０の外枠に配置されたホール素子３０８とから構成される。レンズホルダ３０３の位置に応じて、磁石３１０とホール素子（Ｈ／Ｓ）３０８との間の距離が変化し、距離の変化に伴ってホール素子３０８が検出する磁界強度が変化するため、ホール素子３０８の出力からレンズホルダ３０３の位置を検出・判別する。

次に、この携帯電話２００の回路構成について説示する。
携帯電話２００の内部回路は、図５に示すように、制御部１０８、様々な指示や情報を入力するためのキー入力部２０３、前述の撮像ユニット３０７、前述のホール素子３０８、画像メモリ１２１、ＲＡＭ１２２、筐体の開閉状態を検出する開閉検出用回路５００、駆動回路１１１等を備える。

制御部１０８は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)１２２、ＲＯＭ(Read Only Memory)などを含むマイクロプロセッサ等から構成され、ＲＯＭに記憶されている動作プログラムに基づいて、この携帯電話２００内の各部の動作を制御する。特に、本実施形態においては、制御部１０８は、キー入力部２０３からの指示に従って、撮像関係の処理を実行する。例えば、制御部１０８は、決定キー２０８ｂの操作に応答して、駆動回路１１１を制御して、圧電素子３０６を駆動させて、レンズ３０４の位置を調整する。また、開閉検出用回路５００からの検出信号（出力電圧）に基づいて筐体の開閉状態を検出し、回動部２０６により蓋部２０５と本体部２０７とが開状態から閉状態になったときや、開状態から閉状態になったときに、レンズ３０４の位置を再調整する。さらに、キー入力部２０３からの指示に従って、撮像ユニット３０７からの画像を取り込んで画像メモリ１２１に格納する等の処理を行う。
また、制御部１０８は、カメラユニット２１０が撮像可能な状態であるか否かを示すフラグを備える。カメラユニット２１０に電源が供給され撮像可能な状態であるとき、このフラグを１にし、カメラユニット２１０に電源が供給されていないとき、このフラグを０にする。

キー入力部２０３は、カメラキー２０８ａの操作に応答してカメラ起動の指示、決定キー２０８ｂの操作に応答したシャッター指示（画像取り込み指示）、カーソルキー２０８ｄの操作に応じたズームイン（倍率増加）又はズームアウト（倍率低下）の指示を制御部１０８に供給する。
撮像ユニット３０７は、撮像画像の画像データを制御部１０８に供給する。
ホール素子３０８は、検出した磁力に基づいて、レンズ３０４の位置を示す信号を制御部１０８に供給する。
画像メモリ１２１は、フラッシュメモリなどから構成され、撮影された画像データを格納する。

駆動回路１１１は、ＦＰＣＢ４０１に実装され、制御部１０８からの指示に従ってレンズ３０４を移動するための駆動信号を生成して圧電素子３０６に供給する。
この駆動回路１１１は、電源部１０１、駆動波形発生部１０２、第一のインバータ回路１０４、第二のインバータ回路１０５、電流制限抵抗Ｒ、電源安定化用コンデンサＣ、等から構成される。

各インバータ回路１０４、１０５はＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）１０４ａ、１０５ａとＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ１０４ｂ、１０５ｂとから構成された相補型（ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor））のインバータ回路である。

電源部１０１は、電子回路に電源電圧Ｖｃｃを供給する。駆動波形発生部１０２は制御部１０８からの指示に応答し、圧電素子３０６を制御するための一対の駆動信号を発生させ、一方の駆動信号を配線１０３ａを通して第一のインバータ回路１０４に供給し、もう一方の駆動信号を、配線１０３ｂを通して第二のインバータ回路１０５に供給する。ＭＯＳＦＥＴ１０４ａ、１０４ｂのゲート電圧に供給された信号の電圧がハイレベルの場合は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ１０４ｂのみがオンになり、圧電素子３０６の左側の電極の電圧はローレベルになる。逆に、ＭＯＳＦＥＴ１０４ａ、１０４ｂのゲート電圧に供給された信号の電圧がローレベルの場合は、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ１０４ａのみがオンになり、圧電素子３０６の左側の電圧はほぼ電源電圧Ｖｃｃになる。同様に、ＭＯＳＦＥＴ１０５ａ、１０５ｂのゲート電圧に供給された信号の電圧がハイレベルの場合は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ１０５ｂのみがオンになり、圧電素子３０６の右側の電極の電圧はローレベルになる。逆に、ＭＯＳＦＥＴ１０５ａ、１０５ｂのゲート電圧に供給された信号の電圧がローレベルの場合は、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ１０５ａのみがオンになり、圧電素子３０６の右側の電圧はほぼ電源電圧Ｖｃｃになる。

一例を示すと、駆動波形発生部１０２は、制御部１０８からズームアウト（ズーム倍率減少）の指示を受けると、図６（ａ）、（ｂ）（横軸：時間、縦軸：電圧）に示すような、二つの独立した電圧波形ＷＡ、ＷＢを発生し、図６（ａ）の電圧波形ＷＡを配線１０３ａを介して第一のインバータ回路１０４に、図６（ｂ）の電圧波形ＷＢを配線１０３ｂを介して第二のインバータ回路１０５に供給する。両電圧波形ＷＡ、ＷＢにより、圧電素子３０６の両端の電極には、図６（ｃ）のような電圧が印加される。なお、図６（ｃ）では、図５に示す圧電素子３０６の右側電極の電圧が左側の電極の電圧より高い状態を正とする。電圧波形ＷＡがローレベルで、電圧波形ＷＢがハイレベルである場合に、圧電素子３０６の印加電圧は−Ｖｐとなる。また、電圧波形ＷＡがハイレベルで、電圧波形ＷＢがローレベルである場合に、圧電素子３０６の印加電圧はＶｐとなる。

圧電素子３０６に、図６（ｃ）のような電圧が印加されると、圧電素子３０６は、図６（ｄ）に示すように、高速に縮み、低速で伸びる動作を繰り返し、レンズホルダ３０３及びレンズ３０４は前方（図３（ｂ）左側）に移動し、レンズ３０４を撮像ユニット３０７から遠ざける。

また、駆動波形発生部１０２は、制御部１０８からズームアップの指示を受けると、図６（ａ）に示す電圧波形ＷＡを配線１０３ｂを介して第一のインバータ１０５に供給し、図６（ｂ）に示す電圧波形ＷＢを配線１０３ａを介して第二のインバータ１０４に供給する。このため、圧電素子３０６には、図６（ｃ）に示す電圧波形の極性を反転した電圧が印加され、圧電素子３０６は、図６（ｄ）に示す変位を反転した変位を示す。即ち、高速に伸び、低速で縮む動作を繰り返す。従って、レンズホルダ３０３及びレンズ３０４は後方（図３（ｂ）右側）に移動し、レンズ３０４を撮像ユニット３０７に徐々に近づける。

開閉検出用回路５００は、図２に示す開閉検出用ホール素子５０２を備え、開閉検出用磁石５０１から受ける磁界の強度を電圧に変換して、変換した電圧を制御部１０８に供給する回路である。カメラ起動後に、回動部２０６により蓋部２０５と本体部２０７との開閉が行われた場合、開閉の衝撃でレンズ３０４の位置がずれてしまう虞がある。そこで、開閉検出用回路５００は、筐体の開閉を検出して、制御部１０８に通知するものである。

さらに、本実施形態に係る携帯電話２００は、衝撃検出回路１１０を備えるものとして説明する。ただし、本発明では、衝撃検出回路１１０を備える必要はない。衝撃検出回路１１０は、ＦＰＣＢ４０１に実装され、この携帯電話２００に何らかの衝撃・外力が加わったことを検出する回路である。前述のように、レンズ３０４は、レンズホルダ３０３と駆動軸１０２との間の摩擦力によりその位置が保持されている。従って、衝撃などの外力が加わると、位置ずれが生ずるおそれがある。そこで、衝撃検出回路１１０は、この衝撃を検出して、制御部１０８に通知するものである。

ここで、圧電素子３０６は、印加電圧に応じて変形する性質と共に、外力が加わって変形すると、電圧を発生する性質を有する。この衝撃検出回路１１０は、圧電素子３０６のこの性質を利用して、外力の印加を検出するものであり、圧電素子３０６の両端電極の電位差を増幅するオペアンプ１０６と、オペアンプ１０６の出力電圧をアナログディジタル変換するＡ／Ｄコンバータ１０７とから構成され、例えば、ＦＰＣＢ４０１に実装される。このようにレンズ３０４の駆動用と、衝撃の検出用とで同一の圧電素子３０６を用いることで、圧電素子３０６の伸縮方向と、圧電素子３０６に加わる検出すべき振動方向とを一致させることができ、省スペース化も図れる。

次に、オペアンプ１０６は、圧電素子３０６で発生した微小な電圧差を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１０７に供給する。Ａ／Ｄコンバータ１０７は供給された電圧差（アナログ値）をディジタル値に変換し、制御部１０８に供給する。制御部１０８は、Ａ／Ｄコンバータ１０７から供給されたディジタル値から、圧電素子３０６の電力があるレベル以上か否かを判別することにより、レンズ３０４の移動可能方向に何らかの衝撃・外力が加わったか否かを判別する。

次に、上記構成を有する携帯電話２００の動作を図７〜図１０のフローチャートを参照して説明する。
ユーザが携帯電話２００で写真をとりたい時に、ユーザが図１のカメラキー２０８ａを押下する。制御部１０８は、このキー操作に応答して、撮像モードを設定し、カメラユニット２１０を起動すると共に撮像ユニット３０７で取得した画像をメイン表示部２０２に供給して表示する動作を開始する。

ユーザは、表示画像を拡大又は縮小したい場合、カーソルキー２０８ｄを適宜操作する。
制御部１０８は、このキー操作に応答して、図７のフローチャートに示す処理を開始し、まず、衝撃検出回路１１０をオフする（ステップＳ１０１）。オフする手法は、電源の供給を停止する、制御部１０８への入力をマスクする等、任意である。衝撃検出回路１１０をオフする理由は、駆動波形発生部１０２が発生する駆動信号を衝撃による電圧として誤検出しないためである。

次に、制御部１０８は、このキー操作に応答して、圧電素子３０６を駆動するピエゾ駆動処理を開始する（ステップＳ１０２）。ここで、例えば、カーソルキー２０８ｄの上部が押下されれば、制御部１０８は、ズームインの指示と判断し、駆動波形発生部１０２に、図６（ａ）、（ｂ）に示す駆動波形ＷＡとＷＢをインバータ１０４と１０５にそれぞれ供給させるように指示する。また、カーソルキー２０８ｄの下部が押下されれば、制御部１０８は、ズームアウトの指示と判断し、駆動波形発生部１０２に、図６（ａ）、（ｂ）に示す駆動波形ＷＡとＷＢをインバータ１０５と１０４にそれぞれ供給させるように指示する。これにより、圧電素子３０６には、図６（ｃ）に示す駆動電圧波形又はその反転電圧波形が印加され、圧電素子３０６が伸縮を繰り返して、レンズ３０４の位置を制御する。

制御部１０８は、レンズの移動処理が終了したか否か、即ち、カーソルキー２０８ｄの押下が終了したか否か、或いは、レンズ３０４が終端に達したか否か（ホール素子３０８の検出レベルから判定できる）を判別し（ステップＳ１０３）、終了していないと判別した場合は（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、駆動波形発生部１０２の動作を継続させる（ステップＳ１０２）。これにより、ユーザは、所望の位置にレンズ３０４を移動させ、所望のズーム倍率で撮影することができるようになる。

なお、本実施形態では、レンズ３０４の被写界深度は深く、レンズ３０４の移動可能範囲内で、常に合焦した状態であるものとする。

一方、ステップＳ１０３において、終了したと判別した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部１０８は、ホール素子３０８の出力電圧を測定し、測定値を制御部１０８内の内部メモリ（例えば、図５に示すＲＡＭ１２２等）に記憶する（ステップＳ１０４）。この値は、その時点でのレンズの位置を示す。

続いて、開閉検出用回路５００をオン状態とし（ステップＳ１０５）、開閉検出用ホール素子５０２が検出した磁力を電圧に変換して、制御部１０８へ供給可能な状態とする。

さらに、衝撃検出回路１１０をオン状態とし（ステップＳ１０６）、圧電素子３０６の起電圧を測定可能な状態とする。以上で、今回の処理は終了する。

この状態で、決定キー２０８ｂが押下されると、制御部１０８は、図８の処理を開始し、撮像ユニット３０７の撮像画像を取り込み、画像メモリ１２１に格納する（ステップ２０１）。

ステップＳ１０５で、開閉検出用回路５００をオンにしたのは、ユーザがカメラを使用している間に、この携帯電話２００の蓋部２０５と本体部２０７との開閉が回動部２０６により行われると、レンズ３０４の位置がずれる可能性があり、この位置ずれを補正するためである。
このとき、開閉検出用回路５００は、開閉検出用ホール素子５０２が検出した磁力を電圧に変換し、Ａ／Ｄコンバータ１０７等でディジタル信号に変換して、制御部１０８へその信号を供給する。

制御部１０８は、ステップＳ１０５で、開閉検出用回路５００がオン状態にされたときに、図９のフローチャートに示す開閉検出処理を開始する。まず、制御部１０８は、回動部２０６により開閉されたか否かを判別する（ステップＳ３０１）。具体的には、開かれた場合は、制御部１０８は、開閉検出用回路５００から供給されたディジタル値が、所定の閾値よりも小さいか否かを判別する。また、閉じられた場合は、制御部１０８は、開閉検出用回路５００から供給されたディジタル値が、所定の値よりも大きいか否かを判別する。これらの閾値は、予め設定しておいた値である。

制御部１０８は、開閉されたと判別した場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、記憶されているレンズ位置と、ホール素子３０８から供給される現在のレンズ位置との差分を求め、レンズ３０４の移動方向・移動量などを駆動波形発生部１０２に供給し、レンズ３０４を図７のステップＳ１０４で記憶された位置へ移動（復帰）させる（ステップＳ３０２）。
このとき、制御部１０８は、ホールセンサ３０８の出力をモニタし、レンズ３０４が適切な位置に復帰するまで、駆動波形発生部１０２を制御する。
その後、制御部１０８は、カメラが撮影可能な状態か否か判別する（ステップＳ３０３）。これは、制御部１０８が上述した制御部１０８に備わるフラグを参照して判別する。

一方、制御部１０８は、開閉されていないと判別した場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、レンズ３０４の位置を補正せずに、カメラが撮影可能な状態か否か判別する（ステップＳ３０３）。

制御部１０８は、撮像可能な状態であると判別した場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、再度ステップＳ３０１に処理を戻し、蓋が開閉されたか否かを判別する。また、撮像可能な状態ではなく、撮像モードが終了していると判別した場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、開閉検出処理を終了し、次の操作を待機する。

以上説明したように、本実施形態に係る携帯電話２００では、制御部１０８は、開閉検出用回路５００から供給された値から、筐体の開閉が行われたか否かを判別することにより、レンズ３０４の位置ずれを防ぐことが可能となる。

また、図７のフローチャートのステップＳ１０６で、衝撃検出回路１１０をオンにしたのは、一度、レンズ３０４の位置を元の位置に移動させた後に、開閉とは異なる手ぶれ等による衝撃や外力が携帯電話２００に加わったときに、レンズ３０４の位置ずれを補正するためである。

ステップＳ１０６で、衝撃検出回路１１０がオン状態にされた後に、携帯電話２００に何らかの衝撃や外力が加わると、圧電素子３０６が歪み、微小な電圧差が発生する。オペアンプ１０６は、圧電素子３０６で発生したこの微小な電圧差を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１０７に供給する。Ａ／Ｄコンバータ１０７は供給された電圧差（アナログ値）をディジタル値に変換し、制御部１０８に供給する。

制御部１０８は、Ａ／Ｄコンバータ１０７からディジタル値が供給されると、例えば、これを割込信号として取り込み、図１０のフローチャートに示す衝撃検出割込処理を開始する。まず、制御部１０８は、供給されたディジタル値が、所定の閾値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４０１）。この閾値は、予め設定しておいた値であり、撮影レンズ３０４が移動してしまう程度の最小の値に設定しておく。

制御部１０８は、Ａ／Ｄコンバータ１０７から供給されたディジタル値が閾値よりも大きいと判別した場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、記憶されているレンズ位置と、ホール素子３０８から供給される現在のレンズ位置との差分を求め、レンズ３０４の移動方向・移動量などを駆動波形発生部１０２に供給し、レンズ３０４を図７のステップＳ１０４で記憶された位置へ移動（復帰）させる（ステップＳ４０２）。
このとき、制御部１０８は、ホールセンサ３０８の出力をモニタし、レンズ３０４が適切な位置に復帰するまで、駆動波形発生部１０２を制御する。

一方、制御部１０８は、Ａ／Ｄコンバータ１０７から供給されたディジタル値が閾値よりも小さいと判別した場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、レンズ３０４の位置を補正せずに、衝撃検出割込処理を終了し、次の操作を待機する。

以上説明したように、本実施形態に係る携帯電話２００では、制御部１０８は、衝撃検出回路１１０から供給された値が、予め定めた閾値よりも大きいか否かを判別することにより、レンズ３０４の位置ずれの発生を検出できる。さらに、位置ずれの発生を検出した場合に、レンズ３０４の位置を再設定するので、ズーム倍率がずれたまま撮影することを防ぐことが可能となる。
また、レンズ３０４の位置を固定するためのストッパなどを配置する必要がなく、小型軽量化に資する。

（実施形態２）
上記実施形態１では、レンズ３０４の被写界深度が深く、レンズ３０４の移動範囲内で常に合焦しているという構成のカメラユニット２１０について説明したが、本発明はより高性能なカメラユニットなどにも適用可能であり、例えば、ズームとピントとを独立して調整可能なカメラユニットにも適用可能である。

このような調整が可能な場合、例えば、図３に示すレンズ３０４の位置に、位置調整が可能な複数のレンズを配置し、レンズに振動型アクチュエータと駆動回路を配置し、さらに、各レンズの位置を検出可能とする。
複数のレンズと、複数の振動型アクチュエータ及び駆動回路とを個別に配置することで、ズーム倍率の変更とフォーカスとが独立して制御可能となる。これにより、レンズの被写界深度は浅いものでもよくなり、シャープな画像の撮影が可能となる。
なお、衝撃検出回路１１０は、任意の１つの圧電素子の起電圧を検出すればよい。

このような構造を有するカメラユニットにおける、制御部１０８の動作処理について説明する。
ユーザが携帯電話２００で写真をとりたい時に、ユーザが図１のカメラキー２０８ａを押下することにより、カメラモードがセットされ、カメラユニット２１０が起動する。

ここで、ユーザがズーム倍率を変更したい場合には、ユーザは、カーソルキー２０８ｄを押下する。制御部１０８は、複数の圧電素子にそれぞれ駆動信号を供給して、例えば、各レンズを同一方向に移動させることにより、ズーム倍率を変更する。なお、レンズの駆動方法自体は実施形態１と同様である。制御部１０８は、レンズの移動が終了すると、各レンズの位置を記憶するようにして、各レンズに対してそれぞれ再設定する。

本実施形態のレンズの被写界深度は浅く、ズーム倍率を変更するとピントはずれた状態になる可能性がある。そこで、ユーザは、オートフォーカスロックキー２０８ｃを必要に応じて押下する。ユーザのこの操作に応答して、制御部１０８は、図１１に示すオートフォーカス処理を開始する。まず、衝撃検出回路１１０をオフし（ステップＳ５０１）、続いて、いずれかの圧電素子を駆動することにより、いずれかのレンズを移動させ、合焦（オートフォーカス処理）を行う（ステップＳ５０２、ステップＳ５０３；Ｎｏ）。なお、合焦させる手法は、任意であるが、例えば、撮像ユニット３０７が撮影した画像の各画素の輝度値の分散がもっとも大きい状態を合焦状態であるとする等の手法を用いることができる。その他、コントラストを用いる方法、位相差検知方式等の他の方法で合焦させるようにしてもよい。

次に、合焦処理が終了したとき（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）、この合焦状態での各レンズの位置を内部メモリに上書きして記憶する（ステップＳ５０４）。

続いて、開閉検出用回路５００をオン状態とし（ステップＳ５０５）、開閉検出用ホール素子５０２が検出した磁力を電圧に変換して、制御部１０８へ供給可能な状態とする。

さらに、制御部１０８は、衝撃検出回路１１０を起動して（ステップＳ５０６）、今回のフォーカスロック処理を終了する。

その後の処理は、図８〜図１０のフローチャートで説明した処理と同様の処理となる。これにより、本実施形態に係る携帯電話２００では、制御部１０８は、開閉検出用回路５００から供給された値から、筐体の開閉が行われたか否かを判別することにより、各レンズの位置ずれを防ぐことが可能となる。また、筐体の開閉による衝撃とは異なる衝撃が加わっても、各レンズの位置を直前のズーム調整後或いは合焦後の適切な位置に復帰させることが可能となる。

上述の各部の外観、機械的構成、回路構成、動作、波形、フローチャートなどは、一例であり、同様の作用・効果を実現できるならば、任意であり、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記各実施形態では、ズーム倍率を連続して変化させる場合について説明したが、例えば、ノーマルモードとマクロモードを切り替える場合のように、ズーム倍率を２段階、３段階などで段階的に切り代える場合にも同様に適用可能である。
また、カメラモードに入った時点で、その時点のレンズ位置を記憶するようにしてもよい。

また、例えば、駆動波形発生部１０２が発生する信号は、矩形の波形でなくてもよく、のこぎり型の波形の信号でもよい。また、圧電素子３０６の駆動回路をＣＭＯＳインバータ回路で構成したが、例えば、Ｈブリッジ回路等で構成してもよい。

さらに、上記各実施形態に係る携帯電話は、筐体の開閉状態によって、レンズの位置を再設定するようにしていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、回転式の携帯電話や、スライド式の携帯電話にも適用可能である。

例えば図１２は、本発明を回転機構を備えた携帯電話６００を図示したものであり、（ａ）は開状態の正面図、（ｂ）は開状態においてＡ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）の状態より第２回動部２０６２をＲ方向に蓋部２０５を回転させ、メイン表示部２０２の露出を維持した状態で本体部２０７に重ねた閉状態の正面図、（ｄ）はＡ方向から見た側面図である。尚、上記実施形態１、及び、実施形態２と同じ構成箇所については、同じ参照番号を用いることにより説明を省略するが、上記実施形態１、及び、実施形態２の構成に加え、シャッターキー３０１を備えており、開状態でも閉状態でも撮影が可能なようになっている。

図１２のような機構を備えた携帯電話６００では、変形機構として第２回動部２０６２により（ａ）の開状態から（ｃ）の閉状態、もしくは（ｃ）の閉状態から（ａ）の開状態に変形したときに衝撃を受ける可能性がある、したがって、この時の衝撃を検知して、レンズ位置の再設定を行う。

尚、この実施形態においては第１回動部２０６１についての回動は触れていないが、この第１回動部２０６１の回動による開閉を検出した場合であってもよい。

また、図１３は例えば本発明をスライド機構を備えた携帯電話７００を図示したものであり、（ａ）は開状態の斜視図、（ｂ）は閉状態の斜視図である。尚、上記実施形態１、及び、実施形態２と同じ構成箇所については、同じ参照番号を用いることにより説明を省略する。

図１３のような機構を備えた携帯電話７００では、変形機構としてスライド部２０６３により（ａ）の開状態から（ｂ）の閉状態、もしくは（ｂ）の閉状態から（ａ）の開状態にスライドしたときに衝撃を受ける可能性がある。したがって、この時の衝撃を検知して、レンズ位置の再設定を行う。

尚、上記各実施形態においては、携帯電話２００のような移動体通信端末を想定していた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、他の形態のカメラ付きの小型装置でよい。

さらに、上記各実施形態において、制御部１０８が実行するプログラムは、予めＲＯＭ等に記憶されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上述の処理を実行させるためのプログラムを、既存のカメラ装置に適用することで、上記実施形態にかかる制御と同様の制御を実行可能としてもよい。このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、インターネットなどの通信媒体を介して提供可能である他、例えば、メモリカードなどの記録媒体に格納して配布してもよい。

本発明の各実施形態に係る携帯電話の外観構成例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る携帯電話の筐体の開閉状態を検出する、開閉検出用磁石と、開閉検出用ホール素子との配置例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る携帯電話におけるカメラユニットの構造を示す図である。（ａ）は、カメラユニットを正面からみた構造を示し、（ｂ）は、カメラユニットを横からみた構造を示し、圧電素子の伸縮方向を明示した図である。 本発明の各実施形態に係る携帯電話における駆動軸が移動する概況を示した図である。（ａ）は、圧電素子が伸びた状態の図である。（ｂ）は、圧電素子が縮んだ状態の図である。 本発明の各実施形態に係る携帯電話の構成例を示すブロック図、及び、携帯電話で実装される電子回路構成例を示す回路構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の各実施形態に係る携帯電話における駆動波形発生部が発生する信号の電圧波形や発生のタイミングを例示するタイミングチャートである。（ａ）は、配線Ａに供給され、（ｂ）は、配線Ｂに供給される。（ｃ）は、圧電素子にかかる電圧の時間変化を例示した図である。（ｄ）は、圧電素子の位置の時間変位を例示した図である。 本発明の実施形態１に係る携帯電話におけるズーム倍率の変更のためにレンズを駆動する時の、制御部が実行するカーソルキー押下によって開始されるレンズ駆動処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の各実施形態に係る携帯電話における、決定キー押下によって開始される画像取り込み処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る携帯電話における、開閉検出用回路がオンにされたときに開始される開閉検出処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の各実施形態に係る携帯電話における、衝撃検出割込処理によって開始される衝撃検出処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る携帯電話における複数のレンズを駆動するオートフォーカス処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態（回転式）に係る携帯電話の外観構成例を示す図である。 本発明の他の実施形態（スライド式）に係る携帯電話の外観構成例を示す図である。

符号の説明

１０１…電源部、１０２…駆動波形発生部、１０４…第一のインバータ回路、１０５…第二のインバータ回路、１０６…オペアンプ（ＡＭＰ）、１０７…Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）、１０８…制御部（調整手段、制御手段）、２００、６００、７００…携帯電話（撮像装置）、２０５…蓋部（第１の筐体）、２０６…回動部（変形機構）、２０７…本体部（第２の筐体）、２０８ａ…カメラキー、２０８ｂ…決定キー、２０８ｃ…オートフォーカスロックキー、２０８ｄ…カーソルキー、３０２…駆動軸、３０３…レンズホルダ、３０４…レンズ、３０６…圧電素子、３０７…撮像ユニット（撮像部、撮像手段）、４０１…ＦＰＣＢ、５００…開閉検出用回路（開閉検出手段）、５０１…開閉検出用磁石、５０２…開閉検出用ホール素子、２０６１…第１回動部（変形機構）、２０６２…第２回動部（変形機構）、２０６３…スライド部（変形機構）

Claims (6)

1. 第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係を変更するための変形機構とを備える撮像装置において、
   レンズと、
   前記レンズを介した被写体を撮像する撮像手段と、
   圧電素子を具備し、前記圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像手段との距離を調整する調整手段と、
   前記調整手段による調整の後、前記変形機構により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出するための検出手段と、
   前記検出手段により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出すると、前記調整手段に対し再調整をするよう制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記レンズは複数のレンズ群からなり、前記圧電素子は前記レンズ群の夫々のレンズを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記変形機構は、前記第１の筐体と前記第２の筐体との夫々の端部に接続され、前記端部を中心に回転して前記第１の筐体と前記第２の筐体とが重なるように変形されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記変形機構は、前記第１の筐体と前記第２の筐体との前後関係をスライドにより変形させる機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
5. 第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係を変更するための変形機構とを備える撮像装置のレンズの駆動方法であって、
   レンズと撮像部との間に位置する圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像部との距離を調整する調整ステップと、
   前記調整ステップによる調整の後、前記変形機構により前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変更されたことを検出するための検出ステップと、
   前記検出ステップにより第１の筐体の開閉を検出すると、前記調整ステップに再調整をするよう制御する制御ステップと、
   からなることを特徴とするレンズの駆動方法。
6. コンピュータを、
   レンズと撮像部との間に位置する圧電素子に電圧を印加して変形させ、前記レンズと前記撮像部との距離を調整する調整手段、
   前記調整手段による調整の後、前記レンズ及び前記撮像装置が備えられた第１の筐体と前記第１の筐体に対し変形機構により接続された第２の筐体との位置関係が、前記変形機構により変更されたことを検出するための検出手段、
   前記検出手段によって変更されたことを検出すると、前記調整手段に再調整をするよう制御する制御手段、
   として機能させるためのレンズの駆動プログラム。

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