JP2009139645A - 像ブレ補正ユニット、像ブレ補正装置、撮影装置、および携帯機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピッチ方向とヨー方向の手ブレの発生状況に応じた補正範囲を持ち、さらに従来よりも大きな補正範囲を持つ像ブレ補正ユニット、その像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置、さらにその像ブレ補正装置を備えた撮影装置、およびその撮影装置を備えた携帯機器を提供する。
【解決手段】携帯電話機のようにシャッタの位置が中央にあって、そのシャッタの左斜め上方に像ブレ補正ユニット200を組み込む場合には、デジタルカメラ等に比べてピッチ方向のブレの補正角が大きくなるとして、デジタルカメラに搭載していたときのブレ補正角を±0.5度よりも大きくして±1.5度にする。
【選択図】 図9
【解決手段】携帯電話機のようにシャッタの位置が中央にあって、そのシャッタの左斜め上方に像ブレ補正ユニット200を組み込む場合には、デジタルカメラ等に比べてピッチ方向のブレの補正角が大きくなるとして、デジタルカメラに搭載していたときのブレ補正角を±0.5度よりも大きくして±1.5度にする。
【選択図】 図9
Description
本発明は、例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮影装置に手振れ補正機構として好適に用いることができる像ブレ補正ユニット、その像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置、その像ブレ補正装置を備えた撮影装置、およびその撮影装置を備えた携帯機器に関する。
従来より、デジタルカメラ等には、ユーザの手ブレ等による撮影画像の乱れを抑制するために、各種の手振れ補正機構が採用されている(特許文献1、2、3参照)。
このような手振れ補正機構としては、撮影用のレンズが保持された保持モジュールがピッチング方向とヨーイング方向とに回動自在となる様に、所謂ジンバル機構と呼ばれる方式を採用するものがある。
しかしながら、上記特許文献1に開示されているようなジンバル機構の場合、自由回転する回転継手等を保持モジュールの上下左右の4箇所に配置する必要があることから、どうしても手振れ補正機構が大型化する傾向にあり、また無理に小型化を図ろうとすると、上記回転継手の軸受け部等が脆弱化してしまうという不都合がある。
そこで、保持モジュールの外周沿いの一点である軸点を揺動自在に支持するとともに、その保持モジュールの外周沿いの、上記軸点から互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介して上記保持モジュールを駆動する駆動構造が本出願人により出願され、特願2006−269712号、特願2006−269713号、特願2006−269714号、特願2006−269715号等、未公開出願として提案されている。さらに本出願人は、これら先願にさらなる改良を加えて保持モジュールが揺動しているときの保持モジュールの位置検出精度を高めることを目的とした技術を特願2007−035341号の像ブレ補正ユニットとして提案している。これらの出願で提案されている駆動構造が実現すると、像ブレ補正ユニットの小型化が実現されて携帯機器への搭載が可能になる。
図8は、上記像ブレ補正ユニットの作用を説明する図である。
図8(a)、図8(b)には、像ブレ補正ユニットが搭載されていない場合にブレが発生したときにレンズとセンサとの位置関係にどのような不具合が発生するかが示されており、図8(c)には、レンズとセンサとを備える像ブレ補正ユニットによってブレがどのように補正されるかが示されている。
図8(a)に示す様に手ブレが発生しない場合には、上記像ブレ補正ユニットが搭載されていなくても、レンズの光軸とセンサの受光面(センサ面)の光軸とが互いに一致して正しい位置に被写体光が結像する。これに対して、手ブレが発生すると図8(b)に示す様に像ブレ補正ユニットが搭載されていない場合にはレンズやセンサ面が矢印の方向に回転してレンズの光軸とセンサ面の光軸とがずれて正しい位置に被写体光が結像しなくなる。
そこで上記像ブレ補正ユニットを携帯機器に搭載して撮影時に手ブレが発生したときには図8(c)に示す様にレンズとセンサとからなる像ブレ補正ユニットをジャイロとして動作させることによって、撮影装置が回転したとしても像ブレ補正ユニットが逆方向に回転して被写体光が常にセンサ面の正しい位置に結像するようにしている。このように像ブレ補正ユニットを携帯機器に搭載すると、携帯機器が撮影操作により回転したとしても像ブレ補正ユニットの姿勢はいつでも撮影操作直前の姿勢に保たれて好適な撮影が行なわれる。
ところで、携帯機器例えばカメラ付き携帯電話機においては、シャッタ釦が中央にあって撮影時には携帯電話機のボディが片手で把持されその中央にあるシャッタ釦が押されて撮影が行なわれる。このため、上記カメラ付き携帯電話機においては、携帯電話機のボディを片手で把持して構えたときのボディの厚み方向(以降ピッチ方向という)と幅方向(以降ヨー方向という)に手ブレが発生し、シャッタ釦を押す方向であるピッチ方向のブレがヨー方向のブレよりも大きくなる。このような場合にはデジタルカメラに像ブレ補正ユニットを搭載するときのようにピッチ方向とヨー方向の補正角度を同じ補正範囲にしてしまうと、揺動スペースに無駄が生じてしまう。
また、通常のデジタルカメラとカメラ付き携帯電話機とでは、形状やシャッタ位置の違いがあるため手ブレの表われ方が異なる。
図9は、カメラ付き携帯電話機で撮影が行なわれたときの手ブレの表われ方とデジタルカメラで撮影が行なわれたときの手ブレの表われ方の違いを説明する図である。
図9(a)にはカメラ付き携帯電話機の手ブレの表われ方が示されており、図9(b)は、デジタルカメラの手ブレの表われ方が示されている。この図9(a)、図9(b)に示す手ブレの表われ方は、実際にテストを行なって得た結果である。
図9(a)、図9(b)の横軸は、時間であり、縦軸がブレ角度である。
図9(a)に示す携帯電話機の場合には、上述したように縦長形状であってしかも片手で把持してシャッタ釦を押すために手ブレのブレ角度が時間の経過に応じてプラスマイナスに大きく振れている。これに対して、図9(b)に示すデジタルカメラの場合には、手ブレのブレ角度が一方の側、図9(b)ではマイナス側(0.5度よりも小さい角度の範囲)に振れたままになっている。図9からも分かる様に携帯電話機の場合にはデジタルカメラに比べて把持のし難さからブレ角度が大きくなることが予想される。
つまり、携帯電話機に上記像ブレ補正ユニットを搭載する場合には、デジタルカメラのときよりもより大きなブレに対応することができるようにしておく必要があるということになる。
特開平7−274056号公報
特開2005−326807号公報
特許第2612371号公報
本発明は、上記事情に鑑み、ピッチ方向とヨー方向の手ブレの発生状況に応じた補正範囲を持ち、さらに従来よりも大きな補正範囲を持つ像ブレ補正ユニット、その像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置、さらにその像ブレ補正装置を備えた撮影装置、およびその撮影装置を備えた携帯機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の像ブレ補正ユニットは、レンズと、そのレンズにより結像された被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを備えたセンサ基板とを保持する保持モジュール、
上記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、その保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
上記保持モジュールの外周沿いの、上記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介してその保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、上記保持モジュールを、上記第1の駆動点を介して、上記軸点と上前記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、上記第2の駆動点を介して、上記軸点と前記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
上記第1の駆動機構および上記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする。
上記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、その保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
上記保持モジュールの外周沿いの、上記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介してその保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、上記保持モジュールを、上記第1の駆動点を介して、上記軸点と上前記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、上記第2の駆動点を介して、上記軸点と前記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
上記第1の駆動機構および上記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする。
上記本発明の像ブレ補正ユニットによれば、上記第1の駆動機構および上記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上の最大揺動角度以内で上記保持モジュールを揺動させることができる。
前述の図9(a)に示す様に現状の携帯電話機のほとんどが縦長形状であって把持のし難さから考えてデジタルカメラ(0.5度以下)のときよりもピッチ側の手ブレの表われ方が大きくなる恐れがあるということを説明した。ただし今後においては携帯電話機の筐体の形状が縦長ではなく様々な形状になる可能性があり、ピッチ側ではなくヨー側の手ブレの表われ方が大きくなる可能性も充分にあることを踏まえておく必要がある。
そこで、上記のように一方の駆動機構が±1.5度以上の最大揺動角度以内で上記保持モジュールを揺動させる構成にして、現状、今後を含めた携帯電話機に対応することができるようにしておくと良い。
ここで、上記第1の駆動機構および上記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上、±3.0度以内の最大揺動角度を有するものであることが好ましい。
例えば、概略10(縦)×12(横)の大きさを持つ上記保持モジュールを、厚みが15mm前後の携帯電話機に搭載するには、保持モジュールの高さ方向のサイズをおおよそ10mm以内に抑える必要がある。このことを考慮すると上記最大揺動角度は±3.0度以内が妥当である。
また上記のように上記第1、第2の2つの駆動機構のうちのいずれか一方の駆動機構が、1.5度以上の最大揺動角度を有する構成であっても良いが、一方の駆動機構が1.5度以上の最大揺動角度を有し、他方の駆動機構がその最大揺動角度よりも小さい最大揺動角度を有する構成にしておいて、像ブレ補正ユニットを機器内部に配設する時に、大きく揺動させる必要のある方に上記一方の駆動機構を配設するような構成にしても良い。
つまり上記課題を達成する本発明の第2の像ブレ補正ユニットは、レンズと、そのレンズにより結像された被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを備えたセンサ基板とを保持する保持モジュール、
上記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、該保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
上記保持モジュールの外周沿いの、上記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介して該保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、上記保持モジュールを、上記第1の駆動点を介して、上記軸点と上記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、上記第2の駆動点を介して、上記軸点と上記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
上記第1の駆動機構が、±1.5度以上の第1の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその第1の最大揺動角度以内で揺動させるものであり、
上記第2の駆動機構が、上記第1の最大揺動角度よりも小さい第2の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその第2の最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする。
上記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、該保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
上記保持モジュールの外周沿いの、上記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介して該保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、上記保持モジュールを、上記第1の駆動点を介して、上記軸点と上記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、上記第2の駆動点を介して、上記軸点と上記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
上記第1の駆動機構が、±1.5度以上の第1の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその第1の最大揺動角度以内で揺動させるものであり、
上記第2の駆動機構が、上記第1の最大揺動角度よりも小さい第2の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその第2の最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする。
上記本発明の第2の像ブレ補正装置によれば、例えば縦長形状の携帯電話機であった場合には上記第1の駆動機構をその縦長形状の携帯電話機のピッチ側のブレを補正する方に配設し、第2の駆動機構を縦長の携帯電話機のヨー側のブレを補正する方に配設することになる。
また上記本発明の第2の像ブレ補正装置においては上記第1の駆動機構が、±1.5度以上、±3.0度以内の第1の最大揺動角度を有し、上記保持モジュールをその第1の最大揺動角度以内で揺動させるものであると良い。
ここまでの上記本発明が、本出願人が先に出願した特願2007−035341号の像ブレ補正ユニットに適用されるとより一層の効果が得られる。
つまり、上記第1の駆動機構が、
上記第1の駆動点を回動自在に支持する第1のアームと、
上記第1のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成しその第1のアームに上記第1の駆動点を光軸方向に駆動させる第1のコイルと、
上記支持部材に保持されて前記第1のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第1のマグネットと、
上記支持部材に固定され、上記第1のアームの、上記第1の駆動点に駆動力を与える第1の作用点が光軸方向に移動するように、その第1のアームを案内する第1の案内部材とを備え、
上記第2の駆動機構が、
上記第2の駆動点を回動自在に支持する第2のアームと、
上記第2のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成し該第2のアームに上記第2の駆動点を光軸方向に駆動させる第2のコイルと、
上記支持部材に保持されて上記第2のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第2のマグネットと、
上記支持部材に固定され、上記第2のアームの、上記第2の駆動点に駆動力を与える第2の作用点が光軸方向に移動するように、その第2のアームを案内する第2の案内部材とを備えた態様であることが好ましい。
上記第1の駆動点を回動自在に支持する第1のアームと、
上記第1のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成しその第1のアームに上記第1の駆動点を光軸方向に駆動させる第1のコイルと、
上記支持部材に保持されて前記第1のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第1のマグネットと、
上記支持部材に固定され、上記第1のアームの、上記第1の駆動点に駆動力を与える第1の作用点が光軸方向に移動するように、その第1のアームを案内する第1の案内部材とを備え、
上記第2の駆動機構が、
上記第2の駆動点を回動自在に支持する第2のアームと、
上記第2のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成し該第2のアームに上記第2の駆動点を光軸方向に駆動させる第2のコイルと、
上記支持部材に保持されて上記第2のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第2のマグネットと、
上記支持部材に固定され、上記第2のアームの、上記第2の駆動点に駆動力を与える第2の作用点が光軸方向に移動するように、その第2のアームを案内する第2の案内部材とを備えた態様であることが好ましい。
さらに、上記第1のアームに支持されてその第1のアームが上記第1の駆動点を駆動したときの第1のアームの光軸方向の移動による上記第1のマグネットから受ける磁力の変化を検出する第1のセンサと、
上記第2のアームに支持されてその第2のアームが上記第2の駆動点を駆動したときの第2のアームの光軸方向の移動による上記第2のマグネットから受ける磁力の変化を検出する第2のセンサとを備えた態様であることが好ましい。
上記第2のアームに支持されてその第2のアームが上記第2の駆動点を駆動したときの第2のアームの光軸方向の移動による上記第2のマグネットから受ける磁力の変化を検出する第2のセンサとを備えた態様であることが好ましい。
また上記保持モジュールが、レンズを保持するとともに、被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを保持するものであっても良い。
また上記第1の駆動点および上記第2の駆動点が、その第1の駆動点と上記軸点とを結ぶ線分およびその第2の駆動点と上記軸点とを結ぶ線分が互いに略90度の角度で交わる各位置に形成されていることが好ましい。
上記保持モジュールが、上記軸点に球状の凸部を有し、上記支持部材が、上記支持部に、その凸部を受ける球状の凹面を有することが好ましい。
また、上記保持モジュールが、上記第1の駆動点および上記第2の駆動点それぞれに球状の凸部を有し、上記第1のアームおよび上記第2のアームが、上記第1の作用点および上記第2の作用点それぞれに、その第1の駆動点およびその第2の駆動点それぞれに備えられた各凸部を受ける球状の各凹部を有し、その第1のアームおよびその第2のアームが各凹部を介してその各凸部に駆動力を与えるものであることが好ましい。
上記目的を達成する本発明の像ブレ補正装置は、上記像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置であって、さらに
ブレを検出するブレ検出部と、
上記ブレ検出部の検出結果に応じて上記2つの駆動機構に前記保持モジュールを回動駆動させるブレ制御部とを備えたことを特徴とし、
また、上記目的を達成する撮影装置は、
上記像ブレ補正装置を備えるとともに、上記保持モジュールが、上記レンズ保持し、さらに被写体を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを保持するものであって、その像ブレ補正装置の作動によりブレが低減された画像信号を生成することを特徴とする。
ブレを検出するブレ検出部と、
上記ブレ検出部の検出結果に応じて上記2つの駆動機構に前記保持モジュールを回動駆動させるブレ制御部とを備えたことを特徴とし、
また、上記目的を達成する撮影装置は、
上記像ブレ補正装置を備えるとともに、上記保持モジュールが、上記レンズ保持し、さらに被写体を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを保持するものであって、その像ブレ補正装置の作動によりブレが低減された画像信号を生成することを特徴とする。
以上説明した様に、ピッチ方向とヨー方向の手ブレの発生状況に応じた補正範囲を持ち、さらに従来よりも大きな補正範囲を持つ像ブレ補正ユニット、その像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置、さらにその像ブレ補正装置を備えた撮影装置、およびその撮影装置を備えた携帯機器が実現する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態が適用された携帯電話機の外観斜視図である。
図1(A)には、携帯電話機100の前面図が示されている。携帯電話機100の前面には、メニュー画面や、撮影画像などが表示される液晶パネル101、内部にスピーカ(図2参照)が配備され、スピーカから発せられる音声を空間に放つための受話口102、各種機能の選択や、撮影を行う際のシャッタボタンとして使用される選択ボタン104、電話番号を入力するためのプッシュボタン105、内部にマイクロフォン(図3参照)が配備され、声をマイクロフォンに伝えるための送話口106、ユーザが入力した電話番号などを確定する確定ボタン107、電源ボタン108、および電話局を介さずに、近距離用の無線通信によって画像やアドレス情報などを送受信するための第2アンテナ109aが備えられている。
図1(B)には、携帯電話機100の背面図が示されている。携帯電話機100の背面には、電話局を介して音声やメールなどのデータを送受信するための第1アンテナ103a、撮影レンズ100aが配備されている。この撮影レンズ100aは、後述する像ブレ補正ユニットに保持されている。
図2は、図1の携帯電話機100の内部構成を示すブロック図である。
携帯電話機100の内部には、像ブレ補正ユニット200、A/D(Analog/Degital)変換部113、マイクロフォン121、スピーカ122、インタフェース部120、第1アンテナ103a、第1送受信部103、入力コントローラ130、画像信号処理部140、ビデオエンコーダ150、画像表示装置160、第2アンテナ109a、第2送受信部109、メモリ170、CPU180、メディアコントローラ190、および図1に示す選択ボタン104やプッシュボタン105などといった各種スイッチ181が具備されており、さらに、記録メディア190aが接続されている。本実施形態においては、像ブレ補正ユニット200、CPU180、ジャイロセンサ182、ドライバDRで本発明にいう像ブレ補正装置の一例が構成され、その像ブレ補正装置と入力コントローラ130、画像信号処理部140、ビデオエンコーダ150、画像表示装置160、液晶パネル101、メディアコントローラ190、記録メディア190aで、本発明の撮影装置の一例が構成される。
CPU180は、図2に示す携帯電話機100の各種要素に処理の指示を伝えて、各種要素を制御する。例えば、撮影を行う撮影モードが設定された状態で図1の選択ボタン104が押下されると、CPU180から像ブレ補正ユニット200が備えるCCD112に指示が与えられるとともに、ジャイロセンサ182により検出された手ブレを打ち消す方向に像ブレ補正ユニット200が備える保持モジュール(後述)を揺動させるようにドライバDR1,DR2に指示が与えられて手ブレが補正されつつ撮影が行なわれる。この像ブレ補正ユニット200の構成については、後で詳しく説明する。
図1(A)の選択ボタン104が押下されたことを受けてCPU180は像ブレ補正ユニット200内のCCD112に電子シャッタを設定して撮影処理を開始させる。
このときには選択ボタン104が押下されたときの手ブレの方向がジャイロセンサ182で検出されCPU180に通知される。CPU180は、そのジャイロセンサ182の検出結果を受けてドライバDR1、DR2に補正方向を通知し、その通知を受けたドライバDR1、DR2に像ブレ補正ユニット200内のコイル(後述する)を駆動させ像ブレ補正ユニット200内の保持モジュール(後述する)をブレに応じて揺動させながら撮影を実施させる。こうして選択ボタン104が押されたときの手ブレが補正されてCCD112にブレなく被写体光が結像される。
そしてCCD112は、撮影レンズ100aを通ってきた被写体光を電子シャッタのシャッタ秒時の間中受光して、被写体光に基づく被写体像をアナログ信号である被写体信号として読み取る。そのCCD112で生成された被写体信号は、A/D変換部113でデジタルの撮影画像データに変換され、変換後の撮影画像データは、入力コントローラ130を介して画像信号処理部140に送られる。
画像信号処理部140では、画像データにRGBレベルの調節、ガンマ調整等といった画像処理が施され、さらに、画像処理後の画像データに圧縮処理が施される。圧縮後の画像データは、一旦メモリ170に送られる。
メモリ170には、この携帯電話機100内で実行されるプログラムが記憶されたり、中間バッファとして用いられる記録速度が高速なSDRAM、各種メニュー画面用のデータや、ユーザの設定内容などが記憶されたデータ保存用のメモリであるSRAM、圧縮された画像データが記憶されるVRAMが含まれている。VRAMは、複数領域に分割されており、画像データが複数領域に順番に記憶され、記憶された画像データはビデオエンコーダ150やメディアコントローラ190に順次に読み出される。
ビデオエンコーダ150は、CPU180からの指示に従って、メモリ170から圧縮後の画像データを取得し、圧縮後の画像データを、液晶パネル101で表示できるデータ形式に変換する。変換後の画像データは画像表示装置160に送られ、画像表示装置160によって、画像データが表す画像が液晶パネル101に表示される。メディアコントローラ190は、メモリ170に記憶された圧縮後の画像データを記録メディア190aへ記録したり、記録メディア190aに記録された画像データを読み出すためのものである。
また、図1(A)に示すプッシュボタン105を使って電話番号が入力され、確定ボタン107が押下されると、電話番号が設定されて相手装置との通信が開始される。このとき、携帯電話機100の電話番号や入力された電話番号などの通信情報がCPU180から第1送受信部103に伝えられ、通信情報が電波に変換されてアンテナ103aに伝えられ、アンテナ103aから電波が発せられる。第1アンテナ103aから発せられた電波は、建物や電柱などといった各所に設けられている共同アンテナ(図示しない)を介して電話局に伝わり、電話局で、指定された電話番号が割り当てられた相手装置との接続が確立される。
相手装置との接続が確立すると、ユーザが携帯電話機100に向けて発した声が、マイクロフォン121で集音され、集音された声がインタフェース部120で音声データを表わす電波に変換されて、第1送受信部103の第1アンテナ103aによって相手装置に送信される。また、第1アンテナ103aを介して受信された音声用の電波は、インタフェース部120で音声データに変換され、スピーカ122から音声として発せられる。第1送受信部103、第1アンテナ103aでは、音声データだけではなく、電話番号の代わりにメールアドレスを使ってメールを表わすメールデータも送受信される。第1アンテナ103aで受信されて、第1送受信部103でデジタル化されたメールデータは、入力コントローラ130によってメモリ170に記憶される。
また、この携帯電話機100には、電話局を介して他の携帯電話機などといった相手装置と通信するための通信インタフェース(第1送受信部103、第1アンテナ103a)とは別に、電話局を介さずに、近距離用の無線通信によって通信するための無線通信インタフェース(第2送受信部109、第2アンテナ109a)も備えられている。近距離無線通信用の通信インタフェースとしては、赤外線通信やブルートゥース(Bluetooth)などを適用することができる。本実施形態では、通信インタフェースとして赤外線通信が適用されており、他の携帯電話機などから直接送信されてきた赤外線が第2アンテナ109aで受信されると、その受信された赤外線に基づく電気信号が第2送受信部109でピックアップされて、デジタルのデータに変換される。逆に、外部装置にデータを送信するときには、第2送受信部109にデータが伝えられ、そのデータが第2送受信部109で電波に変換されて、第2アンテナ109aから発せられる。
この第2アンテナ109aで画像を表わす赤外線が受信されると、第2送受信部109では赤外線に基づく電気信号が画像データに変換される。変換された画像データは、撮影画像データと同様にして、画像表示装置160に送られて画像データが表わす画像が液晶パネル101に表示されたり、メディアコントローラ190を介して記録メディア190aに記録される。
携帯電話機100は、基本的には以上のように構成されている。
続いて、携帯電話機100が備える撮影装置の一部を構成する像ブレ補正ユニット200の構成を詳しく説明する。
図3は、像ブレ補正ユニット200の分解斜視図である。また、図4は図3の分解斜視図に示されている各部材が組み込まれた後の像ブレ補正ユニット200を示す図である。
図3、図4においては、左下が被写体側にあたる。
図3には、左下の被写体側からカバー201、保持モジュール202、画像信号転送用のフレキシブル基板FR1、図3の第1の方向に延びる基板203Aと図の第2の方向に延びるた基板203Bとの双方に形成された各コイルを通電するためのフレキシブル基板FR2、各基板203A,203Bそれぞれを保持する一対のアームARM1,ARM2、各基板203A,203B上に形成されたコイルに対向するようにN極とS極とが並べられたマグネットMAG1,MAG2を保持するコの字型のヨーク204A,204B、2本のアームそれぞれを移動自在に支持するとともに2つのヨーク204A,204Bがそれぞれ第1の方向と第2の方向に延びる面に固定される支持部材205が、それぞれ分解された状態で順に示されている。これらが組立てられると、図4に示す形になる。
まず、図3を参照して構成を説明していく。
図3の一番右側には、保持モジュール202を揺動させるための2つの駆動機構を支持する、くの字型の支持部材205が示されている。この支持部材205に保持モジュールを揺動させるための2つの駆動機構が支持されるとともに保持モジュールが揺動自在に支持される。
この支持部材205には、上記2本のアームARM1,ARM2の両端部に設けられている孔部H1,H2,H3,H4がそれぞれ挿通される案内部材2051,2052,2053が3箇所に設けられている。これらの案内部材2051〜2053は、くの字型の形状を持つ支持部材205の各頂点部にそれぞれ設けられていて、中央の案内部材2051には、双方のアームARM1,ARM2の両端部の孔のうちの孔H1と孔H3とが共通に挿通されるようになっている。
つまり、2本のうちの一方のアームARM1が支持部材205のくの字型の中心の頂点にある案内部材2051とくの字の一方の端部側の頂点にある案内部材2052とに挿通され、他方のアームARM2がくの字型の中心の頂点にある案内部材2051と他方の端部側の頂点にある案内部材2053に挿通される。なお、図示されてはいないが、これらのアームARM1,ARM2の一方の端部側(孔H2、孔H4があるところ)の保持モジュール側には、保持モジュール側の球状の凸部に係合する凹部がそれぞれ設けられている。
また支持部材205のくの字型の頂点を中心に図3中に示されている第1の方向に延びる面と第2の方向に延びる面には、それぞれコの字型のヨーク204A,204Bが接着固定されるようになっている。これらのコの字型のヨーク204A,204Bは、コイルが形成された基板203A,203Bがある側に開口が向くように配設されるので、それぞれの開口側からマグネットMAG1,MAG2と平行になるように基板203A,203Bそれぞれが収容されるようにして配設される。その各基板203A,203Bには、基板上のコイルに通電を行なうためのフレキシブル基板FR2が接続されるようになっている。なおこのコイルが形成された基板203A,203Bには、アームARM1,ARM2の動きに応じて揺動する保持モジュール202の位置を検出するためのホール素子が備えられている。
前述したようにくの字型の支持部材205の頂点部の保持モジュール202側には、保持モジュール202の球状の凸部PBが係合する凹部が設けられているので、その凹部に保持モジュールの球状の凸部PBが係合するとともに、支持部材205に移動自在に支持された2本のアームARM1,ARM2それぞれに設けられている球状の凹部が保持モジュール202の第1の駆動点D1の球状の凸部と第2の駆動点D2の球状の凸部に係合するように各部材が組み込まれと、図4に示す様に保持モジュール202が揺動自在に支持部材205に支持される。
この例では、支持部材205とアームARM1とコイルが形成された基板203AとマグネットMAG1が貼付されたヨーク204Aとで本発明にいう第1の駆動機構の一例が構成され、支持部材205とアームARM2とコイルが形成された基板203BとマグネットMAG2が貼付されたヨーク204Bとで本発明にいう第2の駆動機構の一例が構成されている。
なお図3には、第1の駆動点D1と第2の駆動点D2を示すために、球状の凸部を持つ棒状の部材2021A,2021Bとそれらの棒状の部材2021に挿通されるバネ2022A,2022Bがそれぞれ示されている。それぞれのバネ2022A,2022Bは、コイルが通電されていないときに2本のアームARM1,ARM2それぞれを動かないようにする機能を持つ部材であって、コイルが通電されないときには凸部(第1の駆動点D1,第2の駆動点D2)を、アーム側の凹部にバネ付勢により押し付けることでコイルの通電を切った後はその通電を切ったときに位置していた位置にアームを静止させる機能を有する。
またこの例では、保持モジュール202にレンズの他CCD112も保持される構成のものが示されているため、揺動する保持モジュール202に画像信号転送用のフレキシブル基板FR1が接続されている。そのフレキシブル基板FR1は、CCD112が実装されているセンサ基板PCBに一端が接続され、そのセンサ基板PCBから少なくとも最初に延在する部分が、保持モジュール202から外側に向かって、軸点PBと第1の駆動点D1を結ぶ第1の方向と軸点PBと第2の駆動点D2を結ぶ第2の方向の双方に対し斜めの方向に延在するように接続されている。このようにすると、揺動があまりフレキシブル基板に伝わらなくなる。
ここまでの像ブレ補正ユニット200に関する説明は、特願2007−035341号で提案した構成の説明とほぼ同じ内容である。
さらに、本実施形態では、上記特願2007−035341号の先願に加えて、従来例で説明したようにカメラ付き携帯電話機においてはピッチの方向のブレが大きくなるということを踏まえて、図5に示す像ブレ補正ユニットのピッチ方向の長さLpを、第2の駆動軸方向の長さLyよりも短くして上記補正角度の違いに対応することができるようにしている。このようにすると、携帯電話機が持つ手ブレの発生状況に応じた像ブレ補正ユニットにすることが可能になる。また上記像ブレ補正ユニットを横長にすることができるので携帯電話機のコーナ部のわずかなスペースに効率よく搭載することができるようになるという効果も得られる。
図5は、像ブレ補正ユニットの縦横(縦がピッチ方向に対応する、横がヨー方向に対応する)の長さの関係を説明する図である。
図5(a)には、像ブレ補正ユニットを斜め上方から見た図が示されており、図5(b)には、上方から見た図が示されている。
図5に示す像ブレ補正ユニットでは、横長(Ly>Lp)にすることで第1の駆動機構(第1のアームARM1を備える側)が、保持モジュール202を、第1の駆動点D1を介して、軸点PBと第2の駆動点D2とを結ぶ第1の軸の周り(つまりピッチ方向)に第1の最大角度(この例では±1.5度)以内で回動させるとともに、第2の駆動機構(第2のアームARM2を備える側)が、第2の駆動点D2を介して、軸点PBと第1の駆動点D1とを結ぶ第2の軸の周りに第2の最大角度以内(この例では上記第1の最大角度±1.5度よりも小さい)で回動させることにより保持モジュール202をピッチ方向により大きく揺動させることができるようにしている。そうすると、図5(b)の符号Pで示す最大揺動部分の揺動を従来よりも小さく抑えることができるようになるので、より薄型化された携帯機器のボディであっても図5の像ブレ補正ユニットを組み込むことが可能となる。
図6は、従来よりも薄型化された携帯電話機のボディに要領よく組み込まれた像ブレ補正ユニット200を示す図である。また図7は、第1の最大補正角度を±1.5度にした根拠を説明する図である。
図6(a)には、携帯電話機100の下部の筐体を外して内部を見た図が示されており、図6(b)には、像ブレ補正ユニット200が実装されている周辺の拡大図が示されている。
図6に示す様に、携帯電話機100のコーナ部に隙間なくぎっしりと詰め込むことが可能になる。つまり、像ブレ補正ユニット200が横長になって図6の縦方向の長さが短くなった分、携帯電話機のボディ内の、従来よりも小さな空きスペースに像ブレ補正ユニットを詰め込むことが可能になる。
このようにカメラ付き携帯電話機の手ブレの発生状況に応じてピッチ方向とヨー方向の補正角度の範囲(第1の駆動機構と第2の駆動機構それぞれの揺動範囲)を設計段階で異ならせることができると、像ブレ補正ユニット200を携帯機器に組み込むにあたってよりスペース効率の向上を図ることができるように像ブレ補正ユニットの形状に工夫を凝らすことができる。
最後に、図7を参照して本発明にいう第1の最大揺動角度を1.5度以上とした根拠を説明する。
図7は、図9(a)に示す携帯電話機を把持した場合のブレ角の大きさを示す図と、図9(a)に示す携帯電話機のブレ状態と図9(b)に示すデジタルカメラのブレ状態との双方が有する周波数成分の違いを示す図である。
いままでデジタルカメラにおいては従来例のところで説明した様に図9(b)のモニターデータを参考に±0.5度以上の最大揺動角度を考えておけば充分であったが、上記携帯電話機の把持性に難点のあることを考えると、携帯電話機においてはデジタルカメラで採用したブレ角度(±0.5)と同じ補正範囲にすると、図8(a)の横軸の500ms後の状態の手ブレ補正が好適に行なわれなくなる恐れがある。しかし図7(b)の周波数成分の違いを見ると、双方ともにあまり違いが見られない。
これらのことから、携帯電話機においてもデジタルカメラと同じ±0.5度の補正範囲を持つ像ブレ補正ユニットで充分間に合うと考えられるが、携帯電話機の方が把持し難く、振れが大きくなることが予想されるということを考慮して、最大揺動角度を0.5度の3倍の1.5度にして充分な補正範囲を確保するようにしている。このようにすると、本実施形態の像ブレ補正ユニットを携帯電話機に搭載した後においては、どのような携帯電話機であってもその手ブレが確実に補正されるようになる。
ここで、従来より知られているような撮影レンズの一部を光軸直交方向に偏芯させて手ブレ補正を行なう方式では、偏芯量(補正量)を大きくすると画像が劣化してしまうが、本願発明によれば撮影レンズとCCDとを一体的に移動させて手ブレ補正を行なう方式であるので偏芯量が大きくなっても画像を劣化させることなく良好な画像が得られる。
また従来より知られているような撮影レンズとCCDを相対的に偏芯させて手ブレ補正を行なう方式では偏芯量を大きくするのにCCDのサイズを大きくする必要があるが、本願発明によればCCDの大きさを大きくしなくても相対的に大きな偏芯量の手ブレが良好に補正される。
以上説明した様に、ピッチ方向とヨー方向の手ブレの発生状況に応じた補正範囲を持ち、デジタルカメラよりも大きな補正範囲を持つ像ブレ補正ユニット、その像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置、さらにその像ブレ補正装置を備えた撮影装置、およびその撮影装置を備えた携帯機器が実現する。
100 携帯電話
101 液晶パネル
102 送話口
103a 第1アンテナ
104 選択ボタン
105 プッシュボタン
106 受話口
107 確定ボタン
108 電源ボタン
109a 第2アンテナ
112 CCD
113 A/D変換部
120 インタフェース部
121 マイクロフォン
122 スピーカ
130 入力コントローラ
140 画像信号処理部
150 ビデオエンコーダ
160 画像表示装置
170 メモリ
180 CPU
181 各種スイッチ
200 像ブレ補正ユニット
100a レンズ
201 カバー
202 保持モジュール
203A 203B 基板
204A 204B ヨーク
2051 2052 2053 案内部材
FR1 FR2 フレキシブル基板
ARM1 ARM2 アーム
PB 軸点(球状の凸部)
D1 第1の駆動点(球状の凸部)
D2 第2の駆動点(球状の凸部)
101 液晶パネル
102 送話口
103a 第1アンテナ
104 選択ボタン
105 プッシュボタン
106 受話口
107 確定ボタン
108 電源ボタン
109a 第2アンテナ
112 CCD
113 A/D変換部
120 インタフェース部
121 マイクロフォン
122 スピーカ
130 入力コントローラ
140 画像信号処理部
150 ビデオエンコーダ
160 画像表示装置
170 メモリ
180 CPU
181 各種スイッチ
200 像ブレ補正ユニット
100a レンズ
201 カバー
202 保持モジュール
203A 203B 基板
204A 204B ヨーク
2051 2052 2053 案内部材
FR1 FR2 フレキシブル基板
ARM1 ARM2 アーム
PB 軸点(球状の凸部)
D1 第1の駆動点(球状の凸部)
D2 第2の駆動点(球状の凸部)
Claims (13)
- レンズと、該レンズにより結像された被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを備えたセンサ基板とを保持する保持モジュール、
前記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、該保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
前記保持モジュールの外周沿いの、前記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介して該保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、前記保持モジュールを、前記第1の駆動点を介して、前記軸点と前記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、前記第2の駆動点を介して、前記軸点と前記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
前記第1の駆動機構および前記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上の最大揺動角度を有し、前記保持モジュールを該最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする像ブレ補正ユニット。 - 前記第1の駆動機構および前記第2の駆動機構のうちの少なくとも一方の駆動機構が、±1.5度以上、±3.0度以内の最大揺動角度を有するものであることを特徴とする請求項1記載の像ブレ補正ユニット。
- レンズと、該レンズにより結像された被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを備えたセンサ基板とを保持する保持モジュール、
前記保持モジュールを、自在な向きに揺動自在に、該保持モジュールの外周沿いの一点である軸点で支持する支持部材、
前記保持モジュールの外周沿いの、前記軸点から、互いに異なる第1の方向および第2の方向それぞれに離れた第1の駆動点および第2の駆動点それぞれを介して該保持モジュールを駆動する2つの駆動機構であって、前記保持モジュールを、前記第1の駆動点を介して、前記軸点と前記第2の駆動点とを結ぶ第1の軸の周りに揺動させる第1の駆動機構と、前記第2の駆動点を介して、前記軸点と前記第1の駆動点とを結ぶ第2の軸の周りに揺動させる第2の駆動機構を備え、
前記第1の駆動機構が、±1.5度以上の第1の最大揺動角度を有し、前記保持モジュールを該第1の最大揺動角度以内で揺動させるものであり、
前記第2の駆動機構が、前記第1の最大揺動角度よりも小さい第2の最大揺動角度を有し、前記保持モジュールを該第2の最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする像ブレ補正ユニット。 - 前記第1の駆動機構が、±1.5度以上、±3.0度以内の第1の最大揺動角度を有し、前記保持モジュールを該第1の最大揺動角度以内で揺動させるものであることを特徴とする請求項3記載の像ブレ補正ユニット。
- 前記第1の駆動機構が、
前記第1の駆動点を回動自在に支持する第1のアームと、
前記第1のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成し該第1のアームに前記第1の駆動点を光軸方向に駆動させる第1のコイルと、
前記支持部材に保持されて前記第1のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第1のマグネットと、
前記支持部材に固定され、前記第1のアームの、前記第1の駆動点に駆動力を与える第1の作用点が光軸方向に移動するように、該第1のアームを案内する第1の案内部材とを備え、
前記第2の駆動機構が、
前記第2の駆動点を回動自在に支持する第2のアームと、
前記第2のアームに保持され、磁力の作用と通電を受けて光軸方向の駆動力を生成し該第2のアームに前記第2の駆動点を光軸方向に駆動させる第2のコイルと、
前記支持部材に保持されて前記第2のコイルに磁力を作用させる、光軸に対し水平に広がる第2のマグネットと、
前記支持部材に固定され、前記第2のアームの、前記第2の駆動点に駆動力を与える第2の作用点が光軸方向に移動するように、該第2のアームを案内する第2の案内部材とを備えた請求項1から4のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。 - さらに、前記第1のアームに支持されて該第1のアームが前記第1の駆動点を駆動したときの該第1のアームの光軸方向の移動による前記第1のマグネットから受ける磁力の変化を検出する第1のセンサと、
前記第2のアームに支持されて該第2のアームが前記第2の駆動点を駆動したときの該第2のアームの光軸方向の移動による前記第2のマグネットから受ける磁力の変化を検出する第2のセンサとを備えたことを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。 - 前記保持モジュールが、レンズを保持するとともに、被写体光を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを保持するものであることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。
- 前記第1の駆動点および前記第2の駆動点が、該第1の駆動点と前記軸点とを結ぶ線分および該第2の駆動点と前記軸点とを結ぶ線分が互いに略90度の角度で交わる各位置に形成されていることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。
- 前記保持モジュールが、前記軸点に球状の凸部を有し、前記支持部材が、前記支持部に、該凸部を受ける球状の凹面を有することを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。
- 前記保持モジュールが、前記第1の駆動点および前記第2の駆動点それぞれに球状の凸部を有し、前記第1のアームおよび前記第2のアームが、前記第1の作用点および前記第2の作用点それぞれに、該第1の駆動点および該第2の駆動点それぞれに備えられた各凸部を受ける球状の各凹部を有し、該第1のアームおよび該第2のアームが該各凹部を介して該各凸部に駆動力を与えるものであることを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか1項記載の像ブレ補正ユニット。
- 請求項1から10記載のうちのいずれかの像ブレ補正ユニットを備えた像ブレ補正装置であって、さらに
ブレを検出するブレ検出部と、
前記ブレ検出部の検出結果に応じて前記2つの駆動機構に前記保持モジュールを回動駆動させるブレ制御部とを備えたことを特徴とする像ブレ補正装置。 - 請求項11記載の像ブレ補正装置を備えるとともに、前記保持モジュールが、前記レンズ保持し、さらに被写体を捉えて画像信号を生成するイメージセンサを保持するものであって、該像ブレ補正装置の作動によりブレが低減された画像信号を生成することを特徴とする撮影装置。
- 請求項12の撮影装置を具備したことを特徴とする携帯機器。
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