JP2022522306A - 撮像装置及び情報端末 - Google Patents

Abstract

駆動機構の構成が簡素で且つ消費電力の少ない撮像装置を提供される。撮像装置は、第１のレンズ群と、第１のレンズ群を透過した光が通過する第２のレンズ群と、第１のレンズ群と摩擦係合し、第１のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第２のレンズ群と摩擦係合する第１の駆動シャフトと、第１の駆動シャフトを伸縮させるために第１の駆動シャフトの一端部に固定される第１の圧電素子と、第２のレンズ群と摩擦係合し、第２のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第１のレンズ群と摩擦係合する第２の駆動シャフトと、第２の駆動シャフトを伸縮させるために第２の駆動シャフトの一端部に固定される第２の圧電素子と、第１のレンズ群及び第２のレンズ群を透過した光を受信するセンサと、を含む。

Description

本開示は撮像装置及び情報端末に関し、より具体的には、ズーム機能及びオートフォーカス（ＡＦ）機能を実現するための駆動機構に関する。

スマートフォン等の携帯情報端末は、カメラ（撮像装置）として機能する撮像機能を多くの場合含む。この撮像機能は、レンズ等を駆動及び操作することにより、要求されるズーム機能及びＡＦ機能を実現する。

携帯情報端末のそれぞれは、そのケースの厚さに制限されているため、あまりスペースを取らない簡素な構造を有する機構によって撮像機能が実施されることが望ましい。撮像機能のための駆動機構を構成するアクチュエータが低消費電力であることも望ましい。

本開示の目的は、構成が簡素であり、駆動機構が低消費電力な撮像装置及び情報端末を提供することである。

本発明は、その第１の態様で、第１のレンズ群と、第１のレンズ群を透過した光が通過する第２のレンズ群と、第１のレンズ群と摩擦係合し、第１のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第２のレンズ群と摩擦係合する第１の駆動シャフトと、第１の駆動シャフトを伸縮させるために第１の駆動シャフトの一端部に固定される第１の圧電素子と、第２のレンズ群と摩擦係合し、第２のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第１のレンズ群と摩擦係合する第２の駆動シャフトと、第２の駆動シャフトを伸縮させるために第２の駆動シャフトの一端部に固定される第２の圧電素子と、第１のレンズ群及び第２のレンズ群を透過した光を受信するセンサと、を含む撮像装置を提供する。

本発明は、その第２の態様で、レンズ群と、レンズ群を透過した光を受信するセンサと、入射光をレンズ群の方に反射させるミラーと、ミラーの反射位置で振動を起こすことによって、レンズ群の光軸に直交する方向のコンポーネントに対して光学式手ぶれ補正を行う制御ユニットと、を含む撮像装置を提供する。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るスマートフォンをその背面から示す斜視図である。 図１Ｂは、本発明の実施形態に係るスマートフォンをその前面から示す斜視図である。 図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るスマートフォンの内部機構を示す平面図であり、図２（ｂ）は、その側面図である。 図３は、ミラー側の磁石とサブシャーシ側のコイルとの配置関係を示す図である。 図４は、コイルが取り付けられるコア部材を示す図である。 図５は、ミラーの回転駆動におけるコイルへの電流供給によるコアアームの磁極の変化を示す図である。 図６Ａは、ミラーの回転を検出するホール素子の波形を示す図である。 図６Ｂは、ミラーの回転を検出するホール素子の波形を示す図である。 図７は、本実施形態のスマートフォンの駆動制御のための構成を主として示すブロック図である。

以下では、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る撮像装置（カメラ）として機能するスマートフォンを示す斜視図であり、図１Ａはスマートフォンをその背面から見た図、図１Ｂはスマートフォンをその前面から見た図を示す。

これらの図面において、スマートフォン１００は、カメラ（撮像装置）として機能する撮像機構を含む。より具体的には、スマートフォン１００の背面１０１Ｂに開口１０３が設けられ、開口１０３を塞ぐようにレンズが設けられている。開口１０３内にはミラー３が設けられ、開口１０３を通って入射する光の方向がミラー３によって変更されるため、その光がスマートフォン１００内に設けられた撮像機構の光学系に入射する。ここで、ユーザは、背面１０１Ｂを被写体に向けながら、所定の撮像ボタンを操作することによって撮像を行うことができる。さらに、図１Ｂに示すように、ミラー３は、ポップアップユニット１０２を介してスマートフォン１００の上部からポップアップできるように構成されている。ポップアップユニット１０２の開口には、開口を塞ぐためにレンズが設けられている。ミラー３は、ポップアップユニット１０２がポップアップするにつれて、図１Ａに示す状態から９０度回転する。これにより、ユーザは、被写体に向けられた前面１０１Ａで撮像を行うことができる。このように、本実施形態に係るスマートフォン１００は、被写体に向けられた背面１０１Ｂ又は前面１０１Ａのいずれかで撮像を行うことができる。加えて、ミラー等のために設けられたポップアップ機構は、前面１０１Ａのほぼ全体が表示スクリーンとして機能することを可能にする。すなわち、表示スクリーンの一部にレンズ等の結像のための入射光路を設ける必要がないため、表示スクリーンの配置及びサイズが制限されない。

図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態に係るスマートフォン内のカメラ（撮像）機能の構成を示す平面図及び側面図である。

本実施形態に係るカメラ機構は、ズームレンズ群１０と、オートフォーカス（以下、「ＡＦ」と呼ぶ）レンズ群１５と、アパーチャシステム１６と、センサ１８と、被写体からの光をこれらのレンズ群を介してセンサ１８にガイドするミラー３とを概して含む。ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５は、ＡＦ/ズームシャーシ１７にそれらの駆動部品と共に設けられている。ミラー３及びセンサ１８はサブシャーシ２に設けられている。ＡＦ/ズームシャーシ１７はサブシャーシ２上に可動に設けられている。さらに、サブシャーシ２はメインシャーシ１に対して可動に設けられている。メインシャーシ１は、本実施形態のスマートフォン１００のシャーシの一部を構成する。本実施形態におけるズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５はそれぞれ複数のレンズで構成されているが、レンズ群の双方又は一方はカメラの仕様に応じて単一のレンズで構成されてもよい。

本実施形態のスマートフォンは、図１Ａ、図１Ｂを参照して上述したように、リアサイドカメラモード及びフロントサイドカメラモードを有する。リアサイドカメラモードでは、図２（ｂ）に示すように、ミラー３の回転位置は、スマートフォンの背面から入射した光がレンズ群にガイドされるように開口１０３を介して反射される（図１Ａ）角度に設定される。他方で、フロントサイドカメラモードでは、サブシャーシ２がポップアップ位置に動かされ、ミラー３の回転位置は、スマートフォンの前面から入射した光がレンズ群にガイドされるようにポップアップユニット１０２を介して反射される（図１Ｂ）角度に設定される。

ＡＦ／ズームシャーシ１７に設けられるズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５のための駆動機構は以下の通りである。

ズームレンズ群１０の一端は、移動支持部１５１を介して駆動シャフト１４１（第１の駆動シャフト）によって支持される。移動支持部１５１及び駆動シャフト１４１は、所定の摩擦力で摩擦係合する。より具体的には、移動支持部１５１はＶ字状の断面を有し、その内面は、２点で駆動シャフト１４１と線接触している。同時に、平ばね（図示せず）が駆動シャフト１４１に当接し、その弾性力により駆動シャフト１４１を移動支持部のＶ字状の内面に押し付ける。この押し付けによって所定の摩擦力がもたらされる。Ｘ軸方向においてズームレンズ群１０の一端と反対側のズームレンズ群１０の端部は、支持部１６１を介して駆動シャフト１４２（第２の駆動シャフト）上で支持されている。支持部１６１及び駆動シャフト１４２は、ＡＦレンズ群１５の移動支持部１５２と駆動シャフト１４２との係合における摩擦力よりも小さい摩擦力で互いに係合している。具体的には、支持部１６１はＵ字状の断面を有し、駆動シャフト１４２は、わずかな隙間を形成する嵌合公差でＵ字状の内面と係合する。なお、移動支持部１５１及び支持部１６１の断面形状は、当然ながら前述の形状に限定されず、支持部１６１と駆動シャフト１４２との間の摩擦力が移動支持部１５１と駆動シャフト１４１との間の摩擦力よりも小さい限り、任意の形状をとってもよいのは当然である。また、支持部１６２と駆動シャフト１４１との係合関係及び対応する移動支持部１５２と駆動シャフト１４２との係合関係にも、上述したのと同じ係合関係が適用される。

ズームレンズ群１０では、重り１２１が駆動シャフト１４１の一端に取り付けられ、圧電素子１３１(第１の圧電素子)の一端がこの重り１２１に固定される。さらに、駆動シャフト１４１の一端は圧電素子１３１の他端に固定される。重り１２１は、可撓性接着剤により垂直シャーシ１７１に接続されている。その結果、重り１２１は、圧電素子１３１の駆動ベースの変形の方向及び範囲で自由に移動できる。駆動シャフト１４１の他端は垂直シャーシ１７２によって摺動可能に保持されている。なお、重り１２１の動作の構成は、前述の接着剤に限定されず、重り１２１が所定の範囲内で自由に移動できる限り、任意の形態をとってもよい。

ＡＦレンズ群１５は、前述のズームレンズ群１０の駆動機構と同様の駆動機構も含む。すなわち、ＡＦレンズ群１５の一端は、移動支持部１５２を介して駆動シャフト１４２によって支持されている。移動支持部１５２及び駆動シャフト１４２は、駆動シャフト１４２と接触する平ばね（図示せず）によって、上述したようにＶ字状の断面を有する移動支持部１５２の方に駆動シャフト１４２を付勢することによって互いに摩擦係合している。さらに、Ｘ軸方向においてＡＦレンズ群１５の一端と反対側のＡＦレンズ群１５の端部は、支持部１６２を介して駆動シャフト１４１上に支持されている。上述したように、支持部１６２及び駆動シャフト１４１は、駆動シャフト１４１と支持部１６２のＵ字状の断面との間にわずかな隙間を形成する許容によって互いに係合する。

ＡＦレンズ群１５では、重り１２２が駆動シャフト１４２の一端に取り付けられ、圧電素子１３２（第２の圧電素子）の一端がこの重り１２２に固定される。さらに、駆動シャフト１４２の一端は圧電素子１３の他端に固定される。重り１２２は、可撓性接着剤により垂直シャーシ１７２に接続されている。駆動シャフト１４２の他端は垂直シャーシ１７１によって摺動可能に保持されている。

ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５の駆動機構による駆動の原理は、スムーズインパクト駆動機構（以下、「ＳＩＤＭ」という）と呼ばれるものに基づく。以下は、ズームレンズ群１０を駆動する原理の説明である。圧電素子１３１に電圧を印加することで圧電素子１３１を膨張方向に駆動させることで駆動シャフト１４１が比較的ゆっくり動かされると、移動支持部１５１は駆動シャフト１４１との摩擦係合により、駆動シャフト１４１と共に移動する。次に、圧電素子１３１は反対方向に、すなわち圧電素子の収縮方向に駆動されるため、駆動シャフト１４１が素早く移動し、移動支持部１５１の慣性と駆動シャフト１４１ａとの動的摩擦との関係により、移動支持部１５１をその位置で留まらせる。駆動シャフト１４１の前述の低速移動及び高速移動を繰り返すことにより、移動支持部１５１、ひいてはズームレンズ群１０をＹ軸の負方向に移動させることができる。膨張及び収縮の移動速度を前述の移動速度関係と反対の関係にさらに設定することで、ズームレンズ群１０をＹ軸の正の方向に移動させることができる。

本実施形態によれば、ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５の駆動は次のように行われる。ズームレンズ群１０の動きとＡＦレンズ群１５の動きと互いにを接続することにより、ＡＦモード及びズームモードが行われる。例えば、ズーム倍率で被写体に焦点を合わせた状態で、被写体を変えて同じ倍率で焦点合わせをする場合、ＡＦレンズ群１５が焦点合わせのために動かされる。次に、焦点位置の変更によりズームレンズ群１０が動かされる。さらに、被写体を変えずにズーム倍率を変更する場合、ズームレンズ群１０の移動に伴って焦点位置が変わるため、ＡＦレンズ群が動かされる。上述したように、ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５は、ＡＦモード及びズームモードのいずれかにおいて対応する圧電素子１３１、１３２によって駆動される。本実施形態によれば、それぞれの圧電素子の駆動周波数は、約２００ＫＨｚ～約３００ＫＨｚの範囲でそれぞれ適切な周波数に設定される。

ＡＦレンズ群１５とズームレンズ群１０とが互いに接続される動作では、支持部１６１、１６２と対応する駆動シャフト１４２、１４１との係合関係のそれぞれに所謂「ディザリング効果」が生じる。より具体的には、上述の２つのレンズ群の接続動作によって、それぞれの駆動シャフトが振動しながら動かされるため、対応する支持部１６１、１６２とそれぞれの駆動シャフトとの係合が動的摩擦の係合となる。そのため、係合による抵抗は小さくなる。その結果、ＡＦレンズ群１５及びズームレンズ群１０の駆動源である圧電素子１３１、１３２の駆動力は小さくなるため、電力消費を低減できる。

なお、ＡＦレンズ群１５及びズームレンズ群１０のいずれも動かされていない場合でも、ディザリング効果が起こり得る。駆動シャフトは、動かされていないレンズ群を動かすための駆動シャフトが、対応する圧電素子によって数ＫＨｚの正弦曲線で振動されるアイドリング状態になり得る。このアイドル状態は、移動中のレンズ群の支持部と振動された駆動シャフトとの間でディザリング効果を生じさせることを可能にする。

さらに、上述の実施形態では、圧電素子１３１、１３２の駆動周波数は約２００ＫＨｚ～約３００ＫＨｚの範囲の値に設定されるが、当然ながら駆動周波数はこれらの値に限定されない。２つの圧電素子のそれぞれの駆動周波数は、撮像装置又はスマートフォンの仕様及び製品形状等の条件に応じて変更してもよく、２つのレンズ群の接続動作及び２つのレンズ群間でのディザリング効果をもたらす値にしたがって決定され得る。

前述の説明はズームレンズ群及びＡＦレンズ群の駆動に関連するが、当然ながら２つのレンズ群（第１のレンズ群及び第２のレンズ群）はズームレンズ群及びＡＦレンズ群に限定されない。前述の構成及び駆動方法は、対象レンズ群が、接続駆動される、カメラ機構を構成するレンズ群のうちの２つである限り、任意の種類のレンズ群に適用できる。

アパーチャシステム１６は、光軸に沿ってＡＦレンズ群１５の前方に設けられ、２つのレベルのアパーチャサイズでアパーチャを調整する。

上述した光学系が設置されるＡＦ／ズームシャーシ１７の後ろ側に磁石１１が設けられる。コイル２０は、コイル２０が磁石１１に面することができる位置でサブシャーシ２に設けられる。ＡＦ／ズームシャーシ１７は、３つのボール４を通じてサブシャーシ２に対して移動に設けられている。この構成は、後述する光学式手ぶれ補正（以下「ＯＩＳ」という）を実施できる。

センサ１８は、上述した光学系の背面に光学系の光軸に沿って配置される。このセンサ１８は、サブシャーシ２に固定されたセンサホルダ１９によって保持される。

上述したように、ミラー３は、リアサイドカメラモード及びフロントサイドカメラモードとの間でその回転位置を変更する。ミラー３は、後述するように、ＯＩＳのために回転方向で振動動作を行う。以下では、このミラー３を駆動するための機構を示す。

ミラー３は、サブシャーシ２に設けられた支持部２０１（図２（ｂ）に図示せず）によって、Ｘ軸に平行な軸を中心として回転可能に保持される。ミラー３の１つの側面に円盤状のヨーク５が取り付けられ、ヨーク５には磁石６が取り付けられている。これにより、ミラー３及び磁石６は共に回転できる。サブシャーシ２には、ミラー３の磁石６に面する位置にコイル７が設けられている。

図３は、ミラー３側の磁石６及びサブシャーシ２側のコイル７の配置関係を示す図であり、図４は、コイル７が取り付けられるコア部材７０を示す図である。

図３に示すように、磁石６は１２個のＮ極磁化部６Ａと１２個のＳ極磁化部６Ｂとを有含む。図３及び図４に示すように、コイル７は、コア部材７０のコアアーム７１と７８との間に形成された溝を通過するように巻かれた２種類のコイル７Ａ、７Ｂを含む。具体的には、コイル７Ａ及びコイル７Ｂは９０度の位相差でコア部材７０に配置されている。加えて、両方のコイル７Ａ、７Ｂは全て磁石６の周囲に配置されている。これらのコイルの入力側端子及び出力側端子（いずれも図示せず）は所定の位置に設けられている。なお、コイル７Ａ及び７Ｂは、コイル基板の２つの層のそれぞれに存在する。したがって、コイル７Ａ、７Ｂを流れる電流は互いに干渉しない。

図５は、ミラー３の回転駆動においてコイル７への電流供給によるコアアームの磁極の変化を示す図である。ミラー３の回転角度が０度（初期状態）の場合、コイル７Ａ、７Ｂへの電流供給はコアアーム７１～７８の磁極をＮ、Ｓ、・・・Ｎ及びＳに設定する。コイル７Ａ、７Ｂへの電流供給はこの状態から、コアアーム７１～７８の磁極をＳ、Ｎ、・・・Ｓ及びＮに設定するように制御されるため、ミラー３は時計回り（ＣＷ）に１５度回転する。同様に、コアアーム７１～７８の磁極を変化させることで、ミラー３を３０度、４５度、６０度、７５度、９０度回転させることができる。そのような回転位置で、磁石６のＮ極又はＳ極がコアアーム７１～７８に直接面する場合、回転位置は磁気的に安定な点になる。その状態ではコイル７Ａ及び７Ｂへの電流供給が遮断されるため、コイル７に対する磁石６の位置、ひいてはそれに対するミラー３の位置が固定される。本実施形態によれば、ミラー３の回転角度が０度の固定点のうちの所定の固定点でのモードをリアサイドカメラモードと呼び、ミラー３の回転角度が９０度の固定点のうちの所定の固定点でのモードをフロントサイドカメラモードと呼ぶ。フロントサイドカメラモードからリアサイドカメラモードへの移行時に、ミラー３はミラー３の回転位置を変更するために反時計回り（ＣＣＷ）に回転させる。

図６Ａ及び図６Ｂは、ミラー３の前述の回転を検出するホール素子２８Ａ及び２８Ｂの波形を示す図である。図６Ａは、ミラー３が時計回りに回転された場合にホール素子２８Ａ及び２８Ｂが検出する波形及びそれらの検出された波形の組み合わせを示し、図６Ｂはミラー３が反時計回りに回転された場合にホール素子２８Ａ及び２８Ｂが検出する波形及びそれらの検出された波形の組み合わせを示す。本実施形態では、ホール素子２８Ａ及びホール素子２８Ｂは、９０度の等価電気角で互いに離れた位置に配置されている。

ミラー３が時計回りに又は反時計回りに回転しているかは、組み合わされた波形２８Ｃとホール素子２８Ａ及び２８Ｂによって検出される波形との間の位相差によって判定される。さらに、ホール素子が磁石６の極を通過する回数をカウントできる。すなわち、ホール素子２８Ａによって検出された波形が「０」を越える回数により回転角度を検出できる。

本実施形態によれば、ＯＩＳはミラー３の駆動を用いることにより行われる。すなわち、ミラー３を０度又は９０度の位置又はリアサイドカメラモード又はフロントサイドカメラモードのそれぞれの回転位置に固定することにより、ホール素子２８Ａを用いることでＺ軸方向のＯＩＳを制御できる。より具体的には、コイル７に電流を供給することによりミラー３（磁石６）を回転させ、ミラー３の回転位置がホール素子２８Ａによって検出される。ホール素子２８Ａによって検出されるミラー３の回転位置の範囲が図６（ａ）に示すサーボ領域に設定されることを条件として、この範囲内でミラー３（磁石６）を回転（振動）させることによりＺ軸方向のＯＩＳを行うことができる。以下にサーボ領域の例を示す。ホール素子２８Ａによって検出されるサイズが３．５ｍｍの場合、磁極あたりの開口角度は３６０／２４であり、１５度である。この角度は距離の観点で０．４６ｎｍであるため、マージン７０％の条件で線形を保証するサーボ領域の範囲は０．３２ｍｍとなる。すなわち、この領域が±０．１６ｍｍであるとした場合、ＯＩＳは角度の観点で±５．２度の範囲内で制御できる。このサーボ制御の範囲の例では、ミラー３の反射点からセンサ１８までの距離が１０ｍｍであるとしたばあい、センサ１８上の光スポットの移動距離は約１．８３５３４３４４６ｍｍである。この値は、通常のＯＩＳにおける光スポットの１５０μｍの移動距離に比べて十分なマージンを有する。

再び図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、ＯＩＳの構成を説明する。Ｘ軸方向のＯＩＳは、ＡＦ／ズームシャーシ１７をＸ軸に沿った方向に動かすことによって行うことができる。具体的には、ＡＦ／ズームシャーシ１７は、センサ１８によって検出された画像に基づいて、サブシャーシ２に設けられたコイル２０への電流供給を制御することによって、Ｘ軸方向に必要な距離動かされる。これにより、Ｘ軸方向のＯＩＳの実行が保証される。さらに、上述したように、ミラー３の回転位置を０度又は９０度に固定した状態でホール素子を用いた制御によりＺ軸方向のＯＩＳが行われる。

上記から明らかなように、ミラー３は、ＯＩＳに加えて両面カメラモードの光路を切り替えに用いることができるため、ＯＩＳ等の機能をコンポーネントのための大きなスペースを必要とせずに簡素な構成で実施できる。

ミラー３を含む上述の光学系はサブシャーシ２に取り付けられる。このサブシャーシ２がメインシャーシ１に対して動かされると、フロントサイドカメラモードに関連するポップアップが有効になる。サブシャーシ２は、Ｘ軸方向における一方側の側面に軸受部２９を、他方の側の側面にガイド部３０を含む。軸受部２９はメインシャーシ１に設けられ、Ｙ軸方向に延びるメインシャフト８と摺動可能に係合する。ガイド部３０は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール（図示せず）と摺動可能に係合する。すなわち、サブシャーシ２は、メインシャフト８及びガイドレールを介してメインシャーシ１に支持され、Ｙ軸方向に可動である。

サブシャーシ２の軸受部２９が係合するメインシャフト８は、メインシャーシ１のそれぞれの支持部によって支持される両端を有する。光学系の後ろで、センサ側の２つの支持部のうちの支持部と、軸受部２９との間にバネ２２が配置されて、軸受部２９を光学系の前方の方に垂直に付勢する。軸受部２９は、軸受部２９がバネ２２と接触する部分と反対側でＹ軸方向に延びる送りねじ９にねじ込まれたナット２３に当接する。存在するバネ２２の弾性は、ポップアップ位置にあるポップアップユニット１０２を押してスマートフォン内に戻すためにユーザが誤って加えた力を吸収するため、他の部材への影響を低減できる。

送りねじ９の回転駆動は、駆動源として機能する圧電型アクチュエータ２１を用いて行われる。具体的には、アクチュエータ２１は、アクチュエータ２１を取り囲むバネ２４によってロータ２５に当接させられる。次に、アクチュエータ２１を膨張／収縮させるために高周波電圧が印加され、それによりアクチュエータ２１の遠位端に取り付けられた金属チップが楕円運動を行い、金属チップとロータ２５との間の摩擦によりロータ２５を回転させる。印加される電圧の位相関係を変化させることにより、ロータ２５を逆回転させることができる。ロータ２５の回転により同軸の第１のギア２６を回転させ、この回転が第１のギア２６と係合する第２のギア２７を回転させる。送りねじ９の一端は第２のギア２７に固定され、それにより送りねじ９の回転が可能となる。上述の構成では、送りねじ９を所定の方向に回転させると、ナット２３がＹ軸の正方向に進むため、バネ２２によって付勢された軸受部２９は、ナット２３と当接しながらＹ軸の同じ正方向に動くことができる。したがって、サブシャーシ２はＹ軸の正方向に移動できる。ロータ２５を逆回転させることでサブシャーシ２をＹ軸の負方向に動かすことができる。その結果、ポップアップユニット１０２は、スマートフォン１００の上部を介してポップアップできるとともにスマートフォン１００内に入れることができる。

図７は、本実施形態のスマートフォン１００の駆動制御のための構成を主に示すブロック図である。

本実施形態のスマートフォン１００は、データ処理と、スマートフォン１００内の個々のコンポーネントの動作の制御とを行う処理ユニット１１１を含む。ＲＯＭ１１２及びＲＡＭ１１３は、処理ユニット１１１が処理及び制御を行うときに用いられる記憶ユニットである。スマートフォン１００は表示装置１１４及び入力装置１１５も含み、前面１０１Ａの表示部への表示及び表示部を介した入力処理を行う。

カメラユニット１８０は、個々のユニットの上述の駆動を制御する駆動ユニットを含む。すなわち、ズームレンズ群駆動ユニット１８１は、処理ユニット１１１の制御下でズームレンズ群１０の上述の駆動を制御し、ＡＦレンズ群駆動ユニット１８２は同様に、処理ユニット１１１の制御下でＡＦレンズ群１５の上述の駆動を制御する。ミラー駆動ユニット１８３は、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して上述したように、ミラー３の回転を制御する。また、ＡＦ／ズームシャーシ駆動ユニット１８４は、ＡＦ／ズームシャーシ１７の上述の動作を制御し、サブシャーシ駆動ユニット１８５はサブシャーシ２の上述の動作を制御する。

本開示は撮像装置及び情報端末に関し、より具体的には、ズーム機能及びオートフォーカス（ＡＦ）機能を実現するための駆動機構に関する。

スマートフォン等の携帯情報端末は、カメラ（撮像装置）として機能する撮像機能を多くの場合含む。この撮像機能は、レンズ等を駆動及び操作することにより、要求されるズーム機能及びＡＦ機能を実現する。

携帯情報端末のそれぞれは、そのケースの厚さに制限されているため、あまりスペースを取らない簡素な構造を有する機構によって撮像機能が実施されることが望ましい。撮像機能のための駆動機構を構成するアクチュエータが低消費電力であることも望ましい。

本開示の目的は、構成が簡素であり、駆動機構が低消費電力な撮像装置及び情報端末を提供することである。

本発明は、その第１の態様で、第１のレンズ群と、第１のレンズ群を透過した光が通過する第２のレンズ群と、第１のレンズ群と摩擦係合し、第１のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第２のレンズ群と摩擦係合する第１の駆動シャフトと、第１の駆動シャフトを伸縮させるために第１の駆動シャフトの一端部に固定される第１の圧電素子と、第２のレンズ群と摩擦係合し、第２のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で第１のレンズ群と摩擦係合する第２の駆動シャフトと、第２の駆動シャフトを伸縮させるために第２の駆動シャフトの一端部に固定される第２の圧電素子と、第１のレンズ群及び第２のレンズ群を透過した光を受信するセンサと、を含む撮像装置を提供する。

本発明は、その第２の態様で、レンズ群と、レンズ群を透過した光を受信するセンサと、入射光をレンズ群の方に反射させるミラーと、ミラーの反射位置で振動を起こすことによって、レンズ群の光軸に直交する方向のコンポーネントに対して光学式手ぶれ補正を行う制御ユニットと、を含む撮像装置を提供する。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るスマートフォンをその背面から示す斜視図である。 図１Ｂは、本発明の実施形態に係るスマートフォンをその前面から示す斜視図である。 図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るスマートフォンの内部機構を示す平面図であり、図２（ｂ）は、その側面図である。 図３は、ミラー側の磁石とサブシャーシ側のコイルとの配置関係を示す図である。 図４は、コイルが取り付けられるコア部材を示す図である。 図５は、ミラーの回転駆動におけるコイルへの電流供給によるコアアームの磁極の変化を示す図である。 図６Ａは、ミラーの回転を検出するホール素子の波形を示す図である。 図６Ｂは、ミラーの回転を検出するホール素子の波形を示す図である。 図７は、本実施形態のスマートフォンの駆動制御のための構成を主として示すブロック図である。

以下では、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る撮像装置（カメラ）として機能するスマートフォンを示す斜視図であり、図１Ａはスマートフォンをその背面から見た図、図１Ｂはスマートフォンをその前面から見た図を示す。

これらの図面において、スマートフォン１００は、カメラ（撮像装置）として機能する撮像機構を含む。より具体的には、スマートフォン１００の背面１０１Ｂに開口１０３が設けられ、開口１０３を塞ぐようにレンズが設けられている。開口１０３内にはミラー３が設けられ、開口１０３を通って入射する光の方向がミラー３によって変更されるため、その光がスマートフォン１００内に設けられた撮像機構の光学系に入射する。ここで、ユーザは、背面１０１Ｂを被写体に向けながら、所定の撮像ボタンを操作することによって撮像を行うことができる。さらに、図１Ｂに示すように、ミラー３は、ポップアップユニット１０２を介してスマートフォン１００の上部からポップアップできるように構成されている。ポップアップユニット１０２の開口には、開口を塞ぐためにレンズが設けられている。ミラー３は、ポップアップユニット１０２がポップアップするにつれて、図１Ａに示す状態から９０度回転する。これにより、ユーザは、被写体に向けられた前面１０１Ａで撮像を行うことができる。このように、本実施形態に係るスマートフォン１００は、被写体に向けられた背面１０１Ｂ又は前面１０１Ａのいずれかで撮像を行うことができる。加えて、ミラー等のために設けられたポップアップ機構は、前面１０１Ａのほぼ全体が表示スクリーンとして機能することを可能にする。すなわち、表示スクリーンの一部にレンズ等の結像のための入射光路を設ける必要がないため、表示スクリーンの配置及びサイズが制限されない。

図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態に係るスマートフォン内のカメラ（撮像）機能の構成を示す平面図及び側面図である。

本実施形態に係るカメラ機構は、ズームレンズ群１０と、オートフォーカス（以下、「ＡＦ」と呼ぶ）レンズ群１５と、アパーチャシステム１６と、センサ１８と、被写体からの光をこれらのレンズ群を介してセンサ１８にガイドするミラー３とを概して含む。ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５は、ＡＦ/ズームシャーシ１７にそれらの駆動部品と共に設けられている。ミラー３及びセンサ１８はサブシャーシ２に設けられている。ＡＦ/ズームシャーシ１７はサブシャーシ２上に可動に設けられている。さらに、サブシャーシ２はメインシャーシ１に対して可動に設けられている。メインシャーシ１は、本実施形態のスマートフォン１００のシャーシの一部を構成する。本実施形態におけるズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５はそれぞれ複数のレンズで構成されているが、レンズ群の双方又は一方はカメラの仕様に応じて単一のレンズで構成されてもよい。

本実施形態のスマートフォンは、図１Ａ、図１Ｂを参照して上述したように、リアサイドカメラモード及びフロントサイドカメラモードを有する。リアサイドカメラモードでは、図２（ｂ）に示すように、ミラー３の回転位置は、スマートフォンの背面から入射した光がレンズ群にガイドされるように開口１０３を介して反射される（図１Ａ）角度に設定される。他方で、フロントサイドカメラモードでは、サブシャーシ２がポップアップ位置に動かされ、ミラー３の回転位置は、スマートフォンの前面から入射した光がレンズ群にガイドされるようにポップアップユニット１０２を介して反射される（図１Ｂ）角度に設定される。

ＡＦ／ズームシャーシ１７に設けられるズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５のための駆動機構は以下の通りである。

ズームレンズ群１０の一端は、移動支持部１５１を介して駆動シャフト１４１（第１の駆動シャフト）によって支持される。移動支持部１５１及び駆動シャフト１４１は、所定の摩擦力で摩擦係合する。より具体的には、移動支持部１５１はＶ字状の断面を有し、その内面は、２点で駆動シャフト１４１と線接触している。同時に、平ばね（図示せず）が駆動シャフト１４１に当接し、その弾性力により駆動シャフト１４１を移動支持部のＶ字状の内面に押し付ける。この押し付けによって所定の摩擦力がもたらされる。Ｘ軸方向においてズームレンズ群１０の一端と反対側のズームレンズ群１０の端部は、支持部１６１を介して駆動シャフト１４２（第２の駆動シャフト）上で支持されている。支持部１６１及び駆動シャフト１４２は、ＡＦレンズ群１５の移動支持部１５２と駆動シャフト１４２との係合における摩擦力よりも小さい摩擦力で互いに係合している。具体的には、支持部１６１はＵ字状の断面を有し、駆動シャフト１４２は、わずかな隙間を形成する嵌合公差でＵ字状の内面と係合する。なお、移動支持部１５１及び支持部１６１の断面形状は、当然ながら前述の形状に限定されず、支持部１６１と駆動シャフト１４２との間の摩擦力が移動支持部１５１と駆動シャフト１４１との間の摩擦力よりも小さい限り、任意の形状をとってもよいのは当然である。また、支持部１６２と駆動シャフト１４１との係合関係及び対応する移動支持部１５２と駆動シャフト１４２との係合関係にも、上述したのと同じ係合関係が適用される。

ズームレンズ群１０では、重り１２１が駆動シャフト１４１の一端に取り付けられ、圧電素子１３１(第１の圧電素子)の一端がこの重り１２１に固定される。さらに、駆動シャフト１４１の一端は圧電素子１３１の他端に固定される。重り１２１は、可撓性接着剤により垂直シャーシ１７１に接続されている。その結果、重り１２１は、圧電素子１３１の駆動ベースの変形の方向及び範囲で自由に移動できる。駆動シャフト１４１の他端は垂直シャーシ１７２によって摺動可能に保持されている。なお、重り１２１の動作の構成は、前述の接着剤に限定されず、重り１２１が所定の範囲内で自由に移動できる限り、任意の形態をとってもよい。

ＡＦレンズ群１５は、前述のズームレンズ群１０の駆動機構と同様の駆動機構も含む。すなわち、ＡＦレンズ群１５の一端は、移動支持部１５２を介して駆動シャフト１４２によって支持されている。移動支持部１５２及び駆動シャフト１４２は、駆動シャフト１４２と接触する平ばね（図示せず）によって、上述したようにＶ字状の断面を有する移動支持部１５２の方に駆動シャフト１４２を付勢することによって互いに摩擦係合している。さらに、Ｘ軸方向においてＡＦレンズ群１５の一端と反対側のＡＦレンズ群１５の端部は、支持部１６２を介して駆動シャフト１４１上に支持されている。上述したように、支持部１６２及び駆動シャフト１４１は、駆動シャフト１４１と支持部１６２のＵ字状の断面との間にわずかな隙間を形成する許容によって互いに係合する。

ＡＦレンズ群１５では、重り１２２が駆動シャフト１４２の一端に取り付けられ、圧電素子１３２（第２の圧電素子）の一端がこの重り１２２に固定される。さらに、駆動シャフト１４２の一端は圧電素子１３２の他端に固定される。重り１２２は、可撓性接着剤により垂直シャーシ１７２に接続されている。駆動シャフト１４２の他端は垂直シャーシ１７１によって摺動可能に保持されている。

ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５の駆動機構による駆動の原理は、スムーズインパクト駆動機構（以下、「ＳＩＤＭ」という）と呼ばれるものに基づく。以下は、ズームレンズ群１０を駆動する原理の説明である。圧電素子１３１に電圧を印加することで圧電素子１３１を膨張方向に駆動させることで駆動シャフト１４１が比較的ゆっくり動かされると、移動支持部１５１は駆動シャフト１４１との摩擦係合により、駆動シャフト１４１と共に移動する。次に、圧電素子１３１は反対方向に、すなわち圧電素子の収縮方向に駆動されるため、駆動シャフト１４１が素早く移動し、移動支持部１５１の慣性と駆動シャフト１４１ａとの動的摩擦との関係により、移動支持部１５１をその位置で留まらせる。駆動シャフト１４１の前述の低速移動及び高速移動を繰り返すことにより、移動支持部１５１、ひいてはズームレンズ群１０をＹ軸の負方向に移動させることができる。膨張及び収縮の移動速度を前述の移動速度関係と反対の関係にさらに設定することで、ズームレンズ群１０をＹ軸の正の方向に移動させることができる。

本実施形態によれば、ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５の駆動は次のように行われる。ズームレンズ群１０の動きとＡＦレンズ群１５の動きと互いにを接続することにより、ＡＦモード及びズームモードが行われる。例えば、ズーム倍率で被写体に焦点を合わせた状態で、被写体を変えて同じ倍率で焦点合わせをする場合、ＡＦレンズ群１５が焦点合わせのために動かされる。次に、焦点位置の変更によりズームレンズ群１０が動かされる。さらに、被写体を変えずにズーム倍率を変更する場合、ズームレンズ群１０の移動に伴って焦点位置が変わるため、ＡＦレンズ群が動かされる。上述したように、ズームレンズ群１０及びＡＦレンズ群１５は、ＡＦモード及びズームモードのいずれかにおいて対応する圧電素子１３１、１３２によって駆動される。本実施形態によれば、それぞれの圧電素子の駆動周波数は、約２００ＫＨｚ～約３００ＫＨｚの範囲でそれぞれ適切な周波数に設定される。

ＡＦレンズ群１５とズームレンズ群１０とが互いに接続される動作では、支持部１６１、１６２と対応する駆動シャフト１４２、１４１との係合関係のそれぞれに所謂「ディザリング効果」が生じる。より具体的には、上述の２つのレンズ群の接続動作によって、それぞれの駆動シャフトが振動しながら動かされるため、対応する支持部１６１、１６２とそれぞれの駆動シャフトとの係合が動的摩擦の係合となる。そのため、係合による抵抗は小さくなる。その結果、ＡＦレンズ群１５及びズームレンズ群１０の駆動源である圧電素子１３１、１３２の駆動力は小さくなるため、電力消費を低減できる。

なお、ＡＦレンズ群１５及びズームレンズ群１０のいずれも動かされていない場合でも、ディザリング効果が起こり得る。駆動シャフトは、動かされていないレンズ群を動かすための駆動シャフトが、対応する圧電素子によって数ＫＨｚの正弦曲線で振動されるアイドリング状態になり得る。このアイドル状態は、移動中のレンズ群の支持部と振動された駆動シャフトとの間でディザリング効果を生じさせることを可能にする。

さらに、上述の実施形態では、圧電素子１３１、１３２の駆動周波数は約２００ＫＨｚ～約３００ＫＨｚの範囲の値に設定されるが、当然ながら駆動周波数はこれらの値に限定されない。２つの圧電素子のそれぞれの駆動周波数は、撮像装置又はスマートフォンの仕様及び製品形状等の条件に応じて変更してもよく、２つのレンズ群の接続動作及び２つのレンズ群間でのディザリング効果をもたらす値にしたがって決定され得る。

前述の説明はズームレンズ群及びＡＦレンズ群の駆動に関連するが、当然ながら２つのレンズ群（第１のレンズ群及び第２のレンズ群）はズームレンズ群及びＡＦレンズ群に限定されない。前述の構成及び駆動方法は、対象レンズ群が、接続駆動される、カメラ機構を構成するレンズ群のうちの２つである限り、任意の種類のレンズ群に適用できる。

アパーチャシステム１６は、光軸に沿ってＡＦレンズ群１５の前方に設けられ、２つのレベルのアパーチャサイズでアパーチャを調整する。

上述した光学系が設置されるＡＦ／ズームシャーシ１７の後ろ側に磁石１１が設けられる。コイル２０は、コイル２０が磁石１１に面することができる位置でサブシャーシ２に設けられる。ＡＦ／ズームシャーシ１７は、３つのボール４を通じてサブシャーシ２に対して移動に設けられている。この構成は、後述する光学式手ぶれ補正（以下「ＯＩＳ」という）を実施できる。

センサ１８は、上述した光学系の背面に光学系の光軸に沿って配置される。このセンサ１８は、サブシャーシ２に固定されたセンサホルダ１９によって保持される。

上述したように、ミラー３は、リアサイドカメラモード及びフロントサイドカメラモードとの間でその回転位置を変更する。ミラー３は、後述するように、ＯＩＳのために回転方向で振動動作を行う。以下では、このミラー３を駆動するための機構を示す。

ミラー３は、サブシャーシ２に設けられた支持部２０１（図２（ｂ）に図示せず）によって、Ｘ軸に平行な軸を中心として回転可能に保持される。ミラー３の１つの側面に円盤状のヨーク５が取り付けられ、ヨーク５には磁石６が取り付けられている。これにより、ミラー３及び磁石６は共に回転できる。サブシャーシ２には、ミラー３の磁石６に面する位置にコイル７が設けられている。

図３は、ミラー３側の磁石６及びサブシャーシ２側のコイル７の配置関係を示す図であり、図４は、コイル７が取り付けられるコア部材７０を示す図である。

図３に示すように、磁石６は１２個のＮ極磁化部６Ａと１２個のＳ極磁化部６Ｂとを有含む。図３及び図４に示すように、コイル７は、コア部材７０のコアアーム７１と７８との間に形成された溝を通過するように巻かれた２種類のコイル７Ａ、７Ｂを含む。具体的には、コイル７Ａ及びコイル７Ｂは９０度の位相差でコア部材７０に配置されている。加えて、両方のコイル７Ａ、７Ｂは全て磁石６の周囲に配置されている。これらのコイルの入力側端子及び出力側端子（いずれも図示せず）は所定の位置に設けられている。なお、コイル７Ａ及び７Ｂは、コイル基板の２つの層のそれぞれに存在する。したがって、コイル７Ａ、７Ｂを流れる電流は互いに干渉しない。

図５は、ミラー３の回転駆動においてコイル７への電流供給によるコアアームの磁極の変化を示す図である。ミラー３の回転角度が０度（初期状態）の場合、コイル７Ａ、７Ｂへの電流供給はコアアーム７１～７８の磁極をＮ、Ｓ、・・・Ｎ及びＳに設定する。コイル７Ａ、７Ｂへの電流供給はこの状態から、コアアーム７１～７８の磁極をＳ、Ｎ、・・・Ｓ及びＮに設定するように制御されるため、ミラー３は時計回り（ＣＷ）に１５度回転する。同様に、コアアーム７１～７８の磁極を変化させることで、ミラー３を３０度、４５度、６０度、７５度、９０度回転させることができる。そのような回転位置で、磁石６のＮ極又はＳ極がコアアーム７１～７８に直接面する場合、回転位置は磁気的に安定な点になる。その状態ではコイル７Ａ及び７Ｂへの電流供給が遮断されるため、コイル７に対する磁石６の位置、ひいてはそれに対するミラー３の位置が固定される。本実施形態によれば、ミラー３の回転角度が０度の固定点のうちの所定の固定点でのモードをリアサイドカメラモードと呼び、ミラー３の回転角度が９０度の固定点のうちの所定の固定点でのモードをフロントサイドカメラモードと呼ぶ。フロントサイドカメラモードからリアサイドカメラモードへの移行時に、ミラー３はミラー３の回転位置を変更するために反時計回り（ＣＣＷ）に回転させる。

図６Ａ及び図６Ｂは、ミラー３の前述の回転を検出するホール素子２８Ａ及び２８Ｂの波形を示す図である。図６Ａは、ミラー３が時計回りに回転された場合にホール素子２８Ａ及び２８Ｂが検出する波形及びそれらの検出された波形の組み合わせを示し、図６Ｂはミラー３が反時計回りに回転された場合にホール素子２８Ａ及び２８Ｂが検出する波形及びそれらの検出された波形の組み合わせを示す。本実施形態では、ホール素子２８Ａ及びホール素子２８Ｂは、９０度の等価電気角で互いに離れた位置に配置されている。

ミラー３が時計回りに又は反時計回りに回転しているかは、組み合わされた波形２８Ｃとホール素子２８Ａ及び２８Ｂによって検出される波形との間の位相差によって判定される。さらに、ホール素子が磁石６の極を通過する回数をカウントできる。すなわち、ホール素子２８Ａによって検出された波形が「０」を越える回数により回転角度を検出できる。

本実施形態によれば、ＯＩＳはミラー３の駆動を用いることにより行われる。すなわち、ミラー３を０度又は９０度の位置又はリアサイドカメラモード又はフロントサイドカメラモードのそれぞれの回転位置に固定することにより、ホール素子２８Ａを用いることでＺ軸方向のＯＩＳを制御できる。より具体的には、コイル７に電流を供給することによりミラー３（磁石６）を回転させ、ミラー３の回転位置がホール素子２８Ａによって検出される。ホール素子２８Ａによって検出されるミラー３の回転位置の範囲が図６（ａ）に示すサーボ領域に設定されることを条件として、この範囲内でミラー３（磁石６）を回転（振動）させることによりＺ軸方向のＯＩＳを行うことができる。以下にサーボ領域の例を示す。ホール素子２８Ａによって検出されるサイズが３．５ｍｍの場合、磁極あたりの開口角度は３６０／２４であり、１５度である。この角度は距離の観点で０．４６ｎｍであるため、マージン７０％の条件で線形を保証するサーボ領域の範囲は０．３２ｍｍとなる。すなわち、この領域が±０．１６ｍｍであるとした場合、ＯＩＳは角度の観点で±５．２度の範囲内で制御できる。このサーボ制御の範囲の例では、ミラー３の反射点からセンサ１８までの距離が１０ｍｍであるとしたばあい、センサ１８上の光スポットの移動距離は約１．８３５３４３４４６ｍｍである。この値は、通常のＯＩＳにおける光スポットの１５０μｍの移動距離に比べて十分なマージンを有する。

再び図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、ＯＩＳの構成を説明する。Ｘ軸方向のＯＩＳは、ＡＦ／ズームシャーシ１７をＸ軸に沿った方向に動かすことによって行うことができる。具体的には、ＡＦ／ズームシャーシ１７は、センサ１８によって検出された画像に基づいて、サブシャーシ２に設けられたコイル２０への電流供給を制御することによって、Ｘ軸方向に必要な距離動かされる。これにより、Ｘ軸方向のＯＩＳの実行が保証される。さらに、上述したように、ミラー３の回転位置を０度又は９０度に固定した状態でホール素子を用いた制御によりＺ軸方向のＯＩＳが行われる。

上記から明らかなように、ミラー３は、ＯＩＳに加えて両面カメラモードの光路を切り替えに用いることができるため、ＯＩＳ等の機能をコンポーネントのための大きなスペースを必要とせずに簡素な構成で実施できる。

ミラー３を含む上述の光学系はサブシャーシ２に取り付けられる。このサブシャーシ２がメインシャーシ１に対して動かされると、フロントサイドカメラモードに関連するポップアップが有効になる。サブシャーシ２は、Ｘ軸方向における一方側の側面に軸受部２９を、他方の側の側面にガイド部３０を含む。軸受部２９はメインシャーシ１に設けられ、Ｙ軸方向に延びるメインシャフト８と摺動可能に係合する。ガイド部３０は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール（図示せず）と摺動可能に係合する。すなわち、サブシャーシ２は、メインシャフト８及びガイドレールを介してメインシャーシ１に支持され、Ｙ軸方向に可動である。

サブシャーシ２の軸受部２９が係合するメインシャフト８は、メインシャーシ１のそれぞれの支持部によって支持される両端を有する。光学系の後ろで、センサ側の２つの支持部のうちの支持部と、軸受部２９との間にバネ２２が配置されて、軸受部２９を光学系の前方の方に垂直に付勢する。軸受部２９は、軸受部２９がバネ２２と接触する部分と反対側でＹ軸方向に延びる送りねじ９にねじ込まれたナット２３に当接する。存在するバネ２２の弾性は、ポップアップ位置にあるポップアップユニット１０２を押してスマートフォン内に戻すためにユーザが誤って加えた力を吸収するため、他の部材への影響を低減できる。

送りねじ９の回転駆動は、駆動源として機能する圧電型アクチュエータ２１を用いて行われる。具体的には、アクチュエータ２１は、アクチュエータ２１を取り囲むバネ２４によってロータ２５に当接させられる。次に、アクチュエータ２１を膨張／収縮させるために高周波電圧が印加され、それによりアクチュエータ２１の遠位端に取り付けられた金属チップが楕円運動を行い、金属チップとロータ２５との間の摩擦によりロータ２５を回転させる。印加される電圧の位相関係を変化させることにより、ロータ２５を逆回転させることができる。ロータ２５の回転により同軸の第１のギア２６を回転させ、この回転が第１のギア２６と係合する第２のギア２７を回転させる。送りねじ９の一端は第２のギア２７に固定され、それにより送りねじ９の回転が可能となる。上述の構成では、送りねじ９を所定の方向に回転させると、ナット２３がＹ軸の正方向に進むため、バネ２２によって付勢された軸受部２９は、ナット２３と当接しながらＹ軸の同じ正方向に動くことができる。したがって、サブシャーシ２はＹ軸の正方向に移動できる。ロータ２５を逆回転させることでサブシャーシ２をＹ軸の負方向に動かすことができる。その結果、ポップアップユニット１０２は、スマートフォン１００の上部を介してポップアップできるとともにスマートフォン１００内に入れることができる。

図７は、本実施形態のスマートフォン１００の駆動制御のための構成を主に示すブロック図である。

本実施形態のスマートフォン１００は、データ処理と、スマートフォン１００内の個々のコンポーネントの動作の制御とを行う処理ユニット１１１を含む。ＲＯＭ１１２及びＲＡＭ１１３は、処理ユニット１１１が処理及び制御を行うときに用いられる記憶ユニットである。スマートフォン１００は表示装置１１４及び入力装置１１５も含み、前面１０１Ａの表示部への表示及び表示部を介した入力処理を行う。

カメラユニット１８０は、個々のユニットの上述の駆動を制御する駆動ユニットを含む。すなわち、ズームレンズ群駆動ユニット１８１は、処理ユニット１１１の制御下でズームレンズ群１０の上述の駆動を制御し、ＡＦレンズ群駆動ユニット１８２は同様に、処理ユニット１１１の制御下でＡＦレンズ群１５の上述の駆動を制御する。ミラー駆動ユニット１８３は、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して上述したように、ミラー３の回転を制御する。また、ＡＦ／ズームシャーシ駆動ユニット１８４は、ＡＦ／ズームシャーシ１７の上述の動作を制御し、サブシャーシ駆動ユニット１８５はサブシャーシ２の上述の動作を制御する。

Claims (8)

1. 第１のレンズ群と、
   前記第１のレンズ群を透過した光が通過する第２のレンズ群と、
   前記第１のレンズ群と摩擦係合し、前記第１のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で前記第２のレンズ群と摩擦係合する第１の駆動シャフトと、
   前記第１の駆動シャフトを伸縮させるために前記第１の駆動シャフトの一端部に固定される第１の圧電素子と、
   前記第２のレンズ群と摩擦係合し、前記第２のレンズ群との摩擦力よりも小さい摩擦力で前記第１のレンズ群と摩擦係合する第２の駆動シャフトと、
   前記第２の駆動シャフトを伸縮させるために前記第２の駆動シャフトの一端部に固定される第２の圧電素子と、
   前記第１のレンズ群及び前記第２のレンズ群を透過した光を受信するセンサと、
   を含む撮像装置。
2. 前記第１の圧電素子を駆動して、前記第１の駆動シャフトを前記第１の圧電素子が伸縮する方向のそれぞれに動かすことによって前記第１のレンズ群が動かされた場合に、前記第２の駆動シャフトが前記第１の駆動シャフトの動きに関連して動かされるようにするために、前記第２の圧電素子は前記第２の駆動シャフトが前記第２の圧電素子が伸縮する方向のそれぞれに動かされるよう駆動され、前記第２の圧電素子を駆動して、前記第２の駆動シャフトを前記第２の圧電素子が伸縮する方向のそれぞれに動かすことによって前記第２のレンズ群が動かされた場合に、前記第１の駆動シャフトが前記第２の駆動シャフトの動きに関連して動かされるようにするために、前記第１の圧電素子は前記第１の駆動シャフトが前記第１の圧電素子が伸縮する方向のそれぞれに動かされるよう駆動される、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１のレンズ群、前記第２のレンズ群、前記第１の駆動シャフト、前記第１の圧電素子、前記第２のレンズ群及び前記第２の圧電素子が取り付けられるレンズ群支持部をさらに含み、
   前記レンズ群支持部は、前記センサに対して可動に設けられている、請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 入射光を前記第１のレンズ群の方に反射するミラーであって、前記撮像装置の前面及び背面から入射する光を該ミラーの回転位置を変更することによって前記第１のレンズ群の方に向ける、ミラーをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置は、前記第１のレンズ群の動きによってズーム機能を呈し、前記第２のレンズ群の動きによってオートフォーカス機能を呈し、前記レンズ群支持部の動きによって前記第１のレンズ群及び前記第２のレンズ群の光軸に直交する方向のコンポーネントに対する光学式手ぶれ補正機能を呈し、前記ミラーの反射位置で振動をもたらすことによって、前記光軸に直交し且つ前記センサの表面と平行な方向のコンポーネントに対する光学式手ぶれ補正機能を呈する、請求項４に記載の撮像装置。
6. レンズ群と、
   前記レンズ群を透過した光を受信するセンサと、
   入射光を前記レンズ群の方に反射させるミラーと、
   前記ミラーの反射位置で振動を起こすことによって、前記レンズ群の光軸に直交する方向のコンポーネントに対して光学式手ぶれ補正を行う制御ユニットと、
   を含む撮像装置。
7. 前記ミラーは、前記ミラーの回転位置を変更することによって、前記撮像装置の前面及び背面から入射する光を前記レンズ群の方に向ける、請求項６に記載の撮像装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置を含む情報端末。
   

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