JP2005064887A - カメラおよびカメラ付き携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 良質なズーミング表示を簡単な機構によっても行い得るようにすること。
【解決手段】 このカメラは、レンズ１３を保持するレンズホルダ１２と、このレンズホルダ１２をレンズ１３の光軸１１に沿って移動させる駆動手段（駆動マグネット１６等）とを有している。そして、レンズホルダ１２を光軸１１方向の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、その２ヶ所の停止位置で倍率の異なる光学画像を得ると共に、倍率の異なる光学画像と、その両光学画像の間をつなぐ電子画像とによって、一方の光学画像から他方の光学画像までのズーミング画像を得る画像取得手段（撮像素子４４等）を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラおよびカメラ付き携帯機器に関する。

カメラ付き携帯電話機などに搭載される薄型カメラは、撮影における焦点調整やズーム調整を行うためのレンズ移動距離が通常のカメラに比べて短い。このため、これらのカメラに適用されるレンズ駆動装置としては、レンズを直接、磁気駆動するレンズ駆動装置が適している。

このような磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、たとえば、次のようなものが知られている。すなわち、レンズを保持する筒状のレンズホルダと、レンズホルダの外周に取り付けたリング状のロータマグネットと、ロータマグネットに対向する駆動コイルとを有し、駆動コイルへの通電を制御することにより、レンズを保持するレンズホルダを変換機構を介さずに直接、光軸方向に直動させると共に、そこにレンズホルダを磁気保持する構成のものが案出されている（特許文献１参照）。

一方、モータの回転力を直進運動に変換する変換機構を利用する場合の例として、レンズが保持されたレンズホルダを光軸に沿って案内するガイド軸を採用しているものが知られている（たとえば特許文献２、３参照）。

また、カメラが搭載された携帯電話では、片手で携帯電話を持って自己の顔やその他の近接位置となる被写体を撮影する場合が多い。このため、この種のカメラに用いられる撮影レンズ系は、接写撮影機能を保有しているものが多い。このような接写撮影機能を有する撮影レンズ系の場合、通常の撮影を行うときのレンズ位置と接写撮影すなわちマクロ撮影を行うときのレンズ位置が異なるものとなる。すなわち、接写撮影時のレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも僅かに一定の距離だけ被写体側に近づけた位置になる。

このため、この種の撮影レンズ系では、レンズ位置を通常の撮影位置とマクロ撮影位置との間で移動させるための駆動源を備え、スイッチの切り換えによって駆動源を駆動し、上述の２点の撮影位置の間をレンズが移動するようになっている。しかし、携帯電話などの携帯機器においては、機器の小型化、軽量化などの理由から、駆動源としてモータを採用することは難しい。また、２位置のみでの撮影のため、電磁力をレンズ駆動に直接利用し、レンズを移動させる形式のレンズ駆動装置、すなわち、上述した特許文献１のような磁気式のレンズ駆動装置が有利となる。

特開平１０−１５０７５９号公報（第３−５頁、図１−３） 特開平９−１０６３１４号公報（図１） 特開平１０−１４２４７２号公報（要約書）

しかしながら、特許文献１のような従来のレンズ駆動装置では、画像の拡大や縮小を行うズーミング動作を実行する際、微妙な位置制御が必要とされるが、その制御はかなり困難となる。また、駆動コイルに通電して励磁させることによってレンズホルダの位置を保持しているので、通電を停止すると、レンズホルダの位置保持が解除されてしまう。このため、通電を停止したときに、外力、振動によってレンズの位置が移動してしまうという問題点も発生する。かといって、常時、給電すると、消費電力が大きくなり、携帯電話機などといった携帯機器に搭載できなくなるという問題点がある。

また、特許文献２や３のような回転運動を直進運動に変えて力を伝達するレンズ駆動機構の場合、ズーミング動作時の位置制御は容易であるが、モータ機構からレンズホルダまでの力の伝達機構や変換機構が複雑化し、組み立て作業の効率が悪化すると共にレンズ駆動機構を組み込まれた装置が大型化しがちとなる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、良質なズーミング表示を簡単な機構によっても行い得るようにしたカメラおよびカメラ付き携帯機器を提案することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明のカメラは、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、レンズホルダを光軸方向の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、その２ヶ所の停止位置で倍率の異なる光学画像を得ると共に、倍率の異なる光学画像と、その両光学画像の間をつなぐ電子画像とによって、一方の光学画像から他方の光学画像までのズーミング画像を得る画像取得手段を有している。

この発明では、レンズホルダが連続的に停止可能とされておらず、間欠的に停止されるので、停止させるための構造が複雑化しない。しかも、レンズホルダの停止位置での画像を利用することで、停止位置間の光学倍率に相当する画像を得ているので、停止位置間の拡大や縮小のズーミング画像を容易に得ることができる。しかも、各停止位置では光学画像を得ているため、ズーミングの出発および到着の両端では、良質な画像を利用しての表示が可能となる。この結果、機構が簡単でありながら良質なズーミング表示を行えることとなる。

また、他の発明のカメラは、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、倍率の異なる広角位置から望遠位置までの間を連続して画像処理してズーミング画像を得る画像取得手段を有し、広角位置での光学画像と、広角位置と望遠位置の中間位置での光学画像とを得るため、レンズホルダを広角位置と中間位置の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、画像取得手段は、広角位置を過ぎてから中間位置直前までの拡大していくズーミング画像を、広角位置での光学画像を利用しての電子的処理によって得、中間位置を過ぎてから望遠位置までの拡大していくズーミング画像を、中間位置での光学画像を利用しての電子的処理によって得ている。

この発明では、レンズホルダが連続的に停止可能とされておらず、間欠的に停止されるので、停止させるための構造が複雑化しない。しかも、広角位置および中間位置での両光学画像と、その間の電子的処理によって得られる画像とで、広角位置から中間位置までの拡大していくズーミング画像を得、さらに拡大していく画像は中間位置での光学画像の電子的処理によって得ているため、良質な拡大していくズーミング画像表示を広い範囲に渡って行うことが可能となる。

また、他の発明のカメラは、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、レンズホルダを光軸方向の少なくとも２ヶ所の位置であって、広角側の第１位置と、その広角側より倍率が高くなる望遠側の第２位置の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、倍率の異なる光学画像と、その両光学画像の間をつなぐ電子処理された電子画像とによって、一方の光学画像から他方の光学画像までのズーミング画像を得る画像取得手段を設け、この画像取得手段は、両位置間における画像を拡大するズーミングが指示されたときは、第１位置で光学画像を取得して、その光学画像を利用して拡大のズーミング画像を形成すると共に、両位置間における画像を縮小するズーミングが指示されたときも、第１位置の光学画像を取得して、その光学画像を利用して縮小のズーミング画像を形成している。

この発明では、レンズホルダが連続的に停止可能とされておらず、間欠的に停止されるので、停止させるための構造が複雑化しない。しかも、広角側と望遠側の位置での両光学画像と、その間の電子画像とで、広角側と望遠側との間のズーミング画像を得ているため、機構が簡単でありながら良質なズーミング表示を行うことが可能となる。

また、拡大するズーミングのときも縮小するズーミングのときも、いずれの場合でも広角側となる第１位置での光学画像を利用しているので、画角が広くなる画像、すなわち情報量が多い画像を利用できることとなる。このため、拡大、縮小の際の各画像をスムーズに表示できることとなる。

また、他の発明は、上述の発明のカメラに加え、画像取得手段は、指示されたズーム指令を読み取るズーム指令読取手段と、現在のレンズの操作位置を確認する操作位置確認手段と、を有し、ズーム指令読取手段によってズーム指令が読み取られたとき、操作位置確認手段によって読みとられた位置にレンズを駆動手段によって駆動させている。

この発明では、ズーム指令を読み取ると共に、レンズの現在位置を確認することで、必要な時にのみレンズを駆動しているのでレンズの駆動動作が効率的に行われる。また、正しい位置に戻してからズーミングを行うこととなるので、画像が適切なものとなる。

また、他の発明は、上述の発明のカメラに加え、画像取得手段は、現在のレンズの位置を検出する現在位置検出手段を有し、操作位置が広角側である場合、現在位置検出手段に現在のレンズ位置が第１位置であるか否かを検出させた後、第１位置に無い場合は、駆動手段によってレンズを第１位置へ移動させ、第１位置に有る場合は、そのままの位置でそれぞれ第１位置での光学画像を得る一方、操作位置が望遠側である場合、現在位置検出手段に現在のレンズ位置が第２位置であるか否かを検出させた後、第２位置に無い場合は、レンズを駆動手段によって第２位置へ移動させ、第２位置に有る場合は、そのままの位置で、それぞれ第２位置での光学画像を得るように動作するものとしている。

この発明では、現在のレンズの位置を検出する現在位置検出手段を設けているので、その検出結果に基づいて、レンズを駆動させたり、駆動しなかったりすることができるので、効率的なレンズ駆動が実行できる。

また、画像取得手段は、画像を拡大するズーミングが指示されたときは、拡大の倍率が第２位置での光学倍率となる前に、レンズを第２位置へ移動させ、事前に第２位置での光学画像を得、第１位置での光学画像を利用しての拡大の第１ズーミング画像の表示後に第２位置での光学画像を利用して形成した拡大の第２ズーミング画像を表示するための画像を形成し、第１ズーミング画像と第２ズーミング画像とで、第１位置から第２位置までの拡大するズーミング画像を得るのが好ましい。

この発明では、電子処理による拡大画像の画質悪化をかなりの程度、防止できる。すなわち、第１ズーミング画像に続く第２ズーミング画像は、到達しようとする拡大画像である光学画像を利用して形成されているため、情報量が多くなり良質な画像とすることができる。

また、第２ズーミング画像は、第２位置で取得された光学画像の周囲に、第１位置で取得された光学画像を電子処理して拡大させた画像を配置することで得られる画像とするのが好ましい。

この構成を採用すると、ユーザの目が向きがちなため、良い画質が必要とされる中央部分での画質が向上し、ズーミング表示を見る者にとっては、その後に表示される光学画像との違和感がなくなり、より自然なズーミング表示が可能となる。

本発明のカメラ付き携帯機器は、請求項１から７のいずれか１項記載のカメラと、このカメラによって得られた画像を表示する表示手段とを有している。

本発明では、簡単な機構でありながら良質なズーミング表示が可能となるため、携帯機器の小型化や動作の安定化を達成しやすいものとなる。しかも、ズーミング表示の質が良く、かつズーミング領域を広くすることができるため、カメラ付き携帯機器の付加価値を高めることができる。

本発明のカメラは、良質なズーミング表示を簡単な機構によっても行い得るものとなる。また、本発明のカメラ付き携帯機器は、良質なズーミング表示を簡単な機構によっても行い得ると共に、小型化や動作の安定化を達成しやすいものとなる。

以下、図面を参照しながら本発明にかかるカメラおよびカメラ付き携帯機器の実施の形態について説明する。なお、以下では、カメラの主要部となるレンズ駆動装置を中心にして説明することとする。各実施の形態で示すカメラ（レンズ駆動装置）は、携帯電話のような携帯機器のカメラ部分として搭載するのに適した構成となっているが、ＰＤＡ（Personal Degital Assistance)等他の携帯機器に搭載するようにしても良い。

図１から図１０に示す第１の実施の形態のレンズ駆動装置１は、移動体１０と、固定体２４から主に構成されている。移動体１０は、光軸１１がその中心に位置することとなる略円筒形状のレンズホルダとなるレンズ鏡筒１２を有していて、レンズ鏡筒１２の内部に第２群となるレンズ１３が備えられている。レンズ１３は、複数枚のレンズが組み合わせられることによって構成されても良いし、１枚のレンズによって構成されても良い。図１の上側（被写体側）には、第１群となるレンズ１４が配置され、下側（カメラボディ側）には第３群となるレンズ１５が配置されている。

ここで第１群のレンズ１４は、カバー４２に固定され、第３群のレンズ１５は固定体２４に固定される。第２群のレンズ１３のみが光軸方向に前後動可能となっている（図４参照）。第１群のレンズ１４の前方には、レンズ保護用の開閉自在のバリヤが設けられるが、図示は省略されている。

レンズ鏡筒１２の外周は、前側が大径に、後側が小径に形成されてその境界に段部が形成されている。後側の小径部には、リング状に形成された駆動マグネット１６が嵌められ、この駆動マグネット１６は、上述した段部に当接された状態でレンズ鏡筒１２に一体に固着されている。駆動マグネット１６は、あたかもレンズ鏡筒１２の鍔部であるかのようにレンズ鏡筒１２の外周面から外方に突出している。

レンズ鏡筒１２の前端部、すなわち被写体側の端部には、被写体からの反射光をレンズ１３に取り込む円形の入射窓１８が前端面２０の中央に形成されている。この入射窓１８は、図１に示す状態よりさらに大きくしたり、さらには第１群のレンズ１４の前方に配置したりしても良い。

レンズ鏡筒１２は、固定体２４内に挿入されている。固定体２４も略円筒形状に形成されていて、その後端部内周２５に、レンズ鏡筒１２の後端部２２の外周が、固定体２４の後端部内周２５をガイドとしてレンズ１３の光軸１１方向に移動可能に嵌められている。奥側、すなわちカメラボディ側へのレンズ鏡筒１２の移動限界は、レンズ鏡筒１２の後端面が、固定体２４を形成する筒部２６の後端に内向きに形成された凹状の底面２７に当接することによって、その位置が決められるようになっている。図１は、レンズ鏡筒１２が最も奥側へ移動した状態を示している。

レンズ鏡筒１２と一体動作する駆動マグネット１６は、図２および図３に示すように、リング状となっており、中央の孔１６ａを囲む部分がＮ極に着磁され、全体の外周部分がＳ極にそれぞれ単極着磁されている。なお、この着磁関係はＮＳが逆となるようにしても良い。この駆動マグネット１６は、筒部２６の後端部内周２５の前側であってこの後端部内周２５よりもその内径が大径に形成された筒部２６の内周にわずかな隙間をもって対向するように設置されている。また、駆動マグネット１６は、筒部２６に対し光軸１１の方向に相対移動可能に納められている。

固定体２４の奥側であって底面２７を囲む凹状部の中心側には、第３群のレンズ１５が接着剤によって固定されている。また、固定体２４の内周には、駆動マグネット１６よりも奥側に、その駆動マグネット１６に対向するようにリング状に巻かれた第１駆動コイル２８が配置され、この第１駆動コイル２８に対して駆動マグネット１６を挟むようにして第２駆動コイル３０が配置されている。

第１駆動コイル２８の奥側にリング状の第１磁性片３２が嵌められ、この第１磁性片３２と第１駆動コイル２８は、共に固定体２４の筒部２６に接着等によって固定されている。上述したように、第１駆動コイル２８の前端面と駆動マグネット１６の後端面は対向している。

固定体２４の前端部内周には、駆動マグネット１６よりも前側位置に、上述したように、リング状の円形に巻回された第２駆動コイル３０が嵌められ、さらにこの駆動コイル３０に重ねてリング状の第２磁性片３４が嵌められて固定体２４の筒部２６に接着等によって固定されている。駆動マグネット１６の前端面と第２駆動コイル３０の後端面が対向している。したがって、駆動マグネット１６を挟んで光軸１１の方向に並んだ第１駆動コイル２８と第２駆動コイル３０の光軸方向外端面にそれぞれ第１磁性片３２および第２磁性片３４が配置されることとなる。また、駆動マグネット１６は、第１、第２駆動コイル２８、３０で光軸１１の方向に挟まれる構成となる。

第１、第２磁性片３２，３４は、座金状の強磁性体、たとえば鋼板からなる。駆動マグネット１６から出た磁束は、第１駆動コイル２８や第１磁性片３２をその中心側から外周側に通過し駆動マグネット１６に戻る。また、駆動マグネット１６からの磁束は、第２磁性片３４や第２駆動コイル３０をその中心側から外周側にとおり、駆動マグネット１６に至るようになっていて、これらの部材によって磁気回路が構成されている。したがって、駆動マグネット１６によって形成される磁界中に、第１、第２駆動コイル２８，３０が位置することとなる。

第１、第２駆動コイル２８，３０の対向面間距離は、駆動マグネット１６の光軸１１の方向の厚さよりも大きく、駆動マグネット１６と第１駆動コイル２８または第２駆動コイル３０との間には光軸１１の方向の間隙が生じていて、この間隙の範囲内で駆動マグネット１６が、したがって、駆動マグネット１６と一体の鏡筒１２が、光軸１１の方向に移動することができる。

第１の実施の形態では、図１に示すように、駆動マグネット１６が鏡筒１２と共に奥側に移動し、駆動コイル２８，３０に通電されなくても、駆動マグネット１６と第１磁性体３２との間に生じる磁気吸引力によって移動した位置に保持される。このときのレンズ１３の位置は、広角での撮影位置（以下、広角位置という。）となっている。このとき、図１に示すように、第１駆動コイル２８と駆動マグネット１６との間にわずかな隙間が生じている。これは第１駆動コイル２８と駆動マグネット１６とが衝突すると、いずれか一方または両者が損傷してしまうためであり、その衝突を防止しているのである。

図１に示す状態において、所定のズームスイッチ（図示されず）が拡大側に操作されると、第１、第２駆動コイル２８，３０の少なくとも一方に、所定の向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット１６による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１６を前方に押し出す向きの電磁力が働き、駆動マグネット１６と共に鏡筒１２が前方に進出する。この進出量は、駆動マグネット１６と第１、第２駆動コイル２８，３０との間に生じる上述した間隙の範囲内である。鏡筒１２と共にレンズ１３が前方に進出して望遠での撮影位置（以下、望遠位置という。）となる。

なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものであるが、この実施の形態では、駆動コイル２８，３０が共に固定されているため、反作用として駆動マグネット１６に力が働くこととなる。また、広角位置から望遠位置までの間は、後述する電子処理によって拡大のズーミング画像が形成される。

鏡筒１２が前方に進出すると、その前端面２０が後述する位置決め突起３６に衝突することで、その前方進出が阻止される。この前方に進出したレンズ１３の位置は、駆動コイル２８，３０に通電されなくても、駆動マグネット１６と第２磁性体３４との間に生じる磁気吸引力によって保持される。このときも、第２駆動コイル３０と駆動マグネット１６との間にはわずかな隙間を発生させている。これも第２駆動コイル３０と駆動マグネット１６とが衝突し、それらが損傷することを防止するためである。

前方への移動の際に生ずる電磁力は、第１の駆動コイル２８への通電では駆動マグネット１６を前方側に移動させる向きに発生させ、第２の駆動コイル３０への通電でも駆動マグネット１６を前方側に移動させる向きに発生させる。第１、第２駆動コイル２８，３０の両方に同時に通電してもよいし、いずれか一方に通電しても良い。

上述した電磁力で鏡筒１２が前方に進出した際に、その鏡筒１２の位置決め精度を確保するために、鏡筒１２の前端面２０に対向する固定体２４の面に位置決め突起３６が形成されている。この位置決め突起３６は、固定体２４を構成する円形の皿状のカバー４２の移動体１０と対向する面に複数の突起として形成されている。カバー４２は、被写体からの光をカバー４２に固定された第１群のレンズ１４で受けると共に、その光をレンズ１３側に通過させる。また、カバー４２は、レンズ１３側に外部のゴミやチリが入り込まないようにしている機能も有し、固定体２４の筒部２６に嵌合し、接着剤等で筒部２６に固定されている。

レンズ駆動装置１の光軸１１に沿った奥側には、後述する台座部４７に固定された後端部材４６にフィルタ４３が配置され、さらにその奥に撮像素子４４が固定配置されている。フィルタ４３は、撮像素子４４の検出波長に対応させて所定の波長の光をカットするためのものである。撮像素子４４は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されており、その検知信号を回路基板４５へ送る。検知信号となる画像信号は、回路基板４５に配置される制御部（マイクロコンピュータ等で構成されている）へ送られる。

なお、回路基板４５の外径は、固定体２４を構成する筒部２６の直径より小さくされ、筒部２６の外へはみ出さないようにされている。なお、撮像素子４４としては、ＣＭＯＳ以外にＣＣＤやＶＭＩＳ等を採用することができる。

望遠撮影位置から広角位置に切り換えるには、ズームスイッチを縮小側に切り換える。この切り換えによって、第１、第２駆動コイル２８，３０の少なくとも一方に逆向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット１６による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１６を後方に引き戻す向きの電磁力が働き、駆動マグネット１６と共に鏡筒１２が後退して、図１に示す広角撮影位置となる。この望遠位置から広角位置までの間も、後述する電子処理によって縮小のズーミング画像が形成される。

なお、図１に示す第１の実施形態の寸法データの例を示すと、固定体２４の筒部２６の外径は１０．５ｍｍ、筒部２６の高さは５．５ｍｍ、鏡筒１２の移動ストロークは０．２〜１．５ｍｍ程度とすることができる。また、３つのレンズ１３，１４，１５を、図１に示すように非球面レンズとし、かつ樹脂レンズとするのが好ましい。さらに、広角位置と望遠位置との切り換えのために第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０へ電流を流す駆動時間は最小で５msecとなっている。

この第１の実施の形態のレンズ駆動装置１では、固定体２４の枠を構成する部材として、筒部２６とカバー４２とが存在することを述べたが、この筒部２６は、フィルタ４３や撮像素子４４を保持する後端部材４６を嵌合保持する台座部４７に接着剤等で固定されている。このため、この実施の形態では、後端部材４６や台座部４７も固定体２４の一部を形成している。

図１に示す第１の実施の形態では、可動側に駆動マグネット１６を、固定側に駆動コイル２８，３０を配置したムービングマグネット型の構成となっているが、可動側に駆動コイルを、固定側に駆動マグネットを配置したムービングコイル型としても良い。

たとえば、移動体１０は、レンズ１３と共に光軸１１の方向に移動可能な駆動コイルと磁性片を備え、固定体２４は、上記駆動コイルを挟んでレンズ１３の光軸１１の方向に配置された第１駆動マグネットおよび第２駆動マグネットを備えると共に、上記駆動マグネットと磁気回路を構成し、駆動コイルへの通電を停止したときに第１駆動マグネットと第２駆動マグネットの一方と磁性片との磁気吸着により移動体を所定の位置に保持し、駆動コイルへの通電によって移動体１０を第１駆動マグネットと第２駆動マグネットとの間で移動させるように構成すると良い。移動可能な駆動コイルに通電するために、フレキシブルなリード線を使用する必要があるが、携帯機器に搭載されるカメラに適用されるレンズ駆動装置においては、上述したとおり０．２〜１．５ｍｍ程度の移動ストロークがあれば足りるので、特殊なリード線を用いる必要はない。

図１に示す第１の実施の形態において、駆動マグネット１６から第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０への磁束の流れは、第１駆動コイル２８と第２駆動コイル３０の部分で駆動マグネット１６の駆動に必要な方向成分になれば良い。したがって、駆動マグネット１６は、これを駆動コイルの内径より内側に配置しても良いし、駆動コイルの外径より外側に配置しても良い。

次に、図５を参照しながら、このレンズ駆動装置１を含む第１の実施の形態に係るカメラ５０のシステム構成を説明する。

このカメラ５０は、第１群のレンズ１３を有する移動体１０を駆動してズーム動作を実現するズームドライバ５１と、撮像素子４４から得られる画像信号を処理するＩＳＰ(Image Signal Processor)５２と、画像データを保存するストレージデバイス５３と、コントロールロジック部５４と、画像を一時保管する単数または複数のメモリ５５と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段５６と、これらの各部材をコントロールするシステムコントローラとしてのＭＰＵ(Micro Processing Unit)５７とを有している。

ここで、レンズ駆動装置１に相当するカメラモジュールは、レンズ１３を含む移動体１０等からなるレンズ駆動装置１のメカ部分と、撮像素子４４と、ズームドライバ５１と、ＩＳＰ５２とから構成される。コントロールロジック部５４とＭＰＵ５７とで制御部が構成される。撮像素子４４とＩＳＰ５２と制御部とで、画像取得手段が構成される。ＭＰＵ５７は、ズーム指令を読み取るズーム指令読取手段となり、レンズ１３の操作位置を確認する操作位置確認手段となり、また、レンズ１３の位置を検出する現在位置検出手段ともなる。

なお、レンズ１３の位置、すなわち移動体１０の位置を検出するセンサを設けることで、そのセンサが現在位置検出手段の一部を構成するようにしても良いが、特別なセンサを設けず、第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０をセンサとして使用するようにしても良い。その場合、第１、第２駆動コイル２８，３０が、現在位置検出手段の一部を構成することとなる。

また、コントロールロジック部５４は、ＭＰＵ５７の内部に組み込むようにしても良い。また、表示手段５６は、液晶からなる表示素子とその表示素子を駆動する表示ドライバとからなる。表示ドライバは、回路基板４５内に配置するようにしても良い。なお、表示素子としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)やＥＬ（ElectroLuminescent）としたり、その他の表示素子としても良い。また、メモリ５５を図５に示すように複数設けると、一時的に保存した画像を利用して、よりスムーズな電子処理（デジタル処理）を行ってデジタルズームを実行したり、後述するように複数の異なる解像度の画像を合成することができる。

次に、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組み立て方法について、図１および図２を参照しながら説明する。

まず、撮像素子４４、回路基板４５およびフィルタ４３等を有する後端部材４６を台座部４７に嵌合固定する。一方、固定体２４の筒部２６に第１磁性片３２を入れ固定する。次に、第１駆動コイル２８を第１磁性片３２に重ねて配置し固定する。その後、駆動マグネット１６が固定され、レンズ１３を内部に有する移動体１０を筒部２６に組み込む。

その後、第２駆動コイル３０を筒部２６に入れ固定し、さらに、第２磁性片３４を第２駆動コイル３０に重ねて配置し固定する。次に、カバー４２を筒部２６に嵌合し仮固定する。この状態で、筒部２６を台座部４７に入れ、撮像素子４４とレンズ１３との距離を調節し、レンズ１３が広角位置で適切な画像が得られるようにする。そのような状態となった位置で接着剤４８を台座部４７と筒部２６との間に挿入し両者を固定する。

次に、カバー４２を光軸１１の方向に前後移動させ、レンズ１３が望遠位置となるときに適切な撮影が可能となる位置で、カバー４２を固定する。すなわち、鏡筒１２の前端面２０が位置決め突起３６に突き当たった状態となる望遠位置で適切な望遠画像（拡大画像）が得られるように、カバー４２を筒部２６に対して光軸１１方向に前後させ、適切な位置で両者を接着剤等を利用して固定する。なお、位置決め突起３６は、図２に示すように、１２０度間隔で３ヶ所に設けるのが好ましい。

次に、図６を参照しながら、電子処理（デジタル処理）された電子画像によってデジタルズームを行う際の方法の１例について説明する。この例では、広角位置に対して望遠位置が２倍となり、望遠位置からさらに２倍のデジタルズームを行うものとなっている。このため、この方法では、望遠位置がデジタルズームの中間位置となる。

光学画像は、第１位置となる広角位置と第２位置となる望遠位置の２位置でしか取得できない。この２つの位置での各光学画像を利用してデジタル処理された拡大用のズーミング画像を得ることとなる。図６に示す方法の場合、メモリ５５が１つでも対応できるので、カメラ５０は、１つのメモリ５５のみを有するものとして説明する。

ＭＰＵ５７は、ズームスイッチ（図示省略）によるズーム指令を常に読み取っている。ＭＰＵ５７は、ズーム指令がきたことを検知すると、カメラの操作上、移動体１０がどこの位置に設定されるか読み取る（ステップＳ１）。カメラの操作上の現在値が、たとえば１倍（広角位置）であれば、取得すべき光学画像は広角位置（第１位置）での画像となり、カメラの操作上の現在値が２倍（望遠位置）であれば、取得すべき光学画像は、望遠位置（第２位置）での画像となる。このため、ステップＳ２で、ＭＰＵ５７は、画角は広角位置で良いか判断する。すなわち、ズーム指令が出されたときのカメラ操作上のレンズ位置が広角か否かを判断する。操作の現在位置が１倍（広角位置）の場合、ステップＳ２で肯定的となり、ＭＰＵ５７は、レンズ１３の位置が広角位置か否か判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３で肯定的である場合、その広角位置で、カメラ５０は光学画像を取得する（ステップＳ４）。ステップ４で取得された光学画像は、メモリ５５に保存される。

その後、ＭＰＵ５７は、ＩＳＰ５２を動作させ、取得した光学画像をメモリ５５から取り出した後、デジタル処理し、デジタルズームを行う（ステップＳ５）。ＭＰＵ５７は、１秒間に数フレームから３０フレーム程度のフレーム数となる画像であって、見た目上、徐々に拡大していくズーミング画像を電子処理にて形成する。このときの電子処理は、仮に、光学画像が１，２８０×９６０画素で約１２２万画素の場合、２倍の倍率にすると、６４０画素×４８０画素の約３０万画素に減少する。画素数は約１／４となるが、表示手段５６での表示の際には、表示面積が同一であるため、２倍の倍率での表示に当たっては、対象となる３０万画素の情報を利用して表示用画素を補間する。

画素の補間としては、３０万画素の各画素を４倍の領域に並べる零次ホールド法や、拡大にともなう新たな画素を、原画（３０万画素部分）の隣接する画素間の直線近似により生成する直線補間法等が採用できる。しかしながら、いずれの補間法を採用しても、原画の画素が少ないので、表示手段５６に表示する（ステップＳ６）際には、画質自体は荒くなる。

ズーミング画像を表示した後、所定時間経過したら再度ステップＳ１に戻る。この所定時間としては、５ｍｓｅｃより大きな値でかつ撮影時にパンニングを行っても不自然さが現れない時間が好ましい。具体的には１０〜１００ｍｓｅｃが好ましく、２０〜５０ｍｓｅｃがより好ましい。このように、ステップＳ６でデジタルズームを表示した後、再度広角位置での光学画像を取得するので、パンニング撮影を行っても適切な画像が得られる。このようにして、表示手段５６には、徐々に拡大してくデジタルズームによる拡大のズーミング画像が表示され続ける。

ステップＳ３において、否定的な判定がなされると、ＭＰＵ５７は、ズームドライバ５１に指令を出し、移動体１０すなわちレンズ１３を広角位置へ移動させる（ステップＳ７）。その後、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，…と続き、デジタルズームによる拡大のズーミング画像を、ＭＰＵ５７は、表示手段５６に表示し続ける。

現在の操作位置が望遠位置（中間位置）であると、ステップＳ２で、ＭＰＵ５７は否定的な判定をしてステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＭＰＵ５７は、レンズ１３の位置が望遠位置か否か判定する。肯定的な場合、ＭＰＵ５７は、撮像素子４４等を制御して望遠位置での光学画像を取得する（ステップＳ４）。その後は、先の場合と同様にステップＳ５，Ｓ６の処理を望遠位置での光学画像を利用して行い、次にステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ４，…と繰り返す。これにより、２倍以上となるデジタルズームで、徐々に拡大する画像が電子画像にて表示され続ける。

ステップＳ１１にて否定的な判定がなされると、ＭＰＵ５７は、ズームドライバ５１に指令を出し、移動体１０、すなわちレンズ１３を望遠位置へ移動させる（ステップＳ１２）。その後は、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６を経過して２倍を超える電子画像が表示され、さらにステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，…の繰り返しによってデジタルズームで、徐々に拡大する電子画像が表示手段５６に表示され続ける。

なお、ズーム指令が２倍の倍率または２倍を通過するようなものであった場合、広角位置の光学画像に加えて、デジタルズームの倍率が２倍となったときに、望遠位置での光学画像を取得して、電子画像ではなく２倍の光学画像を２倍の倍率時に表示手段５６に表示する。このため、２倍の直前では画素数が１／４となるが、この２倍の倍率時では元の画素数に戻り、画質が良いものとなる。そして、その後のデジタルズームは、この画質が元に戻った望遠位置での光学画像を元にして電子処理するため、画像の品質の悪化はかなり防止される。

また、カメラの操作上のズーム位置が２倍のとき、すなわち現在のレンズ１３のカメラ操作上の位置が望遠位置であると指示している場合に、ズーム指令が出されると、ステップＳ２からステップＳ３へ移行するのではなく、望遠位置からのズームを開始することとなり、ステップＳ２，Ｓ１１，（Ｓ１２），Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ４，…を繰り返すことでデジタルズームを実行する。なお、ステップＳ３，Ｓ１１では、レンズ１３の位置を検出しているが、センシング機構を設けない場合には、ステップＳ２で肯定的な場合は、必ずステップＳ７へ移行させ、ステップＳ２で否定的な場合は、必ずステップ１２へ移行させることで対応できる。

次に、図７を参照しながら、電子処理された電子画像によってデジタルズームを行う際の他の方法について説明する。この例は、ズーミングとして拡大ズームに加え、縮小ズームも行う場合の例となっている。

ＭＰＵ５７は、ズームスイッチ（図示省略）によるズーム指令（拡大ズームまたは縮小ズーム）を読み取る（ステップＳ２１）。次に、ＭＰＵ５７は、その読み取ったズーム指令が拡大ズームであるか否かを検出する（ステップＳ２２）。拡大ズームであるときは、ステップＳ２３に進み、ズーム指令が２〜４倍の範囲であるか否かをＭＰＵ５７は判断する（ステップＳ２３）。その判断が肯定的であると、現在のレンズ１３の位置が望遠位置（第２位置）であるか否かを検出し（ステップＳ２４）、肯定的である場合、ステップＳ２５に進み撮像し、望遠位置での光学画像を取得する。その後、先のステップＳ５，Ｓ６と同様なステップであるステップＳ２６，Ｓ２７へと移行して、デジタルズームによって拡大のズーミング画像を表示手段５６にて呈示する。

ステップＳ２４で否定的な場合、すなわち、レンズ１３が望遠位置に無いときはステップＳ２８に進み、移動体１０を望遠位置（倍率２倍）側へ駆動する。その後、ステップＳ２５にて、望遠位置での光学画像を取得する。その後は、ステップＳ２６，Ｓ２７へと移行して、デジタルズームによって拡大のズーミング画像を表示手段５６にて呈示する。

ステップＳ２３で否定的、すなわちズーム指令が１〜２倍未満である場合、ＭＰＵ５７は、レンズ１３が広角位置か否か検出する（ステップＳ３１）。広角位置にレンズ１３が存在する場合、ステップＳ２５に進み、広角位置（倍率１倍）での光学画像を取得する。その後、ステップＳ２６，Ｓ２７へと移行してデジタルズームによって拡大のズーミング画像を表示手段５６にて呈示する。

ステップＳ３１にてレンズ１３が広角位置にないと判断されたときは、ＭＰＵ５７は、ズームドライバ５１に指示を出し、レンズ１３，すなわち移動体１０を広角位置（１倍の位置）へ移動させる。その後、カメラ５０は、広角位置にて光学画像を撮影し、ステップＳ２６，Ｓ２７へ、さらにはステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ３１，Ｓ２５と移行し、１〜２倍のデジタルズームであって徐々に拡大していくズーミング画像を表示手段５６に表示させ続ける。

ステップＳ２２にてＭＰＵ５７が拡大ズームでないと判断したとき、すなわち、縮小ズームが指示されていたときは、そのズーム指令のスタートが２〜４倍の範囲であるか否かをＭＰＵ５７は判断する（ステップＳ４１）。その判断が肯定的であると、ＭＰＵ５７はレンズ１３の位置が望遠位置か否か判断する（ステップＳ４２）。望遠位置にレンズ１３があると、望遠位置（倍率２倍）での光学画像を撮影する（ステップＳ４３）。そして、その望遠位置での光学画像を利用して現在指定されている拡大画像（２倍を超える倍率の画像）を形成すると共に、その光学画像を利用し、その後に続く縮小していくズーミング画像を生成する（ステップＳ４４）。生成された電子画像は、表示手段５６に表示される（ステップＳ４５）。

ステップＳ４４の拡大画像の生成は、先に示した零次ホールド法や直線補間法等によって実行される。ステップＳ４４にて実行される拡大画像からの縮小は、元となる画像が望遠位置での光学画像であり、実際はその光学画像の拡大画像である。このため、ステップＳ４４で行われる縮小のズーミングは、拡大画像を徐々に元の光学画像に戻していくものとなる。

なお、画像の拡大の際に使用される零次ホールド法や直線補間法は、画像サイズを整数倍に拡大するものである。画像を非整数倍に拡大する場合、画像サイズを整数分の１に縮小するダウン・サンプリング法、平均操作法を併用することで実行される。たとえば、４／３倍とする場合、まず４倍に拡大し、その後１／３に縮小することで、元の画像サイズの４／３とすることができる。

ステップＳ４２にてレンズ１３が望遠位置でない場合、ＭＰＵ５７は移動体１０を駆動し移動体１０を望遠位置側へ移動させる（ステップＳ４６）。その後、先に説明したステップＳ４３，Ｓ４４，Ｓ４５へと移行し、縮小していくズーミング画像を表示手段５６に表示し、さらにＳ２１に戻り、同様の過程を経て、さらに縮小していくズーミング画像を表示する。このようにして、ＭＰＵ５７は、徐々に縮小していくズーミング画像を表示手段５６に表示し続ける。この表示は、倍率が２倍に到達するまで継続する。倍率が２倍になると（望遠位置での倍率となると）、撮影してあった光学画像をメモリ５５から読み出し表示手段５６に表示する。

縮小するサイズのスタートが２倍未満のときは、ステップＳ４１にて否定的な判断となり、ＭＰＵ５７はレンズ１３が広角位置か否かを判断する（ステップＳ５１）。その判断が肯定的であると、その広角位置でまず光学画像を取得する（ステップＳ４３）。その後、ステップＳ４４，Ｓ４５と進み、２倍未満から１倍までの縮小のズーミングがなされる。

ステップＳ５１にてレンズ１３が広角位置にないとＭＰＵ５７が判定すると、ＭＰＵ５７は、レンズ１３、すなわち移動体１０を駆動し、広角位置へレンズ１３を移動させる（ステップＳ５２）。その後、ステップＳ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ４１，Ｓ５１，Ｓ４３，Ｓ４４，…と移行し、ＭＰＵ５７は、広角位置での光学画像を利用して縮小のズーミング画像を生成し、徐々に縮小していくズーミング画像を表示手段５６に継続表示する。

この図７に示す方法では、縮小のズーミングのときには、到達する倍率よりさらに低倍率の光学画像を予め取得し、その光学画像を利用してその光学画像を拡大した画像を電子処理によって生成している。このため、縮小のズーミング画像も拡大のズーミング画像と同様に画質の良いものとなる。

次に、図８から図１０に基づいて、デジタルズームを行う際のさらに他の方法について説明する。この例は、拡大のデジタルズームの際には、初めの光学画像に加え、拡大のとき到達する他の倍率の光学画像をも利用し、縮小のときは、到達する側の光学画像に加え、通過してきた倍率の光学画像をも利用して、それぞれの画質を上げるようにしたものである。この例の場合、２つの光学画像を利用するため、カメラ５０内のメモリ５５は、少なくとも２つ必要となる。

まず、図８によって拡大のズーミング動作を行う場合について説明する。最初に、ＭＰＵ５７は、レンズ１３を広角位置にセットする（ステップＳ６１）。その後、ＭＰＵ５７は、広角位置で光学画像を取得する（ステップＳ６２）。その光学画像はメモリ５５ａに保存される。ＭＰＵ５７は、この光学画像を利用してデジタルズームのズーミング画像を形成し（ステップＳ６３）、表示手段５６に表示する（ステップＳ６４）。

その後、ＭＰＵ５７は、デジタル処理された電子画像が所定のしきい値（第１のしきい値）、すなわち所定の倍率を超えたか否かを判定する（ステップＳ６５）。この例では、１．７倍、すなわち広角位置と望遠位置の各倍率の間を７：３に区分けする位置を所定のしきい値としている。このため、電子画像の倍率が１．７倍を超えていない間は、ステップＳ６２に戻り、撮影を繰り返しその撮影された光学画像を元に拡大画像を表示し続ける。

ステップＳ６５にて、その倍率が１．８倍を超えたとき、ステップＳ６６に進み、ＭＰＵ５７はレンズ１３を望遠位置に駆動する。そして、望遠位置にて光学画像を撮影し（ステップＳ６７）、その画像をメモリ５５ｂに保存する。その後、電子倍率がさらに進み、所定のしきい値（第２のしきい値）を超えたか否かをＭＰＵ５７は判定する（ステップＳ６８）。このしきい値としては、先の例では、１．７倍が第１のしきい値であるため、この１．７倍を超えた値をしきい値として採用する。たとえば、１．８倍が第２のしきい値として採用される。

ステップＳ６８にて、第２のしきい値を倍率が越えていない場合は、ステップＳ６２に戻り、広角位置での最新の光学画像を利用してのデジタルズームが継続してなされる。一方、ステップＳ６８にて第２のしきい値を越えた場合、ＭＰＵ５７は、メモリ５５ｂに保存した望遠位置での光学画像を利用してデジタルズームのズーミング画像を得る（ステップＳ６９）。この場合、後述するようにメモリ５５ａの光学画像も併せて利用するようにしても良い。

その後、ステップＳ７０にて電子処理された画像を表示手段５６に表示すると共にステップＳ６７に戻り、さらにステップＳ６８，Ｓ６９，Ｓ７０と進むことを繰り返すことで、最新の望遠位置での光学画像を利用して拡大していく電子画像を表示し続ける。

このように、この例では、１．８倍から２倍までは、望遠位置（２倍位置）での光学画像を利用して電子画像を生成している。広角位置での光学画像を電子処理して２倍近くまで拡大すると、画素数は１／４程度に減少する。このため画質が悪化するが、１．８倍を超えると、元の画素数と同一の画素数の光学画像を利用して拡大画像を生成しているため、画質の劣化をかなり防止できる。

望遠位置での光学画像の利用の際、望遠位置では画角が狭いため、その光学画像を１．８倍の画像に使用とすると、画像の周辺の情報が欠落したものとなってしまう。このため、図９に示すように、望遠位置での光学画像をわずかに縮小し、表示画面の中央に配置し、その周辺に、広角位置での光学画像から拡大した画像を貼り付けて合成することで、１．８倍の電子画像を得るようにするのが好ましい。なお、この図９や次の図１０に示すものは、画像を生成する概念を説明するための図であり、実際に１．８倍の画像が、図９や図１０で示すような画像になるとは断言できない。

なお、望遠位置の光学画像を利用する場合、撮影によって取得される光学画像の画角と、表示手段５６によって表示される表示領域に違いがあり、前者の方が広い場合は、図１０に示すように広角位置での光学画像を利用することなく、望遠位置での光学画像のみを利用して１．８倍を超える倍率の画像を表示することができる。すなわち、各位置で取得した光学画像の領域に比べ、表示領域が狭いときは、望遠位置で取得した光学画像をわずかに縮小した画像（１．８倍の画像）の大きさが表示領域と同じ大きさとなり、望遠位置での画像のみから、１．８倍の画像が得られることとなる。

倍率が上がり、２倍になると、ＭＰＵ５７は、望遠位置で撮影した光学画像をそのまま使用して２倍の画像（望遠位置での画像）を表示手段５６に表示する。倍率が２倍を超えると、ステップＳ６７，Ｓ６８，Ｓ６９，Ｓ７０，Ｓ６７，…と、各ステップを繰り返す。このときの電子画像は、望遠位置での光学画像を利用して拡大した電子画像となる。これによって２倍を超えてから４倍までのデジタルズームが可能となる。

以上のようにして、広角位置（１倍）から望遠位置（２倍）までの拡大するズーミングおよび望遠位置からさらに拡大した４倍画像まで（２倍から４倍）の拡大するズーミングが得られる。なお、１倍から１．８倍までの画像を第１ズーミング画像と呼び、１．８倍から２倍までの画像を第２ズーミング画像と呼ぶこととする。

以上の拡大するズーミングの考え方は、縮小のズーミングにも適用できる。すなわち、２倍を超えた倍率から２倍までの縮小のズーミングは、先に説明したように、望遠位置での光学画像を利用してデジタル処理する。この点は、図７に示す先の例と同様である。２倍未満となったとき、図７に示す例では、すぐに広角位置での光学画像のみを利用してのデジタル処理により、縮小のズームを行うようにしているが、たとえば倍率が１．８＜Ｘ＜２．０の間となる第２ズーミング画像の領域では、広角位置での光学画像に加え、望遠位置での光学画像を利用するようにできる。この場合の画像の処理としては図９や図１０に示す方法等が考えられる。

その後、倍率Ｘが、Ｘ≦１．８となる第１ズーミング画像の領域では、広角位置での光学画像のみを利用しての表示とする。このような電子処理に当たって、２つのしきい値の採用は、拡大ズームのときは好ましいものとなるが、縮小ズームのときには、予め、望遠位置での光学画像を得ているため、１つのしきい値のみで十分な場合が多い。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置１Ａについて、図１１を参照しながら説明する。このレンズ駆動装置１Ａは、レンズ駆動装置１と基本構成は同じであり、同一部材には同一符号を付し、その詳細説明を省略すると共に異なる点のみを主として説明することとする。

レンズ駆動装置１Ａは、第１駆動コイル２８と第２駆動コイル３０の間にリング状の第３の磁性片５１を配置することで、駆動マグネット１６を可動途中で停止保持できるようにしたものである。すなわち、３位置のステップ駆動を可能としたものである。具体的な例で示せば、広角位置と望遠位置の両位置に加え、それらの中間の倍率での撮影が行える位置を持たせるようにすることができる。この中間に配置される第３の磁性片６１を１つではなく複数とすることで、４ステップ以上の駆動が可能となる。また、図１１では、第３群のレンズ１５が固定され光軸１１の方向に移動できないものとして示されているが、後述する理由により、レンズ１５は実際はわずかに光軸１１の方向に移動できるようになっている。

なお、このレンズ駆動装置１Ａでは、上述した第１の実施の形態とは異なり、第２群のレンズ１３が被写体側レンズ１３ａとボディ側レンズ１３ｂの２つのレンズから構成されている。被写体側レンズ１３ａは、枠部６２と一体的に樹脂成型された非球面レンズで、カメラボディ側レンズ１３ｂも枠部６３と一体的に樹脂成型された非球面レンズとされている。両レンズ１３ａ，１３ｂの間には、間隔保持部材１３ｃが配置され、カメラボディ側レンズ１３ｂのさらに奥側には位置固定部材１３ｄが両レンズ１３ａ，１３ｂを位置決めすべく筒部２６に固定されている。また、カバー４２と筒部２６とは接着材６４によって固定され、筒部２６と台座部４７とは、接着剤６５によって固定されている。

また、第１の実施の形態と同様に、鏡筒１２の外周と第２駆動コイル３０および第２磁性片３４の各内周との間には隙間ｇ１が、駆動マグネット１６の外周と筒部２６の内周との間には隙間ｇ２が、鏡筒１２の外周と第１駆動コイル２８および第１磁性片２８の各内周との間には隙間ｇ３がそれぞれ形成されている。このレンズ駆動装置１Ａでは、各隙間ｇ１，ｇ２，ｇ３の間には、ｇ３＞ｇ２やｇ３＞ｇ１の関係が存在している。また、隙間ｇ１，ｇ２の間には、ｇ２＞ｇ１の関係を持たせるのが好ましい。

また、このレンズ駆動装置１Ａは、携帯機器となる携帯電話機のケース表面６７とカバー４２の表面とが同一平面または略同一平面となるように配置されている。また、携帯電話機のケース裏面６８とレンズ１５との間に撮像素子４４や回路基板４５が配置される構成となっている。このため、レンズ駆動装置１Ａの外周部分に、十分なスペースを取ることができ、このレンズ駆動装置１Ａを携帯機器に組み込みやすくなる。このケース表面６７とケース裏面６８は、他の図では省略しているが、全てこの図１１と同様な位置関係となっている。

この第２の実施の形態のレンズ駆動装置１Ａは、３点での位置保持が可能となっているため、ズーミングとしてはいわゆる３段階ズームとすることができる。この３段階ズームの場合、第１の実施の形態のレンズ駆動装置１における２段階ズームと比べ、画質の劣化を一層防止することができる。

画質の劣化防止、逆に言えば２段階ズームに比べ画質の向上がなされることを図１２に基づいて説明する。図１２（Ａ）は、２段階ズーム（第１の実施の形態のレンズ駆動装置１）における画素数の変化を示す図で、図１２（Ｂ）は、３段階ズーム（第２の実施の形態のレンズ駆動装置１Ａ）における画素数の変化を示す図である。ここで、縦軸は表示される画素数を示し、横軸は焦点距離（画角に対応）を示している。また、画角が広い位置となる焦点距離が３．６ｍｍの場合、上述した各実施の形態では広角位置となる。また、画各が狭い位置となる焦点距離が７．２ｍｍの場合、望遠位置となる。図１２（Ａ）（Ｂ）では、２つの光学位置の間、すなわち、３．６ｍｍから７．２ｍｍの範囲を光学ズームではなく、デジタルズームを行っている。

１焦点レンズ（短焦点のみ）の場合、ズーミング処理は、広角位置での光学画像のみを利用して行うため、当初は約１２２万画素数であったものが、４倍ズームを行うと、１／１６に減少し、約７．７万画素となってしまう。２焦点となるレンズ駆動装置１の場合、図１２（Ａ）に示すように、２倍のズームにより、画素数は１／４となり、約３０万画素となるが、２倍の倍率の時点で再度１２２万画素の光学画像を取得するので元に戻る。その画像を利用して、再度２倍のデジタルズームをするので、４倍ズームの最終時点では、光学画像に比べやはり１／４の減少にとどまる。このため、２段階ズームは、固定焦点に比べ画質の悪化をかなりの程度抑えることができる。

この２段階ズームに対し、３段階ズームの場合、焦点距離が５．４ｍｍとなる中間点でも光学画像を得ることができる。この光学画像は、１．５倍の倍率となるものである。このため、画素数は１倍から１．５倍にかけて減少し、１．５倍では、約６９万画素となり、画素数は約半分程度となるものの、その時点で再度光学画像を取得することで、元の１２２万画素に復帰する。その後、倍率が２倍までは先程と同様に画素数が減少するが、２倍の倍率では再度もとの画素数に復帰する。

このように、３段階ズームとすることで、デジタルズームの間は画素数の減少が生じるが１〜３倍の範囲では、光学画像の半分程度の画素数となる程度の減少に抑えることができ、２段階ズームに比べると、画質は倍以上の良さとなる。なお、２倍を超える倍率の範囲では、２段階ズームと３段階ズームとは同一の品質となる。

なお、広角位置と望遠位置との間の中間位置でレンズ１３を停止させる場合、第３群のレンズ１５も２段階に光軸１１方向に駆動する必要が生じる。これは、図１３に示すように、各レンズ１３，１４，１５の移動軌跡７１，７２，７３は異なるものであり、かつ、第３郡のレンズ１５の移動軌跡７３が広角位置や望遠位置では同一位置となるのに対し、中間位置ｍでは、両位置より奥側（撮像素子４４側）となるためである。

図１３に示されるように、マクロ位置（接写位置）では、第３群のレンズ１５は広角位置や望遠位置と同一となる。このため、第２の実施の形態のレンズ駆動装置１Ａとしては第１の実施の形態のレンズ駆動装置１にマクロ機能を追加させるために中間点での停止機能を付加したものとしても良い。この場合は、レンズ１５を光軸１１の方向に移動しない固定したものとすることができる。

以上に説明した本発明の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば、レンズホルダとしては円筒状の鏡筒１２を示したが、レンズホルダをレンズとは別体とせず、レンズと同材料の樹脂材でレンズと一体にレンズホルダを設けるようにしても良い。

また、駆動手段としてはマグネットとコイルとによる磁気駆動のものが好適であるが、特許文献２，３のように、モータを利用して回転を直線運動に代えるようにしたものや、モータのロータの内周に案内溝を設け、その溝中にレンズホルダの突起を挿入すると共にレンズホルダの回転を阻止し、かつ光軸方向への移動のみを許可する案内部材を設け、ロータの回転によってレンズホルダを光軸方向に移動させる構造のものとしても良い。

また、レンズホルダとなる鏡筒１２の周りを囲むように、駆動手段となる第１、第２駆動コイル２８，３０を設けているが、逆に、駆動手段を囲むようにレンズホルダを配置する構成としても良い。また、駆動マグネット１６を径方向にＮＳ着磁されたものとしているが、光軸１１の方向にＮＳ着磁されたものとしても良い。

また、画像の拡大、縮小の処理としては、既に述べた方法以外に、デジタル・フィルタを用いる方法を採用することができる。デジタルフィルタにアップ・サンプラやダウン・サンプラを組み合わせることで、各種の拡大、縮小が可能となる。また、メモリ５５に画像データを保存する場合、圧縮処理を行って保存しても良い。この場合メモリ５５の容量を小さくすることができる。なお、圧縮した場合、復号化処理が必要となる。

また、カメラ５０の構成としては、図１４に示すようなカメラ５０Ａとしても良い。このカメラ５０Ａは、メモリ５５をカメラモジュール側に配置することで、ＩＳＰ５２による画像処理を高速化させると共に、ＭＰＵ５７によるシステムコントロールとの干渉を避けているものである。

さらに、光学的なズーム位置で撮影した画像（上述の例では広角位置、望遠位置および中間位置）を電子処理で拡大する際の拡大率または画像サイズ（＝画素数）を表示手段５６等に表示するようにしても良い。このように構成すると、携帯機器を使用するユーザは、撮影する際に画質情報を把握でき、適切な画像取得が一層可能となる。この表示としては、たとえば拡大率の場合、光学画像を“０”としてどの程度画質が悪くなったかをマイナスの数値で表示することで、“０”のときが最高画質であることを示すことができる。

また、上述の２段階ズームや３段階ズームの応用として、携帯機器に搭載されている表示手段がレンズ駆動装置１，１Ａの撮影画像の解像度に比べ低い場合、表示手段に解像度と同程度の解像度レベルで表示し、シャッタが押された時のみ高解像度で画像処理するようにしても良い。すなわち、シャッタが押されていないときは、すべて電子処理された電子画像、すなわち画質が劣る画像を表示手段に表示させ、本当に必要なとき、すなわちシャッタが押されたときのみ、光学画像を取得し、画質のレベルが上がった画像を撮像素子４４で取得すると共に表示手段に表示するようにしても良い。このようにすると、低速度ＭＰＵやＣＰＵ(Central Processing Unit)が使用可能となると共に、低消費電力化が可能となる。

また、４段階以上のズームとすることも可能である。また、トータルの倍率や、本発明のような特殊なデジタルズームの範囲を、各実施の形態で示した値と異なる値としても良い。さらに、３段階以上のズームの場合、最後の段階のズームについては、通常のデジタルズームのみとなるようにしても良いが、最後の段階のズームの最後の位置で光学画像を得るようにし、その後のデジタルズームは行わないようにしても良い。また、所定の倍率まで、または所定の範囲の倍率においては通常の連続的な光学ズームとし、それ以外の範囲を、本発明のデジタルズームに光学画像を加えるズーミングとしても良く、さらには、光学ズームと本発明のズームに加え、純然たるデジタルズーム（実施の形態で示す２倍を超えるズーム）をプラスし、３つの異なる種類のズームを併せ持つものとしても良い。

本発明は、カメラ装置に応用できる。また、カメラ機能を有する携帯電話機等の携帯機器に適用できる。さらには、レンズのズーミング機構を備えたものであれば、すべての電子機器に組み込むことが可能である。

本発明のカメラに組み込まれる第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。 図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図１のレンズ駆動装置で使用される駆動マグネットの平面図である。 図１のレンズ駆動装置における第２群のレンズの移動を説明する図である。 図１のレンズ駆動装置を含むカメラのシステム構成を示すブロック図である。 図１のレンズ駆動装置を使用してデジタルズームを行う際の動作フローを示す図である。 図１のレンズ駆動装置を使用してデジタルズームを行う際の動作フローの他の例を示す図である。 図１のレンズ駆動装置を使用してデジタルズームを行う際の動作フローのさらなる他の例を示す図である。 図８の動作フローによって形成される合成された電子画像の１例を説明するための図である。 図８の動作フローによって形成される電子画像の他の例を説明するための図である。 本発明のカメラに組み込まれる第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。 本発明のカメラに使用される各レンズ駆動装置における画質の劣化防止を説明するための図で、（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置の場合を示し、（Ｂ）は第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置の場合を示す図である。 図１１のレンズ駆動装置における各レンズの光軸方向の位置関係と、その動きを説明する図である。 本発明のカメラの他の例を示す図で、そのカメラのシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１Ａ レンズ駆動装置
１０ 移動体
１１ 光軸
１２ 鏡筒（レンズホルダ）
１３ レンズ（第２群のレンズ）
１４ レンズ（第１群のレンズ）
１５ レンズ（第３群のレンズ）
１６ 駆動マグネット（レンズ駆動手段の一部）
１８ 入射窓
２０ 前端面
２４ 固定体
２６ 筒部
２８ 第１駆動コイル（レンズ駆動手段の一部）
３０ 第２駆動コイル（レンズ駆動手段の一部）
３２ 第１磁性片（レンズ駆動手段の一部）
３４ 第２磁性片（レンズ駆動手段の一部）
３６ 位置決め突起
４２ カバー
４３ フィルタ
４４ 撮像素子（画像取得手段の一部）
４５ 回路基板
４６ 後端部材
４７ 台座部
５０，５０Ａ カメラ
５１ ズームドライバ
５２ ＩＳＰ（画像取得手段の一部）
５３ ストレージデバイス
５４ コントロールロジック部（画像取得手段の一部）
５５ メモリ
５６ 表示手段
５７ ＭＰＵ（画像取得手段の一部）
６１ 第３の磁性片

Claims (8)

1. レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、
   上記レンズホルダを光軸方向の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、その２ヶ所の停止位置で倍率の異なる光学画像を得ると共に、上記倍率の異なる光学画像と、その両光学画像の間をつなぐ電子画像とによって、一方の光学画像から他方の光学画像までのズーミング画像を得る画像取得手段を有することを特徴とするカメラ。
2. レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、
   倍率の異なる広角位置から望遠位置までの間を連続して画像処理してズーミング画像を得る画像取得手段を有し、上記広角位置での光学画像と、上記広角位置と上記望遠位置の中間位置での光学画像とを得るため、上記レンズホルダを上記広角位置と上記中間位置の少なくとも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、
   上記画像取得手段は、上記広角位置を過ぎてから上記中間位置直前までの拡大していくズーミング画像を、上記広角位置での光学画像を利用しての電子的処理によって得、上記中間位置を過ぎてから上記望遠位置までの拡大していくズーミング画像を、上記中間位置での光学画像を利用しての電子的処理によって得ることを特徴とするカメラ。
3. レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置を備えるカメラにおいて、
   上記レンズホルダを光軸方向の少なくとも２ヶ所の位置であって、広角側の第１位置と、その広角側より倍率が高くなる望遠側の第２位置の少なくも２ヶ所の位置で間欠的に停止可能に構成し、
   上記倍率の異なる光学画像と、その両光学画像の間をつなぐ電子処理された電子画像とによって、一方の光学画像から他方の光学画像までのズーミング画像を得る画像取得手段を設け、
   この画像取得手段は、上記両位置間における画像を拡大するズーミングが指示されたときは、上記第１位置で光学画像を取得して、その光学画像を利用して拡大のズーミング画像を形成すると共に、上記両位置間における画像を縮小するズーミングが指示されたときも、上記第１位置の光学画像を取得して、その光学画像を利用して縮小のズーミング画像を形成することを特徴とするカメラ。
4. 前記画像取得手段は、指示されたズーム指令を読み取るズーム指令読取手段と、現在の上記レンズの操作位置を確認する操作位置確認手段と、を有し、
   上記ズーム指令読取手段によってズーム指令が読み取られたとき、上記操作位置確認手段によって読みとられた位置に前記レンズを前記駆動手段によって駆動させることを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
5. 前記画像取得手段は、現在の前記レンズの位置を検出する現在位置検出手段を有し、
   前記操作位置が広角側である場合、上記現在位置検出手段に現在のレンズ位置が前記第１位置であるか否かを検出させた後、前記第１位置に無い場合は、前記駆動手段によって前記レンズを前記第１位置へ移動させ、前記第１位置に有る場合は、そのままの位置でそれぞれ前記第１位置での前記光学画像を得る一方、前記操作位置が望遠側である場合、上記現在位置検出手段に現在のレンズ位置が前記第２位置であるか否かを検出させた後、前記第２位置に無い場合は、前記レンズを前記駆動手段によって前記第２位置へ移動させ、前記第２位置に有る場合は、そのままの位置で、それぞれ前記第２位置での前記光学画像を得るように動作することを特徴とする請求項４記載のカメラ。
6. 前記画像取得手段は、画像を拡大するズーミングが指示されたときは、拡大の倍率が前記第２位置での光学倍率となる前に、前記レンズを前記第２位置へ移動させ、事前に前記第２位置での光学画像を得、前記第１位置での光学画像を利用しての前記拡大の第１ズーミング画像の表示後に、前記第２位置での光学画像を利用して形成した前記拡大の第２ズーミング画像を表示するための画像を形成し、上記第１ズーミング画像と上記第２ズーミング画像とで、前記第１位置から前記第２位置までの拡大するズーミング画像を得ることを特徴とする請求項３記載のカメラ。
7. 前記第２ズーミング画像は、前記第２位置で取得された光学画像の周囲に、前記第１位置で取得された光学画像を電子処理して拡大させた画像を配置することで得られる画像としたことを特徴とする請求項６記載のレンズ駆動装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載のカメラと、
   このカメラによって得られた画像を表示する表示手段と、
   を有することを特徴とするカメラ付き携帯機器。

Images