JP2006337987A - カメラレンズアセンブリの手振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、軽量化した撮影機器にも内蔵が可能で、撮影デバイスの振れにも鮮明な映像の撮影を可能にするカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を提供する。
【解決手段】メインフレームと、その上で少なくとも一方向に移動する駆動フレームと、駆動フレーム上に装着されたカメラ素子と、メインフレーム又は駆動フレームのうちいずれかに取り付けられる一対の駆動用永久磁石と、メインフレーム又は駆動フレームの他の一つに取り付けられ、一対の駆動用永久磁石に各々対向する一対のコイルと、メインフレームの内側壁と駆動フレームの外側壁との間に介在されてメインフレームに対する駆動フレームの移動を円滑にする少なくとも一つ以上の滑り軸受と、を含み、コイルに電流が印加されることによって発生される電磁気力と駆動用永久磁石の磁気力との相互作用により駆動フレームが移動する。
【選択図】図１

Description

本発明はカメラレンズアセンブリに関するもので、特に、デジタルカメラ又は移動通信端末機などに装着された光学装置で被写体を撮影する途中で手振れによって揺れる映像を補正する手振れ補正装置に関するものである。

最近、デジタルカメラの小型、軽量化技術の発達によって移動通信端末機にもカメラ素子が装着可能になることで、光学レンズ及びカメラ素子が装着された移動通信端末機が普遍化されている傾向にある。

移動通信端末機に装着されるカメラレンズアセンブリは、その移動性がより増加するに従って、微細な振動や人体で発生される手振れなどによる映像の揺れが深化される。なお、移動中に撮影が多くなるが、鮮明な映像を撮影するためには手振れなどの振動を補正しなければならない必要性が増大している。

また、光学技術の発展で高解像度カメラが出現しているが、振れ振動による映像の揺れによって、高解像度カメラを装着する効果が半減されて手振れ補正装置の必要性が増大している。

現在、手振れを補正する技術は２つに大別される。手振れ補正技術のうち、一つは、電子式手振れ補正技術であるＤＩＳ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ)、ＥＩＳ(Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ)方式として、撮影した映像の結果物から手振れを検出してカメラ素子乃至メモリに貯蔵されたデータを補正することで、揺れた映像をそのままカメラ素子が受け入れ、それを電子式方法又はプログラムで位置と色などを調整して揺れのない映像を作り出す方式である。

このような電子式手振れ補正技術は、別途の機械的、物理的構成が不要なため、コストが低く、構造的制約が少なくて採用が容易であるという長所がある。しかしながら、プログラムで補正するため、別途のメモリ又は高性能カメラ素子が要求されるという短所があった。また、既に揺れた映像を補正するのにかかる時間が長くなるため、撮影速度が遅くなる。また、プログラムを通じて残像を除去するのに限界があるため、補正率が低下するという短所がある。

他の形態の手振れ補正技術として、光学式手振れ補正装置(Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ：ＯＩＳ)がある。光学式手振れ補正装置は、ユーザーの手振れを検出して光学レンズ又はカメラ素子の位置を変更する。従って、撮影機器の振れがあってもカメラ素子に形成される被写体の映像には揺れがないように補正する方法である。

このような光学式手振れ補正装置は、別途の補正装置が設けられて製造コストが増加し、設置空間を用意する必要があるという難しさがあった。しかしながら、カメラ素子上に揺れのない映像を写して残像を除去することが可能なため、補正率を９０％以上維持することができる。また、同一の性能のカメラ素子を使用する条件である場合に、電子式手振れ補正装置を使用するデバイスに比べて相対的に鮮明な映像を撮影可能であるという長所がある。したがって、高解像度を要する撮影機器には電子式手振れ補正装置より光学式手振れ補正装置がより広く用いられている。

一方、光学レンズを移動させて補正する技術は、光学レンズを駆動させるための駆動部を内蔵するだけの十分な空間を有するデジタルカメラへの採用が可能である。しかしながら、空間上制約の多い小型デジタルカメラ又は移動通信端末機に装着されたカメラレンズアセンブリなどに採用するのには限界がある。この問題を解決するために、カメラ素子を移動させて手振れなどを補正する技術に関する研究が活発に進んでいる。

日本特許公開公報の特開平１０-３９３５０号に、光学式手振れ補正装置が開示されている。この手振れ補正装置は、光学レンズの外側部にＸ軸用圧電素子とＹ軸用圧電素子を配置し、これらを支持する別途の支持部を備えて揺れる程度に応じて光学レンズを圧電素子の駆動軸に接触させて摩擦力を用いて所定の距離だけ移動させる構成である。このように光学レンズの外側部に圧電素子のような駆動装置を設置するためには、光学レンズなどの外径が十分に確保されなければならないため、カメラレンズアセンブリの長さ及び外径などが極めて制限される移動通信端末機に装着するのに難しさがあった。

また、一定重量を有する光学レンズを駆動させるために相当な駆動力を発生させるべく、それによって駆動装置を小型化するのに限界がある。また、相当な消費電力が要求されるため、充電用電池を使用する携帯用撮影装置に装着するのに制限があった。
また、小型駆動装置の設計における難しさ、部品数の増加による製造コストの上昇は手振れ補正装置を内蔵する撮影機器ののコスト競争力を確保するのに障害となる。

さらに、圧電素子のように駆動軸との摩擦力を用いる接触式駆動装置の場合に、接触面の公差(ｔｏｌｅｒａｎｃｅ)管理に難しさがあるだけでなく、接触面の摩耗がある場合に誤動作が発生して信頼性を確保するのに問題があった。なお、圧電素子のような駆動装置を駆動させるために特定の電圧波形を生成、印加する駆動回路が要求されて製造コストが加重され、撮影機器の簡素化に制約があるという問題点があった。

したがって、上記のような問題点を解決するために、本発明の目的は、超小型デジタルカメラ、移動通信端末機のような小型、軽量化した撮影機器にも内蔵が可能で、手振れなどによる撮影デバイスの振れにも鮮明な映像の撮影を可能にするカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、コイルと永久磁石を用いてユーザーの手振れによってカメラ素子を移動させることによって構造が簡素化され、制御が容易で、製造費用を節減することができるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、手振れ補正のための駆動において、非接触式駆動方式を採択することによって製品の信頼度を向上させることができるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、固定体と駆動体との間に滑り軸受を挿入して手振れ補正動作で駆動体の移動を円滑にすることができるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、手振れ補正の動作で駆動体の駆動時に少なくとも２つの方向に移動可能に構成することによって補正率を向上させることができるカメラレンズアセンブリの手振れ補正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、メインフレームと、前記メインフレーム上で少なくとも一方向に移動する駆動フレームと、前記駆動フレーム上に装着されたカメラ素子と、前記メインフレーム又は駆動フレームのうちいずれか一つに取り付けられる一対の駆動用永久磁石と、前記メインフレーム又は駆動フレームの他の一つに取り付けられ、前記一対の駆動用永久磁石に各々対向する一対のコイルと、前記メインフレームの内側壁と前記駆動フレームの外側壁との間に介在されて前記メインフレームに対する前記駆動フレームの移動を円滑にする少なくとも一つ以上の滑り軸受と、を含み、前記コイルに電流が印加されることによって発生される電磁気力と前記駆動用永久磁石の磁気力との相互作用により前記駆動フレーム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補正装置を提供する。

また、本発明は、メインフレームに対して少なくとも一方向に移動可能にカメラレンズと駆動フレームを設けるステップと、前記メインフレームの内壁と前記駆動フレームの外壁との間に介在される滑り軸受を提供するステップと、有し、前記駆動フレームは、少なくとも一つのコイルに電流の印加によって発生された電磁気力とそれに対応する永久磁石の磁気力が相互作用することによりメインフレームに対して移動し、第１のコイル対とそれに対応する駆動用永久磁石は前記駆動フレームを第１の方向に移動させ、第２のコイル対とそれに対応する駆動用永久磁石は前記駆動フレームを第２の方向に移動させることを特徴とするカメラレンズアセンブリの手振れ補正方法を提供する。

上述したように、本発明による本発明の望ましい実施形態による手振れ補正装置は、一対のコイルと永久磁石を用いてカメラ素子の位置を変更できるように構成されるため、レンズ系を移動させて手振れ補正を実施する従来の技術より小型化に有利である。したがって、超小型デジタルカメラ又は移動通信端末機のような小型化した撮影機器に装着して鮮明な映像を撮影するのに容易な長所がある。また、コイルと永久磁石を用いてユーザーの手振れによってカメラ素子を駆動させて構造が簡素化され、制御が容易で、製造コストを節減することができる。また、圧電素子の代わりにコイルと永久磁石を用いる非接触式駆動方式を採択することによって、製品の信頼度を向上させることが可能になる。なお、固定体であるメインフレームと駆動体である駆動フレームとの間に玉軸受を挿入して手振れ補正動作で駆動体の移動を円滑に遂行し、手振れ補正の動作で駆動体の駆動時に少なくとも２つの方向に移動可能に構成することが容易なので補正率が向上する。

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。
下記に、本発明に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にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
図１は、本発明の望ましい第１の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す分解斜視図で、図２は図１に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す組立斜視図で、図３は図２に示すＡ-Ａ’とＢ-Ｂ’に沿って切開したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す断面図である。

図１〜図３に示すように、本発明の望ましい第１の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置１００は、メインフレーム１０１、駆動フレーム１０２、コイル１４３、及び永久磁石１２５ａ(図３に図示）を含んで構成され、コイル１４３と永久磁石１２５ａの相互作用により駆動フレーム１０２がメインフレーム１０１上に移動してカメラ素子１０３の位置を変更させることによって、ユーザーの手振れによる撮影映像の揺れを補正する構成である。

メインフレーム１０１は、被写体映像がカメラ素子１０３に入射されるように上面の少なくとも一部分が開放された形状である。このメインフレーム１０１の第１の方向Ｘに沿う内側壁には各々少なくとも一つ以上の第１のスライディング溝１１１ａが形成されている。メインフレーム１０１の下面は、コイル部１０４によって閉鎖される。コイル部１０４は、一端にコネクター１４９が形成された印刷回路基板(Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：以下、“ＰＣＢ”とする)１４１と、このＰＣＢ１４１上に装着される一対のコイル１４３と駆動フレーム１０２の移動可否及びその量を検出する位置検出用センサー１４５が装着される。コイル１４３は、一般的に巻線器に巻き取られた巻線コイルが使用可能で、ＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ)技法を用いて製造された積層コイルを使用することができる。ＰＣＢ１４１の下部面にはヨーク１４７が装着される。メインフレーム１０１は、駆動フレーム１０２を取り囲む形状であり、一側面が開放された第１のフレーム部材１０１ａと、この第１のフレーム部材１０１ａの一側面を閉鎖させる第２のフレーム部材１０１ｂが圧入ピン１１９によって第１のフレーム部材１０１ａに結合される構成である。

駆動フレーム１０２は、メインフレーム１０１によって取り囲まれるように構成された第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂと、第１のフレーム１０２ａによって取り囲まれるように構成された第２のフレーム１０２ｃを備える。

第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂは、第１の方向Ｘに沿う外側壁に形成された第２のスライディング溝１１１ｂを備え、第２のスライディング溝１１１ｂは第１のスライディング溝１１１ａと対向するように位置される。第１及び第２のスライディング溝１１１ａ，１１１ｂは、各々第１の方向Ｘに延びた形状である。玉軸受(ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ)１１３は、メインフレーム１０１と第１のフレーム１０２ａ,１０２ｂとの間に介在される。玉軸受１１３の一部分は、第１のスライディング溝１１１ａに受容され、他の一部分は第２のスライディング溝１１１ｂに受容され、それによってメインフレーム１０１の内側壁と第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの外側壁との間を離隔させるようになる。第１及び第２のスライディング溝１１１ａ，１１１ｂは、各々第１の方向Ｘに沿ったメインフレーム１０１の両内側壁と、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの両外側壁に各々形成されているため、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂはメインフレーム１０１との摩擦なしに第１の方向Ｘに沿って円滑に移動することができる。

すなわち、第１及び第２のスライディング溝１１１ａ，１１１ｂと玉軸受１１３が相互に組み合わせて第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの移動を円滑にする滑り軸受(ｓｌｉｄｅａｂｌｅ ｂｅａｒｉｎｇ)としての役割を遂行するようになる。このとき、滑り軸受の組合せは、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂがメインフレーム１０１に対して第１の方向Ｘのみに移動可能にしつつ、第１の方向Ｘを除いた他の方向に移動することを制限することが望ましい。したがって、第１及び第２のスライディング溝１１１ａ，１１１ｂは、多様な溝形態で構成されることができるが、その断面が‘Ｖ’字形で構成されることが望ましい。

第２のフレーム１０２ｃは、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの内部に受容されて第２の方向Ｙに沿って移動するようになる。第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘの垂直方向に設定される。

第２のフレーム１０２ｃの組み立てを容易にするために、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂは、一側が開放された第３のフレーム部材１０２ａと第３のフレーム部材１０２ａの一側を閉鎖する第４のフレーム部材１０２ｂを含み、これらは圧入ピン１２９によって相互に結合される。

第２のフレーム１０２ｃが第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂ内に受容されるため、第２のフレーム１０２ｃはメインフレーム１０１に対して第１の方向Ｘに移動することが可能である。また、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの上で第２の方向Ｙに沿って移動可能に構成されているため、結局、第２のフレーム１０２ｃはメインフレーム１０１に対して第１及び第２の方向Ｘ，Ｙに移動可能に構成される。

第２のフレーム１０２ｃに、一対のコイル１４３と各々対向する一対の駆動用永久磁石１２５ａと、位置検出用センサー１４５に各々対向するセンサー用永久磁石１２７(図３に図示）が設けられる。また、駆動用永久磁石１２５ａの上面に各々磁路(ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｔｈ)を形成するヨーク１２５ｂが取り付けられ、駆動用永久磁石１２５ａの磁気力を効果的に活用可能に構成される。

駆動用永久磁石１２５ａは、コイル１４３との相互作用によって第２のフレーム１０２ｃを移動させる駆動力を発生させ、位置検出用センサー１４５は、センサー用永久磁石１２７の位置変化を検出することによって、第２のフレーム１０２ｃが移動した位置を監視するようになる。

第２のフレーム１０２ｃが第２の方向Ｙに沿って円滑な移動が可能なように、第２の方向Ｙに沿う第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの内側壁には少なくとも一つの第３のスライディング溝１２１ａが形成され、第２のフレーム１０２ｃの外側壁には第４のスライディング溝１２１ｂが形成されて第３のスライディング溝１２１ａに対向するように位置される。

玉軸受１２３は、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂと第２のフレーム１０２ｃとの間に、具体的に第３及び第４のスライディング溝１２１ａ、１２１ｂの間に介在され、第２のフレーム１０２の第２の方向Ｙに沿う移動を円滑にする。すなわち、第３及び第４のスライディング溝１２１ａ，１２１ｂは、各々第２の方向Ｙに延びる。このような第３及び第４のスライディング溝１２１ａ，１２１ｂと玉軸受１２３の組合せによって滑り軸受形態が構成される。これは、メインフレーム１０１と第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂとの間の玉軸受の組合せによって容易に理解することができる。

このとき、第１のスライディング溝１１１ａは、メインフレーム１０１の両内側壁に各々一対で形成され、同様に、第２〜第４のスライディング溝１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂも各々同一の側壁に一対ずつ形成されることで、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂと第２のフレーム１０２ｃは一定の平面上で水平方向に移動可能に制限されることが望ましい。

カメラ素子１０３は、第２のフレーム１０２ｃ上に装着される。カメラ素子１０３は、被写体の映像を受信するイメージセンサー１３１と、このイメージセンサー１３１から入力された映像信号を伝達するフレキシブルプリント回路(ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ)１３３で構成され、所定の基板１３５によって支持されて第２のフレーム１０２ｃの上に装着される。したがって、カメラ素子１０３は、第２のフレーム１０２ｃと共にメインフレーム１０１に対して第１及び第２の方向Ｘ，Ｙに移動可能に構成される。

メインフレーム１０１は、デジタルカメラ又は移動通信端末機のような撮影機器に装着、固定され、撮影時にユーザーの手振れ程度に応じてコイル１４３に電流が印加されて第２のフレーム１０２ｃ、具体的にカメラ素子１０３の位置が変更される。

このとき、コイル１４３のうちの一つは、それに対向する駆動用永久磁石１２５ａと共に第１の方向Ｘに沿って設けられ、他の一つは、それに対向する駆動用永久磁石１２５ａと共に第２の方向Ｙに沿って設けられる。コイル１４３に印加される電流によって発生される電磁気力は、駆動用永久磁石１２５ａの磁気力と相互作用して第２のフレーム１０２ｃを第１又は第２の方向Ｘ，Ｙに沿って移動させる。

コイル１４３に電流が印加されない状態で、駆動用永久磁石１２５ａは、コイル部１０４のヨーク１４７の間に引力が作用し、第２のフレーム１０２ｃの最初に組み立てるときに設定された初期位置に戻るようになる。

また、駆動用永久磁石１２５ａとコイル部１０４のヨーク１４７は、相互の引力によって第２のフレーム１０２ｃが第３の方向Ｚ、すなわち被写体の像が入射される方向に移動することを制限する。同時に、第１〜第４のスライディング溝１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂは、各々第２のフレーム１０２ｃが第１及び第２の方向Ｘ，Ｙに円滑な移動を可能にするが、他の方向に移動することを制限することによってカメラ素子１０３が第３の方向Ｚに移動することを制限する。したがって、カメラ素子１０３が移動してその前方に装着されるレンズ系(図示せず)の焦点距離から離脱されることを制限することが可能である。

駆動用永久磁石１２５ａの磁力が弱いため、コイル部１０４のヨーク１４７とこの駆動用永久磁石１２５ａとの間で発生される引力が弱くて第３の方向Ｚの移動を防止しにくい場合に、バネのような別途の弾性部材(図示せず)を設けてこれを補完できる。弾性部材は、メインフレーム１０１と駆動フレーム１０２との間に設けられて第２のフレーム１０２ｃの第３の方向Ｚに沿う移動が制限可能である。

一方、駆動用永久磁石１２５ａの上面に取り付けられるヨーク１２５ｂとコイル部１０４のヨーク１４７は、駆動用永久磁石１２５ａの磁気力が効果的に作用するようにその磁場を誘導しつつ、外部に流出されることを制限する電界遮蔽構造を形成することによって、駆動用永久磁石１２５ａの磁気力が周辺の回路装置に影響を及ぼすことを制限する。

位置検出用センサー１４５は、第２のフレーム１０２ｃの移動位置を追跡するためのもので、コイル１４３で発生される電磁気力の影響を受けないようにコイル１４３から一定距離だけ離隔させることが望ましい。上記のような位置検出用センサー１４５としては、光センサー、ホールセンサー(ｈａｌｌ ｓｅｎｓｏｒ)が使用可能である。光センサーは、高精密度の検出が可能な長所があるが、高コストによる製造コストが上昇するという問題があった。ホールセンサーは、光センサーに比べて検出感度は低いが、コストが低く、かつ、手振れ補正に適切な程度の感度を有するという長所がある。本発明の実施形態では、一対のホールセンサーを使用して位置検出用センサー１４５を構成し、第２のフレーム１０２ｃにセンサー用永久磁石１２７(図示せず)を装着して第２のフレーム１０２ｃの位置変動を感知可能に構成される。

上記の手振れ補正装置１００を含む撮影機器は、その大部分が充電式電池を使用するため、手振れ補正装置１００で消耗される電力を低減するために駆動用永久磁石１４３の強さが大きいＮＤ系列の永久磁石を使用するようになる。このとき、磁力の強さが大きい永久磁石を使用する場合に、コイル部１０４のヨーク１４７と第２のフレーム１０２ｃ上の永久磁石１２５ａとの間の過度な引力によって、駆動フレーム１０２の反応速度又は補正速度が低下する恐れがある。そのため、磁力による引力、駆動フレームの重さ、手振れ補正のための移動時の摩擦力を考慮して永久磁石の強さを設定することが望ましい。

また、メインフレーム１０１の一側に透磁性を有するヨーク、別途の永久磁石を配置して第２のフレーム１０２ｃの永久磁石１２５ａとの引力又は反力を用いてカメラ素子１０３の最初停止位置をより精密に維持できるようになる。したがって、第２のフレーム１０２ｃの位置制御アルゴリズムの実現が容易で、補正速度を向上させることができる。

永久磁石１２５ａの上面に取り付けられて磁極の磁路を形成するヨーク１２５ｂは、永久磁石１２５ａで発生する磁束の自己抵抗を減少させ、コイル１４３に供給する磁力の強さを増加させる役割を遂行する。透磁率の高い金属材質を使用することが望ましく、永久磁石１２５ａの位置に合わせて分離、積層されることも可能で、一体型に製造することも可能である。

イメージセンサー１３１は、撮影対象である被写体像を入射して被写体像の色相及び明るさのような映像情報をデジタル処理することが可能な光電変換素子としてＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサーを使用することができる。イメージセンサー１３１は、第２のフレーム１０２ｃの上端に露出された状態で搭載され、第２の方向Ｙの揺れは第２のフレーム１０２ｃの移動で補正され、第１の方向Ｘの揺れは、第１のフレーム１０２ａ，１０２ｂの移動で補正して鮮明な映像を撮影することができる。

図４は、本発明の望ましい第２の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す分解斜視図で、図５は図４に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す組立斜視図で、図６は図５に示すＣ-Ｃ’に沿って切開したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す断面図である。

図４〜図６は、本発明の望ましい第２の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置２００を示す。本発明の望ましい第２の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置２００は、コイル２４３と位置検出用センサー２４５が第２のフレーム２０２ｃ上に装着され、駆動用及びセンサー用永久磁石２２５ａ、２２７がメインフレーム２０１上に装着されることを除外すると、図１に示した先行実施形態と同一に構成される。したがって、本発明の実施形態を詳細に説明することにおいて、先行実施形態と同一で、或いは先行実施形態を通じて容易に理解することができる構成は、その参照番号を先行実施形態と同一に付したりまたは省略し、その詳細な説明も省略する。

本発明の望ましい第２の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置２００は、第２のフレーム２０２ｃの上面にコイル部２０４、具体的にコイル部２０４のプリント回路基板２４１が装着される。

コイル２４３と位置検出用センサー２４５は、プリント回路基板２４１の下面に装着される。プリント回路基板２４１を第２のフレーム２０２ｃ上に組み立てると、コイル２４３と位置検出用センサー２４５は、第２のフレーム２０２ｃによって取り囲まれるように位置される。プリント回路基板２４１にはコイル２４３と位置検出用センサー２４５に電源を印加しつつ、センサー２４５で発生された信号を伝送する回路パターン(図示せず）が印刷される。このような回路パターンと所定のコネクター２４９を通じて、プリント回路基板２４１は電源を受信し、或いはセンサー２４５から発生した信号を伝送する。カメラ素子１０３は、プリント回路基板２４１の上面に装着された状態で、第２のフレーム２０２ｃ上に位置される。

所定の支持プレート２２５ｂによりメインフレーム２０１の下部面が閉鎖され、メインフレーム２０１の下部面には駆動用及びセンサー用永久磁石２２５ａ，２２７が各々位置可能にホール２１９が形成される。製品に従って、支持プレート２２５ｂはメインフレーム２０１と一体に製造可能である。駆動用及びセンサー用永久磁石２２５ａ，２２７は、支持プレート２２５ｂに取り付けられた状態で、ホール２１９を通じてメインフレーム２０１の内側に突出される。このとき、支持プレート２２５ｂはヨークの機能を遂行することによって、永久磁石２２５ａの磁気力が外部に流出されることを制限しつつ、手振れ補正装置２００内で効率的に作用する。このようなヨークは、コイル２４３の上面にも付着して同一の機能を遂行可能にする。また、第１及び第２のフレーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの移動時に荷重を減少させるために、コイル２４３の上面にヨークを付着することなく、メインフレーム２０１上に付着してコイル２４３の上部を遮蔽させることができる。このとき、メインフレーム２０１上にヨークを付着してコイル２４３の上部を遮蔽させると、第１及び第２のフレーム１０２ａ，１０２ｂ，２０２ｃの移動時に上記の永久磁石２２５ａの引力による荷重も軽減させることができる。

図７は、本発明の望ましい第３の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置３００を示す分解斜視図で、図８は図７に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置３００を示す組立斜視図で、図９は図８に示すＤ-Ｄ’に沿って切開したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置３００を示す断面図である。

図７を参照すると、手振れ補正装置３００は、図１及び図４に示した構成と類似する。しかしながら、手振れ補正装置３００は、カメラ素子３０３を第２のフレーム３０２ｃの側面に装着し、カメラ素子３０３が第２のフレーム３０２ｃの同一の平面上に位置される構成で、厚さを縮めることができるという点で異なる。

手振れ補正装置３００は、メインフレーム３０１、駆動フレーム３０２、及びカメラ素子３０３を含み、カメラ素子３０３は駆動フレーム３０２の第２のフレーム３０２ｃの一側に装着される。

メインフレーム３０１は、第２の方向Ｙに沿う一側面が開放された第１のフレーム部材３０１ａと、第１のフレーム部材３０１ａの開放された側面に結合された第２のフレーム部材３０１ｂとを含む。玉軸受の組合せのためのスライディング溝が、第１のフレーム部材３０１ａの第２の方向Ｙに沿う閉鎖された他側の内壁には形成される。第１のフレーム部材３０１ａの開放された側面に結合された第２のフレーム部材３０１ｂの一端はその一部分がメインフレーム３０１の内側に突出される。図示していないが、メインフレーム３０１の内側に突出された部分にはまた他のスライディング溝が形成される。第１のフレーム部材３０１ａの他側の内側壁に形成されたスライディング溝と、第２のフレーム部材３０１ｂに形成されたスライディング溝は対向する構成である。メインフレーム３０１に形成されたスライディング溝は、第２の方向Ｙに延長され、駆動フレーム３０２のうち、第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂが第２の方向Ｙに移動することをガイドするようになる。

駆動フレーム３０２の第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂは、相互に対称となる形状で、組み立ての際に、第２の方向Ｙに沿う一側面が開放された形状を有する。第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂの開放された側面にはスライディング溝が形成され、第２のフレーム部材３０１ｂに形成されたスライディング溝と対向する。そのスライディング溝の間に玉軸受が滑り軸受の形態として挿入構成される。第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂの閉鎖された他側外側壁には第１のフレーム部材３０１ａに形成されたスライディング溝と対向するスライディング溝が形成される。そのスライディング溝の間に玉軸受が滑り軸受の形態として挿入構成される。上記のような滑り軸受の組合せを通じて第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂは、メインフレーム３０１に対して第２の方向Ｙに移動するようになる。

駆動フレーム３０２の第２のフレーム３０２ｃは、第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂによって３個の外側壁が取り囲まれ、残りの一つの外側壁にはカメラ素子３０３が装着される。カメラ素子３０３は、イメージセンサー３３１に電源を印加しつつ、イメージセンサー３３１によって撮影された映像信号を伝送するためのコネクター３３３を含む。第１のメインフレーム部材３０１ａと第１の駆動フレーム３０２ａ，３０２ｂの開放された側面は、第２のメインフレーム部材３０１ｂと通じる構成である。このとき、カメラ素子３０３は、第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂ及び第１のフレーム部材３０１ａの開放された側面を通じて延びて一部分は前記第２のフレーム部材３０１ｂの上に位置される。

第１の方向Ｘに沿う第１のフレーム３０２ａ、３０２ｂの内側壁と第２のフレーム３０２ｃの外側壁には、各々スライディング溝が形成される。そのスライディング溝の間に玉軸受が滑り軸受の形態として挿入構成される。したがって、第２のフレーム３０２ｃは、第１のフレーム３０２ａ，３０２ｂに対して第１の方向Ｘに沿って移動する。つまり、第２のフレーム３０２ｃは、メインフレーム３０１に対して第１及び第２の方向Ｘ，Ｙに移動可能である。

手振れ補正装置３００は、ユーザーの手振れによる撮影映像の揺れを補正するために、メインフレーム３０１に対して第２のフレーム３０２ｃを移動させるコイル部１０４と永久磁石３２５ａ、３２７を含む。

コイル部１０４は、一対のコイル１４３、一対の位置検出用センサー１４５、及びヨーク１４７がプリント回路基板１４１の上面と下面に各々装着された構成で、永久磁石３２５ａ、３２７は、上面にヨーク３２５ｂが取り付けられた一対の駆動用永久磁石３２５ａと一対のセンサー用永久磁石３２７で構成される。コイル１４３と駆動用永久磁石３２５ａの相互作用で、メインフレーム３０１に対して第２のフレーム３０２ｃを第１又は第２の方向Ｘ、Ｙに移動させる駆動力を発生させる。センサー用永久磁石３２７の位置変化は、位置検出用センサー１４５によって検出され、第２のフレーム３０２ｃの位置を制御するのに用いる。

本発明の望ましい実施形態による手振れ補正装置１００，２００，３００は、共通的に相互に垂直する２つの方向Ｘ，Ｙにカメラ素子の位置を変更することができる。カメラ素子の位置を変更させる駆動力は、電流が印加されることによって、電磁気力を発生させるコイルと永久磁石の磁気力が相互作用することで形成される。

上記のような手振れによる撮影映像の揺れを補正するためのカメラ素子の移動範囲は、製品と、該当製品の用途により当業者が適切に設定可能である。
以上、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限り、多様な変形が可能であることは当該分野で通常の知識を持つ者には自明なことであろう。

例えば、本発明の第３の実施形態でイメージセンサーの電源印加と信号伝送のためにコネクターを構成したが、第２のフレームの移動時に剛性を有するコネクターによって荷重が発生することを防止するために、イメージセンサーとコネクターをフレキシブルプリント回路を用いて接続させることができる。また、本発明の実施形態で第２のフレームの移動を円滑にしながら水平状態を維持させるために、少なくとも一対以上の滑り軸受組み合わせを構成したが、第２のフレームの移動と水平状態を円滑に維持させることが可能でなるが、玉軸受の組合せの数は多様に変更可能である。

本発明の望ましい第１の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す分解斜視図である。 図１に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す組立斜視図である。 図２に示すＡ-Ａ’とＢ-Ｂ’に沿ってそれぞれ切開したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す断面図である。 本発明の望ましい第２の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す分解斜視図である。 図４に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す組立斜視図である。 図５に示すＣ-Ｃ’に沿って切開したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す断面図である。 本発明の望ましい第３の実施形態によるカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す分解斜視図である。 図７に示すカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す組立斜視図である。 図８に示すＤ-Ｄ’に沿って切断したカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置を示す断面図である。

符号の説明

１００、２００、３００ 手振れ補正装置
１０１、２０１、３０１ メインフレーム
１０２、３０２ 駆動フレーム
１０３、３０３ カメラ素子
１２５ａ、２２５ａ、３２５ａ 永久磁石
１４３、２４３ コイル

Claims (16)

1. メインフレームと、
   前記メインフレーム上で少なくとも一方向に移動する駆動フレームと、
   前記駆動フレーム上に装着されたカメラ素子と、
   前記メインフレーム又は駆動フレームのうちいずれか一つに取り付けられる一対の駆動用永久磁石と、
   前記メインフレーム又は駆動フレームの他の一つに取り付けられ、前記一対の駆動用永久磁石に各々対向する一対のコイルと、
   前記メインフレームの内側壁と前記駆動フレームの外側壁との間に介在されて前記メインフレームに対する前記駆動フレームの移動を円滑にする少なくとも一つ以上の滑り軸受と、を含み、
   前記コイルに電流が印加されることによって発生される電磁気力と前記駆動用永久磁石の磁気力との相互作用により前記駆動フレーム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補正装置。
2. 前記コイルと共に前記メインフレーム又は駆動フレームのうちの他の一方に設けられるヨークをさらに備え、前記ヨークと前記駆動用永久磁石との間の引力により前記カメラ素子に被写体像が入射される方向に従う前記駆動フレームの移動が制限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補正装置。
3. 前記コイルと駆動用永久磁石を取り囲むヨークをさらに備え、前記ヨークは電界遮蔽構造を形成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補正装置。
4. 前記コイルのうちのいずれか一つは、対向する駆動用永久磁石と共に前記第１の方向に沿って設けられ、他の一つは対向する駆動用永久磁石と共に前記第２の方向に沿って設けられ、電流が印加されるコイルにより前記第２のフレームは、前記第１の方向又は第２の方向に移動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補正装置。
5. 前記メインフレーム又は駆動フレームのいずれか一方に設けられる少なくとも一つ以上のセンサー用永久磁石と、
   前記メインフレーム又は駆動フレームのいずれか一方に設けられ、前記センサー用永久磁石に対向する少なくとも一つ以上の位置検出用センサーと、をさらに備え、
   前記位置検出用センサーは、前記センサー用永久磁石から発生される磁気力の変化により前記駆動フレームの移動を検出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補正装置。
6. 前記駆動フレームは、前記メインフレーム上で前記メインフレームに対して第１の方向に移動可能に設けられる第１のフレームと、前記第１のフレーム上に設けられて前記第１のフレームと共に第１の方向に移動すると同時に、前記メインフレームに対して第２の方向に移動可能に設けられる第２のフレームとから構成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補正装置。
7. 前記第２の方向は、前記第２のフレームが移動する平面上で前記第１の方向の垂直方向に設定されることを特徴とする請求項６記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
8. 前記第１の方向又は第２の方向のうちいずれか一方向に沿って前記メインフレームの内側壁に形成される少なくとも一つ以上の第１のスライド溝と、
   前記第１の方向又は第２の方向のうちいずれか一方向に沿って前記第１のフレームの外側壁に形成されて前記第１のスライド溝に対向するように形成される第２のスライド溝と、
   一部分は前記第１のスライド溝に、他の一部分は前記第２のスライド溝にそれぞれ受容され、前記メインフレームの内側壁と前記第１のフレームの外側壁とを離隔させる玉軸受と、をさらに備え、
   前記第１及び第２のスライド溝は、前記第１又は第２の方向のうちの一方向に沿って延び、前記第１のフレームは前記第１及び第２のスライド溝が延びた方向に移動することを特徴とする請求項６記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
9. 前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に介在される少なくとも一つ以上の滑り軸受をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
10. 前記滑り軸受は、前記第１又は第２の方向のうち他の一方向に沿って前記第１のフレームの内側壁に形成される少なくとも一つ以上の第３のスライド溝と、
    前記第１又は第２の方向のうち他の一方向に沿って前記第２のフレームの外側壁に形成されて前記第３のスライド溝に対向するように形成される第４のスライド溝と、
    一部分は前記第３のスライド溝に、他の一部分は前記第４のスライド溝にそれぞれ受容され、前記第１のフレームの内側壁と前記第２のフレームの外側壁とを離隔させる玉軸受と、を備え、
    前記第３及び第４のスライド溝は、前記第１又は第２の方向のうち他の一方向に沿って延び、前記第１のフレームは前記第３及び第４のスライド溝が延びた方向に移動することを特徴とする請求項９記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
11. 前記メインフレーム又は第２のフレームのうちいずれか一側に設けられる少なくとも一つ以上のセンサー用永久磁石と、
    前記メインフレーム又は第２のフレームのうちいずれか一側に設置されて前記センサー用永久磁石に対向する少なくとも一つ以上の位置検出用センサーと、をさらに備え、
    前記位置検出用センサーは、前記センサー用永久磁石から発生する磁気力の変化により前記第２のフレームの移動を検出することを特徴とする請求項６記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
12. 前記永久磁石は、前記メインフレーム又は駆動フレームの第２のフレームのうちのいずれか一側に設けられ、前記コイルは他の一側に設けられることを特徴とする請求項６記載のカメラレンズアセンブリの手振れ補正装置。
13. 前記滑り軸受は、前記第１又は第２の方向のうちいずれか一方向に沿って前記メインフレームの内側壁に形成される少なくとも一つ以上の第１のスライド溝と、
    前記第１又は第２の方向のうちいずれか一方向に沿って前記駆動フレームの外側壁に形成されて前記第１のスライド溝に対向するように形成される第２のスライド溝と、
    一部分は前記第１のスライド溝に、他の一部分は前記第２のスライド溝に受容され、前記メインフレームの内側壁と前記駆動フレームの外側壁とを離隔させる玉軸受と、を含んで構成され、
    前記駆動フレームは、前記第１及び第２のスライド溝が延びた方向に移動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補正装置。
14. メインフレームに対して少なくとも一方向に移動可能にカメラレンズと駆動フレームを設けるステップと、
    前記メインフレームの内壁と前記駆動フレームの外壁との間に介在される滑り軸受を提供するステップと、有し、
    前記駆動フレームは、少なくとも一つのコイルに電流の印加によって発生された電磁気力とそれに対応する永久磁石の磁気力が相互作用することによりメインフレームに対して移動し、
    第１のコイル対とそれに対応する駆動用永久磁石は前記駆動フレームを第１の方向に移動させ、第２のコイル対とそれに対応する駆動用永久磁石は前記駆動フレームを第２の方向に移動させることを特徴とするカメラレンズアセンブリの手振れ補正方法。
15. 前記カメラレンズは前記駆動フレームに装着される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補正方法。
16. 前記カメラレンズは前記駆動フレームと同一の平面に設けられる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補正方法。
    

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