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

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

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。

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。

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。

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。

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の携帯電話機１００の内部構成を示すブロック図である。 像ブレ補正ユニットの分解斜視図である。 図３の分解斜視図に示されている各部材によって像ブレ補正ユニットが組立てられた後の状態を示す図である。 保持モジュールの縦横の長さの関係を説明する図である。 携帯電話機のコーナ部に像ブレ補正ユニットを横長にして実装するときの状態を説明する図である。 図９の左側に示す携帯電話機を把持した場合のブレ角度の大きさを示す図と、携帯電話機のブレ状態とデジタルカメラのブレ状態の周波数成分の違いを示す図である。 像ブレ補正ユニットの作用を説明する図である。 携帯電話機とデジタルカメラとの各々のブレの表われ方を示す図である。

符号の説明

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）

Claims (13)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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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