JP2011039113A - 像振れ補正ユニットおよび当該像振れ補正ユニットを備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】像振れ補正機構が付加された撮像装置全体の小型化および薄型化を可能にする補正ユニットを提供する。
【解決手段】本発明の補正ユニット1は、撮像素子に結像する光学系を含む被駆動体2と、被駆動体2を囲むように配置された枠4と、被駆動体2および枠4を接続し、被駆動体2および枠4を回転可能に支持する回転支持部3と、枠4に沿うように、被駆動体2又は枠4に配置されたアクチュエータ5と、枠4に沿うように、アクチュエータ5が配置された面とは被駆動体2を介して反対側である枠4の面に配置され、回転支持部3に予圧を印加することによってアクチュエータ5を枠4又は被駆動体2に付勢する付勢手段16とを備え、付勢手段16の予圧の方向が回転支持部3の回転軸の延伸方向であり、アクチュエータ5は、枠4の回転支持部3が設けられた面又は被駆動体2の回転支持部3が設けられた面での回転支持部3から離間した位置に駆動力を発生させる。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の補正ユニット1は、撮像素子に結像する光学系を含む被駆動体2と、被駆動体2を囲むように配置された枠4と、被駆動体2および枠4を接続し、被駆動体2および枠4を回転可能に支持する回転支持部3と、枠4に沿うように、被駆動体2又は枠4に配置されたアクチュエータ5と、枠4に沿うように、アクチュエータ5が配置された面とは被駆動体2を介して反対側である枠4の面に配置され、回転支持部3に予圧を印加することによってアクチュエータ5を枠4又は被駆動体2に付勢する付勢手段16とを備え、付勢手段16の予圧の方向が回転支持部3の回転軸の延伸方向であり、アクチュエータ5は、枠4の回転支持部3が設けられた面又は被駆動体2の回転支持部3が設けられた面での回転支持部3から離間した位置に駆動力を発生させる。
【選択図】図1
Description
本発明は手振れを始めとする、撮像光学系の像振れを解決する像振れ補正ユニットに関する。
近年、カメラ(撮像装置)付き電子機器が広く利用されている。電子機器としては、携帯電話機器、携帯ゲーム機器、PDA(Personal Digital Assistant(Assistance))などの小型携帯機器、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラなどの各種カメラ機器、その他、ノートパソコン、電子辞書などが挙げられる。
従来、前記撮像装置に用いられるCCD(Charge Coupled Device )等の撮像素子の画素数が低い場合には、手振れなどによる撮像画素の乱れは特に問題とならなかった。しかし、近年において、撮像素子の画素数が高画素化するに伴い、わずかな手振れによる撮影画像の乱れが顕著となってきた。
さらに、電子機器の中でも特に携帯電話機器などの小型携帯機器において、カメラの搭載比率は年々増加しており、これらに搭載されるカメラには像振れ補正機能に加えて、小型化および薄型化が要望されている。
従来、撮像光学系の像振れを補正する手段として像振れ補正機構があり、以下のような技術が知られている。例えば、特許文献1には、像振れ検出信号に応じて、結像光学系と受光素子を一体としてカメラ本体に対して回動させる像振れ防止装置が記載されている。
さらに、特許文献2には、レンズと撮像素子とを保持するレンズモジュールを支持する回動軸自体をアクチュエータで摺動させることにより、レンズモジュールを回動させる像振れ補正装置が記載されている。
しかしながら、撮像装置に像振れ補正機構を付加した場合、撮像装置のフットプリント、厚みなどが増加し、撮像装置の小型化および薄型化が妨げられるという問題がある。撮像装置全体の小型化、薄型化を実現できなければ、像振れ補正機構が付加された撮像装置を、携帯電話やモバイル機器等の小型携帯機器に搭載することはできない。
具体的に説明すると、特許文献1の像振れ防止装置は、ジンバル3の周囲に2つのモータを備えた構成であり、その結果、カメラが大型化してしまう。
また、特許文献2の発明によれば、回動軸自体をアクチュエータによって回転させるため、高トルクのアクチュエータが必要となり、アクチュエータの圧電体の幅や厚みが大きくなってしまう問題がある。さらに、アクチュエータの屈曲振動の方向が、レンズモジュールの光軸と平行な方向であるため、レンズモジュールを回転させるためにはアクチュエータをレンズモジュールに対して横置きしなくてはならない。したがって、アクチュエータの圧電体の幅だけ、撮像装置のフットプリントが増加してしまい、撮像装置全体を小型化することができないという課題があった。
さらに、駆動手段が回動軸の直径方向から被駆動部に対して当接しているため、駆動手段を被駆動部に当接させる付勢手段の予圧を増加させて駆動力を増加させようとすると、回動軸は枠構造の支持部に押し付けられ、回動軸と枠構造の支持部分の接触部分に大きな摩擦が生じ、回動軸の回動を妨げとなる。このため、予圧によって実効的な駆動力が増加しにくいという構造上の課題を有する。
この課題に対し、特許文献2では軸受けを用いて回避しようとしているが、特許文献2では超小型のベアリング軸受けが用いられており、コストの大幅な増加が避けられない。
本発明の目的は、従来の手振れを始めとする撮像光学系の像振れを補正する補正装置の上述の問題を解決し、像振れ補正機構が付加された撮像装置全体の小型化および薄型化を可能にする補正ユニットを提供することである。
本発明の像振れ補正ユニットは、前記課題を解決するために、撮像素子に結像する光学系を含むカメラモジュールと、前記カメラモジュールを囲むように配置された第1枠と、前記カメラモジュールおよび第1枠を接続し、前記カメラモジュールおよび第1枠を回転可能に支持する第1回転支持部と、前記第1枠に沿うように、カメラモジュールまたは第1枠に配置された第1アクチュエータと、前記第1枠に沿うように、第1アクチュエータが配置された面とはカメラモジュールを介して反対側である第1枠の面に配置され、第1回転支持部に予圧を印加することによって前記第1アクチュエータを第1枠またはカメラモジュールに付勢する第1付勢手段とを備える補正ユニットであって、前記第1アクチュエータは、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面またはカメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面における、第1回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記カメラモジュールおよび前記第1枠の相対位置を変化させることを特徴としている。
前記の発明によれば、カメラモジュールおよび第1枠は第1回転支持部に回転可能に支持されており、第1アクチュエータは、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面またはカメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面における、第1回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させる。このため、回転軸となる第1回転支持部と、第1アクチュエータによる力の作用線とが離れているため、第1アクチュエータが低トルクであっても容易にカメラモジュールおよび第1枠の相対位置を変化させることができる。このように、第1アクチュエータを低トルクなものとできるため、小型および薄型の第1アクチュエータを用いることができる。さらに、上記第1アクチュエータは、第1枠に沿って配置されている。このため、第1アクチュエータの幅を第1枠と同程度とすることができ、小型および薄型の第1アクチュエータを用いることができる。
さらに、第1付勢手段は、第1アクチュエータとはカメラモジュールを介して反対側である第1枠の面に配置されており、前記第1アクチュエータを第1枠またはカメラモジュールに付勢するものであるため、第1回転支持部と第1枠との摩擦抵抗は増加せず、第1回転支持部は滑らかに回動することができる。
上記のように、本発明に係る像振れ補正ユニットでは小型および薄型の第1アクチュエータを用いることができるため、小型化および薄型化された補正ユニットを提供することができる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第1アクチュエータは、一方の端が前記カメラモジュールまたは前記第1枠に固定された固定端であり、他方の端が屈曲振動可能な自由端である第1圧電バイモルフと、前記第1圧電バイモルフの自由端側に設けられ、屈曲振動する第1屈曲振動部分を有する第1駆動方向変換部材と、前記第1駆動方向変換部材の第1屈曲振動部分に配置され、第1枠またはカメラモジュールに当接する第1摩擦チップとから構成されており、前記第1圧電バイモルフは、前記第1圧電バイモルフの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、前記第1屈曲振動部分は、前記第1駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第1圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動し、前記第1摩擦チップが、前記第1圧電バイモルフおよび前記第1駆動方向変換部材の変位を伝達して前記第1枠または前記カメラモジュールを摺動することによって、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面内、または、カメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させることが好ましい。
上記補正ユニットでは、第1圧電バイモルフの屈曲振動方向を第1駆動方向変換部材によって変換し、第1摩擦チップによって第1枠の第1回転支持部が設けられた面内、または、カメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させる。すなわち、第1圧電バイモルフの屈曲振動方向は、カメラモジュールの主面に対して平行な方向となる。換言すると、第1圧電バイモルフは、カメラモジュールの主面に対して垂直に配置されることとなる。つまり、第1圧電バイモルフをカメラモジュールに対して縦置きすることができる。その結果、第1アクチュエータを省スペースに配置でき、第1アクチュエータを付加したことに起因する補正ユニットの厚みの増加、フットプリントの増加などを最小限に抑えることができる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第1付勢手段は、第1アクチュエータへ印加する予圧の方向が、前記第1回転支持部の回転軸の延伸方向と平行であることが好ましい。
上記の補正ユニットでは、第1付勢手段によるアクチュエータへの予圧の印加方向が回転軸の延伸方向と平行であり、被駆動部はカメラモジュールまたは第1枠であるため、摩擦チップをカメラモジュールまたは第1枠に当接させるために予圧を増加させたとしても、第1回転支持部は第1枠の支持部に押し付けられることはなく、第1回転支持部と第1枠の支持部の摩擦抵抗は増加しないため、滑らかな回動が可能となる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第1枠を囲むように配置された第2枠と、前記第1枠および第2枠を接続し、前記第1枠および第2枠を第1枠の回転可能な方向と異なる方向へ回転可能に支持する第2回転支持部と、前記第2枠に沿うように、第1枠または第2枠に配置された第2アクチュエータと、前記第2枠に沿うように、第2アクチュエータが配置された面とは第1枠を介して反対側である第2枠の面に配置され、第2回転支持部に予圧を印加することによって前記第2アクチュエータを第2枠または第1枠に付勢する第2付勢手段とを備え、前記第2アクチュエータは、前記第1枠の第2回転支持部が設けられた面または第2枠の第2回転支持部が設けられた面における、第2回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記第1枠および第2枠の相対位置を変化させることが好ましい。
これにより、第1枠の回転可能な方向に加えて、第1枠の回転可能な方向とは異なる方向の2方向において、カメラモジュールを相対的に移動させることが可能となる。すなわち、上記2方向においてカメラモジュールを移動させることによって、あらゆる角度における像振れに対しても補正可能な像振れ補正ユニットを提供することができる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第2アクチュエータは、一方の端が前記第1枠または前記第2枠に支持された固定端であり、他方の端が屈曲振動可能な自由端である第2圧電バイモルフと、前記第2圧電バイモルフの自由端側に設けられ、屈曲振動する第2屈曲振動部分を有する第2駆動方向変換部材と、前記第2駆動方向変換部材の第2屈曲振動部分に配置され、第2枠または第1枠に当接する第2摩擦チップとから構成されており、前記第2圧電バイモルフは、前記第2圧電バイモルフの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、前記第2屈曲振動部分は、前記第2駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第2圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動し、前記第2摩擦チップが、前記第2圧電バイモルフおよび前記第2駆動方向変換部材の変位を伝達して前記第2枠または前記第1枠を摺動することによって、前記第2枠の第2回転支持部が設けられた面内、または、前記第1枠の前記第1回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させることが好ましい。
上記補正ユニットでは、第2圧電バイモルフの屈曲振動方向を第2駆動方向変換部材によって変換し、第2摩擦チップによって第2枠の第2回転支持部が設けられた面内、または、第1枠の第2回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させる。すなわち、第2圧電バイモルフの屈曲振動方向は、第1枠の主面に対して平行な方向となる。換言すると、第2圧電バイモルフは、第1枠の主面(第1枠が囲む面)に対して垂直に配置されることとなる。つまり、第2圧電バイモルフを第1枠に対して縦置きすることができる。その結果、第2アクチュエータを省スペースに配置でき、第2アクチュエータを付加したことに起因する補正ユニットの厚みの増加、フットプリントの増加などを最小限に抑えることができる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第2付勢手段は、第2アクチュエータへ印加する予圧の方向が、前記第2回転支持部の回転軸の延伸方向と平行であることが好ましい。
上記の補正ユニットでは、第2付勢手段によるアクチュエータへの予圧の印加方向が回転軸の延伸方向と平行であり、被駆動部は第1枠または第2枠であるため、摩擦チップを第1枠または第2枠に当接させるために予圧を増加させたとしても、第2回転支持部は第2枠の支持部に押し付けられることはなく、第2回転支持部と第2枠の支持部の摩擦抵抗は増加しないため、滑らかな回動が可能となる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータが、第1枠に備えられていることが好ましい。
第1アクチュエータおよび第2アクチュエータが共に第1枠に備えられていることによって、第1アクチュエータおよび第2アクチュエータの電気配線を集積化することができ、補正ユニットを、さらに小型化および薄型化されたものとできる。
また、本発明の補正ユニットでは、前記第1駆動方向変換部材は、前記第1駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第1圧電バイモルフの屈曲振動の方向と直交する方向に屈曲振動し、前記第2駆動方向変換部材は、前記第2駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第2圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは直交する方向に屈曲振動することが好ましい。
上記のようなアクチュエータ形状の場合、アクチュエータの駆動力の方向が駆動方向変換部材の延伸方向と平行となるため、カメラモジュールまたは第1枠を効率良く回動させることができる。
また、本発明の電子機器は、前記像振れ補正ユニットを備えるものである。
カメラモジュールを含む前記像振れ補正ユニットは小型化および薄型化されている。したがって、前記電子機器によれば、像振れ補正機構が付加された像振れ補正ユニットを備えているにも係わらず、電子機器の小型化および薄型化を達成できる。また、電子機器に像振れ補正ユニットによる撮影機能を搭載でき、高画質な撮影が可能となる。
本発明の像振れ補正ユニットは、以上のように、撮像素子に結像する光学系を含むカメラモジュールと、前記カメラモジュールを囲むように配置された第1枠と、前記カメラモジュールおよび第1枠を接続し、前記カメラモジュールおよび第1枠を回転可能に支持する第1回転支持部と、前記第1枠に沿うように、カメラモジュールまたは第1枠に配置された第1アクチュエータと、前記第1枠に沿うように、第1アクチュエータが配置された面とはカメラモジュールを介して反対側である第1枠の面に配置され、第1回転支持部に予圧を印加することによって前記第1アクチュエータを第1枠またはカメラモジュールに付勢する第1付勢手段とを備える補正ユニットであって、前記第1アクチュエータは、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面またはカメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面における、第1回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記カメラモジュールおよび前記第1枠の相対位置を変化させるものである。
それゆえ、回転軸となる第1回転支持部と、第1アクチュエータによる力の作用線とが離れているため、第1アクチュエータが低トルクであっても容易にカメラモジュールおよび第1枠の相対位置を変化させることができる。したがって、第1アクチュエータを低トルクなものとできるため、小型および薄型の第1アクチュエータを用いることができるという効果を奏する。
さらに、第1付勢手段は、第1アクチュエータとはカメラモジュールを介して反対側である第1枠の面に配置されており、前記第1アクチュエータを第1枠またはカメラモジュールに付勢するものであるため、第1回転支持部と第1枠との摩擦抵抗は増加せず、第1回転支持部は滑らかに回動することができるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
<1.補正ユニット1>
本発明の一実施形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。図1は、本発明に係る補正ユニット(像振れ補正ユニット)1を被駆動体2に対して垂直方向から示す上面図である。
<1.補正ユニット1>
本発明の一実施形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。図1は、本発明に係る補正ユニット(像振れ補正ユニット)1を被駆動体2に対して垂直方向から示す上面図である。
補正ユニット1は、被駆動体2と、被駆動体2を回転可能に支持する回転支持部(第1回転支持部)3と、回転支持部3を介して被駆動体2に接続され、被駆動体2を囲むように配置された枠4とを有している。さらに、被駆動体2における回転支持部3から離間した位置であり、被駆動体2の回転支持部3が設けられた面には、アクチュエータ(第1アクチュエータ)5が当接された状態で配置されている。アクチュエータ5は付勢手段(第1付勢手段)16によって被駆動体2に付勢されている。付勢手段16は、回転支持部3に当接し、枠4に固定されている。なお、枠4はカメラ(撮像装置)の筐体または回路基板(図示せず)に固定される。
被駆動体2は、枠4に対して回転運動するものであればよく、例えば、カメラモジュール、ミラー、導光板、光ファイバ、レーザ、LED(light emitting diode)等の光学モジュールなどを挙げることができる。
被駆動体2の主面の形状は特に限定されず、補正ユニット1では被駆動体2の主面が正方形であるが、これに限定されず、多角形、円形、楕円などであってもよい。なお、以下、主面とは、被駆動体、第1圧電バイモルフ、第1屈曲振動部分、第1駆動方向変換部材などの板状部材の最も広い面を示す。
前記カメラモジュールは、撮像対象となる物体を結像する光学系と、光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する。被駆動体2としてカメラモジュールを採用することによって、カメラモジュールを備えた像振れ補正ユニット1を構成することができる。なお、前記カメラモジュールにはビデオカメラモジュールが含まれる。
本発明の補正ユニット1は、被駆動体2がカメラモジュールの場合、撮影画像の信号処理、ジャイロ等によって検出した像振れ信号に基づいて、アクチュエータ5を所定量だけ駆動し、回転支持部3を回転軸として、被駆動体2を回動させることにより、像振れの影響を抑えた撮像を可能にする。補正ユニットの制御方法については、実施の形態2において後述する。
一方、被駆動体2がカメラモジュール以外の場合、被駆動体2に入射する光の特性、ジャイロなどによって検出した振れ信号に基づいて、カメラモジュールの場合と同様に振れの影響を抑えて被駆動体2を回動させることができる。
回転支持部3は、被駆動体2および枠4を軸着するものであり、回転支持部3によって、被駆動体2および枠4は、回転可能に支持されている。回転支持部3は前記のように、被駆動体2および枠4を軸着できるものであればよく、形状は特に限定されるものではない。すなわち、図1のように、円柱状であってもよいし、角柱状または球状であってもよい。
枠4は、被駆動体2の周囲、すなわち、縦方向および横方向を囲っており、枠4の高さは被駆動体2と同じまたは同等である。このため、補正ユニット1の厚さは、被駆動体2と同程度の高さであり、補正ユニット1の厚さが抑えられる。その結果、補正ユニット1の小型化および薄型化を達成できる。枠4を構成する材料は、軽量であることが望ましいため、セラミック、樹脂、軽金属などが挙げられる。
アクチュエータ5は、撮影画像の処理信号、ジャイロによって検出された振れ信号に基づいて駆動し、被駆動体2に駆動力を及ぼす部材である。アクチュエータ5によって、回転支持部3を軸として、被駆動体2を回動させることができ、像振れの補正動作が行われる。すなわち、被駆動体2の回転支持部3が設けられた面内に駆動力を発生させ、被駆動体2および枠4の相対位置を変化させる。
付勢手段16は、アクチュエータ5に所定の予圧を加えるものであり、回転支持部3を図1中の矢印17の方向に押し付けることにより、アクチュエータ5を被駆動体2に当接させる。予圧の印加方向が回転支持部3の回転軸の延伸方向と平行な方向であるため、アクチュエータ5を枠4に当接させるために予圧を増加させても、回転支持部3は枠4の軸支持部に押し付けられることはなく、回転支持部3と枠4の軸支持部の摩擦抵抗は増加しない。
図1では、アクチュエータ5が枠4に備えられており、アクチュエータ5の駆動力を被駆動体2に与える構成となっている。しかしながら、本構成に代えて、被駆動体2にアクチュエータ5が備えられており、駆動力を枠4に与える構成であってもよい。本構成においても、アクチュエータ5によって、被駆動体2および枠4の相対位置を変化させることができる。
なお、アクチュエータ5の当接位置は、回転支持部3から当接位置までの距離が、枠4の一辺の長さに対して1/4以上となることが望ましい。この場合、回転支持部3とアクチュエータ5による力の作用線が離れているため、被駆動体2を回動させるための回転モーメントを容易に確保できる。
図2は補正ユニット1を示す斜視図である。また、図2(b)は図2(a)から被駆動体2を省略した斜視図である。アクチュエータ5が駆動することにより、図中の回転支持部3に沿った一点鎖線を軸として、被駆動体2は枠4に対して回転する。
アクチュエータ5の構成について、図3を用いてより具体的に説明する。図3は、本発明の補正ユニット1に備えられたアクチュエータ5を示す斜視図である。図3(a)はアクチュエータ5の構造を示す斜視図であり、図3(b)はアクチュエータ5の屈曲振動の方向を示す斜視図である。図3(a)に記載されているように、アクチュエータ5は、圧電バイモルフ(第1圧電バイモルフ)6と、圧電バイモルフ6の先端に設けられ、屈曲振動する屈曲振動部分(第1屈曲振動部分)10を有する駆動方向変換部材(第1駆動方向変換部材)7と、駆動方向変換部材7の屈曲振動部分10に取り付けられた摩擦チップ(第1摩擦チップ)8とから構成される。
図3(a)に示すように、アクチュエータ5は枠4に沿う形状を有しており、圧電バイモルフ6は横方向を長軸とする矩形の板状形状となっている。図3(a)において右側に位置する圧電バイモルフ6の一方の端は、枠4に固定された固定端であり、図3(a)において左側に位置する圧電バイモルフ6の他方の端は、屈曲振動可能な自由端である。
ここで、圧電バイモルフ6は、バイモルフ型の圧電素子であり、金属板の両面または片面に積層圧電体を形成することにより構成されている。圧電バイモルフ6は、接続された電極にパルス波や矩形波などの交流電圧が印加されることによって屈曲振動する。積層圧電体としては、公知の圧電体を用いることができ、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等を用いることができる。金属板は積層圧電体より厚さが薄いことが望ましく、金属板の材料は銅、アルミニウム、銀、リン青銅等の薄膜である。積層圧電体に印加される交流電圧の周波数は、数kHz以上、好ましくは非可聴である超音波周波数(20kHz以上)が用いられる。なお、電圧の制御方法に関しては、従来公知の方法を用いればよく、ここでは説明を省略する。
また、圧電バイモルフ6の自由端に配置された駆動方向変換部材7はL字型であり、枠4が配置された面に垂直な方向に対して屈曲している屈曲振動部分10を有している。駆動方向変換部材7は、弾性体であり、例えば、SUS(ステンレス鋼)、アルミニウム、リン青銅等の金属が望ましい。
図3(b)に示すように、まず、圧電バイモルフ6が、圧電バイモルフの主面(図中のXZ面に平行な面)に対して垂直な方向(図中のY軸方向)に高速で屈曲振動する。その後、当該振動により屈曲振動部分10に撓みが励起されることにより、屈曲振動部分10が圧電バイモルフ6の主面(図中のXZ面に平行な面)に対して垂直な方向(図中のY軸方向)であり、かつ、圧電バイモルフ6の屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動することとなる。
すなわち、圧電バイモルフ6の自由端は、圧電バイモルフ6の短軸方向に平行な軸を中心としてY軸方向(図中の方向13)に屈曲振動する。これに対して、屈曲振動部分10の端部は、圧電バイモルフ6の長軸方向に平行な軸(図中の方向12)を中心としてY軸方向に屈曲振動している(図中の方向14)。
その結果、屈曲振動部分10と共に摩擦チップ8も回転運動し、駆動方向変換部材7の主面(図中のXY平面に平行な面)に対して垂直であり、かつ、屈曲振動部分10に設けられた摩擦チップ8がY軸方向とは異なるZ軸方向に移動することになる。上記Y軸方向とZ軸方向とは、直交しており、振動方向が90°変換されている。
駆動方向変換部材7の形状は、図3(b)に示すように圧電バイモルフの振動方向を90°変換することができるL字型であることが望ましいが、屈曲振動部分10を有し、圧電バイモルフの屈曲振動方向に対して、屈曲振動の方向を変換して屈曲振動部分10を屈曲振動させることが可能な形状であればよい。駆動方向変換部材7の形状として、例えば、V字型、T字型、Y字型を挙げることができる。
また、摩擦チップ8は、上記のように圧電バイモルフ6と駆動方向変換部材7の屈曲振動によって運動し、圧電バイモルフ6の変位を被駆動体2の回転支持部3が設けられた面内に伝達する部材である。摩擦チップ8の運動は、電圧の制御方法にもよるが、例えば、楕円運動、往復運動である。摩擦チップ8が運動する結果、アクチュエータ5は、被駆動体2の光軸に対して平行な方向に駆動力を発生させることができる。これにより、被駆動体2と枠4との相対位置を変化させることができる。摩擦チップ8の材料としては、摩耗が小さく、かつ、摺動に対して摩擦特性が安定している材料が望ましい。例えば、セラミック、SUS、耐熱樹脂等が挙げられる。
上記補正ユニット1では、摩擦チップ8と屈曲振動部分10とを別部材として構成しているが、必ずしもこれに限らず、摩擦チップ8と屈曲振動部分10とを一体的に構成してもよい。一例として、屈曲振動部分10を構成する金属板を摩擦チップ8の形状と同様の構成に変形加工することにより、摩擦チップ8と屈曲振動部分10とを一体的に構成することができる。同一部材とした場合には、駆動回数に関わらず、より安定したアクチュエータ5の駆動を維持することができるとともに、予圧荷重の大小に関わらず安定した駆動を維持することができる。
なお、補正ユニット1の構成とは逆に、圧電バイモルフ6が被駆動体2に備えられている場合、アクチュエータ5の屈曲振動部分10に備えられた摩擦チップ8は、枠4の回転支持部3に当接することとなる。当該構成の場合、摩擦チップ8は、圧電バイモルフ6と駆動方向変換部材7の屈曲振動によって運動し、圧電バイモルフ6の変位を枠4の回転支持部3が設けられた面内に伝達する。摩擦チップ8が枠4を摺動したときに発生する駆動力の反作用により、被駆動体2が回転支持部3の周りに回転する。これにより、被駆動体2および枠4の相対位置を変化させることができる。
上述のように、補正ユニット1に係るアクチュエータ5の構成によれば、被駆動体2としてカメラモジュールを採用した場合、カメラモジュールの光軸に対して垂直な方向(Y軸方向)に変位する圧電バイモルフ6の屈曲振動の方向を、駆動方向変換部材7を用いることにより方向変換し、アクチュエータ全体として、カメラモジュールの光軸に対して平行な方向の駆動力を発生させることができる。
ここで、アクチュエータ5によって発生させる駆動力の方向は、被駆動体2の主面(被駆動体2の主面に垂直な方向がカメラモジュールの光軸に相当する)に対して略垂直な方向(カメラモジュールの光軸に対して平行な方向)であることが望ましいが、これに限定されない。すなわち、被駆動体2を回転支持部3の周囲に回動させるための力のモーメントを発生させることができればよい。
上記の構成によれば、図2に示すように、圧電バイモルフ6の主面が被駆動体2の主面に対して垂直となる方向に配置されている、即ち、圧電バイモルフ6を被駆動体2に対して縦置きできる。したがって、アクチュエータ5を省スペースに配置でき、アクチュエータにより構成される像振れ補正機構を付加したことに起因する補正ユニット厚みの増加、フットプリントの増加などを最小限に抑えることができる。従って、本発明の補正ユニットは、レイアウト設計の自由度が広いため、携帯電話、モバイル機器等の小型携帯機器に搭載することが容易になる。
なお、従来の補正ユニット、例えば、特許文献2の圧電バイモルフの振動方向は、カメラモジュールの主面に対して垂直な方向に限定されている。このため、特許文献2の圧電バイモルフを縦置きした場合には、カメラモジュールに対して回転方向の力を発生させることはできない。
さらに、補正ユニット1では、アクチュエータ5は、被駆動体2の回転支持部3が設けられた面における、回転支持部3から離間した位置に駆動力を発生させる。すなわち、回転軸である回転支持部3と力の作用線が離れているため、低トルクのアクチュエータであっても被駆動体2を容易に回転させることができる。したがって、アクチュエータを小型化できるため、補正ユニット1に関して小型化および薄型化を実現できる。
また、アクチュエータ5のトルクは主に圧電バイモルフ6の幅や駆動方向変換部材7の幅で決定されるが、圧電バイモルフ6は縦置きであり、補正ユニットの厚さ方向には十分な余裕がある。このため、圧電バイモルフ6の幅や駆動方向変換部材7の幅を増加させても、撮像装置全体の厚みをほとんど増加させることがない。
したがって、補正ユニット1の小型化および薄型化を妨げることなく、圧電バイモルフ6の幅および駆動方向変換部材7の幅を増加させることにより、像振れ補正機構として機能するために充分なアクチュエータ5のトルクを確保することができる。
本実施の形態に係る補正ユニット1では、圧電バイモルフ6を用いたが、アクチュエータ5を屈曲変位させる部材としては圧電素子に限定されない。例えば、形状記憶合金、人工筋肉、イオン液体を用いてもよい。すなわち、駆動方向変換部材7を圧電バイモルフ6に付加して駆動方向を変換することができさえすればよい。さらに、アクチュエータ5として、屈曲変位型でなくても構わない。例えば、形状記憶合金ワイヤを用いて、被駆動体2の回転支持部3が設けられた面内で回転支持部3から離間した位置と、枠4の回転支持部3が設けられた面内で回転支持部3から離間した位置とを接続し、形状記憶合金ワイヤを通電加熱したときの収縮を利用して被駆動体2および枠4の相対位置を変化させる構成であってもよい。
前記の構成によれば像振れ補正機構を付加する際に、アクチュエータ5を駆動するために必要な最低限のクリアランスを確保できる。したがって、像振れ補正機構を付加したことによる撮像装置のフットプリントの増加や厚みの増加を最小限に抑えることができる。
<2.電子機器>
本発明に係る電子機器は、本実施の形態に係る補正ユニットを備えており、例えば、被駆動体2としてカメラモジュールを有する補正ユニット1を備える。ここで、本発明に係る電子機器とは、カメラ付き携帯電話、PDA(personal digital assistant)、ノートパソコン、電子辞書、ゲーム機器、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ等である。
本発明に係る電子機器は、本実施の形態に係る補正ユニットを備えており、例えば、被駆動体2としてカメラモジュールを有する補正ユニット1を備える。ここで、本発明に係る電子機器とは、カメラ付き携帯電話、PDA(personal digital assistant)、ノートパソコン、電子辞書、ゲーム機器、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ等である。
カメラモジュールを含む像振れ補正ユニットは小型化および薄型化されている。したがって、前記電子機器によれば、像振れ補正機構が付加された像振れ補正ユニットを備えていながらも、電子機器の小型化および薄型化を達成できる。また、電子機器に像振れ補正ユニットによる撮影機能を搭載でき、高画質な撮影が可能となる。
〔実施の形態2〕
本発明に係る他の実施の形態について図4ないし図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明に係る他の実施の形態について図4ないし図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
<補正ユニット15>
図4は、本発明に係る補正ユニット15を示す上面図である。実施の形態2に係る補正ユニット15は、実施の形態1に係る補正ユニット1と同様の構成を有しているが、第1枠4aの周囲にさらに第2枠4bを有している点で大きく異なっている。
図4は、本発明に係る補正ユニット15を示す上面図である。実施の形態2に係る補正ユニット15は、実施の形態1に係る補正ユニット1と同様の構成を有しているが、第1枠4aの周囲にさらに第2枠4bを有している点で大きく異なっている。
本実施形態に係る補正ユニット15は、カメラモジュール(被駆動体)9と、カメラモジュール9を回転可能に支持する第1回転支持部(第1回転支持部)3aと、第1回転支持部3aを介してカメラモジュール9に接続され、カメラモジュール9を囲むように配置された第1枠4aと、第1枠4aに沿うように、第1枠4aに配置された第1アクチュエータ5aと、第1アクチュエータをカメラモジュール9に付勢する第1付勢手段16aとを備えている。なお、第1アクチュエータ5aは、第1枠4aに沿うように、カメラモジュール9に備えられていてもよい。カメラモジュール9は、撮像対象となる物体を結像する光学系と、光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する。
第1アクチュエータ5aは、実施の形態1におけるアクチュエータ5と同様に、第1枠4aの第1回転支持部3aが設けられた面における第1回転支持部3aから離間した位置に当接し、カメラモジュール9の光軸と平行な方向に駆動力を発生させ、カメラモジュール9と第1枠4aの相対位置を変化させるものである。なお、第1アクチュエータ5aは、カメラモジュール9が設けられた面に備えられていてもよい。この場合、第1アクチュエータ5aは、第1枠4aの第1回転支持部3aが設けられた面と当接する。
さらに、補正ユニット15は、第1枠4aを囲むように配置された第2枠4bと、第2枠4bを第1枠の回転可能な方向と異なる方向へ回転可能に支持する第2回転支持部3bと、第2枠4bに沿うように第1枠4aに配置された第2アクチュエータ5bと、第2アクチュエータを第2枠4bに付勢する第2付勢手段16bとを備えている。なお、第2アクチュエータ5bは、第2枠4bに沿うように第2枠4bに配置されていてもよい。
第2アクチュエータ5bは、実施の形態1におけるアクチュエータ5と同様に、第1枠4aの第2回転支持部3bが設けられた面または第2枠4bの第2回転支持部3bが設けられた面における、第2回転支持部3bから離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記第1枠4aおよび第2枠4bの相対位置を変化させるものである。
さらに、第1回転支持部3aと第2回転支持部3bは直交するように配置されており、第1枠4aの回転可能な方向は、カメラモジュール9のピッチ方向(鉛直面内での回転方向)となるようにし、第2枠4bの回転可能な方向はカメラモジュール9のヨー方向(水平面内での回転方向)となるようにする。なお、第2枠4bは筐体(図示せず)に固定される。一方、第1枠4aは筐体に固定されない。
図5は、本発明の補正ユニット15の斜視図である。図5(a)は図4の補正ユニット15の斜視図であり、図5(b)は図5(a)の補正ユニット15からカメラモジュール9を省略した斜視図である。図5(b)に示すように、カメラモジュール9を回動させるための第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bの両方の主面がカメラモジュール9の光軸に対して垂直となる方向に配置されている、即ち、カメラモジュール9に対して縦置きされているため第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bを第1枠4aおよび第2枠4bの隙間の狭い空間に配置できる。このため、補正ユニット15は、小型化および薄型化を実現することができる。
図6は、本発明の補正ユニット15から、第2枠4bを省略した斜視図である。補正ユニット15では、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bは共に第1枠4aに備えられており、第1アクチュエータ5aはカメラモジュール9を摺動し、第2アクチュエータ5bは第2枠4bを摺動する。本構成のように、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bは共に第1枠4aに備えられていることによって、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bの電気配線を集積化することができ、補正ユニット15を、さらに小型化および薄型化されたものとできる。
さらに、アクチュエータ5の動作を説明するため、図7に、本発明の補正ユニット15から、カメラモジュール9と第2枠4bを省略した斜視図を示す。図7(a)はカメラモジュール9の光軸方向から示した補正ユニット15の上面図であり、図7(b)は補正ユニット15の斜視図である。
第1アクチュエータ5aは、一方の端または前記端部の近傍が第1枠4aに固定された固定端であり、他方の端が屈曲振動可能な自由端である第1圧電バイモルフ6aと、第1圧電バイモルフ6aの自由端側の先端に取り付けられ、屈曲振動する第1屈曲振動部分10aを有する第1駆動方向変換部材7aと、第1駆動方向変換部材7aの第1屈曲振動部分10aに配置された第1摩擦チップ8a(図7(b)では図示されていない)とから構成されている。第1アクチュエータ5aは、第1付勢手段16aによって、図の矢印17aの方向に予圧が印加されており、所定の予圧でカメラモジュール9(図7では図示されていない)に当接している。第1圧電バイモルフ6aは、第1圧電バイモルフ6aの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、第1駆動方向変換部材7aは、第1圧電バイモルフ6aの屈曲振動の方向とは異なる方向、例えば、第1圧電バイモルフ6aの振動方向を90°変換した方向、即ち、第1圧電バイモルフ6aの自由端側の先端から第1駆動方向変換部材7aが伸びている方向を屈曲振動の支点として、第1駆動方向変換部材7aの主面に対して垂直な方向に屈曲振動する。
これらの結果として、第1摩擦チップ8aが第1圧電バイモルフ6aおよび第1駆動方向変換部材7aの変位を伝達し、例えば、第1摩擦チップ8aが楕円運動することにより、第1摩擦チップ8aがカメラモジュール9の第1回転支持部3aが設けられた側面を摺動する(面内に駆動力を発生させる)。これにより、第1アクチュエータ5a全体として、カメラモジュール9の光軸と平行な方向の駆動力をカメラモジュール9に発生させる。そして、第1回転支持部3aを軸として、第1枠4aに対してカメラモジュール9を回動させる。なお、第1アクチュエータ5aを駆動する周波数を変えることにより、駆動力の発生方向を逆転させ、カメラモジュール9を逆方向へ回動させることもできる。
第2アクチュエータ5bは、第1アクチュエータ5aと同様に、一方の端またはその近傍が第1枠4aに固定された固定端であり、他方の端が自由端である第2圧電バイモルフ6bと、第2圧電バイモルフ6bの自由端側の先端に取り付けられ、屈曲振動する第2屈曲振動部分10bを有する第2駆動方向変換部材7bと、第2駆動方向変換部材7bの第2屈曲振動部分10bに配置された第2摩擦チップ8bとから構成されている。さらに、第2付勢手段16bによって、図の矢印17bの方向に予圧が印加されており、所定の予圧で第2枠4b(図7では図示されていない)に当接している。
第2圧電バイモルフ6bは、第2圧電バイモルフ6bの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、第2駆動方向変換部材7bは、第2圧電バイモルフ6bの屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動する。例えば、第2圧電バイモルフ6bの振動方向を90°変換した方向、即ち、第2圧電バイモルフ6bの自由端側の先端から第2駆動方向変換部材7bが伸びている方向を支点として、第2駆動方向変換部材7bの主面に対して垂直な方向に屈曲振動する。
その結果、第2摩擦チップ8bが第2圧電バイモルフ6bおよび第2駆動方向変換部材7bの変位を第2枠4bの第2回転支持部が設けられた面に伝達する。例えば、第2摩擦チップ8bが楕円運動することにより、第2摩擦チップ8bが第2枠4bの側面を摺動する。これにより、第2アクチュエータ5b全体として、カメラモジュール9の光軸と平行な方向の駆動力を発生させ、第2回転支持部3bを軸として、第2枠4bおよび第1枠4aの相対的な距離を変化させることができる。補正ユニット15では、第2枠4bは筐体に固定されているので、第2枠4bは移動せず、第1枠4aが回動されることとなる。なお、第1アクチュエータ5aと同様に、第2アクチュエータ5bを駆動する周波数を変えることにより、駆動力の発生方向を逆転させ、第1枠4aを逆方向へ回動させることができる。
実施の形態1と同様に、第1駆動方向変換部材7aおよび第2駆動方向変換部材7bを用いることにより、カメラモジュール9の光軸に対して垂直な方向に変位する第1圧電バイモルフ6aおよび第2圧電バイモルフ6bの屈曲振動を方向変換し、アクチュエータ全体として、第1回転支持部3aおよび第2回転支持部3bの周囲に駆動力を発生させ、カメラモジュール9および第1枠4aを回動させることができる。補正ユニット15の構造では、第1圧電バイモルフ6aおよび第2圧電バイモルフ6bをカメラモジュール9に対して縦置きできるため、アクチュエータを省スペース配置でき、像振れ補正機構を付加したことによる撮像装置のフットプリントの増加や厚みの増加を最小限に抑えることができる。従って、レイアウト設計の自由度が拡がり、携帯電話、モバイル機器等の小型携帯機器に搭載することが容易になる。
第1圧電バイモルフ6aおよび第2圧電バイモルフ6bはバイモルフ圧電素子であり、これらの構成材料および屈曲方法等は、実施の形態1における圧電バイモルフ6と同様である。また、第1駆動方向変換部材7aおよび第2駆動方向変換部材7bの構成材料および形状は、実施の形態1における駆動方向変換部材7と同様である。
ここで、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bが発生する駆動力の方向は、カメラモジュール9の光軸に対して略平行な方向であることが望ましいが、カメラモジュール9や第1枠4aを回動させるための力のモーメントを発生させることができれば、どのような方向であっても構わない。
なお、図中では、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bの両方が第1枠4a側に設置されている。これにより、第1アクチュエータ5aと第2アクチュエータ5bの電気配線を集積化できる利点があるが、アクチュエータの取り付け方はこれに限定されない。即ち、カメラモジュール9と第1枠4a、第1枠4aと第2枠4bが相対的に移動するようにアクチュエータが取り付けられていればよい。例えば、第1アクチュエータ5aがカメラモジュール9側に取り付けられ、第1枠4aを摺動し、第2アクチュエータ5bが第2枠4b側に取り付けられ、第1枠4aを摺動するような構成であってもよい。
以上のように、本実施の形態2に係る発明によれば、摩擦チップが当接する被駆動体、第1枠または第2枠のうち回転支持部から離間した側面を摩擦チップによって摺動して摩擦による駆動力を発生させることができる。これにより、低トルクのアクチュエータでも容易に被駆動体または第1枠を回転でき、アクチュエータを小さくできるため、像振れ補正機構付きカメラモジュールの小型化に好適である。
<4.補正ユニットの制御方法>
次に、補正ユニット15の制御方法の一例について説明する。本発明の補正ユニット15は、撮影画像の信号処理やジャイロ等によって検出した像振れ信号に基づいて、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bを所定量だけ駆動し、カメラモジュール9および第1枠4aを第1回転支持部3aおよび第2回転支持部3bを回転軸として回動させることにより、像振れの影響を抑えた撮像を可能にする。
次に、補正ユニット15の制御方法の一例について説明する。本発明の補正ユニット15は、撮影画像の信号処理やジャイロ等によって検出した像振れ信号に基づいて、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bを所定量だけ駆動し、カメラモジュール9および第1枠4aを第1回転支持部3aおよび第2回転支持部3bを回転軸として回動させることにより、像振れの影響を抑えた撮像を可能にする。
図8は、本発明に係る補正ユニット15を備えるカメラ付き携帯電話の構成を示すブロック図である。同図に示すように、本発明に係るカメラ付きの携帯電話100は、振れ信号を検出するための角速度センサであるピッチ方向角速度センサ101およびヨー方向角速度センサ102を備えている。さらに、ピッチ方向角速度センサ101およびヨー方向角速度センサ102からのDC成分を除去するためのHPF(ハイパスフィルター)103と、不要な高周波成分を除去するためのLPF(ローパスフィルター)104と、角速度信号を角変位信号に変換するための積分回路105と、補正ユニット15を制御するための像振れ補正制御部106と、像振れ補正を行うための補正ユニット15と、補正ユニット15の撮像素子9bによって撮像した画像を画像処理する画像処理回路107と、画像を保存するための記憶媒体108と、像振れ補正制御部106を操作する操作部109とから構成される。
携帯電話100では、ピッチ方向角速度センサ101およびヨー方向角速度センサ102によって、ピッチ方向およびヨー方向の角速度が検出され、その後、角速度信号はHPF103およびLPF104にて処理され、積分回路105にて角変位信号に変換される。像振れ補正制御部106は、操作部109からの出力信号によって、積分回路105からの角速度信号の変化に応じて駆動信号を、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bに出力する。その後、第1アクチュエータ5aおよび第2アクチュエータ5bは駆動し、光学系(被駆動体)9aの相対位置を補正することができる。そして、像振れが補正された画像信号が撮像素子(被駆動体)9bから画像処理回路107へ送信され、画像処理回路107によって画像圧縮等の所定の信号処理がなされた後、記憶媒体108に画像信号が保存される。これによって、手振れ等を始めとする像振れが生じたとしても、像振れの補正がなされた画像信号が保存されることとなる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明によれば、小型化および薄型化された像振れ補正ユニットを提供できる。このため、既存のカメラモジュールに像振れ補正機構を付加した際に、カメラ(撮像装置)の寸法の増加を最小限に抑えることができるため、カメラ付き携帯電話等の小型携帯機器に代表される電子機器への搭載が容易になる。また、振れ補正機構を搭載したデジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラや車載カメラの小型化が可能になり、設計レイアウトの自由度が拡がる利点がある。さらに、本発明は一般的に、カメラモジュールだけでなく、ミラー、レーザ、LED、導光板、光ファイバをはじめとする各種光学モジュールや任意の物体を回転運動させる小型の駆動手段としても好適に用いられる。
1 補正ユニット(像振れ補正ユニット)
2 被駆動体
3 回転支持部(第1回転支持部)
3a 第1回転支持部
3b 第2回転支持部
4 枠(第1枠)
4a 第1枠
4b 第2枠
5 アクチュエータ(第1アクチュエータ)
5a 第1アクチュエータ
5b 第2アクチュエータ
6 圧電バイモルフ(第1圧電バイモルフ)
6a 第1圧電バイモルフ
6b 第2圧電バイモルフ
7 駆動方向変換部材(第1駆動方向変換部材)
7a 第1駆動方向変換部材
7b 第2駆動方向変換部材
8 摩擦チップ(第1摩擦チップ)
8a 第1摩擦チップ
8b 第2摩擦チップ
9 カメラモジュール(被駆動体)
10 屈曲振動部分(第1屈曲振動部分)
10a 第1屈曲振動部分
10b 第2屈曲振動部分
11 圧電バイモルフの固定端
12 駆動方向変換部材が伸びている方向
13 圧電バイモルフの屈曲振動の方向
14 駆動方向変換部材の屈曲振動の方向
15 補正ユニット(像振れ補正ユニット)
16 付勢手段(第1付勢手段)
16a 第1付勢手段
16b 第2付勢手段
17 付勢手段による予圧の印加方向
17a 第1付勢手段による予圧の印加方向
17b 第2付勢手段による予圧の印加方向
2 被駆動体
3 回転支持部(第1回転支持部)
3a 第1回転支持部
3b 第2回転支持部
4 枠(第1枠)
4a 第1枠
4b 第2枠
5 アクチュエータ(第1アクチュエータ)
5a 第1アクチュエータ
5b 第2アクチュエータ
6 圧電バイモルフ(第1圧電バイモルフ)
6a 第1圧電バイモルフ
6b 第2圧電バイモルフ
7 駆動方向変換部材(第1駆動方向変換部材)
7a 第1駆動方向変換部材
7b 第2駆動方向変換部材
8 摩擦チップ(第1摩擦チップ)
8a 第1摩擦チップ
8b 第2摩擦チップ
9 カメラモジュール(被駆動体)
10 屈曲振動部分(第1屈曲振動部分)
10a 第1屈曲振動部分
10b 第2屈曲振動部分
11 圧電バイモルフの固定端
12 駆動方向変換部材が伸びている方向
13 圧電バイモルフの屈曲振動の方向
14 駆動方向変換部材の屈曲振動の方向
15 補正ユニット(像振れ補正ユニット)
16 付勢手段(第1付勢手段)
16a 第1付勢手段
16b 第2付勢手段
17 付勢手段による予圧の印加方向
17a 第1付勢手段による予圧の印加方向
17b 第2付勢手段による予圧の印加方向
Claims (9)
- 撮像素子に結像する光学系を含むカメラモジュールと、
前記カメラモジュールを囲むように配置された第1枠と、
前記カメラモジュールおよび第1枠を接続し、前記カメラモジュールおよび第1枠を回転可能に支持する第1回転支持部と、
前記第1枠に沿うように、カメラモジュールまたは第1枠に配置された第1アクチュエータと、
前記第1枠に沿うように、第1アクチュエータが配置された面とはカメラモジュールを介して反対側である第1枠の面に配置され、第1回転支持部に予圧を印加することによって前記第1アクチュエータを第1枠またはカメラモジュールに付勢する第1付勢手段とを備える補正ユニットであって、
前記第1アクチュエータは、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面またはカメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面における、第1回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記カメラモジュールおよび前記第1枠の相対位置を変化させることを特徴とする像振れ補正ユニット。 - 前記第1アクチュエータは、
一方の端が前記カメラモジュールまたは前記第1枠に固定された固定端であり、他方の端が屈曲振動可能な自由端である第1圧電バイモルフと、
前記第1圧電バイモルフの自由端側に設けられ、屈曲振動する第1屈曲振動部分を有する第1駆動方向変換部材と、
前記第1駆動方向変換部材の第1屈曲振動部分に配置され、第1枠またはカメラモジュールに当接する第1摩擦チップとから構成されており、
前記第1圧電バイモルフは、前記第1圧電バイモルフの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、
前記第1屈曲振動部分は、前記第1駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第1圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動し、
前記第1摩擦チップが、前記第1圧電バイモルフおよび前記第1駆動方向変換部材の変位を伝達して前記第1枠または前記カメラモジュールを摺動することによって、前記第1枠の第1回転支持部が設けられた面内、または、カメラモジュールの第1回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させることを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正ユニット。 - 前記第1付勢手段は、第1アクチュエータへ印加する予圧の方向が、前記第1回転支持部の回転軸の延伸方向と平行であることを特徴とする、請求項1または2に記載の像振れ補正ユニット。
- 前記第1枠を囲むように配置された第2枠と、
前記第1枠および第2枠を接続し、前記第1枠および第2枠を第1枠の回転可能な方向と異なる方向へ回転可能に支持する第2回転支持部と、
前記第2枠に沿うように、第1枠または第2枠に配置された第2アクチュエータと、
前記第2枠に沿うように、第2アクチュエータが配置された面とは第1枠を介して反対側である第2枠の面に配置され、第2回転支持部に予圧を印加することによって前記第2アクチュエータを第2枠または第1枠に付勢する第2付勢手段と
を備え、
前記第2アクチュエータは、前記第1枠の第2回転支持部が設けられた面または第2枠の第2回転支持部が設けられた面における、第2回転支持部から離間した位置に駆動力を発生させることによって、前記第1枠および第2枠の相対位置を変化させることを特徴とする請求項2に記載の像振れ補正ユニット。 - 前記第2アクチュエータは、
一方の端が前記第1枠または前記第2枠に支持された固定端であり、他方の端が屈曲振動可能な自由端である第2圧電バイモルフと、
前記第2圧電バイモルフの自由端側に設けられ、屈曲振動する第2屈曲振動部分を有する第2駆動方向変換部材と、
前記第2駆動方向変換部材の第2屈曲振動部分に配置され、第2枠または第1枠に当接する第2摩擦チップとから構成されており、
前記第2圧電バイモルフは、前記第2圧電バイモルフの主面に対して垂直な方向に屈曲振動し、
前記第2屈曲振動部分は、前記第2駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第2圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは異なる方向に屈曲振動し、
前記第2摩擦チップが、前記第2圧電バイモルフおよび前記第2駆動方向変換部材の変位を伝達して前記第2枠または前記第1枠を摺動することによって、前記第2枠の第2回転支持部が設けられた面内、または、前記第1枠の前記第1回転支持部が設けられた面内に駆動力を発生させることを特徴とする請求項4に記載の像振れ補正ユニット。 - 前記第2付勢手段は、第2アクチュエータへ印加する予圧の方向が、前記第2回転支持部の回転軸の延伸方向と平行であることを特徴とする、請求項4または5に記載の像振れ補正ユニット。
- 前記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータが、第1枠に備えられていることを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の像振れ補正ユニット。
- 前記第1駆動方向変換部材は、前記第1駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第1圧電バイモルフの屈曲振動の方向と直交する方向に屈曲振動し、
前記第2駆動方向変換部材は、前記第2駆動方向変換部材の主面に対して垂直な方向であり、かつ、前記第2圧電バイモルフの屈曲振動の方向とは直交する方向に屈曲振動することを特徴とする請求項5に記載の像振れ補正ユニット。 - 請求項1〜8の何れか1項に記載の像振れ補正ユニットを備えることを特徴とする電子機器。
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