JP2007272210A - 画像安定化システムと方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像キャプチャ装置中の画像安定化システムと方法を提供する。
【解決手段】画像キャプチャ装置中の画像安定化システムは、画像キャプチャ装置を有する固定ベースからなる。システムは、更に、固定ベース頂部に配置される可動ベース有する。ボールベアリングを有するポイント接触器は固定ベースに接続されるよう形状が決められ、ボールベアリングは可動ベースに接続する支承モジュールに接触し、可動ベースは固定ベースに対応して移動するか、あるいは、可動ベースに接続されて、ボールベアリングが固定ベースに接続される支承モジュールに接触し、可動ベースは固定ベースに対応して移動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像キャプチャ操作に関し、特に、画像キャプチャ装置中の画像安定化システムと方法に関するものである。

例えば、デジタルカメラ等の画像キャプチャ装置は幅広く使用され、これらの装置に関連する特徴をサポートする技術も発展している。例えば、画像安定化技術、あるいは、手ぶれ補正技術が研究開発され、デジタルカメラに用いられる画像キャプチャメカニズムの性能を改善している。この技術は、画像捕捉時のユーザーによる移動で生じる、ぶれ等を減少する素子を提供する。

一般に、公知のシステムは三つの方法を用いて、画像キャプチャ装置中のぶれを減少させる。手ぶれ補正技術は、カメラレンズを移動させ、適当に光線を画像キャプチャ素子（ＣＭＯＳやＣＣＤセンサー）中に射入させる。手ぶれ補正技術は、ＣＭＯＳやＣＣＤセンサー中に射入する光線角度を制御することができる。更に、手ぶれ補正技術はＣＣＤ、あるいは、センサーを移動させ、レンズと直線に排列させる。

公知のシステムは異なるタイプのメカニズムを使用し、これらの方法を実行する。例えば、特許文献１で開示される手ぶれ補正システムは、スクリューメカニズムと指向性アクチュエータを用い、レンズをカメラセンサーの位置に移動させる。このシステムは角振動数データを制御回路に提供する角度センサーシステムを使用し、制御回路は、特定方向（Ｘ軸、あるいは、Ｙ軸方向）の移動量を決定する。移動量に基づいて、システムは、補正レンズ素子に対し駆動信号を生成し、補正レンズ素子は、モーターと移動量方向に関するフィードスクリューを有する。システムはモーターを駆動してカメラのレンズをフィードスクリューにより正確に移動してぶれを補正する。同様に、特許文献２で開示されるカメラの手ぶれ補正システムは、レンズ素子を移動させてカメラの振動を修正する。特許文献３では、導引棒とＤＣモーターによりアクチュエータを駆動し、レンズ素子を移動させてカメラの揺れによるぶれを減少させる。

公知の手ぶれ補正システムは画像キャプチャ時のカメラ移動の影響を減少させるメカニズムを提供するが、これらのシステムは幾つかの欠点がある。例えば、公知の手ぶれ補正システム（例えば、モーター駆動アクチュエータを有する手ぶれ補正システム）の構造は体積が大きく、手ぶれ補正システムの小尺寸のカメラシステム（例えば、携帯電話中に設置されるカメラシステム）への応用を制限する。更に、レンズ（スクリュー、棒）を調整する素子により生じる摩擦力のため、スクリュー、棒、あるいは、搭載プレート駆動素子に沿った素子を駆動するのに必要な電力が高くなる。

米国特許第５４６３４４３号明細書 米国特許第５４１６５５８号明細書 米国特許第５４１６５５８号明細書

本発明は、画像キャプチャ装置の手ぶれ補正による上述の、および、その他の問題を修正するシステム、および、方法を提供することを目的とする。

具体例によると、画像キャプチャ装置中で画像安定化を提供するシステムを提供する。具体例中、本システムは、画像キャプチャ装置に含まれる固定ベースを有する。システムは、更に、固定ベース頂部に配置される可動ベース有する。ボールベアリングを有するポイント接触器は固定ベースに接続され、ボールベアリングは可動ベースに接続する支承モジュールに接触し、可動ベースは固定ベースに対応して移動するか、あるいは、可動ベースに接続されて、ボールベアリングが固定ベースに接続される支承モジュールに接触し、可動ベースは固定ベースに対応して移動する。

もう一つの具体例によると、画像キャプチャ装置中で画像安定化を実行する方法を開示する。本方法は、可動ベース上に位置する一組のコイルに接続されるリンク上で第一方向で第一電流を提供する工程からなり、一組の磁石を有する固定ベース上に位置する。可動ベースが配置され、一組のコイルの各コイルは一組の磁石の対応する磁石上に配置される。本方法は、リンクの第一電流と第一方向に基づき、固定ベースに対応し、第一方向で可動ベースを移動させる工程を含む。可動ベースの移動は、固定ベースに接続されるポイント接触器に含まれる一組のボールベアリングを、可動ベースに接続される支承モジュール上で回転させる。

もう一つの具体例において、システムは第一手段からなり、一組の磁石を有し、画像キャプチャ装置中に含まれる。システムは第二手段からなり、第一手段の頂部に位置し、第二手段は、第一手段に対応して画像キャプチャ装置の移動を補正する。更に、システムは、第三手段からなり、第一手段に接続され、第二手段に接続される支承モジュールに接触する摩擦減少手段を有する。

もう一つの具体例によると、画像キャプチャ装置中の画像安定化を実行する方法を開示する。本方法は、可動ベース上に位置する一組のコイルに接続されるリンク上で第一方向で第一電流を提供する工程からなり、一組の磁石を有する可動ベース下に位置する。固定ベースが配置され、一組のコイルの各コイルは一組の磁石の対応する磁石下に配置される。更に、本方法は、リンクの第一電流と第一方向に基づき、固定ベースに対応し、第一方向で可動ベースを移動させる工程を含み、可動ベースの移動は、ポイント接触器の一組のボールベアリングを支承モジュール上で回転させる。

本発明のシステム、および、方法により、画像キャプチャ装置の手ぶれ補正による問題を修正することができる。

方法とシステムは、画像キャプチャ装置における画像安定化を提供する。具体例において、画像安定化システムは、可動ベースに接続されるレンズ支承モジュールと固定ベース間に摩擦を減少させる。例えば、システムはボイス制御モーターシステムを有し、スラストボールベアリング素子により固定ベースに対応して可動ベースの位置を調節する。この素子はボールベアリングからなり、公知の手ぶれ補正技術より低い摩擦力で、可動ベースを方向軸に沿って移動させる。よって、公知のシステムによる手ぶれ補正技術と比較して、画像安定化を実行するのに必要な電力が減少する。ボールベアリングのデザインと材料は、例えば、画像キャプチャ中でレンズ支承素子の角度傾斜による安定化システム中のエラーを減少させる。更に、例えば、携帯電話等、装置中への応用に対し、画像安定化システムの構造は調整されてシステムの厚さを減少させることができる。この他、再構築された画像安定化システムの減少後の厚さは、システムに画像キャプチャシステムの自動照準モジュールと共に実行される。よって、本発明が開示する実施例は、整合された画像安定化と自動照準システムを説明する。

その他の実施例中、本発明が開示する画像安定化システムは上強磁性材料を有し、強磁性材料は電磁コイルに隣接し、電磁コイルは可動ベースと下強磁性材料の上に位置し、下強磁性材料は固定ベースの磁石に隣接して、画像安定化操作過程中の磁石により生成される磁力の方向を制御する。もう一つの実施例中、画像安定化システムはホールセンサーシステムを有し、固定ベースに対する可動ベースの位置情報を決定、および、提供する。ある実施例中、ホールセンサーシステムは位置情報を外部素子に提供して処理を実行する。

本発明が開示する実施例のその他の特徴と功能は以下のようである。

図１は本発明の実施例による画像キャプチャシステムを示す図である。図１で示されるように、画像キャプチャ装置１００はいかなる形式の装置でもよく、素子（例えば、ソフトウェア、ハードウェア、および／または、ファームウェア）を有し、一つ、あるいは、複数の画像を捕捉する。例えば、画像キャプチャ装置１００は特に画像を捕捉するシステム、例えば、デジタルカメラである。この他、画像キャプチャ装置１００はその他の形式の装置でもよく、例えば、画像キャプチャ素子（デジタルカメラ素子を有する携帯電話）のシステムである。ある操作中、使用者は画像キャプチャ装置１００により画像を捕捉する。この種の使用中、使用者が装置１００を非故意に揺らし、画像がぼける可能性がある。注意すべきことは、上述の例は本発明が開示する方法、および、システムに限定するものではない。例えば、画像キャプチャ装置１００は自動キャプチャ装置の機器上に固定される。この機器は振動してぶれを生じる。上述のように、本発明が開示する方法とシステムが実行されることにより振動を修正することができる。

画像キャプチャ装置１００は素子（例えば、ソフトウェア、ハードウェア、および／または、ファームウェア）を有し、画像キャプチャ操作を実行する。例えば、画像キャプチャ装置１００は、一つ、あるいは、複数のレンズ、センサー、アクチュエータ、プロセッサ、回路システム、メモリ、および、ソフトウェアを有し、画像キャプチャ１００をいかなる形式の画像キャプチャ装置と同じように作動させる。実施例中、画像キャプチャ１００は画像安定化素子を有し、画像キャプチャ操作中の手ブレ防止功能を実行する。例えば、画像キャプチャ装置１００は移動検出システム１０５と画像安定化システム１１０を有する。移動検出システム１０５は、画像キャプチャ１００の移動に関する情報を検出、収集、および、処理する一つ、あるいは、複数の素子である。例えば、移動検出システム１０５は、一つ、あるいは、それ以上のセンサーを有し、画像キャプチャ１００の速度、加速度、振動、あるいは、その他の移動に相関する情報を検出する。移動検出システム１０５は、その他の形式の画像キャプチャ情報と共に、移動情報を処理し、処理後のデータを画像キャプチャシステム１１０に提供する。

画像安定化システム１１０は手ぶれ補正功能を実行して、移動検出システム１０５が検出した画像キャプチャ１００の移動により生じる画像のぶれを減少させる。実施例中、画像安定化システム１１０は手ぶれ補正技術に関するソフトウェア、ハードウェア、および／または、ファームウェアを有し、例えば、回路、プロセッサ、および／または、処理データ、および／または、電流、電圧、指令、信号等を提供するコントローラーで、画像安定化システム１１０の制御、駆動、指向、調整等について素子を制御する。

図２は、本発明の実施例による画像安定化装置２００の立体図である。画像安定化装置２００は、画像安定化システム１１０内に設置されて、手ぶれ補正操作を提供する。図２で示されるように、画像安定化装置２００は、可動ベース２１０、および、固定ベース２２０を有する。画像安定化装置２００が構築されて可動ベース２１０は固定ベース２２０に対しＸ軸方向とＹ軸方向に移動する。Ｘ軸とＹ軸は図２で示される方位に限定されない。つまり、可動ベース２１０と固定ベース２２０のＸ軸方向とＹ軸方向は変更できる。レンズ素子を支承するレンズ支承モジュール２１５を可動ベース２１０上に設置し、画像安定化装置２００はレンズ素子の位置を固定ベース２２０に対応して調整し、手ぶれ補正操作を実行する。レンズを支承する以外に、レンズ支承モジュール２１５はその他の形式の素子を支承することもできる。固定ベース２２０は上向けに突出するペグ２２５を有する。可動ベース２１０はホール２１７によりペグ２２５上に穿設され、ホール２１７の直径はペグ２２５の直径より大きい。寸法上の差異に基づき、可動ベース２１０はペグ２２５とホール２１７間のギャップ範囲内で自由にＸ軸とＹ軸方向に移動することができる。

実施例中、画像安定化装置２００はボイスコイルモーターにより手ぶれ補正操作を実行する。ボイスコイルモーターは電磁吸引と排斥作用により可動ベース２１０とレンズ支承モジュール２１５の移動を制御する。ボイスコイルモーターは複数の金属コイルを有し、各金属コイルは各金属構造を囲繞し、可動ベース２１０の底面上に固定される。実施例中、コイル構造は長方形で、閉ループ、あるいは、開ループを有するコイル方式であればよい。固定ベース２２０は、可動ベース上に位置する各コイルに対応する双極磁石を有する。各磁石は固定されているので、可動ベース２１０が固定ベース２２０上に固定する時、コイルと対応する磁石は直線上に排列される（即ち、隣接する）。各コイルに電流が流れる時、電磁場が生成され、コイル中の電力に垂直な作用力を生成する。実施例中、垂直作用力の大小はＦ＝ＩＬ×Ｂの関係式により求められる。Ｉは長さがＬのコイル中に流れる電流の大小を示し、Ｂはボイスコイルモーター中の磁石が提供する磁場の磁束を示す。電流を制御することにより、画像安定化装置２００は可動ベース２１０の固定ベース２２０に対する移動を制御することができる。素子が可動ベース２１０上、あるいは、可動ベース２１０の一部に固定されることにより、本発明の実施例は、レンズ支承モジュール２１５上に固定されたレンズ素子等、素子の移動を制御することができる。

注意すべきことは、コイル、および、対応する磁石の位置は交換できることである。例えば、磁石は可動ベース２１０上に位置し、コイルは固定ベース２２０上に位置してもよい。

実施例中、画像安定化装置２００は摩擦減少装置、例えば、ポイント接触器（point contactor）を採用し、可動ベース２１０を移動させて、画像安定化功能を提供する。摩擦減少装置は、可動ベース２１０の固定ベース２２０上での移動過程中に生成される摩擦量を減少させる材料からなる。例えば、図３は、本発明の実施例によるポイント接触器３１０、および、固定ベース２２０の立体図である。ポイント接触器３１０はスラストボールベアリング素子で、一つ、あるいは、それ以上の可動ベース２１０に連接される支承モジュールに対し回転させるボールベアリングを有する。図３で示されるポイント接触器３１０は四個のボールベアリング３２０を示すが、本発明のポイント接触器３１０は三個、あるいは、更に多くのボールベアリング３２０を有するスラストボールベアリング素子でもよい。更に、ポイント接触器３１０は、金属、プラスチック、ゴム、セラミック等いかなる形式の材料で生成してもよい。この他、ポイント接触器３１０はいかなる形式でもよく、正方形、長方形、三角形、菱形、および、その他のボールベアリング３２０を支承できる形状である。

実施例中、各ボールベアリング３２０は、仕様に適合させて、点接触（ポイント接触）器３１０、および／または、レンズ支承モジュール２１５の傾斜を減少させる。例えば、各ボールベアリング３２０は互いにある程度の公差程度内で製造され、各ボールベアリング３２０とレンズ支承モジュール２１５の間は平坦、あるいは、相対して平坦な平面を維持する。実施例中、ボールベアリングの公差は、ポイント接触器３１０、および／または、レンズ支承モジュール２１５の傾斜角度量と正比例する方式により決定される。よって、ボールベアリング３２０は特定公差により製造され、この特定公差は決定された規格に関連して定義され、決定された規格は画像安定化装置２００中の素子の傾斜に関連する。

実施例によると、ポイント接触器３１０は突出したコネクタモジュール３３０により固定ベース２２０に連接される。可動ベース２１０は固定ベース２２０の頂部に固定され、これにより、可動ベース２１０はボールベアリング３２０、および、レンズ支承モジュール２１５によりポイント接触器３１０に沿って軸方向に移動する。

注意すべきことは、本発明の画像安定化装置は図２、図３、および、後続の図式中で示される構造に限定されないことである。

図４は、本発明の図２の画像安定化装置２００の分解図である。図４で示されるように、画像安定化装置２００は、磁石４２０を支承する固定ベース２２０を有する。可動ベース２１０は底部に位置するコイル４１０を有し、これにより、可動ベース２１０がコネクタモジュール３３０、および、ペグ２２５により固定ベース２２０の頂部に固定するとき、各コイル４１０は対応する磁石４２０に適合し、対応する磁石４２０上に固定する。ポイント接触器３１０は可動ベース２１０の凹入部４３０中に固定され、可動ベース２１０の中心孔により固定ベース２２０から突出するコネクタモジュール３３０に連接する。レンズ支承モジュール２１５は可動ベース２１０の凹入部４３０の頂部上に固定され、レンズ支承モジュール２１５のノッチ４４０はそれぞれ可動ベース２１０のタブ４５０に係合する。ノッチ、および、タブは図２中でも示され、それぞれ、２３０と２４０で表示される。よって、実施例中、コイル４１０、および、磁石４２０の配置によりなるボイスコイルモーターの操作に対し、可動ベース２１０が固定ベース２２０に相対して移動する時、レンズ支承モジュール２１５はボールベアリングの延伸に沿って平面移動する。

図５は、画像安定化装置２００の側視分解図である。図５で示されるように、レンズ支承モジュール２１５はノッチ４４０、および、タブ４５０により可動ベース２１０の凹入部４３０の頂部に穿設される。上述のように、コイル４１０は可動ベース２１０の底部上に固定する。実施例中、上強磁性材料５１０は各コイル４１０と可動ベース２１０の間に固定する。更に、下強磁性材料５３０は各コイル４２０と固定ベース２２０の間に固定する。上述のように、可動ベース２１０が固定ベース２２０の頂部上に固定する時、ボイスコイルモーターの作動過程で、上強磁性材料５１０、および、下強磁性材料５３０の構造は一メカニズムを提供して、磁石４２０が生成する磁性を導引する。

図６は、本発明の実施例によるボイスコイル配置を示す図である。図で示されるように、上強磁性材料５１０はコイル４１０と可動ベース２１０間に設置され、下強磁性材料５３０は磁石４２０と固定ベース２２０の間に設置され、この種の構造は、磁石４２０の両磁極間に生成される磁性を効果的に導引する。ボイスコイルの配置の作動過程中、強磁性材料がない場合、磁石４２０の一極から延伸する磁性量は磁石４２０の両極方向から離れた空間中で消失する。しかし、実施例中、上述の上強磁性材料５１０、および、下強磁性材料５３０の配置は、更に多くの磁性量を磁石４２０の相対磁極に導向させ、ボイスコイルモーターが生成する垂直力の大きさを増加させる。これにより、ボイスコイルモーターの駆動により、可動ベース２１０の移動に必要な電流、および、電力は減少する。

上述のように、画像安定化装置２００は、ボイスコイルモーターを配置することができる。

図７は本発明の実施例によるボイスコイルモーター７００を示す図である。図７で示されるように、複数の磁石７１０、７１２、７１４、および、７１６はどれも固定ベース２２０上に固定される。各磁石７１０、７１２、７１４、および、７１６は上述の磁石に対応する。コイル７０２、７０４、７０６、および、７０８は、それぞれ、磁石７１０、７１２、７１４、および、７１６上に位置する。可動ベース２１０が固定ベース２２０上に設置される時、コイル７０２、７０４、７０６、および、７０８は可動ベース２１０（図７で図示されない）の上に位置し、磁石７１０、７１２、７１４、および、７１６上に固定する。この他、ボイスコイルモーター７００は、リンク７２０、および、７３０を有し、リンク７２０、および、７３０はそれぞれ、コイル７０２、７０４、７０６、および、７０８に連接される。例えば、リンク７２０はコイル７０４と７０８に連接され、リンク７３０はコイル７０２と７０６に連接される。リンク７２０、および、７３０は、電流と電圧を通過させることができれば、いかなる形式の導線でもよい。

電流Ｉは、制御システム（あるいは、類似の電流源システム、図示しない）により、垂直方向（図７の矢印方向）でリンク７２０、および、７３０中に流れる。電流Ｉの大小とそのリンク中の方向に基づき、垂直力Ｆが生成され、コイル７０２、７０４、７０６、および、７０８から延伸する。コイルが生成する力Ｆの大小と方向は、それぞれリンク７２０、および、７３０を流れる電流Ｉの大小と方向によって決まる。例えば、電流Ｉ₁は第一方向でリンク７２０を流れる（図７の矢印方向）。電流Ｉ₁の方向と大小に基づき、力Ｆ₁が垂直コイル７０４、および、７０８の方向上に生成され、コイル７０４と７０８は、ある方向と大きさの電流Ｉ₁を有する。同様に、ある方向と大きさの電流Ｉ₂がリンク７３０を流れる時、対応する力Ｆ₂が垂直コイル７０２と７０６方向上に生成される。この種の配置方法により、画像安定化装置２００はリンク７２０と７３０上の電流信号に基づいて、可動ベース２１０の移動量を制御する。実施例中、例えば、移動検出システム１０５等の遠隔素子は、電流信号Ｉ₁とＩ₂を画像安定化装置２００に提供する。この他、画像安定化システム１１０は、遠隔装置（例えば、移動検出システム１０５）からの信号、および／または、データに基づいて電流信号Ｉ₁とＩ₂を生成する素子を有する。

上述のように、本発明の実施例はシステムを提供し、ボールベアリングを有するポイント接触器によりレンズ支承モジュール２１５と固定ベース２２０間の摩擦力を減少させる。摩擦力を減少させることにより、移動素子（ねじや棒等）を採用したメカニズムと比較すると、本発明は、質量がＭの可動ベース２１０を移動させ電流Ｉ₁とＩ₂の大きさを減少させることができる。例えば、リンク７２０と７３０上に６０ｍＡの電流を流すと、０．１３グラムの可動ベースは円滑に移動して、画像安定化処理を実行する。

もう一つの実施例中、画像安定化装置２００の厚さは最小にまで減少できる。例えば、画像安定化装置２００はデジタルカメラ中に応用できる。薄い画像安定化装置２００は相似する尺寸で内部システム中に構築され、例えば、携帯電話や画像キャプチャ素子、あるいは、功能が類似の装置等である。

図８は、本発明の本発明の実施例による画像安定化装置８００を示す図である。画像安定化装置８００は、上述の画像安定化装置２００と同じ素子を有し、類似の方式で作動する。よって、画像安定化装置８００の素子は画像安定化装置２００と相同の効果と特徴を有する。図８で示されるように、画像安定化装置８００は、可動ベース８１０、固定ベース８２０、ポイント接触器８３０、および、磁石８４０、からなる。画像安定化装置２００と同じように、画像安定化装置８００は、ボイスコイルモーターの配置により可動ベース８１０を移動させる。よって、画像安定化装置８００のその他の素子は表示されないが、コイル、リンク、レンズ支承素子、ホールセンサー、強磁性材料等の素子は画像安定化装置８００中に含まれている。

実施例中、画像安定化装置８００は、複数のコイル支承モジュール８１５を有し、各コイル支承モジュール８１５は皆可動ベース８１０下に位置する対応するコイル（図示しない）を支承する。よって、各コイル支承モジュール８１５は皆コイルを支承し、コイルは固定ベース８２０上に位置する対応する磁石８４０と直線に排列される。この種の配置方式により、磁石／コイルはポイント接触器８３０とレンズ支承モジュール（図示しない）の下と上の空間外に位置し、レンズ支承モジュールは可動ベース８１０に装着され、ポイント接触器８３０内のボールベアリングと接触する。画像安定化装置８００は類似の四角形の方式により四個のコイル支承モジュールを表示しているが、本発明の実施方式はこの種の構造に限定されない。

図９は本発明の実施例による画像安定化装置８００の側視図である。図９で示されるように、画像安定化装置８００は厚さＴ_hを有し、画像安定化装置２００や公知の安定化装置の構造の厚さより薄い。例えば、画像安定化装置２００と８００は、相同の尺寸と功能、例えば、磁石、コイル、ポイント接触器、レンズ支承モジュール、強磁性材料、ホールセンサー等を有する。しかし、画像安定化装置８００の構造は薄型設計であり、小さい尺寸と規格の例えば、携帯電話やＰＤＡ、腕時計等のシステム中で実施できる。例えば、画像安定化装置はその他の素子の尺寸に符合するように設計されて、その他の功能と整合できる。例えば、画像安定化装置８００は長さ、幅、高さがそれぞれ、１２ミリ、１２ミリ、２ミリに設計されるが、この尺寸に制限されない。画像安定化装置８００の大小は調整されて、その他の素子や装置の規格、大小に符合させる。

実施例中、薄型の画像安定化装置８００の設計は、その他の功能の応用を発展させる。例えば、図１０は本発明の実施例による画像安定化装置と自動照準結合システム１０００の立体図である。図１０で示されるように、画像安定化装置８００は画像キャプチャ装置中に使用される自動照準モジュール１０１０を有する。自動照準モジュール１０１０の作動方式は公知の画像キャプチャ装置の自動照準素子の作動方式と相似している。例えば、実施例中、自動照準モジュール１０１０はある素子（例えば、レンズや孔を有して光線をレンズに提供する素子）の移動により、画像の照準を調整する。この目的に基づくと、可動ベース８１０を固定ベース８２０に対応して移動させ、本発明の実施例は、レンズやその他の形式の素子の位置を調整することができる。回路、および／または、処理素子は自動照準結合システム１０００の作動と共に、画像安定化装置８００、および／または、自動照準モジュール１０１０を制御して、画像照準と安定操作等の多重操作を提供する。例えば、フレキシブル回路板１０２０は回路と処理素子の支承に用いられ、処理素子は自動照準結合システム１０００を制御し、自動照準結合システム１０００からの位置データ等のデータ、および／または、信号を受信するのに用いられる。

上述のように、本発明は、固定座頂部に設置された可動ベースが画像安定化、および／または、自動照準操作を提供する。図１１は、本発明の実施例による画像安定化システムの工程を示すフローチャートである。例えば、使用者は、画像キャプチャ装置１００により画像を捕捉する。使用者が画像キャプチャ操作を実行する時、画像キャプチャ装置１００を揺動して、捕捉された画像がぼやける現象が生じる可能性がある。この移動は移動検出システム１０５により検出、および、量測される。量測結果に基づき、移動検出システム１０５は、画像キャプチャ装置１００が検出した移動量に関する信号を生成する（工程１１１０）。これらの信号はシステム（プロセッサや回路）に提供され、システムは電流Ｉ₁、および／または、Ｉ₂の大きさを求め、電流Ｉ₁、および／または、Ｉ₂の大きさは可動ベース２１０の位置を調整するのに用いられて、画像キャプチャ装置１００の移動を補償する（工程１１２０）。電流源は大小方向が決められた電流Ｉを適当なリンク７２０と７３０上に提供する（工程１１３０）。実施例によると、可動ベース２１０、８１０の位置は、対応軸に沿って調整され、画像キャプチャ装置１００の移動による影響を修正する（工程１１４０）。

もう一つの実施例中、画像安定化装置２００、８００は、可動ベース２１０、８１０に固定ベース２２０、８２０の位置情報を提供する。図１２は、本発明の位置決定工程を示すフローチャートである。まず、可動ベース２１０、８１０の移動と固定ベース２２０、８２０の移動間の関係を記録する位置図表を構築する（工程１２１０）。例えば、システムはある所固定置で可動ベース２１０、８１０と固定ベース２２０、８２０の空間座標、例えば、画像安定化システムの実行がない時のこれらの素子の位置、例えば、可動ベース２１０、８１０と固定ベース２２０、８２０の中心点等を決定する。テストにより、システムはホールセンサー５４０の磁石に対応する磁場の電圧値に基づいて可動ベースの固定座に対応する空間位置を量測する。位置情報と電圧値はデータ構造中に保存され、これにより、リンク７２０、７３０上の電圧値に基づき、可動ベース２１０、８１０の固定ベース２２０、８２０に対する位置を示す地図が構築される。

続いて、画像安定化装置２００、８００の作動過程で、ホールセンサー５４０は可動ベース２１０、８１０の移動に関する磁場情報を収集する（工程１２２０）。磁場情報は画像安定化装置２００、８００に連結される位置決定システム中に提供される。位置決定システムは、回路、および／あるいは、プロセッサであり、ソフトウェアにより本発明と一致する方法を実行する。位置決定システムは、画像キャプチャ装置１００の内、あるいは、画像キャプチャ装置１００から離れた箇所に位置し、リンクにより連接される。磁場情報に基づき、位置決定システムは、ホールセンサーにより生成される磁場に対応する電圧を決定する（工程１２３０）。位置決定システムは、位置図表に保存された情報構造読み取り、決定された電圧値により可動ベース２１０、８１０の位置を決定する（工程１２４０）。位置決定システムはその後、この位置を反映するデータを生成すると共に、この情報を遠隔システムに提供して、後続処理を実行する（工程１２５０）。例えば、位置決定システムは位置情報を使用者インターフェース情報を生成する処理システムに提供する。使用者インターフェース情報はコンピュータ表示装置により使用者に呈現する。この他、位置決定システムは位置情報をもう一つのプロセッサ、回路等に提供し、画像キャプチャ装置１００のもう一つの素子を制御する等、その他の功能を実行する。位置情報の使用は上述の例に限定されない。

上述のように、ポイント接触器とレンズ支承モジュール間の摩擦力を減少させることにより、本発明の実施例は画像安定化過程を実行するのに必要な電量を減少することができる。画像安定化装置２００、８００の質量、および／または、可動ベース２１０、８１０の質量に基づき、可動ベース２１０、８１０を移動させる電流の大きさが決定される。上述のように、もう一つの実施例中、その他の変数、例えば、可動ベースの質量、ポイント接触器中に使用されるボールベアリングの材料形式、レンズ支承モジュール中に使用される材料形式、ボイスコイルモーター配置に用いるリンクの導線形式等に基づき、処理システムが構築されてソフトウェアプログラムを実行する。このソフトウェアプログラムは、質量がＭの可動ベースの位置を調整する電流量を決定する。ソフトウェアコードはコンピュータ可読媒体上に保存され、プロセッサにより読み取られ、使用者、あるいは、機器命令、あるいは、要求に対応する。プロセッサシステムは結果を決定する情報を生成して、設計、製造、テスト、画像安定化装置の再構築を助ける。

画像安定化装置２００、８００の例は画像装置として記述されるが、本発明の実施例による方法とシステムは画像装置以外の構造と素子と共に使用できる。例えば、ここで示される画像安定化装置の各種実施例はその他の形式のシステム中で実施することができ、支承構造（例えば、レンズ支承モジュール）に連接されるいかなる形式の素子の移動に用いる。この他、ボールベアリグ３２０に用いる材料は各ボールベアリングで異なってもよい。つまり、ポイント接触器は異なる材料、金属、プラスチック、セラミック、ゴム等からなるボールベアリング３２０を有する。この他、素子の位置は限定されない。例えば、固定ベースは一組の磁石、あるいは、一組のコイルを有し、それぞれ、可動ベースのコイル、あるいは、磁石に適合する。更に、ホールセンサーは固定ベース、あるいは、可動ベース上に位置し、ホールセンサーを有する磁石はその他のそれぞれ別の可動ベースと固定ベース上に位置する。この他、画像キャプチャ装置（例えば、ＣＣＤ）は可動ベース、あるいは、固定ベース上に設置される。例えば、画像キャプチャ素子（例えば、ＣＣＤ）は固定ベース上に設置され、少なくとも一つの光学素子が可動ベース上に設置され、これにより、可動ベースが固定ベースに対して移動する時、ＣＣＤ上の画像位置が調整できる。この他、画像キャプチャ素子（例えば、ＣＣＤ）は可動ベース上に設置され、これにより、ＣＣＤの位置が調整され、ＣＣＤのある位置上に位置する画像を保護する。

更に、図１１と図１２の工程は異なる順序で実行され、図で示される順序に限定されない。また、追加の、あるいは、より少ない過程工程がこれらの過程中で実行される。更に、本発明の実施例で示される方法とシステムは、開示される画像安定化装置によりいかなる形式の制御回路からの信号も受信し、制御回路はソフトウェアを実行して本発明に相関する功能を実行する。この他、本発明の実施例による画像安定化装置は、ソフトウェアを実行するか、あるいは、各種功能を実行する素子（処理素子）を有し、例えば、画像安定化装置により生成される信号により位置情報を決定する。この他、例えば、画像キャプチャ装置１００により提供される情報に基づいて、画像キャプチャ装置１００はソフトウェアを実行して作動を実行する処理素子を含む。よって、本発明の実施例は、一つ、あるいは、それ以上の既知の計算素子（一つ、あるいは、それ以上のプロセッサ、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア）を有するプロセッサ、処理システムを有する。

この他、本発明の実施例は、一つ、あるいは、それ以上のメモリ、あるいは、その他の形式の保存媒体中に保存されるソフトウェア、例えば、ハードディスク、ソフトディスク、光学保存装置、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは、その他の形式のＲＡＭ、あるいは、ＲＯＭを有する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の実施例による画像キャプチャシステムを示す図である。 本発明の実施例による画像安定化装置を示す図である。 本発明の実施例によるポイント接触器と固定ベースの立体図である。 図２の画像安定化装置の分解図である。 図２の画像安定化装置の側視分解図である。 本発明の実施例によるボイスコイル配置を示す図である。 本発明の実施例によるボイスコイルモーターを示す図である。 本発明のもう一つの実施例による画像安定化装置を示す図である。 図８の画像安定化装置の側視図である。 本発明の実施例による画像安定化装置と自動照準結合システムの立体図である。 本発明の可動ベースの位置調整工程を示すフローチャートである。 本発明の位置決定工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 画像キャプチャ装置
１０５ 移動検出システム
１１０ 画像安定化システム
２００、８００ 画像安定化装置
２１０、８１０ 可動ベース
２１５ レンズ支承モジュール
２１７ ホール
２２０、８２０ 固定ベース
２２５ ペグ
３１０、８３０ ポイント接触器
３２０ ボールベアリング
３３０ コネクタモジュール
４１０、７０２、７０４、７０６、７０８ コイル
４２０、７１０、７１２、７１４、７１６、８４０ 磁石
４３０ 凹入部
４４０、２３０ ノッチ
４５０、２４０ タブ
５１０ 上強磁性材料
５３０ 下強磁性材料
５４０ ホールセンサー
７００ ボイスコイルモーター
７２０、７３０ リンク
８１５ コイル支承モジュール
１０００ 自動照準結合システム
１０１０ 自動照準モジュール
１０２０ フレキシブル回路板
Ｉ、Ｉ₁、Ｉ₂ 電流
Ｆ、Ｆ₁、Ｆ₂ 力
Ｔ_h 厚さ

Claims (23)

1. 画像キャプチャ装置中で画像安定化を提供するシステムであって、
   前記画像キャプチャ装置中に設置される固定ベースと、
   前記固定ベースの頂部に設置される可動ベースと、
   一組のボールベアリングを有し、前記固定ベースに連接されて、前記ボールベアリングを前記可動ベースに連接された支承モジュールに接触させ、前記可動ベースを前記固定ベースに対し移動させるか、あるいは、前記可動ベースに連接されて、前記ボールベアリングを前記固定ベースに連接される支承モジュールに接触させて、前記可動ベースを前記固定ベースに対し移動させるポイント接触器と、
   からなることを特徴とするシステム。
2. 前記固定ベースは一組のコイル、および、一組の磁石を有し、前記可動ベースは一組の磁石、および、一組のコイルを有し、
   前記可動ベースが一組のコイルを有し、前記固定ベースが一組の磁石を有する時、および、前記可動ベースが前記固定ベースの頂部に設置される時、各コイルは前記固定ベース上の各対応する磁石上に位置し、
   前記可動ベースが一組の磁石を有し、前記固定ベースが一組のコイルを有する時、および、前記可動ベースが前記固定ベースの頂部に設置される時、各磁石は前記固定ベース上の各対応するコイル上に位置することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記コイル中の第一対コイルは第一リンクに連接され、前記コイル中の第二対コイルは第二リンクに連接され、電流が前記第一、および、第二リンクの少なくとも一つを流れる時、前記可動ベースは前記固定ベースに対し移動することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記可動ベースは前記第一リンクを流れる電流の大小と方向に基づいて第一方向で移動し、前記可動ベースは前記第二リンクを流れる電流の大小と方向に基づいて、第二方向で移動することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記一組のコイルと磁石は、前記ポイント接触器の下、および、上の空間外に位置することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
6. 前記画像キャプチャ装置は携帯電話であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 第一コイルは前記可動ベース上に設置され、第一磁石は前記固定ベース上に設置され、前記システムは、更に、
   前記可動ベースと前記第一コイル間に設置される第一強磁性材料と、前記固定ベースと前記第一磁石間に設置される第二強磁性材料と、からなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
8. 第一コイルは前記固定ベース上に設置され、第一磁石は前記可動ベース上に設置され、前記システムは、更に、
   前記固定ベースと前記第一コイル間に設置される第一強磁性材料と、前記可動ベースと前記第一磁石間に設置される第二強磁性材料と、からなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
9. 更に、ホールセンサー排列を有し、
   前記固定ベース上に設置されるホールセンサーと、
   前記可動ベース上に設置され、前記ホールセンサー上に位置するホールセンサー磁石と、
   からなり、
   前記可動ベースが前記固定ベースに対し移動する時、前記ホールセンサーは前記ホールセンサー磁石に関連する磁場を量測することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 更に、ホールセンサー配列を有し、
    前記可動ベース上に設置されるホールセンサーと、
    前記固定ベース上に設置され、前記ホールセンサー上に位置するホールセンサー磁石と、
    からなり、
    前記可動ベースが前記固定ベースに対し移動する時、前記ホールセンサーは前記ホールセンサー磁石に関連する磁場を量測することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 更に、位置決定システムを有し、前記ホールセンサーが量測した前記磁場を受信して、前記可動ベースの前記固定ベースに対する位置を決定することを特徴とする請求項９、および、１０に記載のシステム。
12. 前記位置決定システムは、前記メモリ装置に保存された情報構造を読み取って、前記磁界に関する電圧を決定し、前記可動ベースの位置を決定し、前記メモリ装置は前記可動ベースの前記固定ベースに対する位置と前記ホールセンサー磁石が生成する磁界に関する電圧間の関係を反映することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記各ボールベアリングは、金属、プラスチック、セラミック、あるいは、ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 画像キャプチャ装置中で画像安定化を実行する方法であって、
    第一リンク上で第一電流方向で第一電流を提供し、前記第一リンクは第一対コイルに連接され、前記第一対コイルは可動ベース上に設置され、前記可動ベースは固定ベース上に位置し、前記固定ベースは第一対磁石を有し、前記第一対コイル中の各コイルは前記第一対磁石中の対応する磁石上に位置する工程と、
    前記第一リンク上の前記第一電流、および、前記第一電流方向に基づき、前記可動ベースを前記固定ベースに対し第一方向で移動させ、前記可動ベースの移動は前記固定ベースのポイント接触器に連接される一組のボールベアリングを前記可動ベースに連接される支承モジュール上で回転させる工程と、
    からなることを特徴とする方法。
15. 更に、
    第二リンク上で第二電流方向で第二電流を提供し、前記第二リンクは第二対コイルに連接され、前記第二対コイルは前記可動ベース上に設置され、前記第二対コイル中の各コイルは前記第二対磁石中の各対応する磁石上に位置し、前記第二対磁石は前記固定ベース上に位置する工程と、
    前記第二リンク上の前記第二電流、および、前記第二電流方向に基づき、前記可動ベースを前記固定ベースに対し第二方向で移動させ、前記可動ベースの移動は前記固定ベースのポイント接触器に連接される一組のボールベアリングを前記可動ベースに連接される支承モジュール上で回転させる工程と、
    からなることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 更に、
    前記第一対コイル、および、前記第一対磁石を前記ポイント接触器の下、および、上の空間外に位置させることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記第一対コイルは前記可動ベース上に位置する第一コイルを有し、前記第一対磁石は、前記固定ベース上に位置する第一磁石を有し、前記方法は、更に、
    第一強磁性材料、および、第二強磁性材料により、前記第一磁石が生成する時通量を調整する工程を含み、前記第一強磁性材料は前記可動ベースと前記第一コイル間に設置され、前記第二強磁性材料は前記固定ベースと前記第一コイル間に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
18. 更に、
    前記ホールセンサー磁石に関する磁場を量測し、前記ホールセンサー磁石は前記可動ベース上に設置され、前記可動ベースはホールセンサー上に位置し、および、前記ホールセンサーは前記固定ベース上に設置する工程と、
    量測した前記磁場に基づいて、前記可動ベースの前記固定ベースに対する位置を決定する工程と、
    からなることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 更に、
    前記磁場に関する電圧を決定する工程と、
    データ構造を読み取り、前記データ構造は前記可動ベースの前記固定ベースに対する位置情報、および、前記ホールセンサー磁石により生成される磁場に関する電圧情報を保存する工程と、
    決定された電圧と前記情報構造中で呈現される電圧を比較し、前記可動ベースの前記位置を決定する工程と、
    からなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 更に、
    前記可動ベースと前記固定ベースのそれぞれの質量に基づき、前記第一電流を決定する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
21. 画像キャプチャ装置中に画像安定化を提供するシステムであって、
    一組の磁石を有し、前記画像キャプチャ装置中に設置される第一手段と、
    前記第一装置の頂部上に設置され、前記第一手段に相対して移動し、前記画像キャプチャ装置の移動量を補償する第二手段と、
    前記第一手段に連接され、摩擦減少装置を有し、前記摩擦減少装置は前記第二手段に連接される支承モジュールに接触する第三手段と、
    からなることを特徴とするシステム。
22. 前記第二手段が前記第一手段上に設置される時、前記第一手段、および、前記第二手段はボイスコイルモーターのそれぞれの素子を構成し、前記ボイスコイルモーターは前記第二手段の前記第一手段に対する移動を制御することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
23. 画像キャプチャ装置中で画像安定化を実行する方法であって、
    リンク上で第一電流方向で、第一電流を提供し、前記リンクは一対のコイルに連接され、前記一対のコイルは固定ベース上に設置され、前記固定ベースは可動ベース下に位置し、前記可動ベースは一対の磁石を有し、前記一対のコイル中の各コイルは前記一対の磁石中の各対応する磁石下に位置する工程と、
    前記リンク上の前記第一電流、および、前記第一電流方向に基づき、前記可動ベースを前記固定ベースに対し第一方向で移動させ、前記可動ベースの移動は前記ポイント接触器の一組のボールベアリングを前記支承モジュール上で回転させる工程と、
    からなることを特徴とする方法。

Images