特表 2023-534243 ポータブル電子デバイス向けの光学式手ブレ補正付きカメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-08

(54)【発明の名称】ポータブル電子デバイス向けの光学式手ブレ補正付きカメラ

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20230801BHJP

   G03B 17/17 20210101ALI20230801BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20230801BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20230801BHJP

   H04N 23/68 20230101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

G03B17/17

G03B30/00

H04N23/55

H04N23/68

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023502627

(86)(22)【出願日】2020-07-17

(85)【翻訳文提出日】2023-02-27

(86)【国際出願番号】 CN2020102736

(87)【国際公開番号】W WO2022011691

(87)【国際公開日】2022-01-20

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504161984

【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘーゲルズ、エルンスト

(72)【発明者】

【氏名】ブルックナー、アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ゲイブラー、フォルカー

(72)【発明者】

【氏名】チン、ジェンカイ

(72)【発明者】

【氏名】チェン、カイ

【テーマコード（参考）】

2H101

2K005

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H101FF08

2K005AA06

2K005BA52

2K005BA54

2K005CA03

2K005CA04

2K005CA13

2K005CA14

2K005CA22

2K005CA24

5C122DA03

5C122DA04

5C122DA09

5C122EA41

5C122FB02

5C122FB03

5C122FB11

5C122FB23

5C122FC00

5C122GE01

5C122GE04

5C122GE05

5C122GE07

5C122GE11

5C122HA75

5C122HA82

5C122HB09

(57)【要約】

ポータブル電子デバイス向けのカメラが提供される。カメラは、ハウジング、第１光軸を有する第１レンズアセンブリ（１０１）、第２光軸を有する第２レンズアセンブリ（１０５、１０７）、第１光軸と第２光軸の交点に配置されたミラー（１０３）、および第２光軸上に配置されたイメージセンサ（１０９）を備える。さらに、カメラは手ブレ補正装置を備え、本装置は、第１光軸および第２光軸の両方に対して垂直な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第１信号を生成するように構成された第１検出器、および第１信号に応答してカメラの回転を補償するために、第１光軸および第２光軸に対して垂直な第１回転軸を中心に第１レンズアセンブリ（１０１）およびミラー（１０３）をハウジングに対して回転させるように構成された第１アクチュエータを有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング；
１つまたは複数のレンズを含む、および第１光軸を有する第１レンズアセンブリ；
１つまたは複数のレンズを含む、および第２光軸を有する第２レンズアセンブリ；
前記第１光軸と前記第２光軸の交点に配置されたミラー；および
前記第２光軸上に配置されたイメージセンサ
を備えるカメラであって、
前記第１レンズアセンブリが前記カメラの外部から光を受ける、および受けた前記光を前記ミラーの方へ透過させるように構成されており、
前記ミラーが前記第１レンズアセンブリから光を受ける、および受けた前記光を前記第２レンズアセンブリの方へ反射するように構成されており、および
前記第２レンズアセンブリが前記ミラーから光を受ける、および受けた前記光を前記イメージセンサの方へ透過させるように構成されており、
前記カメラがさらに、手ブレ補正（ＩＳ）装置を備え、前記ＩＳ装置が、
前記第１光軸および前記第２光軸の両方に対して垂直な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第１信号を生成するように構成された第１検出器；および
前記第１信号に応答して前記第１レンズアセンブリを前記ハウジングに対して角度αだけ第１回転軸を中心に回転させる、および同時に前記ミラーを角度α／２だけ前記第１回転軸を中心に回転させるように構成された第１アクチュエータを有し、前記第１回転軸が前記第１光軸および前記第２光軸の両方に対して垂直である、および前記第１光軸と前記第２光軸の交点を通る、カメラ。

【請求項2】

前記ＩＳ装置がさらに
前記第２光軸と同一またはこれに対して平行な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第２信号を生成するように構成された第２検出器；および
回転可能な構成要素群を前記ハウジングに対して前記第２光軸を中心に回転させるように構成された第２アクチュエータを有し、前記回転可能な構成要素群が前記第１レンズアセンブリ、前記ミラー、および前記第２レンズアセンブリを含む、請求項１に記載のカメラ。

【請求項3】

前記回転可能な構成要素群にはさらに、前記イメージセンサが含まれる、請求項２に記載のカメラ。

【請求項4】

前記イメージセンサが前記ハウジングに対して固定されている、請求項２に記載のカメラ。

【請求項5】

前記ＩＳ装置がさらに、
前記第１回転軸および前記第２光軸の両方に対して垂直な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第３信号を生成するように構成された第３検出器；および
前記イメージセンサを前記ハウジングに対して前記第２光軸を中心に回転させるように構成された第３アクチュエータ
を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ。

【請求項6】

前記第１レンズアセンブリが、ガラス、サーマルプラスチック、ＵＶ硬化性ポリマー、またはゾルゲルのうちの選択による少なくとも２つの異なる光学材料を含む接合アクロマティックレンズを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラ。

【請求項7】

前記第１レンズアセンブリの前記１つまたは複数のレンズが互いに対して固定されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のカメラ。

【請求項8】

前記第２レンズアセンブリが、第１レンズ群および第２レンズ群を有し、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ、１つまたは複数のレンズを含む、請求項７に記載のカメラ。

【請求項9】

前記第１レンズ群および前記第２レンズ群のうちの一方または両方が正の屈折力を有する、請求項８に記載のカメラ。

【請求項10】

前記第１レンズ群が正の屈折力を有し、および前記第２レンズ群が負の屈折力を有する、またはその逆である、請求項８に記載のカメラ。

【請求項11】

前記第２レンズ群の軸方向位置を調整するための集束手段を備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載のカメラ。

【請求項12】

前記ＩＳ装置が前記イメージセンサに接続されており、および対象追跡に基づいてＩＳを行うように構成されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のカメラ。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載のカメラを備えるポータブル電子デバイス。

【請求項14】

前記ポータブル電子デバイスがスマートフォンまたはタブレットコンピュータである、請求項１３に記載のポータブル電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は概して、光学イメージングデバイスに関する。より具体的には、本開示は、カメラと、画像をキャプチャするためのそのようなカメラを備えた電子デバイス（例えば、改良された光学式手ブレ補正付きのスマートフォンおよびタブレットコンピュータなど）とに関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのポータブル電子デバイスには、デジタル画像を記録するためのカメラが含まれていることがある。デジタル画像には、静止画像（写真）および動画（映像）が含まれてよい。カメラは屈曲光学系を備えてよい。これらは、（例えば、人物写真または望遠写真術用に）相対的に長い焦点距離を有し得る。より具体的には、カメラは、第１レンズ群、ミラー、および第２レンズ群を備えてよく、２つのレンズ群は、互いに対して角度（例えば、９０度の角度）をなした光軸を有する。

【0003】

特に、カメラ光学系の焦点距離が長くなると、結果として生じる画像の解像度がカメラ振動で低下し得るという点に問題が存在する。カメラ振動とは、例えば、カメラを手に持って操作するときの、意図しないカメラの動きである。

【0004】

簡単ではあるが、実行できないことが多いカメラ振動回避法としては、カメラを三脚に取り付けることがある。別の解決法としては、手ブレ補正（ＩＳ）として知られている技法の類いがある。

【0005】

例えばスマートフォンの屈曲光学系で生成された画像における振動の影響を抑制する必要性がある。

【発明の概要】

【0006】

屈曲光学系、特に写真用カメラの屈曲光学系、より具体的にはスマートフォン、タブレットコンピュータ、または他のポータブルデバイスのカメラに、手ブレ補正を提供することが目的である。

【0007】

前述の目的および他の目的が独立クレームの主題により達成される。従属クレーム、本明細書、および図からは、さらなる実装形態が明らかになる。

【0008】

概して、各実施形態では、三脚に取り付けることも大型イメージセンサを必要とすることもなく、電子式ハンドヘルドデバイスに含まれる望遠カメラの望遠レンズの安定した性能を可能にする、新たな光学式手ブレ補正（ＯＩＳ）方式が提供される。これらの実施形態により、電子式ハンドヘルドデバイスに含まれる望遠カメラの安定性限界が克服され、最近のスマートフォンに実装するのに適した、デジタル望遠カメラの高倍率ズームレンズに関する、ハイアングルでの手ブレ補正の問題が解決される。

【0009】

より具体的には、第１態様に従ってカメラが提供される。カメラは、ハウジング、１つまたは複数のレンズを含み且つ第１光軸を有する第１レンズアセンブリ、および１つまたは複数のレンズを含み且つ第２光軸を有する第２レンズアセンブリを備える。本明細書では、レンズアセンブリが１つまたは複数のレンズ群を含んでよい。レンズ群は、互いに対して固定された１つまたは複数のレンズを含む、すなわち、レンズ群は全体としてしか動くことができない。

【0010】

さらにカメラは、第１光軸と第２光軸の交点に配置されたミラー、および第２光軸上に配置されたイメージセンサを備える。第１レンズアセンブリは、カメラの外部から光を受けて、受けた光をミラーの方へ透過させるように構成されている。ミラーは、第１レンズアセンブリから光を受けて、受けた光を第２レンズアセンブリの方へ反射するように構成されている。第２レンズアセンブリは、ミラーから光を受けて、受けた光をイメージセンサの方へ透過させるように構成されている。

【0011】

カメラはさらに手ブレ補正、ＩＳ、装置を備え、ＩＳ装置は、第１光軸および第２光軸の両方に対して垂直な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第１信号を生成するように構成された第１検出器を有する。さらにＩＳ装置は、第１信号に応答して第１レンズアセンブリをハウジングに対して角度αだけ第１回転軸を中心に回転させ、同時にミラーを角度α／２だけ第１回転軸を中心に回転させるように構成された第１アクチュエータを有する。第１回転軸は、第１光軸および第２光軸の両方に対して垂直であり、第１光軸と第２光軸の交点を通る。こうして、第１アクチュエータにより、角度（すなわち、第１光軸と第２光軸との間の「ピッチ角」）の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。

【0012】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、ＩＳ装置はさらに、第２光軸と同一またはこれに対して平行な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第２信号を生成するように構成された第２検出器、および回転可能な構成要素群をハウジングに対して第２光軸を中心に回転させるように構成された第２アクチュエータを有し、回転可能な構成要素群には、第１レンズアセンブリ、ミラー、および第２レンズアセンブリが含まれる。こうして、第２アクチュエータにより、カメラハウジングに対する回転可能な構成要素群の「ヨー角」の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。

【0013】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、回転可能な構成要素群にはさらに、イメージセンサが含まれる。

【0014】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、イメージセンサはハウジングに対して固定されている。したがって、この実装形態では、第２アクチュエータは、回転可能な構成要素群をカメラハウジングおよびイメージセンサに対して回転させるように構成されている。

【0015】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、ＩＳ装置はさらに、第１回転軸および第２光軸の両方に対して垂直な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第３信号を生成するように構成された第３検出器、およびイメージセンサをハウジングに対して第２光軸を中心に回転させるように構成された第３アクチュエータを有する。こうして、第３アクチュエータにより、カメラハウジングに対するイメージセンサの「ロール角」の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。

【0016】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、第１レンズアセンブリは、ガラス、サーマルプラスチック、ＵＶ硬化性ポリマー、またはゾルゲルのうちの選択による少なくとも２つの異なる光学材料を含む接合アクロマティックレンズを有する。

【0017】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、第１レンズアセンブリの１つまたは複数のレンズは互いに対して固定されている。

【0018】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、第２レンズアセンブリは第１レンズ群および第２レンズ群を有し、第１レンズ群および第２レンズ群はそれぞれ１つまたは複数のレンズを含む。

【0019】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、第１レンズ群および第２レンズ群のうちの一方または両方は正の屈折力を有する。

【0020】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、第１レンズ群は正の屈折力を有し、第２レンズ群は負の屈折力を有する、またはその逆である。

【0021】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、カメラはさらに、イメージセンサに対する第２レンズ群の軸方向位置を調整するための集束手段を備える。既に上述したように、第２レンズ群のレンズは動かない、すなわち、互いに対して固定されている。

【0022】

第１態様の可能性のあるさらなる実装形態において、ＩＳ装置はイメージセンサに接続されており、対象追跡に基づいてＩＳを行うように構成されている。

【0023】

第２態様に従ってポータブル電子デバイスが提供され、ポータブル電子デバイスは第１態様によるカメラを備える。第２態様によるポータブル電子デバイスは、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはドローン、拡張現実（ＡＲ）ヘッドセット、もしくは仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットなどの他のポータブル電子デバイスであってもよい。

【0024】

こうして、各実施形態では、最大５度またはさらに大きい補正角度に達することが可能な改良型光学式手ブレ補正（ＯＩＳ）が提供される。この値は、望遠カメラの全角視野である１０度に匹敵する。

【0025】

これらの実施形態では、この改良型光学式手ブレ補正（ＯＩＳ）による高い補正角度が実現され、いかなる性能低下もなく、ゼロアングルイメージングと比較しても全体として同じ画質が保持される。

【0026】

１つまたは複数の実施形態の詳細は、添付図面および以下の説明に記載されている。他の特徴、目的、および利点は、本明細書、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

以下では、添付図および図面を参照しながら、各実施形態をより詳細に説明する。その図面は以下のとおりである。

【0028】

【図1】一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0029】

【図2A】光学式手ブレ補正用の水平角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0030】

【図2B】光学式手ブレ補正用の水平角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0031】

【図2C】光学式手ブレ補正用の水平角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0032】

【図3A】光学式手ブレ補正用の鉛直角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0033】

【図3B】光学式手ブレ補正用の鉛直角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0034】

【図3C】光学式手ブレ補正用の鉛直角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0035】

【図4】一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0036】

【図5】一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0037】

【図6】一実施形態による、カメラの結像レンズ系の３次元図を例示した図である。

【0038】

【図7A】光学式手ブレ補正用のピッチ角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【図7B】光学式手ブレ補正用のピッチ角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0039】

【図8A】光学式手ブレ補正用のロール角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【図8B】光学式手ブレ補正用のロール角調整を備えた一実施形態による、カメラの結像レンズ系を例示した図である。

【0040】

【図9】一実施形態による、カメラの結像レンズ系の例示的な非球面レンズパラメータを列挙した表を示す。

【0041】

以下では、同一の参照符号が同一の特徴または少なくとも機能的に同等の特徴を指している。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下の説明では添付図を参照する。添付図は、本開示の一部を形成しており、本発明の特定の態様の実施形態または本開示の実施形態が用いられ得る特定の態様を実例として示している。実施形態は他の態様に用いられてよく、図に描かれていない構造的または論理的な変更を含んでよいと理解されている。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味に取るべきものではなく、本開示の範囲は、添付した特許請求の範囲により定められる。

【0043】

例えば、説明した方法に関連した開示が、その方法を行うように構成された対応するデバイスまたはシステムにも当てはまることがあり、逆の場合も同じであることを理解されたい。例えば、特定の方法の１つまたは複数の段階を説明する場合、対応するデバイスが、説明した方法の１つまたは複数の段階を行う１つまたは複数のユニット、例えば機能ユニット（例えば、１つまたは複数の段階を行う１つのユニット、あるいはそれぞれが複数の段階のうちの１つまたは複数を行う複数のユニット）を、そのような１つまたは複数のユニットが明示的に説明されることもなく、図に示されることもない場合であっても含んでよい。一方、例えば、特定の装置を１つまたは複数のユニット、例えば機能ユニットに基づいて説明する場合、対応する方法が、１つまたは複数のユニットの機能を行う１つの段階（例えば、１つまたは複数のユニットの機能を行う１つの段階、あるいはそれぞれが複数のユニットのうちの１つまたは複数の機能を行う複数の段階）を、そのような１つまたは複数の段階が明示的に説明されることもなく、図に示されることもない場合であっても含んでよい。さらに、本明細書で説明される様々な例示的な実施形態および／または態様の特徴は、特に記述がない限り、互いに組み合わされてよいと理解されている。

【0044】

図１は、一実施形態による、スマートフォン、タブレットコンピュータ、または任意の他のポータブル電子デバイスなどといった電子デバイス向けのカメラの結像レンズ系１００のアーキテクチャを例示した図である。以下でより詳細に説明されるように、カメラは、ハウジング、（例えば、図２Ａ～図２Ｃに例示された）１つまたは複数のレンズを含み且つ第１光軸Ａを有する第１レンズアセンブリ１０１、および（例えば、図２Ａ～図２Ｃに例示された）１つまたは複数のレンズを含み且つ第２光軸Ｂを有する第２レンズアセンブリ１０５、１０７を備える。本明細書では、レンズアセンブリは１つまたは複数のレンズ群を有してよく、レンズ群は、互いに対して固定された１つまたは複数のレンズを含む、すなわち、レンズ群は全体としてしか動くことができない。例えば、図１に示す実施形態において、第２レンズアセンブリ１０５、１０７は第１レンズ群１０５および第２レンズ群１０７を有し、第１レンズ群１０５および第２レンズ群１０７のそれぞれは、１つまたは複数のレンズを含む。

【0045】

さらにカメラは、第１光軸Ａと第２光軸Ｂの交点に配置されたミラー１０３、および第２光軸Ｂ上に配置されたイメージセンサ１０９を備える。第１レンズアセンブリ１０１は、カメラの外部から光を受けて、受けた光をミラー１０３の方へ透過させるように構成されている。ミラー１０３は、第１レンズアセンブリ１０１から光を受けて、受けた光を第２レンズアセンブリ１０５、１０７の方へ反射するように構成されている。第２レンズアセンブリ１０５、１０７は、ミラー１０３から光を受けて、受けた光をイメージセンサ１０９の方へ透過させるように構成されている。例えば、図２Ａ～図２Ｃから分かるように、第１光軸Ａを画定する第１レンズアセンブリ１０１、および第２光軸Ｂを画定する第２レンズアセンブリ１０５、１０７は、屈曲した形態で配置されている。

【0046】

カメラはさらに手ブレ補正、ＩＳ、装置を備え、ＩＳ装置は、第１光軸Ａおよび第２光軸Ｂの両方に対して垂直な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第１信号を生成するように構成された第１検出器を有する。一実施形態において、第１検出器は、例えば、ジャイロセンサおよび／または加速度センサを含んでよい。

【0047】

さらにＩＳ装置は、第１信号に応答して第１レンズアセンブリ１０１をハウジングに対して角度αだけ第１回転軸を中心に回転させ、同時にミラー１０３を角度α／２だけ第１回転軸を中心に回転させるように構成された第１アクチュエータを有する。第１回転軸は、第１光軸Ａおよび第２光軸Ｂの両方に対して垂直であり、第１光軸Ａと第２光軸Ｂの交点を通る。こうして、第１アクチュエータにより、角度（すなわち、第１光軸Ａと第２光軸Ｂとの間の「ピッチ角」）の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。

【0048】

一実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１はハイブリッドガラス／プラスチックバンプレンズを有する。別の実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１は、ガラス、サーマルプラスチック、ＵＶ硬化性ポリマー、またはゾルゲルのうちの選択による少なくとも２つの異なる光学材料を含む（すなわち、これらの材料で作られた）接合アクロマティックレンズを有する。

【0049】

一実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は負の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は正の屈折力を有する。別の実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は負の屈折力を有する。さらなる実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は正の屈折力を有する。

【0050】

以下の図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すように、第１光軸（これに沿って第１レンズアセンブリ１０１が光を受け、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃには第１光軸「Ａ」として示されている）および第２光軸（第２レンズアセンブリ１０５、１０７によって画定され、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃには第２光軸「Ｂ」として示されている）は光軸面を画定し、光軸面内の交点においてある角度で交差する。既に上述したように、ミラー１０３は、第１光軸Ａに沿って伝搬する光を、第２光軸Ｂに沿って伝搬する光に変換する（例えば反射する）ように構成されている。イメージセンサ１０９は、第２光軸Ｂに沿って伝搬する光を検出するように構成されている。

【0051】

既に上述したように、ＩＳ装置の第１アクチュエータは、第１光軸Ａと第２光軸Ｂとの間の角度（すなわち「ピッチ角」）を調整するために、第１レンズアセンブリ１０１を第２レンズアセンブリ１０５、１０７に対して第１回転軸を中心に回転させるように構成され、第１回転軸は、交点を通って光軸面に対して垂直に延伸する（すなわち、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示す断面に対して垂直である）。

【0052】

一実施形態において、ＩＳ装置はさらに、第２光軸Ｂと同一または第２光軸Ｂに対して平行な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第２信号を生成するように構成された第２検出器を有してよい。第１検出器のように、第２検出器は、例えば、ジャイロセンサおよび／または加速度センサを含んでよい。この実施形態において、ＩＳ装置はさらに、回転可能な構成要素群をカメラのハウジングに対して第２光軸Ｂを中心に回転させるように構成された第２アクチュエータを有し、回転可能な構成要素群には、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７が含まれる。こうして、第２アクチュエータにより、カメラハウジングに対する回転可能な構成要素群（すなわち、全体としての第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７）の「ヨー角」の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。一実施形態において、回転可能な構成要素群にはさらに、イメージセンサ１０９が含まれてよい。言い換えれば、一実施形態において、第２アクチュエータは、カメラハウジングに対して、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、第２レンズアセンブリ１０５、１０７、およびイメージセンサ１０９を全体として回転させるように構成されている。

【0053】

さらなる実施形態において、イメージセンサ１０９はカメラハウジングに固定されてよい。したがって、この実施形態では、第２アクチュエータは、回転可能な構成要素群（すなわち、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７）をカメラハウジングおよびイメージセンサ１０９に対して回転させるように構成されている。

【0054】

さらなる実施形態において、ＩＳ装置はさらに、第１回転軸Ａおよび第２光軸Ｂの両方に対して垂直な軸を中心にカメラが回転したことに応答して、第３信号を生成するように構成された第３検出器を有する。第１検出器および第２検出器のように、第３検出器は、例えば、ジャイロセンサおよび／または加速度センサを含んでよい。さらにＩＳ装置は、イメージセンサ１０９をカメラハウジングに対して第２光軸Ｂを中心に回転させるように構成された第３アクチュエータを有してよい。こうして、第３アクチュエータにより、イメージセンサ１０９のカメラハウジングに対する「ロール角」の調整で、カメラハウジングの振動している動きの影響を抑制できるようになるのは有利である。

【0055】

一実施形態において、カメラはさらに、第２レンズ群１０７のイメージセンサ１０９に対する軸方向位置を調整するための集束手段（リニアモータなど）を備える。既に上述したように、第２レンズ群１０７のレンズは動かない、すなわち、互いに対して固定されている。

【0056】

一実施形態において、ＩＳ装置はイメージセンサ１０９に接続されており、対象追跡に基づいてＩＳを行い、且つ対象追跡に基づいて複数のアクチュエータを制御するように構成されている。

【0057】

本発明の実施形態は、ペリスコープ型光学系を屈曲させたり回転させたりする可変角度を適用し、フロントレンズ／バンプ光学系は常に、対象物の方向に直接向いている。一実施形態において、第１レンズアセンブリ１０１の一部であるフロントレンズのアライメントは、バンプ光学系および屈曲光学系それぞれの一定の角度調整を含む、カメラ光学系の複合角度調整およびローリング調整によって実現される。

【0058】

第１レンズアセンブリ１０１の一部であるフロントレンズを対象物に常に直接向けるために、一実施形態による光学式手ブレ補正（光学式ＩＳ）は、２つの独立した角度調整、すなわち、光学式ＩＳにおける鉛直方向のロール角調整および水平方向のピッチ角調整に分けられる。

【0059】

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃはそれぞれ、光学式手ブレ補正のピッチ角調整または水平角調整を０°、１０°、および２０°とした場合の一例を示している。光学式ＩＳの水平方向調整は、屈曲光学系がフロントレンズの角度のちょうど半分（フロントレンズ角度で測定した場合にはそれぞれ２：１）に調整されるように可変の屈曲光学系の角度と組み合わされた、可変のフロントレンズ角度を含む調整可能なペリスコープ光学系で構成されている。

【0060】

既に上述したように、結像レンズ系２００が図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されており、結像レンズ系２００は、第１光軸Ａに沿ってハウジングの外部からアパーチャを介して光を受けるように構成された第１レンズアセンブリ１０１；第２光軸Ｂを画定する第２レンズアセンブリ１０５、１０７；第１レンズアセンブリ１０１と第２レンズアセンブリ１０５、１０７との間に配置されたミラー１０３；および第２光軸Ｂに沿って第２レンズアセンブリ１０５、１０７の背後に配置されたイメージセンサ１０９を含む。図１に示す実施形態にあるように、第２レンズアセンブリ１０５、１０７には、ミラー１０３とイメージセンサ１０９との間の第２光軸Ｂ上に配置された第１レンズ群１０５および第２レンズ群１０７が含まれる。

【0061】

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃから分かるように、ＩＳ装置の第１検出器および第１アクチュエータを用いて、第１レンズアセンブリ１０１は、第２レンズアセンブリ１０５、１０７に対して第１回転角αだけ第１回転軸を中心に回転するように構成されており、反射ミラー１０３は、第２回転角βだけ第１回転軸を中心に回転するように構成されており、第１回転角αは第２回転角βの２倍の大きさ、すなわちα＝２×βである。

【0062】

図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃは、ＩＳ装置の第２検出器および第２アクチュエータによりもたらされる光学式手ブレ補正のロール角調整または鉛直角調整を０°、１０°、および２０°とした場合の一例をそれぞれ示している。光学式ＩＳのロール角調整または鉛直角調整は、結果として生じる調整角度と光学式ＩＳが必要とする角度とがちょうど一致するように、第２光軸Ｂを中心にペリスコープ光学系群を回転配向させることで構成される。

【0063】

一実施形態において、この機構の回転、および第１レンズアセンブリ１０１の一部であるフロントレンズと屈曲光学系との２：１角度マッチングの複合機能により、実際のＩＳ調整量と基本的に無関係の光学性能および画質が実現される。したがって、光学式ＩＳの最大角度は、ハウジングの機械的レイアウトによってのみ制限される。

【0064】

図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃから分かるように、また既に上述したように、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７は、ハウジングに対する第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７の「ロール角」を調整するために、第２回転軸Ｂを中心に全体として回転する。第２回転軸Ｂは第２光軸Ｂに対応する、すなわち、第２回転軸Ｂおよび第２光軸Ｂは同じである。

【0065】

ＩＳ装置により提供される上述した光学式ＩＳによる鉛直方向および水平方向の手ブレ補正に加えて、既に上述したように、第２回転軸Ｂを中心にイメージセンサ１０９を追加的に回転させる可能性がさらに存在する。これによっても、鉛直方向および水平方向のミスアライメントのほかに起こり得る、可能性のあるあらゆるカメラ回転に起因した意図しない画像振動が安定する。

【0066】

本発明の実施形態は、デバイスの光学機械的レイアウトに対応する一定の限度内（例えば５°）で起こる、可能性のあるあらゆるデバイス振動に完全に適応できる。

【0067】

さらに、本発明の実施形態は、正の屈折力を持つフロントレンズを用いることで屈曲ペリスコープ光学系に光を集結させるビーム縮小器（ｂｅａｍ ｉｍｐａｎｄｅｒ）を実現できる。図４は、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５で提供されるビーム縮小器を含むカメラのさらなる実施形態を例示している。

【0068】

図４に示すように、第１レンズアセンブリ１０１は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は負の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は正の屈折力を有する。

【0069】

これにより、Ｆ値を低くすることが可能になり、結像レンズ系４００を主要な前部（すなわちビーム縮小器）４０１と後部４０３とに分けられる。前部４０１には、第１レンズアセンブリ１０１、屈曲光学系（すなわち、ミラー１０３）、および屈曲後の第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５が含まれ、後部４０３には、イメージセンサ１０９上に光の焦点を合わせる第２レンズアセンブリの集束光学系群（すなわち、第２レンズ群１０７）が含まれる。

【0070】

代替的に、図５は一実施形態によるカメラの別の結像レンズ系５００を示しており、前部光学系部分５０１には集束レンズも実装でき、その後ろには負の屈折力を有するレンズが続き、この機構内でオートフォーカス（ＡＦ）が可能になる。図５から分かるように、第１レンズアセンブリ１０１は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は正の屈折力を有し、第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は負の屈折力を有する。

【0071】

図６は、一実施形態による、最近のスマートフォンに実装するのに適した１０倍（すなわち、Ｍ１０ｘ）の拡大率を有する、一実施形態によるカメラの、結像レンズ系６００の３次元斜視図を示している。この光学系の全長は２２ｍｍであり、カメラモジュールはＦ２．９６のＦ値を実現している。

【0072】

望遠カメラの結像レンズ系６００は、レンズアセンブリ（すなわち、群１０１、１０５、１０７）、屈曲ミラー１０３、およびイメージセンサ１０９で構成されている。光は、ハイブリッドガラス／プラスチックレンズを含み得る第１光学レンズアセンブリ１０１から入る。正の光学屈折力を有する第１レンズアセンブリ１０１は、屈曲ミラー１０３の前に位置している。初期状態では、屈曲ミラー１０３の角度は４５°であり、第１レンズアセンブリ１０１の角度は９０°である。第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５は３つのプラスチックレンズを含み、屈曲ミラー１０３のすぐ後ろに位置している。第１レンズ群１０５も、正の光学屈折力を有する。第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７も３つのプラスチックレンズを含んでよく、イメージセンサ１０９の前に位置している。第２レンズアセンブリの第２レンズ群１０７は、負の光学屈折力を有する。第２レンズアセンブリの第２光学レンズ群１０７は、第２光軸Ｂに沿って動くことができ、カメラのオートフォーカス機能の近接撮影を可能にする。

【0073】

図６から分かるように、レンズの断面は、レンズをスマートフォンの機械的高さに収めるために、特別なアパーチャカットで形成されている。

【0074】

図７Ａおよび図７Ｂは、図６に示す望遠カメラの光学撮像系６００を説明しており、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃを参照して上述したのと同じ方法で、光学式手ブレ補正のためにカメラボディ内で５°のピッチ角調整または水平角調整を行う。上述したように、ＩＳ装置の第１検出器および第１アクチュエータを用いて、第１レンズアセンブリ１０１の位置、第２レンズアセンブリの第１レンズ群１０５の位置、および屈曲ミラー１０３の位置は、水平方向の画像偏差を補償するために調整される。

【0075】

図８Ａおよび図８Ｂはさらに、図６に示す望遠カメラの結像レンズ系６００を説明しており、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃを参照して上述したのと同じ方法で、光学式手ブレ補正のためにカメラボディ内で５°のロール角調整または鉛直角調整を行う。図８Ａおよび図８Ｂから分かるように、結像レンズ系６００は、ハウジングに対して第２光軸Ｂを中心にロールして、鉛直方向の画像振動を補償する。言い換えれば、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、第２レンズアセンブリ１０５、１０７、およびイメージセンサ１０９は、第２回転軸Ｂを中心に全体として回転する。既に上述したように、さらなる実施形態では、イメージセンサ１０９はカメラハウジングに固定されてよく、これにより、第１レンズアセンブリ１０１、ミラー１０３、および第２レンズアセンブリ１０５、１０７のこのローリングの動きから切り離される。

【0076】

光学式手ブレ補正（ＯＩＳ）の全ての構成要素を組み合わせた上記調整は、鉛直方向および水平方向の両方で＋／－５°の範囲にわたり、完全で非常に効果的な手ブレ補正を実現できる。

【0077】

図９は、標準的なシーケンシャル面指標の一実施形態による望遠カメラに含まれる図１の結像レンズ系１００の例示的な非球面レンズパラメータを列挙した表９００を示しており、例えば、図１の結像レンズ系の様々なレンズ面の面タイプ、半径、厚さ、屈折率／アッベ数、非球面係数が含まれる。

【0078】

本願で提供されるいくつかの実施形態において、開示されたシステム、装置、および方法は、他の方式で実現されてよいことを理解されたい。例えば、説明された装置の実施形態は、単なる例示に過ぎない。例えば、ユニット分割は、単なる論理的な機能分割に過ぎず、実際に実現する際には他の分割でもよい。例えば、複数のユニットもしくは構成要素を組み合わせても、別のシステムに統合してもよく、またはいくつかの機能が無視されても、行われなくてもよい。さらに、表示または説明されている相互結合または直接的結合または通信接続は、いくつかのインタフェースを用いて実現されてよい。装置間またはユニット間の間接的結合または通信接続は、電子的形態、機械的形態、または他の形態で実現されてよい。

【0079】

別個の部分として説明されたユニットは、物理的に分かれていてもいなくてもよく、ユニットとして表示された部分は、物理ユニットであってもなくてもよく、１箇所に位置していてもよく、複数のネットワークユニットに分散されていてもよい。実施形態の解決法の目的を実現するために、ユニットの一部または全部が、実際の必要性に応じて選択されてよい。

【0080】

さらに、本発明の実施形態に含まれる各機能ユニットが１つの処理ユニットに統合されてもよく、これらのユニットのそれぞれが物理的に単独で存在してもよく、２つまたはそれより多くのユニットが１つのユニットに統合されてもよい。
［他の可能性のある項目］
（項目１）
ハウジング；
１つまたは複数のレンズを含む、および第１光軸（Ａ）を有する第１レンズアセンブリ（１０１）；
１つまたは複数のレンズを含む、および第２光軸（Ｂ）を有する第２レンズアセンブリ（１０５、１０７）；
前記第１光軸（Ａ）と前記第２光軸（Ｂ）の交点に配置されたミラー（１０３）；および
前記第２光軸（Ｂ）上に配置されたイメージセンサ（１０９）
を備えるカメラであって、
前記第１レンズアセンブリ（１０１）が前記カメラの外部から光を受ける、および受けた前記光を前記ミラー（１０３）の方へ透過させるように構成されており、
前記ミラー（１０３）が前記第１レンズアセンブリ（１０１）から光を受ける、および受けた前記光を前記第２レンズアセンブリ（１０５、１０７）の方へ反射するように構成されており、および
前記第２レンズアセンブリ（１０５、１０７）が前記ミラー（１０３）から光を受ける、および受けた前記光を前記イメージセンサ（１０９）の方へ透過させるように構成されており、
前記カメラがさらに、手ブレ補正、ＩＳ、装置を備え、前記ＩＳ装置が、
前記第１光軸（Ａ）および前記第２光軸（Ｂ）の両方に対して垂直な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第１信号を生成するように構成された第１検出器；および
前記第１信号に応答して前記第１レンズアセンブリ（１０１）を前記ハウジングに対して角度αだけ第１回転軸を中心に回転させる、および同時に前記ミラー（１０３）を角度α／２だけ前記第１回転軸を中心に回転させるように構成された第１アクチュエータを有し、前記第１回転軸が前記第１光軸（Ａ）および前記第２光軸（Ｂ）の両方に対して垂直である、および前記第１光軸（Ａ）と前記第２光軸（Ｂ）の交点を通る、カメラ。
（項目２）
前記ＩＳ装置がさらに
前記第２光軸（Ｂ）と同一またはこれに対して平行な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第２信号を生成するように構成された第２検出器；および
回転可能な構成要素群を前記ハウジングに対して前記第２光軸（Ｂ）を中心に回転させるように構成された第２アクチュエータ、前記回転可能な構成要素群が前記第１レンズアセンブリ、前記ミラー、および前記第２レンズアセンブリを含む
を有する、項目１に記載のカメラ。
（項目３）
前記回転可能な構成要素群にはさらに、前記イメージセンサ（１０９）が含まれる、項目２に記載のカメラ。
（項目４）
前記イメージセンサ（１０９）が前記ハウジングに対して固定されている、項目２に記載のカメラ。
（項目５）
前記ＩＳ装置がさらに、
前記第１回転軸および前記第２光軸（Ｂ）の両方に対して垂直な軸を中心に前記カメラが回転したことに応答して、第３信号を生成するように構成された第３検出器；および
前記イメージセンサを前記ハウジングに対して前記第２光軸（Ｂ）を中心に回転させるように構成された第３アクチュエータ
を有する、前記項目のいずれか一項に記載のカメラ。
（項目６）
前記第１レンズアセンブリ（１０１）が、ガラス、サーマルプラスチック、ＵＶ硬化性ポリマー、またはゾルゲルのうちの選択による少なくとも２つの異なる光学材料を含む接合アクロマティックレンズを有する、前記項目のいずれか一項に記載のカメラ。
（項目７）
前記第１レンズアセンブリ（１０１）の前記１つまたは複数のレンズが互いに対して固定されている、前記項目のいずれか一項に記載のカメラ。
（項目８）
前記第２レンズアセンブリ（１０５、１０７）が、第１レンズ群（１０５）および第２レンズ群（１０７）を有し、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ、１つまたは複数のレンズを含む、項目７に記載のカメラ。
（項目９）
前記第１レンズ群（１０５）および前記第２レンズ群（１０７）のうちの一方または両方が正の屈折力を有する、項目８に記載の電子デバイス。
（項目１０）
前記第１レンズ群（１０５）が正の屈折力を有し、および前記第２レンズ群（１０７）が負の屈折力を有する、またはその逆である、項目８に記載のカメラ。
（項目１１）
前記第２レンズ群（１０７）の軸方向位置を調整するための集束手段を備える、項目８から１０のいずれか一項に記載のカメラ。
（項目１２）
前記ＩＳ装置が前記イメージセンサに接続されており、および対象追跡に基づいてＩＳを行うように構成されている、前記項目のいずれか一項に記載のカメラ。
（項目１３）
前記項目のいずれか一項に記載のカメラを備えるポータブル電子デバイス。
（項目１４）
前記ポータブル電子デバイスがスマートフォンまたはタブレットコンピュータである、項目１３に記載のポータブル電子デバイス。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【国際調査報告】