JP2003248255A - ２次元駆動装置とそれを用いた像ぶれ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元駆動装置を用いた像ぶれ補正装置にお
いて、位置検出素子削減による装置の小型化および位置
検出精度の向上を目的とする。 【解決手段】 第１および第２の７ｙ，７ｘによってピ
ッチング方向およびヨーイング方向に移動可能な移動対
象２，４の位置をＬＥＤ１２からの光の入射点によって
検出する位置検出手段として２次元ＰＳＤ１４を備えた
２次元駆動装置であって、２次元ＰＳＤ１４のピッチン
グ方向での検出値和Ａとヨーイング方向での検出値和Ｂ
との総和Ｇがほぼ一定に保たれるようにＬＥＤ１２を駆
動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元方向に沿っ
て移動対象を移動させる２次元駆動装置にかかわり、ま
た、その２次元駆動装置を用いたところのビデオカメラ
等の手ぶれによる像ぶれを補正する像ぶれ補正装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の２次元駆動装置を用いた像ぶれ補
正装置として、特開平４−１８５１５号公報に記載され
ているものが知られている。その内容は、撮影時にカメ
ラが振動することにより生じる像ぶれを補正するため
に、撮影光学系の一部の光学系（像ぶれ補正光学系）
を、光軸にほぼ垂直な２方向に移動させて、撮影光学系
の光軸を変化させるものである。

【０００３】図１８は、上記の公報に開示の従来の像ぶ
れ補正装置の一例を示す分解斜視図である。

【０００４】補正レンズ４１を保持する固定枠４３は、
滑り軸受け４４ｐ，４４ｐを介してピッチスライド軸４
５ｐ上を摺動できるようになっている。また、ピッチス
ライド軸４５ｐは保持枠４６に取り付けられている。固
定枠４３はピッチスライド軸４５ｐと同軸のピッチコイ
ルバネ４７ｐ，４７ｐに挟まれており、中立位置付近に
保持される。固定枠４３にはピッチコイル４８ｐが取り
付けられている。ピッチコイル４８ｐはピッチマグネッ
ト４９ｐとピッチヨーク４１０ｐとで構成された磁気回
路中に置かれており、電流を流すことで固定枠４３はピ
ッチング方向４２ｐ（垂直方向）に駆動される。固定枠
４３のピッチング方向での位置検出手段として、投光器
４１２ｐ（ＬＥＤ）とスリット４１１ｐが固定部材４２
１ｐを介して固定枠４３に設けられており、スリット４
１１ｐを介して固定側の受光器４１３ｐ（ＰＳＤ：Posi
tion Sensitive Device）に投光され、固定枠４３のピ
ッチング方向４２ｐの位置検出を行う。

【０００５】さらに保持枠４６には滑り軸受け４４ｙ，
４４ｙが嵌合されており、ヨースライド軸４５ｙが取り
付けられたハウジング４１４内を摺動可能となってい
る。このハウジング４１４は図外のレンズ鏡筒に取り付
けられており、保持枠４６はレンズ鏡筒に対してヨーイ
ング方向４２ｙ（水平方向）に移動可能とされている。
また、ヨースライド軸４５ｙと同軸にヨーコイルバネ４
７ｙ，４７ｙが設けられており、固定枠４３と同様に中
立位置付近に保持される。固定枠４３にはヨーコイル４
８ｙが設けられており、ヨーコイル４８ｙはヨーマグネ
ット４９ｙとヨーヨーク４１０ｙとで構成された磁気回
路中に置かれており、電流を流すことで固定枠４３およ
び保持枠４６はヨーイング方向４２ｙに駆動される。固
定枠４３のヨーイング方向での位置検出手段として、投
光器４１２ｙ（ＬＥＤ）とスリット４１１ｙが固定分散
４２１ｙを介して固定枠４３に設けられており、スリッ
ト４１１ｙを介して固定側の受光器４１３ｙ（ＰＳＤ）
に投光され、固定枠４３のヨーイング方向４２ｙの位置
検出を行う。

【０００６】図１３は従来の１次元ＰＳＤを用いた制御
方式を示す。ピッチング方向（Ｙ方向）の１次元ＰＳＤ
４１３ｐの光電流出力Ｉｙ１，Ｉｙ２は、それぞれＩ−
Ｖ変換アンプ１２０ｙ，１２１ｙによって電圧値Ｖｙ
１，Ｖｙ２に変換される。この変換された電圧値は、差
動アンプ部１２２ｙにより差分をとられ、ピッチコイル
４８ｐを駆動制御するための信号ｙが出力される。ま
た、変換された電圧値Ｖｙ１，Ｖｙ２は、加算アンプ部
１２３ｙにより加算される。ＬＥＤ４１２ｐからの投射
光を１次元ＰＳＤ４１３ｐで受光するが、加算アンプ部
１２３ｙは、その受光量和を求める。そして、その電圧
値としての出力の和Ａが常に一定となるように（図１４
における電気中心（Ｏ）での電圧値の和Ａ（Ｏ）と等し
くなるように）、ＬＥＤ４１２ｐを発光させる駆動アン
プ部１２７ｙがフィードバック制御を行いながら、ＬＥ
Ｄ４１２ｐに駆動電流を流して発光させる。

【０００７】もう一方のヨーイング方向においても同様
のフィードバック制御が行われる。ピッチング方向での
フィードバック制御とヨーイング方向でのフィードバッ
ク制御とは互いに独立した状態で行われる。

【０００８】補正レンズ４１を搭載した固定枠４３のピ
ッチング、ヨーイングの２方向での位置検出手段とし
て、ＬＥＤ４１２ｐ及びＰＳＤ４１３ｐと、ＬＥＤ４１
２ｙ及びＰＳＤ４１３ｙの２組の位置検出センサを必要
としている。しかし、これが像ぶれ補正装置の小型化を
阻害している。

【０００９】従来の位置検出素子は１次元ＰＳＤである
が、この１次元ＰＳＤを２つと、それぞれに対応するＬ
ＥＤを２つ用いることは、レンズ鏡筒の小型・軽量化に
伴う像ぶれ補正装置の小型化にとって不向きである。小
型化を進めるためには、１次元ＰＳＤに代えて２次元Ｐ
ＳＤを用いることがよいと考えられる。ＬＥＤも１つで
すむ。

【００１０】図１４は２次元ＰＳＤ上の位置と理想の光
電流出力値との関係を示す図、図１５は２次元ＰＳＤ上
の位置と理想の位置検出精度との関係を示す図、図１６
は２次元ＰＳＤ上の位置と光電流出力値のばらつきとの
関係を示す図、図１７は２次元ＰＳＤ上の位置と精度が
悪化したときの位置検出精度との関係を示す図である。

【００１１】２次元ＰＳＤの位置検出精度について説明
する。図１４に示すように、ピッチング方向（Ｙ方向）
の光電流出力Ｉｙ１は、２次元ＰＳＤ上の位置に対して
理想的にはほぼ直線状に出力が変化する。同様にもう一
方の光電流出力Ｉｙ２は、２次元ＰＳＤ上の位置に対し
て傾きが逆となるように、理想的にはほぼ直線状に変化
する。したがって検出範囲内においては、常に出力が安
定しているので、図１５に示すような高精度な位置検出
精度を得ることができる。また、ヨーイング方向（Ｘ方
向）についても同様であり、光電流出力Ｉｘ１，Ｉｘ２
は、検出範囲内においてほぼ直線状に出力が変化するた
め、検出範囲内においては高精度な位置検出精度を得る
ことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら実際に
は、２次元ＰＳＤの電気中心（Ｏ）から離れるに従って
リニアリティが損なわれ、図１６（ａ）で破線で示すよ
うに、光電流出力Ｉの傾きが緩くなるため、光電流出力
が弱くなる。その結果として、図１７の破線で示すよう
に、検出範囲の両端では位置検出精度が極端に悪化する
という性質がある。また図１６（ｂ）で実線および破線
で示すように、２次元ＰＳＤでは、Ｘ方向とＹ方向で光
電流出力の差があるため、Ｘ方向とＹ方向との位置検出
精度に差が生じ、十分に高精度な位置検出を行うことが
できなくなるという問題がある。

【００１３】本発明は、このような新知見に基づいて、
小型化を図るために位置検出素子として２次元位置検出
素子を用いる２次元駆動装置において、製造ばらつきに
かかわらず、高精度な位置検出が行えるようにすること
を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した課題の解決を図
ろうとする２次元駆動装置についての本発明は、２次元
位置検出素子の２つの方向での検出値和の総和をもって
制御のための演算を行うものであり、これにより位置検
出精度を向上することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を総括
的に説明する。

【００１６】本願の第１の発明の２次元駆動装置は、第
１および第２の方向に移動可能な移動対象と、前記移動
対象を前記第１の方向に駆動する第１の駆動手段と、前
記移動対象を前記第２の方向に駆動する第２の駆動手段
と、２次元位置検出素子に対する発光素子からの光の入
射点によって前記移動対象の前記第１および第２の方向
での位置を検出する位置検出手段とを備え、前記位置検
出手段によって検出した第１および第２の方向の位置が
所定の位置となるように前記第１および第２の駆動手段
を制御するように構成されている２次元駆動装置であっ
て、前記２次元位置検出素子の前記第１の方向での検出
値和と前記第２の方向での検出値和との総和がほぼ一定
に保たれるように前記発光素子を駆動制御するように構
成されていることを特徴とする。

【００１７】例えば、２次元位置検出素子の電気中心で
の第１の方向での検出値和をＡ（Ｏ）、第２の方向での
検出値和をＢ（Ｏ）として、検出値和の総和Ｇ（Ｏ）＝
Ａ（Ｏ）＋Ｂ（Ｏ）を参照値とすると、任意のスポット
位置での検出値和の総和Ｇ＝Ａ＋Ｂが常に参照値Ｇ
（Ｏ）と等しくなるように制御するのである。

【００１８】この第１の発明によると、まず、位置検出
素子として２次元位置検出素子を用いるので、位置検出
素子も発光素子も従来技術に比べてその部品点数を削減
でき、２次元駆動装置の小型化を図ることができる。さ
らに、製造公差のために２次元位置検出素子の第１の方
向と第２の方向とで素子のばらつきがあっても、これら
両方向について、２次元位置検出素子の位置検出精度を
高精度なものにすることができる。

【００１９】本願の第２の発明の２次元駆動装置は、上
記の第１の発明において、前記２次元位置検出素子につ
いてあらかじめ求められた前記第１の方向での検出値和
と前記第２の方向での検出値和との間の所定の関係に基
づいて前記両方向での検出値和の総和を求める演算を補
正するように構成してあることを特徴とする。

【００２０】この第２の発明によると、製造公差のため
に２次元位置検出素子においてその第１の方向と第２の
方向とで感度の差があることが製造段階であらかじめ分
かっているときに、例えばその感度の比率に相当する補
正係数をあらかじめ記憶部に登録しておいて、その補正
係数によって補正を行うことにより、感度が低い方向の
光量フィードバック量を大きくして、その感度が低い方
向の素子に対する外乱の影響を抑えることが可能とな
り、第１および第２の両方向について、２次元位置検出
素子の位置検出精度を高精度なものにすることができ
る。

【００２１】本願の第３の発明の２次元駆動装置は、上
記の第１の発明において、前記２次元位置検出素子の電
気中心またはその近傍における前記第１の方向での検出
値和と前記第２の方向での検出値和に基づいて補正係数
を生成し、この補正係数を記憶し、この補正係数によっ
て前記両方向での検出値和の総和を求める演算を補正し
た結果を参照値として記憶し、任意のスポット位置にお
ける前記第１の方向での検出値和と前記第２の方向での
検出値和を前記の記憶した補正係数に基づいて補正し、
その補正後の総和が前記の記憶した参照値に接近するよ
うに前記発光素子を駆動制御するように構成されている
ことを特徴とする。

【００２２】この第３の発明によると、発光素子と２次
元位置検出素子との位置関係や光路におけるばらつきの
影響を小さくするような光量フィードバックが可能とな
り、２次元位置検出素子の位置検出精度を高精度なもの
にすることができる。

【００２３】本願の第４の発明の２次元駆動装置は、上
記の第１の発明において、前記２次元位置検出素子の前
記第１の方向でのオフセット量と前記第２の方向でのオ
フセット量に基づいて補正係数を生成し、この補正係数
を記憶し、この補正係数によって前記両方向での検出値
和の総和を求める演算を補正した結果を参照値として記
憶し、任意のスポット位置における前記第１の方向での
検出値和と前記第２の方向での検出値和を前記の記憶し
た補正係数に基づいて補正し、その補正後の総和が前記
の記憶した参照値に接近するように前記発光素子を駆動
制御するように構成されていることを特徴とする。

【００２４】この第４の発明によると、２次元位置検出
素子においてオフセットをもたらす取り付けばらつきの
影響を小さくするような光量フィードバック制御が可能
となり、２次元位置検出素子の位置検出精度を高精度な
ものにすることができる。

【００２５】以下、本発明の２次元駆動装置を用いた像
ぶれ補正装置の具体的な実施の形態について、図面を用
いて詳細に説明する。

【００２６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における像ぶれ補正装置の分解斜視図、図２はピッ
チング移動枠の拡大斜視図、図３は２次元ＰＳＤ（Posi
tion Sensitive Device）の素子の概略を示す図、図４
は先行技術として２次元ＰＳＤから出力される光出力電
流値に基づいて２次元位置を演算し出力するための演算
回路の一例を示すブロック回路図、図５は像ぶれ補正回
路のブロック図である。

【００２７】撮影時に像ぶれを補正するするための像ぶ
れ補正用レンズ群１は、図１の第１の方向（Ｙ方向）で
あるピッチング方向に移動可能で第２の方向（Ｘ方向）
であるヨーイング方向にも移動可能なピッチング移動枠
２に固定されている。このピッチング移動枠２は、軸受
２ａとその反対側に廻り止め２ｂを設けることにより、
２本のピッチングシャフト３ａ，３ｂを介して第１の方
向（Ｙ方向）に摺動可能な構成になっている。ピッチン
グ移動枠２の下側には第１の電磁アクチュエータ６ｙが
配置されている。この第１の電磁アクチュエータ６ｙ
は、ピッチング移動枠２に取り付けられた第１のコイル
７ｙと、後述する固定枠１０に取り付けられるマグネッ
ト８ｙ及びヨーク９ｙにより構成されている。またマグ
ネット８ｙは片側に２極着磁がされており、片側開放の
コの字型のヨーク９ｙに固定されている。さらにピッチ
ング移動枠２の右側には、第２の電磁アクチュエータ６
ｘが配置されている。この第２の電磁アクチュエータ６
ｘは、ピッチング移動枠２に取り付けられた第２のコイ
ル７ｘと、固定枠１０に取り付けられるマグネット８ｘ
及びヨーク９ｘにより構成されている。またマグネット
８ｘは片側に２極着磁がされており、片側開放のコの字
型のヨーク９ｘに固定されている。第１の電磁アクチュ
エータ６ｙとマグネット８ｙとヨーク９ｙとがピッチン
グ移動枠２を第１の方向であるピッチング方向（Ｙ方
向）に駆動する第１の駆動手段を構成し、第２の電磁ア
クチュエータ６ｘとマグネット８ｘとヨーク９ｘとがピ
ッチング移動枠２を第２の方向であるヨーイング方向
（Ｘ方向）に駆動する第２の駆動手段を構成している。

【００２８】ピッチング移動枠２の−Ｚ方向には、像ぶ
れ補正用レンズ群１を第２の方向（Ｘ方向）に移動させ
るヨーイング移動枠４が取り付けられている。ヨーイン
グ移動枠４のＺ方向には、先ほど述べたピッチング移動
枠２をピッチング方向（Ｙ方向）に摺動させるための２
本のピッチングシャフト３ａ，３ｂの両端を固定する固
定部４ｃ，４ｄが設けられている。またヨーイング移動
枠４は、軸受４ａとその反対側にシャフト５ｂ（図示せ
ず）を設けることにより、２本のヨーイングシャフト５
ａ，５ｂを介して第２の方向であるヨーイング方向（Ｘ
方向）に摺動可能な構成になっている。このヨーイング
シャフト５ａは、ヨーイング移動枠４の−Ｚ方向に設け
られた固定枠１０の固定部１０ｃ（図示せず）に固定さ
れる。またシャフト５ｂは、固定枠１０に設けられた廻
り止め１０ｄにより摺動自在である。

【００２９】以上の構成によって、ピッチング移動枠２
の第１のコイル７ｙに電流が流されると、マグネット８
ｙとヨーク９ｙとにより第１の方向であるピッチング方
向（Ｙ方向）に沿った電磁力が発生する。これと同様
に、ピッチング移動枠２の第２のコイル７ｘに電流が流
されると、マグネット８ｘとヨーク９ｘとにより第２の
方向であるヨーイング方向（Ｘ方向）に沿った電磁力が
発生する。このように、２つの電磁アクチュエータ６
ｙ，６ｘにより、像ぶれ補正用レンズ群１は光軸Ｚ方向
にほぼ垂直なＸ，Ｙの２方向に駆動される。

【００３０】次に位置検出手段について説明する。像ぶ
れ補正用レンズ群１を搭載したピッチング移動枠２の位
置検出部１１は、発光素子１２（以下、ＬＥＤとす
る）、スリット１３及びＰＳＤ基板１５に取り付けられ
た２次元位置検出素子である２次元ＰＳＤ１４により構
成される。この位置検出部１１は、Ｘ，Ｙ軸平面上のピ
ッチング移動枠２の位置を１組のＬＥＤ１２と２次元Ｐ
ＳＤ１４により検出するものである。ＬＥＤ１２はピッ
チング移動枠２の背面側に取り付けられ、２次元ＰＳＤ
１４はピッチング移動枠２の前面に対面する状態に配さ
れたＰＳＤ基板１５に固定されている。ＰＳＤ基板１５
は止めネジ１５ａにより固定枠１０の固定部１０ｅに固
定されている。ＬＥＤ１２に位置合わせする状態でピッ
チング移動枠２にほぼ円形状をしたスリット１３が貫通
形成されており（図２参照）、ＬＥＤ１２からの出射光
はスリット１３を通して２次元ＰＳＤ１４の検出面に照
射されるように構成されている。ＬＥＤ１２よりスリッ
ト１３を通過した投射光は、２次元ＰＳＤ１４に入射さ
れ、ＬＥＤ１２のスポット光をその入射した位置に対応
した光電流出力に変換する。そして、その光電流出力を
演算することにより、像ぶれ補正用レンズ群１の２次元
位置座標を求めることができる。

【００３１】次に、図３、図４を用いて、２次元ＰＳＤ
１４から出力される光電流出力値に基づいて２次元位置
座標を演算し、出力する原理を説明する。第１の方向で
あるピッチング方向（Ｙ方向）については、２次元ＰＳ
Ｄ１４から出力された２つの光電流出力Ｉｙ１，Ｉｙ２
は、Ｉ−Ｖ変換アンプ２０ｙ，２１ｙによりそれぞれ電
圧値Ｖｙ１，Ｖｙ２に変換され、この２つの電圧値は、
差動アンプ部２２ｙに入力される。差動アンプ部２２ｙ
は、次式（数１）により、２次元ＰＳＤ１４の受光面上
のＹ方向位置座標を演算し、出力する。

【００３２】

【数１】 ただし、Ｌｙは２次元ＰＳＤ１４の素子のピッチング方
向（Ｙ方向）の長さである。

【００３３】同様に、第２の方向であるヨーイング方向
（Ｘ方向）については、２次元ＰＳＤ１４から出力され
た２つの光電流出力Ｉｘ１，Ｉｘ２は、Ｉ−Ｖ変換アン
プ２０ｘ，２１ｘによりそれぞれ電圧値Ｖｘ１，Ｖｘ２
に変換され、この２つの電圧値は、差動アンプ部２２ｘ
に入力される。差動アンプ部２２ｘは、次式（数２）に
より、２次元ＰＳＤ１４の受光面上のＸ方向位置座標を
演算し、出力する。

【００３４】

【数２】 ただし、Ｌｘは２次元ＰＳＤ１４の素子のヨーイング方
向（Ｘ方向）の長さである。

【００３５】次に、図２に従って、外部の駆動回路（図
示せず）を接続するフレキシブルプリントケーブル１６
について説明する。ピッチング移動枠２の前面２ｅに
は、フレキシブルプリントケーブル１６が像ぶれ補正用
レンズ群１を囲むように取り付けられ、第１のコイル７
ｙ、第２のコイル７ｘ及びＬＥＤ１２と電気的に接続さ
れ、１６ｄ部にてほぼ直角に折り曲げられた後、外部の
駆動回路と接続される構成となっている。ＬＥＤ１２は
ピッチング移動枠２の背面側に取り付けられているが、
ピッチング移動枠２には２つの挿通孔２ｃ，２ｄが貫通
形成されており、ＬＥＤ１２の２本の端子１２ａ，１２
ｂが挿通孔２ｃ，２ｄに通されて前面側に突出されてい
る。すなわち、フレキシブルプリントケーブル１６が固
定されたピッチング移動枠２の前面２ｅにおいて、ＬＥ
Ｄ１２の２本の端子１２ａ，１２ｂ、第１のコイル７
ｙ、第２のコイル７ｘの合計６本の端子を、それぞれ同
一面に設けられたランド部１６ａ，１６ｂ，１６ｃにて
半田付けしている。以上これらの構成部品により、像ぶ
れ補正用のシフトユニット１７を構成している。

【００３６】このように構成された像ぶれ補正装置につ
いて、その基本的動作を説明する。

【００３７】像ぶれ補正装置を内蔵したビデオカメラに
作用した手振れは、９０゜に配置された２個の角速度セ
ンサ１８により検出される。角速度センサ１８により得
られた出力は時間積分される。そしてカメラのぶれ角度
に変換され、像ぶれ補正用レンズ群１の目標位置情報に
変換される。この目標位置情報に応じて像ぶれ補正用レ
ンズ群１を移動させるために、サーボ駆動回路１９は、
目標位置情報と現在の像ぶれ補正用レンズ群１の位置情
報との差を演算し、電磁アクチュエータ６ｙ，６ｘに信
号を伝送する。電磁アクチュエータ６ｙ，６ｘは、この
信号に基づいて像ぶれ補正用レンズ群１を駆動する。ピ
ッチング方向Ｙの駆動については、サーボ駆動回路１９
から指令を受けた電磁アクチュエータ６ｙは、フレキシ
ブルプリントケーブル１６を通して第１のコイル７ｙに
電流が流れると、第１の方向であるピッチング方向（Ｙ
方向）に力が働き、ピッチング移動枠２をピッチング方
向（Ｙ方向）に駆動する。また、第２の方向であるヨー
イング方向（Ｘ方向）の駆動については、サーボ駆動回
路１９から指令を受けた電磁アクチュエータ６ｘは、フ
レキシブルプリントケーブル１６を通して第２のコイル
７ｘに電流が流れると、ヨーイング方向（Ｘ方向）に力
が働き、ヨーイング移動枠４とともにピッチング移動枠
２をヨーイング方向（Ｘ方向）に駆動する。よって、像
ぶれ補正用レンズ群１をピッチング移動枠２ならびにヨ
ーイング移動枠４により、光軸と直交する２次元面内に
おいて任意に動かすことが可能となるため、手振れによ
り発生した像ぶれを補正することが可能となる。

【００３８】以上のように、位置検出素子として２次元
ＰＳＤを用いることで部品点数を削減し、像ぶれ補正装
置の小型化を進める。

【００３９】以上で基本の構成および動作の説明を終
え、以下では、本発明の特徴的な部分の説明に移ること
にする。

【００４０】図１４をみると、破線で示すように、光電
流出力Ｉｙ１，Ｉｙ２は、電気中心（Ｏ）において互い
に等しい。そして、プラスの方向であれ、マイナスの方
向であれ、電気中心（Ｏ）から離れるに従って一方が増
加するにつれて他方が減少している。しかし、図１４の
理想的なリニアリティをもっている場合には、光電流出
力の総和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）は一定に保たれている。

【００４１】リニアリティが損なわれている図１６
（ａ）をみると、ピッチング方向（Ｙ方向）での光電流
出力の和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）は電気中心（Ｏ）から離れ
るに従って減少するが、電気中心（Ｏ）においてはそれ
ぞれの和はリニアリティのあるときの和とほとんど同じ
になっている。したがって、電気中心（Ｏ）のときの光
電流出力の和（Ｉｙ１（Ｏ）＋Ｉｙ２（Ｏ））＝ａ
（Ｏ）を一時記憶しておき、実測での任意のスポット位
置での光電流出力の和ａ＝Ｉｙ１＋Ｉｙ２が電気中心
（Ｏ）のときの和ａ（Ｏ）と一致するように制御すれば
よい。

【００４２】ここで、本発明の実施の形態１におけるよ
うに２次元ＰＳＤ１４を用いる場合には、発光素子であ
るＬＥＤ１２が１つであり、さらにはすでに説明したと
おり２次元ＰＳＤ１４のピッチング方向（Ｙ方向）およ
びヨーイング方向（Ｘ方向）の光電流出力にばらつきが
あるときには、ピッチング方向（Ｙ方向）で光電流出力
の和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）が一定になるようにフィードバ
ック制御を行うと、他方のヨーイング方向（Ｘ方向）で
の位置検出精度がさらに悪化し、また逆に、ヨーイング
方向（Ｘ方向）で光電流出力の和（Ｉｘ１＋Ｉｘ２）が
一定になるようにフィードバック制御を行うと、他方の
ピッチング方向（Ｙ方向）での位置検出精度がさらに悪
化してしまうといった問題がある。

【００４３】そこで本実施の形態１においては、２次元
ＰＳＤの製造公差によるばらつきの影響を最小限に抑
え、ピッチング方向及びヨーイング方向のどちらとも、
優れた位置検出精度を実現しようとするものである。そ
こで、図４に示す構成に代わるものとして図６に示す構
成を採用する。

【００４４】図６に示すように、２次元ＰＳＤ１４に、
そのピッチング方向（Ｙ方向）での２つの光電流出力Ｉ
ｙ１，Ｉｙ２を個別に電圧値Ｖｙ１，Ｖｙ２に変換する
Ｉ−Ｖ変換アンプ２０ｙ，２１ｙが接続されているとと
もに、そのヨーイング方向（Ｘ方向）での２つの光電流
出力Ｉｘ１，Ｉｘ２を個別に電圧値Ｖｘ１，Ｖｘ２に変
換するＩ−Ｖ変換アンプ２０ｘ，２１ｘが接続されてい
る。ピッチング方向（Ｙ方向）のＩ−Ｖ変換アンプ２０
ｙ，２１ｙの各出力端が差動アンプ部２２ｙに入力接続
され、差動アンプ部２２ｙから第１のコイル７ｙを駆動
制御するための信号ｙが出力されるようになっている。
また、ヨーイング方向（Ｘ方向）のＩ−Ｖ変換アンプ２
０ｘ，２１ｘの各出力端が差動アンプ部２２ｘに入力接
続され、差動アンプ部２２ｘから第２のコイル７ｘを駆
動制御するための信号ｘが出力されるようになってい
る。

【００４５】そして、ピッチング方向（Ｙ方向）のＩ−
Ｖ変換アンプ２０ｙ，２１ｙの各々から出力される電圧
値Ｖｙ１，Ｖｙ２を加算して電圧値の和Ａ＝Ｖｙ１＋Ｖ
ｙ２を出力する加算アンプ部２３ｙと、ヨーイング方向
（Ｘ方向）のＩ−Ｖ変換アンプ２０ｘ，２１ｘの各々か
ら出力される電圧値Ｖｘ１，Ｖｘ２を加算して電圧値の
和Ｂ＝Ｖｘ１＋Ｖｘ２を出力する加算アンプ部２３ｘ
と、加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａ＝Ｖ
ｙ１＋Ｖｙ２と加算アンプ部２３ｘの出力である電圧値
の和Ｂ＝Ｖｘ１＋Ｖｘ２とを加算して、Ｇ＝Ａ＋Ｂで示
される総和Ｇを出力する演算部２４と、像ぶれ補正装置
の電源を投入したときに生成されるライトイネーブル信
号ＷＥによって、電源投入時のすなわち電気中心（Ｏ）
での総和Ｇを参照値Ｇ（Ｏ）として記憶する記憶部２５
と、実測での任意のスポット位置での前記電圧値の総和
Ｇと記憶部２５からリードイネーブル信号ＲＥによって
読み出される電気中心（Ｏ）での総和である参照値Ｇ
（Ｏ）との差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ−Ｇ（Ｏ）を
出力する差分処理部２６と、差分処理部２６からの差分
情報Ｄに基づいてＬＥＤ１２に対する駆動電流を制御す
る状態でＬＥＤ１２を駆動する駆動アンプ部２７とを備
えている。

【００４６】前述の電気中心（Ｏ）におけるピッチング
方向（Ｙ方向）の電圧値の和をＡ（Ｏ）、ヨーイング方
向（Ｘ方向）の電圧値の和をＢ（Ｏ）とすると、記憶部
２５に記憶される参照値Ｇ（Ｏ）は、

【００４７】

【数３】 Ｇ（Ｏ）＝Ａ（Ｏ）＋Ｂ（Ｏ） となる。

【００４８】この参照値Ｇ（Ｏ）の値は、電気中心
（Ｏ）でのリニアリティが損なわれていないことから、
正規の基準値としてよいものである。その正規の基準値
である参照値Ｇ（Ｏ）に任意のスポット位置での電圧値
総和Ｇが一致するようにＬＥＤ１２を駆動するのであ
る。

【００４９】次に、上記のように構成された実施の形態
１の像ぶれ補正装置の動作を説明する。

【００５０】像ぶれ補正装置の電源を投入したときにお
いて、２次元ＰＳＤ１４の状態は電気中心（Ｏ）となっ
ているが、演算部２４はこの電気中心（Ｏ）での電圧値
の和Ａ（Ｏ）と電圧値の和Ｂ（Ｏ）とを、前記の数式
（数３）に従って加算して参照値Ｇ（Ｏ）＝Ａ（Ｏ）＋
Ｂ（Ｏ）を算出し、記憶部２５はその参照値Ｇ（Ｏ）を
記憶する。

【００５１】そして、像ぶれ補正装置の実動作におい
て、演算部２４は、任意のスポット位置での電圧値の和
Ａと電圧値の和Ｂとを入力し、

【００５２】

【数４】 Ｇ＝Ａ＋Ｂ に従って加算して電圧値総和Ｇを算出する。差分処理部
２６は、演算部２４からの電圧値総和Ｇと記憶部２５か
らの参照値Ｇ（Ｏ）との差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ
−Ｇ（Ｏ）を出力する。駆動アンプ部２７は、差分情報
Ｄに基づいてＬＥＤ１２に対する駆動電流を制御する。

【００５３】以上のようにして、２次元ＰＳＤ１４のピ
ッチング方向（Ｙ方向）およびヨーイング方向（Ｘ方
向）の任意のスポット位置での受光量総和すなわち電圧
値総和Ｇを基準の参照値Ｇ（Ｏ）と一致するようにＬＥ
Ｄ１２を駆動することにより、２次元ＰＳＤ１４のピッ
チング方向（Ｙ方向）およびヨーイング方向（Ｘ方向）
の素子のばらつきを最小限に抑えることができる。その
結果として、差動アンプ部２２ｙ，２２ｘの位置検出精
度は極めて良好なものとなり、高精度なシフトユニット
１７を実現することができる。

【００５４】以上のように本実施の形態１によれば、２
次元駆動装置及びそれを用いた像ぶれ補正装置におい
て、２次元方向に沿って移動対象を移動させるメカニズ
ムの位置検出素子として２次元ＰＳＤ（２次元位置検出
素子）を用いたことにより、位置検出素子と発光素子か
らなる位置検出手段としては、従来技術の場合に２つで
あったところを１つへ削減できるため、部品点数を削減
して像ぶれ補正装置の小型化を図ることができる。

【００５５】さらには、簡易な構成を用いて制御方式を
改善することにより、製造公差のために２次元ＰＳＤに
おいてピッチング方向（Ｙ方向）とヨーイング方向（Ｘ
方向）の２方向で素子のばらつきがあっても、ピッチン
グ方向及びヨーイングの両方向について２次元ＰＳＤの
位置検出精度を高精度なものにすることができる。

【００５６】（実施の形態２）次に、この発明の実施の
形態２について、図７を用いて説明する。図７は実施の
形態２において２次元ＰＳＤから出力される光出力電流
値に基づいて２次元位置を演算し出力するための演算回
路の一例を示すブロック回路図である。なお、これまで
説明したものについては同一の番号を付し、その説明を
省略する。また本実施の形態２のシフトユニット１７
は、実施の形態１にて説明したものと同一である。

【００５７】２次元ＰＳＤ１４の光電流出力について
は、そのピッチング方向（Ｙ方向）の光電流出力の和
（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）とヨーイング方向（Ｘ方向）の光電
流出力の和（Ｉｘ１＋Ｉｘ２）とが互いに等しいのが理
想的であるが、２次元ＰＳＤ１４の製造公差等の影響に
より、同一となりにくいことがある。そして、その光電
流出力の和が小さい方向においては、大きい方向におけ
るのと比べて外乱等の影響を受けやすくなるため、その
位置検出精度が悪化するという問題がある。

【００５８】そこで本実施の形態２においては、その素
子のばらつきの影響を最小限に抑え、ピッチング方向及
びヨーイング方向のどちらにおいても、高精度な位置検
出精度を実現しようとするものである。

【００５９】図１６（ｂ）の場合には、ピッチング方向
（Ｙ方向）の光電流出力の和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）に対し
て、ヨーイング方向（Ｘ方向）の光電流出力の和（Ｉｘ
１＋Ｉｘ２）が小さくなっている。この場合には、ピッ
チング方向（Ｙ方向）の加算アンプ部２３ｙから出力さ
れる電圧値の和Ａ＝Ｖｙ１＋Ｖｙ２に対して、ヨーイン
グ方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘから出力される
電圧値の和Ｂ＝Ｖｘ１＋Ｖｘ２の方が小さくなってい
る。そして、２次元ＰＳＤ１４の製造の段階であらかじ
めこのような特性となっていることが分かっているとす
る。

【００６０】このような場合に、製造時のテスト等で電
源投入時に必ず現出されるところの電気中心（Ｏ）での
電圧値の和Ａ（Ｏ）とＢ（Ｏ）とを求めて、両者の比率
を補正係数ｋ_Bとして、

【００６１】

【数５】 ｋ_B＝Ａ（Ｏ）／Ｂ（Ｏ） によってあらかじめ求めておく。Ａ（Ｏ）＞Ｂ（Ｏ）ゆ
えに、ｋ_B＞１である。この補正係数ｋ_Bの値は、２次元
ＰＳＤ１４の製造過程で既知の値であるため、記憶部２
５にその補正係数ｋ_Bの値をデフォールト値として記憶
しておく。

【００６２】演算部２４は、ピッチング方向（Ｙ方向）
の加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａと、ヨ
ーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘの出力で
ある電圧値の和Ｂとを入力して、値が小さい方の電圧値
の和Ｂに補正係数ｋ_Bを掛けて変換してＢ′＝ｋ_B・Ｂと
したうえで、

【００６３】

【数６】 Ｇ＝Ａ＋Ｂ′ の演算を実行するものである。

【００６４】次に、上記のように構成された実施の形態
２の図７に示す像ぶれ補正装置の動作を説明する。

【００６５】像ぶれ補正装置の電源を投入したときにお
いて、２次元ＰＳＤ１４の状態は電気中心（Ｏ）となっ
ているが、演算部２４は、この電気中心（Ｏ）での電圧
値の和Ａ（Ｏ）と電圧値の和Ｂ（Ｏ）を入力し、電圧値
の和Ｂ（Ｏ）について、

【００６６】

【数７】 Ｂ′（Ｏ）←ｋ_B・Ｂ（Ｏ） の変換を行ったうえで、

【００６７】

【数８】 Ｇ（Ｏ）＝Ａ（Ｏ）＋Ｂ′（Ｏ） の演算を実行する。記憶部２５は、その参照値Ｇ（Ｏ）
を記憶する。

【００６８】そして、像ぶれ補正装置の実動作におい
て、演算部２４は、任意のスポット位置での電圧値の和
Ａと電圧値の和Ｂを入力し、電圧値の和Ｂについて、

【００６９】

【数９】 Ｂ′←ｋ_B・Ｂ の変換を行ったうえで、

【００７０】

【数１０】 Ｇ＝Ａ＋Ｂ′ の演算を実行する。あとは、実施の形態１の場合と同様
である。すなわち、差分処理部２６は、演算部２４から
の電圧値総和Ｇと記憶部２５からの参照値Ｇ（Ｏ）との
差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ−Ｇ（Ｏ）を出力する。
駆動アンプ部２７は、差分情報Ｄに基づいてＬＥＤ１２
に対する駆動電流を制御する。

【００７１】上記の数式（数９）と（数１０）をまとめ
ると、

【００７２】

【数１１】 Ｇ＝Ａ＋ｋ_B・Ｂ である。さらには、（数５）を参照して、

【００７３】

【数１２】ということである。この数式（数１２）にお
いて、Ａ＝Ａ（Ｏ）、Ｂ＝Ｂ（Ｏ）を代入すると、

【００７４】

【数１３】 Ｇ＝２×Ａ（Ｏ）＝Ｇ（Ｏ） となり、任意のスポット位置での電圧値総和Ｇは、常
に、値の大きい方の電気中心（Ｏ）での電圧値の和Ａ
（Ｏ）を基準として、その２倍に固定的に保たれるとい
うことにほかならない。

【００７５】以上のように、ヨーイング方向（Ｘ方向）
の感度が所定値より低くなった状態で２次元ＰＳＤ１４
が製造されているときには、実動作において、電圧値の
和Ｂに対して補正係数ｋ_Bを乗算するｋ_B倍（＞１）の補
正を行っているのである。そして、このような補正を行
ったうえでＬＥＤ１２を駆動することにより、特に光電
流出力の小さいヨーイング方向（Ｘ方向）での光量フィ
ードバック量を大きくすることができ、その結果とし
て、光電流出力の小さいヨーイング方向（Ｘ方向）での
素子に対する外乱の影響を最小限に抑えることが可能と
なるため、差動アンプ部２２ｙ，２２ｘの位置検出精度
は極めて良好なものとなり、高精度なシフトユニット１
７を実現することができる。

【００７６】上記の説明は、ヨーイング方向（Ｘ方向）
の感度がピッチング方向（Ｙ方向）より低い場合のもの
であったが、逆の、ピッチング方向（Ｙ方向）の感度が
ヨーイング方向（Ｘ方向）より低いときもあり得ること
で、その場合には、次のようになる。

【００７７】すなわち、ヨーイング方向（Ｘ方向）の加
算アンプ部２３ｘから出力される電圧値の和Ｂ＝Ｖｘ１
＋Ｖｘ２に対して、ピッチング方向（Ｙ方向）の加算ア
ンプ部２３ｙから出力される電圧値の和Ａ＝Ｖｙ１＋Ｖ
ｙ２の方が小さくなっているということが、２次元ＰＳ
Ｄ１４の製造の段階であらかじめ分かっているとする。

【００７８】この場合に、電気中心（Ｏ）での電圧値の
和Ａ（Ｏ）とＢ（Ｏ）とを求めて、両者の比率を補正係
数ｋ_Aとして、

【００７９】

【数１４】 ｋ_A＝Ｂ（Ｏ）／Ａ（Ｏ） によってあらかじめ求めておく。Ｂ（Ｏ）＞Ａ（Ｏ）ゆ
えに、ｋ_A＞１である。この補正係数ｋ_Aの値は、２次元
ＰＳＤ１４の製造過程で既知の値であるため、記憶部２
５にその補正係数ｋ_Aの値をデフォールト値として記憶
しておく。

【００８０】演算部２４は、ピッチング方向（Ｙ方向）
の加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａと、ヨ
ーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘの出力で
ある電圧値の和Ｂとを入力して、値が小さい方の電圧値
の和Ａに補正係数ｋ_Aを掛けて変換してＡ′＝ｋ_A・Ａと
したうえで、

【００８１】

【数１５】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ の演算を実行するものである。

【００８２】補正係数ｋ_Aに基づく場合の動作を次に説
明する。

【００８３】像ぶれ補正装置の電源を投入したときにお
いて、２次元ＰＳＤ１４の状態は電気中心（Ｏ）となっ
ているが、演算部２４は、この電気中心（Ｏ）での電圧
値の和Ａ（Ｏ）と電圧値の和Ｂ（Ｏ）を入力し、電圧値
の和Ａ（Ｏ）について、

【００８４】

【数１６】 Ａ′（Ｏ）←ｋ_A・Ａ（Ｏ） の変換を行ったうえで、

【００８５】

【数１７】 Ｇ（Ｏ）＝Ａ′（Ｏ）＋Ｂ（Ｏ） の演算を実行する。記憶部２５は、その参照値Ｇ（Ｏ）
を記憶する。

【００８６】そして、像ぶれ補正装置は、実動作におい
て、演算部２４は、任意のスポット位置での電圧値の和
Ａと電圧値の和Ｂを入力し、電圧値の和Ａについて、

【００８７】

【数１８】 Ａ′←ｋ_A・Ａ の変換を行ったうえで、

【００８８】

【数１９】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ の演算を実行する。あとは、実施の形態１の場合と同様
である。すなわち、差分処理部２６は、演算部２４から
の電圧値総和Ｇと記憶部２５からの参照値Ｇ（Ｏ）との
差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ−Ｇ（Ｏ）を出力する。
駆動アンプ部２７は、差分情報Ｄに基づいてＬＥＤ１２
に対する駆動電流を制御する。

【００８９】上記の数式（数１８）と（数１９）をまと
めると、

【００９０】

【数２０】 Ｇ＝ｋ_A・Ａ＋Ｂ である。さらには、（数１４）を参照して、

【００９１】

【数２１】ということである。この数式（数２１）にお
いて、Ａ＝Ａ（Ｏ）、Ｂ＝Ｂ（Ｏ）を代入すると、

【００９２】

【数２２】 Ｇ＝２×Ｂ（Ｏ）＝Ｇ（Ｏ） となり、任意のスポット位置での電圧値総和Ｇは、常
に、値の大きい方の電気中心（Ｏ）での電圧値の和Ｂ
（Ｏ）を基準として、その２倍に固定的に保たれるとい
うことにほかならない。

【００９３】以上のように、ピッチング方向（Ｙ方向）
の感度が所定値より低くなった状態で２次元ＰＳＤ１４
が製造されているときには、実動作において、電圧値の
和Ａに対して補正係数ｋ_Aを乗算するｋ_A倍（＞１）の補
正を行っているのである。そして、このような補正を行
ったうえでＬＥＤ１２を駆動することにより、特に光電
流出力の小さいピッチング方向（Ｙ方向）での光量フィ
ードバック量を大きくすることができ、その結果とし
て、光電流出力の小さいピッチング方向（Ｙ方向）での
素子に対する外乱の影響を最小限に抑えることが可能と
なるため、差動アンプ部２２ｙ，２２ｘの位置検出精度
は極めて良好なものとなり、高精度なシフトユニット１
７を実現することができる。

【００９４】以上のように本実施の形態２によれば、２
次元駆動装置及びそれを用いた像ぶれ補正装置におい
て、２次元方向に沿って移動対象を移動させるメカニズ
ムの位置検出素子として２次元ＰＳＤ（２次元位置検出
素子）を用いたことにより、位置検出素子と発光素子か
らなる位置検出手段としては、従来技術の場合に２つで
あったところを１つへ削減できるため、部品点数を削減
して像ぶれ補正装置の小型化を図ることができる。

【００９５】さらには、簡易な構成を用いて制御方式を
改善することにより、製造公差のために２次元ＰＳＤに
おいてピッチング方向（Ｙ方向）とヨーイング方向（Ｘ
方向）の２方向で素子のばらつきがによる出力差があっ
ても、ピッチング方向及びヨーイングの両方向につい
て、２次元ＰＳＤの位置検出精度を高精度なものにする
ことができる。

【００９６】（実施の形態３）次に、この発明の実施の
形態３について、図８〜図１０を用いて説明する。図８
はＬＥＤの取り付けばらつき、スリットの加工ばらつき
の状態を示す図、図９はＬＥＤの取り付けばらつき、ス
リットの加工ばらつきによる２次元ＰＳＤ素子上でのＬ
ＥＤのスポット形状の概念図、図１０は２次元ＰＳＤか
ら出力される光出力電流値に基づいて２次元位置を演算
し出力するための演算回路の一例を示すブロック回路図
である。なお、これまで説明したものについては同一の
番号を付し、その説明を省略する。また本実施の形態３
のシフトユニット１７は、実施の形態１にて説明したも
のと同一である。

【００９７】２次元ＰＳＤ１４の光電流出力は、発光素
子であるＬＥＤ１２との相対位置関係、あるいはスリッ
ト１３の加工精度により影響を受けやすく、ピッチング
方向（Ｙ方向）の光電流出力の和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）と
ヨーイング方向（Ｘ方向）の光電流出力の和（Ｉｘ１＋
Ｉｘ２）とは、互いに等しい状態とはなりにくい。具体
的には、図８（ａ）に示すような２次元ＰＳＤ１４に対
するＬＥＤ１２の傾き、図８（ｂ）に示すようなスリッ
ト１３の傾きなどによる影響が大きいのでである。そし
て、その光電流出力の和が小さい方向においては、大き
い方向におけるのと比べて外乱等の影響を受けやすくな
るため、その位置検出精度が悪化するという問題があ
る。

【００９８】そこで本実施の形態３においては、その取
り付け及び加工精度ばらつき等の影響を最小限に抑え、
ピッチング方向及びヨーイング方向のどちらにおいて
も、高精度な位置検出精度を実現しようとするものであ
る。

【００９９】図９に示す一例のように、スポット光がほ
ぼ楕円形状となり、その長軸の方向がヨーイング方向
（Ｘ方向）に沿っていて、ヨーイング方向（Ｘ方向）で
の単位面積当たりの光量が減少する結果として、ピッチ
ング方向（Ｙ方向）に対してヨーイング方向（Ｘ方向）
の光電流出力の和が小さくなる場合について説明する。

【０１００】ピッチング方向（Ｙ方向）の光電流出力の
和（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）に対して、ヨーイング方向（Ｘ方
向）の光電流出力の和（Ｉｘ１＋Ｉｘ２）が小さくなっ
ている場合には、ピッチング方向（Ｙ方向）の加算アン
プ部２３ｙから出力される電圧値の和Ａ＝Ｖｙ１＋Ｖｙ
２に対して、ヨーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部
２３ｘから出力される電圧値の和Ｂ＝Ｖｘ１＋Ｖｘ２の
方が小さくなる。すなわち、Ａ＞Ｂである。

【０１０１】比較判定部２８は、ピッチング方向（Ｙ方
向）の加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａ
と、ヨーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘの
出力である電圧値の和Ｂとを入力して、Ａ＞Ｂのときは
判定結果Ｅとして「００」を出力し、Ａ＜Ｂのときは判
定結果Ｅとして「０１」を出力し、Ａ＝Ｂのときは判定
結果Ｅとして「１０」を出力する。

【０１０２】補正係数発生部２９は、判定結果Ｅとして
「００」（つまりＡ＞Ｂ）を入力したときは、補正係数
ｋ_A，ｋ_Bとして、

【０１０３】

【数２３】 ｋ_A＝１ ｋ_B＝Ａ／Ｂ を生成し、判定結果Ｅとして「０１」（つまりＡ＜Ｂ）
を入力したときは、補正係数ｋ_A，ｋ_Bとして、

【０１０４】

【数２４】 ｋ_A＝Ｂ／Ａ ｋ_B＝１ を生成し、判定結果Ｅとして「１０」（つまりＡ＝Ｂ）
を入力したときは、補正係数ｋ_A，ｋ_Bとして、

【０１０５】

【数２５】 ｋ_A＝１ ｋ_B＝１ を生成し、それぞれ演算部２４と記憶部２５に送出す
る。記憶部２５は、入力した補正係数ｋ_A，ｋ_Bを記憶す
る。

【０１０６】演算部２４は、ピッチング方向（Ｙ方向）
の加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａと、ヨ
ーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘの出力で
ある電圧値の和Ｂとを入力して、さらに、記憶部２５か
ら補正係数ｋ_A，ｋ_Bを読み出し、

【０１０７】

【数２６】 Ａ′←ｋ_A・Ａ Ｂ′←ｋ_B・Ｂ の変換を行ったうえで、

【０１０８】

【数２７】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ′ の演算を実行するものである。

【０１０９】まとめると、

【０１１０】

【数２８】 Ｇ＝ｋ_A・Ａ＋ｋ_B・Ｂ である。

【０１１１】本実施の形態３においては、以上のような
比較判定部２８と補正係数発生部２９と演算部２４と記
憶部２５を備え、さらに差分処理部２６を備えた構成と
なっている。

【０１１２】次に、上記のように構成された実施の形態
３の図１０の像ぶれ補正装置の動作を説明する。

【０１１３】像ぶれ補正装置の電源を投入したときにお
いて、２次元ＰＳＤ１４の状態は電気中心（Ｏ）となっ
ているが、比較判定部２８は、この電気中心（Ｏ）での
電圧値の和Ａ（Ｏ）と電圧値の和Ｂ（Ｏ）を入力し、上
記の条件に従って判定結果Ｅを補正係数発生部２９に送
出する。すなわち、 Ａ（Ｏ）＞Ｂ（Ｏ）のとき、Ｅ＝「００」 Ａ（Ｏ）＜Ｂ（Ｏ）のとき、Ｅ＝「０１」 Ａ（Ｏ）＝Ｂ（Ｏ）のとき、Ｅ＝「１０」 を出力する。

【０１１４】補正係数発生部２９は、判定結果Ｅとして
「００」（つまりＡ（Ｏ）＞Ｂ（Ｏ））を入力したとき
は、補正係数ｋ_A，ｋ_Bとして、

【０１１５】

【数２９】 ｋ_A＝１ ｋ_B＝Ａ（Ｏ）／Ｂ（Ｏ） を生成し、判定結果Ｅとして「０１」（つまりＡ（Ｏ）
＜Ｂ（Ｏ））を入力したときは、補正係数ｋ_A，ｋ_Bとし
て、

【０１１６】

【数３０】 ｋ_A＝Ｂ（Ｏ）／Ａ（Ｏ） ｋ_B＝１ を生成し、判定結果Ｅとして「１０」（つまりＡ（Ｏ）
＝Ｂ（Ｏ））を入力したときは、補正係数ｋ_A，ｋ_Bとし
て、

【０１１７】

【数３１】 ｋ_A＝１ ｋ_B＝１ を生成し、それぞれ演算部２４と記憶部２５に送出す
る。記憶部２５は、入力した補正係数ｋ_A，ｋ_Bを記憶す
る。いずれにしても、ｋ_A≧１，ｋ_B≧１である。

【０１１８】演算部２４は、この電気中心（Ｏ）での電
圧値の和Ａ（Ｏ）と電圧値の和Ｂ（Ｏ）を入力し、それ
ぞれについて、

【０１１９】

【数３２】 Ａ′（Ｏ）←ｋ_A・Ａ（Ｏ） Ｂ′（Ｏ）←ｋ_B・Ｂ（Ｏ） の変換を行ったうえで、

【０１２０】

【数３３】 Ｇ（Ｏ）＝Ａ′（Ｏ）＋Ｂ′（Ｏ） の演算を実行する。記憶部２５は、その参照値Ｇ（Ｏ）
を記憶する。

【０１２１】そして、像ぶれ補正装置は、実動作におい
て、演算部２４は、電圧値の和Ａと電圧値の和Ｂを入力
し、また、記憶部２５から補正係数ｋ_A，ｋ_Bを読み出し
たうえで、電圧値の和Ａ，Ｂのそれぞれについて

【０１２２】

【数３４】 Ａ′←ｋ_A・Ａ Ｂ′←ｋ_B・Ｂ の変換を行ったうえで、

【０１２３】

【数３５】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ′ の演算を実行する。あとは、実施の形態１の場合と同様
である。すなわち、差分処理部２６は、演算部２４から
の電圧値総和Ｇと記憶部２５からの参照値Ｇ（Ｏ）との
差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ−Ｇ（Ｏ）を出力する。
駆動アンプ部２７は、差分情報Ｄに基づいてＬＥＤ１２
に対する駆動電流を制御する。

【０１２４】以上のように、電圧値の和Ａ，Ｂに対して
補正係数ｋ_A，ｋ_Bに基づいた補正を行ったうえでＬＥＤ
１２を駆動することにより、特に光電流出力の小さい方
向での光量フィードバック量を大きくすることができ、
その結果として、ＬＥＤ１２の取り付け誤差、スリット
１３の加工誤差等により生じた２次元ＰＳＤ１４におい
て光電流出力の小さい方向の素子に対する外乱の影響を
最小限に抑えることが可能となるため、差動アンプ部２
２ｙ，２２ｘの位置検出精度は極めて良好なものとな
り、高精度なシフトユニット１７を実現することができ
る。

【０１２５】以上のように本実施の形態３によれば、２
次元駆動装置及びそれを用いた像ぶれ補正装置におい
て、２次元方向に沿って移動対象を移動させるメカニズ
ムの位置検出素子として２次元ＰＳＤ（２次元位置検出
素子）を用いたことにより、位置検出素子と発光素子か
らなる位置検出手段としては、従来技術の場合に２つで
あったところを１つへ削減できるため、部品点数を削減
して像ぶれ補正装置の小型化を図ることができる。

【０１２６】さらには、簡易な構成を用いて制御方式を
改善することにより、ＬＥＤの取り付け精度やスリット
の加工精度ばらつき等に起因する出力差があっても、ピ
ッチング方向及びヨーイングの両方向について、２次元
ＰＳＤの位置検出精度を高精度なものにすることができ
る。

【０１２７】（実施の形態４）次に、この発明の実施の
形態４について、図１１、図１２を用いて説明する。図
１１は２次元ＰＳＤ上の位置とオフセット量及び光電流
出力値との関係を示す図、図１２は２次元ＰＳＤから出
力される光出力電流値に基づいて２次元位置を演算し出
力するための演算回路の一例を示すブロック回路図であ
る。なお、これまで説明したものについては同一の番号
を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態４の
シフトユニット１７は、実施の形態１にて説明したもの
と同一である。

【０１２８】２次元ＰＳＤ１４の位置検出精度は、その
電気中心（Ｏ）を中心にして一定の検出範囲にて測定す
る場合が最も高精度な検出精度を得られる。しかしなが
らシフトユニット１７においては、図１に示したように
２次元ＰＳＤ１４をＰＳＤ基板１５に取り付けること、
さらにはＰＳＤ基板１５を固定枠１０に取り付けること
により、取り付け誤差が発生するため、図１１に示すよ
うに、２次元ＰＳＤ１４の電気中心とＬＥＤ１２を搭載
した像ぶれ補正用レンズ群１の動作範囲の中心とは必ず
しも一致しないことから、ある一定のオフセット量が発
生することになる。このオフセット量が大きい場合に
は、２次元ＰＳＤ上の片側では、より電気中心より離れ
た位置にて検出する状態となってしまうため、光電流出
力が小さくなり、その位置検出精度も悪化するという問
題がある。

【０１２９】そこで本実施の形態４においては、そのオ
フセット量の影響を最小限に抑え、高精度な位置検出精
度を実現しようとするものである。

【０１３０】図１１がヨーイング方向（Ｘ方向）でのオ
フセットを表しているとする。そのオフセット量をＣｘ
とする。オフセット量Ｃｘは、その点での光電流出力の
差ｃ _x＝（Ｉｘ１−Ｉｘ２）に比例する。この光電流出
力の差ｃ_xは、差動アンプ部２２ｘから得ることができ
る。オフセット量Ｃｘが増加するにつれて、光電流出力
の和（Ｉｘ１＋Ｉｘ２）は減少する傾向がある。すなわ
ち、光電流出力の和に対してはオフセット量Ｃｘは反比
例的な関係にある。

【０１３１】そこで、補正係数ｈ_Bを考えるときに、

【０１３２】

【数３６】 ｈ_B＝ｃ_x／Ｃｘ とする。電気中心（Ｏ）に近く、Ｃｘがゼロに近いとき
は、ｈ_B≒１である。そこで、Ｃｘ＝０のときに、ｈ_B＝
１と定める。一般的には、ｈ_B≧１となる。

【０１３３】同様に、ピッチング方向（Ｙ方向）でのオ
フセット量Ｃｙについて考えると、図示はしていない
が、オフセット量Ｃｙは、その点での光電流出力の差ｃ
_y＝（Ｉｙ１−Ｉｙ２）に比例する。この光電流出力の
差ｃ_yは、差動アンプ部２２ｙから得ることができる。
オフセット量Ｃｙが増加するにつれて、光電流出力の和
（Ｉｙ１＋Ｉｙ２）は減少する傾向がある。すなわち、
光電流出力の和に対してはオフセット量Ｃｙは反比例的
な関係にある。そこで、補正係数ｈ_Aを考えるときに、

【０１３４】

【数３７】 ｈ_A＝ｃ_y／Ｃｙ とする。電気中心（Ｏ）に近く、Ｃｙがゼロに近いとき
は、ｈ_A≒１である。そこで、Ｃｙ＝０のときに、ｈ_A＝
１と定める。一般的には、ｈ_A≧１となる。

【０１３５】比較判定部３０は、ピッチング方向（Ｙ方
向）の差動アンプ部２２ｙの出力である電圧値の差Ｍ
と、ヨーイング方向（Ｘ方向）の差動アンプ部２２ｘの
出力である電圧値の差Ｎとを入力して、Ｍ＝０のときは
判定結果Ｆとして「００」を出力し、Ｍ≠０のときは判
定結果Ｆとして「０１」を出力し、Ｎ＝０のときは判定
結果Ｆとして「１０」を出力し、Ｎ≠０のときは判定結
果Ｆとして「１１」を出力する。

【０１３６】補正係数発生部３１は、判定結果Ｆとして
「００」（つまりＭ＝０）を入力したときは、補正係数
ｈ_Aとして、

【０１３７】

【数３８】 ｈ_A＝１ を生成し、判定結果Ｆとして「０１」（つまりＭ≠０）
を入力したときは、補正係数ｈ_Aとして、

【０１３８】

【数３９】 ｈ_A＝α／Ｍ を生成する。ここで、αは所定の比例定数であり、この
αはあらかじめの試験によって求めておくものである。

【０１３９】また、補正係数発生部３１は、判定結果Ｆ
として「１０」（つまりＮ＝０）を入力したときは、補
正係数ｈ_Bとして、

【０１４０】

【数４０】 ｈ_B＝１ を生成し、判定結果Ｆとして「１１」（つまりＮ≠０）
を入力したときは、補正係数ｈ_Bとして、

【０１４１】

【数４１】 ｈ_B＝β／Ｎ を生成する。ここで、βは所定の比例定数であり、この
βはあらかじめの試験によって求めておくものである。

【０１４２】補正係数発生部３１が生成した補正係数ｈ
_A，ｈ_Bは、それぞれ演算部２４と記憶部２５に送出され
る。記憶部２５は、その補正係数ｈ_A，ｈ_Bを一時記憶す
る。

【０１４３】演算部２４は、ピッチング方向（Ｙ方向）
の加算アンプ部２３ｙの出力である電圧値の和Ａと、ヨ
ーイング方向（Ｘ方向）の加算アンプ部２３ｘの出力で
ある電圧値の和Ｂとを入力して、

【０１４４】

【数４２】 Ａ′←ｈ_A・Ａ Ｂ′←ｈ_B・Ｂ の変換を行ったうえで、

【０１４５】

【数４３】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ′ の演算を実行するものである。

【０１４６】まとめると、

【０１４７】

【数４４】 Ｇ＝ｈ_A・Ａ＋ｈ_B・Ｂ である。

【０１４８】本実施の形態４においては、以上のような
比較判定部３０と補正係数発生部３１と演算部２４と記
憶部２５を備え、さらに差分処理部２６を備えた構成と
なっている。

【０１４９】次に、上記のように構成された実施の形態
４の図１２の像ぶれ補正装置の動作を説明する。

【０１５０】像ぶれ補正装置の電源を投入したときにお
いて、比較判定部３０は、上記の条件に従って判定結果
Ｆを補正係数発生部３１に送出する。補正係数発生部３
１は、上記の条件に従って、補正係数ｈ_A，ｈ_Bを生成
し、演算部２４と記憶部２５に送出する。記憶部２５
は、入力した補正係数ｈ_A，ｈ_Bを記憶する。

【０１５１】演算部２４は、この電源投入時の電圧値の
和Ａ（ＯＳ）と電圧値の和Ｂ（ＯＳ）を入力し、それぞ
れについて、

【０１５２】

【数４５】 Ａ′（ＯＳ）←ｈ_A・Ａ（ＯＳ） Ｂ′（ＯＳ）←ｈ_B・Ｂ（ＯＳ） の変換を行ったうえで、

【０１５３】

【数４６】 Ｇ（ＯＳ）＝Ａ′（ＯＳ）＋Ｂ′（ＯＳ） の演算を実行する。記憶部２５は、その参照値Ｇ（Ｏ
Ｓ）を記憶する。

【０１５４】そして、像ぶれ補正装置は、実動作におい
て、演算部２４は、電圧値の和Ａと電圧値の和Ｂを入力
し、また、記憶部２５から補正係数ｈ_A，ｈ_Bを読み出し
たうえで、電圧値の和Ａ，Ｂのそれぞれについて

【０１５５】

【数４７】 Ａ′←ｈ_A・Ａ Ｂ′←ｈ_B・Ｂ の変換を行ったうえで、

【０１５６】

【数４８】 Ｇ＝Ａ′＋Ｂ′ の演算を実行する。あとは、実施の形態１の場合と同様
である。すなわち、差分処理部２６は、演算部２４から
の電圧値総和Ｇと記憶部２５からの参照値Ｇ（ＯＳ）と
の差分を演算して差分情報Ｄ＝Ｇ−Ｇ（ＯＳ）を出力す
る。駆動アンプ部２７は、差分情報Ｄに基づいてＬＥＤ
１２に対する駆動電流を制御する。

【０１５７】以上のように、ピッチング方向（Ｙ方向）
およびヨーイング方向（Ｘ方向）のオフセット量Ｃｙ，
Ｃｘつまりは電圧値の差Ｍ，Ｎに対して補正係数ｈ_A，
ｈ_Bに基づいた補正を行ったうえでＬＥＤ１２を駆動す
ることにより、特に２次元ＰＳＤ１４の電気中心（Ｏ）
からのオフセット量が大きいことによる光電流出力の小
さい方向での光量フィードバック量を大きくすることが
でき、その結果として、２次元ＰＳＤ１４の取り付け誤
差等により生じた光電流出力の小さい方向の素子に対す
る外乱の影響を最小限に抑えることが可能となるため、
差動アンプ部２２ｙ，２２ｘの位置検出精度は極めて良
好なものとなり、高精度なシフトユニット１７を実現す
ることができる。

【０１５８】以上のように本実施の形態４によれば、２
次元駆動装置及びそれを用いた像ぶれ補正装置におい
て、２次元方向に沿って移動対象を移動させるメカニズ
ムの位置検出素子として２次元ＰＳＤ（２次元位置検出
素子）を用いたことにより、位置検出素子と発光素子か
らなる位置検出手段としては、従来技術の場合に２つで
あったところを１つへ削減できるため、部品点数を削減
して像ぶれ補正装置の小型化を図ることができる。

【０１５９】さらには、簡易な構成を用いて制御方式を
改善することにより、２次元ＰＳＤ（２次元位置検出素
子）の取り付け精度ばらつき等に起因する出力差があっ
ても、ピッチング方向及びヨーイングの両方向につい
て、２次元ＰＳＤの位置検出精度を高精度なものにする
ことができる。

【０１６０】なお、上記の各実施の形態においては、位
置検出手段を構成するＬＥＤ１２と２次元ＰＳＤ１４の
うちＬＥＤ１２の方をピッチング移動枠２に取り付けた
が、逆に２次元ＰＳＤ１４の方をピッチング移動枠２に
取り付けた構成としてもよい。したがって、特許請求の
範囲の記載において、「２次元位置検出素子」を必要に
応じて「発光素子」と読み替えてよきものとする。

【０１６１】

【発明の効果】本発明によれば、２次元方向に沿って移
動対象を移動させるもので、装置小型化のために位置検
出素子として２次元位置検出素子を採用した２次元駆動
装置または像ぶれ補正装置において、２次元位置検出素
子の２つの方向での検出値和の総和をもって制御のため
の演算を行うので、位置検出精度を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による像ぶれ補正装置
の分解斜視図

【図２】 本発明の実施の形態１におけるピッチング移
動枠の拡大斜視図

【図３】 本発明の実施の形態１における２次元ＰＳＤ
の素子の概略を示す図

【図４】 本発明の実施の形態１での先行技術における
２次元ＰＳＤから出力される光出力電流値に基づいて２
次元位置を演算し出力するための演算回路の一例を示す
ブロック回路図

【図５】 本発明の実施の形態１における像ぶれ補正回
路のブロック図

【図６】 本発明の実施の形態１における２次元ＰＳＤ
から出力される光出力電流値に基づいて２次元位置を演
算し出力するための演算回路の一例を示すブロック回路
図

【図７】 本発明の実施の形態２における２次元ＰＳＤ
から出力される光出力電流値に基づいて２次元位置を演
算し出力するための演算回路の一例を示すブロック回路
図

【図８】 ＬＥＤの取り付けばらつき、スリットの加工
ばらつきの状態を示す図

【図９】 ＬＥＤの取り付けばらつき、スリットの加工
ばらつきによる２次元ＰＳＤ素子上でのＬＥＤのスポッ
ト形状の概念図

【図１０】 本発明の実施の形態３における２次元ＰＳ
Ｄから出力される光出力電流値に基づいて２次元位置を
演算し出力するための演算回路の一例を示すブロック回
路図

【図１１】 ２次元ＰＳＤ上の位置、オフセット量及び
光電流出力値との関係を示す図

【図１２】 本発明の実施の形態４における２次元ＰＳ
Ｄから出力される光出力電流値に基づいて２次元位置を
演算し出力するための演算回路の一例を示すブロック回
路図

【図１３】 従来の１次元ＰＳＤを用いた制御方式を示
すブロック回路図

【図１４】 ２次元ＰＳＤ上の位置と理想の光電流出力
値との関係を示す図

【図１５】 ２次元ＰＳＤ上の位置と理想の位置出力と
の関係を示す図

【図１６】 ２次元ＰＳＤ上の位置と光電流出力値のば
らつきとの関係を示す図

【図１７】 ２次元ＰＳＤ上の位置と精度が悪化した時
の位置出力との関係を示す図

【図１８】 従来の像ぶれ補正装置の一例を示す分解斜
視図

【符号の説明】

１…像ぶれ補正用レンズ群 ２…ピッチング移動枠 ４…ヨーイング移動枠 ６ｙ，６ｘ…シフト用の電磁アクチュエータ ７ｙ…第１のコイル ７ｘ…第２のコイル １０…固定枠 １１…位置検出部 １２…発光素子（ＬＥＤ） １３…スリット １４…２次元位置検出素子（２次元ＰＳＤ） １５…ＰＳＤ基板 １６…フレキシブルプリントケーブル １６ａ〜１６ｃ…ランド部 １７…シフトユニット ２０ｘ，２０ｙ…Ｉ−Ｖ変換アンプ ２１ｘ，２１ｙ…Ｉ−Ｖ変換アンプ ２２ｘ，２２ｙ…差動アンプ部 ２３ｘ，２３ｙ…加算アンプ部 ２４…演算部 ２５…記憶部 ２６…差分処理部 ２７…駆動アンプ部 ２８…比較判定部 ２９…補正係数発生部 ３０…比較判定部 ３１…補正係数発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 下畠 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１および第２の方向に移動可能な移動
   対象と、前記移動対象を前記第１の方向に駆動する第１
   の駆動手段と、前記移動対象を前記第２の方向に駆動す
   る第２の駆動手段と、２次元位置検出素子に対する発光
   素子からの光の入射点によって前記移動対象の前記第１
   および第２の方向での位置を検出する位置検出手段とを
   備え、前記位置検出手段によって検出した第１および第
   ２の方向の位置が所定の位置となるように前記第１およ
   び第２の駆動手段を制御するように構成されている２次
   元駆動装置であって、前記２次元位置検出素子の前記第
   １の方向での検出値和と前記第２の方向での検出値和と
   の総和がほぼ一定に保たれるように前記発光素子を駆動
   制御するように構成されていることを特徴とする２次元
   駆動装置。
2. 【請求項２】 前記２次元位置検出素子についてあらか
   じめ求められた前記第１の方向での検出値和と前記第２
   の方向での検出値和との間の所定の関係に基づいて前記
   両方向での検出値和の総和を求める演算を補正するよう
   に構成してあることを特徴とする請求項１に記載の２次
   元駆動装置。
3. 【請求項３】 前記２次元位置検出素子の電気中心また
   はその近傍における前記第１の方向での検出値和と前記
   第２の方向での検出値和に基づいて補正係数を生成し、
   この補正係数を記憶し、この補正係数によって前記両方
   向での検出値和の総和を求める演算を補正した結果を参
   照値として記憶し、任意のスポット位置における前記第
   １の方向での検出値和と前記第２の方向での検出値和を
   前記の記憶した補正係数に基づいて補正し、その補正後
   の総和が前記の記憶した参照値に接近するように前記発
   光素子を駆動制御するように構成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の２次元駆動装置。
4. 【請求項４】 前記２次元位置検出素子の前記第１の方
   向でのオフセット量と前記第２の方向でのオフセット量
   に基づいて補正係数を生成し、この補正係数を記憶し、
   この補正係数によって前記両方向での検出値和の総和を
   求める演算を補正した結果を参照値として記憶し、任意
   のスポット位置における前記第１の方向での検出値和と
   前記第２の方向での検出値和を前記の記憶した補正係数
   に基づいて補正し、その補正後の総和が前記の記憶した
   参照値に接近するように前記発光素子を駆動制御するよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   ２次元駆動装置。
5. 【請求項５】 移動対象に像ぶれ補正用レンズ群を取り
   付け、光軸と直交する異なる２方向に沿って前記移動対
   象を駆動するために請求項１から請求項４までのいずれ
   かに記載の２次元駆動装置を用いた構成としてあること
   を特徴とする像ぶれ補正装置。