JP2005292795A - 像ブレ補正装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 像ブレ補正装置の磁界変化検出素子を使用した位置検出において検出分解能を上げるための初期調整を電気的調整のみで行う。
【解決手段】 撮像素子と、撮像素子について撮影レンズの光軸に直交する第1方向と、光軸及び第1方向に直交する第2方向に移動可能な可動部を備える。可動部の第1方向の位置検出に使用する第1、第2水平方向ホール素子と、可動部の第2方向の位置検出に使用する第1、第2鉛直方向ホール素子とを有する2軸ホール素子を有する固定部を備え、該2軸ホール素子の出力信号から第1,第2方向を特定する検出位置信号を出力するホール素子信号処理回路部を備える。第1、第2検出位置信号が入力されA/D変換後に第1、第2方向の位置を演算し、可動部、固定部、ホール素子信号処理回路部を制御するCPUを備え,位置検出用コイルに最適駆動電流を流すことにより初期調整を行う。
【選択図】図13

Description

本発明は、撮像装置における像ブレ補正装置に関し、特に像ブレ補正のために移動した撮像素子などの可動部の位置検出装置に関する。
従来、カメラなどの撮像装置において撮像中に生じた手ブレ量に応じて、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を光軸と垂直な平面上を移動させることにより結像面上での像ブレを抑制する像ブレ補正装置が提案されている。
特許文献1は、像ブレ補正レンズを含む可動部について永久磁石とコイルによって移動を行い、その移動前後の位置検出はホール素子と永久磁石によって行う装置を開示する。
特開2002−229090号公報
しかし、特許文献1の装置のようなホール素子などの磁界変化検出素子を使用した可動部の位置検出において、ホール素子からの出力信号から求めた位置検出に関するアナログ信号をA/D変換する際の検出分解能を上げるための初期調整は一般的に、信号処理部の増幅率(アンプゲイン)により行われていた。そのため、信号処理部にある抵抗値を変化させる機械的調整が必要であり、生産性に問題があった。
したがって本発明の目的は、像ブレ補正装置の磁界変化検出素子を使用した位置検出においてA/D変換する際の検出分解能を上げるための初期調整を電気的調整のみで行う装置を提供することである。
本発明に係る撮像装置の像ブレ補正装置は、撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方を有し、撮影レンズの光軸に直交する第1方向と、光軸及び第1方向に直交する第2方向に移動可能な可動部と、可動部の第1方向の位置検出に使用される第1、第2水平方向磁界変化検出素子と、可動部の第2方向の位置検出に使用される第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子とを有する磁界変化検出部を素子有する固定部と、第1、第2水平方向磁界変化検出素子それぞれの出力信号から可動部の第1方向の位置を特定する第1検出位置信号を出力し、第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子それぞれの出力信号から可動部の第2方向の位置を特定する第2検出位置信号を出力する信号処理部と、第1、第2検出位置信号が入力されA/D変換後に可動部の第1、第2方向の位置を演算し、且つ可動部、固定部、信号処理部を制御する制御手段とを備え、可動部は、可動部の第1、第2方向の位置検出のために使用される位置検出用磁界発生部を磁界変化検出部に対向する位置に有し、位置検出用磁界発生部は、磁界変化検出部に対向する面から見て巻線の外周部分が第1、第2方向のいずれか一方と平行な線で形成される正方形であり且つ通電状態において光軸と平行な第3方向にN極とS極が帯磁し、可動部に取り付けられる位置検出用コイルを磁界発生装置として有し、位置検出用コイルに流れる電流値を変化させて第1、第2検出位置信号をA/D変換する際の検出分解能を上げる初期調整によって求められた最適コイル電流値を、位置検出時に位置検出用コイルに流す。
これにより、検出分解能を上げるための初期調整は位置検出用コイルの駆動電流を変化させる電気的調整のみで可能になり、生産性が向上する。
好ましくは、初期調整は、可動部が第1方向の一方の端点にあって第1検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最大となる時の位置検出用コイルに流れる第1コイル電流値と、可動部が第1方向の他方の端点にあって、第1検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最小となる時の位置検出用コイルに流れる第2コイル電流値と、可動部が第2方向の一方の端点にあって、第2検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最大となる時の位置検出用コイルに流れる第3コイル電流値と、及び可動部が第2方向の他方の端点にあって、第2検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最小となる時の位置検出用コイルに流れる第4コイル電流値とを求め、第1〜第4コイル電流値の中で最も小さい値を最適コイル電流値とする。
さらに好ましくは、制御手段と接続され、最適コイル電流値を記録し、電源がオフ状態にされても内容が消去されないメモリ部を備える。これにより、一度最適コイル電流値を設定すれば、電源をオフ状態にしたあとも、再度初期調整を行うことなく、最適コイル電流値を使って位置検出用コイルを駆動することが可能になる。
また、好ましくは、可動部の移動によって光軸が撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方の中心近傍を通る位置関係にある時に、第1、第2方向ともに可動部が移動範囲の中心に位置する。これにより、撮像素子の撮像範囲または像ブレ補正レンズの有効範囲を最大限活用して像ブレ補正を行うことが可能になる。
さらに好ましくは、可動部の移動によって光軸が撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方の中心近傍を通る位置関係にある時に、第1、第2水平方向磁界変化検出素子の第2方向の位置は、いずれも正方形の第2方向の中間近傍に対向し、第1方向の位置は、それぞれ正方形の第1方向の両端部近傍に対向し、第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子の第1方向の位置は、いずれも正方形の第1方向の中間近傍に対向し、第2方向の位置は、それぞれ正方形の第2方向の両端部近傍に対向する。これにより、位置検出用磁界発生部の正方形の大きさを最大限活用して位置検出を行うことが可能になる。
また、好ましくは、位置検出用磁界発生部は、磁性体材料で構成され位置検出用コイルが巻き付けられる磁心を有し、磁心は、磁界変化検出素子に対向する面が巻線の外周部分の正方形と略同一の直方体形状である。これにより、位置検出用コイルと磁界変化検出素子の間の磁束密度が上がり、位置検出用コイルに流す電流を少なくすることが可能になる。
また、好ましくは、位置検出用コイルは、巻線の外周部分から中心に向かって渦巻き状のコイルパターンが形成されたシートコイルである。これにより位置検出用コイルの第3方向の厚さを薄くでき、像ブレ補正装置全体の小型化を図ることが可能になる。
また、好ましくは、磁界変化検出部は、2軸ホール素子であり、第1、第2水平方向磁界変化検出素子、第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子は、いずれもホール素子である。
また、好ましくは、矩形形状は正方形である。
また、好ましくは、初期調整方向は、可動部を第1方向の一方の端点に移動させ、第1検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最大となる時の位置検出用コイルに流れる第1コイル電流値を求める第1ステップと、可動部を第1方向の他方の端点に移動させ、第1検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最小となる時の位置検出用コイルに流れる第2コイル電流値を求める第2ステップと、可動部を第2方向の一方の端点に移動させ、第2検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最大となる時の位置検出用コイルに流れる第3コイル電流値を求める第3ステップと、可動部を第2方向の他方の端点に移動させ、第2検出位置信号の出力値がA/D変換が可能な範囲内で最小となる時の位置検出用コイルに流れる第4コイル電流値を求める第4ステップと、第1〜第4コイル電流値の中で最も小さい値を最適コイル電流値とする第5ステップとを備える。
さらに好ましくは、最適コイル電流値を、電源がオフ状態にされても内容が消去されないメモリ部に記録する第6ステップを備える。
また、本発明に係る他の撮像装置の像ブレ補正装置は、撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方を有し、撮影レンズの光軸に直交する平面上を移動可能な可動部と、可動部の位置検出に使用される磁界変化検出部を有する固定部と、磁界変化検出部の出力信号に基づいて可動部の位置を特定する検出位置信号を出力する信号処理部と、検出位置信号が入力されA/D変換後に可動部の位置を演算する制御手段とを備え、可動部は、可動部の位置検出のために使用される位置検出用磁界発生部を、磁界変化検出部に対向する位置に有し、位置検出用磁界発生部は、通電状態において光軸と平行な方向にN極とS極が帯磁し、可動部に取り付けられる位置検出用コイルを磁界発生装置として有し、位置検出用コイルに流れる電流値を変化させて検出位置信号をA/D変換する際の検出分解能を上げる初期調整によって求められた最適コイル電流値を、位置検出時に位置検出用コイルに流す。
以上のように本発明によれば、像ブレ補正装置の磁界変化検出素子を使用した位置検出においてA/D変換する際の検出分解能を上げるための初期調整を電気的調整のみで行う装置を提供することができる。
以下、本発明の第1の実施形態について、図1〜14を用いて説明する。撮像装置1はデジタルカメラであるとして説明する。なお、方向を説明するために、撮像装置1において光軸LXと直交する水平方向を第1方向x、光軸LXと直交する鉛直方向を第2方向y、光軸LXと平行な水平方向を第3方向zとして説明する。なお、図5は、図4のA−A線の断面における構成図を、図6は、図4のB−B線の断面における構成図を示す。
撮像装置1の撮像に関する部分は、主電源のオンオフ切り替えを行うPonボタン11、レリーズボタン13、LCDモニタ17、CPU21、撮像ブロック22、AE部23、AF部24、像ブレ補正部30の撮像部39a、及び撮影レンズ67から構成される。Ponボタン11の押下に対応してPonスイッチ11aのオンオフ状態が切り替えられ、これにより撮像装置1の主電源のオンオフ状態が切り替えられる。被写体像は、撮像部39aを駆動する撮像ブロック22によって撮影レンズ67を介した光学像として撮像され、LCDモニタ17によって撮像された画像が表示される。また被写体像は光学ファインダ(不図示)によって光学的に観察することも可能である。
レリーズボタン13は、半押しすることにより測光スイッチ12aがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ13aがオン状態にされ撮像が行われ、撮影像がメモリされる。
CPU21は、撮像に関する各部の制御、後述する像ブレ補正に関する各部の制御を行う制御手段である。
撮像ブロック22は、撮像部39aを駆動する。AE部23は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。AF部24は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ67を光軸方向に変位させ焦点調節を行う。
撮像装置1の像ブレ補正装置すなわち像ブレ補正に関する部分は、像ブレ補正ボタン14、CPU21、角速度検出部25、駆動用ドライバ回路29、像ブレ補正部30、ホール素子信号処理回路部45、位置検出用ドライバ回路48、撮影レンズ67、調整用端子71、及びメモリ部72から構成される。
像ブレ補正ボタン14は、押下することにより像ブレ補正スイッチ14aがオン状態にされ、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、角速度検出部25、及び像ブレ補正部30が駆動されて像ブレ補正が行われる。像ブレ補正スイッチ14aがオン状態にされた補正モードの場合にパラメータIS=1、像ブレ補正スイッチ14aがオフ状態にされた補正モードでない場合にパラメータIS=0と設定する。第1の実施形態ではこの一定時間を1msであるとして説明する。
これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はCPU21によって制御される。測光スイッチ12a、レリーズスイッチ13a、像ブレ補正スイッチ14aのオン/オフ情報は、それぞれ1ビットのデジタル信号としてCPU21のポートP12、P13、P14に入力される。撮像ブロック22、AE部23、及びAF部24は、それぞれポートP3、P4、P5で信号の入出力が行われる。
調整用端子71は、後述する2軸ホール素子44bを使用した位置検出において、位置検出に関するアナログ信号の第1、第2検出位置信号px、pyをA/D変換する際の検出分解能を上げるための初期調整を行う調整モードに入るか否かのスイッチで、オン状態にすると調整モードに入り、オフ状態にすると調整モードが解除され通常の使用モードに入る。メモリ部72は、調整モードにおいて求められた最適コイル電流値Diを記録する電気的に書き換えでき、電源がオフ状態にされても内容が消去されないEEPROMなどの不揮発性メモリである。調整用端子71は、CPU21のポートP15、メモリ部72は、ポートP6で信号の入出力が行われる。
次に、角速度検出部25、駆動用ドライバ回路29、像ブレ補正部30、ホール素子信号処理回路部45、位置検出用ドライバ回路48についての詳細、及びCPU21との入出力関係について説明する。
角速度検出部25は、第1、第2角速度センサ26、27とアンプ・ハイパスフィルタ回路28とを有する。第1、第2角速度センサ26、27は、撮像装置1の一定時間(1ms)ごとの第1方向x及び第2方向yの角速度を検出する。第1角速度センサ26は、第1方向xの角速度を、第2角速度センサ27は第2方向yの角速度を検出する。アンプ・ハイパスフィルタ回路28は、角速度に関する信号を増幅した後、第1、第2角速度センサ26、27のヌル電圧やパンニングをカットし、第1、第2角速度vx、vyとしてアナログ信号をCPU21のA/D0、A/D1に入力する。
CPU21は、A/D0、A/D1に入力された第1、第2角速度vx、vyをA/D変換した後、焦点距離などを考慮した変換係数によって一定時間(1ms)に生じた像ブレ量を演算する。従って、角速度検出部25とCPU21は、像ブレ量演算機能を有する。
CPU21は、演算により求められた像ブレ量に応じた撮像部39aの移動すべき位置Sを第1方向x、第2方向yごとに演算して設定する。位置Sの第1方向x成分をsx、第2方向y成分をsyとする。撮像部39aを含む可動部30aの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部30aをこの位置Sまで移動させるために駆動用ドライバ回路29を駆動する駆動量Dの第1方向x成分を第1PWMデューティdx、第2方向y成分を第2PWMデューティdyとする。
像ブレ補正部30は、CPU21が演算した移動すべき位置Sに撮像部39aを移動させることによって、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸LXのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保ち、像ブレを補正する装置であり、撮像部39aを含み移動可能領域をもつ可動部30aと、固定部30bとを有する。また、像ブレ補正部30は、コイルに流れる電流の方向と磁石の磁界の向きにより生じた電磁力により可動部30aを移動させる駆動用部分と、可動部30aの位置を検出する位置検出部分とに分けて考えることもできる。
像ブレ補正部30の可動部30aの駆動は、CPU21のPWM0から第1PWMデューティdx、PWM1から第2PWMデューティdyの出力を受けた駆動用ドライバ回路29により行われる。駆動用ドライバ回路29の駆動により移動した可動部30aの移動前または移動後の位置Pは2軸ホール素子44b、ホール素子信号処理回路部45によって検出される。検出された位置Pの情報は、第1検出位置信号pxが第1方向x成分として、第2検出位置信号pyが第2方向y成分としてCPU21のA/D2、A/D3に入力される。第1、第2検出位置信号px、pyはA/D2、A/D3を介してA/D変換される。第1、第2検出位置信号px、pyに対してA/D変換後の位置Pの第1方向x成分、第2方向y成分をそれぞれpdx、pdyとする。検出された位置P(pdx、pdy)のデータと、移動すべき位置S(sx、sy)のデータによりPID制御が行われ、適切な駆動力Dが求められる。
可動部30aは、第1、第2駆動用コイル31a、32a、撮像部39a、位置検出用磁界発生部41a、可動基板49a、移動用シャフト50a、第1〜第3水平移動用軸受け部51a〜53a、プレート64aとを有する。
固定部30bは、第1、第2駆動用永久磁石33b、34b、第1、第2駆動用ヨーク35b、36b、位置検出用ヨーク43b、2軸ホール素子44b、第1〜第4鉛直移動用軸受け部54b〜57b、ベース板65bとを有する。
可動部30aの第3方向zから見てコの字型をした移動用シャフト50aは、固定部30bのベース板65bに取り付けられた第1〜第4鉛直移動用軸受け部54b〜57bと鉛直方向(第2方向y)に移動自在に支持される。第1、第2鉛直移動用軸受け部54b、55bは、第1方向xからみて第2方向yに延びる長穴形状を有している。これにより、可動部30aは、固定部30bに対して鉛直方向に移動が可能になる。
また移動用シャフト50aは、可動部30aの第1〜第3水平移動用軸受け部51a〜53aと水平方向(第1方向x)に移動自在に支持される。これにより、移動用シャフト50aを除く可動部30aは、移動用シャフト50a及び固定部30bに対して水平方向に移動が可能になる。
可動部30aの移動範囲について、第1方向xの一方の端点をrx11、他方の端点をrx12とし、第2方向yの一方の端点をry11、他方の端点をry12とする(図7参照)。ここでいう可動部30aの移動範囲とは、可動部30aの中心点が移動しうる範囲をいう。なお、図7は、可動部30a、固定部30bの形状を簡略化している。
撮像素子39a1の撮像範囲を最大限活用するために、撮影レンズ67の光軸LXが撮像素子39a1の中心近傍を通る位置関係にある時に、第1方向x、第2方向yともに可動部30aが移動範囲の中心に位置する(移動中心位置にある)ように可動部30aと固定部30bの位置関係を設定する。撮像素子39a1の中心とは、撮像素子39a1の撮像面を形成する矩形が有する2つの対角線の交点をいう。
可動部30aは、撮影レンズ67の方向からみて光軸方向に撮像部39a、プレート64a、可動基板49aが取り付けられる。撮像部39aは、撮像素子39a1、ステージ39a2、押さえ部39a3、光学ローパスフィルタ39a4とを有し、ステージ39a2とプレート64aとで撮像素子39a1、押さえ部39a3、光学ローパスフィルタ39a4を挟み付勢する。第1〜第3水平移動用軸受け部51a〜53aは、ステージ39a2に取り付けられる。プレート64aは、撮像素子39a1が取り付けられることにより、撮像素子39a1が撮影レンズ67の光軸LXに垂直になるように位置決めを行う。またプレート64aが金属材料で出来ている場合には、撮像素子39a1と接触することによりさらに放熱効果も有する。
可動基板49aは、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第1、第2駆動用コイル31a、32a、及び位置検出用磁界発生部41aとが取り付けられている。第1駆動用コイル31aは、第1駆動用コイル31aの電流の方向と第1駆動用永久磁石33bの磁界の向きから生じる電磁力により第1駆動用コイル31aを含む可動部30aを第1方向xに移動させるべく、第1方向x、第2方向yのいずれか一方と平行な線で形成されるコイルパターンを有する。第2駆動用コイル32aは、第2駆動用コイル32aの電流の方向と第2駆動用永久磁石34bの磁界の向きから生じる電磁力により第2駆動用コイル32aを含む可動部30aを第2方向yに移動させるべく、第1方向x、第2方向yのいずれか一方と平行な線で形成されるコイルパターンを有する。
第1の実施形態では、第3方向zで且つ撮影レンズ67と逆方向から見て、第1駆動用コイル31aは可動基板49aの右端部(第1方向xの一方の端部)に、第2駆動用コイル32aは可動基板49aの上端部(第2方向yの一方の端部)に、位置検出用磁界発生部41aは可動基板49aの左端部(第1方向xの他方の端部)に取り付けられる。撮像素子39a1は、可動基板49a上の第1駆動用コイル31aと位置検出用磁界発生部41aとの間に取り付けられる。第1、第2駆動用コイル31a、32a、撮像素子39a1、及び位置検出用磁界発生部41aは、可動基板49aの同じ側に取り付けられる。
第1、第2駆動用コイル31a、32aは、フレキシブル基板(不図示)を介してこれらを駆動する駆動用ドライバ回路29と接続される。駆動用ドライバ回路29は、CPU21のPWM0、PWM1から第1、第2PWMデューティdx、dyのそれぞれが入力される。駆動用ドライバ回路29は、入力された第1、第2PWMデューティdx、dyの値に応じて第1、第2駆動用コイル31a、32aに電力を供給し、可動部30aを駆動する。
位置検出用磁界発生部41aは、2軸ホール素子44bに対向する面から見て巻線の外周部分が第1方向x、第2方向yのいずれか一方と平行な線で形成される正方形であり且つ通電状態において光軸と平行な第3方向zにN極とS極に帯磁する位置検出用コイル41a1を磁界発生装置として有する(図8参照)。位置検出用コイル41a1は、可動部30aの可動基板49aに取り付けられる。図8は、位置検出用コイル41a1が取り付けられる可動基板49aを省略している。巻線の外周部分の形状を正方形にしたことにより、可動部30aを第2方向yに移動させた時、第1方向xの位置検出に影響が及ばず、第1方向xに移動させた時、第2方向yの位置検出に影響が及ばない。位置検出用コイル41a1は、初期調整及び位置検出を行う時だけ通電状態にされ、それ以外の時非通電状態にされる。
位置検出用コイル41a1は、フレキシブル基板(不図示)を介してこれを駆動する位置検出用ドライバ回路48と接続される。位置検出用ドライバ回路48は、後述する最適コイル電流値Diに対応したCPU21のD/Aからの電圧印加に基づいて位置検出用コイル41a1を通電状態にし、D/Aからの電圧印加を停止することで位置検出用コイル41a1を非通電状態にする。
位置検出時に、位置検出用コイル41a1に流す電流値(最適コイル電流値Di)は、初期調整によって求められる。初期調整は、ホール素子信号処理回路部45から出力される第1、第2検出位置信号px、pyを、それぞれCPU21のA/D2、A/D3を介してA/D変換される際に検出分解能を上げる、すなわち可動部30aの移動範囲内で且つCPU21がA/D変換できる範囲内で第1、第2検出位置信号px、pyそれぞれの出力値の幅を最大にする。
具体的に初期調整は、可動部30aが第1方向xの一方の端点rx11にあって第1検出位置信号pxの出力値がCPU21でA/D変換が可能な範囲内で最大(MAX)値となる時の位置検出用コイル41a1に流れる第1コイル電流値Di1、可動部30aが第1方向xの他方の端点rx12にあって、第1検出位置信号pxの出力値がCPU21でA/D変換が可能な範囲内で最小(MIN)値となる時の位置検出用コイル41a1に流れる第2コイル電流値Di2、可動部30aが第2方向yの一方の端点ry11にあって、第2検出位置信号pyの出力値がCPU21でA/D変換が可能な範囲内で最大(MAX)値となる時の位置検出用コイル41a1に流れる第3コイル電流値Di3、及び可動部30aが第2方向yの他方の端点ry12にあって、第2検出位置信号pyの出力値がCPU21でA/D変換が可能な範囲内で最小(MIN)値となる時の位置検出用コイル41a1に流れる第4コイル電流値Di4を求め、第1〜第4コイル電流値Di1〜Di4の中で最も小さい値を最適コイル電流値Diとして、メモリ部72に記録する。
第1、第2駆動用永久磁石33b、34bは、それぞれ第1、第2駆動用コイル31a、32aと対向するように固定部30bの可動部30a側に取り付けられる。2軸ホール素子44bは、位置検出用磁界発生部41aと対向するように固定部30bの可動部30a側に取り付けられる。位置検出用ヨーク43bは固定部30bの2軸ホール素子44bがある面と反対側、すなわち位置検出用磁界発生部41aと対向する2軸ホール素子44bの背面側に取り付けられる。位置検出用ヨーク43bは、磁性体材料で構成され、位置検出用磁界発生部41aと2軸ホール素子44bの間の磁束密度を高める役目を果たす。
第1駆動用永久磁石33bは、第3方向zにおいて固定部30bのベース板65b上で且つ可動部30a側に取り付けられた第1駆動用ヨーク35bの上であって、第1方向xにN極とS極が並べて取り付けられる。第1駆動用永久磁石33bの第2方向yの長さは、可動部30aが第2方向yに移動した際に第1駆動用コイル31aに及ぼす磁界が変化しない程度に第1駆動用コイル31aの第2方向yの第1有効長L1に比べて長めに設定される。
第2駆動用永久磁石34bは、第3方向zにおいて固定部30bのベース板65b上で且つ可動部30a側に取り付けられた第2駆動用ヨーク36bの上であって、第2方向yにN極とS極が並べて取り付けられる。第2駆動用永久磁石34bの第1方向xの長さは、可動部30aが第1方向xに移動した際に第2駆動用コイル32aに及ぼす磁界が変化しない程度に第2駆動用コイル32aの第1方向xの第2有効長L2に比べて長めに設定される。
第1駆動用ヨーク35bは、第2方向yから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第1駆動用永久磁石33b、及び第1駆動用コイル31aを第3方向zで挟む形で、固定部30bのベース板65b上に取り付けられる。第1駆動用ヨーク35bにおける第1駆動用永久磁石33bと接する側の部分は、第1駆動用永久磁石33bの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第1駆動用ヨーク35bにおける第1駆動用永久磁石33b、第1駆動用コイル31a、及び可動基板49aと対向する側の部分は、第1駆動用永久磁石33bと第1駆動用コイル31aの間の磁束密度を高める役目を果たす。
第2駆動用ヨーク36bは、第1方向xから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第2駆動用永久磁石34b、及び第2駆動用コイル32aを第3方向zで挟む形で、固定部30bのベース板65b上に取り付けられる。第2駆動用ヨーク36bにおける第2駆動用永久磁石34bと接する側の部分は、第2駆動用永久磁石34bの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第2駆動用ヨーク36bにおける第2駆動用永久磁石34b、第2駆動用コイル32a、及び可動基板49aと対向する側の部分は、第2駆動用永久磁石34bと第2駆動用コイル32aの間の磁束密度を高める役目を果たす。
2軸ホール素子44bは、ホール効果を利用した磁電変換素子(磁界変化検出素子)であるホール素子を4つ有し、可動部30aの第1方向x、第2方向yの現在位置Pを特定するための第1検出位置信号px、第2検出位置信号pyを検出する。4つのホール素子のうち第1方向xの位置検出用のホール素子を第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2、第2方向yの位置検出用のホール素子を第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2とする。
第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2は、可動部30aの第1方向xの位置を検出するため、それぞれの入力端子は直列に配線される。第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2は、第3方向zから見て固定部30bのベース板65b上であって、可動部30aの位置検出用磁界発生部41aと対向する位置に取り付けられる。
位置検出用磁界発生部41aの正方形の大きさを最大限活用して位置検出を行うことを可能にするため、第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の第2方向yの位置は、光軸LXが撮像素子39a1の中心近傍を通る位置関係にある時に、いずれも位置検出用磁界発生部41aの2軸ホール素子44bと対向する面の正方形の第2方向yの中間近傍に対向する場所にあるのが望ましい。第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の第1方向xの位置は、光軸LXが撮像素子39a1の中心近傍を通る位置関係にある時に、それぞれ位置検出用磁界発生部41a(位置検出用コイル41a1)の2軸ホール素子44bと対向する面の正方形の第1方向xの両端部近傍に対向する場所にあるのが望ましい(図8参照)。
第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2は、可動部30aの第2方向yの変位を検出するため、それぞれの入力端子は直列に配線される。第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2は、第3方向zから見て固定部30bのベース板65b上であって、可動部30aの位置検出用磁界発生部41aと対向する位置に取り付けられる。
位置検出用磁界発生部41a(位置検出用コイル41a1)の正方形の大きさを最大限活用して位置検出を行うことを可能にするため、第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の第1方向xの位置は、光軸LXが撮像素子39a1の中心近傍を通る位置関係にある時に、いずれも位置検出用磁界発生部41aの2軸ホール素子44bと対向する面の正方形の第1方向xの中間近傍に対向する場所にあるのが望ましい。第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の第2方向yの位置は、光軸LXが撮像素子39a1の中心近傍を通る位置関係にある時に、それぞれ位置検出用磁界発生部41aの2軸ホール素子44bと対向する面の正方形の第2方向yの両端部近傍に対向する場所にあるのが望ましい。
ベース板65bは、固定部30bにおいて2軸ホール素子44bなどを取り付けるベースとなる板状部材で、撮像素子39a1の撮像面と平行に配置される。第1の実施形態では、ベース板65bは、第3方向zにおいて、可動基板49aよりも撮影レンズ67に近い側にあるが、可動基板49aの方が撮影レンズ67に近い側にあるような位置関係であってもよい。この場合、第1、第2駆動用コイル31a、32a、位置検出用磁界発生部41aは可動基板49aの撮影レンズ67がある側と逆側に、第1、第2駆動用永久磁石33b、34b、2軸ホール素子44bはベース板65bの撮影レンズ67がある側に配置される。
ホール素子信号処理回路部45は、第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の出力信号から第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2それぞれにおける出力端子間の第1、第2水平方向電位差x1、x2を検出し、これらから第1方向xの位置を特定する第1検出位置信号pxをCPU21のA/D2に出力する。また、ホール素子信号処理回路部45は、第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の出力信号から第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2それぞれにおける出力端子間の第1、第2鉛直方向電位差y1、y2を検出し、これらから第2方向yの位置を特定する第2検出位置信号pyをCPU21のA/D3に出力する。
ホール素子信号処理回路部45における第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の入出力信号に関する回路構成は図9で説明する。ホール素子信号処理回路部45における第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の入出力信号に関する回路構成は図10で説明する。説明の簡略化のため、図9では、第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2に関する回路構成を省略し、図10では、第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2に関する回路構成を省略している。
ホール素子信号処理回路部45における第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の出力部は第1〜第5回路451〜455を有し、入力部は第6回路456を有する。ホール素子信号処理回路部45における第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の出力部は第11〜第15回路461〜465を有し、入力部は第16回路466を有する。
第1水平方向ホール素子hh1の出力端子のそれぞれは、第1回路451と接続され、第1回路451は、第3回路453と接続される。第2水平方向ホール素子hh2の出力端子のそれぞれは、第2回路452と接続され、第2回路452は、第4回路454と接続される。第3、第4回路453、454は、第5回路455と接続される。第1、第2回路451、452は、それぞれ第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2の出力端子間における信号差を増幅する差動増幅回路である。第3回路453は増幅した信号差と基準電圧Vrefとの差異から第1水平方向ホール素子hh1における出力端子間の第1水平方向電位差x1を求める減算回路である。第4回路454は増幅した信号差と基準電圧Vrefとの差異から第2水平方向ホール素子hh2における出力端子間の第2水平方向電位差x2を求める減算回路である。第5回路455は第1、第2水平方向電位差x1、x2の差異に一定の第1増幅率AA1を乗算して第1検出位置信号pxを求める減算増幅回路である。
第1回路451は、第1〜第3抵抗R1〜R3、第1、第2オペアンプA1、A2とを有する。第1水平方向ホール素子hh1の出力端子の一方は、第1オペアンプA1の非反転入力端子と接続され、もう一方の端子は、第2オペアンプA2の非反転入力端子と接続される。第1オペアンプA1の反転入力端子は第1、第2抵抗R1、R2と接続され、第2オペアンプA2の反転入力端子は第1、第3抵抗R1、R3と接続される。第1オペアンプA1の出力端子は第2抵抗R2及び第3回路453の第7抵抗R7と接続される。第2オペアンプA2の出力端子は第3抵抗R3及び第3回路453の第9抵抗R9と接続される。
第2回路452は、第4〜第6抵抗R4〜R6、第3、第4オペアンプA3、A4とを有する。第2水平方向ホール素子hh2の出力端子の一方は、第3オペアンプA3の非反転入力端子と接続され、もう一方の端子は、第4オペアンプA4の非反転入力端子と接続される。第3オペアンプA3の反転入力端子は第4、第5抵抗R4、R5と接続され、第4オペアンプA4の反転入力端子は第4、第6抵抗R4、R6と接続される。第3オペアンプA3の出力端子は第5抵抗R5及び第4回路454の第11抵抗R11と接続される。第4オペアンプA4の出力端子は第6抵抗R6及び第4回路454の第13抵抗R13と接続される。
第3回路453は、第7〜第10抵抗R7〜R10、第5オペアンプA5とを有する。第5オペアンプA5の反転入力端子は第7抵抗R7及び第8抵抗R8と接続され、非反転入力端子は第9抵抗R9及び第10抵抗R10と接続され、出力端子は第8抵抗R8及び第5回路455の第15抵抗R15と接続され、第1水平方向電位差x1が出力される。第10抵抗R10の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第4回路454は、第11〜第14抵抗R11〜R14、第6オペアンプA6とを有する。第6オペアンプA6の反転入力端子は第11抵抗R11及び第12抵抗R12と接続され、非反転入力端子は第13抵抗R13及び第14抵抗R14と接続され、出力端子は第12抵抗R12及び第5回路455の第17抵抗R17と接続され、第2水平方向電位差x2が出力される。第14抵抗R14の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第5回路455は、第15〜第18抵抗R15〜R18、第7オペアンプA7とを有する。第7オペアンプA7の反転入力端子は第15抵抗R15及び第16抵抗R16と接続され、非反転入力端子は第17抵抗R17及び第18抵抗R18と接続され、出力端子は第16抵抗R16と接続され、第1、第2水平方向電位差x1、x2の差異に一定の第1増幅率AA1が乗算された第1検出位置信号pxが出力される。第18抵抗R18の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第1、第4抵抗R1、R4は同じ抵抗値、第2、第3、第5、第6抵抗R2、R3、R5、R6は同じ抵抗値、第7〜14抵抗R7〜R14は同じ抵抗値、第15、第17抵抗R15、R17は同じ抵抗値、第16、第18抵抗R16、R18は同じ抵抗値に設定される。第1〜第4オペアンプA1〜A4は同じオペアンプ、第5、第6オペアンプA5、A6は同じオペアンプが設定される。第1増幅率AA1の値は、第16抵抗R16と、第15抵抗R15の抵抗値の割合から算出される。
第6回路456は、第19抵抗R19、第8オペアンプA8とを有する。第8オペアンプA8の反転入力端子は第19抵抗R19及び第2水平方向ホール素子hh2の入力端子の一方と接続される。第8オペアンプA8の非反転入力端子の電位は第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2における定電流値に対応した定電圧Vfxに設定される。第8オペアンプA8の出力端子は第1水平方向ホール素子hh1の入力端子の一方と接続される。第19抵抗R19の一方の端子は接地される。
第1鉛直方向ホール素子hv1の出力端子のそれぞれは、第11回路461と接続され、第11回路461は、第13回路463と接続される。第2鉛直方向ホール素子hv2の出力端子のそれぞれは、第12回路462と接続され、第12回路462は、第14回路464と接続される。第13、第14回路463、464は、第15回路465と接続される。第11、第12回路461、462は、それぞれ第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2の出力端子間における信号差を増幅する差動増幅回路である。第13回路463は増幅した信号差と基準電圧Vrefとの差異から第1鉛直方向ホール素子hv1における出力端子間の第1鉛直方向電位差y1を求める減算回路である。第14回路464は増幅した信号差と基準電圧Vrefとの差異から第2鉛直方向ホール素子hv2における出力端子間の第2鉛直方向電位差y2を求める減算回路である。第15回路465は第1、第2鉛直方向電位差y1、y2の差異に一定の第2増幅率AA2を乗算して第2検出位置信号pyを求める減算増幅回路である。
第11回路461は、第21〜第23抵抗R21〜R23、第21、第22オペアンプA21、A22とを有する。第1鉛直方向ホール素子hv1の出力端子の一方は、第21オペアンプA21の非反転入力端子と接続され、もう一方の端子は、第22オペアンプA22の非反転入力端子と接続される。第21オペアンプA21の反転入力端子は第21、第22抵抗R21、R22と接続され、第22オペアンプA22の反転入力端子は第21、第23抵抗R21、R23と接続される。第21オペアンプA21の出力端子は第22抵抗R22及び第13回路463の第27抵抗R27と接続される。第22オペアンプA22の出力端子は第23抵抗R23及び第13回路463の第29抵抗R29と接続される。
第12回路462は、第24〜第26抵抗R24〜R26、第23、第24オペアンプA23、A24とを有する。第2鉛直方向ホール素子hv2の出力端子の一方は、第23オペアンプA23の非反転入力端子と接続され、もう一方の端子は、第24オペアンプA24の非反転入力端子と接続される。第23オペアンプA23の反転入力端子は第24、第25抵抗R24、R25と接続され、第24オペアンプA24の反転入力端子は第24、第26抵抗R24、R26と接続される。第23オペアンプA23の出力端子は第25抵抗R25及び第14回路464の第31抵抗R31と接続される。第24オペアンプA24の出力端子は第26抵抗R26及び第14回路464の第33抵抗R33と接続される。
第13回路463は、第27〜第30抵抗R27〜R30、第25オペアンプA25とを有する。第25オペアンプA25の反転入力端子は第27抵抗R27及び第28抵抗R28と接続され、非反転入力端子は第29抵抗R29及び第30抵抗R30と接続され、出力端子は第28抵抗R28及び第15回路465の第35抵抗R35と接続され、第1鉛直方向電位差y1が出力される。第30抵抗R30の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第14回路464は、第31〜第34抵抗R31〜R34、第26オペアンプA26とを有する。第26オペアンプA26の反転入力端子は第31抵抗R31及び第32抵抗R32と接続され、非反転入力端子は第33抵抗R33及び第34抵抗R34と接続され、出力端子は第32抵抗R32及び第15回路465の第37抵抗R37と接続され、第2鉛直方向電位差y2が出力される。第34抵抗R34の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第15回路465は、第35〜第38抵抗R35〜R38、第27オペアンプA27とを有する。第27オペアンプA27の反転入力端子は第35抵抗R35及び第36抵抗R36と接続され、非反転入力端子は第37抵抗R37及び第38抵抗R38と接続され、出力端子は第36抵抗R36と接続され、第1、第2鉛直方向電位差y1、y2の差異に一定の第2増幅率AA2が乗算された第2検出位置信号pyが出力される。第38抵抗R38の一方の端子は基準電圧Vrefの電源に接続される。
第21、第24抵抗R21、R24は同じ抵抗値、第22、第23、第25、第26抵抗R22、R23、R25、R26は同じ抵抗値、第27〜34抵抗R27〜R34は同じ抵抗値、第35、第37抵抗R35、R37は同じ抵抗値、第36、第38抵抗R36、R38は同じ抵抗値に設定される。第21〜第24オペアンプA21〜A24は同じオペアンプ、第25、第26オペアンプA25、A26は同じオペアンプが設定される。第2増幅率AA2の値は、第36抵抗R36と、第35抵抗R35の抵抗値の割合から算出される。
第16回路466は、第39抵抗R39、第28オペアンプA28とを有する。第28オペアンプA28の反転入力端子は第39抵抗R39及び第2鉛直方向ホール素子hv2の入力端子の一方と接続される。第28オペアンプA28の非反転入力端子の電位は第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2における定電流値に対応した定電圧Vfyに設定される。第28オペアンプA28の出力端子は第1鉛直方向ホール素子hv1の入力端子の一方と接続される。第39抵抗R39の一方の端子は接地される。
従来の技術では、ホール素子信号処理回路部45の第5回路455の第16、第18抵抗R16、R18、及び第15回路465の第36、第38抵抗R36、R38の抵抗値を変化させることで、第5、第15回路455、465の増幅率(第1、第2増幅率AA1、AA2)を変化させて、検出分解能を上げる初期調整を行っていた。この初期調整の方法では、抵抗値を変化させる機械的調整を伴うため、生産性に問題があった。
従来技術に対して第1の実施形態では、ホール素子信号処理回路部45の抵抗値は一定すなわち増幅率(第1、第2増幅率AA1、AA2)は一定で、位置検出用コイル41a1に流れる電流値を変化させて初期調整を行う。
具体的に初期調整を、図11、図12を使って説明する。図11は、可動部30aの位置が第1方向xの一方の端点rx11にある場合の第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できる最大(MAX)値と一致するよう位置検出用コイル41a1に流れる電流値が調整された時の、可動部30aの第1方向xの変位と第1検出位置信号pxの出力値の関係を示す。このときの電流値を第1コイル電流値Di1とする。また、図11のグラフ上の太線と破線で構成される線を第1線pfx(1)とする。第1線pfx(1)の破線部分は、可動部30aの位置が他方の端点rx12にある時の第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できる最小(MIN)値を下方に超えて正確な位置検出が行えない状態を示す。
図12は、可動部30aの位置が第1方向xの他方の端点rx12にある場合の第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できる最小(MIN)値と一致するよう位置検出用コイル41a1に流れる電流値が調整された時の、可動部30aの第1方向xの変位と第1検出位置信号pxの出力値の関係を示す。このときの電流値を第2コイル電流値Di2とする。また、このとき、図12のグラフ上の太線を第2線pfx(2)とする。第2線pfx(2)は、可動部30aの第1方向xの位置が一方の端点rx11にある時の第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できる最大(MAX)値を上方に超えておらず正確な位置検出が行える状態を示す。従って、可動部30aの第1方向xの移動範囲内では正確な位置検出が行える。
可動部30aの第2方向yについても同様の調整を行う。可動部30aの位置が第2方向yの一方の端点ry11にある場合の第2検出位置信号pyの出力値がCPU21のA/D変換できる最大(MAX)値と一致するよう位置検出用コイル41a1に流れる電流値を調整する(不図示)。このときの電流値を第3コイル電流値Di3とする。また、可動部30aの位置が第2方向yの他方の端点yr12にある場合の第2検出位置信号pyの出力値がCPU21のA/D変換できる最小(MIN)値と一致するよう位置検出用コイル41a1に流れる電流値を調整する(不図示)。このときの電流値を第4コイル電流値Di4とする。
第1検出位置信号pxは、第1、第2水平方向ホール素子hh1、hh2と位置検出用磁界発生部41aとの間の第1磁束密度B1、及び位置検出用コイル41a1に流れる電流値の関数である。第2検出位置信号pyは、第1、第2鉛直方向ホール素子hv1、hv2と位置検出用磁石41aとの間の第2磁束密度B2、及び位置検出用コイル41a1に流れる電流値の関数である。
第1〜第4コイル電流値Di1〜Di4を比較し最も小さい値の電流値を最適コイル電流値Diとする。図11、図12の例では、第2コイル電流値Di2の方が、第1コイル素子電流値Di1よりも小さくなる。従って、第2コイル電流値Di2を、第3、第4コイル電流値Di3、Di4と比較し、最も小さい電流値を最適コイル電流値Diとする。最適コイル電流値Diの値は、メモリ部72に記録される。
可動部30aが移動中心位置にある時に、第1検出位置信号pxが基準電圧Vrefと一致する場合は、第1、第2コイル電流値Di1、Di2の値は一致する。すなわち、第1検出位置信号pxの出力値の最大をCPU21のA/D変換できる最大(MAX)値と一致するような電流値が位置検出用コイル41a1に流れる時に、第1検出位置信号pxの出力値の最小はCPU21のA/D変換できる最小(MIN)値と一致する。しかし、可動部30aが移動中心位置にある時に、第1検出位置信号pxを基準電圧Vrefと厳密に一致させるには、像ブレ補正部30の機構のズレやホール素子信号処理回路部45の抵抗値の誤差を考慮した調整を別途行わなければならない。第2検出位置信号pyと、第3、第4コイル電流値Di3、Di4の関係も同様である。
第1の実施形態では、このような調整を行って可動部30aが移動中心位置にある時に、第1検出位置信号pxが基準電圧Vrefと一致、及び第2検出位置信号pyと基準電圧Vrefと一致させる必要はなく、最適コイル電流値Diを算出することが可能である。
従って、機械的調整を伴わず位置検出用コイル41a1に流れる電流値を変化させる電気的調整で初期調整を完結できるので、生産性の向上を図ることが可能になる。また、初期調整によって求められ、メモリ部72に記録された最適コイル電流値Diは電源をオフ状態にしても消去されないため、一度初期調整するだけで最適コイル電流値Diを何度も使用することが可能になる。
次に、初期調整の手順を図13のフローチャートで説明する。ステップS101で、調整用端子71がオン状態にされることにより撮像装置1が調整モードに入り初期調整が開始されると、ステップS102で、CPU21のPWM0より第1PWMデューティdxが駆動用ドライバ回路29に出力され、可動部30aを第1方向xの一方の端点rx11に移動させる。ステップS103で、このときの第1検出位置信号pxを検出し、CPU21のA/D2に入力する。ステップS104で、CPU21に入力された第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できるMAX値と一致するか否かを判断する。一致していない場合はステップS105で、位置検出用ドライバ回路48に出力するCPU21のD/Aの出力値を変更して、ステップS103に戻る。一致している場合はステップS106で、このときの位置検出用コイル41a1に流れる電流値(第1コイル電流値Di1)をCPU21などで一時記録(ストア)する。
ステップS107で、CPU21のPWM0より第1PWMデューティdxが駆動用ドライバ回路29に出力され、可動部30aを第1方向xの他方の端点rx12に移動させる。ステップS108で、このときの第1検出位置信号pxを検出し、CPU21のA/D2に入力する。ステップS109で、CPU21に入力された第1検出位置信号pxの出力値がCPU21のA/D変換できるMIN値と一致するか否かを判断する。一致していない場合はステップS110で、位置検出用ドライバ回路48に出力するCPU21のD/Aの出力値を変更して、ステップS108に戻る。一致している場合はステップS111で、このときの位置検出用コイル41a1に流れる電流値(第2コイル電流値Di2)をCPU21などで一時記録(ストア)する。
ステップS112で、CPU21のPWM1より第2PWMデューティdyが駆動用ドライバ回路29に出力され、可動部30aを第2方向yの一方の端点ry11に移動させる。ステップS113で、このときの第2検出位置信号pyを検出し、CPU21のA/D3に入力する。ステップS114で、CPU21に入力された第2検出位置信号pyの出力値がCPU21のA/D変換できるMAX値と一致するか否かを判断する。一致していない場合はステップS115で、位置検出用ドライバ回路48に出力するCPU21のD/Aの出力値を変更して、ステップS113に戻る。一致している場合はステップS116で、このときの位置検出用コイル41a1に流れる電流値(第3コイル電流値Di3)をCPU21などで一時記録(ストア)する。
ステップS117で、CPU21のPWM1より第2PWMデューティdyが駆動用ドライバ回路29に出力され、可動部30aを第2方向yの他方の端点ry12に移動させる。ステップS118で、このときの第2検出位置信号pyを検出し、CPU21のA/D3に入力する。ステップS119で、CPU21に入力された第2検出位置信号pyの出力値がCPU21のA/D変換できるMIN値と一致するか否かを判断する。一致していない場合はステップS120で、位置検出用ドライバ回路48に出力するCPU21のD/Aの出力値を変更して、ステップS118に戻る。一致している場合はステップS121で、このときの位置検出用コイル41a1に流れる電流値(第4コイル電流値Di4)をCPU21などで一時記録(ストア)する。
ステップS122で、第1〜第4コイル電流値Di1〜Di4の中で最も小さい値がどれかを演算し、これを最適コイル電流値Diとする。ステップS123で、最適コイル電流値Diをメモリ部72に記録して、ステップS124で初期調整を終了する。
次に、一定時間(1ms)ごとに割り込み処理として他の動作と独立して行われる像ブレ補正処理について手順を図14のフローチャートで説明する。
ステップS11で、像ブレ補正処理の割り込み動作が始まると、ステップS12で、角速度検出部25から出力された第1、第2角速度vx、vyが、CPU21のA/D0、A/D1を介しA/D変換されて入力される。ステップS13で、CPU21のD/Aから位置検出用ドライバ回路48が電圧印加されて、位置検出用コイル41a1が駆動される。このときの位置検出用コイル41a1の駆動電流が最適コイル電流値Diになるように、CPU21はD/Aから位置検出用ドライバ回路48に電圧を印加する。ステップS14で、2軸ホール素子44bで位置検出されホール素子信号処理回路部45で演算された可動部30aの現在の第1、第2検出位置信号px、pyがCPU21のA/D2、A/D3を介しA/D変換され入力される。これによって現在位置P(pdx、pdy)が求められる。ステップS15で、CPU21のD/Aから位置検出用ドライバ回路48への電圧印加が停止されて、位置検出用コイル41a1の駆動が停止される。
ステップS16で、IS=0か否かが判断される。IS=0すなわち補正モードでない場合は、ステップS17で、可動部30aの移動すべき位置S(sx、sy)が、可動部30aの移動中心位置と同じに設定される。IS=1すなわち補正モードの場合は、ステップS18で、ステップS12で求めた第1、第2角速度vx、vyから可動部30aの移動すべき位置S(sx、xy)が演算され設定される。
ステップS19で、ステップS17またはステップS18で設定した位置S(sx、sy)と現在位置P(pdx、pdy)より可動部30aの移動に必要な駆動力Dすなわち第1、第2駆動用コイル31a、32aを駆動するのに必要な第1、第2PWMデューティdx、dyが演算される。ステップS20で、第1、第2PWMデューティdx、dyにより駆動用ドライバ回路29を介し第1、第2駆動用コイル31a、32aが駆動され、可動部30aが移動せしめられる。ステップS19、S20の動作は、一般的な比例、積分、微分演算を行うPID自動制御で用いられる自動制御演算である。
次に第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、位置検出用磁界発生部41aは、鉄などの磁性体材料で構成され位置検出用コイル41a1が巻き付けられる磁心41a2を有する(図15参照)。磁心41a2は、2軸ホール素子44bと対向する面が位置検出用コイル41a1の巻線の外周部分の正方形と略同一である直方体形状を有する。その他の構成は第1の実施形態と同じである。磁心41a2は、空気よりも磁束の通り方がよいので、位置検出用コイル41a1のインダクタンスが増し、位置検出用磁界発生部41aと2軸ホール素子44bの間の磁束密度が上がり、第1の実施形態よりも位置検出用コイル41a1に流す電流を少なくできるメリットがある。
次に第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、位置検出用コイル41a1が、巻線の外周部分から中心に向かって渦巻き状のコイルパターンが形成されたシートコイルである(図16参照)。その他の構成は第1の実施形態と同じである。シートコイルの位置検出用コイル41a1は、可動基板49a上(第3方向z)にほとんど厚さを要しないでコイルパターンを形成できるので、第1の実施形態よりも可動基板49aと2軸ホール素子44bの間隔を狭めて像ブレ補正部の小型化を図ることが可能になる。
なお、撮像素子39a1を含む撮像部39aが可動部30aに配置されて移動する形態を説明したが、撮像部39aは固定で、像ブレ補正レンズを可動部30aに配置して移動させる形態でも同様の効果が得られる。
また、磁界変化検出素子として、ホール素子を利用した位置検出を説明したが、磁界変化検出素子として別の検出素子を利用してもよい。具体的には、磁界の変化を検出することにより、可動部の位置検出情報を求めることが可能なMIセンサ(高周波キャリア型磁界センサ)、磁気共鳴型磁界検出素子、MR素子(磁気抵抗効果素子)が挙げられる。これらは、ホール素子を利用した本実施形態と同様の効果が得られる。
また、位置検出用コイル41a1、磁心41a2の第3方向zから見た形状が正方形であるとして説明したが、矩形形状であってもよい。
また、可動部30aは、固定部30bに対して、第1方向x、第2方向yに移動可能であり、第1方向xの位置、第2方向yの位置を検出することによって、可動部30aの位置検出を行うこととしたが、可動部30aの移動、及び位置検出はこれに限られず、光軸LXに垂直な平面上(例えば、1次元方向のみの移動)を動く他の形態であってもよい。
第1の実施形態における撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。 撮像装置の正面図である。 撮像装置の回路構成図である。 像ブレ補正部の構成図である。 図4のA−A線における断面の構成図である。 図4のB−B線における断面の構成図である。 可動部の移動範囲を示す平面図である。 2軸ホール素子と位置検出用磁界発生部の構成を示す斜視図である。 2軸ホール素子とホール素子信号処理回路部の第1方向x成分を検出する部分の回路構成図である。 2軸ホール素子とホール素子信号処理回路部の第2方向y成分を検出する部分の回路構成図である。 可動部の第1方向の位置が一方の端点にある場合の第1検出位置信号の出力値がCPUのA/D変換できる最大値と一致するよう位置検出用コイルに流れる電流値が調整された時の、可動部の第1方向の変位と第1検出位置信号の出力値の関係を示すグラフである。 可動部の第1方向の位置が他方の端点にある場合の第1検出位置信号の出力値がCPUのA/D変換できる最小値と一致するよう位置検出用コイルに流れる電流値が調整された時の、可動部の第1方向の変位と第1検出位置信号の出力値の関係を示すグラフである。 初期調整の手順を示すフローチャートである。 一定時間ごとに割り込み処理として行われる像ブレ補正処理のフローチャートである。 第2の実施形態における2軸ホール素子と位置検出用磁界発生部の構成を示す斜視図である。 第3の実施形態における2軸ホール素子と位置検出用磁界発生部の構成を示す斜視図である。
符号の説明
1 撮像装置
11 Ponボタン
12a 測光スイッチ
13 レリーズボタン
13a レリーズスイッチ
14 像ブレ補正ボタン
14a 像ブレ補正スイッチ
17 LCDモニタ
21 CPU
22 撮像ブロック
23 AE部
24 AF部
25 角速度検出部
26、27 第1、第2角速度センサ
28 アンプ・ハイパスフィルタ回路
29 駆動用ドライバ回路
30 像ブレ補正部
30a 可動部
30b 固定部
31a、32a 第1、第2駆動用コイル
33b、34b 第1、第2駆動用永久磁石
35b、36b 第1、第2駆動用ヨーク
39a 撮像部
39a1 撮像素子
39a2 ステージ
39a3 押さえ部
39a4 光学ローパスフィルタ
41a 位置検出用磁界発生部
41a1 位置検出用コイル
41a2 磁心
43b 位置検出用ヨーク
44b 2軸ホール素子
45 ホール素子信号処理回路部
451〜456 第1〜第6回路
461〜466 第11〜第16回路
48 位置検出用ドライバ回路
49a 可動基板
50a 移動用シャフト
51a〜53a 第1〜第3水平移動用軸受け部
54b〜57b 第1〜第4鉛直移動用軸受け部
64a プレート
65b ベース板
67 撮影レンズ
71 調整用端子
72 メモリ部
A1〜A8 第1〜第8オペアンプ
A21〜A28 第21〜第28オペアンプ
dx、dy 第1、第2PWMデューティ
hh1、hh2 第1、第2水平方向ホール素子
hv1、hv2 第1、第2鉛直方向ホール素子
L1、L2 第1、第2有効長
LX 撮影レンズの光軸
px、py 第1、第2検出位置信号
R1〜R19 第1〜第19抵抗
R21〜R39 第21〜第39抵抗
vx、vy 第1、第2角速度
x1、x2 第1、第2水平方向電位差
y1、y2 第1、第2鉛直方向電位差

Claims (11)

  1. 撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方を有し、撮影レンズの光軸に直交する第1方向と、前記光軸及び前記第1方向に直交する第2方向に移動可能な可動部と、
    前記可動部の前記第1方向の位置検出に使用される第1、第2水平方向磁界変化検出素子と、前記可動部の前記第2方向の位置検出に使用される第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子とを有する磁界変化検出部を有する固定部と、
    前記第1、第2水平方向磁界変化検出素子それぞれの出力信号から前記可動部の前記第1方向の位置を特定する第1検出位置信号を出力し、前記第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子それぞれの出力信号から前記可動部の前記第2方向の位置を特定する第2検出位置信号を出力する信号処理部と、
    前記第1、第2検出位置信号が入力されA/D変換後に前記可動部の前記第1、第2方向の位置を演算し、且つ前記可動部、前記固定部、前記信号処理部を制御する制御手段とを備え、
    前記可動部は、前記可動部の前記第1、第2方向の位置検出のために使用される位置検出用磁界発生部を、前記磁界変化検出部に対向する位置に有し、
    前記位置検出用磁界発生部は、前記磁界変化検出部に対向する面から見て巻線の外周部分が前記第1、第2方向のいずれか一方と平行な線で形成された矩形形状であり且つ通電状態において前記光軸と平行な第3方向にN極とS極が帯磁し、前記可動部に取り付けられる位置検出用コイルを磁界発生装置として有し、
    前記位置検出用コイルに流れる電流値を変化させて前記第1、第2検出位置信号を前記A/D変換する際の検出分解能を上げる初期調整によって求められた最適コイル電流値を、前記位置検出時に前記位置検出用コイルに流すことを特徴とする像ブレ補正装置。
  2. 前記初期調整は、前記可動部が前記第1方向の一方の端点にあって前記第1検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最大となる時の前記位置検出用コイルに流れる第1コイル電流値と、前記可動部が前記第1方向の他方の端点にあって、前記第1検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最小となる時の前記位置検出用コイルに流れる第2コイル電流値と、前記可動部が前記第2方向の一方の端点にあって、前記第2検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最大となる時の前記位置検出用コイルに流れる第3コイル電流値と、及び前記可動部が前記第2方向の他方の端点にあって、前記第2検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最小となる時の前記位置検出用コイルに流れる第4コイル電流値とを求め、前記第1〜第4コイル電流値の中で最も小さい値を前記最適コイル電流値とすることを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  3. 前記制御手段と接続され、前記最適コイル電流値を記録し、電源がオフ状態にされても内容が消去されないメモリ部を備えることを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  4. 前記可動部の移動によって前記光軸が前記撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方の中心近傍を通る位置関係にある時に、前記第1、第2方向ともに前記可動部が移動範囲の中心に位置することを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  5. 前記位置関係にある時に、前記第1、第2水平方向磁界変化検出素子の前記第2方向の位置は、いずれも前記矩形形状の前記第2方向の中間近傍に対向し、前記第1方向の位置は、それぞれ前記矩形形状の前記第1方向の両端部近傍に対向し、前記第1、第2鉛直方向磁界変化検出素子の前記第1方向の位置は、いずれも前記矩形形状の前記第1方向の中間近傍に対向し、前記第2方向の位置は、それぞれ前記矩形形状の前記第2方向の両端部近傍に対向することを特徴とする請求項4に記載の像ブレ補正装置。
  6. 前記位置検出用磁界発生部は、磁性体材料で構成され前記位置検出用コイルが巻き付けられる磁心を有し、前記磁心は、前記磁界変化検出素子に対向する面が前記巻線の外周部分の矩形形状と略同一の直方体形状であることを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  7. 前記位置検出用コイルは、前記巻線の外周部分から中心に向かって渦巻き状のコイルパターンが形成されたシートコイルであることを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  8. 前記矩形形状は正方形であることを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
  9. 請求項1に記載の像ブレ補正装置における前記初期調整の方法であって、
    前記可動部を前記第1方向の一方の端点に移動させ、前記第1検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最大となる時の前記位置検出用コイルに流れる第1コイル電流値を求める第1ステップと、
    前記可動部を前記第1方向の他方の端点に移動させ、前記第1検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最小となる時の前記位置検出用コイルに流れる第2コイル電流値を求める第2ステップと、
    前記可動部を前記第2方向の一方の端点に移動させ、前記第2検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最大となる時の前記位置検出用コイルに流れる第3コイル電流値を求める第3ステップと、
    前記可動部を前記第2方向の他方の端点に移動させ、前記第2検出位置信号の出力値が前記A/D変換が可能な範囲内で最小となる時の前記位置検出用コイルに流れる第4コイル電流値を求める第4ステップと、
    前記第1〜第4コイル電流値の中で最も小さい値を前記最適コイル電流値とする第5ステップとを備えることを特徴とする初期調整方法。
  10. 前記最適コイル電流値を、電源がオフ状態にされても内容が消去されないメモリ部に記録する第6ステップを備えることを特徴とする請求項9に記載の初期調整方法。
  11. 撮像素子または像ブレ補正レンズのいずれか一方を有し、撮影レンズの光軸に直交する平面上を移動可能な可動部と、
    前記可動部の位置検出に使用される磁界変化検出部を有する固定部と、
    前記磁界変化検出部の出力信号に基づいて前記可動部の位置を特定する検出位置信号を出力する信号処理部と、
    前記検出位置信号が入力されA/D変換後に前記可動部の位置を演算する制御手段とを備え、
    前記可動部は、前記可動部の位置検出のために使用される位置検出用磁界発生部を、前記磁界変化検出部に対向する位置に有し、
    前記位置検出用磁界発生部は、通電状態において前記光軸と平行な方向にN極とS極が帯磁し、前記可動部に取り付けられる位置検出用コイルを磁界発生装置として有し、
    前記位置検出用コイルに流れる電流値を変化させて前記検出位置信号を前記A/D変換する際の検出分解能を上げる初期調整によって求められた最適コイル電流値を、前記位置検出時に前記位置検出用コイルに流すことを特徴とする像ブレ補正装置。

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008197209A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Nikon Corp カメラ
JP2011515694A (ja) * 2008-03-25 2011-05-19 デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス.アー.エール.エル. センサ構成
WO2020090355A1 (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107831A (ja) * 1989-09-21 1991-05-08 Sony Corp 撮像装置
JPH07239492A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Canon Inc 露出制御装置
JPH10253901A (ja) * 1997-03-14 1998-09-25 Canon Inc 光線偏角装置及び該装置を使用する光学装置
JP2002267405A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 変位計
JP2004045246A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Canon Electronics Inc 磁界検出回路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107831A (ja) * 1989-09-21 1991-05-08 Sony Corp 撮像装置
JPH07239492A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Canon Inc 露出制御装置
JPH10253901A (ja) * 1997-03-14 1998-09-25 Canon Inc 光線偏角装置及び該装置を使用する光学装置
JP2002267405A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 変位計
JP2004045246A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Canon Electronics Inc 磁界検出回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008197209A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Nikon Corp カメラ
JP2011515694A (ja) * 2008-03-25 2011-05-19 デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス.アー.エール.エル. センサ構成
WO2020090355A1 (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
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