JP2007121518A - 像ぶれ補正装置及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い像ぶれ補正機能を有する小型の像ぶれ補正装置を提供する。
【解決手段】像ぶれ補正装置１は、ピッチマグネット２６と、ピッチ枠２８と、ピッチ枠２８に取り付けられた補正用レンズ４１、ピッチ駆動コイル２３、及びピッチホール素子２１と、第１のフィルタ回路６と、第１の演算回路７と、第１の駆動回路２とを備えている。ピッチホール素子２１はピッチ枠２８の相対位置を第１の位置信号１６ａｙとして出力する。第１のフィルタ回路６はピッチホール素子２１の位置検出誤差を補正するための第１の擬似クロストーク信号１６ｂｙを出力する。第１の演算回路７は第１の位置信号１６ａｙと第１の擬似クロストーク信号１６ｂｙとに基づいて第１の補正位置信号１６ｃｙを算出する。第１の駆動回路２は第１の補正位置信号１６ｃｙに応じた電圧をピッチ駆動コイル２３に印加する。
【選択図】図７

Description

本発明は像ぶれ補正装置及びそれを備えた撮像装置に関する。

従来、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等の撮像装置に用いられる像ぶれ補正装置が種々提案されている（例えば、特許文献１、２等）。一般的に、像ぶれ補正装置は、像ぶれ補正用レンズが取り付けられたピッチユニットと、ヨー枠と、筐体とを有する。ピッチユニットはヨー枠にピッチ方向に変位可能に取り付けられており、一方、ヨー枠は筐体にヨー方向に変位可能に取り付けられている。このため、像ぶれ補正用レンズが取り付けられたピッチユニットは筐体に対して、ピッチ方向及びヨー方向の双方向に変位可能である。

ピッチユニットには、ピッチユニットをヨー方向及びピッチング方向に駆動するためのヨー駆動用コイル及びピッチ駆動用コイルが取り付けられている。また、筐体側には、両コイルに対応するようにヨーマグネット及びピッチマグネットが設けられている。さらに、像ぶれ補正装置には、ピッチユニットの筐体に対する相対位置を検出するためのヨー位置検出手段及びピッチ位置検出手段が設けられている。
特開２００２−２２９０９０号公報 特開１９９８−２６７７９号公報

近年、撮像装置の小型化が進むにともなって、像ぶれ補正装置に用いられる各部材についても小型化が強く望まれている。比較的小型な位置検出手段としてはホール素子（ホールセンサ）が従来より知られている。尚、ホール素子はマグネットの磁束を検知する素子である。ホール素子を用いた位置検出は、マグネットから受ける磁界強度の変化量に応じてホール素子端子間に生じる電位差を利用して行われている。

位置検出手段としてホール素子を用いた場合、ホール素子と駆動コイルとの間でクロストークが発生し、所望の位置検出精度が得られない虞がある。従って、位置検出手段としてホール素子を用いた場合、ホール素子と駆動コイルとの間のクロストークを低減するため、ホール素子と駆動コイルとを相互に離間して配置することが好ましい。従って、位置検出手段として小型のホール素子を用いても、十分に像ぶれ補正装置の小型化を実現することが困難であるという問題がある。仮に、ホール素子と駆動コイルとを近接させて配置した場合（例えば、重畳させて配置した場合）は、像ぶれ補正装置の小型化は図ることができるものの、クロストークに起因する位置検出誤差が発生し、所望の位置検出精度が得られないという問題がある。すなわち、好適な像ぶれ補正を行うことができないという問題がある。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い像ぶれ補正機能を有する小型の像ぶれ補正装置を提供することにある。

尚、特許文献２には、ホール素子を駆動コイルとを重畳配置すると共に、駆動コイルとホール素子との間にマグネットを設け、且つホール素子とマグネットとの間に駆動コイルからの磁界の影響を低減するためのヨークを配置した像ぶれ補正装置が開示されている。しかしながら、特許文献２に記載された像ぶれ補正装置では、ホール素子とヨークとの間の隙間、ホール素子の取り付けスペースなど厚み方向に大きな寸法が必要であるため、十分な小型化を実現することが困難である。

本発明に係る像ぶれ補正装置は、筐体と、第１のマグネットと、移動枠と、像ぶれ補正用レンズと、第１の駆動コイルと、第１のホール素子と、第１のフィルタ回路と、第１の演算回路と、第１の駆動回路とを備えている。第１のマグネットは筐体に取り付けられている。移動枠は筐体に対して少なくとも第１の方向に変位可能である。像ぶれ補正用レンズは移動枠に取り付けられており、第１の方向と垂直な方向に平行な光軸を有する。第１の駆動コイルは第１のマグネットに対向するように移動枠に取り付けられている。第１のホール素子は第１のマグネットに対向するように移動枠に取り付けられている。第１のホール素子は第１のマグネットから受ける磁束を検知することにより筐体に対する移動枠の第１の方向における相対位置を検出して、第１の位置信号として出力する。第１のフィルタ回路は第１の駆動コイルと第１のホール素子とのクロストークによる第１のホール素子の位置検出誤差を補正するための第１の擬似クロストーク信号を出力する。第１の演算回路は第１の位置信号と第１の擬似クロストーク信号とに基づいて第１の補正位置信号を算出する。第１の駆動回路は第１の補正位置信号に応じた電圧を第１の駆動コイルに印加する。

本発明に係る撮像装置は、上記本発明に係る像ぶれ補正装置を備えたものである。すなわち、本発明に係る撮像装置は、筐体と、第１のマグネットと、移動枠と、像ぶれ補正用レンズと、第１の駆動コイルと、第１のホール素子と、第１のフィルタ回路と、第１の演算回路と、第１の駆動回路と、１又は複数のレンズ群と、撮像素子とを備えている。第１のマグネットは筐体に取り付けられている。移動枠は筐体に対して少なくとも第１の方向に変位可能である。像ぶれ補正用レンズは移動枠に取り付けられており、第１の方向と垂直な方向に平行な光軸を有する。第１の駆動コイルは第１のマグネットに対向するように移動枠に取り付けられている。第１のホール素子は第１のマグネットに対向するように移動枠に取り付けられている。第１のホール素子は第１のマグネットから受ける磁束を検知することにより筐体に対する移動枠の第１の方向における相対位置を検出して、第１の位置信号として出力する。第１のフィルタ回路は第１の駆動コイルと第１のホール素子とのクロストークによる第１のホール素子の位置検出誤差を補正するための第１の擬似クロストーク信号を出力する。第１の演算回路は第１の位置信号と第１の擬似クロストーク信号とに基づいて第１の補正位置信号を算出する。第１の駆動回路は第１の補正位置信号に応じた電圧を第１の駆動コイルに印加する。１又は複数のレンズ群は像ぶれ補正用レンズと共に撮像光学系を構成する。撮像素子は撮像光学系により結像された像を撮像する。

本発明によれば高い像ぶれ補正機能を有する小型の像ぶれ補正装置を実現することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は像ぶれ補正装置１を備えた、本実施形態１に係る撮像装置５４の主要要素断面図である。

図２は撮像装置５４の外観斜視図である。

図３は撮像装置５４の外観正面図である。

図４は３群枠５２とフランジ５３の斜視図である。

図５はバリア４６とフランジ５３との関係を示す斜視図である。

撮像装置５４は、本体５０と、ピッチ方向の角速度を検出するピッチジャイロセンサ５５と、ヨー方向の角速度を検出するヨージャイロセンサ５６と、制御部１２と、レンズ鏡筒５１とを有する。レンズ鏡筒５１は、第１レンズ群４０と、第２レンズ群（像ぶれ補正用レンズ群）４１を含む像ぶれ補正装置１と、第３レンズ群４２と、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ） 素子やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｎｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）素子等により構成される撮像素子４３を有している。また、撮像素子４３の被写体側には保護ガラス４４、熱かしめによりフランジ５３に固定されたローパスフィルタ４５が配置されている。

第３レンズ群４２は３群枠５２に取り付けられている。第１レンズ群４０は１群枠４７に固定されており、その１群枠４７はカム枠４８に組み込まれている。１群枠４７と２群枠３０とは共にカム枠４８により光軸Ｉ方向に駆動される。また、カム枠４８は固定枠４９に対して回動自在であり、カム枠４８が固定枠４９に対して回動されることにより、カム枠４８は固定枠４９に対して光軸Ｉ方向に変位するように構成されている。

ズームモータ６２の回転がズーム減速ユニット６３を介してカム枠４８に伝達され、１群枠４７及び２群枠３０を光軸方向Ｉに駆動し、第１レンズ群４０、第２レンズ群（像ぶれ補正用レンズ群）４１により主として光学系の変倍動作が行われるように構成されている。３群枠５２は、一端がガイドシャフト６０により係合しており、光軸方向Ｉに変位可能とされている。３群枠５２の他端に設けられた突起部５２ａはフランジ５３の傾斜カム５３ａ部分に光軸Ｉ方向に平行に形成された溝５３ｂに係合している。このため、３群枠５２は光軸Ｉに垂直な平面内の回転規制されている。

フォーカスモータ６４の回転がギヤ列（図示せず）を介してスクリュー軸６１に伝達され、スクリュー軸６１が回転する。そのスクリュー軸６１の回転により３群枠５２が光軸Ｉ方向に移動することによりフォーカス動作が行われる。バリア４６は１群枠４７に取り付けられており、カム枠４８の回転により１群枠４７と一体的に光軸方向Ｉに変位する。このバリア４６のフランジ５３側への変位により、バリア４６に形成された傾斜カム部４６ａとフランジ５３に形成された傾斜カム５３ａが当接し、バリア４６の開閉動作が行われる。このように、フランジ５３の傾斜カム５３ａ部分に３群枠５２の回転規制用の溝５３ｂを設けることにより、小さなスペースで３群枠５２のための案内部を形成することが可能となっており、小型の像ぶれ補正装置１と合わせて小さな直径のレンズ鏡筒５１が実現されている。

撮像装置５４は高さ寸法Ｄ（図３参照）を抑えるために、フォーカスモータ６４及びズームモータ６２と、ズーム減速ユニット６３とを有するズームモータユニット６７がレンズ鏡筒の右側（図３において）に配置されており、左側に撮像素子４３のフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板６５及び信号処理回路６６が配置されている。すなわち、レンズ鏡筒５１を挟んでフォーカスモータ６４及びズームモータユニット６７と、信号処理回路６６とが配置されている。このように配置構成することによって、撮像素子４３の信号線となるＦＰＣ基板６５と、フォーカスモータ６４と、ズームモータユニット６７とを光軸Ｉ方向から視た平面視において重畳しないように配置することができるため、撮像装置５４を比較的薄型化することが可能となる。また、この構成によれば、信号処理回路６６と撮像素子４３との距離が短くなるため、撮像素子４３からの信号へのノイズを低減することができる。

以下、レンズ鏡筒５１に含まれる像ぶれ補正装置１について、図６〜１４を参照しながら詳細に説明する。

図６は像ぶれ補正装置１の構成を示す概要説明図である。

図７はピッチ像ぶれ補正部１ｙの処理ブロック図である。

図８は判別部９ｙのブロック図である。

図９はヨー像ぶれ補正部１ｘの処理ブロック図である。

図１０は判別部９ｘのブロック図である。

図１１は像ぶれ補正装置１の駆動部３ｙ、３ｘと位置検出部４ｙ、４ｘの主要要素であるピッチホール素子２１及びヨーホール素子２２とピッチ駆動コイル２３及びヨー駆動コイル２４との関係を示す図である。詳細には、図１１（ａ）はピッチホール素子２１及びヨーホール素子２２とピッチ駆動コイル２３及びヨー駆動コイル２４との関係を示す平面図であり、図１１（ｂ）はピッチホール素子２１とピッチ駆動マグネット２６との関係を示す断面図であり。

図１２は補正用レンズユニット５の平面図である。

図６〜図１２に示すように、像ぶれ補正装置１は、ピッチ像ぶれ補正部１ｙと、ヨー像ぶれ補正部１ｘとを備えている。ピッチ像ぶれ補正部１ｙは、ピッチ制御部１２ｙと補正用レンズユニット５とを有する。ヨー像ぶれ補正部１ｘは、ヨー制御部１２ｘと補正用レンズユニット５とを有する。尚、図６、図７、図９の説明において、ピッチ像ぶれ補正部１ｙに関する構成要素は添え字ｙを、ヨー像ぶれ補正部１ｘに関する構成要素は添え字ｘを付している。構成要素において同一記号のものは同じ働きをすることから説明は省略する。

図７に示すように、ピッチ像ぶれ補正部１ｙは、駆動回路２ｙと、補正用レンズユニット５ｙと、フィルタ回路６ｙと、信号発生部８ｙと、判別部９ｙとを備えている。駆動回路２ｙは駆動信号を出力する回路であり、駆動部３ｙと位置検出部４ｙとを備えている。信号発生部８は判別部９ｙと駆動回路２ｙとに基準信号を発生させるものである。

一方、ヨー像ぶれ補正部１ｘは、図９に示すように、駆動回路２ｘと、補正用レンズユニット５ｘと、フィルタ回路６ｘと、信号発生部８ｘと、判別部９ｘとを備えている。駆動回路２ｘは駆動信号を出力する回路であり、駆動部３ｘと位置検出部４ｘとを備えている。信号発生部８は判別部９ｘと駆動回路２ｘとに基準信号を発生させるものである。

補正用レンズユニット５は、第２レンズ群（像ぶれ補正用レンズ群）４１と、その像ぶれ補正用レンズ群４１を駆動する駆動部３ｙ、３ｘと、像ぶれ補正用レンズ群４１の移動量を検出する位置検出部４ｙ、４ｘとを有する。像ぶれ補正装置１はプリント基板２５を有する。プリント基板２５には、例えば、巻回コイルパターンや巻回コイルからなるピッチ駆動コイル２３と、ピッチホール素子２１が半田付け固定されたＦＰＣ基板３３とが設けられている。また、ピッチホール素子２１とピッチ駆動コイル２３とに対向するようにピッチ駆動マグネット２６が配置されている。駆動部３ｙは、このピッチ駆動コイル２３とピッチ駆動マグネット２６とにより構成されている。また、ピッチ位置検出部４ｙは、ピッチホール素子２１とピッチ駆動マグネット２６とにより構成されている。尚、本明細書において、「コイルパターン」とは基板上にパターニングされた導電膜又は導電膜積層体からなるものであり、「巻回コイル」とは導線が巻回されてなるコイルをいう。

プリント基板２５には、例えば、巻回コイルパターンや巻回コイルからなるヨー駆動コイル２４と、ＦＰＣ基板３３に半田付け固定されたヨーホール素子２２とが設けられている。また、ヨーホール素子２２とヨー駆動コイル２４とに対向するようにヨー駆動マグネット２７が設けられている。駆動部３ｘは、そのヨー駆動コイル２４とヨー駆動マグネット２７とにより構成されている。また、位置検出部４ｘはヨー駆動マグネット２７とヨーホール素子２２とにより構成されている。

本実施形態１では、ピッチホール素子２１は、光軸Ｉ方向から視た平面視においてピッチ駆動コイル２３と重畳している。具体的には、ピッチホール素子２１は、光軸Ｉ方向から視た平面視においてピッチ駆動コイル２３の中央に配置されている。また、ヨーホール素子２２は、光軸Ｉ方向から視た平面視においてヨー駆動コイル２４と重畳している。具体的には、ヨーホール素子２２は、光軸Ｉ方向から視た平面視においてヨー駆動コイル２４の中央に配置されている。このため、プリント基板２５の平面積は比較的小さくなっている。例えば、ホール素子２１、２２と駆動コイル２３、２４とを、それぞれ、光軸Ｉ方向から視た平面視において重畳しないように配置した従来技術のホール素子配置と比較して、本実施形態における配置を採用することにより、像ぶれ補正ユニットの直径がＣ０からＣ１と約１ｍｍ小さくなる。従って、本実施形態１によれば、小型の像ぶれ補正装置１を実現することができる。

補正用レンズユニット５は、ピッチユニット３３と、補正ユニット枠３０とを有する。ピッチユニット３３は、ヨー枠２９と、ピッチ枠２８と、ピッチ枠２８とピッチ枠２８とに取り付けられた第２レンズ群（像ぶれ補正用レンズ群）４１とプリント基板２５とを有する。光軸Ｉ方向から視た平面視略矩形に形成されたヨー枠２９には、第１ヨーガイドシャフト３２と第２ヨーガイドシャフト２９ｃとが設けられている。第１ヨーガイドシャフト３２は、補正ユニット枠３０側（図１１において背面側）のヨー方向Ｘ（図１１において左右方向）と平行な一辺に亘って取り付けられている。第２ヨーガイドシャフト２９ｃは、第１ヨーガイドシャフト３２が設けられた辺に対する対辺のほぼ中央部分に取り付けられている。第１ヨーガイドシャフト３２と第２ヨーガイドシャフト２９ｃとは（以下、「第１ヨーガイドシャフト３２及び第２ヨーガイドシャフト２９ｃ」を総称して「ヨーガイドシャフト３２、２９ｃ」とするとがある。）相互に平行であり、第２ヨーガイドシャフト２９ｃは第１ヨーガイドシャフト３２よりも短い。

第１ヨーガイドシャフト３２は補正用レンズユニット枠３０に固定される一方、第２ヨーガイドシャフト２９ｃはヨー枠２９に取り付けられており、ヨー枠２９は補正用レンズユニット枠３０に対してヨー方向Ｘに摺動変位可能である。

また、ヨー枠２９にはヨーガイドシャフト３２、２９ｃが設けられている側の面とは反対側の面に、第１ピッチガイドシャフト３１と第２ピッチガイドシャフト２９ｂとが設けられている（以下、「第１ピッチガイドシャフト３１及び第２ピッチガイドシャフト２９ｂ」を総称して「ピッチガイドシャフト３１、２９ｂ」とすることがある。）。第１ピッチガイドシャフト３１はピッチ方向Ｙ（図９において、上下方向）に平行な一辺に亘って設けられている。一方、第２ピッチガイドシャフト２９ｂは第１ピッチガイドシャフト３１が設けられた辺に対する対辺のほぼ中央部分に、第１ピッチガイドシャフト３１と平行に設けられている。第２ピッチガイドシャフト２９ｂは第１ピッチガイドシャフト３１よりも短い。

第１ピッチガイドシャフト３１はヨー枠２９に固定され、第２ピッチガイドシャフト２９ｂはヨー枠２９に取り付けられており、ピッチ枠２８はヨー枠２９に対してヨー方向Ｙに摺動変位可能である。すなわち、ピッチ枠２８及びピッチ枠２８に取り付けられた像ぶれ像ぶれ補正用レンズ群４１は補正ユニット枠３０に対してヨー方向Ｘ及びピッチ方向Ｙの双方向に変位可能となっている。

図１２に示すように、ヨー枠２９に設けられた規制ピン２９ａとピッチ枠２８に設けられた開口部２８ａとは係合している。従って、ピッチ枠２８のピッチ方向Ｙの移動量は規制ピン２９ａと開口部２８ａとの間のガタ範囲内で規制されている。同様に、補正用レンズユニット枠３０に設けられた規制ピン（図示せず）とヨー枠２９に設けられた開口部（図示せず）とにより、ヨー枠２９のヨー方向Ｘの移動量も規制されている。

次に、ピッチ像ぶれ補正部１ｙの駆動及び位置検出について図７及び図８を参照しながら詳細に説明する。

ピッチジャイロセンサ５５は撮像装置５４に設けられたピッチ方向の角速度を検出する振動センサである。ピッチジャイロセンサ５５により検出されたピッチ方向の角速度信号は駆動回路２ｙに出力される。駆動回路２ｙはピッチジャイロセンサ５５からの信号に応じた電圧をピッチ駆動コイル２３の端子間に印加する。ピッチ駆動コイル２３に対向配置されたピッチマグネット２６の磁界とピッチ駆動コイル２３に流れる電流とによって、フレミングの左手の法則に従ったピッチ駆動コイル２３への駆動力が発生する。このピッチ駆動コイル２３への駆動力により、ピッチ方向Ｙに像ぶれ補正用レンズ群４１が駆動される。

一方、ピッチホール素子２１がピッチマグネット２６に対してピッチ方向Ｙに相対的に変位すると、ピッチホール素子２１に作用するピッチマグネット２６の磁界強度が変化する。このため、ピッチホール素子２１の端子電圧が変化する。ピッチホール素子２１はこの端子電圧の変化により位置検出を行っている。

上述の通り、本実施形態１では、光軸Ｉ方向から視た平面視において、ピッチホール素子２１とピッチ駆動コイル２３とは、光軸Ｉ方向から視た平面視において重畳するように配置されているため、ピッチホール素子２１は、ピッチマグネット２６ピッチ駆動コイル２３から発生する磁界の影響を受けることになる。従って、ピッチホール素子２１からの検出出力電圧Ｖｐ１ｙは下記数式（１）で表される。

Ｖｐ１ｙ＝Ｖ０ｙ＋ΔＶｙ＋ΔＶｃｙ ・・・数式（１）
尚、上記数式（１）において、Ｖ０ｙは駆動前のピッチホール素子２１の出力電圧である。ΔＶｙはピッチマグネット２６とピッチホール素子２１との相対位置変化による電圧変化である。ΔＶｃｙはピッチ駆動コイル２３への駆動電流によるピッチホール素子２１へのクロストークによる電圧変化である。

フィルタ回路６ｙは、ピッチ方向Ｙのピッチジャイロセンサ５５からの信号に応じて算出される擬似的なクロストーク信号（擬似クロストーク信号）を発生する回路である。尚、ピッチ駆動コイル２３には、ピッチジャイロセンサ５５により検出された角速度に応じた高さの電圧が印加される。すなわちピッチジャイロセンサ５５により検出された角速度からピッチ駆動コイル２３に印加される電圧、そしてピッチ駆動コイル２３から発生する磁界の強さを算出することができる。従って、その算出結果から、論理的にどれだけのクロストークが発生するかを計算することができる。この論理的に算出されたクロストークの量に基づいて擬似クロストーク信号が発生される。尚、種々の固体ばらつきから実際発生するクロストークは論理的に算出された擬似クロストークとは完全には一致しないのが通常である。この擬似クロストークと実際のクロストークとの差を低減させるためのものが、後に詳述する判断部９ｙである。

フィルタ回路６ｙは、信号１６ｂｙとしてΔＶｃｙ’を減算回路７ｙに対して出力する。一方、位置検出部４ｙからは信号１６ａｙとしてＶｐｌｙを減算回路７ｙに対して出力する。減算回路７ｙにて、信号１６ａｙ（Ｖｐｌｙ）から信号１６ｂｙ（ΔＶｃｙ’）が減算され、減算回路７ｙからは信号１６ｃｙが出力される。尚、信号１６ｃｙとして出力される電圧Ｖｐ１ｙ’は下記数式（２）で表される。

Ｖｐ１ｙ’＝Ｖ０ｙ＋ΔＶｙ＋Ｚｙ＋Ｎｙ ・・・数式（２）
尚、上記数式（２）において、Ｚｙは、ピッチホール素子２１とピッチ駆動コイル２３、ピッチマグネット２６との相対位置ばらつきなどによる実際のクロストーク成分ΔＶｃｙから擬似クロストーク成分ΔＶｃｙ’を減算したときの残渣成分である（すなわち、Ｚｙ＝ΔＶｃｙ−ΔＶｃｙ’）。また、Ｎｙはピッチホール素子２１からの電気的ノイズ成分である。

上記残渣成分Ｚｙについて、図１３及び図１４を参照しながらさらに詳細に説明する。

図１３はピッチ方向Ｙへの像ぶれ補正用レンズ群４１の最大移動時のピッチホール素子２１とピッチマグネット２６との位置関係を示す図である。

図１４は信号発生部８から出力される基準駆動信号の説明図である。

図１３において、「Ｙ０」はピッチ駆動コイル２３へ印加電圧Ｖ０ｙを印加した場合のピッチマグネット２６とピッチホール素子２１との相対位置を示している。ピッチ駆動コイル２３に印加電圧Ｖ１ｙを印加することにより、ピッチホール素子２１は規制ピン２９ａと開口部２８ａとの規制により図１３におけるＹ１の位置に停止する。一方、ピッチ駆動コイル２３に印加電圧Ｖ２ｙを印加することにより、ピッチホール素子２１は規制ピン２９ａと開口部２８ａとの規制により図１３におけるＹ２の位置に停止する。

図１４における第１の基準信号Ｋ１ｙは下記数式（３）を満足する信号である。

ＶＵｙ＋Ａ×ｓｉｎ（２πｆ）＞Ｖ１ｙ ・・・数式（３）
すなわち、基準信号Ｋ１ｙはバイアス電圧ＶＵｙに、所定の正弦波（周波数２πｆ、振幅Ａ）を重畳させたものである。このため、信号発生部８ｙから基準信号Ｋ１ｙが出力されている限り、マグネット２６とピッチホール素子２１との相対位置はＹ１の位置から変化することはない。

同様に、図１４における第２の基準信号Ｋ２ｙは下記数式（４）を満足する信号である。

ＶＬｙ＋Ａ×ｓｉｎ（２πｆ）＜Ｖ２ｙ ・・・数式（４）
すなわち、基準信号Ｋ２ｙはバイアス電圧ＶＬｙに、所定の正弦波（周波数２πｆ、振幅Ａ）を重畳させたものである。このため、信号発生部８ｙから基準信号Ｋ２ｙが出力されている限り、マグネット２６とピッチホール素子２１との相対位置はＹ２の位置から変化することがない。

従って、図７におけるスイッチ１１ｙを、基準信号Ｋ１ｙを出力している信号発生部８ｙ側に切り替えた場合、位置検出部４ｙから出力される信号１６ａｙ（Ｖｐｌｙ）から、フィルタ回路６ｙより出力される基準信号Ｋ１ｙに対する擬似クロストーク信号１６ｂｙ（ΔＶｃｙ’）を減算した信号１６ｄｙ（＝１６ｃｙ）として減算回路７ｙから出力されるＶｐ１ｙ’は下記数式（５）により表される。

Ｖｐ１ｙ’＝Ｖ１ｙ＋Ｚｙ＋Ｎｙ ・・・数式（５）
上記数式（５）により表される信号１６ｄｙ（Ｖｐｌｙ’）は判別部９に入力される。詳細には、判別部９の平均化処理回路９ａｙに入力される。信号１６ｄｙは平均化処理回路９ａｙにおいて平均化処理がなされ、ランダムな成分である電気的ノイズＮｙが除去される。このため、平均化処理回路９ａｙから出力される信号の電圧はＶ１ｙ＋Ｚｙとなる。

次に、平均化処理回路９ａｙから出力された信号（電圧Ｖ１ｙ＋Ｚｙ）から基準データ（第１の基準信号Ｋ１ｙのときはＶ１ｙ）が減算され、残渣成分Ｚｙのみが誤差検出回路９ｂｙに入力される。誤差検出回路９ｂｙにおいて、入力された信号の残渣成分Ｚｙに対応した補正信号Ｈｙ１が算出（検出）される。算出された補正信号Ｈｙ１は、メモリ９ｃｙを介して減算回路１０ｙに出力される。減算回路１０ｙでは、フィルタ回路６ｙから出力される擬似ストローク信号１６ｂｙ（ΔＶｃｙ’）から補正信号Ｈｙ１が差し引かれ、そこで得られた信号が、減算回路７ｙにおいて、位置検出部４ｙから出力された信号１６ａｙ（Ｖｐｌｙ）から差し引かれる。そして、再度、判別回路９ｙに入力され、残渣成分（誤算新合成分）Ｚｙが最小になる補正信号Ｈｙ１が得られるまで繰り返し行われる。誤差検出回路９ｂｙにおいて残渣成分Ｚｙが最も小さくなったと判断されると、その際の補正信号Ｈｙ１がメモリ９ｃｙに記録される。

記録後、スイッチ１１ｙがピッチジャイロセンサ５５側に切り替えられる。その後は、常時、メモリ９ｃｙから記録された補正信号Ｈｙ１が減算回路１０ｙに対して出力されることとなる。

同様に、第２の基準信号Ｋ２ｙに対しても基準データ（第２の基準信号Ｋ２ｙのときはＶ２ｙ）に対する補正信号Ｈｙ２が算出され、メモリ９ｃｙに保存される。

また、通常、第１基準信号Ｋ１ｙ及び第２基準信号Ｋ２ｙはそれぞれ周波数ｆに依存する。このため、第１基準信号Ｋ１ｙ及び第２基準信号Ｋ２ｙの周波数ｆを異ならしめて、複数の周波数ｆにおける補正信号Ｈｙ１、Ｈｙ２を抽出し、周波数に依存する誤差量も補正するようにしておくことが好ましい。例えば、０Ｈｚから５００Ｈｚの各周波数でスイープさせて誤差信号成分Ｚｙが小さくなる補正信号Ｈｙ１、Ｈｙ２を求めてもよい。初期の補正信号Ｈｙ１及びＨｙ２は、ｆ＝０のときの残渣成分Ｚｙを出力している。補正信号Ｈｙ１、Ｈｙ２の設定が終了するとスイッチ１１ｙはジャイロセンサ側に切り替えられ、判別部９ｙ内のメモリ９ｃｙに記憶された補正量Ｈｙ１、Ｈｙ２が常に減算回路１０ｙにより減算される。尚、ここで、２種類の補正量Ｈｙ１、Ｈｙ２を利用しているのは、像ぶれ補正用レンズ群４１駆動方向により補正量を変えているためである。

また、ヨー方向Ｘの補正についても、ピッチ駆動Ｙの補正と同様に、第１基準信号Ｋ１ｘ、及び第２基準信号Ｋ２ｘから補正信号Ｈｘ１、Ｈｘ２を演算し判別部９ｘ内のメモリ９ｃｘに記憶させる。ヨージャイロセンサ５６からの信号に応じた擬似クロストーク信号と補正信号Ｈｘをヨーホール素子２２の出力から減算することで、ヨー駆動コイル２４からヨーホール素子２２へのクロストーク成分を低減させている。

一般的に、残渣成分Ｚｙは固体特有のものであるため、一端補正信号Ｈｙ１を算出した後は、常に補正信号Ｈｙ１により残渣成分Ｚｙが好適に補正されることとなる。通常、メモリ９ｃｙに補正信号Ｈｙ１が記録されるまでの工程は、撮像装置５４（像ぶれ補正装置１）の製造工程において行われ、ユーザーに対して出荷される際にはスイッチ１１ｙはピッチジャイロセンサ５５側に切り替えられている。また、補正信号Ｈｙ１は定常的に使用可能なものであるため、スイッチ１１ｙはユーザーに変更不能にされているのが通常である。

以上、説明したように、本実施形態１では、ホール素子２１から出力される、クロストーク成分を含む変位情報信号１６ａｙから擬似クロストーク信号が減算されて、クロストーク成分が抑制された変位情報信号が駆動回路２ｙに入力される。すなわち、クロストークの影響を低減させて、より正確な位置検出が可能であるため、より高い像ぶれ補正機能を実現することができる。従って、ホール素子２１を駆動コイル２３と近接（例えば重畳）させて小型化した構成においても、高い像ぶれ補正機能を実現することができる。さらに、判断部の機能により、擬似クロストークを実際に発生するクロストークにより近似させることができる。従って、さらに高い像ぶれ補正機能を実現することが可能となる。

（実施形態２）
図１５は本実施形態２に係る像ぶれ補正装置におけるプリント基板７１とベアチップセンサ７０との構成を示す概要説明図である。詳細には、図１５（ａ）はプリント基板７１とベアチップセンサ７０との構成を示す概略平面図である。また、図１５（ｂ）はプリント基板７１とベアチップセンサ７０との構成を示す概略断面図である。

本実施形態２に係る像ぶれ補正装置は、プリント基板７１とベアチップセンサ７０との配置構成を除いては、上記実施形態１における像ぶれ補正装置１と同様の構成を有する。ここでは、図１５を参照しながら、プリント基板７１とベアチップセンサ７０との配置構成について詳細に説明する。尚、本実施形態２の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

ベアチップセンサ７０はパッケージ化されたホール素子２１のセンサ部をベアチップとして取り出したものである。ベアチップセンサ７０はベアチップ端子７０ａとプリント基板７１との電気接続を行うためのバンプ（突起状電極）７０ｂを有する。光軸Ｉ方向から視た平面視矩形状のベアチップセンサ７０のサイズは、例えば、０．３ｍｍ角とパッケージ化されたホール素子に比べ５分の１以下と非常に小さくすることが可能であり、プリント基板７１の平面積を小さくすることができる。プリント基板７１は４層（第１層７１ａ、第２層７１ｂ、第３層７１ｃ、及び第４層７１ｄ）で構成されており、プリント基板７１の第１層７１ａと第２層７１ｂのベアチップセンサ７０の取り付け位置近傍を切り欠き、ベアチップセンサ７０をプリント基板７１内に収納できる構成となっている。ベアチップセンサ７０の上面とプリント基板７１の第１層７１ａの上面とは略同一平面上に位置している。

ベアチップセンサ７０の信号出力は、プリント基板７１内のパターン配線７３と、プリント基板７１と、ＦＰＣ基板（図示せず）とを経由して制御部１２へと接続される。このように、ＦＰＣ基板（図示せず）を介さずにベアチップセンサ７０の出力を直接プリント基板７１に接続することで、像ぶれ補正装置をＦＰＣ基板の厚み分だけ薄くすることができる。さらに、この構成によれば、プリント基板７１からベアチップセンサ７０が突出しないため、プリント基板７１とマグネット２６との距離を小さくすることが可能で、薄型でありながら大きな駆動力を得ることができる。
（実施形態３）
図１６は本実施形態３に係る像ぶれ補正装置におけるプリント基板７５とベアチップセンサ７０との構成を示す概要説明図である。詳細には、図１６（ａ）はプリント基板７５とベアチップセンサ７０との構成を示す概略平面図である。図１６（ｂ）はプリント基板７５とベアチップセンサ７０との構成を示す概略断面図である。

本実施形態３に係る像ぶれ補正装置は、プリント基板７５とベアチップセンサ７０との配置構成を除いては、上記実施形態１における像ぶれ補正装置１と同様の構成を有する。ここでは、図１６を参照しながら、プリント基板７５とベアチップセンサ７０との配置構成について詳細に説明する。尚、本実施形態２の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

本実施形態３では、ベアチップセンサ７０は駆動コイル７５の略中央部に配置されている。プリント基板７５は５層（第１層７５ａ、第２層７５ｂ、第３層７５ｃ、第４層７５ｄ、及び第５層７５ｅ）で構成されている。ベアチップセンサ７０の周辺に位置する第１層７５ａ及び第２層７５ｂは、中央部分が切欠かれた構成となっている。ベアチップセンサ７０は、そのプリント基板７５の切欠き部分に収納されており、ベアチップセンサ７０の上面とプリント基板７５の第１層７５ａの上面とは同一平面上に位置するように配置構成されている。

ベアチップセンサ７０の端子７０ａと、第３層７５ｃとに亘って設けられたパターン配線７６ａとはバンプ７０ｂを介して相互に接続されている。第３層７５ｃのパターン配線７６ａは第４層７５ｄに設けられたスルーホール７６ｂを経由して第５層７５ｄに至って配線されている。巻回パターンが形成された駆動コイル７６は第１層７５ａ、第２層７５ｂ、第３層７５ｃ、及び第４層７５ｄの４層に亘って形成されており、第５層７５ｅにはベアチップセンサ７０の信号線が形成されている。駆動コイル７６は、その第５層７５ｅの信号線からＦＰＣ基板（図示せず）に接続されている。本実施形態３のように、ベアチップセンサ７０を駆動コイル７６の中央に配置し、且つプリント基板７５内に配置することにより、より薄型且つ小型（小平平面積）のプリント基板７５を実現することができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態１では、ヨー方向Ｘ及びピッチ方向Ｙの２方向の像ぶれを補正することができる像ぶれ補正装置１について詳細に説明した。しかし、本発明に係る像ぶれ補正装置は、これに限定されるものではなく、例えば、ヨー方向Ｘ又はピッチ方向Ｙといった所定の１方向の像ぶれを補正することができるものであってもよい。

また、上記実施形態１では、２種類のピッチ補正量Ｈｙ１、Ｈｙ２、及び２種類のヨー補正量Ｈｘ１、Ｈｘ２を使用しているが、これに限られるものではなく、例えば、ピッチ補正量としてＨｙ１とＨｙ２との平均値Ｈｙ、ヨー補正量としてＨｘ１とＨｘ２との平均値Ｈｘを使用してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、小型化と高い像ぶれ補正機能を同時に実現できるので、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）やデジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）等の撮像装置、及びそれら撮像装置用の像ぶれ補正装置等に有用である。

実施形態１に係る撮像装置の主要要素の断面図である。 撮像装置の外観斜視図である。 撮像装置の外観平面図である。 ３群枠５２とフランジ５３の斜視図である。 ３群枠５２とバリア４６との関係を示す斜視図である。 係る像ぶれ補正装置１の概要説明図である。 ピッチ像ぶれ補正部１ｙのブロック図である。 判別部９ｙのブロック図である。 ヨー像ぶれ補正部１ｘのブロック図である。 判別部９ｘのブロック図である。 駆動部３ｙ、３ｘと位置検出部４ｙ、４ｘの関係図である。 補正用レンズユニット５の平面図である。 ホール素子とマグネットとの相対移動関係を説明する平面図である。 基準信号を説明する信号波形図である。 実施形態２に係るベアチップ（ホール素子）７０とプリント基板７１の構成図である。 実施形態３に係るベアチップ（ホール素子）７０とプリント基板７５の構成図である。

符号の説明

１ 像ぶれ補正装置
２ 駆動回路
３ 駆動部
４ 位置検出部
５ 補正用レンズユニット
６ フィルタ回路
７ 減算回路
８ 信号発生部
９ 判別部
９ａ 平均化処理回路
９ｂ 誤差検出回路
９ｃ メモリ
１０ 減算回路
１１ スイッチ
１２ 制御部
２１ ピッチホール素子
２２ ヨーホール素子
２３ ピッチ駆動コイル
２４ ヨー駆動コイル
２５、７１、７５ プリント基板
２６ ピッチマグネット
２７ ヨーマグネット
２８ ピッチ枠
２９ ヨー枠
３０ 補正ユニット枠
３３、６５ ＦＰＣ基板
４０ 第１レンズ群
４１ 第２レンズ群（補正用レンズ群）
４２ 第３レンズ群
４３ 撮像素子
４４ 保護ガラス
４５ ローパスフィルタ
４６ バリア
４７ 第１群枠
４８ カム枠
４９ 固定枠
５０ 本体
５１ レンズ鏡筒
５２ 第３群枠
５３ フランジ
５３ａ 傾斜カム
５３ｂ 溝
５４ 撮像装置
５５ ピッチジャイロセンサ
５６ ヨージャイロセンサ
６０ ガイドシャフト
６１ スクリュー軸
６２ ズームモータ
６３ ズーム減速ユニット
６４ フォーカスモータ
６６ 信号処理回路
６７ ズームモータユニット
７０ ベアチップセンサ
７３ パターン配線
７６ 駆動コイル

Claims (15)

1. 筐体と、
   上記筐体に取り付けられた第１のマグネットと、
   上記筐体に対して少なくとも第１の方向に変位可能な移動枠と、
   上記移動枠に取り付けられた、上記第１の方向と垂直な方向に平行な光軸を有する像ぶれ補正用レンズと、
   上記第１のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられた第１の駆動コイルと、
   上記第１のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられ、該第１のマグネットから受ける磁束を検知することにより上記筐体に対する上記移動枠の上記第１の方向における相対位置を検出して、第１の位置信号として出力する第１のホール素子と、
   上記第１の駆動コイルと上記第１のホール素子とのクロストークによる該第１のホール素子の位置検出誤差を補正するための第１の擬似クロストーク信号を出力する第１のフィルタ回路と、
   上記第１の位置信号と上記第１の擬似クロストーク信号とに基づいて第１の補正位置信号を算出する第１の演算回路と、
   上記第１の補正位置信号に応じた電圧を上記第１の駆動コイルに印加する第１の駆動回路と、
   を備えた像ぶれ補正装置。
2. 請求項１に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第１のホール素子と上記第１の駆動コイルとは上記光軸方向から視た平面視において重畳するように配置されている像ぶれ補正装置。
3. 請求項１に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第１の補正位置信号は上記第１の位置信号から上記第１の擬似クロストーク信号を減算することにより算出される像ぶれ補正装置。
4. 請求項１に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第１の擬似クロストーク信号は上記移動枠の上記第１の方向における相対位置に基づいて算出される像ぶれ補正装置。
5. 請求項４に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第１の位置信号に含まれる、上記第１の駆動コイルと上記第１のホール素子とのクロストークにより生じるクロストーク信号成分の、上記第１の擬似クロストーク信号に対する第１の誤差信号を演算する第１の判別部をさらに備え、
   上記第１の演算回路は上記第１の誤差信号に基づいて上記第１の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
6. 請求項４に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記移動枠の上記筐体に対する相対位置を所定の位置に固定するための電圧を上記第１の駆動コイルに印加する、オン／オフ可能な基準信号発生部と、
   上記基準信号発生部を動作させた状態で、上記移動枠が固定された上記所定位置と上記第１のホール素子によって検出される該移動枠の相対位置とを比較することにより、上記第１の位置信号に含まれる、上記第１の駆動コイルと上記第１のホール素子とのクロストーク信号成分の、上記第１の擬似クロストーク信号に対する第１の誤差信号を演算する第１の判別部と、
   をさらに備え、
   上記第１の演算回路は上記第１の誤差信号に基づいて上記第１の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
7. 請求項５又は６に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第１の演算回路は上記第１の位置信号から上記第１の擬似クロストーク信号を減算すると共に上記第１の誤差信号を加算することにより上記第１の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
8. 請求項１に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記移動枠は、上記第１の方向と上記光軸の延びる方向との双方に垂直な第２の方向にも変位可能であり、
   上記筐体に取り付けられた第２のマグネットと、
   上記第２のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられた第２の駆動コイルと、
   上記第２のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられ、該第２のマグネットから受ける磁束を検知することにより上記筐体に対する上記移動枠の上記第２の方向における相対位置を検出して、第２の位置信号として出力する第２のホール素子と、
   上記第２の駆動コイルと上記第２のホール素子とのクロストークによる該第２のホール素子の位置検出誤差を補正するための第２の擬似クロストーク信号を出力する第２のフィルタ回路と、
   上記第２の位置信号と上記第２の擬似クロストーク信号とに基づいて第２の補正位置信号を算出する第２の演算回路と、
   上記第２の補正位置信号に応じた電圧を上記第２の駆動コイルに印加する第２の駆動回路と、
   を備えた像ぶれ補正装置。
9. 請求項８に記載された像ぶれ補正装置において、
   上記第２のホール素子と上記第２の駆動コイルとは上記光軸方向から視た平面視において重畳するように配置されている像ぶれ補正装置。
10. 請求項８に記載された像ぶれ補正装置において、
    上記第２の補正位置信号は上記第２の位置信号から上記第２の擬似クロストーク信号を減算することにより算出される像ぶれ補正装置。
11. 請求項８に記載された像ぶれ補正装置において、
    上記第２の擬似クロストーク信号は上記移動枠の上記第１の方向における相対位置に基づいて算出される像ぶれ補正装置。
12. 請求項１１に記載された像ぶれ補正装置において、
    上記第２の位置信号に含まれる、上記第２の駆動コイルと上記第２のホール素子とのクロストークにより生じるクロストーク信号成分の、上記第２の擬似クロストーク信号に対する第２の誤算信号を演算する第２の判別部をさらに備え、
    上記第２の演算回路は上記第２の誤算信号に基づいて上記第２の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
13. 請求項１１に記載された像ぶれ補正装置において、
    上記移動枠の上記筐体に対する相対位置を所定の位置に固定するための電圧を上記第２の駆動コイルに印加する、オン／オフ可能な基準信号発生部と、
    上記基準信号発生部を動作させた状態で、上記移動枠が固定された上記所定位置と上記第２のホール素子によって検出される該移動枠の相対位置とを比較することにより、上記第２の位置信号に含まれる、上記第２の駆動コイルと上記第２のホール素子とのクロストーク信号成分の、上記第２の擬似クロストーク信号に対する第２の誤算信号を演算する第２の判別部と、
    をさらに備え、
    上記第２の演算回路は上記第２の誤算信号に基づいて上記第２の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
14. 請求項１２又は１３に記載された像ぶれ補正装置において、
    上記第２の演算回路は上記第２の位置信号から上記第２の擬似クロストーク信号を減算すると共に上記第２の誤算信号を加算することにより上記第２の補正位置信号を算出する像ぶれ補正装置。
15. 筐体と、
    上記筐体に取り付けられた第１のマグネットと、
    上記筐体に対して少なくとも第１の方向に変位可能な移動枠と、
    上記移動枠に取り付けられた、上記第１の方向と垂直な方向に平行な光軸を有する像ぶれ補正用レンズと、
    上記第１のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられた第１の駆動コイルと、
    上記第１のマグネットに対向するように上記移動枠に取り付けられ、該第１のマグネットから受ける磁束を検知することにより上記筐体に対する上記移動枠の上記第１の方向における相対位置を検出して、第１の位置信号として出力する第１のホール素子と、
    上記第１の駆動コイルと上記第１のホール素子とのクロストークによる該第１のホール素子の位置検出誤差を補正するための第１の擬似クロストーク信号を出力する第１のフィルタ回路と、
    上記第１の位置信号と上記第１の擬似クロストーク信号とに基づいて第１の補正位置信号を算出する第１の演算回路と、
    上記第１の補正位置信号に応じた電圧を上記第１の駆動コイルに印加する第１の駆動回路と、
    上記像ぶれ補正用レンズと共に撮像光学系を構成する１又は複数のレンズ群と、
    上記撮像光学系により結像された像を撮像する撮像素子と、
    を備えた撮像装置。

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