JP2008003130A - 像振れ補正装置および撮影機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力化に寄与する工夫が図られた像振れ補正装置、および、この像振れ補正装置を備えた撮影機器を提供する。
【解決手段】 光学ユニットの光軸方向周りに形成され、光軸に対して垂直な第１の軸を中心に前記光学ユニットを回動自在に軸支する第１の保持部材と、光学ユニットの光軸方向周りに第１の保持部材とは独立して形成され、第１の軸および光軸に対して垂直な第２の軸を中心に光学ユニットを回動自在に軸支する第２の保持部材と、第１の保持部材を第２の軸を中心に回転駆動させる第１のアクチュエータと、第２の保持部材を第１の軸を中心に回転駆動させる第２のアクチュエータと、光学ユニットの振れに応じた振れ信号を出力する振れ量出力手段と、振れ信号に応じた振れ補正量を演算する補正量演算手段と、補正量を受けて第１、第２のアクチュエータを制御する制御手段とを備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は、像振れを補正する像振れ補正装置、および、この像振れ補正装置を備えた撮影機器に関する。

従来、手持ち撮影時等において生じ易い手振れ等による像振れを補正するため、カメラの振れ状況を振れ検出手段によって検出し、その検出結果に応じて補正レンズや撮像素子を光軸に直交する方向にシフト移動させる構成を持つ像振れ補正装置が知られている。

しかし、鏡胴の内部に配置されているレンズや撮像素子を補正駆動させる方法では、光学設計上の自由度が低下するなどの問題があることから、これらレンズや撮像素子が内部に配置された鏡胴そのものを補正駆動させることで光学設計上の自由度を低下させず既存の鏡胴をそのまま用いる像振れ補正装置が提案されている（特許文献１参照）。

同様に、鏡胴を補正駆動させる技術として、鏡胴を第１支持体によってピッチング方向に回動自在に支持し、さらにその第１支持体を第２支持体によってヨーイング方向に回動自在に支持するという技術が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。

特許文献３の提案では、アクチュエータとして、コイルとマグネットとからなる電磁アクチュエータが用いられている。
特開２００５−３２６８０７号公報 特開平７−２７４０５６号公報 特許第２６１２３７１号公報

しかしながら、この特許文献２の提案では、鏡胴をヨーイング方向に回動する場合には、鏡胴と第１支持体との双方を保持した第２支持体を回動させねばならず、第１支持体のみを回動すれば済むピッチング方向の回動時よりも大きな駆動力を必要とし、全体として電力消費量が多いという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、省電力化に寄与する工夫が図られた像振れ補正装置、および、この像振れ補正装置を備えた撮影機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の像振れ補正装置は、
被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を構成する光学ユニットと、上記光学ユニットの光軸方向周りに形成され、光軸に対して垂直な第１の軸を中心に上記光学ユニットを回動自在に軸支する第１の保持部材と、上記光学ユニットの光軸方向周りに上記第１の保持部材とは独立して形成され、上記第１の軸および光軸に対して垂直な第２の軸を中心に上記光学ユニットを回動自在に軸支する第２の保持部材と、上記第１の保持部材を第２の軸を中心に回転駆動させる第１のアクチュエータと、上記第２の保持部材を第１の軸を中心に回転駆動させる第２のアクチュエータと、上記光学ユニットの振れに応じた振れ信号を出力する振れ信号出力手段と、上記振れ信号に応じた振れ補正量を演算する補正量演算手段と、上記補正量を受けて上記第１、第２のアクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の像振れ補正装置では、第１、第２の保持部材に保持されている光学ユニットの光軸方向を第１の軸の回りに回動させるために、第１の軸の回りに第２の保持部材を回動させてたとしても、光学ユニットを第１の軸の周りに回動自在に保持している第１の保持部材に何らの影響も与えることは無い。
また逆に、第１、第２の保持部材に保持されている光学ユニットの光軸方向を第２の軸の回りに回動させるために、第２の軸の回りに第１の保持部材を回動させてたとしても、光学ユニットを第２の軸の周りに回動自在に保持している第２の保持部材に何らの影響も与えることは無い。

第１の軸の回りの回動をヨー方向の回動に、第２の軸の回りの回動をピッチ方向の回動に置き換えると、本発明の像振れ補正装置では、光学ユニットのヨーイング方向の回動の際の電力消費量をピッチ方向の回動の際の電力消費量と同等にすることができる。したがって、本発明の像振れ補正装置によれば、省電力化に寄与することができる。

ここで、本発明の像振れ補正装置は、上記第２の軸を中心に上記第１の保持部材を回動自在に軸支する第１の面と、上記第１の軸を中心に上記第２の保持部材を回動自在に軸支する第２の面とを含む複数の面で構成されたベース部材を備え、上記第１のアクチュエータは、上記第１の保持部材および上記第１の面にそれぞれ固着されて電磁アクチュエータを構成する第１のコイルおよび第１のマグネットであり、上記第２のアクチュエータは、上記第２の保持部材および上記第２の面にそれぞれ固着されて電磁アクチュエータを構成する第２のコイルおよび第２のマグネットであることが好ましい。

これにより、第１、第２のアクチュエータを電磁アクチュエータとしたため、静穏性に優れた像振れ補正装置を実現することができる。

本発明の像振れ補正装置では、更に、上記第１、第２のマグネットは、それぞれ上記第１、第２の面に固着され、上記第１、第２のコイルは、それぞれ上記第１、第２の保持部材に固着されてなることことが好ましい。

これにより、質量の大きいマグネットをベース部材に固着したことで、回動に必要な駆動力が小さくても済むことから、省電力化に寄与することができる。

また、本発明の像振れ補正装置では、上記第１、第２のコイルは、上記第１、第２の軸をそれぞれ囲むように形成され、上記第１、第２のマグネットは、上記第１、第２のコイルに、上記第１、第２の軸を中心に回転させるローレンツ力が発生するように上記第１、第２の軸周りに少なくとも１つずつ配置され、上記コイルおよび上記マグネットは互いに対向した面上に固着されてなることが好ましい。

これにより、回転させる中心軸である第１、第２の軸を囲むようにコイルを形成し、それに対向した位置にマグネットを配置したため、効率良くコイルに回転方向のローレンツ力を与えることができる。

ここで、本発明の像振れ補正装置は、光学ユニットの位置を検出する位置検出センサを備えていることが好ましい。

これにより、光学ユニットの位置を考慮して第１、第２のアクチュエータを駆動制御することができるので、より精度の高い駆動が可能となる。

また、本発明の像振れ補正装置は、上記光学ユニットを含むとともに更に撮像素子を有する屈曲型鏡胴ユニットを備え、上記第１および第２の保持部材は、屈曲型鏡胴ユニット全体を回動自在に軸支するものであることが好ましい。

これにより、従来の屈曲型鏡胴ユニットをそのまま流用することができるので、新たに光学設計をし直す必要も無く、また屈曲型鏡胴ユニットそのものの光学設計の自由度を高めることができる。

上記目的を達成する本発明の撮影機器は、
被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を光軸に対して互いに垂直な２つの軸を中心にそれぞれ回動させて像振れを補正する像振れ補正装置を備えた上記撮影光学系を経由して入射してきた被写体光を捉えて画像データを生成する撮影機器において、上記像振れ補正装置が、被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を構成する光学ユニットと、上記光学ユニットの光軸方向周りに形成され、光軸に対して垂直な第１の軸を中心に上記光学ユニットを回動自在に軸支する第１の保持部材と、上記光学ユニットの光軸方向周りに上記第１の保持部材とは独立して形成され、上記第１の軸および光軸に対して垂直な第２の軸を中心に上記光学ユニットを回動自在に軸支する第２の保持部材と、上記第１の保持部材を第２の軸を中心に回転駆動させる第１のアクチュエータと、上記第２の保持部材を第１の軸を中心に回転駆動させる第２のアクチュエータと、上記撮影光学系の振れに応じた振れ信号を出力する振れ信号出力手段と、上記振れ信号に応じた振れ補正量を演算する補正量演算手段と、上記補正量を受けて上記第１、第２のアクチュエータを制御する制御手段とを備えたものであることを特徴とする。

本発明によれば、省電力化が図られた像振れ補正装置、および、この像振れ補正装置を備えた撮影機器を提供することができる。また、手ぶれ振動等に対して鏡胴自体を移動させる構成であるので、既存の鏡胴をそのまま使って像ブレ補正機能を達成することができ、鏡胴内部のレンズ機構を像ブレ補正駆動させる場合や、固体撮像素子を像ブレ補正駆動させる場合に比べて構成を簡易にすることができる。更に、アクチュエータとして電磁アクチュエータを用い、かつ、一方の駆動機構が他方の駆動機構に重畳せずにそれぞれが独立に配置されているので、静穏性に優れた像振れ補正装置を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の像振れ補正装置の実施形態、および、本発明の像振れ補正装置の実施形態を備えた、本発明の撮影機器の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の像振れ補正装置の第１実施形態を備えた、本発明の撮影機器の第１実施形態であるデジタルカメラの、前方斜め上からの外観斜視図である。

図１に示すデジタルカメラ１００は、被写体光を捉えて画像データを生成するデジタルカメラであり、このデジタルカメラ１００の前面中央部には、光学ズームレンズを内部に備えたズーム鏡胴１１１が備えられている。また、このデジタルカメラ１００の前面上部には、撮影に同期してフラッシュ光を発するフラッシュ発光窓１１２と、暗所など低コントラスト時のオートフォーカス（ＡＦ）精度を向上させるためのＡＦ補助光ランプ１１３とが備えられている。

また、このデジタルカメラ１００の上面には、電源スイッチ１１４と、レリーズボタン１１５と、レリーズボタン１１５の周囲に回転式のモードダイヤル１１６が備えられている。モードダイヤル１１６はそのダイヤルを回すことで動画モードや静止画モードを切り換えることができる。

図２は、図１に示すデジタルカメラを背面から見た外観図である。

図２に示すデジタルカメラ１００の背面には、液晶モニタ１１７と、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８と、ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン１１９と、フォトモードボタン１２０と、再生ボタン１２１と、十字ボタン１２２と、ズームボタン１２３とが備えられている。

液晶モニタ１１７は、デジタルカメラ１００で被写体光を捉えて生成された画像データからなる画像、種々の設定時における情報を表示する。

ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８は、撮影時や再生時における各種のメニューを表示したり、選択するメニューを決定するためのボタンである。

ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン１１９は、液晶モニタ１１７に表示された画面の状態を切り換えたり、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８等による操作状態を１つ前に戻したり取り消したりするためのボタンである。

フォトモードボタン１２０は、ピクセル数，感度，色味，プリント枚数等を設定するためのボタンである。

再生ボタン１２１は、後述する記録メディア１４８に記録された撮影画像を液晶モニタ１１７に再生表示するためのボタンである。

十字ボタン１２２は、様々なモードでその役割が変化し、例えば静止画モードではマクロボタンやフラッシュボタンであったり、再生モードでは液晶モニタ１１７に表示したサムネイルの選択ボタンであったりする。マクロボタンは、マクロ撮影を行なうか否かを切り換えるボタンであり、一度押下するとマクロ撮影モードとなり、再度押下するとマクロ撮影モードが解除される。フラッシュボタンは、押下する毎に、オートフラッシュ、赤目低減フラッシュ、強制フラッシュ、フラッシュ禁止、スローシャッタでのフラッシュ、およびオートフラッシュというようにフラッシュの状態を順繰りに切り換えるためのボタンである。

ズームボタン１２３は、右方に向けて押下することにより望遠側（テレ側）にズームアップするとともに左方に向けて押下することにより広角側（ワイド側）にズームダウンするボタンである。

図３は、図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１００には、複数のレンズと、そのレンズを経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子とを有する撮影光学系１３１が備えられている。なお、本実施例では撮像素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）１３２を用いて説明する。当然のことであるが、被写体像をアナログ信号に変換するものであればよいので、他にはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーなどでもよい。また、この図３に示す撮影光学系１３１の一部分の光学ユニット１３３が、本発明の光学ユニットの一例に相当する。以下では、まずデジタルカメラ全般の回路構成について説明する。

デジタルカメラ１００のＲＯＭ１３４には、デジタルカメラ１００の制御プログラムと、この制御プログラムの起動プログラムが保存されており、ユーザが電源スイッチ１１４を押下しデジタルカメラ１００に電力が供給されると、ＲＯＭ１３４内の起動プログラムに従って、制御プログラムがＶＲＡＭ１３５のプログラム領域１３５ａに書き込まれる。この後、ＣＰＵ１３６がＶＲＡＭ１３５のプログラム領域１３５ａにアクセスし、ここに書き込まれた制御プログラムに従ってデジタルカメラ１００の動作を制御する。

ＣＣＤ１３２上に結像している被写体像は、ＣＰＵ１３６から指示をうけたタイミングジェネレータ１３７が、ＣＣＤ１３２を駆動することにより、このＣＣＤ１３２によって所定のフレームレートで光電変換され、このＣＣＤ１３２からアナログ画像データとして出力される。このアナログ画像データは、増幅器１３８によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１３９により、デジタル画像データに変換され、ＳＤＲＡＭ１４０に保存される。その後、画像信号処理回路１４１は、ＳＤＲＡＭ１４０からデジタル画像データを読み出し、ＣＰＵ１３６からの指示に従って、このデジタル画像データに画像処理を施す。画像処理が施されたデジタル画像データは、ＶＲＡＭ１３５のデータ領域１３５ｂを経由し、ビデオエンコーダ１４２によってビデオ信号に変換された後、ＬＣＤドライバ１４３によってスルー画像として液晶モニタ１１７に表示される。この状態で撮影者がデジタルカメラ１００の向きを変えると、液晶モニタ１１７に表示されているスルー画像の構図が変化する。

モードダイヤル１１６で静止画モードにセットした状態で、ユーザが所望の構図を得た時点でレリーズボタン１１５を軽く押して止める（以後、半押し状態という）と、この操作に応じて、ＡＦ検出回路１４４が画像の合焦情報を検出し、さらにＡＥ／ＡＷＢ検出回路１４５が画像の輝度情報とホワイトバランス情報を検出する。これらの情報に基づくＣＰＵ１３６からの指示により、フォーカシングと露光量調整が実施される。この後、ユーザがレリーズボタン１１５を半押し状態から更に押し込む（以後、全押し状態という）と、撮影が実行される。このレリーズボタン１１５が全押し状態になった時点で、ＣＣＤ１３２から、増幅器１３８、Ａ／Ｄ変換器１３９を介してＳＤＲＡＭ１４０に保存されたデジタル画像データに、画像信号処理回路１４１によって画像処理が施され、さらに、画像処理が施されたデジタル画像データは、圧縮処理回路１４６によって圧縮される。この圧縮されたデジタル画像データがメディアコントローラ１４７によって、記録メディア１４８に記録される。このようにして、ＣＣＤ１３２から送られて来た画像が、静止画として記録される。また、記録された静止画は、再生ボタン１２１を押下することにより、液晶モニタ１１７に表示することができる。

次に、光学ユニット１３３の像振れ補正動作の回路構成について図３および図４を参照しながら説明する。

図４は、像振れ補正に関するＣＰＵ１３６内の処理回路について詳細を示した図である。

デジタルカメラ１００は、デジタルカメラ１００のピッチ方向（垂直回転方向）の振れを検出する第１角速度センサ１５１とデジタルカメラ１００のヨー方向（水平回転方向）の振れを検出する第２角速度センサ１５２を備えている。

ここで用いられる角速度センサは、測定対象物（本実施形態ではデジタルカメラ１００）が振れによって回転した場合における振れの角速度を検出するものである。本実施形態では、このような角速度センサとして、圧電素子に電圧を印加して振動状態とし、該圧電素子に回転運動による角速度が加わったときに生じるコリオリの力に起因する歪みを、電気信号として取り出すことで角速度を検出するタイプのものを用いている。

第１角速度センサ１５１が検出したピッチ振れ角速度信号及び第２角速度センサ１５２が検出したヨー振れ角速度信号は、ＣＰＵ１３６の振れ検出回路１５３に入力される。この振れ検出回路１５３は、検出された各角速度信号からノイズやドリフトを低減するためのローパスフィルタやハイパスフィルタなどのフィルタ回路、各角速度信号を増幅するための増幅回路などで構成されている。

振れ検出回路１５３から出力される各角速度信号は、振れ量／移動量変換回路１５４に入力される。この振れ量／移動量変換回路１５４は、検出された各角速度信号を所定の時間間隔で取り込み、デジタルカメラ１００のピッチ方向の振れ量およびヨー方向の振れ量を、第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２により光学ユニット１３３を移動させる移動量に変換する。ここで第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２は、それぞれ光学ユニット１３３をピッチ方向およびヨー方向に駆動させるアクチュエータである。

振れ量／移動量変換回路１５４から出力されたピッチ方向、ヨー方向の移動量を示す信号は、補正量演算回路１５５に入力される。補正量演算回路１５５は、後述する位置センサ１６３からの位置情報、第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２の動作特性等を考慮して、各方向の移動量を示す信号を実際の駆動信号（補正量）に変換する。このように補正量演算回路１５５において生成された、光学ユニット１３３の補正量信号となる各方向の駆動信号は、第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２を実際に駆動するドライバである駆動回路１５６に入力される。

第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２は、補正量演算回路１５５により算出された補正量に応じて、光学ユニット１３３をピッチ方向およびヨー方向に所定量移動させるアクチュエータとして機能する。この第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２としては、静穏性、低消費電力などの観点からコイルとマグネットによる電磁アクチュエータが用いられており、前述の駆動回路１５６は、この第１アクチュエータ１６１、第２アクチュエータ１６２を構成するそれぞれコイルに流れる電流量を制御している。

位置センサ１６３は、揺動可能に支持されている光学ユニット１３３のホームポジションを検知し、その位置検出結果を補正量演算回路１５５へ出力する。本実施形態では、このような位置センサとして、半導体発光素子（ＬＥＤ）を用いた光反射型の光センサを用いている。尚、代わりにスリット型の光センサ等を用いてもよい。

次に、図５を用いて本発明の要部である、光学ユニット１３３を、電磁アクチュエータである第１アクチュエータ１６１および第２アクチュエータ１６２で駆動する動作原理について説明する。

図５は、本発明の像振れ補正装置の第１実施形態の正面図、左側面図、および上面図である。

図５に示す正面図には、本実施形態の像振れ補正装置１７０を正面から見た場合が示されている。

この正面図には、この像振れ補正装置１７０の構成要素である、光学ユニット１３３、第１保持部材１７１、第２保持部材１７２、第１コイル１６１ａ、第２コイル１６２ａ、第１マグネット１６１ｂ、第２マグネット１６２ｂ、およびベース部材１７７が示されている。

第１保持部材１７１は、光学ユニット１３３を、その光学ユニット１３３の光軸（紙面に対して垂直な方向）を挟んだ両側に垂直に備えられた２つの第１回転軸１７８で軸支することで、光軸と垂直な第１の軸１７９の回りに回動自在に保持している。

同様に、第２保持部材１７２は、光学ユニット１３３を、その光学ユニット１３３の光軸を挟んだ両側に水平に備えられた２つの第２回転軸１８０を軸支することで、光軸および第１の軸１７９と垂直な第２の軸１８１の回りに回動自在に保持している。

ベース部材１７７は、第１保持部材１７１を、第２の軸１８１上に並んだ２つの第３回転軸１８２で軸支することで、第２の軸１８１の回りに回動自在に保持すると共に、第２保持部材１７２を、第１の軸１７９上に並んだ２つの第４回転軸１８３を軸支することで、第１の軸１７９の回りに回動自在に保持している。

ここで、第１の軸１７９と、２つの第１回転軸１７８および２つの第４回転軸１８３とは、光軸を通る同一直線状に並び、同様に第２の軸１８１と２つの第２回転軸１８０および２つの第３回転軸１８２とは、光軸を通る同一直線状に並んでいる。

また、図５に示す正面図には、第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれが、第１保持部材１７１の左側面の外側、および、第２保持部材１７２の上面の外側にそれぞれ固定されている様子が示されている。第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれは、第３回転軸１８２および第４回転軸１８３の周りをそれぞれ周回する巻線からなるコイルである。

さらに、図５に示す正面図には、ベース部材１７７の内側の、第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれと向き合う面に、第１マグネット１６１ｂおよび第２マグネット１６２ｂがそれぞれ固定されている様子が示されており、これら第１マグネット１６１ｂおよび第２マグネット１６２ｂそれぞれは、第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれと対向する面を第２の軸１８１および第１の軸１７９それぞれを中心に９０°ずつ４分割したときの４つの領域それぞれが、隣接する領域どうしが異なる極性となる様に着磁されている。この第１コイル１６１ａおよび第１マグネット１６１ｂによって構成される電磁アクチュエータは、本発明にいう第１アクチュエータの一例に相当するものであり、同様にこの第２コイル１６２ａおよび第２マグネット１６２ｂによって構成される電磁アクチュエータは、本発明にいう第２アクチュエータの一例に相当するものである。これらコイルとマグネットとの間のローレンツ力の相互作用についての説明は後に譲る。

図５に示す左側面図には、像振れ補正装置１７０を、ベース部材１７７に固定された第１マグネット１６１ｂ側から見た場合が示されており、また、図５に示す上面図には、像振れ補正装置１７０を、ベース部材１７７に固定された第２マグネット１６２ｂ側から見た場合が示されている。

図５の正面図に示す状態から図３回転軸１８２を中心に第１保持部材１７１を回動させると、２つの第１回転軸１７８の存在によって、光学ユニット１３３は第１保持部材１７１と共に回動するが、このとき、光学ユニット１３３を第２回転軸１８０で支持している第２保持枠１７２には影響はでない。同様に、図５の正面図に示す状態から第４回転軸１８３を中心に第２保持部材１７２を回動させると、２つの第２回転軸１８０によって、光学ユニット１３３は第２保持部材１７２と共に回動するが、このとき、光学ユニット１３３を第１回転軸１７８で支持している第１保持枠１７１には影響はでない。

図６は、第１コイルと第１マグネットとの間のローレンツ力についての説明図である。

図６（ａ）には、像振れ補正装置１７０の左側面から第１コイル１６１ａおよび第１マグネット１６１ｂを見た場合が示されており、これら第１コイル１６１ａおよび第１マグネット１６１ｂの中心を貫通する第３回転軸１８２も示されている。また、図６（ａ）の上側には、第２コイル１６２ａと第２マグネット１６２ｂも示されている。

図６（ｂ）には、第１マグネット１６１ｂが、第１コイル１６１ａと対向する面を第３回転軸１８２を中心に９０°ずつ４分割したときの４つの領域それぞれが、隣接する領域どうしが異なる極性となる様に着磁されていることで、図４に示す駆動回路１５６を通じて第１コイル１６１ａに印加される電圧により、図６（ｃ）に矢印で示す向きの電流が第１コイル１６１ａに流れることで、第１コイル１６１ａが固定された第１保持部材１７１には、第３回転軸１８２を中心とする時計回りの回動力が生じることとなる。これにより、前述したように、この第１保持部材１７１に保持された光学ユニット１３３は、第２保持部材１７２とは独立に回動し、光軸Ｌは、いわゆるピッチ方向の一方に回動することとなる。また、駆動回路１５６が、図６（ｃ）に示す向きと逆向きの電流が第１コイル１６１ａに流れるように電圧を印加すると、上述の場合とは逆向きの回動力が生じることとなり、光学ユニット１３３の光軸Ｌも、図６（ｃ）とは反対のピッチ方向に向くこととなる。尚、図６（ｂ）および図６（ｃ）には、第１マグネット１６１ｂの、第１コイル１６１ａと向き合う面側とは反対側の着磁の様子が示されており、第１マグネット１６１ｂの、第１コイル１６１ａと向き合う面側の着磁はこれとは逆（図７（ａ）参照）の極性にされている。

図７は、第２コイルと第２マグネットとの間に作用するローレンツ力についての説明図である。

図７（ａ）には、像振れ補正装置１７０の上側から第２コイル１６２ａおよび第２マグネット１６２ｂを見た場合が示されており、これら第２コイル１６２ａおよび第２マグネット１６２ｂの中心を貫通する第４回転軸１８３も示されている。また、図７（ａ）の右側には、第１コイル１６１ａと第１マグネット１６１ｂも示されている。

図７（ｂ）には、第２マグネット１６２ｂが、第２コイル１６２ａと対向する面を第４回転軸１８３を中心に９０°ずつ４分割したときの４つの領域それぞれが、隣接する領域どうしが異なる極性となる様に着磁されていることで、図４に示す駆動回路１５６を通じて第２コイル１６２ａに印加された電圧により、図７（ｃ）に矢印で示す向きの電流が第２コイル１６２ａに流れ、第２コイル１６２ａが固定された第２保持部材１７２には、第４回転軸１８３を中心とする時計回りの回動力が生じている様子が示されている。これにより、前述したように、この第２保持部材１７２に保持された光学ユニット１３３は、第１保持部材１７１とは独立に回動し、光軸Ｌは、いわゆるヨー方向の一方に回動することとなる。また、駆動回路１５６が、図７（ｃ）に示す向きと逆向きの電流が第２コイル１６２ａに流れるように電圧を印加すると、上述の場合とは逆向きの回動力が生じることとなり、光学ユニット１３３の光軸Ｌも、図７（ｃ）とは反対のヨー方向に向くこととなる。尚、図７（ｂ）および図７（ｃ）には、第２マグネット１６２ｂの、第２コイル１６２ａと向き合う面側とは反対側の着磁の様子が示されており、第２マグネット１６２ｂの、第２コイル１６２ａと向き合う面側の着磁は、これとは逆（図６（ａ）参照）の極性にされている。

以上に説明した様に、本実施形態のデジタルカメラ１００では、像ブレ補正装置１７０が備えられていることで、光学ユニット１３３のヨーイング方向の回動の際の電力消費量をピッチ方向の回動の際の電力消費量と同等にすることができる。したがって、本実施形態のデジタルカメラ１００によれば、省電力化を図ることができる。

尚、以上説明した実施形態では、第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれが、第３回転軸１８２および第４回転軸１８３の回りをそれぞれ周回する巻線からなるコイルであり、第１マグネット１６１ｂおよび第２マグネット１６２ｂそれぞれは、第１コイル１６１ａおよび第２コイル１６２ａそれぞれと対向する面を第３回転軸１８２および第４回転軸１８３それぞれを中心に９０°ずつ４分割したときの４つの領域それぞれが、隣接する領域どうしが異なる極性となる様に着磁されたマグネットである例を挙げて説明したが、第１保持部材１７１および第２保持部材１７２それぞれを第２の軸１８１および第１の軸１７９それぞれの周りに回動させるものであれば、これに限るものではない。例えば、各コイルはそれぞれ複数個の独立したコイルで、それらを第３回転軸１８２、第４回転軸１８３の周りに配置してそれぞれに流す電流を独立に制御してもよいし、各マグネットは前述の４つの領域のうち少なくとも１つの領域に配置されていれば本発明を実現することができる。

次に、図８および図９を用いて本発明の像ブレ補正装置の第２実施形態を備えた、本発明の撮影機器の第２実施形態のデジタルカメラを説明する。尚、第１実施形態と共通する部分については、同一の符号を付している。

図８は、本発明の撮影機器の第２実施形態であるデジタルカメラの、斜め上方からの外観斜視図である。

図８に示すデジタルカメラ２００の内部には、対物レンズ２１１を通して被写体像を取り入れ、デジタルカメラ２００の内部に配置されている不図示のＣＣＤへ導く撮影光学系を構成する屈曲型鏡胴ユニット２１２が内蔵されている。この屈曲型鏡胴ユニット２１２は、ズーミングやフォーカシング駆動時においてもその長さが変動しない、つまりデジタルカメラ１００から外部に突出することのない鏡胴である。なお、この屈曲型鏡胴ユニット２１２を内蔵している点以外の部分に関しては、特に明記しない限り、第１実施形態におけるデジタルカメラ１００と同一である。

図９は、図８に示す屈曲型鏡胴ユニットに、本発明の像ブレ補正装置の第２実施形態を適用した場合を示す図である。

本実施形態であるデジタルカメラ２００では、対物レンズ２１１を通る被写体光の光軸を第１の光軸Ｌ、不図示のプリズムで不図示のＣＣＤへ導かれ第１の光軸と直角な光軸を第２の光軸とし、この第１の光軸に対して互いに垂直な軸を第１の軸１７９、第２の軸１８１としている。

第１保持部材１７１は、屈曲型鏡胴ユニット２１２を、その屈曲型鏡胴ユニット２１２の第１の光軸Ｌを挟んだ両側に垂直に備えられた２つの第１回転軸１７８を軸支することで、光軸Ｌと垂直な第１の軸１７９の回りに回動自在に保持している。

同様に、第２保持部材１７２は、屈曲型鏡胴ユニット２１２を、その屈曲型鏡胴ユニット２１２の第１の光軸Ｌを挟んだ両側に水平に備えられた２つの第２回転軸１８０を軸支することで、光軸Ｌおよび第１の軸１７９と垂直な第２の軸１８１の回りに回動自在に保持している。尚、これ以降の説明は、第１実施形態であるデジタルカメラ１００について図５を参照しながらした説明と同じ説明となることから省略する。

このように、第１実施形態の像振れ補正装置１７０では、光学ユニット１３３を第１、第２の軸１７９、１８１を中心として回動自在としていたところを、本実施形態の像ブレ補正装置２７０では、光学ユニット１３３の代わりに屈曲型鏡胴ユニット２１２として、第１、第２の軸７９、１８１を中心に回動自在に保持している。

したがって、以上に説明した様に、本実施形態のデジタルカメラ２００でも、像ブレ補正装置２７０が備えられていることで、屈曲型鏡胴ユニット２１２のヨーイング方向の回動の際の電力消費量をピッチ方向の回動の際の電力消費量と同等にすることができる。したがって、本実施形態のデジタルカメラ２００によれば、省電力化を図ることができる。また、本実施形態のデジタルカメラ２００によれば、屈曲型鏡胴ユニット２１２は既存の光学系のまま像振れ補正装置に利用可能となるため、光学設計の負担を軽減することができ、また像振れ補正装置を備えたコンパクトなデジタルカメラを実現できる。

なお、この第２実施形態では、第１の光軸Ｌに対して互いに垂直な第１の軸１７９、第２の軸１８１を像振れ補正のための回動中心としたが、第１の光軸Ｌの代わりに第２の光軸に対して垂直な２軸を第１の軸１７９、第２の軸１８１としてもよい。
また、第３回転軸１８２を屈曲型鏡胴ユニット２１２の重心付近とするほうが、駆動力が小さくて済むので省電力化によい。

以上説明した実施形態では、沈胴タイプおよび屈曲タイプのデジタルカメラを例に挙げたが、本発明の像振れ補正装置および像振れ補正装置を有する撮影機器は上記実施形態に限られるものではなく、被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を構成する光学ユニットを備えるものであればよく、銀塩フイルムカメラやビデオカメラ、携帯電話のカメラ機能や車載カメラなどであってもよい。

本発明の像振れ補正装置の第１実施形態を備えた、本発明の撮影機器の第１実施形態であるデジタルカメラの、前方斜め上からの外観斜視図である。 図１に示すデジタルカメラを背面から見た外観図である。 図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。 像振れ補正に関するＣＰＵ１３６内の処理回路について詳細を示した図である。 本発明の像振れ補正装置の第１実施形態の正面図、左側面図、および上面図である。 第１コイルと第１マグネットとの間のローレンツ力についての説明図である。 第２コイルと第２マグネットとの間に作用するローレンツ力についての説明図である。 本発明の撮影機器の第２実施形態であるデジタルカメラの、斜め上方からの外観斜視図である。 図８に示す屈曲型鏡胴ユニットに、本発明の像ブレ補正装置の第２実施形態を適用した場合を示す図である。

符号の説明

１００、２００ デジタルカメラ
１３２ ＣＣＤ
１３３ 光学ユニット
１３６ ＣＰＵ
１５１ 第１角速度センサ
１５２ 第２角速度センサ
１５３ 振れ検出回路
１５４ 振れ量／移動量変換回路
１５５ 補正量演算回路
１５６ 駆動回路
１６１ 第１アクチュエータ
１６２ 第２アクチュエータ
１６３ 位置検出センサ
１７０ 像振れ補正装置
１７１ 第１保持部材
１７２ 第２保持部材
１７３ 第１コイル
１７４ 第２コイル
１７５ 第１マグネット
１７６ 第２マグネット
１７７ ベース部材
２１２ 屈曲型鏡胴ユニット

Claims (7)

1. 被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を構成する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの光軸方向周りに形成され、光軸に対して垂直な第１の軸を中心に前記光学ユニットを回動自在に軸支する第１の保持部材と、
   前記光学ユニットの光軸方向周りに前記第１の保持部材とは独立して形成され、前記第１の軸および光軸に対して垂直な第２の軸を中心に前記光学ユニットを回動自在に軸支する第２の保持部材と、
   前記第１の保持部材を第２の軸を中心に回転駆動させる第１のアクチュエータと、
   前記第２の保持部材を第１の軸を中心に回転駆動させる第２のアクチュエータと、
   前記光学ユニットの振れに応じた振れ信号を出力する振れ信号出力手段と、
   前記振れ信号に応じた振れ補正量を演算する補正量演算手段と、
   前記補正量を受けて前記第１、第２のアクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記第２の軸を中心に前記第１の保持部材を回動自在に軸支する第１の面と、前記第１の軸を中心に前記第２の保持部材を回動自在に軸支する第２の面とを含む複数の面で構成されたベース部材を備え、
   前記第１のアクチュエータは、前記第１の保持部材および前記第１の面にそれぞれ固着されて電磁アクチュエータを構成する第１のコイルおよび第１のマグネットであり、
   前記第２のアクチュエータは、前記第２の保持部材および前記第２の面にそれぞれ固着されて電磁アクチュエータを構成する第２のコイルおよび第２のマグネットであることを特徴とする請求項１記載の像振れ補正装置。
3. 前記第１、第２のマグネットは、それぞれ前記第１、第２の面に固着され、
   前記第１、第２のコイルは、それぞれ前記第１、第２の保持部材に固着されてなることを特徴とする請求項２記載の像振れ補正装置。
4. 前記第１、第２のコイルは、前記第１、第２の軸をそれぞれ囲むように形成され、
   前記第１、第２のマグネットは、前記第１、第２のコイルに、前記第１、第２の軸を中心に回転させるローレンツ力が発生するように前記第１、第２の軸周りに少なくとも１つずつ配置され、
   前記コイルおよび前記マグネットは互いに対向した面上に固着されてなることを特徴とする請求項２または３記載の像振れ補正装置。
5. 前記光学ユニットの位置を検出する位置検出センサを備えたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の像振れ補正装置。
6. 前記光学ユニットを含むとともに更に撮像素子を有する屈曲型鏡胴ユニットを備え、前記第１および第２の保持部材は、屈曲型鏡胴ユニット全体を回動自在に軸支するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の像振れ補正装置。
7. 被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を光軸に対して互いに垂直な２つの軸を中心にそれぞれ回動させて像振れを補正する像振れ補正装置を備えた前記撮影光学系を経由して入射してきた被写体光を捉えて画像データを生成する撮影機器において、
   前記像振れ補正装置が、
   被写体像を結像する撮影光学系の少なくとも一部を構成する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの光軸方向周りに形成され、光軸に対して垂直な第１の軸を中心に前記光学ユニットを回動自在に軸支する第１の保持部材と、
   前記光学ユニットの光軸方向周りに前記第１の保持部材とは独立して形成され、前記第１の軸および光軸に対して垂直な第２の軸を中心に前記光学ユニットを回動自在に軸支する第２の保持部材と、
   前記第１の保持部材を第２の軸を中心に回転駆動させる第１のアクチュエータと、
   前記第２の保持部材を第１の軸を中心に回転駆動させる第２のアクチュエータと、
   前記撮影光学系の振れに応じた振れ信号を出力する振れ信号出力手段と、
   前記振れ信号に応じた振れ補正量を演算する補正量演算手段と、
   前記補正量を受けて前記第１、第２のアクチュエータを制御する制御手段とを備えたものであることを特徴とする撮影機器。

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