JP2008003182A - ブレ量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚の基板上に実装可能な３軸方向のジャイロセンサを有する像ブレ補正装置のブレ量検出装置を提供する。
【解決手段】ピッチングジャイロセンサＧＳＹは、角速度検出軸ＧＳＹＯが、ピッチングジャイロセンサＧＳＹが取り付けられるピッチングジャイロベース基板７Ｙに平行な振動子構造を有し、ヨーイングジャイロセンサＧＳＸは、角速度検出軸ＧＳＸＯが、ヨーイングジャイロセンサＧＳＸが取り付けられるヨーイングジャイロベース基板７Ｘに平行な振動子構造を有し、ローリングジャイロセンサＧＳＲは、角速度検出軸ＧＳＲＯが、ローリングジャイロセンサＧＳＲが取り付けられるローリングジャイロベース基板ＵＲに垂直な振動子構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置における像ブレ補正装置のブレ量検出装置に関し、特に３軸方向のブレ量検出センサを１枚の基板上に実装可能なブレ量検出装置に関する。

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、ピッチングジャイロセンサ、ローリングジャイロセンサ、ヨーイングジャイロセンサの３軸方向のジャイロセンサを用いて、ブレ量を検出し、ｘｙ平面上を、回転を含む移動可能な像ブレ補正装置を開示する。
特開２００５−３５１９１７号公報

しかし、従来のように手振れのピッチングとヨーイングによる像ブレを補正するならば、ジャイロセンサの角速度検出軸が総てベース基板に平行であっても１枚の基板上に実装することができた。特許文献１の装置のように、３つのジャイロセンサを用いる場合は、角速度検出軸が総てベース基板に平行な振動子構造を有する振動ジャイロを用いると、１枚の基板上に実装することが出来なかった（図７参照）。ローリングジャイロセンサをピッチングジャイロセンサとヨーイングジャイロセンサを実装した基板に実装することが出来なかった。

したがって本発明の目的は、１枚の基板上に実装可能な３軸方向のジャイロセンサを有する像ブレ補正装置のブレ量検出装置を提供することである。

本発明に係るカメラ用像ブレ補正装置のブレ量検出装置は、撮影時の手振れによるカメラのピッチング角速度を検出するピッチングジャイロセンサと、ローリング角速度を検出するローリングジャイロセンサと、ヨーイング角速度を検出するヨーイングジャイロセンサとを備え、ピッチングジャイロセンサは、角速度検出軸が、ピッチングジャイロセンサが取り付けられるピッチングジャイロベース基板に平行な振動子構造を有し、ヨーイングジャイロセンサは、角速度検出軸が、ヨーイングジャイロセンサが取り付けられるヨーイングジャイロベース基板に平行な振動子構造を有し、ローリングジャイロセンサは、角速度検出軸が、ローリングジャイロセンサが取り付けられるローリングジャイロベース基板に垂直な振動子構造を有する。

好ましくは、ピッチングジャイロセンサの角速度検出軸は、撮影レンズの光軸と垂直な第１方向と平行に配置され、ヨーイングジャイロセンサの角速度検出軸は、光軸及び第１方向と垂直な第２方向と平行に配置され、ローリングジャイロセンサの角速度検出軸は、光軸と平行な第３方向と平行に配置される。

また、好ましくは、ピッチングジャイロセンサ、及びヨーイングジャイロセンサは、セラミック振動ジャイロセンサまたはＭＥＭＳ振動ジャイロセンサである。

また、好ましくは、ローリングジャイロセンサは、水晶振動子振動ジャイロセンサである。

また、好ましくは、ピッチングジャイロセンサベース基板、ローリングジャイロセンサベース基板、及びヨーイングジャイロセンサベース基板は、共通の基板上に搭載される。

さらに好ましくは、共通の基板は、カメラメイン基板である。

また、好ましくは、共通基板は、カメラメイン基板とは別のジャイロセンサ専用基板である。

本発明に係る像ブレ補正装置のブレ量検出装置は、ローリングに関する角速度を検出するローリングジャイロセンサを備え、ローリングジャイロセンサは、角速度検出軸が、ローリングジャイロセンサが取り付けられるローリングジャイロセンサベース基板に垂直な振動子構造を有する。

以上のように本発明によれば、１枚の基板上に実装可能な３軸方向のジャイロセンサを有する像ブレ補正装置のブレ量検出装置を提供することができる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。カメラ本体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、カメラ本体１において、レンズ鏡筒２内に収容されている撮影レンズ（不図示）の光軸Ｏと直交する水平方向を第１方向ｘ、光軸Ｏと直交する鉛直方向を第２方向ｙ、光軸Ｏと平行な水平方向を第３方向ｚとして説明する。

カメラ本体１は、レンズ鏡筒２、及び撮像素子ＩＳを有する（図１参照）。カメラ本体１は、像ブレ補正部１０、制御演算部１３、表示部２０、及び記憶部２１を有する（図２参照）。

被写体像は、ＣＣＤなどの撮像素子ＩＳによって撮影レンズを介した光学像として撮像され、Ａ／Ｄ変換後、制御演算部１３によって画像処理され、表示部２０によって撮像された画像が表示される。また、撮像により得られた画像信号は、メモリーカードなどの記憶部２１により記録される。

像ブレ補正部１０は、手ブレ量に対応して、可動部１５ａを光軸Ｏに垂直な平面上を回転を含めて移動（ｘｙ平面上の回転運動、及び第１方向ｘ、第２方向ｙの直線運動）させることによって、手ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸Ｏのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保つことで、像ブレを補正する装置である。像ブレ補正部１０は、手ブレ量を検出するブレ量検出部１１と、手ブレ量に基づいて可動部１５ａを光軸Ｏに垂直な基準平面上（以下、ｘｙ平面上とする）を回転を含めて移動させる駆動部１５とを有する。手ブレ量に基づく可動部１５ａの移動制御は、制御演算部１３によって行われる。

ブレ量検出部１１は、ジャイロセンサなどの角速度センサによるブレ量検出を行う。ブレ量検出部１１は、カメラメイン基板７に取り付けられる。

制御演算部１３は、像ブレ補正制御を公知の制御方式であるＰＩＤ制御方式で行うために、第１、第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ａ、６３Ｂ、水平方向誤差増幅回路６５、第１、第２鉛直方向ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算回路６６Ａ、６６Ｂ、水平方向ＰＩＤ演算回路６８、第１、第２鉛直方向ＰＷＭドライバ６９Ａ、６９Ｂ、及び水平方向ＰＷＭドライバ７１を有する。

駆動部１５は、可動部１５ａと固定部１５ｂとから構成される（図１、４〜５参照）。可動部１５ａは、カメラ本体１に固定された固定部１５ｂに対して、ｘｙ平面上に移動可能である。可動部１５ａは、撮像素子ＩＳが取り付けられた撮像板基板４５、第１、第２水平方向駆動用コイルＣＸＡ、ＣＸＢ、第１、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢ、第１、第２水平方向枠固定部ＦＸＡ、ＦＸＢ、第１、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＡ、ＳＹＢ、及び水平方向ホールセンサＳＸを有する。固定部１５ｂは、枠１８、第１、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢ、第１、第２水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＡ、ＹＸＢ、鉛直方向駆動及び位置検出用ヨークＹＹ、第１、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡ、ＭＸＢ、及び第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡ、ＭＹＢを有する。駆動部１５の固定部１５ｂは、後ろ側はカメラメイン基板７に、前側はレンズ鏡筒２に取り付けられる。

まず、ブレ量検出部１１について説明する（図１、５参照）。ブレ量検出部１１は、ピッチングジャイロセンサＧＳＹ、ローリングジャイロセンサＧＳＲ、ヨーイングジャイロセンサＧＳＸ、ピッチング積分回路６０、ローリング積分回路６１、及びヨーイング積分回路６２を有する。

ピッチングジャイロセンサＧＳＹは、角速度検出軸ＧＳＹＯが第１方向ｘと平行に配置され、カメラ本体１の第１方向ｘ軸周りの回転運動（ピッチング）の角速度を検出する。ローリングジャイロセンサＧＳＲは、角速度検出軸ＧＳＲＯが第３方向ｚと平行に配置され、カメラ本体１の第３方向ｚ軸周りの回転運動（ローリング）の角速度を検出する。ヨーイングジャイロセンサＧＳＸは、角速度検出軸ＧＳＸＯが第２方向ｙと平行に配置され、カメラ本体１の第２方向ｙ軸周りの回転運動（ヨーイング）の角速度を検出する。

ピッチングジャイロセンサＧＳＹ、ローリングジャイロセンサＧＳＲ、及びヨーイングジャイロセンサＧＳＸは、それぞれピッチングジャイロセンサベース基板７Ｙ、ローリングジャイロセンサベース基板７Ｒ、及びヨーイングジャイロセンサベース基板７Ｘ上に組み立てられ、それぞれカメラメイン基板７上に実装される。

ピッチングジャイロセンサＧＳＹは、角速度検出軸ＧＳＹＯがピッチングジャイロセンサベース基板７Ｙに平行な振動子構造を有するセラミック振動ジャイロセンサやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）振動ジャイロセンサなどの振動ジャイロセンサである。具体的には、村田製作所社製の振動ジャイロセンサ（品番：ＥＮＣ−０３Ｍ）、及びＮＥＣトーキン社製のジャイロセンサ（品番：ＣＧ−Ｌ５３）が挙げられる。

ローリングジャイロセンサＧＳＲは、角速度検出軸ＧＳＲＯがローリングジャイロセンサベース基板７Ｒに垂直な振動子構造を有する水晶振動子振動ジャイロセンサなどの振動ジャイロセンサである。具体的には、エプソン社製の振動ジャイロセンサ（品番：ＸＶ３５００ＣＢ）が挙げられる。

ヨーイングジャイロセンサＧＳＸは、角速度検出軸ＧＳＸＯがヨーイングジャイロセンサベース基板７Ｘに平行な振動子構造を有するセラミック振動ジャイロセンサやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）振動ジャイロセンサなどの振動ジャイロセンサである。

本実施形態では、ローリングジャイロセンサＧＳＲを、ローリングジャイロセンサベース基板７Ｒを介して、ピッチングジャイロセンサＧＳＹ、及びヨーイングジャイロセンサＧＳＸと同じ基板（カメラメイン基板７）に実装することが可能になる。従って、ローリングジャイロセンサＧＳＲを、角速度検出軸ＧＳＲＯがローリングジャイロセンサベース基板８Ｒに平行な振動子構造を有する振動ジャイロセンサである場合（図７参照）のように、ローリングジャイロセンサベース基板８Ｒを介して実装するために、カメラメイン基板７に対して垂直に配置されたサブ基板８や、サブ基板８とカメラメイン基板７とを接続するフレキシブル基板９を、別途用意する必要が無い。そのため、カメラメイン基板７に３つのジャイロセンサを直接実装できるため、カメラ本体の小型化、製造コストの削減に効果的である。

ピッチングジャイロセンサＧＳＹからの角速度に関する信号は、ピッチング積分回路６０で積分される。ピッチング積分回路６０は、ピッチングに基づく角度ブレ量に対応した出力値として、ピッチング角度信号Ｐｙｈを出力する。

ローリングジャイロセンサＧＳＲからの角速度に関する信号は、ローリング積分回路６１で積分され、ローリング積分回路６１は、ローリングに基づく角度ブレ量に対応した出力値として、ローリング角度信号Ｐｒｈを出力する。

ヨーイングジャイロセンサＧＳＸからの角速度に関する信号は、ヨーイング積分回路６２で積分される。ヨーイング積分回路６２は、ヨーイングに基づく角度ブレ量に対応した出力値として、ヨーイング角度信号Ｐｘｈを出力する。

ピッチング角度信号Ｐｙｈは、第１方向ｘ軸周りの回転運動（ピッチング）による手ブレ量を特定する信号として、ローリング角度信号Ｐｒｈは、第３方向ｚ軸周りの回転運動（ローリング）による像ブレ量を特定する信号として、ヨーイング角度信号Ｐｘｈは、第２方向ｙ軸周りの回転運動（ヨーイング）による像ブレ量を特定する信号として、後述する制御演算部１３におけるブレ量に基づいて可動部１５ａの移動制御に使用される。

次に、制御演算部１３について説明する（図３参照）。なお、ＣＰＵで制御する場合は、積分回路、誤差増幅回路、ＰＩＤ演算回路、ＰＷＭドライバの動作はソフトウエアによっても実現可能である。

ピッチング角度信号Ｐｙｈ、ローリング角度信号Ｐｒｈは、第１、第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ａ、６３Ａに入力される。第１鉛直方向誤差増幅回路６３Ａには、ピッチング角度信号Ｐｙｈとローリング角度信号Ｐｒｈとの加算値、及び第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡの出力値とが入力され、第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ｂには、ピッチング角度信号Ｐｙｈからローリング角度信号Ｐｒｈの減算値、及び第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢの出力値とが入力される。ヨーイング角度信号Ｐｘｈは、水平方向誤差増幅回路６５に入力される。水平方向誤差増幅回路６５には、ヨーイング角度信号Ｐｘｈ、及び水平方向ホールセンサＳＸの出力値とが入力される。

第１鉛直方向誤差増幅回路６３Ａは、ピッチング角度信号Ｐｙｈとローリング角度信号Ｐｒｈとの加算値と、第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡの出力値とを比較する（差異を算出する）。第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ｂは、ピッチング角度信号Ｐｙｈからローリング角度信号Ｐｒｈの減算値と、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢの出力値とを比較する（差異を算出する）。水平方向誤差増幅回路６５は、ヨーイング角度信号Ｐｘｈと、水平方向ホールセンサＳＸの出力値とを比較する（差異を算出する）。

第１、第２鉛直方向ＰＩＤ演算回路６６Ａ、６６Ｂは、第１、第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ａ、６３Ｂの出力値（差異値）に基づいて、ＰＩＤ演算を行う。具体的には、第１鉛直方向ＰＩＤ演算回路６６Ａは、ピッチング角度信号Ｐｙｈとローリング角度信号Ｐｒｈの加算値と、第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡの出力値との差異が小さくなるように（第１鉛直方向誤差増幅回路６３Ａの出力値が小さくなるように）、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡに印加する電圧に関する値（ＰＷＭパルスのデューティ比など）を演算する。第２鉛直方向ＰＩＤ演算回路６６Ｂは、ピッチング角度信号Ｐｙｈからローリング角度信号Ｐｒｈの減算値と、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢの出力値との差異が小さくなるように（第２鉛直方向誤差増幅回路６３Ｂの出力値が小さくなるように）、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢに印加する電圧に関する値（ＰＷＭパルスのデューティ比など）を演算する。

第１鉛直方向ＰＷＭドライバ６９Ａは、第１鉛直方向ＰＩＤ演算回路６６Ａの演算結果に基づくＰＷＭパルスを、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡに印加する。第２鉛直方向ＰＷＭドライバ６９Ｂは、第２鉛直方向ＰＩＤ演算回路６６Ａの演算結果に基づくＰＷＭパルスを、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢに印加する。これにより、第１、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢには第２方向ｙに駆動力が発生し、この駆動力によって可動部１５ａのｘｙ平面上に第２方向ｙへの移動が可能になる。第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡと、第２鉛直方向駆動力ＣＹＢへの駆動力が異なる場合は、駆動力差に基づき可動部１５ａのｘｙ平面上に回転移動が可能になる。

水平方向ＰＩＤ演算回路６８は、水平方向誤差増幅回路６５の出力値（差異値）に基づいて、ＰＩＤ演算を行う。具体的には、水平方向ＰＩＤ演算回路６８は、ヨーイング角度信号Ｐｘｈと、水平方向ホールセンサＳＸとの差異が小さくなるように（水平方向誤差増幅回路６５の出力値が小さくなるように）、第１、第２水平方向駆動用コイルＣＸＡ、ＣＸＢに印加する電圧に関する値（ＰＷＭパルスのデューティ比など）を演算する。

水平方向ＰＷＭドライバ７１は、水平方向ＰＩＤ演算回路６８の演算結果に基づくＰＷＭパルスを、第１、第２水平方向駆動用コイルＣＸＡ、ＣＸＢに印加する。これにより、第１、第２水平方向駆動用コイルＣＸＡ、ＣＸＢには、第１方向ｘへの駆動力が発生し、この駆動力によって、可動部１５ａのｘｙ平面上に第１方向ｘへの移動が可能になる。

次に、駆動部１５について説明する（図５〜７参照）。第１、第２水平方向駆動用コイルＣＸＡ、ＣＸＢ、第１、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢ、第１、第２水平方向枠固定部ＦＸＡ、ＦＸＢ、第１、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＡ、ＳＹＢ、及び水平方向ホールセンサＳＸは、撮像板基板４５上に取り付けられる。

枠１８は、ｘｙ平面に垂直な薄板の帯で構成される口の字状の枠であり、弾性体で構成される。枠１８は、第１、第２水平方向枠固定部ＦＸＡ、ＦＸＢを介して撮像板基板４５に取り付けられ（連結され）、第１、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢを介して固定部１５ｂ（レンズ鏡筒２）に取り付けられる（固定される）。枠１８は、撮像素子ＩＳを囲む位置関係にある。

第１水平方向枠固定部ＦＸＡは、第１水平方向枠固定部用取付穴ＦＸＡ１、ＦＸＡ２を介して撮像板基板４５にネジ止めされる。第２水平方向枠固定部ＦＸＢは、第２水平方向枠固定部用取付穴ＦＸＢ１、ＦＸＢ２を介して撮像板基板４５にネジ止めされる。第１鉛直方向枠固定部ＦＹＡは、第１鉛直方向枠固定部用取付穴ＦＹＡ１、ＦＹＡ２を介してレンズ鏡筒２にネジ止めされる。第２鉛直方向枠固定部ＦＹＢは、第２鉛直方向枠固定部用取付穴ＦＹＢ１、ＦＹＢ２を介してレンズ鏡筒２にネジ止めされる。

枠１８は、第３方向ｚから見て、第１方向ｘに平行な２辺と第２方向ｙに平行な２辺を有する矩形形状を有するが、この矩形形状は撮像板基板４５のｘｙ平面上の移動に伴って、ｘｙ平面に沿って弾性変形する。これにより、撮像板基板４５は、固定部１５ｂ、及びレンズ鏡筒２によって、枠１８を介して、ｘｙ平面上を、回転を含めた移動可能な状態で保持される。

第１水平方向枠固定部ＦＸＡは、枠１８を構成する第２方向ｙに平行な１辺の中央近傍に、第２水平方向枠固定部ＦＸＢは、枠１８を構成する第２方向ｙに平行な他の１辺の中央近傍に取り付けられる。第１、第２水平方向枠固定部ＦＸＡ、ＦＸＢは、第３方向ｚから見て、第１方向ｘで撮像素子ＩＳを挟む位置関係にある。

第１鉛直方向枠固定部ＦＹＡは、枠１８を構成する第１方向ｘに平行な１辺の中央近傍に、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＢは、枠１８を構成する第１方向ｘに平行な他の１辺の中央近傍に取り付けられる。第１、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢは、第３方向ｚから見て、第２方向ｙで撮像素子ＩＳを挟む位置関係にある。

枠１８は、金属で構成され、第１、第２水平方向枠連結部ＦＸＡ、ＦＸＢ、及び第１、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢは、少なくとも一部が樹脂で構成される。枠１８第１、第２水平方向枠連結部ＦＸＡ、ＦＸＢ、及び第１、第２鉛直方向枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢは、インサート成形される。矩形枠１８が樹脂で構成される場合には、矩形枠１８、第１、第２水平方向矩形枠連結部ＦＸＡ、ＦＸＢ、及び第１、第２鉛直方向矩形枠固定部ＦＹＡ、ＦＹＢは、一体成形されてもよい。

第１水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＡは、板状の磁性金属部材で、第３方向ｚに垂直に並べられ、レンズ鏡筒２側から見て右側で、レンズ鏡筒２に取付られる（接着される）。第２水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＢは、板状の磁性金属部材で、第３方向ｚに垂直に並べられ、レンズ鏡筒２側から見て左側で、レンズ鏡筒２に取付られる（接着される）。鉛直方向駆動及び位置検出用ヨークＹＹは、板状の磁性金属部材で、第３方向ｚに垂直に並べられ、レンズ鏡筒２側から見て上側で、第１鉛直方向枠固定部ＦＹＡに取り付けられる（接着される）。

第１、第２水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＡ、ＹＸＢは、第３方向ｚから見て、第１方向ｘで、撮像素子ＩＳを挟む位置関係にある。

第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡは、第１水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＡに取り付けられる。第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢは、第２水平方向駆動及びＩＴ検出用ヨークＹＸＢに取り付けられる。第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡ、ＭＹＢは、鉛直方向駆動及び位置検出用ヨークＹＹに取り付けられる。

撮像板基板４５は、重力の影響を受けない状態で、可動部１５ａが移動を開始する前の初期状態において、光軸Ｏが撮像素子ＩＳの有効撮像領域の中心を通り、有効撮像領域の矩形を構成する辺が第１方向ｘまたは第２方向ｙに平行である位置関係に配置されるのが望ましい。枠１８は、重力の影響を受けない状態で、可動部１５ａが移動を開始する前の初期状態において、弾性変形せず矩形形状を有する状態であるのが望ましい。撮像素子ＩＳは、撮像板基板４５上で且つレンズ鏡筒２と対向する側に配置される。

第１水平方向駆動用コイルＣＸＡ、及び水平方向ホールセンサＳＸは、第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡと第３方向ｚ上で対向する位置関係にある。第２水平方向駆動用コイルＣＸＢは、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢと第３方向ｚ上で対向する位置関係にある。

第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ、及び第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡは、第１鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡと第３方向ｚ上で対向する位置関係にある。第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢ、及び第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢは、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＢと第３方向ｚ上で対向する位置関係にある。

第１、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡ、ＭＸＢは、、厚み方向すなわち第３方向ｚに着磁されており、Ｎ極面とＳ極面とが、第１方向ｘに並べられる。第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡの第２方向ｙの長さは、可動部１５ａが第２方向ｙに移動した際に第１水平方向駆動用コイルＣＸＡ及び水平方向ホールセンサＳＸに及ぼす磁界が変化しない程度に、第１水平方向駆動用コイルＣＸＡの第２方向ｙの有効長に比べて長めに設定される。第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢの第２方向ｙの長さは、可動部１５ａが第２方向ｙに移動した際に第２水平方向駆動用コイルＣＸＢに及ぼす磁界が変化しない程度に、第２水平方向駆動用コイルＣＸＢの第２方向ｙの有効長に比べて長めに設定される。

第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡ、ＭＹＢは、、厚み方向すなわち第３方向ｚに着磁されており、Ｎ極面とＳ極面とが、第２方向ｙに並べられる。第１鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡの第１方向ｘの長さは、可動部１５ａが第１方向ｘに移動した際に第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ及び第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡに及ぼす磁界が変化しない程度に、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡの第１方向ｘの有効長に比べて長めに設定される。第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＢの第１方向ｘの長さは、可動部１５ａが第１方向ｘに移動した際に第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢ及び第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢに及ぼす磁界が変化しない程度に、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢの第１方向ｘの有効長に比べて長めに設定される。

第１水平方向駆動用コイルＣＸＡのコイルパターンは、自身に流れる電流と、第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡの磁界から生ずる電磁力により、第１水平方向駆動用コイルＣＸＡを含む可動部１５ａを第１方向ｘに移動させる駆動力を発生すべく、第２方向ｙに平行な線分を有する。第２水平方向駆動用コイルＣＸＢのコイルパターンは、自身に流れる電流と、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢの磁界から生ずる電磁力により、第２水平方向駆動用コイルＣＸＢを含む可動部１５ａを第１方向ｘに移動させる駆動力を発生すべく、第２方向ｙに平行な線分を有する。

第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡのコイルパターンは、自身に流れる電流と、第１鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡの磁界から生ずる電磁力により、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡを含む可動部１５ａを第２方向ｙに移動させる駆動力を発生すべく、第１方向ｘに平行な線分を有する。第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢのコイルパターンは、自身に流れる電流と、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＢの磁界から生ずる電磁力により、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢを含む可動部１５ａを第２方向ｙに移動させる駆動力を発生すべく、第１方向ｘに平行な線分を有する。

第１、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＡ、ＳＹＢは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子であり、可動部１５ａの第２方向ｙの位置変化に伴う第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡ、ＭＹＢからの磁束密度変化を検出し、可動部１５ａの第２方向ｙの位置検出を行う。水平方向ホールセンサＳＸは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子であり、可動部１５ａの第１方向ｘの位置変化に伴う第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡからの磁束密度変化を検出し、可動部１５ａの第１方向ｘの位置検出を行う。

第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡは、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡの内側で且つ第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢから離れた位置に、第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢは、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢの内側で且つ第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡから離れた位置に、水平方向ホールセンサＳＸは、第１水平方向駆動用コイルＣＸＡの内側に配置される。

第１水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＡは、第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡの磁界が周囲に漏れにくくし、第１水平方向駆動用コイルＣＸＡ及び水平方向ホールセンサＳＸと、第１水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＡとの間の磁束密度を高める役割を果たす。第２水平方向駆動及び位置検出用ヨークＹＸＢは、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢの磁界が周囲に漏れにくくし、第２水平方向駆動用コイルＣＸＢと、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石ＭＸＢとの間の磁束密度を高める役割を果たす。

鉛直方向駆動及び位置検出用ヨークＹＹは、第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡ、ＭＹＢの磁界が周囲に漏れにくくし、第１鉛直方向駆動用コイルＣＹＡ及び第１鉛直方向ホールセンサＳＹＡと、第１鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＡとの間の磁束密度を高め、第２鉛直方向駆動用コイルＣＹＢ及び第２鉛直方向ホールセンサＳＹＢと、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石ＭＹＢとの間の磁束密度を高める役割を果たす。

本実施形態では、可動部１５ａの移動の為の構造物としてガイド機構またはボールで挟み込む機構を必要とせず、枠１８の弾性変形を介して可動部１５ａを移動可能な状態で保持することが可能になる。そのため、ガイド機構のクリアランスに起因するガタや摩擦を考慮する必要がないため、高精度で且つ安定性の高い手ブレ補正制御が可能である。また、複数の弾性手段を用いて保持する場合に比べて、構造が単純で一体成形やインサート成形が可能になるため、製造コストを低く抑えることが可能になる。

なお、本実施形態では、可動部１５ａの移動について枠１８の弾性変形を利用するが、移動制御の際に、枠１８の弾性力を考慮する必要はない。変位量をフィードバックして所望の変位量を得る制御方法（制御演算部１３のＰＩＤ制御）を使用するため、予め弾性力を考慮した複雑な演算を行う必要はないからである。

なお、本実施形態では、磁界変化検出素子としてホール素子を利用したホールセンサによる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）、または磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）であり、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、可動部１５ａの移動のためのアクチュエータとして、磁石とコイルによる電磁力による駆動を説明したが、他のアクチュエータであってもよい。

また、可動部１５ａを保持する機構として枠１８を使用する形態を説明したが、ガイド機構またはボールで挟み込む機構であってもよい。

また、ブレ量検出部１１は、カメラメイン基板７に搭載される形態を説明したが、カメラメイン基板７とは別のジャイロセンサ専用基板に搭載してもよい。この場合、専用基板を、ミラー動作やシャッタ動作によるショックの振動ジャイロへの影響を避けるための緩衝部材を介して、カメラ固定壁などへの一括搭載が容易になるメリットを有する。

本実施形態におけるカメラ本体の斜視図である。 カメラ本体の構成図である。 カメラ本体の像ブレ補正部の回路構成図である。 像ブレ補正部の駆動部の正面図である。 駆動部の分解斜視図である。 駆動部の斜視図である。 従来のカメラ本体の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１ カメラ本体
２ レンズ鏡筒
７ カメラメイン基板
７Ｘ ヨーイングジャイロセンサベース基板
７Ｙ ピッチングジャイロセンサベース基板
７Ｒ 本実施形態におけるローリングジャイロセンサベース基板
８ サブ基板
８Ｒ 従来技術におけるローリングジャイロセンサベース基板
９ フレキシブル基板
１０ 像ブレ補正部
１１ ブレ量検出部
１３ 制御演算部
１５ 駆動部
１５ａ、１５ｂ 可動部、固定部
１８ 枠
２０ 表示部
２１ 記憶部
４５ 撮像板基板
６０ ピッチング積分回路
６１ ローリング積分回路
６２ ヨーイング積分回路
６３Ａ、６３Ｂ 第１、第２鉛直方向駆動用誤差増幅回路
６５ 水平方向駆動用誤差増幅回路
６６Ａ、６６Ｂ 第１、第２鉛直方向駆動用ＰＩＤ演算回路
６８ 水平方向駆動用ＰＩＤ演算回路
６９Ａ、６９Ｂ 第１、第２鉛直方向駆動用ＰＷＭドライバ
７１ 水平方向駆動用ＰＷＭドライバ
ＣＸＡ、ＣＸＢ 第１、第２水平方向駆動用コイル
ＣＹＡ、ＣＹＢ 第１、第２鉛直方向駆動用コイル
ＦＸＡ、ＦＸＢ 第１、第２水平方向枠連結部
ＦＸＡ１、ＦＸＡ２ 第１水平方向枠連結部用取付穴
ＦＸＢ１、ＦＸＢ２ 第２水平方向枠連結部用取付穴
ＦＹＡ、ＦＹＢ 第１、第２鉛直方向枠固定部
ＦＹＡ１、ＦＹＡ２ 第１鉛直方向枠固定部用取付穴
ＦＹＢ１、ＦＹＢ２ 第２鉛直方向枠固定部用取付穴
ＧＳＲ ローリングジャイロセンサ
ＧＳＸ ヨーイングジャイロセンサ
ＧＳＹ ピッチングジャイロセンサ
ＧＳＲＯ、ＧＳＸＯ、ＧＳＹＯ 角速度検出軸
ＩＳ 撮像素子
ＭＸＡ、ＭＸＢ 第１、第２水平方向駆動及び位置検出用磁石
ＭＹＡ、ＭＹＢ 第１、第２鉛直方向駆動及び位置検出用磁石
Ｏ 光軸
Ｐｒｈ ローリング角度信号
Ｐｘｈ ヨーイング角度信号
Ｐｙｈ ピッチング角度信号
ＳＸ 水平方向ホールセンサ
ＳＹＡ、ＳＹＢ 第１、第２鉛直方向ホールセンサ
ＹＸＡ、ＹＸＢ 第１、第２水平方向駆動及び位置検出用ヨーク
ＹＹ 鉛直方向駆動及び位置検出用ヨーク

Claims (8)

1. 撮影時の手振れによるカメラのピッチング角速度を検出するピッチングジャイロセンサと、
   ローリング角速度を検出するローリングジャイロセンサと、
   ヨーイング角速度を検出するヨーイングジャイロセンサとを備え、
   前記ピッチングジャイロセンサは、角速度検出軸が、前記ピッチングジャイロセンサが取り付けられるピッチングジャイロベース基板に平行な振動子構造を有し、
   前記ヨーイングジャイロセンサは、角速度検出軸が、前記ヨーイングジャイロセンサが取り付けられるヨーイングジャイロベース基板に平行な振動子構造を有し、
   前記ローリングジャイロセンサは、角速度検出軸が、前記ローリングジャイロセンサが取り付けられるローリングジャイロベース基板に垂直な振動子構造を有することを特徴とするカメラ用像ブレ補正装置のブレ量検出装置。
2. 前記ピッチングジャイロセンサの角速度検出軸は、撮影レンズの光軸と垂直な第１方向と平行に配置され、
   前記ヨーイングジャイロセンサの角速度検出軸は、前記光軸及び前記第１方向と垂直な第２方向と平行に配置され、
   前記ローリングジャイロセンサの角速度検出軸は、前記光軸と平行な第３方向と平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載のブレ量検出装置。
3. 前記ピッチングジャイロセンサ、及び前記ヨーイングジャイロセンサは、セラミック振動ジャイロセンサまたはＭＥＭＳ振動ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１に記載のブレ量検出装置。
4. 前記ローリングジャイロセンサは、水晶振動子振動ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１に記載のブレ量検出装置。
5. 前記ピッチングジャイロセンサベース基板、前記ローリングジャイロセンサベース基板、及び前記ヨーイングジャイロセンサベース基板は、共通の基板上に搭載されることを特徴とする請求項１に記載のブレ量検出装置。
6. 前記共通の基板は、カメラメイン基板であることを特徴とする請求項５に記載のブレ量検出装置。
7. 前記共通基板は、カメラメイン基板とは別のジャイロセンサ専用基板であることを特徴とする請求項５に記載のブレ量検出装置。
8. ローリングに関する角速度を検出するローリングジャイロセンサを備え、
   前記ローリングジャイロセンサは、角速度検出軸が、前記ローリングジャイロセンサが取り付けられるローリングジャイロセンサベース基板に垂直な振動子構造を有することを特徴とする像ブレ補正装置のブレ量検出装置。

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