JP2008306341A - デジタルビデオカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】モーメントの発生を抑えた高精度な手ぶれ補正を実現する。
【解決手段】ベース部材１００の開口部にはピッチフレーム３０がピッチシャフト３１，３２により軸支されており、ピッチフレーム３０はピッチスライダ２２を介してステッピングモータ１１の駆動力が伝達される。ピッチスライダ２２とピッチフレーム３０との間で付勢力を発生する巻きバネ４１’は、ステッピングモータ１１側のピッチシャフト３１に巻かれる。ピッチフレーム３０の開口部にはヨーフレーム７０がヨーシャフト８１，８２により軸支されており、ヨーフレーム７０はヨースライダ６２，６３を介してステッピングモータ５１の駆動力が伝達される。ピッチフレーム３０とヨーフレーム７０との間で付勢力を発生する巻きバネ９１’は、ステッピングモータ５１側のヨーシャフト８１に巻かれる。
【選択図】図２

Description

この発明は、デジタルビデオカメラ、特に手ぶれ補正機構を備えるデジタルビデオカメラに関するものである。

従来、デジタルビデオカメラ等の撮像装置では、撮影者が撮影する際に発生する手ぶれを補正する手ぶれ補正機構が各種考案されている。そして、このような手ぶれ補正機構では、ぶれ補正対象の光学系と、当該光学系に駆動力を発生する駆動力源との位置関係からモーメントが発生するという問題がある。これに対して、例えば、特許文献１では、可動部の重心と、可動部とガイド部との間に負荷が発生する部分と、動力源とを同一平面上に設置してなるぶれ補正機構が開示されている。
特開平９−０８０５５０号公報

上述の特許文献１に記載のぶれ補正機構では、各部の位置関係が厳密に設定されなければならず、機構的に難しいものとなる。

また、上述の構成と異なる簡易的な構成の手ぶれ補正機構として、従来、図３に示すように、撮像方向である正面方向に対して直交する二方向（ヨー方向、ピッチ方向とする）に可動する二つのフレームを備え、これらを移動させることで手ぶれ補正を行う機構がある。

図３は、従来の手ぶれ補正機構の主要構成を示す簡略機構図である。
このような構成の手ぶれ補正機構では、図示しない手ぶれ補正制御部から各ステッピングモータ１１，５１に手ぶれ補正量に応じた駆動制御が行われ、各ステッピングモータ１１，５１が駆動される。

ステッピングモータ１１が駆動することで、リードスクリュ１２が回転する。ピッチスライダ２２に設置されたナット２１がリードスクリュ１２の回転に伴ってピッチ方向（図３の上下方向）に沿って移動することで、ピッチスライダ２２がピッチ方向に沿って移動する。ピッチスライダ２２の移動により、ピッチスライダ２２に接触するピッチフレーム３０が移動する。この際、巻きバネ４１，４２により、およびピッチフレーム３０とピッチスライダ２２との間、ベース部材１００とピッチフレーム３０との間に付勢力が発生することで駆動系のバックラッシが低減し、滑らかで安定した位置固定が可能となる。

また、ステッピングモータ５１が駆動することで、リードスクリュ５２が回転する。ヨースライダ６２に設置されたナット６１がリードスクリュ５２の回転に伴ってヨー方向（図３の左右方向）に沿って移動することで、ヨースライダ６２がヨー方向に沿って移動する。ヨースライダ６２の移動により、ヨースライダ６２に接触するヨースライダ６３が移動し、ヨーフレーム７０が移動する。この際、巻きバネ９１，９２により、ヨーフレーム７０とピッチフレーム３０との間、およびヨースライダ６２，６３間に付勢力が発生することで、ヨーフレーム７０はヨー方向の所望位置で停止して固定される。

しかしながら、このような構成では、駆動源であるステッピングモータ１１とピッチフレーム３０を軸支するピッチシャフト３１との間隔や、ステッピングモータ５１とヨーフレーム７０を軸支するヨーシャフト８１との間隔が広くなってしまい、大きなモーメントが発生してしまう。さらに、巻きバネ４１とピッチシャフト３１との間隔や、巻きバネ９１とヨーシャフト８１との間隔によってもモーメントが発生してしまう。

したがって、本発明の目的は、これらのモーメントの発生を抑えて、高精度にぶれ補正ができるデジタルビデオカメラを提供することにある。

この発明は、筺体内に固定されたベース部材に取り付けられ、該ベース部材と平行に且つ直交する二方向の第１方向に往復移動可能な第１フレーム、および、撮像素子を備えるとともに第１フレームに取り付けられ、該第１フレームと平行に且つ第１方向に直交する第２方向に往復移動可能な第２フレームを備える撮像素子移動手段と、駆動力を発生する駆動力発生手段と、駆動力を駆動力発生手段から撮像素子移動手段へ伝達する駆動力伝達手段と、を備えたデジタルビデオカメラに関するものである。この発明のデジタルビデオカメラでは、第１フレームおよび第２フレームは、それぞれの移動方向に平行な軸を有するシャフトにより支持されている。駆動力伝達手段は、駆動力発生手段からの駆動力に応じて従動し、それぞれのフレームに駆動力を伝達する従動部材と、駆動力とともにフレーム位置を固定させる付勢力を従動部材とフレームとの間に発生する付勢力発生部材とを備える。そして、付勢力発生部材は、駆動力発生手段に対して、シャフトと同じ位置に設置されている。

この構成では、付勢力発生手段が駆動力発生手段に対してシャフトと同じ位置にあることで、付勢力発生手段とシャフトとの間隔が無くなり、これらの部品間距離に応じて発生するモーメントが抑制される。さらに、付勢力発生手段とシャフトとの距離が無いことで、駆動量発生手段とシャフトとの間隔も短くなり、これらの部品間距離に応じて発生するモーメントも抑制される。

また、この発明のデジタルビデオカメラでは、付勢力発生手段は巻きバネにより形成されている。そして、この巻きバネがシャフトに巻き付けた状態で設置されている。

この構成では、付勢力発生手段として巻きバネを用いてシャフトに巻き付けることで、前述の付勢力発生手段とシャフトとの間隔を「０」にする構造を、簡素な構造で実現することができる。

また、この発明のデジタルビデオカメラでは、従動部材は、シャフトに架かる形状の突起部を備える。そして、突起部とフレームのシャフト保持部との間に、該シャフト保持部と突起部とに当接させて巻きバネが設置されている。

この構成では、シャフトに巻き付けている巻きバネをフレームと従動部材とで挟み込むことで付勢力を発生させることで、それぞれに巻きバネ用フックを設置してフック間の巻きバネの引っ張りにより付勢力を発生するような構造と比較して、さらに簡素な構造を実現することができる。

この発明によれば、簡素な構造でありながら、ぶれ補正時に発生する複数種類のモーメントを抑圧することができる。これにより、ぶれ補正制御を高精度に行うことができる。

本発明の実施形態に係るデジタルビデオカメラについて図を参照して説明する。
図１は本実施形態のデジタルビデオカメラの概略構成について示した図である。
図１に示すように、本実施形態のデジタルビデオカメラは、制御部９０１、操作部９０２、手ぶれ検出部９０３、映像取得部９０４、及び映像データ生成部９０５から構成される。

制御部９０１は、操作部９０２からの操作入力に従って装置各部の制御を行う。

操作部９０２は、ユーザからの操作入力を受け付ける。例えば、操作部９０２は、撮影ボタンのＯＮ／ＯＦＦ等により撮影の開始及び終了の指示を受け付ける等の処理を行う。操作部９０２が受け付けた内容は制御部９０１へ出力される。

手ぶれ検出部９０３は、ジャイロセンサ等を備えており、手ぶれ量を検出すると制御部９０１へ出力する。この手ぶれ量は、後述するヨー方向の手ぶれ量とピッチ方向の手ぶれ量とに分けて検出される。

映像取得部９０４は、駆動部９０６、フレーム３０、７０、及び撮像素子（ＣＣＤ）３００を備える。駆動部９０６は二台のステッピングモータ１１，５１を備え、具体的構造は後述するが、制御部９０１の手ぶれ補正制御データに基づいて駆動し、この駆動力がスライダを介して各フレーム３０，７０に伝達される。これにより、フレーム３０，７０はそれぞれピッチ方向およびヨー方向に往復動する。ＣＣＤ３００は、自身の正面方向を中心軸として、所定領域内から集光して光学的電気信号を生成し、映像データ生成部９０５へ出力する。

映像データ生成部９０５は、ＣＣＤ３００が集光して生成した光学的電気信号に基づいて映像データを生成する。この生成した映像データは、デジタルビデオカメラの記録部（不図示）等に記録されたり、デジタルビデオカメラの表示部（不図示）に表示されたりする。

このようなデジタルビデオカメラには、手ぶれ補正機能が備えられている。手ぶれ補正機能としては、まず、手ぶれ検出部９０３が手ぶれ量を検出すると、制御部９０１は、手ぶれ検出部９０３から手ぶれ量を取得して、手ぶれ補正制御データを生成する。制御部９０１は、手ぶれ補正制御データを映像取得部９０４の駆動部９０６へ出力する。駆動部９０６のステッピングモータ１１，５１は、手ぶれ補正制御データに基づく回転量に制御されて回転する。この回転に起因して、フレーム３０，７０がそれぞれピッチ方向およびヨー方向に移動することで、手ぶれが補正される。

次に、手ぶれ補正機構の具体的構成について説明する。
図２は本実施形態の手ぶれ補正機構の主要構成を示す簡略機構図である。

デジタルビデオカメラの筐体には、平板状のベース部材１００が固定されており、ベース部材１００には開口部が形成されている。
（１）ピッチ方向（図における縦方向）の駆動系の構造
ベース部材１００の開口部内にはピッチフレーム３０が配置されている。またベース部材１００の開口部内にはピッチ方向（図２における縦方向）に軸が延びる円柱形状のピッチシャフト３１，３２が設置されている。ピッチシャフト３１，３２は、ベース部材１００の開口部のヨー方向（図２における横方向）の両端部付近に設置されている。ピッチシャフト３１には、巻きバネ４１’が巻かれている。

ピッチフレーム３０には、これらピッチシャフト３１，３２が挿嵌する導通孔が形成されており、ピッチシャフト３１，３２によりベース部材１００の開口部内に、ピッチ方向に移動可能に保持されている。ピッチシャフト３１側の導通孔は、ピッチフレーム３０のピッチ方向に沿った両端付近の全周形成部３０１，３０２と、ピッチ方向に沿った中央付近の全周形成部３０３とのみで、ピッチシャフト３１の全周面を覆う形状で形成されており、ピッチ方向に沿った他の部分では、少なくとも半周面を覆う程度の壁面のみが形成されている形状からなる。

ベース部材１００の開口部内のピッチシャフト３１と、該ピッチシャフト３１側の開口部端との間には、ピッチスライダ２２が設置されている。
ピッチスライダ２２は、ピッチ方向に延びる形状からなり、ピッチ方向に両端付近に、ピッチフレーム３０側に突起する突起部２２１，２２２を備える。突起部２２１は、ピッチフレーム３０の全周形成部３０１に当接可能な位置に形成されている。突起部２２２は、ピッチシャフト３１に巻かれた巻きバネ４１’をピッチフレーム３０の全周形成部３０３とで挟み込む位置に形成されている。この際、巻きバネ４１’には、バネの伸び戻りによる所定の付勢力が、ピッチフレーム３０の全周形成部３０３およびピッチスライダ２２の突起部２２２に加わるように配置されている。

また、ピッチスライダ２２とピッチフレーム３１とには、ボスと当該ボスに挿嵌するボス穴とが形成されており、これらボスとボス穴とにより摺動することで、ピッチ方向に導かれて移動する。

ピッチスライダ２２は、主軸部に対して突起部２２１と対向する側に、ナット設置部２２３が形成されており、当該ナット設置部２２３にピッチ方向にナット穴が形成されたナット２１が設置されている。

ナット２１は、ベース部材１００に固定設置されたステッピングモータ１１のリードスクリュ１２に螺合するように設置されている。

ピッチフレーム３０の開口部には、ピッチシャフト３１に対する開口部中央側の近傍にはフックが形成されており、ベース部材１００に形成されたフックとの間に巻きバネ４２が係止されている。この際、巻きバネ４２は、バネの縮み戻りによる所定の付勢力が発生するように設置されている。

このような構造では、ステッピングモータ１１の駆動でリードスクリュ１２が回転すると、ナット２１がピッチ方向に移動する。この移動がピッチスライダ２２に伝達されて、ピッチスライダ２２がピッチ方向に移動する。そして、ピッチスライダ２２の移動がピッチフレーム３０に伝達されて、ピッチフレーム３０がピッチシャフト３１，３２に導かれて、ピッチ方向へ移動する。この際、巻きバネ４１’、４２によりバックラッシが低減される。

このような構成とすることで、ピッチ方向移動の駆動力発生源であるステッピングモータ１１からピッチシャフト３１迄の間隔が短くなり、且つピッチシャフト３１と巻きバネ４１’との間隔が「０」になるので、これらの駆動系で働くモーメントが大幅に低減される。

（２）ヨー方向（図における横方向）の駆動系の構造
ピッチフレーム３０にも開口部が形成されており、当該開口部内にはヨーフレーム７０が配置されている。また、ピッチフレーム３０の開口部内にはヨー方向（図２における横方向）に軸が延びる円柱形状のヨーシャフト８１，８２が設置されている。ヨーシャフト８１，８２は、ピッチフレーム３０の開口部のピッチ方向（図２における縦方向）の両端部付近に設置されている。ヨーシャフト８１には、巻きバネ９１’が巻かれている。

ヨーフレーム７０には、これらヨーシャフト８１，８２が挿嵌する導通孔が形成されており、ヨーシャフト８１，８２によりピッチフレーム３０の開口部内に、ヨー方向に移動可能に保持されている。ヨーシャフト８１側の導通孔は、ヨーフレーム７０のヨー方向に沿った両端付近の全周形成部７０１，７０２でのみ、ヨーシャフト８１の全周面を覆う形状で形成されている形状からなる。すなわち、ヨーシャフト８１側の導通孔は、ヨー方向の両端のみが孔形状であり、これらの中間部は溝形状からなる。そして、この溝形状部は、途中で幅が異なる二段の幅からなる形状から成る。この溝形状部には、幅広側の溝に巻きバネ９１’が配置されており、幅が変化する段差部に巻きバネ９１’の一方端が当接する。この巻きバネ９１’の他方端はピッチフレーム３０に形成された突起部３０４に当接する。これにより、巻きバネ９１’の伸び戻りによる所定の付勢力は、ピッチフレーム３０の突起部３０４およびヨーフレーム７０の段差部に加わる。

ヨーフレーム７０の略中央にはＣＣＤ３００が設置されている。
ヨーフレーム７０のヨーシャフト８１側の端部にはヨースライダ６３に当接する突起部７１が、ベース部材１００の表面から垂直な方向へ突起する形状で形成されている。

ベース部材１００の開口部における、ピッチフレーム３０およびヨーフレーム７０が配置された位置から、ピッチ方向（図２の縦方向）の一方端（図２であれば上端側）には、ピッチ方向に並んで、ヨースライダ６２，６３が設置されている。ヨースライダ６３，６２は、この順でピッチフレーム３０およびヨーフレーム７０側から並ぶように設置され、且つ主軸方向がヨー方向と平行になるように設置されている。

ヨースライダ６３は、ヨーフレーム７０の突起部７１に当接可能な位置に、ヨーフレーム７０側に突起する突起部６３１を備える。また、ヨースライダ６３は、主軸に対して突起部６３１と対象な位置に突起部６３２を備える。

ヨースライダ６２は、ヨー方向の両端部に、ヨースライダ６３側へ突起する突起部６２１，６２２を備えている。ヨースライダ６２の突起部６２１はヨースライダ６３の突起部６３２におけるヨースライダ６２の中央側と当接する位置に設置されている。これらヨースライダ６３の突起部６３２と、ヨースライダ６２の突起部６２１とには、ボスと当該ボスに挿嵌するボス穴とが形成されており、これらボスとボス穴とにより摺動する。さらに、ヨースライダ６３の突起部６３１，６３２側と対向する側の端部はボスとして機能し、ヨースライダ６２の突起部６２２に形成されたボス穴とにより、ヨースライダ６２，６３が摺動する。さらに、ヨースライダ６２，６３には、それぞれが向かい合う側の面から突起するフックが形成されており、巻きバネ９２がバネの縮み戻りによる所定の付勢力が発生するように各フックに係止されている。これにより、ヨースライダ６２，６３はヨー方向に連動して移動可能に設置される。

ヨースライダ６２は、主軸部に対して突起部６２１と対向する側に、ナット設置部６２３が形成されており、当該ナット設置部６２３にヨー方向にナット穴が形成されたナット６１が設置されている。

ナット６１は、ベース部材１００に固定設置されたステッピングモータ５１のリードスクリュ５２に螺合するように設置されている。

このような構造では、ステッピングモータ５１の駆動でリードスクリュ５２が回転すると、ナット６１がヨー方向に移動する。この移動がヨースライダ６２に伝達されて、ヨースライダ６２，６３がヨー方向に移動する。そして、ヨースライダ６３の移動がヨーフレーム７０に伝達されて、ヨーフレーム７０がヨーシャフト７１，７２に導かれて、ヨー方向へ移動する。この際、巻きバネ９１’、９２によりバックラッシが低減される。

このような構成とすることで、ヨー方向移動の駆動力発生源であるステッピングモータ５１からヨーシャフト８１迄の間隔が短くなり、且つヨーシャフト３１と巻きバネ９１’との間隔が「０」になるので、これらの駆動系で働くモーメントが大幅に低減される。

以上のように、本実施形態の構成を用いることで、手ぶれ補正制御時に発生するモーメントを大幅に抑圧して、高精度な手ぶれ補正を実現することができる。

本実施形態のデジタルビデオカメラの概略構成について示した図である。 本実施形態の手ぶれ補正機構の主要構成を示す簡略機構図である。 従来の手ぶれ補正機構の主要構成を示す簡略機構図である。

符号の説明

１００−ベース部材、１１，５１−ステッピングモータ、２２−ピッチスライダ、３０−ピッチフレーム、３１，３２−ピッチシャフト、６２，６３−ヨースライダ、７０−ヨーフレーム、８１，８２−ヨーシャフト、４１’，４２，９１’，９２−巻きバネ、

Claims (3)

1. 前記筺体内に固定されたベース部材に取り付けられ、該ベース部材と平行に且つ前記直交する二方向の第１方向に往復移動可能な第１フレームと、前記撮像素子を備えるとともに前記第１フレームに取り付けられ、該第１フレームと平行に且つ前記第１方向に直交する第２方向に往復移動可能な第２フレームと、を備える撮像素子移動手段と、
   駆動力を発生する駆動力発生手段と、
   前記駆動力を前記駆動力発生手段から前記撮像素子移動手段へ伝達する駆動力伝達手段と、
   を備えたデジタルビデオカメラであって、
   前記第１フレームおよび第２フレームは、それぞれの移動方向に平行な軸を有するシャフトにより支持され、
   前記駆動力伝達手段は、前記駆動力発生手段からの駆動力に応じて従動し、それぞれのフレームに駆動力を伝達する従動部材と、前記駆動力とともにフレーム位置を固定させる付勢力を前記従動部材とフレームとの間に発生する付勢力発生部材とを備え、
   該付勢力発生部材は、前記駆動力発生手段に対して、前記シャフトと同じ位置に設置されている、
   デジタルビデオカメラ。
2. 前記付勢力発生手段は巻きバネにより形成され、
   該巻きバネが前記シャフトに巻き付けた状態で設置されている、請求項１に記載のデジタルビデオカメラ。
3. 前記従動部材は、前記シャフトに架かる形状の突起部を備え、
   該突起部と前記フレームのシャフト保持部との間に、該シャフト保持部と前記突起部とに当接させて前記巻きバネが設置されている、請求項２に記載のデジタルビデオカメラ。

Images