JP2015118279A - 画像機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を光軸に直交するＸＹ面内駆動及び光軸（Ｚ軸）周りの回転駆動が可能な駆動装置に用いられる精密な位置検出が可能な位置検出装置、及び、その位置検出装置を搭載した画像機器を提供する。
【解決手段】本実施形態のカメラは、撮像素子１３６を保持したホルダ１４５と、このホルダ１４５をＸＹ平面に沿って移動可能に支持したフレーム１６７を有する。また、カメラは、フレーム１６７に対して固定的に設けたヨーク３０５に固設した投光器１８５を有する。投光器１８５は、撮像素子１３６にスポット光を投光する。カメラの制御部は、撮像素子１３６で検出した投光スポットの位置を算出し、撮像素子１３６のＸＹ平面に沿った位置を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁モータ、超音波モータ、圧電体等のアクチュエータを利用して、撮像素子が配置された移動体を駆動して所定の位置に移動させることによりブレ補正などを行なうデジタルカメラ等の画像機器に関するものである。

従来、直交座標系の直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした時に、Ｘ軸、Ｙ軸方向へ移動体を移動することができ、且つＺ軸回りに移動体をＸＹ平面に沿って回転することができる、精密な位置制御が可能な電動のステージが、様々なところで用いられている。

具体的なものとして、例えば、デジタルカメラのブレ補正装置が知られている。ブレ補正装置は、カメラのピッチ方向のブレ振動と、カメラのヨー方向のブレ振動と、Ｘ方向（カメラを構えた状態の左右方向）のブレ振動と、Ｙ方向（上下方向）のブレ振動と、Ｚ軸周りの回転ブレ振動と、を角速度センサ、加速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出したブレ信号に基づいて、ブレを打ち消す方向に撮像光学系の一部若しくは撮像素子を撮影光軸に直交するＸＹ平面内で変位させる。これにより、ブレ補正装置は、撮像素子の撮像面上での像のブレを補正する。

撮影レンズの光軸回り（ＸＹ平面に沿った）の回転ブレは、撮像素子を回転駆動することで補正する。その他の方向の手ブレは、撮像光学系の一部のレンズ、又は撮像素子そのものを撮影光軸に直交するＸＹ平面内で水平方向（Ｘ方向）および垂直方向（Ｙ方向）に移動することで補正する。

撮像素子やレンズなどの移動体を駆動するための駆動手段は、手ブレに追随して動作させたときに、移動体を精密に駆動（微小駆動）する必要がある。この際、撮影レンズやカメラボディに対して移動体の位置（撮像面位置）が正確に位置決めされて駆動されることが要求される。そして、当然であるが、複雑な機構を持たず、小型で安価な機構であることが求められる。

また、撮像素子を撮影光学系の光軸回りに回転させて撮像素子の水平を維持したり、撮像素子を星の日周運動に合わせて回転させて天体撮影したりすることもなされており、この場合にも撮像素子の位置を精密に位置制御する必要があり、撮像素子の正確な位置決めが要求される。

（特開２００５−３５１９１７）
この公報に開示された像ブレ補正装置は、固定枠に相当するベース板と、移動枠に相当する可動部と、ベース板と可動部との間に挟まれた３つの移動用ボールと、を備えている。可動部には、撮像素子が設けられている。可動部は、ベース板に対して移動自在に支持されている。この像ブレ補正装置は、ベース板に対して可動部を移動させるためのボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと呼ぶ）を備えている。

ＶＣＭは、可動部側に設置されたコイルと、ベース板側に設けられた磁石と、を有する。このＶＣＭは、３つの移動用ボールがベース板にそれぞれ接触する３点を含む面に沿って可動部をＸ軸方向（水平方向）へ移動するとともにＹ軸方向（垂直方向）へ移動し、且つＸＹ平面に垂直なＺ軸回りに回転させる。

ベース板に対する可動部の相対位置は、可動部のコイルの内周側に設けられたホール素子により、ベース板側に設けられた磁石の磁界を検出することにより検出している。つまり、この像ブレ補正装置では、移動枠の位置検出に２組のホール素子を必要としており、ホール素子の配置スペースを小さくするためにコイルの内周側に配置している。

しかし、ホール素子をコイルの内側に配置すると、ホール素子がコイルの磁界の影響を受け、正確な位置検出が困難になってくる。また、撮像素子の位置に対するホール素子の位置や、駆動磁石の位置を精密に設定しないと、撮像素子の位置検出の誤差が大きくなってしまう。このため、ホール素子に対向して、固定枠に専用の磁石を設けると、高価になるだけでなく、専用の磁石の配置スペースが著しく大きくなる。なお、専用の磁石を設けた場合でも、ホール素子や磁石の配置位置の誤差により、位置検出精度が低下することは変わらない。さらに、撮像素子が光軸回りに大きく回転するような位置変化量が大きい場合、磁石の磁界の変化が非線形になり、精密な位置検出ができなくなってしまう。

一方、磁界検出でなく、光学式の位置検出装置も存在するが、検出器と非検出体を独立に設けなければならず、設置スペースが大きくなったり、撮像素子位置に対する検出器や非検出体の設置位置誤差が大きくなることは、ホール素子と磁石の場合と同様である。

（特開２０１１−９７３７７）
この公報に開示された撮像装置は、筐体に固設した遮光板の影をイメージセンサで検出することで、イメージセンサの筐体に対する相対的な位置を検出する。つまり、この装置では、移動するイメージセンサの相対位置を直接検出することになるため、位置検出精度が比較的高い。しかし、このイメージセンサの位置検出は、レンズを介して筐体内に入る被写体からの反射光を遮断した状態でなされるため、必ずシャッターを閉じる動作が必要となる。

これに対し、この公報には、色の着いたスポット光をイメージセンサに照射して、イメージセンサの相対位置を直接検出する方法についても開示がある（［００７７］段落）が、イメージセンサにスポット光を照射した状態では撮像ができないため、位置検出できるタイミングが限られている。

（特許第４５１２１９０号）
この公報に開示された位置検出装置は、固定部材および可動部材の一方に設けた光源から所定間隔の複数のスポット光を出射し、固定部材および可動部材の他方に設けた位置検出素子で複数のスポット光を受光することで、固定部材に対する可動部材の相対位置を検出する。これにより、比較的面積の小さい位置検出素子を用いて、比較的広い範囲を移動する可動部材の位置を検出可能としている。
位置検出素子は、撮像素子とは別に設けられている。このため、位置検出精度が低く、装置が大型化する。

特開２００５−３５１９１７号公報 特開２０１１−９７３７７号公報 特許第４５１２１９０号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単で安価な構成で、撮像素子のＸＹ平面内の駆動に対して、ＸＹ平面内における撮像素子の位置を精密に検出することができる小型の位置検出装置を搭載した画像機器を提供することを目的とする。

本発明の画像機器の一態様は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を保持する保持部と、上記保持部を上記撮像素子上に光学像が形成される像面と平行な面内で移動させる駆動装置と、上記撮像素子上において各々が複数の画素で形成される複数の所定領域に、スポット光を投光する投光部を有し、当該撮像素子の光学像が形成される画像形成面の外周領域に上記複数のスポット光を投光する投光器と、上記複数のスポット光を受光した上記撮像素子からの複数の出力に基づいて、上記投光部と当該撮像素子の相対位置を算出し、上記駆動装置によって上記保持部を所定位置へ移動させる制御部と、を具備したこと特徴とする。

本発明に係る画像機器によれば、固定側（固定枠）と移動側（移動枠）との間に、駆動機構としてコイルと磁石からなるいわゆるＶＣＭや、超音波モータ、圧電体等のアクチュエータを配置し、移動枠を固定枠に対して、所定の面内方向に移動自在に保持している。移動枠には撮像素子が配置され、撮像素子は、移動枠とともに変位される。固定枠には投光器が配置され、撮像素子の受光面に向けて複数のスポット光が投射される。撮像素子は、複数のスポット光の輝度に応じて、受光した画素ごとに電気信号を出力し、各スポット光の撮像素子上の最大輝度位置を算出する。複数のスポット光の最大輝度位置を算出することで撮像素子の位置が撮像素子の受光面に垂直な軸まわりの回転も含めて求まる。

以上のように、本発明によると、ＸＹ平面内の撮像素子の位置を、撮像素子自体を検出器として利用することによって検出可能となる。このように、撮像素子自体の位置が直接検出されることにより、撮像素子の位置を極めて精度良く検出することができ、位置検出装置としては、投光器のみが追加の部材となるため、機構は小型で、安価で簡単なものとなる。カメラ等の精密な駆動が必要で小型な機器では、その効果は大きい。

図１は、本発明の実施の形態の位置検出装置を適用した駆動装置を搭載したカメラシステムの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。 図２は、位置検出装置を搭載した駆動装置を簡略化して示す駆動装置の概略正面図である。 図３は、図２の駆動装置の要部縦断側面図（ＡＡ断面図）である。 図４（ａ）は、図２の位置検出装置の要部縦断側面図（ＡＡ断面図）であり、図４（ｂ）は、図２の位置検出装置の要部正面図である。 図５は、図２の位置検出装置の要部部分横断上面図（ＢＢ断面図）である。 図６は、図２の撮像素子の要部構造を示す要部正面図である。 図７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）部の要部構造を示す部分正面図である。 図８は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）部の要部構造を示す部分縦断側面図（ＥＥ’断面図）である。 図９は、本発明の駆動装置を適用した場合のカメラの基本動作を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の駆動装置の中立位置動作を説明するフローチャートである。 図１１は、本発明の駆動装置のブレ補正動作を説明するフローチャートである。 図１２（ａ）は、本発明の第１の変形例を示す位置検出装置の、図４（ａ）に対応する要部縦断側面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の位置検出装置の、図４（ｂ）に対応する要部正面図である。 図１３は、本発明の第２の変形例を示す位置検出装置の、図４（ａ）に対応する要部縦断側面図である。 図１４は、図１３の位置検出装置の、図５に対応する要部部分横断上面図である。 図１５は、本発明の位置検出装置の位置検出を説明する撮像素子の概略部分正面図及び、（１）Ｘ方向位置と輝度値グラフ、（２）Ｘ方向位置と輝度値微分グラフ、（３）Ｙ方向位置と輝度値グラフ、（４）Ｙ方向位置と輝度微分グラフである。

以下、本発明に係る駆動装置および画像機器の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の画像機器は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ブレ補正を行うための駆動装置を搭載したものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼式電子カメラ（デジタルカメラ）への適用例として説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

（第１の実施形態）
本実施形態のカメラシステム１０は、図１に示すように、撮影レンズであるレンズユニット２００とボディユニット１００とを有する。

本実施形態では、図１に示すように、カメラシステム１０は、被写体の光学像を結像するための撮影レンズであるレンズユニット２００と、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）やＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を具備してなる撮像部１１７と、を有する。

以下の説明において、ボディユニット１００から被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。また、レンズユニット２００が構成する光学系の光軸Ｏ１と一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸（水平方向の軸）及びＹ軸（垂直方向の軸）とする。

まず、このカメラシステム１０の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、カメラシステム１０は、被写体の光学像を結像するための撮影レンズ２０２を備えている。撮影レンズ２０２の結像位置には、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）やＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する撮像部１１７が配置されている。また、カメラシステム１０は、撮像部１１７を有するボディユニット１００と、該ボディユニット１００に対して着脱可能に設けられたレンズユニット２００と、を有する。レンズユニット２００は、撮像レンズ２０２を有する。

本実施形態では、レンズユニット２００の動作は、レンズユニット２００に配設されたレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌμｃｏｍ”と称する）２０１によって制御される。また、ボディユニット１００の動作は、ボディユニット１００に配設されたボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂμｃｏｍ”と称する）１０１によって制御される。

ボディユニット１００にレンズユニット２００を装着した状態において、Ｂμｃｏｍ１０１とＬμｃｏｍ２０１は、通信コネクタ１０２を介して互いに通信可能に電気的に接続される。そして、Ｌμｃｏｍ２０１は、Ｂμｃｏｍ１０１に従属的に協働しながら稼動する。また、各ユニットに必要な電力は、通信コネクタ１０２を通してボディユニット１００に設置された電源回路１３５から供給される。

撮像レンズ２０２は、レンズユニット２００内に保持されている。レンズユニット２００は、ボディユニット１００の前側（被写体側）に設けられた不図示のボディマウントとレンズユニット２００の後ろ側（撮像子側）に設けられた不図示のレンズマウントを介して着脱自在である。この着脱機構はいわゆるバヨネット形式であり、この構成により、カメラシステム１０は、レンズユニット２００を様々に交換して装着し、撮影することができる。ここで図１に示されるレンズユニット２００は、変倍レンズ２０２ｂをレンズ駆動機構２０４内に設けられた図示しないステッピングモータ等のアクチュエータによって光軸方向へ変位することにより、焦点距離を変更することが可能なズームレンズである。

また、レンズユニット２００には、絞り２０３が配設されている。絞り２０３は、絞り駆動機構２０５内に設けられた図示しないステッピングモータ等のアクチュエータによって駆動される。撮影レンズ２０２の合焦距離、焦点距離、及び絞り値等のレンズユニット２００の情報は、位置検出装置２０４ａ、２０４ｂや図示されていないエンコーダ等によって検出され、Ｌμｃｏｍ２０１及び通信コネクタ１０２を介して、Ｂμｃｏｍ１０１に入力される。

撮像部１１７は、後述する撮像部移動機構部１５９を介してボディユニット１００内に移動可能に保持されている。撮像部移動機構部１５９は、撮像部１１７をＸＹ平面に沿って移動する。本実施形態の撮像部１１７は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子で構成されている。

なお、本実施形態では、撮像部１１７の前側には、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の光学フィルタ１１８及び防塵フィルタ１１９が配設されている。撮像部１１７、光学フィルタ１１８、防塵フィルタ１１９は、撮像ユニット１１６として機能する。防塵フィルタ１１９の周縁部には、圧電素子１２０が取り付けられている。圧電素子１２０は、防塵フィルタ制御回路１２１の制御によって、防塵フィルタ１１９を、その寸法や材質によって定まる所定の周波数で振動させる。圧電素子１２０の振動によって、防塵フィルタ１１９に付着した塵埃を除去することができる。

防塵フィルタ１１９の前側には、一般にフォーカルプレーンシャッタと称されるシャッタ１０８が配設されている。また、ボディユニット１００内には、シャッタ１０８の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッターチャージ機構１１２と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１１３と、が設けられている。なお、光学フィルタ１１８、防塵フィルタ１１９及びシャッタ１０８は、必要に応じて適宜に配設されるものであり、カメラシステム１０はこれらを具備しない構成であってもよい。

撮像部１１７は、撮像部インターフェース回路１２２を介して、撮像部１１７の動作を制御する画像処理部１２６に電気的に接続されている。画像処理部１２６は、ＳＤＲＡＭ１２４やＦｌａｓｈメモリ１２５等の記憶領域を使用して、撮像部１１７から出力され、撮像部インターフェース回路１２２で処理された画像信号に基づいて画像を生成する。

一方、画像処理部１２６は、自動露出と、オートフォーカスに関わる制御と、後述する本発明の撮像素子の位置検出に関わる制御も行なっている。自動露出は、画像処理部１２６で生成された画像の所定領域の輝度値を検出し、適正な露光量になるように絞り２０３の開口の大きさや、シャッタ１０８のシャッタ速度を制御するものである。また、オートフォーカスは、いわゆるコントラスト検出方式によるものである。撮影レンズ２０２を構成する一部のレンズを光軸方向に所定の振幅で振動（ウォブリングの動作）させて、異なる光軸上の位置での複数の画像を生成し、それらの画像の所定の領域（フォーカスエリア）におけるコントラスト値を算出して、遠距離側、近距離側のいずれに焦点位置があるのか検出している。そして、ウォブリング動作をしながら焦点のある方向にフォーカスレンズ２０２ａを移動させつつ、画像を取り込む（撮影する）と、それらの画像から最大コントラストの状態（焦点位置）を検出することができ、その位置でフォーカスレンズ２０２ａを停止することにより、オートフォーカスをする。この自動露出制御回路やオートフォーカス制御回路は、画像処理部１２６に全てを設けなくても良く、Ｂμｃｏｍ１０１等の別の回路部に設けることも可能である。

また、画像処理部１２６は、ボディユニット１００の後方に配設された液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）等の画像表示装置１２３に接続されており、画像表示装置１２３に画像を表示することができる。ここで、画像表示装置１２３は、ボディユニット１００の内部に配置された小型の液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等であってもよく、接眼レンズを通してこの小型の表示装置を観察するタイプのものでも良い。画像表示装置１２３は、カメラシステム１０による撮影画像をリアルタイムに表示する、いわゆる電子ビューファインダとしても機能する。また、本実施形態では、光学式のファインダを持たない構成となっているが、いわゆる一眼レフ形式の光学式ファインダを設けても良い。

記録メディア１２７は、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記録媒体であり、ボディユニット１００内に着脱可能に設けられている。記録メディア１２７は、カメラシステム１０で撮像された画像等（動画の場合は音声も含む）のデータを記録する。撮影画像のデータは、そのままでは情報量が大きいので、圧縮して情報量を少なくしてから記録メディア１２７に記録される。この画像データの圧縮は、画像処理部１２６でなされる。また、逆に記録メディア１２７に記録された圧縮データを元の画像データに伸張し、画像表示装置１２３に表示させる場合の画像伸張処理も画像処理部１２６でなされる。

不揮発性メモリ１２８は、カメラシステム１０の制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる記憶部である。不揮発性メモリ１２８は、Ｂμｃｏｍ１０１からアクセス可能に設けられている。

Ｂμｃｏｍ１０１には、カメラシステム１０の動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ１２９と、動作表示用ＬＥＤ１３０と、カメラ操作部１３１と、内蔵ストロボ１３２及び図示しない外部ストロボを駆動するストロボ制御回路１３３と、が接続されている。カメラ操作部１３１は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ、及びパワーＳＷなど、カメラシステム１０を操作するために必要な操作釦やダイヤルを含むスイッチ群である。なお、動作表示用ＬＣＤ１２９、動作表示用ＬＥＤ１３０、および内蔵ストロボ１３２は、カメラの仕様に応じ、必要な場合に搭載される。

さらに、該ボディユニット１００内には、電源としての電池１３４と、該電池１３４の電圧を、当該カメラシステム１０を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１３５が設けられ、また、外部電源から不図示のジャックを介して電源が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路（図示せず）も設けられている。

次に、本実施形態のカメラの手ブレ補正機能に用いられている駆動装置を含む撮像部移動機構部１５９について説明する。

本実施形態のカメラシステム１０は、手ブレを補正するために撮像部１１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸回りの回転方向に移動させることができる撮像部移動機構部１５９を具備している。撮像部移動機構部１５９を介して撮像部１１７を保持していることによって、本実施形態のカメラシステム１０は、撮像部１１７を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸回りの回転方向に機械的に移動させることができる。

具体的には、撮像部移動機構部１５９は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１、Ｚ軸回転検出器１７０、Ｘ軸加速度センサ１７１、Ｙ軸加速度センサ１７２、防振制御回路１６２、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４、移動枠１６６、固定枠であるフレーム１６７、投光器１８５、投光制御回路１６８、及びアクチュエータ駆動回路１６９を具備している。

つづいて、電磁方式のボイスコイルモータ（以下、単に、ＶＣＭと称する）を駆動源として用いる駆動装置３００について図２から図８を参照して説明する。図２は、本実施の形態の駆動装置の構成例を示す概略正面図であり、図３は図２の駆動装置をＡＡ線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図４（ａ）は、図２の駆動装置の位置検出装置の要部をＡＡ線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の正面図である。図５は、図２の位置検出装置の要部をＢＢ線で断面をとり、上面から見た上断面図である。図６は、撮像素子の概略構成を示す正面図である。図７は、ＶＣＭ部の概略構成を示す正面図であり、図８は、図７のＶＣＭをＥＥ線で断面をとり、側面から見た側断面図である。なお、駆動装置３００は、本実施の形態の位置検出装置を搭載している。

固定枠であるフレーム１６７は、ボディユニット１００に固定されている。移動枠１６６であり撮像部１１７を保持するホルダ１４５（保持部）は、フレーム１６７によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸回りの回転方向に移動可能に支持されている。ホルダ１４５とフレーム１６７の間には、３つのボール３１４（３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ）が設けられている。３つのボール３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃは、それぞれ、ホルダ１４５側の矩形の凹部３１５（３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃ）内に収容されて脱落が防止されている。

また、ホルダ１４５とフレーム１６７の間には、３本の引張コイルバネである押えバネ３１３（３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ）が架け渡されている。３本の押えバネ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃは、それぞれ、ホルダ１４５及びフレーム１６７の外周部に設けられた３つの突起に引っ掛けられる。これら３本の押えバネ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃは、ホルダ１４５とフレーム１６７の間にボール３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ挟み込んで押圧する。

この構成により、３つのボール３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃがホルダ１４５の凹部３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃの底面（摺動面）に接触する３点を含む平面に沿って、ホルダ１４５が自由に動くことが可能となる。この時、Ｚ軸方向のホルダ１４５の位置は３つのボール３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃが、ホルダ１４５と接触する３点で形成される平面位置となり、この平面はＸＹ平面に平行である。従って、以下に述べるＶＣＭが動作していない場合は、この状態では例えば重力などの外力が加わると、ホルダ１４５は、フレーム１６７に対してＸＹ面内方向に自由に動き、撮像素子１３６の位置は決まっていない。

そこで、カメラシステム１０を用いて撮影をする場合は、撮像素子１３６の中心を撮影レンズ２０２の光軸Ｏ１に合わせ、撮像素子１３６をカメラの水平に合わせる動作が必要であり、その位置（この位置を中立位置と称する）を基準としてその後の動作がなされる。このため、この中立位置にホルダ１４５を精度よく位置合わせすることが重要となる。このように、撮像素子１３６を中立位置に駆動する動作は、超音波モータや圧電体などの他のアクチュエータを用いた場合でも、勿論必要となる。

ここで、最初にホルダ１４５をＸＹ面内方向に駆動するアクチュエータであるＶＣＭについて、図７および図８を参照して説明する。図７は、基本的なＶＣＭの正面図であり、図８は、図７のＥＥ側断面図を示す。ここで説明するＶＣＭの各部材に付与した参照符号は、上述した実施形態のものとは異なる。

絶縁被服された導電性の細線をトラック形状に巻いたコイル１は、移動枠４に接着等で固定されている。板状の磁石２は、図示下側がＮ極、上側がＳ極となるようにＹ方向に着磁され、固定枠５に接着等で固定されている。また、磁性材で形成された板状のヨーク３が、磁石２に対向する配置でコイル１のＺ方向前側に配置され、固定枠５が鉄等の磁性材料で形成されることにより、磁石２あるいはコイル１に電流が流れた時の磁力線が外部に漏れないように磁気回路を形成している。

このＶＣＭのコイル１に電流を流すと、コイル１の２つの直線部は磁石２の磁力線に対して電流が直交し、磁力線の方向と電流の方向はコイル１の２つの直線部では逆方向となっているので、磁力線及び電流と直交する同じ方向に力が働き、移動枠４がこの方向に駆動される。電流の向きを逆転させると、移動枠４は逆方向に駆動される。また、コイル１に流れる電流の大きさにより発生する力を変えることができる。

次に、図２乃至図６を参照して、駆動装置３００の動作を説明する。
駆動装置３００は、図７および図８を用いて説明したＶＣＭと同様なＶＣＭ−ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ−ＸＢ３２０ｂ、およびＶＣＭ−Ｙ３２１を有する。これら３つのＶＣＭ３２０ａ、３２０ｂ、３２１は、図２に示した様にレイアウトされている。ＶＣＭ−ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ−ＸＢ３２０ｂは、Ｘ方向の駆動力を発生するＸ軸アクチュエータ１６３として機能し、ＶＣＭ−Ｙ３２１は、Ｙ方向の駆動力を発生するＹ軸アクチュエータ１６４として機能する。また、Ｚ軸回りの回転方向にホルダ１４５を駆動する場合は、ＶＣＭ−ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ−ＸＢ３２０ｂに異なる駆動力（場合によっては反対方向の駆動力）を与える。

ホルダ１４５に搭載された撮像素子１３６の位置を検出するための装置構成は、位置検出装置１８０と、投光制御回路１６８と、撮像部インターフェース回路１２２と、画像処理部１２６と、を含む。位置検出装置１８０は、ボディユニット１００に固設された投光器１８５と、撮像素子１３６に設けられた位置検出エリア１３６ｂと、を含む。投光器１８５は、位置検出エリア１３６ｂに含まれる複数の画素上にスポット光を投光する。

投光制御回路１６８は、投光器１８５による投光動作を制御する。撮像部インターフェース回路１２２は、位置検出エリア１３６ｂの複数の画素から出力される電気信号を処理して画像処理部１２６に画像信号として出力する。画像処理部１２６は、撮像部インターフェース回路１２２から出力される画像信号を処理して、撮像素子１３６の位置信号に変換する。

上記装置構成による撮像素子１３６の位置検出は、１フレームの画像を取得する直前に行われる。この際、検出した撮像素子１３６の位置と予め決められた所定の指示位置との間のズレ量がＢμｃｏｍ１０１により演算され、防振制御回路１６２に出力される。防振制御回路１６２は、このズレ量を補正するように、ＶＣＭ-ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂ、ＶＣＭ-Ｙ３２１を駆動し、撮像素子１３６が所定の指示位置に配置されるように制御している。

以下、本実施形態の位置検出装置１８０の詳細な構成について、図２乃至図６を参照して説明する。
位置検出装置１８０の投光器１８５は、発光体１８２ａａ、１８２ａｂ（図５）が組み込まれた光源１８２と、光源１８２に投光制御回路１６８からの電気信号を伝えるフレキシブルプリント基板１８４と、光源１８２を固定枠の一部であるヨーク３０５に位置決め固定する台１８１と、導光部１８３と、を有する。導光部１８３は、ＬＥＤ素子やレーザー素子からなる発光体１８２ａａ、１８２ａｂからの光線を各々囲うホルダ１８３ｃと、所定の方向に光線を投射するために穴１８３ａａ、１８３ａｂを開けた絞り板１８３ａと、を有する。

発光体１８２ａａ、１８２ａｂと対応する穴１８３ａａ、１８３ａｂは、図２および図５に示すように、Ｘ軸方向に並べて配置している。この構造の投光器１８５で、発光体１８２ａａ、１８２ａｂが発光すると、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、撮像素子１３６上に投光スポットＡ、Ｂが投光され、後述するように２つの投光スポットの中心位置が算出され、２つの投光中心位置を基準に、撮像素子１３６の位置をＺ軸周りの回転も含めて検出することができる。

台１８１とヨーク３０５の位置決めは、ヨーク３０５に形成された２つの突起３０５ａに台１８１に形成されたＹ方向に延びる長穴１８１ｂが嵌合することでなされる。突起３０５ａおよび長穴１８１ｂは１組でもよい。各突起３０５ａが長穴１８１ｂに沿ってＹ方向へ移動可能であるため、台１８１のＹ方向へ位置調整が可能になっている。一方、台１８１をヨーク３０５に締結固定するためのネジが貫通するネジ長穴１８１ａも同様にＹ方向に延びる長穴となっている。ネジおよび対応する長穴１８１ａも２組あってもよい。この構成により、撮像素子１３６の位置検出エリア１３６ｂに対してＹ方向で投光スポット位置を精密に調整することが可能となり、位置検出エリア１３６ｂのＹ方向の幅を最少にすることができ、撮像素子１３６の位置検出エリア１３６ｂのＹ方向に沿った幅を小さくできる。

投光器１８５の各発光体１８２ａａ、１８２ａｂから射出された光は、それぞれ対応する穴１８３ａａ、１８３ａｂを通して、撮像素子１３６の位置検出エリア１３６ｂ内に投射される。この時の撮像素子１３６上の投光スポット径Ｄｓは、図４（ａ）に示すように、発光体１８２ａａ、１８２ａｂの径ｄ、発光体１８２ａａ、１８２ａｂとそれぞれ対応する穴１８３ａａ、１８３ａｂとの間の間隔Ｌ１、穴１８３ａａ、１８３ａｂと夫々の投光スポットとの間の間隔Ｌ２とすると、Ｄｓ＝ｄ×Ｌ２／Ｌ１となる。つまり、Ｌ１とＬ２の間隔を調整することで、スポット径Ｄｓを調整することができる。

図６に示すように、撮像素子１３６は、レンズユニット２００を介してボディユニット１００に入射する全ての光を受光する受光エリア１３６ａをカバーする形状を有する。言い換えると、受光エリア１３６ａ内には、被写体からの光線が入射する撮像エリア１３６ｃの他に、撮像素子１３６のＸＹ平面に沿った位置を検出するための位置検出用のエリア１３６ｂ（位置検出エリア１３６ｂ）が設けられている。この位置検出エリア１３６ｂは、撮像エリア１３６ｃの１辺に隣接して設けられている。なお、この位置検出エリア１３６ｂは、例えば、図２に示すように、撮像エリア１３６ｃ内に設けることもできる。

本実施形態の投光器１８５は、投光光線の光路上にレンズ等の光学素子を配置していないが、それらを配置することでもスポット径Ｄｓやスポット位置を調整することができる。スポット径Ｄｓは、撮像素子１３６を構成する画素よりも小さくしてもよいが、その場合は、位置変化しても１つの画素でしか受光することが出来ない状態が発生し、位置検出精度は、画素間隔以上となってしまう。

そこで、スポット径Ｄｓは、Ｘ方向に沿った２画素分の幅、およびＹ方向に沿った２画素分の幅の合計４つの画素に内接するスポット径以上にすることが好ましい。これにより、後述するように、Ｘ方向、Ｙ方向ともにスポット光が２画素以上で受光され、各画素の受光輝度情報から、画素間隔以下の精密なスポット光位置を検出することが可能になる。

次に、上記のような駆動装置３００を備えた撮像部移動機構部１５９の動作について説明する。
Ｘ軸ジャイロ１６０は、カメラシステム１０のＸ軸回りの回動（ブレ）の角速度を検出し、Ｙ軸ジャイロ１６１は、カメラシステム１０のＹ軸周りの回動の角速度を検出し、Ｚ軸回転検出器１７０は、カメラシステム１０のＸＹ平面内の回動の角速度と回転中心位置を検出する。Ｘ軸加速度センサ１７１はカメラシステム１０のＸ軸方向の加速度を検出し、Ｙ軸加速度センサ１７２はカメラシステム１０のＹ軸方向の加速度を検出し、それぞれカメラシステム１０のＸ方向及びＹ方向の動きを検出している。防振制御回路１６２は、検出されたカメラシステム１０の角速度、加速度および回転中心位置から、手ブレ補償量（駆動指示値）を演算し、撮像部１１７を、ブレを補償するように駆動装置３００により移動させる。なお、撮像部移動機構部１５９において、撮像部１１７を移動させるアクチュエータの構成は、本実施形態ではＶＣＭを用いているが、回転モータ、リニアモータ、超音波モータ等、特に限定されるものではない。

以上のような構成を有する撮像部移動機構部１５９は、カメラシステム１０の動きに応じて撮像部１１７を移動させることによって、カメラシステム１０の動きに起因する撮像部１１７での被写体像のブレを抑制する機能、いわゆる撮像素子シフト方式の手振れ補正機能を有する。

次に、図９に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるカメラ１０の動作について説明する。電源ボタンが操作され、電源ＯＮとなると、Ｂμｃｏｍ１０１は、図９に示すメインフローの動作を開始する。

動作を開始すると、まず、Ｂμｃｏｍ１０１は、システム起動時の初期化を行ない、この中で、記録中フラグをＯＦＦに初期化する（ステップＳ１）。この記録中フラグは、動画の記録中であるか否かを示すフラグであり、ＯＮの場合は動画を記録中であることを示し、ＯＦＦであれば動画の記録を行なっていないことを示す。

システム起動時の初期化が終了すると、次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ボディユニット１００に接続されているレンズユニット１００等のアクセサリの検出を行ない（ステップＳ２）、再生ボタン等の操作スイッチの検出を行なう（ステップＳ３）。

次にＶＣＭにより撮像部１１７を光軸中心位置である中立位置に駆動して保持する（ステップ４）。この時、撮像素子１３６の水平とボディユニット１００の水平は一致するように位置制御される。続いてブレ補正のモードのスイッチがＯＮ状態になっているかを判定し（ステップＳ５）、ブレ補正モードであれば、ブレ補正動作を開始する（ステップ６）。

ステップ５でブレ補正モードでなかった場合（ステップＳ５；ＮＯ）は、撮像部１１７を中立位置状態に保ったまま、通常の撮影のためのシーケンスに移行する。このシーケンスでは、まず、ライブビュー表示をする（ステップＳ７）。ここでは、撮像部１１７によって画像信号を取得し、ライブビュー表示用に画像処理を行い、画像表示装置１２３にライブビュー表示を行なう。次に、再生ボタンが押されたか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定の結果、再生ボタンが押された場合には、再生を行なう（ステップＳ９）。ここでは、記録メディア１２７から画像データを読み出し、画像表示装置１２３に表示させる。

上記ステップＳ９において再生を実行した後、または上記ステップＳ８において再生ボタンが押されていなかった場合には、次に、動画ボタンが押されたか否かの判定を行なう（ステップＳ１０）。このステップでは、カメラ操作部１３１において、動画ボタンの操作状態を検知し、この検知結果に基づいて判定する。この判定の結果、動画ボタンが押された場合には、上記記録中フラグの反転を行なう（ステップＳ１１）。前述したように、動画ボタンは押されるたびに、動画撮影開始と終了を交互に繰り返すので、このステップでは、記録中フラグがＯＦＦであった場合にはＯＮに、また、ＯＮであった場合にはＯＦＦに、記録中フラグを反転させる。

上記ステップＳ１１において記録中フラグを反転させた後、または上記ステップＳ１０における判定の結果、動画ボタンが押されていなかった場合には、次に、動画記録中か否かの判定を行なう（ステップＳ１２）。記録フラグがＯＮであれば動画記録中であることから、ここでは、記録フラグがＯＮであるか否かに基づいて判定する。

上記ステップＳ１２における判定の結果、動画記録中でなかった場合には、次に、ファーストレリーズが押されたか否か、言いかえると、ファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮとなったか否かの判定を行なう（ステップＳ１８）。この判定は、レリーズボタンに連動するファーストレリーズスイッチの状態をカメラ操作部１３１によって検知し、この検知結果に基づいて行なう。なお、このステップでは、ファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮに変化したかを判定し、ＯＮ状態が維持されている場合には、判定結果はＮＯになる。

上記ステップＳ１８における判定の結果、ファーストレリーズが押された場合には、ファーストレリーズが押された時点の画像撮影を行ない、ＡＥを行なう（ステップＳ１９）。ここでの画像撮影は、撮像部１１７によって画像信号を取得し、画像処理を行い、ＡＥに使われる画像データを取得するもので、画像データを記録メディア１２７に記録することはない。

このＡＥでは、画像処理部１２６によって、画像データから被写体輝度を測定し、絞り値やシャッタ速度等の露出制御値を決め、また、画像表示装置１２３に表示するライブビュー表示を適正露光で行なうための制御値を決める。

こうしてＡＥを行なうと、次に、ＡＦを行なう（ステップＳ２０）。ここでは、フォーカスレンズ２０２ａをウォブリングさせて、画像処理部１２６によって、撮像部１１７によって取得された画像データのコントラストを評価して焦点位置の方向を検出しながら、Ｌμｃｏｍ２０１によりフォーカスレンズ２０２ａを検出方向に移動させ、画像が最高のコントラストになるようにフォーカスレンズ２０２ａが駆動制御される。

また、上記ステップＳ１８における判定の結果、レリーズボタンが押されずにファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮに遷移しなかった場合には、次に、セカンドレリーズが押されたか否か、言いかえると、レリーズボタンが全押しされ、セカンドレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮになったか否かの判定を行なう（ステップＳ２１）。このステップでは、レリーズボタンに連動するセカンドレリーズスイッチの状態をカメラ操作部１３１によって検知し、この検知結果に基づいて判定を行なう。

上記ステップＳ２１における判定の結果、セカンドレリーズが押された場合には、静止画撮影を行なう（ステップＳ２２）。ここでは、撮像部１１７において露光を行い、被写体像に応じた画像信号を取得して、ＳＤＲＡＭ１２４に一時的に記憶する。こうして静止画撮影を行なうと、次に、画像処理部１２６により、ＳＤＲＡＭ１２４から画像信号を読み出し、この画像信号に基づく静止画の画像データについて画像処理をし（ステップＳ２３）、さらに、画像圧縮処理を行なった後、記録メディア１２７に記録する（ステップＳ２４）。

また、上記ステップＳ１２における判定の結果、動画記録中であった場合には、次に、上記ステップＳ１９と同様にＡＥ動作を行なう（ステップＳ１３）。続いて、同様にＡＦ動作を行い（ステップＳ１４）、その後、動画撮影を行なう（ステップＳ１５）。ここでは、撮像部１１７によって動画の画像信号を取得し、この画像データについて画像処理部１２６で画像処理を行い（ステップＳ１６）、動画の画像圧縮を行なった後、動画の画像データを記録メディア１２７に記録する（ステップＳ１７）。

そして、上記ステップＳ２０でＡＦ動作が終了した場合、また、上記ステップＳ２１における判定の結果、レリーズボタンの全押しがなされていなかった場合、あるいは、上記ステップＳ２４で静止画の画像データの記録メディア１２７への記録が終了した場合、または上記ステップＳ１７で動画の画像データの記録メディア１２７への記録が終了した場合は、カメラ操作部１３１の電源スイッチがＯＦＦされているか否かが判定される（ステップＳ２５）。この判定の結果、電源がＯＦＦでなかった場合には、上記ステップＳ８に戻る。一方、判定の結果、電源がＯＦＦであった場合には、メインのフローの終了動作を行なった後に、メインフローを終了する。

図１０は、図９のフローチャートにおける中立位置動作（ステップＳ４）を説明するためのフローチャートである。
動作に先立ち、ステップＳ３１で、Ｂμｃｏｍ１０１には、中立位置である目標位置Ｐ０と、目標位置Ｐ０からの許容される位置誤差量である基準値Δ０が、不揮発性メモリ１２８に事前に記憶されている。本実施形態の場合、目標位置Ｐ０は、投光スポットＡの撮像素子上の位置Ｐａ０（Ｘａ０、Ｙａ０）と、投光スポットＢの撮像素子上の位置Ｐｂ０（Ｘｂ０、Ｙｂ０）の２点のＸ座標値、Ｙ座標値として記録されている。また、基準値Δ０は、基準位置Ｐ０の各投光スポット位置Ｐａ０、Ｐｂ０からのズレ許容値として記録されている。

次にＢμｃｏｍ１０１の指示信号により、投光制御回路１６８が動作し、投光器１８５の発光体１８２ａ、１８２ｂを発光させる。これにより、撮像素子１３６の位置検出エリア１３６ｂ上に投光スポットＡ、Ｂが形成される（ステップＳ３２）。各投光スポットは、撮像素子１３６の画素１３６ａごとに、各画素が受光した光の輝度と対応した電気信号として検出され（ステップＳ３３）、撮像素子１３６からインターフェース回路１２２に入力され、インターフェース回路１２２から輝度値として画像処理回部１２６に入力される。

画像処理部１２６では、画素位置に対応した輝度値から、最大輝度位置Ｐａ、Ｐｂを夫々演算する（ステップＳ３４）。次に、画像処理部１２６において、目標位置Ｐａ０、Ｐｂ０と最大輝度位置Ｐａ、Ｐｂ夫々との間の距離Δａ、Δｂを演算する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３６では、撮像部１１７の位置が中立位置の許容範囲内にあるかを判定するため、距離Δａ、Δｂが基準値Δ０と夫々比較され（ステップＳ３６）、基準値Δ０以下であれば（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、一連の動作を終了して、図９のステップＳ５の動作に戻る。

一方、距離Δａ、Δｂの少なくとも一方が、基準値Δ０よりも大きかった場合は、距離Δａ、Δｂが０となるようにＸ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４を駆動し（ステップＳ３７）、ステップＳ３３に戻り、撮像素子１３６の位置が許容レベルにあるかを再度判定する。再度、ステップＳ３６で、ＮＯの判定となった場合は、動作を終了し、動作異常の警告の表示をする。なお、繰り返しの回数は、１回で無くとも良く、０回でも良いし、２回以上に設定しても良い。

図１１は、ブレ補正動作を説明するためのフローチャートである。
ブレ補正動作では、まず、ステップ１０１に示すように、防振制御回路１６２は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１、Ｚ軸回転検出器１７０、Ｘ軸加速度センサ１７１、Ｙ軸加速度センサ１７２の出力に基づいて、カメラシステム１０のブレ量を検出する。一方、撮像素子１３６の位置は、中立位置動作と同じ方法により検出される（ステップ１０２）。

次に、ブレ量と撮像素子１３６の位置から、ブレを補正するために移動させないといけない撮像素子１３６の位置及び速度補正量を演算する（ステップＳ１０３）。ここで、ブレ量の直接検出量は、位置や速度や加速度であるが、夫々の量の間での変換は、微分や積分をすれば可能であり、必要に応じて微分、積分をして変換した数値を演算には用いる。

次に、防振制御回路１６２は、ステップＳ１０３で得られた補正量に従って、アクチュエータ駆動回路１６９を制御して、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４を駆動制御する（ステップ１０４）。ブレ補正動作の停止指示がなければ、ステップ１０１からステップ１０４が繰り返され、ブレ補正動作は継続されたまま（ステップＳ１０５）、図９のステップＳ７に進んで次のカメラ動作がなされる。

以上のように、本実施形態によると、ボディーユニット１００に対して固定的に取り付けたヨーク３０５に固設した投光器１８５から、ホルダ１４５に設けた移動側の撮像素子１３６の位置検出エリア１３６ｂにスポット光を投光し、ボディーユニット１００に対する撮像素子１３６の相対位置を直接検出するようにしたため、位置検出精度を高めることができる。

また、本実施形態によると、図６に示すように、撮像エリア１３６ｃのＸ方向に沿った１辺に隣接して位置検出エリア１３６ｂを設け、且つ投光器１８５をＹ方向に沿って位置調整可能に固設したため、位置検出エリア１３６ｂのＹ方向に沿った幅を狭くできる。これにより、検出用に追加する領域に面積を最小限にでき、装置の製造コストを抑えることができる。

（第１の変形例）
図１２（ａ）は、第１の変形例に係る位置検出装置１８０の要部を示している。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の構造をＺ方向から見た正面図である。図１２（ａ）は、第１の実施形態の図４（ａ）に対応した図であり、同じく図１２（ｂ）は図４（ｂ）に対応した図である。以下では、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、第１の変形例の光源１８２は、Ｙ方向に一列に並んだ複数（本変形例では５つ）の発光体１８２ａａ、１８２ｂａ、１８２ｃａ、１８２ｄａ、１８２ｅａを有する。中央の発光体１８２ｃａが図４（ａ）の発光体１８２ａａと同じ位置に配置されている。

また、ここでは図示を省略したが、本変形例の光源１８２は、上述した複数の発光体に対してＸ方向にそれぞれ並んだ複数の発光体１８２ａｂ、１８２ｂｂ、１８２ｃｂ、１８２ｄｂ、１８２ｅｂａを有する。つまり、本変形例の光源１８２は、１０個の発光体を５個ずつ２列に並べた構造を有する。

発光体のレイアウトをこのように構成すると、撮像素子１３６上の投光スポット位置を所定の間隔でＹ方向に並べることができる。このような構成にすると、撮像素子１３６上の位置検出エリア１３６ｂのＹ方向の幅が狭くても、発光させる発光体のペアを順次切り替えることで、撮像素子１３６のＹ方向変位の検出範囲を実際の位置検出エリア１３６ｂの幅より広くすることができる。

この場合、常に、Ｙ方向に並んだ２組の発光体ペア（つまり隣接する４つの発光体）が位置検出エリア１３６ｂの中に同時に入るようにし、Ｙ方向に並んだ２組の発光体ペアの投光スポットの内、１つのペアは必ず位置検出エリア１３６ｂの中に存在するようにする。これにより、投光スポットのペアの切り替えを確実にできる。

本変形例では、位置検出エリア１３６ｂのＹ方向の幅を８画素分の幅として割り当てることで、撮像素子１３６のＹ方向の変位を２０画素分検出することができるようになっている。つまり、本変形例によると、位置検出エリア１３６ｂに必要とされるＹ方向の幅を小さくでき、その分、装置構成を小型化でき、製造コストを抑えることができる。

なお、第１の変形例では、１つの穴１８３ｂａに対して複数の発光体をＹ方向に並べて配置することで、撮像素子１３６上の投光スポット位置をＹ方向に離間させているが、Ｘ方向のペアの発光体についても、対応する穴に対する発光体の位置をＸ方向にずらすことで、Ｘ方向の投光スポット位置を変位させることが可能である。

また、上述した第１の実施形態および第１の変形例では、絞り板の穴は円形であったが、多角形や楕円、スリット形状にしても勿論良い。穴の形状を変えると、形状に応じて撮像素子１３６上の投光スポットの形状も変化する。例えば、穴をＸ方向に延びるスリット形状にすると、穴は複数設けなくても、投光スポットがＸ方向に延びる線状になるため、撮像素子１３６の水平の傾きが検出可能になる。

（第２の変形例）
図１３は、第２の変形例に係る位置検出装置１８０の要部を示している。図１４は、図１３の構成をＹ方向から見た平面図である。図１３は、第１の実施形態の図４（ａ）に対応した図であり、同じく図１４は、第１の実施形態の図５に対応した図である。以下では、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。

第１の実施形態と異なる第１の点は、発光体１８２ａが１つであることである。このため、本変形例では、Ｘ方向に並んだペアの投光スポットを作るため、絞り板１８３ａにＸ方向に離間して並んだ２つの穴１８３ｂａ、１８３ｂｂを形成した。これにより、１つの発光体１８２ａから出射された投光光線は、夫々の穴１８３ｂａ、１８３ｂｂを通って、２つの投光スポットを撮像素子１３６上に形成する。

本変形例のように、２つの穴１８３ｂａ、１８３ｂｂを形成すれば、２つの投光スポットの形成に発光体は１つで済み、構成が簡単になる。また、穴の位置を変えることで、投光スポットの撮像素子１３６上での位置を変えることができる。さらに、穴の形状、個数は任意に設定可能で、個数を増やすと位置検出精度を上げることが出来る。

第１の実施形態と異なる第２の点は、発光体１８２ａからの投光光線を第１反射面１８３ｄと第２反射面１８３ｅにより折り曲げて、発光体１８２ａから穴１８３ｂａまでの光路の長さを長くしている所である。先に発光体１８２ａと穴１８３ｂａとの間の距離と、穴１８３ｂａと撮像素子１３６との間の距離により、投光スポットの大きさが決まることを説明した。ところが、第１の実施形態では、発光体と撮像素子の間隔を調節する場合、間隔を短くしようとしても撮像素子の前にある光学素子のため充分な調整量がとれず、また、間隔を長くしようとすると、単純に装置が大きくなってしまっていた。

このため、本変形例では、投光光線をＺ方向から一旦Ｙ方向に折り曲げることにより、Ｙ方向のスペースを使って、発光体１８２ａと穴１８３ｂとの間の間隔を調整可能にした。このように複数の反射面を有する導光部１８３を設けると、少なくともＺ方向のスペースを変えずに、発光体１８２ａと穴１８３ｂとの間の間隔を大きな調整量でもって変えることができる。

なお、第２の変形例では、第１反射面１８３ｄおよび第２反射面１８３ｅは、それぞれ光軸に対して４５°傾斜した平面としたが、傾斜角度を変えたり、平面で無く、円筒面や球面、３次元自由曲面など、必要に応じて変えることが可能である。また、導光部１８３の反射面間の空間を光学部材で形成しても良く、本変形例では、断面平行四辺形の光透過性の樹脂あるいはガラスのプリズムを反射面の間の空間に配置し、全反射を利用して投光光線の折り曲げをするようにした。

また、第１の実施形態、第１の変形例、第２の変形例では、投光スポットを形成するのに絞りのみを用いていたが、レンズ、曲面反射面、回折格子等の光線を集光したり曲げたりする別の光学素子を投光光線の光路中に配置しても良い。

（スポット位置の検出方法）
図１５は、投光スポットの位置を検出する方法を説明するための概念図である。ここでは、投光スポットの明るさに応じて撮像素子１３６の各画素から出力される輝度値Ｖを用いて投光スポット位置を検出する例を説明する。

投光スポットが円形でスポット内の明るさが均一であると仮定すると、スポット光を受光した各画素から出力される輝度値Ｖは、各画素にかかる投光スポットの面積に比例する。図１５では、Ｘ方向に５列（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列、Ｅ列）、Ｙ方向に５列（ａ列、ｂ列、ｃ列、ｄ列、ｅ列）の、５×５＝２５画素の撮像素子１３６の領域を例示している。

この場合、Ｘ方向の輝度値Ｖの分布は、Ａ〜Ｅ列にそれぞれ属する各５画素の輝度値を積算したものとなり、図１５に（１）として示すＸ方向輝度値分布曲線が得られる。一方、同様に、Ｙ方向の輝度値Ｖの分布は、ａ〜ｅ列にそれぞれ属する各５画素の輝度値を積算したものとなり、図１５に（３）として示すＹ方向輝度値分布曲線が得られる。

投光スポットの位置を投光スポットの最大輝度の位置とした場合、Ｘ方向輝度値分布曲線をＸの座標Ｘで微分したｄＶ／ｄＸが０となる座標位置がこのＸ方向輝度値分布曲線のＸ方向のピークとなり、Ｙ方向輝度値分布曲線をＹの座標Ｙで微分したｄＶ／ｄＹが０となる座標位置がこのＹ方向輝度値分布曲線のＹ方向のピークとなり、これらピークが重なる座標を求めれば最大輝度の位置を簡単に求めることができる。

この方法で投光スポット位置を求めれば、投光スポット位置が画素と画素の間にあっても、最大輝度位置を容易に演算することができる。但し、この方法では、輝度分布曲線を精密に取得することが望ましく、投光スポットは２行×２列以上の画素をカバーする大きさであることが望ましい。当然、行の数と列の数は同じ数である必要はない。また、この方法を採用した場合、スポット形状は円形でなくてもよく、いかなるスポット形状であっても最大輝度位置を求めることができる。さらに、この方法を採用すると、スポット光の周囲にある回折光による影響も関係なくなるため、より精度の高い位置検出が可能となる。

ここに、他の発明を付記する。
［１］
光学像が形成される撮像画素領域、およびこの撮像画素領域とは別の上記光学像が形成されない検出画素領域を撮像面に沿って有する撮像素子と、
この撮像素子を保持した保持部と、
この保持部を上記撮像面に沿って移動可能に取り付けた機器本体と、
この機器本体に対して上記保持部を上記撮像面に沿って移動させる駆動装置と、
上記機器本体に固設され、上記撮像素子の上記検出画素領域に複数のスポット光を投光する投光器と、
上記検出画素領域で上記複数のスポット光を受光した上記撮像素子からの出力に基づいて、上記投光部と当該撮像素子の相対位置を算出し、この算出結果に基づいて上記駆動装置を制御して、上記保持部を所定位置へ移動させる制御部と、
を具備したこと特徴とする画像機器。

１０・・・カメラシステム、
１００・・・カメラボディ、
１０１・・・ボディ制御用マイクロコンピュータ、
１１７・・・撮像部、
１２６・・・画像処理部、
１２８・・・不揮発性メモリ、
１３５・・・電源回路、
１５９・・・撮像部移動機構部、
１８０・・・位置検出装置
１８１・・・台、
１８２・・・光源Ａ、
１８３・・・導光部、
１８４・・・フレキ、
１８５・・・投光器、
１９２・・・光源Ｂ、
２００・・・レンズユニット、
２０１・・・レンズ制御用マイクロコンピュータ、
２０２・・・撮影レンズ、
４、１４５、１６６・・・移動枠（ホルダ）、
５、１６７・・・固定枠（フレーム）、
３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ・・・バネ（押えバネ）、
３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ・・・ボール、
３２０ａ、３２０ｂ・・・ＶＣＭ―ＸＡ、ＶＣＭ−ＸB、
３２１・・・ＶＣＭ−Ｙ。

Claims (10)

1. 光学像を電気信号に変換する撮像素子を保持する保持部と、
   上記撮像素子上に光学像が形成される像面と平行な面内で、上記保持部を移動させる駆動装置と、
   上記撮像素子上において各々が複数の画素で形成される複数の所定領域に、スポット光を投光する投光部を有し、当該撮像素子の光学像が形成される画像形成面の外周領域に上記複数のスポット光を投光する投光器と、
   上記複数のスポット光を受光した上記撮像素子からの複数の出力に基づいて、上記投光部と当該撮像素子の相対位置を算出し、上記駆動装置によって上記保持部を所定位置へ移動させる制御部と、
   を具備したこと特徴とする画像機器。
2. 上記撮像素子上の複数の画素に投射される複数のスポット光は、少なくとも４画素以上に入射する大きさを持つことを特徴とする請求項１記載の画像機器。
3. 上記制御部は、投光スポットの領域のＸ方向輝度値分布曲線及びＹ方向輝度値分布曲線を算出し、これらから最大輝度のＸ座標位置及びＹ座標位置を求めることを特徴とする請求項２記載の画像機器。
4. 上記投光部は、１つの発光体と、上記１つの発光体の前方に設けられた複数の開口絞りと、を有することを特徴とする請求項１記載の画像機器。
5. 上記複数の開口絞りは、上記光学像が形成される上記撮像素子の領域の外周に沿って配置されていることを特徴とする請求項４記載の画像機器。
6. 上記投光部は、複数の発光体と、上記複数の発光体の前方に設けられた１つの開口絞りと、を有し、
   上記制御部は、上記複数の発光体の発光を切り替えることにより、上記撮像素子上のスポット光の位置を切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像機器。
7. 上記制御部は、上記複数の発光体の発光順位を切り替えることにより、上記撮像素子上のスポット光の位置を切り替えることを特徴とする請求項６記載の画像機器。
8. 上記制御部は、２つの投光スポットが投光された際に、当該２つの投光スポットの中心位置を算出し、当該投光中心位置を基準に、上記保持部に保持された撮像素子の回転位置を検出することを特徴とする請求項１記載の画像機器。
9. 上記投光部は、上記２つの投光スポットが上記保持部に保持された撮像素子の回転軌跡上となるように配置されていることを特徴とする請求項８記載の画像機器。
10. ブレ量を検出するブレ量検出手段を更に有し、
    上記駆動装置は、検出されたブレ量に基づいてブレを補正する際にも駆動され、
    上記制御部は、撮影の１フレーム毎に上記中立位置動作及び上記ブレ補正動作を行なうことを特徴とする請求項１記載の画像機器。

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