JP4606105B2 - 像ブレ補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに異なる２方向から力を加えて２次元方向に並進移動及び回動可能な像ブレ補正手段支持機構の姿勢により回動のために加える力の方向を制御する像ブレ補正装置に関する。

従来、撮影者の手ブレによる像ブレを補正するために、手ブレ量に応じて補正レンズや撮像素子等を光軸と垂直な平面上で移動させることにより、カメラの像ブレの補正を行う像ブレ補正機構は知られていた。このような像ブレ補正可能なカメラにおいて、撮影姿勢による重力の方向への光軸のズレを是正する力を像ブレ補正のための駆動力に重畳させることが提案されている（特許文献１）。

しかし、像ブレは光軸に平行な直線を軸とした回転ブレも含むものである。カメラの回転ブレも補正する機構が知られているが、撮影姿勢により回転ブレの補正の精度が低下してしまう点が問題であった。
特開２００３−９１０２８号公報

したがって、本発明では、撮影姿勢によらず十分な精度で回転ブレの補正が可能な像ブレ補正装置の提供を目的とする。

本発明のカメラに設けられる像ブレ補正装置は、可動部と、可動部を互いに異なる方向である第１方向と第２方向とに平行な可動平面に沿った平行移動可能な状態及び可動平面の法線を軸として回動可能な状態で支持する固定部と、可動部或いは固定部に設けられ第１方向の力を可動部に与える第１、第２駆動手段と、可動部或いは固定部に設けられ第２方向の力を可動部に与える第３、第４駆動手段と、可動部に対して重力のかかる重力方向を検出する姿勢検出手段と、可動平面の法線周りの回転ブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段により検出された回転ブレを補正するように可動部を回動させるために重力方向と第１方向とが平行である場合は第３、第４駆動手段から可動部に与えられる力を制御し重力方向と第２方向とが平行である場合は第１、第２駆動手段から可動部に与えられる力を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。このような構成により、カメラを正位置、或いは縦位置で撮影する場合に可動部を回動させるための駆動力を出力させる駆動部が選択されるため、精密な回転ブレ補正が可能となる。

また、制御手段が第１方向と重力方向の間の角の第１正弦が第２方向と重力方向の間の角の第２正弦より大きい場合は可動部を回動させるために第１、第２駆動手段から可動部に与えられる力を制御し、第２正弦が第１正弦より大きい場合は可動部を回動させるために第３、第４駆動手段から可動部に与えられる力を制御することが好ましい。このような構成により、カメラを斜めに構えた場合に更に精密な回転ブレ補正が可能となる。

また、制御手段が１正弦と２正弦の差が予め定められる切替え値より小さい場合は可動部を回動させるために第１〜第４駆動手段が可動部に与える力を制御することが好ましい。

また、第１駆動手段が可動部に力を与える第１駆動点と第２駆動手段が可動部に力を与える第２駆動点とを結ぶ第１線分が第１方向と非平行であり、第３駆動手段が可動部に力を与える第３駆動点と第４駆動手段が可動部に力を与える第４駆動点とを結ぶ第２線分が第２方向と非平行であることが好ましい。また、第１線分が第１方向と垂直であり、第２線分が第２方向と垂直であることが好ましい。

また、可動平面に対してカメラの光軸が垂直となるようにカメラの像ブレ補正手段が可動部に設けられることが好ましい。さらに、像ブレ補正手段が撮像素子あることが好ましい。

また、第１方向と前記第２方向とが互いに垂直であることが好ましい。

また、姿勢検出手段が、加速度センサ、水銀スイッチ、及びスチールボールと非接触式スイッチのいずれかであることが好ましい。

本発明によれば、回転ブレの補正も含めた像ブレ補正装置を備えたカメラにおいて、撮影姿勢によらず回転ブレの補正の精度を高く維持することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施形態を適用した像ブレ補正装置を備えたカメラについて、図１〜５を用いて説明する。

なお、方向を説明するために、カメラ６０を正位置、即ち光軸が地上の水平方向と平行でカメラ６０の上下方向が地上の鉛直方向と平行に保った位置での、カメラ６０における光軸ＬＸと直交する水平方向を第１方向ｘ、光軸ＬＸと直行する鉛直方向を第２方向ｙ、光軸ＬＸと平行な方向を第３方向ｚとして説明する。また、図４は図３のIV‐IV線の断面における構成図を示す。

カメラ６０は、主電源のオン／オフの切替えを行う電源ボタン６１、レリーズボタン６２、ＬＣＤモニタ６３、ＣＰＵ４０、撮像ブロック４４、ＡＥ部４５、ＡＦ部４６、撮像部６４、及び撮影レンズ６８によって構成される。

電源ボタン６１を押すことにより電源スイッチ４７のオン／オフが切替えられる。被写体像が、撮影レンズ６８を介して撮像部６４に設けられる撮像素子４８により受光される。撮像素子４８は例えばＣＣＤである。また、撮像された被写体像はＬＤＣモニタ６３に表示される。

レリーズボタン６２を、半押しすることにより測光スイッチ４１がオンにされて測光、測距、及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ４２がオンにされてレリーズ動作が実行される。

ＣＰＵ４０において、後述する像ブレ補正に関する各部の制御、及びカメラ６０全体の動作の制御が行われる。

撮像部６４は撮像ブロック４４により駆動される。ＡＥ部４５により被写体の測光動作が実行されて露光値が算出される。次に算出された露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間が算出される。ＡＦ部４６により測距が行われる。この測距に基づき撮影レンズ６８が光軸方向に変位されることにより焦点調整が行われる。

カメラ６０の像ブレ補正装置（図示せず）は、ＣＰＵ４０、角速度検出部４９、駆動用ドライバ回路５２、及び撮像素子支持機構１０によって構成される。

像ブレ補正ボタン６９を押すことにより像ブレ補正スイッチ４３がオンにされる。像ブレ補正スイッチ４３がオンにされると、測光等の他の動作と独立して一定時間毎に角速度検出部４９及び撮像素子支持機構１０が駆動されて像ブレ補正が行われる。

スイッチ４１〜４３の入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ４０によって制御される。測光スイッチ４１、レリーズスイッチ４２、及び像ブレ補正スイッチ４３のオン／オフ情報はそれぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ４０のポートＰ４１、Ｐ４２、Ｐ４３に入力される。

次に角速度検出部４９、姿勢センサ５５、駆動用ドライバ回路５２、撮像素子支持機構１０、及びホール素子信号処理部５３についての詳細とＣＰＵ４０への入出力関係について説明する。

角速度検出部４９は第１〜第３角速度センサ５０_a、５０_b、５０_c、及びアンプ・ハイパスフィルタ回路５１によって構成される。第１角速度センサ５０_aにより一定時間（１ｍｓ）毎にカメラ６０の第１方向ｘの角速度が検出され、同様に第２角速度センサ５０_bにより一定時間毎にカメラ６０の第２方向ｙの角速度が検出される。第３角速度センサ５０_cにより一定時間毎にカメラ６０の第３方向ｚに垂直な平面（以下可動平面とする）上における回転角速度が検出される。

アンプ・ハイパスフィルタ回路５１により、第１方向ｘと第２方向ｙとの角速度、及び可動平面上における回転角速度に応じた信号が増幅された後、第１〜第３角速度センサ５０_a、５０_b、５０_cのヌル電圧やパンニングが増幅された信号から除去される。アンプ・ハイパスフィルタ回路５１によりヌル電圧等が除去された信号は第１、第２、第３角速度ｖｘ、ｖｙ、ｖθとして、ＣＰＵ４０のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１、及びＡ／Ｄ２に入力される。

Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１、及びＡ／Ｄ２から入力された第１、第２、及び第３角速度ｖｘ、ｖｙ、ｖθはＣＰＵ４０によりＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換された第１、第２、及び第３角速度ｖｘ、ｖｙ、ｖθ、及び焦点距離等を考慮した変換係数に基づいて一定時間に生じた像ブレ量がＣＰＵ４０により算出される。この像ブレ量は第１方向ｘ、第２方向ｙ、及び可動平面の法線周りの回転角度の変位量として算出される。

ＣＰＵ４０により、算出された像ブレ量に応じて撮像部６４の移動すべき位置Ｓが演算される。この演算においては、第１方向、第２方向、及び可動平面の法線周りの回転角度も考慮される。位置Ｓの第１方向ｘ成分をｓｘ、第２方向ｙ成分をｓｙ、可動平面上の回転角度成分をｓθとする。

撮像部６４を含む可動部２０の移動は後述する電磁力によって行われる。可動部２０を位置Ｓまで回転を含めて移動させるための駆動力Ｄについて２つの第１方向ｘ成分を第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２、２つの第２方向ｙ成分を第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２とする。

撮像素子支持機構１０は、撮像部６４を有する可動部２０と固定部３０とによって構成される。撮像素子支持機構１０により、撮像部６４をＣＰＵ４０が算出した移動すべき位置Ｓに回転を含めて移動させることにより、回転を含めた可動平面上のブレによって生じた被写体像の結像面における光軸ＬＸのズレが除去される。従って、被写体像と結像面位置が一定に保たれて像ブレ補正が実行される。

可動部２０の駆動は、駆動用ドライバ回路５２によって制御される第１駆動部、第２駆動部、第３駆動部、及び第４駆動部（図示せず）により駆動される。第１〜第４駆動部は、ＣＰＵ４０におけるＰＷＭ０、ＰＷＭ１から出力される第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２とＰＷＭ２、ＰＷＭ３から出力される第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２とに基づいて駆動用ドライバ回路５２によって制御される。

第１〜第４駆動部による可動部２０の位置Ｐは第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_d、及びホール素子信号処理部５３によって検出される。検出された位置Ｐは第１、第２水平方向位置検出信号ｐｘ１、ｐｘ２が第１方向ｘ成分として、第１、第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１、ｐｙ２が第２方向ｙ成分として、それぞれＣＰＵ４０のＡ／Ｄ３、Ａ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５、Ａ／Ｄ６に入力される。第１、第２水平方向位置検出信号ｐｘ１、ｐｘ２、及び第１、第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１、ｐｙ２はＡ／Ｄ３〜Ａ／Ｄ６によってＡ／Ｄ変換される。

第１、第２水平方向位置検出信号ｐｘ１、ｐｘ２、及び第１、第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１、ｐｙ２に対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐの２つの第１方向ｘ成分、及び２つの第２方向ｙ成分のデータをそれぞれｐｄｘ１、ｐｄｘ２、ｐｄｙ１、ｐｄｙ２とする。これらのデータから、可動部２０の位置Ｐの第１方向ｘ成分ｐｘｘ、第２方向ｙ成分ｐｙｙ、及び回転角度ｐθが算出される。

姿勢センサ５５は加速度センサであり、重力方向に平行な直線を可動平面上に第３方向ｚから投影した直線の方向である投影重力方向を検出することにより、カメラ６０の第３方向ｚを軸にした第３方向傾斜角ｔθ（−１８０°≦ｔθ≦１８０°）が検出される。検出された第３方向傾斜角ｔθは、ＣＰＵ４０のＡ／Ｄ７に入力される。Ａ／Ｄ７から入力された第３方向傾斜角ｔθはＣＰＵ４０によりＡ／Ｄ変換される。

算出された可動部２０の位置Ｐ（ｐｘｘ、ｐｙｙ、ｐθ）のデータ、移動すべき位置Ｓ（ｓｘ、ｓｙ、ｓθ）のデータ、及びＡ／Ｄ変換された第３方向傾斜角ｔθに基づいて第１〜第４駆動部は制御される。

第１駆動部は第１方向駆動用の第１コイル２１_a及び第１駆動磁石３１_aにより構成される。第２駆動部は第１方向駆動用の第２コイル２１_b及び第２駆動磁石３１_bにより構成される。第３駆動部は第２方向駆動用の第３コイル２１_c及び第３駆動磁石３１_cにより構成される。第４駆動部は第２方向駆動用の第４コイル２１_d及び第４駆動磁石３１_dにより構成される。

可動部２０は可動基板２２、第１〜第４コイル２１_a、２１_b、２１_c、２１_d、撮像部６４、第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_d、ボール受け板２４、及びプレート２５によって構成される。固定部３０は第１〜第４駆動磁石３１_a、３１_b、３１_c、３１_d、第１〜第４ヨーク３２_a、３２_b、３２_c、３２_d、及びベース板３３によって構成される。

可動部２０と固定部３０とにより、第１〜第４ボール１１_a、１１_b、１１_c、１１_dが挟まれる。第１〜第４ボール１１_a、１１_b、１１_c、１１_dは、第３方向ｚに平行な単一の平面上にあり、それぞれボール受け板２４とベース板３３との間で回動自在である。可動部２０と固定部３０とは第１〜第４ボール１１_a、１１_b、１１_c、１１_dを介して接触が維持される。このような構成により、可動部２０は第１方向ｘ、或いは第２方向ｙへの平行移動、及び第３方向ｚに平行な直線を軸に回動可能な状態で、固定部３０に支持される。なお、４以上のボールが挟まれる構成であってもよい。

可動部２０は固定部３０に固定されたバネ等の付勢部材（図示せず）により固定部２０側のと反対の方向から固定部３０側に付勢される。付勢部材は可動部２０の回転を含む可動平面上の移動可能な状態を維持する。

撮像素子４８の撮像範囲を最大活用するために、撮影レンズ６８の光軸ＬＸが撮像素子４８の中心近傍を通る位置関係にある時に、可動部２０は第１方向ｘ、第２方向ｙともに可動範囲の中心に位置するように、可動部２０と固定部３０の位置関係が調整される。また、可動部２０が第１方向ｘ、第２方向ｙへの直線的な移動、及び回動する前の初期状態において、可動部２０が移動範囲の中心に位置するように、可動部２０と固定部３０の位置関係が設定される。

更に初期状態において、撮像素子４８の撮像面を構成する短形の４辺のそれぞれは、第１方向ｘ或いは第２方向ｙのいずれかに平行な状態にあるように、可動部２０と固定部３０の位置関係が設定される。なお、撮像素子４８の中心とは撮像素子４８の撮像面を形成する短形が有する２つの対角線の交点とする。

可動部２０において、撮影レンズ６８の方向から見て光軸方向に撮像部６４、プレート２５が可動基板２２に取付けられる。撮像部６４には、撮像素子４８、ステージ６５、押さえ部６６、及び光学ローパスフィルタ６７が設けられる。ステージ６５とプレート２５により、撮像素子４８、押さえ部６６、及び光学ローパスフィルタ６７は挟まれる。

ボール受け板２４はステージ６５に取付けられる。撮像素子４８がプレート２５を介して可動基板２２に取付けられた状態において、撮像素子４８の撮像面が光軸ＬＸに垂直になるように取付けが調整される。プレート２５は金属製であり、撮像素子４８と接触することにより撮像素子４８の放熱をすることが可能である。

可動基板２２は変形した十字形に形成される。可動基板２２は、撮像部６４が取付けられる基板中央部２２_e、基板中央部２２_eから第１方向ｘに延びる第１端部２２_a、第２端部２２_b、基板中央部２２_eから第２方向ｙに延びる第３端部２２_c、及び第４端部２２_dを有する。

可動基板２２上において、第１コイル２１_aは第１端部２２_aに、第２コイル２１_bは第２端部２２_bに、第３コイル２１_cは第３端部２２_cに、第４コイル２１_dは第４端部２２_dに設けられる。第１〜第４コイル２１_a、２１_b、２１_c、２１_dはシート状で且つ渦巻き状のコイルパターンとして形成される。

第１コイル２１_aのコイルパターンは、第１コイル２１_aの電流の方向と第１駆動磁石３１_aの磁界の向きとから生じる第１電磁力Ｐｗ１により第１コイル２１_aを含む可動部２０を第１方向ｘに移動させるために、第２方向ｙと平行な線分を有する。

第２コイル２１_bのコイルパターンは、第２コイル２１_bの電流の方向と第２駆動磁石３１_bの磁界の向きとから生じる第２電磁力Ｐｗ２により第２コイル２１_bを含む可動部２０を第１方向ｘに移動させるために、第２方向ｙと平行な線分を有する。

第３コイル２１_cのコイルパターンは、第３コイル２１_cの電流の方向と第３駆動磁石３１_cの磁界の向きとから生じる第３電磁力Ｐｗ３により第３コイル２１_cを含む可動部２０を第２方向ｙに移動させるために、第１方向ｘと平行な線分を有する。

第４コイル２１_dのコイルパターンは、第４コイル２１_dの電流の方向と第４駆動磁石３１_dの磁界の向きとから生じる第４電磁力Ｐｗ４により第４コイル２１_dを含む可動部２０を第２方向ｙに移動させるために、第１方向ｘと平行な線分を有する。

第１電磁力Ｐｗ１は第１コイル２１_aの第２方向ｙと平行な線分の各々にかかる電磁力の合力である。第１電磁力Ｐｗ１が１点に集中してかかるとみなせる点である第１駆動点２６_aが第１コイル２１_aの中心となるように、第１コイル２１_aのコイルパターンは形成される。

同様に、第２電磁力Ｐｗ２が１点に集中してかかるとみなせる点である第２駆動点２６_bが第２コイル２１_bの中心となるように、第２コイル２１_bのコイルパターンは形成され、第３電磁力Ｐｗ３が１点に集中してかかるとみなせる点である第３駆動点２６_cが第３コイル２１_cの中心となるように、第３コイル２１_cのコイルパターンは形成され、また第４電磁力Ｐｗ４が１点に集中してかかるとみなせる点である第４駆動点２６_dが第４コイル２１_dの中心となるように、第４コイル２１_dのコイルパターンは形成される。

第１駆動点２６_aと第２駆動点２６_bを結ぶ線分の中心と撮像素子４８の中心が重なるように、且つ第１駆動点２６_aと第２駆動点２６_bを結ぶ直線が第１方向ｘと平行な直線と交わる関係即ち第１方向ｘと非平行な関係となるように、可動基板２２上において第１、第２コイル２１_a、２１_bが配置される。

同様に、第３駆動点２６_cと第４駆動点２６_dを結ぶ線分の中心と撮像素子４８の中心が重なるように、且つ第３駆動点２６_cと第４駆動点２６_dを結ぶ直線が第２方向ｙに平行な直線と交わる関係即ち第２方向ｙと非平行な関係となるように、可動基板２２上において第３、第４コイル２１_c、２１_dが配置される。

このような構成をとることにより、第１〜第４電磁力Ｐｗ１〜Ｐｗ４の向き、大きさを制御することにより可動部２０を可動平面と平行な平面上において第1方向ｘ、或いは第２方向ｙへ移動自在であり、また可動平面に垂直で撮像素子４８の中心を通る直線を軸として回動自在である。

第１〜第４コイル２１_a、２１_b、２１_c、２１_dはフレキシブル基板（図示せず）を介してこれらを駆動する駆動用ドライバ回路５２と接続される。駆動用ドライバ回路５２には、ＣＰＵ４０のＰＷＭ０、ＰＷＭ１、ＰＷＭ２、ＰＷＭ３から第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２、及び第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２がそれぞれ入力される。

駆動用ドライバ回路５２は入力された第１、第２水平方向ＰＭＷデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値に応じて第１、第２コイル２１_a、２１_bそれぞれに電力を供給し、可動部２０を第１方向ｘに移動させ、可動部２０を可動平面上に回転させる。また、駆動用ドライバ回路５２は入力された第１、第２鉛直方向ＰＭＷデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値に応じて第３、第４コイル２１_c、２１_dそれぞれに電力を供給し、可動部２０を第２方向ｙに移動させ、可動部２０を可動平面上に回転させる。

第１ホール素子２３_aは、撮像素子４８の中心を通り第１方向ｘに平行な直線と第１駆動点２６_aを通り第２方向ｙに平行な直線との交点に重なる位置に設けられる。第２ホール素子２３_bは、撮像素子４８の中心を通り第１方向ｘに平行な直線と第２駆動点２６_bを通り第２方向ｙに平行な直線との交点に重なる位置に設けられる。

第３ホール素子２３_cは、撮像素子４８の中心を通り第２方向ｙに平行な直線と第３駆動点２６_cを通り第１方向ｘに平行な直線との交点に重なる位置に設けられる。第４ホール素子２３_dは、撮像素子４８の中心を通り第２方向ｙに平行な直線と第４駆動点２６_dを通り第１方向ｘに平行な直線との交点に重なる位置に設けられる。

固定部３０において、板状部材であるベース板３３には第１〜第４ヨーク３２_a、３２_b、３２_c、３２_d、及び第１〜第４駆動磁石３１_a、３１_b、３１_c、３１_dが設けられる。ベース板３３は撮像素子４８の撮像面と平行で、可動基板２２と撮影レンズ６８の間に配置される。なお、可動基板２２がベース板３３と撮影レンズ６８の間に配置される構成であってもよい。

第１駆動磁石３１_aは第１コイル２１_a及び第１ホール素子２３_aと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２０側に第１ヨーク３２_aを介して設けられる。

同様に、第２駆動磁石３１_bは第２コイル２１_b及び第２ホール素子２３_bと第３方向ｚに対向するように、ベース板３３における可動部２０側に第２ヨーク３２_bを介して設けられる。同様に、第３駆動磁石３１_cは第３コイル２１_c及び第３ホール素子２３_cと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２０側に第３ヨーク３２_cを介して設けられる。同様に、第４駆動磁石３１_dは第４コイル２１_d及び第４ホール素子２３_dと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２０側に第４ヨーク３２_dを介して設けられる。

第１駆動磁石３１_a、及び第２駆動磁石３１_bは第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べられる。第３駆動磁石３１_c、及び第４駆動磁石３１_dは第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べられる。

第１ヨーク３２_aは第２方向ｙから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体部材により形成される。第１ヨーク３２_aのコの字型形状の間に第１駆動磁石３１_a、第１コイル２１_a、及び第１ホール素子２３_aを第３方向ｚで挟みながら、第１ヨーク３２_aはベース板３３上の可動部２０側の面に固定される。

第２ヨーク３２_bは第２方向ｙから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体部材により形成される。第２ヨーク３２_bのコの字型形状の間に第２駆動磁石３１_b、第２コイル２１_b、及び第２ホール素子２３_bを第３方向ｚで挟みながら、第２ヨーク３２_bはベース板３３上の可動部２０側の面に固定される。

第３ヨーク３２_cは第１方向ｘから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体部材により形成される。第３ヨーク３２_cのコの字型形状の間に第３駆動磁石３１_c、第３コイル２１_c、及び第３ホール素子２３_cを第３方向ｚで挟みながら、第３ヨーク３２_cはベース板３３上の可動部２０側の面に固定される。

第４ヨーク３２_dは第１方向ｘから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体部材により形成される。第４ヨーク３２_dコの字型形状の間に第４駆動磁石３１_d、第４コイル２１_d、及び第４ホール素子２３_dを第３方向ｚで挟みながら、第４ヨーク３２_dはベース板３３上の可動部２０側に固定される。

第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_dはホール効果を利用した磁電変換素子であって、可動部２０の第１方向ｘ、第２方向ｙ（第１、第２水平方向位置検出信号ｐｘ１、ｐｘ２、第１、第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１、ｐｙ２）を検出する１軸ホール素子である。第１、第２ホール素子２３_a、２３_bにより第１方向ｘの位置が検出され、第３、第４ホール素子２３_c、２３_dにより第２方向ｙの位置が検出される。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、撮像素子４８の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１駆動磁石３１_aのＮ極、Ｓ極と等距離近傍に配置するように、第１ホール素子２３_aの位置が調整される。

同様に、第２ホール素子２３_bの第１方向ｘの位置は、撮像素子４８の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２駆動磁石３１_bのＮ極、Ｓ極と等距離近傍に配置するように調整され、第３ホール素子２３_cの第１方向ｘの位置は、撮像素子４８の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第３駆動磁石３１_cのＮ極、Ｓ極と等距離近傍に配置するように調整される。第４ホール素子３２_dの第２方向ｙの位置は、撮像素子４８の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第４駆動磁石３１_dのＮ極、Ｓ極と等距離近傍に配置するように、第４ホール素子２３_dの位置が調整される。

ホール素子信号処理部５３は第１〜第４ホール素子信号処理回路５４_a、５４_b、５４_c、５４_dを有する。第１〜第４ホール素子信号処理回路５４_a、５４_b、５４_c、５４_dはフレキシブル基板（図示せず）を介して第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_dにそれぞれ接続される。

第１ホール素子信号処理回路５４_aにより、第１ホール素子２３_aの出力信号から第１ホール素子２３_aにおける出力端子間の電位差が検出される。検出された電位差に基づいて第１ホール素子２３_aがある部分（点Ａ、図５参照）の第１方向ｘの位置を特定する第１水平方向位置検出信号ｐｘ１がＣＰＵ４０のＡ／Ｄ３に入力される。

第２ホール素子信号処理回路５４_bにより、第２ホール素子２３_bの出力信号から第２ホール素子２３_bにおける出力端子間の電位差が検出される。検出された電位差に基づいて第２ホール素子２３_bがある部分（点Ｂ、図５参照）の第１方向ｘの位置を特定する第１水平方向位置検出信号ｐｘ２がＣＰＵ４０のＡ／Ｄ４に入力される。

第３ホール素子信号処理回路５４_cにより、第３ホール素子２３_cの出力信号から第３ホール素子２３_cにおける出力端子間の電位差が検出される。検出された電位差に基づいて第３ホール素子２３_cがある部分（点Ｃ、図５参照）の第２方向ｙの位置を特定する第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１がＣＰＵ４０のＡ／Ｄ５に入力される。

第４ホール素子信号処理回路５４_dにより、第４ホール素子２３_dの出力信号から第４ホール素子２３_dにおける出力端子間の電位差が検出される。検出された電位差に基づいて第４ホール素子２３_dがある部分（点Ｄ、図５参照）の第２方向ｙの位置を特定する第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ２がＣＰＵ４０のＡ／Ｄ６に入力される。

４つのホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_dにより、回転角度を含めた可動部２０の位置が特定される。第１、第２ホール素子２３_a、２３_bにより、可動部２０上の２つの点についての第１方向ｘの位置が特定される。第３、第４ホール素子２３_c、２３_dにより、可動部２０上の２つの点についての第２方向ｙの位置が特定される。２つの点についての第１方向ｘの位置情報と、２つの点についての第２方向ｙの位置情報とに基づいて、可動部２０の回転角度を含めた位置を特定する事が可能である。

図５を用いて、可動部２０の位置を特定する方法について説明する。点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄの位置情報から、点Ｐの位置データ（ｐｘｘ、ｐｙｙ、ｐθ）が求められる。点Ａは第１ホール素子２３_aの位置、点Ｂは第２ホール素子２３_bの位置、点Ｃは第３ホール素子２３_cの位置、点Ｄは第４ホール素子２３_dの位置を示す。点Ｐは線分ＢＣと線分ＡＤとの交点である。

線分ＡＤの中点と線分ＢＣの中点において両線分が交わり、その交点が点Ｐとなるように可動部２０における第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_dの位置が調整される。更に、点Ｐと撮像素子４８の中心が第３方向ｚにおいて重なるように、第１〜第４ホール素子２３_a、２３_b、２３_c、２３_d及び撮像素子４８が可動部２０に配置される。

点Ａについては、第１ホール素子２３_aにより第１方向ｘの位置が検出される（第１水平方向位置検出信号ｐｘ１）。点Ｂについては、第２ホール素子２３_bにより第１方向ｘの位置が検出される（第２水平方向位置検出信号ｐｘ２）。点Ｃについては、第３ホール素子２３_cにより第２方向ｙの位置が検出される（第１鉛直方向位置検出信号ｐｙ１）。点Ｄは、第４ホール素子２３_dにより第２方向ｙの位置が検出される（第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ２）。

第１、第２水平方向位置検出信号ｐｘ１、ｐｘ２、第１、第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ１、ｐｙ２がＡ／Ｄ変換されたデータｐｄｘ１、ｐｄｘ２、ｐｄｙ１、ｐｄｙ２と、線分ＡＰ、ＢＰ、ＣＰ、ＤＰの長さｄによって、位置Ｐ（ｐｘｘ、ｐｙｙ、ｐθ）の値が次の（１）〜（３）式により求められる。
ｐｘｘ＝（ｐｄｘ１＋ｐｄｘ２）／２ （１）
ｐｙｙ＝（ｐｄｙ１＋ｐｄｙ２）／２ （２）
ｐθ＝ｃｏｓ^-1｛（ｐｄｘ１−ｐｄｘ２）／（２×ｄ）｝＝ｃｏｓ^-1｛（ｐｄｙ１−ｐｄｙ２）／（２×ｄ）｝ （３）
ここで回転角度ｐθは、図５に示すように、線分ＢＰと第１方向ｘのなす角度であり、線分ＡＰと第２方向ｙのなす角度とする。

次に、以上のような本実施形態の構成における可動部２０を平行移動、及び回動させるための制御について説明する。

可動部２０を第１方向ｘに平行移動させる場合、第１端部２２_aにかかる第１電磁力Ｐｗ１と第２端部２２_bにかかる第２電磁力Ｐｗ２とが同じ向きで、同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値が制御される。

可動部２０を第２方向ｙに平行移動させる場合、第３端部２２_cにかかる第３電磁力Ｐｗ３と第４端部２２_dにかかる第４電磁力Ｐｗ４とが同じ向きで、同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値が制御される。

可動部２０を第１方向ｘ或いは第２方向ｙに平行移動させること無く可動平面上で回動させる場合、第１端部２２_aにかかる第１電磁力Ｐｗ１と第２端部２２_bにかかる第２電磁力Ｐｗ２とが逆向きで同じ大きさとなるよう、且つ／或いは第３端部２２_cにかかる第３電磁力Ｐｗ３と第４端部２２_dにかかる第４電磁力Ｐｗ４とが逆向きで同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値の制御、或いは第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値の制御が行われる。

姿勢センサ５５により検出された第３方向傾斜角ｔθに基づいて、可動部２０を可動平面上で回動させるために、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の制御、及び第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の制御のいずれか一方、或いは両方を行うかが決められる。

図６に示すようにカメラ６０が正位置の姿勢である場合には、第１端部２２_aにかかる第１駆動力Ｐｗ１と第２端部２２_bにかかる第２駆動力Ｐｗ２との向きや大きさを調整して可動部２０を回動させるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値の制御が行われる。

また、図７に示すようにカメラ６０が縦位置、即ち正位置から光軸を中心に９０°回転させた姿勢である場合には、第３端部２２_cにかかる第３駆動力Ｐｗ３と第４端部２２_dにかかる第４駆動力Ｐｗ４との向き及び大きさを調整して可動部２０を回動させるように、ＣＰＵ４０により第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値の制御が行われる。

第３方向傾斜角ｔθに基づく制御について更に詳細に図８〜図１２を用いて説明する。なお、図８〜図１０はカメラ６０の光軸が地上の水平方向に平行な状態、即ち重力方向が可動平面Ｓに平行な状態における、第３方向傾斜角ｔθ、第１方向、第２方向、及び地上の重力方向の関係を示している。図１１、図１２はカメラ６０が第１方向ｘに平行な直線を軸に回転した状態における第１方向及び第２方向と、第３方向傾斜角ｔθと、地上の重力方向とについての関係を説明する図である。

重力方向と第１方向とのなす角を第１の角（０°≦第１の角≦１８０°）、第１の角の正弦を第１正弦、重力方向と第２方向とのなす角を第２の角（０°≦第２の角≦１８０°）、第２の角の正弦を第２正弦とする。図８に示すように第３方向傾斜角ｔθが０°の時、第１の角の角度は９０°であり、第１正弦は１となる。一方、第２の角の角度は１８０°であり、第２正弦は０となる。また、図９に示すように第３方向傾斜角ｔθが１０°の時、第１の角の角度は１００°であり、第１正弦は約０．９８となる。一方、第２の角の角度は１７０°であり、第２正弦は約０．１７となる。

第３方向傾斜角ｔθが０°、１０°の場合のように第１正弦が第２正弦より大きい場合、即ち−１８０°≦ｔθ＜−１３５°、−４５°＜ｔθ＜４５°、及び１３５°＜ｔθ≦１８０°の場合は、可動部２０を回動させるための制御は第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２に対して行われる。

一方、図１０に示すように、第３方向傾斜角ｔθが９０°の時、第１の角の角度は１８０°であり、第１正弦は０となる。一方、第２の角の角度は０°であり、第２正弦は１となる。このように第２正弦が第１正弦より大きい場合、即ち−１３５°＜ｔθ＜−４５°、及び４５°＜ｔθ＜１３５°の場合は、可動部２０を回動させるための制御は第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２に対して行われる。

図１１に示すように、可動部２０が第１方向ｘに平行な直線を軸に回転した状態でも、第１正弦が第２正弦より大きい場合に、可動部２０を回転させるための制御が第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２に対して行われ、第２正弦が第１正弦より大きい場合に、可動部２０を回転させるための制御が第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２に対して行われる。

なお、本実施形態において使用している姿勢センサ５５では可動部２０が第１方向ｘ平行な直線を軸に回転した場合は第１の角の角度、及び第２の角の角度が不明であるが、以下に説明するように第３方向傾斜角ｔθから第１正弦と第２正弦のどちらが大きいか判別可能である。

可動平面Ｓに平行な方向であって、第３方向ｚから見て重力方向と平行な方向を投影重力方向ＰＤとする（図１１参照）。重力方向に平行な直線上の２点それぞれから可動平面に法線を延ばし、その法線と可動平面のそれぞれの交点を結んだ線分は投影重力方向ＰＤと平行である。また、カメラ６０が正位置である状態における重力方向を基準重力方向ＳＤとする（図１２参照）。第３方向傾斜角ｔθは投影重力方向ＰＤと基準重力方向ＳＤのなす角である。

投影重力方向ＰＤと第１方向のなす角を第１’の角（図１２参照）、第１’の角の正弦を第１’正弦、投影重力方向ＡＤと第２方向のなす角を第２’の角（図１２参照）、第２’の角の正弦を第２’正弦とする。第１’正弦が第２’正弦より大きい場合、第１正弦は第２正弦より大きくなり、第２’正弦が第１’正弦より大きい場合、第２正弦は第１正弦より大きい。

従って、第３方向傾斜角ｔθが、−１８０°≦ｔθ＜−１３５°、−４５°＜ｔθ＜４５°、及び１３５°＜ｔθ≦１８０°の範囲にある場合は、第１正弦が第２正弦より大きくなる。一方、第３方向傾斜角ｔθが、−１３５°＜ｔθ＜−４５°、４５°＜ｔθ＜１３５°の場合は、第２正弦が第１正弦より大きくなる。

以上のような制御の効果について、第３方向ｚが地上の水平方向と平行で第３傾斜角ｔθが０°場合を例として図１３、図１４を用いて説明する。図１３は可動部２０を回動させるために、第２方向ｙに駆動力を与える場合の状態を示し、図１４は可動部２０を回動させるために、第１方向ｘに駆動力を与える場合の状態を示している。

可動部２０には重力がかかるため、像ブレ補正を行わない状態においても、重力のかかる方向と反対の方向の力を可動部２０に与えて、光軸ＬＸと撮像素子４８の中心を一致させる必要がある。従って、像ブレ補正時において第１〜第４駆動部は、可動部２０にかかる重力による平行移動を打ち消すための力Ｆ_K、及び像ブレ補正のために可動部２０を平行移動Ｆ_S、回動させるための力Ｆ_Rの合力Ｆを可動部２０に与える必要がある。

第３方向ｚが地上の水平方向と平行で第３傾斜角ｔθが０°の場合、重力方向と第２方向ｙは平行である。従って、打ち消すための力Ｆ_Kは、第２方向ｙの駆動力を出力する第１、第４駆動部から出力される。

合力Ｆに対する回動させるための力Ｆ_Rの比の絶対値｜Ｆ_R／Ｆ｜が小さい程、可動部２０の精密な回動の制御は難しくなる。回動させるための力Ｆ_Rを第３、第４駆動部から与える場合（図１３参照）、及び第１、第２駆動部から与える場合（図１４参照）における、Ｆ_Rに対するＦの比の絶対値｜Ｆ_R／Ｆ｜を比較する。なお、説明を簡単にするために、可動部２０の回動のみを行うものとして説明する。

回動させるための力Ｆ_Rを第１、第２駆動部から与える場合は合力Ｆ＝Ｆ_Rである。従って、Ｆ_Rに対するＦの比の絶対値｜Ｆ_R／Ｆ｜は１となる（図１４参照）。一方、回動させるための力Ｆ_Rを第３、第４駆動部から与える場合は合力Ｆ＝Ｆ_K＋Ｆ_Rである。従って、Ｆ_Rに対するＦの比の絶対値｜Ｆ_R／Ｆ｜は｜Ｆ_R／（Ｆ_K＋Ｆ_R）｜であり、打ち消すための力Ｆ_Kは回動させるための力Ｆ_Rに比べて大きい事を考慮するとこの比の絶対値は１より小さくなる（図１３参照）。

Ｆ_Rに対するＦの比の絶対値｜Ｆ_R／Ｆ｜が大きい、即ちＦ_Kが小さい程、可動部２０の精密な回動には有利である。また、第１〜第４駆動部の最大駆動力Ｆ_MAXと打ち消すための力Ｆ_Kとの差が像ブレ補正のために使える力となるので、Ｆ_Kが小さい程、精密な像ブレ補正に有利である。

第１正弦が第２正弦より大きい場合は第１方向のＦ_Kが小さく、第２正弦が第１正弦より大きい場合は第２方向のＦ_Kが小さくなる。従って、本実施形態のように第１正弦が第２正弦より大きい場合は、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｐｘ１、ｐｘ２を制御し、第２正弦が第１正弦より大きい場合は、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｐｙ１、ｐｙ２を制御することが、可動部２０を精密に回動するのに有利である。

図１３、図１４においては、第３方向ｚが地上の水平方向と平行である場合についての説明であるが、第３方向ｚが地上の水平方向と非平行である場合についても同様である。

次に第２の実施形態を適用した駆動方向制御システムが組込まれた像ブレ補正機能を備えたカメラについて説明する。第２の実施形態では、第１〜第４駆動部、及び第１〜第４ホール素子の配置が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態を図１５〜図１７を用いて説明する。第１の実施形態と同じ機能を有する部位は同じ符号をつけている。また、図１６は図１５のXVI‐XVI線の断面における構成図を示す。

可動基板２２０を第１方向に駆動する第１駆動部は第３端部２２０_cに設けられる。即ち、第1コイル２１０_aが可動基板２２０の第３端部２２０_cに設けられ、第１駆動磁石３１０_aが第１コイル２１０_a及び第１ホール素子２３０_aと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２００側に第３ヨーク３２_cを介して設けられる。

可動基板２２０を第１方向に駆動する第２駆動部は第４端部２２０_dに設けられる。即ち、第２コイル２１０_bが可動基板２２０の第４端部２２０_dに設けられ、第２駆動磁石３１０_bが第２コイル２１０_b及び第２ホール素子２３０_bと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２００側に第４ヨーク３２_dを介して設けられる。

可動基板２２０を第２方向に駆動する第３駆動部は第１端部２２０_aに設けられる。即ち、第1コイル２１０_cが可動基板２２０の第１端部２２０_aに設けられ、第３駆動磁石３１０_cが第３コイル２１０_c及び第３ホール素子２３０_cと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２００側に第１ヨーク３２_aを介して設けられる。

可動基板２２０を第２方向に駆動する第４駆動部は第２端部２２０_bに設けられる。即ち、第４コイル２１０_dが可動基板２２０の第２端部２２０_bに設けられ、第４駆動磁石３１０_dが第４コイル２１０_d及び第４ホール素子２３０_dと第３方向ｚにおいて対向するように、ベース板３３における可動部２００側に第２ヨーク３２_bを介して設けられる。

第１の実施形態と同様に、第１コイル２１０_a、第２コイル２１０_bのコイルパターンは、第２方向ｙと平行な線分を有し、第３コイル２１０_c、第４コイル２１０_dのコイルパターンは、第１方向ｘと平行な線分を有する。

第１の実施形態と同様に、第１駆動点２６０_aが第１コイル２１０_aの中心となるように第１コイル２１０_aのコイルバターンは形成される。第２駆動点２６０_bが第２コイル２１０_bの中心となるように第２コイル２１０_bのコイルバターンは形成される。第３駆動点２６０_cが第３コイル２１０_cの中心となるように第３コイル２１０_cのコイルバターンは形成される。第４駆動点２６０_dが第４コイル２１０_dの中心となるように第４コイル２１０_dのコイルバターンは形成される。

第１駆動点２６０_aと第２駆動点２６０_bを結ぶ線分の中心と撮像素子４８の中心が重なるように、且つ第１駆動点２６０_aと第２駆動点２６０_bを結ぶ直線が第２方向ｙと平行になるように、可動基板２２０上において第１、第２コイル２１０_a、２１０_bが配置される。従って、第１駆動点２６０_aと第２駆動点２６０_bを結ぶ第１線分は第１方向ｘに対して垂直である。

第３駆動点２６０_cと第４駆動点２６０_dを結ぶ線分の中心と撮像素子４８の中心が重なるように、且つ第３駆動点２６０_cと第４駆動点２６０_dを結ぶ直線が第１方向ｘと平行になるように、可動基板２２０上において第３、第４コイル２１０_c、２１０_dが配置される。従って、第３駆動点２６０_cと第４駆動点２６０_dを結ぶ第２線分は第２方向ｙに対して垂直である。

第１ホール素子２３０_aは第１駆動点２６０_aと重なる位置に配置される。第２ホール素子２３０_bは第２駆動点２６０_bと重なる位置に配置される。第３ホール素子２３０_cは第３駆動点２６０_cと重なる位置に配置される。第４ホール素子２３０_dは第４駆動点２６０_dと重なる位置に配置される。

第１の実施形態と同様に、第１、第２駆動磁石３１０_a、３１０_bは第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べられ、第３、第４駆動磁石３１０_c、３１０_dは第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べられる。

第１〜第４ヨーク３２_a、３２_b、３２_c、３２_dの配置は第１の実施形態と同様である。

第１の実施形態と同様に、第１、第２ホール素子２３０_a、２３０_bにより第１方向ｘの位置が検出され、第３、第４ホール素子２３０_c、２３０_dにより第２方向ｙの位置が検出される。

即ち、第１ホール素子２３０_aのある部分（点Ａ’、図１７参照）の第１方向ｘの位置を特定する第１水平方向位置検出信号ｐｘ１が、第２ホール素子２３０_bのある部分（点Ｂ’、図１７参照）の第１方向ｘの位置を特定する第２水平方向位置検出信号ｐｘ２が、第３ホール素子２３０_cのある部分（点Ｃ’、図１７参照）の第２方向ｙの位置を特定する第１鉛直方向位置検出信号ｐｙ１が、及び第４ホール素子２３０_dのある部分（点Ｄ’、図１７参照）の第２方向ｙの位置を特定する第２鉛直方向位置検出信号ｐｙ２がＣＰＵ４０に入力される。

可動部２０の位置についての位置データ（ｐｘｘ、ｐｙｙ、ｐθ）は、第１の実施形態と同様に次の（１）〜（３）式により求められる。
ｐｘｘ＝（ｐｄｘ１＋ｐｄｘ２）／２ （１）
ｐｙｙ＝（ｐｄｙ１＋ｐｄｙ２）／２ （２）
ｐθ＝ｃｏｓ^-1｛（ｐｄｘ１−ｐｄｘ２）／（２×ｄ）｝＝ｃｏｓ^-1｛（ｐｄｙ１−ｐｄｙ２）／（２×ｄ）｝ （３）

以上のような本実施形態の構成における可動部２２０を平行移動、及び回動させるための制御は、第１の実施形態と同様である。

可動部２０を第１方向ｘに平行移動させる場合、第３端部２２０_cにかかる第１電磁力Ｐｗ１と第４端部２２０_dにかかる第２電磁力Ｐｗ２とが同じ向きで、同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値が制御される。

可動部２０を第２方向ｙに平行移動させる場合、第１端部２２０_aにかかる第３電磁力Ｐｗ３と第２端部２２０_bにかかる第４電磁力Ｐｗ４とが同じ向きで、同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値が制御される。

可動部２０を第１方向ｘ或いは第２方向ｙに平行移動させること無く可動平面上で回動させる場合、第３端部２２０_cにかかる第１電磁力Ｐｗ１と第４端部２２０_dにかかる第２電磁力Ｐｗ２とが逆向きで同じ大きさとなるよう、且つ／或いは第１端部２２０_aにかかる第３電磁力Ｐｗ３と第２端部２２０_bにかかる第４電磁力Ｐｗ４とが逆向きで同じ大きさとなるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値の制御、或いは第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値の制御が行われる。

姿勢センサ５５により検出された第３方向傾斜角ｔθに基づいて、第１の実施形態と同様に可動部２００を可動平面上で回動させるために、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の制御、及び第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の制御のいずれか一方、或いは両方を行うかが決められる。

図１８に示すようにカメラ６０が正位置の姿勢である場合には、第３端部２２０_cにかかる第１駆動力Ｐｗ１と第４端部２２_dにかかる第２駆動力Ｐｗ２との向きや大きさを調整して可動部２００を回動させるように、ＣＰＵ４０により第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２の値の制御が行われる。

また、図１９に示すようにカメラ６０が縦位置の姿勢である場合には、第１端部２２_aにかかる第３駆動力Ｐｗ３と第２端部２２_bにかかる第４駆動力Ｐｗ４との向き及び大きさを調整して可動部２００を回動させるように、ＣＰＵ４０により第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２の値の制御が行われる。

また、第３方向傾斜角ｔθに基づく、第１〜第４駆動部の制御についての更なる詳細は第１の実施形態と同様である。即ち、第３方向傾斜角ｔθが−１８０°≦ｔθ＜−１３５°、−４５°＜ｔθ＜４５°、及び１３５°＜ｔθ≦１８０°である場合（図８、９参照）は、可動部２００を回動させるための制御は、第３端部２２０_cに設けられる第１駆動部と第４端部２２０_dに設けられる第２駆動部を駆動するために、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２に対して行われる。

一方、第３方向傾斜角ｔθが−１３５°＜ｔθ＜−４５°、及び４５°＜ｔθ＜１３５°である場合（図１０参照）は、可動部２０を回動させるための制御は、第１端部２２０_aに設けられる第３駆動部と第２端部２２０_bに設けられる第４駆動部を駆動するために、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２に対して行われる。

なお、第１、第２の実施形態において、第１正弦が第２正弦より大きい時は第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２を制御して可動部２０を回転させ、第２正弦が第１正弦より大きい時は第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２を制御して可動部２０を回転させたが、第１正弦と第２正弦の差が予め定められる切替え値より小さい場合は第１、第２水平方向ＰＷＭデューティーｄｘ１、ｄｘ２、及び第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティーｄｙ１、ｄｙ２を制御して可動部２０を回転させる構成であってもよい。

カメラが斜めに構えられた姿勢においては、重力に対して可動部を移動させないようにする力は第１方向ｘ、第２方向ｙの両方向にかかるので可動部を回動させるための駆動力を第１〜第４駆動部に重畳させることが好ましいからである。

また、第1、第２の実施形態において、投影重力方向を検出する姿勢センサを用いたが、重力方向を直接検出する姿勢センサを用いてもよい。なお、重力方向とは、直接的には物品に対して重力がかかる方向であるが、物品に重力がかかり移動する方向も間接的には重力方向に含まれる。可動部２０は可動平面上を移動可能な様に支持されているため、可動部２０に重力がかかり移動する方向が投影重力方向であるので、投影重力方向は広義の意味で重力方向に含まれる。

また、第１、第２の実施形態において、第１正弦と第２正弦の大小により、可動部を回動させるための力を与える駆動部の切替えを行っているが、重力方向と第１方向ｘが平行となる場合に第２方向ｙの力を可動部に与える駆動部によって可動部を回動させ、重力方向と第１方向ｘが非平行である場合は第１方向ｘの力を可動部に与える駆動部によって可動部を回動させる構成であってもよい。

逆に、重力方向と第２方向ｙが平行となる場合に第１方向ｘの力を可動部に与える駆動部によって可動部を回動させ、重力方向と第２方向ｙが非平行である場合は第２方向ｙの力を可動部に与える駆動部によって可動部を回動させる構成であってもよい。

通常、第２方向と重力方向が平行で逆向きである正位置、或いは第１方向と重力方向が平行である縦位置となる姿勢で、撮影は行われる。従って、上記のような構成により、可動部を回動させるための駆動部の選択を簡単な制御により行うものでも、十分な像ブレ補正が可能であり、簡易な構成の姿勢センサを用いることが可能である。

また、第1、第２の実施形態において加速度センサを姿勢センサとして用いたが、水銀スイッチ、スチールボールと非接触式スイッチ等の公知の姿勢センサによって構成してもよい。

また、可動部の移動のために電磁力を与える可動部上の位置は、第１、第２の実施形態のように４箇所に限られない。第１方向ｘ、第２方向ｙのいずれにおいても２箇所以上の場所で電磁力を与えればよい。但し、２箇所以上において電磁力を与える方向に関しては電磁力を与える２点を結んだ線分と電磁力を与える方向に平行な直線が交わる即ち非平行な関係である事が必要である。

本発明の第１、第２の実施形態を適用した駆動制御システムを組込んだ像ブレ補正機能を備えるカメラの外観図である。 第１、第２の実施形態を適用した駆動制御システムを組込んだ像ブレ補正機能を有するカメラの電気的構成を示す回路図である。 第１の実施形態における撮像素子支持機構の構成図である。 図３のIV‐IV線に沿った断面図である。 ２つの第１方向の位置と２つの第２方向の位置から、点Ｐの位置を求める方法を説明するためのｘｙ平面図である。 第１の実施形態を適用した像ブレ補正装置を有するカメラが正位置にある場合における可動部の制御について説明する図である。 第１の実施形態を適用した像ブレ補正装置を有するカメラが縦位置にある場合における可動部の制御について説明する図である。 カメラの傾斜に応じて回動のための駆動力を重畳する駆動部を切替えることを説明する図である。 カメラの傾斜に応じて回動のための駆動力を重畳する駆動部を切替えることを説明する図である。 カメラの傾斜に応じて回動のための駆動力を重畳する駆動部を切替えることを説明する図である。 カメラの光軸が地上の水平面に対して傾斜している状態における第１方向、第２方向、重力方向、及び投影重力方向との関係を示す図である。 基準重力方向、投影重力方向、第１方向、及び第２方向の関係を示す図である。 正位置において、第３、第４駆動部の駆動力により可動部を回動させる場合の、駆動力を説明するための図である。 正位置において、第１、第２駆動部の駆動力により可動部を回動させる場合の、駆動力を説明するための図である。 第２の実施形態における撮像素子支持機構の構成図である。 図１４のXVI‐XVI線に沿った断面図である。 ２つの第１方向の位置と２つの第２方向の位置から、点Ｐの位置を求める方法を説明するためのｘｙ平面図である。 第２の実施形態を適用した像ブレ補正装置を有するカメラが正位置にある場合における可動部の制御について説明する図である。 第２の実施形態を適用した像ブレ補正装置を有するカメラが縦位置にある場合における可動部の制御について説明する図である。

符号の説明

２０、２００ 可動部
２１_a〜２１_d 第１〜第４コイル
２２、２２０ 可動基板
２２_a〜２２_d、２２０_a〜２２０_d 第１〜第４端部
２３_a〜２３_d 第１〜第４ホール素子
２６_a〜２６_d 第１〜第４駆動点
３０ 固定部
３１_a〜３１_d 第１〜第４駆動磁石
３２_a〜３２_d 第１〜第４ヨーク
３３ ベース板
４０ ＣＰＵ
４８ 撮像素子
５０_a〜５０_c 第１〜第３角速度センサ
５２ 駆動用ドライバ回路
５３ ホール素子信号処理部
５４_a〜５４_d 第１〜第４ホール素子信号処理回路
５５ 姿勢センサ
６０ カメラ

Claims (8)

1. カメラに設けられる像ブレ補正装置において、
   可動部と、
   前記可動部を、互いに異なる方向である第１方向と第２方向とに平行な可動平面に沿った平行移動可能な状態、及び前記可動平面の法線を軸として回動可能な状態で支持する固定部と、
   前記可動部或いは前記固定部に設けられ、前記第１方向の力を前記可動部に与える第１、第２駆動手段と、
   前記可動部或いは前記固定部に設けられ、前記第２方向の力を前記可動部に与える第３、第４駆動手段と、
   前記可動部に対して重力のかかる重力方向を検出する姿勢検出手段と、
   前記可動平面の法線周りの回転ブレを検出するブレ検出手段と、
   前記ブレ検出手段により検出された回転ブレを補正するように前記可動部を回動させるために、前記重力方向と前記第１方向とが平行である場合は前記第３、第４駆動手段から前記可動部に与えられる力を制御し、前記重力方向と前記第２方向とが平行である場合は前記第１、第２駆動手段から前記可動部に与えられる力を制御する制御手段とを備え、
   前記第１駆動手段が前記可動部に力を与える第１駆動点と、前記第２駆動手段が前記可動部に力を与える第２駆動点とを結ぶ第１線分が前記第１方向と非平行であり、
   前記第３駆動手段が前記可動部に力を与える第３駆動点と、前記第４駆動手段が前記可動部に力を与える第４駆動点とを結ぶ第２線分が前記第２方向と非平行である
   ことを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 前記制御手段が、
   前記第１方向と前記重力方向の間の角の第１正弦が、前記第２方向と前記重力方向の間の角の第２正弦より大きい場合は、前記可動部を回動させるために前記第１、第２駆動手段から前記可動部に与えられる力を制御し、
   前記第２正弦が前記第１正弦より大きい場合は、前記可動部を回動させるために前記第３、第４駆動手段から前記可動部に与えられる力を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
3. 前記制御手段が、前記第１正弦と前記第２正弦の差が予め定められる切替え値より小さい場合は前記可動部を回動させるために前記第１〜第４駆動手段が前記可動部に与える力を制御することを特徴とする請求項２に記載の像ブレ補正装置。
4. 前記第１線分が前記第１方向と垂直であり、前記第２線分が前記第２方向と垂直であることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記可動平面に対して前記カメラの光軸が垂直となるように、前記カメラの像ブレ補正手段が前記可動部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
6. 前記像ブレ補正手段が、撮像素子であることを特徴とする請求項５に記載の像ブレ補正装置。
7. 前記第１方向と前記第２方向とが互いに垂直であることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
8. 前記姿勢検出手段が、加速度センサ、水銀スイッチ、及びスチールボールと非接触式スイッチのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。

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