JP4639942B2 - 振れ補正機構付き撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に備えられている撮像光学系に、手振れなどに対する振れ補正機構が付設された振れ補正機構付き撮像装置に関するものである。
デジタルカメラ等においては、ユーザの手ぶれ等による撮影画像の乱れを抑制するために、各種の振れ補正機構が採用されている。従来、このような振れ補正機構としては、所謂ジンバル機構でレンズ鏡筒を回動自在に支持する方式(例えば特許文献1)、レンズ鏡筒の内部に配置されている振れ補正レンズを、カメラに加わっている振れを打ち消す方向に、光軸に垂直な面内でシフトさせる方式(例えば特許文献2)、CCDなどの固体撮像素子自体を光軸に垂直な面内でシフトさせる方式(例えば特許文献3)等が実用化されている。
また、ジンバル機構によらずレンズ鏡筒を振れ補正駆動する方法として、例えば図24に示すように、レンズ鏡筒91をボールベアリング92で一点支持すると共に運動拘束部94で無用な揺動を制限し、さらにレンズ鏡筒91に異なる位置から振れ補正駆動力を与える2つのアクチュエータ93A、93Bを配置し、互いに直交するA軸(ピッチ)及びB軸(ヨー)回りの回転量を検出するジャイロセンサ95A、95Bの検出値に応じて、2つのアクチュエータ93A、93Bによりレンズ鏡筒91を振れ補正駆動させる(ボールベアリング92を支点としてレンズ鏡筒91を揺動させる)ようにした振れ補正機構90が考えられる。このような振れ補正機構90は、ジンバル機構に比べてコンパクト化が可能であり、小型デジタルカメラ等に内蔵されているレンズ鏡筒に対する振れ補正機構として好適である。
上記振れ補正機構90では、ジャイロセンサ95A、95Bの検出軸(A軸、B軸)とレンズ鏡筒91の振れ補正制御軸(A軸、B軸)とが同一方向とされ、さらに前記振れ補正制御軸(A軸、B軸)とアクチュエータ93A、93Bによるレンズ鏡筒91の移動軸とは同じ軸方向に設定されている。すなわち、ボールベアリング92を支点とするA軸(ピッチ)回りの振れ補正駆動力はアクチュエータ93Aのみにより与えられ、またB軸(ヨー)回りの振れ補正駆動力はアクチュエータ93Bのみにより与えられる構成であって、各アクチュエータ93A、93Bは独立して各軸回りの回転量をそれぞれ補正する構成である。なお、運動拘束部94は、支点を中心とするレンズ鏡筒91の時計回り方向の揺動(紙面の上下方向)を規制するものである。
特開平7−274056号公報 特開平8−101418号公報 特開2003−110919号公報
しかし、上記特許文献1〜3で開示された手振れ補正機構では、振れ補正機構自体の小型化、或いは振れ補正駆動を行うアクチュエータの小型化乃至は省電力化についての考慮が特段なされていない。また、図24に示したような振れ補正機構90においても、下記に述べる理由により、アクチュエータの小型化乃至は省電力化が十分であるということはできない。
図25は、上記振れ補正機構90における振れ補正駆動を説明するための模式図である。いまアクチュエータ93Aのレンズ鏡筒91に対する作用点とピッチ方向の振れ補正制御軸であるA軸との距離をIAとし、アクチュエータ93Bのレンズ鏡筒91に対する作用点とヨー方向の振れ補正制御軸であるB軸との距離をIBとする。また、アクチュエータ93A、93Bの推力をそれぞれFA、FBとすると、アクチュエータ93A、93Bがレンズ鏡筒91を振れ補正駆動して前記A軸回り又はB軸回りに揺動させるために必要なトルクNA、NBはそれぞれ次の(1)式、(2)式の通りとなる。
NA=IA×FA ・・・(1)
NB=IB×FB ・・・(2)
上述した通り、この振れ補正機構90では、アクチュエータ93A、93Bはそれぞれ独立してA軸回り、B軸回りにレンズ鏡筒91を振れ補正駆動する。つまり、図26に示すように、所定のサンプリング間隔毎にアクチュエータ93A、93Bの各々に対する、A軸回り、B軸回りの振れ補正駆動制御が行われることになる。従って、(1)式、(2)式で示されるトルクNA、NBは、1つのアクチュエータでレンズ鏡筒91を揺動できる大きさのトルクであることが必要となる。従って、アクチュエータとしてステッピングモータを用いる場合、各々がトルクNA、NBを備える大きなステッピングモータを選択する必要がある。
また、アクチュエータとしてムービングコイルのような電磁アクチュエータを用いる場合、振れ補正機構の動作時には実際にレンズ鏡筒91を振れ補正駆動するか否かに拘わらず常時通電しておく必要がある。ここで、A軸回り及びB軸回りの振れ補正駆動が各サンプリング間隔において均等に行われることは少なく、例えばA軸回りの振れ補正駆動のみが行われるときは、アクチュエータ93Bは実働していないにも拘わらず電力を消費してしまい、運転効率が悪いと言わざるを得ない。
以上のように、上記振れ補正機構90の構成では、振れ補正駆動を行うアクチュエータが大型化したり無用に電力を消費したりするという非効率的な部分が存在する。従って本発明は、アクチュエータの小型化、省電力化を図り、ひいては撮像装置の小型化、省電力化を図ることができる振れ補正機構付き撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一の局面にかかる振れ補正機構付き撮像装置は、撮像光学系と、前記撮像光学系が搭載された撮像装置本体に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、前記振れ量に応じた振れ補正駆動力を異なる位置から前記撮像光学系の所定の被駆動部材に与える複数のアクチュエータと、前記振れ検出手段により検出される振れ量に応じて生成される、前記複数のアクチュエータに対する振れ補正駆動信号であって、前記複数のアクチュエータを同時駆動させる振れ補正駆動信号を生成する振れ補正制御手段と、を備え、前記被駆動部材を振れ補正駆動するための制御軸と、個々のアクチュエータにより前記被駆動部材が実際に移動される移動軸とが、異なる軸方向に設定されている撮像装置であって、前記被駆動部材がレンズ鏡筒からなり、前記レンズ鏡筒を一点で支持する支持部材と、前記レンズ鏡筒に振れ補正駆動力を異なる2つの位置から与える第1アクチュエータ及び第2アクチュエータとが備えられ、前記レンズ鏡筒の光軸に垂直な面方向において、前記支持部材によるレンズ鏡筒の支点を通る振れ補正駆動のための第1制御軸と、同様に前記支点を通り前記第1制御軸と異なる方向の第2制御軸とが設定され、前記第1アクチュエータ及び第2アクチュエータは、各々の前記レンズ鏡筒に対する移動軸が前記第1制御軸及び第2制御軸とは異なる軸方向に設定されていると共に、各々が前記移動軸回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒に作用させることで、前記第1制御軸回り及び第2制御軸回りに前記レンズ鏡筒を揺動させるよう構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記被駆動部材を振れ補正駆動するための制御軸と、個々のアクチュエータにより前記被駆動部材が実際に移動される移動軸とが、異なる軸方向に設定される構成であるので、個々のアクチュエータが担う負荷と、前記被駆動部材を振れ補正制御軸に沿って駆動させるために必要な負荷とを一致させる必要がなくなる。すなわち、例えば1つの制御軸における振れ補正駆動を、2つのアクチュエータで行わせることも可能となり、個々のアクチュエータの負荷を軽減できる等、アクチュエータの出力設計の自由度が向上するようになる。
また、前記振れ補正制御手段は、前記複数のアクチュエータを同時駆動させる振れ補正駆動信号を生成するので、振れ補正駆動信号が複数のアクチュエータに割り振られ、これら複数のアクチュエータを協働させて被駆動部材を振れ補正駆動させることが可能となる。
また、前記被駆動部材がレンズ鏡筒からなり、前記レンズ鏡筒を一点で支持する支持部材と、前記レンズ鏡筒に振れ補正駆動力を異なる2つの位置から与える第1アクチュエータ及び第2アクチュエータとが備えられ、前記レンズ鏡筒の光軸に垂直な面方向において、前記支持部材によるレンズ鏡筒の支点を通る振れ補正駆動のための第1制御軸と、同様に前記支点を通り前記第1制御軸と異なる方向の第2制御軸とが設定され、前記第1アクチュエータ及び第2アクチュエータは、各々の前記レンズ鏡筒に対する移動軸が前記第1制御軸及び第2制御軸とは異なる軸方向に設定されていると共に、各々が前記移動軸回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒に作用させることで、前記第1制御軸回り及び第2制御軸回りに前記レンズ鏡筒を揺動させるよう構成されているので、第1制御軸回り及び第2制御軸回りのいずれについても、2個のアクチュエータの協働によりレンズ鏡筒が前記支点を中心として振れ補正駆動(揺動)されるようになる。
本発明の他の局面にかかる振れ補正機構付き撮像装置は、撮像光学系と、前記撮像光学系が搭載された撮像装置本体に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、前記振れ量に応じた振れ補正駆動力を異なる位置から前記撮像光学系の所定の被駆動部材に与える複数のアクチュエータと、前記振れ検出手段により検出される振れ量に応じて生成される、前記複数のアクチュエータに対する振れ補正駆動信号であって、前記複数のアクチュエータを同時駆動させる振れ補正駆動信号を生成する振れ補正制御手段と、を備え、前記被駆動部材を振れ補正駆動するための制御軸と、個々のアクチュエータにより前記被駆動部材が実際に移動される移動軸とが、異なる軸方向に設定されている撮像装置であって、前記被駆動部材がレンズ鏡筒からなり、前記レンズ鏡筒に振れ補正駆動力を異なる3つ以上の位置から与える3つ以上のアクチュエータが備えられ、これらアクチュエータにより前記レンズ鏡筒が支持されてなり、前記レンズ鏡筒の光軸に垂直な面方向において、前記支持部材によるレンズ鏡筒の支点を通る振れ補正駆動のための第1制御軸と、同様に前記支点を通り前記第1制御軸と異なる方向の第2制御軸とが設定され、前記3つ以上のアクチュエータは、各々の前記レンズ鏡筒に対する移動軸が前記第1制御軸及び第2制御軸とは異なる軸方向に設定されていると共に、少なくとも2つのアクチュエータの各々が前記移動軸回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒に作用させることで、前記第1制御軸回り及び第2制御軸回りに前記レンズ鏡筒を揺動させるよう構成されていることを特徴とする。
の構成によれば、第1制御軸回り及び第2制御軸回りのいずれについても、3つ以上具備されているアクチュエータのうちの少なくとも2個のアクチュエータの協働により、レンズ鏡筒が所定の移動支点若しくは中心を回転中心として振れ補正駆動(揺動)されるようになる。
この場合、前記レンズ鏡筒の移動支点若しくは中心が、振れ補正の中心とされていることが望ましい。この構成によれば、レンズ鏡筒に対してずれのない振れ補正が行えるようになる。
また、前記アクチュエータの位置決め目標値が、前記第1制御軸回り又は第2制御軸回りの回転角度に、前記第1制御軸又は第2制御軸から各アクチュエータのレンズ鏡筒に対する作用点までの距離を乗じて求められる構成とすることが望ましい。この構成によれば、レンズ鏡筒を振れ補正駆動する場合のアクチュエータの位置決め目標値を、簡単な構成で求めることが可能となる。
上記のいずれかの構成において、前記アクチュエータが、ステッピングモータからなることが望ましい。この構成によれば、振れ補正駆動の位置制御をオープンループ制御で行うことができ、被駆動部材の位置検出機構を省くことが可能となる。さらに、本発明では1つの振れ補正制御軸に対する振れ補正駆動を複数のアクチュエータで割り振って実行させるので、個々のステッピングモータとして発生トルクが比較的小さい小型のものを用いることが可能となる。
また、上記のいずれかの構成において、前記アクチュエータが、ムービングコイルからなることが望ましい。ムービングコイルは、動作時だけでなく停止時にもコイルに通電されるため比較的電力消費量が多いが、本発明では1つの振れ補正制御軸に対する振れ補正駆動を複数のアクチュエータで割り振って実行させるので、個々のムービングコイルの負荷能力を小さくでき、省電力化を図ることができるようになる。
本発明によれば、個々のアクチュエータが担う負荷と、前記被駆動部材を振れ補正制御軸に沿って駆動させるために必要な負荷とを一致させる必要がなくなり、アクチュエータの配置や負荷量の自由度が増し、アクチュエータの種別選択やサイズ選択の範囲を拡張でき、アクチュエータの小型化等を図ることが可能となる。
また、複数のアクチュエータを協働させて被駆動部材を振れ補正駆動させることが可能となるので、個々のアクチュエータの負荷能力が低くとも、被駆動部材を振れ補正駆動できる。
また、最小限のアクチュエータ使用個数で、レンズ鏡筒を振れ補正駆動(揺動)させることができ、撮像装置のコンパクト化、省電力化に貢献できるようになる。
また、3つ以上のアクチュエータを用いて、レンズ鏡筒を確実に振れ補正駆動させることができる。
また、レンズ鏡筒に対してずれのない振れ補正、すなわち撮像装置に対する振れ量に正確にマッチした振れ補正が行えるようになる。
また、レンズ鏡筒を振れ補正駆動する場合のアクチュエータの位置決め目標値を、簡単な構成で求めることができ、制御回路構成を簡素化できる。
また、個々のステッピングモータとして発生トルクが比較的小さい小型のものを用いることが可能となるので、アクチュエータの配置スペースを少なくでき、またコストダウンを図ることができる。
また、比較的電力消費量が多いムービングコイルをアクチュエータに採用する場合でも、個々のムービングコイルの負荷能力を小さくできることから、消費電力量を抑制することができる。従って、電池消費量が少ない振れ補正機構付き撮像装置を提供できる。
以下、図面に基づいて、本発明にかかる振れ補正機構付き撮像装置の一実施態様であるレンズ鏡筒内蔵型のデジタルカメラを例示して、具体的実施態様につき詳細に説明する。(カメラ構造の説明)
図1は、本実施形態にかかるデジタルカメラ1の外観を示す図であって、図1(a)はその正面図、(b)は背面図をそれぞれ示している。このレンズ鏡筒内蔵型のデジタルカメラ1は、カメラ本体ボディ10の頂面にはレリーズボタン101等が、正面側には撮影窓部102や閃光部103等が、また背面側には各種の操作ボタン104や液晶モニタ(LCD)等からなる表示部105、ファインダー106等がそれぞれ配置されている。
そして本体ボディ10の内部には、前記撮影窓部102を通して対物レンズ21から被写体像を取り入れ、本体ボディ10の内部に配置されている固体撮像素子へ導くための撮影レンズ系を構成する屈曲型のレンズ鏡筒2(撮像光学系;被駆動部材)が内蔵されている。この屈曲型のレンズ鏡筒2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、つまり本体ボディ10から外部に突出することのない鏡筒であって、その像面側に固体撮像素子が一体的に組み付けられている。さらに、本体ボディ10の内部には、当該カメラ1に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段としてのピッチ(P)振れ検出ジャイロ11と、ヨー(Ya)振れ検出ジャイロ12とが内蔵されている。なお、カメラ1の水平方向(幅方向)をX軸方向と、カメラ1の垂直方向(高さ方向)をY軸方向として、X軸周りの回転方向をピッチ(P)方向とし、Y軸周りの回転方向をヨー(Ya)方向と定めるものとする。
図2は上記屈曲型レンズ鏡筒2の内部構造の一例を示す断面図(広角動作状態)である。この屈曲型鏡胴2は、カメラ本体ボディ10の内部に縦型若しくは横型に内蔵される筒型を呈しており、外観的にはレンズ群が収納される筒部201と、カメラ本体ボディ10の撮影窓部102と位置合わせして配置され、被写体像を鏡胴内部へ入射させる開口部203を備えた屈曲部202とからなる。
この屈曲部202には、開口部203に固定される第1レンズ211、屈曲部202の傾斜辺に配置されるプリズム212、及び筒部201の入口側に配置される第2レンズ213からなる対物レンズ21が固定的に配置されている。また、筒部201の内部には光軸に沿って直列的に、第1ズームレンズブロック22、固定レンズブロック23、及び第2ズームレンズブロック24が配置されている。また、筒部201の出口側には、モアレ防止のためのローパスフィルタ25を介して、CCD等の固体撮像素子26が固定されている。すなわち、レンズ鏡筒2が揺動すると、固体撮像素子26もこれと一体的に揺動する。而して、前記開口部203から入射された被写体像の光線Oinは、対物レンズ21のプリズム212で90°屈曲され、第1ズームレンズブロック22、固定レンズブロック23、第2ズームレンズブロック24、及びローパスフィルタ25を経由して固体撮像素子26の受光面へ導かれる。
この屈曲型のレンズ鏡筒2は、本体ボディ10に内蔵された状態において、後述する複数のアクチュエータにより振れ補正駆動力が与えられる構成とされている。すなわち、前記ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12にて本体ボディ10の振れ振動が検出された場合に、レンズ鏡筒2は各アクチュエータからその移動軸方向の駆動力の作用を受けて、その振れを打ち消すように所定の振れ補正制御軸回りに(例えばピッチ方向及びヨー方向に)揺動駆動(回転駆動)される構成とされている。このアクチュエータの配置や移動軸、振れ補正制御軸については後記で詳述する。
図3は、本実施形態におけるデジタルカメラ1の構成を、本発明にかかわる電気的構成の要部についてのみ概略的に示したブロック図である。このデジタルカメラ1の本体ボディ10内には、レリーズボタン101、該カメラ1に与えられる手振れ等を検出する振れ検出手段としてのピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12、各種の回路基板ブロックからなる回路装置部13、撮像光学系を構成するレンズ鏡筒2、及び該レンズ鏡筒2を振れ補正駆動するステッピングモータからなる第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bが備えられている。また、前記回路装置部13は、制御目標位置演算部14、シーケンスコントロール回路15、制御回路4、積分回路5及び駆動回路6を備えて構成されている。なお、以下に説明する実施形態では、アクチュエータが2〜4個使用される例について説明するが、ここでは2個のアクチュエータが使用される場合について例示している。
レリーズボタン101は、ユーザが撮影動作を行う際に押下する操作スイッチであり、このレリーズボタン101が半押し状態とされると撮影準備状態となる。かかる撮影準備状態では、被写体に自動的にピントを合わせるオートフォーカス(AF)、露出を自動的に決定するオートエクスポージャー(AE)及び手振れによる画像乱れを防止するための振れ補正機能が動作する。この振れ補正機能は、フレーミングを容易にするためにレリーズボタン101の押下中は連続して動作し続ける。また、レリーズボタン101がユーザによって全押し状態にされると、撮影が行われる。すなわち、AEで決定された露出状態に従って、固体撮像素子が適正露出になるように露光制御が行われる。
ピッチ振れ検出ジャイロ11は、デジタルカメラ1のピッチ方向(図1参照)の振れを検出するジャイロセンサであり、ヨー振れ検出ジャイロ12は、デジタルカメラ1のヨー方向の振れを検出するジャイロセンサである。ここで用いられるジャイロセンサは、測定対象物(本実施形態ではカメラ本体ボディ10)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。このようなジャイロセンサとしては、例えば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ることができる。
制御目標位置演算部14は、所定のサンプリング周期で設定される制御目標情報を生成する。すなわち、ピッチ振れ検出ジャイロ11が検出したピッチ振れ角速度信号及びヨー振れ検出ジャイロ12が検出したヨー振れ角速度信号を取得し、サーボ制御における制御目標値(この場合、駆動対象物であるレンズ鏡筒2の位置情報)を設定する。この制御目標位置演算部14は、振れ検出回路141、振れ量検出回路142及び係数変換回路143を備えている。
振れ検出回路141は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12によりそれぞれ検出された角速度信号から、ノイズ及びドリフトを低減するためのフィルタ回路(ローパスフィルタ及びハイパスフィルタ)及び角速度信号をそれぞれ増幅するための増幅回路などの処理回路を備えて構成される。これら処理回路による処理後の角速度信号は、振れ量検出回路142に入力される。
振れ量検出回路142は、検出された上記角速度信号を所定の時間間隔で取り込み、積分処理を施すことで、デジタルカメラ1のX軸方向の振れ量である角度信号θx、Y軸方向の振れ量である角度信号θyとして係数変換回路143に出力する。なお、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸と振れ補正軸(振れ補正制御軸)とが同一である場合は、前記角度信号θx、θyが用いられるが、振れ検出軸x,yに対して異なる軸方向に振れ補正制御軸xa,yaが設定される場合は、前記角度信号θx、θyを振れ補正制御軸xa,ya周りの角度信号θxa、θyaに変換して係数変換回路143に出力する。
係数変換回路143は、振れ量検出回路142から出力される各方向の振れ量(角度信号θx、θy若しくはθxa、θya)を、各方向の移動量(px,py)、つまり第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bにより、振れ補正制御軸周りにレンズ鏡筒2を移動させるべき移動量(位置決め目標値)に変換する。この位置決め目標値は、ピッチ方向及びヨー方向の振れ検出軸に対応する各振れ補正制御軸(第1制御軸、第2制御軸)回りの回転角度(θx、θy若しくはθxa、θyaが相当)に、前記第1制御軸又は第2制御軸から第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bのレンズ鏡筒2に対する作用点までの距離を乗じて求められる。係数変換回路143から出力された各方向の移動量(px、py)を示す信号は、制御回路4に入力される。
制御回路4(駆動パルス発生制御部)は、ステッピングモータからなる第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bを駆動させるための駆動パルスの発生制御を行う。制御回路4は、後述する積分回路5からの位置情報、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bの動作特性等を考慮して、各方向の移動量(px、py)を示す信号を実際の駆動パルス信号に変換する。すなわち制御回路4は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12からの検知信号に基づいて上記制御目標位置演算部14にて生成される制御目標値に追従する振れ補正制御(サーボ制御)を行うべく、レンズ鏡筒2を前記制御目標値に追従揺動させるために必要な駆動パルスの発生条件を演算する演算手段として機能する。この制御回路4の機能については、後記で詳述する。
積分回路5は、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bをオープンループ制御するために設けられるもので、後記駆動回路6により発生される駆動パルス数を積分し、ステッピングモータの現在位置情報、つまりレンズ鏡筒2の揺動位置情報を生成して制御回路4へ向けて出力するものである。なお、クローズドループ制御を採用する場合は、位置センサ及び該位置センサからのセンシング情報を位置情報に置換する変換回路が、この積分回路5に代替して組み込まれることとなる。
駆動回路6はパルス発生回路等を備え、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bを実際に駆動する駆動パルスを生成する。この駆動パルスは、前記制御回路4から与えられる駆動パルス発生制御信号に基づいて生成される。
以上の振れ量検出回路142、係数変換回路143及び制御回路4の動作は、シーケンスコントロール回路15によって制御される。すなわち、シーケンスコントロール回路15は、レリーズボタン101が押下されると、振れ量検出回路142を制御することによって、前述した各方向の振れ量(角度信号θx、θy若しくはθxa、θya)に関するデータ信号を取り込ませる。次に、シーケンスコントロール回路15は、係数変換回路143を制御することによって、各方向の振れ量を各方向の移動量(px、py)に変換させる。そして、制御回路4を制御することにより、各方向の移動量に基づいてレンズ鏡筒2の補正移動量を所定のサンプリング周期毎に演算させる。このような動作が、レンズ鏡筒2の防振制御(手振れを補正)のために、レリーズボタン101が全押しされ露光が終了するまでの期間中、一定の時間間隔で繰り返し行われるものである。
上記第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bを構成するステッピングモータとしては、ステータコアとロータコアを備える通常の小型ステッピングモータが適用可能であり、レンズ鏡筒2を直接的に防振駆動できるよう、前記ロータコアにスクリュー回転軸を直結し、該スクリュー回転軸上に移動片(ナット等)を取り付けた構成とすることが望ましい。なお、このような回転型のステッピングモータではなく、ロータがステータに対して直線的に移動するリニア型ステッピングモータを用いるようにしても良い。
図4は、上記制御回路4の機能を説明するための機能ブロック図である。この制御回路4は、所定のサンプリング周期毎に、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うことを主な機能としている。前記制御回路4は、サンプリング周期設定部41、振れ補正制御軸選択部42、比較部43、駆動方向判別部44及び出力パルス数算出部45を備えている。
サンプリング周期設定部41は、サーボ制御の制御目標値を前記制御目標位置演算部14から取得するサンプリング周期の設定を受け付ける。このサンプリング周期は任意に設定して良く、例えば0.1ms〜2ms程度の範囲から適宜選択することができる。一般に、サンプリング周期を短く設定すると、短い周期で制御目標値を取得することから追従性は良くなるが、制御演算能力やステッピングモータの性能を考慮して適正なサンプリング周期を設定すればよい。
振れ補正制御軸選択部42は、サンプリング周期設定部41に設定されたサンプリング周期間のサンプリング間隔を時分割し、振れ補正制御軸毎に制御目標位置演算部14からサーボ制御のための目標位置情報(移動量(px、py)を示す信号)を取得する。例えば振れ補正制御軸が第1制御軸と、この第1制御軸と異なる方向の第2制御軸に設定されている場合において、前記サンプリング間隔の前半時間に、第1制御軸周りの振れ補正駆動のための移動量信号を取り入れ、後半時間に第2制御軸周りの振れ補正駆動のための移動量信号を取り入れるスイッチング動作を行う。
比較部43は、前述の積分回路5から出力される積分値信号であるステッピングモータ(第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3B)のロータの現在位置情報、つまりレンズ鏡筒2の揺動位置情報と、取得された前記目標位置情報とを比較し、両者の位置偏差eを求める。この位置偏差eが可及的にゼロに近づくよう、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bによりレンズ鏡筒2が各振れ補正制御軸周りに揺動駆動される。
駆動方向判別部44は、比較部43にて求められた位置偏差eがプラス方向の偏差であるか、マイナス方向の偏差であるかに基づいて、ステッピングモータの回転方向を判別する。また駆動方向判別部44は、前記回転方向の判別結果に基づいて、ステータコイルへの通電順序を変更しロータを正転又は逆転させるための制御信号を発生する。
出力パルス数算出部45は、比較部43にて求められた位置偏差eに応じて、サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内において発生させる駆動パルス発生条件(駆動パルスの数)を定める演算を行う。すなわち出力パルス数算出部45は、振れ補正制御軸選択部42で取得されたそれぞれの振れ補正制御軸回りの移動量(px、py)に基づき、各振れ補正制御軸回りの駆動をステッピングモータに実行させるための駆動パルス数を求める。
上記駆動方向判別部44により生成されるロータの正転又は逆転に関する制御信号、及び出力パルス数算出部45により生成される駆動パルス数に関する制御信号は、駆動回路6へ出力される。駆動回路6はこのような制御信号を受けて、パルス発生回路により所定の駆動パルスを生成し、これを第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bに与えて駆動させるものである。
図5は、制御回路4により発生される駆動パルスの具体例を示すタイムチャートである。図示するように、サンプリング間隔が例えば前記第1制御軸周りの振れ補正駆動のための時間taと、第2制御軸周りの振れ補正駆動のための時間tbとに時分割され、各時間ta、tbに、それぞれの制御軸周りの駆動に必要な駆動パルスが出力される。なお、サンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数は、要求される最高速度と位置決め分解能により決定される。但し、駆動パルスレートは、極端に小さくすると脱調が生じるので、脱調しない所定のパルスレートが選定される。
駆動パルスの発生条件は、サンプリング周期毎にリセットされ、サンプリング間隔毎に新たな駆動パルスの発生条件が求められる。すなわち、第1のサンプリング間隔S1において所定の駆動パルスP1が出力されている場合、第1サンプリング周期t1が到来すると、前記駆動パルスP1の発生条件がリセットされ、次の第2のサンプリング間隔S2において発生させる駆動パルスP2の発生条件が、制御回路4により求められる。以下同様にして、第2サンプリング周期t2で駆動パルスP2の発生条件がリセットされ、第3のサンプリング間隔S3において発生させる駆動パルスP3の発生条件が求められるものである。このような駆動パルスにより、第1アクチュエータ3A及び第2アクチュエータ3Bを同時駆動し、第1制御軸周り及び第2制御軸周りの振れ補正駆動を、それぞれ2つのアクチュエータで協働して実行させるものである。
(振れ補正機構の各種実施形態の説明)
以上説明した通りの基本構成を備えるデジタルカメラ1に対して搭載可能な、振れ補正機構の各種実施形態について順次説明する。
≪第1実施形態≫
図6は、第1実施形態にかかる振れ補正機構E1の構成を簡略的に示す構成図、図7は、その分解斜視図、図8は前記振れ補正機構E1における振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。この振れ補正機構E1は、上述のレンズ鏡筒2、このレンズ鏡筒2を一点で支持する支持部材としてのボールベアリング71、レンズ鏡筒2に振れ補正駆動力を異なる2つの位置から与える第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31B、運動拘束部73などを備えている。
図7に示すように、ボールベアリング71は、レンズ鏡筒2の片方の側胴部204中央に当接するように配置される。これによりレンズ鏡筒2は、ボールベアリング71を支点としてA軸(ピッチ)方向、B軸(ヨー)方向に揺動可能とされている。第1アクチュエータ31Aは、ステッピングモータからなり、レンズ鏡筒2の側胴部204の下方に位置するよう組み付けられる。第1アクチュエータ31Aは、そのスクリュー回転軸上に移動片311を有し、前記側胴部204に突設された一対の受け片205と前記移動片311とが干渉するように組み付けられる。すなわち、前記移動片311は一対の受け片205間に介装され、該受け片205は第1アクチュエータ31Aの動作に伴う移動片311の進退力の作用を受ける作用点となる。
第2アクチュエータ31Bもステッピングモータからなり、同様な移動片311を有しており、同様に前記側胴部204と反対側の側胴部に突設されている図略の受け片と干渉するように組み付けられる。この第2アクチュエータ31Bの配置位置は、前記反対側の側胴部の、上下方向中央部とされている。すなわち、ボールベアリング71による支点を通り互いに直交する軸であるA軸及びB軸上に、レンズ鏡筒2に対する作用点を有するように組み付けられている。
支点がある側胴部204と反対側の側胴部には、運動拘束部73が配置されている。運動拘束部73は、光軸方向に伸びるガイドスリット731を有し、このガイドスリット731にレンズ鏡筒2の前記反対側の側胴部に突設されているガイドピン72が嵌入されている。これにより、レンズ鏡筒2のボールベアリング71による支点を中心とする図6の上下方向の振れが規制される一方で、支点を中心とするA軸回りの回転(この場合、ガイドピン72はガイドスリット731内で回動する)、及びB軸回りの回転(この場合、ガイドピン72はガイドスリット731内をスライドする)が許容されることになる。
第1アクチュエータ31Aのレンズ鏡筒2に対する移動軸は、A軸(ピッチ)方向である。すなわち、第1アクチュエータ31Aの移動片311が進退動することで、レンズ鏡筒2には支点を中心とするA軸回りの回転力が与えられる。また、第2アクチュエータ31Bのレンズ鏡筒2に対する移動軸は、B軸(ヨー)方向である。すなわち、第2アクチュエータ31Bの移動片311が進退動することで、レンズ鏡筒2には支点を中心とするB軸回りの回転力が与えられる(図6参照)。なお、前記A軸及びB軸は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸と一致している。
このような振れ補正機構E1のハード構成は、図24に示した従来の振れ補正機構90と同様である。しかし、この振れ補正機構E1においては、図8に示すようにレンズ鏡筒2の振れ補正制御軸は、前記A軸及びB軸とは異なる軸方向に設定されている。すなわち振れ補正制御軸は、レンズ鏡筒2の光軸に垂直な面方向において、ボールベアリング71による支点を通るC軸(第1制御軸)と、同様に前記支点を通りC軸と異なる方向のD軸(第2制御軸)とされている。
C軸は、第1アクチュエータ31Aの配置位置と第2アクチュエータ31Bの配置位置との中間点と前記支点とを結ぶ方向の軸である。D軸は、前記支点を通り第1アクチュエータ31Aの配置位置と第2アクチュエータ31Bの配置位置とを結ぶ線と平行な方向の軸である。このように、振れ補正制御軸は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸(A軸、B軸)を、それぞれ45度程度回転シフトさせたC軸、D軸に変換されたものに設定されており、レンズ鏡筒2は前記C軸及びD軸回りに振れ補正制御される。この振れ補正制御のためのC軸及びD軸回りの角度信号θC及びθDは、前述した通り振れ量検出回路142(図3参照)により、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12により検出されるA軸及びB軸回りのジャイロ信号(角速度信号)から換算して求められる。
第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bは、各々が前記移動軸(A軸及びB軸)回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒2へ同時に作用させることで、前記C軸及びD軸回りにレンズ鏡筒2を揺動させるよう構成されている。すなわち、C軸及びD軸回りの角度信号θC及びθDが取得されている場合において、図8に示すように、C軸に対する第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの距離をそれぞれIAC及びIBCとし、D軸に対する第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの距離をそれぞれIAD及びIBDとするとき、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの位置目標値は、次の(3)〜(6)式の通りとなる。このような位置目標値は、前述の係数変換回路143により求められる。
C軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=IAC×θC ・・・(3)
第2アクチュエータ(trg)=−IBC×θC ・・・(4)
D軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=IAD×θD ・・・(5)
第2アクチュエータ(trg)=IBD×θD ・・・(6)
但し、右辺のマイナス符合は、逆相であることを示す。
図9は、振れ補正機構E1の制御ブロック図である。第1アクチュエータ31Aは、第1制御回路401Aにより第1ドライバ61Aを介して制御される。また、第1アクチュエータ31Aの現在位置情報は、第1制御回路401Aから第1ドライバ61Aへ与えられる駆動パルス数を積分する第1積分回路51Aにより求められる。なお、前記第1制御回路401A、第1積分回路51A及び第1ドライバ61Aは、先に図3で説明した制御回路4、積分回路5及びドライバ6に相当するものであり、重複を避けるため詳細な説明は省略する(以下も同じ)。同様に、第2アクチュエータ31Bは、第2制御回路401Bにより第2ドライバ61Bを介して制御され、第2積分回路51Bにより現在位置情報が求められる。
係数変換回路143では、C軸回りの角度信号θCを用い、第1アクチュエータ31Aに対するC軸回りの振れ補正制御用信号C1(IAC×θC)、第2アクチュエータ31Bに対するC軸回りの振れ補正制御用信号C2(IBC×θC)が生成される。また、D軸回りの角度信号θDを用い、第1アクチュエータ31Aに対するD軸回りの振れ補正制御用信号D1(IAD×θD)、第2アクチュエータ31Bに対するD軸回りの振れ補正制御用信号D2(IBD×θD)が生成される。
振れ補正制御軸選択部42は、1つのサンプリング間隔内において、C軸回りの振れ補正制御とD軸回りの振れ補正制御とを選択するスイッチング処理を行う。すなわち振れ補正制御軸選択部42は、C軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号C1を第1制御回路401Aへ、振れ補正制御用信号C2を第2制御回路401Bへ入力させる。一方、D軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号D1を第1制御回路401Aへ、振れ補正制御用信号D2を第2制御回路401Bへ入力させる。
なお、第1制御回路401A及び第2制御回路401Bへ制御用信号が入力される前に、それぞれ極性変換部161、162が経由される。この極性変換部161、162に付されている「+」は正極性、「−」は逆極性を意味する。図9に示す制御ブロック図の場合、振れ補正制御用信号C2(IBC×θC)のみが逆極性として第2制御回路401Bへ入力され、その他の振れ補正制御用信号C1、D1、D2は正極性として第1制御回路401A及び第2制御回路401Bへ入力される。この場合、C軸回りの振れ補正制御において、第2アクチュエータ31Bが第1アクチュエータ31Aとは逆相に駆動され、D軸回りの振れ補正制御において第1アクチュエータ31Aと第2アクチュエータ31Bとが同相に駆動されることを意味する。
図10(a)は、図9に示した振れ補正機構E1におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートである。同図に示すように、1つのサンプリング間隔Sが時分割され、前半時間taでは振れ補正制御軸選択部42でC軸(第1制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号C1、C2(第1振れ補正駆動信号)が第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bに割り振られる。これにより、レンズ鏡筒2のC軸回りの振れ補正駆動が、第1アクチュエータ31Aと第2アクチュエータ31Bとにより協働的に実行される。次いで、後半時間tbでは振れ補正制御軸選択部42でD軸(第2制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号D1、D2(第2振れ補正駆動信号)が第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bに割り振られる。そして、レンズ鏡筒2のD軸回りの振れ補正駆動が、第1アクチュエータ31Aと第2アクチュエータ31Bとにより協働的に実行されるものである。
図10(b)は、振れ補正駆動の目標位置と移動軌跡との関係を示す説明図である。同図に示すように、現在位置に対する目標位置が設定されている場合において、サンプリング間隔S毎にレンズ鏡筒2は、C軸回りの振れ補正駆動及びD軸回りの振れ補正駆動が順次実行され、目標位置に対して階段状の移動軌跡を取る。そして、C軸回りの振れ補正駆動及びD軸回りの振れ補正駆動のそれぞれが、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの双方により協働的に実行される。この点で、図26に示した従来の振れ補正駆動とは大きく異なる。
すなわち、図26に示した振れ補正駆動では、第1アクチュエータ93A及び第2アクチュエータ93Bには協働関係はなく全く独立に駆動され、それぞれA軸、B軸の振れ補正駆動が行われる。従って、目標位置によっては一方のアクチュエータが停止している場合があり、また単独でレンズ鏡筒2を移動させ得るパワー(トルク)を各アクチュエータに具備させる必要がある。これに対し、本実施形態にかかる振れ補正機構E1では、振れ補正軸をC軸、D軸に変換し、サンプリング間隔Sを時分割しているので、常に第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bが駆動され、いずれかが停止することはない。これにより、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bとして用いるステッピングモータの小型化を図ることができる。
つまり、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31BによるC軸回りの発生トルクNC、D軸回りの発生トルクNDは、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの推力をそれぞれFA、FBとすると、次の(7)、(8)式の通りとなる。
NC=IAC×FA+IBC×FB ・・・(7)
ND=IAD×FA+IBD×FB ・・・(8)
ここで、図25及び上記(1)、(2)式で用いたIA、IBとの関係について、
IA=IB=IAC=IAD=IBC=IBD
とし、アクチュエータの推力が同じであるとするならば、
NC=2NA
ND=2NB
となり、振れ補正機構E1によれば発生トルクが従来に比べて2倍となる。
従って、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bとして用いる個々のステッピングモータの負担は軽減化され、その分、小型のステッピングモータを採用することが可能となる。また、同じサイズのステッピングモータを用いる場合でも、トルクの余裕が大きくなり、必要電流値を下げることができる。これにより、コギングトルクの影響が小さくなり、ステッピングモータの振動や音(騒音)を小さくでき、また、マイクロステップ駆動の位置決め精度が高くなり、振れ補正性能が向上できるという利点がある。
以上説明した第1実施形態にかかる振れ補正機構E1において、振れ補正制御軸選択部42を設けない制御構成を取ることも可能である。図11は、振れ補正制御軸選択部42を省いた態様の制御ブロック図である。なお、図9と同一符号を付している部分は、図9と同一であることを示す。この場合、図12に示すように、サンプリング間隔は時分割されないが、C軸回りの振れ補正駆動及びD軸回りの振れ補正駆動が、第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bにより協働して実行される点は同様である。つまり、第1制御回路401Aに対して、C軸回りの振れ補正制御用信号C1(IAC×θC)及びD軸回りの振れ補正制御用信号D1(IAD×θD)が与えられ、第2制御回路401Bに対して、C軸回りの振れ補正制御用信号C2(IBC×θC)及びD軸回りの振れ補正制御用信号D2(IBD×θD)が与えられ、いずれの軸回りの振れ補正制御も基本的に2つのアクチュエータで実行される。
すなわち、この場合の第1アクチュエータ31A及び第2アクチュエータ31Bの位置目標値は、次の(9)、(10)式の通りとなる。
第1アクチュエータ(trg)=IAC×θC+IAD×θD ・・・(9)
第2アクチュエータ(trg)=−IBC×θC+IBD×θD ・・・(10)
但し、目標位置によっては、いずれかのアクチュエータが停止する条件がある。
≪第2実施形態≫
図13は、第2実施形態にかかる振れ補正機構E2の構成を簡略的に示す構成図、図14は前記振れ補正機構E2における振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。この振れ補正機構E2は、第1実施形態と同様に、レンズ鏡筒2、このレンズ鏡筒2を一点で支持する支持部材としてのボールベアリング71、レンズ鏡筒2に振れ補正駆動力を異なる2つの位置から与える第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32B、ガイドピン72、運動拘束部73などを備えている。なお、図6と同一符号を付している部分は、図6と同一であることを示す。
2つのアクチュエータを用いる点は第1実施形態と同様であるが、レンズ鏡筒2に対する配置位置が異なるものとされている。すなわち、第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bは、いずれもボールベアリング71が当接されているレンズ鏡筒2の側胴部とは反対側の側胴部に配置されている。そして第1アクチュエータ32Aは、側胴部の下方に位置するよう組み付けられ、第2アクチュエータ32Bは側胴部の上方に位置するよう組み付けられている。
この振れ補正機構E2では、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸(A軸、B軸)と、振れ補正制御軸とが同一となる。つまり、第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bによる振れ補正駆動力をレンズ鏡筒2へ同時に作用させることで、レンズ鏡筒2がA軸(ピッチ)回り及びB軸(ヨー)回りに振れ補正駆動されるよう構成されている。なお、第1アクチュエータ32Aのレンズ鏡筒2に対する移動軸は、レンズ鏡筒2への入射光軸と垂直な面内において支点を通り、第1アクチュエータ32Aのレンズ鏡筒2に対する作用点と支点とを結ぶ直線と略直交する直線軸である。また、第2アクチュエータ32Bのレンズ鏡筒2に対する移動軸は、同様に支点を通り、第2アクチュエータ32Bのレンズ鏡筒2に対する作用点と支点とを結ぶ直線と略直交する直線軸である。このように、振れ補正制御軸(A軸、B軸)と第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bによる振れ補正移動軸とは、第1実施形態と同様に45度程度回転シフトされた関係とされている。換言すると、この振れ補正機構E2では、アクチュエータの配置位置を図13の通りとすることで、図8に示した振れ補正制御軸(C軸、D軸)と振れ補正移動軸(A軸、B軸)との関係を達成したものである。
振れ補正機構E2における位置目標値は次の通りとなる。すなわち、A軸及びB軸回りの角度信号θA及びθBが取得されている場合において、図14に示すように、A軸に対する第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bの距離をそれぞれIAA及びIBAとし、B軸に対する第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bの距離をそれぞれIAB及びIBBとするとき、第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bの位置目標値は、次の(11)〜(14)式の通りとなる。このような位置目標値は、前述の係数変換回路143により求められる。
A軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=IAA×θA ・・・(11)
第2アクチュエータ(trg)=−IBA×θA ・・・(12)
B軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=IAB×θB ・・・(13)
第2アクチュエータ(trg)=IBB×θB ・・・(14)
図15は、振れ補正機構E2の制御ブロック図である。第1アクチュエータ32Aは、第1制御回路402Aにより第1ドライバ62Aを介して制御される。また、第1アクチュエータ32Aの現在位置情報は、第1制御回路402Aから第1ドライバ62Aへ与えられる駆動パルス数を積分する第1積分回路52Aにより求められる。同様に、第2アクチュエータ32Bは、第2制御回路402Bにより第2ドライバ62Bを介して制御され、第2積分回路52Bにより現在位置情報が求められる。
係数変換回路143では、A軸回りの角度信号θAを用い、第1アクチュエータ32Aに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A1(IAA×θA)、第2アクチュエータ32Bに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A2(IBA×θA)が生成される。また、B軸回りの角度信号θBを用い、第1アクチュエータ32Aに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B1(IAB×θB)、第2アクチュエータ32Bに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B2(IBB×θB)が生成される。
振れ補正制御軸選択部42は、1つのサンプリング間隔内において、A軸回りの振れ補正制御とB軸回りの振れ補正制御とを選択するスイッチング処理を行う。すなわち振れ補正制御軸選択部42は、A軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号A1を第1制御回路402Aへ、振れ補正制御用信号A2を第2制御回路402Bへ入力させる。一方、B軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号B1を第1制御回路402Aへ、振れ補正制御用信号B2を第2制御回路402Bへ入力させる。
極性変換部161、162の作用は第1実施形態と同様である。従って、図15に示す制御ブロック図の場合、振れ補正制御用信号A2(IBA×θA)のみが逆極性として第2制御回路402Bへ入力され、その他の振れ補正制御用信号A1、B1、B2は正極性として第1制御回路402A及び第2制御回路402Bへ入力される。この場合、A軸回りの振れ補正制御において、第2アクチュエータ32Bが第1アクチュエータ32Aとは逆相に駆動され、B軸回りの振れ補正制御において第1アクチュエータ32Aと第2アクチュエータ32Bとが同相に駆動される。
図16は、図15に示した振れ補正機構E2におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートである。同図に示すように、1つのサンプリング間隔Sが時分割され、前半時間taでは振れ補正制御軸選択部42でA軸(第1制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号A1、A2(第1振れ補正駆動信号)が第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bに割り振られる。これにより、レンズ鏡筒2のA軸回りの振れ補正駆動が、第1アクチュエータ32Aと第2アクチュエータ32Bとにより協働的に実行される。次いで、後半時間tbでは振れ補正制御軸選択部42でB軸(第2制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号B1、B2(第2振れ補正駆動信号)が第1アクチュエータ32A及び第2アクチュエータ32Bに割り振られる。そして、レンズ鏡筒2のB軸回りの振れ補正駆動が、第1アクチュエータ32Aと第2アクチュエータ32Bとにより協働的に実行されるものである。
≪第3実施形態≫
図17は、第3実施形態にかかる振れ補正機構E3の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。この振れ補正機構E3は、第1、第2実施形態とは異なり、直線型のレンズ鏡筒2a(撮像光学系)を振れ補正駆動する被駆動部材としている点、3つのアクチュエータを用いる点で相違する。なお、ガイドピン72及び運動拘束部73を用いる点は同様である。前記直線型のレンズ鏡筒2aは、図2に示すレンズ鏡筒2のような屈曲部202を有さず、被写体像の光線が直線的に入射する沈胴型或いは非沈胴型のレンズ鏡筒である。
この振れ補正機構E3では、第1、第2実施形態のようにボールベアリング71による支点設定は行わず、3つのアクチュエータによりレンズ鏡筒2aの周囲が3点で支持される。すなわち図17に示すように、レンズ鏡筒2a(紙面の奥行き方向に光軸OPが延びる筒体である)の周囲に第1アクチュエータ33A、第2アクチュエータ33B及び第3アクチュエータ33Cが配置されている。各アクチュエータは、ステッピングモータからなり、図示は省略するが、先に図7にて説明したような移動片311を有し、またレンズ鏡筒2aの外周部にはこれに対する受け片205が突設され、これらが互いに干渉するよう組み付けられている。なお、図示簡略化のため、第1〜第3アクチュエータ33A〜33Cとレンズ鏡筒2aの外周とは離間するように描いているが、実際はレンズ鏡筒2aと一体の部材に対する作用点を第1〜第3アクチュエータ33A〜33Cはそれぞれ有している。
ここで、第1〜第3アクチュエータ33A〜33Cにより支持されたレンズ鏡筒2aの移動中心(回転中心)は、光軸OP上に設定されている。つまり、振れ補正の中心が光軸OP上に設定されている。これにより、光軸OPを回転中心とする振れ補正制御が可能となり、光軸OPと被駆動部材の移動中心(回転中心)とが不一致の場合に生じる並行ブレの影響を除外でき、精度の良い振れ補正が行えるようになる。
この振れ補正機構E3では、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸(A軸、B軸)と、振れ補正制御軸とが同一となる。つまり、第1〜第3アクチュエータ33A〜33Cのうちの少なくとも2つのアクチュエータによる振れ補正駆動力をレンズ鏡筒2aへ同時に作用させることで、レンズ鏡筒2aがA軸(ピッチ)回り及びB軸(ヨー)回りに振れ補正駆動されるよう構成されている。
回転中心が光軸OP上に設定されていることから、第1アクチュエータ33Aのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、レンズ鏡筒2aの光軸OPと垂直な面内において光軸OPを通り、第1アクチュエータ33Aのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸である。また、第2アクチュエータ33Bのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、同様に光軸OPを通り、第2アクチュエータ33Bのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸である。一方、第3アクチュエータ33Cのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、B軸となる。
振れ補正機構E3における位置目標値は次の通りとなる。すなわち、A軸及びB軸回りの角度信号θA及びθBが取得されている場合において、図17に示すように、A軸に対する第1アクチュエータ33A及び第2アクチュエータ33Bの距離をa、B軸に対する第1アクチュエータ33A及び第2アクチュエータ33Bの距離をb、またB軸に対する第3アクチュエータ33Cの距離をcとするとき、第1〜第3アクチュエータ33A〜33Cの位置目標値は、次の(15)〜(19)式の通りとなる。このような位置目標値は、前述の係数変換回路143により求められる。
A軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=a×θA ・・・(15)
第2アクチュエータ(trg)=−a×θA ・・・(16)
B軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=b×θB ・・・(17)
第2アクチュエータ(trg)=b×θB ・・・(18)
第3アクチュエータ(trg)=−c×θB ・・・(19)
図18は、振れ補正機構E3の制御ブロック図である。第1アクチュエータ33Aは、第1制御回路403Aにより第1ドライバ63Aを介して制御される。また、第1アクチュエータ33Aの現在位置情報は、第1制御回路403Aから第1ドライバ63Aへ与えられる駆動パルス数を積分する第1積分回路53Aにより求められる。同様に、第2アクチュエータ33Bは、第2制御回路403Bにより第2ドライバ63Bを介して制御され、第2積分回路53Bにより現在位置情報が求められる。さらに、第3アクチュエータ33Cは、第3制御回路403Cにより第3ドライバ63Cを介して制御され、第3積分回路53Cにより現在位置情報が求められる。
係数変換回路143では、A軸回りの角度信号θAを用い、第1アクチュエータ33Aに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A1(a×θA)、第2アクチュエータ33Bに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A2(a×θA)が生成される。また、B軸回りの角度信号θBを用い、第1アクチュエータ33Aに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B1(b×θB)、第2アクチュエータ33Bに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B2(b×θB)、第3アクチュエータ33Cに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B3(c×θB)が生成される。
振れ補正制御軸選択部421は、1つのサンプリング間隔内において、A軸回りの振れ補正制御とB軸回りの振れ補正制御とを選択するスイッチング処理を行う。すなわち、ここでの振れ補正制御軸選択部421は、A軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号A1を第1制御回路403Aへ、振れ補正制御用信号A2を第2制御回路403Bへ入力させる。一方、B軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号B1を第1制御回路403Aへ、振れ補正制御用信号B2を第2制御回路403Bへ、振れ補正制御用信号B3を第3制御回路403Cへ入力させる。
この実施形態では、3つの極性変換部161、162、17が設定される。図18に示す制御ブロック図の場合、振れ補正制御用信号A2(a×θA)が極性変換部162で逆極性に変換されて第2制御回路403Bへ入力されると共に、振れ補正制御用信号B3(c×θB)が極性変換部17で逆極性に変換されて第3制御回路403Cへ入力される。その他の振れ補正制御用信号A1、B1、B2は正極性として第1制御回路403A及び第2制御回路403Bへ入力される。従って、A軸回りの振れ補正制御において、第2アクチュエータ33Bが第1アクチュエータ33Aとは逆相に駆動され、B軸回りの振れ補正制御において第1アクチュエータ33Aと第2アクチュエータ33Bとが同相に、第3アクチュエータ33Cが逆相に駆動される。
振れ補正機構E3におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートは、実質的に図16に示すタイムチャートと同一である。但し、第3アクチュエータ33Cが後半時間tbにおけるB軸回りの振れ補正制御にのみ貢献し、前半時間taにおけるA軸回りの振れ補正制御のときは停止することになる。
≪第4実施形態≫
図19は、第4実施形態にかかる振れ補正機構E4の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。この振れ補正機構E4は、第3実施形態と同様に直線型のレンズ鏡筒2a(撮像光学系)を振れ補正駆動する被駆動部材としているが、4つのアクチュエータを用いる点で相違する。なお、ガイドピン72及び運動拘束部73を用いる点は同様である。
この振れ補正機構E4では、第1、第2実施形態のようにボールベアリング71による支点設定は行わず、4つのアクチュエータによりレンズ鏡筒2aの周囲が4点で支持される。すなわち図19に示すように、レンズ鏡筒2a(紙面の奥行き方向に光軸OPが延びる筒体である)の周囲に第1アクチュエータ34A、第2アクチュエータ34B、第3アクチュエータ34C及び第4アクチュエータ34Dが、レンズ鏡筒2aの周囲を取り囲むように配置されている。各アクチュエータは、ステッピングモータからなり、図示は省略するが、先に図7にて説明したような移動片311を有し、またレンズ鏡筒2aの外周部にはこれに対する受け片205が突設され、これらが互いに干渉するよう組み付けられている。なお、図示簡略化のため、第1〜第4アクチュエータ34A〜34Dとレンズ鏡筒2aの外周とは離間するように描いているが、実際はレンズ鏡筒2aと一体の部材に対する作用点を第1〜第4アクチュエータ34A〜34Dはそれぞれ有している。なお、第3実施形態と同様に、第1〜第4アクチュエータ34A〜34Dにより支持されたレンズ鏡筒2aの移動中心(回転中心)は、光軸OP上に設定されている。つまり、振れ補正の中心が光軸OP上に設定され、光軸OPを回転中心とする精度の良い振れ補正制御が可能とされている。
この振れ補正機構E4でも、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸(A軸、B軸)と、振れ補正制御軸とが同一となる。つまり、第1〜第4アクチュエータ34A〜34Dのうちの少なくとも2つのアクチュエータによる振れ補正駆動力をレンズ鏡筒2aへ同時に作用させることで、レンズ鏡筒2aがA軸(ピッチ)回り及びB軸(ヨー)回りに振れ補正駆動されるよう構成されている。
回転中心が光軸OP上に設定され、4つのアクチュエータが90度間隔でA軸、B軸上に配置されていることから、第1アクチュエータ34A及び第2アクチュエータ34Bのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、A軸となる。つまり、レンズ鏡筒2aの光軸OPと垂直な面内において光軸OPを通り、第1アクチュエータ34A及び第2アクチュエータ34Bのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸が移動軸となる。また、第3アクチュエータ34C及び第4アクチュエータ34Dのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、B軸となる。つまり、同様に光軸OPを通り、第3アクチュエータ34C及び第4アクチュエータ34Dのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸が移動軸となる。
振れ補正機構E4における位置目標値は次の通りとなる。すなわち、A軸及びB軸回りの角度信号θA及びθBが取得されている場合において、図19に示すように、A軸に対する第1アクチュエータ34A及び第2アクチュエータ34Bの距離をa、B軸に対する第3アクチュエータ34C及び第4アクチュエータ34Dの距離をbとするとき、第1〜第4アクチュエータ34A〜34Dの位置目標値は、次の(20)〜(23)式の通りとなる。このような位置目標値は、前述の係数変換回路143により求められる。
A軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=a×θA ・・・(20)
第2アクチュエータ(trg)=−a×θA ・・・(21)
B軸制御時
第3アクチュエータ(trg)=−b×θB ・・・(22)
第4アクチュエータ(trg)=b×θB ・・・(23)
図20は、振れ補正機構E4の制御ブロック図である。第1アクチュエータ34Aは、第1制御回路404Aにより第1ドライバ64Aを介して制御される。また、第1アクチュエータ34Aの現在位置情報は、第1制御回路404Aから第1ドライバ64Aへ与えられる駆動パルス数を積分する第1積分回路54Aにより求められる。同様に、第2アクチュエータ34Bは、第2制御回路404Bにより第2ドライバ64Bを介して制御され、第2積分回路54Bにより現在位置情報が求められる。第3アクチュエータ34Cは、第3制御回路404Cにより第3ドライバ64Cを介して制御され、第3積分回路54Cにより現在位置情報が求められる。さらに、第4アクチュエータ34Dは、第4制御回路404Dにより第4ドライバ64Dを介して制御され、第4積分回路54Dにより現在位置情報が求められる。
係数変換回路143では、A軸回りの角度信号θAを用い、第1アクチュエータ34Aに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A1(a×θA)、第2アクチュエータ34Bに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A2(a×θA)が生成される。また、B軸回りの角度信号θBを用い、第3アクチュエータ34Cに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B1(b×θB)、第4アクチュエータ34Dに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B2(b×θB)が生成される。
この第4実施形態に係る振れ補正機構E4には、振れ補正制御軸選択部は存在しない。従って、1つのサンプリング間隔内において、A軸回りの振れ補正制御のために、前記振れ補正制御用信号A1が第1制御回路404Aへ、また振れ補正制御用信号A2が第2制御回路404Bへそれぞれ入力される。さらに、B軸回りの振れ補正制御のために、前記振れ補正制御用信号B1が第3制御回路404Cへ、振れ補正制御用信号B2が第4制御回路404Dへそれぞれ入力される。
この実施形態では、2つの極性変換部171、172が設定される。図20に示す制御ブロック図の場合、振れ補正制御用信号A2(a×θA)が極性変換部171で逆極性に変換されて第2制御回路404Bへ入力されると共に、振れ補正制御用信号B1(b×θB)が極性変換部172で逆極性に変換されて第3制御回路404Cへ入力される。その他の振れ補正制御用信号A1、B2は正極性として第1制御回路404A及び第4制御回路404Dへ入力される。従って、A軸回りの振れ補正制御において、第1アクチュエータ34Aと第2アクチュエータ34Bとが逆相に駆動され、B軸回りの振れ補正制御において第3アクチュエータ34Cと第4アクチュエータ34Dとが逆相に駆動される。
この振れ補正機構E4においては、各アクチュエータによるレンズ鏡筒2aの移動軸と、振れ補正制御軸とが同一である。また、振れ補正機構E4におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートは、図26に示すタイムチャートと類似したものとなる。しかし、A軸回りの振れ補正制御及びB軸回りの振れ補正制御のいずれも、2つのアクチュエータにて振れ補正駆動される点で相違する。つまり、2つのアクチュエータが協働して、それぞれの振れ補正制御軸回りの振れ補正駆動が為される。従って、振れ補正駆動を行うに際し、個々のアクチュエータの負担が軽減され、使用するアクチュエータの小型化、省電力化を図ることが可能となる。
≪第5実施形態≫
図21は、第5実施形態にかかる振れ補正機構E5の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。この振れ補正機構E5は、第4実施形態と同様に、直線型のレンズ鏡筒2a(撮像光学系)を4つのアクチュエータを用い振れ補正駆動し、ガイドピン72及び運動拘束部73を用いる点で同一である。しかし、各アクチュエータによるレンズ鏡筒2aの移動軸と振れ補正制御軸とが異なる軸方向に設定されている点、振れ補正制御軸選択部を用いる点で相違する。
この振れ補正機構E5も、4つのアクチュエータによりレンズ鏡筒2aの周囲が4点で支持される。すなわち図21に示すように、レンズ鏡筒2a(紙面の奥行き方向に光軸OPが延びる筒体である)の周囲に第1アクチュエータ35A、第2アクチュエータ35B、第3アクチュエータ35C及び第4アクチュエータ35Dが、レンズ鏡筒2aの周囲を取り囲むように配置されている。各アクチュエータは、ステッピングモータからなり、図示は省略するが、先に図7にて説明したような移動片311を有し、またレンズ鏡筒2aの外周部にはこれに対する受け片205が突設され、これらが互いに干渉するよう組み付けられている。なお、図示簡略化のため、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dとレンズ鏡筒2aの外周とは離間するように描いているが、実際はレンズ鏡筒2aと一体の部材に対する作用点を第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dはそれぞれ有している。なお、第3実施形態と同様に、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dにより支持されたレンズ鏡筒2aの移動中心(回転中心)は、光軸OP上に設定されている。つまり、振れ補正の中心が光軸OP上に設定され、光軸OPを回転中心とする精度の良い振れ補正制御が可能とされている。
この振れ補正機構E5も、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12による振れ検出軸(A軸、B軸)と、振れ補正制御軸とが同一となる。つまり、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dのうちの少なくとも2つのアクチュエータによる振れ補正駆動力をレンズ鏡筒2aへ同時に作用させることで、レンズ鏡筒2aがA軸(ピッチ)回り及びB軸(ヨー)回りに振れ補正駆動されるよう構成されている。
ここで、上記第4実施形態と同様に、回転中心が光軸OP上に設定されているものの、4つのアクチュエータがA軸、B軸上に配置されおらず、A軸、B軸上から45度程度シフトされて4つのアクチュエータがレンズ鏡筒2aの周上に配置されている。従って、第1アクチュエータ35Aのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、レンズ鏡筒2aの光軸OPと垂直な面内において光軸OPを通り、第1アクチュエータ35Aのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸である。また、第2アクチュエータ35Bのレンズ鏡筒2aに対する移動軸は、同様に光軸OPを通り、第2アクチュエータ35Bのレンズ鏡筒2aに対する作用点と光軸OPとを結ぶ直線と略直交する直線軸である。第3アクチュエータ35C、第4アクチュエータ35Dも同様である。
このような振れ補正機構E5における位置目標値は次の通りとなる。すなわち、A軸及びB軸回りの角度信号θA及びθBが取得されている場合において、図21に示すように、A軸に対する第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dの距離をa、B軸に対する第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dの距離をbとするとき、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dの位置目標値は、次の(24)〜(31)式の通りとなる。このような位置目標値は、前述の係数変換回路143により求められる。
A軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=a×θA ・・・(24)
第2アクチュエータ(trg)=−a×θA ・・・(25)
第3アクチュエータ(trg)=a×θA ・・・(26)
第4アクチュエータ(trg)=−a×θA ・・・(27)
B軸制御時
第1アクチュエータ(trg)=b×θB ・・・(28)
第2アクチュエータ(trg)=b×θB ・・・(29)
第3アクチュエータ(trg)=−b×θB ・・・(30)
第4アクチュエータ(trg)=−b×θB ・・・(31)
図22は、振れ補正機構E5の制御ブロック図である。第1アクチュエータ35Aは、第1制御回路405Aにより第1ドライバ65Aを介して制御される。また、第1アクチュエータ35Aの現在位置情報は、第1制御回路405Aから第1ドライバ65Aへ与えられる駆動パルス数を積分する第1積分回路55Aにより求められる。同様に、第2アクチュエータ35Bは、第2制御回路405Bにより第2ドライバ65Bを介して制御され、第2積分回路55Bにより現在位置情報が求められる。第3アクチュエータ35Cは、第3制御回路405Cにより第3ドライバ65Cを介して制御され、第3積分回路55Cにより現在位置情報が求められる。さらに、第4アクチュエータ35Dは、第4制御回路405Dにより第4ドライバ65Dを介して制御され、第4積分回路55Dにより現在位置情報が求められる。
係数変換回路143では、A軸回りの角度信号θAを用い、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dに対するA軸回りの振れ補正制御用信号A1〜A4(a×θA)が生成される。また、B軸回りの角度信号θBを用い、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dに対するB軸回りの振れ補正制御用信号B1〜B4(b×θB)が生成される。ここで、A軸に対する第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dの距離が均一(距離a)であり、またB軸に対する第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dの距離が均一(距離b)であることから、全て同じステッピングモータならばA軸回りの振れ補正制御用信号A1〜A4、B軸回りの振れ補正制御用信号B1〜B4は同一の信号となる。
この第5実施形態に係る振れ補正機構E5には、2つの振れ補正制御軸選択部422、423が備えられている。振れ補正制御軸選択部422、423は、1つのサンプリング間隔内において、A軸回りの振れ補正制御とB軸回りの振れ補正制御とを選択するスイッチング処理を行う。すなわち、振れ補正制御軸選択部422は、A軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号A1を第1制御回路405Aへ、振れ補正制御用信号A2を第2制御回路405Bへ入力させる。一方、B軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号B1を第1制御回路405Aへ、振れ補正制御用信号B2を第2制御回路405Bへ入力させる。同様に、振れ補正制御軸選択部423は、A軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号A3を第3制御回路405Cへ、振れ補正制御用信号A4を第4制御回路405Dへ入力させる。一方、B軸回りの振れ補正制御が選択されると、前記振れ補正制御用信号B3を第3制御回路405Cへ、振れ補正制御用信号B4を第4制御回路405Dへ入力させる。
この実施形態では、4つの極性変換部161〜164が設定される。図22に示す制御ブロック図の場合、振れ補正制御用信号A2(a×θA)が極性変換部162で、振れ補正制御用信号A4(a×θA)が極性変換部164でそれぞれ逆極性に変換され、第2制御回路405B、第4制御回路405Dへ入力される。また、振れ補正制御用信号B3(b×θB)が極性変換部163で、振れ補正制御用信号B4(b×θB)が極性変換部164でそれぞれ逆極性に変換され、第3制御回路405C、第4制御回路405Dへ入力される。従って、A軸回りの振れ補正制御において、第1アクチュエータ35Aと第3アクチュエータ35Cとが同相で、これらに対して第2アクチュエータ35Bと第4アクチュエータ35Dとが逆相に駆動される。また、B軸回りの振れ補正制御において、第1アクチュエータ35Aと第2アクチュエータ35Bとが同相で、これらに対して第3アクチュエータ35Cと第4アクチュエータ35Dとが逆相に駆動されるものである。
以上説明した振れ補正機構E5におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートは、実質的に図16に示すタイムチャートと同一である。すなわち、図16を援用して説明すると、1つのサンプリング間隔Sが時分割され、前半時間taでは振れ補正制御軸選択部422、423でA軸(第1制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号A1〜A4(第1振れ補正駆動信号)が第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dに割り振られる。これにより、レンズ鏡筒2aのA軸回りの振れ補正駆動が、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dにより協働的に実行される。
次いで、後半時間tbでは振れ補正制御軸選択部422、423でB軸(第2制御軸)回りの振れ補正制御が選択され、振れ補正制御用信号B1〜B4(第2振れ補正駆動信号)が第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dに割り振られる。そして、レンズ鏡筒2aのB軸回りの振れ補正駆動が、第1〜第4アクチュエータ35A〜35Dにより協働的に実行されるものである。
≪第6実施形態≫
図23は、第6実施形態にかかる振れ補正機構E6の概略構成を示す説明図である。この振れ補正機構E6は、被駆動部材が撮像光学系に組み込まれた振れ補正レンズ8であり、このような振れ補正レンズ8を光軸OPと垂直な面方向においてアクチュエータにより直線的にシフトさせる態様の振れ補正機構である。
この第6実施形態にかかる振れ補正機構E6は、振れ補正用の光学レンズ81及びその支持枠82からなる振れ補正レンズ8と、該振れ補正レンズ8を光軸OPと垂直な面方向においてシフトさせるための、ムービングコイルからなる第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36Bとからなる。支持枠82の周面には、磁石取り付け面を有する第1基台83Aと、この第1基台83Aに対し光軸OPを原点として90度離間した周面に、同様な磁石取り付け面を有する第2基台83Bが備えられている。そして、前記第1基台83A及び第2基台83Bには、それぞれムービングコイルからなる第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36Bに対向するように、第1磁石84A及び第2磁石84Bが取り付けられている。
この振れ補正レンズ8には、光軸OPに垂直な面方向において振れ補正駆動のための第1制御軸(図中のA軸)と、この第1制御軸と直交する第2制御軸(図中のB軸)とが設定されている。一方、第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36Bの振れ補正レンズ8に対する移動軸は、それぞれ図中の矢印fA、fBとされている。すなわち、振れ補正制御軸であるA軸、B軸と、2つのアクチュエータによる移動軸であるfA軸、fB軸とは異なる方向に設定されている。
そして、第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36Bよる振れ補正駆動力を振れ補正レンズ8に協働して作用させることで、前記A軸若しくはB軸方向に振れ補正レンズ8を直線的に移動させるよう構成されている。具体的には、前記A軸及びB軸、fA軸及びfB軸の移動方向につき、図23に示すように「+方向」、「−方向」を定めると、第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36BによるA軸若しくはB軸方向の振れ補正駆動は次の通りに実行される。
A軸の+方向制御時
第1アクチュエータ36A:+方向駆動(fA軸)
第2アクチュエータ36B:−方向駆動(fB軸)
A軸の−方向制御時
第1アクチュエータ36A:−方向駆動(fA軸)
第2アクチュエータ36B:+方向駆動(fB軸)
B軸の+方向制御時
第1アクチュエータ36A:+方向駆動(fA軸)
第2アクチュエータ36B:+方向駆動(fB軸)
B軸の−方向制御時
第1アクチュエータ36A:−方向駆動(fA軸)
第2アクチュエータ36B:−方向駆動(fB軸)
このような振れ補正機構E6によれば、振れ補正レンズ8に対するそれぞれの振れ補正制御軸方向への振れ補正駆動(シフト移動)が、第1アクチュエータ36A及び第2アクチュエータ36Bの2つのアクチュエータにより実行される。従って、振れ補正駆動を行うに際し、個々のアクチュエータの負担が軽減される。特に本実施形態でアクチュエータとして用いたムービングコイルは、比較的電力消費量が多く、また動作時だけでなく停止時にもコイルに通電されるが、上記構成によれば1つの振れ補正制御軸に対する振れ補正駆動を2つのムービングコイルで割り振って実行させるので、個々のムービングコイルの負荷能力を小さくでき、省スペース化、省電力化の大きな効果を得ることができる。
以上、本発明にかかる振れ補正機構付き撮像装置の各種実施形態につき例示したが、上記の他に各種の変形実施が可能である。例えば、アクチュエータとしてステッピングモータやムービングコイルを使用した実施形態を例示したが、この他の各種アクチュエータを使用でき、例えば移動部材を棒状の振動部材に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、前記振動部材の一方端に圧電素子を固着して構成されたインパクト型圧電アクチュエータ等を使用することができる。また、撮像装置の例としてデジタルスチルカメラを例示したが、デジタルビデオカメラ等の他の撮像装置にも勿論適用可能である。
本発明の実施形態にかかるデジタルカメラの外観を示す図であって、図2(a)はその正面図、(b)は背面図をそれぞれ示している。 屈曲型のレンズ鏡筒(被駆動部材)の一例を示す断面図である。 本実施形態におけるデジタルカメラの構成を、本発明にかかわる電気的構成の要部についてのみ概略的に示したブロック図である。 図4の制御回路の機能を説明するための機能ブロック図である。 上記制御回路により発生される駆動パルスの具体例を示すタイムチャートである。 本発明の第1実施形態にかかる振れ補正機構E1の構成を簡略的に示す構成図である。 上記振れ補正機構E1の要部分解斜視図である。 上記振れ補正機構E1における振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E1の制御ブロック図である。 (a)は、振れ補正機構E1におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャート、(b)は、振れ補正駆動の目標位置と移動軌跡との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E1の変形実施形態に係る制御ブロック図である。 図11の制御ブロック図による、振れ補正機構E1におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートである。 本発明の第2実施形態にかかる振れ補正機構E2の構成を簡略的に示す構成図である。 上記振れ補正機構E2における振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E2の制御ブロック図である。 上記振れ補正機構E2におけるサンプリング間隔S毎の制御タイムチャートである。 本発明の第3実施形態にかかる振れ補正機構E3の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E3の制御ブロック図である。 本発明の第4実施形態にかかる振れ補正機構E4の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E4の制御ブロック図である。 本発明の第5実施形態にかかる振れ補正機構E5の概略構成、並びに振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 上記振れ補正機構E5の制御ブロック図である。 本発明の第6実施形態にかかる振れ補正機構E6の概略構成を示す説明図である。 従来の振れ補正機構の構成を簡略的に示す構成図である。 従来の振れ補正機構における振れ補正制御軸とアクチュエータの移動軸との関係を示す説明図である。 従来の振れ補正機構におけるサンプリング間隔毎の制御タイムチャートである。
1 デジタルカメラ(撮像装置)
11 ピッチ振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
12 ヨー振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
14 制御目標位置演算部
2、2a レンズ鏡筒(撮像光学系/被駆動部材)
3A、3B 第1アクチュエータ、第2アクチュエータ(アクチュエータ)
31A、31B 第1アクチュエータ、第2アクチュエータ(アクチュエータ)
32A、32B 第1アクチュエータ、第2アクチュエータ(アクチュエータ)
33A〜33C 第1〜第3アクチュエータ(アクチュエータ)
34A〜34D 第1〜第4アクチュエータ(アクチュエータ)
35A〜35D 第1〜第4アクチュエータ(アクチュエータ)
36A、36B 第1アクチュエータ、第2アクチュエータ(アクチュエータ)
4 制御回路(振れ補正制御手段)
42、421〜423 振れ補正制御軸選択部
5 積分回路
6 駆動回路(ドライバ)
8 振れ補正レンズ(被駆動部材)

Claims (6)

  1. 撮像光学系と、
    前記撮像光学系が搭載された撮像装置本体に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ量に応じた振れ補正駆動力を異なる位置から前記撮像光学系の所定の被駆動部材に与える複数のアクチュエータと、
    前記振れ検出手段により検出される振れ量に応じて生成される、前記複数のアクチュエータに対する振れ補正駆動信号であって、前記複数のアクチュエータを同時駆動させる振れ補正駆動信号を生成する振れ補正制御手段と、を備え
    前記被駆動部材を振れ補正駆動するための制御軸と、個々のアクチュエータにより前記被駆動部材が実際に移動される移動軸とが、異なる軸方向に設定されている撮像装置であって、
    前記被駆動部材がレンズ鏡筒からなり、前記レンズ鏡筒を一点で支持する支持部材と、前記レンズ鏡筒に振れ補正駆動力を異なる2つの位置から与える第1アクチュエータ及び第2アクチュエータとが備えられ、
    前記レンズ鏡筒の光軸に垂直な面方向において、前記支持部材によるレンズ鏡筒の支点を通る振れ補正駆動のための第1制御軸と、同様に前記支点を通り前記第1制御軸と異なる方向の第2制御軸とが設定され、
    前記第1アクチュエータ及び第2アクチュエータは、各々の前記レンズ鏡筒に対する移動軸が前記第1制御軸及び第2制御軸とは異なる軸方向に設定されていると共に、各々が前記移動軸回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒に作用させることで、前記第1制御軸回り及び第2制御軸回りに前記レンズ鏡筒を揺動させるよう構成されていることを特徴とする振れ補正機構付き撮像装置。
  2. 撮像光学系と、
    前記撮像光学系が搭載された撮像装置本体に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ量に応じた振れ補正駆動力を異なる位置から前記撮像光学系の所定の被駆動部材に与える複数のアクチュエータと、
    前記振れ検出手段により検出される振れ量に応じて生成される、前記複数のアクチュエータに対する振れ補正駆動信号であって、前記複数のアクチュエータを同時駆動させる振れ補正駆動信号を生成する振れ補正制御手段と、を備え、
    前記被駆動部材を振れ補正駆動するための制御軸と、個々のアクチュエータにより前記被駆動部材が実際に移動される移動軸とが、異なる軸方向に設定されている撮像装置であって、
    前記被駆動部材がレンズ鏡筒からなり、前記レンズ鏡筒に振れ補正駆動力を異なる3つ以上の位置から与える3つ以上のアクチュエータが備えられ、これらアクチュエータにより前記レンズ鏡筒が支持されてなり、
    前記レンズ鏡筒の光軸に垂直な面方向において、前記支持部材によるレンズ鏡筒の支点を通る振れ補正駆動のための第1制御軸と、同様に前記支点を通り前記第1制御軸と異なる方向の第2制御軸とが設定され、
    前記3つ以上のアクチュエータは、各々の前記レンズ鏡筒に対する移動軸が前記第1制御軸及び第2制御軸とは異なる軸方向に設定されていると共に、少なくとも2つのアクチュエータの各々が前記移動軸回りの振れ補正駆動力をレンズ鏡筒に作用させることで、前記第1制御軸回り及び第2制御軸回りに前記レンズ鏡筒を揺動させるよう構成されていることを特徴とする振れ補正機構付き撮像装置。
  3. 前記レンズ鏡筒の移動支点若しくは中心が、振れ補正の中心とされていることを特徴とする請求項2記載の振れ補正機構付き撮像装置。
  4. 前記アクチュエータの位置決め目標値が、前記第1制御軸回り又は第2制御軸回りの回転角度に、前記第1制御軸又は第2制御軸から各アクチュエータのレンズ鏡筒に対する作用点までの距離を乗じて求められることを特徴とする請求項1又は2に記載の振れ補正機構付き撮像装置。
  5. 前記アクチュエータが、ステッピングモータからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の振れ補正機構付き撮像装置。
  6. 前記アクチュエータが、ムービングコイルからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の振れ補正機構付き撮像装置。
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