(57)【要約】【課題】振動発生機構の駆動時の振動による振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制できる撮像装置及び角速度検出装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、カメラ本体１と、レンズ鏡筒２と、１軸の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂによりピッチ、ヨー回転方向の手ぶれを検出するカメラ側ぶれ検出部１６と、検出された手ぶれに基づき撮影画像の像ぶれを補正するカメラ側ぶれ補正部１５と、駆動により振動を発生するシャッタ駆動部９とを備える。振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂは、夫々レンズ鏡筒２の光軸に対して垂直且つ向きの異なる検出軸２５を有し、かつ、その向きの異なる検出軸２５の夫々に垂直な平面をシャッタ駆動部９の駆動方向４１からずらす。【選択図】図５
2020197632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体と、
レンズ鏡筒と、
振動ジャイロセンサにより少なくとも２つの回転方向の手ぶれを検出するぶれ検出手段と、
前記検出された手ぶれに基づき撮影画像の像ぶれを補正する手ぶれ補正手段と、
駆動により振動を発生する振動発生機構とを備え、
前記振動ジャイロセンサは、前記レンズ鏡筒の光軸に対して垂直且つ向きの異なる少なくとも２つの検出軸を有し、かつ、前記少なくとも２つの検出軸の夫々に垂直な平面を、前記振動発生機構の駆動方向からずらすことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記振動発生機構の駆動方向と、前記少なくとも２つの検出軸に垂直な平面の夫々との成す角が３０度以上であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記振動発生機構の駆動方向と、前記少なくとも２つの検出軸に垂直な平面の夫々との成す角が４５度であることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記振動発生機構の駆動方向と、前記少なくとも２つの検出軸に垂直な平面の夫々との成す角が６０度であることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ぶれ検出手段は、少なくとも２つの１軸の振動ジャイロセンサを前記振動ジャイロセンサとして備えると共に、前記少なくとも２つの１軸の振動ジャイロセンサを前記レンズ鏡筒の光軸の周りに回転させる回転部とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ぶれ検出手段は、２軸の振動ジャイロセンサを前記振動ジャイロセンサとして備えると共に、前記２軸の振動ジャイロセンサを前記レンズ鏡筒の光軸の周りに回転させる回転部とを備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ぶれ検出手段は、他の１軸の振動ジャイロセンサを更に備え、
前記他の１軸の振動ジャイロセンサの検出軸は、前記レンズ鏡筒の光軸と平行であることを特徴とする請求項５又は６記載の撮像装置。
【請求項８】
駆動により振動を発生する振動発生機構の近傍に配置される角速度検出装置であって、
振動ジャイロセンサにより少なくとも２つの回転方向の手ぶれを検出するぶれ検出手段を備え、
前記振動ジャイロセンサは、夫々垂直且つ向きの異なる少なくとも２つの検出軸を有し、かつ、前記少なくとも２つの検出軸の夫々に垂直な平面を、前記振動発生機構の駆動方向からずらすことを特徴とする角速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び角速度検出装置に関し、特に、撮影時に手ぶれ補正を行う撮像装置、及び撮像装置等の振動発生機構の近傍に配置され、手ぶれの回転角速度を検出する角速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置の高性能化により多くの撮像装置およびレンズ鏡筒に像ぶれ補正機構が搭載されている。像ぶれ補正機構により、ユーザは、撮像装置を手に持って撮影を行う際に、撮影画像に対して手ぶれの影響を少なくすることが可能になる。像ぶれ補正機構を用いて手ぶれ補正を行う際には、撮像装置に入力されたぶれ量を検出する必要があり、多くの撮像装置において、ぶれ量の検出には、角速度検出装置である振動ジャイロセンサが用いられる。
【０００３】
一方で振動ジャイロセンサには、振動発生機構の駆動時の振動によって誤検出が発生するという特徴も知られている。撮像装置においては、ミラー機構やシャッタ機構等がかかる振動発生機構となる。すなわち、ミラー機構やシャッタ機構等が駆動時に振動すると、振動ジャイロセンサが撮像装置のぶれ量を精度よく検出できなくなってしまうことが知られている。
【０００４】
またそれに対して、振動ジャイロセンサの保持方法の工夫により、振動発生機構の駆動時の振動によって発生する振動ジャイロセンサの誤検出を抑制する方法が知られている。特許文献１では、振動ジャイロセンサを緩衝材で挟み込むようにして撮像装置に固定することで振動発生機構の駆動時の振動による振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制する技術の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−６０１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように緩衝材を用いて振動ジャイロセンサを撮像装置に固定した場合であっても、環境温度の変化等で、緩衝材の特性が変化してしまう場合がある。この場合、振動発生機構の駆動時の振動に対して所望の減衰効果を得ることができず、振動発生機構の駆動時の振動による振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制できなくなってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、振動発生機構の駆動時の振動による振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制できる撮像装置及び角速度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る撮像装置は、カメラ本体と、レンズ鏡筒と、振動ジャイロセンサにより少なくとも２つの回転方向の手ぶれを検出するぶれ検出手段と、前記検出された手ぶれに基づき撮影画像の像ぶれを補正する手ぶれ補正手段と、駆動により振動を発生する振動発生機構とを備え、前記振動ジャイロセンサは、前記レンズ鏡筒の光軸に対して垂直且つ向きの異なる少なくとも２つの検出軸を有し、かつ、前記少なくとも２つの検出軸の夫々に垂直な平面を、前記振動発生機構の駆動方向からずらすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項８に係る角速度検出装置は、駆動により振動を発生する振動発生機構の近傍に配置される角速度検出装置であって、振動ジャイロセンサにより少なくとも２つの回転方向の手ぶれを検出するぶれ検出手段を備え、前記振動ジャイロセンサは、夫々垂直且つ向きの異なる少なくとも２つの検出軸を有し、かつ、前記少なくとも２つの検出軸の夫々に垂直な平面を、前記振動発生機構の駆動方向からずらすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動発生機構の駆動時の振動による振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置の中央断面図およびその電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるカメラ側ぶれ検出部に含まれる振動ジャイロセンサの構造およびその角速度検出原理について説明する図である。
【図３】振動ジャイロセンサの誤検出の発生原理について説明する図である。
【図４】従来の撮像装置における、振動ジャイロセンサの配置と振動発生機構としてのシャッタ駆動部の駆動方向の関係について説明する図である。
【図５】本発明の実施例１に係る撮像装置における、振動ジャイロセンサの配置と振動発生機構としてのシャッタ駆動部の駆動方向の関係について説明する図である。
【図６Ａ】従来の各振動ジャイロセンサの配置、および各振動ジャイロセンサの振動に対する周波数応答の特性について説明する図である。
【図６Ｂ】本発明の実施例１に係る各振動ジャイロセンサの配置、および各振動ジャイロセンサの振動に対する周波数特性について説明する図である。
【図７】本発明の実施例１の変形例としての各振動ジャイロセンサの配置について説明する図である。
【図８】振動発生機構の駆動方向に対する、本発明の実施例２に係る各振動ジャイロセンサの配置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１３】
（実施例１）
以下、図１から図７を参照して、本発明の実施例１に係る撮像装置について説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、本実施例に係る撮像装置の中央断面図、図１（ｂ）はその電気的構成を示すブロック図である。図１（ａ），（ｂ）で同一の符号が付してあるものは夫々同一の構成を示す。
【００１５】
図１において、本実施例に係る撮像装置は、カメラ本体１、及びカメラ本体１に装着するレンズ鏡筒２を備える。本実施例においてはカメラ本体１とレンズ鏡筒２が夫々取り外し可能に設けられた所謂レンズ交換式カメラについて説明するが、本発明はその限りではない。カメラ本体１およびレンズ鏡筒２が固定され取り外しできない撮像装置においても本発明は有効である。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、レンズ鏡筒２には、光軸４を有する、複数のレンズからなる撮影光学系３が設けられる。また、カメラ本体１には、カメラシステム制御部５、撮像素子６、画像処理部７、メモリ部８、及びシャッタ駆動部９が設けられる。本実施例では、シャッタ駆動部９が本発明における振動発生機構である。但し、撮像装置の構成の一つであって、駆動時に振動を発生する機構であればこれに限定されない。例えば、撮像装置内にミラー機構がある場合、これも本発明における振動発生機構となる。
【００１７】
レンズ鏡筒２には、撮影光学系３において、ぶれ補正を行うぶれ補正用レンズ３ａが更に設けられる。また、カメラ本体１には、表示部１０及び操作部１１が更に設けられる。表示部１０は、カメラ本体１の背面に設けられた背面表示装置１０ａ及び不図示のファインダ内に設けられたＥＶＦ（エレクトロニックビューファインダー）１０ｂ等により構成される。操作部１１は、不図示のシャッターレリーズ釦などから構成され、ユーザ操作があった場合にその旨を示す信号を出力する。
【００１８】
また、カメラ本体１及びレンズ鏡筒２には相互に通信を行うための電気接点１２が設けられる。
【００１９】
レンズ鏡筒２には更に、レンズシステム制御部１３、ぶれ補正を行うぶれ補正用レンズ３ａや焦点を調整するフォーカスレンズ３ｂを駆動するレンズ駆動部１４が設けられる。
【００２０】
また、レンズ鏡筒２には、ぶれ補正用レンズ３ａを光軸４に垂直な平面で駆動するレンズ側ぶれ補正部１４ａ（手ぶれ補正手段）、カメラ本体１には、撮像素子６を光軸４に垂直な平面で駆動するカメラ側ぶれ補正部１５（手ぶれ補正手段）が更に設けられる。
【００２１】
更に、カメラ本体１には、撮像装置のぶれ量を検出するカメラ側ぶれ検出部１６（ぶれ検出手段）が設けられ、レンズ鏡筒２には、撮像装置のぶれ量を検出するレンズ側ぶれ検出部１７（ぶれ検出手段）が設けられる。本実施例におけるカメラ側ぶれ検出部１６およびレンズ側ぶれ検出部１７は、振動子を夫々一つずつ有する、いわゆる１軸の振動ジャイロセンサが３つ、ピッチ、ヨー、ロール回転方向の振動（手ぶれ）を検出するため使用されている。但し、カメラ側ぶれ検出部１６およびレンズ側ぶれ検出部１７は、振動ジャイロセンサの代わりにまたはこれに加えて加速度センサを手ぶれの検出に使用する場合も多く知られている。
【００２２】
尚、本実施例において、図１ではカメラ本体１にカメラ側ぶれ検出部１６が、レンズ鏡筒２にレンズ側ぶれ検出部１７が設けられている構成について説明したが、カメラ側ぶれ検出部１６及びレンズ側ぶれ検出部１７は同様の構成を有する。よって以降はこれらを代表してカメラ本体１に設けられたカメラ側ぶれ検出部１６の一部であるピッチ、ヨー、ロール回転方向の振動を検出するための１軸の振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃについてのみ説明を行う。以下、これら３つの振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃを総称する場合は振動ジャイロセンサ２１と称す。また、図１ではカメラ本体１にカメラ側ぶれ補正部１５が、レンズ鏡筒２にレンズ側ぶれ補正部１４ａが設けられている構成について説明したが、カメラ側ぶれ補正部１５及びレンズ側ぶれ補正部１４ａは同様の構成を有する。よって以降はこれらを代表してカメラ本体１に設けられたカメラ側ぶれ補正部１５についてのみ説明を行う。
【００２３】
しかしながら、本発明の適用先としてはその限りではなく、レンズ鏡筒２に設けられたレンズ側ぶれ検出部１７の一部である振動ジャイロセンサやレンズ側ぶれ補正部１４ａを用いた構成においても同様の効果を得ることが可能である。
【００２４】
カメラ本体１およびレンズ鏡筒２からなる撮像装置は、撮像手段、画像処理部７、記録再生手段、制御手段を有する。
【００２５】
撮像手段は、撮影光学系３、撮像素子６を含み、画像処理手段は、画像処理部７を含む。
【００２６】
記録再生手段は、画像データを保持するメモリ部８、及び背面表示装置１０ａやＥＶＦ１０ｂ等からなる表示部１０を含む。
【００２７】
制御手段は、カメラシステム制御部５、操作部１１、カメラ側ぶれ検出部１６、カメラ側ぶれ補正部１５、レンズシステム制御部１３、レンズ側ぶれ検出部１７、レンズ側ぶれ補正部１４ａを包含するレンズ駆動部１４を含む。尚、レンズシステム制御部１３およびレンズ駆動部１４は、ぶれ補正用レンズ３ａの他に、フォーカスレンズ３ｂや、絞り３ｃなどを駆動することも可能である。
【００２８】
本実施例において、カメラ側ぶれ検出部１６は、撮像装置に対する、光軸４およびそれに垂直な平面での回転方向の手ぶれを検知可能であり、振動ジャイロセンサ２１を用いてそれを実現している。カメラ側ぶれ補正部１５は撮像素子６を、レンズ側ぶれ補正部１４ａはぶれ補正用レンズ３ａを夫々光軸４に垂直な平面上で駆動させる機構である。
【００２９】
上述した撮像手段は、物体からの光を、撮影光学系３を介して撮像素子６の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子６からピント評価量／適当な露光量が得られるので、この信号に基づいて適切に撮影光学系３が調整されることで、適切な光量の物体光を撮像素子６に露光するとともに、撮像素子６近傍で被写体像が結像する。
【００３０】
画像処理部７は、内部にＡ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、記録用の画像を生成することができる。色補間処理回路もまたこの画像処理部７に備えられており、ベイヤ配列の信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラー画像を生成する。また、画像処理部７は、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。更には、画像処理部７は撮像素子６から得られた複数の画像間の比較に基づいてぶれ検出信号を生成することも可能であるため、撮像素子６と画像処理部７とでカメラ側ぶれ検出部１６を構成してもよい。
【００３１】
カメラシステム制御部５は、メモリ部８へ画像データの出力を行うとともに、表示部１０にユーザに提示する像を表示する。また、カメラシステム制御部５は撮像の際のタイミング信号などを生成して出力すると共に、外部操作に応動して撮像手段、画像処理部７、記録再生手段を夫々制御する。例えば、シャッターレリーズ釦の押下があったことを示す信号が操作部１１から出力されと、カメラシステム制御部５が、撮像素子６の駆動や画像処理部７での圧縮処理などを制御し、更に表示部１０で情報表示を行う際の各セグメントの状態を制御する。また、表示部１０に含まれる背面表示装置１０ａはタッチパネルになっており、表示部１０と操作部１１の役割を兼ねていてもよい。
【００３２】
制御手段による撮影光学系３の調整動作について説明する。カメラシステム制御部５には画像処理部７が接続されており、撮像素子６からの信号を基に適切な焦点位置、絞り位置を求める。カメラシステム制御部５は、電気接点１２を介してレンズシステム制御部１３に指令を出し、レンズシステム制御部１３は不図示の焦点レンズ駆動手段および絞り駆動手段を適切に制御する。更に、ぶれ補正を行うモードにおいては、カメラシステム制御部５はカメラ側ぶれ検出部１６からの信号を基にカメラ側ぶれ補正部１５を適切に制御し、レンズ側ぶれ検出部１７からの信号を基にレンズ側ぶれ補正部１４ａを適切に制御する。
【００３３】
具体的な制御方法としては、まずカメラシステム制御部５および、レンズシステム制御部１３が夫々、カメラ側ぶれ検出部１６およびレンズ側ぶれ検出部１７によって検出された手ぶれ信号を検知する。その結果を基に、カメラシステム制御部５および、レンズシステム制御部１３が夫々、像ぶれを補正するための、撮像素子６およびぶれ補正用レンズ３ａの駆動量を算出する。その後、算出された駆動量をカメラ側ぶれ補正部１５およびレンズ側ぶれ補正部１４ａへ指令値として送出し、夫々撮像素子６およびぶれ補正用レンズ３ａを駆動する。
【００３４】
また、上述したように、カメラシステム制御部５およびレンズシステム制御部１３はカメラ本体１の操作部１１およびレンズ鏡筒２に設けられた不図示の操作部へのユーザ操作に応じて、カメラ本体１およびレンズ鏡筒２の各部の動作を制御する。それにより、静止画および動画の撮影が可能となっている。
【００３５】
次に、図２および図３を用いて、カメラ側ぶれ検出部１６に使用される振動ジャイロセンサ２１の構造と検出の仕組み、振動発生機構としてのシャッタ駆動部９の駆動時の振動による振動ジャイロセンサ２１の誤検出について説明する。
【００３６】
図２（ａ）は、振動ジャイロセンサ２１の構造を説明する図であり、図２（ｂ），（ｃ）は振動ジャイロセンサ２１の角速度検出原理について説明する図である。
【００３７】
図２（ａ）において、振動ジャイロセンサ２１は、その内部に１つの振動子２２、及びコントローラ２３を備える。
【００３８】
図２（ｂ）は、振動子２２として音叉タイプ振動子２２ａを用いた場合の角速度検出原理について説明する図であり、図２（ｃ）は、振動子２２としてＨ型音叉タイプ振動子２２ｂを用いた場合の角速度検出原理について説明する図である。
【００３９】
以下、図２（ｂ），（ｃ）における各付番について説明する。
【００４０】
回転角速度２４は、振動ジャイロセンサ２１に入力された（振動ジャイロセンサ２１が検出するべき）回転角速度を表す。
【００４１】
検出軸２５は、回転角速度２４の回転軸を表す。
【００４２】
駆動振動方向２６は、強制振動によって振動子２２が駆動している方向を表し、検出軸２５に垂直な平面上にある。
【００４３】
検出振動方向２７は、例えば手ぶれなどによって入力された回転角速度２４により発生したコリオリ力によって、振動子２２が振動する方向である検出振動方向を表す。検出振動方向２７は、検出軸２５に垂直な平面上にあって、且つ駆動振動方向と垂直である。
【００４４】
振動ジャイロセンサ２１の角速度検出原理について説明する。振動子２２は予め駆動振動方向２６に振動しており、そこに回転角速度２４が入力されると、発生したコリオリ力によって、振動子２２は検出振動方向２７に振動する。この検出振動方向２７への振動を、コントローラ２３は振動ジャイロセンサ２１の内部にある不図示の圧電素子を介して回転角速度２４として検出する。上述したような原理により、振動ジャイロセンサ２１は、カメラ本体１に入力された回転角速度２４を検出し、それをカメラシステム制御部５で適切に処理することで、カメラ側ぶれ補正部１５が手ぶれ補正を行っている。
【００４５】
次に図３を用いて、振動ジャイロセンサ２１の誤検出の発生原理について説明する。
【００４６】
図３（ａ）は、振動発生機構としてのシャッタ駆動部９の駆動時の振動が入力された際の振動ジャイロセンサ２１の出力のイメージ図を表している。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のように出力された角速度信号に基づいて手ぶれ量として算出（積分処理）された角度信号を表している。
【００４７】
図３において、時刻３１は振動発生機構としてのシャッタ駆動部９がその駆動により振動を発生した時刻であり、出力３２は、時刻３１における振動の発生前後の振動ジャイロセンサ２１の出力であり、角度信号３３は、時刻３１の前後における角度信号である。また、誤検出信号３４は、時刻３１において振動ジャイロセンサ２１で検出される角度信号に含まれる誤検出信号である。
【００４８】
時刻３１において、シャッタ駆動部９が駆動すると、その駆動により発生した振動が、振動ジャイロセンサ２１において検出される。尚、出力３２が時刻３１近辺において振幅が大きくなっているのは、シャッタ駆動部９の駆動により発生した振動が振動ジャイロセンサ２１において検出されたことを表している。角度信号３３は、この出力３２を用いて算出される。但し、シャッタ駆動部９の駆動時の振動の周波数や振幅によっては、その駆動時以降に振動ジャイロセンサ２１から出力される角度信号３３のオフセットが変動してしまうことが知られており、これを振動ジャイロセンサ２１の誤検出と呼ぶ。図３（ｂ）においては、誤検出信号３４によって、角度信号３３は時刻３１を境に角度０度となる出力（オフセット）がプラス側に変動している。
【００４９】
次に図４および図５を用いて、振動ジャイロセンサ２１の配置と振動発生機構としてのシャッタ駆動部９の駆動方向４１の関係について説明する。
【００５０】
図４は従来の撮像装置における、振動ジャイロセンサ２１の配置とシャッタ駆動部９の駆動方向４１の関係について説明する図である。また、図５は本実施例に係る撮像装置における、振動ジャイロセンサ２１の配置とシャッタ駆動部９の駆動方向の関係について説明する図である。
【００５１】
図４において、駆動方向４１は、シャッタ駆動部９の駆動方向を表しており、ジャイロホルダ４２ａは、各振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃを保持する。カメラ側ぶれ補正部１５には、撮像素子６を、光軸４と直行する平面内において並進駆動および回転駆動させるため、ピッチ、ヨー、ロール回転方向の振動を検出するため３つの振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃがジャイロホルダ４２ａに実装されている。
【００５２】
振動ジャイロセンサ２１ａは、その内部に１つの振動子２２ａ１を備え、ピッチ回転方向の振動の検出を行う。
【００５３】
振動ジャイロセンサ２１ｂは、その内部に１つの振動子２２ａ２を備え、ヨー回転方向の振動の検出を行う。
【００５４】
振動ジャイロセンサ２１ｃは、その内部に１つの振動子２２ａ３を備え、ロール回転方向の振動の検出を行う。
【００５５】
このように従来の撮像装置では、カメラ本体１に対して、水平な軸をＸ軸、垂直な軸をＹ軸、光軸４の方向をＺ軸とし、各軸周りの回転を夫々、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向として、各振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃを用いて検出していた。すなわち図４においては、３つの振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃは夫々、検出軸２５が図４に示したＸＹＺ座標と平行になるように配置されている。
【００５６】
このような配置の場合、シャッタ駆動部９の駆動方向４１と、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの検出振動方向２７が一致するため、シャッタ駆動部９の駆動によって発生した振動によって、振動子２２ａ１が検出振動方向２７に振動しやすくなる。このような場合、図３で説明した誤検出信号３４が発生しやすくなってしまう。
【００５７】
尚、図４では、振動子２２ａ１は音叉タイプ振動子２２ａとして説明しているが、振動子２２の形状によらず、検出振動方向２７がシャッタ駆動部９の駆動方向４１と一致してしまうような配置の場合、上述のような誤検出信号３４が発生しやすい。多くの振動ジャイロセンサはコリオリ力を利用して回転角速度検出を行うため、検出軸２５方向と垂直な平面内に検出振動方向２７が設けられる。従って、図４のような構成においてはシャッタ駆動部９の駆動方向４１に垂直な平面に検出軸２５を持つピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａが誤検出信号３４を発生させやすい構成となっている。
【００５８】
一方、本実施例では、ロール軸周りに回転可能なジャイロホルダ４２ｂ１に図５のように各振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃを配置することにより誤検出信号３４の発生を抑制させる。
【００５９】
図５は、ジャイロホルダ４２ｂ１をロール軸周りにθ（矢印５１）だけ回転させた状態を模式的に表している。図５のようにジャイロホルダ４２ｂ１の向きを傾けると、シャッタ駆動部９の駆動方向４１から、振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂに配置された振動子２２ａ１，２２ａ２の検出振動方向２７をずらすことができる。これにより、誤検出信号３４の発生を抑制することができる。すなわち本実施例では、振動ジャイロセンサ２１の検出軸２５に垂直な平面をシャッタ駆動部９の駆動方向４１からずらすことで、誤検出信号３４の発生を抑制することができる。
【００６０】
尚、図５ではジャイロホルダ４２ｂ１自体を不図示の回転部によりロール軸周りにθ（矢印５１）だけ回転させているが、かかる構成に限定されない。後述する図６Ｂのジャイロホルダ４２ｂ２のように、ジャイロホルダ４２ｂ２の上面および側面の一部に斜面を回転部として形成し、その斜面に振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを実装するように配置してもよい。
【００６１】
尚、図５のように振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの振動子２２ａ１，２２ａ２の各検出軸２５を、検出したいピッチ軸、ヨー軸から傾けた場合、振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂから出力された角速度信号を用いて所望のぶれ量を検出可能である。本実施例では、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａとヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂは夫々同じ検出精度を有し、また、検出軸２５が互いに直行するように配置される。そのため、振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの夫々から出力された角速度信号をベクトル合成することにより、ピッチ軸、ヨー軸周りの角速度を、夫々一方の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを用いて検出する場合と同様の精度で、検出可能である。
【００６２】
一方で、ロール用の振動ジャイロセンサ２１ｃは、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａやヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂより低い検出精度を有する。これは一般的な手ぶれにおいて、ピッチ軸やヨー軸周りの角速度と比較してロール軸周りの角速度は、速い周波数や大きな角速度の入力がなされないこと等による。
【００６３】
よって、ロール用の振動ジャイロセンサ２１ｃから出力された角速度信号を、ピッチ軸、ヨー軸周りの角速度を検出する際に用いるのは好ましくない。従って、振動ジャイロセンサ２１ａの検出振動方向２７をシャッタ駆動部９の駆動方向４１からずらすように、ジャイロホルダ４２ｂ１を傾ける場合、ピッチ軸やヨー軸周りに回転させるよりも、ロール軸周りに回転させるほうが好ましい。つまり、ロール用の振動ジャイロセンサ２１ｃの検出軸２５は、光軸４と並行であることが好ましい。
【００６４】
次に図６Ａ，図６Ｂを用いて、振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃの配置とその際に夫々に入力される振動の周波数応答について説明する。
【００６５】
図６Ａ（ａ）は、従来の撮像装置のジャイロホルダ４２ａに配置された各振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃをＺ軸方向から観察した図を表している。
【００６６】
図６Ａ（ｂ）は、ジャイロホルダ４２ａに対してＹ軸方向にシャッタ駆動部９の駆動により振動が加えられた際の、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの各検出軸２５の方向の振動の周波数応答を表したグラフである。
【００６７】
図６Ｂ（ａ）は、本実施例の撮像装置のジャイロホルダ４２ｂ２に配置された各振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃをＺ軸方向から観察した図を表している。図６Ｂ（ａ）に示す要に、ジャイロホルダ４２ｂ２では、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａおよびヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂはロール軸周り３０度だけ傾けて配置される。具体的には、ジャイロホルダ４２ｂ２の上面および側面の一部に斜面を回転部として形成し、その斜面に振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを実装するように配置する。
【００６８】
図６Ｂ（ｂ）は、ジャイロホルダ４２ｂ２に対してＹ軸方向にシャッタ駆動部９の駆動により振動が加えられた際の、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出軸２５の方向の振動の周波数応答を表した図である。
【００６９】
ジャイロホルダ４２ａ（図６Ａ）は、従来のジャイロホルダである。
【００７０】
ジャイロホルダ４２ｂ２（図６Ｂ）は、本実施例に係るジャイロホルダであって、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂをロール軸周りに回転させて実装することが可能である。
【００７１】
緩衝材６２ａ，６２ｂは、各ジャイロホルダ４２ａ，４２ｂ２を挟み込む緩衝材である。
【００７２】
ジャイロユニットカバー６３は、各ジャイロホルダ４２ａ，４２ｂ２を緩衝材６２ａ，６２ｂを介してカメラ本体１に固定する。このように、各ジャイロホルダ４２ａ，４２ｂ２は、その上側に配置される緩衝材６２ａおよび下側に配置される緩衝材６２ｂによって挟み込まれた状態でカメラ本体１に固定される。
【００７３】
ジャイロユニット６４ａ，６４ｂは、緩衝材６２ａ，６２ｂを用いて各ジャイロホルダ４２ａ，４２ｂ２をカメラ本体１に固定しているユニット全体を指しており、カメラ側ぶれ検出部１６に含まれる。すなわち、ジャイロユニット６４ａは従来のジャイロホルダ４２ａをカメラ本体１に固定しており、ジャイロユニット６４ｂは本実施例に係るジャイロホルダ４２ｂ２をカメラ本体１に固定している。
【００７４】
図６Ａ（ｂ）は、ジャイロユニット６４ａに対してＹ軸方向にシャッタ駆動部９の駆動により振動が加えられた際の、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの各検出軸２５の方向の振動の周波数応答を模式的に表したグラフである。以下、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの検出軸２５の方向をωｐ方向とし、ヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂの検出軸２５の方向をωｙ方向という。
【００７５】
図６Ａ（ｂ）のグラフからわかるように、図６Ａ（ａ）のように振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂが配置された場合、ヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂの検出軸２５の方向であるωｙ方向へはよく振動が伝わる。すなわち、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａが振動を検出する検出振動方向２７の周波数応答６５ａが大きい。よってピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａにおいて誤検出を引き起こす可能性がある。
【００７６】
一方、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの検出軸２５の方向であるωｐ方向へはあまり振動は伝わらない。すなわち、ヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂが振動を検出する検出振動方向２７の周波数応答６６ａは小さい。
【００７７】
尚、図６Ａ（ｂ）のグラフの実線で示す周波数応答６５ａが右肩下がりになっているのは、ジャイロユニット６４ａにおいてジャイロホルダ４２ａが緩衝材６２ａ，６２ｂに挟み込まれて固定されているためである。すなわち、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａに入力される高い周波数の振動はカットされるためである。
【００７８】
尚、周波数応答６５ａ，６６ａは、ジャイロユニット６４に入力される振動の周波数ごとに、各振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出軸２５の方向へ伝わる振幅に対するジャイロユニット６４への入力振幅の比がゲインとして、対数で表されている。
【００７９】
以上説明した通り、従来のジャイロユニット６４ａにおいては、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａにおいて誤検出を引き起こす可能性がある。
【００８０】
そこで、本実施例では、ジャイロユニット６４ｂにおいて、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを図６Ｂ（ａ）のように配置する。これにより、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの検出軸２５の方向であるωｐ方向はＸ軸と角度をなすようになり、また、ヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂの検出軸２５の方向であるωｙ方向もＹ軸とは角度をなすようになる。
【００８１】
図６Ｂ（ｂ）は、ジャイロユニット６４ｂに対してＹ軸方向にシャッタ駆動部９の駆動により振動が加えられた際の、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの各検出軸２５の方向の振動の周波数応答を表したグラフである。
【００８２】
図６Ｂ（ｂ）において実線で示す周波数応答６５ｂは、従来のジャイロユニット６４ａに振動が加えられた際の周波数応答６５ａに比べ、全体的にゲインが下がっている。すなわち、図６Ｂ（ａ）のようなジャイロユニット６４ｂを用いると、Ｙ軸方向の振動がヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂの検出軸２５の方向であるωｙ方向には伝わりにくくなっていることがわかる。一方で図６Ｂ（ｂ）において破線で示す周波数応答６６ｂは、従来のジャイロユニット６４ａに振動が加えられた際の周波数応答６６ａに比べ、全体的にゲインが上がっている。すなわち、図６Ｂ（ａ）のようなジャイロユニット６４ｂを用いると、Ｙ軸方向の振動がピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの検出軸２５の方向であるωｐ方向には伝わりやすくなっていることがわかる。しかしながら、その比率としてはωｙ方向への振動の伝わりやすさよりも十分小さい。
【００８３】
従って、ωｙ方向と検出振動方向２７が一致するピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａにおいて、シャッタ駆動部９の駆動方向４１であるＹ軸方向へ振動が印加された場合に誤検出を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【００８４】
尚、図６Ｂ（ｂ）で示す周波数応答６５ｂ，６６ｂは、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを夫々、図６Ａ（ａ）に示す従来の配置状態からロール軸周りに３０度だけロール軸周りに回転させた場合の周波数応答である。このようにピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出軸２５を傾けると、ωｐ方向への振動の伝わりやすさ（ゲイン）がおおよそ１０％ほど（１ｄＢ程度）軽減される。よって、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出軸２５を夫々Ｘ軸及びＹ軸から３０度以上傾けると、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａの誤検出の発生を抑制する効果が得られる。
【００８５】
次に図７を用いて、本実施例の変形例としての振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃの配置について説明する。
【００８６】
図７（ａ）は、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを、図６Ａ（ａ）に示す従来の配置状態から４５度だけロール軸周りに回転させた場合の図である。
【００８７】
ジャイロホルダ４２ｂ３は、その上面および側面において、４５度の斜面が形成され、その各斜面上に振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂが配置されている。
【００８８】
かかる配置により、シャッタ駆動部９の駆動方向４１であるＹ軸方向とピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの各検出軸２５の方向であるωｐ方向及びωｙ方向が夫々４５度の角度をなすようになる。この配置は、シャッタ駆動部９の駆動により振動がジャイロユニット６４ｂに加えられるＹ軸方向と、振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出振動方向２７とのなす角が同時に最も大きくなる配置である。従って、図７（ａ）のように振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂを配することで、カメラ本体１の手ぶれを検出する精度を落とさずにシャッタ駆動部９の駆動時の振動による振動ジャイロセンサ２１ａの誤検出の発生を最も抑制することが可能となる。
【００８９】
図７（ｂ）は、図６Ａ（ａ）に示す従来の配置状態から、ピッチ用の振動ジャイロセンサ２１ａを６０度だけロール軸周りに回転させる一方、ヨー用の振動ジャイロセンサ２１ｂを３０度だけロール軸周りに回転させた場合の図である。
【００９０】
ジャイロホルダ４２ｂ４は、その両側面において、６０度の斜面が形成され、その各斜面上に振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂが配置されている。
【００９１】
かかる配置により、シャッタ駆動部９の駆動によるＹ軸方向とピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの検出振動方向２７がどちらも６０度程度の角度をなす。このため、シャッタ駆動部９の駆動による振動に対して振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの耐性が高くなる。つまり、シャッタ駆動部９の駆動による振動に対する振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの耐性のみを考えると、図７（ｂ）のような構成はより好ましい。一方で、カメラ本体１の手ぶれを検出する精度に関しては、ピッチ用及びヨー用の振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂの夫々の検出軸２５がなす角が９０度よりも小さくなってしまうため、検出精度が悪くなってしまう。特に、ピッチ方向のぶれ検出に関して精度が悪くなることが考えられる。但し、振動ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂにおける角速度検出精度が十分あり、ベクトル変換によってユーザが所望する方向のぶれ量を検出可能であれば、図７（ｂ）のような構成とすることが好ましい。
【００９２】
以上説明したように、振動ジャイロセンサ２１ａの検出軸２５に垂直な平面を、振動発生機構であるシャッタ駆動部９の駆動方向４１からずらすように配置する。これにより、振動発生機構であるシャッタ駆動部９の駆動によって発生した振動による振動ジャイロセンサ２１ａの誤検出の発生を抑制することが可能となる。
【００９３】
（実施例２）
以下、図８を参照して、本発明の実施例２に係る撮像装置について説明する。
【００９４】
図８は、本実施例に係る撮像装置における、カメラ側ぶれ検出部１６に含まれる振動ジャイロセンサ８１の配置、及び振動発生機構としてのシャッタ駆動部９の駆動方向４１の関係について説明する図である。図８において、図５と同一の符号が付してあるものは夫々対応している。
【００９５】
本実施例のジャイロホルダ８４は、実施例１のジャイロホルダ４２ｂ１が１軸の振動ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃを備えていたのに対し、複数の振動子が設けられ、複数の方向の角速度を検出可能な多軸の振動ジャイロセンサを備える。より具体的には本実施例では、ジャイロホルダ８４は、互いに直交する検出軸を有する２つの振動子８２ａ，８２ｂを持つ振動ジャイロセンサ（以下、２軸の振動ジャイロセンサと呼ぶこととする）８１を備える。また、図８においては不図示であるが、ロール回転方向の手ぶれを検出するための１軸の振動ジャイロセンサ２１ｃをジャイロホルダ８４は更に有していてもよい。
【００９６】
振動子８２ａは、検出軸の方向がωｐ方向であって、ωｐ方向に垂直な平面に設けられる第１の方向の振動を検出する。
【００９７】
振動子８２ｂは、検出軸の方向がωｙ方向であって、ωｙ方向に垂直な平面に設けられる第２の方向の振動を検出する。
【００９８】
コントローラ８３は、２軸の振動ジャイロセンサ８１内に設けられ、振動子８２ａ，８２ｂにおいて検出された振動を２軸の振動ジャイロセンサ８１内にある不図示の圧電素子を介して回転角速度として検出する。
【００９９】
矢印８５は、不図示の回転部により２軸の振動ジャイロセンサ８１をロール軸周りに回転させた角度を示す。
【０１００】
本実施例では矢印８５のように、２軸の振動ジャイロセンサ８１をロール軸周りに回転させる。すなわち、振動子８２ａ，８２ｂの検出軸ｂの方向（ωｐ，ωｙ方向）を、振動発生機構としてのシャッタ駆動部９の駆動方向であるＹ軸方向からずらす。これによりシャッタ駆動部９の駆動時の振動による２軸の振動ジャイロセンサ８１の誤検出の発生を抑制する。
【０１０１】
図８において、不図示の回転部により矢印８５で表すようなロール軸周りの回転を２軸の振動ジャイロセンサ８１にさせていない場合（角度θが０であった場合）、振動子８２ａはピッチ方向の振動を検出し、振動子８２ｂはヨー方向の振動を夫々検出する。しかしながらこの場合、振動子８２ａの検出振動方向２７がシャッタ駆動部９の駆動方向４１と一致しているため、２軸の振動ジャイロセンサ８１において誤検出信号３４が発生してしまう可能性がある。
【０１０２】
そこで図８のように、２軸の振動ジャイロセンサ８１をロール軸周りに回転させ、振動子８２ａの検出振動方向２７をシャッタ駆動部９の駆動方向４１からずらすように配置し、２軸の振動ジャイロセンサ８１の誤検出の発生を抑制する。
【０１０３】
さらに、３軸の振動ジャイロセンサの場合も２軸の振動ジャイロセンサの場合と同様に、シャッタ駆動部９の駆動方向４１と、すべての振動ジャイロセンサの検出振動方向が一致しないようにする。すなわち、３軸の振動ジャイロセンサの１つの検出振動方向がシャッタ駆動部９の駆動方向４１と直交し、かつ、残りの２つの検出振動方向が前述した２軸の振動ジャイロセンサ８１の検出振動方向となるように、３軸の振動ジャイロセンサを配置すればよい。
【０１０４】
以上のように、カメラ側ぶれ検出部１６が多軸の振動ジャイロセンサを含む場合、検出振動方向２７がシャッタ駆動部９の駆動方向４１と一致する振動子の検出軸の方向をずらすようにジャイロホルダ内の多軸の振動ジャイロセンサを回転させる。これにより、振動発生機構の駆動時の振動による多軸の振動ジャイロセンサの誤検出の発生を抑制することが可能となる。
【０１０５】
尚、実施例１，２においては、本発明に係る角速度検出装置が撮像装置である場合について説明したがこれに限定されない。すなわち、本発明に係る角速度検出装置は、駆動により振動を発生する振動発生機構の近傍に配置され、カメラ側ぶれ検出部１６と同様の構成を有する装置であれば、撮像装置でなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１  カメラ本体
２  レンズ鏡筒
９  シャッタ駆動部
１４ａ  レンズ側ぶれ補正部
１５  カメラ側ぶれ補正部
１６  カメラ側ぶれ検出部 
１７  レンズ側ぶれ検出部
２１  振動ジャイロセンサ
２２  振動子
２３  コントローラ
【図１】
2020197632.tif 000003
【図２】
2020197632.tif 000004
【図３】
2020197632.tif 000005
【図４】
2020197632.tif 000006
【図５】
2020197632.tif 000007
【図６Ａ】
2020197632.tif 000008
【図６Ｂ】
2020197632.tif 000009
【図７】
2020197632.tif 000010
【図８】
2020197632.tif 000011