(57)【要約】【課題】自重支持、耐衝撃のために不必要に大きな駆動力が必要とされ、さらに、駆動反作用によってカメラ本体が振動する。【解決手段】撮像素子及びそれと一体になって動作する撮像素子ユニットと、撮像素子ユニットと同じ質量を持ったカウンターウェイトと、撮像素子ユニットとカウンターウェイトが両端に接続され中央部がカメラ本体に回動可能に支持された一つ以上のリンク手段と、撮像素子ユニットとカウンターウェイトの間で駆動力を発生する駆動手段とによって構成されていることで、撮像ユニット駆動反力を打ち消してカメラ本体の振動を防止するとともに、カメラ本体の姿勢や、外部から印加される加速度（振動）による撮像ユニットの変位を無くすことで、最大駆動力がより小さい駆動手段を用いることが出来、カメラの小型化、低コスト化を図ることが出来る。【選択図】図２
2010281997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子を光軸に沿って垂直な面内で移動させる撮像素子駆動手段と、
前記撮像素子と同等の質量を有するカウンターウェイトと、
前記カウンターウェイトを光軸に沿って垂直な面内で移動させるカウンターウェイト駆動手段と、を備え、
前記カウンターウェイト駆動手段は、前記撮像素子駆動手段が前記撮像素子を移動させる方向と逆の方向に前記カウンターウェイトを移動させる、
手ぶれ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は近年広く普及しつつある、カメラに搭載されている手ぶれ補正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の手ぶれ補正装置は、特開２００７−２５６１６号公報にその一例が記載された撮像素子駆動方式が一方式として知られている。
【０００３】
図１１に従来の手ぶれ補正装置の構成を示す。
【０００４】
図１１において、２０１はカメラ本体、２０２はレンズ、２０３は撮像素子、２０４は撮像素子中心で、２００はレンズ２０２と撮像素子２０３の中心を通る光軸である。  また、２０５はカメラ本体の向きの変化を検出するジャイロ、２０６はジャイロ２０５の検出出力を受けて撮像素子２０３の位置を制御する駆動部である。
【０００５】
図１１（ａ）は手ぶれ前の状態を示しており、被写体から光軸２００に沿って入射した光線が、撮像素子２０３の中心に入射して結像している。
【０００６】
図１１（ｂ）は下向きに発生した手ぶれ発生後の状態を表わしている。
【０００７】
図１１（ｂ）において、２０３Ａは本体内において図１１（ａ）と同じ位置にある手ぶれ補正前の撮像素子２０３の位置を表わしており、手ぶれの発生により、図１１（ａ）で撮像素子中心に結像していた被写体の像は、補正前の撮像素子位置２０３Ａでは撮像素子の中心から下方向に移動してしまう。
【０００８】
手ぶれ補正は、手ぶれが発生しても手ぶれ前と同じ撮像素子上の位置に被写体の像を結像させることであり、ジャイロ２０５で検出したカメラ本体２０１のぶれ量に従って、駆動部２０６が撮像素子２０３の位置を２０３Ｂの位置に移動させることによって、手ぶれ前に撮像素子２０３の中心に結像していた像を、手ぶれ発生後も撮像素子２０３の中心に結像させることで手ぶれ補正を実現している。
【０００９】
このように、従来の手ぶれ補正装置は、カメラの露光時間内における手ぶれによる姿勢の変動を検出し、撮像面上の像位置の動きに追従するように撮像素子を平行移動、あるいは回転することによって、撮影画像への手ぶれの影響を抑制している。
【００１０】
コンパクトデジタルカメラの場合、手ぶれ角度はカメラの向きに関してピッチ方向、ヨー方向、ロール方向共に１Ｈｚ以下で約０．８度ｐｐの最大振幅を持っており、手プレ補正メカニズムにはそれ以上の可動範囲が必要であるとともに、１０Ｈｚ前後に０．２度ｐｐ程度の振幅の振動的な成分も含むため、その周波数・振幅に対する追従能力も必要である。
【００１１】
レンズ２０２の焦点距離を１００ｍｍと仮定すると、０．８度のぶれに対して、撮像素子２０３上の像の位置は１００ｍｍｘｔａｎ０．８＝１．４ｍｍ移動するが、仮にその周波数を５Ｈｚとし、中心からの振幅を０．７ｍｍとすると、その最大加速度は０．６９ｍ／ｓ２で０．０７Ｇとなる。  また、０．２度ｐｐの振幅は中心からの振幅で０．１度であり、像位置の０．１７ｍｍの移動となって、１０Ｈｚなのでその加速度は０．６７ｍ／ｓ２、０．０６８Ｇとなる。  これらの加速度は遠く１Ｇに及ばない点に留意する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２５６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の構成では、特開２００７−２５６１６号公報に開示されているように、電磁式のアクチュエータが駆動部に用いられており、撮像素子が垂直になるような撮影姿勢において、撮像素子中心を光軸中心に位置させるためには、電磁アクチュエータによる駆動力によって撮像素子を支える必要がある。
【００１４】
撮像素子を支えるために、電磁アクチュエータには１Ｇ以上の駆動力が必要で、さらに外部からの振動・衝撃が加わることを想定し、通常３Ｇ以上の駆動力を発生できるように設計される。
【００１５】
しかしながら、前記したように、手ぶれ補正に必要な駆動力は０．０７Ｇ程度であり、３Ｇ以上の駆動力は自重を支えるためにその９７％が消費されるという、無駄な設計が行われていた。
【００１６】
また、撮像素子の質量、カメラ本体の慣性モーメントと重心から撮像素子までの距離を勘案すると、駆動反力によるカメラ本体の回転が０．０１度を超える場合もあり得る。
【００１７】
図１２を用いて駆動反力によるカメラ本体の回転について説明する。
【００１８】
図１２において、２００、２０１、２０３は図１１と同じ、２２０はカメラの重心、２２１は撮像素子駆動方向、２２２は撮像素子駆動反力、２２３は撮像素子駆動反力２２２によるカメラの回転方向である。
【００１９】
図１１に示したように、カメラ本体２０１が下向きにぶれた場合、撮像素子２０３は下向きに駆動される。  図１２において撮像素子２０３が撮像素子駆動方向２２１に示したように下向きに駆動されると、その駆動反力は撮像素子駆動反力２２２で示すようにカメラ本体２０１の後端において上向きに発生し、カメラ重心２２０との距離に応じたカメラ本体２０１を下向きに回転させるモーメントとなる。
【００２０】
つまり、撮像素子駆動反力２２２によって、カメラ本体２０１のぶれ量が拡大する方向に正帰還がかかることとなり、本来のぶれ量以上のぶれが発生することによる手ぶれ補正誤差の拡大や、最悪ケースでは正帰還による発散という事態もあり得る。
【００２１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、自重支持による駆動力、ひいては、消費電力の無駄を無くすと共に、撮像素子駆動反力による性能劣化のない手ぶれ補正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】
【００２２】
従来の課題を解決するために、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子及びそれと一体になって動作する撮像素子ユニットと、撮像素子ユニットと同じ質量を持ったカウンターウェイトと、撮像素子ユニットを駆動する撮像素子ユニット駆動手段と、カウンターウェイトを駆動するカウンターウェイト駆動手段とによって構成され、カウンターウェイト駆動手段は、撮像素子ユニット駆動手段が撮像素子ユニットを駆動する方向の逆方向にカウンターウェイトを駆動することで、撮像ユニット駆動反力を打ち消してカメラ本体の振動を防止し、手ぶれ補正の効果を向上させることが出来る。
【００２３】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子及びそれと一体になって動作する撮像素子ユニットと、撮像素子ユニットと同じ質量を持ったカウンターウェイトと、撮像素子ユニットとカウンターウェイトが両端に接続され中央部がカメラ本体に回動可能に支持された一つ以上のリンク手段と、撮像素子ユニットとカウンターウェイトの間で駆動力を発生する駆動手段とによって構成されていることで、撮像ユニット駆動反力を打ち消してカメラ本体の振動を防止するとともに、カメラ本体の姿勢や、外部から印加される加速度（振動）による撮像ユニットの変位を無くすことで、最大駆動力がより小さい駆動手段を用いることが出来、カメラの小型化、低コスト化を図ることが出来る。
【００２４】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段は、中央部をレンズ光軸方向に移動可能、レンズ光軸垂直方向には固定され、かつ、回動可能に支持され、撮像素子ユニットは、カメラ本体に設けられたガイド手段により、レンズ光軸に垂直な一つの平面内でのみ移動、及び／あるいは、回転可能となることで、リンク機構による撮像ユニットとカウンターウェイトの距離の変化は、リンク支持部をリンクが軸方向に移動して吸収することで、手ぶれ補正駆動によって撮像ユニットとカウンターウェイト間隔が変化しても、撮像ユニットの光学的な位置は変化せず、撮像素子を焦点面に維持することが出来る。
【００２５】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、ガイド手段は、レンズの像面湾曲に沿って撮像素子が移動するように形成されていることにより、像面歪曲のある光学系において、撮像ユニットが移動しても像面に対する誤差を最小に抑えることが出来る。
【００２６】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段は、中央部をレンズ光軸方向及びレンズ光軸垂直方向共に弾性的に支持されていることにより、反作用除去性能を維持しながら、摩擦抵抗やガタなどの非線形特性を無くすことにより、微動性能を向上させることが出来る。
【００２７】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段を弾性的に支持している部材はゴム板であり、ゴム板の中央に開けられた穴にリンク手段が固定され、ゴム板の周辺がカメラ本体に固定されており、ゴム板のたわみによって、リンク手段の回動、レンズ光軸方向の移動が実現されていることにより、反作用除去性能を維持しながら、摩擦抵抗やガタなどの非線形特性を無くすことにより、微動性能を向上させることが出来る。
【００２８】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段の両端はリンク長を直径とする球面で構成されていることにより、撮像素子ユニットとカウンターウェイトの間隔を球の直径で一定に保つことが出来、撮像素子ユニットがレンズ光軸方向にずれない平行移動が出来るとともに、転がり支持により摩擦抵抗を低減して微動性能を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段の両端の球面の中央に設けられたピンと、撮像素子ユニット、及び、カウンターウェイトに設けられた穴とが勘合していることにより、撮像素子ユニット及びカウンターウェイトとリンク手段の間のスリップを防止することで、撮像素子ユニットとカウンターウェイトの中心位置がずれることを防止出来る。
【００３０】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段は２本以上存在し、撮像素子ユニットのリンク手段との接続部の間隔と、カウンターウェイトのリンク手段との接続部の間隔が異なることにより、像面歪曲のある光学系において、撮像素子ユニットが移動しても像面に対する誤差を最小に抑えることが出来る。
【００３１】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子ユニットと支持部間、カウンターウェイトと支持部間の比がａ：ｂの位置であり、撮像素子ユニットとカウンターウェイトの質量比はｂ：ａであることにより、ａ＜ｂの場合に前記カウンターウェイトの軽量化が可能となる。
【００３２】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、リンク手段はワイヤであり、撮像素子ユニットとカウンターウェイトとの接続部は固定されていることにより、撮像素子ユニット及びカウンターウェイトとリンクの接合部における摩擦抵抗やガタによる非線形特性をなくすことで、微動性能を上げることが出来る。
【００３３】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、ワイヤは複数存在して、レンズ光軸を取り巻くように配置されており、それらの外周側からレンズ光軸に向かって、Ｖ字型の凹部を持つプレートによって取り巻くように支持されていることにより、簡易な支持構造で回転と摺動を実現できる。
【００３４】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子ユニットの前記ワイヤ接続部は、撮像素子ユニットに対して前記カウンターウェイトの反対側に位置しており、撮像素子ユニットとカウンターウェイトが引き合う力によってワイヤに張力が与えられる構造となっていることにより、撮像素子ユニットとカウンターウェイトが共に中央に位置する際に、ワイヤ支持点間の距離が最小値になるようにすることで、駆動力ゼロの位置を安定点とすることで、マグネットによる吸引を安全に実施することが出来る。
【００３５】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子及びそれと一体になって動作する撮像素子ユニットと、一端にカウンターウェイトが固定され他端が撮像素子ユニットに接続されて、中央部で回動可能にカメラ本体に支持された１つ以上のリンク手段と、カメラ本体に対して撮像素子ユニットを駆動する駆動手段とによって構成され、１つ以上のリンク手段に固定されたカウンターウェイトの質量の合計は撮像素子ユニットの質量に等しいことにより、カメラ本体の姿勢や、外部から印加される加速度（振動）による撮像素子ユニットの変位を無くすことで、最大駆動力がより小さい駆動手段を用いることが出来、カメラの小型化、低コスト化を図ることが出来る。
【００３６】
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像素子ユニットと支持部間、カウンターウェイトと支持部間の比がａ：ｂの位置であり、撮像素子ユニットとカウンターウェイト合計の質量比はｂ：ａであることで、ａ＜ｂの場合にカウンターウェイトの軽量化が可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の手ぶれ補正装置によれば、手ぶれ補正に必要十分な駆動力と消費電力で手ぶれ補正機能を実現できると共に、撮像素子駆動反力による手ぶれ補正性能の劣化を防止出来る。
【００３８】
さらに、自重支持に必要な駆動力がほぼゼロであることから、カメラ本体の姿勢による駆動負荷の変化が無く、姿勢による特性の変動が無い手ぶれ補正効果を得ることが出来る。
【００３９】
さらに、外部からの衝撃に対しても駆動力マージンを大きく取る必要がないため、より小型のアクチュエータを用いることが出来、装置の小型化も実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１における手ぶれ補正装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における手ぶれ補正装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における手ぶれ補正装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４における手ぶれ補正装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態５における手ぶれ補正装置の構成図
【図６】本発明の実施の形態６における手ぶれ補正装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態７における手ぶれ補正装置の構成図
【図８】本発明の実施の形態８における手ぶれ補正装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態８における手ぶれ補正装置の詳細実施例の構成図
【図１０】本発明の実施の形態９における手ぶれ補正装置の構成図
【図１１】従来の手ぶれ補正装置の構成図
【図１２】従来の手ぶれ補正装置の駆動反力によるぶれの説明図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００４３】
図１において、１は光軸、２はカメラ本体、３はカメラ重心、４は撮像素子、５はカウンターウェイト、６は撮像素子駆動方向、７はカウンターウェイト駆動方向、８は撮像素子駆動反力、９はカウンターウェイト駆動反力、１０はジャイロ、１１は駆動部である。
【００４４】
図１２と同様にカメラ本体２が下向きにぶれたために撮像素子４を撮像素子駆動方向６で示す下向きに駆動することによって手ぶれ補正を行う場合で、同時に、カウンターウェイト５を撮像素子駆動方向６と反対方向（カウンターウェイト駆動方向）に駆動する。
【００４５】
それらの駆動の結果、撮像素子駆動反力８とカウンターウェイト駆動反力９が発生するが、撮像素子４とカウンターウェイト５を同質量として逆方向に動かした場合、撮像素子駆動反力８とカウンターウェイト駆動反力９は向きが異なり大きさの等しい力となるため、打ち消し合ってカメラ本体２を回転させるモーメントを発生しないので、駆動反力による手ぶれ補正性能の劣化を無くすることが出来る。
【００４６】
撮像素子４とカウンターウェイト５を逆方向に駆動する方法としては、それぞれ別個にアクチュエータと動作状態検出部を設けて、逆方向に同じ加速度で動作するように制御をかける方法がある。  
【００４７】
また別の方法として、例えば、カメラ本体２に固定されたモーターの出力軸に普通ねじの部分と逆ねじの部分を設け、それぞれの部分で撮像素子４とカウンターウェイト５を駆動するというような、一つの駆動源に２箇所の駆動部分を設けて逆方向に対称に駆動する方法もある。
【００４８】
また、実施の形態２で詳述するが、撮像素子４とカウンターウェイト５をリンクで接続してその中央部をカメラ本体２に回動可能に固定し、撮像素子４とカウンターウェイト５の間に設けたアクチュエータによって撮像素子４とカウンターウェイト５の間で駆動力を作用させることで作用反作用の関係を撮像素子４とカウンターウェイト５の間で閉じ、両者を合わせた重心の位置は変化しないということからリンク中央の支持部には駆動力が作用しないという方法もある。  またその場合、リンク中央から撮像素子４とカウンターウェイト５は釣合支持となるため、自重を支えるための駆動力が不要となる。  釣合状態はカメラ本体２の方向にかかわらずに成立するため、姿勢による負荷変動が無くなり、さらに、外部からの加速度に対しても釣合状態が維持されるために、撮像素子の位置を維持するための駆動力が原理的には不要となる。
【００４９】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における手ぶれ補正装置の構成図であり、図２（ａ）は撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の中心が共にメカニズムの中心線上に位置している初期状態を表わし、図２（ｂ）は撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３が一定量駆動された状態を示している。
【００５０】
図２（ａ）において、２１は撮像素子、２２は撮像素子を搭載した撮像素子ユニット、２３はカウンターウェイトで撮像素子ユニット２２の質量と同じ質量に設定されている、２４は撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を接続するリンクで両端の接続点は回動可能に固定されている、２５はリンク２４の中央部を回動可能に支持する固定部で撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３が釣合支持されることになる、２６は撮像素子とカウンターウェイト間で駆動力を発生するアクチュエータを構成するマグネット、２７は同じくコイル、２８は撮像素子２１の位置を検出する撮像素子位置検出器である。
【００５１】
なお、リンク２４は撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を支持するために複数のリンクが用いられ、基本的には全ての長さが等しく、かつ、平行に配置される。
【００５２】
この状態で、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３は釣合支持されていることから、本装置の姿勢及び外部から印加される加速度にかかわらず、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の位置を維持するために必要な駆動力は不要であり、前記した従来例の課題である撮像素子ユニット２２の自重を支えるためにマグネット２６とコイル２７で構成するアクチュエータの駆動力のほとんどを消費するという無駄を廃することが出来る。  なお、前記した手ぶれ補正に必要な加速度０．０７Ｇを得るための駆動力は、撮像素子ユニット２２に加えてカウンターウェイト２３も駆動しなければならないことから、従来例の２倍の駆動力が必要になるが、元々必要な駆動力が自重支持に必要な駆動力の１／１０以下であるので、２倍になっても１／５以下となり、釣合支持によって自重支持を不要とすることによる効果を何ら減ずるものではない。
【００５３】
なお、外部から印加される加速度が周波数範囲の広い衝撃的なものであった場合、メカニズムの誤差やガタによって撮像素子２１の位置が移動する場合があり得るが、メカニズムあるいはその周囲に緩衝作用を持たせるなど衝撃の周波数帯域を制御帯域以下にすることにより、位置検出器２８によって変位を検出して位置制御をかけることで対処可能である。
【００５４】
なお、外部から印加される加速度が回転モーメントを持つ場合にも、遠心力などのアンバランスによって撮像素子２１の位置が移動する場合があり得るが、位置検出器２８によって変位を検出して位置制御をかけることで対処可能である。
【００５５】
図２（ｂ）において、５１ａと５１ｂはマグネット２６とコイル２７によって撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の間に発生する駆動力、５２ａと５２ｂは駆動力５１の結果撮像素子ユニットとカウンターウェイトが動作する移動方向、５３はその結果リンク２４が回動する回転方向である。
【００５６】
マグネット２６とコイル２７によって発生する駆動力５１ａと５１ｂは作用反作用として撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の間にのみ働き、それぞれを移動方向５２ａと５２ｂに示す方向に駆動する。
【００５７】
カウンターウェイト２３は撮像素子ユニット２２の質量と同じ質量であるのでそれぞれの移動量は等しくなり、その結果、リンク２４の中央部は変位しない状態となるため、支持部２５には駆動による力は働かない。  このことは、手ぶれ補正装置の動作によってカメラ本体を回転させるモーメントを発生しないことを意味し、手ぶれ補正装置の駆動反力による手ぶれ補正性能の劣化を無くすることが出来る。
【００５８】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００５９】
図３において、２１〜２８は図２と同じものであり、３１は固定部２５に設けたガイド面でカメラ光軸に垂直な基準平面であり、３２はガイド面３１上で撮像素子ユニット２２を摺動させる際の摩擦抵抗を低減するベアリングである。
【００６０】
図２において、リンク２４の中央部を固定部２５で支持した場合に、リンク２４の両端は支持部を中心とした円を描く。  その結果、複数のリンク２４が等長かつ平行であれば、その両端に取り付けられた撮像素子ユニットとカウンターウェイトは平行関係を維持して移動するものの、光軸方向の位置は変化してしまう。
【００６１】
この問題を解決するために、光軸方向の位置を維持することが必要な撮像素子ユニット２２をガイド面３１に沿って平行に移動するように光軸方向を位置決めし、リンク２４は光軸に垂直な方向のみを固定部２５で支持して、光軸に平行な方向を摺動可能にすることで、手ぶれ補正が動作して撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３が中心から変位した場合においても、撮像素子の光軸方向の位置を維持し、撮像素子プレとカウンターウェイト２３の距離が接近した分をリンク２４が固定部２５の中を滑って吸収することで、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３による手ぶれ補正動作を円滑に維持することが出来る。
【００６２】
なお、前記説明から容易に推測できるように、ガイド面３１を任意の形状にすることが可能であり、例えば、レンズの収差の一つである像面歪曲に従って撮像素子２１が移動するようにガイド面３１を湾曲させることで、撮像素子の移動に伴う像面歪曲によるフォーカス誤差を低減することが出来る。
【００６３】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００６４】
図４において、３５は弾性部材であり、リンク２４の中央部に接着された円盤状で、その周囲が固定部２５に接着されている。
【００６５】
この構成により、円盤状の弾性部材３５がたわむことでリンク２４の回転と光軸方向の平行移動を行わせることが出来、実施の形態３では固定部２５とリンク２４の間に滑りを持たせる構成であったために発生する摩擦抵抗の不安定性の影響を除去し、設計可能な弾性部材のバネ定数で置き換えることで、動作を安定にすることが出来る。
【００６６】
なお、弾性部材３５は光軸に垂直な方向にも弾性を持つために、リンク２４の光軸に垂直な方向の支持に弾性的な誤差を生じるが、実施の形態２で述べた位置制御によって撮像素子２１の位置は維持することが出来る。  また、この弾性は、実施の形態２で述べた、外部からの衝撃的な加速度に対する緩衝作用を持つ部材としても作用することで、外部からの衝撃的な加速度に対する耐性を向上させることが出来る。
【００６７】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００６８】
図５において構成要素は図２と同じであるが、リンク２４の両端の形状がリンク長を直径とし中心がリンクの中心にある球面となっている点が異なる。
【００６９】
リンク２４の両端をこの形状とすることで、リンク２４の回動による撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の間の距離の変化を無くすことが出来るため、撮像素子２１の光軸方向の位置を一定に保つことが出来る。
【００７０】
なお、この構成とした場合にはリンク２４と撮像素子ユニット２２及びカウンターウェイト２３の間の接続は、例えば撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の間にマグネットによる吸引力を作用させてリンク２４を挟み込むなどの構成が必要となり、また、リンク２４と撮像素子ユニット２２あるいはカウンターウェイト２３の間に滑りが発生しないように、リンク２４の端点にピンを立てて撮像素子ユニット２２あるいはカウンターウェイト２３に設けた穴にはめ込むなどの構成が必要である。
【００７１】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００７２】
図６において構成要素は図２と同じであるが、リンク２４の固定部２５による支持位置が中央から撮像素子ユニット２２に近い位置に移動していることと、カウンターウェイト２３の質量が撮像素子ユニット２２の質量よりも軽いことである。
【００７３】
前記してきた実施の形態では、等しい質量同士をリンクの中央で支持することで釣合を実現し、駆動反力を打ち消すことを実現してきたが、撮像素子ユニット２２の質量とカウンターウェイト２３の質量を等しくできないときには、リンク２４の固定部２５による支持位置を調整することで、釣合と駆動反力の除去を実現できることを示したものである。
【００７４】
撮像素子ユニット２２の質量をＷａ、カウンターウェイト２３の質量をＷｂ、リンク２４の支持位置から撮像素子ユニット２２までの距離をａ、カウンターウェイト２３までの距離をｂとしたとき、Ｗａ：Ｗｂ＝ｂ：ａとすることでＷａ＊ａ＝Ｗｂ＊ｂとなって釣合を実現することが出来る。
【００７５】
さらに、駆動力をＦとすると、時間ｔにおける撮像素子ユニット２２の移動距離はＸａ＝０．５＊Ｆ／Ｗａ＊ｔ＾２、カウンターウェイト２３の移動距離はＸｂ＝０．５＊Ｆ／Ｗｂ＊ｔ＾２となって、Ｘａ：Ｘｂ＝１／Ｗａ：１／Ｗｂ＝ａ：ｂであるため、リンク２４の支持位置は動かず、駆動反力の除去が出来ていることが判る。
【００７６】
図６ではａ＜ｂとしたが、装置の総重量を低減するためにはａ＜ｂの比率が効果があり、逆に、ａ＞ｂとする場合にはリンク長を短縮できるために装置の小型化を実現できる。
【００７７】
（実施の形態７）
図７は本発明の実施の形態７における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００７８】
図７において構成要素は図２と同じであるが、複数のリンク２４の撮像素子ユニット２２上の取り付け位置の間隔ａが、カウンターウェイト２３上の取り付け位置の間隔ｂよりも小さくなって、不等長リンクを構成している点が異なる。
【００７９】
図７（ａ）は初期状態、図７（ｂ）は手ぶれ補正を動作させて下側に移動した状態を示しており、撮像素子２１の撮像面がわずかに上向きに変化している。
【００８０】
不等長リンクの効果により、撮像素子２１の上下方向の移動に伴い、撮像素子２１は図の左側に中心を持つ円の円周に沿って移動することになる。
【００８１】
また、ａ＞ｂとすることで、撮像素子２１が沿って移動する円周を、図の右側に中心を持つ円の中心にすることも可能であり、ａとｂの比率によってこの円周を自由に設計することが可能である。
【００８２】
そして、この円周がレンズの像面湾曲収差に沿うような形状にすることで、撮像素子２１の移動に伴う、像面歪曲収差によるフォーカス誤差を低減することが出来る。
【００８３】
（実施の形態８）
図８は本発明の実施の形態８における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００８４】
図８において、構成要素は図２と同じであるが、リンク２４が曲げ弾性を持つワイヤで構成されている点が異なる。
【００８５】
リンク２４の両端は撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３に固定されている。
【００８６】
リンク２４の中央は固定部２５によって傾き可能に固定されている。
【００８７】
図８（ａ）は初期状態、図８（ｂ）は手ぶれ補正を動作させて下側に移動した状態を示しており、リンク２４がたわむことによって撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３が光軸垂直方向に移動することを可能にしている。
【００８８】
リンク２４は釣合支持アームとして、両端にぶら下がった撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を固定部２５に支持された固定部で支えるために、ある程度以上の曲げバネ定数、あるいは、張力が必要である。  この状態を示したのが図８（ｃ）で、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を支える力は、張力２９の反力である張力反力２９ａの垂直成分と、リンク２４がたわむことによって発生するワイヤバネ力２９ｂの垂直成分によって支えられている。  張力反力２９ａとワイヤバネ力２９ｂはいずれか一方のみでもよく、ワイヤバネ力２９ｂのみとすると撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の移動に必要な力が大きくなってしまう一方で、張力２９を与える必要がないというメリットがあり、また逆に、張力反力２９ａのみとすると撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３の移動に必要な力が小さくてすむというメリットがある。
【００８９】
前記曲げバネ定数は、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を支えるための硬さと、駆動力５１によってたわむことで手ぶれ補正動作を行うための柔らかさが両立する必要がある。  あるいは、両立が困難な場合は、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３への取付部を回動可能にする必要がある。
【００９０】
前記の構成により、本実施の形態８においては、撮像素子ユニット２２を光軸垂直方向に動作させるに際して摩擦抵抗が働かないため、デッドゾーンなどの非線形要素が無く、非常な高精度の微少駆動を実現することが出来る。  また、回動部分がないため、装置の構成を簡単化できるとともに、コストの低減が可能である。
【００９１】
なお、リンク２４に張力を与える方法としては、撮像素子ユニット２２とカウンターウェイト２３を図の左右方向にバネで引張る、マグネットの反発力を用いるなどの方法が考えられる。
【００９２】
図９はさらに具体的に記載した実施の形態８における手ぶれ補正装置の２面図である。
【００９３】
１０１は撮像素子、１０２は撮像素子ユニットで撮像素子１０１が搭載される中央の円形部分と３方に延びた鉄製の駆動部分を持つ、１０３はカウンターウェイトで撮像素子１０１の周囲を取り巻く円環形状をしている、１０４は懸架部で、撮像素子ユニット１０２の駆動部分に取り付けられたつり下げアーム１０５、つり下げアーム１０５の先端とカウンターウェイト１０３を平行移動可能に連結するワイヤ１０６、撮像素子ユニット１０２の駆動部に対向するカウンターウェイト１０３の面上に取り付けられた駆動マグネット１０７、撮像素子ユニット１０２の駆動部の駆動マグネット１０７に対向する面上に取り付けられたコイル１０８と、ワイヤ１０６の中央部を支持するワイヤ支持部１０９を備えており図９（ａ）に示すように光軸１００を中心として１２０度置きに３カ所設けられている。  さらに、１１０は外殻でワイヤ支持部１０９が取り付けられてこの装置全体を支えており、同時に、ベアリング１１１が外殻１１０の光軸１００に垂直な平面部と撮像素子ユニット１０２との間に設けられて、撮像素子ユニット１０２が光軸１００に垂直に移動するように規制している。  また、１１２は配置・角度検出ホールＩＣ、１１３は位置検出マグネットで、撮像素子ユニット１０２の位置を検出する。
【００９４】
カウンターウェイト１０３に対する撮像素子ユニット１０２の位置と、カウンターウェイト１０３に対する撮像素子ユニット１０２のワイヤ接続部の位置をつり下げアーム１０５によって逆にすることで、撮像素子ユニット１０２の駆動部と駆動マグネット１０７との間に働く吸引力がワイヤ１０６に張力を与えている。  同時にこの構成は、駆動マグネット１０７と撮像素子ユニット１０２の駆動部とが正対してワイヤ１０６が撮像素子ユニット１０２及びカウンターウェイト１０３に垂直になっている状態、つまり、撮像素子１０１の中心が光軸１００上にあって変位ゼロである状態が安定点であり、コイル１０８に電流を流さず、外部からの加速度も印加されない状態でゼロ位置が実現できるという利点がある。
【００９５】
コイル１０８は撮像素子ユニット１０２の駆動マグネット１０７側に接着されており、流される電流によって、駆動方向１２０に示すように、光軸１００を中心とする円周方向の力を発生し、３カ所の駆動力ベクトルの合計によって撮像素子ユニット１０２を光軸１００の垂直方向上下左右に移動させる。
【００９６】
外殻１１０の位置検出マグネット１１３に対向する部分は鉄であり、位置検出マグネット１１３との吸引力によって撮像素子ユニット１０２をベアリング１１１を介して外殻１１０に押しつけていることによって、撮像素子ユニット１０２が光軸１００に垂直な平面上を移動するようになっている。
【００９７】
ワイヤ支持部１０９は図に示す切り欠き部分がワイヤ１０６の中央部に光軸１００の反対方向から押しつけられており、３カ所のワイヤ支持部１０９が３方から光軸１００に向かって押しつけることで撮像素子ユニット１０２とカウンターウェイト１０３を支持し、また、ワイヤ１０６がワイヤ支持部１０９に固定されないことで光軸１００に平行な方向のワイヤ１０６の滑りを許容して、撮像素子ユニット１０２がベアリング１１１に押しつけられつつ光軸１００に垂直に移動することを可能にしている。
【００９８】
（実施の形態９）
図１０は本発明の実施の形態９における手ぶれ補正装置の構成図である。
【００９９】
図１０において、構成要素は図２と同じであるが、カウンターウェイト２３がリンク２４毎に分割されて固定されている点と、コイル２７がカウンターウェイトではなく固定部２５に設けられている点が異なる。
【０１００】
本実施の形態の構成により、個別の構成要素としてのカウンターウェイトを廃止し、リンク２４の接続点を削減することによって構成の簡略化を図りつつ、リンク２４の先端に固定されたカウンターウェイト２３と撮像素子ユニット２２とのバランス支持構造は維持して、バランス支持構造の利点である駆動力の低減、外部からの加速度による影響の低減、姿勢による特性変化の低減は実現しているものである。
【０１０１】
ただし、コイル２７は固定部２５に設けられ、さらにその駆動力によって加速される完成質量は倍増して駆動反力は２倍になるために、駆動反力によるカメラ本体のぶれ量は増加するという副作用がある。  この副作用については、コイル２７の位置をカメラ全体の重心位置に近づけることで、小さくすることが出来る。
【０１０２】
なお、上記の実施の形態では撮像素子の移動による手ぶれ補正を行う構成で説明を行ってきたが、レンズの移動による手ぶれ補正を行う場合であっても、Ｆ値の小さい明るいレンズや、超望遠レンズなどにおいては、大質量のレンズを移動させる必要がある場合が多く、そのような場合に本発明の構成は有効に作用する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の手ぶれ補正機能を有する電子機器に適用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
２１    撮像素子
２２    撮像素子ユニット
２３    カウンターウェイト
２４    リンク
２５    固定部
２６    マグネット
２７    コイル
２８    撮像素子位置検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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