(57)【要約】【課題】画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができると共に、ダンパー手段をユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図る。【解決手段】補正手段１２を一体に支持する可動部材３８と、可動部材を移動可能に保持する固定部材３１とをする振れ補正装置において、固定部材に取り付けられる第１の取付部４４ａと、可動部材に取り付けられる第２の取付部４６ａと、第１の取付部と第２の取付部との間を粘弾性支持する減衰手段４５ａとがユニット化されて成り、補正手段の移動方向の制動を行うダンパー手段３９ａ，３９ｂを有する。【選択図】図５
2008286929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れを補正する補正手段と、
前記補正手段を一体に支持する可動部材と、
前記可動部材を移動可能に保持する固定部材とを有し、
前記可動部材を介して前記補正手段を撮像光学系の光軸と直交する平面内で移動させ、振れによる画像振れを補正する振れ補正装置において、
前記固定部材に取り付けられる第１の取付部と、前記可動部材に取り付けられる第２の取付部と、前記第１の取付部と前記第２の取付部との間を粘弾性支持する減衰手段とがユニット化されて成り、前記補正手段の移動方向の制動を行うダンパー手段を有することを特徴とする振れ補正装置。
【請求項２】
前記第１の取付部と前記第２の取付部の一方を円筒状のダンパー保持枠により構成し、他方を前記ダンパー保持枠の中心に配置される棒状のダンパー抵抗棒により構成したことを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
【請求項３】
前記第１の取付部と前記第２の取付部の一方を円筒状のダンパー内枠により構成し、他方を前記ダンパー内枠の外側に同心円状に配置されるダンパー保持枠により構成したことを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
【請求項４】
前記減衰手段は、シリコーンゲルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の振れ補正装置。
【請求項５】
前記シリコーンゲルは、紫外線または熱により硬化するゲルであることを特徴とする請求項４に記載の振れ補正装置。
【請求項６】
前記補正手段は、補正光学系であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の振れ補正装置。
【請求項７】
前記補正手段は、像振れを補正するために移動可能な撮像素子であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の振れ補正装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の振れ補正装置を具備したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れ等による画像振れを補正する振れ補正装置および該振れ補正装置を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。また、最近では、カメラに加わる手振れ等の振れによる画像振れを補正する振れ補正ユニットも多くの製品に搭載されてきており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００３】
ここで、振れ補正ユニットについて簡単に説明する。撮影時のカメラの振れの代表例である手振れは周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。撮影時点において上記のような手振れを起こしていても画像振れの無い写真を撮影可能とする為には手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて振れを相殺する方向に補正光学系を変位させる。その為、第１に、手振れを正確に検出し、第２に、手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。
【０００４】
手振れ等の振れの検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、振れ補正の為にその出力を適宜演算処理する手段をカメラに搭載することによって行う。そして、この検出情報に基づき、撮影光軸を偏心させる補正光学系を駆動（光軸と直交する平面で移動）させて画像振れ抑制が行われる。
【０００５】
振れ補正ユニットとしては、特許文献１に開示されたように、ジャイロ信号を基に手振れの検出を行い、光学系の一部（補正光学系）を移動させることによって画像振れの補正を行う構成のものが多く用いられている。
【０００６】
振れ補正ユニットを構成する機構の望ましい特性としては、
１）摩擦が小さく、目標への追従が良いこと
２）周波数特性を設計者が操作しやすいこと
などが挙げられる。これらを実現するために様々な機構が提案されている。
【０００７】
特許文献２に開示された機構の特徴は、補正手段と可動部の変位を規制する弾性手段および粘性手段を設けたことにある。このような機構にすることで、いわゆるオープン制御可能で、周波数特性を改善した機構となる。
【０００８】
特許文献３に開示された機構の特徴は、可動鏡筒と固定鏡筒の間に複数の球を挟持し、弾性体で押圧していることである。このような構成とすることで、可動鏡筒を転がり摩擦によって駆動でき、摩擦力を軽減できる。また、可動鏡筒の重量と弾性体の弾性係数の比によって共振周波数が決まるので、目標とする共振周波数を容易に得ることができる。結果として、良好な制御性を得ることができ、小さな振動に対しても適切に応答できる機構となる。
【特許文献１】特開昭６０−１４３３３０号公報
【特許文献２】特開平８−１８４８７０号公報
【特許文献３】特開２００１−２９０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２によると、機械的または電気的な方法で粘性抵抗を得ることができる。しかしながら、機械的方法によると、粘性手段を設ける場所がＬ字のガイドバー部分であったために組立性に難があるとともに、構造が複雑になるなどの問題がある。また、電気的方法によると、制御対象のばらつきの影響を受け易い、制御系が複雑になるなどの問題がある。
【００１０】
特許文献３によると、非常に小さい摩擦で駆動でき、小さな手振れに対して追従可能である。しかしながら、適度な粘性抵抗が無いために主共振および副共振の影響が大きい、外乱の影響を受け易いという問題がある。
【００１１】
（発明の目的）
本発明の目的は、画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができると共に、ダンパー手段をユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図ることのできる振れ補正装置及び撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正する補正手段と、前記補正手段を一体に支持する可動部材と、前記可動部材を移動可能に保持する固定部材とを有し、前記可動部材を介して前記補正手段を撮像光学系の光軸と直交する平面内で移動させ、振れによる画像振れを補正する振れ補正装置において、前記固定部材に取り付けられる第１の取付部と、前記可動部材に取り付けられる第２の取付部と、前記第１の取付部と前記第２の取付部との間を粘弾性支持する減衰手段とがユニット化されて成り、前記補正手段の移動方向の制動を行うダンパー手段を有する振れ補正装置とするものである。
【００１３】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記振れ補正装置を有する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができると共に、ダンパー手段をユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図ることができる振れ補正装置または撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。
【実施例１】
【００１６】
図１ないし図１６を用いて、本発明の実施例１に係わる振れ補正機能を有する撮像装置について説明する。
【００１７】
図１は、後述の振れ補正装置である振れ補正ユニットを備えた撮像装置の光学配置図である。図１において、１は撮像装置、２は撮像レンズ、３はレンズ駆動制御部、４は撮像光学系である撮像レンズ２の光軸、５はレンズ鏡筒である。６は撮像素子、７はメモリ、８は手振れ等の振れを検出する振れセンサ、９は後述の補正光学系を具備する振れ補正ユニットである。１０は電源、１１はレリーズ釦、１２は撮像レンズ２に含まれる補正手段であるところの補正光学系、１３はいわゆるクイックリターンミラー、１４はファインダ光学系である。
【００１８】
撮像装置１は、撮像レンズ２と不図示のピント調整部を用いて、被写体像を撮像素子６近傍に結像させる。さらにユーザーによるレリーズ釦１１の操作と同期させて撮像素子６より被写体の情報を得て、メモリ７へ記録を行う。
【００１９】
次に、手振れ等の振れによる画像振れ補正について説明する。露光中などに例えば手振れが作用したときは、振れセンサ８の信号に基づいてレンズ駆動制御部３を介して、手振れを抑制する方向に振れ補正ユニット９を駆動する。詳しくは、振れ補正ユニット９に具備される補正光学系１２を光軸４と直交する平面内で移動させる。これにより、撮像素子６上での画像の振れが軽減されて、手振れによる画像の劣化を防止できる。
【００２０】
図２は、撮像装置１の電気的構成を示すブロック図である。撮像装置１は、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、撮像レンズ２、撮像素子６を含み、画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器２０、画像処理部２１を含む。また、記録再生系は、記録処理部２３、メモリ２４を含み、制御系は、カメラシステム制御部２５、ＡＦセンサ２６、ＡＥセンサ２７、振れセンサ８、操作検出部２９、およびレンズシステム制御部３０を含む。
【００２１】
撮像系は、物体からの光を撮像レンズ２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り、ＡＥセンサ２７の信号をもとに図示しない絞りなどを用いて適切な光量の被写体光を撮像素子６に露光する。画像処理系に含まれる画像処理部２１は、Ａ／Ｄ変換器２０を介して撮像素子６からの画像信号を処理するものであり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路等を有する。記録再生系に含まれる記録処理部２３は、メモリ２４への画像信号の出力を行うとともに、表示部２２に出力する像を生成、保存する。また、記録処理部２３は、予め定められた方法を用いて画像や動画の圧縮を行う。
【００２２】
制御系は、レリーズ釦１１等の操作を検出する操作検出部２９からの検出信号に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。この制御系に含まれるカメラシステム制御部２５は撮影の際のタイミング信号などを生成して出力する。ＡＦセンサ２６は撮像装置１のピント状態を検出する。ＡＥセンサ２７は被写体の輝度を検出する。振れセンサ８は手振れ等の振れを検出する。レンズシステム制御部３０は上記カメラシステム制御部２５の信号に応じて適切にレンズなどを制御する。
【００２３】
制御系は、上記のように外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、レリーズ釦１１の押下を検出して、撮像素子６の駆動、画像処理部２１の動作、記録処理部２３の圧縮処理などを制御する。さらに表示部２２によって光学ファインダ、液晶モニター等に情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
【００２４】
カメラシステム制御部２５はＡＦセンサ２６とＡＥセンサ２７と接続しており、これらからの信号を基にレンズ、絞り等を適切に制御する。さらにカメラシステム制御部２５は振れセンサ８と接続しており、画像の振れ補正を行うモードにおいては、振れセンサ８の信号を基に振れ補正ユニット９を駆動する。
【００２５】
図３から図１１を用いて、本実施例１における振れ補正ユニット９の要部について説明する。
【００２６】
図３は振れ補正ユニット９の斜視図であり、図４は振れ補正ユニット９の被写体側から見た分解斜視図である。
【００２７】
図３及び図４において、３１は固定部材であるベース板、３８は可動鏡筒（可動部材）、２ａ，３２ｂ，３２ｃはベース板３１と可動鏡筒３８に狭持された球である。１２は可動鏡筒３８に固定され、撮影時に画像振れを補正するための補正光学系である。３３ａ，３３ｂはコイル、３４ａ，３４ｂは磁石、３５はヨーク（磁石吸着板）、３６ａ，３６ｂは吸着板固定ネジである。３７ａ，３７ｂ，３７ｃはバネからなる弾性体である。３９ａ，３９ｂは補正光学系１２の移動方向の制動を与える、つまり振れに適した粘性抵抗を与えるダンパー手段であるダンパーユニットである。
【００２８】
なお、図３から後述の図９では、振れ補正ユニット９の主要部分だけを示し、保持部材やリード線等は示していない。
【００２９】
図３及び図４を用いて、ベース板３１と可動鏡筒３８の相対運動について説明する。
【００３０】
補正光学系１２は、ベース板３１に対し、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能な可動鏡筒３８に固定されている。ベース板３１と可動鏡筒３８は球３２ａ，３２ｂ，３２ｃを狭持しており、球３２ａ，３２ｂ，３２ｃを介して相対運動を行う。このため、転がり摩擦という非常に小さな摩擦の影響しか受けずに相対運動を行うことができる。摩擦が小さいために非常に小さな入力に対しても適切に応答することができる。また、球３２ａ，３２ｂ，３２ｃによる案内面を適切な精度で製作することにより、ベース板３１と可動鏡筒３８が相対運動を行った場合でも、可動鏡筒３８の傾きや光軸方向への不要な移動が発生することが無い。
【００３１】
図５は振れ補正ユニット９の構成図である。詳しくは、図５（ａ）は光軸方向から見た正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図５（ｄ）は図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
図５（ａ）に示したように、可動鏡筒３８はベース板３１に対して複数の弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃで弾性支持されている。本実施例１では、弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃが光軸から放射状に１２０度の間隔で３本配置されている。このような対称な配置とすることで、モーメントの発生による不要共振の励起を抑制することが可能となる。さらに、電源オフ時の補正光学系１２の垂れ下がりを防止することが可能であり、高価なロック機構等が不要となり、コストダウンが図ることができる。
【００３３】
また、複数の弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃにより弾性支持されることで、補正光学系１２の可動中心を常に光軸中心に位置させることが可能となり、高価な補正光学系１２の位置検出装置を使ったフィードバック制御が不要となる。よって、コストダウンが図ることができる。弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃの弾性係数の決定方法については後述する。
【００３４】
図５（ｂ）に示したように、弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃは光軸方向に適宜傾けて取り付けられており、ベース板３１と可動鏡筒３８の間に設けられた球３２ａ，３２ｂ，３２ｃを把持している。
【００３５】
図５（ｃ）に示したように、ベース板３１にはコイル３３ａ（３３ｂ）が固定されており、可動鏡筒３８には磁石３４ａ（３４ｂ）およびヨーク３５が固定されている。これらにより、いわゆるムービングマグネット型のアクチュエータ（駆動手段）を構成している。
【００３６】
図５（ａ）において、可動鏡筒３８の紙面右上側には第１の電磁アクチュエータが配置されている。この第１の電磁アクチュエータは、ベース板３１に取り付けられたコイル３３ａと、可動鏡筒３８に取り付けられた磁石３４ａおよびヨーク３５により構成されている。さらに、可動鏡筒３８の紙面左上側には、第２の電磁アクチュエータが配置されている。この第２の電磁アクチュエータは、ベース板３１に取り付けられたコイル３３ｂと、可動鏡筒３８に取り付けられた磁石３４ｂおよびヨーク３５により構成されている。
【００３７】
次に、ダンパー手段であるダンパーユニット３９ａ，３９ｂの取り付けについて説明する。
【００３８】
図５（ｄ）において、４４ａ，４４ｂはダンパーユニット３９ａ，３９ｂのダンパー保持枠、４５ａ，４５ｂは減衰手段、４６ａ，４６ｂはダンパー抵抗棒である。ダンパーユニット３９ａ，３９ｂはベース板３１に設けられた円柱形の穴３１ａ,３１ｂ（図４参照）に対して、接着等で取り付けられる。ダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂは可動鏡筒３８に設けられた円柱状の穴３８ａ,３８ｂ（図４参照）に差し込まれ、接着等で固定される。
【００３９】
また、ダンパーユニット３９ａ，３９ｂは光軸対称に複数設けられることが望ましい。本実施例１では、図５（ｄ）に示すように、光軸４に対して対称な位置に２つ設けられている。光軸４に対称に設けることで、ベース板３１と可動鏡筒３８が相対運動を行ったときに、ダンパーユニット３９ａ，３９ｂから受ける力によって可動鏡筒３８にモーメントが発生することが無い。
【００４０】
図６はダンパーユニット３９ａの詳細図である。図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）は側面図である。なお、ダンパーユニット３９ｂも同じである。
【００４１】
ダンパー保持枠４４ａに対し、ダンパー抵抗棒４６ａがほぼ同心円状になるように配置され、その隙間にドーナツ状に減衰手段４５ａが具備される。減衰手段４５ａは様々な粘弾性体を用いることが可能であるが、本実施例１では、組付け性や耐環境性に優れた紫外線または熱硬化シリコーンゲルなどを用いている。減衰手段４５ａ，４５ｂはダンパー保持枠４４ａ，４４ｂとダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂとの間を粘弾性支持する。減衰手段４５ａ，４５ｂとして用いる粘弾性体の望ましい特性については後述する。
【００４２】
ここで、本実施例１では、ダンパーユニット３９ａ，３９ｂをベース板３１上に設けられた円柱状の穴３１ａ，３１ｂ（図４参照）に取り付け、ダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂを可動鏡筒３８に接着させている。しかし、可動鏡筒３８上に円柱状の穴を設け、そこにダンパーユニットを取り付け、ダンパー抵抗棒をベース板３１に接着させても構わない。
【００４３】
次に、図７を用いて、振れ補正ユニット９の上記した駆動手段について説明する。図７は駆動手段の模式図であり、図７（ａ）は磁石とコイルのみを光軸方向から見た図、図７（ｂ）は磁石を中心付近で切断した時の断面図を示している。
【００４４】
図７（ａ），（ｂ）において、４３は着磁境界を示している。また、図７（ｂ）において、４２ａ，４２ｂ，４２ｃは磁石３４ａ、コイル３３ａ近傍の代表的な磁力線を模式的に表している。
【００４５】
図７（ａ）に示したように、着磁境界４３を挟んで磁石３４ａは２つの領域３４ａ１，３４ａ２に分けて着磁されている。このとき、着磁境界４３は駆動手段で発生する力の方向と直交する方向であり、図７（ａ）の上下方向に着磁境界が存在し、左右方向に駆動される。コイル３３ａは光軸方向から見たときに小判型をしており、二つの長手部分３３ａ１，３３ａ２が磁石の２つの領域３４ａ１，３４ａ２と対向するように配置されている。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示したように、磁石３４ａのコイル３３ａと反対側の面には、ヨーク３５ａがある。ヨーク３５ａは望ましくは軟磁性体であり、多くの磁束を透過させ，磁気回路のパーミアンスを下げている。その結果、４２ａ，４２ｂのように磁石３４ａとコイル３３ａの間で比較的直線的に磁力線が生じている。
【００４７】
磁石吸着板として機能するヨーク３５ａ，３５ｂは本実施例１では可動鏡筒３８に固定されるので、厚みを増すと可動部の重量も増加してしまう。そこで、ヨーク３５ａ，３５ｂの外形、飽和磁束密度および磁石の形状、表面磁束密度などを考慮して、ヨーク３５ａ，３５ｂが飽和磁束近傍となるように決めるのが好ましい。この状態でコイル３３ａに通電すると、図７（ｂ）の紙面垂直方向で二つの長手部分３３ａ１と３３ａ２に反対方向に電流が流れる。したがって、フレミング左手の法則によって駆動力が発生する。図６（ａ）で説明したように可動鏡筒３８は弾性支持されているので、弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃの合力と駆動力がつりあう位置までベース板３１と可動鏡筒３８の間に相対運動が生じる。
【００４８】
図８を用いて、本実施例１において減衰手段４５ａ，４５ｂとして用いる好適な粘弾性体の特性について説明する。
【００４９】
粘弾性体は一般的に図８に示したように、入力周波数によってその特性が変化する。よく知られているように、粘弾性体においては、周波数の増加は温度の低下と同様の物性を示す。つまり、図８に示したように転移領域５１ｂを挟んで、低い周波数の領域５１ａでゴム物性を示し（以下、ゴム領域）、高い周波数の領域５１ｃでガラス物性を示す（以下、ガラス領域）。ゴム領域では柔らかく、ガラス領域ではゴム領域に比べて１００〜１０００倍程度のヤング率になる。一般的に、ゴム領域とガラス領域の中間にある転移領域５１ｂで複素弾性係数における実数部と虚数部の比であるｔａｎδが大きくなる。ｔａｎδは粘弾性体の応力歪み線図のヒステリシスを示しており、大きな値の方が効率よく、運動エネルギーを熱エネルギーに変換できる。
【００５０】
そこで、本実施例１では、手振れに適用することを考慮して、制御周波数帯域を０．３Ｈｚ−１００Ｈｚ程度に設定する。制御周波数帯域の好適な設定方法に関しては後述する。この制御周波数帯域が転移領域５１ｂに含まれ、ｔａｎδが大きい材料が好ましい。近年上記のような材料も多く開発されており、一般的なブチルゴムに加え、シリコンを主成分とするゲル、エラストマーなどの様々な商品が提供されている。一例としては、内外ゴム製ハネナイト、宮坂ゴム製ミヤフリーク、スリーボンド製ＴＢ３１６８等が好適な粘弾性材料と言える。
【００５１】
次に、駆動手段の設計について、図９を用いて説明する。
【００５２】
図９は、本実施例１における補正光学系の駆動手段の１軸方向の運動をモデル化した図である。図９（ａ）は減衰手段が無い場合のモデルを示しており、図９（ｂ）は減衰手段を介在させた場合のモデルを示している。
【００５３】
本実施例１の振れ補正ユニット９は、複数の弾性体を有しているが、特定の移動方向を考えた場合、複数の弾性体の合力を仮想的な一つのバネ、ダッシュポッドとして考えることができる。図９（ａ）に示したように１自由度のバネ質点系として表現できる。このときの力Ｆに対する変位ｘは、以下の式（１）で表される。
【００５４】
【数１】
2008286929.tif 000003
【００５５】
このとき、図６で説明したように、小さい摩擦しか受けない構成となっているため、一般的に粘性抵抗は小さく、ｃの値は小さな値になる。その結果、図９（ａ）では共振が強く見られる機構になる。つまり、小さな振幅の入力に対して適切に応答できるものの、外乱などの影響を受けやすい機構といえる。ここで、減衰比ζを次の式（２）で定義する。
【００５６】
【数２】
2008286929.tif 000004
【００５７】
この減衰比ζを用いてバネ質点系の共振峰の状態や過渡応答を把握することができる。
【００５８】
図９（ｂ）は減衰手段４５ａ，４５ｂを介在させた系であり、上記の弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃと同様に、減衰体４５の合力を仮想的な一つのバネ、ダッシュポッドとみなしたモデル図である。ｋ１，ｃ１は弾性体によるバネ、ダッシュポッドを、ｋ２，ｃ２は減衰手段４５ａ，４５ｂによるバネ、ダッシュポッドを示している。図９（ｂ）の力Ｆに対する変位ｘは、以下の式（３）で表される。
【００５９】
【数３】
2008286929.tif 000005
【００６０】
図８で説明したような好適な粘弾性体を減衰手段４５ａ，４５ｂとして用いている場合、ｋ２とｃ２の比であるｔａｎδは制御周波数帯域で比較的大きな値を示している。好適な材料の中では０．５程度得られるものもある。このように大きなｔａｎδが得られるので、ｋ２が小さな値であっても十分な減衰を得ることができる。つまり、アクチュエータの感度を低下させずに減衰を適切に付与できる。このときの減衰比は明らかに次の式（４）で表される。
【００６１】
【数４】
2008286929.tif 000006
【００６２】
次に、図１１を用いて、本実施例１に示す振れ補正ユニット９の好適な制御について説明する。図１１は振れ補正ユニット９の制御信号を生成する信号処理回路のブロック図である。
【００６３】
図１１において、６１は振れセンサ８の一例である角速度センサ、６２は低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦ）、６３はＣＰＵ、６４はＡ／Ｄ変換器、６５は積分器である。６６は高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦ）、６７は撮像装置１のズーム情報等の各種の情報を記録したメモリ、６８は補正光学系１２の位置を計算する補正光学系位置変換器、６９は補正光学系位置制御器、７０は駆動手段、９は振れ補正ユニットである。
【００６４】
図１１に示すように、手振れ等の振れを検出する振れセンサ８としては、角速度センサが多くの場合用いられている。本実施例１においても角速度センサ６１を用いた場合を例として、以下の説明を行う。
【００６５】
角速度センサ６１は手振れ等の振れによる角速度を検出し、角速度に比例した信号を出力する。ＬＰＦ６２はノイズカットのために設けられており、角速度センサ６１の高域ノイズをカットする。ＣＰＵ６３は振れ補正に必要な制御のための演算を行うものであり、内部にＡ／Ｄ変換器６４、積分器６５、ＨＰＦ６６、メモリ６７、補正光学系位置変換器６８、補正光学系制御器６９を備えている。以下に、各部の働きについて説明する。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換器６４は、ＬＰＦ６２を通過した信号を適切なサンプリング周期でデジタル変換する。サンプリング周期は制御周波数帯域の１００倍程度あることが望ましい。例えば５０Ｈｚまでの制御を行う振れ補正ユニット９においては、５０００Ｈｚ程度のサンプリング周期であればサンプリングの影響を無視できて好適である。積分器６５は、角速度信号を積分し、手振れによる角度を求める。ＨＰＦ６６は、角速度センサ６１の低周波ゆらぎを除去するフィルタである。フィルタ時定数は前記低周波ゆらぎと制御周波数帯域を考慮して適切に設定される。
【００６７】
また、ＨＰＦ６６はメモリ６７からズーム情報などの撮影条件の情報を取得し、適切にフィルタの時定数を変更することも出来る。補正光学系位置変換器６８は、メモリ６７から得たズーム、フォーカスなどの情報から、入力された振れに対する振れ補正ユニット９に具備される補正光学系１２の移動量を計算する。補正光学系位置制御器６９は振れ補正ユニット９の周波数特性などを考慮して適切な位相補償などを行う。また、補正光学系位置制御器６９はその結果を駆動手段に出力し、振れ補正ユニット９の駆動制御を行う。
【００６８】
ここで、任意の位置センサによって補正光学系の位置検出を行い、いわゆるフィードバック制御を行うことでも任意の位置に移動可能である。
【００６９】
次に、本実施例１における振れ補正ユニット９の組立に関して説明する。なお、図１２〜図１５において、後述する組立台４７とダンパー押え具４８ａ，４８ｂ以外のものは、図３〜図６で示したものと同じものである。
【００７０】
図１２は組立台に乗った状態の振れ補正ユニット９の斜視図であり、図１３は振れ補正ユニット９の被写体側から見た分解斜視図である。なお、これらの図において、４７は組立台、４８ａ，４８ｂはダンパーユニット３９ａ，３９ｂのダンパー押え具である。
【００７１】
図１４はダンパーユニット３９ａ，３９ｂを組立時における振れ補正ユニット９の構成図である。詳しくは、図１４（ａ）は光軸方向から見た正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図１４（ｄ）は図１４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００７２】
図１５はダンパー押え具（規制部材）４８ａ付きのダンパーユニット３９ａの詳細図である。図１５（ａ）はその上面図、図１５（ｂ）は側面図である。
【００７３】
ダンパーユニット３９ａは以下のようにして組み立てられる。まず、ダンパー押え具４８ａにダンパー保持枠４４ａ（第１の取付部）を乗せる。ここで、ダンパー保持枠４４ａにはダンパー押え具４８ａを保持する為の保持部４４ｃが設けられている。つまり、図１５（ｂ）に示すように、ダンパー押え具４８ａに対し、ベース板３１に取り付けられるダンパー保持枠４４ａの内径開口が保持部４４ｃとして働く。また、ダンパー押え具４８ａの孔４８ｃに可動鏡筒３８に取り付けられるダンパー抵抗棒（第２の取付部）４６ａの一端が嵌入される。
【００７４】
そのため、第１の取付部であるダンパー保持枠４４ａと第２の取付部であるダンパー抵抗棒４６ａはダンパー押え具４８ａで固定（規制）され、可動鏡筒３８や地板であるベース板３１に組み込むときに安定して組み込める。
【００７５】
次に、ダンパー保持枠４４ａの中のダンパー抵抗棒４６ａの周辺に減衰手段４５ａを具備する。つまり、紫外線または熱硬化シリコーンゲルを流し込む。そして、紫外線または熱を掛け、シリコーンゲルを硬化させる。
【００７６】
図１６は、振れ補正ユニット９の組立手順を示すフローチャートであり、図１２から図１５を参照しながら説明する。
【００７７】
まず、ステップＳ１０１では、図１２に示すように、組立台４７にベース板３１を乗せる。このとき、組立台４７の２本の柱４７ａ，４７ｂ（図１３参照）がベース板３１の穴部３１ｃ，３１ｄ（図１３参照）に嵌合して位置決めされる。次のステップＳ１０２では、ベース板３１にコイル３３ａ，３３ｂを乗せ、接着等で固定する（図１３、図１４（ｃ）参照）。このコイル３３ａ，３３ｂも、組立台４７の２本の柱４７ａ，４７ｂに嵌合して位置決めされる。次のステップＳ１０３では、ベース板３１に球３２ａ，３２ｂ，３２ｃを乗せる（図１２〜図１４（ｂ）参照）。
【００７８】
次のステップＳ１０４では、組立台４７の中央部に可動鏡筒３８を乗せる（図１２〜図１４参照）。このとき、可動鏡筒３８は組立台４７に位置決めされ、可動鏡筒３８は球３２ａ，３２ｂ，３２ｃと接しない高さになるようになっている。したがって、組立途中で球３２ａ，３２ｂ，３２ｃに負荷がかかり、ベース板３１に打痕等の傷を付けることがなくなる。ここで、可動鏡筒３８には予め補正光学系１２を熱かしめや接着等で固定してある。次のステップＳ１０５では、組立台４７の穴部４７ｃ，４７ｄ(図１３参照)を通してダンパー押え具４８ａ，４８ｂ付きのダンパーユニット３９ａ，３９ｂを、ベース板３１の穴部３１ａ，３１ｂに接着等で固定する（図１４（ｄ）、図１５参照）。
【００７９】
次のステップＳ１０６では、ダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂを可動鏡筒３８の穴部３８ａ，３８ｂ（図１３参照）に挿入し、接着等で固定する（図１４（ｄ）参照）。次のステップＳ１０７では、ダンパー押え具４８ａ，４８ｂを外す（図１４（ｄ）→図５（ｄ）参照）。次のステップＳ１０８では、ベース板３１と可動鏡筒３８に弾性体３７ａ，３７ｂを掛ける（図１２〜図１４参照）。
【００８０】
次のステップＳ１０９では、磁石３４ａ，３４ｂとヨーク３５を可動鏡筒３８にネジ３６ａ，３６ｂで固定する（図１３、図１４（ｃ）参照）。このとき、組立台４７の柱４７ａ，４７ｂは磁石３４ａ，３４ｂを受けている。次のステップＳ１１０では、コイル３３ａ，３３ｂに不図示の配線をして、動作チェックをする。そして、ステップＳ１１１にて、組立台４７から組み上がった振れ補正ユニット９を取り外す（図１４（ｄ）、図５（ｄ）参照）。
【００８１】
ここで、補正光学系１２は予め可動鏡筒３８に固定して置かずに、直接組み込んでも構わない。また、磁石３４ａ，３４ｂとヨーク３５は予め可動鏡筒３８に組み込んで置いていても構わない。また、上記図１６の組立フローは本発明の一例であって、別の順番で組んでも構わない。
【００８２】
上記の実施例１によれば、振れ補正ユニット９は、固定部材であるベース板３１に取り付けられるダンパー保持枠（第１の取付部）４４ａ，４４ｂと、可動部材である可動鏡筒３８に取り付けられるダンパー抵抗棒（第２の取付部）４６ａ，４６ｂを有する。さらには、ダンパー保持枠４４ａ，４４ｂとダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂとの間を粘弾性支持する減衰手段４５ａ，４５ｂとをユニット化して成るダンパーユニット（ダンパー手段）３９ａ，３９ｂを有する。ダンパーユニット３９ａ，３９ｂは、補正光学系１２の移動方向の制動を行うものである。
【００８３】
上記のようにダンパー手段であるダンパーユニット３９ａ，３９ｂをユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図ることが可能となる。また、簡単な構成のダンパーユニット３９ａ，３９ｂを備えることにより、画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができる。
【００８４】
また、可動鏡筒３８とベース板３１によって狭持された複数の球３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、可動鏡筒３８をベース板３１の方向に付勢する複数の弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃを備えている。よって、転がり摩擦という小さな摩擦によりベース板３１に対して可動鏡筒３８を移動させることができ、振れ補正を適切に行うことができる。
【００８５】
また、可動鏡筒３８とベース板３１の間に取り付けられた複数の弾性体３７ａ，３７ｂ，３７ｃを備えているので、補正光学系１２の可動中心を常に光軸４の中心に位置させることができ、高価な位置検出装置を不要とすることができる。
【００８６】
また、駆動手段を光軸４に垂直な略同一平面に配置しているので、装置を薄型化することができる。
【００８７】
また、減衰手段４５ａ，４５ｂを光軸４に対して線対称または点対称に複数設けている。よって、ベース板３１に対して可動鏡筒３８が移動したときに、ダンパーユニット３９ａ，３９ｂから受ける力によって可動鏡筒３８にモーメントが発生することが無い。なお、減衰手段４５ａ，４５ｂはシリコンを主成分とするゲル、エラストマー、もしくは、ブチルゴムなどにより構成している。
【００８８】
また、駆動手段がオープン制御されるようにしているので、制御系を簡単な構成にすることができる。
【実施例２】
【００８９】
図１７ないし図２５を用いて、本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットについて説明する。
【００９０】
以下、図１７ないし図２１を用いて、本実施例２に係る振れ補正ユニット１９０の詳しい説明を行う。上記実施例１の振れ補正ユニット９との違いは、ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂの構成と、駆動手段がいわゆるムービングコイル式を用いたところである。      
【００９１】
本実施例２の振れ補正ユニット１９０が組み込まれる撮像装置やその電気的構成は実施例１と同様であるので、ここではその説明は割愛する。
【００９２】
図１７は振れ補正ユニット１９０の斜視図、図１８は振れ補正ユニット１９０の被写体側から見た分解斜視図である。
【００９３】
図１９及び図２０において、１３１はベース板（固定部材）、１３８は可動鏡筒（可動部材）、１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃはベース板１３１と可動鏡筒１３８に狭持された球である。１２０は可動鏡筒１３８に固定され、撮影時に像振れを補正するための補正光学系である。１３３ａ，１３３ｂはコイル、１３４ａ，１３４ｂは磁石、１３５ａ，１３５ｂはヨーク、１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃは弾性体である。
【００９４】
なお、図１７から図２１では振れ補正ユニット１９０の主要部分だけを示し、保持部材やリード線等は示していない。
【００９５】
次に図１７及び図１８を用いて、ベース板１３１と可動鏡筒１３８の相対運動について説明する。
【００９６】
補正光学系１２０は、ベース板１３１に対しＸ方向およびＹ方向に移動可能な可動鏡筒１３８に固定されている。ベース板１３１と可動鏡筒１３８は球１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを狭持しており、球１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを介して相対運動を行う。このため、転がり摩擦という非常に小さな摩擦の影響しか受けずに相対運動を行うことができる。摩擦が小さいために非常に小さな入力に対しても適切に応答することが出来る。また、球１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる案内面を適切な精度で製作することにより、ベース板１３１と可動鏡筒１３８が相対運動を行った場合でも、可動鏡筒１３８の傾きや光軸方向への不要な移動が発生することが無い。
【００９７】
図１９は振れ補正ユニット１９０の平面図である。図１９（ａ）は光軸方向から見た正面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図１９（ｃ）は図１９（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図１９（ｄ）は図１９（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００９８】
図１９（ａ）に示したように、可動部材の支持方法は実施例１と同じ方法を取っている。つまり、可動鏡筒（可動部材）１３８はベース板（固定部材）１３１に対して複数の弾性体１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃで弾性支持されている。本実施例２では、弾性体１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃが光軸１０４から放射状に１２０度の間隔で３本配置されている。このような対称な配置とすることで、モーメントの発生による不要共振の励起を抑制することが可能となる。さらに、電源オフ時の補正光学系１２０の垂れ下がりを防止することが可能であり、高価なロック機構等が不要となり、コストダウンが図れる。また、複数の弾性体１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃにより弾性支持されることで、補正光学系１２０の可動中心を常に光軸中心に位置させることが可能となる。よって、高価な補正光学系１２０の位置検出装置を使ったフィードバック制御が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【００９９】
図１９（ｂ）に示したように、弾性体１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃは光軸方向に適宜傾けて取り付けられており、ベース板１３１と可動鏡筒１３８の間に設けられた球１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを把持している。
【０１００】
図１９（ｃ）等に示したように、可動鏡筒１３８にはコイル１３３ａ（１３３ｂ）が固定されており、ベース板１３１には磁石１３４ａ（１３４ｂ，１３４ｃ）及びヨーク１３５ａ（１３５ｂ）が固定されている。これにより、いわゆるムービングコイル型のアクチュエータ（駆動手段）を構成している。
【０１０１】
図１９（ａ）において、可動鏡筒１３８の紙面右上側には第１の電磁アクチュエータが配置されている。この第１の電磁アクチュエータは、可動鏡筒１３８に取り付けられた第１のコイル１３３ａと、ベース板１３１に取り付けられた磁石１３４ａ及びヨーク１３５ａにより構成されている。さらに、可動鏡筒１３８の紙面左上側には、第２の電磁アクチュエータが配置されている。この第２の電磁アクチュエータは、可動鏡筒１３８に取り付けられた第２のコイル１３３ｂと、ベース板１３１に取り付けられた磁石１３４ｂ及びヨーク１３５ｂにより構成されている。
【０１０２】
次に、ダンパー手段であるダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂの取り付けについて説明する。
【０１０３】
図１９（ｄ）等において、１４４ａ，１４４ｂはダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂのダンパー保持枠、１４５ａ，１４５ｂは減衰手段、１４６ａ，１４６ｂはダンパー内枠である。ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂは、可動鏡筒１３８に設けられた円柱形の穴１３８ａ，１３８ｂ（図１８）に対して接着等で取り付けられる。また、ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂのダンパー内枠１４６ａ，１４６ｂにはベース板１３１に設けられた円柱状の軸１３１ａ，１３１ｂ（図１８参照）が圧入される。
【０１０４】
ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂは光軸対称に複数設けられることが望ましい。本実施例２では、図１９（ｄ）に示すように、光軸１０４に対して対称な位置に２つ設けられている。光軸１０４に対称に設けることで、ベース板１３１と可動鏡筒１３８が相対運動を行ったときに、ダンパー手段であるダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂから受ける力によって可動鏡筒１３８にモーメントが発生することが無い。
【０１０５】
図２０はダンパーユニット１３９ａの詳細図である。図２０（ａ）はその側面図、図２０（ｂ）はその下面図である。なお、ダンパーユニット１３９ｂも同じである。
【０１０６】
ダンパー保持枠１４４ａに対し、ダンパー内枠１４６ａがほぼ同心円状になるように配置され、その隙間にドーナツ状に減衰手段１４５ａが具備されている。減衰手段１４５ａは様々な粘弾性体を用いることが可能であるが、本実施例２では、組付け性や耐環境性に優れた紫外線または熱硬化シリコーンゲルなどを用いている。
【０１０７】
ここで、本実施例２では、ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂを可動鏡筒１３８上に設けられた円柱状の穴１３８ａ，１３８ｂに取り付け、ベース板１３１上に設けられた円柱状の軸１３１ａ，１３１ｂをダンパー内枠１４６ａに圧入させている。しかし、ベース板１３１上に円柱状の穴を設け、そこにダンパーユニットを取り付け、可動鏡筒１３８上に設けられた円柱状の軸をダンパー内枠に圧入させても構わない。
【０１０８】
次に、図２１を用いて、振れ補正ユニット１９０の上記したコイル１３３ａ（１３３ｂ）、磁石１３４ａ（１３４ｂ）およびヨーク１３５ａ（１３５ｂ）により構成される駆動手段について説明する。
【０１０９】
図２１は駆動手段の模式図であり、図２１（ａ）は磁石１３４ａ（１３４ｂ）とコイル１３３ａ（１３３ｂ）のみを光軸方向から見た図、図２１（ｂ）は磁石１３４ａ（１３４ｂ）を中心付近で切断した時の断面図である。
【０１１０】
図２１（ａ），（ｂ）において、１４３は着磁境界である。また、図２１（ｂ）において、１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは磁石１３４ａ（１３４ｂ）、コイル１３３ａ（１３３ｂ）近傍の代表的な磁力線を模式的に表している。
【０１１１】
図２１に示すように、着磁境界１４３を挟んで磁石１３４ａは二つの領域１３４ａ１，１３４ａ２に分けて着磁されている。このとき、着磁境界１４３は駆動手段で発生する力の方向と直交する方向であり、図２１（ａ）の上下方向に着磁境界が存在し、左右方向に駆動される。コイル１３３ａは光軸方向から見たときに小判型をしており、二つの長手部分１３３ａ１，１３３ａ２が二つの磁石１３４ａ１，１３４ａ２と対向するように配置されている。
【０１１２】
また、図２１（ｂ）に示すように、磁石１３４ａのコイル１３３ａと反対側の面には、固定ヨーク１３５ａがある。固定ヨーク１３５ａは望ましくは軟磁性体であり、図２１（ｂ）のように多くの磁束を透過させ磁気回路のパーミアンスを下げている。その結果、１４２ａ，１４２ｂのように磁石１３４ａとコイル１３３ａの間に比較的直線的に磁力線が生じている。
【０１１３】
固定ヨーク１３５ａ，１３５ｂはベース板１３１に固定されるので、重量を気にすることなく磁束が飽和しないように適切な厚みとすることができる。この状態でコイル１３３ａに通電すると、図２１（ｂ）の紙面垂直方向で１３３ａ１，１３３ａ２に反対方向に電流が流れる。これにより、フレミング左手の法則によって駆動力が発生する。図２１（ａ）で説明したように可動鏡筒１３８は弾性支持されているので、弾性体１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃの合力と駆動力がつりあう位置までベース板１３１と可動鏡筒１３８の間に相対運動が生じる。
【０１１４】
ここで、本実施例２に好適な減衰手段１４５ａ，１４５ｂとしての粘弾性体は、実施例１と同様のものである。また、本実施例２に示す振れ補正ユニット１９０の制御方法についても、実施例１と同様なので割愛する。また、任意の補正光学系位置センサによって位置検出を行い、いわゆるフィードバック制御を行うことでも任意の位置に移動可能である。
【０１１５】
次に、本実施例２における振れ補正ユニット１９０の組立に関して説明する。なお、図２２〜図２４において、後述する組立台１４７とダンパー押え具１４８ａ，１４８ｂ以外のものは、図１７〜図２１で示したものと同じものである。
【０１１６】
図２２は組立台に乗った状態の振れ補正ユニット１９０の斜視図、図２３は振れ補正ユニット１９０の被写体側から見た分解斜視図である。図２２及び図２３において、これらの図において、１４７は組立台、１４８ａ，１４８ｂはダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂのダンパー押え具である。
【０１１７】
図２４は振れ補正ユニット１９０の構成図である。詳しくは、図２４（ａ）は光軸方向から見た正面図、図２４（ｂ）は図２４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図２４（ｃ）は図２４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図２４（ｄ）は図２４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【０１１８】
図２５はダンパー押え具（規制部材）１４８ａ付きのダンパーユニット１３９ａの詳細図である。詳しくは、図２５（ａ）はその側面図、図２５（ｂ）はその下面図である。
【０１１９】
ダンパーユニット１３９ａのダンパー保持枠（第２の取付部）１４４ａに、ダンパー押え具１４８ａを乗せる。ここで、ダンパーユニット１３９ａにはダンパー押え具１４８ａを保持する為の保持部を設けてある。具体的には、図２５（ａ）において、ダンパー押え具１４８ａは可動鏡筒１３８に取り付けられるダンパー保持枠（第２の取付部）１４４ａの内径開口を保持部１４４ｃとしてダンパーユニット１３９ａに保持される。そして、ダンパー押え具１４８ａの孔１４８ｃが、ベース板１３１に設けられた円柱状の軸１３１ａ（図１８参照）に取り付けられるダンパー内枠（第１の取付部）１４６ａの外周部１４６ａ１に嵌合している。
【０１２０】
そのため、第２の取付部であるダンパー保持枠１４４ａと第１の取付部であるダンパー内枠１４６ａはダンパー押え具１４８ａで固定（規制）され、可動鏡筒１３８やベース板１３１に組み込むときに安定して組み込める。
【０１２１】
次に、ダンパー保持枠１４４ａ，１４４ｂとダンパー内枠１４６ａ，１４６ｂの間に減衰手段１４５ａ，１４５ｂを具備する。つまり、紫外線または熱硬化シリコーンゲルを流し込む。次に、紫外線または熱を掛け、シリコーンゲルを硬化させる。
【０１２２】
組立フローチャートは、実施例１とほぼ同様であるので、ここでは割愛する。
【０１２３】
上記の実施例２によれば、振れ補正ユニット１９０は、固定部材であるベース板１３１に取り付けられるダンパー内枠（第１の取付部）１４６ａ，１４６ｂを有する。さらに、可動部材である可動鏡筒１３８に取り付けられるダンパー保持枠（第２の取付部）１４４ａ，１４４ｂを有する。さらには、ダンパー保持枠１４４ａ，１４４ｂとダンパー内枠１４６ａ，１４６ｂとの間を粘弾性支持する減衰手段１４５ａ，１４５ｂとをユニット化して成るダンパーユニット（ダンパー手段）１３９ａ，１３９ｂを有する。ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂは、補正光学系１２０の移動方向の制動を行うものである。
【０１２４】
上記のようにダンパー手段であるダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂをユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図ることが可能となる。また、簡単な構成のダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂを備えることにより、画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができる。
【０１２５】
その他の効果は、上記実施例１と同様である。
【実施例３】
【０１２６】
図２６ないし図２９は、本発明の実施例３に係わる撮像装置および該撮像装置に具備される振れ補正ユニット２９０を示している。上記実施例１における振れ補正ユニット９と本実施例３における振れ補正ユニット２９０との違いは、補正手段として、補正光学系１２の代わりに撮像素子２０６を用いている。そして、該撮像素子２０６を駆動手段により光軸と直交する平面内で移動させて、画像振れを行う構成にしている。
【０１２７】
図２６は、振れ補正ユニット２９０が組み込まれる撮像装置を示す図である。
【０１２８】
図２６において、２０１は撮像装置、２０２は撮像レンズ、２０３はレンズ駆動部、２０４は撮像レンズ２０２の光軸、２０５はレンズ鏡筒、２０６は撮像素子である。２０７はメモリ、２０８は振れ検出手段として用いられる振れセンサ、２０９は撮像素子駆動部、２１０は電源、２１１はレリーズ釦、２１３はいわゆるクイックリターンミラー、２１４はファインダ光学系である。２９０は振れ補正ユニット（イメージセンサユニット）であり、撮像素子２０６を具備している。
【０１２９】
図２７は、撮像装置２０１の電気的構成を示すブロック図である。撮像装置２０１は、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、撮像レンズ２０２、撮像素子２０６を含み、画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器２２０、画像処理部２２１を含む。記録再生系は、記録処理部２２３、メモリ２２４を含む。制御系は、カメラシステム制御部２２５、ＡＦセンサ２２６、ＡＥセンサ２２７、振れセンサ２０８、操作検出部２２９、撮像素子制御部２１２およびレンズシステム制御部２３０を含む。
【０１３０】
本実施例３に係わる撮像装置２０１やその電気的構成は実施例１とほぼ同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。本実施例３に係る振れ補正ユニット２９０の要部については後述する。
【０１３１】
図２８は振れ補正ユニット２９０の構成図である。詳しくは、図２８（ａ）は光軸方向から見た正面図、図２８（ｂ）は図２８（ａ）におけるＡ−Ａ面図、図２８（ｃ）は図２８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図２８（ｄ）は図２８（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【０１３２】
図２８（ａ）に示したように、可動部材の支持方法は実施例１と同じ方法を取っている。つまり、可動枠（可動部材）２３８はベース板（固定部材）２３１に対して複数の弾性体２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃで弾性支持されている。本実施例３では，弾性体２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃが光軸２０４から放射状に１２０度の間隔で３本配置されている。このような対称な配置とすることで、モーメントの発生による不要共振の励起を抑制することが可能となる。さらに、電源オフ時の振れ補正ユニット２９０の垂れ下がりを防止することが可能であり、高価なロック機構等が不要となり、コストダウンが図れる。
【０１３３】
また、複数の弾性体２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃにより弾性支持されることで、振れ補正ユニット２９０の可動中心を常に光軸中心に位置させることが可能であり、高価な振れ補正ユニット２９０の位置検出装置を使ったフィードバック制御が不要となる。よって、コストダウンを図ることができる。
【０１３４】
図２８（ｂ）に示したように、弾性体２３７ａ（２３７ｂ，２３７ｃ）は光軸方向に適宜傾けて取り付けられており、ベース板２３１と可動枠２３８の間に設けられた球２３２ａ（２３２ｂ，２３２ｃ）を把持している。
【０１３５】
図２８（ｃ）に示したように、ベース板２３１にはコイル２３３ａ（２３３ｂ）が固定されており、可動枠２３８には磁石２３４ａ（２３４ｂ）及びヨーク２３５が固定されている。これにより、いわゆるムービングマグネット型のアクチュエータ（駆動手段）を構成している。
【０１３６】
図２８（ａ）において、可動枠２３８の紙面右上側には第１の電磁アクチュエータが配置されている。この第１の電磁アクチュエータは、ベース板２３１に取り付けられたコイル２３３ａと、可動枠２３８に取り付けられた磁石２３４ａ及びヨーク２３５により構成されている。さらに、可動枠２３８の紙面左上側には、第２の電磁アクチュエータが配置されている。この第２の電磁アクチュエータは、ベース板２３１に取り付けられたコイル２３３ｂと、可動枠２３８に取り付けられた磁石２３４ｂ及びヨーク２３５により構成されている。
【０１３７】
次に、ダンパー手段であるダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂの取り付けについて説明する。
【０１３８】
図２８（ｄ）において、２４４ａ，２４４ｂはダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂのダンパー保持枠（第１の取付部）、２４５ａ，２４５ｂは減衰手段、２４６ａ，２４６ｂはダンパー抵抗棒（第２の取付部）である。
【０１３９】
ダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂはベース板２３１に設けられた円柱形の穴２３１ａ，２３１ｂ（後述の図２９参照）に対して、接着等で取り付けられる。また、ダンパー抵抗棒２４６ａ，２４６ｂは可動枠２３８に設けられた円柱状の穴２３８ａ，２３８ｂ（後述の図２９参照）に差し込まれ、接着等で固定される。また、ダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂは光軸対称に複数設けられることが望ましい。本実施例３では、図２８（ｄ）に示すように、光軸２０４に対して対称な位置に２つ設けられている。光軸２０４に対称に設けることで、ベース板２３１と可動枠２３８が相対運動を行ったときに、ダンパー手段であるダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂから受ける力によって可動枠２３８にモーメントが発生することが無い。
【０１４０】
ダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂの詳細図は、実施例１と同様なので割愛する。また、振れ補正ユニット２９０の駆動手段についても、実施例１と同様なので説明を省略する。
【０１４１】
また、本実施例３に好適な減衰手段２４５ａ，２４５ｂ（粘弾性体）は、実施例１と同様のものである。また、本実施例３に示す振れ補正ユニット２９０の制御方法についても、実施例１と同様なので割愛する。
【０１４２】
また、任意の撮像素子位置センサによって位置検出を行い、いわゆるフィードバック制御を行うことでも任意の位置に移動可能である。
【０１４３】
図２９は、組立台に乗った状態の振れ補正ユニット２９０を被写体側から見た分解斜視図であり、図２９を用いて本実施例３に係る振れ補正ユニット２９０の要部について説明する。
【０１４４】
２３１はベース板（固定部材）、２３８は可動枠（可動部材）、２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃはベース板２３１と可動枠２３８に狭持された球である。また、２９０は撮像素子２０６をフレキシブル基板（ＦＰＣ）に半田付けした振れ補正ユニットである。２３３ａ，２３３ｂはコイル、２３４ａ，２３４ｂは磁石、２３５はヨーク（磁石吸着板）、２３６ａ，２３６ｂは吸着板固定ネジである。２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃは弾性体、２３９ａ，２３９ｂはダンパーユニットである。２４７は組立台、２４８ａ，２４８ｂはダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂのダンパー押え具である。
【０１４５】
なお、図２９では、振れ補正ユニット２９０の主要部分だけを示し、保持部材やリード線等は示していない。
【０１４６】
ここで、図２６に示すような撮像装置２０１に本実施例３の振れ補正ユニット２９０を組み込む際には、ダンパー押え具２４７を外して組み込む。
【０１４７】
図２９を用いて、ベース板２３１と可動枠２３８の相対運動について説明する。撮像素子２０６は、ベース板２３１に対してＸ方向及びＹ方向に移動可能な可動枠２３８に固定されている。この可動枠２３６には不図示の突起部を設けられ、また、ベース板２３１には突起部２３１ｃ，２３１ｄが設けられ、それぞれが回転規制板２４９の案内孔２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｃ，２４９ｄに嵌合して取り付けられる。このことにより、光軸周りに回転すること無しに、Ｘ方向およびＹ方向に摺動可能な構成となっている。
【０１４８】
上記のようにベース板２３１と可動枠２３８は球２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃを狭持しており、球２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃを介して相対運動を行う。このため、転がり摩擦という非常に小さな摩擦の影響しか受けずに相対運動を行うことができる。摩擦が小さいために非常に小さな入力に対しても適切に応答することが出来る。また、球２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃによる案内面を適切な精度で製作することにより、ベース板２３１と可動枠２３８が相対運動を行った場合でも、可動枠２３８の傾きや光軸方向への不要な移動が発生することが無い。
【０１４９】
ダンパー押え具２４８ａ，２４８ｂ付きのダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂの詳細図は、実施例１と同様なので割愛する。
【０１５０】
また、組立フローチャートも、実施例１とほぼ同様であるので、ここでは割愛する。
【０１５１】
上記の実施例３によれば、振れ補正ユニット２９０は、固定部材であるベース板２３１に取り付けられるダンパー保持枠（第１の取付部）２４４ａ，２４４ｂを有する。さらに、可動部材である可動枠２３８に取り付けられるダンパー抵抗棒（第２の取付部）２４６ａ，２４６ｂを有する。さらには、ダンパー保持枠２４４ａ，２４４ｂとダンパー抵抗棒２４６ａ，２４６ｂとの間を粘弾性支持する減衰手段２４５ａ，２４５ｂとをユニット化して成るダンパーユニット（ダンパー手段）２３９ａ，２３９ｂを有する。ダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂは、補正手段である撮像素子２０６の移動方向の制動を行うものである。
【０１５２】
上記のようにダンパー手段であるダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂをユニット化することで、量産安定性と組立安定性を向上させ、コストダウンを図ることが可能となる。また、簡単な構成のダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂを備えることにより、画像振れ補正に適した粘性抵抗を得ることができる。
【０１５３】
その他の効果は、実施例１と同様である。
【０１５４】
（本発明と実施例の対応）
実施例１において、補正光学系１２が本発明の補正手段に、可動鏡筒３８が補正手段を一体に保持する可動部材に、ベース板３１が固定部材に、それぞれ相当する。また、円筒状のダンパー保持枠４４ａ，４４ｂと棒状のダンパー抵抗棒４６ａ，４６ｂが本発明の第１の取付部と第２の取付部の一方もしくは他方に相当する。また、減衰手段４５ａ，４５ｂが減衰手段に、ダンパーユニット３９ａ，３９ｂがダンパー手段に、それぞれ相当する。
【０１５５】
実施例２において、補正光学系１２０が本発明の補正手段に、可動鏡筒１３８が補正手段を一体に保持する可動部材に、ベース板１３１が固定部材に、それぞれ相当する。また、同筒円状のダンパー内枠１４６ａ，１４６ｂとその外側に同心円状に配置されるダンパー保持枠１４６ａ，１４６ｂが本発明の第１の取付部と第２の取付部の一方もしくは他方に相当する。また、第１の取付部と第２の取付部の間に具備され、これらを支持可能な粘弾性体により構成される減衰手段１４５ａ，１４５ｂが減衰手段に、ダンパーユニット１３９ａ，１３９ｂがダンパー手段に、それぞれ相当する。
【０１５６】
実施例３において、撮像素子２０６が本発明の補正手段に、可動枠２３８が補正手段を一体に保持する可動部材に、ベース板２３１が固定部材に、それぞれ相当する。また、円筒状のダンパー保持枠２４４ａ，２４４ｂと棒状のダンパー抵抗棒２４６ａ，２４６ｂが本発明の第１の取付部と第２の取付部の一方もしくは他方に相当する。また、減衰手段２４５ａ，２４５ｂが減衰手段に、ダンパーユニット２３９ａ，２３９ｂがダンパー手段に、それぞれ相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置を示す光学配置図である。
【図２】本発明の実施例１に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの詳細を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例１に係るダンパーユニットを示す構成図である。
【図７】本発明の実施例１に係る駆動手段を示す構成図である。
【図８】本発明の実施例１における粘弾性体の周波数特性を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの解析モデルを示す図である。
【図１０】本発明の実施例１において減衰手段の有無における周波数応答線図である。
【図１１】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの制御系を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの組立時における斜視図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの組立時における分解斜視図である。
【図１４】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの組立時における構成図である。
【図１５】本発明の実施例１に係るダンパーユニット組み込み時を示す構成図である。
【図１６】本発明の実施例１に係る振れ補正ユニットの組立手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットを示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットを示す分解斜視図である。
【図１９】本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットを示す構成図である。
【図２０】本発明の実施例２に係るダンパーユニットを示す構成図である。
【図２１】本発明の実施例２に係る駆動手段を示す構成図である。
【図２２】本発明の実施例２における組立台に乗った振れ補正ユニットを示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットの組立時における分解斜視図である。
【図２４】本発明の実施例２に係る振れ補正ユニットの組立時における構成図である。
【図２５】本発明の実施例２に係るダンパーユニット組み込み時を示す構成図である。
【図２６】本発明の実施例３に係る撮像装置を示す光学配置図である。
【図２７】本発明の実施例３に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の実施例３に係る振れ補正ユニットを示す構成図である。
【図２９】本発明の実施例３に係る振れ補正ユニットを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１                      撮像装置
２                      撮像レンズ
６                      撮像素子
８                      振れセンサ
９                      振れ補正ユニット
１２                    補正光学系
３１                    ベース板
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  球
３３ａ，３３ｂ          コイル
３４ａ，３４ｂ          磁石
３５                    ヨーク
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ  弾性体
３８                    可動鏡筒
３９ａ，３９ｂ          ダンパーユニット
４４ａ，４４ｂ          ダンパー保持枠
４５ａ，４５ｂ          減衰手段
４６ａ，４６ｂ          ダンパー抵抗棒
４７                    組立台
４８ａ，４８ｂ          ダンパー押え具
１２０                        補正光学系
１３１                        ベース板
１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ  球
１３３ａ，１３３ｂ            コイル
１３４ａ，１３４ｂ            磁石
１３５                        ヨーク
１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ  弾性体
１３８                        可動鏡筒
１３９ａ，１３９ｂ            ダンパーユニット
１４４ａ，１４４ｂ            ダンパー保持枠
１４５ａ，１４５ｂ            減衰手段
１４６ａ，１４６ｂ            ダンパー内枠
１４７                        組立台
１９０                        振れ補正ユニット
２０１                        撮像装置
２０６                        撮像素子
２３１                        ベース板
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ  球
２３３ａ，２３３ｂ            コイル
２３４ａ，２３４ｂ            磁石
２３５                        ヨーク
２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃ  弾性体
２３８                        可動枠
２３９ａ，２３９ｂ            ダンパーユニット
２４４ａ，２４４ｂ            ダンパー保持枠
２４５ａ，２４５ｂ            減衰手段
２４６ａ，２４６ｂ            ダンパー抵抗棒
２４７                        組立台
２９０                        振れ補正ユニット
【図１】
2008286929.tif 000007
【図２】
2008286929.tif 000008
【図３】
2008286929.tif 000009
【図４】
2008286929.tif 000010
【図５】
2008286929.tif 000011
【図６】
2008286929.tif 000012
【図７】
2008286929.tif 000013
【図８】
2008286929.tif 000014
【図９】
2008286929.tif 000015
【図１０】
2008286929.tif 000016
【図１１】
2008286929.tif 000017
【図１２】
2008286929.tif 000018
【図１３】
2008286929.tif 000019
【図１４】
2008286929.tif 000020
【図１５】
2008286929.tif 000021
【図１６】
2008286929.tif 000022
【図１７】
2008286929.tif 000023
【図１８】
2008286929.tif 000024
【図１９】
2008286929.tif 000025
【図２０】
2008286929.tif 000026
【図２１】
2008286929.tif 000027
【図２２】
2008286929.tif 000028
【図２３】
2008286929.tif 000029
【図２４】
2008286929.tif 000030
【図２５】
2008286929.tif 000031
【図２６】
2008286929.tif 000032
【図２７】
2008286929.tif 000033
【図２８】
2008286929.tif 000034
【図２９】
2008286929.tif 000035