(57)【要約】【課題】応答性良く可動部が移動し、良好な像ブレ補正が可能なブレ補正装置および、光学装置を提供すること。【解決手段】撮像素子１２が備えられ固定部６に対して相対移動可能な撮像素子ユニット４と、撮像素子ユニット４に接触し、固定部６に対する撮像素子ユニット４の相対移動をガイドするガイド部８と、ガイド部８を振動させる振動部２０とを含む。【選択図】図２
2008158233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子が備えられ固定部に対して相対移動可能な撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットに接触し、前記固定部に対する前記撮像素子ユニットの相対移動をガイドするガイド部と、
前記ガイド部を振動させる振動部とを含むことを特徴とする像ブレを補正するためのブレ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたブレ補正装置であって、
前記振動部は、前記撮像素子ユニットを振動させることが可能な位置に備えられていることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたブレ補正装置であって、
前記振動部は、前記撮像素子ユニットを振動させ前記撮像素子ユニットに付着した塵埃を除去する塵埃除去部であることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたブレ補正装置であって、
前記振動部は、前記像ブレを補正するとき、前記撮像素子ユニットに付着した前記塵埃を除去するときよりも小さな振幅で振動することを特徴とするブレ補正装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたブレ補正装置であって、
前記振動部は、共振周波数帯域を有し、前記像ブレを補正するときには、前記共振周波数帯域外で振動することを特徴とするブレ補正装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたブレ補正装置であって、
前記振動体は、前記撮像素子ユニットに付着した前記塵埃を除去するとき、
前記共振周波数帯域内で振動することを特徴とするブレ補正装置
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載されたブレ補正装置であって、
前記固定部に対して前記撮像素子ユニットを相対移動させる駆動部を含み、
前記振動部は、前記駆動部が駆動する前から、あるいは同時に前記ガイド部を振動させることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載されたブレ補正装置であって、
前記振動部は、前記固定部と前記撮像素子ユニットとの相対移動速度が所定値以上であるとき、振動を停止することを特徴とするブレ補正装置。
【請求項９】
光学系が備えられ固定部に対して相対移動可能な像ブレ補正光学系ユニットと、
前記像ブレ補正光学系ユニットに接触し、前記固定部に対する前記像ブレ補正光学系ユニットの相対移動をガイドするガイド部と、
前記ガイド部を振動させる振動部とを含むことを特徴とするブレ補正装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の像ブレ補正装置を有する光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレ補正装置、及び光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、カメラなどの光学装置においては、手振れなどによるブレ画像を防止するために、像ブレ補正装置などのブレ補正装置が内蔵されている。この種のブレ補正装置では、固定部に対して可動部をスムーズに移動させるために、防振システムが配置されている。
【０００３】
防振システムのような位置決め機構は、低速駆動時や定位置制御時では、摩擦抵抗の影響により制御性能が低下するため、摩擦の対策が重要になっている。摩擦が位置決め性能を悪化させる原因は以下の理由による。
【０００４】
物体が止まっている時にかかる静止時摩擦は値が大きく、押してもなかなか動き出さないが、一度、動き始めてれば、動いている間にかかる摩擦（動摩擦）は、静止時摩擦に比べて小さい。これを防振システムに当てはめると、静止時に駆動力をかけても加速せず、ある程度力をかけると、摩擦力を振り切るのに十分になって加速を開始する。このように、操作しても結果が出ない部分である不感帯がある。
【０００５】
このような摩擦の非線形性は、制御誤差を招く原因である。摩擦は、位置、速度、環境など様々な動作条件よって変動するため、正確な解析と同定は非常に困難である。固体摩擦を小さくするための従来方法としては、空気静圧軸受けや磁気軸受けなどで非接触構造にすることや、グリスを塗るなどの方法が挙げられる。
【０００６】
しかしながら、非接触構造では、システムの大型化、重量増加、コストアップなどを招く。また、グリス等によって摩擦を少なくする方法では、低温時において粘性が大きくなり問題となる。
【０００７】
そこで、従来の防振システムでは、可動部と固定部との摺動部に、鋼球などを配置し、摩擦を少なくするなどの対処はなされているが、光軸周り方向（θ方向）への回転を防ぐ回転止め（ガイド部の１種）などでは摩擦が発生していた。回転止めとは、撮像素子が回転をすることを防ぐ機構である。また、補正するアクチュエータがガイドで固定されている場合も摩擦が発生し、位置決め特性を悪化させる問題があった。
【０００８】
なお、近年、レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子のフィルタ表面にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題がある。このような問題に対し、圧電素子などをフィルタ前に配置し、振動でゴミを除去するシステムが実用化されている（特許文献１参照）。
【０００９】
しかしながら、このように振動でゴミを除去する従来のシステムは、ブレ補正装置とは何ら関係のないものであった。
【特許文献１】特開２００２−２０４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、応答性良く可動部が移動し、良好な像ブレ補正が可能なブレ補正装置および光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るブレ補正装置は、
撮像素子が備えられ固定部に対して相対移動可能な撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットに接触し、前記固定部に対する前記撮像素子ユニットの相対移動をガイドするガイド部と、
前記ガイド部を振動させる振動部とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の観点に係るブレ補正装置では、固定部に対して撮像素子ユニットが相対移動する際に、振動部によりガイド部が振動され、そのため、いわゆるディザ効果により、摩擦抵抗が低減される。その結果、撮像素子ユニットの動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く撮像素子ユニットが素早く移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が良好になる。また、摩擦が少なくなるために、省エネルギーにも寄与する。
【００１３】
また、グリースなどの潤滑剤を用いないので、低温時においてグリースの粘性が大きくなり摩擦が大きくなるなどの問題もない。さらに、空気軸受や磁気軸受などの非接触構造を採用していないため、システムのコンパクト化を図ることができ、軽量であり、製造コストの低減も図ることができる。
【００１４】
なお、ディザ効果とは、固体摩擦のある箇所に微小な高周波振動を与えることにより、見かけの摩擦を少なくできる現象である。
【００１５】
好ましくは、前記振動部は、前記撮像素子ユニットを振動させることが可能な位置に備えられている。さらに好ましくは、前記振動部は、前記撮像素子ユニットを振動させ前記撮像素子ユニットに付着した塵埃を除去する塵埃除去部である。この場合には、単一の振動部により、塵埃除去機能と、ディザ効果とを持たせることができる。
【００１６】
好ましくは、前記振動部は、前記像ブレを補正するとき、前記撮像素子ユニットに付着した前記塵埃を除去するときよりも小さな振幅で振動する。塵埃除去時には、比較的に大きな振幅で振動させることで塵埃の除去が容易である。また、像振れ補正時には、比較的に小さな振幅で振動させることで、ディザ効果を高めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記振動部は、共振周波数帯域を有し、前記像ブレを補正するときには、前記共振周波数帯域外で振動する。塵埃除去時には、共振周波数で振動させることで塵埃の除去が容易である。また、像振れ補正時には、比較的に小さな振幅で振動させることで、ディザ効果を高めることができる。
【００１８】
好ましくは、前記振動体は、前記撮像素子ユニットに付着した前記塵埃を除去するとき、前記共振周波数帯域内で振動する。塵埃除去時には、共振周波数で振動させることで塵埃の除去が容易である。
【００１９】
好ましくは、前記固定部に対して前記撮像素子ユニットを相対移動させる駆動部を含み、前記振動部は、前記駆動部が駆動する前から、あるいは同時に前記ガイド部を振動させる。前記駆動部が駆動する前から、あるいは同時に前記ガイド部を振動させることで、静止位置からの相対移動がスムーズになる。
【００２０】
好ましくは、前記振動部は、前記固定部と前記撮像素子ユニットとの相対移動速度が所定値以上であるとき、振動を停止する。前記固定部と前記撮像素子ユニットとの相対移動速度が所定値以上であるときは、比較的に摩擦が小さく、振動を加える必要が少ないからである。
【００２１】
本発明の第２の観点に係るブレ補正装置は、
光学系が備えられ固定部に対して相対移動可能な像ブレ補正光学系ユニットと、
前記像ブレ補正光学系ユニットに接触し、前記固定部に対する前記像ブレ補正光学系ユニットの相対移動をガイドするガイド部と、
前記ガイド部を振動させる振動部とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第２の観点に係るブレ補正装置では、固定部に対して光学系ユニットが相対移動する際に、振動部によりガイド部が振動され、そのため、いわゆるディザ効果により、静摩擦係数が低減される。その結果、光学系ユニットの動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く光学系ユニットが移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が可能である。
【００２３】
また、グリースなどの潤滑剤を用いないので、低温時においてグリースの粘性が大きくなり摩擦が大きくなるなどの問題もない。さらに、空気軸受や磁気軸受などの非接触構造を採用していないため、システムのコンパクト化を図ることができ、軽量であり、製造コストの低減も図ることができる。
【００２４】
本発明に係る光学装置は、上記のいずれかに記載の像ブレ補正装置を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るブレ補正装置の概略斜視図、
図２は図１に示すII−II線に沿う概略断面図、
図３はカメラの全体ブロック図、
図４〜図７は図１〜図３に示すブレ補正装置を含むカメラの制御方法を示すフローチャート図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係るブレ補正装置２は、撮像素子１２が備えられ固定部６に対してＸ軸およびＹ軸方向に相対移動可能な撮像素子ユニット４を有する。固定部６は、図３に示すカメラボディ４０に対して固定してある。撮像素子ユニット４は、カメラボディ４０に対して着脱自在に取り付けられるレンズ鏡筒４２に内蔵してある光学レンズ群４８の光軸Ｚ方向に対して垂直なＸ軸およびＹ軸方向に沿って移動自在に配置してある。
【００２７】
図１および図２に示すように、撮像素子ユニット４は、固定部６に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な可動板１０を有する。可動板１０の中央部上面には、撮像素子１２が固定してあり、その上に、スペーサ１３を介して光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）１４が配置してある。撮像素子１２は、その表面に照射された光学画像を電気信号に変換するための素子である。光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）１４は、いわゆるモアレ現象を除去するために設けられている。
【００２８】
光学ローパスフィルタ１４の上には、シール部材１６を介して透明なガラス板１８が配置してある。シール部材１６により、撮像素子１２と光学ローパスフィルタ１４との間、光学ローパスフィルタ１４とガラス板１８との間を密封している。すなわち、ガラス板１８は、塵埃などが光学ローパスフィルタ１４および撮像素子１２に付着することを防止している。
【００２９】
本実施形態では、ガラス板１８は、光学ローパスフィルタ１４よりも、Ｘ軸方向に幅広く形成してあり、各側端部がシール部材１６よりも飛び出しており、各側端部の下面には、圧電素子２０が連結してある。圧電素子２０の下面は、支持部２２で支持されている。それぞれの支持部２２は、防振シート２４を介して可動板１０に対して固定してある。防振シート２４は、撮像素子１２とシール部材１６の間に塵などが入らないように密閉する部材である。また、圧電素子２０の振動によりフレキのコネクタ接続部や撮像素子１２と基板の接着、さらには位置検出センサのマグネット等に悪影響を与える可能性があるため、防振シート２４は、それらの振動を伝わりづらくする機能もある。防振シート２４は、ゴム製シートなどの弾性部材で構成してあるが、弾性を有する接着剤などでも良い。
【００３０】
一対の支持部２２のうちの一方には、ガイド部としてのガイドロッド８の第１軸８ａが挿通するためのスライド孔が形成してあり、支持部２２は、第１軸８ａに沿って、Ｙ軸方向に相対移動可能になっている。ガイドロッド８は、略Ｌ字形状に加工してあり、第１軸８ａに対して垂直に折り曲げられた第２軸８ｂを有する。第２軸８ｂは、二つの支持部２３，２３に形成してある挿通孔を通り、これらの支持部２３，２３によりＸ軸方向に沿って相対移動自在に保持してある。これらの支持部２３，２３は、防振シート２５を介して固定部６に対して固定してある。すなわち、撮像素子ユニット４は、固定部６に対して、ガイドロッド８により、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の相対移動が案内され、しかも光軸Ｚ方向周り（θ方向）の回転を防止している。
【００３１】
固定部６は、撮像素子ユニット４の周囲四方を囲むように配置してあり、固定部６におけるＸ軸方向の一辺位置には、固定部６に対して、撮像素子ユニット４をＸ軸方向に移動させるための永久磁石２６ｘを保持してあるヨーク３０ｘが固定してある。永久磁石２６ｘには、撮像素子ユニット４における可動板１０に固定してあるコイル２８ｘが向き合い、コイル２８ｘへの電流制御により、可動板１０を介して撮像素子ユニット４がＸ軸方向に移動制御されるようになっている。すなわち、コイル２８ｘと永久磁石２６ｘは、Ｘ軸方向移動手段としてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を構成している。なお、Ｘ軸方向移動手段としては、ＶＣＭに限定されず、その他のアクチュエータを用いることができる。
【００３２】
また、固定部６におけるＹ軸方向の一辺位置には、固定部６に対して、撮像素子ユニット４をＹ軸方向に移動させるための永久磁石２６ｙを保持してあるヨーク３０ｙが固定してある。永久磁石２６ｙには、撮像素子ユニット４における可動板１０に固定してあるコイル２８ｙが向き合い、コイル２８ｙへの電流制御により、可動板１０を介して撮像素子ユニット４がＹ軸方向に移動制御されるようになっている。すなわち、コイル２８ｙと永久磁石２６ｙは、Ｙ軸方向移動手段としてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を構成している。なお、Ｙ軸方向移動手段としては、ＶＣＭに限定されず、その他のアクチュエータを用いることができる。
【００３３】
固定部６に対しての撮像素子ユニット４の相対移動位置を検出するために、固定部６には、位置センサ３３が装着してある。位置センサ３３は、ホール素子３２を有し、そのホール素子３２に対応する位置に、永久磁石３４が可動板１０の表面に装着してある。永久磁石３４が可動板１０と共にＸ軸およびＹ軸方向に移動することで、そのＸ軸およびＹ軸方向の移動量を位置センサ３３が検出するようになっている。なお、位置センサ３３としては、磁気式センサに限らず、ＰＳＤ、光学式のセンサであっても良い。
【００３４】
次に、図１に基づき、カメラ全体について説明する。図１〜図３に示す撮像素子ユニット４を有するブレ補正装置２は、カメラボディ４０の内部に、光軸Ｚに対して撮像素子ユニット４のガラス板１８が垂直になるように配置される。ガラス位置１８は、図２に示す光学ローパスフィルタ１４および撮像素子１２に対して平行である。
【００３５】
図３に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどでは、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体であるカメラもあり、本発明では、カメラの種類は特に限定されない。また、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学装置にも適用できる。以下の説明では、説明の容易化のために、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが着脱自在となる一眼レフカメラについて説明する。
【００３６】
カメラボディ４０の内部において、撮像素子ユニット４のＺ軸方向の前方には、シャッタ部材４４が配置してある。シャッタ部材４４のＺ軸方向の前方には、ミラー４６が配置してあり、そのＺ軸方向の前方には、レンズ鏡筒４２に内蔵してある絞り部４７および光学レンズ群４８が配置してある。
【００３７】
カメラボディ４０には、ボディＣＰＵ５０が内蔵してあり、レンズ接点５４を介してレンズＣＰＵ５８に接続してある。レンズ接点５４は、カメラボディ４０に対してレンズ鏡筒４２を連結することで、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ５８とを電気的に接続するようになっている。ボディＣＰＵ５０には、電源５２が接続してある。電源５２は、カメラボディ４０に内蔵してある。
【００３８】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、表示部５５、ジャイロセンサ７０、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防振スイッチ６２、防塵フィルタ駆動回路５６、画像処理コントローラ５９、ＡＦセンサ７２、防振追随制御ＩＣ７４などが接続してある。画像コントローラ５９には、インターフェース回路５７を介して、撮像素子ユニット４の撮像素子１２（図２参照）が接続してあり、撮像素子１２にて撮像された画像の画像処理を制御可能になっている。
【００３９】
ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との通信機能と、カメラボディ４０の制御機能を有している。また、ボディＣＰＵ５０はＥＥＰＲＯＭ６０から入力された情報と、ジャイロセンサ７０からの出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離情報、距離情報から、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。また、ボディＣＰＵ５０は、ジャイロセンサ７０のセンサ出力を図示しないアンプを介してボディＣＰＵ５０に入力し、ジャイロセンサ７０の角速度を積分することによって、振れ角度を求める。
【００４０】
また、ボディＣＰＵは、レンズ鏡筒４２との装着が完全であるか否かの通信を行い、レンズＣＰＵ５８から入力された焦点距離、距離情報とジャイロセンサから目標位置を演算する。レリーズスイッチ５１が半押し時であれば、ＡＥ、ＡＦ、状況に応じて防振駆動等の撮影準備動作の指示を、レンズＣＰＵ５８と、防振追従制御ＩＣ７４とに出力する。全押し時にはミラー駆動、シャッター駆動、絞り駆動等の指示を出力する。
【００４１】
表示部５５は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５１は、シャッター駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディＣＰＵ５０にスイッチの状態を出力し、半押し時にはＡＦ、ＡＥ、状況により防振駆動を行い、全押し時には、ミラーアップ、シャッター駆動等を行う。
【００４２】
ミラー４６は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にミラーアップ、露光終了後にミラーダウンを行う。不図示のミラー駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。ミラー４６には、サブミラー４６ａが連結してある。
【００４３】
サブミラー４６ａは、ＡＦセンサに光を送るためのミラーであり、ミラーを通過した光束を反射してＡＦセンサに導く。このサブミラー４６ａは、露光中は光路から退避する。
【００４４】
シャッタ部材４４は、露光時間を制御する機構である。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にシャッター駆動を行う。不図示のシャッター駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。
【００４５】
ＡＦセンサ７２は、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためのセンサである。このＡＦセンサとしては、通常ＣＣＤが用いられる。防振スイッチ６２は、防振ＯＮ、ＯＦＦの状態を撮像素子ユニットＣＰＵに出力する。ジャイロセンサ７０は、ボディに生じるブレの角速度を検出し、ボディＣＰＵ５０に出力する。ＥＥＰＲＯＭ６０は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディＣＰＵに出力する。
【００４６】
防塵駆動フィルタ駆動回路５６は、図１および図２に示す圧電素子２０に接続してあり、所定条件を満足する場合に、圧電素子２０を、例えばＺ方向（図２参照）に駆動し、ガラス板１８を振動させ、ガラス板１８の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する動作を行う。
【００４７】
たとえば圧電素子２０に周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加する。圧電素子に負の電圧を印加するとガラス板はたとえば上側に凸に変形し、逆に正の電圧を印加すると下側に凸に変形する。このように防塵フィルタ駆動回路５６を制御して圧電素子２０に周期的な電圧を印加することにより、塵がガラス面から受けた慣性力が塵の付着力を上回るとガラス面から離れる。
【００４８】
圧電素子２０の周期的な駆動は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、ガラス板１８の表面を共振させる振動数で圧電素子２０を駆動させることが好ましい。共振する周波数は、形状と材質と支持の方法と振動モードによって決まる。ガラスを支持する部分では振幅０となる節位置にて支持するようにしている。
【００４９】
また、防塵駆動フィルタ駆動回路５６は、その他の所定条件を満足する場合には、圧電素子２０を駆動し、ガラス板１８を振動させて塵埃を除去するときよりも小さな微小振幅で、しかも、ガラス板１８の共振周波数帯域外で振動させるようになっている。この振動により、圧電素子２０の下部に連結してある支持部２２を振動させる共に、ガイドロッド８および支持部２３，２３が振動し、そのため、いわゆるディザ効果により、ガイドロッド８と支持部２２および２３との摩擦抵抗が低減される。その結果、撮像素子ユニット４の動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く撮像素子ユニット４が移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が良好になる。また、摩擦が少なくなるために、省エネルギーにも寄与する。なお、防振時において共振させるほど大きな振幅は、位置決めに悪影響を与える可能性があるため、振動の振幅は、位置決め精度に影響を与えない程度に微小であることが好ましい。また、図示の実施例では、摩擦を低減させるための微小振動の方向がＺ方向（撮像ユニット４の移動方向（Ｘ方向，Ｙ方向）とは直交するＺ方向）である。このように摩擦を低減させるための振動の方向と、撮像ユニット４の移動方向とを直交させることにより撮像ユニット４の位置決めを容易に行うことができる。
【００５０】
防振追従制御ＩＣ７４は、防振制御を行うためのＩＣである。ボディＣＰＵ５０から入力された防振駆動部目標位置と、位置検出部から入力された防振駆動部位置情報から、防振駆動部移動量を算出し、防振駆動ドライバ７６へ出力する。すなわち、防振追随制御ＩＣ７４には、位置センサ３３からの撮像素子ユニットの位置信号が入力されると共に、ボディＣＰＵ５０からの出力信号が入力される。ボディＣＰＵ５０では、ジャイロセンサ７０の出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離エンコーダで検出された焦点距離情報、距離エンコーダ６４で検出された距離情報などから、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。
【００５１】
防振駆動ドライバ７６は、防振駆動部を制御するためのドライバであり、防振追従制御ＩＣから駆動量の入力を受けて、防振駆動部の駆動方向、駆動量を制御する。すなわち、防振駆動ドライバ７６は、防振追従制御ＩＣ７４からの入力情報に基づき、コイル２８ｘ，２８ｙに駆動電流を流し、撮像素子ユニット４を固定部６に対してＸ軸およびＹ軸方向に移動させ、像ブレ補正制御を行う。
【００５２】
図３に示すレンズ鏡筒４２には、焦点距離エンコーダ６６、距離エンコーダ６４、絞り部４７、絞り部４７を制御する駆動モータ６８、レンズＣＰＵ５８、ボディ部とのレンズ接点５４、及び、複数のレンズ群４８が具備してある。レンズ接点５４には、カメラボディ４０からレンズ駆動系電源を供給するための接点と、レンズＣＰＵ５８を駆動するためのＣＰＵ電源の接点とデジタル通信用の接点がある。
【００５３】
駆動系電源およびＣＰＵ電源はカメラボディ４０の電源５２から供給され、レンズＣＰＵ５８や駆動系の電源を供給している。デジタル通信用接点ではレンズＣＰＵ５８から出力された焦点距離、被写体距離、フォーカス位置情報等のデジタル情報をボディＣＰＵ５０に入力するための通信と、ボディＣＰＵ５０から出力されたフォーカス位置や絞り量等のデジタル情報をレンズＣＰＵ５８に入力するための通信を行う。ボディＣＰＵ５０からのフォーカス位置情報や絞り量情報を受けてレンズＣＰＵ５８がＡＦ、絞り制御を行う。
【００５４】
焦点距離エンコーダ６６は、ズームレンズ群の位置情報より焦点距離を換算する。すなわち、焦点距離エンコーダ６６は、焦点距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００５５】
距離エンコーダ６４は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を換算する。すなわち、距離エンコーダ６４は、被写体距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００５６】
レンズＣＰＵは、カメラボディ４０との通信機能、レンズ群４８の制御機能を有している。レンズＣＰＵには、焦点距離、被写体距離等が入力され、レンズ接点を介してボディＣＰＵ５０に出力する。ボディＣＰＵ５０からレンズ接点５４を介して、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。
【００５７】
次に、図４〜図７に基づき、本発明の一実施形態に係る制御のフローチャートについて説明する。まず図４に示すように、ステップＳ１にて、電源をオンにすると、次にステップＳ２では、バッテリーチェックを行う。次に、ステップＳ３では、バッテリーの残量チェックを行う。残量が不足している場合には、表示部５５に警告表示を行い、Ｓ１７へ行き、制御を終了する。ステップＳ３にて、残量がオーケーである場合には、ステップＳ６へ行き、ボディＣＰＵ５０とレンズＣＰＵ５８との通信を開始する。次に、ステップＳ７では、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０との連結が完全であるか否かをチェックし、そうでない場合には、ステップＳ８にて表示部５５に警告を表示し、ステップＳ１７にて制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ７にて装着が完全である場合には、ステップＳ９にて、防塵動作を行う。すなわち、ボディＣＰＵ５０からの駆動信号を受けて、防塵駆動フィルタ駆動回路５６は、圧電素子２０を駆動し、ガラス板１８を振動させ、ガラス板１８の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する動作を行う。
【００５９】
次に、ステップＳ１０では、レンズＣＰＵ５８とボディＣＰＵ５０との信号のやりとりを行い、図５に示すように、ステップＳ１１からステップＳ１２へと移り、ＥＥＰＲＯＭ６０の情報をボディＣＰＵ５０が読み取る。次に、ステップＳ１３では、防振スイッチ６２がオンになっているか否かを検出する。防振スイッチ６２がオフの場合には、図７に示すステップＳ１４へ行き、ステップＳ２０〜Ｓ３３に示す通常の撮像動作をおこなう。
【００６０】
すなわち、ステップＳ２０では、半押しタイマーをリセットし、次に、ステップＳ２１では、半押しタイマーがオンか否かを検出する。半押しタイマーがオンでない場合には、図４に示すステップＳ１６へ行き、制御を終了する。図７に示すステップＳ２１にて半押しタイマーがオンである場合には、ステップＳ２２へ行き、レリーズスイッチ５１が半押し状態になっているかを検出し、そうでない場合には、ステップＳ２１へ戻り、半押し状態である場合には、ステップＳ２３へ行き、半押しタイマーをリセットする。次に、ステップＳ２４にて、距離を測定すると共に、測光処理を行い、ステップＳ２５にて、焦点距離情報を取得する。
【００６１】
その後、ステップＳ２６にて、オートフォーカス動作を行い、ステップＳ２７にて、レリーズスイッチ５１が全押し状態かを検出する。全押し状態でない場合には、ステップＳ２２に戻り、全押し状態である場合には、ステップＳ２８にて、ミラー４６をアップし、ステップＳ２９にて絞り駆動を行い、ステップＳ３０にて、シャッター４４を開く。
【００６２】
次に、ステップＳ３１では、撮像素子１２で撮像されたデータをボディＣＰＵ５０に取り込み、ステップＳ３２にて絞り４７を解放し、ステップ３３にて、ミラー４６をダウンさせる。その後、ステップＳ３４では、半押しタイマーがオフになっているか否かを検出し、オフになっていない場合には、図５に示すステップ３５を通して、ステップＳ１３に戻る。図７に示すステップＳ３４にて半押しタイマーがオフと判断されれば、ステップＳ１６へ行き、図４に示すステップＳ１７で制御が終了する。
【００６３】
図５に示すステップＳ１３にて、防振スイッチ６２がオンと判断されれば、ステップＳ１５へ行き、図６に示すステップＳ４０〜Ｓ７２に示す像ブレ補正制御時の撮像動作が行われる。ステップＳ４０では、半押しタイマーがリセットされる。次に、ステップＳ４１では、半押しタイマーがオンか否かを検出する。半押しタイマーがオンでない場合には、ステップＳ４２へ行き、ブレ補正駆動制御が停止され、ステップＳ４３では、角速度センサであるジャイロセンサ７０がオフとなり、ステップＳ４４では、ロック機構が解除され、ステップ１６を通して、図４に示すステップＳ１７へ至り、制御が中止される。
【００６４】
ステップＳ４１にて、半押しタイマーがオンである場合には、ステップＳ５０へ行き、レリーズスイッチ５１が半押し状態になっているかを検出し、そうでない場合には、ステップＳ４１へ戻り、半押し状態である場合には、ステップＳ５１へ行き、半押しタイマーをリセットする。次に、ステップＳ５２にて、角速度センサであるジャイロセンサ７０をオン状態とし、次に、ステップＳ５３では、距離を測定すると共に、測光処理を行い、ステップＳ５４にて、焦点距離情報を取得する。
【００６５】
その後、ステップＳ５５にて、オートフォーカス動作を行い、ステップＳ５６にてロック機構を解除する。次に、ステップＳ５７にて、図１および図２に示す圧電素子２０を駆動し、ステップＳ５８にて、撮像素子ユニット４をセンタリングするように、コイル２８ｘ、２８ｙに電流を流し、固定部６に対して撮像素子ユニット４をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、ステップＳ５９にて、ブレ補正駆動を開始する。
【００６６】
ブレ補正駆動に際しては、ステップＳ５９にてブレ補正駆動を行う前に、ステップＳ５７にて圧電素子２０を駆動する。すなわち、図３に示す防塵駆動フィルタ駆動回路５６は、ボディＣＰＵ５０からの制御信号を受けて、圧電素子２０を駆動し、ガラス板１８を振動させて塵埃を除去するときよりも小さな微小振幅で、しかも、ガラス板１８の共振周波数帯域外で振動させる。この振動により、圧電素子２０の下部に連結してある支持部２２を振動させる共に、ガイドロッド８および支持部２３，２３が振動し、そのため、いわゆるディザ効果により、ガイドロッド８と支持部２２および２３との摩擦抵抗が低減される。その結果、撮像素子ユニット４の動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く撮像素子ユニット４が移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が良好になる。また、摩擦が少なくなるために、省エネルギーにも寄与する。
【００６７】
なお、固定部６に対する撮像素子ユニット４の相対移動速度を、位置センサ３３などで検出し、その相対移動速度が所定値以上であるときには、圧電素子２０による振動を停止するように制御しても良い。固定部６と撮像素子ユニット４との相対移動速度が所定値以上であるときは、比較的に摩擦が小さく、振動を加える必要が少ないからである。
【００６８】
次に、ステップＳ６０では、レリーズスイッチ５１が全押し状態かを検出する。全押し状態でない場合には、ステップＳ５０に戻り、全押し状態である場合には、ステップＳ６１にて、ミラー４６をアップし、ステップＳ６２にて絞り駆動を行う。次に、ステップＳ６３にて、撮像素子露光前に、コイル２８ｘ、２８ｙに電流を流し、固定部６に対する撮像素子ユニット４の相対移動を行い、画像に対してのセンタリングを行い、ステップＳ６４にて、シャッター４４を開く。
【００６９】
次に、ステップＳ６５では、撮像素子１２で撮像されたデータをボディＣＰＵ５０に取り込み、ステップＳ６６にて絞り４７を解放し、ステップ６７にて、ミラー４６をダウンさせる。その後、ステップＳ６８では、ブレ補正制御を停止させ、ステップＳ６９では、圧電素子２０の駆動を停止し、ステップＳ７０では、角速度センサであるジャイロセンサ７０を停止し、ステップＳ７１では、ロック機構を駆動させ、撮像素子ユニット４が固定部６に対して移動しないようにロックする。
【００７０】
次に、ステップＳ７２では、半押しタイマーがオフになっているか否かを検出し、オフになっていない場合には、図５に示すステップ３５を通して、ステップＳ１３に戻る。図６に示すステップＳ７２にて半押しタイマーがオフと判断されれば、ステップＳ１６へ行き、図４に示すステップＳ１７で制御が終了する。
【００７１】
本実施形態では、通常動作ではゴミ除去システムに用いるための圧電素子２０を用いて、ガラス板１８の表面を振動させるだけでなく、像ぶれ補正制御に用いる防振システムにおける摩擦発生部であるガイドロッド８と支持部２２,２３とを振動させ、ディザ効果により摩擦を少なくすることで、防振制御の向上を図ることが可能となる。すなわち、撮像素子ユニット４の動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く撮像素子ユニット４が固定部６に対して素早く移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が良好になる。また、摩擦が少なくなるために、省エネルギーにも寄与する。
【００７２】
また、グリースなどの潤滑剤を用いないので、低温時においてグリースの粘性が大きくなり摩擦が大きくなるなどの問題もない。さらに、空気軸受や磁気軸受などの非接触構造を採用していないため、システムのコンパクト化を図ることができ、軽量であり、製造コストの低減も図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、圧電素子２０は、例えば振幅、数１０ｎｍ程度、例えば周波数は数１０ＫＨｚまで可能であり、防振駆動ドライバ７６の駆動周波数より極めて大きく、振幅が非常に微小であることから、防振駆動部の位置決め性能には大きな悪影響を与えず摩擦を少なくすることが可能である。防塵フィルタ回路部５６では通常ゴミを振動で落とすために圧電素子２０が共振する周波数を用いている。共振周波数は低電圧駆動でなるべく大きな振動を与えるために利用している。
【００７４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００７５】
たとえば、上述した実施形態では、コイル２８ｘ，２８ｙを撮像素子ユニット４側に装着し、永久磁石２６ｘ，２６ｙおよびヨーク３０ｘ，３０ｙを固定部６に固定してあるが、その逆であっても良い。また、撮像素子ユニット４をＸ軸およびＹ軸方向に移動させるための手段としては、コイル２８ｘ，２８ｙおよび永久磁石２６ｘ，２６ｙからなるボイスコイルモータの代わりに、圧電素子、ステッピングモータ等でも良い。
【００７６】
また、上述した実施形態では、撮像素子ユニット４のガラス板１８に付着した塵埃を除去するためにガラス板１８を振動させるための圧電素子２０と、ガイドロッド８、支持部２２および２３を振動させてディザ効果を発揮させる圧電素子２０とが同一のもので構成し、部品点数の削減を図っている。しかしながら、本発明では、それに限らず、ガラス板１８を振動させるための振動手段と、ガイドロッド８、支持部２２および２３を振動させてディザ効果を発揮させる振動手段とを別のもので構成しても良い。
【００７７】
また、本発明では、ディザ効果を持たせるための振動を付与するための振動手段としては、圧電素子２０に限定されず、磁歪効果等を利用した素子や、その他の素子であってもよい。また、圧電素子２０は、直接に支持部２２に接触する構造に限定されず、金属等の振動を伝えやすい部材によって支持部２２などの摩擦発生部に振動を与える構造でもよい。
【００７８】
さらに本発明では、光学系を移動させることにより像ぶれを補正するタイプのブレ補正装置にも適用することが可能である。すなわち、たとえば図３に示すレンズ鏡筒４２の固定部に対して相対移動可能な像ブレ補正光学系ユニット（図示省略）に接触し、固定部に対する像ブレ補正光学系ユニットの相対移動をガイドするガイド部（図示省略）を、図２に示すような圧電素子２０などで振動させるように構成しても良い。
【００７９】
このようなブレ補正装置では、固定部に対して光学系ユニットが相対移動する際に、圧電素子によりガイド部が振動され、そのため、いわゆるディザ効果により、静摩擦係数が低減される。その結果、光学系ユニットの動き始めや低速駆動時であっても、応答性良く光学系ユニットが移動し、その制御誤差が少なく、像ブレ補正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るブレ補正装置の概略斜視図である。
【図２】図２は図１に示すII−II線に沿う概略断面図である。
【図３】図３はカメラの全体ブロック図である。
【図４】図４は図１〜図３に示すブレ補正装置を含むカメラの制御方法を示すフローチャート図である。
【図５】図５は図４の続きを示すフローチャート図である。
【図６】図６は図５の一部を示すフローチャート図である。
【図７】図７は図５の一部を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８１】
２…  ブレ補正装置
４…  撮像素子ユニット
６…  固定部
８…  ガイドロッド
１２…  撮像素子
１８…  ガラス板
２０…  圧電素子
２２，２３…  支持部
２６ｘ，２６ｙ…  永久磁石
２８ｘ，２８ｙ…  コイル
３０ｘ，３０ｙ…  ヨーク
３３…  位置センサ
４０…  カメラボディ
４２…  レンズ鏡筒
５０…  ボディＣＰＵ
５６…  防塵フィルタ駆動回路
７４…  防振追随制御ＩＣ
７６…  防振駆動ドライバ
【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】
2008158233.tif 000007
【図６】
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【図７】
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