(57)【要約】    【課題】撮像素子を動かすことによる別の新たな像ぶれを生じることなく、手ぶれを補正することができる手ぶれ補正機能付きカメラを提供する。    【解決手段】センサ６ａ〜６ｃを用いて回転角速度θｘ’，θｙ’およびθｚ’を検出して手ぶれの動きを検出することにより、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出する。そして、検出されたぶれ量に基づいてボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動方向と駆動量を制御することにより、その被写体像のぶれ量を補正する方向にステージ５と撮像素子４を移動および／または回転させる。【選択図】図１
2005184122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する２方向を含む平面内の移動と前記平面に交差する軸回りの回転とが可能なステージと、
前記ステージに固着され、入射光束によって被写体像を撮像する撮像素子と、
前記被写体像に生じるぶれ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたぶれ量を補正するように、前記ステージと撮像素子を移動および／または回転させる移動回転手段とを備えることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項２】
請求項１の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記ステージと撮像素子は、前記入射光束の光軸に垂直な平面に沿って移動および／または回転することを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項３】
請求項２の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記ステージと撮像素子を前記平面に沿って保持するための付勢部材をさらに備えることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記移動回転手段は、第１の方向と、前記第１の方向にそれぞれ直交して互いに平行な第２および第３の方向とへ前記ステージを駆動することにより、前記ステージと撮像素子を移動および／または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項５】
請求項４の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記移動回転手段は、前記ステージを前記第１、第２および第３の方向にそれぞれ駆動するための第１、第２および第３の駆動部位を有し、その第１、第２および第３の駆動部位のそれぞれは、同一平面内で前記ステージを駆動することを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記移動回転手段はボイスコイルモータを有し、そのボイスコイルモータにより前記ステージと撮像素子を移動および／または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、
前記ステージの位置と回転状態を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記移動回転手段は、前記位置検出手段によって検出された前記ステージの位置および／または回転状態に基づいて、前記ステージと撮像素子を移動および／または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ぶれ補正機能を有するカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどにおいて、撮影時の手ぶれによって生じる像ぶれが問題となっている。この手ぶれを補正するために、光軸に垂直で互いに直交する２方向にそれぞれが移動可能な２つのスライダを組み合わせ、その組み合わせたスライダ上に撮影に用いる撮像素子を設置した撮像装置が知られている（特許文献１）。この撮像装置は、２つのスライダを移動させることによって、手ぶれを打ち消す方向に撮像素子を動かして手ぶれを補正するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１０９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される撮像装置には、２つのスライダの移動方向を定めるためのガイド用の溝がそれぞれに設けられており、その溝に沿って２つのスライダが直交する２方向にそれぞれ移動する。しかし、溝を加工するときの工作精度上、スライダの移動方向を完全に直交させることはできず、また、溝のガタ等によって生じるぶれを完全に取り除くこともできない。したがって、手ぶれを補正するためにスライダを移動させると、それによって別の新たな像ぶれが生じるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明による手ぶれ補正機能付きカメラは、交差する２方向を含む平面内の移動とその平面に交差する軸回りの回転とが可能なステージと、ステージに固着され、入射光束によって被写体像を撮像する撮像素子と、被写体像に生じるぶれ量を検出する検出手段と、検出手段により検出されたぶれ量を補正するように、ステージと撮像素子を移動および／または回転させる移動回転手段とを備えるものである。
請求項２の発明は、請求項１の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、ステージと撮像素子は、入射光束の光軸に垂直な平面に沿って移動および／または回転するものである。
請求項３の発明は、請求項２の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、ステージと撮像素子を平面に沿って保持するための付勢部材をさらに備えるものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段は、第１の方向と、第１の方向にそれぞれ直交して互いに平行な第２および第３の方向とへステージを駆動することにより、ステージと撮像素子を移動および／または回転させるものである。
請求項５の発明は、請求項４の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段は、ステージを第１、第２および第３の方向にそれぞれ駆動するための第１、第２および第３の駆動部位を有し、その第１、第２および第３の駆動部位のそれぞれは、同一平面内でステージを駆動するものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段はボイスコイルモータを有し、そのボイスコイルモータによりステージと撮像素子を移動および／または回転させるものである。
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、ステージの位置と回転状態を検出する位置検出手段をさらに備え、移動回転手段は、位置検出手段によって検出されたステージの位置および／または回転状態に基づいて、ステージと撮像素子を移動および／または回転させるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、交差する２方向を含む平面内の移動とその平面に交差する軸回りの回転とが可能なステージを備え、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出手段により検出して、検出されたぶれ量を補正するようにそのステージと撮像素子を移動および／または回転させることとした。このようにしたので、撮像素子を動かすことによる別の新たな像ぶれを生じることなく、手ぶれを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
―第１の実施の形態―
図１に本発明の一実施形態による手ぶれ補正機能付きカメラを示す。この手ぶれ補正機能付きカメラ（以下、本カメラという）は、移動回転可能なステージ上に撮像素子を固定し、そのステージを移動および／または回転させることにより、撮像素子を動かして手ぶれを補正するものである。図１において、（ａ）は本カメラを正面から見たときの内部構造の模式図であり、（ｂ）は側面から見たときの内部構造の模式図である。レンズ光軸１を有するレンズ２は、カメラボディ３に取り付けられており、被写体からの光束をカメラボディ３内に導く。
【０００８】
レンズ２から入射された光束によって、ステージ５の上に固着された撮像素子４上に被写体像が結像される。撮像素子４は、その被写体像を撮像し、画像信号を不図示の画像演算部に出力する。こうして得られた撮像画像は、画像演算部において各種の画像処理を施された後、不図示の記録部に画像データとして記録される。なお、撮像素子４は、後で説明する手ぶれ補正機能を実行しないときのレンズ光軸１上にほぼ中心が位置するように、ステージ５上に配置されている。撮像素子４にはＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサが用いられる。
【０００９】
上記のようにして撮像を行うとき、露光中にユーザによる手ぶれが生じると、撮像素子４上で被写体像がぶれて本来の撮像画像が得られなくなる。このような手ぶれによる被写体像ぶれは、露光時間が長いほど、また撮像倍率が大きいほど、顕著に現れる。本カメラは、こうした手ぶれを打ち消すように撮像素子４を撮像時に動かすことにより、手ぶれを補正して被写体像のぶれを防止する機能を有している。以下に、その手ぶれ補正機能を実現するための各構成の動作について説明する。
【００１０】
センサ６ａ、６ｂおよび６ｃは、手ぶれ量、すなわち撮像素子４上に結像される被写体像に生じるぶれ量を検出するための角速度センサである。センサ６ａはピッチングセンサであり、ピッチング量としてＸ軸回りの回転角速度θｘ’を検出する。また、センサ６ｂはヨーイングセンサであり、ヨーイング量としてＹ軸回りの回転角速度θｙ’を検出し、ローリングセンサであるセンサ６ｃは、ローリング量としてＺ軸（レンズ光軸１）回りの回転角速度θｚ’を検出する。ここで、各軸は図１に示す向きを有しており、次のように定義される。レンズ光軸１をＺ軸とし、このＺ軸に垂直で互いに直交する２つの座標軸をＸ軸およびＹ軸として、本カメラを横向きに構えたときの水平方向（図１（ａ）における左右方向）の座標軸をＸ軸、垂直方向（図１（ａ）における上下方向）の座標軸をＹ軸と定義する。
【００１１】
センサ６ａ〜６ｃには、たとえば振動ジャイロが用いられる。振動ジャイロは、振動体が回転したときに生じるコリオリ力によるひずみ量を検出することにより、回転の角速度を検出するものである。たとえば、振動体として側面にピエゾ素子を貼り付けた直方体を用いて、そのピエゾ素子に圧電効果によって生じる電圧値を測定することで、ひずみ量を検出して回転角速度を求めることができる。なお、センサ６ａ〜６ｃに用いるのは振動ジャイロに限定されず、それ以外のものでもよい。
【００１２】
撮像素子４がその上に配置されたステージ５は、３個のボール９ａ、９ｂおよび９ｃによってレンズ光軸１に垂直な平面内に可動的に支持されている。ボール９ａ〜９ｃは、位置を固定されたままその場で回転することができるようにステージ５に取り付けられており、これによってステージ５がレンズ光軸１に垂直に設けられたカメラボディ３の底面に沿って、滑らかに移動することができる。このような支持構造により、ステージ５と撮像素子４はレンズ光軸１に垂直な平面に沿って自在に移動し回転することができる。なお、ここでは３個のボール９ａ〜９ｃを用いて３つの支持点を決め、それによってステージ５が移動する平面を決定しているが、少なくとも３点以上の支持点が決まれば、１つの平面を決定することができる。
【００１３】
なお、手ぶれ補正機能を実行していない通常撮影時などには、カメラボディ３にステージ５が機械的にクランプされる。このとき、ステージ５と撮像素子４は可動範囲の中央位置に固定されている。手ぶれ補正機能を実行するとクランプが解除され、後で説明するようにして、ステージ５と撮像素子４の位置と回転状態とが制御される。
【００１４】
引張りばね１０によって引っ張られることにより、ステージ５はカメラボディ３の底面に向かって引き付けられる方向に付勢されている。これによって、どのように姿勢が変化しても、ステージ５と撮像素子４をレンズ光軸１に垂直な平面に沿って保持することができる。なお、カメラボディ３に対して固定された不図示の各種回路部品等とステージ５や撮像素子４とを配線接続する際には、移動や回転によって配線が切断されないようにするため、配線長に余裕を持たせた柔軟な配線材などが用いられる。
【００１５】
ステージ５は、３個のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７ａ、７ｂおよび７ｃと接続されており、これらが駆動することによって、後で説明するようにその位置と回転状態とが変化する。ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの内部には、コイル７１ａ、７１ｂおよび７１ｃが備えられており、これらはそれぞれ、ステージ５から延びているアーム１１ａ、１１ｂおよび１１ｃにそれぞれ固定されている。なお、図１（ａ）はボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの内部が分かるようにその断面を図示しているため、コイル７１ａ〜７１ｃがそれぞれボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの外にあるように見える。しかし実際には、ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃは内部のコイル７１ａ〜７１ｃをそれぞれ両側から挟み込むような構造となっている。
【００１６】
ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの動作を、図２にこれらの代表例として示すボイスコイルモータ７の構造模式図を用いて説明する。図２において、（ａ）はボイスコイルモータ７の側断面図を示しており、（ｂ）はその内部に備えられているコイル７１の斜視図を示している。図２（ａ）に示すように、ボイスコイルモータ７は、コイル７１を磁石７２〜７５で挟み込んだ構造を有している。コイル７１の上側には、磁極位置が互いに逆となっている磁石７２と７３が、コイル７１の円環の対向する位置にそれぞれ配置されている。同様に、コイル７２の下側には、磁極位置が互いに逆の磁石７４と７５が配置されている。コイル７２を挟んで対向する磁石７２と７４、および磁石７３と７５は、それぞれの対向位置で逆の極性となっている。
【００１７】
コイル７１に電流を流すと、図２（ａ）の左右いずれかの方向にローレンツ力が発生する。このときのローレンツ力の方向は、次に述べるように電流の向きによって切り替えることができる。図２（ｂ）の矢印に示す方向に電流を流すと、図２（ａ）の左側の方向にローレンツ力が発生し、コイル７１はその方向に移動する。電流を流す向きをこれと逆にすれば、反対に図２（ａ）の右側の方向にコイル７１は移動する。このようにして、コイル７１を１次元方向に駆動し、その位置を制御することができる。
【００１８】
以上説明したような構造を有するボイスコイルモータは、コイルの位置が駆動方向に対してずれていても駆動させることができる。このような図１のボイスコイルモータ７ａ〜７ｃによって、次に説明するようにして、ステージ５と撮像素子４を平面内の任意の位置に移動させ、任意の角度に回転させることができる。なお、ボイスコイルモータは非接触による高速駆動という特長も有しているため、この点においても本発明の手ぶれ補正機能の実現に適している。
【００１９】
ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動方向を、図１（ａ）の矢印７０ａ、７０ｂおよび７０ｃにそれぞれ示す。ボイスコイルモータ７ａは、図の左右方向（Ｘ軸方向）にアーム１１ａを駆動し、ボイスコイルモータ７ｂおよび７ｃは、図の上下方向（Ｙ軸方向）にアーム１１ｂと１１ｃをそれぞれ駆動する。これらの駆動方向と駆動量を組み合わせると、ステージ５をＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動できるとともに、Ｚ軸回りの任意の角度に回転させることができる。こうして、ステージ５を３つの方向に駆動することにより、ステージ５と撮像素子４をＺ軸に垂直なＸ−Ｙ平面内で任意の位置と角度に移動および回転させることができる。
【００２０】
例として、Ｘ−Ｙ平面内の位置を元の位置から変えずに、ステージ５をＺ軸回りに角度θｚだけ回転させた様子を図３に示す。このときには、ボイスコイルモータ７ａを駆動させずに、ボイスコイルモータ７ｂと７ｃを逆向きに同じ駆動量だけ駆動させることで、ステージ５の位置が変わらないようにする。そして、ステージ５の傾き角度がθｚとなるように、ボイスコイルモータ７ｂと７ｃの駆動量をそれぞれ制御する。
【００２１】
なお、上記のようにしてステージ５を３つの方向に駆動させるときには、第１の駆動方向に対して第２の駆動方向と第３の駆動方向がそれぞれ交差していれば、ステージ５を平面内の任意の位置と角度に移動および回転させることができる。しかし、図１（ａ）に示すように、第１の駆動方向（アーム１１ａの駆動方向）と、第２の駆動方向（アーム１１ｂの駆動方向）および第３の駆動方向（アーム１１ｃの駆動方向）とは直交しており、さらに、第２と第３の駆動方向が互いに平行であることが好ましい。このようにすることで、ステージ５の位置制御における制御性を高めることができる。さらにこのとき、アーム１１ａ〜１１ｃを同一平面内に配置し、その平面内でステージ５を駆動することが好ましい。このようにすることで、駆動機構の部分を小型化してスペース効率を向上することができる。
【００２２】
以上説明したようにしてステージ５を移動回転させるときに、位置センサ８ａ，８ｂおよび８ｃによって、ステージ５の位置変化量、すなわちボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動量を検出し、その検出結果に基づいてボイスコイルモータ７ａ〜７ｃを制御する。位置センサ８ａ〜８ｃは、アーム１２ａ，１２ｂおよび１２ｃのそれぞれの位置変化量を測定することにより、ステージ５の位置変化量（ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動量）を検出するように構成されている。なお、図１（ａ）や図３では位置センサ８ａ〜８ｃの内部が分かるように断面を示しているため、アーム１２ａ〜１２ｃがそれぞれ位置センサ８ａ〜８ｃの外にあるように見える。しかし、実際には図１（ｂ）に示すように、位置センサ８ａ〜８ｃによってアーム１２ａ〜１２ｃを両側から挟む構造となっている。
【００２３】
アーム１２ａ〜１２ｃは、ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃによって各々駆動される前述のアーム１１ａ〜１１ｃに対して、ステージ５の対向する位置にそれぞれ取り付けられている。位置センサ８ａはアーム１２ａのＸ軸方向への位置変化量を測定し、位置センサ８ｂおよび８ｃは、それぞれアーム１２ｂと１２ｃのＹ軸方向への位置変化量を測定する。すなわち、位置センサ８ａ〜８ｃはステージ５の一次元方向の位置変化量をそれぞれ測定するセンサであって、各々が測定する位置の変化方向は、ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃがステージ５をそれぞれ駆動する方向に対応している。
【００２４】
位置センサ８ａ〜８ｃには、たとえばＰＳＤ（Position Sensitive Detector）を使用することができる。ＰＳＤは、フォトダイオードの表面抵抗を利用した位置検出センサであり、受光面における光スポットの重心位置の変化を電気的に検出することで位置変化量を測定するものである。ここでは、一次元方向の位置変化量を測定する一次元ＰＳＤを用いることができる。これにより、ステージ５がＺ軸回りに回転している状態でも、アーム１２ａ〜１２ｃの一次元方向の位置変化量、すなわちボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動量の測定が可能となる。
【００２５】
なお、上記に説明したように３個の一次元位置センサ８ａ〜８ｃを用いる代わりに、２次元方向の位置変化を測定できる１個の２次元位置センサと、１個の一次元あるいは２次元位置センサとを組み合わせて用いてもよい。また、一次元位置センサとして、ＰＳＤ以外にも位置変化量を測定できるもの、たとえば光学式あるいは磁気式エンコーダなどを使用してもよい。ステージ５のＸ軸およびＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸回りの回転角度とを検出できるものであれば、どのようなものを用いても本発明の手ぶれ補正機能の実現が可能である。
【００２６】
以上説明したような各構成を用いることにより、撮像時の手ぶれ量を検出し、その検出量に応じてステージ５を移動および／または回転させることができる。これにより、手ぶれを打ち消すように撮像素子４を撮像時に動かして、本発明の手ぶれ補正機能を実現することができる。なお、手ぶれ補正機能を実行しているときには、撮像素子４によって得られた補正後の被写体像を、不図示の液晶モニタや電子式ファインダなどの電子式表示装置に表示することにより、手ぶれ補正効果を確認することができる。
【００２７】
図４に上記の手ぶれ補正機能における制御ブロック図を示す。ピッチングセンサ６ａ，ヨーイングセンサ６ｂおよびローリングセンサ６ｃにより検出された回転角速度θｘ’，θｙ’およびθｚ’は、手ぶれ補正演算部１３へ出力される。手ぶれ補正演算部１３は、回転角速度θｘ’，θｙ’，θｚ’に基づいて、ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃのそれぞれの駆動量を算出し、その算出結果を制御部１４へ出力する。このとき、ステージ５が以下の式（１）〜（３）によってそれぞれ表される移動量ｘ，ｙ，θｚだけ移動するように、各駆動量を算出する。ｘとｙはそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向の移動量であり、θｚはＺ軸回りの回転角度である。
ｘ＝ｆ・θｙ’・Δｔ        ・・・（１）
ｙ＝ｆ・θｘ’・Δｔ        ・・・（２）
θｚ＝−（θｚ’・Δｔ）      ・・・（３）
【００２８】
式（１）〜（３）のΔｔは、センサ６ａ〜６ｃにおける回転角速度θｘ’，θｙ’およびθｚ’の出力周期である。すなわち、θｘ’，θｙ’，θｚ’にそれぞれΔｔを乗算することで、積分値に相当するものが計算される。また、ｆはレンズ２の後側主点から焦点までの距離、すなわち焦点距離であり、レンズ２のズーム位置と被写体の距離情報から求められる。
【００２９】
上記の式（１）〜（３）は、手ぶれによって撮像素子４上の被写体像がぶれる方向にステージ５を移動することを表している。ここで、被写体像は上下左右が反転して撮像素子４上に結像されるため、ｘとｙについては、手ぶれの動きと同じ方向が被写体像のぶれる方向になる。また、θｚについては、手ぶれの動きと反対の方向が被写体像のぶれる方向になる。こうして、被写体像と撮像素子４との位置関係が維持されるように、算出された移動量に基づいてステージ５を移動する。
【００３０】
制御部１４は、手ぶれ補正演算部１３より出力された駆動量に応じて、ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃをそれぞれ駆動制御する。このとき、位置センサ８ａ〜８ｃにより検出されるステージ５の位置情報に基づいてフィードバック制御を行う。なお、手ぶれ補正演算部１３と制御部１４は、カメラボディ３内に備えられた不図示のＣＰＵなどによって実現される。
【００３１】
以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）センサ６ａ〜６ｃを用いて回転角速度θｘ’，θｙ’およびθｚ’を検出することにより、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出し、検出されたぶれ量に基づいてボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動方向と駆動量を制御することにより、被写体像のぶれ量を補正する方向にステージ５と撮像素子４を移動および／または回転させることとした。このようにしたので、撮像素子を動かすことによる別の新たな像ぶれを生じることなく、手ぶれを補正することができる。
【００３２】
（２）ステージ５と撮像素子４は、レンズ光軸１に垂直な平面に沿って移動および／または回転を行うこととしたので、レンズと撮像素子の間の距離を一定に維持した状態で手ぶれ補正することができ、ピントの再調整等が不要となる。
【００３３】
（３）引張りばね１０によってステージ５を付勢しているので、どのようにカメラの姿勢が変化しても、ステージと撮像素子をレンズ光軸に垂直な平面に沿って保持することができる。
【００３４】
（４）ボイスコイルモータ７ａを用いてアーム１１ａをＸ軸方向へ駆動し、ボイスコイルモータ７ｂ，７ｃを用いてアーム１１ｂと１１ｃをそれぞれＹ軸方向の互いに平行な方向へ駆動することにより、ステージ５と撮像素子４を移動および／または回転させることとした。このようにしたので、ステージと撮像素子を任意の位置と角度に移動し回転するときに、その位置制御における制御性を高めることができる。
【００３５】
（５）ステージ５をボール９ａ〜９ｃによって支持し、カメラボディ３の底面に沿って滑らかに移動できるようにした。このようにしたので、簡単な構造で手ぶれ補正機能を実現でき、スペース効率の向上を図れる。さらに、アーム１１ａ〜１１ｃを同一平面内に配置してその平面内でステージ５を駆動すれば、より一層のスペース効率向上が可能となる。
【００３６】
（６）ボイスコイルモータ７ａ〜７ｃを用いてステージ５と撮像素子４を移動および／または回転させることとした。このようにしたので、ステージと撮像素子を平面内の任意の位置に移動させ、任意の角度に回転させることができるとともに、非接触による高速駆動も可能となる。
【００３７】
（７）位置センサ８ａ〜８ｃを用いてステージ５の位置および／または回転状態を検出し、その検出結果に基づいてボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの駆動量と駆動方向を制御することにより、ステージ５と撮像素子４を移動および／または回転させることとした。このようにしたので、フィードバック制御を用いてステージ５と撮像素子４を正確に移動し回転することができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、センサ６ａ〜６ｃを用いて各軸回りの回転角速度θｘ’，θｙ’およびθｚ’を検出することにより、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出することとした。しかし、本発明はこの内容に限定されず、手ぶれによる被写体像のぶれ量を様々な方法で検出することができる。たとえば、各軸方向の加速度を加速度センサによって検出することでも、手ぶれによる被写体像のぶれ量を検出することができる。
【００３９】
―第２の実施の形態―
これより説明する各実施形態の手ぶれ補正機能付きカメラは、いずれも図１に示す第１の実施の形態とは異なる駆動方法でステージ５を移動および／または回転させることにより、本発明による手ぶれ補正機能を実現するものである。はじめに、図５に内部構造の模式図を示す第２の実施の形態について説明する。本実施形態では、図１（ａ）のボイスコイルモータ７ａ〜７ｃの代わりに、リニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃ、ベアリング１９ａ〜１９ｃ、および楔状傾斜案内具２０ａ〜２０ｃを有している。これらを互いに組み合わせて用いることで、第１の実施の形態で説明したのと同様に、補正する手ぶれ量に応じてステージ５を移動回転することができる。なお、第１の実施の形態と同じ部分については図５において図示を一部省略するとともに、今後の説明を省略する。
【００４０】
リニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃの動作を、図６に代表例として示すリニアアクチュエータ１８の構造図を用いて説明する。リニアアクチュエータ１８は、回転モータ１８１の回転運動を回転ナット１８２に伝えて、これを直進ねじ１８３のねじ部の周囲に回転させる。回転ナット１８２は直進ねじ１８３と螺合されており、回転ナット１８２の回転運動は直進ねじ１８３の図の左右方向への一次元運動となる。回転モータ１８１の回転方向を切り替えると、直進ねじ１８３の運動方向を左から右、または右から左へと切り替えることができる。なお、回転ナット１８２と直進ねじ１８３はハウジング１８４の内部に備えられており、回転止め１８５によって、直進ねじ１８３が回転ナット１８２の回転運動に合わせて回転してしまうことを防いでいる。
【００４１】
図５のリニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃが以上説明したように動作することによって、その先に取り付けられた楔状傾斜案内具２０ａ〜２０ｃの一次元方向の位置をそれぞれ制御することができる。このとき、楔状傾斜案内具２０ａに対してはＹ軸方向（図の上下方向）の位置を制御し、２０ｂおよび２０ｃに対してはＸ軸方向（図の左右方向）の位置を制御する。楔状傾斜案内具２０ａ〜２０ｃの斜面部分に接して、ベアリング１９ａ〜１９ｃがそれぞれ図のように設けられている。ベアリング１９ａは、楔状傾斜案内具２０ａのＹ軸方向の位置変化をＸ軸方向の位置変化としてステージ５に伝え、ベアリング１９ｂと１９ｃは、楔状傾斜案内具２０ｂと２０ｃのそれぞれのＸ軸方向の位置変化をＹ軸方向の位置変化としてステージ５に伝える。
【００４２】
以上説明したようにして、リニアアクチュエータ１８ａがＹ軸方向へ駆動することで、ステージ５がＸ軸方向に移動する。また、リニアアクチュエータ１８ｂと１８ｃがＸ軸方向へそれぞれ駆動することで、Ｙ軸方向への移動とＺ軸回りの回転を行うことができる。こうして、第１の実施の形態で説明したのと同様にステージ５を任意に移動回転させることができる。なお、リニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃの駆動量の制御は、回転モータの駆動量をロータリーエンコーダ等を用いて測定することで行うことができる。あるいは、直進ねじの位置を検出するようにしてもよいし、第１の実施の形態で説明したようにしてステージ５の位置と回転状態を検出した結果を用いてもよい。
【００４３】
―第３の実施の形態―
次に、図７に内部構造の模式図を示す第３の実施の形態について説明する。本実施形態では、第２の実施の形態で説明したリニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃを用いてステージ５を直接動かしている。それ以外の点については第２の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明を省略する。このようにしても、ステージ５を任意に移動回転させることができる。
【００４４】
―第４の実施の形態―
図８に内部構造の模式図を示す第４の実施の形態について以下に説明すると、ここでは第２の実施の形態で説明したリニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃにそれぞれリンク機構２１ａ〜２１ｃが繋げられている。リンク機構２１ａ〜２１ｃは、リニアアクチュエータ１８ａ〜１８ｃのそれぞれの駆動をステージ５に伝えるための機構であり、ステージ５の位置や回転状態が変化しても伝えることができるような構造となっている。それ以外の点については第２の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明を省略する。このようにしても、ステージ５を任意に移動回転させることができる。
【００４５】
なお、上記の各実施の形態ではデジタルスチルカメラを例に説明したが、本発明は撮像素子を用いて被写体像を撮像するビデオカメラ等にも適用可能である。
【００４６】
上記の各実施の形態では、検出手段をセンサ６ａ〜６ｃ、移動回転手段をたとえばボイスコイルモータ７ａ〜７ｃ、付勢部材を引張りばね１０としてそれぞれ説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による手ぶれ補正機能付きカメラの構成を示す図であり、（ａ）は正面から見たときの内部構造の模式図、（ｂ）は側面から見たときの内部構造の模式図をそれぞれ示す。
【図２】ボイスコイルモータの構造模式図であり、（ａ）は側断面図を示し、（ｂ）は内部のコイルを斜視図で示している。
【図３】Ｘ−Ｙ平面内の位置を元の位置から変えずにステージをＺ軸回りに角度θｚだけ回転させた様子を示す図である。
【図４】手ぶれ補正機能における制御ブロック図である。
【図５】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】リニアアクチュエータの構造を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】第４の実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：レンズ光軸
２：レンズ
３：カメラボディ
４：撮像素子
５：ステージ
６ａ，６ｂ，６ｃ：角速度センサ
７ａ，７ｂ，７ｃ：ボイスコイルモータ
８ａ，８ｂ，８ｃ：位置センサ
９ａ，９ｂ，９ｃ：ボール
１０：引張りばね
【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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