(57)【要約】【課題】大型化することなく撮像素子の回転駆動が可能で、回転軸のガタつきによる像ぶれを最小限に抑える像ぶれ補正装置を実現する。【解決手段】像ぶれ補正装置は、撮像素子の撮像面と直交する軸まわりの振れを抑制する像ぶれ補正装置であって、前記撮像素子を支持する回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する支持部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、を備え、前記回転部材は、撮像面に直交する方向から見て、撮像素子と重ならない位置に設けられた回転軸を中心に回転可能に前記支持部材に支持されている。【選択図】図２
2013257519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の撮像面と直交する軸まわりの振れを抑制する像ぶれ補正装置であって、
前記撮像素子を支持する回転部材と、
前記回転部材を回転可能に支持する支持部材と、
前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、を備え、
前記回転部材は、撮像面に直交する方向から見て、撮像素子と重ならない位置に設けられた回転軸を中心に回転可能に前記支持部材に支持されていることを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項２】
前記回転部材と前記支持部材とが近づく方向に作用する付勢力を発生する付勢手段をさらに有し、
前記付勢手段は、前記回転軸のスラスト方向の力と、前記回転軸のラジアル方向の力とを発生することを特徴とする請求項１に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記回転軸の近傍に設けられ、コイルとマグネットにより前記回転部材を回転駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、撮像素子に対して前記回転軸と反対側に設けられ、モータと歯車により前記回転部材を回転駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項５】
光軸まわりの回転であるロール振れを検出するロール振れ検出手段と、
前記ロール振れによって発生する像ぶれを補正するために、前記ロール振れ検出手段により検出されたロール振れを相殺する方向に前記回転部材を駆動するロール振れ補正手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項６】
光軸と直交する第１の軸まわりの回転である角度振れを検出する角度振れ検出手段と、
前記角度振れと前記ロール振れによって生じる鉛直方向および水平方向のシフト振れを検出するシフト振れ検出手段と、
前記シフト振れによって発生する像ぶれを補正するために、前記シフト振れを相殺する方向に補正光学系を駆動するシフト振れ補正手段と、をさらに有し、
前記シフト振れ補正手段は、前記ロール振れ補正手段によりロール振れを補正したことによって生じる前記撮像素子の中心位置のずれ量を相殺する方向に補正光学系を駆動することを特徴とする請求項５に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項７】
前記撮像素子の中心位置のずれ量は、前記回転軸から撮像素子の中心位置までの距離と回転角度から算出されることを特徴とする請求項６に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項８】
撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段と、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置と、を備え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、手振れによって生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手持ち撮影における手振れ等による像ぶれを補正するため、撮影レンズに含まれる一部のレンズ（補正レンズ）、もしくは撮像素子を光軸と垂直な平面内で第１の方向あるいは第２の方向（第１の方向に垂直な方向）に移動させる像ぶれ補正技術が知られている。
【０００３】
これに対し、筺体の光軸と平行な軸に対する回転振れや傾きを検知し、この振れや傾きを補正するように撮像素子を回動させる像ぶれ補正技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、撮像素子の後段に回転部材を設け、この回転部材を中心に撮像素子を回転する。さらに、軸受部と回転軸の隙間（公差）をなくし回転部材が光軸に直交する方向に移動するのを防止するために、第１および第２回転駆動部を設けて、第１の回転力と第２の回転力の方向が異なるようにこれら２つの合力を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２８３８６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のような回転軸の構成では、回転中心軸の分だけ、光軸方向に厚いユニットになってしまい、コンパクト化には寄与しない。
【０００７】
また、特許文献１のような回転駆動部の構成では、撮像素子を回動させる方向の力（第２の回転力）が、第１の回転力によって妨げられることになる。つまり、第１の回転力に打ち勝つだけの第２の回転力を持つ駆動部が必要となり、つまりは装置が大型化したり、大きな電力が必要になったりする。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、大型化することなく撮像素子の回転駆動が可能で、回転軸のガタつきによる像ぶれを最小限に抑える像ぶれ補正装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、撮像素子の撮像面と直交する軸まわりの振れを抑制する像ぶれ補正装置であって、前記撮像素子を支持する回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する支持部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、を備え、前記回転部材は、撮像面に直交する方向から見て、撮像素子と重ならない位置に設けられた回転軸を中心に回転可能に前記支持部材に支持されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大型化することなく撮像素子の回転駆動が可能で、回転軸のガタつきによる像ぶれを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施形態の像ぶれ補正装置を搭載する撮像装置を模式的に示す平面図。
【図２】実施形態１のロールぶれ補正ユニットの分解斜視図。
【図３】ロールぶれ補正ユニットの光軸を通る断面図。
【図４】ロールぶれ補正ユニットを撮像素子側から見た斜視図。
【図５】本実施形態の像ぶれ補正装置を搭載する撮像装置を被写体側から見た正面図。
【図６】実施形態２のロールぶれ補正ユニットの分解斜視図。
【図７】実施形態２のロールぶれ補正ユニットを撮像素子側から見た図。
【図８】ロールぶれ補正ユニットによる回転像ぶれ補正制御の説明図。
【図９】本実施形態の像ぶれ補正装置の制御系のブロック図。
【図１０】本実施形態の変形例の像ぶれ補正装置の制御系のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成しても良い。
【００１３】
［実施形態１］以下、本発明の像ぶれ補正装置を、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置に搭載した実施形態について説明する。なお、本発明の像ぶれ補正装置は、筺体の振れにより像ぶれを発生しうる撮像装置に適用可能である。
【００１４】
＜装置構成＞図１を参照して、本発明に係る実施形態の像ぶれ補正装置の構成及び機能の概略について説明する。なお、以下では、筐体などの機械的な要素の回転を「振れ」、この機械的な振れに起因する撮影画像の揺れを「ぶれ」と呼ぶことにする。
【００１５】
本実施形態の撮像装置（以下、カメラ）は、レンズ鏡筒１０とカメラ本体２０とを含む。なお、レンズ鏡筒１０を交換レンズとして、カメラ本体２０と一体的に使用するデジタル一眼レフカメラであってもよい。
【００１６】
図８（Ａ）は撮像装置に発生する振れの方向を示している。本実施形態の像ぶれ補正装置は、装置の振れにより発生する像ぶれを補正する補正レンズユニット１１とロールぶれ補正ユニット２１を備える。補正レンズユニット１１は、光軸Ｏと直交するＸ軸（第１の軸）まわりの回転であるピッチ方向８０３ｐ、光軸ＯおよびＸ軸と直交するＹ軸（第２の軸）まわりの回転であるヨー方向８０３ｙの振れ（以下、角度振れ）、並びに鉛直方向８０４ｐおよび水平方向８０４ｙの振れ（以下、シフト振れ）によって発生する像ぶれ（シフトぶれ）を補正する。また、ロールぶれ補正ユニット２１は、光軸Ｏまわりの回転であるロール方向８０３ｒの振れ（以下、回転振れ）によって発生する像ぶれ（以下、ロールぶれ）を補正する。
【００１７】
レンズ鏡筒１０は、補正レンズユニット１１およびレンズ駆動制御部３１を備える。カメラ本体２０は、ロールぶれ補正ユニット２１、振れ検出部２２、ロール回転駆動制御部３０を備える。補正レンズユニット１１は、補正光学系としての補正レンズＬ１を有する補正レンズ駆動部１１１５および固定レンズＬ２を有する固定部を有する。そして、補正レンズ駆動部１１１５によって、光軸Ｏに垂直な方向に角度シフト振れ補正部１１１６（補正レンズＬ１）を固定部（固定レンズＬ２）に対して相対的に移動させることにより、角度振れおよびシフト振れによって発生する像ぶれを補正する。また、レンズ鏡筒１０は、補正レンズＬ１および固定レンズＬ２の他に、補正レンズＬ１および固定レンズＬ２とともに撮影光学系を形成するズームやフォーカス等を行う不図示のレンズ群を有する。
【００１８】
ロールぶれ補正ユニット２１は、撮像素子１を支持している回転部材３と、回転部材３を回転可能に支持する支持部材４を有し、後述する駆動機構によって回転部材３を光軸と平行な軸Ｏｒを回転軸としｔ回転駆動することによってロールぶれを補正する。ロールぶれ補正ユニット２１の詳細については後述する。
【００１９】
ロール回転駆動制御部３０とレンズ駆動制御部３１は、上記角度振れやシフト振れ、回転振れに基づき、像ぶれが抑制されるように角度シフト振れ補正部１１１６およびロールぶれ補正ユニット２１の駆動制御を行う。レンズ鏡筒１０とカメラ本体２０が一体型のコンパクトデジタルカメラではロール回転駆動制御部３０とレンズ駆動制御部３１が一体となった１つの駆動制御部が角度シフト振れ補正部１１１６とロールぶれ補正ユニット２１を駆動制御する。
【００２０】
ロール回転駆動制御部３０は、ロールぶれ補正ユニット２１の回動による撮像素子１の中心位置のずれ量（シフト量）を相殺するように補正レンズＬ１の駆動制御を行う。なお、後述するように回転振れを検出するセンサや画像間の動きベクトルから回転振れを検出し、ロール回転駆動制御部３０がロールぶれ補正ユニット２１を回動させるように構成してもよい。
【００２１】
本実施形態の像ぶれ補正装置は、撮像素子１を光軸Ｏと垂直なＸＹ平面内において、光軸Ｏと平行に配設された回転軸４ｂを中心として揺動させることにより、光軸Ｏと平行な軸Ｏｒを中心に回転振れによって発生する像ぶれを補正する。
【００２２】
＜ロールぶれ補正ユニットの構成＞次に、図２ないし図５も参照して、本実施形態の像ぶれ補正装置の構成について説明する。
【００２３】
ロールぶれ補正ユニット２１は、撮像素子１と、撮像素子固定プレート２と、回転部材３と、支持部材４と、ボール５と、引っ張りばね６と、ホール素子７と、コイル８とを備える。
【００２４】
撮像素子１はレンズ鏡筒１０が有する撮影光学系を介して取り込まれる被写体像を撮像する光電変換手段であり、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。撮像素子固定プレート２は、撮像素子１を固定している板金である。
【００２５】
回転部材３はレンズ鏡筒１０が有する撮影光学系を透過する光束を通過させる開口部３ａを有し、支持部材４に対して回転する。回転部材３は取付穴３ｂ，３ｃ，３ｄにビスをねじ込むことで前述の撮像素子固定プレート２に固定される。開口部３ａから離れた位置（本実施形態では撮像素子の短辺側外周位置）に軸穴３ｅが設けられている。回転部材３は、この軸穴３ｅを中心に回転可能である。さらに開口部３ａに対して軸穴３ｅの位置とは概ね反対側に後述の引っ張りばね６を係止するためのフック部３ｆが形成されている。また、開口部３ａの外周側であって、軸穴３ｅから離れた２箇所にボール部材５の接触面となるボール溝３ｇ、３ｈが設けられ、ボール部材５をそれぞれ挿入して光軸方向に接触するように構成されている。さらに、回転部材３の軸穴３ｅの近傍から開口部３ａに向けて、Ｓ極とＮ極に着磁されたマグネット３ｉが設けられている。
【００２６】
支持部材４は、４ｃ、４ｄ、４ｅの３箇所をビス止めによって、鏡筒枠９に固定される。中央部に被写体像の光束を遮らないように開口部４ａが形成され、その外周側に上記回転部材３を回転可能に軸支するための回転軸支部（回転軸）４ｂが設けられている。また、開口部４ａに対して回転軸４ｂの位置と概ね反対側に引っ張りばね６を係止するフック部４ｈが設けられている。さらに、開口部４ａと回転軸４ｂとの間に位置するように、ホール素子７等の位置検出手段を保持する保持部４ｉと、コイル８を保持する保持枠４ｊがを設けられている。開口部４ａと回転軸４ｂに対する、ホール素子７の保持部４ｉおよびコイル８の保持枠４ｊの関係については後述する。
【００２７】
ボール部材５は球状の部品であり、セラミックなどの非磁性体によって形成される。
【００２８】
付勢部材としての引っ張りばね６は、回転部材３と支持部材４に対してレンズ鏡筒１０の光軸Ｏの方向と、光軸Ｏに垂直な方向との両方に付勢力が発生するように取り付けられている。本実施形態では、図３に示すように引っ張りばね６が光軸Ｏに対して傾斜した姿勢となるように、回転部材３と支持部材４にフックが設けられている。
【００２９】
ホール素子７は、マグネット３ｉに対向する位置に設けられており、マグネット３ｉの磁力の変位を検知することで、回転部材３の回転角度を検知可能である。
【００３０】
コイル８は、導線をコイルボビンに巻きつけて構成され、前述のマグネット３ｉと対向する位置に配置される。
【００３１】
本実施形態の回転部材３を駆動するための詳細なメカニズムについては周知なので割愛するが、コイル８に通電することによって磁力が発生し、これと対向するマグネット３ｉをこの磁力によって変位させる電磁的な駆動機構２３によって駆動可能となっている。
【００３２】
ロール回転駆動制御部３０は回転部材３を介して撮像素子１を回転駆動する。図４に示すように、撮像素子１を例えば時計回り（Ｒ１）方向に回転させる場合にはマグネット３ｉとコイル８により発生する駆動力がＦ１の方向に作用するようにロール回転駆動制御部３０により駆動制御する。反対に、反時計回り（Ｒ１と逆回転）に回転させる場合にはその逆方向（Ｆ２の方向）に駆動力が作用するように駆動制御する。
【００３３】
回転部材３と支持部材４は軸穴３ｅと回転軸４ｂの嵌め合いによって軸支されており、両者の間には微小な隙間（交差）が存在する。駆動機構２３を駆動させると、この隙間による回転部材３と支持部材４のガタつきによって撮影画像に悪影響を及ぼす。そこで、このガタつきを防止するために、傾斜して取り付けた引っ張りばね６による付勢力を、光軸Ｏに直交する平面内のラジアル方向と、駆動機構２３の駆動方向（Ｆ１，Ｆ２の方向）に概ね直交するスラスト方向に作用させる。これにより、回転軸４ｂに対して回転部材３が片寄せされる。さらに、光軸Ｏと平行な方向にも引っ張りばね６の付勢力を発生させることで、支持部材４に対し、ボール部材５を介して隙間なく回転部材３が接触することが可能となり、回転部材３が回転するとボール部材が転がる。このようにして、回転部材３と支持部材４は転がり摩擦によって接触可能であるので回転中の摩擦が小さく抑えられ、スムーズな駆動が可能となる。
【００３４】
次に、開口部４ａ（撮像素子１）と回転軸４ｂに対する、マグネット３ｉとコイル８からなる駆動機構２３と、ホール素子７との関係について説明する。
【００３５】
本実施形態では、前述のように回転部材３の駆動手段としてマグネット３ｉとコイル８からなる駆動機構２３を用いている。このような駆動機構２３では、回転移動量が大きくなるとその分だけコイルやマグネットのサイズを大きくしなければならず、小型化が難しくなってくる。駆動機構を回転中心から近い位置に配置すればするほど、その位置における移動量を小さくすることが可能になる。このため、駆動機構２３を構成するマグネット３ｉとコイル８を、開口部４ａと回転軸４ｅとの間に配置している。
【００３６】
さらに位置検出手段としてホール素子７についても同様に、ホール素子は移動量の大きい物体の検知には不向きであるため、できるだけ移動量が少なくなる位置に配置している。さらにまた、ホール素子検知用のマグネットと、駆動機構を構成するマグネットとを兼用していることも、ここに配置した理由である。
【００３７】
上述のように、本実施形態では、回転部材３の移動量を少なく抑えた方が望ましい駆動機構や位置検出手段を、開口部４ａと回転軸４ｅとの間に配置することで対応している。
【００３８】
［実施形態２］次に、実施形態２のロールぶれ補正ユニットについて説明する。
【００３９】
実施形態１とは反対に、回転部材３の移動量を大きくした方が望ましい駆動機構や位置検出手段を用いる場合の例として、図６及び図７に示すように、駆動機構を開口部１０３ａに対して軸穴１０３ｅの位置と概ね反対側に設けている。なお、図６および図７において、図２ないし図４と同じ要素の符号を１００番台に変更して示し、以下では相違点を中心に説明を進める。
【００４０】
回転部材１０３における、開口部１０３ａに対して軸穴１０３ｅの位置と概ね反対側に、上記駆動機構としての歯車１０８ｂが噛み合う歯形部１０３ｊが形成されている。
【００４１】
鏡筒枠９にはステッピングモータ１０８が取り付けられ、出力軸に歯車１０８ｂが軸着されている。歯車１０８ｂは、回転部材１０３の歯形部１０３ｊに噛み合い、ステッピングモータ１０８の駆動力を回転部材１０３に伝達する。撮像素子１を回転駆動する際には、図７に示すように、回転部材１０３を介して撮像素子１を例えば時計回り（Ｒ１）方向に回転させる場合にはステッピングモータ１０８がｒ１の方向に回転するようにロール回転駆動制御部３０により駆動制御する。反対に、反時計回り（Ｒ１と逆回転）に回転させる場合にはその逆方向（ｒ１と逆方向）に回転するように駆動制御する。
【００４２】
その他の構成は、実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００４３】
次に、回転部材１０３の開口部１０３ａ（撮像素子１）と軸穴１０３ｅに対する、ステッピングモータ１０８（回転部材１０３の歯形部１０３ｊ）の関係について説明する。
【００４４】
実施形態２では、回転部材１０３の駆動機構としてステッピングモータを用いている。このような駆動機構では、回転移動量が小さい駆動には適しておらず、移動量を大きくとる方が制御しやすい。さらには歯車により減速して回転部材１０３を回転させれば、ステッピングモータの出力は小さいものにできるので、小型化に寄与する。そこで、回転移動量を大きく取れるように、実施形態２では、開口部１０３ａ（撮像素子１）に対して軸穴１０３ｂの位置と概ね反対側に駆動機構を配置している。このような配置にすることで、駆動力が作用する位置が回転中心（軸穴１０３ｅ）から遠くなり、その作用点における回転移動量は大きくなり、制御がしやすい構成となる。
【００４５】
また、位置検出手段についても同様に、読み取り範囲が大きい方が良い手段（例えば、フォトリフレクタ等）を用いる場合に、本実施形態の駆動機構のレイアウトが適している。
【００４６】
さらに、本実施形態では歯車と歯形部の噛み合いにより発生するガタを、引っ張りばね１０６の付勢力によりで歯車の歯面に歯形部を片寄せさせることで抑制している。
【００４７】
［像ぶれ補正制御］次に、上述したロールぶれ補正ユニットによる像ぶれ補正制御について説明する。
【００４８】
上記実施形態１、２のように、撮像素子１を撮像素子の中心以外の位置で回転させると、図５に示すように撮像素子１の中心位置が光軸Ｏに対して上下方向や水平方向にずれてしまう（シフト振れ）。つまり、回転振れを抑制しようとすると、撮像素子１の中心位置が光軸Ｏと直交するＸＹ平面内でシフトする。そこで、ロール回転駆動制御部３０が回転振れを補正するようにロールぶれ補正ユニット２１，１２１を駆動し、レンズ駆動制御部３１が撮像素子の中心位置のシフトによる像ずれ分を相殺するように補正レンズユニット１１を駆動制御する。
【００４９】
ここで、本実施形態の像ぶれ補正装置を搭載する撮像装置の振れについて、図８を参照して説明する。
【００５０】
図８（Ｂ）、（Ｃ）はロールぶれ補正ユニット２１，１２１により回転振れによって生じる像ぶれ補正（以下、回転像ぶれ補正）を行った場合を示している。ロール回転中心をＯｒ、光軸中心におけるセンサ中心をＯｓ、ロール回転中心Ｏｒからセンサ中心Ｏｓまでの距離をＬｒ、回転像ぶれ補正によりロールぶれ補正ユニットの回転角度をθｒとする。このときロールぶれ補正ユニット２１，１２１が回転することにより生じる光軸中心でのＹ方向のずれ量Ｙｒは式（１）のようになる。
【００５１】
Ｙｒ＝Ｌｒ×θｒ・・・（１）
なお、本実施形態では、ＯｓとＯｒはカメラ本体２０の水平方向の軸上にあり、カメラ本体２０の鉛直方向の距離は０である（メカ中心における座標系は、Ｏｒ（０、０）としたときにＯｓ（０、Ｌｒ））としているが、図８（Ｃ）のように、ＯｓとＯｒはカメラ本体２０の水平方向、鉛直方向の両軸上にない場合（メカ中心における座標系は、Ｏｒ（０、０）としたときにＯｓ（Ｌｒｙ、Ｌｒｐ））でも、鉛直方向の回転半径をＬｒｙ、水平方向の回転半径をＬｒｐとして、光軸中心でのずれ量は上記式（１）で同様に検出可能である。
【００５２】
以下、カメラ本体２０の鉛直方向に生じる振れ（図８のピッチ方向８０３ｐ、鉛直方向８０４ｐ）に対する像ぶれ補正制御について説明する。なお、同様の制御はカメラ本体２０の水平方向に生じる振れ（図８のヨー方向８０３ｙ、水平方向８０４ｙ）にも適用される。これらは基本的には同じ構成になので、以下ではピッチ方向についてのみ図示し、説明を行う。
【００５３】
ロールぶれ補正ユニット２１，１２１の回転により生じる光軸中心でのシフト量Ｙｒと撮像光学系の主点位置における振れ量Ｙと撮像光学系の振れ角度θ及び撮像光学系の焦点距離ｆと撮影倍率βより撮像面に生ずる振れδは、以下の式（２）により求められる。
【００５４】
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＹ＋Ｙｒ・・・（２）
上記式（２）の右辺第１項のｆ、βは撮像光学系のズーム、フォーカス及びそれにより得られる撮影倍率βや焦点距離ｆより求まり、振れ角度θは角速度計の積分結果より求まる。よって、それらの情報に応じて、角度振れによって発生する像ぶれを補正することができる。
【００５５】
また、右辺第２項については、加速度計により演算された変位量Ｙとズーム、フォーカス、及びそれらにより得られる撮影倍率βにより求まるので、それらの情報に応じて、シフト振れによって発生する像ぶれ（シフトぶれ）を補正することができる。
【００５６】
また、右辺第３項については、ロールぶれ補正ユニット２１，１２１により回転振れによって発生する像ぶれを補正した場合における上記式（１）のずれ量を相殺する方向に補正レンズユニット１１を駆動することで像ぶれ補正を行うことができる。
【００５７】
［角度振れ補正制御］次に、図９を参照して、角度振れ補正制御について説明する。
【００５８】
図９において、角度振れ検出部１１０１（ジャイロセンサなどの角速度センサ）からの角速度信号は角速度算出部１１０５に入力され、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分がカットされる。その後、積分などのフィルタ処理が行われて、角度信号に変換される。ここで、手振れの周波数帯域は１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間である。そのため、ＨＰＦとしては例えば手振れの周波数帯域から十分離れた、例えば０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットするＨＰＦ特性となっている。
【００５９】
角速度算出部１１０５の出力は角度敏感度調整部１１０８に入力される。角度振れ補正係数算出部１１０７は、ズーム、フォーカスの位置情報１１０６により求まる焦点距離と撮影倍率から回転振れ補正係数を算出する。角度敏感度調整部１１０８は、角度振れ補正係数算出部１１０７により算出される回転振れ補正係数に基づいて角速度算出部１１０５の出力を増幅する。そして、角度振れによって発生する像ぶれを補正するために角度シフト振れ補正部１１１６の駆動制御に用いる角度像ぶれ補正目標値にする。これはフォーカスやズームなどのレンズ光学情報の変化により角度シフト振れ補正部１１１６（補正レンズＬ１とそれを保持する保持部材からなる補正光学系）の像ぶれ補正ストロークに対するカメラ像面での像ぶれ補正の敏感度が変化することを補正するためである。
【００６０】
上記のように求めた角度像ぶれ補正目標値を補正レンズ駆動部１１１５に出力し、角度シフト振れ補正部１１１６を駆動することで角度振れによって発生する像ぶれを補正する。
【００６１】
［シフト振れ補正制御］次に、図９を参照して、シフト振れ補正制御について説明する。
【００６２】
図９において、シフト振れ検出部１１０２からの加速度信号はシフト変位算出部１１０９に入力され、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分がカットされる。その後、２階積分などのフィルタ処理が行われてシフト変位信号に変換される。また、特開２０１０−０２５９６２号公報に記載のように、シフト振れをカメラ本体２０から離れた場所に回転中心があるときの角度振れと見なして、角速度計と加速度計の出力から角度振れの回転半径を用いた補正値と角度を求め、補正を行ってもよい。
【００６３】
この方法によれば、外乱影響を受けにくい周波数帯域に限定して回転中心を求めることで、加速度計の外乱ノイズや温度変化などの環境の変化の影響などの不安定要因を軽減することができる。なお、シフト振れ検出部１１０２は特開２０１０−０２５９６２号公報に記載のように、角速度計であっても、画像間のずれである動きベクトルであっても、レンズ移動によって検出される加速度や相対速度、平行移動量であってもよい。
【００６４】
シフト変位算出部１１０９の出力はシフト敏感度調整部１１１１に入力される。シフト振れ補正係数算出部１１１０は、ズーム、フォーカスの位置情報１１０６により求まる撮影倍率からシフト振れ補正係数を算出する。シフト敏感度調整部１１１１は、シフト振れ補正係数算出部１１１０により算出されるシフト振れ補正係数に基づいてシフト変位算出部１１０９の出力を増幅する。そして、角度振れによって発生する像ぶれを補正するために角度シフト振れ補正部１１１６の駆動制御に用いるシフト像ぶれ補正目標値にする。これはフォーカスやズームなどのレンズ光学情報の変化により角度シフト振れ補正部１１１６の像ぶれ補正ストロークに対するカメラ像面での像ぶれ補正の敏感度が変化することを補正するためである。
【００６５】
上記のように求めたシフト像ぶれ補正目標値を補正レンズ駆動部１１１５に出力し、角度シフト振れ補正部１１１６を駆動することでシフト振れに対する像ぶれ補正が行われる。
【００６６】
［ロール振れ補正制御］次に、図９を参照して、ロール振れ補正制御について説明する。
【００６７】
図９において、ロール振れ検出部１１０３（ジャイロセンサなどの角速度計）からのロール角速度信号はロール角度算出部１１１２に入力され、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分がカットされる。その後、積分などのフィルタ処理が行われて、ロール角度信号に変換される。手振れの周波数帯域は１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間であるため、ＨＰＦとしては例えば手振れの周波数帯域から十分離れた、例えば０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットするＨＰＦ特性になっている。
【００６８】
ロール角度算出部１１１２の出力はロール角度像ぶれ補正目標値としてロール回転駆動部１１１７に出力され、ロール回転振れ補正部１１１８を駆動することでロール角度振れに対する像ぶれ補正が行われる。
【００６９】
ところで、上述したようにセンサ中心Ｏｓとロール回転中心Ｏｒが離れている場合、上記式（１）の関係でロールぶれ補正ユニットの回転によりずれが生じてしまう。そこで、撮像素子１の回転に伴う撮像素子の中心位置のシフトによる像ずれ分を相殺するように、式（１）のずれ量分を補正レンズユニット１１により駆動制御する。
【００７０】
ロール角度算出部１１１２の出力はロール回転中心ずれ補正部１１１３にも入力され、同時にセンサ回転中心ずれ量（式（１）のＬｒ）が入力される。ロール回転中心ずれ補正部１１１３では式（１）のようにロールぶれ補正ユニットの回転によるずれ量が演算される。
【００７１】
ロール回転中心ずれ補正部１１１３の出力はロールシフト敏感度調整部１１１４に入力される。シフト振れ補正係数算出部１１１０は、ズーム、フォーカスの位置情報１１０６により求まる撮影倍率からシフト振れ補正係数を算出する。ロールシフト敏感度調整部１１１４は、シフト振れ補正係数算出部１１１０により算出されるシフト振れ補正係数に基づいてロール回転中心ずれ補正部１２０３の出力から駆動目標値を演算し、ロールシフト像ぶれ補正目標値にする。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施形態１、２のようなロールぶれ補正ユニット２１，１２１の構成に限らず、撮像素子の回転に伴い撮像素子の中心位置がシフトしてしまう構成に対して同様の効果を奏する。
【００７３】
本実施形態によれば、ロールぶれ補正ユニットが回転することにより生じるずれ量を相殺することができ、ロールぶれ補正により発生するセンサ回転中心ずれによる像ブレ悪化を防ぐことができ、シフト、ロール両方の像ぶれ補正性能が向上する。
【００７４】
［変形例］図１０は本実施形態の変形例の像ぶれ補正装置の制御系のブロック図である。図９とのの違いは以下の通りである。
・ロール振れ検出部１１０３に代えて姿勢検知部１２０１が設けられている。
・姿勢検知部１２０１の出力がロール角度算出部１１１２に入力される。
・ロール回転中心ずれ補正部１２０３に対して、センサ回転中心ずれ量１１０４とロール回転振れ補正部１１１８から回転角度が入力される。
【００７５】
この変形例では、姿勢検知部１２０１で検出された姿勢情報に応じて、ロール角度補正値算出部１２０２にてロール角度補正値が演算される。姿勢検知部１２０１では例えば加速度センサにより姿勢検知が行われる。ロール角度補正値算出部１２０２の出力はロール角度像ぶれ補正目標値としてロール回転駆動部１１１７に出力され、ロール回転振れ補正部１１１８を駆動することでロール角度振れに対する像ぶれ補正が行われる。ロール回転振れ補正部１１１８はロールぶれ補正ユニットの回転角度を検出可能な角度検出器を有している。これにより、回転角度検出器の出力はロール回転中心ずれ補正部１２０３に入力され、ロール回転中心ずれ補正部１１１３の出力はロールシフト敏感度調整部１１１４に入力される。ロールシフト敏感度調整部１１１４は、シフト振れ補正係数算出部１１１０により算出されるシフト振れ補正係数に基づいてロール回転中心ずれ補正部１２０３の出力から駆動制御に用いるロールシフト像ぶれ補正目標値を演算する。これはフォーカスやズームなどのレンズ光学情報の変化により角度シフト振れ補正部１１１６の像ぶれ補正ストロークに対するカメラ像面での像ぶれ補正敏感度が変化することを補正するためである。
【００７６】
本実施形態によれば、ロールぶれ補正ユニットが回転することにより生じるセンサ回転中心ずれ量を相殺することができ、ロールぶれ補正により発生するセンサ回転中心ずれによる像ブレ悪化を防ぐことができ、シフト、ロール両方の像ぶれ補正性能が向上する。
【００７７】
［他の実施形態］
本発明は、上述した実施形態に限定されず、以下に例示するような種々の変形や変更が可能である。
（１）本実施形態では、撮像素子は回動のみを行うものとし、鉛直方向および水平方向の移動は補正レンズＬ１によって行うものとしたが、ボール溝を持つ支持部材そのものがシフト可能な部材となっており、撮像素子が回動かつシフトする構成としてもよい。
（２）本実施形態では、回転部材を駆動する駆動機構として、コイルとマグネットやステッピングモータを用いたが、これに限られず、他の機構を適用してもよい。
（３）本実施形態では、回転部材を回転駆動したときに生じる撮像素子の中心位置のシフト分を補正レンズＬ１によって相殺するように制御しているが、撮像素子そのもの、もしくは像ぶれ補正装置そのものがシフトする構成でもよい。また、電子的に補正を行うものでも構わない。
（４）本実施形態において、回転部材の回転軸は、撮像面に直交する方向から見て、撮像素子と重ならない撮像素子の短辺に近い位置に設けたが、撮像素子の長辺側に配置してもよい。長辺側に配置した場合には、図５に示すように配置可能外径Ｄに対してスペースを大きく使うことが可能（Ｓｘ＜Ｓｙ）となるので、駆動手段や位置検出手段の配置自由度が増したり、もしくはユニット外径φＤを小さくすることが可能となる。
（５）ロール回転中心ずれ補正部で式（１）のようにロールぶれ補正ユニットの回転による撮像素子の中心位置のずれ量が演算されるが、交換式のレンズユニットを用いる場合は、例えばズレ量をカメラ本体で演算してレンズユニットに送信してもよい。但し、カメラ本体とレンズ間の通信内容はずれ量に限られるものではない。
（６）本実施形態では、静止画撮影を主目的としたデジタルスチルカメラもしくはデジタル一眼レフカメラを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えばフィルムカメラであってもよいし、動画撮影を主な目的とするビデオカメラであってもよいし、他の種類の撮像装置であってもよい。
【図１】
2013257519.tif 000003
【図２】
2013257519.tif 000004
【図３】
2013257519.tif 000005
【図４】
2013257519.tif 000006
【図５】
2013257519.tif 000007
【図６】
2013257519.tif 000008
【図７】
2013257519.tif 000009
【図８】
2013257519.tif 000010
【図９】
2013257519.tif 000011
【図１０】
2013257519.tif 000012