(57)【要約】【課題】移動精度がよく、薄型化も可能である駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置であるぶれ補正用防振ユニットは、フレーム３０２との間に複数のボールを介して押圧され、フレーム３０２上を移動可能に支持されたホルダ３８と、フレーム３０２に固定され、Ｘ方向にガイドされて移動するロッド３３０ｘを備えたＸ軸駆動機構部３１０ｘと、ロッド３３０ｘに結合されたＸ軸駆動体３７０ｘと、フレーム３０２に固定され、Ｘ方向と交差するＹ方向にガイドされて移動するロッド３３０ｙを備えたＹ軸駆動機構部３１０ｙと、ロッド３３０ｙに結合されたＹ軸駆動体３７０ｙとを具備しており、ホルダ３８は、Ｘ軸駆動体３７０ｘおよびＹ軸駆動体３７０ｙにボールを介してＸ方向、または、Ｙ方向に押圧された状態でＸＹ平面上を移動可能に支持される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠との間に複数の転動体を介して押圧され、上記固定枠上を移動可能に支持された移動枠と、
第一の方向にガイドされて移動する第一の移動体を備え、上記固定枠に固定される第一の駆動機構と、
上記第一の方向と交差する第二の方向にガイドされて移動する第二の移動体を備え、上記固定枠に固定される第二の駆動機構と、
を具備しており、上記第一の移動体は、上記移動枠に対して複数の転動体を介して第一の方向に押圧された状態のもとで上記第一の方向には上記移動枠とともに一体的に移動可能に、かつ、上記第二の方向には上記移動枠に対して上記転動体を介して相対移動可能に支持され、上記第二の移動体は、上記移動枠に対して複数の転動体を介して第二の方向に押圧された状態のもとで上記第二の方向には上記移動枠とともに一体的に移動可能に、かつ、上記第一の方向には上記移動枠に対して上記転動体を介して相対移動可能に支持されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記第一の移動体、および、上記第二の移動体は、それぞれ第一の駆動機構、または、第二の駆動機構によりガイドされ直接駆動される移動部と、上記移動部に固定された一端がコの字形状をなす駆動部とからなり、上記駆動部の上記移動部の移動方向と略直交する内側面に上記転動体を保持し、上記移動枠の側面から突出した被駆動部の上記転動体に対向する面を上記転動体を介して保持したことを特徴する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記第一の移動体、および、上記第二の移動体は、それぞれ第一の駆動機構、または、第二の駆動機構によりガイドされ直接駆動される移動部と、上記移動部の両端部に形成された上記移動部の移動方向と直交する端面とからなり、上記両端面に対向して上記移動枠の側面から突出した対向面に上記転動体を複数配置し、上記移動枠を上記移動体の上記両端面で上記転動体を介して保持したことを特徴する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
固定枠との間に複数の転動体を介して押圧され、上記固定枠上を移動可能に支持された移動枠と、
第一の方向にガイドされて移動する第一の移動体を備え、上記固定枠に固定される第一の駆動機構と、
第二の方向にガイドされて移動する第二の移動体を備え、上記固定枠に固定される第二の駆動機構と、
を具備しており、上記第一の移動体は、上記移動枠に複数の転動体を介して上記第一の方向に第一の押圧機構によって押圧され、上記第一の方向に上記移動枠と一体的に移動可能に、かつ、上記第二の方向には上記移動枠と相対移動可能に支持された状態で上記移動枠と連結され、上記第二の移動体は、上記移動枠に複数の転動体を介して上記第二の方向に第二の押圧機構によって押圧され、上記第二の方向に上記移動枠と一体的に移動可能に、かつ、上記第一の方向には上記移動枠と相対移動可能に支持され、上記移動枠に連結されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
上記第一の押圧機構と第二の押圧機構は、その押圧軸心が上記第一の移動体、または、第二の移動体の移動方向に一致し、上記移動枠から突出した被駆動部を上記転動体を介して上記第一の移動体、または、第二の移動体とで挟持していることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
ぶれ補正機能を有する撮像装置において、
請求項１乃至５に記載のいずれかの駆動装置と、
撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換するための上記移動枠に設置された撮像素子と、
上記固定枠と、
上記撮影レンズが取り付けられているカメラのぶれを検出するぶれ検出器と
を具備しており、上記ぶれ検出器からの検出信号に基づいて上記第一の駆動機構と、上記第二の駆動機構を駆動してぶれを補正する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、移動枠の二次元駆動を行う駆動装置および該駆動装置を適用したぶれ補正機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの手ぶれ補正機構にてカメラぶれに応じて撮像素子を二次元駆動させる機構として、撮像素子の両側にステージを配したものや小型化を進めたものとして二次元駆動装置をぶれ検出センサと同一平面上に配したものなどがある。特許文献１に開示されたものは、ハウジングと、上面にイメ−ジセンサが配されるボードと、上記ボードとハウジング間に上記ボードが上記ハウジングの内面に密着される方向に作用する磁気力を供給する複数の磁性体と、ボードとハウジング間に配される３つ以上のボールと、上記ボードを２次元方向に駆動する駆動装置とを具備する手ぶれ補正装置である。上記駆動装置においては、ぶれ量に応じて２軸の駆動素子によりそれぞれリンク機構を介して上記ボードを二次元平面に沿ってぶれ補正するように駆動する。
【特許文献１】特開２００６−１３３７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１に開示された手ぶれ補正装置によれば、磁気力を供給する上記複数の磁性体を上記ボードと上記ハウジング間に配置する必要がある。また、上記ボードを駆動するために２組のリンク機構を配置する必要があることから構造が複雑化し、また、装置の厚みが厚くなる可能性がある。更にはリンク機構の駆動部には駆動のためのガタが必要であり、高精度な駆動をすることができない。また、リンクのガタによる駆動遅れが生じ、応答性が良くないといった手ぶれ補正性能を悪化させる根本的な問題もあった。
【０００４】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、移動精度がよく、薄型化も可能である駆動装置および該駆動装置を適用したぶれ補正機能を有する撮像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】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の駆動機構は、固定枠との間に複数の転動体を介して押圧され、上記固定枠上を移動可能に支持された移動枠と、第一の方向にガイドされて移動する第一の移動体を備え、上記固定枠に固定される第一の駆動機構と、上記第一の方向と交差する第二の方向にガイドされて移動する第二の移動体を備え、上記固定枠に固定される第二の駆動機構と、を具備しており、上記第一の移動体は、上記移動枠に対して複数の転動体を介して第一の方向に押圧された状態のもとで上記第一の方向には上記移動枠とともに一体的に移動可能に、かつ、上記第二の方向には上記移動枠に対して上記転動体を介して相対移動可能に支持され、上記第二の移動体は、上記移動枠に対して複数の転動体を介して第二の方向に押圧された状態のもとで上記第二の方向には上記移動枠とともに一体的に移動可能に、かつ、上記第一の方向には上記移動枠に対して上記転動体を介して相対移動可能に支持されている。
【０００６】
本発明の請求項２に記載の駆動機構は、請求項１に記載の駆動装置において、上記第一の移動体、および、上記第二の移動体は、それぞれ第一の駆動装置、または、第二の駆動装置によりガイドされ直接駆動される移動部と、上記移動部に固定された一端がコの字形状をなす駆動部とからなり、上記駆動部の上記移動部の移動方向と略直交する内側面に上記転動体を保持し、上記移動枠の側面から突出した被駆動部の上記転動体に対向する面を上記転動体を介して保持する。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の駆動機構は、請求項１に記載の駆動装置において、上記第一の移動体、および、上記第二の移動体は、それぞれ第一の駆動装置、または、第二の駆動装置によりガイドされ直接駆動される移動部と、上記移動部の両端部に形成された上記移動部の移動方向と直交する端面とからなり、上記両端面に対向して上記移動枠の側面から突出した対向面に上記転動体を複数配置して上記移動枠を上記移動体の上記両端面で上記転動体を介して保持する。
【０００８】
本発明の請求項４に記載の駆動機構は、固定枠との間に複数の転動体を介して押圧され、上記固定枠上を移動可能に支持された移動枠と、第一の方向にガイドされて移動する第一の移動体を備え、上記固定枠に固定される第一の駆動機構と、第二の方向にガイドされて移動する第二の移動体を備え、上記固定枠に固定される第二の駆動機構と、を具備しており、上記第一の移動体は、上記移動枠に複数の転動体を介して上記第一の方向に第一の押圧機構によって押圧され、上記第一の方向に上記移動枠と一体的に移動可能に、かつ、上記第二の方向には上記移動枠と相対移動可能に支持された状態で上記移動枠と連結され、上記第二の移動体は、上記移動枠に複数の転動体を介して上記第二の方向に第二の押圧機構によって押圧され、上記第二の方向に上記移動枠と一体的に移動可能に、かつ、上記第一の方向には上記移動枠と相対移動可能に支持され、上記移動枠に連結されている。
【０００９】
本発明の請求項５に記載の駆動機構は、請求項４に記載の駆動装置において、上記第一の押圧機構と第二の押圧機構は、その押圧軸心が上記第一の移動体、または、第二の移動体の移動方向に一致し、上記移動枠から突出した被駆動部を上記転動体を介して上記第一の移動体、または、第二の移動体とで挟持している。
【００１０】
本発明の請求項６に記載の撮像装置は、ぶれ補正機能を有する撮像装置において、請求項１乃至５に記載のいずれかの駆動装置と、撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換するための上記移動枠に設置された撮像素子と、上記固定枠と、上記撮影レンズが取り付けられているカメラのぶれを検出するぶれ検出器と、を具備しており、上記ぶれ検出器からの検出信号に基づいて上記第一の駆動機構と、上記第二の駆動機構を駆動してぶれを補正する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動枠が転動体を介して２つの移動体により移動可能に支持される構造を採用したことによって移動精度がよく、薄型化も可能である駆動装置および該駆動装置を適用したぶれ補正機能を有する撮像装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明するが、本発明の実施形態である撮像装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ぶれ補正を行うための駆動装置を搭載したものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックス式電子カメラ（デジタルカメラ）への適用例として説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して本実施の形態のデジタルカメラ（以下、カメラと記載する）のシステム構成例について説明する。なお、図１は、本実施の形態のカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【００１４】
本実施の形態のカメラは、撮像装置としてのカメラ本体を有するボディユニット１００と、アクセサリ装置の一つである交換レンズとしてのレンズユニット１０とによりカメラシステムを構成している。
【００１５】
レンズユニット１０は、ボディユニット１００の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット１０の制御は、自身が有するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと記載する）５が行う。ボディユニット１００の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと記載する）５０が行う。これらＬμｃｏｍ５とＢμｃｏｍ５０とは、ボディユニット１００にレンズユニット１０を装着した状態において、通信コネクタ６を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Ｌμｃｏｍ５がＢμｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。
【００１６】
レンズユニット１０は、撮影レンズ光軸ＯL 上に配される撮影レンズ１と絞り３を備えている。撮影レンズ１は、レンズ駆動機構２内に設けられた図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り３は、絞り駆動機構４内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ５は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に基づいてこれら各モータを制御する。
【００１７】
ボディユニット１００内には、以下のような構成部材が図１の如く配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材（ペンタプリズム１２、クイックリターンミラー１１、接眼レンズ１３、サブミラー１１ａ）と、撮影レンズ光軸ＯL 上のフォーカルプレーン式のシャッター１５と、サブミラー１１ａからの反射光束を受けてデフォーカス量を検出するためのＡＦセンサユニット１６が設けられている。更に、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１７と、クイックリターンミラー１１を駆動制御するミラー駆動機構１８と、シャッター１５の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッターチャージ機構１９と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッター制御回路２０と、ペンタプリズム１２からの光束を検出する測光センサ２１ａに基づき測光処理を行う測光回路２１が設けられている。
【００１８】
撮影レンズ光軸ＯL 上には、上述の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット３０が設けられている。撮像ユニット３０は、撮像素子であるＣＣＤ３１やその前面に配設された光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２、防塵フィルタ３３をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ３３の周縁部には、圧電素子３４が取り付けられている（図２）。圧電素子３４は、２つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路４８によって圧電素子３４を所定の周波数で振動させることで防塵フィルタ３３を振動させ、フィルタ表面に付着した塵を除去し得るように構成されている。この撮像ユニット３０は、後述する手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット３００に搭載される（図７）。
【００１９】
また、本実施の形態のカメラシステムは、ＣＣＤ３１に接続したＣＣＤインターフェース回路２３と、液晶モニタ２４、記憶領域として機能するＳＤＲＡＭ２５、ＦｌａｓｈＲＯＭ２６などを利用して画像処理する画像処理コントローラ２８とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア２７は、各種のメモリカードや外付けのＨＤＤ等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア２７に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えば、ＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９がＢμｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。
【００２０】
Ｂμｃｏｍ５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザヘ告知するための動作表示用ＬＣＤ５１および動作表示用ＬＥＤ５１ａと、カメラ操作スイッチ（以下、スイッチは、ＳＷと記載する）５２とが設けられている。カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池５４と、電池５４の電圧を、当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路５３が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。
【００２１】
上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理コントローラ２８は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェース回路２３を制御してＣＣＤ３１から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ２４で出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
【００２２】
ＳＤＲＡＭ２５は、画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、画像データは、ＪＰＥＧデータに変換された後、記録メディア２７に保管される。
【００２３】
ミラー駆動機構１８は、クイックリターンミラー１１をアップ位置とダウン位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー１１がダウン位置にある時、撮影レンズ１からの光束は、ＡＦセンサユニット１６側とペンタプリズム１２側へと分割されて導かれる。ＡＦセンサユニット１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１７を介してＢμｃｏｍ５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム１２を通過した光束の一部は測光回路２１内の測光センサ２１ａへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。
【００２４】
次に、防振ユニット３００（後で詳細に説明する）に搭載されるＣＣＤ３１を含む撮像ユニット３０について、図２を参照して説明する。なお、図２は、撮像ユニット３０の構成例を示す縦断側面図である。
【００２５】
撮像ユニット３０は、撮影光学系を透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子としてのＣＣＤ３１と、ＣＣＤ３１の光電変換面側に配設され、撮影光学系を透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除く光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２と、この光学ＬＰＦ３２の前面側において所定間隔をあけて対向配置された防塵フィルタ３３と、この防塵フィルタ３３の周縁部に配設されて防塵フィルタ３３に対して所定の振動を与えるための圧電素子３４とを備える。なお、ＣＣＤ３１の光電変換面上の光軸を撮像光軸ＯC とする。勿論、撮像光軸ＯC は、撮影レンズ光軸ＯL と平行である。
【００２６】
ＣＣＤ３１のＣＣＤチップ３１ａは、固定板３５上に配設されたＦＰＣ（フレキシブル基板）３１ｂに直接、実装され、ＦＰＣ３１ｂの両端から出た接続部３１ｃ，３１ｄが主回路基板３６に設けられたコネクタ３６ａ，３６ｂを介して主回路基板３６側と接続されている。また、ＣＣＤ３１が有する保護ガラス３１ｅは、スペーサ３１ｆを介してＦＰＣ３１ｂ上に固着されている。
【００２７】
ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間には、弾性部材等からなるフィルタ受け部材３７が配設されている。このフィルタ受け部材３７は、ＣＣＤ３１の前面側周縁部で光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学ＬＰＦ３２の背面側周縁部の近傍に当接することで、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間を略気密性が保持されるように構成されている。そして、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２とを気密的に覆うホルダ３８が配設されている。ホルダ３８は、撮像光軸ＯC 周りの略中央部分に矩形状の開口３８ｋを有し、この開口３８ｋの防塵フィルタ３３側の内周縁部には断面が略Ｌ宇形状の段部３８ｍが形成され、開口３８ｋに対してその後方側から光学ＬＰＦ３２およびＣＣＤ３１が配設されている。光学ＬＰＦ３２の前面側周縁部を段部３８ｍに対して略気密的に接触させるように配置することで、光学ＬＰＦ３２は段部３８ｍによって撮像光軸ＯC 方向（Ｚ方向）の位置規制がなされ、ホルダ３８の内部から前面側に対する抜け止めがなされる。
【００２８】
一方、ホルダ３８の前面側の周縁部には、防塵フィルタ３３を光学ＬＰＦ３２の前面に所定間隔あけて保持するために段部３８ｍ周りで段部３８ｍよりも前面側に突出させた防塵フィルタ受け部３８ｎが全周に亘って形成されている。全体として円形ないしは多角形の板状に形成された防塵フィルタ３３は、板ばね等の弾性体で形成される部材であって、ビス３９で防塵フィルタ受け部３８ｎに固定された押圧部材４０により押圧状態で防塵フィルタ受け部３８ｎに支持される。防塵フィルタ３３の背面側の外周縁部に配設された圧電素子３４部分には、防塵フィルタ受け部３８ｎとの間に環状のシール４１が介在され、気密状態が確保されている。撮像ユニット３０は、このようにしてＣＣＤ３１を搭載する所望の大きさに形成されたホルダ３８を備えた気密構造を有している。
【００２９】
本実施の形態のカメラは、ボディユニット１００の撮影時に生じた手ぶれを補償するように撮像素子であるＣＣＤ３１を上記手ぶれに応じて移動させ、手ぶれのない撮影画像を得る手ぶれ補正機能を有している。そこで、上記カメラにおいては、撮影レンズ光軸ＯL （または、撮像光軸ＯC ）の方向をＺ方向として、該Ｚ方向と直交する平面（ＸＹ平面）内にて互いに直交する第一の方向をＸ方向とし、第二の方向をＹ方向とした場合、撮像ユニット３０のＣＣＤ３１を、上記Ｘ方向およびＹ方向にぶれを補償するように変位移動させるための手ぶれ補正用駆動装置として防振ユニット３００（図３）が適用される。該防振ユニット３００において、所定の周波電圧を上記駆動装置の駆動源となる振動子に印加することにより振動子の駆動子に楕円振動を発生させることによって、撮像ユニット３０のＣＣＤ３１を搭載する移動対象物としてのホルダ３８が変位駆動される。
【００３０】
ここで、本実施の形態のカメラの手ぶれ補正用の駆動装置で駆動源として用いる上記振動子の動作原理について図３〜６を用いて説明する。図３は、上記振動子の模式図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、上記振動子の動作原理を示す模式図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）および図６（Ａ）〜（Ｄ）は、上記振動子の振動過程を示す模式図である。
【００３１】
図３に示すように振動子２００は、所定の大きさで直方体に形成された圧電体２０１と、この圧電体２０１の片面側に片寄らせて分極により中心対称に形成された一対の駆動領域２０２，２０３と、駆動領域２０２，２０３に対応する圧電体２０１の表面位置に設けられた駆動部としての駆動子２０４，２０５とを備える。
【００３２】
駆動領域に電圧を印加しない図４（Ｂ）の状態（振動子の長さＬの状態）から駆動領域２０２に＋の電圧を印加すると、図４（Ａ）に示すように、分極された駆動領域２０２部分が伸びるように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は伸びるように変形しないので全体として円弧状に変形する。逆に、駆動領域２０２に−の電圧を印加すると、図４（Ｃ）に示すように、分極構造の駆動領域２０２部分が縮むように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は縮まないので全体として、図４（Ａ）とは逆向きの円弧状に変形する。駆動領域２０３側でも同様である。
【００３３】
駆動子２０４，２０５の表面に楕円振動を発生させるには、圧電体２０１の分極された一方の駆動領域２０２に所定周波数の正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動領域２０３に対して駆動領域２０２に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体２０１の中央が屈曲振動の節Ｎ0 となり、駆動子２０４，２０５部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体２０１の縦振動の節が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。
【００３４】
印加する周波電圧の＋，−の変化に伴い、振動子２００は、図５（Ａ）〜（Ｄ）と図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す屈曲振動と縦振動が合成された振動を繰り返し、駆動子２０４，２０５の表面にはそれぞれ楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 が発生する。よって、ホルダ２０６を介して振動子２００の駆動子２０４，２０５側を駆動対象となる移動体２０７に押庄接触させて配設することで、移動体２０７は、駆動子２０４，２０５の表面に生ずる楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の向きに従い移動することとなる。
【００３５】
この際、駆動領域２０２，２０３に印加する周波電圧の位相差を変えることで、駆動子２０４，２０５の表面に発生する楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の形状を変えることが可能であり、これにより振動子２００に駆動されて移動する移動体の移動速度を変えることができる。例えば、周波電圧の位相差が０°であれば、速度は０であるが、位相差を増やすと速度は次第に上がり、位相差９０°で最大速度となる。また、位相差９０°を超えて大きくすると逆に速度は次第に下がり、位相差１８０°では再び速度０となる。位相差を負の値にすると、駆動子２０４，２０５に発生する楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の回転方向が逆転し、移動体を逆方向に駆動することが可能となる。この場合も、位相差−９０°のときに最大速度となる。
【００３６】
本実施形態のカメラに組み込まれ、上述した振動子を駆動源とする手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット３００の構成、作用について、図７〜１５を参照して説明する。
【００３７】
なお、図７は、本実施形態の防振ユニットの構成例を示す正面図である。図８は、図７のＡ−Ａ断面図である。図９は、上記防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。図１０は、上記防振ユニットの駆動源を含むＸ軸駆動機構部の分解斜視図である。図１１は、図７のＢ−Ｂ断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。図１２は、図１１のＤ−Ｄ断面図である。図１３は、図１１のＦ−Ｆ断面図である。図１４は、図１１のＥ−Ｅ断面図である。図１５は、図７のＣ−Ｃ断面図である。
【００３８】
防振ユニット３００は、前述した光学ＬＰＦ３２、防塵フィルタ３３等ともに撮像素子であるＣＣＤ３１等からなる撮像ユニット３０（図２）を搭載した移動枠としてのホルダ３８をＸ方向およびＹ方向に移動させる最終的な移動対象物とするものである。
【００３９】
ホルダ３８は、固定枠であるフレーム３０２に対して後述するＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによりＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持され、かつ、フレーム３０２との間に設けた４つの転動体であるボール３８１を挟み込むことにでＺ方向に所定距離離間した状態で支持されている（図７，８）。
【００４０】
具体的には上記各ボール３８１は、フレーム３０２の四隅のＸＹ平面と平行な平面に沿った凹状ボール受ケ３０２ａとホルダ３８の凹部３８ａに挿入された状態で挟み込まれる。また、フレーム３０２のフック部３０２ｆとホルダ３８のフック部３８ｆ間に懸架される３本の付勢バネ３８４の付勢力で挟持され（図７，８）、ホルダ３８がフレーム３０２に対してＸＹ平面に沿って平行に移動可能な状態で支持される。なお、上記ボール３８１の数は、４つに限らず、少なくとも３つあればよい。また、ボール３８１とバネフック部３０２ｆ，３８ｆは、ＣＣＤ３１３の平面度に影響するため、バランスよく配置する必要がある。
【００４１】
防振ユニット３００は、ホルダ３８をフレーム３０２に対してＸ方向に変位移動させるＸ軸駆動機構部３１０ｘと、ホルダ３８をＹ方向に変位移動させるＹ軸駆動機構部３１０ｙとを備え、Ｘ方向、Ｙ方向に独立に動作させることにより、ホルダ３８に搭載されたＣＣＤ３１はＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向にぶれを補償するように変位駆動される。
【００４２】
ここで、Ｘ方向の単軸駆動機構を形成するＸ軸駆動機構部３１０ｘの構成について詳細に説明するが、Ｙ方向の単軸駆動機構を形成するＹ軸駆動機構部３１０ｙも基本構造はＸ軸駆動機構部３１０ｘと同様であり、以下、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘについて詳しく説明する。なお、各図中、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの各構成部材には各符号に添え字ｘを付して示し、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの対応する各構成部材には同一符号に添え字ｙを付して示す。
【００４３】
Ｘ軸駆動機構部３１０ｘは、上ケース３６０ｘと、圧電体３２３ｘおよび駆動子３２１ｘ，３２２ｘからなる第一の振動子としてＸ軸振動子３２０ｘと、ロッド本体３３１ｘおよび摺動板３３６ｘからなるＸ方向に移動可能な第一の移動体の移動部としてのロッド３３０ｘと、Ｘ軸振動子３２０ｘを摺動板３３６ｘ側に付勢するための振動子押圧機構３５０ｘと、下ケース３４０ｘとを備えている。
【００４４】
Ｘ軸振動子３２０ｘにおいては、図４〜６で説明した振動子２００の動作原理に従い、振動子駆動回路６４（図１）で発生される所定の周波電圧が接続用ＦＰＣ（フレキシブルケーブル基板）３２６ｘを通して圧電体３２３ｘに印加され、矩形状の圧電体３２３ｘの片面に配される駆動部である駆動子３２１ｘ，３２２ｘに楕円振動が発生する。駆動子３２１ｘ，３２２ｘに生じる楕円振動により、Ｘ方向の駆動力が得られる。
【００４５】
Ｘ軸振動子３２０ｘには圧電体３２３ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘと相反する側の中央位置にコの字状の振動子ホルダ３２４ｘが固着されている。このＸ軸振動子３２０ｘは、図８，１０に示すように振動子ホルダ３２４ｘに形成された両側突起３２４ｘｃが下ケース３４０ｘの保持部である溝３４０ｘｃに嵌合することで、Ｘ方向の移動が規制され、更に、振動子ホルダ３２４ｘの側面が下ケース３４０ｘの内壁３４０ｘａに嵌合することで、Ｙ方向の移動が規制されて下ケース３４０ｘに保持されている。
【００４６】
また、ロッド３３０ｘは、全体が略円柱形状をなし、厳密にはＤカット円形断面をもつ被ガイド部であるロッド本体３３１ｘ上に形成された平面部３３１ｘａに摺動部である摺動板３３６ｘが固着されている。Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘがロッド３３０ｘ側に押圧され、摺動板３３６ｘに接触している。なお、摺動板３３６ｘとロッド本体３３１ｘの固着は接着によるとするが、ビス等で締結してもよく、さらには高剛性と耐摩耗性を合わせ持つ材料であればロッド本体と一体の材料で形成しても良く、固定方式は、特に問わない。ロッド本体３３１ｘは、剛性の高いステンレスやフェライト系ステンレスの焼入れ材が好ましく、摺動板３３６ｘは耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成され、ロッド３３０ｘの剛性を高めてある。このように剛性を高めることで、小型で高い出力を発生することが可能なロッド３３０ｘを実現でき、また、後で述べるように構造体としても機能し、さらに精度を上げると同時に、枠部材をより小型にすることが可能となる。
【００４７】
また、ロッド本体３３１ｘは、摺動板３３６ｘが固着された平面部３３１ｘａとは反対の側の外周に円弧状の２列の溝３３１ｘｂに転動体であるボール３３５ｘを２つずつ、計４つで保持し、ボール３３５ｘは下ケース３４０ｘに設けたＸ方向に沿わせたＵ字溝３４０ｘｆの側面と底面で支持され、Ｘ振動子３２０ｘを摺動板３３６ｘに押圧することにより、Ｘ方向にロッド本体３３１ｘが下ケース３４０ｘと相対移動可能に位置決めされている。一方、下ケース３４０ｘは、フレーム３０２の上面３０２ｄにビス３４４ｘで固定されているのでロッド３３０ｘとフレーム３０２はＸ方向に相対移動が可能である（図１１）。
【００４８】
なお、転動体としてのボール３３５ｘは、これに限らず、ローラであってもよい。但し、ローラの場合は、下ケース３４０ｘに設けるＸ軸に沿ったＵ字溝３４０ｘｆに替えてその角部２箇所に該ローラを受ける斜面を形成し、該斜面とロッド３３０ｘとの間に上記ローラを配置する必要がある。
【００４９】
振動子押圧機構３５０ｘは、上ケース３６０ｘの内部上方に挿入される板バネ３５２ｘと、板バネ３５２ｘの端部を押圧する調節ビス３５４ｘと、調節ビス押圧量を調節するための調節ワッシャ３５３ｘと、上ケース３６０ｘに配されるビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３６０ｘｄとからなる。
【００５０】
板バネ３５２ｘは、図１０，１２に示すようにＸ方向に延びる弾性変形可能な略真直な板バネであり、両端に幅方向の凸部３５２ｘｂと、中央幅方向に突出する位置決め凸部３５２ｘｃとを有している。この板バネ３５２ｘは、上ケース３６０ｘの内部上方に挿入され、両端の凸部３５２ｘｂが上ケース３６０ｘの内壁３６０ｘａに嵌合し、Ｙ方向の位置決めと回転が規制される。更に、位置決め凸部３５２ｘｃを上ケース３６０ｘの上部切り欠き３６０ｘｃに嵌入させてＸ方向の位置決めがなされる。
【００５１】
上ケース３６０ｘのビス穴３６０ｘｄに対して調節ワッシャ３５３ｘを挿入した状態で２本の調節ビス３５４ｘを螺合し、該ビス先端でＸ方向対称な板バネ３５２ｘの両端部を下方に押圧する。板バネ３５２ｘの両端部の押圧変位により、板バネ中央下面押圧部にてゴム等の振動吸収材で形成された防振シート３５１ｘを介してＸ軸振動子３２０ｘ側の振動子ホルダ３２４ｘの凸状押圧部３２４ｘｂを押圧し、振動子ホルダ３２４ｘによりＸ軸振動子３２０ｘが押圧される。その押圧力によってＸ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが摺動板３３６ｘに当接する。
【００５２】
板バネ３５２ｘの上記押圧変位量は、調節ワッシャ３５３ｘの厚みを変えることで調節ビス３５４ｘの先端位置を変化させ、該振動子押圧力の調整ができる。この振動子押圧機構３５０ｘによる振動子押圧力量は、１５Ｎ（ニュートン）程度の非常に大きな力に設定される。
【００５３】
なお、上ケース３６０ｘは逆Ｕ宇形状で、Ｘ方向両端立下り部に両側面に２つずつ、４箇所に矩形穴３６０ｘｂを設けている。一方、下ケース３４０ｘには上記矩形穴３６０ｘｂに対応した位置に各々突起３４０ｘｂが設けられている（図１０，１１）。上ケース３６０ｘと下ケース３４０ｘとは、板バネ３５２ｘやＸ軸振動子３２０ｘ等を組み込んだ状態で内壁面と外面を嵌合させて組み付け、上ケース矩形穴３６０ｘｂと突起３４０ｘｂとを係合させると（図１３）、下ケース３４０ｘに対する上ケース３６０ｘの相対組み付け位置が決まる。
【００５４】
また、上ケース３６０ｘおよび下ケース３４０ｘには、それぞれ一方の側面部に切り欠き３６０ｘｅおよび３４０ｘｅが設けられている（図１０）。これらの切り欠き部は、上述した上、下ケースの組み付け状態でＸ軸振動子３２０ｘの上面に接続される接続用ＦＰＣ３２６ｘを挿通させるための切り欠きとなる。
【００５５】
Ｙ軸駆動機構部３１０ｙも前述したように基本構造は、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘと同様であり（図１５参照）、その詳細な説明は省略する。第一の駆動機構であるＸ軸駆動機構部３１０ｘの上、下ケース３６０ｘ，３４０ｘ，Ｘ軸振動子３２０ｘは、フレーム３０２に対して固定部材となり、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動力によってロッド３３０ｘがＸ方向に移動する。同様に第二の駆動機構であるＹ軸駆動機構部３１０ｙの上、下ケース３６０ｙ，３４０ｙ，Ｙ軸振動子３２０ｙもフレーム３０２に対して固定部材となり、Ｙ軸振動子３２０ｙの駆動力によってロッド３３０ｙがＹ方向に移動する。
【００５６】
なお、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘとＹ軸駆動機構部３１０ｙには、超音波振動子をアクチュエータとして適用したが、本駆動装置には他のアクチュエータとして圧電素子アクチュエータ、リニアステツピングモータ、リニアＤＣモータなどを適用することも可能である。
【００５７】
本実施形態の防振ユニット３００にて、ぶれ補正動作時、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによってＣＣＤ３１を保持する移動枠であるホルダ３８が固定枠であるフレーム３０２上のＸＹ平面に沿って駆動される。その防振ユニット３００のホルダ支持構造について、図７〜９を用いて説明する。
【００５８】
Ｘ軸駆動機構部３１０ｘは、フレーム３０２上のＸ方向右端、かつ、Ｙ方向下方端部に配置されている。Ｙ軸駆動機構部３１０ｙは、Ｘ方向右側端部に配置されている。
【００５９】
ホルダ３８にはＹ方向下方に突出する被駆動部を構成する凸部３８ｈと、Ｘ方向右側に突出する被駆動部を構成する凸部３８ｉとが設けられている。凸部３８ｈは、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの第一の移動体の移動部であるロッド３３０ｘに結合された第一の移動体の駆動部であるＸ軸駆動体３７０ｘに対して後述するようにボールを介して係合する。また、凸部３８ｉは、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの第二の移動体の移動部であるロッド３３０ｙに結合された第二の移動体の駆動部であるＹ軸駆動体３７０ｙに対して後述するようにボールを介して係合する。
【００６０】
ホルダ３８の凸部３８ｈには、Ｘ方向両端面部にそれぞれＹ方向に沿ったガイド溝３８ｂとガイド溝３８ｃとが設けられている。同様にホルダ３８の凸部３８ｉには、Ｙ方向両端面部にそれぞれＸ方向に沿ったガイド溝３８ｄとガイド溝３８ｅとが設けられている。
【００６１】
なお、ガイド溝３８ｂ，３８ｃは、それぞれＹ方向端にボール脱落防止用溝壁が設けられている。同様にガイド溝３８ｄ，３８ｅにもそれぞれＸ方向端にボール脱落防止用溝壁が設けられている。
【００６２】
Ｘ軸駆動体３７０ｘは、コの字形状の部材であって、右側端部にＸ軸駆動機構部３１０ｘのロッド３３０ｘが固着されている。該ロッド固着部は、ロッド３３０ｘの固有振動の節部位置とする。Ｘ軸駆動体３７０ｘのコの字形状の左端部には、軸心がＸ方向に沿ったビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３７０ｘｂが設けてある。また、Ｘ軸駆動体３７０ｘのコの字形状の右方内側であって、ビス穴３７０ｘｂの延長線上の位置にＹ方向に沿ったガイド溝３７０ｘｃが設けてある。ホルダ３８を組み付けた状態ではビス穴３７０ｘｂと凸部３８ｈのガイド溝３８ｂ、また、ガイド溝３７０ｘｃと凸部３８ｈのガイド溝３８ｃは、互いに対向する位置にある。
【００６３】
Ｙ軸駆動体３７０ｙも同様にコの字形状に部材であって、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙ側に突出する結合部３７０ｙｉが設けられている。結合部３７０ｙｉには、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙのロッド３３０ｙが固着されている。該ロッド固着部は、ロッド３３０ｙの固有振動の節部位置とする。また、Ｙ軸駆動体３７０ｙのコの字形状の上端部には、軸心がＹ方向に沿ったビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３７０ｙｄが設けられている。Ｙ軸駆動体３７０ｙのコの字形状の下方内側であって、ビス穴３７０ｙｄの延長線上の位置にＸ方向に沿ったガイド溝３７０ｙｅが設けられている（図７〜９）。なお、ホルダ３８を組み付けた状態ではビス穴３７０ｙｄと凸部３８ｉのガイド溝３８ｄ、および、ガイド溝３７０ｙｅと凸部３８ｉのガイド溝３８ｅとは互いに対向する位置にある。
【００６４】
Ｘ軸駆動体３７０ｘは、ホルダ３８のガイド溝３８ｂに転動体である１つのボール３４７ｘを落とし込み、同時にホルダ３８のガイド溝３８ｃとガイド溝３７０ｘｃの間にリテーナ３４９ｘで保持した状態の転動体である２つのボール３４８ｘを落とし込んだ状態でＸ軸駆動体３７０ｘのコの字部分をホルダ３８の凸部３８ｈに挿入する。そして、Ｘ軸駆動体３７０ｘのビス穴３７０ｘｂに第一の押圧機構を構成する付勢バネ３４６ｘを挿入してビス３４５ｘを螺着する。ビス３４５ｘの締め付けによりボール３４７ｘをガイド溝３８ｂに付勢バネ３４６ｘによる所定の付勢力で押圧し、かつ、ボール３４８ｘをガイド溝３８ｃとガイド溝３７０ｘｃとで挟持した状態とする。
【００６５】
なお、Ｘ軸駆動体３７０ｘとホルダ３８の凸部３８ｈとのボール３４７ｘ，３４８ｘを介した係合構造は、Ｙ軸駆動体３７０ｙとホルダ３８の凸部３８ｉとのボール３４７ｙ，３４８ｙを介した係合構造と同様であり、図８の断面図および図９の斜視図を参照することで理解することができる。
【００６６】
Ｙ軸駆動体３７０ｙは、ホルダ３８のガイド溝３８ｄに転動体である１つのボール３４７ｙを落とし込み、また、ホルダ３８のガイド溝３８ｅとガイド溝３７０ｙｅの間にリテーナ３４９ｙで保持した状態の転動体である２つのボール３４８ｙを落とし込んだ状態でＹ軸駆動体３７０ｙのコの字部分をホルダ３８の凸部３８ｉに挿入する。そして、Ｙ軸駆動体３７０ｙのビス穴３７０ｙｄに第二の押圧機構を構成する付勢バネ３４６ｙを挿入し、ビス３４５ｙを螺着する。ビス３４５ｙの締め付けによりボール３４７ｙをガイド溝３８ｄに所定の付勢力で押圧し、かつ、ボール３４８ｙをガイド溝３８ｅとガイド溝３７０ｙｅとで挟持した状態とする。
【００６７】
上述したホルダ３８の組み付け状態にて、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘが駆動され、ロッド３３０ｘがＸ方向に進退移動した場合、ホルダ３８の凸部３８ｈは、上記各ボールを介してＸ軸駆動体３７０ｘによってＹ方向にスライド可能な状態のもとで、Ｘ方向にガタなく一体の状態で所定の範囲だけスライド移動する。一方、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙが駆動され、ロッド３３０ｙがＹ方向に進退移動した場合、ホルダ３８の凸部３８ｉは、上記各ボールを介してＹ軸駆動体３７０ｙによってＸ方向にスライド可能な状態のもとで、Ｙ方向にガタない一体の状態で所定範囲だけスライド駆動される。従って、ホルダ３８は、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによるロッド３３０ｙ，３３０ｘの駆動によってＸＹ平面上のぶれ補正に必要な所定領域内の移動が可能となる。
【００６８】
なお、ホルダ３８上のＣＣＤ３１の撮像光軸ＯC が撮影レンズ光軸ＯLに一致する中立位置（後述）にホルダ３８が位置している状態で凸部３８ｈの下端とＸ軸駆動体３７０ｘのコの字底面とのＹ方向の隙間Ｃｙと、凸部３８ｉの右端とＹ軸駆動体３７０ｙのコの字底面とのＸ方向の隙間Ｃｘとが設けられており、後述するぶれ補正駆動時におけるＣＣＤ３１のＸＹ平面上の所定の範囲の移動を可能にしている。上記隙間Ｃｘ，Ｃｙの大きさは、上記ＣＣＤ３１のＸＹ平面上の所定の範囲のＸ，Ｙ方向移動量の１／２よりも僅かに大きい隙間とする。
【００６９】
一方、ＣＣＤ３１のＸ，Ｙ方向移動量は、Ｘ軸駆動体３７０ｘ、Ｙ軸駆動体３７０ｙの突起（図示せず）がフレーム３０２に設けた二つの壁（図示せず）に当て付くことにより制限されている。このように構成することでホルダ３８、あるいは、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘ，Ｙ軸駆動機構部３１０ｙに突起と壁との突き当てによる衝撃力が直接、伝わることがなく、ＣＣＤ３１やアクチュエータへの衝撃によるダメージを緩和することができる。
【００７０】
次に、防振ユニット３００におけるぶれ防止制御のための各制御要素について説明する。カメラのボディユニット１００には該ボディユニット１００のＸ軸周りのぶれ（ピッチ方向のぶれ）を検出するＸ軸ジャイロ６２ｘおよびボディユニット１００のＹ軸周りのぶれ（ヨ一方向のぶれ）を検出するＹ軸ジャイロ６２ｙが内蔵されている（図１）。また、ボディユニット１００にはフレーム３０２に配設されたＦＰＣ上に設置したホール素子と該ホール素子に対向するようにホルダ３８の一部に配設させた磁石とからなる位置検出センサ３９０が配されている（図１）。更に、これらＸ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙおよび位置検出センサ３９０からの信号に基づきＸ軸振動子３２０ｘ、Ｙ軸振動子３２０ｙを駆動する振動子駆動回路６４を制御するための防振制御回路６１を備えている。防振制御回路６１は、Ｂμｃｏｍ５０からの指示に従い制御動作を実行する。なお、フレーム３０２には、上記制御回路、ＣＣＤや各振動子等の制御がのための接続ＦＰＣ３３４が配されている（図７）。
【００７１】
Ｘ軸駆動機構部３１０ｘにおいてＸ軸振動子３２０ｘに所定の周波電圧を印加して駆動子３２１ｘ，３２２ｘに楕円振動を発生させると、駆動子３２１ｘ，３２２ｘが振動子押圧機構３５０ｘによる強い付勢力で摺動板３３６ｘに押圧接触しているので、ロッド３３０ｘは、駆動子３２１ｘ，３２２ｘの楕円振動の回転方向に応じてＸ方向に進退駆動される。
【００７２】
同様にＹ軸駆動機構部３１０ｙにおいてもＹ軸振動子３２０ｙに所定の周波電圧を印加して駆動子３２１ｙ，３２２ｙに楕円振動を発生させると、駆動子３２１ｙ，３２２ｙが振動子押圧機構３５０ｙによる強い付勢力で摺動板３３６ｙに押圧接触しているので、ロッド３３０ｙは、駆動子３２１ｙ，３２２ｙの楕円振動の回転方向に応じてＹ方向に進退駆動される。
【００７３】
上記ロッド３３０ｘ，３３０ｙのＸ、または、Ｙ方向の進退移動にともなって防振ユニット３００のホルダ３８はＸＹ平面上を移動することになる。
【００７４】
次に、防振ユニット３００における手ぶれ補正動作について説明する。カメラ操作ＳＷ（スイッチ）５２中の図示しない手ぶれ補正ＳＷがオン状態のもとで図示しないメインＳＷがオンされると、Ｂμｃｏｍ５０から防振制御回路６１に対して、振動子駆動回路６４が初期動作を実行する信号が伝達され、振動子駆動回路６４からＸ軸振動子３２０ｘおよびＹ軸振動子３２０ｙに所定の周波電圧が印加され、ＣＣＤ３１の中心である撮像光軸ＯC が撮影レンズ光軸ＯL 上に位置するホルダ中立位置に移動するようにホルダ３８がＸ方向およびＹ方向に駆動される。
【００７５】
そして、Ｘ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙによって検出されるボディユニット１００のぶれ信号が処理回路で信号増幅後、Ａ／Ｄ変換されて防振制御回路６１に入力される。防振制御回路６１に取り込まれる。
【００７６】
防振制御回路６１では、Ｘ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙの出力信号に基づきぶれ補正量を演算し、演算されたぶれ補正量に応じた信号を振動子駆動回路６４に出力する。ＣＣＤ３１を搭載したホルダ３８は、振動子駆動回路６４によって生成される電気信号によって動作するＹ軸振動子３２０ｙ、Ｘ軸振動子３２０ｘによって駆動される。ＣＣＤ３１（ホルダ３８）の駆動位置は、位置検出センサ３９０によって検出され、防振制御回路６１に送られ、フィードバック制御が行われる。
【００７７】
すなわち、防振制御回路６１では、入力されたＸ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙからの信号（以下、「ぶれ信号」、または、「ぶれ角速度信号」と記載する）に基づいて基準値を演算する。基準値の演算は、カメラの主電源を投入してから静止面撮影のための露光を行うまでの間に行われる。この演算としては、比較的長時間のぶれ信号の移動平均値を算出する方法、または、カットオフ周波数が比較的低いローパスフィルタによりＤＣ成分を求める方法等があり、何れかの方法を用いればよい。上記の演算により求めた基準値をぶれ信号より差分することにより、ぶれ信号の低周波成分が除去された信号が得られる。そして、この信号と位置検出センサ３９０の出力信号とに基づいて振動子駆動回路６４が制御されて、ＣＣＤ３１が搭載されているホルダ３８の位置をぶれを補償するように移動させる。
【００７８】
以上、説明したように本実施形態のカメラに適用される防振ユニット３００によれば、簡単な構成でＣＣＤ３１のＸＹ平面上のぶれ補正領域の高精度の移動を可能とし、また、ＣＣＤ３１を保持するホルダ３８をリンク機構等を適用することなく、駆動体によりボールとガイド溝を介して直接的に駆動しているので、防振ユニットとしてのＺ方向の占有スペースが極めて少なく、装置の薄型化が可能である。
【００７９】
次に、本発明の第二の実施形態の防振ユニット３００Ａについて、図１６〜１８を用いて説明する。なお、図１６は、本実施形態の防振ユニットの構成例を示す正面図である。図１７は、図１６のＧ−Ｇ断面図である。図１８は、上記防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。
【００８０】
本実施形態の防振ユニット３００Ａを適用するカメラは、前述第一の実施形態のカメラと同様の構成のものが適用される。また、防振ユニット３００Ａに適用されるＸ軸，Ｙ軸駆動機構も第一の実施形態で適用したＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙを適用する。以下、同一の構成部材には同一符号を用い、異なる構成について詳しく説明する。
【００８１】
本実施形態の防振ユニット３００Ａにおいてもぶれ補正動作時にＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによってＣＣＤ３１を保持する移動枠であるホルダ３８Ａが固定枠であるフレーム３０２上のＸＹ平面に沿って駆動される。
【００８２】
第一の駆動機構としてのＸ軸駆動機構部３１０ｘは、フレーム３０２上のＹ方向下方端のＸ方向中央部に支持されている。第二の駆動機構としてのＹ軸駆動機構部３１０ｙは、Ｘ方向右側端のＹ方向中央部に支持されている。なお、本実施形態の適用するＸ軸駆動機構部３１０ｘとＹ軸駆動機構部３１０ｙは、ともにロッド３３０ｘ、または、３３０ｙがそれぞれ両端側の突出した状態で保持され、ともに回転が規制された状態で軸方向に移動可能に支持されている。
【００８３】
ホルダ３８ＡにはＹ方向下方にて所定の間隔位置に突出する被駆動部を構成する２つの凸部３８Ａｈと、Ｘ方向右側に所定の間隔位置に突出する被駆動部を構成する２つの凸部３８Ａｉとが設けられている。
【００８４】
ホルダ３８Ａの２つの凸部３８Ａｈは、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの第一の移動体の移動部である一端に突出するロッド３３０ｘに結合された第一の移動体の駆動部であるＸ軸駆動体３３２Ａｘと、他端に突出するロッド３３０ｘに結合された第一の移動体の駆動部であるＸ軸駆動体３３３Ａｘとが対向した状態で転動体であるボールを介して係合する（詳細は後述する）。なお、ロッド３３０ｘのＸ軸駆動体３３２Ａｘ，３３３Ａｘとの結合部は、ロッド３３０ｘの固有振動の節部とする。
【００８５】
また、ホルダ３８Ａの２つの凸部３８Ａｉは、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの第二の移動体の移動部である一端に突出するロッド３３０ｙに結合された第二の移動体の駆動部であるＹ軸駆動体３３２Ａｙと、他端に突出するロッド３３０ｙに結合された第二の移動体の駆動部であるＹ軸駆動体３３３Ａｙとが対向した状態でボールを介して係合する（詳細は後述する）。なお、ロッド３３０ｙのＹ軸駆動体３３２Ａｙ，３３３Ａｙとの結合部は、ロッド３３０ｙの固有振動の節部とする。
【００８６】
上記ボール係合部について詳しく説明すると、ホルダ３８Ａの一方（左側）の凸部３８Ａｈには、軸心がＸ方向に沿ったビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３８Ａｂが設けられている。ホルダ３８Ａの他方（右側）の凸部３８Ａｈには、ビス穴３８Ａｂの延長線上の位置にＹ方向に沿ったガイド溝３８Ａｃが設けられている。
【００８７】
ホルダ３８Ａの一方（上側）の凸部３８Ａｉには、軸心がＹ方向に沿ったビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３８Ａｄが設けられている。ホルダ３８Ａの他方（下側）の凸部３８Ａｉには、ビス穴３８Ａｄの延長線上の位置にＸ方向に沿ったガイド溝３８Ａｅが設けられている。
【００８８】
Ｘ軸駆動体３３２Ａｘおよび３３３Ａｘの凸部３８Ａｈ側ビス穴３８Ａｂ、または、ガイド溝３８Ａｃに対する対向位置には、それぞれＹ方向に沿ったガイド溝３３２Ａｘｂおよび３３３Ａｘｃが設けられている。
【００８９】
Ｙ軸駆動体３３２Ａｙおよび３３３Ａｙの凸部３８Ａｉ側ビス穴３８Ａｄ、または、ガイド溝３８Ａｅに対する対向位置には、それぞれＸ方向に沿ったガイド溝３３２Ａｙｄおよび３３３Ａｙｅが設けられている。
【００９０】
なお、凸部３８Ａｈのガイド溝３８ＡｃのＹ方向端にボール脱落防止用溝壁が設けられている。また、凸部３８Ａｉのガイド溝３８ＡｅにもそれぞれＸ方向端にもボール脱落防止用溝壁が設けられている。
【００９１】
ホルダ３８ＡにＸ軸駆動体３３２Ａｘと３３３Ａｘを装着する場合、１つのボール３４７ｘを凸部ビス穴３８Ａｂから挿入し、ガイド溝３３２Ａｘｂに落とし込み、また、ガイド溝３８Ａｃとガイド溝３３３Ａｘｃとの間にリテーナ３４９ｘで保持した状態の２つのボール３４８ｘを挿入した状態で、ホルダ３８Ａの対向する２つの凸部３８Ａｈの間にＸ軸駆動体３３２Ａｘと３３３Ａｘとを挿入する。そこで、ホルダ３８Ａのビス穴３８Ａｂに第一の押圧機構を構成する付勢バネ３４６ｘを挿入し、さらに、ビス３４５ｘを螺着する。ビス３４５ｘの締め付けによりボール３４７ｘをガイド溝３３２Ａｘｂに所定の付勢力で押圧し、かつ、ボール３４８ｘをガイド溝３８Ａｃとガイド溝３３３Ａｘｃとで挟持した状態とする。この装着状態でホルダ３８Ａの凸部３８Ａｈは、上記各ボールを介してＸ軸駆動体３３２Ａｘと３３３ＡｘによってＹ方向に所定距離だけスライド移動可能な状態で、Ｘ方向にはガタなく一体移動可能な状態に支持される。
【００９２】
また、ホルダ３８ＡにＹ軸駆動体３３２Ａｙと３３３Ａｙを装着する場合、１つのボール３４７ｙを凸部ビス穴３８Ａｄから挿入し、ガイド溝３３２Ａｙｄに落とし込み、また、ガイド溝３８Ａｅとガイド溝３３３Ａｙｅとの間にリテーナ３４９ｙで保持した状態の２つのボール３４８ｙを落とし込んだ状態で、ホルダ３８Ａの対向する２つの凸部３８Ａｉの間にＹ軸駆動体３３２Ａｙと３３３Ａｙを挿入する。そこで、ホルダ３８Ａのビス穴３８Ａｄに第二の押圧機構を構成する付勢バネ３４６ｙを挿入し、ビス３４５ｙを螺着する。ビス３４５ｙの締め付けによりボール３４７ｙをガイド溝３３２Ａｙｄに所定の付勢力で押圧し、かつ、ボール３４８ｙをガイド溝３８Ａｅとガイド溝３３３Ａｙｅとで挟持した状態とする。この装着状態でホルダ３８Ａの凸部３８Ａｉは、上記各ボールを介してＹ軸駆動体３３２Ａｙと３３３ＡｙによってＸ方向に所定距離だけスライド移動可能な状態で、Ｙ方向にはガタなく一体移動可能な状態に支持される。
【００９３】
防振ユニット３００Ａにおいては、上述のようにＸ軸駆動機構部３１０ｘのロッド３３０ｘの両端に結合したＸ軸駆動体３３２Ａｘと３３３Ａｘをホルダ３８Ａの凸部３８Ａｈに係合させ、かつ、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙのロッド３３０ｙの結合される両端に結合したＹ軸駆動体３３２Ａｙと３３３Ａｙをホルダ３８Ａの凸部３８Ａｉに係合させる構成を適用し、ホルダ３８ＡをＸＹ平面上にてぶれ補正動作に応じて移動させることができる。
【００９４】
なお、ホルダ３８Ａ上のＣＣＤ３１の撮像光軸ＯC が撮影レンズ光軸ＯLに一致する中立位置にホルダ３８Ａが位置している状態において、ホルダ３８Ａの凸部３８Ａｈの間の下辺とＸ軸駆動体３３２Ａｘ，３３３Ａｘの上面との間にＹ方向の隙間Ｃｙが設けられており、同様にホルダ３８Ａの凸部３８Ａｉの間の右辺とＹ軸駆動体３３２Ａｙ，３３３Ａｙの左端との間にはＸ方向の隙間Ｃｘとが設けられており、ぶれ補正駆動時におけるＣＣＤ３１のＸＹ平面上のぶれ補正に必要な所定の範囲の移動を許容するようになっている。
【００９５】
本実施形態の防振ユニット３００Ａを適用したときのぶれ補正動作は、前述した実施形態における動作と同様である。
【００９６】
本実施形態の防振ユニット３００Ａによる効果も前述した防振ユニット３００による効果と同様の効果を奏するが、特にホルダ３８Ａの下端部、および、右端部にて駆動機構部が占有するスペースが少なく、コンパクト化に有利である。
【００９７】
次に、本発明の第三の実施形態の防振ユニット３００Ｂについて、図１９〜２１を用いて説明する。なお、図１９は、本実施形態の防振ユニットの構成例を示す正面図である。図２０は、図１９のＨ−Ｈ断面図である。図２１は、上記防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。
【００９８】
本実施形態の防振ユニット３００Ｂを適用するカメラは、前述第一の実施形態のカメラと同様の構成のものが適用される。また、防振ユニット３００Ｂに適用するＸ軸，Ｙ軸駆動機構も第一の実施形態で適用したＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙの各一対を対向させて用いる。以下、同一の構成部材には同一符号を用い、異なる構成について詳しく説明する。
【００９９】
本実施形態の防振ユニット３００Ｂにおいてもぶれ補正動作時にＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによってＣＣＤ３１を保持する移動枠であるホルダ３８Ｂが固定枠であるフレーム３０２上のＸＹ平面に沿って駆動される。
【０１００】
第一の駆動機構としてのＸ軸駆動機構部３１０ｘは、一対を対向した状態でフレーム３０２上のＹ方向下方端部に配されている。第二の駆動機構としてのＹ軸駆動機構部３１０ｙも一対を対向した状態でＸ方向右側端部に配されている。なお、本実施形態の適用するＸ軸駆動機構部３１０ｘとＹ軸駆動機構部３１０ｙのロッド３３０ｘ、３３０ｙは、ともに回転が規制された状態で軸方向に移動可能に支持されている。
【０１０１】
ホルダ３８ＢにはＹ方向下方に突出する被駆動部を構成する凸部３８Ｂｈと、Ｘ方向右側に突出する被駆動部を構成する凸部３８Ｂｉとが設けられている。
【０１０２】
ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｈは、一方のＸ軸駆動機構部３１０ｘの第一の移動体の移動部であるロッド３３０ｘに結合された第一の移動体の駆動部である一方のＸ軸駆動体３３２Ｂｘと、他方のＸ軸駆動機構部３１０ｘの第一の移動体の移動部であるロッド３３０ｘに結合された第一の移動体の駆動部である他方のＸ軸駆動体３３２Ｂｘとで挟まれた状態でボールを介して係合する（詳細は後述する）。なお、ロッド３３０ｘのＸ軸駆動体３３２Ｂｘとの結合部は、ロッド３３０ｘの固有振動の節部とする。
【０１０３】
ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｉは、一方のＹ軸駆動機構部３１０ｙの第二の移動体の移動部であるロッド３３０ｙに結合された第二の移動体の駆動部である一方のＹ軸駆動体３３２Ｂｙと、他方のＹ軸駆動機構部３１０ｙの第二の移動体の移動部であるロッド３３０ｙに結合された第二の移動体の駆動部である他方のＹ軸駆動体３３２Ｂｙとで挟まれた状態でボールを介して係合する（詳細は後述する）。なお、ロッド３３０ｙのＹ軸駆動体３３２Ｂｙとの結合部は、ロッド３３０ｙの固有振動の節部とする。
【０１０４】
上記ボール係合部について詳しく説明すると、ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｈの左右面には、それぞれＹ方向に沿ったガイド溝３８Ｂｂが設けられている。ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｉの上下面には、それぞれＸ方向に沿ったガイド溝３８Ｂｄが設けられている。
【０１０５】
一対のＸ軸駆動体３３２Ｂｘのガイド溝３８Ｂｂに対する対向位置にはＹ方向に沿ったＶ溝状のガイド溝３３２Ｂｘｂが設けられている。一対のＹ軸駆動体３３２Ｂｙのガイド溝３８Ｂｄに対する対向位置には、それぞれＸ方向に沿ったＶ溝状のガイド溝３３２Ｂｙｄが設けられている。
【０１０６】
なお、ガイド溝３８Ｂｂには、Ｙ方向端にボール脱落防止用溝壁が設けられている。同様にガイド溝３８ＢｄにもそれぞれＸ方向端にボール脱落防止用溝壁が設けられている。
【０１０７】
一対のＸ軸駆動体３３２Ｂｘは、ガイド溝３３２Ｂｘｂとガイド溝３８Ｂｂとの間にリテーナ３４９ｘに挿入した２つのボール３４８ｘを落とし込んだ状態で上記ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｈを上記ボールを介してＸ方向にガタのない状態で挟み込み、係合状態とする。
【０１０８】
一方、一対のＹ軸駆動体３３２Ｂｙは、ガイド溝３３２Ｂｙｄとガイド溝３８Ｂｄとの間にリテーナ３４９ｙに挿入した２つのボール３４８ｙを落とし込んだ状態で上記ホルダ３８Ｂの凸部３８Ｂｉを上記ボールを介してＹ方向にガタのない状態で挟み込み、係合状態とする。
【０１０９】
上述した係合状態のもとで一対のＸ軸駆動体３３２ＢｘをＸ方向に進退駆動することによって、凸部３８Ｂｈは、Ｙ方向にスライド移動可能な状態のもとでＸ方向に移動させることができる。同様に一対のＹ軸駆動体３３２ＢｙをＹ方向に相対方向に進退駆動することによって、凸部３８ＢｉをＸ方向にスライド移動可能な状態のもとでＹ方向に駆動することができる。上述した凸部３８Ｂｈおよび凸部３８ＢｉのＸ，Ｙ方向の駆動によりホルダ３８ＢをＸＹ平面上にてぶれ補正動作に応じて移動させることができる。
【０１１０】
但し、凸部３８Ｂｈ、または、３８ＢｉをＸ、または、Ｙ方向の駆動を行う場合、一対のＸ軸駆動機構部３１０ｘ、または、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの各一対のロッドを同一方向に移動させるが、常に凸部３８Ｂｈ、または、３８Ｂｉをガタなく移動するように駆動制御する必要がある。なお、上記一対の駆動機構部のロッドの一方に付勢バネを組み込み、該付勢バネによって上記ガタの発生を防止するようにしてもよい。
【０１１１】
本実施形態の防振ユニット３００Ｂを適用したときのぶれ補正動作は、前述した実施形態における動作と同様である。
【０１１２】
本実施形態の防振ユニット３００Ｂによる効果も前述した防振ユニット３００による効果と同様の効果を奏する。さらに、ホルダ３８Ｂの形状が小型、軽量になり、動作に必要なエネルギが少なくなるため、小型で高効率の防振ユニット３００が実現可能になる。また、一対のＸ軸駆動機構部３１０ｘのロッド３３０ｘをボール３４８ｘ側に挟み込む力は、各々のロッド３３０ｘの速度差を制御することで可能であり、損失の少ない効率のよい動作が得られる。なお、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙも同様な動作が可能であることは言うまでもない。
【０１１３】
なお、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘ、または、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙをそれぞれホルダ３８Ｂの凸部３８ＢｈとＸ軸駆動体３３２Ｂｘとの間、また、ホルダ３８Ｂの凸部３８ＢｉとＹ軸駆動体３３２Ｂｙとの間をそれぞれ付勢バネで連結する構成を採用することによりＸ軸駆動機構部３１０ｘ、または、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙを一対ではなく、それぞれ単一のものを使用する構成とすることも可能であり、ユニットのさらなるコンパクト化や小型化が実現できる。
【０１１４】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明による駆動装置および撮像装置は、移動体を転動体を介してガイドする２つの移動体により移動可能に支持た構造を採用したことによって移動精度がよく、薄型化も可能である駆動装置およびぶれ補正機能を有する撮像装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第一の実施の形態の防振ユニットを備えたカメラにおけるシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１のカメラに適用される撮像ユニットの構成例を示す縦断側面図である。
【図３】図１のカメラに適用される防振ユニットの駆動源となる振動子の模式図である。
【図４】図３の振動子の振動の状態を示す模式図である。
【図５】図３の振動子の振動過程を示す模式図である。
【図６】図３の振動子の振動過程を示す模式図である。
【図７】図１のカメラに適用される防振ユニットの構成例を示す正面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７に示す防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。
【図１０】図７に示す防振ユニットの駆動源を含むＸ軸駆動機構部の分解斜視図である。
【図１１】図７のＢ−Ｂ断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】図１１のＥ−Ｅ断面図である。
【図１５】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図１６】本発明の第二の実施形態である防振ユニットの構成例を示す正面図である。
【図１７】図１６のＧ−Ｇ断面図である。
【図１８】図１６に示す防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。
【図１９】本発明の第三の実施形態である防振ユニットの構成例を示す正面図である。
【図２０】図１９のＨ−Ｈ断面図である。
【図２１】図１９に示す防振ユニットのホルダとＹ軸駆動機構部まわりの分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
３８  …ホルダ（移動枠）
３８ｈ，３８ｉ，…凸部（被駆動部）
３０２…フレーム（固定枠）
３１０ｘ…Ｘ軸駆動機構部（第一の駆動機構）
３１０ｙ…Ｙ軸駆動機構部（第二の駆動機構）
３３０ｘ…ロッド（第一の移動体，移動部）
３３０ｙ…ロッド（第二の移動体，移動部）
３４５ｘ…ビス（第一の押圧機構）
３４５ｙ…ビス（第二の押圧機構）
３４６ｘ…付勢バネ（第一の押圧機構）
３４６ｙ…付勢バネ（第二の押圧機構）
３４７ｘ，３４７ｙ…ボール（転動体）
３４８ｘ，３４８ｙ…ボール（転動体）
３７０ｘ，３３２Ａｘ，３３２Ｂｘ
…Ｘ軸駆動体（第一の移動体，駆動部）
３７０ｙ，３３２Ａｙ，３３２Ｂｙ
…Ｙ軸駆動体（第二の移動体，駆動部）
３８１…ボール（転動体）
Ｘ方向…第一の方向
Ｙ方向…第二の方向
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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