JP4956254B2 - 振れ補正装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、像振れを補正する振れ補正装置および撮像装置に関するものである。

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を防ぐシステムも研究されており、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。

ここで、手振れを防ぐ防振システムについて簡単に説明する。撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動であり、シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とする必要がある。このための基本的な考えとして、上記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補正レンズを変位させなければならない。従って、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第１に、カメラの振動を正確に検出し、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。

上記振動（カメラ振れ）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、カメラ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ことができる。そして、この検出情報に基づき撮影光軸を偏心させる振れ補正用の補正レンズを駆動させて像振れ抑制が行われる。

図１１は防振システムを有するデジタルコンパクトカメラの外観図であり、光軸４１に対してカメラ縦振れ４２ｐ及び横振れ４２ｙに対して像振れ補正を行う。尚、カメラ本体４３において、４３ａはレリーズボタン、４３ｂはモードダイアル（メインスイッチを含む）、４３ｃはリトラクタブルストロボである。

図１１ではカメラ本体４３の背面に配置されて見えないが、カメラ本体４３の背面には液晶モニターが設けられており、後述する撮像素子４４で撮像される像を確認できるようになっている。撮影者は液晶モニターで撮影画像の構図を確認して、その後撮影を行う。

図１２は図１１の防振カメラにおける防振システム構造を示す斜視図であり、４４は撮像素子である。５３は補正レンズ５２を図１２の矢印５８ｐ，５８ｙ方向に自在に駆動して図１１の矢印４２ｐ，４２ｙ方向の像振れ補正を行う振れ補正装置（詳細については後述）である。４５ｐ，４５ｙは各々矢印４６ｐ，４６ｙ回りの振れを検出する角速度計や角加速度計等の振動検出部である。振動検出部４５ｐ，４５ｙの出力は後述する演算部４７ｐ，４７ｙを介して振れ補正装置５３（詳しくは補正レンズ５２）の駆動目標値に変換され、振れ補正装置５３のコイルに入力される。これにより、像振れ補正が行われる。

図１３は図１２に示した演算部４７ｐ，４７ｙの詳細を示すブロック図であり、演算部４７ｐ，４７ｙとも同様な為に、図１３では演算部４７ｐのみを用いて説明する。

演算部４７ｐは、一点鎖線にて囲まれる、ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐ、ローパスフィルタ兼増幅部４９ｐ、Ａ／Ｄ変換部４１０ｐ、カメラマイコン４１１および駆動部４２０ｐを有する。上記カメラマイコン４１１内には、記憶部４１２ｐ、差動部４１３ｐ、ＤＣカットフィルタ４１４ｐ、積分部４１５ｐ、敏感度調整部４１６ｐ、記憶部４１７ｐ、差動部４１８ｐおよびＰＷＭデューティ変換部４１９ｐを有する。

上記振動検出部４５ｐとして、ここではカメラの振れ角速度を検出する振動ジャイロを用いており、振動ジャイロはカメラのメインスイッチのオンと同期して駆動され、カメラに加わる振れ角速度の検出を開始する。振動検出部４５ｐの信号は、アナログ回路で構成されるＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐにて信号に重畳しているＤＣバイアス成分がカットされると共に適宜増幅される。

ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐは０．１Ｈｚ以下の周波数の信号をカットする周波数特性を有しており、カメラに加わる１〜１０Ｈｚの手振れ周波数帯域には影響が及ばないようになっている。しかしながら、このように０．１Ｈｚ以下をカットする特性にすると、振動検出部４５ｐから振れ信号が入力されて完全にＤＣがカットされるまでには１０秒近くかかってしまう。そこで、カメラのメインスイッチがオンされてから例えば０．１秒まではＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐの時定数を小さく（例えば１０Ｈｚ以下の周波数の信号をカットする特性にする）しておく。この事で、０．１秒位の短い時間でＤＣをカットし、その後に時定数を大きくして（０．１Ｈｚ以下の周波数のみカットする特性にして）、ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐにより振れ角速度信号が劣化しないようにしている。

ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐの出力は、アナログ回路で構成されるローパスフィルタ兼増幅部４９ｐによりＡ／Ｄ変換の分解能に合わせて適宜増幅されると共に、振れ角速度信号に重畳する高周波のノイズをカットされる。これは振れ角速度信号をカメラマイコン４１１に入力する時のＡ／Ｄ変換部４１０ｐのサンプリングが振れ角速度信号のノイズにより読み誤りが起きるのを避ける為である。

ローパスフィルタ兼増幅部４９ｐの出力は、Ａ／Ｄ変換部４１０ｐによりサンプリングされてカメラマイコン４１１に取り込まれる。ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐによりＤＣバイアス成分はカットされている訳であるが、その後のローパスフィルタ兼増幅部４９ｐの増幅により再びＤＣバイアス成分が振れ角速度信号に重畳している。その為に、カメラマイコン４１１内において再度ＤＣカットを行う必要がある。

そこで、例えばカメラのメインスイッチのオンから０．２秒後にサンプリングされた振れ角速度信号を記憶部４１２ｐで記憶し、差動部４１３ｐにより記憶値と振れ角速度信号の差を求めることでＤＣカットを行う。尚、この動作では大雑把なＤＣカットしか出来ない（メインスイッチのオンから０．２秒後に記憶された振れ角速度信号の中にはＤＣ成分ばかりでなく、実際の手振れも含まれている為）。その為に後段の、デジタルフィルタで構成されたＤＣカットフィルタ４１４ｐにより十分なＤＣカットを行っている。

ＤＣカットフィルタ４１４ｐの時定数も、アナログのＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐと同様に、変更可能になっており、カメラのメインスイッチのオンから０．２秒後から更に０．２秒費やしてその時定数を徐々に大きくしている。具体的には、このＤＣカットフィルタ４１４ｐはメインスイッチのオンから０．２秒経過した時には１０Ｈｚ以下の周波数をカットするフィルタ特性である。そして、その後５０ｍｓｅｃ毎にフィルタでカットする周波数を５Ｈｚ、１Ｈｚ、０．５Ｈｚ、０．２Ｈｚと下げてゆく。

但し、上記動作の間に撮影者がシャッタレリーズボタンを半押し（ｓｗ１をオン）して測光、測距を行った時は直ちに撮影を行う可能性があり、時間を費やして時定数変更を行う事が好ましくない場合もある。

そこで、その様な時には撮影条件に応じて時定数変更を途中で中止する。例えば、測光結果により撮影シャッタスピードが１／６０となる事が判明し、撮影焦点距離が１５０ｍｍとする。この場合は、防振の精度はさほど要求されない為にＤＣカットフィルタ４１４ｐは０．５Ｈｚ以下の周波数をカットする特性まで時定数変更した時点で完了とする（シャッタスピードと撮影焦点距離の積により時定数変更量を制御する）。これにより、時定数変更の時間を短縮でき、シャッタチャンスを優先する事が出来る。勿論より速いシャッタスピード、或いは、より短い焦点距離の時には、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの特性は１Ｈｚ以下の周波数をカットする特性まで時定数変更した時点で完了とする。そして、より遅いシャッタスピード、長い焦点距離の時には時定数が最後まで変更完了するまで撮影を禁止する。

積分部４１５ｐは、ＤＣカットフィルタ４１４ｐからの信号の積分を始め、角速度信号を角度信号に変換する。敏感度調整部４１６ｐは、積分された角度信号をその時のカメラの焦点距離、被写体距離情報により適宜増幅し、振れ角度に応じて適切な量、振れ補正装置５３が動作するように変換する。ズーム、フォーカスにより撮影光学系が変化し、振れ補正装置５３の駆動量に対し光軸偏心量が変わる為、この補正を行う必要がある。

シャッタレリーズボタンの半押しにより振れ補正装置５３が動作し始める。尚、この時点で、振れ補正装置５３による像振れ補正動作が急激に始まらないように注意する必要がある。記憶部４１７ｐ及び差動部４１８ｐはこの対策の為に設けられている。記憶部４１７ｐは上記シャッタレリーズボタンの半押し時点で積分部４１５ｐの振れ角度信号を記憶する。差動部４１８ｐは積分部４１５ｐの信号と記憶部４１７ｐの信号の差を求める。その為、シャッタレリーズボタンの半押し時点における差動部４１８ｐの２つの信号入力は等しく、差動部４１８ｐの振れ補正装置５３の駆動目標値信号はゼロであるが、その後ゼロより連続的に出力が行われる。記憶部４１７ｐはシャッタレリーズボタンの半押し時点の積分信号を原点にする役割となる。これにより、振れ補正装置５３は急激に駆動される事が無くなる。

差動部４１８ｐからの目標値信号はＰＷＭデューティ変更部４１９ｐに入力される。振れ補正装置５３のコイルに振れ角度に対応した電圧或いは電流を印加すれば、補正レンズ５２はその振れ角度に対応して駆動される。しかし、振れ補正装置５３の駆動消費電力及びコイルの駆動トランジスタの省電力化の為にはＰＷＭ駆動が望ましい。そこで、ＰＷＭデューティ変更部４１９ｐは目標値に応じてコイル駆動デューティを変更している。例えば、周波数が２０ＫＨｚのＰＷＭにおいて差動部４１８ｐの目標値が２０４８の時にはデューティゼロ、４０９６の時にはデューティ１００とし、その間を等分にしてデューティを目標値に応じて決定していく。尚、デューティの決定は目標値ばかりではなく、その時のカメラの撮影条件（温度やカメラの姿勢、バッテリーの状態）によって細かく制御して精度良い像振れ補正が行われるようにする。

ＰＷＭデューティ変更部４１９ｐの出力は、ＰＷＭドライバ等の公知の駆動部４２０ｐに入力され、駆動部４２０ｐの出力を振れ補正装置５３のコイルに印加して像振れ補正を行う。駆動部４２０ｐはシャッタレリーズボタンの半押しより０．２秒経過した時点に同期してオンする。

図１３では示していないが、撮影者がカメラのシャッタレリーズボタンの押し切り（ｓｗ２のオン）を行い、露光を開始したときも、このまま像振れ補正を継続しているので、像振れによる画質劣化を防ぐことが出来る。

また、振れ補正装置５３による像振れ補正は、シャッタレリーズボタンの半押しが継続される限り継続する。半押しが解除されると、記憶部４１７ｐが敏感度調整部４１６ｐの信号の記憶を止める（サンプリング状態になる）ので、差動部４１８ｐに入力される敏感度調整部４１６ｐ及び記憶部４１７ｐの信号は等しくなり、差動部４１８ｐの出力はゼロになる。そのために振れ補正装置５３にはゼロの駆動目標値が入力されることになり、像振れ補正が行われない。

カメラのメインスイッチをオフにしない限り、積分部４１５ｐは積分を継続しており、次のシャッタレリーズボタンの半押しで再び記憶部４１７ｐが新たな積分出力を記憶（信号ホールド）する。メインスイッチのオフで振動検出部４５ｐが動作を停止し、防振シーケンスが終了する。

尚、積分部４１５ｐの信号が所定値より大きくなった時にはカメラのパンニングが行われたと判定して、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの時定数を変更する。例えば、０．２Ｈｚ以下の周波数をカットする特性であったものを、１Ｈｚ以下をカットする特性に変更し、再び所定時間で時定数をもとに戻していく。この時定数変更量も積分部４１５ｐの出力の大きさにより制御される。即ち、出力が第１の閾値を超えた時には、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの特性を０．５Ｈｚ以下をカットする特性にし、第２の閾値を超えた時には、１Ｈｚ以下をカットする特性にし、第３の閾値を超えた時には、５Ｈｚ以下をカットする特性にする。

又、積分部４１５ｐの出力が非常に大きくなった時（例えば、カメラのパンニングなどの極めて大きな角速度が生じた場合）には、積分部４１５ｐを一旦リセットして演算上の飽和（オーバーフロー）を防止している。

図１３では、演算部４７ｐ内にＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐ及びローパスフィルタ兼増幅部４９ｐを設けているが、これらは振動検出部４５ｐ内に設けても良いのは言うまでもない。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は振れ補正装置５３の構成を示す図であり、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）を矢印５１方向より見た図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＡ―Ａ断面図である。

図１４において、補正レンズ５２は支持枠５３ｃに固定される。なお、図１４（ｃ）に示すように、補正レンズ５２は、支持枠５３ｃに固定される２枚のレンズ５２ａ，５２ｂと地板５４に固定されるレンズ５２ｃにより撮影光学系の群を構成している。

支持枠５３ｃには強磁性材料のヨーク５５が取り付けられ、ヨーク５５の紙面裏面にはネオジウム等の永久磁石５６ｐ，５６ｙ（実際には見えない）が吸着固定されている。又、支持枠５３ｃから放射状に延出する３本の支持軸５３ａは地板５４の側壁５４ｂに設けられた長孔５４ａに嵌合している。

図１４（ｂ）に示すように、支持軸５３ａと長孔５４ａの関係について述べると、補正レンズ５２の光軸５７方向には嵌合してガタは生じないが、光軸５７と直交する方向には長孔５４ａが延びている。よって、支持枠５３ｃは地板５４に対し光軸５７方向には移動規制されるが、光軸５７と直交する平面内には自由に移動できる（矢印５８ｐ，５８ｙ，５８ｒ）。但し、支持枠５３ｃ上のピン５３ｂと地板５４上のピン５４ｃ間に引っ張りコイルバネ５９が掛けられている為に各々の方向（５８ｐ，５８ｙ、５８ｒ）に弾性的に規制されている。

地板５４には永久磁石５６ｐ，５６ｙに対向してコイル５１０ｐ，５１０ｙが取り付けられている。ヨーク５５、永久磁石５６ｐ、コイル５１０ｐの配置は図１４（ｃ）のようになっている（永久磁石５６ｙ、コイル５１０ｙも同じ配置）。そして、コイル５１０ｐに電流を流すと、支持枠５３ｃは矢印５８ｐ方向に駆動され、コイル５１０ｙに電流を流すと、支持枠５３ｃは矢印５８ｙ方向に駆動される。

その駆動量は各々の方向における引っ張りコイルバネ５９のバネ定数とコイル５１０ｐ，５１０ｙと永久磁石５６ｐ，５６ｙの関連で生ずる推力との釣り合いで求まる。即ちコイル５１０ｐ，５１０ｙに流す電流量に基づいて補正レンズ５２の偏心量を制御できる。

ところで、最近のデジタルカメラは年々小型化が進んできており、それに伴い、振れ補正装置５３の駆動高精度化が要求されるようになってきている。図９は振れ補正装置５３の駆動周波数特性を示しており、横軸は駆動周波数、縦軸は駆動目標値に対する実際の駆動の比（利得）である。図９からわかるように、８０Ｈｚ近傍の共振点（振れ補正作用部である補正レンズ５２、支持枠５３ｃ、ヨーク５５、永久磁石５６ｐ，５６ｙの合計の質量と引っ張りコイルバネ５９のバネ定数との関連で求まる）で２０ｄｂ程度のピークを持っている。そのため、この周波数近傍の振れが生じた場合には、目標値に対して１０倍程度過剰に像振れ補正してしまう。今まではこのような高周波の振れは少なく、問題にはならなかった。しかしカメラの小型化に伴い、振れの周波数帯域が広くなってきたこと、又カメラ内のアクチュエータ（フォーカス駆動やズーム駆動）の強力化による発生振動とカメラが軽くなったことにより、高周波のカメラ振れを誘発する。その為、上記ピークも無視できなくなってきた。

上記の点に鑑み、特許文献１（図４）においては、像振れを補正する為の補正レンズに駆動方向の制動を効かせる粘性手段を設けている。これにより、図１０に示すように、共振点近傍におけるピークが無くなり、高精度な像振れ補正ができるようになっている。
特開平０８−１８４８７０号公報

しかしながら、上記従来例においては、機構的に制動を行う為に専用のスペースが必要である。その為に振れ補正装置の小型化が難しかった。

（発明の目的）
本発明の目的は、小型を達成しつつ、高精度な像振れ補正を行うことのできる振れ補正装置および撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、光軸に直交する方向に移動可能な像振れ補正作用部と、前記像振れ補正作用部を支持する地板部と、前記像振れ補正作用部と前記地板部のいずれか一方に設けられたコイルと該像振れ補正作用部と該地板部の他方に設けられた永久磁石から成る、前記像振れ補正作用部を前記地板部に対して相対的に駆動させる駆動手段と、前記コイルの空芯部に配置される粘弾性部材と、一部が該粘弾性部材に挿入されると共に前記像振れ補正作用部と前記地板部のうち前記コイルが設けられた部材に対して固定されることなく前記コイルと前記永久磁石間に設けられる突起部とからなる、前記像振れ補正作用部と前記地板部を粘弾性結合させる振動吸収部材とを有する振れ補正装置とするものである。

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。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１および２に示す通りである。

図１は本発明の実施例１に係わる振れ補正装置を示す正面図、図２は図１のＢ−Ｂ断面図である。図１および図２において、１１（１１ａ，１１ｂ）は像振れ補正用の補正レンズ、１２は補正レンズ１１を保持する保持枠、１３は振れ補正装置の地板である。保持枠１２には、１２０度放射方向に腕１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられており、腕１２ａ〜１２ｃには表面が平滑な、ステンレスなどの支持軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃが圧入されている。

地板１３には３点の側壁１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられている。そして、保持枠１２の腕１２ａ，〜１２ｃから放射状に延出する３本の支持軸１４ａ〜１４ｃが地板１３の側壁１３ａ〜１３ｃに設けられた長孔１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに嵌合している（図１４（ｂ）の長穴５４ａと同様の構成であり、図１の方向からは見えない）。

図１４（ｂ）においても示したように、３本の支持軸１４ａ〜１４ｃと長孔１３ｄ〜１３ｆの関係は、補正レンズ１１の光軸方向（図１の紙面垂直方向）には嵌合してガタは生じない。しかし、光軸と直交する方向（図１の地板１３における周方向１３ｇ）には長孔１３ｄ〜１３ｆが延びている。よって、保持枠１２は地板１３に対し光軸方向には移動規制されるが、光軸と直交する平面内には自由に移動できる（ピッチ方向１９ｐ、ヨー方向１９ｙ、ロール方向１９ｒ）。

但し、保持枠１２の腕先端部１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは圧縮コイルバネ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの内径と締まりばめ嵌合している。そして、圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃの外径も後述するバネ調整部材１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ（１５ｇは図２（ａ）の断面図に図示）と締まりばめ嵌合している。その為に、各々の方向（ピッチ方向１９ｐ、ヨー方向１９ｙ、ロール方向１９ｒ）に弾性的に規制されている。

ここで、締まりばめ嵌合について説明する。

圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃのばね直径はコイルバネを圧縮してゆくにつれて大きくなってゆく。今、保持枠１２の腕先端部１２ｄ〜１２ｆおよびバネ調整部材１５ｇ〜１５ｉの外径を圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃを最大圧縮した時のコイル内径と隙間嵌合するように設定する。そして、圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃを最大圧縮して保持枠１２の腕先端部１２ｄ〜１２ｆおよびバネ調整部材１５ｇ〜１５ｉに押し込むと、バネがその圧縮が解除されると締まりばめとなる。そのため、圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃと保持枠１２の腕先端部１２ｄ〜１２ｆおよびバネ調整部材１５ｇ〜１５ｉは互いに強固に固定されてずれることがなくなる。

保持枠１２の耳部１２ｇ，１２ｈには強磁性材料の吸着板１７ａ，１７ｂが取り付けられ（図１では点線で示している）、吸着板１７ａ，１７ｂの裏面側にはネオジウム等の永久磁石１１０ａ，１１０ｂが吸着固定されている。永久磁石１１０ａ，１１０ｂに対向し、地板１３側にはコイル１６ａ，１６ｂが設けられている。

ここで、補正レンズ１１、保持枠１２、吸着板１７ａ，１７ｂ、永久磁石１１０ａ，１１０ｂ、支持軸１４ａ〜１４ｃ、圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃにより、像振れ補正作用部が構成される。また、地板１３、バネ調整ねじ１５ｄ〜１５ｆ、バネ調整部材１５ｇ〜１５ｉにより、地板部が構成される。

図２では、支持軸１４ａ、圧縮コイルバネ１５ａ、ヨーク１７ａ、永久磁石１１０ａ、および、コイル１６ａの配置を図示している。

永久磁石１１０ａの磁気回路はコイル１６ａに向かって垂直に貫いている為にコイル１６ａに電流を流すと、保持枠１２は矢印１８ｃ方向（図１参照）に駆動され、同様にコイル１６ｂに電流を流すと、保持枠１２は矢印１８ｄ（図１参照）方向に駆動される。そして、その駆動量は各々の方向における圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃのバネ定数と駆動コイル１６ａ，１６ｂと永久磁石１１０ａ，１１０ｂの関連で生ずる推力との釣り合いで求まる。即ち、コイル１６ａ，１６ｂに流す電流量に基づいて補正レンズ１１の偏心量を制御できる。

本実施例１の特徴は、図２において、コイル１６ａと永久磁石１１０ａの間に振動吸収部材（以下、ダンパ部材とも記す）が設けられている点である。このダンパ部材は、コイル１６ａのボビン１６ｃの空芯部設けられたＵＶ硬化式のゲルあるいはダンピング効果の大きなゴムなどの粘弾性部材１１１ａと、永久磁石１１０ａ側に押さえ部材１１２ｂを介して設けられた抵抗板１１２ａとで構成されている。なお、抵抗板１１２ａの先端部は粘弾性部材１１１ａに挿入されている。

ここで、像振れ補正作用部のうちの永久磁石１１０ａから地板１３（コイル１６ａ）へ延出する抵抗板１１２ａは直接地板１３には固着されておらず、地板１３に対しては粘弾性部材１１１ａを介して自由に動き回ることができるので、駆動の妨げにはならない。

図３は、上記ダンパ部材である抵抗板１１２ａと粘弾性部材１１１ａの平面図である。コイル１６ａの空芯部にはボビン１６ｃを介して粘弾性部材１１１ａが設けられており、永久磁石１１０ａ（半透明で示す）から紙面垂直側に延出した抵抗板１１２ａが粘弾性部材１１１ａに挿入されている。ここで、抵抗板１１２ａは紙面左右方向に延びている（紙面上下方向が厚み方向になる板）。そのため、矢印１８ｃの方向に対して抵抗板１１２ａと粘弾性部材１１１ａの接触面積が広く、駆動時には粘弾性部材１１１ａの抵抗を大きく受ける。即ち、ダンピング効果が大きい。それに対して矢印１８ｃと直角な方向は抵抗板１１２ａと粘弾性部材１１１ａの接触面積（抵抗板１１２ａの厚み方向の接触面積）が狭く、駆動時に粘弾性部材１１１ａの抵抗を受けにくい。

ここで、矢印１８ｃ方向の駆動力は駆動コイル１６ａと永久磁石１１０ａの関連で発生する訳であるが、コイル１６ａの中心部（空芯部）にてその駆動方向のダンピングを行っているので、駆動力とダンピング力の作用点が一致しており、安定した駆動が可能である。

一方、コイル１６ｂ、永久磁石１１０ｂで発生する駆動力（図３の矢印１８ｃと直交する方向、図１では矢印１８ｄ）に関しては上述したようにダンピング力が少ない。よって、コイル１６ｂ、永久磁石１１０ｂで発生する駆動力が抵抗板１１２ａにより不安定になる事はない。

抵抗板１１２ａはりん青銅などの非磁性のバネで構成されており、そのバネ定数は像振れ補正作用部の質量との関連の共振点が、図１０における共振点より高く設定されている。

ここで、抵抗体１１２ａを弾性材にしてある理由を説明する。粘弾性部材１１１ａは衝撃などの高周波入力に対しては非常に硬くなる。そのため、そのような入力が発生した時は像振れ補正作用部の重さを全て抵抗板１１２ａで支えることになる（上記条件ではダンパ部材が像振れ補正作用部と地板部の最も強固に結合する為）。これにより、以下の事故が予想される。
・抵抗板１１２ａの破損
・粘弾性部材１１１ａのボビン１６ｃに対する剥離
これらを避けるために抵抗板１１２ａを弾性部材で形成し、衝撃入力時には抵抗板１１２ａがしなることで、衝撃を吸収する構造になっている（図４参照）。

上記のような粘弾性部材１１１ａおよび抵抗板１１２ａにより構成されるダンパ部材は、コイル１６ａだけではなく、コイル１６ｂの空芯部においても同じ構造にて設けられている。尚、コイル１６ａ側に抵抗板１１２ａを設け、永久磁石１１０ａ側に粘弾性部材１１１ａを設けても、同様な効果を期待できる。又、像振れ補正作用部側に永久磁石１１０ａを設け、地板部側にコイル１６ａを設けているが、像振れ補正作用部側にコイル１６ａを、地板部側に永久磁石１１０ａを、それぞれ設けた構成でも同様な効果を期待できる。

ここで、対のコイル１６ａ，１６ｂに電流を流して保持枠１２をピッチ方向１９ｐ，ヨー方向１９ｙに駆動する場合について説明する。

図５はこの為の駆動系の回路構成を示すブロック図である。ピッチ目標値３１ｐ及びヨー目標値３１ｙは、各々ピッチ方向１９ｐ、ヨー方向１９ｙに像振れ補正作用部を駆動する駆動目標値であり、図１３における差動部４１８ｐの出力に相当する。この各々の目標値３１ｐ，３１ｙは、各駆動方向の駆動力に応じてピッチ駆動力調整部３２ｐ、ヨー駆動力調整部３２ｙでゲイン調整される。

ピッチ駆動力調整部３２ｐの出力はコイル駆動部３４ａ（図１３におけるＰＷＭデューティ変換部４１９ｐ、駆動部４２０ｐに相当）に入力されてコイル１６ａに電流として流れる。又、ピッチ駆動力調整部３２ｐの出力は、加算部３３ｂを介してコイル駆動部３４ｂ（図１３におけるＰＷＭデューティ変換部４１９ｐ、駆動部４２０ｐに相当）に入力されてコイル１６ｂに電流として流れる。即ち、ピッチ駆動目標値３１ａの信号によりコイル１６ａ，１６ｂに同相で同じ量の電流が流れる。

ヨー駆動力調整部３２ｙの出力はコイル駆動部３４ｂ（図１３におけるＰＷＭデューティ変換部４１９ｐ、駆動部４２０ｐに相当）に入力されてコイル１６ｂに電流として流れる。又、ヨー駆動力調整部３２ｙの出力は反転部３３ａを介してコイル駆動部３４ａ（図１３におけるＰＷＭデューティ変換部４１９ｐ、駆動部４２０ｐに相当）に入力されてコイル１６ａに電流として流される。即ち、ヨー駆動目標値３１ｙの信号によりコイル１６ａ，１６ｂに互いに逆相で同じ量の電流が流れる。

コイル１６ａ，１６ｂに同相で同じ量の電流を流した場合、図６で示すように、コイル１６ａにより矢印１８ｃ方向に駆動力が発生し、コイル１６ｂにより矢印１８ｄ方向に駆動力が発生する。よって、その合力は矢印１８ｐのように、図１等のピッチ方向１９ｐに沿った駆動力として発生する。又、このときの駆動力は二つのコイル１６ａ，１６ｂが１２０度配置になっていることから、互いのコイル１６ａ，１６ｂの駆動力の半分同士を合成してコイル１６ａ或いはコイル１６ｂの何れかのコイル一つ分と同じ駆動力として発生する。

また、コイル１６ａ，１６ｂに逆位相で同じ量の電流を流した場合、図７で示すように、コイル１６ａにより矢印１８ｃ方向に駆動力が発生し、コイル１６ｂにより１８ｄ方向と反対方向（１８’方向）に駆動力が発生する。よって、その合力は矢印１８ｙのように、図１等のヨー方向１９ｙに沿った駆動力として発生する。又、このときの駆動力は二つのコイル１６ａ，１６ｂが１２０度配置になっていることから、互いのコイル１６ａ，１６ｂの駆動力の√（３）／２同士を合成してコイル１６ａ或いはコイル１６ｂの何れかのコイルの√（３）倍の駆動力として発生する。

このように駆動方向（１９ｐと１９ｙ）で駆動力が異なってくるので、それらを揃えるために、図５に示すようにピッチ駆動力調整部３２ｐ、ヨー駆動力調整部３２ｙを設けている。

尚、これら駆動力調整部３２ｐ，３２ｙは、図５のように各目標値３１ｐ，３１ｙの後段に設けるのではなく、図１３で示した敏感度調整部４１６ｐ（ヨー方向では不図示の４１６ｙ）で調整を行っても良い。この様な構成にすると、ヨー方向１９ｙへの駆動の場合にはコイル１６ａ，１６の√（３）倍の駆動力が発生し、この方向の駆動力が少なくて済む代わりに、ピッチ方向１９ｐへの駆動の場合には駆動力の増加が無い。

一般に、ヨー方向の手振れ量はピッチ方向に比べて２倍近く大きい。

上記のようにピッチに対してヨーの振れが大きくなる現象は、デジタルカメラを片手で構え、カメラ背面の液晶モニターを観察して撮影する場合に特に顕著になる。このように方向による振れ量に合わせて駆動量を調節しているので、効率よく像振れ補正を行うことができる。

図２に戻って、圧縮コイルバネ１５ａは、前述したように、両端部を保持枠１２の腕先端部１２ｄおよびバネ調整部材１５ｇの先端外径部１５ｊと締まりばめ嵌合している。そのため、圧縮コイルバネ１５ａと保持枠１２の腕先端部１２ｄおよび側壁１３ａは互いに強固に固定されている。

バネ調整部材１５ｇ（図１における１５ｇ〜１５ｉ）は側壁１３ａ内に嵌合されており、支持軸方向１５ｌにのみ摺動可能になっている。バネ調整ねじ１５ｄ（図１における１５ｄ〜１５ｆ）は側壁１３ａにねじ込まれており、先端部がバネ調整部材１５ｇの調整受け部１５ｋと当接する。そのために、バネ調整ねじ１５ｄをねじ込むことでバネ調整部材１５ｄは矢印１５ｌ方向に支持軸１４ａに沿って移動して、その方向の圧縮コイルバネ１５ａのバネチャージ力を調節する。

以上の実施例１によれば、コイル１６ａ，１６ｂの空芯部にダンパ部材である粘弾性部材１１１ａと抵抗板１１２ａを設けている。また、ダンピング効果の効く方向を定められる機構にしている。また、ダンパ部材により衝撃を吸収するようにしている。これらにより、小型且つ駆動が安定し、信頼性の高い振れ補正装置を実現可能となった。

本実施例１における振れ補正装置の構成を詳しく説明すると、この振れ補正装置は、光軸１０に対して略直交する平面内で駆動されて像振れを補正する像振れ補正作用部、像振れ補正作用部を支持する地板部を有する。さらに、像振れ補正作用部を地板部に対して相対的に駆動させる駆動部であるコイル１６ａ，１６ｂ、このコイル１６ａ，１６ｂの空芯部に配置され、像振れ補正作用部と地板部を粘弾性結合させるダンパ部材を有する。なお、像振れ補正作用部は、補正レンズ１１、保持枠１２、吸着板１７ａ，１７ｂ、永久磁石１１０ａ，１１０ｂ、支持軸１４ａ〜１４ｃおよび圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃから構成される。また、地板部は、地板１３、バネ調整ねじ１５ｄ〜１５ｆおよびバネ調整部材１５ｇ〜１５ｉから構成される。また、ダンパ部材は、粘弾性部材１１１ａおよび抵抗板１１２ａから構成される。

また、像振れ補正作用部と地板部を第１の方向（矢印１８ｃ方向）に対して粘弾性結合し、第２の方向（矢印１８ｃの直交する方向）に関しては、ダンパ部材を像振れ補正作用部と一体に駆動する。このことで、第２の方向には地板部と像振れ補正作用部間の粘弾性作用を生じない構成のダンパ部材とすることができる。

また、地板部に設けられた粘弾性部材１１１ａと、像振れ補正作用部に設けられ、粘弾性部材１１１ａに挿入されると共に地板部に対して固着されない突起部となる抵抗板１１２ａとでダンパ部材を構成している。そして、突起部となる抵抗板１１２ａは像振れ補正作用部が駆動される第１の方向（矢印１８ｃ方向）に対する粘弾性部対抗面積と、第１の方向とは異なる第２の方向（矢印１８ｃと直交する方向）に対する粘弾性部対抗面積を異なるようにしている。

また、地板部に設けられた粘弾性部材１１１ａと、像振れ補正作用部に設けられ、粘弾性部材１１１ａに挿入されると共に地板部に対して固定されない弾性突起部となる抵抗板１１２ａとでダンパ部材を構成している。或いは、像振れ補正作用部に設けられた粘弾性部材１１１ａと、地板部に設けられ、粘弾性部材１１１ａに挿入されると共に像振れ補正作用部に対して固定されない弾性突起部となる抵抗板１１２ａとでダンパ部材を構成している。

以上により、小型で、安定駆動が可能な、信頼性の高い振れ補正装置が実現できた。

図８は本発明の実施例２に係わる振れ補正装置に具備されるダンパ部材近傍を示す平面図及び断面図である。詳しくは、図８（ａ）はコイル１６ａ、永久磁石１１０ａおよびダンパ部材（抵抗板１１２ａと粘弾性部材１１１ａより成る）の平面図、図８（ｂ）はその断面図である。尚、図８において、コイル１６ａが像振れ補正作用部に取り付けられ、永久磁石１１０ａが地板部に取り付けられても、或いはその逆でも構わない。

本発明の実施例２の振れ補正装置において、上記実施例１と異なるのは、以下の点である。

粘弾性体１１１ａを収納するケース１１１ｂが設けられ、ケース１１１ｂはコイル１６ａのボビン１６ｃ内で矢印１８ｃ方向には固定され（ボビン１６ｃに挟まれている為）、それと直交する方向には自由に摺動可能な構成になっている。

また、永久磁石１１０ａから延出する抵抗板１１２ａは弾性体の棒状になっている。即ち、抵抗板１１２ａはダンピングの方向性を決める形状になっていないが、粘弾性部材１１１ａ自身がダンピングを効かせたくない方向には像振れ補正作用部と一体になって動く構成になっている。

図８においては、１１１ａ’、１１２ａ’は矢印１８ｃと直交方向に像振れ補正作用部が移動したときの、粘弾性部材１１１ａ及び抵抗板１１２ａの摺動後の位置を示すものである。このように矢印１８ｃと直交方向の駆動に関してはダンピング作用が全く効かない。

この矢印１８ｃ方向の駆動力はコイル１６ｂにより発生するのである。しかし、その駆動力のダンピングをコイル１６ａ側のダンパが行ってしまうと、駆動推力方向とダンピング位置のずれによる駆動精度劣化（図１におけるローリング方向１９ｒの回転発生）を起こすことになる。図８のようなダンピング構成であると、コイル１６ｂの駆動力に対し、コイル１６ａに設けられたダンパ部材のダンピング抵抗は生じない。コイル１６ａの駆動力に対し、コイル１６ｂに設けられたダンパ部材のダンピング抵抗も生じない。

コイル１６ａの推力方向１８ｃに対するダンピングは、コイル１６ａの空芯部に設けられたダンパ部材で行い、コイル１６ｂの推力方向１８ｄに対するダンピングは、コイル１６ｂの空芯部に設けられたダンパ部材で行う。これにより、図１０で示した素直な周波数特性の駆動を実現できる。

抵抗板１１２ａは弾性棒のため、衝撃などの高周波の入力があった場合には抵抗板１１２ａでその吸収を行う。そのため、衝撃による故障を防ぐことも出来る。

以上の実施例２によれば、コイル１６ａ，１１６ｂの空芯部にダンパ部材を設けたこと、ダンピング効果の効く方向を定められる機構にしたことで、小型且つ駆動が安定し、信頼性の高い振れ補正装置を実現可能となった。

本実施例２における振れ補正装置の構成を詳しく説明すると、この振れ補正装置は、光軸１０に対して略直交する平面内で駆動されることで像振れを補正する像振れ補正作用部、像振れ補正作用部を支持する地板部を有する。さらに、地板部を第１の方向（矢印１８ｃ）に対して粘弾性結合させると共に第２の方向（矢印１８ｃと直交方向）に関しては、像振れ補正作用部と一体に駆動されて地板部と像振れ補正作用部間の粘弾性作用を生じない構成のダンパ部材を有する。

よって、高精度の振れ補正駆動を行える振れ補正装置を実現できた。

最後に、上記の実施例１および２による効果をあらためて述べる。デッドスペースであるコイル１６ａ，１６ｂの空芯部にダンパ部材を配置することで、装置の大きさを変えずに、効率的な制動を行えるようにしている。又、ダンパ部材の作用する方向を定めることで、制動により駆動方向が不安定にならないようにしている。更に、ダンパ部材は高周波の外乱に対しては極めて硬くなるので、そのような外乱が入力された時にでも、振れ補正装置の破損が生じないようにしている。

つまり、
１）ダンピング機構の小型化（振れ補正装置に専用のスペースを必要としない）
２）ダンピング方向の安定化（ダンピングの効く方向を定める）
３）駆動精度の向上（駆動力とダンピング力の発生位置を一致させる）
４）事故対策（衝撃や落下時の破損防止）
の４つの効果を実現できる振れ補正装置とすることができた。

（本発明と実施例の対応）
補正レンズ１１、保持枠１２、吸着板１７ａ，１７ｂ、永久磁石１１０ａ，１１０ｂ、支持軸１４ａ〜１４ｃおよび圧縮コイルバネ１５ａ〜１５ｃが本発明の像振れ補正作用部に相当する。また、地板１３、バネ調整ねじ１５ｄ〜１５ｆおよびバネ調整部材１５ｇ〜１５ｉが地板部に相当する。また、ヨーク１７ａ，１７ｂ、永久磁石１１０ａ，１１０ｂおよびコイル１６ａ，１６ｂが駆動手段に相当する。また、粘弾性部に相当する粘弾性部材１１１ａおよび突起部に相当する抵抗板１１２ａより成るダンパ部材が本発明の振動吸収部材に相当する。なお、粘弾性部は、地板部と像振れ補正作用部の一方に設けられている。また、突起部は、像振れ補正作用部と前記地板部の他方に設けられ、粘弾性部に挿入されると共に地板部或いは振れ補正作用部に対して固定されない構成となっている。

以上、デジタルカメラの防振システムを例にして説明を続けてきた。しかし、本発明の装置は小型で高安定な機構にまとめることが出来るので、デジタルカメラに限らず、デジタルビデオカメラや、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話などにも展開できる。

本発明の実施例１に係る振れ補正装置を示す平面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正装置に具備されるダンパ部材及びその近傍を示す平面図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正装置の衝撃入力時におけるダンパ部材の様子を示す断面図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正装置の駆動系を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正装置におけるピッチ方向駆動バランスを説明するための図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正装置におけるヨー方向駆動バランスを説明するための図である。 本発明の実施例２に係る振れ補正装置に具備されるダンパ部材及びその近傍を示す平面図及び断面図である。 従来の振れ補正装置の周波数特性を示す図である。 改善された振れ補正装置の周波数特性を示す図である。 従来の防振カメラの外観を示す斜視図である。 図１１の防振カメラの防振システム構造の概略を示す斜視図である。 図１１の防振カメラに具備される防振システムの回路構成を示すブロック図である。 図１１の防振カメラに具備される振れ補正装置の平面図、側面図およびの断面図である。

符号の説明

１０ 光軸
１１ 補正レンズ
１２ 保持枠
１３ 地板
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 支持軸
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 圧縮コイルバネ
１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ バネ調整ねじ
１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ バネ調整部材
１６ａ，１６ｂ コイル
１７ａ，１７ｂ 吸着板
１１０ａ，１１０ｂ 永久磁石
１１１ａ 粘弾性部材
１１１ｂ ケース
１１２ａ 抵抗板

Claims (7)

1. 光軸に直交する方向に移動可能な像振れ補正作用部と、
   前記像振れ補正作用部を支持する地板部と、
   前記像振れ補正作用部と前記地板部のいずれか一方に設けられたコイルと該像振れ補正作用部と該地板部の他方に設けられた永久磁石から成る、前記像振れ補正作用部を前記地板部に対して相対的に駆動させる駆動手段と、
   前記コイルの空芯部に配置される粘弾性部材と、一部が該粘弾性部材に挿入されると共に前記像振れ補正作用部と前記地板部のうち前記コイルが設けられた部材に対して固定されることなく前記コイルと前記永久磁石間に設けられる突起部とからなる、前記像振れ補正作用部と前記地板部を粘弾性結合させる振動吸収部材とを有することを特徴とする振れ補正装置。
2. 前記振動吸収部材は、前記コイルの駆動力発生方向に対して粘弾性結合させると共に、前記駆動力発生方向および前記光軸に直交する方向に関しては、前記像振れ補正作用部と一体に駆動されることで前記地板部と前記振れ補正作用部間の粘弾性作用を生じない構成であることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
3. 前記突起部は、前記駆動力発生方向に対する粘弾性部対抗面積と、前記駆動力発生方向および前記光軸に直交する方向に対する粘弾性部対抗面積とが異なることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正装置。
4. 前記振動吸収部材はさらに前記粘弾性部材を収納する収納部材を備え、
   前記収納部材は前記コイルの駆動力発生方向に対して固定されるように、該駆動力発生方向および前記光軸に直交する方向に対しては移動可能になるように前記コイルに配置されることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正装置。
5. 前記突起部は、前記粘弾性部材によるダンピング抵抗が駆動方向によらない構成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。
6. 前記突起部は、弾性部材により構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。

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