JP5053693B2 - 像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像振れを補正する機能を有する像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置に関するものである。

近年のスチルカメラ、ビデオカメラに代表される撮像装置には、外部から与えられた振れによる画像振れを補正する振れ補正装置が具備されているものが多い。この種の振れ補正装置における振れ補正方式としては、光学レンズを駆動する方式のものと、撮像素子を駆動する方式のもの、等がある。これらの方式より成る振れ補正装置は、振れの度合いを検出する振れセンサからの信号に対して、所定の周波数遮断を行う処理と、入出力の単位を合わせるための積分処理を中心とした演算を行うことにより、振れ補正量を算出するようにしている。

ここで、振れの度合いの検出を行う振れセンサとして、角速度センサがよく用いられている。この角速度センサは、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得ている。この振れを検出する方向としては、撮像装置を直交座標系の中心に配置した時、縦方向（ピッチ）と横方向（ヨー）が一般的である（図１を参照）。

光学式の振れ補正装置は、略垂直な平面内で移動する補正手段としてのシフトレンズを振れ補正量だけ移動させることにより、撮像素子上で結像された画像から振れを取り除く構造のものである。撮像素子を用いる方式の振れ補正装置は、略垂直な平面内で移動する補正手段としての撮像素子を振れ補正量だけ移動させることにより、画像から振れを取り除く構造のものである。これら何れの方式の装置であっても、本発明に係るものであるため、以下、光学式の振れ補正装置を代表例として説明を進める。

上記の振れ補正装置を具備する撮像装置では、振れ補正量分の移動をシフトレンズ駆動部へ指令し、制御対象であるシフトレンズが目標位置まで移動したとき、該シフトレンズの実位置を取得する。そして、上記目標位置とシフトレンズの実位置の偏差が零となるようなフィードバック制御を行っている。

一般にフィードバック制御では、ＰＩＤ制御と呼ばれる制御方法が用いられている。Ｄ制御（微分制御）は、Ｐ制御（比例制御）の過補償によるゲイン余裕ＧＭ及び位相余裕ＰＭの低下を改善し、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。Ｉ制御（積分制御）は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらＰ制御、Ｉ制御及びＤ制御を、必要に応じて選択して組み合わせるようにしたフィードバック制御をＰＩＤ制御と呼ぶ。

これらの結果、画像振れをキャンセルする方向にシフトレンズを駆動することにより、画像振れ補正が行われる。

上記振れ補正装置を実現する機構の望ましい特性としては、
１）摩擦が小さく、目標への追従が良いこと
２）共振周波数を設計者が操作しやすいこと
などが挙げられる。これらを実現する機構として、特許文献１が提案されている。

特許文献１に開示された機構の特徴は、可動鏡筒と固定鏡筒の間に複数の球部材を挟持し、弾性体で押圧していることである。このような構成とすることで、可動鏡筒を転がり摩擦によって駆動でき、摩擦力を軽減できる。また、可動鏡筒の重量と弾性体の弾性係数の比によって共振周波数が決まるので、目標とする共振周波数を容易に得ることができる。結果として、良好な制御性を得て、小さな振動に対しても適切に応答できる機構を実現している。

特許文献１に示すような機構では、球部材が常に転がりの状態にあることが望ましい。球部材の受け部の端面に接触した状態ではすべり摩擦に移行してしまい、追従性が低下するためである。そこで、特許文献１では、予め最大移動量または実移動量分動かして初期化することを開示している。

また、補正手段であるシフトレンズの初期化タイミングについての開示としては、特許文献２がある。これによれば、電池の抜き差しに連動してシフトレンズの初期化を行うことが開示されている。但し、可動鏡筒と固定鏡筒の間に球部材を挟持して、可動鏡筒の駆動をスムーズに行うものではない。
特開２００１−２９０１８４号公報 特開平７−２７０８４６号公報

上記特許文献１や２によると、予め最大移動量または実移動量分動かして初期化することが可能である。ここで、ディスプレイのＯＦＦ時にシフトレンズを初期化して可動範囲中央に固定した場合や、再生時のメニュー画面表示等の省電力モード時における振れ補正用の電源供給停止の場合を考える。このような場合に、シフトレンズ位置が初期化された状態のままであると、シフトレンズに接した球部材が振れ補正可動範囲（シフトレンズ可動範囲）内に留まった状態になる。その状態で撮像装置に長時間の振動や落下や外力による強い衝撃が加わると、球部材と該球部材に接している受け部の面に圧力が加わる事により、面が荒れたり、打痕がついたりしてしまう事がある。

したがって、振れ補正を行っている状態において、シフトレンズの駆動手段の駆動力に関する信号を基に撮像装置の姿勢を検出している場合、この面荒れや打痕により駆動力が変わり、姿勢検出において誤検出してしまっていた。また、荒れや打痕がひどい場合には、振れ補正性能が低下してしまう虞もある。

（発明の目的）
本発明の目的は、振動や落下による衝撃で球部材の受け部の面荒れや打痕を防ぎ、当該撮像装置の姿勢検出の誤検出および振れ補正性能の低下を無くすことのできる像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、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、光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、前記保持手段を駆動する駆動手段と、当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、前記振れ補正用電源停止手段により前記駆動手段への電源供給が停止される場合は、前記駆動手段への電源供給が停止される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置とするものである。

本発明によれば、振動や落下による衝撃で球部材の受け部の面荒れや打痕を防ぎ、当該撮像装置の姿勢検出の誤検出および振れ補正性能の低下を無くすことができる像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置を提供できるものである。

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２は、本発明の実施例１に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、主に静止画像の撮影を行うためのデジタルカメラである。

図１において、１０１はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。１０２はズーム駆動制御部であり、ズームユニット１０１を駆動制御する。１０３は光軸に対して垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正光学系としてのシフトレンズ（ユニット）である。１０４はシフトレンズ駆動制御部であり、シフトレンズ１０３を駆動制御する。また、撮像装置の状態（例えば省電力時）により駆動電源供給を停止する。１０５は絞り・シャッタユニットである。１０６は絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する。１０７はフォーカスユニットであり、ピント調整を行うレンズを含む。１０８はフォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット１０７を駆動制御する。１０９は撮像素子が用いられる撮像部であり、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。

１１０は撮像信号処理部であり、撮像部１０９から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。１１１は映像信号処理部であり、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を用途に応じて加工する。１１２は表示部であり、映像信号処理部１１１から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。１１３は表示制御部であり、撮像部１０９および表示部１１２の動作・表示を制御する。１１４は姿勢情報制御部であり、映像信号処理部１１１および表示部１１２に対して撮影装置の姿勢を設定する。具体的には、映像信号処理部１１１では、撮影画像に撮影時の姿勢情報を付随項目として記述する。また、表示部１１２は、撮影直後であれば、姿勢情報制御部１１４の指示により、姿勢に応じた表示の向きを調整する。再生モード中の画像再生では、付随項目から読み出された姿勢情報に従って、表示の向きを調整する。

１１５は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。１１６は外部入出力端子部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。１１７はシステムを操作するための操作部である。１１８は記憶部であり、映像情報など様々なデータを記憶する。１１９はシステム全体を制御する制御部である。

次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。

操作部１１７には、押し込み量に応じて第１スイッチ（以下、スイッチＳＷ１）および第２スイッチ（以下、スイッチＳＷ２）が順にＯＮするように構成されたシャッタレリーズボタンが含まれる。シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときにスイッチＳＷ１がＯＮし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときにスイッチＳＷ２がＯＮする構造となっている。スイッチＳＷ１がＯＮされると、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が絞り・シャッタユニット１０５を駆動して適正な露光量に設定する。さらにスイッチＳＷ２がＯＮされると、撮像部１０９に露光された光像から得られた画像データを記憶部１１８に記憶する。

画像データの記憶時、操作部１１７に含まれる振れ補正スイッチがＯＮであれば、制御部１１９は、シフトレンズ駆動制御部１０４に防振動作を指示し、これを受けたシフトレンズ駆動制御部１０４は、防振ＯＦＦの指示がなされるまで防振動作を行う。また、制御部１１９は、操作部１１７が一定時間操作されなかった場合、省電力のためにディスプレイの電源を遮断する指示を出す。

この撮像装置では、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を操作部１１７に含まれるモードスイッチにより選択可能であり、それぞれのモードにおいて各アクチュエータの動作条件を変更することができる。

操作部１１７に含まれるズームスイッチにより変倍の指示があると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット１０１を移動する。それとともに、撮像部１０９から送られた各信号処理部１１０，１１１にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行う。

図３は、図２に示すシフトレンズ駆動制御部１０４の構成を示すブロック図である。

図３において、２０１はピッチ方向用振れセンサであり、通常姿勢（画像フレームの長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）の撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振れを検出する。２０２はヨー方向用振れセンサであり、通常姿勢の撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振れを検出する。２０３，２０４はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の駆動目標位置を決定する防振（振れ補正）制御部であり、状況に応じて防振制御、シフトレンズ位置制御を行う。

２０５，２０６は帰還制御手段としてのＰＩＤ部であり、ピッチ方向、ヨー方向それぞれの補正位置制御信号と、シフトレンズ１０３の位置を示す位置信号との偏差から制御量を求め、シフトレンズ１０３の位置指令信号を出力する。２０７，２０８はそれぞれドライブ部であり、ＰＩＤ部２０５，２０６から送られた位置指令信号に基づき、シフトレンズ１０３を駆動する。２０９，２１０はそれぞれホール素子であり、シフトレンズ１０３のピッチ方向、ヨー方向の位置を検出する。

次に、シフトレンズ駆動制御部１０４におけるシフトレンズ１０３の位置制御について説明する。

シフトレンズ１０３の位置制御では、振れセンサ２０１，２０２からの撮像装置のピッチ方向、ヨー方向の振れを示す振れ信号（角速度信号）に基づいて、それぞれの方向にシフトレンズ１０３を駆動させる。シフトレンズ１０３には磁石が付けられており、この磁石の磁場をホール素子２０９，２１０で検知し、シフトレンズ１０３の実位置を示す位置信号がＰＩＤ部２０５，２０６へそれぞれ送られる。ＰＩＤ部２０５，２０６は、これらの位置信号が、防振制御部２０３，２０４から送られる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。

なお、ホール素子２０９，２１０から出力される位置信号には個体ばらつきがあるため、規定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズ１０３が規定の位置に移動するように、ホール素子２０９，２１０の出力調整を行う必要がある。このとき、ＰＩＤ部２０５，２０６では、比例制御と積分制御と微分制御とを選択的に組み合わせたＰＩＤ制御を行う。また、ＰＩＤ部２０５，２０６で用いられる信号により姿勢検出部２１１にて姿勢検出が行われる。

防振制御部２０３，２０４は、振れセンサ２０１，２０２からの振れ信号に基づき、撮像装置の振れによる画像振れを補正する方向にシフトレンズ１０３を移動させるようにする補正位置制御信号（駆動目標位置）をそれぞれ出力する。これによって、撮像装置に手振れなどの振れが発生しても、該振れによる画像振れを防止できる。

図４は、図３に示すＰＩＤ部２０５の詳細な構成を示すブロック図である。なお、ＰＩＤ部２０６も同様な構成であり、ここではピッチ方向用のＰＩＤ部２０５のみについて説明する。

偏差算出部３０２は、防振制御部２０３の出力値である振れ補正位置と、Ｄ／Ａ変換部３０８を介するホール素子２０９からの位置信号である実位置との差分を算出する。この偏差は、比例制御部３０３（Ｐ制御部）と微分制御部３０４（Ｄ制御部）と積分制御部３０５（Ｉ制御部）においてそれぞれ演算が行われる。比例制御部３０３では、偏差をゼロに近づける、即ち目標位置である振れ位置と実位置とを近づけるための制御を行う。しかし、比例制御部３０３のみでは定常的に偏差にオフセット成分が乗るため、積分制御部３０５によりオフセット成分をゼロに漸近させる制御を行う。

撮像装置の姿勢が変化した場合、即ちシフトレンズ１０３に加わる重力の方向が変化した場合、上記オフセット成分はシフトレンズ１０３の実位置と同様に、姿勢変化に応じた変動を示す。この積分制御部３０５の出力は姿勢判定のため姿勢検出部２１１へ渡される。また、シフトレンズ１０３の応答性を高めるために偏差に対して微分制御部３０４により微分制御を行う。

最終的に比例制御部３０３の結果と微分制御部３０４の結果と積分制御部３０５の結果を和算出部３０６により足し合わせ、Ｄ／Ａ変換３０７によりアナログ信号としてドライブ部２０８へ渡され、シフトレンズ１０３を駆動する。

図５は、本実施例１に係る振れ補正装置の構造を示す斜視図である。

４０１は振れ補正装置の基台であるベースであり、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構も同時に固定保持している。ベース４０１には、一体的に２つのフォロワピン４０２が設けられ、また不図示の可動フォロワピンが備えられている。そして、ベース４０１の径方向外側にある不図示のカム筒の３本のカム溝に前述の３つのフォロワピンが嵌合して、カム溝に沿って光軸方向に進退するようになっているが、その詳細は省略する。

４０６は上記シフトレンズ１０３に相当する補正レンズ群であり、シフトレンズホルダ４１６に不図示のカシメ爪によって一体的に保持されている。４０３は補正レンズ群４０６を通過する光束を制限する開口部を備えたレンズカバーであり、側面に伸びた３カ所の腕部４０４それぞれに開口４０５が設けられている。そして、開口４０５にシフトレンズホルダ４１６の側面３カ所に設けられた突起４１５と嵌合することにより、レンズカバー４０３はシフトレンズホルダ４１６に一体的に保持される。シフトレンズホルダ４１６にはマグネット４１２，４１３が一体的に保持されている。

シフトレンズホルダ４１６は３つの転動ボール４０７を介してベース４０１に連接されており、転動ボール４０７が転がることにより光軸に垂直な面内で自由に移動することが可能になっている。この方式だと、ガイドバーでガイドする方式に比べて、より微小な振幅で、より高周期の振動を実現できる効果があり、高画素化するデジタルカメラにおいても良好な補正を行うことが可能になる。

４１４はシフトレンズホルダ４１６をベース４０１に向かって付勢するスラストスプリング、４１７，４１８はシフトレンズホルダ４１６の回転を防ぐ為のラジアルスプリングである。スラストスプリング４１４は引っ張りスプリングであり、シフトレンズホルダ４１６の不図示の引掛爪に一端が係合し、他端はベース４０１の不図示の引掛爪に係合していて付勢力を与えている。

４０８，４０９はコイルである。４１０，４１１はコイル４０８，４０９を保持する樹脂製のボビンであり、先端に金属製のピンが一体的に構成されており、コイル４０８，４０９の端部が絡げられている。この金属ピンに後述のフレキシブル基板（以下、ＦＰＣ）の導通パターンを半田付けすることで、制御回路から電力を供給している。

４２４はコイル４０８，４０９に電力を供給する為のＦＰＣであり、ランド４２５において金属ピンを介してコイル４０８，４０９が半田で電気的に接続されている。４２２，４２３は磁界の変化を検出する為のホール素子（図３のホール素子２０９，２１０に相当）であり、マグネット４１２，４１３に近接して配置されて該マグネット４１２，４１３の移動に伴う磁界の変化を検出して移動量を算出する。ホール素子４２２，４２３もまた、ＦＰＣ４２４に実装されており、ＦＰＣ４２４によって電力が供給されている。

４２６はシャッタ及びＮＤフィルタ駆動部に電力を供給する為のＦＰＣである。４２０はＦＰＣ４２４，４２６を固定する為のＦＰＣホルダであり、円柱の突起４２１にＦＰＣ４２４，４２６の穴が圧入されて該ＦＰＣ４２４，４２６が位置決めされ、固定されている。

図６は、図５に示す振れ補正装置を被写体側から見た正面図である。

４２８はベース部材４０１に設けられた凹部（以下、受け部）であり、補正レンズ群４０６近傍（シフトレンズ１０３近傍）の転動ボール４０７が成す三角形の頂点に配置されている。この３つの受け部４２８にそれぞれ一つずつ転動ボール４０７が入り、転動ボール４０７はシフトレンズホルダ４１６と圧接している。

図７（ａ）は、受け部４２８内の転動ボール４０７の配置を立体的に示したイメージ図であり、図７（ｂ）は、そのイメージ図を被写体側から見た正面図である。

図７（ｂ）の正面図において、転動ボール４０７と受け部４２８の接する点（以下、接点）は転動ボール４０７の中心と一致している。

本実施例１では、球部材である転動ボール４０７にセラミックボール、受け部４２８にモールド材を用いる。接点において、撮像装置に大きな振動や強い衝撃が加わった時に受け部面が荒れたり、打痕がついたりしてしまう。尚、受け部４２８はシフトレンズ１０３近傍の転動ボール４０７が成す三角形の頂点にそれぞれ配置されているが、この受け部４２８と転動ボール４０７の３つの組み合わせは同じ構成であるため、以後の説明は任意の一つの組み合わせについて述べる。

図８は、受け部４２８を平面として見た図である。図８の点線で描かれた円は、初期化後の振れ補正可動範囲（シフトレンズ可能範囲）を示し、振れ補正時にその点線円内で接点が移動する。ここで、振れ補正可動範囲は、振れ補正時にシフトレンズ１０３がシフトしても、光学的な性能が一定のレベルで保証できる、予め径が定められた範囲である。シフトレンズ１０３がシフトレンズホルダ４１６と一体となってこの振れ補正可動範囲内で動くときには、転動ボール４０７は、この点線円内でベース４０１に対して接触しながら転がってシフトレンズホルダ４１６を支持している。

転動ボール４０７がこの点線円内で転がる間は、受け部４２８の壁面に到達することがないので、シフトレンズ１０３が振れ補正のためにシフトしている間は、転がり摩擦によってシフトレンズホルダ４１６を支持することができ、摩擦抵抗が小さくなる。

また、初期化の動作は、シフトレンズホルダ４１６を振れ補正を行うときよりも大きくシフトさせ、転動ボール４０７を一旦受け部４２８の壁面にぶつけ、所定量逆方向にシフトさせることで、転動ボール４０７を受け部４２８の壁面から離すことにより行う。これを、少なくとも２軸方向に行うことで、受け部４２８の壁面から余裕しろを考慮した振れ補正可動範囲を確保することができる。

図９は、シフトレンズ１０３（補正レンズ群４０６）を振れ補正可動範囲外に退避させたときの接点の様子を示す図である。

具体的な退避の方法は、上述のように振れ補正可動範囲が光学的な性能を保証する予め定められた径であることから、シフトレンズ１０３をこの径以上の量を所定の方向にシフトすればよい。シフトレンズ１０３をこのようにシフトすれば、転動ボール４０７も転がって振れ補正範囲外に退避することになる。

振れ補正時は、図８に示すように、点線円の振れ補正可動範囲内を接点が移動している。しかし、後述するように退避指示を受けた時には、図９に示すように、接点が振れ補正可動範囲外になるようにシフトレンズ１０３を駆動する。

図１０は、図２に示す撮像装置において行われる振れ補正（防振）動作とシフトレンズを振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。

操作部１１７に含まれる電源スイッチがＯＮされ、撮像装置の電源がＯＮになるとステップＳ１０１へ進み、シフトレンズ駆動用の電源をＯＮする。次のステップＳ１０２では、ＰＩＤ制御を実行してシフトレンズ１０３の制御を行い、続くステップＳ１０３では、撮像装置の動作状態により、シフトレンズ１０３による防振（振れ補正）制御を行わない省電力モードに設定するかどうかを判定する。例えば再生時において振れ補正制御の必要がなく、姿勢検出も行わないメニュー画面などでは省電力モードに設定する。

上記ステップＳ１０３にて省電力モードであった場合は、ステップＳ１０４へ進み、振れ補正モードをＯＦＦにし、次のステップＳ１０５にて、シフトレンズ１０３の退避指示を行う。これにより、シフトレンズ１０３を駆動して、図９に示したように、接点、つまり球部材である転動ボール４０７を受け部４２８内の振れ補正可動範囲外に退避させる動作が行われる。そして、次のステップＳ１０６にて、シフトレンズ駆動の供給電源をＯＦＦにする。続くステップＳ１０７では、撮像装置の動作状態により省電力モードが解除されたらステップＳ１０１へ戻り、シフトレンズ駆動のための電源をＯＮにする。

上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０６が、シフトレンズ駆動を省電力モードにした時の、シフトレンズ１０３を振れ補正可動範囲外へ退避させるための動作である。この退避動作により、省電力モード時に、激しい振動や強い落下衝撃などがあった時に振れ補正可動範囲内の受け部面荒れ等を防ぐことができる。

次に、通常のシフトレンズ制御とシフトレンズ駆動による姿勢検出の動作について説明する。

上記ステップＳ１０３にてシフトレンズ駆動を省電力モードにする設定がなされていない場合はステップＳ１０８へ進み、操作部１１７に含まれる振れ補正スイッチにより振れ補正モードがＯＮに設定されているか否かを判定する。その結果、振れ補正モードがＯＮに設定されているならばステップＳ１１３へ進み、振れ補正モードがＯＦＦに設定されているならばステップＳ１０９へ進む。

振れ補正モードがＯＦＦに設定されているとしてステップＳ１０９へ進むと、ＰＩＤ制御によってシフトレンズ１０３を光軸中心位置に固定する。これによって、オフセットのない中央固定が可能となる。次のステップＳ１１０では、計測を行っているタイマｔの計測値がある一定周期Ｔに達したか否かを判定し、達していなければステップＳ１１２へ進む。また、タイマｔの計測値がある一定周期Ｔに達していればステップ１１１へ進み、ＰＩＤ制御の積分制御係数を用いて姿勢検出部２１１にて姿勢検出を行う。この時にタイマｔは０に初期化され、姿勢検出はある一定周期Ｔで間欠に行われる。その後、ステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２では、電源スイッチがＯＮであるか否かを判定し、ＯＮであればステップＳ１０２へ戻り、以下同様の動作を繰り返す。また、電源スイッチがＯＦＦであれば、振れ補正動作を終了する。

上記ステップＳ１０８にて振れ補正モードがＯＮに設定されているとしてステップＳ１１３へ進むと、ＰＩＤ制御による防振制御を行う。このＰＩＤ制御による防振制御では、防振性能がＰＤ制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記憶部１１８に記憶するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。また、ＰＩＤ制御時における防振時においても、ステップＳ１１０でタイマ計測を行い、一定周期Ｔ毎に積分制御値を用いて姿勢検出を行う。

次のステップＳ１１４では、スイッチＳＷ２がＯＮとなったか否かを判定し、ＯＮとなっていなければ、ＰＩＤ制御時における防振時において、ステップＳ１１０へ進み、タイマ計測を行い、一定周期Ｔ毎に積分制御値を用いて姿勢検出を行う。

また、上記ステップＳ１１４にてスイッチＳＷ２がＯＮとなっていればステップＳ１１５へ進み、ＰＩＤ制御における積分制御値を保持する。そして、次のステップＳ１１６にて、積分制御値を保持したままＰＤ制御を行う。これにより、Ｐ制御による目的値とのオフセットをなくすことが可能となる。次のステップＳ１１７では、露光シーケンスを実行し、続くステップＳ１１８にて、任意の時間後、記憶部１１８に対して画像データの格納（露光）が完了すると、ステップＳ１０２へ戻り、再びＰＩＤ制御を行う。この時、保持されていた積分制御値はＰＩＤ制御でのシフトレンズ制御値に更新される。

上記の実施例１によれば、撮像装置が省電力モード（省電力状態）に移行する場合、換言すると、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合には、シフトレンズ駆動用の電源供給を停止することになる。このように電源供給停止する場合には、その直前に、シフトレンズ１０３を振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、省電力モード中における振動や落下による衝撃で、転動ボール４０７の受け部４２８における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての（積分制御値を用いての）撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。

なお、シフトレンズ駆動を停止する撮影装置の動作状態としては、省電力モード以外に、再生モードにおけるメニュー画面表示時やスライドショー動作時、動画再生時、ボイスレコーダー動作時、ビデオ端子外部出力時などが挙げられる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例２に係る撮像装置の構成は、上記の実施例１の撮像装置と同じであるものとする。

図１１は、本発明の実施例２に係わる撮像装置において行われる振れ補正（防振）動作とシフトレンズ１０３を振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例１における図１０の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

ステップＳ２０１では、一定時間、操作部１１７の操作信号が無かった（操作が行われなかった）か否かを判定し、操作信号が有った場合はステップＳ１０８以降の動作を行う。

一方、操作部１１７の操作信号が無かった場合はステップＳ２０２へ進み、撮像装置の省電力のため、表示制御部１１３により撮像部１０９と表示部１１２の電源をＯＦＦにする。ここで、本実施例２では、表示部１１２は液晶ディスプレイを使用する。その後はステップＳ２０３へ進み、振れ補正をＯＦＦにし、次のステップＳ２０４にて、シフトレンズ１０３を駆動して転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる。よって、一定時間操作されなかった時に液晶ディスプレイの表示をＯＦＦする省電力モードの時に、撮像装置に激しい振動や、落下などによる強い衝撃が加わったりしても、受け部４２８の振れ補正可動範囲内に荒れや打痕がつくことを避けることができる。

次のステップＳ２０５では、操作部１１７の操作信号の有無を判定し、操作信号が無い間はステップＳ２０４へ戻り、シフトレンズ１０３を駆動して転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる同様の動作を継続する。その後、操作部１１７の操作信号が有ったことを判定するとステップＳ２０６へ進み、シフトレンズ１０３の退避を解除して通常のシフトレンズ制御に戻す。そして、次のステップＳ２０７にて、液晶ディスプレイ表示を行い、ステップＳ１０２に戻り、通常のシフトレンズ制御を行う。

上記の実施例２によれば、一定時間、操作部１１７が操作されないような場合、換言すると、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合には、シフトレンズ１０３を駆動して転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、上記実施例１と同様、省電力モード中における振動や落下による衝撃で、転動ボール４０７の受け部４２８における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての（積分制御値を用いての）撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。

また、シフトレンズ１０３を振れ補正可動範囲外に退避させる間は、液晶ディスプレイ表示を行わないようにしているので、退避時の画角の変動が表示されることがない。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例３に係る撮像装置の構成は、上記の実施例１の撮像装置と同じであるものとする。

図１２は、本発明の実施例３に係わる撮像装置において行われる振れ補正（防振）動作とシフトレンズ１０３を振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例１における図１０の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

ステップＳ３０１にて、一定時間、振れセンサ２０１，２０２から防振制御を行うことが出来ないほどの大きな振れ量が出力されたか否かを判定し、大きな振れ量が出力されていなければステップＳ１０８以降の動作を行う。

一方、振れセンサ２０１，２０２から防振制御を行うことが出来ないほどの大きな振れ量が出力された場合はステップＳ３０２へ進む。そして、受け部４２８の面荒れを防ぐためにシフトレンズ１０３を駆動して、転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる。次のステップＳ３０３では、引き続き振れセンサ２０１，２０２からの出力を観察し、一定時間以上振れ量が小さいことを確認できるまでステップＳ３０２に戻り、同様の動作を継続する。その後、一定時間以上、振れセンサ２０１，２０２からの振れ量が小さいことを確認できしたらステップＳ３０４へ進み、シフトレンズ１０３の退避を解除し、ステップＳ１０２へ戻り、通常のシフトレンズ制御を行う。

上記の実施例３によれば、振れセンサ２０１，２０２から一定時間閾値以上の大きな振れ量が出力された場合には、シフトレンズ１０３を駆動して転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、落下等による衝撃時において、転動ボール４０７の受け部４２８における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての（積分制御値を用いての）撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。

次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例４に係る撮像装置の構成は、上記の実施例１の撮像装置と同じであるものとする。

図１３は、本発明の実施例４に係わる撮像装置において行われる振れ補正（防振）動作とシフトレンズを振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例１における図１０の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

ステップ１１２にて、操作部１１７に含まれる電源スイッチがＯＦＦされた場合、ステップ４０１へ進み、シフトレンズ１０３を駆動して転動ボール４０７を受け部４２８の振れ補正可動範囲外に退避させる。そして、次のステップＳ４０２にて、シフトレンズ１０３の駆動を停止し、撮像装置の電源をＯＦＦする。

上記の実施例４によれば、電源ＯＦＦ後は防振制御を行っていないが、転動ボール４０７を出来るだけ受け部４２８の振れ補正可動範囲外に留まらせるようにしている。これにより、電源ＯＦＦ後における振動や落下による衝撃で、転動ボール４０７の受け部４２８における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての（積分制御値を用いての）撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。

上記の各実施例では、画像振れを補正するための補正手段として、シフトレンズ１０３を用いているが、本発明は、可変頂角プリズムや光軸と垂直な平面上で移動することにより振れ補正する撮像部１０９にも適用できる。

なお、受け部４２８はベース４０１に形成されているが、シフトレンズホルダ４１６側に形成されていても良いし、ベース４０１とシフトレンズホルダ４１６の両方に形成されていても良い。

（本発明と実施例の対応）
シフトレンズ１０３が本発明の補正手段に、シフトレンズホルダ４１６が補正手段を保持する保持手段に、ベース４０１が、保持手段を介して補正手段を光軸に垂直な平面内で移動可能に支持する固定手段に、それぞれ相当する。また、転動ボール４０７が本発明の、保持手段と固定手段の間に狭持され、固定手段に対して保持手段が相対移動する際に、保持手段と固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材に相当する。また、受け部４２８が本発明の、保持手段と固定手段のいずれか一方に形成される受け部に相当する。また、コイル４０８，４０９やマグネット４１２，４１３が本発明の駆動手段に、シフトレンズ駆動制御部１０４が振れ補正用電源停止手段に、それぞれ相当する。また、制御部１１９の例えば図１０のステップＳ１０３〜Ｓ１０７の動作を実行する部分が、本発明の、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合は、保持手段を駆動して球部材を受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段に相当する。また、操作部１１７が本発明の操作部材に相当する。

本発明に係る撮像装置の振れ方向を示す図である。 本発明の各実施例に係る撮像装置の構成を示す図である。 図２のシフトレンズ駆動制御部の構成を示すブロック図である。 図３のＰＩＤ部の構成を示すブロック図である。 本発明の各実施例に係る振れ補正装置の機構的構成を示す分解斜視図である。 図５の振れ補正装置の正面図である。 本発明の各実施例に係る球部材である転動ボールと受け部の関係を示す図である。 本発明の各実施例に係る振れ補正可動範囲と転動ボールと受け部の面との接点を示す図である 本発明の各実施例における振れ補正可動範囲外へシフトレンズを退避させた時の接点を示す図である。 本発明の実施例１に係る振れ補正動作とシフトレンズを振れ補正範囲外へ退避させる際の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る振れ補正動作とシフトレンズを振れ補正範囲外へ退避させる際の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係る振れ補正動作とシフトレンズを振れ補正範囲外へ退避させる際の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る振れ補正動作とシフトレンズを振れ補正範囲外へ退避させる際の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０３ シフトレンズ
１０４ シフトレンズ駆動制御部
１１４ 姿勢情報制御部
１１７ 操作部
１１９ 制御部
２０１ ピッチ方向振れセンサ
２０２ ヨー方向振れセンサ
２０３ 防振制御部
２０４ 防振制御部
２０５ ＰＩＤ部
２０６ ＰＩＤ部
２０７ ドライブ部
２０８ ドライブ部
２０９ ホール素子
２１０ ホール素子
２１１ 姿勢検出部
３０２ 偏差算出部
３０３ 比例制御部
３０４ 微分制御部
３０５ 積分制御部
３０６ 和算出部
４０７ 転動ボール
４１６ シフトレンズホルダ
４２８ 受け部

Claims (9)

1. 光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、
   前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、
   前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、
   前記保持手段を駆動する駆動手段と、
   当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、
   前記振れ補正用電源停止手段により前記駆動手段への電源供給が停止される場合は、前記駆動手段への電源供給が停止される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。
2. 光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、
   前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、
   前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、
   前記保持手段を駆動する駆動手段と、
   当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、
   当該撮像装置に具備される操作部材が最後に操作されてから一定時間操作されなかった場合は、前記操作部材が最後に操作されてから一定時間操作されないことにより、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。
3. 前記振れ補正用電源停止手段は、再生時の動作状態により、前記駆動手段への電源供給を停止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。
4. 光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、
   前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、
   前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、
   前記保持手段を駆動する駆動手段と、
   当該撮像装置の電源が遮断される場合は、当該撮像装置の電源が遮断される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。
5. 光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、
   前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、
   前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、
   前記保持手段を駆動する駆動手段と、
   当該撮像装置の振れを検出する振れ検出手段からの前記振れ信号が一定時間に亘って閾値以上の値を示した場合は、一定時間に亘って、前記振れ信号が閾値以上の値を示したことにより、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。
6. 前記保持手段の駆動の初期化の動作として、少なくとも前記駆動手段が駆動力を発生させる２軸方向に対して、前記保持手段を前記振れ補正可動範囲よりも大きくシフトさせて前記球部材を一旦前記受け部の壁面にぶつけ、その後所定量逆方向にシフトさせて前記球部材を前記受け部の壁面から離すことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
7. 前記振れ補正可能範囲は、光学的な性能を保証する範囲であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の像ぶれ補正装置を備えた光学機器。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載の像ぶれ補正装置を備えた撮像装置。

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