JP5175492B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮像装置は、例えばスチールカメラやビデオカメラなどであり、撮像素子に照射された光を画像信号に変換する。撮像装置には、撮影する画像などの映像にぶれが生じることを防ぐため像ぶれ補正装置が内蔵される場合がある。像ぶれ補正装置は、撮像装置に与えられた振動を検出し、その検出された値に応じて撮像素子の位置を変動させることによって、撮像素子に結像される映像のぶれを防止する。像ぶれ補正装置は、互いに直交するＸ軸とＹ軸の２軸方向に撮像素子が移動可能なように構成され、撮像素子の位置変動に自在に追随できるようになっている。

撮像装置に内蔵する像ぶれ補正装置の実施例として、本願の発明者は、例えば特願２００６−１２８６２１明細書に記載の技術を発明した。図１（Ａ）は、従来の像ぶれ補正装置１０を模式的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。図１（Ａ）に示すように、撮像装置は、ＣＣＤイメージセンサー１２を備え、当該像ぶれ補正装置１０は、撮像装置本体に固定されるベースプレート８０と、ベースプレート８０に設置されたスライダー２０と、スライダー２０に設置されＣＣＤイメージセンサー１２を載置したＣＣＤベース９０とを備える。このスライダー２０とＣＣＤベース９０とによって撮像素子ステージが構成される。スライダー２０は、ベースプレート８０に対して図中のＸ方向に移動可能であり、ＣＣＤベース９０は、スライダー２０に対して図中のＹ方向に移動可能である。

圧電アクチュエータ４０、４２（駆動力発生部）は、圧電素子を有しており、先端の摺動子部が楕円運動をすることによって、摺動子部と接触する撮像素子ステージが移動する。

ベースプレート８０には圧電アクチュエータ４０と支持部５６が固定設置され、圧電アクチュエータ４０の先端の摺動子部がスライダー２０から突出した突状部３２に接触し、突状部３２と支持部５６がボールベアリング３６を挟持する。更に、ベースプレート８０にはボールホルダー６０が固定設置され、ボールホルダー６０の内側には突状部３２の仮想延長線（直線Ｐ）上に長穴溝部６２（図１（Ｂ）参照）が設けられる。スライダー２０には、長穴溝部６２と対向する面に長穴溝部２２が設けられ、２つの長穴溝部６２、２２の間にボールベアリング６４が配置される。長穴溝部６２、２２とボールベアリング６４によって案内規制部が構成される。この構成によって、スライダー２０は、圧電アクチュエータ４０による駆動力によって、直線Ｐに沿って移動可能である。

また、ＣＣＤベース９０には圧電アクチュエータ４２と支持部９２が固定設置され、圧電アクチュエータ４２の先端の摺動子部がスライダー２０に設けられた突状部３４に接触し、突状部３４と支持部９２がボールベアリング３８を挟持する。更に、ＣＣＤベース９０には突状部３４の仮想延長線（直線Ｑ）上に長穴溝部９４（図示せず。）が設けられる。スライダー２０には、長穴溝部９４と対向する面に長穴溝部２４が設けられ、２つの長穴溝部９４、２４の間にボールベアリング９６が配置される。長穴溝部９４、２４とボールベアリング９６によって案内規制部が構成される。この構成によって、ＣＣＤベース９０は、圧電アクチュエータ４２による駆動力によって、直線Ｑに沿って移動可能である。

なお、ボールベアリング９１が、ＣＣＤベース９０とスライダー２０との間に設けられ、ボールベアリング８４が、スライダー２０とベースプレート８０との間に設けられる。また、ボールベアリング９３が、ＣＣＤベース９０とスライダー２０との間に設けられ、ボールベアリング８６が、スライダー２０とベースプレート８０との間に設けられる。更に、ＣＣＤベース９０が、磁石５２によってベースプレート８０に引き寄せられる。

上述した本願発明者による像ぶれ補正装置１０によれば、圧電アクチュエータ４０の作用部分と案内規制部を結ぶ直線Ｐや、圧電アクチュエータ４２の作用部分と案内規制部を結ぶ直線ＱがＣＣＤイメージセンサー１２上を通過するように配置されている。その結果、ＣＣＤイメージセンサー１２の重心と圧電アクチュエータ４０、４２の作用部分との距離が短縮するため、像ぶれ補正装置１０は、ＣＣＤイメージセンサー１２によって生じるモーメントを低減することができ、手振れ振動に対する追従特性が向上する。

しかし、以下、図２及び図３を参照して説明するように、像ぶれ補正装置１０では精度良く像ぶれを防止した画像を捉えられない場合があった。図２Ａ（Ａ）及び図３（Ａ）は、従来の像ぶれ補正装置を示す平面図であり、図２Ｂ（Ｂ）は、図２Ａ（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図であり、図２Ｂ（Ｃ）及び図３（Ｂ）は、従来の像ぶれ補正装置を示す部分拡大平面図である。

例えば、図２Ａ（Ａ）に示すように、スライダー２０が図中のＸ軸のマイナス方向に移動すると、ボールベアリング３６が図中のＸ軸のマイナス方向に転がり、圧電アクチュエータ４０からの駆動力の作用点とボールベアリング３６との位置がずれてしまう。このとき、スライダー２０には、ＣＣＤイメージセンサー１２の面内（図中のＸＹ平面内）で、ボールベアリング３６を中心として圧電アクチュエータ４０からの与圧による回転モーメントが生じる。従って、図２Ｂ（Ｂ）に示すように、スライダー２０の長穴溝部２２がボールベアリング６４の側面に当接し、与圧が更に継続してスライダー２０にかかるにつれて、スライダー２０がボールベアリング６４の側面から上方に乗り上げようとする。その結果、ＣＣＤベース９０をベースプレート８０側に引き寄せようとする磁石５２の吸引力に逆らって、スライダー２０やＣＣＤベース９０のＺ軸方向（図中のＸＹ軸に対して垂直方向）の位置がずれてしまうという問題があった。

また、例えば、図２Ｂ（Ｃ）、図３（Ｂ）に示すように、長穴溝部６２、２２のＹ方向の幅は、ボールベアリング６４が回転可能なように、ボールベアリング６４の直径よりも若干長い。そのため、スライダー２０は、図中のＸ方向に移動可能であるだけでなく、Ｙ方向にも長穴溝部６２、２２の幅とボールベアリング６４の直径との差だけ移動可能である。

スライダー２０が図中のＸ軸のマイナス方向に移動したとき、スライダー２０の長穴溝部２２とボールホルダー６０の長穴溝部６２とボールベアリング６４の位置関係は、図２Ｂ（Ｃ）に示すようになる。即ち、スライダー２０がボールホルダー６０に対して図中のＹ軸のマイナス方向に移動する。

一方、図３（Ａ）に示すように、スライダー２０が図中のＸ軸のプラス方向に移動すると、ボールベアリング３６が図中のＸ軸のプラス方向に転がり、圧電アクチュエータ４０からの駆動力の作用点とボールベアリング３６との位置がずれてしまう。このとき、スライダー２０には、ＣＣＤイメージセンサー１２の面内（図中のＸＹ平面内）で、ボールベアリング３６を中心として圧電アクチュエータ４０からの与圧による回転モーメントが生じる。このときの回転モーメントは、スライダー２０が図中のＸ軸のマイナス方向に移動したときと反対の向きである。スライダー２０がスライダー２０の長穴溝部２２とボールホルダー６０の長穴溝部６２とボールベアリング６４の位置関係は、図３（Ｂ）に示すようになる。即ち、スライダー２０がボールホルダー６０に対して図中のＹ軸のプラス方向に移動する。

図２Ｂ（Ｂ）及び図２Ｂ（Ｃ）と、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）とを比較して分かるように、スライダー２０の図中のＸ方向の移動によって、圧電アクチュエータ４０とボールベアリング３６との位置関係が逆になり、ボールベアリング３６を中心とする回転モーメントのモーメント方向も反対になる。その結果、スライダー２０が、図中のＹ軸のマイナス方向に移動したりプラス方向に移動したりする。通常、長穴溝部６２、２２のＹ方向の幅とボールベアリング６４の直径との差は、製造精度などの制約からＣＣＤイメージセンサー１２の１画素よりも大きい。そのため、スライダー２０の図中のＹ方向の移動によって精度良く像ぶれ防止を行うことができないという問題があった。

また、例えば、図２Ａ（Ａ）に示すように、スライダー２０が図中のＸ軸のマイナス方向に移動し、かつボールベアリング３６が極端に図中のＸ軸のマイナス方向に移動したとき、ボールベアリング３６が圧電アクチュエータ４０の作用点から大きくずれた状態となる。この状態では、圧電アクチュエータ４０からの与圧によってスライダー２０全体が大きく撓む。その結果、撓みに起因する振動モードが圧電アクチュエータの振動と共振してしまうおそれがあるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、撮像素子ステージを安定して移動させ、精度良く像ぶれ防止を行うことが可能な、新規かつ改良された撮像装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像面に照射された光を光電変換によって電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子を保持し、撮像素子を撮像面の面方向に移動する撮像素子ステージと、撮像素子ステージの作用部分に摩擦力として駆動力を伝達させながら、当該撮像素子ステージを撮像面の面方向に移動させて、撮像素子ステージを駆動する駆動力発生部と、撮像素子ステージと当接して撮像素子ステージの移動方向を規制する案内規制部と、撮像素子ステージの作用部分に駆動力発生部を常時圧接させるように付勢する第１付勢部と、撮像素子ステージを第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢して、撮像素子ステージを案内規制部に当接させる第２付勢部とを備えることを特徴とする撮像装置が提供される。

かかる構成により、第１付勢部が、撮像素子ステージの作用部分に駆動力発生部を常時圧接させ、第２付勢部が、撮像素子ステージを第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢して、撮像素子ステージを案内規制部に当接させるので、撮像素子ステージを同一方向に寄せることができ、撮像素子ステージを安定して移動させることができる。

上記駆動力発生部は、当該駆動力発生部の長手方向が撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直で、かつ長手方向が撮像素子の撮像面に対して平行となるように配置され、第２付勢部は、当該第２付勢部の付勢方向が撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直で、かつ付勢方向が撮像素子の撮像面に対して平行となるように配置されたものであってもよい。かかる構成により、駆動力発生部の長手方向及び第２付勢部の付勢方向に対して垂直方向に撮像素子ステージを移動させることができる。また、駆動力発生部の長手方向及び第２付勢部の付勢方向は、撮像面に対して平行となるように配置される。

上記撮像素子ステージを介して伝達される第１付勢部からの付勢力を支持する第１固定部材と、当該第１固定部材と撮像素子ステージとの間に挟持される第１ボールベアリングとを備え、案内規制部は、撮像素子ステージを介して伝達される第２付勢部からの付勢力を支持する第２固定部材と、第２固定部材と撮像素子ステージとの間に挟持される第２ボールベアリングとを備え、第１ボールベアリングを挟んで対向する第１固定部材と撮像素子ステージのそれぞれの対向面、及び第２ボールベアリングを挟んで対向する第２固定部材と撮像素子ステージのそれぞれの対向面には、撮像素子ステージの移動方向に沿って断面略Ｖ字形状の切欠き溝がそれぞれ形成されているものであってもよい。かかる構成により、撮像素子ステージの撮像面に対する垂直方向への移動を規制することができる。

上記第２付勢部は、撮像面に対して垂直方向から見た形状が円形状のうち一部が切り欠かれたＣ形形状であり、撮像素子ステージを第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢して、Ｃ形形状の外周面が撮像素子ステージを案内規制部に当接させるものであってもよい。かかる構成により、Ｃ形形状を有する第２付勢部が撮像素子ステージを第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢させる。

上記第２付勢部は、撮像素子ステージとの当接部の反対側に設けられた第３固定部材と、撮像素子ステージとの間に挟持され、撮像素子ステージの動きに伴って、第３固定部材と撮像素子ステージとの間でＣ形形状は転動するものであってもよい。かかる構成により、Ｃ形形状を有する第２付勢部は、撮像素子ステージの動きに伴って転動するので、撮像素子ステージとの当接部に生じる摩擦力は、滑り摩擦ではなく転がり摩擦となる。

上記撮像素子ステージは、撮像素子ステージの移動方向に対して平行な作用面を有するように突起し、駆動力発生部が作用面に当接する突起部を有するものであってもよい。かかる構成により、駆動力発生部が当接する突起部を介して撮像素子ステージが移動可能となる。

上記突起部と撮像素子ステージとの接合部は、撮像素子ステージの他の領域よりも剛性の低い低剛性部を有するものであってもよい。かかる構成により、低剛性部において、突起部に生じる振動の伝達を減少させることができる。

上記低剛性部は、切り欠き形状を有するものであってもよい。かかる構成により、容易に撮像素子ステージにおいて低剛性部を形成することができる。

上記第１ボールベアリングは、撮像素子ステージの移動方向に沿って配置された２つの球を有するものであってもよい。上記第１ボールベアリングを挟んで対向する第１固定部材と撮像素子ステージのそれぞれの対向面において、２つの球のうち１つの球は、対向する断面略Ｖ字形状の切欠き溝に挿入され、残りの１つの球は、撮像素子ステージの移動方向に対して垂直方向に移動可能であり、撮像素子ステージの移動方向に沿って断面略凹形状に形成された切欠き溝に挿入されているものであってもよい。かかる構成により、断面略Ｖ字形状の切欠き溝に挿入されたボールベアリングによって撮像素子ステージの撮像面に対する垂直方向の位置が決定される。

長手方向が撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直に配置された駆動力発生部の長軸の仮想線は、２つの球の中心の間に位置するものであってもよい。かかる構成により、駆動力発生部による与圧による回転モーメントで撮像素子ステージが撓むことがなくなる。

本発明によれば、撮像素子ステージを安定して移動させ、精度良く像ぶれ防止を行うことができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態の構成）
まず、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成について説明する。図４は、本実施形態に係る像ぶれ補正装置１００を示す平面図である。

撮像装置は、被写体の光情報をＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサー１１２（撮像素子）に結像する結像光学系（図示せず。）と、ＣＣＤイメージセンサー１１２を備え、撮像装置の動きを検知して像ぶれ補正装置１００に検知結果を伝達する検知部（図示せず。）と、撮像装置の動きに合わせて像ぶれを防止するように移動する像ぶれ補正装置１００などからなる。撮像装置は、例えば、静止画撮影や動画撮影が可能である。

結像光学系は、例えば、外部の光情報をＣＣＤイメージセンサー１１２に結像させる光学系システムである。結像光学系は、例えば、レンズユニットと、ズーム機構と、フォーカスレンズを有するフォーカス機構と、開口の大きさを変えて、光束の方向や範囲を限定できる絞り機構と、レンズを取り付ける筒状の鏡胴を有している。結像光学系は、例えば、単焦点レンズ又はズームレンズとすることができる。また、例えば、結像光学系のズーム機構、フォーカス機構、絞り機構などを駆動するモータドライバが設けられていてもよい。

検知部は、例えば、ジャイロセンサー、加速度センサーなどであり、撮像装置の手振れなどによる振動等を検知する。そして、検知部は、撮像装置の移動に関する検知結果を像ぶれ補正装置１００に伝達する。像ぶれ補正装置１００は、検知部における検知結果に基づいて、像ぶれ補正装置１００に設けられたＣＣＤイメージセンサー１１２を撮像装置の動きを打ち消す方向に移動させることで、ＣＣＤイメージセンサー１１２に結像する画像のぶれを防止することができる。

像ぶれ補正装置１００は、駆動力発生部を構成する圧電アクチュエータ１４０、１４２によって駆動され、ＣＣＤイメージセンサー１１２を撮像面（図中のＸＹ平面）の面方向で移動させることができる。

ＣＣＤイメージセンサー１１２は、結像光学系を経由して撮像面に入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な素子から構成され、各素子が受光した光に応じた電気信号を生成する。なお、本実施形態では、光電変換素子の一例としてＣＣＤイメージセンサー１１２を適用する場合を示したが、この例に限定されず、例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等を適用することができる。

像ぶれ補正装置１００は、撮像装置本体に固定されるベースプレート１８０と、ベースプレート１８０に設置され撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサー１１２を載置したＣＣＤベース１９０と、ＣＣＤベース１９０上に設置されたスライダー１２０を備えている。ＣＣＤベース１９０とスライダー１２０とによって、撮像素子ステージが構成される。図４において、スライダー１２０は、ベースプレート１８０に対して図中のＸ方向に移動可能である。また、ＣＣＤベース１９０は、スライダー１２０に対して図中のＹ方向に移動可能である。

ベースプレート１８０には、圧電アクチュエータ１４０と、支持部１５６と、ボールホルダー１６０と、支持部１８６とが設けられる。

また、ＣＣＤベース１９０には、ベースプレート１８０側に凹溝１９７と、スライダー１２０側に凹溝１９９が形成され、凹溝１９７にはボールベアリング１８４が挿入され、凹溝１９９にはボールベアリング１９８が挿入される。また、ＣＣＤベース１９０には、突状部１９５が形成される。突状部１９５は、長軸方向が図中のＹ方向と平行である

スライダー１２０には、支持部１３５と、突状部１３２、１３３、１３４と、磁石ホルダー１２１とが形成される。突状部１３２、１３３は、長軸方向が図中のＸ方向と平行に突出して形成され、突状部１３４は、長軸方向が図中のＹ方向と平行に突出して形成される。

像ぶれ補正装置１００には、駆動力発生部と、第１付勢部と、案内規制部と、第２付勢部とが構成される。以下、これらの構成について説明する。

駆動力発生部は、圧電アクチュエータ１４０と圧電アクチュエータ１４２とから構成される。圧電アクチュエータ１４０はスライダー１２０をＸ方向に移動させ、圧電アクチュエータ１４２はＣＣＤベース１９０をＹ方向に移動させる。圧電アクチュエータ１４０は、スライダー１２０の突状部１３２に当接して突状部１３２の作用部分に摩擦力として駆動力を伝達させる。同様に、圧電アクチュエータ１４２は、スライダー１２０の突状部１３４に当接して突状部１３４の作用部分に摩擦力として駆動力を伝達させる。圧電アクチュエータ１４０、１４２は、長手方向がスライダー１２０又はＣＣＤベース１９０の移動方向に対して略垂直で、かつ長手方向がＣＣＤイメージセンサー１１２の撮像面に対して平行となるように配置される。

第１付勢部は、圧電アクチュエータ１４０、１４２を構成する圧縮コイルバネ１４６である。圧電アクチュエータ１４０の圧縮コイルバネ１４６は、スライダー１２０の突状部１３２と圧電アクチュエータ１４０とが当接する作用部分に圧電アクチュエータ１４０を常時圧接させる。また、圧電アクチュエータ１４２の圧縮コイルバネ１４６は、スライダー１２０の突状部１３４と圧電アクチュエータ１４２とが当接する作用部分に圧電アクチュエータ１４２を常時圧接させる。

圧電アクチュエータ１４０、１４２が当接する突状部１３２、１３４と、突状部１３２、１３４に対向する支持部１５６、１９２には、Ｖ字溝（切欠き溝）が形成される。即ち、図示しないが、突状部１３２と支持部１５６には、スライダー１２０の移動方向であるＸ方向に沿って断面Ｖ字形状の切欠き溝が形成され、突状部１３３と支持部１９２には、スライダー１２０の移動方向であるＹ方向に沿って断面Ｖ字形状の切欠き溝が形成される。

そして、撮像素子ステージを挟んで駆動力発生部の反対側には、第１ボールベアリングと第１固定部材とが設けられる。即ち、圧電アクチュエータ１４０の反対側には、ボールベアリング１３６（第１ボールベアリング）と支持部１５６（第１固定部材）とが設けられ、圧電アクチュエータ１４２の反対側には、ボールベアリング１３８（第１ボールベアリング）と支持部１９２（第１固定部材）とが設けられる。第１固定部材は、撮像素子ステージを介して伝達される第１付勢部からの付勢力を支持する。第１ボールベアリングは、第１固定部材と撮像素子ステージとの間に挟持される。

案内規制部は、ボールホルダー１６０（第２固定部材）及びボールベアリング１６４（第２ボールベアリング）からなるものと、支持部１３５（第２固定部材）及びボールベアリング１９６（第２ボールベアリング）からなるものとから構成される。ボールホルダー１６０及びボールベアリング１６４からなる案内規制部は、スライダー１２０の突状部１３３と当接してスライダー１２０の移動方向をＸ方向のみに規制する。支持部１３５及びボールベアリング１９６からなる案内規制部は、ＣＣＤベース１９０の突状部１９５と当接してＣＣＤベース１９０の移動方向をＹ方向のみに規制する。

第２付勢部は、例えば、Ｃ形板バネ１７０であり、スライダー１２０と当接するＣ形板バネ１７０と、ＣＣＤベース１９０と当接するＣ形板バネ１７０とからなる。Ｃ形板バネ１７０は、第１付勢部の付勢方向と同一方向の付勢力を有しており、スライダー１２０をボールベアリング１６４側に当接させ、ＣＣＤベース１９０をボールベアリング１９６側に当接させる。

Ｃ形板バネ１７０は、付勢方向がスライダー１２０又はＣＣＤベース１９０の移動方向に対して略垂直で、かつ付勢方向がＣＣＤイメージセンサー１１２の撮像面に対して平行となるように配置される。Ｃ形板バネ１７０は、図６（Ｂ）の実線に示すように、像ぶれ補正装置１００に設置されたとき、ＣＣＤイメージセンサー１１２の撮像面に対して垂直方向から見た形状が円形状のうち一部が切り欠かれた形状を有する。一方、設置前は、Ｃ字形状が広がった形状を有しており、Ｃ形板バネ１７０は、両端が押圧されることによって、両端が広がる方向に付勢力を発生させる。図６は、本実施形態に係るＣ形板バネ１７０を示す斜視図（Ａ）、平面図（Ｂ）及び側面図（Ｃ）である。

なお、第２付勢部を挟んで、第２付勢部と撮像素子ステージとの当接部の反対側には、第３固定部材が設けられる。第３固定部材は、例えば、Ｃ形板バネ１７０と当接されベースプレート１８０に設けられた支持部１８６と、Ｃ形板バネ１７０と当接されスライダー１２０に設けられた支持部１２２である。

Ｃ形板バネ１７０が当接する突状部１３３、１９５と、突状部１３３、１９５に対向するボールホルダー１６０、支持部１３５には、図５に示すようにＶ字溝が形成される。図５は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。即ち、図５に示すように、突状部１３３とボールホルダー１６０には、スライダー１２０の移動方向であるＸ方向に沿って断面Ｖ字形状の切欠き溝が形成される。また図示しないが、突状部１９５と支持部１３５には、スライダー１２０の移動方向であるＹ方向に沿って断面Ｖ字形状の切欠き溝が形成される。

次に、図７を参照して、第２付勢部の変更例について説明する。図７は、本実施形態に係る第２付勢部の変更例を示す拡大平面図である。図７（Ａ）に示すように、第２付勢部２７０は、圧縮バネ２７２と引張りバネ２７４からなるとしてもよい。圧縮バネ２７２の一端は、支持部１８６に固定され、他端は、突状部１３３に固定される。引張りバネ２７４の一端は突状部１３３に固定され、他端は例えばベースプレート１８０に固定される。

また、図７（Ｂ）に示すように、第２付勢部３７０は、圧縮バネ３７２と支持部３７４とボールベアリング３７６とからなるとしてもよい。圧縮バネ３７２の一端は支持部１８６に固定され、他端は支持部３７４に固定される。ボールベアリング３７６は、支持部３７４と突状部１３３に挟持される。第２付勢部２７０、３７０は、Ｃ形板バネ１７０と同様にスライダー１２０をＸ方向に移動させながら、スライダー１２０を案内規制部側に付勢することができる。

（第１の実施形態の動作）
次に、図４及び図８を参照して、本実施形態に係る像ぶれ補正装置１００の動作について説明する。図８は、図４に示すスライダー１２０が図中のプラスＸ方向に移動した状態を示す平面図である。

例えば、検知部が撮像装置の振動を検知して、圧電アクチュエータ１４０がスライダー１２０を駆動し、スライダー１２０が、図４に示すように図中のマイナスＸ方向に移動したとする。

このとき、ボールベアリング１３６は、スライダー１２０の動きに伴ってマイナスＸ方向に移動する。そのため、圧電アクチュエータ１４０の長軸の仮想線よりマイナスＸ方向にボールベアリング１３６が移動した場合、ボールベアリング１３６を中心として圧電アクチュエータ１４０からの与圧による回転モーメントが生じる。一方、Ｃ形板バネ１７０は、スライダー１２０を圧電アクチュエータ１４０の与圧方向（圧縮コイルバネ１４６の付勢方向）と同一方向に付勢して、スライダー１２０をボールベアリング１６４に当接させている。

また、検知部が撮像装置の振動を検知して、圧電アクチュエータ１４０がスライダー１２０を駆動し、スライダー１２０が、図８に示すように図中のプラスＸ方向に移動したとする。

このとき、ボールベアリング１３６は、スライダー１２０の動きに伴ってプラスＸ方向に移動する。そのため、圧電アクチュエータ１４０の長軸の仮想線よりプラスＸ方向にボールベアリング１３６が移動した場合、ボールベアリング１３６を中心として圧電アクチュエータ１４０からの与圧による回転モーメントが生じる。一方、Ｃ形板バネ１７０は、スライダー１２０を圧電アクチュエータ１４０の与圧方向（圧縮コイルバネ１４６の付勢方向）と同一方向に付勢して、スライダー１２０をボールベアリング１６４側に当接させている。

従って、スライダー１２０がＸ方向のプラス又はマイナス方向に移動して、ボールベアリング１３６が移動したとしても、常にＣ形板バネ１７０が、スライダー１２０をボールベアリング１６４側に当接させている。そのため、スライダー１２０のＹ方向の移動によるガタが生じることなく、スライダー１２０は、Ｘ方向にのみスムーズに移動できる。

なお、上記では、スライダー１２０のＸ方向の移動について説明したが、圧電アクチュエータ１４２が駆動したときのＣＣＤベース１９０のＹ方向の移動についても同様の作用が得られる。

また、スライダー１２０の移動方向に沿って断面略Ｖ字形状のＶ字溝１２４、１６２にボールベアリング１６４が挿入されているため、Ｃ形板バネ１７０がスライダー１２０をボールベアリング１６４側に付勢していても、スライダー１２０がＺ軸方向（図中のＸＹ軸に対して垂直方向）に移動することがない。なお、ＣＣＤベース１９０のＺ軸方向の移動についても同様である。

Ｃ形板バネ１７０は、スライダー１２０をマイナスＹ方向に付勢しているため、スライダー１２０とＣ形板バネ１７０との当接面には、摩擦力が発生する。しかし、Ｃ形板バネ１７０は、像ぶれ補正装置１００に設置したときに円形状の一部が切り欠かれた形状を有することによって、スライダー１２０がＸ方向に移動したとしても、Ｃ形板バネ１７０は、スライダー１２０の動きに伴って、ボールホルダー１６０とスライダー１２０との間で転動する。その結果、スライダー１２０とＣ形板バネ１７０との当接面に生じる摩擦力は、滑り摩擦ではなく転がり摩擦となり、Ｃ形板バネ１７０の形状は、摩擦力を低減させることができる。その結果、スライダー１２０は、Ｘ方向の移動をスムーズに行うことができる。なお、ＣＣＤベース１９０についても、Ｃ形板バネ１７０による同様の作用を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る像ぶれ撮像装置について説明する。図９は、本実施形態に係る像ぶれ撮像装置を示す平面図である。図１０は、図９のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。図１１は、図９のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図１２は、本実施形態に係る突状部、ボールベアリング及び支持部の変更例を示す拡大断面図である。図１３は、図９に示すスライダーが図中のプラスＸ方向に移動した状態を示す平面図である。図１４は、本実施形態に係る像ぶれ撮像装置を示す平面図であり、突状部１３２が撓んだ状態を示している。

本実施形態では、突状部１３２とスライダー１２０との間に挟持されるボールベアリング１３６、１３７、突状部１３４とＣＣＤベース１９０との間に挟持されるボールベアリング１３８、１３９の構成が異なる。また、本実施形態と第１の実施形態とは、本実施形態に、突状部１３２とスライダー１２０との接合部に形成される低剛性部と、突状部１３４とＣＣＤベース１９０との接合部に形成される低剛性部とが形成される点が異なる。その他の構成部品の構成や配置などは、本実施形態と第１の実施形態とは同一であるため詳細な説明は省略し、異なる点について詳しく説明する。

本実施形態では、突状部１３２とスライダー１２０との間に挟持されるボールベアリング１３６、１３７が、第１のボールベアリングを構成する。そして、圧電アクチュエータ１４０の長軸（長手方向の中心軸）の仮想線が、ボールベアリング１３６の中心とボールベアリング１３７の中心との間に位置するように、ボールベアリング１３６、１３７が配置される。このように、圧電アクチュエータ１４０とボールベアリング１３６、１３７とが配置されることによって、圧電アクチュエータ１４０からの与圧による回転モーメントは、ボールベアリング１３６、１３７の間で生じる。従って、図９に示すようにスライダー１２０がマイナスＸ方向にある場合、図１３に示すようにスライダー１２０がプラスＸ方向にある場合のいずれの場合であっても、圧電アクチュエータ１４０からの与圧によってスライダー１２０全体が撓むことがなくなる。その結果、スライダー１２０のＸ方向の移動がスムーズになる。

更に、ボールベアリング１３６は、図１０に示すように、突状部１３２に形成されたＶ字溝１２６と、支持部１５６に形成されたＶ字溝１５１の間に挟持される。一方、ボールベアリング１３７は、図１１に示すように、突状部１３２に形成されたＶ字溝１２７と、支持部１５６に形成された底面がＺ方向に平行な底面を有する凹溝１５３（切欠き溝）との間に挟持される。凹溝１５３では、ボールベアリング１３７は、スライダー１２０の移動方向に対して垂直なＺ方向に移動可能である。また、ボールベアリング１６４についても、第１の実施形態で説明したように、Ｖ字溝１６２、１２４に挟持されている。

従って、Ｚ方向のスライダー１２０の移動は、ボールベアリング１３６とボールベアリング１６４の２点で固定され、スライダー１２０がＺ方向に移動することはない。また、凹溝１５３において、ボールベアリング１３７が、スライダー１２０の移動方向に対して垂直なＺ方向に移動可能であるため、図中のＸ方向に３つのボールベアリングが並んだとしても、スライダー１２０のＺ方向の位置を２つのボールベアリングで固定することができる。

なお、スライダー１２０と支持部１５６とが、ボールベアリング１３６、１３７を挟持するとき、ボールベアリング１３６、１３７のいずれか一方において、１つだけ凹溝が形成されればよい。即ち、図１１及び図１２（Ａ）に示すように、ボールベアリング１３７の支持部１５６側に凹溝１５３が形成されてもよいし、図１２（Ｂ）に示すように、ボールベアリング１３６の突状部２３２側に凹溝が形成されてもよい。また、Ｖ字溝は、図１０、図１１及び図１２（Ａ）に示すＶ字溝１２６、１２７のように、分離して形成されてもよいし、図１２（Ｂ）に示すＶ字溝２５１のように、連結して形成されてもよい。

突状部１３２とスライダー１２０との接合部には、スライダー１２０の他の領域よりも剛性の低い低剛性部が形成される。低剛性部は、例えば、図９に示すように切欠き部１７２で構成される。切欠き部１７２は、突状部１３２とスライダー１２０本体部との交点で、スライダー１２０内側に例えば円弧状に切り欠かれた形状を有する。

このように接合部が、突状部１３２の図中のＹ方向の幅よりも狭く形成されることによって、スライダー１２０の他の領域よりも剛性が低い柔軟な形状となる。その結果、突状部１３２が圧電アクチュエータ１４０から受ける振動が、スライダー１２０本体へ伝達されるのを低減することができる。また、圧電アクチュエータ１４０の振動と、スライダー１２０の振動モードを遠ざけることができるので、共振の発生を防止することができる。

また、圧電アクチュエータ１４０（駆動力発生部）側とＣ形板バネ１７０（第２付勢部）側のボールベアリングを合計した数が３個以上となった場合、部品公差などでボールベアリングが一直線に並ばない可能性がある。しかし、本実施形態のように低剛性部を設けることによって、図１４に示すように、突状部１３２との接合部における切欠き部１７２を撓ませることができる。その結果、部品公差などによるボールベアリングの並びの不一致を吸収することができる。

なお、突状部１３４とＣＣＤベース１９０との接合部に設けられる低剛性部においても、突状部１３２とスライダー１２０との接合部に設けられる低剛性部と同様の作用を得ることができる。

次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の一実施例について説明する。図１５及び図１６は、本発明の一実施例に係る像ぶれ補正装置を示す平面図である。図１５は、像ぶれ補正装置１００からＣＣＤイメージセンサー１１２に接続されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）及び撮像素子カバープレートを外した状態を示す。図１６は、図１５の状態からスライダー１２０を取り外した状態を示す。

本実施例のスライダー１２０とＣＣＤベース１９０の構成及び配置は、上述した第２の実施形態と同様であり、第１の実施形態及び第２の実施形態の説明と重複するため、詳細な説明は省略する。以下では、圧電アクチュエータ１４０、１４２と、センサーホルダー１５０及び磁石１５４と、金属板１８２と磁石１５２について説明する。

圧電アクチュエータ１４０は、圧電アクチュエータ１４０の長手方向が図中のＹ方向と平行となるように、ベースプレート１８０上に配置され、圧電アクチュエータ１４２は、圧電アクチュエータ１４０の長手方向が図中のＸ方向と平行となるように、ＣＣＤベース１９０に配置される。

以下、圧電アクチュエータ１４０、１４２について、詳細な説明をする。圧電アクチュエータ１４０と圧電アクチュエータ１４２は、同一の機能を有するため、ここでは、圧電アクチュエータ１４０を中心に説明する。図１６に示すように、圧電アクチュエータ１４０は、圧電素子１４４と、圧縮コイルバネ１４５、１４６と、ＳＰコンタクト１４７と、ＦＰＣ（図示せず。）などからなる。

圧電アクチュエータ１４０、１４２の圧電素子１４４は、先端部にスライダー１２０の突状部１３２、１３４と接触する摺動子部１４３が形成され、矩形波のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調によって生成されるサイン波が入力される入力部（図示せず。）を有している。また、付勢部としての圧縮コイルバネ１４５、１４６は、ＳＰコンタクト１４７を介して、圧電素子１４４を付勢している。ＳＰコンタクト１４７は、９０度に折れ曲がったＬ字形形状の部材であり、圧電素子１４４と圧縮コイルバネ１４５、１４６とが接触している。ＦＰＣ（図示せず。）は、圧電素子１４４と撮像装置に設けられた回路（図示せず。）とを接続する。ＦＰＣは、圧電素子１４４に駆動電圧を印加するための回路であり、圧電素子１４４の駆動電圧は、撮像装置に設けられた電源（図示せず。）から印加される。また、圧電アクチュエータ１４０には、カバー部（図示せず。）とベース部１４９とが設けられ、カバー部及びベース部１４９の内部に、圧電素子１４４、圧縮コイルバネ１４５、１４６、ＳＰコンタクト１４７などが配置される。

圧電素子１４４は、圧縮コイルバネ１４６によって図中のマイナスＹ方向に付勢され、突状部１３２に当接する。このため、突状部１３２も、圧縮コイルバネ１４６によって図中のマイナスＹ方向に付勢され、突状部１３２と支持部１５６は、ボールベアリング１３６、１３７を挟持する。

圧電素子１４４には、矩形波のＰＷＭ変調によって生成されるサイン波が印加されると、伸びモードと屈曲モードが発生する。この伸びモードと屈曲モードが合成されて、圧電素子１４４の摺動子部１４３が楕円運動をする。圧電素子の摺動子部１４３は、圧縮コイルバネ１４６によって、スライダー１２０の突状部１３２に接触しているため、スライダー１２０は、摺動子部１４３との摩擦によって、圧電アクチュエータ１４０の長手方向に対して垂直方向（図中のプラスＸ方向）に移動される。

圧電アクチュエータ１４０が駆動して、スライダー１２０を図中のプラスＸ方向に移動させるとき、突状部１３２と支持部１５６とに挟持されたボールベアリング１３６が回転する。ボールベアリング１３６の回転によって、スライダー１２０の移動時の摩擦損失を低減することができる。更に、突状部１３２と支持部１５６の両者のＶ字溝１２６、１５１の断面がＶ字形状であり、ボールベアリング１３６を挟持することから、スライダー１２０は図９中のＺ方向に移動することができない。従って、スライダー１２０のＺ方向のがたつきが発生することを確実に防止することができる。

次に、本実施例に係るセンサーホルダー１５０及びＣＣＤベース１９０に設けられた磁石１５４について説明する。センサーホルダー１５０は、内部にホール式位置検出センサー（図示せず。）を収容している。センサーホルダー１５０は、ベースプレート１８０に設置される。また、ホール式位置検出センサーに対応するように、センサーホルダー１５０上部のＣＣＤベース１９０上に磁石１５４が設置される。ホール式位置検出センサーは、ＦＰＣ（図示せず。）を介して、撮像装置に設けられた回路に接続される。そして、センサーホルダー１５０内のホール式位置検出センサーと、磁石１５４によって、図中に示すＸ方向、Ｙ方向移動位置が検出され、ブレ補正制御時のサーボ制御が行われる。

本実施例に係る金属板１８２及びスライダー１２０に設けられた磁石１５２について説明する。図１６に示すように、金属板１８２は、図中のＸ方向に延在する金属製の板状部材であり、支持部１０８によってベースプレート１８０に固定される。また、図１５に示すように、磁石１５２は、略矩形状の板状磁石であり、スライダー１２０の磁石ホルダー１２１に載置される。磁石１５２及び磁石ホルダー１２１は、金属板１８２の上部に配置される。磁石１５２と金属板１８２とが組み合わされることによって、スライダー１２０とベースプレート１８０とが離れようとする力に抵抗することができる。

また、スライダー１２０がＸ方向に移動することによって、磁石１５２が移動しても、金属板１８２がＸ方向に延在することから、磁石１５２の下部には、常に金属板１８２が配置されている。その結果、スライダー１２０には、ＸＹ方向に対して垂直方向（Ｚ方向）に常に磁気吸引力が働く。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

従来の像ぶれ補正装置を模式的に示す平面図（Ａ）及び図１（Ａ）のＩ−Ｉ線で切断した断面図（Ｂ）である。 従来の像ぶれ補正装置を示す平面図（Ａ）である。 図２Ａ（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図（Ｂ）及び従来の像ぶれ補正装置を示す部分拡大平面図（Ｃ）である。 従来の像ぶれ補正装置を示す平面図（Ａ）及び部分拡大平面図（Ｂ）である。 本発明の第１の実施形態に係る像ぶれ補正装置を示す平面図である。 図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。 同実施形態に係るＣ形板バネを示す斜視図（Ａ）、平面図（Ｂ）及び側面図（Ｃ）である。 同実施形態に係る第２付勢部の変更例を示す拡大平面図である。 図４に示すスライダーが図中のプラスＸ方向に移動した状態を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る像ぶれ撮像装置を示す平面図である。 図９のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。 図９のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。 同実施形態に係る突状部、ボールベアリング及び支持部の変更例を示す拡大断面図である。 図９に示すスライダーが図中のプラスＸ方向に移動した状態を示す平面図である。 同実施形態に係る像ぶれ撮像装置を示す平面図である。 本発明の一実施例に係る像ぶれ補正装置を示す平面図である 同実施例に係る像ぶれ補正装置を示す平面図である

符号の説明

１００ 像ぶれ補正装置
１０８、１２２、１３５、１５６、１８６、１９２、３７４、２５６ 支持部
１１２ ＣＣＤイメージセンサー
１２０ スライダー
１２５ 開口部
１３２、１３３、１３４、１９５ 突状部
１２４、１２６、１２７、１２８、１２９、１５１、１６２、１９１、１９４、２５１ Ｖ字溝
１５３、１９３、１９７、１９９、２２６ 凹溝
１３６、１３７、１３８、１３９、１６４、１８４、１９６、１９８、３７６ ボールベアリング
１４０、１４２ 圧電アクチュエータ
１４３ 摺動子部
１４４ 圧電素子
１４５、１４６ 圧縮コイルバネ
１４７ ＳＰコンタクト
１４９ ベース部
１５０ センサーホルダー
１５２、１５４ 磁石
１６０ ボールホルダー
１７０ Ｃ形板バネ
１７２ 切欠き部
１８０ ベースプレート
１８２ 金属板
１９０ ＣＣＤベース
２７０、３７０ 付勢部
２７２、３７２ 圧縮バネ
２７４ 引張りバネ

Claims (8)

1. 撮像面に照射された光を光電変換によって電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子を保持し、前記撮像素子を前記撮像面の面方向に移動する撮像素子ステージと、
   前記撮像素子ステージの作用部分に摩擦力として駆動力を伝達させながら、当該撮像素子ステージを前記撮像面の面方向に移動させて、前記撮像素子ステージを駆動する駆動力発生部と、
   前記撮像素子ステージと当接して前記撮像素子ステージの移動方向を規制する案内規制部と、
   前記撮像素子ステージの前記作用部分に前記駆動力発生部を常時圧接させるように付勢する第１付勢部と、
   前記撮像素子ステージを前記第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢して、前記撮像素子ステージを前記案内規制部に当接させる第２付勢部と、
   を備え、
   前記駆動力発生部は、当該駆動力発生部の長手方向が前記撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直で、かつ前記長手方向が前記撮像素子の前記撮像面に対して平行となるように配置され、
   前記第２付勢部は、当該第２付勢部の付勢方向が前記撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直で、かつ前記付勢方向が前記撮像素子の前記撮像面に対して平行となるように配置され、
   前記撮像素子ステージは、
   前記撮像素子ステージの移動方向に対して平行な作用面を有するように突起し、前記駆動力発生部が前記作用面に当接する突起部を有し、
   前記突起部と前記撮像素子ステージとの接合部は、前記撮像素子ステージの他の領域よりも剛性の低い低剛性部を有することを特徴とする、撮像装置。
2. 前記撮像素子ステージを介して伝達される前記第１付勢部からの付勢力を支持する第１固定部材と、
   当該第１固定部材と前記撮像素子ステージとの間に挟持される第１ボールベアリングと、
   を備え、
   前記案内規制部は、
   前記撮像素子ステージを介して伝達される前記第２付勢部からの付勢力を支持する第２固定部材と、
   当該第２固定部材と前記撮像素子ステージとの間に挟持される第２ボールベアリングと、
   を備え、
   前記第１ボールベアリングを挟んで対向する前記第１固定部材と前記撮像素子ステージのそれぞれの対向面、及び前記第２ボールベアリングを挟んで対向する前記第２固定部材と前記撮像素子ステージのそれぞれの対向面には、前記撮像素子ステージの移動方向に沿って断面略Ｖ字形状の切欠き溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２付勢部は、
   前記撮像面に対して垂直方向から見た形状が円形状のうち一部が切り欠かれたＣ形形状であり、
   前記撮像素子ステージを前記第１付勢部の付勢方向と同一方向に付勢して、前記Ｃ形形状の外周面が前記撮像素子ステージを前記案内規制部に当接させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第２付勢部は、前記撮像素子ステージとの当接部の反対側に設けられた第３固定部材と、前記撮像素子ステージとの間に挟持され、前記撮像素子ステージの動きに伴って、前記第３固定部材と前記撮像素子ステージとの間で前記Ｃ形形状は転動することを特徴とする、請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記低剛性部は、切り欠き形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記第１ボールベアリングは、前記撮像素子ステージの移動方向に沿って配置された２つの球を有することを特徴とする、請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記第１ボールベアリングを挟んで対向する前記第１固定部材と前記撮像素子ステージのそれぞれの対向面において、
   前記２つの球のうち１つの球は、対向する前記断面略Ｖ字形状の切欠き溝に挿入され、
   残りの１つの球は、前記撮像素子ステージの移動方向に対して垂直方向に移動可能であり、前記撮像素子ステージの移動方向に沿って断面略凹形状に形成された切欠き溝に挿入されていることを特徴とする、請求項６に記載の撮像装置。
8. 長手方向が前記撮像素子ステージの移動方向に対して略垂直に配置された前記駆動力発生部の長軸の仮想線は、前記２つの球の中心の間に位置することを特徴とする、請求項６又は７に記載の撮像装置。

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