JP2003110919A

JP2003110919A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2003110919A
Application number: JP2001305229A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wada; 滋和田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2003-04-11
Anticipated expiration: 2021-10-01
Also published as: JP3842093B2

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子が移動可能に配置されている小型の
撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子１６及び該撮像素子が搭載され
ている基板８０が、光軸に垂直な面内で移動可能に配置
された撮像装置である。撮像装置３は、鏡胴本体と、第
１の方向に延在する第１アクチュエータ２８を保持し鏡
胴に固着するベース板１２と、前記第１アクチュエータ
２８と移動可能に係合し前記ベース板１２に対して前記
第１の方向に移動する第１スライダ１４と、前記第１ス
ライダ１４と移動可能に係合しかつ前記第１の方向に対
して直交する第２の方向に延在する第２アクチュエータ
５６を保持し前記第２の方向に移動する第２スライダ１
３とを備え、撮像素子１６は前記第２スライダ１３に固
定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラやデジタルビデオカメラなどにおいて、手振れ補正
や光軸合わせのために鏡胴に対して揺動可能に配置され
た撮像素子を有する撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮像素子による空間的サンプリングの前
に被写体像の高周波成分を制限するようにした撮像装置
が特開平９−１１６９１０号公報に開示されている。

【０００３】この撮像装置は、撮像装置の露光期間中に
撮像素子と撮像素子に結像される被写体との相対位置を
変化させることにより、２次元空間周波数特性を得、又
その特性を変化させて、折り返し歪みを低減してモアレ
を低減させるために、撮像素子を結像手段に対して相対
的に位置変化できるようにしたものであり、同公報の図
１に撮像素子を位置変化させるための駆動機構が開示さ
れている。

【０００４】この駆動機構はＬ字型の保持部材によって
囲まれた空間に撮像素子を配置し、Ｘ方向に揺動するこ
とができるように、保持部材の一辺と撮像素子の一辺を
圧電素子により連結する。そして、このように撮像素子
と連結された保持部材自体をＸ方向と直交するＹ方向に
揺動するために、保持部材の他辺と土台との間を圧電素
子で連結する。そして、各圧電素子にそれぞれ三角関数
で表される波形の電圧を印加することにより、各圧電素
子が伸縮してそれぞれの移動が重畳し、撮像素子が円形
又は楕円形に揺動する。

【０００５】しかし、このように撮像素子と圧電素子を
直接連結させる駆動機構では、撮像素子の移動範囲はき
わめて狭く、たとえば、手振れ補正のために光軸のずれ
を補正するように、撮像素子を大きく移動させるための
機構として用いることができない。そして、そのように
撮像素子の移動幅を大きく取るためには、駆動機構も大
型化せざるを得ず、結果として、撮像装置自体が大型化
するという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、撮像素子が移動可能に
配置されている小型の撮像装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の撮
像装置を提供する。

【０００８】撮像装置は、撮像素子及び該撮像素子が搭
載されている基板が、光軸に垂直な面内で移動可能に、
鏡胴の一端に配置されたものである。そして、前記撮像
素子を移動させるための駆動手段が、該撮像素子の周囲
かつ前記基板と前記鏡胴の間の空間に搭載されている。

【０００９】上記構成において、撮像素子は、基板に固
定されており、撮像素子と基板とが一体的に、鏡胴の一
端に入射光が撮像素子の撮像面上で結像するように配置
される。撮像素子及び基板を移動させるための駆動手段
は、撮像素子の周囲で、かつ基板と鏡胴との間に搭載さ
れる。

【００１０】撮像素子を用いた撮像装置に用いられる鏡
胴は、高画素の撮像素子になればなるほど画素間のピッ
チが小さくなってくるため、鏡胴に求められる性能が高
くなる。このため、面積当たりの光学性能をよくするた
めに、レンズに大径のものを用いる必要があり、鏡胴径
が大きくなる傾向がある。また、手振れ補正が必要とな
る標準画角から望遠のレンズは、とりわけ鏡胴径が大き
くなる傾向が大きい。したがって、撮像素子の周囲の領
域が大きくなり、この空間に撮像素子を駆動させるため
の駆動手段を搭載したものである。そして、このように
駆動手段を配置することにより、撮像素子を搭載する基
板は、撮像素子と駆動手段を覆うような大きさのものを
用いることができ、撮像素子からの出力信号の処理回路
など撮像素子以外の他の素子を分割して配置させること
もできる。

【００１１】上記構成によれば、撮像素子の周囲の空間
を有効に利用することができ、撮像装置を小型に構成す
ることができる。

【００１２】本発明の撮像装置は、具体的には以下のよ
うに種々の態様で構成することができる。

【００１３】好ましくは、前記駆動手段は、第１の方向
に延在する第１アクチュエータを保持し、前記鏡胴に固
着するベース板と、前記第１アクチュエータと移動可能
に係合し前記ベース板に対して前記第１の方向に移動す
る第１スライダと、前記第１スライダと移動可能に係合
しかつ前記第１の方向に対して直交する第２の方向に延
在する第２アクチュエータを保持し、前記第２の方向に
移動する第２スライダとを備え、前記撮像素子は前記第
２スライダに固定される。

【００１４】また、好ましくは、前記駆動手段は、第１
の方向に延在する第１アクチュエータを保持し、前記鏡
胴に固着するベース板と、前記第１アクチュエータと移
動可能に係合し前記ベース板に対して前記第１の方向に
移動し、かつ前記第１の方向に対して直行する第２の方
向に延在する第２アクチュエータを保持する第１スライ
ダと、前記第２アクチュエータと移動可能に係合し、前
記第２の方向に移動する第２スライダを備え、前記撮像
素子は前記第２スライダに固定される。

【００１５】上記各構成おいて、第２スライダを係合す
る第１スライダは、ベース板に対して第１の方向へ移動
可能に係合され、また、第２スライダは撮像素子を固定
し、第１スライダに対して第２の方向へ移動する。すな
わち、第１の方向及び第２の方向それぞれに動く第１及
び第２スライダの組み合わせによって、２次元的に撮像
素子を移動させることができる駆動機構をコンパクトに
かつ簡単に構成することができる。また、撮像素子の移
動は、これを固定する少なくとも第２スライダの移動に
よってなされるため、撮像素子を搭載する基盤の大きさ
は少なくとも第２スライダよりも広くすることができ
る。

【００１６】上記各構成において前記ベース板、第１ス
ライダ、第２スライダはそれぞれ環状形状であり、前記
第２スライダは前記第１スライダの環中及び前記ベース
板の環中にそれぞれ挿入されて配置される。

【００１７】上記構成において、環状、好ましくは四角
環状に構成された各部材のうち中央に位置する第２スラ
イダを第１スライダの環中及びベース板の環中にそれぞ
れ挿入して配置させることによって、高さ方向の寸法を
小さくすることができると共に、撮像素子の側方周囲に
第１及び第２アクチュエータを配置することができる。

【００１８】好ましくは、前記第１及び第２アクチュエ
ータは圧電アクチュエータである。

【００１９】上記構成において、圧電アクチュエータを
用いることによりアクチュエータをコンパクトに構成す
ることができると共に、駆動制御の精度を向上させるこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

【００２１】撮像装置は、図１に示すように、デジタル
カメラ１に搭載されて用いられる。デジタルカメラ１
は、カメラ本体２と、撮像装置３とで構成される。撮像
装置３は、レンズ４などを含む光学系である鏡胴本体７
と撮像素子を移動可能に鏡胴本体７の一端に配置するた
めの駆動装置１０とで構成される。撮像装置１０は、鏡
胴本体７の端に取りつけられる。後述するように、撮像
装置３に設けられている駆動装置１０には、ＣＣＤなど
の撮像素子が設けられている。そして、図１の矢印５で
示すように、撮影中にデジタルカメラ１がブレて、鏡胴
本体７に入射する光軸Ｌがずれた場合に、撮像素子を矢
印６に示すように移動させて光軸のずれを補正する。

【００２２】図２に図１の撮像装置に用いられている駆
動装置の組立分解斜視図を示す。図３に、図２の駆動装
置を鏡胴本体に固定した状態でＩ−Ｉ断面で切断した撮
像装置の要部拡大断面図を示す。図４に図２の駆動装置
を鏡胴本体に固定した状態でII−II断面で切断した撮像
装置の要部拡大断面図を示す。駆動装置１０は、土台と
なるベース板１２と、該ベース板１２に対して水平方向
（以下、Ｘ軸方向として説明する。）に移動する第１ス
ライダ１４と、該第１スライダの移動方向に対して垂直
方向（以下、Ｙ軸方向として説明する。）に移動する第
２スライダと、該第２スライダに固定される撮像素子１
６とで構成される。

【００２３】ベース板１２は、図３及び図４に示すよう
に、鏡胴本体７との位置（煽りとレンズバック）を調整
されて鏡胴本体７に固定され、ネジ９８とスプリング１
００により鏡胴本体７と駆動装置１０との間隔を調整で
きるようになっている。ベース板１２は、光路方向（以
下、Ｚ軸方向として説明する。）に直交し、中央に大穴
２０を有する環状の金属フレーム１９で構成される。

【００２４】ベース板１２からは、後述する各種腕（押
圧スプリング掛け２１、基板保持腕２２、浮き防止係止
爪２４、位置決め腕３１、ロッド支持腕３６）が光軸方
向（Ｚ軸方向）に伸びている。また、金属フレーム１９
には、圧電素子３２を振動伝達ロッド３４とウェイト３
０で挟み込んだ構成の第１リニアアクチュエータ２８が
Ｘ軸方向に固定されている。

【００２５】第１リニアアクチュエータ２８は、振動伝
達ロッド３４の先端と末端（圧電素子３２側）をベース
板に設けられている２本のロッド支持腕に嵌合され、ベ
ース板１２の位置決め腕３１にウェイト３０を当接した
状態で、ロッド支持腕３６との２つの嵌合個所とウェイ
ト３０をベース板１２に対して接着している。ロッド支
持腕３０と振動伝達ロッド３４との間の接着には、シリ
コン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤、位置決め
腕３１とウェイト３０との間の接着には、柔らかいゴム
系又はシリコン含有の接着剤が好適に用いられる。

【００２６】ベース板１２の２つのロッド支持腕３６の
上面には、Ｚ軸方向に延在する突部３８が設けられてい
る。突部３８は、後述するように、組立時に第１スライ
ダ１４の移動制限穴７９に嵌合される。

【００２７】第１スライダ１４は、光軸方向（Ｚ軸方
向）でベース板１２に対して結像面側に位置し、ほぼ同
一面内に第２スライダ１３を収めるための開口６８が設
けられたアルミニウム製の環状のフレーム６６により構
成される。第１スライダ１４には、ベース板１２に固定
されたアクチュエータ２８の振動伝達ロッド３４に当接
する第１ロッド当接部７４と、後述する第２スライダに
固定されたアクチュエータ５６の振動伝達ロッド６０に
当接する第２ロッド当接部７６と、ベース板１２の押圧
スプリング掛け２１との間に押圧スプリング７０を係止
するための押圧スプリング掛け７２と、移動制限穴７９
とを備える。

【００２８】第１スライダ１４は、図３に示すように、
組み上げ時にベース板１２と第１スライダ１４にそれぞ
れ設けられた押圧スプリング掛け７２に設けられた押圧
スプリング７０によって、ベース板１２に近づくように
付勢されており、第１スライダ１４の振動伝達ロッド３
４を中心とする回転を防止している。

【００２９】第１ロッド当接部には、断面がＶ字型の溝
（図３参照）が設けられており、溝をアクチュエータ２
８の振動伝達ロッド３４に当接させた状態でキャップ４
０を用いて振動伝達ロッド３４を挟み込むことによっ
て、振動伝達ロッド３４に沿って摺動可能に摩擦結合す
る。第１ロッド当接部とキャップ４０との固定には挟持
スプリング４２が用いられる。図５に第１スライダ１４
を摩擦係合した第１アクチュエータ２８の構造図を示
す。上述したように、アクチュエータ２８は圧電素子３
２を振動伝達ロッド３４とウェイト３０で挟み込んだ構
成であり、ベース板１２のロッド支持腕３６と位置決め
腕３１に嵌合し、嵌合ガタを固定するためにそれぞれ接
着剤３３で固定されている。

【００３０】なお、アクチュエータ２８とベース板１２
との間の固定の変形例として、図６に示すような板バネ
を用いたものも例示できる。すなわち、Ｌ字型に曲げら
れた板バネ３５を振動伝達ロッド３４の先端に位置する
ようにベース板１２上に固定し、板バネ３５に取りつけ
られた先尖部３９が振動伝達ロッド３４の先端に突き刺
さるようにする。板バネは、常時、弾性力で振動伝達ロ
ッド３４を圧電素子側へ付勢しており、ロッド３４の嵌
合ガタを防止することができると共に、振動時には、弾
性力に打ち勝ってロッド３４が振動できるようにするこ
とができる。

【００３１】アクチュエータ２８の振動伝達ロッド３４
には、上述したように第１スライダ１４が配置される。
第１スライダ１４は、第１ロッド当接部７４とキャップ
４０とで振動伝達ロッド３４を挟み込んで摩擦結合す
る。第１ロッド当接部７４とキャップ４０の固定には、
挟持スプリング４２が用いられる。キャップ４０の一端
は、第１ロッド当接部７４に係止され、中央部は振動伝
達ロッド３４と当接し、他端が挟持スプリング４２に引
っ張られる。キャップ４０と振動伝達ロッド３４との接
触圧は、用いられる挟持スプリング４２の付勢力の２倍
程度となる。挟持スプリング４２は、長円形状をしてお
り、１つの直線部中央に両端がくるようになっている。
挟持スプリング４２は、キャップ４０のフックと第１ス
ライダの第１ロッド当接部７４のスプリングフックの間
に端部と直線部中央とを掛け渡すようにして両者を固定
する。

【００３２】移動制限穴７９は、上述したベース板１２
のロッド支持腕３６の上面に設けられた突部３８と緩く
嵌合する。移動制限穴７９は、第１スライダ１４の移動
可能幅の長さを有し、第１スライダ１４の移動方向すな
わち振動伝達ロッド３４の延在方向（Ｘ軸方向）に伸び
る長穴で、ベース板１２のロッド支持腕３６上面の突部
３８と嵌合し、第１スライダ１４が移動制限穴の短辺方
向（Ｙ軸方向）へ移動（脱落）するのを規制する。

【００３３】図７にロッド支持腕と第１スライダの嵌合
の変形例を示す。この変形例では、第１スライダ１４の
ベース板と対向する側の表面に第１スライダの移動方
向、すなわち、振動伝達ロッド３４の延在方向（Ｘ軸方
向）に伸びる帯状の突部７７を設ける。そして、ロッド
支持腕３６には、その上面両端に設けられた突部３８と
第１スライダの帯状突部７７を挟むように、突部３８の
間に設けられた凹部３９からなるフォーク部を備える。
そして、第１スライダ１４の第１ロッド当接部７４がキ
ャップ４０によって振動伝達ロッド３４に摩擦結合され
たとき、フォーク部の凹部３９が第１スライダ１４の帯
状突部７７にはまり込むように配置される。

【００３４】第２スライダ１３は、底壁４４に開口４８
を備えた樹脂製の箱体であり、撮像素子１６と放熱板１
８とローパスフィルタ１７と第２アクチュエータ５６と
を保持する。放熱板１８は、撮像素子１６の撮像面が付
されていない背面側に当接して、第２スライダの周壁４
６によって区画された空間を覆うようにして、ビス止め
穴６４を貫通するビス６２によって第２スライダに固定
される。図３、４に示すように、放熱板の背面には第１
基板８０が設けられており、撮像素子１６はこの基板に
配設されている。第１基板８０の背面側には、図３、４
に示したように第２スライダの位置を検知するための赤
外ＬＥＤ９４と、撮像素子ドライバ、撮像素子からの光
電信号を処理するためのプリアンプ及び色分離回路、ホ
ワイトバランス調整回路、アナログ処理回路などの撮像
素子の画像信号読み出しに関する素子８１の一部が搭載
される。

【００３５】ローパスフィルタ１７は、撮像素子の有効
撮像面を覆うように密着して取りつけられ、第２スライ
ダの開口４８に嵌め込まれる。このとき、開口４８の周
囲に配置された密着スプリングにより押圧され、撮像素
子１６の背面が、放熱板１８に密着するようになってい
る。

【００３６】第２スライダ１３に保持される第２アクチ
ュエータ５６は、周壁の側方に設けられたロッド支持腕
５０に接着保持されている。振動伝達ロッド６０の先端
と末端（圧電素子５９側）を、それぞれ第２スライダ１
３の２本のロッド支持腕に嵌合させた上、同じく第２ス
ライダの位置決め面５７にウェイト５８を当接した状態
で２つの嵌合個所とウェイト５８を第２スライダ１３に
対して接着する。接着には上述の第１アクチュエータの
接着と同様に、振動伝達ロッド６０の接着には、シリコ
ン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤、ウェイト５
８の接触には、柔らかいゴム系若しくはシリコン含有の
接着剤が好適に用いられる。

【００３７】第２スライダの第２アクチュエータ５６
は、第１スライダ１３の第２ロッド当接部７６とキャッ
プ７５とで挟み込まれ、第１スライダ１４が第２スライ
ダ１３に摩擦結合する。第２ロッド当接部７６とキャッ
プの固定には、挟持スプリング７８が用いられる。キャ
ップの一端は、第２ロッド当接部７６に係止され、中央
部は振動伝達ロッド６０と当接し、他端が挟持スプリン
グ７８に引っ張られる。キャップと振動伝達ロッド６０
との接触圧は、用いられる挟持スプリング７８の２倍程
度となる。挟持スプリング７８は、第１アクチュエータ
に用いられたものと同様に長円形状をしており、１つの
直線部中央に両端がくるようになっている。挟持スプリ
ング７８は、キャップのフックと第１スライダの第２ロ
ッド当接部７６のスプリングフックの間に端部と直線部
中央とを掛け渡すようにして両者を固定する。

【００３８】第２スライダの第２アクチュエータの対向
する周壁４４に付された方向基準板５２は、その表裏に
剛球１５を保持するための凹状の剛球受け５４を備え、
剛球受け５４に剛球１５を遊嵌した状態で、第１スライ
ダ１４とベース板１２とに剛球１５を介して挟まれるよ
うに固定される。上述のように第１スライダ１４とベー
ス板１２との間に押圧スプリング７０が掛けられること
で、第２スライダ１３は、第２アクチュエータの振動伝
達ロッド６０を中心とした回転を阻止される。

【００３９】ベース板１２と第１スライダ１４が組みあ
がる場合は、第１スライダ１４はベース板１２に設けら
れる４つの基板保持腕２２に囲まれた領域内に収まるよ
うに配置され、浮きあがり防止のために、浮き防止係止
爪２４によってその上端を係止される。一方、第２スラ
イダ１３は、その箱体部分が第１スライダ１４の開口６
８に収まるように、第１スライダ１４に組み込まれる、
第２スライダ１３は、第１スライダ１４にぶら下がるよ
うにして一体的に構成される。上述のように第１スライ
ダ１４は、第１アクチュエータに沿ってＸ軸方向に摺動
可能であり、このとき第２スライダ１３は第１スライダ
１４の移動にあわせて一体的に移動し、第２スライダ１
３に固定されている撮像素子１６もＸ軸方向に移動す
る。一方、第２スライダ１３は、第１スライダ１４に対
してＹ軸方向に独立して移動可能であり、また、第１ス
ライダがベース板１２に固定されているため、ベース板
１２に対しては、Ｙ軸方向に移動可能である。したがっ
て、第２スライダ１３に固定されている撮像素子１６も
Ｙ軸方向に移動する。

【００４０】第１及び第２スライダ１４，１３を組み込
んだ状態で、ベース板１２の基板保持腕２２には、第２
基板８２が固定される。上述のように第１基板８０は、
第２スライダ１３に固定されているため、両者は光軸方
向に重なって配置され、かつ第２スライダの移動によっ
て、第１基板８０は、第２基板８２に対して平行に移動
する。両者はフレキシブル基板８４によって結線され、
信号の送受信が可能になっている。フレキシブル基板８
４は、水平方向に第１基板８０を出た直後に光軸方向
（Ｚ軸方向）に折り曲げられ、第２基板８２と接続され
る。

【００４１】第２基板８２には、ＡＤコンバータやメモ
リコントローラなどの撮像素子１６（第１基板８０）か
らの信号を処理する回路８３と、第２スライダ１３の位
置を検知する位置検出素子８８（以下、ＰＳＤとい
う。）と、ＰＳＤの位置信号とジャイロ回路８６からの
角速度信号に基づいて、２つのリニアアクチュエータの
移動制御回路とが搭載されている。ＰＳＤは、検出誤差
を防止するため、スリット付きのカバー９２で覆われて
おり、第１基板８０に設けられている赤外ＬＥＤからの
光を受けた受光素子９０がその位置を検知する。第２基
板８２へは、直交する検出方向（Ｘ軸、Ｙ軸）の角速度
信号がジャイロ素子８６より入力される。また、第２基
板８２からはリニアアクチュエータ制御信号と処理され
た画像信号が出力される。

【００４２】なお、撮像素子１６を支持、揺動するため
の機構であるベース板１２、第１スライダ１４、第２ス
ライダ１３は、互いに嵌め込まれるように組み上げら
れ、撮像素子１６および撮像素子１６に直接接続する第
１基板８０の周囲かつ光軸方向上流側に位置する。した
がって、図３、４に示すように、手振れ補正ユニット１
０が鏡胴本体７に取りつけられたとき、撮像素子の支
持、揺動するための機構は、鏡胴本体７及び撮像素子１
６からなる光学系に必要な部材の輪郭に対して余剰空間
を充填するように配置され、撮像素子の支持、揺動する
ための機構を含む光学ユニットを小さくまとめることが
できる。

【００４３】次に本実施形態にかかる撮像装置の動作に
ついて説明する。図８は、本実施形態にかかる撮像装置
の駆動制御回路の電気的構造を示すブロック図である。

【００４４】制御回路は、カメラ本体すなわち、鏡胴本
体７に入射される光軸Ｌのブレ５を検知して角速度信号
を出力するジャイロ素子８６と第２スライダ１３（撮像
素子１６）の位置を検出するＰＳＤ回路９０と、回路の
総合的な制御を行い、入力された信号に基づいて移動量
や存在位置を演算するマイコン１０２と、マイコンから
の駆動信号に基づいて所定周波数の駆動パルスを発生さ
せるドライブ回路１０４とで構成される。ドライブ回路
から発生された駆動パルスは第１及び第２アクチュエー
タ２８，５６に出力され、アクチュエータに沿って第１
及び第２スライダ１４、１３が移動する。

【００４５】ジャイロ素子８６は、図４に示すように鏡
胴本体７に固定されており、カメラ本体が矢印５で示す
ようにぶれると２軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の角速
度を検出してマイコン１０２に出力する。

【００４６】マイコン１０２は、ジャイロ素子８６から
角速度信号が入力されると、光学系の焦点距離信号から
撮像素子上（結像面上）のぶれによる像の移動量、移動
速度を算出する。算出した移動速度と第２スライダ１３
（撮像素子１６）の位置から２つのリニアアクチュエー
タへ印加される所定周波数の供給電圧を決定する。すな
わち、マイコン１０２は、ＰＳＤ回路９０から入力され
た信号に基づいて演算される第２スライダ１３（撮像素
子１６）が現在存在している位置及び、ジャイロ素子８
６から入力された角速度信号に基づいて、撮像素子１６
が本来あるべき位置を計算し、現在位置との差を比較し
て、あるべき位置に撮像素子が戻るようにスライダを移
動させるフィードバック制御を行なう。

【００４７】ドライブ回路１０４は、マイコン１０２か
らの信号を受けて、アクチュエータ２８、５６の共振周
波数の７割程度の周波数の駆動パルスを出力する。駆動
パルスは、圧電素子３２、５９に印加され、以下の原理
によって、第１及び第２スライダを振動伝達ロッド３
４、６０に沿って移動させる。

【００４８】図９（ａ）に示すような緩やかな立ち上が
り１１０と急激な立下り部分１１２を有する鋸歯状波の
駆動パルスを圧電素子３２、５９に印加すると、（ｂ
２）に示すように、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部
分１１０では圧電素子３２，５９が緩やかにその厚み方
向に伸び変位し、圧電素子に固定されている振動伝達ロ
ッド３４、６０が軸方向に緩やかに変位する。このとき
振動伝達ロッド３４、６０に摩擦結合したスライダ１
３、１４は摩擦力により振動伝達ロッド３４、６０と共
に移動する。

【００４９】一方、駆動パルスの急激な立下り部分１１
２では、圧電素子３２、５９は、急速に厚み方向に縮み
変位し圧電素子３２、５９に結合する振動伝達ロッド３
４、６０も急速に軸方向に変位する。このとき、（ｂ
３）に示すように、振動伝達ロッド３４、６０に摩擦結
合したスライダ１３、１４は慣性力により摩擦結合力に
打ち勝って実質的にその位置に留まり移動しない。結果
として、（ｂ１）に示す初期状態よりもスライダは振動
伝達ロッドに沿って右側に移動する。圧電素子３２、５
９に前記鋸歯状波の駆動パルスを連続的に印加すること
により、スライダ１３、１４を連続的に軸方向に移動さ
せることができる。なお、ここで実質的にその位置に留
まり移動しないとは、振動伝達ロッド３４、６０の正方
向及び負方向の伸縮時のいずれにおいてもスライダ１
３、１４と振動伝達ロッド３４、６０との間で滑りを生
じつつスライダがそれぞれ移動するが、移動量が対称で
はないため、全体としてどちらか任意の位置方向にスラ
イダ１３、１４移動する場合を含む。

【００５０】なお、スライダ１３、１４を左方向に移動
させるには、圧電素子３２、５９に印加する鋸歯状波の
波形を変えて、急速な立ち上がりと緩やかな立下りから
なる駆動パルスを印加すれば、上述とは逆の作用によっ
てこれを達成することができる。なお、駆動パルスは、
矩形波やその他の波形を適用することもできる。

【００５１】ベース板に保持された第１アクチュエータ
の圧電素子に駆動パルスが印加された場合は、上述のよ
うに圧電素子３２は伸縮を繰り返す。圧電素子３２の伸
縮はウェイト３０と振動伝達ロッド３４に伝達する。ウ
ェイト３０と振動伝達ロッド３４の慣性質量の差からウ
ェイト３０はほとんど移動せず、振動伝達ロッド３４の
みに伸縮が伝達される。振動伝達ロッド３４は、上述の
ように、ロッド支持腕３６に接着されているが、接着剤
３３が弾性的に撓むため伸縮が妨げられることがない。
上述のように、ロッドの左右に移動する速度差によっ
て、摩擦結合する第１スライダ１４が振動伝達ロッド３
４に沿ってＸ軸方向に移動する。第１スライダ１４の加
減速に伴ない第１アクチュエータ２８に嵌合ガタ内で移
動しようとする力が働くが、振動伝達ロッド３４とロッ
ド支持腕３６とが接着されているため、移動は起こら
ず、補正性能のみならず焦点移動による光学性能劣化も
防止することができる。

【００５２】第１スライダ１４がＸ軸方向へ移動する
と、第１スライダに連結されている第２スライダ１３も
同時にＸ軸方向に移動する。第２スライダ１３は第１ス
ライダ１４とベース板１２の間にかかる押圧スプリング
７０と、第２スライダ１３とベース板１２との間の剛球
１５により、抵抗が少なくかつ光軸方向に変動すること
なく移動する。このとき第１及び第２の基板８０，８２
を接続するフレキシブル基板８４は折り曲げられた開放
角度が変動して第１スライダの移動を吸収する。

【００５３】一方、第２スライダ１３に保持された第２
アクチュエータの圧電素子５９に駆動パルスが印加され
た場合は、上述のように圧電素子５９は伸縮を繰り返
す。圧電素子５９の伸縮はウェイト５８と振動伝達ロッ
ド６０に伝達する。ウェイト５８と振動伝達ロッド６０
の慣性質量の差からウェイト５８はほとんど移動せず、
振動伝達ロッド６０のみに伸縮が伝達される。振動伝達
ロッド６０は、上述のように、第２スライダ１３のロッ
ド支持腕５０に接着されているが、接着剤が弾性的に撓
むため伸縮が妨げられることがない。上述のように、ロ
ッドの左右に移動する速度差で第２スライダ１３が第１
スライダ１４と相対的に振動伝達ロッド６０の延在方向
（Ｙ軸方向）に移動（自走）する。第２スライダ１３の
加減速に伴ない第２アクチュエータ５６に嵌合ガタ内で
移動しようとする力が働くが、振動伝達ロッド６０とロ
ッド支持腕５０とが接着されているため、移動は起こら
ず、補正性能のみならず焦点移動による光学性能劣化も
防止することができる。

【００５４】このように第２アクチュエータに駆動パル
スが印加された場合は、第１スライダとは独立して第２
スライダだけがＹ軸方向に移動（自走）する。第２スラ
イダ１３は第１スライダ１４とベース板１２との間にか
かる押圧スプリング７０と、第２スライダ１３と第１ス
ライダの間の剛球１５により、抵抗が少なく、かつ光軸
方向への変動を起こすことなく移動する。このとき、第
１及び第２基板８０、８２を接続するフレキシブル基板
８４は、折り曲げられた曲げ部分がよれて、第２スライ
ダの移動を吸収する。

【００５５】以上説明したように、本実施形態にかかる
撮像装置は、ジャイロ素子８６により検知されたカメラ
本体のブレを補正するように、第１及び第２アクチュエ
ータを駆動させることで、撮像素子をそれぞれＸ軸方向
及びＹ軸方向に移動させることができる。

【００５６】また、撮像素子１６の信号を処理する基板
が２つに分割されており、また、処理の役割を分けて構
成しているため、撮像素子が配設されている第１基板の
サイズを小さくすることができる。よって撮像素子の移
動に伴うスペースを小さくすることができ、装置全体を
小型化することができる。撮像素子とその信号を処理す
る基板が直接接続されており、ノイズを小さくすること
ができる。

【００５７】また、両者が光軸方向に重なって配置され
ているため、第１基板すなわち、撮像素子の移動を第２
基板との相対位置を用いて容易に導くことができ、その
ための位置検出素子を直接第１及び第２基板に配置させ
ることで、装置のさらなる小型化を図ることができ、必
要な部材をスペース効率良く配置することができる。

【００５８】また、撮像素子の移動に伴って可動な基板
は、その基板の負担を固定された第２基板にふり分けて
構成することができるため、回路規模を小さくし重量を
小さくすることができる。よって、可動部分の軽量化を
図ることができ、装置の共振周波数を高く維持すること
ができる。したがって、圧電素子を用いたアクチュエー
タによる撮像素子による撮像素子の移動制御を容易にす
ることができる。

【００５９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【００６０】例えば、上記実施形態においては、第２ア
クチュエータは第２スライダに搭載され、第２スライダ
を自走式とした構成であるが、第２アクチュエータを第
１スライダに固定させ、第２スライダを移動させるよう
に構成してもよい。このような構成であっても同様の作
用を実現することができる。なお、この場合、第１スラ
イダにロッド支持腕、第２スライダに第２ロッド当接部
が設けられる。

【００６１】また、上記実施形態においては、第２基板
８２が第１基板８０とほぼ重なるように基板を区分し、
両者を対向させて配置させているが、第１基板と第２基
盤の大きさを変えたり配置位置を変えたりして一部のみ
が重なるように構成されていてもよい。

【００６２】また、上記実施形態においては、ジャイロ
素子８６は、鏡胴本体７に取りつけられ、第１及び第２
基板８０、８２へ角速度信号を送信するように構成され
ているが、対向する第１及び第２基板８０、８２の対向
面に直接取りつけられていてもよい。このとき、マイコ
ン１０２は、ジャイロ素子からの角速度信号が零になる
ように第１及び第２アクチュエータを駆動させるように
制御を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像装置を搭載するデジタルカメラ
の概略構成を示す図である。

【図２】（ａ）は図１の撮像装置に用いられている駆
動装置の組立分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の第１
アクチュエータ部分の詳細図である。

【図３】図２の駆動装置を鏡胴本体に固定した状態で
Ｉ−Ｉ断面で切断した撮像装置の要部拡大断面図であ
る。

【図４】図２の駆動装置を鏡胴本体に固定した状態で
II−II断面で切断した撮像装置の要部拡大断面図であ
る。

【図５】第１スライダを摩擦係合した第１アクチュエ
ータの構造図である。

【図６】第１アクチュエータの固定構造の変形例を示
す図である。

【図７】ロッド支持腕と第１スライダの嵌合の変形例
を示す図である。（ａ）はロッド支持腕の構造を示す斜
視図であり、（ｂ）は嵌合した状態を示す断面図であ
る。

【図８】図２の撮像装置の駆動制御回路の電気的構造
を示すブロック図である。

【図９】アクチュエータの駆動原理を説明するための
図である。（ａ）は圧電素子に印加される駆動パルスの
波形の例である。（ｂ）はアクチュエータの動きを説明
する図である。

【符号の説明】

１デジタルカメラ２ボディ３撮像装置４レンズ７鏡胴本体１０駆動装置１２ベース板１３第２スライダ１４第１スライダ１５剛球１６撮像素子１７ローパスフィルタ１８放熱板１９フレーム２０大穴２１，７２押圧スプリング掛け２２基板保持腕２４浮き防止係止爪２６位置決め腕２８第１リニアアクチュエータ３０ウェイト３２圧電素子３４駆動軸３６ロッド支持腕３８突部４０キャップ４２，７８挟持スプリング４４底板４６周壁４８開口部５０ロッド支持腕５２方向基準板５４剛球受け５６第２リニアアクチュエータ５７位置決め面５８ウェイト６０駆動軸６２ビス６４通孔６６フレーム６８開口７０押圧スプリング７４第１ロッド当接部７６第２ロッド当接部７９移動制限穴８０第１基板８２第２基板８４フレキシブル基板８６ジャイロ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ // Ｈ０４Ｎ 101:00 101:00 Ｆターム(参考） 2H044 AJ06 2H100 BB06 BB11 CC07 EE00 5C022 AA13 AB46 AC42 AC74 5H680 AA19 BB03 BB13 BB15 BC01 CC06 DD02 DD23 DD66 DD73 DD83 FF24 FF30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子及び該撮像素子が搭載されてい
る基板が、光軸に垂直な面内で移動可能に、鏡胴の一端
に配置された撮像装置であって、前記撮像素子を移動させるための駆動手段が、該撮像素
子の周囲かつ前記基板と前記鏡胴の間の空間に搭載され
ていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記駆動手段は、第１の方向に延在する第１アクチュエータを保持し、前
記鏡胴に固着するベース板と、前記第１アクチュエータと移動可能に係合し前記ベース
板に対して前記第１の方向に移動する第１スライダと、前記第１スライダと移動可能に係合しかつ前記第１の方
向に対して直交する第２の方向に延在する第２アクチュ
エータを保持し、前記第２の方向に移動する第２スライ
ダとを備え、前記撮像素子は前記第２スライダに固定されることを特
徴とする、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】前記駆動手段は、第１の方向に延在する第１アクチュエータを保持し、前
記鏡胴に固着するベース板と、前記第１アクチュエータと移動可能に係合し前記ベース
板に対して前記第１の方向に移動し、かつ前記第１の方
向に対して直行する第２の方向に延在する第２アクチュ
エータを保持する第１スライダと、前記第２アクチュエータと移動可能に係合し、前記第２
の方向に移動する第２スライダを備え、前記撮像素子は前記第２スライダに固定されることを特
徴とする、請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】前記ベース板、第１スライダ、第２スラ
イダはそれぞれ環状形状であり、前記第２スライダは前
記第１スライダの環中及び前記ベース板の環中にそれぞ
れ挿入されて配置されることを特徴とする、請求項２又
は３記載の撮像装置。
【請求項５】前記第１及び第２アクチュエータは圧電
アクチュエータであることを特徴とする、請求項２から
４のいずれか１つに記載の撮像装置。