JP2003110928A

JP2003110928A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2003110928A
Application number: JP2001305226A
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

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で必要な部材をスペース効率良く配置し
た撮像素子が揺動する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子１６が、その受光面に対して平
行に揺動可能に設けられている撮像装置であって、撮像
素子１６の信号を処理する基板を固定基板８２と、撮像
素子１６が配置され前記撮像素子とともに揺動する可動
基板８０の２つに分けて実装し、前記固定基板８２と可
動基板８０とを光軸方向に位置を異ならせて少なくとも
一部が互いに対向するように配置する。固定基板８２と
可動基板８０には、位置検出素子９０、９４が設けられ
ており、可動基板の位置を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤなどの撮像
素子を揺動させて、手振れ補正や光軸合わせなどを行う
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像素子を２軸方向に移動可能に
鏡胴に取り付け、手振れによる光学系の揺動に合わせて
撮像素子を移動させる手振れ補正装置が開示されてい
る。この手振れ補正装置は、撮像素子を移動させるため
の機構を備えた撮像装置を備えており、撮像素子からの
光電信号は、信号処理回路に送信され画像として処理さ
れる。そのために、別構成の回路基板を撮像素子の近傍
に有している。

【０００３】また、この手振れ補正装置は、撮像素子を
移動させて光軸とのブレを補正する必要があるため、撮
像素子の位置を検出する必要がある。したがって、撮像
素子の位置を検出するための回路を備えており、そのた
めの位置検出回路を別に有することが必要である。位置
検出回路の例としては、米国特許5,225,941に、固定の
ＰＳＤと可動のＬＥＤを対向させて配置しレンズの光軸
方向位置を検知する手段が開示されている。

【０００４】しかしながら、上記構成においては、信号
処理回路や位置検出回路などを撮像素子の近傍に別回路
として配置させる必要がある。また、信号処理回路は撮
像素子からの微弱な電圧信号を画像信号に変換するた
め、回路規模が大きくなると共に、撮像素子から離れて
配置されるとノイズなどの問題が生じる。したがって、
上記構成の撮像装置を用いた手振れ補正装置は、サイズ
が大きくなるとともに、ユニットとしてのまとまりを欠
き、スペース効率が悪くカメラへの配置が困難であると
いう問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】したがって、本発明が解決しようとする技
術的課題は、撮像素子が揺動する撮像装置について、小
型化することをその目的とし、必要な部材をスペース効
率良く配置した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、撮像素子が、その受光面に対
して平行に揺動可能に設けられているタイプのものであ
る。そして、撮像素子の信号を処理する基板を固定基板
と、撮像素子が配置され前記撮像素子とともに揺動する
可動基板の２つに分けて実装し、前記固定基板と可動基
板とを光軸方向に位置を異ならせて少なくとも一部が互
いに対向するように配置した。

【０００９】上記構成において、撮像素子は、その受光
面に対して平行に揺動することができるように構成され
ており、撮像装置は、例えば、撮像素子を揺動して手振
れによる光軸のずれを補正する手振れ補正装置、又は、
初期の焦点のために光学ユニットと撮像ユニットとの傾
きを合わせるために撮像素子を移動させることが可能な
鏡胴などにおいて好適に用いられる。そして、撮像素子
の信号を処理する基板、すなわち、入射した被写体光を
受けた撮像素子が出力した光電信号を画像信号へ変換す
る処理を行うための基板を、固定基板と可動基板に分割
する。撮像素子の信号を処理する基板には、例えば、位
置検出などの他の処理を行うための素子が配設されてい
てもよい。可動基板には、ＣＣＤなどの撮像素子が配置
され、撮像素子と一体的に揺動するように構成される。
一方、固定基板には、撮像素子の信号を処理する基板に
配設されるべき素子であって、可動基板に配設されなか
った素子が配設される。可動基板と固定基板とは、光軸
方向に位置を異ならせ、少なくとも一部が光軸方向に重
なるように互いに対向させて配置される。

【００１０】上記構成によれば、撮像素子の信号を処理
する基板に直接撮像素子を配設し、また、前記基板を可
動基板と固定基板とに分けており、可動基板を撮像素子
と共に揺動させる。したがって、撮像素子と共に揺動す
る可動基板の大きさを調節することで可動部分の移動空
間を小さくすることができると共に、撮像素子周りの駆
動する部材の質量を少なくして、撮像装置の共振周波数
を高くすることができる。よって、リニアアクチュエー
タによる撮像素子の駆動制御が容易になる。また、分割
した基板を光軸方向に重ねて配置することにより、撮像
装置のユニット化を容易にすることができる。したがっ
て、必要な部材をスペース効率良く配置することができ
る。

【００１１】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。

【００１２】好ましくは、前記固定基板と前記可動基板
とはフレキシブル基板によって接続される。

【００１３】上記構成において、可動基板は撮像素子と
共に揺動するため、固定されている固定基板に対してそ
の位置が変化する。したがって、撮像素子の移動に伴う
固定基板と可動基板の位置関係の変化を吸収できるよう
に両基板を結線することが好ましい。フレキシブル基板
によって両者を接続することによって、可動基板の移動
を吸収することができる。

【００１４】好ましくは、前記固定基板及び可動基板
は、それぞれの対向面に光軸方向に重なるように位置検
出素子を配設されている。

【００１５】上記構成において、固定基板と可動基板と
は対向して少なくとも一部を光軸方向に重なるように配
置されているため、そのそれぞれの対抗面に位置検出素
子を配設することによって、固定基板との関係において
可動基板の位置を検知することができる。また、位置検
出素子は、撮像素子の信号を処理する基板に配設されて
いるため、位置検出の回路のために配置スペースを大き
く取る必要がなく装置全体を小さくすることができると
ともに、煩雑な配線を省略することができる。

【００１６】好ましくは、上記構成において、前記位置
検出素子は、光軸に対する前記撮像素子の配置位置のず
れを導くための情報を出力する。

【００１７】上記構成において、固定基板に対する可動
基板の位置すなわち、撮像素子の位置が移動することに
よって、光軸に対する撮像素子の配置位置を調整するこ
とができる。したがって、現在撮像素子が存在している
位置との差を小さくするように撮像素子を移動させるこ
とが好ましく、位置検出素子は、このための情報を出力
する。

【００１８】上記構成において、前記位置検出素子は、
受光素子と発光素子とから構成されることが好ましい。
そして、さらには、受光素子は固定基板に、発光素子は
可動基板に配設されていることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撮像装置を用いた
手振れ補正装置の一実施形態について、図面を参照しな
がら説明する。

【００２０】手振れ補正装置は、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、レンズ４などを含む光学系で
ある鏡胴３とから構成される。手振れ補正装置１０は、
鏡胴３の端に取りつけられる。後述するように、手振れ
補正装置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３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。

【００２１】図２に手振れ補正装置の組立分解斜視図を
示す。図３に、図２の手振れ補正装置をＩ−Ｉ断面で切
断した断面図を示す。図４に図２の手振れ補正装置をII
−II断面で切断した断面図を示す。手振れ補正装置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１６とで構成される。

【００２２】ベース板１２は、図３及び図４に示すよう
に、鏡胴３との位置（煽りとレンズバック）を調整され
て鏡胴３に固定され、ネジ９８とスプリング１００によ
り鏡胴３と手振れ補正装置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。

【００２３】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。

【００２４】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
系またはシリコン含有の接着剤が好適に用いられる。

【００２５】ベース板１２の２つのロッド支持腕３６に
は、その上面に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。

【００２６】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。

【００２７】第１スライダ１４は、図４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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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
可能幅だけ、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、短辺方向にロッド支持腕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。

【００３２】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。

【００３３】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と撮像素子からの光電信号を処理するため
の出力回路８１の一部が搭載される。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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５４は、その表裏に
剛球１５を保持するための凹状の剛球受け５２を備え、
剛球受け５２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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】第２基板８２には、撮像素子１６（第１基
板８０）からの信号を処理する回路と、第２スライダ１
３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
を制御する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
れた撮像素子信号が出力される。

【００４１】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、互いには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３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３及び撮像素子１６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。

【００４２】次に本実施形態に係る手振れ補正装置の動
作について説明する。図８は、本実施形態にかかる手振
れ補正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。

【００４３】制御回路は、カメラ本体すなわち、鏡胴３
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２
８，５６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。

【００４４】ジャイロ素子８６は、図４に示すように鏡
胴３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。

【００４５】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、ＰＳＤ９０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１
６）が現在存在している位置及び、ジャイロ素子８６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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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で摩擦結
合する第１スライダ１４が振動伝達ロッド３４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３
６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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】以上説明したように、本実施形態にかかる
手振れ補正装置は、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
軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。

【００５５】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、両基板が対向して配置
されているため、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。

【００５６】また、両者が光軸方向に重なって配置され
ているため、可動基板すなわち、撮像素子の移動を固定
された基板との関係で容易に導くことができ、そのため
の素子を直接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。

【００５７】また、撮像素子の移動に伴って可動な基板
は分割されており、重量を小さくすることができるの
で、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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】また、上記実施形態においては、ジャイロ
素子８６は、鏡胴３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１
０２は、ジャイロからの角速度信号が零になるように第
１および第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用いた手振れ補正装置を
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）は本発明の撮像装置を用いた手振れ補
正装置の組立分解斜視図である。（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の手振れ補正装置をＩ−Ｉ断面で切断し
た断面図である。

【図４】図２の手振れ補正装置をII−II断面で切断し
た断面図である。

【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の手振れ補正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鏡胴４レンズ１０手振れ補正装置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）Ｇ０３Ｂ 5/00 Ｇ０３Ｂ 5/00 ＪＨ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子が、その受光面に対して平行に
揺動可能に設けられている撮像装置であって、撮像素子
の信号を処理する基板を固定基板と、撮像素子が配置さ
れ前記撮像素子とともに揺動する可動基板の２つに分け
て実装し、前記固定基板と可動基板とを光軸方向に位置
を異ならせて少なくとも一部が互いに対向するように配
置したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記固定基板と前記可動基板とはフレキ
シブル基板によって接続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】前記固定基板及び可動基板は、それぞれ
の対向面に光軸方向に重なるように位置検出素子を配設
されたことを特徴とする、請求項１または２記載の撮像
装置。
【請求項４】前記位置検出素子は、光軸に対する前記
撮像素子の配置位置のずれを導くための情報を出力する
ことを特徴とする、請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】前記位置検出素子は、受光素子と発光素
子とからなることを特徴とする、請求項３または４記載
の撮像装置。