JP4671626B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に像ブレ補正動作などのために移動可能である撮像素子などを含む可動部の固定装置に関する。

従来、像ブレ補正装置など、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を光軸と垂直な平面上を移動させることが可能な撮像装置が提案されている。

特許文献１は、像ブレ補正レンズを含む可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を持たない像ブレ補正装置を開示する。特許文献２は、像ブレ補正レンズを含む可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を持つ像ブレ補正装置を開示する。
特開２００２−２２９０９０号公報 特開平１０−１４２６４７号公報

しかし、特許文献１の装置のような可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を持たない像ブレ補正装置では、主電源がオン状態且つ像ブレ補正を行わない場合に、可動部は電磁力によって特定位置に固定される。この固定のために重力に逆らって可動部を保持するための電磁力を発生させる必要があり、消費電力に問題があった。

また、特許文献２の装置のように、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を含む可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を用いれば、消費電力の問題は生じないが、像ブレ補正装置全体を大型化させていた。

したがって本発明の目的は、撮像素子を含む可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を持たない撮像装置において、低消費電力で可動部を固定する装置を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、撮像素子について撮影レンズの光軸に直交する第１方向と、光軸及び第１方向に直交する第２方向に移動可能である可動部と、可動部を第１、第２方向に移動自在に支持する固定部とを備え、可動部、固定部は、可動部を第１方向に移動させる第１、第２水平方向駆動手段と、可動部を第２方向に移動させる第１、第２鉛直方向駆動手段とを有し、第１、第２水平方向駆動手段、第１、第２鉛直方向駆動手段を制御する制御手段を備え、制御手段は、第１、第２水平方向駆動手段、または第１、第２鉛直方向駆動手段のすくなくとも一方について、互いに逆方向に可動部を移動せしめる力を発生させ、可動部を光軸に垂直な平面上を回転させ固定する。

好ましくは、回転により、可動部又は固定部に含まれる可動部を第１方向または第２方向に移動自在に支持する部材との間に摩擦力を生じさせる。これにより、駆動手段の駆動力の他に、摩擦力を使って可動部を固定できるので、可動部の固定に必要な消費電力を抑えることが可能になる。

さらに好ましくは、可動部は、可動部を第１方向に支持する部材として、第１方向に平行な線分と、第２方向に平行な線分を有する移動用シャフトと、移動用シャフトを除く可動部に含まれ且つ移動用シャフトを第１方向に移動自在に支持する水平方向軸受け部とを有し、固定部は、可動部を第２方向に支持する部材として、移動用シャフトを第２方向に移動自在に支持する鉛直方向軸受け部を有する。

また、さらに好ましくは、可動部の回転量は、可動部を支持する部材間のクリアランスの量と略同一である。

また、好ましくは、互いに逆方向に可動部を移動せしめる力それぞれの値の絶対値は等しい。

また、好ましくは、第１、第２水平方向駆動手段による可動部の回転の方向と、第１、第２鉛直方向駆動手段による可動部の回転の方向は逆方向である。これにより、撮像素子などは回転による傾きが殆ど生じない。

また、好ましくは、可動部、固定部のいずれか一方は、第１、第２水平方向駆動手段として第１、第２水平方向駆動用コイルを有し、第１、第２鉛直方向駆動手段として第１、第２鉛直方向駆動用コイルを有し、可動部、固定部のいずれか他方は、第１、第２水平方向駆動手段として第１、第２水平方向駆動用磁石を有し、第１、第２鉛直方向駆動手段として第１、第２鉛直方向駆動用磁石を有し、可動部を移動せしめる力は電磁力である。

さらに好ましくは、第１水平方向駆動用コイルと第１水平方向駆動用磁石とは第２方向で対向する位置関係に、第２水平方向駆動用コイルと第２水平方向駆動用磁石とは第２方向で対向する位置関係に、第１鉛直方向駆動用コイルと第１鉛直方向駆動用磁石とは第１方向で対向する位置関係に、第２鉛直方向駆動用コイルと第２鉛直方向駆動用磁石とは第１方向で対向する位置関係にある。

また、好ましくは、可動部を第１、第２方向に移動させることにより、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸のずれを無くし、被写体像と結像面の位置を一定に保つ像ブレ補正動作を行い、制御手段は、主電源がオン時で且つ像ブレ補正動作を行わない場合に、互いに逆方向に可動部を移動せしめる力を発生させる。

以上のように本発明によれば、撮像素子を含む可動部を移動範囲の特定位置に固定するモータなどの大型の機構を持たない撮像装置において、低消費電力で可動部を固定する装置を提供することが可能になる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮像装置１はデジタルカメラであるとして説明する。なお、方向を説明するために、撮像装置１において光軸ＬＸと直交する水平方向を第１方向ｘ、光軸ＬＸと直交する鉛直方向を第２方向ｙ、光軸ＬＸと平行な水平方向を第３方向ｚとして説明する。なお、図５は、図４の像ブレ補正部３０を第２方向ｙの第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂ側からみた構成図を、図６は、図４のＡ−Ａ線の断面における構成図を示す。

撮像装置１の撮像に関する部分は、電源のオンオフ切り替えを行うＰｏｎボタン１１、レリーズボタン１３、ＬＣＤモニタ１７、ＣＰＵ２１、撮像ブロック２２、ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、像ブレ補正部３０の撮像部３９ａ、及び撮影レンズ６７から構成される。Ｐｏｎボタン１１の押下に対応してＰｏｎスイッチ１１ａのオンオフ状態が切り替えられ、これにより撮像装置１の電源のオンオフ状態が切り替えられる。被写体像は、撮像部３９ａを駆動する撮像ブロック２２によって撮影レンズ６７を介した光学像として撮像され、ＬＣＤモニタ１７によって撮像された画像が表示される。また被写体像は光学ファインダ（不図示）によって光学的に観察することも可能である。

レリーズボタン１３は、半押しすることにより測光スイッチ１２ａがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ１３ａがオン状態にされ撮像が行われ、撮影像がメモリされる。

ＣＰＵ２１は、撮像に関する各部の制御、後述する像ブレ補正に関する各部の制御を行う制御手段である。また、ＣＰＵ２１は、後述する補正モードか否かを判断するパラメータＩＳの値をメモリする。

撮像ブロック２２は、撮像部３９ａを駆動する。ＡＥ部２３は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。ＡＦ部２４は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ６７を光軸方向に変位させ焦点調節を行う。

撮像装置１の像ブレ補正装置すなわち像ブレ補正に関する部分は、像ブレ補正ボタン１４、ＣＰＵ２１、角速度検出部２５、ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、磁界変化検出素子の信号処理回路としてのホール素子信号処理回路４５、及び撮影レンズ６７から構成される。

像ブレ補正ボタン１４は、押下することにより像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされ、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、角速度検出部２５、及び像ブレ補正部３０が駆動されて像ブレ補正が行われる。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モードの場合にパラメータＩＳ＝１、像ブレ補正スイッチ１４ａがオフ状態にされた補正モードでない場合にパラメータＩＳ＝０と設定する。本実施形態ではこの一定時間を１ｍｓであるとして説明する。

これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ２１によって制御される。測光スイッチ１２ａ、レリーズスイッチ１３ａ、像ブレ補正スイッチ１４ａのオン／オフ情報は、それぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のポートＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に入力される。撮像ブロック２２、ＡＥ部２３、及びＡＦ部２４は、それぞれポートＰ３、Ｐ４、Ｐ５で信号の入出力が行われる。

次に、角速度検出部２５、ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、ホール素子信号処理回路４５についての詳細、及びＣＰＵ２１との入出力関係について説明する。

角速度検出部２５は、第１、第２角速度センサ２６、２７とアンプ・ハイパスフィルタ回路２８とを有する。第１、第２角速度センサ２６、２７は、撮像装置１の一定時間（１ｍｓ）ごとの第１方向ｘ及び第２方向ｙの角速度を検出する。第１角速度センサ２６は、第１方向ｘの角速度を、第２角速度センサ２７は第２方向ｙの角速度を検出する。アンプ・ハイパスフィルタ回路２８は、角速度に関する信号を増幅した後、第１、第２角速度センサ２６、２７のヌル電圧やパンニングをカットし、第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力する。

ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙをＡ／Ｄ変換した後、焦点距離などを考慮した変換係数によって一定時間（１ｍｓ）に生じた像ブレ量を演算する。従って、角速度検出部２５とＣＰＵ２１は、像ブレ量演算機能を有する。

ＣＰＵ２１は、演算により求められた像ブレ量に応じた撮像部３９ａの移動すべき位置Ｓを第１方向ｘ、第２方向ｙごとにさらに駆動用コイルごとに演算し設定する。位置Ｓの第１方向ｘ成分をｓｘ、第２方向ｙ成分をｓｙとする。撮像部３９ａを含む可動部３０ａの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部３０ａをこの位置Ｓまで移動させるためにドライバ回路２９を駆動する駆動力Ｄの第１方向ｘ成分を水平方向ＰＷＭデューティＤＸ、第２方向ｙ成分を鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹとする。水平方向ＰＷＭデューティＤＸ、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹは、ドライバ回路２９に出力するパルス信号のデューティである。

可動部３０ａを移動させて像ブレ補正動作を行う場合は、水平方向ＰＷＭデューティＤＸ、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹの値は、いずれも上記演算により求められる。

像ブレ補正動作を行う場合、第１水平方向駆動用コイル３１ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ０は、水平方向ＰＷＭデューティＤＸと同じ値の第１水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１をドライバ回路２９に出力する。第２水平方向駆動用コイル３２ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ１は、水平方向ＰＷＭデューティＤＸと同じ値の第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ２をドライバ回路２９に出力する。第１鉛直方向駆動用コイル３３ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ２は、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹと同じ値の第１鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１をドライバ回路２９に出力する。第２鉛直方向駆動用コイル３４ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ３は、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹと同じ値の第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ２をドライバ回路２９に出力する。

像ブレ補正動作を行わない場合は、可動部３０ａを第１〜第３水平移動用軸受け部５１ａ〜５３ａと移動用シャフト５０ａとの間のクリアランス、及び移動用シャフト５０ａと第１〜第４鉛直移動用軸受け部５４ｂ〜５７ｂとの間のクリアランス分を利用した微少回転をさせ、これらの間に生じた摩擦力で固定する。固定する位置は特定せず、直前の像ブレ補正動作における可動部３０ａの位置で固定する。

従って、可動部３０ａの回転量は、移動用シャフト５０ａなどの支持部材間のクリアランスの量と略同一である。

この場合、水平方向デューティＤＸ、鉛直方向デューティＤＹは、第１、第２一定値ｃ１、ｃ２に設定される。第１、第２一定値ｃ１、ｃ２は、像ブレ補正動作において演算により求められる水平方向デューティＤＸ、鉛直方向デューティＤＹの値に比べて小さい値でよい。

像ブレ補正動作を行わない場合、第１水平方向駆動用コイル３１ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ０は、水平方向ＰＷＭデューティＤＸと同じ値の第１水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１（＝ｃ１）をドライバ回路２９に出力する。第２水平方向駆動用コイル３２ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ１は、水平方向ＰＷＭデューティＤＸと絶対値が等しく異符号の第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ２（＝−ｃ１）をドライバ回路２９に出力する。第１鉛直方向駆動用コイル３３ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ２は、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹと同じ値の第１鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１（＝ｃ２）をドライバ回路２９に出力する。第２鉛直方向駆動用コイル３４ａを駆動するためにＣＰＵ２１のＰＷＭ３は、鉛直方向ＰＷＭデューティＤＹと絶対値が等しく異符号の第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ２（＝−ｃ２）をドライバ回路２９に出力する。

ドライバ回路２９は、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２の出力を受けて第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２を第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに流す。ドライバ回路２９は、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２の出力を受けて第１、第２鉛直方向駆動電流ｉｖ１、ｉｖ２を第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａに流す。

第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２が第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに流れることにより、第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂとの間に生じた電磁力によって可動部３０ａを第１方向ｘで互いに逆方向へ移動せしめる力が働く。これにより、移動用シャフト５０ａを除く可動部３０ａは第３方向ｚに垂直な平面上を回転せしめられる。

第１、第２鉛直方向駆動電流ｉｖ１、ｉｖ２が第１、第２鉛直方向駆動用コイル３２ａ、３４ａに流れることにより、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂとの間に生じた電磁力によって可動部３０ａを第２方向ｙで互いに逆方向へ移動せしめる力が働く。これにより、移動用シャフト５０ａを含む可動部３０ａは第３方向ｚに垂直な平面上を回転せしめられる。

第１、第２一定値ｃ１、ｃ２の値は、水平方向の駆動による回転と、鉛直方向の駆動
による回転が互いに逆方向になるように設定されるのが望ましい。

本実施形態では、ＣＰＵ２１は、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２を変動させることにより、ドライバ回路２９を介して第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに流れる第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２を制御する形態を説明するが、ＣＰＵ２１が第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに直接接続されて、第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２を制御する形態であってもよい。第２方向ｙについても同様である。

像ブレ補正部３０は、ＣＰＵ２１が演算した移動すべき位置Ｓに撮像部３９ａを移動させることによって、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸ＬＸのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保ち、像ブレを補正する装置であり、撮像部３９ａを含み移動可能領域をもつ可動部３０ａと、固定部３０ｂとを有する。また、像ブレ補正部３０は、コイルに流れる電流の方向と磁石の磁界の向きにより生じた電磁力により可動部３０ａを移動させる駆動用部分と、可動部３０ａの位置を検出する位置検出部分とに分けて考えることもできる。

像ブレ補正部３０の可動部３０ａの第１方向ｘの駆動は、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂによる電磁力によって行われる。像ブレ補正部３０の可動部３０ａの第２方向ｙの駆動は、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａ、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂによる電磁力によって行われる。

ドライバ回路２９の駆動により移動した可動部３０ａの移動前または移動後の位置Ｐはホール素子部４４ａ、ホール素子信号処理回路４５によって検出される。検出された位置Ｐの情報は、第１検出位置信号ｐｘが第１方向ｘ成分として、第２検出位置信号ｐｙが第２方向ｙ成分としてそれぞれＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３に入力される。

第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙに対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐの第１方向ｘ成分、第２方向ｙ成分をそれぞれｐｄｘ、ｐｄｙとする。検出された位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙ）のデータと移動すべき位置Ｓ（ｓｘ、ｓｙ）のデータによりＰＩＤ制御が行われる。

第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２の値は、第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２の値に比例して求められる。第１、第２鉛直方向駆動電流ｉｖ１、ｉｖ２の値は、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２の値に比例して求められる。

可動部３０ａは、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａ、撮像部３９ａ、磁界変化検出素子部としてのホール素子部４４ａ、可動基板４９ａ、移動用シャフト５０ａ、第１〜第３水平移動用軸受け部５１ａ〜５３ａ、プレート６４ａとを有する。

固定部３０ｂは、第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂ、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂ、第１、第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂ、４２２ｂ、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂ、４３２ｂ、第１〜第４鉛直移動用軸受け部５４ｂ〜５７ｂ、ベース板６５ｂとを有する。

固定部３０ｂが、可動部３０ａを第１方向ｘ、第２方向ｙに移動自在に支持する詳細を説明する。

可動部３０ａの第３方向ｚから見てコの字型をした移動用シャフト５０ａは、固定部３０ｂのベース板６５ｂに取り付けられた第１〜第４鉛直移動用軸受け部５４ｂ〜５７ｂと鉛直方向（第２方向ｙ）に移動自在に支持される。すなわち移動用シャフト５０ａは、第１方向ｘに平行な線分と、第２方向ｙに平行な線分を有する。第１、第２鉛直移動用軸受け部５４ｂ、５５ｂは、第１方向ｘからみて第２方向ｙに延びる長穴形状を有している。これにより、可動部３０ａは、固定部３０ｂに対して鉛直方向に移動が可能になる。

また移動用シャフト５０ａは、可動部３０ａの第１〜第３水平移動用軸受け部５１ａ〜５３ａと水平方向（第１方向ｘ）に移動自在に支持される。これにより、移動用シャフト５０ａを除く可動部３０ａは、移動用シャフト５０ａ及び固定部３０ｂに対して水平方向に移動が可能になる。

撮像素子３９ａ１の撮像範囲を最大限活用するために、撮影レンズ６７の光軸ＬＸが撮像素子３９ａ１の中心近傍を通る位置関係にある時に、第１方向ｘ、第２方向ｙともに可動部３０ａが移動範囲の中心に位置する（移動中心位置にある）ように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定する。撮像素子３９ａ１の中心とは、撮像素子３９ａ１の撮像面を形成する矩形が有する２つの対角線の交点をいう。

可動部３０ａは、撮影レンズ６７の方向からみて光軸方向に撮像部３９ａ、プレート６４ａ、可動基板４９ａの第１基板４９ａ１が取り付けられる。撮像部３９ａは、撮像素子３９ａ１、ステージ３９ａ２、押さえ部３９ａ３、光学ローパスフィルタ３９ａ４とを有し、ステージ３９ａ２とプレート６４ａとで撮像素子３９ａ１、押さえ部３９ａ３、光学ローパスフィルタ３９ａ４を挟み付勢する。第１〜第３水平移動用軸受け部５１ａ〜５３ａは、ステージ３９ａ２に取り付けられる。プレート６４ａは、撮像素子３９ａ１が取り付けられることにより、撮像素子３９ａ１が撮影レンズ６７の光軸ＬＸに垂直になるように位置決めを行う。またプレート６４ａが金属材料で出来ている場合には、撮像素子３９ａ１と接触することによりさらに放熱効果も有する。

可動基板４９ａは、第３方向ｚに垂直な平面上にある第１基板４９ａ１、及び第１基板４９ａ１と垂直に取り付けられる第２〜第５基板４９ａ２〜４９ａ５から構成される。第２、第３基板４９ａ２、４９ａ３は、第２方向ｙに垂直な平面上にあり、これらは、撮像素子３９ａ１を第２方向ｙで挟む位置関係にある。第４、第５基板４９ａ４、４９ａ５は、第１方向ｘに垂直な平面上にあり、こられは、撮像素子３９ａ１を第１方向ｘで挟む位置関係にある。

第２基板４９ａ２は、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第１水平方向駆動用コイル３１ａ、及びホール素子部４４ａの第１水平方向ホール素子ｈｈ１とが第２方向ｙに垂直な平面上で且つ撮像素子３９ａ１がある側と反対側に取り付けられる。

第１水平方向駆動用コイル３１ａのコイルパターンは、第１水平方向駆動用コイル３１ａの電流の方向と第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第１水平方向駆動用コイル３１ａを含む可動部３０ａを第１方向ｘに移動させるべく、第３方向ｚと平行な線分を有する。

第３基板４９ａ３は、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第２水平方向駆動用コイル３２ａ、及びホール素子部４４ａの第２水平方向ホール素子ｈｈ２とが第２方向ｙに垂直な平面上で且つ撮像素子３９ａ１がある側と反対側に取り付けられる。

第２水平方向駆動用コイル３２ａのコイルパターンは、第２水平方向駆動用コイル３２ａの電流の方向と第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第２水平方向駆動用コイル３２ａを含む可動部３０ａを第１方向ｘに移動させるべく、第３方向ｚと平行な線分を有する。

第４基板４９ａ４は、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第１鉛直方向駆動用コイル３３ａ、及びホール素子部４４ａの第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１とが第１方向ｘに垂直な平面上で且つ撮像素子３９ａ１がある側と反対側に取り付けられる。

第１鉛直方向駆動用コイル３３ａのコイルパターンは、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａの電流の方向と第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第１鉛直方向駆動用コイル３３ａを含む可動部３０ａを第２方向ｙに移動させるべく、第３方向ｚと平行な線分を有する。

第５基板４９ａ５は、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ、及びホール素子部４４ａの第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２とが第１方向ｘに垂直な平面上で且つ撮像素子３９ａ１がある側と反対側に取り付けられる。

第２鉛直方向駆動用コイル３４ａのコイルパターンは、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａの電流の方向と第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第２鉛直方向駆動用コイル３４ａを含む可動部３０ａを第２方向ｙに移動させるべく、第３方向ｚと平行な線分を有する。

ホール素子部４４ａが有する第１、第２水平方向ホール素子ｈｈ１、ｈｈ２、第１、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２については後述する。

また、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａは、それぞれ巻線の外周部分から中心に向かって渦巻き状のコイルパターンが形成されたシートコイルである。そのため、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａの第２方向ｙの厚さ、及び第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａの第１方向ｘの厚さを薄くすることが可能になる。

また、第１方向ｘの電磁力を高めるために、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａそれぞれが第２方向ｙにシートコイルを複数枚重ねる構成であっても、第２方向ｙの厚さは殆ど増加しない。第２方向ｙの電磁力を高めるために、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａそれぞれが第１方向ｘにシートコイルを複数枚重ねる構成であっても、第１方向ｘの厚さは殆ど増加しない。

本実施形態では、第１水平方向駆動用コイル３１ａは、シートコイルが第２方向ｙに２層に積層され、さらに、第１水平方向ホール素子ｈｈ１が第２方向ｙに重ねられる（図７参照）。第２水平方向駆動用コイル３２ａは、第１水平方向駆動用コイル３１ａと同様に、シートコイルが第２方向ｙに２層に積層され、さらに、第２水平方向ホール素子ｈｈ２が第２方向ｙに重ねられる（不図示）。第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａは、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３１ａ、３２ａと同様に、シートコイルが第１方向ｘに２層に積層され、さらに、第１、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２が第１方向ｘに重ねられる（不図示）。ただし、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａの積層数は２層に限られない。

第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａは、フレキシブル基板（不図示）を介してこれらを駆動するドライバ回路２９と接続される。ドライバ回路２９には、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０、ＰＷＭ１から第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２が入力される。ドライバ回路２９には、ＣＰＵ２１のＰＷＭ２、ＰＷＭ３から第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２が入力される。ドライバ回路２９は、入力された第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２の値に応じて第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに電力を供給し、可動部３０ａを第１方向ｘに駆動する。ドライバ回路２９は、入力された第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２の値に応じて第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａに電力を供給し、可動部３０ａを第２方向ｙに駆動する。

第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂは、第１水平方向駆動用コイル３１ａ及び第１水平方向ホール素子ｈｈ１と第２方向ｙで対向するように固定部３０ｂに取り付けられる。すなわち、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと、第１水平方向駆動用コイル３１ａとは、第２方向ｙに沿って配置される。第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと、第１水平方向ホール素子ｈｈ１とは、第２方向ｙに沿って配置される。

第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂは、第２水平方向駆動用コイル３２ａ及び第２水平方向ホール素子ｈｈ２と第２方向ｙで対向するように固定部３０ｂに取り付けられる。すなわち、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと、第２水平方向駆動用コイル３２ａとは、第２方向ｙに沿って配置される。第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと、第２水平方向ホール素子ｈｈ２とは、第２方向ｙに沿って配置される。

第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂは、第２方向ｙと垂直な平面上で且つ第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べられる。また、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂとは、可動部３０ａを第２方向ｙで挟む位置関係にある。

第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａ及び第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１と第１方向ｘで対向するように固定部３０ｂに取り付けられる。すなわち、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａとは、第１方向ｘに沿って配置される。第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１とは、第１方向ｘに沿って配置される。

第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ及び第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２と第１方向ｘで対向するように固定部３０ｂに取り付けられる。すなわち、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａとは、第１方向ｘに沿って配置される。第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２とは、第１方向ｘに沿って配置される。

第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂは、第１方向ｘと垂直な平面上で且つ第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べられる。また、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂとは、可動部３０ａを第１方向ｘで挟む位置関係にある。

第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂのベース板６５ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂに取り付けられる。第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂの第３方向ｚの長さは、第１水平方向駆動用コイル３１ａの第３方向ｚの第１有効長Ｌ１に比べて長めに設定される。

第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂのベース板６５ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂに取り付けられる。第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂの第３方向ｚの長さは、第２水平方向駆動用コイル３２ａの第３方向ｚの第１有効長Ｌ１に比べて長めに設定される。

第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂのベース板６５ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂに取り付けられる。第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの第３方向ｚの長さは、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａの第３方向ｚの第１有効長Ｌ１に比べて長めに設定される。

第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂのベース板６５ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂに取り付けられる。第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの第３方向ｚの長さは、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａの第３方向ｚの第１有効長Ｌ１に比べて長めに設定される。

第１水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂは、第１方向ｘから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、第１水平方向駆動用コイル３１ａ、及び第１水平方向ホール素子ｈｈ１を第２方向ｙで挟む形で、固定部３０ｂのベース板６５ｂ上に取り付けられる。第１水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂにおける第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと接する側の部分は、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第１水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂにおける第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、第１水平方向駆動用コイル３１ａ、及び第２基板４９ａ２と対向する側の部分は、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと第１水平方向駆動用コイル３１ａ、及び第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと第１水平方向ホール素子ｈｈ１との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂは、第１方向ｘから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂ、第２水平方向駆動用コイル３２ａ、及び第２水平方向ホール素子ｈｈ２を第２方向ｙで挟む形で、固定部３０ｂのベース板６５ｂ上に取り付けられる。第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂにおける第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと接する側の部分は、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂにおける第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂ、第２水平方向駆動用コイル３２ａ、及び第３基板４９ａ３と対向する側の部分は、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと第２水平方向駆動用コイル３２ａ、及び第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと第２水平方向ホール素子ｈｈ２との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第１鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂは、第２方向ｙから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａ、及び第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１を第１方向ｘで挟む形で、固定部３０ｂのベース板６５ｂ上に取り付けられる。第１鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂにおける第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと接する側の部分は、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第１鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂにおける第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａ、及び第４基板４９ａ４と対向する側の部分は、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと第１鉛直方向駆動用コイル３３ａ、及び第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂは、第２方向ｙから見てコの字型形状を有する多角柱の軟磁性体材料で構成され、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂ、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ、及び第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２を第１方向ｘで挟む形で、固定部３０ｂのベース板６５ｂ上に取り付けられる。第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂにおける第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと接する側の部分は、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目を果たす。第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂにおける第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂ、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ、及び第５基板４９ａ５と対向する側の部分は、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ、及び第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２との間の磁束密度を高める役目を果たす。

像ブレ補正動作において、第１水平方向駆動用コイル３１ａと第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂとの間に生じた電磁力による可動部３０ａの第１方向ｘの移動方向と、第２水平方向移動用コイル３２ａと第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂとの間に生じた電磁力による可動部３０ａの第１方向ｘの移動方向は同じになるように、コイルの巻線方向、磁石のＮ極、Ｓ極の配置が設定される。

像ブレ補正動作において、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａと第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂとの間に生じた電磁力による可動部３０ａの第２方向ｙの移動方向と、第２鉛直方向移動用コイル３４ａと第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂとの間に生じた電磁力による可動部３０ａの第２方向ｙの移動方向は同じになるように、コイルの巻線方向、磁石のＮ極、Ｓ極の配置が設定される。

像ブレ補正動作を行わない時、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａに流れる第１、第２水平方向駆動電流ｉｈ１、ｉｈ２によって、可動部３０ａを第１方向ｘで且つ逆方向に移動させる電磁力が生じる。この電磁力により、移動用シャフト５０ａを除く可動部３０ａは第３方向ｚに垂直な平面上を回転する（図８参照）。回転の中心軸は、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ間の中心近傍である。移動用シャフト５０ａを除く可動部３０ａは、第１〜第３水平方向移動用軸受け部５１ａ〜５３ａと移動用シャフト５０ａの間のクリアランス分だけ回転せしめられ、第１〜第３水平方向移動用軸受け部５１ａ〜５３ａと移動用シャフト５０ａとの間の摩擦力によって固定される。図８では、第３方向ｚにおいて撮影レンズ６７のある側と反対側から見て、左回り方向に回転した状態を示す。

さらに、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａに流れる第１、第２鉛直方向駆動電流ｉｖ１、ｉｖ２によって、可動部３０ａを第２方向ｙで且つ逆方向に移動させる電磁力が生じる。この電磁力により、移動用シャフト５０ａを含む可動部３０ａは第３方向ｚに垂直な平面上を回転する（図９参照）。回転の中心軸は、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａ間の中心近傍である。移動用シャフト５０ａを含む可動部３０ａは、移動用シャフト５０ａと第１〜第４鉛直移動用軸受け部５４ｂ〜５７ｂとの間のクリアランス分だけ回転せしめられ、移動用シャフト５０ａと第１〜第４鉛直移動用軸受け部５４ｂ〜５７ｂとの間の摩擦力によって固定される。図９では、第３方向ｚにおいて撮影レンズ６７のある側と反対側から見て、右回り方向に回転した状態を示す。

本実施形態では、水平方向のコイルなどによる回転と、鉛直方向のコイルなどによる回転とが逆方向になるように設定されているので、可動部３０ａに含まれる撮像素子３９ａ１は回転による傾きは殆ど生じない。

また、水平方向のコイルなどによる回転と、鉛直方向のコイルなどによる回転が同方向になるように設定された場合、及び水平方向のコイルなどによる回転か鉛直方向のコイルなどによる回転のいずれかしか行われなかった場合は、可動部３０ａの回転により撮像素子３９ａ１も回転し傾きが生じる。しかし、撮影者はＬＣＤモニタ１７に表示されたスルー画を見ながら無意識に回転により生じた傾きを調整する。シャフトと軸受けとの間のクリアランスは微少であり、回転する量も微少だからである。水平方向のコイルなどによる回転か鉛直方向のコイルなどによる回転のいずれかしか行われなかった場合は、回転が行われなかったコイルについては通常のＰＩＤ制御が行われ、可動部３０ａを固定させる。

可動部３０ａの固定は、電磁石を発生されるコイルの駆動力Ｄと、移動用シャフト５０ａなどとの摩擦力によって行われる。従って、コイルの駆動力Ｄだけで可動部３０ａを固定する場合に比べて、少ない駆動力で済むため、消費電力を抑えることが可能になる。

ホール素子部４４ａは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子を４つ有し、可動部３０ａの第１方向ｘ、第２方向ｙの現在位置Ｐ（第１検出位置信号ｐｘ、第２検出位置信号ｐｙ）を検出する１軸ホール素子である。４つのホール素子のうち第１方向ｘの位置検出用のホール素子を２つの水平方向磁界変化検出素子としての第１、第２水平方向ホール素子ｈｈ１、ｈｈ２、第２方向ｙの位置検出用のホール素子を２つの鉛直方向磁界変化検出素子としての第１、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２とする。

第１水平方向ホール素子ｈｈ１は、第２方向ｙから見て可動部３０ａの第２基板４９ａ２上であって、固定部３０ｂの第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと対向する位置に取り付けられる。第２水平方向ホール素子ｈｈ２は、第２方向ｙから見て可動部３０ａの第３基板４９ａ３上であって、固定部３０ｂの第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと対向する位置に取り付けられる。

第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１は、第１方向ｘから見て可動部３０ａの第４基板４９ａ４上であって、固定部３０ｂの第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと対向する位置に取り付けられる。第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２は、第１方向ｘから見て可動部３０ａの第５基板４９ａ５上であって、固定部３０ｂの第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと対向する位置に取り付けられる。

第１、第２水平方向ホール素子ｈｈ１、ｈｈ２は、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａの巻線内に配置され、特に第１方向ｘに対し中心近傍に配置されるのが望ましい。第１、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２は、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａの巻線内に配置され特に第２方向ｙに対し中心近傍に配置されるのが望ましい。巻線内に配置することにより、可動部３０ａの移動と位置検出の両方に使用される第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂ、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂの小型化を図ることが出来る。さらに可動部３０ａの移動範囲と位置検出範囲の中心を合わせることが可能になり、両範囲を効率良く利用することが可能になるからである。

可動基板４９ａの第１水平方向ホール素子ｈｈ１がある部分すなわち第２基板４９ａ２は、第１水平方向駆動用コイル３１ａの２層と、第１水平方向ホール素子ｈｈ１の１層が積層される（図７参照）。可動基板４９ａの第２水平方向ホール素子ｈｈ２がある部分すなわち第３基板４９ａ３は、第２水平方向駆動用コイル３２ａの２層と、第２水平方向ホール素子ｈｈ２の１層が積層される。可動基板４９ａの第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１がある部分すなわち第４基板４９ａ４は、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａの２層と、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１の１層が積層される。可動基板４９ａの第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２がある部分すなわち第５基板４９ａ５は、第２鉛直方向駆動用コイル３４ａの２層と、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２の１層が積層される。第２〜第５基板４９ａ２〜４９ａ５は多層基板である。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、第１水平方向ホール素子ｈｈ１の第１方向ｘの位置は、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂのＮ極、Ｓ極それぞれと等距離近傍にあるのが望ましい。同様に、第２水平方向ホール素子ｈｈ２の第１方向ｘの位置は、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂのＮ極、Ｓ極それぞれと等距離近傍にあるのが望ましい。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１の第２方向ｙの位置は、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂのＮ極、Ｓ極それぞれと等距離近傍にあるのが望ましい。同様に、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２の第２方向ｙの位置は、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂのＮ極、Ｓ極それぞれと等距離近傍にあるのが望ましい。

撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１水平方向ホール素子ｈｈ１及び第１水平方向駆動用コイル３１ａと第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂとの第２方向ｙの第１距離ｄ１と、第２水平方向ホール素子ｈｈ２及び第２水平方向駆動用コイル３２ａと第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂとの第２方向ｙの第２距離ｄ２とが等しくなるように、第１、第２水平方向ホール素子ｈｈ１、ｈｈ２の第２方向ｙの位置を設定する。また、このとき、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと撮像素子３９ａ１の中心近傍との第２方向ｙの距離と、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと撮像素子３９ａ１の中心近傍との第２方向ｙの距離とが等しくなるように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定するのが望ましい。

これにより、第２方向ｙに対して、光軸ＬＸを隔てて、ほぼ対称にホール素子、磁石などの位置検出部材を配置することが可能になる。また、ホール素子とコイルの位置関係から、光軸ＬＸを隔てて、ほぼ対称にコイル、磁石などの駆動部材を配置することが可能になる。

撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１及び第１鉛直方向駆動用コイル３３ａと第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂとの第１方向ｘの第３距離ｄ３と、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２及び第２鉛直方向駆動用コイル３４ａと第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂとの第１方向ｘの第４距離ｄ４とが等しくなるように、第１、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２の第１方向ｘの位置を設定する。また、このとき、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと撮像素子３９ａ１の中心近傍との第１方向ｘの距離と、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと撮像素子３９ａ１の中心近傍との第１方向ｘの距離とが等しくなるように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定するのが望ましい。

これにより、第１方向ｘに対して、光軸ＬＸを隔てて、ほぼ対称にホール素子、磁石などの位置検出部材を配置することが可能になる。また、ホール素子とコイルの位置関係から、光軸ＬＸを隔てて、ほぼ対称にコイル、磁石などの駆動部材を配置することが可能になる。

ベース板６５ｂは、固定部３０ｂにおいて第１、第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂ、４２２ｂなどを取り付けるベースとなる板状部材で、撮像素子３９ａ１の撮像面と平行に配置される。本実施形態では、ベース板６５ｂは、第３方向ｚにおいて、可動基板４９ａよりも撮影レンズ６７に近い側にあるが、可動基板４９ａの方が撮影レンズ６７に近い側にあるような位置関係であってもよい。

第１水平方向駆動用コイル３１ａと第２水平方向駆動用コイル３２ａ、第１鉛直方向駆動用コイル３３ａと第２鉛直方向駆動用コイル３４ａ、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂ、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂ、第１水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２１ｂと第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク４２２ｂ、第１鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂと第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂ、第１水平方向ホール素子ｈｈ１と第２水平方向ホール素子ｈｈ２、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１と第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２は、それぞれ同じ特性のものを使用する。移動用シャフト５０ａの移動方向、すなわち第１方向ｘ、第２方向ｙに沿った精度の高い可動部３０ａの駆動、位置検出を行うためである。

ホール素子信号処理回路４５は、第１水平方向ホール素子ｈｈ１の出力信号から第１水平方向ホール素子ｈｈ１における出力端子間の第１水平方向電位差ｘ１を検出し、第２水平方向ホール素子ｈｈ２の出力信号から第２水平方向ホール素子ｈｈ２における出力端子間の第２水平方向電位差ｘ２を検出し、これらの平均値に一定の増幅率を乗算して第１方向ｘの位置を特定する第１検出位置信号ｐｘをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２に出力する第１ホール素子信号処理回路４５０を有する。

ホール素子信号処理回路４５は、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１の出力信号から、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１における出力端子間の第１鉛直方向電位差ｙ１を検出し、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２の出力端子から、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２における出力端子間の第２鉛直方向電位差ｙ２を検出し、これらの平均値に一定の増幅率を乗算して第２方向ｙの位置を特定する第２検出位置信号ｐｙをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ３に出力する第２ホール素子信号処理回路４６０とを有する。

本実施形態では、これら像ブレ補正動作を行うための部材は、第１方向ｘに垂直な平面上または第２方向ｙに垂直な平面上すなわち第３方向ｚに配置される。これによって、第３方向ｚに垂直な平面上に像ブレ補正動作を行うための部材の配置が減らされるので、像ブレ補正装置は第３方向ｚに垂直な平面方向に大型化しない。

第３方向ｚには像ブレ補正動作を行うための部材が多く配置されることになるが、この第３方向ｚには、元々撮影レンズ６７や、撮像素子３９ａ１などが配置されており、その周辺に像ブレ補正動作を行うための部材が配置されても撮像装置全体を大型化させる要因にはならない。従って、従来技術の場合に比べて、像ブレ補正装置を含む撮像装置を小型化させることが可能になる。特に、ズームレンズ付きの撮像装置など第３方向ｚに長い構成になる撮像装置においてその効果は顕著になる。

また、１つの補正方向に対して光軸ＬＸを隔ててほぼ対称にコイルや磁石などの駆動部材を配置することにより、移動用シャフト５０ａに沿った精度の高い付勢が出来る。これにより、可動部３０ａの駆動抵抗を抑制でき、省電力化、駆動に対する高追従性も得られる。

また、第２方向ｙに可動部３０ａを移動させた場合に、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂと、第１水平方向ホール素子ｈｈ１との第１距離ｄ１、及び第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０２ｂと、第２水平方向ホール素子ｈｈ２との第２距離ｄ２が変化する。同様に、第１方向ｘに可動部３０ａを移動させた場合に、第１鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１との第３距離ｄ３、及び第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２との第４距離ｄ４が変化する。これら、磁石とホール素子との距離が変化すると、その間の磁束密度が変化するためホール素子それぞれの出力信号の値も変化する。

本実施形態では、第１水平方向ホール素子ｈｈ１からの出力値である第１水平方向電位差ｘ１と、第２水平方向ホール素子ｈｈ２からの出力値である第２水平方向電位差ｘ２との平均値に一定の増幅率を乗算した値を、検出された可動部３０ａの位置Ｐの情報の第１方向ｘ成分としての第１検出位置信号ｐｘとする。これにより、可動部３０ａの第２方向ｙの移動分を考慮した正確な第１方向ｘの位置検出が可能になる。

同様に、第１鉛直方向ホール素子ｈｖ１からの出力値である第１鉛直方向電位差ｙ１と、第２鉛直方向ホール素子ｈｖ２からの出力値である第２鉛直方向電位差ｙ２との平均値に一定の増幅率を乗算した値を、検出された可動部３０ａの位置Ｐの情報の第２方向ｙ成分としての第２検出位置信号ｐｙとする。これにより、可動部３０ａの第１方向ｘの移動分を考慮した正確な第２方向ｙの位置検出が可能になる。

次に、一定時間（１ｍｓ）ごとに割り込み処理として他の動作と独立して行われる像ブレ補正処理について手順を図１０のフローチャートで説明する。

ステップＳ１１で、像ブレ補正処理の割り込み動作が始まると、ステップＳ１２で、角速度検出部２５から出力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１を介しＡ／Ｄ変換され入力される。ステップＳ１３で、ホール素子部４４ａで位置検出され、ホール素子信号処理回路４５で演算された第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙがＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介しＡ／Ｄ変換され入力され、現在位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙ）が求められる。

ステップＳ１４で、ＩＳ＝０か否かが判断される。ＩＳ＝０すなわち補正モードでない場合は、ステップＳ１５で、可動部３０ａが固定される。固定は、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａなどの電磁力による回転により行われる。固定されると１ｍｓのタイマ割り込み処理が終了される。ＩＳ＝１すなわち補正モードの場合は、ステップＳ１６で、ステップＳ１２で求めた第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙから可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ（ｓｘ、ｓｙ）が演算され設定される。

ステップＳ１７で、ステップＳ１５またはステップＳ１６で設定した位置Ｓ（ｓｘ、ｓｙ）と現在位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙ）より可動部３０ａの移動に必要な駆動力Ｄすなわち第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａを駆動するのに必要な第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２が演算される。ステップＳ１８で第１、第２水平方向ＰＷＭデューティｄｘ１、ｄｘ２、第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティｄｙ１、ｄｙ２によりドライバ回路２９を介し第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａ、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａが駆動され可動部３０ａが移動せしめられ、１ｍｓのタイマ割り込み処理が終了される。ステップＳ１７、Ｓ１８の動作は、一般的な比例、積分、微分演算を行うＰＩＤ自動制御で用いられる自動制御演算である。

なお、本実施形態では、第１方向ｘ、第２方向ｙそれぞれにおいて、位置検出用の磁石と、駆動用の磁石を共用させた構成を説明したが別体であってもよい。

さらに、位置検出用のホール素子部４４ａを可動部３０ａに、位置検出用の磁石（第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂ、第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂ）を固定部３０ｂに配置する構成を説明したが、可動部３０ａ、固定部３０ｂの構成を逆、すなわち、可動部３０ａが位置検出用の磁石を、固定部３０ｂがホール素子部を有する形態でもよい。

また、磁界を発生させる装置としての磁石はいずれも、常に磁界を発生させる磁石であっても、必要に応じて磁界を発生させる電磁石であってもよい。

また、第１、第２水平方向駆動用コイル３１ａ、３２ａは第２方向ｙで第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石４０１ｂ、４０２ｂと対向する位置関係、第１、第２鉛直方向駆動用コイル３３ａ、３４ａは第１方向ｘで第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂと対向する位置関係の実施形態を説明したが、位置関係はこれに限定されない。コイルと磁石が第３方向ｚで対向する位置関係にあるような像ブレ補正装置であっても同様の効果は得られる。

また、像ブレ補正動作のために撮像装置３９ａ１を含む可動部３０ａを光軸に垂直な平面方向に移動可能な形態を説明したが、可動部３０ａを移動可能にする目的は像ブレ補正動作には限定されない。

また、磁界変化検出素子としてホール素子を利用したホール素子部４４ａによる位置検出を説明したが、磁界変化検出素子として別の検出素子を利用してもよい。具体的には、磁界の変化を検出することにより可動部の位置検出情報を求めることが可能なＭＩセンサ（高周波キャリア型磁界センサ）、または磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）であり、ホール素子を利用した本実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態における撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。 撮像装置の正面図である。 撮像装置の回路構成図である。 像ブレ補正部の構成図である。 図４の像ブレ補正部を第２方向の第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク側からみた構成図である。 図４のＡ−Ａ線における断面の構成図である。 第１水平方向駆動用コイルと第１水平方向ホール素子と、第１水平方向位置検出及び駆動用磁石の構成を示す斜視図である。 移動用シャフトを除く可動部を回転させた時の、像ブレ補正部の構成図である。 図８の状態から、さらに移動用シャフトを含む可動部を逆方向に回転させた時の、像ブレ補正部の構成図である。 一定時間ごとに割り込み処理として行われる像ブレ補正処理のフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ Ｐｏｎボタン
１２ａ 測光スイッチ
１３ レリーズボタン
１３ａ レリーズスイッチ
１４ 像ブレ補正ボタン
１４ａ 像ブレ補正スイッチ
１７ ＬＣＤモニタ
２１ ＣＰＵ
２２ 撮像ブロック
２３ ＡＥ部
２４ ＡＦ部
２５ 角速度検出部
２６、２７ 第１、第２角速度センサ
２８ アンプ・ハイパスフィルタ回路
２９ ドライバ回路
３０ 像ブレ補正部
３０ａ 可動部
３０ｂ 固定部
３１ａ、３２ａ 第１、第２水平方向駆動用コイル
３３ａ、３４ａ 第１、第２鉛直方向駆動用コイル
３９ａ 撮像部
３９ａ１ 撮像素子
３９ａ２ ステージ
３９ａ３ 押さえ部
３９ａ４ 光学ローパスフィルタ
４０１ｂ、４０２ｂ 第１、第２水平方向位置検出及び駆動用磁石
４１１ｂ、４１２ｂ 第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用磁石
４２１ｂ、４２２ｂ 第１、第２水平方向位置検出及び駆動用ヨーク
４３１ｂ、４３２ｂ 第１、第２鉛直方向位置検出及び駆動用ヨーク
４５ ホール素子信号処理回路
４９ａ 可動基板
４９ａ１〜４９ａ５ 第１〜第５基板
５０ａ 移動用シャフト
５１ａ〜５３ａ 第１〜第３水平移動用軸受け部
５４ｂ〜５７ｂ 第１〜第４鉛直移動用軸受け部
６４ａ プレート
６５ｂ ベース板
６７ 撮影レンズ
ｄｘ１、ｄｘ２ 第１、第２水平方向ＰＷＭデューティ
ｄｙ１、ｄｙ２ 第１、第２鉛直方向ＰＷＭデューティ
ｈｈ１、ｈｈ２ 第１、第２水平方向ホール素子
ｈｖ１、ｈｖ２ 第１、第２鉛直方向ホール素子
ＬＸ 撮影レンズの光軸
ｐｘ、ｐｙ 第１、第２検出位置信号
ｖｘ、ｖｙ 第１、第２角速度

Claims (8)

1. 撮像素子と、前記撮像素子について撮影レンズの光軸に直交する第１方向と、前記光軸及び第１方向に直交する第２方向に移動可能である可動部と、
   前記可動部を前記第１、第２方向に移動自在に支持する固定部とを備え、
   前記可動部、前記固定部は、前記可動部を第１方向に移動させる第１、第２水平方向駆動手段と、前記可動部を第２方向に移動させる第１、第２鉛直方向駆動手段とを有し、
   前記第１、第２水平方向駆動手段、第１、第２鉛直方向駆動手段を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記第１、第２水平方向駆動手段、または前記第１、第２鉛直方向駆動手段のすくなくとも一方について、互いに逆方向に前記可動部を移動せしめる力を発生させ、前記可動部を前記光軸に垂直な平面上を回転させ固定し、
   前記第１、第２水平方向駆動手段による前記可動部の回転の方向と、前記第１、第２鉛直方向駆動手段による前記可動部の回転の方向は逆方向であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記回転により、前記可動部又は固定部に含まれる前記可動部を第１方向または第２方向に移動自在に支持する部材との間に摩擦力を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記可動部は、前記可動部を第１方向に支持する部材として、第１方向に平行な線分と、第２方向に平行な線分を有する移動用シャフトと、前記移動用シャフトを除く可動部に含まれ且つ前記移動用シャフトを第１方向に移動自在に支持する水平方向軸受け部とを有し、
   前記固定部は、前記可動部を第２方向に支持する部材として、前記移動用シャフトを第２方向に移動自在に支持する鉛直方向軸受け部を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記可動部の回転量は、前記可動部を支持する部材間のクリアランスの量と略同一であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記互いに逆方向に前記可動部を移動せしめる力それぞれの値の絶対値は等しいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記可動部を第１、第２方向に移動させることにより、ブレによって生じた被写体像の結像面における前記光軸のずれを無くし、前記被写体像と前記結像面の位置を一定に保つ像ブレ補正動作を行い、
   前記制御手段は、主電源がオン時で且つ前記像ブレ補正動作を行わない場合に、前記可動部を前記光軸に垂直な平面上を回転させ固定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記可動部、固定部のいずれか一方は、前記第１、第２水平方向駆動手段として第１、第２水平方向駆動用コイルを有し、前記第１、第２鉛直方向駆動手段として第１、第２鉛直方向駆動用コイルを有し、
   前記可動部、固定部のいずれか他方は、前記第１、第２水平方向駆動手段として第１、第２水平方向駆動用磁石を有し、前記第１、第２鉛直方向駆動手段として第１、第２鉛直方向駆動用磁石を有し、
   前記可動部を移動せしめる力は電磁力であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記第１水平方向駆動用コイルと前記第１水平方向駆動用磁石とは第２方向で対向する位置関係に、前記第２水平方向駆動用コイルと前記第２水平方向駆動用磁石とは第２方向で対向する位置関係に、前記第１鉛直方向駆動用コイルと前記第１鉛直方向駆動用磁石とは第１方向で対向する位置関係に、前記第２鉛直方向駆動用コイルと前記第２鉛直方向駆動用磁石とは第１方向で対向する位置関係にあることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。

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