JP2009230091A - 撮像ユニット及び電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な手ブレ補正を実現しつつも、コンパクト且つ軽量な撮像ユニット及び電子カメラを提供する。
【解決手段】付勢力ＦのＹ方向成分Ｆ・ｃｏｓθにより、第２ステージＳＸは、図１で上方に付勢され、このとき孔ＳＸＰの下面がガイド軸ＧＸに当接し、これにより孔ＳＸＰとガイド軸ＧＸとの間のクリアランスがゼロとなり、かかる状態ではガイド軸ＧＸに沿って第２ステージＳＸは第２の方向に、スムーズに駆動されることとなる。一方、付勢力ＦのＸ方向成分Ｆ・ｓｉｎθにより、第１ステージＳＹは、図１で左方に付勢され、このとき孔ＳＹＰの下面がガイド軸ＧＹに当接し、これにより孔ＳＹＰとガイド軸ＧＹとの間のクリアランスがゼロとなり、かかる状態ではガイド軸ＧＹに沿って第１ステージＳＹは第１の方向に、スムーズに駆動されることとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子の結像面上に生じる２次元の像ブレ（手ブレともいう）を補正すべく、互いに略直交する２方向に各々独立に駆動する２組の駆動手段を具備した補正機構を有する撮像ユニット及び電子カメラに関するものである。

電子カメラ等において生じる種々の方向のブレのうち、撮影画面の画像ブレに最も影響を及ぼすのは、撮影光学系の光軸の角度ブレ（撮影光軸のたおれ）により生じる画像のシフトブレ（撮影光軸に垂直な平面すなわち結像面上での像の並進移動）である。そして、この角度ブレは便宜上、上下方向（ピッチ方向）と左右方向（ヨ−方向）の角度ブレに分解してブレ検知が行われ、該検知信号に基づいて撮影光学系に対して撮像素子光軸に垂直な平面において上下・左右方向に独立に駆動することにより、結像面上における２次元のブレを補正することができる（特許文献１，２）。

特開２００６−１７４２２６号公報 特開２００７−２０６５５３号公報

ところで、特許文献１に示す撮像ユニットには、固定ホルダに取り付けられたＹガイドロッドに沿って移動可能なＹステージと、撮像素子としてのＣＣＤを搭載し且つＹステージに取り付けられたＸガイドロッドに沿って移動可能なＸステージが設けられており、手ブレ補正のために、Ｙステージは、Ｙ方向駆動手段によって駆動され、Ｘステージは、Ｘ方向駆動手段によって駆動されるようになっている。

ここで、スムーズな相対移動を確保するために、ＹガイドロッドとＹステージとの間、及びＸガイドロッドとＸステージとの間には、若干のクリアランスが存在するが、比較的低画素のＣＣＤ等であれば、特に支障なく手ブレ補正を行うことができる。ところが、高画質な画像を得るために撮像素子の高画素化が推進される一方、カメラボディのコンパクト化・軽量化も望まれていることから、特に近年においては、小サイズでありながらも高画素の撮像素子が使用され、従って画素ピッチは小さくなる傾向が高まっている。そして、画素ピッチの小さな撮像素子を用いると、ガイドロッドとステージとの間のクリアランスによるガタが無視できなくなり、手ブレ補正を精度良く行えない恐れが生じる。一方、逆にクリアランスを小さく設定するとスムーズな移動が抑制されるという新たな問題が生じる。更に、このようなクリアランスは、摩擦等による経時変化により増大するという問題もある。

加えて特許文献１の構成において、Ｙ方向駆動手段は、固定ホルダに固定されたモータと、モータに回転駆動される送りねじと、Ｙステージに連結され、送りねじの回転運動を軸線方向に変換するナットからなる。又、Ｘ方向駆動手段は、Ｙステージに搭載されたモータと、モータに回転駆動される送りねじと、Ｘステージに連結され、送りねじの回転運動を軸線方向に変換するナットからなる。しかるに、高精度な駆動を実現するためには、ナットとステージとを常時一方向に付勢して、ナットと送りねじとの間のガタを排除することが望ましい。一方、誤って落下させたような場合に生じる衝撃を吸収するためには、ナットとステージを弾性的に連結することが好ましい。そこで、特許文献１においては、ナットとステージとを２方向に付勢するためのばねが、それぞれ２本ずつ設けられている。しかしながら、合計４本のばねを配置するとなると、Ｘ方向、Ｙ方向の寸法が大きくなり、構成の大型化・重量化を招いているという問題もある。

一方、低コスト化の要求により、手ブレ補正撮像ユニットの駆動源として、安価なステッピングモータを用いようとする試みがある。しかるに、ステッピングモータは本来的に位置センサを有しないので、負荷が大きいと回転ムラが生じ、位置決め精度が悪化するという問題がある。そこで、ステッピングモータで駆動する部材の負荷を極力減らすため、ガイド部のクリアランスを大きくするなどの対策が必要となっている。ところが、ガイド部のクリアランスを大きくすると、移動の際にガタが生じ、これにより手ブレ補正の制御が不安定になり、画質の低下を招くという新たな問題が生じた。

本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、高精度な手ブレ補正を実現しつつも、コンパクト且つ軽量な撮像ユニット及び電子カメラを提供することを目的とする。

請求項１に記載の撮像ユニットは、
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子を載置したステージが前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
前記ステージは、少なくとも２カ所のガイド部材により前記基準台板に対して所定方向に移動可能に支持されており、前記基準台板に対して前記ステージを、前記所定方向以外の一方向に付勢する付勢手段が設けられ、これにより前記ガイド部材における３次元方向のうち少なくとも２方向のガタを排除することを特徴とする。

本発明によれば、前記付勢手段の前記一方向への付勢により、前記ガイド部材における３次元方向のうち少なくとも２方向のガタを排除することができ、コンパクト且つ軽量な構成でありながら、高精度な手ブレ補正を実現できる。

請求項２に記載の撮像ユニットは、
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子が前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
前記手ブレ補正ユニットは、前記基準台板に対して第１の方向に移動可能に支持された第１ステージと、前記撮像素子を保持すると共に前記第１ステージに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能に支持された第２ステージと、前記第２ステージを前記基準台板に対して、前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。

本発明の原理について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一例である撮像ユニットの概略正面図である。ここでは第１の方向をＹ方向（上下方向）とし、第２の方向を第１の方向に直交（異なっていれば直交でなくてもよい）するＸ方向（左右方向）とする。不図示のカメラボディに固定された基準台板Ｂ（一部のみ示す）に、Ｙ方向に延在するようにして第１のガイド軸ＧＹ１と、これに平行して第２のガイド軸ＧＹ２（一部のみ図示、但し図２では省略）が取り付けられている。矩形板状の第１ステージＳＹは、それぞれ孔ＳＹＰ（切欠でも良い）を有する２つの嵌合部と、後述するＵ字状溝を設けており、孔ＳＹＰに第１のガイド軸ＧＹ１を挿通し、Ｕ字状溝に第２のガイド軸ＧＹ２を係合させることによって、Ｙ方向に移動可能となるように支持されている。尚、図１では、孔ＳＹＰと第１のガイド軸ＧＹ１とのクリアランスは、理解しやすいように誇張して描かれている。又、孔ＳＹＰのスパンも実際より短く示している。第１のガイド軸ＧＹ１と第２のガイド軸ＧＹ２がガイド部材を構成する。

更に、第１ステージＳＹ上の支持部Ｃに、Ｘ方向に延在するようにして第１のガイド軸ＧＸ１と、これに平行して第２のガイド軸ＧＸ２（一部のみ図示、但し図２では省略）が取り付けられている。矩形板状の第２ステージＳＸは、撮像素子ＣＣＤ（場合によってはローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等も一緒に）を中央に搭載し且つそれぞれ孔ＳＸＰ（切欠でも良い）を有する２つの嵌合部と、後述するＵ字状溝を設けており、孔ＳＸＰに第１のガイド軸ＧＸ１を挿通し、Ｕ字状溝に第２のガイド軸ＧＸ２を係合させることによって、Ｘ方向に移動可能となるように支持されている。尚、図１では、孔ＳＸＰと第１のガイド軸ＧＸ１とのクリアランスは、理解しやすいように誇張して描かれている。又、孔ＳＸＰのスパンも実際より短く示している。第１のガイド軸ＧＸ１と第２のガイド軸ＧＸ２がガイド部材を構成する。

付勢手段としてのコイルバネＣＳの一端（上端）は、基準台板Ｂの突起ＰＪ１に引っかけられ、コイルバネＣＳの他端（下端）は、第２ステージＳＸの突起ＰＪ２に引っかけられており、突起ＰＪ２を突起ＰＪ１に向かって付勢してる。コイルバネＣＳが突起ＰＪ２に付与する付勢力（ここでは引っ張り力）Ｆは、Ｙ方向に対して角度θだけ傾いていると共に、Ｘ方向に対しても角度（９０°−θ）だけ傾いている。但し０°＜θ＜９０°とする。付勢力Ｆは、第２ステージＳＸからガイド軸ＧＸを介して第１ステージＳＹに伝達され、更にガイド軸ＧＹを介して基準台板Ｂに伝達されることとなる。

より具体的には、付勢力ＦのＹ方向成分Ｆ・ｃｏｓθにより、第２ステージＳＸは、図１で上方に付勢され、このとき孔ＳＸＰの下面が第１のガイド軸ＧＸ１に当接し、これにより孔ＳＸＰと第１のガイド軸ＧＸ１との間のクリアランスがゼロとなり、かかる状態では第１のガイド軸ＧＸ１に沿って第２ステージＳＸは第２の方向に、ガタ取りされてスムーズに駆動されることとなる。一方、付勢力ＦのＸ方向成分Ｆ・ｓｉｎθにより、第１ステージＳＹは、図１で右方に付勢され、このとき孔ＳＹＰの左側面が第１のガイド軸ＧＹ１に当接し、これにより孔ＳＹＰと第１のガイド軸ＧＹ１との間のクリアランスがゼロとなり、かかる状態では第１のガイド軸ＧＹ１に沿って第１ステージＳＹは第１の方向に、ガタ取りされてスムーズに駆動されることとなる。即ち、本発明によれば、単一のコイルバネＣＳにより、２方向のクリアランスをゼロとできる（３次元方向のうち２方向のガタが排除できる）ので、従来技術に比べコンパクト且つ軽量な構成を提供できるのである。但し、取り付けスペースが少なくて済むという利点を得るのであれば、付勢手段は単一のコイルバネＣＳに限られず、複数のばね部材等であっても良いが、ばね部材等が複数ある場合、その合力Ｆが第１の方向及び第２の方向と異なっていれば足りる。

更に、本発明による第１ステージＳＹと第２ステージＳＸの駆動時のガタ取りについて考察する。第１ステージＳＹから突き出たアームＡＹは、送りねじＳＷＹに螺合したナットＮＹに対して離れないように連結されており、不図示のモータにより送りねじＳＷＹが回転駆動されることで、ナットＮＹを介してＹ方向に移動させられるようになっている。又、第２ステージＳＸから突き出たアームＡＸは、送りねじＳＷＸに螺合したナットＮＸに対して離れないように連結されており、不図示のモータにより送りねじＳＷＸが回転駆動されることで、ナットＮＸを介してＸ方向に移動させられるようになっている。ここで、アームＡＹとナットＮＹ、アームＡＸとナットＮＸとの間にそれぞれガタがあると、送りねじＳＷＹ、ＳＷＸの動きに、アームＡＹ、ＡＸが追従できず、高精度な駆動を確保できない恐れがある。そのため、特許文献１では、アームＡＹとナットＮＹ、アームＡＸとナットＮＸとを、それぞれ対向する方向に付勢するコイルバネ等を設けているが、設置の為のスペースを確保しなくてはならず、重量増も招いている。

そこで、図１に示すように、付勢手段であるコイルバネＣＳを、その付勢力でナットＮＸとアームＡＸとが互いに押圧しあう関係となり、且つその付勢力でナットＮＹとアームＡＹとが互いに押圧しあう関係となるように配置する。こうすることで、別個にコイルバネを設けることなく、ナットとアームとのそれぞれのガタを排除することが出来、更にコンパクト且つ軽量な構成を提供できる。即ち、単一のコイルバネにより、４箇所のクリアランスとガタの調整を一度に行うことができるのである。

請求項２に記載の撮像ユニットは、前記第１ステージを２点で支持しつつ前記第１の方向に案内する第１ガイド部と、前記第２ステージを２点で支持しつつ前記第２の方向に案内する第２ガイド部とを有し、
前記第１ステージがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、前記第１ガイド部による前記第１ステージの支持方向が不変であり、及び／又は前記第２ステージがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、前記第２ガイド部による前記第２ステージの支持方向が不変であるように、前記第３の方向及び付勢する位置が決定されることを特徴とする。

ここで、図１を参照するに、第２ガイド部としてのガイド軸ＧＸに対して、第２ステージＳＸは、２つの孔ＳＸＰの図１で下方の面の２点で支持されている。これは、コイルバネＣＳの付勢力Ｆの延長線が、２つの孔ＳＸＰの間を通過することによるものである。一方、図１に対してコイルバネＣＳの取り付け位置を変えて示す図２においては、第２ステージＳＸは、左側の孔ＳＸＰの図２で下方の面と、右側の孔ＳＸＰの図２で上方の面の２点で支持されている。これは、コイルバネＣＳの付勢力Ｆの延長線が、左側の孔ＳＸＰの外側を通過する為、右側の孔ＳＸＰの図２で上方の面を中心とした時計回りのモーメントが、第２ステージＳＸに付与されることによるものである。図１，２を比較すると明らかであるが、第２ステージＳＸの傾きは、第１のガイド軸ＧＸ１と孔ＳＸＰのクリアランス分だけ変化しているので、もし第２ステージＧＸの移動中に、図１に示す状態から図２に示す状態へ、或いはその逆への遷移（これを支持方向が変わるという）が生じると、撮像素子の高精度な移動を実現できないこととなる。同様な問題は、第１ガイド部としての第１のガイド軸ＧＹ１に対して２点で支持される第１ステージＳＹにおいても生じる。

そこで、本発明においては、かかる問題を解決すべく、前記付勢手段の付勢力の方向、即ち前記第３の方向及び付勢する位置を決定するものである。即ち、第１ステージＳＹがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、第１ガイド部（ここでは第１のガイド軸ＧＹ１）による第１ステージＳＹの支持方向が不変であり、及び／又は第２ステージＧＸがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、第２ガイド部（ここでは第１のガイド軸ＧＸ１）による第２ステージＳＸの支持方向が不変であるように、第３の方向及び付勢する位置が決定するものである。「支持方向が不変」とは、支持点における支持反力の方向が常に一方向であることを意味し、具体的には移動ストローク（図１，２で一点鎖線で示す第１ステージＳＹが第１のガイド軸ＧＹ１に沿って往復移動する範囲及び第２ステージＳＸが第１のガイド軸ＧＸ１に沿って往復移動する範囲）の範囲内で、図１の状態（例えば第１のガイド軸ＧＹ１が孔ＳＹＰの図１で左方の面の２点に当接した状態、及び第１のガイド軸ＧＸ１が孔ＳＸＰの図１で下方の面の２点に当接した状態）が続くこと、又は図２の状態（例えば第１のガイド軸ＧＹ１が上方の孔ＳＹＰの図２で左方の面に当接し、下方の孔ＳＸＰの図２で右方の面に当接した状態、及び第１のガイド軸ＧＸ１が左方の孔ＳＸＰの図２で下方の面に当接し、右方の孔ＳＸＰの図２で上方の面に当接した状態）が続くことを意味する。

より具体的には、移動ストローク中に、第２ステージＳＸに付与される付勢手段の付勢力の延長線が、常に第１ガイド部の２点の支持点間にある場合、又は常に第１ガイド部の２点の支持点に対して一方の外側にある場合に、第１ステージＳＹの支持方向が不変となる。又、移動ストローク中に、第２ステージＳＸに付与される付勢手段の付勢力の延長線が、常に第２ガイド部の２点の支持点間にある場合、又は常に第２ガイド部の２点の支持点に対して一方の外側にある場合に、第２ステージＳＸの支持方向が不変となる。

請求項３に記載の撮像ユニットは、前記第１ステージを前記第１の方向に駆動する第１駆動部と、前記第１ステージを前記第１駆動部に連結する第１連結部と、前記第２ステージを前記第２の方向に駆動する第２駆動部とを有し、前記第２ステージを前記第２駆動部に連結する第２連結部とを有し、
前記第１連結部は、前記第１ステージと前記第１駆動部とを互いに離れる方向に付勢しており、及び／又は前記第２連結部は、前記第２ステージと前記第２駆動部とを互いに離れる方向に付勢していることを特徴とする。

図３は、第１ステージを駆動する第１駆動部の概略構成図である。尚、第２ステージを駆動する第２駆動部も同様な構成を有していて良く、それ故説明を省略する。図３において、基準台板Ｂに固定されたモータＭＹは、送りねじＳＷＹを回転駆動する。送りねじＳＷＹは、環状のナットＮＹに螺合している。ナットＮＹは、第１ステージＳＹのアームＡＹに固定された中空円筒状のケースＣＹ内に配置され、バネＳＰＹにより図３で上方に向かって付勢され、ケースＣＹの天井面に押圧されている。ここで、ナットＮＹの付勢方向は、第２ステージＳＸを付勢するコイルバネＣＳの付勢力ＦのＹ方向成分と同じ方向である。ナットＮＹが第１駆動部を構成し、ケースＣＹとバネＳＰＹとで第１連結部を構成する。

モータＭＹが送りねじＳＷＹを正方向に回転駆動すると、ナットＮＹは図３で上方へと駆動されるため、ケースＣＹを押し上げることで、アームＡＹを介して第１ステージＳＹは上方へと移動する。一方、モータＭＹが送りねじＳＷＹを逆方向に回転駆動すると、ナットＮＹは図３で下方へと駆動されるが、バネＳＰＹの弾性力は比較的大きいので、ナットＣＹはケースＣＹの上端に着座したままであり、その状態でバネＳＰＹ及びアームＡＹを介して、第１ステージＳＹは下方へと移動するようになっている。

ここで、図３の上方を下に向けた状態で、誤って撮像ユニットを落下させたような場合、慣性により第１ステージＳＹは図３で上方に移動しようとするが、ナットＮＹは送りねじＳＷＹを介して基準台板Ｂに固定されているため、衝撃力がダイレクトに第１ステージＳＹに伝達され、高価な撮像素子等の破損を招く恐れがある。これに対し本発明によれば、そのような場合には衝撃力に応じてケースＣ内でバネＳＰＹが弾性変形するため、ナットＮＹがケースＣＹに対して相対移動することとなり、衝撃力を効果的に吸収できることとなる。尚、バネＳＰＹの代わりにゴムなどの弾性部材を配置しても良い。

請求項５に記載の撮像ユニットは、
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子を載置したステージが前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
前記基準台板と前記ステージのうち、一方には第１のガイド軸が配置され、他方には前記第１のガイド軸に係合する係合面が形成され、前記係合面は、前記ガイド軸の軸線方向に見たときに角度付けされてなる２面を含み、
前記基準台板と前記ステージのうち、一方には前記第１のガイド軸に平行する第２のガイド軸が配置され、他方には前記第２のガイド軸に係合するＵ字状溝が形成されており、
更に、前記第１のガイド軸と前記係合面とが近接する方向に付勢力を付与すると共に、前記第２のガイド軸と前記Ｕ字状溝の側面とが近接する方向に付勢力を付与する付勢手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の原理について、図面を用いて説明する。図８は、図１の構成をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図であるが、第２ステージ等は省略している。図９は、図８の構成の矢印IXで示す部位を拡大して示す図である。

図８において、第１ステージＳＹの右側に孔ＳＹＰが形成され、左側にはＵ字状溝ＳＹＧが形成されている。孔ＳＹＰの断面は、略角柱状となっており、即ち隣接するもの同士が直交する４つの平面ＳＹＰ１〜ＳＹＰ４を有している（図９参照）。尚、図１で下方の孔ＳＹＰも同様な形状である。

基準台板Ｂには、第１のガイド軸ＧＹ１と、これに平行して第２のガイド軸ＧＹ２が取り付けられている。第１ステージＳＹの孔ＳＹＰには所定のクリアランスで第１のガイド軸ＧＹ１が挿通され、Ｕ字状溝ＳＹＧには所定のクリアランスで第２のガイド軸ＧＹ２が係合され、これにより第１ステージＳＹは、Ｙ方向（図８の紙面垂直方向）に移動可能となるように支持されている。尚、第１のガイド軸ＧＹ１と、第２のガイド軸ＧＹ２との間隔に誤差があっても、第２のガイド軸ＧＹ２に当接するＵ字状溝ＳＹＧにより吸収できるため、かかる誤差による部品の競り合い等は発生しない。

第１ステージＳＹの下面には、基準台板Ｂに対向して袋孔ＳＹＢが形成されており、袋孔ＳＹＢに底付きする形でバネＳＰが内挿され、その外側に位置するようにしてボールＢＬが挿入されている。ボールＢＬは、図８に示すように、バネＳＰに付勢されて基準台板Ｂの表面に点接している。上述したように、基準台板Ｂに対して第１ステージＳＹが移動する際には、ボールＢＬが転動することで、移動時の負荷を極力抑えることができる。

第１ステージＳＹの上方における基準台板Ｂの取付部と、第１ステージＳＹの中央とを付勢手段であるコイルバネＣＳが連結し、引っ張り力Ｆを付与している。これにより第１ステージＳＹは、分力Ｆ・ｓｉｎθ（θは、図８においてガイド軸ＧＹ１，ＧＹ２の軸線を相互に結んだ線と、コイルバネＣＳの軸線とのなす角）で、図８で右方に付勢されるので、第１のガイド軸ＧＹ１は、図９に示すＶ字状に配置された左方の面（係合面）ＳＹＰ１，ＳＹＰ２に付勢され、これによりガタが排除される。

更に、コイルバネＣＳの付勢力により、第１ステージＳＹに対して、第１のガイド軸ＧＹ１の軸線を中心として図８で時計回りのモーメントＭ＝Ｆ・ｃｏｓθ×Ｌ（Ｌは、第１のガイド軸ＧＹ１の中心から、コイルバネＣＳの第１ステージ側取り付け端までの距離）が付与され、Ｕ字状溝ＳＹＧの下方の側面（ここでは下面）に第２のガイド軸ＧＹ２が当接して、ガタが排除される。すなわち、単一のコイルバネＣＳの付勢力により、３次元方向のうち２方向のガタが排除されることとなる。尚、ガイド軸ＧＹ１，ＧＹ２の少なくとも一方は、第１ステージＳＹに形成されていても良い。

請求項６に記載の撮像ユニットは、請求項５に記載の発明において、前記付勢手段はバネ部材であることを特徴とするが、それに限られない。

ところで、図８に示す角度θを大きくすると、モーメントＭは増大することになるが、それにより、コイルバネＣＳの基準台板側取り付け端が第１ステージＳＹより離れることとなり、構成の大型化を招く恐れがある。従って、角度θはなるべく小さい方が好ましいが、するとモーメントＭが小さくなり、Ｕ字状溝ＳＹＧと第２のガイド軸ＧＹ２とのガタ排除機能が弱まる恐れがある。これに対し、以下のようにすることで、かかる課題を解決できる。

請求項７に記載の撮像ユニットは、請求項５又は６に記載の発明において、前記基準台板と前記ステージのうち一方に袋孔が形成され、前記袋孔内にバネとボールが配置されており、前記バネの付勢力により前記ボールが、前記基準台板と前記ステージのうち他方に当接してなることを特徴とする。

上述したように、モーメントＭを小さくせざるを得ない場合に、バネＳＰに付勢されて基準台板Ｂの表面に点接するボールＢＬの付勢力を補助的に利用し、Ｕ字状溝ＳＹＧと第２のガイド軸ＧＹ２とのガタ排除を支援することができる。但し、モーメントＭが十分に大きい場合には、これを省略しても良いことはいうまでもない。バネＳＰ、ボールＢＬを収容する袋孔を基準台板Ｂに設けて、ボールＢＬを第１ステージＳＹに点接させても良い。更に、ボールと板ではなく、バネ切片を第１ステージＳＹに形成して基準台板Ｂに当接させるようにしても良い。又、説明を省略するが、第２ステージＳＸも同様な態様で支持することができる。

本発明によれば、高精度な手ブレ補正を実現しつつも、コンパクト且つ軽量な撮像ユニット及び電子カメラを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図４は、本発明に係る撮像ユニットを搭載した電子カメラ１の外観模式図で、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は背面図である。

カメラボディ１０の正面には、図示しないマウント（カメラ側）１７１及びマウント（レンズ側）２７１を介して交換レンズ２０が装着されている。

カメラボディ１０の上面には、撮影のための操作部材であるレリーズボタン１０１が設置されており、カメラボディ１０の内部でレリーズボタン１０１の下部にはＡＦスイッチＳＷ１とレリーズスイッチＳＷ２を構成する２段スイッチが配置されている。また、カメラボディ１０の上部には、エレクトロフラッシュ１０２が内蔵されている。更に、カメラボディ１０の上面にはデジタルカメラ１の動作モードを設定するモード設定ダイアル１１２と、各動作モードでのカメラ制御値を設定する制御値設定ダイアル１１４が配置されている。

カメラボディ１０の背面には、電源スイッチ１１１、カメラ制御値を変更する変更ダイアル１１３、手ブレ補正の動作をオンオフする手ブレ補正スイッチ１１５、ファインダ接眼レンズ１２１ａ、画像表示部１３１が配置されている。

図５は、図４に示したデジタルカメラ１の縦断面模式図（図４のV-V断面）である。図中、図４と同じ部分には同じ番号を付与している。

交換レンズ２０内部には、レンズ２１１、絞り２４１が設置されている。交換レンズ２０のカメラボディ１０側にはマウント（レンズ側）２７１が設置されており、マウント（カメラ側）１７１を介して交換レンズ２０がカメラボディ１０に取り付けられる。又、マウント（レンズ側）２７１の一部にはＢＬ交信部（レンズ側）２７２が、マウント（カメラ側）１７１の一部にはＢＬ交信部（カメラ側）１７２が設けられており、交換レンズ２０がカメラボディ１０に取り付けられた場合に、カメラとレンズ間の交信（以下、ＢＬ交信という）が行えるように成されている。

カメラボディ１０内部には、交換レンズ２０を通った光をファインダ１２１に導くための、一部が半透明になったレフレックスミラー１４１、ファインダ１２１を構成する接眼レンズ１２１ａ、ペンタプリズム１２１ｂ、焦点板１２１ｃ、フラッシュ１０２、レフレックスミラー１４１の半透明部を通った光をＡＦモジュール１４４に導くサブミラー１４２、ＡＦモジュール１４４、シャッタ１４５、撮像素子１５３、手ブレ補正ユニット３０１、手ブレを検知するセンサを含む手ブレ検知部３２０が設置されている。

次に、本発明における撮像ユニットの構成の一例を、図６を用いて説明する。図６は撮像ユニットを交換レンズ２０側から見た平面図である。図中、図４，５と同じ部分には同じ番号を付与した。撮像ユニットは、手ブレ補正ユニット３０１を含む。

手ブレ補正ユニット３０１について説明する。手ブレ補正ユニット３０１は、図１，３，８，９に基づく本発明の原理で支持されており、Ｈステージ（第１ステージ）３０２、Ｖステージ（第２ステージ）３０３、Ｈモータ３１１、Ｖモータ３１５、撮像素子１５３及び回路基板１６１を有し、基準台板３００上に構築される。

基準台板３００は、その底部３００ａでカメラボディ１０の内部に固定されている。基準台板３００上にはＨステージ３０２を水平方向に移動させるためのＨモータ３１１が配置されている。Ｈモータ３１１の回転軸に形成された送りねじ３１１ａは、ナット３１１ｂに螺合しており、図３に示す第１連結部ＣＮＹを介して、Ｈステージ３０２のアーム部３０２ｂに連結されている。Ｈステージ３０２はＨモータ３１１に駆動パルスを印加することで、水平に移動するようになっている。Ｈステージ３０２のアーム部３０２ｂと撮像素子１５３を挟んで反対側において、互いに水平方向に離れて設けられた２つの貫通孔であるＨ摺動部３０２ｃは、基準台板３００に取り付けられたガイド軸３００ｂに挿通され、相対摺動可能となっている。

Ｈステージ３０２上にはＶステージ３０３を垂直方向に移動させるためのＶモータ３１５が配置されている。Ｖモータ３１５の回転軸に形成された送りねじ３１５ａは、ナット３１５ｂに螺合しており、図３に示すものと同様な第２連結部ＣＮＸを介して、Ｖステージ３０３のアーム部３０３ｂに連結されている。Ｖステージ３０３はＶモータ３１５に駆動パルスを印加することで、垂直に移動するようになっている。Ｖステージ３０３のアーム部３０３ｂと撮像素子１５３を挟んで反対側において、互いに水平方向に離れて設けられた２つの貫通孔であるＶ摺動部３０３ａは、Ｈステージ３０２に取り付けられたガイド軸３０２ａに挿通され、相対摺動可能となっている。Ｖステージ３０３は、Ｈステージ３０２の開口部３０２ｄの内部に配置されている。

Ｖステージ３０３上には、撮像素子１５３を駆動するための回路部品（図示せず）が搭載された回路基板１６１が配置され、回路基板１６１上には撮像素子１５３が半田付け等によって実装されている。

Ｖステージ３０３と、基準台板３００との間には、付勢手段であるコイルスプリングＣＳが配置されている。本実施の形態では、単一のコイルスプリングＣＳの両端を、Ｖステージ３０３と基準台板３００の突起に引っかけるだけで組付けを行えるので、組付性が顕著に向上する。又、撮像素子１５３の光軸直交方向は、デッドスペースとなっていることが多いので、かかるスペースを利用して組付けを行えば、デッドスペースの有効活用を図れるという利点もある。コイルスプリングＣＳの配置位置については、図１，２に示すとおりであり、よって上述した作用効果を得られるようになっている。尚、コイルスプリングＣＳにより付勢された状態で、且つモータを駆動しない状態で、撮像素子１５３のセンターが、交換レンズ２０の光軸と一致するかもしくはその近傍に配置されていると、電源スイッチオンからの立ち上がりが早くなるので好ましい。但し、撮像素子１５３には、通常フレキシブルプリント基板が接続されているので、その弾性力を考慮してコイルスプリングＣＳの付勢力を決定することが望ましい。

以上に述べた構成により、手ブレ検知部３２０で検出された手ブレの状態に応じて、Ｈモータ３１１及びＶモータ３１５に必要に応じた駆動パルスを印加することで、撮像素子１５３を光軸２００に垂直な面内で水平、垂直の任意の方向と位置に移動することで、手ブレ補正を行うことができる。尚、Ｈモータ３１１、Ｖモータ３１５の駆動方法については、例えば特願２００７−２０６５５３に詳細に記載されているので、説明を省略する。

次に、本発明に係る撮像装置として機能するデジタルカメラ１の回路を、図７を用いて説明する。図７はデジタルカメラ１の回路ブロック図である。図中、図１乃至６と同じ部分には同じ番号を付与した。

制御部であるカメラ制御部１５１は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリ等から構成され、図示しない記憶部に記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、当該プログラムに従ってデジタルカメラ１の各部を集中制御する。

又、カメラ制御部１５１は、電源スイッチ１１１、モード設定ダイアル１１２、変更ダイアル１１３、制御値設定ダイアル１１４、手ブレ補正スイッチ１１５、ＡＦスイッチＳＷ１、レリーズスイッチＳＷ２等からの入力を受けてカメラ各部の動作を制御すると共に、撮像の制御を行う画像制御部１５２と連携して、ＢＬ交信部（カメラ側）１７２、ＢＬ交信部（レンズ側）２７２及びレンズ制御部２５１を介したＡＦ制御、絞り制御、フラッシュ１０２の昇圧制御、発光制御、シャッタ駆動部１４６を介したシャッタ１４５の駆動制御を行う。

更に、カメラ制御部１５１は、手ブレ補正スイッチ１１５がオンされている場合、例えばジャイロ等で構成される手ブレ検知部３２０の出力を受け、手ブレ補正のための演算を行い、手ブレ補正ユニット３０１の構成要素であるＨモータ３１１、Ｖモータ３１５を駆動して公知の態様で手ブレ補正を行う。

レリーズスイッチＳＷ２がオンされると、シャッタ１４５が開かれ、レンズ２１１で集光された被写体からの光は撮像素子１５３上に結像され、記録のための撮像（以下、撮影という）が行われ、シャッタ１４５が閉じられ、画像データが画像メモリ１５５に一旦蓄えられた後、画像表示部１３１上に撮影画像としてアフタービュー表示され、メモリカード１５６に保存される。レリーズスイッチＳＷ２オンから撮影完了までの間、手ブレ補正が行われる。

その他、本発明に係る撮像装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。例えば、ステージを駆動するモータの代わりに、ボイスコイルモータや、特願２００７−２０６５５３に記載されたＳＩＤＭ等のアクチュエータを用いることもできる。

本発明の原理を説明するための図である。 本発明の原理を説明するための図である。 本発明の原理を説明するための図である。 本発明に係る撮像装置の外観模式図である。 図４に示した撮像装置のV-V断面の模式図である。 本発明に係る撮像ユニットの構成例の模式図である。 本発明に係る撮像装置の回路ブロック図である。 図１の構成をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図である。 図８の構成の矢印IXで示す部位を拡大して示す図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
１０ カメラ
１０１ レリーズボタン
ＳＷ１ ＡＦスイッチ
ＳＷ２ レリーズスイッチ
１０２ エレクトロフラッシュ
１１１ 電源スイッチ
１１２ モード設定ダイアル
１１３ 変更ダイアル
１１４ 制御値設定ダイアル
１１５ 手ブレ補正スイッチ
１２１ ファインダ
１２１ａ 接眼レンズ
１２１ｂ ペンタプリズム
１２１ｃ 焦点板
１３１ 画像表示部
１４１ レフレックスミラー
１４２ サブミラー
１４４ ＡＦモジュール
１４５ シャッタ
１４６ シャッタ駆動部
１５１ カメラ制御部
１５２ 画像制御部
１５３ 撮像素子
１５３ａ 撮像素子チップ
１５３ パッケージ
１５３ リードフレーム
１５３ カバーガラス
１５４ 画像処理部
１５５ 画像メモリ
１５６ メモリカード
１６１ 回路基板
１７１ マウント（カメラ側）
１７２ ＢＬ交信部（カメラ側）
３００ 基準台板
３００ａ 基準台板底部
３００ｂ ガイド軸
３００ｃ 基準台板開口部
３０１ 手ブレ補正ユニット
３０２ Ｈステージ
３０２ａ ガイド軸
３０２ｂ Ｈステージアーム部
３０２ｃ ＨステージＨ摺動部
３０２ｄ Ｈステージ開口部
３０３ Ｖステージ
３０３ａ ＶステージＶ摺動部
３０３ｂ Ｖステージアーム部
３０３ｃ Ｖステージ凹部
３１１ Ｈモータ
３１５ Ｖモータ
３２０ 手ブレ検知部
２０ 交換レンズ
２００ 光軸
２１１ レンズ
２４１ 絞り
２７１ マウント（レンズ側）
２７２ ＢＬ交信部（レンズ側）

Claims (8)

1. 被写体を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
   前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子を載置したステージが前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
   前記ステージは、少なくとも２カ所のガイド部材により前記基準台板に対して所定方向に移動可能に支持されており、前記基準台板に対して前記ステージを、前記所定方向以外の一方向に付勢する付勢手段が設けられ、これにより前記ガイド部材における３次元方向のうち少なくとも２方向のガタを排除することを特徴とする撮像ユニット。
2. 被写体を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
   前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子が前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
   前記手ブレ補正ユニットは、前記基準台板に対して第１の方向に移動可能に支持された第１ステージと、前記撮像素子を保持すると共に前記第１ステージに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能に支持された第２ステージと、前記第２ステージを前記基準台板に対して、前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする撮像ユニット。
3. 前記第１ステージを２点で支持しつつ前記第１の方向に案内する第１ガイド部と、前記第２ステージを２点で支持しつつ前記第２の方向に案内する第２ガイド部とを有し、
   前記第１ステージがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、前記第１ガイド部による前記第１ステージの支持方向が不変であり、及び／又は前記第２ステージがその移動ストロークの範囲内のいずれに位置したときも、前記第２ガイド部による前記第２ステージの支持方向が不変であるように、前記第３の方向及び付勢する位置が決定されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 前記第１ステージを前記第１の方向に駆動する第１駆動部と、前記第１ステージを前記第１駆動部に連結する第１連結部と、前記第２ステージを前記第２の方向に駆動する第２駆動部とを有し、前記第２ステージを前記第２駆動部に連結する第２連結部とを有し、
   前記第１連結部は、前記第１ステージと前記第１駆動部とを互いに離れる方向に付勢しており、及び／又は前記第２連結部は、前記第２ステージと前記第２駆動部とを互いに離れる方向に付勢していることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像ユニット。
5. 被写体を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子を移動させ手ブレを補正する手ブレ補正ユニットと、
   前記手ブレ補正ユニットを支持する基準台板とを備え、前記撮像素子を載置したステージが前記基準台板に対して相対移動可能となっている撮像ユニットにおいて、
   前記基準台板と前記ステージのうち、一方には第１のガイド軸が配置され、他方には前記第１のガイド軸に係合する係合面が形成され、前記係合面は、前記ガイド軸の軸線方向に見たときに角度付けされてなる２面を含み、
   前記基準台板と前記ステージのうち、一方には前記第１のガイド軸に平行する第２のガイド軸が配置され、他方には前記第２のガイド軸に係合するＵ字状溝が形成されており、
   更に、前記第１のガイド軸と前記係合面とが近接する方向に付勢力を付与すると共に、前記第２のガイド軸と前記Ｕ字状溝の側面とが近接する方向に付勢力を付与する付勢手段が設けられていることを特徴とする撮像ユニット。
6. 前記付勢手段はバネ部材であることを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。
7. 前記基準台板と前記ステージのうち一方に袋孔が形成され、前記袋孔内にバネとボールが配置されており、前記バネの付勢力により前記ボールが、前記基準台板と前記ステージのうち他方に当接してなることを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の撮像ユニットを有することを特徴とする電子カメラ。

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