JP5722265B2 - 可動部材制御装置及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、バランスの悪い構造の可動部材を的確に変位させる可動部材制御装置及びそれを備えた撮像装置に関するものである。

可動部材を制御する一例としてカメラの手振れ補正装置がある。カメラの手振れ補正装置の従来技術として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この手振れ補正装置は、撮像素子が搭載された可動部のＸ，Ｙ方向のそれぞれに一対のボイスコイルモータを配置し、手振れを補正する。特許文献１に開示された手振れ補正装置は、可動部の重心位置に対して力が加わるようにボイスコイルモータを配置しているため、Ｘ，Ｙ方向の並進運動の際に撮像素子が回転することがない。

しかしながら、可動部の重心位置に対して力が加わるようにボイスコイルモータを配置しなければならないということは、配置の自由度がなく、小型化に寄与することができない。また、重心位置に対して力が加わるようにボイスコイルモータを配置することは、高い精度を必要とするため、容易ではない。

カメラの手振れ補正装置の従来技術として、さらに特許文献２に開示されたものがある。特許文献２に開示された手振れ補正装置は、力を加えたときに可動部が回転しないようにバネを用いたものである。

特許４５６４９３０号公報 特開平１０−２５４０１９号公報

しかしながら、特許文献２の構成では、バネを用いているため、ある程度の回転は抑制することができるが、可動部の位置を適切に制御することはできない。また、バネを用いているので、形状劣化により付勢力も劣化する。

本発明の一実施態様では、小型で設計自由度が高く、可動部を迅速的確に変位させるように制御することが可能な可動部材制御装置及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的としている。

本発明にかかる実施態様の可動部材制御装置は、基礎部と、前記基礎部に対して水平方向、垂直方向、および回転方向へ相対的に移動可能な可動部と、前記可動部に対して第１の付勢力を付与する第１付勢部と、前記可動部に対して第２の付勢力を付与する第２付勢部と、前記可動部に対して前記第１付勢部及び前記第２付勢部と異なる方向に第３の付勢力を付与する第３付勢部と、前記第１の付勢力、前記第２の付勢力及び前記第３の付勢力をそれぞれ制御する制御部と、前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値をそれぞれ補正する第１の補正手段を含む補正部と、
を備えており、
前記補正部が、
前記第１の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第１の回転力と、
前記第２の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第２の回転力と、
前記第３の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第３の回転力と、
からなる回転力の総和が零となる第１の条件、
および
前記第１の付勢力に基づいて前記可動部の重心位置へ向かう方向成分に対する前記水平方向への第１の並進力と、
前記第２の付勢力から、前記可動部の重心位置へ向かう方向の成分に対する前記水平方向への第２の並進力と、
前記第３の付勢力から、前記可動部の重心位置へ向かう方向の成分に対する前記水平方向の成分である第３の並進力と、
からなる並進力の総和が零となる第２の条件、
からなる２つの条件を満たすように、
前記第１の補正手段は、前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記第１付勢部へ駆動量として出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ駆動量として出力する第２出力値をそれぞれ補正することを特徴とする。

また、前記第３付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与することを特徴とする。

また、前記第１付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与することを特徴とする。

また、前記第２付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与することを特徴とする。

また、前記第１付勢部と前記第２付勢部は、異なる方向に付勢力を付与することを特徴とする。

また、前記補正部は、
前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する第２の補正手段と、
前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値に応じて、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する第３の補正手段を更に備えており、
前記補正部が、前記第１、および前記第２の条件からなる２つの条件を満たすように、
前記第１の補正手段は、前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記第１付勢部へ駆動量として出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ駆動量として出力する第２出力値をそれぞれ補正し、
前記第２の補正手段は、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値、及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正し、
前記第３の補正手段は、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値に応じて、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値、及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する
ことを特徴とする。

また、前記第１付勢部へ変位位置を指示する第１指示部と、前記第２付勢部へ変位位置を指示する第２指示部と、前記第３付勢部へ変位位置を指示する第３指示部と、前記第１付勢部の実際の位置を取得する第１位置取得部と、前記第２付勢部の実際の位置を取得する第２位置取得部と、前記第３付勢部の実際の位置を取得する第３位置取得部と、前記第１指示部に指示された変位位置と前記第１位置取得部が取得する実際の位置との第１偏差を算出する第１偏差算出部と、前記第２指示部に指示された変位位置と前記第２位置取得部が取得する実際の位置との第２偏差を算出する第２偏差算出部と、前記第３指示部に指示された変位位置と前記第３位置取得部が取得する実際の位置との第３偏差を算出する第３偏差算出部と、を備え、前記第１偏差算出部、前記第２偏差算出部及び前記第３偏差算出部から前記制御部へ、前記第１偏差、前記第２偏差及び前記第３偏差を入力することを特徴とする。

また、前記基礎部は、第１永久磁石、第２永久磁石及び第３永久磁石をそれぞれ含み、前記可動部は、前記第１永久磁石に対向する位置に第１コイル、前記第２永久磁石に対向する位置に第２コイル、前記第３永久磁石に対向する位置に第３コイルをそれぞれ設置し前記第１永久磁石及び前記第１コイルは、前記第１付勢部としての第１ボイスコイルモータを構成し、前記第２永久磁石及び前記第２コイルは、前記第２付勢部としての第２ボイスコイルモータを構成し、前記第３永久磁石及び前記第３コイルは、前記第３付勢部としての第３ボイスコイルモータを構成することを特徴とする。

さらに、本実施形態の撮像装置は、前記可動部材制御装置と、前記可動部に設置され光を光電変換する撮像素子と、前記可動部材制御装置を有するボディと、を備えたことを特徴とする。

この態様に係る可動部材制御装置によれば、小型で設計自由度が高く、可動部を迅速的確に変位させるように制御することが可能となる。

第１実施形態の組立前の像振れ補正装置を示す図である。 基台部を示す図である。 可動部を示す図である。 図３を矢印Ａから見た図である。 磁石支持部を示す図である。 第１実施形態の組立後の像振れ補正装置を示す図である。 図６を矢印Ｂから見た図である。 第１実施形態の組立後の像振れ補正装置の動作を示す図である。 図８の一部を拡大した図である。 第１実施形態の像振れ補正装置の可動部の概略図である。 第１実施形態の可動部に作用する駆動力の方向を示す図である。 第１実施形態の像振れ補正装置の制御ブロックを示す図である。 第１実施形態の像振れ補正装置のフローチャートを示す図である。 第２実施形態の像振れ補正装置の可動部の概略図である。 第２実施形態の可動部に作用する駆動力の方向を示す図である。 第２実施形態の像振れ補正装置の制御ブロックを示す図である。 第２実施形態の像振れ補正装置のフローチャートを示す図である。 本実施形態の像振れ補正装置を備えた撮像装置を示す図である。 撮像装置内の像振れ補正装置等を示す図である。 撮像装置の三脚ねじ部周辺の拡大図である。 本実施形態のデジタルカメラの制御構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態の組立前の像振れ補正装置１を示す図である。

第１実施形態の可動部材制御装置としての像振れ補正装置１は、基礎部としての基台部１０と、基台部１０に移動可能に支持される可動部３０と、可動部３０に対して基台部１０と反対側に配置され、かつ、基台部１０に固定される磁石支持部５０と、を有する。

基台部１０には、第１永久磁石群２０が固定されており、磁石支持部５０には、第２永久磁石群６０が固定されている。可動部３０には、コイル群４０が固定されている。第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０とは、対向する空間に磁界が発生するように、それぞれ異極に着磁された部分が対向して配置される。コイル群４０は、第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０とが対向する空間に配置される。なお、図１において、第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０の磁極は、コイル群４０側の面の磁極を示しており、以下の図面においても同様とする。

図２は、基台部１０を示す図である。

基台部１０は、例えば、鉄や鉄の化合物等の磁性体からなる平板状の基台本体１１と、基台本体１１に設けられて基台部１０に対して磁石支持部５０を支持するための図示しないネジを挿通する貫通支持孔１２ａ，１２ｂと、基台部１０に対して可動部３０を移動可能に支持するための図示しないバネを支持する第１バネ支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、を有する。

ここで、基台部１０に対して、図２に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

基台部１０の第１永久磁石群２０は、コイル群４０側をＮ極に着磁された第１の磁石部２１と、第１の磁石部２１に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第２の磁石部２２と、第１の磁石部２１に対してＹ方向に離間して配置されてコイル群４０側をＮ極に着磁された第３の磁石部２３と、第３の磁石部２３に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第４の磁石部２４と、第４の磁石部２４に対してＹ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第５の磁石部２５と、を有する。なお、第１の磁石部２１〜第５の磁石部２５は、コイル群４０側と、コイル群４０の反対側の面とをそれぞれ逆の磁極に着磁されている。

第２の磁石部２２のＹ方向の第４の磁石部２４側は、第１の磁石部２１よりも短く形成されており、第１の磁石部２１と対峙していない切り欠きとしての第１の空間１０１ａがある。また、第４の磁石部２４のＹ方向の第２の磁石部２２側は、第３の磁石部２３よりも短く形成されており、第３の磁石部２３と対峙していない切り欠きとしての第２の空間１０１ｂがある。

図３は可動部３０を示す図であり、図４は図３を矢印Ａから見た図である。

可動部３０は、例えば、アルミニウム合金や合成樹脂等の非磁性体からなる可動本体３１と、可動本体３１の周囲の一部に設けられたコイル収納部３２と、可動部３０を基台部１０に対して移動可能に支持するための図示しないバネを支持する第２バネ支持部３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、を有する。また、可動部３０には、ホール素子３４及び温度センサ３５等のセンサ類も取り付けられている。ホール素子３４は、第１ホール素子３４ａ、第２ホール素子３４ｂ、及び第３ホール素子３４ｃを有する。

ここで、可動部３０に対して、図３に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

可動本体３１は、光を光電変換する撮像素子３６、フィルタ群３７、及び電気素子３８を搭載する。フィルタ群３７は、撮像素子３６から離れている側から、超音波フィルタ３７ａ及び赤外線カットフィルタ３７ｂが配置されている。また、撮像素子３６に対して、フィルタ群３７の反対側には、撮像素子の受光量を検出し、当該受光量に基づく映像信号等を処理する電気素子３８を搭載する。

コイル収納部３２は、可動本体３１の周囲の一部に設けられ、凹部にコイル群４０を収納する。可動本体３１は、コイル収納部３２よりもＸ方向及びＹ方向に直交するＺ方向の長さが長い。

コイル群４０は、第１のコイル４１、第２のコイル４２、及び第３のコイル４３を有する。第１のコイル４１は、図２に示した基台部１０の第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２に対向して設置される。第２のコイル４２は、図２に示した基台部１０の第３の磁石部２３及び第４の磁石部２４に対向するように設置される。第３のコイル４３は、図２に示した基台部１０の第４の磁石部２４及び第５の磁石部２５に対向するように設置される。また、前述した第１ホール素子３４ａは第１のコイル４１の近傍、第２ホール素子３４ｂは第２のコイル４２近傍、及び第３ホール素子３４ｃは第３のコイル４３近傍に取り付けられる。

図５は、磁石支持部５０を示す図である。ただし、図５に示した磁石支持部５０は、図１に示した磁石支持部５０を可動部３０側から見た図である。

磁石支持部５０は、例えば、鉄や鉄の化合物等の磁性体からなる平板状の支持本体５１と、支持本体５１に設けられて磁石支持部３０を基台部１０に対して支持するための図示しないネジを挿通する貫通孔５２ａ，５２ｂと、を有する。

ここで、磁石支持部５０に対して、図４に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

磁石支持部５０の第２永久磁石群６０は、コイル群４０側をＳ極に着磁された第１の対向磁石部６１と、第１の対向磁石部６１に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第２の対向磁石部６２と、第１の対向磁石部６１に対してＹ方向に離間して配置されてコイル群４０側をＳ極に着磁された第３の対向磁石部６３と、第３の対向磁石部６３に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第４の対向磁石部６４と、第９の磁石６４に対してＹ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第５の対向磁石部６５と、を有する。なお、第１の対向磁石部６１〜第５の対向磁石部６５は、コイル群４０側と、コイル群４０の反対側の面とをそれぞれ逆の磁極に着磁されている。

第２の対向磁石部６２のＹ方向の第４の対向磁石部６４側は、切り欠きを有し、第１の対向磁石部６１よりも短く形成されており、第１の対向磁石部６１と対峙していない切り欠きとしての第３の空間１０２ａがある。また、第４の対向磁石部６４のＹ方向の第２の対向磁石部６２側は、切り欠きを有し、第３の対向磁石部６３よりも短く形成されており、第３の対向磁石部６３と対峙していない切り欠きとしての第４の空間１０２ｂがある。

図６は第１実施形態の組立後の像振れ補正装置１を示す図であり、図７は図６を矢印Ｂから見た図である。

第１実施形態の像振れ補正装置１を組立てるには、図１に示した基台部１０の貫通支持孔１２ａ，１２ｂ及び磁石支持部５０の貫通ネジ孔５２ａ，５２ｂにそれぞれ図示しないネジを挿通する。また、基台部１０の基台本体１１に取り付けられたプレート１４によって磁石支持部５０の支持本体５１を支持する。したがって、支持本体５１は、貫通支持孔１２ａ，１２ｂとプレート１４の３箇所で基台本体１１に強固に支持されることになる。さらに、基台部１０の第１バネ支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び可動部３０の第２バネ支持部３３ａ，３３ｂ，３３ｃに、それぞれコイルバネ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを設置する。

さらに、基台部１０と可動部３０は、図示しない複数の球形のボール部材を挟持することによって、一般にボール支持と称される形式によって支持すると好ましい。可動部３０は、ボール部材が転動することによって、基台部１０に対して移動可能となる。

像振れ補正装置１を組立てると、基台部１０の第１永久磁石群２０と磁石支持部５０の第２永久磁石群６０が離間した状態で対向する。第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０の対向した磁石は、それぞれ逆の磁極に着磁されているので、各磁石の間の空間には、それぞれ磁界が発生する。その磁界の発生している離間した空間に可動部３０のコイル群４０が配置される。このように、第１永久磁石群２０、第２永久磁石群６０及びコイル群４０を配置することによって、ボイスコイルモータ７０を形成する。

第１実施形態では、第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２、第１のコイル４１、並びに、第１の対向磁石部６１及び第２の対向磁石部６２が、可動部３０を第１の方向としてのＸ方向に移動させる第１のボイスコイルモータとしての第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１を形成する。また、第３の磁石部２３及び第４の磁石部２４、第２のコイル４２、及び第３の対向磁石部６３及び第４の対向磁石部６４が、可動部３０を第１の方向としてのＸ方向に移動させる第２のボイスコイルモータとしての第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を形成する。さらに、第４の磁石部２４及び第５の磁石部２５、第３のコイル４３、及び第４の対向磁石部６４及び第５の対向磁石部６５が、可動部３０を第２の方向としてのＹ方向に移動させる第３のボイスコイルモータとしてのＹ方向ボイスコイルモータ７３を形成する。

したがって、第４の磁石部２４及び第４の対向磁石部６４は、第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２及びＹ方向ボイスコイルモータ７３の両方に含まれることとなる。このように、第１磁石群２０と第２磁石群６０の少なくとも１つの磁石部をＸ方向のボイスコイルモータ７２とＹ方向のボイスコイルモータ７３との両方に含まれるように構成し、Ｘ方向の可動とＹ方向の可動の両方の機能を有することで、部品点数を削減することができ、装置の小型化及び低コスト化を実現することが可能となる。

第１実施形態の場合、第１のコイル４１及び第２のコイル４２に電流を流した場合、可動部３０は、Ｘ方向に移動する。また、第３のコイル４３に電流を流した場合、可動部３０は、Ｙ方向に移動する。

なお、第１実施形態は、第１永久磁石群２０の第１の磁石部２１と第２の磁石部２２を１つの磁石、第１永久磁石群２０の第３の磁石部２３と第４の磁石部２４と第５の磁石部２５を１つの磁石、第２永久磁石群６０の第１の対向磁石部６１と第２の対向磁石部６２を１つの磁石、第２永久磁石群６０の第３の対向磁石部６３と第４の対向磁石部６４と第５の対向磁石部６５を１つの磁石として着磁したが、それぞれ別体又は一部を別体の磁石としてもよい。別体とすることで、加工が簡単となり、簡単に低コストで製作することが可能となる。また、第１のコイル４１、第２のコイル４２、及び第３のコイル４３の巻数は、それぞれ切り欠きの体積に応じて変化させてもよい。

なお、各磁石を基台部１０及び磁石支持部５０に固定する方法は、接着剤、ネジ止め又はカシメ等、特に限定されるものではない。第１実施形態では、一例として、接着剤によって基台部１０及び磁石支持部５０に固定している。

図８は第１実施形態の組立後の像振れ補正装置１の動作を示す図であり、図９は図８の一部を拡大した図である。なお、図８では、可動部３０の動きが見やすいように、磁石支持部５０を省略し、図９では、第１の磁石部２１、第２の磁石部２２及び可動本体部３１のみで示している。

例えば、図８に示すように、可動部３０が、基台部１０に対して矢印Ｃの方向に動いたとする。すると、図９に示すように、可動本体３１が第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２の方向に近づく。もし、第２の磁石部２２のＹ方向の長さが第１の磁石部２１のＹ方向の長さと同じ場合、可動本体３１と第２の磁石部２２とが干渉してしまう。

そこで、第２の磁石部２２のＹ方向の長さを第１の磁石部２１のＹ方向の長さよりも短くすることによって形成された切り欠きによって、第１の空間１０１ａを形成することで、可動本体３１と第２の磁石部２２との干渉を避けることができ、装置の小型化を実現することが可能となる。なお、切り欠きとしての第１の空間１０１ａ及び第２の空間１０１ｂを基台部１０または可動部３０の中心方向側に設けるとさらに装置の小型化を実現することが可能となる。また、切り欠きをボイスコイルモータ７０による可動部３０の可動範囲に、少なくとも１部が重なる位置に配置すると、より装置の小型化を実現することが可能となる。

なお、他の磁石部についても切り欠きを設けることによって、可動本体３１と磁石部、又は磁石部と他の部材の干渉を避けることができ、可動部３０の可動範囲を狭めることなく、装置の小型化を実現することが可能となる。

第１実施形態では、基台部１０及び磁石支持部５０の双方に永久磁石群を備える構成として説明したが、可動部３０を動作可能な出力を出せるようであれば、一方のみに永久磁石群を備える構成とすることも可能である。

次に、第１実施形態の像振れ補正装置１の可動部の制御について説明する。

図１０は、第１実施形態の像振れ補正装置１の可動部３０の概略図である。

第１実施形態の像振れ補正装置１は、図１０に示すように、第１付勢部としての第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２付勢部としての第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を作動させて可動部３０に力を印加することによって、Ｘ方向に移動させることができ、第３付勢部としてのＹ方向ボイスコイルモータ７３を作動させて可動部３０に力を印加することによって、Ｙ方向に移動させることができる。なお、第１付勢部、第２付勢部及び第３付勢部としては、ボイスコイルモータに限らず、駆動力を発生する他のアクチュエータ等でもよい。

例えば、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を定位置駆動した状態で、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３に駆動量指示を与え作動させることにより、Ｙ方向への並進駆動をおこなう。また、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３を定位置駆動した状態で、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２に等しい駆動量指示を与え作動させることにより、Ｘ方向の並進運動を行う。さらに、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３を定位置駆動した状態で、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２に異なる駆動量指示を与え作動させることにより、異なる駆動量の差分量に応じた回転運動を行う。

なお、各ボイスコイルモータ７１，７２，７３には、それぞれに対応する位置取得部としてのホール素子３４が可動部３０のそれぞれの近傍に配置されており、各ボイスコイルモータ７１，７２，７３の位置、例えば、第１のコイル４１、第２のコイル４２、及び第３のコイル４３の通常状態に対するそれぞれの移動位置を検出することができる。

図１１は、第１実施形態の可動部３０に作用する駆動力の方向を示す図である。

可動部３０は、図１１に示すように、各ボイスコイルモータ７１，７２，７３より駆動力を受ける。本構成のようにＹ方向ボイスコイルモータ７３が可動部３０に与える力のベクトルの直線上に可動部３０の重心位置Ｇが存在せず、付勢力が重心位置とは異なる方向に向かう場合、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３が可動部３０に力を印加すると、Ｙ方向への並進力の他に重心周りの回転力及びＸ方向への並進力が生じてしまう。回転力及びＸ方向への並進力は、不必要な力の成分であるが、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を単純にフィードバック制御することにより、低減することは可能である。しかしながら、回転力及びＸ方向への並進力は、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２に対して常に外乱要因を与えている状態となり、このままでは、位置制御の精度が低下するおそれがある。

そこで、第１実施形態では、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３が可動部３０に力を印加する際の回転力及びＸ方向への並進力をさらに低減することができるように、各ボイスコイルモータ７１，７２，７３を制御する。

なお、各ボイスコイルモータ７１，７２，７３は、可動部３０の重心位置Ｇとは異なる方向に向かって付勢力を付与するように構成することで、小型で設計自由度が高くすることが可能となる。また、少なくとも２つのボイスコイルモータが平行に付勢力を付与することにより、可動部３０の的確な位置を高速に演算することができると共に、演算に対する負荷を小さくすることが可能となる。

図１２は、第１実施形態の像振れ補正装置１の制御ブロックを示す図である。

像振れ補正装置１の制御ブロックは、制御部２と、補正部３と、ボイスコイルモータ７０とを有する

まず、図示しない第１指示部から第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１に変位位置を指示する第１駆動信号ｒ_x1が入力される。すると、第１偏差算出部で第１駆動信号ｒ_x1と第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の現在位置Ｘ１_posの差分である第１偏差としての第１のＸ方向偏差ｅ_x1が算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

同様に、図示しない第２指示部から第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２に変位位置を指示する第２駆動信号ｒ_x2が入力される。すると、第２偏差算出部で第２駆動信号ｒ_x2と第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の現在位置Ｘ２_posの差分である第２偏差としての第２のＸ方向偏差ｅ_x2が算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

さらに、図示しない第３指示部からＹ方向ボイスコイルモータ７１に変位位置を指示する第３駆動信号ｒ_yが入力される。すると、第３偏差算出部で第３駆動信号ｒ_yとＹ方向ボイスコイルモータ７３の現在位置Ｙ_posの差分である第３偏差としてのＹ方向偏差ｅ_x1が算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

制御部２は、第１のＸ方向偏差ｅ_x1が入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、第１のＸ方向フィルタ出力Ｉ_x1を出力する。また、制御部２は、第２のＸ方向偏差ｅ_x2が入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、第２のフィルタ出力Ｉ_x2を出力する。さらに、制御部２は、Ｙ方向偏差ｅ_yが入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yを出力する。

補正部３は、第１のＸ方向フィルタ出力Ｉ_x1が入力され、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yに第１の補正係数Ｋ₁を乗じた第１の補正値Ｋ₁Ｉ_yと加算されて、第１のＸ方向出力Ｉ'_x1を出力する。また、補正部３は、第２のＸ方向フィルタ出力Ｉ_x2が入力され、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yに第２の係数Ｋ₂を乗じた第２の補正値Ｋ₂Ｉ_yと加算されて、第２のＸ方向出力Ｉ'_x2を出力する。さらに、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yが入力され、そのままＹ方向出力Ｉ'_yとして出力する。

ボイスコイルモータ７０は、補正部３からの第１のＸ方向出力Ｉ'_x1に応じた電流を第１のコイル４１に印加して、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１を駆動する。また、ボイスコイルモータ７０は、補正部３からの第２のＸ方向出力Ｉ'_x2に応じた電流を第２のコイル４２に印加して、第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を駆動する。また、ボイスコイルモータ７０は、補正部３からのＹ方向出力Ｉ'_yに応じた電流を第３のコイル４３に印加して、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３を駆動する。

ここで、補正部３で乗じた第１の補正係数Ｋ₁及び第２の補正係数Ｋ₂の算出方法について説明する。

図１１に示すように、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３において、必要な力は、可動部３０をＹ方向へ並進駆動させる力のみである。したがって、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３の駆動力Ｆ_yによって生じるその他の不要な力を、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の駆動力Ｆ_x1及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の駆動力Ｆ_x2によって打ち消す必要がある。

Ｙ方向ボイスコイルモータ７３の駆動力Ｆ_yによって生じるその他の不要な力を、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の駆動力Ｆ_x1及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の駆動力Ｆ_x2によって打ち消すためには、以下の回転力を相殺する条件式（１）及びＸ並進力を相殺する条件式（２）を満足しなければならない。
Ｆ_yθ・ｒ_y＋Ｆ_x1θ・ｒ_x1＋Ｆ_x2θ・ｒ_x2＝０ （１）
Ｆ_yr・sinθ_y＋Ｆ_x1r・cosθ_x1＋Ｆ_x2r・cosθ_x2＝０ （２）
ただし、
｜Ｆ_yθ｜＝｜Ｆ_y｜・sinθ_y
｜Ｆ_x1θ｜＝｜Ｆ_x1｜・sinθ_x1
｜Ｆ_x2θ｜＝｜Ｆ_x2｜・sinθ_x2
｜Ｆ_yr｜＝｜Ｆ_y｜・cosθ_y
｜Ｆ_x1r｜＝｜Ｆ_x1｜・cosθ_x1
｜Ｆ_x2r｜＝｜Ｆ_x2｜・cosθ_x2
である。
なお、各変数は、ベクトルの方向に応じた符号を含んでいる。

したがって、条件式（１）と条件式（２）の連立方程式を解くことにより、任意のＹ方向ボイスコイルモータ７３の駆動力Ｆ_yに対して、その回転力及びＸ並進力を相殺する第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の駆動力Ｆ_x1及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の駆動力Ｆ_x2を求めることが可能となる。

制御器に実装する場合には、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３の駆動力Ｆ_yは、様々な値を取り得るので、その値に応じて第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の駆動力Ｆ_x1及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の駆動力Ｆ_x2を変更する必要がある。

そこで、Ｙ方向ボイスコイルモータ７３の駆動力Ｆ_yを１とおいた場合の第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１の駆動力Ｆ_x1及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２の駆動力Ｆ_x2を、第１の補正係数Ｋ₁及び第２の補正係数Ｋ₂とする。そして、第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１及び第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２への入力値を第１の補正係数Ｋ₁及び第２の補正係数Ｋ₂で補正することによって、変化するＦ_yに対して常に適切な処理をすることが可能となる。

図１３は、第１実施形態の像振れ補正装置１のフローチャートを示す図である。

第１実施形態の像振れ補正装置１の可動部材の制御は、まず、ステップ１で、駆動目標位置Ｘ，Ｙ，θを取得する（ＳＴ１）。

次に、ステップ２で、駆動目標位置Ｘ，Ｙ，θを、Ｘ１方向、Ｘ２方向及びＹ方向の各軸の並進駆動量ｒ_x1、ｒ_x2、ｒ_yに変換する（ＳＴ２）。

次に、ステップ３で、各軸の現在位置Ｘ１_POS、Ｘ２_POS、Ｙ_POSをそれぞれ第１ホール素子３４ａ、第２ホール素子３４ｂ、及び第３ホール素子３４ｃにより取得する（ＳＴ３）。

次に、ステップ４で、ステップ２において取得した各軸の並進駆動量ｒ_x1、ｒ_x2、ｒ_yから、ステップ３において取得した各軸の現在位置Ｘ１_POS、Ｘ２_POS、Ｙ_POSの差分を求めて各軸の偏差ｅ_y，ｅ_x1，ｅ_x2を算出する（ＳＴ４）。

次に、ステップ５で、制御部２において各軸の制御フィルタ出力Ｉ_x1，Ｉ_x2，Ｉ_yを演算する（ＳＴ５）

次に、ステップ６で、補正部３において、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yに第１の補正係数Ｋ₁を乗じた第１の補正値Ｋ₁Ｉ_yと第２のＸ方向フィルタ出力Ｉ_x2とを加算して、第１のＸ方向出力Ｉ'_x1と修正し、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yに第２の係数Ｋ₂を乗じた第２の補正値Ｋ₂Ｉ_yと第２のＸ方向フィルタ出力Ｉ_x2とを加算して、第２のＸ方向出力Ｉ'_x2と修正する（ＳＴ６）。

次に、ステップ７で、演算結果に応じて、各軸のボイスコイルモータ７０を駆動する（ＳＴ７）。

このような可動部材制御によって、小型で設計自由度が高く、可動部３０を基台部１０に対して迅速的確に変位させるように制御することが可能となる。

次に、第２実施形態の像振れ補正装置１について説明する

図１４は、第２実施形態の像振れ補正装置１の可動部３０の概略図である。

第２実施形態の像振れ補正装置１は、図１４に示すように、第１付勢部としてのＸ方向ボイスコイルモータ１７１、第２付勢部としてのＹ方向ボイスコイルモータ１７２及び第３付勢部としての回転方向ボイスコイルモータ１７３を有する。

Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１を作動させて可動部３０に力を印加することによって、Ｘ方向に移動させることができ、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２を作動させて可動部３０に力を印加することによって、Ｙ方向に移動させることができる。また、回転方向ボイスコイルモータ１７３を作動させて可動部３０に力を印加することによって、回転方向に移動させることができる。なお、第１付勢部、第２付勢部及び第３付勢部としては、ボイスコイルモータに限らず、駆動力を発生する他のアクチュエータ等でもよい。

例えば、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１を定位置駆動、回転方向ボイスコイルモータ１７３を定角度駆動した状態で、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２に駆動量指示を与え作動させることにより、Ｙ方向への並進駆動をおこなう。また、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２を定位置駆動、回転方向ボイスコイルモータ１７３を定角度駆動した状態で、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１に駆動量指示を与え作動させることにより、Ｘ方向への並進駆動をおこなう。さらに、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７２を定位置駆動、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２を定位置駆動した状態で、回転方向ボイスコイルモータ１７３に駆動量指示を与え作動させることにより、重心周りの回転駆動をおこなう。

なお、各ボイスコイルモータ１７１，１７２，１７３には、それぞれに対応する図示しないリニア位置検出センサが配置されており、各ボイスコイルモータ１７１，１７２，１７３の位置、例えば、第１のコイル１４１、第２のコイル１４２、及び第３のコイル１４３の通常状態に対するそれぞれの移動位置を検出することができる。

図１５は、第２実施形態の可動部３０に作用する駆動力の方向を示す図である。

可動部３０は、図１５に示すように、各ボイスコイルモータ１７１，１７２，１７３より駆動力を受ける。本構成のように各ボイスコイルモータ１７１，１７２が可動部３０に与える力のベクトルの直線上に可動部３０の重心位置Ｇが存在しない場合、各ボイスコイルモータ１７１，１７２がそれぞれ可動部３０に力を印加すると、不必要な力が生じてしまい、第１実施形態と同様に、位置制御の精度が低下するおそれがある。また、回転力を付勢するボイスコイルモータ１７３が可動部３０に与える力ベクトルが、可動部３０の重心とボイスコイルモータ１７３の付勢力作用点を結ぶ直線と直交しない場合、ボイスコイルモータ１７３は、回転力以外の力を可動部３０に印加するため、位置制御の精度が低下するおそれがある。

そこで、第２実施形態では、この不必要な力を抑制する。

図１６は、第２実施形態の像振れ補正装置１の制御ブロックを示す図である。

像振れ補正装置１の制御ブロックは、制御部２と、補正部３と、ボイスコイルモータ１７０とを有する

まず、図示しない第１指示部からＸ方向ボイスコイルモータ１７１に変位位置を指示する第１駆動信号ｒ_xが入力される。すると、第１偏差算出部で第１駆動信号ｒ_xとＸ方向ボイスコイルモータ１７１の現在位置Ｘ_posの差分である第１偏差としてのＸ方向偏差ｅ_x1が算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

同様に、図示しない第２指示部からＹ方向ボイスコイルモータ１７２に変位位置を指示する第２駆動信号ｒ_yが入力される。すると、第２偏差算出部で第２駆動信号ｒ_yとＹ方向ボイスコイルモータ１７２の現在位置Ｙ_posの差分である第２偏差としてのＹ方向偏差ｅ_yが算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

さらに、図示しない第３指示部から回転方向ボイスコイルモータ１７３に変位位置を指示する第３駆動信号ｒ_Rotが入力される。すると、第３偏差算出部で第３駆動信号ｒ_Rotと回転方向ボイスコイルモータ１７３の現在位置θ_posの差分である第３偏差としての回転方向偏差ｅ_Rotが算出される。すなわちフィードバック制御を構成する。

制御部２は、Ｘ方向偏差ｅ_xが入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、Ｘ方向フィルタ出力Ｉ_xを出力する。また、制御部２は、Ｙ方向偏差ｅ_yが入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yを出力する。さらに、制御部２は、回転方向偏差ｅ_Rotが入力され、内部のＩＩＲフィルタ等で位相補償・ゲイン乗算処理を行い、回転方向フィルタ出力Ｉ_Rotを出力する。

補正部３は、Ｘ方向フィルタ出力Ｉ_xが入力され、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yに第１のＹ方向補正係数Ｋ_YXを乗じた第１のＹ方向補正値Ｋ_YXＩ_y及び回転方向フィルタ出力Ｉ_Rotに第１の回転方向補正係数Ｋ_RotXを乗じた第１の回転方向補正値Ｋ_RotXＩ_Rotを加算されて、Ｘ方向出力Ｉ'_xを出力する。

また、補正部３は、Ｙ方向フィルタ出力Ｉ_yが入力され、Ｘ方向フィルタ出力Ｉ_xに第１のＸ方向補正係数Ｋ_XYを乗じた第１のＸ方向補正値Ｋ_XYＩ_x及び回転方向フィルタ出力Ｉ_Rotに第２の回転方向補正係数Ｋ_RotYを乗じた第２の回転方向補正値Ｋ_RotYＩ_Rotを加算されて、Ｙ方向出力Ｉ'_yを出力する。

さらに、補正部３は、回転方向フィルタ出力Ｉ_Rotが入力され、Ｘ方向フィルタ出力Ｉ_xに第２のＸ方向補正係数Ｋ_XRotを乗じた第２のＸ方向補正値Ｋ_XRotＩ_x及びＹ方向フィルタ出力Ｉ_Yに第２のＹ方向補正係数Ｋ_YRotを乗じた第２のＹ方向補正値Ｋ_YRotＩ_Yを加算されて、回転方向出力Ｉ'_Rotを出力する。

ボイスコイルモータ１７０は、補正部３からのＸ方向出力Ｉ'_xに応じた電流を第１のコイル１４１に印加して、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１を駆動する。また、ボイスコイルモータ１７０は、補正部３からのＹ方向出力Ｉ'_Yに応じた電流を第２のコイル１４２に印加して、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２を駆動する。また、ボイスコイルモータ１７０は、補正部３からの回転方向出力Ｉ'_Rotに応じた電流を第３のコイル１４３に印加して、回転方向ボイスコイルモータ１７３を駆動する。

ここで、補正部３で乗じた第１のＸ方向補正係数Ｋ_XY、第２のＸ方向補正係数Ｋ_XRot、第１のＹ方向補正係数Ｋ_YX、第２のＹ方向補正係数Ｋ_YRot、第１の回転方向補正係数Ｋ_RotX、及び第２の回転方向補正係数Ｋ_RotYの算出方法について説明する。

図１５に示すように、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２において、必要な力は、可動部３０をＹ方向へ並進駆動させる力のみである。したがって、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２の駆動力Ｆ_yによって生じるその他の不要な力を、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_x及び回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotによって打ち消す必要がある。

Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２の駆動力Ｆ_yによって生じるその他の不要な力を、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_x及び回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotによって打ち消すためには、以下の回転力を相殺する条件式（３）及びＸ並進力を相殺する条件式（４）を満足しなければならない。
Ｆ_yθ・ｒ_y＋Ｆ_xθ・ｒ_x＋Ｆ_Rotθ・ｒ_Rot＝０ （３）
Ｆ_yr・sinθ_y＋Ｆ_xr・cosθ_x＋Ｆ_Rotr・cosθ_Rot1＝０ （４）
ただし、
｜Ｆ_yθ｜＝｜Ｆ_y｜・sinθ_y
｜Ｆ_xθ｜＝｜Ｆ_x｜・sinθ_x
｜Ｆ_Rotθ｜＝｜Ｆ_Rot｜・cosθ_Rot2
｜Ｆ_yr｜＝｜Ｆ_y｜・cosθ_y
｜Ｆ_xr｜＝｜Ｆ_x｜・cosθ_x
｜Ｆ_Rotr｜＝｜Ｆ_Rot｜・sinθ_Rot2
である。
なお、各変数は、ベクトルの方向に応じた符号を含んでいる。

そして、条件式（３）と条件式（４）の連立方程式をＸ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_x及び回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotについて解き、Ｙ方向ボイスコイルモータ１７２の駆動力Ｆ_yを１とおいた場合のＸ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_x及び回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotを、第１のＸ方向補正係数Ｋ_YX及び第１の回転方向補正係数Ｋ_YRotとする。

同様に、Ｘ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_xのＸ方向の並進力以外のＹ方向の並進力と回転力の成分をＹ方向ボイスコイルモータ１７２の駆動力Ｆ_y及び回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotによって打ち消すことを条件として、第１のＹ方向補正係数Ｋ_XY及び第２の回転方向補正係数Ｋ_XRotを求めることが可能となる。

さらに、回転方向ボイスコイルモータ１７３の駆動力Ｆ_Rotの回転力以外のＸ方向の並進力とＹ方向の並進力の成分をＸ方向ボイスコイルモータ１７１の駆動力Ｆ_x及びＹ方向ボイスコイルモータ１７２の駆動力Ｆ_yによって打ち消すことを条件として、第２のＸ方向補正係数Ｋ_RotY及び第２のＹ方向補正係数Ｋ_RotXを求めることが可能となる。

そして、図１６に示すように、制御部２からの出力値に、第１のＸ方向補正係数Ｋ_XY、第２のＸ方向補正係数Ｋ_XRot、第１のＹ方向補正係数Ｋ_YX、第２のＹ方向補正係数Ｋ_YRot、第１の回転方向補正係数Ｋ_RotX、及び第２の回転方向補正係数Ｋ_RotYをそれぞれ他の軸に対して乗じて補正することによって、変化する駆動力に対して常に的確な位置に処理をすることが可能となる。

図１７は、第２実施形態の像振れ補正装置１のフローチャートを示す図である。

第１実施形態の像振れ補正装置１の可動部材の制御は、まず、ステップ１１で、駆動目標位置Ｘ，Ｙ，θを取得する（ＳＴ１１）。

次に、ステップ１２で、駆動目標位置Ｘ，Ｙ，θを、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向の各軸の並進駆動量ｒ_x、ｒ_xy、ｒ_Rotに変換する（ＳＴ１２）。

次に、ステップ１３で、各軸の現在位置Ｘ_POS、Ｙ_POS、θ_degをホール素子３４により取得する（ＳＴ１３）。

次に、ステップ１４で、ステップ２において取得した各軸の並進駆動量ｒ_x、ｒ_y、ｒ_Rotから、ステップ３において取得した各軸の現在位置Ｘ_POS、Ｙ_POS、θ_degの差分を求めて各軸の偏差ｅ_x，ｅ_y，ｅ_Rotを算出する（ＳＴ１４）。

次に、ステップ１５で、制御部２において各軸の制御フィルタ出力Ｉ_x，Ｉ_y，Ｉ_Rotを演算する（ＳＴ１５）

次に、ステップ１６で、補正部３において、フィルタ出力値に、第１のＸ方向補正係数Ｋ_XY、第２のＸ方向補正係数Ｋ_XRot、第１のＹ方向補正係数Ｋ_YX、第２のＹ方向補正係数Ｋ_YRot、第１の回転方向補正係数Ｋ_RotX、及び第２の回転方向補正係数Ｋ_RotYをそれぞれ他の軸に対して乗じて修正する（ＳＴ１６）。

次に、ステップ１７で、演算結果に応じて、各軸のボイスコイルモータ１７０を駆動する（ＳＴ１７）。
このような可動部材制御によって、小型で設計自由度が高く、可動部３０を基台部１０に対して迅速的確に変位させるように制御することが可能となる。

さて、以上のような本実施形態の像振れ補正装置は、電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１８は本実施形態の像振れ補正装置を備えた撮像装置を示す図であり、図１９は撮像装置内の像振れ補正装置等を示す図である。

本発明の一実施形態の像振れ補正装置１を備える撮像装置としてのデジタルカメラ８０は、図１８及び図１９に示すようにカメラボディ８１と、カメラボディ８１に交換可能に装着される撮影レンズＬを備えるレンズユニット８２と、により構成される。

なお、以下の説明において、撮影レンズＬからカメラボディ８１に入射する入射光軸を「Ｏ」で示し、入射光軸Ｏ方向に対して被写体側を前方（前面側）とし、結像側を後方（背面側）とする。また、光軸Ｏと直交する方向のうち、通常の撮影状態にて前方から見た左右方向を第１の方向であるＸ方向とし、上下方向を第２の方向であるＹ方向とする。第１の方向であるＸ方向及び第２の方向であるＹ方向は、像振れ補正装置１での第１の方向であるＸ方向及び第２の方向であるＹ方向に対応している。

カメラボディ８１は、デジタルカメラ８０を構成する部材を収納するカメラ本体を兼ねる外装体８３を備えており、入射光軸Ｏ上の前側位置にレンズユニット８２を交換自在に装着するためのリング状のマウント部８４を備えている。また、外装体８３には前方から見て左側に撮影時、操作者の右手により保持される図示しないグリップ部が設けられる。このグリップ部の頂部には、レリーズボタン等の図示しない各種スイッチ、ボタン類が配されている。

さらに、カメラボディ８１は、外装体８３の内部に電池９１を収納する電池収納室９２を備えている。また、電池収納室９２の後方には、カメラ全体の制御や画像処置、圧縮処理、データ記憶処理等を行うための制御回路やＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板等（図示せず）が配されている。また、カメラボディ８１には、例えばジャイロセンサ等による、該カメラボディ８１の振れ状態検出装置（図示せず）が内蔵されている。

カメラボディ８１は、さらに図１８及び図１９に示すように、外装体８３の背面側にパネル表示窓８５を有する液晶パネル８６を備えている。この液晶パネル８６は、撮影された画像の他、各種設定・調整事項等の各種情報を画像として表示するＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの矩形状表示パネルである。また、外装体８３の頂部には、光学ファインダ、電子ビューファインダ、外付けのフラッシュ、又はマイク等を装着するためのホットシュー８７が配されている。

カメラボディ８１の外装体８３内には、図１８に示すように、フォーカルプレーンシャッタ８８及び撮像ユニット８９が配設されている。撮像ユニット８９は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等である撮像素子３６をＸＹ平面上において変位可能に支持し、ボイスコイルモータをアクチュエータとする像振れ防止装置１を備えている。この像振れ防止装置１は、上述の振れ検出装置からの振れ信号に基づいて、検出した振れ方向の力を打ち消すように作動する。撮像素子３６は、矩形の受光面を有しており、受光面の長辺がＸ方向に沿うように配設されている。また、外装体８３の底面部には、三脚ねじ部９０が設けられている。

図２０は、三脚ねじ部周辺の拡大図である。

像振れ補正装置１をデジタルカメラ８０に備える際に、三脚ねじ部９０と干渉してしまう場合、図２０に示すように、第４の磁石部６４と第５の磁石部６５のＸ方向の長さを異ならせることで三脚ねじ部９０を第５の空間１０３ａ内に収納することが可能となる。

このように、像振れ補正装置１をデジタルカメラ８０に備える際に、デジタルカメラ８０内の部材と像振れ補正装置１が干渉する場合、磁石部の長さを異ならせて切り欠きを形成し、該切り欠きに部材を配置することで、デジタルカメラ８０内の部材と像振れ補正装置１の干渉を避ける事ができ、デジタルカメラ８０の小型化を実現することが可能となる。

図２１は、本実施形態のデジタルカメラ８０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、処理手段は、例えば、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部等で構成される。

図２１に示されるように、デジタルカメラ８０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１１６には、撮像素子３６とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。

操作部１１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１１３に通知する。制御部１１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムに従って、デジタルカメラ８０全体を制御する。

ＣＣＤ等の撮像素子３６は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、撮影光学系１１１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、撮像素子３６から入力される電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記憶媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

表示部１２０は、液晶表示モニターなどにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

このように構成されたデジタルカメラ８０は、撮影光学系１１１として本発明のレンズ系を採用することで、小型で動画撮像に適した撮像装置とすることが可能となる。

なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。

例えば、本実施形態では、撮像素子３６を有する可動部３０を可動制御する構造として説明したが、レンズユニット８２を可動部として可動制御する構造であってもよい。また、プリンタのヘッド等の並進移動する部材にも適用することが可能である。

１…像振れ補正装置（可動部材制御装置）
１０…基台部（基礎部）
１１…基台本体
１２ａ，１２ｂ…貫通支持孔
１３ａ，１３ｂ…第１バネ支持部
１５ａ，１５ｂ…コイルバネ
２０…第１永久磁石群（永久磁石）
２１…第１の磁石部（第１永久磁石）
２２…第２の磁石部（第１永久磁石）
２３…第３の磁石部（第２永久磁石）
２４…第４の磁石部（第２永久磁石、第３永久磁石）
２５…第５の磁石部（第３永久磁石）
３０…可動部
３１…可動本体
３２…コイル収納部
３３ａ，３３ｂ…第２バネ支持部
３４…ホール素子（位置取得部）
３５…温度センサ
３６…撮像素子
３７…フィルタ群
３７ａ…超音波フィルタ
３７ｂ…赤外線カットフィルタ
３８…電気素子
４０…コイル群
４１…第１のコイル
４２…第２のコイル
４３…第３のコイル
５０…磁石支持部
５１…支持本体
５２ａ，５２ｂ…貫通ネジ孔
６０…第２永久磁石群（永久磁石）
６１…第１の対向磁石部
６２…第２の対向磁石部
６３…第３の対向磁石部
６４…第４の対向磁石部
６５…第５の対向磁石部
７０…ボイスコイルモータ
７１…第１のＸ方向ボイスコイルモータ（第１付勢部、第１のボイスコイルモータ）
７２…第２のＸ方向ボイスコイルモータ（第２付勢部、第２のボイスコイルモータ）
７３…Ｙ方向ボイスコイルモータ（第３付勢部、第３のボイスコイルモータ）
８０…デジタルカメラ（撮像装置）
８１…カメラボディ
８２…レンズユニット
８３…外装体
８４…マウント部
８５…パネル表示窓
８６…液晶パネル
８７…ホットシュー
８８…フォーカルプレーンシャッタ
８９・・撮像ユニット
９０…三脚ねじ部
９１…電池
９２…電池収納室
１０１ａ…第１の空間（切り欠き）
１０１ｂ…第２の空間（切り欠き）
１０２ａ…第３の空間（切り欠き）
１０２ｂ…第４の空間（切り欠き）
１０３ａ…第５の空間（切り欠き）
１０３ｂ…第６の空間（切り欠き）
１１１…撮影光学系
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４、１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４１…第１のコイル
１４２…第２のコイル
１４３…第３のコイル
１７０…ボイスコイルモータ
１７１…Ｘ方向ボイスコイルモータ（第１付勢部、第１のボイスコイルモータ）
１７２…Ｙ方向ボイスコイルモータ（第２付勢部、第２のボイスコイルモータ）
１７３…回転方向ボイスコイルモータ（第３付勢部、第３のボイスコイルモータ）

Claims (9)

1. 基礎部と、
   前記基礎部に対して、水平方向、垂直方向、および回転方向へ相対的に移動可能な可動部と、
   前記可動部に対して第１の付勢力を付与する第１付勢部と、
   前記可動部に対して第２の付勢力を付与する第２付勢部と、
   前記可動部に対して前記第１付勢部及び前記第２付勢部と異なる方向に第３の付勢力を付与する第３付勢部と、
   前記第１の付勢力、前記第２の付勢力、及び前記第３の付勢力をそれぞれ制御する制御部と、
   前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値をそれぞれ補正する第１の補正手段を含む補正部と、
   を備えており、
   前記補正部が、
   前記第１の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第１の回転力と、
   前記第２の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第２の回転力と、
   前記第３の付勢力によって、前記可動部の重心位置を回転中心として生じる第３の回転力と、
   からなる回転力の総和が零となる第１の条件、
   および
   前記第１の付勢力に基づいて前記可動部の重心位置へ向かう方向成分に対する前記水平方向への第１の並進力と、
   前記第２の付勢力から、前記可動部の重心位置へ向かう方向の成分に対する前記水平方向への第２の並進力と、
   前記第３の付勢力から、前記可動部の重心位置へ向かう方向の成分に対する前記水平方向の成分である第３の並進力と、
   からなる並進力の総和が零となる第２の条件、
   からなる２つの条件を満たすように、
   前記第１の補正手段は、前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記第１付勢部へ駆動量として出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ駆動量として出力する第２出力値をそれぞれ補正する
   ことを特徴とする可動部材制御装置。
2. 前記第３付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与する
   ことを特徴とする請求項１に記載の可動部材制御装置。
3. 前記第１付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動部材制御装置。
4. 前記第２付勢部は、前記可動部の重心位置に対し異なる方向に向かって付勢力を付与する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の可動部材制御装置。
5. 前記第１付勢部と前記第２付勢部は、異なる方向に付勢力を付与する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の可動部材制御装置。
6. 前記補正部は、
   前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する第２の補正手段と、
   前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値に応じて、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する第３の補正手段と、
   を更に備えており、
   前記補正部が、前記第１、および前記第２の条件からなる２つの条件を満たすように、
   前記第１の補正手段は、前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値に応じて、前記第１付勢部へ駆動量として出力する第１出力値及び前記制御部から前記第２付勢部へ駆動量として出力する第２出力値をそれぞれ補正し、
   前記第２の補正手段は、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値に応じて、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値、及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正し、
   前記第３の補正手段は、前記制御部から前記第１付勢部へ出力する第１出力値に応じて、前記制御部から前記第２付勢部へ出力する第２出力値、及び前記制御部から前記第３付勢部へ出力する第３出力値をそれぞれ補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の可動部材制御装置。
7. 前記第１付勢部へ変位位置を指示する第１指示部と、
   前記第２付勢部へ変位位置を指示する第２指示部と、
   前記第３付勢部へ変位位置を指示する第３指示部と、
   前記第１付勢部の実際の位置を取得する第１位置取得部と、
   前記第２付勢部の実際の位置を取得する第２位置取得部と、
   前記第３付勢部の実際の位置を取得する第３位置取得部と、
   前記第１指示部に指示された変位位置と前記第１位置取得部が取得する実際の位置との第１偏差を算出する第１偏差算出部と、
   前記第２指示部に指示された変位位置と前記第２位置取得部が取得する実際の位置との第２偏差を算出する第２偏差算出部と、
   前記第３指示部に指示された変位位置と前記第３位置取得部が取得する実際の位置との第３偏差を算出する第３偏差算出部と、
   を備え、
   前記第１偏差算出部、前記第２偏差算出部及び前記第３偏差算出部から前記制御部へ、前記第１偏差、前記第２偏差及び前記第３偏差を入力する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の可動部材制御装置。
8. 前記基礎部は、第１永久磁石、第２永久磁石及び第３永久磁石をそれぞれ含み、
   前記可動部は、前記第１永久磁石に対向する位置に第１コイル、前記第２永久磁石に対向する位置に第２コイル、前記第３永久磁石に対向する位置に第３コイルをそれぞれ設置し
   前記第１永久磁石及び前記第１コイルは、前記第１付勢部としての第１ボイスコイルモータを構成し、
   前記第２永久磁石及び前記第２コイルは、前記第２付勢部としての第２ボイスコイルモータを構成し、
   前記第３永久磁石及び前記第３コイルは、前記第３付勢部としての第３ボイスコイルモータを構成する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の可動部材制御装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の前記可動部材制御装置と、
   前記可動部に設置され光を光電変換する撮像素子と、
   前記可動部材制御装置を有するボディと、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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