(57)【要約】【課題】シフト枠の回転量が大きくなると、位置誤差が大きくなり、振れ補正残りが発生し撮影画像が劣化する。【解決手段】第３群レンズＬ３を有するシフト移動枠３’の周囲に位置検出手段２５、２６、２７を配置し、２組の駆動手段によりシフト移動枠３’をピッチ方向、ヨー方向に移動すると共に回転角に合わせて位置補正し、シフト移動枠３’の位置誤差を少なくする。【選択図】図２
2010276842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレンズを有する撮影レンズと、光軸と垂直な面内で移動可能な前記シフトレンズをピッチ方向に駆動するピッチ方向の駆動手段と、前記シフトレンズをヨー方向に駆動するヨー方向の駆動手段と、前記シフトレンズの位置を検出する少なくとも３個の位置検出手段と、前記撮影レンズの振れ量である回転角を検出する振れ検出手段と、前記位置検出手段と前記振れ検出手段の出力に応じて前記２つの駆動手段の出力を制御する制御手段とを有することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記２つの駆動手段はコイルの内側に前記位置検出手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記駆動手段による駆動力を、前記シフトレンズの光軸中心の回転角に応じて変化させることを特徴とする請求項２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記駆動手段による駆動力を、前記シフトレンズの光軸中心の回転角と光軸からのずれ量に応じて変化させることを特徴とする請求項２に記載の像振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレンズ鏡筒や、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮影装置や、双眼鏡、天体望遠鏡等の観察装置に組み込み、所謂手振れによる像振れを自動的に補正する像振れ補正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手持ち撮影時において生じ易い手振れ等による像振れを防止するため、カメラや双眼鏡の振れ情報を検出し、その検出結果に応じて光学的にその振れを相殺して、振れ補正を実現する装置が種々提案されている。
【０００３】
また、撮影レンズの一部を光軸と直交方向に移動することにより、振れ補正するものがあり、例えば特許文献１では直交方向に２個の駆動部と２個の位置検出手段を用いて、検出方向を光軸方向に一致するように配置して、撮影レンズの位置を駆動制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置では、２軸の位置検出手段の検出方向の交点は光軸に一致しているので、光軸回りの回転についても、比較的小さな角度範囲内では問題となるような出力変化を起こさない。しかし多画素化になると、光軸周りの回転による位置検出のずれが、手振れ補正残りなどの性能に影響を生じてくる問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、大型化することなく、手振れ補正精度を向上させた像振れ補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る像振れ補正装置は、シフトレンズを有する撮影レンズと、光軸と垂直な面内で移動可能な前記シフトレンズをピッチ方向に駆動するピッチ方向の駆動手段と、前記シフトレンズをヨー方向に駆動するヨー方向の駆動手段と、前記シフトレンズの位置を検出する少なくとも３個の位置検出手段と、前記撮影レンズの振れ量である回転角を検出する振れ検出手段と、前記位置検出手段と前記振れ検出手段の出力に応じて前記２つの駆動手段の出力を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る像振れ補正装置によれば、防振のために撮影レンズの一部のシフトレンズは２個の駆動部により駆動するので、大型化することなく、少なくとも３個の位置検出手段により光軸回りに回転する回転量を検出する。また、この回転量の補正をすることにより、シフトレンズの位置ずれを少なくすることができるので、手振れ補正の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。
【図２】実施例１のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図である。
【図３】実施例１のシフトレンズが光軸に垂直な面内で移動した状態のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図である。
【図４】ブロック回路構成図である。
【図５】実施例２のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。
【図６】実施例２のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図である。
【図７】実施例２のシフトレンズが光軸に垂直な面内で移動した状態のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図である。
【図８】実施例２の変形例のシフトレンズの駆動部の作用説明図である。
【図９】変形例の駆動手段の作動特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は実施例1のビデオカメラ等の撮影装置に用いられ、振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒の断面図である。また、図２はシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図、図３はシフトレンズが光軸と直交する面内で移動した状態のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図である。
【００１２】
このレンズ鏡筒の光学系は、撮影レンズとして凸凹凸凸のパワーを有する４群構成の変倍光学系であり、被写体側から順に、第１群レンズＬ１、第２群レンズＬ２、第３群レンズＬ３、第４群レンズＬ４が配列されている。
【００１３】
固定の第１群レンズＬ１は固定鏡筒１に保持され、光軸Ｏ方向に移動して変倍動作を行う第２群レンズＬ２は変倍移動枠２に保持されている。光軸Ｏと直交する面内で移動して振れ補正動作を行うシフトレンズである第３群レンズＬ３は、光軸Ｏの直交面内でシフトユニット３を構成するシフト移動枠３’に移動可能に保持されている。更に、光軸Ｏ方向に移動して合焦動作を行う第４群レンズＬ４は合焦移動枠４に保持され、フィルタ５、撮像素子６は後部鏡筒７に固定されている。
【００１４】
固定鏡筒１と後部鏡筒７との間には、図示しない第１、第２のガイドバーが設けられ、変倍移動枠２及び合焦移動枠４はこれらの第１、第２のガイドバーにより光軸方向に移動可能に支持されている。また、変倍移動枠２、合焦移動枠４はそれぞれ第１のガイドバーに対して光軸方向に所定の長さを有するスリーブ部を介して嵌合することにより、光軸方向への倒れが防止されている。更に、変倍移動枠２、合焦移動枠４はＵ溝部を介して第２のガイドバーに係合することにより、第１のガイドバー回りでの回転が防止されている。
【００１５】
シフトユニット３の前側本体はシフトベース８とされ、固定鏡筒１と後部鏡筒７の間に挟まれて固定されている。シフトユニット３の後側本体はシフト後部ベース９とされ、ビスによりシフトベース８に結合されている。固定鏡筒１とシフトベース８との間に絞りユニット１０が配置され、絞りユニット１０は複数枚の絞り羽根を互いに逆方向に移動させて開口径を変化させる。
【００１６】
また後部鏡筒７には、フォーカスリセットスイッチ１１が設けられている。このフォーカスリセットスイッチ１１はフォトインタラプタから成り、合焦移動枠４に形成された遮光部４ａの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを検出して電気信号を出力する。フォーカスリセットスイッチ１１からの電気信号に基づいて、図示しない制御回路は第４群レンズＬ４が基準位置に位置するか否かを判別する。
【００１７】
第３群レンズＬ３を保持するシフトユニット３のシフト移動枠３’は、ピッチ方向の振れ（縦方向の角度変化）による像振れを補正するために、光軸直交面内でシフトベース８に対してピッチ方向にシフト移動可能となっている。同様に、シフト移動枠３’はヨー方向の振れ（横方向の角度変化）による像振れを補正するために、光軸直交面内でシフトベース８に対してヨー方向にシフト移動が可能とされている。
【００１８】
シフトベース８とシフト移動枠３’との間に３つのボール１２が挟まれている。これらのボール１２はその近傍に配置され後述する駆動用磁石に吸引されないように、例えばＳＵＳ３０４（オーステナイト系のステンレス鋼）或いはセラミックのような材質で形成されている。
【００１９】
また、３つのボール１２はそれぞれ光学系の光軸Ｏに対して直交面であるシフトベース８の面８ａに、またシフト移動枠３’の面３ａにそれぞれ当接している。そして、３つのボール１２の呼び径が同じ場合は、３個所の当接面の光軸方向位置の相互差を小さく抑えることにより、シフト移動枠３’を光軸Ｏに対する直交する姿勢を保持したままシフト移動が可能となる。
【００２０】
ピッチ方向及びヨー方向の２組の駆動手段、及び位置検出手段は光軸Ｏ回りに９０度の位相差を持って配置されている。また、磁気回路の符号について、ピッチ方向の構成要素にはｐを、ヨー方向の構成要素にはｙの添字を付している。
【００２１】
シフト移動枠３’の上部に固定した駆動用磁石２１ｐは、光軸Ｏ方向に２極着磁され、バックヨーク２２ｐは駆動用磁石２１ｐの光軸Ｏ方向の後側の磁束を閉じており、電磁コイル２３ｐはシフトベース８に接着により固定されている。バックヨーク２２ｐと駆動用磁石２１ｐとは光軸Ｏ方向において略同一の投影形状を有し、ヨーク２４ｐは電磁コイル２３ｐの光軸Ｏ方向の前側の磁束を閉じている。
【００２２】
駆動用磁石２１ｐとバックヨーク２２ｐはシフト移動枠３’に固定され、電磁コイル２３ｐとヨーク２４ｐはシフトベース８に固定されている。そして、これらの駆動用磁石２１ｐ、バックヨーク２２ｐと、ヨーク２４ｐとにより磁気回路が形成されている。電磁コイル２３ｐに電流を流すと、駆動用磁石２１ｐに対向する位置にある電磁コイル２３ｐの巻線方向に対して略直角方向に、駆動用磁石２１ｐと電磁コイル２３ｐに磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、シフト移動枠３’がピッチ方向に移動する。
【００２３】
このような構成の駆動手段が、ヨー方向に関しても設けられているので、シフト移動枠３’に対して、光軸直交面内で略直交するピッチ方向及びヨー方向への駆動力を与えることができる。
【００２４】
シフトユニット３は磁気回路の空隙に電磁コイル２３が配置され、電磁コイル２３への通電により駆動用磁石２１を備えたシフト移動枠３’をシフト駆動する所謂ムービングマグネットタイプとされている。また、駆動用磁石２１とヨーク２４との間には磁気的吸引作用が生じ、この吸引力によって駆動用磁石２１はヨーク２４側に引き付けられる。
【００２５】
つまり、ピッチ方向及びヨー方向の磁気回路での合力が、３つのボール１２の内側に作用するように、これらの磁気回路及びボール１２を配置することで、シフト移動枠３’を３つのボール１２を挟んでシフトベース８に対して付勢することができる。また、ピッチ方向及びヨー方向の磁気回路による付勢力を、第３群レンズＬ３を含むシフト移動枠３’の重量の少なくとも５倍以上とすることで、実際の撮影時において良好な付勢状態が維持される。
【００２６】
３つのボール１２とシフトベース８の面８ａ及びシフト移動枠３’の面３ａとの間には、吸引力による付勢によらなくとも、ボール１２が当接面から容易に脱落しない程度の粘度を有する潤滑油が塗布されている。これにより、吸引力を上回る慣性力がシフト移動枠３’に作用して、シフト移動枠３’の当接面がボール１２から浮いた状態となっても、ボール１２の位置がずれることを防止できる。
【００２７】
更に、電磁コイル２３ｐにはホール素子が位置決め固定され、駆動用磁石２１ｐ、ヨーク２４ｐ及びこのホール素子によって位置検出回路２５が構成されている。電磁コイル２３ｙの内側には２個のホール素子が位置決め固定され、駆動用磁石２１ｙ、ヨーク２４ｙ及び２個のホール素子により２個の位置検出回路２６、２７が構成されている。この位置検出回路２６、２７の位置検出方向は、駆動用磁石２１ｐと２１ｙの２極着磁の着磁境界に対して略直角方向である。なお、これらの位置検出回路は駆動用磁石２１、ヨーク２４をシフト移動用の駆動手段と共にそれぞれ共用しているので、位置検出手段の専用のヨークを設ける場合に比べて、部品点数が減少する。また、シフトユニット３の小型化、軽量化による振れ補正制御性の向上等が図れる。
【００２８】
図４は振れ補正機能を有するレンズ鏡筒を搭載した撮影装置のブロック回路構成図を示している。撮像素子６の出力は映像信号に処理するカメラ信号処理回路３１を介して、レンズ駆動を制御する制御回路としてのマイコン３２に接続されている。マイコン３２には、フォーカスリセット回路３３、ズームリセット回路３４、ピッチ角度検出回路３５、ヨー角度検出回路３６、位置検出回路２５、２６、２７の出力が接続されている。また、マイコン３２の出力はフォーカスモータ駆動回路３７、ズームモータ駆動回路３８、絞り駆動回路３９、ピッチコイル駆動回路４０、ヨーコイル駆動回路４１に接続されている。
【００２９】
カメラの電源が投入されると、マイコン３２はフォーカスリセット回路３３及びズームリセット回路３４の出力を監視する。この監視をしながら、フォーカスモータ駆動回路３７及びズームモータ駆動回路３８のフォーカスモータ及びズームモータを回転駆動させ、合焦移動枠４及び変倍移動枠２を光軸方向に移動させる。
【００３０】
フォーカスリセット回路３３及びズームリセット回路３４の出力は、それぞれ合焦移動枠４及び変倍移動枠２が予め設定された位置、つまり各移動枠４、２に設けられた遮光部が、リセットスイッチの発光部を遮光する境界位置に至ると反転する。この一連の動作を合焦移動枠４及び変倍移動枠２のリセット動作と云う。マイコン３２はこのリセット位置を基準として、以後のフォーカスモータ及びズームモータの駆動ステップ数を計数することにより、合焦移動枠４、変倍移動枠２の絶対位置を含む正確な距離情報が得られる。
【００３１】
絞り駆動回路３９は絞りユニット１０を駆動し、マイコン３２に取り込まれた映像信号の明るさ情報ｂに基づいて、絞り開口径が制御される。ピッチ角度検出回路３５、ヨー角度検出回路３６は、それぞれ撮影装置のピッチ方向及びヨー方向の振れ角度を検出する。振れ角度の検出は、例えば撮影装置に固定された振動ジャイロ等の角速度位置検出回路の出力を積分して行う。角度検出回路３５、３６の出力、即ち撮影装置の振れ角度の情報は、マイコン３２に取り込まれる。コイル駆動回路４０、４１はそれぞれ角度検出回路３５、３６からの出力に応じて、駆動手段を構成する電磁コイル２３ｐ、２３ｙへの通電制御を行い、シフト移動枠３’を移動させる。
【００３２】
位置検出回路２５、２６、２７はそれぞれシフト移動枠３’の光軸Ｏに対するシフト量とロール量を検出し、これらの位置検出回路２５、２６、２７からの出力はマイコン３２に取り込まれる。
【００３３】
本実施例では、第３群レンズＬ３が変倍レンズである第２群レンズＬ２よりも撮像面側に位置するので、第３群レンズＬ３のシフト量に対する像の移動量が、第２群レンズＬ２の位置、即ち焦点距離によって変化する。
【００３４】
このため、ピッチ角度検出回路３５及びヨー角度検出回路３６によって得られる撮影装置の振れ信号により、そのまま第３群レンズＬ３のシフト量を決定せずに、振れ信号を変倍レンズである第２群レンズＬ２の位置情報である焦点距離情報によって補正する。これにより、焦点距離に拘わらず適正な振れ補正制御を行うことができる。
【００３５】
マイコン３２においては、ピッチ角度検出回路３５、ヨー角度検出回路３６により得られた撮影装置の振れ信号と、位置検出回路２５、２６、２７から得られたシフト量信号との差分に相当する信号に対して、増幅及び適当な位相補償を行った信号を得る。この信号に基づいて、ピッチコイル駆動回路４０、ヨーコイル駆動回路４１によりシフト移動枠３’をシフト駆動する。この制御によって、上記の差分信号がより小さくなるように、第３群レンズＬ３が位置決め制御され、目標位置に保持される。
【００３６】
図２に示すように、第３群レンズＬ３の光軸Ｏから位置検出回路２６、２７までのヨー方向の距離をｃとし、光軸Ｏから位置検出回路２５までのピッチ方向の距離をｄとする。光軸Ｏから位置検出回路２７までのピッチ方向の距離をｅ、光軸Ｏから位置検出回路２６までのピッチ方向の距離をｆとする。
【００３７】
図３に示すように、シフト移動枠３’が傾いた場合を考える。この場合の第３群レンズＬ３の中心Ｏ’の光軸Ｏからヨー方向のずれ量をｇ、ピッチ方向のずれ量をｈ、回転角をｉ、位置検出回路２７の移動量をｍ、位置検出回路２６の移動量をｋ、位置検出回路２５の移動量をｊとすると、次式が成立する。つまり、３個の位置検出回路２５、２６、２７を用いることにより、３つの解、つまり１つの回転角、２つの移動量を求めることができる。
【００３８】
位置検出値と移動量を説明するために、ヨー方向（縦方向）をｘ、ピッチ方向（横方向）をｙとして、図中の任意に点を（ｘ、ｙ）とする。シフト移動枠３’が、ｉ回転し（ｇ、ｈ）移動したとする。それを、シフトベース８とシフト移動枠３’を（−ｇ、−ｈ）移動し、−ｉ回転したとすると、シフト移動枠３’は元の位置に重なる。位置検出回路２５の移動量ｊは、ｙ＝ｄの線からの距離、位置検出回路２６の移動量ｋは、ｘ＝ｃの線からの距離、位置検出回路２７の移動量ｍは、ｘ＝ｃの線からの距離になる。
【００３９】
位置検出回路２５の位置は、ｘ＝０、ｙ＝ｄである。位置検出回路２５が、ｘ方向に−ｇ移動し、ｙ方向に−ｈ移動し、−ｉ回転したときの位置は、
ｘ＝−ｇ・ｃｏｓ（ｉ）＋（ｄ−ｈ）・ｓｉｎ（ｉ）
ｙ＝ｇ・ｓｉｎ（ｉ）＋（ｄ−ｈ）・ｃｏｓ（ｉ）
となるので、
移動量ｊ＝ｄ−｛ｇ・ｓｉｎ（ｉ）＋（ｄ−ｈ）・ｃｏｓ（ｉ)}        …（１）
となる。
【００４０】
位置検出回路２６の位置は、ｘ＝ｃ、ｙ＝ｆである。位置検出回路２６がｘ方向に−ｇ移動し、ｙ方向に−ｈ移動し、−ｉ回転したときの位置は、
ｘ＝（ｃ−ｇ）・ｃｏｓ（ｉ）＋（ｆ−ｈ）・ｓｉｎ（ｉ）
ｙ＝−（ｃ−ｇ）・ｓｉｎ（ｉ）＋（ｆ−ｈ）・ｃｏｓ（ｉ）
となるので、
移動量ｋ＝ｃ−{(ｃ−ｇ)・ｃｏｓ（ｉ）＋（ｆ−ｈ）・ｓｉｎ（ｉ)}  …（２）
となる。
【００４１】
位置検出回路２７の位置はｘ＝ｃ、ｙ＝−ｅである。位置検出回路２７がｘ方向に−ｇ移動し、ｙ方向に−ｈ移動し、−ｉ回転したときの位置は、
ｘ＝（ｃ−ｇ）・ｃｏｓ（ｉ）−（ｅ＋ｈ）・ｓｉｎ（ｉ）
ｙ＝−（ｃ−ｇ）・ｓｉｎ（ｉ）−（ｅ＋ｈ）・ｃｏｓ（ｉ）
となるので、
移動量ｍ＝ｃ−{(ｃ−ｇ)・ｃｏｓ（ｉ）−（ｅ＋ｈ）・ｓｉｎ（ｉ)}  …（３）
となる。
【００４２】
（２）、（３）式から回転角ｉを計算すると、次式となる。
ｓｉｎ（ｉ）＝（ｍ−ｋ）／（ｅ＋ｆ）    （−π＜ｉ＜π）
【００４３】
（１）、（２）式からずれ量ｇを計算すると、次式となる。
ｇ＝−ｊ・ｓｉｎ（ｉ）＋ｋ・ｃｏｓ（ｉ）＋ｄ・ｓｉｎ（ｉ）
−ｄ・ｓｉｎ（ｉ）・ｃｏｓ（ｉ）−ｃ・ｃｏｓ（ｉ）＋ｃ・ｃｏｓ2（ｉ）
＋ｆ・ｓｉｎ（ｉ）・ｃｏｓ（ｉ）
【００４４】
（１）、（２）式からずれ量ｈを計算すると、次式となる。
ｈ＝ｊ・ｃｏｓ（ｉ）＋ｋ・ｓｉｎ（ｉ）−ｄ・ｃｏｓ（ｉ）＋ｄ・ｃｏｓ2（ｉ）
−ｃ・ｓｉｎ（ｉ）＋ｃ・ｓｉｎ（ｉ）・ｃｏｓ（ｉ）＋ｆ・ｓｉｎ2（ｉ）
【００４５】
回転角ｉで補正したピッチ方向のずれ量ｈとヨー方向のずれ量ｇとピッチ角度検出回路３５とヨー角度検出回路３６に応じて、第３群レンズＬ３を移動させる目標位置を算出する。その算出された目標位置に、第３群レンズＬ３を移動させるために必要なピッチ方向の発生力Ｆｐとヨー方向の発生力Ｆｙを算出する。必要な発生力ＦｐとＦｙを発生するように、電磁コイルにコイル駆動回路４０、４１により電流を流す。これにより、カメラの振れに応じて第３群レンズＬ３を移動し、像の振れを補正することができる。
【００４６】
また、距離ｅ、ｆを整数比又は等しい、又は何れかを０とすることにより、計算を簡略化することが可能であり、式は近似式とすることにより簡略化することもできる。予め求めた移動量ｊ、ｋ、ｍの各値とずれ量（ｇ、ｈ）の関係の表や、表１のような予め求めた移動量ｊ、ｋ、ｍ−ｋの各値とずれ量（ｇ、ｈ）の関係の表から、測定した移動量ｊ、ｋ、ｍの値からずれ量（ｇ、ｈ）の値を近似することもできる。
【００４７】
表１
ｍ−ｋ＝−０．２
ｊ＼ｋ    -0.4          -0.2            0.0            0.2          0.4
0.4  (-0.552,0.414) (-0.352,0.406) (-0.152,0.398) (0.048,0.390) (0.247,0.382)
0.2  (-0.560,0.215) (-0.360,0.207) (-0.160,0.199) (0.040,0.191) (0.239,0.183)
0.0  (-0.568,0.015) (-0.368,0.007) (-0.168,-0.001) (0.032,-0.009) (0.231,-0.017)
-0.2 (-0.576,-0.185)(-0.376,-0.193)(-0.176,-0.201)(0.024,-0.209)(0.223,-0.217)
-0.4 (-0.584,-0.385)(-0.384,-0.393)(-0.184,-0.401)(0.016,-0.409)(0.215,-0.417)
ｍ−ｋ＝−０．１
ｊ＼ｋ    -0.4            -0.2            0.0          0.2           0.4
0.4 (-0.474, 0.408) (-0.274, 0.404) (-0.074, 0.400) (0.126,0.396) (0.326,0.392)
0.2 (-0.478, 0.208) (-0.278, 0.204) (-0.078, 0.200) (0.122,0.196) (0.322,0.192)
0.0 (-0.482, 0.008) (-0.282, 0.004)(-0.082, 0.000) (0.118,-0.004) (0.318,-0.008)
-0.2(-0.486,-0.192) (-0.286,-0.196) (-0.086,-0.200)(0.114,-0.204) (0.314,-0.208)
-0.4(-0.490,-0.392) (-0.290,-0.396) (-0.090,-0.400)(0.110,-0.404) (0.310,-0.408)
ｍ−ｋ＝０
ｊ＼ｋ    -0.4            -0.2          0.0            0.2            0.4
0.4 (-0.400,0.400)  (-0.200,0.400)  (0.000,0.400)  (0.200,0.400)  (0.400,0.400)
0.2 (-0.400,0.200)  (-0.200, 0.200) (0.000, 0.200) (0.200, 0.200) (0.400, 0.200)
0.0 (-0.400,0.000)  (-0.200, 0.000) (0.000, 0.000) (0.200, 0.000) (0.400, 0.000)
-0.2(-0.400,-0.200) (-0.200,-0.200) (0.000,-0.200) (0.200,-0.200) (0.400,-0.200)
-0.4(-0.400,-0.400) (-0.200,-0.400) (0.000,-0.400) (0.200,-0.400) (0.400,-0.400)
ｍ−ｋ＝０．１
ｊ＼ｋ    -0.4            -0.2          0.0            0.2            0.4
0.4 (-0.330,0.391)  (-0.130,0.395)  (0.070,0.399)  (0.270,0.403)  (0.470,0.407)
0.2 (-0.326,0.192)  (-0.126,0.196)  (0.074,0.200)  (0.274,0.204)  (0.474,0.208)
0.0 (-0.322,-0.008) (-0.122,-0.004) (0.078,0.000)  (0.278,0.004)  (0.478,0.008)
-0.2(-0.318,-0.208) (-0.118,-0.204) (0.082,-0.200) (0.282,-0.196) (0.482,-0.192)
-0.4(-0.314,-0.408) (-0.114,-0.404) (0.086,-0.400) (0.286,-0.396) (0.486,-0.392)
ｍ−ｋ＝０．２
ｊ＼ｋ    -0.4            -0.2          0.0            0.2            0.4
0.4 (-0.263,0.382)  (-0.064,0.390)  (0.136,0.398)  (0.336,0.406)  (0.536,0.414)
0.2 (-0.255,0.182)  (-0.056,0.190)  (0.144,0.198)  (0.344,0.206)  (0.544,0.214)
0.0 (-0.247,-0.018) (-0.048,-0.010) (0.152,-0.002) (0.352,0.006)  (0.552,0.014)
-0.2(-0.239,-0.218) (-0.040,-0.210) (0.160,-0.202) (0.360,-0.194) (0.560,-0.186)
-0.4(-0.231,-0.418) (-0.032,-0.410) (0.168,-0.402) (0.368,-0.394) (0.568,-0.386)
【００４８】
表１はｍ−ｋが−０．２ｍｍ〜０．２ｍｍまで変化したときの値であり、シフト移動枠３’が回転した量を表す。ｋとｊは位置検出回路の出力値である移動量、表の()内はずれ量ｇ、ｈを（ｇ、ｈ）と表す。移動量ｊ、ｋ、ｍと表１によって、近似することにより、シフト移動枠３’の移動量（ｇ、ｈ）を求めることができる。
【００４９】
上記の式で、（ｇ、ｈ）を求めた方法と同様に、シフト移動枠３’の位置（ｇ、ｈ）とヨー方向のずれ量ｇとピッチ角度検出回路３５とヨー角度検出回路３６に応じて、第３群レンズＬ３を移動させる目標位置を算出する。その算出された目標位置に、第３群レンズＬ３を移動させるために必要なピッチ方向の発生力Ｆｐとヨー方向の発生力Ｆｙを算出する。必要な発生力ＦｐとＦｙを発生するように、電磁コイルにコイル駆動回路４０、４１により電流を流す。これにより、カメラの振れに応じて第３群レンズＬ３を移動することによって像の振れを補正することができる。
【００５０】
上記のように撮影装置に振れが生ずると、本来生ずる撮像素子６上での被写体像の変位を相殺する方向に、通過光束を曲げるようにシフト移動枠３’により第３群レンズＬ３を移動させる。これにより撮影装置が振れても、結像している被写体像が、撮像素子６上で動かない所謂振れ補正を行うことができる。
【００５１】
本実施例では、電磁コイル２３ｙの内側に位置検出回路２６、２７を配置したが、位置検出回路２６、２７は電磁コイル２３ｙの外側に配置してもよい。そして、電磁コイル２３ｙの外側に配置することによって、位置検出回路２７、２８の間の距離を離し、位置検出精度を向上させることができる。
【００５２】
また、位置検出用の磁石を駆動用磁石２１と共用しているが、位置検出用の磁石を別に設けることにより、位置検出回路２６、２７の配置は第３群レンズＬ３の中心Ｏ’が検出できる配置であれば、自在な配置が可能で構成、配置、設計の自由度が向上する。この配置の自由度が上がることにより、精度の向上や小型化が可能となる。
【００５３】
また、推力の大きさは回転角やシフト移動枠３’の光軸Ｏからのずれ量により、吸着力や発生力の方向が変化する。従って、回転角ｉや光軸Ｏからのずれ量に応じてゲイン調整するなどの推力調整手段により、推力を調整することによって駆動を滑らかにし、第３群レンズＬ３の位置精度の向上と、シフト移動枠３’の駆動による発振などが発生し難くすることができる。
【実施例２】
【００５４】
図５は実施例２のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図であり、図１と同符号は同じ部材を示している。図６はシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図、図７はシフトレンズが光軸に垂直な面内で移動した状態のシフトレンズの駆動部と位置検出手段を光軸方向から見た正面図を示している。
【００５５】
図１と比較して、駆動用磁石５１ｐとバックヨーク５２ｐはシフトベース８に固定され、ヨーク５４ｐは電磁コイル５３ｐと共にシフト移動枠３’に固定されている。
【００５６】
そして、これら駆動用磁石５１ｐ、バックヨーク５２ｐ、ヨーク５４ｐにより磁気回路が形成されている。電磁コイル５３ｐに電流を流すと、駆動用磁石５１ｐに対向する位置にある電磁コイル５３ｐの巻線方向に対して略直角方向に、駆動用磁石５１ｐと電磁コイル５３ｐに磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、シフト移動枠３’がピッチ方向に移動する。また、駆動用磁石５１ｐとヨーク５４ｐとの間には磁気的吸引作用が生じ、この吸引力によってヨーク５４ｐは駆動用磁石５１ｐ側に引き付けられることは実施例１と同様である。このような構成の駆動手段が、ヨー方向に関しても設けられている。
【００５７】
ピッチ方向の位置検出回路２５は磁束密度を電気信号に変換し、電磁コイル５３ｐに位置決め固定されている。ヨー方向の位置検出回路２６、２７は磁束密度を電気信号に変換し、電磁コイル５３ｙに位置決め固定されている。駆動用磁石５１ｙ、ヨーク５４ｙ及び位置検出回路２６、２７によって位置検出手段が構成されている。
【００５８】
なお、駆動用磁石５１ｐ、５１ｙ、ヨーク５４ｐ、５４ｙを駆動手段と位置検出手段とで共用している。この共有により、位置検出手段の専用のヨークを設ける場合に比べて、部品点数の減少とシフトユニット３の小型化、更にはシフト移動枠３’の軽量化による振れ補正制御性の向上等を図ることができる。
【００５９】
図６において、光軸Ｏから、位置検出回路２６、２７までのヨー方向の距離をｐ、位置検出回路２５までのピッチ方向の距離をｑ、位置検出回路２７までのピッチ方向の距離をｓ、光軸中心から位置検出回路２６までのピッチ方向の距離をｔとする。
【００６０】
図７において、第３群レンズＬ３の中心Ｏ’の光軸Ｏへのヨー方向のずれ量をｕ、ピッチ方向のずれ量をｖ、回転角をｗ、位置検出回路２７の移動量をｘ、位置検出回路２６の移動量をｙ、位置検出回路２５の移動量をｚとする。
【００６１】
回転角ｗは、
ｓｉｎ（ｗ）＝（ｘ−ｙ）／（ｓ＋ｔ）      （−π＜ｗ＜π）
第３群レンズＬ３のピッチ方向のずれ量ｖは、ｖ＝ｚ＋ｑ−ｑ・ｃｏｓ（ｗ）となり、
第３群レンズＬ３のヨー方向のずれ量ｕは、ｕ＝(ｓ・ｙ＋ｔ・ｘ)／（ｓ＋ｔ）＋ｐ
−ｐ・ｃｏｓ（ｗ）となる。
【００６２】
回転角ｗで補正したピッチ方向のずれ量ｖとヨー方向のずれ量ｕとピッチ角度検出回路３５とヨー角度検出回路３６に応じて、第３群レンズＬ３を移動させるために必要なピッチ方向の発生力をＦｐ、ヨー方向の発生力をＦｙとする。電磁コイル５３ｐの発生力ｆｐと電磁コイル５３ｙの発生力ｆｙは、コイルの発生力は電流の方向の垂直方向なので、コイルが回転角ｗだけ回転していると、
ｆｐ＝Ｆｐ・ｃｏｓ（ｗ）−Ｆｙ・ｓｉｎ（ｗ）
ｆｙ＝Ｆｐ・ｓｉｎ（ｗ）＋Ｆｙ・ｃｏｓ（ｗ）
【００６３】
３個の位置検出回路２５〜２７の検出値を使用することにより、回転角ｗを考慮することができ、レンズのピッチ方向のずれ量とヨー方向のずれ量の誤差が少なくなる。また、発生力も回転量ｗを考慮することにより、必要な発生力の誤差を少なくすることができる。回転角を考慮することにより、第３群レンズＬ３の位置を制御することにより、回転角ｗによる誤差を少なくすることができる。
【００６４】
図８（ａ）、（ｂ）は上述した磁気回路の変形例を示している。図８（ａ）の状態では、第３群レンズＬ３の中心Ｏ’がレンズ鏡筒内の他のレンズの光軸Ｏと略一致し、ピッチ方向及びヨー方向について中立位置にあるときを示している。
【００６５】
ヨーク５４ｐには半抜き加工によって突出部５４ｐ’が形成されており、その位置は駆動用磁石５１ｐの２極着磁の境界に位置している。このとき、突出部５４ｐ’は駆動用磁石５１ｐの２極着磁の両磁極からほぼ均等な距離にあるので、両者が突出部５４ｐ’を吸引する力もほぼ均等となり、平衡した状態となっている。
【００６６】
また、ヨーク５４ｐは駆動用磁石５１ｐとは光軸Ｏ方向では略同一の投影形状を有するので、駆動用磁石５１ｐの２極の磁極から出入りする磁束は、ヨーク５４ｐを通って閉じており、図８（ａ）の状態が磁気的に最も安定した状態である。
【００６７】
図８（ｂ）は電磁コイル５３ｐに通電することによって、電磁コイル５３ｐとヨーク５４ｐを備えたシフト移動枠３’が下方向に移動した状態である。電磁コイル５３ｐで発生する磁束の大きさに応じて、図８（ａ）の安定状態からピッチ方向に変位することになる。
【００６８】
図８（ｂ）の状態は磁気回路的には安定状態から変位しているので、電磁コイル５３ｐへの通電を停止すると、図８（ａ）の状態に引き戻される。しかし、下方に変位することにより、ヨーク５４ｐの突出部５４ｐ’が駆動用磁石５１ｐのＮ極により近くなりＳ極からは遠くなる。磁気力の大きさは距離の２乗に反比例するので、突出部５４ｐ’に働く磁極からの力は変位を助長する方向に作用することになる。
【００６９】
図９はこの駆動手段の作動特性図であり、横軸は電磁コイル５３ｐに印加される電圧値を、縦軸はシフト移動枠３’の変位量を示している。両軸の交点は電磁コイル５３ｐに印加される電圧が０であり、シフト移動枠３’が中立位置にあることを示す。
【００７０】
仮に、ヨーク５４ｐに突出部５４ｐ’がない場合は、図９の点線Ａのような駆動曲線となり、突出部５４ｐ’があると、この突出部５４ｐ’の上記効果により磁気回路が閉じる力が相殺されて、駆動曲線は実線Ｂのようになる。つまり、少ない印加電圧でシフト移動枠３’を大きく変位させることが可能となる。
【００７１】
なお、ヨーク５４ｐの大きさや突出部５４ｐ’の大きさを変えることにより、磁気的な力の中心位置を制御することができる。例えば、シフト移動枠３’の自重を磁気力で支えるために、ヨーク５４ｐを意図的に下にずらしたり、突出部５４ｐ’を下方向にずらしたりしてもよい。
【００７２】
シフト移動枠３’が光軸回りで回転すると、突出部５４ｐ’が駆動用磁石５１ｐのＮ極とＳ極への距離が変わるので、吸着力に差が発生する。
【００７３】
通常では、レンズの光学性能は各レンズの光軸Ｏが一致している状態で最も性能が出るように設計されるので、第３群レンズＬ３の中心Ｏ’が他のレンズの光軸Ｏに対して偏芯するに従って、性能的には不利な状態となる。ただし、本実施例のレンズ鏡筒では、実際に必要な第３群レンズＬ３のシフト範囲内では、実用上問題のない光学性能を達成できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  固定鏡筒
２  変倍移動枠
３  シフトユニット
３’  シフト移動枠
４  合焦移動枠
６  撮像素子
７  後部鏡筒
８  シフトベース
１２  ボール
２５、２６、２７  位置検出回路
Ｌ１  第１群レンズ
Ｌ２  第２群レンズ
Ｌ３  第３群レンズ
Ｌ４  第４群レンズ
【図１】
2010276842.tif 000003
【図２】
2010276842.tif 000004
【図３】
2010276842.tif 000005
【図４】
2010276842.tif 000006
【図５】
2010276842.tif 000007
【図６】
2010276842.tif 000008
【図７】
2010276842.tif 000009
【図８】
2010276842.tif 000010
【図９】
2010276842.tif 000011