(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、
固定部と、
上記像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、
この可動部を、上記固定部に対して平行な平面内で並進移動及び回転移動を許容するように支持する可動部支持手段と、
上記像振れ防止用レンズの周囲に夫々配置され、上記可動部を上記固定部に対して駆動する第１駆動手段、第２駆動手段、及び第３駆動手段と、を有し、
上記第１駆動手段は上記像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね半径方向の駆動力を発生し、上記第２駆動手段は、上記像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね半径方向、且つ上記第１駆動手段の駆動力に概ね直交する方向の駆動力を発生し、上記第１駆動手段が発生する駆動力の作用線と上記第２駆動手段が発生する駆動力の作用線は、概ね光軸上で交差し、上記第３駆動手段は上記像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね円周方向の駆動力を発生し、
上記第３駆動手段が発生可能な駆動力は、上記第１、第２駆動手段が発生可能な駆動力よりも小さいことを特徴とする防振アクチュエータ。
【請求項２】
上記第１、第２駆動手段は、夫々、駆動用コイル及びこれに対向して配置された駆動用磁石を備え、上記第１、第２駆動手段の上記各駆動用コイルは、上記像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の円周方向の長さが、半径方向の長さよりも長い、概ね矩形に形成されている請求項１に記載の防振アクチュエータ。
【請求項３】
上記第１、第２駆動手段の各駆動用コイルは、その円周方向に向けられた巻線部の長さが、上記像振れ防止用レンズの直径とほぼ等しい請求項２記載の防振アクチュエータ。
【請求項４】
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、
上記レンズ鏡筒に取り付けられた請求項１乃至３の何れか１項に記載の防振アクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項５】
請求項４記載のレンズユニットと、
このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、
を有することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−１０６１７７号公報（特許文献１）には、アクチュエータが記載されている。このアクチュエータの概略構成を図６に示す。図６に示すように、アクチュエータ１１０は、固定部１１２と可動部１１４を備え、可動部１１４は、３つのスチールボール１１８により、固定部１１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持されている。また、可動部１１４は、３組の駆動用コイル１２０及び駆動用磁石１２２からなる３つのリニアモータにより駆動される。
【０００３】
これら３つのリニアモータが発生する駆動力の作用線は、夫々、像振れ防止用レンズの光軸Ａを中心とする円の円周方向に向けられている。また、各駆動用コイル１２０の内側には、対向して配置された各駆動用磁石１２２の位置を検出するためのホール素子１２４が夫々配置されている。
【０００４】
アクチュエータ１１０においては、可動部１１４の回転はガイド手段等により規制されていないが、３つのリニアモータを協調して駆動することにより可動部１１４の並進移動を実現している。さらに、３つのリニアモータの制御により、可動部の回転移動をも可能にしている。
【０００５】
このように、可動部の回転を規制するガイド手段を備えていないアクチュエータは、可動部の支持機構が簡単であると同時に、可動部を回転移動させることもできるため有利である。
【０００６】
また、特開２００８−１２２５３１号公報（特許文献２）には、像ぶれ補正装置が記載されている。この像ぶれ補正装置は、２つのリニアモータを備え、これら２つのリニアモータが発生する駆動力の作用線は、夫々、像振れ防止用レンズの光軸Ａを中心とする円の半径方向に向けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１０６１７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００６−１０６１７７号公報に記載されたアクチュエータにおいては、リニアモータが発生する駆動力を大きくするためには、アクチュエータの外径を大きくする必要があるという問題がある。即ち、各リニアモータが発生する駆動力は、各駆動用磁石１２２が発生する磁束と、各駆動用コイル１２０の、図６において斜線を施した部分を流れる電流の相互作用により発生するものである。従って、各リニアモータが発生する駆動力を大きくするためには、各駆動用コイル１２０の斜線部を大きくすることが必要になる。各駆動用コイル１２０の斜線部を延長するには、各駆動用コイルを、光軸を中心とする円の半径方向に延長する必要があり、これによりアクチュエータ全体の外径が大型化するという問題がある。
【０００９】
一方、特開２００８−１２２５３１号公報に記載されたアクチュエータにおいては、各リニアモータが発生する駆動力の作用線が円の半径方向に向けられているため、各駆動用コイルを円周方向に拡大することにより、駆動力を増大させることができる。従って、このタイプのアクチュエータでは、駆動力の増大が直接的にアクチュエータの大型化に繋がることはない。
【００１０】
しかしながら、特開２００８−１２２５３１号公報記載のアクチュエータでは、各リニアモータの駆動力が半径方向に向けられているため、像振れ防止用レンズの回転移動を直接的に制御することができないという問題がある。このため、像振れ防止用レンズの並進移動に伴って、像振れ防止用レンズの不要な回転移動が発生し、像振れ補正精度が低下する。
【００１１】
従って、本発明は、大型化を防止しつつ、大きな駆動力を得ることができる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。
【００１２】
また、本発明は、像振れ防止用レンズの不要な回転移動を効果的に抑制することができる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部を、固定部に対して平行な平面内で並進移動及び回転移動を許容するように支持する可動部支持手段と、像振れ防止用レンズの周囲に夫々配置され、可動部を固定部に対して駆動する第１駆動手段、第２駆動手段、及び第３駆動手段と、を有し、第１駆動手段は像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね半径方向の駆動力を発生し、第２駆動手段は、像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね半径方向、且つ第１駆動手段の駆動力に概ね直交する方向の駆動力を発生し、第１駆動手段が発生する駆動力の作用線と第２駆動手段が発生する駆動力の作用線は、概ね光軸上で交差し、第３駆動手段は像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の概ね円周方向の駆動力を発生し、第３駆動手段が発生可能な駆動力は、第１、第２駆動手段が発生可能な駆動力よりも小さいことを特徴としている。
【００１４】
このように構成された本発明においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、可動部支持手段により、固定部に対して平行な平面内で並進移動及び回転移動を許容するように支持される。第１駆動手段、第２駆動手段、及び第３駆動手段は、像振れ防止用レンズの周囲に夫々配置され、可動部を固定部に対して駆動する。第３駆動手段は、発生可能な駆動力が、第１、第２駆動手段とは異なるように構成されている。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、第３駆動手段の発生可能な駆動力が、第１、第２駆動手段とは異なるように構成されているので、各駆動手段の駆動力の方向、及び発生可能な駆動力を適宜設定することにより、大型化を防止しつつ、大きな駆動力を得ることができる。
また、このように構成された本発明によれば、第１、第２駆動手段が概ね直交する駆動力を発生し、第３駆動手段が概ね円周方向の駆動力を発生するので、第１、第２駆動手段により並進移動された可動部に、僅かに生じてしまった回転移動を第３駆動手段の駆動力により補正することができるので、像振れ防止用レンズの不要な回転移動を効果的に抑制することができる。
さらに、このように構成された本発明によれば、第３駆動手段が発生可能な駆動力が第１、第２駆動手段が発生可能な駆動力よりも小さいので、回転移動を補正するための第３駆動手段を小型に構成することができ、防振アクチュエータ全体を小型化することができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、第１、第２駆動手段は、夫々、駆動用コイル及びこれに対向して配置された駆動用磁石を備え、第１、第２駆動手段の各駆動用コイルは、像振れ防止用レンズの光軸を中心とする円の円周方向の長さが、半径方向の長さよりも長い、概ね矩形に形成されている。
【００２０】
このように構成された本発明によれば、第１、第２駆動手段の各駆動用コイルが、円周方向の長さが半径方向の長さよりも長く構成されているので、十分な駆動力を確保しつつ、駆動用コイルが像振れ防止用レンズの周囲に大きなスペースを占有して防振アクチュエータが大型化するのを防止することができる。
【００２１】
本発明において、好ましくは、第１、第２駆動手段の各駆動用コイルは、その円周方向に向けられた巻線部の長さが、像振れ防止用レンズの直径とほぼ等しい。
このように構成された本発明においては、駆動用コイルの円周方向に向けられた巻線部が駆動用磁石と対向することにより駆動力が発生し、駆動力を発生する巻線部は像振れ防止用レンズの直径とほぼ等しい長さに形成されている。
このように構成された本発明によれば、駆動力を発生する巻線部が長く形成されることにより大きな駆動力を確保しながら、防振アクチュエータの大型化を防止することができる。
【００２２】
また、本発明のレンズユニットは、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、レンズ鏡筒に取り付けられた本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。
さらに、本発明のカメラは、本発明のレンズユニットと、このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、大型化を防止しつつ、大きな駆動力を得ることができる。
また、本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、像振れ防止用レンズの不要な回転移動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるカメラに備えられている防振アクチュエータの側面断面図である。
【図３】防振アクチュエータの可動部を取り外した状態を示す正面図である。
【図４】防振アクチュエータの可動部の正面図である。
【図５】コントローラにおける信号処理を示すブロック図である。
【図６】従来のアクチュエータの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態によるカメラを説明する。図１は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態のカメラ１は、レンズユニット２と、カメラ本体４と、を有する。レンズユニット２は、レンズ鏡筒６と、このレンズ鏡筒の中に配置された複数の撮像用レンズ８と、像振れ防止用レンズ１６を所定の平面内で移動させる防振アクチュエータ１０と、レンズ鏡筒６の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ３４ａ、３４ｂ（図１には３４ａのみ図示）と、を有する。
【００２６】
本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ１０を作動させて像振れ防止用レンズ１６を移動させ、カメラ本体４内のフィルム面Ｆに合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ３４ａ、３４ｂとして、圧電振動ジャイロを使用している。なお、本実施形態においては、像振れ防止用レンズ１６は、１枚のレンズによって構成されているが、画像を安定させるためのレンズは、複数枚のレンズ群であっても良い。本明細書において、像振れ防止用レンズとは、画像を安定させるための１枚のレンズ及びレンズ群を含むものとする。
【００２７】
レンズユニット２は、カメラ本体４に取り付けられ、入射した光をフィルム面Ｆに結像させるように構成されている。
概ね円筒形のレンズ鏡筒６は、内部に複数の撮像用レンズ８を保持しており、一部の撮像用レンズ８を移動させることによりピント調整を可能としている。
【００２８】
次に、図２乃至図４を参照して、防振アクチュエータ１０を説明する。図２は防振アクチュエータ１０の側面断面図である。図３は防振アクチュエータ１０の可動部を取り外した状態を示す正面図であり、図４は防振アクチュエータ１０の可動部の正面図である。なお、図２は、防振アクチュエータ１０を図３のII−II線に沿って破断した状態を示す断面図である。
【００２９】
図２乃至図４に示すように、防振アクチュエータ１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定部である固定板１２と、この固定板１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持された可動部である移動枠１４と、この移動枠１４を支持する可動部支持手段である３つのスチールボール１８と、を有する。さらに、防振アクチュエータ１０は、固定板１２に取り付けられた第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、及び第３駆動用コイル２０ｃと、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに夫々対応して、移動枠１４に取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、及び第３駆動用磁石２２ｃと、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内側に夫々配置された第１、第２、第３位置検出素子である第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂ、第３磁気センサ２４ｃと、を有する。
【００３０】
また、防振アクチュエータ１０は、各駆動用磁石の磁力によって移動枠１４を固定板１２に吸着させるために、固定板１２の裏側に取り付けられた３つの吸着用ヨーク２６と、各駆動用磁石の磁力を固定板１２の方に効果的に差し向けるように、各駆動用磁石の反対側の面に取り付けられたバックヨーク２８と、を有する。なお、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、第３駆動用コイル２０ｃ、及びこれらに対応する位置に夫々取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、第３駆動用磁石２２ｃは、移動枠１４を固定板１２に対して駆動する第１、第２、第３駆動手段を夫々構成する。
【００３１】
さらに、図１に示すように、防振アクチュエータ１０は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって検出された振動と、第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって検出された移動枠１４の位置情報に基づいて、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する制御部であるコントローラ３６を有する。
【００３２】
防振アクチュエータ１０は、移動枠１４を、レンズ鏡筒６に固定された固定板１２に対してフィルム面Ｆに平行な平面内で並進移動させ、これにより移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６を移動させてレンズ鏡筒６が振動してもフィルム面Ｆに結像される像が乱れることがないように駆動される。
【００３３】
固定板１２は概ねドーナツ板状の形状を有し、その上に第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃが配置されている。図３に示すように、これら３つの駆動用コイルは、その中心が、レンズユニット２の光軸を中心とする円周上にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、第１駆動用コイル２０ａは光軸の鉛直上方に配置され、第２駆動用コイル２０ｂは光軸に対して水平方向に配置され、駆動用コイル２０ｃは、第１駆動用コイル２０ａ及び第２駆動用コイル２０ｂから夫々中心角１３５゜隔てた位置に配置されている。従って、第１駆動用コイル２０ａと第２駆動用コイル２０ｂの間は中心角９０゜、第２駆動用コイル２０ｂと第３駆動用コイル２０ｃの間は中心角１３５゜、駆動用コイル２０ｃと２０ａの間は中心角１３５゜隔てられていることになる。
【００３４】
第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、夫々、その巻線が角の丸い矩形状に巻かれている。第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、概ね矩形状であり、その長辺を横切る中心線が、Ｙ軸、Ｘ軸と夫々一致するように配置されている。即ち、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、像振れ防止用レンズの光軸Ａを中心とする円の円周方向の長さが、半径方向の長さよりも長く、その長辺が円周方向に向けられている。また、第３駆動用コイル２０ｃは、第１、第２駆動用コイルよりも小型の概ね長方形状であり、その短辺を横切る中心線が、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向くように配置されている。
【００３５】
また、図３に示すように、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、その長辺である円周方向の巻線部の長さＬが、像振れ防止用レンズ１６の直径とほぼ等しくなるように構成されている。第１、第２駆動用コイルの円周方向の巻線部の長さＬを、像振れ防止用レンズ１６の直径と同程度まで拡大することにより、駆動用磁石と対向して駆動力を発生する部分を大きくすることができる。これにより十分に大きな駆動力を確保することができる。また、第１、第２駆動用コイルの円周方向の長さは、像振れ防止用レンズ１６の直径と同程度までであれば、像振れ防止用レンズ１６の大きさに比して、防振アクチュエータ１０全体の大きさをむやみに大型化させることがない。従って、第１、第２駆動用コイルの円周方向の巻線部の長さＬを、像振れ防止用レンズ１６の直径と同程度にすることにより、大きな駆動力を確保しながら、防振アクチュエータの大型化を防止することができる。
【００３６】
移動枠１４は、概ねドーナツ板状の形状を有し、固定板１２と平行に、固定板１２と重なるように配置されている。移動枠１４の中央の開口には、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられている。移動枠１４上の円周の、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応する位置には、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃが夫々配置されている。第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、Ｙ軸、Ｘ軸と夫々一致するように配置されている。また、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、その短辺を横切る中心線が着磁境界線となるように着磁されている。第３駆動用コイル２０ｃは、第１、第２駆動用磁石よりも小型の概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、円周の半径方向と一致するように配置されている。また、第３駆動用磁石２２ｃは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線となるように着磁されている。即ち、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは着磁境界線が光軸Ａを中心とする円の円周方向に向くように、第３駆動用磁石２２ｃは着磁境界線が円の半径方向に向くように夫々配置されている。
【００３７】
なお、本実施形態においては、移動枠１４、像振れ防止用レンズ１６、及び第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含む可動部分の重心は、図３における点Ｇに位置する。
【００３８】
図２及び図３に示すように、３つのスチールボール１８は、固定枠１２と移動枠１４の間に挟持され、光軸Ａを中心とする円の円周上に夫々、中心角１２０゜の間隔を隔てて配置されている。各スチールボール１８は、各スチールボール１８に対応するように固定枠１２に形成された凹部３０の中に配置され、脱落が防止される。また、後述するように、移動枠１４は駆動用磁石により固定板１２に吸着されるので、各スチールボール１８は固定板１２と移動枠１４の間に挟持される。これにより、移動枠１４は固定板１２に平行な平面上に支持され、各スチールボール１８が挟持されながら転がることによって、移動枠１４の固定板１２に対する任意の方向の並進運動及び回転運動が許容される。
【００３９】
また、本実施形態においては、スチールボール１８として鋼製の球体を使用しているが、スチールボール１８は必ずしも球体でなくても良い。即ち、防振アクチュエータ１０の作動中において固定板１２及び移動枠１４と接触する部分が概ね球面の形状を有する形態であればスチールボール１８として使用することができる。なお、本明細書において、このような形態を球状体という。また、球状体を鋼以外の金属、樹脂等で構成することもできる。
【００４０】
バックヨーク２８は概ね長方形状であり、移動枠１４の駆動用磁石が取り付けられていない側の面に夫々取り付けられ、各駆動用磁石に対応する位置に夫々配置されている。これらのバックヨーク２８により、各駆動用磁石の磁束が、固定板１２の方に効率良く差し向けられる。
【００４１】
吸着用ヨーク２６は概ね長方形状であり、固定板１２の駆動用コイルが取り付けられていない側の面に夫々取り付けられ、各駆動用コイルに対応する位置に夫々配置されている。各駆動用磁石がこれらの吸着用ヨーク２６に及ぼす磁力により、移動枠１４は固定板１２に吸着される。
【００４２】
図２に示すように、第１駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃは、長方形の第１駆動用磁石２２ａの各短辺の中点を通るように位置すると共に、第１駆動用磁石２２ａの厚さ方向にも極性が変化している。本実施形態においては、図２における左下の角がＳ極、右下がＮ極、左上がＮ極、右上がＳ極になっている。また、第２駆動用磁石２２ｂも同様に着磁されており、移動枠１４への取り付け方向が９０゜回転されている（図４）。なお、本明細書において、着磁境界線Ｃとは、駆動用磁石の両端を夫々Ｓ極、Ｎ極としたとき、その中間のＳ極からＮ極に極性が変化する点を連ねた線を言うものとする。
【００４３】
このように着磁されていることにより、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、主に長方形の第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂの長辺の部分に磁気を及ぼす。これにより、第１駆動用コイル２０ａに電流が流れると、第１駆動用磁石２２ａとの間にＹ軸に沿った鉛直方向の駆動力が発生し、第２駆動用コイル２０ｂに電流が流れると、第２駆動用磁石２２ｂとの間にＸ軸に沿った水平方向の駆動力が発生する。
【００４４】
即ち、第１駆動用コイル２０ａ及び第１駆動用磁石２２ａにより構成される第１駆動手段による駆動力の作用線は、像振れ防止用レンズ１６の概ね半径方向に向けられ、第２駆動用コイル２０ｂ及び第２駆動用磁石２２ｂにより構成される第２駆動手段による駆動力の作用線は、第１駆動手段による駆動力の作用線とほぼ直交すると共に、像振れ防止用レンズ１６の概ね半径方向に向けられる。
【００４５】
一方、図４に示すように、第３駆動用磁石２２ｃは、着磁境界線Ｃが光軸Ａを中心とする円の半径方向に向くように配置されている。第３駆動用コイル２０ｃの半径方向に向けられた部分に第３駆動用磁石２２ｃの磁気が及ぼされると、第３駆動用コイル２０ｃに電流が流れたとき駆動力が発生する。この駆動力は、第３駆動用磁石２２ｃとの間に光軸Ａを中心とする円の円周方向に作用する。第３駆動手段を構成する第３駆動用コイル２０ｃ及び第３駆動用磁石２２ｃは、第１、第２駆動用コイル及び第１、第２駆動用磁石よりも小型に構成されているため、駆動用コイルに同一の電流が流れた場合に第３駆動手段が発生する駆動力は、第１、第２駆動手段が発生する駆動力よりも小さくなる。
【００４６】
また、本実施形態においては、防振アクチュエータ１０の可動部分（移動枠１４、像振れ防止用レンズ１６、及び各駆動用磁石）の重心はほぼ光軸Ａ上に位置するため、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向けられた第１駆動手段の駆動力により、移動枠１４は鉛直方向にほぼ正確に並進移動される。同様に、第２駆動手段の駆動力により、移動枠１４は水平方向にほぼ正確に並進移動される。第３駆動手段は、移動枠１４の並進移動に伴って生じる僅かな回転移動を抑制するように設けられているため、第３駆動手段が発生する必要のある駆動力は、第１、第２駆動手段よりも小さなものである。
【００４７】
図２及び図３に示すように、各駆動用コイルの内側には、第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂ、第３磁気センサ２４ｃが夫々配置されている。第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、第１、第２、第３駆動手段が発生する駆動力の作用線に平行な方向の、固定板１２に対する移動枠１４の位置を測定するように構成されている。また、各磁気センサは、移動枠１４が中立位置にあるとき、その感度中心点Ｓが、各駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃ上に位置するように配置されている。本実施形態においては、磁気センサとしてホール素子を使用している。
【００４８】
磁気センサからの出力信号は、磁気センサの感度中心点Ｓが駆動用磁石の着磁境界線Ｃ上に位置する場合には０であり、駆動用磁石が移動し、磁気センサ感度中心点Ｓが駆動用磁石の着磁境界線Ｃ上から外れると、磁気センサの出力信号が変化する。駆動用磁石の移動量が微小である、防振アクチュエータ１０の通常の作動中においては、駆動用磁石の着磁境界線Ｃに直交する方向の移動距離にほぼ比例した信号が出力される。
【００４９】
このため、第１磁気センサ２４ａは移動枠１４のＹ軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力し、第２磁気センサ２４ｂは移動枠１４のＸ軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力する。また、第３磁気センサ２４ｃは移動枠１４の移動の、回転移動成分を多く含む信号を出力する。これら第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって検出された信号に基づいて、移動枠１４が固定枠１２に対して並進移動及び回転移動した位置を特定することができる。
【００５０】
次に、図５を参照して、防振アクチュエータ１０の制御を説明する。図５は、コントローラ３６における信号処理を示すブロック図である。図５に示すように、レンズユニット２の振動は、２つのジャイロ３４ａ、３４ｂによって時々刻々検出され、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに入力される。本実施形態においては、ジャイロ３４ａはレンズユニット２のピッチング運動の角速度を、ジャイロ３４ｂはヨーイング運動の角速度を夫々検出するように構成され、配置されている。
【００５１】
演算回路３８ａ、３８ｂは、ジャイロ３４ａ、３４ｂから時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ防止用レンズ１６を移動させるべき位置を時系列で指令するレンズ位置指令信号を生成する。すなわち、演算回路３８ａは、ジャイロ３４ａによって検出されるピッチング運動の角速度を時間積分し、所定の修正信号を加算することによってレンズ位置指令信号の鉛直方向成分を生成し、同様に、演算回路３８ｂは、ジャイロ３４ｂによって検出されるヨーイング運動の角速度に基づいてレンズ位置指令信号の水平方向成分を生成するように構成されている。このようにして得られたレンズ位置指令信号に従って、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることにより、写真撮影の露光中にレンズユニット２が振動した場合にも、カメラ本体４内のフィルム面Ｆに合焦される像は乱れることなく安定化される。
【００５２】
コントローラ３６は、演算回路３８ａ、３８ｂによって生成されたレンズ位置指令信号によって指示された位置に、像振れ防止用レンズ１６が移動されるように、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する。
【００５３】
一方、第１磁気センサ２４ａによって測定された、第１駆動用コイル２０ａに対する第１駆動用磁石２２ａの鉛直方向の移動量は、磁気センサアンプ４２ａによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ａは、演算回路３８ａから出力されたレンズ位置指令信号の鉛直成分と、磁気センサアンプ４２ａから出力された第１駆動用コイル２０ａに対する第１駆動用磁石２２ａの鉛直方向の移動量との差に比例した電流を第１駆動用コイル２０ａに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置の鉛直方向成分と磁気センサアンプ４２ａからの出力に差がなくなると、第１駆動用コイル２０ａには電流が流れなくなり、第１駆動用磁石２２ａに作用する駆動力が０になる。
【００５４】
同様に、第２磁気センサ２４ｂによって測定された、第２駆動用コイル２０ｂに対する第２駆動用磁石２２の水平方向の移動量は、磁気センサアンプ４２ｂによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ｂは、演算回路３８ｂから出力されたレンズ位置指令信号の水平成分と、磁気センサアンプ４２ｂから出力された第２駆動用コイル２０ｂに対する第２駆動用磁石２２ｂの水平方向の移動量との差に比例した電流を第２駆動用コイル２０ｂに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置の水平方向成分と磁気センサアンプ４２ｂからの出力に差がなくなると、第２駆動用コイル２０ｂには電流が流れなくなり、駆動用磁石２２ｂに作用する駆動力が０になる。
【００５５】
また、第３磁気センサ２４ｃによって測定された、第３駆動用コイル２０ｃに対する第３駆動用磁石２２ｃの移動量は、磁気センサアンプ４２ｃによって所定の倍率に増幅される。一方、演算回路４０は、演算回路３８ａから出力されたレンズ位置指令信号の鉛直成分と、演算回路３８ｂから出力されたレンズ位置指令信号の水平成分に基づいて所定の信号を発生する。この信号は、移動枠１４がレンズ位置指令信号によって指定された位置に並進移動された場合において、第３駆動用磁石２２ｃが第３駆動用コイル２０ｃに対して移動すべき位置を指示するものであり、各磁気センサの配置に基づいて幾何学的に求めることができる。
【００５６】
第２駆動用磁石２２ｂがレンズ位置指令信号によって指令された水平位置に移動され、第１駆動用磁石２２ａがレンズ位置指令信号によって指令された鉛直位置に移動され、移動枠１４が正確に並進移動されている場合には、磁気センサアンプ４２ｃの出力信号と演算回路４０の出力信号は一致するので、第３駆動用コイル２０ｃには電流が流れなくなり、第３駆動用磁石２２ｃに作用する駆動力は０になる。
【００５７】
また、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂが夫々レンズ位置指令信号によって指令された位置に移動されていても、移動枠１４が並進移動と共に回転移動されている場合には、磁気センサアンプ４２ｃの出力信号と演算回路４０の出力信号は一致せず、第３駆動用コイル２０ｃに電流が流れる。この第３駆動用コイル２０ｃに流れる電流により、第３駆動用磁石２２ｃには移動枠１４を回転させる駆動力が作用する。これにより、移動枠１４の回転移動は打ち消され、移動枠１４は正確に並進移動される。本実施形態による防振アクチュエータ１０においては、移動枠１４が、３つのスチールボール１８によって固定板１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持されているにも関わらず、第１、第２、第３駆動手段が協働して駆動力を発生させることにより、移動枠１４の回転移動が抑制され、移動枠１４は正確に並進移動される。
【００５８】
次に、図１及び５を参照して、本発明の実施形態によるカメラ１の作用を説明する。まず、カメラ１の手ブレ防止機能の起動スイッチ（図示せず）をＯＮにすることにより、レンズユニット２に備えられた防振アクチュエータ１０が作動される。レンズユニット２に取り付けられたジャイロ３４ａ、３４ｂは、所定周波数帯域の振動を時々刻々検出し、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに出力する。ジャイロ３４ａはレンズユニット２のピッチング方向の角速度の信号を演算回路３８ａに出力し、ジャイロ３４ｂはヨーイング方向の角速度の信号を演算回路３８ｂに出力する。演算回路３８ａは、入力された角速度信号を時間で積分して、ピッチング角度を算出し、これに所定の修正信号を加えて鉛直方向のレンズ位置指令信号を生成する。同様に、演算回路３８ｂは、入力された角速度信号を時間で積分して、ヨーイング角度を算出し、これに所定の修正信号を加えて水平方向のレンズ位置指令信号を生成する。演算回路３８ａ、３８ｂによって時系列で出力されるレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることによって、カメラ本体４のフィルム面Ｆに合焦される像が安定化される。
【００５９】
演算回路３８ａによって出力された鉛直方向のレンズ位置指令信号は差動回路４４ａに入力され、演算回路３８ｂによって出力された水平方向のレンズ位置指令信号は差動回路４４ｂに入力される。また、演算回路３８ａ、３８ｂの出力は演算回路４０に入力され、演算回路４０は所定の関係式に従って演算された信号を、差動回路４４ｃに出力する。
【００６０】
一方、第１駆動用コイル２０ａの内側に配置された第１磁気センサ２４ａは磁気センサアンプ４２ａに、第２駆動用コイル２０ｂの内側の第２磁気センサ２４ｂは磁気センサアンプ４２ｂに、第３駆動用コイル２０ｃの内側の第３磁気センサ２４ｃは磁気センサアンプ４２ｃに検出信号を出力する。磁気センサアンプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃで夫々増幅された各磁気センサの検出信号は、差動回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃに夫々入力される。
【００６１】
差動回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、入力された各磁気センサの検出信号と、各演算回路３８ａ、３８ｂ、４０から入力された信号の差に応じた電圧を夫々発生し、この電圧に比例した電流を各駆動用コイルに流す。各駆動用コイルに電流が流れると電流に比例した磁界が発生する。この磁界により第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応して配置された第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは夫々駆動力を受け、移動枠１４が移動される。移動枠１４が駆動力によって移動され、各駆動用磁石がレンズ位置指令信号により指定された位置に到達すると、各差動回路の出力は０となり、駆動力も０になる。また、外乱、又は、レンズ位置指令信号の変化等により、移動枠１４がレンズ位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイルに電流が流され、移動枠１４はレンズ位置指令信号により指定された位置に戻される。
【００６２】
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６が、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、カメラ本体４のフィルム面Ｆに合焦される像が安定化される。
【００６３】
本発明の実施形態の防振アクチュエータによれば、第３駆動手段の発生可能な駆動力が、第１、第２駆動手段とは異なるように構成されているので、各駆動手段の駆動力の方向、及び発生可能な駆動力を適宜設定することにより、大型化を防止しつつ、大きな駆動力を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第１、第２駆動手段が概ね直交する駆動力を発生し、第３駆動手段が概ね円周方向の駆動力を発生するので、第１、第２駆動手段により並進移動された移動枠に、僅かに生じてしまった回転移動を第３駆動手段の駆動力により補正することができるので、像振れ防止用レンズの不要な回転移動を効果的に抑制することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第３駆動手段が発生可能な駆動力が第１、第２駆動手段が発生可能な駆動力よりも小さいので、回転移動を補正するための第３駆動手段を小型に構成することができ、防振アクチュエータ全体を小型化することができる。
【００６６】
また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第１、第２駆動用コイルが、円周方向の長さが半径方向の長さよりも長く構成されているので、十分な駆動力を確保しつつ、駆動用コイルが像振れ防止用レンズの周囲に大きなスペースを占有して防振アクチュエータが大型化するのを防止することができる。
【００６７】
さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、駆動用コイルの円周方向に向けられた巻線部が像振れ防止用レンズの直径とほぼ等しい長さに形成されているので、大きな駆動力を確保しながら、防振アクチュエータの大型化を防止することができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、本発明をフィルムカメラに適用していたが、本発明をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に適用することもできる。また、上述した実施形態においては、駆動用コイルが固定部に、駆動用磁石が可動部に取り付けられていたが、駆動用コイルを可動部に、駆動用磁石を固定部に取り付けることもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１        本発明の実施形態のカメラ
２        レンズユニット
４        カメラ本体
６        レンズ鏡筒
８        撮像用レンズ
１０      防振アクチュエータ
１２      固定板（固定部）
１４      移動枠（可動部）
１６      像振れ防止用レンズ
１８      スチールボール（可動部支持手段）
２０ａ    第１駆動用コイル
２０ｂ    第２駆動用コイル
２０ｃ    第３駆動用コイル
２２ａ    第１駆動用磁石
２２ｂ    第２駆動用磁石
２２ｃ    第３駆動用磁石
２４ａ    第１磁気センサ（第１位置検出素子）
２４ｂ    第２磁気センサ（第２位置検出素子）
２４ｃ    第３磁気センサ（第３位置検出素子）
２６      吸着用ヨーク
２８      バックヨーク
３０      凹部
３４ａ、３４ｂ  ジャイロ
３６      コントローラ（制御部）
３８ａ、３８ｂ  演算回路
４０      演算回路
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  磁気センサアンプ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  差動回路
１１０    アクチュエータ
１１２    固定部
１１４    可動部
１１８    スチールボール
１２０    駆動用コイル
１２２    駆動用磁石
１２４    ホール素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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