(57)【要約】      （修正有）【課題】制御性能に優れるブレ補正装置、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒および撮影装置を提供。【解決手段】ブレ補正装置は、固定部材１４０に対して相対移動可能な移動部材１３０と、移動部材１３０に備えられ、光学系により結像される像のブレを補正するブレ補正部材Ｌ３と、光学系の光軸と交差する平面上において移動部材１３０を第１軸に沿って移動させる第１駆動部と、移動部材１３０を第１軸に交差する第２軸に沿って移動させる第２駆動部と、移動部材１３０を固定部材１４０に対して相対的移動可能に支持する複数の弾性部材１４５−１、１４５−２と、を有し、平面上において、第１軸と第２軸との交点は、ブレ補正部材Ｌ３の中心よりも移動部材１３０の重心に近い位置にあり、複数の弾性部材１４５−１、１４５−２のうち、移動部材１３０の重心に最も近い位置に配置されている第１弾性部材１４５−１の弾性力は、他の弾性部材の弾性力と異なる。【選択図】図６
2014228625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対して相対的に移動可能な移動部材と、
前記移動部材に備えられ、光学系により結像される像のブレを補正するブレ補正部材と、
前記光学系の光軸と交差する平面上において、前記移動部材を第１軸に沿って移動させる第１駆動部と、
前記平面上において、前記移動部材を第１軸に交差する第２軸に沿って移動させる第２駆動部と、
前記移動部材を前記固定部材に対して相対的に移動可能に支持する複数の弾性部材と、を有し、
前記平面上において、前記第１軸と前記第２軸との交点は、前記ブレ補正部材の中心よりも前記移動部材の重心に近い位置にあり、
前記複数の弾性部材のうち、前記移動部材の重心に最も近い位置に配置されている第１弾性部材の弾性力は、他の弾性部材の弾性力と異なることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項２】
前記ブレ補正部材は、少なくとも前記光学系の一部であることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
【請求項３】
前記移動部材の重心まわりの回転固有振動数は、前記移動部材の前記平面内での並進軸に沿った並進固有振動数よりも大きく、かつ、前記第１弾性部材の弾性力は、前記他の弾性部材の弾性力よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレ補正装置。
【請求項４】
前記移動部材の重心まわりの回転固有振動数は、前記移動部材の前記平面内での並進軸に沿った並進固有振動数よりも小さく、かつ、前記第１弾性部材の弾性力は、前記他の弾性部材の弾性力よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレ補正装置。
【請求項５】
前記複数の弾性部材は、前記移動部材を前記固定部材に近づく方向に付勢していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項６】
前記他の弾性部材は、第２弾性部材と第３弾性部材とを含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項７】
前記光軸と交差する平面上において前記移動部材の重心と前記第１弾性部材とを結ぶ直線を第３軸とし、前記平面上で前記移動部材の重心を通り且つ前記第３軸に直交する直線を第４軸とした場合に、
前記第１弾性部材は、前記第４軸を挟んで前記第２弾性部材および前記第３弾性部材とは反対側に配置してあり、
前記第２弾性部材は、前記第３軸を挟んで前記第３弾性部材とは反対側に配置してあることを特徴とする請求項６に記載のブレ補正装置。
【請求項８】
前記移動部材は、前記第３軸に沿った長さよりも、前記第４軸に沿った長さの方が長いことを特徴とする請求項７に記載のブレ補正装置。
【請求項９】
前記移動部材にはその外周よりも内側に形成される孔部を形成してあり、
前記第１弾性部材は、前記孔部内に形成される第１取付部に取り付けてあることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項１０】
前記移動部材は、前記移動部材の重心に向かって突出する第１取付部、前記移動部材の重心から離れる方向に突出する第２取付部および第３取付部を有し、
前記第１弾性部材は、前記第１取付部に取り付けられており、
前記第２弾性部材および前記第３弾性部材は、前記第２取付部または前記第３取付部に取り付けられていることを特徴とする請求項６から請求項９の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項１１】
前記移動部材の重心から前記第１弾性部材までの直線距離をＤ１とし、
前記移動部材の重心から前記第２弾性部材までの直線距離をＤ２、前記Ｄ２の前記第１軸成分をＤ２＿１、前記Ｄ２の前記第２軸成分をＤ２＿２とし、
前記移動部材の重心から前記第３弾性部材までの直線距離をＤ３、前記Ｄ３の前記第１軸成分をＤ３＿１、前記Ｄ３の前記第２軸成分をＤ３＿２とし、
前記第１弾性部材の弾性力をＫ１とし、
前記第２弾性部材の弾性力をＫ２とし、
前記第１弾性部材の弾性力をＫ３とした場合に、以下の数式１および数式２の条件を満たすことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れかに記載のブレ補正装置。
【数１】
2014228625.tif 000009
【数２】
2014228625.tif 000010
【請求項１２】
前記第２弾性部材は、前記第３弾性部材よりも前記移動部材の重心に近い位置に配置してあることを特徴とする請求項６から請求項１１の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項１３】
前記第１軸と前記第２軸とが直角以外の角度で交差することを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載のブレ補正装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れかに記載のブレ補正装置を含むレンズ鏡筒。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３の何れかに記載のブレ補正装置を含む光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレ補正装置、レンズ鏡筒および撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れなどによる撮像画像のブレを抑制するブレ補正装置としては、種々のものが知られている。たとえば、特許文献１に示すように、カメラのブレに合わせて、光軸に垂直な平面内で補正レンズを移動させるブレ補正装置が知られている。
【０００３】
このような光学式のブレ補正装置においては、可動部材を移動させるための機構の配置や、可動部材の重心の位置などによって、可動部材を移動させる際に回転トルクが発生する場合があった。この回転トルクは、補正レンズを保持する可動部材の位置制御精度に悪影響を与えるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６９３５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、制御性能に優れるブレ補正装置、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒および撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明のブレ補正装置（１００）は、
固定部材（１４０）に対して相対的に移動可能な移動部材（１３０）と、
前記移動部材（１３０）に備えられ、光学系（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）により結像される像のブレを補正するブレ補正光学部材（Ｌ３）と、
前記光学系（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の光軸（Ｌ）と交差する平面上において、前記移動部材（１３０）を第１軸に沿って移動させる第１駆動部（１５２）と、
前記平面上において、前記移動部材（１３０）を第１軸に交差する第２軸に沿って移動させる第２駆動部（１５４）と、
前記移動部材（１３０）を前記固定部材（１４０）に対して相対的に移動可能に支持する複数の弾性部材（１４５）と、を有し、
前記平面上において、前記第１軸と前記第２軸との交点は、前記ブレ補正部材（Ｌ３）の中心よりも前記移動部材（１３０）の重心に近い位置にあり、
前記複数の弾性部材（１４５）のうち、前記移動部材の重心に最も近い位置に配置されている第１弾性部材（１４５−１）の弾性力は、他の弾性部材の弾性力と異なることを特徴とする。
【０００７】
なお、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカメラの概略ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すブレ補正装置の正面斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すブレ補正装置の背面斜視図である。
【図４】図４は、図２および図３に示すブレ補正装置の組立図である。
【図５】図５は、図１に示すカメラにおけるブレ補正動作の制御の一例を示す制御ブロック図である。
【図６】図６は、図２〜図４に示すブレ補正装置の要部の一例を示す正面図である。
【図７】図７は、図６に示すブレ補正装置における弾性部材の配置例を示す。
【図８】図８（Ａ）は第１実施形態に係るブレ補正装置の周波数応答特性を示し、図８（Ｂ）は第１実施形態に係るブレ補正装置の動作特性を示す。
【図９】図９（Ａ）は第１実施形態の比較例の周波数応答特性を示し、図９（Ｂ）は第１実施形態の比較例の動作特性を示す。
【図１０】図１０（Ａ）は第２実施形態に係るブレ補正装置の周波数応答特性を示し、図１０（Ｂ）は第２実施形態に係るブレ補正装置の動作特性を示す。
【図１１】図１１（Ａ）は第２実施形態の比較例の周波数応答特性を示し、図１１（Ｂ）は第２実施形態の比較例の動作特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るカメラ１は、いわゆるコンパクトデジタルカメラであり、カメラボディ１ａとレンズ鏡筒２とが一体化してある。なお、以下の実施形態では、コンパクトデジタルカメラを例に説明するが、本発明はこれに限定されない。たとえば、レンズとカメラボディとが別個に構成される一眼レフデジタルカメラであっても良い。さらに、ミラー機構を省いたミラーレスタイプのカメラであっても良い。また、コンパクトデジタルカメラや一眼レフデジタルカメラに限らず、ビデオカメラ、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。
【００１０】
レンズ鏡筒２は、被写体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３を配列して構成された撮像光学系を備えている。また、本実施形態のカメラ１では、第３レンズ群Ｌ３の背後（像面側）に、ＣＣＤやＣＭＯＳに代表される撮像素子３を具備してある。
【００１１】
第１レンズ群Ｌ１は、撮像光学系のうち最も被写体側に設けられ、駆動機構６により光軸Ｌに沿った方向に移動自在に駆動され、ズーミングが可能になっている。第２レンズ群Ｌ２は、駆動機構８により光軸Ｌに沿った方向に移動自在に駆動され、フォーカシングが可能になっている。
【００１２】
第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３は、ブレ補正装置１００の一部を構成する。ブレ補正レンズ群Ｌ３は、ＣＰＵ１４からの信号を受けたブレ補正装置１００により、光軸Ｌと交差する面内で移動可能であり、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３により撮像素子３の撮像面に形成される光学像の、カメラの動きに起因する像ブレを低減する。
【００１３】
絞り機構４は、カメラの露光を制御するように駆動機構１０により駆動される。撮像素子３は、撮像光学系が撮像面上に結像する被写体像の光に基づいて、電気的な画像出力信号を生成する。その画像出力信号は、信号処理回路１６で、Ａ／Ｄ変換やノイズ処理されてＣＰＵ１４へ入力する。
【００１４】
レンズ鏡筒２には、ジャイロセンサなどの角速度センサ１２が内蔵してあり、角速度センサ１２は、カメラ１に生じる手ブレなどによる角速度を検出し、ＣＰＵ１４に出力する。ＣＰＵ１４には、ＡＦセンサ１８からの検出信号も出力され、その検出信号に基づき、駆動機構８を制御し、オートフォーカス（ＡＦ）機構を実現している。なお、角速度センサ１２は、カメラボディ１ａに備えられても良い。
【００１５】
ＣＰＵ１４には、記憶媒体２０、不揮発性メモリ２２および各種操作ボタン２４などが接続されている。記憶媒体２０は、ＣＰＵ１４からの出力信号を受けて、撮影画像を記憶したり、読み出されたりするメモリであり、たとえば着脱自在なカード式メモリである。着脱自在なメモリとしては、ＳＤカード等のさまざまなタイプがあるが、特に限定されるものではない。
【００１６】
不揮発性メモリ２２は、ジャイロセンサのゲイン値およびホール素子の校正値などの調整値情報が記憶してあり、ＣＰＵ１４と共にカメラの内部に内蔵してある半導体メモリなどで構成される。各種操作ボタン２４としては、たとえばレリーズスイッチが例示され、レリーズスイッチを半押しまたは全押しすることで、その信号がＣＰＵ１４に入力される。
【００１７】
図１に示すブレ補正装置１００の構成を図２〜図４を用いて説明する。なお、以下の説明では、光軸Ｌに平行な軸をＺ軸とする。
【００１８】
ブレ補正装置１００は、図４に示すように、可動部１３０および固定部１４０を備える。固定部１４０は、図２および図４に示すように、シャッター部１１０および位置検出部１２０を含み、これらは、ビス１５０にて固定部１４０に固定されている。シャッター部１１０は、カメラの露光を制御する構成であり、固定部１４０から独立した構成であってもよい。
【００１９】
位置検出部１２０には、第１ホール素子１２２および第２ホール素子１２４が備えられ、可動部１３０の位置を検出する。第１ホール素子１２２は光軸Ｌに垂直なＸ軸に検出軸を持ち、第２ホール素子１２４は光軸Ｌに垂直なＹ軸に検出軸を持つ。
【００２０】
第１ホール素子１２２および第２ホール素子１２４は、可動部１３０に備えられる第１磁石１３２および第２磁石１３４の磁界を検出して、可動部１３０の位置を検出する。
【００２１】
可動部１３０は、第１磁石１３２、第２磁石１３４およびブレ補正レンズ群Ｌ３を備える。以下の説明では、本実施形態の理解を容易にするために、ブレ補正レンズ群Ｌ３を１枚のブレ補正レンズＬ３として説明する。
【００２２】
可動部１３０は、引張コイルばね１４５により、固定部１４０に取り付けられている。引張コイルばね１４５は、図３に示す固定部側ばね取付部１４６と図４に示す可動部側ばね取付部１３６との間に取り付けられている。引張コイルばね１４５は、可動部１３０を固定部１４０に近づける方向に付勢しており、光軸Ｌに交差する平面上において、ブレ補正レンズＬ３のレンズ中心Ｏを光軸Ｌ側に復帰させるように可動部１３０に力を作用させている。
【００２３】
可動部１３０は、図４に示す３個のセラミックボール１４８を介して摺動することで、光軸Ｌに交差する平面上（たとえば、Ｘ軸とＹ軸を含む面、光軸Ｌに直交する面）を固定部１４０に対して相対移動する。なお、引張コイルばね１４５およびセラミックボール１４８の数量は、可動部１３０および固定部１４０の形状等に合わせて、適宜変更可能である。
【００２４】
可動部１３０は、可動部１３０に備えられる第１磁石１３２および第２磁石１３４と、固定部１４０に備えられる第１駆動コイル１４２および第２駆動コイル１４４との相互作用によって発生する駆動力により、光軸Ｌに交差する平面上を移動する。第１磁石１３２と第１駆動コイル１４２とが第１ＶＣＭ１５２を構成し、第２磁石１３４と第２駆動コイル１４４とが第２ＶＣＭ１５４を構成している。なお、ＶＣＭとはボイスコイルモータの略称である。
【００２５】
図１〜図４に示すブレ補正装置１００によるブレ補正動作の一例を図５に示す。ブレ補正装置１００は、図５に示すように、目標位置生成部１６２、減算器１６４、フィードフォワードコントローラ１６６、フィードバックコントローラ１６８および加算器１７０をさらに備える。これらの構成は、たとえば、図１に示すカメラボディ１ａのＣＰＵ１４が備えても良いし、レンズ鏡筒２のレンズＣＰＵ（不図示）が備えても良い。
【００２６】
図１に示す角速度センサ１２は、カメラ１に生じるピッチ方向およびヨー方向のブレ角速度信号ωｐ、ωｙ（ｒａｄ／ｓ）を検出し、目標位置生成部１６２に出力する。
【００２７】
目標位置生成部１６２は、ブレ角速度信号ωｐ、ωｙを積分してブレ角度θｐ、θｙ（ｒａｄ）に変換し、ブレ角度θｐ、θｙを光軸に交差する平面に投影して、可動部目標位置ｘｔ、ｙｔ（ｍｍ）に関する信号を生成する。可動部目標位置ｘｔ、ｙｔに関する信号は、ブレ角速度信号ωｐ、ωｙに基づくブレを打ち消すための可動部１３０の目標位置に関する信号である。
【００２８】
この可動部目標位置ｘｔ、ｙｔとホール素子１２２，１２４からの可動部位置座標ｘ、ｙ（ｍｍ）とを利用して、コイル１４２，１４４を駆動するためのコイル駆動電流Ｉｘ’、Ｉｙ’（Ａ）が生成される。
【００２９】
具体的には、可動部目標位置ｘｔ、ｙｔに関する信号が、フィードフォワードコントローラ１６６を介して、加算器１７０に入力される。また、可動部目標位置ｘｔ、ｙｔに関する信号と可動部位置座標ｘ、ｙに関する信号とが、減算器１６４およびフィードバックコントローラ１６８を介して、加算器１７０に入力される。加算器１７０は、入力されたこれらの信号を利用して、コイル駆動電流Ｉｘ’、Ｉｙ’を生成し、第１ＶＣＭ１５２（第１駆動コイル１４２）および第２ＶＣＭ１５４（第２駆動コイル１４４）に出力する。
【００３０】
第１ＶＣＭ１５２および第２ＶＣＭ１５４にコイル駆動電流Ｉｘ’、Ｉｙ’が入力されると、図６に示すように、可動部１３０にＸ’軸およびＹ’軸に沿った電磁駆動力が作用する。可動部１３０は、Ｘ’軸およびＹ’軸に沿った電磁駆動力により、光軸Ｌに交差する平面上で目標位置に向けて移動される。
【００３１】
図５に示すホール素子１２２，１２４のそれぞれは、図６に示すように、可動部１３０のＸ軸またはＹ軸に沿った位置座標を検出して、フィードバックコントローラ１６８に出力する。ブレ補正動作中においては、角速度センサ１２とブレ補正装置１００とで上記の制御を繰り返し、ブレ補正を行う。
【００３２】
次に、図６を用いて、本実施形態のブレ補正装置１００を、より具体的に説明する。以下の説明では、光軸Ｌに垂直なＸ−Ｙ平面上にある相互に垂直な軸をＡ１軸およびＡ３軸とする。Ａ１軸とＡ３軸とは、光軸Ｌに垂直な平面において光軸Ｌを通り、相互に垂直である。Ａ１軸およびＡ３軸は、Ｘ軸とＹ軸とが光軸Ｌにおいて交差する角度を二等分する。また、Ａ２軸は、可動部１３０の駆動原点Ｍを通り且つＡ１軸に平行であり、Ａ３軸と相互に垂直である。
【００３３】
検出部１２０は、図４に示すように、第１ホール素子１２２および第２ホール素子１２４を備え、図６に示すＸ軸およびＹ軸に沿った可動部１３０の位置座標を検出する。すなわち、第１ホール素子１２２は、図４に示す可動部１３０に備えられる第１磁石１３２のＸ軸方向の位置を検出し、第２ホール素子１２４は、第２磁石１３４のＹ軸方向の位置を検出する。なお、本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸とは光軸Ｌを通り相互に垂直であるが、光軸Ｌを通らないで垂直以外の角度で交差しても良い。
【００３４】
本実施形態では、可動部１３０は、Ａ１軸に対して非対称な形状である。なぜなら、図２および図４に示すように、ブレ補正装置１００の小型化等の観点から、シャッター部１１０がブレ補正装置１００に組み込まれており、固定部１４０の下側の約半分の領域がシャッター部１１０によって占領されている。このため、図６に示すように、可動部１３０は、Ａ３軸に沿った長さよりも、Ａ１軸およびＡ２軸に沿った長さの方が長くなるように構成してあり、固定部１４０の約上半分の領域に配置される。本実施形態では、可動部１３０の可動部重心Ｇは、レンズ中心Ｏではなく、Ａ２軸に沿ったレンズ中心Ｏの上側に存在する。なお、可動部１３０の形状は、Ａ１軸に沿って対称な形状であっても良く、Ａ２軸に沿って非対称な形状であっても良い。
【００３５】
可動部１３０は、Ｘ’軸およびＹ’軸に沿って、光軸Ｌに交差する平面上で目標位置に向けて移動される。すなわち、可動部１３０は、図４に示す第１駆動コイル１４２と第１磁石１３２とからなる第１ＶＣＭ１５２によるＸ’軸に沿った電磁駆動力により、Ｘ’軸に沿って移動可能である。また、可動部１３０は、第２駆動コイル１４４と第２磁石１３４とからなる第２ＶＣＭ１５４によるＹ’軸に沿った電磁駆動力によって、Ｙ’軸に沿って移動可能である。可動部１３０が、その駆動中心である駆動原点Ｍに位置するとき、レンズ中心Ｏが光軸Ｌを通る。
【００３６】
本実施形態では、Ｘ’軸とＹ’軸とは、垂直以外の角度で交差しており、Ｘ’軸とＹ’軸とが交差する可動部１３０の駆動原点Ｍは、可動部重心Ｇに一致している。このため、本実施形態では、可動部１３０を移動させる際に悪影響となる回転成分の影響が除去されており、可動部１３０の移動に有効な並進成分を効率よく作用させることができる。なお、駆動原点Ｍは、可動部重心Ｇに一致していなくてもよい。たとえば、駆動原点Ｍが、レンズ中心Ｏよりも可動部重心Ｇに近い位置に存在している場合には、可動部１３０を移動させる際の回転成分の影響を抑制することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、図６および図７に示すように、可動部重心Ｇから最も近い位置に配置してある第１バネ１４５−１のバネ定数Ｋ１を、第２バネ１４５−２のバネ定数Ｋ２および第３バネ１４５−３のバネ定数Ｋ３とは異ならせてあるので、可動部１３０を移動させる際の回転成分の影響がさらに低減されている。以下に説明する。
【００３８】
図６に示すように、可動部１３０は、第１バネ取付部１３６−１、第２バネ取付部１３６−２、第３バネ取付部１３６−３を有する。第１バネ取付部１３６−１は、可動部１３０の外周よりも内側に設けられている。第１バネ取付部１３６−１は、たとえば、可動部１３０に形成される孔１３３内に設けられており、可動部重心Ｇに向いて突出している。第１バネ１４５−１は、第１バネ取付部１３６−１に取り付けられる。
【００３９】
第２バネ取付部１３６−２および第３バネ取付部１３６−３は、可動部１３０の外周側に設けられている。第２バネ取付部１３６−２および第３バネ取付部１３６−３は、可動部１３０の外周側で可動部重心Ｇから離れる方向に突出している。第２バネ１４５−２および第３バネ１４５−３は、第２バネ取付部１３６−２および第３バネ取付部１３６−３にそれぞれ取り付けられる。
【００４０】
図７に示すように、第１バネ１４５−１は、Ａ２軸を挟んで第２バネ１４５−２および第３バネ１４５−３とは反対側に配置してあり、第２バネ１４５−２はＡ３軸を挟んで第３バネ１４５−３とは反対側に配置してある。
【００４１】
第１バネ１４５−１は、可動部重心Ｇから最も近い位置に配置してあり、可動部重心Ｇから第１バネ１４５−１までの距離はＤ１である。第２バネ１４５−２は、第１バネ１４５−１よりも可動部重心Ｇから離れた位置に配置してあり、可動部重心Ｇから第２バネ１４５−２までの距離はＤ２である。このとき、Ｄ２のＡ２軸に沿った成分をＤ２＿Ａ２とし、Ｄ２のＡ３軸に沿った成分をＤ２＿Ａ３とする。第３バネ１４５−３は、第１バネ１４５−１および第２バネ１４５−２よりも可動部重心Ｇから離れた位置に配置してあり、可動部重心Ｇから第３バネ１４５−３までの距離はＤ３である。ここで、Ｄ３のＡ２軸に沿った成分をＤ３＿Ａ２とし、Ｄ３のＡ３軸に沿った成分をＤ３＿Ａ３とする。
【００４２】
図６に示す可動部１３０の並進運動の固有振動数（並進固有振動数）ｆｘｙおよび可動部１３０の可動部重心Ｇまわりの回転運動の固有振動数（回転固有振動数）ｆθは、以下の数式１および数式２にて表される。すなわち、可動部１３０の並進固有振動数ｆｘｙおよび回転固有振動数ｆθは、可動部１３０と第１バネ１４５−１〜第３バネ１４５−３の合成バネ定数により決まる。
【数１】
2014228625.tif 000003
【数２】
2014228625.tif 000004
なお、上記の数式１および数式２において、ｍは可動部１３０（ブレ補正レンズＬ３、第１磁石１３２、第２磁石１３４等を含む）の質量であり、Ｊは可動部１３０の重心まわりの慣性モーメントであり、ｋｘｙは第１バネ１４５−１〜第３バネ１４５−３の並進方向の合成バネ係数であり、ｋθは第１バネ１４５−１〜第３バネ１４５−３の回転方向の合成バネ係数である。
【００４３】
本実施形態では、並進固有振動数ｆｘｙよりも回転固有振動数ｆθが大きい場合の例を説明する。この場合には、以下の数式３に示すように、可動部重心Ｇの最も近くに配置される第１バネ１４５−１のバネ定数Ｋ１を、第２バネ１４５−２のバネ定数Ｋ２および第３バネ１４５−３のバネ定数Ｋ３よりも大きくする。
【数３】
2014228625.tif 000005
【００４４】
上記のように構成した本実施形態のブレ補正装置１００の制御性能を図８に示す。また、バネ定数Ｋ１とバネ定数Ｋ２とバネ定数Ｋ３とを等しく構成した比較例の制御性能を図９に示す。第１実施形態の比較例では、可動部の回転固有振動数ｆθが並進固有振動数ｆｘｙよりも大きいが、本実施形態に係るブレ補正装置１００とは異なり、バネ定数Ｋ１とバネ定数Ｋ２とバネ定数Ｋ３とを等しく構成してある。なお、図８（Ａ）および図９（Ａ）に示すのは、ボード線図であり、入力に対する出力のゲイン・位相を示す。入力は可動部を駆動する電磁駆動力によって作用する加速度であり、出力は可動部重心位置である。
【００４５】
図９（Ａ）に示すように、第１実施形態の比較例では、周波数Ｈ２（Ｈｚ）において共振が発生している。これに対して、本実施形態に係るブレ補正装置１００では、図８（Ａ）に示すように、周波数Ｈ１（Ｈｚ）における共振成分が大幅に低減されている。なぜなら、本実施形態では、バネ定数Ｋ１をバネ定数Ｋ２およびバネ定数Ｋ３よりも大きく構成することにより、比較例と比較して、並進固有振動数ｆｘｙと回転固有振動数ｆθとが近づいている。バネ定数Ｋ１をバネ定数Ｋ２およびバネ定数Ｋ３よりも大きく構成することによる並進固有振動数ｆｘｙの増加に対して、回転固有振動数ｆθの増加が小さいからである。その結果、本実施形態のブレ補正装置１００では、図８（Ｂ）に示すように、可動部１３０が目標位置に速やかに収束しており、その制御性能が向上されている。
【００４６】
なお、より好適には、第１バネ１４５−１〜第３バネ１４５−３は、以下の数式４および数式５を満たすように構成される。この場合には、可動部１３０を並進動作させる際に可動部１３０の重心まわりにモーメントが発生しない。
【数４】
2014228625.tif 000006
【数５】
2014228625.tif 000007
【００４７】
上記のように、本実施形態のブレ補正装置では、可動部と固定部の間に取り付けられる弾性部材の取り付け位置およびそれらの弾性力を調整するのみで、可動部を移動させる際に悪影響となる回転成分の影響を抑制することができる。その結果、本実施形態のブレ補正装置では、可動部の目標位置への収束性や制御安定性等が向上されている。
【００４８】
また、本実施形態では、図５に示すように、ブレ検出部１２が検出するブレ角速度信号ωｐ、ωｙと、第１ホール素子１２２，第２ホール素子１２４が検出する可動部位置座標ｘ、ｙとを利用して可動部１３０の制御を行っているので、可動部１３０を正確な目標位置に収束させることができる。
【００４９】
本実施形態では、第１ホール素子１２２，第２ホール素子１２４の検出軸Ｘ，Ｙに沿った目標位置座標を、可動部１３０の駆動軸Ｘ’，Ｙ’に沿った目標移動量に変換して、可動部１３０を移動させているので、ブレ補正装置の制御を好適に行うことができる。
【００５０】
第２実施形態
第２実施形態では、可動部１３０の並進固有振動数ｆｘｙよりも回転固有振動数ｆθが小さい場合の例を説明する。第２実施形態に係るブレ補正装置１００は、並進固有振動数ｆｘｙよりも回転固有振動数ｆθが小さいこと以外は、第１実施形態に係るブレ補正装置１００と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００５１】
本実施形態では、並進固有振動数ｆｘｙよりも回転固有振動数ｆθが小さいので、以下の数式６に示すように、可動部重心Ｇの最も近くに配置される第１バネ１４５−１のバネ定数Ｋ１を、第２バネ１４５−２のバネ定数Ｋ２および第３バネ１４５−３のバネ定数Ｋ３よりも小さくする。
【数６】
2014228625.tif 000008
【００５２】
上記のように構成した本実施形態のブレ補正装置１００の制御性能を図１０に示す。また、バネ定数Ｋ１とバネ定数Ｋ２とバネ定数Ｋ３とを等しく構成した比較例の制御性能を図１１に示す。第２実施形態の比較例では、可動部１３０の回転固有振動数ｆθが並進固有振動数ｆｘｙよりも小さいが、本実施形態に係るブレ補正装置１００とは異なり、バネ定数Ｋ１とバネ定数Ｋ２とバネ定数Ｋ３とを等しく構成してある。なお、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）に示すのは、ボード線図であり、入力に対する出力のゲイン・位相を示す。入力は可動部を駆動する電磁駆動力によって作用する加速度であり、出力は可動部重心位置である。
【００５３】
図１１（Ａ）に示すように、第２実施形態の比較例では、周波数Ｈ４（Ｈｚ）において共振が発生している。これに対して、本実施形態に係るブレ補正装置１００では、図１０（Ａ）に示すように、周波数Ｈ３（Ｈｚ）における共振成分が大幅に低減されている。なぜなら、本実施形態では、バネ定数Ｋ１をバネ定数Ｋ２およびバネ定数Ｋ３よりも小さく構成してあるので、比較例と比較して、並進固有振動数ｆｘｙと回転固有振動数ｆθとが近づいている。バネ定数Ｋ１をバネ定数Ｋ２およびバネ定数Ｋ３よりも小さく構成することによる回転固有振動数ｆθの低下に対して、並進固有振動数ｆｘｙの低下が大きいからである。その結果、本実施形態のブレ補正装置１００では、図１０（Ｂ）に示すように、可動部１３０が目標位置に速やかに収束しており、その制御性能が向上されている。
【００５４】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
【００５５】
上記の実施形態では、図１に示すブレ補正レンズＬ３を駆動するタイプの光学系移動型ブレ補正装置であるが、本発明においては、図１に示す撮像素子３が移動するタイプの撮像素子移動型ブレ補正装置にも適用することができる。
【００５６】
上記の実施形態では、可動部を駆動する手段として、２個のＶＣＭを適用したが、これに限定されず、たとえば、２個以上のＶＣＭであってもよい。また、圧電アクチュエータ等のその他のアクチュエータを使用してもよい。
【００５７】
上記の実施形態では、可動部の位置を検出する手段として、２個のホール素子を適用したが、これに限定されず、２個以上のホール素子であってもよく、また、ＰＳＤセンサ等のその他の位置検出手段を使用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１００      ブレ補正装置
１３０      可動部
１４０      固定部
１４５−１  第１バネ
１４５−２  第２バネ
１４５−３  第３バネ
Ｇ          可動部重心
Ｍ          駆動原点
Ｏ          レンズ中心
Ｌ３        ブレ補正レンズ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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