(57)【要約】【課題】専用のセンサーを設けることなく、像振れ防止用レンズが係止状態にあるか否かを判別できる防振アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明は、防振アクチュエータ(1)であって、固定部(12)と、像振れ防止用レンズを備えた可動部(14)と、可動部支持部材(18)と、可動部を移動させる駆動手段(20,22)と、可動部の位置を検出する位置検出センサ(24)と、可動部を係止する係止機構(42)と、像振れ防止制御を実行する防振制御部(36)と、非像振れ防止制御時において係止状態か否かを判断し、非係止状態の場合には可動部を係止する係止制御部(38)と、を有し、係止制御部は、可動部を可動部復帰位置に移動させる位置復帰制御手段と、この位置に到達する時間を計測する復帰時間計測手段と、復帰時間が、所定の復帰時間閾値よりも長い場合に、非係止と判断する係止判断手段と、を有することを特徴としている。【選択図】図１１
2014174237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れ防止用レンズを像振れ防止制御により移動させ、像を安定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移動可能に支持する可動部支持部材と、
上記可動部に駆動力を作用させ、上記可動部を移動させる駆動手段と、
上記固定部に対する上記可動部の位置を検出する位置検出センサと、
上記像振れ防止制御の非実行時において、上記可動部を係止するための係止機構と、
上記位置検出センサの検出信号に基づいて、上記駆動手段を作動させることにより上記可動部を移動させ、上記像振れ防止制御を実行する防振制御部と、
上記像振れ防止制御の非実行時において、上記可動部が係止されている状態か否かを判断し、係止されていないと判断された場合には、上記係止機構を作動させて上記可動部を係止する係止制御部と、を有し、
上記係止制御部は、
上記駆動手段を作動させ、上記可動部を所定の可動部復帰位置まで移動させる位置復帰制御手段と、
この位置復帰制御手段による制御が開始された後、上記可動部が上記可動部復帰位置に到達するまでの復帰時間を計測する復帰時間計測手段と、
この復帰時間計測手段により計測された復帰時間が、所定の復帰時間閾値よりも長い場合に、上記可動部が係止されていないと判断する係止判断手段と、
を有することを特徴とする防振アクチュエータ。
【請求項２】
上記駆動手段は、駆動用磁石と駆動用コイルから構成されたリニアモータであり、上記位置検出センサは、上記駆動用磁石の磁気を検出することにより、上記可動部の位置を検出する磁気センサである請求項１記載の防振アクチュエータ。
【請求項３】
防振アクチュエータを備えたレンズユニットであって、
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、
請求項１又は２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４】
防振アクチュエータを備えたカメラであって、
カメラ本体と、
請求項３記載のレンズユニットと、
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像振れ防止制御により移動させ、像を安定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２０１２−１７５９７４号公報（特許文献１）には、撮像装置が記載されている。この撮像装置は、像振れ防止用のシフトレンズを備えており、このシフトレンズをシフトレンズ駆動用ボイスコイルモータの駆動力により所定の位置に浮遊するように保持している。このようなタイプの撮像装置においては、電源スイッチがオフにされ、ボイスコイルモータへの通電がなくなると、シフトレンズを浮遊させていた駆動力がゼロになるため、シフトレンズが落下して不快な衝撃音が発生するという問題があった。特開２０１２−１７５９７４号公報記載の撮像装置においては、シフトレンズの制御停止動作中に、シフトレンズの位置を制御するためのフィードバックゲインを段階的に減少させ、駆動力を緩やかに減少させることにより、シフトレンズの急激な落下を回避し、この問題を解決している。
【０００３】
一方、像振れ防止用レンズ（シフトレンズ）を所定の位置に機械的に係止する係止機構を備えた防振アクチュエータも知られている。このようなタイプの防振アクチュエータでは、像振れ防止制御の非実行時及び電源オフ時には、機械的な係止機構により像振れ防止用レンズが所定の位置に係止されている。このため、像振れ防止制御の非実行時において、像振れ防止用レンズを保持するために電力を消費することがないという利点がある。また、電源オフ時にも振れ防止用レンズが係止されているため、カメラを持ち歩いているときに像振れ防止用レンズを含む可動部がガタついて不快な音を発生することがなく、可動部がメカ端に衝突することにより可動部を損傷する虞もないという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７５９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような係止機構を備えた防振アクチュエータは、通常の状態では像振れ防止用レンズが係止されており、像振れ防止制御を実行するときだけ、係止が解除される。例えば、撮影者が撮影すべくカメラのシャッターボタンを半押しすると、防振アクチュエータの制御部は係止機構に信号を送り、係止を解除させると共に像振れ防止制御を開始する。次いで、撮影が完了すると制御部は係止機構に信号を送って係止動作を行い、再び像振れ防止用レンズを係止させる。従って、このような防振アクチュエータにおいては、通常、電源オフ時には像振れ防止用レンズが係止された状態となっている。
【０００６】
しかしながら、シャッターボタンの半押し中に電池切れにより電源が喪失された場合や、誤操作により電源がオフにされた場合には、像振れ防止用レンズが係止されないまま、防振アクチュエータが停止された状態となる。像振れ防止用レンズが係止されていない状態にある防振アクチュエータを再起動した際には、係止動作を行い、像振れ防止用レンズを係止状態に戻す必要がある。このため、像振れ防止用レンズが係止された状態にあるか否かを判別する必要があるが、係止機構の状態を検出するための専用のセンサーを設けると、コストが嵩むと共に、防振アクチュエータが大型化するという問題がある。
【０００７】
また、係止された状態にあるか否かを判別することなく、起動時には常に係止機構を作動させることが考えられるが、既に係止状態にある係止機構に係止動作を実行させると、係止機構を作動させるモータ等が空回りし、異音を発生させるという問題がある。異音の発生は、使用者に不快感を与えると共に、装置の故障を疑わせるため、クレームの原因となりやすい。
【０００８】
さらに、通常の防振アクチュエータは、像振れ防止制御を行うために、像振れ防止用レンズを含む可動部の位置を検出する位置センサを備えている。このため、この位置センサの検出信号を利用して可動部の位置を求め、像振れ防止用レンズが係止された状態にあるか否かを判別することが考えられる。しかしながら、係止が行われていないことにより像振れ防止用レンズが移動する範囲は、像振れ防止制御により像振れ防止用レンズが移動する範囲よりも遙かに広くなる。このため、像振れ防止制御用に設けられた位置センサでは、係止が行われていないことにより大きく移動された像振れ防止用レンズの位置を正確に検出することが困難であり、係止状態か否かを正確に判別することができない。
【０００９】
従って、本発明は、専用のセンサーを設けることなく、像振れ防止用レンズが係止状態にあるか否かを判別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】
【００１０】
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像振れ防止制御により移動させ、像を安定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、固定部に対して移動可能に支持する可動部支持部材と、可動部に駆動力を作用させ、可動部を移動させる駆動手段と、固定部に対する可動部の位置を検出する位置検出センサと、像振れ防止制御の非実行時において、可動部を係止するための係止機構と、位置検出センサの検出信号に基づいて、駆動手段を作動させることにより可動部を移動させ、像振れ防止制御を実行する防振制御部と、像振れ防止制御の非実行時において、可動部が係止されている状態か否かを判断し、係止されていないと判断された場合には、係止機構を作動させて可動部を係止する係止制御部と、を有し、係止制御部は、駆動手段を作動させ、可動部を所定の可動部復帰位置まで移動させる位置復帰制御手段と、この位置復帰制御手段による制御が開始された後、可動部が可動部復帰位置に到達するまでの復帰時間を計測する復帰時間計測手段と、この復帰時間計測手段により計測された復帰時間が、所定の復帰時間閾値よりも長い場合に、可動部が係止されていないと判断する係止判断手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
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、可動部支持部材により、固定部に対して移動可能に支持される。駆動手段は可動部に駆動力を作用させ、可動部を移動させると共に、固定部に対する可動部の位置が位置検出センサによって検出される。防振制御部は、位置検出センサの検出信号に基づいて、駆動手段を作動させることにより可動部を移動させて像振れ防止制御を実行し、像振れ防止制御の非実行時においては、係止機構が可動部を係止する。係止制御部の位置復帰制御手段は、駆動手段を作動させて可動部を所定の可動部復帰位置まで移動させ、復帰時間計測手段は、位置復帰制御手段による制御が開始された後、可動部が可動部復帰位置に到達するまでの復帰時間を計測する。係止制御部の係止判断手段は、復帰時間計測手段により計測された復帰時間が、所定の復帰時間閾値よりも長い場合には、可動部が係止されていないと判断する。係止制御部は、可動部が係止されていないと判断された場合には、係止機構を作動させて可動部を係止する。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、位置復帰制御手段が可動部を所定の可動部復帰位置まで移動させ、復帰時間計測手段が可動部復帰位置に到達するまでの復帰時間を計測し、この復帰時間に基づいて可動部の係止を判断するので、専用のセンサーを設けることなく、可動部（像振れ防止用レンズ）が係止状態にあるか否かを判別することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、駆動手段は、駆動用磁石と駆動用コイルから構成されたリニアモータであり、位置検出センサは、駆動用磁石の磁気を検出することにより、可動部の位置を検出する磁気センサである。
【００１４】
このように構成された本発明によれば、駆動力を発生させるために設けられた駆動用磁石を可動部の位置検出に使用することができるので、防振アクチュエータの構成を簡略化することができる。
【００１５】
また、本発明は、防振アクチュエータを備えたレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、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、本発明は、防振アクチュエータを備えたカメラであって、カメラ本体と、本発明のレンズユニットと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
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、専用のセンサーを設けることなく、像振れ防止用レンズが係止状態にあるか否かを判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】本発明の実施形態のカメラに備えられた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示す正面図である。
【図４】防振アクチュエータの可動部を取り外して示す固定部の正面図である。
【図５】防振アクチュエータの分解斜視図である。
【図６】可動部の係止用アームと、これを駆動するアーム駆動板を示す斜視図である。
【図７】係止状態にある防振アクチュエータの正面図である。
【図８】係止解除状態にある防振アクチュエータの正面図である。
【図９】移動枠が係止されている状態において、移動枠が光軸を中心に回転された場合の、各駆動用磁石と各磁気センサの位置関係を上段に、この状態から移動枠が所定の可動部復帰位置に到達するまでの時間を下段に示す図である。
【図１０】移動枠が係止されていない状態において、移動枠が重力により落下した場合の、各駆動用磁石と各磁気センサの位置関係を上段に、この状態から移動枠が所定の可動部復帰位置に到達するまでの時間を下段に示す図である。
【図１１】係止コントローラが、移動枠の係止状態を判断するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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８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３４と、を有する。
【００１９】
本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４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内の撮像素子Ｃ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３４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。
【００２０】
レンズユニット２は、カメラ本体４に取り付けられ、入射した光を撮像素子Ｃ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。
【００２１】
次に、図２乃至図８を参照して、防振アクチュエータ１０を説明する。図２は、本発明の実施形態のカメラに備えられた防振アクチュエータ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の可動部を取り外して示す固定部の正面図である。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。図５は防振アクチュエータ１０の分解斜視図である。図６は可動部の係止用アームと、これを駆動するアーム駆動板を示す斜視図である。図７は係止状態にある防振アクチュエータ１０の正面図である。図８は係止解除状態にある防振アクチュエータ１０の正面図である。
【００２２】
図２乃至図５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部材である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、移動枠１４の、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに夫々対応する位置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位置検出センサである第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。
【００２３】
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吸着用ヨーク２６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に対して駆動するリニアモータである第１、第２、第３駆動手段を夫々構成する。
【００２４】
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３４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防振制御部であるコントローラ３６を有する。また、防振アクチュエータ１０は、後述する係止機構を制御する係止制御部である係止コントローラ３８を有する。なお、コントローラ３６及び係止コントローラ３８は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム等により構成されている。
【００２５】
防振アクチュエータ１０は、撮像素子面Ｃに平行な平面内で、レンズ鏡筒６に固定された固定板１２に対して移動枠１４を並進移動させ、これにより、レンズ鏡筒６が振動しても撮像素子面Ｃに結像される像が乱れることがないように、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６を移動させる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、移動枠１４は概ねドーナツ板状の形状を有し、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。また、移動枠１４の中央開口の周囲には、像振れ防止用レンズ１６を取り囲むように、円筒状の周囲壁部１４ａが形成されている。
【００２７】
さらに、移動枠１４の上には、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃが配置されている。図３に示すように、これら３つの駆動用磁石は、その中心が、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａを中心とする円の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２駆動用磁石２２ｂは光軸の鉛直下方に配置され、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、等間隔に、中心角約１２０゜隔てて配置されている。
【００２８】
第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、概ね長方形状であり、それらの長辺を横切る中心線が、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａを中心とする円の半径方向に向けられるように配置されている。また、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線Ｂとなるように着磁されている。さらに、各駆動用磁石は、図２に一点鎖線で示すように、その厚さ方向にも着磁境界線が設けられている。このため、各駆動用磁石は、駆動用コイルに対向しているＳ極の裏側はＮ極、駆動用コイルに対向しているＮ極の裏側はＳ極になるように着磁されている。
【００２９】
本実施形態においては、図３に示すように、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各駆動用コイルに対向する側の面は、第１駆動用磁石２２ａの上側のＮ極から時計回りに、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極と、極性が交互に反転するように着磁されている（図３には、各駆動用磁石の駆動用コイルに対向する側の面の極性が示されている）。換言すれば、図３において、光軸Ａを中心として第１駆動用磁石２２ａを時計回りに１２０゜回転させると、第１駆動用磁石２２ａの極性の配置は、第２駆動用磁石２２ｂの極性の配置と一致し、第１駆動用磁石２２ａを反時計回りに１２０゜回転させると、第１駆動用磁石２２ａの極性の配置は、第３駆動用磁石２２ｃの極性の配置と一致する。即ち、本実施形態においては、各駆動用磁石の極性は、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａに対して回転対称に配置されている。
【００３０】
図２及び図４に示すように、固定板１２は、概ねドーナツ板状の円盤であり、円周上の、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対向する位置に第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃが夫々配置されている。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概ね矩形状に巻かれており、それらの一方の中心線が、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向けて配置されている。
【００３１】
第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、長方形の第１、第２第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに磁気を及ぼす。これにより、各駆動用コイルに電流が流れると、対向している各駆動用磁石との間に円周方向（光軸Ａを中心とする円の接線方向）の駆動力が発生する。
【００３２】
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。固定枠１２には、各スチールボール１８に対応する位置に凹部３０が形成されている。また、移動枠１４には、各スチールボール１８に対応する位置に凹部３１が形成されている。各スチールボール１８は、これらの凹部３０、３１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。
【００３３】
図２に示すように、吸着用ヨーク２６は概ね長方形板状であり、固定板１２の、各駆動用コイルの裏側に夫々取り付けられている。各駆動用磁石がこれらの各吸着用ヨーク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。
【００３４】
図２及び図４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が夫々配置されており、各駆動用磁石の円周方向の変位を測定するように構成されている。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。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。
【００３５】
次に、図５乃至図８を参照して、防振アクチュエータ１０の係止機構を説明する。
図５乃至図８に示すように、防振アクチュエータ１０の係止機構は、アーム支持板４０と、このアーム支持板４０に回動可能に取り付けられた４本の係止用アーム４２と、これらの係止用アーム４２を駆動するためのアーム駆動板４４と、このアーム駆動板４４を回転駆動するための駆動モータ４６と、この駆動モータ４６を支持するためのモータ支持板４８と、を有する。
【００３６】
アーム支持板４０は、レンズ鏡筒６内に固定されたドーナツ板状の部材である。アーム支持板４０は、その中央の開口部を通して、移動枠１４の周囲壁部１４ａが突出するように配置されている。また、アーム支持板４０には、光軸Ａを中心とする円周上に配置された４つのアーム軸受４０ａが形成されている。これらのアーム軸受４０ａが、各係止用アーム４２のアーム軸４２ａを回動可能に受け入れることにより、４本の係止用アーム４２はアーム支持板４０によって回動可能に支持される。
【００３７】
係止用アーム４２は、アーム支持板４０と平行に延びる細長いアーム本体部４２ｂと、このアーム本体部４２ｂの一方の端部からアーム支持板４０に向けて延びるアーム軸４２ａと、アーム本体部４２ｂのもう一方の端部から、アーム軸４２ａとは反対の方向に延びるカムフォロワ突起４２ｃと、アーム本体部４２ｂの中間部に形成されたアーム当接部４２ｄと、を有する。
【００３８】
アーム軸４２ａは、アーム本体部４２ｂの一方の端部から、アーム支持板４０に向けて光軸Ａ方向に延びる円柱状の部分であり、アーム支持板４０のアーム軸受４０ａに回動可能に受け入れられる。これにより、係止用アーム４２は、アーム支持板４０と平行な平面内（光軸Ａと直交する平面内）で、アーム軸受４０ａを中心に回動可能に支持される。一方、アーム支持板４０の中央開口部からは、像振れ防止用レンズ１６を取り囲むように形成された移動枠１４の周囲壁部１４ａが突出しているので、４つの係止用アーム４２は、像振れ防止用レンズ１６及び周囲壁部１４ａの周囲に配置されることになる。
【００３９】
カムフォロワ突起４２ｃは、アーム本体部４２ｂの、アーム軸４２ａとは反対側の端部に形成され、アーム本体部４２ｂから、光軸Ａ方向に、アーム軸４２ａとは反対の方向に延びる円柱状の部分である。なお、カムフォロワ突起４２ｃはアーム駆動板４４に設けられたカム溝４４ａに受け入れられ、カムフォロワ突起４２ｃがカム溝４４ａに沿って移動されることにより、係止用アーム４２が回動される。
【００４０】
アーム当接部４２ｄは、アーム本体部４２ｂの中間部分に形成されている。図７に示すように、アーム当接部４２ｄは、アーム支持板４０と平行な平面内で、光軸Ａを中心とする円の半径方向内方に突出している。アーム当接部４２ｄは、移動枠１４の係止時において、移動枠１４に設けられている周囲壁部１４ａと当接するように構成されている。アーム当接部４２ｄが周囲壁部１４ａと当接する当接部は山形に構成されている。各係止用アーム４２のアーム当接部４２ｄが、移動枠１４の周囲壁部１４ａと当接することにより、移動枠１４が所定の可動部係止位置に係止される。
【００４１】
一方、移動枠１４の周囲壁部１４ａは円筒形の壁面であり、山形のアーム当接部４２ｄの先端と当接する。このため、移動枠１４の周囲壁部１４ａと各係止用アーム４２のアーム当接部４２ｄが当接した状態においても、移動枠１４の回転が係止されることはない。従って、外部から加えられた振動等により、移動枠１４は光軸Ａを中心に回転されてしまう場合がある。なお、移動枠１４が可動部係止位置に係止された状態では、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａと、レンズ鏡筒６内の他の撮像用レンズ８の光軸Ａは一致した状態となる。このため、係止状態では、移動枠１４が回転されても合焦される像の画質に悪影響を与えることはない。
【００４２】
図６に示すように、アーム駆動板４４は、アーム支持板４０と平行に配置されたドーナツ板状の部材である。また、アーム駆動板４４は、レンズ鏡筒６内で光軸Ａを中心に回動可能に支持されている。アーム駆動板４４の、アーム支持板４０と対向する面には、４本のカム溝４４ａが形成されている。各カム溝４４ａは、アーム駆動板４４の表面から裏面まで貫通したスリットとして形成されており、各係止用アーム４２のカムフォロワ突起４２ｃを受け入れるように構成されている。
【００４３】
各カム溝４４ａは、光軸Ａを中心とする円の概ね円周方向に延びる細長いスリットであり、各カム溝４４ａの一方の端部は光軸Ａを中心とする円の半径方向内方に位置し、他方の端部は半径方向外方に位置している。このため、各カム溝４４ａが各カムフォロワ突起４２ｃを受け入れた状態でアーム駆動板４４が回動されることにより、各係止用アーム４２はアーム軸４２ａを中心に回動される。即ち、図７に示すように、カムフォロワ突起４２ｃがカム溝４４ａの半径方向内方に位置する部分に受け入れられている時は、カムフォロワ突起４２ｃ及びアーム当接部４２ｄは半径方向内方に位置し、移動枠１４は係止される。また、図８に示すように、アーム駆動板４４が回動され、カムフォロワ突起４２ｃがカム溝４４ａの半径方向外方に位置する部分に受け入れられた状態になると、カムフォロワ突起４２ｃ及びアーム当接部４２ｄは半径方向外方に移動され、移動枠１４の係止が解除される。
【００４４】
さらに、アーム駆動板４４外周の一部には、鋸歯状の歯４４ｂが形成されている。この歯４４ｂが駆動モータ４６の出力軸に取り付けられた歯車４６ａと噛み合うことにより、アーム駆動板４４は駆動モータ４６により回転駆動される。
【００４５】
モータ支持板４８は、レンズ鏡筒６内に固定されたドーナツ板状の部材であり、駆動モータ４６の出力軸に取り付けられた歯車４６ａが、アーム駆動板４４に設けられた歯４４ｂと噛み合うように、駆動モータ４６を所定の位置に支持している。
【００４６】
次に、図１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、撮影者が、カメラ１のシャッターボタン（図示せず）を半押しすることにより、移動枠１４の係止状態が解除されると共に、レンズユニット２に備えられた防振アクチュエータ１０による像振れ防止制御が開始される。
【００４７】
移動枠１４の係止を解除するために、係止コントローラ３８は、駆動モータ４６に信号を送り、歯車４６ａを回転させ、アーム駆動板４４を図６における反時計回りに回転させる。アーム駆動板４４が反時計回りに回転されると、カム溝４４ａの半径方向内方の部分に受け入れられていたカムフォロワ突起４２ｃが、カム溝４４ａの半径方向外方の部分に受け入れられるようになり、これにより係止用アーム４２が回動され、カムフォロワ突起４２ｃ及びアーム当接部４２ｄが半径方向外方に移動される。アーム当接部４２ｄが半径方向外方に移動されると、図８に示すように、各アーム当接部４２ｄは周囲壁部１４ａから離れ、移動枠１４の係止が解除される。
【００４８】
また、像振れ防止制御においては、レンズユニット２に取り付けられたジャイロ３４が、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（図示せず）に出力する。ジャイロ３４は角速度の信号を演算回路に出力し、演算回路は、入力された角速度信号を時間で積分して、振れ角度を算出し、これに所定の修正信号を加えてレンズ位置指令信号を生成する。演算回路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の撮像素子Ｃに合焦される像が安定化される。
【００４９】
コントローラ３６は、各磁気センサの検出信号と、各方向のレンズ位置指令信号の差に応じ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、各駆動用コイル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、駆動力は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。
【００５０】
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の撮像素子面Ｃに合焦される像が安定化される。
【００５１】
次に、撮影者が、カメラ１のシャッターボタンから指を離し、或いはカメラ１による撮像が終了すると、係止コントローラ３８は移動枠１４を可動部係止位置に係止する。即ち、係止コントローラ３８は、駆動モータ４６に信号を送り、歯車４６ａを回転させる。歯車４６ａが回転されると、アーム駆動板４４が図６における時計回りに回転される。アーム駆動板４４が時計回りに回転されると、カム溝４４ａの半径方向外方の部分に受け入れられていたカムフォロワ突起４２ｃが、カム溝４４ａの半径方向内方の部分に受け入れられるようになり、これにより係止用アーム４２がアーム係止位置に回動され、カムフォロワ突起４２ｃ及びアーム当接部４２ｄが半径方向内方に移動される。アーム当接部４２ｄが半径方向内方に移動されると、図７に示すように、各アーム当接部４２ｄは周囲壁部１４ａに夫々当接され、移動枠１４が係止される。
【００５２】
次に、図９乃至図１１を参照して、係止コントローラによる係止状態の判断を説明する。図９は、移動枠が係止されている状態において、移動枠が光軸を中心に回転された場合の、各駆動用磁石と各磁気センサの位置関係を上段に、この状態から移動枠が所定の可動部復帰位置に到達するまでの時間を下段に示す図である。図１０は、移動枠が係止されていない状態において、移動枠が重力により落下した場合の、各駆動用磁石と各磁気センサの位置関係を上段に、この状態から移動枠が所定の可動部復帰位置に到達するまでの時間を下段に示す図である。
【００５３】
まず、図９上段の一点鎖線に示すように、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａとレンズユニット２の光軸Ａが一致し、各駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃの着磁境界線Ｂが、夫々各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ上にある場合、各磁気センサは夫々、中間的な所定の基準値を出力する。なお、本実施形態においては、移動枠１４のこの位置を可動部復帰位置として、移動枠１４が係止された状態にあるか否かが判断される。（本実施形態においては、移動枠１４は、像振れ防止制御時には、この可動部復帰位置を中心に並進移動される。）
【００５４】
ここで、移動枠１４が係止機構を構成する係止用アーム４２によって係止された状態においては、移動枠１４の並進運動は許容されず、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａとレンズユニット２の光軸Ａが一致した状態での回転のみが許容される。従って、移動枠１４が係止された状態では、図９上段の実線に一例を示すように、移動枠１４が光軸Ａを中心に時計回りに回転された状態のみが発生し得る。
【００５５】
係止コントローラ３８に内蔵された位置復帰制御手段３８ａ（図１）は、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの検出信号に基づいて、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御して、移動枠１４を可動部復帰位置へ移動させる。即ち、位置復帰制御手段３８ａが作動されると、移動枠１４は、図９上段の実線に示す初期位置から回転駆動され、図９上段に一点鎖線で示す可動部復帰位置へ移動される。移動枠１４が可動部復帰位置に移動されると、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃは夫々、所定の基準値を出力するようになる。
【００５６】
さらに、係止コントローラ３８に内蔵された復帰時間計測手段３８ｂ（図１）は、図９下段に示すように、初期位置から可動部復帰位置への移動に要した復帰時間を計測する。本実施形態においては、復帰時間計測手段３８ｂは、位置復帰制御手段３８ａの作動開始から、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの検出信号が基準値に対し所定範囲の値に収束するまでの時間を、復帰時間として計測する。また、本実施形態においては、移動枠１４が係止された状態で位置復帰制御手段３８ａが作動された場合には、復帰時間は最大で数十ｍＳｅｃである。
【００５７】
次に、係止解除状態においては、図１０上段の実線に示すように、移動枠１４は落下して並進移動され、１つ又は２つの係止用アーム４２と当接した状態となる。また、係止解除状態においては、移動枠１４は並進移動と同時に回転移動が発生した状態もとり得る。係止解除状態においては何れの場合も、移動枠１４は図１０上段の一点鎖線に示す可動部復帰位置から大きく外れた位置に移動される。
【００５８】
位置復帰制御手段３８ａは、この状態から、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御して、移動枠１４を可動部復帰位置へ移動させる。即ち、位置復帰制御手段３８ａが作動されると、移動枠１４は、図１０上段の実線に示す初期位置から並進移動され、図１０上段に一点鎖線で示す可動部復帰位置へ移動される。復帰時間計測手段３８ｂは、図１０下段に示すように、初期位置から可動部復帰位置への移動に要した復帰時間を計測する。また、本実施形態においては、移動枠１４が落下した状態で位置復帰制御手段３８ａが作動された場合には、復帰時間は最大で数百ｍＳｅｃ程度になる。
【００５９】
係止コントローラ３８に内蔵された係止判断手段３８ｃ（図１）は、このような復帰時間の相違に基づいて、移動枠１４が係止されている状態か否かを判断するように構成されている。
【００６０】
なお、図９及び図１０上段の実線に示す状態においては、移動枠１４の位置が、像振れ防止制御時に移動枠１４が移動される範囲から大きく外れているため、コントローラ３６は移動枠１４の位置を正確に検出することができない。即ち、移動枠１４の位置が大きく移動されると、移動量と磁気センサの検出値（出力電圧）の関係が単調増加又は単調減少ではなくなるため、各磁気センサの検出値に基づいて移動枠１４の位置を計算することができなくなる。本実施形態においては、移動枠１４が可動部復帰位置へ移動されるまでの復帰時間に基づいて判断を行うため、移動枠１４の位置が大きく移動された場合においても、係止状態か否かを専用のセンサを使用することなく判断することができる。
なお、係止コントローラ３８に内蔵された位置復帰制御手段３８ａ、復帰時間計測手段３８ｂ及び係止判断手段３８ｃは、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム等により構成されている。
【００６１】
図１１は、係止コントローラ３８の係止判断手段３８ｃが、移動枠１４の係止状態を判断するためのフローチャートである。
係止コントローラ３８は、カメラ１の電源がオンにされたとき、或いは、レンズユニット２がカメラ本体４に装着されたとき、図１１に示すフローチャートの処理を実行する。
【００６２】
まず、図１１のステップＳ１において、係止コントローラ３８は、第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃから出力電圧を読み込む。
次に、ステップＳ２において、係止コントローラ３８の位置復帰制御手段３８ａは、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの出力に基づいて、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御して、移動枠１４を可動部復帰位置へ移動させる。これにより、移動枠１４は、図９又は図１０上段に一点鎖線で示す可動部復帰位置へ移動される。
【００６３】
さらに、ステップＳ３において、係止コントローラ３８の復帰時間計測手段３８ｂは、位置復帰制御手段３８ａの作動開始から、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの検出信号が基準値に対し所定範囲の値に収束するまでの時間を計測し、この時間を復帰時間とする。
【００６４】
次いで、ステップＳ４において、係止コントローラ３８の係止判断手段３８ｃは、ステップＳ３において計測された復帰時間が、所定の復帰時間閾値以下であるか否かを判断する。復帰時間が所定の復帰時間閾値以下である場合にはステップＳ５に進み、復帰時間閾値よりも長い場合にはステップＳ６に進む。なお、本実施形態においては、復帰時間閾値は１００ｍＳｅｃである。
ステップＳ５において、係止判断手段３８ｃは、移動枠１４が正常に係止された状態であると判断して、図１１に示すフローチャートの処理を終了する。
【００６５】
一方、ステップＳ６においては、係止判断手段３８ｃは、移動枠１４が係止されていない状態であると判断し、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７においては、係止コントローラ３８は、移動枠１４が落下し、並進移動されている状態であると判断されたため、係止動作を実行し、図１１に示すフローチャートの処理を終了する。具体的には、係止コントローラ３８は、駆動モータ４６に信号を送り、アーム駆動板４４を回転させることにより、各係止用アーム４２を半径方向内方に回転させ、係止状態とする。
【００６６】
なお、係止状態にある場合においても、移動枠１４が光軸を中心として大きく回転移動されている場合には復帰時間は長くなる。また、逆に、非係止状態にある場合においても、移動枠１４が落下しておらず、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａとレンズユニット２の光軸Ａが近接した位置にある場合には、復帰時間は短くなる。しかしながら、そのような移動が発生する確率は極めて低く、復帰時間閾値により、係止状態と非係止状態を効果的に識別することができる。なお、実機によるテストにおいては、各磁気センサの検出信号の値から移動枠１４の位置を判断した場合には、８０％程度の確率で係止状態と非係止状態の誤検知が発生したのに対し、図１１のフローチャートを使用して、復帰時間に基づいて判断を行った場合には、誤検知が発生することはなかった。
【００６７】
本発明の実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、位置復帰制御手段３８ａが移動枠１４を所定の可動部復帰位置まで移動させ（図１１のステップＳ２）、復帰時間計測手段３８ｂが可動部復帰位置に到達するまでの復帰時間を計測し（図１１のステップＳ３）、この復帰時間に基づいて移動枠１４の係止を判断する（図１１のステップＳ４）ので、専用のセンサーを設けることなく、移動枠１４（像振れ防止用レンズ１６）が係止状態にあるか否かを判別することができる。
【００６８】
また、本実施形態の防振アクチュエータ１０においては、駆動手段は、駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃと駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃから構成されたリニアモータであり、位置検出センサは、駆動用磁石の磁気を検出することにより、移動枠１４の位置を検出する磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃにより構成されている。これにより、駆動力を発生させるために設けられた駆動用磁石を移動枠１４の位置検出に使用することができるので、防振アクチュエータ１０の構成を簡略化することができる。
【００６９】
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、上述した実施形態では、本発明をデジタルカメラに適用していたが、本発明は、フィルムカメラ、ビデオカメラ等、静止画又は動画撮像用の任意のカメラに適用することができる。また、本発明を、これらのカメラのカメラ本体と共に使用されるレンズユニット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、各駆動用コイルが固定板１２に取り付けられ、各駆動用磁石が移動枠１４に取り付けられていたが、各駆動用コイルを移動枠１４に、各駆動用磁石を固定板１２に取り付けることもできる。
【符号の説明】
【００７０】
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）
１４ａ    周囲壁部
１６      像振れ防止用レンズ
１８      スチールボール（可動部支持部材）
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位置検出センサ）
２４ｂ    第２磁気センサ（第２位置検出センサ）
２４ｃ    第３磁気センサ（第３位置検出センサ）
２６      吸着用ヨーク
３０      凹部
３１      凹部
３４      ジャイロ
３６      コントローラ（防振制御部）
３８      係止コントローラ（係止制御部）
３８ａ    位置復帰制御手段
３８ｂ    復帰時間計測手段
３８ｃ    係止判断手段
４０      アーム支持板
４０ａ    アーム軸受
４２      係止用アーム
４２ａ    アーム軸
４２ｂ    アーム本体部
４２ｃ    カムフォロワ突起
４２ｄ    アーム当接部
４４      アーム駆動板
４４ａ    カム溝
４４ｂ    歯
４６      駆動モータ
４６ａ    歯車
４８      モータ支持板
【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】
2014174237.tif 000009
【図８】
2014174237.tif 000010
【図９】
2014174237.tif 000011
【図１０】
2014174237.tif 000012
【図１１】
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