(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するシフト部材と、
前記シフト部材を本体部に対して光軸と直交する面内の第１方向に移動させる第１駆動部と、
前記シフト部材を前記本体部に対して前記光軸と直交する面内の前記第１方向と垂直な第２方向に移動させる第２駆動部と、を有し、
前記第１駆動部は、第１マグネット、第１コイル、および、第１ヨークを光軸方向に順に配置して構成され、
前記第２駆動部は、第２マグネット、第２コイル、および、第２ヨークを前記光軸方向に順に配置して構成され、
前記第１マグネットおよび前記第２マグネットは前記シフト部材または前記本体部の一方に取り付けられ、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークは該シフト部材または該本体部の他方に取り付けられ、該第１マグネットおよび該第２マグネットは該第１ヨークおよび該第２ヨークに対して相対移動可能であり、
前記第１ヨークは、前記第２方向に延びる二つの対辺のうち少なくとも一方の中央部から、前記第１方向に突出する第１突出部を有し、
前記第２ヨークは、前記第１方向に延びる二つの対辺のうち少なくとも一方の中央部から、前記第２方向に突出する第２突出部を有し、
前記第１突出部の前記第２方向の幅は、前記第１ヨークの前記対辺の該第２方向の幅よりも小さく、
前記第２突出部の前記第１方向の幅は、前記第２ヨークの前記対辺の該第１方向の幅よりも小さく、
前記第１マグネットの前記第１方向の長さは、前記第１ヨークの前記二つの対辺の間の長さよりも小さく、
前記第２マグネットの前記第２方向の長さは、前記第２ヨークの前記二つの対辺の間の長さよりも小さい、ことを特徴とする振れ補正装置。
【請求項２】
前記第１マグネットと前記第１ヨークとの間に働く前記第１方向の引き戻し力、および、前記第２マグネットと前記第２ヨークとの間に働く第２方向の引き戻し力は、前記シフト部材の可動範囲内においてゼロにならないことを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
【請求項３】
前記第１マグネットと前記第１ヨークとの間に働く前記第１方向の引き戻し力、および、前記第２マグネットと前記第２ヨークとの間に働く第２方向の引き戻し力は、前記シフト部材の可動範囲内において一定の方向に発生することを特徴とする請求項１または２に記載の振れ補正装置。
【請求項４】
前記第１マグネットの前記第２方向の幅と前記第１ヨークの該第２方向に延びる前記対辺の幅は等しく、
前記第２マグネットの前記第１方向の幅と前記第２ヨークの該第１方向に延びる前記対辺の幅は等しい、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
【請求項５】
前記第１ヨークは、前記光軸方向かつ前記第１マグネット側に突出する第１突起部を有し、
前記第２ヨークは、前記光軸方向かつ前記第２マグネット側に突出する第２突起部を有し、
前記シフト部材の可動範囲内において、前記光軸方向から見た場合、
前記第１マグネットの前記第２方向に延びる端部は、前記第１ヨークの前記第１突出部の先端と前記第１突起部の端部との間に位置し、
前記第２マグネットの前記第１方向に延びる端部は、前記第２ヨークの前記第２突出部の先端と前記第２突起部の端部との間に位置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
【請求項６】
前記第１ヨークの前記第１突出部は、該第１ヨークの前記二つの対辺のそれぞれの中央部から前記第１方向に突出し、
前記第２ヨークの前記第２突出部は、該第２ヨークの前記二つの対辺のそれぞれの中央部から前記第２方向に突出していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
【請求項７】
前記第１マグネットと前記第１ヨークとの間、および、前記第２マグネットと前記第２ヨークとの間にそれぞれ働く磁気吸引力により、前記シフト部材と前記本体部とで挟持された複数のボールを更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
【請求項８】
前記複数のボールが前記光軸に直交する面内で転動することにより、前記シフト部材が該面内でシフト移動することを特徴とする請求項７に記載の振れ補正装置。
【請求項９】
レンズと、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振れ補正装置と、
を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
撮像素子と、
請求項９に記載のレンズ鏡筒と、
を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れを補正するためにレンズをシフト移動させる振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの光学機器において、手振れで生じる像振れを補正するためにレンズをシフト移動させるシフトユニット（振れ補正装置）が知られている。特許文献１には、補正レンズ群を移動させる振れ補正装置が開示されている。この振れ補正装置は、いわゆるムービングコイルタイプのシフトユニットであり、固定側のベース部材に駆動用磁石が配置され、可動側のシフト部材にヨークおよびコイルが配置されている。
【０００３】
駆動用磁石とヨークとの間には磁気吸引力が働くため、駆動用磁石とヨークとには磁気的に釣り合う位置が存在する。したがって、駆動用磁石とヨークとの位置関係がその釣り合い位置から変化した場合、元の位置に戻ろうとする力（引き戻し力）が働く。これにより、シフト部材を光軸に直交する面内の鉛直方向（ピッチ方向）および水平方向（ヨー方向）にそれぞれ駆動する二つの駆動部を備えたシフトユニットは、一方の位置変化が他方の引き戻し力を発生させる。
【０００４】
特許文献１には、ピッチ方向駆動部における引き戻し力を軽減させる振れ補正装置が開示されている。この振れ補正装置には、ヨークに光軸方向に突出した突起部が設けられている。磁気による力の大きさは距離の２乗に反比例する。このため、シフト部材が光軸直交面内で移動して駆動用磁石と突起部との間の距離が変化した場合、駆動用磁石と突起部との間に働く引き戻し力は移動を助長する方向に働く。
【０００５】
しかし、この場合にヨー方向駆動部では前記引き戻し力が生じるため、シフト部材を光軸直交面内で回転させるモーメントが発生する。このため、振れ補正動作中にシフト部材が自由に回転してしまう。その回転運動によりシフト部材が固定部材に接触すると、衝突音が発生し、また、画像に乱れを生じることがある。また接触により部品が破損すると、その後のシフト部材の駆動に支障をきたす場合がある。
【０００６】
特許文献２には、シフト部材の光軸直交面内における回転を規制するためのガイド軸を設けた振れ補正装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９６３８２号公報
【特許文献２】特許第３２２９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示されているようなガイド軸を新たに設けると、振れ補正装置の小型化が妨げられる。また、装置構成の複雑化および部品点数の増加により、低コスト化も困難となる。
【０００９】
そこで本発明は、小型かつ低コストで、シフト部材の光軸直交面内における回転を低減させる振れ補正装置、レンズ鏡筒、および、光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての振れ補正装置は、レンズを保持するシフト部材と、前記シフト部材を本体部に対して光軸と直交する面内の第１方向に移動させる第１駆動部と、前記シフト部材を前記本体部に対して前記光軸と直交する面内の前記第１方向と垂直な第２方向に移動させる第２駆動部と、を有し、前記第１駆動部は、第１マグネット、第１コイル、および、第１ヨークを光軸方向に順に配置して構成され、前記第２駆動部は、第２マグネット、第２コイル、および、第２ヨークを前記光軸方向に順に配置して構成され、前記第１マグネットおよび前記第２マグネットは前記シフト部材または前記本体部の一方に取り付けられ、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークは該シフト部材または該本体部の他方に取り付けられ、該第１マグネットおよび該第２マグネットは該第１ヨークおよび該第２ヨークに対して相対移動可能であり、前記第１ヨークは、前記第２方向に延びる二つの対辺のうち少なくとも一方の中央部から、前記第１方向に突出する第１突出部を有し、前記第２ヨークは、前記第１方向に延びる二つの対辺のうち少なくとも一方の中央部から、前記第２方向に突出する第２突出部を有し、前記第１突出部の前記第２方向の幅は、前記第１ヨークの前記対辺の該第２方向の幅よりも小さく、前記第２突出部の前記第１方向の幅は、前記第２ヨークの前記対辺の該第１方向の幅よりも小さく、前記第１マグネットの前記第１方向の長さは、前記第１ヨークの前記二つの対辺の間の長さよりも小さく、前記第２マグネットの前記第２方向の長さは、前記第２ヨークの前記二つの対辺の間の長さよりも小さい、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マグネットとヨークとの間に発生する引き戻し力が常に特定の方向に発生するため、回転モーメントによるロール挙動を低減した振れ補正装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例におけるシフトユニットの分解斜視図である。
【図２】本実施例におけるシフトユニットのピッチ方向駆動部の断面図である。
【図３】従来例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。
【図４】本実施例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。
【図５】本実施例におけるレンズ鏡筒を備えた光学機器の構成図である。
【図６】本実施例における別形態のヨークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
まず、図１および図２を参照して、レンズＬ３（補正レンズ）を光軸直交方向に移動させるシフトユニット３（振れ補正装置）の構成について説明する。図１は、シフトユニット３の分解斜視図である。図２は、シフトユニット３のピッチ方向駆動部（第１駆動部）の拡大断面図であり、レンズＬ３の中心が光軸ＯＡ上にある場合を示している。
【００１６】
レンズＬ３は、ピッチ方向駆動部（ピッチ方向駆動用アクチュエータ）およびヨー方向駆動部（ヨー方向駆動用アクチュエータ）により、光軸直交面内で駆動される。ピッチ方向駆動用アクチュエータは、ピッチ方向（レンズ鏡筒の鉛直方向）の角度変化による像振れを補正するアクチュエータである。ヨー方向駆動用アクチュエータは、ヨー方向（レンズ鏡筒の水平方向）の角度変化による像振れを補正するためのアクチュエータである。ピッチ方向駆動用アクチュエータおよびヨー方向駆動用アクチュエータは、ピッチ方向およびヨー方向それぞれの位置センサおよび振れ検出センサからの情報に基づいて、独立に駆動制御される。また、ピッチ方向用のアクチュエータおよび位置センサと、ヨー方向用のアクチュエータおよび位置センサとは互いに略直交（９０度）の角度をなすように配置されている。ただしこれらの構成自体は同一であるため、以下、ピッチ方向の構成についてのみ説明し、ヨー方向の構成については省略する。また特に指示がない限り、ピッチ方向の要素には添え字ｐ、ヨー方向の要素には添え字ｙをそれぞれ付す。
【００１７】
２２は、レンズＬ３を保持し、振れを補正するために光軸直交方向に変位させるシフト移動枠である。１８は、マグネットベースである。マグネットベース１８には、駆動用と位置検出用とを兼ねるマグネット２４ｐが圧入保持されている。マグネット２４ｐをマグネットベース１８に圧入して組み込むことにより、組み込み後にマグネットベース１８とマグネット２４ｐとの相対位置関係がずれることはない。マグネットベース１８は、シフト移動枠２２とビスで固定される。このため、位置検出機能も兼ねているマグネット２４ｐの位置は、レンズＬ３を保持しているシフト移動枠２２に対して固定された位置に決定され、マグネット２４ｐによってレンズＬ３の位置を正確に検出することができる。シフト移動枠２２とマグネットベース１８は、これらの間に金属プレート１９が挟み込まれた状態でビスにより結合固定される。金属プレート１９の材質としては、例えばステンレス鋼などが適して用いられる。本実施例において、シフト移動枠２２およびマグネットベース１８により、レンズＬ３を保持するシフト部材が構成される。
【００１８】
２０は、シフトベース２１（本体部）とマグネットベース１８との間に配置された複数のボールである。本実施例では、光軸周りに３つのボール２０が光軸直交面内において配置されている。これら３つのボール２０は、後述のように、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間、および、マグネット２４ｙとヨーク２９ｙとの間にそれぞれ働く磁気吸引力により、シフトベース２１とマグネットベース１８とで挟持されている。ボール２０とマグネットベース１８との間には、前述した金属プレート１９が配置される。金属プレート１９が設けられていることにより、レンズ鏡筒が衝撃を受けた際にモールド部品であるマグネットベース１８にボール２０による打痕が付き、また長期間の振れ補正動作駆動で生じる磨耗によるシフトユニット３の駆動特性の劣化を防止できる。またボール２０は、シフトベース２１に形成されたボールフォルダ部２１ａで回転可能に保持される。なお、ボール２０の材質としては、その近傍に配置されたマグネット２４に吸着されないように、ステンレス鋼、またはＳＵＳ３０４などの非磁性体が好適である。
【００１９】
シフトベース２１（ボールフォルダ部２１ａの光軸方向端面）とマグネットベース１８（金属プレート１９）にボール２０を確実に当接させるための力は、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐ（固定ヨーク）との間に作用する磁気吸引力である。この磁気吸引力でマグネットベース１８がシフトベース２１に近づく方向に付勢されることにより、３つのボール２０は、３つのボールフォルダ部２１ａの光軸方向端面と金属プレート１９の３箇所に対して押圧状態で当接する。３つのボール２０が当接する各面は、撮影光学系の光軸ＯＡに対して直交方向に広がっている。３つのボール２０の呼び径は同じである。このため、３つのボールフォルダ部２１ａにおいて光軸方向端面間の光軸方向における位置差を低減することにより、シフト移動枠２２に保持されたレンズＬ３を光軸ＯＡに対する倒れを生じさせずに光軸直交面内で移動させることができる。このように本実施例では、複数のボール２０が光軸直交面内で転動することにより、シフト移動枠２２およびマグネットベース１８が光軸直交面内でシフト移動する。
【００２０】
次に、マグネットベース１８（シフト部材）およびレンズＬ３を駆動するアクチュエータ（駆動部）について説明する。本実施例のアクチュエータは、シフト部材を本体部（シフトベース２１）に対して光軸に直交する面内の第１方向および第２方向にそれぞれ移動させる第１駆動部および第２駆動部からなる。本実施例において、第１方向と第２方向は、光軸と直交する面内において互いに直交する方向であり、例えば、第１方向はピッチ方向、第２方向はヨー方向であるが、これに限定されるものではない。第１駆動部は、マグネット２４ｐ（第１マグネット）、コイル２８ｐ（第１コイル）、および、ヨーク２９ｐ（第１ヨーク）を光軸方向（より具体的には、光軸方向前側から光軸方向後側へ向かう方向）に順に配置して構成されている。同様に第２駆動部は、マグネット２４ｙ（第２マグネット）、コイル２８ｙ（第２コイル）、および、ヨーク２９ｙ（第２ヨーク）を光軸方向（より具体的には、光軸方向前側から光軸方向後側へ向かう方向）に順に配置して構成されている。なお、第１駆動部及び第２駆動部は、マグネット、コイル、および、ヨークを光軸方向後側から光軸方向前側へ向かう方向に順に配置して構成されてもよい。
【００２１】
本実施例において、ヨーク２９ｐには、第１方向と直交する方向に延びる端部３１ｐ（一辺）の中央部に、第１方向に突出する突出部３２ｐが形成されている。同様に、ヨーク２９ｙには、第２方向と直交する方向に延びる端部３１ｙ（一辺）の中央部に、第２方向に突出する突出部３２ｙが形成されている。
【００２２】
図２に示されるように、マグネット２４ｐは光軸から放射方向に２極着磁されており、ヨーク２３ｐはマグネット２４ｐの光軸方向前側の磁束を閉じる。ヨーク２３ｐは、マグネット２４ｐに吸着固定されている。コイル２８ｐはシフトベース２１に接着固定されている。ヨーク２９ｐは、マグネット２４ｐの光軸方向後側の磁束を閉じるための固定ヨークである。ヨーク２９ｐは、コイル２８ｐに対してマグネット２４ｐとは反対側に配置され、シフトベース２１により保持されている。またヨーク２９ｐは、光軸方向かつマグネット２４ｐ側（第１マグネット側）に突出する突起部３０ｐを有する。同様にヨーク２９ｙは、光軸方向かつマグネット２４ｙ側（第２マグネット側）に突出する突起部３０ｙを有する。
【００２３】
マグネット２４ｐ、ヨーク２３ｐ、ヨーク２９ｐ、および、コイル２８ｐにより磁気回路が構成される。なお、ヨーク２３ｐおよびヨーク２９ｐに用いられる材質としては、高い透磁率を有する、例えばＳＰＣＣなどの磁性体が適して用いられる。コイル２８ｐに電流を流すと、マグネット２４ｐの着磁境界に対して略直交する方向（実質的に直交と評価される方向）に、マグネット２４ｐとコイル２８ｐに発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生する。この力により、マグネットベース１８は光軸直交方向に移動する。このように本実施例のアクチュエータは、いわゆるムービングマグネット型アクチュエータである。
【００２４】
このような構成を有するアクチュエータが、縦方向および横方向のそれぞれ配置されているため、マグネットベース１８およびシフト移動枠２２を、互いに略直交する２つの光軸直交方向に駆動することができる。また、縦方向および横方向の駆動合成により、マグネットベース１８およびシフト移動枠２２を光軸直交面内の所定の範囲内で自由に移動させることができる。なお、マグネットベース１８が光軸直交方向に働くときの摩擦は、ボール２０がボールフォルダ部２１ａの壁に当接しない限り、ボール２０と金属プレート１９との間およびボール２０とボールフォルダ部２１ａとの間にそれぞれ発生する転がり摩擦のみである。このため、上記吸着力が作用するにもかかわらず、マグネットベース１８（すなわちレンズＬ３を保持するシフト移動枠２２）はスムーズに光軸直交面内で移動することができ、かつ微小な移動量制御も可能となる。なお、ボール２０に潤滑油を塗布することで、更に摩擦力を低減させることができる。
【００２５】
次に、マグネットベース１８およびレンズＬ３の位置検出について説明する。２７ｐは、磁束密度を電気信号に変換するホール素子である。ホール素子２７ｐは、ＦＰＣ２６（フレキシブルプリントケーブル）に半田付けされている。ＦＰＣ２６は、シフトベース２１に対して位置決め固定されている。また、ＦＰＣ押さえ金具２５をビスでシフトベース２１に対して固定することにより、ＦＰＣ２６の浮きを防止し、かつ、ホール素子２７ｐの位置ずれを防止している。ホール素子２７ｐおよびマグネット２４ｐにより、マグネットベース１８およびレンズＬ３の位置を検出する位置センサが構成される。マグネットベース１８およびレンズＬ３が縦方向または横方向に駆動されたとき、ホール素子２７ｐによりマグネット２４ｐの磁束密度の変化が検出され、この磁束密度の変化を示す電気信号が出力される。制御回路（不図示）は、ホール素子２７ｐの出力に基づいてマグネットベース１８およびレンズＬ３の位置を検出する。なお、マグネット２４ｐは、駆動用マグネットであるとともに、位置検出用マグネットとしても用いられている。
【００２６】
また、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に働く吸着力は、クーロンの法則で示されるように、２物体の磁荷の強さと距離の２乗の逆数に比例する。このため、マグネット２４ｐが駆動部の中心位置にあるとき、ピッチ方向とヨー方向の吸着力はそれぞれの方向で釣り合った状態となる。すなわち、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐの突起部３０ｐとの間に働く吸着力４０ａ、４０ｂが釣り合い、駆動用磁石であるマグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間の位置関係が定まる。このとき、ピッチ方向の引き戻し力５０ｐ（図２中の上方向）は略０であり、ヨー方向の引き戻し力５０ｙ（図２中の紙面直交方向）も略０である。
【００２７】
次に、図３を参照して、従来例におけるシフトユニット（駆動部およびシフト部材）の移動と吸着力による引き戻し力との関係について説明する。図３は、従来例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、ピッチ方向駆動部を、図３（ｄ）、（ｅ）はピッチ方向およびヨー方向の駆動部とシフト部材とを、それぞれシフトユニットの前側（被写体側）から見た図である。図３において、マグネット２４０（駆動用磁石）、ヨーク２９０、突起部３００、および、レンズＬ３（補正レンズ）以外の部材は省略している。図３に示されるように、従来例におけるヨーク２９０の突起部３００は、光軸直交面への投影形状が略長方形となっている。また、マグネット２４０ｐの四隅部に働く引き戻し力を、それぞれ、引き戻し力４１０、４２０、４３０、４４０とする。同様に、マグネット２４０ｙの四隅部に働く引き戻し力を、それぞれ、引き戻し力４５０、４６０、４７０、４８０とする。
【００２８】
図３（ａ）は、レンズＬ３の中心が光軸上にある場合のピッチ方向駆動部を示す。このとき、マグネット２４０ｐはヨーク２９０ｐに対して中心位置にあるため、四隅部の引き戻し力４１０、４２０、４３０、４４０は釣り合った状態にある。すなわち、ピッチ方向の引き戻し力５００ｐおよびヨー方向の引き戻し力５００ｙは略０である。図３（ｂ）は、レンズＬ３の中心がピッチ方向（上方向）に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向駆動部を示す。前述のように、磁気による力の大きさは距離の２乗に反比例するため、突起部３００ｐとの間に働く引き戻し力４１０ｐ、４２０ｐよりも、引き戻し力４３０ｐ、４４０ｐの方が大きい。したがって、引き戻し力５００ｐは移動を助長する方向に働く。ここで、マグネット２４０ｐと突起部３００ｐとの形状は駆動方向に対して対称であるため、引き戻し力４１０ｐ、４２０ｐの大きさは互いに略等しく、また引き戻し力４３０ｐ、４４０ｐの大きさも略等しい。また、ヨー方向には移動していないため、引き戻し力５００ｙは図３（ａ）の場合と同様に略０である。
【００２９】
次に、図３（ｃ）は、レンズＬ３の中心がヨー方向に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向駆動部を示す。この場合も、マグネット２４０ｐと突起部３００ｐとの位置関係が変化して引き戻し力５００ｙが発生する。すなわち、磁気的に安定する図３（ａ）の状態に戻そうとする方向の力が働く。ここで、マグネット２４０ｐと突起部３００ｐとの形状は駆動方向に対して対称であるため、引き戻し力４１０ｙ、４３０ｙの大きさは略等しく、また引き戻し力４２０ｙ、４４０ｙの大きさも略等しい。また、ピッチ方向には移動していないため、引き戻し力５００ｐは、図３（ａ）の場合と同様に略０である。
【００３０】
図３（ｄ）は、レンズＬ３の中心がピッチ方向に距離ｄだけ移動した場合を示す。図３（ｂ）を参照して説明したように、マグネット２４０ｐにはピッチ方向の引き戻し力５００ｐが働くが、コイル（不図示）への通電で発生したローレンツ力６００により、シフト部材の移動が可能である。一方、ヨー側のマグネット２４０ｙには、図３（ｃ）を参照して説明したように、引き戻し力５１０ｙが働く。引き戻し力５１０ｙにより、シフト部材には光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図３（ｄ）に示されるように、シフト部材には反時計回りのロール動作が発生する。そしてシフト部材は、回転モーメント、引き戻し力、および、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で静止する。
【００３１】
図３（ｅ）は、図３（ｄ）と逆方向にレンズＬ３の中心が距離ｄだけ移動した場合を示す。図３（ｄ）と同様に、ヨー側のマグネット２４０ｙと突起部３００ｙとに生じる引き戻し力５１０ｙにより、シフト部材には光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図３（ｅ）に示されるようにシフト部材には時計回りのロール動作が発生する。そしてシフト部材は、回転モーメント、引き戻し力、および、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で静止する。
【００３２】
次に、図４および図６を参照して、本実施例におけるシフト部材（駆動部およびシフト部材）の移動と吸着力による引き戻し力の関係について説明する。図４は、本実施例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。図４（ａ）、（ｅ）〜（ｇ）は、ピッチ方向の駆動部を、図４（ｂ）〜（ｄ）は、ピッチ方向およびヨー方向の駆動部とシフト部材とを、それぞれシフトユニットの前側（被写体側）から見た図である。図６は、本実施例における別形態のヨークを示す図である。図４および図６において、マグネット２４（駆動用磁石）、ヨーク２９、突起部３０、および、レンズＬ３以外の部材は省略している。
【００３３】
本実施例では、図４（ａ）に示されるように、マグネット２４ｐの長手方向の幅Ｗａ（幅Ｗｃ）とヨーク２９ｐの長手方向の幅ＷＢ１は等しい。長手方向は、光軸と直交する面内において駆動軸の方向（駆動方向）と直交する第１方向である。すなわち、マグネット２４ｐの第１方向（駆動方向）と直交する方向の幅Ｗａとヨーク２９ｐの第１方向と直交する方向に延びる端部Ｂ１の幅ＷＢ１は等しい。ここで、等しいとは、厳密に等しいことだけでなく略等しい（Ｗａ≒ＷＢ１）場合も含む意味である。同様に、マグネット２４ｙの第２方向（駆動方向）と直交する方向の幅とヨーク２９ｙの第２方向と直交する方向に延びる端部の幅も等しい。
【００３４】
また、マグネット２４ｐの短手方向の全体幅Ｗｂとヨーク２９ｐの短手方向の幅ＷＤ１はＷｂ＜ＷＤ１の関係を満たす。短手方向は、光軸と直交する面内において駆動方向と平行な第１方向である。すなわち、マグネット２４ｐの第１方向の全体幅Ｗｂは、ヨーク２９ｐの第１方向に延びる端部Ｄ１の幅ＷＤ１よりも小さい。同様に、マグネット２４ｙの第２方向の全体幅は、ヨーク２９ｙの第２方向に延びる端部の幅よりも小さい。
【００３５】
図４（ｂ）は、シフト部材が光軸中心位置に保持されている状態を示す。図４（ｃ）は、シフト部材が光軸中心位置よりもピッチ方向の上方向に変位した状態を示す図である。図４（ｄ）は、シフト部材が光軸中心位置よりもピッチ方向の下方向に変位した状態を示す図である。マグネット２４ｐおよびヨーク２９ｐのヨー方向のそれぞれの幅Ｗａ、ＷＢ１はＷａ≒ＷＢ１の関係を満たすため、図４（ｂ）〜（ｄ）のいずれの場合にも引き戻し力は発生しない。一方、図４（ｃ）、（ｄ）の場合、ローレンツ力６０によるマグネット２４ｙとヨーク２９ｙとの相対位置シフトに応じて、引き戻し力４９ｐ’、４９ｐ’’がそれぞれ生じる。このため、図４（ｂ）に示されるマグネット２４ｙおよびヨーク２９ｙの位置に戻るようにモーメントが発生する。
【００３６】
以下、図４（ｂ）〜（ｄ）の場合にピッチ方向にそれぞれ発生する引き戻し力４１ｐ、４１ｐ’、４１ｐ’’に関して、図４（ｅ）〜（ｇ）を参照して詳述する。図４（ｅ）は、シフト部材が光軸中心位置に保持されている場合（図４（ｂ））におけるマグネット２４ｐとヨーク２９ｐの位置関係を示す図である。マグネット２４ｐの長手方向の端部ａ（レンズＬ３から最も遠い側の端部）は、ヨーク２９ｐの端部Ａ１、Ａ３と略同一位置にある。また、マグネット２４ｐの長手方向の端部ｃ（レンズＬ３に最も近い側の端部）は、ヨーク２９ｐの端部Ｂ１（レンズＬ３に最も近い側の端部）よりも上側（レンズＬ３より遠い側）に位置している。このとき、マグネット２４ｐの端部ａは、ヨーク２９ｐの端部Ａ１、Ａ３と略同一の位置にあるため、引き戻し力は生じていない。しかし、マグネット２４ｐの端部ｃは、ヨーク２９ｐの端部Ｂ１よりもヨーク内側（上側）に位置するため、図中の下方向に引き戻し力４２ｐが生じる。このため、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間には、図中の下方向に引き戻し力４１ｐが発生する。
【００３７】
図４（ｆ）は、シフト部材が光軸中心位置よりもピッチ方向の上方向に変位した場合（図４（ｃ））におけるマグネット２４ｐとヨーク２９ｐの位置関係を示す図である。マグネット２４ｐの端部ａは、ヨーク２９ｐの端部Ａ１、Ａ３に対して図中の上方にはみ出しているため、引き戻し力４３ｐが生じる。また、マグネット２４ｐの端部ａはヨーク２９ｐの突出部３２ｐの端部Ａ２に近づくため、引き戻し力４４ｐも生じる。更に、マグネット２４ｐの端部ｃとヨーク２９ｐの端部Ｂ１との間には引き戻し力４５ｐが生じる。このような状態における引き戻し力４１ｐ’は、引き戻し力４３ｐ、４４Ｐ、４５ｐの合力（４１ｐ’＝４３ｐ＋４４ｐ＋４５ｐ）で表され、図４（ｆ）の下方向（ピッチ方向の下方向）の引き戻し力となる。
【００３８】
図４（ｇ）は、シフト部材が光軸中心位置よりもピッチ方向の上方向に変位した場合（図４（ｄ））におけるマグネット２４ｐとヨーク２９ｐの位置関係を示す図である。マグネット２４ｐの端部ａは、ヨーク２９ｐの端部Ａ１、Ａ３に対して図中の下方に位置するため、引き戻し力４６ｐが生じる。また、マグネット２４ｐの端部ａは、ヨーク２９ｐの中央領域に位置する突起部３０ｐの上側の端部Ｅ１に近づくため、引き戻し力４７ｐが生じる。更に、マグネット２４ｐの端部ｃとヨーク２９ｐの端部Ｂ１との間には、引き戻し力４８ｐが生じる。このような状態における引き戻し力４１ｐ’’は、引き戻し力４６ｐ、４７ｐ、４８ｐの合力（４１ｐ’’＝４６ｐ＋４７ｐ＋４８ｐ）で表され、図４（ｇ）の下方向（ピッチ方向の下方向）の引き戻し力となる。
【００３９】
以上のとおり、本実施例の構成によれば、シフト部材が可動範囲内のいずれに位置している場合でも、ピッチ方向のマグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間にはピッチ方向下向きの引き戻し力が発生する。すなわち、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に働く第１方向の引き戻し力は、シフト部材の可動範囲内においてゼロにならない。同様に、マグネット２４ｙとヨーク２９ｙとの間に働く第２方向の引き戻し力も、シフト部材の可動範囲内においてゼロにならない。更に本実施例では、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に働く第１方向の引き戻し力は、シフト部材の可動範囲内において一定の方向（図中の下方向）に発生する。またヨー方向には、常にシフト部材を光軸中心位置（基準位置）に引き戻す力が発生する。同様に、マグネット２４ｙとヨーク２９ｙとの間に働く第２方向の引き戻し力は、シフト部材の可動範囲内において一定の方向（図４（ｂ）〜（ｄ）中の右方向）に発生する。これにより、シフト部材の可動範囲内において引き戻し力によるバネ性を略一定に保つことが可能となる。このため、シフト部材の可動範囲内で発生するロール挙動を安定化し、また、ローレンツ力に対する引き戻し力の安定化による制御性を向上させることができる。
【００４０】
本実施例において、ヨーク２９ｐ、２９ｙは、駆動方向（ピッチ方向またはヨー方向）における一方側に凸形状を有するが、これに限定されるものではない。例えば図６に示されるように、ヨーク２９ｐの駆動方向と直交する方向に延びる両端部に凸形状（突出部３２ｐ、３３ｐ）を有するように構成してもよい。図６では、端部Ａ１、Ａ３の間に端部Ａ２を有する突出部３２ｐが設けられているとともに、端部Ｂ１、Ｂ３の間に端部Ｂ２を有する突出部３３ｐが設けられている。ヨーク２９ｙについても同様である。なお本実施例において、ヨーク２９の突起部３０は無くてもよい。なお、本実施例の上記説明は主にピッチ方向の駆動に関して説明したが、ヨー方向の駆動についても同様の効果が得られる。
【００４１】
次に、図５を参照して、本実施例におけるレンズ鏡筒を備えた光学機器について説明する。図５は、本実施例における光学機器（撮像装置）の構成図である。光学機器１２０において、レンズＬ３を含むレンズユニット（レンズ鏡筒）を通してＣＣＤ１１３（撮像素子）に結像した被写体の像は、カメラ信号処理回路１０１に入力され、増幅やγ補正などの所定の処理が行われる。カメラ信号処理回路１０１からの出力信号（映像信号）は、ＡＦゲート１０２またはＡＥゲート１０３を通過して所定の領域のコントラスト信号が取り出される。特にＡＦゲート１０２を通過したコントラスト信号は、ＡＦ回路１０４により高域成分に関する１つまたは複数の出力を生成する。
【００４２】
ＣＰＵ１０５は、ＡＥゲート１０３の信号レベルに応じて、露出が最適であるか否かを判別する。露出が最適でない場合、ＣＰＵ１０５は絞りシャッター駆動源１０９を介して、最適な絞り値またはシャッター速度でシャッターを駆動するように、絞りシャッター駆動源１０９を制御する。オートフォーカス動作では、ＡＦ回路１０４にて生成された出力がピークを示すように、ＣＰＵ１０５はフォーカス駆動源であるフォーカス駆動回路１１１を制御する。またＣＰＵ１０５は、適正露出を得るため、ＡＥゲート１０３を通過した信号出力の平均値を所定の値として、絞りエンコーダ１０８の出力がこの所定の値となるように絞りシャッター駆動源１０９を制御し、絞りシャッターの開口径を制御する。
【００４３】
フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたフォーカス原点センサ１０６は、フォーカスレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたズーム原点センサ１０７は、ズームレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。ＣＰＵ１０５は、ズーム原点センサ１０７の情報に基づいて、ズーム駆動回路１１２を制御してズーム駆動源１１０を駆動する。撮像装置における振れ角度の検出は、例えば撮像装置に固定された振動ジャイロなどの角速度センサの出力を積分して行う。ピッチ角度検出センサ１１４およびヨー角度検出センサ１１５のそれぞれの出力は、ＣＰＵ１０５で処理される。ＣＰＵ１０５は、ピッチ角度検出センサ１１４からの出力に応じて、ピッチコイル駆動回路１１６を制御し、コイル２８ｐ（不図示）への通電制御を行う。またＣＰＵ１０５は、ヨー角度検出センサ１１５からの出力に応じて、ヨーコイル駆動回路１１７を制御し、コイル２８ｙ（不図示）への通電制御を行う。
【００４４】
以上の制御により、シフト移動枠２２（図１参照）が光軸直交面内でシフト移動する。ピッチ位置検出センサ１１８およびヨー位置検出センサ１１９のそれぞれの出力は、ＣＰＵ１０５で処理される。レンズＬ３（補正レンズ群）がシフト移動すると、レンズ鏡筒内の通過光束が曲げられる。このため、撮像装置に振れが生じることによって本来生ずるＣＣＤ１１３上での被写体像の変移を相殺する方向に、相殺する曲げ量だけ通過光束を曲げるようにレンズＬ３をシフト移動させる。これにより、撮像装置が振れても結像している被写体像がＣＣＤ１１３上で動かない、いわゆる振れ補正を行うことができる。ＣＰＵ１０５は、ピッチ角度検出センサ１１４およびヨー角度検出センサ１１５により得られた撮像装置の振れ信号と、ピッチ位置検出センサ１１８およびヨー位置検出センサ１１９から得られたシフト量信号との差分に相当する信号（差分信号）を算出する。そしてＣＰＵ１０５は、この差分信号に対して増幅および位相補償を行い、ピッチコイル駆動回路１１６およびヨーコイル駆動回路１１７を用いてシフト移動枠２２をシフト移動させる。この制御により、上記差分信号がより小さくなるようにレンズＬ３が位置決め制御され、目標位置に保たれる。
【００４５】
このときシフト移動枠２２は、ピッチ方向およびヨー方向のコイルに流す電流量に応じて各々のコイルとマグネットとの間に発生するローレンツ力によりシフト移動する。しかし同時に、マグネットとヨークとの間で引き戻し力が発生することでシフト移動は妨げられる。この際に発生する引き戻し力がシフト移動枠２２のシフト移動量に依存せずに一定量であれば、差分信号は一定量に保たれるため良好な制御が可能となる。
【００４６】
なお本実施例では、ムービングマグネット型のアクチュエータを用いてシフト移動枠２２を駆動する場合について説明したが、これに限定されるものではない。本実施例は、コイル２８およびヨーク２９をマグネットベース１８側に配置し、ヨーク２３およびマグネット２４をシフトベース２１側に配置した所謂ムービングコイル型のアクチュエータを用いる場合にも適用可能である。
【００４７】
本発明の振れ補正装置によれば、マグネットとヨークとの間に発生する引き戻し力が常に特定の方向に発生するため、回転モーメントによるロール挙動を低減させることができる。また、引き戻し力が駆動範囲において常に安定しているためマグネットとコイルとの間に働くローレンツ力に対する引き戻し力が一定又は線形性を保持することが可能である。このため、小型かつ低コストで、シフト部材の光軸直交面内における回転を低減させる振れ補正装置、レンズ鏡筒、および、光学機器を提供することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
３  シフトユニット（振れ補正装置）
２４ｐ、２４ｙ  マグネット
２８ｐ、２８ｙ  コイル
２９ｐ、２９ｙ  ヨーク
Ｌ３  レンズ（補正レンズ群）
【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６】
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【図５】
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