(57)【要約】【課題】  簡単な機構で、可動部分を係止することができるアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット及びカメラを提供する。【解決手段】  この目的を達成するために、本発明のアクチュエータ（１０）は、固定側部材（１２）と、係止部（１４ａ）を備えた可動側部材（１４）と、この可動側部材を、固定側部材に対して平行な平面上の任意の位置に移動できるように支持する可動側部材支持手段（１８）と、可動側部材を、固定側部材に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２２）と、可動側部材が所定の位置まで回転されると、係止部と係合して可動側部材を係止する係合部材（１５）と、を有することを特徴としている。【選択図】      図２
2006119249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材と、
係止部を備えた可動側部材と、
この可動側部材を、上記固定側部材に対して平行な平面上の任意の位置に移動できるように支持する可動側部材支持手段と、
上記可動側部材を、上記固定側部材に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段と、
上記可動側部材が所定の位置まで回転されると、上記係止部と係合して上記可動側部材を係止する係合部材と、
を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
さらに、上記可動側部材が回転され所定の位置を越えたとき、上記可動側部材を所定の方向に回転させる力を上記可動側部材に作用させることにより、上記係止部を上記係合部材と係合させて、上記可動側部材の係止状態を保持する保持手段を有する請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
上記駆動手段が、
上記固定側部材又は上記可動側部材のうちの何れか一方に取り付けられた少なくとも３つの駆動用コイルと、
上記固定側部材又は上記可動側部材のうちの他方の、上記各駆動用コイルに夫々対応する位置に取り付けられた駆動用磁石と、
上記各駆動用コイルに対する上記各駆動用磁石の位置を夫々検出する位置検出手段と、
可動側部材の移動すべき位置を指令する信号に基づいて各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号を生成し、このコイル位置指令信号及び上記各位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて、上記各駆動用コイルに流す駆動電流を制御する制御手段と、
を有する請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
上記可動側部材が概ね円盤状の形状を有し、上記係止部は円盤状の上記可動側部材から半径方向外方に突出した少なくとも３つの係合突起として形成され、上記係合部材は、上記可動側部材の周囲を取り囲むように環状に形成され、上記可動側部材が所定の位置まで回転されたとき、上記少なくとも３つの係合突起と夫々係合する半径方向内方に突出した係合突起受け部を有する請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
上記保持手段は、上記可動側部材に取り付けられた可動側保持用磁石と、上記可動側部材が所定の位置に回転されたとき、上記可動側保持用磁石との間に所定方向の力を及ぼしあうように位置決めされた固定側保持用磁石と、を有し、
上記可動側保持用磁石と上記固定側保持用磁石は、離れているときは実質的に力を及ぼしあうことがなく、上記可動側部材が回転され、上記可動側保持用磁石が上記固定側保持用磁石に接近すると上記可動側部材の回転を押し戻す方向に力を及ぼしあい、上記可動側部材がさらに回転され、上記可動側保持用磁石が上記固定側保持用磁石に最も接近する位置を通過すると、上記可動側部材の回転を助長する方向に力を及ぼしあって係止部と係止部材を係合させるように配向されている請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
さらに、上記可動側部材を手動で回転させることによって、上記係止部と上記係合部材を係合させ、又は上記係止部と上記係合部材の係合を解除する手動係止解除機構を有する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
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固定側部材と、
画像安定化用レンズが取り付けられ、係止部を備えた可動側部材と、
この可動側部材を、上記固定側部材に対して平行な平面上の任意の位置に移動できるように支持する可動側部材支持手段と、
上記可動側部材を、上記固定側部材に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段と、
上記可動側部材が所定の位置まで回転されると、上記係止部と係合して上記可動側部材を係止する係合部材と、
上記レンズ鏡筒の振動を検出する振動検出手段と、
この振動検出手段によって検出された信号に基づいて上記駆動手段を制御して画像が安定化されるように上記可動側部材を移動させ、係止指令信号に基づいて上記駆動手段を制御して上記可動側部材が係止されるように上記可動側部材を移動させる制御手段と、
を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項８】
請求項７記載のレンズユニット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、アクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット及びカメラに係わり、特に、アクチュエータの可動部を係止する係止機構を有するアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−３１６３９９号公報（特許文献１）には、像ブレを補正する像振れ補正装置が記載されている。この補正装置では、レンズ鏡筒の振動を検出し、検出された振動に基づいて、像ブレを起こさないようにフィルムに平行な面内で補正用レンズを駆動している。補正用レンズを任意の方向に並進運動させるために、この補正装置では、補正レンズを固定した支持枠を、駆動手段によって互いに直交する２つの方向に駆動している。これら直交する２方向の運動を合成することにより、補正用レンズは、レンズ鏡筒に対してフィルムに平行な面内で任意の方向に並進運動される。
さらに、この補正装置は、像ブレ補正を行わないときに、支持枠を係止するための係止手段を備えている。この係止手段では、支持枠と係合するように形成されたロックリングをステッピングモータで駆動することによって、支持枠とロックリングを係合させ、支持枠をロックしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１６３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように、補正用レンズを備えた支持枠を、別に設けられたロックリングを駆動することによって係止する係止機構では、補正装置全体の機構が複雑になるという問題がある。また、ロックリングを駆動して支持枠を係止する係止機構では、ロックリングを駆動するための駆動手段が別に必要になるという問題がある。
【０００５】
従って、本発明は、簡単な機構で、可動部分を係止することができるアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット及び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】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、固定側部材と、係止部を備えた可動側部材と、この可動側部材を、固定側部材に対して平行な平面上の任意の位置に移動できるように支持する可動側部材支持手段と、可動側部材を、固定側部材に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段と、可動側部材が所定の位置まで回転されると、係止部と係合して可動側部材を係止する係合部材と、を有することを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明においては、可動側部材支持手段によって固定側部材に対して平行に支持された可動側部材が、駆動手段によって駆動される。駆動手段は、可動側部材を、固定側部材に対して平行な平面内で並進運動及び回転運動させる。可動側部材が回転運動され、所定の位置まで回転されると、可動側部材の係止部と係合部材が係合して、可動側部材が係止される。
【０００８】
このように構成された本発明によれば、可動側部材自体が回転して係合部材と係合し、可動側部材が係止されるので、可動側部材を係止するための部材を駆動するために別個のアクチュエータを設ける必要がなく、簡単な機構で可動側部材を係止することができる。
【０００９】
また、本発明において好ましくは、さらに、可動側部材が回転され所定の位置を越えたとき、可動側部材を所定の方向に回転させる力を可動側部材に作用させることにより、係止部を係合部材と係合させて、可動側部材の係止状態を保持する保持手段を有する。
【００１０】
このように構成された本発明においては、可動側部材が所定の位置を越えて回転されると、所定方向の回転力が保持手段によって可動側部材に付与され、可動側部材の係止部が係合部材と係合される。
このように構成された本発明によれば、駆動手段による駆動力が作用しない場合においても、可動側部材を係止状態に保持することができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、駆動手段は、固定側部材又は可動側部材のうちの何れか一方に取り付けられた少なくとも３つの駆動用コイルと、固定側部材又は可動側部材のうちの他方の、各駆動用コイルに夫々対応する位置に取り付けられた駆動用磁石と、各駆動用コイルに対する各駆動用磁石の位置を夫々検出する位置検出手段と、可動側部材の移動すべき位置を指令する信号に基づいて各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号を生成し、このコイル位置指令信号及び各位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて、各駆動用コイルに流す駆動電流を制御する制御手段と、を有する。
【００１２】
このように構成された本発明においては、各駆動用コイルに電流が流れると、磁界が発生し、各駆動用コイルと、それに対応して設けられた駆動用磁石との間で駆動力が発生する。この駆動力により、可動側部材が固定側部材に対して移動される。各駆動用コイルに対する各駆動用磁石の位置は、位置検出手段によって検出される。制御手段は、位置検出手段が検出した位置情報とコイル位置指令信号に基づいて、各駆動用コイルに流す駆動電流を制御し、可動側部材を所望の位置に移動させる。
このように構成された本発明によれば、コイル位置指令信号を適宜与えることにより、可動側部材を並進運動させ、又は回転運動させることが可能になる。
【００１３】
また、本発明において、好ましくは、可動側部材が概ね円盤状の形状を有し、係止部は円盤状の可動側部材から半径方向外方に突出した少なくとも３つの係合突起として形成され、係合部材は、可動側部材の周囲を取り囲むように環状に形成され、可動側部材が所定の位置まで回転されたとき、少なくとも３つの係合突起と夫々係合する半径方向内方に突出した係合突起受け部を有する。
【００１４】
このように構成された本発明においては、可動側部材が所定の位置まで回転されると、可動側部材から半径方向外方に突出した係合突起と、係合部材の係合突起受け部が、少なくとも３点で係合する。
このように構成された本発明によれば、可動側部材を、係止状態において確実に係止することができる。
【００１５】
また、本発明において、好ましくは、保持手段は、可動側部材に取り付けられた可動側保持用磁石と、可動側部材が所定の位置に回転されたとき、可動側保持用磁石との間に所定方向の力を及ぼしあうように位置決めされた固定側保持用磁石と、を有し、可動側保持用磁石と固定側保持用磁石は、離れているときは実質的に力を及ぼしあうことがなく、可動側部材が回転され、可動側保持用磁石が固定側保持用磁石に接近すると可動側部材の回転を押し戻す方向に力を及ぼしあい、可動側部材がさらに回転され、可動側保持用磁石が固定側保持用磁石に最も接近する位置を通過すると、可動側部材の回転を助長する方向に力を及ぼしあって係止部と係止部材を係合させるように配向されている。
【００１６】
このように構成された本発明においては、可動側部材が回転されると、可動側保持用磁石と固定側保持用磁石が磁力を及ぼしあい、可動側保持用磁石が固定側保持用磁石に最も接近する位置を所定の方向に通過すると、それらの磁石の反発力によって係止部と係止部材が係合される。
このように構成された本発明によれば、可動側保持用磁石と固定側保持用磁石の反発力によって係止部と係止部材が係合されるので、駆動手段の駆動力が作用していない場合にも係止状態を維持することができる。
【００１７】
また、本発明において、好ましくは、さらに、可動側部材を手動で回転させることによって、係止部と係合部材を係合させ、又は係止部と係合部材の係合を解除する手動係止解除機構を有する。
このように構成された本発明によれば、手動係止解除機構により、手動で可動側部材を回転させることができるので、バッテリー切れ等により駆動手段が作動しない場合においても、可動側部材を係止状態にし、又は係止を解除することができる。
【００１８】
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固定側部材と、画像安定化用レンズが取り付けられ、係止部を備えた可動側部材と、この可動側部材を、固定側部材に対して平行な平面上の任意の位置に移動できるように支持する可動側部材支持手段と、可動側部材を、固定側部材に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段と、可動側部材が所定の位置まで回転されると、係止部と係合して可動側部材を係止する係合部材と、レンズ鏡筒の振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段によって検出された信号に基づいて駆動手段を制御して画像が安定化されるように可動側部材を移動させ、係止指令信号に基づいて駆動手段を制御して可動側部材が係止されるように可動側部材を移動させる制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のカメラは、本発明のレンズユニットを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡単な機構で、可動部分を係止することができるアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット及びカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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１２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、画像安定化用レンズ１６を所定の平面内で移動させるアクチュエータ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。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アクチュエータ１０を作動させて画像安定化用レンズ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、画像安定化用レンズ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、画像安定化用レンズとは、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。
【００２２】
次に、図２乃至図４を参照して、アクチュエータ１０を説明する。図２はアクチュエータ１０の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線側面断面図、図４は移動枠を取外したアクチュエータ１０の正面図である。図２乃至図４に示すように、アクチュエータ１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定側部材である固定板１２と、この固定板１２に対して移動可能に支持された可動側部材である移動枠１４と、この移動枠１４を取り囲むように配置され、移動枠１４と係合可能な係合部材である環状部材１５と、を有する。また、移動枠１４は、可動側部材支持手段である３つのスチールボール１８によって支持されている。
【００２３】
さらに、アクチュエータ１０は、固定板１２に取り付けられた３つの駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、移動枠１４の、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３つの駆動用磁石２２と、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内側に配置された位置検出手段である磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、を有する。また、アクチュエータ１０は、駆動用磁石２２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に取り付けられた吸着用ヨーク２６と、駆動用磁石２２の磁力を固定板１２の方に効果的に差し向けるように、駆動用磁石２２の裏側に取り付けられたバックヨーク２８と、を有する。さらに、アクチュエータ１０は、スチールボール１８を移動枠１４に吸着させる吸着用磁石３０と、スチールボール１８が固定板１２と移動枠１４の間で滑らかに転がるように固定板１２及び移動枠１４の夫々に取り付けられたスチールボール受け３２と、を有する。なお、駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及びこれらに対応する位置に取り付けられた３つの駆動用磁石２２は、移動枠１４を、固定板１２に対して並進運動させ、且つ回転運動させることができる駆動手段を構成する。
また、アクチュエータ１０は、環状部材１５の外側から半径方向内方に延びるように配置され、円周方向に移動可能な手動係止用部材５２と、この手動係止用部材５２と係合するように移動枠１４の外周部に取り付けられた係合ピン５４と、を有する。これら手動係止用部材５２及び係合ピン５４は、移動枠１４と環状部材１５を手動で係合させ、又は係合を解除する手動係止解除機構を構成する。
【００２４】
さらに、図１に示すように、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、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、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する制御手段であるコントローラ３６を有する。
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。
【００２５】
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に平行な平面内で移動させ、これにより移動枠１４に取り付けられた画像安定化用レンズ１６を移動させ、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。
固定板１２は概ねドーナツ板状の形状を有し、その上に３つの駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃが配置されている。図２に示すように、これら３つの駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ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、駆動用コイル２０ａは光軸の鉛直上方に配置され、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、駆動用コイル２０ａ及び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、駆動用コイル２０ａと２０ｂの間は中心角９０゜、駆動用コイル２０ｂと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。また、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、この矩形の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。
【００２６】
移動枠１４は、概ねドーナツ板状の形状を有し、固定板１２と平行に配置されている。移動枠１４の中央の開口には、画像安定化用レンズ１６が取り付けられている。移動枠１４上の円周の、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応する位置には、長方形の駆動用磁石２２が夫々埋め込まれている。なお、本明細書において、駆動用コイルに対応する位置とは、駆動用コイルによって形成される磁界の影響が実質的に及ぶ位置を意味している。また、駆動用磁石２２の裏側、即ち、各駆動用コイルの反対側には、各駆動用磁石２２の磁束が、固定板１２の方に効率良く差し向けられるように、長方形のバックヨーク２８が夫々取り付けられている。
【００２７】
また、固定板１２の各駆動用コイルの裏側、即ち、移動枠１４の反対側には、長方形の吸着用ヨーク２６が夫々取り付けられている。移動枠１４は、各駆動用磁石２２が、それに対応して取り付けられた吸着用ヨーク２６に及ぼす磁力によって、固定板１２に吸着される。本実施形態においては、駆動用磁石２２の磁力線が、吸着用ヨーク２６に効率良く到達するように、固定板１２を非磁性材料で構成している。
【００２８】
環状部材１５は、移動枠１４を取り囲むように配置された環状の部材である。この環状部材１５の内周には、中心角１２０゜の間隔で、３つの係合突起受け部１５ａが、半径方向内方に突出するように形成されている。一方、図２に示すように、移動枠１４の外周には、中心角１２０゜の間隔で、各係合突起受け部１５ａと夫々係合する３つの係合突起１４ａが半径方向外方に突出するように形成されている。この係合突起１４ａは、移動枠１４が所定の位置まで回転すると、各係合突起受け部１５ａと係合し、移動枠１４を係止する。各係合突起１４ａと各係合突起受け部１５ａが夫々係合すると、移動枠１４は、画像安定化用レンズ１６の中心がレンズ鏡筒６の光軸と整合する位置に係止される。
【００２９】
また、環状部材１５の内周には、中心角１２０゜の間隔で、３つの張出し部１５ｂが、半径方向内方に張り出すように設けられている。この張出し部１５ｂは、環状部材１５から半径方向内方に張り出し、移動枠１４の外周部を部分的に覆うように突出している。各張出し部１５ｂの先端には、固定側保持用磁石５０が夫々取り付けられている。各固定側保持用磁石５０は、移動枠１４の外周に取り付けられた可動側保持用磁石として作用する３つの吸着用磁石３０に夫々対応する位置に配置されている（以下、吸着用磁石３０を可動側保持用磁石３０とも呼ぶ。）。各可動側保持用磁石３０と各固定側保持用磁石５０は、互いに反発力を及ぼしあう方向に配向されている。移動枠１４が所定の位置まで回転されると、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力により、移動枠１４に回転力が付与され、移動枠１４は、各係合突起１４ａと各係合突起受け部１５ａが夫々係合する係止位置に保持される。本実施形態において、可動側保持用磁石３０及び固定側保持用磁石５０は、保持手段を構成する。
【００３０】
手動係止用部材５２は、環状部材１５の外側から半径方向内方に延びるように配置されており、その先端にはＵ字型の凹部５２ａが形成されている。この手動係止用部材５２は、環状部材１５の外周に沿って円周方向に移動可能に支持されており、使用者がレンズ鏡筒６に設けられた操作部（図示せず）を操作することにより図２の実線で示す位置から想像線で示す位置に移動されるように構成されている。一方、係合ピン５４は、移動枠１４の外周部に取り付けられ、手動係止用部材５２が移動されたとき、Ｕ字型の凹部５２ａの内側に係合するように位置決めされている。このため、使用者が操作部（図示せず）を操作すると、手動係止用部材５２が移動され、これにより、手動係止用部材５２のＵ字型の凹部５２ａと係合ピン５４が係合して移動枠１４を回転移動させる。手動係止用部材５２が図２の想像線で示す位置まで移動されると、移動枠１４の各係合突起１４ａと環状部材１５の各係合突起受け部１５ａが夫々係合し、その位置に保持される。また、使用者が操作部（図示せず）を操作して、手動係止用部材５２を逆方向に移動させると、Ｕ字型の凹部５２ａと係合ピン５４が係合して移動枠１４を逆方向に回転移動させ、移動枠１４の係止が解除される。本実施形態において、手動係止用部材５２及び係合ピン５４は、手動係止解除機構を構成する。
【００３１】
図５（ａ）は、駆動用コイル２０ａ、駆動用磁石２２、バックヨーク２８及び吸着用ヨーク２６の位置関係を示す部分拡大上面図であり、（ｂ）は部分拡大正面図である。図２及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、夫々長方形の形状を有する駆動用磁石２２、バックヨーク２８及び吸着用ヨーク２６は、各長辺、短辺が夫々重なり合うように配置されている。また、駆動用コイル２０ａは、その各辺が、長方形のバックヨーク２８の各長辺、短辺と夫々平行になるように配置されている。さらに、駆動用磁石２２は、その磁気的な中立軸線Ｃが、各駆動用磁石２２が配置されている円周の半径方向に一致するように向けられている。これにより、駆動用磁石２２は、対応する駆動用コイルに電流が流れると、円周の接線方向の駆動力を受ける。他の駆動用コイル２０ｂ、２０ｃについても、対応する駆動用磁石２２、バックヨーク２８及び吸着用ヨーク２６が同様の位置関係で配置されている。なお、本明細書において、磁気的中立軸線Ｃとは、駆動用磁石２２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。従って、本実施形態においては、磁気的中立軸線Ｃは、長方形の駆動用磁石２２の各長辺の中点を通るように位置する。また、図５（ａ）に示すように、駆動用磁石２２は、その厚さ方向にも極性が変化しており、図５（ａ）において左下の角がＳ極、右下がＮ極、左上がＮ極、右上がＳ極になっている。
【００３２】
図２乃至図５に示すように、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内側には、夫々磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されている。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。
【００３３】
図６及び図７は、駆動用磁石２２の移動と磁気センサ２４ａから出力される信号との関係を説明する図である。図６に示すように、磁気センサ２４ａの感度中心点Ｓが、駆動用磁石２２の磁気的な中立軸線Ｃ上に位置する場合には、磁気センサ２４ａからの出力信号は０である。移動枠１４と共に駆動用磁石２２が移動し、磁気センサ２４ａの感度中心点が駆動用磁石２２の磁気的中立軸線上から外れると、磁気センサ２４ａの出力信号が変化する。図６に示すように、駆動用磁石２２が磁気的中立軸線Ｃに直交する方向、即ち、Ｘ軸方向に移動すると、磁気センサ２４ａは、正弦波状の信号を発生する。従って、この移動量が微小である場合には、磁気センサ２４ａは、駆動用磁石２２の移動距離にほぼ比例した信号を出力する。本実施形態において、駆動用磁石２２の移動距離が、駆動用磁石２２の長辺の長さの３％程度以内の場合には、磁気センサ２４ａから出力される信号は、磁気センサ２４ａの感度中心点Ｓと駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃの間の距離にほぼ比例する。また、本実施形態において、アクチュエータ１０は、各磁気センサの出力が距離にほぼ比例する範囲内で作動する。
【００３４】
図７（ａ）乃至（ｃ）に示すように、磁気センサ２４ａの感度中心点Ｓ上に駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃが位置する場合には、図７（ｂ）のように駆動用磁石２２が回転移動した場合、図７（ｃ）のように駆動用磁石２２が磁気的中立軸線Ｃの方向に移動した場合とも、磁気センサ２４ａからの出力信号は０である。また、図７（ｄ）乃至（ｆ）に示すように、駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃが磁気センサ２４ａの感度中心点Ｓから外れた場合には、感度中心点Ｓを中心とする磁気的中立軸線Ｃに接する円の半径ｒの大きさに比例した信号が磁気センサ２４ａから出力される。従って、感度中心点Ｓを中心とする磁気的中立軸線Ｃに接する円の半径ｒが同じであれば、図７（ｄ）のように駆動用磁石２２が磁気的中立軸線Ｃに直交する方向に移動した場合、図７（ｅ）のように駆動用磁石２２が並進及び回転移動した場合、図７（ｆ）のように任意の方向に並進移動した場合とも、何れも同じ大きさの信号が磁気センサ２４ａから出力される。
【００３５】
ここでは、磁気センサ２４ａについて説明したが、他の磁気センサ２４ｂ、２４ｃも、それらに対応する駆動用磁石２２との位置関係に基づいて同様の信号を出力する。このため、各磁気センサ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。
【００３６】
図２に示すように、３つのスチールボール１８は、固定枠１２の各駆動用コイルを配置した円周よりも外側の円周上に夫々配置されている。３つのスチールボール１８は、夫々、中心角１２０゜の間隔を隔てて配置され、スチールボール１８のうちの１つが、駆動用コイル２０ａと２０ｂの間に位置するように配置されている。図３に示すように、各スチールボール１８は、移動枠１４の、各スチールボール１８に対応する位置に埋め込まれた吸着用磁石３０によって、移動枠１４に吸着されている。各スチールボール１８は吸着用磁石３０によって移動枠１４に吸着され、移動枠１４は駆動用磁石２２によって固定板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とになる。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を許容する。
【００３７】
また、固定板１２及び移動枠１４の外周部には、スチールボール１８と当接するように、環状のスチールボール受け３２が夫々取り付けられている。スチールボール１８が固定板１２と移動枠１４の間に挟持された状態で、移動枠１４が移動すると、各スチールボール１８は、スチールボール受け３２の上で転がる。このため、移動枠１４が固定板１２に対して移動する場合にも、それらの間に摺動摩擦が生じることはない。好ましくは、スチールボール１８とスチールボール受け３２の間の転がり抵抗が小さくなるように、スチールボール受け３２の表面を平滑に形成し、表面硬度の高い材料でスチールボール受け３２を構成するのが良い。
【００３８】
なお、本実施形態においては、吸着用磁石３０の磁力線がスチールボール１８に効率良く到達するように、スチールボール受け３２を非磁性材料で構成している。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、アクチュエータ１０の作動中においてスチールボール受け３２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。
【００３９】
次に、図８を参照して、アクチュエータ１０の制御を説明する。図８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８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に内蔵されたレンズ位置指令信号生成手段である演算回路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のヨーイング運動の角加速度を、ジャイロ３４ｂはピッチング運動の角加速度を夫々検出するように構成され、配置されている。
【００４０】
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加速度に基づいて、画像安定化用レンズ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ヨーイング運動の角加速度を２回時間積分し、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水平方向成分を生成し、同様に、演算回路３８ｂは、ジャイロ３４ｂによって検出されるピッチング運動の角加速度に基づいてレンズ位置指令信号の鉛直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、画像安定化用レンズ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。
【００４１】
コントローラ３６に内蔵されたコイル位置指令信号生成手段は、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基づいて、各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号を生成するように構成されている。コイル位置指令信号は、画像安定化用レンズ１６をレンズ位置指令信号で指定された位置へ移動させたときの、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃとそれに対応した駆動用磁石２２の位置関係を表す信号である。すなわち、各駆動用コイルに対応した駆動用磁石２２が、各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号によって指令された位置に移動すると、その結果、画像安定化用レンズ１６は、レンズ位置指令信号によって指令された位置へ移動する。本実施形態においては、駆動用コイル２０ａが光軸の鉛直上方に設けられているので、駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号は、演算回路３８ａから出力されるレンズ位置指令信号の水平方向成分と等しくなる。また、駆動用コイル２０ｂは光軸の横方向に設けられているので、駆動用コイル２０ｂに対するコイル位置指令信号は、演算回路３８ｂから出力されるレンズ位置指令信号の鉛直方向成分と等しくなる。さらに、駆動用コイル２０ｃに対するコイル位置指令信号は、レンズ位置指令信号の水平方向成分及び鉛直方向成分に基づいて、コイル位置指令信号生成手段である演算回路４０によって生成される。
【００４２】
一方、磁気センサ２４ａによって測定された、駆動用コイル２０ａに対する駆動用磁石２２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から出力されたコイル位置指令信号の水平成分と、磁気センサアンプ４２ａから出力された駆動用コイル２０ａに対する駆動用磁石２２の移動量との差に比例した電流を駆動用コイル２０ａに流す。従って、コイル位置指令信号と磁気センサアンプ４２ａからの出力に差がなくなると、駆動用コイル２０ａには電流が流れなくなり、駆動用磁石２２に作用する駆動力が０になる。
【００４３】
同様に、磁気センサ２４ｂによって測定された、駆動用コイル２０ｂに対する駆動用磁石２２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から出力されたコイル位置指令信号の鉛直成分と、磁気センサアンプ４２ｂから出力された駆動用コイル２０ｂに対する駆動用磁石２２の移動量との差に比例した電流を駆動用コイル２０ｂに流す。従って、コイル位置指令信号と磁気センサアンプ４２ｂからの出力に差がなくなると、駆動用コイル２０ｂには電流が流れなくなり、駆動用磁石２２に作用する駆動力が０になる。
【００４４】
また、磁気センサ２４ｃによって測定された、駆動用コイル２０ｃに対する駆動用磁石２２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。差動回路４４ｃは、演算回路４０から出力されたコイル位置指令信号と、磁気センサアンプ４２ｃから出力された駆動用コイル２０ｃに対する駆動用磁石２２の移動量との差に比例した電流を駆動用コイル２０ｃに流す。従って、コイル位置指令信号と磁気センサアンプ４２ｃからの出力に差がなくなると、駆動用コイル２０ｃには電流が流れなくなり、駆動用磁石２２に作用する駆動力が０になる。
【００４５】
次に、図９を参照して、移動枠１４を並進運動させる場合のレンズ位置指令信号と、コイル位置指令信号との関係を説明する。図９は、固定板１２上に配置された駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、移動枠１４上に配置された３つの駆動用磁石２２の位置関係を示す図である。まず、３つの駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、その中心点が、点Ｑを原点とする半径Ｒの円周上の点Ｌ、Ｍ、Ｎ上に夫々配置されている。また、各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃも、その感度中心点Ｓが点Ｌ、Ｍ、Ｎ上に位置するように夫々配置されている。さらに、移動枠１４が中立位置にあるとき、すなわち、画像安定化用レンズ１６の中心が光軸上にある場合には、各駆動用コイルに対応した各駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃの中点も、夫々点Ｌ、Ｍ、Ｎ上に位置する。また、点Ｑを原点とする水平軸線をＸ軸、鉛直軸線をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に対して夫々１３５゜の角をなす軸をＶ軸とすれば、各駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃは、夫々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｖ軸と重なる位置にある。
【００４６】
ここで、移動枠１４が移動して、画像安定化用レンズ１６の中心点が点Ｑ1に移り、さらに、移動枠１４が点Ｑ1を中心に反時計回りに角θ回転すると、各駆動用磁石２２の磁気的中立軸線Ｃの中点は、点Ｌ1、Ｍ1、Ｎ1に夫々移動する。移動枠１４がこのような位置に移動するためには、駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号の大きさは、点Ｌを中心として直線Ｑ1Ｌ1に接する円の半径に、駆動用コイル２０ｂのコイル位置指令信号は、点Ｍを中心として直線Ｑ1Ｍ1に接する円の半径に、駆動用コイル２０ｃのコイル位置指令信号は、点Ｎを中心として直線Ｑ1Ｎ1に接する円の半径に夫々比例する値である必要がある。これらの円の半径を夫々ｒX、ｒY、ｒVとする。
【００４７】
なお、各コイル位置指令信号ｒX、ｒY、ｒVの符号を図９に示すように定める。即ち、点Ｌ1を第１象限に移動させるコイル位置指令信号ｒXを正、第２象限に移動させるコイル位置指令信号ｒXを負と定め、同様に、点Ｍ1を第１象限に移動させるコイル位置指令信号ｒYを正、第４象限に移動させるコイル位置指令信号ｒYを負と定める。また、点Ｎ1をＶ軸の下側に移動させるコイル位置指令信号ｒVを正、Ｖ軸の上側に移動させるコイル位置指令信号ｒVを負と定める。さらに、角度の符号は時計回りを正とする。従って、移動枠１４を中立位置から時計回りに回転させる場合、コイル位置指令信号ｒXは正、コイル位置指令信号ｒYは負、コイル位置指令信号ｒVは負となる。
【００４８】
また、点Ｑ1の座標を（ｊ，ｇ）、点Ｌ1の座標を（ｉ，ｅ）、点Ｎ1の座標を（ｋ，ｈ）とし、Ｖ軸とＹ軸の為す角をαとする。さらに、点Ｍを通り直線Ｑ1Ｌ1に平行な補助線Ａ、及び点Ｌを通り直線Ｑ1Ｍ1に平行な補助線Ｂを引き、補助線Ａと補助線Ｂの交点を点Ｐとする。
【００４９】
ここで、直角三角形ＬＭＰについて正弦定理を適用すると、
2006119249.tif 000003
となる。従って、
2006119249.tif 000004
2006119249.tif 000005
の関係が成り立つ。また、座標ｅ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋを、Ｒ、ｒX、ｒY、ｒV、θ、αで表すと、幾何学的関係及び数式３より、
2006119249.tif 000006
が得られる。さらに、座標（ｋ，ｇ）、（ｊ，ｇ）、（ｋ，ｈ）を頂点とする直角三角形について、下記の関係が成り立つ。
2006119249.tif 000007
【００５０】
数式５の関係を展開して整理すると、
2006119249.tif 000008
の関係が得られる。さらに、移動枠１４が並進運動する場合には、θ＝０であるから数式６は、
2006119249.tif 000009
となる。また、本実施形態においては、α＝４５゜であるから、数式７の関係は、
2006119249.tif 000010
と簡略化される。従って、本実施形態においては、レンズ位置指令信号によって画像安定化用レンズ１６の中心を座標（ｊ，ｇ）に並進運動させる場合、駆動用コイル２０ａに対しては座標ｊの大きさに比例したコイル位置指令信号ｒXを与え、駆動用コイル２０ｂに対しては座標ｇの大きさに比例したコイル位置指令信号ｒYを与え、駆動用コイル２０ｃに対しては数式８によってコイル位置指令信号ｒVを計算して与える。
【００５１】
なお、コイル位置指令信号ｒXは図８の演算回路３８ａの出力信号に、コイル位置指令信号ｒYは演算回路３８ｂの出力信号に対応している。また、コイル位置指令信号ｒVは、数式８と等価な計算を行う演算回路４０の出力信号に対応している。
次に、図１０を参照して、移動枠１４を回転運動させる場合のレンズ位置指令信号と、コイル位置指令信号との関係を説明する。図１０は、移動枠１４が並進運動及び回転運動した場合のコイル位置指令信号を説明する図である。図１０に示すように、まず、移動枠１４が並進移動されることにより、これに取り付けられた画像安定化用レンズ１６の中心が、点Ｑから点Ｑ2に移動されると、移動枠１４に取り付けられた駆動用磁石２２は、点Ｌ、Ｍ、Ｎから、点Ｌ2、Ｍ2、Ｎ2に夫々移動される。この並進運動に対するコイル位置指令信号をｒX、ｒY、ｒVとする。これらのコイル位置指令信号の大きさは、上述した数式８等によって求めることができる。ここでは、移動枠１４が、点Ｑ2を中心に角度η反時計回りに回転された場合のコイル位置指令信号ｒXη、ｒYη、ｒVηを計算する。
【００５２】
まず、図９の場合と同様に、点Ｑ2の座標を（ｊ，ｇ）、直線Ｑ2Ｎ2とＮを中心とする半径ｒVの円の接点の座標を（ｋ，ｈ）とし、数式４のθに０を代入すると、
2006119249.tif 000011
の関係が得られる。
【００５３】
次に、移動枠１４が、点Ｑ2を中心に角度η反時計回りに回転されると、点Ｌ2、Ｍ2、Ｎ2は点Ｌ3、Ｍ3、Ｎ3に夫々移動される。また、線分Ｑ2Ｌ2とＱ2Ｌの為す角をβ、線分Ｑ2Ｍ2とＱ2Ｍの為す角をδ、線分Ｑ2Ｎ2とＱ2Ｎの為す角をγとする。さらに、線分Ｑ2Ｌの長さをＵ、線分Ｑ2Ｍの長さをＷ、線分Ｑ2Ｎの長さをＶとする。ここで、コイル位置指令信号ｒXη、ｒYη、ｒVηの大きさは、点Ｌ、Ｍ、Ｎを中心として、直線Ｑ2Ｌ3、Ｑ2Ｍ3、Ｑ2Ｎ3と接する円の半径に夫々等しいので、
2006119249.tif 000012
の関係が成り立つ。
【００５４】
また、ｓｉｎβ、ｃｏｓβ等は、幾何学的関係から、次のように表すことができる。
2006119249.tif 000013
さらに、数式１１の関係を数式１０に代入して、β、γ、δ等を消去すると、
2006119249.tif 000014
の関係が得られる。従って、画像安定化用レンズ１６の中心を座標（ｊ，ｇ）に並進運動させ、さらに、その点を中心に反時計回りに角度η回転運動させた位置に移動枠１４を移動させるためには、まず、数式８及び９によってｒX、ｒY、ｒVを計算し、次に、その値を数式１２に代入することによってコイル位置指令信号ｒXη、ｒYη、ｒVηを計算し、これらを各駆動用コイルに与えればよい。
【００５５】
また、移動枠１４を並進運動させずに、点Ｑを中心に反時計回りに角度η回転運動させる場合には、数式１２のｒX、ｒY、ｒVに０を代入した
2006119249.tif 000015
によってコイル位置指令信号ｒXη、ｒYη、ｒVηを計算すればよい。
【００５６】
次に、図１１を参照して、アクチュエータ１０の係止機構の作用を説明する。図１１（ａ）は移動枠１４の係止状態を示し、（ｂ）は移動枠１４の係止状態と係止解除状態の間の状態を示し、（ｃ）は移動枠１４の係止解除状態を示す。まず、本発明の実施形態のカメラ１が使用されていないとき、及びカメラ１の手ブレ防止機能がＯＦＦの状態においては、移動枠１４は、図１１（ａ）に示す係止状態にある。この状態では、移動枠１４は環状部材１５に対して係止されているので、移動枠１４に対して駆動力が作用していなくても、移動枠１４が環状部材１５の内側でガタつくことはなく、画像安定化用レンズ１６の中心が光軸に整合した状態が維持される。
【００５７】
また、図１１（ａ）に示すように、係止状態では、各可動側保持用磁石３０と各固定側保持用磁石５０は僅かに位置がずれた状態にあり、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力により、移動枠１４には、矢印Ｄ１の方向の回転力が作用する。この回転力により、移動枠１４の係合突起１４ａは、係合突起受け部１５ａに押し付けられ、係合突起１４ａと係合突起受け部１５ａが係合した状態が維持されている。従って、カメラ１の電源をＯＦＦにした状態でも、移動枠１４の係止状態が維持される。
【００５８】
次に、カメラ１の電源がＯＮにされ、手ブレ防止機能が起動されると、コントローラ３６は、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに電流を流し、移動枠１４を時計回り（矢印Ｄ１の反対方向）に回転させる。移動枠１４を回転させるためのコイル位置指令信号ｒXη、ｒYη、ｒVηは、数式１３によって計算される。図１１（ａ）の状態から、移動枠１４を時計回りに回転させると、可動側保持用磁石３０が固定側保持用磁石５０に夫々接近するので、これらの磁石の間で作用する反発力は強まり、移動枠１４を矢印Ｄ１の方向（反時計回り）に回転させようとする回転力も増大する。この回転力は、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０が最も接近する図１１（ｂ）の状態の直前で最大となる。この回転力に抗して、移動枠１４を図１１（ｂ）に示す状態まで回転させ、さらに、可動側保持用磁石３０が固定側保持用磁石５０を僅かに通り過ぎると、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力による回転力の方向が、図１１（ｂ）の矢印Ｄ２の方向（時計回り）に反転する。
【００５９】
このように、回転力の方向が反転した状態では、係合突起１４ａを係合突起受け部１５ａに係合させる回転力は作用しなくなり、係止状態が解除される。移動枠１４がさらに回転され、図１１（ｃ）に示す状態になると、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０は十分に離れるので、これらの磁石は、実質的に磁力を及ぼし合わなくなる。手ブレ防止機能が起動された状態では、移動枠１４は、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０が実質的に磁力を及ぼし合わない状態で制御され、フィルム面Ｆ上の像の乱れを防止する。
【００６０】
一方、カメラ１の電源がＯＦＦにされ、又は手ブレ防止機能がＯＦＦにされると、コントローラ３６は、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに電流を流し、移動枠１４を反時計回り（矢印Ｄ１の方向）に回転させる。図１１（ｃ）に示す状態から移動枠１４が反時計回りに回転され、図１１（ｂ）に示す状態に近づくと、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力が増大し、移動枠１４を時計回りに押し戻す方向の回転力が作用する。この回転力に抗して移動枠１４を反時計回りに回転させ、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０が最も接近する図１１（ｂ）に示す位置を通過すると、移動枠１４は、固定側保持用磁石５０から移動枠１４の反時計回りの回転を助長する方向の回転力を受ける。この反時計回りの回転力により、係合突起１４ａが係合突起受け部１５ａに係合され、移動枠１４が係止状態に戻る。この係止状態は、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流れる電流が０になり、駆動力が作用しなくなった後も、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力により維持される。
【００６１】
一方、カメラ１のバッテリー切れ等の原因により、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃで移動枠１４を駆動することができない場合には、手動係止用部材５２によって、移動枠１４の係止及び解除を行うことができる。図１１（ａ）に示す係止状態において、手動係止用部材５２を時計回りに回転移動させると、手動係止用部材５２のＵ字型の凹部５２ａが移動枠１４に取り付けられた係合ピン５４に当接する。さらに手動係止用部材５２を時計回りに回転させると、移動枠１４が、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力に抗して回転される。手動係止用部材５２を図１１（ａ）の想像線で示す位置まで回転させると、可動側保持用磁石３０が固定側保持用磁石５０を通過するので、移動枠１４を係止状態に保持する回転力が作用しなくなり、移動枠１４は解除状態となる。
また、図１１（ｃ）に示す解除状態において、手動係止用部材５２を反時計回りに回転させると、移動枠１４も手動係止用部材５２に押されて反時計回りに回転される。手動係止用部材５２を想像線で示す位置まで回転させると、移動枠１４の係合突起１４ａが係合突起受け部１５ａと係合し、係止状態となる。この位置では、可動側保持用磁石３０は固定側保持用磁石５０を通過しているので、これらの磁石の反発力によって移動枠１４を反時計回りに回転させる回転力が作用し、カメラ１の電源がＯＦＦであっても、係止状態が維持される。
【００６２】
次に、図１２を参照して、コントローラ３６の具体的な回路の一例を説明する。図１２は、駆動用コイル２０ａに流す電流を制御する回路の一例を示す。なお、図１２の回路では、各オペアンプを作動させるための電源供給ライン等の付属的な回路は省略されている。まず、図１２に示すように、電源電圧＋Ｖｃｃとアース電位ＧＮＤの間に電気抵抗Ｒ７及びＲ８が直列に接続される。さらに、オペアンプＯＰ４のプラス入力端子が、電気抵抗Ｒ７とＲ８の間に接続される。また、オペアンプＯＰ４のマイナス入力端子は、オペアンプＯＰ４の出力端子に接続されている。これにより、オペアンプＯＰ４の出力端子の電圧は、電気抵抗Ｒ７及びＲ８によって、電源電圧＋Ｖｃｃとアース電位ＧＮＤの間の基準電圧ＶREFに設定され、維持される。
【００６３】
一方、磁気センサ２４ａの１番端子と２番端子の間には、電源電圧＋Ｖｃｃが印加される。また、磁気センサ２４ａの３番端子は、基準電圧ＶREFに接続されている。これにより磁気センサ２４ａに作用する磁気が変化すると、磁気センサ２４ａの４番端子の電圧が＋ＶｃｃとＧＮＤの間で変化する。
磁気センサ２４ａの４番端子は、可変抵抗ＶＲ２を介してオペアンプＯＰ１のマイナス入力端子に接続されており、可変抵抗ＶＲ２を調整することによって磁気センサ２４ａの出力のゲインが調整される。また、可変抵抗ＶＲ１の両固定端子が、＋Ｖｃｃ及びＧＮＤに夫々接続されている。可変抵抗ＶＲ１の可動端子は電気抵抗Ｒ１を介して、オペアンプＯＰ１のマイナス入力端子に接続されている。可変抵抗ＶＲ１を調整することによって、オペアンプＯＰ１の出力のオフセット電圧が調整される。また、オペアンプＯＰ１のプラス入力端子は、基準電圧ＶREFに接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子は、電気抵抗Ｒ２を介して、オペアンプＯＰ１のマイナス入力端子に接続されている。
【００６４】
駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号を出力する演算回路３８ａはオペアンプＯＰ３のプラス入力端子に接続されている。オペアンプＯＰ３の出力端子は、オペアンプＯＰ３のマイナス入力端子に接続されている。従って、オペアンプＯＰ３は、コイル位置指令信号のバッファアンプとして作用する。
【００６５】
オペアンプＯＰ１の出力端子は、電気抵抗Ｒ３を介して、オペアンプＯＰ２のマイナス入力端子に接続されている。また、オペアンプＯＰ３の出力端子は、電気抵抗Ｒ４を介して、オペアンプＯＰ２のプラス入力端子に接続されている。このため、磁気センサ２４ａの出力とコイル位置指令信号の差がオペアンプＯＰ２の出力端子から出力される。また、オペアンプＯＰ２のプラス入力端子は、電気抵抗Ｒ５を介して基準電圧ＶREFに接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子は電気抵抗Ｒ６を介してオペアンプＯＰ２のマイナス入力端子に接続されている。これらの電気抵抗Ｒ５、Ｒ６によってマイナス側及びプラス側のゲインが設定される。
【００６６】
オペアンプＯＰ２の出力端子は、駆動用コイル２０ａの一端に接続され、駆動用コイル２０ａの他端は基準電圧ＶREFに接続される。従って、駆動用コイル２０ａには、オペアンプＯＰ２の出力と基準電圧ＶREFの電位差に応じた電流が流れる。駆動用コイル２０ａに電流が流れると磁界が発生し、駆動用磁石２２に磁力を作用させ、駆動用磁石２２を移動させる。この磁力は、駆動用磁石２２がコイル位置指令信号で指令された位置に近づく方向に作用する。駆動用磁石２２が移動されると、磁気センサ２４ａの４番端子から出力される電圧が変化する。駆動用磁石２２がコイル位置指令信号で指令された位置まで移動すると、オペアンプＯＰ２のプラス入力端子及びマイナス入力端子に入力される電圧が等しくなり、駆動用コイル２０ａには電流が流れなくなる。
【００６７】
上述した、図１２のオペアンプＯＰ１は、図８の磁気センサアンプ４２ａに対応し、オペアンプＯＰ２は、差動回路４４ａに対応している。また、図１２では、駆動用コイル２０ａに流す電流を制御する回路について説明したが、駆動用コイル２０ｂに流す電流も全く同様の回路で制御することができる。また、駆動用コイル２０ｃに流す電流も同様の回路で制御することができるが、この場合には、演算回路４０の出力が、オペアンプＯＰ３のプラス入力端子に接続される。なお、演算回路４０は、オペアンプＯＰ２と同様の差動回路、及びその出力を（１／２）1/2に分圧する電気抵抗等で構成することができる。
【００６８】
次に、図１及び８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に備えられたアクチュエータ１０が作動される。手ブレ防止機能が起動されると、アクチュエータ１０は、まず、移動枠１４を回転させ、移動枠１４の係止を解除する。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のヨーイング方向の角加速度の信号を演算回路３８ａに出力し、ジャイロ３４ｂはピッチング方向の角加速度の信号を演算回路３８ｂに出力する。演算回路３８ａは、入力された角加速度信号を時間で２回積分して、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。同様に、演算回路３８ｂは、入力された角加速度信号を時間で２回積分して、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。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、画像安定化用レンズ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。
【００６９】
演算回路３８ａによって出力された水平方向のレンズ位置指令信号は、駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号ｒXとして作動回路４４ａに入力される。同様に、演算回路３８ｂによって出力された鉛直方向のレンズ位置指令信号は、駆動用コイル２０ｂに対するコイル位置指令信号ｒYとして作動回路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、数式８で表される演算により、駆動用コイル２０ｃに対するコイル位置指令信号ｒVが生成される。
【００７０】
一方、駆動用コイル２０ａの内側に配置された磁気センサ２４ａは磁気センサアンプ４２ａに、駆動用コイル２０ｂの内側の磁気センサ２４ｂは磁気センサアンプ４２ｂに、駆動用コイル２０ｃの内側の磁気センサ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で夫々増幅された磁気センサの検出信号は、作動回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃに夫々入力される。
【００７１】
作動回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、入力された各磁気センサの検出信号と、コイル位置指令信号ｒX、ｒY、ｒV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駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ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。この磁界により各駆動用コイルに対応して配置された各駆動用磁石２２は夫々、コイル位置指令信号ｒX、ｒY、ｒVによって指定された位置に近づく方向の駆動力を受け、移動枠１４が移動される。駆動用磁石２２が、この駆動力によってコイル位置指令信号により指定された位置に到達すると、コイル位置指令信号と磁気センサの検出信号が一致するので作動回路の出力は０となり、駆動力も０になる。また、外乱、又は、コイル位置指令信号の変化等により、各駆動用磁石２２がコイル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、各駆動用磁石２２はコイル位置指令信号によって指定された位置に戻される。
【００７２】
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、各駆動用磁石２２を有する移動枠１４に取り付けられた画像安定化用レンズ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。
次に、カメラ１の手ブレ防止機能の起動スイッチ（図示せず）をＯＦＦにすると、アクチュエータ１０は、移動枠１４を反時計回りに回転させ、移動枠１４を係止する。この係止状態は、可動側保持用磁石３０と固定側保持用磁石５０の反発力により、カメラ１の電源がＯＦＦにされた後も維持される。また、使用者がレンズ鏡筒６に設けられた操作部（図示せず）を操作することにより手動係止用部材５２が移動され、電源ＯＦＦ時やバッテリー切れ時においても移動枠１４を係止状態又は解除状態に手動で移動させることができる。
【００７３】
本発明の実施形態によるカメラにおいては、画像安定化用のアクチュエータの移動枠を所定の平面内で任意の方向に並進運動及び回転運動させることができる。このため、移動枠を係止するための特別な駆動手段を設けることなく、移動枠を係止することができる。
また、本発明の実施形態によるカメラにおいては、可動側保持用磁石と固定側保持用磁石の反発力により、移動枠を係止状態に保持するので、電力を消費することなく移動枠を安定して係止状態に維持することができる。
さらに、本発明の実施形態によるカメラにおいては、手動係止用部材を使用して、移動枠を手動で係止状態に移動させることができるので、バッテリー切れ時においても移動枠を係止状態に復帰させることができる。
【００７４】
本発明の実施形態によるカメラにおいては、駆動用磁石の磁気を磁気センサによって検出し、移動枠の位置を測定しているので、磁気センサ用の磁石を別に設けることなく、駆動用磁石を兼用とすることができる。また、磁気センサが駆動用コイルの内側に配置されているので、駆動用コイルから駆動用磁石に及ぼされる力の作用点と、駆動用磁石上の磁気センサによって位置を計測される点がほぼ等しくなり、機械的なガタ等に影響されることなく、正確に移動枠の位置を検出することができる。
【００７５】
本発明の実施形態によるカメラにおいては、固定板と移動枠の間の間隔が、スチールボールによって一定に維持され、固定板と移動枠の間でスチールボールが転がることによって、固定板に対して移動枠が移動されるので、摺動抵抗が作用することなく、移動枠が固定板に対して移動される。
【００７６】
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、本発明をフィルムカメラに適用していたが、本発明は、デジタルカメラ、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。さらに、本発明は、カメラの画像安定化用レンズの駆動用の他、ＸＹステージの駆動用等の任意のアクチュエータに適用することができる。
【００７７】
また、上述した実施形態においては、移動枠はほぼ円盤状であり、移動枠の外周に形成された係止部である３つの係合突起と、係合部材である環状部材の３つの係合突起受け部が夫々係合することで移動枠が係止されていたが、他の構造により移動枠を係止することもできる。例えば、係合突起及び係合突起受け部は任意の数にすることができる。また、係合部材は環状でなくても良く、係止部と係合部材が、移動枠の外周以外の任意の位置で係合するように構成することもできる。
また、上述した実施形態においては、固定側部材に駆動用コイルが取り付けられ、可動側部材に駆動用磁石が取り付けられていたが、固定側部材に駆動用磁石を、可動側部材に駆動用コイルを取り付けることもできる。さらに、上述した実施形態においては、駆動用コイルと駆動用磁石が３組使用されていたが、４組以上の駆動用コイルと駆動用磁石を使用することもできる。また、上述した実施形態においては、駆動用磁石として永久磁石を使用しているが、駆動用磁石として電磁石を使用することもできる。
【００７８】
さらに、上述した実施形態においては、位置検出手段として、駆動用磁石の磁気を検出してその位置を測定する磁気センサを使用しているが、各駆動用コイルに対する各駆動用磁石の位置を検出する磁気センサ以外の任意の位置検出用センサを位置検出手段として使用することができる。
【００７９】
また、上述した実施形態においては、可動側部材支持手段として、３つのスチールボール１８が使用されているが、可動側部材支持手段を４つ以上の球状体で構成することもできる。あるいは、球状体を使用せずに、可動側部材及び固定側部材の接触面を平滑に仕上げておき、可動側部材と固定側部材を直接接触させて滑動させることによって、可動側部材支持手段を構成しても良い。
【００８０】
さらに、上述した実施形態においては、駆動用コイル２４ａと２４ｂの間の中心角が９０度、駆動用コイル２４ｃと駆動用コイル２４ａ及び２４ｂの間の中心角が１３５度となるように駆動用コイルを配置しているが、駆動用コイル２４ｂと２４ｃの間の中心角が（９０＋α）度、０≦α≦９０となるように、駆動用コイル２４ｃを配置しても良い。この場合には、駆動用コイル２４ｃに対するコイル位置指令信号は、数式７によって計算することができる。或いは、駆動用コイル２４ａと２４ｂの間の中心角は９０度でなくても良く、３つの駆動用コイルの間の中心角を夫々１２０゜にする等、各駆動用コイルの間の中心角を、９０度以上１８０度以下の任意の角度にすることもできる。
【００８１】
また、上述した実施形態においては、駆動用磁石の磁気的中立軸線は、全て半径方向に向けられていたが、各駆動用磁石の磁気的中立軸線は、任意の方向に向けることができる。好ましくは、少なくとも１つの駆動用磁石の磁気的中立軸線を、ほぼ半径方向に向けて配置するのが良い。
【００８２】
図１３は、上述した本発明の実施形態において、駆動用コイル２４ａ及び２４ｂに対応する駆動用磁石２２の磁気的中立軸線を、点Ｑを中心とする円の接線方向に向け、駆動用コイル２４ｃに対応する駆動用磁石２２の磁気的中立軸線を半径方向に向けた変形例を示す。なお、図示を省略しているが、駆動用コイル２４ａは点Ｌに、駆動用コイル２４ｂは点Ｍに、駆動用コイル２４ｃは点Ｎに夫々配置されている。この例では、点Ｌに配置された駆動用コイル２４ａに対するコイル位置指令信号ｒX、点Ｍに配置された駆動用コイル２４ｂに対するコイル位置指令信号ｒy、点Ｎに配置された駆動用コイル２４ｃに対するコイル位置指令信号ｒVが与えられている。この指令信号によって、移動枠１４の中立位置において、点Ｌ、Ｍ、Ｎ上に位置していた各駆動用磁石２２の磁気的中立軸線の中点は、点Ｌ4、Ｍ4、Ｎ4に夫々移動され、画像安定化用レンズ１６の中心点は、点Ｑから点Ｑ3に移動される。
【００８３】
なお、この変形例では、レンズ位置指令信号の水平方向成分に対応するコイル位置指令信号ｒXが点Ｍに配置された駆動用コイル２４ｂに与えられ、鉛直方向成分に対応するコイル位置指令信号ｒYが点Ｌに配置された駆動用コイル２４ａに与えられる。また、図１３の例において、コイル位置指令信号ｒX、ｒYを数式８に代入し、求められたコイル位置指令信号ｒVを駆動用コイル２４ｃに与えると、点ＱはＸ軸方向に−ｒX、Ｙ軸方向にｒY並進移動される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【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使用されているアクチュエータの正面図である。
【図３】本発明の実施形態によるカメラに使用されているアクチュエータの、図２のＡ−Ａ線側面断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるカメラに使用されているアクチュエータの、移動枠を取外した状態を示す正面図である。
【図５】（ａ）駆動用コイル、駆動用磁石、バックヨーク及び吸着用ヨークの位置関係を示す部分拡大上面図、及び（ｂ）部分拡大正面図である。
【図６】駆動用磁石の移動と磁気センサから出力される信号との関係を示す図である。
【図７】駆動用磁石の移動と磁気センサから出力される信号との関係を示す図である。
【図８】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９】固定板上に配置された駆動用コイル、移動枠上に配置された３つの駆動用磁石の位置関係を示す図である。
【図１０】移動枠が並進運動及び回転運動した場合のコイル位置指令信号を説明する図である。
【図１１】移動枠の（ａ）は係止状態、（ｂ）係止状態と係止解除状態の間の状態、（ｃ）係止解除状態を示すアクチュエータの正面図である。
【図１２】駆動用コイルに流す電流を制御する回路の一例を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施形態におけるアクチュエータの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１      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    アクチュエータ
１２    固定板
１４    移動枠
１４ａ  係合突起（係止部）
１５    環状部材（係合部材）
１５ａ  係合突起受け部
１５ｂ  張出し部
１６    画像安定化用レンズ
１８    スチールボール
２０ａ  駆動用コイル
２０ｂ  駆動用コイル
２０ｃ  駆動用コイル
２２    駆動用磁石
２４ａ  磁気センサ
２４ｂ  磁気センサ
２４ｃ  磁気センサ
２６    吸着用ヨーク
２８    バックヨーク
３０    吸着用磁石（可動側保持用磁石）
３２    スチールボール受け
３４ａ  ジャイロ
３４ｂ  ジャイロ
３６    コントローラ
３８ａ  演算回路
３８ｂ  演算回路
４０    演算回路
４２ａ  磁気センサアンプ
４２ｂ  磁気センサアンプ
４２ｃ  磁気センサアンプ
４４ａ  差動回路
４４ｂ  差動回路
４４ｃ  差動回路
４５    本発明の実施形態の変形例のアクチュエータ
４６    環状部材
４６ａ  係合部
５０    固定側保持用磁石
５２    手動係止用部材
５２ａ  Ｕ字型の凹部
５４    係合ピン
【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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【図１２】
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【図１３】
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