(57)【要約】【課題】薄型化および小型化が可能であり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができるブレ補正装置と、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒と、そのブレ補正装置を備える撮影装置を提供すること。【解決手段】固定部材１４０に対する可動部材１３０の第１検出軸Ａ１に沿った相対位置を検出する第１位置検出センサ１４６ａと、固定部材１４０に対する可動部材１３０の第２検出軸Ａ２に沿った相対位置を検出する第２位置検出センサ１４６ｂと、固定部材１４０に対する可動部材１３０の第３検出軸Ａ３に沿った相対位置を検出する第３位置検出センサ１４６ｃと、を有するブレ補正装置である。第１検出軸Ａ１は、第２検出軸Ａ２および第３検出軸Ａ３と、第１検出軸Ａ１に沿ってそれぞれ別の位置で交差している。【選択図】図９Ｃ
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【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可動部材と、
前記可動部材に備えられ、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、前記可動部材を各駆動軸に沿って移動させる複数の駆動部材と、
前記固定部材に対する前記可動部材の第１検出軸に沿った相対位置を検出する第１位置検出センサと、
前記固定部材に対する前記可動部材の第２検出軸に沿った相対位置を検出する第２位置検出センサと、
前記固定部材に対する前記可動部材の第３検出軸に沿った相対位置を検出する第３位置検出センサと、を有し、
前記第１検出軸は、前記第２検出軸および前記第３検出軸と、前記第１検出軸に沿ってそれぞれ別の位置で交差することを特徴とするブレ補正装置。
【請求項２】
前記第１位置検出センサ、前記第２位置検出センサおよび前記第３位置検出センサは、前記固定部材に設けられてい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】
前記第１位置検出センサ、前記第２位置検出センサおよび前記第３位置検出センサは、前記可動部材の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレ補正装置。
【請求項４】
前記第２検出軸と前記第３検出軸が略平行である請求項１〜３のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項５】
前記第２位置検出センサと前記第３位置検出センサとは、前記第１検出軸を挟んで、相互に反対側に位置する請求項１〜４のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項６】
前記第１検出軸に略一致する第４検出軸を持つ第４位置検出センサが、前記可動部材を挟んで、前記第１位置検出センサとは反対側に位置する請求項１〜５のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項７】
前記駆動部材を制御するための制御部が、
前記第１位置検出センサの第１検出信号を第１計算式で演算する第１演算部と、
前記第２位置検出センサの第２検出信号と、前記第３位置検出センサの第３検出信号とを前記第２計算式で演算する第２演算部と、
前記第２位置検出センサの第２検出信号と、前記第３位置検出センサの第３検出信号とを第３計算式で演算する第３演算部と、を有し、
前記第２計算式と前記第３計算式とが異なる請求項１〜６のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項８】
前記第１位置検出センサ、第２位置検出センサおよび第３位置検出センサの内の少なくとも一つが、光学式センサである請求項１〜７のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項９】
前記第１位置検出センサ、第２位置検出センサおよび第３位置検出センサの内の少なくとも一つが、磁気式センサである請求項１〜８のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のブレ補正装置を有するレンズ鏡筒。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載のブレ補正装置を有する撮影装置。
【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】
この特許文献１に示すブレ補正装置においては、駆動部材により可動部材を固定部材に対して並進移動させ、固定部材に設けられたセンサにより固定部材に対する可動部材の位置を検出し、検出された位置に基づいて、制御部が可動部材の移動を制御している。
【０００４】
特許文献１のブレ補正装置を含む従来のブレ補正装置では、センサは、固定部材に対して光軸方向に重なるように配置されることが一般的である。そのため、従来のブレ補正装置では、センサを設けることで光軸方向の厚みが増大し、ブレ補正装置全体の薄型化および小型化に限界があった。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３４７１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、薄型化および小型化が可能であり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができるブレ補正装置と、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒と、そのブレ補正装置を備える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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレ補正装置は、
固定部材（１４０）に対して相対的に移動可能な可動部材（１３０）と、
前記可動部材（１３０）に備えられ、光学系（Ｌ１〜Ｌ３）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、
前記光学系（Ｌ１〜Ｌ３）の光軸と交差する平面上において、前記可動部材（１３０）を各駆動軸（Ｄ１〜Ｄ３）に沿って移動させる複数の駆動部材（１５２ａ〜１５２ｃ）と、
前記固定部材（１４０）に対する前記可動部材（１３０）の第１検出軸（Ａ１）に沿った相対位置を検出する第１位置検出センサ（１４６ａ）と、
前記固定部材（１４０）に対する前記可動部材（１３０）の第２検出軸（Ａ２）に沿った相対位置を検出する第２位置検出センサ（１４６ｂ）と、
前記固定部材（１４０）に対する前記可動部材（１３０）の第３検出軸（Ａ３）に沿った相対位置を検出する第３位置検出センサ（１４６ｃ）と、を有し、
前記第１検出軸（Ａ１）は、前記第２検出軸（Ａ２）および前記第３検出軸（Ａ３）と、前記第１検出軸（Ａ１）に沿ってそれぞれ別の位置で交差することを特徴とする。
【０００８】
なお、上述の説明では、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】
【０００９】
【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側（被写体側）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側（撮像素子側側）斜視図である。
【図４】図４は、図２に示すブレ補正装置の組立図である。
【図５】図５は、図４に示す可動部材の分解斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す可動部材を反対側（被写体側）から見た分解斜視図である。
【図７】図７は、図４に示す固定部材の分解斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す固定部材の反対側（被写体側）から見た分解斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、固定部材における磁気吸引力の作用点と支持点との位置関係を示す概略背面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、可動部材の重心と光軸の中心と駆動軸との関係を示す可動部材および固定部材の概略背面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、検出軸とＸ軸およびＹ軸との関係を示す可動部材および固定部材の概略背面図である。
【図１０】図１０は、可動部材における磁気吸引力の作用点と支持点との位置関係を示す概略正面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０に示すXI−XI線に沿う概略断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａに示すＶＣＭの拡大断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係るブレ補正装置の制御ブロック図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、図１〜図１２に示す実施形態に係るブレ補正装置の可動部材の位置とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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る。第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３は、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像ブレを低減する。なお、像ブレは、手ぶれなどによるカメラの動きに起因して生じる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図１に示すブレ補正装置１００の構成を図２〜図１８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。
【００２０】
特に図４の分解斜視図に示すように、ブレ補正装置１００は、被写体側から像面側に向けて光軸Ｌに沿って、遮光部材１１０と可動部材１３０と固定部材１４０とを、この順序で有する。遮光部材１１０は、固定部材１４０に組み合わされて固定部材の一部となる。遮光部材１１０の中央部には、開口部が形成してあり、被写体からの光を、図１に示す撮像素子３へ向かわせるようになっている。遮光部材１１０は、不要な光や反射光が撮像素子３へ向かうことを防止する。特に本実施形態では、後述するように、位置検出センサとして、光反射型の反射距離検出センサを用いるため、遮光部材１１０を備えることで、外乱光による誤検出を防ぐことができる。
【００２１】
可動部材１３０は、遮光部材１１０と固定部材１４０との間に挟まれるが、固定部材１４０に対して、光軸Ｌと交差する垂直方向に移動自在に保持される。可動部材１３０を固定部材１４０に対して光軸Ｌと交差する垂直方向に移動自在に保持する具体的な構造については後述する。
【００２２】
可動部材１３０は、その略中央部にブレ補正レンズ群Ｌ３を備えている。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として説明するが、複数のレンズの組み合わせで構成されてもよい。
【００２３】
図５および図６に示すように、可動部材１３０は、光軸Ｚに対して略垂直に交差する主基板１３１を有する。主基板１３１の中央部にレンズ群Ｌ３が固定してある。レンズ群Ｌ３の周囲に位置する主基板１３１には、３つの開口部１３１ａ〜１３１ｃが円周方向に沿って略等間隔に形成してある。各開口部１３１ａ〜１３１ｃは、主基板１３１を光軸Ｌ方向に貫通するように形成してあり、それぞれ同様な略矩形形状を有するが、それぞれの長手方向の角度が異なっている。
【００２４】
図６に示すように、各開口部１３１ａ〜１３１ｃの被写体側には、長方形板形状の駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃが、それぞれ嵌合される。また、図５に示すように、各開口部１３１ａ〜１３１ｃの像面側（図１に示す撮像素子３の方向）には、磁石用バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃが、それぞれ嵌合される。各バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃは、磁性体材料で構成してあり、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃと同じ形状を有する。
【００２５】
バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃと駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃとは、それぞれ密着して配置され、磁石１３２ａ〜１３２ｃで発生する磁力がバックヨーク１３３ａ〜１３３ｃを通して磁石１３２ａ〜１３２ｃに戻され、その背後（像面側）に漏れないようになっている。
【００２６】
図６に示すように、開口部１３１ａ〜１３１ｃの近くには、それぞれボール受け面１３４ａ〜１３４ｃが形成してある。各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃには、図７に示す転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが接触し、各ボール１２０ａ〜１２０ｃのスムーズな回転当接を許容する。各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃと開口部１３１ａ〜１３１ｃとの位置関係、すなわち、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃと駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃとの位置関係の詳細に関しては後述する。
【００２７】
図６に示すように、可動部材１３０の主基板１３１の外周４箇所には、光軸Ｌに略平行な取付片１３５ａ〜１３５ｄが主基板１３１と一体に形成してある。取付片１３５ａ〜１３５ｃが一体成形してある主基板１３１は、たとえばプラスチックなどで構成されるが、それに限定されない。
【００２８】
各取付片１３５ａ〜１３５ｃには、それぞれ位置検出用基準板（たとえば反射板）１３６ａ〜１３６ｄが取り付けてある。各基準板１３６ａ〜１３６ｄの取付位置は、後述する図７に示す第１〜第４位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄの取付位置に対応し、これらのセンサ１４６ａ〜１４６ｄにより、可動部材１３０の固定部材１４０に対する相対位置（相対回転位置も含む）を検出可能になっている。
【００２９】
図７および図８に示すように、固定部材１４０は、光軸Ｚに対して略垂直に交差する主基板１４１を有する。主基板１４１の中央部には主開口部が形成してあり、被写体側からの光を図４に示す可動部材１３０のレンズ群Ｌ３へ導くようになっている。
【００３０】
主開口部の周囲に位置する主基板１４１には、３つの副開口部１４１ａ〜１４１ｃが円周方向に沿って略等間隔に形成してある。各副開口部１４１ａ〜１４１ｃは、主基板１４１を光軸Ｌ方向に貫通するように形成してあり、それぞれ同様な略矩形形状を有するが、それぞれの長手方向の角度が異なっている。各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの形成位置と形成角度は、図５および図６に示す可動部材１３０における開口部１３１ａ〜１３１ｃの形成位置と形成角度に対応している。
【００３１】
図７に示すように、各開口部１４１ａ〜１４１ｃの像面側には、駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃが、それぞれ位置決めして固定される。駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃは、図６に示す駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃに対応する形状と大きさで形成され、それぞれ光軸Ｌ方向に向き合うように配置される。
【００３２】
各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃを固定部材１４０に対して位置決めして取り付けるために、図７に示すように、各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの周囲に位置決め用凸部を形成し、これらの凸部が各コイル１４２ａ〜１４２ｃに係合するようにしても良い。各コイル１４２ａ〜１４２ｃの主基板１４１への取付は、たとえば接着により行われても良い。
【００３３】
また、図８に示すように、各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの被写体側には、コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃが、それぞれ嵌合される。各バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃは、図５に示すバックヨーク１３３ａ〜１３３ｃと同様に、磁性体材料で構成してあり、図６に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃと同じ形状を有することが好ましい。バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃと駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃとは、それぞれ副開口部１４１ａ〜１４１ｃを介して近接して配置される。
【００３４】
各コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃは、図９Ａに示すように、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃと重複する形状を有し、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの面積内に収まる形状である。また、各コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃの中心（駆動面に投影した形状の重心位置／以下同様）は、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心と一致し、図６に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とも一致するようになっている。
【００３５】
なお、可動部材１３０は、固定部材１４０に対して、光軸Ｌに略垂直方向に移動可能であり、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心が、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と常に一致しているわけではない。ただし、固定部材１４０に対して、可動部材１３０が初期位置（原点位置）にある場合、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心が、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と一致しているとして、以下の説明を行う。
【００３６】
図９Ａに示すように、副開口部１４１ａ〜１４１ｃの近くには、それぞれボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃが形成してある。各ボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃには、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが光軸方向に一部飛び出すように収容される。
【００３７】
たとえば図１１Ｂに示すように、転動ボール１２０ｃは、固定部材１４０のボール保持凹部１４４ｃに収容された状態で、可動部材１３０のボール受け面１３４ｃに当接して回転可能になっている。そのため、可動部材１３０が固定部材１４０に対して光軸と垂直方向に移動した場合に、転動ボール１２０ｃは、可動部材１３０と固定部材１４０との間で転がり回転を行い、固定部材１４０に対する可動部材１３０の低摩擦でスムーズな移動をガイドしている。
【００３８】
なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、転動ボール１２０ｃのみを描いてあるが、その他の転動ボール１２０ａ，１２０ｃに関しても同様であり、固定部材１４０と可動部材１３０との間で回転可能に両者に対して接触して回転可能に配置され、可動部材１３０と固定部材１４０との間では、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃ以外では接触しないようになっている。
【００３９】
また、各ボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃと副開口部１４１ａ〜１４１ｃとの位置関係は、前述した図６に示す各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃと開口部１３１ａ〜１３１ｃとの位置関係と同様である。すなわち、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃと駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃ（駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃ）との位置関係の詳細に関しては後述する。
【００４０】
図７に示すように、固定部材１４０の主基板１４１の外周には、光軸Ｌに略平行な枠板１４７が主基板１４１と一体に形成してある。枠板１４７が一体成形してある主基板１４１は、たとえばプラスチックなどで構成されるが、それに限定されない。
【００４１】
枠板１４７の円周方向の４箇所には、図６に示す位置検出用基準板１３６ａ〜１３６ｄに対応させて、取付用切り欠き１４５ａ〜１４５ｄが形成してあり、各切り欠き１４５ａ〜１４５ｄには、第１〜第４位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄが取り付けてある。第１〜第４位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、図６に示す位置検出用基準板１３６ａ〜１３６ｄに対して所定の隙間で配置され、これらの間の隙間の寸法変化から、可動部材１３０の固定部材１４０に対する相対位置を検出可能になっている。第１〜第４位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄによる位置検出の詳細については後述する。
【００４２】
図１０に示すX1−XI線に沿う断面図である図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、磁石１３２ｃで発生する磁束は、駆動コイル１４２ｃおよびバックヨーク１４３ｃを通して、磁石１３２ｃに戻される。また、磁石１３２ｂの反コイル側表面から外側に向かう磁束は、バックヨーク１３３ｃを通して磁石１３２ｃに戻される。
【００４３】
図１１Ｂに示すように、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃを設けることで、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃよりも外側への磁束の拡散を抑制することができる。その結果、閉ループの磁束の流れを高密度で形成することができ、可動部材１３０を固定部材１４０に対して、強い磁気力で吸引させることができる。また、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃを設けることで、体積の小さい磁石でも転動ボール１２０ｃを挟持するのに必要な磁気吸引力を発生することができるので、ブレ補正装置全体の小型化を実現することができる。
【００４４】
なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、駆動コイル１４２ｃ、コイル用バックヨーク１４３ｃ、磁石１３２ｃおよび磁石用バックヨーク１３３ｃについて図示してあるが、その他の駆動コイル１４２ａ，１４２ｂ、コイル用バックヨーク１４３ａ，１４３ｂ、磁石１３２ａ，１３２ｂおよび磁石用バックヨーク１３３ａ，１３３ｂについても同様である。
【００４５】
前述したように、可動部材１３０と固定部材１４０との間には、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが介在されているため、可動部材１３０は、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを介して、固定部材１４０に磁力で吸着され、固定部材１４０に対して光軸Ｌと交差する方向（可動部材１３０の主基板１３１に平行な方向）に移動自在になっている。なお、この磁気吸引力は、図９Ａに示す駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに通電しない状態でも作用する。このため、図１に示すカメラ１の電源を入れていない状態でも、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを介して可動部材１３０は固定部材１４０に対して磁気吸着される。
【００４６】
可動部材１３０は、可動部材１３０に備えられる磁石１３２ａ〜１３２ｃと、固定部材１４０に備えられる駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃ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。
【００４７】
たとえば図１０に示す駆動磁石１３２ａと図９Ａに示す駆動コイル１４２ａとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第１ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１５２ａを構成する。図１０に示す駆動磁石１３２ｂと図９Ａに示す駆動コイル１４２ｂとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第２ＶＣＭ１５２ｂを構成する。図１０に示す駆動磁石１３２ｃと９Ａに示す駆動コイル１４２ｃとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第３ＶＣＭ１５２ｃを構成する。第３ＶＣＭ１５２ｃの断面図のみを、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すが、その他の第１ＶＣＭ１５２ａおよび第２ＶＣＭ１５２ｂも同様である。
【００４８】
本実施形態では、図９Ａに示すように、駆動部材としての各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃと、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃとが、以下の条件を満足するように配置してある。すなわち、まず、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３からそれぞれ最も近い転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３までの駆動平面に投影した距離を、それぞれ距離Ｍ１Ｂ１，Ｍ２Ｂ２，Ｍ３Ｂ３とする。また、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３から他のＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３までの距離を、距離Ｍ１Ｍ３，Ｍ１Ｍ２，Ｍ２Ｍ３とする。
【００４９】
本実施形態では、距離Ｍ１Ｂ１が、距離Ｍ１Ｍ３およびＭ１Ｍ２の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。また、距離Ｍ２Ｂ２が、距離Ｍ２Ｍ３およびＭ１Ｍ２の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。さらに、距離Ｍ３Ｂ３が、距離Ｍ２Ｍ３およびＭ１Ｍ３の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、第１ＶＣＭ１５２ａの中心Ｍ１から最も近い転動ボール１２０ａの中心Ｂ１までの距離Ｍ１Ｂ１が、第１ＶＣＭ１５２ａの中心Ｍ１から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ２またはＭ３までの距離Ｍ１Ｍ２またはＭ１Ｍ３の所定割合以下となる。また、第２ＶＣＭ１５２ｂの中心Ｍ２から最も近い転動ボール１２０ｂの中心Ｂ２までの距離Ｍ２Ｂ２が、第２ＶＣＭ１５２ｂの中心Ｍ２から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ１またはＭ３までの距離Ｍ１Ｍ２またはＭ２Ｍ３の所定割合以下となる。さらに、第３ＶＣＭ１５２ｃの中心Ｍ３から最も近い転動ボール１２０ｃの中心Ｂ３までの距離Ｍ３Ｂ３が、第３ＶＣＭ１５２ｃの中心Ｍ３から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ１またはＭ２までの距離Ｍ１Ｍ３またはＭ２Ｍ３の所定割合以下となる。
【００５１】
所定割合としては、３０％以下、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下であり、配置が許す限り、所定割合は小さい方が良いが、３０％以下であれば、従来技術に比較して、後述するように十分な優れた効果を奏する。
【００５２】
なお、本実施形態では、駆動平面とは、光軸Ｌに交差する方向であって、可動部材１３０が固定部材１４０に対して、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃにより移動させられる平面を意味する。また、駆動部材としてのＶＣＭの中心Ｍ１〜Ｍ３とは、具体的には、図１０に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの駆動平面における重心位置を意味し、原点位置では、図９に示す各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの重心位置に一致する。また、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心とは、図９に示す駆動平面において、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの重心位置である。
【００５３】
本実施形態では、図９Ａに示すように、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを、それぞれ駆動部材としてのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの近くに配置することで、磁気吸引力の作用点位置（ＶＣＭ位置）と、支持点位置（転動ボールの位置）とが近くなる。そのため、従来技術とは異なり、可動部材１３０と固定部材１４０のたわみ量が大きくなるおそれが低減され、磁石１３２ａ〜１３２ｃとコイル１４２ａ〜１４２ｃの隙間距離が変化せず、駆動力が設計値に対してずれるおそれが少なく、ブレ補正動作の性能が向上する。
【００５４】
なお、ブレ補正動作とは、たとえば以下のように説明することができる。図１に示すジャイロセンサなどの角速度センサ１２を用いて、カメラ１のブレ量を、リアルタイムで検出する。その検出されたブレ量に応じて、カメラ１の制御装置は、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに駆動電流を流し、これらを駆動制御する。
【００５５】
各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに駆動電流を流すことで、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに対して光軸方向に所定間隔で向き合っている駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃにローレンツ力が作用する。その結果、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃは、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３の方向に移動させられる。そのため、可動部材１３０は、これらの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３を含む駆動平面内を、固定部材１４０に対して相対移動する。その可動部材１３０には、レンズ群Ｌ３が装着してあることから、レンズ群Ｌ３は、カメラ１のブレをキャンセルする方向に移動し、ブレ補正動作を行うことができる。本実施形態では、そのブレ補正動作の性能が向上する。
【００５６】
また、本実施形態では、図９Ａおよび図１０に示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３よりも、転動ボール１３４ａ〜１３４ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３が、光軸Ｌの中心Ｏに近い位置となるように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃと転動ボール１２０ａ〜１２０ｃとが配置してある。このような配置関係とすることで、支持点位置（転動ボールの位置）が駆動力の作用点位置（ＶＣＭ位置）の内側に配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。
【００５７】
さらに本実施形態では、図１０に示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＭＯ１〜ＭＯ３よりも、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３に近い位置に、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３が位置する。このような配置関係とすることで、支持点位置（転動ボールの位置）が駆動軸Ｄ１〜Ｄ３の近くに配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。
【００５８】
さらに本実施形態では、従来のブレ補正装置で見られるような引張バネによって転動ボールを挟持する方式と異なるため、次に示すような従来技術の不都合を有さない。すなわち、従来では、可動部材と固定部材に備えられたバネ掛け部において、可動部材の移動に応じた間欠的な（ガクガクとした）動きが発生して、バネ付勢力による負荷が不安定に変化して、制御性能が悪化する。本実施形態によると、この影響が全く無いため、制御性能を向上させることができる。
【００５９】
本実施形態では、図９Ｂに示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とレンズ群Ｌ３の光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３と、当該ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３との交差角度θＢ１〜θＢ３が、それぞれ１０度以上になるように、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。本実施形態では、交差角度θＢ１〜θＢ３は、１０度以上であれば、特に制限はないが、１８０度より小さく、好ましくは、９０度以下である。また、これらの交差角度θＢ１〜θＢ３は、本実施形態では、それぞれ略同一であるが、異なっていても良い。
【００６０】
本実施形態では、交差角度θＢ１〜θＢ３を、１０度以上とし、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃを用いて、可動部材１３０のＸ軸方向およびＹ軸方向の並進移動を制御すると共に、可動部材１３０の重心Ｇ回りの回転を防止する。本実施形態では、いずれのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸を、光軸の中心に合わせる必要がないので、設計の自由度が高く、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６１】
また本実施形態では、隣接する一方のＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が、他のＶＣＭ１５２ｃ，１５２ａ，１５２ｂの中心Ｍ３，Ｍ１，Ｍ２を通る関係にある。そのため、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が形成する駆動軸三角形の頂点が、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心に一致する。ただし、本実施形態では、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が形成する駆動軸三角形の頂点が、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心には必ずしも一致しなくても良い。ただし、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの配置が許される限りにおいて、これらは略一致することが好ましい。
【００６２】
さらに本実施形態では、図１０に示すように、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３で囲まれる駆動軸三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。なお、可動部材１３０の重心Ｇとは、比重が相互に異なるレンズ群Ｌ３と主基板１３１とその他の部材（主基板１３１に固定された全ての部材）を含めて算出された重心である。
【００６３】
本実施形態では、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３で囲まれる駆動軸三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６４】
さらに本実施形態では、図１０に示すように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３を結ぶガイド三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６５】
本実施形態では、ガイド三角形の面積が、駆動軸三角形の面積よりも小さい。すなわち、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの位置を、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの位置よりも光軸Ｌの中心Ｏに近くすることで、支持点位置（転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの位置）が駆動力の作用点位置（ＶＣＭ位置）の内側に配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。
【００６６】
本実施形態では、図１０に示すように、ガイド三角形の辺の内側に接する内接円ＩＤの中に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、図１０に示すように、記駆動軸三角形の辺の内側に接する内接円の中に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６８】
さらにまた、駆動軸三角形の各頂角がそれぞれ鋭角であるため、可動部材１３０の重心Ｇと光軸Ｌの中心Ｏとを、駆動軸三角形の内部に位置させやすく、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００６９】
さらにまた、図９Ｂに示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃのそれぞれの中心Ｍ１〜Ｍ３と、光学部材Ｌ３の中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３が、中心Ｏの周囲に、略等間隔で配置されている。すなわち、本実施形態では、直線ＯＭ１〜ＯＭ３が、１２０度間隔で配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。
【００７０】
さらに本実施形態では、図１１Ａに示すように、可動部材１３０の光軸Ｌ方向における重心Ｇの高さが、磁石１３２ｃ（１３２ａ，１３２ｂも同様）の光軸Ｌ方向における中心高さＭＨと略同一の位置にある。このような関係にある時に、可動部材１３０の重心Ｇ回りに作用する回転トルクを小さくすることが可能になり、制御性能を向上させることができる。
【００７１】
次に、主として図１２を用いて、本実施形態に係るブレ補正装置１００の制御部について説明する。図１２に示すブレ補正装置１００の制御部は、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）が備えても良く、少なくとも目標位置生成部１６２を有する。目標位置生成部１６２には、図１に示す角速度センサ１２からの角速度信号が入力される。角速度センサ１２は、たとえば図１に示すカメラ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。
【００７２】
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、可動部材１３０のＸ方向目標位置、Ｙ方向目標位置、θ方向目標位置に関する信号を生成し、それらを、それぞれメモリ１６４ｘ，１６４ｙ，１６４θに出力する。可動部材１３０のＸ方向目標位置、Ｙ方向目標位置、θ方向目標位置に関する信号は、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。
【００７３】
メモリ１６４ｘから出力されるＸ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６ｘに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｘに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｘには、第１位置検出センサ１４６ａおよび第４位置検出センサ１４６ｄから検出されてＸ軸方向実測位置演算部（第１演算部の一例）１７４ｘにて演算されたＸ軸方向実測位置データが入力される。なお、図１２に示す第１位置検出センサ１４６ａおよび第４位置検出センサ１４６ｄは、たとえば図７に示す位置検出センサ１４６ａ，１４６ｄに対応する。
【００７４】
第１位置検出センサ１４６ａおよび第４位置検出センサ１４６ｄからＸ軸方向実測位置データを算出する手段の詳細は後述するが、本実施形態では、たとえば下記の数１により検出される。なお、下記の式において、Ｓ１およびＳ４は、それぞれ第１位置検出センサ１４６ａおよび第４位置検出センサ１４６ｄのセンサ出力である。
【００７５】
【数１】
2015227945.tif 000003
【００７６】
なお、Ｘ軸方向実測位置データは、第１位置検出センサ１４６ａの出力のみから検出することも可能であるが、上記の数１を用いることで、より正確なＸ軸方向実測位置データを検出することができる。すなわち、Ｘ軸方向実測位置データは、第１位置検出センサ１４６ａと第４位置検出センサ１４６ｄの差動出力によって正確に検出される。
【００７７】
図１２に示すＦＦ制御器１６６ｘとＦＢ制御器１６８ｘとから出力されたデータは、Ｘ軸方向駆動力演算部１７０ｘに入力され、そこで、Ｘ軸方向の駆動力Ｆｘが演算される。駆動力Ｆｘは、本実施形態では、たとえば後述する数４で示される。
【００７８】
また、メモリ１６４ｙから出力されるＹ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６ｙに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｙに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｙには、第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃから検出されてＹ軸方向実測位置演算部（第２演算部の一例）１７４ｙにて演算されたＹ軸方向実測位置データが入力される。
【００７９】
なお、図１２に示す第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃは、たとえば図７に示す位置検出センサ１４６ｂ，１４６ｃに対応する。第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃからＹ軸方向実測位置データを算出する手段の詳細は後述するが、本実施形態では、たとえば下記の数２により検出される。なお、下記の式において、Ｓ２およびＳ３は、それぞれ第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃのセンサ出力である。
【００８０】
【数２】
2015227945.tif 000004
【００８１】
なお、Ｙ軸方向実測位置データは、第２位置検出センサ１４６ｂの出力のみから検出することも可能であるが、上記の数２を用いることで、より正確なＹ軸方向実測位置データを検出することができる。すなわち、Ｙ軸方向実測位置データは、第２位置検出センサ１４６ｂと第３位置検出センサ１４６ｃの差動出力によって正確に検出される。
【００８２】
図１２に示すＦＦ制御器１６６ｙとＦＢ制御器１６８ｙとから出力されたデータは、Ｙ軸方向駆動力演算部１７０ｙに入力され、そこで、Ｙ軸方向の駆動力Ｆｙが演算される。駆動力Ｆｙは、本実施形態では、たとえば後述する数４で示される。
【００８３】
また、メモリ１６４θから出力されるθ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６θに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８θに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８θには、第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃから検出されてθ軸方向実測位置演算部（第３演算部の一例）１７４θにて演算されたθ軸方向実測位置データが入力される。なお、第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃからθ軸方向実測位置データを算出する手段の詳細は後述するが、本実施形態では、たとえば下記の数３により検出される。なお、下記の式において、Ｓ２およびＳ３は、それぞれ第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃのセンサ出力である。また、Ｌｏｆｆ２およびＬｏｆｆ３は、それぞれ、後述するように、第２検出軸Ａ２および第３検出軸Ａ３のＹ軸からのＸ軸方向に沿った距離である。
【００８４】
【数３】
2015227945.tif 000005
【００８５】
θ軸方向実測位置データは、第２位置検出センサ１４６ｂの出力Ｓ２のみからは検出することができず、上記の数３に示すように、第３位置検出センサ１４６ｃの出力Ｓ３と組み合わされて、より正確なθ軸方向実測位置データを検出することができる。すなわち、θ軸方向実測位置データは、第２位置検出センサ１４６ｂと第３位置検出センサ１４６ｃの加算出力によって正確に検出される。
【００８６】
図１２に示すＦＦ制御器１６６θとＦＢ制御器１６８θとから出力されたデータは、θ方向駆動力演算部１７０θに入力され、そこで、θ軸方向の駆動力Ｆθが演算される。駆動力Ｆθは、本実施形態では、たとえば下記の数４で示される。
【００８７】
【数４】
2015227945.tif 000006
【００８８】
上記の数４において、ＦｘはＸ軸方向の駆動力指令値であり、ＦｙはＹ軸方向の駆動力指令値であり、Ｆθはθ軸方向の駆動力指令値であり、Ｆ１は第１駆動軸Ｄ１に沿った駆動力指令値であり、Ｆ２は第２駆動軸Ｄ２に沿った駆動力指令値であり、Ｆ３は第３駆動軸Ｄ３に沿った駆動力指令値である。
【００８９】
また、θ軸は、光軸中心Ｏまわりに反時計回りを正とする座標軸であり、θＡ１、θＡ２、θＡ３は、それぞれ図９Ｂに示すように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの各中心Ｍ１〜Ｍ３と光軸中心Ｏとを結ぶ直線ＯＭ１〜ＯＭ３と、Ｘ軸との間の角度（反時計回りの角度）を示す。また、θＢ１，θＢ２，θＢ３は、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とレンズ群Ｌ３の光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３と、当該ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３との交差角度を示す。さらに、距離ｄ１，ｄ２，ｄ３は、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３と、可動部材１３０の重心Ｇとの間の距離を示す。
【００９０】
上記の数４は、行列式で示すことができ、その行列式を下記の数５で示す。
【００９１】
【数５】
2015227945.tif 000007
【００９２】
なお、数５において、Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｙ１，Ｔｙ２，Ｔｙ３，Ｔθ１，Ｔθ２，Ｔθ３は、下記の数６で表される。
【００９３】
【数６】
2015227945.tif 000008
【００９４】
さらに、数５から下記の数７が導かれる。
【００９５】
【数７】
2015227945.tif 000009
【００９６】
数７は、図１２に示す座標変換部１７２で用いる座標変換式を示している。この座標変換部１７２では、演算部１７０ｘ，１７０ｙ，１７０θでそれぞれ演算されたＸ軸方向の駆動力Ｆｘ、Ｙ軸方向の駆動力Ｆｙ、θ軸方向の駆動力Ｆθを、それぞれＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動力指令値Ｆ１〜Ｆ３に変換し、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃに出力する。各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃは、その指令値Ｆ１〜Ｆ３に基づき駆動され、可動部材１３０を、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３に沿って移動させる。その移動量は、各センサ１４６ｘ，１４６ｙ，１４６θにより検出され、それらのデータは、ＦＢ制御器１６８ｘ，１６８ｙ，１６８θに再入力され、フィードバック制御が行われる。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。
【００９７】
本実施形態では、可動部材１３０の重心Ｇは、駆動三角形の内側、ならびにガイド三角形の内側に位置するため、可動部材１３０のＸ軸およびＹ軸の並進移動が容易であると共に、中心Ｏ回りの回転制御も容易であり、可動部材１３０の形状の設計自由度が高い。本実施形態では、上述した座標変換行列の中に重心Ｇ位置が含まれる（ｄ１，ｄ２，ｄ３）ことから、重心Ｇ位置に応じて、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３と制御軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびθ軸）との間の関係式を設定することが可能である。
【００９８】
次に、図９Ｃおよび図１３〜図１８を用いて、第１位置検出センサ１４６ａおよび第４位置検出センサ１４６ｄからＸ軸方向実測位置データを算出する手段と、第２位置検出センサ１４６ｂおよび第３位置検出センサ１４６ｃからＹ軸方向実測１データおよびθ軸方向実測位置データを算出する手段の具体例について説明する。
【００９９】
本実施形態では、図９Ｃに示すように、第１位置検出センサ１４６ａと第４位置検出センサ１４６ｄは、Ｘ軸上に、可動部材を挟んで反対側に位置するように配置される。本実施形態では、Ｘ軸は、制御第１軸であり、光軸の中心Ｏ（固定部材１４０に対して可動部材１３０が原点位置にある時／以下同じ）を通り、第１検出軸Ａ１と一致する。また、Ｙ軸は、光軸の中心Ｏを通り、Ｘ軸に対して垂直に交差する制御第２軸である。Ｘ軸とＹ軸との交点は、制御の原点位置に対応する。
【０１００】
第１検出軸Ａ１は、第１位置検出センサ１４６ａによる位置検出のための軸であり、第１位置検出センサ１４６ａは、たとえば光学式距離センサで構成され、第１検出軸Ａ１に沿った距離Ｌｇ１を測定可能になっている。距離Ｌｇ１は、固定部材１４０に固定された第１位置検出センサ１４６ａと、可動部材１３０に固定された位置検出用基準板１３６ａとの間の距離である。
【０１０１】
また、第１検出軸Ａ１は、第４位置検出センサ１４６ｄによる位置検出のための第４検出軸（第１検出軸Ａ１と重なるので図示省略）と略一致する。第４位置検出センサ１４６ｄは、たとえば光学式距離センサで構成され、第１検出軸Ａ１に沿った距離Ｌｇ４を測定可能になっている。距離Ｌｇ４は、固定部材１４０に固定された第４位置検出センサ１４６ｄと、可動部材１３０に固定された位置検出用基準板１３６ｄとの間の距離である。
【０１０２】
第２位置検出センサ１４６ｂは、固定部材１４０に対する可動部材１３０の第２検出軸Ａ２に沿った相対位置を検出するためのセンサであり、たとえば光学式距離センサで構成され、第２検出軸Ａ２に沿った距離Ｌｇ２を測定可能になっている。距離Ｌｇ２は、固定部材１４０に固定された第２位置検出センサ１４６ｂと、可動部材１３０に固定された位置検出用基準板１３６ｂとの間の距離である。
【０１０３】
なお、第２位置検出センサ１４６ｂの第２検出軸Ａ２は、Ｙ軸から一定距離Ｌｏｆｆ２だけ、Ｘ軸の正方向ないしは負方向に離した位置に配置される。第２検出軸Ａ２とＹ軸とは略平行である。
【０１０４】
第３位置検出センサ１４６ｃは、固定部材１４０に対する可動部材１３０の第３検出軸Ａ３に沿った相対位置を検出するためのセンサであり、たとえば光学式距離センサで構成され、第３検出軸Ａ３に沿った距離Ｌｇ３を測定可能になっている。距離Ｌｇ３は、固定部材１４０に固定された第３位置検出センサ１４６ｃと、可動部材１３０に固定された位置検出用基準板１３６ｃとの間の距離である。
【０１０５】
なお、第３位置検出センサ１４６ｃの第３検出軸Ａ３は、Ｙ軸から一定距離Ｌｏｆｆ３だけ、Ｙ軸を挟んで、第２検出軸Ａ２と相互に反対側に位置し、Ｙ軸とは略平行である。一定距離Ｌｏｆｆ２と一定距離Ｌｏｆｆ３とは、等しいことが好ましいが、異なっていても良い。また、第２位置検出センサ１４６ｂと第３位置検出センサ１４６ｃとは、第１検出軸Ａ１を挟んで、相互に反対側に位置することが好ましい。本実施形態では、第１検出軸Ａ１は、第２検出軸Ａ２および第３検出軸Ａ３と、第１検出軸Ａ１に沿ってそれぞれ別の位置で交差するようになっている。
【０１０６】
これらの位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、各位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄから、対応する可動部材１３０の位置検出用基準板１３６ａ〜１３６ｄまでの距離Ｌｇ１〜Ｌｇ４をそれぞれ検出し、たとえば図１３（Ａ）〜図１８（Ｄ）に示すように、検出信号Ｓ１〜Ｓ４として出力する。
【０１０７】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がＸ軸の正方向（図９ＣのＸ軸の矢印方向）にx(+)だけ移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｙ軸方向には移動しないので、図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）に示すように、位置検出センサ１４６ｂおよび１４６ｃのセンサ出力Ｓ２およびＳ３は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ２とＬｇ３は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ２＝０およびＳ３＝０となる。
【０１０８】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１０９】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がＸ軸の正方向（図９ＣのＸ軸の矢印と反対方向）にx(−)だけ移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｙ軸方向には移動しないので、図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）に示すように、位置検出センサ１４６ｂおよび１４６ｃのセンサ出力Ｓ２およびＳ３は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ２とＬｇ３は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ２＝０およびＳ３＝０となる。
【０１１０】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１１１】
図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がＹ軸の正方向（図９ＣのＹ軸の矢印方向）にｙ(＋)だけ移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｘ軸方向には移動しないので、図１５（Ａ）および図１５（Ｄ）に示すように、位置検出センサ１４６ａおよび１４６ｄのセンサ出力Ｓ１およびＳ４は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ１とＬｇ４は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ１＝０およびＳ４＝０となる。
【０１１２】
図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１１３】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がＹ軸の負方向（図９ＣのＹ軸の矢印と反対方向）にｙ(−)だけ移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｘ軸方向には移動しないので、図１６（Ａ）および図１６（Ｄ）に示すように、位置検出センサ１４６ａおよび１４６ｄのセンサ出力Ｓ１およびＳ４は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ１とＬｇ４は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ１＝０およびＳ４＝０となる。
【０１１４】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１１５】
図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がθ軸正方向（図９Ｃの光軸Ｏ回りの反時計方向回転）にθ(＋)だけ回転移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｘ軸方向には移動しないので、図１７（Ａ）および図１７（Ｄ）に示すように、位置検出センサ１４６ａおよび１４６ｄのセンサ出力Ｓ１およびＳ４は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ１とＬｇ４は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ１＝０およびＳ４＝０となる。
【０１１６】
図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１１７】
図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）は、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０がθ軸負方向（図９Ｃの光軸Ｏ回りの時計方向回転）にθ(−)だけ回転移動したときのセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）を示す。このとき、図９Ｃに示す固定部材１４０に対して可動部材１３０は、Ｘ軸方向には移動しないので、図１８（Ａ）および図１８（Ｄ）に示すように、位置検出センサ１４６ａおよび１４６ｄのセンサ出力Ｓ１およびＳ４は、それぞれ０になる。すなわち、図９Ｃに示す距離Ｌｇ１とＬｇ４は、それぞれ可動部材１３０がセンター位置（原点位置Ｏ）にある時のセンサ出力Ｓ１＝０およびＳ４＝０となる。
【０１１８】
図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）に示すセンサ出力（Ｓ１〜Ｓ４）から、図１２に示す演算手段１７４ｘ，１７４ｙ，１７４θにて、前述した数１〜数３の演算がなされ、Ｘ軸方向実測位置データ、Ｙ軸方向実測位置データおよびθ軸方向実測位置データが算出される。
【０１１９】
本実施形態では、上述したような構成を採用したため、図９Ｃに示すように、位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄを可動部材１３０の外周に位置する固定部材１４０の枠板１４７に取り付けることが可能になる。そのため、本実施形態のブレ補正装置では、従来のブレ補正装置とは異なり、光軸方向にセンサを配置する必要がなくなり、ブレ補正装置の薄型化および小型化を実現しやすい。
【０１２０】
また、本実施形態では、コイルおよび磁石の光軸方向延長線上にホール素子を配置する構成ではないため、駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの背面にバックヨーク１３３ａ〜１３３ｃを配置することが可能になり、体積の小さい磁石でも、要求される駆動力を実現することが容易となり、ブレ補正装置全体の小型化を実現しやすい。
【０１２１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
【０１２２】
たとえば、上述した実施形態では、位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、たとえば光センサで構成してあるが、本実施形態では、センサの種類や取付位置は、特に限定されない。位置検出センサとしては、ホールセンサなどの磁気式センサ、あるいはその他のセンサを用いても良い。また、センサの取付位置は、センサの種類に応じて、適切な位置を選択すれば良い。
【０１２３】
また、上述した実施形態では、位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、固定部材１４０に配置されているが、これに限定されるものではなく、適切な位置を選択すれば良い。
【０１２４】
また、ガイド部材としては、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃに限定されず、可動部材１３０を固定部材１４０に対して、低摩擦状態でスムーズに移動可能に保持することができる部材であれば何でも良い。
【０１２５】
さらに、上述した実施形態では、駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃが可動部材１３０に装着され、駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃが固定部材１４０に装着してあるが、その逆でも良い。
【０１２６】
また、上述した実施形態では、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが、光軸Ｌの中心Ｏの回りに、周方向に沿って３つで配置してあるが、それ以上で配置してあっても良い。
【０１２７】
さらにまた、前記の実施形態では、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、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。
【０１２８】
さらに上記の実施形態では、可動部材を駆動する手段として、ＶＣＭを適用したが、これに限定されず、たとえば、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。
【符号の説明】
【０１２９】
１００…  ブレ補正装置
１２０ａ〜１２０ｃ…  転動ボール
１３０…  可動部材
１３２ａ〜１３２ｃ…  駆動磁石
１３３ａ〜１３３ｃ…  磁石用バックヨーク
１４０…  固定部材
１４２ａ〜１４２ｃ…  駆動コイル
１４３ａ〜１４３ｃ…  コイル用バックヨーク
１４６ａ〜１４６ｄ…  位置検出センサ
１５２ａ〜１５２ｃ…  ＶＣＭ
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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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