(57)【要約】【課題】消費電力が小さく部品点数が少なく信頼性の高い振れ補正装置を提供すること。【解決手段】移動して像振れを補正する可動部と、固定部と、固定部に対する可動部の光軸方向の移動を規制する少なくとも３つの支持部を有する支持手段と、固定部または可動部に保持された駆動マグネットと、固定部または可動部のうち駆動マグネットとは異なる方に保持された駆動コイルと、固定部または可動部に保持された付勢マグネットと、固定部または可動部のうち付勢マグネットとは異なる方に保持された磁性体と、固定部または可動部のうち付勢マグネットとは異なる方に保持された磁気検出手段と、を有し、駆動コイルへの通電により駆動マグネットとの間に電磁気力を発生させて可動部を駆動可能であり、付勢マグネットと磁性体との間の磁気的吸引力の合力が、支持部を結んだ多角形の内側にあり、磁気検出手段が検出する付勢マグネットの磁気によって、固定部に対する可動部の位置を検出可能である構成とした。【選択図】  図２
2015041027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動して像振れを補正する可動部（１０２）と、
固定部（１０１）と、
前記固定部に対する前記可動部の光軸方向の移動を規制する少なくとも３つの支持部を有する支持手段（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ）と、
前記固定部または前記可動部に保持された駆動マグネット（１０５，１０６）と、
前記固定部または前記可動部のうち前記駆動マグネットとは異なる方に保持された駆動コイル（１０３，１０４）と、
前記固定部または前記可動部に保持された付勢マグネット（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ）と、
前記固定部または前記可動部のうち前記付勢マグネットとは異なる方に保持された磁性体（１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ）と、
前記固定部または前記可動部のうち前記付勢マグネットとは異なる方に保持された磁気検出手段（１４，１５）と、
を有し、
前記駆動コイルへの通電により前記駆動マグネットとの間に電磁気力を発生させて前記可動部を駆動可能であり、
前記付勢マグネットと前記磁性体との間の磁気的吸引力の合力が、前記支持部を結んだ多角形の内側にあり、
前記磁気検出手段が検出する前記付勢マグネットの磁気によって、前記固定部に対する前記可動部の位置を検出可能である
ことを特徴とする振れ補正装置。
【請求項２】
前記付勢マグネットは、少なくとも第１付勢マグネットと第２付勢マグネットからなり、
前記磁気検出手段は、少なくとも第１磁気センサと第２磁気センサからなり、前記第１磁気センサが検出する前記第１付勢マグネットの磁気によって、前記固定部に対する前記可動部の光軸直行面内における第１の方向の位置を検出可能であり、前記第２磁気センサが検出する前記第２付勢マグネットの磁気によって、前記固定部に対する前記可動部の光軸直行面内における第１方向とは異なる第２方向の位置を検出可能であることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れなどの振れを補正する像振れ補正装置に関し、特に光学系の一部を駆動して振れを補正する像振れ補正装置を有するレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、手振れなどのカメラの振れによる撮影画像の劣化を防止するため、カメラの振れに応じて補正レンズを光軸に直交する方向に駆動させる構成の像振れ補正装置が知られている。このような像振れ補正装置の中には、付勢部材によって補正レンズを固定部材に押し付けることにより、補正レンズを光軸方向に支持しているものがある。
【０００３】
特許文献１では、固定部材とシフト部材との間に転動可能なボールを配置し、ばね付勢力によってシフト部材を固定部材に押し付ける振れ補正装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、シフト部材にヨークを保持するとともに固定部材に駆動用磁石を保持し、駆動用磁石とヨークとの間の磁気的吸引作用によってシフト部材を固定部材に押し付ける振れ補正装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１９４６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、シフト部材を光軸直交方向に駆動したときに、ばね力によって光軸中心に戻そうとする分力が発生するため、駆動負荷が大きくなり、振れ補正時の消費電力が大きくなる恐れがある。また、シフト駆動時の消費電力を低減するためにばねの長さを大きくして分力を小さくしようとすると、装置の大型化を招く恐れがある。
【０００７】
上述の特許文献２に開示された従来技術では、強力な駆動用磁石によってシフト部材と固定部材との間に大きな付勢力が発生するため、負荷が増大し、装置の駆動特性が低下する恐れがある。あるいは、ボールと転動面の表面の耐久性が低下し、装置の信頼性を損ねる恐れがある。また、駆動用磁石による付勢力の合力が３つのボールの配置中心に対し偏るため、外部からの衝撃などで駆動用磁石とヨークが吸着して駆動不可能になり、装置の信頼性を損ねる恐れがある。あるいは、特定のボールと転動面のみに大きな圧力が発生し、表面の耐久性が低下し、装置の信頼性を損ねる恐れがある。あるいは、特定のボールと転動面のみについて負荷が増大し、装置の駆動特性が低下する恐れがある。
【０００８】
上記の特許文献２に開示された従来技術では、ホール素子によってシフト部材の位置を検出しているため、検出用磁石を設ける必要があり、部品点数が多く、装置の大型化または高コスト化を招く恐れがある。部品点数の削減のために、シフト部材に固定された駆動用磁石とホール素子によってシフト部材の位置を検出することも可能であるが、駆動時のコイル電流による磁気を偽信号として検出して、検出精度が低下する恐れがある。偽信号の影響を受けないために、ＩＲＥＤ（赤外発光ダイオード）とＰＳＤ（光位置センサ）によって光学的にシフト部材の位置を検出することも可能であるが、２つの素子を設ける必要があり、部品点数が多く、装置の大型化または高コスト化を招く恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、消費電力が小さく部品点数が少なく信頼性の高い振れ補正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、移動して像振れを補正する可動部（１０２）と、固定部（１０１）と、前記固定部に対する前記可動部の光軸方向の移動を規制する少なくとも３つの支持部を有する支持手段（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ）と、前記固定部または前記可動部に保持された駆動マグネット（１０５，１０６）と、前記固定部または前記可動部のうち前記駆動マグネットとは異なる方に保持された駆動コイル（１０３，１０４）と、前記固定部または前記可動部に保持された付勢マグネット（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ）と、前記固定部または前記可動部のうち前記付勢マグネットとは異なる方に保持された磁性体（１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ）と、前記固定部または前記可動部のうち前記付勢マグネットとは異なる方に保持された磁気検出手段（１４，１５）と、を有し、前記駆動コイルへの通電により前記駆動マグネットとの間に電磁気力を発生させて前記可動部を駆動可能であり、前記付勢マグネットと前記磁性体との間の磁気的吸引力の合力が、前記支持部を結んだ多角形の内側にあり、前記磁気検出手段が検出する前記付勢マグネットの磁気によって、前記固定部に対する前記可動部の位置を検出可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば消費電力が小さく部品点数が少なく信頼性の高い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】
【００１２】
【図１】レンズ鏡筒１０の斜視図
【図２】振れ補正装置１００の分解斜視図（表側）
【図３】振れ補正装置１００の分解斜視図（裏側）
【図４】振れ補正装置１００の正面図と断面図
【図５】振れ補正装置１００の側面図と断面図
【図６】付勢マグネット１１７にはたらく磁気吸引力の説明図
【図７】シフト鏡筒１０２の移動量と磁気吸引力の関係を示すグラフ
【図８】実施例２の振れ補正装置２００の断面図
【図９】実施例２の付勢マグネット１１７ａにはたらく磁気吸引力の説明図
【図１０】ギャップと磁気吸引力の関係を示すグラフ
【図１１】ホール素子１１８の外形図
【図１２】シフト鏡筒１０２の移動量とホール素子出力の関係を示すグラフ
【図１３】実施例３の振れ補正装置３００の断面図
【図１４】実施例４の振れ補正装置４００の断面図
【図１５】実施例４のホール素子１１８の外形図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
［実施例１］
本発明の第１の実施例によるレンズ鏡筒１０について説明する。図１はレンズ鏡筒１０の斜視図である。１１，１２は振れ検出センサであり、レンズ鏡筒１０に与えられた振れを検出する。１１は縦振れ（ピッチ振れ）を検出し、１２は横振れ（ヨー振れ）を検出する。１３は補正レンズであり、光軸に垂直な方向に変位して光軸を偏心させることが可能である。１００は振れ補正装置であり、補正レンズ１３を光軸直交面内で変位させることが可能である。１４，１５は位置センサであり、補正レンズ１３の変位を検出する。位置センサ１４はヨー方向に対応する変位を検出し、位置センサ１５はピッチ方向に対応する変位を検出する。
【００１５】
１６は振れ補正回路であり、振れ検出センサ１１，１２の出力と位置センサ１４，１５の出力をもとに補正レンズ１３の位置を閉ループ制御している。位置センサ１４，１５の出力が基準となる値に近づく方向に制御すると、補正レンズ１３はほぼ光軸中心の位置で安定する。この状態で、例えば振れ検出センサ１１，１２の出力に対し所定のゲインを与えた値を目標値として入力値に加算することで、振れに応じて補正レンズ１３が変位し、振れ補正制御が可能となる。
【００１６】
図２は像振れ補正装置１００を表側から見たときの分解斜視図、図３は裏側から見たときの分解斜視図、図４は像振れ補正装置１００の光軸に垂直な方向の断面図、図５は像振れ補正装置１００の光軸方向の断面図である。図中のＸ方向とＹ方向は、いずれも光軸に直交する方向であり、互いに直交している。また、Ｘ方向は振れ検出センサ１２が検出する横振れ（ヨー振れ）の方向と対応しており、Ｙ方向は振れ検出センサ１１が検出する縦振れ（ピッチ振れ）の方向と対応している。特に記載がない場合は、補正レンズ１３およびシフト鏡筒１０２が基準位置に位置しているとする。
【００１７】
１０１はポリカーボネート樹脂などにより形成される地板であり、不図示のコロを介してレンズ鏡筒１０に対して固定されている。地板１０１は、光軸方向に突出した円筒状の突起部１０１ａ、ガイドバー摺動部１０１ｂ，１０１ｃを有している。１０２はシフト鏡筒であり、補正レンズ１３を保持する。サブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、円形の開口部１０２ｄ、ガイドバー摺動部１０１ｅ，１０１ｆ、ピッチスリット１０２ｇ、ヨースリット１０２ｈを有している。
【００１８】
図５を用いてシフト鏡筒１０２の駆動範囲について説明する。図５（ｃ）は図５（ａ）の点線部分Ｃの拡大図である。Ｒ１は突起部１０１ａの外周半径、Ｒ２は開口部１０２ｄの内周半径を示す。地板１０１の突起部１０１ａの外周とシフト鏡筒１０２の開口部１０２ｄの内周は、光軸直交方向に所定のクリアランスを持つように構成されている。すなわち、Ｒ２はＲ１より大きい。また、突起部１０１ａの外周の中心と開口部１０２ｄの内周の中心は一致している。このとき、シフト鏡筒１０２が光軸直交面内を基準位置からＲ２−Ｒ１だけ移動したときに、突起部１０１ａの外周と開口部１０２ｄの内周が当接し、シフト鏡筒１０２の移動範囲が制限される。突起部１０１ａの外周と開口部１０２ｄの内周はそれぞれ円形なので、シフト鏡筒１０２の光軸直交面内の移動範囲は半径Ｒ２−Ｒ１の円となる。
【００１９】
なお、本実施例ではシフト鏡筒１０２の移動範囲を円形としているが、長方形など他の形状の範囲でも構わないし、突起部１０１ａの外周の中心と開口部１０２ｄの内周の中心は一致していなくても構わない。また、本実施例ではシフト鏡筒１０２の移動範囲を突起部１０１ａの外周の中心と開口部１０２ｄの内周が当接することで制限しているが、例えば制御上の移動可能範囲を設定するなど、他の方法で制限しても構わない。
【００２０】
１０３，１０４はコイルであり、シフト鏡筒１０２に対してＵＶ接着剤などで固着されている。１０３はヨーコイル、１０４はピッチコイルである。
【００２１】
１０５ａ〜１０５ｄ，１０６ａ〜１０６ｄはネオジウムマグネットなどからなるマグネットであり、マグネット１０５ａ〜１０５ｄを第１のマグネット群１０５、マグネット１０６ａ〜１０６ｄを第２のマグネット群１０６とする。１０７は磁性体からなる第１のヨークであり、地板１０１に固定されている。また、第１のマグネット群１０５が磁気的に吸着され固定されている。また、光軸方向に直交した円形の平面からなるボール転動部１０７ａ，１０７ｂ、１０７ｃと、光軸方向に直交した円形の平面からなるマグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ、１０７ｆを有している。１０８は磁性体からなる第２のヨークであり、地板１０１に固定されている。また、第２のヨーク１０８に第２のマグネット群１０６が磁気的に吸着され固定されている。
【００２２】
図４（ａ）の断面図を用いてシフト鏡筒１０２の駆動原理について説明する。マグネット１０５ｃ，１０５ｄ，１０６ｃ，１０６ｄは光軸方向にＮ極とＳ極に着磁されており、第１のヨーク１０７、第２のヨーク１０８と合わせて磁路が形成されている。ピッチコイル１０４の一方の面は、光軸方向に所定のギャップを有してマグネット１０５ｃ，１０５ｄに対向するように配置されている。また、ピッチコイル１０４の他方の面は、光軸方向に所定のギャップを有してマグネット１０６ｃ，１０６ｄに対向するように配置されている。
【００２３】
ピッチコイル１０４へ通電すると、マグネット１０５ｃ，１０５ｄ，１０６ｃ，１０６ｄとの間の電磁力によりピッチコイル１０４にＹ方向の力がはたらき、シフト鏡筒１０２がＹ方向に駆動される。ピッチコイル１０４への通電方向によってシフト鏡筒１０２の駆動方向は逆転する。振れ補正回路１５は、ピッチコイル１０４に流す電流を制御することにより、シフト鏡筒１０２と一体に固定された補正レンズ１３をＹ方向に自在に駆動させ、振れ補正制御を行っている。Ｘ方向の駆動についても同様である。
【００２４】
本実施例ではコイル１０３，１０４をシフト鏡筒１０２（可動側）に固定し、マグネット１０５ａ〜１０５ｄ，１０６ａ〜１０６ｄを地板１０１（固定側）に固定した、いわゆるムービングコイル型のアクチュエータとしている。しかし、コイルを固定側に固定し、マグネットを可動側に固定した、いわゆるムービングマグネット型のアクチュエータであっても構わない。
【００２５】
１０９ａ，１０９ｂ、１０９ｃは円盤形状のサブプレートであり、シフト鏡筒１０２のサブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに挿入され、表面が光軸方向に直交するように固定されている。１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは非磁性材料からなるボールである。
【００２６】
図４（ｂ）の断面図に示すように、ボール１１１ａは第１のヨーク１０７のボール転動部１０７ａとサブプレート１０９ａに狭持されている。同様に、ボール１１１ｂはボール転動部１０７ｂとサブプレート１０９ｂに、ボール１１１ｃはボール転動部１０７ｃとサブプレート１０９ｃに狭持されている。ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、ボール転動部１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃとサブプレート１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃとの間でそれぞれ転動するため、シフト鏡筒１０２は光軸直交面内を低負荷で滑らかに移動することが可能になる。
【００２７】
シフト鏡筒１０２のサブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの内周は、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの光軸直交面内の移動を規制している。シフト鏡筒１０２が基準位置に位置しているときに、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃがサブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの中心に位置しているとする。その際、シフト鏡筒１０２が移動可能範囲のどこに移動しても、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃがサブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの内周に当接しないように、サブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの内周径が設定されている。
【００２８】
また、シフト鏡筒１０２が基準位置に位置しているときに、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃがサブプレート固定部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの端で内周に当接しているとする。その際、シフト鏡筒１０２が移動可能範囲のどこに位置していても、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが脱落しないように、第１のヨーク１０７のボール転動部１０７ａ，１０７ｂ、１０７ｃの径が設定されている。
【００２９】
１１２はガイドバーであり、Ｘ方向への延出部１１２ａとＹ方向への延出部１１２ｂを有する。Ｘ方向への延出部１１２ａは、地板１０１のガイドバー摺動部１０１ｂ，１０１ｃと嵌合し、ガイドバー１１２は地板１０１に対してＸ方向移動と光軸回りの回転を規制されるとともにＹ方向には移動可能に支持されている。また、Ｙ方向への延出部１１２ｂは、シフト鏡筒１０２のガイドバー摺動部１０２ｅ，１０２ｆと嵌合し、シフト鏡筒１０２はガイドバー１１２に対してＹ方向移動と光軸回りの回転を規制されるとともにＸ方向には移動可能に支持されている。従って、光軸直交面内の移動を考えると、シフト鏡筒１０２はガイドバー１１２を介して地板１０１に対しＸＹ方向のみに移動し、回転方向の移動は規制される。
【００３０】
１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃはネオジウムマグネットなどからなる光軸方向に着磁された円筒状の付勢マグネットである。付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃはシフト鏡筒１０２に固定されている。
【００３１】
１１８，１１９は磁界を電気信号に変換して出力するホール素子であり、地板１０１と一体となるように固定されている。ホール素子１１８，１１９は、１つのパッケージ内に２つの検出部を持ったホール素子である。図１１はホール素子１１８の外形図である。２つの検出部１１８ａ，１１８ｂは所定の間隔Ｘｈを持って配置されており、２つの検出部１１８ａ，１１８ｂを結ぶ直線と平行な検出方向（矢印Ａ方向）の磁界の変化を精度よく検出することが可能である。本実施例では、ホール素子１１８の検出方向はＸ方向と一致しており、ホール素子１１９の検出方向はＹ方向と一致するように地板１０１と一体となるように固定されている。前述の位置センサ１４はホール素子１１８に、位置センサ１５はホール素子１１９に対応している。
【００３２】
図４（ｂ）の断面図に示すように、付勢マグネット１１７ａは第１のヨーク１０７のマグネット吸着部１０７ｄに対し光軸方向に所定のギャップを持って対向し、両者には光軸方向の磁気吸引力が発生している。同様に、付勢マグネット１１７ｂとマグネット吸着部１０７ｅとの間、付勢マグネット１１７ｃとマグネット吸着部１０７ｆとの間にも光軸方向の磁気吸引力が発生する。上記磁気吸引力の合力によって、シフト鏡筒１０２は光軸方向に付勢され、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを介して、地板１０１に対する光軸方向位置が規制されている。
【００３３】
図４（ｃ）の断面図に示すように、ホール素子１１９は付勢マグネット１１７ｂに対し光軸方向に所定のギャップを持って対向している。付勢マグネット１１７ｂの対向面はマグネット吸着部１０７ｅとの対向面とは光軸方向の反対側である。ホール素子１１９は検出方向がＹ方向と一致するように配置されているため、付勢マグネット１１７ｂが発生する磁場の変化によってシフト鏡筒１０２のＹ方向の位置を検出可能である。
【００３４】
同様に、ホール素子１１８は付勢マグネット１１７ｃに対し光軸方向に所定のギャップを持って対向している。付勢マグネット１１７ｃの対向面はマグネット吸着部１０７ｆとの対向面とは光軸方向の反対側である。ホール素子１１８は検出方向がＸ方向と一致するように配置されているため、付勢マグネット１１７ｃが発生する磁場の変化によってシフト鏡筒１０２のＸ方向の位置を検出可能である。
【００３５】
シフト鏡筒１０２を光軸方向に付勢するための付勢マグネット１１７ｂ，１１７ｃを、シフト鏡筒１０２の位置検出にも利用するため、部品点数が少なく、振れ補正装置１００を小型に構成可能である。
【００３６】
本実施例では、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃをシフト鏡筒１０２（可動側）に固定し、マグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆを地板１０１（固定側）に固定している。しかし、付勢マグネットを固定側に固定し、マグネット吸着部を可動側に固定しても構わない。この場合、ホール素子１１８，１１９はシフト鏡筒１０２（可動側）に固定されることになる。
【００３７】
本実施例では、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃは同一形状であり、マグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆとのギャップがそれぞれ同じ距離になるように各部材が取り付けられているので、発生する磁気吸引力も同じである。しかし、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃの形状や、マグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆとのギャップを異なるものにしても構わない。
【００３８】
本実施例では、ホール素子１１８，１１９にはバックヨークを設けていない。しかし、検出感度向上のために、付勢マグネット対向面との反対側に磁性体からなるバックヨークを設けてもよい。また、第２のヨーク１０８の一部をバックヨークとして使用してもよい。その際は、付勢マグネットとマグネット吸着部との間の磁気吸引力への影響を低減するため、付勢マグネットとバックヨークとの間のギャップを付勢マグネットとマグネット吸着部との間のギャップより大きくすることが望ましい。
【００３９】
図６と図７を用いて第１のヨーク１０７の形状について説明する。以下の説明では付勢マグネット１１７ａとマグネット吸着部１０７ｄについて述べるが、付勢マグネット１１７ｂとマグネット吸着部１０７ｅ、付勢マグネット１１７ｃとマグネット吸着部１０７ｆについても同様である。Ｒ３は付勢マグネット１１７ａの半径、Ｒ４はマグネット吸着部１０７ｄの半径、Ｙｇは付勢マグネット１１７ａとマグネット吸着部１０７ｄとの間の光軸方向クリアランスを示す。
【００４０】
Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３はシフト鏡筒１０２の移動量であり順に大きい、Ｆ０〜Ｆ３は付勢マグネット１１７ａにはたらく磁気的吸引力を示す。光軸方向をＹ方向、光軸に直交する方向をＸ方向とする。
【００４１】
図６（ａ）はシフト鏡筒１０２が基準位置にある場合を示す。Ｘ１はゼロである。付勢マグネット１１７ａのＳ極面の全体がマグネット吸着部１０７ｄに対向し、付勢マグネット１１７ａにＹ方向成分のみの磁気的吸引力Ｆ０がはたらく。
【００４２】
図６（ｂ）はシフト鏡筒１０２が基準位置からＸ１だけ駆動された場合を示す。付勢マグネット１１７ａのＳ極面の全体がマグネット吸着部１０７ｄに対向し、付勢マグネット１１７ａにＹ方向成分のみの磁気的吸引力Ｆ１がはたらく。光軸方向のクリアランスＹｇは変わらず、Ｘ方向成分の磁気的吸引力が発生しないため、磁気的吸引力Ｆ１は以下の関係を満たす。
【００４３】
Ｆ１＝Ｆ０
特に図６（ｂ）は、上記の関係を満たしながら最もシフト鏡筒１０２の移動量が大きい場合を示すとして、その際の移動量をＸ１、付勢マグネット１１７ａの端部からマグネット吸着部１０７ｄの端部までのＸ方向の距離をαとする。Ｘ１は以下の式を満たす。
【００４４】
Ｘ１＝Ｒ４−Ｒ３−α
シフト鏡筒１０２の移動量Ｘが以下の関係を満たすとき、シフト鏡筒１０２の駆動負荷となるＸ方向成分の磁気的吸引力が発生せず、振れ補正装置１００の消費電力が低減できる。
【００４５】
０＜Ｘ＜Ｘ１
図６（ｃ）はシフト鏡筒１０２が基準位置からＸ２だけ駆動された場合を示す。付勢マグネット１１７ａにはたらく磁気的吸引力はＦ２であり、磁気吸引力Ｆ２はＸ方向成分Ｆｘ２とＹ方向成分Ｆｙ２からなる。磁気吸引力Ｆｙ２は、設計上必要な付勢マグネット１１７ａにはたらくＹ方向の磁気的吸引力をＦｄとして、以下の関係を満たす。
【００４６】
Ｆｄ≦Ｆｙ２＜Ｆ１＝Ｆ０
なお、Ｆｄの値は、衝撃などで吸引力と反対方向の力を受けたとき、シフト鏡筒１０２が浮いてボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが脱落しないような値である。例えば外部から４Ｇの加速度を受けてもシフト鏡筒１０２が浮かない条件とすれば、シフト鏡筒１０２を含む可動部の重量をＭ、重力加速度をＧとして、以下の式を満たす。
【００４７】
３×Ｆｄ＝４×Ｍ×Ｇ
特に図６（ｃ）は、上記の関係を満たしながら最もシフト鏡筒１０２の移動量が大きい場合を示すとして、その際の移動量をＸ２とする。シフト鏡筒１０２の移動量Ｘが以下の関係を満たすとき、設計上必要なシフト鏡筒１０２の光軸方向の付勢力が確保され、振れ補正装置１００の信頼性が高い。
【００４８】
０＜Ｘ≦Ｘ２
図６（ｄ）はシフト鏡筒１０２が基準位置からＸ３だけ駆動された場合を示す。付勢マグネット１１７ａにはたらく磁気的吸引力はＦ３であり、磁気吸引力Ｆ３はＸ方向成分Ｆｘ３とＹ方向成分Ｆｙ３からなる。磁気吸引力Ｆｙ３は、設計上必要な付勢マグネット１１７ａにはたらくＹ方向の磁気的吸引力をＦｄとして、以下の関係を満たす。
【００４９】
Ｆｙ３＜Ｆｄ
この場合、衝撃などで吸引力と反対方向の力を受けたとき、シフト鏡筒１０２が浮いてボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが脱落するおそれがあり、振れ補正装置１００の信頼性が低い。
【００５０】
前述したように、シフト鏡筒１０２の光軸直交面内の移動範囲は制限されており、その範囲は基準位置を中心とした半径Ｒ２−Ｒ１の円である。シフト鏡筒１０２が移動したとき、付勢マグネット１１７ａも一体となって移動し、移動量の最大値はＲ２−Ｒ１で表される。突起部１０１ａの外周半径Ｒ１，開口部１０２ｄの内周半径Ｒ２，付勢マグネット１１７ａの半径Ｒ３，マグネット吸着部１０７ｄの半径Ｒ４は以下の関係を満たす。
【００５１】
Ｒ２−Ｒ１＜Ｘ１
このとき、シフト鏡筒１０２が移動範囲内の任意の位置に駆動されても、シフト鏡筒１０２の駆動負荷となるＸ方向成分の磁気的吸引力が発生せず、振れ補正装置１００の消費電力が低減できる。
【００５２】
また、突起部１０１ａの外周半径Ｒ１，開口部１０２ｄの内周半径Ｒ２，付勢マグネット１１７ａの半径Ｒ３，マグネット吸着部１０７ｄの半径Ｒ４は以下の関係を満たしてもよい。
【００５３】
Ｒ２−Ｒ１＜Ｘ２
このとき、シフト鏡筒１０２が移動範囲内の任意の位置に駆動されても、設計上必要なシフト鏡筒１０２の光軸方向の付勢力が確保され、振れ補正装置１００の信頼性が高い。また、シフト鏡筒１０２の移動量Ｘが下記の範囲内のとき、シフト鏡筒１０２の駆動負荷となるＸ方向成分の磁気的吸引力が発生せず、振れ補正装置１００の消費電力が低減できる。
【００５４】
０＜Ｘ＜Ｘ１
図６と図１２を用いてホール素子の出力について説明する。以下の説明ではシフト鏡筒１０２がＸ方向に移動したときの付勢マグネット１１７ｃとホール素子１１８の関係について述べる。しかし、シフト鏡筒１０２がＹ方向に移動したときの付勢マグネット１１７ｂとホール素子１１９の関係についても同様である。
【００５５】
図６のＨ１，Ｈ２は、ホール素子１１８内の２つの検出部１１８ａ，１１８ｂを示しており、Ｘｈは２つの検出部の間隔である。シフト鏡筒１０２がＸ方向に移動した場合、各検出部Ｈ１，Ｈ２の出力は、２つの出力のピーク間隔は検出部の間隔Ｘｈと一致する図１２（ａ）のような出力となる。また、検出部Ｈ１の出力と検出部Ｈ２の出力の差分出力は、移動量ゼロ周辺において移動量とほぼ比例する図１２（ｂ）のような出力となる。この差分出力に所定のゲインをかけた出力信号によってシフト鏡筒１０２の位置が検出可能である。
【００５６】
ここで、必要とされる位置検出精度を満たす移動量の範囲をＸｌとすると、Ｘｌは付勢マグネットの磁力やホール素子との間のギャップ、ホール素子の検出感度や検出部の間隔などによって決まる。シフト鏡筒１０２の移動量の最大値Ｒ２−Ｒ１と必要とされる位置検出精度を満たす移動量の範囲Ｘｌは以下の式を満たしており、シフト鏡筒１０２の移動範囲全域で必要とされる位置検出精度を得ることが可能となる。
【００５７】
２×（Ｒ２−Ｒ１）≦Ｘｌ
図５（ａ）を用いて各部材の光軸方向におけるレイアウトについて説明する。付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、マグネット１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ、ガイドバー１１２、ホール素子１１８，１１９は、地板１０１上で補正レンズ１３を除いたドーナツ状の領域に配置されている。
【００５８】
付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃは、光軸を中心とする円Ｂと、周方向に等分された直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との交点に配置される。そのため、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃによる各磁気吸引力の合力すなわちシフト鏡筒１０２の付勢力の位置は光軸と一致し、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを結んだ３角形の内側に位置する。また、シフト鏡筒１０２を支持するボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、光軸を中心とする円Ａと、周方向に等分された直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との交点に配置されている。そのため、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの接触点を結んだ三角形の重心は光軸すなわちシフト鏡筒１０２の付勢力の位置と一致する。従って、外部からの衝撃などによりシフト鏡筒がバランスを崩して傾き、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃとマグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆが吸着する可能性が低く、振れ補正装置１００の信頼性が高い。
【００５９】
また、シフト鏡筒１０２の付勢力は、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃに対して均等にはたらく。すなわち、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと第１のヨーク１０７のボール転動部１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃとの間の圧力はそれぞれ同じとなる。同様に、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとサブプレート１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃとの間の圧力はそれぞれ同じとなる。従って、特定のボールとボール接触面のみに大きな圧力が発生して表面の耐久性が低下する可能性が低く、振れ補正装置１００の信頼性が高い。あるいは、特定のボールと接触面のみについてシフト鏡筒１０２の駆動負荷が増大する可能性が低く、振れ補正装置１００の駆動特性が良好である。
【００６０】
マグネット１０５ａ，１０５ｂは、直線Ｌ１とＬ２で挟まれた領域に配置されており、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ、および、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと光軸直交面内で重なることが無い。また、マグネット１０５ｃ，１０５ｄは、直線Ｌ１とＬ３で挟まれた領域に配置されており、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ、および、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと光軸直交面内で重なることが無い。従って、振れ補正装置１００の光軸方向厚さを小さくすることができ、振れ補正装置１００を小型に構成可能である。
【００６１】
ガイドバー１１２のＸ方向への延出部１１２ａは、ボール１１１ｂと付勢マグネット１１７ｂの間に配置されており、Ｙ方向への延出部１１２ｂは、ボール１１１ｃと付勢マグネット１１７ｃの間に配置されている。また、ボール１１１ｂと付勢マグネット１１７ｂはシフト鏡筒１０２のガイドバー摺動部１０１ｅ，１０１ｆの間に配置されており、ボール１１１ｃと付勢マグネット１１７ｃは、地板１０１のガイドバー摺動部１０１ｂ，１０１ｃの間に配置されている。ガイドバー１１２、ガイドバー摺動部１０１ｅ，１０１ｆ、ガイドバー摺動部１０１ｂ，１０１ｃは付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ、および、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと光軸直交面内で重なることが無い。従って、振れ補正装置１００の光軸方向厚さを小さくすることができ、振れ補正装置１００を小型に構成可能である。
【００６２】
直線Ｌ１はマグネット１０５ａとマグネット１０５ｃの中間およびマグネット１０５ｂとマグネット１０５ｄの中間を通っており、付勢マグネット１１７ａは駆動マグネット１０５ａ〜１０５ｄからの距離を大きく取ることができる。そのため、付勢マグネット１１７ａの磁界に対するマグネット１０５ａ〜１０５ｄの磁界の影響が少なく、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃがシフト鏡筒１０２を均等に付勢することが可能である。従って、特定のボールとボール接触面のみに大きな圧力が発生して表面の耐久性が低下する可能性が低く、振れ補正装置１００の信頼性が高い。あるいは、特定のボールと接触面のみについてシフト鏡筒１０２の駆動負荷が増大する可能性が低く、振れ補正装置１００の駆動特性が良好である。
【００６３】
ホール素子１１８，１１９は、光軸を中心とする円Ｂと、周方向に等分された直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との交点のうち、マグネット１０５ａ〜１０５ｄから遠い直線Ｌ２，Ｌ３との交点に配置されている。従って、マグネット１０５ａ〜１０５ｄの磁界によるホール素子１１８，１１９の出力へのノイズ（偽信号）が少なく、振れ補正装置１００を高精度に駆動可能である。
【００６４】
本実施例では、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃとボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは光軸を中心として周方向に均等に配置したが、周方向に不等分に配置しても構わない。また、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃのそれぞれの光軸からの距離を異ならせてもよいし、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃのそれぞれの光軸からの距離を異ならせてもよい。
【００６５】
本実施例では、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃとボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとは、それぞれ周方向に同位相に配置したが、位相を異ならせて、例えば周方向に互い違いに均等配置してもよい。
【００６６】
［実施例２］
本発明の第２の実施例による振れ補正装置２００について説明する。第１の実施例に対して、構成部材は同一で光軸方向から見たレイアウトのみが変わるため、構成部材の説明は省略する。
【００６７】
図８を用いて振れ補正装置２００の各部材の光軸方向から見たレイアウトについて説明する。付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃは、光軸を中心とする円Ｂと、周方向に等分された直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との交点に配置される。そのため、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃによる各磁気吸引力の合力すなわちシフト鏡筒１０２の付勢力の位置は光軸と一致し、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを結んだ３角形の内側に位置する。また、シフト鏡筒１０２を支持するボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、光軸を中心とする円Ａと、周方向に等分された直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との交点に配置されている。そのため、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの接触点を結んだ三角形の重心は光軸すなわちシフト鏡筒１０２の付勢力の位置と一致する。第１の実施例とは異なり、円Ｂの直径より円Ａの直径の方が大きく、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃに対して外径側に配置されている。
【００６８】
図９はＬ１と光軸方向を通る面による断面を模式的に示した説明図である。Ｒａは円Ａの半径で、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの光軸からの距離となり、Ｒｂは円Ｂの半径で、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃの光軸からの距離となる。Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃはそれぞれ付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃにはたらく磁気吸引力を示す。
【００６９】
付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃとマグネット吸着部１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆとのギャップはそれぞれ同じ距離になるように各部材が取り付けられている。このとき磁気吸引力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃはそれぞれ等しく、光軸中心を中心としたシフト鏡筒１０２の回転モーメントＩ０は以下の式のように示される。
【００７０】
Ｉ０＝Ｆａ×Ｒｂ−Ｆｂ×Ｒｂ／２−Ｆｃ×Ｒｂ／２＝０
すなわち、シフト鏡筒１０２には光軸中心を中心とした回転力が発生しない。図１０はギャップと磁気付勢力の関係を示すグラフである。ギャップが小さくなると磁気吸引力が指数関数的に上昇することが分かる。
【００７１】
磁気付勢力のギャップ敏感度すなわちギャップによる磁気付勢力の変化の大きさは、付勢マグネットを大きくする、あるいは磁力の大きい材質に変更してギャップを大きくすることによって小さくできる。しかしながら、前者は装置の大型化を招くし、後者の材質変更には限界があるため、磁気吸引力のギャップ敏感度は大きくならざるを得ない。
【００７２】
従って、外部からの衝撃、部品の寸法誤差や取り付け誤差などによって特定のギャップのみが小さくなると、磁気吸引力のバランスが崩れる。その結果、特定の付勢マグネットとマグネット吸着部が吸着し、シフト鏡筒１０２が傾いて駆動不能となる可能性が考えられる。
【００７３】
ここで、例えば付勢マグネット１１７ａとマグネット吸着部１０７ｄとのギャップのみが外部からの衝撃、部品の寸法誤差や取り付け誤差などによって小さくなった場合を考える。ギャップが小さくなるので磁気付勢力ＦａはＦｂ，Ｆｃに対して大きくなり、付勢マグネット１１７ａによる回転モーメントが発生する。光軸中心を中心としたシフト鏡筒１０２の回転モーメントＩ１は以下の式のように示される。
【００７４】
Ｉ１＝Ｆａ×Ｒｂ−Ｆｂ×Ｒｂ／２−Ｆｃ×Ｒｂ／２＞０
すなわち、シフト鏡筒１０２には図中Ａで表される回転力が発生することになる。しかしながら、本実施例ではシフト鏡筒１０２を光軸方向に支持しているボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃに対して外径側に配置されている。そのため、ボール１１１ａが回転力に抗して付勢マグネット１１７ａとマグネット吸着部１０７ｄとのギャップはそれ以上小さくならず、付勢マグネット１１７ａとマグネット吸着部１０７ｄとが吸着することはない。従って、シフト鏡筒１０２が傾いて駆動不能となるおそれが無く、振れ補正装置２００の信頼性が高い。
【００７５】
［実施例３］
本発明の第３の実施例による振れ補正装置３００について説明する。第２の実施例と同一の説明は省略する。図１３は実施例３の振れ補正装置３００の断面図である。実施例２の振れ補正装置２００に対して、付勢マグネット１１７の数とレイアウト、マグネット吸着部１０７の数とレイアウト、ホール素子１１８，１１９のレイアウトが異なる。
【００７６】
付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂは、光軸を中心とする円Ｂと、光軸と直交する直線Ｌ４との交点に配置される。マグネット吸着部１０７ｄ，ｅも、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂと同様に光軸を中心とする円Ｂと、光軸と直交する直線Ｌ４との交点に配置される。そのため、付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂによる各磁気吸引力の合力すなわちシフト鏡筒１０２の付勢力の位置は光軸と一致し、ボール１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを結んだ３角形の内側に位置する。また、ホール素子１１８，１１９はそれぞれ付勢マグネット１１７ａ，１１７ｂと光軸方向に所定のギャップを持って対向している。
【００７７】
本実施例では、２個の付勢マグネットと２個のホール素子を用いるため、部品点数が少なく、小型または低コストの振れ補正装置を提供することが可能である。
【００７８】
［実施例４］
本発明の第４の実施例による振れ補正装置４００について説明する。第３の実施例と同一の説明は省略する。
【００７９】
図１４は実施例４の振れ補正装置４００の断面図である。実施例３の振れ補正装置３００に対して、ホール素子１１９が無く、ホール素子１１８の種類が異なる。
【００８０】
図１５は実施例４のホール素子１１８の外形図である。ホール素子１１８は１つのパッケージ内に４つの検出部を持ったホール素子である。
【００８１】
２つの検出部１１８ａ，１１８ｂは所定の間隔Ｘｈａを持って配置されており、２つの検出部１１８ａ，１１８ｂを結ぶ直線と平行な検出方向（矢印Ａ方向）の磁界の変化を精度よく検出することが可能である。また、２つの検出部１１８ｃ，１１８ｄは所定の間隔Ｘｈｂを持って配置されており、２つの検出部１１８ｃ，１１８ｄを結ぶ直線と平行な検出方向（矢印Ｂ方向）の磁界の変化を精度よく検出することが可能である。
【００８２】
本実施例ではＡ方向とＢ方向は直交しており、それぞれＸ方向とＹ方向に一致するように振れ補正装置４００に取り付けられており、付勢マグネット１１７ａが発生する磁場の変化によってシフト鏡筒１０２のＸ方向とＹ方向の位置を検出可能である。
【００８３】
本実施例では、２個の付勢マグネットと１個のホール素子を用いるため、部品点数が少なく、小型または低コストの振れ補正装置を提供することが可能である。
【００８４】
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】
【００８５】
１０   レンズ鏡筒
１１，１２    振れ検出センサ
１３   補正レンズ
１４，１５    位置センサ
１６   振れ補正回路
１００ 振れ補正装置
１０１ 地板
１０２ シフト鏡筒
１０３，１０４       コイル
１０５，１０６       マグネット
１０７ 第１のヨーク
１０８ 第２のヨーク
１０９ サブプレート
１１１ ボール
１１２ ガイドバー
１１７ 付勢マグネット
１１８，１１９       ホール素子
【図１】
2015041027.tif 000003
【図２】
2015041027.tif 000004
【図３】
2015041027.tif 000005
【図４】
2015041027.tif 000006
【図５】
2015041027.tif 000007
【図６】
2015041027.tif 000008
【図７】
2015041027.tif 000009
【図８】
2015041027.tif 000010
【図９】
2015041027.tif 000011
【図１０】
2015041027.tif 000012
【図１１】
2015041027.tif 000013
【図１２】
2015041027.tif 000014
【図１３】
2015041027.tif 000015
【図１４】
2015041027.tif 000016
【図１５】
2015041027.tif 000017