(57)【要約】【課題】コンパクトな構成を有しながらもブレ補正制御を精度良く確保できるアクチュエータ、ブレ補正装置、レンズユニット、及び撮像装置を得る。【解決手段】マグネットＭＧ１が（１）式を満たしている場合、Ｎ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することとなる。よって、中央の磁極部ＭＧ１ｂの上面（Ｎ極）から発生した磁束の殆どが、両端の磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｃの上面（Ｓ極）で吸収され、マグネット内での磁場のバランスがとれ、外部への磁束の漏れ量が低減させ、ヨークＹＫ１の下方における磁束の量を抑制することができるので、センサＳ２に悪影響が及ぶことを回避できる。【選択図】図１３
2015158549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置であって、
固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた少なくとも片面に３極以上の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することを特徴とするブレ補正装置。
【請求項２】
前記第１のマグネットの片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８倍より大きく１．２倍より小さい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のマグネットの片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８５倍以上、１．１５倍以下であることを特徴とする請求項２に記載のブレ補正装置。
【請求項４】
光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置であって、
固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、前記第１の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた片面に３極の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットは、前記第１の方向に沿って、中央に配置された中央磁極部と、その両側に配置され前記中央磁極部とは極性が異なる端側磁極部とを有し、前記中央磁極部の前記第１の方向における幅が、前記端側磁極部の前記第１の方向における幅の和の０．７５倍より大きく１．７５倍より小さいことを特徴とするブレ補正装置。
【請求項５】
前記中央磁極部の前記第１の方向における幅が、前記端側磁極部の前記第１の方向における幅の和の０．８倍以上、１．６５倍以下であることを特徴とする請求項４に記載のブレ補正装置。
【請求項６】
前記第２駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第２のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた第２のマグネットとを有し、前記第２のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第２位置検出手段は、前記第２のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第２の方向における相対位置を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項７】
前記移動枠を前記光軸に略平行な軸線回りに回動可能に案内する回動ガイド機構と、前記回動ガイド機構の前記軸線に交差する直進方向に移動可能に案内する直進ガイド機構とを有し、前記第１の方向は前記直進方向であり、前記第２の方向は前記軸線回りの回動方向であることを特徴とする請求項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のマグネットと前記第２のマグネットは、間にヨークを介し、光軸方向から見た際に、少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とする請求項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のマグネットと前記第２のマグネットとヨークが前記移動枠に固定され、前記第１のコイルと前記第２のコイルが固定枠に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項１０】
前記第１のマグネットの片面の磁極部において、1対のN極とS極の磁極から発生する磁場を、前記第１位置検出手段にて検出し、前記固定枠に対する前記移動枠の位置を検出することに使用し、前記1対とは異なるもう1対のN極とS極の磁極の磁場を前記移動枠の駆動に使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のブレ補正装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のブレ補正装置と、固体撮像素子に被写体光を導く複数のレンズを備えた光学系と、前記複数のレンズを保持する鏡胴とを有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項１２】
前記光学系は、光路を折り曲げる反射部材を含む屈曲型の光学系であることを特徴とする請求項１１に記載のレンズユニット。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のレンズユニットと、固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置に用いるアクチュエータであって、
前記ブレ補正装置は、固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記第１の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、
前記アクチュエータは、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、を備え、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた少なくとも片面に３極以上の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレ補正装置用のアクチュエータ、並びにブレ補正装置を備えた、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、あるいは、撮影機能を有するモバイル機器などのレンズユニット、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラ等に設けられたブレ補正装置においては、角速度センサ等を用いた手ブレ検出回路によりカメラに生じた手ブレを検出し、その検出量に基づき、例えば撮影レンズの一部である補正レンズ或いは撮像素子を保持する移動枠をアクチュエータによりシフトさせて、撮像素子と撮影光学系の光軸とを相対変位させることで画像のブレを抑えることが行われている。
【０００３】
近年では、カメラ等のデザイン性向上の観点からボディの薄型化が望まれる傾向がある。従って、このようなカメラ等に搭載されるブレ補正装置もよりコンパクトな構成が求められている。これに対し、特許文献１には、３以上の磁極が着磁されている磁石を設けたアクチュエータを有するブレ補正装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２０３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたアクチュエータは、マグネットと、マグネットに対向し、通電されることにより発生する磁力によって、マグネットと相対的に移動するコイルと、マグネットの位置を検出する位置検出手段（ホール素子）を有しており、当該マグネットが片側に３つ以上の磁極部を備えている。このように３つ以上の磁極部を有するマグネットを使用することで、コイルやホール素子の設計レイアウトの自由度が増すというメリットがある。特に、カメラ等が薄型化を実現するために、いわゆる屈曲系のレンズ鏡胴を採用している場合、厚み方向のスペースが限られるため、このようなアクチュエータはブレ補正装置に好適に用いられる。
【０００６】
ところが、片側に３つ以上の磁極部を備えたマグネットを有する特許文献1に開示されたアクチュエータは、磁極部の磁束の漏れについて十分に考慮がされておらず、外部への拡散が多くなり、他軸移動方向の位置検出手段へ影響し、補正レンズ或いは撮像素子の位置検出精度や位置制御精度が低下する恐れがあることが判明した。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成を有しながらもブレ補正制御を精度良く確保できるアクチュエータ、ブレ補正装置、レンズユニット、及び撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のブレ補正装置は、光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置であって、
固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた少なくとも片面に３極以上の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することを特徴とする。
【０００９】
片面に3極以上の磁極部を持つ前記第1のマグネットでは、中央の磁極部（中央磁極部）と、両端の磁極部（端側磁極部）が存在し、各磁極部の総磁束量の和が略一致しない場合、磁石の外部へ磁束が漏れやすくなってしまうため、漏れた磁束が前記第2位置検出手段に影響し、補正レンズ或いは撮像素子の位置検出精度や位置制御精度が低下する恐れがあることが判明した。本発明によれば、前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とを略一致させることで、前記第1のマグネット内での磁場のバランスがとれ、外部への磁束の漏れを低減させることができ、他軸側となる第２の方向における相対位置を検出する第２位置検出手段への影響を抑制することができ、補正レンズ或いは撮像素子の位置検出精度や位置制御精度を低減する恐れの低いブレ補正装置を提供できる。
【００１０】
請求項２に記載のブレ補正装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１のマグネットの片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８倍より大きく１．２倍より小さいことを特徴とする。
【００１１】
全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とを完全一致させる必要はなく、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８倍より大きく１．２倍より小さくすることで、十分に磁束の漏れを低減することができるため、前記第２位置検出手段への影響を抑制できる。
【００１２】
請求項３に記載のブレ補正装置は、請求項２に記載の発明において、前記第１のマグネットの片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８５倍以上、１．１５倍以下であることを特徴とする。
【００１３】
全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８５以上１．１５以下にすることで、より効果的に前記第２位置検出手段への影響を抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載のブレ補正装置は、光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置であって、
固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、前記第１の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた片面に３極の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットは、前記第１の方向に沿って、中央に配置された中央磁極部と、その両側に配置され前記中央磁極部とは極性が異なる端側磁極部とを有し、前記中央磁極部の前記第１の方向における幅が、前記端側磁極部の前記第１の方向における幅の和の０．７５倍より大きく１．７５倍より小さいことを特徴とする。
【００１５】
前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とを近づける為には、前記第１の方向における中央磁極部の幅と、その両側の端側磁極部の幅とが１対１では足らず、中央磁極部の幅をより広げる必要がある。これは、中央磁極部に比べて、端側磁極部の磁束が、側面より裏側へ回りこみやすいためであり、単純に１対１にするこのではなく中央磁極部の幅を端側磁極部より広げることで、磁束の回り込みを好適に防ぐことができる。より具体的には、前記中央磁極部の前記第１の方向における幅を、前記端側磁極部の前記第１の方向における幅の和の０．７５倍より大きく１．７５倍より小さくすることで、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とを略一致させることができ、前記第２位置検出手段への影響を抑制できる。
【００１６】
請求項５に記載のブレ補正装置は、請求項４に記載の発明において、前記中央磁極部の前記第１の方向における幅が、前記端側磁極部の前記第１の方向における幅の和の０．８倍以上、１．６５倍以下であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、より効果的に前記第２位置検出手段への影響を抑制できる。
【００１８】
請求項６に記載のブレ補正装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第２駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第２のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた第２のマグネットとを有し、前記第２のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第２位置検出手段は、前記第２のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第２の方向における相対位置を検出することを特徴とする。
【００１９】
これにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向と前記第２の方向とに移動可能となり、且つ前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれの相対位置を検出できる。
【００２０】
請求項７に記載のブレ補正装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記移動枠を前記光軸に略平行な軸線回りに回動可能に案内する回動ガイド機構と、前記回動ガイド機構の前記軸線に交差する直進方向に移動可能に案内する直進ガイド機構とを有し、前記第１の方向は前記直進方向であり、前記第２の方向は前記軸線回りの回動方向であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向と前記第２の方向とに移動可能となり、且つ前記第１の方向と前記第２の方向の相対位置を検出できる。
【００２２】
請求項８に記載のブレ補正装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１のマグネットと前記第２のマグネットは、間にヨークを介し、光軸方向から見た際に、少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
このように前記第１のマグネットと前記第２のマグネットを配置することで、コンパクトなブレ補正装置を提供することができる。また、前記第１のマグネットの磁場により前記第２位置検出手段に悪影響が及ぶ恐れが高まるが、本発明によれば、第2位置検出手段への影響を低減できるため、好適に用いることが可能である。
【００２４】
請求項９に記載のブレ補正装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとヨークが前記移動枠に固定され、前記第１のコイルと前記第２のコイルが固定枠に固定されていることを特徴とする。
【００２５】
コイルを前記移動枠に搭載する場合に比べ、配線の取り回しなどが容易になり設計の自由度がより確保でき、また、ヨークの共有化もできるため好ましい。
【００２６】
前記第１のマグネットの片面の磁極部において、1対のN極とS極の磁極から発生する磁場を、前記第１位置検出手段にて検出し、前記固定枠に対する前記移動枠の位置を検出することに使用し、前記1対とは異なるもう1対のN極とS極の磁極の磁場を前記移動枠の駆動に使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のブレ補正装置。
【００２７】
上記構成とすることにより、第１位置検出手段と、移動枠の駆動に用いるコイルとを第１駆動部の移動方向に配置することができるため、１軸方向に薄くする場合に好適に用いることができる。また、前記第１のマグネットの片面の磁極部が３極の場合は、3極の磁極の内、中央の磁極を位置検出用と、駆動用でそれぞれ共有することで、手振れ補正装置の小型化を図ることができる。
【００２８】
請求項１１に記載のレンズユニットは、請求項１〜１０のいずれかに記載のブレ補正装置と、前記固体撮像素子に被写体光を導く複数のレンズを備えた光学系と、前記複数のレンズを保持する鏡胴とを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項１２に記載のレンズユニットは、請求項１１に記載の発明において、前記光学系は、光路を折り曲げる反射部材を含む屈曲型の光学系であることを特徴とする。
【００３０】
光路を反射部材によって折り曲げた光学系、いわゆる屈曲光学系を備えることで撮像装置を薄形化できるが、それによりブレ補正装置を設置するスペースに制約が生じる。本発明によれば、少なくとも片面に３極以上の磁極部を持つ第１のマグネットを用いることで厚み方向が限られたスペース内でのブレ補正装置の実現が可能となるため、このような撮像装置に好適に用いられる。
【００３１】
請求項１３に記載の撮像装置は、請求項１１または１２に記載のレンズユニットと、前記固体撮像素子とを有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１４に記載のアクチュエータは、光軸に対して略直交した面内で互いに異なる第１の方向と第２の方向に、レンズ又は固体撮像素子を保持した移動枠を駆動することによって撮像時のブレの補正を行うブレ補正装置に用いるアクチュエータであって、
前記ブレ補正装置は、固定枠と、前記固定枠に対して相対移動可能な移動枠と、前記第１の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第１位置検出手段と、前記第２の方向における前記移動枠の前記固定枠に対する相対位置を検出する第２位置検出手段と、を有しており、
前記第1位置検出手段により検出された位置に基づいて前記第1の方向における前記移動枠の移動量を決定することが可能となっており、  前記アクチュエータは、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に移動させる第１駆動部と、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第２の方向に移動させる第２駆動部と、を備え、
前記第１駆動部は、前記固定枠と前記移動枠の一方に設けられた第１のコイルと、前記固定枠と前記移動枠の他方に設けられた少なくとも片面に３極以上の磁極部を持つ第１のマグネットとを有し、前記第１のコイルに電圧を印加することにより、前記固定枠に対して前記移動枠を前記第１の方向に相対移動させることが可能となっており、
前記第１位置検出手段は、前記第１のマグネットから発生する磁場を検出することで前記固定枠に対する前記移動枠の前記第１の方向における相対位置を検出し、
前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、前記第１のマグネットの前記片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とを略一致させることで、マグネット内での磁場のバランスがとれ、外部への磁束の漏れを低減させることができ、他軸側となる第２の方向における相対位置を検出する第２位置検出手段への影響を抑制することができる。
【００３４】
「総磁束量」とは、マグネットの磁極部から発生する磁束の総量をいう。同極の磁極部が複数ある場合、各磁極部の磁束量を合計したものである。総磁束量は、サーチコイルとフラックスメータを用いたフラックス測定により測定が可能である。
【００３５】
なお、ブレ補正装置にレンズを設ける場合、単一のレンズでも複数のレンズでも良い。更に、固定枠や移動枠は単一部品でも複数の部品を組み合わせたものでも良い。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、コンパクトな構成を有しながらもブレ補正制御を精度良く確保できるアクチュエータ、ブレ補正装置、レンズユニット、及び撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態の撮像装置１０の正面側斜視図である。
【図２】本実施の形態の撮像装置１０の背面側斜視図である。
【図３】撮像装置１０からレンズユニット５０を取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】図３の構成をIV-IV線を含む面で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】ブレ補正装置１００の斜視図である。
【図６】図５の構成をVI-VI線を含む面で切断して矢印方向に見た図である。
【図７】図６の構成をVII-VII線を含む面で切断して矢印方向に見た図である。
【図８】ホルダ１０１の斜視図である。
【図９】固定枠１００の斜視図である。
【図１０】ホルダ１０１から取り外したマグネットＭＧ１の斜視図である。
【図１１】比較例１にかかるマグネットＭＧ１及びヨークＹＫ１のｒ方向断面図である。
【図１２】比較例２にかかるマグネットＭＧ１及びヨークＹＫ１のｒ方向断面図である。
【図１３】実施例にかかるマグネットＭＧ１及びヨークＹＫ１のｒ方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施の形態にかかる撮像装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるデジタルスチルカメラである撮像装置１０の正面側斜視図であり、図２は、本実施の形態の撮像装置１０の背面側斜視図である。
【００３９】
デジタルスチルカメラである撮像装置１０は、外装を構成する筐体１２を有している。
筐体１２は、図１、２に示すように、前後方向の厚さと、厚さよりも大きい寸法の上下方向の高さと、高さよりも大きい寸法の左右方向の幅を有し、扁平な薄い矩形板状に形成されている。
【００４０】
図１に示すように、筐体１２の前面上部の右側部寄りの箇所には開口１２ａが設けられ、後述する撮像レンズ系の第１レンズ群が、開口１２ａを介して前方に臨んで設けられている。又、開口１２ａを遮蔽可能なカバー部材１４が前面に設けられている。
【００４１】
図２に示すように、筐体１２の背面に、撮像した映像（画像データ）を表示すると共に、撮像や再生にまつわる種々の設定操作などを行うための操作画面あるいはメニュー画面などを表示するディスプレイ３２が設けられている。ディスプレイ３２によって表示部が構成されている。ディスプレイ３２としては、液晶表示装置あるいは有機ＥＬ表示装置など従来公知の表示装置が採用可能である。
【００４２】
筐体１２の上面には、レリーズボタン３４，電源スイッチ３６が設けられている。筐体１２の後面の右側部には、撮像レンズ系のズーム率を望遠側（テレ側）あるいは広角側（ワイド側）に調整するためのズーム操作スイッチ３８と、撮像モード、再生モードの切替など種々の操作、あるいは、ディスプレイ３２に表示されたメニュー画面の選択項目の選択操作、設定項目の設定操作などを行う複数の操作スイッチ４０が設けられている。
【００４３】
図３は、撮像装置１０からレンズユニット５０を取り外した状態を示す斜視図である。図４は、図３の構成をIV-IV線を含む面で切断して矢印方向に見た図である。
【００４４】
図３に示すように、レンズユニット５０は、全体的に直方体状であって、互いに連結された鏡胴５１とブレ補正装置５２とを有している。
【００４５】
図４において、レンズユニット５０は、屈曲系の撮像レンズ系ＯＳを有する。撮像レンズ系ＯＳは、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４と、第５レンズ群Ｌ５および、不図示のIRカットフィルタからなる。又、図示していないが、レンズユニット５０の下方には固定枠１００を介して撮像素子が設けられている。
【００４６】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、凹レンズＬ１ａと、撮像レンズ系の光軸を折り曲げる反射部材としてのプリズムＰＺと、凸レンズＬ１ｂとからなり、これらは鏡胴５１に取り付けられている。
【００４７】
第２レンズ群Ｌ２は、変倍用のレンズ群であり、物体側から順に並んだ、凹レンズＬ２ａ、凹レンズＬ２ｂ、凸レンズＬ２ｃが一体でホルダＨＬＤ１に取り付けられ、鏡胴５１に対して光軸方向に移動するようになっている。
【００４８】
第３レンズ群Ｌ３は１枚の凸レンズからなり、鏡胴５１に取り付けられている。第４レンズ群Ｌ４は、変倍及び合焦用のレンズ群であり、物体側から順に並んだ、凹レンズＬ４ａ、凸レンズＬ４ｂが一体でホルダＨＬＤ２に取り付けられ、鏡胴５１に対して光軸方向に移動するようになっている。
【００４９】
第５レンズ群Ｌ５は、物体側から順に、鏡胴５１に保持された凹レンズＬ５ａ、ホルダ１０１（移動枠）に保持された凸レンズＬ５ｂと、固定枠１００に保持された凹レンズＬ５ｃとからなる。
【００５０】
本実施の形態のブレ補正装置５２について説明する。図５は、ブレ補正装置５２の斜視図であり、図６は、図５の構成をVI-VI線を含む面で切断して矢印方向に見た図であり、図７は、図６の構成をVII-VII線を含む面で切断して矢印方向に見た図であり、図８は、ホルダ１０１の斜視図である。図９は、固定枠１００の斜視図である。図１０は、ホルダ１０１から取り外したマグネットＭＧ１の斜視図であり、一部模式化して示している。
【００５１】
図６、８において、ブレ補正装置５２に収容されるホルダ１０１は、凸レンズＬ５ｂの光軸直交方向に延在する細長い板状であり、一端側に凸レンズＬ５ｂを保持し、他端側に板状のヨークＹＫ１，ＹＫ２を積層して保持している。物体側のヨークＹＫ１に隣接して直進方向駆動用のマグネットＭＧ１がホルダ１０１に取り付けられている。マグネットＭＧ１の上方には、外部から給電される直進方向駆動用のコイルＣＬ１と、直進方向位置検出用のセンサ(ホール素子)Ｓ１が固定枠１００に取り付けられている。マグネットＭＧ１,ヨークＹＫ１，ＹＫ２，コイルＣＬ１により第１駆動部を構成する。
【００５２】
マグネットＭＧ１について説明する。上方が物体側、下方が像側である図１０において、マグネットＭＧ１は、片面3極に着磁されている。具体的には、マグネットＭＧ１は、３つの磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃ（像側から見てＮ極，Ｓ極、Ｎ極の配置、但しＳ極、Ｎ極，Ｓ極の配置でも良い）が、回転軸５３の軸ＡＸに直交する方向（ｒ方向）に沿って並んで設けられている。磁極部ＭＧ１ａとＭＧ１ｂとの間には、極性を持たない未着磁部ＭＧ１ｄが形成され、磁極部ＭＧ１ｂとＭＧ１ｃとの間には、極性を持たない未着磁部ＭＧ１ｅが形成され、それぞれ平行軸ＡＸの同心円の接線方向に延在している。ここで、ｒ方向に沿った磁極部ＭＧ１ａの幅をＡ、磁極部ＭＧ１ｂの幅をＢ、磁極部ＭＧ１ｃの幅をＣとしたときに、以下の式を見たす。
０．７５＜（Ａ＋Ｃ）／Ｂ＜１．７５      （１）
又、より好ましくは以下の式を満たすことである。
０．８≦（Ａ＋Ｃ）／Ｂ≦１．６５      （１’）
【００５３】
コイルＣＬ１は、図６に示すように、マグネットＭＧ１の物体側で、磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂに跨がるようにして未着磁部ＭＧ１ｄが中央に来るように配置され、第１位置検出手段であるセンサＳ１は、マグネットＭＧ１の物体側で、磁極部ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃに跨がるようにして未着磁部ＭＧ１ｅが中央に来るように配置されている。
【００５４】
図６では見えないが、撮像素子側のヨークＹＫ２に隣接して回転方向駆動用のマグネットＭＧ２（図７参照）がホルダ１０１に取り付けられている。マグネットＭＧ２の下方には、外部から給電される回転方向駆動用のコイルＣＬ２と、回転方向位置検出用のセンサ(ホール素子)Ｓ２が固定枠１００に取り付けられている。マグネットＭＧ２,ヨークＹＫ１，ＹＫ２，コイルＣＬ２により第２駆動部を構成する。
【００５５】
図７の断面において、コイルＣＬ２は、マグネットＭＧ２の像側で、その両極に跨がるようにして配置されている。マグネットＭＧ１とマグネットＭＧ２とは、光軸方向に重ねて配置されている。図６に示すように、第２位置検出手段であるセンサＳ２は、マグネットＭＧ２の像側で、コイルＣＬ２に隣接し、且つマグネットＭＧ１とマグネットＭＧ２とに重なる位置に配置されている。
【００５６】
図６において、ホルダ１０１の両端面には、図６の左右方向に延在するスリット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１dが形成されている（図８参照）。直進ガイド機構を構成するスリット１０１ｄ内には、固定枠１００から垂直方向（光軸に略平行な方向）に延在する回転軸５３が係合している。これにより、ホルダ１０１は、回転ガイド機構を構成する回転軸５３に対して長孔１０１dの延在方向に移動可能であり、且つ回転軸５３の回転軸線ＡＸ（図５参照）回りに回転可能となっている。
【００５７】
図９に示すように、固定枠１００の対向する側壁には、孔１００ａ、１００ｂ（隠れて見えないが１００ａに対向する）、１００ｃ、１００ｄが形成されており、ここにピン５４、５５、５６（図５）が平行に挿通されている。ピン５４は、固定枠１００を貫いて延在し、ホルダ１０１のスリット１０１ａに係合している。ピン５５およびピン５６は、それぞれ固定枠１００の両側壁から内方に向かって延在しており、ピン５５の先端は、ホルダ１０１のスリット１０１bに係合し、ピン５６の先端は、ホルダ１０１のスリット１０１cに係合している。そのような構成により、ホルダ１０１は、ピン５４，５５，５６により光軸に直行する面内で、摺動可能に保持されている。
【００５８】
ブレ補正装置５２の動作を説明する。撮像装置に設けた加速度センサ等により像ブレが生じることを検知したときは、凸レンズＬ５ｂとともにホルダ１０１を移動させることで、ブレ補正を行う。具体的には、凸レンズＬ５ｂを回転方向に駆動させようとする場合、回転方向駆動用のコイルＣＬ２に通電することで、マグネットＭＧ２に対して磁力が付与され、図５において、ピン５４，５５，５６に案内されたホルダ１０１と共に凸レンズＬ５ｂが回転軸５３の回転軸線ＡＸ回り（第２の方向としてのθ方向）に回動し、その位置はマグネットＭＧ２の磁場をホール素子Ｓ２で検出して求められ、フィードバック制御が行われる。
【００５９】
一方、凸レンズＬ５ｂを直進方向に駆動させようとする場合、直進方向駆動用のコイルＣＬ１に通電することで、マグネットＭＧ１に対して磁力が付与され、図５において、ピン５４，５５，５６に案内されたホルダ１０１と共に凸レンズＬ５ｂが回転軸５３の軸ＡＸに直交する方向（第１の方向としてのｒ方向）に移動し、その位置はマグネットＭＧ１の磁場をホール素子Ｓ１で検出して求められ、フィードバック制御が行われる。これにより凸レンズＬ５ｂは、撮像素子に対して光軸直交方向の任意の位置にシフト可能となる。ここで、マグネットＭＧ１の片面の磁極部において、1対のN極とS極の磁極ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃから発生する磁場を、ホール素子Ｓ１にて検出し、固定枠に対する移動枠の位置を検出することに使用し、前記1対とは異なるもう1対のN極とS極の磁極ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂの磁場を移動枠の駆動に使用するように、機能を分担する。
【００６０】
ここで、ホルダ１０１の精度良い位置制御を実現するために、マグネットＭＧ１の磁場の影響がセンサＳ２に及ぶことを抑制したい。そこで本実施の形態では、マグネットＭＧ１のヨークＹＫ１に対向する面において、マグネットの大きさや磁力などを調整することで全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８倍より大きく１．２倍より小さくなるようにする。より好ましくは、マグネットＭＧ１において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和の０．８５倍より大きく１．１５倍より小さくなるようにする。すなわち、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和が、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和と略等しくなるようにする。これにより、マグネットＭＧ１の外部へ漏れ出る磁束の量を低下させることができるので、マグネットＭＧ１の磁場の影響がセンサＳ２に及ぶことを抑制でき、位置検出精度や位置制御精度の悪化を防ぐことができる。
【００６１】
以下、本発明者らが行ったシミュレーション結果について説明する。図１１〜１３は、仕様をそれぞれ変えたマグネットＭＧ１及びヨークＹＫ１のｒ方向断面図であって、発生した磁束とともに示す図である。ここで、マグネットＭＧ１の磁極部ＭＧ１ａのｒ方向（左右方向）における幅をＡ，磁極部ＭＧ１ｂのｒ方向（左右方向）における幅をＢ，磁極部ＭＧ１ｃのｒ方向（左右方向）における幅をＣとする。
【００６２】
図１１に示す仕様のマグネットＭＧ１では、Ａ＝Ｂ＝Ｃであるから、（Ａ＋Ｃ）／Ｂ＝２となって、（１）式の上限を超えている。図１１に示すように、両端の磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｃの外側へ漏れ出る磁束量が増大し、ヨークＹＫ１の下方にまで回り込んでしまい、センサＳ２へ悪影響がおよび、位置検出精度や位置制御精度の悪化を招く恐れがある。
【００６３】
また、図１２に示す仕様のマグネットＭＧ１では、（Ａ＋Ｃ）／Ｂ＝０．５となって、（１）式の下限を越えている。図１２に示すように、中央の磁極部ＭＧ１ｂの上面（Ｎ極）から発生した磁束量が多くなり、両端の磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｃの上面（Ｓ極）で吸収しきれず、ヨークＹＫ１の下方にまで回り込んでしまい、センサＳ２へ悪影響がおよび、位置検出精度や位置制御精度の悪化を招く恐れがある
【００６４】
これに対し、図１３に示す仕様のマグネットＭＧ１では、（Ａ＋Ｃ）／Ｂ＝１．０となって、（１）式を満たしている。これにより、Ｎ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致することとなる。よって、図１３に示すように、中央の磁極部ＭＧ１ｂの上面（Ｎ極）から発生した磁束と、両端の磁極部ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｃの上面（Ｓ極）への磁束のバランスがとれており、ヨークＹＫ１の下方における磁束の量が大きく低下するので、センサＳ２に悪影響がおよびことを回避でき、位置検出精度や位置制御精度の悪化を防ぐことができる。
【００６５】
なお、マグネットＭＧ１が縦横、厚み寸法が一定の矩形板状であることを想定して、磁極部の幅方向の値を規定したが、マグネットＭＧ１の形状が異なる場合には、磁極部の寸法は、（１）又は（１'）式の範囲を超える場合もありえる。しかしながら、そのようなマグネットにおいても、その片面において、全てのＮ極の磁極部から発生する総磁束量の和と、全てのＳ極の磁極部から発生する総磁束量の和とが略一致する場合には、本発明の範囲内であると理解するべきである。
【００６６】
本発明は以上述べた実施の形態に限られない。例えば、ホルダ１０１に固体撮像素子を搭載して光軸に直交する２方向に移動させても良い。又、マグネットＭＧ２の片面に３極以上の磁極部を設けても良い。又、マグネットを駆動させるムービングマグネット型ではなくコイルを駆動させるムービングコイル型のブレ補正装置としてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０            撮像装置
１２            筐体
１２ａ            開口
１４            カバー部材
３２            ディスプレイ
３４            レリーズボタン
３６            電源スイッチ
３８            ズーム操作スイッチ
４０            操作スイッチ
５０            レンズユニット
５１            鏡胴
５２            ブレ補正装置
５３            回転軸
５４，５５，５６  ピン
１００            固定枠
１００a       孔
１００b       孔
１００c       孔
１００d       孔
１０１            ホルダ
１０１ａ          スリット
１０１ｂ          スリット
１０１ｃ          スリット
１０１ｄ          スリット
ＡＸ            回転軸線
ＣＬ１            コイル
ＣＬ２            コイル
ＨＬＤ１          ホルダ
ＨＬＤ２          ホルダ
Ｌ１〜Ｌ５        レンズ群
ＭＧ１            マグネット
ＭＧ２            マグネット
ＰＺ            プリズム
Ｓ１            センサ（ホール素子）
Ｓ２            センサ（ホール素子）
ＹＫ１            ヨーク
ＹＫ２            ヨーク
【図１】
2015158549.tif 000003
【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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