(57)【要約】【課題】像振れ防止制御の精度を低下させることなく、非像振れ防止制御時において広い範囲に可動部が移動されるように制御することができるアクチュエータを提供する。【解決手段】本発明は、撮像用レンズ（１６）を移動させ像振れを防止するアクチュエータ（１０）であって、固定部（１２）と、可動部（１４）と、可動部を支持する可動部支持手段（１８）と、可動部を移動させるための駆動手段と、可動部の位置を検出する位置検出手段（２４）と、位置信号を所定の倍率に変換する信号処理手段（４６）と、変換された位置信号をデジタル信号に変換する位置用Ａ／Ｄ変換器（４８）と、生成されたデジタル信号に基づいて駆動手段を制御して、可動部を移動させる制御手段（３６）と、を有し、信号処理手段は、可動部が並進移動される像振れ防止制御時と、可動部が回転移動される回転制御時で、位置信号を異なる倍率に変換することを特徴としている。【選択図】図９
2008287158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用レンズをその光軸に直交する平面内で並進移動させ、像振れを防止するためのアクチュエータであって、
固定部と、
上記撮像用レンズが取り付けられた可動部と、
この可動部を、上記固定部に対して平行な平面上で移動できるように支持する可動部支持手段と、
上記可動部を上記固定部に対して並進移動及び回転移動させるための駆動手段と、
上記可動部の位置を検出する位置検出手段と、
この位置検出手段から出力された位置信号を所定の倍率に変換する信号処理手段と、
この信号処理手段によって変換された位置信号をデジタル信号に変換する位置用Ａ／Ｄ変換器と、
この位置用Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル信号に基づいて上記駆動手段を制御して、上記可動部を移動させる制御手段と、を有し、
上記信号処理手段は、上記可動部が並進移動される像振れ防止制御時と、上記可動部が回転移動される回転制御時で、位置信号を異なる倍率に変換することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
上記位置検出手段は、上記撮像用レンズの光軸を中心とする円のほぼ円周方向の変位を検出する複数のセンサである請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
上記駆動手段は、上記固定部又は上記可動部の何れか一方に取り付けられた駆動用コイルと、上記固定部又は上記可動部の他方に取り付けられた駆動用磁石と、を有し、上記位置検出手段は、上記駆動用磁石の磁気を検出する磁気センサを有する請求項１又は２記載のアクチュエータ。
【請求項４】
上記制御手段は、上記可動部を回転移動させることにより、上記可動部が係止される係止位置に上記可動部を移動させる請求項１乃至３の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
上記制御手段は、上記可動部を回転移動させることにより、上記可動部が機械的に位置決めされる位置決め位置に上記可動部を移動させる請求項１乃至３の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に収容された複数の撮像用レンズと、
これら撮像用レンズの一部を上記可動部に取り付けた請求項１乃至５の何れか１項に記載のアクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項７】
カメラ本体と、
請求項６記載のレンズユニットと、
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、カメラに関し、特に、撮像用レンズをその光軸に直交する平面内で並進移動させ、像振れを防止するためのアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−１１９２４９号公報（特許文献１）には、アクチュエータが記載されている。このアクチュエータは、可動部に像振れ補正用のレンズが取り付けられており、可動部を並進移動させることにより、合焦される像の振れを補正している。また、像振れ補正を実行せず、像振れ補正用のレンズを係止する必要がある場合には、可動部を、像振れ補正用のレンズ光軸を中心に回動させ、可動部と、その周囲に設けられた係止用の受部とを係合させ、係止している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２００６−１１９２４９号公報記載のアクチュエータは、可動部自体が回転され、係止位置に移動されるので、可動部を係止するためのロックリング等を設ける必要がなく、ロックリング等を駆動するための特別な駆動手段も必要としないという利点を有する。しかしながら、上記公報記載のアクチュエータでは、可動部を係止位置に移動させる場合には、像振れを防止するために移動させる場合よりも非常に大きく可動部を移動させなければならないという問題がある。即ち、係止位置において可動部と係合される係止用の受部は、像振れ防止制御中に可動部と干渉することがないように、可動部の像振れ防止制御における移動範囲から大きく外れた位置に設ける必要がある。
【０００５】
このため、可動部が係止位置まで移動されるように制御するには、像振れ防止制御時よりも非常に広い範囲で可動部の位置を検出し、検出された位置に基づいて可動部を駆動する必要がある。特に、位置センサによって検出された位置信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換して、その後の制御演算を実行する場合には、Ａ／Ｄ変換器に入力することができる信号の範囲を、係止位置に対応した信号の範囲まで広く設定しておく必要がある。
【０００６】
ここで、Ａ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル信号のビット数を一定とした場合、入力されるアナログ信号の範囲を広く設定するほどＡ／Ｄ変換の分解能が低下し、制御の精度が低下するという問題がある。また、Ａ／Ｄ変換される信号の範囲のうち、像振れ防止制御において使用される領域以外の部分は、係止位置への移動時以外は使用されないため、無駄になっているという問題がある。
【０００７】
また、可動部の並進移動可能な範囲は、アクチュエータの機械的な構成上の制約が多いため、その範囲を拡張することは一般に困難である。一方、可動部の回転移動可能な範囲は、機械的な構成上の制約が少ないにも関わらず、位置センサによる位置検出可能範囲の制約により、その拡張が困難なものとなっている。
【０００８】
従って、本発明は、像振れ防止制御の精度を低下させることなく、非像振れ防止制御時において広い範囲に可動部が移動されるように制御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、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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、撮像用レンズをその光軸に直交する平面内で並進移動させ、像振れを防止するためのアクチュエータであって、固定部と、撮像用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部を、固定部に対して平行な平面上で移動できるように支持する可動部支持手段と、可動部を固定部に対して並進移動及び回転移動させるための駆動手段と、可動部の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段から出力された位置信号を所定の倍率に変換する信号処理手段と、この信号処理手段によって変換された位置信号をデジタル信号に変換する位置用Ａ／Ｄ変換器と、この位置用Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル信号に基づいて駆動手段を制御して、可動部を移動させる制御手段と、を有し、信号処理手段は、可動部が並進移動される像振れ防止制御時と、可動部が回転移動される回転制御時で、位置信号を異なる倍率に変換することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明においては、撮像用レンズが取り付けられた可動部が、可動部支持手段によって、固定部に対して平行な平面上で移動できるように支持される。位置検出手段によって検出された可動部の位置は、位置信号を所定の倍率に変換する信号処理手段を介して位置用Ａ／Ｄ変換器に入力される。制御手段は、位置用Ａ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル信号に基づいて駆動手段を制御して、可動部を移動させる。信号処理手段は、可動部が並進移動される像振れ防止制御時と、可動部が回転移動される回転制御時で、位置信号を異なる倍率に変換して位置用Ａ／Ｄ変換器に入力する。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、信号処理手段が像振れ防止制御時と回転制御時で位置信号を異なる倍率に変換するので、像振れ防止制御と回転制御で位置信号のレベルが異なる場合であっても、同程度のレベルの信号を位置用Ａ／Ｄ変換器に入力することができる。これにより、像振れ防止制御の精度を低下させることなく、非像振れ防止制御時において広い範囲に可動部が移動されるように制御することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、位置検出手段は、撮像用レンズの光軸を中心とする円のほぼ円周方向の変位を検出する複数のセンサである。
このように構成された本発明によれば、各センサの出力により可動部の回転移動を検出することができると共に、各センサの出力を組み合わせて演算することにより可動部の並進移動を検出することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、駆動手段は、固定部又は可動部の何れか一方に取り付けられた駆動用コイルと、固定部又は可動部の他方に取り付けられた駆動用磁石と、を有し、位置検出手段は、駆動用磁石の磁気を検出する磁気センサを有する。
【００１４】
このように構成された本発明によれば、駆動用磁石を位置検出にも利用することができるので、アクチュエータの構成を簡単にすることができると共に、アクチュエータを小型化することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、制御手段は、可動部を回転移動させることにより、可動部が係止される係止位置に可動部を移動させる。
このように構成された本発明によれば、回転移動により可動部が係止されるので、可動部を係止位置に移動させる際、合焦される画像が大きく振れるのを防止することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、制御手段は、可動部を回転移動させることにより、可動部が機械的に位置決めされる位置決め位置に可動部を移動させる。
このように構成された本発明によれば、回転移動により可動部が位置決め位置に移動されるので、可動部を位置決めする際、合焦される画像が大きく振れるのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明のレンズユニットは、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に収容された複数の撮像用レンズと、これら撮像用レンズの一部を可動部に取り付けた本発明のアクチュエータと、を有することを特徴としている。
また、本発明のカメラは、カメラ本体と、本発明のレンズユニットと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、像振れ防止制御の精度を低下させることなく、非像振れ防止制御時において、広い範囲に可動部が移動されるように制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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１５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。
【００２０】
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、撮像用レンズのうちの像振れ補正用レンズ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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を作動させて像振れ補正用レンズ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、像振れ補正用レンズ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。
【００２３】
次に、図２乃至図５を参照して、アクチュエータ１０の構成を説明する。図２は、移動枠が像振れ防止制御の位置にあるアクチュエータ１０の正面図であり、センサ基板を取り外した状態を示している。また、図３は、移動枠が係止位置にあるアクチュエータ１０の正面図である。さらに、図４は図３のIV−IV線側面断面図であり、図５（ａ）は図２のV−V線側面断面図である。また、図５（ｂ）は、駆動用磁石の着磁の状態を示す斜視図である。
【００２４】
図２乃至図５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部である固定枠１２と、この固定枠１２に対して移動可能に支持された可動部である移動枠１４と、この移動枠１４を支持する可動部支持手段である３つのスチールボール１８（図４）と、を有する。さらに、アクチュエータ１０は、固定枠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２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、を有する。
【００２５】
また、図５（ａ）に示すように、アクチュエータ１０は、各駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃの磁力によって移動枠１４を固定枠１２に吸着させるために、固定枠１２に取り付けられたコイルヨーク２６と、駆動用磁石の磁力を固定枠１２の方に効果的に差し向けるように、駆動用磁石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、図４に示すように、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２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、移動枠１４を、固定枠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。
【００２６】
さらに、図５（ａ）に示すように、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの巻線の内側には、磁気センサであるホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されている（図５には２４ａのみ図示）。各ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、これらと夫々向き合うように配置されている各駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃの磁気を検出して、固定枠１２に対する移動枠１４の位置を検出するように構成されている。即ち、各ホール素子は、各駆動用磁石の、撮像用レンズの光軸を中心とする円のほぼ円周方向の変位を検出するセンサとして機能する。これらのホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、位置検出手段を構成する。
【００２７】
また、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、ホール素子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コントローラ３６を有する。コントローラ３６の詳細については後述する。
【００２８】
アクチュエータ１０は、移動枠１４を、レンズ鏡筒６に固定された固定枠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に取り付けられた像振れ補正用レンズ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。
【００２９】
固定枠１２は、外周に縁を設けた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、２０ｃは、駆動用コイル２０ａに対して中心角１２０゜ずつ間隔を隔てて配置されている。即ち、駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、光軸を中心とする円周上に等間隔に配置されている。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。
【００３０】
移動枠１４は、概ねドーナツ板状の形状を有し、固定枠１２の中に、固定枠１２の縁に取り囲まれるように配置されている。移動枠１４の中央の開口には、像振れ補正用レンズ１６が取り付けられている。また、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２２ａ、２２ｂ、２２ｃ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、駆動用磁石の裏側、即ち、各駆動用コイルの反対側には、各駆動用磁石の磁束が、固定枠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。
【００３１】
また、固定枠１２の各駆動用コイルの裏側、即ち、移動枠１４の反対側には、長方形のコイルヨーク２６が夫々取り付けられている。移動枠１４は、各駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃが、それに対応して取り付けられたコイルヨーク２６に及ぼす磁力によって、固定枠１２に吸着される。本実施形態においては、駆動用磁石の磁力線が、コイルヨーク２６に効率良く到達するように、固定枠１２を非磁性材料で構成している。
【００３２】
次に、図５を参照して、駆動用磁石が及ぼす磁力について説明する。駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、バックヨーク２８及びコイルヨーク２６は、夫々長方形の形状を有しており、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、２０ｂ、２０ｃ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、各駆動用磁石は、その磁極の境界線である着磁境界線Ｃが、各駆動用磁石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。
【００３３】
これにより、駆動用磁石２２ａ、バックヨーク２８及びコイルヨーク２６は、磁気回路を構成し、図５（ａ）に矢印で示す磁力線が形成される。駆動用磁石２２ａは、対応する駆動用コイル２０ａ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、同様の位置関係で対応する駆動用磁石２２ｂ、２２ｃ、バックヨーク２８及びコイルヨーク２６が配置されている。
【００３４】
なお、本明細書において、着磁境界線Ｃとは、駆動用磁石の両端が夫々Ｓ極、Ｎ極となるように着磁されているとき、その着磁されている磁極の境界線を言うものとする。従って、本実施形態においては、着磁境界線Ｃは、長方形の駆動用磁石の各長辺の中点を通るように位置する。また、図５（ｂ）に示すように、駆動用磁石２２ａは、その厚さ方向にも極性が変化しており、図５（ｂ）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。
【００３５】
次に、図５及び図６を参照して、各駆動用磁石が受ける駆動力を説明する。図６（ａ）は、駆動用コイルと駆動用磁石の相対位置と、駆動用磁石が受ける駆動力との関係を上段に、相対位置とホール素子２４ａの出力との関係を下段に示すグラフであり、図６（ｂ）乃至（ｅ）は、グラフ中のｂ乃至ｅ点における駆動用コイルと駆動用磁石の相対位置を示している。
【００３６】
まず、図５（ａ）に示すように、駆動用磁石２２ａの第１磁石部２２ａ１である右半部は、駆動用コイル２０ａの第１巻線部２０ａ１である右端部に、図５（ａ）において上方から下方に向かう磁力線を及ぼす。同様に、駆動用磁石２２ａの第２磁石部２２ａ２である左半部は、駆動用コイル２０ａの第２巻線部２０ａ２である左端部に、図５（ａ）において下方から上方に向かう磁力線を及ぼす。
【００３７】
一方、図６（ｂ）に矢印で示す方向の電流が駆動用コイル２０ａに流れると、駆動用コイル２０ａの第１巻線部２０ａ１には図５（ａ）の奥から手前側に向かって電流が流れ、第２巻線部２０ａ２には図５（ａ）の手前側から奥に向かって電流が流れる。駆動用磁石２２ａによって形成された磁界中において、このような電流が流れると、駆動用磁石２２ａを図５（ａ）における右方向に移動させる駆動力が発生する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、この駆動力は、駆動用磁石２２ａ及び駆動用コイル２０ａが図６（ｂ）に示す位置関係にある時、即ち、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃが駆動用コイル２０ａの中心に位置するとき最大になる。また、駆動力は、最大の位置から駆動用磁石２２ａが右又は左にずれるに従って減少する。さらに、駆動用磁石２２ａが図６（ｃ）に示す位置（図６（ａ）におけるｃ点）では駆動力はゼロになり、図６（ｄ）に示す位置（図６（ａ）におけるｄ点）では駆動力の方向が逆転する。一方、駆動用磁石２２ａが左方向に移動された場合も、駆動力は減少し、図６（ｅ）に示す位置（図６（ａ）におけるｅ点）においてゼロとなり、さらに左方向に移動された位置では、駆動力の方向が逆転する。
【００３９】
しかしながら、本実施形態のアクチュエータ１０においては、図６（ａ）に示すように、像振れ防止制御は図６（ｂ）に示す位置を中心とした狭い領域で実行され、移動枠１４の係止位置は図６（ｃ）に示す位置に到達する直前の位置に設定されている。このため、本実施形態においては、移動枠１４が図６（ｃ）乃至（ｅ）に示す位置まで移動されることはない。
【００４０】
以上説明した駆動力は、駆動用コイル２０ａに図６（ｂ）における時計回りの電流が流れた場合のものであり、駆動用コイル２０ａに反時計回りの電流が流れた場合には、駆動力の方向が全て反転する。即ち、駆動用コイル２０ａに反時計回りの電流が流れている場合には、図６（ａ）の点ｅ〜点ｃの領域で左方向の駆動力が発生し、点ｅの左側の領域及び点ｃの右側の領域では右方向の駆動力が発生する。また、上記では、駆動用コイル２０ａと駆動用磁石２２ａの間に発生する駆動力について説明したが、他の２組の駆動用コイル及び駆動用磁石の間に発生する駆動力についても全く同様である。
【００４１】
次に、駆動用コイル２０ａの内側に配置されたホール素子２４ａの出力は、図６（ａ）の下段に示すように、駆動用磁石２２ａ及び駆動用コイル２０ａが図６（ｂ）に示す位置関係にある時、即ち、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃが駆動用コイル２０ａの中心に位置するときほぼゼロになる。さらに、ホール素子２４ａの出力は、図６（ｂ）の位置から駆動用磁石２２ａが右方向に移動されるに従って増大し、駆動用磁石２２ａが図６（ｃ）に示す位置で最大となる。逆に、ホール素子２４ａの出力は、図６（ｂ）の位置から駆動用磁石２２ａが左方向に移動されるに従って減少し、駆動用磁石２２ａが図６（ｅ）に示す位置で最小となる。
【００４２】
また、本実施形態によるカメラ１のアクチュエータ１０では、駆動用コイルの第１巻線部と駆動用磁石の第１磁石部、及び第２巻線部と第２磁石部が対向し、十分な駆動力が発生する像振れ防止制御領域内において像振れ防止制御が実行される。さらに、移動枠１４が係止される係止位置は、像振れ防止制御領域から大きく外れた位置に設定されており、この係止位置においては、ホール素子２４ａの出力は、像振れ防止制御領域内における出力よりも非常に大きくなる。
【００４３】
次に、図７及び図８を参照して、移動枠１４の位置検出を説明する。
図７及び図８は、駆動用磁石２２ａの移動とホール素子２４ａから出力される信号との関係を説明する図である。図７に示すように、ホール素子２４ａの感度中心点Ｓが、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃ上に位置する場合には、ホール素子２４ａからの出力信号はゼロである。移動枠１４と共に駆動用磁石２２ａが移動され、ホール素子２４ａの感度中心点が駆動用磁石２２ａの着磁境界線上から外れると、ホール素子２４ａの出力信号が変化する。図７に示すように、駆動用磁石２２ａが着磁境界線Ｃに直交するＸ軸方向、即ち円周方向に変位すると、ホール素子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、ホール素子２４ａは、駆動用磁石２２ａ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２２ａの移動距離が、駆動用磁石２２ａの長辺の長さの３％程度以内の場合には、ホール素子２４ａから出力される信号は、ホール素子２４ａの感度中心点Ｓと駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃの間の距離にほぼ比例する。また、本実施形態では、アクチュエータ１０は、像振れ補正制御時においては各ホール素子の出力が距離にほぼ比例する範囲内で作動する。
【００４４】
図８（ａ）乃至（ｃ）に示すように、ホール素子２４ａの感度中心点Ｓ上に駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃが位置する場合には、図８（ｂ）のように駆動用磁石２２ａが回転移動した場合、図８（ｃ）のように駆動用磁石２２が着磁境界線Ｃの方向に移動した場合とも、ホール素子２４ａからの出力信号はゼロである。また、図８（ｄ）乃至（ｆ）に示すように、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃがホール素子２４ａの感度中心点Ｓから外れた場合には、感度中心点Ｓと着磁境界線Ｃの距離ｒに比例した信号がホール素子２４ａから出力される。従って、感度中心点Ｓから着磁境界線Ｃまでの距離ｒが同じであれば、図８（ｄ）のように駆動用磁石２２ａが着磁境界線Ｃに直交する方向に移動した場合、図８（ｅ）のように駆動用磁石２２ａが並進及び回転移動した場合、図８（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ホール素子２４ａから出力される。
【００４５】
ここでは、ホール素子２４ａについて説明したが、他のホール素子２４ｂ、２４ｃも、それらに対応する駆動用磁石２２ｂ、２２ｃ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、各ホール素子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。
【００４６】
次に、図２乃至図４を参照して、移動枠１４の係止機構を説明する。
図２及び図３に示すように、固定枠１２には、その外周から半径方向内方に延びる３つの位置決め用の係合受け部１５が設けられている。各係合受け部１５は、固定枠１２の円周方向に１２０゜ずつ間隔を開けて配置されている。また、移動枠１４には、各係合受け部１５と当接するように、３つの位置決め用の係合部１７が、移動枠１４の円周方向に１２０゜ずつ間隔を開けて形成されている。各係合部１７は、その当接面１７ａで各係合受け部１５の当接受け面１５ａと当接するように構成されている。
【００４７】
また、図３に示すように、これら３組の当接面１７ａ及び当接受け面１５ａは、移動枠１４が、像振れ補正用レンズ１６の光軸と撮像用レンズ８の光軸が一致した状態で回転されたとき同時に当接するように形成されている。即ち、３組の位置決め当接面１７ａ及び当接受け面１５ａが夫々同時に当接するように移動枠１４を移動させることにより、移動枠１４は機械的に図３に示す所定の係止位置に位置決めされる。
【００４８】
ここで、各当接面１７ａ及び当接受け面１５ａは、光軸を中心とする円の半径方向に向けられた平面として形成されているが、当接する平面には不可避な形状誤差が存在するため、微視的には各当接面１７ａと当接受け面１５ａは点接触に近い状態で接触することになる。従って、移動枠１４の位置は、２組の当接面１７ａ及び当接受け面１５ａにより完全に規定されることはなく、もう１組の当接面１７ａ及び当接受け面１５ａが当接することによって係止位置は一意的に規定されるようになる。また、係止位置においては、像振れ補正用レンズ１６の光軸と撮像用レンズ８の光軸が一致する。
【００４９】
さらに、図２及び図３に示すように、固定枠１２には、磁力吸着手段である３つの係止用磁性材２３ａ、２３ｂ、２３ｃが、固定枠１２の円周方向に１２０゜ずつ間隔を開けて配置されている。各係止用磁性材は、図３に示す係止位置においては、各駆動用磁石との間に働く吸着力により、移動枠１４を図３における時計回りに回転させる回転力を作用させる。この回転力により、各当接面１７ａは各当接受け面１５ａに押し付けられ、移動枠１４は係止位置に係止される。従って、本実施形態においては、駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは磁力吸着手段の一部としても機能する。また、移動枠１４の通常作動領域においては、各駆動用磁石と各係止用磁性材は十分に離れているため、それらの間に作用する吸着力は、ほぼゼロとなる。
【００５０】
次に、図２乃至図４を参照して、スチールボール１８による移動枠１４の支持機構を説明する。
図２及び図３に示すように、３つのスチールボール１８は、固定枠１２と移動枠１４の間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、各スチールボール１８が、各駆動用コイルの間に位置するように配置されている。図４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によって固定枠１２に吸着されるので、各スチールボール１８は固定枠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は固定枠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の固定枠１２に対する任意の方向の並進運動及び回転運動が許容される。
【００５１】
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の作動中において固定枠１２及び移動枠１４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。
【００５２】
次に、図９を参照して、制御手段であるコントローラ３６の構成、及びアクチュエータ１０による像振れ防止制御を説明する。図９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９に示すように、コントローラ３６には、２つのジャイロ３４ａ、３４ｂによって夫々検出された角速度信号を、デジタル信号に変換する角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂと、この角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂによって生成されたデジタル信号に基づいてレンズ位置指令信号を生成し、このレンズ位置指令信号をコイル位置指令信号に変換する演算手段４０が内蔵されている。
【００５３】
さらに、コントローラ３６には、移動枠１４を係止位置に移動させる経路を記憶したメモリ４２と、演算手段４０から出力されたレンズ位置指令信号をアナログ信号に変換し、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに電流を流すＤ／Ａ変換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃが内蔵されている。一方、各ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃの出力は、この出力信号を所定の倍率に変換する信号処理手段である位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、及びこれらの位置信号アンプの出力をデジタル信号に変換する位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃを介してコントローラ３６に入力される。
【００５４】
図９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に内蔵された角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂによってデジタル信号に変換される。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速度を、ジャイロ３４ｂはピッチング運動の角速度を夫々検出するように構成され、配置されている。
【００５５】
演算手段４０は、角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂから入力されたデジタル信号に基づいて、像振れ補正用レンズ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、演算手段４０は、ジャイロ３４ａによって検出されるヨーイング運動の角速度を数値演算で時間積分し、所定の光学特性補正を行うことによってレンズ位置指令信号の水平方向成分Ｄｘを生成し、同様に、ジャイロ３４ｂによって検出されるピッチング運動の角速度に基づいてレンズ位置指令信号の鉛直方向成分Ｄｙ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、像振れ補正用レンズ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。
【００５６】
さらに、演算手段４０は、生成し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、像振れ補正用レンズ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２２ａ、２２ｂ、２２ｃの位置関係を表す信号である。すなわち、各駆動用磁石が、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されると、その結果、像振れ補正用レンズ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される。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ｒａは、レンズ位置指令信号の水平方向成分Ｄｘと等しくなる。一方、駆動用コイル２０ｂ、２０ｃに対するコイル位置指令信号ｒｂ、ｒｃは、レンズ位置指令信号の水平方向成分Ｄｘ及び鉛直方向成分Ｄｙに基づいて、演算手段４０内で生成される。
【００５７】
一方、ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって測定された、各駆動用コイルに対する駆動用磁石の移動量は、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃによって所定の倍率に変換される。各位置信号アンプによって所定の倍率にされた位置信号は、位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃによってデジタル信号に変換され、コントローラ３６に入力される。なお、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃの詳細は後述する。
【００５８】
位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃから入力された位置信号は、コントローラ３６内で、演算手段４０によって生成されたコイル位置指令信号ｒａ、ｒｂ、ｒｃから夫々数値的に差し引かれる。Ｄ／Ａ変換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、これらの差し引かれたデジタル信号をアナログ信号に変換し、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに電流を流す。
【００５９】
従って、コイル位置指令信号と各位置用Ａ／Ｄ変換器から入力された信号に差がなくなると、即ち、各駆動用磁石がコイル位置指令信号によって指令された位置に到達すると、各駆動用コイルには電流が流れなくなり、駆動用磁石に作用する駆動力がゼロになる。
【００６０】
次に、図１０を参照して、移動枠１４を並進運動させる場合における、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、固定枠１２上に配置された駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び移動枠１４上に配置された駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ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Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ上に夫々配置されている。また、各ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃも、それらの感度中心点Ｓが点Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ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が動作中心位置にある場合には、像振れ補正用レンズ１６の中心と撮像用レンズ８の光軸が一致し、各駆動用コイルに対応した各駆動用磁石の着磁境界線Ｃの中点も夫々点Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ上に位置し、各着磁境界線Ｃは、点Ｑを中心とする円の半径方向に向けられる。移動枠１４は、この動作中心位置を中心に並進移動され、像振れ防止制御が実行される。
【００６１】
次に、点Ｑを原点とする水平軸線をＸ軸、鉛直軸線をＹ軸とし、図１０に実線で示すように、画像安定化用レンズ１６の中心点Ｑ１が、Ｙ軸方向にＤｙ、Ｘ軸方向に−Ｄｘ並進移動された場合を考える。移動枠１４をこのように移動させると、各駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃの着磁境界線Ｃは、図１０に一点鎖線で示された位置に移動される。ここで、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃと点Ｓａとの間の距離をｒａ、駆動用磁石２２ｂの着磁境界線Ｃと点Ｓｂとの間の距離をｒｂ、駆動用磁石２２ｃの着磁境界線Ｃと点Ｓｃとの間の距離をｒｃとする。この距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃは、画像安定化用レンズ１６をＹ軸方向にＤｙ、Ｘ軸方向に−Ｄｘ移動させたとき、各ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって検出される移動距離に該当する。これらの距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動距離Ｄｘ、Ｄｙに対して一意的に決定されるものである。従って、画像安定化用レンズ１６をＸ軸方向、Ｙ軸方向に夫々Ｄｘ、Ｄｙ移動させるためには、これに対応した距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃをコイル位置指令信号として与えればよい。
【００６２】
ここで、各距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃの正の方向を図１０に矢印ａ、ｂ、ｃで示すように定義すると、ｒａ、ｒｂ、ｒｃと、Ｄｘ、Ｄｙの関係は次の（数式１）で与えられる。
【数１】
2008287158.tif 000003
図９において説明した演算手段４０は、夫々上記数式１に対応する演算を実行して、各コイル位置指令信号を生成している。
【００６３】
次に、移動枠１４を回転運動させる場合におけるコイル位置指令信号を説明する。移動枠１４を回転運動させるには、各コイル位置指令信号として同一の値を与えればよい。即ち、移動枠１４を角度θ［ｒａｄ］だけ時計回りに回転させるための各コイル位置指令信号は、
【数２】
2008287158.tif 000004
によって与えられる。このように、各駆動用磁石が各駆動用コイルに対して同一距離接線方向に移動されることにより、移動枠１４は、像振れ補正用レンズ１６の光軸と撮像用レンズ８の光軸が一致した状態を保持しながら、光軸を中心に回転される。
【００６４】
次に、図１１及び図１２を参照して、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃの構成を説明する。図１１は位置信号アンプの回路の一例を示す図であり、図１２は、移動枠１４の位置と位置信号アンプの出力との関係を示すグラフである。
【００６５】
図１１に示すように、位置信号アンプ４６ａは、２つのオペアンプＯＰ１、ＯＰ２、６本の電気抵抗器Ｒ１〜Ｒ６、及びスイッチＳ１を有する。なお、図１１においては、位置信号アンプの付属的な回路は省略されている。まず、ホール素子２４ａの一方の出力端子は、電気抵抗器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。一方、ホール素子２４ａの他方の出力端子は、電気抵抗器Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１のプラス入力端子に接続されている。さらに、オペアンプＯＰ１の出力端子は、電気抵抗器Ｒ３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。さらに、オペアンプＯＰ１のプラス入力端子は、電気抵抗器Ｒ４を介して１．５Ｖの基準電圧に接続されている。なお、オペアンプＯＰ１には、３Ｖの電源電圧が印加されている。これらのオペアンプＯＰ１及び電気抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は、初段の作動アンプを構成している。
【００６６】
次に、オペアンプＯＰ１の出力端子は、オペアンプＯＰ２のプラス入力端子に接続されている。また、オペアンプＯＰ２のマイナス入力端子は、電気抵抗器Ｒ５を介して１．５Ｖの基準電圧に接続されている。さらに、オペアンプＯＰ２の出力端子は、電気抵抗器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。なお、オペアンプＯＰ２には、３Ｖの電源電圧が印加されている。これらのオペアンプＯＰ２及び電気抵抗器Ｒ５、Ｒ６は２段目の非反転アンプを構成し、初段の作動アンプの出力を更に増幅するように構成されている。
【００６７】
また、スイッチＳ１は、位置信号アンプ４６ａの出力を切り替えるように構成されている。即ち、スイッチＳ１は、像振れ防止制御時においては、２段目の非反転アンプの出力に接続され、移動枠１４の係止位置への移動時においては、初段の作動アンプの出力に接続されるように切り替えられる。
なお、ここでは、位置信号アンプ４６ａの構成を説明したが、他の位置信号アンプ４６ｂ、４６ｃも同様に構成されている。
【００６８】
次に、図１２を参照して、位置信号アンプの出力電圧を説明する。図１２の実線は、２段目の非反転アンプの出力電圧を示し、破線は、初段の作動アンプの出力電圧を示している。駆動用磁石２２ａが中心位置、即ち、駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃがホール素子２４ａの感度中心点Ｓ上にある場合には、ホール素子２４ａの２つの出力端子は同電圧となる。この場合には、位置信号アンプ４６ａの出力電圧は基準電圧である１．５Ｖとなる。さらに、着磁境界線Ｃが感度中心点Ｓから離れると、ホール素子の出力端子間には電位差が生じ、この電位差が位置信号アンプによって増幅される。
【００６９】
ここで、図１２に破線で示す初段の作動アンプの出力電圧は、着磁境界線Ｃの移動距離に対して緩やかに変化するのに対して、実線で示す２段目の非反転アンプの出力電圧は、初段の作動アンプの出力がさらに増幅されたものであるため、急激に変化する。また、駆動用磁石（着磁境界線Ｃ）が像振れ防止制御の実行領域を越えて移動された場合には、２段目の非反転アンプの出力は、電源電圧である３Ｖ近傍で飽和して一定値となる。さらに、駆動用磁石が逆方向に移動された場合には、２段目の非反転アンプの出力は、０Ｖ近傍で飽和して一定値となる。一方、初段の作動アンプの出力は緩やかに変化するため、像振れ防止制御領域を越えても増加を続け、係止位置を越えた位置で約３Ｖに達する。
【００７０】
次に、図１及び図９を参照して、本発明の第１実施形態によるカメラ１の像振れ防止制御時における作用を説明する。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）をオンにすることにより、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。また、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃに内蔵されたスイッチＳ１は、像振れ防止制御時においては、２段目の非反転アンプに接続されるように切り替えられており、非反転アンプの出力が、各位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃに入力される。
【００７１】
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に内蔵された角速度用Ａ／Ｄ変換器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速度の信号を角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａに出力し、ジャイロ３４ｂはピッチング方向の角速度の信号を角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ｂに出力する。
【００７２】
各角速度用Ａ／Ｄ変換器は、角速度のアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算手段４０は、入力された角速度のデジタル信号を数値的に時間積分して、ヨーイング角度、ピッチング角度を算出し、これらに所定の光学特性補正を加えて水平方向のレンズ位置指令信号Ｄｘ、鉛直方向のレンズ位置指令信号Ｄｙを生成する。演算手段４０によって計算されたレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ補正用レンズ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。
【００７３】
演算手段４０によって計算された水平方向のレンズ位置指令信号Ｄｘは、駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号ｒａとして出力される。また、演算手段４０は、水平方向のレンズ位置指令信号Ｄｘ及び鉛直方向のレンズ位置指令信号Ｄｙに基づいて、数式１の中段の式及び下段の式を使用して、駆動用コイル２０ｂに対するコイル位置指令信号ｒｂ、駆動用コイル２０ｃに対するコイル位置指令信号ｒｃを計算する。
【００７４】
一方、駆動用コイル２０ａに対応するホール素子２４ａの検出信号は位置信号アンプ４６ａで所定の倍率に変換され、位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａに入力される。ここで、像振れ防止制御時においては、位置信号アンプ４６ａは、ホール素子２４ａの検出信号を高い倍率で増幅するように切り替えられているため、微小な検出信号が大振幅のアナログ信号に増幅されて位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａに入力される。
【００７５】
位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａにおいてデジタル信号に変換された位置信号は、コントローラ３６内で駆動用コイル２０ａに対するコイル位置指令信号ｒａから差し引かれ、これらの差に比例した電流が、Ｄ／Ａ変換器４４ａを介して駆動用コイル２０ａに出力される。同様に、ホール素子２４ｂの検出信号は、位置信号アンプ４６ｂ、位置用Ａ／Ｄ変換器４８ｂを介してコントローラ３６に入力され、コイル位置指令信号ｒｂとの差に比例した電流がＤ／Ａ変換器４４ｂを介して駆動用コイル２０ｂに出力される。さらに、ホール素子２４ｃの検出信号は、位置信号アンプ４６ｃ、位置用Ａ／Ｄ変換器４８ｃを介してコントローラ３６に入力され、コイル位置指令信号ｒｃとの差に比例した電流がＤ／Ａ変換器４４ｃを介して駆動用コイル２０ｃに出力される。
【００７６】
各駆動用コイルに電流が流れることにより、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は夫々、コイル位置指令信号ｒａ、ｒｂ、ｒｃ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ホール素子の検出信号が一致するので駆動回路の出力はゼロとなり、駆動力もゼロになる。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。
【００７７】
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、各駆動用磁石を有する移動枠１４に取り付けられた像振れ補正用レンズ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。
【００７８】
次に、図１３及び図１４を更に参照して、アクチュエータ１０の移動枠１４を係止位置に移動させる作用を説明する。図１３は、係止位置における駆動用コイル２０ａ、駆動用磁石２２ａ、及び係止用磁性材２３ａの位置関係を示す側面断面図であり、図１４は正面図である。
【００７９】
まず、レンズユニット２に設けられた係止スイッチ（図示せず）がオンにされると、演算手段４０はメモリ４２から、移動枠１４の係止位置への移動経路を指示するデータが読み込まれる。以後、演算手段４０は、この読み込まれたデータをコイル位置指令信号ｒａ、ｒｂ、ｒｃとして出力し、角速度用Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂから入力されるデジタル信号は無視される。一方、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃに内蔵されたスイッチＳ１は、係止スイッチ（図示せず）がオンにされると、初段の作動アンプに接続されるように切り替えられ、作動アンプの出力が、各位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃに入力されるようになる。
【００８０】
次に、演算手段４０は、メモリ４２から読み込んだデータに基づいて、移動枠１４を係止位置に向けて移動させる信号を出力する。移動枠１４は、この信号に追従するように駆動され、光軸を中心に図２における時計回りに回転される。即ち、コントローラ３６は、演算手段４０から出力されたコイル位置指令信号ｒａ、ｒｂ、ｒｃと、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ及び位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃを介して入力された位置信号との差を計算する。さらに、このコイル位置指令信号と位置信号の差は、Ｄ／Ａ変換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃに入力され、差の値に比例した電流が、各駆動用コイルに流される。
【００８１】
ここで、移動枠１４が係止位置に移動される際には、各ホール素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃから出力される信号は大きく変化するが、位置信号アンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃが信号を増幅する倍率が、像振れ防止制御時とは異なる低い倍率に切り替えられているため、位置用Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃに入力可能な電圧の範囲を越えることはない。
【００８２】
移動枠１４は、時計回りに図３に示す係止位置まで回転されると、各係合部１７の当接面１７ａと、各係合受け部１５の当接受け面１５ａが夫々当接され、移動枠１４が固定枠１２に対して係止される。
【００８３】
また、この係止位置においては、図１３及び図１４に示すように、駆動用磁石２２ａの第１磁石部２２ａ１と係止用磁性材２３ａが接近するため、駆動用磁石２２ａが図１３における右方向に引きつけられる。同様に、駆動用磁石２２ｂ、２２ｃの第１磁石部２２ｂ１、２２ｃ１も、係止用磁性材２３ｂ、２３ｃに引きつけられ、これらの吸着力により、移動枠１４は図３における時計回りの回転力を受ける。この回転力により、各係合部１７の当接面１７ａは、各係合受け部１５の当接受け面１５ａに押し付けられ、移動枠１４は係止位置に保持される。
【００８４】
一方、移動枠１４を係止位置から像振れ防止制御領域に復帰させる場合には、コントローラ３６は、各駆動用コイルに電流を流すことにより反時計回りの駆動力を発生させ、各駆動用磁石を各係止用磁性材引き離す。
【００８５】
本発明の実施形態のカメラによれば、位置信号アンプが、係止位置への回転制御時において、像振れ防止制御時よりも低い倍率で位置信号を変換するので、像振れ防止制御時と回転制御時で同程度のレベルの信号を位置用Ａ／Ｄ変換器に入力することができる。これにより、像振れ防止制御の精度を低下させることなく、非像振れ防止制御時において広い範囲に移動枠が移動されるように制御することができる。
【００８６】
また、本実施形態のカメラによれば、ホール素子が撮像用レンズの光軸を中心とする円のほぼ円周方向の変位を検出するので、各ホール素子の出力により移動枠の回転移動を検出することができると共に、各ホール素子の出力を組み合わせて演算することにより移動枠の並進移動を検出することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態のカメラによれば、ホール素子が駆動用磁石の磁気を検出して、位置検出するので、駆動用磁石を位置検出にも利用することができる。これにより、アクチュエータの構成を簡単にすることができると共に、アクチュエータを小型化することができる。
【００８８】
また、本実施形態のカメラによれば、像振れ防止用レンズの光軸と撮像用レンズの光軸が一致する位置に係止位置が設定されているので、移動枠を係止位置に移動させる際、各レンズの光軸がほぼ一致した状態を維持することができる。これにより、係止位置への移動時に、撮像面に形成される像が大きく振れることはなく、使用者に違和感を与えることがない。
【００８９】
さらに、本実施形態のカメラによれば、移動枠自体が回転移動され、係止されるので、ロックリング等の特別な部材及びこれを駆動するためのアクチュエータを設けることなく、移動枠を係止することができる。
【００９０】
また、本実施形態のカメラによれば、移動枠の像振れ補正制御領域から十分に離れた位置に係止位置が設定されているので、像振れ補正制御時において、係合部と係合受け部が干渉することがない。
【００９１】
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。
【００９２】
また、上述した実施形態では、係止位置において、駆動用磁石と係止用磁性材との間の吸着力により移動枠を係止していたが、移動枠の係止を行わず、移動枠を係止位置に単に位置決めするだけでも良い。これにより、移動枠は、所定の位置決め位置に機械的に位置決めされ、この既知の位置に基づいて、位置検出手段の較正を行うことができる。
【００９３】
さらに、上述した実施形態では、移動枠は駆動用磁石とコイルヨークとの間に作用する吸着力により固定枠に吸着されていたが、コイルヨークを省略することもできる。この場合には、移動枠を固定枠に吸着させるために、コイルバネ等の弾性体を吸着手段として設けることができる。或いは、スチールボールに替えて、移動枠の移動を案内するガイド部材を可動部支持手段として設けることにより、吸着力を発生させる手段を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態によるカメラの断面図である。
【図２】移動枠が像振れ防止制御の位置にあるアクチュエータの正面図である。
【図３】移動枠が係止位置にあるアクチュエータの正面図である。
【図４】図３のIV−IV線側面断面図である。
【図５】図２の、（ａ）V−V線側面断面図、及び（ｂ）駆動用磁石の着磁の状態を示す斜視図である。
【図６】駆動用コイルと駆動用磁石の相対位置と、駆動用磁石が受ける駆動力及びホール素子出力との関係を示すグラフ（ａ）、及びグラフ中のｂ〜ｅ点における駆動用コイルと駆動用磁石の相対位置（ｂ）〜（ｅ）を示す図である。
【図７】駆動用磁石の移動とホール素子から出力される信号との関係を説明する図である。
【図８】駆動用磁石とホール素子の位置関係を説明する図である。
【図９】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１０】固定枠上に配置された駆動用コイル、及び移動枠上に配置された駆動用磁石の位置関係を示す図である。
【図１１】位置信号アンプの回路の一例を示す図である。
【図１２】移動枠の位置と位置信号アンプの出力との関係を示すグラフである。
【図１３】係止位置における駆動用コイル、駆動用磁石、及び係止用磁性材の位置関係を示す側面断面図である。
【図１４】係止位置における駆動用コイル、駆動用磁石、及び係止用磁性材の位置関係を示す正面図である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｃ        着磁境界線
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      固定枠（固定部）
１３      センサ基板
１４      移動枠（可動部）
１５      係合受け部
１５ａ    当接受け面
１６      像振れ補正用レンズ
１７      係合部
１７ａ    当接面
１８      スチールボール（可動部支持手段）
２０ａ    駆動用コイル
２０ａ１  第１巻線部
２０ａ２  第２巻線部
２０ｂ    駆動用コイル
２０ｃ    駆動用コイル
２２ａ    駆動用磁石
２２ａ１  第１磁石部
２２ａ２  第２磁石部
２２ｂ    駆動用磁石
２２ｃ    駆動用磁石
２３ａ    係止用磁性材
２３ｂ    係止用磁性材
２３ｃ    係止用磁性材
２４ａ    ホール素子（磁気センサ）
２４ｂ    ホール素子（磁気センサ）
２４ｃ    ホール素子（磁気センサ）
２６      コイルヨーク
２８      バックヨーク
３０      吸着用磁石
３４ａ    ジャイロ
３４ｂ    ジャイロ
３６      コントローラ（制御手段）
３８ａ、３８ｂ  角速度用Ａ／Ｄ変換器
４０      演算手段
４２      メモリ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  Ｄ／Ａ変換器
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ  位置信号アンプ（信号処理手段）
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ  位置用Ａ／Ｄ変換器
【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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【図１４】
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