(57)【要約】【課題】像振れ防止用レンズを円滑に移動させることを可能にしながら、消費電力を抑制することができる防振アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明は、防振アクチュエータ(10)であって、固定部(12)と、像振れ防止用レンズ(16)が取り付けられ、光軸に直交する平面内で移動可能に配置された第１可動部(14)と、固定部に対して移動可能に配置された第２可動部(15)と、第１可動部又は第２可動部を、光軸に直交する平面内で移動可能に支持する可動部支持手段(18)と、像振れ防止用レンズを、光軸に直交する平面内で所定の位置に移動させるように、駆動力を発生させる駆動手段(20,22)と、像振れ防止用レンズが光軸に直交する平面内で所定の位置に移動されると、像振れ防止用レンズが移動された方向とは反対の方向に第２可動部を移動させる逆動機構(17)と、を有することを特徴としている。【選択図】図６
2012108399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れ防止用レンズを移動させる防振アクチュエータであって、
固定部と、
上記像振れ防止用レンズが取り付けられ、この像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で移動可能に配置された第１可動部と、
上記固定部に対して移動可能に配置された第２可動部と、
上記第１可動部又は上記第２可動部を、上記光軸に直交する平面内で移動可能に支持する可動部支持手段と、
上記像振れ防止用レンズを、上記光軸に直交する平面内で所定の位置に移動させるように、駆動力を発生させる駆動手段と、
上記像振れ防止用レンズが上記光軸に直交する平面内で所定の位置に移動されると、上記像振れ防止用レンズが移動された方向とは反対の方向に上記第２可動部を移動させる逆動機構と、
を有することを特徴とする防振アクチュエータ。
【請求項２】
上記逆動機構は、上記第１可動部及び上記第２可動部を、反対の方向にほぼ同一の距離移動させる請求項１記載の防振アクチュエータ。
【請求項３】
上記第１可動部と上記第２可動部は、ほぼ同一の質量を有する請求項１又は２記載の防振アクチュエータ。
【請求項４】
さらに、上記第２可動部に取り付けられた第２像振れ防止用レンズを有し、この第２像振れ防止用レンズは、上記像振れ防止用レンズとは逆の光学パワーを有する請求項１乃至３の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
【請求項５】
上記逆動機構は、上記第１可動部と上記第２可動部の間に配置された遊動ギアである請求項１乃至４の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
【請求項６】
上記逆動機構はリンク機構であり、このリンク機構の支点の両側に上記第１可動部及び上記第２可動部が夫々連結されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
【請求項７】
像振れ防止機構を備えたレンズユニットであって、
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の防振アクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項８】
像振れ防止機構を備えたカメラであって、
カメラ本体と、
請求項７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】
本発明は防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを移動させる防振アクチュエータ、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２００２−３５０９１６号公報（特許文献１）には、振れ補正光学装置が記載されている。この振れ補正光学装置においては、補正レンズが取り付けられた支持枠が、３本の支持軸及び３つの圧縮コイルバネにより移動可能に支持されている。また、支持枠は、コイル及び永久磁石から構成されたリニアモーターにより駆動され、画像の振れが補正される。この振れ補正光学装置においては、リニアモーターによる駆動力が停止すると、支持枠は圧縮コイルバネの付勢力によりほぼ初期位置に復帰され、補正レンズの光軸と、他の撮像用レンズの光軸がほぼ一致するようになる。
【０００３】
一方、特開２００８−２３３５２６号公報（特許文献２）には、像振れ防止用アクチュエータが記載されている。この像振れ防止用アクチュエータにおいては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、３つのスチールボールによって光軸に直交する平面内で移動可能に支持されている。また、可動部は、駆動用コイルと駆動用磁石を備えたリニアモーターにより駆動される。この像振れ防止用アクチュエータにおいては、可動部がスチールボールによって支持されているので、可動部を移動させる際の摺動抵抗が非常に小さく、像振れ防止用レンズを円滑に移動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５０９１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００２−３５０９１６号公報記載の振れ補正光学装置においては、支持枠が圧縮コイルバネによる付勢力を常に受けているので、支持枠を移動させるには、リニアモーターはコイルバネによる付勢力に抗して支持枠を駆動する必要がある。さらに、支持枠に作用する付勢力は支持枠が移動された位置により変化するので、支持枠を移動させる制御性が支持枠の位置により変化するという問題がある。このため、振れ補正光学装置の振れ補正性能が、特に、支持枠が初期位置より離れた位置では低下するという問題がある。
【０００６】
一方、特開２００８−２３３５２６号公報記載の像振れ防止用アクチュエータにおいては、可動部がスチールボールにより支持されているので、可動部の移動を妨げる抵抗力は非常に小さい。また、可動部に作用する抵抗力が可動部の位置により変化することもないため、上記の問題が発生することはない。
【０００７】
しかしながら、特開２００８−２３３５２６号公報記載の像振れ防止用アクチュエータにおいては、リニアモーターによる駆動力が停止されると、可動部は重力により下方に移動されてしまう。従って、この像振れ防止用アクチュエータにおいては、像振れ防止用レンズを移動させずに、単に初期位置に保持するためにも、常に重力に拮抗してリニアモーターによる駆動力を加え続ける必要がある。このため、特開２００８−２３３５２６号公報記載の像振れ防止用アクチュエータにおいては、アクチュエータを作動させるための消費電力が大きくなるという問題がある。また、この像振れ防止用アクチュエータにおいては、可動部を移動させるための駆動力に加えて、重力に拮抗する駆動力を発生させる必要があるので、必要な駆動力が大きく、駆動手段が大型化するという問題がある。
【０００８】
従って、本発明は、像振れ防止用レンズを円滑に移動させることを可能にしながら、消費電力を抑制することができる防振アクチュエータ、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、像振れ防止用レンズを移動させる防振アクチュエータであって、固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられ、この像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で移動可能に配置された第１可動部と、固定部に対して移動可能に配置された第２可動部と、第１可動部又は第２可動部を、光軸に直交する平面内で移動可能に支持する可動部支持手段と、像振れ防止用レンズを、光軸に直交する平面内で所定の位置に移動させるように、駆動力を発生させる駆動手段と、像振れ防止用レンズが光軸に直交する平面内で所定の位置に移動されると、像振れ防止用レンズが移動された方向とは反対の方向に第２可動部を移動させる逆動機構と、を有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、像振れ防止用レンズが取り付けられた第１可動部が、像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で移動可能に配置される。また、第２可動部が固定部に対して移動可能に配置される。可動部支持手段は、第１可動部又は第２可動部を、光軸に直交する平面内で移動可能に支持する。駆動手段は、光軸に直交する平面内で像振れ防止用レンズを所定の位置に移動させる駆動力を発生する。逆動機構は、像振れ防止用レンズが所定の位置に移動されると、像振れ防止用レンズが移動された方向とは反対の方向に第２可動部を移動させる。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、逆動機構により、像振れ防止用レンズが移動された方向とは反対の方向に第２可動部が移動される。このため、像振れ防止用レンズが取り付けられた第１可動部が重力により下方に引かれると、逆動機構は、第２可動部を上方に引き上げようとする。このため、第１可動部に作用する重力が、第２可動部に作用する重力により相殺される。これにより、像振れ防止用レンズを重力に抗して所定の位置に保持するために必要な、駆動手段による駆動力を減少させることができ、防振アクチュエータの消費電力を抑制することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、逆動機構は、第１可動部及び第２可動部を、反対の方向にほぼ同一の距離移動させる。
このように構成された本発明によれば、第１可動部と第２可動部の重量が同程度の場合において、第１可動部に作用する重力と第２可動部に作用する重力が同程度となり、駆動手段による駆動力を低減することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、第１可動部と第２可動部は、ほぼ同一の質量を有する。
このように構成された本発明によれば、第１可動部に作用する重力と第２可動部に作用する重力が同程度となり、駆動手段による駆動力を非常に小さくすることができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、さらに、第２可動部に取り付けられた第２像振れ防止用レンズを有し、この第２像振れ防止用レンズは、像振れ防止用レンズとは逆の光学パワーを有する。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、互いに反対方向に移動される第１可動部及び第２可動部に、逆の光学パワーを有する振れ防止用レンズが夫々取り付けられるので、可動部の移動距離に対する振れ補正量を大きくすることができ、より小さな移動距離で十分な振れ補正を行うことができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、逆動機構は、第１可動部と第２可動部の間に配置された遊動ギアである。
このように構成された本発明によれば、第１可動部と第２可動部を反対方向に移動させながら、第１可動部と第２可動部の間を所定の間隔に維持することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、逆動機構はリンク機構であり、このリンク機構の支点の両側に第１可動部及び第２可動部が夫々連結されている。
このように構成された本発明によれば、簡単な構造により逆動機構を構成することができる。
【００１８】
また、本発明は、像振れ防止機構を備えたレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。
さらに、本発明は、像振れ防止機構を備えたカメラであって、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】
【００１９】
本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、像振れ防止用レンズを円滑に移動させることを可能にしながら、消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】本発明の第１実施形態によるカメラに内蔵されている防振アクチュエータの側面断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における防振アクチュエータの固定部の正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における防振アクチュエータの第１可動部の正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における防振アクチュエータの第２可動部の正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態における防振アクチュエータの分解斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例における遊動ギアの斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態における防振アクチュエータの分解斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態において、移動枠及び第２移動枠が変位された場合における逆動機構の状態を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態において、移動枠及び第２移動枠が変位されていない場合における逆動機構の状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【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６を参照して、本発明の第１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、本発明の第１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、像振れ防止用レンズ１６を所定の平面内で移動させる防振アクチュエータ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３４と、を有する。
【００２２】
本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４によって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ１０を作動させて像振れ防止用レンズ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３４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、像振れ防止用レンズ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、像振れ防止用レンズとは、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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、図２乃至図６を参照して、防振アクチュエータ１０を説明する。図２は、防振アクチュエータ１０の側面断面図である。図３は防振アクチュエータ１０の固定部の正面図であり、図４は防振アクチュエータ１０の第１可動部の正面図であり、図５は防振アクチュエータ１０の第２可動部の正面図である。図６は防振アクチュエータ１０の分解斜視図である。なお、図２は、防振アクチュエータ１０を図３のII−II線に沿って破断した状態を示す断面図である。
【００２５】
図２乃至図６に示すように、防振アクチュエータ１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定部である固定板１２と、この固定板１２に対して並進移動可能に配置された第１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と、固定板１２に対して移動可能に配置された第２可動部である第２移動枠１５と、移動枠１４及び第２移動枠１５を互いに反対の方向に移動させる逆動機構である３つの遊動ギア１７と、を有する。
【００２６】
さらに、防振アクチュエータ１０は、移動枠１４に取り付けられた第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、及び第３駆動用コイル２０ｃと、第２移動枠１５の、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに夫々対応する位置に取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、及び第３駆動用磁石２２ｃと、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内側に夫々配置された第１、第２、第３位置検出素子である第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂ、第３磁気センサ２４ｃと、を有する。
【００２７】
また、防振アクチュエータ１０は、各駆動用磁石の磁力によって移動枠１４及び第２移動枠１５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３つの吸着用ヨーク２６を有する。なお、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、第３駆動用コイル２０ｃ、及びこれらに対応する位置に夫々取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、第３駆動用磁石２２ｃは、移動枠１４と第２移動枠１５の間に駆動力を発生させ、像振れ防止用レンズ１６を所定の位置に移動させる駆動手段を夫々構成する。
【００２８】
さらに、図１に示すように、防振アクチュエータ１０は、ジャイロ３４によって検出された振動と、第１、第２、第３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、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する制御部であるコントローラ３６を有する。
【００２９】
防振アクチュエータ１０は、移動枠１４をフィルム面Ｆに平行な平面内で並進移動させ、これにより移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６を移動させてレンズ鏡筒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。
【００３０】
移動枠１４は概ねドーナツ板状の形状を有し、中央の開口には、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられている。また、移動枠１４の上に第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃが配置されている。図３に示すように、これら３つの駆動用コイルは、その中心が、レンズユニット２の光軸を中心とする円の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、第１駆動用コイル２０ａは光軸の鉛直上方に配置され、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０、駆動用コイル２０ｃは、等間隔に、中心角約１２０゜隔てて配置されている。
【００３１】
第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、夫々、その巻線が角の丸い概ね矩形状に巻かれており、それらの一方の中心線が、光軸を中心とする円周の接線方向に向けて配置されている。
また、移動枠１４には、３つの遊動ギア１７と夫々係合する３つの平面ギア１９が各駆動用コイルの間に夫々形成されている。平面ギア１９の詳細については後述する。
【００３２】
固定板１２は、概ねドーナツ板状の円盤であり、移動枠１４は、この固定板１２と平行に配置される。また、固定板１２上の円周の、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応する位置には、３つの吸着用ヨーク２６が夫々配置されている。各吸着用ヨーク２６は、概ね長方形状であり、それらの短辺を横切る中心線が、レンズユニット２の光軸を中心とする円の半径方向に向けられるように配置されている。各駆動用磁石がこの吸着用ヨーク２６に及ぼす磁力により、第２移動枠１５が固定板１２に引き付けられ、これに押圧されて移動枠１４は固定板１２に押し付けられる。
【００３３】
図２及び図３に示すように、３つのスチールボール１８は球状の部材であり、固定枠１２と移動枠１４の間に挟持され、光軸Ａを中心とする円の円周上に夫々、中心角１２０゜の間隔を隔てて配置されている。固定枠１２には、各スチールボール１８に対応する位置にスチールボール受け３０が形成されている。一方、移動枠１４には、各スチールボール１８に対応する位置にスチールボール受け３１が形成されている。各スチールボール１８は、これらのスチールボール受け３０、３１の中に配置されて転動し、移動枠１４が光軸に直交する平面内で円滑に移動できるように移動枠１４を支持する。また、スチールボール受け３０、３１により各スチールボール１８の脱落が防止される。また、後述するように、第２移動枠１５は駆動用磁石により固定板１２に吸着されるので、各スチールボール１８は、第２移動枠１５に押圧された移動枠１４と固定板１２の間に挟持される。これにより、移動枠１４は固定板１２に平行な平面上（光軸Ａに直交する平面上）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が許容される。
【００３４】
第２移動枠１５は概ねドーナツ板状の円盤であり、移動枠１４と平行に配置される。第２移動枠１５上の円周の、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応する位置には、第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、及び第３駆動用磁石２２ｃが夫々配置されている。第１、第２、第３駆動用磁石は、概ね長方形状であり、それらの長辺を横切る中心線が、レンズユニット２の光軸を中心とする円の半径方向に向けられるように配置されている。これらの駆動用磁石が固定板１２に取り付けられた吸着用ヨーク２６に及ぼす磁力により第２移動枠１５は固定板１２に引き付けられ、移動枠１４が固定板１２に押し付けられる。また、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線となるように着磁されている。第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに磁気を及ぼす。これにより、各駆動用コイルに電流が流れると、対応する各駆動用磁石との間に円周方向の駆動力が発生する。
【００３５】
さらに、第２移動枠１５には３つの平面ギア２１が形成されており、これらの平面ギア２１は、移動枠１４に形成された平面ギア１９に夫々対応する位置に配置されている。各平面ギア１９及び各平面ギア２１は、歯すじが、光軸Ａを中心とする円の接線方向に延びるように形成されている。各遊動ギア１７は、移動枠１４に形成された各平面ギア１９と、第２移動枠１５に形成された各平面ギア２１の間に挟持されて回転される。これにより、移動枠１４と第２移動枠１５は常に平行に維持され、第２移動枠１５は、光軸Ａに直交する平面内で移動される。
【００３６】
遊動ギア１７は、概ね円柱状に構成された歯車であり、円柱の外周に軸線方向に歯すじが延びるようにギア歯が形成されている。また、３つの遊動ギア１７は、円周方向に１２０゜の間隔で各駆動用コイルの間に配置されると共に、各々の軸線が、光軸Ａを中心とする円の接線方向に向けられるように配置されている。さらに、各遊動ギア１７の軸線方向の長さは、係合する各平面ギア１９及び各平面ギア２１よりも短く構成されている。これにより、各遊動ギア１７は、平面ギア１９と平面ギア２１の間に、軸線方向に自由に滑動できるように挟持される。
【００３７】
また、各遊動ギア１７は、遊動ギア支持部材１７ａのギア軸１７ｂを中心に回転するように構成されている。遊動ギア支持部材１７ａは、概ね門型に折曲げられた針金状の部材であり、その両側の脚部の下端が夫々固定板１２に取り付けられ、各脚部の間のギア軸１７ｂを中心に遊動ギア１７が回転される。ギア軸１７ｂは、遊動ギア１７の軸線方向の長さよりも長く形成されており、遊動ギア１７は、ギア軸１７ｂを中心に回転しながら軸線方向に自由に滑動することができる。一方、ギア軸１７ｂの位置は固定されており、遊動ギア１７の回転軸線と光軸との間の半径方向の距離は固定されている。
【００３８】
これらの遊動ギア１７の作用により、移動枠１４と第２移動枠１５は、互いに逆方向に移動される。例えば、各駆動用コイルに電流が流され、移動枠１４を第２移動枠１５に対して鉛直上方に移動させる駆動力が発生すると、移動枠１４は鉛直上方に所定距離移動される共に、第２移動枠１５は同じ距離鉛直下方に移動される。この際、像振れ防止用レンズ１６の下方に配置された遊動ギア１７はギア軸１７ｂの方向に移動されることなく回転される。これにより、移動枠１４の鉛直上方への移動距離と第２移動枠１５の鉛直下方への移動距離は等しくなる。一方、他の２つの遊動ギア１７は、夫々のギア軸１７ｂの方向に滑動しながら回転されることにより、移動枠１４及び第２移動枠１５の鉛直方向の移動が許容される。このように、各遊動ギア１７の作用により、移動枠１４と第２移動枠１５は互いに反対の方向に移動される。即ち、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａが水平方向にΔＸ、鉛直方向にΔＹ移動されると、第２移動枠１５は、水平方向に−ΔＸ、鉛直方向に−ΔＹだけ移動される。このように、移動枠１４と第２移動枠１５は、互いに反対の方向に同一の距離移動される。
【００３９】
図２及び図４に示すように、各駆動用コイルの内側には、第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂ、第３磁気センサ２４ｃが夫々配置されており、対応する駆動用磁石に対する各駆動用コイルの円周方向の変位を測定するように構成されている。上記のように、各駆動用磁石が取り付けられた第２移動枠１５と、各駆動用コイルが取り付けられた移動枠１４は互いに反対方向に移動されるので、駆動用磁石と駆動用コイルの相対変位量は、像振れ防止用レンズ１６の変位量の２倍になる。また、像振れ防止用レンズ１６の光軸と他の撮像用レンズ８の光軸Ａが一致する位置に移動枠１４が移動されると、各駆動用磁石と各駆動用コイルの相対変位量は、夫々０になる。これら第１、第２、第３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に対して並進移動した位置を特定することができる。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。
【００４０】
次に、防振アクチュエータ１０の制御を説明する。
レンズユニット２の振動は、ジャイロ３４によって時々刻々検出され、コントローラ３６に入力される。コントローラ３６に内蔵された演算回路（図示せず）は、ジャイロ３４から時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ防止用レンズ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。このようにして得られたレンズ位置指令信号に従って、像振れ防止用レンズ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は、演算回路（図示せず）によって生成されたレンズ位置指令信号によって指示された位置に、像振れ防止用レンズ１６が移動されるように、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する。
【００４２】
コントローラ３６は、各磁気センサによって測定された、各駆動用磁石に対する各駆動用コイルの移動量と、レンズ位置指令信号との差に比例した電流を各駆動用コイル２０に流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置と各磁気センサによって検出された位置に差がなくなると、各駆動用コイルには電流が流れなくなり、各駆動用コイルに作用する駆動力が０になる。
【００４３】
次に、図１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に備えられた防振アクチュエータ１０が作動される。レンズユニット２に取り付けられたジャイロ３４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（図示せず）に出力する。ジャイロ３４は角速度の信号を演算回路に出力し、演算回路は、入力された角速度信号を時間で積分して、振れ角度を算出し、これに所定の修正信号を加えてレンズ位置指令信号を生成する。演算回路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、像振れ防止用レンズ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。
【００４４】
コントローラ３６は、各磁気センサの検出信号と、各方向のレンズ位置指令信号の差に応じた電流を各駆動用コイルに流す。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。この磁界により第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対応して配置された第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは夫々駆動力を受け、移動枠１４が移動される。移動枠１４が駆動力によって移動され、各駆動用コイルがレンズ位置指令信号により指定された位置に到達すると、駆動力は０になる。また、外乱、又は、レンズ位置指令信号の変化等により、移動枠１４がレンズ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、移動枠１４はレンズ位置指令信号により指定された位置に戻される。
【００４５】
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ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。
【００４６】
また、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられた移動枠１４には常に重力が作用し、移動枠１４は鉛直下方に向かう力を受けているが、移動枠１４と第２移動枠１５は、逆動機構である遊動ギア１７を介して連動されるため、移動枠１４の重力による移動が防止される。即ち、移動枠１４を下方に移動させるためには、遊動ギア１７によって連動されている第２移動枠１５を上方に移動させる必要がある。本実施形態においては、移動枠１４全体の質量と第２移動枠１５全体の質量が等しく構成されているため、移動枠１４に作用する重力と第２移動枠１５に作用する重力が各遊動ギア１７の両側で釣り合い、移動枠１４が重力により下方に移動されるのを防止することができる。このため、重力に抗して移動枠１４を所定の位置に保持しておくための駆動力は必要とされず、各駆動用コイル及び各駆動用磁石によって構成される駆動手段は単に、像振れ防止用レンズ１６を光軸に対して移動させるための駆動力を発生すればよい。
【００４７】
本発明の第１実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、逆動機構である遊動ギア１７により、像振れ防止用レンズ１６が移動された方向とは反対の方向に第２移動枠１５が移動される。このため、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられた移動枠１４が重力により下方に引かれると、遊動ギア１７は、第２移動枠１５を逆に上方に引き上げようとする。このため、移動枠１４に作用する重力が、第２移動枠１５に作用する重力により相殺される。これにより、像振れ防止用レンズ１６を重力に抗して所定の位置に保持するための駆動力を減少させることができる。即ち、各駆動用コイルに電流を流すことにより発生させる駆動力を抑制することができ、防振アクチュエータ１０の消費電力を抑制することができる。
【００４８】
また、駆動手段である駆動用コイル及び駆動用磁石によって発生させるべき駆動力が減少されるので、駆動用コイル、駆動用磁石を小型化することができる。
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、移動枠１４全体の質量と、第２移動枠１５全体の質量がほぼ等しく構成され、移動枠１４と第２移動枠１５の移動距離も等しく構成されているので、移動枠１４に作用する重力と第２移動枠１５に作用する重力は、ほぼ釣り合い、像振れ防止用レンズ１６を重力に抗して保持するための駆動力を極めて小さくすることができる。その一方、移動枠１４は、スチールボール１８により支持されているため、移動枠の支持にバネ等を使用した場合に比べ、像振れ防止用レンズ１６を円滑に移動させることができる。
【００４９】
また、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、移動枠１４と第２移動枠１５の間に挟持された遊動ギア１７を、逆動機構として使用しているので、第２移動枠１５を移動枠１４に対して逆方向に移動させる機構を実現しながら、同時に、移動枠１４と第２移動枠１５を所定間隔で平行に維持することができる。
【００５０】
また、上述した本発明の第１実施形態においては、遊動ギア１７は、軸線方向に延びる１組のギア歯を備えていたが、変形例として、遊動ギアは２組以上のギア歯を備えていても良い。図７に示す変形例においては、遊動ギア３８は、軸線方向に並べて配置された２組のギア歯３８ａ、３８ｂを両端部に備えており、これら２組のギア歯が中央の小径部３８ｃにより連結されている。これら２組のギア歯３８ａ、３８ｂは互いに位相がずれており、ギア歯３８ａの頂部とギア歯３８ｂの谷部が整合し、ギア歯３８ａの谷部とギア歯３８ｂの頂部が整合するように構成されている。なお、各遊動ギア３８と夫々係合する各平面ギア（図示せず）も、ギア歯３８ａ及び３８ｂと夫々係合できるように、位相の異なる２組のギア歯を備えるように形成されている。また、各平面ギア（図示せず）は、遊動ギア３８が所定距離軸線方向に滑動できるように形成されている。
【００５１】
このように、遊動ギアが位相の異なる複数のギア歯を備えることにより、本変形例によれば、歯数の少ない遊動ギアを使用した場合でも、遊動ギアの回転位置によるトルクのムラや、移動枠と第２移動枠の間の距離の変動を抑制することができる。
【００５２】
次に、図８乃至１０を参照して、本発明の第２実施形態による防振アクチュエータを説明する。
本実施形態の防振アクチュエータは、主に逆動機構の構成が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは本実施形態の、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。
【００５３】
図８は本発明の第２実施形態による防振アクチュエータの分解斜視図である。図９は、移動枠及び第２移動枠が変位された場合における逆動機構の状態を示す部分断面図であり、図１０は、移動枠及び第２移動枠が変位されていない場合における逆動機構の状態を示す部分断面図である。
【００５４】
図８に示すように、本発明の第２実施形態による防振アクチュエータ１１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定部である固定板１１２と、この固定板１１２に対して並進移動可能に配置された第１可動部である移動枠１１４と、この移動枠１１４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１１８ａと、固定板１１２に対して移動可能に配置された第２可動部である第２移動枠１１５と、この第２移動枠１１５を支持する３つのスチールボール１１８ｂと、移動枠１１４及び第２移動枠１１５を互いに反対の方向に移動させる逆動機構である２つのシーソーアーム１１７と、を有する。
【００５５】
さらに、防振アクチュエータ１１０は、固定板１１２に取り付けられた第１駆動用コイル１２０ａ、及び第２駆動用コイル１２０ｂと、第２移動枠１１５の、各駆動用コイル１２０ａ、１２０ｂに夫々対応する位置に取り付けられた第１駆動用磁石１２２ａ、及び第２駆動用磁石１２２ｂと、固定板１１２に夫々配置された第１、第２位置検出素子である第１磁気センサ１２４ａ、第２磁気センサ１２４ｂと、第２移動枠１１５の、各磁気センサに対応する位置に配置された位置検出用磁石１２５ａ、１２５ｂと、を有する。
【００５６】
また、防振アクチュエータ１１０は、各駆動用磁石の磁力によって移動枠１１４及び第２移動枠１１５を固定板１１２に吸着させるために、移動枠１１４に取り付けられた２つの吸着用ヨーク１２６を有する。なお、第１駆動用コイル１２０ａ、第２駆動用コイル１２０ｂ、及びこれらに対応する位置に夫々取り付けられた第１駆動用磁石１２２ａ、第２駆動用磁石１２２ｂは、固定板１１２と第２移動枠１１５の間に駆動力を発生させ、像振れ防止用レンズ１１６ａ、及び第２像振れ防止用レンズ１１６ｂを所定の位置に移動させる駆動手段を夫々構成する。
【００５７】
図８に示すように、本実施形態の防振アクチュエータ１１０においては、固定板１１２の両側に移動枠１１４及び第２移動枠１１５が夫々配置されている。また、移動枠１１４には、凸レンズである像振れ防止用レンズ１１６ａが取り付けられ、第２移動枠１１５には凹レンズである第２像振れ防止用レンズ１１６ｂが取り付けられ、これらの像振れ防止用レンズは逆動機構により互いに反対方向に移動される。また、移動枠１１４と固定板１１２の間には３つのスチールボール１１８ａが挟持され、第２移動枠１１５と固定板１１２の間には３つのスチールボール１１８ｂが挟持され、各移動枠を光軸Ａに直交する平面内で移動可能に支持している。
【００５８】
また、固定板１１２には、互いに９０゜の角度を為すように、第１駆動用コイル１２０ａ及び第２駆動用コイル１２０ｂが取り付けられ、第２移動枠１１５には、各駆動用コイルに対応する位置に第１駆動用磁石１２２ａ及び第２駆動用磁石１２２ｂが夫々配置されている。これにより、各駆動用コイルに電流が流れると、対応する駆動用磁石との間に電磁力が発生し、これにより第２移動枠１１５が固定板１１２に対して駆動される。第２移動枠１１５が駆動されると、移動枠１１４は、逆動機構により第２移動枠１１５とは反対の方向に駆動される。さらに、移動枠１１４には、各駆動用磁石と対応する位置に吸着用ヨーク１２６が夫々取り付けられている。これにより、第２移動枠１１５と移動枠１１４は互いに引き付けられ、第２移動枠１１５と固定板１１２の間のスチールボール１１８ｂ、移動枠１１４と固定板１１２の間のスチールボール１１８ｂが夫々挟持される。
【００５９】
さらに、固定板１１２には、第２移動枠１１５と向かい合う面に、第１磁気センサ１２４ａ及び第２磁気センサ１２４ｂが夫々取り付けられている。一方、第２移動枠１１５には、第１磁気センサ１２４ａ、第２磁気センサ１２４ｂに夫々対応する位置に第１位置検出用磁石１２５ａ、第２位置検出用磁石１２５ｂが夫々取り付けられている。第１磁気センサ１２４ａ及び第２磁気センサ１２４ｂは、第１位置検出用磁石１２５ａ及び第２位置検出用磁石１２５ｂの着磁境界線の変位を検出することにより、第２移動枠１１５の水平方向及び鉛直方向の変位を夫々検出する。これにより、第２移動枠１１５の固定板１１２に対する位置が検出される。
【００６０】
次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の第２実施形態における逆動機構を説明する。
本実施形態においては、逆動機構は、２本のシーソーアーム１１７と、これらのシーソーアーム１１７と移動枠１１４を連結する２本の第１リンク１１９と、各シーソーアーム１１７と第２移動枠１１５を連結する２本の第２リンク１２１と、を有するリンク機構によって構成されている。
【００６１】
２本のシーソーアーム１１７は、光軸Ａと平行な方向に延びるフレーム状の部材であり、光軸Ａの鉛直上方及び水平方向側方に夫々配置されている。各シーソーアーム１１７の中央部は、固定板１１２の外縁部に回動可能に取り付けられている。各第１リンク１１９は、各シーソーアーム１１７の一方の端部と移動枠１１４の外縁部を連結するように構成されている。一方、各第２リンク１２１は、各シーソーアーム１１７の他方の端部と第２移動枠１１５の外縁部を連結するように構成されている。即ち、各シーソーアーム１１７の中央の支点の両側に移動枠１１４及び第２移動枠１１５が夫々連結される。
【００６２】
第１リンク１１９は、細長い板状の部材であり、一端が移動枠１１４の外縁部と回動可能に連結され、他端がシーソーアーム１１７の一方の端部と回動可能に連結されている。さらに、第１リンク１１９の幅は、シーソーアーム１１７先端の軸部の長さよりも短く構成されており、第１リンク１１９はシーソーアーム１１７に対して滑動可能に連結されている。即ち、光軸Ａの鉛直上方に設けられた第１リンク１１９は、連結されるシーソーアーム１１７の軸部に対して水平方向に滑動可能に接続されている。一方、光軸Ａの水平方向側方に設けられた第１リンク１１９は、連結されるシーソーアーム１１７の軸部に対して鉛直方向に滑動可能に接続されている。これにより、移動枠１１４は、固定板１１２に対して任意の方向に並進移動可能に接続される。
【００６３】
同様に、第２リンク１２１は、細長い板状の部材であり、一端が第２移動枠１１５の外縁部と回動可能に連結され、他端がシーソーアーム１１７の他方の端部と回動可能に連結されている。さらに、第２リンク１２１の幅は、シーソーアーム１１７先端の軸部の長さよりも短く構成されており、第２リンク１２１はシーソーアーム１１７に対して滑動可能に連結されている。即ち、光軸Ａの鉛直上方に設けられた第２リンク１２１は、連結されるシーソーアーム１１７の軸部に対して水平方向に滑動可能に接続されている。一方、光軸Ａの水平方向側方に設けられた第２リンク１２１は、連結されるシーソーアーム１１７の軸部に対して鉛直方向に滑動可能に接続されている。これにより、第２移動枠１１５は、固定板１１２に対して任意の方向に並進移動可能に接続される。
【００６４】
また、各第１リンク１１９及び第２リンク１２１は、各シーソーアーム１１７の両端部に接続されているので、移動枠１１４と第２移動枠１１５は、互いに反対方向に移動される。さらに、各シーソーアーム１１７は、その中央部が固定板１１２に回動可能に取り付けられているので、中央部からシーソーアーム１１７両側の先端までの距離は等しく、移動枠１１４と第２移動枠１１５の移動距離は等しくなる。このように、移動枠１１４と第２移動枠１１５は、互いに反対方向に移動されると共に、逆の光学パワーを有する像振れ防止用レンズ１１６ａ（凸レンズ）及び像振れ防止用レンズ１１６ｂ（凹レンズ）が夫々取り付けられている。従って、移動枠１１４の同一距離の移動に対して、フィルム面上に形成される像を移動させる効果は、何れか一方の像振れ防止用レンズのみが使用されている場合に比べ２倍になる。これにより、移動枠１１４及び第２移動枠１１５の僅かな移動により、大きな像振れ補正効果を得ることができる。
【００６５】
なお、シーソーアーム１１７の両端部の間の、光軸Ａに平行な方向の距離は、各像振れ防止用レンズが移動されている状態（図９）と、移動されていない状態（図１０）で変化する。しかしながら、移動枠１１４と各第１リンク１１９の間、及び第２移動枠１１５と各第２リンク１２１の間は夫々回動可能に構成されていると共に、固定板１１２と移動枠１１４の間、固定板１１２と第２移動枠１１５の間には、夫々スチールボールが挟持されているので、移動枠１１４と第２移動枠１１５は一定の間隔で平行を維持したまま任意の方向に並進移動される。
【００６６】
本発明の第２実施形態の防振アクチュエータ１１０によれば、逆動機構がリンク機構によって構成されているので、簡単な構造により逆動機構を実現することができる。
【００６７】
また、上述した本発明の第２実施形態においては、シーソーアーム１１７の中央部が固定板１１２に取り付けられ、移動枠１１４と第２移動枠１１５が同一距離移動されるように構成されていたが、変形例として、シーソーアームの両側の長さを異ならせることもできる。このように構成された変形例によれば、移動枠１１４と第２移動枠１１５の移動距離は異なるものとなるが、移動枠１１４と第２移動枠１１５の質量が異なっている場合においても、シーソーアームの両側の長さを調整することによって、それらに作用する重力を釣り合わせることができる。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１        本発明の実施形態のカメラ
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      防振アクチュエータ
１２      固定板（固定部）
１４      移動枠（第１可動部）
１５      第２移動枠（第２可動部）
１６      像振れ防止用レンズ
１７      遊動ギア（逆動機構）
１７ａ    遊動ギア支持部材
１７ｂ    ギア軸
１８      スチールボール（可動部支持手段）
１９      平面ギア
２０ａ    第１駆動用コイル
２０ｂ    第２駆動用コイル
２０ｃ    第３駆動用コイル
２１      平面ギア
２２ａ    第１駆動用磁石
２２ｂ    第２駆動用磁石
２２ｃ    第３駆動用磁石
２４ａ    第１磁気センサ（第１位置検出素子）
２４ｂ    第２磁気センサ（第２位置検出素子）
２４ｃ    第３磁気センサ（第３位置検出素子）
２６      吸着用ヨーク
３０      スチールボール受け
３１      スチールボール受け
３４      ジャイロ
３６      コントローラ（制御部）
３８      遊動ギア
１１０    本発明の第２実施形態による防振アクチュエータ
１１２    固定板（固定部）
１１４    移動枠（第１可動部）
１１５    第２移動枠（第２可動部）
１１６ａ  像振れ防止用レンズ
１１６ｂ  像振れ防止用レンズ
１１７    シーソーアーム（逆動機構）
１１８ａ  スチールボール（可動部支持手段）
１１８ｂ  スチールボール（可動部支持手段）
１１９    第１リンク
１２０ａ  第１駆動用コイル
１２０ｂ  第２駆動用コイル
１２１    第２リンク
１２２ａ  第１駆動用磁石
１２２ｂ  第２駆動用磁石
１２４ａ  第１磁気センサ
１２４ｂ  第２磁気センサ
１２５ａ  位置検出用磁石
１２５ｂ  位置検出用磁石
１２６  吸着用ヨーク
【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】
2012108399.tif 000009
【図８】
2012108399.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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