(57)【要約】【課題】装置全体の大型化を抑えつつ、ブレ補正手段の移動スペースの確保に伴って必要となる装置内の可動領域を拡大することを可能とする像ブレ補正装置を提供する。【解決手段】固定地板１０１と、補正レンズ１０２を保持し、固定地板１０１に対して光軸に直交する方向に移動可能に支持された可動鏡筒１０３と、固定地板１０１に対して回転可能に支持され、回転に応じて可動鏡筒１０３を第１の方向に移動させる第１の回転体１０４と、第１の回転体１０４を駆動する第１の駆動モータ１０６とを備える像ブレ補正装置を設ける。また第１の回転体１０４の中心軸は、撮像光学系の光路内に配置される。【選択図】図１
2013186298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
像ブレを補正するブレ補正手段を保持し、前記固定部材に対して支持されて、撮像光学系の光軸に直交する方向に移動する可動部材と、
前記固定部材に対して支持されて回転し、回転に応じて前記可動部材を第１の方向に移動させる第１の回転体と、
前記第１の回転体を駆動する第１の駆動部とを備え、
前記第１の回転体の中心軸は、前記撮像光学系の光路内に配置される
ことを特徴とする像ブレ補正装置。
【請求項２】
前記可動部材は、前記固定部材に設けられた、前記可動部材の外形よりも大きな開口部に配置されており、
前記第１の回転体の中心軸は、前記ブレ補正手段が可動領域の中心に位置する時の光軸と同軸であることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
【請求項３】
前記固定部材に対して支持されて回転し、回転に応じて前記可動部材を前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる第２の回転体と、
前記第２の回転体を駆動する第２の駆動部とを備え、
前記第２の回転体の中心軸は、前記撮像光学系の光路内に配置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の像ブレ補正装置。
【請求項４】
前記第２の回転体の中心軸は、前記ブレ補正手段が可動領域の中心に位置する時の光軸と同軸であることを特徴とする請求項３に記載の像ブレ補正装置。
【請求項５】
前記固定部材は、第１の案内部を有し、
前記可動部材は、第１の従属部と第２の案内部を有し、
前記第１の回転体は、第３の案内部を有し、
前記第２の回転体は、第２の従属部を有し、
前記第１の従属部は、前記第１の案内部および前記第３の案内部に案内され、
前記第２の従属部は、前記第２の案内部に案内される
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の像ブレ補正装置。
【請求項６】
前記第１の従属部は、円筒状の軸であり、
前記第２の従属部は、円筒状または球状の軸であり、
前記第１の案内部は、前記第１の従属部と嵌合する直線状の溝であり、
前記第２の案内部は、前記第２の従属部と嵌合する直線状の溝であり、
前記第３の案内部は、前記第１の従属部と嵌合し、前記第１の回転部材の回転に応じて該第１の従属部との交点が変化する
ことを特徴とする請求項５に記載の像ブレ補正装置。
【請求項７】
前記第１の案内部の延長線は、第２の回転体の回転中心を通り、
前記第２の案内部の延長線は、前記第１の従属部および前記ブレ補正手段の中心を通る
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の像ブレ補正装置。
【請求項８】
前記可動部材と前記固定部材との間に、前記可動部材に対して光軸と直交する方向への付勢力を発生させる付勢手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
【請求項９】
前記ブレ補正手段が、補正レンズである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備えた光学機器。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像ブレ補正装置、光学機器および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像ブレ補正装置を搭載したデジタルカメラ等の撮像装置が提案されている。像ブレ補正装置は、例えば、レンズ又は撮像素子を保持する可動部材を、必要に応じて光軸方向から見て左右方向（ヨー方向）と上下方向（ピッチ方向）とに移動させて、光軸と直交する面内で駆動制御をする。
【０００３】
特許文献１は、一対の扁平型のボイスコイルモータによって、可動鏡筒をヨー方向およびピッチ方向に駆動させる像ブレ補正装置を開示する。また、特許文献２は、可動鏡筒の外側に回転中心を持つ一対の回転体を回転させることで、可動鏡筒をヨー方向およびピッチ方向に補正光学装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５８４４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１０９４３５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、特許文献１が開示する、扁平型のボイスコイルモータを用いた像ブレ補正装置では、ブレ補正手段である補正レンズに必要な移動量を確保しようとすると、装置内の可動領域が増加し、装置全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
図１１は、扁平型のボイスコイルモータを用いた像ブレ補正装置の断面図の例である。３０２は補正レンズ３０１を支えるレンズホルダ、３０３は固定部材、３０４はレンズホルダに取り付けられた駆動コイル、３０５Ｎは磁石のＮ極、３０５Ｓは磁石のＳ極である。図１１に示すように、レンズホルダ３０２と固定部材３０３の間には、補正レンズに必要な移動量（Ｌとする）だけの隙間が必要である。
【０００７】
また、補正レンズ３０１の位置によらず、駆動コイル３０４と磁石３０５は対向している必要があるため、磁石３０５Ｎ、３０５Ｓの幅はそれぞれ少なくてもＬ以上必要であり、Ｎ極とＳ極の間にもＬ以上の幅が必要である。さらに、駆動コイルの外側にも、コイルが移動するためのスペースがＬだけ必要となる。すなわち、扁平型ボイスコイルモータを使った像ブレ補正装置では、補正レンズに必要な移動量がＬだけ増加すると、装置全体に必要なスペースが５Ｌ増加する。したがって、装置全体の小型化を図ることが困難である。
【０００８】
一方、特許文献２が開示する像ブレ補正装置は、カムを有する２つの回転体によってレンズホルダを駆動している。この像ブレ補正装置は、補正レンズに必要な移動量がＬだけ増加すると、カムの変化量をＬ増加させ、レンズホルダと固定部材の間の隙間をＬだけ増加させればよく、装置全体としての増加量は２Ｌとなり、装置の小型化に有利である。このとき、必要な精度や出力を達成するために、所定の減速比を確保せねばならない。そのためには、回転体の半径を大きくする必要がある。しかし、回転体の半径を大きくすると、装置全体が大型化してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、ブレ補正手段の移動スペースを確保しつつ、装置全体の大型化を抑えることができる像ブレ補正装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態の像ブレ補正装置は、固定部材と、像ブレを補正するブレ補正手段を保持し、前記固定部材に対して支持されて、撮像光学系の光軸に直交する方向に移動する可動部材と、前記固定部材に対して支持されて回転し、回転に応じて前記可動部材を第１の方向に移動させる第１の回転体と、前記第１の回転体を駆動する第１の駆動部とを備える。前記第１の回転体の中心軸は、前記撮像光学系の光路内に配置される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の像ブレ補正装置は、ブレ補正手段の周囲を囲むように設けられた中空の回転体を備える。そして、この回転体により、ブレ補正手段を保持する可動部材を駆動する。したがって、本発明の像ブレ補正装置によれば、ブレ補正手段の移動スペースを確保しつつ、装置全体の大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の像ブレ補正装置の部品構成を示す分解斜視図である。
【図２】組立後の像ブレ補正装置の正面図である。
【図３】像ブレ補正装置の断面図である。
【図４】可動鏡筒の位置決めおよび動作を説明する図である。
【図５】Ｌ点の動きを説明する図である。
【図６】像ブレ補正装置を用いた防振システムの構成例を示す図である。
【図７】駆動源に入力する目標信号の算出処理の概念図である。
【図８】実施例１の像ブレ補正装置の効果を説明する図である。
【図９】実施例２の像ブレ補正装置の部品構成を示す分解斜視図である。
【図１０】組立後の像ブレ補正装置の正面図である。
【図１１】扁平型のボイスコイルモータを用いた像ブレ補正装置の断面図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図１乃至図８を参照して、本発明の実施例１の像ブレ補正装置について説明する。まず、本実施例の像ブレ補正装置を構成する部品について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施例の像ブレ補正装置の部品構成を示す分解斜視図である。像ブレ補正装置１００が、本実施例の像ブレ補正装置である。本実施例光学機器は、像ブレ補正装置１００を備えており、例えば、望遠鏡、双眼鏡、撮像装置である。図２は、組立後の像ブレ補正装置の正面図である。図３は、図２の像ブレ補正装置を光軸と平行な断面で破断した場合の断面図である。
【００１５】
像ブレ補正装置１００は、固定地板１０１、補正レンズ１０２、可動鏡筒１０３、第１の回転体１０４、第２の回転体１０５、第１のモータ１０６、第２のモータ１０７、付勢ばね１０８、第１の減速ギヤ１０９、第２の減速ギヤ１１０、蓋１１１を備える。
【００１６】
固定地板１０１は、概略円盤状に形成されている固定部材である。固定地板１０１は、中央部に可動鏡筒の外形よりも大きな開口部を有し、可動鏡筒１０３を配置させることができる。可動鏡筒１０３は、この開口部によって可動範囲を規制される。
【００１７】
また、固定地板１０１は、外周側面部に３か所の取り付け穴１０１１を有している。固定地板１０１は、取り付け穴１０１１の利用により、他のレンズ群（例えば、結像光学系）を固定するレンズ鏡筒に固定される。
【００１８】
また、図３に示すように、固定地板１０３は、開口部の周囲に円筒状の第２の軸受け部１０１２を有しており、その外周部で第２の回転体１０５を軸支することができる。軸受け部１０１２のさらに外周側には、第１の軸受け部１０１３が設けられている。第１の軸受け部１０１３の内周部で第１の回転体１０４を軸支することができる。また、固定地板１０１は、ギヤ収納部を有し、第１の減速ギヤ１０９および第２の減速ギヤ１１０を軸支することができる。
【００１９】
補正レンズ１０２は、図示しない撮像光学系の一部を構成するレンズであり、光軸を偏心させる。補正レンズ１０２が光軸と直交する面内を移動することによって、撮像光学系の作る像を移動させることができる。これにより、手振れを検知したときに、像面での安定を確保することができる。すなわち、補正レンズ１０２は、像ブレを補正するブレ補正手段として機能する。なお、本実施例においては、ブレ補正手段としてレンズを用いているが、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いてもよい。
【００２０】
可動鏡筒（可動部材）１０３は、中央の開口部に補正レンズ１０２を保持することができる。また、可動鏡筒１０３は、レンズ保持部の周囲に、光軸と直交し放射状に延びる摺動面１０３３を有する。摺動面１０３３が固定部材に保持されることで、可動鏡筒１０３は、光軸と直交する面内で一定の範囲内において移動可能に支持される。
【００２１】
可動鏡筒１０３は、駆動ピン（第１の駆動ピン）１０３１および長穴１０３２を備える。駆動ピン１０３１は、蓋１１１に設けられた固定案内部１１１１および第１の回転部材に設けられたカム溝１０４１に嵌合する。また、長穴１０３２は、直線状の溝であり、第２の回転体１０５に設けられた第２の関節部１０５１と嵌合している。長穴１０３２は、長穴１０３２の長手方向を延長させると、補正レンズ１０２の中心および駆動ピン１０３１の中心を通るように設定されている。駆動ピン１０３１は、円筒状の軸であり、第１の従属部として機能する。
【００２２】
第１の回転体１０４は、中空円筒状であり、中央の開口部に補正レンズ１０２が配置される。したがって、第１の回転体１０４の中心軸は、補正レンズ１０２が可動領域の中心に位置する時の光軸と同軸であり、中心軸は補正レンズ１０２の形成する光路内に配置される。
【００２３】
第１の回転体１０４は、外周を第１の軸受け部１０１３に軸支されることで、固定地板１０１に対して回転可能に支持される。また、第１の回転体１０４は、可動鏡筒１０３の駆動ピン１０３１を案内するカム溝１０４１を有する。本実施例では、第１の回転体１０４の回転角度をα、第１の回転体１０４の回転軸からカム溝１０４１の中心までの距離をＲａとすると、いわゆるアルキメデスの螺旋に対応する次式が成立する。
Ｒａ＝ｋα（ｋは定数）
【００２４】
ここで、カム溝１０４１は第３の案内部に該当する。カム溝１０４１は、第１の従属部である駆動ピン１０３１と嵌合し、第１の回転体１０４の回転に応じて該第１の従属部との交点が変化する。すなわち、第１の回転体１０４は、回転に応じて可動鏡筒１０３を第１の方向に移動させる。
【００２５】
また、第１の回転体１０４は、外周の一部に歯車１０４２を有し、第１のモータ１０６の回転を伝達することができる。第２の回転体１０５は、中空円筒状であり、中央の開口部に補正レンズ１０２が配置される。したがって、第２の回転体１０５の中心軸は、補正レンズ１０２が可動領域の中心に位置する時の光軸と同軸であり、この中心軸は、補正レンズ１０２の形成する光路内に配置される。第２の回転体１０５は、内周を第２の軸受け部１０１２に軸支されることで、固定地板１０１に対して回転可能に支持される。第２の回転体１０５は、駆動ピン１０３１と補正レンズ１０２を挟んだ対向側に、第２の従属部である駆動ピン１０５１を備える。駆動ピン１０５１は、円筒状または球状の軸である。駆動ピン１０５１は、可動鏡筒１０３に設けられた長穴１０３２と嵌合し、案内される。すなわち、第２の回転体１０５は、固定地板１０１に対して回転可能に支持され、回転に応じて可動鏡筒１０３を第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる。また、第２の回転体１０５は、外周の一部に歯車１０５２を有する。
【００２６】
第１のモータ１０６は、第１の回転体１０４を回転移動させるモータであり、固定地板１０１に取り付けられる。本実施例では、駆動部としてステッピングモータを利用することで、オープンループによる制御も可能である。第１のモータ１０６のロータ部には、ピニオンギヤが取り付けられ、回転を第１の回転体１０４の歯車１０４２に伝えることができる。なお、本実施例では、第１のモータ１０６の回転を第１の減速ギヤ１０９によって減速させることにより、所定の回転精度および駆動力を得ている。
【００２７】
第２のモータ１０７は、第２の回転体１０５を回転移動させる駆動部であり、固定地板１０１に取り付けられる。本実施例では、駆動部としてステッピングモータを利用することで、オープンループによる制御も可能である。第２のモータ１０７のロータ部には、ピニオンギヤが取り付けられ、回転を第２の回転体１０５の歯車１０５２に伝えることができる。なお、本実施例では、第２のモータ１０７の回転を第２の減速ギヤ１１０によって減速させることにより、所定の回転精度および駆動力を得ている。
【００２８】
付勢ばね１０８は、可動鏡筒１０３と固定地板１０１の間に設けられており、可動鏡筒１０３に対して光軸と直交する方向への付勢力を発生させる付勢手段として機能する。例えば、付勢ばね１０８は、ひっぱりばねである。本実施例において、第１および第２の回転体１０５の嵌合ガタ、第１および第２の駆動ピンの嵌合ガタ等、いくつかのガタ発生要因がある。付勢ばね１０８は、これらのガタを片寄せすることができる。なお、本実施例では、２本の付勢ばねを用いているが、任意の位置でガタを片寄せできれば、付勢ばねの本数は何本でもよい。
【００２９】
第１の減速ギヤ１０９は、同軸で歯数の異なる大歯車と小歯車とを備える。第１の減速ギヤ１０９は、固定地板１０１に回転可能に支持される。第１の減速ギヤ１０９は、第１の駆動部１０６の回転を減速して第１の回転体１０４に伝える。
【００３０】
第２の減速ギヤ１１０は、同軸で歯数の異なる大歯車および小歯車で構成され、固定地板１０１に回転可能に支持される。第２の減速ギヤ１１０は、第２の駆部部１０７の回転を減速して第２の回転体１０５に伝える。
【００３１】
蓋１１１は、固定案内部１１１１を有する。固定案内部１１１１は、回転体の中心軸を通り外側へ向かう直線状の溝であり、駆動ピン１０３１を嵌合することができる。固定案内部１１１１は、第１の案内部である。なお、前述した可動鏡筒１０３が備える長穴１０３２が、第２の案内部である。
【００３２】
蓋１１１は、固定地板１０１に連結され、該固定地板１０１とともに固定部材を構成する。蓋１１１は、固定地板１０１とともに可動鏡筒の摺動面１０３３を挟み込むことで、可動鏡筒１０３を、可動鏡筒１０３が光軸と直交する面内を移動可能なように支持する。
【００３３】
図４は、可動鏡筒の位置決めおよび動作を説明する図である。前述のように、可動鏡筒１０３は、固定地板１０１および蓋１１１によって、摺動面１０３３を挟持されることで、光軸方向の位置が決まる。さらに、可動鏡筒の駆動ピン１０３１が、固定案内部１１１１とカム溝１０４１に案内されることで、可動鏡筒上の１点が位置決めされる。そして、長穴１０３２が、第２の回転体１０５に設けられた第２の駆動ピン１０５１によって嵌合されることで、可動鏡筒１０３の角度方向が決まる。これにより、可動鏡筒１０３の位置が一意に決められる。この状態で、第１の回転体１０４と第２の回転体１０５とを所定の位置に移動させることで、補正レンズ１０２を光軸と直交する面上の任意の位置に移動させることができる。
【００３４】
第２の回転体１０５が静止した状態で、第１の回転体１０４を回転させた場合、駆動ピン１０３１が、カム溝１０４１に押し出され、固定案内部１１１１に沿って移動する。可動鏡筒１０３は、長穴１０３３を駆動ピン１０５１に案内されながら移動する。
【００３５】
固定案内部１１１１と長穴１０３３のなす角は、平行であるか、若しくは平行に近い角度となるため、補正レンズ１０２の中心は、図４に点線矢印として示す概略直線移動をする。より正確には、可動鏡筒１０３の動きは、駆動ピン１０５１の位置によっては、若干の回転移動を伴う。以上説明した、第２の回転体１０５が静止した状態で第１の回転体１０４を回転させた場合の可動鏡筒１０３の移動方向が、本実施例における第１の方向である。
【００３６】
一方、第１の回転体１０４が静止した状態で第２の回転体１０５を回転させた場合、可動鏡筒１０３は、駆動ピン１０３１を中心とする回転運動をする。したがって、補正レンズ１０２の中心を、移動軌跡が円弧になるように移動させることができる。すなわち、補正レンズ１０２の中心は、図４中の破線矢印に沿った方向に移動する。以上説明した、第１の回転体１０４が静止した状態で第２の回転体１０５を回転させた場合の可動鏡筒１０３の移動方向が、本実施例における第２の方向である。
【００３７】
可動鏡筒１０３の上記第１の方向、第２の方向への移動を組み合わせることで、補正レンズ１０２を平面内の任意の位置に移動することができる。なお、本実施例で用いる補正レンズ１０２は、光軸を中心とした回転体である。したがって、補正レンズ１０２の中心位置の位置決めさえ正確に行えれば、可動鏡筒１０３が回転移動しても問題はない。なお、ブレ補正手段として撮像素子などの非回転対称体を用いる場合は、回転の影響を無視できる範囲内で使用したり、可動鏡筒とブレ補正手段の間に別の回転機構を用いたりする。
【００３８】
補正レンズ１０２の移動について、さらに詳しく説明する。まず、図４に示すように、第１および第２の回転体の回転軸の中心を原点Ｏとして、原点から固定案内部１１１１の案内方向と平行なＹ軸をとり、Ｙ軸と直交方向にＸ軸をとる。駆動ピン１０３１の中心点をＡ点、駆動ピン１０５１の中心点をＢ点、補正レンズ１０２の中心点をＬ点とする。
【００３９】
また、Ｏ点からＡ点までの距離をＲａ、Ｏ点からＢ点までの距離をＲｂ、Ａ点からＬ点までの距離をｄ、Ａ点からＬ点までのＡＢ方向の成分をｄ1 、ＡＢと直交方向の成分をｄ2 、第２の回転体の回転量をβとおく。本実施例では、固定案内部１１１１の延長線は、第２の回転体１０５の回転中心を通る。また、長穴１０３２の延長線は、駆動ピン１０３１および補正レンズ１０２の中心を通る。したがって、Ａ点およびＢ点は、以下の式（１）、式（２）で表せる。
【００４０】
【数１】
2013186298.tif 000003
本実施例では、Ｌ点を直線ＡＢ上に配置しているため、以下の式（３）が成立する。
【００４１】
【数２】
2013186298.tif 000004
【００４２】
図５は、Ｒａ＝１５、Ｒｂ＝１１．５、ｄ＝１５の場合のＬ点の動きを説明する図である。図５に、Ｒａの値を一定にした場合のβの角度変化によるＬ点の軌跡示す。図５中、破線で示す円は、補正レンズ１０２の可動円である。Ｌ点は、この可動円内の任意の位置に移動できる。
【００４３】
次に、図６および図７を参照して、本実施例の像ブレ補正装置を用いた防振システムについて説明する。図６は、本実施例の像ブレ補正装置を用いた防振システムの構成例を示す図である。図６に示す防振システムは、矢印４６１方向のカメラ縦振れ４６１ｐとカメラ横振れ４６１ｙとに起因する像ブレを抑制する。４６２は、撮影光学系を有するレンズ鏡筒、４６３ｐは、カメラ縦振れ角変位を検出する角変位検出装置、４６３ｙは、カメラ横振れ角変位を検出する角変位検出装置である。
【００４４】
角変位検出装置４６３ｐの角変位検出方向は、矢印４６４ｐが示す方向である。また、角変位検出装置４６３ｙの角変位検出方向は、矢印４６４ｙが示す方向である。４６５ｐ，４６５ｙは演算回路であり、角変位検出装置４６３ｐ，４６３ｙからの信号を演算して像ブレ補正装置４００の駆動目標信号に変換する。そして、この信号により像ブレ補正装置４００が駆動され、像面４６９での安定が確保される。
【００４５】
４６７ｐ，４６７ｙは、像ブレ補正装置４００の駆動源である。第１の駆動源４６７ｐは、例えば、図１中の第１のモータ１０６に対応する。また、第２の駆動源４６７ｙは、例えば、図１中の第２のモータ１０７に対応する。４６８ｐ，４６８ｙは、補正レンズ１０２のシフト位置検出センサである。シフト検出センサ４６８ｐ、４６８ｙの信号と駆動目標信号の差がゼロになるように、閉ループ制御をしてもよいし、シフト検出センサを取り付けずに開ループ制御をしてもよい。
【００４６】
図５に示すように、本実施例では、補正レンズ１０２の移動は、第１の回転体１０４および第２の回転体１０５をそれぞれ独立に回転させると、直線に近い曲線移動をする。この動きが、直線と近似できるという条件が成立する場合は、第１の回転体１０４の回転によりピッチ方向の制御を、第２の回転体１０５の回転によりヨー方向の制御を行なう。
【００４７】
上記のＲａやＲｂがレンズ可動範囲に比べて十分大きく、第１の回転体１０４や第２の回転体の可動領域が狭いときにこのような条件となる。このとき、固定案内部１１１１の案内方向をピッチ方向と一致させ、第２の回転体１０５の中心および駆動ピン１０５１を固定案内部１１１１の案内方向に配置する。こうすることで、第１の回転体１０４の移動により、補正レンズ１０２は、ほぼピッチ方向に移動し、第２の回転体１０５の移動により、補正レンズ１０２は、ほぼヨー方向に移動する。この移動軌跡が、補正レンズ１０２に要求される位置精度と比較して直線と近似できる場合、ピッチ方向の目標信号に所定の係数を掛けて第１の回転体１０４の目標位置とする。また、ヨー方向の目標信号に所定の係数をかけて第２の回転体１０５の目標位置とする。
【００４８】
図７（Ａ）は、補正レンズの移動軌跡がレンズに要求される位置精度と比較して直線と近似できる場合における、第１の駆動源４６７ｐ、第２の駆動源４６７ｙに入力する目標信号の算出処理の概念図である。
【００４９】
一方、補正レンズ１０２に要求される位置精度が高い場合や、像ブレ補正装置の機械的条件により補正レンズ１０２の動きが直線近似できない場合は、ヨー方向の移動を実現するために、第１の回転体１０４、第２の回転体１０５の両方を回転させる。また、ピッチ方向の移動を実現するために、第１の回転体１０４、第２の回転体１０５の両方を回転させる。この場合における第１の駆動源４６７ｐ、第２の駆動源４６７ｙに入力する目標信号の算出処理の概念図を図７（Ｂ）に示す。変換回路４６６は、式（３）の逆関数である、下記の式（４）式、式（５) を用いて、演算回路４６５ｐ，４６５ｙからの目標信号の座標変換処理を行い、座標変換処理によって得られる目標信号を第１、第２の駆動部に入力する。
【００５０】
【数３】
2013186298.tif 000005
【００５１】
これにより、ヨー方向、ピッチ方向の角変位計から演算された目標（Ｌx 、Ｌy ）から、駆動ピン１０３１の目標位置Ｒａと第２の回転体１０５の目標位置βを算出できる。駆動ピン１０３１はカム溝１０４１と固定案内部１１１１との交点に位置するため、カム溝１０４１の形状から第１の回転体１０４の目標位置αを逆算することができる。本実施例のカム溝１０４１の中心軸の形状は、Ｒａ＝ｋαで表されるので、αは、以下の式で求まる。
【００５２】
【数４】
2013186298.tif 000006
【００５３】
また、予め目標（Ｌx，Ｌy ）に対応するαとの対応表を用意しておき、この対応表を参照することによってαを求めるようにしてもよい。
【００５４】
なお、例えば、ｄ２＝０である場合には、以下の式（７）を座標変換式として用いて目標信号を求めるようにしてもよい。
【数５】
2013186298.tif 000007
【００５５】
次に、本実施例の効果について説明する。本実施例の像ブレ補正装置は、第１および第２の回転体を中空構造とし、それらを同軸に配置し、その内部にレンズ可動鏡筒を配置する構造を有するので、スペース効率が高い。
【００５６】
図８は、本実施例の像ブレ補正装置の効果を説明する概念図である。図８（Ａ）は従来の像ブレ補正装置を示す。図８（Ｂ）は、本実施例の像ブレ補正装置を示す。従来の像ブレ補正装置では、可動鏡筒の可動範囲の外側に、可動鏡筒の駆動に用いる回転体５００、５０１が配置される。一方、レンズ鏡筒は通常円筒形状であるため、像ぶれ補正装置も円筒形状であることが望ましいが、従来の像ぶれ補正装置では、図８（Ａ）に示すように、大きなデッドスペースＤＳができてしまう。
【００５７】
一方、本実施例の像ブレ補正装置では、第１の回転体１０４および第２の回転体、可動鏡筒をすべて円筒形状で構成し、それぞれを同軸上に重なるように配置している。このため、図８（Ｂ）に示すように、ほとんどデッドスペースが生じない。そして、第１の回転体１０４および第２の回転体の開口部を、補正レンズ１０２の光路として利用できる。すなわち、本実施例の像ブレ補正装置によれば、補正レンズ１０２の移動スペースを確保しつつ、装置全体の大型化を抑えることができる。
【００５８】
本実施例では、第１の回転体１０４の内側に第２の回転体１０５を配置したが、本発明の構成はこの構成に限定されない。第１の回転体１０４と第２の回転体とを同径にして、回転軸方向に並べる配置にしてもよい。これにより、回転軸方向に厚くなってしまうものの、さらに装置全体の直径を第１の回転体１０４の肉厚分だけ小さくすることができる。
【００５９】
また、本実施例では、回転体の半径は、可動鏡筒の半径と補正レンズ１０２に必要な移動量との和よりも大きくなる。したがって、本実施例の像ブレ補正装置は、従来のように補正レンズ１０２の外側に回転体の回転軸を持たせる構造に比べて、装置全体の大径化を招かずに回転体の半径を大きくすることができる。すなわち、本実施例の像ブレ補正装置によれば、駆動部と可動鏡筒の伝達機構の減速比を大きくとることが容易になる。これにより、駆動部に必要な出力を小さくすることができ、より小さなモータを適用可能となる。
【００６０】
また、本実施例の像ブレ補正装置によれば、コギングトルクなどのモータ停止時のトルクも倍力されるため、駆動部への通電を行なわないときでも補正レンズ１０２の位置を保持することができる。したがって、補正レンズ１０２の位置保持のためのロック機構を別に用意する必要がなく、部品点数の増大を避けることができる。これにより、小型化や省コスト化を実現することができる。
【００６１】
また、本実施例では、２つの出力ピンに、それぞれ、丸穴、長穴を嵌合させるという方法で可動鏡筒の位置決めを行なっている。このため、可動鏡筒は、駆動ピン（第１の従属部）を中心軸とした回転運動と、固定案内部（第１の案内部）方向への並進運動に応じた、２方向のみの自由度を持つ。したがって、第１の回転体１０４および第２の回転体の角度位置が決まれば、可動鏡筒の位置が一意に決まり、外乱を受けた時でもローリング運動をすることがなく、補正レンズ１０２の位置を正確にきめることができる。さらに、可動鏡筒に回転防止機構を別に設ける必要がなく、部品点数の増加を避けることができる。
【００６２】
なお、本発明に適用される駆動源の種類や配置は、上述したものに限定されない。本実施例のように駆動源としてステッピングモータを使う以外にも、ボイスコイルモータや圧電素子を使った超音波モータ、超磁歪アクチュエータなど、公知の駆動源を用いて第１および第２の回転体を回転させてもよい。
【００６３】
また、本実施例では、回転体と駆動源の間に歯車式の伝達機構を用いているが、回転体を駆動源のロータと直結させる、ダイレクト駆動方式を用いてもよい。これにより、伝達部を省略することができ、省部品化や、伝達部で発生するガタを無くすことができるというメリットがある。
【００６４】
図９は、実施例２の像ブレ補正装置の部品構成を示す分解斜視図である。図１０は、組立後の像ブレ補正装置の正面図である。像ブレ補正装置２００が備える部品のうち、図１に示す像ブレ補正装置１００が備える部品と同じ部品については、同じ番号を付すことによって説明を省く。
【００６５】
像ブレ補正装置２００は、固定地板２０１、補正レンズ１０２、可動鏡筒２０３、第１の回転体２０４、第２の回転体２０５、第１のモータ１０６、第２のモータ１０７を備える。固定地板２０１は、概略円盤状に形成され、中央部に可動鏡筒の外形よりも大きな開口部を有し、可動鏡筒２０３を配置させる。可動鏡筒２０３は、この開口部によって可動範囲を規制される。また、固定地板２０１は、その開口部の周囲に円筒状の第１の軸受け部２０１１を有し、内周部で第１の回転体２０４を軸支することができる。また、固定地板２０１は、第２の軸受け部２０１２を有し、第２の回転体２０５を軸支することができる。また、固定地板２０３は、第１のモータ１０６および第２のモータ１０７を固定することができる。
【００６６】
可動鏡筒（可動部材）２０３は、中央の開口部において、補正レンズ１０２を保持することができる。また、可動鏡筒２０３は、長穴２０１および関節部２０３２を備える。第１の回転体２０４は、中空円筒状であり、中央の開口部に補正レンズ１０２が配置される。したがって、第１の回転体２０４の中心軸は、補正レンズ１０２が可動領域の中心に位置する時の光軸と概略同軸となり、中心軸は補正レンズ１０２の形成する光路内に配置される。
【００６７】
第１の回転体２０４は、外周を第１の軸受け部２０１１に軸支されることで、固定地板２０１に対して回転可能に支持される。また、第１の回転体２０４は、長穴２０３１に嵌合される駆動ピン２０４１を有する。駆動ピン２０４１は、実施例２における第１の駆動ピンである。また、第１の回転体２０４は、外周の一部に歯車を有し、第１の駆動部である第１のモータ１０６の回転によって回転駆動させることができる。
【００６８】
第２の回転体２０５は、駆動ピン２０５１および回転中心軸２０５２を有するリンクである。駆動ピン２０５１は、実施例２における第２の駆動ピンである。回転中心軸２０５２は、第２の軸受け部２０１２によって、回転可能に支持される。駆動ピン２０５１は、第１の関節部２０３２に嵌合する。また、第２の回転体２０５は、外周の一部に歯車を有し、第２の駆動部である第２のモータ１０７の回転によって回転駆動させることができる。
【００６９】
以下に、実施例２の像ブレ補正装置の動作について述べる。可動鏡筒２０３については、関節部２０３２が駆動ピン２０５１に嵌合されることで、可動鏡筒上の１点が位置決めされる。そして、長穴２０３２が駆動ピン２０４１によって嵌合されることで、可動鏡筒の角度方向が決まる。これにより、可動鏡筒の位置が一意に決められる。この状態で、第１および第２の回転体を所定の位置に移動させることで、補正レンズ１０２を、光軸と直交する面上の任意の位置に移動することができる。
【００７０】
第２の回転体２０５が静止した状態で第１の回転体２０４を回転させた場合、可動鏡筒２０２は、駆動ピン２０５１を中心軸とする回転移動をする。したがって、補正レンズ１０２の中心が、円弧上を移動する。この場合の可動鏡筒２０３の移動方向が、実施例２における第１の方向である。
【００７１】
一方、第１の回転体２０４が静止した状態で第２の回転体２０５を回転させた場合、駆動ピン２０５１は、中心軸２０５２を中心とした円弧移動をする。したがって、補正レンズ１０２の中心は、概略円弧上で移動する。補正レンズ１０２を保持する可動鏡筒２０３に設けられた長穴２０３１が駆動ピン２０４１に案内されながらの移動であるため、補正レンズ１０２の中心は、駆動ピン２０５１とは異なる軌跡を描く。この場合の可動鏡筒２０３の移動方向が、実施例２における第２の方向である。可動鏡筒１０３の上記第１の方向、第２の方向への移動を組み合わせることで、補正レンズ１０２を平面内の任意の位置に移動することができる。
【００７２】
実施例２の像ブレ補正装置においては、第１の回転体２０４のみを中空形状とし、その回転軸が補正レンズ１０２を貫くように第１の回転体２０４を配置した。これにより、補正レンズ１０２の周囲を囲むように第１の回転体２０４を配置することが可能となる。したがって、実施例２の像ブレ補正装置によれば、図８（Ａ）に示す従来の像ブレ補正装置に比べて、デッドスペースを小さくすることができる。第２の回転体は突出部となるため、本実施例は、像ブレ補正装置が１箇所の突出部を有する構成をとる場合に適している。
【００７３】
実施例２の像ブレ補正装置を用いて、図６および図７を参照して説明した防振システムと同様の防振システムを構成することもできる。本発明の構成は、各実施例に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００７４】
上記実施例１、２では、本発明を像ブレ補正装置に対して適用した例を説明した。しかし本発明の適用例は像ブレ補正装置に限らない。本発明を、駆動対象を異なる２方向に独立に制御可能とするステージ装置に利用することもできる。また、本発明の像ブレ補正装置を、ビデオカメラ、デジタル及び銀塩スチルカメラといった撮影装置や、双眼鏡、望遠鏡、フィールドスコープといった観察装置を含む光学機器に搭載可能である。したがって、本発明の像ブレ補正装置を有する光学機器も本発明の一側面を構成する。
【符号の説明】
【００７５】
１０４  第１の回転体
１０５  第２の回転体
【図１】
2013186298.tif 000008
【図２】
2013186298.tif 000009
【図３】
2013186298.tif 000010
【図４】
2013186298.tif 000011
【図５】
2013186298.tif 000012
【図６】
2013186298.tif 000013
【図７】
2013186298.tif 000014
【図８】
2013186298.tif 000015
【図９】
2013186298.tif 000016
【図１０】
2013186298.tif 000017
【図１１】
2013186298.tif 000018