(57)【要約】【課題】コイル推力およびホール素子のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することを目的とする。【解決手段】コイル推力に寄与するコイル設置部近傍の無着磁幅Ｗ１より、ホール素子設置部近傍の無着磁幅Ｗ２を広く形成することにより、コイル推力およびホール素子６９のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することができる。さらに、ホール素子上方のヨークの一部をカットすることにより補正レンズ群の移動量に対するホール素子出力のリニアリティ性能をよくすることが可能となる。【選択図】図８
2009163153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像ぶれ補正装置の補正レンズ群の位置補正を駆動制御するレンズアクチュエータであって、
前記補正レンズ群と接続される基板と、
前記基板上に形成されるコイルと、
前記基板上に形成されて位置検出に用いるホール素子と、
前記基板を挟むように形成されるヨークと、
前記基板に対向するように前記ヨークに固定されるマグネットと
を有し、前記マグネットがＮ極とＳ極と、前記Ｎ極と前記Ｓ極とに挟まれた無着磁部との領域からなり、さらに、前記無着磁部が第１の無着磁部と第２の無着磁部とからなり、前記第２の無着磁部の前記Ｎ極と前記Ｓ極間距離である幅が前記第１の無着磁部の前記Ｎ極と前記Ｓ極間距離である幅より大きく、前記第１の無着磁部の近傍領域に前記コイルが位置し、前記第２の無着磁部の近傍領域に前記ホール素子が位置することを特徴とするレンズアクチュエータ。
【請求項２】
前記ヨークに段差を設け前記ヨークの面の前記ホール素子に対向する領域の厚みを前記ヨークの他の領域の厚みより薄くすることを特徴とする請求項１記載のレンズアクチュエータ。
【請求項３】
前記段差が０．１５ｍｍから０．４２ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のレンズアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の無着磁部の幅を０．６ｍｍ以下とし、前記第２の無着磁部の幅を１．２ｍｍから１．８ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の無着磁部と前記第２の無着磁部との境界から前記ホール素子までの距離を２．３ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮像装置において、手ぶれ補正を行う際に、補正レンズの駆動制御を行うレンズアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、民生用ビデオムービー等の撮像装置は小型化、軽量化、光学ズームの高倍率化が進み、その使い勝手が格段に向上している。このため、ビデオカメラ等の撮像装置は、一般使用者にとって普通の映像機器となってきている。ビデオカメラ等の撮像装置の小型化、軽量化、光学ズームの高倍率化は、撮影に習熟していない使用者にとっては、撮影時に手ぶれが生じ、安定した画像が得られなくなることがあった。そこで、撮影するビデオカメラの姿勢に関係なく、最適な像ぶれ補正ができる撮像装置が提案されている。
【０００３】
従来の像ぶれ補正ビデオカメラとして、補正レンズ群を光軸と垂直な２方向に動かすことにより、使用者が撮影時に手ぶれにより像ぶれを起こしても、安定な画像を得られる撮像装置が提案されている。
【０００４】
従来の撮像装置について図１４,図１５を用いて説明する。
図１４は従来の撮像装置の構成を示す概略図、図１５は従来の像ぶれ補正機構の構成を示す斜視図である。
【０００５】
図１４において、カメラ１には撮像光学系２が取り付けられており、その撮像光学系２は３つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３群からなり、中間のレンズ群Ｌ２は補正レンズ群であり、光軸Ｚに垂直な面内で互いに直角な２方向Ｘ，Ｙ方向に移動することで、光軸Ｚを偏心させて、画像の動きを補正するようにしている。レンズ群Ｌ１に入射した光は、レンズ群Ｌ２、Ｌ３を通り固体撮像素子３に結像するようになっている。
【０００６】
ヨーイング駆動制御部４ｘ、ピッチング駆動制御部４ｙは、ヨーイングアクチュエータ５ｘ、ピッチングアクチュエータ５ｙを有する像ぶれ補正駆動機構５を介して補正レンズ群Ｌ２を、撮像光学系２の光軸Ｚに直交する面内で互いに直交する２方向Ｘ、Ｙ軸に駆動するものである。ここで、カメラ１におけるＸ軸をヨーイング方向、Ｙ軸をピッチング方向と称する。
【０００７】
位置検出手段６は、発光素子６ａおよび受光素子６ｂによりレンズ群Ｌ２の位置を検出する手段であり、ヨーイング駆動制御部４ｘ、ピッチング駆動制御部４ｙと共に補正レンズ群Ｌ２を駆動制御するための帰還制御ループを形成している。そしてヨーイング駆動制御部４ｘ、ピッチング駆動制御部４ｙは補正駆動制御手段４を構成している。
【０００８】
光軸Ｚの端部に配置された固体撮像素子３は、撮像光学系２を介して入射する映像を電気信号に変換するもので、固体撮像素子３から出力された映像信号は、アナログ信号処理手段７に入力されてガンマ処理などのアナログ信号処理を施され、さらにＡ／Ｄ変換手段８によりディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理手段９によりディジタル信号のノイズ除去や輪郭強調等のディジタル信号処理が施される。
【０００９】
カメラ１の動作検出するための角速度センサは、撮像光学系２を含むカメラ１自体の動きを検出し、カメラ１が静止している状態での出力を基準に、カメラ１の動きの方向により正負両方の角速度信号を出力するもので、それぞれヨーイング方向及びピッチング方向の２方向の動きを検出するためにヨーイング角速度センサ１０ｘ、ピッチング角速度センサ１０ｙが設けられている。このようにヨーイング角速度センサ１０ｘ、ピッチング角速度センサ１０ｙは手ぶれその他の振動によるカメラ１の動きを検出している。動作検出手段１０では、ヨーイング角速度センサ１０ｘ、ピッチング角速度センサ１０ｙから出力された出力信号は、高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと称す）１１ｘ、１１ｙで出力信号に含まれる不要帯域成分中の直流ドリフト成分が除去され、さらに、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと称す）１２ｘ、１２ｙにより、出力信号に含まれる不要帯域成分中のセンサの共振周波数成分やノイズ成分が除去さ、アンプ１３ｘ、１３ｙにより出力信号のレベル調整がされた後、Ａ／Ｄ変換部１４ｘ、１４ｙによりディジタル信号に変換され、そのディジタル信号が像ぶれ補正手段（マイクロコンピュータ）１５に入力される。
【００１０】
ここで、図１５の分解斜視図を参照して補正レンズ群Ｌ２を駆動制御する像ぶれ補正機構１６について説明する。図１５において、固定枠１７にはヨーイングシャフト１８ａ、１８ｂを介してヨーイング方向に摺動自在にヨーイング枠１９が保持され、このヨーイング枠１９には２本のピッチングシャフト２０ａ、２０ｂがピッチング方向に摺動自在にピッチング枠２１が保持され、このピッチング枠２１に補正レンズ群Ｌ２が固定されている。また、ピッチング枠２１にコイル２２ｘ、２２ｙがそれぞれ固定されている。一方、固定枠１７にはコイル２２ｘに対応するマグネット２３ｘおよびヨーク２４ｘが保持され、ピッチング枠２１を介して補正レンズ群Ｌ２をヨーイング方向に駆動制御するヨーイングアクチュエータ（コイルとマグネット、ヨークからなるアクチュエータ）５ｘが構成されている。同様に、固定枠１７にコイル２２ｙに対応するマグネット２３ｙおよびヨーク２４ｙが保持され、ピッチング枠２１を介して補正レンズ群Ｌ２をピッチング方向に駆動制御するピッチングアクチュエータ（コイルとマグネット、ヨークからなるアクチュエータ）５ｙが構成されている。
【００１１】
さらに、位置検出手段６を構成する発光素子６ａは、ピッチング枠２１に固定されており、固定枠１７に固定された受光素子６ｂが発光素子６ａの投射光を受光して、補正レンズ群Ｌ２の２次元の位置座標を検出する。
【００１２】
図１４，図１５において、ヨーイング電流値検出部２５ｘは、ヨーイングアクチュエータ５ｘが動作したときのコイル２２ｘに流れる電流値を検出し、同様に、ピッチング電流値検出部２５ｙは、ピッチングアクチュエータ５ｙが動作したときのコイル２２ｙに流れる電流値を検出するもので、カメラ１の姿勢を検出する姿勢検出手段２５を構成している。
【００１３】
また、像ぶれ補正手段１５には、ヨーイング電流値検出部２５ｘとピッチング電流値検出部２５ｙの検出値に基づいてカメラ１の姿勢（正立姿勢や縦向き姿勢）を判断する姿勢制御部２６と、動き補正に必要な補正レンズ群Ｌ２の駆動制御に必要な像ぶれ補正特性の制御信号を格納している不揮発メモリ（ＥＰＲＯＭ等）からなるぶれ補正特性記憶部２７と、動作検出手段１０の出力信号によりカメラ１の撮影動作を判断するとともに、動作方向および加速度を求める動作判定部２８と、姿勢制御部２６とぶれ補正特性に対応した補正動作のゲインを調整するゲイン調整部２９とが具備されている。
【００１４】
動作判別部２８では、Ａ／Ｄ変換部１４ｘ、１４ｙを介して取り込んだ角速度センサ１０ｘ、１０ｙの出力信号に対して、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施してカメラ１の撮影動作を判断する。ゲイン調整部２９は、姿勢制御部２６により判断されたカメラ１の姿勢からぶれ補正動作の駆動方向を判断して制御信号の出力側を選択し、動作判定部２８から出力された信号により、ぶれ補正特性記憶部２７のデータに基づいて、ぶれ補正に必要な補正レンズ群Ｌ２の駆動量を求める。ゲイン調整部２９からの制御信号は、補正駆動制御手段４を構成するＤ／Ａ変換部３０ｘ、３０ｙを介してヨーイング駆動制御部４ｘ、ピッチング駆動制御部４ｙにそれぞれ出力され、ヨーイング駆動制御部４ｘ、ピッチング駆動制御部４ｙからヨーイングアクチュエータ５ｘ、ピッチングアクチュエータ５ｙに出力され、補正レンズ群Ｌ２が制御駆動されて画像の動きを補正する。
【００１５】
また、ピッチング枠２１のコイル２２ｘ、２２ｙにそれぞれ外部の回路から電流を供給すると、ヨーイングアクチュエータ５ｘ、ピッチングアクチュエータ５ｙにより形成された磁気回路により、補正レンズ群Ｌ２を有するピッチング枠２１は、光軸Ｚと直角な平面内で互いに直交する２方向Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ移動される。また、ピッチング枠２１の位置は、位置検出手段６の発光素子６ａの光を受光素子６ｂで検出するため、高精度で位置検出されている。すなわち、像ぶれ補正駆動機構５により補正レンズ群Ｌ２を光軸Ｚと直交する平面内でＸ、Ｙ方向に移動させることにより、撮像光学系２を介して固体撮像素子３に入射する画像の補正をすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【００１６】
次に、従来の像ぶれ補正機構におけるヨーイングアクチュエータの構成について図１６を用いて説明する。
【００１７】
図１６は従来の像ぶれ補正機構におけるヨーイングアクチュエータの構成を示す図である。図１６（ａ）はヨーイングアクチュエータのヨーイングヨークの一部を省略した概略平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００１８】
図１６において、ヨーイングマグネット６３は、Ｎ極７５、無着磁部８０、Ｓ極７６に着磁されており、ヨーイングヨーク６４に接着等にて固定されている。ヨーイングヨーク６４とヨーイングマグネット６３の空隙部には、半田付け等にてヨーイングコイル５７およびホール素子６９が取り付けられた、ヨーイング用基板（以下、ヨーイング用Ｐ板と称す）５６が配設されており、ヨーイングコイルに電流を流すことにより、ヨーイング用Ｐ板５６がヨーイング（Ｙ方向）に移動できるようになっている。ヨーイング用Ｐ板５６上に取り付けられたホール素子６９はヨーイング用Ｐ板５６の移動位置を検出するためのものであり、そのホール素子６９の出力値を検出することにより、ヨーイング用Ｐ板５６およびヨーイング用Ｐ板５６と接続された補正レンズ群Ｌ２の移動を制御し、像ぶれの少ない撮像装置が実現できる。
【特許文献１】特開２００２−２０７２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、前記従来の構成のヨーイングアクチュエータでは、補正レンズ群を移動させるためのコイル部の永久磁石の着磁形態と、補正レンズ群の位置を検出ためのホール素子近傍の永久磁石の着磁形態が同じであり、すなわち永久磁石の着磁はＮ極と無着磁極とＳ極の着磁に分離されているだけであったため、コイル推力とホール素子のリニアリティの両方を満足する永久磁石の着磁形態の実現は難しく、それぞれの性能は落ちるがほぼ両性能を満たす永久磁石の着磁形態を用いていた。それ故、コイル推力は若干悪くなってもホール素子のリニアリティをよくするため、永久磁石の無着磁幅は０．８ｍｍ近傍に設定されており、コイル推力とホール素子のリニアリティとの両方を高次元に満足させることが困難であった。そのため、ホール素子のリニアリティを補正する必要があり、実験を繰り返してリニアリティの補正値を求め最適な補正係数を求める必要があるという問題点を有していた。また、温度変化により磁気回路の磁束密度が変動するので、温度変化に対してリニアリティの補正係数を求めることは多大な実験と時間を要するという問題点があった。
【００２０】
本発明は、上記問題点を解決するために、コイル推力およびホール素子のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記従来の目的を達成するために、請求項１記載のレンズアクチュエータは、像ぶれ補正装置の補正レンズ群の位置補正を駆動制御するレンズアクチュエータであって、前記補正レンズ群と接続される基板と、前記基板上に形成されるコイルと、前記基板上に形成されて位置検出に用いるホール素子と、前記基板を挟むように形成されるヨークと、前記基板に対向するように前記ヨークに固定されるマグネットとを有し、前記マグネットがＮ極とＳ極と、前記Ｎ極と前記Ｓ極とに挟まれた無着磁部との領域からなり、さらに、前記無着磁部が第１の無着磁部と第２の無着磁部とからなり、前記第２の無着磁部の前記Ｎ極と前記Ｓ極間距離である幅が前記第１の無着磁部の前記Ｎ極と前記Ｓ極間距離である幅より大きく、前記第１の無着磁部の近傍領域に前記コイルが位置し、前記第２の無着磁部の近傍領域に前記ホール素子が位置することを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載のレンズアクチュエータは、請求項１記載のレンズアクチュエータにおいて、前記ヨークに段差を設け前記ヨークの面の前記ホール素子に対向する領域の厚みを前記ヨークの他の領域の厚みより薄くすることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載のレンズアクチュエータは、請求項２記載のレンズアクチュエータにおいて、前記段差が０．１５ｍｍから０．４２ｍｍであることを特徴とする。
請求項４記載のレンズアクチュエータは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズアクチュエータにおいて、前記第１の無着磁部の幅を０．６ｍｍ以下とし、前記第２の無着磁部の幅を１．２ｍｍから１．８ｍｍとすることを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載のレンズアクチュエータは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレンズアクチュエータにおいて、前記第１の無着磁部と前記第２の無着磁部との境界から前記ホール素子までの距離を２．３ｍｍ以上とすることを特徴とする。
【００２５】
以上により、コイル推力およびホール素子のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、コイル推力に寄与するコイル設置部近傍の無着磁幅より、ホール素子設置部近傍の無着磁幅を広く形成することにより、コイル推力およびホール素子のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することができる。さらに、ホール素子上方のヨークの一部をカットすることにより補正レンズ群の移動量に対するホール素子出力のリニアリティ性能をよくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明のレンズアクチュエータの実施例を図１〜図１３とともに詳細に説明する。
図１は本発明のレンズアクチュエータの設置状態を示す斜視図であり、本体シャーシー部を構成する固定枠１７に取り付けられた状態の斜視図である。図２は本発明のピッチングホルダの構成を示す斜視図であり、図３は本発明のレンズアクチュエータの主要機構例を示す斜視図であり、図４は本発明の像ぶれ補正撮像装置の全体構成を示す断面図であり、図５は本発明の像ぶれ補正撮像装置の全体構成を示す正面図であり、図６は本発明のピッチングアクチュエータの構成を示す図、図７は本発明のヨーイングアクチュエータの構成を示す図、図８は本発明のヨーイングアクチュエータの要部概略図、図９はリニアリティ誤差を説明する図、図１０はマグネットの無着磁幅とリニアリティ誤差の関係を示す図、図１１はマグネットの無着磁幅とコイル部の磁束密度総和の関係を示す図、図１２はヨークカットとリニアリティの関係を示す図、図１３はホール素子から２段着磁位置までの距離とリニアリティの関係を示す図である。
【００２８】
図１〜図５において、補正レンズ群Ｌ２はピッチングホルダ５０に取り付けられた後、レンズ固定リング５１を介してネジ等によりピッチングホルダ５０に固定される。
ピッチングホルダ５０の下端切り欠き部にピッチング用基板（以下、ピッチング用Ｐ板と称す）５２が接着等により固定され、そのピッチング用Ｐ板５２にはＹ軸方向に磁力により推力を発生させるためのピッチングコイル５３が巻かれている。また、ピッチングホルダ５０にはピッチングホルダ５０を固定するためのピッチング板バネ５４がピッチングホルダ５０の上下端の中央凸部に接着等にて取り付けられている。そのピッチング板バネ５４の他端はヨーイングホルダ５５の上端の中央切り欠き部に接着等にて固定されている。すなわち、ピッチングホルダ５０はピッチング板バネ５４によりヨーイングホルダ５５にバネの力にて保持されている。ヨーイングホルダ５５にはヨーイング用Ｐ板５６が接着等により固定され、そのヨーイング用Ｐ板５６にはＸ軸方向に磁力より推力を発生させるためのヨーイングコイル５７が巻かれている。
【００２９】
図３において、ヨーイングホルダ５５にはヨーイングホルダ５５を固定するためのヨーイング板バネ７４がヨーイングホルダ５５の左右端の凸部に接着等にて取り付けられている。そのヨーイング板バネ７４の他端は固定枠１７の左右端切り欠き部に接着等にて固定されている。すなわち、ヨーイングホルダ５５はヨーイング板バネ５６により固定枠１７にバネの力にて保持されている。
【００３０】
次に、図４〜６を用いて、ピッチングホルダ５０をピッチング方向（Ｙ軸）に移動させる構成について説明する。ピッチングホルダ５０に接着によりピッチング用Ｐ板５２が取り付けられる。そして、ピッチング用Ｐ板５２には、Ｘ軸方向が長く形成されるピッチングコイル５３が巻かれ接着等にてピッチング用Ｐ板５２に固定されている。ピッチングコイル５３がＸ軸方向に長く巻かれているのは、コイルに磁界（Ｂ）が掛かっているとき、その磁界と直角方向のコイル長さ（Ｌ）のコイルに電流（ｉ）を流すと、フレミングの左手の法則によりコイルに推力が発生し、そのコイル推力（Ｆ）はＦ＝ＢｉＬとなり、Ｙ軸方向のコイル推力を大きくするためＸ軸方向の長さが長くなるよう巻かれている。
【００３１】
本実施例では、少なくともＹ軸方向に比べ２倍程度長く巻いて、Ｙ軸方向の磁力による推力を大きく設定している。ここで、図６（ａ）はピッチングアクチュエータ６０の正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。
【００３２】
図６において、固定枠１７にはピッチングコイル５３に対応するピッチングマグネット５８およびピッチングヨーク５９が保持され、ピッチングホルダ５０を介して補正レンズ群Ｌ２をピッチング方向に駆動制御するピッチングアクチュエータ６０を構成している。ピッチングマグネット５８の上方部はＮ極６１に着磁され、下方部はＳ極６２に着磁され、Ｎ極とＳ極の中央部は無着磁部Ａ８１となっている。もちろん言うまでもないことであるがＮ極６１とＳ極６２が逆であっても差し支えは無い。
【００３３】
ピッチングマグネット５８のＮ極６１からピッチング用Ｐ板５２に向かって磁束６６が出ているとすると、その磁束６６はピッチング用Ｐ板５２を通り、ピッチングヨーク５９、ピッチング用Ｐ板５２、Ｓ極６２、ピッチングヨーク５９を通り元のピッチングマグネット５８のＮ極６１に戻ることになる。ピッチングコイル５３にピッチングコイル電流６７が矢印のように流れたとすると、フレミングの左手の法則により、ピッチング用Ｐ板５２は矢印６８の方向、即ち、Ｙ軸の正の方向に向かって移動するので、ピッチング用Ｐ板５２が固定されているピッチングホルダ５０は矢印６８の方向に移動する。このとき、ピッチングホルダ５０の上下位置にピッチング板バネ５４が接着等にて取り付けられているので、補正レンズ群Ｌ２およびピッチングホルダ５０の自重分、ピッチング板バネ５４はＹ軸の負の方向に撓んだ状態にてピッチング板バネ５４にて支えられていることになり、補正レンズ群Ｌ２は光軸Ｚからずれているので、常に矢印６８方向にコイル推力が掛かるようピッチングコイル５３に電流を流し、撮像光学系２を正規の状態に保っている。その状態から、像ぶれ補正手段より出力された信号に応じてピッチングアクチュエータ６０を制御して手ぶれによるカメラ１の補正をしている。
【００３４】
ここで、光軸Ｚからのピッチングホルダ５０のずれ量はピッチング用Ｐ板５２上に配置されているホール素子６９により検出される。ホール素子６９はピッチングマグネット５８の着磁の中心位置（無着磁部Ａ８１のＮ極６１とＳ極６２との中間点）に置かれており、そのとき補正レンズ群Ｌ２は光軸Ｚ上に設定されている。ホール素子６９に外部から作用している磁束密度はＮ極、Ｓ極とも同じなので、ホール素子の出力は零であるが、その状態から矢印６８の方向にピッチング用Ｐ板５２が移動（補正レンズ群Ｌ２も同時に移動）するとホール素子６９はＮ極６１の磁束密度が高くなり、Ｎ極の磁束密度の高さに比例した電位が発生する。
【００３５】
同様にして図４、５、図７を用いて、ヨーイングホルダ５５をヨーイング方向（Ｘ軸）に移動させる構成について説明する。ヨーイングホルダ５５に取り付けられたヨーイング用Ｐ板５６にはＹ軸方向が長いヨーイングコイル５７が巻かれ接着等にてヨーイング用Ｐ板５６に固定されている。ヨーイングコイル５７がＹ軸方向長くなるように巻かれている。ピッチングコイル５３の場合と同様に、少なくとも  Ｙ軸方向のコイルをＸ軸方向に比べ２倍程度長く巻いて、ヨーイングコイル５７のＸ軸方向の磁力による推力を大きく設定している。
【００３６】
図７（ａ）はヨーイングアクチュエータ６５の正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。固定枠１７にはヨーイングコイル５７に対応するヨーイングマグネット６３およびヨーイングヨーク６４が保持され、ヨーイングホルダ５５を介して補正レンズ群Ｌ２をヨーイング方向に駆動制御するヨーイングアクチュエータ６５を構成している。ヨーイングマグネット６３の右半分はＮ極７５に着磁され、左半分はＳ極７６に着磁されている。もちろん言うまでもないことであるがＮ極７５とＳ極７６が逆であっても差し支えは無い。
【００３７】
図７において、ヨーイングマグネット６３のＮ極７５からヨーイング用Ｐ板５６に向かって磁束７７が出ているとすると、その磁束７７はヨーイング用Ｐ板５６を通り、ヨーイングヨーク６４、ヨーイング用Ｐ板５６、Ｓ極７６、ヨーイングヨーク６４を通り元のヨーイングマグネット６３のＮ極７５に戻ることになる。ヨーイングコイル５７にヨーイングコイル電流７８が矢印のように流れたとすると、フレミングの左手の法則により、ヨーイング用Ｐ板５６は矢印７９の方向、即ち、Ｘ軸の正の方向に向かって移動するので、ヨーイング用Ｐ板５６が固定されているヨーイングホルダ５５は矢印７９の方向に移動する。ヨーイングホルダ５５の左右端の凸部にヨーイング板バネ７４が接着等にて取り付けられているので、補正レンズ群Ｌ２は撮像光学系２の光軸Ｚ位置に保持されている。その状態から、像ぶれ補正手段１５より出力された信号に応じてヨーイングアクチュエータ６５を制御して手ぶれによるカメラ１の補正をしている。ホール素子６９の出力と補正レンズ群Ｌ２の位置との関係は、Ｘ軸方向とＹ軸方向が異なるだけで他は、ピッチングの場合と同様なので以下説明は省略する。
【００３８】
また、図８（ａ）は本発明におけるヨーイングアクチュエータ６５の磁気回路図のヨーイングヨーク６４の一部を除いた平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００３９】
図８の本発明によるヨーイングアクチュエータ６５のヨーイングマグネット６３は、無着磁幅の狭い無着磁部Ａ８１がヨーイングコイル５７のコイル推力として働くヨーイングコイル推力寄与部８４より下方へ延び、ホール素子位置８５より上方の２段着磁位置８６までとなっており、２段着磁位置８６より下方は無着磁幅が広い無着磁部Ｂ８２となっており、ホール素子に対する磁束密度の直線性（リニアリティ）をよくしている。また、ホール素子６９に近接しているヨーイングヨーク６４の一部をカットし、ヨークの厚みを薄くしたヨークカット部８３を設けている。
【００４０】
図９は磁場解析し、ホール素子部の磁束密度の値をホール素子出力とみなしてリニアリティ補正曲線を求めるための説明図である。ここで、ホール素子出力は磁束密度に比例するので、磁束密度値をホール素子出力と考えて差しつかないことはいうまでもないことである。
【００４１】
図９において、ホール素子出力曲線８７に対して、補正レンズ群Ｌ２をＹ方向にＭａｘ移動（Ａ）させたときのホール素子出力をＣと、負のＹ方向にＭａｘ移動（Ｂ）させたときのホール素子出力Ｄとを直線で結んだ直線をリニアリティ補正曲線８８とする。リニアリティ補正曲線８８に沿って補正レンズ群Ｌ２を制御するのであるから、実際のホール素子出力との差異がリニアリティ誤差となって補正レンズ群Ｌ２の移動誤差が発生する。例えば、今、ホール素子出力がＥであったとすると、制御上はＧの位置に補正レンズ群Ｌ２を移動させるが、現実の補正レンズ群Ｌ２はＦの位置であり、ＦＧ間の距離が補正レンズ群Ｌ２の移動誤差となる。このように、リニアリティ補正曲線８８とホール素子出力曲線８７の誤差が少ないほど、補正レンズ群Ｌ２の補正精度がよくなる。補正レンズ群Ｌ２の光軸Ｚからの移動距離がＧであったときのホール素子出力曲線８７のホール素子出力をＨとし、以下の解析結果において、リニアリティ補正曲線８８とホール素子出力曲線８７とのホール素子出力差のＥＨをリニアリティ誤差とする。すなわち、リニアリティ誤差は磁束密度差となるので、解析上は磁束密度のガウス（Ｇ）表示とする。
【００４２】
図１０はヨーイングアクチュエータにおいて、コイル部無着磁幅ｗ１とホール素子６９のリニアリティ誤差の関係を解析したものであり、コイル部無着磁幅ｗ１が１．４ｍｍ近傍のときにリニアリティ誤差が最も少なく、３５ガウス（Ｇ）であることが分かる。それに対して従来のコイル部無着磁幅ｗ１は０．８ｍｍ近傍であり、そのときのリニアリティ誤差は２６０ガウス（Ｇ）であり、コイル部無着磁幅ｗ１の大きさがリニアリティ誤差に大きく影響することが分かる。
【００４３】
また、図１１は図１０においてコイル部無着磁幅ｗ１が１．４近傍において、ホール素子６９のリニアリティ誤差が最も少なくなることがわかったので、コイル無着磁幅ｗ１とコイル推力に関係するコイル部の磁束密度総和Ｂｓｕｍの関係を解析した結果であり、コイル部無着磁幅ｗ１が大きくなるほど磁束密度総和Ｂｓｕｍが小さくなっている。これは、解析結果を見るまでもなく永久磁石の面積が小さくなると磁束密度が小さくなるのは当然であり、理論的に予測できることである。
【００４４】
以上のことから、コイル推力を大きくするにはコイル部無着磁幅ｗ１を小さくし、ホール素子のリニアリティ誤差をよくするにはコイル部無着磁幅ｗ１を１．４ｍｍ近傍と大きくする必要があることがわかる。そこで、着磁形態を２段とし、無着磁形態をコイル推力に影響するところはコイル部無着磁幅ｗ１を小さくし、リニアリティ誤差に影響するところはホール素子部無着磁幅ｗ２を大きくすることにより、コイル推力とリニアリティ誤差の両方がよくなることが分かる。
【００４５】
図１０において、従来の無着磁幅の０．８ｍｍではリニアリティ誤差は２６０Ｇであるが、無着磁幅を１．２〜１．８ｍｍ（理想的には１．４ｍｍ近傍）にすると１００Ｇ以下となり、リニアリティ誤差は半分以下になる。その範囲を超えると１００Ｇ以上となって性能が悪くなるので、このベストポイントが見込まれる無着磁領域を最善設計領域とする。
【００４６】
また、図１１において、コイル推力部は無着磁幅が少ないほうが磁束総密度Ｂｓｕｍが大きくなるので、少ないほうがよいのであるがゼロにはできないので、製造上での余裕度を考慮して、無着磁幅が０．２ｍｍのときの２％ダウンまでは差し支えないとし、コイル推力部の無着磁幅を０．６ｍｍ以下とする。
【００４７】
図１２はヨーイングヨーク６４のホール素子６９上方の一部をカットしたカット深さとリニアリティ誤差の関係を解析した結果あり、ヨークカット部８３が無いときはリニアリティ誤差は３５Ｇであったが、カット部の深さを０．１５〜０．４２ｍｍにするとリニアリティ誤差が２０Ｇ以下となり、リニアリティ誤差が改善され、ヨークカットがリニアリティ性能向上に有効であることが分かる。
【００４８】
リニアリティ誤差を可能な限りよくするためには、ヨーイングヨーク６４の一部をカットし、ホール素子６９の磁束密度の分布を弱くするといいことが分かる。０．１５〜０．４２ｍｍカットすると、カットしないときよりリニアリティ誤差が約１／２となるので、このカット領域を最善設計領域とする。
【００４９】
図１３は図８においてコイル部無着磁幅ｗ１＝０．２ｍｍ、ホール素子部無着磁幅ｗ２を１．４ｍｍ、ヨーク部カット８３の深さを０．２ｍｍとし、ホール素子６９から２段着磁位置８６までの距離とリニアリティ誤差の関係を解析した結果であり、ホール素子６９から２段着磁位置８６までの距離Ｄ１が短くなると、無着磁幅の狭い磁束の影響を受けリニアリティ誤差が大きくなるが、約２．３ｍｍ以上はなれていれば影響を受けないことが分かる。
【００５０】
ホール素子６９に磁束を及ぼす無着磁幅Ｂ８２に対して、コイル推力に磁束を及ぼす無着磁幅Ａ８１は小さいので、無着磁幅Ａ８１はできるだけホール素子６９より離れているほうが、ホール素子６９に対して影響を与えないことは容易に想像される。解析結果によるとホール素子６９から２段着磁間での距離Ｄ１が２．３ｍｍ以上離れていると、リニアリティ誤差は２５Ｇ以下に抑えられるので、この距離以上を最善設計領域とする。
【００５１】
ピッチングアクチュエータ６０と、ヨーイングアクチュエータ６５との大きな相違は、ピッチングアクチェータ６０はＹ方向に補正レンズ群Ｌ２を移動させるのに対して、ヨーイングアクチュエータ６５は補正レンズ群Ｌ２をＸ方向に移動させることであり、コイル推力、リニアリティ誤差については同じなので、ピッチングアクチュエータ６０についての説明は省略する。
【００５２】
以上のように、像ぶれ補正のために補正レンズ群の位置補正を駆動制御するピッチングアクチュエータまたはヨーイングアクチュエータであるレンズアクチュエータのマグネット部において、コイル推力に寄与するコイル設置部近傍の無着磁幅より、ホール素子設置部近傍の無着磁幅を広く形成することにより、コイル推力に寄与するコイル設置部近傍のＮ極とＳ極の間の無着磁幅を可能な限り小さくしてコイル推力を大きくすることができ、かつ、ホール素子設置部近傍のＮ極とＳ極の間の無着磁幅をコ大きくすることにより補正レンズ群の移動量に対するホール素子出力のリニアリティ性能がよくなり、補正レンズ群の移動精度を向上し、像ぶれを抑制できる。また、温度変化に対してはホール素子のリニアリティの傾きが変化するのを補正するだけでよく、補正レンズ群の移動量を制御しやすくすることが可能となる。
【００５３】
さらに、ヨークのホール素子と対向する面を削ってヨークカット部をもうけることにより、ホール素子のリニアリティ誤差をさらに抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、コイル推力およびホール素子のリニアリティの両性能を十分なレベルで確保することができ、ビデオカメラやデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮像装置において、手ぶれ補正を行う際に、補正レンズの駆動制御を行うレンズアクチュエータ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のレンズアクチュエータの設置状態を示す斜視図
【図２】本発明のピッチングホルダの構成を示す斜視図
【図３】本発明のレンズアクチュエータの主要機構例を示す斜視図
【図４】本発明の像ぶれ補正撮像装置の全体構成を示す断面図
【図５】本発明の像ぶれ補正撮像装置の全体構成を示す正面図
【図６】本発明のピッチングアクチュエータの構成を示す図
【図７】本発明のヨーイングアクチュエータの構成を示す図
【図８】本発明のヨーイングアクチュエータの要部概略図
【図９】リニアリティ誤差を説明する図
【図１０】マグネットの無着磁幅とリニアリティ誤差の関係を示す図
【図１１】マグネットの無着磁幅とコイル部の磁束密度総和の関係を示す図
【図１２】ヨークカットとリニアリティの関係を示す図
【図１３】ホール素子から２段着磁位置までの距離とリニアリティの関係を示す図
【図１４】従来の撮像装置の構成を示す概略図
【図１５】従来の像ぶれ補正機構の構成を示す斜視図
【図１６】従来の像ぶれ補正機構におけるヨーイングアクチュエータの構成を示す図
【符号の説明】
【００５６】
Ｄ１    距離
Ｌ１    レンズ群
Ｌ２    補正レンズ群
Ｌ３    レンズ群
Ｚ    光軸
Ｗ１    コイル部無着磁幅
Ｗ２    ホール素子部無着磁幅
１    カメラ
２    撮像光学系
３    固体撮像素子
４    補正駆動制御手段
４ｘ    ヨーイング駆動制御部
４ｙ    ピッチング駆動制御部
５    像ぶれ補正駆動機構
５ｘ    ヨーイングアクチュエータ
５ｙ    ピッチングアクチュエータ
６    位置検出手段
６ａ    発光素子
６ｂ    受光素子
７    アナログ信号処理手段
８    Ａ／Ｄ変換手段
９    ディジタル信号処理手段
１０    動作検出手段
１０ｘ    ヨーイング角速度センサ
１０ｙ    ピッチング角速度センサ
１１ｘ    ＨＰＦ
１１ｙ    ＨＰＦ
１２ｘ    ＬＰＦ
１２ｙ    ＬＰＦ
１３ｘ    アンプ
１３ｙ    アンプ
１４ｘ    Ａ／Ｄ変換部
１４ｙ    Ａ／Ｄ変換部
１５    像ぶれ補正手段
１６    像ぶれ補正機構
１７    固定枠
１８ａ    ヨーイングシャフト
１８ｂ    ヨーイングシャフト
１９    ヨーイング枠
２０ａ    ピッチングシャフト
２０ｂ    ピッチングシャフト
２１    ピッチング枠
２２ｘ    コイル
２２ｙ    コイル
２３ｘ    マグネット
２３ｙ    マグネット
２４ｘ    ヨーク
２４ｙ    ヨーク
２５    姿勢検出手段
２５ｘ    ヨーイング電流値検出部
２５ｙ    ピッチング電流値検出部
２６    姿勢制御部
２７    ぶれ補正特性記憶部
２８    動作判定部
２９    ゲイン調整部
３０ｘ    Ｄ／Ａ変換部
３０ｙ    Ｄ／Ａ変換部
５０    ピッチングホルダ
５１    レンズ固定リング
５２    ピッチング用Ｐ板
５３    ピッチングコイル
５４    ピッチング板バネ
５５    ヨーイングホルダ
５６    ヨーイング用Ｐ板
５７    ヨーイングコイル
５８    ピッチングマグネット
５９    ピッチングヨーク
６０    ピッチングアクチュエータ
６１    Ｎ極
６２    Ｓ極
６３    ヨーイングマグネット
６４    ヨーイングヨーク
６５    ヨーイングアクチュエータ
６６    磁束
６７    ピッチングコイル電流
６８    矢印
６９    ホール素子
７４    ヨーイング板バネ
７５    Ｎ極
７６    Ｓ極
７７    磁束
７８    ヨーイングコイル電流
７９    矢印
８０    無着磁部
８１    無着磁部Ａ
８２    無着磁部Ｂ
８３    ヨークカット部
８４    ヨーイングコイル推力寄与部
８５    ホール素子位置
８６    ２段着磁位置
８７    ホール素子出力曲線
８８    リニアリティ補正曲線
【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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【図１５】
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【図１６】
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