JP2006330077A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 一方の振動型アクチュエータが他方の振動型アクチュエータの大きな駆動負荷にならず、小型の素子駆動装置を提供する。
【解決手段】 素子駆動装置は、素子保持部材３を互いに略直交する第１および第２の方向に移動可能に保持するベース部材１と、素子保持部材をベース部材に対して第１の方向に駆動する第１の振動型アクチュエータ６と、素子保持部材をベース部材に対して第２の方向に駆動する第２の振動型アクチュエータ７とを有する。第１および第２の振動型アクチュエータは素子保持部材およびベース部材のうち一方により保持されている。制御手段は、第１および第２の振動該アクチュエータのうち一方の振動型アクチュエータに素子保持部材を駆動する第１の振動を発生させる場合は、他方の振動該アクチュエータに素子保持部材を実質的に駆動しない第２の振動を発生させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、いわゆる像振れを抑制する等の目的のため、レンズや撮像素子等の素子を互いに直交する２方向に駆動する振動型アクチュエータを用いた素子駆動装置に関し、さらには該素子駆動装置を搭載したカメラ、交換レンズ又はこれらを含むカメラシステム等の光学機器に関するものである。

光学機器には、振動に伴う像振れを補正又は抑制するいわゆる防振装置が搭載されることが多い。このような防振装置には、補正レンズ等の素子を光学機器の光軸に略直交する第１の方向（例えば、ピッチ方向）と該光軸および第１の方向に略直交する第２の方向（例えば、ヨー方向）とにシフトさせて該光軸を変位させるいわゆるシフト型防振装置がある。

さらに、このような防振装置において補正レンズを駆動するアクチュエータとしては、従来はボイスコイルアクチュエータが用いられてきたが、最近では、特許文献１にて開示されているように、振動型リニアアクチュエータも用いられる。振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換作用により振動が励起される振動体と、該振動体に接触（圧接）する接触体とにより構成され、両者の間の摩擦を利用して両者を相対移動させることにより駆動力を得るアクチュエータである。つまり、振動型アクチュエータは、ボイスコイルモータのように相対移動する部材同士が接触しないタイプではなく、該部材同士が接触するタイプのものである。

この場合、防振装置のベース部材と補正レンズを保持する部材（レンズ保持部材）との間に、該レンズ保持部材を第１の方向および第２の方向にそれぞれ駆動する一対の振動型リニアアクチュエータを配置すると、一方の振動型アクチュエータを作動させたときに、他方の振動型アクチュエータでの振動体と接触体との間の摩擦が大きな駆動負荷となる。

このため、振動型リニアアクチュエータを用いた防振装置では、特許文献１にも開示されているように、ベース部材（固定枠）によって第１の方向に移動可能に連結部材（移動枠）を保持し、さらに該連結部材によって第２の方向に移動可能にレンズ保持部材（玉枠）が保持される。そして、レンズ保持部材と連結部材との間に第２の方向への駆動用の振動型リニアアクチュエータが設けられ、連結部材とベース部材との間に第１の方向への駆動用の振動型リニアアクチュエータが設けられる。

なお、特許文献１にて開示されている振動型リニアアクチュエータは、圧電素子の伸縮変位によって振動が励起される駆動ロッドに係合する部材を該ロッドの軸方向に駆動するタイプのものであるが、振動型リニアアクチュエータには、振動体上の点を円又は楕円運動させることによってこれに接触する部材を移動させるタイプのものもある（特許文献２参照）。
特開平１０−２５４０１２号公報（段落００１５〜００２３、図１，２) 特許第３４０６９４８号公報（段落００２２〜００２６、図１，２，１０)

しかしながら、特許文献１にて開示された防振装置では、ベース部材とレンズ保持部材に加えて連結部材が必要となるため、防振装置の大型化ひいてはこれを搭載する光学機器の大型化につながるという問題がある。

また、連結部材を第１の方向に駆動する振動型リニアアクチュエータは、レンズ保持部材と補正レンズに加えて、連結部材さらにはレンズ保持部材を駆動するもう一方の振動型リニアアクチュエータの全体も含めて第１の方向に駆動することになるため、その駆動負荷が大きくなる。このため、電力消費量が大きくなる。また、第１の方向と第２の方向で駆動負荷のアンバランスが生じて、補正レンズの位置制御が難しくなる等の不都合が生じる。

本発明は、素子を一対の振動型アクチュエータによって互いに直交する２方向に駆動する場合に、一方の振動型アクチュエータが他方の振動型アクチュエータの大きな駆動負荷にならず、しかも小型の素子駆動装置およびこれを備えた光学機器を提供することを目的としている。

本発明の一側面としての素子駆動装置は、素子を保持する素子保持部材と、該素子保持部材を互いに略直交する第１および第２の方向に移動可能に保持するベース部材と、電気−機械エネルギ変換作用により励起された振動により素子保持部材をベース部材に対して第１の方向に駆動する第１の振動型アクチュエータと、電気−機械エネルギ変換作用により励起された振動により素子保持部材をベース部材に対して第２の方向に駆動する第２の振動型アクチュエータと、第１および第２の振動型アクチュエータを制御する制御手段とを有する。そして、第１および第２の振動型アクチュエータは素子保持部材およびベース部材のうち一方により保持されており、さらに制御手段は、第１および第２の振動該アクチュエータのうち一方の振動型アクチュエータに素子保持部材を駆動する第１の振動を発生させる場合は、他方の振動該アクチュエータに素子保持部材を実質的に駆動しない第２の振動を発生させることを特徴とする。

本発明によれば、第１および第２の振動型アクチュエータのいずれも、前述したような連結部材を介さずに素子保持部材を駆動するため、装置の小型化を図ることができる。しかも、一方の振動型アクチュエータに第１の振動を発生させて素子保持部材を駆動する場合は、他方の振動型アクチュエータに第２の振動を発生させて該他方の振動型アクチュエータに接触する部材との摩擦を低減させるので、上記一方の振動型アクチュエータの駆動負荷を小さくすることができ、消費電力の低減を図ることができる。しかも、両振動型アクチュエータの駆動負荷のバランスを良好とし、素子の位置制御精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である防振装置（素子駆動装置）を搭載した一眼レフデジタルカメラシステムの構成を示す。１１３は該カメラシステムにおけるカメラ本体（以下、カメラと略す）であり、１１４は該カメラ１１３に取り外し可能に装着される交換レンズである。ここで、本実施例では、防振装置が搭載された交換レンズ１１４が本発明の光学機器に相当するものとして説明する。但し、本発明の光学機器は、交換レンズに限らず、カメラ（カメラ本体）、カメラと交換レンズからなるカメラシステム、さらに図示しないレンズ一体型のカメラを含む概念である。また、カメラには、一眼レフデジタルカメラのみならず、ビデオカメラも含む。

カメラ１１３側において、１１５はカメラ１１３内に設けられた電気回路部である。該電気回路部１１５は、交換レンズ１１４内の撮影光学系を通過した光束の光量を測定するための測光部１１６と、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１１７とを含む。

また、電気回路部１１５は、撮影光学系からの光束を用いて位相差検出方式又はコントラスト検出方式等によって撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部１１８を含む。さらに、撮像素子１１７の露光時間を制御するシャッタ１１９と、カメラ１１３内の各部の制御を司るカメラＣＰＵ１２０を含む。また、電気回路部１１５は、交換レンズ１１４内のレンズＣＰＵ１２９とのシリアル通信を行うための通信回路１２１と、カメラ１１３および交換レンズ１１４の電源１２２も備えている。

交換レンズ１１４側において、被写体側から順に、１２６は光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ、１３７は交換レンズ（カメラシステム）の振れに起因する像振れを補正するよう補正レンズを駆動する防振装置、１２５は開口径を変化させて光量を調節する絞りである。さらに、１２４は光軸方向に移動してフォーカスを行うフォーカスレンズである。なお、本実施例では、撮影光学系を構成する要素として上記変倍レンズ１２６、防振機構１３７、絞り１２５およびフォーカスレンズ１２４のみを図示しているが、実際には移動しない固定レンズ等、他の光学素子も含まれる。

１２７は交換レンズ１１４内に設けられた電気回路部である。該電気回路部１２７において、１２３はレンズ内メモリであり、変倍レンズ１２６の位置に対するフォーカスレンズ１２４の敏感度情報と、変倍レンズ１２６の位置に対するフォーカスレンズ１２４のフォーカス回転角当たりの駆動量情報とが記憶されている。

また、電気回路部１２７は、カメラ１１３側の通信回路１２１を介してカメラＣＰＵ１２０との間でシリアル通信を行うための通信回路１２８と、交換レンズ１１４内の各部の制御を司るレンズＣＰＵ１２９とを含む。さらに、電気回路部１２７は、絞り１２５を駆動する絞りアクチュエータ１３２と、該絞りアクチュエータ１３２を制御する絞りドライバ１３０と、フォーカスレンズ１２４を駆動するフォーカスアクチュエータ１３３と、該フォーカスアクチュエータ１３３を制御するフォーカスドライバ１３１とを含む。さらに、絞り１２５の開口径（絞り羽根の位置）を検出するためのアイリスエンコーダ１３４と、フォーカスレンズ１２４の位置を検出するフォーカスエンコーダ１３５と、変倍レンズ１２６の位置を検出するズームエンコーダ１３６とを含む。

次に、上記各部の動作を説明する。絞りアクチュエータ１３２は、レンズＣＰＵ１２９からの指令に従って絞りドライバ１３０から出力された駆動信号を受けて、絞り１２５を開放状態や所定の開口径に設定する。フォーカスアクチュエータ１３３は、レンズＣＰＵ１２９からの指令に従ってフォーカスドライバ３１から出力された駆動信号を受けて、フォーカスレンズ１２４を駆動し、フォーカシングを行う。

不図示のズーム操作リングが操作されると、変倍レンズ１２６が駆動されて変倍が行われる。このときズームエンコーダ１３６からは、広角端から望遠端までを所定数に分割した複数のズーム領域のうち現在変倍レンズ１２６が位置するズーム領域に対応する検出信号が出力される。また、フォーカスエンコーダ１３１からは、至近端から無限遠端までを所定数に分割した複数のフォーカス領域のうち現在フォーカスレンズ１２４が位置するフォーカス領域に対応した検出信号が出力される。

これらのエンコーダ１３６，１３１からの検出信号は、一眼レフ用オートフォーカス（ＡＦ）方式として最も良く使われるＴＴＬパッシブ方式ＡＦにおいて、ＡＦ用演算を精度良く行うために必要な焦点距離情報とフォーカス情報を得るために使用される。具体的には、エンコーダ１３６，１３１の検出信号に対応する焦点距離情報とフォーカス情報は、レンズＣＰＵ１２９内のＲＯＭ（図示せず）に格納されているデータテーブルから読み出され、ＡＦ用演算を行うカメラＣＰＵ１２０に通信回路１２８，１２１を介して伝達される。

図２には、防振装置１３７を分解して示している。また、図３には、該防振装置１３７を正面から見て示している。さらに、図４は、図３で示した防振装置１３７のＡ−Ａ線での断面を示しており、図５は、防振装置１３７を構成するベース部材およびこれら取り付けられている部材を正面から見て示している。

これらの図において、１は本防振装置１３７のベースとなるベース部材、２は１又は複数枚のレンズからなる補正レンズである。３は補正レンズ２を保持するレンズ保持部材、４はレンズ保持部材３のベース部材１からの脱落を防止する押え板である。

５は本防振装置１３７の駆動を制御する電子部品を搭載した回路基板、６はレンズ保持部材３をベース部材１に対して、交換レンズ１１４の光軸に対して直交する方向であるヨー方向Ｙに駆動するヨー方向振動型リニアアクチュエータ（以下、ヨー方向アクチュエータという）、７はレンズ保持部材３をベース部材１に対して、交換レンズ１１４の光軸に対して直交する方向であるピッチ方向Ｐに駆動するピッチ振動型リニアアクチュエータ（以下、ピッチ方向アクチュエータという）である。ヨー方向とピッチ方向は互いに略直交する。

８，９は付勢バネであり、それぞれベース部材１に形成されたアクチュエータ受け部１ａ，１ｂにヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７とともに保持されている。ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７はそれぞれ、付勢バネ８，９によってレンズ保持部材３側に付勢される。このため、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７は、レンズ保持部材３に固定保持されたスライダ２０に加圧接触する。

ここで、振動型リニアアクチュエータは、図８Ａに示すように、電気−機械エネルギ変換作用を有する圧電素子３１と、該圧電素子３１が取り付けられた弾性部材３２とにより構成されている。本実施例では、弾性部材３１における圧電素子３１とは反対側に２つの突起部３２ａを形成している。上記付勢バネ８，９の付勢力によって、突起部３２ａの端面である駆動面３２ｂがレンズ保持部材３に固定したスライダ２０に加圧接触する。なお、スライダ２０は金属板であり、樹脂によって形成されたレンズ保持部材３に突起部３２ａを直接接触させることによる該レンズ保持部材３の摩耗を防止するための部材である。但し、レンズ保持部材３が金属等、摩耗の少ない材料で形成される場合には、スライダ２０は不要である。

図８Ａに示すように、圧電素子３１に位相が異なる複数の交番信号（例えば、正弦波信号やパルス信号）を印加して、弾性部材３２に突起部３２ａ付近を腹とする屈曲振動Ａと突起部３２ａの接触端面である駆動面３２ｂに垂直な方向の縦振動Ｂとを励起すると、駆動面３２ｂ上の点Ｐは円又は楕円運動をする。このような円又は楕円運動を含む第１の振動が励起された状態で上記駆動面３２ｂにスライダ２０が加圧接触すると、該レンズ保持部材３は駆動面３２ｂに平行な方向に駆動される。これについては特許文献２にも詳しく説明されている。

また、図８Ｂに示すように、圧電素子３１に１つの交番信号を印加して、突起部３２ａの駆動面３２ｂ上の点Ｐに実質的に縦振動のみの単振動（第２の振動）を生じさせると、該駆動面３２ｂとスライダ２０との間の接触摩擦を減少させる効果がある。

６ａ，７ａはそれぞれヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７に交番信号を供給するためのフレキシブル基板である。該フレキシブル基板６ａ，７ａは、途中を省略して図示されているが、駆動基板５に接続されている。

１１はベース部材１に形成されたボール受け部１１ｃ内に配置されるボール、１０はベース部材１に対してピッチ方向Ｐに直進ガイドされ、かつレンズ保持部材３をヨー方向Ｙに直進ガイドするガイド軸である。

１２はレンズ保持部材３のレンズ周方向３箇所に形成されたボール受け部３ａ，３ｂ，３ｃに配置されるボールである。１３，１４はそれぞれ、レンズ保持部材３に固定されたの赤外発光素子である。これら赤外発光素子１３，１４は、回路基板５上に対応して配置された不図示の受光素子にスポット赤外光を投射する。受光素子からの出力に基づいて、レンズ保持部材３のヨー方向Ｙおよびピッチ方向Ｐの位置を検出することができる。

１５は回路基板５と押え板４をベース部材１に固定するためのビス、１６は回路基板５を押え板４に固定するためのビスである。さらに、１７は本防振装置を１つのユニットとして不図示のレンズ鏡筒に保持させるため、固定枠１のコロ座１ｄに取り付けられるコロである。１８はコロ１７を固定するビスである。

上記のように構成された、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７はそれぞれ付勢バネ８，９によってレンズ保持部材３に向かって付勢されており、さらにレンズ保持部材３は、ボール１１，１２を介してベース部材１と押え板４との間に挟み込まれる。また、レンズ保持部材３は、ガイド軸１０との係合によってベース部材１に対して光軸回りで回転することなく、ヨー方向Ｙおよびピッチ方向Ｐを含む、光軸に略直交する面内で移動することが可能である。

さらに、レンズ保持部材３には、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７とボール１１，１２が光軸方向から当接しているため傾くことがなく、さらにボール１１，１２との摩擦負荷も軽微である。

さらに、本実施例では、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７のうち一方のアクチュエータに第１の振動を励起する場合は、他方のアクチュエータに第２の振動を励起するように両アクチュエータを制御する。これにより、該他方のアクチュエータとレンズ保持部材３（スライダ２０）との間の摩擦が低減し、該摩擦が上記一方のアクチュエータの大きな駆動負荷とならないようにする。

図６には、本実施例の防振装置１３７における制御回路の構成を示している。１０１，１０２は、交換レンズ（つまりはカメラシステム）のヨー方向およびピッチ方向の振れの角速度を検出するための角速度センサである。防振用マイクロコンピュータ（制御手段）１００は、該角速度センサ１０１，１０２からの検出信号を処理してヨー方向およびピッチ方向の振れ量を算出し、さらに該振れ量と振れ方向に対して像振れを補正するために必要なレンズ保持部材３（つまりは補正レンズ２）の目標駆動位置を算出する。

１０８，１０９は赤外発光素子１３，１４と受光素子とからなる位置検出センサである。マイクロコンピュータ１００は、これら位置検出センサ１０８，１０９からの検出信号に基づいて、レンズ保持部材３が上記目標駆動位置に移動したことが検出されるまで、両アクチュエータ６，７のうちレンズ保持部材３を駆動すべき方向に対応する一方のアクチュエータに第１の振動を励起する。また、他方のアクチュエータには第２の振動を励起する。第１および第２の振動の励起は、ヨー方向およびピッチ方向駆動回路１０３，１０４による各アクチュエータの圧電素子への印加信号の制御により行われる。

図７は、本実施例の防振装置におけるマイクロコンピュータ１００の動作を示すフローチャートである。

ステップ（図ではＳと略す）２００において、防振装置１０３の動作が不図示のＩＳスイッチによって選択されると（ＩＳ ＯＮ）、マイクロコンピュータ１００は、ステップ２０１において、カメラ１１３に設けられたレリーズスイッチの第１ストローク操作によって第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮしたか否かを判別する。この第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）のＯＮにより、以下の防振動作が開始されるとともに、ＡＦ関連の動作や測光関連の動作が開始される。

第１ストロークスイッチＳＷ１のＯＮが判別されると、まず、所定時間（Ｘ sec）の間、ピッチ方向での像振れ補正動作が行われる。該ピッチ方向補正動作において、ステップ２０２では、ピッチ方向角速度センサ１０２からの出力に基づいて、ピッチ方向でのレンズ保持部材３の目標駆動位置を算出する。次に、ステップ２０３およびステップ２０４で、ピッチ方向位置検出センサ１０９によりレンズ保持部材３が該目標駆動位置に到達したことが検出されるまで、ピッチ方向アクチュエータ７に第１の振動を励起する。この間、ステップ２０５では、ヨー方向アクチュエータ６に第２の振動（単振動）を励起する。

こうして所定時間のピッチ方向補正動作が完了すると、次に、同じ所定時間（Ｘ sec）の間、ヨー方向での像振れ補正動作が行われる。該ヨー方向補正動作において、ステップ２０６では、ヨー方向角速度センサ１０１からの出力に基づいて、ヨー方向でのレンズ保持部材３の目標駆動位置を算出する。次に、ステップ２０７およびステップ２０８で、ヨー方向位置検出センサ１０８によりレンズ保持部材３が該目標駆動位置に到達したことが検出されるまで、ヨー方向アクチュエータ６に第１の振動を励起する。この間、ステップ２０９では、ピッチ方向アクチュエータ７に第２の振動（単振動）を励起する。

マイクロコンピュータ１００は、ステップ２１０においてカメラ１１３側での露光動作（レリーズスイッチの第２ストローク操作に応じた、画像記録のための電荷蓄積動作）が終了するまでこれらのピッチ方向補正動作およびヨー方向補正動作を所定時間（Ｘ sec）ごとに交互に繰り返す。そして、露光動作が終了すると、像振れ補正動作を停止させる。

本実施例によれば、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７のいずれも、直接レンズ保持部材３を駆動するため、防振装置の小型化を図ることができる。しかも、一方のアクチュエータに第１の振動を発生させてレンズ保持部材３を駆動する場合は、他方のアクチュエータに第２の振動を発生させてレンズ保持部材３（スライダ２０）との摩擦を低減させるので、上記一方の振動型アクチュエータの駆動負荷を小さくすることができ、消費電力を低減させることができる。しかも、両アクチュエータの駆動負荷のバランスを良好とすることができ、補正レンズ２の位置制御精度を向上させることができる。

また、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ６，７をベース部材１により保持する構成としたため、該アクチュエータをベース部材１に対して移動するレンズ保持部材３によって保持する場合に比べて、該アクチュエータに対する給電のための接続（フレキシブル基板の引き回し等）が容易である。

なお、本実施例では、レンズＣＰＵ１２９とは別に防振用マイクロコンピュータ１００を設けた場合について説明したが、防振用マイクロコンピュータ１００の機能をレンズＣＰＵ１２９に持たせてもよい。

また、本実施例では、レンズ保持部材（つまりは補正レンズ）を光軸直交方向（ピッチ方向およびヨー方向）に駆動して像振れを抑制する場合について説明したが、本発明は、レンズ保持部材を光軸上の１点を中心として互いに略直交する２方向に回動させて像振れを抑制する場合等、互いに直交する２方向に光学素子を駆動する防振装置に適用することができる。

また、ガイド軸１０も本実施例中にて説明したものである必要はなく、レンズ保持部材３を光軸回りで回転させないように保持するための構成であればよい。さらに、本実施例では、レンズ保持部材３を光軸直交方向に移動可能に保持するためにボール１１，１２を使用した場合について説明したが、レンズ保持部材３が移動する際の負荷とならないような構成要素であれば、ボールを用いなくてもよい。

図９には、本発明の実施例２である一眼レフデジタルカメラシステムの構成を示している。また、図１０には、本実施例の防振装置の側面断面を示している。さらに、図１１には、防振装置における制御回路の構成を示している。

上記実施例１では、交換レンズ内において補正レンズをピッチ方向およびヨー方向に駆動することによって像振れを抑制する場合について説明したが、本実施例では、カメラ内において撮像素子をピッチ方向およびヨー方向に駆動することで像振れ補正を行う。

図９〜図１１において、２１３は該カメラシステムにおけるカメラ本体（以下、カメラと略す）であり、２１４は該カメラ２１３に取り外し可能に装着される交換レンズである。ここで、本実施例では、防振装置が搭載されたカメラ２１３が本発明の光学機器に相当するものとして説明する。但し、本発明の光学機器は、カメラ（カメラ本体）に限らず、カメラと交換レンズからなるカメラシステム、さらに図示しないレンズ一体型のカメラを含む概念である。また、カメラには、一眼レフデジタルカメラのみならず、ビデオカメラも含む。

カメラ２１３側において、２１５はカメラ２１３内に設けられた電気回路部である。該電気回路部２１５は、交換レンズ２１４内の撮影光学系を通過した光束の光量を測定するための測光部２１６と、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子２１７とを含む。該撮像素子２１７は、ローパスフィルタ７０とともに防振装置２３７に内蔵され、ピッチ方向およびヨー方向に駆動される。

防振装置２３７は、図１０から分かるように、実施例１の防振装置１１７において、保持する素子を補正レンズ２から撮像素子２１７および干渉縞の発生を抑えるローパスフィルタ７０に変更したものにほぼ相当する。

図１０において、５１は本防振装置２３７のベースとなるベース部材、５３は撮像素子２１７およびローパスフィルタ７０を保持する撮像素子保持部材、５４は撮像素子保持部材５３のベース部材５１からの脱落を防止する押え板である。

５６は撮像素子保持部材５３をベース部材５１に対して、撮影光軸（カメラの予定光軸）に対して直交する方向であるヨー方向Ｙに駆動するヨー方向振動型リニアアクチュエータ（以下、ヨー方向アクチュエータという）である。図１１において、５７は撮像素子保持部材５３をベース部材５１に対して、撮影光軸に対して直交する方向であるピッチ方向Ｐに駆動するピッチ振動型リニアアクチュエータ（以下、ピッチ方向アクチュエータという）である。ヨー方向とピッチ方向は互いに直交する。なお、これらヨー方向およびピッチ方向アクチュエータ５６，５７の構成および駆動原理は、実施例１と同様である。

図１０において、５８は付勢バネであり、ベース部材５１に形成されたアクチュエータ受け部にヨー方向アクチュエータ５６とともに保持されている。ヨー方向アクチュエータ５６は、付勢バネ５８によって撮像素子保持部材５３側に付勢される。このため、ヨー方向アクチュエータ５６は、撮像素子保持部材５３に固定保持されたスライダ７１に加圧接触する。

なお、図示しないが、ピッチ方向アクチュエータ５７も、ヨー方向アクチュエータ５６と同様にして撮像素子保持部材５３に固定保持されたスライダに加圧接触する。

また、図９において、電気回路部２１５は、撮影光学系からの光束を用いて位相差検出方式又はコントラスト検出方式等によって撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１８を含む。さらに、撮像素子２１７の露光時間を制御するシャッタ２１９と、カメラ２１３内の各部の制御を司るカメラＣＰＵ２２０を含む。また、電気回路部２１５は、交換レンズ２１４内のレンズＣＰＵ２２９とのシリアル通信を行うための通信回路２２１と、カメラ２１３および交換レンズ２１４の電源２２２も備えている
交換レンズ２１４側において、被写体側から順に、２２６は光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ、２２５は開口径を変化させて光量を調節する絞りである。さらに、２２４は光軸方向に移動してフォーカスを行うフォーカスレンズである。なお、本実施例では、撮影光学系を構成する要素として上記変倍レンズ２２６、絞り２２５およびフォーカスレンズ２２４のみを図示しているが、実際には移動しない固定レンズ等、他の光学素子も含まれる。

２２７は交換レンズ２１４内に設けられた電気回路部である。該電気回路部２２７において、２２３はレンズ内メモリであり、変倍レンズ２２６の位置に対するフォーカスレンズ２２４の敏感度情報と、変倍レンズ２２６の位置に対するフォーカスレンズ２２４のフォーカス回転角当たりの駆動量情報とが記憶されている。

また、電気回路部２２７は、カメラ２１３側の通信回路２２１を介してカメラＣＰＵ２２０との間でシリアル通信を行うための通信回路２２８と、交換レンズ２１４内の各部の制御を司るレンズＣＰＵ２２９とを含む。

さらに、電気回路部２２７は、絞り２２５を駆動する絞りアクチュエータ２３２と、該絞りアクチュエータ２３２を制御する絞りドライバ２３０と、フォーカスレンズ２２４を駆動するフォーカスアクチュエータ２３３と、該フォーカスアクチュエータ２３３を制御するフォーカスドライバ１３１とを含む。さらに、絞り２２５の開口径（絞り羽根の位置）を検出するためのアイリスエンコーダ２３４と、フォーカスレンズ２２４の位置を検出するフォーカスエンコーダ２３５と、変倍レンズ２２６の位置を検出するズームエンコーダ２３６とを含む。

図１１には、本実施例の防振装置２３７における制御回路の構成を示している。２０１，２０２は、カメラ（つまりはカメラシステム）のヨー方向およびピッチ方向の振れの角速度を検出するための角速度センサである。防振用マイクロコンピュータ（制御手段）２００は、該角速度センサ２０１，２０２からの検出信号を処理してヨー方向およびピッチ方向の振れ量を算出し、さらに該振れ量と振れ方向に対して像振れを補正するために必要な撮像素子保持部材５３（つまりは撮像素子２１７およびローパスフィルタ７０）の目標駆動位置を算出する。

２０８，２０９は実施例１と同様の位置検出センサである。マイクロコンピュータ２００は、これら位置検出センサ２０８，２０９からの検出信号に基づいて、撮像素子保持部材５３が上記目標駆動位置に移動したことが検出されるまで、両アクチュエータ５６，５７のうち撮像素子保持部材５３を駆動すべき方向に対応する一方のアクチュエータに第１の振動（実施例１と同様に、弾性部材の駆動面上の点を円又は楕円運動させる振動）を励起する。また、他方のアクチュエータには第２の振動（単振動としての縦振動）を励起する。第１および第２の振動の励起は、ヨー方向およびピッチ方向駆動回路２０３，２０４による各アクチュエータの圧電素子への印加信号制御により行われる。

防振装置２３７の動作（マイクロコンピュータ２００の動作フローチャート）は実施例１と同様である。すなわち、第１ストロークスイッチＳＷ１のＯＮが判別されると、まず、所定時間（Ｘ sec）の間、ピッチ方向での像振れ補正動作が行われる。該ピッチ方向補正動作において、ピッチ方向角速度センサ２０２からの出力に基づいて、ピッチ方向での撮像素子保持部材５３の目標駆動位置が算出される。次に、ピッチ方向位置検出センサ２０９により撮像素子保持部材５３が該目標駆動位置に到達したことが検出されるまで、ピッチ方向アクチュエータ５７に第１の振動を励起する。この間、ヨー方向アクチュエータ５６には第２の振動が励起される。

こうして所定時間のピッチ方向補正動作が完了すると、次に、同じ所定時間（Ｘ sec）の間、ヨー方向での像振れ補正動作が行われる。該ヨー方向補正動作において、ヨー方向角速度センサ２０１からの出力に基づいて、ヨー方向での撮像素子保持部材５３の目標駆動位置が算出される。次に、ヨー方向位置検出センサ２０８により撮像素子保持部材５３が該目標駆動位置に到達したことが検出されるまで、ヨー方向アクチュエータ５６に第１の振動を励起する。この間、ピッチ方向アクチュエータ５７には第２の振動（単振動）が励起される。

そして、マイクロコンピュータ２００は、露光動作が終了するまでこれらのピッチ方向補正動作およびヨー方向補正動作を所定時間（Ｘ sec）ごとに交互に繰り返す。そして、露光動作が終了すると、像振れ補正動作を停止させる。

なお、本実施例では、カメラＣＰＵ２２０とは別に防振用マイクロコンピュータ２００を設けた場合について説明したが、防振用マイクロコンピュータ２００の機能をカメラＣＰＵ２２０に持たせてもよい。

また、上記各実施例では、一方の振動型アクチュエータの駆動面上の点に円又は楕円運動を生じさせる場合に、他方の振動型アクチュエータの駆動面上の点に縦振動（単振動）を生じさせる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、上記一方の振動型アクチュエータの振動体に素子保持部材を駆動する振動を発生させ、他方の振動型アクチュエータの駆動面に実質的にレンズ保持部材を駆動しない振動を発生させるのであれば、その振動の種類や形態はどのようなものであってもよい。なお、実質的に素子保持部材を駆動しないとは、全く駆動力を発生していない場合のみならず、防振装置の制御上、駆動力を発生していないとみなせる程度に小さな駆動力が発生している場合も含む意味である。

また、上記各実施例では、ヨー方向およびピッチ方向アクチュエータを固定部材であるベース部材により保持した場合について説明したが、これらのアクチュエータを可動部材であるレンズ保持部材や撮像素子保持部材により保持し、スライダを固定部材によって保持するようにしてもよい。

さらに、本発明は、防振装置に限らず、光学素子を互いに略直交する２方向に駆動することで様々な光学的な機能を達成する装置に適用することができる。

本発明の実施例１であるカメラシステムのブロック図。 実施例１のカメラシステムにおける防振装置の分解斜視図。 実施例１の防振装置の正面図。 実施例１の防振装置の断面図。 実施例１の防振装置のベース部材の正面図。 実施例１の防振装置の制御回路ブロック図。 実施例１の防振装置の動作フローチャート。 実施例１の防振装置に用いられる振動型リニアアクチュエータの動作を説明する図。 実施例１の防振装置に用いられる振動型リニアアクチュエータの動作を説明する図。 本発明の実施例２であるカメラシステムのブロック図。 実施例２のカメラシステムにおける防振装置の断面図。 実施例２の防振装置の制御回路ブロック図。

符号の説明

１，５１ ベース部材
２ 補正レンズ
３ レンズ保持部材
５ 回路基板
６，５６ ヨー方向振動型リニアアクチュエータ
７，５７ ピッチ方向振動型リニアアクチュエータ
１７，２１７ 撮像素子
２０，７１ スライダ
５３ 撮像素子保持部材
１００，２００ 防振用マイクロコンピュータ

Claims (7)

1. 素子を保持する素子保持部材と、
   前記素子保持部材を互いに略直交する第１および第２の方向に移動可能に保持するベース部材と、
   電気−機械エネルギ変換作用により励起された振動により前記素子保持部材を前記ベース部材に対して前記第１の方向に駆動する第１の振動型アクチュエータと、
   電気−機械エネルギ変換作用により励起された振動により前記素子保持部材を前記ベース部材に対して前記第２の方向に駆動する第２の振動型アクチュエータと、
   前記第１および第２の振動型アクチュエータを制御する制御手段とを有し、
   前記第１および第２の振動型アクチュエータが前記素子保持部材および前記ベース部材のうち一方により保持されており、
   前記制御手段は、前記第１および第２の振動該アクチュエータのうち一方の振動型アクチュエータに前記素子保持部材を駆動する第１の振動を発生させる場合は、他方の振動該アクチュエータに前記素子保持部材を実質的に駆動しない第２の振動を発生させることを特徴とする素子駆動装置。
2. 前記第１の振動は、前記一方の振動型アクチュエータの駆動面上の点を円又は楕円運動させる振動であり、前記第２の振動は、前記他方の振動型アクチュエータの駆動面上の点を実質的に該駆動面に垂直な方向にのみ変位させる単振動であることを特徴とする請求項１に記載の素子駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の振動型アクチュエータによる前記レンズ保持部材の駆動と、前記第２の振動型アクチュエータによる前記レンズ保持部材の駆動とを交互に行うよう該第１および第２の振動型アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の素子駆動装置。
4. 前記第１および第２の振動型アクチュエータが前記ベース部材により保持され、該第１および第２の振動型アクチュエータの駆動面が前記素子保持部材又は該素子保持部材により保持された部材に接触していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の素子駆動装置。
5. 前記素子が、光学素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の素子駆動装置。
6. 前記素子が、撮像素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の素子駆動装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の素子駆動装置を含み、
   前記第１および第２の方向は、該光学機器の光軸に略直交する方向であり、
   前記素子保持部材の前記第１の方向又は前記第２の方向への駆動により、該光学機器の振動に伴う像振れを抑制することを特徴とする光学機器。