JP2007171234A - 手振れ補正装置，およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手振れ補正装置において，回転駆動のための駆動力を抑え，手振れ補正に必要な構成による占有空間を小さくする。
【解決手段】本発明による，４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズ１００を有する手振れ補正装置は，アフォーカル系を構成し，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ該凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第３群１１４を制御対象として回転制御し，駆動力を抑え，構成をシンプルにすることで，小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は，撮像装置が受ける手振れの影響を低減する手振れ補正装置，およびその方法に関する。

ビデオカメラ，デジタルスチルカメラ等の撮像装置では，ユーザの手振れによる画像のぶれを，その画像における光軸の補正または画像処理によって取り除くことが検討されている。かかる手振れによる画像のぶれは，ズーム機能により拡大された画像の方が影響を受け易い。

これに対し，メニスカス正レンズとメニスカス負レンズを，光軸に対して直交した面で直線駆動し，水平および垂直方向に手振れ補正を行う技術が知られている（例えば，特許文献１）。

また，平凹レンズと平凸レンズとの嵌合位置関係を撮像者側の回転モータ（アクチュエータ）で回転駆動し，通過光束の角度を変化させて撮像装置の手振れを補正する技術も知られている（例えば，特許文献２）。

さらに，光学系における複数群のレンズのうち第１群に当たる対物レンズを，レンズ面にあり，かつ光軸に垂直な軸を中心に回転駆動して通過光束の角度を変化させる技術も知られている（特に，特許文献３）。

特開平６−１１８４７１号公報 特開平９−１７１２０４号公報 特開平６−１９７２５８号公報

しかし，上記の技術では，回転駆動制御における受光素子やアクチュエータが大掛かりとなり，例え，それが対物レンズであったとしてもその制御対象レンズを回転駆動するために大きな駆動力が必要であった。このような大きな駆動力を得ることが可能な回転モータは，占有体積も大きく，カメラの小型化の弊害となっていた。

また，光軸に直交した面で直線駆動補正する場合，レンズの自重による落下を防止するため，常に光軸位置を保持する保持電力が必要となり，無駄な電力が消費されていた。

本発明は，従来のレンズ補正装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，回転駆動のための駆動力を抑え，手振れ補正に必要な構成による占有空間を小さくし，小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることが可能な，新規かつ改良された手振れ補正装置，およびその方法を提供することである。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズを手振れ補正する手振れ補正装置であって：対物レンズ群である第１群と；光軸に対して前後可動自在に焦点距離を調整する第２群と；アフォーカル系を構成し，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ該凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第３群と；上記第２群の焦点距離の調整に伴う像面変動を補正する第４群と；手振れ角度を検出する手振れ検出部と；上記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの回転角度を検出する回転角度検出部と；上記検出された手振れ角度および上記回転角度に基づいて，上記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの駆動信号を生成する駆動信号生成部と；上記生成された駆動信号に応じて，上記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれを回転駆動する回転駆動部と；を備えることを特徴とする，手振れ補正装置が提供される。

上記手振れ補正を，直線駆動ではなく，回転駆動により行うことで，補正レンズの自重落下を防止することができ，光軸を保持するための保持電力が不要となる。従って，その保持電力分の電力を削減することができる。

また，上記第３群における凸レンズおよび凹レンズは，小型，軽量に形成することができるので，最低限の駆動力でその凸レンズおよび凹レンズを回転駆動することが可能となる。従って，回転駆動部も小型，軽量に形成することが可能となる。

上記回転駆動部は，上記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と直交する面もしくは平行する面に，正対して配されたコイルと磁石とから形成され，該コイルまたは磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されるとしても良い。

上記手振れ補正に必要な回転角度が小さいため，上記回転駆動部は，コイルと磁石によって形成することができ，回転モータにくらべ占有空間を小さくすることが可能となる。また，回転駆動部をレンズ回転中心から離隔することによって，移動量に対する回転角度を小さくすることができ，回転分解能を高め，回転モータと比較しても高精度な回転制御が可能となる。

上記回転角度検出部は，上記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と直交する面もしくは平行する面に，正対して配されたホール素子と磁石とから形成され，該ホール素子または磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されるとしても良い。

上記回転角度検出部は，ホール素子と磁石によって形成することができるので占有空間を小さくすることが可能となる。また，回転角度検出部をレンズ回転中心から離隔することによって，回転角度に対する移動量を大きくすることができ，検出分解能を高め，高精度な回転制御が可能となる。また，上記回転駆動部と一体形成することにより，占有空間をより小さくすることも可能となる。

上記凸レンズまたは凹レンズの回転軸は，レンズ中心より被写体側に離隔して形成されるとしても良い。

レンズの中心より被写体側に回転軸がある場合，像面の移動量は，レンズの回転による屈折分と偏芯分とが加算される。従って，同量の補正量を得るための回転駆動を抑えることが可能となる。

光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ上記凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第５群をさらに備え，上記回転角度検出部および回転駆動部は，上記第３群の凸レンズおよび凹レンズの代わりに上記第５群の凸レンズおよび凹レンズを対象としても良い。

また，上記手振れ補正装置のうち，手振れ検出部を除き，単純に像面の角度を変位するレンズ駆動装置を提供することもできる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズを手振れ補正する手振れ補正方法であって：手振れ角度を検出する手振れ検出工程と；アフォーカル系を構成し，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ該凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの回転角度を検出する回転角度検出工程と；上記検出された手振れ角度および上記回転角度に基づいて，上記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの駆動信号を生成する駆動信号生成工程と；上記生成された駆動信号に応じて，上記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれを回転駆動する回転駆動工程と；を含むことを特徴とする，手振れ補正方法が提供される。

上述した手振れ補正装置における従属項に対応する構成要素やその説明は，当該手振れ補正方法にも適用可能である。

上記回転駆動による手振れ補正は，補正レンズの自重落下を防止し，少なくとも光軸を保持するための保持電力の分だけ電力を削減することができる。また，上記第３群における凸レンズおよび凹レンズは，小型，軽量に形成することができるので，最低限の駆動力でその凸レンズおよび凹レンズを回転駆動することが可能となる。従って，小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることができる。

以上説明したように本発明の手振れ補正装置によれば，回転駆動のための駆動力を抑え，手振れ補正に必要な構成による占有空間を小さくすることができ，ひいては小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

撮像装置等の手振れを抑制する方式としては，撮影光学系の前面に配置した可変頂角プリズムを回動させて手振れ補正を行うバリアングルプリズム方式と，撮影光学系の内部のレンズを直線的に偏芯させて手振れ補正を行うインナーレンズシフト方式が一般的である。

前者の方式では，可変頂角プリズムが光学系の前面に構成されるため，光学有効光束が大きくなり，それに応じて大きなトルクを有する駆動アクチュエータが必要になり，手振れ補正装置は全体的に大型に形成され，製造コストも高くなる。

また，後者の方式では，前者の方式と比較して有効光束を小さくできる利点はあるが，レンズをガイド部材に沿って直線的に偏芯しなければならないので，光軸を維持するため，常に，レンズの自重落下を止める方向に駆動力を供給する必要が生じ，無駄な消費電力が費やされていた。

以下に示す手振れ補正装置では，手振れ補正駆動のための駆動力を抑え，かつ構成要素の占有空間を小さくし，小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることを目的とする。かかる手振れ補正装置としては，アナログカメラ，デジタルスチルカメラ，ビデオカメラ，カムコーダ等を想定しているが，光学レンズを利用する様々な電子機器に適用することが可能である。

（第１の実施形態：手振れ補正装置）
図１は，第１の実施形態による手振れ補正装置のレンズ構成を説明した説明図である。ここでは，４群のリアフォーカスズームレンズ１００を挙げて各レンズの機能を説明しているが，他のレンズ構成に変更すること，並びの順番を変更すること，および第５群等他の群を追加すること等の変形も本実施形態の技術的範囲に属する。

図１に示すような，被写体側の第１群より後方のレンズを移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス方式では，比較的に小型のレンズ群を移動することのみでフォーカシングが可能なので，駆動力を抑え，迅速に焦点を合わせることが可能となる。以下，本実施形態における各レンズ群を詳細に説明する。

第１群１１０は，正の屈折力を有する固定された対物レンズである。かかる第１群１００により，主たる焦点距離（レンズから像面までの距離）が定められる。

第２群１１２は，負の屈折力を有する，前後に可動自在なズームレンズであり，例えば，後方レンズを像面側（撮像者側）に移動することによって広角から望遠へ変倍することができ，第１群１００で定められた焦点距離前後の焦点距離をカバーする。

第３群１１４は，固定のアフォーカル系を構成し，光軸１２０に直交する軸を回転軸１３０として回転自在な凸レンズ２００と，光軸１２０に直交し，かつ該凸レンズ２００の回転軸１３０と直交する軸を回転軸１３２として回転自在な凹レンズ２１０とを含んでいる。ここで，「固定の」とは，第２群１１２の光軸１２０方向に移動するレンズと差別化するために用いられ，光軸以外の方向の移動もしくは回転を許可された状態を言い，アフォーカル（Ａｆｏｃａｌ）とは，一組の物点と像点が無限遠にある光学系，即ち，望遠鏡に代表される「焦点距離無し」のことを言う。

第４群１１６は，第２群１１２の変倍に伴う像面変動を補正するレンズである。

ＣＣＤ部１１８は，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）およびそれに伴うフェースプレート，ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）等のガラスブロックを含む。かかるＬＰＦは，第５群として形成されるとしても良い。

本実施形態では，互いが直交して回転駆動する，第３群１１４の凸レンズおよび凹レンズによって手振れを補正する。以下，上記第３群１１４に関して詳述する。

図２は，第３群の外観を概略的に示した斜視図である。かかる第３群は，凸レンズ２００と凹レンズ２１０とを含んで構成され，各々回転軸１３０および回転軸１３２を中心軸として回転自在に配されている。

図２に示すように，手振れ補正を，レンズの直線駆動ではなく，レンズの回転駆動により行うことで，補正レンズの自重落下を防止することができ，光軸を保持するための保持電力が不要となる。従って，その保持電力分の電力を削減することができる。

また，凸レンズ２００の回転軸１３０および凹レンズ２１０の回転軸１３２には，それぞれの回転軸に固定され回転自在な回転部２３０が設けられ，その周囲には，回転部２３０の対面に空間を隔てて正対する固定部２４０が配置される。

この回転部２３０と固定部２４０とは，互いに連携して回転駆動のための駆動力を起こす回転駆動部となりうる。また，同様に，回転部２３０と固定部２４０とは，互いに連携して回転軸回りの回転角度を検出する回転角度検出部ともなりうる。

図３は，第３群の構成をさらに詳細に説明するための説明図である。ここでは，理解を容易にするため，第３群１１４のうち，凹レンズ２１０のみを挙げて説明する。

光軸と直角に設けられた凹レンズ２１０の回転軸１３２には回転部２３０が固定される。一方，固定部２４０は，回転部２３０と空間を隔てて手振れ補正装置本体側に固定設置される。

上記回転部２３０には，コイル２５０とホール素子２６０が設けられ，それぞれに対向した固定部２４０に，駆動用永久磁石２５２と角度検出用永久磁石２６２とが設けられている。上記駆動用永久磁石２５２と角度検出用永久磁石２６２とは，極性を共有しているので一体に形成することができ，固定部のさらなる小型化を図ることが可能となる。従って，図３においても，駆動用永久磁石２５２と角度検出用永久磁石２６２とが，Ｎ極とＳ極とを並置した共有磁石として一体に表される。また，上記磁石として永久磁石を挙げているが，かかる場合に限られず，電磁石を利用して手振れ補正装置を形成することも可能である。

上記コイル２５０と駆動用永久磁石２５２とは連携して回転駆動部を形成し，コイル２５０に電流を流すことによって電磁力が生じ，電流の量に応じた回転駆動力を得ることができる。こうして，矢印で示したような回転方向に駆動することが可能となる。かかる駆動方式は，ＨＤＤのヘッドの位置決めに利用されるＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）の原理を利用するとしても良い。

また，上記ホール素子２６０と角度検出用永久磁石２６２とは回転角度検出部を形成し，ホール素子２６０で生成される電流によって現在の角度を知ることができる。ここでホール素子２６０は，ホール効果を利用した磁気センサであって，磁気を電気に直接変換することが可能である。

上記コイル２５０と駆動用永久磁石２５２で構成される回転駆動部によって，凹レンズ２１０は，回転軸１３２を中心に回転駆動し，その回転駆動量は，上記ホール素子２６０と角度検出用永久磁石２６２で構成される回転角度検出部のフィードバックによって計算される。本実施形態では，所望の角度または角速度を維持するため，回転角度をフィードバックする閉ループ制御を実行している。

上記凹レンズ２１０は，第３群１１４に属する故，小型，軽量に形成される。例えば，第１群１００の対物レンズが全リアフォーカスズームレンズの６〜７割の重量を占めるとすると，第３群１１４や，後述する第５群は，１〜２割程度の重量に収まるので，最低限の駆動力でその凹レンズ２１０を回転駆動することができる。従って，回転駆動部も小型，軽量に形成することが可能となる。

かかる駆動力の低減により，例えば，駆動用に利用される高価な焼結ネオジウム磁石を小型化することができる。このように，磁石を小型化し，必要トルクを半分以下に低減したとしても，上記の構成においては，十分な手振れ補正性能を確保することができる。従って，本実施形態では，第３群を制御対象にすることで小型化，低コスト化，低消費電力化を図ることが可能となる。

図４は，第１の実施形態におけるレンズの回転制御を説明するための機能ブロック図である。ここでも理解を容易にするため凹レンズ２１０の系統のみを挙げて説明しているが，当然にして凸レンズ２００にも適用可能である。

手振れ補正装置３００の，特に駆動制御回路は，手振れ検出部３１０と回転角度検出部３１２と，駆動信号生成部３１４と，回転駆動部３１６と，凹レンズ２１０とを含んで構成される。

上記手振れ検出部３１０は，手振れ補正装置３００がユーザの手振れ等によってぶれてしまった角度もしくは直線移動量を検出する。かかる手振れ検出部３１０は，角度センサ，角速度センサ，角加速度センサ，位置センサ，速度センサ，加速度センサ等で形成され得る。従って，検出対象を，手振れ補正装置自体の角度，角速度，角加速度，位置，速度，加速度から選択される１または２以上の動作とすることができる。

上記回転角度検出部３１２は，凹レンズ２１０の回転軸１３２と直交する面に正対して配されたホール素子２６０と角度検出用永久磁石２６２とから形成され，該ホール素子２６０または角度検出用永久磁石２６２のいずれか一方が該回転軸１３２に固定される。

本実施形態においては，ホール素子２６０が回転軸１３２に固定され，第３群１１４の凹レンズ２１０の回転角度を検出している。上記回転軸１３２の固定対象は負荷の関係からホール素子２６０とするのが望ましい。かかる回転角度検出部３１２は，角度の他に，角速度や角加速度も検出できるとしても良い。

また，上記回転角度検出部３１２をレンズ回転中心から離隔することによって，回転角度に対する移動量を大きくすることができ，検出分解能を高め，高精度な回転制御が可能となる。回転角度検出範囲は，例えば，±０．５°とすることができる。

上記駆動信号生成部３１４は，手振れ検出部３１０で検出された手振れ角度および回転角度検出部３１２で検出された回転角度に基づいて，第３群１１４の凹レンズ２１０の駆動信号を生成する。詳細には，先ず手振れ検出部３１０で検出された手振れ角度θの符号を逆にして（−θ），凹レンズ２１０の目標値とする。この目標値−θからフィードバック信号である回転角度検出部３１２の回転角度を減算し，その偏差によって回転駆動部３１６を回動する。

ここでは，フィードバックを用いた角度制御を行っているが，かかる場合に限られず，角速度制御，角加速度制御，位置制御，速度制御，加速度制御いずれも適用することが可能である。

また，駆動信号生成部３１４は，中央処理装置（ＣＰＵ）もしくはデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）等の半導体集積回路に含まれるとしても良く，かかる中央処理装置は手振れ補正装置３００全体を管理および制御する。

上記回転駆動部３１６は，凹レンズ２１０の回転軸１３２と直交する面に正対して配されたコイル２５０と駆動用永久磁石２５２とから形成され，該コイル２５０または駆動用永久磁石２５２のいずれか一方が該回転軸１３２に固定される。

本実施形態においては，コイル２５０が回転軸１３２に固定され，駆動信号生成部３１４により生成された第３群１１４の凹レンズ２１０の駆動信号に応じて，凹レンズ２１０を回転駆動する。回転角度検出部３１２同様，コイル２５０を回転部２３０に設けることで付加的に有利になる。

上記回転駆動部３１６は，手振れ補正に必要な回転角度が小さい（例えば，±０．５°）ため，回転モータより高精度で制御できる。かかる制御は，凹レンズ２１０の回転軸１３２とコイル２５０とに距離がある程，移動量に対する回転角度を小さくすることができ，精度を高めることが可能となる。また，回転モータに比べ占有空間を小さくすることができる。さらには上記回転角度検出部３１２と一体形成することにより，占有空間をより小さくすることが可能となる。

上記凹レンズ２１０は，回転駆動部３１６による駆動力を得て，回転軸１３２を中心に回転する。

上述の手振れ補正装置３００では，第３群１１４に回転角度検出部３１２および回転駆動部３１６を設置しているが，固定の第５群が存在する場合，その第５群に回転角度検出部３１２および回転駆動部３１６を設置するとしても良い。

従って，上記第５群は，第３群１１４同様，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ上記凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有すこととなる。

また，４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズ１００を手振れ補正する手振れ補正方法も提供される。

かかる手振れ補正方法では，先ず，手振れ検出部３１０が手振れ角度を検出し，回転角度検出部３１２がリアフォーカスレンズ１００の第３群１１４の凸レンズ２００および凹レンズ２１０それぞれの回転角度を検出する。そして，検出された手振れ角度および回転角度に基づいて，駆動信号生成部３１４が凸レンズ２００および凹レンズ２１０それぞれの駆動信号を生成する。この生成された駆動信号に応じて，回転駆動部３１６が凸レンズ２００および凹レンズ２１０それぞれを回転駆動している。

なお，上記手振れ補正方法における各工程は，必ずしも上述した順序に沿って時系列に処理する必要はなく，並列的あるいは個別に実行される処理（例えば，並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。

（第２の実施形態：手振れ補正装置３００の変形例）
次に，回転角度検出部３１２および回転駆動部３１６の位置関係が相違する手振れ補正装置４００を説明する。

図５は，第２の実施形態における第３群の外観を概略的に示した斜視図である。かかる第３群１１４は，凸レンズ２００と凹レンズ２１０とから構成され，各々回転軸１３０および回転軸１３２とを中心軸として回転自在に配されている。

また，凸レンズ２００の回転軸１３０および凹レンズ２１０の回転軸１３２には，それぞれの回転軸に固定され回転自在な回転部４３０が設けられ，その周囲には，回転部４３０の対面に空間を隔てて正対する固定部４４０が配置される。

この回転部４３０と固定部４４０とは，互いに連携して回転駆動のための駆動力を起こす回転駆動部となりうる。また，同様に，回転部４３０と固定部４４０とは，互いに連携して回転軸回りの回転角度を検出する回転角度検出部ともなりうる。

第１の実施形態における構成要素として既に述べた凸レンズ２００と，凹レンズ２１０と，回転軸１３０と，回転軸１３２とは，実質的に機能が同一なので重複説明を省略し，ここでは，構成が相違する回転部４３０と固定部４４０とを主に説明する。

上記回転部４３０は，上記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と平行する面に配され，回転軸に固定される。

上記固定部４４０は，上記回転部４３０に正対して配され，手振れ補正装置４００本体側に固定される。

従って，回転部４３０に設けられた回転駆動部のコイルと，固定部４４０に設けられた回転駆動部の駆動用永久磁石は，面対向しており，かつ，回転軸と平行している。また，回転部４３０に設けられた回転角度検出部のホール素子と，固定部４４０に設けられた回転角度検出部の角度検出用永久磁石も，面対向しており，かつ，回転軸と平行している。かかる駆動用永久磁石と角度検出用永久磁石は，Ｎ極とＳ極とを並置して一体形成することができる。

かかる構成により，第１の実施形態で述べた回転駆動部同様の回転動作を得ることが可能となる。

（第３の実施形態：レンズの回転中心）
第１の実施形態や第２の実施形態において既に説明した凸レンズ２００または凹レンズ２１０の回転軸は，レンズ中心を通じているが，より被写体側に離隔して回転軸が形成されるとしても良い。以下，回転軸を被写体側に設けることの利点を説明する。

図６は，レンズを光軸５００に対して垂直に移動した場合の移動量を説明した説明図である。ここでは，光軸５００に対して，垂直上方向にレンズを移動しているので像面５０２に現れる偏芯分５１０がそのまま総補正量５４０となる。

このようなレンズを光軸に対して垂直に直線移動する方式においては，駆動アクチュエータが無通電の時には移動レンズが自重により平行偏芯変位させるガイドに沿って落下する。また，光軸を維持するため，常に，レンズの自重落下を止める方向に駆動力を供給する必要が生じ，無駄な消費電力が費やされる。

図７は，レンズを，回転中心５２０を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。ここでは，レンズがθだけ矢印の方向に傾けられているため，光軸５００は回転中心５２０を屈折の始点として２θだけ屈折し，像面５０２に現れる屈折分５３０がそのまま総補正量５４０となる。

図６および図７のいずれの場合においても，１回の補正動作で偏芯分５１０もしくは屈折分５３０のいずれかがそのまま総補正量５４０となる。以下に示す本実施形態においては，回転軸をより被写体側に離隔して設けることによって総補正量５４０を大きくとることができる。

図８は，レンズを，レンズ中心より被写体側に配した回転中心５２０を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。ここでは，レンズがθだけ矢印の方向に傾けられることによってレンズ自体が垂直上方向に移動するため，光軸５００は，回転中心５２０を屈折の始点として２θ屈折するのみならず，垂直上方向にも移動する。従って，像面５０２に現れる屈折分５３０と，偏芯分５１０との和が総補正量５４０となる。

このように，レンズの中心より被写体側に回転軸がある場合，像面の移動量（総補正量５４０）は，同一方向に働く屈折分５３０と偏芯分５１０とが加算された量となる。従って，同量の補正を行うための回転量θを小さく抑えることが可能となる。

上述したように，真に所望する総補正量５４０は，回転駆動部に指令する指令角度と比例関係を保っていない。従って，手振れ検出部により検出された角度から回転駆動部の回転角度をテーブルもしくは非線形の関数によって導き出すとしても良い。

かかる回転量θを小さく抑える構成の下では，回転駆動部をさらに小型化，軽量化することが可能となり，低コスト化も図ることができる。

図８において，回転中心５２０は被写体側としたが，撮像者側にした場合の補正量に関して以下に説明する。

図９は，レンズを，レンズ中心より撮像者側に配した回転中心５２０を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。ここでは，レンズがθだけ矢印の方向に傾けられることによってレンズ自体が垂直下方向に移動するため，光軸５００は，回転中心５２０を屈折の始点として２θ屈折するのみならず，垂直下方向にも移動する。従って，像面５０２に現れる総補正量５４０は，屈折分５３０と，偏芯分５１０との差に等しくなる。

このように，レンズの中心より撮像者側に回転軸がある場合，像面の移動量は，レンズの回転による屈折分５３０と偏芯分５１０との差となるので，図７に示した回転制御よりも回転量θに対する総補正量５４０の比率が悪化する。従って，図９に示すように，回転中心５２０を撮像者側に設けた場合には，補正効率が悪くなることが理解される。

上記で説明したように，レンズの回動中心をレンズの中心から離隔した（例えば，５ｍｍ以下離れた）位置に設けてレンズを回転駆動する場合，レンズ群は回転駆動による像面の傾きによる変位（屈折分）とは別に回動に従う像面の平行偏芯成分変位（偏芯分）をも生成する。

これは，凸レンズ２００，凹レンズ２１０のいずれにおいても同様の結果を得ることができ，回動によって生じる屈折分５３０と偏芯分５１０とが同一方向の補正量として加算されて働くので，それぞれのレンズ群の回転量θを抑えつつ，像面の変位量を最大にすることができる。従って，不要な回転を削減しつつ，十分な手振れ補正を行うことができる。

かかる構成の下では，結像性能の極端な劣化を生じることも無く，回転駆動部の駆動量も少なくて済み，トルクを小さく見積もることもできる。また，アクチュエータの小型化，ひいては消費電力の低減，手振れ補正装置のコストダウンを達成することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上述した実施形態では，回転角度検出部と回転駆動部との組合せとして，レンズの回転軸と直交する面に両者を形成する構成，または平行する面に両者を形成する構成を説明しているが，かかる場合に限られず，直交する面と平行する面にそれそれ形成する，もしくは平行する面と直交する面にそれぞれ形成することもできる。上記互いが直交する構成では，対応する磁石をさらに小型化することが可能となる。

本発明は，撮像装置が受ける手振れの影響を低減する手振れ補正装置，およびその方法に適用可能である。

第１の実施形態による手振れ補正装置のレンズ構成を説明した説明図である。 第３群の外観を概略的に示した斜視図である。 第３群の構成をさらに詳細に説明するための説明図である。 第１の実施形態におけるレンズの回転制御を説明するための機能ブロック図である。 第２の実施形態における第３群の外観を概略的に示した斜視図である。 レンズを光軸に対して垂直に移動した場合の移動量を説明した説明図である。 レンズを，回転中心を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。 レンズを，レンズ中心より被写体側に配した回転中心を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。 レンズを，レンズ中心より撮像者側に配した回転中心を中心に回転した場合の移動量を説明した説明図である。

符号の説明

１００ リアフォーカスズームレンズ
１１０ 第１群
１１２ 第２群
１１４ 第３群
１１６ 第４群
２００ 凸レンズ
２１０ 凹レンズ
１３０，１３２ 回転軸
２３０，４３０ 回転部
２４０，４４０ 固定部
２５０ コイル
２５２ 駆動用永久磁石
２６０ ホール素子
２６２ 角度検出用永久磁石
３１０ 手振れ検出部
３１２ 回転角度検出部
３１４ 駆動信号生成部
３１６ 回転駆動部

Claims (8)

1. ４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズを手振れ補正する手振れ補正装置であって：
   対物レンズ群である第１群と；
   光軸に対して前後可動自在に焦点距離を調整する第２群と；
   アフォーカル系を構成し，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ該凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第３群と；
   前記第２群の焦点距離の調整に伴う像面変動を補正する第４群と；
   手振れ角度を検出する手振れ検出部と；
   前記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの回転角度を検出する回転角度検出部と；
   前記検出された手振れ角度および前記回転角度に基づいて，前記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの駆動信号を生成する駆動信号生成部と；
   前記生成された駆動信号に応じて，前記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれを回転駆動する回転駆動部と；
   を備えることを特徴とする，手振れ補正装置。
2. 前記回転駆動部は，前記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と直交する面に，正対して配されたコイルと磁石とから形成され，該コイルまたは磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されていることを特徴とする，請求項１に記載の手振れ補正装置。
3. 前記回転駆動部は，前記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と平行する面に，正対して配されたコイルと磁石とから形成され，該コイルまたは磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されていることを特徴とする，請求項１に記載の手振れ補正装置。
4. 前記回転角度検出部は，前記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と直交する面に，正対して配されたホール素子と磁石とから形成され，該ホール素子または磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されていることを特徴とする，請求項２または３のいずれかに記載の手振れ補正装置。
5. 前記回転角度検出部は，前記凸レンズまたは凹レンズの回転軸と平行する面に，正対して配されたホール素子と磁石とから形成され，該ホール素子または磁石のいずれか一方が該回転軸に固定されていることを特徴とする，請求項２または３のいずれかに記載の手振れ補正装置。
6. 前記凸レンズまたは凹レンズの回転軸は，レンズ中心より被写体側に離隔して形成されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の手振れ補正装置。
7. 光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ前記凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第５群をさらに備え，
   前記回転角度検出部および回転駆動部は，前記第３群の凸レンズおよび凹レンズの代わりに前記第５群の凸レンズおよび凹レンズを対象とすることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の手振れ補正装置。
8. ４群以上のレンズ群により構成されたリアフォーカスズームレンズを手振れ補正する手振れ補正方法であって：
   手振れ角度を検出する手振れ検出工程と；
   アフォーカル系を構成し，光軸に直交する軸を回転軸として回転自在な凸レンズと，光軸に直交し，かつ該凸レンズの回転軸と直交する軸を回転軸として回転自在な凹レンズと，を有する第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの回転角度を検出する回転角度検出工程と；
   前記検出された手振れ角度および前記回転角度に基づいて，前記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれの駆動信号を生成する駆動信号生成工程と；
   前記生成された駆動信号に応じて，前記第３群の凸レンズおよび凹レンズそれぞれを回転駆動する回転駆動工程と；
   を含むことを特徴とする，手振れ補正方法。
   

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