JP2011004075A - ブレ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、撮像素子を保持する可動部を支持球によって支持するブレ補正装置であって、支持球に働く磁力の影響を無くし、可動部の位置制御を容易かつ正確に行うことができるブレ補正装置を提供する。
【解決手段】本発明は、基台部と、撮像素子を保持する可動部と、前記可動部と前記基台部との間に配設され、前記可動部を前記基台部に対して移動可能に支持し、磁性を有する材料からなる支持球と、コイルと磁石とを具備し、電磁力によって前記可動部を前記基台部に対して相対的に移動させる駆動部と、磁性を有する材料からなり、前記支持球の転動範囲の外側を囲い、かつ前記光軸に直交する方向から見た場合に前記光軸方向について前記支持球の半分以上を覆うシールド部とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、撮像素子を保持する可動部を支持球によって支持し、磁石とコイルによって駆動力を発生する駆動部によって前記可動部を移動させるブレ補正装置に関する。

カメラ等の撮像装置において、光軸上に配設される撮像素子やレンズを当該撮像装置の移動に応じて移動させることで像のブレを軽減する、ブレ補正装置が知られている。ブレを補正する撮像装置として、例えば特開平１０−３１９４６５号公報及び特開２００７−７２０８９号公報には、光軸に対して固定された固定部と、撮像素子やレンズを保持する可動部との間に複数の支持球を配設し、該支持球によって可動部を固定部に対して移動可能に支持する構成が開示されている。

特開平１０−３１９４６５号公報及び特開２００７−７２０８９号公報に開示されているブレ補正装置は、磁石とコイルによって可動部を移動させる駆動力を発生する駆動部を具備している。

特開平１０−３１９４６５号公報に開示されたブレ補正装置では、支持球は、いわゆるリテーナにより保持された状態で、可動部の移動に合わせて可動部と固定部との間で光軸に直交する方向に移動する。

また、特開２００７−７２０８９号公報に開示されたブレ補正装置では、支持球は、該支持球が隙間を有した状態で嵌め合わされる孔部によって、固定部に対して所定の位置に固定された状態で転動するように保持されている。

特開平１０−３１９４６５号公報 特開２００７−７２０８９号公報

ブレ補正装置において可動部を支持球によって支持する場合、支持球には硬度や形状精度及びコストに優れる鋼球を用いることが好ましい。

例えば、特開平１０−３１９４６５号公報に開示されているブレ補正装置のように、鋼球である支持球が可動部の移動に合わせて可動部と固定部との間で光軸に直交する方向に移動するように構成した場合、支持球には駆動部の磁石の磁力の影響によって磁石の方向へ引き寄せられる力が加わる。このため、可動部を磁石の方向へ引き寄せる力が発生する。磁力によって支持球に外力が加えられると、可動部の位置制御を行う際における目標位置と実際の位置との残差が大きくなってしまう。

また一般に、可動部を２軸方向に移動させるためには磁石を具備する駆動部は複数箇所に配設される。このため、鋼球である支持球には複数の方向からの磁石が働く。このため、可動部の位置によって残差に変動が生じ、可動部の位置制御がより複雑なものとなってしまう。

特開２００７−７２０８９号公報に開示されているブレ補正装置のように、支持球を所定の位置に固定した状態で転がるような構成であれば、支持球を鋼球とした場合であっても、位置制御に対する磁力による影響を排除することが可能である。しかし、支持球を所定の位置で転がるようにするため構成は、寸法精度が求められることや部品点数が増加することから高価なものとなってしまう。また、支持球と支持球が嵌め合わされる孔部との摩擦力が可動部の位置制御に影響を及ぼしてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、磁性を有する材料からなる支持球を用いた場合においても、簡易な構成で支持球に働く磁力の影響を軽減又は無くし、可動部の位置制御を容易かつ正確に行うことができるブレ補正装置を提供することを目的とする。

本発明のブレ補正装置は、撮像装置の光軸に対して直交する平面内で撮像素子を移動させることにより像の揺れを補正するブレ補正装置であって、基台部と、前記撮像素子を保持する可動部と、前記可動部と前記基台部との間に配設され、前記可動部を前記基台部上において前記光軸に対して直交する平面内で移動可能に支持し、磁性を有する材料からなる支持球と、前記基台部及び前記可動部の一方に配設されたコイルと前記基台部及び前記可動部の前記コイルが配設されていない方に配設された磁石とを具備し、電磁力によって前記可動部を前記基台部に対して相対的に移動させる駆動部と、磁性を有する材料からなり、前記支持球の転動範囲の外側を囲い、かつ前記光軸に直交する方向から見た場合に前記光軸方向について前記支持球の半分以上を覆うシールド部とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、磁性を有する材料からなる支持球を用いた場合においても、簡易な構成で支持球に働く磁力の影響を軽減又は無くし、可動部の位置制御を容易かつ正確に行うことができるブレ補正装置を提供することができる。

カメラ前面側を示す斜視図である。 ブレ補正装置の斜視図である。 ブレ補正装置の概略構成を示す分解斜視図である。 撮像素子駆動機構の分解斜視図である。 可動部の分解斜視図である。 可動部を後方側から見た斜視図である。 撮像素子駆動機構の駆動部を構成する部材の位置関係を示した正面図である。 図３のVIII-VIII断面図である。 ボール支持部を拡大した斜視図である。 ボール支持部の断面図である。 ボール支持部の変形例を示す断面図である。 中立保持機構の斜視図である。 中立保持機構の正面図である。 中立保持機構の分解斜視図である。 中立保持機構を開放状態とした状態を説明する図である。 中立保持機構を固定状態とした状態を説明する図である。 第２の実施形態のボール支持部の断面図である。 第２の実施形態のボール支持部の変形例を示す断面図である。 第３の実施形態のボール支持部の断面図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態を説明する。まず、本実施形態のブレを補正する撮像装置であるカメラ１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、カメラ１００の前面側を示す斜視図である。

図１に示すように、カメラ１００は、ＣＣＤ等からなる撮像素子１１を内部に具備して構成されたデジタルカメラであり、略箱型形状の筐体１０１の内部に組み付けられる各種の組立体や電気回路等の構成部材と、この筐体の表面上に配設され前記内部構成部材と電気的又は機械的に接続された各種の情報入出力部材等によって主に構成されている。

なお、以下の説明において、撮像素子１１の受光面に直交する光軸Ｏに沿う方向をＺ方向とし、光軸Ｏに直交する平面上において互いに直交する２つの方向をＸ方向及びＹ方向とする。該Ｘ方向及びＹ方向のうち、図１に示すようにカメラ１００をいわゆる正立状態に構えた場合において、水平な方向をＸ方向とする。

また、Ｚ方向について、カメラ１００から被写体方向に向かう方向を前方、カメラ１００から被写体とは反対方向に向かう方向を後方と称する。また、Ｘ方向について、カメラ１００を正立状態に構えた場合の操作者側から見て右側を右方向、左側を左方向と称する。また、Ｙ方向について、カメラ１００を正立状態に構えた場合の鉛直上側を上方向とし、鉛直下側を下方向と称する。

本実施形態のカメラ１００は、いわゆるレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラであって、撮像素子１１と、レンズマウント部１０２と、入力装置部１０３と、ファインダ部１０４とを具備して構成されている。

撮像素子１１は、受光面に入射される光に応じた電気信号を所定のタイミングで出力するものであり、例えば一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサと称される形式、あるいはその他の各種の形式の撮像素子が適用され得る。

撮像素子１１は、ブレ補正装置１を介して筐体１０１に対して所定の位置に配設されている。詳細は後述するが、ブレ補正装置１は、撮像時のカメラ１００の移動量に応じて撮像素子１１をＸ方向及びＹ方向に移動させることによって、撮像素子１１の受光面上における被写体像のブレを軽減するためのものである。

レンズマウント部１０２は、雌ネジ部又はいわゆるバヨネット機構を有し、撮像素子１１の受光面に直交する光軸Ｏ上に撮像レンズ１１０を着脱可能に固定するためのものである。また、入力装置部１０３は、操作者が操作指示情報をカメラ１００へ入力するためのものであり、シャッターボタン、露出補正ボタン及びセルフタイマーボタン等のボタンスイッチや、撮影モード切替ダイヤル等のダイヤルスイッチ、及びタッチパネル装置等からなる。ファインダ部１０４は、操作者が撮影範囲の状態を光学像又は電子画像により観察するためのものであり、光学ファインダまたは電子ビューファインダからなる。

また、図示しないが、カメラ１００の筐体１０１には、電源電池及び記録媒体を収容する収容室と、外部機器との間で情報の有線又は無線による入出力を行う入出力装置と、所定の軸上におけるカメラ１００の移動量を検出するジャイロセンサ等からなる変位検出部とが配設されている。

次に、ブレ補正装置１の概略的な構成について、図２及び図３を用いて説明する。

図２は、ブレ補正装置の前面側（被写体に対向する側）を示す斜視図である。図３は、ブレ補正装置１の概略構成を示す分解斜視図であり、ブレ補正装置が、撮像素子駆動機構２及び中立保持機構３により主に構成されていることを示す図である。

本発明のブレ補正装置１は、図２に示すように、大別してそれぞれ異なる機能を有する撮像素子駆動機構２及び中立保持機構３の２つの機構部がＺ方向に配列されて構成されている。

図３に示すように、撮像素子駆動機構２は、カメラ１００の筐体１０１に固定される基台部２８と、撮像素子１１を保持し基台部２８上に光軸Ｏに直交する平面上において移動可能に支持された可動部４と、該可動部４を基台部２８に対して相対的に移動させる駆動部とを具備してなる。駆動部は、可動部４に基台部２８に対してＸ方向に移動する力を与えるＸ方向駆動部５Ｘと、可動部４に基台部２８に対してＹ方向に移動する力を与えるＹ方向駆動部５Ｙとを具備してなる。

中立保持機構３は、撮像素子駆動機構２の前面部に設けられたネジ穴４９ａ及び４９ｂに螺合するネジ４８ａ及び４９ｂにより、撮像素子駆動機構２の前方に固定されている。

中立保持機構３の構成及び動作は、詳しくは後述するものとするが、概略的には中立保持機構３は、撮像素子１１を保持した可動部４の基台部２８に対する移動を許容する開放状態と、可動部４をＸ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙによる駆動力を用いずに所定の位置に位置決めして固定する固定状態とを選択的に切換可能とする機構部である。

次に、撮像素子駆動機構２の構成について、図４から図８を用いて説明する。
図４は、撮像素子駆動機構２の分解斜視図であり、基台部２８の構成と、撮像素子駆動機構２が該基台部２８、可動部４及びヨーク３１、３２によって主に構成されていることを示す図である。

図４に示すように、基台部２８は、前方から見て略矩形状の鋼板からなる部材である。基台部２８の前方から見た場合の中央部には、貫通孔である開口部２８ａが形成されている。

基台部２８の前面上であって、開口部２８ａの周縁部の左方側には、磁石２９が接着剤により固定されている。磁石２９は、Ｙ方向を長手方向とした細長の矩形状を有し、かつその前方側の表面の左方側の領域の磁極がＳ極、右方側の領域の磁極がＮ極となるように、Ｘ方向に沿っていわゆる異極着磁がなされている。

なお、上述したようにＸ方向に沿って異なる磁極が並ぶように配置されるものであれば、磁石２９は、単体の部材で構成されていなくともよく、例えば複数の磁石を基台部２８上に接触させて配置、又は複数の磁石を基台部２８上に若干離した状態で配置したものであってもよい。

また、基台部２８の前面上であって、開口部２８ａの周縁部の下方側には、磁石３０ａ、３０ｂが接着剤により固定されている。２つの磁石３０ａ、３０ｂは、Ｘ方向に配列されている。

磁石３０ａは、Ｘ方向を長手方向とした細長の矩形状を有し、かつその前方側の表面の上方側の領域の磁極がＳ極、下方側の領域の磁極がＮ極となるように、Ｙ方向に沿っていわゆる異極着磁がなされている。

また、磁石３０ｂは、Ｘ方向を長手方向とした細長の矩形状を有し、かつその前方側の表面の上方側の領域の磁極がＮ極、下方側の領域の磁極がＳ極となるように、Ｙ方向に沿っていわゆる異極着磁がなされている。

なお、上述したようにＹ方向に沿って異なる磁極が並ぶように配置されるものであれば、磁石３０ａ、３０ｂは、単体の部材で構成されていなくともよく、例えば複数の磁石を基台部２８上に接触させて配置、又は複数の磁石を基台部２８上に若干離した状態で配置したものであってもよい。

また、基台部２８の前面上であって、開口部２８ａの周縁部の３箇所には、ボール支持部２００が配設されている。ボール支持部２００は、詳しくは後述するが、可動部４を光軸Ｏに直交する平面内において移動可能に支持するためのものである。

ボール支持部２００は、基台部２８と可動部４との間に挟持され、所定の範囲内で転動可能な支持球２０１を具備してなる。すなわち、３箇所のボール支持部２００は、基台部２８に対して可動部４を、いわゆるボール支持によって支持するためのものである。可動部４の後方側には、基台部２８に設けられた３箇所のボール支持部２００に対向する位置に、支持球２０１と接触するステンレス板１７が配設されている。

次に、可動部４の詳細な構成について、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、可動部４の分解斜視図であり、可動部４の詳細な構成を説明するための図である。図６は、可動部４の後方側を示す斜視図である。

図５に示すように、可動部４は、前方から見て略矩形状を有し、その中央に撮像素子１１を保持する撮像素子保持部１２と、前方から見て略Ｌ字状を有し、撮像素子保持部１２の外周部の左方側及び下方側に延在するホルダ１８とから構成されている。

撮像素子保持部１２の撮像素子１１のさらに前方には、ガラス板を圧電素子等の振動によって振動させることによりゴミを振るい落とすゴミ付着防止機構１４が配設されている。

また、撮像素子保持部１２の前面上には、撮像素子１１を囲うように４本のピン１５ａ〜１５ｄが、Ｚ方向に沿って前方に起立するように設けられている。なお、該４本のピン１５ａ〜１５ｄは、詳しくは後述する中立保持機構３と係合することにより、可動部４の基台部２８に対する移動を固定するためのものである。

また、上述したように、撮像素子保持部１２の後方側の面には、基台部２８に設けられた３箇所のボール支持部２００に対向する位置にステンレス板１７が配設されている。このステンレス板１７は、ボール支持部２００の支持球２０１に接触する平面部を有する。なお、ボール支持部２００の支持球２０１に接触する平面部は、所定の平面度や表面粗さ、及び耐摩耗性等を有して構成されるものであればよく、本実施形態のステンレス板以外に、他の金属や樹脂により構成されてもよい。また撮像素子保持部１２の後方側の面には、磁石１６が固定されている。

ホルダ１８は、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂等により形成された平面視で略Ｌ字形状を有する平板状の部材であり、３つのネジ１９及び接着剤によって前記撮像素子保持部１２に固定されている。

ホルダ１８には、ホルダ１８の剛性を高めるために、磁性を有するＳＵＳ４３０等のステンレス板２１ａ〜２１ｄも接着されている。また、撮像素子保持部１２には、下方に延出する舌片状の凸部２０が設けられており、ホルダ１８は、撮像素子保持部１２に固定された状態において、該凸部２０に係合する。このようにホルダ１８を、撮像素子保持部１２から延出する凸部２０上に載せるかたちで係合させることによって、ホルダ１８の剛性が高められる。なお、上述した可動部４を構成する撮像素子保持部１２及びホルダ１８は一体に形成されるものであってもよい。

可動部４が３箇所のボール支持部２００を介して基台部２８に支持された状態においては、可動部４に固定された磁石１６と鋼製の基台部２８との間、及びステンレス板２１ａ〜２１ｄと磁石３０ａ、３０ｂとの間に磁力による吸引力が働く。このため、カメラ１００の姿勢がどのように変化しようとも、可動部４と基台部２８とは、その間に支持球２０１を挟持した状態を保つことができる。

また、図６に示すように、可動部４の後方側の面上には、撮像素子１１を駆動する回路等が設けられた回路基板１３が固定されている。回路基板１３は、フレキシブルプリント基板１３ａを介して撮像素子１１に電気的に接続されている。また、図示しないが、回路基板１３は、筐体１０１内に配設されたカメラ１００のメイン制御基板に電気的に接続されている。

また、可動部４の基台部２８に設けられた磁石２９に対向する位置には、後方側の面上にＸコイル２３と、前方側の面上に磁力検出手段である一対のホール素子２２ｅ、２２ｆとが配設されている。

Ｘコイル２３は、光軸Ｏに平行な軸周りに巻線が巻回されたコイルであり、かつＹ方向を長手方向とした細長の矩形状を有する。すなわち、巻線が細長の矩形状に巻回されたＸコイル２３は、４辺のうちの長辺５８ａ、５８ｂがＹ方向に延在し、短辺５８ｃ、５８ｄがＸ方向に延在するように可動部４のホルダ１８に固定されている。

ホール素子２２ｅ、２２ｆは可動部４の前方側からホルダ１８に固定される。ホルダ１８には、ホール素子２２ｅ、２２ｆをそれぞれ収容し、Ｘコイル２３の外側近傍に位置決めする凹部が設けられており、ホール素子２２ｅ、２２ｆは該凹部内に固定される。

具体的には、一対のホール素子２２ｅ、２２ｆは、可動部４に固定されたＸコイル２３の長辺５８ａ、５８ｂのそれぞれの中心の外側近傍に、接着剤により固定されている。

上記Ｘコイル２３及びホール素子２２ｅ、２２ｆは、ホルダ１８の表面に貼り付けられた図示しないフレキシブルプリント基板に半田付けされ、該フレキシブルプリント基板を介して、カメラ１００のメイン制御基板と電気的に接続されている。

また、可動部４の基台部２８に設けられた磁石３０ａ、３０ｂにそれぞれ対向する位置には、後方側の面上にＹコイル２４ａ、２４ｂと、前方側の面上に磁力検出手段である２組のホール素子２２ａ及び２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄとが配設されている。

Ｙコイル２４ａ及び２４ｂは、光軸Ｏに平行な軸周りに巻線が巻回されたコイルであり、かつＸ方向を長手方向とした細長の矩形状を有する。すなわち、巻線が細長の矩形状に巻回されたＹコイル２４ａ、２４ｂは、４辺のうちの長辺がＸ方向に延在し、短辺がＹ方向に延在するように可動部４のホルダ１８に固定されている。

ホール素子２２ａ〜２２ｄは、可動部４の前方側からホルダ１８に固定される。ホルダ１８には、ホール素子２２ａ〜２２ｄをそれぞれ収容し、Ｙコイル２４ａ、２４ｂの外側近傍に位置決めする凹部が設けられており、ホール素子２２ａ〜２２ｄは該凹部内に固定される。

具体的には、２組の一対のホール素子２２ａ及び２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄは、可動部４に固定されたＹコイル２４ａ、２４ｂの長辺のそれぞれの中心の外側近傍に、接着剤により固定されている。

次に、図４に示す、基台部２８に固定されたヨーク３１及びヨーク３２の構成について説明する。ヨーク３１及びヨーク３２は、可動部４とは離間して配設されている。

ヨーク３１は、鋼製の板部材により構成されており、上記磁石２９、Ｘコイル２３及びホール素子２２ｅ、２２ｆの前方側を覆うように基台部２８に接着剤により固定されている。また、ヨーク３２は、鋼製の板部材により構成されており、上記磁石３０ａ、３０ｂ、Ｙコイル２４ａ、２４ｂ及びホール素子２２ａ〜２２ｄの前方側を覆うように基台部２８に接着剤により固定されている。

次に、撮像素子駆動機構２のＸ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙについて、図７及び図８を用いて説明する。

図７は、撮像素子駆動機構２を前方側から見た場合の、Ｘ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙを構成する部材の位置関係を説明するための図である。なお、図７は、可動部４の基台部２８に対する位置を、Ｘ方向の可動範囲の略中心、及びＹ方向の可動範囲の略中心に位置決めした場合を示している。以下において、可動部４のＸ方向及びＹ方向の可動範囲の略中央に位置する箇所を、基準位置と称する。

また、図８は、図３のVIII-VIII断面図であり、Ｘ方向駆動部５Ｘにおける、磁石２９に対する、上記Ｘコイル２３の配置を断面により説明する図である。

まず、Ｘ方向駆動部５Ｘについて説明する。図７に示すように、可動部４を基準位置に位置決めした状態において、ホール素子２２ｅ、２２ｆ及びＸコイル２３は、磁石２９の表面積内、すなわち磁石２９の外形を光軸Ｏに直交する平面に投影した領域の範囲内に収まるように形状及び位置が決められている。

また、Ｘコイル２３は、長辺５８ａ、５８ｂが、磁石２９の長手方向に沿うように配置されており、また一対のホール素子２２ｅ、２２ｆは、Ｘコイル２３の長辺５８ａ、５８ｂの略中央の外側近傍にそれぞれ配置されている。

図８に示すように、Ｘコイル２３は、鋼製の基台部２８及び該基台部２８に固定された鋼製のヨーク３１に覆われた空間内であって、かつ基台部２８に固定された磁石２９に対向する領域において移動可能に配設されている。

以上のような構成のＸ方向駆動部５Ｘは、磁石２９、ヨーク３１及び基台部２８によって形成される磁界中においてＸコイル２３に電流を流すことによって、基台部２８に対して可動部４をＸ方向へ移動させようとする電磁力による駆動力を得る、一般にボイスコイルモータと称されるものである。また、本実施形態では、Ｘ方向駆動部５Ｘに設けられたホール素子２２ｅ、２２ｆからの出力に基づいて、基台部２８に対する可動部４のＸ方向の位置を算出することができる。

次に、Ｙ方向駆動部５Ｙについて説明する。図７に示すように、可動部４を基準位置に位置決めした状態において、ホール素子２２ａ、２２ｂ及びＹコイル２４ａは、磁石３０ａの表面積内、すなわち磁石３０ａの外形を光軸Ｏに直交する平面に投影した領域の範囲内に収まるように形状及び位置が決められている。

また、Ｙコイル２４ａは、長辺が、磁石３０ａの長手方向に沿うように配置されており、また一対のホール素子２２ａ、２２ｂは、Ｙコイル２４ａの長辺の略中央の外側近傍にそれぞれ配置されている。

また、同様に、ホール素子２２ｃ、２２ｄ及びＹコイル２４ｂは、磁石３０ｂの表面積内、すなわち磁石３０ｂの外形を光軸Ｏに直交する平面に投影した領域の範囲内に収まるように形状及び位置が決められている。

Ｙコイル２４ｂは、長辺が、磁石３０ｂの長手方向に沿うように配置されており、また一対のホール素子２２ｃ、２２ｄは、Ｙコイル２４ｂの長辺の略中央の外側近傍にそれぞれ配置されている。

以上のような構成のＹ方向駆動部５Ｙは、磁石３０ａ、３０ｂ、ヨーク３２及び基台部２８によって形成される磁界中においてＹコイル２４ａ、２４ｂに電流を流すことによって、基台部２８に対して可動部４をＹ方向へ移動させようとする電磁力による駆動力を得る、一般にボイスコイルモータと称されるものである。また、本実施形態では、Ｙ方向駆動部５Ｙに設けられたホール素子２２ａ〜２２ｄからの出力に基づいて、基台部２８に対する可動部４のＹ方向の位置を算出することができる。

なお、本実施形態においては、可動部４は、基台部２８に対してボール支持部２００の支持球２０１によって支持されていることから、Ｘ方向及びＹ方向への並進のみならず、光軸Ｏ周りに回動することが可能である。すなわち、Ｙコイル２４ａ、２４ｂに流す電流を独立して制御することによってＹコイル２４ａ、２４ｂで発生する力に差を設け、可動部４をＺ方向周りに回動させることができる。言い換えれば、Ｙコイル２４ａ、２４ｂの発生する力の和分で、可動部４及びそれに取り付けられた撮像素子１１をＹ方向に動かし、Ｙコイル２４ａ、２４ｂの発生する力の差分で撮像素子１１の光軸Ｏ周りの回動の制御を行うことができる。

なお、本実施形態では、可動部４において比較的重量を有するＸコイル２３及びＹコイル２４ａ、２４ｂが、それぞれＸ方向及びＹ方向について一方側に偏って配設されているため、可動部４の重心が撮像素子１１の中心よりも左方向及び下方向に所定量だけずれて存在している。

この撮像素子１１の中心に対する重心のずれに対応して、本実施形態では、Ｘ方向に駆動するときの駆動点となるＸコイル２３のＹ方向の中心と、Ｙ方向に駆動するときの駆動点となるＹコイル２４ａと２４ｂのＸ方向の中間点は、撮像素子１１の中心ではなく、可動部４の重心と一致させられている。

すなわち、Ｘコイル２３は撮像素子１１の中心より下方向に所定量だけずれた位置に固定されている。また、Ｙコイル２４ａ、２４ｂの中間点は撮像素子１１の中心より左方向に所定量だけずれた位置に固定されている。

以上のように、本実施形態のブレ補正装置１では、Ｘ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙによって、可動部４を光軸Ｏに直交する平面上において移動させることが可能である。

次に、ボール支持部２００の詳細な構成について、図９及び図１０を用いて説明する。
図９は、図４におけるボール支持部２００の部分を拡大した図である。図１０は、ボール支持部２００の断面図である。

前述したように、本実施形態のボール支持部２００は、３箇所における支持球２０１によるボール支持により、可動部４を基台部２８に対して移動可能に支持するためのものである。ボール支持部２００は、ボール受け部２１０、支持球２０１、ステンレス板２０２及びシールド部２２０により構成されている。

本実施形態の支持球２０１は、磁性を有する材料からなる球体であり、本実施形態では鉄からなるいわゆる鋼球である。図１０に示すように、支持球２０１は、可動部４に固定されたステンレス板１７の平面部と、基台部２８に固定されたステンレス板２０２の平面部との間に挟持される。

ボール受け部２１０は、支持球２０１のＸ方向及びＹ方向の転動範囲を規制する壁部２１０ｂを有した凹形状部２１０ａを具備してなる。本実施形態では図９に示すように、ボール受け部２１０は、円筒状の壁部を有する。

上述したステンレス板２０２は、ボール受け部２１０の凹形状部２１０ａの底面に接着剤等により固定されている。なお、ステンレス板２０２は、前述したように所定の平面度や表面粗さ、及び耐摩耗性等を有して構成されるものであればよく、ステンレス板以外に、他の金属や樹脂により構成された平面部を有するものであってもよい。例えば、ボール受け部２１０の凹形状部２１０ａの底面部を平面とすることにより、該底面部を支持球２０１に接触する平面部としてもよい。

また、ボール受け部２１０を構成する材料は特に限られるものではないが、ボール受け部２１０は、アルミニウム合金、真鍮又は樹脂等の磁性を持たない材料により構成されることがより好ましい。ボール受け部２１０を磁性を持たない材料により構成すれば、ボール受け部２１０が着磁することによる支持球２０１の動きへの影響を防止することができる。

また、ボール受け部２１０は、基台部２８と一体に形成されるものであってもよい。また、ボール受け部２１０の凹形状部２１０ａは、矩形状の凹部であってもよい。

そして、このボール受け部２１０の壁部２１０ｂの周囲には、鉄等の磁性を有する材料からなる壁状のシールド部２２０が配設されている。シールド部２２０は、ボール受け部２１０のＸ方向及びＹ方向に面する側面を覆う形状を有する。言い換えれば、シールド部２２０は、磁性を有する材料からなり、支持球２０１の転動範囲の外側を囲っている。

またシールド部２２０は、ボール支持部２００を光軸Ｏに直交する方向から見た場合に、光軸Ｏに沿う方向について支持球２０１の半分以上を覆い隠す形状を有する。

本実施形態では、シールド部２２０は、ボール受け部２１０の壁部２１０ｂの外周に嵌合され、図１０に示すように、基台部２８から支持球２０１の中心よりも可動部４側に突出する高さを有する円筒形状を有する。

以上に説明した構成を有するボール支持部２００では、磁性を有する材料からなる支持球２０１は、その転動範囲の外側を、磁性を有する材料からなるシールド部２２０により囲われている。

Ｘ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙの磁石２９、３０ａ、３０ｂの磁力は、シールド部２２０によって遮蔽されるため、シールド部２２０の内側において転動する支持球２０１に働く磁力の影響を軽減又は無くすことができる。すなわち、可動部４のＸ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙによる位置制御に対する、支持球２０１に働く磁力に起因する悪影響を軽減又は無くすことができる。

また、シールド部２２０は、鉄等の磁性を有する材料からなる筒状の部材であることから、例えば鉄製のパイプを所定の長さに切断する等により簡易かつ安価に作成することが可能である。

以上のように、本実施形態のブレ補正装置１によれば、磁性を有する材料からなる支持球を用いた場合においても、簡易な構成で支持球に働く磁力の影響を軽減又は無くし、可動部の位置制御を容易かつ正確に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、ボール支持部２００のボール受け部２１０とシールド部２２０とは別の部材として構成されているが、ボール受け部２１０とシールド部２２０とは一体に形成されるものであってもよい。

具体的には、図１１に示すように、ボール受け部２１０が鉄等の磁性を有する材料により構成されるものであって、かつボール受け部２１０の壁部２１０ｂが、光軸Ｏに直交する方向から見た場合に、光軸Ｏに沿う方向について支持球２０１の半分以上を覆い隠す高さを有するものであればよい。この場合、支持球２０１の転動範囲を規制する壁部２１０ｂが、支持球２０１に働く磁力の影響を軽減又は無くすシールド部２２０として作用する。ただし、前述したように、ボール受け部２１０を磁性を持たない材料によって構成し、シールド部２２０のみを磁性を有する材料によって構成することが好ましい。

以下に、中立保持機構３の詳細な構成を、図１２及び図１３を用いて説明する。
図１２は、中立保持機構の前面側を示す斜視図である。図１３は、中立保持機構を前方から見た正面図である。

前述したように、中立保持機構３は、撮像素子１１を保持した可動部４の基台部２８に対する移動を許容する開放状態と、可動部４をＸ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙによる駆動力を用いずに所定の位置に位置決めして固定する固定状態とを選択的に切換可能とする機構部である。

図１２及び図１３に示すように、中立保持機構３は前方から見て略矩形状であり、中央部に開口部を有した枠状のベース部４５と、前方から見て略円環形状を有しベース部４５に対して光軸Ｏ周りに回動可能に支持された回動ワク３７と、該回動ワク３７を駆動する回動駆動部と、回動ワク３７の回動に応じて可動部４の移動を規制する保持部と、を有して構成されている。

本実施形態では、一例として、ベース４５はガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂製であり、回動ワク３７はカーボン繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂製である。

ベース４５の前面上には、円環状の回動ワク３７の外縁部に接して、回動ワク３７をベース４５の前面上に押さえ、かつ回動ワク３７を光軸Ｏ周りに回動可能に支持する４個のツメ部４６ａ〜４６ｄが設けられている。

なお、図示していないが、ベース４５の回動ワク３７と接する面には、ベース４５から前方突出する凸状部が形成されており、ベース４５と回動ワク３７とは該凸状部で接することで摺動抵抗が小さくなるようにされている。

回動ワク３７をベース４５に取り付ける際は、回動ワク３７の外縁部の４箇所に設けた凹部３９ａ〜３９ｄの部分でツメ部４６ａ〜４６ｄを逃げて回動ワク３７とベース４５とを接触させ、その後に回動ワク３７を回動させて回動ワク３７の外縁部をツメ部４６ａ〜４６ｄに係合させる。

回動ワク３７の外縁部には、外方向に向かって突出する舌片部４４が形成されている。また、ベース部４５に回動ワク３７を支持した状態において、回動ワク３７の舌片部４４に当接することで回動ワク３７の光軸Ｏ周りの回動角度を規制する一対のストッパ４７ａ及び４７ｂが、ベース４５の前面上に凸設されている。

なお、ベース４５の一方のストッパ４７ｂはベース４５と別体の部材からなり、回動ワク３７を上記のようにツメ部４６ａ〜４６ｄに係るように取り付けた後に、ストッパ４７ｂは、ベース４５に設けられた穴部に嵌合され接着される。

次に、回動ワク３７をベース４５に対して回動させる構成及びその動作について図１４から図１６を用いて説明する。
図１４は、中立保持機構３から回動ワク３７を取り外した分解斜視図である。

図１５は、回動ワク３７を、前方から見て時計回り方向に回動させた状態を示す図であり、中立保持機構３の開放状態を説明する図である。図１６は、回動ワク３７を、前方から見て反時計回り方向に回動させた状態を示す図であり、中立保持機構３の固定状態を説明する図である。

なお、図１５及び図１６では、ベース４５によって隠される部位を図示し、理解を容易なものとするために、ベース４５は図示していない。

図１４に示すように、回動ワク３７の右側には、後方かつ右方に延出する凸部３８が設けられ、該凸部３８にはコイル３６が接着されている。

コイル３６は、コイル３６の内側の穴部に勘合するように設けられた凸部により位置決めされている。コイル３６のＹ方向両端に位置する２辺は、回動ワク３７の回動中心を通る線に沿うように配置されており、非平行となっている。

また、カメラ１００の筐体１０１に固定された基台部２８の前面上の右方側には、鋼製のヨーク３３が接着されている。さらに、ヨーク３３の前方側には、上記回動ワク３７に固定されたコイル３６に対向する位置に、磁石３４が接着されている。

磁石３４のさらに前方側には、該磁石３４及び該磁石３４に対向して配置されるコイル３６を覆うように鋼製のヨーク３５が固定されている。すなわち、磁石３４とヨーク３５の間に、回動ワク３７に固定されたコイル３６が配設される。本実施形態においては、磁石３４及びヨークコイル３６により構成される、いわゆるボイスコイルモータにより、回動ワク３７の回動が制御される。

また、ベース４５の開口部の周辺部の４箇所には凸部５１ａ〜５１ｄが設けられ、該凸部５１ａ〜５１ｄにリン青銅製のバネ５２ａ〜５２ｄが固定されている。バネ５２ａ〜５２ｄには、アウトサート成形により、合成樹脂製で回動ワク３７の内周面部に当接する凸部５４ａ〜５４ｄと、可動部４のピン１５ａ〜１５ｄの外側近傍に配設される保持部５５ａ〜５５ｄが形成されている。

回動ワク３７、バネ５２ａ〜５２ｄ、及び可動部４のピン１５ａ〜１５ｄの部分の詳細を、図１５及び図１６を参照して説明する。なお、以下の説明では、バネ５２ａ、保持部５５ａ及び可動部のピン１５ａに関連する箇所のみを説明し、他の３箇所の構成についてはこれと同等であるので省略するものとする。

回動ワク３７の内周面部の、バネ５２ａの凸部５４ａに当接する部位は、前方から見た場合に時計回り方向に向かうにつれて、回動ワク３７の回動中心から内周面部までの距離が徐々に小さくなるように傾斜が設けられている。

言い換えれば、回動ワク３７を前方から見て光軸Ｏ周りに反時計周り方向に回動させた場合、回動ワク３７の内周面部の、バネ５２ａの凸部５４ａに当接する部位は、回動に伴って徐々に回動中心に近づく。

本実施形態においては、図１５に示すように、回動ワク３７の舌片部４４がストッパ４７ａに当接した場合、すなわち回動ワク３７を前方から見て時計回りに回動限界まで回動させた場合、バネ５２ａの凸部５４ａは、回動ワク３７の内周面部の中心までの距離が大きい大径部４１ａと接する。

また、図１６に示すように、回動ワク３７の舌片部４４がストッパ４７ｂに当接した場合、すなわち回動ワク３７を前方から見て反時計回りに回動限界まで回動させた場合、バネ５２ａの凸部５４ａは、回動ワク３７の内周面部の中心までの距離が大径部４１ａよりも小さい小径部４３ａと接する。

なお、図１５及び図１６に示したいずれの場合においても、凸部５４ａは、バネ５２ａの弾性により、回動ワク３７の内周面部側に付勢されている。このため、凸部５４ａは、回動ワク３７の内周面部の中心からの距離の変化に応じて移動する。

また、凸部５４ａと保持部５５ａは、バネ５２ａにより連結されていることから、保持部５５ａは凸部５４ａの動きに合せて略径方向に移動する。但し、バネ５２ａの弾性は凸部５４ａと保持部５５ａとの間にも働く。

また、ベース４５の前面上において回動ワク３７の左方の外側近傍には、凸部４９が設けられており、該凸部４９には、板バネであるロックバネ５６が固定されている。ロックバネ５６は、先端５６ｂにおいて弾性力によって回動ワク３７を右方向に付勢するように設けられている。

回動ワク３７の外周面部には、図１５に示すように、回動ワク３７の舌片部４４がストッパ４７ａに当接した状態において、ロックバネ５６の先端５６ｂと係り合う切り欠きである凹部４０ａが形成されている。

また、回動ワク３７の外周面部には、図１７５示すように、回動ワク３７の舌片部４４がストッパ４７ｂに当接した状態において、ロックバネ５６の先端５６ｂと係り合う切り欠きである凹部４０ｂが形成されている。

次に、以上のように構成されたブレ補正装置１の中立保持機構３の動作を説明する。

本実施形態のブレ補正装置１を動作させない場合、例えばカメラ１００の電源がＯＦＦ状態である場合や、カメラ１００の再生動作時においては、中立保持機構３の回動ワク３７は、図１６の状態、すなわち、回動ワク３７の舌片部４４が、ベース４５のストッパ４７ｂに当接するまで回動した位置とされる。

このとき、回動ワク３７の凹部４０ｂにロックバネ５６の先端５６ｂが入り込み、回動ワク３７は所定の大きさの力が加えられない限り回動しないようにロックされる。このロックにより、回動ワク３７を駆動するためのコイル３６に電流を流し続けなくとも、回動ワク３７を固定することができる。

またこのとき、バネ５２ａ〜５２ｄの凸部５２ａ〜５２ｄは、回動ワク３７の内周面部の小径部４３ａ〜４３ｄによって中心方向に押圧されるため、保持部５５ａ〜５５ｄは可動部４の４個のピン１５ａ〜１５ｄのそれぞれに接して、ピン１５ａ〜１５ｄを中心方向に付勢する。

これにより、可動部４はＸ方向及びＹ方向の移動が拘束され、可動部４に搭載された撮像素子１１が可動範囲のほぼ中心（基準位置）に保持される。なお、保持部５５ａ〜５５ｄによる拘束は、バネ５２ａ〜５２ｄの弾性によって押される形で行われるため、保持部５５ａ〜５５ｄとピン１５ａ〜１５ｄの間に隙間が空いてガタが生じたり、保持部５５ａ〜５５ｄがピン１５ａ〜１５ｄに強く当たり変形してしまったりすることはない。

一方、カメラ１００の撮影時にブレ補正装置１を動作させ、撮像素子１１を移動させてブレを補正する場合は、回動ワク３７を図１５の状態、すなわち、回動ワク３７の舌片部４４が、ベース４５のストッパ４７ａと当たるまで回動させる。

ここで、回動ワク３７の駆動は、磁石３４の磁界中に配設されたコイル３６に電流を流すことで行われる。この動作原理は、撮像素子駆動機構２のＸ方向駆動部５Ｘ及びＹ方向駆動部５Ｙと同様であるため説明を省略する。

回動ワク３７を駆動する力がロックバネ５６による側面からの押圧力に打ち勝つと、回動ワク３７は、凸部４４がベース４５の凸部４７ａに当たるまで回動する。ここで、回動ワク３７の凹部４０ａにロックバネ５６の先端５６ｂが入り込み、回動ワク３７は所定の大きさの力が加えられない限り回動しないようにロックされる。

よって、ブレ補正動作中において常にコイル３６に電流を流す必要はなく、コイル３６の電流は、移動のための時間に余裕を加えた時間だけ流し、その後０にするという形で制御すればよい。なお、図１６の状態から図１５の状態へ回動ワク３７を回動させる場合は、逆向きの動作をすることになる。

回動ワク３７が図１５の位置へ移動した状態では、バネ５２ａ〜５２ｄの凸部５２ａ〜５２ｄは、回動ワク３７の内周面部の大径部４１ａ〜４１ｄによって中心方向に押圧されるため、保持部５５ａ〜５５ｄは可動部４の４個のピン１５ａ〜１５ｄのそれぞれから所定の距離だけ中心から遠ざかる方向へ離間する。このため、可動部４は、このピン１５ａ〜１５ｄと保持部５５ａ〜５５ｄとの間に生じた隙間の分だけＸ方向及びＹ方向に移動可能となる。

また、このバネ５２ａ〜５２ｄは、衝撃の入力によって可動部４が端まで動いたときの衝撃を吸収する役割も有している。衝撃によって可動部４が移動可能範囲の端まで動いたときには、保持部５５ａ〜５５ｄに当たるため、バネ５２ａ〜５２ｄによって衝撃が吸収され、可動部４の破損を防ぐことができる。

（第２の実施形態）
以下に、図１７を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に比してボール支持部の構成のみが異なる。以下ではこの相違点のみを説明するものとし、また、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。

本実施形態のボール支持部２００ｂでは、ボール受け部２１０は、アルミニウム合金、真鍮又は樹脂等の磁性を持たない材料により構成されており、第１の実施形態と同様に、支持球２０１のＸ方向及びＹ方向の転動範囲を規制する壁部２１０ｂを有した凹形状部２１０ａを具備してなる。また、ボール受け部２１０は、基台部２８と接触する外周部が所定の厚さで拡径したフランジ部２１０ｃが設けられている。

そして、シールド部２２０は、磁性を有する材料からなる壁部２１０ｂの外周を囲う部材であって、かつ基台部２８から離間するように前記フランジ部２１０ｃの上に配設されている。シールド部２２０は、第１の実施形態と同様に、ボール支持部２００を光軸Ｏに直交する方向から見た場合に、光軸Ｏに沿う方向について支持球２０１の半分以上を覆い隠す形状を有する。

以上に説明した構成を有するボール支持部２００では、シールド部２２０は、磁性を有する材料からなる基台部２８から離間した状態で、支持球２０１の転動範囲の外周を囲っている。

このため、シールド部２２０は、第１の実施形態に比して着磁しにくい。したがって本実施形態によれば、シールド部２２０が着磁することによって、シールド部２２０が発する磁力が支持球２０１に及ぼす影響を軽減又は無くすことが可能となり、より正確かつ高速に可動部４の位置制御を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、シールド部２２０は壁部２１０ｂの外周に嵌合する形態としているが、図１８に示すように、シールド部２２０と壁部２１０ｂとの間に隙間が設けられる構成であってもよい。このような構成であれば、シールド部２２０が着磁してしまった場合においても、シールド部２２０と支持球２０１との距離を大きくとることにより、シールド部２２０が発する磁力が支持球２０１に及ぼす影響を軽減又は無くすことが可能となる。

（第３の実施形態）
以下に、図１９を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態は、上述した第１の実施形態に比してボール支持部の構成のみが異なる。以下ではこの相違点のみを説明するものとし、また、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。

本実施形態のボール支持部２００ｃでは、基台部２８側に固定されたシールド部２２０の他に、可動部４側にも第２シールド部２３０が配設されている。第２シールド部２３０は、基台部２８側に固定されたシールド部２２０のさらに外側を、可動部４の可動範囲に応じた隙間を空けた状態で囲う、磁性を有した材料からなる筒状の部材である。第２シールド部２３０は、光軸Ｏに直交する方向から見た場合に、シールド部２３０と重なるように可動部４から基台部２８側へ突出している。

以上に説明した構成を有するボール支持部２００ｃでは、支持球２０１は、その転動範囲の外側を、シールド部２２０及び第２シールド部２３０により２重に覆われている。このため、上述して実施形態に比して支持球２０１に働く磁力の影響をより確実に軽減又は無くすことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うブレを補正する撮像装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、上述した本実施形態では、撮像素子を移動させて像のブレの補正を行っているが、レンズやプリズム等の光学素子を移動させてブレを補正する撮像装置のブレ補正装置にも本発明を適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、上述の実施形態で説明したデジタルカメラの形態に限らず、撮影機能を備えた録音機器、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピューター、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤー、テレビ、ＧＰＳ、時計等の電子機器にも適用可能である。

１ ブレ補正装置、
２ 撮像素子駆動機構、
３ 中立保持機構、
４ 可動部、
５Ｘ Ｘ方向駆動部、
５Ｙ Ｙ方向駆動部、
１１ 撮像素子、
１２ 撮像ワク、
１３ 撮像基板、
１６ 磁石、
１７ ステンレス板、
２３ Ｘコイル、
２４ａ、２４ｂ Ｙコイル、
２５ａ〜２５ｃ 支持球、
２８ 基台部、
２９、３０ａ、３０ｂ 磁石、
１００ カメラ、
１０１ 筐体、
２００ ボール支持部、
２０１ 支持球、
２１０ ボール受け部、
２１０ａ 凹形状部、
２１０ｂ 壁部、
２２０ シールド部、
２３０ 第２シールド部。

Claims (6)

1. 撮像装置の光軸に対して直交する平面内で撮像素子を移動させることにより像の揺れを補正するブレ補正装置であって、
   基台部と、
   前記撮像素子を保持する可動部と、
   前記可動部と前記基台部との間に配設され、前記可動部を前記基台部上において前記光軸に対して直交する平面内で移動可能に支持し、磁性を有する材料からなる支持球と、
   前記基台部及び前記可動部の一方に配設されたコイルと前記基台部及び前記可動部の前記コイルが配設されていない方に配設された磁石とを具備し、電磁力によって前記可動部を前記基台部に対して相対的に移動させる駆動部と、
   磁性を有する材料からなり、前記支持球の転動範囲の外側を囲い、かつ前記光軸に直交する方向から見た場合に前記光軸方向について前記支持球の半分以上を覆うシールド部と
   を具備することを特徴とするブレ補正装置。
2. 前記基台部に配設され、前記支持球の転動範囲を規制する磁性を持たない材料からなる壁部を具備し、
   前記シールド部は、前記壁部の周囲を囲うように配設されることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
3. 前記シールド部と前記壁部との間には、隙間が設けられることを特徴とする請求項２に記載のブレ補正装置。
4. 前記基台部は、磁性を有する材料からなり、
   前記シールド部は、前記基台部と離間した状態において前記壁部に固定されることを特徴とする請求項２又は３に記載のブレ補正装置。
5. 前記シールド部は、前記支持球の転動範囲を規制する壁部と一体に形成されるものであって、前記基台部に配設されることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
6. 前記可動部に配設され、磁性を有する材料からなり、前記可動部の移動を許容するように前記シールド部の外側を所定の隙間を有して囲う第２シールド部を具備し、
   前記シールド部及び前記第２シールド部は、前記光軸に直交する方向から見た場合に重なるように配設されることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のブレ補正装置。

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