JP2011145526A - 防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】光軸方向の投影面積及び光軸方向の厚さを小さくすることができる防振アクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明は防振アクチュエータであって、固定部(12)と、像振れ防止用レンズ(16)が取り付けられた可動部(14)と、第１の方向及び第２の方向の駆動力を発生させる駆動手段と、を有し、駆動手段は、駆動用磁石(22)と、この駆動用磁石と対向するように、ほぼ同一平面上に配置された第１駆動用コイル(20a)及び第２駆動用コイル(20b)と、を備え、駆動用磁石には第１着磁境界線(C1)と、この第１着磁境界線に連なるように配置された第２着磁境界線(C2)が設けられ、第１駆動用コイルは第１着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第１の方向の駆動力を発生し、第２駆動用コイルは第２着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第２の方向の駆動力を発生することを特徴とする防振アクチュエータ。
【選択図】図３

Description

本発明は防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。

特開２００８−１２２５３１号公報（特許文献１）には、アクチュエータが記載されている。このアクチュエータの概略構成を図１２に示す。図１２に示すように、アクチュエータ１１０は、固定部１１２と像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部１１４を備え、可動部１１４は、３つのスチールボール１１８により、固定部１１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持されている。また、可動部１１４は、２組の駆動用コイル１２０及び駆動用磁石１２２からなる２つのリニアモータにより駆動される。これら２つのリニアモータは、光軸に直交する同一平面上の、像振れ防止用レンズの鉛直上方、及び水平方向側方に像振れ防止用レンズを取り囲むように配置されている。

また、特開２００７−２０６１０２号公報（特許文献２）には、像ぶれ補正装置が記載されている。この像ぶれ補正装置においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部の移動がガイド部材によって案内されると共に、可動部は、像振れ防止用レンズの下方に設けられた２つのリニアモータによって、水平方向、鉛直方向に夫々駆動される。また、この像ぶれ補正装置においては、２つのリニアモータは、光軸の方向に重なるように配置されている。

特開２００８−１２２５３１号公報 特開２００７−２０６１０２号公報

しかしながら、特開２００８−１２２５３１号公報に記載されたアクチュエータにおいては、像振れ防止用レンズの周囲にリニアモータが配置されているため、像振れ防止用レンズの周囲に大きなスペースを要し、アクチュエータが大型化するという問題がある。

一方、特開２００７−２０６１０２号公報に記載された像ぶれ補正装置においては、２つのリニアモータが像振れ防止用レンズの下方に配置されているので、アクチュエータの光軸方向の投影面積を小さくすることができる。しかしながら、この像ぶれ補正装置においては、２つのリニアモータが光軸の方向に重なるように配置されているので、像ぶれ補正装置の光軸方向の厚さが大きくなるという問題がある。

従って、本発明は、光軸方向の投影面積及び光軸方向の厚さを小さくすることができる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部が像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で移動されるように、第１の方向及び第２の方向の駆動力を発生させる駆動手段と、を有し、駆動手段は、固定部と可動部のうちの一方に配置された駆動用磁石と、この駆動用磁石と対向するように、固定部と可動部のうちの他方に取り付けられ、ほぼ同一平面上に配置された第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルと、を備え、駆動用磁石には第１着磁境界線と、この第１着磁境界線に連なるように配置された第２着磁境界線が設けられ、第１駆動用コイルは第１着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第１の方向の駆動力を発生し、第２駆動用コイルは第２着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第２の方向の駆動力を発生することを特徴とする防振アクチュエータ。

このように構成された本発明においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、駆動手段により、光軸に直交する平面内で固定部に対して移動される。駆動手段は、第１着磁境界線及びこれに連なるように配置された第２着磁境界線が形成された駆動用磁石と、ほぼ同一平面上に配置された第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルと、を備えている。第１着磁境界線と対向して配置された第１駆動用コイルに電流が流れると第１の方向の駆動力を発生する。第２着磁境界線と対向して配置された第２駆動用コイルに電流が流れると第２の方向の駆動力を発生する。これらの駆動力により、可動部が移動される。

このように構成された本発明によれば、第１駆動用コイルと第２駆動用コイルがほぼ同一平面上に配置されているので防振アクチュエータの光軸方向の厚さを小さくすることができると共に、駆動用磁石の第１着磁境界線と第２着磁境界線が連なるように配置されているので、防振アクチュエータの光軸方向の投影面積を小さくすることができる。これにより、防振アクチュエータを小型化することができる。

本発明において、好ましくは、第１着磁境界線及び第２着磁境界線は、それらの延長線によって画定される領域の内側に像振れ防止用レンズが位置するように夫々位置決めされている。

このように構成された本発明によれば、第１着磁境界線及び第２着磁境界線により画定される領域の内側に像振れ防止用レンズが配置されるので、各着磁境界線と像振れ防止用レンズをより近接して配置することが可能になり、防振アクチュエータの光軸方向の投影面積をより小さくすることができる。

本発明において、好ましくは、第１着磁境界線及び第２着磁境界線はほぼ直角を為すように位置決めされ、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルは夫々、直角の二等分線に対して線対称の位置に配置されている。

このように構成された本発明によれば、第１着磁境界線及び第２着磁境界線がほぼ直角を為すように位置決めされているので、駆動力が発生する第１の方向と第２の方向がほぼ直角を為し、可動部を効率良く駆動することができる。また、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルが二等分線に対して線対称の位置に配置されているので、第１の方向及び第２の方向の駆動力をバランス良く発生させることができる。

本発明において、好ましくは、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルは、像振れ防止用レンズの光軸から第１着磁境界線に平行に延びる第１の直線と、像振れ防止用レンズの光軸から第２着磁境界線に平行に延びる第２の直線によって形成される領域の内側に配置されている。

このように構成された本発明によれば、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルが第１、第２の直線によって形成される領域の内側にまとめて配置されるので防振アクチュエータの光軸方向の投影面積をより小さくすることができる。

本発明において、好ましくは、第１着磁境界線及び第２着磁境界線は、二等分線と、像振れ防止用レンズの光軸が交わるように位置決めされている。
このように構成された本発明によれば、着磁境界線の二等分線と、像振れ防止用レンズの光軸が交わるように位置決めされているので、像振れ防止用レンズに対してバランス良く駆動力を発生させることができる。

本発明において、好ましくは、駆動用磁石は、二等分線に対して線対称の形状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、駆動用磁石が二等分線に対して線対称の形状に形成されているので、駆動用磁石の質量分布が二等分線に対して対称になると共に、発生させる磁界を二等分線に対して対称にすることができるので、駆動力をバランス良く発生させることができる。

本発明において、好ましくは、第１駆動用コイルは、第１着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有するように構成され、第２駆動用コイルは、第２着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有するように構成されている。

このように構成された本発明によれば、着磁境界線とほぼ平行な辺により着磁境界線に対して直角な方向の駆動力を発生させながら、二等分線に沿う辺を設けることにより、駆動用コイルを二等分線に近接した位置に小さいスペースに配置することができる。

本発明において、好ましくは、第１駆動用コイルは、第１着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称の形状に形成され、第２駆動用コイルは、第２着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称の形状に形成されている。

このように構成された本発明によれば、駆動用コイルが着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称に形成されているので、発生する駆動力のうち着磁境界線に平行な方向の成分を打ち消すことができ、不要な駆動力の発生を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、第１駆動用コイルは、第１着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有する六角形状に構成され、第２駆動用コイルは、第２着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有する六角形状に構成されている。

このように構成された本発明によれば、駆動用コイルを二等分線に近接した位置に小さいスペースに配置することを可能にしながら、不要な駆動力の発生を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、駆動用磁石の磁気を検出することにより、可動部の第１の方向及び第２の方向の変位を夫々検出する第１磁気センサ及び第２磁気センサを有し、第１磁気センサは第１駆動用コイルの巻線の内側に配置され、第２磁気センサは第２駆動用コイルの巻線の内側に配置されている。

このように構成された本発明によれば、位置検出を行うための磁石と駆動用磁石を兼用にすることができると共に、磁気センサが駆動用コイルの巻線の内側に配置されているので、磁気センサを配置するためのスペースを省略することができる。

また、本発明のレンズユニットは、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、レンズ鏡筒に取り付けられた本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。
さらに、本発明のカメラは、本発明のレンズユニットと、このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、を有することを特徴としている。

本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、光軸方向の投影面積及び光軸方向の厚さの両方を小さくすることができる。

本発明の実施形態によるカメラの断面図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの斜視図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの分解斜視図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの（ａ）正面図、及び（ｂ）ｂ−ｂ断面図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの可動部の背面図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの駆動用磁石の正面図である。 本発明の実施形態のカメラに使用されている防振アクチュエータの駆動用コイルの正面図である。 コントローラにおける信号処理を示すブロック図である。 駆動用コイルの形状及び配置の変形例を示す図である。 駆動用コイルの形状及び配置の変形例を示す図である。 駆動用コイルの形状及び配置の変形例を示す図である。 従来のアクチュエータの概略構成を示す図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図８を参照して、本発明の実施形態によるカメラを説明する。図１は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態のカメラ１は、レンズユニット２と、カメラ本体４と、を有する。レンズユニット２は、レンズ鏡筒６と、このレンズ鏡筒の中に配置された複数の撮像用レンズ８と、像振れ防止用レンズ１６を所定の平面内で移動させる防振アクチュエータ１０と、レンズ鏡筒６の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ３４ａ、３４ｂ（図１には３４ａのみ図示）と、を有する。

本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ１０を作動させて像振れ防止用レンズ１６を移動させ、カメラ本体４内の撮像素子Ｅに合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ３４ａ、３４ｂとして、圧電振動ジャイロを使用している。なお、本実施形態においては、像振れ防止用レンズ１６は、１枚のレンズによって構成されているが、画像を安定させるためのレンズは、複数枚のレンズ群であっても良い。本明細書において、像振れ防止用レンズとは、画像を安定させるための１枚のレンズ及びレンズ群を含むものとする。

レンズユニット２は、カメラ本体４に取り付けられ、入射した光を撮像素子Ｅに結像させるように構成されている。
概ね円筒形のレンズ鏡筒６は、内部に複数の撮像用レンズ８を保持しており、一部の撮像用レンズ８を移動させることによりピント調整を可能としている。

次に、図２乃至図８を参照して、防振アクチュエータ１０を説明する。図２は防振アクチュエータ１０の斜視図であり、図３は分解斜視図である。図４は、防振アクチュエータ１０の（ａ）正面図、及び（ｂ）ｂ−ｂ断面図である。図５は、防振アクチュエータ１０の可動部の背面図である。図６は防振アクチュエータ１０の駆動用磁石の正面図である。図７は防振アクチュエータ１０の駆動用コイルの正面図である。

図２乃至図４に示すように、防振アクチュエータ１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定部である固定板１２と、この固定板１２に対して並進移動可能に支持された可動部である移動枠１４と、この移動枠１４を支持する可動部支持手段である３つのスチールボール１８と、を有する。また、移動枠１４には、ガイド手段１９が設けられており、ガイド手段１９は、移動枠１４が像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａに直交する平面内で並進移動されるように、移動枠１４を案内している。

さらに、防振アクチュエータ１０は、移動枠１４に取り付けられた第１駆動用コイル２０ａ、及び第２駆動用コイル２０ｂと、駆動用コイル２０ａ及び２０ｂに対向するように、固定板１２に取り付けられた駆動用磁石２２と、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂの内側に夫々配置された第１、第２位置検出素子である第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂと、を有する。

また、防振アクチュエータ１０は、駆動用磁石の磁力によって移動枠１４を固定板１２に吸着させるために、移動枠１４の裏側に取り付けられた吸着用ヨーク２６と、駆動用磁石２２の裏面に取り付けられたバックヨーク２８と、を有する。なお、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ及びこれらに対応する位置に取り付けられた駆動用磁石２２は、移動枠１４を固定板１２に対して駆動する駆動手段を構成する。

さらに、図１に示すように、防振アクチュエータ１０は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって検出された振動と、第１、第２磁気センサ２４ａ、２４ｂによって検出された移動枠１４の位置情報に基づいて、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに流す電流を制御する制御部であるコントローラ３６を有する。

防振アクチュエータ１０は、移動枠１４を、レンズ鏡筒６に固定された固定板１２に対して撮像素子Ｅに平行な平面内で並進移動させ、これにより移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６を移動させてレンズ鏡筒６が振動しても撮像素子Ｅに結像される像が乱れることがないように駆動される。

固定板１２は、入射光を通過させる開口部１２ａと、その上方の、駆動用磁石２２を取り付けるための平板部１２ｂと、を有する板状の部材である。平板部１２ｂには、バックヨーク２８及び駆動用磁石２２が重ねて取り付けられている。

図３及び６に示すように、駆動用磁石２２は、概ね長方形板状の磁石であり、その下辺は固定板１２の開口部１２ａに沿うように円弧状に形成され、また上辺も固定板１２の上辺の形状に合わせて円弧状に形成されている。さらに、駆動用磁石２２には、第１着磁境界線Ｃ１、第２着磁境界線Ｃ２の二本の着磁境界線が形成されている。これらの着磁境界線Ｃ１、Ｃ２は、概ね直線状であり、互いに直角を為すように連なって形成されている。着磁境界線Ｃ１、Ｃ２が形成する直角の頂点は上方に向けられており、直角の内側に像振れ防止用レンズ１６が位置するように配置されている。また、着磁境界線Ｃ１、Ｃ２が形成する直角の頂点は、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａの鉛直上方に位置すると共に、着磁境界線Ｃ１、Ｃ２が形成する直角の二等分線Ｃ３は鉛直方向に向けられ、光軸Ａと交わるように位置決めされている。さらに、本実施形態においては、駆動用磁石２２は、着磁境界線Ｃ１、Ｃ２の上側がＳ極、下側がＮ極となるように着磁されていると共に、二等分線Ｃ３に対して線対称の形状に構成されている。なお、本明細書において、着磁境界線とは、駆動用磁石の端部を夫々Ｓ極、Ｎ極としたとき、極性がＳ極からＮ極に変化する点を連ねた線を言うものとする。

バックヨーク２８は、駆動用磁石２２と同様の形状の板状の磁性材で構成されている。バックヨーク２８は、駆動用磁石２２、吸着用ヨーク２６と共に磁気回路を形成し、第１駆動用コイル２０ａ及び第２駆動用コイル２０ｂを透過する磁界を効果的に形成している。即ち、固定板１２にはバックヨーク２８が取り付けられ、その上に駆動用磁石２２が重ねて取り付けられている。また、移動枠１４には、駆動用磁石２２と対向する側の面に第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂが取り付けられていると共に、反対側の面の各駆動用コイルと重なる位置には吸着用ヨーク２６が取り付けられている。

移動枠１４は、その下部の開口部に像振れ防止用レンズ１６が取り付けられ、上部に第１駆動用コイル２０ａ及び第２駆動用コイル２０ｂが取り付けられる板状の部材であり、固定板１２と平行に重なるように配置されている。移動枠１４は、各駆動用コイルに電流を流すことにより、光軸Ａに直交する平面内で並進運動されるように駆動される。

図７に示すように、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは夫々同一形状に形成され、その巻線が角の丸い六角形状に巻かれている。また、第１駆動用コイル２０ａは、第１着磁境界線Ｃ１に対して線対称の形状に形成されると共に、第１着磁境界線Ｃ１と直角に交わる直線に対して線対称の形状に形成されている。同様に、第２駆動用コイル２０ｂは、第２着磁境界線Ｃ２に対して線対称の形状に形成されると共に、第２着磁境界線Ｃ２と直角に交わる直線に対して線対称の形状に形成されている。

また、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは同一平面上に配置され、その最も長い対角線が、駆動用磁石２２の第１着磁境界線Ｃ１、第２着磁境界線Ｃ２の光軸Ａ方向の投影線Ｃ１１、Ｃ２２と夫々重なるように配置されている。さらに、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、第１着磁境界線Ｃ１と第２着磁境界線Ｃ２が形成する直角の二等分線Ｃ３を光軸Ａ方向に投影した二等分線Ｃ３３に対して線対称の位置に配置されている。さらに、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、それらの１つの辺が、二等分線Ｃ３３に沿って平行になるように配置されている。

第１駆動用コイル２０ａには、六角形の各辺に沿って第１巻線部２０ａ１、第２巻線部２０ａ２、第３巻線部２０ａ３、第４巻線部２０ａ４、第５巻線部２０ａ５、及び第６巻線部２０ａ６が夫々形成されている。これらの巻線部のうち、第１巻線部２０ａ１及び第４巻線部２０ａ４は、第１着磁境界線Ｃ１と平行に向けられている。また、第３巻線部２０ａ３は、二等分線Ｃ３３に接するように、二等分線Ｃ３３に平行に配置されている。

第１巻線部２０ａ１及び第４巻線部２０ａ４は、第１駆動用コイル２０ａに電流が流れると第１着磁境界線Ｃ１に対して直角な同一方向の推力Ｆ１、Ｆ４を夫々発生する。また、第２巻線部２０ａ２及び第６巻線部２０ａ６は、巻線の向けられている方向に直角な方向の推力Ｆ２、Ｆ６を夫々発生する。図７に示すように、これら推力Ｆ２、Ｆ６のうち、第１着磁境界線Ｃ１に対して直角な方向の成分は同一の方向で大きさが等しく、第１着磁境界線Ｃ１に対して平行な方向の成分は反対方向で大きさが等しくなる。このため、推力Ｆ２、Ｆ６の第１着磁境界線Ｃ１に対して平行な方向の成分は打ち消され、第２巻線部２０ａ２及び第６巻線部２０ａ６が発生する推力は、第１着磁境界線Ｃ１に対して直角な方向の成分のみが移動枠１４を駆動するための推力として作用する。同様に、第３巻線部２０ａ３及び第５巻線部２０ａ５が発生する推力も、第１着磁境界線Ｃ１に対して平行な方向の成分は打ち消され、直角な方向の成分のみが移動枠１４を駆動するための推力として作用する。従って、電流が流れることにより、第１駆動用コイル２０ａは全体として、第１の方向である第１着磁境界線Ｃ１に対して直角な方向の推力を発生させる。

図７に示すように、第２駆動用コイル２０ｂは、その最も長い対角線が、第１駆動用コイル２０ａに対して９０゜回転された方向に取り付けられている。このため、第２着磁境界線Ｃ２に対して平行に配置された第２駆動用コイル２０ｂの２つの巻線部は、第２着磁境界線Ｃ２に対して直角な同一方向の推力を夫々発生する。第２駆動用コイル２０ｂの１つの巻線部は、二等分線Ｃ３３に接するように、二等分線Ｃ３３に平行に配置されている。この配置により、第２駆動用コイル２０ｂに電流が流れると、全体として、第２の方向である第２着磁境界線Ｃ２に対して直角な方向の推力を発生される。

また、図５に示すように、第１駆動用コイル２０ａ及び第２駆動用コイル２０ｂは、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａから第１着磁境界線Ｃ１に平行に延びる第１の直線Ｌ１と、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａから第２着磁境界線Ｃ２に平行に延びる第２の直線Ｌ２によって形成される領域の内側に配置されている。このように、第１駆動用コイル２０ａ及び第２駆動用コイル２０ｂを直線Ｌ１、Ｌ２で画定される領域内に集約的に配置することにより防振アクチュエータの光軸方向の投影面積を小さくしている。

図３及び図４に示すように、３つのスチールボール１８は、固定枠１２と移動枠１４の間に挟持され、光軸Ａを中心とする円の円周上に夫々、中心角１２０゜の間隔を隔てて配置されている。各スチールボール１８は、固定枠１２及び移動枠１４に夫々形成されたスチールボール受け３０、３２の中に配置されている。スチールボール受け３０、３２には、凹部が形成されており、その中でスチールボール１８が円滑に転動できるようになっていると共に、スチールボール１８の脱落が防止される。また、移動枠１４は駆動用磁石２２により固定板１２に吸着されるので、各スチールボール１８は固定板１２と移動枠１４の間に挟持される。これにより、移動枠１４は固定板１２に平行な平面上に支持され、各スチールボール１８が挟持されながら転がることによって、移動枠１４の固定板１２に対する移動が許容される。

図２乃至４に示すように、ガイド手段１９は、Ｌ字型シャフト１９ａと、レンズ鏡筒６内に固定された固定側摺動軸受け１９ｂと、移動枠１４に設けられた移動側摺動軸受け１９ｃと、を有する。レンズ鏡筒６内に固定された固定側摺動軸受け１９ｂは、Ｌ字型シャフト１９ａの鉛直部分を、鉛直方向に摺動可能に受け入れている。一方、移動枠１４に設けられた移動側摺動軸受け１９ｃは、Ｌ字型シャフト１９ａの水平部分を、水平方向に摺動可能に受け入れている。このように構成されたガイド手段１９により、光軸Ａに直交する平面内における移動枠１４の回転移動は拘束され、移動枠１４の並進移動のみが許容される。

図５及び図７に示すように、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂの内側には、第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂが夫々配置されている。第１磁気センサ２４ａは、第１駆動用コイル２０ａと第１着磁境界線Ｃ１付近の駆動用磁石２２により発生する駆動力に対応した、第１着磁境界線Ｃ１に直角な方向の移動枠１４の変位を測定するように構成されている。また、第２磁気センサ２４ｂは、第２駆動用コイル２０ｂと第２着磁境界線Ｃ２付近の駆動用磁石２２により発生する駆動力に対応した、第２着磁境界線Ｃ２に直角な方向の移動枠１４の変位を測定するように構成されている。磁気センサ２４ａ、２４ｂは、移動枠１４が中立位置にあるとき、その感度中心点Ｓが、駆動用磁石２２の第１着磁境界線Ｃ１、第２着磁境界線Ｃ２上に夫々位置するように配置されている。なお、本実施形態においては、磁気センサとしてホール素子を使用している。

磁気センサからの出力信号は、磁気センサの感度中心点Ｓが駆動用磁石の着磁境界線上に位置する場合には０であり、駆動用磁石が移動し、磁気センサ感度中心点Ｓが駆動用磁石の着磁境界線上から外れると、磁気センサの出力信号が変化する。防振アクチュエータ１０が通常作動する、駆動用磁石の移動量が微小な領域においては、駆動用磁石の着磁境界線に直交する方向の移動距離にほぼ比例した信号が磁気センサから出力される。

このため、第１磁気センサ２４ａは、図５における移動枠１４のＹ軸方向、即ち、第１の方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力し、第２磁気センサ２４ｂは移動枠１４のＸ軸方向、即ち、第２の方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力する。これら第１、第２磁気センサ２４ａ、２４ｂによって検出された信号に基づいて、移動枠１４が固定枠１２に対して並進移動した位置を特定することができる。

次に、図８を参照して、防振アクチュエータ１０の制御を説明する。図８は、コントローラ３６における信号処理を示すブロック図である。図８に示すように、レンズユニット２の振動は、２つのジャイロ３４ａ、３４ｂによって時々刻々検出され、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに入力される。本実施形態においては、ジャイロ３４ａはレンズユニット２のＸ軸を中心とする回転の角速度を、ジャイロ３４ｂはＹ軸を中心とする回転の角速度を夫々検出するように構成され、配置されている。

演算回路３８ａ、３８ｂは、ジャイロ３４ａ、３４ｂから時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ防止用レンズ１６を移動させるべき位置を時系列で指令するレンズ位置指令信号を生成する。すなわち、演算回路３８ａは、ジャイロ３４ａによって検出される角速度を時間積分し、所定の修正信号を加算することによってレンズ位置指令信号Ｙ軸方向成分を生成し、同様に、演算回路３８ｂは、ジャイロ３４ｂによって検出される角速度に基づいてレンズ位置指令信号のＸ軸方向成分を生成するように構成されている。このようにして得られたレンズ位置指令信号に従って、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることにより、写真撮影の露光中にレンズユニット２が振動した場合にも、カメラ本体４内の撮像素子Ｅに合焦される像は乱れることなく安定化される。

コントローラ３６は、演算回路３８ａ、３８ｂによって生成されたレンズ位置指令信号によって指示された位置に、像振れ防止用レンズ１６が移動されるように、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに流す電流を制御する。

第１着磁境界線Ｃ１に対する第１駆動用コイル２０ａのＹ軸方向の移動量は第１磁気センサ２４ａによって測定され、測定された移動量は磁気センサアンプ４２ａによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ａは、演算回路３８ａから出力されたレンズ位置指令信号のＹ軸方向成分と、磁気センサアンプ４２ａから出力された第１着磁境界線Ｃ１に対する第１駆動用コイル２０ａのＹ軸方向の移動量との差に比例した電流を第１駆動用コイル２０ａに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置のＹ軸方向成分と磁気センサアンプ４２ａからの出力に差がなくなると、第１駆動用コイル２０ａには電流が流れなくなり、Ｙ軸方向の駆動力は０になる。

同様に、第２着磁境界線Ｃ２に対する第２駆動用コイル２０ｂのＸ軸方向の移動量は第２磁気センサ２４ｂによって測定され、測定された移動量は磁気センサアンプ４２ｂによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ｂは、演算回路３８ｂから出力されたレンズ位置指令信号のＸ軸方向成分と、磁気センサアンプ４２ｂから出力された第２着磁境界線Ｃ２に対する第２駆動用コイル２０ｂのＸ軸方向の移動量との差に比例した電流を第２駆動用コイル２０ｂに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置のＸ軸方向成分と磁気センサアンプ４２ｂからの出力に差がなくなると、第２駆動用コイル２０ｂには電流が流れなくなり、Ｘ軸方向の駆動力は０になる。

なお、第１駆動用コイル２０ａと駆動用磁石２２の間に発生する駆動力は、移動枠１４のＹ軸方向の並進移動ばかりでなく、回転移動をも引き起こし得るものである。しかしながら、移動枠１４の回転移動はガイド手段１９により妨げられるため、第１駆動用コイル２０ａと駆動用磁石２２の間に発生する駆動力により移動枠１４のＹ軸方向の並進移動のみが発生する。同様に、第２駆動用コイル２０ｂと駆動用磁石２２の間に発生する駆動力により移動枠１４のＸ軸方向の並進移動のみが発生する。

次に、図１及び８を参照して、本発明の実施形態によるカメラ１の作用を説明する。まず、カメラ１の手ブレ防止機能の起動スイッチ（図示せず）をＯＮにすることにより、レンズユニット２に備えられた防振アクチュエータ１０が作動される。レンズユニット２に取り付けられたジャイロ３４ａ、３４ｂは、所定周波数帯域の振動を時々刻々検出し、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに出力する。ジャイロ３４ａはレンズユニット２のＸ軸を中心とする回転の角速度の信号を演算回路３８ａに出力し、ジャイロ３４ｂはＹ軸を中心とする回転の角速度の信号を演算回路３８ｂに出力する。演算回路３８ａは、入力された角速度信号を時間で積分して、回転角度を算出し、これに所定の修正信号を加えてＹ軸方向のレンズ位置指令信号を生成する。同様に、演算回路３８ｂは、入力された角速度信号を時間で積分して、回転角度を算出し、これに所定の修正信号を加えてＸ軸方向のレンズ位置指令信号を生成する。演算回路３８ａ、３８ｂによって時系列で出力されるレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることによって、カメラ本体４の撮像素子Ｅに合焦される像が安定化される。

一方、第１駆動用コイル２０ａの内側に配置された第１磁気センサ２４ａは磁気センサアンプ４２ａに、第２駆動用コイル２０ｂの内側の第２磁気センサ２４ｂは磁気センサアンプ４２ｂに検出信号を出力する。磁気センサアンプ４２ａ、４２ｂで夫々増幅された各磁気センサの検出信号は、差動回路４４ａ、４４ｂに夫々入力される。

差動回路４４ａ、４４ｂは、入力された各磁気センサの検出信号と、各演算回路３８ａ、３８ｂから入力された信号の差に応じた電圧を夫々発生し、この電圧に比例した電流を各駆動用コイルに流す。各駆動用コイルに電流が流れると電流に比例した磁界が発生する。この磁界により第１、第２着磁境界線Ｃ１、Ｃ２に対応して配置された第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは夫々駆動力を受け、移動枠１４が移動される。移動枠１４が駆動力によって移動され、レンズ位置指令信号により指定された位置に到達すると、各差動回路の出力は０となり、駆動力も０になる。また、外乱、又は、レンズ位置指令信号の変化等により、移動枠１４がレンズ位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイルに電流が流され、移動枠１４はレンズ位置指令信号により指定された位置に戻される。

以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６が、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、カメラ本体４の撮像素子Ｅに合焦される像が安定化される。

本発明の実施形態の防振アクチュエータによれば、第１駆動用コイルと第２駆動用コイルがほぼ同一平面上に配置されているので防振アクチュエータの光軸方向の厚さを小さくすることができると共に、駆動用磁石の第１着磁境界線と第２着磁境界線が連なるように配置されているので、防振アクチュエータの光軸方向の投影面積を小さくすることができる。これにより、防振アクチュエータを小型化することができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第１着磁境界線と第２着磁境界線が為す直角の内側の領域に像振れ防止用レンズが配置されているので、各着磁境界線と像振れ防止用レンズをより近接して配置することが可能になり、防振アクチュエータの光軸方向の投影面積をより小さくすることができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第１着磁境界線及び第２着磁境界線がほぼ直角を為すように位置決めされているので、駆動力が発生する第１の方向と第２の方向がほぼ直角を為し、第１、第２の方向の駆動力が打ち消し合うことがなく、移動枠を効率良く駆動することができる。また、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルが二等分線に対して線対称の位置に配置されているので、第１の方向及び第２の方向の駆動力をバランス良く発生させることができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルが、像振れ防止用レンズの光軸から第１着磁境界線に平行に延びる第１の直線と、光軸から第２着磁境界線に平行に延びる第２の直線によって形成される領域の内側に配置されているので、防振アクチュエータの光軸方向の投影面積をより小さくすることができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、駆動用磁石の第１着磁境界線が設けられた部分と、第２着磁境界線が設けられた部分が一体に構成されているので、複数の駆動用磁石を使用する従来の防振アクチュエータよりも部品点数を少なくすることができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、着磁境界線が為す角の二等分線と、像振れ防止用レンズの光軸が交わるように位置決めされているので、像振れ防止用レンズに対してバランス良く駆動力を発生させることができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、駆動用磁石が二等分線に対して線対称の形状に形成されているので、駆動用磁石の質量分布が二等分線に対して対称になると共に、発生させる磁界を二等分線に対して対称にすることができるので、駆動力をバランス良く発生させることができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、各駆動用コイルが、各着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有するように構成されているので、着磁境界線とほぼ平行な辺により着磁境界線に対して直角な方向の駆動力を発生させながら、二等分線に沿う辺を設けることにより、駆動用コイルを二等分線に近接した位置に小さいスペースに配置することができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、駆動用コイルが着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称に形成されているので、発生する駆動力のうち着磁境界線に平行な方向の成分を打ち消すことができ、不要な駆動力の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータによれば、各駆動用コイルが各着磁境界線とほぼ平行な辺及び二等分線に沿って配置された辺を有する六角形状に構成されているので、駆動用コイルを二等分線に近接した位置に小さいスペースに配置することを可能にしながら、不要な駆動力の発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータによれば、駆動用磁石の磁気を検出する各磁気センサが各駆動用コイルの巻線の内側に配置されているので、位置検出を行うための磁石と駆動用磁石を兼用にすることができると共に、磁気センサが駆動用コイルの巻線の内側に配置されているので、磁気センサを配置するためのスペースを省略することができる。

上述した本発明の実施形態においては、第１着磁境界線及び第２着磁境界線が直角を為すように連ねて形成された単一の駆動用磁石が用いられていたが、変形例として、駆動用磁石２２を別体に形成した第１駆動用磁石及び第２駆動用磁石から構成することもできる。即ち、第１着磁境界線が設けられた第１駆動用磁石と、第２着磁境界線が設けられた第２駆動用磁石を、第１着磁境界線と第２着磁境界線が概ね連なるように配置し、これを駆動用磁石として使用することができる。例えば、上述した実施形態における駆動用磁石２２を、二等分線Ｃ３において分割することにより、駆動用磁石を２つの別体に形成することができる。

また、上述した本発明の実施形態においては、第１着磁境界線及び第２着磁境界線は、直角を為すように配置されていたが、着磁境界線の為す角度は直角以外の角度でも良い。

さらに、上述した本発明の実施形態においては、第１着磁境界線及び第２着磁境界線は、直角の頂点から一方向に延びるように設けられていたが、第１着磁境界線と第２着磁境界線を、それらが互いに交差するように設けることもできる。

また、上述した本発明の実施形態においては、駆動用コイルは六角形に形成されていたが、変形例として、駆動用コイルは種々の形状に構成することができる。例えば、図９に示すように、各駆動用コイルを概ね長円形に形成し、長円形の長軸が、駆動用磁石の各着磁境界線と重なるように各駆動用コイルを配置することもできる。

さらに、上述した本発明の実施形態においては、第１着磁境界線及び第２着磁境界線の延長線によって画定される領域の内側に像振れ防止用レンズが位置していた。即ち、第１着磁境界線及び第２着磁境界線が形成する頂点から各着磁境界線を延長した９０゜の角の内側に像振れ防止用レンズが位置するように、第１着磁境界線及び第２着磁境界線が位置決めされている。変形例として、図１０に示すように、第１着磁境界線と第２着磁境界線が為す角の外側に像振れ防止用レンズが位置するように、各着磁境界線を位置決めしても良い。

また、上述した本発明の実施形態においては、駆動用磁石には、第１着磁境界線及び第２着磁境界線のみが形成されていたが、変形例として、３つ以上の着磁境界線を設けることもできる。図１１に示す例においては、駆動用磁石には、第１着磁境界線Ｃ１、第２着磁境界線Ｃ２に加えて、第３着磁境界線Ｃ３が形成されており、これらに対応して３つの駆動用コイルが配置されている。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、本発明をデジタルスチルカメラに適用していたが、本発明をフィルムカメラ、ビデオカメラ等に適用することもできる。また、上述した実施形態においては、駆動用コイルが固定部に、駆動用磁石が可動部に取り付けられていたが、駆動用コイルを可動部に、駆動用磁石を固定部に取り付けることもできる。

Ａ 光軸
Ｃ１ 第１着磁境界線
Ｃ２ 第２着磁境界線
Ｃ３ 二等分線
１ 本発明の実施形態のカメラ
２ レンズユニット
４ カメラ本体
６ レンズ鏡筒
８ 撮像用レンズ
１０ 防振アクチュエータ
１２ 固定板（固定部）
１２ａ 開口部
１２ｂ 平板部
１４ 移動枠（可動部）
１６ 像振れ防止用レンズ
１８ スチールボール（可動部支持手段）
１９ ガイド手段
１９ａ Ｌ字型シャフト
１９ｂ 固定側摺動軸受け
１９ｃ 移動側摺動軸受け
２０ａ 第１駆動用コイル
２０ｂ 第２駆動用コイル
２２ 駆動用磁石
２４ａ 第１磁気センサ（第１位置検出素子）
２４ｂ 第２磁気センサ（第２位置検出素子）
２６ 吸着用ヨーク
２８ バックヨーク
３０ スチールボール受け
３２ スチールボール受け
３４ａ、３４ｂ ジャイロ
３６ コントローラ（制御部）
３８ａ、３８ｂ 演算回路
４２ａ、４２ｂ 磁気センサアンプ
４４ａ、４４ｂ 差動回路
１１０ アクチュエータ
１１２ 固定部
１１４ 可動部
１１８ スチールボール
１２０ 駆動用コイル
１２２ 駆動用磁石

Claims (12)

1. 像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、
   固定部と、
   上記像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、
   この可動部が上記像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で移動されるように、第１の方向及び第２の方向の駆動力を発生させる駆動手段と、を有し、
   上記駆動手段は、上記固定部と上記可動部のうちの一方に配置された駆動用磁石と、この駆動用磁石と対向するように、上記固定部と上記可動部のうちの他方に取り付けられ、ほぼ同一平面上に配置された第１駆動用コイル及び第２駆動用コイルと、を備え、
   上記駆動用磁石には第１着磁境界線と、この第１着磁境界線に連なるように配置された第２着磁境界線が設けられ、上記第１駆動用コイルは上記第１着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第１の方向の駆動力を発生し、上記第２駆動用コイルは上記第２着磁境界線と対向して配置され、電流が流れると第２の方向の駆動力を発生することを特徴とする防振アクチュエータ。
2. 上記第１着磁境界線及び上記第２着磁境界線は、それらの延長線によって画定される領域の内側に上記像振れ防止用レンズが位置するように夫々位置決めされている請求項１記載の防振アクチュエータ。
3. 上記第１着磁境界線及び上記第２着磁境界線はほぼ直角を為すように位置決めされ、上記第１駆動用コイル及び上記第２駆動用コイルは夫々、上記直角の二等分線に対して線対称の位置に配置されている請求項１又は２に記載の防振アクチュエータ。
4. 上記第１駆動用コイル及び上記第２駆動用コイルは、上記像振れ防止用レンズの光軸から上記第１着磁境界線に平行に延びる第１の直線と、上記像振れ防止用レンズの光軸から上記第２着磁境界線に平行に延びる第２の直線によって形成される領域の内側に配置されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
5. 上記第１着磁境界線及び上記第２着磁境界線は、上記二等分線と、上記像振れ防止用レンズの光軸が交わるように位置決めされている請求項４記載の防振アクチュエータ。
6. 上記駆動用磁石は、上記二等分線に対して線対称の形状に形成されている請求項４又は５記載の防振アクチュエータ。
7. 上記第１駆動用コイルは、上記第１着磁境界線とほぼ平行な辺及び上記二等分線に沿って配置された辺を有するように構成され、上記第２駆動用コイルは、上記第２着磁境界線とほぼ平行な辺及び上記二等分線に沿って配置された辺を有するように構成されている請求項４乃至６の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
8. 上記第１駆動用コイルは、上記第１着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称の形状に形成され、上記第２駆動用コイルは、上記第２着磁境界線と直角に交わる直線に対してほぼ線対称の形状に形成されている請求項１乃至７の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
9. 上記第１駆動用コイルは、上記第１着磁境界線とほぼ平行な辺及び上記二等分線に沿って配置された辺を有する六角形状に構成され、上記第２駆動用コイルは、上記第２着磁境界線とほぼ平行な辺及び上記二等分線に沿って配置された辺を有する六角形状に構成されている請求項４乃至８の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
10. さらに、上記駆動用磁石の磁気を検出することにより、上記可動部の第１の方向及び第２の方向の変位を夫々検出する第１磁気センサ及び第２磁気センサを有し、上記第１磁気センサは上記第１駆動用コイルの巻線の内側に配置され、上記第２磁気センサは上記第２駆動用コイルの巻線の内側に配置されている請求項１乃至９の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
11. レンズ鏡筒と、
    このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、
    上記レンズ鏡筒に取り付けられた請求項１乃至１０の何れか１項に記載の防振アクチュエータと、
    を有することを特徴とするレンズユニット。
12. 請求項１１記載のレンズユニットと、
    このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、
    を有することを特徴とするカメラ。

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