JP2011158738A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正装置においてベース部材やシフト部材に対するボールの押圧による耐久性の低下を防止する。
【解決手段】光学機器は、光学素子Ｌ３を保持してシフト可能なシフト部材２２と、シフト部材をシフトさせるアクチュエータ２４ｐ，２８ｐと、ベース部材２１とシフト部材との間に配置され、ベース部材に形成された凹部２１ａの内側面よりも内側の転動範囲にて転動しながらシフト部材のシフトをガイドするボール２０と、ベース部材とシフト部材との間にボールを挟み込む付勢力を作用させる付勢手段２４ｐ，２９ｐと、アクチュエータを制御するコントローラ１０５とを有する。コントローラは、１又は複数回のボールリセット制御において、リセット位置が変化するように、シフト部材を順次シフトさせる方向の順序またはシフト部材をシフト中心に向けて最後にシフトさせる方向を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子を光軸に直交する方向にシフトさせて像振れを補正する機能を備えた光学機器に関する。

カメラ、交換レンズ、双眼鏡等の光学機器には、手振れ等の機器振れを振れセンサにより検出し、検出結果に応じてレンズ等の像振れ補正用光学素子を光軸に直交する方向にシフトさせることで像振れを抑制（補正）する像振れ補正装置が搭載されているものがある。
特許文献１にて開示された像振れ補正装置では、ベース部材と振れ補正用光学素子を保持して該ベース部材に対してシフトするシフト部材との間にボールを配置し、該ボールの転動によってシフト部材をベース部材に対して光軸に直交する方向にガイドする。ボールは、ベース部材とシフト部材のうち少なくもと一方に形成された凹部の内側に配置され、該凹部の内側面に当接しない範囲で該凹部の底面上で転動することで、シフト部材のシフトに伴って大きな摩擦（底面に対する滑り摩擦）が発生しないようになっている。
また、特許文献１の像振れ補正装置では、電源投入時や電源遮断時等の適当なタイミングにて、シフト部材を互いに異なる方向に順次シフトさせてボールを凹部の内側面の互いに異なる位置に順次当接させる。これにより、ボールを凹部の底面の中心又はその近傍であるリセット位置に移動させ、その後の振れ補正のためのシフト部材のシフト中にボールが凹部の内側面に当接することで該ボールが凹部の底面に対して滑り移動しないようにしている。このような動作を、ボール初期化又はボールリセットという。

特開２００８−７０６５９号公報

上記のようなボールガイドタイプの像振れ補正装置では、ベース部材とシフト部材との間に、バネ力や磁力によってボールを挟み込む方向に付勢力を作用させてベース部材とボールとシフト部材の光軸方向での当接状態を維持している。しかしながら、ボールリセットが行われた後に長時間、振れ補正動作が行われないと、上記付勢力によってボールがベース部材やシフト部材におけるボール受け面（凹部の底面や該底面に対向する面）に押圧され続け、この結果、受け面に凹みが生じるおそれがある。このような凹みは、シフト部材の駆動特性を変化させ、像振れ補正性能を低下させる。

本発明は、ボールガイドタイプの像振れ補正装置におけるベース部材やシフト部材に対するボールの押圧による耐久性の低下を防止できるようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、像振れ補正用の光学素子を含む光学系と、ベース部材と、該光学素子を保持し、ベース部材に対して光学系の光軸に直交する方向にシフト可能なシフト部材と、該シフト部材をシフトさせるアクチュエータと、ベース部材とシフト部材との間に配置され、ベース部材とシフト部材のうち少なくとも一方に形成された凹部の内側面よりも内側の転動範囲にて転動しながらベース部材に対するシフト部材のシフトをガイドするボールと、ベース部材とシフト部材との間にボールを挟み込む付勢力を作用させる付勢手段と、アクチュエータの動作を制御するコントローラとを有する。コントローラは、シフト部材を互いに異なる方向に順次シフトさせることによってボールを凹部の内側面における互いに異なる位置に順次当接させた後、シフト部材をシフト中心に戻すことで転動範囲内のリセット位置に移動させるようにアクチュエータを動作させるボールリセット制御を行う。そして、コントローラは、１又は複数回のボールリセット制御において、リセット位置が変化するように、シフト部材を順次シフトさせる方向の順序またはシフト部材をシフト中心に向けて最後にシフトさせる方向を変更することを特徴とする。

本発明によれば、１又は複数回のボールリセット制御において自動的にボールのリセット位置が変更される。このため、上記付勢力によってボールがベース部材やシフト部材における同じリセット位置に押圧されることを回避でき、この結果、ベース部材やシフト部材にボールの押圧による凹み等の変形や摩耗が生じることを防止できる。すなわち、該凹みに起因した像振れ補正性能の低下を回避でき、高い像振れ補正性能を維持することができる。

本発明の実施例１であるカメラのレンズ鏡筒部に搭載されたシフトユニットの正面図および部分拡大図。 実施例１におけるレンズ鏡筒部の構成を示す断面図。 実施例１におけるレンズ鏡筒部の分解斜視図。 実施例１におけるシフトユニットの分解斜視図。 実施例１におけるシフトユニットの駆動部の拡大図。 実施例１におけるボールリセット時のボールの動きを説明する図。 実施例１におけるボールリセット動作を示すフローチャート。 本発明の実施例２におけるボールリセット動作を示すフローチャート。 本発明の実施例３および実施例４のボールリセット動作を示す図。 本発明の実施例５であるカメラの電気回路の構成を示すブロック図。

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２および図３には、本発明の実施例１である光学機器としての撮像装置（ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等）のレンズ鏡筒部の構成を示している。
Ｌ１は固定の第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動して変倍を行う第２レンズユニットである。Ｌ３は光軸に直交する方向（ピッチ方向およびヨー方向）にシフトして像振れ補正を行う像振れ補正用光学素子としての第３レンズユニット（シフトレンズユニット）である。Ｌ４は光軸方向に移動して焦点調節を行う第４レンズユニットである。
１は第１レンズユニットＬ１を保持する固定筒、２は第２レンズユニットをＬ２保持する第２移動枠である。３は第３レンズユニットＬ３をピッチ方向およびヨー方向にシフト像振れ補正装置としてのシフトユニットである。４は第４レンズユニットＬ４を保持する第４移動枠である。
５はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が固定される後部固定筒である。固定枠１と後部固定筒５はビスによって結合される。シフトユニット３は、後部固定筒５に固定される。
８、９、１０、１１はガイドバーであり、固定筒１と後部固定筒５とによって保持されている。ガイドバー８、９は、第２移動枠２を光軸方向に移動可能に支持し、ガイドバー１０、１１は、第４移動枠４を光軸方向に移動可能に支持する。
１２は第１〜第４レンズユニットＬ１〜Ｌ４により構成される撮影光学系を通過する光量を変化させる絞りユニットであり、２枚の絞り羽根を互いに逆方向に移動させることで開口径を変化させる。
１３は第４レンズユニットＬ４を光軸方向に移動させて焦点調節動作を行わせるフォーカスモータである。フォーカスモータ１３は、回転するロータと同軸のリードスクリュー１３ａを有している。リードスクリュー１３ａには、第４移動枠４に取り付けられたラック４ａが噛み合っている。ロータの回転により、ラック４ａを介して第４移動枠４と第４レンズユニットＬ４が光軸方向に移動する
１４は第２レンズユニットＬ２を光軸方向に移動させて変倍動作を行わせるためのズームモータである。ズームモータ１４は、回転するロータと同軸のリードスクリュー１４ａを有している。リードスクリュー１４ａには、第２移動枠２に取り付けられたラック２ａが噛み合っている。ロータの回転により、ラック２ａを介して第２移動枠２と第２レンズユニットＬ２が光軸方向に移動する。
ねじりコイルバネ２ｂは、第２移動枠２、ガイドバー８、９、ラック２ａおよびリードスクリュー１４ａを互いのガタを除去する方向に付勢している。また、ねじりコイルバネ４ｂは、第４移動枠４、ガイドバー１０、１１、ラック４ａおよびリードスクリュー１３ａを互いのガタを除去する方向に付勢している。
ズームモータ１４とフォーカスモータ１３はそれぞれ、後部固定筒５にビスで固定される。
１５は第２移動枠２に形成された遮光部２ｃの光軸方向への移動を光学的に検出するズームリセットセンサであり、第２レンズユニットＬ２が基準位置（リセット位置）に位置していることを検出する。
１６は第４移動枠４に形成された遮光部４ｃの光軸方向への移動を光学的に検出するフォーカスリセットセンサであり、第４レンズユニットＬ４が基準位置（リセット位置）に位置していることを検出する。
図１０には、上記レンズ鏡筒を搭載した撮像装置の電気的構成を示している。図１０において、図２および図３中に示した構成要素については、図２および図３中で使用した符号と同一の符号を付して説明に代える。
１２ａは絞りユニット１２の駆動源である絞りモータであり、ステッピングモータ等が用いられる。
１０８は絞りエンコーダであり、絞りモータ１２ａ内に設けられたホール素子によって、該絞りモータ１２ａのロータとステータの回転位置関係、つまりは絞りモータ１２ａの回転量を検出する。
１０５は撮像装置全体の動作の制御を司る、ＣＰＵ等からなるコントロール回路（コントローラ）である。１０１はカメラ信号処理回路であり、撮像素子１１３からの出力に対して増幅処理やガンマ補正処理等の信号処理を行うことで、映像信号を生成する。映像信号は、ＡＥゲート１０２およびＡＦゲート１０３に供給される。ＡＥゲート１０２およびＡＦゲート１０３はそれぞれ、露出制御およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲を全画面の映像信号の中から設定する。
１０４は映像信号からＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ評価値信号を生成するＡＦ信号処理回路である。コントロール回路１０５は、ＡＦ評価値信号が最大となる位置に第４レンズユニットＬ４を移動させるよう、フォーカスモータ駆動回路１１１を通じてフォーカスモータ１３を動作させる。
また、コントロール回路１０５は、不図示のズームスイッチがユーザにより操作されると、その操作方向に応じてズームモータ駆動回路１１２を通じてズームモータ１４を動作させる。これにより、第２レンズユニットＬ２が移動して変倍が行われる。このとき、コントロール回路１０５は、内部メモリに格納したズームトラッキングデータを用いて変倍に伴う像面変動を補正するようフォーカスモータ駆動回路１１１およびフォーカスモータ１３通じて第４レンズユニットＬ４を移動させる。
１１４、１１５はそれぞれ、ピッチ方向およびヨー方向の振れ（角度変化）を検出する、振動ジャイロ等により構成された振れセンサとしてのピッチ方向角度センサおよびヨー方向角度センサである。コントロール回路１０５はこれら角度センサ１１４、１１５からの出力とピッチ方向およびヨー方向位置センサ１１８，１１９からの信号に基づいて、シフトユニット３における第３レンズユニットＬ３をシフト駆動を制御する。ピッチ方向およびヨー方向位置センサ１１８，１１９については後述する。
次に、図４および図５を用いて、シフトユニット３の構成について説明する。本実施例のシフトユニット３は、いわゆるボールガイドタイプの像振れ補正装置である。なお、図４は、シフトユニット３を前方（図３と同方向）から見て分解して示している。また、図５は、ピッチ方向駆動部を拡大して示している。
第３レンズユニットＬ３は、シフト枠（シフト部材）２２によって保持されている。シフト枠２２は、シフトベース（ベース部材）２１に対してピッチ方向（垂直方向）およびヨー方向（水平方向）にシフト可能である。シフト枠２２は、ピッチ方向アクチュエータによってピッチ方向にシフトされ、ヨー方向アクチュエータによってヨー方向にシフトされる。すなわち、シフト枠２２および第３レンズユニットＬ３は、これらピッチ方向およびヨー方向アクチュエータよって光軸に直交する面内でシフト駆動される。
コントロール回路１０５は、角度センサ１１４、１１５からの出力とシフト枠２２のピッチ方向およびヨー方向での位置を検出するピッチ方向およびヨー方向位置センサ１１８、１１９からの信号を取り込む。そして、コントロール回路１０５は、これら角度センサ１１４、１１５からの出力と位置センサ１１８、１１９からの信号とに基づいて、ピッチ方向およびヨー方向アクチュエータの動作を制御する。
ピッチ方向アクチュエータおよびピッチ方向位置センサ１１８と、ヨー方向アクチュエータおよびヨー方向位置センサ１１９は互いに９０度の角度をなすように配置されているが、アクチュエータとしての構成および位置センサとしての構成は同じである。このため、以下では、主としてピッチ方向での構成について符号にｐを付して説明し、ヨー方向の構成には符号にｙを付すことで説明に代える。
２４ｐは駆動用マグネットであり、シフトベース２１によって保持される。２３ｐはヨークであり、該ヨーク２３ｐには、駆動用マグネット２４ｐが磁気によって吸着する。ヨーク２３ｐは、駆動用マグネット２４ｐの磁気回路を形成する。
３０は押さえ板である。押さえ板３０は、シフトベース２１にビスにより固定され、駆動用マグネット２４ｐおよびヨーク２３ｐのシフトベース２１からの脱落を防止する。
２０はシフトベース２１とシフト枠２２との間に配置されたボールであり、光軸に直交する面内における光軸回りの３箇所に３つ配置されている。これらボール２０は、シフトベース２１に形成された凹部（以下、ボールホルダという）２１ａ、２１ｂ、２１ｃ内にて保持（収容）される。各ボールは、各ボールホルダにおける内側面に相当する光軸方向に平行な面（以下、単に内側面という）よりも内側の転動範囲において、該ボールホルダの底面に相当する光軸に直交する面（以下、単に底面という）上で転動する。
ボール２０は、ステンレス鋼球等、その近傍に配置された駆動用マグネット２４に吸引されない材質により形成されることが好ましい。
本実施例では、シフトベース２１におけるボール受け面（各ボールホルダの底面）とシフト枠２２におけるボール受け面（光軸に直交する面）との間にてボール２０をある程度の力で挟み付ける。この挟み付けるための力は、駆動用マグネット２４ｐとシフト枠２２に保持された後ヨーク２９ｐとの間に作用する磁気吸引力によって発生させる。すなわち、駆動用マグネット２４ｐと後ヨーク２９ｐが付勢手段を構成する。
そして、このような磁気吸着力によってボール２０を挟み付けると、各ボール２０は、各ボールホルダの底面とシフト枠２２のボール受け面に対して押圧状態にて当接する。
次に、シフト枠２２（第３レンズユニットＬ３）をシフト駆動するアクチュエータ（ピッチ方向アクチュエータ）について説明する。
駆動用マグネット２４ｐは、図５に示すように、光軸ＡＸＬから放射方向に２極着磁されている。ヨーク２３ｐは、駆動用マグネット２４ｐの光軸方向前側の磁束を閉じる。ヨーク２３ｐは、駆動用マグネット２４ｐに吸着されてい固定されている。
２８ｐはシフト枠２２に接着により固定されたコイルである。２９ｐは駆動用マグネット２４ｐの光軸方向前側の磁束を閉じるヨークである。ヨーク２９ｐは、コイル２８ｐを挟んでマグネット２４ｐとは反対側に配置され、シフト枠２２により保持されている。これら駆動用マグネット２４ｐ、ヨーク２３ｐ、２９ｐおよびコイル２８ｐによって磁気回路が形成されている。
コイル２８ｐに電流を流すと、駆動用マグネット２４ｐとコイル２８ｐに発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が、駆動用マグネット２４ｐの着磁境界に対して直交する方向に発生し、シフト枠２２を光軸に直交する方向（ピッチ方向）に移動させる。このようなアクチュエータは、ボイスコイルモータとも称される。
そして、このように構成されたピッチ方向アクチュエータとヨー方向アクチュエータによって、シフト枠２２を互いに直交するピッチ方向およびヨー方向にシフト駆動することができる。ピッチ方向へのシフトとヨー方向へのシフトの合成によって、シフト枠２２を光軸に直交する面における所定範囲（後述するシフトベース２１のメカ二カル端に当接する位置までの範囲）内で自由にシフトさせることができる。
ピッチ方向およびヨー方向にシフトする際にシフト枠２２が受ける摩擦力は、ボール２０がボールホルダの内側面に当接しない限り、ボール２０とシフト枠２２のボール受け面との間およびボール２０とボールホルダの底面との間に発生する転がり摩擦のみである。このため、シフト枠２２は光軸方向に変位することなくガイドされながらスムーズにピッチ方向およびヨー方向にシフトすることができ、微小なシフト量制御も可能となる。
次に、シフト枠２２のピッチ方向でのシフト位置を検出するピッチ方向位置センサ１１８について説明する。前述したように、ヨー方向位置センサ１１９の構成も同様である。
２７ｐは磁束密度の変化に応じて変化する電気信号を出力するホール素子であり、フレキシブルプリントケーブル（以下、ＦＰＣという）２６に半田付けされている。ＦＰＣ２６は、シフトベース２１に対して位置決めされた上で固定されている。また、ＦＰＣ押さえ金具２５をビスでシフトベース２１に固定することによって、ＦＰＣ２６の浮きが防止され、かつホール素子２７ｐの位置ずれが防止される。
一方、シフト枠２２は、位置検出用マグネット１９ｐを保持している。位置検出用マグネット１９ｐは、シフト枠２２に形成されたマグネット保持用の凹部に圧入されている。位置検出用マグネット１９ｐは、駆動用マグネット２４ｐと同様に、光軸ＡＸＬから放射方向に２極着磁されている。
シフト枠２２がピッチ方向にシフトすると、マグネット１９ｐからの磁束密度の変化がホール素子２７ｐによって検出され、ホール素子２７ｐから該磁束密度の変化に対応した電気信号が出力される。コントロール回路１０５は、ホール素子２７ｐからの電気信号に基づいてシフト枠２２のピッチ方向での位置を検出する。
次に、シフト枠２２を第３レンズユニットＬ３の光軸位置が撮影光学系の光軸位置（以下、シフト中心という）に一致する位置（初期位置）にシフトさせるための動作、すなわちシフト枠２２のリセット動作について説明する。図１（ａ）には、シフトユニット３を光軸方向から見て示している。
シフトベース２１には、ピッチ方向のメカ二カル端２１ｄ、２１ｅと、ヨー方向のメカ端２１ｆ、２１ｇとが設けられている。ピッチ方向のメカニカル端（シフト端）２１ｄ、２１ｅは、シフト中心から互いに同じ距離だけ離れた位置に設けられている。また、ヨー方向のメカニカル端（シフト端）２１ｆ、２１ｇも、シフト中心から互いに同じ距離だけ離れた位置に設けられている。
コントロール回路１０５は、ピッチ方向アクチュエータを動作させてシフト枠２２をピッチ方向のメカニカル端２１ｄ、２１ｅに当接する位置までそれぞれシフトさせる。そして、このときのピッチ方向位置センサによる検出位置間の中心位置をピッチ方向でのシフト中心に設定する。
ヨー方向に関しても、コントロール回路１０５は、ヨー方向アクチュエータを動作させてシフト枠２２をヨー方向のメカニカル端２１ｆ、２１ｇに当接する位置までそれぞれシフトさせる。そして、このときのヨー方向位置センサによる検出位置間の中心位置をヨー方向でのシフト中心に設定する。
このようにして設定されたピッチ方向およびヨー方向でのシフト中心に対して、ピッチ方向およびヨー方向位置センサによる検出位置が一致するようにシフト枠２２をシフトさせることで、シフト枠２２をシフト中心に位置および保持することができる。
次に、シフト枠２２のリセット動作に伴って行われるボールリセット動作（コントロール回路１０５によるボールリセット制御）について説明する。
ボール２０は、シフト枠２２が移動すると、シフト枠２２のボール受け面とボールホルダ２１ａの底面との間に転がり摩擦を発生させながらシフト枠２２と同じ方向に転動する。このときのボール２０の中心の移動量は、シフト枠２２のシフト量の半分である。
コントロール回路１０５は、ピッチ方向およびヨー方向アクチュエータの動作の制御を通じて、シフト枠２２を互いに異なる方向に順次シフトさせ、それぞれの方向のメカニカル端に当接させる。これにより、ボール２０は、ボールホルダ２１ａの互いに対向する２つの内側面（言い換えれば、矩形枠状に形成された１つの内側面における互いに異なる位置）に順次当接して上記転動範囲内におけるボールリセット位置に移動する。
従来では、矩形のボールホルダ２１ａにおいて互いに対向する２つの内側面間の距離（言い換えれば、矩形枠状の１つの内側面における互いに対向する位置間の距離：以下、ボールホルダ２１ａの一辺の長さという）を、以下のように設定していた。すなわち、ピッチ方向とヨー方向のそれぞれにおいて、シフト枠２２ａの一方のメカニカル端（例えば、２１ｄ）に当接する位置から他方のメカニカル端（例えば、２１ｅ）に当接する位置までのシフト量の半分と、ボール２０の直径φとを加算した値に設定していた。つまり、シフト中心から各メカニカル端までのシフト枠２２のシフト量をａとしたとき、ボールホルダ２１ａの一辺の長さｃを、
ｃ＝ａ＋φ
と設定していた（図１（ｂ）の大きい方の矩形枠を参照）。
ボール２０がボールホルダ２１ａの内側面に当接した後、シフト枠２２がメカニカル端に到達するまで、ボールホルダ２１ａに対するボール２０の移動は阻止され、シフト枠２２のボール受け面がボール２０に対して滑る。シフト枠２２がメカニカル端からシフト中心までシフトすると、ボール２０はそれまで当接していたボールホルダ２１ａの内側面から離れて、ボールホルダ２１ａの中心まで転動する。
従来においては、シフト枠２２のシフト量はシフトユニット３の径方向での大型化を抑えるために、像振れ補正に必要なシフト中心からのシフト量をｂとしたときに、ａがｂよりわずかに大きくなるように設定しているに過ぎなかった（ａ≒ｂ）。
また、ボールリセット後の像振れ補正動作によって、シフト枠２２がシフト中心に戻ったときのボール２０の位置がボールホルダ２１ａの中心から大きくずれないように、ボールホルダ２１ａの一辺の長さｃを、
ｃ≧ｂ＋φ
と設定していた。これにより、シフト枠２２がシフト中心に位置する間は、ボール２０はボールホルダ２１ａの中心付近に常に保持される。
しかし、前述した磁気吸引力（付勢力）によって、シフト枠２２はボール２０をシフトベース２１との間で挟み込む方向に付勢されている。このため、ボール２０がボールホルダ２１ａの中心付近に保持された状態が長時間続いたり頻繁に生じたりすることで、シフト枠２２のボール受け面やボールホルダ２１ａの底面にボール２０の押圧による凹みが形成されたり摩耗が生じたりする。また、ボール２０自体の摩耗や打痕の発生も懸念される。これら凹みや摩耗等により像振れ補正性能が低下する。
そこで、本実施例では、第１に、ボールホルダ２１ａの寸法を以下のように設定する。また、第２に、１又は複数回のボールリセット制御ごとに、図６に示すようにシフト枠２２を順次シフトさせる方向の順序を変更することで、ボールリセット制御によるボールホルダ２１ａ内でのボール２０の中心の最終的な位置（ボールリセット位置）を変化させる。
まず、本実施例におけるボールホルダ２１ａの寸法について説明する。シフト枠２２のシフト中心から各メカニカル端までのシフト量をａとし、像振れ補正に必要なシフト枠２２のシフト中心からのシフト量をｂとするとき、
ａ＞ｂ
である。
そして、ボール２０の直径をφとするとき、ボールホルダ２１ａの一辺の長さｃを、
ｃ＝ａ／２＋ｂ／２＋φ
と設定する（図１（ｂ）の小さい方の矩形枠を参照）。
シフト枠２２のリセット動作については前述した通りであり、該リセット動作によってシフト枠２２をシフト中心に位置させることができる。ただし、本実施例では、先に述べたように、１又は複数回のボールリセット制御ごとに、図６（ａ）〜（ｄ）に示すようにシフト枠２２を順次シフトさせる方向の順序、言い換えればシフト枠２２を順次当接させるメカニカル端の順序を変更する。具体的には、該順序をランダムに設定する。
図６（ａ）は、シフト枠２２がピッチ方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｅ→メカニカル端２１ｄ→シフト中心とシフトされ、ヨー方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｇ→メカニカル端２１ｆ→シフト中心とシフトされたときのボールリセット位置を示す。
図６（ｂ）は、シフト枠２２がピッチ方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｄ→メカニカル端２１ｅ→シフト中心とシフトされ、ヨー方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｇ→メカニカル端２１ｆ→シフト中心とシフトされたときのボールリセット位置を示す。
図６（ｃ）は、シフト枠２２がピッチ方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｅ→メカニカル端２１ｄ→シフト中心とシフトされ、ヨー方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｆ→メカニカル端２１ｇ→シフト中心とシフトされたときのボールリセット位置を示す。
図６（ｄ）は、シフト枠２２がピッチ方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｄ→メカニカル端２１ｅ→シフト中心とシフトされ、ヨー方向にてシフト中心→メカニカル端２１ｆ→メカニカル端２１ｇ→シフト中心とシフトされたときのボールリセット位置を示す。
本実施例のボールホルダ２１ａの一辺の長さｃ（＝ａ／２＋ｂ／２＋φ）は、従来の一辺の長さｃ（＝ａ＋φ）より小さい。
このため、本実施例では、例えば図６（ａ）、（ｃ）に示すように、ピッチ方向においてシフト枠２２を当接させるメカニカル端の順序をメカニカル端２１ｅ→メカニカル端２１ｄとし、メカニカル端２１ｄからシフト枠２２をシフト中心に戻す。これにより、ボールリセット位置は、ボールホルダ２１ａにおけるメカニカル端２１ｅ側の内側面からメカニカル端２１ｄ側にａ／２だけシフトした位置となる。
また、図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、ピッチ方向においてシフト枠２２を当接させるメカニカル端の順序をメカニカル端２１ｄ→メカニカル端２１ｅとし、メカニカル端２１ｅからシフト枠２２をシフト中心に戻す。これにより、ボールリセット位置は、ボールホルダ２１ａにおけるメカニカル端２１ｄ側の内側面からメカニカル端２１ｅ側にａ／２だけシフトした位置となる。
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ヨー方向においてシフト枠２２を当接させるメカニカル端の順序をメカニカル端２１ｇ→メカニカル端２１ｆとし、メカニカル端２１ｆからシフト枠２２をシフト中心に戻す。これにより、ボールリセット位置は、ボールホルダ２１ａにおけるメカニカル端２１ｇ側の内側面からメカニカル端２１ｆ側にａ／２だけシフトした位置となる。
さらに、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、ヨー方向においてシフト枠２２を当接させるメカニカル端の順序をメカニカル端２１ｆ→メカニカル端２１ｇとし、メカニカル端２１ｇからシフト枠２２をシフト中心に戻す。これにより、ボールリセット位置は、ボールホルダ２１ａにおけるメカニカル端２１ｆ側の内側面からメカニカル端２１ｇ側にａ／２だけシフトした位置となる。

このようにして、シフト枠２２を順次シフトさせる方向（シフト枠２２を順次当接させるメカニカル端）の順序を変更することで、ボールリセット位置を少なくとも４箇所の間で変化させることができる。この結果、長期間にわたって又は頻繁に同一位置にボール２０がリセットされることによるシフト枠２２のボール受け面やボールホルダ２１ａの底面での凹みや摩耗の発生や、ボール２０自体の摩耗等の発生が回避される。したがって、シフトユニット３の耐久性を向上させることができ、高い像振れ補正性能を維持することができる。
なお、「１又は複数回のボールリセット制御ごとに順序を変更する」には、毎回又は所定の複数回のボールリセット制御ごとに上記順序のランダム設定を行う場合を含む。また、毎回のボールリセット制御ごとに上記順序をランダム設定した結果、１回ごとに該順序が変更された場合や、複数回の間同じ順序が維持された後に変更された場合を含む。
図７のフローチャートには、コントロール回路１０５がコンピュータプログラムに従って実行するボールリセット制御の手順を示す。
Ｓｔｅｐ０では、コントロール回路１０５は、ボールリセット制御のスタート命令を生成すべき所定タイミングが到来したか否かを判定する。ここにいう所定タイミングは、例えば携帯タイプのカメラのように使用時間が短い撮像装置（光学機器）においては電源投入時や電源遮断時が好ましい。また、設置タイプの監視カメラのように常時電源が投入されて長時間使用される撮像装置（光学機器）では、定期的な所定時間ごとのタイミングが好ましい。所定タイミングが到来した場合はＳｔｅｐ１に進み、そうでない場合はＳｔｅｐ０での判定を繰り返す。
Ｓｔｅｐ１では、コントロール回路１０５は、ピッチ方向におけるシフト枠２２をシフトさせて当接させるメカニカル端２１ｄ、２１ｅの順序（つまりは、メカニカル端２１ｄの方向とメカニカル端２１ｅの方向の順序）をランダムに設定する。
次にＳｔｅｐ２では、コントロール回路１０５は、Ｓｔｅｐ１で設定した順序にて、ピッチ方向でのシフト枠２２のシフト駆動（ピッチ方向アクチュエータの動作の制御）を行う。
次にＳｔｅｐ３では、コントロール回路１０５は、ヨー方向におけるシフト枠２２をシフトさせて当接させるメカニカル端２１ｆ、２１ｇの順序（つまりは、メカニカル端２１ｆの方向とメカニカル端２１ｇの方向の順序）をランダムに設定する。
次にＳｔｅｐ４では、コントロール回路１０５は、Ｓｔｅｐ３で設定した順序にて、ヨー方向でのシフト枠２２のシフト駆動（ヨー方向アクチュエータの動作の制御）を行う。
そして、Ｓｔｅｐ５で、コントロール回路１０５は、ボールリセット制御を終了する。
なお、本実施例では、シフト枠２２をシフトさせる方向の順序又はシフト枠２２を当接させるメカニカル端の順序をランダムに設定する場合について説明した。しかし、該順序を、ランダムではなく、所定の規則に従って変更するようにしてもよい。この場合、「１又は複数回のボールリセット制御ごとに順序を変更する」には、毎回又は所定の複数回のボールリセット制御ごとに上記順序を所定の規則に従って変更することを意味する。
また、本実施例では、ボールリセット動作においてシフト枠２２を各メカニカル端に当接する位置までシフトさせる場合について説明したが、必ずしもメカニカル端までシフトさせる必要はない。つまり、シフト枠２２がシフト中心に位置したことを検出できれば、ボール２０がシフトベース２１のボールホルダ２１ａの内側面に当接してシフト枠２２に対して滑る位置までシフトさせればよい。

本発明の実施例２では、ボールリセット動作を、シフト枠２２をシフト中心に移動させるシフト枠リセット動作から分けて行う例について説明する。このようにボールリセット動作をシフト枠リセット動作とは分けて行うことで、ボールリセット位置をより細かく調整できる。本実施例におけるシフト枠リセット動作は、撮像装置の電源投入時にのみ行う。撮像装置（レンズ鏡筒部）およびシフトユニットの構成は、実施例１と同じである。
本実施例において、シフト枠２２のシフト中心から各メカニカル端へのシフト量をａとし、像振れ補正に必要なシフト枠２２のシフト中心からのシフト量をｂとし、ボール２０の位置調整のためのシフト枠２２のシフト量をｄとするとき、
ａ＞ｄ＞ｂ
とする。
そして、ボールリセット動作（ボールリセット制御）を行うごとに、ｄの量をランダムに設定することにより、実施例１にて説明した４箇所のボールリセット位置のいずれかにボール２０を移動させることができる。
図８のフローチャートには、コントロール回路１０５がコンピュータプログラムに従って、シフト枠リセット動作後に実行するボールリセット制御の手順を示す。
Ｓｔｅｐ１０では、コントロール回路１０５は、ボールリセット制御のスタート命令を生成すべき所定タイミングが到来したか否かを判定する。ここにいう所定タイミングは、実施例１のＳｔｅｐ０にて説明した通りである。所定タイミングが到来した場合はＳｔｅｐ１１に進み、そうでない場合はＳｔｅｐ１０での判定を繰り返す。
Ｓｔｅｐ１１では、コントロール回路１０５は、ピッチ方向におけるシフト枠２２をシフトさせる方向の順序（メカニカル端２１ｄの方向とメカニカル端２１ｅの方向の順序）と上述したｄの量をそれぞれランダムに設定する。
次にＳｔｅｐ１２では、コントロール回路１０５は、Ｓｔｅｐ１１で設定した順序にて、ピッチ方向でのシフト枠２２のシフト駆動（ピッチ方向アクチュエータの動作の制御）を行う。このときのシフト中心からのシフト量はｄである。
次にＳｔｅｐ１３では、コントロール回路１０５は、ヨー方向におけるシフト枠２２をシフトさせる方向の順序（メカニカル端２１ｆの方向とメカニカル端２１ｇの方向の順序）と上述したｄの量をそれぞれランダムに設定する。
次にＳｔｅｐ１４では、コントロール回路１０５は、Ｓｔｅｐ１３で設定した順序にて、ヨー方向でのシフト枠２２のシフト駆動（ヨー方向アクチュエータの動作の制御）を行う。このときのシフト中心からのシフト量はｄである。
そして、Ｓｔｅｐ１５で、コントロール回路１０５は、ボールリセット制御を終了する。

実施例１では、ボールホルダ２１ａが４つの内側面を有する矩形の凹部である場合について説明したが、凹部の形状は矩形でなくてもよい。また、実施例１では、ボールリセット動作におけるシフト枠２２のシフト方向をピッチ方向やヨー方向とした場合について説明したが、シフト方向をピッチ方向およびヨー方向に対して斜めの方向であってもよい。本発明の実施例３では、これらの場合について説明する。
図９（ａ）には、ボールホルダ２１ａとしての凹部が、８つの内側面を有する八角形である場合を示している。さらに、図９（ａ）では、ボールリセット動作におけるシフト枠２２のシフト方向をピッチ方向、ヨー方向およびこれらに対して４５°の角度をなす斜めの方向とした場合を示している。
この場合、互いに対向する内側面間の距離ｃを実施例１にて説明したように、
ｃ＝ａ／２＋ｂ／２＋φ
とすると、１又は複数回のボールリセット制御においてシフト枠２２をシフトさせる方向の順序を変更することで、ボールリセット位置を８つの位置に変化させることができる。
このように、ボールホルダ２１ａの内周面の数が増えることで、選択可能なボールリセット位置の数を増やすことができ、耐久性のさらなる向上を図ることができる。
また、図９（ｂ）には、ボールホルダ２１ａとしての凹部が、１つの連続した内側面を有する円形である場合を示している。該円形の直径（すなわち、内周面における互いに対向する位置間の距離）ｃは、
ｃ＝ａ／２＋ｂ／２＋φ
である。
この場合、ボールリセット制御では、シフト枠２２をシフト中心から直線的にシフトさせてボールホルダ２１ａの内側面にボール２０を当接させる。その後、ボール２０をボールホルダ２１ａの内側面に当接させたままシフト枠２２を少なくとも１回転するようにシフトさせる。そして、シフト枠２２を回転方向のいずれかの位置からシフト中心に直線的に戻す。これにより、ボールリセット位置は、ボールホルダ２１ａの内側面のうちボール２０から最後に離れた位置からシフト枠２２がシフト中心に向かってシフトする方向に沿った方向にａ／２だけシフトした位置になる。
本実施例では、この最後にシフト中心に向かってシフト枠２２をシフトさせる方向（言い換えれば、ボールホルダ２１ａの内側面のうちボール２０から最後に離れる位置）を、１又は複数回のボールリセット制御において変更する。これにより、ボールリセット位置を多数の位置に変化させることができる。
ボールリセット位置が存在する範囲は、ボールホルダ２１ａの中心と中心が一致する直径ａ／２−ｂ／２＋φの円形の範囲である。
上記実施例１〜３では、シフトベース２１にのみ凹部としてのボールホルダ２１ａが形成された場合について説明したが、凹部はシフトベース（ベース部材）およびシフト枠（シフト部材）のうち少なくとも一方に形成されていればよい。
また、上記実施例１〜３では、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置について説明した。しかし、本発明のレンズ鏡筒は、カメラ本体に対して着脱可能な交換レンズや、像振れ補正機能を有する双眼鏡等の観察機器といった光学機器にも適用することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

耐久性の高い像振れ補正装置を備えたカメラ等の光学機器を提供できる。

Ｌ３ 第３レンズユニット
３ シフトユニット
２１ シフトベース
２２ シフト枠
２４ 駆動用マグネット
２８ コイル
１０５ コントロール回路

Claims (3)

1. 像振れ補正用の光学素子を含む光学系と、
   ベース部材と、
   前記光学素子を保持し、前記ベース部材に対して前記光学系の光軸に直交する方向にシフト可能なシフト部材と、
   該シフト部材をシフトさせるアクチュエータと、
   前記ベース部材と前記シフト部材との間に配置され、前記ベース部材と前記シフト部材のうち少なくとも一方に形成された凹部の内側面よりも内側の転動範囲にて転動しながら前記ベース部材に対する前記シフト部材のシフトをガイドするボールと、
   前記ベース部材と前記シフト部材との間に前記ボールを挟み込む付勢力を作用させる付勢手段と、
   前記アクチュエータの動作を制御するコントローラとを有し、
   前記コントローラは、前記シフト部材を互いに異なる方向に順次シフトさせることによって前記ボールを前記凹部の前記内側面における互いに異なる位置に順次当接させた後、前記シフト部材をシフト中心に戻すことで、該ボールを前記転動範囲内のリセット位置に移動するように前記アクチュエータを動作させるボールリセット制御を行い、
   前記コントローラは、１又は複数回の前記ボールリセット制御ごとに、前記リセット位置が変化するように前記シフト部材を順次シフトさせる方向の順序または前記シフト部材を前記シフト中心に向けて最後にシフトさせる方向を変更することを特徴とする光学機器。
2. 前記コントローラは、前記１又は複数回のボールリセット制御ごとに、前記シフト部材を順次シフトさせる方向の順序または前記シフト部材を最後にシフトさせる方向をランダムに設定することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記シフト部材の前記シフト中心から前記ベース部材に対するメカニカルなシフト端までのシフト量をａとし、前記シフト部材が前記シフト端よりも内側において像振れ補正のためにシフトする前記シフト中心からのシフト量をｂとし、前記ボールの直径をφとするとき、前記凹部の前記内側面における互いに対向する位置間の距離が、
   ａ／２＋ｂ／２＋φ
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。