JP2012032526A - 像振れ補正装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を保持する可動部を４点でボール支持する構成において、簡易な構造で製造コストの上昇を避けつつ、ガタが最小となるように安定して支持することができる像振れ補正装置及びカメラを提供する。
【解決手段】本発明は、撮像素子を保持する可動部を基台部に対して４箇所に配設されたボール部材によって移動可能に支持する支持部を具備してなる像振れ補正装置において、前記支持部は、前記ボール部材のそれぞれの近傍において、前記可動部を前記基台部に向かって付勢する４つのバネ部材と、を有してなり、前記４つのバネ部材のうち２つが所定の第１付勢力を発生し、残りの２つが前記所定の第１付勢力Ｆ１よりも強い所定の第２付勢力Ｆ２を発生し、かつ、前記４つのバネ部材の中で対角の位置にあるバネ部材同士が、異なる付勢力を発生するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像素子を変位させて振れによる像振れの補正を行う像振れ補正装置およびカメラに関する。

従来、撮像素子を変位させることによって手振れ等によるカメラの振れによる像振れを補正する像振れ補正装置を備えたカメラにおいて、撮像素子を変位させるアクチュエータとして、例えば、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）が適用されている。

特開２００９−２８８７７０号公報に開示されている像振れ補正装置では、ＶＣＭによって移動可能な可動部が、４本のバネ部材であるサスペンションワイヤによって、基台部に対して支持されている。また、特開２００６−１３３７４０号公報に開示されている像振れ補正装置では、ＶＣＭによって移動可能な可動部が、４点のボール支持によって、基台部に対して移動可能に支持されている。特開２００６−１３３７４０号公報に開示されている像振れ補正装置では、可動部は、磁力によって基台部に向かって付勢されている。

特開２００９−２８８７７０号公報 特開２００６−１３３７４０号公報

特開２００９−２８８７７０号公報に開示されている像振れ補正装置は、小型軽量の装置構成であれば可動部を所期の狙い通りに支持することが可能であるが、撮像素子やレンズがある程度大きくなり可動部の重量が大きくなった場合には、可動部を所定の平面内で移動可能に支持することが困難となってしまう。

また、特開２００６−１３３７４０号公報に開示されている像振れ補正装置のように、可動部を４点のボール支持によって基台部に対して移動可能に支持する場合、ボール部材の直径の寸法公差や、ボール部材を接触する平面の幾何公差によって、いずれか一箇所のボール支持部においてガタが生じてしまう。このような４点におけるボール支持におけるガタを無視できる程度にまで小さくするためには、各部材の寸法公差を小さくするか、調整機構を設けなければならず、製造コストが上昇してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子を保持する可動部を４点でボール支持する構成において、簡易な構造で製造コストの上昇を避けつつ、ガタが最小となるように安定して支持することができる像振れ補正装置及びカメラを提供することを目的とする。

本発明の像振れ補正装置は、基台部と、撮像素子を保持する可動部と、前記可動部を、前記基台部に対して入射光軸に直交する第１の方向及び第２の方向に移動可能に支持する支持部と、前記基台部に配設された永久磁石、及び前記可動部に配設されたコイルを有し、電磁力によって前記可動部を前記第１の方向及び前記第２の方向に移動させる力を発生するボイスコイルモータと、を具備してなる像振れ補正装置において、前記支持部は、入射光軸方向から見た場合に、前記撮像素子の周囲４箇所において、前記可動部及び前記基台部に挟持されるボール部材と、前記４箇所に配設された前記ボール部材のそれぞれの近傍において、前記可動部を前記基台部に向かって付勢する４つのバネ部材と、を有してなり、前記４つのバネ部材のうち２つが所定の第１付勢力を発生し、残りの２つが前記所定の第１付勢力Ｆ１よりも強い所定の第２付勢力Ｆ２を発生し、かつ、前記４つのバネ部材の中で対角の位置にあるバネ部材同士が、異なる付勢力を発生するように構成されていることを特徴とする。また、本発明のカメラは、上記像振れ補正装置を具備する。

本発明によれば、撮像素子を保持する可動部を４点でボール支持する構成において、簡易な構造で製造コストの上昇を避けつつ、ガタが最小となるように安定して支持することができる像振れ補正装置及びカメラを実現することができる。

本発明の一実施の形態である像振れ補正装置を備えたカメラであるレンズ交換型デジタルカメラ（カメラと記載）の撮影レンズ光軸に沿った縦断面図である。 図１のII−II断面図である。 像振れ補正装置を具備する撮像ユニットの正面図である。 撮像ユニットを右方向から見た側面図である。 図３のV−V断面図である。 図３のVI−VI断面図である。 撮像ユニットのボイスコイルモータを構成する永久磁石及びコイルの配置を説明する図である。 本発明の撮像ユニットにおける漏れ磁束の数値シミュレーションの結果を示すグラフである。 撮像ユニットの変形例を示す図である。

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。

本発明の一実施形態の像振れ補正装置を備えるカメラ１０は、図１及び図２に示すようにカメラボディ１と、カメラボディ１に交換可能に装着される撮影レンズ２１を備えたレンズユニット２とにより構成される。

なお、以下の説明において、撮影レンズ２１からカメラボディ１に入射する入射光軸を「Ｏ」で示し、入射光軸Ｏ方向に対して被写体側を前方（前面側）とし、結像側を後方（背面側）とする。また、光軸Ｏと直交する方向のうち、通常の撮影状態にて前方から見た左右方向を第１の方向であるＸ方向とし、上下方向を第２の方向であるＹ方向とする。

カメラボディ１は、カメラ１０を構成する部材を収納するカメラ本体を兼ねる外装体３を備えており、入射光軸Ｏ上の前側位置にレンズユニット２を交換自在に装着するためのリング状のマウント部４を備えている。また、外装体３には前方から見て左側に撮影時、操作者の右手により保持されるグリップ部３ａが設けられる。このグリップ部３ａの頂部には、レリーズボタン等の図示しない各種スイッチ、ボタン類が配されている。

カメラボディ１は、さらに、図１及び図２に示すように、外装体３の背面側にパネル表示窓５を有する液晶パネル６を備えている。この液晶パネル６は、撮影された画像の他、各種設定・調整事項等の各種情報を画像として表示するＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの矩形状表示パネルである。また、外装体３の頂部には、光学ファインダ、電子ビューファインダ、外付けのフラッシュ、またはマイク等を装着するためのホットシュー８が配されている。

カメラボディ１の外装体３内には、図１に示すように、フォーカルプレーンシャッタ１３及び撮像ユニット１５が配設されている。撮像ユニット１５は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等である撮像素子２３をＸＹ平面上において変位可能に支持し、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）をアクチュエータとする像振れ補正装置を備えている。撮像素子２３は、矩形の受光面を有しており、受光面の長辺がＸ方向に沿うように配設されている。また、外装体３の底面部には、三脚ネジ部２６が設けられている。

さらに、カメラボディ１は、外装体３のグリップ部３ａの内部に電池１８を収納する電池収納室１９を備えている。また、グリップ部３ａの内部において電池収納室１９の後方には、カメラ全体の制御や画像処理、圧縮処理、データ記憶処理等を行うための制御回路やＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板等（図示せず）が配されている。また、カメラボディ１には、該カメラボディの振れ状態検出のためのジャイロセンサ（図示せず）が内蔵されている。

本発明の像振れ補正装置を具備する撮像ユニット１５の詳細な構成について説明する。図３から図６に示すように、撮像ユニット１５は、外装体３内部に固定される基台部２４と、基台部２４に対してＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持された可動部２５と、を具備して構成されている。可動部２５は、基台部２４との間に４つの球形のボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを挟持することによって、一般にボール支持と称される形式によって支持されている。可動部２５は、このボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄが転動することによって、基台部２４に対して移動可能に支持されている。

また、撮像ユニット１５は、いわゆるムービングコイル形式のＶＣＭを有して構成されている。詳しくは後述するが、図７に示すように、撮像ユニット１５のＶＣＭは、基台部２４に固定された永久磁石３６及び３７と、可動部２５に固定されたＹ方向駆動用コイルコイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３によって構成されている。撮像ユニット１５を前方から見た場合（図３の視点）において、ＶＣＭを構成する永久磁石３６及び３７とＹ方向駆動用コイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３は、撮像素子２３の上方及び下方に配設されている。

まず、基台部２４の構成について説明する。基台部２４は、鉄等の磁性体からなり、前方から見た場合に略矩形状の平板状の部材である。基台部２４は、４隅に設けられた図示しない貫通孔に挿通されるビス９５によって、外装体３に固定される。基台部２４は、所定の一対の平行な辺がＹ方向に沿うように配置されている。すなわち、平板状の基台部２４は、カメラ１０内において、ＸＹ平面に沿うように配設されている。

基台部２４の前方には、鉄等の磁性体からなる２つの磁石支持部３２が固定されている。２つの磁石支持部３２は、前方から見た場合に略矩形状の板状の部材であって、基台部２４の前方の面上に基台部２４に対して所定距離だけ離間した状態で、支柱部材３３を介して固定されている。なお、磁石支持部３２は、基台部２４と一体に形成される形態であってもよい。

２つの磁石支持部３２は、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、撮像素子２３の上方及び下方において、長辺がＸ方向に沿うように配設されている。また、磁石支持部３２は、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、後述する永久磁石３６と略同一又は永久磁石３６よりも大きい平面形状を有する。

磁石支持部３２及び基台部２４の互いに対向する面上には、それぞれ永久磁石３６（第２の永久磁石）及び３７が固定されている。永久磁石３６及び３７は、略同一の矩形状の平板状の外形を有する。前述のように、２つの磁石支持部３２は、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、撮像素子２３の上方及び下方に配設されているものであるから、永久磁石３６は、２つの磁石支持部３２の後方にそれぞれ固定されている。そして、永久磁石３７は、この２つの永久磁石３６に対向するように、基台部２４の前方に固定されている。

また、前後方向（入射光軸Ｏ方向）に対向するように配設された永久磁石３６及び３７は、磁石支持部３２及び基台部２４に固定された状態において、前後方向に所定の距離だけ離間している。

したがって、撮像ユニット１５においては、前後方向に互いに対向する永久磁石３６及び３７の組が２つ存在し、この組のそれぞれは、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、撮像素子２３の上方及び下方において、それぞれの長辺がＸ方向に沿うように基台部２４に固定されている。そして、永久磁石３６及び３７は、前後方向（入射光軸Ｏ方向）に所定の距離だけ離間するように配設されている。この互いに対向する永久磁石３６及び３７の間の空間には、図７に示すように、後述する可動部２５に固定されたＹ方向駆動用コイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３が配設される。

永久磁石３６は、図７に示すように、長手方向（Ｘ方向）の両端部がＸ方向に異極着磁されており、中央部がＹ方向に異極着磁されている。永久磁石３７も同様に、長手方向両端部が、Ｘ方向に異極着磁されており、中央部がＹ方向に異極着磁されている。また、永久磁石３６及び３７は、前後方向に対向する領域が異なる磁極となるように着磁されている。

以下では、永久磁石３６及び３７のＹ方向に異極着磁された中央部を、Ｙ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａと称する。また、永久磁石３６及び３７のＸ方向に異極着磁された両端部を、Ｘ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂと称する。

なお、永久磁石３６及び３７を磁石支持部３２及び基台部２４に固定する方法は、接着剤、ネジ止め又はカシメ等、特に限定されるものではない。本実施形態では一例として、永久磁石３６及び３７は、接着剤によって磁石支持部３２及び基台部２４に固定されている。

より具体的には、磁石支持部３２及び基台部２４の互いに対向する領域には、それぞれに一つ又は複数の貫通孔５１及び５２が形成されており、該貫通孔５１及び５２内に充填された接着剤によって、基台部２４と永久磁石３７とが固定される。貫通孔５１及び５２は、該貫通孔５１及び５２からの磁束の漏れを防止するために、永久磁石３６及び３７の磁束密度が低い部分に設けられることが好ましい。例えば、貫通孔５１及び５２は、永久磁石３６及び３７の磁極の境界部に設けられる。ここで、永久磁石３６及び３７の磁極の境界部とは、図７中に符号５０で示すような領域である。

磁石支持部３２及び基台部２４の、永久磁石３６及び３７が配設された面とは反対側の面上には、鉄等の磁性体からなる第２磁性体部３２ａ及び３１ａが固定されている。第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、所定の厚さの板状の部材であって、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、永久磁石３６及び３７と略同一形状、又は永久磁石３６及び３７よりも大きい平面形状を有している。そして、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、永久磁石３６及び３７の外形と同一形状の領域、又は永久磁石３６及び３７の外形を囲う領域を占めるように固定されている。

第２磁性体部３２ａ及び３１ａを磁石支持部３２及び基台部２４に固定する方法は、接着剤、スポット溶接、ネジ止め又はカシメ等、特に限定されるものではない。本実施形態では一例として、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、接着剤によって磁石支持部３２及び基台部２４に固定されている。具体的には、貫通孔５１及び５２内に充填された接着剤を用いて、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、磁石支持部３２及び基台部２４に固定される。

また、第２磁性体部３２ａ及び３１ａの厚さは特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、第２磁性体部３２ａ及び３１ａの厚さは、磁石支持部３２及び基台部２４におけるそれぞれが固定される領域の厚さと略同等である。

以上に説明したように、永久磁石３６の前方には、磁性体からなる磁石支持部３２及び第２磁性体部３２ａが前後方向に重なった状態で配設されている。また、永久磁石３７の後方には、磁性体からなる基台部２４及び第２磁性体部３１ａが前後方向に重なった状態で配設されている。これらの永久磁石３６及び３７の前後に配設された磁性体からなる磁石支持部３２、基台部２４、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、ヨークとして機能し、ＶＣＭの磁気回路の一部を構成している。

次に可動部２５の構成について説明する。本実施形態では、可動部２５は、基台部２４の前方に配設されている。なお、可動部２５は、基台部２４の後方に配設され、撮像素子２３が、基台部２４に設けられた開口部から前方に露出する形態であってもよい。

可動部２５は、アルミニウム合金や合成樹脂等の非磁性体からなり、前方から見た場合に略矩形状の平板状の部材である。可動部２５は、中央部である入射光軸Ｏ上に撮像素子２３を保持している。

また、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、可動部２５の上端部及び下端部（Ｙ方向の両端部）は、基台部２４に固定された永久磁石３６及び３７の間にまで延在している。この可動部２５の上端部及び下端部には、Ｙ方向駆動用コイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３が固定されている。

具体的に本実施形態では、永久磁石３６及び３７のＹ方向に異極着磁されたＹ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａの間に、Ｙ方向駆動用コイル４２が配設される。また、永久磁石３６及び３７のＸ方向に異極着磁されたＸ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂの間に、Ｘ方向駆動用コイル４３が配設される。

以上のように、本実施形態では、永久磁石３６及び３７のＹ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａと、その間に配設されたＹ方向駆動用コイル４２が、可動部２５をＹ方向に移動させる力を発生するＹ方向駆動用ＶＣＭを構成している。本実施形態では、永久磁石３６及び３７のＹ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａが、前方から見た場合に撮像素子２３の上方及び下方の２箇所に配置されていることから、Ｙ方向駆動用ＶＣＭは、撮像素子２３を上下方向（Ｙ方向）に挟持するように２箇所に設けられている。

ＶＣＭの詳細な構成は公知なものであるため、詳細な説明は省略するものとするが、例えばＹ方向駆動用ＶＣＭは、前後方向に対向して配設されたＹ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａと、その前後に配設された磁性体である磁石支持部３２、基台部２４、第２磁性体部３２ａ及び３１ａとによって構成された磁気回路内において、Ｙ方向駆動用コイル４２に流す電流値を制御することによって、可動部２５をＹ方向に移動させる力を発生する。このように、一対のＹ方向駆動用磁石領域部３６ａ及び３７ａの間にＹ方向駆動用コイル４２を配設する構成とすることによって、Ｙ方向駆動用ＶＣＭの発生する力を向上させることができ、撮像ユニット１５を小型化することが可能となる。

また、永久磁石３６及び３７のＸ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂと、その間に配設されたＸ方向駆動用コイル４３が、可動部２５をＸ方向に移動させる力を発生するＸ方向駆動用ＶＣＭを構成している。このように、一対のＸ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂの間にＸ方向駆動用コイル４３を配設する構成とすることによって、Ｘ方向駆動用ＶＣＭの発生する力を向上させることができ、撮像ユニット１５を小型化することが可能となる。

本実施形態では、Ｘ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂは、２組の永久磁石３６及び３７のＸ方向両端部に設けられていることから、Ｘ方向駆動用磁石領域部３６ｂ及び３７ｂは、撮像素子２３を囲む４箇所に配置されている。したがって本実施形態では、Ｘ方向駆動用ＶＣＭは、撮像素子２３を囲む４箇所に設けられている。

そして、撮像素子２３の上方及び下方に配置された一対のＸ方向駆動用ＶＣＭは、それぞれＹ方向駆動用ＶＣＭと、Ｘ方向に重なるように１列に配置されている。すなわち、本実施形態の撮像ユニット１５では、ＶＣＭを構成する部材が撮像素子２３の上方及び下方にのみ配置されており、ＶＣＭを構成する部材が撮像素子２３の左方及び右方に配置されていない。このため、撮像ユニット１５を小型に形成することができる。また、Ｙ方向駆動用磁石領域部及びＸ方向駆動用磁石領域部を一つの永久磁石に一体に形成しているため、部品点数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。

また、撮像ユニット１５では、Ｘ方向駆動用ＶＣＭは、撮像素子２３を囲む４箇所に設けられているため、これら４箇所のＸ方向駆動用ＶＣＭが発生する力の強さを変化させることによって、可動部２５（撮像素子２３）を入射光軸Ｏ周りに回動させるモーメントを発生することも可能である。

また、可動部２５の、Ｙ方向駆動用コイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３の内部には、磁力検出部であるホール素子９６及び９７が配設されている。本実施形態では、可動部２５に固定されたホール素子９６及び９７によって、可動部２５が永久磁石３６及び３７に対して相対的に移動することによる磁力の変化を検出し、可動部２５の基台部２４に対するＸ方向及びＹ方向の位置を検出する。

以上に説明したＶＣＭを備える撮像ユニット１５は、カメラボディ１の揺れをジャイロセンサにより検出した場合に、図示しない制御部の制御のもとでジャイロセンサの出力信号に基づき、Ｙ方向駆動用コイル４２及びＸ方向駆動用コイル４３に流す電流を制御することで、可動部２５を像の振れを打ち消す方向に移動させる。この動作によって撮像素子２３の受光面上における像の振れが補正される。

以上に説明した本実施形態の撮像ユニット１５では、磁石支持部３２及び基台部２４の、ＶＣＭを構成する永久磁石３６及び３７が配設された面とは反対側の面上に、鉄等の磁性体からなる第２磁性体部３２ａ及び３１ａが固定されている。そして、この第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、撮像ユニット１５を前方から見た場合に、永久磁石３６及び３７と略同一形状を有している。また、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、磁石支持部３２及び基台部２４と略同一の厚さを有している。

したがって本実施形態の撮像ユニット１５では、永久磁石３６及び３７の前後は、基台部２４のおよそ２倍の厚さの磁性体によって囲われている。このように、磁石支持部３２及び基台部２４のＶＣＭのヨークを構成する領域のみを、第２磁性体部３２ａ及び３１ａを固定することによって厚くすることにより、永久磁石３６及び３７の磁束がＶＣＭ外部に漏れることを防止してＶＣＭの効率を向上させ、ＶＣＭが発生する力を向上させることができる。

また、本実施形態では、磁石支持部３２及び基台部２４のＶＣＭのヨークを構成する領域のみに、第２磁性体部３２ａ及び３１ａが固定される形態であるため、磁石支持部３２及び基台部２４のその他の領域の厚さをおよそ半分にすることができる。

これにより、本実施形態の像振れ補正装置を備える撮像ユニット１５は、永久磁石３６及び３７の磁束の漏れを防止するために、磁石支持部３２及び基台部２４の全体を厚くする必要が無く、磁石支持部３２及び基台部２４を軽量化することができると共に、プレス加工で加工可能な厚さにすることによって、作成に必要なコストを削減することができる。

なお、出願人は、数値シミュレーションによって上述したような本実施形態の撮像ユニット１５における効果を確認している。その結果を図８に示す。図８は、本実施形態と同様の形態の撮像ユニットにおいて、磁石支持部３２及び基台部２４のＶＣＭのヨークを構成する領域の厚さの条件を変更した場合における、図６に示す点Ａ及び点Ｂでの磁束密度の数値シミュレーションの結果を示している。点Ａは、ＶＣＭの磁石支持部３２よりも前方外側であり、点Ｂは、ＶＣＭの磁石支持部３２よりも後方外側である。

図８において、黒丸で示す条件１は、本実施形態の撮像ユニット１５から、第２磁性体部３２ａ及び３１ａを取り外した場合を示している。すなわち、条件１は、磁石支持部３２及び基台部２４のＶＣＭのヨークを構成する領域の厚さを、本実施形態の半分にした場合を示している。また、白四角で示す条件２は、磁石支持部３２及び基台部２４の全体の厚さを、本実施形態における磁石支持部３２及び基台部２４のＶＣＭのヨークを構成する領域の厚さと同一にした場合を示している。また、黒三角でしめす条件３は、本実施形態と同一の条件の場合を示している。

図８に示すように、本実施形態の撮像ユニット１５（条件３）は、点Ａ及び点Ｂともに、磁石支持部３２及び基台部２４の全体の厚さを本実施形態の２倍とした場合（条件２）と同等の磁束密度の測定結果となっている。すなわち、本実施形態の撮像ユニット１５は、磁石支持部３２及び基台部２４の全体を厚くした場合と同様に永久磁石３６及び３７の磁束の漏れを防止してＶＣＭの効率を向上させることができ、かつ、磁石支持部３２及び基台部２４の全体を厚くした場合よりも、装置の軽量化及びコスト削減を行うことができるのである。

なお、上述した像振れ防止装置を具備する撮像ユニット１５においては、第２磁性体部３２ａ及び３１ａは、磁石支持部３２及び基台部２４の外側の面に固定されているが、図９に変形例として示すように、第２ヨーク部３２ａ及び３１ａは、磁石支持部３２と永久磁石３６との間、及び基台部２４と永久磁石３７との間に配設される形態であってもよい。図９に示すような変形例であっても、ＶＣＭのヨークを構成する領域の磁性体の厚さは、上述した実施形態と同様であることから、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

また、上述した実施形態では、ＶＣＭは、一対の永久磁石３６及び３７によって、Ｘ方向駆動用コイル４３及びＹ方向駆動用コイル４２の前後を挟み込む構成としているが、永久磁石３６及び３７は、いずれか一方のみが配設される構成であってもよい。

次に、像振れ補正装置を有する撮像ユニット１５における、可動部２５を、基台部２４に対してＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持する支持部の構成について説明する。支持部は、可動部２５及び基台部２４の間に挟持される４つのボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄと、可動部２５を基台部２４に近づけるように付勢する４つのバネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄと、からなる。

ボール部材３４を構成する材料は特に限定されるものではなく、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを構成する材料には鉄等の金属、樹脂、セラミック等を用いることが可能である。なお、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを構成する材料は、耐摩耗性が高く、かつＶＣＭが発生する磁力の影響を受けない非磁性体であることが好ましい。よって、本実施形態では一例として、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄは、セラミックによって構成されている。

撮像ユニット１５を前方から見た場合において、４つのボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄは、撮像素子２３の周囲に配設されている。ここで、以下の説明では、図３に示すように撮像ユニット１５を前方から見た場合において、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄは、それぞれ撮像素子２３の左上、右上、左下及び右下に配設されるものとする。

本実施形態では、略矩形状である可動部２５の４隅の近傍それぞれに、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄが配設されている。より具体的には、ボール部材３４ａ及び３４ｂは、上述した撮像素子２３よりも上方に配設されたＹ方向駆動用ＶＣＭ及びＸ方向駆動用ＶＣＭのＸ方向両側に配設されている。また、ボール部材３４ｃ及び３４ｄは、撮像素子２３よりも下方に配設されたＹ方向駆動用ＶＣＭ及びＸ方向駆動用ＶＣＭのＸ方向両側に配設されている。

図５に示すように、可動部２５及び基台部２４のボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄが配設される領域には、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの脱落を防止するための凹部２５ｃ及び２４ｃが設けられている。そして、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄと接する凹部２５ｃ及び２４ｃの底面部には、摩耗防止板９８及び９９が固定されている。摩耗防止板９８及び９９は、例えばステンレス合金等の耐摩耗性の高い材料からなる。なお、摩耗防止板９８及び９９は設けられず、凹部２５ｃ及び２４ｃの底面部に、耐摩耗性の高いコーティング等の表面処理が施される形態であってもよい。

バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄは、それぞれ、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの近傍に配設され、可動部２５を基台部２４に近づける方向に付勢する弾性を有する部材である。言い換えれば、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄは、ボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄに予圧を与える部材である。

バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄの構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄは、金属からなるコイルバネである。なお、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄを構成する材料は、金属に限らず、ゴムやプラスチック等の合成樹脂であってもよい。バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄの両端は、図５に示すように、可動部２５及び基台部２４に設けられた係止部２５ｄ及び２４ｄに係止される。

そして、本実施形態の撮像ユニット１５の支持部では、４つのバネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄが発生する付勢力は、以下に述べる条件を満たすように定められている。

可動部２５が基台部２４に対する移動可能範囲の略中心に位置している場合において、４つのバネ部材のうち２つが所定の第１付勢力Ｆ１を発生し、残りの２つのバネ部材が前記所定の第１付勢力Ｆ１よりも強い所定の第２付勢力Ｆ２を発生する。ここで、Ｆ２＝α・Ｆ１と表した場合に、αは１よりも大きな値をとる。そして、撮像素子２３を挟んで対向する対角の位置にあるバネ部材同士が、異なる付勢力を発生するように配設されている。

例えば、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄの発生する付勢力をＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ及びＦｄとし、撮像素子２３の左上及び右上のバネ部材３５ａ及び３５ｂが第１付勢力Ｆ１を発生するように設定されている場合には、左下及び右下のバネ部材３５ｃ及び３５ｄが第１付勢力Ｆ１よりも強い第２付勢力Ｆ２を発生するように設定されている。すなわち、α・Ｆａ＝α・Ｆｂ＝Ｆｃ＝Ｆｄとなる。

また例えば、撮像素子２３の右上及び右下のバネ部材３５ｂ及び３５ｄが第１付勢力Ｆ１を発生するように設定されている場合には、左上及び左下のバネ部材３５ａ及び３５ｃが第２付勢力Ｆ２を発生するように設定されている。すなわち、α・Ｆｂ＝α・Ｆｄ＝Ｆａ＝Ｆｃとなる。

言い換えれば、四辺形の４隅となる位置に配設されたバネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄのうち、四辺形の所定の１辺の両端に位置する２つのバネ部材が発生する付勢力を、他の２つのバネ部材が発生する付勢力よりもα倍だけ強くなるように設定している。

このように、四辺形の４隅となる位置に配設されたバネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄのうち、対角の位置に存在するもの同士に発生する付勢力に差を設定することによって、強い第２付勢力Ｆ２を発生する２つのバネ部材の近傍の２つのボール部材は、必ず所定の付勢力（予圧）で可動部２５及び基台部２４に当て付くようになる。

このため、部材の寸法公差を原因として、可動部２５及び基台部２４と、四辺形の四隅に配設したボール部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄとの間の隙間にばらつきが生じている場合であっても、四辺形の所定の１辺の両端に位置する強い第２付勢力Ｆ２を発生するボール部材は、必ず可動部２５及び基台部２４と当て付く。

したがって本実施形態によれば、基台部２４に対して可動部２５を４点でボール支持する場合であっても、４点における予圧の調整を行わなくとも可動部２５を安定して移動させることができる。

基台部に対して可動部をボール支持する場合、撮像素子の周囲３点におけるボール支持を採用すると、全てのボール支持部においてガタが発生せず、最も安定して可動部を支持することができることは周知である。しかし、本実施形態の撮像ユニット１５のように、Ｘ方向駆動用ＶＣＭ及びＹ方向駆動用ＶＣＭを構成する部材一体化して、撮像素子２３の上方及び下方に集めて配置した場合、３点のボール支持を撮像素子２３の周囲に適切に配置することは困難であり、４点のボール支持を採用せざるを得なくなる。

従来の４点におけるボール支持では、いずれか一箇所のボール支持部においてガタが生じてしまうものであり、このガタを無視できる程度にまで小さくするためには、各部材の寸法公差を小さくするか、調整機構を設けなければならず、製造コストが上昇してしまう問題がある。

このような問題点に対し、本実施形態の撮像ユニット１５では、４点のボール支持を採用しつつ、以上に述べた条件で可動部２５を基台部２４に向かって付勢することによって、製造コストの上昇を避けつつ、可動部２５をガタが最小となるように安定して支持することができるのである。

なお、上記αの値が１．５以上である場合に、可動部２５の移動の制御を安定して行うことができ、αの値がおよそ２である場合に、より可動部２５の移動の制御を安定して行うことができることを出願人は実験により確認している。このため、αの値は、１．５以上であることが好ましく、αの値はおよそ２であることがより好ましい。

なお、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄの発生する付勢力を配設位置によって変更する方法は特に限定されるものではない。例えば、バネ部材の自然長を変更する方法、バネ部材のバネ定数を変更する方法や、係止部２４ｄ及び２５ｄの距離を変更する方法等によって、バネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄの発生する付勢力を配設位置によって変更することが可能である。

例えば、係止部２４ｄ及び２５ｄの距離を場所によって変化させる方法であれば、４つのバネ部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄに同じ形状及び特性を有するコイルバネを使用することができ、撮像ユニット１５の組み立て時における各バネ部材の取付位置の誤りを防止することができる。

また、各バネ部材の特性を異ならせた場合における取付位置の誤りを防止する方法としては、バネ部材が発生する付勢力の違いに応じてバネ部材の色を異ならせる方法や、バネ部材を係止部２４ｄ及び２５ｄに係止するためのフック部の巻き数や形状を異ならせる方法が考えられる。

なお、上述した実施形態のカメラ１０は、カメラボディ１に対してレンズユニット２が着脱自在に構成されているが、カメラボディ１とレンズユニット２とは一体に構成されるものであってもよい。

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像振れ補正装置及びカメラ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、上述した実施形態の像振れ補正装置は、撮像素子を移動させることによって像ブレを低減する形態を有するが、本発明にかかる像振れ補正装置は、レンズやプリズム等の光学素子を移動させることによって像のブレを低減する形態であってもよい。

本発明に係る像振れ補正装置は、上述の実施形態で説明したデジタルカメラに限らず、撮影機能を備えた電子機器、例えば録音機器、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、時計等にも適用可能である。

１ カメラボディ、
２ レンズユニット、
３ 外装体、
４ マウント部、
１０ カメラ、
１３ フォーカルプレーンシャッタ、
１５ 撮像ユニット、
２１ 撮影レンズ、
２３ 撮像素子、
２４ 基台部、
２４ｃ 凹部、
２４ｄ 係止部、
２５ 可動部、
２５ｃ 凹部、
２５ｄ 係止部、
３１ａ 第２磁性体部、
３２ 磁石支持部、
３２ａ 第２磁性体部、
３３ 支柱部材、
３４ａ〜３４ｄ ボール部材、
３５ａ〜３５ｄ バネ部材、
３６ 永久磁石（第２の永久磁石）、
３６ａ Ｙ方向駆動用磁石領域部、
３６ｂ Ｘ方向駆動用磁石領域部、
３７ 永久磁石、
３７ａ Ｙ方向駆動用磁石領域部、
３７ｂ Ｘ方向駆動用磁石領域部、
４２ Ｙ方向駆動用コイル、
４３ Ｘ方向駆動用コイル、
５０ 磁極の境界部、
５１ 貫通孔、
５２ 貫通孔、
９６ ホール素子、
９７ ホール素子、
９８ 摩耗防止板、
９９ 摩耗防止板。

Claims (4)

1. 基台部と、
   撮像素子を保持する可動部と、
   前記可動部を、前記基台部に対して入射光軸に直交する第１の方向及び第２の方向に移動可能に支持する支持部と、
   前記基台部に配設された永久磁石、及び前記可動部に配設されたコイルを有し、電磁力によって前記可動部を前記第１の方向及び前記第２の方向に移動させる力を発生するボイスコイルモータと、
   を具備してなる像振れ補正装置において、
   前記支持部は、入射光軸方向から見た場合に、前記撮像素子の周囲４箇所において、前記可動部及び前記基台部に挟持されるボール部材と、
   前記４箇所に配設された前記ボール部材のそれぞれの近傍において、前記可動部を前記基台部に向かって付勢する４つのバネ部材と、を有してなり、
   前記４つのバネ部材のうち２つが所定の第１付勢力を発生し、残りの２つが前記所定の第１付勢力Ｆ１よりも強い所定の第２付勢力Ｆ２を発生し、かつ、前記４つのバネ部材の中で対角の位置にあるバネ部材同士が、異なる付勢力を発生するように構成されていることを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記ボイスコイルモータは、前記可動部を前記第１の方向へ移動させる力を発生する部位、及び前記可動部を前記第２の方向へ移動させる力を発生する部位が、前記入射光軸方向から見た場合に前記撮像素子の前記第２の方向の両側の２箇所において一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
3. 前記基台部及び前記可動部の前記ボール部材と接触する部分には、摩耗防止板が配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記請求項１から３のいずれか一項に記載の像振れ補正装置を備えるカメラ。

Images