JP2013003417A - シフト機構および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正装置等に用いられるシフト機構において十分な小型化を実現する。
【解決手段】シフト機構は、ベース部材１０１と、該ベース部材に対して第１の方向に移動可能な可動部材１０３と、第１の方向に直交する第２の方向において可動部材のベース部材に対する位置決めを行う支持部材１０４と、ベース部材および可動部材のうち一方の部材に設けられた磁石部材１０５と、ベース部材および可動部材のうち他方の部材に設けられ、第２の方向において磁石部材との間に磁気吸引力を作用させる強磁性部材１０６とを有する。磁石部材は、第２の方向に向かって開口する空間部を有し、支持部材は、該空間部内に設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、交換レンズ、双眼鏡、望遠鏡およびフィールドスコープ等の光学機器に好適なシフト機構に関する。

手振れ等のカメラ振れに起因した画像の劣化を防止するため、カメラ振れに応じて防振レンズを光軸に直交する方向に移動（シフト）させる像振れ補正装置（防振装置）を搭載した光学機器が知られている。

特許文献１には、補正レンズを保持して光軸に直交する方向にシフトするシフト部材をばねの付勢力によってベース部材に押し付け、シフト部材を光軸方向にて支持して該シフト部材の光軸方向での位置決めを行う像振れ補正装置が開示されている。この装置では、シフト部材とベース部材との間に転動可能なボールが配置されている。そして、上記ばねの付勢力によってシフト部材とベース部材との間にボールを挟み込むことで、シフト部材の光軸方向での位置決めを行いつつ、アクチュエータによるシフト部材のスムーズな（低駆動負荷での）シフトを可能としている。

また、特許文献２には、シフト部材にヨークを保持させる一方、ベース部材に駆動用磁石を保持させ、駆動用磁石とヨークとの間の磁気的吸引作用によってシフト部材をベース部材に押し付ける像振れ補正装置が開示されている。

特開平１０−３１９４６５号公報 特開２００８−１２２５３１号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された装置では、シフト部材をシフトさせたときにばねに該シフト部材をシフト中心に戻そうとする力が発生するため、そのばね力によってアクチュエータによるシフト部材の駆動負荷が大きくなる。これにより、アクチュエータの大型化や消費電力の増加を招く。また、転動するボールの転動可能範囲以外にばねの配置スペースを設ける必要があり、装置の小型化が難しい。

一方、特許文献２にて開示された装置では、吸引力を発生させる磁石を、光軸回りにおけるボールの転動可能範囲の位相とは異なる位相に配置しており、この結果、装置の小型化が困難となる。

本発明は、像振れ補正装置等に用いられ、可動部材をシフト可能に支持する機構として十分な小型化を実現することができるようにしたシフト機構およびこれを備えた光学機器を提供する。

本発明の一側面としてのシフト機構は、ベース部材と、該ベース部材に対して第１の方向に移動可能な可動部材と、第１の方向に直交する第２の方向において可動部材のベース部材に対する位置決めを行う支持部材と、ベース部材および可動部材のうち一方の部材に設けられた磁石部材と、ベース部材および可動部材のうち他方の部材に設けられ、第２の方向において磁石部材との間に磁気吸引力を作用させる強磁性部材とを有する。磁石部材は、第２の方向に向かって開口する空間部を有し、支持部材は、該空間部内に設けられていることを特徴とする。

なお、上記シフト機構を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、可動部材を支持するための支持部材を磁石部材の空間部内に設けたので、ばねの付勢力により可動部材をベース部材に対して押し付ける構成や磁石とボールとを異なる位相に配置した構成に比べて、小型化を実現することができる。

本発明の実施例１であるレンズ装置の構成を示す図。 実施例１のレンズ装置に搭載された像振れ補正装置の分解斜視図。 図２の像振れ補正装置の完成状態を示す図。 図２の像振れ補正装置をボールの中心を通る面で切断したときの断面図。 図４とは着磁方法を変えた付勢マグネットを説明する図。 本発明の実施例２であるレンズ装置に搭載された像振れ補正装置をボールの中心を通る面で切断したときの断面図。 本発明の実施例３であるレンズ装置に搭載された像振れ補正装置をボールの中心を通る面で切断したときの断面図。 本発明の実施例４であるレンズ装置に搭載された像振れ補正装置をボールの中心を通る面で切断したときの断面図。

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１には、本発明の実施例１である光学機器としてのレンズ装置を示しており、該レンズ装置は像振れ補正装置（防振装置）を搭載している。なお、本発明の実施例には、図示はしないが、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、交換レンズ、双眼鏡、望遠鏡およびフィールドスコープ等の各種光学機器が含まれる。

図１において、１０はレンズ装置である。１１，１２は振れ検出センサであり、手振れ等によるレンズ装置１０の振れを検出して該振れに応じた信号（振れ信号）を出力する。振れ検出センサ１１は縦振れ（ピッチ振れ）を検出し、振れ検出センサ１２は横振れ（ヨー振れ）を検出する。振れ検出センサ１１，１２としては、例えば角速度センサが用いられる。

１００は像振れ補正装置である。１３は補正レンズ（光学素子）であり、光軸に直交する方向に移動（シフト）することで、光軸をそれに直交する方向に変位させる。補正レンズ１３は、後述するシフト鏡筒によって保持されている。

１４，１５は位置センサであり、補正レンズ１３（シフト鏡筒）の位置を検出して位置検出信号を出力する。位置センサ１４は、ヨー方向における補正レンズ１３の位置を検出し、位置センサ１５はピッチ方向における補正レンズ１３の位置を検出する。また、位置センサ１４，１５としては、補正レンズ１３の駆動負荷を低減するために非接触タイプのセンサを用いることが望ましい。本実施例では、補正レンズ１３（シフト鏡筒）に固定された赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）と、該ＩＲＥＤから射出された赤外光を検出する半導体位置検出素子（ＰＳＤ）とにより構成される光学式センサを用いている。位置センサ１４，１５としては、他に、マグネットの磁束の変化により位置を検出する磁気式センサ、静電容量の変化により位置を検出するセンサおよび電気抵抗の変化により位置を検出するセンサ等を用いてもよい。

１６は振れ補正回路であり、振れ検出センサ１１，１２からの振れ信号と位置センサ１４，１５からの位置検出信号とに基づいて補正レンズ１３の位置を制御する。具体的には、各振れ検出センサからの振れ信号（角速度信号）を積分してレンズ装置１０の振れ変位を求め、各位置センサからの位置検出信号により検出される補正レンズ１３の位置が該振れ変位に対応する目標位置に向かうように補正レンズ１３の位置を制御する。これにより、レンズ装置１０の振れに起因する像振れが低減（補正）される。

なお、本実施例では、位置センサ１４，１５を用いて補正レンズ１３の位置を閉ループ制御する場合について説明したが、位置センサを用いずに補正レンズ１３の位置を開ループ制御してもよい。

次に、図２から図５を用いて、像振れ補正装置１００におけるシフト機構の構成について説明する。図２には、像振れ補正装置１００のシフト機構を分解して示している。図３は組み立て後の像振れ補正装置１００を示しており、（Ａ）は（Ｃ）に示す光軸に直交する断面を矢印Ａ側（後側）から見た図、（Ｂ）は（Ａ）と同じ断面を矢印Ｂ側（前側）から見た図である。

像振れ補正装置１００は、ベース部材である地板１０１と、図１に示した補正レンズ１３に相当する補正レンズ１０２と、可動部材であるシフト鏡筒１０３と、支持部材である３つのボール１０４と、磁石部材である３つの付勢マグネット１０５とを有する。また、該装置１００は、強磁性部材としての３つのシフト鏡筒側ボール受け１０６と、第１の磁石側強磁性部材としての地板側ボール受け１０７とを有する。さらに、該装置１００は、前側ヨーク１０８と、ヨー駆動マグネット１０９，１１０と、ピッチ駆動マグネット１１１，１１２と、ヨーコイル１１３と、ピッチコイル１１４と、ガイドバー１１５とを有する。

地板１０１と、地板側ボール受け１０７と、付勢マグネット１０５と、前側ヨーク１０８と、ヨー駆動マグネット１０９，１１０と、ピッチ駆動マグネット１１１，１１２とにより地板ユニット（ベースユニット）が構成される。なお、後述するように地板１０１とこれに固定される地板側ボール受け１０７とをまとめてベース部材とみなしてもよい。

また、補正レンズ１０２、シフト鏡筒１０３、シフト鏡筒側ボール受け１０６、ヨーコイル１１３およびピッチコイル１１４によって、シフトユニット（可動ユニット）が構成される。

また、ヨー駆動マグネット１０９，１１０、ヨーコイル１１３、地板側ボール受け１０７および前側ヨーク１０８によって、ヨー電磁アクチュエータが構成される。さらに、ピッチ駆動マグネット１１１，１１２、ピッチコイル１１４、地板側ボール受け１０７および前側ヨーク１０８によって、ピッチ電磁アクチュエータが構成される。

地板１０１は、図１に示したレンズ装置１０の内部にて固定される。地板１０１の中央には光を通過させるための開口部が形成されている。補正レンズ１０２は、レンズ装置１０内に配置された他の複数のレンズとともに不図示の撮影光学系を構成する。補正レンズ１０２はシフト鏡筒１０３により保持され、該シフト鏡筒１０３とともに光軸に直交する方向（第１の方向：以下、ピッチ方向およびヨー方向という）にシフトすることで、前述したように光軸を同方向に変位させる。これにより、撮影光学系が形成する光学像をピッチ方向およびヨー方向に移動させることができ、レンズ装置１０の振れによる光学像の変位を打ち消すように補正レンズ１０２をシフトさせることで、像振れを低減（補正）する。

なお、本実施例では、像振れ補正のために光学素子である補正レンズ１０２をシフトさせる場合について説明するが、光学像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子をその受光面に平行な方向にシフトさせるようにしてもよい。

シフト鏡筒１０３は、後述する構造によって、地板１０１に対してピッチ方向およびヨー方向にシフト可能（移動可能）に支持されている。

３つのボール１０４は、シフト鏡筒１０３と地板１０１との間であって光軸回りの３箇所にピッチ方向およびヨー方向に転動可能に配置されている。これらボール１０４は、光軸が延びる方向（第２の方向：以下、光軸方向という）において地板１０１に対してシフト鏡筒１０３を支持している。言い換えれば、ボール１０４は、地板１０１に対してシフト鏡筒１０３をピッチ方向およびヨー方向にガイドしながら、地板１０１に対するシフト鏡筒１０３の光軸方向での位置決めを行う。ボール１０４は、ステンレスやセラミックス等の非磁性材料であって硬く耐摩耗性の高い材料によって形成されており、変形が少ないために転がり抵抗が小さい。ボール１０４は、シフト鏡筒１０３および地板１０１に直接は接触せず、後述するシフト鏡筒側ボール受け１０６と地板側ボール受け１０７に接触する。

３つの付勢マグネット１０５は、地板側ボール受け１０７における光軸回りの３箇所に固定され、３つのシフト鏡筒側ボール受け１０６との間に磁気吸引力を発生させる。地板側ボール受け１０７は地板１０１に固定されるので、地板１０１と一体とみなすことができる。このため、地板側ボール受け１０７は、地板１０１とともに、「ベース部材および可動部材のうち一方の部材」に相当する。

各付勢マグネット１０５は、その内側に光軸方向に向かって開口した空間部を有する。上述した３つのボール１０４はそれぞれ、３つの付勢マグネット１０５の空間部内に配置されている。

本実施例では、付勢マグネット１０５は円筒形状を有し、その内周面（空間部に面する壁面）は、ボール１０４が当接することによってボール１０４の転動範囲の外縁を決める（すなわち、転動範囲を制限する）。ボール１０４はシフト鏡筒側ボール受け１０６および地板側ボール受け１０７に対して滑ることなく転動するため、ボール１０４の中心はシフトユニットのシフト量の半分だけ動く。したがって、付勢マグネット１０５の内径（空間部の直径）は、ボール１０４の直径にシフトユニットの最大シフト量を加えた寸法（実際にはそれよりも若干大きい寸法）を有する。

３つのシフト鏡筒側ボール受け１０６はそれぞれ、シフト鏡筒１０３における３つの付勢マグネット１０５と対向する位置に固定される。シフト鏡筒１０３は、「ベース部材および可動部材のうち他方の部材」に相当する。ボール１０５をセラミックス等の硬度の高い材料で作った場合、ボール１０５が樹脂製のシフト鏡筒１０３や地板１０１に直接接触すると、シフト鏡筒１０３や地板１０１におけるボール１０５との接触面が摩耗してしまう。これを防ぐために、シフト鏡筒側ボール受け１０６と後述する地板側ボール受け１０７とによってボール１０４の接触を受けている。

シフト鏡筒側ボール受け１０６は、マルテンサイト系ステンレス等の耐摩耗性に優れた強磁性材料により形成されている。シフト鏡筒側ボール受け１０６を強磁性材料により形成することで、付勢マグネット１０５との間に磁気吸引力を作用させることができる。さらに、シフト鏡筒側ボール受け１０６を耐摩耗性に優れた材料により形成することで、ボール１０４との接触（当接）による摩耗がほとんど生じず、長期間の使用に耐えうる。

なお、シフト鏡筒側ボール受け１０６に磁石材料により形成して着磁することでも、付勢マグネット１０５との間に磁気吸引力を作用させることができる。

地板側ボール受け１０７は、地板１０１に固定される。この地板側ボール受け１０７には、３つの付勢マグネット１０５が固定される。地板側ボール受け１０７も、シフト鏡筒側ボール受け１０６と同様に、マルテンサイト系ステンレス等の耐摩耗性に優れた強磁性材料により形成されている。地板側ボール受け１０７を強磁性材料により形成することで、付勢マグネット１０５により形成される磁気回路の磁気抵抗を減少させることができる。この結果、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間に作用する磁気吸引力をより大きくすることができる。また、地板側ボール受け１０７を耐摩耗性に優れた材料により形成することで、ボール１０４との接触（当接）による摩耗がほとんど生じず、長期間の使用に耐えうる。

また、地板側ボール受け１０７には、ヨー駆動マグネット１０９とピッチ駆動マグネット１１１が固定されており、地板側ボール受け１０７はヨー電磁アクチュエータおよびピッチ電磁アクチュエータのヨーク部も兼ねている。

前側ヨーク１０８には、ヨー駆動マグネット１１０とピッチ駆動マグネット１１２が固定されており、該前側ヨーク１０８は、ヨー電磁アクチュエータおよびピッチ電磁アクチュエータのヨークとして機能する。前側ヨーク１０８は、シフト鏡筒１０３よりも前側に、シフト鏡筒１０３に対して所定の距離をあけて配置され、ビスにより地板１０１に固定される。

ヨー駆動マグネット１０９，１１０の間にはヨーコイル１１３が配置されている。ヨーコイル１１３に通電すると、ヨー駆動マグネット１０９，１１０が発生させている磁界によりヨーコイル１１３にローレンツ力が作用する。そして、該ローレンツ力が推力となってヨーコイル１１３とこれを保持するシフト鏡筒１０３とがヨー方向（図２中のＹ方向）にシフトする。また、ピッチ駆動マグネット１１１，１１２の間にはピッチコイル１１４が配置されている。ピッチコイル１１４に通電すると、ピッチ駆動マグネット１１１，１１２が発生させている磁界によりピッチコイル１１４にローレンツ力が作用する。そして、該ローレンツ力が推力となってピッチコイル１１４とこれを保持するシフト鏡筒１０３とがピッチ方向（図２中のＸ方向）にシフトする。

なお、本実施例ではシフト鏡筒１０３をシフトさせるアクチュエータとして電磁アクチュエータを用いているが、他の種類のアクチュエータを用いることもできる。例えば、ステッピングモータとリードスクリューを組み合わせたアクチュエータや、圧電素子を利用した振動型モータや、静電力を利用した静電アクチュエータを用いることができる。

ただし、本実施例のように電磁アクチュエータを用いる場合は、該電磁アクチュエータのヨークを付勢マグネット１０５のヨークとしても利用することができるので、部品数の増加を招かずに付勢マグネット１０５の磁束を効率的に利用することができる。

ガイドバー１１５は、シフト鏡筒１０３が地板１０１に対して光軸に直交する面内で回転することを阻止するための部材である。ガイドバー１１５は、地板１０１によってピッチ方向にのみ移動可能に保持され、かつシフト鏡筒１０３をヨー方向にのみシフト可能に保持している。このようなガイドバー１１５により、シフト鏡筒１０３は地板１０１に対してピッチ方向およびヨー方向の並進移動のみが可能となり、回転することはなくなる。

このようにシフトユニットは、３つのボール１０５のそれぞれと１点で接触しながら光軸に直交する方向に転動可能に支持されている。このとき、前述したように付勢マグネット１０５（および地板側ボール受け１０７）とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間には磁気吸引力が作用する。これにより、シフトユニットは地板１０１との間に３つのボール１０４を常に挟持し、これによりシフトユニットの光軸方向での位置が正確に決まる。

次に、付勢マグネット１０５の形状その他の特徴について、図４を用いて説明する。図４には、像振れ補正装置１００における付勢マグネット１０５の周辺を、光軸に平行でボール１０４の中心を通る面で切断した断面を示している。

付勢マグネット１０５は、その着磁によってシフト鏡筒側ボール受け１０６との間に磁気吸引力を発生する。本実施例では、付勢マグネット１０５のうち一方（地板側）の端面がＮ極に、他方（シフト鏡筒側）の端面がＳ極になるように着磁されている。これにより、付勢マグネット１０５→地板側ボール受け１０７→空気→シフト鏡筒側ボール受け１０６→付勢マグネット１０５という磁路ループが形成される。この結果、シフトユニット（シフト鏡筒側ボール受け１０６）と地板１０１（地板側ボール受け１０７）との間に磁気吸引力が作用する。

シフト鏡筒側ボール受け１０６の面積は、シフトユニットがピッチ方向およびヨー方向にシフトしたときに付勢マグネット１０５に対向する範囲よりも十分に大きい。これにより、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間に常に光軸方向にのみ磁気吸引力が作用し、ピッチおよびヨー方向には磁気吸引力が作用しない。したがって、前述した電磁アクチュエータによるシフトユニットの駆動負荷を低減することができ、電磁アクチュエータの小型化、ひいては像振れ補正装置１００全体の小型化を実現できる。

ただし、シフト鏡筒側ボール受け１０６の面積を、シフトユニットがピッチ方向およびヨー方向にシフトしたときに付勢マグネット１０５に対向する範囲よりも小さくして、シフトユニットに光軸中心に向かう向心力を作用させてもよい。シフトユニットがシフトしてシフト鏡筒側ボール受け１０６が付勢マグネット１０５に対向しない位置に移動すると、光軸方向への吸引力以外に、シフト鏡筒側ボール受け１０６を付勢マグネット１０５に対向する位置に戻そうとする向心方向への分力が発生する。これにより、電磁アクチュエータの駆動負荷はある程度増加するものの、この向心力をシフトユニットの中心位置保持や回転防止に利用することもできる。

また、付勢マグネット１０５の着磁の仕方（着磁パターン）は、図４に示したものに限らず、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０５との間に光軸方向での磁気吸引力を発生させることができればどのようなものでもよい。設計条件やコストに応じて適切な着磁パターンを採用すればよい。

図５には、図４に示した着磁パターンとは異なる着磁パターンの例を示している。図５の（Ａ）には、像振れ補正装置１００における付勢マグネット１０５の周辺を光軸に平行でボール１０５の中心を通る面で切断したときの断面を示している。（Ｂ）には、付勢マグネット１０５の着磁パターンを光軸方向から見て示している。図５に示すように、付勢マグネット１０５をその径方向（光軸に直交する方向）にＮ極とＳ極が形成されるように着磁しても、該付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間に光軸方向での磁気吸引力を発生させることができる。

また、本実施例では、付勢マグネット１０５を円筒形状に形成しているが、これにより一定の半径を有する範囲内に効率良く付勢マグネット１０５を配置することができ、しかも製造コストを低くすることができる。しかし、付勢マグネット１０５の形状は、角筒形状等、円筒形状以外の形状でもよく、その内側に光軸方向（シフト鏡筒側）に向かって開口してボール１０４を配置可能な空間部を有していればよい。

例えば、図５の(Ｃ)に示すように、付勢マグネット１０５を、円筒の周壁部の一部を除去してスリットを形成し、光軸方向から見てＣ字状の形状を有するように形成してもよい。スリットの幅ｄは、ボール１０５の直径Ｄよりも狭くすることで、付勢マグネット１０５をボール１０４の転動範囲を制限する部材として利用することができる。スリットは、他の部品との干渉を避けたり、付勢マグネット１０５の位置決めをしたり、付勢マグネット１０５を地板１０１に接着するための接着剤の溜まり部を設けたりするために設けられる。

次に、本実施例の効果について説明する。第１に、付勢マグネット１０５の空間部内にボール１０５を配置することにより、少ないスペースで、ボール１０４の転動範囲を確保しつつ付勢マグネット１０５を配置することができる。

シフトユニットの地板１０１に対する光軸方向の位置決めに必要な磁気吸引力を発生させるためには、付勢マグネット１０５がシフト鏡筒側ボール受け１０６と対向する面積をある程度大きく確保する必要がある。本実施例では、ボール１０４の転動範囲を確保しつつデッドスペースを生じさせずに、付勢マグネット１０５を大径化することができ、付勢マグネット１０５がシフト鏡筒側ボール受け１０６と対向する面積を大きくしながら装置の大型化を回避することができる。

第２に、ボール１０４を付勢マグネット１０５の空間部内に配置することで、部品点数を増やさずにボール１０５の脱落を防止でき、像振れ補正装置１００の組み立て作業性を改善したり衝撃が加わったときの故障を回避したりすることができる。

第３に、本実施例では、ボール１０４との接触面の耐久性を向上させるのに必要なボール受け部材１０６，１０７を強磁性材料により作ることで、付勢マグネット１０５から発生する磁束の磁路を形成するヨーク部材としても用いている。これにより、部品点数を増やすことなくシフトユニットと地板１０１との間に十分な磁気吸引力を発生させることができる。

第４に、本実施例では、支持部材としてシフトユニットのシフトに伴って該シフトユニットと地板１０１に対して転動するボール１０４を用いている。これにより、シフトユニットのシフトに際して発生する摩擦（つまりは電磁アクチュエータの駆動負荷）を低減し、電磁アクチュエータの小型化を図ることができる。

第５に、従来のように付勢マグネットとボールを離して、すなわち光軸回りにおける互いに異なる位相に配置すると、振動や衝撃が加わってシフト鏡筒が地板に対して傾いた場合に、付勢マグネットとシフト鏡筒側ボール受けとが接触してしまうおそれがある。そして、付勢マグネットとシフト鏡筒側ボール受けは一度接触してしまうと吸引力が増加して元の状態に復帰しにくくなってしまう。これに対し、本実施例では、付勢マグネット１０５の内側に配置されたボール１０４に対応した位置にシフト鏡筒側ボール受け１０６が配置されている。このため、シフト鏡筒１０３が地板１０１に対して傾いても付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６とが接触することはない。

第６に、本実施例では、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との位置関係を高精度に決めることができる。これにより、磁気吸引力のばらつきを抑制することができる。

付勢マグネットの大型化を招かずに必要な磁気吸引力を発生させるには、付勢マグネットとシフト鏡筒側ボール受けとの間の距離を小さくすればよい。しかし、付勢マグネットが発生する磁気吸引力は距離の逆二乗に比例して大きくなる（磁気単極子の場合）ため、距離が小さくなるほど距離の誤差に対する力の変動が大きくなる。磁気吸引力が所定値よりも小さいと、振動や衝撃を受けた際にシフトユニットが地板１０１に対して浮いてしまう。また、磁気吸引力が所定値よりも大きいと、ボール１０４の耐久性が低下する。このため、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との距離を正確に決める必要がある。

この点、本実施例によれば、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間の距離は、（ボール１０４の直径−付勢マグネット１０５の高さ）となり、２つの部品の公差のみで決まる。しかも、ボール１０４は球形状を有するため、他の部品に対して精度良く製造することができ、その寸法公差は、付勢マグネット１０５の寸法公差に比べて非常に小さい。このため、付勢マグネット１０５とシフト鏡筒側ボール受け１０６との間の距離の公差は実質的に付勢マグネット１０５の寸法誤差のみとなり、精度良く距離を決められる。この結果、付勢マグネット１０５の大型化を招かずに必要な磁気吸引力を発生させることができる。

第７に、電磁アクチュエータのヨーク部である地板側ボール受け１０７と付勢マグネット１０５とを接触させて固定することにより、部品点数を増やさずに付勢マグネット１０５の磁気抵抗を低減させることができる。これにより、付勢マグネットの大型化を招かずに必要な磁気吸引力を発生させることができる。

なお、本実施例では、電磁アクチュエータのヨーク部を、付勢マグネット１０５を固定する地板側ボール受け１０７として用いる場合について説明した。しかし、電磁アクチュエータのヨーク部を、付勢マグネット１０５によって吸引される強磁性部材として用いることもできる。この場合は、付勢マグネット１０５は、シフト鏡筒側ボール受け１０６に固定すればよい。

次に、図６を用いて本発明の実施例２について説明する。図６には、像振れ補正装置１００における付勢マグネット１０５の周辺を光軸に平行でボール１０５の中心を通る面で切断したときの断面を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明を省略する。

本実施例では、ボール２０４が、実施例１と異なり、マルテンサイト系ステンレス等の強磁性材料により形成されている。これにより、付勢マグネット１０５→地板側ボール受け１０７→ボール２０４→シフト鏡筒側ボール受け１０６→付勢マグネット１０５という磁路ループが形成され、空気を磁路ループに含む実施例１に比べて磁気回路の抵抗を小さくすることができる。したがって、実施例１よりも小さな付勢マグネット１０５を用いて必要な磁気吸引力を発生することができる。

次に、図７を用いて本発明の実施例３について説明する。図７には、像振れ補正装置１００における付勢マグネット１０５の周辺を光軸に平行でボール１０５の中心を通る面で切断したときの断面を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明を省略する。

本実施例では、実施例１と同様に地板１０１および地板側ボール受け１０７でベースユニットを構成する。一方、シフト鏡筒３０３と、付勢マグネット３０５と、シフト鏡筒側ボール受け３０６と、第２の磁石側強磁性部材である補助ヨーク３１６とでシフトユニットを構成している。

シフト鏡筒３０３には、円筒形状のマグネット保持部３０３１が形成されている。マグネット保持部３０３１は、その内周に付勢マグネット３０５と補助ヨーク３１６を収容する。補助ヨーク３１６は、強磁性材料により円筒形状に形成され、付勢マグネット３０５の外周に配置されている。

また、シフト鏡筒３０３におけるベースユニット側とは反対側の面には、付勢マグネット３０５と補助ヨーク３１６が収容されたマグネット保持部３０３１を覆うようにシフト鏡筒側ボール受け３０６が固定されている。付勢マグネット３０５の内側の空間部には、実施例１と同じボール１０４が配置されており、該ボール１０４はシフト鏡筒側ボール受け３０６に接触している。また、付勢マグネット３０５の空間部のベースユニット側開口（光軸方向に向かう開口）から突出したボール１０４は、地板側ボール受け１０７に接触している。

実施例１では、シフトユニットの重量の軽減を目的の１つとして、付勢マグネット１０５を地板ユニット（地板側ボール受け１０７）に固定した。しかし、シフトユニットのシフト可能範囲において付勢マグネットの磁気吸引力の一部（分力）がシフトユニットの向心力として作用することを確実に回避する必要がある場合には、付勢マグネットとシフト鏡筒側ボール受けとが常に対向しなければならない。つまり、シフト鏡筒側ボール受けのサイズは、付勢マグネットの外径とシフトユニットの最大シフト量との合計だけ必要となる。これにより、シフト鏡筒側ボール受けの大型化およびこれに伴うシフトユニットの重量増加を招く。

本実施例では、付勢マグネット３０５をシフトユニット側に固定しており、シフト鏡筒側ボール受け３０６と付勢マグネット３０５との位置関係は不変である。本実施例において付勢マグネット３０５による向心力の発生を抑えるには、シフト可能範囲内において付勢マグネット３０５と地板側ボール受け１０７とを常に対向させればよく、シフト鏡筒側ボール受け３０６の大型化および重量増加を回避できる。

シフトユニットの最大シフト量が大きく、かつ付勢マグネットに求められる磁力が小さいときは、本実施例のようにシフトユニット側に付勢マグネットを固定した方が有利である。逆に、シフトユニットの最大シフト量が小さく、かつ付勢マグネットに求められる磁力が大きいときには実施例１のように地板ユニット側に付勢マグネットを固定した方がよい。

また、本実施例のように補助ヨーク３１６を設けることで、付勢マグネット３０５→シフト鏡筒側ボール受け３０６→補助ヨーク３１６→地板側ボール受け１０７→付勢マグネット３０５という磁路ループが形成され、磁気回路の抵抗を小さくすることができる。したがって、小さな付勢マグネット３０５を用いて必要な磁気吸引力を発生することができる。

さらに、本実施例のようにシフト鏡筒３０３にマグネット保持部３０３１を設けることにより、付勢マグネット３０５の脱落を機械的に防止することができ、装置が衝撃力を受けたとき等に異常の発生を防止することができる。

次に、図８を用いて本発明の実施例４について説明する。図８には、像振れ補正装置１００における付勢マグネット１０５の周辺を光軸に平行な面で切断したときの断面を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明を省略する。

本実施例では、地板１０１および付勢マグネット１０５により地板ユニットを構成し、シフト鏡筒４０３と、支持部材としての支持突起４０４と、強磁性部材としての強磁性リング４０６とでシフトユニットを構成している。支持突起４０４は、シフト鏡筒４０３に一体的に設けられており、付勢マグネット１０５の内側の空間部内に延びて（配置されて）いる。付勢マグネット１０５の空間部の内径は、シフトユニットのシフトに伴って移動する支持突起４０４に干渉しない寸法に設定されている。

支持突起４０４における地板ユニット側の端部は球面形状に形成され、地板１０１における付勢マグネット１０５の空間部に面した部分に対して１点で接触して滑らかに摺動することができる。

支持突起４０４は、実施例１から３のボールと同様に、光軸回りの３箇所に設けられている。これにより、シフトユニットの光軸方向での地板１０１に対する位置決めを安定的に行うことができる。

強磁性リング４０６は、強磁性材料により円環形状に形成されている。強磁性リング４０６は、その中央の開口部を支持突起４０４が貫通するようにシフト鏡筒４０３に固定されている。強磁性リング４０６の直径は、付勢マグネット１０５の外径とシフトユニットの最大シフト量との合計以上に設定されており、シフトユニットのシフト可能範囲において常に所定の間隔をあけて付勢マグネット１０５と対向している。これにより、シフトユニットと地板ユニットとの間には常に光軸方向における磁気吸引力が作用する。

本実施例では、地板側の支持突起受けを設けていないが、これにより付勢マグネット１０５の磁気効率が低下するが、部品点数を減少させることができる。

本実施例では、支持部材として、実施例１〜３で用いたボールに代えてシフト鏡筒４０３に一体的に設けた支持突起４０４を用いている。こりにより、ボールを用いる場合に比べてシフトユニットのシフトに伴う摩擦は増加するが、部品点数を削減や組み立て性の向上を図ることができる。

なお、本実施例では、地板ユニット（ベース部材および可動部材のうち一方の部材）に付勢マグネットを設け、シフトユニット（ベース部材および可動部材のうち他方の部材）に強磁性リングを設けた。しかし、この関係を逆にして、シフトユニット（一方の部材）に付勢マグネットを設け、地板ユニット（他方の部材）に強磁性リングを設けてもよい。また、支持突起４０４を、地板１０１に一体的に形成してもよい。

さらに、上記各実施例では、像振れ補正装置のシフト機構について説明したが、本発明は、像振れ補正装置以外の装置であってベース部材に対して可動部材を移動させる装置（例えば、ステージ装置）のシフト機構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。

像振れ補正装置の小型化等に有効なシフト機構を提供することができる。

１０１ 地板
１０２ 補正レンズ
１０３ シフト鏡筒
１０４，２０４ ボール
１０５，３０５ 付勢マグネット
１０６，３０６ シフト鏡筒側ボール受け

Claims (9)

1. ベース部材と、
   該ベース部材に対して第１の方向に移動可能な可動部材と、
   前記第１の方向に直交する第２の方向において前記可動部材の前記ベース部材に対する位置決めを行う支持部材と、
   前記ベース部材および前記可動部材のうち一方の部材に設けられた磁石部材と、
   前記ベース部材および前記可動部材のうち他方の部材に設けられ、前記第２の方向において前記磁石部材との間に磁気吸引力を作用させる強磁性部材とを有し、
   前記磁石部材は、前記第２の方向に向かって開口する空間部を有し、
   前記支持部材は、前記空間部内に設けられていることを特徴とするシフト機構。
2. 前記強磁性部材は、前記第２の方向において前記支持部材の当接を受けることを特徴とする請求項１に記載のシフト機構。
3. 前記支持部材は、前記可動部材の移動に伴って前記空間部内において前記第１の方向に転動可能なボールであり、
   前記磁石部材は、前記第１の方向において前記ボールと当接することで該ボールの転動範囲を制限することを特徴とする請求項１または２に記載のシフト機構。
4. 前記一方の部材に、前記第２の方向において前記ボールの当接を受ける第１の磁石側強磁性部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシフト機構。
5. 前記磁石部材の外周に配置された第２の磁石側強磁性部材を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシフト機構。
6. 前記支持部材が、強磁性材料により形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシフト機構。
7. 前記可動部材を前記ベース部材に対して前記第１の方向に移動させる電磁アクチュエータを有し、
   前記他方の部材に設けられた前記強磁性部材は、前記電磁アクチュエータのヨーク部を兼ねていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシフト機構。
8. 前記可動部材は、光学素子または撮像素子を保持し、
   前記第１の方向は、前記光学素子の光軸方向に直交する方向または前記撮像素子の受光面に平行な方向であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のシフト機構像。
9. 請求項８に記載のシフト機構を備えたことを特徴とする光学機器。