JP2013003524A - 像振れ補正装置、およびそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正を高精度に実施するのに有利となる像振れ補正装置を提供する。
【解決手段】この像振れ補正装置は、ベース部材２０に対し、像振れ補正レンズＬ３を保持するシフト部材２１を光軸に直交する面内でシフト移動させて像振れを補正する。像振れ補正装置は、シフト部材２１またはベース部材２０のうち、一方がマグネット２５ｐを保持し、他方がコイル２７ｐを保持して、コイル２７ｐへの通電によりシフト部材２１をシフト移動させるアクチュエータと、マグネット２５ｐの磁束密度を検知し、シフト部材２１の位置を検出する制御回路に対して磁束密度を示す信号を出力する磁気抵抗素子２９ｐとを有する。ここで、磁気抵抗素子２９ｐは、マグネット２５ｐによる磁束の検出方向がシフト部材２１のストローク方向と同一で、かつ、マグネット２５ｐの着磁境界から光軸方向にずれた位置に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、像振れ補正装置、およびそれを用いた光学機器に関する。

従来、デジタルカメラなどの光学機器において、撮影時の手振れなどにより生じやすい像振れを防止するための像振れ補正装置が存在する。この像振れ補正装置は、例えば、光学機器に備わるレンズ鏡筒において、像振れ状況を検出手段により検出し、その検出結果に基づいて像振れ補正用レンズを光軸に対して直交する面内でシフト移動させる構成を有するのが一般的である。この場合、光軸直交面において主振れを吸収する方向に補正レンズを移動させて、像振れによる結像位置のずれを補正することで、像振れが解消される。

この像振れ補正装置では、シフト移動した補正レンズの位置を検出する手段として、マグネットと磁気検出素子、または発光素子と受光素子などの組み合わせによる構成を採用するのが一般的である。このような位置検出素子は、光学機器の使用姿勢において、補正レンズが光軸に垂直な平面内での水平方向であるヨー方向、または鉛直方向であるピッチ方向の一方向の動きを想定した構成を有する。例えば、特許文献１は、磁気検出素子としてホール素子を用い、マグネットが駆動用と位置検出用との用途を兼ね備えた像振れ補正装置を開示している。この像振れ補正装置では、固定側のベース部材にマグネットを、かつ、可動側のシフト部材にヨークとコイルとを配置するシフトユニットを採用している。ここで、ホール素子は、コイルと対向するマグネット面に向かう方向に配置されており、マグネットに向かう光軸方向に磁束密度の検出感度を持つ。このホール素子を位置検出素子として用いる場合は、シフト移動枠と一体となったマグネットベースが駆動方向に変位した際の磁束密度の変化を検知することで、補正レンズの位置を検出することができる。

特開２００９−２２２８９９号公報

ここで、特許文献１に示すような像振れ補正装置にて、像振れ補正をさらに高精度に実施するためには、補正レンズのシフト移動量を増加させる、すなわちロングストローク化を実現することが効果的である。しかしながら、位置検出素子としてホール素子を用いる場合には、補正レンズのロングストローク時に、出力特性の直線性、いわゆるリニアリティが満たされなくなるため、正確な位置検出を行うことが難しい。一方、例えば発光素子と受光素子とを組み合わせた位置検出素子は、補正レンズのロングストローク化のみに着目すれば好適であるが、コストが高く、配置スペースを大きく要する。したがって、この組み合わせによる位置検出素子は、業務用の光学機器に採用されているのが一般的で、特許文献１に示すような民生機用には不向きである。

これに対して、位置検出素子として、検出ストロークが長く、かつコストがホール素子と同等の磁気検出素子である磁気抵抗素子が存在する。しかしながら、特許文献１に示すような像振れ補正装置の構成において、ホール素子に換えてそのまま磁気抵抗素子を採用することには難点がある。例えば、磁気抵抗素子は、ホール素子の約１０００倍の感度を持つため、像振れ補正装置内にて位置検出を成り立たせるためには、磁気抵抗素子をマグネット２５ｐ、２５ｙから光軸方向に５倍程度大きく離間させた位置に配置しなければならない。したがって、磁気抵抗素子とコイルとが一体で動くことを考慮すると、マグネットとコイルとの間が光軸方向に離間することになり、補正レンズを駆動させるために必要となる推力が得られないことになる。さらに、ホール素子は、上述のとおりマグネットに向かう光軸方向に磁束密度の検出感度を持ち、光軸に直交する方向の磁束密度に対して、ほとんど検出感度を持たない。これに対して、磁気抵抗素子は、光軸に直交する方向に磁束密度の検出感度を持ち、光軸方向の磁束密度に対して、ほとんど検出感度を持たない。したがって、単にホール素子に換えて磁気抵抗素子を用いると、磁束密度の検出感度を有する方向と、補正レンズのシフト方向（ストローク方向）とが同一となり、適切に磁束密度を検出することが難しい。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、像振れ補正を高精度に実施するのに有利となる像振れ補正装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ベース部材に対し、像振れ補正レンズを保持するシフト部材を光軸に直交する面内でシフト移動させて像振れを補正する像振れ補正装置であって、シフト部材またはベース部材のうち、一方がマグネットを保持し、他方がコイルを保持して、コイルへの通電によりシフト部材をシフト移動させるアクチュエータと、マグネットの磁束密度を検知し、シフト部材の位置を検出する制御回路に対して磁束密度を示す信号を出力する磁気抵抗素子と、を有し、磁気抵抗素子は、マグネットによる磁束の検出方向がシフト部材のストローク方向と同一で、かつ、マグネットの着磁境界から光軸方向にずれた位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、像振れ補正を高精度に実施するのに有利となる像振れ補正装置を提供することができる。

レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。 本実施形態に係るシフトユニットの各構成部品を示す分解斜視図である。 アクチュエータの構成を説明する概略図である。 ホール素子と磁気抵抗素子との特性比較表である。 シフトユニット内の磁束回路の概念図である。 強磁性体を配置しない場合の磁場解析結果を示すグラフである。 強磁性体を配置した場合の磁場解析結果を示すグラフである。 像振れ補正装置を含む光学機器の電気回路構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

まず、本発明の実施形態に係る像振れ補正装置の説明に際して、一例として像振れ補正装置が設置されるレンズ鏡筒の構成について説明する。なお、このレンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置（光学機器）に採用されるものとする。また、以下の各図において、レンズ鏡筒の光軸方向において被写体に対する方向にＺ軸を取り、該Ｚ軸に対する垂直平面において、鉛直方向（ピッチ方向）にＹ軸を取り、水平方向（ヨー方向）にＸ軸を取って説明する。図１は、レンズ鏡筒１の構成を示す概略断面図である。レンズ鏡筒１は、略円筒の形状を有する第１ホルダ２および第２ホルダ３と、ＣＣＤホルダ４とを備える。さらに、レンズ鏡筒１は、その内部に、第１群レンズＬ１と、第２群レンズＬ２と、第３群レンズＬ３と、第４群レンズＬ４との凸凹凸凸の光学素子群で構成される光学系（変倍光学系）と、撮像素子５とを備える。

第１ホルダ２は、レンズ鏡筒１のＺ軸方向の前部に位置する固定鏡筒であり、第１群レンズＬ１と、第２群レンズＬ２とを備える。第１群レンズＬ１は、レンズ鏡筒１の最外周面に位置し、内周部にビス止めされる第１固定枠６に保持された光学素子である。第２群レンズＬ２は、第１ホルダ２の内部の第１移動枠７に保持され、光軸方向に移動することで変倍動作を行う光学素子である。また、第１ホルダ２は、第１移動枠７を駆動させるための不図示のズームモータと、Ｚ軸方向に延設された２種類のガイドバーとを備える。ズームモータは、回転するロータと同軸のリードスクリューを有し、第１移動枠７に取り付けられたラックと噛合ったリードスクリューをロータにより回転させることにより、第２群レンズＬ２が光軸方向に移動する。第１ガイドバー８は、第１移動枠７をＺ軸方向で移動可能に支持し、一方、不図示の第２ガイドバーは、第１移動枠７と係合させることで第１移動枠７の第１ホルダ２内での円周方向の回転を規制する。さらに、第１ホルダ２は、不図示であるが、第１移動枠７に形成された遮光部の光軸方向への移動を光学的に検知することで、第２群レンズＬ２が基準位置にあることを検出するためのズームリセットスイッチとして利用するフォトインタラプタを備える。

第２ホルダ３は、第１ホルダ２にビス止めにて接続され、レンズ鏡筒１の後部に位置する固定鏡筒であり、第３群レンズＬ３と、第４群レンズＬ４と、絞り装置９とを備える。第３群レンズＬ３は、第２ホルダ３の内部に設置された像振れ補正装置の駆動部としてのシフトユニット１０に保持され、光軸に直交する面内で移動することで像振れ補正を実施する光学素子である。第４群レンズＬ４は、後述する撮像素子５の撮像面に対面しつつ、第２ホルダ３の内部の第２移動枠１１に保持され、光軸方向に移動することで合焦動作を行う光学素子である。また、第２ホルダ３は、第２移動枠１１を駆動させるためのボイスコイルモータ１２と、Ｚ軸方向に延設された２種類のガイドバーとを備える。ボイスコイルモータ１２は、第２ホルダ３の内壁部に圧入固定されたヨークと、該ヨークの内側に設置されたマグネットと、第２移動枠１１に固定され、ヨークに沿ってＺ軸方向に移動するコイルとを備える。第４群レンズＬ４は、コイルに電流を流すことでローレンツ力を発生させ、第２移動枠１１に固定されたコイルが移動することで光軸方向に移動する。第３ガイドバー１３は、第２移動枠１１をＺ軸方向で移動可能に支持し、一方、不図示の第４ガイドバーは、第２移動枠１１と係合させることで、第２移動枠１１の第２ホルダ３内での円周方向の回転を規制する。また、第２ホルダ３は、不図示であるが、第２移動枠１１に接着固定されたスケールに対して発光部から出射する光を照射し、受光部にて反射光を検知することで、第４群レンズＬ４の絶対位置を検出するための光学式センサを備える。さらに、絞り装置９は、第３群レンズＬ３を構成する前段レンズと後段レンズとの間に絞り羽根が位置するように設置し、光学系の開口径を変化させる装置である。なお、本実施形態では、２つのモーターにより２枚の絞り羽根を互いに逆方向に移動させて開口径を変化させる、いわゆるギロチン式を採用する。

ＣＣＤホルダ４は、第２ホルダ３にビス止めにて接続され、レンズ鏡筒１の最後部に位置する撮像素子５を保持する保持部材である。撮像素子５は、第１〜４群の各レンズＬ１〜Ｌ４によって結像される被写体像を光電変換する撮像部である。この撮像素子５としては、本実施形態ではＣＣＤ（Charge
Coupled Device）イメージセンサを採用する。なお、撮像素子５として、例えばＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの他の種類の撮像素子を用いる場合もある。また、撮像素子５は、不図示であるが、各種配線を介し、レンズ鏡筒１を有する撮像装置内のメイン基板に接続される。

次に、本実施形態に係る像振れ補正装置について説明する。像振れ補正装置は、駆動部としてのシフトユニット１０と、該シフトユニット１０の動作を制御する不図示の制御回路とを含む。図２は、シフトユニット１０の各構成部品を示す分解斜視図である。このシフトユニット１０は、上述の通り、第２ホルダ３の内部にて位置決めの上、ビス止めにて設置される。シフトユニット１０は、まず、シフトベース２０と、シフト移動枠２１と、マグネットベース２２と、金属プレート２３とを備える。なお、以下の各図において、ピッチ方向の構成要素には添え字ｐを、ヨー方向の構成要素には添え字ｙを付す。

シフトベース（ベース部材）２０は、シフトユニット１０の本体であり、後述する各アクチュエータのコイルおよびヨークを保持する保持部と、シフト移動枠２１を光軸に直交する方向に移動可能とするボール２４を収容するボールフォルダ２０ａとを有する。シフト移動枠（シフト部材）２１は、像振れ補正レンズ（防振用光学素子）である第３群レンズＬ３を保持し、像振れを補正するために光軸に直交する方向に変位する部位である。マグネットベース２２は、金属プレート２３を介してシフト移動枠２１とビス止めにて固定され、駆動用と位置検出用とを兼ねるマグネット２５ｐ、２５ｙをそれぞれ圧入保持する部位である。マグネット２５ｐ、２５ｙは、マグネットベース２２に圧入されるので、該マグネットベース２２との相対位置関係がずれることはない。また、位置検出機能を兼ねるマグネット２５ｐ、２５ｙの位置は、第３群レンズＬ３を保持するシフト移動枠２１に対して固定された位置となるので、マグネット２５ｐ、２５ｙの位置により第３群レンズＬ３の位置を正確に検出することができる。金属プレート２３は、シフトベース２０とマグネットベース２２との間で、光軸直交面内おける光軸回りの３箇所に配置されたボール２４を支える板材である。この金属プレート２３は、レンズ鏡筒１が衝撃を受けた場合、ボール２４によってモールド部品であるマグネットベース２２に打痕が付いたり、長期間の駆動で生じる磨耗によってシフトユニット１０の駆動特性に劣化が生じたりすることを防止する機能を有する。なお、金属プレート２３の材質としては、例えば、ステンレス鋼などが好適である。同様に、ボール２４の材質としても、その近傍に配置されるマグネット２５に吸引されないように、ステンレス鋼などが好適である。

ここで、ボール２４をシフトベース２０（ボールフォルダ２０ａの光軸方向端面）とマグネットベース２２（金属プレート２３の側面）とに当接させるための力は、マグネット２５ｐ、２５ｙと、後述する固定ヨーク２６ｐ、２６ｙとの間に作用する吸着力である。この吸着力により、マグネットベース２２は、シフトベース２０に近づく方向に付勢されるので、３つのボール２４は、ボールフォルダ部２０ａの光軸方向端面と金属プレート２３の側面に対して押圧状態で当接する。このとき、ボール２４が当接する各面は、光学系の光軸に対して直交方向に広がっており、かつ、３つのボール２４の呼び径は、同じである。したがって、３箇所のボールフォルダ２０ａにおいて光軸方向端面間の光軸方向における位置差を小さく抑えることができるので、シフト移動枠２１に保持された第３群レンズＬ３を、光軸に対する倒れを生じさせることなく移動させることができる。

また、シフトユニット１０は、第３群レンズＬ３を光軸直交面内で駆動するためのピッチ方向の角度変化による像振れを補正する第１アクチュエータと、ヨー方向の角度変化による像振れを補正する第２アクチュエータとの２箇所のアクチュエータを備える。まず、第１アクチュエータは、シフトベース２０に固定される固定ヨーク２６ｐおよびコイル２７ｐと、マグネットベース２２に固定されるマグネット２５ｐとから構成される、いわゆるムービングマグネット型アクチュエータである。同様に、第２アクチュエータは、シフトベース２０に固定される固定ヨーク２６ｙおよびコイル２７ｙと、マグネットベース２２に固定されるマグネット２５ｙとから構成される。このように、第１アクチュエータと第２アクチュエータとは、互いに９０度の角度をなすように配置されているが、構成自体は、同一である。また、第１および第２アクチュエータは、ピッチ方向とヨー方向とにおいて、後述するそれぞれの位置検出センサからの情報に基づいて独立に駆動制御される。

図３は、位置検出センサを含むアクチュエータの構成を説明する概略図である。特に、図３（ａ）は、ピッチ方向の第１アクチュエータの周辺を拡大した断面図であり、図３（ｂ）は、第１アクチュエータの部分に特化した分解斜視図である。まず、マグネットベース２２は、光軸から放射方向に、一方がＳ−Ｎ、他方がＮ−Ｓに着磁されたマグネット２５ｐと、該マグネット２５ｐに吸着固定され、マグネット２５ｐの光軸方向前側の磁束を閉じるためのヨーク２８ｐとを備える。一方、シフトベース２０は、マグネット２５ｐと対向する位置に、コイル２７ｐと、マグネット２５ｐの光軸方向後側の磁束を閉じるための固定ヨーク２６ｐとを備える。これらのマグネット２５ｐ、ヨーク２８ｐ、固定ヨーク２６ｐ、およびコイル２７ｐにより、磁束回路が形成される。ここで、コイル２７ｐに通電すると、マグネット２５ｐの着磁境界に対して略直交する方向に、マグネット２５ｐとコイル２７ｐとの間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、マグネットベース２２は、光軸に直交する方向に移動する。このような構成を有する第１および第２アクチュエータは、ピッチ方向とヨー方向との駆動を合成させることで、マグネットベース２２を介してシフト移動枠２１を光軸直交面内の所定の範囲内で自由に移動させることができる。なお、マグネットベース２２が光軸に直交する方向で移動する際の摩擦は、ボール２４がボールフォルダ部２０ａの側壁に当接しない限り、ボール２４と金属プレート２３との間と、ボール２４とボールフォルダ部２０ａとの間とに発生する転がり摩擦のみである。したがって、マグネットベース２２、すなわち第３群レンズＬ３を保持するシフト移動枠２１は、吸着力が作用しているにも関わらず、極めてスムーズに光軸直交面内で移動することができ、かつ、微小な移動量制御も可能となる。なお、ボール２４に潤滑油を塗布すれば、さらに摩擦力を低減させることができる。

また、本実施形態の像振れ補正装置は、シフト移動枠２１（第３群レンズＬ３）の位置を検出するための位置検出機構として、ピッチ方向とヨー方向の双方にそれぞれ位置検出センサ２９ｐ、２９ｙを備える。特に、本実施形態の位置検出センサ２９ｐ、２９ｙとして、光軸に直交する方向の磁束密度成分を電気信号に変換する磁気抵抗素子を採用する。図４は、磁気抵抗素子の特性を説明するためのホール素子と磁気抵抗素子との特性比較表である。磁気抵抗素子は、従来のシフトユニットに採用されているホール素子と異なり、光軸に直交する方向の磁束密度成分（図中、磁束検出方向）を検出し、光軸方向に対しては、ほとんど感度を有しない。また、出力特性としては、ホール素子が磁極の符号により正負の値を示すのに対し、磁気抵抗素子は、磁極の符号によらず、絶対値として出力される。さらに、磁気抵抗素子は、ホール素子に比べて検出感度が約１０００倍高い。このように、磁気抵抗素子は、信号を絶対値として出力するため、例えば、マグネット２５ｐの着磁境界延長線４０ｐ上に配置されると、ストローク方向の磁束を検出することができない。そこで、本実施形態では、位置検出センサ２９ｐは、着磁境界延長線４０ｐ上から光軸方向にずらした位置、特にこの場合には、図３（ａ）に示すように光軸方向の前側（シフト移動枠２１側）にずらした位置に配置するものとする。一方、位置検出センサ２９ｐのヨー方向（Ｘ軸方向）の配置位置は、図３（ｂ）に示すようにマグネット２５ｐの延設方向の長さに対する略中間位置とする。なお、これらの配置位置は、ヨー方向側の位置検出センサ２９ｙについても同様である。さらに、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙは、第２ホルダ３の外側壁面の内部に収容され、ＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）３０にハンダ付けされる。ＦＰＣ３０は、ＦＰＣ押さえ金具を介してシフトベース２０に位置決め固定される。これにより、ＦＰＣ３０の浮きや位置検出センサ２９ｐ、２９ｙの位置のずれが防止される。

さらに、本実施形態の像振れ補正装置は、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙとして磁気抵抗素子を採用するに伴い、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙに対応するマグネット２５ｐ、２５ｙにより形成される各磁束を収束するための強磁性体３１ｐ、３１ｙを備える。この強磁性体３１ｐ、３１ｙは、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙと、それに対応するマグネット２５ｐ、２５ｙとの間にそれぞれ位置するように設置される。特に、強磁性体３１ｐ、３１ｙは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、各マグネット２５ｐ、２５ｙにおける、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙ側のマグネットの光軸に直交する側の面に当接させることが望ましい。これは、強磁性体３１ｐ、３１ｙの位置を磁界内で安定して支持するためである。この場合、強磁性体３１ｐ、３１ｙの支持方法としては、図３（ａ）に示すように、マグネットベース２２による固定とする。また、強磁性体３１ｐ、３１ｙの形状は、マグネット２５ｐ、２５ｙによる磁束の形状と、マグネット２５ｐ、２５ｙの側面に当接させることとを考慮して、薄板とすることが望ましい。なお、強磁性体３１ｐ、３１ｙの材質は、強磁性の特性を有するものであれば、特に限定するものではない。

次に、シフトユニット１０内に形成される磁束回路について説明する。図５は、一例としてシフトユニット１０を構成するピッチ方向のマグネット２５ｐによる磁束回路を示す概念図である。特に、図５（ａ）は、駆動用磁束回路４１ａを点線で示した図であり、図５（ｂ）は、位置検出用磁束回路４１ｂを点線で示した図である。まず、図５（ａ）において、マグネットベース２２側のマグネット２５ｐは、光軸から放射方向に着磁され、ヨーク２８ｐは、マグネット２５ｐの光軸方向の前側の磁束を収束する。一方、シフトベース２０側のコイル２７ｐは、シフトベース２０に接着固定され、固定ヨーク２６ｐは、マグネット２５ｐの光軸方向の後側の磁束を収束する。これにより、駆動用磁束回路４１ａが点線矢印のように形成される。これに対して、図５（ｂ）において、マグネット２５ｐの側面に強磁性体３１ｐを配置することで、強磁性体３１ｐは、光軸に直交する方向の上側に向かう磁束、すなわち位置検出センサ２９ｐに向かう磁束を収束し、位置検出用磁束回路４１ｂが形成される。このように、マグネット２５ｐの側面に強磁性体３１ｐを配置すると、マグネット２５ｐから位置検出センサ２９ｐに向かう磁束密度が緩和される。

次に、本実施形態に係る像振れ補正装置の作用について説明する。まず、マグネットベース２２がピッチ方向またはヨー方向に移動すると、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙは、位置検出用磁束回路においてマグネット２５ｐ、２５ｙの光軸に直交する方向の磁束密度成分の変化を検知する。次に、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙは、この磁束密度の変化を示す信号（電気信号）を制御回路（例えば、レンズ鏡筒１内の専用回路、または後述するような光学機器側の制御回路など）に出力する。次に、制御回路は、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙからの信号を受信し、この信号に基づいて、マグネットベース２２と一体のシフト移動枠２１の位置、すなわち第３群レンズＬ３の位置を検出することができる。

特に本実施形態では、上記のように位置検出センサ２９ｐ、２９ｙとして磁気抵抗素子を採用する。そして、この磁気抵抗素子は、マグネットに２５ｐ、２５ｙよる磁束の検出方向がシフト移動枠２１のストローク方向と同一で、かつ、着磁境界延長線４０ｐ上から光軸方向にずらした位置に配置される。これにより、磁気抵抗素子が検出する磁束密度には、シフト移動枠２１のストローク方向の成分のみならず、光軸方向の成分も含まれることになり、位置検出センサ２９ｐ、２９ｙは、好適に磁束密度を検知することができる。このように、本実施形態の像振れ補正装置では、検出ストロークが長い磁気抵抗素子を採用可能であることから、第３群レンズＬ３のロングストローク化を実現できる。さらに、磁気抵抗素子は、コストがホール素子と同等であることから、コスト面でも有利である。

さらに、本実施形態では、上記のようにマグネット２５ｐの側面に強磁性体３１ｐを配置する。ここで、マグネット２５ｐの側面に強磁性体３１ｐを配置しない場合と配置した場合との磁場解析結果について説明する。まず、図６は、強磁性体３１ｐを配置しない場合の磁場解析結果を示すグラフである。具体的には、図６の上部に、ピッチ方向のマグネット２５ｐの光軸に直交する側の面から位置検出センサ２９ｐまでの距離ｄ１を示す模式図を記載する。さらに、図６の下部に、上部の模式図に対応した距離ｄ１（ｍｍ）に対する磁束密度（Ｇａｕｓｓ）の値を示すグラフを記載する。なお、磁気抵抗素子は、その出力が磁束密度に比例するため、ここでは磁束密度値を出力値として考えている。また、この磁場解析結果を得るに際し、第３群レンズＬ３の光軸に直交する面内における片側ストロークｔを、予め１．２ｍｍと設定している。このストロークｔの値は、従来の第３群レンズの片側ストロークの値（０．７ｍｍ）よりも大きく、すなわちロングストロークである。なお、これらのストローク値は、従来の補正角の２倍の角度をストローク量に換算した値である。さらに、ロングストローク時のリニアリティは、５．０％以下としている。このような条件を踏まえて図６を参照すると、強磁性体３１ｐを配置しない場合の位置検出センサ２９ｐの位置、すなわち距離ｄ１は、５．０ｍｍとなる。

これに対して、図７は、図６に対応した、強磁性体３１ｐを配置した場合の磁場解析結果を示すグラフである。この図７においても、磁場解析結果を得るに際しての条件は、図６の場合と同一である。図７を参照すると、強磁性体３１ｐを配置した場合の位置検出センサ２９ｐの位置、すなわち距離ｄ２は、３．０ｍｍとなる。なお、このときの強磁性体３１ｐの厚さは、０．５ｍｍとしている。このように、マグネット２５ｐの光軸に直交する側の面に強磁性体３１ｐを配置することで、位置検出センサ２９ｐとして磁気抵抗素子を採用した場合でも、位置検出センサ２９ｐを配置する距離を従来比４０％程度短縮することができる。したがって、本実施形態の像振れ補正装置を採用することで、そのシフトユニット１０を含むレンズ鏡筒を大型化することなく、第３群レンズＬ３のロングストローク化を実現できる。

以上のように、本実施形態によれば、補正レンズである第３群レンズＬ３のロングストローク化により、像振れ補正を高精度に実施するのに有利となる像振れ補正装置を提供することができる。なお、上記実施形態では、シフトユニット１０は、ムービングマグネット型アクチュエータを用いてシフト移動枠２１を駆動するものとしているが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、シフト移動枠２１の駆動機構として、本実施形態のマグネットベース側（可動側）にコイルを設け、一方、シフトベース側（固定側）にマグネットを設けた、いわゆるムービングコイル型アクチュエータも採用し得る。なお、このようなムービングコイル型アクチュエータを採用する場合には、磁気抵抗素子からなる位置検出センサをコイルが設置される可動側の光軸に直交する面に配置することとなる。さらに、上記実施形態では、第３群レンズＬ３を防振用光学素子としているが、例えば、光学系内のレンズを移動させることなく、撮像素子を移動させるような像振れ補正装置にも採用し得る。

（光学機器）
次に、上記実施形態に係る像振れ補正装置を採用したレンズ鏡筒を有する光学機器について説明する。図８は、光学機器の電気回路構成を示すブロック図であり、この光学機器としては、撮像装置であるデジタルスチルカメラを想定している。なお、図８において、シフトユニット１０と同一構成のものには同一の符号を付す。まず、カメラ信号処理回路１０１は、複数の群レンズＬ１〜Ｌ４からなる光学系を通して撮像素子５に結像した被写体の像に対して、所定の増幅やγ補正などの処理を施す。次に、ＡＦゲート１０２またはＡＥゲート１０３は、所定の処理を受けた映像信号から所定の領域のコントラスト信号を取り出す。ここで、ＡＦ回路１０４は、ＡＦゲート１０２を通過したコントラスト信号から高域成分に関する１つ、または複数の出力を生成する。次に、ＣＰＵ１０５は、ＡＥゲート１０３の信号レベルに応じて、露出が最適であるかどうかを判別し、最適でない場合には、最適な絞り値またはシャッター速度で絞りシャッター駆動回路１０９を駆動制御する。また、オートフォーカス動作では、ＣＰＵ１０５は、ＡＦ回路１０４にて生成された出力がピークを示すようにフォーカス駆動源を駆動するフォーカス駆動回路１１１を駆動制御する。また、適正露出を得るために、ＣＰＵ１０５は、ＡＥゲート１０３を通過した信号出力の平均値を所定の値として、絞りエンコーダ１０８の出力がこの所定の値となるように絞りシャッター駆動回路１０９を駆動制御して、開口径を調節する。さらに、ズーム動作では、ＣＰＵ１０５は、ユーザーの指示を受けて、ズーム駆動回路１１２によりズームレンズ群を駆動するズーム駆動源１１０を制御する。なお、フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたフォーカス原点センサ１０６は、フォーカスレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検知する。同様に、フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたズーム原点センサ１０７は、ズームレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検知する。

さらに、振れ角度の検出は、例えば、光学機器に固定された振動ジャイロなどの角速度センサの出力を積分して行う。このとき、ＣＰＵ１０５は、ピッチ方向の振れ角度検出センサ１１４、およびヨー方向の振れ角度検出センサ１１５のそれぞれの出力を処理する。具体的には、ＣＰＵ１０５は、ピッチ側の振れ角度検出センサ１１４からの出力に基づいて、ピッチコイル駆動回路１１６を駆動制御し、第１アクチュエータのコイル２７ｐへの通電を制御する。同様に、ＣＰＵ１０５は、ヨー側の振れ角度検出センサ１１５からの出力に基づいて、ヨーコイル駆動回路１１７を駆動制御し、第２アクチュエータのコイル２７ｙへの通電を制御する。以上の制御により、シフトユニット１０内のシフト移動枠２１が光軸に直交する面内でシフト移動する。また、ＣＰＵ１０５は、ピッチ方向の位置検出センサ２９ｐ、およびヨー方向の位置検出センサ２９ｙのそれぞれの出力を処理する。ここで、第３群レンズＬ３がシフト移動すると、レンズ鏡筒１内の通過光束が曲がる。したがって、ＣＰＵ１０５は、光学機器に振れが生じることによって本来生ずる撮像素子５上での被写体像の変移を相殺する方向に、相殺する曲げ量だけ通過光束を曲げるように第３群レンズＬ３をシフト移動させる。これにより、光学機器が振れても結像している被写体像が撮像素子５上で動かない、いわゆる像振れ補正を行うことができる。さらに、ＣＰＵ１０５は、各振れ角度検出センサ１１４、１１５により得られた光学機器の振れ信号と、各位置検出センサ２９ｐ、２９ｙから得られたシフト量信号との差分に相当する信号に対して増幅、および適当な位相補償を行う。また、ＣＰＵ１０５は、これらの増幅、および位相補償信号に基づいて、各コイル駆動回路１１６、１１７を制御し、シフト移動枠２１をシフト移動させる。この制御により、上記の差分信号がより小さくなるように第３群レンズＬ３が位置決め制御され、目標位置に保たれる。本実施形態の光学機器は、上記の像振れ補正装置を採用することにより、第３群レンズＬ３のロングストローク化を図れることから像振れ補正をさらに高精度に実施できるので、さらなる高性能化を実現できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０ シフトユニット
２０ シフトベース
２１ シフト移動枠
２５ｐ マグネット
２５ｙ マグネット
２７ｐ コイル
２７ｙ コイル
２９ｐ 位置検出センサ
２９ｙ 位置検出センサ
Ｌ３ 第３群レンズ

Claims (5)

1. ベース部材に対し、像振れ補正レンズを保持するシフト部材を光軸に直交する面内でシフト移動させて像振れを補正する像振れ補正装置であって、
   前記シフト部材または前記ベース部材のうち、一方がマグネットを保持し、他方がコイルを保持して、前記コイルへの通電により前記シフト部材をシフト移動させるアクチュエータと、
   前記マグネットの磁束密度を検知し、前記シフト部材の位置を検出する制御回路に対して前記磁束密度を示す信号を出力する磁気抵抗素子と、を有し、
   前記磁気抵抗素子は、前記マグネットによる磁束の検出方向が前記シフト部材のストローク方向と同一で、かつ、前記マグネットの着磁境界から光軸方向にずれた位置に配置されることを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記磁気抵抗素子は、前記着磁境界から前記光軸方向の前記シフト部材の側へずれ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. 前記磁束を収束するための強磁性体を有し、
   前記強磁性体は、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との間に設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記強磁性体は、前記マグネットの光軸に直交する側の面に当接することを特徴とする請求項３に記載の像振れ補正装置。
5. 複数のレンズを含む光学系と、撮像素子とを有する光学機器であって、
   前記光学系は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えることを特徴とする光学機器。

Images