JP2015227944A - ブレ補正装置、レンズ鏡筒および撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設計の自由度が高く、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができるブレ補正装置と、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒と、そのブレ補正装置を備える撮影装置を提供すること。
【解決手段】駆動部材１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とブレ補正部材Ｌ３の中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３と、当該駆動部材１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３との交差角度θＢ１〜θＢ３が１０度以上になるように、駆動部材１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。
【選択図】図９Ｂ

Description

本発明は、ブレ補正装置、レンズ鏡筒および撮影装置に関する。

手振れなどによる撮像画像のブレを抑制するブレ補正装置としては、種々のものが知られている。たとえば、特許文献１に示すように、カメラのブレに合わせて、光軸に垂直な平面内で補正レンズを移動させるブレ補正装置が知られている。

この特許文献１に示すブレ補正装置においては、２つの第１および第２駆動部材により可動部材を固定部材に対して並進移動させ、他のもう一つの第３の駆動部材は、可動部材の並進移動に伴って生じる僅かな回転移動を抑制するように設けられている。

すなわち、特許文献１に示す従来のブレ補正装置でも、その他の従来のブレ補正装置においても、少なくとも２つの駆動部材の駆動軸は、光学系の光軸中心を向くように配置することが一般的である。しかしながら、可動部材の重心位置は、光学系の光軸中心とは必ずしも一致しない。そのため、従来のブレ補正装置では、可動部材を並進移動させる際に、可動部材の重心まわりに回転トルクが作用してしまい、可動部材の目標位置への収束性や制御安定性等に悪影響を及ぼすことがある。

特許文献１に示すブレ補正装置では、第３の駆動部材は、可動部材の並進移動に伴って生じる僅かな回転移動を抑制するようにしているが、他の２つの第１駆動部材および第２駆動部材の駆動軸を光軸中心に合わせる必要があるために、設計の自由度が低くなるという課題を有している。

特許第５３４７１９３号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、設計の自由度が高く、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができるブレ補正装置と、そのブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒と、そのブレ補正装置を備える撮影装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレ補正装置は、
固定部材（１４０）に対して相対的に移動可能な可動部材（１３０）と、
前記可動部材（１３０）に備えられ、光学系（Ｌ１〜Ｌ３）により結像される像のブレを補正するブレ補正部材（Ｌ３）と、
前記光学系（Ｌ１〜Ｌ３）の光軸と交差する平面上において、前記可動部材（１３０）を各駆動軸（Ｄ１〜Ｄ３）に沿って移動させる複数の駆動部材（１５２ａ〜１５２ｃ）と、
前記固定部材（１４０）と前記可動部材（１３０）との間で両者に接触するように配置され、前記可動部材（１３０）が前記平面上を移動することを案内する複数のガイド部材（１２０ａ〜１２０ｃ）と、を有し、
前記駆動部材の中心と前記ブレ補正部材の中心とを結ぶ線と、当該駆動部材の前記駆動軸との交差角度が１０度以上になるように、複数の前記駆動部材（１５２ａ〜１５２ｃ）が配置してあることを特徴とする。

なお、上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るカメラの概略ブロック図である。 図２は、図１に示すブレ補正装置の正面側（被写体側）斜視図である。 図３は、図２に示すブレ補正装置の背面側（撮像素子側側）斜視図である。 図４は、図２に示すブレ補正装置の組立図である。 図５は、図４に示す可動部材の分解斜視図である。 図６は、図５に示す可動部材を反対側（被写体側）から見た分解斜視図である。 図７は、図４に示す固定部材の分解斜視図である。 図８は、図７に示す固定部材の反対側（被写体側）から見た分解斜視図である。 図９Ａは、固定部材における磁気吸引力の作用点と支持点との位置関係を示す概略背面図である。 図９Ｂは、可動部材の重心と光軸の中心と駆動軸との関係を示す可動部材および固定部材の概略背面図である。 図１０は、可動部材における磁気吸引力の作用点と支持点との位置関係を示す概略正面図である。 図１１Ａは、図１０に示すXI−XI線に沿う概略断面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示すＶＣＭの拡大断面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係るブレ補正装置の制御ブロック図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るカメラ１は、いわゆるコンパクトデジタルカメラであり、カメラボディ１ａとレンズ鏡筒２とが一体化してある。なお、以下の実施形態では、コンパクトデジタルカメラを例に説明するが、本発明はこれに限定されない。たとえば、レンズとカメラボディとが別個に構成される一眼レフデジタルカメラであっても良い。さらに、ミラー機構を省いたミラーレスタイプのカメラであっても良い。また、コンパクトデジタルカメラや一眼レフデジタルカメラに限らず、ビデオカメラ、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。

レンズ鏡筒２は、被写体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３を配列して構成された撮像光学系を備えている。また、本実施形態のカメラ１では、第３レンズ群Ｌ３の背後（像面側）に、ＣＣＤやＣＭＯＳに代表される撮像素子３を具備してある。

第１レンズ群Ｌ１は、撮像光学系のうち最も被写体側に設けられ、駆動機構６により光軸Ｌに沿った方向に移動自在に駆動され、ズーミングが可能になっている。第２レンズ群Ｌ２は、駆動機構８により光軸Ｌに沿った方向に移動自在に駆動され、フォーカシングが可能になっている。

第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３は、ブレ補正装置１００の一部を構成する。ブレ補正レンズ群Ｌ３は、ＣＰＵ１４からの信号を受けたブレ補正装置１００により、光軸Ｌと交差する面内で移動可能である。第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３は、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（ブレ補正レンズ群）Ｌ３により撮像素子３の撮像面に形成される光学像の像ブレを低減する。なお、像ブレは、手ぶれなどによるカメラの動きに起因して生じる。

絞り機構４は、カメラの露光を制御するように駆動機構１０により駆動される。撮像素子３は、撮像光学系が撮像面上に結像する被写体像の光に基づいて、電気的な画像出力信号を生成する。その画像出力信号は、信号処理回路１６で、Ａ／Ｄ変換やノイズ処理されてＣＰＵ１４へ入力する。

レンズ鏡筒２には、ジャイロセンサなどの角速度センサ１２が内蔵してあり、角速度センサ１２は、カメラ１に生じる手ブレなどによる角速度を検出し、ＣＰＵ１４に出力する。ＣＰＵ１４には、ＡＦセンサ１８からの検出信号も出力され、その検出信号に基づき、駆動機構８を制御し、オートフォーカス（ＡＦ）機構を実現している。なお、角速度センサ１２は、カメラボディ１ａに備えられても良い。

ＣＰＵ１４には、記憶媒体２０、不揮発性メモリ２２および各種操作ボタン２４などが接続されている。記憶媒体２０は、ＣＰＵ１４からの出力信号を受けて、撮影画像を記憶したり、読み出されたりするメモリであり、たとえば着脱自在なカード式メモリである。着脱自在なメモリとしては、ＳＤカード等のさまざまなタイプがあるが、特に限定されるものではない。

不揮発性メモリ２２は、ジャイロセンサのゲイン値およびホール素子の校正値などの調整値情報が記憶してあり、ＣＰＵ１４と共にカメラの内部に内蔵してある半導体メモリなどで構成される。各種操作ボタン２４としては、たとえばレリーズスイッチが例示され、レリーズスイッチを半押しまたは全押しすることで、その信号がＣＰＵ１４に入力される。

図１に示すブレ補正装置１００の構成を図２〜図１２を用いて説明する。なお、以下の説明では、光軸Ｌに平行な軸をＺ軸とする。

特に図４の分解斜視図に示すように、ブレ補正装置１００は、被写体側から像面側に向けて光軸Ｌに沿って、遮光部材１１０と可動部材１３０と固定部材１４０とを、この順序で有する。遮光部材１１０は、固定部材１４０に組み合わされて固定部材の一部となる。遮光部材１１０の中央部には、開口部が形成してあり、被写体からの光を、図１に示す撮像素子３へ向かわせるようになっている。遮光部材１１０は、不要な光や反射光が撮像素子３へ向かうことを防止する。

可動部材１３０は、遮光部材１１０と固定部材１４０との間に挟まれるが、固定部材１４０に対して、光軸Ｌと交差する垂直方向に移動自在に保持される。可動部材１３０を固定部材１４０に対して光軸Ｌと交差する垂直方向に移動自在に保持する具体的な構造については後述する。

可動部材１３０は、その略中央部にブレ補正レンズ群Ｌ３を備えている。以下の説明では、本実施形態の理解を容易にするために、ブレ補正レンズ群Ｌ３を１枚のブレ補正レンズＬ３として説明するが、複数のレンズの組み合わせで構成されてもよい。

図５および図６に示すように、可動部材１３０は、光軸Ｚに対して略垂直に交差する主基板１３１を有する。主基板１３１の中央部にレンズ群Ｌ３が固定してある。レンズ群Ｌ３の周囲に位置する主基板１３１には、３つの開口部１３１ａ〜１３１ｃが円周方向に沿って略等間隔に形成してある。各開口部１３１ａ〜１３１ｃは、主基板１３１を光軸Ｌ方向に貫通するように形成してあり、それぞれ同様な略矩形形状を有するが、それぞれの長手方向の角度が異なっている。

図６に示すように、各開口部１３１ａ〜１３１ｃの被写体側には、長方形板形状の駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃが、それぞれ嵌合される。また、図５に示すように、各開口部１３１ａ〜１３１ｃの像面側（図１に示す撮像素子３の方向）には、磁石用バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃが、それぞれ嵌合される。各バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃは、磁性体材料で構成してあり、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃと同じ形状を有する。

バックヨーク１３３ａ〜１３３ｃと駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃとは、それぞれ密着して配置され、磁石１３２ａ〜１３２ｃで発生する磁力がバックヨーク１３３ａ〜１３３ｃを通して磁石１３２ａ〜１３２ｃに戻され、その背後（像面側）に漏れないようになっている。

図６に示すように、開口部１３１ａ〜１３１ｃの近くには、それぞれボール受け面１３４ａ〜１３４ｃが形成してある。各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃには、図７に示す転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが接触し、各ボール１２０ａ〜１２０ｃのスムーズな回転当接を許容する。各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃと開口部１３１ａ〜１３１ｃとの位置関係、すなわち、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃと駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃとの位置関係の詳細に関しては後述する。

図６に示すように、可動部材１３０の主基板１３１の外周４箇所には、光軸Ｌに略平行な取付片１３５ａ〜１３５ｄが主基板１３１と一体に形成してある。取付片１３５ａ〜１３５ｃが一体成形してある主基板１３１は、たとえばプラスチックなどで構成されるが、それに限定されない。

各取付片１３５ａ〜１３５ｃには、それぞれ位置検出用基準板（たとえば反射板）１３６ａ〜１３６ｄが取り付けてある。各基準板１３６ａ〜１３６ｄの取付位置は、後述する図７に示す位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄの取付位置に対応し、これらのセンサ１４６ａ〜１４６ｄにより、可動部材１３０の固定部材１４０に対する相対位置（相対回転位置も含む）を検出可能になっている。

図７および図８に示すように、固定部材１４０は、光軸Ｚに対して略垂直に交差する主基板１４１を有する。主基板１４１の中央部には主開口部が形成してあり、被写体側からの光を図４に示す可動部材１３０のレンズ群Ｌ３へ導くようになっている。

主開口部の周囲に位置する主基板１４１には、３つの副開口部１４１ａ〜１４１ｃが円周方向に沿って略等間隔に形成してある。各副開口部１４１ａ〜１４１ｃは、主基板１４１を光軸Ｌ方向に貫通するように形成してあり、それぞれ同様な略矩形形状を有するが、それぞれの長手方向の角度が異なっている。各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの形成位置と形成角度は、図５および図６に示す可動部材１３０における開口部１３１ａ〜１３１ｃの形成位置と形成角度に対応している。

図７に示すように、各開口部１４１ａ〜１４１ｃの像面側には、駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃが、それぞれ位置決めして固定される。駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃは、図６に示す駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃに対応する形状と大きさで形成され、それぞれ光軸Ｌ方向に向き合うように配置される。

各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃを固定部材１４０に対して位置決めして取り付けるために、図７に示すように、各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの周囲に位置決め用凸部を形成し、これらの凸部が各コイル１４２ａ〜１４２ｃに係合するようにしても良い。各コイル１４２ａ〜１４２ｃの主基板１４１への取付は、たとえば接着により行われても良い。

また、図８に示すように、各副開口部１４１ａ〜１４１ｃの被写体側には、コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃが、それぞれ嵌合される。各バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃは、図５に示すバックヨーク１３３ａ〜１３３ｃと同様に、磁性体材料で構成してあり、図６に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃと同じ形状を有することが好ましい。バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃと駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃとは、それぞれ副開口部１４１ａ〜１４１ｃを介して近接して配置される。

各コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃは、図９Ａに示すように、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃと重複する形状を有し、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの面積内に収まる形状である。また、各コイル用バックヨーク１４３ａ〜１４３ｃの中心（駆動面に投影した形状の重心位置／以下同様）は、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心と一致し、図６に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とも一致するようになっている。

なお、可動部材１３０は、固定部材１４０に対して、光軸Ｌに略垂直方向に移動可能であり、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心が、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と常に一致しているわけではない。ただし、固定部材１４０に対して、可動部材１３０が初期位置（原点位置）にある場合、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの中心が、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と一致しているとして、以下の説明を行う。

図９Ａに示すように、副開口部１４１ａ〜１４１ｃの近くには、それぞれボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃが形成してある。各ボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃには、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが光軸方向に一部飛び出すように収容される。

たとえば図１１Ｂに示すように、転動ボール１２０ｃは、固定部材１４０のボール保持凹部１４４ｃに収容された状態で、可動部材１３０のボール受け面１３４ｃに当接して回転可能になっている。そのため、可動部材１３０が固定部材１４０に対して光軸と垂直方向に移動した場合に、転動ボール１２０ｃは、可動部材１３０と固定部材１４０との間で転がり回転を行い、固定部材１４０に対する可動部材１３０の低摩擦でスムーズな移動をガイドしている。

なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、転動ボール１２０ｃのみを描いてあるが、その他の転動ボール１２０ａ，１２０ｃに関しても同様であり、固定部材１４０と可動部材１３０との間で回転可能に両者に対して接触して回転可能に配置され、可動部材１３０と固定部材１４０との間では、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃ以外では接触しないようになっている。

また、各ボール保持凹部１４４ａ〜１４４ｃと副開口部１４１ａ〜１４１ｃとの位置関係は、前述した図６に示す各ボール受け面１３４ａ〜１３４ｃと開口部１３１ａ〜１３１ｃとの位置関係と同様である。すなわち、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃと駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃ（駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃ）との位置関係の詳細に関しては後述する。

図７に示すように、固定部材１４０の主基板１４１の外周には、光軸Ｌに略平行な枠板１４７が主基板１４１と一体に形成してある。枠板１４７が一体成形してある主基板１４１は、たとえばプラスチックなどで構成されるが、それに限定されない。

枠板１４７の円周方向の４箇所には、図６に示す位置検出用基準板１３６ａ〜１３６ｄに対応させて、取付用切り欠き１４５ａ〜１４５ｄが形成してあり、各切り欠き１４５ａ〜１４５ｄには、位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄが取り付けてある。位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、図６に示す位置検出用基準板１３６ａ〜１３６ｄに対して所定の隙間で配置され、これらの間の隙間の寸法変化から、可動部材１３０の固定部材１４０に対する相対位置を検出可能になっている。

たとえば図１０に示すX1−XI線に沿う断面図である図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、磁石１３２ｃで発生する磁束は、駆動コイル１４２ｃおよびバックヨーク１４３ｃを通して、磁石１３２ｃに戻される。また、磁石１３２ｂの反コイル側表面から外側に向かう磁束は、バックヨーク１３３ｃを通して磁石１３２ｃに戻される。

図１１Ｂに示すように、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃを設けることで、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃよりも外側への磁束の拡散を抑制することができる。その結果、閉ループの磁束の流れを高密度で形成することができ、可動部材１３０を固定部材１４０に対して、強い磁気力で吸引させることができる。また、バックヨーク１３３ｃおよび１４３ｃを設けることで、体積の小さい磁石でも転動ボール１２０ｃを挟持するのに必要な磁気吸引力を発生することができるので、ブレ補正装置全体の小型化を実現することができる。

なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、駆動コイル１４２ｃ、コイル用バックヨーク１４３ｃ、磁石１３２ｃおよび磁石用バックヨーク１３３ｃについて図示してあるが、その他の駆動コイル１４２ａ，１４２ｂ、コイル用バックヨーク１４３ａ，１４３ｂ、磁石１３２ａ，１３２ｂおよび磁石用バックヨーク１３３ａ，１３３ｂについても同様である。

前述したように、可動部材１３０と固定部材１４０との間には、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが介在されているため、可動部材１３０は、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを介して、固定部材１４０に磁力で吸着され、固定部材１４０に対して光軸Ｌと交差する方向（可動部材１３０の主基板１３１に平行な方向）に移動自在になっている。なお、この磁気吸引力は、図９Ａに示す駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに通電しない状態でも作用する。このため、図１に示すカメラ１の電源を入れていない状態でも、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを介して可動部材１３０は固定部材１４０に対して磁気吸着される。

可動部材１３０は、可動部材１３０に備えられる磁石１３２ａ〜１３２ｃと、固定部材１４０に備えられる駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃとの相互作用によって発生する駆動力により、光軸Ｌに交差する平面上を移動する。

たとえば図１０に示す駆動磁石１３２ａと図９Ａに示す駆動コイル１４２ａとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第１ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１５２ａを構成する。図１０に示す駆動磁石１３２ｂと図９Ａに示す駆動コイル１４２ｂとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第２ＶＣＭ１５２ｂを構成する。図１０に示す駆動磁石１３２ｃと９Ａに示す駆動コイル１４２ｃとが、光軸Ｌ方向に所定間隔で向き合うことで、第３ＶＣＭ１５２ｃを構成する。第３ＶＣＭ１５２ｃの断面図のみを、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すが、その他の第１ＶＣＭ１５２ａおよび第２ＶＣＭ１５２ｂも同様である。

本実施形態では、図９Ａに示すように、駆動部材としての各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃと、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃとが、以下の条件を満足するように配置してある。すなわち、まず、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３からそれぞれ最も近い転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３までの駆動平面に投影した距離を、それぞれ距離Ｍ１Ｂ１，Ｍ２Ｂ２，Ｍ３Ｂ３とする。また、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３から他のＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３までの距離を、距離Ｍ１Ｍ３，Ｍ１Ｍ２，Ｍ２Ｍ３とする。

本実施形態では、距離Ｍ１Ｂ１が、距離Ｍ１Ｍ３およびＭ１Ｍ２の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。また、距離Ｍ２Ｂ２が、距離Ｍ２Ｍ３およびＭ１Ｍ２の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。さらに、距離Ｍ３Ｂ３が、距離Ｍ２Ｍ３およびＭ１Ｍ３の内の短い方の距離に対して所定割合以下となる。

すなわち、本実施形態では、第１ＶＣＭ１５２ａの中心Ｍ１から最も近い転動ボール１２０ａの中心Ｂ１までの距離Ｍ１Ｂ１が、第１ＶＣＭ１５２ａの中心Ｍ１から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ２またはＭ３までの距離Ｍ１Ｍ２またはＭ１Ｍ３の所定割合以下となる。また、第２ＶＣＭ１５２ｂの中心Ｍ２から最も近い転動ボール１２０ｂの中心Ｂ２までの距離Ｍ２Ｂ２が、第２ＶＣＭ１５２ｂの中心Ｍ２から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ１またはＭ３までの距離Ｍ１Ｍ２またはＭ２Ｍ３の所定割合以下となる。さらに、第３ＶＣＭ１５２ｃの中心Ｍ３から最も近い転動ボール１２０ｃの中心Ｂ３までの距離Ｍ３Ｂ３が、第３ＶＣＭ１５２ｃの中心Ｍ３から最も近い他のＶＣＭの中心Ｍ１またはＭ２までの距離Ｍ１Ｍ３またはＭ２Ｍ３の所定割合以下となる。

所定割合としては、３０％以下、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下であり、配置が許す限り、所定割合は小さい方が良いが、３０％以下であれば、従来技術に比較して、後述するように十分な優れた効果を奏する。

なお、本実施形態では、駆動平面とは、光軸Ｌに交差する方向であって、可動部材１３０が固定部材１４０に対して、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃにより移動させられる平面を意味する。また、駆動部材としてのＶＣＭの中心Ｍ１〜Ｍ３とは、具体的には、図１０に示す各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃの駆動平面における重心位置を意味し、原点位置では、図９に示す各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃの重心位置に一致する。また、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心とは、図９に示す駆動平面において、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの重心位置である。

本実施形態では、図９Ａに示すように、各転動ボール１２０ａ〜１２０ｃを、それぞれ駆動部材としてのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの近くに配置することで、磁気吸引力の作用点位置（ＶＣＭ位置）と、支持点位置（転動ボールの位置）とが近くなる。そのため、従来技術とは異なり、可動部材１３０と固定部材１４０のたわみ量が大きくなるおそれが低減され、磁石１３２ａ〜１３２ｃとコイル１４２ａ〜１４２ｃの隙間距離が変化せず、駆動力が設計値に対してずれるおそれが少なく、ブレ補正動作の性能が向上する。

なお、ブレ補正動作とは、たとえば以下のように説明することができる。図１に示すジャイロセンサなどの角速度センサ１２を用いて、カメラ１のブレ量を、リアルタイムで検出する。その検出されたブレ量に応じて、カメラ１の制御装置は、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに駆動電流を流し、これらを駆動制御する。

各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに駆動電流を流すことで、各駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃに対して光軸方向に所定間隔で向き合っている駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃにローレンツ力が作用する。その結果、各駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃは、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３の方向に移動させられる。そのため、可動部材１３０は、これらの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３を含む駆動平面内を、固定部材１４０に対して相対移動する。その可動部材１３０には、レンズ群Ｌ３が装着してあることから、レンズ群Ｌ３は、カメラ１のブレをキャンセルする方向に移動し、ブレ補正動作を行うことができる。本実施形態では、そのブレ補正動作の性能が向上する。

また、本実施形態では、図９Ａおよび図１０に示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３よりも、転動ボール１３４ａ〜１３４ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３が、光軸Ｌの中心Ｏに近い位置となるように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃと転動ボール１２０ａ〜１２０ｃとが配置してある。このような配置関係とすることで、支持点位置（転動ボールの位置）が駆動力の作用点位置（ＶＣＭ位置）の内側に配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。

さらに本実施形態では、図１０に示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３と光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＭＯ１〜ＭＯ３よりも、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３に近い位置に、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３が位置する。このような配置関係とすることで、支持点位置（転動ボールの位置）が駆動軸Ｄ１〜Ｄ３の近くに配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。

さらに本実施形態では、従来のブレ補正装置で見られるような引張バネによって転動ボールを挟持する方式と異なるため、次に示すような従来技術の不都合を有さない。すなわち、従来では、可動部材と固定部材に備えられたバネ掛け部において、可動部材の移動に応じた間欠的な（ガクガクとした）動きが発生して、バネ付勢力による負荷が不安定に変化して、制御性能が悪化する。本実施形態によると、この影響が全く無いため、制御性能を向上させることができる。

本実施形態では、図９Ｂに示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とレンズ群Ｌ３の光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３と、当該ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３との交差角度θＢ１〜θＢ３が、それぞれ１０度以上になるように、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。本実施形態では、交差角度θＢ１〜θＢ３は、１０度以上であれば、特に制限はないが、１８０度より小さく、好ましくは、９０度以下である。また、これらの交差角度θＢ１〜θＢ３は、本実施形態では、それぞれ略同一であるが、異なっていても良い。

本実施形態では、交差角度θＢ１〜θＢ３を、１０度以上とし、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃを用いて、可動部材１３０のＸ軸方向およびＹ軸方向の並進移動を制御すると共に、可動部材１３０の重心Ｇ回りの回転を防止する。本実施形態では、いずれのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸を、光軸の中心に合わせる必要がないので、設計の自由度が高く、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

また本実施形態では、隣接する一方のＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が、他のＶＣＭ１５２ｃ，１５２ａ，１５２ｂの中心Ｍ３，Ｍ１，Ｍ２を通る関係にある。そのため、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が形成する駆動軸三角形の頂点が、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心に一致する。ただし、本実施形態では、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３が形成する駆動軸三角形の頂点が、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心には必ずしも一致しなくても良い。ただし、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの配置が許される限りにおいて、これらは略一致することが好ましい。

さらに本実施形態では、図１０に示すように、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３で囲まれる駆動軸三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。なお、可動部材１３０の重心Ｇとは、比重が相互に異なるレンズ群Ｌ３と主基板１３１とその他の部材（主基板１３１に固定された全ての部材）を含めて算出された重心である。

本実施形態では、３つのＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３で囲まれる駆動軸三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

さらに本実施形態では、図１０に示すように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの中心Ｂ１〜Ｂ３を結ぶガイド三角形の内部に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

本実施形態では、ガイド三角形の面積が、駆動軸三角形の面積よりも小さい。すなわち、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの位置を、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの位置よりも光軸Ｌの中心Ｏに近くすることで、支持点位置（転動ボール１２０ａ〜１２０ｃの位置）が駆動力の作用点位置（ＶＣＭ位置）の内側に配置されることになる。その結果、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、可動部材１３０の固定部材１４０に対する磁気吸引保持も安定化される。

本実施形態では、図１０に示すように、ガイド三角形の辺の内側に接する内接円ＩＤの中に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

さらに、本実施形態では、図１０に示すように、記駆動軸三角形の辺の内側に接する内接円の中に、可動部材１３０の重心Ｇが位置するように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃが配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

さらにまた、駆動軸三角形の各頂角がそれぞれ鋭角であるため、可動部材１３０の重心Ｇと光軸Ｌの中心Ｏとを、駆動軸三角形の内部に位置させやすく、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

さらにまた、図９Ｂに示すように、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃのそれぞれの中心Ｍ１〜Ｍ３と、光学部材Ｌ３の中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３が、中心Ｏの周囲に、略等間隔で配置されている。すなわち、本実施形態では、直線ＯＭ１〜ＯＭ３が、１２０度間隔で配置してある。このように配置することで、可動部材１３０の固定部材１４０に対する駆動平面での相対移動が安定化すると共に、設計の自由度が高くなり、しかも高性能なブレ補正動作を行うことができる。

さらに本実施形態では、図１１Ａに示すように、可動部材１３０の光軸Ｌ方向における重心Ｇの高さが、磁石１３２ｃ（１３２ａ，１３２ｂも同様）の光軸Ｌ方向における中心高さＭＨと略同一の位置にある。このような関係にある時に、可動部材１３０の重心Ｇ回りに作用する回転トルクを小さくすることが可能になり、制御性能を向上させることができる。

次に、主として図１２を用いて、本実施形態に係るブレ補正装置１００の制御部について説明する。図１２に示すブレ補正装置１００の制御部は、たとえば、図１に示すカメラボディ１ａのＣＰＵ１４が備えても良いし、レンズ鏡筒２のレンズＣＰＵ（不図示）が備えても良く、少なくとも目標位置生成部１６２を有する。目標位置生成部１６２には、図１に示す角速度センサ１２からの角速度信号が入力される。角速度センサ１２は、たとえば図１に示すカメラ１に生じるピッチ方向およびヨー方向のブレ角速度信号ωｐ、ωｙ（ｒａｄ／ｓ）を検出し、目標位置生成部１６２に出力する。

目標位置生成部１６２は、ブレ角速度信号ωｐ、ωｙを積分してブレ角度θｐ、θｙ（ｒａｄ）に変換し、ブレ角度θｐ、θｙを光軸に交差する平面に投影して、可動部材１３０のＸ方向目標位置、Ｙ方向目標位置、θ方向目標位置に関する信号を生成し、それらを、それぞれメモリ１６４ｘ，１６４ｙ，１６４θに出力する。可動部材１３０のＸ方向目標位置、Ｙ方向目標位置、θ方向目標位置に関する信号は、ブレ角速度信号ωｐ、ωｙに基づくブレを打ち消すための可動部１３０の目標位置に関する信号である。

メモリ１６４ｘから出力されるＸ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６ｘに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｘに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｘには、Ｘ軸センサ１４６ｘから検出されてメモリ１７４ｘに保存されたＸ軸方向実測位置データが入力される。なお、図１２に示すＸ軸センサ１４６ｘは、たとえば図７に示す位置検出センサ１４６ａ，１４６ｄに対応するが、これに限定されず、一般的なホール素子センサでも良い。

図１２に示すＦＦ制御器１６６ｘとＦＢ制御器１６８ｘとから出力されたデータは、Ｘ軸方向駆動力演算部１７０ｘに入力され、そこで、Ｘ軸方向の駆動力Ｆｘが演算される。駆動力Ｆｘは、本実施形態では、たとえば下記の数１で示される。

また、メモリ１６４ｙから出力されるＹ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６ｙに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｙに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８ｙには、Ｙ軸センサ１４６ｙから検出されてメモリ１７４ｙに保存されたＹ軸方向実測位置データが入力される。なお、図１２に示すＹ軸センサ１４６ｙは、たとえば図７に示す位置検出センサ１４６ｂ，１４６ｃに対応するが、これに限定されず、一般的なホール素子センサでも良い。

図１２に示すＦＦ制御器１６６ｙとＦＢ制御器１６８ｙとから出力されたデータは、Ｙ軸方向駆動力演算部１７０ｙに入力され、そこで、Ｙ軸方向の駆動力Ｆｙが演算される。駆動力Ｆｙは、本実施形態では、たとえば下記の数１で示される。

また、メモリ１６４θから出力されるθ方向目標位置は、フィードフォワード（ＦＦ）制御器１６６θに出力されると共に、フィードバック（ＦＢ）制御器１６８θに出力される。フィードバック（ＦＢ）制御器１６８θには、θセンサ１４６θから検出されてメモリ１７４θに保存されたθ軸方向実測位置データが入力される。なお、図１２に示すθセンサ１４６θは、たとえば図７に示す位置検出センサ１４６ｂ，１４６ｃに対応するが、これに限定されず、一般的なホール素子センサでも良い。

図１２に示すＦＦ制御器１６６θとＦＢ制御器１６８θとから出力されたデータは、θ方向駆動力演算部１７０θに入力され、そこで、θ軸方向の駆動力Ｆθが演算される。駆動力Ｆθは、本実施形態では、たとえば下記の数１で示される。

上記の数１において、ＦｘはＸ軸方向の駆動力指令値であり、ＦｙはＹ軸方向の駆動力指令値であり、Ｆθはθ軸方向の駆動力指令値であり、Ｆ１は第１駆動軸Ｄ１に沿った駆動力指令値であり、Ｆ２は第２駆動軸Ｄ２に沿った駆動力指令値であり、Ｆ３は第３駆動軸Ｄ３に沿った駆動力指令値である。

また、θ軸は、光軸中心Ｏまわりに反時計回りを正とする座標軸であり、θＡ１、θＡ２、θＡ３は、それぞれ図９Ｂに示すように、ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの各中心Ｍ１〜Ｍ３と光軸中心Ｏとを結ぶ直線ＯＭ１〜ＯＭ３と、Ｘ軸との間の角度（反時計回りの角度）を示す。また、θＢ１，θＢ２，θＢ３は、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの中心Ｍ１〜Ｍ３とレンズ群Ｌ３の光軸Ｌの中心Ｏとを結ぶ線ＯＭ１〜ＯＭ３と、当該ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動軸Ｄ１〜Ｄ３との交差角度を示す。さらに、距離ｄ１，ｄ２，ｄ３は、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３と、可動部材１３０の重心Ｇとの間の距離を示す。

上記の数１は、行列式で示すことができ、その行列式を下記の数２で示す。

なお、数２において、Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｙ１，Ｔｙ２，Ｔｙ３，Ｔθ１，Ｔθ２，Ｔθ３は、下記の数３で表される。

さらに、数２から下記の数４が導かれる。

数４は、図１２に示す座標変換部１７２で用いる座標変換式を示している。この座標変換部１７２では、演算部１７０ｘ，１７０ｙ，１７０θでそれぞれ演算されたＸ軸方向の駆動力Ｆｘ、Ｙ軸方向の駆動力Ｆｙ、θ軸方向の駆動力Ｆθを、それぞれＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃの駆動力指令値Ｆ１〜Ｆ３に変換し、各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃに出力する。各ＶＣＭ１５２ａ〜１５２ｃは、その指令値Ｆ１〜Ｆ３に基づき駆動され、可動部材１３０を、各駆動軸Ｄ１〜Ｄ３に沿って移動させる。その移動量は、各センサ１４６ｘ，１４６ｙ，１４６θにより検出され、それらのデータは、ＦＢ制御器１６８ｘ，１６８ｙ，１６８θに再入力され、フィードバック制御が行われる。ブレ補正動作中においては、角速度センサ１２とブレ補正装置１００とで上記の制御を繰り返し、ブレ補正を行う。

本実施形態では、可動部材１３０の重心Ｇは、駆動三角形の内側、ならびにガイド三角形の内側に位置するため、可動部材１３０のＸ軸およびＹ軸の並進移動が容易であると共に、中心Ｏ回りの回転制御も容易であり、可動部材１３０の形状の設計自由度が高い。本実施形態では、上述した座標変換行列の中に重心Ｇ位置が含まれる（ｄ１，ｄ２，ｄ３）ことから、重心Ｇ位置に応じて、駆動軸Ｄ１〜Ｄ３と制御軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびθ軸）との間の関係式を設定することが可能である。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

たとえば、上述した実施形態では、位置検出センサ１４６ａ〜１４６ｄは、たとえば光センサで構成してあるが、本実施形態では、センサの種類や取付位置は、特に限定されない。位置検出センサとしては、ホールセンサ、あるいはその他のセンサを用いても良い。また、センサの取付位置は、センサの種類に応じて、適切な位置を選択すれば良い。

また、ガイド部材としては、転動ボール１２０ａ〜１２０ｃに限定されず、可動部材１３０を固定部材１４０に対して、低摩擦状態でスムーズに移動可能に保持することができる部材であれば何でも良い。

さらに、上述した実施形態では、駆動磁石１３２ａ〜１３２ｃが可動部材１３０に装着され、駆動コイル１４２ａ〜１４２ｃが固定部材１４０に装着してあるが、その逆でも良い。

また、上述した実施形態では、ガイド部材としての転動ボール１２０ａ〜１２０ｃが、光軸Ｌの中心Ｏの回りに、周方向に沿って３つで配置してあるが、それ以上で配置してあっても良い。

さらにまた、前記の実施形態では、図１に示すブレ補正レンズＬ３を駆動するタイプの光学系移動型ブレ補正装置であるが、図１に示す撮像素子３が移動するタイプの撮像素子移動型ブレ補正装置にも適用することができる。

さらに上記の実施形態では、可動部材を駆動する手段として、ＶＣＭを適用したが、これに限定されず、たとえば、圧電アクチュエータ等のその他のアクチュエータを使用してもよい。

１００… ブレ補正装置
１２０ａ〜１２０ｃ… 転動ボール
１３０… 可動部材
１３２ａ〜１３２ｃ… 駆動磁石
１３３ａ〜１３３ｃ… 磁石用バックヨーク
１４０… 固定部材
１４２ａ〜１４２ｃ… 駆動コイル
１４３ａ〜１４３ｃ… コイル用バックヨーク
１５２ａ〜１５２ｃ… ＶＣＭ
Ｌ３… ブレ補正レンズ

Claims (13)

1. 固定部材に対して相対的に移動可能な可動部材と、
   前記可動部材に備えられ、光学系により結像される像のブレを補正するブレ補正部材と、
   前記光学系の光軸と交差する平面上において、前記可動部材を各駆動軸に沿って移動させる複数の駆動部材と、を有し、
   前記駆動部材の中心と前記ブレ補正部材の中心とを結ぶ線と、当該駆動部材の前記駆動軸との交差角度が１０度以上になるように、複数の前記駆動部材が配置してあることを特徴とするブレ補正装置。
2. ３つの前記駆動部材の各駆動軸で囲まれる駆動軸三角形の内部に、前記可動部材の重心が位置するように、前記駆動部材が配置してある請求項１に記載のブレ補正装置。
3. 前記固定部材と前記可動部材との間で両者に接触するように配置され、前記可動部材が前記平面上を移動することを案内する複数のガイド部材をさらに有し、
   少なくとも３つの前記ガイド部材の中心を結ぶガイド三角形の内部に、前記可動部材の重心が位置するように、前記ガイド部材が配置してある請求項１または２に記載のブレ補正装置。
4. 前記ガイド三角形の面積が、前記駆動軸三角形の面積よりも小さい請求項３に記載のブレ補正装置。
5. 前記ガイド三角形の辺の内側に接する内接円の中に、前記可動部材の重心が位置するように、前記ガイド部材が配置してある請求項３または４に記載のブレ補正装置。
6. 前記駆動軸三角形の辺の内側に接する内接円の中に、前記可動部材の重心が位置するように、前記駆動部材が配置してある請求項２〜５のいずれかに記載のブレ補正装置。
7. 前記駆動軸三角形の各頂角がそれぞれ鋭角である請求項２〜６のいずれかに記載のブレ補正装置。
8. 前記駆動部材のそれぞれの中心と、前記ブレ補正部材の中心とを結ぶ線が、前記ブレ補正部材の中心の周囲に、略等間隔で配置される請求項１〜７のいずれかに記載のブレ補正装置。
9. それぞれの前記駆動部材は、前記可動部材に装着してある磁石と、前記固定部材に装着してあるコイルとの組合せで構成され、
   前記可動部材の前記光軸方向における重心高さが、前記磁石の前記光軸方向における中心高さと略同一の位置にあることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のブレ補正装置。
10. 前記ガイド部材が、転動ボールである請求項１〜９のいずれかに記載のブレ補正装置。
11. 前記駆動部材を制御するための制御部が、前記像のブレを補正するために演算される制御軸における駆動力指令値を、前記制御軸とは異なる前記駆動軸に変換する座標変換部を有する請求項１〜１０のいずれかに記載のブレ補正装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載のブレ補正装置を有するレンズ鏡筒。
13. 請求項１〜１１のいずれかに記載のブレ補正装置を有する撮影装置。

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