JP4181663B2

JP4181663B2 - 補正光学装置、像振れ補正装置、カメラ及び交換レンズ

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Publication number: JP4181663B2
Application number: JP19811698A
Authority: JP
Inventors: 石川　　正哲; 充篠原; 孝司渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: US6327433B1; JP2000019577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補正光学系を有する補正光学装置や、該補正光学装置を有する像振れ補正装置、該像振れ補正装置を搭載したカメラ、交換レンズの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在のカメラは露出決定やピント合せ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化されているため、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。
【０００３】
また最近では、カメラに加わる手振れによる像振れを補正するシステムも研究されており、撮影者の撮影失敗を誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００４】
ここで、手振れによる像振れを補正するシステムについて簡単に説明する。
【０００５】
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚ乃至１２Ｈｚの振動であるが、シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするため、基本的な考えとして、上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させてやらなければならない。従って、手振れが生じても像振れを生じない写真を撮影可能とする為には、第１に、カメラの振動を正確に検出すること、第２に、カメラの振動による光軸変化を補正レンズを変位させて補正することが必要となる。
【０００６】
この振動（カメラ振れ）の検出は、原理的にいえば、加速度，速度等を検出する振動検出部と、該振動検出部の出力信号を電気的あるいは機械的に積分して変位を出力する演算部より成る振動検出装置とをカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づいて補正光学系を変位させ撮影光軸を変化させるべく搭載された像振れ補正装置内の補正光学装置を制御することにより、像振れ補正が可能となる。
【０００７】
補正光学系の駆動手段の従来例としては、コイルとそれに対向させたマグネットを用い、マグネットを固定部に、コイルを補正光学系に配置して、コイルに電流を通電することで駆動する駆動部を用いて、カメラを正位置に構えた時の縦振れ方向（以下、ピッチ方向と記す）それと直交する横振れ方向（以下、ヨー方向と記す）の振れをそれぞれ検出し、それに対応して前記駆動部をピッチ，ヨーの二方向を補正するために２対配置して、二方向それぞれを独立に駆動する駆動手段が提案されている。
【０００８】
図９は、従来の駆動手段の一例である、コイルとマグネットを示す斜視図であり、図１０は、従来の駆動手段を構成する、マグネットとコイルの関係を示す概略図である。
【０００９】
これらの図において、１０１は第１のマグネットとであり、１０１ａと１０１ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域１０１ｃを有し、不図示の地板に固定されている。１０２は第２のマグネットであり、第１のマグネット１０１と同様、１０２ａと１０２ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域１０２ｃを有し、不図示の地板に固定されている。前記第１，第２のマグネット１０１，１０２は、それぞれ第１のヨーク１０３，第２のヨーク１０４に取り付けられており、矢印Ｂで示す様な磁束の流れをもつ閉磁路を構成している。１０５は前記第１，第２のマグネット１０１，１０２に対向するように挟まれる扁平型のコイルであり、補正光学系１０６を支持する支持枠１０７に一体的に取り付けられると共に、通電により矢印Ｃ方向に駆動される。
【００１０】
なお、図１０（ａ）は補正光学系１０６が駆動中心に位置する状態を、図１０（ｂ）は、補正光学系１０６が最大駆動量分矢印Ｃ方向に駆動され、駆動端に位置する状態を、それぞれ示している。なお、コイル１０５に加わる推力は、該コイル１０５を通る磁束密度と該コイル１０５に通電される電流及び磁束が通るコイルの有効長さの積となる。また、磁束が通るコイル１０６の有効長さは、該コイルとマグネットの対向する幅（補正光学系と一体的に構成されるコイルの駆動方向の）Ｌ₀ に比例するので、該コイルに加わる推力は上記閉磁路における磁束の漏れを無視するならば、ほぼコイルとマグネットの対向する幅Ｌ₀ に比例するといえる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成においては、コイルとマグネットの幅、及び、駆動量の関係についてあまり考慮されておらず、図１０（ａ）の様に補正光学系１０６が駆動中心に位置する状態では、コイルとマグネットの対向する幅Ｌ₀ が大きいものの、図１０（ｂ）の様に補正光学系１０６が駆動端に位置すると対向する幅Ｌ₀ は極端に小さくなっている。このことは、振れ量が大きくなって、駆動端に近づくにしたがって磁束の通るコイル有効長が小さくなり、それにより、駆動力が小さくなる、或いは、それを補う分大きな電流を流さなければならない。
【００１２】
上記駆動力が小さくなるという事は、大きく振れた場合の補正光学系の駆動性能を劣化させ、十分な補正ができないことであり、また、大きな電流を流すという事は、カメラのバッテリーを著しく消耗させてしまい、省電化の大きな妨げになってしまうことである。一方、やみくもにマグネット幅とコイルの巻線幅を大きくして対向する幅を増やそうとすると、駆動部が大型化するのみでなく、コイルの巻線幅を大きくすることは該コイルの重量を増やすことであり、駆動効率を劣化させる。また、コイルの巻線幅を広げることは、コイル有効長を増やす一方で、コイル全長が長くなり、コイル抵抗を増やすので、消費電力を増やすことになってしまう。つまり、駆動効率を上げるためには、磁束の通るコイル有効長を大きくするために、コイルとマグネットの対向幅は大きくする一方で、コイルの巻線幅を小さく抑えることが必要となる。
【００１３】
（発明の目的）
本発明の目的は、補正光学系の駆動量が大きい場合でも、駆動手段の大型化を招くことなく、駆動効率の劣化を少なくすることのできる補正光学装置、像振れ補正装置、カメラ及び交換レンズを提供しようとするものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正する為に移動可能な補正光学系と、コイルと該コイルに対向して配置されるマグネットを含み、前記コイルに通電することにより前記補正光学系を駆動する駆動手段とを有し、前記補正光学系と前記コイルとが一体的に構成された補正光学装置において、前記コイルは扁平型で中空部を有し、前記マグネットは分極された部分の中心に磁化されていない中立域を有し、前記コイルの駆動方向の幅と対向する前記マグネットの幅の関係を、前記コイルの幅に対し前記マグネットの幅を大きくすると共に、前記マグネットの幅を前記コイルの幅に前記補正光学系の最大駆動量を加えた長さ以下とし、前記コイルの前記中空部の幅と前記マグネットの前記中立域の幅と前記最大駆動量の範囲を同一に構成した補正光学装置とするものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、振れを検出する振動検出手段と、本発明の上記補正光学装置と、前記振動検出手段の出力に基づいて前記補正光学装置内の駆動手段を制御し、前記振れに起因する像振れ補正を行う制御手段とを有する像振れ補正装置とするものである。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を搭載したカメラ、交換レンズとするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図８は、手振れによる像振れを補正するシステムの図であり、図示矢印８１方向のカメラ縦振れ８１ｐ及び横振れ８１ｙに由来する像振れを補正するシステムの図である。
【００２０】
同図中、８２はレンズ鏡筒、８３ｐ，８３ｙは各々カメラ縦振れ（ピッチ方向）振動、カメラ横振れ（ヨー方向）振動を検出する振動検出部であり、それぞれの振動検出方向を８４ｐ，８４ｙで示してある。８５は補正光学系（８７ｐ，８７ｙは各々補正光学系８５に推力を与えるコイル、８６ｐ，８６ｙは補正光学系８５の位置を検出する位置検手段）であり、該補正光学系８５は前記検出部８３ｐ，８３ｙの出力を目標値として駆動され、像面８８での安定を確保する。
【００２１】
図１及び図２は本発明の実施の一形態に係る像振れ補正を行う為の補正光学装置を示す図であり、詳しくは、図１は補正光学装置の主要部の構成部品を分解して示す斜視図、図２はその作動を説明する為の断面図である。
【００２２】
まず、図１を用いて簡単に本発明の実施の形態に係る補正光学装置の構成を説明する。１は像振れの補正を行うための補正光学系となる補正レンズである。２は前記補正レンズ１を保持するレンズ鏡筒であり、３は該補正光学装置全体を支持するユニット支持枠である。４はレンズ鏡筒２の光軸周りの回転を規制するＬ字形の支持軸であり、該レンズ鏡筒２に形成された軸受け部２ａに摺動可能に係合するヨー方向に伸びる４ａ部と、ユニット支持枠３に形成された軸受け部３ａに摺動可能に係合するピッチ方向に伸びる４ｂ部を有する。５ａ，５ｂはレンズ鏡筒２に取り付けられるＩＲＥＤ（赤外発光ダイオード）であり、レンズ鏡筒２に設けられた穴部２ｂを通して、後述するＰＳＤ（半導体位置検出器）１８ａ，１８ｂに投光する。６，７は補正レンズ１をピッチ方向及びヨー方向に駆動する扁平型のコイルであり、レンズ鏡筒２に一体的に取り付けられる。８は第１のヨークであり、ユニット支持枠３に一体的に取り付けられる。９は第１のピッチ駆動マグネットであり、前記第１のヨーク８に一体的に取り付けられる。１０は第１のヨー駆動マグネットであり、前記第１のヨーク８に一体的に取り付けられる。１１は前述のレンズ鏡筒２を挟んでマグネット９に対向する第２のピッチ駆動マグネット、１２は前述のレンズ鏡筒２を挟んでマグネット１０に対向する第２のヨー駆動マグネットである。１３は第２のピッチ及びヨー駆動マグネット１１，１２が取り付けられる第２のヨークであり、ユニット支持枠３に設けられ、レンズ鏡筒２を貫通する突起３ｃに一体的に取り付けられる。
【００２３】
１４はレンズ鏡筒２に形成された挿入穴２ｄに挿入されるガタ取りピンであり、ガタ取りバネ１５により、前述の第２のヨーク１３の端面に当接すると共に、レンズ鏡筒２に形成された不図示の突起が第１のヨーク８に当接するようにレンズ鏡筒２を付勢し、光軸方向のガタ取りを行う。１６は前述のＩＲＥＤ５ａ，５ｂの端子及びコイル６，７の端子が半田付けされるフレキシブル基板であり、後述するハード基板１７に電気的に接続される。１７はユニット支持枠３に固定されるハード基板であり、ＰＳＤ１８ａ，１８ｂが搭載されると共に前述のフレキシブル基板１６とつながり、像振れ補正の電気的制御を司どる。
【００２４】
１９は第２のヨーク１３とハード基板１７間のショート防止用の板である。２０は前述のユニット支持枠３に対し回転可能に係合するロックリングであり、ロックコイル２１及び止めピン２２を介して吸着板２３が取り付けられている。２４はロックヨークであり、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄはロック用マグネットであり、これらロックヨーク２４，ロック用マグネット２５により、前述のロックコイル２１を挟んで閉磁路を構成している。２６は吸着コイルであり、吸着用ヨーク２６ａと吸着用ボビン２６ｂで構成されている。２７はそのバネ性により常にロックリング２０を係止方向に付勢する復帰バネであり、一端がロックリング２０に、他端がユニット支持枠３に、それぞれ接続される。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）は、上記構成の補正光学装置において、像振れ補正の駆動に関して説明するために、マグネットとコイルの関係を示す断面図である。
【００２６】
前述した第１のピッチ駆動マグネット９は、９ａと９ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域９ｃを有し、前述したユニット支持枠３に固定されている。１２は第２のピッチ駆動マグネットであり、前記第１のピッチ駆動マグネット９と同様、１２ａと１２ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域１２ｃを有し、前述したユニット支持枠３に固定されている。
【００２７】
前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９，１２は、それぞれ第１のヨーク８，第２のヨーク１３に一体的に取り付けられており、矢印Ｂに示す様な磁束の流れをもつ閉磁路を構成している。６は前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９，１２に対向するように挟まれるピッチ駆動用コイルであり、補正光学系であるところの補正レンズ１を支持する支持枠２に一体的に取り付けられると共に、通電により矢印Ｃ方向に駆動される。なお、図２（ａ）は、補正レンズ１が駆動中心に位置する状態を、図２（ｂ）は補正レンズ１が最大駆動量分だけ矢印Ｃ方向に駆動され、駆動端に位置する状態を、それぞれ示している。
【００２８】
上記構成において、駆動方向のコイル６の巻線幅とマグネット９，１２の幅の関係は、以下に述べる理由から、コイル６の巻線幅に対しマグネット９，１２の幅を大きくすると共に、前記マグネット９，１２の幅を前記コイル６の巻線幅に最大駆動量を加えた長さ以下に設定している。
【００２９】
ここで、図２〜図４を用いて上記のコイル６，マグネット９，１２の幅の関係が最適であることを説明する。
【００３０】
図２において、コイル６の巻線幅（以下、単にコイル幅とも記す）とマグネット９，１２の幅（以下、単にマグネット幅）の差をａとして、その値が最大駆動量Ｓ以下である場合において、レンズ鏡筒２の外径から駆動部の最大径までのスペースをＡとすると、以下の関係となる。コイル６は駆動時の最大径よりはみ出さないように、最大駆動量Ｓだけ外形より小さくなければならない。また、駆動時にコイル６に逆の磁束が加わらない様にコイル中空部６ａ及びマグネット中立域９ｃの各幅は最大駆動量Ｓだけ必要である（つまり、図２から明らかなように、コイル中空部６ａの幅とマグネット中立域９ｃの幅と最大駆動量Ｓの範囲とは同一の寸法に構成されている）。さらに、駆動時にマグネット９，１２とレンズ鏡筒２がぶつからないように該マグネット９，１２とレンズ鏡筒２間に最大駆動量Ｓが必要である。以上の関係からコイルの巻線幅Ｌ_１は、以下の式となる。
【００３１】
Ｌ₁ ＝（Ａ−３Ｓ−ａ）／２ …………（１）
そして、図２（ａ）に示す様にコイル６が駆動中心に位置する場合のコイル対向幅Ｌu は、以下のようになる。
【００３２】
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝Ｌ₁ ×２
＝Ａ−３Ｓ−ａ …………（２）
一方、図２（ｂ）に示す様に最大駆動された時のコイル対向幅Ｌu は
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝（Ａ−３Ｓ−ａ）／２−Ｓ＋（Ａ−３Ｓ−ａ）−Ｓ＋ａ
＝Ａ−５Ｓ …………（３）
である。よって、限られたスペース内にコイル６とマグネット９，１２を配置する場合において、次のことがわかる。
【００３３】
上記（３）式より、最大駆動時のマグネット９，１２とコイル６の対向幅Ｌu はａに関係なく一定である。一方、コイル幅は上記（１）式で表せるので、ａが大きくなるに従ってその幅は小さくなる。つまり、最大駆動端だけで評価するならば、コイル６に対しマグネット幅の差ａが大きくなるにつれて、磁束の通るコイル有効長は変わらずに、コイル全長のみが小さくなるので、コイル抵抗が下がり、駆動効率が上がることとなる。但し、上記（２）式からわかるように、コイル６が駆動中心に位置する場合においては、ａの増加に従ってコイル有効長は小さくなり、駆動効率が落ちるので、駆動中心，最大駆動端それぞれの駆動効率のバランスよりａの値を設定することが望ましい。例えば、防振駆動の制御上、コイル６が駆動中心近傍で駆動される確率が高いならば、ａの値を小さくすれば良いし、また、駆動端まで一様の確率でコイル６が駆動されるならば、ａの値を大きくすれば良い。
【００３４】
なお、ａが最大駆動量Ｓより大きい場合は、図３に示す様に以下の関係となる。図３において、９’は第１のピッチ駆動マグネットであり、９’ａと９’ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域９’ｃを有し、ユニット支持枠３に固定されている、１２’は第２のピッチ駆動マグネットであり、第１のピッチ駆動マグネット９’と同様、１２’ａと１２’ｂに分極されていると共に中心に磁化されていない中立域１２’ｃを有し、ユニット支持枠３に固定されている。
【００３５】
前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９’，１２’はそれぞれ第１のヨーク８’と第２のヨーク１１’に取り付けられており、矢印Ｂ’に示す様な磁束の流れを持つ閉磁路を構成している。６’は前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９’，１２’に対向するように挟まれるピッチ駆動用コイルであり、補正レンズ１’を支持するユニット支持枠３’に一体的に取り付けられると共に、通電により矢印Ｃ’方向に駆動される。なお、図３（ａ）は補正レンズ１’が駆動中心に位置する状態を、図３（ｂ）は補正レンズ１’が最大駆動量分だけ駆動され、駆動端に位置する状態を、それぞれ示している。
【００３６】
前述と同様、コイル幅とマグネット幅の差をａとすると、レンズ鏡筒２’の外径から駆動部の最大径までのスペースをＡとするならば、マグネット９’，１２’が最大外形となり、コイル６’は最大外形よりはａだけ小さくなる。また、駆動時にコイル６’に逆の磁束が加わらないようにコイル中空部及びマグネット中立域の各幅は最大駆動量Ｓだけ必要である。さらに、駆動時にマグネット９’，１２’とレンズ鏡筒２’がぶつからないようにマグネット９’，１２’とレンズ鏡筒２’間に最大駆動量Ｓが必要である。以上の関係からコイル６’の巻線幅Ｌ_２は、以下の式となる。
【００３７】
Ｌ₂ ＝（Ａ−２Ｓ−２ａ）／２ …………（４）
そして、図３（ａ）に示す様にコイル６’が駆動中心に位置する場合のコイル対向幅Ｌu は、以下のようになる。
【００３８】
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝Ｌ₂ ×２
＝Ａ−２Ｓ−２ａ …………（５）
一方、図３（ｂ）に示す様に最大駆動された時のコイル対向幅Ｌu は
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝（Ａ−２Ｓ−２ａ）／２−Ｓ＋（Ａ−２Ｓ−２ａ）／２
＝Ａ−３Ｓ−２ａ …………（６）
となる。よって、上記（６）式より、ａが大きくなるに従ってコイル対向幅Ｌu が小さくなることがわかる。また、上記（３）式と（６）式の比較から、（６）式のａはＳより大きいことから、ａが最大駆動量Ｓより大きいと、コイル対向幅Ｌu が小さくなり、駆動効率が不利になることがわかる。
【００３９】
また、逆にコイル幅がマグネット幅に対しａだけ大きい場合は、図４に示すように以下の関係となる。
【００４０】
図４において、９”は第１のピッチ駆動マグネットであり、９ａ”と９ｂ”に分極されていると共に中心に磁化されていない中立域９ｃ”を有し、ユニット支持枠３”に固定されている、１２”は第２のピッチ駆動マグネットであり、第１のピッチ駆動マグネット９”と同様、１２ａ”と１２ｂ”に分極されていると共に中心に磁化されていない中立域１２ｃ”を有し、ユニット支持枠３”に固定されている。
【００４１】
前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９”，１２”は、それぞれ第１のヨーク８”と第２のヨーク１１”に取り付けられており、矢印Ｂ”に示す様な磁束の流れをもつ閉磁路を構成している。６”は前記第１，第２のピッチ駆動マグネット９”，１２”に対向するように挟まれるピッチ駆動用コイルであり、補正レンズ１”を支持するユニット支持枠２”に一体的に取り付けられると共に、通電により矢印Ｃ”方向に駆動される。なお、図４（ａ）は補正レンズ１”が駆動中心に位置する状態を、図４（ｂ）は補正レンズ１”が最大駆動量分だけ駆動され、駆動端に位置する状態を、それぞれ示している。
【００４２】
前述と同様、コイル幅とマグネット幅の差をａとすると、レンズ鏡筒２”の外径から駆動部の最大径までのスペースをＡとするならば、コイル６”は最大外形よりはＳだけ小さくなり、マグネット９”，１２”はさらにａだけ小さい。また、駆動時にコイルに逆の磁束が加わらないようにコイル中空部及びマグネット中立域の各幅は最大駆動量Ｓだけ必要である。さらに、駆動時のマグネット９”，１２”とレンズ鏡筒２”がぶつからないようにマグネット９”，１２”とレンズ鏡筒２”間に最大駆動量Ｓが必要である。以上の関係からコイル６”の巻線幅Ｌ_３は、以下の式となる。
【００４３】
Ｌ₃ ＝（Ａ−３Ｓ−ａ）／２＋ａ
＝（Ａ−３Ｓ＋ａ）／２ …………（７）
そして、図４（ａ）に示す様にコイル６”が駆動中心に位置する場合のコイル対向幅Ｌu は、以下のようになる。
【００４４】
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝（Ｌ₃ −ａ）×２
＝Ａ−３Ｓ−ａ …………（８）
一方、図４（ｂ）に示す様に最大駆動された時のコイル対向幅Ｌu は
Ｌu ＝Ｌu1＋Ｌu2
＝（Ａ−３Ｓ−ａ）／２−Ｓ＋ａ＋（Ａ−３Ｓ−ａ）／２−Ｓ
＝Ａ−５Ｓ …………（９）
となる。よって、上記（９）式より、最大駆動時のマグネットとコイルの対向幅Ｌu はａに関係なく一定である。一方、コイル幅は上記（７）式で表せるのでａが大きくなるに従って巻線幅は大きくなる。つまり、最大駆動端だけで評価するならば、マグネット幅に対するコイル幅の差ａが大きくなるにつれて、磁束の通るコイル有効長は変わらずに、コイル全長のみが大きくなるので、コイル抵抗が上がり、駆動効率が下がることとなる。さらに、上記（８）式からわかるように、コイルが駆動中心にいる場合においては、ａの増加に従ってコイル有効長は小さくなり、駆動効率が落ちる。ゆえに、コイルがマグネットに対し大きくなるほど駆動効率が不利になることがわかる。
【００４５】
以上より、コイルとマグネットの幅の設定が、マグネット幅がコイル幅より大きく、かつ、マグネット幅をコイル幅に最大駆動量を加えた長さ以下とすることがもっとも望ましいことがわかる。このことから、本実施の形態では、図２に示す様な関係にしている。
【００４６】
補正レンズ１の係止に関しては、ロックリング２０を、図５に示すように回転させて、図５（ａ）の状態で係止し、図５（ｂ）の状態で解除を行う。
【００４７】
係止状態から解除状態への駆動は、ロック用ヨーク２４，ロック用マグネット２５により形成される閉磁路内に配置されたロックコイル２１への通電により、ロックリング２０を回転させて行う。ロックリング２０の解除状態の保持は吸着コイル２６に通電し、ロックリング２０と一体の吸着板２３を吸着することにより行う。解除状態から係止状態への駆動は、吸着コイル２４の通電を切ることにより、ロックリング２０は復帰バネ２７の復帰力により係止方向へと回され、ロックリング２０がストッパピン２８に当接して回転が規制され係止状態が保持される。
【００４８】
図６は、上記の補正光学装置を有する像振れ補正装置を搭載した一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００４９】
同図中、２００はカメラ本体、３００は交換レンズ本体を示している。２０１はマイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵで、後述の如くカメラ本体２００内の種々の回路の動作を制御すると共に、レンズ本体３００の装着時にはカメラ接点２０２を介してレンズＣＰＵ３０１との通信を行うものである。２０３は外部より操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ２０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給及びシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。２０４は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチで、その信号はカメラＣＰＵ２０１に入力される。
【００５０】
カメラＣＰＵ２０１はレリーズスイッチ２０４より入力された信号に従い、第１ストロークスイッチがＯＮ（ＳＷ１信号発生）であれば測光回路２０５による露光量の決定や合焦動作等を行い撮影準備状態に入り、第２ストロークスイッチがＯＮ（ＳＷ２信号発生）まで操作されたことを検知すると、レンズ本体３００内のレンズＣＰＵ３０１（後述の如くレンズ本体３００内の種々の装置の動作を制御すると共に、カメラ本体２００に装着された時にはレンズ接点３０２を介してカメラＣＰＵ２０１との通信を行うもの）に後述の絞り動作命令を送信し、かつ、露光回路２０６に露光開始命令を送信して実際の露光動作を行わせ、露光終了信号を受信すると給送回路２０７に給送開始命令を送信してフィルムの巻き上げ動作を行わせる。２０８は測距回路であり、レリーズスイッチ２０４の第１ストロークスイッチがＯＮされる（ＳＷ１信号が発生する）ことによりカメラＣＰＵ２０１から送信されてくる測距開始命令に従い測距エリア内に存在する被写体を測距し、これに焦点を合せるために必要な合焦レンズの移動量を決定しカメラＣＰＵ２０１に送信する。
【００５１】
３０３は外部より操作可能な像振れ作動スイッチ（以下、ＩＳスイッチと記す）であり、後述の像振れ補正動作（以下、ＩＳ動作とも記す）を行わせるかどうかを選択すること（ＯＮでＩＳ動作選択）が可能である。３０４は振動検出装置であり、レンズＣＰＵ３０１からの命令に従い、カメラの縦振れ及び横振れの加速度あるいは速度等を検出する振動検出部３０４ａと、該振動検出部３０４ａの出力信号を電気的あるいは機械的に積分した変位をレンズＣＰＵ３０１に出力する演算部３０４ｂとから構成されている。
【００５２】
３０５は図１及び図２で詳述した補正光学装置であり、レンズＣＰＵ３０１によってそれぞれ制御される以下の四つの構成部品に大別される。第１は、主として補正レンズ１より成る補正光学系３０５ａ、第２は、前記補正光学系３０５ａをピッチ方向やヨー方向に駆動するマグネット９，１０，１２，１３、コイル６，７とから成る駆動手段３０５ｂ、第３は、主としてＩＲＥＤ及びＰＳＤより成る位置検出手段３０５ｃ、第４は、前記補正光学系３０５ａを係止状態に保持する為に、ロックリング２０を回転させ、係止状態から解除状態へと駆動するロック用ヨーク２４，ロック用マグネット２５，ロックコイル２１及び、ロックリング２０の解除状態を保持する吸着コイル２６を有する係止手段３０５ｄである。
【００５３】
尚、前記補正光学装置３０５、ＩＳスイッチ３０３、振動検出装置３０４、これらを制御するレンズＣＰＵ３０１が、像振れ補正装置を構成する。
【００５４】
３０６は合焦装置であり、前述の如くカメラＣＰＵ２０１から送信された合焦レンズの移動量に従い、レンズＣＰＵ３０１によって制御される駆動回路３０６ａと、該駆動回路３０６ａによって駆動される合焦レンズ３０６ｂとから構成されている。３０７は絞り装置であり、前述の如くカメラＣＰＵ２０１から送信された絞り動作命令に従い、レンズＣＰＵ３０１によって制御される駆動回路３０７ａと、該駆動回路３０７ａによって駆動され開口面積を決定する絞り部材３０７ｂとから構成されている。
【００５５】
図７は、上記カメラの主要動作を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、カメラ本体２００の電源スイッチ２０３がＯＮされ、レンズ本体３００に電源の供給が開始（又は、新しい電池を入れられた場合、カメラ本体２００にレンズ本体３００が装着された場合などカメラ本体２００とレンズ本体３００との間で通信が開始）されたことを判別すると（＃５００１のＹＥＳ）、次にカメラＣＰＵ２０１がレリーズスイッチ２０４にＳＷ１信号が発生しているか否かを判別する（＃５００２）。この結果、発生していればレンズＣＰＵ３０１がＩＳスイッチ３０３がＯＮ（ＩＳ動作選択）になっているかを次に判別し（＃５００４）、ＩＳ動作が選択されていればステップ＃５００４へ、選択されていなければステップ＃５０１８へ進む。ステップ＃５００４では、レンズＣＰＵ３０１が内部タイマをスタートさせ、次にカメラＣＰＵ２０１が測光，ＡＦ（測距動作）、レンズＣＰＵ３０１がＡＦ（合焦動作）、振れ検出の開始、更には駆動手段３０５ｂによる振れ補正制御を可能にする為に、ロック用ヨーク２４、ロック用マグネット２５により形成される閉磁路内に配置されたロックコイル２１への通電を行い、ロックリング２０を回転させて解除を行う（つまり、係止手段３０５ｄの係止を解除する）と共に、吸着コイル２６に通電してロックリング２０と一体の吸着板２３を吸着してロックリング２０の解除状態の保持を行う（＃５００５）。
【００５７】
次に、レンズＣＰＵ３０１が上記タイマでの計時内容が所定の時間ｔ₁ に達したか否かを調べ、達していなければ達するまでこのステップに留まる（＃５００６）。これは、振動検出装置３０４の出力が安定するまでの時間待機する為の処理である。その後、所定の時間ｔ₁ が経過すると、振動検出装置３０４の出力による目標値信号と位置検出手段３０５ｃの出力に基づいて駆動手段３０５ｂを介して補正光学系３０５ａを駆動し、振れ補正制御を開始する（＃５００７）。
【００５８】
次に、カメラＣＰＵ２０１がレリーズスイッチ２０４にＳＷ２信号が発生しているか否かを調べ（＃５００８）、発生していなければ再びＳＷ１信号が発生しているか否かの判別を行い（＃５０１０）、もしＳＷ１信号も発生していなければ、レンズＣＰＵ３０１が振れ補正制御を停止する（＃５０１１）と共に、補正光学系３０５ａを所定の位置（光軸中心位置）に係止手段３０５ｄにより係止する（＃５０１２）。
【００５９】
また、前記ステップ＃５００８でＳＷ２信号は発生していないが、ステップ＃５０１０でＳＷ１信号が発生していると判別した場合はステップ＃５００８へ戻る。そして、このステップ＃５００８でレリーズスイッチ２０４のＳＷ２信号が発生したことを判別すると、レンズＣＰＵ３０１が絞り装置３０７を制御し、同時にカメラＣＰＵ２０１が露光回路２０６を介してフィルムへの露光動作を行う（＃５００９）。次いで、カメラＣＰＵ２０１がＳＷ１信号の状態を調べ（＃５０１０）、該ＳＷ１信号が発生しなくなったらレンズＣＰＵ３０１が振れ補正制御を停止する（＃５０１１）と共に、補正光学系３０５ａを所定の位置（光軸中心位置）に係止手段３０５ｄにより係止する（＃５０１２）。具体的には、解除状態から係止状態への駆動は、吸着コイル２６の通電を切ることにより、ロックリング２０は復帰バネ２７の復帰力により係止方向へと回され、ロックリング２０が、ストッパーピン２８に当接して回転が規制され係止状態が保持されることにより行う。
【００６０】
以上の動作を終了すると、次にレンズＣＰＵ３０１は上記タイマを一旦リセットして再度スタートさせ（＃５０１３）、再びＳＷ１信号が所定時間ｔ₂ 内に発生するかどうかの判別を行う（＃５０１４→＃５０１５→＃５０１４……）。もし振れ補正を停止してから所定時間ｔ₂ 内に再度ＳＷ１信号が発生したならば、測光，ＡＦ（測距動作及び合焦動作）及び補正光学系３０５ａの係止解除を行い（＃５０１６）、振れ検出はそのまま継続されているので、直ちに目標値信号と位置検出手段３０５ｃの出力に基づいて補正光学系３０５ａを駆動し、振れ補正制御を再び開始する（＃５００７）。
【００６１】
以下前述と同様の動作を繰り返す。この様な処理をすることにより、前述した様に撮影者がレリーズ操作を停止した後に再度レリーズ操作をした際に、その度に振動検出装置３０４を起動してその出力安定まで待機するといった不都合を無くすことが可能になる。
【００６２】
一方、振れ補正を停止してから所定時間ｔ₂ 以内にＳＷ１信号が発生しなかった場合は（＃５０１５→＃５０１４のＹＥＳ）、振れ検出を停止（振動検出装置３０４の動作を停止）する（＃５０１７）。その後はステップ＃５００２に戻り、ＳＷ１信号の発生待機の状態に入る。
【００６３】
上記ステップ＃５００３でＩＳ動作が選択されていなければステップ＃５０１８へ進み、位置検出手段３０５ｃにて補正光学系３０５ａの位置を検出し、補正光学系３０５ａが係止位置有ると判別した場合にはステップ＃５０２０へ進み、係止位置に無いと判別した場合にはステップ＃５０１９へ進み、補正光学系３０５ａを係止位置まで駆動する。つまり、ガタ取りピン１０を第２ヨーク１０９に形成された係合溝１０９ａに係合させて該補正光学系３０５ａを係止する。
【００６４】
次のステップ＃５０２０では、カメラＣＰＵ２０１が測光，ＡＦ（測距動作）を、レンズＣＰＵ３０１がＡＦ（合焦動作）を、それぞれ実行する。そして、次にカメラＣＰＵ２０１がレリーズスイッチ２０４のＳＷ２信号が発生しているか否かを調べ（＃５０２１）、発生していなければ再びＳＷ１信号が発生しているか否かの判別を行い（＃５０２３）、もしＳＷ１信号も発生していなければステップ＃５００２に戻り、ＳＷ１信号の発生待機の状態に入る。また、ステップ＃５０２３でＳＷ２信号は発生していないがＳＷ１信号は発生していれば、ステップ＃５０２１へ戻る。そして、このステップ＃５０２１でレリーズスイッチ２０４にＳＷ２信号が発生したことを検知すると、レンズＣＰＵ３０１が絞り装置３０７を制御し、同時にカメラＣＰＵ２０１が露光回路２０６を介してフィルムへの露光動作を行う（＃５０２２）。次いで、カメラＣＰＵ２０１がＳＷ１信号の状態を調べ（＃５０２３）、ＳＷ１信号が発生していなければステップ＃５０２２からステップ＃５００２へ戻る。
【００６５】
本実施の形態に係るレンズ交換式の一眼レフカメラでは、電源スイッチ２０３がＯＦＦされるまで上記一連の動作を繰り返し、ＯＦＦされるとカメラＣＰＵ２０１とレンズＣＰＵ３０１との通信が終了しレンズ本体３００への電源供給が終了する。なお、上記シーケンスにおいて、ＩＳスイッチ３０３がＯＦＦ（像振れ補正ＯＦＦ）と判断された場合、常に、補正光学系３０５ａの位置検出を行うので（ステップ＃５０１８）、不用意に係止状態が外れていた場合には、必ず係止状態へと駆動する（ステップ＃５０１９）ようになっているので、衝撃時の係止はずれの対策が施されている。
【００６６】
上記の実施の形態によれば、像振れを補正する為の補正レンズ１を駆動する、扁平型のコイル６，７とこれらに対向して配置されるマグネット９〜１２から成る、像振れを補正する為の補正レンズ１を駆動する駆動手段を有する補正光学装置において、前記コイル６，７の駆動方向の幅とマグネット９〜１２の幅の関係を、コイル６，７の幅に対しマグネット９〜１２の幅を大きくすると共に、該マグネット９〜１２の幅を前記コイル６，７の幅に補正レンズ１の最大駆動量を加えた長さ以下とするようにしているため、前記補正レンズの駆動量が大きい場合でも、前記コイルとマグネットの対向する幅が著しく小さくなることが無いので駆動効率の劣化が少なくでき、前記駆動手段の大型化を防止することが可能となり、該装置のスペース効率を良好なものにすることができる。
【００６７】
上記の実施の形態と本発明の関係は、既に説明した通りであるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよいことは言うまでもない。
【００６８】
（変形例）本発明は、カメラに適用した例を述べているが、これに限定されるものではなく、補正光学装置を具備した装置やその他の防振を必要とする装置、更には移動部材を所定の方向に往復動させる駆動装置への適用も可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補正光学系の駆動量が大きい場合でも、駆動手段の大型化を招くことなく、駆動効率の劣化を少なくすることができる補正光学装置、像振れ補正装置、カメラ又は交換レンズを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施一形態に係る補正光学装置の主要構成部品を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施一形態に係る駆動手段を成すコイルとマグネットの構造について説明する為の断面図である。
【図３】図２のコイルとマグネットの構造が理想であることを説明する為に、他のコイルとマグネットの構造について説明する為の断面図である。
【図４】同じく図２のコイルとマグネットの構造が理想であることを説明する為に、更に別のコイルとマグネットの構造について説明する為の断面図である。
【図５】本発明の実施一形態に係る係止手段について説明する為の正面図である。
【図６】本発明の実施一形態に係る補正光学装置を具備した像振れ補正補正装置を搭載したカメラの要部構成を示すブロック図である。
【図７】図６のカメラの一連の動作を示すフローチャートである。
【図８】一般的な像振れ補正を行うシステムの概略構成を示す斜視図である。
【図９】従来の補正光学系を駆動する駆動手段を成すコイルとマグネットの関係を示す斜視図である。
【図１０】従来の駆動手段を構成するコイルとマグネットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１補正レンズ（補正光学系）
２レンズ保持枠
３ユニット支持枠
６，７扁平型のコイル
９〜１２マグネット
３０１レンズＣＰＵ
３０４振動検出装置
３０５補正光学装置
３０５ａ補正光学系
３０５ｂ駆動手段

Claims

像振れを補正する為に移動可能な補正光学系と、コイルと該コイルに対向して配置されるマグネットを含み、前記コイルに通電することにより前記補正光学系を駆動する駆動手段とを有し、前記補正光学系と前記コイルとが一体的に構成された補正光学装置において、
前記コイルは扁平型で中空部を有し、
前記マグネットは分極された部分の中心に磁化されていない中立域を有し、
前記コイルの駆動方向の幅と対向する前記マグネットの幅の関係を、前記コイルの幅に対し前記マグネットの幅を大きくすると共に、前記マグネットの幅を前記コイルの幅に前記補正光学系の最大駆動量を加えた長さ以下とし、
前記コイルの前記中空部の幅と前記マグネットの前記中立域の幅と前記最大駆動量の範囲を同一に構成したことを特徴とする補正光学装置。
前記補正光学系は、光軸に対し直交する方向に移動可能であり、前記駆動手段を成す前記コイル及びマグネットは、前記光軸に対し直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の補正光学装置。
振れを検出する振動検出手段と、請求項１又は２に記載の補正光学装置と、前記振動検出手段の出力に基づいて前記補正光学装置内の駆動手段を制御し、前記振れに起因する像振れ補正を行う制御手段とを有することを特徴とする像振れ補正装置。
請求項３に記載の像振れ補正装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
請求項３に記載の像振れ補正装置を搭載したことを特徴とする交換レンズ。