JP5284605B2

JP5284605B2 - 駆動装置及びぶれ補正装置

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Publication number: JP5284605B2
Application number: JP2007171058A
Authority: JP
Inventors: 澄夫川合; 崇岡村
Original assignee: Olympus Imaging Corp
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Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
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Description

本発明は、アクチュエータにより移動部材を駆動して所定の方向に移動させる駆動装置及び該駆動装置によりデジタルカメラ等の撮像装置における手ぶれを補正するためのぶれ補正装置に関するものである。

従来、撮像装置にあっては、手ぶれを補正するためにＣＣＤ等の撮像素子を振動子等のアクチュエータによって撮影光軸に直交する平面内で水平方向及び垂直方向に各々独立してシフト移動させることで、撮像素子の撮像面上に結像する被写体光束の位置を補正するぶれ補正装置を備えるものがある（例えば、特許文献１，２参照）。このように振動子等のアクチュエータによって撮像素子を搭載した移動部材を移動させる上で、移動経路に沿って複数個のボールを連続的に配置させて移動部材を移動自在に支持することは公知である。

特開２００６−８１３４８号公報特開２００６−６７７１２号公報

しかしながら、従来のボール支持方式の場合、時々刻々と状態が変化するアクチュエータの駆動時において移動部材が接触するボールは、厳密には、任意の２個のみで、その２個がランダムに変化するため、不安定な支持状態となる。移動部材の支持状態が不安定であると、アクチュエータによる駆動力伝達にロスを生じ、安定した出力を確保することができなくなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動部材を移動させるためのアクチュエータによる出力を安定させることができるように移動部材の支持を安定させることができる駆動装置及びぶれ補正装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる駆動装置は、全体として細長い形状をした圧電素子上に、該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って少なくとも２つの駆動子が配置されたアクチュエータと、該アクチュエータが配置された固定部材と、前記アクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子によって前記固定部材上を移動する移動部材と、前記固定部材と前記移動部材との間に配置されて、前記固定部材上を移動する前記移動部材を支持する２つの転動体と、前記固定部材及び／又は前記移動部材に形成され、前記２つの転動体を前記圧電素子の中心軸と平行な方向へ移動可能にガイドするガイド手段と、を具備し、前記アクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子と前記２つの転動体との位置関係は、前記移動部材が前記固定部材上を最も移動する場合であっても、前記圧電素子の中心軸と平行な方向において前記２つの転動体の間に前記少なくとも２つの駆動子が位置するように設定されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる駆動装置は、上記発明において、前記２つの転動体は、前記移動部材における両端部寄りの位置に離れて配置されていることを特徴とする。

また、本発明にかかるぶれ補正装置は、矩形の撮像素子を該撮像素子の第１の辺方向及び／又は該第１の辺と垂直な第２の辺方向へ移動させることにより、前記撮像素子面上に結像する被写体光束の位置を補正するぶれ補正装置において、全体として細長い形状をした圧電素子上に該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って配置された少なくとも２つの駆動子を有して、前記撮像素子の前記第１の辺方向と平行に配置された第１のアクチュエータを備える固定部材と、全体として細長い形状をした圧電素子上に該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って配置された少なくとも２つの駆動子を有して、前記撮像素子の前記第２の辺方向と平行に配置された第２のアクチュエータを備え、前記第１のアクチュエータによって駆動されることにより前記固定部材上を前記撮像素子の前記第１の辺方向と平行な方向に駆動される第１の移動部材と、前記撮像素子が配置され、前記第２のアクチュエータによって駆動されることにより前記第１の移動部材上を前記撮像素子の前記第２の辺方向と平行な方向に駆動される第２の移動部材と、前記固定部材と前記第１の移動部材との間及び前記第１の移動部材と前記第２の移動部材との間に各々２つずつ配置され、前記固定部材上を移動する前記第１の移動部材及び前記第１の移動部材上を移動する前記第２の移動部材を支持する転動体と、を具備し、前記第１のアクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子は、前記第１の移動部材を移動させるために動作している際には前記固定部材と前記第１の移動部材との間に配置された前記２つの転動体の間に常時位置し、前記第２のアクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子は、前記第２の移動部材を移動させるために動作している際には前記第１の移動部材と前記第２の移動部材との間に配置された前記２つの転動体の間に常時位置することを特徴とする。

また、本発明にかかる駆動装置は、所定の周波電圧信号を印加することにより、２つの駆動部に各々に位相のずれた楕円振動を生ずる振動子と、該振動子を保持する保持部を有する固定部材と、前記振動子の前記駆動部が前記固定部材に設置された押圧機構と、該押圧機構により押圧され、かつ、前記固定部材のガイド部により移動方向を規制され、前記振動子の楕円振動により駆動される移動部材と、からなる駆動装置において、前記ガイド部は、離間して配置された２つの転動体と、各々の前記転動体を挟むように前記固定部材に設けられた第１の溝、及び前記移動部材に設けられた第２の溝とからなり、前記２つの転動体の間隔は、前記２つの駆動部の間隔よりも広いことを特徴とする。

また、本発明にかかる駆動装置は、所定の周波電圧信号を印加することにより、２つの駆動部に縦振動と屈曲振動が合成されて各々に位相のずれた楕円振動を生ずる振動子と、該振動子を保持する保持部を有する固定部材と、前記振動子の前記駆動部が前記固定部材に設置された押圧機構と、該押圧機構により押圧され、かつ、前記固定部材のガイド部により移動方向を規制され、前記振動子の楕円振動により駆動される移動部材と、からなる駆動装置において、前記ガイド部は、離間して配置された２つの転動体と、各々の前記転動体を挟むように前記固定部材に設けられた第１の溝、及び前記移動部材に設けられた第２の溝とからなり、２つの前記転動体は、前記屈曲振動の腹と腹よりも離れて配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる駆動装置及びぶれ補正装置は、アクチュエータの駆動子によって移動する移動部材を２個の転動体で支持し、その間にアクチュエータの駆動子が常時位置するようにしたので、移動部材の移動範囲内において移動部材に傾きを生じたりすることなく、移動部材の支持を常に安定させることができ、よって、移動部材を移動させるためのアクチュエータによる出力を安定させて移動部材の移動を安定させることができるという効果を奏する。

以下、本発明にかかる駆動装置及びぶれ補正装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の駆動装置及びぶれ補正装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ぶれ補正を行うための駆動装置及びぶれ補正装置であり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックス式電子カメラへの搭載例として説明する。

まず、図１を参照して本実施の形態の駆動装置及びぶれ補正装置を搭載した電子カメラのシステム構成例について説明する。図１は、電子カメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。この電子カメラは、カメラ本体としてのボディユニット１００と、アクセサリ装置の一つである交換レンズとしてのレンズユニット１０とによりシステム構成されている。

レンズユニット１０は、ボディユニット１００の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット１０の制御は、自身が有するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）５が行う。ボディユニット１００の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）５０が行う。これらＬｕｃｏｍ５とＢｕｃｏｍ５０とは、ボディユニット１００にレンズユニット１０を装着した状態において通信コネクタ６を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Ｌｕｃｏｍ５がＢｕｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。

レンズユニット１０は、撮影レンズ１と絞り３を備える。撮影レンズ１は、レンズ駆動機構２内に設けられた図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り３は、絞り駆動機構４内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌｕｃｏｍ５は、Ｂｕｃｏｍ５０の指令に基づいてこれら各モータを制御する。

ボディユニット１００内には、以下のような構成部材が図示の如く配設されている。例えば、光学系としての一眼レフレックス方式の構成部材（クイックリターンミラー１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズ１３、サブミラー１１ａ）と、撮影光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタ１５と、サブミラー１１ａからの反射光束を受けてデフォーカス量を検出するためのＡＦセンサユニット１６が設けられている。

また、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１７と、クイックリターンミラー１１を駆動制御するミラー駆動機構１８と、シャッタ１５の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構１９と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路２０と、ペンタプリズム１２からの光束を検出する測光センサ２１ａに基づき測光処理を行う測光回路２１が設けられている。

撮影光軸上には、上述の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット３０が設けられている。撮像ユニット３０は、例えば４：３のアスペクト比でやや横長に形成された矩形の撮像素子であるＣＣＤ３１やその前面に配設された光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２、防塵フィルタ３３をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ３３の周縁部には、圧電素子３４が取り付けられている。圧電素子３４は、２つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路４８によって圧電素子３４を所定の周波数で振動させて防塵フィルタ３３を振動させることで、フィルタ表面に付着した塵を除去し得るように構成されている。撮像ユニット３０に対しては、後述する駆動装置を含む手ぶれ補正用のぶれ補正装置３００が付加されている。

また、このカメラシステムは、ＣＣＤ３１に接続したＣＣＤインターフェース回路２３と、液晶モニタ２４、記憶領域として機能するＳＤＲＡＭ２５、Ｆlash ＲＯＭ２６などを利用して画像処理する画像処理コントローラ２８とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア２７は、各種のメモリカードや外付けのＨＤＤ等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア２７に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９がＢｕｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。

Ｂｕｃｏｍ５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ５１及び動作表示用ＬＥＤ５１ａと、カメラ操作ＳＷ５２とが設けられている。カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池５４と、電池５４の電圧を当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路５３が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。

上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理コントローラ２８は、Ｂｕｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェース回路２３を制御してＣＣＤ３１から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ２４で出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。

ここで、図６を参照して、撮像ユニット３０の構成についてさらに説明する。撮像ユニット３０は、撮影光学系を透過し自己の撮像素子面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子としてのＣＣＤ３１と、ＣＣＤ３１の撮像素子面側に配設され、撮影光学系を透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除く光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２と、この光学ＬＰＦ３２の前面側において所定間隔をあけて対向配置された防塵フィルタ３３と、防塵フィルタ３３の周縁部に配設されて防塵フィルタ３３に対して所定の振動を与える圧電素子３４とを備える。なお、撮像素子としては、ＣＣＤに限らず、ＣＭＯＳセンサ等であってもよい。

また、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２とを気密的に覆うホルダ３５が配設されている。後述の図４に示すように、全体として円形（又は、多角形）の板状に形成された防塵フィルタ３３は、板ばね等の弾性体によって形成されてねじ３６によってホルダ３５に固定された押圧部材３７による押圧状態で支持されている。

次に、本実施の形態のカメラにおける手ぶれ補正機能について説明する。本実施の形態では、撮影光軸の方向をＺ軸方向とし、光軸上に光軸と直交させて配置させた矩形状のＣＣＤ３１の第１の辺３１ａ方向（長辺方向）をＸ軸方向とし、第１の辺３１ａと垂直な第２の辺３１ｂ方向（短辺方向）をＹ軸方向としたとき（図４参照）、ＣＣＤ３１をＸ軸方向及び／又はＹ軸方向へシフト移動させることにより、ＣＣＤ３１の撮像素子面上に結像する被写体光束の位置を補正するものである。そして、本実施の形態のぶれ補正装置の駆動装置は、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずるアクチュエータを駆動源として用い、撮像ユニット３０中のＣＣＤ３１を搭載したホルダ３５を移動対象物として構成される。

まず、本実施の形態のぶれ補正装置でアクチュエータとして用いられる振動子の動作原理について図２を参照して説明する。図２は、振動子の動作原理を示す模式図である。振動子２００は、所定の大きさで全体的に細長い矩形形状に形成された圧電体２０１と圧電体２０１の片面側に片寄らせて中心対称に形成された一対の駆動電極２０２，２０３とからなる圧電素子２０４と、駆動電極２０２，２０３に対応する圧電体２０１の表面位置に圧電素子２０４の中心軸と平行な仮想軸線に沿って配置された２つの駆動子（駆動部）２０５，２０６とを備える。ここで、振動子２００に長手方向に伸縮する縦振動のみを発生させると縦振動の節は節面となる。節面は振幅をもたず、圧電体２０１は、長手方向の端面が最大の振幅となる。一方、振動子２００に屈曲振動のみを発生させると、節は節線となる（図２中の紙面表裏方向）。節線は、節面上に存在し、振幅を持たず、圧電体２０１は、節線回りに回転振動をする。振動子２００は、矢印Ａｔで示す振動方向の縦振動と矢印Ａｔに直交する矢印Ａｋで示す振動方向の屈曲振動との合成により駆動子２０５，２０６に楕円振動を生ずるものである。

そこで、圧電体２０１の一方の駆動電極２０２に所定周波数の正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動電極２０３に駆動電極２０２に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体２０１の中央が屈曲振動の節となり、駆動子２０５，２０６部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体２０１の縦振動の節面が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。すると、印加する周波電圧の＋，−の変化に伴い、振動子２００は、図２（ｂ）に示す状態を含めて、図２（ａ）〜（ｃ）に示す屈曲振動と縦振動とを繰り返し、駆動子２０５，２０６の表面には楕円振動が発生する。よって、振動子２００の駆動子２０５，２０６側に駆動対象となる移動部材を押圧接触させて配設することで、移動部材は駆動子２０５，２０６の表面に生ずる楕円振動の向きに従い移動することとなる。

次に、このような振動子をアクチュエータとして用いる本実施の形態の駆動装置を含むぶれ補正装置について図３〜図８を参照して説明する。図３は、ぶれ補正装置の構成を示す分解斜視図であり、図４は、ぶれ補正装置の主要部の構成を模式的に示す平面図であり、図５は、図４中のＥ−Ｅ´線断面図であり、図６は、図４中のＡ−Ａ´線断面図であり、図７は、図４中のＤ−Ｄ´線断面図を一部に含むＣ−Ｃ´線断面図であり、図８は、図５中のＢ−Ｂ´線断面図である。

本実施の形態のぶれ補正装置３００は、ＣＣＤ３１を搭載したホルダ３５（移動部材、第２の移動部材）をＸ軸方向及び／又はＹ軸方向にシフト移動させる最終的な移動対象物とするものであり、撮影光軸周りの開口３０１ａを囲む枠部３０１ｂを有する枠形状でホルダ３５をＹ軸方向に移動可能に搭載するＸ枠３０１と、撮影光軸周りの開口３０２ａを囲む枠部３０２ｂを有する枠形状でＸ枠３０１をＸ軸方向に移動可能に搭載して図示しないカメラ本体に固着されたフレーム（固定部材）３０２とを備える。

そして、Ｘ枠３０１をフレーム３０２に対してＸ軸方向に変位移動させるＸ軸駆動機構３１０ｘと、ホルダ３５をＸ枠３０１に対してＹ軸方向に変位駆動させるＹ軸駆動機構３１０ｙとを備え、ホルダ３５をＸ枠３０１とともにフレーム３０２に対してＸ軸方向にシフト移動させるとともにＸ枠３０１に対してＹ軸方向にシフト移動させることにより、ホルダ３５に搭載されたＣＣＤ３１はＸＹ平面内でＸ軸方向及び／又はＹ軸方向にぶれを補償するようにシフト移動される。

ここで、Ｘ軸駆動機構３１０ｘの構成について説明する。Ｘ軸駆動機構３１０ｘは、Ｘ軸振動子（第１のアクチュエータ、振動子）３２０ｘと、Ｘ枠３０１に一体に固定されてＸ枠３０１とともに駆動対象となる第１の移動部材（移動部材）３１１ｘを構成する摺動体３３０ｘと、Ｘ軸振動子３２０ｘを摺動体３３０ｘ側に付勢する押圧機構３４０ｘとを備える。

Ｘ軸振動子３２０ｘは、図２で説明した振動子２００の動作原理に従い、所定の周波電圧が印加されることにより楕円振動が発生する駆動子３２１ｘ，３２２ｘを全体として細長い矩形形状の圧電素子３２３ｘの片面に備える。Ｘ軸振動子３２０ｘは、圧電素子３２３ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘと相反する側の中央位置に振動子ホルダ３２４ｘを有し、振動子ホルダ３２４ｘに形成された突起３２５ｘがフレーム３０２の溝３４２ｘ（保持部）に嵌合することで、Ｘ軸振動子３２０ｘはＸ軸方向の移動が規制されるように位置決めされて保持されている。このような構成により駆動子３２１ｘ，３２２ｘに生じる楕円振動による駆動力がＸ軸方向に作用する。

また、摺動体３３０ｘは、軸受け３３１ｘ上に摺動板３３２ｘを固着してなる。軸受け３３１ｘは、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが押圧されて摺動板３３２ｘに接触する位置でＸ枠３０１の一部に対して例えばビス３３３ｘにより一体となるように固定されている。ここで、摺動体３３０ｘは、図７や図８からも明らかなように、所望の大きさに形成されたＸ枠３０１に比して十分小さな大きさ（Ｘ軸振動子３２０ｘ相当の大きさ）で形成されたものである。また、Ｘ枠３０１が剛性の低い樹脂材料やアルミニウム等により形成されているのに対して、摺動板３３２ｘは耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成され、軸受け３３１ｘは、フェライト系のステンレス等の焼入れ可能な材質に焼入れをして剛性を高めたものである。

また、フレーム３０２は、フレーム３０２に形成された開口形状の取付部に配置されて摺動体３３０ｘの軸受け３３１ｘに対向するようにビス３０３ｘで固定された軸受け３０４ｘを備える。この軸受け３０４ｘには、図８に示すように、Ｘ軸方向に沿わせたＶ溝（第１の溝、ガイド手段）３０５ｘが、磨耗防止用のＶ溝板３０６ｘを固着して形成されている。軸受け３３１ｘには、図８に示すように、軸受け３０４ｘのＶ溝３０５ｘ（Ｖ溝板３０６ｘ）に対向するＶ溝（第２の溝、ガイド手段）３３４ｘが、磨耗防止用のＶ溝板３３５ｘを固着して形成されている。ここで、リテーナ３３６ｘで位置決めされてＸ軸方向に沿って離間配置された２個のボール３３７ｘ，３３８ｘ（転動体）がＶ溝３０５ｘ，３３４ｘ間に挟み込まれている。これら２つのボール３３７ｘ，３３８ｘとＶ溝３０５ｘ，３３４ｘにより、摺動体３３０ｘの移動方向を規制するガイド部が構成されている。２個のボール３３７ｘ，３３８ｘは、詳細は後述するが、図７等に示すように、駆動子３２１ｘ，３２２ｘの位置より外側寄りに離れた位置に位置決めされており、リテーナ３３６ｘによりＸ軸方向の移動が規制されている。

押圧機構３４０ｘは、スペーサ３４３ｘを介して一端がビス３４４ｘによりフレーム３０２に固定されてＸ軸振動子３２０ｘを保持する押圧板３４１ｘと、この押圧板３４１ｘの他端側をフレーム３０２に固定するビス３４５ｘ周りにスペーサ３４６ｘを介して配設されＸ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが摺動板３３２ｘに押圧接触するように押圧板３４１ｘを付勢する押圧ばね３４７ｘとを備える。押圧機構３４０ｘによる押圧力は、１５Ｎ（ニュートン）程度の非常に大きな力に設定されている。

なお、軸受け３３１ｘはボール３３７ｘ，３３８ｘの中心を通り、Ｖ溝３３４ｘに平行な軸周りに回転可能であるが、軸受け３３１ｘがＸ枠３０１に一体化され、軸受け３３１ｘからＸ軸方向とは異なる方向の離れた位置でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に１つのボール（転動体）３０７ｘが配設されている。このボール３０７ｘは、ボール３０７ｘ近傍でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に係止させたばね３０８ｘによる付勢力で挟持状態に維持され、フレーム３０２に対するＸ枠３０１の撮影光軸（Ｚ軸）方向の間隔を維持するように位置決めする。ここで、ばね３０８ｘの付勢力は、ボール３０７ｘの挟持状態を維持できればよく、押圧ばね３４７ｘの付勢力に比して数段弱く設定されている。これにより、Ｘ枠３０１と摺動体３３０ｘとからなる第１の移動部材３１１ｘは、フレーム３０２に対して２個のボール３３７ｘ，３３８ｘと１個のボール３０７ｘとによる３点支持で移動し得る構成とされている。また、ボール３０７ｘをボール３３７ｘ，３３８ｘに対して、撮影光軸及び開口３０１ａを挟んで反対側に配することで、ボール３０７ｘとボール３３７ｘ，３３８ｘとの距離を離間することができるので、安定した３点支持構造とすることができる。このように本実施の形態によれば、３つのボール（転動体）で、第１の移動部材３１１ｘの移動方向のガイドを行うとともに傾きをも規定することができ、安定した駆動が可能となる。

一方、Ｙ軸振動子（第２のアクチュエータ、振動子）３２０ｙを備えるＹ軸駆動機構部３１０ｙも、基本構造はＸ軸駆動機構部３１０ｘと同様であり、同一又は対応する部分には同一符号に添え字ｙを付して示し、説明も省略する。なお、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙは、フレーム３０２に代えてＸ枠３０１を固定部材とし、摺動体３３０ｘに代えてホルダ３５に一体に固定されてホルダ３５とともに駆動対象となる第２の移動部材（移動部材）３１１ｙを構成する摺動体３３０ｙを備える。

また、本実施の形態のぶれ補正装置３００は、ボディユニット１００のＸ軸周りのぶれ（ピッチ方向のぶれ）を検出するＸ軸ジャイロ３５０ｘとボディユニット１００のＹ軸周りのぶれ（ヨー方向のぶれ）を検出するＹ軸ジャイロ３５０ｙとがフレーム３０２に配設されている。また、ＣＣＤ３１の位置を検出する位置検出装置３６０を備える。位置検出装置３６０は、図３中に示すように、ホルダ３５と一体的なアーム部３６１の先端に保持された磁石３６２と、フレーム３０２の一部に保持されてホルダ３５（ＣＣＤ３１）の位置変位に伴う磁石３６２の磁力変化を検出するホール素子を有する検出部３６３とを備える。そして、これらＸ軸ジャイロ３５０ｘ、Ｙ軸ジャイロ３５０ｙ及び位置検出装置３６０からの信号に基づきＸ軸振動子３２０ｘ、Ｙ軸振動子３２０ｙに対する振動子駆動回路３５４を制御する防振制御回路３５５を備える。防振制御回路３５５は、Ｂｕｃｏｍ５０からの指示に従い制御動作を実行する。

次に、Ｘ軸駆動機構３１０ｘの動作について説明する。Ｘ軸振動子３２０ｘに所定の周波電圧を印加して駆動子３２１ｘ，３２２ｘに楕円振動を発生させると、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが押圧機構３４０ｘによる強い付勢力で摺動板３３２ｘに押圧接触しているので、摺動体３３０ｘは駆動子３２１ｘ，３２２ｘの楕円振動の回転方向に駆動される。

ここで、Ｘ軸振動子３２０ｘにより摺動体３３０ｘを移動させる状況について図９を参照して説明する。図９は、Ｘ軸振動子３２０ｘによる駆動原理を経時的に示す説明図である。なお、図９では、振動の振幅方向のスケールを５０倍〜１００倍程度拡大して誇張して示すものである。また、駆動子３２１ｘの摺動体３３０ｘに対する接触点（駆動子３２１ｘの下側中心点）をＰｉとし、駆動子３２２ｘの摺動体３３０ｘに対する接触点（駆動子３２１ｘの下側中心点）をＱｉとし、駆動子３２１ｘ，３２２ｘに時計方向の楕円振動を発生させる場合を考える。

まず、図９（ａ）では、駆動子３２１ｘの左向きの力が作用する接触点Ｐａが摺動体３３０ｘに接触しているのに対して駆動子３２２ｘの右向きの力が作用する接触点Ｑａは浮いた状態にあり、接触点Ｐａによって摺動体３３０ｘを左方向に移動させる駆動力が作用している動作状態を示す。図９（ｂ）は、駆動子３２１ｘの上向きの力が作用する接触点Ｐｂが摺動体３３０ｘに接触するとともに駆動子３２２ｘの下向きの力が作用する接触点Ｑａが接触する状態にあり、圧電素子３２３ｘが摺動体３３０ｘに駆動力が作用していない状態を示す。

その後、図９（ｃ）〜図９（ｅ）に示すように、圧電素子３２３ｘの楕円振動に従い駆動子３２２ｘの左向きの力が作用する接触点Ｑｃ〜Ｑｅが順次駆動力が変化する状態で摺動体３３０ｘに接触するのに対して駆動子３２１ｘの右向きの力が作用する接触点Ｐｃ〜Ｐｅは浮いた状態にあり、摺動体３３０ｘを左方向に移動させる駆動力が作用する。そして、図９（ｆ）に示すように圧電素子３２３ｘが摺動体３３０ｘに駆動力が作用していない状態を経て、図９（ｇ）〜図９（ｈ）に示すように、圧電素子３２３ｘの楕円振動に従い駆動子３２１ｘの左向きの力が作用する接触点Ｐｇ〜Ｐｈが順次駆動力が変化する状態で摺動体３３０ｘに接触するのに対して駆動子３２２ｘの右向きの力が作用する接触点Ｑｇ〜Ｑｈは浮いた状態にあり、摺動体３３０ｘを左方向に移動させる駆動力が作用する。

以下、図９（ａ）〜図９（ｈ）に示す動作を繰り返すことで摺動体３３０ｘを左方向に移動させる。楕円振動の向きを反時計方向とすれば、摺動体３３０ｘを右方向に移動させることができる。すなわち、Ｘ軸振動子３２０ｘは、２個の振動子３２１ｘ，３２２ｘが交互に摺動体３３０ｘに接触するように時々刻々と変形することで、摺動体３３０ｘを所望の方向に移動させるように駆動するものである。

ここで、Ｘ軸駆動機構３１０ｘのこのような動作原理に関連付けて、駆動子３２１ｘ，３２２ｘとボール３３７ｘ，３３８ｘとの位置関係について図１０及び図１１を参照して説明する。これら図１０及び図１１でも、振動の振幅方向のスケールを５０倍〜１００倍程度拡大して誇張して示すものである。まず、図１１−１に示すように、２つのボール３３７ｘ，３３８ｘの間隔を２つの駆動子３２１ｘ，３２２ｘの間隔よりも狭くした場合を考える。この場合において、図１１−２は、駆動子３２２ｘのみが摺動体３３０ｘに接触して駆動力を作用すべき動作状態を破線で示し、図１１−３は、駆動子３２１ｘみが摺動体３３０ｘに接触して駆動力を作用すべき動作状態を破線で示している。

ところが、例えば、図１１−２に示す状態では、摺動体３３０ｘに接触している駆動子３２２ｘの接触点Ｑがボール３３８ｘよりも外側位置となっている。このとき、圧電素子３２３ｘが押圧機構３４０によって強い押圧力で押圧されているため、本来は２個のボール３３７ｘ，３３８ｘに常時接触して支持されるべき摺動体３３０ｘがボール３３８ｘを支点として破線で示すように傾いてしまう。傾いた摺動体３３０ｘは、駆動子３２１ｘに対して接触する。このとき、駆動子３２１ｘとの接触点に作用する楕円振動による駆動力の向きは、所望の移動方向とは逆向きであるため、駆動子３２２ｘ，３２１ｘの同時接触により、Ｘ軸振動子３２０ｘによる駆動力（出力）が低下してしまう。図１１−３に示す状態でも同様である。また、このような動作の繰り返しにより、本来の駆動周波数から少し（例えば、１ｋＨｚ）外れた振動が発生し、うなりを生じ、可聴音を発生してしまう。

この点、本実施の形態では、図１０−１に示すように、２つのボール３３７ｘ，３３８ｘの間隔が２つの駆動子３２１ｘ，３２２ｘの間隔よりも広くなるように、両者の位置関係を設定しているものである。そして、図１０−２は、駆動子３２２ｘのみが摺動体３３０ｘに接触して駆動力が作用する動作状態を破線で示し、図１０−３は、駆動子３２１ｘみが摺動体３３０ｘに接触して駆動力が作用する動作状態を破線で示している。

例えば、図１０−２に示す状態では、摺動体３３０ｘに接触している駆動子３２２ｘの接触点Ｑがボール３３８ｘよりも内側位置（ボール３３７ｘ，３３８ｘ間）となっており、圧電素子３２３ｘが押圧機構３４０によって強い押圧力で押圧されている状態にあっても、摺動体３３０ｘに傾きを生ずることはなく、２個のボール３３７ｘ，３３８ｘに常時接触して支持される。これにより、駆動子３２１ｘ側は摺動体３３０ｘから浮き、駆動子３２２ｘのみが摺動体３３０ｘに接触して駆動力が作用する状態が確保され、駆動子３２２ｘ，３２１ｘの同時接触がなくなるため、Ｘ軸振動子３２０ｘによる駆動力は低下することなく安定した出力が得られる。図１０−３に示す状態でも同様である。すなわち、２つの駆動子３２1ｘ，３２２ｘは、摺動体３３０ｘを移動させるために動作している際には２つのボール３３７ｘ，３３８ｘの間に常時位置するものである。また、駆動子３２２ｘ，３２１ｘの同時接触がなくなるため、うなりを生じ、可聴音を発生してしまうといった不具合を生ずることもない。

なお、２つのボール３３７ｘ，３３８ｘの配置について、Ｘ軸振動子３２０ｘの振動形態に着目した場合であれば、２つのボール３３７ｘ，３３８ｘがＸ軸振動子３２０ｘの屈曲振動の腹と腹（図１０−２及び図１０−３参照）よりも離れた位置に配置されていればよい。また、２つの駆動子３２１ｘ，３２２ｘと２つのボール３３７ｘ，３３８ｘとの位置関係としては、摺動体３３０ｘがフレーム３０２上を最も移動する場合であっても、圧電素子３２３ｘの中心軸と平行な方向において２つのボール３３７ｘ，３３８ｘの間に２つの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが位置するように設定されていればよい。より好ましくは、２つのボール３３７ｘ，３３８ｘは、摺動体３３０ｘにおいて両端部寄りの位置になるべく離れて配置されているのがよい。

この際、Ｘ軸振動子３２０ｘに加える押圧力は強いが、摺動体３３０ｘを構成する摺動板３３２ｘ及び軸受け３３１ｘの剛性が高いため、駆動子３２１ｘ，３２２ｘと摺動板３３２ｘとの押圧接触状態が安定し、楕円振動に伴う駆動力が摺動板３３２ｘに確実に伝達され、高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。また、摺動板３３２ｘを有する摺動体３３０ｘ側はフレーム３０２に対して面接触ではなく、軸受け３３１ｘ，３０４ｘ部分でのボール３３７ｘ，３３８ｘによる転動方式で接触しているので、押圧力が強くても摺動体３３０ｘはフレーム３０２に対して摩擦の少ない状態で確実に移動することとなる。そして、軸受け３３１ｘ，３０４ｘは、Ｘ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造からなるので、摺動体３３０ｘはＸ軸振動子３２０ｘによる駆動を受けた場合にＸ軸方向にのみ移動する。このように摺動体３３０ｘが移動すると、摺動体３３０ｘが固定されたＸ枠３０１も、摺動体３３０ｘと一体となってＸ軸方向に移動する。すなわち、Ｘ枠３３０ｘの移動方向も、Ｘ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造からなる軸受け３３１ｘ，３０４ｘ同士の係合によりガイドされる。

このような動作において、軸受け３３１ｘはボール３３７ｘ，３３８ｘの中心を通り、Ｖ溝３３４ｘに平行な軸周りに回転可能であるが、軸受け３３１ｘがＸ枠３０１に一体化され、軸受け３３１ｘからＸ軸方向とは異なる方向の離れた位置でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に１つのボール３０７ｘが配設され、Ｘ枠３０１と摺動体３３０ｘとからなる移動部材３１１ｘが、フレーム３０２に対して２個のボール３３７ｘ，３３８ｘと１個のボール３０７ｘとによる離れた位置での３点支持とされているので、Ｖ溝３３４ｘに平行な軸周りの回転による煽りを生ずることなく安定してフレーム３０２上をＸ軸方向に移動する。よって、Ｘ軸振動子３２０ｘに対する強い押圧部分のガイド支持機構が、軸受け３３１ｘ，３０４ｘによるＸ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造で済み、小型化・構造単純化が可能となる。

Ｙ軸駆動機構３１０ｙも、Ｘ軸駆動機構３１０ｘの場合と同様に動作する。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、２つの転動体としてボール３３７ｘ，３３８ｘ（３３７ｙ，３３８ｙ）を用いたが、ボールに代えて、軸心方向をＸＹ平面内においてＸ軸（Ｙ軸）方向に直交させた円柱形状のローラを用いるようにしてもよい。この際、ローラの動きをＸ軸（Ｙ軸）方向にガイドする断面凹形状のガイド手段を用いて、移動部材３１１ｘ（３１１ｙ）の移動方向のガイドを行うことで傾きをも規定することができ、ボール３０７ｘ（３０７ｙ）を省略してもよい。

本発明のぶれ補正装置を搭載した電子カメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。振動子の動作原理を示す模式図である。本発明の実施の形態のぶれ補正装置の構成を示す分解斜視図である。ぶれ補正装置の主要部の構成を模式的に示す平面図である。図４中のＥ−Ｅ´線断面図である。図４中のＡ−Ａ´線断面図である。図４中のＤ−Ｄ´線断面図を一部に含むＣ−Ｃ´線断面図である。図７中のＢ−Ｂ´線断面図である。Ｘ軸振動子による駆動原理を経時的に示す説明図である。駆動子とボールとの位置関係を示す概略側面図である。振動子の或る動作時の駆動子とボールとの位置関係を示す概略側面図である。振動子の異なる動作時の駆動子とボールとの位置関係を示す概略側面図である。駆動子とボールとの悪い位置関係を示す概略側面図である。振動子の或る動作時の駆動子とボールとの悪い位置関係を示す概略側面図である。振動子の異なる動作時の駆動子とボールとの悪い位置関係を示す概略側面図である。

符号の説明

３１ＣＣＤ
３１ａ第１の辺
３１ｂ第２の辺
３５ホルダ
３０１Ｘ枠
３０２フレーム
３００ぶれ補正装置
３１１ｘ第１の移動部材
３０５ｘ，３０５ｙＶ溝
３２０ｘＸ軸振動子
３２０ｙＹ軸振動子
３２１ｘ，３２１ｙ，３２２ｘ，３２２ｙ駆動子
３２３ｘ，３２３ｙ圧電素子
３３０ｘ，３３０ｙ摺動体
３３４ｘ，３３４ｙＶ溝
３３７ｘ，３３７ｙ，３３８ｘ，３３８ｙボール
３４０ｘ，３４０ｙ押圧機構
３４２ｘ，３４２ｙ保持部

Claims

全体として細長い形状をした圧電素子上に、該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って少なくとも２つの駆動子が配置されたアクチュエータと、
前記アクチュエータが配置された固定部材と、
前記アクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子によって前記固定部材上を移動する移動部材と、
前記圧電素子の中心軸と平行となるように前記固定部材に形成された第１の溝と、
前記圧電素子の中心軸と平行となるように前記移動部材に形成された第２の溝と、
前記第１の溝と前記第２の溝とによって形成された一対の溝部の間に配置されて、前記固定部材上を移動する前記移動部材を支持する２つのボールと、
前記アクチュエータを前記移動部材側に押圧することにより、前記２つのボールを前記一対の溝部に挟持させる押圧機構と、
を具備し、
前記２つのボールは、前記一対の溝部に挟持された状態で当該一対の溝部を移動し、
前記アクチュエータに配置された少なくとも２つの駆動子と前記２つのボールとの位置関係は、前記移動部材が前記固定部材上を最も移動する場合であっても、前記圧電素子の中心軸と平行な方向において前記２つのボールの間に前記少なくとも２つの駆動子が位置するように設定されていることを特徴とする駆動装置。
前記２つのボールは、前記移動部材における両端部寄りの位置に離れて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
矩形の撮像素子を該撮像素子の第１の辺方向及び／又は該第１の辺と垂直な第２の辺方
向へ移動させることにより、前記撮像素子面上に結像する被写体光束の位置を補正するぶれ補正装置において、
全体として細長い形状をした圧電素子上に該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って配置された少なくとも２つの駆動子を有して、前記撮像素子の前記第１の辺方向と平行に配置された第１のアクチュエータを備える固定部材と、
全体として細長い形状をした圧電素子上に該圧電素子の中心軸と平行な仮想軸線に沿って配置された少なくとも２つの駆動子を有して、前記撮像素子の前記第２の辺方向と平行に配置された第２のアクチュエータを備え、前記第１のアクチュエータによって駆動されることにより前記固定部材上を前記撮像素子の前記第１の辺方向と平行な方向に駆動される第１の移動部材と、
前記撮像素子が配置され、前記第２のアクチュエータによって駆動されることにより前記第１の移動部材上を前記撮像素子の前記第２の辺方向と平行な方向に駆動される第２の移動部材と、
前記固定部材と前記第１の移動部材との間及び前記第１の移動部材と前記第２の移動部材との間に各々２つずつ配置され、前記固定部材上を移動する前記第１の移動部材及び前記第１の移動部材上を移動する前記第２の移動部材を支持するボールと、
前記固定部材及び前記１の移動部材によって形成され、第１の２つのボールが前記圧電素子の中心軸と平行な方向へ移動するようにガイドする第１の一対のガイド部と、
前記固定部材及び前記２の移動部材によって形成され、第２の２つのボールが前記圧電素子の中心軸と平行な方向へ移動するようにガイドする第２の一対のガイド部と、
前記第１のアクチュエータを前記第１の移動部材側に押圧することにより、前記第１の２つのボールを前記第１の一対の溝部に挟持させる第１の押圧機構と、
前記第２のアクチュエータを前記第２の移動部材側に押圧することにより、前記第２の２つのボールを前記第２の一対の溝部に挟持させる第２の押圧機構と、
を具備し、
前記第１の２つのボールは、前記第１の一対のガイド部に挟持された状態で当該第１の一対のガイド部を移動し、
前記第２の２つのボールは、前記第２の一対のガイド部に挟持された状態で当該第２の一対のガイド部を移動し、
前記第１のアクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子は、前記第１の移動部材を移動させるために動作している際には前記固定部材と前記第１の移動部材との間に配置された前記第１の２つのボールの間に常時位置し、
前記第２のアクチュエータに配置された前記少なくとも２つの駆動子は、前記第２の移動部材を移動させるために動作している際には前記第１の移動部材と前記第２の移動部材との間に配置された前記第２の２つのボールの間に常時位置することを特徴とするぶれ補正装置。