JP5540444B2 - 防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラ - Google Patents

Description

本発明は防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。

特開２００７−２３３１４０号公報（特許文献１）には、像ぶれ補正装置が記載されている。この像ぶれ補正装置は、第１、第２のリニアモータと、像ぶれ補正用レンズが一直線状に配列され、像ぶれ補正用レンズを取り付けた支持枠を水平方向及び鉛直方向に駆動している。像ぶれ補正用レンズが取り付けられた支持枠は、鉛直方向の移動を許容する２本の支持棒と、水平方向の移動を許容する２本の支持棒によって移動可能に支持されていてる。この像ぶれ補正装置は、第１、第２のリニアモータと、像ぶれ補正用レンズが水平方向に一直線状に配列されているので、像ぶれ補正装置全体の鉛直方向の幅を狭く構成することができるという利点がある。

特開２００７−２３３１４０号公報

しかしながら、特開２００７−２３３１４０号公報記載の像ぶれ補正装置では、支持枠が支持棒に沿って摺動する構造であるため摺動抵抗が大きく、大きな駆動力が必要になるという問題がある。また、この像ぶれ補正装置では、鉛直方向に向けられた２本の支持棒によって支持された部材に水平方向の支持棒が取り付けられ、この水平方向の支持棒に沿って像ぶれ補正用レンズが取り付けられた支持枠が摺動する構造であるため、摺動部のガタが加算され、像ぶれ補正用レンズを正確に保持することが難しいという問題がある。さらに、この像ぶれ補正装置では、２組の支持棒が必要になり、構造が複雑化するという問題がある。

従って、本発明は、簡単な構造で、ガタ無く像振れ補正用レンズを移動可能に支持することができる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。
また、本発明は、全体の幅を狭く構成することができる防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、光軸に直交する平面内における可動部の移動を許容しながら、可動部が光軸に対して傾くのを防止するように、可動部と固定部とを連結する１本の支持アームと、可動部と固定部の間に挟持され、可動部と固定部の間隔を維持しながら可動部の移動を許容する球状体と、第１駆動用磁石及びこれに対向するように配置された第１駆動用コイルを備え、可動部を固定部に対して駆動する第１駆動手段と、第２駆動用磁石及びこれに対向するように配置された第２駆動用コイルを備え、第１駆動手段の駆動力に対してほぼ直交する方向の駆動力を発生する第２駆動手段と、を有し、支持アームは、一枚の薄板状の可撓性部、及び円柱状の固定部からなることを特徴としている。

このように構成された本発明においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、固定部に対して１本の支持アームにより連結されている。また、可動部と固定部の間に挟持された球状体は、可動部と固定部の間隔を維持しながら可動部の移動を許容する。第１駆動手段及び第２駆動手段は、可動部を固定部に対して駆動する。

このように構成された本発明によれば、像振れ防止用レンズを取り付けた可動部が固定部に対して支持アーム及び球状体によって支持されているので、簡単な構造で、ガタ無く像振れ補正用レンズを移動可能に支持することができる。

本発明において、好ましくは、可動部は長細く形成され、像振れ防止用レンズ、第１駆動手段、及び第２駆動手段が、可動部の長手方向に第１駆動手段、像振れ防止用レンズ、第２駆動手段の順に並んで配置されている。

このように構成された本発明によれば、第１駆動手段、像振れ防止用レンズ、第２駆動手段が、可動部の長手方向に並んで配置されているので、防振アクチュエータの幅を小さく形成することができる。

本発明において、好ましくは、支持アームは可動部の長手方向の一方の端部に連結されており、支持アームに隣接して配置されている第１駆動手段は、可動部の概ね長手方向の駆動力を発生する。

このように構成された本発明によれば、支持アームから離れて位置する第２駆動手段が可動部の長手方向に概ね直交する方向の駆動力を発生するので、可動部を、支持アーム付近を中心に、第２駆動手段の小さな駆動力によって回動させることができる。

本発明において、好ましくは、支持アームは可動部の長手方向の一方の端部に連結されると共に、可動部の長手方向を横断する方向に延びるように配置されている。

このように構成された本発明によれば、支持アームが可動部の長手方向を横断する方向に延びるように配置されているので、防振アクチュエータの幅を大きくすることなく、支持アームが像振れ補正用レンズの水平方向及び鉛直方向の移動を許容するように、防振アクチュエータを構成することができる。

本発明において、好ましくは、支持アームは、可動部及び固定部に対して、光軸に直交する平面内で回動可能に連結されている。
このように構成された本発明によれば、光軸に直交する平面内で可動部を小さな駆動力により移動させることを可能にしながら、可動部が光軸に対して傾くのを効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、支持アームは、弾性変形されることにより可動部の移動を許容するように構成され、可動部を光軸に直交する平面内において移動させる変形に対しては剛性が低く、可動部が光軸に対して傾く移動に対しては剛性が高く形成されている。

このように構成された本発明によれば、支持アームの弾性変形により可動部の移動が許容されるので、支持機構のガタを極めて少なくすることができる。また、支持アームが、可動部を光軸に直交する平面内において移動させる変形に対しては剛性が低く、可動部が光軸に対して傾く移動に対しては剛性が高く形成されているので、可動部を小さな駆動力で移動させることができると共に、可動部の光軸に対する傾きを効果的に抑制することができる。

また、本発明のレンズユニットは、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、レンズ鏡筒に取り付けられた本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。

さらに、本発明のカメラは、筐体と、この筐体の中に配置された撮像用レンズと、筐体に取り付けられた本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。

本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、簡単な構造で、ガタ無く像振れ補正用レンズを移動可能に支持することができる。
また、本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、全体の幅を狭く構成することができる。

図１は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。 本発明の実施形態によるカメラに内蔵されている防振アクチュエータの正面図である。 防振アクチュエータのIII−III線に沿う断面図である。 防振アクチュエータに使用されている支持アームの斜視図である。 コントローラにおける信号処理を示すブロック図である。 変形例による防振アクチュエータの断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態のカメラを説明する。
まず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態によるカメラを説明する。図１は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態のカメラ１は、筐体２と、この筐体２のレンズ鏡筒部の中に配置された複数の撮像用レンズ８と、像振れ防止用レンズ１６を所定の平面内で移動させる防振アクチュエータ１０と、カメラ１の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ３４ａ、３４ｂ（図１には３４ａのみ図示）と、を有する。

本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ１０を作動させて像振れ防止用レンズ１６を移動させ、筐体２内の撮像素子面Ｆに合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ３４ａ、３４ｂとして、圧電振動ジャイロを使用している。なお、本実施形態においては、像振れ防止用レンズ１６は、１枚のレンズによって構成されているが、画像を安定させるためのレンズは、複数枚のレンズ群であっても良い。本明細書において、像振れ防止用レンズとは、画像を安定させるための１枚のレンズ及びレンズ群を含むものとする。

複数の撮像用レンズ８は、筐体２に取り付けられ、入射した光を撮像素子面Ｆに結像させるように構成されている。また、複数の撮像用レンズ８のうちの一部の撮像用レンズ８を移動させることによりピント調整を可能としている。

次に、図１乃至図４を参照して、防振アクチュエータ１０を説明する。図２は防振アクチュエータ１０の正面図である。図３は防振アクチュエータ１０のIII−III線に沿う断面図である。図４は防振アクチュエータ１０に使用されている支持アームの斜視図である。

図１乃至図４に示すように、防振アクチュエータ１０は、筐体２内に固定された固定部である固定板１２と、この固定板１２に対して平行な平面内で移動可能に支持された可動部である移動枠１４と、固定板１２と移動枠１４を連結する支持アーム１７と、移動枠１４と固定板１２の間に挟持された球状体であるスチールボール１８と、を有する。さらに、防振アクチュエータ１０は、固定板１２に取り付けられた第１駆動用コイル２０ａ、及び第２駆動用コイル２０ｂと、移動枠１４の、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂに夫々対応する位置に取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、及び第２駆動用磁石２２ｂと、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂの内側に夫々配置された第１、第２位置検出素子である第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂと、を有する。

また、防振アクチュエータ１０は、各駆動用磁石の磁力によって移動枠１４を固定板１２の方に引き寄せるために、固定板１２の裏側に取り付けられた２つの吸着用ヨーク２６と、各駆動用磁石の磁気を効果的に固定板１２の方に差し向けるためのバックヨーク２８を有する。なお、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、及びこれらに対応する位置に夫々取り付けられた第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂは、移動枠１４を固定板１２に対して駆動する第１、第２駆動手段を夫々構成する。

さらに、図１に示すように、防振アクチュエータ１０は、ジャイロ３４ａ、３４ｂによって検出された振動と、第１、第２磁気センサ２４ａ、２４ｂによって検出された移動枠１４の位置情報に基づいて、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに流す電流を制御する制御部であるコントローラ３６を有する。

防振アクチュエータ１０は、移動枠１４を、筐体２に固定された固定板１２に対して撮像素子面Ｆに平行な平面内で並進移動させ、これにより移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６を移動させてカメラ１が振動しても撮像素子面Ｆに結像される像が乱れることがないように駆動される。

固定板１２は概ね長方形状の形状を有し、その上に第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂが配置されている。図２に示すように、これら２つの駆動用コイルは、像振れ防止用レンズ１６の両側にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、第１駆動用コイル２０ａは防止用レンズ１６の左側に配置されて水平方向の駆動力を発生し、第２駆動用コイル２０ｂは防止用レンズ１６の右側配置されて鉛直方向の駆動力を発生するように構成されている。さらに、支持アーム１７は、第１駆動用コイル２０ａの左側に配置されて固定板１２と移動枠１４を連結し、スチールボール１８は第２駆動用コイル２０ｂの右側に配置されて固定板１２と移動枠１４の間に挟持されている。従って、本実施形態では、図２において左から順に、支持アーム１７、第１駆動用コイル２０ａ、防止用レンズ１６、第２駆動用コイル２０ｂ、スチールボール１８が、固定板１２及び移動枠１４の長手方向にほぼ一直線上に配置されている。

第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、夫々、その巻線が角の丸い矩形状に巻かれている。第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、Ｘ軸（水平軸）、Ｙ軸（鉛直軸）と夫々一致するように配置されている。

移動枠１４は、長細い概ね長方形状を有し、固定板１２と平行に配置されている。移動枠１４のほぼ中央の開口には、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられている。移動枠１４には、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに対応する位置に、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂが夫々配置されている。第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、概ね長方形状であり、各辺がＸ軸、Ｙ軸と夫々平行になるように配置されている。また、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線となるように着磁されている。即ち、第１駆動用磁石２２ａは着磁境界線が鉛直方向に、第２駆動用磁石２２ｂは着磁境界線が水平方向に夫々向けられている。

支持アーム１７は、図２に示すように、移動枠１４の長手方向の左側の端部と、固定板１２と一体に形成されたアーム取付部１２ａとを連結するように取り付けられている。また、支持アーム１７は、移動枠１４の短辺の上端に固定され、ほぼ鉛直下方に、即ち、移動枠１４の長手方向を横断する方向に延びるように配置されている。さらに、支持アーム１７と移動枠１４の連結部分、及び支持アーム１７と固定板１２の連結部分は、概ね、光軸Ａに直交する平面内に位置している。換言すれば、支持アーム１７は、光軸Ａにほぼ直交する方向に延びている。

図４に示すように、支持アーム１７は、長方形薄板状の可撓性部１７ａと、この可撓性部１７ａの両端に夫々設けられた、可撓性部１７ａの厚さよりも直径が大きく構成された円柱状の固定部１７ｂ、１７ｃと、を有する。この構造により、支持アーム１７は、固定部１７ｂ、１７ｃが平行を維持したまま薄板状の可撓性部１７ａが曲げられる第１の形態には容易に弾性変形されるが、各固定部１７ｂ、１７ｃが可撓性部１７ａの面内で非平行となるような第２の形態には容易に変形させることができない。

固定部１７ｂは移動枠１４に対して剛に固定され、固定部１７ｃはアーム取付部１２ａに対して剛に固定されており、可撓性部１７ａが第１の形態に弾性変形されることによって固定板１２に対する移動枠１４の移動が許容される。また、図２に示すように、薄板状の可撓性部１７ａは、その板面が光軸Ａと平行に向けられるように配置されている。このため、移動枠１４は、光軸Ａに直交する平面内では容易に移動可能である。一方、可撓性部１７ａは第２の形態には変形されにくいので、移動枠１４は、光軸Ａに対して直交しない位置、即ち、移動枠１４が光軸Ａに対して傾いた位置に移動されるのが防止される。

図２及び図３に示すように、スチールボール１８は、固定板１２と移動枠１４の間に挟持され、固定板１２及び移動枠１４の、支持アーム１７とは反対側の端部に配置されている。スチールボール１８は、固定板１２の、スチールボール１８に対応する位置に形成された円周壁３０の中に配置され、脱落が防止される。固定板１２及び移動枠１４の一方の端部は支持アーム１７により連結され、他方の端部はスチールボール１８が挟持されることにより、それらの間の間隔が一定に維持される。これにより、移動枠１４は、固定板１２に対して平行な平面上に支持され、スチールボール１８が挟持されながら転がり、支持アーム１７が弾性変形されることによって、移動枠１４の固定板１２に対する並進運動が許容される。

なお、移動枠１４は、１個のスチールボール１８により支持されているが、上記のように支持アーム１７は移動枠１４が傾く方向の変形には剛性が高いため、移動枠１４の光軸Ａに対する傾斜は効果的に抑制される。

また、本実施形態においては、スチールボール１８として鋼製の球体を使用しているが、スチールボール１８に代えて樹脂製の球体を使用することもできる。また、スチールボール１８は必ずしも球体でなくても良い。即ち、防振アクチュエータ１０の作動中において固定板１２及び移動枠１４と接触する部分が概ね球面の形状を有する形態であればスチールボール１８として使用することができる。なお、本明細書において、このような形態を球状体という。

吸着用ヨーク２６は概ね長方形状であり、固定板１２の駆動用コイルが取り付けられていない側の面の、各駆動用コイルに対応する位置に夫々取り付けられている。各駆動用磁石がこれらの吸着用ヨーク２６に及ぼす磁力により、移動枠１４は固定板１２の方に引き付けられる。

第１駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃは、図３に示すように、長方形の第１駆動用磁石２２ａの各長辺の中点を通るように位置すると共に、第１駆動用磁石２２ａの厚さ方向にも極性が変化している。本実施形態においては、図３における左下の角がＳ極、右下がＮ極、左上がＮ極、右上がＳ極になっている。また、第２駆動用磁石２２ｂも同様に着磁されており、移動枠１４への取り付け方向が９０゜回転されている（図２）。なお、本明細書において、着磁境界線Ｃとは、駆動用磁石の両端を夫々Ｓ極、Ｎ極としたとき、その中間のＳ極からＮ極に極性が変化する点を連ねた線を言うものとする。

このように着磁されていることにより、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、長方形の第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂの長辺の部分に磁気を及ぼす。これにより、第１駆動用コイル２０ａに電流が流れると、第１駆動用磁石２２ａとの間にＸ軸に沿った水平方向の駆動力が発生し、第２駆動用コイル２０ｂに電流が流れると、第２駆動用磁石２２ｂとの間にＹ軸に沿った鉛直方向の駆動力が発生する。

即ち、第１駆動用コイル２０ａ及び第１駆動用磁石２２ａにより構成される第１駆動手段による駆動力は、水平方向に向けられ、第２駆動用コイル２０ｂ及び第２駆動用磁石２２ｂにより構成される第２駆動手段による駆動力は、第１駆動手段による駆動力の方向とほぼ直交すると共に、鉛直方向に向けられる。

ここで、移動枠１４は、固定板１２に対して支持アーム１７により連結されているが、像振れを補正するために必要な移動枠１４の移動量は、移動枠１４及び支持アーム１７の大きさに対して極めて小さいものであるため、第１駆動手段及び第２駆動手段の駆動力により、移動枠１４は近似的に水平方向及び鉛直方向に並進移動される。即ち、第１駆動手段による水平方向の駆動力が作用すると、支持アーム１７は、固定部１７ｂ、１７ｃが平行を保持しながら水平方向にずれるように、可撓性部１７ａが弾性変形して、水平方向の並進移動が許容される。

一方、第２駆動手段による鉛直方向の駆動力が作用すると、支持アーム１７は、可撓性部１７ａ付近を中心に移動枠１４が回転されるように弾性変形される。しかしながら、像振れを補正するために必要な、像振れ防止用レンズ１６の鉛直方向の移動距離は、支持アーム１７と像振れ防止用レンズ１６の間の距離に対して極めて小さいため、移動枠１４が回転される角度は微小である。このため、移動枠１４の回転により発生する像振れ防止用レンズ１６の移動は、近似的に鉛直方向の並進移動とみなすことができる。このように、第１駆動手段及び第２駆動手段が発生する駆動力により、像振れ防止用レンズ１６は、像振れを補正するために必要にして十分な範囲及び精度で並進移動される。

図２及び図３に示すように、各駆動用コイルの内側には、夫々第１磁気センサ２４ａ、第２磁気センサ２４ｂが配置されている。第１、第２磁気センサ２４ａ、２４ｂは、第１、第２駆動手段が発生する駆動力に平行な方向の、固定板１２に対する移動枠１４の位置を測定するように構成されている。また、各磁気センサは、移動枠１４が中立位置にあるとき、その感度中心点が、各駆動用磁石２２の着磁境界線Ｃ上に位置するように配置されている。本実施形態においては、磁気センサとしてホール素子を使用している。

磁気センサからの出力信号は、磁気センサの感度中心点が駆動用磁石の着磁境界線Ｃ上に位置する場合には０であり、駆動用磁石が移動し、磁気センサ感度中心点が駆動用磁石の着磁境界線Ｃ上から外れると、磁気センサの出力信号が変化する。駆動用磁石の移動量が微小である、防振アクチュエータ１０の通常の作動中においては、駆動用磁石の着磁境界線Ｃに直交する方向の移動距離にほぼ比例した信号が出力される。

このため、第１磁気センサ２４ａは移動枠１４のＸ軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力し、第２磁気センサ２４ｂは移動枠１４のＹ軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力する。これら第１、第２磁気センサ２４ａ、２４ｂによって検出された信号に基づいて、移動枠１４が固定板１２に対して並進移動した位置を必要にして十分な精度で特定することができる。

次に、図５を参照して、防振アクチュエータ１０の制御を説明する。図５は、コントローラ３６における信号処理を示すブロック図である。図５に示すように、カメラ１の振動は、２つのジャイロ３４ａ、３４ｂによって時々刻々検出され、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに入力される。本実施形態においては、ジャイロ３４ａはカメラ１のヨーイング運動の角速度を、ジャイロ３４ｂはピッチング運動の角速度を夫々検出するように構成され、配置されている。

演算回路３８ａ、３８ｂは、ジャイロ３４ａ、３４ｂから時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ防止用レンズ１６を移動させるべき位置を時系列で指令するレンズ位置指令信号を生成する。すなわち、演算回路３８ａは、ジャイロ３４ａによって検出されるヨーイング運動の角速度を時間積分し、所定の修正信号を加算することによってレンズ位置指令信号の水平方向成分を生成し、同様に、演算回路３８ｂは、ジャイロ３４ｂによって検出されるピッチング運動の角速度に基づいてレンズ位置指令信号の鉛直方向成分を生成するように構成されている。このようにして得られたレンズ位置指令信号に従って、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることにより、写真撮影の露光中にカメラ１が振動した場合にも、撮像素子面Ｆに合焦される像は乱れることなく安定化される。

コントローラ３６は、演算回路３８ａ、３８ｂによって生成されたレンズ位置指令信号によって指示された位置に、像振れ防止用レンズ１６が移動されるように、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに流す電流を制御する。

一方、第１磁気センサ２４ａによって測定された、第１駆動用コイル２０ａに対する第１駆動用磁石２２ａの水平方向の移動量は、磁気センサアンプ４２ａによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ａは、演算回路３８ａから出力されたレンズ位置指令信号の水平成分と、磁気センサアンプ４２ａから出力された第１駆動用コイル２０ａに対する第１駆動用磁石２２ａの水平方向の移動量との差に比例した電流を第１駆動用コイル２０ａに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置の水平方向成分と磁気センサアンプ４２ａからの出力に差がなくなると、第１駆動用コイル２０ａには電流が流れなくなり、第１駆動用磁石２２ａに作用する駆動力が０になる。

同様に、第２磁気センサ２４ｂによって測定された、第２駆動用コイル２０ｂに対する第２駆動用磁石２２ｂの鉛直方向の移動量は、磁気センサアンプ４２ｂによって所定の倍率に増幅される。差動回路４４ｂは、演算回路３８ｂから出力されたレンズ位置指令信号の鉛直成分と、磁気センサアンプ４２ｂから出力された第２駆動用コイル２０ｂに対する第２駆動用磁石２２ｂの鉛直方向の移動量との差に比例した電流を第２駆動用コイル２０ｂに流す。従って、レンズ位置指令信号によって指令されたレンズ位置の鉛直方向成分と磁気センサアンプ４２ｂからの出力に差がなくなると、第２駆動用コイル２０ｂには電流が流れなくなり、駆動用磁石２２ｂに作用する駆動力が０になる。

次に、図１及び５を参照して、本発明の実施形態によるカメラ１の作用を説明する。まず、カメラ１の手ブレ防止機能の起動スイッチ（図示せず）をＯＮにすることにより、防振アクチュエータ１０が作動される。カメラ１に内蔵されたジャイロ３４ａ、３４ｂは、所定周波数帯域の振動を時々刻々検出し、コントローラ３６に内蔵された演算回路３８ａ、３８ｂに出力する。ジャイロ３４ａはレンズユニット２のヨーイング方向の角速度の信号を演算回路３８ａに出力し、ジャイロ３４ｂはピッチング方向の角速度の信号を演算回路３８ｂに出力する。演算回路３８ａは、入力された角速度信号を時間で積分して、ヨーイング角度を算出し、これに所定の修正信号を加えて水平方向のレンズ位置指令信号を生成する。同様に、演算回路３８ｂは、入力された角速度信号を時間で積分して、ピッチング角度を算出し、これに所定の修正信号を加えて鉛直方向のレンズ位置指令信号を生成する。演算回路３８ａ、３８ｂによって時系列で出力されるレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ防止用レンズ１６を時々刻々移動させることによって、カメラ１の撮像素子面Ｆに合焦される像が安定化される。

演算回路３８ａによって出力された水平方向のレンズ位置指令信号は差動回路４４ａに入力され、演算回路３８ｂによって出力された鉛直方向のレンズ位置指令信号は差動回路４４ｂに入力される。

一方、第１駆動用コイル２０ａの内側に配置された第１磁気センサ２４ａは磁気センサアンプ４２ａに、第２駆動用コイル２０ｂの内側の第２磁気センサ２４ｂは磁気センサアンプ４２ｂに検出信号を出力する。磁気センサアンプ４２ａ、４２ｂで夫々増幅された各磁気センサの検出信号は、差動回路４４ａ、４４ｂに夫々入力される。

差動回路４４ａ、４４ｂは、入力された各磁気センサの検出信号と、各演算回路３８ａ、３８ｂから入力された信号の差に応じた電圧を夫々発生し、この電圧に比例した電流を各駆動用コイルに流す。各駆動用コイルに電流が流れると電流に比例した磁界が発生する。この磁界により第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに対応して配置された第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは夫々駆動力を受け、移動枠１４が移動される。移動枠１４が駆動力によって移動され、各駆動用磁石がレンズ位置指令信号により指定された位置に到達すると、各差動回路の出力は０となり、駆動力も０になる。また、外乱、又は、レンズ位置指令信号の変化等により、移動枠１４がレンズ位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイルに電流が流され、移動枠１４はレンズ位置指令信号により指定された位置に戻される。

以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６が、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、カメラ１の撮像素子面Ｆに合焦される像が安定化される。

本発明の実施形態のカメラによれば、像振れ防止用レンズを取り付けた移動枠が固定板に対して支持アーム及びスチールボールによって支持されているので、簡単な構造で、ガタ無く像振れ補正用レンズを移動可能に支持することができる。

また、本実施形態のカメラによれば、第１駆動手段、像振れ防止用レンズ、第２駆動手段が、移動枠の長手方向に概ね一直線に並んで配置されているので、防振アクチュエータの幅を小さく形成することができる。

さらに、本実施形態のカメラによれば、支持アームから離れた位置にある第２駆動手段が移動枠の長手方向に概ね直交する方向の駆動力を発生するので、移動枠を、支持アーム付近を中心に、第２駆動手段の小さな駆動力によって回動させることができる。

また、本実施形態のカメラによれば、支持アームが移動枠の長手方向を横断する方向に延びるように配置されているので、防振アクチュエータの幅を大きくすることなく、支持アームが像振れ補正用レンズの水平方向及び鉛直方向の移動を許容するように、防振アクチュエータを構成することができる。

さらに、本実施形態のカメラによれば、支持アームの可撓性部の弾性変形により移動枠の移動が許容されるので、支持機構のガタを極めて少なくすることができる。また、支持アームの可撓性部が、移動枠を光軸に直交する平面内において移動させる変形に対しては剛性が低く、移動枠が光軸に対して傾く移動に対しては剛性が高く形成されているので、移動枠を小さな駆動力で移動させることができると共に、移動枠の光軸に対する傾きを効果的に抑制することができる。

また、上述した実施形態においては、支持アームは、固定板及び移動枠に固定される固定部と、それらの間に延びる可撓性部から構成されていたが、変形例として、支持アームの固定板及び移動枠と夫々連結される連結部分を可撓性とし、各連結部分の間を結合する支持アームの本体部分の剛性を大きく構成することもできる。

さらに、上述した実施形態においては、駆動用磁石の位置を測定する磁気センサは、駆動用コイルの内側に配置されていたが、変形例として、図６に示すように、磁気センサを駆動用コイルの反対側に配置することもできる。この変形例においては、移動枠に取り付けられた駆動用磁石１２２ａの両側に駆動用コイル１２０ａ及び磁気センサ１２４ａが夫々配置されている。即ち、固定板１１２には、駆動用磁石１２２ａに対応する位置に駆動用コイル１２０ａが固定され、駆動用磁石１２２ａの反対側に配置された第２の固定板１１２ａには、駆動用磁石１２２ａに対応する位置に磁気センサ１２４ａが固定されている。さらに、第２の固定板１１２ａの裏側には、磁気センサ１２４ａに対応する位置にバックヨーク１２８が配置されている。

この変形例においては、駆動用コイル１２０ａに電流が流れることにより駆動用磁石１２２ａに駆動力が作用すると共に、駆動用磁石１２２ａの位置は、駆動用コイル１２０ａの反対側に配置された磁気センサ１２４ａにより検出される。本変形例によれば、駆動用コイル１２０ａが発生する磁界が、磁気センサ１２４ａの検出結果に影響するのを抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、本発明の防振アクチュエータはカメラに内蔵されていたが、本発明を、レンズ鏡筒の中に防振アクチュエータ、及び撮像用レンズが配置されたレンズユニットとして構成することもできる。

さらに、上述した実施形態においては、固定板に駆動用コイルが取り付けられ、移動枠に駆動用磁石が取り付けられていたが、固定板に駆動用磁石、移動枠に駆動用コイルを取り付けることもできる。

また、上述した実施形態においては、固定板と移動枠の間に１つの球状体であるスチールボールが配置されていたが、球状体を複数備えていても良い。

１ 本発明の実施形態によるカメラ
２ 筐体
８ 撮像用レンズ
１０ 防振アクチュエータ
１２ 固定板（固定部）
１４ 移動枠（可動部）
１６ 像振れ防止用レンズ
１７ 支持アーム
１７ａ 可撓性部
１７ｂ、１７ｃ 固定部
１８ スチールボール（球状体）
２０ａ 第１駆動用コイル
２０ｂ 第２駆動用コイル
２２ａ 第１駆動用磁石
２２ｂ 第２駆動用磁石
２４ａ 第１磁気センサ
２４ｂ 第２磁気センサ
２６ 吸着用ヨーク
２８ バックヨーク
３０ 円周壁
３４ａ、３４ｂ ジャイロ
３６ コントローラ
３８ａ、３８ｂ 演算回路
４２ａ、４２ｂ 磁気センサアンプ
４４ａ、４４ｂ 差動回路

Claims (8)

1. 像振れ防止用レンズを、その光軸に直交する平面内で移動させる防振アクチュエータであって、
   固定部と、
   上記像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、
   上記光軸に直交する平面内における上記可動部の移動を許容しながら、上記可動部が上記光軸に対して傾くのを防止するように、上記可動部と上記固定部とを連結する１本の支持アームと、
   上記可動部と上記固定部の間に挟持され、上記可動部と上記固定部の間隔を維持しながら上記可動部の移動を許容する球状体と、
   第１駆動用磁石及びこれに対向するように配置された第１駆動用コイルを備え、上記可動部を上記固定部に対して駆動する第１駆動手段と、
   第２駆動用磁石及びこれに対向するように配置された第２駆動用コイルを備え、上記第１駆動手段の駆動力に対してほぼ直交する方向の駆動力を発生する第２駆動手段と、
   を有し、
   前記支持アームは、一枚の薄板状の可撓性部、及び円柱状の固定部からなることを特徴とする防振アクチュエータ。
2. 上記可動部は長細く形成され、上記像振れ防止用レンズ、上記第１駆動手段、及び上記第２駆動手段が、上記可動部の長手方向に上記第１駆動手段、上記像振れ防止用レンズ、上記第２駆動手段の順に並んで配置されている請求項１記載の防振アクチュエータ。
3. 上記支持アームは上記可動部の長手方向の一方の端部に連結されており、上記支持アームに隣接して配置されている上記第１駆動手段は、上記可動部の概ね長手方向の駆動力を発生する請求項２記載の防振アクチュエータ。
4. 上記支持アームは上記可動部の長手方向の一方の端部に連結されると共に、上記可動部の長手方向を横断する方向に延びるように配置されている請求項２又は３記載の防振アクチュエータ。
5. 上記支持アームは、上記可動部及び上記固定部に対して、上記光軸に直交する平面内で回動可能に連結されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
6. 上記支持アームは、弾性変形されることにより上記可動部の移動を許容するように構成され、上記可動部を上記光軸に直交する平面内において移動させる変形に対しては剛性が低く、上記可動部が上記光軸に対して傾く移動に対しては剛性が高く形成されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
7. レンズ鏡筒と、
   このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、
   上記レンズ鏡筒に取り付けられた請求項１乃至６の何れか１項に記載の防振アクチュエータと、
   を有することを特徴とするレンズユニット。
8. 筐体と、
   この筐体の中に配置された撮像用レンズと、
   上記筐体に取り付けられた請求項１乃至６の何れか１項に記載の防振アクチュエータと、
   を有することを特徴とするカメラ。

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