JP6602059B2 - 像振れ補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等のレンズ鏡筒に設けられ、被写体像の振れを低減する像振れ補正装置に関する。

デジタルカメラ等のレンズ鏡筒では、外部からの振動に応じて撮影光学系の全部または一部を移動させることで、撮像面に結像する被写体像の像振れを低減する像振れ補正装置を備えるものがある。

例えば、補正レンズを保持する可動部が光軸と直交する平面上を移動する像振れ補正装置において、固定部と可動部とに挟持されたボールの移動を規制する規制部の範囲を可動部の最大移動量の半分に設定した技術が提案されている。

この提案では、可動部が中心位置にある場合に、ボールが中心付近にあれば、可動部の移動中にボールが規制部へ接触することなく動作することが可能となる。また、ボールが中心付近からずれていた場合には、ボールを中心に戻すリセット動作を行うことで、可動部が中心位置にある場合のボールの位置を中心付近の所定の範囲に収めることが可能となる（特許文献１）。

特許第３９６９９２７号公報

上記特許文献１では、可動部の移動量に対して、ボールの移動量が半分になるという原理に基づいている。しかし、補正レンズを保持する可動部が光軸と直交する平面上でなく、光軸と直交する軸を回転軸として回転する像振れ補正装置においては、固定部と可動部とに挟持されたボールは、球面状の転動面を移動することとなる。

この場合、回転軸の方向によりボールの移動量が異なり、ボールの移動量が小さくなる回転軸の方向では、リセット動作によりボールが中心付近にリセットされず、リセット動作後にボールが存在し得る範囲が広くなってしまう。

従って、可動部が中心位置にある場合のボールの位置を初期位置とすると、初期位置の範囲が広くなる。ボールの初期位置の範囲が広くなると、像振れ補正動作時に、ボールの転動面の面精度の影響を受けやすくなり、像振れ補正装置の性能が不安定になるおそれがある。

そこで、本発明では、転動体の転動を介して光軸と直交する軸を回転軸として可動部が回転する像振れ補正装置において、リセット動作後の転動体の初期位置の範囲を小さくして、転動面の面精度に起因する性能の変動を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の像振れ補正装置は、固定部と、光学素子を保持し、前記固定部に対して、前記光学素子の光軸と直交する第１回転軸と前記光軸と直交しかつ前記第１回転軸と直交する第２回転軸とを中心に複数の転動体を介して回転可能に支持される可動部と、を備える像振れ補正装置であって、前記固定部に設けられ、前記可動部の回転を規制する回転規制部と、前記転動体の転動面の周囲に設けられ、前記転動体の移動を規制する移動規制部と、を有し、前記第２回転軸が前記光軸の方向から見て前記転動面の中心と重なった状態において、前記第１回転軸の方向に移動する前記転動体が前記移動規制部により規制されるまでの前記転動体の移動可能な範囲を第１の移動範囲とするとともに、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転が前記回転規制部により規制されるまでの前記可動部の回転可能な範囲を第１の回転範囲とし、前記第１の移動範囲の方向と直交する方向に移動する前記転動体が前記移動規制部により規制されるまでの前記転動体の移動可能な範囲を第２の移動範囲とするとともに、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転が前記回転規制部により規制されるまでの前記可動部の回転可能な範囲を第２の回転範囲とし、前記第１の回転範囲に対する前記第１の移動範囲の比率を第１の比率とし、前記第２の回転範囲に対する前記第２の移動範囲の比率を第２の比率とした場合に、前記第１の比率より前記第２の比率の方が大きいことを特徴とする。また、本発明の像振れ補正装置は、固定部と、光学素子を保持し、前記固定部に対して、前記光学素子の光軸と平行ではない第１回転軸及び第２回転軸を中心に複数の転動体を介して回転可能に支持される可動部と、前記固定部に設けられ、前記可動部の回転を規制する回転規制部と、前記転動体の転動面の周囲に設けられ、前記転動体の移動を規制する移動規制部と、を有し、前記回転規制部により規制される、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転が可能な範囲を第１の回転範囲とし、前記移動規制部により規制される、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転方向における前記転動体の移動が可能な範囲を第１の移動範囲とし、前記回転規制部により規制される、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転が可能な範囲を第２の回転範囲とし、前記移動規制部により規制される、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転方向における前記転動体の移動が可能な範囲を第２の移動範囲とした場合に、前記第１の回転範囲に対する前記第１の移動範囲の比率である第１の比率が、前記第２の回転範囲に対する前記第２の移動範囲の比率である第２の比率と異なるように、前記回転規制部及び前記移動規制部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、転動体の転動を介して光軸と直交する軸を回転軸として可動部が回転する像振れ補正装置において、リセット動作後の転動体の初期位置の範囲を小さくして、転動面の面精度に起因する性能の変動を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態である像振れ補正装置を正面側（被写体側）から見た斜視図である。 （ａ）は像振れ補正装置を正面側から光軸方向に見た図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 （ａ）は像振れ補正装置を光軸方向から部分的に見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は像振れ補正装置を光軸方向から部分的に見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 リセット動作時の可動部の回転に伴う被回転規制部の中心の動きを説明する概念図である。 リセット動作時の可動部の回転に伴って固定部側の転動面を移動するボールの動きを転動面の法線方向から見た概念図である。 （ａ）は本発明例における転動面とボールとの関係を転動面の法線方向から見た概念図、（ｂ）は従来例における転動面とボールとの関係を転動面の法線方向から見た概念図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態である像振れ補正装置を光軸方向から部分的に見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 固定部側の転動面の一か所を転動面の法線方向から見た概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である像振れ補正装置を正面側（被写体側）から見た斜視図である。図２（ａ）は図１に示す像振れ補正装置を正面側から光軸方向に見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）の右側面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の像振れ補正装置１００は、レンズ等の光学素子２０を保持する可動部３０を有する。可動部３０は、不図示のレンズ鏡筒の光軸Ｌと直交する軸を２つの回転軸ＴＣ１，ＴＣ２を中心として回転することができる。ここで、回転軸ＴＣ１は、本発明の第１回転軸の一例に相当し、回転軸ＴＣ２は、本発明の第２回転軸の一例に相当する。

可動部３０を光軸Ｌに対して所定量傾けることで光学素子２０を光軸Ｌと直交する方向へ所定量移動させ、これにより、像振れ補正装置１００を通過した後の光束の振れ補正や収差補正が可能となる。なお、可動部３０には、光学素子２０の他に撮像素子を保持することも可能である。その場合には、光学素子と撮像素子を一体回転させることで、像振れを補正することとなる。

可動部３０は、光軸Ｌ周りに略等間隔で配置された３か所の付勢ばね５０により光軸方向に付勢されている。付勢ばね５０は、本実施形態では、引っ張りコイルバネにより構成され、光軸Ｌと略平行に配置されて、一方の端部が可動部３０に掛止され、他方の端部が可動部３０の背面側に配置された固定部１０に掛止される。３か所の付勢ばね５０の付勢力のつり合いにより、可動部３０が光軸Ｌと略平行になるように配置される。

可動部３０と固定部１０との間には、転動体の一例であるボール４０が転動可能に挟持されている。これにより、固定部１０に対して可動部３０が複数のボール４０の転動を介して回転軸Ｔｃ１，ＴＣ２を中心に回転可能に支持されている。

ボール４０は、可動部３０の周方向に略等間隔で３か所配置され、図２（ｂ）に示すように、可動部３０側の転動面４１と固定部１０側の転動面４２との間で転動可能に挟持されている。転動面４１は、凸球面状に形成され、転動面４２は、凹球面状に形成されており、転動面４１及び転動面４２の球面中心は、光軸Ｌを通る回転軸ＴＣ１と回転軸ＴＣ２の交点と一致している。

回転軸ＴＣ１は、光軸Ｌと直交し、回転軸ＴＣ２は、光軸Ｌと直交し、かつ回転軸ＴＣ１と直交して配置されている。これにより、ボール４０が転動面４１と転動面４２との間の挟持された状態を保ちつつ回転軸ＴＣ１，ＴＣ２の中心を一定にして可動部３０を任意の方向へ回転させることが可能となる。なお、本実施形態では、可動部３０の回転軸ＴＣ１，ＴＣ２の光軸方向位置は一定としているが、可変としてもよい。

例えば、固定部１０と可動部３０の複数個所にそれぞれ半径の異なる転動面と複数セットのボール４０を用意し、可動部３０の転動面が光軸Ｌ周りに回転することで、挟持するボール４０を切り換えて回転軸ＴＣ１，ＴＣ２の光軸方向位置を可変としてもよい。

固定部１０には、２つのコイル６０ａ，６０ｂが可動部３０の周方向に互いに周方向に９０°離間した位置でそれぞれ可動部３０の外周面に対して対向して設けられている。コイル６０ａは、回転軸ＴＣ１周りに券回されており、回転軸ＴＣ１と直交し、かつ光軸Ｌと直交する方向に長い直線部を有する。コイル６０ｂは、回転軸ＴＣ２周りに券回されており、回転軸ＴＣ２と直交し、かつ光軸Ｌと直交する方向に長い直線部を有する。

コイル６０ａ，６０ｂの可動部３０の外周面の反対側には、それぞれ磁石７０ａ，７０ｂがコイル６０ａ，６０ｂと対向して設けられている。磁石７０ａ，７０ｂは、可動部３０に一体に設けられ（図３（ｂ）参照）、磁石７０ａ，７０ｂで発生する永久磁界がコイル６０ａ，６０ｂの直線部を通過するように配置されている。２つのコイル６０ａ，６０ｂへの通電を不図示の制御部により制御することで、それぞれの磁石７０ａ，７０ｂとの間でローレンツ力を発生させ、これにより、可動部３０を回転軸ＴＣ１，ＴＣ２を中心として回転させることができる。

また、固定部１０には、磁気センサ８０ａ，８０ｂがそれぞれ磁石７０ａ，７０ｂのコイル６０ａ，６０ｂの反対側の面に対向して設けられている。磁気センサ８０ａ，８０ｂは、磁石７０ａ，７０ｂの光軸方向への移動を検知する。即ち、磁気センサ８０ａ，８０ｂは、可動部３０が回転すると、可動部３０と一体の磁石７０ａ，７０ｂの移動量を検知し、検知結果に基づき、不図示の制御部が可動部３０の回転方向と回転量を判定する。なお、本実施形態では、磁石７０ａ，７０ｂを可動部３０に設けた場合を例示したが、コイル６０ａ，６０ｂを可動部３０に設けてもよい。その場合には、コイル６０ａ，６０ｂへ電力を供給する配線が必要となる。

図３を参照して、可動部３０の回転量に対するボール４０の移動量について説明する。図３（ａ）は像振れ補正装置１００を光軸方向から部分的に見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図３（ｂ）において、回転軸ＴＣ２周りに可動部３０が回転したときの可動部３０の回転量をＵ１とし、それに対応して転動するボール４０の移動量をＵｂ１とすると、次式（１）が成立する。

Ｕｂ１＝Ｒ１・Ｕ１／２ …（１）
ここで、Ｒ１は、回転軸ＴＣ２からボール４０の中心までの距離を示している。ボール４０の移動量Ｕｂ１は、固定部１０側の転動面４２を円弧上に移動した量を示す。以下の説明でも、ボール４０の移動量は、円弧上の移動量を示すものとする。また、可動部３０の回転量Ｕ１に対して、ボール４０は、固定部１０側の転動面４２と可動部３０側の転動面４１との間で転動するため、回転量Ｕ１の半分であるＵ１／２だけ回転軸ＴＣ２周りに回転することとなる。これをボール４０の移動量Ｕｂ１に換算したものが上式（１）である。

なお、本実施形態では、移動量Ｕｂ１及び距離Ｒ１の単位は、例えば［ｍｍ］とし、回転量Ｕ１の単位は［ｒａｄ］としている。以下の説明でも同様に長さの単位は、［ｍｍ］として、角度の単位は［ｒａｄ］とする。

図３（ｃ）において、回転軸ＴＣ１周りに可動部３０が回転したときの可動部３０の回転量をＵ２とし、それに対応して転動するボール４０の移動量をＵｂ２とすると、次式（２）が成立する。

Ｕｂ２＝Ｒ２・Ｕ２／２ …（２）
ここで、Ｒ２は、回転軸ＴＣ１からボール４０の中心までの距離を示す。回転軸ＴＣ１からボール４０の中心までを結ぶ線と光軸Ｌがなす角度をＳとすると、距離Ｒ２と図３（ｂ）の距離Ｒ１との間には、次式（３）が成立する。

Ｒ１＝Ｒ２・ｃｏｓ（Ｓ） …（３）
また、上式（３）を上式（１）に代入すると、次式（４）となる。

Ｕｂ１＝Ｒ２・Ｕ１・ｃｏｓ（Ｓ）／２ …（４）
ここで、ボール４０の設置位置を考える。ボール４０を光軸Ｌ上に設置すると光学素子２０を透過した光束を阻害することになるため、光軸Ｌ上に配置することはできない。このため、ボール４０の設置位置は、必ず角度Ｓ＞０となる。また、ボール４０は、付勢ばね５０により固定部１０側へ付勢されている。ボール４０の設置位置をＳのコサイン関数での範囲に言い換えると、ｃｏｓ（Ｓ）＜１となる。

ここで、上式（２）及び上式（４）を可動部３０の回転量に対するボール４０の移動量の比率に書き換えると、それぞれ次式（５）及び次式（６）となる。

Ｕｂ１／Ｕ１＝Ｒ２・ｃｏｓ（Ｓ）／２ …（５）
Ｕｂ２／Ｕ２＝Ｒ２／２ …（６）
また、上式（５）及び上式（６）に対して、ｃｏｓ（Ｓ）＜１を当てはめると、次式（７）が成立する。

Ｕｂ１／Ｕ１＜Ｕｂ２／Ｕ２ …（７）
上式（７）において、Ｕｂ１／Ｕ１は、光軸Ｌ方向から見て固定部１０側の転動面４２の中心と重なる回転軸ＴＣ２周りの可動部３０の回転量に対するボール４０の移動量の比率を表している。また、Ｕｂ２／Ｕ２は、回転軸ＴＣ２と直交する回転軸ＴＣ１周りの可動部３０の回転量に対するボール４０の移動量の比率を表している。上式（７）から明らかなように、Ｕｂ１／Ｕ１よりＵｂ２／Ｕ２の方が大きいことが判る。

次に、図４を参照して、可動部３０の被回転規制部３２、及びボール４０の移動規制部１３について説明する。

図４（ａ）は像振れ補正装置１００を光軸方向から部分的に見た図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、固定部１０には、ボール４０の移動を規制する移動規制部１３が設けられている。移動規制部１３は、固定部１０側の転動面４２を転動するボール４０の全方向の移動を所定範囲に規制する。移動規制部１３は、図４（ａ）に示すように、光軸Ｌ方向から見て、転動面４２の周囲に沿って略円形状に形成されている。そのため、固定部１０を樹脂の成形品とした場合に光軸Ｌ方向に抜き方向を有する金型等で容易に製作することが可能である。なお、本実施形態では、移動規制部１３を固定部１０に設けているが、可動部３０に設けてもよい。

次に、移動規制部１３によるボール４０の移動範囲の規制について説明する。図４（ｂ）において、回転軸ＴＣ２は、光軸方向から見て、図４（ａ）に示すように、固定部１０側の転動面４２の中心と重なって配置され、ボール４０の移動方向は、光軸Ｌ及び回転軸ＴＣ２のそれぞれに対して直交する方向（図４（ｂ）の左右方向）となる。

可動部３０の回転に伴い、ボール４０が転動面４２を転動して移動するが、ボール４０は、移動規制部１３の当接壁１３１又は当接壁１３２と当接することにより、移動が規制される。このときのボール４０の移動可能範囲を第１の移動範囲Ｔｂ１とする。一方、可動部３０の回転は、可動部３０の被回転規制部３２が固定部１０の回転規制部１２に当接することにより規制され、このときの可動部３０の回転可能範囲を第１の回転範囲Ｔ１とする。

続いて、図４（ｃ）において、回転軸ＴＣ２と直交する回転軸ＴＣ１周りに可動部３０が回転する場合、ボール４０は、第１の移動範囲Ｔｂ１での移動方向と直交する方向に移動する。

このとき、ボール４０は、固定部１０側の転動面４２を転動して移動するが、移動規制部１３の当接壁１３３又は当接壁１３４と当接することにより、移動が規制され、このときのボール４０の移動可能範囲を第２の移動範囲Ｔｂ２とする。一方、可動部３０の回転は、図４（ｂ）の場合と同様に、可動部３０の被回転規制部３２が固定部１０の回転規制部１２に当接することで規制され、このときの可動部３０の回転可能範囲を第２の回転範囲Ｔ２とする。

ここで、本実施形態では、可動部３０を回転可能範囲の全域で回転させた場合に、ボール４０が移動可能範囲の全域を移動するように可動部３０の回転可能範囲とボール４０の移動可能範囲との関係を設定する。可動部３０の回転可能範囲とボール４０の移動可能範囲の関係は、上式（５）及び上式（６）と同じ関係となるため、次式（８）及び次式（９）で表すことができる。

Ｔｂ１／Ｔ１＝Ｒ２・ｃｏｓ（Ｓ）／２ …（８）
Ｔｂ２／Ｔ２＝Ｒ２／２ …（９）
また、上式（８）及び上式（９）に対して、上式（７）と同様に、ｃｏｓ（Ｓ）＜１を当てはめると、次式（１０）が成立する。

Ｔｂ１／Ｔ１＜Ｔｂ２／Ｔ２ …（１０）
上式（１０）において、Ｔｂ１／Ｔ１は、光軸Ｌ方向から見て固定部１０側の転動面４２の中心と重なる回転軸ＴＣ２周りの可動部３０の第１の回転範囲Ｔ１に対するボール４０の第１の移動範囲Ｔｂ１の比率を表しており、この比率を第１の比率Ｐ１とする。また、Ｔｂ２／Ｔ２は、回転軸ＴＣ２と直交する回転軸ＴＣ１周りの可動部３０の第２の回転範囲Ｔ２に対するボール４０の第２の移動範囲Ｔｂ２の比率を表しており、この比率を第２の比率Ｐ２とする。

上式（１０）から明らかなように、第１の比率Ｐ１より第２の比率Ｐ２の方が大きいことが判る。また、本実施形態では、第２の比率Ｐ２は、上式（９）よりＲ２の１／２に設定されている。つまり、第２の比率Ｐ２が回転軸ＴＣ１の中心からボール４０の中心までの距離Ｒ２の１／２に設定されている。

これにより、可動部３０が回転範囲Ｔ２で回転した際に、それに応じてボール４０が移動範囲Ｔｂ２を移動することができる。この結果、後述するリセット動作によって、ボール４０の初期位置を所定の範囲に収めることができ、転動面４２の面精度による像振れ補正装置１００の性能の変動を抑制することが可能となる。

次に、図５及び図６を参照して、ボール４０の位置を所定の範囲に収めるためのリセット動作について説明する。像振れ補正動作中に、可動部３０が回転すると、前述したように、ボール４０が移動する。通常、ボール４０は、固定部１０側の転動面４２と可動部３０側の転動面４１との間を転動することにより、可動部３０が回転する際の摩擦抵抗を低減している。

しかし、ボール４０が移動規制部１３に接触すると、それ以上転動することができなくなるため、固定部１０側の転動面４２又は可動部３０側の転動面４１とボール４０との間で滑りが発生する。一般的に、滑りは、転動に比べて摩擦抵抗が大きいため、可動部３０の回転を阻害する要因となる。

そこで、可動部３０の回転動作中にボール４０が移動規制部１３に接触することがないようにするために、以下に説明するリセット動作を実施する。このリセット動作は、像振れ補正装置１００を搭載したデジタルカメラ等の撮像装置を含む電子機器の電源オン時に実施したり、一定時間経過ごとに実施したりすることが考えられる。

図５は、可動部３０の回転に伴う被回転規制部３２の中心の動きを説明する概念図である。図６は、可動部３０の回転に伴って固定部１０側の転動面４２を移動するボール４０の動きを転動面４２の法線方向から見た概念図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は外部から衝撃が加わったときを示す。なお、図５におけるｓ１〜ｓ７は、時系列的なタイミングを示し、図５のｓ１〜ｓ７と図６のｓ１〜ｓ７とは対応しているものとする。

リセット動作開始時点では、まず、図５のタイミングｓ１では、被回転規制部３２が回転規制部１２の中央に位置している。リセット動作が開始されると、被回転規制部３２は、図５のタイミングｓ２の位置に移動し、回転規制部１２に当接した状態となる。その後、図５のタイミングｓ３〜ｓ６で、被回転規制部３２が回転規制部１２に当接した状態を保ったまま周回する。最後に、図５のタイミングｓ７で、被回転規制部３２が回転規制部１２の中央に戻り、リセット動作が完了する。

このときのボール４０の動きについて、図６を用いて説明する。リセット動作前には、ボール４０は、図６（ａ）のタイミングｓ１で、固定部１０側の転動面４２の中央に位置している。リセット動作により、可動部３０の回転が開始されると、ボール４０は、移動規制部１３に向かって移動し、図６（ａ）のタイミングｓ２の状態となる。

前述したように、可動部３０を回転可能範囲の全域で回転させた場合に、ボール４０が移動可能範囲の全域を移動するように設定している。このため、被回転規制部３２が回転規制部１２に接触した際には、ボール４０は、移動規制部１３に接触するか接触する直前の位置に移動している。

その後、図５のタイミングｓ３〜ｓ６で、被回転規制部３２が回転規制部１２に接触した状態で可動部３０が全領域で周回すると、ボール４０は、図６（ａ）のタイミングｓ３〜ｓ６で、移動規制部１３に接触するか接触する直前の状態で周回する。最後に、図５のタイミングｓ７で被回転規制部３２が中央に戻ると、図６（ａ）のタイミングｓ７で、ボール４０が中央に戻ることになる。このようにしてリセット動作が完了する。

次に、図６（ｂ）を参照して、像振れ補正装置１００に対して外部から衝撃力等が加わった場合のボール４０の挙動について説明する。像振れ補正装置１００に対して外部から衝撃力等が加わると、被回転規制部３２が回転可能範囲の中心に位置しているにも関わらず（図５のタイミングｓ１）、図６（ｂ）のタイミングｓ１で、ボール４０が転動面４２の中心からずれる場合がある。

この場合、リセット動作を開始すると、被回転規制部３２の回転に伴いボール４０が移動し、図６（ｂ）のタイミングｓ２の状態となる。このとき、ボール４０は、初期位置で中央に位置していなかったため、移動規制部１３に接触しない位置で止まることとなる。

次に、ボール４０は、可動部３０の被回転規制部３２の周回に合わせて、図６（ｂ）のタイミングでｓ３からタイミングｓ４に進み、被回転規制部３２の周回途中で移動規制部１３に接触して移動規制部１３の当接面上を滑ることで可動部３０の回転を吸収する。その後、図６（ｂ）のタイミングｓ５，ｓ６まで、被回転規制部３２の周回に合わせてボール４０が移動する。最後に、図５のタイミングｓ７で被回転規制部３２が中央に戻ると、図６（ｂ）のタイミングｓ７で、ボール４０が中央に戻ることになる。

このように、初期位置でボール４０が転動面４２の中央に位置していない状態であっても、リセット動作を行うことで、ボール４０を転動面４２の中央に戻すことができる。なお、ここでは、ボール４０の初期位置がずれた場合を例示したが、ボール４０が初期位置以外にずれた場合でも、リセット動作後には、ボール４０を転動面４２の中央に戻すことが可能である。

次に、図７を参照して、本発明例と従来例との比較について説明する。図７（ａ）は本発明例における転動面４２とボール４０との関係を転動面４２の法線方向から見た概念図、図７（ｂ）は従来例における転動面５４２とボール４０との関係を転動面５４２の法線方向から見た概念図である。

まず、図７（ａ）を参照して、本発明例について説明する。リセット動作時の可動部３０の回転可能範囲は、既に図５で説明したように、各方向に一律としている。従って、本発明例では、図７（ａ）に示すように、第１の移動範囲Ｔｂ１より第２の移動範囲Ｔｂ２が大きくなっている。これは、可動部３０の回転軸の方向によって、ボール４０の移動量が変化することを考慮した設定となっているためである。

続いて、リセット動作後のボール４０の初期位置について説明する。ボール４０の移動を規制する移動規制部１３は、本来、上式（８）及び上式（９）の関係を保って形成されれば、ボール４０の初期位置は、固定部１０側の転動面４２の中央一点に必ず位置するはずである。しかし、製造誤差等を考慮し、ボール４０の第１の移動範囲Ｔｂ１及び第２の移動範囲Ｔｂ２をそれぞれ少し広めに設定したとすると、ボール４０の初期位置は、中央一点ではなく、図７（ａ）の範囲４０ｅに収まることとなる。つまり、範囲４０ｅがリセット動作後のボール４０の初期位置の収まる範囲となる。

次に、図７（ｂ）を参照して、従来例について説明する。従来例では、図７（ｂ）に示すように、転動面５４２において互いに直交する方向のボール４０の移動範囲がＴｂ５１＝Ｔｂ５２となる。従って、互いに直交する方向でのボール４０の移動可能な範囲の大きさが同じとなり、第１の比率Ｐ１と第２の比率Ｐ２が同じとなる。また、このときのＴｂ５２は、本発明例の第２の移動範囲Ｔｂ２と同じとなる（Ｔｂ５２＝Ｔｂ２）。このような条件で移動規制部５１３を形成した場合、従来例におけるリセット動作後のボール４０の初期位置は、本発明例の範囲４０ｅに比べてＴｂ５１方向に長い楕円状の範囲４０ｆとなる。

これは、リセット動作時に移動範囲Ｔｂ５１の方向にボール４０が移動する量が移動範囲Ｔｂ５２の方向と比較して小さくなるため、ボール４０が滑ることでボール４０の戻り位置が安定しないことによる。その結果、移動範囲Ｔｂ５１の方向には、リセット動作後のボール４０の初期位置の範囲が本発明例と比較して広い範囲となってしまう。これにより、例えば転動面５４２の凹凸の状態の影響を受けやすくなり、面精度による性能の変動が大きくなりうる。

以上説明したように、本実施形態では、ボール４０の転動を介して光軸Ｌと直交する軸を回転軸ＴＣ１，ＴＣ２として回転する像振れ補正装置１００において、リセット動作後のボール４０の初期位置の範囲を小さくすることができる。これにより、転動面４２の面精度に起因する性能の変動を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第２の実施形態である像振れ補正装置について説明する。図８（ａ）は本発明の第２の実施形態である像振れ補正装置２００を光軸方向から部分的に見た図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、各図に同一符号を付して説明する。

図８（ａ）に示すように、本実施形態の像振れ補正装置２００は、可動部３０の回転規制部１２が光軸Ｌ方向から見て略矩形状に形成されている。そのため、可動部３０は、略矩形状の回転規制部１２の４つの直線部からなる内周面に沿って回転が規制される。

これは、可動部３０が回転軸ＴＣ２周りに回転していたとしても、可動部３０の回転軸ＴＣ１周りに回転可能な範囲は常に一定に保つことができることを意味する。このため、例えば磁気センサ８０ａ，８０ｂの感度を調整するために、可動部３０の回転可能範囲を正確に把握したい場合には、各回転軸ＴＣ１，ＴＣ２周りの回転可能範囲を精度よく検出することができる。

次に、ボール４０の移動を規制する移動規制部１３について説明する。移動規制部１３も、回転規制部１２と同様に、４つの直線部を有する矩形状に形成されている。また、移動規制部１３は、ボール４０の移動方向と略直交する壁部により構成されている。その結果、ボール４０が移動規制部１３と当接した後に固定部１０側の転動面４２から浮き上がる力（分力）が殆ど発生しないため、前述したリセット動作を行う際に、意図したボール４０の滑りを発生させて所定の範囲にボール４０を収めることが可能となる。

ところで、ボール４０がその移動方向と略直交して移動規制部１３に当接するため、仮に移動規制部１３を一体の部材で構成したとすると、光軸Ｌ方向から見た場合に移動規制部１３の一部がアンダーカット形状となってしまう。この場合、固定部１０を樹脂成形品として製作する場合には、スライド型等を用意する等、複雑な金型が必要となる。

そこで、本実施形態では、固定部１０は、ベース部材１５とカバー部材１６を組み合わせて構成され、移動規制部１３は、ベース部材１５とカバー部材１６にまたがって配置されている。これにより、矩形状の移動規制部１３にアンダーカット形状を作ることなく、簡易な金型を用いて固定部１０を製作することが可能となる。

このように、移動規制部１３を複数の異なる部材（ベース部材１５、カバー部材１６）で構成することで、ボール４０が転動面４２から浮き上がることを防止し、所定の範囲にボール４０を収め、転動面４２の面精度による性能の変動を抑制することが可能となる。

次に、図９を参照して、移動規制部１３の形状を詳細に説明する。図９は、固定部１０側の転動面４２の一か所を転動面４２の法線方向から見た概略図である。なお、図９では、ボール４０が矩形状の移動規制部１３の角部に移動した状態を図示している。

図９の状態では、ボール４０は、ベース部材１５とカバー部材１６の両方の移動規制部１３に当接している。このとき、ベース部材１５とカバー部材１６の境界部１５ｂは、ボール４０が接触しない位置に配置されている。その結果、ベース部材１５とカバー部材１６の境界部１５ｂで段差が生じたとしても、ボール４０がその段差に接触することなく、スムーズなボール４０の移動が可能となる。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ 固定部
１２ 回転規制部
１３ 移動規制部
２０ 光学素子
３０ 可動部
４０ ボール
４１ 転動面
４２ 転動面

Claims (13)

1. 固定部と、
   光学素子を保持し、前記固定部に対して、前記光学素子の光軸と直交する第１回転軸と前記光軸と直交しかつ前記第１回転軸と直交する第２回転軸とを中心に複数の転動体を介して回転可能に支持される可動部と、を備える像振れ補正装置であって、
   前記固定部に設けられ、前記可動部の回転を規制する回転規制部と、
   前記転動体の転動面の周囲に設けられ、前記転動体の移動を規制する移動規制部と、を有し、
   前記第２回転軸が前記光軸の方向から見て前記転動面の中心と重なった状態において、前記第１回転軸の方向に移動する前記転動体が前記移動規制部により規制されるまでの前記転動体の移動可能な範囲を第１の移動範囲とするとともに、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転が前記回転規制部により規制されるまでの前記可動部の回転可能な範囲を第１の回転範囲とし、
   前記第１の移動範囲の方向と直交する方向に移動する前記転動体が前記移動規制部により規制されるまでの前記転動体の移動可能な範囲を第２の移動範囲とするとともに、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転が前記回転規制部により規制されるまでの前記可動部の回転可能な範囲を第２の回転範囲とし、
   前記第１の回転範囲に対する前記第１の移動範囲の比率を第１の比率とし、前記第２の回転範囲に対する前記第２の移動範囲の比率を第２の比率とした場合に、前記第１の比率より前記第２の比率の方が大きいことを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記第２の比率は、前記第１回転軸の中心から前記転動体の中心までの距離の１／２に設定されてい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. 前記転動面は、前記光軸を通る前記第１回転軸と前記第２回転軸との交点を中心とした球面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記移動規制部は、複数の異なる部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。
5. 前記複数の異なる部材の境界部は、前記転動面を転動する前記転動体が接触しない位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の像振れ補正装置。
6. 前記転動体は、ボールであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。
7. 前記移動規制部は、前記光軸の方向から見て略矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。
8. 前記転動面は、前記固定部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。
9. 固定部と、
   光学素子を保持し、前記固定部に対して、前記光学素子の光軸と平行ではない第１回転軸及び第２回転軸を中心に複数の転動体を介して回転可能に支持される可動部と、
   前記固定部に設けられ、前記可動部の回転を規制する回転規制部と、
   前記転動体の転動面の周囲に設けられ、前記転動体の移動を規制する移動規制部と、を有し、
   前記回転規制部により規制される、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転が可能な範囲を第１の回転範囲とし、前記移動規制部により規制される、前記可動部の前記第２回転軸を中心とした回転方向における前記転動体の移動が可能な範囲を第１の移動範囲とし、前記回転規制部により規制される、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転が可能な範囲を第２の回転範囲とし、前記移動規制部により規制される、前記可動部の前記第１回転軸を中心とした回転方向における前記転動体の移動が可能な範囲を第２の移動範囲とした場合に、
   前記第１の回転範囲に対する前記第１の移動範囲の比率である第１の比率が、前記第２の回転範囲に対する前記第２の移動範囲の比率である第２の比率と異なるように、前記回転規制部及び前記移動規制部が設けられていることを特徴とする像振れ補正装置。
10. 前記光軸の方向から見て、前記転動面と重なる回転軸を前記第２回転軸とし、前記転動面と重ならない回転軸を前記第１回転軸とした場合に、
    前記第１の比率より前記第２の比率の方が大きくなるように、前記回転規制部及び前記移動規制部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の像振れ補正装置。
11. 前記第２回転軸は、前記第１回転軸と直交することを特徴とする請求項９又は１０に記載の像振れ補正装置。
12. 前記第１回転軸及び前記第２回転軸は、前記光軸と直交することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。
13. 前記第１回転軸及び前記第２回転軸は、前記光軸上にあり、
    前記転動面は、前記第１回転軸と前記第２回転軸との交点を中心とした球面状に形成されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の像振れ補正装置。