JP6645697B2 - 振れ補正装置及び光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラなどのレンズ鏡筒に備えられ、被写体像の振れを低減する振れ補正装置及び光学機器に関する。

光学素子を介して結像面上の像の振れを補正する為に、外部から与えられた振れに応じて光学素子を移動することで像の振れを低減する振れ補正装置がある。かかる振れ補正装置で大きな振れを補正する為には、光学素子を大きく移動させることが求められる。特許文献１では、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、光学素子を大きく移動させる場合に、駆動装置を大型化せず、駆動効率の低下を少なくする振れ補正装置が開示されている。

特開２０００−１９５７７号公報

しかしながら、特許文献１の振れ補正装置では、振れ補正前の状態で光学素子を光軸方向から見た場合、コイルの中心とマグネットの中心が重なって配置されており、マグネットの中心の位置を駆動中心としてコイルが移動することで光学素子の位置が変わる。この場合、光軸方向から見ると、コイルの中心は、マグネットの磁束密度が最大となる位置近傍で移動方向の推力が０となってしまう。その為、光学素子の可動量を増加させるには、マグネットの幅とコイルの幅を増加させる必要がある。しかし、マグネットやコイルの幅が増加すると、可動量の増加分以上に光学素子の径方向に振れ補正装置の大きさが増加してしまうという課題が生じる。

本発明は、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、光学素子の可動量が増加した場合であっても、その可動量の増加分以上に光学素子の径方向への大きさの増加を抑制できる振れ補正装置及び光学機器を提供することを目的とする。

本発明の振れ補正装置は、光学素子と、固定部と、前記光学素子を保持し、前記固定部に対して移動可能な可動部と、前記固定部に対して前記可動部を支持する支持手段と、前記固定部と前記可動部により前記支持手段が狭持されるように付勢する付勢手段と、前記固定部又は前記可動部の一方に保持される略楕円筒形状のコイルと、前記コイルに対向して配置され、前記固定部又は前記可動部の他方に保持されて、着磁境界面が前記コイルの長手方向と平行なマグネットを有し、前記コイルと前記マグネットを１組とする３組の駆動手段を有し、前記駆動手段の夫々のコイルの長手方向が互いに平行でなく、前記可動部が可動範囲の中心に位置する場合において、前記コイルの中心に対して、夫々が対向する前記マグネットの前記着磁境界面が所定のずれ量分ずれて配置され、かつ、前記ずれ量のずれ方向は、前記光学素子の中心からみて、前記可動部に保持される前記コイルの中心または前記マグネットの着磁境界面が、前記固定部に保持される前記コイルの中心または前記マグネットの着磁境界面より全て内側であることを特徴とする。

本発明によれば、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置及び光学機器において、光学素子の可動量が増加した場合であっても光学素子の径方向への大きさの増加を抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る振れ補正装置の回路構成を示すブロック図である。 図１の振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 図１に示す補正部を構成する第１〜第３のコイルに対する、図２に示す第１〜第３マグネットの位置関係を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 図２に示す支持手段及び付勢手段の位置関係を示す光軸Ｏａ方向から見た正面図である。 図３に示す駆動手段で発生する力を説明する断面図である。 図１の振れ補正装置の動作を説明する正面図であり、（ａ）は図２に示す可動部が可動範囲の中心に位置する場合、（ｂ）は可動部を光軸Ｏａから遠ざかる方向へ、図３に示す第１マグネットの着磁境界面から第１コイルの中心までの距離がＰとなるまで移動した場合を示す。 図１の振れ補正装置の制御処理の手順を示すフローチャートである。 図２に示す光学素子の中心Ｏの移動可能範囲を示す正面図であり、（ａ）は可動部が可動範囲の中心に位置する場合の各コイル及びマグネットの配置と光学素子の中心Ｏの移動可能範囲を示す図であり、（ｂ）は光学素子の中心Ｏの移動可能範囲のみを拡大した図である。 光学素子の可動量と装置の光学素子１４１の径方向への大きさを説明する図であり、（ａ）は、可動部が移動し、図２に示す規制部に当接した場合の断面図であり、（ｂ）は、従来の振れ補正装置の可動部が移動し、規制部に当接した場合の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る振れ補正装置のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、以下の実施形態に係る振れ補正装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ及び銀塩スチルカメラといった撮像装置や、双眼鏡、望遠鏡、フィールドスコープといった観察装置を含む光学機器に搭載可能である。また、デジタル一眼レフ用の交換レンズのような光学機器にも搭載可能である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における振れ補正装置１００について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る振れ補正装置１００の回路構成を示すブロック図である。

図１において、振れ補正装置１００は、比較部１１０、演算部１２０、駆動部１３０、補正部１４０、検出部１５０で構成される。比較部１１０は、図２で後述する可動部１４２の目標位置と検出位置の差異を出力する。演算部１２０は、比較部１１０の出力を基にゲインを演算するゲイン演算部１２０ｇと、可動部１４２の検出位置を基に後述する補正部１４０が有する３つのコイルの夫々に通電する電流の比を演算する関数演算部１２０ｆを有する。比較部１１０は、ゲイン演算部１２０ｇ及び関数演算部１２０ｆの演算結果に基づき、３つのコイルの夫々に通電する電流の値を出力する。駆動部１３０は、第１〜第３コイル駆動回路を有し、演算部１２０からの指示に従って電流を制御する。補正部１４０は、３つのコイル（第１〜第３コイル１５１〜１５３）を有する。補正部１４０では、駆動部１３０が制御する電流をこの３つのコイルに通電することにより、後述する３つのマグネット（第１〜第３のマグネット１６１〜１６３）を移動させて振れ補正動作を行う。検出部１５０は、第１〜第３検出部１７１〜１７３を有し、夫々第１〜第３コイル１５１〜１５３への通電によって移動する可動部１４２の位置を検出して出力する。

次に、振れ補正装置１００の構成について図２、３を用いて説明する。

図２は、図１の振れ補正装置１００のハードウェア構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。また、図３は、図１に示す補正部１４０を構成する第１〜第３コイル１５１〜１５３に対する、図２に示す第１〜第３マグネット１６１〜１６３の位置関係を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

図２に示す通り、電気基板部１０１は、比較部１１０、演算部１２０、駆動部１３０の処理を行う回路を有する回路基板であり、不図示の配線によって第１〜第３コイル１５１〜１５３及び第１〜第３検出部１７１〜１７３と接続されている。

光学素子１４１は、振れ補正装置１００の光軸Ｏａに対して移動し、光学素子１４１を介して結像する像を不図示の結像面内で移動させることができる。手振れ等の外部の振れを検出した場合に、ぶれ補正装置１００はその振れに応じて光学素子１４１を移動させることで、結像する像の振れを低減できる。

可動部１４２は、光学素子１４１を保持する可動部で、略筒形状であり、中心に光学素子１４１を保持している。可動部１４２の、後述する転動ボール１４４ａに当接する側には、光軸Ｏａに直交した平面形状のボール受部１４２ａが３か所形成されている。可動部１４２の外周には、ばね掛け部１４２ｂが本実施形態では３か所形成されている。

固定部１４３は、略筒形状である。固定部１４３の、後述する転動ボール１４４ａに当接する側には、光軸Ｏａに直交した平面形状のボール受部１４３ａが３か所形成されている。固定部１４３の外周には、ばね掛け部１４３ｂが本実施形態では３か所形成されている。固定部１４３には、規制部１４３ｃが形成されている。可動部１４２が光軸Ｏａと直交する面内で、大きく移動すると規制部１４３ｃに到達し、可動部１４２の位置が規制される。又、規制部１４３ｃに到達して可動部１４２の位置が規制される場合の可動部１４２の位置から、反対側に設けられる不図示の規制部１４３ｃに到達して可動部１４２の位置が規制される場合の可動部１４２の位置までを、可動部１４２の可動範囲とする。

支持手段１４４は、固定部１４３に対して可動部１４２を移動可能に支持する支持手段で、ボール受部１４２ａ、ボール受部１４３ａ、転動ボール１４４ａから構成される。転動ボール１４４ａはセラミック等からなる球体であり、ボール受部１４２ａとボール受部１４３ａに当接するように３か所に配置されている。転動ボール１４４ａが、ボール受部１４２ａ、１４３ａの間で狭持されつつ転動することで、固定部１４３に対して、可動部１４２が光軸Ｏａ方向に移動せずに、光軸Ｏａと直交する面内を移動することが可能となる。

付勢手段１４５は、固定部１４３と可動部１４２により支持手段１４４が挟持されるように付勢する付勢手段で、ばね掛け部１４２ｂ、ばね掛け部１４３ｂ、引っ張りばね１４５ａで構成される。引っ張りばね１４５ａはステンレス等からなり、３対のばね掛け部１４２ｂ及びばね掛け部１４３ｂ夫々に１本ずつ掛かるよう構成されている。引っ張りばね１４５ａにより、可動部１４２が移動した場合に、可動範囲の中心に戻すように可動部１４２の移動方向と反対方向に反力が発生する。その為、可動部１４２が大きく移動した場合には、移動量に応じて引っ張りばね１４５ａによる反力が大きくなる。なお、引っ張りばね１４５ａの代わりに、可動部１４２と固定部１４３との間で吸着する磁力によるものなど、可動部１４２と固定部１４３とが支持手段１４４に当接する方向に付勢力を発生するものであれば、その他の付勢手段を用いても構わない。又、転動ボール１４４ａと引っ張りばね１４５ａの材料、引っ張りばね１４５ａの数については上記の形態に限定されるものではない。

図３に示す通り、第１コイル１５１は、固定部１４３に保持される略楕円筒形状のコイルであり、光軸Ｏａ方向から見た場合において楕円状に巻回された導線からなる巻き線コイルである。第１コイル１５１の厚み方向の面１５１ａは、後述する第１マグネット１６１に対向している。

第１マグネット１６１は、第１コイル１５１に対向して配置され、可動部１４２に保持されて第１コイル１５１との対向面１６１ａの法線方向が着磁方向であって、着磁境界面１６１ｂが第１コイル１５１の長手方向と平行なマグネットである。第１マグネット１６１は、着磁境界面１６１ｂで分けられた着磁方向の異なる第１極１６１ｎと第２極１６１ｓを有し、光軸Ｏａから遠い方の極を第１極１６１ｎ、近い方の極を第２極１６１ｓとする。第１マグネット１６１の、光学素子１４１から最も遠い外周部を１６１ｃとする。

第１コイル１５１に電流を通電することで、第１コイル１５１と第１マグネット１６１からなる駆動手段１４６でローレンツ力が発生する。このローレンツ力は、光軸Ｏａと直交した面内で、矢印１７１ｆのように光軸Ｏａを通る方向に発生する。

第１コイル１５１の長手方向、第２コイル１５２の長手方向、第３コイル１５３の長手方向は、夫々が互いに平行でなく、光軸Ｏａから見て互いに１２０°の傾きをもって配置されていること以外は同様の構成となるため、他の説明を省略する。このように振れ補正装置１００は、コイルとマグネットを１組とする３組の駆動手段１４６，１４７，１４８、すなわちＶＣＭを有している。

図２に示すように、第１〜第３マグネット１６１〜１６３は、光学素子１４１に対して、光軸Ｏａ方向において重なる位置にあって、かつ径方向において極力近づけて配置される。これにより、振れ補正装置１００の厚みが増加することを防ぐとともに、振れ補正装置１００の径が増加することを抑制している。また、第１〜第３コイル１５１〜１５３は、可動部１４２が可動範囲内において干渉しない位置であり、かつ振れ補正装置１００の半径が出来る限り小さくなるように光学素子１４１に近い位置に配置されている。

本発明の特徴について図３を用いて説明する。可動部１４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１〜第３コイル１５１〜１５３夫々の中心１５１ｂ〜１５３ｂに対して、第１〜第３マグネット１６１〜１６３夫々の着磁境界面１６１ｂ〜１６３ｂが所定のずれ量分ずれて配置される。かつ、ずれ量のずれ方向は、光学素子１４１の中心Ｏから見て、第１〜第３マグネット１６１〜１６３夫々の着磁境界面１６１ｂ〜１６３ｂが、第１〜第３コイル１５１〜１５３夫々の中心１５１ｂ〜１５３ｂより全て内側である。

第１検出部１７１（図２参照）は、磁気によって位置を検出するホールセンサであり、不図示のホルダ等を介して固定部１４３に固定され、対向する第１マグネット１６１の矢印１７１ｆ方向の位置変化を電気信号として出力する。出力した信号は電気基板部１０１（図２参照）に入力される。第２検出部１７２、第３検出部１７３（図２参照）は、夫々第２マグネット１６２、第３マグネット１６３との間の相対位置を検出し、その検出方向が互いに１２０°の角度をなしている。

支持手段１４４と付勢手段１４５の配置について図４を用いて説明する。

図４は、図２に示す支持手段１４４及び付勢手段１４５の位置関係を示す光軸Ｏａ方向から見た正面図である。

支持手段１４４の中で光軸Ｏａから最も離れた点を点Ａ、付勢手段１４５の中で光軸Ｏａから最も離れた点を点Ｂとする。また、光学素子１４１の中心点Ｏを中心として点Ａを通る円、点Ｂを通る円、第１〜第３マグネット１６１〜１６３の光学素子１４１から最も遠い外周部１６１ｃ〜１６３ｃに接する円の半径を夫々Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃとする。この場合、Ｄａ＜ＤｃとＤｂ＜Ｄｃが成り立つように構成されている。したがって、光軸Ｏａ方向から見た場合において、支持手段１４４と付勢手段１４５とが駆動手段１４６〜１４８夫々の一部である第１〜第３マグネット１６１〜１６３の外周部よりも光軸Ｏａの近くに配置されている。この構成により、第１〜第３マグネット１６１〜１６３により振れ補正装置１００の径方向の大きさが決まることになる。また、前述の通り、第１〜第３マグネット１６１〜１６３は、光学素子１４１に極力近づけて配置されていることから、振れ補正装置１００の光学素子１４１の径方向への大きさを小さく抑えられていることになる。

次に、図５、６を用いて、補正部１４０の動作について説明する。

図５は、図３に示す駆動手段１４６で発生する力を説明する断面図である。

上述した通り、転動ボール１４４ａが、ボール受部１４２ａ、１４３ａの間で狭持されつつ転動することで、固定部１４３に対して、可動部１４２が光軸Ｏａ方向に移動せずに、光軸Ｏａと直交する面内を移動する。よって、駆動手段１４６を構成する第１コイル１５１と第１マグネット１６１は、夫々可動部１４２及び固定部１４３で保持されているため、光軸Ｏａと直交する面内で相対的に移動する。

図５では、第１マグネット１６１の着磁境界面１６１ｂから第１コイル１５１の中心１５１ｂまでの距離がＰとなるように移動した状態を示している。このとき、第１マグネット１６１と対向する第１コイル１５１に電流を通電すると、第１極１６１ｎと第２極１６１ｓには夫々異なるローレンツ力（Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ）が発生する。第１マグネット１６１は、前述の通り、支持手段１４４と付勢手段１４５により、光軸Ｏａ方向には移動しない状態としているため、光軸Ｏａ方向と直交する面内の成分のみが有効に働き、可動部１４２の移動に寄与する。そこで、前述のローレンツ力（Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ）から面内の成分のみを抽出すると、力Ｆ１ａｈと力Ｆ１ｂｈとなる。

尚、Ｐの距離は、第１マグネット１６１の全長及び幅、第１コイル１５１の外径、並びに第１マグネット１６１と第１コイル１５１の距離等に応じて決定される。

ここでは、第１コイルの中心１５１ｂから光軸Ｏａに近づく方向にＰ移動した状態を示したが、反対に光軸Ｏａから遠ざかる方向に移動しても同様に力が釣り合う位置は距離Ｐとなる位置である。

図６は、図１の振れ補正装置１００の動作を説明する正面図である。図６（ａ）は図２に示す可動部１４２が可動範囲の中心に位置する場合を示す。また、図６（ｂ）は可動部１４２を光軸Ｏａから遠ざかる方向へ、図３に示す第１マグネット１６１の着磁境界面１６１ｂから第１コイル１５１の中心１５１ｂまでの距離がＰとなるまで移動した場合を示す。

図６において、第１〜第３コイル１５１〜１５３夫々の中心１５１ｂ〜１５３ｂと第１〜第３マグネット１６１〜１６３夫々の着磁境界面１６１ｂ〜１６３ｂの位置を抽出して示す。

可動部１４２が可動範囲の中心に位置する場合、前述の通り、第１〜第３コイル１５１〜１５３夫々の中心１５１ｂ〜１５３ｂに対して、第１〜第３マグネット１６１〜１６３の着磁境界面１６１ｂ〜１６３ｂがＰ／３ずれて配置される。このようにずれ量をＰ／３とした状態から、第１〜第３コイル１５１〜１５３のうち、第１コイル１５１のみに通電すると、可動部１４２は図６（ｂ）に示す状態まで移動することができる。図６（ｂ）では、可動部１４２を光軸Ｏａから遠ざかる方向へ、第１マグネット１６１の着磁境界面１６１ｂから第１コイルの中心１５１ｂまでの距離がＰとなるまで移動している。この状態では、図５で前述の通り、第１コイル１５１の通電時において第１マグネット１６１の移動方向に対して働くローレンツ力が釣り合うので、第１マグネット１６１を光軸Ｏａから遠ざかる方向へこれ以上移動できない。

ここで第１コイル１５１及び第１マグネット１６１以外のコイルとマグネットの状態を確認する。第２マグネット１６２の着磁境界面１６２ｂから第２コイル１５２の中心１５２ｂまでの距離は、Ｐとなっている。また、第３マグネット１６３の着磁境界面１６３ｂから第３コイル１５３の中心１５３ｂまでの距離もＰとなっている。すなわち、第２コイル１５２及び第３コイル１５３の通電時において第２マグネット１６２及び第３マグネット１６３夫々の移動方向に対して働くローレンツ力が釣り合っている。よって、第２マグネット１６２及び第３マグネット１６３夫々を光軸Ｏａに近づける方向へこれ以上移動できない。

一方、図６（ｂ）の第１コイル１５１のみに通電した状態から、第２マグネット１６２を光軸Ｏａから遠ざかる方向に駆動させるべく、第２コイル１５２に通電することで、可動部１４２をＤ２方向に移動することが可能である。これにより、第２マグネット１６２の着磁境界面１６２ｂから第２コイルの中心１５２ｂまでの距離はＰより小さくなる方向であるので、十分な推力を確保することができる。同様に、図６（ｂ）の第１コイルのみに通電した状態から、第３マグネット１６３を光軸Ｏａから遠ざかる方向に駆動させるべく、第３コイル１５３に通電することで、可動部１４２をＤ３方向に移動することが可能となる。

ここでは最初に第１コイル１５１に通電した場合を説明したが、最初にその他のコイルに通電しても同様の移動が可能となるので、詳細の説明は省略する。以上のように、ずれ量をＰ／３以下に設定することで、光軸Ｏａと直交する面内の移動で、いずれの方向にもずれ量がＰとなるまで移動することが可能である。

図６（ａ）に示す可動部１４２が可動範囲の中心に位置する状態では、上述の通り、第１〜第３コイル１５１〜１５３夫々に対する第１〜第３マグネット１６１〜１６３のずれ量はＰ／３である。一方、図６（ｂ）の移動後には、反対方向に上記ずれ量がＰとなる。よって、両ずれ量の差である、可動量は４Ｐ／３となる。本実施形態では、規制部１４３ｃの配置を、可動部１４２が可動な全方向に対して可動量４Ｐ／３が確保できるようにしている。

なお、本実施形態では、可動部１４２が可動範囲の中心に位置する状態では上記ずれ量をＰ／３となるように設定している。これは各コイルが互いに１２０°の傾きを持って配置された場合に、可動量が方向により偏ることをなくすことを目的としている。しかし、特定の方向にのみ大きな移動量を設定する場合などは、上記ずれ量がＰ／３としなくともよい。

次に、図１及び図７、８を用いて、振れ補正装置１００の制御方法について説明する。

図７は、図１の振れ補正装置１００の制御処理の手順を示すフローチャートである。具体的には、図７では、振れ補正装置１００による振れ補正動作開始から振れ補正動作停止までの制御処理を示している。

図８は、図２に示す光学素子１４１の中心Ｏの移動可能範囲を示す正面図である。図８（ａ）は可動部１４２が可動範囲の中心に位置する場合の各コイル及びマグネットの配置と光学素子１４１の中心Ｏの移動可能範囲を示す図であり、図８（ｂ）は光学素子１４１の中心Ｏの移動可能範囲のみを拡大した図である。

図７において、ステップＳ１では、外部入力された可動部１４２の目標位置を比較部１１０に設定する。ステップＳ２では、駆動部１３０及び補正部１４０により可動部１４２を移動した後の位置を検出部１５０が検出し、検出位置として比較部１１０に出力する。これにより、検出位置が比較部１１０に設定される。

ステップＳ３では、比較部１１０において、ステップＳ１で設定された目標位置とステップＳ２で設定された検出位置を比較し、その差分を算出する。ここで、可動部１４２の移動位置に応じて、通電するべきコイルについて説明する。

図８（ａ）に示すように、光学素子１４１の中心Ｏが移動し得る移動可能範囲（可動量）は、光軸Ｏａを中心とする半径４Ｐ／３の円を描いている。また、この円に内接する三角形は、一辺と光軸Ｏａの距離が２Ｐ／３となる。また、図８（ｂ）に示すように、領域ａ１においては、第１コイル１５１のずれ量Ｐ／３に設定していることから、第１マグネット１６１の着磁境界面１６１ｂから第１コイル１５１の中心１５１ｂまでの距離がＰを超える領域となる。そのため、可動部１４２への十分な推力を発生しない恐れがあることから、第１コイル１５１への通電を行わない領域とする。同様に領域ａ２では、第２コイル１５２への通電を行わず、領域ａ３では、第３コイル１５３への通電を行わない領域とする。領域ａ４では、第１〜第３コイル１５１〜１５３全てに通電が可能な領域とする。このように可動部１４２の位置に応じて、通電しないコイルを設定することとする。

図７に戻り、次にステップＳ４では、ステップＳ３で算出した差分を基に、各コイルの推力発生方向を考慮し通電量を算出する。ステップＳ５では、ステップＳ４で算出した通電量に基づき、駆動部１３０の第１〜第３コイル駆動回路の夫々により補正部１４０の第１〜第３コイル１５１〜１５３に通電する。ステップＳ６では、第１〜第３コイル１５１〜１５３に通電した電流に応じて駆動手段１４６，１４７，１４８にローレンツ力が発生し、可動部１４２が移動する。ステップＳ７では、動作停止か否かの判別を行い、終了でなければステップＳ１に戻り、可動部１４２の目標位置と検出位置との差分がなくなるように制御を継続することとなる。なお、本実施形態では、図８（ｂ）に示す領域によって、通電を行わないコイルを設定したが、推力を発生しないのはずれ量がＰの場合だけであるので、ずれ量がＰより大きくなったコイルについて、適切な通電をすることも可能である。詳細な説明は省略する。

次に、本発明の効果について説明する。

図９は、光学素子１４１の可動量と装置の光学素子１４１の径方向への大きさを説明する図である。図９（ａ）は、可動部１４２が移動し、図２に示す規制部１４３ｃに当接した場合の断面図であり、図９（ｂ）は、従来の振れ補正装置の可動部１０２が移動し、規制部１０３ｃに当接した場合の断面図である。

尚、図９では、図２のうち動作に関連する部品のみを表示し、他の部品は省略する。また、コイル１０６及びマグネット１０７は、夫々第１コイル１５１及び第１マグネット１６１と同じ大きさを有するものとする。

図６で上述した通り、可動部１４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１マグネット１６１の着磁境界面１６１ｂと第１コイル１５１の中心１５１ｂは、光軸Ｏａ方向から見てＰ／３ずれて配置される。そのため、図９（ａ）に示すように、可動部１４２が規制部１４３ｃに当接するまで移動した場合、光軸Ｏａから光学素子１４１の中心Ｏまでの距離Ｓｔは、可動部１４２の可動量である４Ｐ／３となる。また、この時の光軸Ｏａから第１マグネット１６１の外周部１６１ｃまでの距離は、Ｄａで表される。振れ補正装置１００の外径は、この距離Ｄａに依存して決まるため、Ｄａが小さいほど振れ補正装置１００の径を小さくすることが可能である。

一方で、従来の振れ補正装置の構成では、可動部１０２が可動範囲の中心に位置する場合にマグネット１０７の着磁境界面１０７ｂとコイル１０６の中心１０６ｂは、光軸Ｏａ方向から見て一致するように設定している。そのため、コイル１０６及びマグネット１０７が、可動部１０２が規制部１０３ｃに当接するまで移動すると、光軸Ｏａから光学素子１４１の中心Ｏまでの距離は、可動部１０２の可動量であるＰとなる。可動部１４２と同じ可動量４Ｐ／３（＝Ｓｔ）を可動部１０２が確保するためには、図９（ｂ）に示すように、コイル１０６のサイズ及びマグネット１０７のサイズを大きくする必要がある。その結果、図示のように、光軸Ｏａからマグネット１０７の外周部１０７ｃまでの距離Ｄａ２は、図９（ａ）、（ｂ）の比較から明らかなようにＤａより大きくなる。すなわち、本実施形態の振れ補正装置１００の径の方が、従来の振れ補正装置の径より小さくなっていることが分かる。このように、本実施形態の振れ補正装置１００は、従来の振れ補正装置に対して、径方向に小さくすることが可能である。

以上説明したように、本発明では、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、可動部により光学素子の可動量を増加した場合であっても、その可動量の増加分以上に光学素子の径方向への大きさが増加することを抑制できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における振れ補正装置２００について説明する。第１の実施形態と同じ部品については、同じ番号を付することで説明を省略する。第１の実施形態と異なる部品については異なる部分のみを説明する。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係る振れ補正装置２００のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

第１コイル２５１は、可動部２４２に保持され、第１マグネット２６１は、第１コイル２５１に対向して配置され、固定部２４３に保持される。第２コイル２５２の長手方向、第３コイル２５３の長手方向は、第１コイル２５１の長手方向に対して、光軸Ｏａから見て互いに１２０°の傾きをもって配置されていること以外は第１の実施形態と同様の構成となるため、他の説明を省略する。このように振れ補正装置２００は、コイルとマグネットを１組とする３組の駆動手段２４６，２４７，２４８、すなわちＶＣＭを有している。

第１検出部２７１は、固定部２４３を切り欠いた空間に、不図示のホルダを介して可動部２４２に固定され、対向する第１マグネット２６１の位置の変化を電気信号として出力する。

可動部２４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１〜第３コイル２５１〜２５３夫々の中心２５１ｂ〜２５３ｂに対して第１〜第３マグネット２６１〜２６３夫々の着磁境界面２６１ｂ〜２６３ｂが所定のずれ量分ずれて配置される。かつ、ずれ量のずれ方向は、光学素子２４１の中心Ｏから見て、第１〜第３マグネット２６１〜２６３夫々の着磁境界面２６１ｂ〜２６３ｂが、第１〜第３コイル２５１〜２５３夫々の中心２５１ｂ〜２５３ｂより全て内側である。

以上のように、第１〜３コイル２５１〜２５３と第１〜第３マグネット２６１〜２６３を保持する部品が入れ替わり第１〜第３検出部２７１〜２７３が可動部２４２に配置されていることが、第１の実施形態との相違点である。すなわち、第１〜３コイル２５１〜２５３が固定部又は可動部の一方に保持され、第１〜第３マグネット２６１〜２６３が固定部又は可動部の他方に保持されていれば、第１の実施形態の構成に限定されるものではない。

このように可動部２４２でコイルを保持することで、可動部２４２への配線が必要となるものの、マグネットを保持する場合と比べて可動部２４２をより軽量化することが可能となる。

第１の実施形態において説明した、各コイルへの通電量の制御や上記所定のずれ量の設定は全て第１〜第３コイル２５１〜２５３と第１〜第３マグネット２６１〜２６３の配置を入れ替えると第１の実施形態と同様である為、説明を省略する。

振れ補正装置２００の制御方法に関しては、第１の実施形態において図７で説明した方法と同様である為、説明を省略する。

以上のような構成にすることで、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、光学素子の可動量を増加した場合であっても、その可動量の増加分以上に光学素子の径方向への大きさが増加することを抑制できる。また、第１の実施形態と比べて、可動部２４２をより軽量化することが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態における振れ補正装置３００について説明する。第１の実施形態と同じ部品については、同じ番号を付することで説明を省略する。第１の実施形態と異なる部品については異なる部分のみを説明する。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係る振れ補正装置３００のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

第１コイル３５１は、固定部３４３に保持され、第１マグネット３６１は、第１コイル３５１に対向して配置され、可動部３４２に保持される。第２コイル３５２の長手方向、第３コイル３５３の長手方向は、第１コイル３５１の長手方向に対して、光軸Ｏａから見て互いに１２０°の傾きをもって配置されていること以外は第１の実施形態と同様の構成となるため、他の説明を省略する。このように振れ補正装置３００は、コイルとマグネットを１組とする３組の駆動手段３４６，３４７，３４８、すなわちＶＣＭを有している。

可動部３４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１〜第３コイル３５１〜３５３夫々の中心３５１ｂ〜３５３ｂに対して、第１〜第３マグネット３６１〜３６３夫々の着磁境界面３６１ｂ〜３６３ｂが所定のずれ量分ずれて配置される。かつ、ずれ量のずれ方向は、光学素子３４１の中心Ｏから見て、第１〜第３マグネット３６１〜３６３夫々の着磁境界面３６１ｂ〜３６３ｂが、第１〜第３コイル３５１，３５２，３５３夫々の中心３５１ｂ〜３５３ｂより全て外側である。

以上のように、マグネットの着磁境界面がコイルの中心に対して全て外側にしている点が第１の実施形態との相違点である。

第１の実施形態において図３〜図６，図８で説明した、各コイルへの通電量の制御や上記所定ずれ量の設定に関しては、第１の実施形態と同様である為、説明を省略する。

振れ補正装置３００の制御方法に関しては、第１の実施形態において図７で説明した方法と同様である為、説明を省略する。

又、本実施形態は、可動部３４２にマグネットが保持されるムービングマグネット方式であるが、第２の実施形態と同様に、可動部３４２にコイルが保持され、固定部３４３にマグネットが保持されるムービングコイル方式でもよい。この場合、図１２に示す振れ補正装置４００のようなハードウェア構成となる（第４の実施形態）。

以上のような構成にすることで、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、光学素子の可動量を増加した場合であっても、その可動量の増加分以上に光学素子の径方向への大きさが増加することを抑制できる。

さらに、第３の実施形態においては、固定部３４３付近の光学素子３４１の外形が小さい場合に、第１〜第３コイル３５１〜３５３を内側に寄せることができるので、振れ補正装置３００の外周部に他の部品を配置することができる。また、第４の実施形態においては、固定部４４３付近の光学素子４４１の外形が小さい場合に、第１〜第３マグネット４６１〜４６３を内側に寄せることができるので、振れ補正装置４００全体の外径を小さくすることができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態における振れ補正装置５００について説明する。第１の実施形態と同じ部品については、同じ番号を付することで説明を省略する。第１の実施形態と異なる部品については異なる部分のみを説明する。

図１３は、本発明の第５の実施形態に係る振れ補正装置５００のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

第１コイル５５１は、固定部５４３に保持され、第１マグネット５６１は、第１コイル５５１に対向して配置され、可動部５４２に保持される。第２，第３コイル５５２，５５３の夫々の長手方向は、第１コイル５５１の長手方向に対して、光軸Ｏａから見て夫々９０°（＝θ_２）、１３５°（＝θ_１≧θ_２）の傾きをもって配置されている。かかる配置以外は、本実施形態は第１の実施形態と同様の構成となるため、他の説明を省略する。このように振れ補正装置５００は、コイルとマグネットを１組とする３組の駆動手段５４６、５４７，５４８、すなわちＶＣＭを有している。

可動部５４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１〜第３コイル５５１〜５５３夫々の中心５５１ｂ〜５５３ｂに対して、第１〜第３マグネット５６１〜５６３夫々の着磁境界面５６１ｂ〜５６３ｂが所定のずれ量分ずれて配置される。かつ、ずれ量のずれ方向は、光学素子５４１の中心Ｏから見て、第１〜第３マグネット５６１〜５６３夫々の着磁境界面５６１ｂ〜５６３ｂが、第１〜第３コイル５５１〜５５３夫々の中心５５１ｂ〜５５３ｂより全て内側である。

以上のように、各コイルの長手方向が傾いている角度が異なることが第１の実施形態との相違点である。第１の実施形態では、各コイルを互いに１２０°の傾きをもって配置することと、コイルとマグネットのずれ量をＰ／３とすることで、可動部１４２が可動な全方向に対して可動量４Ｐ／３を確保していた。これに対し、本実施形態においては、コイルとマグネットのずれ量をＦとしている。その結果、可動部５４２が可動な全方向に対して可動量Ｐ＋Ｆを確保している。Ｆは、下式を満たす範囲で設定する。

Ｆ≦Ｐ×（１＋ｃｏｓθ_１）／（１−ｃｏｓθ_１）
つまり本実施形態の場合には各コイルの傾きのうち最大の傾きθ_１を１３５°（すなわち、θ_１≧（１８０−θ_２）/２）としているため、Ｆの最大値は、およそ０．１７Ｐとなることが分かる。このようにＦを設定することで、可動部５４２が可動な全方向にＰ＋Ｆの可動量を有することとなる。尚、第１の実施形態等の場合（すなわち、θ＝θ_１＝θ_２＝１２０°）も、この関係式は成立する。

振れ補正装置５００の制御方法に関しては、第１の実施形態において図７で説明した方法と同様である為、説明を省略する。

又、本実施形態は、可動部５４２にマグネットが保持されるムービングマグネット方式であるが、第２の実施形態と同様に、可動部５４２にコイルが保持され、固定部５４３にマグネットが保持されるムービングコイル方式でもよい。また、可動部５４２が可動範囲の中心に位置する場合において、可動部５４２に保持される各マグネットの着磁境界面が、固定部に保持される各コイルの中心より全て内側に配置している。これを全て外側に配置してもよい。

以上のような構成にすることで、ＶＣＭを駆動手段とする振れ補正装置において、光学素子の可動量を増加した場合であっても、その可動量の増加分以上に光学素子の径方向への大きさが増加することを抑制できる。また、本実施形態のように、第１の実施形態と異なり、θを１２０°以外の角度に設定することもできるので、振れ補正装置５００を構成する部品のレイアウトの自由度を高めることができる。

（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態における振れ補正装置６００について説明する。第１の実施形態と同じ部品については、同じ番号を付することで説明を省略する。第１の実施形態と異なる部品については異なる部分のみを説明する。

図１４は、本発明の第６の実施形態に係る振れ補正装置６００のハードウェア構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

ボール受部６４２ａ，６４３ａは、すり鉢状となっており、転動ボール６４４ａはこれらのすり鉢状の表面を転動する。第１〜第３コイル６５１〜６５３は、可動部６４２が可動範囲の中心に位置する場合において、全て光軸Ｏａと直交する面に対して所定の角度分傾いた状態となっている。同様に、第１〜第３マグネット６６１〜６６３、第１〜第３検出部６７１〜６７３は、可動部６４２が可動範囲の中心に位置する場合において、全て光軸Ｏａと直交する面に対して所定の角度分傾いた状態となっている。このように傾いた状態となっているマグネットとコイルにより、可動部６４２は点Ｑを中心とする球面上を動くように推力が発生する。

以上のように、ボール受部の形状と、各コイル、マグネット、検出部が傾いて配置され、可動部が球面上を動くことが第１の実施形態との相違点である。

このように振れ補正装置６００は、コイルとマグネットを１組とする３組の駆動手段６４６〜６４８を有している。可動部６４２が可動範囲の中心に位置する場合、第１〜第３コイル６５１〜６５３夫々の中心６５１ｂ〜６５３ｂに対して、第１〜第３マグネット６６１〜６６３夫々の着磁境界面６６１ｂ〜６６３ｂが所定のずれ量分ずれて配置される。かつ、ずれ量のずれ方向は、光学素子６４１の中心Ｏから見て、第１〜第３コイル６５１〜６５３夫々の中心６５１ｂ〜６５３ｂが、第１〜第３マグネット６６１〜６６３夫々の着磁境界面６６１ｂ〜６６３ｂより全て外側である。

振れ補正装置６００の制御方法に関しては、第１の実施形態において図７で説明した方法と同様である為、説明を省略する。

又、本実施形態は、可動部６４２にマグネットが保持されるムービングマグネット方式であるが、第２の実施形態と同様に、可動部６４２にコイルが保持され、固定部６４３にマグネットが保持されるムービングコイル方式でもよい。また、可動部６４２が可動範囲の中心に位置する場合において、可動部６４２に保持される各マグネットの着磁境界面が、固定部に保持される各コイルの中心より全て内側に配置している。これを全て外側に配置してもよい。

１００ 振れ補正装置
１４１ 光学素子
１４２ 可動部
１４３ 固定部
１４４ 支持手段
１４５ 付勢手段
１４６〜１４８ 駆動手段
１５１ 第１コイル
１５１ｂ 第１コイルの中心
１６１ 第１マグネット
１６１ｂ 第１マグネットの着磁境界面
１５２ 第２コイル
１５２ｂ 第２コイルの中心
１６２ 第２マグネット
１６２ｂ 第２マグネットの着磁境界面
１５３ 第３コイル
１５３ｂ 第３コイルの中心
１６３ 第３マグネット
１６３ｂ 第３マグネットの着磁境界面
Ｏ 光学素子の中心
Ｏａ 光軸

Claims (7)

1. 光学素子と、
   固定部と、
   前記光学素子を保持し、前記固定部に対して移動可能な可動部と、
   前記固定部に対して前記可動部を支持する支持手段と、
   前記固定部と前記可動部により前記支持手段が狭持されるように付勢する付勢手段と、
   前記固定部又は前記可動部の一方に保持される略楕円筒形状のコイルと、
   前記コイルに対向して配置され、前記固定部又は前記可動部の他方に保持されて、着磁境界面が前記コイルの長手方向と平行なマグネットを有し、
   前記コイルと前記マグネットを１組とする３組の駆動手段を有し、
   前記駆動手段の夫々のコイルの長手方向が互いに平行でなく、
   前記可動部が可動範囲の中心に位置する場合において、前記コイルの中心に対して、夫々が対向する前記マグネットの前記着磁境界面が所定のずれ量分ずれて配置され、
   かつ、前記ずれ量のずれ方向は、前記光学素子の中心からみて、前記可動部に保持される前記コイルの中心または前記マグネットの着磁境界面が、前記固定部に保持される前記コイルの中心または前記マグネットの着磁境界面より全て内側であることを特徴とする振れ補正装置。
2. 前記３組の駆動手段のうちの１つのコイルの長手方向に対して、残りの一方のコイルの長手方向はθ１の傾きをもって配置され、他方のコイルの長手方向はθ１の傾き以下であるθ２の傾きをもって配置され、且つ、θ１は（１８０−θ２）/２以上であるときに、
   前記駆動手段のマグネットは着磁方向が異なる第１極と第２極を有し、当該マグネットと対となる前記コイルに通電した場合に、前記第１極により発生する前記着磁境界面と直交する方向の力と、前記第２極により発生する前記着磁境界面と直交する方向の力が釣り合う場合の前記マグネットの着磁境界面から前記コイルの中心までの距離をＰ、前記所定のずれ量をＦとした場合、
   Ｆ≦Ｐ×（１＋ｃｏｓθ１）／（１−ｃｏｓθ１）
   となることを特徴とする請求項１記載の振れ補正装置。
3. 前記Ｐの値は、前記駆動手段のマグネットの全長及び幅、当該マグネットと対となる前記コイルの外径、並びに当該対となるマグネット及びコイルの距離に応じて決定されることを特徴とする請求項２記載の振れ補正装置。
4. 前記θ１及び前記θ２の値は、１２０°であって、前記ずれ量がＰ／３以下であることを特徴とする請求項２又は３記載の振れ補正装置。
5. 前記支持手段は、前記可動部に設けられる第１のボール受部、前記固定部に設けられる第２のボール受部、及び前記第１及び第２のボール受部に当接する球体を１組とする３組から構成され、
   前記３組の駆動手段は全て、前記可動部が可動範囲の中心に位置する場合において、前記光学素子の光軸と直交する面に対して所定の角度分傾いて保持され、
   前記第１及び第２のボール受部は、すり鉢状となっていることを特徴とする請求項４記載の振れ補正装置。
6. 前記光学素子の光軸の方向から見て、前記支持手段と前記付勢手段とが、前記可動部が可動範囲の中心に位置する場合において、前記駆動手段の前記光学素子から最も遠い外周部よりも前記光軸を含む内側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振れ補正装置を有することを特徴とする光学機器。

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