JPH08339005A - 二次元移動機構及びそれを用いた振れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚みが薄く、また、組立作業が容易であり、
さらに、安価である二次元移動機構を提供する。 【構成】 平面上を移動可能な移動部（４）と、移動部
（４）に設置された１対のコイル部（１０、１２）と、
磁界を発生する磁界発生部（１４、１６、１８）とを備
え、通電された１対のコイル部（１０、１２）のそれぞ
れに磁界を作用させることにより、１対のコイル部（１
０、１２）のそれぞれは、平面と略平行であって、互い
に異なる方向の力を受け、移動部（４）を移動させる二
次元移動機構において、磁界発生部（１４、１６、１
８）は、磁界の発生源である１の永久磁石（１４）と、
永久磁石（１４）を挟み、永久磁石（１４）が発生する
磁界を１対のコイル部（１０、１２）のそれぞれの異な
る部位まで誘導する１対のヨーク部（１６、１８）とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面上を移動する二次
元移動機構、並びに、その二次元移動機構を用いた振れ
防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の二次元移動機構は、カメ
ラの光学系に組み込まれ、カメラの振動による像振れを
防止することを目的として、光学系の一部を光軸と垂直
に交わる平面上で移動させるものが知られている。図４
は、特開平４−１８５１４に開示されている、そのよう
なの二次元移動機構の構成の一例である。

【０００３】図４において、補正レンズ２２１を保持す
る固定枠２２３は、カメラの縦振れ方向（ピッチング方
向）２２２ｐ、及び、カメラの横振れ方向（ヨーイング
方向）２２２ｙに移動可能な移動部である。また、固定
枠２２３には、コイル２２８ｐ及びコイル２２８ｙが取
り付けてある。

【０００４】一方、コイル２２８ｐは、２個の希土類磁
石２２９ｐと２個のヨーク２１０ｐで構成される磁気回
路中におかれている。従って、コイル２２８ｐは、通電
されると周囲磁界との相互作用によりピッチング方向の
力を受ける。この結果、固定枠２２３は、ピッチ方向２
２２ｐに駆動される。同様に、コイル２２８ｙは、２個
の希土類磁石２２９ｙと２個のヨーク２１０ｙで構成さ
れる磁気回路中におかれており、固定枠２２３は、コイ
ル２２８ｙに電流を流すことによりピッチ方向２２２ｙ
に駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の二次元移動機構は、４個の希土類磁石及び４個のヨー
クを用いて２つの磁気回路を構成していた。ここで、希
土類磁石は、高価であるために、このように複数の希土
類磁石を用いた２次元移動機構も高価となってしまうと
いう問題があった。また、ヨーク・コイル・マグネット
・ヨークの順に光軸方向に部品を配列しているために、
機構全体の厚さが増大してしまうという問題があった。
さらに、希土類磁石とヨークを合計した部品点数が多い
ために、機構の組立作業が複雑になるという問題があっ
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前述の課題を解
決して、厚みが薄く、また、組立作業が容易であり、さ
らに、安価である二次元移動機構を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、平面上を移動可能な移動部
（４）と、移動部（４）に設置された１対のコイル部
（１０、１２）と、磁界を発生する磁界発生部（１４、
１６、１８）とを備え、通電された１対のコイル部（１
０、１２）のそれぞれに磁界を作用させることにより、
１対のコイル部（１０、１２）のそれぞれは、平面と略
平行であって、互いに異なる方向の力を受け、移動部
（４）を移動させる二次元移動機構において、磁界発生
部（１４、１６、１８）は、磁界の発生源である１の永
久磁石（１４）と、永久磁石（１４）を挟み、永久磁石
（１４）が発生する磁界を１対のコイル部（１０、１
２）のそれぞれの異なる部位まで誘導する１対のヨーク
部（１６、１８）とを含むことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、光学装置の
振動による像振れを防止する振れ防止光学系を備える振
れ防止装置において、振れ防止光学系（２）は、光軸
（Ａ）に対して垂直又は略垂直に交わる平面上を、請求
項１に記載の二次元移動機構によって移動されることを
特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に係る発明によれば、１の永久磁石か
ら発生する磁界は、１対のヨーク部により、１対のコイ
ル部のそれぞれ異なる部位まで誘導される。それぞれの
コイルを通電すると、それぞれのコイルは、磁界からの
作用を受けて、それぞれ異なる方向へ力を受ける。移動
部は、それぞれのコイルから駆動力を受けて、平面上を
移動する。

【００１０】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
記載の二次元移動機構は、振れ防止光学系を光軸に対し
て垂直又は略垂直に交わる平面上を駆動する。

【００１１】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例について、
さらに詳しくに説明する。 （第１実施例）第１実施例では、カメラの振動による像
振れを防止する振れ防止装置について説明する。図１
は、第１実施例の振れ防止装置に含まれる二次元移動機
構を示した分解斜視図である。図２は、図１に示す二次
元移動機構のＹ軸における断面図である。図中、一点鎖
線Ａは、カメラ鏡筒の光軸であり、一点鎖線Ｘ及び一点
鎖線Ｙは、光軸Ａに垂直に交わる平面上にあり、かつ、
互いに直角に交わる軸である。Ｘ軸方向は、カメラのヨ
ーイング方向であり、Ｙ軸方向は、ピッチング方向であ
る。

【００１２】防振レンズ２は、ＸＹ平面上を移動するこ
とにより、カメラの振動によって生じる像振れを防止す
るための防振レンズであり、移動部４によって保持され
ている。移動部４は、ＸＹ平面上の移動が可動であるよ
うに弾性体６〜９によって不図示のカメラ鏡筒内に支持
されている板状の部材である。移動部４は、その左端部
及び下端部に取り付けてあるコイル１０、１２よりＸＹ
平面上を移動するための駆動力を得る。

【００１３】コイル１０、１２は、それぞれ直線部１０
ｘ、１２ｙを有する導電性のコイルである。コイル１０
は、直線部１０ｘがＸ軸に垂直となるように、かつ、コ
イル主軸がＸＹ平面に対して垂直となるように移動部４
に設置してある。コイル１２は、直線部１２ｙがＹ軸に
対して垂直となるように、かつ、コイル主軸がＸＹ平面
に垂直となるように移動部４に設置してある。

【００１４】永久磁石１４及び２個のヨーク１６、１８
は、本実施例における磁界発生部である。永久磁石１４
は、サマリウム−コバルト等の希土類磁石を、円環を４
等分した扇形の形状に加工したものであり、扇形の中心
が光軸Ａの方向を向くように移動部４の左下端の側面近
くに配置してある。この状態において永久磁石１４の分
極の方向は、面１４ａ、１４ｂがＮ極又はＳ極となるよ
うに光軸Ａの方向と一致している。

【００１５】ヨーク１６、１８は、中央においてＬ字に
曲がっている板状の形状をしており、鉄など透磁性の高
い材質からなる。ヨーク１６、１８は、永久磁石１４の
面１４ａ、１４ｂとほぼ同形状、同面積の曲部１６ａ、
１８ａにおいて面１４ａ、１４ｂに設置されている。ま
た、ヨーク１６、１８の直線部（１６ｘ、１６ｙ、１８
ｘ、１８ｙ）は、図２に示されるように、コイル１０、
１２の直線部１０ｘ、１２ｙを光軸Ａ方向に挟むよう
に、平行に向かい合っている。

【００１６】このような構成としたことにより、本実施
例の磁界発生部は、１個の永久磁石を用いて、２つの磁
気回路を得ている。すなわち、第１の磁気回路は、永久
磁石１４より発し、ヨーク直線部１６ｘからコイル直線
部１０ｘを含む空間を介してヨーク直線部１８ｘに達
し、永久磁石１４に帰還する回路である。第２の磁気回
路は、永久磁石１４より発し、ヨーク直線部１６ｙから
コイル直線部１２ｙを含む空間を介してヨーク直線部１
８ｙに達し、永久磁石１４に帰還する回路である。な
お、それぞれの磁気回路において、ヨーク１６とヨーク
１８間の磁界の方向は、光軸Ａと平行である。従って、
磁界は、コイル直進部１０ｘ及び１２ｙと直角に交わっ
ている。

【００１７】発光素子２０、スリット板２２及び受光素
子２４は、移動部４のＸ軸方向位置を検出するための検
出系を構成している。同様に、発光素子２６、スリット
板２８及び受光素子３０は、移動部４のＹ軸方向位置を
検出するための検出系を構成している。

【００１８】ここで、発光素子２０（２６）は、発光ダ
イオード等であり、光軸Ａ方向へ発光するように不図示
のカメラ鏡筒内に設置してある。

【００１９】スリット板２２（２８）は、縦長のスリッ
ト２２ａ（２８ａ）が設られた板材であり、スリット２
２ａ（２８ａ）の長軸がＹ軸（Ｘ軸）と平行であり、か
つ、その短軸がＸ軸（Ｙ軸）と重なるように、移動部４
の右側面（上側面）に設置してある。

【００２０】受光素子２４（３０）は、長方形の受光面
２４ａ（３０ａ）を有する、複合型フォトダイオード
（ＰＳＤ）等の半導体光検出素子である。受光素子２４
（３０）は、スリット２２（２８）に対して、発光素子
２０（２６）と光軸Ａ方向の反対の側に、受光面２４ａ
（３０ａ）の長軸がＸ軸（Ｙ軸）と平行となるように配
置してある。

【００２１】上記の構成において、発光素子２０（２
６）から放射された光は、スリット２２ａ（２８ａ）に
よって、その光路を制限されて受光素子２４（３０）に
達する。従って、移動部４がＸ軸（Ｙ軸）方向に移動
し、それに伴いスリット板２２（２８）の位置が変化す
ると、発光素子２０（２６）の受光位置も変化する（図
２（Ｂ）、（Ｃ）参照）。受光素子２４（３０）は、こ
の受光位置の変化に対応した信号を出力する。

【００２２】図３は、本実施例の振れ防止装置を模式的
に示した図である。図中、矢印４２で示される方向は、
カメラ４０のピッチング方向である。センサ３８は、カ
メラ４０のピッチング方向の角速度を検出する圧電振動
式角速度計等の角速度センサである。センサ３８は、カ
メラ４０の振れを検出すると、その振れの角速度に対応
する出力信号を制御部３４へ送る。

【００２３】演算回路３２は、受光素子３０からの出力
信号を受け、その出力信号に基づいて移動部４のＹ軸方
向位置を求める回路である。演算回路３２は、移動部４
のＹ軸方向位置に対応した出力信号を制御部３４へ送
る。

【００２４】制御部３４は、センサ３８及び演算回路３
２からの出力信号に基づいて、防振レンズ２が像振れを
防ぐために移動すべき量（像振れ補償移動量）を求める
回路である。制御部３４は、像振れ補償移動量を求めた
後に、その移動量に対応した信号をドライバ部３６へ出
力する。

【００２５】ドライバ部３６は、コイル１２へ電流を送
ることにより、移動部４をＸＹ平面上で駆動するための
ドライバである。ドライバ部３６は、制御部３４からの
出力信号に対応した値の電流をコイル１２へ送る。

【００２６】コイル１２の直線部１２ｙは、図２におい
て説明したように、直線部１２ｙに対して直角に交わる
磁界中に位置している。ここで、磁界の方向がヨーク１
６からヨーク１８の方向（図２中の矢印４６の方向）で
あり、かつ、コイル直線部１２ｙに紙面の手前側から反
対側へ向かう電流が流れているとすると、コイル１２
は、フレミングの左手の法則に従い、矢印４４の方向へ
のローレンツ力を受ける。この結果、移動部４は、ロー
レンツ力と移動部４を支持する弾性体６〜９の弾性力が
釣り合う位置まで、Ｙ軸方向へ移動する。

【００２７】移動部４の移動量は、前述した発光素子２
６、スリット板２８及び受光素子３０からなる検出系に
より検出される。そして、図３に示すように、演算回路
３２は、受光素子３０の出力信号に対応したフィードバ
ック信号を制御部３４に出力し、制御部３４は、フィー
ドバック信号に基づいて、さらに移動部４の位置を微調
整するための信号をドライバ部３６へ出力する。これに
より、本実施例の防振レンズ２は、カメラ４０のピッチ
ング方向の像振れを防止するための適正な位置に配置さ
れる。

【００２８】なお、本実施例では、上記したものの他
に、カメラのヨーイング方向の像振れを防止するための
角速度センサ、演算回路、制御部及びドライバ部を備え
ている（いずれも不図示）。これらのセンサ、回路及び
ドライバは、その作用効果が上述のセンサ等と同様であ
り、また、ヨーイング方向の像振れを防止するために防
振レンズ２を適正な位置に配置する方法も上述と同様で
ある。

【００２９】以上説明したように、本実施例の振れ防止
装置は、平面上を移動可能な移動部４と、移動部４に設
置された１対のコイル部（１０、１２）と、磁界を発生
する磁界発生部（１４、１６、１８）とを有する二次元
移動機構を有しており、コイル部に通電し、コイル部に
磁界発生部が発生する磁界からローレンツ力を作用させ
ることにより、移動部を駆動している。

【００３０】ここで、本実施例で用いた磁界発生部は、
１個の永久磁石１４と２個のヨーク部（１６、１８）の
みから構成されており、図４に示す従来の二次元移動機
構等と比較して部品点数を大幅に減少させている。従っ
て、本実施例の振れ防止装置は、従来の装置と比較し
て、その組立作業が大幅に簡素化している。また、本実
施例の振れ防止装置は、価格の高い希土類磁石の使用個
数を最小限の１個としたことにより、安価に製造するこ
とを可能としている。さらに、本実施例では、永久磁石
１４を移動部４の側面に配置していることから、永久磁
石とヨークを光軸方向に配列する従来の装置と比較し
て、光軸方向の厚みを小さくすることを可能としてい
る。

【００３１】一方、永久磁石は、各個体間の磁気特性の
バラツキが大きいために、２以上の永久磁石を使用する
従来の装置では、移動部を異なる複数方向に正確に駆動
することが困難であった。本実施例においては、１の永
久磁石から発生している磁気を１対のコイル部のそれぞ
れに作用させていることから、従来の装置のように、永
久磁石の磁気特性のバラツキの影響を受けることがな
く、２方向へ正確に駆動することが可能である。

【００３２】（その他の実施例）本発明に係る二次元移
動機構及びそれを用いた振れ防止装置は、以上説明した
実施例に限定されることはなく、種々の変形や変更が可
能であって、それらも本発明に含まれる。

【００３３】例えば、第１実施例では、カメラの像振れ
を防止するための振れ防止装置について説明したが、本
発明の振れ防止装置は、カメラに限らず望遠鏡など、光
学系を有するその他の光学装置にも用いることが可能で
ある。また、本発明に係る二次元移動機構は、振れ防止
装置に用いる他に、光学的又は非光学的な顕微鏡のサン
プルテーブル等として用いることできる。これにより、
観察するサンプルを二次元平面内で自動駆動することが
可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１に
係る発明によれば、磁界発生部は、磁界の発生源である
１の永久磁石と、永久磁石を挟み、永久磁石が発生する
磁界を１対のコイル部のそれぞれの異なる部位まで誘導
する１対のヨーク部とで構成したことから、その組立作
業を容易に行うことが可能であり、かつ、安価に製造す
ることが可能であるという効果がある。

【００３５】請求項２に係る発明によれば、光学装置の
振動による像振れを防止する振れ防止光学系を備える振
れ防止装置において、振れ防止光学系は、光軸に対して
垂直又は略垂直に交わる平面上を、請求項１に記載の二
次元移動機構によって駆動される構成としたことから、
請求項１に係る発明が奏する効果に加え、振れ防止装置
の光軸方向の厚みを小さくすることが可能であるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に用いる二次元移動装置を
示す分解斜視図。

【図２】本発明の第１実施例に用いる二次元移動装置の
断面を示した図。

【図３】本発明の第１実施例の振れ防止装置を模式的に
示した図

【図４】従来の二次元移動装置を示す分解斜視図。

【符号の説明】

２ 防振レンズ ４ 移動部 ６、７、８、９ 弾性体 １０、１２ コイル １４ 永久磁石 １６、１８ ヨーク ２０、２６ 受光素子 ２２、２８ スリット板 ２４、３０ 受光素子 ３２ 演算回路 ３４ 制御部 ３６ ドライバ部 ３８ センサ ４０ カメラ ４２ カメラのピッチング方向 ４４ 移動部の移動方向 ４６ 磁界の方向 ２１０ｐ、２１０ｙ ヨーク ２２１ 補正レンズ ２２３ 固定枠 ２２８ｐ、２２８ｙ コイル ２２９ｐ、２２９ｙ 希土類磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面上を移動可能な移動部と、 前記移動部に設置された１対のコイル部と、 磁界を発生する磁界発生部と、 を備え、 通電された前記１対のコイル部のそれぞれに前記磁界を
   作用させることにより、前記１対のコイル部のそれぞれ
   は、前記平面と略平行であって、互いに異なる方向の力
   を受け、前記移動部を移動させる二次元移動機構におい
   て、 前記磁界発生部は、 磁界の発生源である１の永久磁石と、 前記永久磁石を挟み、前記永久磁石が発生する磁界を前
   記１対のコイル部のそれぞれの異なる部位まで誘導する
   １対のヨーク部と、 を含むことを特徴とする二次元移動機構。
2. 【請求項２】 光学装置の振動による像振れを防止する
   振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、 前記振れ防止光学系は、光軸に対して垂直又は略垂直に
   交わる平面上を、請求項１に記載の二次元移動機構によ
   って駆動される、 ことを特徴とする二次元移動機構を用いた振れ防止装
   置。