JP2012078450A - 振れ補正装置、レンズ鏡筒、及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 振れ補正レンズの回転を規制するためのガイド部材等を新たに設けずとも、シフト部材の光軸直交面における回転を低減することが可能な振れ補正装置を提供する。
【解決手段】 シフト移動枠をピッチ方向に駆動するアクチュエータのヨークが、シフト移動枠をピッチ方向に移動させた際にシフト移動枠をヨー方向に駆動するアクチュエータのマグネットとヨークとの間に発生する磁気吸引力によってシフト移動枠に作用するモーメントを低減する磁気吸引力をピッチ方向に駆動するアクチュエータのヨークとマグネットとの間に発生する形状である。
【選択図】 図６

Description

本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの光学機器において、いわゆる手振れによる像振れを補正するためにレンズをシフトさせる振れ補正装置に関する。

デジタルカメラなどの光学機器のレンズ鏡筒において、撮影時の手振れなどによって生じる像振れを補正する方法として、振れ補正レンズを光軸に直交する面に沿ってシフトさせる方法がある。

特許文献１の振れ補正装置は、いわゆるムービングコイルタイプのシフトユニット（振れ補正装置）であり、固定側のベース部材にマグネットを配置し、可動側のレンズを保持するシフト部材にヨークとコイルとを配置している。また、ベース部材とシフト部材との間に３個のボールを配置し、マグネットとヨークとの間に働く磁気的な吸引力（以下、「磁気吸引力」と書く）によってシフト部材をベース部材に付勢してボールを挟持させている。そのため、コイルへ通電するとマグネットとの間に働くローレンツ力によって、シフト部材はボールを転がしながら光軸に直交する面に沿ってシフトし、振れ補正が行われる。

特開２００２−１９６３８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシフトユニットにおいては、補正レンズを保持したシフト部材の光軸直交面内における回転運動の問題がある。その問題を以下に説明する。まず、固定側ベース部材に配置されたマグネットと、シフト部材に配置されたヨークとの間には磁気吸引力が働く。そのため、マグネットとヨークとには磁気的に釣り合う位置が存在する。ここで、マグネットとヨークとの位置関係が、その釣り合い位置から変化した場合は、元の位置に戻ろうとする力（以下、引き戻し力）が働く。これにより、シフト部材を光軸に直交する面に沿って鉛直方向（以下、ピッチ方向）と水平方向（以下、ヨー方向）とにそれぞれ駆動する二つの駆動部を持つシフトユニットにおいては、一方の駆動部の位置変化が他方の駆動部の引き戻し力を発生させる。例えば、シフト部材をヨー方向に移動させた場合、ピッチ方向駆動部には前記の引き戻し力が生じるため、シフト部材を光軸直交面内で回転させるモーメントが発生する。そのため、シフト部材の光軸直交面内での回転を規制する手段が無い場合、振れ補正動作中にシフト部材が回転してしまう。この回転によりシフト部材が固定部材に接触してしまうと、衝突音の発生や、画像の乱れを生じることがある。また、接触によって部品が破損した場合は、その後のシフト部材の駆動に支障をきたす場合がある。したがって、シフト部材が回転しても周辺の固定部材に接触しないように、両者の間隔を広げておく必要がある。しかし、このことは各部品の大型化を招き、レンズ鏡筒の大型化へとつながる。

また、シフトユニットの位置検出センサは、マグネットと磁気検出素子、発光素子と受光素子などの組み合わせで構成されている。これらの位置検出センサは、水平方向であるヨー方向、または鉛直方向であるピッチ方向の、一方向の補正レンズの動き（位置）を検出することを想定して配置してある。したがって、シフト部材が大きく回転すると、位置検出センサの出力特性が変化して正確な位置検出ができなくなり、所謂クロストークを発生する。また、回転により位置検出が変化することは補正レンズの位置のフィードバック制御を発振させてしまう場合があり、振れ補正時の光学性能劣化の原因となる。

ここで、シフト部材の光軸に直交する面に平行な回転を低減する手段として、特登録３２２９８９９号公報に記載のように、ガイド軸を設けることで回転を規制する方法が考えられる。しかしながら、この方法では回転を規制するためのガイド部材を新たに設けなくてはならず、装置が大型化する可能性がある。
そこで、本発明は、新たに回転を規制するためのガイド部材等を設けずとも、シフト部材の回転を低減することが可能な振れ補正装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、振れ補正レンズを保持するシフト部材と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って第１方向に移動させる第１駆動部と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って前記第１方向と異なる第２方向に移動させる第２駆動部とを備え、前記第１および第２駆動部がそれぞれ、マグネットと、コイルと、前記マグネットとの間で磁気吸引力を発生するヨークとを含み、前記コイルに通電することで前記シフト部材を移動させて像振れを補正する振れ補正装置において、前記第１駆動部のヨークは、前記第１駆動部のマグネットまたはコイルが移動した際に前記第２駆動部のマグネットとヨークとの間に発生する磁気吸引力によって前記シフト部材に作用するモーメントを低減する磁気吸引力を前記第１駆動部のヨークと前記第１駆動部のマグネットとの間に発生する形状を有することを特徴とする。

本発明によれば、新たに回転を規制するためのガイド部材等を設けずとも、シフト部材の回転を低減することが可能な振れ補正装置を提供することができる。

本発明の実施形態であるシフトユニットの分解斜視図 本発明の実施形態であるシフトユニットを用いたレンズ鏡筒の断面図 本発明の実施形態であるシフトユニットを用いたレンズ鏡筒の分解斜視図 本発明の実施形態であるシフトユニットのピッチ方向駆動部の断面図 従来例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図 本発明の実施形態におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図 本発明の実施形態におけるレンズ鏡筒を用いた光学機器の構成図 本発明の実施形態におけるヨーク形状の例

図２および図３は本発明の実施形態であるシフトユニットを備えたレンズ鏡筒を示す図である。なお、このレンズ鏡筒は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮影装置（光学機器）に着脱可能に設けられるか、一体に設けられて使用される。

このレンズ鏡筒は、凸凹凸凸の４群構成の変倍光学系（ズームレンズ）を有するレンズ鏡筒である。Ｌ１は固定の第１レンズ群、Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍動作を行う第２レンズ群である。また、Ｌ３は光軸に直交する面に沿って移動して振れ補正を行う第３レンズ群、Ｌ４は光軸方向に移動することにより合焦動作を行う第４レンズ群である。固定鏡筒１は第１レンズ群Ｌ１を保持し、２群移動枠２は第２レンズ群Ｌ２を保持する。また、シフトユニット３（振れ補正装置）は第３レンズ群Ｌ３を光軸に直交する方向に移動させ、４群移動枠４は第４レンズ群Ｌ４を保持する。また、ＣＣＤホルダ５には、ＣＣＤなどの撮像素子が固定される。レンズ鏡筒が交換レンズの場合は、鏡筒はＣＣＤホルダ５を含まず、４群移動枠とＣＣＤホルダ５との間にマウントが設けられることにより、カメラ本体に対しレンズ鏡筒が着脱可能になっている。

固定鏡筒１は前部固定筒６にビス止めされ。ＣＣＤホルダ５と前部固定筒６は後部固定筒７にビス止めされる。ガイドバー８、９、１０、１１は、前部固定筒６と後部固定筒７によって位置決め固定されている。ガイドバー８、９は、移動枠２を光軸方向に移動可能に支持する。また、ガイドバー１０、１１は、移動枠４を光軸方向に移動可能に支持する。シフトユニット３は、後部固定筒７に位置決めされ、ビスにより固定される。

光学系の開口径を変化させる絞り装置１２は、例えば２枚の絞り羽根をお互いに逆方向に移動させて開口径を変化させる、いわゆるギロチン式の絞り装置である。ＶＣＭ（ボイスコイルモーター）１３は、第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に駆動し、合焦動作を行わせる。ＶＣＭ１３は、マグネット１３ａとヨーク１３ｂ・１３ｃとコイル１３ｄとからなり、コイル１３ｄに電流を流すことでコイル１３ｄにローレンツ力を発生させコイル１３ｄを光軸方向に駆動する。コイル１３ｄは移動枠４に固定されており、コイル１３ｄの駆動により移動枠４が光軸方向に移動する。なお、ＶＣＭ１３は、ヨーク１３ｂを後部固定筒７に圧入固定し、ヨーク１３ｂにマグネット１３ａとヨーク１３ｃが磁力によって固定される。

ズームモーター１４は、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に駆動し、変倍動作を行わせる。このズームモーター１４は、回転するローターと同軸のリードスクリュー１４ａを有している。リードスクリュー１４ａには、２群移動枠２に取り付けられたラック２ａが噛合っており、ローターの回転により、第２レンズ群Ｌ２が光軸方向に駆動される。また、ねじりコイルバネ２ｂは、２群移動枠２、ガイドバー８、９、ラック２ａ及びリードスクリュー１４ａのそれぞれのガタを片寄せし、これからの嵌合または噛合いのガタを低減する。ズームモーター１４は、後部固定筒７に２本のビスで固定される。

フォトインタラプタ１５は、２群移動枠２に形成された斜光部２ｃの光軸方向への移動を光学的に検出し、第２レンズ群Ｌ２が基準位置に位置していることを検出するためのズームリセットスイッチとして用いられる。光学式センサ１６は、発光部から出る光を４群移動枠４に接着固定されるスケール１７に照射し、反射した光を光学式センサ１６の受光部で読み取ることで第４レンズ群Ｌ４の位置を検出する。

次に、図１、図４を用いて、像振れ補正のためのレンズ群である第３レンズ群Ｌ３を光軸直交方向に移動させるシフトユニット３の構成を説明する。図４は、第３レンズ群Ｌ３の中心が変倍光学系の光軸上にある場合のピッチ方向の駆動部の光軸に平行な縦断面の拡大図を示している。第３レンズ群Ｌ３は、ピッチ方向（レンズ鏡筒の鉛直方向）の角度変化による像振れを補正するためのアクチュエータと、ヨー方向（レンズ鏡筒の水平方向）の角度変化による像振れを補正するためのアクチュエータにより光軸に直交する面に沿って駆動される。ここで、ピッチ方向を第１方向とし、第３レンズ群Ｌ３をピッチ方向に移動させるためのアクチュエータが第１駆動部である。また、ヨー方向を第２方向とし、第３レンズ群Ｌ３をヨー方向に移動させるためのアクチュエータが第２駆動部である。なお、ピッチ方向とヨー方向ではそれぞれの位置センサ、振れ検出センサからの情報に基づき、各アクチュエータは独立に制御される。また、ピッチ方向用のアクチュエータおよび位置センサと、ヨー方向用のアクチュエータおよび位置センサは、光軸回りの位置が互いに９０度の角度をなすように配置されているが、構成自体は同一である。そのため、以下、ピッチ方向のみについて説明する。また、特に指示の無い限り、ピッチ方向の要素には添え字ｐ、ヨー方向の要素には添え字ｙを付すことにする。

シフトレンズ枠２２（シフト部材）は、第３レンズ群Ｌ３を保持する機能を持ち、第１及び第２駆動部による駆動力を受けて振れを補正するために第３レンズ群Ｌ３を光軸に直交する方向に変位させる。マグネットベース１８には、マグネット２４が圧入保持されている。マグネット２４をマグネットベース１８に圧入して組み込むことにより、組み込み後にマグネットベース１８とマグネット２４との相対位置関係がずれないようにしている。マグネットベース１８は、シフトレンズ枠２２とビスで固定される。このため、マグネット２４の位置は、第３レンズ群Ｌ３を保持しているシフトレンズ枠２２に対して固定された位置に決まる。

シフトレンズ枠２２とマグネットベース１８は、これらの間に金属プレート１９が挟み込まれた状態でビスにより互いに固定される。金属プレート１９の材質としては、例えばステンレス鋼などが適する。ボール２０はシフトベース２１とマグネットベース１８との間に配置され、光軸に直交する面内で光軸回りに０度、１２０度、２４０度の位置に１つずつ合計３つ配置されている。ボール２０とマグネットベース１８との間には前述した金属プレート１９が配置される。この金属プレート１９があることによって、レンズ鏡筒が衝撃を受けた際にモールド部品であるマグネットベース１８にボール２０による打痕がつくことを防止できる。さらに、長期間の振れ補正のための駆動で生じる磨耗によるシフトユニット３の駆動特性の劣化を防止できる。また、ボール２０は、シフトベース２１に形成されたボールフォルダ部２１ａで転動可能に保持される。なお、ボール２０の材質としては、その近傍に配置されたマグネット２４に吸引されないように、例えばＳＵＳ３０４などの非磁性体が好適である。

シフトベース２１（ボールフォルダ部２１ａの光軸方向端面）とマグネットベース１８（金属プレート１９）にボール２０を確実に当接させておくための力は、マグネット２４とコイル２８を保持するヨーク２９との間に作用する磁気吸引力である。この吸引力によってマグネットベース１８がシフトベース２１に近づく方向に付勢されることにより、３つのボール２０は、３つのボールフォルダ部２１ａの光軸方向端面と金属プレート１９の３箇所に対して押圧状態で挟持される。３つのボール２０が当接する各面は、変倍光学系の光軸に対して直交方向に広がっており、３つのボール２０の呼び径は同じである。そのため、３つのボールフォルダ部２１ａにおいて光軸方向端面間の光軸方向における位置差を小さく抑えることにより、シフトレンズ枠２２に保持された第３レンズ群Ｌ３を光軸に対する倒れを生じさせずに光軸直交面内で移動させることができる。

次に、マグネットベース１８および第３レンズ群Ｌ３を駆動するアクチュエータについて説明する。２４ｐは図４に示したように光軸から放射方向に２極着磁されたマグネット、２３ｐはマグネット２４ｐの光軸方向前側の磁束を閉じるためのヨークである。ヨーク２３ｐは、マグネット２４ｐに吸引され固定されている。２８ｐはシフトベース２１に接着され固定されたコイル、２９ｐはマグネット２４ｐの光軸方向後側の磁束を閉じるためのヨークである。ヨーク２９ｐは、コイル２８ｐを挟んでマグネット２４ｐとは反対側に配置され、シフトベース２１により保持されている。これらマグネット２４ｐ、ヨーク２３ｐ、ヨーク２９ｐおよびコイル２８ｐにより磁気回路が形成されている。なお、これらヨークに用いられる材質としては、高い透磁率を有する、例えばＳＰＣＣなどの磁性体が好適である。コイル２８ｐに電流を流すと、マグネット２４ｐの着磁境界に対して略直交する方向にマグネット２４ｐとコイル２８ｐに発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、マグネットベース１８を光軸に直交する方向に移動させる。この構成は、いわゆるムービングマグネット型アクチュエータである。ムービングコイル型の場合は、コイルへの配線が動く構成であるため余計な力が掛ってしまう場合があるが、ムービングマグネット型の場合はこの影響を低減することができ、より適切に振れ補正を行うことができる。

このような構成のアクチュエータが、縦方向、横方向にそれぞれ１つずつ配置されており、マグネットベース１８およびシフトレンズ枠２２を、それぞれ光軸に直交し且つ互いに直交する２方向に駆動することができる。また、これら互いに直交する２方向への駆動の合成によりマグネットベース１８およびシフトレンズ枠２２を光軸に直交する面に沿った所望の方向へ所定の範囲内で自由に移動させることができる。なお、マグネットベース１８が光軸直交方向に働く時の摩擦は、ボール２０がボールフォルダ部２１ａの壁に当接しない限り、ボール２０と金属プレート１９との間およびボール２０とボールフォルダ部２１ａとの間にそれぞれ発生する転がり摩擦のみである。よって、吸引力が作用するにもかかわらず、マグネットベース１８（つまりは第３レンズ群Ｌ３を保持しているシフトレンズ枠２２）はスムーズに光軸に直交する面に沿って移動することができ、かつ微小な移動量制御も可能となる。なお、ボール２０に潤滑油を塗布することで、更に摩擦力を低減させることができる。

ちなみに、ここではボール２０を用いる構成を例示しているが、ボールの代わりに凸部を設けて、凸部上をシフトベースが摺動する構成としてもよい。

次に、マグネットベース１８および第３レンズ群Ｌ３の位置検出について説明する。２７ｐは磁束密度を電気信号に変換するホール素子であり、フレキシブルプリントケーブル（以下、ＦＰＣ）２６に半田付けされている。ＦＰＣ２６はシフトベース２１に対して位置決めされ、固定されている。また、ＦＰＣ押さえ金具２５をビスでシフトベース２１に対して固定することによって、ＦＰＣ２６の浮きを防止し、かつ、ホール素子２７ｐの位置がずれるのを防止している。マグネットベース１８および第３レンズ群Ｌ３が縦方向もしくは横方向に駆動されたとき、ホール素子２７ｐによってマグネット２４ｐの磁束密度の変化が検出され、この磁束密度の変化を示す電気信号が出力される。このホール素子２７ｐに基づいて、図示していないコントロール回路はマグネットベース１８および第３レンズ群Ｌ３の位置を検出することができる。なお、マグネット２４ｐは、駆動用マグネットであるとともに、位置検出用マグネットとしても用いられている。

また、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に働く吸引力は、クーロンの法則で示すように２物体の磁荷の強さと距離の２乗の逆数に比例する。そのため、マグネット２４ｐが駆動部の中心位置にあるとき、ピッチ方向とヨー方向の吸引力はそれぞれの方向で釣り合った状態となる。つまり、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に働く吸引力４０ａ・４０ｂが釣り合い、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの位置関係が定まっている。このとき、ピッチ方向の引き戻し力５０ｐはほぼ０であり、ヨー方向の引き戻し力５０ｙもまたほぼ０である。

次に、図５を用いて従来例におけるシフト部材（シフトレンズ枠）の移動と吸引力による引き戻し力の関係を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）はピッチ方向の駆動部を、（ｄ）、（ｅ）はピッチ方向とヨー方向の各駆動部とシフト部材とを、それぞれシフトユニット前側（被写体側）から見た図である。マグネット２４、ヨーク２９、第３レンズ群Ｌ３以外の部材は不図示としている。従来例においてヨーク２９は、図５に示したように光軸に直交する面への投影形状が略長方形となっている。ここで、マグネット２４ｐの四隅部に働く引き戻し力を、図に示すようにそれぞれ引き戻し力４１〜４４とする。同様にマグネット２４ｙの四隅部に働く引き戻し力を、図に示すようにそれぞれ引き戻し力４５〜４８とする。

図５（ａ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心が変倍光学系の光軸上にある場合のピッチ方向の駆動部である。このとき、マグネット２４ｐはヨーク２９ｐに対して中心位置にあるため、四隅部の引き戻し力４１〜４４が釣り合った状態にある。つまり、ピッチ方向の引き戻し力５０ｐとヨー方向の引き戻し力５０ｙとはほぼ０である。

図５（ｂ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心がピッチ上方向に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向の駆動部である。図５（ａ）の状態からマグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの位置関係が変化して、引き戻し力５０ｐが発生する。つまり、磁気的に安定する図５（ａ）の状態に戻そうとする方向の力が働く。ここで、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの形状は駆動方向に対して対称であるため、引き戻し力４１ｐと４２ｐとの大きさはほぼ等しく、引き戻し力４３ｐと４４ｐとの大きさはほぼ等しい。また、ヨー方向には移動していないため、引き戻し力５０ｙは図５（ａ）の場合と同じくほぼ０である。

次に、図５（ｃ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心がヨー方向に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向の駆動部である。この場合もやはり、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの位置関係が変化して引き戻し力５０ｙが発生する。つまり、磁気的に安定する図５（ａ）の状態に戻そうとする方向の力が働く。ここで、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの形状は駆動方向に対して対称であるため、４１ｙと４３ｙとの大きさはほぼ等しく、４２ｙと４４ｙとの大きさはほぼ等しい。また、ピッチ方向には移動していないため、引き戻し力５０ｐは図５（ａ）の場合と同じくほぼ０である。

図５（ｄ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心がピッチ方向に距離ｄだけ移動した場合を示している。図５（ｂ）で説明したようにマグネット２４ｐにはピッチ方向の引き戻し力５０ｐが働くが、不図示のコイル２８ｐへの通電で発生したローレンツ力６０によってシフト部材の移動が可能である。一方、ヨー側のマグネット２４ｙには図５（ｃ）で説明したように、引き戻し力５１ｙが働く。この引き戻し力５１ｙによってシフト部材には、光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図に示すようにシフト部材には反時計回りの回転動作が発生する。そして、回転モーメントと引き戻し力、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で、シフト部材は静止する。

図５（ｅ）は、図５（ｄ）と逆方向に第３レンズ群Ｌ３の中心が距離ｄだけ移動した場合を示している。図５（ｄ）の場合と同様に、ヨー側のマグネット２４ｙとヨーク２９ｙとに生じる引き戻し力５１ｙによってシフト部材には、光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図に示すようにシフト部材には時計回りの回転動作が発生する。そして、回転モーメントと引き戻し力、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で、シフト部材は静止する。

次に、本実施形態におけるシフト部材の移動と吸引力による引き戻し力の関係を図６を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）はピッチ方向の駆動部（第１駆動部）を、（ｄ）、（ｅ）はピッチ方向の駆動部、ヨー方向の駆動部（第２駆動部）、第３レンズ群Ｌ３を、それぞれシフトユニット前側（被写体側）から見た図である。なお、マグネット２４、ヨーク２９、第３レンズ群Ｌ３以外の部材は不図示としている。本実施形態で特徴となっているヨーク２９は、図６に示したように光軸に直交する面への投影形状が略台形となっている。また、マグネット２４は、光軸に直交する面への投影形状が駆動方向に直交する方向を長手方向とする略長方形となっている。ここで、ヨーク２９やマグネット２４の形状を略としているのは、完全な台形や長方形でなくてもよく、例えば角を丸くしたものや角を落としたものでもよいからである。ここで、マグネット２４ｐの四隅部に働く引き戻し力を、図に示すようにそれぞれ引き戻し力４１〜４４とする。同様にマグネット２４ｙの四隅部に働く引き戻し力を、図に示すようにそれぞれ引き戻し力４５〜４８とする。

図６（ａ）は第３レンズ群Ｌ３の中心が光軸上にある場合のピッチ方向の駆動部である。このときマグネット２４ｐはヨーク２９ｐに対して中心位置にあり、マグネットの四隅部もヨーク２９ｐの光軸に直交する面への投影形状のほぼ内側にあるため、四隅部の引き戻し力４１〜４４が釣り合った状態にある。つまり、ピッチ方向の引き戻し力５０ｐとヨー方向の引き戻し力５０ｙとはほぼ０である。

図６（ｂ）は、ピッチ方向の駆動部を駆動することによって、第３レンズ群Ｌ３の中心がピッチ上方向に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向の駆動部である。図６（ａ）の状態からマグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの位置関係が変化してマグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に引き戻し力が発生する。つまり、磁気的に安定する状態に戻そうとする方向の力が働く。ここでヨーク２９を光軸に直交する面へ投影したときの形状において、マグネットの引き戻し力４２ｐの箇所付近はヨーク２９ｐの形状の範囲の外側にあるため、引き戻し力は大きい。引き戻し力４２ｐと比較すると、引き戻し力４１ｐの箇所付近はヨーク２９ｐの形状の範囲の内側にあるため、引き戻し力は小さい。したがって、引き戻し力の大きさの関係は４１ｐ＜４２ｐとなる。

一方、引き戻し力４３ｐと４４ｐの箇所付近は、どちらもヨーク２９ｐを光軸に直交する面へ投影したときの形状の範囲の内側にあるため、引き戻し力４３ｐと４４ｐとの大きさの差は、引き戻し力４１ｐと４２ｐの大きさの差に比べると小さい。したがって、マグネット２４ｐがヨーク２９ｐに対して磁気的に安定するためには、マグネット２４ｐが図に示すように時計回り方向に回転するように、回転モーメント５２が働くこととなる。

次に、図６（ｃ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心がヨー方向に距離ｄだけ移動した場合のピッチ方向の駆動部である。この場合も、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの位置関係が変化して引き戻し力が発生する。つまり、磁気的に安定する状態に戻そうとする方向の力が働く。ここで、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐの形状は駆動方向に平行な中心線に対して対称であるため、４１ｙと４３ｙとの大きさはほぼ等しく、４２ｙと４４ｙとの大きさはほぼ等しい。また、ピッチ方向には移動していないため、引き戻し力５０ｐは図６（ａ）の場合と同じくほぼ０である。

図６（ｄ）は、第３レンズ群Ｌ３の中心が、不図示のコイル２８ｐへの通電で発生したローレンツ力６０によって、ピッチ方向に距離ｄだけ移動した場合を示している。図６（ｂ）で説明したようにマグネット２４ｐには、回転モーメント５２が働いている。一方、ヨー側のマグネット２４ｙには図６（ｃ）で説明したように、引き戻し力５１ｙが働く。この引き戻し力５１ｙによってシフト部材には、光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図に示すようにシフト部材には反時計回りの回転動作が発生する。そして、回転モーメント、引き戻し力、ローレンツ力などが釣り合う位置で、シフト部材は静止する。したがって従来の構成に比べて、引き戻し力５１ｙによる回転モーメントがピッチ側のマグネットの回転モーメント５２によって緩和されているため、シフト部材の回転動作は低減されることになる。

図６（ｅ）は、図６（ｄ）と逆方向に第３レンズ群Ｌ３の中心が距離ｄだけ移動した場合を示している。図６（ｂ）で説明したようにマグネット２４ｐには、回転モーメント５２が働いている。一方、図６（ｄ）と同様に、ヨー側のマグネット２４ｙには引き戻し力５１ｙが働く。この引き戻し力５１ｙによってシフト部材には、光軸と平行な軸を中心とする回転モーメントが働く。その結果、図に示すようにシフト部材には時計回りの回転動作が発生する。そして、回転モーメント、引き戻し力、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で、シフト部材は静止する。したがって従来の構成に比べて、引き戻し力５１ｙによる回転モーメントがピッチ側のマグネットの回転モーメント５２によって緩和されているため、シフト部材の回転動作は低減されることになる。

以上のように、可動群のピッチ方向の移動において、ヨー側のマグネットの引き戻し力による回転モーメントと、ピッチ側のマグネットの回転モーメントとが、常に逆方向に作用する。したがって、ピッチ上下方向どちらに移動する場合も、シフト部材のロール動作が低減されることとなる。また上記の説明ではピッチ方向の移動についてのみ説明したが、ヨー方向の移動についても同様にしてロール動作が低減される。
また、図６では、ヨーク２９ｐ、２９ｙの両方の形状を略台形としているが、例えば、ある決まった方向だけの回転動作だけを低減させたい場合等においては、どちらか一方だけが略長方形をしている構成でもよい。

図６（ａ）に示すように、略台形形状のヨーク２９ｐにおいてマグネット２４ｙに近い方の駆動方向の幅をＡ、遠い方の駆動方向の幅をＢとする。そして、マグネット２４ｐの駆動方向の幅（図のようにマグネットが複数あるときは、両端に配置されたマグネットの端から端までの幅）をＣとする。この場合、シフト部材の最大移動距離ｄｍａｘとの間に以下の関係が成り立つことが望ましい。
Ａ＞Ｂ かつ Ｃ＋２ｄｍａｘ＞Ｂ
このように、本実施形態ではシフト部材の移動でマグネットに働く回転モーメントによって、他方のマグネットとヨークとの間に働く引き戻し力による回転モーメントを緩和させるため、シフト部材の回転動作を低減することが可能である。

また、上記実施形態では、ヨークの形状を光軸方向視で略台形とすることで生じるマグネットとヨークとの間に働く引き戻し力の回転モーメントを使って、シフト部材の回転運動を低減している。しかし、本発明の本質は、シフト部材を駆動する際に、アクチュエータのマグネットとヨークとの間の磁気吸引力吸着力に起因するモーメントをヨークの形状を工夫することで低減するというものである。そのため、ヨークの形状は略台形だけに限らず、例えば、図７（ａ）に示す階段状の形状や、図７（ｂ）に示す三角形の３つの角を落とした形状や、図７（ｃ）に示すフラスコ形状や、図７（ｄ）に示す略三角形の形状も可能である。これらは、例えばピッチ方向駆動部のヨーク２９においては、ヨー方向駆動部から遠ざかる方向に向かって幅が狭くなるような形状である。このような形状であれば、駆動方向に直交する方向においてヨー方向駆動部から遠ざかるにしたがって、マグネット２４ｐとヨーク２９ｐとの間に発生する磁気吸引力が強くなる。そのため、ヨー方向駆動部によるモーメントに対して逆向きのモーメントを作用させることができる。

さらにまた、ヨークの形状はこれらに限られない。例えば、駆動方向と直交する方向におけるヨーク２９ｐの幅の中間を通る駆動方向に平行な直線でヨーク２９ｐを２つに分けたときを考える。この場合、光軸に直交する面にマグネット２４ｐとヨーク２９ｐを投影したときにマグネット２４ｐの形状（影）とヨーク２９ｐの形状（影）とが重なる面積が、ヨー方向駆動部に近い部分に比べて遠い部分が小さくなるようにする。このようにすれば、マグネット２４ｐのヨー方向駆動部に遠い部分の引き戻し力を強くすることができる。これにより、ヨー方向駆動部が発生するモーメントを緩和することが可能となる。つまり、ピッチ方向駆動部において、ヨー方向駆動部に近い部分よりも遠い部分のヨークを貫く磁束の量が少なくなるようなヨークの形状であれば、ヨークの形状は特に限定されない。
したがって、以上の思想を有するものであれば、ヨークがいかなる形状であっても本発明の範囲に含まれる。

図８に本発明の実施形態におけるレンズ鏡筒を用いた光学機器１２０の電気回路構成を示す。ズームレンズを通してＣＣＤ１１３に結像した被写体の像はカメラ信号処理回路１０１で所定の増幅やγ補正などの処理が施される。これらの所定の処理を受けた映像信号からＡＦゲート１０２もしくはＡＥゲート１０３を通過して所定の領域のコントラスト信号を取り出す。特にＡＦゲート１０２を通過したコントラスト信号はＡＦ回路１０４により高域成分に関する１つもしくは複数の出力を生成する。

ＣＰＵ１０５では、ＡＥゲート１０３の信号レベルに応じて露出が最適であるかどうかを判別し、最適でない場合には絞りシャッター駆動源１０９を介して最適な絞り値もしくはシャッター速度で同駆動源を駆動する。オートフォーカス動作では、ＡＦ回路１０４にて生成された出力がピークを示すようにＣＰＵ１０５がフォーカス駆動源であるフォーカス駆動回路１１１を制御する。また、適正露出を得る為に、ＣＰＵ１０５は、ＡＥゲート１０３を通過した信号出力の平均値を所定の値として、絞りエンコーダ１０８の出力がこの所定の値となるように絞りシャッター駆動源１０９を駆動制御して、開口径をコントロールする。

フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたフォーカス原点センサ１０６はフォーカスレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたズーム原点センサ１０７はズームレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。

撮影装置における振れ角度の検出は、例えば撮影装置に固定された振動ジャイロなどの角速度センサの出力を積分して行う。ピッチ方向の振れ角度検出センサ１１４、ヨー方向の振れ角度検出センサ１１５のそれぞれの出力は、ＣＰＵ１０５で処理される。ピッチ振れ角度検出センサ１１４からの出力に応じて、ピッチコイル駆動回路１１６を駆動制御し、図示していないコイル２８ｐへの通電制御が行われる。またヨー振れ角度検出センサ１１５からの出力に応じて、ヨーコイル駆動回路１１７を駆動制御し、図示していないコイル２８ｙへの通電制御が行われる。

以上の制御により、図示していないシフトレンズ枠２２が光軸に直交する面に沿って移動する。ピッチ方向の位置検出センサ１１８、ヨー方向の位置検出センサ１１９のそれぞれの出力はＣＰＵ１０５で処理される。図示しないシフトレンズ枠２２が保持する第３レンズ群Ｌ３がレンズの光軸に直交する方向へ移動すると、レンズ鏡筒内の通過光束が曲げられる。したがって、撮影装置に振れが生じることにより発生するＣＣＤ１１３上での被写体像の変移（像振れ）を相殺する方向に、第３レンズ群Ｌ３をシフトさせることで、いわゆる振れ補正を行うことができる。

撮影装置の振れ信号は、ピッチ振れ角度検出センサ１１４およびヨー振れ角度検出センサ１１５から出力される。そして、シフト量信号は、ピッチ位置検出センサ１１８およびヨー位置検出センサ１１９から出力される。ＣＰＵ１０５は、振れ信号とシフト量信号との差分に相当する信号に増幅および適当な位相補償を行った信号に基づいて、ピッチコイル駆動回路１１６およびヨーコイル駆動回路１１７によって、シフトレンズ枠２２をシフトさせる。この制御によって、上記の差分信号がより小さくなるように第３レンズ群Ｌ３が位置決め制御され、目標位置に保たれる。

なお、上記実施形態ではムービングマグネット型のアクチュエータを用いてシフトレンズ枠２２を駆動する場合について説明した。しかし、本発明はコイル２８とヨーク２９とをマグネットベース１８側に配置し、ヨーク２３とマグネット２４とをシフトベース２１側に配置した所謂ムービングコイル型のアクチュエータを用いる場合にも適用することができる。

Ｌ３ 第３レンズ群（シフトレンズ）
２２ シフトレンズ枠
２３ ヨーク
２４ マグネット
２８ コイル
２９ ヨーク
４０ 吸着力
４１〜４８ 引き戻し力
５０〜５１ 引き戻し力
５２ 回転モーメント
６０ ローレンツ力

Claims (13)

1. レンズを保持するシフト部材と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って第１方向に移動させる第１駆動部と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って前記第１方向と異なる第２方向に移動させる第２駆動部とを備え、前記第１および第２駆動部がそれぞれ、マグネットとコイルと前記マグネットとの間で磁気吸引力を発生するヨークとを含み、前記コイルに通電することで前記シフト部材を移動させて像振れを補正する振れ補正装置において、
   前記第１駆動部のヨークは、前記第１駆動部を駆動した際に前記第２駆動部のマグネットとヨークとの間に発生する磁気吸引力によって前記シフト部材に作用するモーメントを低減する磁気吸引力を、前記第１駆動部のヨークと前記第１駆動部のマグネットとの間に発生する形状を有することを特徴とする振れ補正装置。
2. 前記第１駆動部のヨークは、前記第１駆動部を駆動した際に、前記第１方向と前記光軸とに直交する方向において前記第２駆動部から遠ざかるにしたがって前記第１駆動部のマグネットとの間に発生する磁気吸引力が強くなる形状を含むことを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
3. 前記第１駆動部のヨークは、前記光軸に直交する面に沿った、前記第１方向に直交する方向における前記第１駆動部のヨークの幅の中間を通る前記第１方向に平行な直線で前記第１駆動部のヨークを２つの部分に分けたうち前記第２駆動部に近い部分の方が、前記第２駆動部から遠い部分よりも、前記第１駆動部を駆動した際に前記第１駆動部のマグネットからの磁束が前記第１駆動部のヨークを貫く量が多い形状を有することを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
4. 前記第１駆動部のヨークは、前記光軸に直交する面に沿った前記第１方向に直交する方向における前記第１駆動部のヨークの幅の中間を通る前記第１方向に平行な直線で前記第１駆動部のヨークを２つの部分に分けたうち前記第２駆動部に近い部分の面積が遠い部分の面積に比べて大きい形状を有することを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
5. 前記第１駆動部のヨークの形状は、台形であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
6. 前記光軸に直交する面に投影した前記第１駆動部のマグネットの形状は、駆動方向に直交する方向が長手方向である長方形であ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. レンズを保持するシフト部材と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って第１方向に移動させる第１駆動部と、前記シフト部材を光軸に直交する面に沿って前記第１方向と異なる第２方向に移動させる第２駆動部とを備え、前記第１および第２駆動部がそれぞれ、マグネットとコイルと前記マグネットとの間で磁気吸引力を発生するヨークとを含み、前記コイルに通電することで前記シフト部材を移動させて像振れを補正する振れ補正装置において、
   前記第１駆動部のヨークは、前記第１駆動部を駆動した際に前記第２駆動部のマグネットとヨークとの間に発生する磁気吸引力によって前記シフト部材に作用するモーメントを低減する磁気吸引力を、前記第１駆動部のヨークと前記第１駆動部のマグネットとの間に発生する形状を有し、
   前記第２駆動部のヨークは、前記第２駆動部を駆動した際に前記第１駆動部のマグネットとヨークとの間に発生する磁気吸引力によって前記シフト部材に作用するモーメントを低減する磁気吸引力を、前記第２駆動部のヨークとマグネットとの間に発生する形状を有することを特徴とする振れ補正装置。
8. 前記第１および第２駆動部のヨークの形状は、台形であることを特徴とする請求項７に記載の振れ補正装置。
9. 前記光軸に直交する面に投影した前記第１および第２駆動部のマグネットの形状は、駆動方向に直交する方向が長手方向である長方形であることを特徴とする請求項７または８に記載の振れ補正装置。
10. 前記コイルと前記ヨークとを保持するシフトベースと、
    前記シフト部材に固定され、前記マグネットを保持するマグネットベースと、
    前記シフトベースと前記マグネットベースとの間に配置され、前記シフトベースに対し前記シフト部材が前記光軸に直交する面に沿って移動する際に転動するボールと、を有し、
    前記ボールは、前記マグネットと前記ヨークとの磁気吸引力で前記シフトベースと前記マグネットベースとの間に挟持されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
11. 前記第１方向と前記第２方向とは直交することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振れ補正装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振れ補正装置を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
13. 請求項１２に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学機器。

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