JP2015084035A - 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

Abstract

【課題】全体を大型化することなく、可動部を係止することができる防振アクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明は、防振アクチュエータ(10)であって、固定部(12)と、像振れ防止用レンズ(16)が取り付けられた可動部(14)と、この可動部を、固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段(18)と、複数の駆動用コイル(20)及びこれらの駆動用コイルと夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石(22)を備え、各駆動用コイルと各駆動用磁石の間に作用する磁力により、固定部に対して可動部を駆動して、像振れを防止する駆動手段と、可動部を所定の位置に機械的に係止する可動部係止機構(38)と、この可動部係止機構に取り付けられた係止用コイル(40)と、を有し、係止用コイルは、駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部係止機構を係止状態に駆動することを特徴としている。
【選択図】図６

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移動させるため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、カメラに関する。

特許第３３９７５３６号公報（特許文献１）には、補正光学装置が記載されている。この補正光学装置は、光軸を偏心させる補正用レンズと、この補正用レンズを係止するロックリングと、を有する。ロックリングは、補正用レンズを取り囲む環状の形状を有し、その内周に補正用レンズの枠と係合するカム部が形成されている。この補正光学装置では、補正光学装置による補正を行わない場合には、補正用レンズを取り囲んでいるロックリングを回転させ、その内周に形成されたカム部と補正用レンズの枠の外周部を係合させて、補正用レンズを係止している。

特許第３３９７５３６号公報

しかしながら、特許第３３９７５３６号公報に記載されているようなロックリングを回転させるタイプの係止機構では、補正用レンズを駆動するためのアクチュエータとは別に係止用のアクチュエータを設ける必要がある。このため、補正光学装置（防振アクチュエータ）全体が大型化するという問題がある。

従って、本発明は、防振アクチュエータ全体を大型化することなく、可動部を係止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移動させるための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、この可動部を、像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、複数の駆動用コイル及びこれらの駆動用コイルと夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備え、各駆動用コイルと各駆動用磁石の間に作用する磁力により、固定部に対して可動部を駆動して、像振れを防止する駆動手段と、可動部を所定の位置に機械的に係止する可動部係止機構と、この可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルと、を有し、係止用コイルは、駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部係止機構を係止状態に駆動す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、可動部支持手段によって固定部に対して移動可能に支持される。駆動手段は、複数の駆動用コイルと、これらに夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備えており、可動部を固定部に対して駆動して、像振れ防止制御を実行する。また、可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルは、駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部係止機構を係止状態に駆動する。

このように構成された本発明によれば、複数の駆動用コイルと複数の駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部が駆動され、像振れ防止制御が実行される。一方、可動部係止機構は、係止用コイルと駆動用磁石との間に作用する磁力によって駆動されるので、係止用コイルとの間で磁力を発生させる専用の磁石を設ける必要がなく、防振アクチュエータ全体を小型化することができる。

本発明において、好ましくは、複数の駆動用磁石は固定部に取り付けられ、複数の駆動用コイルは可動部に取り付けられている。
このように構成された本発明によれば、係止用コイルは、固定部に取り付けられた駆動用磁石との間で駆動力を発生させるので、発生される駆動力の反力で駆動用磁石が移動されてしまうことがなく、可動部係止機構を確実に駆動することができる。

本発明において、好ましくは、可動部係止機構は、可動部に対し回動可能に配置され、且つ係止用コイルが取り付けられた環状ロック部材を備え、この環状ロック部材は駆動用磁石と係止用コイルの間に作用する磁力により回動され、可動部が係止される。

このように構成された本発明によれば、可動部が、可動部係止機構を構成する環状ロック部材の回動によって係止されるので、可動部係止機構を係止用コイルにより簡単に駆動することができる。

本発明において、好ましくは、環状ロック部材は可動部と当接する当接部を備え、環状ロック部材が可動部に対して回動されることにより、環状ロック部材の当接部と可動部が当接し、可動部が係止される。

このように構成された本発明によれば、環状ロック部材の当接部が、可動部と直接当接することにより可動部が係止されるので、簡単な機構で可動部係止機構を構成することができる。

本発明において、好ましくは、可動部係止機構は、更に、少なくとも３つの係止用アームを備え、環状ロック部材が回動されることにより係止用アームが駆動され、係止用アームが可動部に当接して可動部が係止される。

このように構成された本発明によれば、可動部が係止用アームにより係止されるので、可動部が所定位置に保持されていない状態であっても、可動部を所定位置に係止することができる。

本発明において、好ましくは、駆動用コイル及び駆動用磁石は３組備えられ、これらのうちの第１の組は、発生する駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置され、第２の組は、発生する駆動力の作用線が第１の組が発生する駆動力の作用線と直交し、且つ駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置され、第３の組は、発生する駆動力の作用線が、光軸を中心とする円の概ね接線方向に向けられるように配置され、係止用コイルは、第３の組の駆動用磁石との間で磁力を発生す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おいては、駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置された、駆動用コイル及び駆動用磁石の第１、第２の組により、可動部が並進移動され、像振れ防止制御が実行される。また、像振れ防止制御中において、駆動力の作用線が光軸を中心とする円の概ね接線方向に向けられた第３の組の駆動用コイル及び駆動用磁石は、可動部に発生する回動を抑制するように作用する。このように構成された本発明によれば、係止用コイルが、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力を発生する第３の組の駆動用磁石との間で磁力を発生するので、可動部係止機構を容易に回動駆動することができ、発生する駆動力を効率良く利用することができる。

また、本発明は、防振アクチュエータを備えたレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、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、本発明は、防振アクチュエータを備えたカメラであって、カメラ本体と、本発明のレンズユニットと、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、大型化を防止しつつ、可動部を係止することができる。

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備えられている防振アクチュエータの側面断面図である。 防振アクチュエータの可動部を取り外し、固定板をカメラの被写体側から見た状態を示す正面図である。 防振アクチュエータの固定板を取り外し、可動部をカメラの撮影者側から見た状態を示す背面図である。 防振アクチュエータを、カメラの被写体側から見た正面図である。 図５のVI−VI線に沿う断面図である。 図５のVII−VII線に沿う断面図である。 本発明の実施形態の変形例における可動部係止機構を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態の変形例における第３駆動用コイル、第３駆動用磁石、及び係止用コイルの位置関係を示す断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図７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、レンズユニット２と、カメラ本体４と、を有する。レンズユニット２は、レンズ鏡筒６と、このレンズ鏡筒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、レンズ鏡筒６の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ３４と、を有する。

本発明の実施形態のカメラ１は、ジャイロ３４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、カメラ本体４内の撮像素子面４ａ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３４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。

レンズユニット２は、カメラ本体４に取り付けられ、入射した光を撮像素子面４ａに結像させるように構成されている。
概ね円筒形のレンズ鏡筒６は、内部に複数の撮像用レンズ８を保持しており、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２乃至図７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の側面断面図である。図３は防振アクチュエータ１０の可動部を取り外した状態を示す正面図であり、図４は防振アクチュエータ１０の可動部の正面図である。なお、図２は、防振アクチュエータ１０を図３のII−II線に沿って破断した状態を示す断面図である。

図２乃至図４に示すように、防振アクチュエータ１０は、レンズ鏡筒６内に固定された固定部である固定板１２と、この固定板１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持された可動部である移動枠１４と、この移動枠１４を支持する可動部支持手段である３つのスチールボール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駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、及び第３駆動用磁石２２ｃと、移動枠１４に取り付けられた第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、及び第３駆動用コイル２０ｃと、各駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内側に夫々配置された第１、第２、第３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、第３磁気センサ２４ｃと、を有する。なお、第１駆動用磁石２２ａ、第２駆動用磁石２２ｂ、及び第３駆動用磁石２２ｃは、第１駆動用コイル２０ａ、第２駆動用コイル２０ｂ、及び第３駆動用コイル２０ｃと夫々向かい合うように、対応する位置に配置されている。

なお、第１の組である第１駆動用コイル２０ａと第１駆動用磁石２２ａ、第２の組である第２駆動用コイル２０ｂと第２駆動用磁石２２ｂ、第３の組である第３駆動用コイル２０ｃと第３駆動用磁石２２ｃは、夫々、移動枠１４を固定板１２に対して駆動する第１、第２、第３駆動手段を構成する。

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３４によって検出された振動と、第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ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、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ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、レンズ鏡筒６に固定された固定板１２に対して撮像素子面４ａ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を移動させてレンズ鏡筒６が振動しても撮像素子面４ａ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は概ねドーナツ板状の形状を有し、その上に第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃが配置されている。図３に示すように、これら３つの駆動用磁石は、その中心が、レンズユニット２の光軸Ａを中心とする円の円周上にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、第１駆動用磁石２２ａは光軸Ａの鉛直上方に配置され、第２駆動用磁石２２ｂは光軸に対して水平方向に配置され、第３駆動用磁石２２ｃは、第１駆動用磁石２２ａ及び第２駆動用磁石２２ｂから夫々中心角１３５゜隔てた位置に配置されている。従って、第１駆動用磁石２２ａと第２駆動用磁石２２ｂの間は中心角９０゜、第２駆動用磁石２２ｂと第３駆動用磁石２２ｃの間は中心角１３５゜、駆動用磁石２２ｃと２２ａの間は中心角１３５゜隔てられていることになる。

第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは、概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、Ｙ軸、Ｘ軸と夫々一致す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、その短辺を横切る中心線が着磁境界線Ｃとなるように着磁されている。第３駆動用磁石２２ｃは、第１、第２駆動用磁石よりも細長い概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、円の半径方向と一致するように配置されている。また、第３駆動用磁石２２ｃは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線Ｃとなるように着磁されている。即ち、第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂは着磁境界線Ｃが光軸Ａを中心とする円の接線方向に向くように、第３駆動用磁石２２ｃは着磁境界線Ｃが円の半径方向に向くように夫々配置されている。

移動枠１４は、図２に示すように、概ねドーナツ板状の平板部１４ａと、その中央に形成された円筒部１４ｂを有し、固定板１２と平行に、固定板１２と重なるように配置されている。円筒部１４ｂの内部には、像振れ防止用レンズ１６が取り付けられている。図４に示すように、平板部１４ａの光軸を中心とする円の円周上には、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃが取り付けられている。これら第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、固定板１２上の第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃと夫々対向するように、対応する位置に配置されている。

第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ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、Ｙ軸、Ｘ軸と夫々一致するように配置されている。即ち、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂは、その長辺が、光軸Ａを中心とする円の接線方向に向くように配置されている。また、第３駆動用コイル２０ｃは、第１、第２駆動用コイルよりも小型の概ね長方形状であり、その短辺を横切る中心線が、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向くように配置されている。

図２及び図３に示すように、３つのスチールボール１８は、固定枠１２と移動枠１４の間に挟持され、光軸Ａを中心とする円の円周上に夫々、中心角１２０゜の間隔を隔てて配置されている。各スチールボール１８は、固定枠１２の、各スチールボール１８に対応する位置に形成された凹部３０の中に配置され、脱落が防止される。また、後述するように、移動枠１４は吸着用磁石により固定板１２に吸着されるので、各スチールボール１８は固定板１２と移動枠１４の間に挟持される。これにより、移動枠１４は固定板１２に平行な平面上に支持され、各スチールボール１８が挟持されながら転がることによって、移動枠１４の固定板１２に対する任意の方向の並進運動及び回転運動が許容される。
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、例えば、樹脂製の球体で移動枠１４を固定板１２に対して支持することもできる。

さらに、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に吸着させるために、固定板１２に取り付けられた３つの吸着用磁石２６と、移動枠１４に取り付けられた３つの吸着用ヨーク２８と、を有する。
図３に示すように、吸着用磁石２６は、固定板１２上に取り付けられた長方形板状の磁石であり、光軸を中心とする円の円周上に配置されている。
図４に示すように、吸着用ヨーク２８は、移動枠１４上に取り付けられた長方形板状のヨークであり、固定板１２に取り付けられた各吸着用磁石２６と夫々対向するように配置されている。各吸着用磁石２６がこれらの吸着用ヨーク２８に及ぼす磁力により、移動枠１４は固定板１２に吸着される。

次に、各駆動用磁石及び駆動用コイルによって生成される駆動力について説明する。
図３に示すように、第１駆動用磁石２２ａの着磁境界線Ｃは、長方形の第１駆動用磁石２２ａの各短辺の中点を通るように位置すると共に、図２に示すように、第１駆動用磁石２２ａは、そ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２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３）。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、対向して配置されている第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂに磁気を及ぼす。第１、第２駆動用磁石２２ａ、２２ｂの磁気は、主に、長方形の第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂの長辺の部分に作用する。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Ｙ軸に沿った鉛直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Ｘ軸に沿った水平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の作用線は、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａを概ね通り、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の作用線は、第１駆動手段による駆動力の作用線とほぼ直交すると共に、像振れ防止用レンズ１６の光軸Ａを概ね通る。

一方、図３に示すように、第３駆動用磁石２２ｃは、着磁境界線Ｃが光軸Ａを中心とする円の半径方向に向くように配置されており、長方形の第３駆動用コイル２０ｃの、半径方向に向けられた長辺の部分に磁気を及ぼす。これにより、第３駆動用コイル２０ｃに電流が流れると、第３駆動用磁石２２ｃとの間に光軸Ａを中心とする円の概ね接線方向の駆動力が発生する。また、第３駆動手段を構成する第３駆動用コイル２０ｃ及び第３駆動用磁石２２ｃは、第１、第２駆動用コイル及び第１、第２駆動用磁石よりも小型に構成されているため、駆動用コイルに同一の電流が流れた場合に第３駆動手段が発生する駆動力は、第１、第２駆動手段が発生する駆動力よりも小さくなる。

また、本実施形態においては、防振アクチュエータ１０の可動部分（移動枠１４、像振れ防止用レンズ１６、及び各駆動用磁石）の重心はほぼ光軸Ａ上に位置するため、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向けられた第１駆動手段の駆動力により、移動枠１４は鉛直方向にほぼ正確に並進移動される。同様に、第２駆動手段の駆動力により、移動枠１４は水平方向にほぼ正確に並進移動される。第３駆動手段は、移動枠１４の並進移動に伴って生じる僅かな回転移動を抑制するように設けられているため、第３駆動手段が発生する必要のある駆動力は、第１、第２駆動手段よりも小さなものである。

図２及び図４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、第３磁気センサ２４ｃが夫々配置されている。第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、第１、第２、第３駆動手段が発生する駆動力の作用線に平行な方向の、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が制御中心位置にあるとき、その感度中心点Ｄが、各駆動用磁石の着磁境界線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Ｄ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Ｄ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。防振アクチュエータ１０の通常の作動中においては、駆動用磁石の移動量が微小であるため、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磁気センサから出力される。

このため、第１磁気センサ２４ａ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し、第２磁気センサ２４ｂ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する。また、第３磁気センサ２４ｃは移動枠１４の移動の、回転移動成分を多く含む信号を出力する。これら第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって検出された信号に基づいて、移動枠１４が固定枠１２に対して並進移動及び回転移動した位置を特定することができる。

次に、コントローラ３６による防振アクチュエータ１０の制御を説明する。
まず、レンズユニット２の振動は、ジャイロ３４（図１）によって時々刻々検出され、コントローラ３６に入力される。本実施形態においては、ジャイロ３４はレンズユニット２のピッチング運動、ヨーイング運動の角速度を夫々検出するように構成されている。

コントローラ３６においては、ジャイロ３４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が計算される。この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レンズユニット２が振動した場合にも、カメラ本体４内の撮像素子面４ａ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、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、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流す電流を制御する。

一方、第１駆動用磁石２２ａに対する第１駆動用コイル２０ａの鉛直方向の移動量は、第１磁気センサ２４ａによって測定される。第２駆動用磁石２２ｂに対する第２駆動用コイル２０ｂの水平方向の移動量は、第２磁気センサ２４ｂによって測定される。また、第３駆動用磁石２２ｃに対する第３駆動用コイル２０ｃの移動量は、第３磁気センサ２４ｃによって測定される。ここで、第３磁気センサ２４ｃは、第３磁気センサ２４ｃの感度中心点Ｄと第３駆動用磁石２２ｃの着磁境界線Ｃとの間の距離を測定する。

コントローラ３６は、各磁気センサによって測定された移動量に基づいて、移動枠１４がレンズ位置指令信号によって指定された位置に並進移動されるように、各駆動用コイルに流す電流を制御する。移動枠１４が、レンズ位置指令信号によって指定された位置まで正確に並進移動されると、各駆動用コイルには電流が流れなくなり、駆動力は０になる。

また、第１、第２駆動用コイル２０ａ、２０ｂが夫々レンズ位置指令信号によって指令された位置に移動されていても、移動枠１４が並進移動と共に回転移動されている場合には、第３駆動用コイル２０ｃには電流が流れる。この第３駆動用コイル２０ｃに流れる電流により、第３駆動用磁石２２ｃとの間に移動枠１４を回転させる駆動力が作用する。これにより、移動枠１４の回転移動は打ち消され、移動枠１４は正確に並進移動される。本実施形態による防振アクチュエータ１０においては、移動枠１４が、３つのスチールボール１８によって固定板１２に対して並進移動及び回転移動可能に支持されているにも関わらず、第１、第２、第３駆動手段が協働して駆動力を発生させることにより、移動枠１４の回転移動が抑制され、移動枠１４は正確に並進移動される。

次に、図５乃至図７を新たに参照して、可動部を係止する機構を説明する。
図５は、防振アクチュエータ１０を、カメラ１の被写体側から見た正面図である。図６は図５のVI−VI線に沿う断面図であり、図７は図５のVII−VII線に沿う断面図である。
図５及び図６に示すように、防振アクチュエータ１０は、さらに、環状ロック部材３８と、この環状ロック部材３８に取り付けられた係止用コイル４０と、この係止用コイル４０と重なるように配置された閉磁用ヨーク４２と、を有する。

図５及び図６に示すように、環状ロック部材３８は、円形の板部材であり、その中央には概ね円形の開口部が設けられている。この環状ロック部材３８の開口部には、移動枠１４の円筒部１４ｂが受け入れられており、円筒部１４ｂは環状ロック部材３８から突出するように延びている。また、環状ロック部材３８は、レンズ鏡筒６の内部で、光軸Ａを中心に回動可能に支持されており、移動枠１４に対しても回動可能になっている。なお、本実施形態において、環状ロック部材３８は可動部係止機構として機能する。

一方、図５に示すように、円筒部１４ｂの側面には、光軸Ａ方向に延びる３つの突起１４ｃが設けられている。これら３つの突起１４ｃは、光軸Ａを中心に中心角１２０°の間隔で設けられている。また、環状ロック部材３８の開口部の縁には、各突起１４ｃに対応する位置に３つの凹部３８ｂが夫々設けられており、防振アクチュエータ１０の像振れ防止制御中においては、各突起１４ｃと環状ロック部材３８が接触することはない。さらに、環状ロック部材３８が、移動枠１４に対して光軸Ａを中心に回動されると、各凹部３８ｂは図中に想像線で示す位置に移動される。これにより、各突起１４ｃは、環状ロック部材３８の開口部の内周面である当接部３８ａと夫々当接され、移動枠１４が係止される。

係止用コイル４０は、図６及び図７に示すように、環状ロック部材３８の移動枠１４側の面に、第３駆動用磁石２２ｃに対応する位置に取り付けられている。即ち、固定板１２に取り付けられた第３駆動用磁石２２ｃに対向するように、移動枠１４に取り付けられた第３駆動用コイル２０ｃが配置され、この第３駆動用コイル２０ｃの背面側に位置するように、係止用コイル４０が配置されている。また、図５に示すように、係止用コイル４０は角の丸い長方形状に巻かれたコイルであり、その長辺を横切る中心線が、光軸Ａを中心とする円の半径方向に向くように取り付けられている。

係止用コイル４０の長辺は、第３駆動用コイル２０ｃ（図４）の短辺よりも長く構成され、図７に示すように、係止用コイル４０は第３駆動用コイル２０ｃの両端よりも外側まで延びている。また、第３駆動用磁石２２ｃの長辺は、係止用コイル４０の長辺とほぼ同じ長さに形成されており、第３駆動用磁石２２ｃも第３駆動用コイル２０ｃの両端よりも外側まで延びている。

閉磁用ヨーク４２は、図５に示すように、長方形板状の磁性材であり、係止用コイル４０の背面側に配置されている。この閉磁用ヨーク４２が配置されることにより、第３駆動用磁石２２ｃと閉磁用ヨーク４２の間には、図７に想像線の矢印で示す磁気回路が構成される。このように、第３駆動用磁石２２ｃから延びる磁力線を係止用コイル４０の巻線が横切っているため、係止用コイル４０に電流が流れることにより、係止用コイル４０には駆動力が作用する。この駆動力により、環状ロック部材３８が、固定板１２に対して回動駆動される。なお、第３駆動用磁石２２ｃは他の駆動用磁石よりも小型に形成されているが、環状ロック部材３８の駆動に要する駆動力は、像振れ防止制御に要する駆動力よりも小さいため、環状ロック部材３８を回動させるための十分な駆動力を得ることができる。

次に、図１及び図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、レンズユニット２に備えられた防振アクチュエータ１０が作動される。レンズユニット２に取り付けられたジャイロ３４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に出力する。ジャイロ３４により検出された角速度の信号に基づいて、鉛直方向及び水平方向のレンズ位置指令信号が生成される。この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、カメラ本体４の撮像素子面４ａに合焦される像が安定化される。

像振れ防止用レンズ１６が取り付けられた移動枠１４の位置は、第１、第２、第３磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって検出される。検出された移動枠１４の位置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、各駆動用コイルに流れる電流は０にされ、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る。各駆動用コイルに電流が流れると、対向して配置された駆動用磁石との間で駆動力が発生し、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、カメラ本体４の撮像素子面４ａに合焦される像が安定化される。なお、上記の像振れ防止制御中においては係止用コイル４０には電流は流されず、環状ロック部材３８は図５の実線に示す位置に維持される。このため、移動枠１４と環状ロック部材３８が接触することはない。

次いで、カメラ１の手ブレ防止機能の起動スイッチ（図示せず）がＯＦＦにされると、像振れ防止制御が終了し、移動枠１４は環状ロック部材３８によって係止される。
まず、像振れ防止制御が終了されると、コントローラ３６は、移動枠１４を図５に示す制御中心位置に移動させ、移動枠１４がその位置に保持されるように制御する。制御中心位置は、移動枠１４に取り付けられた像振れ防止用レンズ１６の光軸と、レンズユニット２の光軸が一致し、移動枠１４が回動されていない位置である。次に、コントローラ３６は、係止用コイル４０に電流を流して環状ロック部材３８を光軸Ａを中心に回転駆動し、環状ロック部材３８を、図５に想像線で示す係止位置まで回動させる。これにより、環状ロック部材３８の開口部の内周壁である当接部３８ａと、移動枠１４の各突起１４ｃの先端が当接し、移動枠１４は制御中心位置に係止される。即ち、係止用コイル４０は、環状ロック部材３８によって構成される可動部係止機構を、係止状態に駆動する。移動枠１４が環状ロック部材３８によって機械的に係止されると、コントローラ３６は、各駆動用コイル及び係止用コイル４０への通電を停止する。
なお、カメラ１の電源スイッチ（図示せず）がＯＦＦにされた場合にも、同様の動作で移動枠１４は制御中心位置に係止される。

本発明の実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、第１、第２、第３駆動用コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、第１、第２、第３駆動用磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃとの間に作用する磁力により、移動枠１４が駆動され、像振れ防止制御が実行される。一方、可動部係止機構を構成する環状ロック部材３８は、係止用コイル４０と第３駆動用磁石２２ｃとの間に作用する磁力によって駆動されるので、係止用コイル４０との間で磁力を発生させる専用の磁石を設ける必要がなく、防振アクチュエータ１０全体を小型化することができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、係止用コイル４０は、固定板１２に取り付けられた第３駆動用磁石２２ｃとの間で駆動力を発生させるので、発生される駆動力の反力で第３駆動用磁石２２ｃが移動されてしまうことがなく、環状ロック部材３８を確実に駆動することができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、移動枠１４が、可動部係止機構を構成する環状ロック部材３８の回動によって直接係止されるので、可動部係止機構を係止用コイル４０により簡単に係止状態に駆動することができる。

また、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、環状ロック部材３８の当接部３８ａが、移動枠１４の突起１４ｃと直接当接することにより移動枠１４が係止されるので、簡単な機構で可動部係止機構を構成することができる。

さらに、本実施形態の防振アクチュエータ１０によれば、第１駆動用コイル２０ａ及び第１駆動用磁石２２ａからなる第１の組、第２駆動用コイル２０ｂ及び第２駆動用磁石２２ｂからなる第２の組により、作用線が概ね光軸を通る駆動力が夫々生成される。これらの駆動力により、像振れ防止制御中において、移動枠１４は概ね並進運動される。移動枠１４に発生する回動は、第３駆動用コイル２０ｃ及び第３駆動用磁石２２ｃからなる第３の組が発生する、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力により抑制され、移動枠１４は正確に並進運動される。係止用コイル４０は、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力を発生する第３駆動用磁石２２ｃとの間で磁力を発生するように構成されているので、環状ロック部材３８を容易に回動駆動することができ、発生する駆動力を効率良く利用することができる。

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、本発明をデジタルカメラに適用していたが、本発明をフィルムカメラ、ビデオカメラ等に適用することもできる。

なお、上述した実施形態においては、可動部係止機構を構成する環状ロック部材が移動枠と直接当接し、移動枠を係止していたが、種々の可動部係止機構を備えた防振アクチュエータに本発明を適用することができる。例えば、変形例として、係止用アームにより移動枠を係止することもできる。

図８は、本変形例における可動部係止機構を示す分解斜視図である。
図８に示すように、本変形例における可動部係止機構は、環状ロック部材１３８と、これにより駆動される４本の係止用アーム１３９と、を有する。環状ロック部材１３８は、中央に円形の開口部が設けられた円板状の部材であり、レンズ鏡筒６に対して回動可能に支持されている。上述した実施形態と同様に、環状ロック部材１３８は、その開口部を通して移動枠１４の円筒部１４ｂが突出するように配置される。

環状ロック部材１３８の一方の面には、閉磁用ヨーク１４２が取り付けられ、この閉磁用ヨーク１４２に係止用コイル１４０が取り付けられている。閉磁用ヨーク１４２は、上述した実施形態と同様に、固定部１２に取り付けられた第３駆動用磁石との間で磁気回路を構成するように配置される。このため、係止用コイル１４０に電流を流すことにより駆動力が発生し、環状ロック部材１３８は固定部１２に対して回動駆動される。
一方、環状ロック部材１３８の、閉磁用ヨーク１４２が取り付けられていない方の面には、４本のカム溝１３８ａが形成されている。

環状ロック部材１３８のカム溝１３８ａ側の面には、４本の係止用アーム１３９が配置されている。
各係止用アーム１３９は細長い板状の部材であり、その一方の面の端部には支軸１３９ａが設けられ、他方の面の反対側の端部にはカム突起１３９ｂが設けられている。係止用アーム１３９の支軸１３９ａは、レンズ鏡筒６内に固定された軸受穴（図示せず）に夫々受け入れられており、これにより、各係止用アーム１３９は、支軸１３９ａを中心に回動可能に支持されている。一方、各係止用アーム１３９の反対側の面から突出しているカム突起１３９ｂは、夫々、環状ロック部材１３８に形成されたカム溝１３８ａに受け入れられている。

この構成により、環状ロック部材１３８が光軸を中心に回動されると、カム突起１３９ｂがカム溝１３８ａに沿って移動される。これにより、各係止用アーム１３９は、各支軸１３９ａを中心に回動される。各係止用アーム１３９が半径方向内方に回動されると、各係止用アーム１３９は移動枠１４の円筒部１４ｂの外周面に当接され、移動枠１４が制御中心位置に機械的に係止される。即ち、係止用コイル１４０は、環状ロック部材１３８及び係止用アーム１３９から構成される可動部係止機構を、係止状態に駆動する。

この変形例によれば、移動枠１４の円筒部１４ｂの周囲（像振れ防止用レンズ１６の周囲）に配置された４本の係止用アーム１３９が、半径方向内方に向かって移動枠１４を押圧して係止している。このため、移動枠１４が制御中心位置に保持されていない状態であっても、各係止用アーム１３９が移動枠１４を制御中心位置へ移動させ、移動枠１４を制御中心位置に係止することができる。なお、本変形例においては、４本の係止用アームが設けられていたが、係止用アームは３本以上の、任意の本数設けることができる。

また、上述した実施形態においては、駆動用コイルが可動部に、駆動用磁石が固定部に取り付けられていたが、変形例として図９に示すように、駆動用磁石を可動部に、駆動用コイルを固定部に取り付けることもできる。図９は、本変形例における第３駆動用コイル、第３駆動用磁石、及び係止用コイルの位置関係を示す断面図である。

図９に示すように、本変形例においては、固定板２１２に第３駆動用コイル２２０ｃが取り付けられ、移動枠２１４に第３駆動用磁石２２２ｃが取り付けられ、環状ロック部材２３８に係止用コイル２４０が夫々取り付けられている。また、係止用コイル２４０の背面側には閉磁用ヨーク２４２が取り付けられている。この構成においては、第３駆動用コイル２２０ｃに電流が流されることにより、これに対向して配置された第３駆動用磁石２２２ｃとの間で、移動枠２１４を駆動する駆動力が発生する。一方、第３駆動用磁石２２２ｃの背面側に配置された係止用コイル２４０に電流が流されることにより、第３駆動用磁石２２２ｃと係止用コイル２４０の間で環状ロック部材２３８を回動させる駆動力が発生する。

移動枠２１４を係止する際には、コントローラは、固定板２１２に取り付けられた各駆動用コイルに電流を流し、各駆動用磁石が取り付けられた移動枠２１４を制御中心位置に保持する。コントローラは、この状態を維持しながら係止用コイル２４０にも電流を流すことにより、移動枠２１４の第３駆動用磁石２２２ｃとの間に作用する駆動力で環状ロック部材２３８を回動させる。なお、環状ロック部材２３８を移動枠２１４に対して回動させることにより、移動枠２１４にはその反力が作用するが、固定板２１２の各駆動用コイルと移動枠２１４の各駆動用磁石の間に大きな制御力を発生させておくことにより、反力に抗して移動枠２１４を制御中心位置に保持することができる。環状ロック部材２３８が係止位置へ移動され、移動枠２１４が機械的に係止された後で、各駆動用コイル及び係止用コイル２４０への通電が停止される。

１ 本発明の実施形態のカメラ
２ レンズユニット
４ カメラ本体
４ａ 撮像素子面
６ レンズ鏡筒
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）
１４ａ 平板部
１４ｂ 円筒部
１４ｃ 突起
１６ 像振れ防止用レンズ
１８ スチールボール（可動部支持手段）
２０ａ 第１駆動用コイル
２０ｂ 第２駆動用コイル
２０ｃ 第３駆動用コイル
２２ａ 第１駆動用磁石
２２ｂ 第２駆動用磁石
２２ｃ 第３駆動用磁石
２４ａ 第１磁気センサ（第１位置検出素子）
２４ｂ 第２磁気センサ（第２位置検出素子）
２４ｃ 第３磁気センサ（第３位置検出素子）
２６ 吸着用磁石
２８ 吸着用ヨーク
３０ 凹部
３４ ジャイロ
３６ コントローラ（制御部）
３８ 環状ロック部材
３８ａ 当接部
３８ｂ 凹部
４０ 係止用コイル
４２ 閉磁用ヨーク
１３８ 環状ロック部材
１３８ａ カム溝
１３９ 係止用アーム
１３９ａ 支軸
１３９ｂ カム突起
１４０ 係止用コイル
１４２ 閉磁用ヨーク
２１２ 固定板
２１４ 移動枠
２２０ｃ 第３駆動用コイル
２２２ｃ 第３駆動用磁石
２３８ 環状ロック部材
２４０ 係止用コイル
２４２ 閉磁用ヨーク

Claims (8)

1. 像振れ防止用レンズを移動させるための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、
   この可動部を、上記像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、上記固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、
   複数の駆動用コイル及びこれらの駆動用コイルと夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備え、上記各駆動用コイルと上記各駆動用磁石の間に作用する磁力により、上記固定部に対して上記可動部を駆動して、像振れを防止する駆動手段と、
   上記可動部を所定の位置に機械的に係止する可動部係止機構と、
   この可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルと、を有し、
   上記係止用コイルは、上記駆動用磁石との間に作用する磁力により、上記可動部係止機構を係止状態に駆動することを特徴とする防振アクチュエータ。
2. 上記複数の駆動用磁石は上記固定部に取り付けられ、上記複数の駆動用コイルは上記可動部に取り付けられている請求項１記載の防振アクチュエータ。
3. 上記可動部係止機構は、上記可動部に対し回動可能に配置され、且つ上記係止用コイルが取り付けられた環状ロック部材を備え、この環状ロック部材は上記駆動用磁石と上記係止用コイルの間に作用する磁力により回動され、上記可動部が係止される請求項１又は２に記載の防振アクチュエータ。
4. 上記環状ロック部材は上記可動部と当接する当接部を備え、上記環状ロック部材が上記可動部に対して回動されることにより、上記環状ロック部材の上記当接部と上記可動部が当接し、上記可動部が係止される請求項３記載の防振アクチュエータ。
5. 上記可動部係止機構は、更に、少なくとも３つの係止用アームを備え、上記環状ロック部材が回動されることにより上記係止用アームが駆動され、上記係止用アームが上記可動部に当接して上記可動部が係止される請求項３記載の防振アクチュエータ。
6. 上記駆動用コイル及び上記駆動用磁石は３組備えられ、これらのうちの第１の組は、発生する駆動力の作用線が概ね上記光軸を通るように配置され、第２の組は、発生する駆動力の作用線が第１の組が発生する駆動力の作用線と直交し、且つ駆動力の作用線が概ね上記光軸を通るように配置され、第３の組は、発生する駆動力の作用線が、上記光軸を中心とする円の概ね接線方向に向けられるように配置され、上記係止用コイルは、上記第３の組の駆動用磁石との間で磁力を発生するように配置されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の防振アクチュエータ。
7. 防振アクチュエータを備えたレンズユニットであって、
   レンズ鏡筒と、
   このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、
   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. 防振アクチュエータを備えたカメラであって、
   カメラ本体と、
   請求項７記載のレンズユニットと、
   を有することを特徴とするカメラ。

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