JP2010039273A - 像振れ補正装置、およびそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の像振れ補正装置は、移動ガイドレールユニットおよび撮像素子ユニットがそれぞれ固定ガイドレールおよびガイドレール部に沿ってＸ方向およびＹ方向に移動する時に、軸ガタが生じて、防振性能が低下してしまう。
【解決手段】 基盤１の収納部１ａの内周とＹ方向ガイド枠２の外周との間に形成される第１隙間４内に、Ｙ方向ガイド枠２を収納部１ａ内でＸ方向に付勢する板バネ６が設けられ、Ｙ方向ガイド枠２の開口部２ａの内周とＸ方向ガイド枠３の外周との間に形成される第２隙間１０内に、Ｘ方向ガイド枠３を開口部２ａ内でＹ方向に付勢する板バネ１５が設けられているため、光学系である撮影用レンズ群１０７の光軸（Ｚ軸）と垂直な面方向（ＸＹ方向）に開口した収納部１ａおよび開口部２ａ内において、Ｙ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３がそれぞれガタつくのが防止される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像素子を変位させて像振れを補正する像振れ補正装置、およびそれを用いた光学機器に関するものである。

従来、この種の像振れ補正装置としては、例えば、特許文献１に開示されたデジタルカメラにおけるものがある。

この像振れ補正装置は、カメラのボディ内に固定された支持基板に、撮像素子ユニットが搭載された移動ガイドレールユニットが装着されて構成されている。支持基板は、Ｘ方向に長辺を有する矩形の板状に形成されており、Ｘ方向に固定ガイドレールが延在している。移動ガイドレールユニットは、その端部に設けられた接続部が固定ガイドレールを介して支持基板に装着され、固定ガイドレールによって支持基板に対してＸ方向に移動可能に支持されている。また、移動ガイドレールユニットは、Ｙ方向に延在するガイドレール部を備えており、撮像素子ユニットは、このガイドレール部を介して移動ガイドレールユニットにＹ方向に移動可能に装着されている。撮像素子ユニットはＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を保持しており、像振れ補正装置は、光軸に沿ったＺ方向に垂直な面内で、撮影者の手振れを相殺するように、移動ガイドレールユニットをＸ方向に変位させ、撮像素子ユニットをＹ方向に変位させる。
特開２００６−１０６１６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された上記従来の像振れ補正装置は、移動ガイドレールユニットおよび撮像素子ユニットが、それぞれ固定ガイドレールおよびガイドレール部に沿ってＸ方向およびＹ方向に移動する時に、各ガイドレールとの間に生じる隙間によって各ガイドレールに沿った方向からずれて、軸ガタが生じる。従って、上記従来の像振れ補正装置は、この軸ガタによって、防振性能が低下してしまい、より正確に手振れ補正を行うことができない。

また、この軸ガタは、光軸に沿ったＺ方向、およびこのＺ方向に垂直な撮像素子の撮像面内のＸ，Ｙ方向に生じる。このため、光軸方向の軸ガタを抑えるように調整しても、光軸に垂直な面内の各方向の軸ガタが逆に大きくなってしまったりして、軸ガタの調整が困難となる。従って、上記従来の像振れ補正装置は、光軸方向と光軸に垂直な面内の各方向との精度を共に保って製造することが困難である。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
光学系の光軸と垂直な面方向に開口した収納部を有する基盤と、外周が収納部の内周から所定の第１隙間をあけて配置されて収納部内において光学系の光軸と垂直な面内を移動自在な、光学系の光軸と垂直な面方向に開口した開口部を有する第１ガイド枠と、この第１ガイド枠を収納部内で第１方向に付勢する第１隙間内に設けられる第１弾性体と、第１ガイド枠を第１方向と異なる第２方向に移動させる第１駆動手段と、外周が開口部の内周から所定の第２隙間をあけて配置されて開口部内において光学系の光軸と垂直な面内を移動自在な、光学系で結像された像を撮像する撮像素子を保持する第２ガイド枠と、この第２ガイド枠を開口部内で第２方向に付勢する第２隙間内に設けられる第２弾性体と、第２ガイド枠を第１方向に移動させる第２駆動手段とを備えて像振れ補正装置を構成した。

本構成によれば、基盤の収納部の内周と第１ガイド枠の外周との間に形成される第１隙間内に、第１ガイド枠を収納部内で第１方向に付勢する第１弾性体が設けられ、第１ガイド枠の開口部の内周と第２ガイド枠の外周との間に形成される第２隙間内に、第２ガイド枠を開口部内で第２方向に付勢する第２弾性体が設けられているため、光学系の光軸と垂直な面方向に開口した収納部および開口部内において第１ガイド枠および第２ガイド枠がそれぞれガタつくのが防止される。従って、第１ガイド枠および第２ガイド枠は光学系の光軸と垂直な面内においてガタつかなくなり、従来の、移動ガイドレールユニットを固定ガイドレールに沿って動かす像振れ補正装置のように、光軸に垂直な面内において軸ガタが生じることがなく、像振れ補正装置の防振性能は向上し、より正確に手振れ補正を行うことが可能になる。

また、第１ガイド枠は、光学系の光軸と垂直な面方向に開口した収納部内に収納され、第２ガイド枠は、この第１ガイド枠に形成された光学系の光軸と垂直な面方向に開口した開口部内に収納されるため、像振れ補正装置の光軸方向における厚さは薄くなる。従って、防振性能を向上させながら設置スペースを小さくすることができる像振れ補正装置が提供される。

また、本発明は、第１弾性体によって狭められる第１隙間における収納部の内周およびこの内周に対向する第１ガイド枠の外周間、並びに第１弾性体によって付勢される第１ガイド枠の外周およびこの外周に対向する第１弾性体間に設けられる第１転動体と、
第２弾性体によって狭められる第２隙間における開口部の内周およびこの内周に対向する第２ガイド枠の外周間、並びに第２弾性体によって付勢される第２ガイド枠の外周およびこの外周に対向する第２弾性体間に設けられる第２転動体と
を備えていることを特徴とする。

本構成によれば、第１ガイド枠が移動する際に接する基盤の収納部および第１弾性体との間に第１転動体が設けられ、第２ガイド枠が移動する際に接する第１ガイド枠の開口部および第２弾性体との間に第２転動体が設けられているので、第１ガイド枠および第２ガイド枠の移動に伴って発生する摩擦抵抗は減少する。このため、第１駆動手段および第２駆動手段は、小さな駆動力で第１ガイド枠および第２ガイド枠を移動させることができる。

また、本発明は、光学系の光軸方向における基盤と第２ガイド枠との間に第３転動体を備えていることを特徴とする。

本構成によれば、撮像素子を保持する第２ガイド枠は、隙間を介することなく、第３転動体を介して基盤に支持される。従って、第２ガイド枠の光学系の光軸方向における位置はガタつくことが無い。このため、従来の、移動ガイドレールユニットを固定ガイドレールに沿って動かす像振れ補正装置のように、光軸方向における軸ガタが生じることはない。

また、収納部および開口部内で第１ガイド枠および第２ガイド枠がそれぞれ光学系の光軸と垂直な面方向にガタつくのを、第１弾性体および第２弾性体によって防止する機構と、第２ガイド枠が光軸方向にガタつくのを第３転動体によって防止する機構とは、独立している。従って、光学系の光軸に垂直な面方向と光軸方向との各方向における機構を独立に調整でき、従来のように、一方を調整変更すれば、それに依存して、もう一方も調整しなければならない状況は生じない。このため、像振れ補正装置の各方向における機構の調整は容易になり、光軸方向と光軸に垂直な面内の各方向との精度を共に保って製造することが容易になる。
また、第２ガイド枠の光学系の光軸方向における位置精度は、第３転動体の外径の精度によって決まる。第３転動体の外周円の製作精度は一般的に高いので、第２ガイド枠の光学系の光軸方向における位置精度は精度高く決定される。

また、本発明は、第２駆動手段が、第２ガイド枠または基盤に設けられたマグネットと、基盤または第２ガイド枠にマグネットと対峙して設けられたコイルとから構成され、
基盤または第２ガイド枠が、コイルを介してマグネットと対峙した位置に磁性体を備えていることを特徴とする。

本構成によれば、マグネットが発生する磁力によってマグネットと磁性体とが光軸方向でお互いに引き付け合い、基盤と第２ガイド枠とがお互いに引き付け合う。このため、第２ガイド枠を第１方向に移動させる第２駆動手段のマグネットを用いて、第３転動体を第２ガイド枠と基盤との間に挟持することができる。よって、この挟持のために特別の手段を新たに設ける必要はなく、像振れ補正装置の構成部品点数を減らしてそのコストを低減させることができる。また、磁力によって第３転動体が第２ガイド枠と基盤との間に挟持されるので、第２ガイド枠が移動する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。

また、本発明は、第３転動体が、第２ガイド枠に保持された撮像素子の周囲における基盤と第２ガイド枠との間の３箇所に設けられ、
マグネットおよび磁性体の対が、第２ガイド枠に保持された撮像素子を挟む２箇所の対称位置に設けられていることを特徴とする。

本構成によれば、第２ガイド枠は、撮像素子を中心とする３個所の第３転動体によって基盤に対して安定して支持されると共に、撮像素子を挟む２箇所で基盤に引き付けられる。このため、撮像素子は、光学系の光軸方向において基盤に対して傾くことなく、第２ガイド枠に安定して保持される。

また、本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置と、第１方向および第２方向における各振れを検出する振れ検出手段と、この振れ検出手段の検出出力に応じて第１駆動手段および第２駆動手段の駆動制御をして撮像素子の位置を補正制御する補正制御手段とを備えて光学機器を構成した。

本構成によれば、撮影時に光学機器に生じる振れは振れ検出手段によって検出され、補正制御手段は、第１駆動手段および第２駆動手段の駆動制御をして、振れ検出手段で検出された振れが相殺されるように第１ガイド枠および第２ガイド枠を第２方向および第１方向に移動させて、撮像素子の位置を補正制御する。このため、撮影時に光学機器に生じる像振れは、上述した像振れ補正装置と同様に抑えられる。

本発明による像振れ補正装置によれば、上述したように、光学系の光軸と垂直な面方向に開口した収納部および開口部内において第１ガイド枠および第２ガイド枠がそれぞれガタつくのが防止される。従って、像振れ補正装置の防振性能は向上し、より正確に手振れ補正を行うことが可能になる。また、像振れ補正装置の光軸方向における厚さが薄くなるので、防振性能を向上させながら設置スペースを小さくすることができる像振れ補正装置が提供される。

次に、本発明の最良の実施の形態による像振れ補正装置をカメラに用いた場合について説明する。

図１は、本実施形態によるカメラの構成の概略を示す側面図である。

カメラ１００は、ボディ１０１と、レンズ鏡筒１０２とから構成される光学機器である。ボディ１０１は、略矩形の容器状に形成され、その内部に、ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４と、制御装置１０５と、像振れ補正装置１０６とを備えている。レンズ鏡筒１０２は、略円筒状に形成されてボディ１０１に固定されており、その内径側に、像振れ補正装置１０６が備える撮像素子の撮像面に被写体像を結像する撮影用レンズ群１０７を収容している。なお、カメラ１００は、レンズ鏡筒１０２がボディ１０１に着脱自在に固定される構成のものであってもよい。

ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４は、手振れ等によって発生するカメラ１００のヨーイング方向およびピッチング方向の回転（振れ）をそれぞれ検出する角速度センサからなる。本実施形態においては、レンズ鏡筒１０２の光軸をＺ軸と定義し、Ｚ軸と直交し、撮像素子の撮像面の長辺に沿った方向（正位置撮影時の横方向）の軸をＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸とそれぞれ直交する軸をＹ軸と定義する。また、Ｘ軸回りにカメラ１００が回転する振れをピッチングと称し、Ｙ軸回りにカメラ１００が回転する振れをヨーイングと称する。

制御装置１０５は、ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４が出力する信号等を処理する中央処理装置（ＣＰＵ（Central Proceessing Unit））と、像振れ補正装置１０６の後述するアクチュエータを駆動するドライバ部とを備えている。制御装置１０５は、ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４が検出したヨーイングおよびピッチングから、振れのＸ方向（第１方向）およびＹ方向（第２方向）の成分を算出する。ヨーイング検出ジャイロ１０３、ピッチング検出ジャイロ１０４、および制御装置１０５は、Ｘ方向およびＹ方向における各振れを検出する振れ検出手段を構成している。また、制御装置１０５は、この振れ検出手段の検出出力に応じて、アクチュエータとして後述するＹ方向駆動用ＶＣＭ（Voice Coil Motor）およびＸ方向駆動用ＶＣＭの駆動制御をして、撮像素子の位置を補正制御する補正制御手段を構成している。

図２は、図１に示す像振れ補正装置１０６を光軸方向に向かう制御装置１０５側から見た背面図である。

像振れ補正装置１０６は、円盤状をした基盤１と、矩形枠状をしたＹ方向ガイド枠２と、矩形板状をしたＸ方向ガイド枠３とを備えている。

基盤１は、撮影用レンズ群１０７によって構成される光学系の光軸（Ｚ軸）と垂直な面方向（ＸＹ方向）に開口した収納部１ａを有し、この収納部１ａにＹ方向ガイド枠２を収納している。Ｙ方向ガイド枠２は、その外周が基盤１の収納部１ａの内周から所定の第１隙間４をあけて配置された第１ガイド枠を構成しており、収納部１ａ内において光学系の光軸と垂直なＸＹ面内を移動自在である。Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５は、磁力によって後述するようにＹ方向ガイド枠２をＹ方向に移動させる第１駆動手段を構成している。第１隙間４には、一端が収納部１ａの内周に固定された板バネ６が設けられており、遊動するその他端は、弧状に曲げられた部分がボール７を介してＹ方向ガイド枠２の外周に接している。板バネ６は、Ｙ方向ガイド枠２を収納部１ａ内でＸ方向に付勢する第１弾性体を構成している。

ボール７は、板バネ６によって付勢されるＹ方向ガイド枠２の凹状にくぼんだ外周、およびこの外周に対向する板バネ６間に設けられている。また、ボール８，９は、板バネ６によって狭められる基盤１とＹ方向ガイド枠２との第１隙間４における収納部１ａの凹状にくぼんだ内周、およびこの内周に対向するＹ方向ガイド枠２の外周間に設けられている。ボール７〜９は、鋼球またはセラミック球から成り、第１転動体を構成している。

Ｙ方向ガイド枠２は、光学系の光軸（Ｚ軸）と垂直な面方向（ＸＹ方向）に開口した開口部２ａをその枠内に有し、この開口部２ａにＸ方向ガイド枠３を収納している。Ｘ方向ガイド枠３は、その外周が開口部２ａの内周から所定の第２隙間１０をあけて配置された第２ガイド枠を構成しており、撮影用レンズ群１０７で結像された像を撮像するＣＣＤからなる撮像素子１１を備えている。Ｘ方向ガイド枠３は、開口部２ａ内において光学系の光軸と垂直なＸＹ面内を自在に移動できる。基盤１、Ｙ方向ガイド枠２、およびＸ方向ガイド枠３は、ポリカーボネート樹脂にガラスを２０％含んだ材質で形成されている。また、撮像素子１１を挟む２箇所の対称位置に設けられたＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３は、磁力によって後述するようにＸ方向ガイド枠３をＸ方向に移動させる第２駆動手段を構成している。Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５およびＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３によって変位させられる撮像素子１１のＸ方向およびＹ方向における各位置は、Ｘ方向位置検出用素子１４およびＹ方向位置検出用素子１９によって後述するように検出される。

第２隙間１０には、一端が開口部２ａの内周に固定された板バネ１５が設けられており、遊動するその他端は、弧状に曲げられた部分がボール１６を介してＸ方向ガイド枠３の外周に接している。板バネ１５は、Ｘ方向ガイド枠３を開口部２ａ内でＹ方向に付勢する第２弾性体を構成している。ボール１６は、板バネ１５によって付勢されるＸ方向ガイド枠３の凹状にくぼんだ外周、およびこの外周に対向する板バネ１５間に設けられている。また、ボール１７，１８は、板バネ１５によって狭められる第２隙間１０における開口部２ａの凹状にくぼんだ内周、およびこの内周に対向するＸ方向ガイド枠２の外周間に設けられている。ボール１６〜１８は、鋼球またはセラミック球から成り、第２転動体を構成している。

また、撮影用レンズ群１０７の光軸方向（Ｚ方向）における基盤１とＸ方向ガイド枠３との間には、鋼球またはセラミック球から成るボール２０〜２２が第３転動体として狭持されている。これらボール２０〜２２は、Ｘ方向ガイド枠３に保持された撮像素子１１の周囲における基盤１とＸ方向ガイド枠３との３箇所に設けられている。

図３は、図２に示す像振れ補正装置１０６をIII−III線で破断して矢視方向から見た断面図である。なお、同図において図２と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

撮像素子１１は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２３上に実装されてＸ方向ガイド枠３に固定されている。ＦＰＣ２３は、制御装置１０５と接続されており、撮像素子１１の信号はＦＰＣ２３を経由して制御装置１０５に出力される。

Ｘ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３は、それぞれ、長方形状をした金属製ヨーク１２ａ，１３ａ、ヨーク１２ａ，１３ａと同じ長方形状をしたマグネット１２ｂ，１３ｂ、および楕円形状をしたＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃから構成されている。マグネット１２ｂ，１３ｂは、Ｘ方向ガイド枠３上の、撮像素子１１を挟む２箇所にヨーク１２ａ，１３ａを介して固定され、ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃと対峙した位置にある。ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃは、基盤１に金属製ヨーク１２ｄ，１３ｄを介して固定されている。

ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃに電流を流すと、マグネット１２ｂ，１３ｂが発生する磁界により、ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃとマグネット１２ｂ，１３ｂとの間にローレンツ力が発生し、マグネット１２ｂ，１３ｂが固定されたＸ方向ガイド枠３は、Ｘ方向に移動する。また、ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃに逆向きに電流を流すと、逆向きにローレンツ力が発生する。従って、ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃを流れる電流の極性および電流の大きさを制御することにより、撮像素子１１のＸ方向の動きを制御することができる。

また、基盤１は、ＶＣＭコイル１２ｃ，１３ｃを介してマグネット１２ｂ，１３ｂと対峙した位置に、磁性体として、マグネット１２ｂ，１３ｂよりも一回り大きな長方形状をした金属製ヨーク１２ｄ，１３ｄを備えている。このマグネット１２ｂ，１３ｂおよびヨーク１２ｄ，１３ｄの対は、Ｘ方向ガイド枠３に保持された撮像素子１１を挟む２箇所の対称位置に設けられており、マグネット１２ｂ，１３ｂが固定されたＸ方向ガイド枠３はヨーク１２ｄ，１３ｄが固定された基盤１に磁力で引き付けられている。

また、Ｘ方向駆動用ＶＣＭ１２の左方に設けられたＸ方向位置検出用素子１４は、長方形状をした金属製ヨーク１４ａを介してＸ方向ガイド枠３に固定された、ヨーク１４ａと同じ長方形状をしたマグネット１４ｂと、ＦＰＣ２５に実装されて基盤１に固定されたホール素子１４ｃとから構成されている。ホール素子１４ｃは、マグネット１４ｂに対向した位置にあり、マグネット１４ｂが発生する磁気を検出して、基盤１に対するＸ方向ガイド枠３のＸ方向の変位を検出する。

基盤１の収納部１ａには上記のようにＹ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３が収納されおり、収納部１ａの開放された上部には、磁性体もしくは非磁性体からなる蓋２４が被されて、Ｙ方向ガイド枠２が収納部１ａの外部に外れるのを防いでいる。

図４は、図２に示す像振れ補正装置１０６をIV−IV線で破断して矢視方向から見た断面図である。なお、同図において図２および図３と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

基盤１の上方に設けられたＹ方向駆動用ＶＣＭ５は、Ｘ方向に長い長方形状をした金属製ヨーク５ａを介してＹ方向ガイド枠２に固定された、ヨーク５ａと同じ長方形状をしたマグネット５ｂと、基盤１に固定されたＸ方向に長い楕円形状をしたＶＣＭコイル５ｃとから構成されている。このＹ方向駆動用ＶＣＭ５は上述したＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３と同様の原理により、Ｙ方向ガイド枠２をＹ方向に移動させる。従って、ＶＣＭコイル５ｃを流れる電流の極性および電流の大きさを制御することにより、撮像素子１１のＹ方向の動きを制御することができる。

また、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５の下方に設けられたＹ方向位置検出用素子１９は、長方形状をした金属製ヨーク１９ａを介してＸ方向ガイド枠３に固定された、金属製ヨーク１９ａと同じ長方形状をしたマグネット１９ｂと、ＦＰＣ２６に実装されて基盤１に固定されたホール素子１９ｃとから構成されている。このＹ方向位置検出用素子１９は、上述したＸ方向位置検出用素子１４と同様の原理で、基盤１に対する撮像素子１１のＹ方向の位置を検出する。

次に、上述した構成を持つ本実施形態による像振れ補正装置の動作について説明する。

カメラ１００のボディ１０１が手振れ等によって振れると、ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４は、カメラ１００のヨーイング方向およびピッチング方向の回転（振れ）をそれぞれ検出し、その検出信号をＦＰＣ２３を介して制御装置１０５へ出力する。検出信号を受け取った制御装置１０５は、ヨーイング検出ジャイロ１０３およびピッチング検出ジャイロ１０４が検出したヨーイングおよびピッチングから、ボディ１０１に生じた振れのＸ方向およびＹ方向の成分を算出する。
そして、算出した振れのＸ方向およびＹ方向の成分に応じて、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５およびＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３の駆動制御をして、検出された振れが相殺されるようにＹ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３をＹ方向およびＸ方向に移動させて、撮像素子１１の位置を補正制御する。この時、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５は、ボール７〜９を介して基盤１とＹ方向ガイド枠２の相対的位置をＹ方向に移動させ、Ｘ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３は、ボール１６〜１８を介してＹ方向ガイド枠２とＸ方向ガイド枠３の相対的位置をＸ方向に移動させる。従って、撮影時にカメラ１００に手振れが発生しても、撮像素子１１がそれを打ち消すように移動するため、撮影した画像にブレは発生しない。

このような本実施形態による像振れ補正装置１０６によれば、基盤１の収納部１ａの内周とＹ方向ガイド枠２の外周との間に形成される第１隙間４内に、Ｙ方向ガイド枠２を収納部１ａ内でＸ方向に付勢する板バネ６が設けられ、Ｙ方向ガイド枠２の開口部２ａの内周とＸ方向ガイド枠３の外周との間に形成される第２隙間１０内に、Ｘ方向ガイド枠３を開口部２ａ内でＹ方向に付勢する板バネ１５が設けられているため、光学系である撮影用レンズ群１０７の光軸（Ｚ軸）と垂直な面方向（ＸＹ方向）に開口した収納部１ａおよび開口部２ａ内において、Ｙ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３がそれぞれガタつくのが防止される。従って、Ｙ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３は光学系の光軸（Ｚ軸）と垂直なＸＹ面内においてガタつかなくなり、従来の、移動ガイドレールユニットを固定ガイドレールに沿って動かす像振れ補正装置のように、光軸に垂直なＸＹ面内において軸ガタが生じることがなく、像振れ補正装置１０６の防振性能は向上し、より正確に手振れ補正を行うことが可能になる。

また、Ｙ方向ガイド枠２は、光学系の光軸と垂直なＸＹ面方向に開口した収納部１ａ内に収納され、Ｘ方向ガイド枠３は、このＹ方向ガイド枠２に形成された光学系の光軸と垂直なＸＹ面方向に開口した開口部２ａ内に収納されるため、像振れ補正装置１０６の光軸方向（Ｚ方向）における厚さは薄くなる。従って、防振性能を向上させながら設置スペースを小さくすることができる像振れ補正装置１０６が提供される。

また、本実施形態では、Ｙ方向ガイド枠２が移動する際に接する基盤１の収納部１ａおよび板バネ６との間にボール７〜９が設けられ、Ｘ方向ガイド枠３が移動する際に接するＹ方向ガイド枠２の開口部２ａおよび板バネ１５との間にボール１６〜１８が設けられているので、Ｙ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３の移動に伴って発生する摩擦抵抗は減少する。このため、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５およびＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３は、小さな駆動力でＹ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３を移動させることができる。

また、本実施形態では、撮像素子１１を保持するＸ方向ガイド枠３は、隙間を介することなく、ボール２０〜２２を介して基盤１に支持される。従って、Ｘ方向ガイド枠３の光学系の光軸方向（Ｚ方向）における位置はガタつくことが無い。このため、従来の、移動ガイドレールユニットを固定ガイドレールに沿って動かす像振れ補正装置のように、光軸方向における軸ガタが生じることはない。

また、収納部１ａおよび開口部２ａ内でＹ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３がそれぞれ光学系の光軸と垂直なＸＹ面方向にガタつくのを、板バネ６および板バネ１５によって防止する機構と、Ｘ方向ガイド枠３が光軸方向（Ｚ方向）にガタつくのをボール２０〜２２によって防止する機構とは、独立している。従って、光学系の光軸に垂直なＸＹ面方向と光軸方向（Ｚ方向）との各方向における機構を独立に調整でき、従来のように、一方を調整変更すれば、それに依存して、もう一方も調整しなければならない状況は生じない。このため、像振れ補正装置１０６の各方向における機構の調整は容易になり、光軸方向と光軸に垂直なＸＹ面内の各方向との精度を共に保って製造することが容易になる。また、Ｘ方向ガイド枠３の光学系の光軸方向（Ｚ方向）における位置精度は、ボール２０〜２２の外径の精度によって決まる。ボール２０〜２２の外周円の製作精度は一般的に高いので、Ｘ方向ガイド枠３の光学系の光軸方向（Ｚ方向）における位置精度は精度高く決定される。

また、本実施形態では、マグネット１２ｂ，１３ｂが発生する磁力によってマグネット１２ｂ，１３ｂとヨーク１２ｄ，１３ｄとが光軸方向でお互いに引き付け合い、基盤１とＸ方向ガイド枠３とがお互いに引き付け合う。このため、Ｘ方向ガイド枠３をＸ方向に移動させるＸ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３のマグネット１２ｂ，１３ｂを用いて、ボール２０〜２２をＸ方向ガイド枠３と基盤１との間に挟持することができる。よって、この挟持のために特別の手段を新たに設ける必要はなく、像振れ補正装置１０６の構成部品点数を減らしてそのコストを低減させることができる。また、磁力によってボール２０〜２２がＸ方向ガイド枠３と基盤１との間に挟持されるので、Ｘ方向ガイド枠３が移動する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。

また、本実施形態では、Ｘ方向ガイド枠３は、撮像素子１１を中心とする３個所のボール２０〜２２によって基盤１に対して安定して支持されると共に、撮像素子１１を挟む２箇所で基盤１に引き付けられる。このため、撮像素子１１は、光学系の光軸方向（Ｚ方向）において基盤１に対して傾くことなく、Ｘ方向ガイド枠３に安定して保持される。

なお、上記実施形態においては、Ｙ方向ガイド枠２およびＸ方向ガイド枠３を動かす駆動部としてボイスコイルモータを用いるものであったが、本発明はこれに限らず、ピエゾ素子といった他のアクチュエータを駆動部として用いてもよい。

また、上記実施形態においては、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ５を１個、Ｘ方向駆動用ＶＣＭ１２，１３を２個用いたが、Ｙ方向駆動用ＶＣＭ、Ｘ方向駆動用ＶＣＭの各個数は、３個、４個等の複数個であってもよい。

また、上記実施形態においては、ボール７〜９、１６〜１８、２０〜２２を各隙間に３個用いた場合について説明したが、ボールの個数は、４個、５個等の複数個であってもよい。

また、上記実施形態においては、Ｘ方向ガイド枠３に設けられたマグネット１２ｂ，１３ｂが発生する磁力によって、マグネット１２ｂ，１３ｂと基盤１に設けられたヨーク１２ｄ，１３ｄとを光軸方向でお互いに引き付け合わせ、Ｘ方向ガイド枠３を基盤１に保持させていた。しかし、マグネット１２ｂ，１３ｂが基盤１に設けられ、ヨーク１２ｄ，１３ｄがＸ方向ガイド枠３に設けられる構成であってもよい。また、マグネット１２ｂ，１３ｂおよびヨーク１２ｄ，１３ｄの代わりに、Ｘ方向ガイド枠３を基盤１に向けて付勢するバネを用いて、Ｘ方向ガイド枠３を基盤１に保持させる構成であってもよい。

上記実施形態においては、本発明による像振れ補正装置１０６をカメラ１００に適用した場合について説明したが、ビデオカメラ、携帯電話等に内蔵されるカメラ等の他の光学機器にも適用することが可能である。このような光学機器に本発明を適用した場合においても、上記実施形態と同様な作用効果が奏される。

本発明の一実施形態による像振れ補正装置を備えたカメラの構成の概略を示す側面図である。 図１に示す像振れ補正装置を光軸方向に向かう制御装置側から見た背面図である。 図２に示す像振れ補正装置をIII−III線で破断して矢視方向から見た断面図である。 図２に示す像振れ補正装置をIV−IV線で破断して矢視方向から見た断面図である。

符号の説明

１…基盤
１ａ…収納部
２…Ｙ方向ガイド枠（第１ガイド枠）
２ａ…開口部
３…Ｘ方向ガイド枠（第２ガイド枠）
４…第１隙間
５…Ｙ方向駆動用ＶＣＭ（第１駆動手段）
５ａ…ヨーク
５ｂ…マグネット
５ｃ…ＶＣＭコイル
６…板バネ（第１弾性体）
７〜９…ボール（第１転動体）
１０…第２隙間
１１…撮像素子
１２，１３…Ｘ方向駆動用ＶＣＭ（第２駆動手段）
１２ａ，１３ａ…ヨーク
１２ｂ，１３ｂ…マグネット
１２ｃ，１３ｃ…ＶＣＭコイル
１２ｄ，１３ｄ…ヨーク
１４…Ｘ方向位置検出用素子
１４ａ…ヨーク
１４ｂ…マグネット
１４ｃ…ホール素子
１５…板バネ（第２弾性体）
１６〜１８…ボール（第２転動体）
１９…Ｙ方向位置検出用素子
１９ａ…ヨーク
１９ｂ…マグネット
１９ｃ…ホール素子
２０〜２２…ボール（第３転動体）
２３，２５，２６…ＦＰＣ
２４…蓋
１００…カメラ
１０１…ボディ
１０２…レンズ鏡筒
１０３…ヨーイング検出ジャイロ
１０４…ピッチング検出ジャイロ
１０５…制御装置
１０６…像振れ補正装置
１０７…撮影用レンズ群

Claims (6)

1. 光学系の光軸と垂直な面方向に開口した収納部を有する基盤と、外周が前記収納部の内周から所定の第１隙間をあけて配置されて前記収納部内において前記光学系の光軸と垂直な面内を移動自在な、前記光学系の光軸と垂直な面方向に開口した開口部を有する第１ガイド枠と、この第１ガイド枠を前記収納部内で第１方向に付勢する前記第１隙間内に設けられる第１弾性体と、前記第１ガイド枠を前記第１方向と異なる第２方向に移動させる第１駆動手段と、外周が前記開口部の内周から所定の第２隙間をあけて配置されて前記開口部内において前記光学系の光軸と垂直な面内を移動自在な、前記光学系で結像された像を撮像する撮像素子を保持する第２ガイド枠と、この第２ガイド枠を前記開口部内で前記第２方向に付勢する前記第２隙間内に設けられる第２弾性体と、前記第２ガイド枠を前記第１方向に移動させる第２駆動手段とを備えて構成される像振れ補正装置。
2. 前記第１弾性体によって狭められる前記第１隙間における前記収納部の内周およびこの内周に対向する前記第１ガイド枠の外周間、並びに前記第１弾性体によって付勢される前記第１ガイド枠の外周およびこの外周に対向する前記第１弾性体間に設けられる第１転動体と、
   前記第２弾性体によって狭められる前記第２隙間における前記開口部の内周およびこの内周に対向する前記第２ガイド枠の外周間、並びに前記第２弾性体によって付勢される前記第２ガイド枠の外周およびこの外周に対向する前記第２弾性体間に設けられる第２転動体と
   を備え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. 前記光学系の光軸方向における前記基盤と前記第２ガイド枠との間に第３転動体を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記第２駆動手段は、前記第２ガイド枠または前記基盤に設けられたマグネットと、前記基盤または前記第２ガイド枠に前記マグネットと対峙して設けられたコイルとから構成され、
   前記基盤または前記第２ガイド枠は、前記コイルを介して前記マグネットと対峙した位置に磁性体を備えている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
5. 前記第３転動体は、前記第２ガイド枠に保持された前記撮像素子の周囲における前記基盤と前記第２ガイド枠との間の３箇所に設けられ、
   前記マグネットおよび前記磁性体の対は、前記第２ガイド枠に保持された前記撮像素子を挟む２箇所の対称位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項４に記載の像振れ補正装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置と、前記第１方向および前記第２方向における各振れを検出する振れ検出手段と、この振れ検出手段の検出出力に応じて前記第１駆動手段および前記第２駆動手段の駆動制御をして前記撮像素子の位置を補正制御する補正制御手段とを備えることを特徴とする光学機器。