JP2012103546A - 振れ補正装置、レンズ鏡筒、及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトユニットの駆動性能の劣化を抑制して振れ補正性能を向上させた振れ補正装置を提供する。
【解決手段】像振れを補正する振れ補正装置であって、駆動用磁石、コイル、及び、ヨークを備えて構成され、互いに直交配置された２組のシフト駆動部と、振れ補正レンズを保持して２組のシフト駆動部により固定部材に対して光軸直交面内で移動可能なシフト部材と、シフト部材及び固定部材の一方に保持されたゲルと、シフト部材及び固定部材の他方に設けられ、少なくともその一部がゲルに接触しているピンとを有し、２組のシフト駆動部によりシフト部材が移動すると、ピンがゲルを押して受ける反力により、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。
【選択図】図１

Description

本発明は、手振れによる像振れを補正す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光軸のずれを補正して光学防振を行う方法の一つとして、振れ補正レンズを光軸直交面内でシフト移動させる方法が挙げられる。

シフト部材を光軸直交面内の鉛直方向（以下、「ピッチ方向」という）と水平方向（以下、「ヨー方向」という）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では、一方の位置変化が他方の引き戻し力を発生させる。特許文献１には、ピッチ方向駆動部における引き戻し力を軽減させるように構成された振れ補正装置が開示されている。この振れ補正装置においては、ヨークに光軸方向に突出した突起形状を設けている。磁気による力の大きさは距離の２乗に反比例する。したがって、シフト部材が光軸直交面上で移動して駆動用磁石と突起形状との距離が変化した場合には、突起形状との間に働く引き戻し力は移動を助長する方向に働くこととなる。

しかし、この場合もヨー方向駆動部においては前記の引き戻し力を生じるため、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し、振れ補正動作中にシフト部材が自由に回転してしまう。その回転運動によってシフト部材が固定部材に接触すると、衝突音が発生し、画像に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、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フィードバック位置制御の発振を招く場合があり、手振れ補正時の光学性能劣化の原因となる。そこで、例えば特許文献２には、シフト部材の回転を規制するためのガイド軸を設けた振れ補正装置が開示されている。

特開２００２−１９６３８２号公報 特許第３２２９８９９号

しかしながら、特許文献２のように、駆動性能を向上させるため、シフト部材の光軸直交面における回転を抑制する手段として新たにガイド軸を設けると、振れ補正装置の小型化を妨げることとなる。また、装置の構成の複雑化によって部品点数が増加するため、ローコスト化も困難となる。

そこで本発明は、シフトユニットの駆動性能の劣化を抑制して振れ補正性能を向上させた振れ補正装置を提供する。

本発明の一側面としての振れ補正装置は、像振れを補正する振れ補正装置であって、駆動用磁石、コイル、及び、ヨークを備えて構成され、互いに直交配置された２組のシフト駆動部と、振れ補正レンズを保持し、前記２組のシフト駆動部により固定部材に対して光軸直交面内で移動可能なシフト部材と、前記シフト部材及び前記固定部材の一方に保持されたゲルと、前記シフト部材及び前記固定部材の他方に設けられ、少なくともその一部が前記ゲルに接触しているピンとを有し、前記２組のシフト駆動部により前記シフト部材が移動すると、前記ピンが前記ゲルを押して受ける反力により、前記シフト部材を前記光軸直交面内で回転させるモーメントが発生する。

前記振れ補正装置を備えたレンズ鏡筒、また、前記レンズ鏡筒を備えた光学機器も、それぞれ本発明の他の一側面を構成する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、シフトユニットの駆動性能の劣化を抑制して振れ補正性能を向上させた振れ補正装置を提供することができる。

本実施例におけるシフトユニットの分解斜視図である。 本実施例におけるシフトユニットを備えたレンズ鏡筒の断面図である。 本実施例におけるシフトユニットを備えたレンズ鏡筒の分解斜視図である。 本実施例におけるシフトユニットのピッチ方向駆動部の断面詳細図である。 従来技術におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。 本実施例におけるゲル接続部の説明図である。 本実施例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒を備えた光学機器の電気ブロック図である。 本実施例におけるゲルの防振特性の一例である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図２及び図３を参照して、本発明の実施例におけるシフトユニットを備えたレンズ鏡筒について説明する。図２は本実施例におけるシフトユニットを備えたレンズ鏡筒１００の断面図であり、図３はレンズ鏡筒１００の分解斜視図である。本実施例のレンズ鏡筒１００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）に取り付けられ、又は、撮影装置に一体的に構成されて用いられる。レンズ鏡筒１００は、凸凹凸凸の４群構成の変倍光学系を有するレンズ鏡筒である。Ｌ１は固定の第１群レンズであり、Ｌ２は光軸ＯＡの方向（光軸方向）に移動して変倍動作を行う第２群レンズである。Ｌ３は、光軸ＯＡに直交する面内（光軸直交面内）で移動して振れ補正を行う第３群レンズである。Ｌ４は、光軸方向に移動して合焦動作を行う第４群レンズである。

１は第１群レンズＬ１を保持する固定鏡筒であり、２は第２群レンズＬ２を保持する第２群移動枠である。３は、第３群レンズＬ３を光軸直交面内で移動させるシフトユニット（振れ補正装置）である。４は第４群レンズＬ４を保持する第４群移動枠であり、５はＣＣＤなどの撮像素子が固定されるＣＣＤホルダーである。固定鏡筒１は前部固定筒６にビス止めされ、ＣＣＤホルダー５と前部固定筒６は後部固定筒７にビス止めされる。８、９、１０、１１はガイドバーであり、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、第２群移動枠２を光軸方向に移動可能に支持している。またガイドバー１０、１１は、第４群移動枠４を光軸方向に移動可能に支持している。シフトユニット３は、後部固定筒７に位置決めされてビスにより固定される。

１２は、光学系の開口径を変化させる絞り装置である。絞り装置１２は、２枚の絞り羽根を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。１３は、第４群レンズＬ４を光軸方向に駆動して合焦動作を行わせるＶＣＭ（ボイスコイルモーター）である。ＶＣＭ１３は、マグネット１３ａ、ヨーク１３ｂ、１３ｃ、及び、コイル１３ｄを備えて構成され、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てコイル１３ｄを光軸方向に駆動する。コイル１３ｄは、第４群移動枠４に固定されており、コイル１３ｄの駆動と同時に第４群移動枠４は光軸方向に駆動される。

１４は、第２群レンズＬ２を光軸方向に駆動して変倍動作を行わせるズームモーターである。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を備えている。リードスクリュー１４ａには、第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群レンズＬ２が光軸方向に駆動される。また、ねじりコイルバネ２ｂは、第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、これらの嵌合又は噛合いのガタを防止している。ＶＣＭ１３は、ヨーク１３ｂが後部固定筒７に圧入固定され、マグネット１３ａとヨーク１３ｃが磁力によってヨーク１３ｂに固定されるように構成されている。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。

１５は、第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するフォトインタラプタである。フォトインタラプタ１５は、第２群レンズＬ２が基準位置に位置していることを検出するズームリセットスイッチとして用いられる。１６は、発光部と受光部とを備えて構成される光学式センサである。光学式センサ１６は、発光部からの光を第４群移動枠４に接着固定されるスケール（不図示）に照射し、その反射光を光学式センサ１６の受光部で読み取ることで第４群レンズＬ４の位置を検出する。

次に、図１及び図４を参照して、第３群レンズＬ３を光軸直交面内で移動させるシフトユニット３の構成について説明する。図１は、シフトユニット３の分解斜視図である。図４は、シフトユニット３のピッチ方向駆動部の断面詳細図であり、第３群レンズＬ３（補正レンズ群）の中心が光軸上にある場合のピッチ方向の駆動部を拡大した光軸平行縦断面を示す。なお、レンズ鏡筒の鉛直方向がピッチ方向（図１中の矢印Ｐｉｔｃｈの方向）であり、レンズ鏡筒の水平方向がヨー方向（図１中の矢印Ｙａｗの方向）である。

第３群レンズＬ３は、ピッチ方向の角度変化による像振れを補正する駆動アクチュエーター、及び、ヨー方向の角度変化による像振れを補正する駆動アクチュエーターにより、光軸直交面内で駆動される。なお、ピッチ方向とヨー方向では、それぞれの位置センサ及び振れ検出センサからの情報に基づき、各アクチュエーターは独立に駆動制御される。また、ピッチ方向の駆動アクチュエーター及び位置センサと、ヨー方向用の駆動アクチュエーター及び位置センサは、互いに９０度の角度をなすように配置されている。ただし、これらの構成自体は同一であるため、以下、ピッチ方向についてのみ説明する。また特に指示の無い限り、本実施例において、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。

２２は、第３群レンズＬ３（振れ補正レンズ）を保持し、振れを補正するためにシフトベース２１（固定部材）に対して光軸直交面内で移動可能なシフト移動枠（シフト部材）である。シフト移動枠２２には、駆動及び位置検出の両方に用いられるマグネット２４（駆動用磁石）が圧入保持されている。マグネット２４をシフト移動枠２２に圧入して組み込むことにより、組み込み後にシフト移動枠２２とマグネット２４との相対位置関係がずれることはない。このため、位置検出機能も兼ねているマグネット２４の位置は、第３群レンズＬ３を保持しているシフト移動枠２２に対して固定された位置に決まり、マグネット２４によって第３群レンズＬ３の位置を正確に検出することができる。

シフト移動枠２２の一部には、ピン３１ｐ、３１ｙが設けられている。またシフトベース２１には、凹形状のゲルフォルダ部２１ｐ、２１ｙが設けられ、ゲルフォルダ部２１ｐ、２１ｙの内部にはゲル３０ｐ、３０ｙが収まって保持されている。ゲル３０ｐ、３０ｙの材質としては、粘弾性力を持つシリコンなどが用いられる。ゲル３０ｐ、３０ｙは、例えば、図９に示されるような防振特性（ゲルの伝達率と周波数との関係）を有する。ピン３１ｐ、３１ｙの少なくとも一部は、それぞれ、ゲル３０ｐ、３０ｙに接触している。このため、シフトベース２１は、ゲル３０ｐ、３０ｙを介してシフト移動枠２２と接続されている。後述のように、シフト移動枠２２が移動すると、ピン３１ｐ、３１ｙがゲル３０ｐ、３０ｙを押して受ける反力により、シフト移動枠２２を光軸直交面内で回転させるモーメントを発生する。

なお本実施例において、ピン３１ｐ、３１ｙはシフト移動枠２２に設けられ、ゲル３０ｐ、３０ｙを保持するゲルフォルダ部２１ｐ、２１ｙはシフトベース２１に設けられているが、これに限定されるものではない。ピンをシフトベース２１に設け、ゲルを保持するゲルフォルダ部をシフト移動枠２２に設けることもできる。すなわち、ゲルをシフト移動枠２２及びシフトベース２１の一方に保持し、ピンをシフト移動枠２２及びシフトベース２１の他方に設けるように構成されていればよい。

２０は、シフトベース２１と金属プレート１９との間に配置されたボールである。本実施例において、光軸直交面内に光軸回りに３つのボール２０が配置されているが、ボール２０の個数はこれに限定されるものではない。ボール２０とシフト移動枠２２との間には、金属プレート１９が配置されている。金属プレート１９が配置されていることにより、レンズ鏡筒１００が衝撃を受けた際にモールド部品であるシフト移動枠２２にボール２０による打痕が付くことや、長期間の振れ補正動作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。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して用いられる。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で回転可能に保持されている。シフト移動枠２２は、３つのボール２０が光軸直交面内で転動することにより、光軸直交面内で移動する。

マグネット２４と固定ヨーク２９との間には磁気吸着力が働いている。ボール２０は、この磁気吸着力により、シフトベース２１（ボールフォルダ部２１ａの光軸方向の端面）とシフト移動枠２２（金属プレート１９）に確実に当接する（シフトベース２１とシフト移動枠２２との間に挟持される）。このように、磁気吸着力によってシフト移動枠２２がシフトベース２１に近づく方向に付勢され、３つのボール２０は、３つのボールフォルダ部２１ａの光軸方向の端面と金属プレート１９の３箇所に対して押圧状態で当接する。３つのボール２０が当接する各面は、撮影光学系の光軸直交方向（光軸直交面内）に広がっている。３つのボール２０の呼び径は同じである。このため、３つのボールフォルダ部２１ａにおいて光軸方向の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、シフト移動枠２２に保持された第３群レンズ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。なお、ボール２０の材質としては、マグネットに吸着されないように、例えばＳＵＳ３０４などの非磁性体が適して用いられる。

次に、シフト移動枠２２及び第３群レンズＬ３を駆動するアクチュエーターについて説明する。図４に示されるように、２４ｐは光軸ＯＡから放射方向に２極着磁されたマグネットであり、２３ｐはマグネット２４ｐの光軸方向の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に吸着固定されている。２８ｐはシフトベース２１に接着固定されたコイルであり、２９ｐはマグネット２４ｐの光軸方向の後側の磁束を閉じるための固定ヨークである。固定ヨーク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。これらのマグネット２４ｐ、ヨーク２３ｐ、固定ヨーク２９ｐ、及び、コイル２８ｐにより、磁気回路が形成され、アクチュエーター（シフト駆動部）が構成される。なお、これらの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などの磁性体が適して用いられる。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、シフト移動枠２２を光軸直交面内で移動させる。このように、本実施例のアクチュエーターは、いわゆるムービングマグネット型アクチュエーターである。

このような構成のアクチュエーターは、縦方向と横方向にそれぞれ配置されている。すなわち、２組のアクチュエーター（シフト駆動部）は、光軸直交面内において、互いに直交配置されている。このため２組のアクチュエーターは、シフト移動枠２２を、互いに略直交する２つの光軸直交方向に（光軸直交面内で）駆動することができる。また、縦方向と横方向の駆動合成により、シフト移動枠２２を光軸直交面内の所定の範囲内で自由に移動させることができる。なお、シフト移動枠２２が光軸直交面内で移動する際に生じる摩擦は、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との間及びボール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。従って、上記の磁気吸着力が作用するにもかかわらず、第３群レンズＬ３を保持しているシフト移動枠２２はスムーズに光軸直交面内で移動可能であり、また、微小な移動量制御も可能である。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。

次に、シフト移動枠２２及び第３群レンズ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」という）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り、ＦＰＣ２６の浮きを防止し、かつ、ホール素子２７ｐの位置ずれを防止している。以下の構成により、シフト移動枠２２及び第３群レンズＬ３の位置を検出する位置センサが形成される。シフト移動枠２２及び第３群レンズＬ３が縦方向又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。ホール素子２７ｐの出力に基づいて、制御回路（不図示）はシフト移動枠２２及び第３群レンズ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と固定ヨーク２９ｐとの間に働く磁気吸着力は、クーロンの法則で示されるように、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磁気吸着力はそれぞれの方向で釣り合った状態となる。すなわち、マグネット２４ｐと固定ヨーク２９ｐとの間に働く磁気吸着力４０ａ、４０ｂが釣り合い、マグネット２４ｐと固定ヨーク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は略０であり、ヨー方向の引き戻し力５０ｙもまた略０である。

次に、図５を参照して、従来技術におけるシフトユニットの移動と磁気吸着力による引き戻し力の関係を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）はピッチ方向のシフト駆動部を示し、図５（ｄ）、（ｅ）はピッチ方向及びヨー方向のシフト駆動部とシフトユニットとを、それぞれシフトユニットの前側（被写体側）から見た図である。図５において、マグネット２４、固定ヨーク２９、第３群レンズＬ３（補正レンズ群）以外の部材は省略している。ここで、マグネット２４ｐの四隅部に働く引き戻し力を、図５に示される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、それぞれ引き戻し力４５〜４８とする。

図５（ａ）は、第３群レンズＬ３の中心が光軸上にある場合のピッチ方向のシフト駆動部である。このとき、マグネット２４ｐは固定ヨーク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。すなわち、ピッチ方向の引き戻し力５０ｐとヨー方向の引き戻し力５０ｙは略０である。図５（ｂ）は、第３群レンズ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シフト駆動部である。図５（ａ）の状態からマグネット２４ｐと固定ヨーク２９ｐとの位置関係が変化して、引き戻し力５０ｐが発生する。すなわち、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と固定ヨーク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、４２ｐの大きさは略等しく、引き戻し力４３ｐ、４４ｐの大きさは略等しい。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）の場合と同様に、略０である。

次に、図５（ｃ）は、第３群レンズ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シフト駆動部である。この場合も、マグネット２４ｐと固定ヨーク２９ｐとの位置関係が変化して引き戻し力５０ｙが発生する。すなわち、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と固定ヨーク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４１ｙ、４３ｙの大きさは略等しく、引き戻し力４２ｙ、４４ｙの大きさは略等しい。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）の場合と同様に略０である。

図５（ｄ）は、第３群レンズ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、コイル２８ｐへの通電で発生したローレンツ力６０によって、シフト移動枠２２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。引き戻し力５１ｙによって、シフト移動枠には、図５（ｄ）に示されるように光軸と平行な軸を中心とする回転モーメント（点線矢印）が働く。その結果、シフト移動枠には反時計回りのロール動作が発生する。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、シフト移動枠は静止する。

図５（ｅ）は、図５（ｄ）と逆方向に第３群レンズ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）と同様に、ヨー側のマグネット２４ｙと固定ヨーク２９ｙとに生じる引き戻し力５１ｙによって、シフト移動枠には光軸と平行な軸を中心とする回転モーメント（点線矢印）が働く。その結果、シフト移動枠には時計回りのロール動作が発生する。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、シフト移動枠は静止する。

次に、図６及び図７を参照して、本実施例におけるシフトユニットの移動と磁気吸着力による引き戻し力の関係について説明する。図６は、本実施例におけるゲル接続部の説明図である。図７は、本実施例におけるシフトユニットの引き戻し力の説明図である。図６及び図７において、ゲル３０、ピン３１、マグネット２４、固定ヨーク２９、及び、第３群レンズＬ３（補正レンズ群）以外の部材は省略されている。なお本実施例におけるゲル及びピンは、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、シフトユニットの前側（被写体側）から見た場合、光軸に対してピッチ、ヨーのシフト駆動部と略対向する位置に配置されている。ここで、マグネット２４ｐの四隅部に働く引き戻し力を、図７に示される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、それぞれ引き戻し力４５〜４８とする。

シフトベース２１の一部に設けられた円筒状のゲルフォルダ部２１ｐ、２１ｙの中心軸は、光軸と略平行になっており、ゲルフォルダ部２１ｐ、２１ｙの内部にゲル３０ｐ、３０ｙがそれぞれ収まって保持されている。ピン３１ｐ、３１ｙは、シフト移動枠２２の一部に設けられ、そのピン形状の中心軸は光軸と略平行である。またピン３１ｐ、３１ｙの少なくとも一部は、ゲル３０ｐ、３０ｙとそれぞれ接触している。図６（ａ）、（ｂ）は、シフト移動枠２２が保持する第３群レンズＬ３の中心が光軸と一致している状態である。このとき、ピン３１ｐの中心軸はゲルフォルダ部２１ｐの中心軸と略一致している。したがって、光軸直交面においてピン３１ｐがゲル３０ｐから受ける反力の合力は０となる。図６（ｃ）、（ｄ）は、ピン３１ｐがピッチ上方向に距離ｄだけ移動した状態である。このとき、ピン３１ｐはゲル３０ｐをピッチ上方向に圧縮するため、ゲルの合力である反力５２ｐはピッチ下方向に働く。なお、ここまでゲル３０ｐ、ピン３１ｐについて説明したが、ゲル３０ｙ、ピン３１ｙについても同様にピンの移動方向に応じて反力が働く。

図７（ａ）は、第３群レンズＬ３の中心が、コイル２８ｐへの通電で発生したローレンツ力６０によって、ピッチ上方向に距離ｄだけ移動した場合を示している。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。引き戻し力５１ｙによって、シフト移動枠には、図７（ａ）に示されるように光軸と平行な軸を中心とする反時計回り方向の回転モーメント（点線矢印）が働く。一方、第３群レンズＬ３を保持するシフト移動枠２２の一部であるピン３１ｐ、３１ｙもピッチ上方向に距離ｄだけ移動するため、図６（ａ）〜（ｄ）で説明したように、反力５２ｐ、５２ｙが働いている。このため、シフト移動枠には、光軸と平行な軸を中心とする時計回り方向の回転モーメント（点線矢印）が働く。その結果、引き戻し力による回転モーメントが、ゲルの反力による回転モーメントで抑制され、引き戻し力、反力、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で、シフト移動枠は静止する。したがって、従来の構成に比べて、引き戻し力５１ｙに起因するシフト部材のロール動作は抑制される。図７（ｂ）は、図７（ａ）と逆方向に第３群レンズＬ３の中心が距離ｄだけ移動した場合を示している。図７（ａ）と同様に、引き戻し力５１ｙによる時計回り方向の回転モーメント（点線矢印）が、ゲルの反力５２ｐ、５２ｙによる反時計回り方向の回転モーメント（点線矢印）によって抑制される。そして、引き戻し力、反力、ローレンツ力などの全てが釣り合う位置で、シフト移動枠は静止する。

以上のように、シフト移動枠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、ゲルの反力による回転モーメントとが、常に逆方向に作用する。したがって、ピッチ上下方向のいずれに移動する場合でも、シフト移動枠のロール動作が抑制される。なお、上述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ロール動作が抑制される。

次に、図８を参照して、本実施例におけるレンズ鏡筒を用いた光学機器（撮影装置）について説明する。図８は、光学機器１２０の電気ブロック図である。光学機器１２０において、レンズユニット（第１群レンズＬ１〜第４群レンズＬ４）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又は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つ又は複数の出力を生成する。

ＣＰＵ１０５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否かを判別する。ＣＰＵ１０５は、露出が最適でない場合には、絞りシャッター駆動源１０９を介して、最適な絞り値又はシャッター速度で絞りシャッターを駆動する。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源駆動回路１１１を駆動制御する。ＣＰＵ１０５は、適正露出を得るため、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。またＣＰＵ１０５は、ズーム駆動源駆動回路１１２及びズーム駆動源１１０を介して、ズームレンズ群を駆動制御する。

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、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、コイル２８ｙへの通電制御が行われる。以上の制御により、シフト移動枠２２が光軸直交面内でシフト移動する。

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。補正レンズ群である第３群レンズＬ３がシフト移動すると、レンズ鏡筒内の通過光束が曲げられる。そして、撮影装置に振れが生じることによって本来生ずるＣＣＤ１１３上での被写体像の変移を相殺する方向に、相殺する曲げ量だけ通過光束を曲げるように第３群レンズＬ３をシフト移動させる。このような構成により、撮影装置が振れても結像している被写体像がＣＣＤ１１３上で動かない、いわゆる振れ補正を行うことができる。

ＣＰＵ１０５は、ピッチ振れ角度検出センサ１１４及びヨー振れ角度検出センサ１１５により得られた撮影装置の振れ信号と、ピッチ方向の位置検出センサ１１８及びヨー方向の位置検出センサ１１９から得られたシフト量信号との差分に相当する信号を算出する。そしてＣＰＵ１０５は、この差分信号に対して増幅及び適切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及びヨーコイル駆動回路１１７によって、シフト移動枠２２をシフト移動させる。このような制御により、上記の差分信号がより小さくなるように第３群レンズＬ３が位置決め制御され、目標位置に保たれる。

なお本実施例では、ムービングマグネット型のアクチュエーターを用いてシフト移動枠２２を駆動する場合について説明した。しかし本実施例は、コイル２８と固定ヨーク２９とをシフト移動枠２２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ーにも適用可能である。また本実施例では、２組のゲルとピンとの間に働く反力を使って、引き戻し力によるシフト部材の回転運動を抑制している。しかし本実施例は、ゲルとピンとの間に働く反力が引き戻し力による回転モーメントを抑制するようにすれば良いため、１組あるいは３組以上のゲル及びピンを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

３ シフトユニット
２１ シフトベース
２２ シフト移動枠
２３ ヨーク
２４ マグネット
２８ コイル
２９ 固定ヨーク
３０ ゲル
３１ ピン

Claims (5)

1. 像振れを補正する振れ補正装置であって、
   駆動用磁石、コイル、及び、ヨークを備えて構成され、互いに直交配置された２組のシフト駆動部と、
   振れ補正レンズを保持し、前記２組のシフト駆動部により固定部材に対して光軸直交面内で移動可能なシフト部材と、
   前記シフト部材及び前記固定部材の一方に保持されたゲルと、
   前記シフト部材及び前記固定部材の他方に設けられ、少なくともその一部が前記ゲルに接触しているピンと、を有し、
   前記２組のシフト駆動部により前記シフト部材が移動すると、前記ピンが前記ゲルを押して受ける反力により、前記シフト部材を前記光軸直交面内で回転させるモーメントが発生する、ことを特徴とする振れ補正装置。
2. 前記駆動用磁石と前記ヨークとの間に働く磁気吸着力により前記シフト部材と前記固定部材との間に挟持された複数のボールを更に有する、ことを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
3. 前記シフト部材は、前記複数のボールが前記光軸直交面内で転動することにより、該光軸直交面内で移動することを特徴とする請求項２に記載の振れ補正装置。
4. 請求項１乃至３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レンズ鏡筒。
5. 請求項４に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。