JP2014235377A - ブレ補正装置、および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石や各コイルのサイズを大きくしなくてもブレ補正の際に急激な作動及び停止ができるブレ補正装置を提供する。
【解決手段】ブレ補正ユニット１は、第３のレンズ群１１３を保持した可動体４と、この可動体４に取り付けられた磁石１１と、可動体４を第３のレンズ群１１３の光軸Ｏと直交する方向に移動可能に支持した固定筒２と、磁石１１の撮像素子側に近接対向して固定筒２のフレーム２１に取り付けられた第１コイル１３と、磁石１１の反対側に近接対向してシャッターユニット６に取り付けられた第２コイル１５と、を有する。磁石１１は、一方の面が第１コイル１３に対向して他方の面が第２コイル１５に対向し、可動体４は、磁石１１の両面が第１及び第２コイル１３、１５の各々から受ける励磁力によって移動する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置に搭載されたブレ補正装置、およびこのブレ補正装置を備えた撮像装置に関する。

近年、静止画や動画の撮影時に手ブレによる画像のブレを補正するためのブレ補正装置を備えたデジタルカメラが普及されつつある。この種のブレ補正装置として、発生したブレを相殺するように、撮像素子を光軸と直交する面に沿って駆動するタイプのものと、レンズを光軸と直交する面に沿って駆動するタイプのものが知られている。このようなブレ補正装置の駆動機構には、一般に、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）が用いられる。

ＶＣＭは、磁石とコイルを含む。これら磁石およびコイルは、駆動対象となる光学部材（撮像素子やレンズ）を保持した可動枠、およびこの可動枠を光軸と直交する面に沿って移動可能に保持した固定枠に取り付けられる。基本的に、磁石およびコイルは、可動枠および固定枠のどちらに取り付けても良い。

ＶＣＭを用いたブレ補正装置として、例えば、下記の特許文献１、２に記載された装置が知られている。特許文献１の装置は、光軸方向に隣接した２つのレンズを別々に駆動する２組のアクチュエータを有する。このアクチュエータは、各レンズを保持した可動枠に固設された２つのコイル、および固定枠に固設されてこれら２つのコイルの間に配置された磁石を有する。また、引用文献２の装置は、レンズを光軸方向に駆動するアクチュエータ、およびレンズを光軸と直交する面方向に駆動するアクチュエータを有する。各アクチュエータはそれぞれレンズに対して固定的に設けられた専用のコイルを有し、２つのアクチュエータに兼用の単一の磁石を有する。

特開２００８−２９２５１５号公報 特開２０１１−２０３４７６号公報

上記のようなブレ補正装置を用いて急激な強いブレを補正する場合、コイルに流す電流値を瞬間的に大きくしたり、予め磁石やコイルのサイズを大きくしたり、コイルの巻き数を多くしたりする方法が考えられる。しかし、急激な強いブレを補正するのに必要な加速度を得ることは難しく、補正可能なブレの強さにも限界があった。

例えば、引用文献１または引用文献２の装置で、光軸と直交する面に沿ってレンズを瞬時に移動させるためには、予め磁石や各コイルのサイズを大きくしたり、各コイルの巻き数を多くしたりする必要がある。予め磁石や各コイルのサイズを大きくすると装置構成が大型化するとともに可動部の重量が大きくなり、各コイルの巻き数を多くすると磁石から離れるにつれて光軸方向の磁束が寝るため大きな加速度を得ることができなくなる。このため、大きな加速度を得るためには、コイルに流す電流を多くする必要があり、消費電力が大きくなってしまう。

つまり、図２１に示すようにコイルの巻き数を比較的少なくした場合（コイルを薄くした場合）、コイルを磁石に近付けて配置することで、光軸方向（駆動方向と直交する方向）に磁束がたった領域にコイルを配置することができ、磁束と直交する力の発生する向きも駆動方向に沿うことになる。これに対し、図２２に示すようにコイルの巻き数を比較的多くすると（コイルが厚くなると）、光軸方向に対して磁束が寝た領域にもコイルの一部が配置されることになり、磁束と直交する力の向きも駆動方向に向かなくなってしまう。このため、単純にコイルの巻き数を２倍にしても発生する力の大きさを２倍にすることはできない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、磁石や各コイルのサイズを大きくしなくてもブレ補正の際に急激な作動及び停止ができるブレ補正装置、およびこのブレ補正装置を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のブレ補正装置の一態様は、光学部材（或いは撮像素子）を保持した可動部材と、この可動部材に取り付けられた磁石と、第１コイルを保持した第１固定部材と、第２コイルを保持した第２固定部材と、を有する。磁石は、一方の面が第１コイルに対向して他方の面が第２コイルに対向し、第１及び第２コイルに挟まれて配置され、可動部材は、磁石の両面が第１及び第２コイルの各々から受ける励磁力によって移動する。

本発明によれば、磁石や各コイルのサイズを大きくしなくてもブレ補正の際に急激な作動及び停止ができるブレ補正装置、およびこのブレ補正装置を備えた撮像装置を提供できる。

図１は、撮像装置の実施形態に係るデジタルカメラを示す外観斜視図である。 図２は、図１のデジタルカメラに組み込まれた第１の実施形態に係るブレ補正装置を備えたレンズユニットを示す外観斜視図である。 図３は、図２のレンズユニットを光軸に沿って切断した断面図である。 図４は、図２のレンズユニットに組み込まれたブレ補正ユニットを示す外観斜視図である。 図５は、図４のブレ補正ユニットを分解して示す分解斜視図である。 図６は、図５の固定筒を被写体側から見た概略図である。 図７は、図５の可動体を被写体側から見た概略図である。 図８は、図７の可動体を撮像素子側から見た概略図である。 図９（ａ）は、図７の可動体を図６の固定筒に取り付けた組立体を被写体側から見た概略図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の要部を部分的に拡大して示す部分拡大図である。 図１０は、図９（ａ）組立体をＦ１０−Ｆ１０に沿って切断した断面図である。 図１１は、図５のシャッターユニットを撮像素子側から見た概略図である。 図１２は、図４のブレ補正ユニットをＦ１２−Ｆ１２で切断した断面図である。 図１３は、図４のブレ補正ユニットをＦ１３−Ｆ１３で切断した断面図である。 図１４は、図４のブレ補正ユニットの動作を制御する制御系のブロック図である。 図１５は、図１４のコントローラによる動作を説明するためのフローチャートである。 図１６は、第１の実施形態の効果を説明するためのグラフである。 図１７は、第１の実施形態の変形例を示す概略図である。 図１８は、図１７のブレ補正ユニットをＦ１８−Ｆ１８で切断した断面図である。 図１９は、第２の実施形態のブレ補正装置の要部を示す概略図である。 図２０は、図１９の固定筒に組み合わされる可動体を撮像素子側から見た概略図である。 図２１は、コイルの巻き数を少なくした場合に発生する力の向きを説明するための図である。 図２２は、コイルの巻き数を多くした場合に発生する力の向きを説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてある場合もあり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
また、以下の説明において、カメラ本体２００から被写体（図示せず）に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。さらに、レンズユニット１００が構成する光学系の光軸Ｏと一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸及びＹ軸とする。各図において、適宜、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示する。

図１は、本発明の撮像装置の一実施形態に係るデジタルカメラ１０の外観を示す概略斜視図である。また、図２は、図１のデジタルカメラ１０のカメラ本体２００内に組み込まれたレンズユニット１００の外観を示す概略斜視図である。さらに、図３は、図２のレンズユニット１００をその光軸Ｏに沿って切断した概略断面図である。このように、デジタルカメラ１０は、カメラ本体２００と、カメラ本体２００に対して突没可能に設けられた沈胴式のレンズユニット１００と、を備えている。

レンズユニット１００は、その第２の鏡枠１０２および第３の鏡枠１０３をカメラ本体２００の前方に突出できるように、カメラ本体２００に組み込まれている。つまり、レンズユニット１００の第１の鏡枠１０１は、カメラ本体２００内に埋設されている。なお、レンズユニット１００を沈胴させた状態で、第２の鏡枠１０２および第３の鏡枠１０３は、カメラ本体２００内に埋設されている第１の鏡枠１０１の内側に概ね収納され、カメラ本体の前方に突出する構成は無くなる。図２および図３は、レンズユニット１００を延伸させた状態を図示する。

カメラ本体２００は、略矩形箱形のハウジング２０１を備えており、このハウジング２０１には、コントロールパネル２０２、ズームレバー２０３、フラッシュ２０４、セルフタイマーシグナル２０５、リモコン受信窓２０６、レリーズスイッチ２０７、パワースイッチ２０８、ファインダ２０９が設けられている。また、カメラ本体２００の図示しない後方面には、被写体を撮影した画像を表示する表示パネルが設けられている。

ユーザーがズームレバー２０３を操作すると、レンズユニット１００のズームモータ１０４（図２）が駆動され、図示しないズームギアを介して第２の鏡枠１０２が回転される。第２の鏡枠１０２は、カム枠として機能する。このカム枠１０２が回転されると、第１の鏡枠１０１の内側に形成された図示しないカム溝に沿って第２の鏡枠１０２が突没され、同時に、第２の鏡枠１０２の内側に形成された図示しないカム溝に沿って第３の鏡枠１０３が突没されて、レンズユニット１００が延伸および沈胴される。

図３に示すように、レンズユニット１００は、第１乃至第５のレンズ群１１１、１１２、１１３、１１４、１１５を光軸Ｏに沿って互いに離間して同軸に備えている。第１乃至第３のレンズ群１１１、１１２、１１３は、上述したズームモータ１０４で回転される第２の鏡枠１０２の動作に応じて光軸Ｏに沿って移動可能に設けられている。第４および第５のレンズ群１１４、１１５は、図示しない別のモータによって光軸方向に移動可能に設けられている。

撮影時には、図示しない被写体からの光が、上述した第１乃至第５のレンズ群１１１〜１１５を透過して撮像素子１２０に結像する。この際、上述したズームレバー２０３の操作量に基づく光軸方向に沿った所定位置に各レンズ群１１１〜１１５が配置され、被写体の像が所望する倍率で撮像素子１２０に結像する。撮像素子１２０は、第１の鏡枠の後端に固設されている。

図４は、図２のレンズユニット１００に組み込まれたブレ補正ユニット１の外観を示す概略斜視図である。また、図５は、図４のブレ補正ユニット１を分解した分解斜視図である。このブレ補正ユニット１は、上述した第３のレンズ群１１３を含んでおり、この第３のレンズ群１１３をその光軸Ｏと直交するＸＹ平面に沿って移動させることで画像のブレを補正する。

図５に示すように、ブレ補正ユニット１は、固定筒２と、第３のレンズ群１１３（光学部材）を移動可能に保持した可動体４と、シャッターユニット６と、を有する。シャッターユニット６は第１固定部材として機能し、固定筒２は第２固定部材として機能し、可動体４は可動部材として機能する。つまり、固定筒２は、レンズユニット１００の第１の鏡枠１０１に対して固定され、シャッターユニット６は、この固定筒２の前方に固定される。

固定筒２の内部には、ここでは図示しない２つのコイル１３、１４が固設されている。シャッターユニット６にも、これら２つのコイル１３、１４に光軸方向に対向する位置関係で、２つのコイル１５、１６が固設されている。固定筒２側の２つのコイル１３、１４は第２コイルとして機能し、シャッターユニット６側の２つのコイル１５、１６は第１コイルとして機能する。２つのコイル１３、１５は、コイル１３の空芯部とコイル１５の空芯部の各光軸方向中心軸が一致するように光軸方向に並んで配置されている。２つのコイル１４、１６は、コイル１４の空芯部とコイル１６の空芯部の各光軸方向中心軸が一致するように光軸方向に並んで配置されている。

そして、これら互いに光軸方向に対向する２組のコイルの間に、２つの磁石１１、１２がそれぞれ非接触状態で配置される。これら２つの磁石１１、１２は、第３のレンズ群１１３とともに可動体４のフレーム４１に固設される。言い換えると、これら２つの磁石１１、１２は、コイル１３と磁石１１とコイル１５が光軸方向に重なり、コイル１４と磁石１２とコイル１６が光軸方向に重なるように、フレーム４１に対して位置決めされて固定されている。

２つの磁石１１、１２、２つの第２コイル１３、１４、および２つの第１コイル１５、１６は、それぞれ、各コイルに所定方向の電流を流したとき、可動体４をＸＹ平面に沿って所望する方向に移動させることのできる向きで取り付けられている。具体的には、Ｘ方向駆動用のコイル１３および／或いはコイル１５に通電して磁束を発生させると、電流の向きに応じて磁石をＸ軸方向両側に移動させる力を発生させることができ、Ｙ方向駆動用のコイル１４および／或いはコイル１６に通電して磁束を発生させると、電流の向きに応じて磁石をＹ軸方向両側に移動させる力を発生させることができる。つまり、これら４つ（少なくとも磁石の片側にある２つ）のコイルに流す電流の大きさおよび向きを変えることで、磁石１１、１２にＸＹ平面に沿った磁力を作用させることができ、可動体４をＸＹ平面に沿って所望する方向へ移動させることができる。

以下、上述したブレ補正ユニット１の構造について、図６乃至図１３を参照して、より詳細に説明する。
図６は、固定筒２を被写体側から見た概略図であり、図７は、可動体４を被写体側から見た概略図であり、図８は、可動体４を撮像素子１２０側から見た概略図であり、図９（ａ）は、可動体４を固定筒２に取り付けた組立体２０を被写体側から見た概略図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の組立体２０の要部を部分的に拡大して示す部分拡大図である。また、図１０は、図９（ａ）の組立体２０をＦ１０−Ｆ１０で切断した断面図である。さらに、図１１は、シャッターユニット６を撮像素子１２０側から見た概略図であり、図１２は、ブレ補正ユニット１を図４のＦ１２−Ｆ１２で切断した断面図であり、図１３は、ブレ補正ユニット１を図４のＦ１３−Ｆ１３で切断した断面図である。

図６に示すように、固定筒２の内部には、ＸＹ平面に沿って設けられた略円環板状のフレーム２１が一体に設けられている。そして、このフレーム２１に、可動体４をＸ軸方向に駆動するためのコイル１３、および可動体４をＹ軸方向に駆動するためのコイル１４が固設されている。一方のコイル１３は、Ｙ軸方向に沿った長手軸を有し、固定筒２の中心より図示下方に片寄った位置に取り付けられている。もう一方のコイル１４は、Ｘ軸方向に沿った長手軸を有し、固定筒２の中心より図示左方に片寄った位置に取り付けられている。

固定筒２のフレーム２１には、この他に、２つのホール素子２２、２４と、後述する３本のバネ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの一端をそれぞれ引っ掛けるための３つのフック２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、後述する３個のボール３２ａ、３２ｂ、３２ｃそれぞれ受け入れるための３つの略矩形の凹部２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、が設けられている。本実施形態では、２つのホール素子２２、２４は、それぞれ、２つのコイル１３、１４の内側に配置した。

なお、図６では図示を省略したが、フレーム２１の被写体側の面には、図９（ａ）に示す８つのストッパ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈが突設されている。これら８つのストッパ２６ａ〜２６ｈは、可動体４のＸＹ平面に沿った移動範囲を規定するよう機能する。

図７および図８に示すように、可動体４は、固定筒２のフレーム２１に取り付けた２つのコイル１３、１４にそれぞれ対向する２つの磁石１１、１２、およびこれら２つの磁石１１、１２を取り付けた板状のフレーム４１を有する。２つの磁石１１、１２は、それぞれ、その周囲の３辺に設けられた接着剤４２によってフレーム４１に設けた矩形の孔４１ａに固着されている。また、フレーム４１の中央には、上述したように、第３のレンズ群１１３が固設されている。可動体４は、基本的に、第３のレンズ群１１３の中心が、レンズユニット１００の光軸Ｏを通る位置に配置される。

フレーム４１には、この他に、上述したバネ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの他端を引っ掛けるための３つのフック４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、および上述した３つの凹部２５ａ、２５ｂ、２５ｃに収容した３個のボール３２ａ、３２ｂ、３２ｃの表面を当接せしめるための３個のパッド４４ａ、４４ｂ、４４ｃが設けられている。３個のパッド４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、図８に示すように、フレーム４１の撮像素子１２０側に設けられている。

すなわち、これら３つのフック４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、それぞれ、固定筒２側の３つのフック２３ａ、２３ｂ、２３ｃと光軸方向に対向する位置に設けられ、３個のパッド４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、それぞれ、固定筒２側の３個の凹部２５ａ、２５ｂ、２５ｃと光軸方向に対向する位置に設けられている。

図９（ａ）に示すように、可動体４を固定筒２の内側に取り付けた状態で、可動体４のフレーム４１の周縁部が、固定筒２のフレーム２１から突設した８つのストッパ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈから離間した状態で内側に配置される。８つのストッパは、可動体４のＸ軸方向両側（図示左右方向）への移動を規制する４つのストッパ２６ａ、２６ｂ、２６ｅ、２６ｆ、および可動体４のＹ軸方向両側（図示上下方向）への移動を規制する４つのストッパ２６ｃ、２６ｄ、２６ｇ、２６ｈを含み、可動体４のＸＹ平面に沿った移動範囲を規定する。

より詳細には、図９（ｂ）に２つのストッパ２６ｇ、２６ｈの周辺構造を代表して示すように、可動体４のフレーム４１の周辺部には、対向するストッパに向けて突出した小さな突起４１ｂがそれぞれ設けられている。そして、フレーム４１の突起４１ｂと対向するストッパ２６ｇ（２６ｈ）との間には僅かな隙間が設けられている。このようにフレーム４１の周縁部と各ストッパ２６ａ〜２６ｈとの間に隙間を設けることで、可動体４のＸＹ平面に沿った移動が可能となる。

図１０に代表して示すように、可動体４のフレーム４１に設けたフック４３ｂと固定筒２のフレーム２１に設けたフック２３ｂとの間には、バネ３１ｂが僅かに引き伸ばされた状態で取り付けられる。また、固定筒２のフレーム２１に設けた凹部２５ｂ内には、ボール３２ｂが配置され、このボール３２ｂの表面が可動体４のフレーム４１に設けたパッド４４ｂに当接される。つまり、バネ３１ｂの復元力によって、ボール３２ｂが凹部２５ｂとパッド４４ｂとの間で挟持され、ボール３２ｂが前後両側から押圧された状態となる。

同様に、固定筒２のフレームに設けた凹部２５ａ内にボール３２ａが配置され、可動体４のフレーム４１のフック４３ａと固定筒２のフレーム２１のフック２３ａとの間にバネ３１ａが取り付けられる。また、固定筒２のフレームに設けた凹部２５ｃ内にボール３２ｃが配置され、可動体４のフレーム４１のフック４３ｃと固定筒２のフレーム２１のフック２３ｃとの間にバネ３１ｃが取り付けられる。

この状態で、固定筒２側の構成と可動体４側の構成は、３つのバネ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、および３個のボール３２ａ、３２ｂ、３２ｃ以外、互いに非接触な状態となり、可動体４が固定筒２のフレーム２１によって浮遊支持された状態となる。つまり、この状態で、可動体４が固定筒２に対してＸＹ平面に沿って移動可能となる。なお、この状態で、固定筒２のフレーム２１に取り付けた２つのホール素子２２、２４は、可動体４のフレーム４１に取り付けた２つの磁石１１、１２に対向する。

図１１に示すように、レンズユニット６は、ＸＹ平面に沿って延設されたフレーム６１を有する。そして、フレーム６１の撮像素子１２０側に２つのコイル１５、１６が取り付けられている。これら２つのコイル１５、１６は、図４に示すように組立体２０とレンズユニット６を組み合わせてブレ補正ユニット１を組み立てた状態で、可動体４の２つの磁石１１、１２にそれぞれ非接触状態で近接して対向する位置関係で配置されている。

図１２は、可動体４をＸ軸方向に駆動する磁石１１の中心から外れた位置で、ブレ補正ユニット１をＸＺ平面に沿って切断した断面図である。また、図１３は、ブレ補正ユニット１を磁石１１の長手方向に沿ってＹＺ平面と平行な面で切断した断面図である。

固定筒２のフレーム２１には、コイル１３、１４を位置決めするための複数のボス部２１ａが突設されている。また、シャッターユニット６のフレーム６１にも、コイル１５、１６を位置決めするための２つのボス部６ａが突設されている。これらボス部６ａ、２１ａを設けることで、コイル１３、１４、１５、１６の取り付け作業を容易にできる。

ホール素子２２、２４は、フレーム２１の撮像素子１２０側の面に取り付けられた基板２８の表面に実装されている。ホール素子２２、２４を磁石１１、１２に向けて露出させるため、ボス部２１ａの間にフレーム２１を貫通した孔２１ｂが設けられている。つまり、ホール素子２２、２４は、それぞれ、磁石１１、１２に対向する位置に配置されている。このように、本実施形態では、可動体４を駆動する磁石と位置検出用の磁石を兼用にした。

固定筒２側のコイル１３、１４と磁石１１、１２との間、およびシャッターユニット６側のコイル１５、１６と磁石１１、１２との間には、微小な隙間が設けられ、互いに接触することなく可動体４を移動可能となっている。すなわち、４つのコイル１３、１４、１５、１６に電流を流すことにより、各コイルから電流の向きに応じた磁界が発生し、可動体４がＸＹ平面に沿って移動する。

なお、固定筒２側のコイル１３に流す電流の向き、およびシャッターユニット６側のコイル１５に流す電流の向きは、磁石１１を通過する磁束の向きが同じ向きになる方向に設定されている。また、もう一組のコイル１４、１６に流す電流の向きも、磁石１２を通過する磁束の向きが同じ向きになる方向に設定される。これにより、磁石を前後に挟んだ２つのコイルによる協働作用によって、可動体４により大きな加速度を与えることができ、より急激で強いブレを補正できる。

図１４は、上述したブレ補正ユニット１の動作を制御する制御系のブロック図である。
ブレ補正ユニット１を動作制御するコントローラ３００（制御部）には、可動体４のＸＹ平面に沿った位置を検出するための上述した２つのホール素子２２、２４が接続されている。可動体４をＸ軸方向に駆動する磁石１１に対向したホール素子２２は、可動体４のＸ軸方向に沿った位置を検出し、可動体４をＹ軸方向に駆動する磁石１２に対向したホール素子２４は、可動体４のＹ軸方向に沿った位置を検出する。

また、コントローラ３００には、デジタルカメラ１０のブレを検出するための２つのジャイロセンサ３０２、３０４（検出部）が接続されている。一方のジャイロセンサ３０２は、デジタルカメラ１０の光軸ＯがＸＺ平面に沿って横に振れるＹａｗ方向のブレを生じた際にその加速度を検出する。もう一方のジャイロセンサ３０４は、デジタルカメラ１０の光軸ＯがＹＺ平面に沿って縦に振れるＰｉｔｃｈ方向のブレを生じた際にその加速度を検出する。

さらに、コントローラ３００には、可動体４を駆動するための上述した４つのコイル１３、１４、１５、１６が接続されている。そして、コントローラ３００は、２つのホール素子２２、２４、および２つのジャイロセンサ３０２、３０４の出力に基づいて、各コイルに流す電流値および電流の向きをコントロールすることで、デジタルカメラ１０のブレを補正する。
なお、これら制御系の構成を含むブレ補正ユニット１は、本発明のブレ補正装置の一実施形態である。

次に、図１５のフローチャートを参照して、上記コントローラ３００による制御動作を説明する。
コントローラ３００は、制御開始と同時に、４つのコイル１３、１４、１５、１６（２つの第２コイル１３、１４、および２つの第１コイル１５、１６）に通電する（ステップＳ１、Ｓ２）。このとき、コントローラ３００は、第３のレンズ群１１３がレンズユニット１００の光軸Ｏと同軸に配置されるように、すなわち可動体４がニュートラル位置に保持されるように、各コイル１３、１４、１５、１６に流す電流値および向きを設定する。

この状態で、例えば撮影が開始されると、コントローラ３００は、２つのジャイロセンサ３０２、３０４を介してブレ量を検出するとともに（ステップＳ３）、２つのホール素子２２、２４を介して可動体４の位置情報を検出し（ステップＳ４）、これらの検出結果に基づいて補正量を演算する（ステップＳ５）。そして、コントローラ３００は、ステップＳ５で演算した補正量に基づいて、各コイル１３、１４、１５、１６に流す電流値および向きをコントロールして、ブレを補正する。

なお、ステップＳ５で演算した補正量が予め設定したしきい値より小さい場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、および可動体４を停止させる場合、コントローラ３００は、第１コイル１５、１６に対する通電を止め（ステップＳ７）、第２コイル１３、１４のみによる駆動に切り替える。これにより、消費電力を低く抑えることができる。

一方、ステップＳ５で演算した補正量が予め設定したしきい値以上である場合（ステップＳ６；ＮＯ）、コントローラ３００は、第１および第２コイル１３、１４、１５、１６による駆動制御を維持する。これにより、第２コイル１３、１４のみを用いた駆動制御では補正できなかった急激で強いブレをも補正可能となり、比較的大きな加速度を伴うブレを補正できるようになる。
以上、ステップＳ１〜Ｓ７の処理が、駆動終了まで（ステップＳ８；ＹＥＳ）続けられる。

以上のように、本実施形態によると、磁石１１、１２を間に挟んでそれぞれ２つのコイル１３、１４、１５、１６を設け、且つ必要に応じて第２コイル１３、１４、および第１コイル１５、１６の双方に適切な電流を流すようにしたため、片側のコイル（例えば、第２コイル１３、１４）のみでは補正できなかったレベルの比較的大きな加速度を伴う急激で強いブレをも補正できるようになった。

また、本実施形態によると、第２コイル１３、１４、および第１コイル１５、１６のいずれか一方のみに通電するモードと、第１および第２コイル１３、１４、１５、１６の全てに通電するモードと、を選択することができ、状況に応じて、最大のパワーを出力して急激なブレを補正したり、省電力モードを選択したりすることができる。特に、本実施形態では、第１コイル１５、１６をシャッターユニット６に設けたため、熱による影響を受け易いシャッター機構から遠い第２コイル１３、１４をメインコイルとし、第１コイル１５、１６をサブコイルとした。

また、本実施形態によると、所望する加速度を得るために、予め磁石サイズを大きくしたり、コイルの巻数を多くしたりする必要がなく、僅かなスペースに第１コイル１５、１６を追加するだけで良いため、装置構成を大型化することがなく、カメラの重量を低く抑えることができる。

さらに、本実施形態によると、第２コイル１３、１４と第１コイル１５、１６を異なるタイミングで駆動制御することもでき、第２コイル１３、１４と第１コイル１５、１６に通常とは逆方向の電流を流しても良く、制御の自由度を高めることができる。当然のことながら、４つのコイル１３、１４、１５、１６を独立して通電制御できるため、所望する任意の電流を各コイルに流すことができ、制御の幅を広げることができる。

図１６には、第２コイル１３、１４と第１コイル１５、１６が同じサイズである場合における磁石サイズと発生する加速度との関係をグラフにして示してある。これによると、第２コイル１３、１４（シングルコイル）のみを設けた従来の装置では、第１および第２コイル１３、１４、１５、１６（Ｗコイル）を設けた本実施形態の装置と比較して、発生し得る加速度が小さく、いずれの場合も、磁石サイズが大きくなると（磁石が重くなると）、途中で加速度の上昇率が低下することが分かる。

これに対し、例えば、磁石サイズが比較的小さいＳ１の場合、Ｗコイルの装置で発生させることのできる加速度は、シングルコイルの装置で発生する加速度の約２倍になっている。これは、可動体４が十分に軽い場合、理論的には、Ｗコイルの装置で発生させることのできる加速度が、シングルコイルの装置で発生する加速度の２倍にできることを示している。実際の装置では、あるレベルを超えて可動体４のイナーシャが大きくなると、２倍の加速度を得ることはできなくなるが、シングルコイルの装置よりＷコイルの装置の方が明らかに大きな加速度を得ることができる。

また、見方を変えると、Ｗコイルの装置でシングルコイルの装置と同じ加速度を得るためには、磁石サイズを小さくすることもでき、装置全体としての重量を軽くすることもできる。この場合、ユーザーにとって利便性を高めることができ、撮影時の手ブレも抑制できる効果が期待できる。

次に、図１７および図１８を参照して、第１の実施形態の変形例について説明する。なお、ここでは、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。図１７は、固定筒２’を被写体側から見た概略図であり、図１８は、ブレ補正ユニット１’を図１７のＦ１８−Ｆ１８で切断した断面図である。

固定筒２’のフレーム２１に取り付けられた第２コイル１３’、１４’は、ホール素子２２、２４の配置スペースを確保するため、長軸方向の長さが短くされている。より具体的には、各コイル１３’、１４’が発生する駆動力のベクトルが可動体４の重心Ｇの近くを通るように、コイル１３’はＹ軸に沿って図示上方にオフセットされ、コイル１４’はＸ軸に沿って図示右方へオフセットされている。オフセット方向は、重心Ｇの位置によって逆になる場合もある。

図１８に一方を代表して示すように、ホール素子２２は、基板２８に実装されてフレーム２１の被写体側の面に取り付けられている。この際、ホール素子２２は、コイル１３’がオフセットすることでできたスペースに配置される。言い換えると、この変形例では、ホール素子２２を磁石１１に対向させるため、コイル１３’を短くして重心に近付く方向にオフセットさせた。
上述した第１の実施形態のように、ホール素子とコイルをＺ方向に重なる位置、かつ、磁石とホール素子が離れた位置に配置されると、コイルで発生する磁束（＝ノイズ成分）がホール素子に与える影響が大きくなる（ＳＮ比が小さくなる）。変形例ではホール素子が磁石に近づき、コイル１３および１４からの磁束の影響を受け難い位置に配置されるためＳＮ比が大きくなり、より制度の高い制御が可能になる。

次に、図１９および図２０を参照して、第２の実施形態について説明する。なお、ここでは、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。図１９は、本実施形態の固定筒２”を被写体側から見た概略図であり、図２０は、図１９の固定筒２”に組み込まれる可動体４’を撮像素子１２０側から見た概略図である。

本実施形態では、図１９に示すように、２つのホール素子２２、２４をＸＹ平面に沿ってコイル１３、１４から離れた位置に配置し、図２０に示すように、可動体４’のフレーム４１に、これら２つのホール素子２２、２４に光軸方向に対向する位置関係で、磁石１１、１２とは別に、位置検出専用の２つの磁石５２、５４を配置した。

上述した第１の実施形態および変形例のように、可動体４を駆動するための磁石１１、１２を位置検出用の磁石として兼用にすると、各コイル１３、１４、１５、１６から発生する磁束がホール素子２２、２４を通過してノイズ成分になり得る可能性がある。

これに対し、本実施形態によると、駆動用のコイル１３、１４、１５、１６から発生する磁束がホール素子２２、２４を通過しないため、可動体４の駆動系からホール素子２２、２４に影響するノイズ成分を無くすことができ、可動体４の位置検出精度を維持することができ、ブレ補正をより確実に実施できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を超えることなく任意に変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、固定筒２（２’、２”）側のコイル１３、１４（１３’、１４’）を常時駆動する第２コイルとし、シャッターユニット６側のコイル１５、１６を第１コイルとした場合について説明したが、これに限らず、コイル１５、１６を常時駆動する第２コイルとして、コイル１３、１４（１３’、１４’）を第１コイルとしても良い。この場合、ホール素子２２、２４に近いコイル１３、１４（１３’、１４’）の使用頻度が少なくなり、ノイズ成分の軽減効果が期待できる。

また、上述した実施形態では、ブレ補正の際に駆動対象となる光学部材の一例として第３のレンズ群について説明したが、これに限らず、撮像素子１２０を光学部材とすることもでき、ブレ補正のため、撮像素子１２０をＸＹ平面に沿って駆動するようにしても良い。

１…ブレ補正ユニット、 ２…固定筒、 ４…可動体、 ６…シャッターユニット、 １０…デジタルカメラ、 １１、１２…磁石、 １３、１４、１５、１６…コイル、 ２１…フレーム、 ２２、２４…ホール素子、 ４１…フレーム、 ５２、５４…磁石、 ６１…フレーム、 １００…レンズユニット、 １１３…第３のレンズ群、 １２０…撮像素子、 ２００…カメラ本体、 ３００…コントローラ、 ３０２、３０４…ジャイロセンサ、 Ｏ…光軸。

Claims (7)

1. 光学部材または光学部材を通過してきた被写体からの反射光を電子情報に変換する撮像素子を光軸と直交する方向に移動させることによりブレを補正するブレ補正装置において、
   第１コイルが保持された第１固定部材と、
   第２コイルが保持された第２固定部材と、
   上記光学部材または撮像素子の一方と磁石とが配置され、上記第１固定部材及び上記第２固定部材に対して当該光学部材または撮像素子の一方を上記光軸と直交する方向に移動可能に配置された可動部材と、を具備し、
   上記磁石は、一方の面が上記第１コイルに対向し他方の面が上記第２コイルに対向して当該第１コイル及び当該第２コイルに挟まれて配置され、上記可動部材は、当該磁石の両面が当該第１コイル及び当該第２コイルの各々から受ける励磁力によって移動することを特徴とするブレ補正装置。
2. 上記第１コイルと上記第２コイルは、同じ形状をしており、かつ、当該第１コイルの空芯部と当該第２コイルの空芯部の各光軸方向中心軸が一致するように光軸方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１記載のブレ補正装置。
3. 上記第１コイルの空芯部における長手方向長さと上記第２コイルの空芯部における長手方向長さとは異なることを特徴とする請求項１記載のブレ補正装置。
4. 上記第２固定部材に配置されていて、上記可動部材が移動した際に上記磁石の磁気変化を検出する位置検出素子を更に有し、
   上記第１コイルは当該第１コイルの空芯部が上記磁石の一方の面に対向するように配置され、
   上記第２コイルの空芯部及び上記位置検出素子が上記磁石の他方の面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項３記載のブレ補正装置。
5. 上記位置検出素子における検出結果に基づいて上記第１および第２コイルに流す電流を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項４記載のブレ補正装置。
6. 上記制御部は、検出されたブレ量が予め設定したしきい値より小さい場合に上記第１コイルにのみ制御した電流を流し、上記位置検出素子で検出したブレ量が上記しきい値以上である場合に上記第２コイルにも制御した電流を流すことを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のブレ補正装置を備えた撮像装置。

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