JP2017003934A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのアクチュエータで移動要素を移動平面上でＸ，Ｙ，θの各方向に移動制御することを可能にした駆動装置を提供する。
【解決手段】移動要素（撮像素子ＩＳ，可動支持体１）をＸ，Ｙ，θ移動するための一対のアクチュエータ４Ｒ，４Ｌを備える。アクチュエータ４Ｒ，４Ｌは、磁界を形成する磁石２１Ｒ，２１Ｌと、磁界内に配設され、通電されたときに電磁力による移動力が発生される駆動コイル１１Ｒ，１１Ｌを備える。アクチュエータ４Ｒ，４Ｌは所定の方向に対向配置され、駆動コイル１１Ｒ，１１Ｌは通電されたときに当該所定の方向に対して斜め方向の移動力が発生される。駆動コイル１１Ｒ，１１Ｌに発生する移動力を合成した移動力で移動要素を移動制御することにより、Ｘ，Ｙ，θの各方向への移動制御が実現できる。
【選択図】 図３

Description

本発明はデジタルカメラ等の光学機器に設けられ、光学要素を移動制御するために用いて好適な駆動装置に関し、特にボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を駆動用のアクチュエータとする駆動装置に関するものである。

光学機器、なかでもデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では、手振れ撮像による画像品質の低下を防止するために、手振れの発生時に撮像素子あるいはレンズ等の光学要素を光軸方向と直交する平面上でＸ方向、Ｙ方向、θ方向（光軸回り方向）に移動させる手振れ防止機構を設けたものがある。このような手振れ防止機構では光学要素を移動制御する際の駆動用のアクチュエータとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が用いられることが多い。例えば、特許文献１，２はいずれも永久磁石とコイルとで構成されるＶＣＭによって光学要素を光軸方向と直交する方向に移動制御する技術が提案されている。

特許文献１は、光学要素をＸ，Ｙ，θ方向に移動制御するためのアクチュエータとして、Ｘ方向に移動制御する２つのＸアクチュエータと、Ｙ方向に移動制御する１つ又は２つのＹアクチュエータを備えた構成である。同様に、特許文献２は、Ｘ方向に移動制御する２つのＸアクチュエータと、Ｙ方向に移動制御する２つのＹアクチュエータを備えた構成である。いずれも、ＸアクチュエータとＹアクチュエータの移動制御方向を制御することにより、光学要素をＸ，Ｙ，θ方向に移動制御することが可能とされている。

特開２００５−３５２１１３号公報 特開２００８−２２５１３５号公報

特許文献１，２は、いずれも各アクチュエータが光学要素をＸ方向又はＹ方向のいずれかの方向にのみ移動制御する構成であるため、特に光学要素をθ方向に移動制御するためには、特許文献１のように少なくとも３つのアクチュエータが必要とされている。また、光学要素をθ方向に移動制御する際の制御の容易性や迅速性を高めるためには特許文献２のように４つのアクチュエータを備えることが必要とされている。このように、特許文献１，２は３つあるいは４つのアクチュエータが必要であるので、例えば光学要素として撮像素子を移動制御する際には、撮像素子の周囲に３つあるいは４つのアクチュエータを配設する必要があり、撮像素子ないしはこれを含む撮像装置の小型化を図る上での障害になっている。

本発明の目的は、移動要素を移動する際におけるＸ，Ｙ，θの各方向の移動制御を２つのアクチュエータで構成した駆動装置を提供するものである。

本発明の駆動装置は、磁界を形成するための磁石と、磁界内に配設され、通電されたときに電磁力による移動力が発生される駆動コイルを備えた一対のアクチュータを備えており、この一対のアクチュエータにより移動要素を駆動する駆動装置である。一対のアクチュエータは所定の方向に沿って配置され、駆動コイルは通電されたときに当該所定の方向に対して斜め方向の移動力が発生される構成であることを特徴とする。

本発明の好ましい形態として、駆動コイルは、磁界の領域内に配設され、かつ所定の方向に対して斜め方向に延長された線部を含んでいる。すなわち、アクチュエータはそれぞれ一体的に構成された一対の駆動コイルを備えており、各コイルの線部は互いに反対の斜め方向に延長されている。例えば、一対の駆動コイルの各線部は、所定の方向に対して互いに反対方向に４５度の斜め方向に延長されることが好ましい。

本発明は、一対の駆動コイルは平行四辺形に形成され、それぞれの斜辺となる線部が互いに反対の斜め方向に延長される。この場合において、駆動コイルは、平行辺となる線部が磁界の領域から外れた位置に配置されるようにする。また、駆動コイルは、線部の一部、例えば平行辺となる線部が磁気シールドカバーで被覆される。

本発明の駆動装置は、例えば、光学機器の光軸と垂直な面上でＸ方向、Ｙ方向および光軸回りのθ方向に移動される光学要素と、光軸を挟んで所定の方向に沿って配置され、光学要素を各方向に移動させる一対のアクチュエータとを備えており、一対のアクチュエータは、磁界を形成するための磁石と、磁界内に配設されて通電されたときに電磁力による移動力が発生される駆動コイルを備えており、駆動コイルは通電されたときに所定の方向に対して互いに反対の斜め方向の移動力が発生される一対のコイルで構成され、一対のアクチュエータのそれぞれ少なくとも１つの駆動コイルに発生する移動力の合成移動力で光学要素を移動させる構成である。

本発明が適用される機器は、例えば撮像装置であり、移動要素は駆動コイルを一体に支持した可動支持板と、当該可動支持板に支持された撮像素子または撮像レンズで構成されている。その上で、一対のアクチュエータの各一対の駆動コイルに通流する電流を制御するための制御回路を備え、制御回路は撮像装置に生じる振動を検出し、検出した振動を相殺するように移動要素を移動制御するように構成する。この場合には、一対のアクチュエータは磁界の領域内に配置されて移動要素に一体的に支持されているホール素子を備え、当該ホール素子の検出出力に基づいて当該移動要素の位置を検出する構成とすることが好ましい。

本発明によれば、２つのアクチュエータのそれぞれにおいて発生する移動力を合成することによって移動要素をＸ，Ｙ，θ方向に移動制御することができるので、移動要素を駆動するための駆動装置の構成が簡易化できる。

本発明を手振れ防止装置に適用したカメラの概念構成を示す概略斜視図。 手振れ防止装置をカメラ後方側から見た分解斜視図。 手振れ防止装置の（ａ）背面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線断面図。 駆動コイル対をカメラ後方側から見た分解図。 制御回路を含む手振れ防止装置の回路構成図。 撮像素子をＹ方向に移動制御する作用を説明する模式図と背面図。 撮像素子をＹ方向に高速移動制御する作用を説明する模式図。 撮像素子をＸ方向に移動制御する作用を説明する模式図と背面図。 撮像素子をθ方向に移動制御する作用を説明する模式図と背面図。 磁気シールドカバーを備えるアクチュエータの図３と同様の図。 Ｙ位置センサを備えるアクチュエータの背面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の駆動装置をスチルカメラやムービーカメラ（ビデオカメラ）等のカメラＣＡＭのカメラボディ内に内装される撮像素子ＩＳの手振れ防止装置ＳＲに適用した実施形態の概略斜視図である。この手振れ防止装置ＳＲは、撮像時にカメラに発生する手振れ等によってカメラが振動されたときに、この振動を相殺するように撮像素子ＩＳをカメラのレンズ光軸Ｏｘと垂直な平面上でＸ方向とＹ方向、さらにθ方向に移動制御させる構成とされている。ここで、Ｘ方向とＹ方向はそれぞれカメラを通常の姿勢に保持したときの水平方向と鉛直方向である。また、θ方向は、レンズ光軸Ｏｘを中心とした回転方向である。そして、この手振れ防止装置ＳＲでは、撮像素子ＩＳをＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動制御するためのアクチュエータとして、前記撮像素子ＩＳを左右に挟んで配置され、それぞれＶＣＭ（ボイスコイルモータ）で構成される２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌを備えている。なお、以降において左右方向はカメラＣＡＭの後方から見た方向を示している。

図２は前記手振れ防止装置ＳＲをカメラＣＭの後方から見た部分分解斜視図である。前記撮像素子ＩＳは、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の半導体撮像素子で構成されており、その撮像面をカメラＣＡＭの前方に向け、かつレンズ光軸Ｏｘと垂直な立面方向に向けた状態で可動支持体１に支持されている。この可動支持体１は本発明における移動要素であり、横長の矩形の平板状に形成されており、前記撮像素子ＩＳはこの可動支持体１の前面のほぼ中央に配置され、当該可動支持体１に一体化された状態に支持されている。

前記可動支持体１をレンズ光軸Ｏｘの方向に挟んだ前後位置、すなわち前記可動支持体１の前面と後面に対してそれぞれ微細な間隙をおいて対向された位置には、強磁性体材料の板材で形成された一対のヨーク２，３が配設されている。これらのヨーク２，３について、便宜的に可動支持体１の前面に対向されているヨーク２を磁石側ヨークと称し、可動支持体１の後面に対向されているヨーク３をコイル側ヨークと称する。これら磁石側ヨーク２とコイル側ヨーク３は概ね前記可動支持体１と同じ形状の板部材として形成されているが、前記磁石側ヨーク２は前記撮像素子ＩＳの撮像面を露呈するための開口窓２ａを有する矩形枠状に形成されている。前記コイル側ヨーク３は単に平板状であってもよいが、ここではアクチュエータ４Ｒ，４Ｌに対向する部分をＹ方向に延びる帯状とするために、全体が矩形の枠状に形成されている。これら磁石側ヨーク２とコイル側ヨーク３は、それぞれ前記カメラＣＡＭの内部に固定支持されている。

その上で、前記両ヨーク２，３にはそれぞれの内面、すなわち前記可動支持体１に対向する側の面の複数箇所に転動ボールを配設したベアリング機構が設けられている。このベアリング機構については、既に知られている構造であるので図示は省略するが、前記磁石側ヨーク２とコイル側ヨーク３の複数のベアリング機構は、それぞれ同数でかつレンズ光軸Ｏｘの方向に対向配置されている。そして、各ヨーク２，３の各ベアリング機構の各転動ボールは、前記可動支持体１をレンズ光軸Ｏｘの方向に挟持するように、当該可動支持体１の前面と後面にそれぞれ当接されている。これにより、可動支持体１は両ヨーク２，３によりレンズ光軸方向に挟持された状態で、かつ転動ボールの転動によって両ヨーク２，３に対してＸ方向，Ｙ方向およびθ方向に移動することが可能とされている。

図３（ａ）は前記手振れ補正装置ＳＲをカメラ後方から見た背面図であり、図３（ｂ）と（ｃ）はそれぞれ図３（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿って切断した左側のアクチュエータ４Ｌの断面図である。図２と図３を参照して、前記磁石側ヨーク２の後面、すなわち前記可動支持体１に対向する側の面には、前記開口窓２ａの左右にそれぞれ対をなす２組の駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌが配設され、磁石側ヨーク２に固定支持されている。２組の駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌはそれぞれ矩形小片状をした対をなす永久磁石ＭＮとＮＳで構成されており、各永久磁石ＭＮ，ＭＳはそれぞれＹ方向に微小の間隔をおいて配設されている。

一方、前記可動支持体１には、前記２つの永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌに対してレンズ光軸Ｏｘを左右に挟んで対向位置された２つの駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌが配設され、可動支持体１に一体的に支持されている。これら２つの駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌはそれぞれカメラ前後方向の寸法（厚み寸法）が小さく、当該カメラ前後方向から見たときに概ね平行四辺形となるように導線が巻回された２つのコイルで構成されている。

すなわち、図３（ｂ），（ｃ）は左側のアクチュエータ４Ｌの駆動コイル対１１Ｌを示しており、駆動コイル対１１Ｌは第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２で構成されている。図４はこれら第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２のみを示す図であり、前記可動支持体１の前記撮像素子ＩＳの左右位置にそれぞれ貫通された開口１２内にレンズ光軸Ｏｘの方向に重ねられた状態で可動支持体１の厚み方向に埋設された状態で配設されている。右側の駆動コイル対１１Ｒも同様であり、第１コイルＲＬ１と第２コイルＲＬ２で構成されている。

前記コイル側ヨーク３は、左右に配置された左右枠部３１Ｒ，３１Ｌがそれぞれ前記駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌに対してレンズ光軸Ｏｘの方向に対向配置されている。換言すれば、これら左右枠部３１Ｒ，３１Ｌはレンズ光軸Ｏｘの方向に前記駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌを挟んで前記永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌに対向配置されていることになる。

以上の構成により、各永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌと、これに対向配置された各駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌは、それぞれ磁石側ヨーク２とコイル側ヨーク３と協働して動作されるＶＣＭからなるアクチュエータ４Ｒ，４Ｌとして構成されることになる。すなわち、可動支持体１には左右位置にそれぞれ前記した２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌが構成されることになり、これら２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌにより可動支持体１がＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動制御されることになる。

前記２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの詳細を説明する。図３（ａ）に示したように、前記各駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌでは、対をなす２つの永久磁石ＭＮ，ＭＳの磁極面が互いに反対方向に向けられており、図３（ａ）において上側に配置されている永久磁石ＭＮはＳ極が前記磁石側ヨーク２に接した状態で固定され、Ｎ極がカメラの後方（紙面の表面側）に向けられている。図３（ａ）の下側に配置されている永久磁石ＭＳはＮ極が前記磁石側ヨークに接した状態で固定され、Ｓ極がカメラの後方に向けられている。

このように構成されていることにより、各駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌは、永久磁石ＭＮ−磁石側ヨーク２−永久磁石ＭＳ−コイル側ヨーク３の左右枠部３１をループ状に結ぶ磁気回路が構成される。この磁気回路により、各駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌにおいては、各永久磁石対ＭＮ，ＭＳおよび磁石側ヨーク２と、コイル側ヨーク３の左右枠部３１Ｒ，３１Ｌとのそれぞれのレンズ光軸Ｏｘ方向の微小間隔内に、レンズ光軸Ｏｘに沿った前後方向に向けられ、かつ互いに方向が異なる磁力線による磁界（磁場）がＹ方向に並んで形成されることになる。すなわち、図３（ａ）においては、上側の永久磁石ＭＮでは紙面に垂直な上向きの磁力線の磁界が形成され、下側の永久磁石ＭＳでは紙面に垂直な下向きの磁力線の磁界が形成される。

一方、前記駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌを構成している第１コイルＲＬ１，ＬＬ１と第２コイルＲＬ２，ｌｌ２は、図３（ａ）に示したように、それぞれレンズ光軸Ｏｘの方向から見た形状が平行四辺形となるように巻回された構成である。例えば、図４に示した左側の駆動コイル対１１Ｌにおいては、第１コイルＬＬ１はＸ方向両側の側線部ｓａ，ｓｂがＹ方向に沿って延長され、上線部ｕ１と下線部ｄ１がＸ方向に対して４５度の角度で右上がりの斜線部となる平行四辺形に巻回されている。また、第２コイルＬＬ２は両側線部ｓａ，ｓｂがＹ方向に沿って延長され、上線部ｕ２と下線部ｄ２がＸ方向に対して４５度の角度で左上がりの斜線部となる平行四辺形に巻回されている。

そして、これら第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２は、それぞれの左右の側線部ｓａ，ｓｂがＹ方向に延びる直線上に位置されるが、永久磁石対２１Ｌによって形成されている磁界の影響を受けないように磁界領域の外側に配置される。一方、第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２の各上線部ｕ１，ｕ２と各下線部ｄ１，ｄ２はそれぞれ永久磁石対２１Ｌによって形成されている２つの磁界、すなわちレンズ光軸Ｏｘに沿って互いに反対方向に磁力線が向けられている各磁界の領域内に配置されている。また、各上線部ｕ１，ｕ２と下線部ｄ１，ｄ２は互いにＸ字型に交差する状態に配置される。そして、第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２は、前記したようにレンズ光軸Ｏｘの方向に重なるようにして前記可動支持体１に一体的に支持されている。

図３（ａ）に示した右側の駆動コイル対１１Ｒについても同様である。ここで、後述する動作説明を分かり易くするために、図３（ａ）における右側の駆動コイル対１１Ｒの第１コイルＲＬ１と第２コイルＲＬ２をそれぞれ右第１コイルと右第２コイルと称し、左側の駆動コイル対１１Ｌの第１コイルＬＬ１と第２コイルＬＬ２をそれぞれ左第１コイルと左第２コイルと称する。

前記２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの各駆動コイル対１１Ｒ，１１Ｌ、すなわち左右の第１コイルＲＬ１，ＬＬ１と第２コイルＲＬ２，ＬＬ２は、図５に示すように、制御回路１００により通電が制御される。この制御回路１００は手振れ防止の制御回路であり、カメラに生じるＸ軸（カメラ水平軸）角速度、Ｙ軸（カメラ鉛直軸）角速度、Ｚ軸（カメラ光軸）角速度を検出するためのＸジャイロＧｘ、ＹジャイロＧｙ、ＺジャイロＧｚが接続されている。これらジャイロＧｘ，Ｇｙ，Ｇｚは既に知られているのでここでは詳細についての説明は省略する。

また、前記各第１コイルＲＬ１，ＬＬ１と第２のコイルＲＬ２，ＬＬ２への通電をフィードバック制御するために可動支持体１のＸ方向の移動位置を検出するＸ位置センサＳｘと、Ｘ方向に異なる２つの位置におけるそれぞれのＹ方向の移動位置を検出するＹ１位置センサＳｙ１およびＹ２位置センサＳｙ２が接続されている。また、位置センサＳｘ，Ｓｙ１，Ｓｙ２はホール素子を用いたセンサであり、このセンサによる位置検出の原理等についても既に知られているのでその詳細については説明を省略する。

前記制御回路１００は、各ジャイロＧｘ，Ｇｙ，Ｇｚで検出した角速度からカメラＣＡＭのＸＹＺ方向の姿勢変化を検出し、この変化を相殺するように各位置センサＳｘ，Ｓｙ１，Ｓｙ２で検出した可動支持体１、すなわち撮像素子ＩＳの移動位置を参照して前記した右第１コイルＲＬ１、右第２コイルＲＬ２、左第１コイルＬＬ１、左第２コイルＬＬ２に供給する電流の大きさと通流方向を制御する。これにより、各コイルＲＬ１，ＲＬ２，ＬＬ１，ＬＬ２と、各駆動永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌにより形成された磁界とで生じる電磁力によって可動支持体１、すなわち撮像素子ＩＳのＸＹθ位置を所定の位置に制御し、手振れを防止する。

以上の構成の２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌによる可動支持体１の手振れ防止での移動制御を説明する。カメラＣＡＭでの撮像時に手振れが生じると、Ｘ，Ｙ，Ｚの各ジャイロＧｘ，Ｇｙ，Ｇｚは手振れによる振動、すなわちＸ，Ｙ，Ｚの各軸角速度を検出して制御回路１００に入力する。同時にＸ，Ｙ１，Ｙ２の各位置センサＳｘ，Ｓｙ１，Ｓｙ２は可動支持体１のＸ，Ｙ１，Ｙ２の各位置を検出して制御回路１００に入力する。制御回路１００は入力された角速度からカメラＣＡＭのＸＹθ位置変動を演算し、入力されたＸ，Ｙ１，Ｙ２位置がＸＹθ位置変動を相殺する位置となるように可動支持体１を移動制御する制御信号、すなわち左右の各第１コイルＲＬ１，ＬＬ１と第２コイルＲＬ２，ＬＬ２に通流する制御電流を生成し、この生成した制御電流をこれらのコイルに通流する。

各コイルＲＬ１，ＲＬ２，ＬＬ１，ＬＬ２には、通流された制御電流により自身が存在している磁界との間で生じる移動力（ローレンツ力：フレミングの左手の法則による電磁力）が発生する。そして、各コイルＲＬ１，ＲＬ２，ＬＬ１，ＬＬ２に発生した移動力はそれぞれ可動支持体１を移動させる駆動力となり、これらの移動力を合成した合成移動力によって可動支持体１をＸＹθ方向に移動する。これにより、カメラＣＡＭに生じる手振れによるＸＹθ位置変動を相殺した位置に可動支持体１および撮像素子ＩＳを移動制御することができ、手振れを防止する。

図６は可動支持体１をＹ方向に移動する際の２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの作用を説明する図であり、（ａ）は模式図、（ｂ）は図３（ａ）に対応する背面図である。ここでは可動支持体１をＹ正方向（図６の上方向）に移動する状態を示しており、左第２コイルＬＬ２にｃｃｗ（反時計回り）方向の電流を通流し、右第１コイルＲＬ１にｃｃｗ方向の電流を通流する。左第１コイルＬＬ１と右第２コイルＲＬ２には電流を通流しない。左第２コイルＬＬ２では、永久磁石対２１Ｌによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ２および下線部ｄ２との間で発生するローレンツ力により、図６の右斜め上方に向けた移動力Ｆ１が発生する。一方、右第１コイルＲＬ１では、永久磁石対２１Ｒによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ１および下線部ｄ１との間で発生するローレンツ力により、図６の左斜め上方に向けた移動力Ｆ２が発生する。

これにより、左第２コイルＬＬ２に発生する移動力Ｆ１と、右第１コイルＲＬ１に発生する移動力Ｆ２が合成されてＹ上方向、すなわちＹ正方向の合成移動力が形成され、図６（ｂ）に示すように、可動支持体１はＹ正方向に移動されることになる。このときＸ方向については左第２コイルＬＬ２と右第１コイルＲＬ１の移動力Ｆ１，Ｆ２が相殺されるため可動支持体１がＸ方向に移動されることはない。なお、左右の第１コイルと第２コイルの左右の側線部ｓａ，ｓｂは磁界の領域内に配置されていないので、これら左右の側線部ｓａ，ｓｂにおいて移動力が発生することはない。

このとき、図７に示すように、さらに左第１コイルＬＬ１にｃｃｗ方向の電流を通流して左斜め上方に向けた移動力Ｆ３を発生させ、また右第２コイルＲＬ２にｃｃｗ方向の電流を通流して右斜め上方に向けた移動力Ｆ４を発生させ、これらの移動力Ｆ１〜Ｆ４を合成してＹ正方向の合成移動力を発生させるようにしてもよい。したがって、４つのコイルＲＬ１，ＲＬ２，ＬＬ１，ＬＬ２に発生する移動力Ｆ１〜Ｆ４を全て合成することで、より大きな合成移動力を発生させ、可動支持体１を高速にＹ方向に移動制御することが可能になる。例えば、カメラのレリーズボタンの半押し時に、２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌに最大の移動力を発生させたいような場合に適用できる。

可動支持体をＹ負方向（図の下方向）に移動する場合には、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２に対してＹ正方向に移動したときと反対方向に電流を通流すればよい。すなわち左第２コイルＬＬ２にｃｗ（時計回り）方向の電流を通流し、右第１コイルＲＬ１にｃｗ方向の電流を通流すればよい。あるいは、または同時に、左第１コイルＬＬ１にｃｗ方向の電流を通流し、右第２コイルＲＬ２にｃｗ方向の電流を通流すればよい。

なお、Ｙ正方向あるいはＹ負方向に移動する際においては、前記した電流制御に代えて、左第２コイルＬＬ２と右第１コイルＲＬ１には電流を通流せず、左第１コイルＬＬ１と右第２コイルＲＬ２に電流を通流し、これらに発生する移動力のみで可動支持体１を移動させるようにしてもよい。

図８（ａ）は可動支持体１をＸ方向に移動する際の２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの作用を説明する模式図であり、図８（ｂ）は図６（ａ）と同様の図である。ここでは可動支持体１をＸ正方向（図の右方向）に移動する状態を示しており、左第１コイルＬＬ１にはｃｗ方向の電流を、左第２コイルＬＬ２にはｃｃｗ方向の電流を通流する。右第１コイルＲＬ１にはｃｗ方向の電流を、右第２コイルＲＬ２にはｃｃｗ方向の電流を通流する。左第１コイルＬＬ１と左第２コイルＬＬ２では、永久磁石対２１Ｌによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ１，ｕ２および下線部ｄ１，ｄ２との間で発生するローレンツ力により、図８の右斜め下方に向けた移動力Ｆ５と右斜め上方に向けた移動力Ｆ６が発生する。一方、右第１コイルＲＬ１と右第２コイルＲＬ２では、永久磁石対２１Ｒによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ１，ｕ２および下線部ｄ１，ｄ２との間で発生するローレンツ力により、図８の右斜め下方に向けた移動力Ｆ５と右斜め上方に向けた移動力Ｆ６が発生する。

これにより、左右の各コイルＬＬ１，ＬＬ２，ＲＬ１，ＲＬ２に発生する移動力Ｆ５と移動力Ｆ６が合成されてＸ右方向、すなわちＸ正方向の合成移動力が形成され、可動支持体１および撮像素子ＩＳはＸ正方向に移動されることになる。Ｙ方向については各コイルＬＬ１，ＬＬ２，ＲＬ１，ＲＬ２の移動力Ｆ５，Ｆ６が相殺されるため可動支持体１がＹ方向に移動されることはない。このとき、左右の各第１コイルＬＬ１，ＲＬ１と第２コイルＬＬ２，ＲＬ２の左右の側線部ｓａ，ｓｂは磁界領域に配置されていないので、これら左右の側線部ｓａ，ｓｂにおいて移動力が発生することはない。

可動支持体１をＸ負方向（図の左方向）に移動する場合には、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２に対してＸ正方向の場合と反対方向に電流を通流すればよい。すなわち、左第１コイルＬＬ１にｃｃｗ方向の電流を通流し、左第２コイルＬＬ２にｃｗ方向の電流を通流し、右第１コイルＲＬ１にｃｃｗ方向の電流を通流し、右第２コイルＲＬ２にｃｗ方向の電流を通流すればよい。

図９（ａ）は可動支持体１をθ方向に移動する際の２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの作用を説明する模式図であり、図８（ｂ）は図６（ａ）と同様の図である。ここでは可動支持体１をθｃｃｗ正方向（図の反時計回り方向）に移動する状態を示しており、左第１コイルＬＬ１にはｃｗ方向の電流を通流し、右第１コイルＲＬ１にはｃｃｗ方向の電流を通流する。左第２コイルＬＬ２と右第２コイルＲＬ２には電流を通流しない。左第１コイルＬＬ１では、永久磁石対２１Ｌによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ１および下線部ｄ１との間で発生するローレンツ力により、図の右斜め下方に向けた移動力Ｆ７が発生する。一方、右第１コイルＲＬ１では、永久磁石対２１Ｒによる磁界と、この磁界の領域に配置された上線部ｕ１および下線部ｄ１との間で発生するローレンツ力により、図の左斜め上方に向けた移動力Ｆ８が発生する。

これにより、これら左第１コイルＬＬ１に発生する移動力Ｆ７と、右第１コイルＲＬ１に発生する移動力Ｆ８がレンズ光軸Ｏｘに対して同じ円周接線方向に作用し、結果として移動力Ｆ７，Ｆ８によってθｃｃｗ方向、すなわち反時計回り方向の合成移動力が形成され、可動支持体１および撮像素子ＩＳは反時計回り方向に移動されることになる。このときＸ方向とＹ方向については各コイルＬＬ１，ＲＬ１の移動力Ｆ７，Ｆ８が相殺されるため可動支持体１がＸ方向とＹ方向に移動されることはない。左第１コイルＬＬ１と右第１コイルＲＬ１の左右の側線部ｓａ，ｓｂは磁界領域に配置されていないので、これら左右の側線部ｓａ，ｓｂにおいて移動力が発生することはない。

なお、左第２コイルＬＬ２にｃｗ方向の電流を通流して左斜め下方に向けた移動力を発生させ、また右第２コイルＲＬ２にｃｃｗ方向の電流を通流して右斜め上方に向けた移動力を発生させ、これらの移動力を合成してθｃｃｗ方向の合成移動力を発生させるようにしてもよい。

可動支持体１をθｃｗ方向（図の時計回り方向）に移動する場合には、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２に対してθｃｃｗ方向の場合とは反対方向に電流を通流すればよい。すなわち左第１コイルＬＬ１にｃｃｗ方向の電流を通流し、右第１コイルＲＬ１にｃｗ方向の電流を通流すればよい。あるいは、左第２コイルＬＬ２にｃｃｗ方向の電流を通流し、右第２コイルＲＬ２にｃｗ方向の電流を通流すればよい。

前記実施形態では、４つのコイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２の左右の側線部ｓａ，ｓｂを永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌで形成される磁界の領域に配置しないようにすることによって左右の側線部ｓａ，ｓｂにおいてローレンス力を発生させないようにしている。そのため、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２、さらに言えば左右のコイル対１１Ｒ，１１Ｌの左右方向の寸法、すなわちＸ方向の寸法は永久磁石対２１Ｒ，２１ＬのＸ方向の寸法よりも大きくなり、アクチュエータ４Ｒ，４Ｌの小型化を図る上での障害になっている。

そこで、この実施形態の変形例では、図１０に示すように、各コイルの左右の側線部ｓａ，ｓｂに磁気シールドカバー５を配設し、磁界の影響を受けないように構成している。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は図３と同様の図であり、金属板を断面がコ字状をした筒状に加工した磁気シールドカバー５を形成し、この磁気シールドカバー５を各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２の左右の側線部ｓａ，ｓｂに被せている。

これにより、左右の側線部ｓａ，ｓｂは永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌの磁界領域に配置されても、磁気シールドカバー５の磁気遮断効果によって磁界の影響を受けなくなり、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２に電流が通流されたときにも左右の側線部ｓａ，ｓｂにおいてローレンツ力が発生することはなく、各コイルＲＬ１，ＬＬ１，ＲＬ２，ＬＬ２の上線部ｕ１，ｕ２と下線部ｄ１，ｄ２で発生するローレンツ力による移動力に影響を与えず、可動支持体１および撮像素子ＩＳのＸＹθ方向の適切な移動制御が実現できる。また、これにより、各コイル対１１Ｒ，１１ＬのＸ方向の寸法を永久磁石対２１Ｒ，２１ＬのＸ方向の寸法よりも小さくすることができ、コイル対１１Ｒ，１１Ｌの小型化、ないしはアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの小型化が実現できる。

実施形態の変形例として、図１１に示すように、２つのアクチュエータ４Ｒ，４ＬにそれぞれＹ位置センサ、すなわち右側のアクチュエータ４ＲにＹ１位置センサＳｙ１を配設し、左側のアクチュエータ４ＬにＹ２位置センサＳｙ２を配設してもよい。すなわち、各アクチュエータ４Ｒ，４Ｌの各永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌの各永久磁石ＭＮとＭＳのＹ方向の中間位置に位置センサＳｙ１，Ｓｙ２としてのホール素子を配置し、このホール素子を可動支持体１に支持させている。このホール素子からなるＹ１位置センサＳｙ１とＹ２位置センサＳｙ２は永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌで形成される磁界の磁束変化を検出して出力電流を変化させることで永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌに対する自身の位置、すなわち永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌを構成しているＹ方向に配列されている永久磁石ＭＮ，ＭＳの配列方向であるＹ方向に沿った可動支持体１の位置を検出することが可能とされている。

したがって、可動支持体１がＹ方向に移動したときに、右側のアクチュエータ４Ｒに設けたＹ１位置センサＳｙ１でＹ方向のＹ１位置を検出し、左側のアクチュエータ４Ｌに設けたＹ２位置センサＳｙ２でＹ方向のＹ２位置を検出する。これにより、Ｙ１位置とＹ２位置の変化を検出すれば可動支持体１がＹ方向に移動したことが検出でき、その際にＹ１位置とＹ２位置を比較すれば、Ｙ方向の傾き、すなわちθ方向も検出できる。例えば、Ｙ１＝Ｙ２のときには可動支持体１は水平状態を保ってＹ方向に移動したことが検出できる。Ｙ１≠Ｙ２のときには可動支持体１は傾いたこと、すなわちθ方向に移動したことが検出できる。

このようにＹ１位置センサＳｙ１とＹ２位置センサＳｙ２を２つのアクチュエータ４Ｒ，４Ｌにそれぞれ一体的に設けることで、ホール素子を利用した位置センサに必要とされる永久磁石をアクチュエータ４Ｒ，４Ｌの永久磁石対２１Ｒ，２１Ｌで兼用することができ、Ｙ１位置センサＳｙ１とＹ２位置センサＳｙ２をそれぞれ独立して配設する場合に比較して手振れ防止装置ＳＲの構成が簡易化できる。

実施形態では、各アクチュエータを構成する第１と第２のコイルの形状を平行四辺形に形成しているが、ローレンツ力を発生させる第１のコイルの線部と第２のコイルの線部が互いに直交する方向に延長されていればよい。したがって、１つの脚が互いに直交する対称形状の台形に形成してもよく、さらには１つの辺が互いに直交する三角形、あるいはその他の多角形に形成してもよい。いずれの場合も、ローレンツ力を発生させる線部以外の線部は磁界の領域から外す位置に配置し、あるいは磁気シールドカバーで被覆するようにすることが好ましい。

実施形態は２つのアクチュエータをＸ方向に沿って配置しているが、光軸を挟んだ対称位置に配置されていればよい。したがって、２つのアクチュエータをＹ方向に沿って配置した構成としてもよい。この場合には、Ｙ方向の配置スペースを低減するために、各アクチュエータの永久磁石対は対をなす永久磁石をＸ方向に沿って配置する構成としてもよい。

以上の実施形態は本発明の駆動装置を手振れ防止装置に適用しているが、光学機器に設けられて移動制御される他の光学要素を駆動するための駆動装置として適用することも可能である。例えば、カメラのレンズ鏡筒内に配設され、レンズ光学系を構成する一部のレンズをレンズ光軸と直交する面上でＸＹθ方向に移動させる手振れ防止装置の駆動装置として構成することが可能である。また、光学機器以外の機器において移動要素をＸＹθ方向に移動制御する駆動装置として適用できることは言うまでもない。

１ 可動支持体（移動要素）
２ 磁石側ヨーク
３ コイル側ヨーク
４Ｒ，４Ｌ アクチュエータ（ＶＣＭ：ボイスコイルモータ）
５ 磁気シールドカバー
１００ 制御回路
１１Ｒ，１１Ｌ 駆動コイル対
２１Ｒ，２１Ｌ 永久磁石対
ＲＬ１，ＬＬ１ 第１コイル
ＲＬ２，ＲＬ２ 第２コイル
ＳＲ 手振れ防止装置
ＩＳ 撮像素子
ＣＡＭ カメラ
ＭＮ，ＭＳ 永久磁石
Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ ジャイロセンサ
Ｓｘ，Ｓｙ１，Ｓｙ２ 位置センサ

Claims (14)

1. 磁界を形成するための磁石と、前記磁界内に配設され、通電されたときに電磁力による移動力が発生される駆動コイルを備えた一対のアクチュータを備え、このアクチュエータにより移動要素を駆動する駆動装置であって、前記一対のアクチュエータは所定の方向に沿って配置され、前記駆動コイルは通電されたときに前記所定の方向に対して斜め方向の移動力が発生される構成であることを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動コイルは、前記磁界の領域内に配設され、かつ所定の方向に対して斜め方向に延長された線部を含んでいる請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記アクチュエータはそれぞれ一体的に構成された一対の駆動コイルを備え、各コイルの前記線部は互いに反対の斜め方向に延長されている請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記一対の駆動コイルの各線部は、前記所定の方向に対して互いに反対方向に４５度の斜め方向に延長されている請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記一対の駆動コイルは平行四辺形に形成され、それぞれの斜辺となる線部が互いに反対の斜め方向に延長されている請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記駆動コイルは、平行辺となる線部が前記磁界の領域から外れた位置に配置される請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記駆動コイルは、一部が磁気シールドカバーで被覆されている請求項１ないし６のいずれかに記載の駆動装置。
8. 前記駆動コイルは前記平行辺となる線部が磁気シールドカバーで被覆されている請求項６に記載の駆動装置。
9. 前記一対のアクチュエータの各一対の駆動コイルのうち、選択した駆動コイルあるいは全ての駆動コイルに通流する電流の方向を制御して各駆動コイルに発生する移動力を制御する請求項１ないし８のいずれかに記載の駆動装置。
10. 前記一対のアクチュエータの各駆動コイルは前記移動要素に一体的に支持されており、当該移動要素は前記各駆動コイルに発生する移動力の合成移動力によって移動平面内においてＸ方向、Ｙ方向および光軸回りのθ方向に移動される請求項９に記載の駆動装置。
11. 光学機器の光軸と垂直な面上でＸ方向、Ｙ方向および光軸回りのθ方向に移動される光学要素と、前記光軸を挟んで所定の方向に沿って配置され、前記光学要素を前記各方向に移動させる一対のアクチュエータとを備える光学機器の駆動装置であって、前記一対のアクチュエータは、磁界を形成するための磁石と、前記磁界内に配設され、通電されたときに電磁力による移動力が発生される駆動コイルを備えており、前記駆動コイルは通電されたときに前記所定の方向に対して互いに反対の斜め方向の移動力が発生される一対のコイルで構成され、前記一対のアクチュエータのそれぞれ少なくとも１つの駆動コイルに発生する移動力の合成移動力で前記光学要素を移動させることを特徴とする駆動装置。
12. 前記光学機器は撮像装置であり、前記光学要素は、前記駆動コイルを一体に支持した可動支持板と、当該可動支持板に支持された撮像素子または撮像レンズで構成されている請求項１１に記載の駆動装置。
13. 前記一対のアクチュエータの各一対の駆動コイルに通流する電流を制御するための制御回路を備え、前記制御回路は前記撮像装置に生じる振動を検出し、検出した振動を相殺するように前記光学要素を移動制御する請求項１２に記載の駆動装置。
14. 前記一対のアクチュエータは前記磁界の領域内に配置されて前記光学要素に一体的に支持されているホール素子を備え、当該ホール素子の検出出力に基づいて当該光学要素の位置を検出する請求項１０ないし１２のいずれかに記載の駆動装置。
    
    
    

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