JP2021165786A - 駆動装置、振れ補正装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で高性能、且つ、消費電力の小さい駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置３１は、３つの駆動ユニット２と、３つの駆動ユニット２をそれぞれ駆動することで直進移動する３つのベアリング１１と、３つのベアリング１１と係合し、ベアリング１１の移動によって平面内の任意の方向に移動する移動部材１とを備え、前記平面と直交する方向から見た場合に、３つのベアリング１１を結ぶ線により形成される三角形の領域内に移動部材１の重心が位置し、且つ、３つの駆動ユニット２はそれぞれが駆動するベアリング１１よりも内側に配置された構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動装置、振れ補正装置及び撮像装置に関する。

テーブルを平面内の任意の方向に駆動する駆動装置が知られている。例えば特許文献１には、テーブルを載置する基台においてテーブルの外側の３箇所にモータを固定し、テーブルにおいて各モータの近傍となる３箇所に支軸を立設し、隣接する支軸とモータの回転軸をアームで連結した駆動装置が開示されている。この駆動装置では、回転軸と直交する方向にテーブルを移動させることができるように、アームの一端は支軸に回動自在に連結され、アームの他端は回転軸に固定されている。こうして、３本のアームの回転角度θと回転半径Ｒとの組み合わせにより、テーブルをＸＹθ方向に所定量だけ移動させることが可能となっている。

特開平５−２６９６３４号公報

上記特許文献１に開示された駆動装置では、各支軸と各モータの回転軸とをアームで連結する構成となっているため、高い精度でテーブルを移動させるためには、３つのモータの回転角度及び角速度を正確に調整する必要がある。そのため、調整が不十分であると、支軸とモータの回転軸との連結部に無理な力が生じることで損傷が生じたり、モータに過大な負荷が掛かって駆動が停止したりするおそれがある。

また、上記特許文献１に開示された駆動装置では、３つのモータのうち２つのモータの駆動を停止させた状態で残り１つのモータを駆動することは、構成上、不可能となっている。つまり、３つのモータの回転角度及び角速度を協調させて駆動条件を調整する必要がある。しかし、このような駆動条件の調整は、部品の当初からの寸法ばらつきや温度による寸法変化、摩耗等による寸法の経年変化等を考慮すると、状況に対応した非常に複雑な調整が必要となるめ、容易ではない。更に、調整ずれによってモータの負荷が増大するおそれがあり、これに対応するためにモータのトルクを大きくした場合には、消費電力が大きくなってしまう。加えて、モータがテーブルの外側に配置されているため、装置全体の小型化が容易ではない。

本発明は、小型で高性能、且つ、消費電力の小さい駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動装置は、３つの駆動部と、前記３つの駆動部をそれぞれ駆動することで直進移動する３つの連結部材と、前記３つの連結部材と係合し、前記３つの連結部材の移動によって平面内の任意の方向に移動する移動部材と、を備え、前記平面と直交する方向から見た場合に、前記３つの連結部材を結ぶ線により形成される三角形の領域内に前記移動部材の重心が位置し、且つ、前記３つの駆動部はそれぞれが駆動する連結部材よりも内側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、小型で高性能、且つ、消費電力の小さい駆動装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。 図１の撮像装置が備える像振れ補正装置の分解斜視図である。 図２の像振れ補正装置の移動部材をベース板金側から見た斜視図である。 図２の像振れ補正装置を構成する駆動部の斜視図である。 図４の駆動部を構成するスライドユニットの構造を示す図である。 図２の像振れ補正装置において駆動部及び転動板がベース板金に取り付けられた状態を示す正面図である。 図２の像振れ補正装置を構成する駆動ユニットの正面図である。 図７の駆動ユニットでの移動部材の移動態様を説明する模式図である。 図７の駆動ユニットでのベアリングにかかる荷重を説明する図である。 図７の駆動ユニットでのベアリングにかかる荷重の移動部材の回転に伴う変化を説明する図である。 図５のスライドユニットにおけるベアリングと移動部材が当接した状態を説明する図である。 図７の駆動ユニットの電気的構成を示すブロック図である。 図１０中の領域［１］〜［１２］の駆動力を纏めた図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る駆動装置を、撮像装置の像振れ補正装置に適用した構成について説明する。そのため、最初に、撮像装置の全体的な構成について説明し、その後、駆動装置（像振れ補正装置）の詳細な構成について説明することとする。

＜撮像装置の全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。撮像装置は、撮像装置本体（以下「カメラ本体部１００」と記す）と交換レンズ５０を備える。カメラ本体部１００に設けられたマウント部２１０と交換レンズ５０に設けられたマウント部５１によって、交換レンズ５０はカメラ本体部１００に対して着脱可能となっている。交換レンズ５０がカメラ本体部１００に装着されると、カメラ本体部１００の接点部２２０と交換レンズ５０の接点部５２が電気的に接続される。

被写体からの入射光は、交換レンズ５０のフォーカスレンズ５３を透過し、カメラ本体部１００のメインミラー１３０に入射する。メインミラー１３０は、メインミラー保持枠１３１に保持され、回転軸部１３１ａによってミラーアップ位置とミラーダウン位置との間を回動可能に軸支されている。メインミラー１３０はハーフミラーとなっており、メインミラー１３０を透過した光束は、サブミラー１４０により下方へ反射され、焦点検出ユニット１５０へ導かれる。

サブミラー１４０は、サブミラー保持枠１４１に保持されている。サブミラー保持枠１４１は、ヒンジ軸（不図示）によってメインミラー保持枠１３１に対して回動可能に軸支されている。焦点検出ユニット１５０は、フォーカスレンズ５３のデフォーカス量を検出し、フォーカスレンズ５３が合焦状態となるフォーカスレンズ５３の駆動量を算出する。交換レンズ５０は、焦点検出ユニット１５０により算出された駆動量を接点部２２０，５２を介して受信する。交換レンズ５０は、受信した駆動量に基づいてモータ（不図示）の駆動を制御し、フォーカスレンズ５３を光軸方向に移動させることで焦点調節を行う。

メインミラー１３０で反射した光束は、光学ファインダ１６０へ導かれる。光学ファインダ１６０は、ピント板１７０、ペンタプリズム１８０、接眼レンズ１９０により構成されている。メインミラー１３０から光学ファインダ１６０へ導かれた光束は、ピント板１７０で結像し、被写体の光学像を形成する。使用者は、ペンタプリズム１８０と接眼レンズ１９０を介してピント板１７０上の光学像を観察することができる。

サブミラー１４０の後方にはシャッタ装置１２０が配置され、シャッタ装置１２０の後方には撮像素子ユニット３０が配置されている。撮像素子ユニット３０は、光学ローパスフィルタ１２１、撮像素子ホルダ１２２、撮像素子１２３、カバー部材１２４、ゴム部材１２５を有する。光学ローパスフィルタ１２１を透過した光束は、撮像素子１２３へと入射し、撮像素子１２３の表面（撮像面）で結像し、被写体の光学像を形成する。撮像素子１２３は、撮像素子ホルダ１２２に保持されており、結像面に結像した光学像を電気信号に変換する。カバー部材１２４は、撮像素子１２３を保護する。ゴム部材１２５は、光学ローパスフィルタ１２１を保持し、光学ローパスフィルタ１２１と撮像素子１２３の間を密閉する。

撮像素子ユニット３０は駆動ユニット（不図示）に保持されており、駆動ユニットはビス（不図示）によってカメラ本体部１００を構成する筐体に固定されている。また、カメラ本体部１００には、カメラ本体部１００の振れを検出する振れ検出センサが設けられている。駆動ユニットと撮像素子ユニット３０は像振れ補正装置を構成しており、振れ検出センサにより検出された振れを補正する（例えば、打ち消す）ように駆動ユニットが撮像素子ユニット３０を駆動する。カメラ本体部１００の背面には、ＬＣＤ等で構成された表示モニタ２６０が配置されており、撮影画像やカメラ本体部１００の各種設定状態を表示することが可能となっている。

＜像振れ補正装置の機械的構成＞
図２は、像振れ補正装置の分解斜視図である。前述したように、像振れ補正装置は、駆動ユニットと撮像素子ユニット３０により構成される。駆動装置３１は、移動部材１、磁気シールドシート９、駆動ユニット２、ベース板金３、転動板５，６及び転動ボール７を有する。

図３は、移動部材１をベース板金３側から見た斜視図である。図２及び図３に示されるように、移動部材１には、厚み方向（光軸方向）に貫通した長穴部１ａ〜１ｃ、貫通でない丸穴部１ｄ〜１ｆ、突出部１ｇ〜１ｉ、突出部１ｊ〜１ｍが設けられている。なお、各部の機能（役割）については後述する。

駆動装置３１を構成する３つの駆動ユニット２は、駆動ユニット２を保持（固定）する保持部材であるベース板金３に固定された状態で、移動部材１の背面側に配置されている。３つの駆動ユニット２は、ベース板金３に対する固定方向は異なるが、同等の構成を有している。詳細は後述するが、３つの駆動ユニット２のうち所定の駆動ユニット２を駆動することにより、撮像素子ユニット３０を光軸Ｏａと直交する面内の任意の方向に駆動することができる。先ず、駆動ユニット２の構成について説明する。

図４は、駆動ユニット２の概略構成を示す斜視図である。駆動ユニット２は、モータユニット２ａとスライドユニット２ｂから構成されている。なお、モータユニット２ａは、モータ２２と、モータ２２の回転駆動軸に取り付けられたネジ部２３を有する。ネジ部２３には、具体的には、リードスクリューが用いられている。また、モータユニット２ａは、ネジ部２３の回転角度を検出するために周方向に多極着磁されたマグネット２４と、マグネット２４の磁束を検出するホール素子等の磁気感応素子２６を有する。更に、モータユニット２ａは、モータ２２をベース板金３に取り付けるためのモータ板金２５と、ネジ部２３の先端を軸支する軸受部材２７を有する。

図５（ａ）は、スライドユニット２ｂの全体図（外観斜視図）である。図５（ｂ）は、スライドユニット２ｂの分解斜視図である。駆動部を構成する３つの駆動ユニット２は同等の構造を有するため、１つの駆動ユニット２のスライドユニット２ｂについて説明する。

スライドユニット２ｂは、スライド部材１０、ストッパピン１２、螺合部材ホルダ１３、ねじりコイルバネ１４、バネ部材１６、軸部材１７，１８、板金部材１９及び引っ張りコイルバネ２０（弾性部材）を備える。また、スライドユニット２ｂは、螺合部材１５（第１の連結部材）及びベアリング１１（第２の連結部材）を備える。

スライド部材１０は、穴部１０ａ、穴部１０ｂ，１０ｃ、穴部１０ｄ，１０ｅ、溝部１０ｇ及び突出部１０ｆを有する。螺合部材ホルダ１３は、軸部１３ａ，１３ｂ、穴部１３ｃ及び溝部１３ｄを有する。螺合部材１５は、軸部１５ａ、突出片部１５ｂ及びネジ部１５ｃを有する。バネ部材１６は、４本の突出片部１６ａを有する。

螺合部材ホルダ１３の軸部１３ｂは、ねじりコイルバネ１４の内径部に挿通される。螺合部材ホルダ１３の軸部１３ａ，１３ｂはそれぞれ、スライド部材１０の穴部１０ｄ，１０ｅに嵌合する。ねじりコイルバネ１４は、螺合部材ホルダ１３の穴部１０ｄ，１０ｅとスライド部材１０の軸部１３ａ、１３ｂの嵌合ガタと、軸部材１７とスライド部材１０の穴部１０ｂ，１０ｃの嵌合ガタとを抑制するように働く。また、ねじりコイルバネ１４は、螺合部材１５とモータユニット２ａのネジ部２３のガタを抑制するように働く。これにより、目標位置に対して精度よく移動部材１を移動させることができ、簡単な構造で高い振れ補正性能を得ることが可能になる。

スライド部材１０の穴部１０ｂ，１０ｃは軸部材１７と嵌合し、溝部１０ｇは軸部材１８と嵌合する。軸部材１７，１８それぞれの両端部は、板金部材１９に設けられた穴部に圧入されて固定される。ストッパピン１２の先端部は、ベアリング１１の内径部に嵌合して、スライド部材１０の穴部１０ａに圧入される。これにより、ベアリング１１はスライド部材１０に固定される。

螺合部材１５の軸部１５ａと突出片部１５ｂはそれぞれ、螺合部材ホルダ１３の穴部１３ｃと溝部１３ｄに嵌合する。そして、バネ部材１６の４本の突出片部１６ａのバネ力により、螺合部材ホルダ１３と螺合部材１５は当接した状態で保持される。引っ張りコイルバネ２０の一方の端部２０ａはスライド部材１０の突出部１０ｆに取り付けられ、引っ張りコイルバネ２０の他方の端部２０ｂは、光軸方向で対向する移動部材１の突出部１ｊ，１ｋ，１ｍのいずれかに取り付けられる。引っ張りコイルバネ２０のバネ力は移動部材１の移動範囲の全域でモータユニット２ａの駆動負荷にはならないため、余分な電力を消費せずにがたつきを取り除くことができる。

軸部材１７，１８は、モータユニット２ａのネジ部２３と略平行に配置される。また、螺合部材１５のネジ部１５ｃは、モータユニット２ａのネジ部２３と噛み合っている。この状態でモータ２２に通電を行ってモータ２２を稼働させると、ネジ部２３が回転して、ネジ部２３のリードに従ってスライド部材１０はネジ部２３の軸方向と平行な方向へ直進移動する。つまり、スライド部材１０に固定されているベアリング１１は、ネジ部２３の軸方向と平行な方向に直進移動するよう構成されている。

図２の説明に戻る。駆動部（３つの駆動ユニット２）は、ネジ４によってベース板金３へ固定される。図６は、駆動部及び転動板６がベース板金３に取り付けられた状態を示す正面図（光軸方向において撮像素子ユニット３０側から見た図）である。ベース板金３に設けられた穴部３ａ〜３ｃに転動板６を嵌合させ、転動板６は更に接着や圧入、溶接等によりベース板金３に固定される。

移動部材１の丸穴部１ｄ〜１ｆには、転動板５が接着又は圧入等により固定される。引っ張りコイルバネ８の両端部が、移動部材１の突出部１ｇ〜１ｉとベース板金３の突出部３ｄ〜３ｆにそれぞれ取り付けられる。このとき、転動ボール７（転動部材）が転動板５，６間に挟持される。こうして、移動部材１とベース板金３は、光軸方向に一定の距離を保った状態で、引っ張りコイルバネ８によって付勢されて保持される。転動ボール７の転がりにより、光軸Ｏａと直交する平面内での任意の方向への移動部材１の移動を滑らか行うことが可能になる。

移動部材１の長穴部１ａ〜１ｃにはベアリング１１の外径部１１ａが挿通され、これにより３つのベアリング１１はそれぞれ、長穴部１ａ〜１ｃと係合する。前述したように、３つの引っ張りコイルバネ２０をそれぞれ、一方の端部２０ａがスライド部材１０の突出部１０ｆに取り付けられると共に他方の端部２０ｂが移動部材１の突出部１ｊ，１ｋ，１ｍにそれぞれ取り付けられた状態とする。これにより、ベアリング１１は、外径部１１ａの側面が移動部材１の長穴部１ａ〜１ｃの側面部１ａ−１〜１ｃ−１にそれぞれ当接して付勢された状態で保持される。

図７は、駆動装置３１の正面図である。つまり、図７は、図２の状態から移動部材１、転動板５、転動ボール７、引っ張りコイルバネ８を組み付けて駆動装置３１が構成された状態を、光軸方向の不図示の被写体側から見た図である。なお、撮像素子ユニット３０は駆動装置３１の移動部材１にネジ等で固定される。その際、撮像素子ユニット３０と移動部材１の間には、駆動装置３１で発生する磁気の撮像素子１２３への侵入を防止するために、磁気シールドシート９が配置される。

図７に示されるように、駆動装置３１は、スライド部材１０に取り付けられた３つのベアリング１１が移動部材１の長穴部１ａ〜１ｃの側面部１ａ−１〜１ｃ−１に当接する構造となっている。つまり、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１（磁気シールドシート９及び転動板５を含む）は、３つのベアリング１１により支持されている。そして、３つのベアリング１１は、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１の重心を中心として等分に略１２０°間隔で配置されている。また、長穴部１ａ〜１ｃは、その略長方形の長辺が図７において駆動装置３１の重心からベアリング１１の中心を結んだ線と略平行となるように設けられている。

撮像装置が正姿勢（光軸Ｏａが水平方向と平行、且つ、重力方向で光学ファインダ１６０が撮像素子ユニット３０の上側にある状態）で撮像装置の正面側から見た際に、撮像素子１２３の形状は、左右方向に長く、上下方向に短い略長方形となっている。ここで、ベアリング１１の中心の３点を結ぶ略正三角形のレイアウトを考えた場合、上下方向の長さが最も短くなって小型化が可能になるのは、正三角形の性質上、１つのベアリング１１が真上か又は真下に配置される構成となる。このことから、駆動装置３１では、１つのベアリング１１を撮像素子１２３の上辺側に配置し、残り２つのベアリング１１を撮像素子１２３の下辺側に下辺からの距離を同じくして配置している。こうして、撮像素子１２３の上下方向の小型化を図っている。

像振れ補正装置は、撮像素子ユニット３０の光軸後方に駆動部が配置された構造となっている。ここで、モータユニット２ａとスライドユニット２ｂの配置関係を考えた場合、スライドユニット２ｂはモータユニット２ａよりも光軸Ｏａと直交する方向において外側に（光軸Ｏａから離れるように）に配置されることが望ましい。これは、３つのベアリング１１が光軸Ｏａと直交する方向に遠ざかるほど、モータ２２（ネジ部２３）の回転角度に対する回転（Ｒｏｌｌ）方向の移動量の敏感度が下がり、より精度の良い回転（Ｒｏｌｌ）駆動が実現できるからである。

また、モータユニット２ａは、スライドユニット２ｂよりも光軸Ｏａに近い位置に（光軸方向から見てスライドユニット２ｂよりも内側に位置するように）配置される。これにより、モータ２２と撮像素子ユニット３０の側面までの距離が長くなるため、撮像素子１２３の側面へ到達するモータ２２からの磁束が低減する。よって、撮像素子１２３で生成、出力される画像信号へのノイズの侵入が低減され、撮影画像の画質低下を抑制することができる。

なお、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１の重心は、光軸Ｏａの近傍にあることが望ましい。本実施形態での像振れ補正装置では、上記の通り、３つのベアリング１１の中心を結ぶ線で形成される三角形の領域内に光軸Ｏａと、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１の重心が配置されている。これにより、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１の質量を３つのベアリング１１で分散して支持することができるため、効率よく駆動することが可能となる。

３つの転動ボール７は、３つのベアリング１１を結ぶ線で形成される三角形に対して３つの転動ボール７を結ぶ線で形成される三角形が略逆姿勢となる（互いの三角形が底辺を略平行にして頂点が略逆向きとなる）よう配置することが、スペース効率上望ましい。つまり、本実施形態の場合、撮像素子１２３の上辺側に２つの転動ボール７を上辺から等距離に配置し、残り１つの転動ボール７を撮像素子１２３の下辺側に配置することが望ましい。これは、三角形の性質上、底辺を除く２辺の外側に空いたスペースを確保することができるためである。

次に、ベアリング１１と移動部材１の位置関係について説明する。像振れ補正装置では、３つの駆動ユニット２のそれぞれのモータ２２に通電を行って３つのベアリング１１の位置を変化させることにより、移動部材１を任意の位置へ移動させることができる。

図８は、３つのベアリング１１の位置を変化させることにより、移動部材１を移動させた３つの態様を説明する模式図である。図８（ａ）〜（ｃ）において、破線で示す長穴部１ａ〜１ｃ及びベアリング１１の位置は、駆動部の非駆動時の位置を表しており、その際の３つのベアリング１１の中心を結んで形成される三角形の重心位置Ｃｇは、光軸Ｏａの位置と重なっている。また、図８（ａ）〜（ｃ）において、実線で示す長穴部１ａ〜１ｃ及びベアリング１１の位置は、駆動部を所定の条件で駆動した後の位置を表している。図８（ａ）〜（ｃ）では、便宜上、３つのベアリング１１をそれぞれ、ベアリングＡ，Ｂ，Ｃと称呼する。

図８（ａ）は、移動部材１（撮像素子ユニット３０）を図の右方向（水平（Ｙａｗ）方向）へ移動させる前後の状態を示している。移動部材１を図の右方向に距離Ｍ_Ｘだけ移動させる場合、ベアリングＡをｍ_Ａ（＝Ｍ_Ｘ）、ベアリングＢをｍ_Ｂ（＝−Ｍ_Ｘ・ｓｉｎθ）、ベアリングＣをｍ_Ｃ（＝−Ｍ_Ｘ・ｓｉｎθ）だけそれぞれ移動させればよい。

図８（ｂ）は、移動部材１（撮像素子ユニット３０）を図の上方向（（Ｐｉｔｃｈ）方向）へ移動させる前後の状態を示している。移動部材１を図の上方向に距離Ｍ_Ｙだけ移動させる場合、ベアリングＡは移動させず、ベアリングＢをｍ_Ｂ（＝Ｍ_Ｙ・ｃｏｓθ）、ベアリングＣをｍ_Ｃ（＝−Ｍ_Ｙ・ｃｏｓθ）だけそれぞれ移動させればよい。

図８（ｃ）は、移動部材１（撮像素子ユニット３０）を回転（（Ｒｏｌｌ）方向）へ移動させる前後の状態を示している。移動部材１を図の時計まわり方向にＭ_Ｒ°だけ移動させる場合、ベアリングＡをｍ_Ａ（≒２π・Ｌ・Ｍ_Ｒ／３６０）、ベアリングＢをｍ_Ｂ（≒２π・Ｌ・Ｍ_Ｒ／３６０）、ベアリングＣをｍＣ（≒２π・Ｌ・Ｍ_Ｒ／３６０）だけ移動させればよい。

なお、長さ“Ｌ”は、駆動部の非駆動時における重心位置ＣｇからベアリングＡ（又はＢ又はＣ）までの距離である。また、図８（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの逆方向である左方向、下方向、反時計まわり方向への移動部材１（撮像素子ユニット３０）の移動は、同様に行うことができ、そのため、ここでの説明を省略する。

次に、撮像素子ユニット３０が固定された移動部材１を３つのベアリング１１で支持した際にそれぞれのベアリング１１に掛かる荷重（駆動に要する力）について説明する。

図９は、３つのベアリング１１にかかる荷重を説明する模式図である。３つのベアリング１１を、図８と同様に、ベアリングＡ，Ｂ，Ｃとする。図９は、移動部材１が角度θだけ時計まわり方向へ回転した状態（像振れ補正装置が光軸Ｏａを中心に角度θだけ回転した状態）を示している。ベアリングＡ〜Ｃに一定の力Ｇが重力方向へ働いている場合の各駆動軸（ネジ部２３）方向の分力は、以下の通りである。

即ち、駆動軸方向の分力は、ベアリングＡではＧ・ｃｏｓ（９０°−θ）、ベアリングＢではＧ・ｃｏｓ（３０°−θ）、ベアリングＣではＧ・ｃｏｓ（３０°＋θ）となる。移動部材１を駆動する際には、３つの駆動ユニット２のそれぞれに少なくともこのような力、つまり、駆動力が必要になる。

図１０は、撮像素子ユニット３０と移動部材１の質量を１００％として、ベアリングのＡ〜Ｃの駆動に要する力（駆動軸方向の分力）の割合を０＜θ＜１８０°の範囲で求めた結果を表すグラフである。角度θは、像振れ補正装置全体が光軸Ｏａを中心に回転した際の角度である。ベアリングＡ〜Ｃには、θの値に応じて、最小で０％、最大で５０％の駆動力があればよいことがわかる。つまり、３つのベアリングＡ〜Ｃで支持する構造とすることで、撮像素子ユニット３０と移動部材１の質量が分散されることで、駆動装置３１を小型化することができ、ひいては像振れ補正装置全体の光軸方向厚みを薄くすることが可能となる。

なお、図１０に示した駆動軸方向の分力（駆動力）は、撮像素子ユニット３０と移動部材１の質量を支えるために必要な力であるが、実際の振れ補正のための駆動時には、諸々の周波数で駆動する際の加速力が更に付加される。しかし、この加速力は撮像素子ユニット３０と移動部材１の質量を支えるために必要な力に比べると非常に小さいため、上記説明ではこの加速力を考慮していない。

次に、スライド部材１０と軸部材１７との関係について述べる。図１１（ａ）は、スライドユニット２ｂの断面図であり、スライド部材１０が引っ張りコイルバネ２０によって図１１の右方向に引っ張られ、ベアリング１１が移動部材１の長穴部の側面部１ａ−１に当接している状態を示している。なお、軸部材１８を不図示としている。図１１（ｂ）は、スライドユニット２ｂ内に発生する力を説明する模式図である。

図１１（ａ）に示す状態でスライド部材１０の穴部１０ｂ，１０ｃと軸部材１７に着目すると、図１１（ｂ）に示すように、引っ張りコイルバネ２０のバネ力によってスライド部材１０は力Ｆ２を受けている。また、引っ張りコイルバネ２０のバネ力によって、ベアリング１１は側面部１ａ−１に付勢されて当接しているため、スライド部材１０に取り付けられているベアリング１１が移動部材１から力Ｆ１を受けている。このとき、力Ｆ１と力Ｆ２は同一直線上にないため、スライド部材１０にモーメントが発生する。その結果、図１１（ｂ）に示すように、軸部材１７に対してスライド部材１０が若干斜めになり、穴部１０ｂ，１０ｃと軸部材１７とがガタ寄せされた状態で保持される。つまり、ベアリング１１と側面部１ａ−１の当接位置と、引っ張りコイルバネ２０の端部２０ａの取付位置と、をずらすことで、ベアリング１１と長穴部１ａの間のがたつきと、軸部材１７と穴部１０ｂ，１０ｃの間のがたつきを同時に抑制することができる。更に、ベアリング１１をボールベアリング等で構成した場合には、内輪と外輪に生じるがたつきを抑制することができる。

本実施形態に係る駆動ユニット２では、ベアリング１１と側面部１ａ−１の当接位置と軸部材１７，１８の間に引っ張りコイルバネ２０の端部２０ａの取り付け位置を設けている。これにより、引っ張りコイルバネ２０のスペースを、別途、光軸方向（図１１（ｂ）の上下方向）へ設けなくてもよいため、スライドユニット２ｂの光軸方向長さ（図１１（ｂ）での高さ）を低くして小型化を図ることができる。

上記説明の通り、本実施形態に係る像振れ補正装置によれば、簡単な構成で部品間のがたつきを抑制することができ、これにより、モータ２２を駆動してネジ部２３を回転させた際に、その回転角度に応じて正確にベアリング１１を移動させることができる。こうして、高い精度で振れ補正を行うことが可能になる。

次に、像振れ補正装置の電気的構成について説明する。図１２は、駆動装置３１の電気的構成を示すブロック図である。カメラ本体部１００内に設けられたヨー方向、ピッチ方向、ロール方向それぞれのジャイロセンサ３１１〜３１３の出力は、撮像素子１２３の各方向の目標位置算出部３２１〜３２３に入力され、撮像素子１２３の目標位置が算出される。

算出された目標位置は制御部３３１に入力され、制御部３３１よりモータ３５１〜３５３（３つのモータ２２に対応する）への駆動指令信号に変換され、モータドライバ３４１へ出力される。モータドライバ３４１は、時々刻々と変化する撮像素子１２３の目標位置に従って、モータ３５１〜３５３へ駆動信号を入力する。これにより、モータ３５１〜３５３が駆動することで、振れ補正機構部３７１（スライドユニット２ｂ及び移動部材１に対応する）が所定位置へ移動することで、撮像素子ユニット３０を所定位置へ移動させる。その際、磁気感応素子３６１〜３６３（磁気感応素子２６に対応する）により常にモータ３５１〜３５３の駆動状態（ネジ部２３の回転角度）を検出し、撮像素子１２３を目標位置へ移動させるフィードバック制御が行われる。

なお、像振れ補正装置（撮像装置）が図１に示した正姿勢か、又は、正姿勢から光軸を中心に９０°回転させた縦姿勢かで、３つのベアリング１１それぞれに必要な駆動力が変わってくる。そこで、振れ補正機構部３７１に、正姿勢か縦姿勢かを検出する姿勢検出部３８１を設け、姿勢検出結果の信号が制御部３３１に入力されて、振れ補正機構部３７１の姿勢に応じた駆動指令がモータドライバ３４１に入力される構成とすることも望ましい。姿勢検出部３８１は、振れ補正機構部３７１でなく、カメラ本体部１００の内部に設けてもよく、この場合、撮像装置の動作を制御する制御装置からの制御信号が制御部３３１へ入力され、姿勢に応じた駆動指令がモータドライバ３４１に入力される。

次に、像振れ補正装置での消費電力の低減方法について説明する。先に図１０を参照して、３つのベアリング１１に必要な駆動力について説明し、駆動ユニット２の小型化や光軸方向厚みの低減に効果を奏する旨を説明したが、これらに限らず、駆動ユニット２の構成は、以下に説明するように消費電力削減の効果をも奏する。

図１３に示すように、０＜θ＜１８０°の範囲を１２分割（領域［１］〜［１２］）する。このとき、領域［１］での駆動力は、ベアリングＡは０〜１５％、ベアリングＢは５０％、ベアリングＣは３５〜５０％となっている。このことから、ベアリングＡの駆動力は非常に小さくてもよい。つまり、ベアリングＡを駆動するモータ２２への入力（駆動電圧や駆動電流）を小さくすることができる。一方、ベアリングＢとベアリングＣをそれぞれ駆動するモータ２２には通常の駆動力が必要となる。

領域［２］では、ベアリングＡは１５〜２５％、ベアリングＢは５０％、ベアリングＣは２５〜３５％となっている。このことから、ベアリングＡ，Ｃをそれぞれ駆動するモータ２２は、駆動力はやや弱くてもよいために入力をやや小さくすることができる。領域［３］では、ベアリングＡは２５〜３５％、ベアリングＢは５０％、ベアリングＣは１５〜２５％となっている。このことから、ベアリングＡ，Ｃをそれぞれ駆動するモータ２２は、駆動力はやや弱くてもよいために入力をやや小さくすることができる。

図１３は、図１０中の領域［１］〜［１２］について必要な駆動力を纏めた図である。丸印は通常の駆動力が必要であり、１つの逆三角印は通常よりやや弱い駆動力が必要であり、２つの逆三角形印は通常より非常に弱い駆動力で済むことを表している。通常より非常に弱い駆動力で済む場合とは、モータ２２への入力が非常に小さくても構わないということであり、消費電力を大きく低減させることが可能なことを表している。また、通常よりやや弱い駆動力が必要な場合も、モータ２２への入力はやや小さくても構わないということであり、消費電力を低減させることが可能なことを表している。

よって、図１２に示したように姿勢検出部３８１を設けて像振れ補正装置（撮像装置）の姿勢（θ）を検出するように構成すれば、検出姿勢に応じてベアリングＡ〜Ｃをそれぞれ駆動するモータ２２への入力を選択的に調節して消費電力を低減させることができる。なお、ベアリングＡ〜Ｃを重力に従って（ベアリングＡでは駆動軸の＋方向、ベアリングＢでは駆動軸の−方向、ベアリングＣでは駆動軸の＋方向（図９参照））駆動する場合、重力によって駆動力が補助される。よって、この場合にはモータ２２への入力を更に減らして、消費電力を更に低減させることができる。具体的には、重力方向と駆動方向とのなす角が、０°以上９０°未満であれば、モータ２２への入力低減によって消費電力を低減させることができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、駆動装置３１は、移動部材１に撮像素子ユニット３０を固定した撮像装置での像振れ補正装置に限らず、ステージを目標位置に移動させる移動装置（所謂ＸＹθステージ）にも適用が可能である。

１ 移動部材
２ 駆動ユニット
２ａ モータユニット
２ｂ スライドユニット
３ ベース板金
７ 転動ボール
１１ ベアリング
２２ モータ
３０ 撮像素子ユニット
３１ 駆動装置
５０ 交換レンズ
１００ カメラ本体部
１２３ 撮像素子

Claims (9)

1. ３つの駆動部と、
   前記３つの駆動部をそれぞれ駆動することで直進移動する３つの連結部材と、
   前記３つの連結部材と係合し、前記３つの連結部材の移動によって平面内の任意の方向に移動する移動部材と、を備え、
   前記平面と直交する方向から見た場合に、前記３つの連結部材を結ぶ線により形成される三角形の領域内に前記移動部材の重心が位置し、且つ、前記３つの駆動部はそれぞれが駆動する連結部材よりも内側に配置されていることを特徴とする駆動装置。
2. 前記３つの駆動部を保持する保持部材と、
   前記保持部材と前記移動部材との間に挟持される３つの転動部と、を備え、
   前記平面と直交する方向から見た場合に、前記３つの連結部材を結ぶ線により形成される三角形と前記３つの転動部を結ぶ線で形成される三角形とは頂点が略逆向きとなることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記３つの連結部材と前記３つの駆動部は前記移動部材の背面側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 移動部材の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記姿勢検出手段による検出結果と前記３つの連結部材のそれぞれの駆動方向に基づいて、前記３つの駆動部のうち１つ又は２つの駆動部への入力を選択的に小さくする制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 前記制御手段は、前記姿勢検出手段によって検出された重力方向に対して前記連結部材の駆動方向が所定の角度をなす場合に、その連結部材を駆動する駆動部への入力を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記所定の角度は、０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動装置と、
   前記移動部材に保持される撮像素子を備え、
   前記３つの駆動部の駆動により、前記撮像素子と前記移動部材は前記撮像素子の撮像面と平行な平面内の任意の方向に移動することを特徴とする振れ補正装置。
8. 請求項７に記載の振れ補正装置を備える撮像装置であって、
   前記撮像装置の振れを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記撮像装置の振れを補正するように前記３つの駆動部を駆動する制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
9. 被写体からの入射光を前記撮像素子に結像させる交換レンズを着脱するためのマウント部を有することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
   

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