JP7208025B2 - 光学防振装置、並びに、それを備えたレンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、像ブレを抑制する光学防振装置並びに、それを備えたレンズ装置および撮像装置に関する。

従来、手振れ等に起因する像ブレを抑制する光学防振装置あるいは、光学防振装置を備えたレンズ鏡筒（レンズ装置）として特許文献１、２、３が知られている。

特許文献１には、コイルの中心よりも強磁性体を上に設置して自重を支えるように磁力を働かせることで必要な力を低減し、電磁アクチュエータを大型化することなく防振効果を得るレンズ鏡筒が開示されている。

特許文献２には、シフト枠に取り付けられたヨークとベース部材に取り付けられた磁石部材とで磁気回路を作り、レンズの中心位置と光軸とが一致する状態において保持力を形成するレンズ鏡筒が開示されている。特許文献２に開示されたレンズ鏡筒は、ヨークからコイルの内径部に凸形状を形成することで、駆動の際に常に外側への力、すなわち保持力を弱める方向に吸着力を発生させる。

特許文献３には、シフト枠を弾性部材で機械的に保持する光学防振装置が開示されている。

特許第３７２８０９４号公報 特許第４４４８１５７号公報 特開２０１０－３９０８３号公報

しかし、特許文献１に開示されたレンズ鏡筒では、例えばカメラの縦位置撮影の際に、カメラの傾け方向によっては不利な方向に磁力が発生してしまう。このため、縦位置撮影の際に光学防振装置に必要な力を低減することはできないため、レンズ鏡筒を小型化することは難しい。

特許文献２に開示されたレンズ鏡筒では、シフト枠にコイルを取り付けた場合、シフト枠にヨークを取り付ける必要がある。その結果、電磁アクチュエータが大型化してしまい、レンズ鏡筒を小型化することは難しい。

特許文献３に開示された光学防振装置では、弾性部材を用いて中心方向への力を発生させているため、中心方向への力は概ね距離に比例して増加する。このため、防振素子が中心から離れるほど必要な推力が大きくなる。その結果、電磁アクチュエータを大型化する必要があり、光学防振装置を小型化することは難しい。

そこで本発明は、従来よりも小型の光学防振装置、レンズ装置、および、撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学防振装置は、防振素子と、ベース部材と、前記防振素子を保持し、前記ベース部材に対して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動可能なシフト部材と、前記防振素子および前記シフト部材を支えるための弾性部材と、前記シフト部材を移動させるための駆動手段とを有し、前記駆動手段は、前記ベース部材および前記シフト部材の一方に設けられた第一の磁石部および第二の磁石部と、前記ベース部材および前記シフト部材の他方に設けられたコイルと、前記コイルの開口部において、前記開口部の中心軸に対して第一の磁石部側に設けられた第一の磁性部と、前記第一の磁性部とは分離して設けられ、前記中心軸に対して第二の磁石部側に設けられた第二の磁性部を有し、前記第一の磁性部および前記第二の磁性部は、前記コイルに保持されている。

本発明の他の側面としてのレンズ装置は、前記光学防振装置と、前記光学防振装置を保持する筒部材を有し、前記防振素子は、レンズである。

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記光学防振装置と、前記光学防振装置を保持するカメラ本体を有し、前記防振素子は、撮像素子である。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、従来よりも小型の光学防振装置、レンズ装置、および、撮像装置を提供することができる。

各実施形態におけるカメラシステムの模式図である。 第１の実施形態における防振ユニットの外観図である。 第１の実施形態における防振ユニットの分解斜視図である。 第１の実施形態における駆動コイルと駆動量拡大手段との関係を説明するための外観図である。 第１の実施形態における駆動コイルと駆動マグネットとの関係を示す図である。 第１の実施形態における可動群に働くバネ合力と第一の磁性体および第二の磁性体に働く磁力との関係を示すグラフである。 第２の実施形態における防振ユニットの外観図である。 第２の実施形態における防振ユニットの分解斜視図である。 第２の実施形態における駆動手段の断面図である。 第３の実施形態における駆動量拡大手段の構成図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態におけるカメラシステム（光学機器）２００について説明する。図１は、カメラシステム２００の模式図である。

カメラシステム２００は、レンズ鏡筒（レンズ装置）０００およびカメラ本体（撮像装置本体）１００を有する。本実施形態において、カメラシステム２００は、レンズ鏡筒０００がカメラ本体１００に対して着脱可能な交換レンズ式のカメラシステムであるが、これに限定されるものではない。本発明は、レンズ鏡筒とカメラ本体とが一体的に構成されたカメラシステムにも適用可能である。

レンズ鏡筒０００は、１枚または複数のレンズを有する。本実施形態において、レンズ鏡筒０００は、撮像光学系として、１群レンズ０１０、２群レンズ０１１、３Ａ群レンズ０１２、４群レンズ０１３、３Ｂ群レンズ０１４、５群レンズ０１５、６群レンズ０１６、および、７群レンズ０１７を有する。カメラ本体１００は、レンズ鏡筒０００の撮像光学系を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換する撮像素子１０１を有する。なお本実施形態において、光の進行方向（光軸ＯＡに沿った方向）をＸ軸方向、正姿勢撮影状態における上下方向をＹ軸方向、縦姿勢撮影状態における上下方向をＺ軸方向と設定する。

１群レンズ０１０は、１群鏡筒０２０に保持されている。２群レンズ０１１は、２群鏡筒０２１に保持されている。３Ａ群レンズ０１２は、３Ａ群鏡筒０２２に保持されている。４群レンズ０１３は、フォーカスを調節可能なフォーカスレンズであり、４群鏡筒０２３に保持されている。３Ｂ群レンズ０１４は、３Ｂ群鏡筒０２４に保持されている。５群レンズ０１５は、５群鏡筒０２５に保持されている。５群鏡筒０２５は、案内筒０５１およびカム筒０５０に接続されている。６群レンズ０１６は、防振素子としての防振レンズであり、防振ユニット０４０によって光の進行方向（光軸方向）と異なる方向（光軸方向と交差する方向、より詳細には光軸方向と直交する方向）に駆動可能に保持されている。７群レンズ０１７は、７群鏡筒０２７に保持されている。

案内筒０５１およびカム筒０５０は、ズームのためにレンズ鏡筒０００の各レンズを光軸方向に駆動するズーム機構である。その詳細は公知の構造であるために省略するが、ズーム操作環０５３と連動してカム筒０５０が直進筒に対して相対的に回転することで、各レンズをＸ軸方向に駆動することが可能である。なお、フォーカス調節機構については、公知の構造のためにその詳細を省略する。４群レンズ０１３の駆動量は、フォトインタラプタを用いた操作量検出機構により得られたフォーカス操作環０６０の操作量に基づいて算出され、４群レンズ０１３は不図示のステッピングモータにより駆動される。

防振ユニット０４０は、３Ｂ群鏡筒（筒部材）０２４に固定され、カム筒０５０および案内筒０５１により進退可能に連結されている。また防振ユニット０４０は、駆動機構に電力を供給、および、固定筒０７０に固定された主回路基板０８０からの制御信号を伝達するための不図示のフレキシブル基板を有する。フレキシブル基板はＵターン部を有し、Ｕターン部が移動することにより案内筒０５１に対してＸ軸方向に防振ユニット０４０が進退可能に構成されている。

主回路基板０８０は、固定筒０７０に取り付けられた不図示の角速度（揺れ）を検出することが可能なジャイロセンサ（角速度検出部）により検出された信号に基づいて、防振ユニット０４０内の６群レンズ０１６をＸ軸と異なる方向に駆動制御する。これにより、撮像素子１０１における像ブレを低減することができる（防振制御）。なお、防振制御の制御については、公知の技術であるためその詳細を省略する。なお、光量調節機構については公知の技術であるため省略するが、絞り装置０３０は、３Ｂ群鏡筒０２４に固定され、案内筒０５１およびカム筒０５０に接続されている。

次に、図２および図３を参照して、防振ユニット０４０について詳述する。図２は、防振ユニット０４０の外観図である。図３は、防振ユニット０４０の分解斜視図である。

シフト鏡筒（シフト部材）０２６は、６群レンズ０１６を保持し、ベース部材４０１に対して光軸ＯＡと交差する方向に移動可能である。シフト鏡筒０２６は、バネ（弾性手段）４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃにより転動可能であるように、ボール４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃを介してベース部材４０１に対してＸ軸方向に付勢支持されている。このとき、シフト鏡筒０２６がベース部材４０１に付勢される方向は、Ｘ軸におけるマイナス（－）方向である。また、バネ４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃは、カメラシステム２００の正姿勢および縦姿勢において、６群レンズ０１６の中心がレンズ鏡筒０００の光軸ＯＡと略一致するようにシフト鏡筒０２６およびベース部材４０１にそれぞれかけられている。ここで、光軸ＯＡと略一致するとは、完全な一致だけでなく、光学性能上、実質的に一致するとみなせる位置を含む意味である。すなわち、各姿勢において光軸ＯＡと略一致する位置におけるバネ４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃのＹＺ平面上での合力がシフト鏡筒０２６および６群レンズ０１６を含むシフト鏡筒０２６に固定されている部材を支える力と一致している。なお本実施形態において、防振素子は６群レンズ０２６であるが、これに限定されるものではなく、撮像素子１０１を防振素子として用いることもできる。

ベース部材４０１のＸ軸のプラス（＋）側には、シフト鏡筒０２６の駆動に用いられる駆動マグネット４０４ａ、４０４ｂが設けられている。駆動マグネット４０４ａ、４０４ｂはそれぞれ、一面にＮ極およびＳ極が着磁されている二極着磁のマグネットである。駆動マグネット４０４ａは、Ｚ軸方向に駆動するためのマグネットであり、光軸ＯＡから見てＺ軸方向の＋側に配置されており、Ｙ軸方向と略平行な磁極がＺ軸方向に並んで着磁されている。このとき、光軸ＯＡに近い内側を第一の磁石部４０４ｃ、光軸ＯＡから遠い外側を第二の磁石部４０４ｄとする。駆動マグネット４０４ｂは、Ｙ軸方向に駆動するためのマグネットであり、光軸ＯＡから見てＹ軸方向の－側に配置されており、Ｚ軸方向と略平行な磁極がＹ軸方向に並んで着磁されている。このとき、光軸ＯＡに近い内側を第一の磁石部４０４ｅ、光軸ＯＡから遠い外側を第二の磁石部４０４ｆとする。

駆動マグネット４０４ａ、４０４ｂはそれぞれ、Ｘ軸の－側において駆動ヨーク４０５ａ、４０５ｂに吸着されている。駆動ヨーク４０５ａ、４０５ｂはそれぞれ、ビス４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄによりベース部材４０１に固定されている。このとき、駆動マグネット４０４ａのＸ軸の＋側の内側（第一の磁石部４０４ｃ）はＳ極、外側（第二の磁石部４０４ｄ）はＮ極となるように固定される。すなわち、第一の磁石部４０４ｃのＸ軸の－側（駆動ヨーク側）はＮ極であり、第二の磁石部４０４ｄのＸ軸の－側（駆動ヨーク側）はＳ極となっている。駆動マグネット４０４ｂも同様に、Ｘ軸の＋側の内側（第一の磁石部４０４ｅ）はＳ極であり、外側（第二の磁石部４０４ｆ）はＮ極となるように固定される。

シフト鏡筒０２６には、シフト鏡筒０２６の駆動に用いられる駆動コイル４０７ａ、４０７ｂが固定されている。駆動コイル４０７ａ、４０７ｂはそれぞれ、駆動マグネット４０４ａ、４０４ｂの各極に沿って略平行な直線からなる導通部を有する。このとき、駆動コイル４０７ａにおける第一の導通部４０７ｃは、６群レンズ０１６が光軸ＯＡと一致する位置において、駆動マグネット４０４ａのＳ極と対向する位置にある。駆動コイル４０７ａにおける第二の導通部４０７ｄは、６群レンズ０１６が光軸ＯＡと一致する位置において、駆動マグネット４０４ａのＮ極と対向する位置にある。駆動コイル４０７ｂにおける第一の導通部４０７ｅは、６群レンズ０１６が光軸ＯＡと一致する位置において、駆動マグネット４０４ｂのＳ極と対向する位置にある。駆動コイル４０７ｂにおける第二の導通部４０７ｆは、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において、駆動マグネット４０４ｂのＮ極と対向する位置にある。また、第一の導通部４０７ｃと第二の導通部４０７ｄは、それらの端において互いに連結され、フレキシブル基板４１２により電流を供給可能に接続されている。第一の導通部４０７ｅと第二の導通部４０７ｆも同様に、それらの端において連結され、フレキシブル基板４１２により電流を供給可能に接続されている。

互いに連結する第一の導通部４０７ｃの端と第二の導通部４０７ｄの端とにより、空間４０７ｇ（駆動コイル４０７ａの開口部）が形成されている。空間４０７ｇの内部には、Ｚ軸方向の駆動量拡大手段としての第一の磁性体（第一の磁性部）４０９ａと第二の磁性体（第二の磁性部）４０９ｂおよび磁性体保持部材４０８ａが配置されている。第一の磁性体４０９ａは、ＸＹ平面に略平行な面を有する強磁性体であり、空間４０７ｇ内における駆動マグネット４０４ａのＳ極側に配置されている。第二の磁性体４０９ｂは、ＸＹ平面に略平行な面を有する強磁性体であり、空間４０７ｇ内における駆動マグネット４０４ａのＮ極側に配置されている。また、Ｙ軸方向の駆動量拡大手段としての第一の磁性体（第一の磁性部）４０９ｃと第二の磁性体（第二の磁性部）４０９ｄおよび磁性体保持部材４０８ｂは、駆動コイル４０７ｂにおいて同様に構成されている。本実施形態において、第一の磁性体４０９ａ、第二の磁性体４０９ｂ、第一の磁性体４０９ｃ、および、第二の磁性体４０９ｄはそれぞれ、鉄心ではなく、板状の強磁性体である。

ベース部材４０１のＸ軸の＋側には、シフト鏡筒０２６の位置の検出に用いられる磁気を検出可能なホールセンサ４１１ａ、４１１ｂが固定されており、それぞれフレキシブル基板４１２に接続されて信号を検出する。シフト鏡筒０２６には、ホールセンサ４１１ａ、４１１ｂの略直上にそれぞれに対応する位置検出用マグネット４１０ａ、４１０ｂが設けられている。なお、このような位置検出方法は公知であるため、その詳細な説明を省略するが、位置変化による磁気変化に基づいて位置検出を行うことが可能である。

このとき、シフト鏡筒０２６、６群レンズ０１６、駆動コイル４０７ａ、４０７ｂ、および、位置検出用マグネット４１０ａ、４１０ｂは、一体となって動くため、これらを合わせて可動群と呼ぶ。第一の磁性体４０９ａと第二の磁性体４０９ｂの重心は、可動群の重心とＹ軸方向において略一致している。第一の導通部４０７ｅと第二の導通部４０７ｆの重心は、可動群の重心とＺ軸方向において略一致している。これにより、各磁性体により生じる力を可動群に回転方向の力を生み出すことなく発生させることが可能である。ただし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

次に、図４を参照して、シフト鏡筒０２６に取り付けられる駆動コイル４０７ｂと駆動量拡大手段（第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄ）との関係について説明する。図４は、駆動コイル４０７ｂと駆動量拡大手段との関係を説明するための外観図である。

シフト鏡筒０２６は、コイル受け部０２６ａ、０２６ｂおよびコイル抑え部０２６ｃ、０２６ｄを有する。コイル抑え部０２６ｃ、０２６ｄの先端には、コイル挿入部０２６ｅ、０２６ｆが駆動コイル４０７ｂの端に挿入可能に設けられている。また、コイル挿入部０２６ｅ、０２６ｆのＹ軸の－側には、駆動コイル４０７ｂが挿入可能になるように傾斜部が設けられている。このような構成により、駆動コイル４０７ｂは、Ｙ軸の－側から挿入されることで位置決めされ、固定される。また、コイル挿入部０２６ｅ、０２６ｆの内側には、磁性体保持部材４０８ａとの接触面である保持部接触面０２６ｇ、０２６ｈがそれぞれ設けられている。

磁性体保持部材４０８ｂは、コイル挿入部０２６ｅとの接触面４０８ｃ、および、コイル挿入部０２６ｆとの接触面４０８ｄを有する。また磁性体保持部材４０８ｂは、磁性体挿入部４０８ｅ、４０８ｆをそれぞれＹ軸方向における対向側に有する。また磁性体保持部材４０８ｂには、磁性体挿入部４０８ｅ、４０８ｆとＹ軸方向において重なる位置に、磁性体挿入部４０８ｅ、４０８ｆよりもＺ軸方向に長い範囲において接着剤を注入するための凹部４０８ｇが形成されている。

シフト鏡筒０２６に駆動コイル４０７ｂを組み付けた状態において、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄは、駆動コイル４０７ｂと下端を合わせて、磁性体挿入部４０８ｅ、４０８ｆに挿入される。その状態において、凹部４０８ｇに接着剤（ＵＶ接着剤）を注入して硬化させることで、駆動コイル４０７ｂに第一の磁性体４０９ｃ、第二の磁性体４０９ｄ、および、磁性体保持部材４０８ａを固定する。ただし、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄの保持方法は、この方法に限定されるものではなく、異なる方法を採用してもよい。

次に、図５を参照して、駆動コイル４０７ｂと駆動マグネット４０４ｂとの位置関係について説明する。図５は、駆動コイル４０７ｂと駆動マグネット４０４ｂとの関係を示す図である。図５（ａ）は６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致している状態、図５（ｂ）は６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと略一致している状態（僅かにずれている状態）、および、図５（ｃ）は６群レンズ０１６が制御端に位置する状態をそれぞれ示している。図５は、正姿勢において、駆動コイル４０７ｂ、第一の磁性体４０９ｃ、第二の磁性体４０９ｄ、および、駆動マグネット４０４ｂの関係に相当する。一方、縦姿勢においては、図５は、駆動コイル４０７ｂ、第一の磁性体４０９ａ、第二の磁性体４０９ｂ、および、駆動マグネット４０４ｂの関係に相当する。ここでは、図５の位置関係を、駆動コイル４０７ｂ、第一の磁性体４０９ｃ、第二の磁性体４０９ｄ、および、駆動マグネット４０４ｂを用いて説明する。

図５（ａ）に示されるように、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において、第一の磁性体４０９ｃは、第二の磁石部４０４ｆよりも第一の磁石部４０４ｅに近く、第一の磁石部４０４ｅに吸着する力が働いている。第二の磁性体４０９ｄは、第一の磁石部４０４ｅよりも第二の磁石部４０４ｆに近く、第二の磁石部４０４ｆに吸着する力が働いている。このとき、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄに働く力は、両磁極から略均等な位置にあるため、略一致しておりバランスの取れた状態となっている。また、駆動マグネット４０４ｂのＮ極から出る磁束は、第二の磁性体４０９ｄ、第一の磁性体４０９ｃの順に通り、駆動マグネット４０４ｂのＳ極に入り磁気的に最も安定した状態となっている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）と比較して、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄがＹ軸の－側に寄った位置を示している。図５（ｂ）に示されるように、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと略一致する位置において、第一の磁性体４０９ｃは、第二の磁石部４０４ｆよりも第一の磁石部４０４ｅに近く、第一の磁石部４０４ｅに吸着する力が働いている。第二の磁性体４０９ｄは、第一の磁石部４０４ｅよりも第二の磁石部４０４ｆに近く、第二の磁石部４０４ｆに吸着する力が働いている。この状態においても、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄに働く力は、両磁極から略均等な位置にあるため、略一致しているが、若干、Ｙ軸の－側、すなわち外側に力が働く。

ただし、図５（ｂ）の状態では、図５（ａ）のように最も安定していた第一の磁石部４０４ｅのＮ極、第二の磁性体４０９ｄ、第一の磁性体４０９ｃ、第二の磁石部４０４ｆのＳ極の磁気回路からは位置がずれている。このため、図５（ｂ）の状態では、元の位置に戻そうとする力、すなわち内側に力が働く。このように、磁気回路が閉じる力が吸着する力を相殺することで、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと略一致する状態においては外側に力が働かない状態を形成することができる。すなわち、駆動コイル４０７ｂの内径において、駆動マグネット４０４ｂのＳ極側に第一の磁性体４０９ｃを配置し、第一の磁石部４０４ｅのＮ極側に第二の磁性体４０９ｄを配置することで磁気回路を形成し、内側に働く力を生み出すことが可能となる。

図５（ｃ）に示される制御端状態において、第一の磁性体４０９ｃは、第二の磁石部４０４ｆよりも第一の磁石部４０４ｅに近く、第一の磁石部４０４ｅに吸着する力が働いている。第二の磁性体４０９ｄは、第二の磁石部４０４ｆおよび第一の磁石部４０４ｅから略同等な位置にあり、駆動マグネット４０４ｂに吸着する力と駆動マグネット４０４ａに吸着する力とが略同等になっている。このとき、磁気回路を安定させようとする力に対して吸着する力の大きさは距離の二乗に反比例するため、外側への力が強くなる。第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄがＹ軸の＋側に寄った状態においても、本状態と同じ磁気回路が形成されるため、本挙動と変わらない。なお、第一の磁性体４０９ａおよび第二の磁性体４０９ｂに関しても、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄとそれぞれ同様である。

本実施形態において、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄはそれぞれ、駆動コイル４０７ｂの内側の側面に接しているが、これに限定されるものではなく、駆動コイル４０７ｂから離れて配置してもよい。

次に、図６を参照して、可動群に働くバネ４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃの合力（バネ合力）と第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄに働く磁力との関係について説明する。図６は、可動群に働くバネ４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃの合力（バネ合力）と第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄに働く磁力との関係を示すグラフである。図６において、縦軸は中心方向への力を示し、横軸は中心からの距離を示している。距離０の位置は、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致している位置である。また図６において、６群レンズ０１６の中心と光軸ＯＡとが略一致する位置（完全に一致する位置ではなく、僅かにずれた位置）を示している。

図６において、実線は、バネ４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃの中心方向への合力（バネ合力）を示し、概ね距離に比例して増加する。すなわち、この実線は、従来技術における可動群に働く力と一致する。破線は、第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄに働く磁力（磁力の合力）を示し、６群レンズ０１６の中心と光軸ＯＡが略一致する範囲（位置）において、前述の現象により磁力は０となっている。しかし、前述のように、制御端に近づくにつれて吸引力が大きくなるため、外側方向への力となる。一点鎖線は、バネ合力（実線）と磁力（破線）との合計を示し、本実施形態における可動群に働く力である。

このとき、電源ＯＦＦ状態のおける６群レンズ０１６の落ち着き位置は、可動群の重量、バネ合力、および、磁力の合力で決定される。しかし、６群レンズ０１６の中心と光軸ＯＡが略一致する範囲においてはバネ合力しか働かない。このため、６群レンズ０１６の落ち着き位置は、結果としてバネ合力で決定される。すなわち６群レンズ０１６は、各姿勢において中心から落ちた位置のバネ合力と可動群の重量が一致した位置にて保持される。つまり、従来例と変わりのない位置に保持される。

一方、電源ＯＮの制御端近傍における外へ動かすための消費電力は、可動群の重量を動かす力とバネ合力と磁力とで決定される。すなわち、従来技術では、制御端においてバネ合力として比例して増加した分を支えるための力が必要であった。一方、本実施形態では、磁力の合力の分だけ可動群に生じる中心方向への力が減るため、電源ＯＮの制御端近傍における外へ動かすための消費電力は従来技術よりも小さい。その結果、第一の磁性体４０９ａ、第二の磁性体４０９ｂ、第一の磁性体４０９ｃ、および、第二の磁性体４０９ｄにより駆動手段である駆動マグネット、駆動コイル、駆動ヨークを大きくすることなく、防振性能を満たすために必要な駆動量を確保することができる。また、本実施形態の構成は、駆動コイル４０７ａ、４０７ｂの内径に強磁性体（第一の磁性体４０９ａ、第二の磁性体４０９ｂ、第一の磁性体４０９ｃ、第二の磁性体４０９ｄ）を配置することができる。このため、駆動マグネットとの距離が近く、小さな強磁性体で大きな磁力を発生することが可能となる。すなわち、可動群の重量を大きくすることなく光学防振装置を実現することが可能である。その結果、本実施形態によれば、小型かつ低消費電力で防振素子を保持することが可能な光学防振装置を提供することができる。

なお本実施形態では、磁力の合力が０となる場合を示しているが、中心方向への力が強くなる場合においても本発明は適用可能である。この場合、磁力の合力が０の場合と比較して、６群レンズ０１６の中心は光軸ＯＡにより近い位置と一致するため、光学性能上、実質的な一致状態である。なお、電源ＯＮ状態における光学防振装置の制御に関しては公知の制御方法であるため、その詳細の説明は省略するが、位置検出センサから取得される位置検出信号に基づく駆動により、防振素子を任意の位置に制御することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、防振ユニット０４０に代えて、防振ユニット０４２を有する点で、第１の実施形態と異なる。

まず、図７および図８を参照して、防振ユニット０４２の構成について説明する。図７は、防振ユニット０４２の外観図である。図８は、防振ユニット０４２の分解斜視図である。

シフト鏡筒（シフト部材）２２６は、６群レンズ（防振素子）０２６を保持し、ベース部材４２１に対して光軸ＯＡと交差する方向に移動可能である。シフト鏡筒２２６は、バネ（弾性手段）４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃにより転動可能であるように、ボール４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃを介してベース部材４２１に対してＸ軸方向に付勢支持されている。このとき、シフト鏡筒２２６がベース部材４０１に付勢される方向は、Ｘ軸におけるマイナス（－）方向である。また、バネ４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃは、カメラシステム２００の正姿勢および縦姿勢において、６群レンズ０１６の中心がレンズ鏡筒０００の光軸ＯＡと略一致するようにシフト鏡筒２２６およびベース部材４２１にそれぞれかけられている。ここで、光軸ＯＡと略一致するとは、完全な一致だけでなく、光学性能上、実質的に一致するとみなせる位置を含む意味である。すなわち、各姿勢において光軸ＯＡと略一致する位置におけるバネ４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃのＹＺ平面上での合力がシフト鏡筒２２６および６群レンズ０１６を含むシフト鏡筒０２６に固定されている部材を支える力と一致している。

ベース部材４２１のＸ軸のマイナス（－）側には、シフト鏡筒２２６の駆動に用いられる駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂが設けられている。駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂはそれぞれ、一面にＮ極およびＳ極が着磁されている二極着磁のマグネットである。駆動マグネット４２４ａは、Ｚ軸方向に駆動するためのマグネットであり、光軸ＯＡから見てＺ軸方向の－側に配置されており、Ｙ軸方向と略平行な磁極がＺ軸方向に並んで着磁されている。駆動マグネット４２４ｂは、Ｙ軸方向に駆動するためのマグネットであり、光軸ＯＡから見てＹ軸方向の＋側に配置されており、Ｚ軸方向と略平行な磁極がＹ軸方向に並んで着磁されている。

駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂはそれぞれ、Ｘ軸の＋側において駆動ヨーク４２５ａ、４２５ｂに吸着されている。駆動ヨーク４２５ａ、４２５ｂはそれぞれ、駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂと一体となって接着剤でシフト鏡筒２２６に固定されている。駆動マグネット４２４ａのＸ軸の－側の内側はＳ極、外側はＮ極となるように固定される。すなわち、駆動マグネット４２４ａのＸ軸の＋側（駆動ヨーク側）はＮ極であり、外側はＳ極となっている。駆動マグネット４２４ｂも同様に、Ｘ軸の＋側の内側はＳ極であり、外側はＮ極となるように固定される。

ベース部材４２１には、シフト鏡筒２２６の駆動に用いられる駆動コイル４２７ａ、４２７ｂがそれぞれボビン４２８ａ、４２８ｂと一体的に固定されている。駆動コイル４２７ａ、４２７ｂはそれぞれ、駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂの各極に沿って略平行な直線からなる導通部を有する。駆動コイル４２７ａにおける第一の導通部４２７ｃは、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において駆動マグネット４２４ａのＳ極と対向する位置にある。駆動コイル４２７ａにおける第二の導通部４２７ｄは、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において駆動マグネット４２４ａのＮ極と対向する位置にある。駆動コイル４２７ｂにおける第一の導通部４２７ｅは、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において駆動マグネット４２４ｂのＳ極と対向する位置にある。駆動コイル４２７ｂにおける第二の導通部４２７ｆは、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡと一致する位置において駆動マグネット４２４ｂのＮ極と対向する位置にある。第一の導通部４２７ｃと第二の導通部４２７ｄは、それらの端において連結され、フレキシブル基板４３２により電流を供給可能に接続されている。第一の導通部４２７ｅと第二の導通部４２７ｆも同様に、それらの端において連結され、フレキシブル基板４３２により電流を供給可能に接続されている。

第一の導通部４２７ｃの端と第二の導通部４２７ｄの端との連結部がなす空間４２７ｇの内部に、Ｚ軸方向の駆動量拡大手段としての第一の磁性体４２９ａが配置されている。また、第一の導通部４２７ｅの端と第二の導通部４２７ｆの端とがなす空間４２７ｈの内部に、Ｚ軸方向の駆動量拡大手段としての第二の磁性体４２９ｂが配置されている。第一の磁性体４２９ａおよび第二の磁性体４２９ｂはそれぞれ、ＸＹ平面に略平行な２面を有する強磁性体であり、空間４２７ｇ、４２７ｈ内に配置されている。なお、この詳細については後述する。

ベース部材４２１のＸ軸の＋側には、シフト鏡筒２２６の位置の検出に用いられる磁気を検出可能なホールセンサ４３１ａ、４３１ｂが固定されており、それぞれフレキシブル基板４３２に接続されて信号を検出する。シフト鏡筒２２６には、ホールセンサ４３１ａ、４３１ｂの略直上にそれぞれに対応する位置検出用マグネット４３０ａ、４３０ｂが設けられている。なお、このような位置検出方法は公知であるため、その詳細な説明を省略するが、位置変化による磁気変化に基づいて位置検出を行うことが可能である。

このとき、シフト鏡筒２２６、６群レンズ０１６、駆動マグネット４２４ａ、４２４ｂ、位置検出用マグネット４３０ａ、４３０ｂは、一体となって動くため、これらを合わせて可動群と呼ぶ。第一の磁性体４２９ａの重心は、可動群の重心とＹ軸方向において略一致している。第二の磁性体４２９ｂの重心は、可動群の重心とＺ軸方向において略一致している。これにより、各磁性体により生じる力を可動群に回転方向の力を生み出すことなく発生させることが可能である。ただし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

次に、図９を参照して、本実施形態における駆動手段（駆動マグネット４２４ａ、駆動ヨーク４２５ａ、駆動コイル４２７ａ、および、第一の磁性体４２９ａ）の構成について説明する。図９は、駆動手段の断面図である。なお図９では、一例としてＺ軸方向駆動側の駆動手段を示しているが、Ｙ軸駆動側の駆動手段（駆動マグネット４２４ｂ、駆動ヨーク４２５ｂ、駆動コイル４２７ｂ、および、第二の磁性体４２９ｂ）も同様の構成である。

ボビン４２８ａは、駆動コイル４２７ａの内径の空間４２７ｇにおいて、第一の導通部４２７ｃ側には凸部４２８ｃを、第二の導通部４２７ｄ側には凸部４２８ｄを有する。また、凸部４２８ｃと凸部４２８ｄとの間には、空間４２８ｅが形成されている。第一の磁性体４２９ａは、駆動マグネット４２４ａにおける内径側の第一の磁石部４２４ｄに対して磁力を発生する磁力発生部４２９ｃを有する。磁力発生部４２９ｃは、第一の導通部４２７ｃまたは第二の導通部４２７ｄと平行で光軸方向に伸びる平面を有する。また第一の磁性体４２９ａは、駆動マグネット４２４ａにおける外形側の第二の磁石部４２４ｅに対して磁力を発生する磁力発生部４２９ｄを有する。磁力発生部４２９ｄは、第一の導通部４２７ｃまたは第二の導通部４２７ｄと平行で光軸方向に伸びる平面を有する。

磁力発生部４２９ｃ、４２９ｄ（第一の磁性部、第二の磁性部）はそれぞれ、凸部４２８ｃ、４２８ｄと接触している。第一の磁性体４２９ａは、駆動マグネット４２４ａの逆側において、磁力発生部（第一の磁性部）４２９ｃと磁力発生部（第二の磁性部）４２９ｄとを連結する連結部４２９ｇを有する。すなわち、連結部４２９ｇと第一の磁石部４２４ｄまたは第二の磁石部４２４ｅとの最短距離は、磁力発生部４２９ｃまたは磁力発生部４２９ｄと第一の磁石部４２４ｄまたは第二の磁石部４２４ｅとの光軸方向における最短距離よりも長い。連結部４２９ｇにより、光軸ＯＡと６群レンズ０１６の中心とが略一致する位置において、第一の磁石部４２４ｄ、磁力発生部４２９ｃ、４２９ｄ、および、第二の磁石部４２４ｅからなる磁気回路をより安定させることができる。その結果、光軸ＯＡと６群レンズ０１６の中心とが略一致する位置において、内側に働く力をより強くすることができる。すなわち、連結部４２９ｇの面積を変更することで、第一の磁性体４２９ａが駆動したときの駆動距離と第一の磁性体４２９ａと第一の磁石部４２４ｄおよび第二の磁石部４２４ｅで発生する内側への力、および、外側への力の関係を調節することができる。

第一の磁性体４２９ａは、磁力発生部４２９ｃの駆動マグネット４２４ａ側において、第一の磁石部４２４ｄに向けてシフト鏡筒２２６の駆動面上に延びる平面部（第一の延設部）４２９ｅを有する。また第一の磁性体４２９ａは、第二の磁石部４２４ｅの駆動マグネット４２４ａ側において、第二の磁石部４２４ｅに向かってシフト鏡筒２２６の駆動面上に伸びる平面部（第二の延設部）４２９ｆを有する。平面部４２９ｅ、４２９ｆを設けることにより、第一の磁石部４２４ｄおよび第二の磁石部４２４ｅの磁力線をより安定して受けることが可能になる。その結果、光軸方向において駆動マグネット４２４ａと第一の磁性体４２９ａとの間の距離がばらつく場合でも、より安定的に磁気の影響を得ることができる。すなわち、第一の磁性体４２９ａの駆動の際の駆動距離と第一の磁性体４２９ａと第一の磁石部４２４ｄおよび第二の磁石部４２４ｅとで発生する内側への力および外側への力との関係が安定をさせることができる。

図９に示されるように、平面部４２９ｅ、４２９ｆはそれぞれ、凸部４２８ｃ、４２８ｄ上に配置されている。また、平面部４２９ｅ、４２９ｆ上において、駆動コイル４２７ａの空間４２７ｇに相当する部分に接着剤を注入し、ボビン４２８ａ、第一の磁性体４２９ａ、および、駆動コイル４２７ａが固定されている。

本実施形態によれば、駆動コイル内に強磁性体を挿入することにより、光軸ＯＡと６群レンズ０１６の中心とが略一致（実質的に一致）している位置において、６群レンズ０１６中心が光軸ＯＡに向かうように内側に力が働く。また、制御端付近においては、６群レンズ０１６の中心が光軸ＯＡから離れるように外側に力が働く。すなわち、制御端付近においては、バネ４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃがシフト鏡筒２２６に対して加える内側方向への力をキャンセルするように力が働くため、制御端付近における駆動負荷が減少する。その結果、駆動マグネット、駆動コイル、および、駆動ヨークを有するアクチュエータを大型化することなく防振に必要な駆動量を確保することができる。

本実施形態において、磁力発生部（強磁性体）は、第一の磁石部側および第二の磁石部側に平面部（延設部）を有する。ただし、つり合い状態においてそれぞれの磁石部に吸着力を発生しており、駆動コイルの内径における磁石から離れる側において磁気回路を形成可能な程度に離れている、または連結されている状態であればよい。

（第３の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態における駆動量拡大手段（第一の磁性体４０９ｃおよび第二の磁性体４０９ｄ）の構成図である。図１０（ａ）は、駆動量拡大手段として、第一の磁性体４０９ｃと第二の磁性体４０９ｄとを連結する連結部４０９ｅが設けられている例を示す。図１０（ａ）の構成によっても、第２の実施形態と同様の効果が得られる。

図１０（ｂ）は、駆動量拡大手段として、第一の磁性体４０９ｃの両端に平面部（延設部）４０９ｆ、４０９ｇ、第二の磁性体４０９ｄの両端に平面部（延設部）４０９ｈ、４０９ｉが設けられている例を示す。前述の各実施形態では駆動コイルの内径に収まるように磁力発生部（強磁性体）を配置しているが、図１０（ｂ）に示されるように、強磁性体の一部を駆動コイルの内径からはみ出るように（駆動コイルの開口部の外側に）配置してもよい。図１０（ｂ）の構成により、駆動量拡大手段を駆動コイル４０７ｂに安定して固定することができる。また、図１０（ｂ）に示される駆動量拡大手段によれば、駆動マグネット４０４ｂ（第一の磁石部４０４ｅ、第二の磁石部４０４ｆ）との対向面積が大きくなるため、より強い力を発生させることができる。また、図１０（ｂ）の構成によれば、駆動コイル４０７ｂの上側に他の駆動マグネットを設けること、すなわち駆動コイル４０７ｂを挟んで駆動マグネット４０４ｂとは逆側に対向マグネットを設けることができる。

各実施形態において、駆動マグネットとして２極着磁のマグネットを用いているが、２つの磁石を並べて用いてもよい。また各実施形態において、駆動マグネット、駆動コイル、および、駆動マグネットに吸着する駆動ヨークを備えた駆動手段を用いているが、駆動力を発生可能であれば、これに限定されるものではない。例えば、駆動マグネットに吸着する駆動ヨークを設けなくてもよい。また、例えば、駆動コイルを挟んで駆動マグネットとは逆側に対向ヨークを配置して構成された駆動手段を用いてもよい。特に、可動群に駆動コイルが配置されており、対向ヨークがベース側に固定され駆動コイルと対向ヨークとが一体的に動かない構成においては、可動群の重さを増やすことなく磁力を得ることができるため有効である。

また各実施形態において、３つのバネを用いてシフト鏡筒をベース部材に付勢する例を説明したが、２つのバネを用いて付勢してもよく、バネの数は限定されるものではない。また本実施形態において、２組の駆動マグネットと駆動コイルの例を説明したが、３組以上の駆動マグネットと駆動コイルを用いてもよい。この場合、３つの駆動コイルのそれぞれに磁力発生部を設けることができる。

このように各実施形態において、光学防振装置（防振ユニット０４０、０４２）は、防振素子（６群レンズ０１６、撮像素子１０１）、および、ベース部材（ベース部材４０１、４２１）を有する。また光学防振装置は、シフト部材（シフト鏡筒０２６、２２６）、弾性部材（バネ４０３ａ～４０３ｃ、４２３ａ～４２３ｃ）、および、駆動手段を有する。シフト部材は、防振素子を保持し、ベース部材に対して光軸と交差する方向（光軸方向と異なる方向）に移動可能である。弾性部材は、防振素子およびシフト部材を支える。駆動手段は、シフト部材を光軸と交差する方向に駆動させる。また駆動手段は、ベース部材およびシフト部材の一方に設けられた第一の磁石部４０４ｅおよび第二の磁石部４０４ｆと、ベース部材およびシフト部材の他方に設けられたコイル（駆動コイル４０７ｂ、４２７ｂ）を有する。また駆動手段は、コイルの開口部（４０７ｇ、４２７ｇ）において、開口部の中心軸（法線）に対して第一の磁石部側に設けられた第一の磁性部（４０９ｃ、４２９ｃ）と中心軸に対して第二の磁石部側に設けられた第二の磁性部（４０９ｄ、４２９ｄ）とを有する。

好ましくは、第一の磁性部および第二の磁性部はそれぞれ強磁性体である。また好ましくは、光学防振装置は、第一の磁性部と第二の磁性部とを連結する連結部４２９ｇを有する。より好ましくは、連結部と第一の磁石部または第二の磁石部との間の光軸方向における最短距離は、第一の磁性部または第二の磁性部と第一の磁石部または第二の磁石部との光軸方向における最短距離よりも長い。

好ましくは、光学防振装置は、第一の磁性部から第一の磁石部側に延びる第一の延設部（平面部４０９ｆ、４０９ｇ、４２９ｅ）と、第二の磁性部から第二の磁石側に延びる第二の延設部（平面部４０９ｈ、４０９ｉ、４２９ｆ）とを有する。より好ましくは、第一の延設部は、コイルの開口部の外側において、第一の磁性部から第一の磁石部側に延びており（４０９ｆ、４０９ｇ）、第二の延設部は、コイルの開口部の外側において、第二の磁性部から第二の磁石側に延びている（４０９ｈ、４０９ｉ）。より好ましくは、第一の延設部および第二の延設部はそれぞれ、光軸方向においてコイルを挟むように、コイルの両側に配置されている。また好ましくは、光学防振装置は、シフト部材を互いに異なる第一の方向（例えばＹ軸方向）と第二の方向（例えばＺ軸方向）に駆動させるための駆動手段を少なくとも二つ有する。

好ましくは、レンズ装置（レンズ鏡筒０００）は、光学防振装置と光学防振装置を保持する筒部材（３Ｂ群鏡筒０２４）とを有し、防振素子はレンズ（６群レンズ０１６）である。また好ましくは、撮像装置は、光学防振装置と、光学防振装置を保持するカメラ本体１００とを有し、防振素子は撮像素子１０１である。

各実施形態によれば、従来よりも小型の光学防振装置、レンズ装置、および、撮像装置を提供することができる。

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。

０１６ ６群レンズ（防振素子）
０２６ シフト鏡筒（シフト部材）
０４０ 防振ユニット（光学防振装置）
４０１ ベース部材
４０４ｅ 第一の磁石部
４０４ｆ 第二の磁石部
４０７ｂ 駆動コイル（コイル）
４０７ｇ 空間（開口部）
４０９ｃ 第一の磁性体（第一の磁性部）
４０９ｄ 第二の磁性体（第二の磁性部）

Claims (10)

1. 防振素子と、
   ベース部材と、
   前記防振素子を保持し、前記ベース部材に対して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動可能なシフト部材と、
   前記防振素子および前記シフト部材を支えるための弾性部材と、
   前記シフト部材を移動させるための駆動手段とを有し、
   前記駆動手段は、
   前記ベース部材および前記シフト部材の一方に設けられた第一の磁石部および第二の磁石部と、
   前記ベース部材および前記シフト部材の他方に設けられたコイルと、
   前記コイルの開口部において、前記開口部の中心軸に対して第一の磁石部側に設けられた第一の磁性部と、
   前記第一の磁性部とは分離して設けられ、前記中心軸に対して第二の磁石部側に設けられた第二の磁性部を有し、
   前記第一の磁性部および前記第二の磁性部は、前記コイルに保持されていることを特徴とする光学防振装置。
2. 前記第一の磁性部および前記第二の磁性部はそれぞれ強磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の光学防振装置。
3. 前記第一の磁性部と前記第二の磁性部とを連結する連結部を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学防振装置。
4. 前記連結部と前記第一の磁石部または前記第二の磁石部との間の光軸方向における最短距離は、前記第一の磁性部または前記第二の磁性部と前記第一の磁石部または前記第二の磁石部との前記光軸方向における最短距離よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の光学防振装置。
5. 前記第一の磁性部から前記第一の磁石部側に延びる第一の延設部と、
   前記第二の磁性部から前記第二の磁石部側に延びる第二の延設部とを更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学防振装置。
6. 前記第一の延設部は、前記コイルの前記開口部の外側において、前記第一の磁性部から前記第一の磁石部側に延びており、
   前記第二の延設部は、前記コイルの前記開口部の外側において、前記第二の磁性部から前記第二の磁石部側に延びていることを特徴とする請求項５に記載の光学防振装置。
7. 前記第一の延設部および前記第二の延設部はそれぞれ、光軸方向において前記コイルを挟むように、前記コイルの両側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光学防振装置。
8. 前記シフト部材を互いに異なる第一の方向と第二の方向に移動させるための前記駆動手段を少なくとも二つ有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学防振装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学防振装置と、
   前記光学防振装置を保持する筒部材を有し、
   前記防振素子は、レンズであることを特徴とするレンズ装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学防振装置と、
    前記光学防振装置を保持するカメラ本体を有し、
    前記防振素子は、撮像素子であることを特徴とする撮像装置。

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