像振れ補正装置、撮像装置および光学装置
【課題】 部品点数削減と組み立て性の向上を図る。
【解決手段】 保持部材２１を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットと、３個のボール２５と、一方と他方の端に設けられるフック部がベース部材２８と保持部材にそれぞれ係止され、ベース部材と保持部材の間に３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネ２３とを有し、ベース部材とレンズと２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂの平面内における重心が、３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、２個のバネによって形成される平面内における線分が、三角形の２辺を跨ぐよう２個のマグネット、３個のボールおよび２個のバネを配置している。
【解決手段】 保持部材２１を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットと、３個のボール２５と、一方と他方の端に設けられるフック部がベース部材２８と保持部材にそれぞれ係止され、ベース部材と保持部材の間に３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネ２３とを有し、ベース部材とレンズと２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂの平面内における重心が、３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、２個のバネによって形成される平面内における線分が、三角形の２辺を跨ぐよう２個のマグネット、３個のボールおよび２個のバネを配置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れを補正するための像振れ補正装置、該像振れ補正装置を備えた撮像装置および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手持ち撮影において生じやすい手振れ等による像振れを補正するため、撮像レンズに含まれる像振れ補正用のレンズを光軸と垂直な平面内でシフトさせることにより、像振れを解消しようとする像振れ補正装置（光学防振ユニット）が知られている。
【０００３】
このような像振れ補正装置として、補正レンズを第１の方向あるいは第２の方向（前記第１の方向に垂直な方向）に、光軸回りに回転させることなくシフトさせるようにしたものが知られている。
【０００４】
特許文献１では、図１４に示すように、補正レンズ１０１を保持するレンズホルダー１０２を３つのボール１０３，１０４，１０５で受けている。そして、その外側に配置された３つのバネ１０６，１０７，１０８によってベース部材１０９との間に挟み込んでレンズホルダー１０２を光軸と直交する平面内で動かす構成となっている。
【０００５】
また、図１５に示すように、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０がベース部材１０９とベース部材１１１の間に設けられ、これらベース部材１０９，１１１の両端の開口部の少なくとも一方には保護レンズ１１２，１１３が固定されている。したがって、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０は、ベース部材１０９，１１１と保護レンズ１１２，１１３とによりケーシング化されている。このため、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０が外部に露出することがなく、像振れ補正装置のレンズ鏡筒内への組み込みなどの作業性が向上するような構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−９０７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような３本のバネ１０６〜１０８をレンズホルダー１０２とベース部材１０９に掛ける構成では、３本分のバネを掛けるスペースが必要となる。よって、レンズホルダー１０２を含むレンズユニットが大きくなり、カメラ全体を大きくする要因の一つとなっていた。
【０００８】
また、特許文献１に開示されているような３本のバネの掛け方だと、３本のバネのうち、どれか一本を排除しようとしても３つのボールの受け部で形成される三角形の外側に力が掛かる。そのため、力のバランスが崩れて一方が浮き上がり、機構自体が成立しなかった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることのできる像振れ補正装置、撮像装置および光学装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットもしくはコイルと、前記ベース部材と前記支持部材の間に配置される３個のボールと、一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、前記２個のマグネットおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のマグネットもしくはコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置した像振れ補正装置とするものである。
【００１１】
もしくは、上記目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のコイルと、前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、前記２個のコイルおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置した像振れ補正装置とするものである。
【００１２】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を具備する撮像装置または光学装置とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることができる像振れ補正装置、撮像装置または光学装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係るカメラを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係るカメラのレンズ鏡筒全体を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係るカメラの２群鏡筒を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に係るカメラに具備される像振れ補正装置を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るカメラのシャッタ＆ＮＤ機構を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用する力（Ｘ方向）を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係るレンズホルダーのフック係止部に作用する摩擦力を示す拡大図である。
【図８】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（回転方向）する力を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ｙ方向）する力を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ａ方向）する力を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ｂ方向）する力を示す図である。
【図１２】従来のカメラに具備される像振れ補正装置のレンズホルダーおよびベース部材を示す平面図である。
【図１３】従来のレンズホルダーに作用（Ｘ方向）する力を示す図である。
【図１４】従来のカメラに具備される像振れ補正装置を示す平面図である。
【図１５】従来のカメラに具備される像振れ補正装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【００１６】
図１は本発明の一実施例に係る像振れ補正装置を具備する撮像装置であるところのカメラを示す斜視図である。
【００１７】
図１において、１はカメラ本体である。該カメラ本体１の前面には、撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２およびファインダ窓５が設けられている。レンズ鏡筒２の前面には、カメラの電源オン、オフに従って撮影レンズの光路を開閉するレンズバリア装置３（図１は開状態）が備えられている。
【００１８】
また、カメラ本体１の上面には、被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられている。さらに、カメラ本体１の上面には、撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）及び撮影動作（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。
【００１９】
尚、図１はカメラの代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
【００２０】
図２は、上記レンズ鏡筒２の分解斜視図である。
【００２１】
図２において、７は第１群レンズを保持する１群鏡筒であり、前述のレンズバリア装置３を備える。８は第２群レンズを保持する２群鏡筒であり、後述する像振れ補正装置とシャッタ＆絞り機構を備える。９は１群鏡筒７及び２群鏡筒８を駆動するための駆動カムを内周部に備える移動カム環であり、不図示の鏡筒駆動モータより動力を伝達されるギア部を有する。１０は移動カム環９に回転可能に保持される直進筒であり、１群鏡筒７および２群鏡筒８を直進規制する。１１は内周部に移動カム環９を駆動するための駆動カムを備える固定筒である。１２は第３群レンズを保持する３群鏡筒、１３は撮像素子を具備するベース部材である。
【００２２】
尚、レンズ鏡筒２の構成は本発明の特徴を満たす構成であれば、上記の構成に限定されるものではない。
【００２３】
次に、像振れ補正装置とシャッタ＆絞り機構を有する２群鏡筒８の構成について、図３、図４および図５を用いて説明する。尚、図３は２群鏡筒８の分解斜視図、図４は２群鏡筒８を被写体側から見た分解斜視図（後述するセンサホルダー、２群ＦＰＣ、２群カバーを外した状態）、図５は２群鏡筒８を図３の反対側から見た分解斜視図である。
【００２４】
図３〜図５において、２８は２群鏡筒８の基台である２群ベース部材であり、不図示のフォーカス送りネジの逃げ形状部２８ａ、フォーカスガイドバーの逃げ形状部２８ｂ、後述のフック２８ｃを有する。レンズ鏡筒２は沈胴時に各レンズ群鏡筒の間隔を短縮して小型化を図っているが、不図示のフォーカス送りネジとフォーカスガイドバーは光軸方向に突出しているため、沈胴時に２群ベース部材２８を貫通してしまう。すると、レンズを通過しない光線がその貫通部を通過して撮像素子に入射して光線漏れを起こす。そのため、逃げ形状部２８ａと２８ｂの様に袋形状（図４参照）にして極力光線漏れを防ぐ形状にしている。
【００２５】
２１は２群レンズ群（以下、補正レンズ）２６を保持する２群レンズホルダーであり、補正レンズ２６が加締められている。２群レンズホルダー２１にはマグネット２２Ａおよび２２Ｂが一体的に保持されている。尚、符号における添字ＡおよびＢは、図４におけるＡ方向およびＢ方向と対応している。また、２群レンズホルダー２１には２箇所にフック係止部２１ａ（図３参照）があり、ここに引張り力を作用させるバネ２３（コイルバネ）が掛けられる。
【００２６】
２７は有害光をカットする固定絞りであり、フック２１ａによって２群レンズホルダー２１に固定されている。２４Ａおよび２４Ｂはコイルとボビンからなるコイルユニットであり、２群ベース部材２８の窪みに接着固定されている。コイルへの給電は、ボビンに埋設され、上記コイルと電気的に接続された金属ピン２４Ａ−ａおよび２４Ｂ−ａ（図３、図４参照）に対して、後述する２群ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）によって行われる。
【００２７】
２群レンズホルダー２１に掛けられた２本のバネ２３の他端は２群ベース部材２８のフック係止部２８ｃ（図３参照）に掛けられていて、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１との間には３個の非磁性のボール２５（図３、図４参照）が挟まれている。そして、２群レンズホルダー２１は２群ベース部材２８に向かってボール２５を介して押圧された状態になっている。但し、ボール２５を介しているので、光軸に垂直な平面内では自由に移動する事が可能になっている。この２群レンズホルダー２１を平面内で移動させる事によって撮像素子上の像振れを抑制してその補正を行う。
【００２８】
１８はシャッタ羽根を駆動するアクチュエータ、１９はＮＤフィルタを駆動するアクチュエータであり、共に通電方向の正逆転によってアームの停止位置が切り換る２点切り換え方式のアクチュエータである。１６は２群ＦＰＣであり、全体形状は半円弧形状（図３参照）を成している。半円弧形状の両端には上記アクチュエータ１８および１９が半田接続されており、途中には前述のコイルユニットと半田接続するランド１６ａが設けられている。また、裏面側には磁界を検出するホール素子１７Ａおよび１７Ｂが実装されている。
【００２９】
２群レンズホルダー２１に保持されるマグネット２２Ａおよび２２Ｂは、図４に示すような方向に着磁されている。２群レンズホルダー２１のＡ方向およびＢ方向への移動を各ホール素子１７Ａ，１７Ｂが磁界の変化として検出して、その変化量に基づいて移動量が算出される。マグネット２２Ａ，２２Ｂとホール素子１７Ａ，１７Ｂの位置精度は重要であるので、ホール素子２２Ａ，２２Ｂはセンサホルダー２０に対して圧入されて精度良く位置決めされるようになっている。
【００３０】
上記の様な２群ＦＰＣ１６が位置決め穴１６ｂとセンサホルダー２０の位置決め突起２０ａ（図３参照）との係合によって固定され、センサホルダー２０は２群ベース部材２８に取り付けられる。そして、２群カバー１５をビス１４および外周フックで２群ベース部材２８に固定することにより、センサホルダー２０、アクチュエータ１８，１９は２群ベース部材２８に対して固定される。
【００３１】
図５において、２９，３０はシャッタ羽根であり、アクチュエータ１８の駆動アームにより駆動される。３１は仕切り板、３２は光量を制限するＮＤフィルタであり、アクチュエータ１９によって駆動され、光路中への進入と退避を繰り返す。３３はシャッタカバーであり、２群ベース部材２８にフックで固定され、シャッタ羽根２９，３０、ＮＤフィルタ３２を保護している。
【００３２】
次に、補正レンズ２６を保持する２群レンズホルダー２１の２群ベース部材２８に対する安定性について、図４を用いて説明する。
【００３３】
２群レンズホルダー２１はモールド部材で成形されており、前述したように補正レンズ２６とマグネット２２Ａ，２２Ｂを備えているため、自重が主に補正レンズ２６とマグネット２２Ａ，２２Ｂの重さによって支配されている。像振れ補正のための駆動開始時には、重量に抗して、マグネット２２Ａ、２２Ｂおよびコイル２４Ａ、２４Ｂの駆動力により、補正レンズ２６の中心が他の撮影レンズ光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１を持ち上げる。図４の状態は、補正レンズ２６の中心が他の撮影光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１を持ち上げた状態を表す。このとき、マグネット２２Ａ、２２Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心は、図４に示す位置（「×重心」で示す位置）となる。そして、２群レンズホルダー２１を受ける３つのボール２５（裏面にあるため、破線で示している）で形成される三角形がその重心を内部に含むように該３つのボール２５を配置して、２群レンズホルダー２１を安定して保持できるようにしている。例えば、３つのボール２５から形成される三角形内に重心を含まないように配置すると、重心側に２群レンズホルダー２１が倒れて光軸と直交する平面内で移動することが不可能となる。
【００３４】
２群レンズホルダー２１には前述したように２群ベース部材２８との間に光軸方向と平行に２本のバネ２３（図３、図４参照）を掛ける。このように、２群レンズホルダー２１と２群ベース部材２８とが互いに押し合うようにバネ２３を掛けることにより、３つのボール２５が両者に挟持される。そして、この２本のバネ２３が２群レンズホルダー２１に対して掛けられる２つのフック係止部２１ａが作る線分は、３つのボール２５から形成される三角形の二辺を跨ぐ（破線参照）ようにする。
【００３５】
本実施例の場合、２群レンズホルダー２１が左右対称形状になっており、またマグネット２２Ａ、２２Ｂも左右対称に配置されているので、２つのフック係止部２１ａが作る線分は三角形の二辺を跨ぎ、更に対称軸から等距離の位置にあることが望ましい。つまり、２本のバネ力が合成される点が三角形の内側で対称軸上にあることが最も安定性を保つことができる条件となる。つまり、２群レンズホルダー２１に掛ける２本のバネ２３は前述の三角形にどのようにでも掛ける自由度はあるが、像振れ補正装置としての安定性を確実にするためには対称軸から均等に配置することが望ましい。
【００３６】
次に、ローリングを防止する２本のバネ２３の具体的な掛け方について、図６〜図１３を用いて、従来のバネの掛け方と比較しながら述べることにする。
【００３７】
ローリングとは、図６に示すように、像振れ補正のための駆動力が合力としてＦのように働いた時に２群レンズホルダー２１の重心に対して回転しようとする力である。この場合はＦの分力Ｆ１によって２群レンズホルダー２１は重心に対して反時計回りに回転しようとする。このローリングは像振れ補正性能に支障を来たすため、従来では、図１２に示すように、３本のバネ３７をベース部材３４とレンズホルダー３５の間に掛けている。そして、中央のバネ３７はレンズホルダー３５に掛かるバネ力を安定させるためだけでなく、ローリングを緩和する役割も果たしていた。
【００３８】
本実施例では、前述の中央のバネに相当するバネは存在せず、２本のバネ２３のみとしているため、このローリングに対する影響を受ける。しかし、２本のバネ２３の一方の端部であるフック部２３ａが作る平面を像振れ補正のための駆動方向Ａ，Ｂの軸方向と平行にしている。詳しくは、図４や後述の図６において、右側のバネ２３のフック部２３ａが作る平面はＡ軸方向に平行に、左側のバネ２３のフック部２３ａが作る平面はＢ軸方向に平行に、それぞれしている。このことにより、ローリングに対する影響を解決（詳細は後述）している。
【００３９】
図１２は、上記したように３本のバネ３７を掛けている従来例である。ベース部材３４とレンズホルダー３５との間に３つのボール３６を配置して、ベース部材３４とレンズホルダー３５のフック係止部３７ａに３本のバネ３７のフック部を掛けてレンズホルダー３５が光軸と直交する平面を滑らかに動けるようにしている。
【００４０】
バネ３７の掛け方は、左右の２本のバネ３７はフック部が作る平面がＹ軸と平行になるように、中央のバネ３７はフック部が作る平面がＸ軸と平行になるようにしており、いずれも像振れ補正のための駆動方向ＡとＢに対して４５°の傾きをもっている。このように３本のバネ３７が掛けられたレンズホルダー３５が像振れ補正駆動でＸ軸に沿って少し動いた状態を示したものが図１３であり、Ｘ軸に沿った駆動によって前述のローリング力が重心に対して反時計回りに働いている。なお、図１３において、ｆは像振れ補正のための駆動力（合力）ｆ１，ｆ２はその分力である。
【００４１】
図１３において、像振れ補正のための駆動力ｆに対する反力ｒが３本のバネ３７によってレンズホルダー３５に働いており、左右の２本のバネ３７に対しては重心に対してレンズホルダー３５を反時計回りに回転させようとするｒの分力ｒ１が生じている。しかし、中央のバネ３７の反力ｒによってそれを打ち消す向きに力が働くことで、ローリングが緩和されるようになっている。
【００４２】
すなわち、図１２および図１３の従来構成においては、中央のバネ３７を取り除くと、ボール３６の配置と中央を除いた左右の２本のバネ３７の配置からレンズホルダー３５は２本のバネ３７側に倒れて機構が成立しなくなる。また、この倒れを考えないとしてもローリングを増大させる方向に左右の２本のバネ力が働き防振性能に支障を来たすことになる。
【００４３】
図６は、図１３と同様に、本実施例の２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＸ軸に沿って図中右方向に少し動いた状態を示している。
【００４４】
像振れ補正のための駆動力（合力）としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。したがって、２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａはその反力Ｒを受けるが、その反力Ｒの大きさはバネ２３のフック部２３ａがフック係止部２１ａに対してどのように掛かっているかによって大きく変わる。
【００４５】
図７は、図６に示す２群レンズホルダー２１の右側のフック係止部２１ａ周りを拡大した図である。
【００４６】
フック係止部２１ａはバネ２３のフック部２３ａが作る平面（バネの円弧状端部を含む平面）が像振れ補正ための駆動方向であるＡ軸方向と平行になるような形状になっている。また逆に、図７では不図示であるが、左側のフック係止部２１ａはバネ２３のフック部２３ａが作る平面（バネの円弧状端部を含む平面）が像振れ補正ための駆動方向であるＢ軸方向と平行になるような形状となっている。したがって、バネ２３のフック部２３ａは２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａに対して、Ｒ１方向とＲ２方向とで摩擦力が大きく変わる。バネ２３のフック部２３ａはバネ力により２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａの溝の最下点に位置するため、２群レンズホルダー２１がＲ１方向に変位したとしても最下点でフック部２３ａが転がってその変位を吸収しようとする。また、Ｒ２方向に変位した時はフック部２３ａの自由度の有る輪の中でフック係止部２１ａとの接触点が常に擦れながら変化する。Ｒ１方向はフック係止部２１ａに対して転がり摩擦となり（フック係止部２１ａに対してフック部２３ａが転がるため）、摩擦力としては非常に小さい。これに対し、Ｒ２方向は滑り摩擦（フック係止部２１ａに対してフック部２３ａが滑るため）を生じるため、非常に大きい摩擦力を生じる。
【００４７】
よって、図６の反力ＲはＲ１とＲ２に力を分けた場合、滑り摩擦の分力Ｒ２が非常に大きく、分力Ｒ１が無視できるくらいの摩擦力となり、結果的に２群レンズホルダー２１を重心に対して回転させようとする力は、図８に示すように合力Ｒ３として表れる。
【００４８】
前述したように、像振れ補正のための駆動時に発生するローリングは、Ｆ１で表される重心に対して反時計周りの力である。これに対し、バネ２３によって受ける反力の合力はＲ３で表されるように重心に対して時計回りであり、このようなバネの掛け方によってローリングを相殺する方向に力が働いていることがわかる。
【００４９】
上記は像振れ補正駆動として２群レンズホルダー２１をＸ方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｘ方向の逆側（図８の右側）に動かした時も同様の結果となる。
【００５０】
図９は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＹ軸に沿って図中上方に少し動いた状態を示したものである。
【００５１】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ３，Ｆ４となり、重心に対して回転する方向には分力Ｆ３が効いてくる。しかし、２群レンズホルダー２１がＹ軸に対して左右対称形状であるため、分力Ｆ３が互いに相殺する方向になる。そのため、ローリングは発生しない。反力Ｒに対しては分力としてＲ４，Ｒ５が発生し、重心に対して回転する方向には分力Ｒ４が効いてくるが、同じ理由から分力Ｒ４が互いに相殺する方向になるためローリングは発生しない。
【００５２】
図６のＸ軸に沿って動く場合で説明したように、実際にはバネ２３の掛け方でＲ４の強弱が変わってくるが、お互いに相殺されることに代わりが無いため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＹ方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｙ方向の逆側（図９の下方方向）に動かした時も同様にローリングは発生しない。
【００５４】
図１０は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動によりＡ軸に沿って図中斜め右上の方向に少し動いた状態を示したものである。
【００５５】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ５，Ｆ６となり、重心に対して回転する方向には右側が分力Ｆ５、左側が分力Ｆ６というように効いてくる。しかし、Ｆ５＞Ｆ６であるため、２群レンズホルダー２１はその差分の力で重心に対して反時計回りに回転しようとするローリングが発生する。一方、反力として２群レンズホルダー２１がバネ２３から受ける力は前述したように左右のフック係止部２１ａの摩擦力により異なり、この場合、右側の反力Ｒの方が滑り摩擦で左側の反力Ｒが転がり摩擦のため、右側の反力Ｒの方が非常に強い力となる。
【００５６】
よって、作図上の分力の大小はＲ７＞Ｒ６となるが、摩擦力を考慮すると実際に働く力の大きさとしてはＲ６＞Ｒ７となって重心に対して時計回りに回転する方向に力が働く。この場合も反時計回りのローリングに対して時計回りに反力が働くことでローリングが緩和されるようになっている。
【００５７】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＡ軸方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ａ軸方向の逆側（図１０の斜め左下方向）に動かした時も同様にローリングを緩和する結果となる。
【００５８】
図１１は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＢ軸に沿って図中斜め右下方向に少し動いた状態を示したものである。
【００５９】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ７，Ｆ８となり、重心に対して回転する方向には右側が分力Ｆ７、左側が分力Ｆ８というように効いてくる。しかし、Ｆ８＞Ｆ７であるため、２群レンズホルダー２１はその差分の力で重心に対して反時計回りに回転しようとするローリングが発生する。一方、反力として２群レンズホルダー２１がバネ２３から受ける力は前述したように左右のフック係止部２１ａの摩擦力により異なり、この場合、右側の反力Ｒの方が転がり摩擦で左側の反力Ｒが滑り摩擦のため、左側の反力Ｒの方が非常に強い力となる。
【００６０】
よって、作図上の分力の大小はＲ８＞Ｒ９となるが、摩擦力を考慮すると実際に働く力の大きさとしてはＲ９＞Ｒ８となって重心に対して時計回りに回転する方向に力が働く。この場合も反時計回りのローリングに対して時計回りに反力が働くことでローリングが緩和されるようになっている。
【００６１】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＢ軸方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｂ軸方向の逆側（図１１の斜め左上方向）に動かした時も同様にローリングを緩和する結果となる。
【００６２】
以上のように、２群レンズホルダー２１をＸＹ平面において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ａ軸方向、Ｂ軸方向に駆動させた場合を述べたが、いずれの場合もローリングが発生する場合にはそれをキャンセルする方向にバネ力が作用していることがわかる。
【００６３】
また、上記以外の駆動方向に２群レンズホルダー２１を動かした場合も何れかの駆動の組み合わせとなり、ローリングが発生した場合にそれをキャンセルする方向にバネ力が作用することは変わらない。
【００６４】
尚、本実施例では、像振れ補正駆動の際にマグネット２２Ａ，２２Ｂにかかる力で説明をした。しかし、それ以外の力（重力や外的な慣性力等）の場合にもレンズホルダーの重さで支配的となっているマグネットに掛かる場合で説明がつくため、同様と考えてよい。
【００６５】
以上の実施例における像振れ補正装置は、２群ベース部材２８に対し、光軸と直交する平面内で補正レンズ２６を相対的に移動可能に保持する２群レンズホルダー２１を有する。さらに、２群レンズホルダー２１を移動させるための２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂと、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１に挟持される３個のボール２５とを有する。さらに、一方と他方の端に設けられるフック部２３ａが２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１にそれぞれ係止され、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１の間に３個のボール２５を挟持するように付勢する２個のバネ２３を有する。
【００６６】
そして、マグネット２２Ａ，２２Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心が、３個のボール２５によって形成される三角形の内部に存在するように構成する。なお、この位置関係は、補正レンズ２６の中心が、他の撮影レンズ光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１が持ち上げられた状態を基準としている。さらに、２個のバネ２３によって形成される平面内における線分が、ボール２５が形成する三角形の２辺を略均等に跨ぐように、上記マグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂ、ボール２５およびバネ２３をそれぞれ配置している。２個のバネ２３によって形成される線分は、より具体的には２つのフック係止部２１ａが作る線分である。
【００６７】
よって、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることが可能となる。
【００６８】
さらに、２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂより成る駆動手段は、２群レンズホルダー２１をＡ軸方向（第一の方向）および該Ａ軸方向と直交するＢ軸方向（第二の方向）に移動させるためのものである。そして、２個のバネ２３のうち、一つのバネのフック部２３ａが作る平面がＡ軸方向と平行になるように、該フック部２３ａに対して２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａが設けられている。同じく、もう一つのバネのフック部２３ａが作る変面がＢ軸方向と平行になるように、該フック部２３ａに対して２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａが設けられている。
【００６９】
また、バネ２３のフック部２３ａが作る平面とは、該バネ２３の円弧状端部を含む平面のことである。そして、Ａ軸方向に移動させる一方のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂの近傍にあるバネ２３のフック部２３ａが作る平面とＡ軸方向とは直交するようにしている。同じく、Ｂ軸方向に移動させる他方のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂの近傍にあるバネ２３のフック部２３ａの向きとＢ軸方向とは直交するようにしている。
【００７０】
よって、２群レンズホルダー２１と２群ベース部材２８との間に掛け難い中央のバネを除く２本のバネだけでローリングの起こらない像振れ補正装置を成立させることができるため、部品点数削減と組み立て性向上に大きく貢献し、カメラの小型化にも有効となる。
【００７１】
なお、本実施例では、２群レンズホルダー２１にマグネット２２Ａおよび２２Ｂが取り付けられている構成で説明したが、２群レンズホルダー２１にコイルユニット２４Ａおよび２４Ｂを取り付ける構成でも同様である。このとき、マグネット２２Ａおよび２２Ｂは２群ベース部材２８に取り付けられる。重心については、コイルユニット２４Ａおよび２４Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心を考えれば良い。
【００７２】
（本発明と実施例の対応）
２群ベース部材２８が本発明のベース部材に相当する。また、２群レンズホルダー２１が、本発明の、像振れ補正用のレンズを像振れ補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材に相当する。また、２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂが、本発明の、駆動手段の構成要素を成し、その一方が保持部材に取り付けられる２個のマグネットもしくは２個のコイルに相当する。また、３個のボール２５が本発明の３個のボールに相当し、２個のバネ２３が本発明の２個のバネに相当する。
【００７３】
上記実施例では、像振れ補正装置を具備する撮像装置であるカメラに適用した例を述べているが、像振れ補正が可能な撮像機能を有する携帯電話や双眼鏡等の光学装置にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００７４】
２１ レンズホルダー
２１ａ フック係止部
２２Ａ マグネット
２２Ｂ マグネット
２３ バネ
２３ａ 係止部
２４Ａ コイルユニット
２４Ｂ コイルユニット
２５ ボール
２８ ２群ベース部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れを補正するための像振れ補正装置、該像振れ補正装置を備えた撮像装置および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手持ち撮影において生じやすい手振れ等による像振れを補正するため、撮像レンズに含まれる像振れ補正用のレンズを光軸と垂直な平面内でシフトさせることにより、像振れを解消しようとする像振れ補正装置（光学防振ユニット）が知られている。
【０００３】
このような像振れ補正装置として、補正レンズを第１の方向あるいは第２の方向（前記第１の方向に垂直な方向）に、光軸回りに回転させることなくシフトさせるようにしたものが知られている。
【０００４】
特許文献１では、図１４に示すように、補正レンズ１０１を保持するレンズホルダー１０２を３つのボール１０３，１０４，１０５で受けている。そして、その外側に配置された３つのバネ１０６，１０７，１０８によってベース部材１０９との間に挟み込んでレンズホルダー１０２を光軸と直交する平面内で動かす構成となっている。
【０００５】
また、図１５に示すように、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０がベース部材１０９とベース部材１１１の間に設けられ、これらベース部材１０９，１１１の両端の開口部の少なくとも一方には保護レンズ１１２，１１３が固定されている。したがって、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０は、ベース部材１０９，１１１と保護レンズ１１２，１１３とによりケーシング化されている。このため、レンズホルダー１０２と駆動部材１１０が外部に露出することがなく、像振れ補正装置のレンズ鏡筒内への組み込みなどの作業性が向上するような構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−９０７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような３本のバネ１０６〜１０８をレンズホルダー１０２とベース部材１０９に掛ける構成では、３本分のバネを掛けるスペースが必要となる。よって、レンズホルダー１０２を含むレンズユニットが大きくなり、カメラ全体を大きくする要因の一つとなっていた。
【０００８】
また、特許文献１に開示されているような３本のバネの掛け方だと、３本のバネのうち、どれか一本を排除しようとしても３つのボールの受け部で形成される三角形の外側に力が掛かる。そのため、力のバランスが崩れて一方が浮き上がり、機構自体が成立しなかった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることのできる像振れ補正装置、撮像装置および光学装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットもしくはコイルと、前記ベース部材と前記支持部材の間に配置される３個のボールと、一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、前記２個のマグネットおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のマグネットもしくはコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置した像振れ補正装置とするものである。
【００１１】
もしくは、上記目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のコイルと、前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、前記２個のコイルおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置した像振れ補正装置とするものである。
【００１２】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を具備する撮像装置または光学装置とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることができる像振れ補正装置、撮像装置または光学装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係るカメラを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係るカメラのレンズ鏡筒全体を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係るカメラの２群鏡筒を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に係るカメラに具備される像振れ補正装置を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るカメラのシャッタ＆ＮＤ機構を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用する力（Ｘ方向）を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係るレンズホルダーのフック係止部に作用する摩擦力を示す拡大図である。
【図８】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（回転方向）する力を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ｙ方向）する力を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ａ方向）する力を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係るレンズホルダーに作用（Ｂ方向）する力を示す図である。
【図１２】従来のカメラに具備される像振れ補正装置のレンズホルダーおよびベース部材を示す平面図である。
【図１３】従来のレンズホルダーに作用（Ｘ方向）する力を示す図である。
【図１４】従来のカメラに具備される像振れ補正装置を示す平面図である。
【図１５】従来のカメラに具備される像振れ補正装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【００１６】
図１は本発明の一実施例に係る像振れ補正装置を具備する撮像装置であるところのカメラを示す斜視図である。
【００１７】
図１において、１はカメラ本体である。該カメラ本体１の前面には、撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２およびファインダ窓５が設けられている。レンズ鏡筒２の前面には、カメラの電源オン、オフに従って撮影レンズの光路を開閉するレンズバリア装置３（図１は開状態）が備えられている。
【００１８】
また、カメラ本体１の上面には、被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられている。さらに、カメラ本体１の上面には、撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）及び撮影動作（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。
【００１９】
尚、図１はカメラの代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
【００２０】
図２は、上記レンズ鏡筒２の分解斜視図である。
【００２１】
図２において、７は第１群レンズを保持する１群鏡筒であり、前述のレンズバリア装置３を備える。８は第２群レンズを保持する２群鏡筒であり、後述する像振れ補正装置とシャッタ＆絞り機構を備える。９は１群鏡筒７及び２群鏡筒８を駆動するための駆動カムを内周部に備える移動カム環であり、不図示の鏡筒駆動モータより動力を伝達されるギア部を有する。１０は移動カム環９に回転可能に保持される直進筒であり、１群鏡筒７および２群鏡筒８を直進規制する。１１は内周部に移動カム環９を駆動するための駆動カムを備える固定筒である。１２は第３群レンズを保持する３群鏡筒、１３は撮像素子を具備するベース部材である。
【００２２】
尚、レンズ鏡筒２の構成は本発明の特徴を満たす構成であれば、上記の構成に限定されるものではない。
【００２３】
次に、像振れ補正装置とシャッタ＆絞り機構を有する２群鏡筒８の構成について、図３、図４および図５を用いて説明する。尚、図３は２群鏡筒８の分解斜視図、図４は２群鏡筒８を被写体側から見た分解斜視図（後述するセンサホルダー、２群ＦＰＣ、２群カバーを外した状態）、図５は２群鏡筒８を図３の反対側から見た分解斜視図である。
【００２４】
図３〜図５において、２８は２群鏡筒８の基台である２群ベース部材であり、不図示のフォーカス送りネジの逃げ形状部２８ａ、フォーカスガイドバーの逃げ形状部２８ｂ、後述のフック２８ｃを有する。レンズ鏡筒２は沈胴時に各レンズ群鏡筒の間隔を短縮して小型化を図っているが、不図示のフォーカス送りネジとフォーカスガイドバーは光軸方向に突出しているため、沈胴時に２群ベース部材２８を貫通してしまう。すると、レンズを通過しない光線がその貫通部を通過して撮像素子に入射して光線漏れを起こす。そのため、逃げ形状部２８ａと２８ｂの様に袋形状（図４参照）にして極力光線漏れを防ぐ形状にしている。
【００２５】
２１は２群レンズ群（以下、補正レンズ）２６を保持する２群レンズホルダーであり、補正レンズ２６が加締められている。２群レンズホルダー２１にはマグネット２２Ａおよび２２Ｂが一体的に保持されている。尚、符号における添字ＡおよびＢは、図４におけるＡ方向およびＢ方向と対応している。また、２群レンズホルダー２１には２箇所にフック係止部２１ａ（図３参照）があり、ここに引張り力を作用させるバネ２３（コイルバネ）が掛けられる。
【００２６】
２７は有害光をカットする固定絞りであり、フック２１ａによって２群レンズホルダー２１に固定されている。２４Ａおよび２４Ｂはコイルとボビンからなるコイルユニットであり、２群ベース部材２８の窪みに接着固定されている。コイルへの給電は、ボビンに埋設され、上記コイルと電気的に接続された金属ピン２４Ａ−ａおよび２４Ｂ−ａ（図３、図４参照）に対して、後述する２群ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）によって行われる。
【００２７】
２群レンズホルダー２１に掛けられた２本のバネ２３の他端は２群ベース部材２８のフック係止部２８ｃ（図３参照）に掛けられていて、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１との間には３個の非磁性のボール２５（図３、図４参照）が挟まれている。そして、２群レンズホルダー２１は２群ベース部材２８に向かってボール２５を介して押圧された状態になっている。但し、ボール２５を介しているので、光軸に垂直な平面内では自由に移動する事が可能になっている。この２群レンズホルダー２１を平面内で移動させる事によって撮像素子上の像振れを抑制してその補正を行う。
【００２８】
１８はシャッタ羽根を駆動するアクチュエータ、１９はＮＤフィルタを駆動するアクチュエータであり、共に通電方向の正逆転によってアームの停止位置が切り換る２点切り換え方式のアクチュエータである。１６は２群ＦＰＣであり、全体形状は半円弧形状（図３参照）を成している。半円弧形状の両端には上記アクチュエータ１８および１９が半田接続されており、途中には前述のコイルユニットと半田接続するランド１６ａが設けられている。また、裏面側には磁界を検出するホール素子１７Ａおよび１７Ｂが実装されている。
【００２９】
２群レンズホルダー２１に保持されるマグネット２２Ａおよび２２Ｂは、図４に示すような方向に着磁されている。２群レンズホルダー２１のＡ方向およびＢ方向への移動を各ホール素子１７Ａ，１７Ｂが磁界の変化として検出して、その変化量に基づいて移動量が算出される。マグネット２２Ａ，２２Ｂとホール素子１７Ａ，１７Ｂの位置精度は重要であるので、ホール素子２２Ａ，２２Ｂはセンサホルダー２０に対して圧入されて精度良く位置決めされるようになっている。
【００３０】
上記の様な２群ＦＰＣ１６が位置決め穴１６ｂとセンサホルダー２０の位置決め突起２０ａ（図３参照）との係合によって固定され、センサホルダー２０は２群ベース部材２８に取り付けられる。そして、２群カバー１５をビス１４および外周フックで２群ベース部材２８に固定することにより、センサホルダー２０、アクチュエータ１８，１９は２群ベース部材２８に対して固定される。
【００３１】
図５において、２９，３０はシャッタ羽根であり、アクチュエータ１８の駆動アームにより駆動される。３１は仕切り板、３２は光量を制限するＮＤフィルタであり、アクチュエータ１９によって駆動され、光路中への進入と退避を繰り返す。３３はシャッタカバーであり、２群ベース部材２８にフックで固定され、シャッタ羽根２９，３０、ＮＤフィルタ３２を保護している。
【００３２】
次に、補正レンズ２６を保持する２群レンズホルダー２１の２群ベース部材２８に対する安定性について、図４を用いて説明する。
【００３３】
２群レンズホルダー２１はモールド部材で成形されており、前述したように補正レンズ２６とマグネット２２Ａ，２２Ｂを備えているため、自重が主に補正レンズ２６とマグネット２２Ａ，２２Ｂの重さによって支配されている。像振れ補正のための駆動開始時には、重量に抗して、マグネット２２Ａ、２２Ｂおよびコイル２４Ａ、２４Ｂの駆動力により、補正レンズ２６の中心が他の撮影レンズ光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１を持ち上げる。図４の状態は、補正レンズ２６の中心が他の撮影光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１を持ち上げた状態を表す。このとき、マグネット２２Ａ、２２Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心は、図４に示す位置（「×重心」で示す位置）となる。そして、２群レンズホルダー２１を受ける３つのボール２５（裏面にあるため、破線で示している）で形成される三角形がその重心を内部に含むように該３つのボール２５を配置して、２群レンズホルダー２１を安定して保持できるようにしている。例えば、３つのボール２５から形成される三角形内に重心を含まないように配置すると、重心側に２群レンズホルダー２１が倒れて光軸と直交する平面内で移動することが不可能となる。
【００３４】
２群レンズホルダー２１には前述したように２群ベース部材２８との間に光軸方向と平行に２本のバネ２３（図３、図４参照）を掛ける。このように、２群レンズホルダー２１と２群ベース部材２８とが互いに押し合うようにバネ２３を掛けることにより、３つのボール２５が両者に挟持される。そして、この２本のバネ２３が２群レンズホルダー２１に対して掛けられる２つのフック係止部２１ａが作る線分は、３つのボール２５から形成される三角形の二辺を跨ぐ（破線参照）ようにする。
【００３５】
本実施例の場合、２群レンズホルダー２１が左右対称形状になっており、またマグネット２２Ａ、２２Ｂも左右対称に配置されているので、２つのフック係止部２１ａが作る線分は三角形の二辺を跨ぎ、更に対称軸から等距離の位置にあることが望ましい。つまり、２本のバネ力が合成される点が三角形の内側で対称軸上にあることが最も安定性を保つことができる条件となる。つまり、２群レンズホルダー２１に掛ける２本のバネ２３は前述の三角形にどのようにでも掛ける自由度はあるが、像振れ補正装置としての安定性を確実にするためには対称軸から均等に配置することが望ましい。
【００３６】
次に、ローリングを防止する２本のバネ２３の具体的な掛け方について、図６〜図１３を用いて、従来のバネの掛け方と比較しながら述べることにする。
【００３７】
ローリングとは、図６に示すように、像振れ補正のための駆動力が合力としてＦのように働いた時に２群レンズホルダー２１の重心に対して回転しようとする力である。この場合はＦの分力Ｆ１によって２群レンズホルダー２１は重心に対して反時計回りに回転しようとする。このローリングは像振れ補正性能に支障を来たすため、従来では、図１２に示すように、３本のバネ３７をベース部材３４とレンズホルダー３５の間に掛けている。そして、中央のバネ３７はレンズホルダー３５に掛かるバネ力を安定させるためだけでなく、ローリングを緩和する役割も果たしていた。
【００３８】
本実施例では、前述の中央のバネに相当するバネは存在せず、２本のバネ２３のみとしているため、このローリングに対する影響を受ける。しかし、２本のバネ２３の一方の端部であるフック部２３ａが作る平面を像振れ補正のための駆動方向Ａ，Ｂの軸方向と平行にしている。詳しくは、図４や後述の図６において、右側のバネ２３のフック部２３ａが作る平面はＡ軸方向に平行に、左側のバネ２３のフック部２３ａが作る平面はＢ軸方向に平行に、それぞれしている。このことにより、ローリングに対する影響を解決（詳細は後述）している。
【００３９】
図１２は、上記したように３本のバネ３７を掛けている従来例である。ベース部材３４とレンズホルダー３５との間に３つのボール３６を配置して、ベース部材３４とレンズホルダー３５のフック係止部３７ａに３本のバネ３７のフック部を掛けてレンズホルダー３５が光軸と直交する平面を滑らかに動けるようにしている。
【００４０】
バネ３７の掛け方は、左右の２本のバネ３７はフック部が作る平面がＹ軸と平行になるように、中央のバネ３７はフック部が作る平面がＸ軸と平行になるようにしており、いずれも像振れ補正のための駆動方向ＡとＢに対して４５°の傾きをもっている。このように３本のバネ３７が掛けられたレンズホルダー３５が像振れ補正駆動でＸ軸に沿って少し動いた状態を示したものが図１３であり、Ｘ軸に沿った駆動によって前述のローリング力が重心に対して反時計回りに働いている。なお、図１３において、ｆは像振れ補正のための駆動力（合力）ｆ１，ｆ２はその分力である。
【００４１】
図１３において、像振れ補正のための駆動力ｆに対する反力ｒが３本のバネ３７によってレンズホルダー３５に働いており、左右の２本のバネ３７に対しては重心に対してレンズホルダー３５を反時計回りに回転させようとするｒの分力ｒ１が生じている。しかし、中央のバネ３７の反力ｒによってそれを打ち消す向きに力が働くことで、ローリングが緩和されるようになっている。
【００４２】
すなわち、図１２および図１３の従来構成においては、中央のバネ３７を取り除くと、ボール３６の配置と中央を除いた左右の２本のバネ３７の配置からレンズホルダー３５は２本のバネ３７側に倒れて機構が成立しなくなる。また、この倒れを考えないとしてもローリングを増大させる方向に左右の２本のバネ力が働き防振性能に支障を来たすことになる。
【００４３】
図６は、図１３と同様に、本実施例の２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＸ軸に沿って図中右方向に少し動いた状態を示している。
【００４４】
像振れ補正のための駆動力（合力）としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。したがって、２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａはその反力Ｒを受けるが、その反力Ｒの大きさはバネ２３のフック部２３ａがフック係止部２１ａに対してどのように掛かっているかによって大きく変わる。
【００４５】
図７は、図６に示す２群レンズホルダー２１の右側のフック係止部２１ａ周りを拡大した図である。
【００４６】
フック係止部２１ａはバネ２３のフック部２３ａが作る平面（バネの円弧状端部を含む平面）が像振れ補正ための駆動方向であるＡ軸方向と平行になるような形状になっている。また逆に、図７では不図示であるが、左側のフック係止部２１ａはバネ２３のフック部２３ａが作る平面（バネの円弧状端部を含む平面）が像振れ補正ための駆動方向であるＢ軸方向と平行になるような形状となっている。したがって、バネ２３のフック部２３ａは２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａに対して、Ｒ１方向とＲ２方向とで摩擦力が大きく変わる。バネ２３のフック部２３ａはバネ力により２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａの溝の最下点に位置するため、２群レンズホルダー２１がＲ１方向に変位したとしても最下点でフック部２３ａが転がってその変位を吸収しようとする。また、Ｒ２方向に変位した時はフック部２３ａの自由度の有る輪の中でフック係止部２１ａとの接触点が常に擦れながら変化する。Ｒ１方向はフック係止部２１ａに対して転がり摩擦となり（フック係止部２１ａに対してフック部２３ａが転がるため）、摩擦力としては非常に小さい。これに対し、Ｒ２方向は滑り摩擦（フック係止部２１ａに対してフック部２３ａが滑るため）を生じるため、非常に大きい摩擦力を生じる。
【００４７】
よって、図６の反力ＲはＲ１とＲ２に力を分けた場合、滑り摩擦の分力Ｒ２が非常に大きく、分力Ｒ１が無視できるくらいの摩擦力となり、結果的に２群レンズホルダー２１を重心に対して回転させようとする力は、図８に示すように合力Ｒ３として表れる。
【００４８】
前述したように、像振れ補正のための駆動時に発生するローリングは、Ｆ１で表される重心に対して反時計周りの力である。これに対し、バネ２３によって受ける反力の合力はＲ３で表されるように重心に対して時計回りであり、このようなバネの掛け方によってローリングを相殺する方向に力が働いていることがわかる。
【００４９】
上記は像振れ補正駆動として２群レンズホルダー２１をＸ方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｘ方向の逆側（図８の右側）に動かした時も同様の結果となる。
【００５０】
図９は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＹ軸に沿って図中上方に少し動いた状態を示したものである。
【００５１】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ３，Ｆ４となり、重心に対して回転する方向には分力Ｆ３が効いてくる。しかし、２群レンズホルダー２１がＹ軸に対して左右対称形状であるため、分力Ｆ３が互いに相殺する方向になる。そのため、ローリングは発生しない。反力Ｒに対しては分力としてＲ４，Ｒ５が発生し、重心に対して回転する方向には分力Ｒ４が効いてくるが、同じ理由から分力Ｒ４が互いに相殺する方向になるためローリングは発生しない。
【００５２】
図６のＸ軸に沿って動く場合で説明したように、実際にはバネ２３の掛け方でＲ４の強弱が変わってくるが、お互いに相殺されることに代わりが無いため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＹ方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｙ方向の逆側（図９の下方方向）に動かした時も同様にローリングは発生しない。
【００５４】
図１０は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動によりＡ軸に沿って図中斜め右上の方向に少し動いた状態を示したものである。
【００５５】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時、２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ５，Ｆ６となり、重心に対して回転する方向には右側が分力Ｆ５、左側が分力Ｆ６というように効いてくる。しかし、Ｆ５＞Ｆ６であるため、２群レンズホルダー２１はその差分の力で重心に対して反時計回りに回転しようとするローリングが発生する。一方、反力として２群レンズホルダー２１がバネ２３から受ける力は前述したように左右のフック係止部２１ａの摩擦力により異なり、この場合、右側の反力Ｒの方が滑り摩擦で左側の反力Ｒが転がり摩擦のため、右側の反力Ｒの方が非常に強い力となる。
【００５６】
よって、作図上の分力の大小はＲ７＞Ｒ６となるが、摩擦力を考慮すると実際に働く力の大きさとしてはＲ６＞Ｒ７となって重心に対して時計回りに回転する方向に力が働く。この場合も反時計回りのローリングに対して時計回りに反力が働くことでローリングが緩和されるようになっている。
【００５７】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＡ軸方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ａ軸方向の逆側（図１０の斜め左下方向）に動かした時も同様にローリングを緩和する結果となる。
【００５８】
図１１は、２群レンズホルダー２１が像振れ補正駆動でＢ軸に沿って図中斜め右下方向に少し動いた状態を示したものである。
【００５９】
像振れ補正駆動の合力としてＦが働いた時２群レンズホルダー２１はその反力Ｒを２本のバネ２３から受ける。像振れ補正駆動時に発生する力はＦの分力としてのＦ７，Ｆ８となり、重心に対して回転する方向には右側が分力Ｆ７、左側が分力Ｆ８というように効いてくる。しかし、Ｆ８＞Ｆ７であるため、２群レンズホルダー２１はその差分の力で重心に対して反時計回りに回転しようとするローリングが発生する。一方、反力として２群レンズホルダー２１がバネ２３から受ける力は前述したように左右のフック係止部２１ａの摩擦力により異なり、この場合、右側の反力Ｒの方が転がり摩擦で左側の反力Ｒが滑り摩擦のため、左側の反力Ｒの方が非常に強い力となる。
【００６０】
よって、作図上の分力の大小はＲ８＞Ｒ９となるが、摩擦力を考慮すると実際に働く力の大きさとしてはＲ９＞Ｒ８となって重心に対して時計回りに回転する方向に力が働く。この場合も反時計回りのローリングに対して時計回りに反力が働くことでローリングが緩和されるようになっている。
【００６１】
上記は像振れ補正駆動として、２群レンズホルダー２１をＢ軸方向に動かした時の説明であるが、左右対称形状であるため、Ｂ軸方向の逆側（図１１の斜め左上方向）に動かした時も同様にローリングを緩和する結果となる。
【００６２】
以上のように、２群レンズホルダー２１をＸＹ平面において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ａ軸方向、Ｂ軸方向に駆動させた場合を述べたが、いずれの場合もローリングが発生する場合にはそれをキャンセルする方向にバネ力が作用していることがわかる。
【００６３】
また、上記以外の駆動方向に２群レンズホルダー２１を動かした場合も何れかの駆動の組み合わせとなり、ローリングが発生した場合にそれをキャンセルする方向にバネ力が作用することは変わらない。
【００６４】
尚、本実施例では、像振れ補正駆動の際にマグネット２２Ａ，２２Ｂにかかる力で説明をした。しかし、それ以外の力（重力や外的な慣性力等）の場合にもレンズホルダーの重さで支配的となっているマグネットに掛かる場合で説明がつくため、同様と考えてよい。
【００６５】
以上の実施例における像振れ補正装置は、２群ベース部材２８に対し、光軸と直交する平面内で補正レンズ２６を相対的に移動可能に保持する２群レンズホルダー２１を有する。さらに、２群レンズホルダー２１を移動させるための２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂと、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１に挟持される３個のボール２５とを有する。さらに、一方と他方の端に設けられるフック部２３ａが２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１にそれぞれ係止され、２群ベース部材２８と２群レンズホルダー２１の間に３個のボール２５を挟持するように付勢する２個のバネ２３を有する。
【００６６】
そして、マグネット２２Ａ，２２Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心が、３個のボール２５によって形成される三角形の内部に存在するように構成する。なお、この位置関係は、補正レンズ２６の中心が、他の撮影レンズ光学系の光軸に一致するように２群レンズホルダー２１が持ち上げられた状態を基準としている。さらに、２個のバネ２３によって形成される平面内における線分が、ボール２５が形成する三角形の２辺を略均等に跨ぐように、上記マグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂ、ボール２５およびバネ２３をそれぞれ配置している。２個のバネ２３によって形成される線分は、より具体的には２つのフック係止部２１ａが作る線分である。
【００６７】
よって、部品点数削減と組み立て性の向上を図ることが可能となる。
【００６８】
さらに、２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂより成る駆動手段は、２群レンズホルダー２１をＡ軸方向（第一の方向）および該Ａ軸方向と直交するＢ軸方向（第二の方向）に移動させるためのものである。そして、２個のバネ２３のうち、一つのバネのフック部２３ａが作る平面がＡ軸方向と平行になるように、該フック部２３ａに対して２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａが設けられている。同じく、もう一つのバネのフック部２３ａが作る変面がＢ軸方向と平行になるように、該フック部２３ａに対して２群レンズホルダー２１のフック係止部２１ａが設けられている。
【００６９】
また、バネ２３のフック部２３ａが作る平面とは、該バネ２３の円弧状端部を含む平面のことである。そして、Ａ軸方向に移動させる一方のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂの近傍にあるバネ２３のフック部２３ａが作る平面とＡ軸方向とは直交するようにしている。同じく、Ｂ軸方向に移動させる他方のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂの近傍にあるバネ２３のフック部２３ａの向きとＢ軸方向とは直交するようにしている。
【００７０】
よって、２群レンズホルダー２１と２群ベース部材２８との間に掛け難い中央のバネを除く２本のバネだけでローリングの起こらない像振れ補正装置を成立させることができるため、部品点数削減と組み立て性向上に大きく貢献し、カメラの小型化にも有効となる。
【００７１】
なお、本実施例では、２群レンズホルダー２１にマグネット２２Ａおよび２２Ｂが取り付けられている構成で説明したが、２群レンズホルダー２１にコイルユニット２４Ａおよび２４Ｂを取り付ける構成でも同様である。このとき、マグネット２２Ａおよび２２Ｂは２群ベース部材２８に取り付けられる。重心については、コイルユニット２４Ａおよび２４Ｂが取り付けられ、補正レンズ２６を保持した２群レンズホルダー２１の重心を考えれば良い。
【００７２】
（本発明と実施例の対応）
２群ベース部材２８が本発明のベース部材に相当する。また、２群レンズホルダー２１が、本発明の、像振れ補正用のレンズを像振れ補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材に相当する。また、２個のマグネット２２Ａ，２２Ｂもしくはコイルユニット２４Ａ，２４Ｂが、本発明の、駆動手段の構成要素を成し、その一方が保持部材に取り付けられる２個のマグネットもしくは２個のコイルに相当する。また、３個のボール２５が本発明の３個のボールに相当し、２個のバネ２３が本発明の２個のバネに相当する。
【００７３】
上記実施例では、像振れ補正装置を具備する撮像装置であるカメラに適用した例を述べているが、像振れ補正が可能な撮像機能を有する携帯電話や双眼鏡等の光学装置にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００７４】
２１ レンズホルダー
２１ａ フック係止部
２２Ａ マグネット
２２Ｂ マグネット
２３ バネ
２３ａ 係止部
２４Ａ コイルユニット
２４Ｂ コイルユニット
２５ ボール
２８ ２群ベース部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットと、
前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、
一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、
前記２個のマグネットおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、
前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のマグネット、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置したことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
ベース部材と、
前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のコイルと、
前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、
一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、
前記２個のコイルおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、
前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置したことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記保持部材を第一の方向および該第一の方向と直交する第二の方向に移動させるためのものであり、
前記２個のバネのうち、一つのバネのフック部が作る平面が前記第一の方向と平行になるように、もう一つのバネのフック部が作る平面が前記第二の方向と平行になるように、それぞれのフック部に対して前記保持部材のフック係止部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記バネのフック部が作る平面とは、前記バネの円弧状端部を含む平面であり、
前記第一の方向に移動させる一方の前記マグネットもしくはコイルの近傍にあるバネのフック部が作る平面と前記第一の方向とは直交し、前記第二の方向に移動させる他方の前記マグネットもしくはコイルの近傍にあるバネのフック部が作る平面と前記第二の方向とは直交することを特徴とする請求項３に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の像振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の像振れ補正装置を有することを特徴とする光学装置。
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のマグネットと、
前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、
一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、
前記２個のマグネットおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、
前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のマグネット、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置したことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
ベース部材と、
前記ベース部材に対し、像振れ補正用のレンズを前記補正用のレンズ以外の光学系の光軸と直交する平面内で相対的に移動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材を移動させる駆動手段の構成要素である２個のコイルと、
前記ベース部材と前記保持部材の間に配置される３個のボールと、
一方と他方の端に設けられるフック部が前記ベース部材と前記保持部材にそれぞれ係止され、前記ベース部材と前記保持部材の間に前記３個のボールを挟持するように付勢する２個のバネとを有する像振れ補正装置であって、
前記２個のコイルおよび前記像振れ補正用のレンズが取り付けられた状態における前記保持部材の重心が、前記像振れ補正用のレンズの中心が前記光軸と一致する位置に前記保持部材が存在するときに、前記平面内において前記３個のボールによって形成される三角形の内部に位置し、
前記２個のバネによって形成される前記平面内における線分が、前記三角形の２辺を跨ぐように、前記２個のコイル、前記３個のボールおよび前記２個のバネを配置したことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記保持部材を第一の方向および該第一の方向と直交する第二の方向に移動させるためのものであり、
前記２個のバネのうち、一つのバネのフック部が作る平面が前記第一の方向と平行になるように、もう一つのバネのフック部が作る平面が前記第二の方向と平行になるように、それぞれのフック部に対して前記保持部材のフック係止部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記バネのフック部が作る平面とは、前記バネの円弧状端部を含む平面であり、
前記第一の方向に移動させる一方の前記マグネットもしくはコイルの近傍にあるバネのフック部が作る平面と前記第一の方向とは直交し、前記第二の方向に移動させる他方の前記マグネットもしくはコイルの近傍にあるバネのフック部が作る平面と前記第二の方向とは直交することを特徴とする請求項３に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の像振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の像振れ補正装置を有することを特徴とする光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８４０１３（Ｐ２０１３−８４０１３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−１８５４８（Ｐ２０１３−１８５４８）
【出願日】平成２５年２月１日（２０１３．２．１）
【分割の表示】特願２００８−１０４４５（Ｐ２００８−１０４４５）の分割
【原出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月１日（２０１３．２．１）
【分割の表示】特願２００８−１０４４５（Ｐ２００８−１０４４５）の分割
【原出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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