JP6552301B2 - ブレ補正装置及びそれを用いた光学機器及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、手持ち撮影時において生じやすい手振れに伴う像ブレを防ぐ防振機能を備えたブレ補正装置に関する。本発明のブレ補正装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラのような撮像装置や、交換レンズのような光学機器に適用できる。

近年、手持ち撮影時において生じやすい手振れに伴う像ブレを防ぐため、例えば特許文献１に記載されているようなブレ補正装置を搭載したカメラが多くなっている。

特許文献１に記載のブレ補正装置は、補正レンズを保持するレンズ枠を、ベース部材に対して３つのボールを介して保持されたものである。

さらに、このブレ補正装置の駆動性能を良好にするため、特許文献２に示されるように、上記レンズ枠とベース部材に挟持されたボール部材は、規制部内にて転動可能に保持されている。

また、レンズ枠の最大可動範囲にて移動中は該規制部に当接しないように規制部を設けたものとしている。

特開２００７−２１９３３８号 特許第３９６９９２７号

近年、ブレ補正装置の技術進歩により、より大きい手振れ角の補正に対応できるようになり、それに伴って像ブレを補正するために補正レンズを移動させる量も大きくなっている。さらには、カメラの小型化に伴い、ブレ補正装置自体も小さく構成する必要がでてきている。

そうしたなか、特許文献２に示されるような構成でボール部材の規制部を設けようとすると、ボール部材保持部に要するスペースが大きくなってしまい、小型化に寄与できなくなったり、設計の自由度がなくなったりするといった問題が生じている。

本発明に係るブレ補正装置は、ベース部材と、像振れ補正手段を保持し、前記ベース部材に対して光軸と異なる方向に相対的に移動可能である可動部材と、前記可動部材と前記ベース部材の間に挟持され且つ前記可動部材に対して移動可能である回転部材と、前記回転部材に対応して設けられ、前記回転部材の移動範囲を規制する規制部と、を有するブレ補正装置であって、像振れ補正のための前記可動部材の移動量を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、動画撮影時の像振れ補正動作中、前記回転部材が前記規制部の端に当接する範囲で前記移動量を制御し、静止画撮影時の像振れ補正動作中、前記回転部材が前記規制部の端に当接しない範囲で前記移動量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、補正レンズを保持したレンズホルダ２をボール４にて支持したブレ補正装置において、撮像装置の静止画撮影中において、ボール４はレンズホルダ２と転がり接触にて支持される。

撮像装置の動画撮影中において、ボール４はレンズホルダ２と転がり接触および滑り接触にて支持されるように、ボール規制壁を設けたことによって、補正レンズＬの移動量が大きい場合にもブレ補正装置を大きくすることなく構成できる。

また、設計の自由度が上がることによってより駆動特性が安定したものになったりする、ブレ補正装置とすることができる。

本発明によるブレ補正装置を用いたカメラの実施形態を模式的に示す図である。 ブレ補正ユニット１１を示す分解斜視図である。 図２に示されるブレ補正ユニット１１のベース部材１の上面図である。 図２に示されるブレ補正ユニット１１のレンズホルダ２の上面図である。 図２に示されるブレ補正ユニット１１のボール４がベース部材１とレンズホルダ２に挟持される様子を示す模式図である。 レンズホルダ２の位置に対するホール素子８の出力値との関係を示すグラフである。 本実施の形態のセンタリング動作の様子を示す上面模式図である。 図７のセンタリング動作の移動半径の別例を示す上面模式図である。 本実施の形態のブレ補正装置のシーケンスを示すフローチャートである。 本実施の形態のブレ補正装置を模式的に示す図である。 図１０のブレ補正装置のレンズホルダおよびコイルのみを表示した上面図である。 図１０のブレ補正装置のボール受け面の様子を模式的に示す図である。 本実施の形態を応用した例のボール受け面の様子を模式的に示す図である。

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。

なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。

また、以下の説明では具体的な数値・形状・材料等を示して説明を行うが、これらは適宜変更することができる。

（本発明の実施形態）
図１は、本発明によるブレ補正装置を用いた撮像装置としてのカメラの実施形態を模式的に示す図であり、ブレ補正ユニット１１内の補正レンズＬは基準位置（初期位置）にある場合における断面模式図である。

本実施形態では、動画撮影時の像振れ補正動作中、ボール４は規制部の端に当接する状態があり、静止画撮影時の像振れ補正動作中、ボール４は規制部の端に当接する状態がない。

本実施形態の撮像装置は、レンズ鏡筒１０とカメラ本体２０とを有したデジタルスチルカメラである。本実施形態における光学機器は、ブレ補正ユニット１１、不図示の撮像光学系を有する。

レンズ鏡筒１０は、ブレ補正ユニット１１と、駆動制御部１２とを備え、カメラ本体２０は撮像素子２１を備えている。

ブレ補正ユニット１１は、ブレ補正レンズＬを移動させることによって、像ブレの補正をしたり、もしくは任意に撮像画角を変えたりする。ブレ補正ユニット１１の詳細については、後述する。

また、レンズ鏡筒１０は補正レンズのほかに、ブレ補正レンズＬとともに撮像光学系を形成する不図示のレンズ群を有している。

駆動制御部１２は、補正レンズＬの移動駆動制御を行う。駆動制御部１２には、基準位置記憶部１２ａが設けられている。この基準位置記憶部１２ａは、ブレ補正レンズＬの初期位置（後述）を基準位置として記憶する。

また、演算部１２ｂにおいて、補正レンズＬが所望の位置に駆動されるように演算し、駆動制御している。

撮像素子２１は、レンズ鏡筒１０が有する撮像光学系により得られる被写体の像を撮像するイメージセンサであり、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられている。

本実施形態の図１、図３、図５（Ａ）〜（Ｅ）では、像振れ補正手段であるブレ補正レンズＬの補正中心は、撮像光学系の光軸と一致している例を示している。内径Ｗのボール規制壁の中心と像振れ補正手段であるブレ補正レンズＬの基準位置が一致する例を示している。

図５（Ｆ）〜（Ｈ）については、内径Ｗのボール規制壁の中心と像振れ補正手段であるブレ補正レンズＬの基準位置が一致しない場合の図を示している。

本実施形態のブレ補正装置は、補正レンズＬを第１および第２駆動部によって第１の方向に、さらに、第３および第４の駆動部によって第２の方向に移動させることで、手振れなどにより生じる像ブレを補正するものである。

また、第１の駆動部には第１の方向の位置検出を行う第１位置検出手段を設け、第２の駆動部には第２の方向の位置検出を行う第２位置検出手段を設けており、第１の方向と、第２の方向とでそれぞれ独立に駆動制御されている。

ブレ補正ユニット１１は、補正レンズＬのほかに、ベース部材１、レンズホルダ２、マグネット３、ボール４、引張りばね５、コイルユニット６、カバーユニット７、ホール素子８を備えている。

ベース部材１は、不図示のほかのレンズ群と連動して、光軸Оに沿って移動可能に設けられている。ベース部材１は外周部にフォロア１ａを有している。フォロア１ａは、不図示のカム枠に設けられたカム溝を係合し、このカム溝に倣って光軸Оに沿って光軸方向に動可能となっている。

また、ベース部材１は図３に示されるように、コイル固定部１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅと、後述のボール４を受ける３つの受け面１ｆ、１ｈ、１ｊとする。

受け面のそれぞれの面を囲むようにして設けられた環状の規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋと、係止部１ｍ、１ｎ、１ｐとを有している。

係止部１ｍ、１ｎ、１ｐは、後述の３つの引張りばね５を係止するフック形状の突起である。

コイル保持部１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅでは、後述のコイルユニット６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄをそれぞれ保持している。

レンズホルダ２は、ベース部材１に対して相対的に移動可能に設けられた可動部である。

レンズホルダ２は、中央にレンズ保持部２ａを有しており、このレンズ保持部２ａにおいて補正レンズＬを保持している。

また、図４に示されるようにレンズホルダ保持部２ａの外周部には、第１マグネット３Ａおよび第２マグネット３Ｂ、第３マグネット３Ｃ、第４マグネット３Ｄを保持している。

さらに、レンズホルダ２はボール受け部２ｂ、２ｃ、２ｄを有しており、後述の３つのボール４をベース部材１の受け面とは反対側でそれぞれ保持している。また、レンズホルダ２は、係止部２ｅ、２ｆ、２ｇを有していて、後述の３つの引張りばね５を係止するフック形状となっている。

マグネット３は第１マグネット３Ａおよび第２マグネット３Ｂ、第３マグネット３Ｃ、第４マグネット３Ｄであり、図１および図４に示されるように平面２極に着磁されたものである。第１マグネット３Ａと第２マグネット３Ｂは、光軸Ｏを挟むようにして第１の方向に沿って平行に設けられている。

また、第３マグネット３Ｃと第４マグネット３Ｄも同様にして、第１の方向と９０°位相をずらした第２の方向に沿い、光軸Ｏを挟むようにして平行に設けられたものである。本実施の形態においては、それぞれのマグネットの大きさは同じにしてあるが、それぞれ別の大きさになっていても構わない。

ボール４は、図１に示されるように、ベース部材１とレンズホルダ２とに挟まれるようにして３つが配される。具体的には、ベース部材１に設けられたボール受け面１ｆと規制壁１ｇからなる第１凹部１Ｕ、同様にしてボール受け面１ｈ、１ｊと規制壁１ｉ、１ｋからなる、第２凹部１Ｖおよび第３凹部１Ｗ内に、ボールをそれぞれ１つずつ配されている。規制壁の形状および大きさについては後述する。

前述のように、ベース部材１に対して、レンズホルダ２はボール４を介して保持されている。図５（Ａ）に示される状態から、駆動部によってレンズホルダ２が移動させられると、凹部内のボール４は、規制壁に当接しない範囲においては転がり接触する。

さらにレンズホルダ２が移動して図５（Ｂ）のように規制壁に当接すると、その位置において図５（Ｄ）のように滑り接触となって、レンズホルダ２を移動可能に保持している。

回転部材であるボール４は、可動部材であるレンズホルダ２とベース部材１の間に挟持されている。規制部としての規制壁は、回転部材であるボール４に対応して設けられている（図１）。

引張りばね５は、ベース部材１とレンズホルダ２とを、ボール４を挟み込む方向で付勢している。具体的には、ベース部材１に設けられた係止部１ｍ、１ｎ、１ｐと、レンズホルダ２に設けられた係止部２ｅ、２ｆ、２ｇのそれぞれに引張りばね５Ａ、５Ｂ、５Ｃの端部を引っかけて付勢している。

コイルユニット６は、第１コイル６Ａ、第２コイル６Ｂ、第２コイル６Ｃ、第４コイルＤからなり、ベース部材１のコイル保持部１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ内に固定される。第１マグネット３Ａに対向する位置に第１コイル６Ａが、同様にしてマグネット３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにそれぞれ対向する位置に、コイル６Ｂ、６Ｃ、６Ｄを配している。

コイルユニット６と前述のマグネット３とで、駆動装置として機能しており、第１コイル６Ａと第１マグネット３Ａとからなる駆動部を第１駆動部と呼ぶことにする。

第１コイル６Ａに電流を流すと磁力が発生し、この磁力と第１マグネット３Ａの磁力との関係で反発力または吸引力を第１マグネット３Ａが受ける。

同様にして第２コイル６Ｂと第２コイル３Ｂからなる駆動部を第２駆動部、第３コイル６Ｃと第３コイル３Ｃからなる駆動部を第３駆動部、第４コイル６Ｄと第４マグネット３Ｄからなる駆動部を第４駆動部とする。

しかし、それぞれの駆動部がコイルユニット６への通電により駆動力を受ける仕組みは、第１駆動部と同様であるので、説明を割愛する。

上記コイルユニット６に通電することによってマグネットが駆動力を発生する方向は、第１駆動部と第２駆動部とで同じになるようにコイルユニット６への通電方向を制御する。同様にして、第３駆動部と第４駆動部においても駆動力を発生する方向が同じになるようにコイルユニット６への通電方向を制御する。

第１駆動部と第２駆動部とによって移動する第１の方向と、第３駆動部と第４駆動部とによって移動する第２の方向との駆動量を制御することによって、レンズホルダ２は任意の位置に移動可能となっている。

カバーユニット７は前記レンズホルダ２を覆うとともに、７ａ部にて第１ホール素子８Ａを、７ｂ部にて第２ホール素子８Ｂを保持するものであり、ベース部材１に固定されている。

第１ホール素子８Ａおよび第２ホール素子８Ｂは、磁気を検出する磁気センサである。第１ホール素子８Ａは、レンズホルダ２の初期位置（基準位置）にある状態で概ね第１マグネット３ＡのＮ極とＳ極との境界位置上で対向する位置に、同様にして第２ホール素子８Ｂは第３マグネット３Ｃに対向する位置に配されている。

ホール素子８に対して、レンズホルダ２とともにマグネット３が相対的に移動することで、ホール素子８で磁束の変化を検知し検出値とする。第１ホール素子８Ａによって、第１の方向の移動量を、第２ホール素子８Ｂによって、第２の方向の移動量を検出している。

ホール素子８にて検出された値は、演算部１２ｂにてレンズ位置情報に変換し、所望の位置にレンズホルダ２が移動するように第１の方向および第２の方向、それぞれに駆動制御している。

次に、ベース部材１に設けられた規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの形状および内径の大きさについて詳細に説明する。

本実施の形態のカメラにおいて、静止画撮影中に手振れ等の像補正のために補正レンズＬを移動させる最大移動量をＬｓ（ｍｍ）とし、動画撮影中に手振れ等の像補正のために補正レンズＬを移動させる最大移動量をＬｄ（ｍｍ）とする。

ＬｓやＬｄは大きくすればするほど、手振れ等の補正できる角度を大きく設定できることになるので良いが、実際には補正レンズＬを大きく移動すればするほど、撮影される像のゆがみが大きくなったり画質が劣化したりする。

そのため、撮影される画像の品位を保とうとすると、補正レンズＬを移動できる量はある程度に制限される。

たいていの場合、補正レンズＬを動かしたことによる像のゆがみや画質の劣化は、静止画においては目立ちやすく、動画においては目立ちにくいという傾向があり、以下の式が成り立つように、補正レンズＬの移動量を設定している。
Ｌｓ（ｍｍ）＜＜Ｌｄ（ｍｍ） ・・・式（１）

例えば、Ｌｓ＝１ｍｍに対して、Ｌｄ＝３ｍｍなどと設定する。

つまり、補正レンズＬは、最大でＬｄまで駆動可能なようにブレ補正ユニット１１を作る必要がある。この最大移動量Ｌｄ内において、常にレンズホルダ２を保持しているボール４が転がり接触になるようにしようとすると、以下のような式がなりたつようにボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋを設定する必要がある。

ボール４の直径をＤ（ｍｍ）とし、ボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの内径をＷｏとしたとき、
Ｌｄ／２＋Ｄ≦Ｗｏ ・・・式（２）

つまり、Ｌｄを大きく設定したカメラにおいてはＷｏが大きくなる、つまりベース部材１に設ける凹形状１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの大きさが大きくなることを意味する。例えば、Ｌｄ＝３ｍｍ、Ｄ＝１．５ｍｍとしたとき、Ｗｏ≧３ｍｍとなる。

図３のベース部材１の上面図を見て明らかなように、第１〜第４の駆動部を配した残りのスペース内で、大きな形状１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを設けるのは困難であり、ブレ補正装置の外径を大きくせざるを得なくなる。つまり、レンズ鏡筒の小型化には不利である。

そこで、本発明においては、ボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの内径Ｗは以下の式が成り立つように設定した。
Ｌｓ／２＋Ｄ≦Ｗ＜Ｌｄ／２＋Ｄ ・・・式（３）

例えば、Ｌｓ＝１ｍｍ、Ｄ＝１．５ｍｍ、Ｌｄ＝３ｍｍとして式（３）にあてはめると２≦Ｗ＜３

つまりボール規制壁の内径は最小で２ｍｍに設定可能となる。

上記のようにボール規制壁を設定することは、次のことを意味する。

本実施の形態において、ボール４がボール規制壁によって規制されない場合において、静止画撮影中にレンズホルダが移動できる最大移動範囲Ｌｓにおいてボール４が転動によって移動する量Ｂｓとする。

動画撮影中にレンズホルダが移動できる最大移動範囲Ｌｄにおいてボール４が転動によって移動する量Ｂｄ、機械的にレンズホルダが移動できる最大可動量Ｅにおいてボール４が転動によって移動する量Ｂｅとする。

但し、Ｂｄ、Ｂｅは、ボール規制壁の内径Ｗに依存せずに、ボール規制壁でぶつからないと仮定した場合のボール４が転動によって移動する量である。

また、ボール規制壁の内径Ｗの中で直径Ｄのボールが移動できる量Ｂｃとしたとき、以下の関係が成り立っている。
Ｂｓ＝Ｌｓ／２
Ｂｄ＝Ｌｄ／２
Ｂｓ≦Ｂｃ＜Ｂｄ＜Ｂｅ

つまり、カメラの静止画撮影中は、図５（Ａ）から図５（Ｂ）で示されるように、ボール４は規制壁に当接せず、レンズホルダ２はボール４の転がり接触によって支持される。

しかしながら、カメラの動画撮影中は、ある補正範囲内（静止画撮影時における最大移動量Ｌｓ範囲内と一致）では、図５（Ｃ）で示されるように、レンズホルダ２はボール４の転がり接触にて支持される。

そして、この範囲を超えて、回転部材としてのボール４が規制壁に当接し補正域では図５（Ｄ）で示される位置からボールは転がらずに滑り接触にて支持されるようになる。

可動部材としてのレンズホルダ２の支持形態については、滑り接触に比べて移動に伴う負荷が少ない転がり接触にて支持されるほうが、移動応答性が良い。

よって、ブレ補正装置としての性能があがるので、画質の品位を問われる静止画におけるブレ補正中には、転がり接触で支持されることが望ましい。

しかしながら、動画撮影中においては、静止画ほどの応答性の必要はなく、滑り接触によって支持されても、撮影画像への品質影響がない。このことより、本発明においては、前述のような式（３）を満たすように、規制部としてのボール規制壁を設け、小型化に寄与した。

また、ボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの内部形状は概ね円形状であることが望ましい。図５（Ｂ）で示されるようなボール４を規制部としての規制壁に当接、摺動した状態でレンズホルダ２を移動させている場合には、規制壁の内周面はなめらかにつながった状態であることが望ましいためである。

また上記式は、精度よく部品が作られ、誤差が全く生じない場合における条件式であって、実際には部品の誤差を含むため、静止画撮影中にボールが規制壁に絶対に当接しないようにするためには、
Ｌｓ／２＋Ｄ＜Ｗ＜Ｌｄ／２＋Ｄ ・・・式（４）
とする方が好ましい。

さらに、上記は、内径Ｗのボール規制壁の中心と像振れ補正手段であるブレ補正レンズＬの補正中心が一致する例について説明してきた。

内径Ｗのボール規制壁の中心と像振れ補正手段であるブレ補正レンズＬの補正中心が一致しない場合について、図５（Ｆ）〜図５（Ｈ）を用いて以下に説明する。

図５（Ｆ）は補正レンズＬが基準位置に位置し、これが内径Ｗ１のボール規制壁の径中心と一致していないことを示す模式図である。

図５（Ｆ）のように中心位置が一致していない場合には、図５（Ｈ）に示される像振れ補正手段の基準位置から規制壁の端までの距離Ｈを以下のように設定する。
（Ｄ／２）＋（Ｌｓ／４）≦Ｈ＜（Ｄ／２）＋（Ｌｄ／４） ・・・式（５）

上記のような式が成り立つようにボール規制壁を設定すると、図５（Ｇ）に示されるような、静止画撮影中の最大移動量Ｌｓだけ移動した際も、ボール４が規制壁に当接しない状態になる。

この場合においてもボール規制壁の内部形状は概ね円形状であることが望ましく、その内径Ｗ１は、Ｗ１＞２×Ｈの関係になっている。

次に、図１、図５、図６を用いて、ブレ補正装置１１の駆動制御部１２による位置検出方法および基準位置（初期位置）決定方法およびセンタリング動作について詳細に説明する。

補正レンズＬの基準位置（初期位置）は、カメラを構成するほかのレンズ群の光軸Ｏと概ね一致する位置になるように設定する。またその状態において、図５（Ａ）のようにボール４がベース部材１の第１〜第３の凹部内の概ね中央に位置するようにセンタリング動作する。

可動部材としてのレンズホルダ２は、上述のように第１の方向および第２の方向に動くことが可能である。第１の方向においては、レンズホルダ２の筒部２ｊがベース部材１の端面１ｑおよび１ｒに当接するまでの範囲において駆動可能となっている。

同様にして第２の方向においては、レンズホルダ２の筒部２ｊがベース部材１の端面１ｓおよび１ｔに当接するまでの範囲において駆動可能となっている。

図１に示されるように、ベース部材１の端面１ｑ〜１ｔは、補正レンズＬの光軸が、カメラを構成するほかのレンズ群の光軸と概ね一致する位置から所定距離だけ移動した位置において当接するように設定されている。

本実施例では機械的に移動できる最大可動量Ｅとする。つまり、レンズホルダ２は、第１の方向に距離Ｅ、第２の方向にも距離Ｅだけ可動できるものとなっている。ただし、Ｅ＞Ｌｄである。

基準位置（初期位置）の決定にあたっては、まずベース部材１の端面１ｑと当接するまで第１コイル６Ａおよび第２コイル６Ｂに電流を流す。

そして、当接した位置（この位置を付き当て位置１とする）におけるホール素子８Ａからの出力値（これを検出値１とする）を記憶する。

次にベース部材１の端面１ｒと当接するまで第１コイル６Ａおよび第２コイル６Ｂに電流を流し、当接した位置（この位置を付き当て位置２とする）におけるホール素子８Ａからの出力値（これを検出値２とする）を記憶する。

付き当て位置１と付き当て位置２は、どちらも基準位置からＥ／２だけ離れた位置であるはずなので、基準位置におけるホール素子８の出力値は、以下の式で示される値になり、これを演算部によって算出する。
基準値＝（検出値１＋検出値２）／２

つまり、基準位置に補正レンズＬを駆動させたい場合には、ホール素子８の出力が上記計算から算出された基準値になるように、コイル６への通電を制御し、駆動させる。

さらには、図６で表わされるような補正レンズ位置とホール出力との関係線の傾きを算出することで、ホール素子８による検出値から補正レンズＬが、基準位置に対してどれだけ移動したのかを知ることができる。

これによって、カメラの手振れに応じた補正レンズ移動量と、ホール出力値から算出された補正レンズＬの移動量とが一致するように、駆動制御部１２にて制御する。

上記の基準位置決定のやり方は一例であり、メカ的に行う決定方法ではなく、光学的に行う基準位置方法決定の方法もあるが、説明は割愛する。

上記のようにして基準位置を決定できたら、レンズホルダ２が基準位置状態のときにボール４がそれぞれ保持されたベース部材１の凹部１Ｕ、１Ｖ、１Ｗのほぼ中央に位置するようにセンタリング動作を行う。

センタリング動作の仕方は次の通りである。

可動部材としてのレンズホルダ２を、上記によって決定された基準位置から静止画撮影中の最大移動量Ｌｓと等しい量以上とする。

そして、ボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの内径Ｗからボール径Ｄだけ引いた量よりも小さい量を少なくとも２方向以上、もしくは基準位置を中心にＬｓより大きくＷ―Ｄよりも小さい半径の円を描くように駆動させたのち、基準位置に移動させる。

図７は、Ｗ−Ｄとほぼ等しい半径の円を描いてセンタリング動作をした場合の上面図を模式的に示したものである。

図７（Ａ）では、レンズホルダ２が初期位置に位置ある状態で、ボール４がボール規制壁内の中央に位置していない状態を示している。この状態から、レンズホルダ２を矢印で示されるように半径（Ｗ−Ｄ）で円を描くように反時計周りに移動させていった様子を図７（Ｂ）〜（Ｅ）に順に示している。

図７（Ａ）の状態から上面図左方向に可動部材としてのレンズホルダ２を移動させると（Ｗ−Ｄ）分だけ移動させる前にボール規制壁にぶつかり、その位置（Ｂ）の状態で（Ｗ−Ｄ）分移動するまで摺動摩擦により支持される。

同様にして反時計周りに順にレンズホルダ（Ｗ−Ｄ）分だけ移動させると図７（Ａ）でボールが中心からずれた分だけ（Ｗ−Ｄ）の移動に対してボールがぶつかることで、レンズホルダ２とボール４との相対位置を変えながら１周移動することになる。・・・（Ｉ）
一方、ボール規制壁の内径Ｗの中を移動する直径Ｄのボールは、直径（Ｗ−Ｄ）だけ移動可能である。・・・（ＩＩ）

また、レンズホルダ２の移動量に対して、転動支持しているボール４の移動量は半分であることから、上記のように半径（Ｗ−Ｄ）の円でレンズホルダ２を移動させる。

そうすると、ボール４は半径（Ｗ−Ｄ）／２の範囲、つまり直径（Ｗ−Ｄ）の範囲で、転動支持できることになる。・・・（ＩＩＩ）

（ＩＩ）、（ＩＩＩ）の結果が共に直径（Ｗ−Ｄ）で表わされることを鑑みる。

レンズホルダ２が基準位置にいるとき、ボール４がボール規制壁の中央に位置した状態においては、レンズホルダ２を基準位置から半径（Ｗ−Ｄ）で１周移動させると、ボール４は常に規制壁に沿って移動することになる。・・・（ＩＶ）

つまり、（Ｉ）のようにセンタリング円移動によってレンズホルダ２とボール４との相対位置が徐々に変わりながら１周移動を終えた際には、（ＩＶ）で記した状態と同じ関係となる。

つまり、レンズホルダ２が基準位置にいるとき、ボール４はボール規制壁の中央に位置する相対関係になる。

センタリング動作は以上のようなものである。

上記は、センタリング動作を半径（Ｗ−Ｄ）の円にて行った例であるが、次に半径Ｌｓ／２の円にて行った場合の説明をする。

図８はボール規制壁の内径Ｗ、ボール４の直径Ｄのときにレンズホルダ２を半径Ｌｓ／２の円を描くようにして移動させた状態を示す上面模式図である。

例えば、図８（Ａ）では、レンズホルダ２が初期位置に位置ある状態で、ボール４がボール規制壁内の中央に位置していない状態を示している。

この状態から、レンズホルダ２を矢印で示されるように半径（Ｌｓ／２）で円を描くように反時計周りに移動させていった様子を図８（Ｂ）〜（Ｅ）に順に示している。

図８（Ａ）の状態から上面図左方向にレンズホルダ２を移動させると、図８（Ｂ）のようにボール規制壁にぶつかり、その位置（Ｂ）の状態で（Ｌｓ／２）だけ移動するまで摺動摩擦により支持される。

同様にして反時計周りに順にレンズホルダ（Ｌｓ）分だけ移動させると、前述の（Ｗ−Ｄ）よりも小さい範囲で円を描くため、図８（Ｄ）のように壁に当接するまでボールが移動しない範囲もありながら、円を１周することになる。

この状態で、レンズホルダ２を基準位置に移動させると、ボール４はボール規制壁の中央には位置しない図８（Ｆ）のような状態になる。

この場合においても、レンズホルダ２が基準位置からＬｓ／２、つまり可動量にして、Ｌｓの範囲で移動する場合には、ボール４が規制壁によって移動を止められることはなく、転動可能にレンズホルダ２を支持することになる。

つまり、上記によれば、レンズホルダの基準位置から以下の式
Ｌｓ／２≦Ｓ≦（Ｗ−Ｄ）
で示されるＳ範囲の移動量にてセンタリング動作を行えば良い。

静止画撮影中の最大移動量Ｌｓで駆動中には、ボール４はボール規制壁に当接することなく転動によって支持される位置にセンタリングすることが可能となる。

センタリング動作時の可動部材の最大移動量をＳと定義する。

すなわち、上記のようにセンタリングされた静止画撮影中の防振性能は、よいものとすることができるとともに、小型なブレ補正ユニットとすることができるものである。

なお、ボール規制壁の極力中央にボールを位置させた方が、性能のよい防振装置になりえる。その場合にセンタリング動作の円半径は、（Ｗ−Ｄ）により近い値にて行うのが好ましい。

実施形態のセンタリング動作の原理は、特開２００１−２９０１８４（特許第３９６９９２７号）の図５のリセット動作の原理に基づいている。

図９は、本実施形態のブレ補正装置の動作を説明するフローチャートである。撮像装置が静止画モードか動画モードかに応じて、補正レンズＬの移動電気端量の切り替えおよびセンタリング動作の有無を切り替える。

まず、ステップＳ１０１にて、補正レンズ駆動電源がオンされると、ステップＳ１０２に進み、静止画モードか否かを判定する。

静止画モードである場合にはステップＳ１０３へ進み、静止画モードではない場合、つまり動画モードである場合には、処理がＳ１０７に進む。

ステップＳ１０３では、補正レンズＬの可動電気端設定を「１」に設定する。つまり本実施形態においては、可動電気端をＬｓと設定される。

その後ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、センタリング終了フラグがオフか否かを判断する。センタリング終了フラグは、ステップＳ１０５におけるボールセンタリング動作が行われた状態で補正レンズが保持されているか否かを示すフラグである。

センタリングフラグ終了フラグがオフである場合には、処理がステップＳ１０５に進み、センタリングフラグ終了フラグがオンである場合には、処理がステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０５では、ボール４がベース部材１の凹部１Ｕ、１Ｖ、１Ｕのほぼ中央に位置するようにボールセンタリング動作を行う。センタリング動作の詳細は前述の通りである。このボールセンタリング動作が終了したら、ステップＳ１０６に進み、センタリング終了フラグをオンにして、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０７では、補正レンズＬの可動電気端設定を「２」に設定する。つまり本実施形態においては、可動電気端をＬｄと設定される。その後ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、センタリング終了フラグをオフにする。

前述のように動画撮影においては、ボール４は規制壁に当接され、摺動状態にて防振制御を行うため、一度ステップＳ１０５のボールセンタリング動作を行っていたとしても、その状態を維持することができない。

そこで、センタリング終了フラグをオフにする必要がある。その後、処理がステップＳ１０９へ進む。

つまり、本実施の形態においては、静止画撮影モードである間は、初回のみステップＳ１０５のボールセンタリング動作を行い、その後の静止画撮影時にはボールセンタリング動作は行われない。

また、動画撮影モードである間においては、ボールセンタリング動作は行われないまま動画撮影が行われる。しかしながら、動画撮影モード後に、静止画撮影モードとなった場合には、必ずステップＳ１０５のボールセンタリング動作を行ってから撮影が行われるようになっている。

次にステップＳ１０９においては、撮像装置の振れに応じて、設定された可動電気端までの範囲において、像ブレが補正されるように補正レンズを駆動するように制御される。その後、ステップＳ１１０に進み、撮像装置の電源スイッチがオフされたか否かを判断し、電源スイッチがオフされていなければ、ステップＳ１０２に戻り、上記判定を繰り返す。ステップＳ１０９で電源スイッチがオフされていれば、ステップＳ１１１に進み、補正レンズ駆動電源をオフにして終了する。

図９のフローチャートでは、動画撮影前にボールセンタリング動作を行わなかったが、動画撮影前に図７のボールセンタリング動作を行っても良い。

動画撮影時にボールはボール規制壁にぶつかって良い防振優先駆動を行うが、ボールが規制壁のぶつかる頻度が少ない方がスムーズな防振性能が得られる。

（本発明の変形例）
本実施形態において、補正レンズＬを光軸と直交する平面に移動させてブレ補正動作を行う例を示した。

しかし、これに限らず、例えば、ある点（本変形例では光軸上のＣ１）を中心に補正レンズＬを回転移動させてブレ補正動作を行うようなものでもよい。

この変形例について詳細に説明する。ただし、上記実施形態と同じ役割を果たす部品に関しては、説明を割愛し、説明番号も同じものとする。

図１０は、本変形例によるブレ補正ユニット２１１を模式的に示す図であり、補正レンズＬは基準位置にある場合における断面模式図（概ね図１１における矢示断面模式図）である。

本変形例も、実施形態で前述のとおり、動画撮影時の像振れ補正中には、転動ボール４は規制部の端に当接する状態があり、静止画撮影時の像振れ補正動作中、ボール４は規制部の端に当接する状態がない。

本変形例のブレ補正装置では、補正レンズＬは、光軸上の点Ｃ１を中心に回転駆動できるように構成されている。

図１１のような上面図において、本実施の形態と同様にして、コイルとマグネットからなる駆動部によって、第１の方向と、該外第の方向に直交する第２の方向に移動されるものである。

さらに、それぞれの駆動部は、図１０のように回転中心Ｃ１に向かうベクトルに垂直な面に平行に配置されたものとした。

よって、補正レンズＬはＣ１を中心とする球面上をスムーズに移動できるような推力を発生するものとなっている。

ブレ補正ユニット２１１は、補正レンズＬのほかに、ベース部材２０１、レンズホルダ２０２、マグネット２０３、ボール４、引張りばね５、コイルユニット２０６、カバーユニット２０７、ホール素子２０８を備えている。

ベース部材２０１には、ボール４を受ける３つのボール受け面２０１ｆ、２０１ｈ、２０１ｊを設けており、それぞれの面を囲むようにして環状の規制壁２０１ｇ、２０１ｉ、２０１ｋを有している。

ボール受け面２０１ｆ、２０１ｈ、２０１ｊはＣ１を中心として形成された半径ＳＲ１を半径とする球面の一部をなすものである。

レンズホルダ２０２には、ボール４をベース部材２０１とで挟める位置において、ボール受け部２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄを保持している。

こちらもＣ１を中心として形成されたＳＲ２を半径とする球面の一部をなすものである。

ボール４を、どちらのＣ１を中心として形成された球面の一部をなす面にて挟まれて保持され、移動可能にした。

よって、補正レンズＬがＣ１を中心とする球面上を移動可能であり、像ブレを補正するようにしたものである。

本変形例では、駆動部が前述の実施形態に対して傾いたような状態で配置されているが、メカニズムに関しては同様であるので、詳細な説明は割愛する。

実施形態と同様に、ベース部材２０１に対して、レンズホルダ２０２はボール４を介して保持される。

よって、駆動部によってレンズホルダ２０２が移動させられると、凹部内のボール４は、規制壁に当接しない範囲においては転がり接触する。

さらに、レンズホルダ２０２が移動すると、その位置において滑り接触となって、レンズホルダ２０２を移動可能に保持するようになる。

本実施の形態と同様にして、ボール規制壁のサイズを決定する。

但し、前述の各式（１）〜（５）にあてはまるＬｓ、Ｌｄは、補正レンズＬの補正移動量そのものの値ではなく、ボール４の位置における移動量に換算したものを用いる。

上述のようにボール規制壁の大きさを決定すると、実施形態にて既述のように小型化に寄与することはもちろんのこと、以下の理由により、駆動性能のよいものとなる。

ベース部材２０１に設けられた３つのボール受け面２０１ｆ、２０１ｈ、２０１ｊおよび、それと対になったレンズホルダ２０２のボール受け部２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄは、Ｃ１を中心としてできる球面の一部から形成されたものである。

これら６つの球面が誤差なく作成されて初めて、補正レンズＬはＣ１を中心にして理想球面上を駆動するものである。

しかしながら、実際には球面の作成は、平面に比べると精度を出すことが難しい。このような状態においては、ボール受け面、ボール受け部の面積が増える。

そして、ボールが移動する量が増えれば増えるほど、補正レンズＬの理想球面からの移動ずれ量は大きくなる。

このことを図１２を用いて説明する。なお、図１２は、わかりやすくするために、ボールおよびボール受け面の球面Ｒのみを表示したものであり、誇張して描かれた模式図である。

図１２において、２０１ｆ（２０１ｈ、２０１ｊについても同様であるので、説明は省略する）はベース部材２０１に設けられたボール受け面である。

２０１ｆ′は補正レンズＬの球面移動中心Ｃ１を中心に描いたＳＲ１の理論曲面である。

同様にして、２０２ｄ（２０２ｅ、２０２ｆについても同様である）はレンズホルダ２０２に設けられたボール受け部であり、２０２ｄ′はＣ１を中心に描いたＳＲ２の理論曲面である。

つまり、補正レンズＬが理論上Ｃ１を中心に球面移動するためには、図１２で示された灰色のエリア内を移動しなければならない。

実際には、理論曲面通りに加工することは不可能であり、誤差が生じる。

この誤差は、理想曲面から補正レンズＬが誤差を持って移動することを意味し、誤差が大きければ大きいほど、光学性能を劣化させることになる。

補正レンズＬが基準位置にあるときの前記誤差量をＥ０とし、理想位置にあると仮定すると、前記誤差量はボールの位置によって、それぞれＥ１〜Ｅ５のようになる。

補正レンズの動きに合わせて基準位置からボール４が大きく転がることになれば、誤差量はＥ１やＥ２となる。

しかしながら、ボール４の移動量が少なくて済めば、前記誤差量はＥ３やＥ４となる。概ね
Ｅ１＞Ｅ３ および Ｅ２＞Ｅ４
のような関係がなりたつ。

よって、ボール４の移動量が小さく済めば、その分だけ補正レンズＬの理想曲面からの移動誤差量を小さくすることが可能であり、光学性能のよいブレ補正装置となりえる。

以上のことにより、本変形例において、撮像装置の動画撮影中において、ボール４は転がり接触および滑り接触にて支持されるようにボール規制壁を設けている。

よって、補正レンズＬの移動量が大きい場合にも、ボールの転がり範囲を規制したことによって、光学性能を向上させることができるものになっている。

このことを応用した変形例を図１３を用いて、次に説明する。

図１３は、図１２に示すようなボール受け部のみを模式的に描いたものである。

変形例のように補正レンズＬがある点を中心とする球面上を移動する。

よって、ブレ補正を行う撮像装置において、ベース部材に設けられたボール受け面およびレンズホルダに設けられたボール受け部の少なくとも一方を平面にて作成するものとしている。

本変形例においては、ベース部材３０１に設けられたボール受け面３０１ｆ（３０１ｈ、３０１ｊ）部を平面とし、レンズホルダ３０２に設けられたボール受け部３０２ｄ（３０２ｅ、３０２ｆ）は、Ｃ２を中心とする球面で作成されたものとなっている。

前述のようにボール４の移動量が規制されたことによって、ボール受け面の面積を小さく構成可能である。

小さい面積内であれば、Ｃ２を中心に描かれた理想曲面ＳＲ３とボール受け面３０１ｆとの誤差を最小限にすることが可能となる。

部品を作るにあたり、球面の精度保証は難しく、平面の方が加工精度はあがる。

そこで、本変形例のようにボール受け面を平面で代用して加工精度を上げる。

そして、本発明によってボール受け面の面積を小さく構成することで、補正レンズＬの理想球面移動からの誤差量を極力小さくすることが可能となっている。

ボール４の移動範囲が広くなれば、理想位置との誤差量は図１３に示されるようにＥ７、Ｅ８のように大きくなり、ボール受け面の平面の代用は難しい。

なお、本変形例は、補正レンズＬの回転中心であるＣ２は十分に大きく、ボール受け面範囲における理想曲面ＳＲ３との誤差が例えば数十ミクロン程度以内である。

よって、光学性能に影響を及ぼさない範囲での誤差量に相当する場合に適用する。

以上、説明した実施の形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施の形態において、補正レンズＬを移動させてブレ補正動作を行う例を示した。しかし、これに限らず、例えば撮像素子を移動させてブレ補正を行うものでもよい。
（２）本実施の形態において、静止画および動画撮影を主な目的としたカメラを例に挙げて説明したが、これに限らず他の種類の撮像装置であってもよい。
（３）本実施の形態において、補正レンズＬを駆動する手段として、コイルおよびマグネットを用いたものとしているが、どのような駆動装置で行ってもよい。
（４）さらに本実施の形態において、第１の方向に駆動するために２つの駆動部を持ち、第２の方向に駆動するためにさらに２つの駆動部を持つものとしている。しかし、１つずつの駆動部で構成されていても構わないし、第１の方向と第２の方向が直交したものである必要もない。
（５）ボール規制壁１ｇ、１ｉ、１ｋの内部形状は、光軸方向から見た場合、円形だけでなく正八角形のような多角形でも良い。但し、動画撮影時に、ボールがボール規制壁に当接するので、ぶつかった後の次の動きがスムーズとなる円形が好ましい。
（６）本実施の形態においては、動画撮影後に静止画撮影を行う前にのみセンタリング動作を行うものとしたが、より動画撮影性能を上げるためには、動画撮影の前には必ずセンタリング動作を行うものとしてもよい。その際のセンタリング動作の円半径は、（Ｗ−Ｄ）に近い値にて行うのが望ましい。
（７）本実施の形態においては、動画撮影中において、ボール４がレンズホルダ２と転がり接触および滑り接触にて支持されるものとしている。

例えば、第１の撮影モードにおいては、転がり接触のみにて支持され、第２の撮影モードにおいては転がり接触および滑り接触にて支持されるものとしてもよい。

ここで言う第１の撮影モードとは撮像装置の振れ角が所定の角度以内であって、例えば撮影者が静止した状態で撮影していると想定される場合の撮影モードである。

第２の撮影モードとは、撮像装置の振れ角が所定の角度以上であって、撮影者自身が歩行、走行などの状態にあると想定される場合の撮影モードなどを示す。

１、２０１、３０１ ベース部材
１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ コイル保持部
１ｆ、１ｈ、１ｊ、２０１ｆ、２０１ｈ、２０１ｊ、３０１ｆ、３０１ｈ、３０１ｊ ボール受け面
１ｇ、１ｉ、１ｋ ボール規制壁
１ｍ、ｎ、１ｐ ばねかけ部
１Ｕ、１Ｖ、１Ｗ 凹部
２、２０２、３０２ レンズホルダ
２ａ レンズ保持部
２ｂ、２ｃ、２ｄ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ ボール受け部
２ｅ、２ｆ、２ｇ ばねかけ部
３、２０３ マグネット
３Ａ、３Ｂ 第１マグネット、第２マグネット
３Ｃ、３Ｄ 第３マグネット、第４マグネット
４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ） ボール
５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ） 引張りばね
６、２０６ コイルユニット
６Ａ 第１コイル
６Ｂ 第２コイル
６Ｃ 第３コイル
６Ｄ 第４コイル
７、２０７ カバーユニット
８（８Ａ、８Ｂ）、２０８ ホール素子
１０ レンズ鏡筒
１１ ブレ補正ユニット
１２ 駆動制御部
１２ａ 基準位置記憶部
１２ｂ 位置演算部
２０ カメラ本体
２１ 撮像素子
Ｌ 補正レンズ

Claims (8)

1. ベース部材と、像振れ補正手段を保持し、前記ベース部材に対して光軸と異なる方向に相対的に移動可能である可動部材と、前記可動部材と前記ベース部材の間に挟持され且つ前記可動部材に対して移動可能である回転部材と、前記回転部材に対応して設けられ、前記回転部材の移動範囲を規制する規制部と、を有するブレ補正装置であって、
   前記規制部の内径をＷ、静止画撮影中に像振れ補正を行うために前記可動部材が移動可能である前記可動部材の最大移動量をＬｓ、動画撮影中に像振れ補正を行うために前記可動部材が移動可能である前記可動部材の最大移動量をＬｄ、前記回転部材の直径をＤとしたとき、
   （Ｌｓ／２）＋Ｄ≦Ｗ＜（Ｌｄ／２）＋Ｄ
   を満たすことを特徴とするブレ補正装置。
2. ベース部材と、像振れ補正手段を保持し、前記ベース部材に対して光軸と異なる方向に相対的に移動可能である可動部材と、前記可動部材と前記ベース部材の間に挟持され且つ前記可動部材に対して移動可能である回転部材と、前記回転部材に対応して設けられ、前記回転部材の移動範囲を規制する規制部と、を有するブレ補正装置であって、
   前記像振れ補正手段の補正中心から前記規制部の端までの距離Ｈ、静止画撮影中に像振れ補正を行うために前記可動部材が移動可能である前記可動部材の最大移動量をＬｓ、動画撮影中に像振れ補正を行うために前記可動部材が移動可能である前記可動部材の最大移動量をＬｄ、前記回転部材の直径をＤとしたとき、
   （Ｄ／２）＋（Ｌｓ／４）≦Ｈ＜（Ｄ／２）＋（Ｌｄ／４）
   を満たすことを特徴とするブレ補正装置。
3. ベース部材と、像振れ補正手段を保持し、前記ベース部材に対して光軸と異なる方向に相対的に移動可能である可動部材と、前記可動部材と前記ベース部材の間に挟持され且つ前記可動部材に対して移動可能である回転部材と、前記回転部材に対応して設けられ、前記回転部材の移動範囲を規制する規制部と、を有するブレ補正装置であって、
   像振れ補正のための前記可動部材の移動量を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、動画撮影時の像振れ補正動作中、前記回転部材が前記規制部の端に当接する範囲で前記移動量を制御し、静止画撮影時の像振れ補正動作中、前記回転部材が前記規制部の端に当接しない範囲で前記移動量を制御することを特徴とするブレ補正装置。
4. 前記規制部の形状は、光軸方向からみた場合、円形である請求項１ないし３のいずれか一項に記載のブレ補正装置。
5. 前記動画撮影中に像振れ補正動作を行った後に、前記静止画撮影による像振れ補正を行うとき、以下の条件式を満たす前記回転部材を前記規制部の端から遠ざけるセンタリング動作を行う
   Ｌｓ／２≦Ｓ≦（Ｗ−Ｄ）
   但し、Ｓは前記センタリング動作時の可動部材の最大移動量、Ｗは前記規制部の内径とする請求項２に記載のブレ補正装置。
6. 前記像振れ補正手段は、撮像光学系を構成するブレ補正レンズである請求項１乃至５の何れか一項に記載のブレ補正装置。
7. 請求項６に記載のブレ補正装置と、前記撮像光学系とを備えた光学機器。
8. 請求項７に記載の光学機器と、撮像素子とを備えた撮像装置。

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