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JP2014089357A - Camera shake correction device - Google Patents

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JP2014089357A
JP2014089357A JP2012239650A JP2012239650A JP2014089357A JP 2014089357 A JP2014089357 A JP 2014089357A JP 2012239650 A JP2012239650 A JP 2012239650A JP 2012239650 A JP2012239650 A JP 2012239650A JP 2014089357 A JP2014089357 A JP 2014089357A
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JP
Japan
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optical axis
camera shake
fixed frame
shake correction
lens
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Pending
Application number
JP2012239650A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Miyoshi
学 三好
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KENKOTOKINA CORP
Original Assignee
KENKOTOKINA CORP
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Publication date
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  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera shake correction device capable of moving a correction lens in a wide range while ensuring high positioning accuracy.SOLUTION: The camera shake correction device comprises: a fixed frame 3 fixed in a lens barrel; a shift frame 2 supported so as to face the fixed frame 3 and be movable in a plane perpendicular to the optical axis, and holding the correction lens; first to third voice coil motors (VCMs) 5a, 5b each having a magnet member arranged on the shift frame 2, an air-core coil arranged on the fixed frame 3, and a counter yoke arranged on a surface opposite to the air-core coil; and first and second potion detection means having magnetic field detection elements arranged between the air-core coils on the fixed frame 3, and detection magnets arranged on the shift frame 2. The first and second position detection means are arranged so as to detect positions in directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the optical axis. As viewed from the optical axis direction, the counter yokes constituting the first and second VCMs 5a, 5b each have a circular shape, and have an area smaller than that of the counter yoke constituting the third VCM.

Description

本発明は、手振れによる被写体像の振れを防止するために、ボイスコイルモータにより補正レンズを移動させるレンズシフト方式の手振れ補正装置に関する。   The present invention relates to a lens shift type camera shake correction apparatus in which a correction lens is moved by a voice coil motor in order to prevent shake of a subject image due to camera shake.

デジタルカメラなどの撮像用光学機器では、高画質の写真を撮影するために、機器の内部に手振れ補正装置を搭載することが一般的であり、通常、この手振れ補正は、撮影準備中(レリーズボタンの半押動作)及び撮影中を通して継続される。例えばデジタル一眼レフカメラでは、撮影レンズの長焦点化及び高倍率ズーム化によっても高画質の写真を撮影可能とするとともに、ファインダー上で被写体を観察中にも手振れ防止機能を視認できるようにするために、交換レンズに、回転振れを検知するジャイロセンサと、このジャイロセンサの出力に応答して、撮影光学系を構成する複数のレンズ群の一部(補正レンズ)を光軸に直交する面内でシフトさせるボイスコイルモータ(以下「VCM」という)を備えた手振れ補正装置が内蔵されている。この手振れ補正装置においては、光軸に直交する平面上で補正レンズを並進運動させ、さらに回転運動させることにより、ガイド機構を省略して、簡単な機構としたアクチュエータが提案されている。   In imaging optical devices such as digital cameras, it is common to mount a camera shake correction device inside the device in order to take high-quality photos, and this camera shake correction is usually under preparation for shooting (release button). Halfway pressing) and during shooting. For example, in a digital single-lens reflex camera, it is possible to take a high-quality photograph even with a longer focusing lens and a higher magnification zoom, and to enable the camera shake prevention function to be seen while observing the subject on the viewfinder. In addition, in the interchangeable lens, a gyro sensor that detects rotational shake, and in response to the output of the gyro sensor, a part of a plurality of lens groups constituting the photographing optical system (correction lenses) are in a plane orthogonal to the optical axis. A camera shake correction device equipped with a voice coil motor (hereinafter referred to as “VCM”) that shifts at the same time is incorporated. In this camera shake correction device, there has been proposed an actuator having a simple mechanism that omits the guide mechanism by translating the correction lens on a plane orthogonal to the optical axis and further rotating it.

特開2011-180519号(特許文献1)には、固定部(12)と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部(14)と、この可動部を支持する可動部支持手段(18)と、駆動用磁石(22a,22b,22c)及びこれに対向する配置された駆動用コイル(20a,20b,20c)を備え、光軸Aを中心とする円の概ね半径方向の駆動力を発生する第1、第2、第3駆動手段と、固定部に対する可動部の変位を検出する位置検出手段(24a,24b,24c)と、この位置検出手段によって検出された変位に基づいて各駆動手段の駆動用コイルに流す電流を制御し、可動部を所定の位置に移動させる制御部(36)とを有する防振アクチュエータを備えたレンズユニットが記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2011-180519 (Patent Document 1) includes a fixed part (12), a movable part (14) to which an image blur prevention lens is attached, and a movable part support means (18) for supporting the movable part. And a driving magnet (22a, 22b, 22c) and a driving coil (20a, 20b, 20c) arranged opposite thereto, and generates a driving force in a generally radial direction of a circle centered on the optical axis A. First, second and third drive means, position detection means (24a, 24b, 24c) for detecting displacement of the movable part relative to the fixed part, and each drive means based on the displacement detected by the position detection means Describes a lens unit including an anti-vibration actuator having a control unit (36) for controlling a current flowing through the driving coil and moving a movable unit to a predetermined position.

特開2010-197519号(特許文献2)には、駆動力を低下することなくホール素子出力のリニアリティを確保できる領域を拡大するために、補正レンズを保持する可動部材と、ユニットの基部を構成するベース部材と、ベース部材に対して可動部材を、補正レンズの光軸とほぼ直交する平面上で並進及び回転自在に支持する支持手段と、補正レンズの位置を検出する位置検出手段と、可動部材を、光軸にほぼ直交する方向に移動させる3つの駆動手段とを備え、駆動手段は少なくとも、ベース部材に固定される基板に実装されるコイルと、可動部材において、コイルに対向する位置に設けられる磁石とを有し、位置検出手段は、基板のコイルが実装されない側の面に設けた光学補正ユニットが記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2010-197519 (Patent Document 2) includes a movable member that holds a correction lens and a base portion of a unit in order to expand a region in which the linearity of the Hall element output can be secured without reducing the driving force. A base member that supports the movable member with respect to the base member so as to be able to translate and rotate on a plane substantially orthogonal to the optical axis of the correction lens, a position detection unit that detects the position of the correction lens, and a movable member Three driving means for moving the member in a direction substantially perpendicular to the optical axis, and the driving means is at least a coil mounted on a substrate fixed to the base member, and a movable member at a position facing the coil. An optical correction unit is described in which the position detection means is provided on the surface of the substrate on which the coil is not mounted.

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載されたアクチュエータは、位置センサが駆動コイルに近接して配置されているので、駆動コイルに駆動電流を供給すると、駆動コイルにより発生する磁界の影響を受けて、センサ出力が乱れるため、高い位置決め精度が得られないといった問題が発生する。   However, in the actuators described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the position sensor is disposed close to the drive coil, when a drive current is supplied to the drive coil, the actuator is affected by the magnetic field generated by the drive coil. As a result, the sensor output is disturbed, resulting in a problem that high positioning accuracy cannot be obtained.

特開2011-180519号公報JP 2011-180519 JP 特開2010-197519号公報JP 2010-197519

従って、本発明の目的は、高い位置決め精度を確保しつつ、補正レンズを所定の範囲で移動することができる手振れ補正装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a camera shake correction apparatus that can move a correction lens within a predetermined range while ensuring high positioning accuracy.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、従来駆動コイルに近接して配置されていた位置センサを、前記駆動コイルから離間した位置に配置するとともに、ボイスコイルモータを構成する対向ヨークの形状を円形とすることにより、高い精度で位置検出が可能であり、かつ高い位置決め精度を有する手振れ補正装置が得られることを見いだし、本発明に想到した。   As a result of diligent research in view of the above object, the inventors of the present invention have arranged a position sensor, which has been disposed in the vicinity of the drive coil, at a position spaced apart from the drive coil, and a counter yoke that constitutes a voice coil motor. The present inventors have found that a camera shake correction apparatus having a high positioning accuracy and capable of detecting a position with high accuracy can be obtained by making the shape of the lens circular.

すなわち、本発明の手振れ補正装置は、
レンズ鏡筒内に固定される固定枠と、
前記固定枠に対向し、かつ光軸と直交する面内で移動可能に支持される、補正レンズを保持するシフト枠と、
前記シフト枠に配置された磁石部材と、前記磁石部材に対向し、前記固定枠に配置された空芯コイルと、前記固定枠の、前記空芯コイルとは反対の面に配置された対向ヨークとを有し、前記シフト枠を光軸と直交する面内で移動させる、円周方向に沿って配置された第1〜第3のボイスコイルモータと、
前記固定枠の前記空芯コイル間に設置された磁界検出素子と、前記磁界検出素子に対向し、前記シフト枠に配置された検出磁石とを有する第1及び第2の位置検出手段とを備え、
前記第1及び第2の位置検出手段は、光軸と直交する面内でそれぞれ第1の方向及び前記第1の方向に直交する方向の位置検出を行うように配置され、
光軸方向から見て、前記第2及び第3のボイスコイルモータを構成する対向ヨークが円形であり、かつ前記第1のボイスコイルモータを構成する対向ヨークよりも小さい面積を有することを特徴とする。
That is, the camera shake correction apparatus of the present invention is
A fixed frame fixed in the lens barrel;
A shift frame holding a correction lens, which is supported movably in a plane facing the fixed frame and orthogonal to the optical axis;
A magnet member arranged on the shift frame, an air core coil opposed to the magnet member and arranged on the fixed frame, and a counter yoke arranged on a surface of the fixed frame opposite to the air core coil And the first to third voice coil motors arranged along the circumferential direction to move the shift frame in a plane orthogonal to the optical axis,
1st and 2nd position detection means which has a magnetic field detection element installed between the air core coils of the fixed frame, and a detection magnet arranged in the shift frame opposite to the magnetic field detection element. ,
The first and second position detection means are arranged so as to perform position detection in a direction orthogonal to the first direction and the first direction, respectively, in a plane orthogonal to the optical axis,
When viewed from the optical axis direction, the opposed yokes constituting the second and third voice coil motors are circular and have a smaller area than the opposed yokes constituting the first voice coil motor. To do.

前記磁界検出素子はホール素子であるのが好ましく、前記検出磁石は光軸方向に磁化されているのが好ましい。   The magnetic field detection element is preferably a Hall element, and the detection magnet is preferably magnetized in the optical axis direction.

前記第1のボイスコイルモータを構成する対向ヨークは、光軸方向から見て、径方向よりも周方向が長い形状を有しているのが好ましい。   The opposing yoke that constitutes the first voice coil motor preferably has a shape that is longer in the circumferential direction than in the radial direction when viewed from the optical axis direction.

前記固定枠は、前記コイルの空芯部に挿入される位置決め用突出部を有するのが好ましい。   It is preferable that the fixed frame has a positioning protrusion inserted into the air core of the coil.

本発明の手振れ補正装置は、磁界検出素子を光軸方向から見て空芯コイルから離間した位置に設けることで、空芯コイルに通電した時に発生する磁界の影響を、前記磁界検出素子が受けにくくなるので、補正レンズの位置を高精度で検出することができる。そのため、前記磁界検出素子が出力する位置検出信号の補正が必要となくなる。   In the camera shake correction device of the present invention, the magnetic field detection element is affected by the magnetic field generated when the air core coil is energized by providing the magnetic field detection element at a position separated from the air core coil when viewed from the optical axis direction. Therefore, the position of the correction lens can be detected with high accuracy. Therefore, it is not necessary to correct the position detection signal output from the magnetic field detection element.

磁界検出素子を光軸方向から見て空芯コイルから離間した位置に設けたことにより、ボイスコイルモータを構成する対向ヨークに円形のものを使用することができ、その結果ボイスコイルモータによる位置決め精度が飛躍的に向上する。   By providing the magnetic field detection element at a position away from the air-core coil when viewed from the optical axis direction, a circular one can be used for the opposing yoke that constitutes the voice coil motor. As a result, positioning accuracy by the voice coil motor Will improve dramatically.

空芯コイルの内側に固定枠の位置決め用突出部を挿入することができるので、空芯コイルを所定の位置に設置することが可能となり、ボイスコイルモータの組立工数を低減することが可能となり、もって手振れ補正装置の製造コストを低減することができる。   Since the positioning projection of the fixed frame can be inserted inside the air-core coil, it becomes possible to install the air-core coil at a predetermined position, and it is possible to reduce the man-hours for assembling the voice coil motor. Accordingly, the manufacturing cost of the camera shake correction device can be reduced.

本発明の手振れ補正装置が搭載されるデジタルカメラのシステム構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the system configuration | structure of the digital camera by which the camera-shake correction apparatus of this invention is mounted. 本発明の手振れ補正装置を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the camera-shake correction apparatus of this invention. 図2のA-A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. 図2を背面側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which looked at FIG. 2 from the back side. 図2のシフト枠を示す、(a)C方向、及び(b)その背面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the shift frame of FIG. 2 from the (a) C direction and (b) the back side. 図2の固定枠を示す、(a)C方向、及び(b)その背面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the fixed frame of FIG. 2 from (a) C direction and (b) the back side. 本発明の手振れ補正装置を構成するボイスコイルモータ及び位置検出手段の配置を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically arrangement | positioning of the voice coil motor and position detection means which comprise the camera-shake correction apparatus of this invention. 本発明の手振れ補正装置を構成する位置検出手段を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the position detection means which comprises the camera-shake correction apparatus of this invention. 図8に示す第3のボイスコイルモータ5c部分を拡大して示す(a)模式図、及び(b)そのB-B断面図である。FIGS. 9A and 9B are an enlarged view of a third voice coil motor 5c portion shown in FIG. 8 and FIG. 図8に示す第1のボイスコイルモータ5a部分を拡大して示す(a)模式図、及び(b)そのC-C断面図である。FIGS. 9A and 9B are an enlarged view of a first voice coil motor 5a portion shown in FIG. 8, and FIG. ホール素子をX方向に移動させたときに得られる法放線方向の磁束密度を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetic flux density of the normal ray direction obtained when a Hall element is moved to a X direction.

本発明の詳細を添付図面により説明する。   The details of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[1]カメラ
図1に示すように、デジタル一眼レフカメラ10は、固体撮像素子13(例えばCCD又はCMOS)を有するボディ11と、光学フィルタ(図示せず)を介して被写体の光学像を結像する複数のレンズ群14を有するレンズ鏡筒12とを備えている。前記レンズ群14としては、例えば、フォーカスレンズ群を含み、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、変倍のため大きく移動し、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、変倍に伴って生じた像点移動を補正し、正の屈折力を有する第3群レンズ群G3、及びリレー系を構成し、手振れ補正ユニット1が設けられた補正レンズ15(例えば接合レンズ)を含む正の屈折力を有する第4レンズ群G4を有するインナーフォーカスタイプの4群ズームレンズが挙げられる。
[1] Camera As shown in FIG. 1, the digital single-lens reflex camera 10 connects an optical image of a subject with a body 11 having a solid-state image sensor 13 (for example, CCD or CMOS) via an optical filter (not shown). And a lens barrel 12 having a plurality of lens groups 14 to be imaged. The lens group 14 includes, for example, a focus lens group, a first lens group G1 having a positive refractive power, a large movement for zooming, a second lens group G2 having a negative refractive power, A positive lens including a correction lens 15 (for example, a cemented lens) that corrects the image point movement that has occurred and constitutes a third group lens group G3 having a positive refractive power and a relay system and is provided with the image stabilization unit 1 is provided. And an inner focus type four-group zoom lens having a fourth lens group G4 having a refractive power of 5 mm.

本発明の手振れ補正ユニット1は、手振れ補正手段としてレンズシフト方式を採用したものなので、ファインダー上で被写体を観察中にも手振れ防止機能を視認することができる。このレンズシフト方式では、手振れ補正レンズ群を光軸と直交方向に変位させることによって光軸を補正するので、できるだけ小さなレンズシフト量で撮影者の手振れを補正できるようにすることが重要である。従って、これらの条件を満足するようなレンズ(又はレンズ群)を補正レンズとして選定すればよく、図1に示す例では、第4レンズ群G4に含まれる補正レンズ15に位置検出手段6a,6bを備えた手振れ補正ユニット1が設けられている。   Since the camera shake correction unit 1 of the present invention employs a lens shift method as a camera shake correction unit, the camera shake prevention function can be visually recognized even while observing a subject on the viewfinder. In this lens shift method, the optical axis is corrected by displacing the camera shake correction lens group in the direction orthogonal to the optical axis, so it is important to be able to correct the camera shake of the photographer with the smallest possible lens shift amount. Therefore, a lens (or a lens group) that satisfies these conditions may be selected as the correction lens. In the example shown in FIG. 1, the position detection means 6a, 6b are included in the correction lens 15 included in the fourth lens group G4. A camera shake correction unit 1 including

レンズ鏡筒12の内部には、縦方向の手振れ量(ピッチ振れ)と横方向の手振れ量(ヨー振れ)を検出するために、例えば2つのジャイロセンサ16a,16bが設けられている。ジャイロセンサ16a,16bで検出された手振れ量(角加速度)は、制御部17に入力されて、ハイパスフィルタ及びローパスフィルター(いずれも図示せず)によりパニングの際に発生する過大信号が除去された後、手振れ量に応じた目標位置信号 (手ぶれ補正量に応じて補正レンズ15を移動させるべき位置を示す信号)として出力される。この目標位置信号と補正レンズ15の位置信号(位置検出手段6a,6bよって検出された補正レンズ15の位置を示す信号)との差信号(位置指令信号)を位相補償し、駆動回路(例えばPWM回路)でアナログ変換される。アナログ変換された駆動信号が、手振れ補正ユニット1に組み込まれたボイスコイルモータ5の駆動コイルに供給されて、補正レンズを駆動し、その位置を制御する。手振れの周波数帯域は1〜10 Hz程度の狭い帯域なので、通常のフィードバック制御(PID制御)で十分に手振れの少ない画像を得ることができる。この手振れ補正装置1は、補正光学系の倒れを防止するために、手振れ補正ユニットの駆動部であるボイスコイルモータが補正光学系の重心に近い位置になるように構成されるのが好ましい。   In the lens barrel 12, for example, two gyro sensors 16a and 16b are provided in order to detect a vertical camera shake amount (pitch shake) and a horizontal camera shake amount (yaw shake). The camera shake amount (angular acceleration) detected by the gyro sensors 16a and 16b is input to the control unit 17, and an excessive signal generated during panning is removed by a high-pass filter and a low-pass filter (both not shown). Thereafter, it is output as a target position signal corresponding to the amount of camera shake (a signal indicating the position where the correction lens 15 should be moved according to the amount of camera shake correction). Phase compensation is performed on the difference signal (position command signal) between the target position signal and the position signal of the correction lens 15 (the signal indicating the position of the correction lens 15 detected by the position detection means 6a and 6b), and a drive circuit (for example, PWM) Circuit). The analog converted drive signal is supplied to the drive coil of the voice coil motor 5 incorporated in the camera shake correction unit 1 to drive the correction lens and control its position. Since the frequency band of camera shake is a narrow band of about 1 to 10 Hz, an image with sufficiently small camera shake can be obtained by normal feedback control (PID control). In order to prevent the correction optical system from falling down, the camera shake correction device 1 is preferably configured such that the voice coil motor, which is the drive unit of the camera shake correction unit, is positioned near the center of gravity of the correction optical system.

[2]手振れ補正ユニット
(1)全体構成
図2〜図5に示すように、手振れ補正装置1は、補正レンズ15を保持するシフト枠2と、前記シフト枠2をレンズ鏡筒12(図1参照)内に支持するための固定枠3と、フレキシブル配線板(FPC)等の回路基板7と、前記シフト枠2を光軸Zに対して直交する平面内で駆動する3つのボイスコイルモータ(以下「VCM」という。)5a,5b,5cと、前記シフト枠2と前記固定枠3との間に介装された、強磁性体からなる複数の転動体(以下「鋼球」という。)4a,4b,4cとを備えている。前記シフト枠2は、オペアンプ9を含む信号処理回路(帰還型増幅回路)が実装されたフレキシブル配線板(FPC)等の回路基板7を有するとともに、押えリング83でZ軸方向の非所望な移動が規制される。
[2] Image stabilization unit
(1) Overall Configuration As shown in FIGS. 2 to 5, the camera shake correction apparatus 1 supports a shift frame 2 that holds a correction lens 15 and the shift frame 2 in a lens barrel 12 (see FIG. 1). And a voice board motor (hereinafter referred to as “VCM”) that drives the shift frame 2 in a plane orthogonal to the optical axis Z. ) 5a, 5b, 5c and a plurality of rolling elements (hereinafter referred to as “steel balls”) 4a, 4b, 4c made of ferromagnetic material interposed between the shift frame 2 and the fixed frame 3. It has. The shift frame 2 includes a circuit board 7 such as a flexible printed circuit board (FPC) on which a signal processing circuit (feedback amplifier circuit) including an operational amplifier 9 is mounted, and an undesired movement in the Z-axis direction by a presser ring 83. Is regulated.

Z軸方向において前記シフト枠2と前記固定枠3との間に3個の鋼球4a,4b,4cを介装させることにより、前記シフト枠2が前記固定枠3に対してZ軸に対して垂直な平面内で任意方向に移動することができるので、摺動(摩擦)抵抗が低減され、微小な角度振れを補正することが可能となる。しかも、鋼球はZ軸方向に磁気的に吸引・保持されるので、鋼球の非所望な動きを抑制することができる。   By inserting three steel balls 4a, 4b, and 4c between the shift frame 2 and the fixed frame 3 in the Z-axis direction, the shift frame 2 is in relation to the fixed frame 3 with respect to the Z-axis. Therefore, the sliding (friction) resistance can be reduced, and minute angular shake can be corrected. Moreover, since the steel balls are magnetically attracted and held in the Z-axis direction, undesired movement of the steel balls can be suppressed.

手振れ補正装置1は、非撮像時に補正レンズを光軸と一致する位置に静止しておく係止機構部を有することができる。係止機構部は、前記シフト枠2を光軸方向に押えておくロックレバー82と、前記固定枠2に固着されたロックレバー押え81とを含み、手振れ補正オフ状態(手振れ補正機構を動作させない状態)では、無通電で補正レンズを中立状態(光軸と同軸状態)に保持し、手振れ補正オン状態(手振れ補正が可能な状態)では、光軸Zに対して直交する平面内で任意の方向に移動できるようにする。この手振れ補正装置1の各部の詳細は次の通りである。   The camera shake correction apparatus 1 can include a locking mechanism unit that keeps the correction lens stationary at a position that coincides with the optical axis during non-imaging. The locking mechanism portion includes a lock lever 82 that holds the shift frame 2 in the optical axis direction, and a lock lever presser 81 that is fixed to the fixed frame 2, and the camera shake correction OFF state (the camera shake correction mechanism is not operated). In the state), the correction lens is held in a neutral state (coaxial with the optical axis) without being energized, and in the state where the camera shake correction is on (state in which camera shake correction is possible), an arbitrary plane within the plane orthogonal to the optical axis Z To move in the direction. The details of each part of the camera shake correction apparatus 1 are as follows.

(2)シフト枠
図6(a)及び図6(b)に示すように、シフト枠2は、エンジニアリングプラスチック(例えばPC)等の非磁性体からなり、補正レンズ15を保持するリング部21とその端面に形成されたフランジ部22とを有するほぼ円環状の部材である。フランジ部22の表面には、円周方向に沿って等角度間隔(120°)に磁石保持部23a,23b,23cが形成されており、各磁石保持部23a,23b,23cの中間には、鋼球の一部を受容する収容溝24a,24b,24cが形成されている図6(b)参照)。
(2) Shift frame As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the shift frame 2 is made of a nonmagnetic material such as engineering plastic (e.g., PC), and has a ring portion 21 that holds the correction lens 15. It is a substantially annular member having a flange portion 22 formed on its end face. On the surface of the flange portion 22, magnet holding portions 23a, 23b, 23c are formed at equal angular intervals (120 °) along the circumferential direction, and in the middle of each magnet holding portion 23a, 23b, 23c, A housing groove 24a, 24b, 24c for receiving a part of the steel ball is formed (see FIG. 6B).

シフト枠2には、押えリング83を挟んで、ロックピン821a,821b,821cを有するロックレバー82が係止される。すなわちロックレバー82の突出部820を所定方向(例えば反時計方向)に回転させることにより、ロックピン821a,821b,821cは、シフト枠2の磁石保持部23a,23b,23cの表面に形成された半円弧状の保持孔230a,230b,230cに嵌装される。シフト枠2は、フランジ部22の表面に設けられた突起25a,25b,25cが、押えリング83のガイド穴831a,831b,831cを挿通して、円周方向に回転可能とされる。シフト枠2は、側面に突出部260が形成された延出部26を有する。   A lock lever 82 having lock pins 821a, 821b, and 821c is engaged with the shift frame 2 with a presser ring 83 interposed therebetween. That is, by rotating the protrusion 820 of the lock lever 82 in a predetermined direction (for example, counterclockwise), the lock pins 821a, 821b, and 821c are formed on the surfaces of the magnet holding portions 23a, 23b, and 23c of the shift frame 2. The semicircular arc-shaped holding holes 230a, 230b, and 230c are fitted. In the shift frame 2, protrusions 25 a, 25 b, 25 c provided on the surface of the flange portion 22 are inserted through the guide holes 831 a, 831 b, 831 c of the presser ring 83 and can be rotated in the circumferential direction. The shift frame 2 has an extending portion 26 having a protruding portion 260 formed on the side surface.

(3)固定枠
図7(a)及び図7(b)に示すように、固定枠3は、エンジニアリングプラスチック等(例えばPC)の非磁性体からなるほぼ円環状の部材であり、前記シフト枠2と対向して配置される。固定枠3には、VCM5a,5b,5cを構成する空芯コイル53a,53b,53cを固定するためのコイル保持溝31a,31b,31cが形成されて、さらに空芯コイル53a,53b,53cの空芯部に挿入される位置決め用突出部32a,32b,32cが形成されている。
(3) Fixed frame As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the fixed frame 3 is a substantially annular member made of a non-magnetic material such as engineering plastic (for example, PC), and the shift frame It is arranged opposite to 2. Coil holding grooves 31a, 31b, 31c for fixing the air core coils 53a, 53b, 53c constituting the VCMs 5a, 5b, 5c are formed in the fixed frame 3, and further, the air core coils 53a, 53b, 53c Positioning protrusions 32a, 32b, and 32c inserted into the air core are formed.

(4)VCM
前述したようにシフト枠2及び固定枠3には、補正レンズを光軸と直交する平面内で任意の方向に駆動するための第1〜第3のVCM5a,5b,5c(第1のVCM5a、第2のVCM5b及び第3のVCM5c)を構成する部材が、光軸Z方向から見て光軸Zを中心として等角度間隔(120°)に配置されている。VCM5a,5b,5cは、シフト枠2の磁石保持部23a,23b,23cに固設されたバックヨーク51a,51b,51c(例えばケイ素鋼板)及び永久磁石52a,52b,52c(例えば希土類・鉄・ボロン系焼結磁石)を含む磁石部材50a,50b,50cと、固定枠3に設けられた空芯コイル53a,53b,53cとから構成され、前記空芯コイル53a,53b,53cは光軸方向から見て長円形状(レーストラック状)に巻回された偏平なコイルであり、前記磁石部材50a,50b,50cは前記空芯コイル53a,53b,53cと鎖交する磁界を発生させる。
(4) VCM
As described above, the shift frame 2 and the fixed frame 3 include first to third VCMs 5a, 5b, 5c (first VCM 5a, 1C) for driving the correction lens in an arbitrary direction within a plane orthogonal to the optical axis. The members constituting the second VCM 5b and the third VCM 5c) are arranged at equiangular intervals (120 °) with the optical axis Z as the center when viewed from the optical axis Z direction. VCMs 5a, 5b, 5c are back yokes 51a, 51b, 51c (for example, silicon steel plates) fixed to magnet holding portions 23a, 23b, 23c of shift frame 2 and permanent magnets 52a, 52b, 52c (for example, rare earth, iron, (A boron-based sintered magnet) including magnetic members 50a, 50b, 50c and air-core coils 53a, 53b, 53c provided on the fixed frame 3, the air-core coils 53a, 53b, 53c are in the optical axis direction. The magnet members 50a, 50b, 50c generate a magnetic field interlinking with the air-core coils 53a, 53b, 53c.

第1のVCM5a、第2のVCM5b及び第3のVCM5cは、いずれか1つ又は2つ以上を選択的に駆動することにより、縦方向の振れ(ピッチング)及び/又は横方向の振れ(ヨーイング)を補正できるように配置されていれば、必ずしも等角度間隔である必要はなく、例えば第1のVCM5aと第2のVCM5bとのなす角度が135°、第2のVCM5bと第3のVCM5cとのなす角度が135°、及び第3のVCM5cと第1のVCM5aとのなす角度が90°であっても良い。ただし、レンズ鏡筒12をカメラに装着したときに、縦方向(重力に対向する方向)の推力を発生させるVCM(例えば、第3のVCM5c)がレンズ鏡筒の上部にくるように配置されるのが好ましい。また第3のVCM5cを構成する対向ヨーク54cを、対向ヨーク54a,54bよりも大きな形状とすることで、第3のVCM5cがレンズ鏡筒の上部にくるように配置されている場合、重力と反対方向の推進力(推力Fc)をより大きくすることができ、重力に対抗して補正レンズ15を有するシフト枠2を容易に移動させることが可能になる。   The first VCM 5a, the second VCM 5b, and the third VCM 5c are selectively driven by one or more of them, thereby causing vertical deflection (pitching) and / or horizontal deflection (yawing). Is not necessarily an equiangular interval, for example, the angle between the first VCM 5a and the second VCM 5b is 135 °, and the second VCM 5b and the third VCM 5c The angle formed may be 135 °, and the angle formed between the third VCM 5c and the first VCM 5a may be 90 °. However, when the lens barrel 12 is mounted on the camera, the VCM (for example, the third VCM5c) that generates thrust in the vertical direction (the direction opposite to gravity) is arranged at the top of the lens barrel. Is preferred. In addition, by making the opposing yoke 54c constituting the third VCM 5c larger than the opposing yokes 54a and 54b, when the third VCM 5c is arranged at the top of the lens barrel, it is opposite to gravity. The direction propulsive force (thrust Fc) can be increased, and the shift frame 2 having the correction lens 15 can be easily moved against gravity.

永久磁石52a,52b,52cは、いずれも厚さ方向(光軸と平行な方向)に磁化された一対の永久磁石からなり、異極性の一対の磁極が半径方向に沿って並ぶ(磁極境界線520a,520b,520cが光軸を中心とする円周の接線方向に向く)ように、すなわち空芯コイル53a,53b,53cと対向する側の面に極性の異なる一対の磁極が存在するように設置されている(図8参照)。各永久磁石52a,52b,52cは、円周方向の長さが半径方向の幅よりも大であってかつ空芯コイル53a,53b,53cの円周方向の有効長さ(有効導体部)と一致するように設置されている。   Each of the permanent magnets 52a, 52b, 52c is composed of a pair of permanent magnets magnetized in the thickness direction (direction parallel to the optical axis), and a pair of magnetic poles of different polarities are arranged along the radial direction (magnetic pole boundary line 520a, 520b, 520c are oriented in the tangential direction of the circumference around the optical axis), that is, so that there is a pair of magnetic poles having different polarities on the surface facing the air core coils 53a, 53b, 53c. It is installed (see FIG. 8). Each permanent magnet 52a, 52b, 52c has a circumferential length greater than the radial width and an effective length (effective conductor portion) of the air-core coils 53a, 53b, 53c in the circumferential direction. Installed to match.

図7(b)に示すように、固定枠3の前記空芯コイル53a,53b,53cとは反対の面には、前記各永久磁石52a,52b,52cに対向する位置に、対向ヨーク54a,54b,54c(例えばケイ素鋼板)が固着されており、光軸方向から見て前記対向ヨーク54a,54bは円形であり、かつ前記対向ヨーク54cよりも小さい面積を有する。前記対向ヨーク54cは、前記対向ヨーク54a,54bよりも大きな面積を有していればどのような形状でも良いが、円形又は四角形であるのが好ましく、半径方向の長さが径方向の長さよりも短い長方形であるのがより好ましい。   As shown in FIG. 7 (b), on the surface of the fixed frame 3 opposite to the air core coils 53a, 53b, 53c, opposed yokes 54a, 54b and 54c (for example, silicon steel plates) are fixed, and the opposing yokes 54a and 54b are circular when viewed from the optical axis direction and have a smaller area than the opposing yoke 54c. The counter yoke 54c may have any shape as long as it has a larger area than the counter yokes 54a and 54b, but is preferably circular or square, and the radial length is longer than the radial length. More preferably, the rectangular shape is short.

VCM5a,5b,5cは、図8に示すように、各永久磁石52a,52b,52cから発生する磁束が空芯コイル53a,53b,53cの有効導体部(コイルの直線部)と鎖交してそれぞれ半径方向に推力を発生させる。すなわち、VCM5a,5b,5cの偏平コイル53a,53b,53cに給電すると、フレミングの左手則により、各磁石部材50a,50b,50cに、光軸方向と垂直な平面において半径方向の推力Fa、Fb及びFcが発生する。シフト枠2全体に働く推力は各VCM推力Fa、Fb及びFcを合成したものとなるので、各VCM5a,5b,5cに供給する電流の向きと大きさを調整することにより、光軸と垂直な平面で任意の方向にシフト枠2を移動させることが可能となる。   As shown in FIG. 8, the VCMs 5a, 5b and 5c have magnetic fluxes generated from the permanent magnets 52a, 52b and 52c interlinked with the effective conductor portions (straight portions of the coils) of the air-core coils 53a, 53b and 53c. Each generates thrust in the radial direction. That is, when power is supplied to the flat coils 53a, 53b, and 53c of the VCMs 5a, 5b, and 5c, the thrusts Fa and Fb in the radial direction in the plane perpendicular to the optical axis direction are applied to the magnet members 50a, 50b, and 50c according to Fleming's left-hand rule. And Fc occur. Since the thrust acting on the entire shift frame 2 is a combination of the VCM thrusts Fa, Fb and Fc, by adjusting the direction and magnitude of the current supplied to each VCM 5a, 5b, 5c, it is perpendicular to the optical axis. It is possible to move the shift frame 2 in an arbitrary direction on a plane.

ここで、補正レンズを有するシフト枠2に働くX方向及びY方向の推力Fx、Fyは、図8に示すように、VCMが発生する推力Fa、Fb及びFc、並びにX軸とFaとのなす角度θ1及びX軸とFbとのなす角度θ2から、
Fx=Fa×cos(θ1)−Fb×cos(θ2)
Fy=Fa×sin(θ1)+Fb×sin(θ2)−Fc
で表される。すなわち各VCMの推力Fa、Fb及びFcを合成することにより、補正レンズをX方向及びY方向に移動することができる。
Here, the thrusts Fx and Fy in the X direction and Y direction acting on the shift frame 2 having the correction lens are formed by the thrusts Fa, Fb and Fc generated by the VCM, and the X axis and Fa as shown in FIG. From the angle θ 1 and the angle θ 2 formed by the X axis and Fb,
Fx = Fa × cos (θ 1 ) −Fb × cos (θ 2 )
Fy = Fa × sin (θ 1 ) + Fb × sin (θ 2 ) −Fc
It is represented by That is, the correcting lens can be moved in the X direction and the Y direction by combining the thrusts Fa, Fb, and Fc of each VCM.

図10(a)は図8に示す第3のVCM5c部分を拡大して示す模式図、及び図10(b)はそのB-B断面図である。対向ヨーク54cは、例えば永久磁石52cのほぼ半分の面積を有する長方形で、永久磁石52cの外側(光軸中心と反対側)半分の部分に対向するように配置されるのが好ましい。このように配置することにより、図10(b)に示すように、永久磁石54cのN極から流出した磁束は、対向ヨーク54cを通ってS極に向って誘導されるので、永久磁石54cから発生する磁束は、VCM5cの外側部分に集中し易くなり、シフト枠2を上向きに持ち上げようとする推力Fcが増大する。対向ヨーク54cの光軸方向から見た面積は、永久磁石52cの面積の30〜70%であるのが好ましい。対向ヨーク54cを光軸方向から見たときの径方向長さは、永久磁石52cの径方向長さの40〜60%であるのが好ましく、周方向長さは永久磁石52cの周方向長さよりも短くかつその長さの80%以上であるのが好ましい。   FIG. 10 (a) is a schematic diagram showing the third VCM 5c portion shown in FIG. 8 in an enlarged manner, and FIG. 10 (b) is a BB cross-sectional view thereof. The opposing yoke 54c is, for example, a rectangle having approximately half the area of the permanent magnet 52c, and is preferably disposed so as to face the outer half (opposite side of the optical axis center) of the permanent magnet 52c. By arranging in this way, as shown in FIG. 10 (b), the magnetic flux flowing out from the N pole of the permanent magnet 54c is guided toward the S pole through the opposing yoke 54c. The generated magnetic flux is easily concentrated on the outer portion of the VCM 5c, and the thrust Fc for lifting the shift frame 2 upward increases. The area of the opposing yoke 54c viewed from the optical axis direction is preferably 30 to 70% of the area of the permanent magnet 52c. The radial length when the opposing yoke 54c is viewed from the optical axis direction is preferably 40 to 60% of the radial length of the permanent magnet 52c, and the circumferential length is greater than the circumferential length of the permanent magnet 52c. It is preferably short and 80% or more of the length.

図11(a)は図8に示す第1のVCM5a部分を拡大して示す模式図、及び図11(b)はそのC-C断面図である。第2のVCM5bについては、第1のVCM5aと同様なので図示は省略する。対向ヨーク54a,54bは、VCM5a,5bを構成する永久磁石52a,52b及び空芯コイル53a,53bのほぼ中心に位置するように設けられている。対向ヨーク54aを比較的小さなサイズの円形とすることで、図11(b)に示すように、N極から流出した磁束は、対向ヨーク54aを介してS極に向って誘導されるため、磁束の流れを対向ヨーク54aの小さな領域に集中させることができ、固定枠3を軸中心にセンタリングしやすくなる(対向ヨーク54bについても同様である)。対向ヨーク54a,54bの軸方向から見た面積は、永久磁石52a,52bの面積の1〜7%であるのが好ましく、2〜5%であるのがより好ましい。   FIG. 11 (a) is a schematic diagram showing the first VCM 5a portion shown in FIG. 8 in an enlarged manner, and FIG. 11 (b) is a CC cross-sectional view thereof. Since the second VCM 5b is the same as the first VCM 5a, the illustration is omitted. The opposing yokes 54a and 54b are provided so as to be positioned substantially at the centers of the permanent magnets 52a and 52b and the air-core coils 53a and 53b constituting the VCMs 5a and 5b. By making the opposing yoke 54a a circular with a relatively small size, the magnetic flux flowing out from the N pole is induced toward the S pole via the opposing yoke 54a, as shown in FIG. 11 (b). Can be concentrated on a small area of the opposing yoke 54a, and the fixed frame 3 can be easily centered about the axis (the same applies to the opposing yoke 54b). The area of the opposing yokes 54a and 54b viewed from the axial direction is preferably 1 to 7% and more preferably 2 to 5% of the area of the permanent magnets 52a and 52b.

(4)位置検出手段
本発明においては、永久磁石の磁力により、補正レンズの位置情報を検出してその検出信号を電圧として出力する、固定枠3に設置された磁界検出素子61a,61bとシフト枠2に配置された検出磁石62a,62bとからなる位置検出手段6a,6bを固定枠の空芯コイル間に有する。図8に示す例では、シフト枠2に配置したVCMを構成する磁石部材50aと磁石部材50cとの間に、ヨーク63a(図示せず)上に設けられた検出磁石62aが配置され、磁石部材50bと磁石部材50cとの間に、ヨーク63b上に設けられた検出磁石62bが配置されている(図9を参照)。検出磁石62aは、光軸方向に磁化された一対の永久磁石からなり、Y軸方向に沿って一対の磁極が並ぶように配置されており、検出磁石62bは、光軸方向に磁化された一対の永久磁石からなり、X軸方向沿って一対の磁極が並ぶように配置されている。すなわち、検出磁石62a及び検出磁石62bは、磁極境界線620a及び磁極境界線620bがそれぞれY軸及びX軸に直交するような向きに配置されており、位置検出手段6a,6bによりお互いに直交する方向の位置情報を検出することができる。
(4) Position detection means In the present invention, the position information of the correction lens is detected by the magnetic force of the permanent magnet and the detection signal is output as a voltage. The magnetic field detection elements 61a and 61b installed in the fixed frame 3 are shifted. Position detecting means 6a and 6b comprising detection magnets 62a and 62b arranged in the frame 2 are provided between the air core coils of the fixed frame. In the example shown in FIG. 8, a detection magnet 62a provided on a yoke 63a (not shown) is arranged between a magnet member 50a and a magnet member 50c constituting the VCM arranged in the shift frame 2, and the magnet member A detection magnet 62b provided on the yoke 63b is disposed between the magnetic member 50c and the magnetic member 50c (see FIG. 9). The detection magnet 62a is composed of a pair of permanent magnets magnetized in the optical axis direction, arranged so that a pair of magnetic poles are arranged along the Y-axis direction, and the detection magnet 62b is a pair magnetized in the optical axis direction. The permanent magnets are arranged such that a pair of magnetic poles are arranged along the X-axis direction. That is, the detection magnet 62a and the detection magnet 62b are arranged in such directions that the magnetic pole boundary line 620a and the magnetic pole boundary line 620b are orthogonal to the Y axis and the X axis, respectively, and are orthogonal to each other by the position detection means 6a and 6b. Directional position information can be detected.

前記2つの磁界検出素子61a,61b(例えば、ホール素子611a,611b)は、固定枠3の空芯コイル53a,53b,53cが取り付けられている側の面の、前記空芯コイル53a,53b,53cから離間した位置(空芯コイルと空芯コイルとの間)に配置される。従来の手振れ補正装置では、磁界検出手段とVCMとが同じ位置に配置されており、磁界検出素子が固定枠の空芯コイル内に設けられていたため、空芯コイルに駆動電流を供給すると、空芯コイルにより発生する磁界の影響を受けて、磁界検出素子からの出力が乱れ高い精度で位置決めができなかった。また前述の様に円形の対向ヨーク54a,54bを使用した場合、永久磁石52a,52bからの磁束が対向ヨーク54a,54bに集中するため、永久磁石52a,52bからの磁束の影響がより大きくなり位置決め精度がさらに低下した。これに対して、位置検出素子61a,61bを固定枠の空芯コイル間に配置することにより、磁界検出素子61a,61bは、空芯前記コイル53a,53b,53cから発生し、常に変化する磁界の影響、及び永久磁石52a,52bからの磁束の影響を受けなくなるので、補正レンズの位置を精度よく検出することができる。   The two magnetic field detection elements 61a and 61b (for example, the hall elements 611a and 611b) are arranged on the surface of the fixed frame 3 on the side where the air core coils 53a, 53b, and 53c are attached. It is disposed at a position spaced from 53c (between the air-core coil and the air-core coil). In the conventional camera shake correction device, the magnetic field detecting means and the VCM are arranged at the same position, and the magnetic field detecting element is provided in the air core coil of the fixed frame. Under the influence of the magnetic field generated by the core coil, the output from the magnetic field detecting element is disturbed and positioning cannot be performed with high accuracy. In addition, when the circular opposing yokes 54a and 54b are used as described above, the magnetic flux from the permanent magnets 52a and 52b is concentrated on the opposing yokes 54a and 54b, so that the influence of the magnetic flux from the permanent magnets 52a and 52b becomes larger. Positioning accuracy further decreased. In contrast, by arranging the position detection elements 61a and 61b between the air core coils of the fixed frame, the magnetic field detection elements 61a and 61b are generated from the air core coils 53a, 53b and 53c, and the magnetic field constantly changing. And the influence of the magnetic flux from the permanent magnets 52a and 52b, the position of the correction lens can be accurately detected.

磁界検出素子61a,61bとしてホール素子611a,611bを使用し、このホール素子611a及びホール素子611bを、N極とS極との境界(磁極境界線620a又は磁極境界線620b)付近でそれぞれX軸方向及びY軸方向に移動させたときの法線方向(Z軸方向)の磁界を測定すると、図12に示すように、N極側からS極側に向ってほぼ単調に変化する磁束密度分布が得られる。このときホール素子611a,611bと検出磁石62a,62bとのギャップgは、磁束が線形的に変化する領域が補正レンズの最大移動量(1 mm程度)よりも広くなるように磁束密度及びギャップを最適な値に設定することが必要である。なお、ホール素子611a,611bと検出磁石62a,62b (例えば希土類・鉄・ボロン系焼結磁石)とのギャップgが広がると(例えば、1.3 mm以上)、磁束密度分布の非線形性が緩和されて、出力電圧は直線的に変化するので、高精度で可動部(補正レンズ)の位置情報を検出することができる。ただし、検出磁石62a,62bとホール素子611a,611bとのギャップが広すぎるとホール素子611a,611bの出力電圧が低下するので、前記ギャップは2 mm以下であるのが好ましい。ギャップgを広げたことにより出力電圧が低下した場合、従来と同程度の感度を確保するためには、出力電圧の増幅度を高めるとともに、さらにノイズフィルタを付加してノイズを除去できるようにした回路構成を採用するのが好ましい。   Hall elements 611a and 611b are used as the magnetic field detection elements 61a and 61b, and the Hall element 611a and the Hall element 611b are respectively arranged near the boundary between the north pole and the south pole (the magnetic pole boundary line 620a or the magnetic pole boundary line 620b). When measuring the magnetic field in the normal direction (Z-axis direction) when moved in the direction and the Y-axis direction, as shown in FIG. 12, the magnetic flux density distribution that changes almost monotonically from the N-pole side to the S-pole side Is obtained. At this time, the gap g between the Hall elements 611a and 611b and the detection magnets 62a and 62b is set such that the magnetic flux density and the gap are such that the region in which the magnetic flux linearly changes is wider than the maximum movement amount (about 1 mm) of the correction lens. It is necessary to set an optimal value. If the gap g between the Hall elements 611a and 611b and the detection magnets 62a and 62b (for example, rare earth / iron / boron sintered magnet) is widened (for example, 1.3 mm or more), the nonlinearity of the magnetic flux density distribution is relaxed. Since the output voltage changes linearly, the position information of the movable part (correction lens) can be detected with high accuracy. However, if the gap between the detection magnets 62a and 62b and the Hall elements 611a and 611b is too wide, the output voltage of the Hall elements 611a and 611b is lowered. Therefore, the gap is preferably 2 mm or less. When the output voltage drops due to the widening of the gap g, in order to secure the same level of sensitivity as before, the amplification of the output voltage is increased and a noise filter is added so that noise can be removed. It is preferable to adopt a circuit configuration.

位置検出手段6bにおいて、図9に示すように、検出磁石62bの磁極の境界620bのX軸方向の位置が、ホール素子611bの中央(原点Sp)のX軸方向の位置と重なる場合は、検出磁石62bの磁界のZ軸方向(光軸方向)の成分はゼロなので、ホール素子611bの出力電圧はほぼゼロとなる。検出磁石62bが原点SpからX軸方向(矢印X方向)に移動すると、ホール素子611bから移動距離に比例した電圧が出力される。また図示を省略するが、同様に検出磁石62aが原点からY軸方向に移動した場合も、ホール素子611aから移動距離に比例した電圧が出力される。   In the position detection means 6b, as shown in FIG. 9, if the position in the X-axis direction of the boundary 620b of the magnetic pole of the detection magnet 62b overlaps the position in the X-axis direction at the center (origin Sp) of the Hall element 611b, Since the component in the Z-axis direction (optical axis direction) of the magnetic field of the magnet 62b is zero, the output voltage of the Hall element 611b is almost zero. When the detection magnet 62b moves in the X-axis direction (arrow X direction) from the origin Sp, a voltage proportional to the moving distance is output from the Hall element 611b. Although illustration is omitted, similarly, when the detection magnet 62a moves in the Y-axis direction from the origin, a voltage proportional to the movement distance is output from the Hall element 611a.

これらの出力電圧に基づいてホール素子611a,611bの移動距離が算出されて補正レンズ15の位置が求められ、この補正レンズ15の位置信号を目標位置信号と比較することにより、駆動電流を制御することができる。すなわちホール素子611a,611bよって検出された位置情報は位置検出回路で所定の倍率に増幅され位置信号として出力され、一方ジャイロセンサからの角速度の情報は角速度検出回路で処理されて目標位置信号として出力され、制御回路にてこれらの位置信号と目標位置信号との差が演算されて位置指令信号として出力され、駆動回路からこの位置指令信号に応じた駆動電流がコイルに供給される。   Based on these output voltages, the movement distances of the Hall elements 611a and 611b are calculated to determine the position of the correction lens 15, and the drive current is controlled by comparing the position signal of the correction lens 15 with the target position signal. be able to. That is, the position information detected by the Hall elements 611a and 611b is amplified to a predetermined magnification by the position detection circuit and output as a position signal, while the angular velocity information from the gyro sensor is processed by the angular velocity detection circuit and output as a target position signal. Then, the difference between these position signals and the target position signal is calculated by the control circuit and output as a position command signal, and a drive current corresponding to the position command signal is supplied from the drive circuit to the coil.

本発明において、磁界検出素子としては、上記の通り、ホール素子のような磁束密度に比例したアナログ信号電圧を出力する(リニア出力)形式の磁気センサを使用することができる。ホール素子の出力電圧は、材料の電子移動度やホール係数に依存する。磁界検出素子としては、GaAs、InSb、InAs等のIII-V族化合物からなるN型半導体の薄膜(厚さ数μm)で形成されたホール素子が好ましく使用される。特に本発明に用いる前記位置検出手段においては、高精度の位置制御を可能とするために、ホール係数の温度係数が小さい(約-0.06%/℃)GaAsで形成されたホール素子を使用することが好ましい。   In the present invention, as the magnetic field detection element, a magnetic sensor of a type that outputs an analog signal voltage proportional to the magnetic flux density (linear output), such as a Hall element, can be used as described above. The output voltage of the Hall element depends on the electron mobility and Hall coefficient of the material. As the magnetic field detection element, a Hall element formed of an N-type semiconductor thin film (thickness of several μm) made of a III-V group compound such as GaAs, InSb, or InAs is preferably used. In particular, the position detecting means used in the present invention uses a Hall element formed of GaAs having a small Hall coefficient temperature coefficient (about −0.06% / ° C.) in order to enable highly accurate position control. Is preferred.

また化合物系以外のホール素子として、Siからなるホール素子を使用することもできる。Si系ホール素子は、オペアンプ等の信号処理回路と一体化したホールICとして使用することができるが、この場合、ホール素子の感度が低いので、ホール素子及びオペアンプのオフセット電圧をできるだけ低減し、かつ温度補償機能をもつ回路構成とすることが必要となる。なお磁界検出素子としては、ホール素子以外にも、磁気抵抗効果を利用したMR素子、磁気インピーダンス効果を利用したMI素子等も使用できるが、コスト等を考慮すると、ホール素子が好適である。   In addition, as a Hall element other than the compound system, a Hall element made of Si can be used. The Si Hall element can be used as a Hall IC integrated with a signal processing circuit such as an operational amplifier, but in this case, since the sensitivity of the Hall element is low, the offset voltage of the Hall element and the operational amplifier is reduced as much as possible, and A circuit configuration having a temperature compensation function is required. In addition to the Hall element, an MR element using the magnetoresistive effect, an MI element using the magnetoimpedance effect, and the like can be used as the magnetic field detection element. However, in consideration of cost and the like, the Hall element is preferable.

本発明においては、ホール素子(4端子)を駆動して、磁束密度に比例した出力電圧を得るために、ホール素子の入力側端子に駆動回路を接続し、ホール素子の出力側端子に差動増幅回路を接続した回路構成とすることができる。一般にホール素子は定電流又は定電圧で駆動することが可能だが、GaAsホール素子を用いた場合は、定電圧で駆動すると温度特性が悪くなる(約-0.3%/℃)ので、定電流で駆動させるのが好ましい。本発明においては、例えば、ホール素子aの入力側に、非反転入力端子に電源(Vc=基準電圧)が接続されたオペアンプと電流制限抵抗からなる定電流駆動回路とを接続して、制御電流Ic=Vc/R1となる定電流動作で駆動することができる。   In the present invention, in order to drive the Hall element (4 terminals) and obtain an output voltage proportional to the magnetic flux density, a drive circuit is connected to the input side terminal of the Hall element and a differential is connected to the output side terminal of the Hall element. A circuit configuration in which an amplifier circuit is connected can be obtained. In general, Hall elements can be driven at a constant current or voltage. However, when GaAs Hall elements are used, driving at a constant voltage deteriorates the temperature characteristics (approximately -0.3% / ° C). It is preferable to do so. In the present invention, for example, an operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a power supply (Vc = reference voltage) and a constant current driving circuit made of a current limiting resistor are connected to the input side of the Hall element a to control current. It can be driven by a constant current operation where Ic = Vc / R1.

ホール素子(等価回路は4つのエレメントからなるブリッジ回路で表わされる)においては、各エレメントの抵抗値が製造上の理由等でばらつくことにより、磁界がゼロでも出力電圧がゼロにならず、オフセット電圧(不平衡電圧)が出力される場合がある。このようなオフセット電圧をキャンセルするために、信号処理回路にオフセット調整回路(例えば可変抵抗)を付加するのが好ましい。   In Hall elements (the equivalent circuit is represented by a bridge circuit consisting of four elements), the resistance value of each element varies due to manufacturing reasons, etc. (Unbalanced voltage) may be output. In order to cancel such an offset voltage, it is preferable to add an offset adjustment circuit (for example, a variable resistor) to the signal processing circuit.

1:手振れ補正装置、
2:シフト枠、
21:リング部
22:フランジ部
23a,23b,23c:磁石保持部
230a,230b,230c:保持孔
24a,24b,24c:収容溝
25a,25b,25c:突起
26:延出部
260:突出部
3:固定枠、
31a,31b,31c:コイル保持溝
32a,32b,32c:位置決め用突出部
4a,4b,4c:転動体(鋼球)
5a,5b,5c:VCM、
50a,50b,50c:磁石部材
51a,51b,51c:バックヨーク、
52a,52b,52c:永久磁石、
520a,520b,520c:磁極境界線
53a,53b,53c:空芯コイル、
54a,54b,54c:対向ヨーク
6a,6b:位置検出手段
61a,61b:磁界検出素子
611a,611b:ホール素子、
62a,62b:検出磁石
7:回路基板
81:ロックレバー押え
82:ロックレバー
820:突出部
821a,821b,821c:ロックピン
83:押えリング
10:カメラ、
11:ボディ、
12:鏡筒、
13:撮像素子、
14:レンズ群、
15:補正レンズ、
16a,16b:ジャイロセンサ
17:制御部

1: Shake correction device,
2: Shift frame,
21: Ring part
22: Flange
23a, 23b, 23c: Magnet holder
230a, 230b, 230c: Holding holes
24a, 24b, 24c: receiving groove
25a, 25b, 25c: protrusion
26: Extension part
260: Protruding part
3: Fixed frame,
31a, 31b, 31c: Coil holding groove
32a, 32b, 32c: Projection for positioning
4a, 4b, 4c: Rolling elements (steel balls)
5a, 5b, 5c: VCM,
50a, 50b, 50c: Magnet members
51a, 51b, 51c: Back yoke,
52a, 52b, 52c: Permanent magnet,
520a, 520b, 520c: Magnetic pole boundary line
53a, 53b, 53c: Air-core coil,
54a, 54b, 54c: Opposing yoke
6a, 6b: Position detection means
61a, 61b: Magnetic field detector
611a, 611b: Hall element,
62a, 62b: Detection magnet 7: Circuit board
81: Lock lever presser
82: Lock lever
820: Protruding part
821a, 821b, 821c: Lock pin
83: Presser ring
10: Camera,
11: Body,
12: Tube,
13: Image sensor,
14: Lens group
15: Correction lens
16a, 16b: Gyro sensor
17: Control unit

Claims (4)

レンズ鏡筒内に固定される固定枠と、
前記固定枠に対向し、かつ光軸と直交する面内で移動可能に支持される、補正レンズを保持するシフト枠と、
前記シフト枠に配置された磁石部材と、前記磁石部材に対向し、前記固定枠に配置された空芯コイルと、前記固定枠の、前記空芯コイルとは反対の面に配置された対向ヨークとを有し、前記シフト枠を光軸と直交する面内で移動させる、円周方向に沿って配置された第1〜第3のボイスコイルモータと、
前記固定枠の前記空芯コイル間に設置された磁界検出素子と、前記磁界検出素子に対向し、前記シフト枠に配置された検出磁石とを有する第1及び第2の位置検出手段とを備え、
前記第1及び第2の位置検出手段は、光軸と直交する面内でそれぞれ第1の方向及び前記第1の方向に直交する方向の位置検出を行うように配置され、
光軸方向から見て、前記第2及び第3のボイスコイルモータを構成する対向ヨークが円形であり、かつ前記第1のボイスコイルモータを構成する対向ヨークよりも小さい面積を有することを特徴とする手振れ補正装置。
A fixed frame fixed in the lens barrel;
A shift frame holding a correction lens, which is supported movably in a plane facing the fixed frame and orthogonal to the optical axis;
A magnet member arranged on the shift frame, an air core coil opposed to the magnet member and arranged on the fixed frame, and a counter yoke arranged on a surface of the fixed frame opposite to the air core coil And the first to third voice coil motors arranged along the circumferential direction to move the shift frame in a plane orthogonal to the optical axis,
1st and 2nd position detection means which has a magnetic field detection element installed between the air core coils of the fixed frame, and a detection magnet arranged in the shift frame opposite to the magnetic field detection element. ,
The first and second position detection means are arranged so as to perform position detection in a direction orthogonal to the first direction and the first direction, respectively, in a plane orthogonal to the optical axis,
When viewed from the optical axis direction, the opposed yokes constituting the second and third voice coil motors are circular and have a smaller area than the opposed yokes constituting the first voice coil motor. Camera shake correction device.
請求項1に記載の手振れ補正装置において、前記磁界検出素子がホール素子であり、前記検出磁石が光軸方向に磁化されていることを特徴とする手振れ補正装置。   2. The camera shake correction apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field detection element is a Hall element, and the detection magnet is magnetized in the optical axis direction. 請求項1又は2に記載の手振れ補正装置において、前記第1のボイスコイルモータを構成する対向ヨークが、光軸方向から見て、径方向よりも周方向が長い形状を有していることを特徴とする手振れ補正装置。   The camera shake correction device according to claim 1 or 2, wherein the opposing yoke constituting the first voice coil motor has a shape whose circumferential direction is longer than the radial direction when viewed from the optical axis direction. A camera shake correction device. 請求項1〜3のいずれかに記載の手振れ補正装置において、前記固定枠は、前記コイルの空芯部に挿入される位置決め用突出部を有することを特徴とする手振れ補正装置。   4. The camera shake correction device according to claim 1, wherein the fixed frame includes a positioning protrusion that is inserted into an air core portion of the coil.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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