JP7102199B2

JP7102199B2 - 駆動装置、像ぶれ補正装置及び撮像装置

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Inventors: 香織三好
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Description

本発明は、相対移動する磁石と磁気センサを備え、コイルに電流を流すことによって磁石とコイルが相対移動する駆動装置、駆動装置を備える像ぶれ補正装置及び撮像装置に関する。

近年、撮像装置の高性能化により、撮像装置を構成する光学部品を精度よく、大きなストロークで移動させることが可能な駆動装置が求められている。また、移動させる光学部品は、大型化により重量が増加する傾向にあり、そのため、小型で推力の大きい駆動装置も求められている。ここで、撮像装置における駆動装置とは、ズーム装置やフォーカス装置、像ぶれ補正装置等である。例えば、光学部品を光軸と直交する方向に移動させることにより撮像中の手ぶれによる像ぶれを抑制する像ぶれ補正装置の多くには、ボイスコイルモータ方式が用いられている。ボイスコイルモータ方式では、可動部と固定部のいずれか一方にコイルを配置すると共に他方に磁石を配置し、コイルに電流を流すことによって磁石とコイルとを相対的に移動させる。

駆動推力を増大させるために磁石の構成を工夫した像ぶれ補正装置が、特許文献１，２に開示されている。特許文献１には、ハルバッハ配列という磁石配列の一部を利用した構成により、コイルを横切る磁束を効果的に高めた構成が開示されている。また、特許文献２には、コイルの上下それぞれに磁石を配置することによって、コイルを横切る磁束を効果的に高めた構成が開示されている。

ところで、可動部の移動を高精度に行うために、可動部の移動量の検出、つまり、可動部の位置検出を行うことが多い。可動部の位置検出方法の一例として、ホール素子やＭＲ（磁気抵抗）素子等の磁気センサが磁石との相対移動に伴う磁束密度の変化に応じた電気信号を出力することで、磁石と磁気センサとの相対位置を検出する磁気式位置検出方法がある。磁気式位置検出方法では、一般的に、磁気センサにより検出可能な磁束密度が磁気センサと磁石との相対移動に伴って線形に変化するものとして、磁石と磁気センサとの相対位置を算出する。

このような位置検出に用いられる磁石を駆動装置として用いられる磁石としても用いる構成を有する像ぶれ補正装置が特許文献３にて開示されている。また、特許文献４には、磁石に切り欠きを設け又は磁石を２分割化することによって位置検出ストロークを確保した位置検出装置が開示されている。

特開２０１７－１１１１８３号公報特許第６１７２９９３号公報特開２００７－２１９３３８号公報特開２０１３－２４６１３４号公報

しかしながら、特許文献３に開示された技術では、磁気センサが検出する磁束密度は図１３に示す曲線Ｂｆのように変化するため、線形に変化する領域のみを位置検出可能とした場合、検出可能ストロークは１ｍｍ（±０．５ｍｍ）程度に限られる。よって、特許文献３に開示された技術は、可動部の移動量が小さな用途に限られてしまう。

検出可能ストロークを大きくする方法として、特許文献１，２に開示されているように、可動部の駆動に用いる磁石と位置検出に用いる磁石とを備える構成とすることが考えられる。しかし、特許文献１に開示されたハルバッハ配列磁石を用いた構成であっても、検出可能ストロークは図１３の曲線Ｂｂに示されるように２ｍｍ程度となっている。また、特許文献２に開示された構成では、コイルの上下それぞれに磁石を配置した上で、更に位置検出のための磁石が必要となるため、部品点数が増え、また、省スペース化が困難となる。一方、特許文献４に開示された位置検出手段では、磁石の体積が小さいため、駆動装置へ適用した場合には、駆動推力を確保することができないという問題がある。

本発明は、位置検出ストロークが長く、且つ、大きな駆動推力を確保することが可能な駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動装置は、固定部材と、可動部材と、コイルと、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、前記コイルを挟んで配置される第１磁石部および第２磁石部と、を有する駆動装置であって、前記固定部材と前記可動部材の一方に前記位置検出手段と前記コイルが配置されると共に他方に前記第１磁石部と前記第２磁石部が配置され、前記位置検出手段は、前記第１磁石部と前記第２磁石部とが並ぶ方向において、前記第１磁石部と前記第２磁石部との間であって前記第１磁石部よりも前記第２磁石部に近い位置に配置され、前記第２磁石部は、前記位置検出手段に向いた面の中央部に凹部を有し、前記第１磁石部は、前記位置検出手段に向いた面の中央部に凹部を有していないことを特徴とする。

本発明によれば、位置検出ストロークが長く、且つ、大きな駆動推力を確保することが可能な駆動装置を実現することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を説明する図である。撮像装置が備える、第１実施形態に係る像ぶれ補正装置の分解斜視図である。第１実施形態に係る像ぶれ補正装置の構成を説明する正面図と断面図である。第１実施形態に係る像ぶれ補正装置での位置検出素子と下部磁石との位置関係を説明する図である。第１実施形態に係る像ぶれ補正装置での磁石位置と磁束密度の関係を説明するグラフである。第２実施形態に係る像ぶれ補正装置の構成を簡略的に示す図である。第２実施形態に係る像ぶれ補正装置での位置検出素子と下部磁石との位置関係を説明する図である。第２実施形態に像ぶれ補正装置での磁石位置と磁束密度の関係を説明するグラフである。第３実施形態に係る像ぶれ補正装置の構成を簡略的に示す図である。第３実施形態に係る像ぶれ補正装置での位置検出素子と下部磁石との位置関係を説明する図である。第３実施形態に像ぶれ補正装置での磁石位置と磁束密度の関係を説明するグラフである。凹部を有する磁石の例を示す図である。従来の構成での磁石位置と磁束密度の関係を説明するグラフである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。ここでは、本発明に係る駆動装置を、撮像装置に設けられる像ぶれ補正装置として具現化した構成について説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る像ぶれ補正装置を備える撮像装置の概略構成を示す中央断面図である。図１（ｂ）は、撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。撮像装置は、撮像装置本体１と、撮像装置本体１に対して着脱可能な交換レンズ２を備える。撮像装置本体１は、カメラシステム制御回路５、撮像素子６、画像処理部７、記憶装置８、表示部９、操作検出部１０、像ぶれ補正装置１４、ぶれ検知部１５及びシャッタ機構１６を備える。表示部９は、ファインダ内表示装置９ａと、背面表示パネル９ｂを含む。交換レンズ２は、レンズ群３、レンズシステム回路１２及びレンズ駆動部１３を備える。撮像装置本体１に交換レンズ２が装着された状態では、電気接点１１を通じて、カメラシステム制御回路５とレンズシステム回路１２が通信可能に接続される。

振れ検知部１５は、例えば、ジャイロセンサ等である。振れ検知部１５は、撮影光軸４の方向（以下「光軸方向」という）、撮影光軸４と直交する平面内で互いに直交する第１の方向及び第２の方向の３軸方向における撮像装置のぶれを検出し、ぶれ量を示す信号をカメラシステム制御回路へ送る。カメラシステム制御回路５は、振れ検知部１５から取得した信号に基づき、被写体像の像ぶれを低減するための撮像素子６の目標位置を演算し、目標位置へ撮像素子６を移動させるための撮影光軸４と直交する平面内での駆動量を算出し、像ぶれ補正装置１４へ送る。像ぶれ補正装置１４は、撮像素子６を撮影光軸４と略直交する方向（撮像素子６での結像面と略平行な方向）に移動させ、又は、撮影光軸４まわりに回転させる機構である。像ぶれ補正装置１４は、カメラシステム制御回路５から受信した駆動量（制御信号）に従って、後述するコイル２０５への通電を制御することにより、撮影光軸４と直交する方向に撮像素子６を目標位置へ移動させる。これにより、ユーザの手ぶれ等によるカメラぶれに起因する像ぶれを軽減（補正）することができる。なお、撮像装置を構成する各部のうち、像ぶれ補正と直接の関係のないものは公知の構成で構わないため、より詳しい説明は省略する。

図２は、像ぶれ補正装置１４の分解斜視図である。ここでは、構成部品のみを説明し、追って、各構成部品の機能について説明する。像ぶれ補正装置１４は、上部ヨーク１０１、ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、上部磁石群１０３（第１磁石部）、補助スペーサ１０４ａ，１０４ｂ、メインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ、下部磁石群１０７（第２磁石部）及び下部ヨーク１０８を備える。また、像ぶれ補正装置１４は、段つきビス１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ、ベース板１１０、ＦＰＣ２０１、可動部転動板２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ、コイル２０５、可動枠２０６及びボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを備える。

上部磁石群１０３は、第１上部磁石部１０３１、第２上部磁石部１０３２及び第３上部磁石部１０３３を有する。第１上部磁石部１０３１は上部磁石１０３ａ，１０３ｂを有し、第２上部磁石部１０３２は上部磁石１０３ｃ，１０３ｄを有し、第３上部磁石部１０３３は上部磁石１０３ｅ，１０３ｆを有する。下部磁石群１０７は、第１下部磁石部１０７１、第２下部磁石部１０７２及び第３下部磁石部１０７３を有する。第１下部磁石部１０７１は、３つの下部磁石１０７ａ，１０７ｇ，１０７ｂがこの順に一方向に並べられた構造を有する。同様に、第２下部磁石部１０７２は下部磁石１０７ｃ，１０７ｈ，１０７ｄを有し、第３下部磁石部１０７３は下部磁石１０７ｅ，１０７ｉ，１０７ｆを有する。ＦＰＣ２０１は、フレキシブルプリント配線基板であり、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを実装している。コイル２０５は、第１コイル２０５１，第２コイル２０５２及び第３コイル２０５３を有する。

なお、これらの各部材について、１００番台の符号が付された部材は所定位置に固定されて移動しない固定部材であり、２００番台の符号が付された部材は、固定部材に対して移動可能な可動部材である。

次に、像ぶれ補正装置１４を構成する各部材について、図２及び図３を参照して説明する。図３（ａ）は、像ぶれ補正装置１４の正面図（光軸方向から見た図）である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢視Ａ－Ａでの断面図である。上部ヨーク１０１、上部磁石群１０３、下部磁石群１０７及び下部ヨーク１０８が磁気回路を形成しており、この磁気回路は、所謂、閉磁路となっている。この閉磁路として形成された磁気回路は、第１磁気回路、第２磁気回路及び第３磁気回路の３つの磁気回路からなる。第１磁気回路は第１上部磁石部１０３１と第１下部磁石部１０７１からなり、第２磁気回路は第２上部磁石部１０３２と第２下部磁石部１０７２からなり、第３磁気回路は第３上部磁石部１０３３と第３下部磁石部１０７３からなる。

上部磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆは、上部ヨーク１０１に対して磁力によって吸着し、且つ、接着固定されている。下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉは、図３（ｂ）の下部磁石１０７ｆに示されるように長手方向に鍔部を有し、鍔部がベース板１１０と下部ヨーク１０８に挟まれることで固定されている。上部磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆ及び下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ、１０７ｆはそれぞれ、光軸方向（図３（ｂ）の上下方向）に着磁されている。下部磁石１０７ｇ、１０７ｈ、１０７ｉは、隣接する磁石の方向（撮影光軸４と直交する方向）に着磁されている。

上部磁石群１０３では、上部磁石１０３ａと上部磁石１０３ｂのように隣接する位置関係にあるものは、互いに異なる向きに着磁されている。また、上部磁石１０３ａと下部磁石１０７ａのように光軸方向で対向する位置関係にあるものは、光軸方向において同じ向きに着時されている。下部磁石群１０７では、光軸方向に着磁された下部磁石１０７ａ，１０７ｂに挟まれるようにして下部磁石１０７ｇが配置されている。同様に、下部磁石１０７ｃ，１０７ｄ間には下部磁石１０７ｈが、下部磁石１０７ｅ，１０７ｆの間に下部磁石１０７ｉがそれぞれ配置される。下部磁石群１０７をこのような配置とすることで、光軸方向において上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８の間に強い磁束密度を生じさせることができる。

なお、第１下部磁石部１０７１、第２下部磁石部１０７２及び第３下部磁石部１０７３はそれぞれ、ハルバッハ配列の一部を形成したものであり、これによる磁気回路の効率化については公知の原理であるので、ここでの説明を省略する。下部磁石１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉの光軸方向高さは、下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆの光軸方向高さよりも低くなっており、このような構成としている理由については後述する。

上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８の間には強い吸引力が生じるため、メインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ及び補助スペーサ１０４ａ，１０４ｂにより、適切な間隔が保持されるように構成されている。ここでの適切な間隔とは、上部磁石群１０３と下部磁石群１０７の間にコイル２０５とＦＰＣ２０１を配置すると共に一定の空隙を確保することが可能な間隔である。メインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃにはネジ穴が設けられており、ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃによって上部ヨーク１０１はメインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃに固定される。

メインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃの胴部にはゴムが設置されており、可動部の機械的端部（所謂、ストッパ）を形成している。ベース板１１０と下部ヨーク１０８は、段つきビス１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃによって固定される。下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆは、ベース板１１０よりも厚み方向の寸法が大きく、よって、ベース板１１０から突出する（はみ出る）ように固定される。可動枠２０６は、例えば、マグネシウムダイキャスト又はアルミダイキャストで形成されており、軽量で剛性が高い。可動枠２０６に対して、可動部材（２００番台の符号が付された部材）が固定されることにより、可動部が形成されている。また、撮像素子６は、直接的又は間接的に可動枠２０６に取り付けられており、可動枠２０６と一体的に動く。

可動枠２０６の下部磁石群１０７側に配置されたＦＰＣ２０１には、位置検出素子２０２ａ、２０２ｂ，２０２ｃが実装されている。位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃには、前述した磁気回路を利用して位置検出を行うことができるように、例えば、ホール素子等が用いられる。一般的にホール素子は小さいため、第１コイル２０５１、第２コイル２０５２及び第３コイル２０５３のそれぞれの巻き線の内側に入れ子になるように配置することができる。これにより、磁束検出位置は、上部磁石群１０３よりも下部磁石群１０７に近くなる。つまり、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃと下部磁石群１０７との間の距離は、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃと上部磁石群１０３との間の距離よりも短い。その理由については後述する。

ＦＰＣ２０１には、撮像素子６（図３に不図示）及び第１コイル２０５１、第２コイル２０５２及び第３コイル２０５３との電気的な接続を行うためのコネクタが実装されている。つまり、ＦＰＣ２０１は、カメラシステム制御回路５と撮像素子６及び像ぶれ補正装置１４とを電気的に接続する役割を担う。可動部転動板２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、可動枠２０６に接着固定されており、ボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの転動面を形成する。可動部転動板２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃを設けることにより、ボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに対する表面粗さや硬さ等を好ましい状態に設計することが可能になる。

像ぶれ補正装置１４では、コイル２０５に電流を流すと、フレミング左手の法則に従った力が発生することにより、可動部を固定部に対して動かすことができる。第１磁気回路から第３磁気回路のそれぞれに１つのコイル２０５が挿入されて駆動部が形成されており、各駆動部は独立して駆動可能である。その際、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃの出力信号（ホール素子信号）に基づいてフィードバック制御を行うことにより、高い精度で可動部を光軸と直交する方向に移動させ、また、光軸まわりに回転させることができる。なお、可動部を光軸まわりに回転させるためには、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂの出力信号値が逆位相になるように制御すればよい。像ぶれ補正装置１４の駆動制御には、公知の制御方法を用いることが可能であるため、これ以上を説明は省略する。

次に、像ぶれ補正装置１４での位置検出ストロークについて説明する。図４（ａ）は、位置検出素子２０２ａと下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｇとの位置関係を説明する図である。なお、位置検出素子２０２ｂと下部磁石１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｈとの位置関係及び位置検出素子２０２ｃと下部磁石１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｉとの位置関係はそれぞれ、図４（ａ）と同じであるため、図示と説明を省略する。

像ぶれ補正装置１４の第１下部磁石部１０７１では、中央の下部磁石１０７ｇの高さが両端の２つの下部磁石１０７ａ，１０７ｂの高さよりも低くなっており、これにより位置検出素子２０２ａに向かう面の中央部に凹部が形成されている。３つの磁石のうち中央の下部磁石１０７ｇの着磁方向は、２つの下部磁石１０７ａ，１０７ｂの着磁方向と交差（直交）している。ここで、図４（ｂ）に、比較例に係る磁石９１０の構成を示す。磁石９１０は、下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｇに対応する３つ磁石が同じ高さを有するものである。図５は、位置検出素子２０２ａで検出される磁束密度の磁石位置に対する変化を説明するグラフである。図５に示す曲線Ｂａは、第１下部磁石部１０７１（図４（ａ））の位置に対する磁束密度の変化を示しており、曲線Ｂｂは、磁石９１０（図４（ｂ））の位置に対する磁束密度の変化を示している。曲線Ｂａにおいて直線性のある範囲Ｌａが、図４（ａ）の構成での位置検出ストロークとなり、同様に、曲線Ｂｂにおいて直線性のある範囲Ｌｂが、図４（ｂ）の構成での位置検出ストロークとなる。範囲Ｌａと範囲Ｌｂとを比較すると、範囲Ｌａが範囲Ｌｂよりも広いことがわかる。

像ぶれ補正装置１４では、図３に示したように、上部磁石群１０３と下部磁石群１０７により第１コイル２０５１を挟む方向において位置検出素子２０２ａを上部磁石群１０３よりも下部磁石群１０７に近い位置に配置している。仮に逆の構成、つまり、位置検出素子２０２ａを下部磁石群１０７よりも上部磁石群１０３に近い位置に配置した構成になっている場合、位置検出素子２０２ａは上部磁石群１０３から出される磁束密度を検知することになる。図４（ｃ）は、位置検出素子２０２ａが上部磁石群１０３から出される磁束密度を検知する場合の第１上部磁石部１０３１の位置に対する磁束密度の変化を示している。また、図５に示す曲線Ｂｆは、図４（ｃ）の構成に対応する、第１上部磁石部１０３１の位置に対する磁束密度の変化を示している。曲線Ｂｆにおいて磁束密度の変化に直線性のある範囲Ｌｆは、曲線Ｂａでの範囲Ｌａよりも極端に狭くなっている。つまり、位置検出素子２０２ａと磁石との距離が一定としたときに、磁石の構成が変わることで位置検出素子２０２ａが検出する磁束密度の変化も異なり、その結果、位置検出ストロークも変化する。

一方、可動部を駆動するための駆動推力は、コイル２０５を通過する磁束密度の影響を大きく受ける。一般的に、駆動推力は、ピーク磁束が高く、磁束密度曲線を積分した全磁束量が大きいほど、大きくなる。図５に示す曲線Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｆについて、磁束密度曲線の積分値が大きくなるのは、曲線Ｂｂ又は曲線Ｂｆ、つまり、中心部分の高さが低くなっている図４（ａ）の磁石構成よりも、全体が同じ高さである図４（ｂ），（ｃ）の磁石構成である。そこで、像ぶれ補正装置１４では、上部磁石群１０３に、磁束密度が大きくなる図４（ｃ）の構成、つまり、位置検出素子２０２ａ側の面が凹部のないフラット（平坦）な面となっているものを採用することによって、大きな駆動推力を確保している。

以上の説明の通り、本実施形態では、図４（ａ）に示すように中央部に凹部を有する磁石からなる下部磁石群１０７側に位置検出素子２０２ａ～２０２ｃを配置している。これにより、位置検出素子２０２ａ～２０２ｃは、広い範囲で直線的に変化する磁束密度を検出することが可能になることで、長い位置検出ストロークを確保することが可能となっている。また、位置検出素子２０２ａ～２０２ｃから離れた側に、磁束密度の大きな図４（ｃ）に示されるようなフラットな形状の磁石からなる上部磁石群１０３を配置している。これにより、大きな駆動推力を確保している。

なお、像ぶれ補正装置１４では、第１上部磁石部１０３１を２個の上部磁石１０３ａ，１０３ｂからなる構成としており、第２上部磁石部１０３２及び第３上部磁石部１０３３をこれと同様の構成としている。しかし、これに限らず、第１上部磁石部１０３１を、第１下部磁石部１０７１のような３個の磁石をハルバッハ配列とし、且つ、中央の磁石の高さを他の磁石と同じにしたもの（つまり、図４（ｂ）の構成）にしてもよい。また、第１上部磁石部１０３１として、第１上部磁石部１０３１のように二体化された磁石に代えて、一体両面２極着磁となっているものを用いてもよく、同じ効果が得られる限りにおいて様々に変形した構成の適用が可能である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る像ぶれ補正装置は、第１実施形態に係る像ぶれ補正装置１４と比較すると、上部磁石群に用いられる上部磁石と下部磁石群に用いられる下部磁石の構造のみが異なる。そのため、以下の説明では、これらの相違点についてのみ説明する。

図６は、第２実施形態に係る像ぶれ補正装置での第１上部磁石部４０３１と第１下部磁石部である下部磁石４０７ａの配置を図４（ａ），（ｃ）と同様に示す図である。なお、本実施形態でも、像ぶれ補正装置は３つの駆動部を有し、図６にはその代表として第１上部磁石部４０３１、下部磁石４０７ａ及び第１コイル２０５１からなる駆動部を示し、他の駆動部については図示と説明を省略する。

第１上部磁石部４０３１は、上部磁石４０３ａ，４０３ｂを有する。下部磁石４０７ａは、位置検出素子２０２ａに向かう面の中央部に円弧状の凹部を有する下部磁石４０７ａである。可動枠２０６（不図示）に取り付けられた第１コイル２０５１は、第１上部磁石部４０３１と下部磁石４０７ａに挟まれるように配置されている。第１コイル２０５１の下部磁石４０７側に配置されたＦＰＣ２０１（不図示）に実装された位置検出素子２０２ａによって下部磁石４０７ａの磁束変化を検知して可動枠２０６の位置検出を行っている。位置検出素子２０２ａは、第１上部磁石部４０３１よりも下部磁石４０７ａに近い位置に配置されている。

上部ヨーク１０１（不図示）、第１上部磁石部４０３１、下部磁石４０７ａ、下部ヨーク１０８（不図示）が、閉磁路となる磁気回路を形成している。上部磁石４０３ａ，４０３ｂは、光軸方向（図６の上下方向）において異なる方向に着磁されている。また、上部磁石４０３ａ，４０３ｂ間の上部磁石４０３ｃは、上部磁石４０３ａ，４０３ｂがある隣接方向（図６左右方向）に着磁されている。こうして、第１上部磁石部４０３１を３つの磁石のうち中央の磁石の着磁方向を両端の磁石の着磁方向と交差（直交）させたハルバッハ配列の一部を模した構成とすることで、第１コイル２０５１への磁束効率を高めた構成となっている。

下部磁石４０７ａにおいて、上部磁石４０３ａに対向する部分と上部磁石４０３ｂに対向する部分とでは、光軸方向における着磁方向を逆とした両面２極着磁がなされている。下部磁石４０７ａに設けられた円弧状の凹部の範囲Ｃｌは、位置検出を行いたい長さ以上に設定されている。つまり、位置検出素子２０２ａからの出力信号が直線性を示すストロークを“Ｌ”とすると、“Ｃｌ＞Ｌ”の関係が成り立っている。

図７（ａ）は、位置検出素子２０２ａと下部磁石４０７ａとの位置関係を説明する図である。図７（ｂ）は、比較例に係る磁石９２０の構成を示す。磁石９２０は、下部磁石４０７ａの凹部の面をフラットな面に変更したものである。図８は、位置検出素子２０２ａで検出される磁束密度の磁石位置に対する変化を説明するグラフである。図８に示す曲線Ｂｈは、下部磁石４０７ａ（図６（ａ））の位置に対する磁束密度の変化を示しており、曲線Ｂｆは、磁石９２０（図６（ｂ））の位置に対する磁束密度の変化を示している。

曲線Ｂｈにおいて磁束密度の変化に直線性のある範囲Ｌｈは、曲線Ｂｆにおいて磁束密度の変化に直線性のある範囲Ｌｆよりも、極めて広いことがわかる。つまり、広い位置検出ストロークを得ることが可能になっており、本実施形態では、凹部の範囲Ｃｌは範囲Ｌｈより長く、換言すれば、所望する位置検出ストロークに応じて凹部の範囲Ｃｌを定めることができる。

以上の説明の通り、本実施形態では、第１上部磁石部４０３１と下部磁石４０７ａのうち、位置検出素子２０２ａに近い位置に配置される下部磁石４０７ａに、中央部に凹部が形成されたもの用いる。これにより、位置検出ストロークを伸ばすことができる。また、第１実施形態と同様に、第１上部磁石部４０３１に凹部のないフラットな形状のものを用いることにより、大きな駆動推力を確保することができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る像ぶれ補正装置は、第２実施形態に係る像ぶれ補正装置と比較すると、下部磁石群に用いられる下部磁石の構造のみが異なる。そのため、以下の説明では、第２実施形態と共通する構成要件については、同じ符号を付して、第２実施形態との相違点についてのみ説明する。

図９は、第３実施形態に係る像ぶれ補正装置での第１上部磁石部４０３１と第１下部磁石部５０７１の配置を図６と同様に示す図である。なお、本実施形態でも、像ぶれ補正装置は３つの駆動部を有し、図９にはその代表として第１上部磁石部４０３１、第１下部磁石部５０７１及び第１コイル２０５１からなる駆動部を示し、他の駆動部については図示と説明を省略する。

第１下部磁石部５０７１は、下部磁石５０７ａ，５０７ｂを有する。第１コイル２０５１の第１下部磁石５０７側に配置されたＦＰＣ２０１（不図示）に実装された位置検出素子２０２ａによって下部磁石５０７ａ，５０７ｂの磁束変化を検知して可動枠２０６の位置検出を行っている。位置検出素子２０２ａは、第１上部磁石部４０３１よりも第１下部磁石部５０７１に近い位置に配置されている。上部ヨーク１０１（不図示）、第１上部磁石部４０３１、第１下部磁石部５０７１、下部ヨーク１０８（不図示）が、閉磁路となる磁気回路を形成している。

下部磁石５０７ａ，５０７ｂそれぞれの光軸方向における着磁方向は、対向する上部磁石４０３ａ、４０３ｂの光軸方向における着磁方向と同じとなっている。光軸と直交する方向において下部磁石５０７ａ，５０７ｂの間には空隙が設けられており、第１下部磁石部５０７１は、下部磁石５０７ａ，５０７ｂの間に凹部が設けられた構造とみなすことができる。

なお、光軸と直交する方向において下部磁石５０７ａと下部磁石５０７ｂとが離間させて配置されていればよいので、下部磁石５０７ａ，５０７ｂの間に空隙を設ける代わりに、強磁性でない（非磁性や弱磁性の）スペーサを挟む構成でもよい。このような構成の場合、下部磁石５０７ａ，５０７ｂ及びその間に挟まれるスペーサにより位置検出素子２０２ａに向いた面を平坦にしても、磁束密度の変化に直線性のある範囲を広くすることができる。そこで、第１下部磁石部５０７１には強磁性でない（非磁性や弱磁性の）スペーサは含まれないものとし、上記の構成も第１下部磁石部５０７１を位置検出素子２０２ａに向いた面の中央部に凹部を有する構造とみなすことができる。下部磁石５０７ａ，５０７ｂ間の空隙の幅を“Ｓｌ”とし、位置検出素子２０２ａからの出力信号が直線性を示すストロークを“Ｌ”とすると、“Ｓｌ＞Ｌ”の関係が成り立っている。

図１０（ａ）は、位置検出素子２０２ａと第１下部磁石部５０７１との位置関係を説明する図である。図１０（ｂ）は、比較例に係る磁石９３０の構成を示す。磁石９３０は、第１下部磁石部５０７１における空隙を無くしたものである。図１１は、位置検出素子２０２ａで検出される磁束密度の磁石位置に対する変化を説明するグラフである。図１１に示す曲線Ｂｓは、第１下部磁石部５０７１（図１０（ａ））の位置に対する磁束密度の変化を示しており、曲線Ｂｆは、磁石９３０（図１０（ｂ））の位置に対する磁束密度の変化を示している。

曲線Ｂｓにおいて磁束密度の変化に直線性のある範囲Ｌｓは、曲線Ｂｆにおいて磁束密度の変化に直線性のある範囲Ｌｆよりも、極めて広いことがわかる。つまり、広い位置検出ストロークを得ることが可能になっており、本実施形態では、空隙の幅Ｓｌは範囲Ｌｓより広く、換言すれば、所望する位置検出ストロークに応じて空隙の幅Ｓｌを定めることができる。

以上の説明の通り、本実施形態では、第１上部磁石部４０３１と第１下部磁石部５０７１のうち、位置検出素子２０２ａに近い位置に配置される第１下部磁石部５０７１に、中央部に空隙が形成されたもの用いる。これにより、位置検出ストロークを伸ばすことができる。また、第１実施形態と同様に、第１上部磁石部４０３１に凹部のないフラットな形状のものを用いることにより、大きな駆動推力を確保することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

例えば、凹部を有する磁石の構成は、上記実施形態で取り上げたものに限られない。図１２（ａ）～（ｃ）は、凹部を有する磁石の他の例を示す図であり、これらの磁石を用いることもできる。なお、図１２（ａ）の磁石は中央に台形状の凹部を有し、図１２（ｂ）の磁石は中央に三角形状の凹部を有し、図１２（ｃ）の磁石は中央に矩形状の凹部を有する。また、上記実施形態では、ハルバッハ配列の一部を利用する３つの磁石からなるものを用いているが、これに限られない。

また、上記実施形態では、１つの像ぶれ補正装置での上部磁石群を同じ構造の磁石で構成し、下部磁石群を同じ構造の磁石で構成したが、上部磁石群に異なる構造の磁石を用い、下部磁石群に異なる構造の磁石を用いた構成としてもよい。例えば、３つの駆動部のうちの１つには第２実施形態の構成を用い、残りの２つの駆動部には第１実施形態の構成を用いる等、様々に組み合わることができる。

上記実施形態では、撮像素子６を結像面と略平行な方向に駆動することによって像ぶれを補正する像ぶれ補正装置について説明したが、撮像素子６に代えて、像ぶれ補正レンズを撮影光軸と略直交する方向に駆動する構成としてもよい。この場合、像ぶれ補正装置は、交換レンズ２の内部に配置されることになる。本実施形態に係る駆動装置は、可動部材と固定部材の一方に磁石が配置され、他方に位置検出素子とコイルが配置されていればよい。よって、上記実施形態では、可動部材に位置検出素子とコイルを配置し、固定部材に磁石を配置したが、逆の配置となっていても構わない。

１撮像装置本体
２交換レンズ
６撮像素子
１４像ぶれ補正装置
１０３上部磁石群
１０３ａ，１０３ｂ上部磁石
１０７下部磁石群
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｇ下部磁石
２０２ａ位置検出素子
２０５コイル

Claims

固定部材と、
可動部材と、
コイルと、
前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記コイルを挟んで配置される第１磁石部および第２磁石部と、を有する駆動装置であって、
前記固定部材と前記可動部材の一方に前記位置検出手段と前記コイルが配置されると共に他方に前記第１磁石部と前記第２磁石部が配置され、
前記位置検出手段は、前記第１磁石部と前記第２磁石部とが並ぶ方向において、前記第１磁石部と前記第２磁石部との間であって前記第１磁石部よりも前記第２磁石部に近い位置に配置され、
前記第２磁石部は、前記位置検出手段に向いた面の中央部に凹部を有し、
前記第１磁石部は、前記位置検出手段に向いた面の中央部に凹部を有していないことを特徴とする駆動装置。
前記第１磁石部の前記位置検出手段に向いた面は平坦であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
前記第２磁石部は３つの磁石が一方向に並んだ構成を有し、
前記第２磁石部が有する凹部は、前記３つの磁石のうち中央の磁石の高さが両端の磁石の高さよりも低いことにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記第２磁石部は３つの磁石が一方向に並んだ構成を有し、
前記３つの磁石のうち中央の磁石の着磁方向が両端の磁石の着磁方向と交差していることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記第２磁石部が有する凹部は、円弧状、台形状、三角形状、矩形状のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記第２磁石部は２つの磁石を有し、
前記第２磁石部が有する凹部は、前記２つの磁石を離間させて配置することにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記２つの磁石の間に空隙または強磁性でないスペーサが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
前記位置検出手段は、前記コイルの巻き線の内側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記位置検出手段は、ホール素子であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記第１磁石部は３つの磁石が一方向に並んだ構成を有し、
前記３つの磁石のうち中央の磁石の着磁方向が両端の磁石の着磁方向と交差していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記固定部材に、前記位置検出手段と前記コイルが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記位置検出手段は、前記第１磁石部と前記第２磁石部とにより前記コイルを挟む方向において、前記第１磁石部よりも前記第２磁石部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の駆動装置。
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記駆動装置が備える可動部材に保持されたレンズと、を備える像ぶれ補正装置であって、
前記可動部材は前記レンズの光軸と略直交する方向に移動可能であることを特徴とする像ぶれ補正装置。
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記駆動装置が備える可動部材に保持された撮像素子と、を備える像ぶれ補正装置であって、
前記可動部材は前記撮像素子の結像面と略平行な方向に移動可能であることを特徴とする像ぶれ補正装置。
請求項１３又は１４に記載の像ぶれ補正装置を備えることを特徴とする撮像装置。