特開 2025-143445 駆動装置、像ぶれ補正装置及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025143445

(43)【公開日】2025-10-01

(54)【発明の名称】駆動装置、像ぶれ補正装置及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20250924BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20250924BHJP

   H04N 23/68 20230101ALI20250924BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

H04N23/50

H04N23/68

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2025114511

(22)【出願日】2025-07-07

(62)【分割の表示】P 2021063577の分割

【原出願日】2021-04-02

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(72)【発明者】

【氏名】三好 香織

(57)【要約】

【課題】必要な推力で大きなストロークでの移動が可能な小型の駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置として像ぶれ補正部１４は、固定部と、撮像素子６を保持した可動部２００と、可動部２００に配置された第３コイル２０５ｃと、光軸方向において所定の間隙をもって第３コイル２０５ｃを挟み込むように配置された第３上部磁石部１０３ｅ及び第３下部磁石部１０７３と、を備え、光軸方向と直交する第１の方向に可動部２００を移動させる。光軸方向から見た場合に、第１の方向において、撮影光軸４から第３上部磁石部１０３ｅの分極線１０３Ｎまでの距離が、撮影光軸４から第３下部磁石部１０７３の分極線までの距離よりも大きい構成とする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部と、
光学部材を保持した可動部と、
前記固定部と前記可動部の一方に配置されたコイルと、
前記固定部と前記可動部の他方に、前記光学部材の光軸方向において所定の間隙をもって前記コイルを挟み込むように配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、
前記光軸方向と直交する第１の方向に前記可動部を移動させる駆動装置であって、
前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材の光軸から前記第１磁石部の分極線までの距離が、前記光軸から前記第２磁石部の分極線までの距離と異なることを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

固定部と、
光学部材を保持した可動部と、
前記固定部と前記可動部の一方に配置されたコイルと、
前記固定部と前記可動部の他方に、前記光学部材の光軸方向において所定の間隙をもって前記コイルを挟み込むように配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、
前記光軸方向と直交する第１の方向に前記可動部を移動させる駆動装置であって、
前記第１の方向において前記第１磁石部の長さは前記第２磁石部の長さよりも小さく、
前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材の光軸から前記第１磁石部の重心までの距離が、前記光軸から前記第２磁石部の重心までの距離よりも大きいことを特徴とする駆動装置。

【請求項3】

前記第２磁石部は、前記光軸方向において、前記光学部材を前記第１の方向へ移動させても前記光学部材と接触することのない位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記第１磁石部の前記コイルと対向する面に、前記第１の方向の中央部において、前記光軸方向および前記第１の方向と直交する方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記第１磁石部は、前記第１の方向の長さが同じ２つの磁石を有し、
前記２つの磁石は、前記第１の方向において所定の間隙を持って配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記可動部の位置を検出する検出手段を有し、
前記検出手段は、前記光軸方向において前記第２磁石部よりも前記第１磁石部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項7】

前記可動部は、前記コイルを保持するフレキシブルプリント配線基板を備え、
前記検出手段は、前記コイルの内孔において前記フレキシブルプリント配線基板に実装されていることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。

【請求項8】

固定部および可動部を有し、前記固定部と前記可動部を第１の方向に相対移動させる駆動装置であって、
前記固定部と前記可動部の一方に配置されたコイルと、
前記固定部と前記可動部の他方に、前記第１の方向と直交する第２の方向において所定の間隙をもって挟み込むように配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、
前記第２の方向から見た場合に、前記第１磁石部の分極線の位置と前記第２磁石部の分極線の位置が重ならないことを特徴とする駆動装置。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記可動部に保持された撮像素子と、を備え、
前記可動部は、前記撮像素子の結像面と略平行な平面内で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10】

請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記可動部に保持された像ぶれ補正レンズと、を備え、
前記可動部は、前記像ぶれ補正レンズの光軸と略直交する平面内で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11】

請求項９又は１０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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁石とコイルを備える駆動装置と、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。

【背景技術】

【0002】

撮像装置には、光学部品を駆動する様々な駆動装置が用いられている。このような駆動装置として、高い精度で、且つ、大きなストロークで移動させることが可能なものが求められている。また、移動させる光学部品の大型化及び重量増加に対応するために、小型で推力の大きい駆動装置も求められている。

【0003】

例えば、光学部品（レンズ又は撮像素子）を光軸と直交する平面内でシフト（変位）させることにより、撮像中の手ぶれ等による像ぶれを抑制する像ぶれ補正装置には、ボイスコイルモータ方式が広く用いられている。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生じる磁界と磁石の磁界との相互作用を利用して、固定部に対して可動部を移動させる。

【0004】

手ぶれ補正装置では、大きな手ぶれが生じても像ぶれを補正することを可能にするため、光学部品を大きなストロークで移動させる性能が求められており、同時に、駆動時には必要な推力を確保する必要がある。そこで、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に開示されている。特許文献１は、コイルを挟むようにして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を開示している。

【0005】

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、可動部の位置を検出することが多い。可動部の位置検出方法の一例として、磁気式位置検出方法がある。この方法では、磁束密度の変化に応じた電気信号を出力するホール素子やＭＲ（磁気抵抗）素子等の磁気センサを用い、磁石と磁気センサとの相対移動に伴って変化する電気信号に基づいて、磁石と磁気センサとの相対位置を検出する。その際、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の相対位置を算出することが一般的である。

【0006】

上述したボイスコイルモータ方式の駆動装置において、駆動用の磁石を位置検出のための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２に開示されている。また、特許文献３には、磁石に切り欠きを設けるか又は磁石を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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６１７２９９３号公報

【特許文献2】特開２００７－２１９３３８号公報

【特許文献3】特開２０１３－２４６１３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、駆動量（可動部の移動量）を大きくすると共に、コイルと磁石の相対移動量が大きい位置での推力を確保しようとすると、駆動方向（可動部の移動方向）における駆動装置の大型化は避けられない。また、駆動量が大きくなると、可動部が移動先で他の部位（部材）に衝突しないようにする必要があるため、必然的に駆動装置が外側に押し出されることで、手ぶれ補正装置が大型化してしまう。

【0009】

上記特許文献２に開示された駆動装置では、駆動に用いる磁石の磁気を検出することによって可動部の位置検出を行うことで、手ぶれ補正装置の小型化を図っている。しかしながら、磁気センサによる磁束密度の検出可能範囲において線形に変化する範囲は狭い。そのため、磁束密度が線形に変化する範囲のみを可動部の位置検出が可能な範囲とした場合、上記特許文献２に開示された技術は、駆動量の大きな駆動装置には不向きである。

【0010】

可動部の駆動量が大きい場合に可動部の駆動量又は位置を検出する方法としては、上記特許文献１又は特許文献３に開示されている方法を用いることができる。しかし、上記特許文献１に開示された技術では、可動部の駆動に用いる磁石とは別に位置検出に用いる磁石と備える構成のため、部品点数が増えてしまうことで、コストが嵩み、また、省スペース化も困難になる。一方、上記特許文献３に開示された技術では、磁石の体積が小さくなるため、推力を確保することは容易ではない。

【0011】

本発明は、必要な推力を確保しながら大きなストロークでの移動が可能な小型の駆動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る駆動装置は、固定部と、光学部材を保持した可動部と、前記固定部と前記可動部の一方に配置されたコイルと、前記固定部と前記可動部の他方に、前記光学部材の光軸方向において所定の間隙をもって前記コイルを挟み込むように配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、前記光軸方向と直交する第１の方向に前記可動部を移動させる駆動装置であって、前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材の光軸から前記第１磁石部の分極線までの距離が、前記光軸から前記第２磁石部の分極線までの距離と異なることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、必要な推力を確保しながら大きなストロークでの移動が可能な小型の駆動装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る撮像装置の構成を説明する図である。

【図2】撮像装置が備える、第１実施形態に係る像ぶれ補正部の分解斜視図である。

【図3】図２の像ぶれ補正装置の構成を説明する正面図及び断面図である。

【図4】図３（ｂ）のＢ部の拡大図である。

【図5】上部磁石群と下部磁石群での分極線の定義を説明する図である。

【図6】図４の状態から可動部が下方向に移動した状態を図４と同様に簡略的に示す図である。

【図7】像ぶれ補正装置での磁石位置と磁束密度の関係を本実施形態での上部磁石群と従来の磁石とで比較して示す図である。

【図8】第２実施形態に係る像ぶれ補正装置の概略構成を示す断面図である。

【図9】図８の状態から可動部が下方向に移動した状態を図８と同様に簡略的に示す図である。

【図10】従来の像ぶれ補正装置での磁石位置と磁束密度の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。ここでは、本発明に係る駆動装置を、撮像装置の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。

【0016】

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。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、大略的に、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から構成される。

【0017】

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、記憶部８、表示部９、操作検出部１０、像ぶれ補正部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、レンズシステム制御回路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とレンズシステム制御回路１２が通信可能に接続される。

【0018】

ぶれ検知部１５は、例えば、ジャイロセンサ等である。ぶれ検知部１５は、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５へ送る。カメラシステム制御回路５は、ぶれ検知部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第１の方向と第２の方向への駆動量を算出し、像ぶれ補正部１４へ送る。像ぶれ補正部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）に従って後述のコイル２０５への通電を制御し、撮像素子６をその結像面と略平行な平面内で並進させ又は撮影光軸４まわりに回転させて、撮像素子６を目標位置へ移動させる。これにより、手ぶれ等による撮像装置の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、詳細な説明は省略する。

【0019】

図２は、本発明の第１実施形態に係る像ぶれ補正部１４の分解斜視図である。図３（ａ）は、像ぶれ補正部１４の正面図（光軸方向から見た図）である。図３（ｂ）、図３（ａ）に示す矢視Ａ－Ａでの断面図である。

【0020】

像ぶれ補正部１４は、上部ヨーク１０１、ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、上部磁石群１０３（第１磁石部）、スペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ、下部磁石群１０７（第２磁石部）、下部ヨーク１０８及びベース板１１０を備える。また、像ぶれ補正部１４は、ＦＰＣ２０１、コイル２０５、可動枠２０６及びボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを備える。

【0021】

上部磁石群１０３は、第１上部磁石部１０３ａ、第２上部磁石部１０３ｃ及び第３上部磁石部１０３ｅ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は下部磁石１０７ａ，１０７ｂを有し、第２下部磁石部１０７２は下部磁石１０７ｃ，１０７ｄを有し、第３下部磁石部１０７３は下部磁石１０７ｅ，１０７ｆを有する。

【0022】

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。以下の説明では、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを区別しない場合に「位置検出素子２０２」と記す。コイル２０５は、第１コイル２０５ａ，第２コイル２０５ｂ及び第３コイル２０５ｃを含む。なお、像ぶれ補正部１４を構成するこれらの各部材において、１００番台の符号を付した部材は固定部を構成し、２００番台の符号を付した部材は固定部に対して移動可能な可動部を構成する。

【0023】

図４は、図３（ｂ）に示すＢ部の拡大図である。但し、図４は、後述する磁気回路以外の部材の図示が省略されて簡略化されている。上部ヨーク１０１、第３上部磁石部１０３ｅ、第３下部磁石部１０７３及び下部ヨーク１０８が第３磁気回路を形成しており、第３磁気回路は、所謂、閉磁路となっている。不図示であるが、同様に、上部ヨーク１０１、第１上部磁石部１０３ａ、第１下部磁石部１０７１及び下部ヨーク１０８が第１磁気回路を形成している。また、上部ヨーク１０１、第２上部磁石部１０３ｃ、第２下部磁石部１０７２及び下部ヨーク１０８が第２磁気回路を形成している。

【0024】

下部磁石１０７ａ，１０７ｂ、１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆは、下部ヨーク１０８に対して磁力によって吸着し、且つ、接着固定されている。下部磁石群１０７を構成する各磁石は、隣接して配置される１組の磁石の着磁方向が光軸方向において互いに異なる向きとなるように固定されている。例えば、図４に示されるように、第３下部磁石部１０７３において、下部磁石１０７ｅ，１０７ｆは、互いにＮ極とＳ極の向きが光軸方向において逆となるように配置されている。第１下部磁石部１０７１と第２下部磁石部１０７２も、磁極の向きについて、第３下部磁石部１０７３と同様の構成となっている。

【0025】

第１上部磁石部１０３ａ、第２上部磁石部１０３ｃ及び第３上部磁石部１０３ｅはそれぞれ、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。

【0026】

第１上部磁石部１０３ａは、第１下部磁石部１０７１と対向する位置に配置され、且つ、第１下部磁石部１０７１と同じ着磁方向となるように両面２極着磁されている。同様に、第２上部磁石部１０３ｃは、第２下部磁石部１０７２と対向する位置に配置され、且つ、第２下部磁石部１０７２と同じ着磁方向となるように両面２極着磁されている。また、第３上部磁石部１０３ｅは、第３下部磁石部１０７３と対向する位置に配置され、且つ、第３下部磁石部１０７３と同じ着磁方向となるように両面２極着磁されている。

【0027】

図４に示されるように、第３上部磁石部１０３ｅにおいて第３下部磁石部１０７３と対向する面の略中央部には、円弧状の溝１０３ｊが第３上部磁石部１０３ｅの長手方向（図４に示される「第２の方向」）に沿って設けられている。同様に、第２上部磁石部１０３ｃにおいて第２下部磁石部１０７２と対向する面の略中央部には、円弧状の凹部が、第２上部磁石部１０３ｃの長手方向（図４に示される「第１の方向」）に沿って設けられている。また、第１上部磁石部１０３ａにおいて第１下部磁石部１０７１と対向する面の略中央部には、円弧状の凹部が、第１上部磁石部１０３ａの長手方向（第１の方向）に沿って設けられている。

【0028】

詳細は後述するが、第１上部磁石部１０３ａと第１下部磁石部１０７１をそれぞれ上記の通りに構成することにより、第１上部磁石部１０３ａと第１下部磁石部１０７１の間で光軸方向に大きい磁束密度を生じさせることができる。同様に、第２上部磁石部１０３ｃと第２下部磁石部１０７２の間及び第３上部磁石部１０３ｅと第３下部磁石部１０７３の間でそれぞれ、光軸方向に大きい磁束密度を生じさせることができる。

【0029】

こうして、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８の間には強い吸着力が生じるが、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８は、これらの間に配置されたスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃによって光軸方向において所定の間隔に保持されている。なお、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８の間の間隔は、上部磁石群１０３と下部磁石群１０７の間に可動枠２０６とＦＰＣ２０１が配置されると共に一定の空隙を確保することが可能な間隔となっている。

【0030】

スペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは、ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃによって上部ヨーク１０１に固定されている。また、スペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは、その胴部にゴムを備えており、可動枠２０６の機械的端部（所謂、ストッパ）を形成している。つまり、可動枠２０６が必要以上に撮影光軸４と直交する面内で像ぶれ補正部１４の外側へ飛び出すことのない構造となっている。

【0031】

可動枠２０６は、例えば、マグネシウム合金又はアルミニウム合金で形成されており、軽量で剛性が高い。可動枠２０６に対して、第１コイル２０５ａ、第２コイル２０５ｂ、第３コイル２０５ｃ及びＦＰＣ２０１が固定されて、可動部２００が形成されている。可動部２００は、３つのボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを介し、これらのボールが転動することで、移動可能にベース板１１０に保持される。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。

【0032】

ＦＰＣ２０１は、可動枠２０６の上部磁石群１０３側に配置されている。ＦＰＣ２０１は、カメラシステム制御回路５と、撮像素子６及び像ぶれ補正部１４とを電気的に接続する役割を担う。そのため、ＦＰＣ２０１には、撮像素子６、コイル２０５及び位置検出素子２０２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。

【0033】

ＦＰＣ２０１には、第１コイル２０５ａ、第２コイル２０５ｂ及び第３コイル２０５ｃのそれぞれの巻き線の内側に（内孔に）入れ子となるように、位置検出素子２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃが実装されている。位置検出素子２０２には、例えば、ホール素子等が用いられ、第１磁気回路、第２磁気回路及び第３磁気回路を利用して、固定部に対する可動部２００の位置を検出する。なお、位置検出素子２０２には、磁気抵抗素子を用いることもできる。

【0034】

位置検出素子２０２による磁束検出位置は、下部磁石群１０７よりも上部磁石群１０３に近い。つまり、位置検出素子２０２と上部磁石群１０３との間の距離は、位置検出素子２０２と下部磁石群１０７との間の距離よりも短くなっており、このような構成としている理由については後述する。

【0035】

像ぶれ補正部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２００を固定部に対して動かすことができる。第１磁気回路、第２磁気回路及び第３磁気回路のそれぞれに１つのコイルが挿入されて３つの駆動部が形成されており、各駆動部を独立して駆動することができる。可動部２００の駆動時には、一般的に、位置検出素子２０２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が行われる。これにより、高い精度で可動部２００を撮影光軸４と直交する平面内で並進させ、また、撮影光軸４まわりに回転させることができる。なお、可動部２００を撮影光軸４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となるように制御すればよい。像ぶれ補正部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、より詳細な説明は省略する。

【0036】

次に、上部磁石群１０３と下部磁石群１０７を構成する各磁石の外形形状について説明する。図４に示す駆動部は、第３磁気回路を形成する第３上部磁石部１０３ｅと第３下部磁石部１０７３（下部磁石１０７ｅ，１０７ｆ）の間に第３コイル２０５ｃが挿入されて構成されており、第３コイル２０５ｃに通電を行うと可動部２００は第１の方向に駆動される。

【0037】

第３上部磁石部１０３ｅは、撮像素子６が必要移動量を移動した際に衝突（接触）しない場所に配置する必要があり、撮影光軸４からの最短距離を‘１０３Ｌ’とした位置に配置されている。一方、第３下部磁石部１０７３は、撮影光軸４からの最短距離が‘１０７Ｌ’となる位置に配置される。ここで、第３下部磁石部１０７３は、第３上部磁石部１０３ｅとは異なり、光軸方向での位置では撮像素子６と重ならない。つまり、第３下部磁石部１０７３は、撮像素子６の移動量に関わらず撮像素子６と干渉することはないため、１０３Ｌ＞１０７Ｌ、とすることができる。

【0038】

一方、像ぶれ補正部１４には、小型化が求められる。そこで、像ぶれ補正部１４の最外形サイズに関わる距離として、撮影光軸４から第３上部磁石部１０３ｅ及び第３下部磁石部１０７３へのそれぞれの最外距離を‘１０３Ｋ’及び‘１０７Ｋ’とすると、これらはほぼ等しい。

【0039】

これらのことからわかるように、本実施形態では、第３下部磁石部１０７３の第１の方向の長さは、第３上部磁石部１０３ｅの第１の方向の長さよりも長くなっている。また、第３下部磁石部１０７３を構成する下部磁石１０７ｅの第１の方向長さ‘１０７ｈ’と下部磁石１０７ｆの第１の方向長さ‘１０７ｉ’は、１０７ｈ＜１０７ｉ、の関係となっている。

【0040】

図５は、上部磁石群１０３と下部磁石群１０７での分極線の定義を、第３下部磁石部１０７３を例として説明する図である。図５に示す曲線Ｂｃは、下部磁石１０７ｅ，１０７ｆの位置に対する磁束密度の変化を示す磁束密度カーブを表している。磁束密度がゼロ（０）の位置を境にして、Ｎ極側とＳ極側に分かれる。第３下部磁石部１０７３の分極線１０７Ｎは、曲線ＢｃのＮ極とＳ極の境を通る線となる。つまり、第３下部磁石部１０７３の分極線１０７Ｎは、下部磁石１０７ｅ，１０７ｆの外形当接位置ではなく、下部磁石１０７ｆ内の架空位置にくる。また、分極線１０７Ｎは、第３下部磁石部１０７３の重心位置の近傍を通る。

【0041】

第３上部磁石部１０３ｅの分極線１０３Ｎは、図５での定義にしたがって、図４に示されるように第１の方向において第３上部磁石部１０３ｅの略中心に位置する。つまり、第３上部磁石部１０３ｅの分極線１０３Ｎは、第３上部磁石部１０３ｅの重心位置の近傍を通る。よって、第３上部磁石部１０３ｅの分極線１０３Ｎと第３下部磁石部１０７３の分極線１０７Ｎは、光軸方向から見た場合に一致せずに第１の方向でずれており、このように構成されている理由について次に説明する。

【0042】

図６は、図４の状態から可動部２００が下方向（第１の方向を下側）に移動した状態を、図４と同様に簡略的に示す図である。可動部２００が下方向に移動すると、第１上部磁石部１０３ａ及び第３下部磁石部１０７３に対する第３コイル２０５ｃの相対位置が変化する。

【0043】

ここで、図１０に、従来の上部磁石部の分極線と下部磁石部の分極線とが光軸方向から見た場合に一致している構成での、磁石位置と磁束密度の関係を説明するグラフを示す。曲線Ｂｆは磁束密度カーブを表しており、線形に変化する範囲Ｌｆは、一般的に磁気センサにより可動部の位置検出に用いられる磁束の範囲を表している。

【0044】

従来の磁石部では、中心位置（横軸の磁石位置がゼロ（０））に分極線があり、中心位置と端部（第１の方向の端部）では磁束密度が小さくなり、磁束密度の小さい領域に対向しているコイル巻線では推力は小さくなる。仮にコイルが磁石の分極線を越えた場合、超えた領域と対向するコイル巻線には、駆動したい方向とは逆向きの力が発生する。つまり、可動部２００の移動量が大きくなると、推力が低下してしまう。

【0045】

これに対して、像ぶれ補正部１４では、第３上部磁石部１０３ｅの分極線１０３Ｎと第３下部磁石部１０７３の分極線１０７Ｎを、光軸方向から見た場合に一致させない構成としている。具体的には、光軸方向から見た場合に第１の方向において、撮影光軸４からの分極線１０３Ｎまでの距離は、撮影光軸４から分極線１０７Ｎまでの距離よりも大きい。

【0046】

これにより、図６に示されるように、第３コイル２０５ｃが第３上部磁石部１０３ｅの端からはみ出した状態でも、第３コイル２０５ｃは第３下部磁石部１０７３と対向した位置にある。特に、第３コイル２０５ｃは、第３下部磁石部１０７３の下部磁石１０７ｆとは磁束密度の高い領域において対向している。よって、像ぶれ補正部１４は、可動部２００が移動した状態でも大きな推力を維持することが可能となっている。

【0047】

また、前述したように、第３上部磁石部１０３ｅの中央部には、第２の方向（第１の方向及び光軸方向と直交する方向）に沿って円弧状の溝１０３ｊが設けられており、その理由について、以下に詳細に説明する。

【0048】

図７は、位置検出素子２０２ｃで検出される磁束密度の磁石位置に対する変化の様子を説明するグラフである。図７に示す曲線Ｂｃは、第３上部磁石部１０３ｅの位置に対する磁束密度の変化を示している。一方、曲線Ｂｆは、図１０に示される曲線Ｂｆと同じであり、従来例に係る溝１０３ｊを有さない磁石９０３の位置に対する磁束密度の変化を示している。曲線Ｂｃにおいて概ね直線性のある範囲Ｌｃが、第３上部磁石部１０３ｅを用いた本実施形態に係る像ぶれ補正部１４において位置検出が可能ストロークとなる。また、曲線Ｂｆにおいて概ね直線性のある範囲Ｌｆが、磁石９０３を用いた従来の像ぶれ補正装置において位置検出が可能なストロークとなる。範囲Ｌｃと範囲Ｌｆとを比較すると、範囲Ｌｃが範囲Ｌｆよりも広いことがわかる。つまり、像ぶれ補正部１４は、可動部２００を大きく移動させても、その位置を検出することが可能な構成となっている。

【0049】

このように、磁石に溝１０３ｊを設けることによって可動部２００の位置検出範囲を広くすることができるが、溝１０３ｊは、下部磁石群１０７側ではなく、上部磁石群１０３に設けられている。その理由は、第１の方向長さが上部磁石群１０３に比べて長い下部磁石群１０７は、磁石を最大限大きくすることで、磁界を大きくして推力を確保する役割を果たすからである。そして、位置検出範囲を広げる役割を第１の方向長さが下部磁石群１０７よりも短い上部磁石群１０３に担わせるために、上部磁石群１０３に溝１０３ｊが設けられている。

【0050】

ところで、像ぶれ補正部１４では、位置検出素子２０２は下部磁石群１０７よりも上部磁石群１０３に近い位置に配置されている（図４参照）。これによって、図７に示されるＢｃのような特性の磁束を位置検出素子２０２で検出することが可能になる。仮に位置検出素子２０２を下部磁石群１０７に近い位置に設けた場合には、図７の曲線Ｂｆのような特性の磁束を検出してしまうため、直線性のある範囲が狭くなり、大きなストロークの検出には不向きとなる。

【0051】

上記説明の通り、第１実施形態に係る像ぶれ補正部１４では、可動部２００の位置検出範囲を広げることができ、換言すれば、可動部２００を駆動するストロークを大きくすることができる。その際に、推力を十分に大きくしながら、像ぶれ補正部１４の小型化を実現することができる。

【0052】

なお、像ぶれ補正部１４の特徴的構成について、第３上部磁石部１０３ｅ、第３下部磁石部１０７３及び第３コイル２０５ｃからなる駆動部を例として詳細に説明したが、残る２つの駆動部（磁気回路）についても同様である。つまり、第１上部磁石部１０３ａと第２下部磁石部１０７２（下部磁石１０７ａ，１０７ｂ）の間に生じる磁界中に第１コイル２０５ａが挿入された駆動部では、第１コイル２０５ａへの通電により第２の方向に推力が発生する。同様に、第２上部磁石部１０３ｃと第２下部磁石部１０７２（下部磁石１０７ｃ，１０７ｄ）の間に生じる磁界中に第２コイル２０５ｂが挿入された駆動部でも、第２コイル２０５ｂへの通電により第２の方向に推力が発生する。これらの駆動部での磁石の長さや切り欠きの関係は、第３上部磁石部１０３ｅ、第３下部磁石部１０７３及び第３コイル２０５ｃにより構成される駆動部での磁石の長さや切り欠きの関係と同様であるため、説明を省略する。

【0053】

次に、本発明の第２実施形態に係る像ぶれ補正部について説明する。第２実施形態に係る像ぶれ補正部は、第１実施形態に係る像ぶれ補正部１４と比較すると、上部磁石群及び下部磁石群の構成のみが異なっており、以下の説明ではこの相違点を中心に説明を行うこととし、像ぶれ補正部１４と共通する構成についての説明を省略する。

【0054】

図８は、第２実施形態に係る像ぶれ補正部１４Ａでの第３上部磁石部４０３３と第３下部磁石部４０７３の構成を、図４と同様に示す断面図である。なお、像ぶれ補正部１４Ａは３つの駆動部（磁気回路）を有し、図８にはその代表として第３上部磁石部４０３３、第３下部磁石部４０７３及び第３コイル２０５ｃから構成される駆動部を例示している。また、図８では、第１実施形態に係る像ぶれ補正部１４を構成する部材と同じ部材については同じ符号を付している。

【0055】

第３上部磁石部４０３３は上部磁石４０３ｅ，４０３ｆで構成され、第３下部磁石部４０７３は下部磁石４０７ｅ，４０７ｆから構成されている。第３上部磁石部４０３３と第３下部磁石部４０７３により形成される磁界の中に配置された第３コイル２０５ｃに通電を行うことにより、可動部２００を第１の方向に移動させる推力が発生する。

【0056】

上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆには同一の磁石が用いられており、上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆは互いに第１の方向において着磁方向が逆となるように上部ヨーク１０１に配置されている。よって、上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆは、第１の方向の長さは同じである。また、上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆは、第１の方向において一定の間隔（隙間）を持って上部ヨーク１０１に保持されている。上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆの第１の方向の長さは同じであるため、第３上部磁石部４０３３の分極線４０３Ｎは、上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆのほぼ中央となる。上部磁石４０３ｆは、撮像素子６が必要移動量を移動した際に衝突（接触）しない場所に配置する必要があり、撮影光軸４からの距離を‘４０３Ｌ’とした位置に配置されている。

【0057】

一方、第３下部磁石部４０７３を構成する下部磁石４０７ｆは、撮影光軸４からの距離を‘４０７Ｌ’とした位置に配置される。第３下部磁石部４０７３は、第３上部磁石部４０３３とは異なり、光軸方向での位置では撮像素子６と重ならないため、撮像素子６の移動量に関わらず撮像素子６と干渉することはなく、４０３Ｌ＞４０７Ｌ、となっている。

【0058】

像ぶれ補正部１４Ａについても、小型化が求められる。そこで、像ぶれ補正部１４と同様に、像ぶれ補正部１４Ａでも、撮影光軸４から上部磁石４０３ｅ及び下部磁石４０７ｅへのそれぞれの最外距離を‘４０３Ｋ’及び‘４０７Ｋ’とすると、これらはほぼ等しく、４０３Ｋ≒４０７Ｋ、となっている。また、下部磁石４０７ｅと下部磁石４０７ｆには同一の磁石が用いられており、よって、下部磁石４０７ｅの第１の方向の長さ‘４０７ｈ’と下部磁石４０７ｆの第１の方向の長さ‘４０７ｉ’は同じである。

【0059】

下部磁石４０７ｅと下部磁石４０７ｆは互いに第１の方向において着磁方向が逆となるように、且つ、第１の方向において接触するように下部ヨーク１０８に配置されている。そのため、第３下部磁石部４０７３の分極線４０７Ｎは、下部磁石４０７ｅと下部磁石４０７ｆとの接触面にほぼ等しい位置にくる。その結果、第３上部磁石部４０３３の分極線４０３Ｎと第３下部磁石部４０７３の分極線４０７Ｎは、光軸方向から見た場合に一致せずに第１の方向においてずれている。

【0060】

分極線４０３Ｎと分極線４０７Ｎを光軸方向から見た場合に一致させていない理由について図９を参照して説明する。図９は、図８の状態から可動部２００が下方向に移動した状態を、図８と同様に簡略的に示す図である。図９の状態のように、第３コイル２０５ｃは、その全領域が第３上部磁石部４０３３と対向しない状態になっても、その略全領域が第３下部磁石部４０７３とは磁束密度の高い範囲で対向している。これにより、像ぶれ補正部１４Ａでも、高い推力を維持することができる。

【0061】

さて、上部磁石４０３ｅと上部磁石４０３ｆが第１の方向において一定の間隙を持って配置されているのは、第１実施形態と同様に、可動部２００の位置を検出することが可能な範囲を広げることができるからである。換言すれば、可動部２００の移動を制御することができるストロークを広げることができるからであるが、このような構成は公知であるため、詳細な説明は割愛する。

【0062】

像ぶれ補正部１４Ａは、第１実施形態に係る像ぶれ補正部１４と比較すると、上部磁石部の磁石の全体積が減少し、また、磁束密度がリニアに変化する範囲が狭くなる。しかし、上部磁石４０３ｅ，４０３ｆの形状が単純であって第３上部磁石部１０３ｅのように溝１０３ｊを設ける必要がないため、検出ストロークが短くともよい用途に有効である。また、第３上部磁石部４０３３での磁石の体積減少による推力の低下を、第３下部磁石部４０７３の体積を増加させて補うことによって、必要な駆動力を確保することができる。なお、像ぶれ補正部１４Ａでも、像ぶれ補正部１４と同様に、位置検出範囲を広げる役割を第３上部磁石部４０３３に担わせているため、位置検出素子２０２ｃを第３下部磁石部４０７３よりも第３上部磁石部４０３３に近い位置に配置している。

【0063】

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。

【0064】

例えば、第１実施形態の上部磁石部の構成と第２実施形態の下部磁石部の構成を組み合わせてもよく、逆に、第２実施形態の上部磁石部の構成と第１実施形態の下部磁石部の構成を組み合わせてもよい。また、像ぶれ補正部１４では、上部磁石群を構成する上部磁石部に溝を設け、且つ、Ｎ極とＳ極を一体的に両面に着磁した磁石を用いたが、同様の構造を、エッジが切り欠かれた２つの磁石を接触させることによって実現してもよい。更に、同等の構成を有する３つの駆動部から構成された像ぶれ補正部について説明したが、３つの駆動部は全てが同じである必要はない。

【0065】

本発明に係る駆動装置は、可動部と固定部の一方にコイルを、他方に磁石を配置することによって実現される。上記実施形態では、可動部の重量をできるだけ小さくするために、可動部にコイルを配置し、固定部に磁石を配置したが、磁石とコイルの配置をこれとは逆にすることも可能である。また、上記実施形態では、本発明に係る駆動装置の適用例として撮像装置の像ぶれ補正部を取り上げ、その際、像ぶれ補正に用いる光学部材の具体例を撮像素子とした。これに限らず、本発明に係る駆動装置は、交換レンズに設けられる像ぶれ補正レンズを撮影光軸と略直交する平面内で駆動する像ぶれ補正部に適用することができる。

【0066】

更に、本発明に係る駆動装置は、可動部を平面内で移動させる用途であれば、撮像装置に限られずに適用が可能である。例えば、本発明に係る駆動装置の適用例として、Ｘ－Ｙステージ等が挙げられる。本発明に係る駆動装置が適用される機器に応じて、駆動装置には、１つ又は任意の複数の駆動部を備えた構成が採用され得る。

【符号の説明】

【0067】

１ 撮像装置本体
２ 交換レンズ
１４，１４Ａ 像ぶれ補正部
１５ ぶれ検知部
１０３ｅ 第３上部磁石部
１０３ｊ 溝
１０３Ｎ，１０７Ｎ 分極線
１０７ｅ，１０７ｆ 下部磁石
２０１ ＦＰＣ
２０２ 位置検出素子
１０７３ 第３下部磁石部
２０５ コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2025-07-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

本発明に係る駆動装置は、固定部と、光学部材を保持した可動部と、前記可動部に配置されたコイルと、前記光学部材の光軸方向において所定の間隙をもって前記コイルを挟み込むように前記固定部に配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、前記光軸方向と直交する第１の方向に前記可動部を移動させる駆動装置であって、前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材の光軸から前記第１磁石部の分極線までの距離が、前記光軸から前記第２磁石部の分極線までの距離よりも長く、前記第１磁石部は前記第１の方向から見た場合に前記光学部材と少なくとも一部が重なる位置に配置され、前記第２磁石部は前記第１の方向から見た場合に前記光学部材と重ならない位置に配置され、前記第２磁石部は前記第１の方向における長さが前記第１磁石部よりも長いことを特徴とする。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部と、
光学部材を保持した可動部と、
前記可動部に配置されたコイルと、
前記光学部材の光軸方向において所定の間隙をもって前記コイルを挟み込むように前記固定部に配置された第１磁石部および第２磁石部と、を備え、
前記光軸方向と直交する第１の方向に前記可動部を移動させる駆動装置であって、
前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材の光軸から前記第１磁石部の分極線までの距離が、前記光軸から前記第２磁石部の分極線までの距離よりも長く、
前記第１磁石部は前記第１の方向から見た場合に前記光学部材と少なくとも一部が重なる位置に配置され、
前記第２磁石部は前記第１の方向から見た場合に前記光学部材と重ならない位置に配置され、
前記第２磁石部は前記第１の方向における長さが前記第１磁石部よりも長いことを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

前記第１磁石部の前記コイルと対向する面に、前記第１の方向の中央部において、前記光軸方向および前記第１の方向と直交する方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記第１磁石部は、前記第１の方向の長さが同じ２つの磁石を有し、
前記２つの磁石は、前記第１の方向において所定の間隙を持って配置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。

【請求項4】

前記可動部の位置を検出する検出手段を有し、
前記検出手段は、前記光軸方向において前記第２磁石部よりも前記第１磁石部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記可動部は、前記コイルを保持するフレキシブルプリント配線基板を備え、
前記検出手段は、前記コイルの内孔において前記フレキシブルプリント配線基板に実装されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記第１磁石部の前記第１の方向における前記光学部材に近い側の端を第１の端、前記第２磁石部の前記第１の方向における前記光学部材に近い側の端を第２の端、前記第１磁石部の前記第１の方向における前記光学部材から遠い側の端を第３の端、前記第２磁石部の前記第１の方向における前記光学部材から遠い側の端を第４の端、とした場合に、前記光軸方向から見た場合に前記第１の方向において、前記光学部材に近い側から前記第２の端、前記第１の端、前記第３の端、前記第４の端の順となるように、前記第１磁石部及び前記第２磁石部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記可動部に保持された前記光学部材である撮像素子と、を備え、
前記可動部は、前記撮像素子の結像面と略平行な平面内で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8】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記可動部に保持された前記光学部材である像ぶれ補正レンズと、を備え、
前記可動部は、前記像ぶれ補正レンズの光軸と略直交する平面内で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9】

請求項７又は８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。