JP2001194697A

JP2001194697A - 手振補正レンズの駆動機構

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Publication number: JP2001194697A
Application number: JP2000002520A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wada; 滋和田; Akira Kosaka; 明小坂; Yoshihiro Hara; 吉宏原; Junichi Tanii; 純一谷井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2020-01-11
Also published as: JP3664023B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鏡胴内に配置される手振補正機構であって、
ＬＳカメラにも適用できる程に小型化されており、しか
も補正精度の高い機構を提供する。【解決手段】レンズ鏡胴内に配置された手振補正レン
ズ10を、回動軸回りに回動可能な２本の駆動レバー20、
30で駆動する駆動機構。各駆動レバーは上記手振補正レ
ンズの保持枠11に回動可能に連結されるレンズ保持軸2
1、31を備えており、一方の駆動レバーが回動するとき
他方の駆動レバーのレンズ保持軸を中心として、手振補
正レンズ10が駆動される。両駆動レバーの回動軸および
レンズ保持軸が一直線上に配置されており、一方の駆動
レバーのレンズ保持軸と光軸中心とを結ぶ直線が、他方
の駆動レバーのレンズ保持軸と光軸中心とを結ぶ直線
と、互いにほぼ直交させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手振補正機能を備
えたカメラ等の撮像機器における、手振補正レンズの駆
動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】鏡胴内に手振補正機構を配置した撮像装
置としては、粘性流体を２枚のガラスで封止し、ガラス
の相対角をアクチュエータで変更する可変頂角プリズム
タイプのものや、補正レンズがＸ軸およびＹ軸に平行移
動するレンズ平行移動タイプのものが従来から知られて
いる。

【０００３】レンズ平行移動タイプの手振補正機構にお
いては、直交する２軸に平行に補正レンズを移動させる
必要性があることから、鏡胴が大型化してしまうという
問題がある。さらに、レンズ平行移動タイプでは、揺動
コイルによるスラスト駆動またはモータによるレバー駆
動において電磁駆動を採用しているが、電磁駆動は単位
体積あたりの駆動力が小さく、これもまた鏡胴の大型化
を招く要因となっている。

【０００４】一方、最近のＬＳカメラ(レンズシャッタ
カメラ)は小型化および高倍率化が進展し、手振れ補正
の必要性がますます高くなってきている。しかしなが
ら、従来の手振れ補正機構は大きすぎて、ＬＳカメラに
適用できるものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決すべき技術的課題は、鏡胴内に配置される手振補正
機構であって、ＬＳカメラにも適用できる程に小型化さ
れており、しかも補正精度の高い機構を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段・作用・効果】本発明は、上
記課題を有効に解決するために創案されたものであっ
て、以下の特徴を備えた手振補正機構を提供するもので
ある。

【０００７】本発明の駆動機構は、レンズ鏡胴内に配置
された手振補正レンズを、回動軸回りに回動可能な２本
の駆動レバーで駆動するものである。各駆動レバーは上
記手振補正レンズの保持枠に回動可能に連結されるレン
ズ保持軸を備えており、一方の駆動レバーが回動すると
き他方の駆動レバーのレンズ保持軸を中心として、上記
手振補正レンズが駆動される。そして、両駆動レバーの
回動軸およびレンズ保持軸が一直線上に配置されてお
り、一方の駆動レバーのレンズ保持軸と光軸中心とを結
ぶ直線が、他方の駆動レバーのレンズ保持軸と光軸中心
とを結ぶ直線と、互いにほぼ直交している(90°±30°
が好ましい)。

【０００８】上記構成の駆動機構においては、補正レン
ズを駆動するために両駆動レバーが回動するとき、レン
ズ保持軸間の距離変動を最小限に抑えることができるの
で、簡単な制御で正確な手振補正を行なうことができ
る。また、鏡胴断面内における片側半分以内の領域に両
駆動レバーを収めることができるので、鏡胴の大型化を
招くこともない。２本の駆動レバーは、光軸と垂直な平
面内において光軸を通る直線に関して線対称に配置され
る。

【０００９】本発明においては、上記２本の駆動レバー
のそれぞれは、回動軸回りの一方向に当該レバーを駆動
する形状記憶合金(ＳＭＡ)と、他方向に当該レバーを付
勢するスプリングとによって互いに独立して駆動される
ことが好ましい。形状記憶合金としてワイヤ状のものを
採用する場合には、２本の駆動レバーを駆動する各形状
記憶合金は、レンズ鏡胴内において互いに立体的に交差
して配置することが好ましい。このような構成を採用す
ることにより、変位量の小さい形状記憶合金を、なるべ
く長尺で鏡胴内に配置することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、ズームレン
ズ鏡胴を備えたＬＳカメラ(レンズシャッタカメラ)を例
にとって説明する。図１は、ＬＳカメラ１の斜視図であ
って、その内部にＸ方向およびＹ方向の加速度を検知す
る加速度センサが設けられていることを示すものであ
る。

【００１１】図２は、図１のＬＳカメラ１の撮影光学系
内に配置される手振補正レンズ10の駆動原理を説明する
ものである。補正レンズ10は、その保持枠11を介して、
Ｘレバー(Ｘ方向駆動レバー)20およびＹレバー(Ｙ方向
駆動レバー)30に連結されている。すなわち、Ｘレバー2
0およびＹレバー30の各レンズ保持軸21、31がレンズ保
持枠11の突出部11ａ、11ｂに設けた孔部に回動可能に挿
通されている。そして、Ｘレバー20がその回動軸22回り
に回動すると、補正レンズ10は、Ｙレバー30のレンズ保
持軸31を中心として回動する。この回動量は微小である
ので、矢印200で示したようなＸ軸方向への直線移動と
みなすことができる。なお、このような回動がなされる
と、２つのレンズ保持軸21、31間の距離が変動するの
で、その変動を吸収するために、突出部11ａ、11ｂに設
けられる孔部の少なくとも一方を真円ではなく楕円とす
る。

【００１２】なお、補正レンズ10のＹ軸方向の駆動(矢
印300)は、上記と同様の原理で、Ｙレバー30を利用して
行なわれる。また、補正レンズ10は、後述するように、
基準面を規定するユニットベース板にスプリングで押圧
付勢されていて、当該基準面内においてのみ移動するこ
ととなる。

【００１３】上述のように回動移動を直線移動とみなし
て補正レンズの位置制御を行なう場合、「レンズ保持軸
21と光軸中心Ｃ(補正レンズ10の中心)とを結ぶ線」と
「レンズ保持軸31と光軸中心Ｃとを結ぶ線」とが互いに
直交していることが望ましい。しかしながら、設計上の
問題や鏡胴小型化の要請から厳密な直交が実現できない
場合には、90°±30°の範囲内であれば実際上は問題な
い。

【００１４】図３は、カメラ１における制御ブロック図
を示している。制御手順の概要は以下に示す通りであ
る。図１に示した両加速度センサにより、手振れによるカ
メラの移動方向と移動量を検出する。フォトリフレクタ等の位置センサを利用して、Ｘレバ
ー20およびＹレバー30の現在位置Ａを検出する。制御部は、上記「移動方向と移動量」から、手振れ補
正のために必要となる、所定時間後の補正レンズ位置Ｂ
を予測計算する。予め記憶した「補正テーブル(各レバーの位置と補正
レンズの位置との対応関係をテーブル化したもの)また
は演算式」を用いて、補正レンズ位置Ｂに対応する各レ
バーの位置Ｃを算出する。レバーの「上記現在位置Ａ」と「算出したレバー位置
Ｃ」との差から、ＳＭＡに流すべき電流を決定する。す
なわち、この電流による温度上昇よりＳＭＡが変形し
(本発明では、ワイヤ状のＳＭＡが縮み)、それを利用し
て、後述するようにＸレバー20およびＹレバー30を上記
位置Ｃに位置に移動させる。

【００１５】図４は、図２で説明した駆動原理に従って
構成した手振補正ユニット100の要部平面図であり、図
５は、図４中における５-５線要部断面図である。手振
補正ユニット100は、補正レンズ10およびその駆動機構
をベース板50および天板60で挟み込むようにしてユニッ
ト化したものである。Ｘレバー20およびＹレバー30は互
いに鏡像関係にあるので、図４および図５では、Ｙレバ
ー30についてのみ説明する。

【００１６】Ｙレバー30は、回動軸32の回りに回動可能
に保持されている。回動軸32には、２本の腕41、42を有
するバイアススプリング40が挿通されており、一方の腕
42はユニット壁部に当接し、他方の腕41はレンズ保持枠
11のテーパ部11ａ(図５参照)に当接している。レンズ保
持枠11には、レンズ保持軸31を介してＹレバー30が連結
されているので、結局、バイアススプリング40は、Ｙレ
バー30を回動軸32回りに図４中反時計回りの方向に付勢
することとなる。

【００１７】なお、バイアススプリング40は、その腕41
がレンズ保持枠11のテーパ部11ａに当接しているので、
Ｙレバー30を反時計回り方向に付勢するとと同時に、レ
ンズ保持枠11を図５中上方に位置するベース板50に向け
て押圧付勢する作用をも有する。また、天板60に設けた
台座61上に配置した押圧スプリング62が、やはりレンズ
保持枠11をベース板50に向けて押圧付勢する。したがっ
て、レンズ保持枠11は、Ｙレバー用バイアススプリング
40、不図示のＸレバー用バイアススプリング、および押
圧スプリング62の合計３つのスプリングによって、ベー
ス板50に向けて押圧されることとなる。

【００１８】レンズ保持枠11は、３つの当接突起13にお
いてベース板50に当接しており、したがって、レンズ保
持枠11に保持された補正レンズ10は、ベース板50によっ
て規定される基準面内を常に移動することとなる。レン
ズ保持枠11は、３つのスプリングでベース板50に向けて
付勢されているので、補正レンズ10が基準面から外れて
しまうことを確実に防止できる。

【００１９】Ｙレバー30はその一部が図５中下方に折り
返されており、当該折返部分30ａがＳＭＡ保持部を構成
する。ＳＭＡ保持部30ａには、ワイヤ状のＳＭＡ70の一
端がネジ部材を利用して固定されている。一方、図５中
下方に位置する天板60の一部が上方に折り返されてお
り、当該折返部分で構成されるＳＭＡ保持部60ａに、Ｓ
ＭＡ70の他端が固定されている。ＳＭＡ70は、ある温度
に対する一定長さを記憶しており、自身に電流が流れる
ことで温度が上昇すると、当該一定長さに戻ろうとして
縮むように構成されている。つまり、ＳＭＡ70の温度が
上昇すると、Ｙレバー30は、回動軸32回りに図４中時計
回りの方向に駆動されることとなる。

【００２０】以上のように、Ｙレバー30は、バイアスス
プリング40によって反時計回りに付勢され、ＳＭＡ70に
よって時計回りに駆動される。したがって、ＳＭＡ70に
流れる電流を制御することでＹレバー30の回動を制御す
ることができ、これによって、補正レンズ10のＹ軸方向
(図２参照)の移動を制御できる。同様にして、Ｘレバー
20の回動を制御することで、補正レンズ10のＸ軸方向
(図２参照)の移動も制御できる。Ｙレバー30の端縁33
は、ベース板50に設けたフォトリフレクタ51(図４参照)
がＹレバー30の位置を検出するための検出端を構成す
る。

【００２１】Ｙレバー30においては、「回動軸32からＳ
ＭＡ保持部30ａまでの距離」に対する「回動軸32からレ
ンズ保持軸31までの距離」の比率(レバー比)は、1.5〜
３とすることが好ましい。つまり、ＳＭＡの伸縮量に対
して、その1.5〜３倍の補正レンズ移動量が得られるよ
うにする。

【００２２】なお、図４では簡略化のため図示を省略し
ているが、Ｘレバー20に対しても当然に、上記と同様の
バイアススプリングが設けられている。そして、Ｘレバ
ー20の回動制御および位置検出は、Ｙレバー30の場合と
同様にして行なわれる。図４から分かるように、Ｘレバ
ー20用のＳＭＡとＹレバー30用のＳＭＡとは、鏡胴内に
おいて立体交差している。これは、ＳＭＡは変位量が小
さいので、鏡胴内の限られたスペースにおいてなるべく
長尺のＳＭＡを使用するためである。

【００２３】バイアススプリング40は、図４から分かる
ように、２本の腕41、42が互いにほぼ平行に延びてい
る。このような構成を採用すると、次のようなメリット
がある。すなわち、ユニット壁部およびレンズ保持枠11
から各腕41、42に作用する反力が回動軸32に直接作用す
ることがなくなるので、回動軸の回動を円滑にすること
ができ、さらには、回動軸が剛性不足で倒れてしまうこ
とも防止できる。

【００２４】本発明においては、各駆動レバーが回動軸
回りに回動する際のガタを防ぐために、バイアススプリ
ングおよびＳＭＡの配置を工夫している。これを図６を
参照して説明する。図６(ａ)は、図４中のＹレバー30の
みを取り出して示したものである。既に説明したように
Ｙレバー30は、バイアススプリング40およびＳＭＡ70に
駆動されて、回動軸32を中心として回動する。図６(ｂ)
中のＦ_SMAは、ＳＭＡ70がＹレバー30に及ぼす力のベク
トルを、Ｆ_SPは、バイアススプリング40がＹレバー30に
及ぼす力のベクトルを、それぞれ示している。そして、
Ｆ_Rは、その反力として回動軸32がＹレバー30に及ぼす
力を示すベクトルである。32'はＹレバー30に形成され
た回動軸挿通用の孔部を示しているが、説明を分かり易
くするために、実際よりも大きく誇張して描いている。

【００２５】図６(ｂ)から分かるように、Ｆ_SMAおよび
Ｆ_SPの大きさが変化するとＦ_Rの方向が変化する。Ｆ_Rの
方向が変化すると、駆動軸32との孔部32'との接点の位
置が変動する。この変動が大きいと、ＳＭＡ70の伸縮に
対するＹレバー30のガタツキが大きくなり、手振補正の
精度が減じられてしまう。Ｆ_SMAとＦ_SPとが為す角度が
ゼロである場合、上記接点の移動もゼロとなるので、こ
れが最も理想的である。しかし、鏡胴の大型化を防ぐ等
の設計上の都合から、Ｆ_SMAとＦ_SPとが為す角度をゼロ
にできない場合もある。実際問題としては、Ｆ_SMAとＦ
_SPとが為す角度を120°以下に抑えれば十分な手振補正
精度を確保することができる。

【００２６】図７〜図９は、上述の手振補正ユニット10
0を実際にどのように鏡胴内に配置するのかを説明する
要部断面図である。図示のズームレンズ鏡胴自体の構成
は一般に知られたものであり、不図示のカメラ本体に対
して不動に固定された固定筒110の内側で回転筒120が回
動すると、それにより前進筒130が前方に繰り出され
る。

【００２７】図７の例では、手振補正ユニット100とシ
ャッタユニット200とを、それぞれビス131、132を用い
て独立して個別に鏡胴に固定している。各ユニットを鏡
胴に直接固定することで、組立誤差を最小限に抑えるこ
とができる。図８の例では、手振補正ユニット100とシ
ャッタユニット200とをビス133で一体化した上で、これ
を不図示の固定手段で鏡胴内に固定している。

【００２８】図９の例では、手振補正ユニット100とシ
ャッタユニット200とを、鏡胴に直接に共止した例を示
している。すなわち、手振補正ユニット100とシャッタ
ユニット200がそれぞれ、互いに一直線上に整合するネ
ジ孔部100ａ、200ａを備えており、整合したネジ孔部10
0ａ、200ａに対して１本のビス134を螺合させること
で、各ユニットを鏡胴に直接固定している。このように
鏡胴に直接固定することで、補正レンズの傾き誤差要因
を最小とすることができる。また、１本のビスが両駆動
機構の固定に供与するので、使用するビスの総本数を少
なくでき、したがって、コスト面で有利であるだけでな
く精度管理も簡単化される。このような共止を行なう箇
所は、図示のように１箇所だけであってもよいし、数カ
所設けてもよい。

【００２９】シャッタユニット200は、その駆動機構部
が鏡胴断面内の約半分の領域内に収まるものを使用し、
残り半分の領域内に手振補正ユニット100の駆動機構部
が収まるように配置している。つまり、図４において、
鏡胴断面を半分に分割する線Ａに関して、手振補正レン
ズ駆動機構部と反対側に位置する領域Ｓ内に、シャッタ
ユニット200の駆動機構部分が位置することとなる。こ
れにより、鏡胴の大型化を最小限に抑えつつ、当該鏡胴
内に手振補正ユニット100を収容することが可能とな
る。

【００３０】また既に説明したように、Ｙレバー30の位
置を検出するフォトリフレクタ51は、手振補正ユニット
100のベース板50に取り付けられている(図５参照)。こ
のフォトリフレクタ51は、図10および図11に示したよう
に、手振補正ユニット100の外側から配線されたフレキ
シブル基板101を通じてカメラ本体側の制御系と電気的
に接続されている。図10は、このことを概略的に説明す
る要部断面図であり、図11は、図10中の円Ｂ内を拡大し
て示す概略説明図である。

【００３１】手振補正ユニット100のベース板50の外面
に沿って配置されたフレキシブル基板101は、鏡胴内に
おいて光軸方向に延びるように効率良く配置されてい
る。フレキシブル基板101をユニット100の外側に配線す
ることで、当該基板101を図示の例のようにシャッタユ
ニット200用のフレキシブル基板と共用化することが可
能になる。さらには、フレキシブル基板101がユニット
内に設けられた各駆動レバー20、30と干渉するのを防止
することも可能となる。なお、図７〜図11では手振補正
ユニット100とシャッタユニット200(シャッタ機構およ
びその駆動機構をユニット化したもの)との配置関係を
説明しているが、シャッタユニット200ではなく絞りユ
ニット(図示せず)であってもよい。

【００３２】なお、図示の実施形態では、各駆動レバー
20、30を、一方の回動方向については形状記憶合金で付
勢し、他方の回動方向についてはバイアススプリングで
付勢している。本発明においては、それに代えて両方の
回動方向について、ともに形状記憶合金を用いて付勢す
ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＬＳカメラを示す
斜視図である。

【図２】図１のカメラの手振補正機構における補正レ
ンズの駆動原理を説明する模式図である。

【図３】図１のカメラの制御ブロック図である。

【図４】図２の原理を適用した本発明の駆動機構を説
明する要部平面図である。

【図５】図４中の５-５線断面図である。

【図６】図４中のＹレバー30を取り出して示す説明図
である。

【図７】本発明における手振補正ユニットの鏡胴内へ
の配置例を示す要部断面図である。

【図８】本発明における手振補正ユニットの鏡胴内へ
の配置例を示す要部断面図である。

【図９】本発明における手振補正ユニットの鏡胴内へ
の配置例を示す要部断面図である。

【図１０】本発明における手振補正ユニットへのフレ
キシブル基板の配線例を示す要部断面図である。

【図１１】図１０の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ＬＳカメラ 10 手振補正レンズ 11 保持枠 11ａ、11ｂ突出部 13 当接突起 20 Ｘ方向駆動レバー 21 レンズ保持軸 22 回動軸 30 Ｙ方向駆動レバー 30ａＳＭＡ保持部 31 レンズ保持軸 32 回動軸 32' 回動軸挿通用孔部 33 検出端 40 バイアススプリング 41、42 腕 50 ベース板 51 フォトリフレクタ 60 天板 60ａＳＭＡ保持部 61 台座 62 押圧スプリング 70 ＳＭＡ 100 手振補正ユニット 100ａネジ孔部 101 フレキシブル基板 110 固定筒 120 回転筒 130 前進筒 131、132、133、134 ビス 200 シャッタユニット 200ａネジ孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原吉宏大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者谷井純一大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ鏡胴内に配置された手振補正レン
ズを、回動軸回りに回動可能な２本の駆動レバーで駆動
する駆動機構であって、各駆動レバーは上記手振補正レンズの保持枠に回動可能
に連結されるレンズ保持軸を備えており、一方の駆動レ
バーが回動するとき他方の駆動レバーのレンズ保持軸を
中心として、上記手振補正レンズが駆動され、両駆動レバーの回動軸およびレンズ保持軸が一直線上に
配置されており、一方の駆動レバーのレンズ保持軸と光
軸中心とを結ぶ直線が、他方の駆動レバーのレンズ保持
軸と光軸中心とを結ぶ直線と、互いにほぼ直交している
ことを特徴とする、手振補正レンズの駆動機構。
【請求項２】上記２本の駆動レバーは、光軸と垂直な
平面内において光軸を通る直線に関して線対称に配置さ
れていることを特徴とする、請求項１記載の駆動機構。
【請求項３】上記２本の駆動レバーのそれぞれは、上
記回動軸回りの一方向に当該レバーを駆動する形状記憶
合金と、他方向に当該レバーを付勢するスプリングとに
よって互いに独立して駆動されることを特徴とする、請
求項１または２記載の駆動機構。
【請求項４】上記２本の駆動レバーを駆動する各形状
記憶合金は、ワイヤ状であって、レンズ鏡胴内において
互いに立体的に交差して配置されていることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動機構。