JP2005221603A - Image blurring correction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビデオムービーやデジタルカメラ等に搭載される小型・薄型の像ブレ補正装置に関し、ビデオムービーやデジタルカメラ等の小型化に有効なものである。 The present invention relates to a small and thin image blur correction apparatus mounted on a video movie, a digital camera, or the like, and is effective for downsizing a video movie, a digital camera, or the like.
近年、デジタル方式のビデオムービーやカメラの普及とともに、その小型・軽量化が進み、その一環としてこれに搭載される像ブレ補正装置も小型で薄型化が望まれている。 In recent years, with the spread of digital video movies and cameras, their size and weight have been reduced, and as part of this, an image blur correction device mounted thereon is also desired to be small and thin.
従来、この種の像ブレ補正装置としては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。 Conventionally, as this type of image blur correction apparatus, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known.
以下、従来の像ブレ補正装置について、図6、図7を用いて説明する。 A conventional image blur correction apparatus will be described below with reference to FIGS.
像ブレ補正レンズ101は、X、Yの平面上を移動することにより、カメラの振動によって生じる像振れを防止するためのレンズであり、この像ブレ補正レンズ101は、移動枠102によって保持されている。前記移動枠102は、X、Yの平面上の移動が可動なように弾性体103〜106によってカメラ鏡筒(図示せず)内に支持されている板状の部材である。
The image
前記移動枠102は、その左端部及び下端部に取付けられたコイル107、108よりX、Yの平面上を移動するための駆動力を得る。コイル107、108は、それぞれ直線部107x、108yを有する導電性のコイルである。コイル107は、直線部107xがX軸と垂直になるように、かつ、コイル主軸がX、Yの平面に対して垂直となるように移動枠102に取付けられている。また、コイル108は、直線部108yがY軸に対して垂直となるように、かつ、コイル主軸がX、Yの平面に対して垂直となるように移動枠102に取付けられている。
The moving
永久磁石109及び2個のヨーク110 、111は、磁界発生部である。永久磁石109は、サマリウム―コバルト等の希土類磁石を、円環を4等分して扇形の形状に加工したものであり、その扇形の中心が光軸Aの方向を向くように移動枠102の左下端の側面近くに配置してある。この配置状態においては、永久磁石109の分極の方向は、面109a、109bがN極またはS極とされ、光軸Aの方向と一致している。ヨーク110、111はそれぞれ中央部が曲げられたL字形の形状をしており、鉄等の透磁性の高い材質からなる。ヨーク110、111は永久磁石109の面109a、109bとほぼ同形状の曲部110a、111aにおいて面109a、109bに対接されている。また、ヨーク110、111の直線部110x、110y及び111x、111yは、コイル107及び108の直線部107x、108yを挟むように対向している。
The
発光素子112x、スリット板113x及び受光素子114xは、移動枠102のX軸方向の位置を検出するための検出装置を構成している。同様に、発光素子112y、スリット板113y及び受光素子114yは、移動枠102のY軸方向の位置を検出するための検出装置を構成している。ここで、発光素子112x、112yは発光ダイオード等であり、光軸A方向に発光するようにカメラ鏡筒内に設置されている。移動枠102の右側面に設けられたスリット板113x及び移動枠102の上面に設けられたスリット板113yにはそれぞれ縦長のスリット115x、115yが設けられ、スリット115xの長軸がY軸と平行で、短軸がX軸と重なるように配置されており、また、スリット115yの長軸がX軸と平行であり、短軸がY軸と重なるように配置されている。
The light emitting element 112x, the
受光素子114x、114yは、複合型フォトダイオード(PSD)等の半導体光検出素子である。これらの受光素子114x、114yは前記スリット板113x、113yを挟んで発光素子112x、112yと光軸A方向の反対側に設けられ、受光素子114xの受光面の長軸がX軸と平行に、また、受光素子114yの受光面の長軸がY軸と平行になるように配置してある。
The light receiving
上記の構成において、発光素子112x、112yから放射された光は、スリット115x、115yによって、その光路を制限されて受光素子114x、114yにそれぞれ到達する。従って、移動枠102がX軸あるいはY軸方向に移動し、それに伴いスリット板113x、113yの位置が変化すると、発光素子112x、112yの受光位置も変化する。この受光素子114x、114yによる受光位置の変化に対応した信号出力によってコイル108、107に通電され、ヨーク110、111との間の電磁推力により移動枠102が移動されて像ブレ補正レンズ101が像ブレを補正するようになっている。
しかしながら、上記従来の像ブレ補正装置においては、次のような課題がある。 However, the conventional image blur correction apparatus has the following problems.
すなわち、像ブレ補正レンズを保持する移動枠の位置検出を行うために、駆動用のアクチュエータを構成するコイルや永久磁石とは別に、位置検出用の発光素子と受光素子が移動枠を挟んで設けられ、さらに、移動枠にはスリット板を設けるという構成であるため、像ブレ補正装置の部品数が多く、またそれらの配置に占める面積や容積が大きく、小型化に適しないという課題があった。 In other words, in order to detect the position of the moving frame that holds the image blur correction lens, a light-emitting element and a light-receiving element for position detection are provided with the moving frame interposed therebetween, in addition to the coils and permanent magnets that constitute the driving actuator. In addition, since the moving frame has a configuration in which a slit plate is provided, there are a large number of parts of the image blur correction device, and the area and volume occupied by the arrangement are large, and there is a problem that it is not suitable for downsizing. .
本発明は、像ブレ補正レンズを光軸に対して垂直面内の2方向に移動制御するようにした像ブレ補正装置であって、像ブレ補正レンズを保持し、前記垂直面内の第1の方向に移動する第1の移動枠と、前記第1の移動枠を移動可能に支持するとともに前記垂直面内の第2の方向にその第1の移動枠とともに移動する第2の移動枠と、前記第2の移動枠を前記垂直面内の第2の方向に移動可能に支持する固定枠と、前記第1の移動枠及びまたは第2の移動枠に取付けられ、その移動枠を駆動するためのコイルと、前記コイルを備えた第1の移動枠及びまたは第2の移動枠に取付けられた位置検出用の磁気検出センサと、前記コイルと磁気検出センサに対向するように前記固定枠にヨークを介して取付けられたマグネットを備え、前記マグネットは肉厚部と肉薄部を有し、その肉厚部を前記コイルに対向させ、肉薄部を磁気検出センサに対向させた像ブレ補正装置である。 The present invention is an image blur correction apparatus in which an image blur correction lens is controlled to move in two directions in a vertical plane with respect to an optical axis, the image blur correction lens is held, and the first in the vertical plane is held. A first moving frame that moves in the direction of the second moving frame, and a second moving frame that supports the first moving frame in a movable manner and moves with the first moving frame in the second direction within the vertical plane. The fixed frame that supports the second moving frame so as to be movable in the second direction within the vertical plane, and is attached to the first moving frame and / or the second moving frame, and drives the moving frame. A coil for detecting the position, a magnetic detection sensor for position detection attached to the first moving frame and / or the second moving frame including the coil, and the fixed frame so as to face the coil and the magnetic detection sensor. A magnet attached via a yoke, said magnet Has a thin portion thick portion, the thick portion is opposed to the coil, a thin portion image stabilizer is opposed to the magnetic detecting sensor.
このように本発明は、マグネットに肉厚部と肉薄部を設けてその厚みを変えることにより、そのマグネットとコイルとの間隔及びそのマグネットと磁気検出センサとの間隔を最適化することができるため、アクチュエータとしての推力が充分に得られるとともに磁気検出センサによる位置検出動作も精度よく行えるものである。 As described above, the present invention can optimize the gap between the magnet and the coil and the gap between the magnet and the magnetic detection sensor by providing the magnet with a thick part and a thin part and changing the thickness. In addition, sufficient thrust as an actuator can be obtained, and the position detection operation by the magnetic detection sensor can be performed with high accuracy.
そして、アクチュエータとしてのマグネットと位置検出用のマグネットを1つのマグネットで兼用し、かつコイルと磁気検出センサを隣接配置することができるため、部品数が少なく、装置の小型・薄型化が可能となり、また組み立て工数も低減されてコストダウンが可能で、その効果は大である。 And since the magnet as the actuator and the magnet for position detection can be combined with one magnet and the coil and the magnetic detection sensor can be arranged adjacent to each other, the number of parts is small, and the device can be made small and thin. In addition, the assembly man-hours are reduced and the cost can be reduced, and the effect is great.
以下、本発明の実施の形態例について図1から図5を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は像ブレ補正装置の斜視図、図2は可動部の一部分解斜視図、図3は図2における第1の移動枠部分の背面図、図4は図1におけるZ−Z線の断面図、図5はホール素子の斜視図である。 1 is a perspective view of an image blur correction device, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a movable portion, FIG. 3 is a rear view of a first moving frame portion in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross section taken along line ZZ in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the Hall element.
像ブレ補正レンズ1は、上下に移動可能な第1の移動枠、すなわちピッチ枠2に保持されている。ピッチ枠2には上下方向の移動がガイドされるシャフト3が固定されている。また、ピッチ枠2のガイド孔(図示せず)には第2の移動枠、すなわちヨー枠4に固定されたシャフト4aが嵌合しており、かつ、ヨー枠4に設けた溝4bに前記シャフト3が嵌合されていることで、ピッチ枠2はヨー枠4に対して上下方向に移動可能となっている。
The image blur correction lens 1 is held by a first moving frame that can move up and down, that is, a
一方、ヨー枠4は、これに固定されたシャフト4cが固定枠5の溝(図示せず)に嵌合され、また、ガイド孔に固定枠5のシャフトが嵌合される等の上記と同様の構成により、固定枠5に対して左右方向に移動可能に構成されている。これにより、像ブレ補正レンズ1は固定枠5に対して上下左右に移動可能となっている。
On the other hand, the
前記ピッチ枠2の裏面側には像ブレ補正レンズ1を駆動するためのコイル6a、6bが鍍金により設けた積層基板6に固定されている。この積層基板6は前記ピッチ枠2の下端よりも下方に延在しており、前記コイル6aは像ブレ補正レンズ1の下方に位置し、コイル6bは像ブレ補正レンズ1の側方に位置している。そして、この積層基板6の表面にはこれと略同形状をし、かつリード部7eを有するフレキシブルプリント板7がそのリード部7eとの境で折り曲げられて接着固定され、ピッチ枠2、積層基板6及びフレキシブルプリント板7の3層構造となっている。前記コイル6a、6bはその端子がフレキシブルプリント板7のランド部7a、7bで半田付けにより接続されている。
このような構成により、フレキシブルプリント板7のリード部7eの先端に設けられた非可動端子部7fを介し、そのリード部7eの可撓性を利用してピッチ枠2とともに可動するコイル6a、6b等との間で電気信号及び電源の供給を可能にしている。
With such a configuration, the
前記積層基板6のピッチ枠2への固定は、その積層基板6に設けられた基準穴6e、6fにピッチ枠2に設けられたピン2a、2bが嵌入され、接着等により位置精度よく固定されており、また、この積層基板6には像ブレ補正レンズ1の位置を検出するためのホール素子(磁気検出センサ)8a、8bを高精度に位置決めするための基準穴6c、6dが設けられている。そして、前記基準穴6c、6dと6e、6fとは金型で同時打ち抜き加工によって、高精度の位置関係にある。
The laminated
前記基準穴6c、6dの形状は図5にその1つを代表して示すホール素子8a、8bの外形より若干小さく形成されており、これにより、ホール素子8a、8bを基準穴6c、6dに軽く圧入するだけで、その基準穴6c、6dでもってホール素子8a、8bはガタつきなく、高精度に位置決めされ、コイル6a、6bに隣接した位置に取付けられている。
The shapes of the
なお、フレキシブルプリント板7においては、前記基準穴6c、6d、6e、6f等と対応する位置に穴が設けられており、上記の積層基板6のピッチ枠2への固定及びホール素子8a、8bの取付けを許容している。
In the flexible printed board 7, holes are provided at positions corresponding to the reference holes 6c, 6d, 6e, 6f, etc., and the above-mentioned
上記のような構成により、固定枠5を基体としてピッチ枠2の精度よい取付けにより、そのピッチ枠2への積層基板6の取付けとホール素子8a、8bの取付けが精度よく行え、固定枠5に取付けられた後述のマグネット10、11に対するコイル6a、6bとホール素子8a、8bとの位置精度が高精度に保たれる。
With the configuration as described above, the mounting of the
上記ホール素子8a、8bを基準穴6c、6dにフレキシブルプリント板7側から圧挿入することにより、図5にその1つを示すホール素子8aの対向する側面略中央部からそれぞれ突出された端子8c、8d、8e、8fがフレキシブルプリント板7に設けたランド7cに接触し、その状態で半田付けすることにより、ホール素子8aを加圧保持する必要なく、容易にフレキシブルプリント板7に半田付けすることができる。そして、これはホール素子8bにおいても同様に基準穴6dに圧挿入して端子が半田付けされ、リード部7eを介して両ホール素子8a、8bにフレキシブルプリント板7のランド部7c、7dを通して信号及び電源供給を可能にしている。
By inserting the
前記ホール素子8a、8bが基準穴6c、6dに圧挿入され、その端子がフレキシブルプリント板7に半田付けされた状態では、このホール素子8a、8bの磁気検出側の端面8gはフレキシブルプリント板7の面から突出した状態にある。
When the
9a、9bはそれぞれ略コの字状からなるヨークであり、このヨーク9a、9bにはそれぞれ肉厚部10a、11aと肉薄部10b、11bからなる略平板状で2極着磁の段付きマグネット10、11が固定されており、そして、このマグネット10、11を有するヨーク9a、9bは、マグネット10の肉厚部10aがコイル6aと対向し、肉薄部10bがホール素子8aの突出した端面8gと対向し、また、マグネット11の肉厚部11aがコイル6bと対向し、肉薄部11bがホール素子8bの突出した端面と対向するようにそれぞれ固定枠5に取付けられている。
9a and 9b are substantially U-shaped yokes. The
これにより、マグネット10、11とコイル6a、6bとの間隔をそのマグネット10、11の磁力によりコイル6a、6bに発生する推力が最適になるように設定でき、かつ前記推力とは関係なくマグネット10、11の肉薄部10b、11bの厚みを予め設定することにより、マグネット10、11とホール素子8a、8bとの間の間隔をホール素子8a、8bの磁気感度特性に応じて最適になるように設定することができる。
Thereby, the interval between the
すなわち、薄肉部10b、11bが設けられていない単なる平板状のマグネットの場合、ホール素子とマグネットとの間の面間隔を最適化しようとすると、そのホール素子が突出しているため、マグネットとコイル間の距離が大きくなり、アクチュエータとしての推力が低下し、一方、マグネットとコイル間の間隔を最適化しようとするとホール素子とマグネットとの間の間隔が接近し過ぎたり、当接し、安定な動作がなされない。このため、像ブレ補正レンズ1の位置検出用のホール素子とマグネットを独立に設ける等している。
That is, in the case of a simple plate-shaped magnet not provided with the
その点、上記のように、マグネットに肉薄部10b、11bを設けたことにより、マグネット10(11)とコイル6a(6b)との距離、及びマグネット10(11)とホール素子8a(8b)との距離をそれぞれ最適化することができるため、これらを最適化できないもの、例えばマグネット10(11)とホール素子8a(8b)との距離の最適化のためにマグネット10(11)とコイル6a(6b)との距離が大きくなってアクチュエータとしての推力が低下するものに比べてこれを向上させることができる。
In that respect, as described above, by providing the magnet with the
また、マグネット10(11)とコイル6a(6b)との距離が大きく、充分な推力が得られないためにコイルやマグネットを大きくして推力を増大するように設計されたアクチュエータに比べて、コイルやマグネットを小型化・薄型化することができ、したがって、1つのマグネットをアクチュエータ用と位置検出用に兼用することと相俟って像ブレ補正装置の小型・薄型化を実現することができる。
In addition, since the distance between the magnet 10 (11) and the
なお、上記の構成において、ピッチ枠2とともにコイルが移動してもこのコイルの内径がマグネットの肉薄部に対向しないように、すなわち肉薄部の形成により、アクチュエータとしての推力が急激に低下しないようにすることが望ましい。
In the above configuration, even if the coil moves together with the
上記の実施の形態例では、像ブレ補正レンズを取付けたピッチ枠側に2つのコイルを設け、その各コイルと対向する2つのマグネットでアクチュエータをそれぞれ構成し、ピッチ枠を一方のアクチュエータで上下に移動させ、また、他方のアクチュエータでピッチ枠とともにヨー枠を左右に移動させるものにつき説明したが、他方のアクチュエータのコイルをヨー枠に設けてこのヨー枠を左右に移動させることにより、ピッチ枠も移動されるように構成しても同様である。 In the above embodiment, two coils are provided on the pitch frame side to which the image blur correction lens is attached, and the actuator is configured by two magnets facing each coil, and the pitch frame is vertically moved by one actuator. The other actuator moves the yaw frame to the left and right together with the pitch frame. However, the pitch frame can also be moved by moving the yaw frame to the left and right by providing the coil of the other actuator on the yaw frame. Even if it is configured to be moved, the same applies.
また、本発明の装置を像ブレ補正レンズを上下、左右に移動させる2つのアクチュエータ部のうち、いずれか一方にのみ採用し、他方のアクチュエータは他の構成によるアクチュエータであってもよい。 In addition, the apparatus of the present invention may be employed in only one of the two actuator units that move the image blur correction lens up and down and left and right, and the other actuator may be an actuator having another configuration.
本発明は、部品数が少なく、かつ薄型・小型化が可能な像ブレ補正装置として、ビデオムービーのみならず、デジタルカメラやその他の撮像装置に最適なものである。 The present invention is an image blur correction device that has a small number of parts and can be reduced in thickness and size, and is optimal not only for video movies but also for digital cameras and other imaging devices.
1 像ブレ補正レンズ
2 ピッチ枠
4 ヨー枠
5 固定枠
6 積層基板
6a、6b コイル
6c、6d 基準穴
7 フレキシブルプリント板
8a、8b ホール素子(磁気検出センサ)
10、11 マグネット
10a、11a 肉厚部
10b、11b 肉薄部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image
10, 11
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