JP2006106249A - ブレ補正撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブレ補正装置を、固定部150に対して第1の軸方向に移動する第1の移動部材161と、固定部と第1の移動部材とを接続し、第1の移動部材を第1の軸方向に移動可能に支持する第1のガイド部151と、固定部に対して第1の軸と略直交する第2の軸方向に移動する第2の移動部材171と、固定部と第2の移動部材とを接続し、第2の移動部材を第2の軸方向に移動可能に支持する第2のガイド部153と、第1,第2の移動部材をそれぞれ駆動する第1,第1のアクチュエータ191,193と、第1の移動部材に対して第2の軸方向に移動可能に支持され、かつ、第2の移動部材に対して第1の軸方向に移動可能に支持された撮像素子部180とを備える構成とする。
【選択図】図2
Description
このようなブレ補正撮像装置として、従来、手振れ等の振動を検出する角速度センサ等を設け、検出された振動の方向と、振れ量とに応じて、カメラの撮影用レンズ群に含まれる補正用レンズ群をシフト変位させるものが一般的である。
また、例えば、レンズ交換式のカメラシステムの交換用レンズのように、異なった撮影用光学系が多種類存在する場合には、個々の光学系毎に個別の設計が必要となる。
例えば、固定部に対して所定の方向に移動可能に支持された外枠と、この外枠に対して外枠の移動方向と直交する方向に移動可能に支持された内枠とを設けて、この内枠によって撮像素子を保持することによって、撮像素子を光軸と略直交する面内で移動可能に支持したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のブレ補正撮像装置(140)において、前記撮像素子部(180)は、撮像素子(181)と、前記撮像素子(181)が固定された回路基板(182)を備え、前記撮像素子(181)は、前記回路基板(182)を介して前記第1の移動部材(161)及び前記第2の移動部材(171)にそれぞれ支持されることを特徴とするブレ補正撮像装置(140)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のブレ補正撮像装置(140)において、前記第1のアクチュエータ(191)、前記第2のアクチュエータ(193)の少なくとも1つは、前記固定部(150)に固定された磁性体(191a,193a)を含むボイスコイルモータを有することを特徴とするブレ補正撮像装置(140)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のブレ補正撮像装置(140)において、前記固定部(150)に対する前記第1の移動部材(161)の前記第1の軸に沿った方向の変位を検出する第1の位置検出部(192)と、前記固定部(150)に対する前記第2の移動部材(171)の前記第2の軸に沿った方向の変位を検出する第2の位置検出部(194)とを備えることを特徴とするブレ補正撮像装置(140)である。
また、各アクチュエータは、その一端部を固定部に装着されるから、例えばボイスコイルモータのマグネット部のように重量のある部分を固定側とすることによって、可動部分の軽量化をすることができる。
図1は、ボディ100と、レンズ鏡筒500とを備えている。
カメラ1は、例えば、レンズ非交換式のデジタルスチルカメラであって、レンズ鏡筒500は、ボディ100に固定されている。
ヨーイング検出ジャイロ110及びピッチング検出ジャイロ120は、それぞれカメラ1のヨーイング方向及びピッチング方向の回転(振れ)をそれぞれ検出する角速度センサである。
なお、本明細書においては、レンズ鏡筒500の光軸をZ軸とし、Z軸と直交し、撮像素子の撮像面の長辺に沿った方向(正位置撮影時の横方向)の軸をX軸、Z軸及びX軸とそれぞれ直交する軸をY軸としたX−Y−Z直交3軸を設定したときに、X軸回りにカメラ1が回転する振れを、「ピッチング」と称し、Y軸回りにカメラ1が回転する振れを、「ヨーイング」と称して説明する。
ブレ補正撮像装置140は、例えばCCD、CMOS等の撮像素子を、アクチュエータによって、X軸及びY軸にそれぞれ沿った方向に変位可能に支持したものであり、その詳細については後述する。
レンズ鏡筒500は、略円筒状に形成され、その内径側に、撮像ユニットの撮像素子の撮像面に被写体像を結像する撮影用レンズ群510を収容している。
ブレ補正撮像装置140は、支持基板150と、移動ガイドレールユニット160,170と、撮像素子ユニット180と、X方向アクチュエータ191と、X方向位置検出器192と、Y方向アクチュエータ193と、Y方向位置検出器194とを備えている。
支持基板150は、固定ガイドレール151,152,153,154と、X方向アクチュエータ191のマグネット部191aと、X方向位置検出器192のLED部192a及びPSD(ポジションセンシティブディテクタ)部192bと、Y方向アクチュエータ193のマグネット部193aと、Y方向位置検出器194のLED部194a及びPSD部194bとを備えている。
固定ガイドレール153,154は、それぞれY軸に沿った方向に延在し、支持基板150に固定された案内部であって、支持基板150の一方の短辺側から、間隔を隔てて順次平行に配列されている。
X方向位置検出器192は、支持基板150に対する移動ガイドレールユニット160のX軸に沿った方向の位置を検出するものであり、LED部192aとPSD部192bとを、後述する可動スリット部192cを挟んで、対向して配置したものである。
X方向位置検出器192は、X方向アクチュエータ191と隣接して配置されている。
Y方向アクチュエータ193は、移動ガイドレールユニット170を、Y軸に沿った方向に駆動するボイスコイルモータを備え、そのマグネット部193aは、支持基板160の固定ガイドレール151と反対側の短辺に隣接して配置されている。
Y方向位置検出器194は、支持基板150に対する移動ガイドレールユニット170のY軸に沿った方向の位置を検出するものであり、LED部194aとPSD部194bとを、後述する可動スリット部194cを挟んで、対向して配置したものである。
X方向位置検出器194は、Y方向アクチュエータ193と隣接して配置されている。
移動ガイドレール161は、Y軸に沿った方向に延在し、撮像素子ユニット180を、Y軸に沿った方向に移動可能に支持するものである。
ガイド部162,163は、それぞれ移動ガイドレール161の両端部に接続され、上述した固定ガイドレール151,152に対して、それぞれX軸に沿った方向に移動可能に接続されている。
スプリング164は、移動ガイドレールユニット160と支持基板150とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング164は、それぞれ固定ガイドレール151,152と隣接して配置されている。
固定ガイドレール151は、矩形の横断面を備えている。
ガイド部162は、固定ガイドレール151の一部が収容される矩形断面の溝部162aが形成されている。
固定ガイドレール151は、その上面151aと、一方の側面151bの上述した溝部162の溝面と対向する面部に、カップ状に凹ませた凹部151c,151dが形成されている。
それぞれの凹部151c,151dの内部には、ガイド部162の固定ガイドレール151に対する移動に伴い回転する鋼球151eが配置されている。
また、スプリング部164は、その付勢力によって、上述した固定ガイドレール151の一方の側面151bと、対向する溝部162の内面とが近接する方向に付勢されるように、その長手方向を支持基板151と直交する方向に対して傾斜させて配置されている。
X方向位置検出器192のスリット部192cは、ガイド部162に固定され、その先端部は、上述したLED部192a及びPSD部192bに挟まれて配置されている。
移動ガイドレール171は、X軸に沿った方向に延在し、撮像素子ユニット180を、X軸に沿った方向に移動可能に支持するものである。
ガイド部172,173は、それぞれ移動ガイドレール171の両端部に接続され、上述した移動ガイドレール153,154に対して、それぞれY軸に沿った方向に移動可能に接続されている。
スプリング174は、移動ガイドレールユニット170と支持基板150とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング174は、それぞれ固定ガイドレール153,154と隣接して配置されている。
Y方向位置検出器194のスリット部194cは、ガイド部172に固定され、その先端部は、上述したLED部194a及びPSD部194bに挟まれて配置されている。
撮像素子ユニット180は、撮像素子181と、回路基板182と、ガイド部183,184と、スプリング185とを備えている。
回路基板182は、撮像素子181の撮像面と反対側に固定される矩形の基板であり、そのサイズは、撮像素子181よりも長辺、短辺ともに大きく形成され、その長辺方向をX軸に沿って配置されている。
回路基板182は、その表面部に、撮像素子181に対して、その駆動信号等を供給し、かつ、撮像素子181が出力する画像信号を受け取り、処理する電子回路が設けられている。また、回路基板182は、図示しないフレキシブルプリント基板(FPC)によって、制御装置130と接続されている。
ガイド部183は、回路基板182の外縁部において、移動ガイドレール161に対向する側の短辺に沿って設けられ、移動ガイドレール161に対して、Y軸に沿った方向に移動可能に支持されている。
ガイド部184は、回路基板182の外縁部において、移動ガイドレール171に対向する側の長辺に沿って設けられ、移動ガイドレール171に対して、X軸に沿った方向に移動可能に支持されている。
スプリング185は、回路基板182と支持基板150とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング185の一部は、それぞれガイド部183,184と隣接して配置されている。
ガイド部183は、回路基板182の裏面(支持基板150側の面)に添付され、矩形の横断面を有して回路基板182の裏面から突き出して配置された角柱状部183aと、回路基板182の裏面に沿って延在し、回路基板182の外側に張り出した平板状部183bとを備え、その横断面形状は、L字状となっている。
また、ガイド部183は、ガイド部183の角柱状部183aの側面と、移動ガイドレール161の側面とが対向する箇所と、ガイド部183の平板状部183bの裏面と移動ガイドレール161の表面とが対向する箇所に、ガイド部183の移動ガイドレール161に対する移動に伴い回転する鋼球183cをそれぞれ備えている。
また、ガイド部183は、各鋼球183cが接触する箇所に、プレート状の鋼球受け部184dを備えている。
スプリング185は、その付勢力によって、ガイド部183の角柱状部183aの側面と、移動ガイドレール161の側面とが相互に引き寄せられるように、その長手方向を支持基板150に対する直交方向に対して傾斜させて配置されている。
X方向アクチュエータ191のマグネット部191aは、着磁された磁性体であり、そのN極とS極とがX軸に沿った方向に配置されている。
鉄などの磁性体から成るコイル部191bは、長円状に巻かれたループコイルであって、その短軸方向をX軸に沿った方向に配置されている。
ヨーク部191cは、コイル部191bに対してマグネット部191aと反対側に設けられている。
上述したコイル部191bに、図6に示す方向の電流を流すと、ローレンツ力が発生し、コイル部191bに対して、X軸に沿いかつマグネット部191aのN極側に移動する駆動力が発生する。また、電流の方向を逆にすると、この駆動力も逆向きとなる。
従って、上述した制御装置130は、コイル部191bに通電される電流の極性及び電力を制御することによって、撮像素子ユニット180のX軸に沿った方向における変位を制御することができる。
なお、Y方向アクチュエータ193も、このX方向アクチュエータ191と略同様の構成を備え、同じ原理によって駆動される。
X方向位置検出器192は、LED部192aが発する光がスリット部192cに形成されたスリットを通過してPSD部192bに到達した位置を検出することによって、支持基板160に対する移動ガイドレールユニット170の位置を検出するものである。
PSD部192bは、X軸に沿った方向に、列状に配列された複数の図示しない受光素子を備えている。スリット部192cが移動することによって、PSD部192bが受光する位置は変化し、制御装置130は、PSD部192bのどの位置から出力があるかを検出することによって、移動ガイドレールユニット170の位置を検出する。
なお、Y方向位置検出器194も、このX方向位置検出器192と略同様の構成を備え、同じ原理によって移動ガイドレールユニット170に対する撮像素子ユニット180の位置を検出するものである。
また、各アクチュエータ191,193は、重量が大きいマグネット部191a,193aを支持基板150に固定しているから、可動部分の軽量化を図ることができる。
なお、実施例2において、上述した実施例1と同様の部分については、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例2のカメラは、図1に示す実施例1のカメラと略同様の構成を備えるが、実施例1のブレ補正撮像装置140に代えて、以下説明するブレ補正撮像装置240を備えている。
ブレ補正撮像装置240は、支持基板250と、移動ガイドレールユニット260,270と、撮像素子ユニット280と、X方向アクチュエータ191と、X方向位置検出器192と、Y方向アクチュエータ193と、Y方向位置検出器194とを有する。
固定ガイドレール253,254は、それぞれY軸に沿った方向に延在し、支持基板250に固定された案内部であって、支持基板250の対向する各短辺部に沿って、平行にそれぞれ配列されている。
移動ガイドレール261は、Y軸に沿った方向に延在し、撮像素子ユニット280を、Y軸に沿った方向に移動可能に支持するものである。
ガイド部262,263は、それぞれ移動ガイドレール261の両端部に備えられ、上述した固定ガイドレール251,252に対して、それぞれX軸に沿った方向に移動可能に接続されている。
スプリング264は、移動ガイドレールユニット260と支持基板250とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング264は、それぞれ固定ガイドレール251,252と隣接して配置されている。
移動ガイドレール271は、X軸に沿った方向に延在し、撮像素子ユニット280を、X軸に沿った方向に移動可能に支持するものである。
ガイド部272,273は、それぞれ移動ガイドレール271の両端部に備えられ、上述した固定ガイドレール253,254に対して、それぞれY軸に沿った方向に移動可能に接続されている。
スプリング274は、移動ガイドレールユニット270と支持基板250とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング274は、それぞれ固定ガイドレール253,254と隣接して配置されている。
そして、固定ガイドレール251,252は、移動ガイドレール271を挟んだ両側に配置され、固定ガイドレール253,254は、移動ガイドレール261を挟んだ両側に配置されている。
ガイド部281は、回路基板182の外縁部において、移動ガイドレール261に対向する側の短辺に沿って設けられ、移動ガイドレール261に対して、Y軸に沿った方向に移動可能に支持されている。
ガイド部282は、回路基板182の外縁部において、移動ガイドレール271に対向する側の短辺に沿って設けられ、移動ガイドレール271に対して、X軸に沿った方向に移動可能に支持されている。
スプリング283は、回路基板182と支持基板250とが相互に対向する面間にわたして複数設けられ、これらを相互に近接する方向に付勢するコイルスプリングである。複数のスプリング283の一部は、それぞれガイド部281,282と隣接して配置されている。
ガイド部281は、移動ガイドレール261の表面(支持基板250と反対側の面)に対向して設けられた面部281aと、面部281aの撮像素子ユニット280側の端から支持基板150側に折り曲げられ、移動ガイドレール261の端面と、回路基板182の端面とにその両面を挟まれた面部281bと、面部281bの支持基板150側の端から折り曲げられ、回路基板182の裏面に沿って延在する面部281cとを備え、その横断面は、クランク状となっている。
ガイド部281は、その面部281cを、回路基板182の裏面に固定されている。
そして、ガイド部281の面部281aと移動ガイドレール261の表面部とが対向する面間と、ガイド部281の面部281bとリブ部261aとが対向する面間には、ガイド部281の移動ガイドレール261に対する移動に伴い、回転する鋼球281dがそれぞれ配置されている。そして、ガイド部281の各鋼球281dと接する部分には、それぞれプレート状の鋼球受け部281eが設けられている。
また、スプリング283は、その付勢力によって、ガイド部281の面部281bと、移動ガイドレール261のリブ部261aとが、相互に近接する方向に付勢されるように、その長手方向を、支持基板150に直交する方向に対して、傾斜して配置されている。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)上述した各実施例のカメラは、レンズ非交換式のデジタルスチルカメラであるが、これに限らず、レンズ交換式のカメラや、ムービーカメラであってもよい。
(2)撮像素子を複数の方向にそれぞれ移動可能に支持する機構は、上述した各実施例のものに限定されず、例えば、移動ガイドレールユニットの形状や、各ガイドレール及びガイド部の配置等に適宜変更を加えることができる。また、各実施例における鋼球も必ずしも必要ではなく、すべり接触としてもよい。
100 ボディ
110 ヨーイング検出ジャイロ
120 ピッチング検出ジャイロ
130 制御装置
140 ブレ補正撮像装置
150 支持基板
160 移動ガイドレールユニット
161 移動ガイドレール
162,163 ガイド部
164 スプリング
170 移動ガイドレールユニット
171 移動ガイドレール
172,173 ガイド部
174 スプリング
180 撮像素子ユニット
181 撮像素子
182 回路基板
183,184 ガイド部
191 X方向アクチュエータ
191a マグネット部
191b コイル部
192 X方向位置検出器
192a LED部
192b PSD部
192c スリット部
193 Y方向アクチュエータ
193a マグネット部
193b コイル部
194 Y方向位置検出器
194a LED部
194b PSD部
194c スリット部
500 レンズ鏡筒
510 撮影用レンズ群
Claims (6)
- 固定部と、
前記固定部に対して第1の軸に沿った方向に移動する第1の移動部材と、
前記固定部と前記第1の移動部材とを接続し、前記第1の移動部材を前記固定部に対して前記第1の軸に沿った方向に移動可能に支持する第1のガイド部と、
前記固定部に対して前記第1の軸と略直交する第2の軸に沿った方向に移動する第2の移動部材と、
前記固定部と前記第2の移動部材とを接続し、前記第2の移動部材を前記固定部に対して前記第2の軸に沿った方向に移動可能に支持する第2のガイド部と、
前記第1の移動部材を前記固定部に対して前記第1の軸に沿った方向に駆動する第1のアクチュエータと、
前記第2の移動部材を前記固定部に対して前記第2の軸に沿った方向に駆動する第2のアクチュエータと、
前記第1の移動部材に対して前記第2の軸に沿った方向に移動可能にこの第1の移動部材に支持され、かつ、前記第2の移動部材に対して前記第1の軸に沿った方向に移動可能にこの第2の移動部材に支持された撮像素子部と
を備えるブレ補正撮像装置。 - 請求項1に記載のブレ補正撮像装置において、
前記第1のガイド部は、前記固定部に備えられ、前記第1の軸に沿って延在する第1のガイドレールを有し、
前記第2のガイド部は、前記固定部に備えられ、前記第2の軸に沿って延在する第2のガイドレールを有すること
を特徴とするブレ補正撮像装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のブレ補正撮像装置において、
前記撮像素子部は、撮像素子と、前記撮像素子が固定された回路基板を備え、
前記撮像素子は、前記回路基板を介して前記第1の移動部材及び前記第2の移動部材にそれぞれ支持されること
を特徴とするブレ補正撮像装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のブレ補正撮像装置において、
前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータの少なくとも1つは、前記固定部に固定された磁性体を含むボイスコイルモータを有すること
を特徴とするブレ補正撮像装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のブレ補正撮像装置において、
前記固定部に対する前記第1の移動部材の前記第1の軸に沿った方向の変位を検出する第1の位置検出部と、
前記固定部に対する前記第2の移動部材の前記第2の軸に沿った方向の変位を検出する第2の位置検出部とを備えること
を特徴とするブレ補正撮像装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のブレ補正撮像装置と、
前記ブレ補正撮像装置の前記撮像素子部の撮像面に被写体像を結像する撮像光学系と、
振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部の出力に応じて、前記撮像素子の変位を制御する補正制御部と
を備えるカメラ。
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