JP2007212821A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップ等の補助部材を使用する必要がなく、コスト削減が可能になると共に、キャップ等を取り付けるスペースが必要なく、小型化が容易になるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】像ぶれ補正レンズ群１３と、像ぶれ補正レンズ（またはレンズ群）を固定したピッチング移動枠１５と、前記ピッチング移動枠１５をＹ方向に移動自在に保持するヨーイング移動枠１６と、前記ヨーイング枠１６をＸ方向に移動自在に移動自在に保持する像ぶれ補正ユニット枠２とを有し、前記ヨーイング枠１６に前記像ぶれ補正レンズ群１３を通過する光線のうち中央付近の光線のみを通過させ、外周部分の不要光線をカットする絞り部２５を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置に用いられるレンズ鏡筒のうち、一部のレンズを光軸方向と直角方向に移動させ像ぶれ補正を行う、いわゆるレンズシフト式の像ぶれ補正装置を具備するレンズ鏡筒に関するものである。

近年、デジタルスチルカメラは、機器の小型化、軽量化、高画質化が進み、その使い勝手が格段に向上した結果、従来の銀塩カメラに代わり一般に広く普及するに至った。

デジタルスチルカメラは、従来の銀塩カメラがフィルムに露光し撮影を行うのに対し、面積の小さい撮像素子で撮影するという構造上、機器の小型化、軽量化には有利な反面、撮影時に手ぶれが生じ易いという課題があった。

そこで、手ぶれによるトラブルを少なくするため、像ぶれ補正装置を搭載するデジタルスチルカメラが多く開発され、既に商品化されている。

従来の像ぶれ補正装置を搭載したレンズ鏡筒は、たとえば特許文献１に開示されている。

図５は従来の像ぶれ補正装置を搭載するレンズ鏡筒の分解斜視図である。

図５において像ぶれ補正レンズ群１３を固定したピッチング移動枠１５をアクチュエータにより光軸と直角平面内で移動させることにより、像ぶれを打ち消す構成となっている。

また、上記のぶれ補正装置を搭載したレンズ鏡筒に限ったものではないが、レンズ鏡筒においては、レンズ外周加工面の乱反射や、撮像素子のカバーガラスからの反射等により、フレアと呼ばれる余計な光線が画像に写り込む現象が発生する課題があった。

このような課題に対して、図６に示す特許文献２に記載のズームレンズではレンズ群と一体的に移動する遮光絞り２５を設け、不要な光線が撮像素子に入射することを防止することにより、光学性能を維持しつつ十分な光量を維持する方法が開示されている。
特開２００２−１０７６０２号公報 特開平６−２７３７４号公報

しかしながら、特許文献１のような像ぶれ補正装置を搭載するレンズ鏡筒に、特許文献２記載の技術を導入しようとすると、像ぶれ補正レンズ群が固定されたピッチング移動枠に遮光絞り用のキャップ等を固定する必要があるため、アクチュエータ部の寸法、形状に制約を受け、アクチュエータ部の小型、軽量化に不利であり、ぶれ補正装置が大きく、重くなりがちであった。

また、キャップ等の補助部材を用いた場合は部品点数か増えるため、部品コスト及び組立コストが高くなるという課題を有していた。

上記課題を解決するため、本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも１枚のレンズを含み、レンズの光軸に垂直な面内で移動可能であって、被写体像のぶれを補正するための像ぶれ補正レンズと、像ぶれ補正レンズを固定する第一移動枠と、垂直面内で、ある直線軌道上または曲線軌道上を移動可能に、第一移動枠を保持する第二移動枠と、垂直面内で、第二移動枠とは異なる直線軌道上または曲線軌道上を移動可能に、第二移動枠を保持するぶれ像ぶれ補正ユニット枠と、を備え、補正レンズの外周部分の不要光線をカットする絞り部を第二移動枠に設けることを特徴とする。

この構成により、キャップ等の部品を追加すること無しにフレア現象を低減することができるため、部品コスト、組立コストを低減できる。また、キャップ等を取り付けるスペースが必要ないために像ぶれ補正装置の小型化が可能になる。

本発明のレンズ鏡筒では、第二移動枠に絞り部を形成したことにより、キャップ等の補助部材を使用する必要がないため、コスト削減が可能になると共に、キャップ等を取り付けるスペースが必要なくなるため、小型化が可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒について、図１〜図６を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の断面図、図２は同レンズ鏡筒の分解斜図である。

図１、２において固定枠６はレンズ鏡筒の外筒となっており、駆動枠４が回転自在に、直進枠５が光軸方向に移動自在に保持されている、直進枠５内周には１群移動枠、像ぶれ補正ユニット枠（２群移動枠）が挿入されており、ＤＣギアードモータ９により駆動枠４を回転させることにより１群移動枠１及び像ぶれ補正ユニット枠２が光軸方向に移動し光学ズームを行う構成となっている。

またマスターフランジ７前面には３群移動枠が光軸方向に移動自在に固定されており、ステッピングモータ１０により駆動されフォーカシングを行う構成となっている。

マスターフランジ７背面には撮像素子１１が固定されおり、第１群レンズ１２側から入射した光線が、像ぶれ補正レンズ群１３（第２群レンズ）、第３群レンズ１４を通過し、撮像素子１１に結像され、撮像素子１１で光を電気信号に変換することにより、画像が撮影される。

ここで本発明のレンズ鏡筒の像ぶれ補正装置部の構成について詳しく説明する。

図３は本発明の実施の形態に係る像ぶれ補正装置の分解斜視図である。

図３において撮影時に像ぶれを補正する像ぶれ補正レンズ群１３は、鉛直方向（Ｙ方向）であるピッチング方向と、水平方向（Ｘ方向）であるヨーイング方向とに移動可能であるピッチング移動枠１５に固定されている。このピッチング移動枠１５は、軸受１５ａと廻り止め１５ｂとを有している。この軸受１５ａにＹ軸方向と平行なピッチングシャフト１７を挿入し、廻り止め１５ｂにＹ軸方向と平行な樹脂部１６ａと係合することにより、ピッチング移動枠１５は鉛直方向（Ｙ方向）に摺動可能になっている。

ピッチング移動枠１５に対して撮像素子１１側には、像ぶれ補正用レンズ群１３を水平方向（Ｘ方向）に移動させるヨーイング移動枠１６が取り付けられている。ヨーイング移動枠１６には、先ほど述べたピッチング移動枠１５をピッチング方向（Ｙ方向）に摺動させるためのピッチングシャフト１７の両端を固定する固定部１６ｂが設けられている。またピッチング移動枠１５の廻り止め１５ｂと係合するための樹脂部１６ａが一体的に形成されている。また、ヨーイング移動枠１６は、軸受１６ｃと樹脂部１６ｄが一体に形成されている。この軸受１６ｃにＸ方向と平行なヨーイングシャフト１８を挿入することにより、ヨーイング移動枠１６は第水平方向（Ｘ方向）に摺動可能になっている。

ヨーイング移動枠１６に対して撮像素子１１側に設けられた像ぶれ補正ユニット枠２には、先述したヨーイング移動枠１６をヨーイング方向（Ｘ方向）に摺動させるためのヨーイングシャフト１８の両端を固定する固定部３ａと樹脂部１６ｄと係合する廻り止め３ｂとが設けられている。

ピッチング移動枠１５には積層基板１９が固定されている、積層基板１９には、像ぶれ補正用レンズ群１３を駆動するコイルが積層コイルとして一体に構成されており、フレキシブルプリント基板２４を介して、像ぶれ補正用レンズ群１３の位置を検出するホール素子２１が固定されている。

像ぶれ補正ユニット枠２の積層基板１９のコイル及びホール素子２１に対向する部分には片側に２極着磁されたマグネット２０が固定されている。このマグネット２０は、それぞれコイルと対向する面と逆の面にバックヨーク２１が固定され、バックヨーク２１と共に像ぶれ補正ユニット枠２に接着固定されている。

像ぶれ補正ユニット枠２の積層基板１９を挟んで反対側にはプレス加工により段付加工された略Ｌ字型の対向ヨーク２３が固定されている。

以上の構成によって、積層基板１９のコイルに電流が流されると、マグネット２０による磁界とコイルに流れる電流の作用で電磁力が発生し、ピッチング方向とヨーイング方向それぞれの電磁力を制御することにより、像ぶれ補正レンズ群１３は光軸にほぼ垂直なＸ、Ｙの２方向に駆動される。

更にヨーイング移動枠１６には絞り部２５を形成し、前記像ぶれ補正レンズ群１３を通過する光線のうち中央付近の光線のみを通過させ、外周部分の不要光線をカットする構成となっている。

ここで本実施例の像ぶれ補正装置の特徴は、像ぶれ補正レンズ群１３に対して相対移動するヨーイング移動枠１６には絞り部２５を設けたところである。

像ぶれ補正レンズ群１３を通過する不要光線をカットする方法としては、像ぶれ補正レンズ群１３が固定されているピッチング移動枠１５に絞り部を有するキャップ等の補助部材を取付ける方法、あるいはぶれ補正ユニット枠２に絞り部を設ける方法が考えられるが、本実施例の様にヨーイング移動枠１６に絞り部２５を設ける方法は以下のようなメリットがある。

まず、前者のピッチング移動枠１５にキャップを取付ける方法との比較では、キャップがない分部品点数及びキャップを取りつける工数を無くせると同時に、ピッチング移動枠１５にキャップを取りつけるためのスペースが必要なくなるため、同一サイズでも積層基板１９の面積、及び形状の自由度が向上しアクチュエータの推力を高められる結果、その分アクチュエータ部の寸法を小さくすることにより、同一性能でもユニット全体を小型化することができる。

また、後者のぶれ補正ユニット枠２に絞り部を設ける方法との比較では、ぶれ補正ユニット枠２に対して像ぶれ補正レンズ群１３はＸ方向及びＹ方向共に移動する形となり相対移動量が大きくなるのに対し、ヨーイング移動枠１６に対して像ぶれ補正レンズ群１３はＹ方向のみに移動する形となり相対移動量が小さくなる。

像ぶれ補正レンズ群が、絞り部に対して相対移動する場合、像ぶれ補正レンズ群を通過する不要光線を確実にカットするためには、像ぶれ補正レンズ群が絞り部と一体移動する場合と比較して、口径を小さくする必要があるが、絞り口径を小さくすると周辺光量の低下等の副作用が発生するため、絞り部の口径は不要光線をカットできる範囲でできるだけ口径が大きい事が望ましい。

本実施例の様にヨーイング移動枠１６に絞り部２５を設ける場合は、ぶれ補正ユニット枠２に絞り部を設ける場合に比較して、口径を大きくできるため、周辺光量の低下等が少なく光学性能を向上することができる。

なお、本実施例の様にヨーイング移動枠１６に絞り部２５を設ける場合、像ぶれ補正レンズ群１３が絞り部２５と一体移動する場合と比較して、絞り口径が小さくなる為、周辺光量の低下等の光学性能が悪化する場合があるが、以下に示すような方法を用いることにより、この悪化を最小限に抑えることができる。

図４は本発明の実施の形態に絞り部２５の形状を示す説明図である。

図４において、１点鎖線は像ぶれ補正レンズ１３が＋Ｙ方向に移動した場合に不要光線をカットできる口径、破線は像ぶれ補正レンズ１３が−Ｙ方向に移動した場合に不要光線をカットできる口径である。

ここで図４において実線で示すように水平方向Ｗの寸法より、鉛直方向の寸法Ｈが短い形状に絞り部２５を形成することで、単純に円形のまま口径を小さくする場合と比較して開口部の面積を大きくすることができる。

また、撮像装置に用いられる撮像素子の有効撮像エリアは、画像を表示する表示装置や、印刷を行う用紙のサイズに合わせて、通常鉛直方向（Ｙ方向）の寸法より、水平方向（Ｘ方向）の寸法が長い長方形状のものが用いられる。

本実施例では絞り部２５短い方向と、撮像素子１１の有効撮像エリアの寸法が短い方向を合わせる事により、有効撮像エリアの広い水平方向の周辺光量の低下を、鉛直方向の周辺光量の低下より少なくすることにより、結果としてトータルとしての周辺光量の低下を最小限に抑えるようにしている。

以上のように本実施例によれば、像ぶれ補正装置の小型化と光学性能を高い次元で両立でき、小型で光学性能が高いレンズ鏡筒が提供できる。

上記実施例は撮像素子の鉛直方向の寸法より、水平方向の寸法が長い場合を示しているが、携帯電話内臓カメラ等、撮像素子の有効撮像エリアが鉛直方向の寸法より、水平方向の寸法が短い場合もあり、一般的には有効撮像エリアが狭い方向を縦方向、広い方向を横方向とした場合に、ピッチング移動枠をヨーイング移動枠に対して縦方向に移動自在に保持し、絞り部の縦方向の寸法より横方向の寸法が長い形状とすることで、像ぶれ補正装置の小型化と、光学性能を高い次元で両立させることができる。

なお、上記実施例は像ぶれ補正レンズ群１３が複数のレンズで構成される場合を示しているが、１枚のレンズのみで構成される場合もある。

また、上記ピッチング移動枠１５及びヨーイング移動枠１６は、それぞれピッチングシャフト１７及びヨーイングシャフトに沿って直線軌道上を動く場合を示しているが、光軸と平行な軸を中心として回動させることにより円弧軌道上を移動させる等の構成も可能である。

また、上記実施例はヨーイング移動枠１６の絞り部２５を像ぶれ補正レンズ群１３の撮像素子１１側に設けた場合を示したが、ヨーイング移動枠の絞り部を像ぶれ補正レンズ群の反撮像素子側に設ける構成も可能であり、設計に応じて適切な方を適時選択する。

更に、上記レンズ鏡筒をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の機器に採用することにより、機器の小型化、高画質等を両立した撮像装置が提供できる。

本発明にかかるレンズ鏡筒は、レンズシフト式の光学像ぶれ補正機能を有するレンズ鏡筒に適用可能である。このようなレンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話端末等の撮像装置に搭載可能である。

本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の断面図 本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図 本発明の実施の形態に係る像ぶれ補正ユニットの分解斜視図 本発明の実施の形態に絞り部の形状を示す説明図 従来の像ぶれ補正装置を搭載するレンズ鏡筒の分解斜視図 従来のレンズ群と一体的に移動する遮光絞りを有するレンズ鏡筒の断面図

符号の説明

１ １群移動枠
２ 像ぶれ補正ユニット枠（２群移動枠）
３ ３群移動枠
４ 駆動枠
５ 直進枠
６ 固定枠
７ マスターフランジ
８ シャッターユニット
９ ＤＣギアードモータ
１０ ステッピングモータ
１１ 撮像素子
１２ 第１群レンズ
１３ 像ぶれ補正レンズ群（第２群レンズ）
１４ 第３群レンズ
１５ ピッチング移動枠
１６ ヨーイング移動枠
１７ ピッチングシャフト
１８ ヨーイングシャフト
１９ 積層基板
２０ マグネット
２１ フレキシブルプリント基板
２２ ホール素子（位置検出素子）
２３ バックヨーク
２４ 対向ヨーク
２５ 絞り部

Claims (4)

1. 少なくとも１枚のレンズを含み、前記レンズの光軸に垂直な面内で移動可能であって、被写体像のぶれを補正するための像ぶれ補正レンズと、
   前記像ぶれ補正レンズを固定する第一移動枠と、
   前記垂直面内で、ある直線軌道上または曲線軌道上を移動可能に、前記第一移動枠を保持する第二移動枠と、
   前記垂直面内で、前記第二移動枠とは異なる直線軌道上または曲線軌道上を移動可能に、前記第二移動枠を保持するぶれ像ぶれ補正ユニット枠と、を備え、
   前記補正レンズの外周部分の不要光線をカットする絞り部を前記第二移動枠に設けることを特徴とする、
   レンズ鏡筒。
2. 有効撮像エリアの縦横の長さが異なる撮像素子を備える撮像装置に取り付け可能なレンズ鏡筒であって、
   前記第一移動枠は、前記第二移動枠に対して、前記有効撮像エリアの短辺方向に移動可能に保持されることを特徴とする、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記絞り部の開口形状は、非真円形状であり、前記有効撮像エリアの短辺方向における径より前記有効撮像エリアの長辺方向における径の方が長いことを特徴とする、
   請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズ鏡筒を具備する撮像装置。

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