JP2007219338A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化することのできる撮像装置を提供する。
【解決手段】像振れを補正する補正手段１６と、補正手段を保持する保持部材２７と、保持部材を光軸に垂直な平面で移動可能に支持するベース部材３１と、補正手段を駆動する振れ補正駆動手段２２ａ，２２ｂと、撮像素子に入射する有効光束の光量を制限する光量規制手段と、光量規制手段を駆動する光量規制駆動手段とを有する撮像装置において、振れ補正駆動手段と光量規制駆動手段を共にベース部材に取り付けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、像振れ補正機能を備えた撮像装置の改良に関するものである。

従来、手持ち撮影時等において生じ易い手振れ等による像振れを防止するため、カメラや双眼鏡の振れ状況を振れ検出手段によって検出し、その検出結果に応じて光学的にその振れをキャンセルして振れ補正を実現する装置が種々提案されている。

撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚから１０Ｈｚの振動である。シャッタのレリーズ時点において、このような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするための基本的な考えは次のとおりである。すなわち、上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて振れ補正レンズを変位させなければならない。したがって、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第１にカメラの振動を正確に検出し、第２に手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。

この振動（カメラ振れ）の検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、カメラ振れ補正のためにその出力を適宜演算処理する振動検出手段をカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正手段が駆動されて像振れ抑制が行われる。

ここで、手振れによる光軸のずれを補正するように光学系の全部又は一部を移動させるアクティブ像振れ補正技術には、撮像素子を揺動するタイプや、補正光学系または光学系全体を揺動するタイプ等がある。その中で、補正光学系を揺動するタイプのものは光学設計自由度に制限があるが、補正光学系の重量は軽いので、駆動機構が小さくできる利点がある。したがって、多くのレンズ交換式カメラやデジタルカメラ、ビデオカメラ等に採用されている。

このような像振れ補正装置を備えたカメラでは、撮影レンズ系の少なくとも一部を構成する補正レンズを移動可能に支持し、この補正レンズを主光学系の光軸に対して直交する面内において振れを吸収する方向に移動させている。これにより、振れによる結像位置のずれを補正し、像振れを解消するようにしている。

ところで、デジタルカメラやビデオカメラにて静止画を撮影するためにはシャッタ機構が必要となる。一般的なシャッタ機構は、マグネットとヨークからなる回転機構を利用してアームを回動させて、シャッタ羽根を駆動する。ここで、シャッタ羽根は撮影光束の絞られた位置に配置しないとレンズ鏡筒の外形が大きくなってしまう。一方、補正レンズが重いと、補正レンズを動かす駆動力が大きくなり、防振の駆動部が大きくなってしまうので、なるべく光束が絞られた位置に補正レンズを配置することになる。したがって、シャッタ羽根の位置と補正レンズの位置は近接した位置関係になり、結果的にシャッタ羽根の駆動部と防振の駆動部も近接した位置関係になる。さらに光量調節の為の光学絞りや、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）等も光束が絞られた位置、つまりシャッタと同じ位置に配置することが望ましいと言える。

上記のようなシャッタ機構と振れ補正機構が同一のレンズ群に配置されているカメラが特開平１１−３０５２８０号公報（特許文献１）により提案されている。

これは、振れ補正機構を保持するホルダに、別のユニット化されたシャッタ機構を保持させる形態を成している。

このように振れ補正機構とシャッタ機構若しくはＮＤフィルタ機構を別ユニットとして構成し、後に合体する態様としては、図１２（ａ）乃至図１２（ｄ）に模式的に示すように４つの態様が考えられる。図１２において、１００は振れ補正機構の地板、１０２はその駆動部、１０１はシャッタ若しくはＮＤフィルタ機構の地板、１０３はその駆動部を表わしている。

図１２（ａ）に示される態様では各駆動部１０２，１０３が地板から外側に突出している。

図１２（ｂ）に示される態様ではシャッタ若しくはＮＤフィルタ機構の駆動部１０３が振れ補正機構の地板１００の一部を占有している。

図１２（ｃ）に示される態様では振れ補正機構の駆動部１０２がシャッタ若しくはＮＤフィルタ機構の地板１０１の一部を占有している。

図１２（ｄ）に示される態様では各駆動部１０２，１０３が他方の地板１０１，１００の一部を占有している。

なお、図１２（ｅ）に示される態様は、本発明の実施例によるものであり、後述するが、振れ補正機構とシャッタまたはＮＤフィルタ機構の地板１００，１０１を共通化したものである。
特開平１１−３０５２８０号公報

しかしながら、上記特許文献１では、振れ補正機構の地板とシャッタ機構の地板が独立しており、また駆動部は地板から外側に突出しているので合体後のユニットの光軸方向厚さは図１２（ａ）の状態となってしまい、装置の小型化を阻害してしまっている。

図１２においてそれぞれの厚さを図のようにＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’とすると、
（ａ）の場合の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ＋Ｂ’
となる。

また、図１２（ｂ）、（ｃ）では片方の駆動部の厚さを削減でき、その厚さは
（ｂ）の場合の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ
（ｃ）の場合の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ’
となるが、他方の地板の一部を占有するため、投影面積上のレイアウトに制約が発生してしまう。

また、図１２（ｄ）では厚さは
（ｄ）の場合の総厚 ： Ｂ＋Ｂ’
となり、厚さとしては最も有利であるが、投影面積上、双方にレイアウト上の制約が発生してしまう。

また、２つのユニットを合体するためにはビスや係止爪などの固定部が必要であり、機構部として自由に使用できる光軸方向の投影面積を著しく損なってしまい、外径が拡大する恐れがある。

そこで、振れ補正機構及びシャッタ若しくはＮＤフィルタ機構を一体的に構成するにあたって、厚さ方向及び外径方向に効率よく小型化する方法が望まれていた。

（発明の目的）
本発明の目的は、小型化することのできる撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正する補正手段と、該補正手段を保持する保持部材と、該保持部材を光軸に垂直な平面で移動可能に支持するベース部材と、前記補正手段を駆動する振れ補正駆動手段と、撮像手段に入射する有効光束の光量を制限する光量規制手段と、該光量規制手段を駆動する光量規制駆動手段とを有する撮像装置において、前記振れ補正駆動手段と前記光量規制駆動手段を共に前記ベース部材に取り付けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、小型化することができる。

本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例に記載の通りである。

以下、図１から図１２を用いて本発明の実施例である振れ補正装置の詳しい説明を行う。

図３は本実施例の振れ補正装置を有するデジタルカメラの外観図であり、撮影光軸１１に対して矢印１２ｐ，１２ｙで示すカメラ縦振れ及び横振れを補正する。

ここで、１３はカメラ本体、１３ａは撮影レンズを有するレンズ鏡筒、１３ｂはシャッタレリーズボタン、１３ｃは照明装置である。図３ではカメラ本体１３の背面に配置されて見えないが、カメラ本体１３の背面には液晶モニターが設けられており、後述する撮像素子で撮像される像を確認できるようになっている。

図２は本実施例の振れ補正装置を有するレンズ鏡筒の模式図である。この説明では光学系として一般的な３群レンズ構成としているが、勿論これに限るものではない。

図２において、１５は１群レンズ、１６は補正レンズを構成する２群レンズ、１７は３群レンズを表わし、２群レンズ１６を光軸１８に直交する平面内で移動させることによって撮像素子１９上の被写体像を移動させて像振れ補正を行う。

なお、従来では補正方向を図３に示したような鉛直方向（ピッチ）と水平方向（ヨー）とするのが一般的だが、本実施例ではそれぞれ鉛直方向から４５度傾いた方向の２軸で補正しており、それぞれを図のように２０Ａ方向、２０Ｂ方向と称することとする。

１８ｐ，１８ｙは水平方向軸１９ｐ、鉛直方向軸１９ｙ周りの振動を検出するセンサであり、本実施例では回転角加速度を検出するジャイロ素子を用いている。前述のように補正方向は２０Ａ方向、２０Ｂ方向だが、ジャイロ素子は四角いパッケージなのでカメラ基板に実装するにあたり実装効率が有利な従来通りのピッチおよびヨー方向に向けて配置してある。

下記の説明では代表して２０Ａ方向についてのみ説明を行う。

２７は２群レンズ１６を保持して一体的に補正移動する補正レンズホルダ、２１ａは補正レンズホルダ２７に一体的に保持されるマグネット、２２ａはマグネット２１ａと対向して配置されたコイルである。２３ａはマグネット２１ａの磁界を検出するホール素子、２４ａは振れ補正制御を司るマイコン、２５ａはマイコン２４ａの指示に基づきコイル２２ａに電力供給を行うドライバ、２６はマイコン２４ａおよびカメラの動作を制御するＣＰＵである。

上記構成によるカメラの振れ補正制御を説明する。

カメラ電源を投入すると、ＣＰＵ２６が立ち上がり、ＣＰＵ２６はマイコン２４ａを動作させてセンサ１８ｐの出力を検出する。ＣＰＵ２６はピッチ軸、ヨー軸周りの振動を合成して、２０Ａ方向の軸周り、２０Ｂ方向の軸周りの振動に変換し、マイコン２４ａに入力する。マイコン２４ａはホール素子２３ａの出力信号を検出して、補正レンズホルダ２７の位置を算出し、前述の振動を打ち消す移動方向を算出してドライバ２５ａに通電指示を与える。ドライバ２５ａはコイル２２ａに通電し、コイル２２ａが磁界を発生し、マグネット２１ａに２０Ａ方向あるいは２０Ｂ方向の電磁力が働いて補正レンズホルダ２７を移動させる。マイコン２４ａ、コイル２２ａ、ホール素子２３ａはフィードバック系を構成しており、一定周期でコイル通電後の補正レンズホルダ位置を算出しながらコイル２２ａへの通電を繰り返して補正を行っている。

上記の動作を２０Ａ方向、２０Ｂ方向で並行して行うことによって光軸１８に垂直な平面内で自在な方向に補正レンズである２群レンズ１６を移動させることが可能である。

図１は本発明の実施例における振れ補正機構の分解斜視図である。

３１は振れ補正機構の基台であるベース（地板）であり、後述するシャッタ機構、ＮＤフィルタ機構をも同時に固定保持している。ベース３１には一体的に図示の２つのフォロワピン３１ｃが設けられ、また、不図示の可動フォロワピンが備えられている。ベース３１の径方向外側にある不図示のカム筒の３本のカム溝に前述の３つのフォロワピンが嵌合して、カム溝に沿って光軸方向に進退するようになっているが、詳細は省略する。

補正レンズである前述の２群レンズ１６は、補正レンズホルダ２７に不図示のカシメ爪によって一体的に保持されている。３３は２群レンズ１６を通過する光束を制限する開口部３３ｃを備えたレンズカバーであり、側面に伸びた３カ所の腕部３３ｄそれぞれに開口３３ｅが設けられている。この開口３３ｅに補正レンズホルダ２７の側面３カ所に設けられた突起２７ｃが嵌合することによりレンズカバー３３は補正レンズホルダ２７に一体的に保持される。補正レンズホルダ２７にはマグネット２１ａ，２１ｂが一体的に保持されている。本実施例ではマグネット２１ａ，２１ｂと補正レンズホルダ２７は接着により固定されている。

ここで、図５に補正レンズホルダ２７をマグネット２１ａ，２１ｂ側から見た正面図を示す。図５において、左側半分はマグネット２１ａを取り除いた状態を表わしている。マグネット２１ａ，２１ｂは補正レンズホルダ２７の凹部に収められ、壁面２７ｄに突き当てられて位置決めされている。壁面２７ｄには３カ所ずつ彫り込み部２７ｅが有り、凹部底面に設けられた微少深さの溝２７ｆと連結されている。流動性の高い接着剤を使用する場合はマグネット２１ａ，２１ｂを予め凹部にはめ込んでおき、彫り込み部２７ｅに接着剤を流し込むと、接着剤は底面の溝２７ｆを伝って底面全面に行き渡り、接着を行うことができる。流動性が低い接着剤を使用する場合は、接着剤を底面に塗っておき、その上からマグネット２１ａ，２１ｂを置いて接着する。余分な接着剤は底面の溝２７ｆに留まるので、補正レンズホルダ２７からはみ出るようなことはない。マグネット２１ａ，２１ｂには側面に半円形状のスリット２１ｃが２箇所あるが、これは接着面積を広げて接着強度を確保するための形状であり、必ずしもこれに限るものではない。また、凹部の一部２７ｇは大きく切り欠かれているが、これは前述のホール素子２３ａ，２３ｂをマグネット２１ａ，２１ｂと近接させるための切り欠きである。このように切り欠き２７ｇで接着面積が制限されるために前述のように接着強度を確保することが必要になる。

以上のように本実施例ではマグネット２１ａ，２１ｂが２群レンズ１６と一体に移動する、いわゆるムービングマグネット方式を用いている。この方式ではコイル２２ａ，２２ｂが固定されているので、コイル２２ａ，２２ｂに電力を供給する為のフレキシブルプリント基板の張力が補正レンズホルダ２７の動作を阻害することがなく、振れ補正の制御を容易にかつ高精度に行うことが可能になっている。

次に図１に戻る。補正レンズホルダ２７は３つの転動ボール３４を介してベース３１に圧接されており、転動ボール３４が転がることにより補正レンズホルダ２７は光軸に垂直な面内で自由に移動することが可能になっている。この方式だとガイドバーでガイドする方式に比べてより微小な振幅で、より高周波の振動を実現できる効果があり、高画素化するデジタルカメラにおいても良好な補正を行うことが可能になる。

従来も３個の転動ボールを用いた振れ補正装置は存在していたが、補正レンズホルダを光軸方向に保持するために、ベース側に設けたマグネットと、補正レンズホルダ側に設けた磁気回路構成要素である金属ヨークとの吸着力を利用していた。この場合、マグネットとヨークの距離は装置の大きさから制限があって十分に離せないため、補正レンズホルダ重量を保持するために必要な保持力より遙かに大きな吸着力が発生し、補正レンズホルダとベースの転動ボール接点に非常に大きな力が作用していた。通常、補正レンズホルダとベースは樹脂材料で作られているので、前記のような力が転動ボールの接触点に集中すると、樹脂が塑性変形してしまう問題があった。そこで、従来は補正レンズホルダとベースの転動ボール受け面に金属板金を置いていた。ところが、金属板金が微小量傾くと、振れ補正制御の特性に大きく影響を及ぼしてしまうため、精度良く板金を固定することが組立工程における大きな負担となっていた。また、部品点数が増える不都合もあった。

そこで、本実施例では補正レンズホルダ２７の支持をスプリングにより行うようにしている。

ここで、図４にスプリングの係合状態を示す。図４では説明のために後述するシャッタ、ＮＤフィルタの駆動部は省略されている。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は正面、側面、下面を表わしている。３６は補正レンズホルダ２７をベース３１に向かって光軸方向に付勢するスラストスプリング、３５は補正レンズホルダ２７を半径方向に付勢してその回転を防ぐためのラジアルスプリングである。

スラストスプリング３６は引張りスプリングであり、補正レンズホルダ２７の引掛爪２７ｈに一端が係合し、他端はベース３１の不図示の引掛爪に係合していて付勢力を与えている。スラストスプリング３６は図４に示されるように可能な限り２群レンズ１６近傍の転動ボール３４が成す三角形の領域内に配置されている。これにより、安定して補正レンズホルダ２７を転動ボール３４に付勢するようになっている。さらに、ラジアルスプリング３５は図４（ｃ）に示されるように光軸方向に若干傾けて配置されている。２つのラジアルスプリング３５は同じバネ定数、張力を有し、張力を張力３５Ａと表わす。すると、合力は３５Ｂの如く幾何的に求められ、その方向は光軸方向を向いていて、補正レンズホルダ２７を光軸方向にも付勢する働きを持つ。

ここで、図４（ｂ）にラジアルスプリング３５とスラストスプリング３６の光軸方向の合力１００を表わす。前述のようにラジアルスプリング３５の合力は３５Ｂで作用し、スラストスプリング３６の付勢力を３６Ａとすると、合力１００は以下のように求まる。

合力１００が作用する点を、３５Ｂと３６ＡをＭ：Ｎに分割する位置とすると、Ｍ：Ｎはすなわち（３６Ａ絶対値）：（３５Ｂ絶対値）と等しい。また、合力１００の絶対値は３５Ｂと３６Ａの和に等しくなる。これについては公知の一般的な考察により導かれるため説明を省略する。

このようにラジアルスプリング３５のスラスト成分は光軸方向の付勢力を増大させ、作用点を転動ボール３４が成す三角形の領域の中心近くに移動させるので、より確実に補正レンズホルダ２７をベース３１に対して付勢する効果がある。

なお、光軸方向の付勢手段として本実施例では引張りスプリングを用いているが、圧縮スプリングや板バネでも差し支えない。また、スプリング以外にマグネット吸引力で保持することも考えられるが、コストや簡略化の観点からスプリングを用いることが望ましい。

再び図１に戻って、３８ａ，３８ｂはコイル２２ａ，２２ｂを保持する樹脂製のボビンであり、先端に金属製のピンが一体的に構成されており、コイル２２ａ，２２ｂの端部が絡げられている。この金属ピンに後述のフレキシブルプリント基板の導通パターンを半田付けすることで、制御回路から電力を供給している。

ここで、図６にベース３１と補正レンズホルダ２７を展開した展開図を示す。

図６は説明のために補正レンズホルダ２７を光軸を通る鉛直方向の仮想軸周りに１８０度回転し、ベース３１と並べて表示した状態を表わしている。図６に示されるようにマグネット２１ａ，２１ｂは鉛直方向に対してそれぞれ４５度方向に向けて配置されている。コイル２２ａ，２２ｂもマグネット２１ａ，２１ｂに相対するように４５度傾けて配置されているが、図６ではコイルボビン３８ａ，３８ｂで隠されて見えていない。

マグネット２１ａ，２１ｂは図６（ｂ）のように着磁されているので、コイル２２ａに通電すると、マグネット２１ａには２０Ａ方向に駆動力が発生する。コイル２２ｂに通電すると、マグネット２１ｂには２０Ｂ方向に駆動力が発生する。この２０Ａと２０Ｂの２方向の駆動力の合力によって補正レンズホルダ２７はあらゆる方向に移動することが可能である。

こうして、補正レンズホルダ２７は自在に移動し、補正レンズホルダ２７の位置はホール素子２３ａ，２３ｂの出力から２０Ａ方向、２０Ｂ方向の移動量を検出することができる。しかし、これはあくまで相対的な移動量を表わしている。ホール素子２３ａ，２３ｂはフレキシブルプリント基板上で実装に伴う位置のばらつきを持っている。また、フレキシブルプリント基板が位置決めされている基板ホルダもベース３１に対して製造上の誤差を持っている。したがって、ホール素子２３ａ，２３ｂの出力は補正レンズホルダ２７の絶対的な位置を表わすことができない。

そこで、補正レンズホルダ２７の絶対的な基準位置を予め決定しておく必要がある。従来よりベース上での補正レンズホルダの可動範囲中心を絶対的な基準位置とする方法が用いられている。この方法は補正レンズホルダとベース双方に駆動両方向範囲を規制するストッパを備えてあり、それぞれの方向に補正レンズホルダを駆動させてストッパに突き当り、ホール素子の出力が変化しなくなる位置を検出して、可動範囲端とするものである。補正レンズの光学的中心位置をこの絶対基準位置としても良く、この基準位置を基に光学性能を満たすように補正レンズの位置を調整しても良い。

本実施例においては、図６に示すようにベース３１上に補正レンズホルダ２７が移動して当接するストッパがあり、２０Ａ方向のストッパは３１ａ、２０Ｂ方向のストッパは３１ｂである。それぞれ移動方向に平行で光軸を通る２０Ａ、２０Ｂの軸線に対してほぼ対称に２カ所ずつ設けられている。また、コイル２２ａへの通電を正逆反転させると、補正レンズホルダ２７は２０Ａ上で中心から両方向に移動するが、いずれの方向に対しても図のように２カ所ずつのストッパを設けてあるので、一方向について合計４つのストッパを備えることになる。

また、補正レンズホルダ２７にも前述のベース３１上のストッパ３１ａ，３１ｂに対向してストッパ２７ａ，２７ｂが４カ所ずつ設けられている。本実施例では２０Ａ方向、２０Ｂ方向共に正逆０．２ミリ移動すると、ストッパ同士が当接するように配置されている。

図１０において従来技術と本実施例におけるストッパ位置とベース外径の関係を説明する。

図１０（ａ）には従来技術においてストッパを移動方向軸線２０Ａまたは２０Ｂ上に配置した状態を、図１０（ｂ）には本実施例においてストッパを移動方向軸線２０Ａ上または２０Ｂ上から等距離に離して対称な位置に配置した状態を、それぞれ概念図として示す。

破線２７は補正レンズホルダ２７のレンズ部外形を表わしている。

図６と共通の記号は説明を省略する。

Ｈ１は補正レンズホルダ２７の半径、Ｈ２はストッパ２７ａの半径方向の巾、Ｈ３はストッパ３１ａの半径方向の巾、Ｈ４はコイル２２ａの半径方向の巾、Ｈ５は駆動部５０，５１の巾を表わしている。なお、図示は省略しているが、ストッパ２７ｂ，３１ｂ、コイル２２ｂの寸法も同一である。また、ここでは説明の簡略化のためにストッパ同士の間隔０．２ｍｍについては省略している。２７ａｂは補正レンズホルダ２７の２０Ａ方向と２０Ｂ方向のストッパ２７ａ，２７ｂを一体に構成したストッパを表わしている。

１０１の太い破線は補正レンズホルダ２７の外径に接して移動方向軸線２０Ａと２０Ｂ方向に平行な架空線である。１０２の太い破線はＮＤフィルタ駆動部５０の外径に接して移動方向軸線２０Ａに垂直な架空線のうち光軸に近い方の架空線を表わしている。１０３の太い破線はシャッタ駆動部５１の外径に接して移動方向軸線２０Ｂに垂直な架空線のうち光軸に近い方の架空線を表している。

図１０（ｂ）で分かるように、架空線１０１と補正レンズホルダ２７の外径が形成する斜線部領域内に、ストッパ３１ａ，３１ｂの一部とストッパ２７ａｂが重複して配置されている。このように配置したことによって振れ補正機構の半径方向の大きさは
図１０（ａ） ： Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４
であるのに対し、
図１０（ｂ） ： Ｈ１＋Ｈ３＋Ｈ４
となり、ベース外径を小型化することができる。

また、図１０（ｂ）に示されるように、架空線１０２，１０３よりも外側にストッパ３１ａ，３１ｂを配置している。このように配置したことによってシャッタ機構及びＮＤフィルタ機構の半径方向の大きさは
図１０（ａ） ： Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ５
であるのに対し、
図１０（ｂ） ： Ｈ１＋Ｈ５
となり、ベース外径を小型化することができる。

さらに、各ストッパ３１ａ，３１ｂを２カ所に分けたことによって、補正レンズホルダ２７がストッパ３１ａ，３１ｂに当接した後に回転しにくいという効果がある。つまり、ストッパが軸上１カ所にある場合、ストッパ当接後に更に駆動力を加えると、駆動力はストッパを回転中心として補正レンズホルダ２７を回転させる力として働いてしまう。本実施例では２カ所のストッパが駆動軸中心からほぼ等距離にあり、同時に当接するので、補正レンズホルダ２７を回転させる力がほとんど発生せず、可動範囲両端を正確に規定することができる効果がある。

続いて図１において、４１はコイル２２ａ，２２ｂに電力を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、ランド４１ｃにおいて金属ピンを介してコイル２２ａ，２２ｂが半田で電気的に接続されている。また、磁界の変化を検出するためのホール素子２３ａ，２３ｂは、マグネット２１ａ，２１ｂに近接して配置されて、マグネット２１ａ，２１ｂの移動に伴う磁界の変化を検出して移動量を算出する。これらのホール素子２３ａ，２３ｂもまたフレキシブルプリント基板４１に実装されており、電力が供給される。

ここで、フレキシブルプリント基板４１は経済性および柔軟性を考慮して片面にのみパターンが配設されている、いわゆる片面フレキシブルプリント基板を用いることが望ましい。しかし、前述のコイル半田面とホール素子実装面は図１のように自ずと反対面になってしまう。そこで、本実施例ではフレキシブルプリント基板４１の一部を１８０度折り返すことにより片面フレキシブルプリント基板で両者に電気的に接続することを可能としている。４４はシャッタ駆動部５１及びＮＤフィルタ駆動部５０に電力を供給するためのフレキシブルプリント基板である。

４３はフレキシブルプリント基板４１，４４を固定するための基板ホルダであり、円柱の突起４３ｃにフレキシブルプリント基板４１，４４の穴が圧入されて位置決めされ、固定されている。基板ホルダ４３は、説明を省略するが、ベース３１に位置決め固定されるようになっている。また、ホール素子２３ａ，２３ｂを逃げるために開口部４３ｄがあり、開口部４３ｄの側面には突起４３ｅが設けられている。これは、フレキシブルプリント基板４１上にホール素子２３ａ，２３ｂが実装される際には製造誤差による位置ズレが避けられないが、突起４３ｅによりホール素子２３ａ，２３ｂの位置を規制することによってホール素子２３ａ，２３ｂの出力のばらつきを低減するものである。

さらに、ホール素子２３ａ，２３ｂとマグネット２１ａ，２１ｂの距離もホール素子２３ａ，２３ｂの出力に大きく影響するため、ホール素子２３ａ，２３ｂ及びフレキシブルプリント基板４１を動かないように固定する必要がある。図示は省略するが、本実施例の補正レンズである２群レンズ１６はズーム動作によって鏡筒内で光軸方向に移動する。そのため、フレキシブルプリント基板４１の一端は鏡筒外周に固定されているので、２群レンズ１６の移動に応じてフレキシブルプリント基板４１は伸びたり撓んだりすることになる。このようにフレキシブルプリント基板４１に加わるテンションが変化するが、それによってホール素子２３ａ，２３ｂが動かないようにするために、本実施例ではフレキシブルプリント基板４１を基板ホルダ４３に接着して固定している。さらに、基板ホルダ４３が動かないようにするためにカバー板金４５の一部をバネ形状とし、基板ホルダ４３を圧接させて固定している。カバー板金４５は側面に伸びた３箇所の爪部４５ｃがベース３１の側面に設けられた３箇所の突起３１ｄに嵌合することによりベース３１に固定される。

次に、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構について説明を行う。

図１１はシャッタ機構、ＮＤフィルタ機構を説明するための分解斜視図である。

５０はＮＤフィルタ駆動部であるアクチュエータであり、マグネットと一体になったアーム５０ｃが通電によって発生する磁界に作用して光軸方向を軸として回動する。不図示の通電のための端子が２本有り、この端子への通電極性を反転させることによってアーム５０ｃの回動方向が逆転する。

５１はシャッタ駆動部であるアクチュエータであり、動作は前述のＮＤフィルタ駆動用のアクチュエータと同じなので、説明を省略する。

２つのアクチュエータ５０，５１はベース３１に位置決めされ、板バネ５２がビス５３でベース３１に締め付けられると、板バネ５２はアクチュエータ５０，５１の上面を押圧してアクチュエータ５０，５１を固定する。

図７に被写体側から見た正面図を示す。図７において振れ補正機構は説明簡略のために省略されている。図７のようにシャッタおよびＮＤフィルタ（減光フィルタ）のアクチュエータ５１，５０はベース３１上で振れ補正機構を除いた領域に効率的に配置されていることが分かる。

図１１に戻り、５４，５５はシャッタ羽根であり、ベース３１から突出する軸３１ｅ、３１ｆに回動可能に嵌合している。シャッタ羽根５４，５５の上からシート状の仕切り板５６がベース３１に載置され、シャッタ羽根５４，５５の走行空間を確保している。

図８にシャッタ機構を撮像素子１９側から見た図を示す。図８はシャッタ機構に関する必要最小限の部品のみを表している。

シャッタ羽根５４，５５は図１１に示されるようにそれぞれ丸穴５４ｃ，５５ｃと長穴５４ｄ，５５ｄを有し、丸穴５４ｃはベース３１から突出する軸３１ｅに、丸穴５５ｃは同じく軸３１ｆに回動可能に嵌合している。アクチュエータ５１のアーム５１ｃはベース３１から突出し、シャッタ羽根５４，５５の長穴５４ｄ，５５ｄと摺動可能に嵌合している。このような構成なので、アーム５１ｃが回動すると、シャッタ羽根５４，５５はそれぞれ軸３１ｅ，３１ｆを中心として回動し、有効光束を遮断してシャッタとして機能する。

ベース３１上にはシャッタ羽根５４，５５をガイドするレール３１ｇ、３１ｈが一体的に設けられており、シャッタ羽根５４，５５はその上を摺動する。また、ベース３１上にはシャッタ羽根５４，５５が開いた時と閉じた時にシャッタ羽根５４，５５の先端に当接する羽根ストッパ３１ｋ、３１ｍ、３１ｎがベース３１と一体的に設けられている。

次に、図９にＮＤフィルタ機構の正面図を示す。図９は後述するカバー板金を省略して表わしている。

シャッタ羽根５４，５５の上には仕切り板５６が重ねられ、更にその上にＮＤフィルタ羽根５７が配置される。

ＮＤフィルタ羽根５７の丸穴５７ｃはベース３１から突出する軸３１ｐと回動可能に嵌合し、ベース３１から突出するアクチュエータ５０のアーム５０ｃが長穴５７ｄと摺動可能に嵌合している。アーム５０ｃが回動すると、ＮＤフィルタ羽根５７は軸３１ｐを中心として回動することになる。ＮＤフィルタ羽根５７は羽根全体がＮＤ膜を有してもよいが、必要な部分にＮＤ膜があればよいので、本実施例では開口部５７ｆにのみＮＤ膜を付加し、回動すると、開口部５７ｆのＮＤ膜が有効光束に進入して光量の調節を行うようになっている。

ＮＤフィルタ羽根５７には開口５７ｅがあり、前述の羽根ストッパ３１ｍが開口５７ｅ内に進入している。図９は開口部５７ｆが有効光束から待避した状態を表わしているが、その時は羽根ストッパ３１ｍが開口５７ｅの一端面に当接してＮＤフィルタ羽根５７を位置決めしている。また，ＮＤフィルタ羽根５７が有効光束に進入した時は開口５７ｅのもう一端面が羽根ストッパ３１ｍに当接して位置決めされる。

図１１に戻り、５８はカバー板金であり、側面の３カ所の爪部５８ｃがベース３１の側面の突起３１ｑに嵌合することにより位置決め固定されている。

このように、同一のベース３１に振れ補正機構、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構を配置したことにより、ユニット全体の光軸方向の厚さを薄くすることができる。つまり、従来のように振れ補正機構を一つのユニットとし、シャッタ機構とＮＤフィルタ機構を別のユニットとして両者を合体する構成では、それぞれにベース部材を有するため、光軸方向にベース部材の厚さが重なり合って厚くなる不具合があった。

図１２に従来技術と本実施例における光軸方向の厚さの概念図を示す。前述したように、図１２（ａ）〜（ｄ）は従来技術によるもので、振れ補正機構ユニットと、シャッタ機構・ＮＤフィルタ機構ユニットが別体の場合を表わしている。１００は振れ補正機構ユニットの地板（ベース）、１０１はシャッタ・ＮＤフィルタ機構ユニットの地板、１０２は振れ補正機構ユニットの駆動部、１０３はシャッタ機構・ＮＤフィルタ機構ユニットの駆動部を表わしている。それぞれの厚さを図のようにＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’とすると、
（ａ）の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ＋Ｂ’
（ｂ）の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ
（ｃ）の総厚 ： Ａ＋Ａ’＋Ｂ’
（ｄ）の総厚 ： Ｂ＋Ｂ’
となる。

これに対して図１２（ｅ）は本実施例によるものであり、各ユニットの地板を共通化してあり、１枚の地板分厚さが削減されている。さらに、駆動部を同一面に置いているので、総厚は、
（ｅ）の総厚 ： Ａ＋Ｂ （またはＡ’＋Ｂ’）
となり、上記（ａ）〜（ｄ）より削減されることが分かる。

従来、別ユニットにしていたのは個々のユニットで性能保証を行っていたからである。そこで、本実施例では振れ補正機構、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構の各駆動部がベース３１に配置された状態で駆動パラメータ調整などの機能調整をし、性能保証を行うようにしている。具体的には特に振れ補正機構においてシャッタ、ＮＤフィルタの駆動部が発生する磁界が影響を及ぼす恐れがあるため、振れ補正機構における電気的調整をシャッタ、ＮＤフィルタがベースに配置された状態で行うようにしている。例えば、ホール素子の出力を所定の傾きに補正するゲイン補正や、ホール素子の出力の中心値を所定の値に補正するオフセット補正などである。

また、シャッタスピードを保証するためにシャッタアクチュエータに通電を開始してから撮像素子が被写体像を取り込み始めるまでの時間等の機能を個々のユニットで調整するが、その際も振れ補正機構の駆動部がベースに配置された状態で行うようにしてある。

このように振れ補正機能の調整およびシャッタ機能の調整を製品と同じ状態で行うことによって品質を確保し、同一のベースで構成することができるようになっている。

こうして同一のベースに振れ補正機構ユニット、シャッタ・ＮＤフィルタ機構ユニットを配置できたため、厚さの他にも別ユニットを一体固定するためのビス座や引掛爪構造等が不要になるので、装置の小型化に貢献していたり、シャッタ羽根やＮＤフィルタの可動領域に制限が無くなり、レイアウトの自由度が飛躍的に増す効果が有る。

さらに、振れ補正機構、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構の駆動部をベースの同一面側に配置したことによって、反対面にはシャッタ羽根、ＮＤフィルタ羽根の走行領域を確保することができる。両羽根は広いスペースを必要とするため、ベースの片側を羽根のスペースに使用できることは、小型化のレイアウト上非常に有用である。

さらに、振れ補正機構、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構の各駆動部をベースの同一面側に配置したことによって、フレキシブルプリント基板の這い回しが簡潔になる利点がある。本実施例ではフレキシブルプリント基板は２種類使用しているが、レイアウト次第では１種類で済むことも考えられ、小型化、低コスト化に寄与することができる。

前述した本発明の課題以外に他の課題がある。以下、それに関して説明する。

（他の課題その１）
従来の像振れ補正装置として、コイルとマグネットにより電磁アクチュエータを構成し、いずれか一方を固定部材（ベース部材）に、他方を補正レンズを保持する保持部材に取り付けて、直接保持部材を移動させる構成になっているものがある。

装置の小型化、省電力化を考慮すると、重量の重いマグネットを固定部材に取り付け、重量の軽いコイルを保持部材に取り付けた方が有利であった。このため、固定部材からフレキシブルプリント基板で保持部材に取り付けられたコイルに配線するように構成されているものが多かった。

ここで、このような補正レンズのシフト機構としては、特開平３−１８８４３０号公報に記載されたものがある。すなわち、補正レンズをヨー方向とピッチ方向それぞれ独立に、しかも光軸方向の移動を生じずにシフトできるよう、ヨー方向とピッチ方向両方にガイドバーと軸受けにより摺動するように、或いは、滑り板等の面同士が摺動するように構成されている。

また、補正レンズの光軸周りの回転を規制する部材に加えて、少なくとも三つのボール等の支持点を固定部材と補正レンズの保持部材との間に設けるものがある（特開平５−２９７４４３号公報）。これは、与圧手段により保持部材を固定部材に押し付け、補正レンズをシフトさせても確実に光軸に対して垂直を保つよう構成されている。

また、固定部材に設けられた回路基板と保持部材に設けられたコイルとをつなぐフレキシブルプリント基板を有するものがある（特開平６−２８９４６５号公報）。これは、フレキシブルプリント基板の伸張部の形状および配置の工夫により、光軸方向およびシフト２方向への負荷を低減して、保持部材の駆動に及ぼす悪影響を防止している。

しかしながら、上記従来例の特開平３−１８８４３０号公報では、摩擦による摺動抵抗が大きく、電磁力により補正レンズを駆動するのに必要なエネルギーが大きくなってしまうという不都合がある。さらに、ガイドバーと軸受間の嵌合による微小なガタにより厳密には光軸方向の移動を生じてしまうという不都合がある。

また、特開平５−２９７４４３号公報では、補正レンズの光軸周りの回転を規制する手段がガイドバーと軸受間の嵌合による摺動や長孔とピン等による摺動であり、まだ十分に摩擦による摺動抵抗が小さいとはいえない。また、補正レンズの光軸周りの回転を規制する手段に加えて、少なくとも三つのボールと与圧手段をも有するため、機構が複雑になり、部品点数が多くコストアップとなるという不都合がある。

近年、レンズ鏡筒が搭載される撮影機器では、携帯性や収納性を向上させるために更なる小型化や出っ張りの少ないデザインが求められており、当然、レンズ鏡筒もより小型のものが必要とされている。

しかしながら、レンズ鏡筒を小型化していくと、振れ補正装置の本体ないし固定部材と保持部材とをつなぐフレキシブルプリント基板を引き回すスペースが著しく制限され、この結果フレキシブルプリント基板の剛性を十分に低くすることが難しくなってくる。このため、上記特開平６−２８９４６５号公報にて示すような、フレキシブルプリント基板の形状や配置の工夫だけではフレキシブルプリント基板に生ずる光軸方向への弾性力を問題のないレベルまで低減することが困難になる。

一方、撮影光学系によりピント面上に結像された被写体像を電気信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子においては、半導体の微細加工技術の進歩により、より小さな画素ピッチの素子が製作可能になってきている。

これにより、従来並みの画素数をより小さな面積内に形成することによる光学系の更なる小型化や、同一面積もしくは面積拡大による多画素化に伴なう光学系の更なる高解像度化の二つの流れが生じている。

前者においては、同一量の振れを補正するための補正レンズのシフト量が撮像面積に略比例するために、より微小な動きが要求され、しかもフレキシブルプリント基板の引き回しスペースもより少なくなる。

また、後者においては、より小さな振れも補正可能としないと、解像度の劣化を起こすので、上記ガイドバーなどの案内手段で生じる摩擦力を低減して、保持部材をより微小に駆動できるようにする必要がある。

また、いずれの場合も、補正レンズの倒れに対する要求精度もより高くなってしまう。

したがって、転動ボール支持で、しかも、フレキシブルプリント基板の引き回しによる影響を排除するために、所謂ムービングマグネット方式を用いることが考えられるが、以下の問題点が存在する。

従来より転動ボール支持でムービングコイル方式の振れ補正装置は実現されている。しかし、補正レンズの光軸方向の規制を、固定部材に固定したマグネットと補正レンズと一体的に構成された金属ヨークの間に作用する吸着力によって行っている。ところが、装置の大きさの制限からマグネットと金属ヨークの間隔を十分に拡げられないために、吸着力は必要以上に大きくなってしまっていた。かといってマグネットを弱くすると、必要な駆動力が得られなくなってしまう。そこで、金属ヨークを廃止し、吸着力の代わりに光軸方向に作用するスプリングを使用して補正レンズを支持する方式が有効であるが、限られた空間内で確実に支持することができる方策が望まれていた。

つまり、他の課題その１は、補正手段を保持する保持部材を光軸方向にガタのないように確実に支持することである。

上記課題は、本発明の実施例に基づく下記の実施態様１ないし４により解決することができる。また、下記の実施態様によれば、応答性と耐久性に優れたものにすることができる。さらに、補正手段の重心に保持部材のスラスト方向付勢力作用点を近付けているので、安定性に優れたものにすることができる。

〔実施態様１〕
光軸に垂直な平面内で移動されることにより像振れを補正する補正手段と、該補正手段を保持する保持部材と、該保持部材に対向するベース部材と、前記保持部材と前記ベース部材の間に挟持されて前記保持部材を案内する球体部材と、前記保持部材を光軸と直交する方向に付勢することにより前記ベース部材上に移動可能にかつ弾性的に支持するラジアル方向付勢手段とを備えた像振れ補正装置において、
前記保持部材を前記ベース部材に接近させる方向に付勢するスラスト方向付勢手段を有することを特徴とする像振れ補正装置。

〔実施態様２〕
前記ラジアル方向付勢手段は、スラスト方向にも付勢する付勢力成分を有することを特徴とする実施態様１に記載の像振れ補正装置。

〔実施態様３〕
前記ラジアル方向付勢手段と前記スラスト方向付勢手段による付勢力合力は、光軸に垂直な平面上で前記球体部材を結ぶ領域内に位置することを特徴とする実施態様１または２に記載の像振れ補正装置。

〔実施態様４〕
前記ラジアル方向付勢手段と前記スラスト方向付勢手段はスプリングであることを特徴とする実施態様１ないし３のいずれかに記載の像振れ補正装置。

（他の課題その２）
従来の像振れ補正装置として、コイルとマグネットにより電磁アクチュエータを構成し、いずれか一方を固定部材（ベース部材）に、他方を補正レンズを保持する保持部材に取り付けて、直接保持部材を移動させる構成になっているものがある。

ところで、補正レンズは光学中心を基準にして移動して振れを補正するので、何らかの方法で中心位置を規定しなくてはならず、従来から補正レンズの可動範囲中心を光学中心とする方法が採られることがある。この場合、補正レンズを移動軸上で正逆両方向に移動させて突き当たった位置をそれぞれ求め、その中間位置を中心位置として規定している。

このような補正レンズのシフト機構として、補正レンズの光軸周りの回転を規制する部材に加えて、少なくとも三つのボール等の支持点を固定部材と補正レンズの保持部材との間に設けるものがある（特開平５−２９７４４３号公報）。これは、与圧手段により保持部材を固定部材に押し付け、補正レンズをシフトさせても確実に光軸に対して垂直を保つよう構成されている。これによれば、補正レンズの保持部材はガイドバーによって移動範囲を規制されるので、その中間位置を中心位置として規定することができる。

また、従来より駆動軸上にストッパを備えたものも提案され、製品化されている。これの模式図は図１０（ａ）に示されている。図１０（ａ）は補正レンズ、保持部材を省略して固定部材（ベース）のみを示した図である。図１０（ａ）において２０Ａ，２０Ｂは振れ補正機構の駆動部による駆動方向の軸を表わし、２２ａ，２２ｂは駆動部のコイル（従来のムービングコイル方式ではマグネット）である。波線２７は２群レンズ（補正レンズ）を保持する補正レンズホルダ（保持部材）、３１ａ，３１ｂはベース３１に設けられたストッパ、２７ａ，２７ｂの破線は補正レンズホルダ２７のストッパである。

上記の添え字ａは２０Ａ方向に関連する部位であることを表わしていて、同じく２０Ｂ方向に関連して添え字ｂが存在するが、同じ内容なのでここでは省略している。

しかしながら、上記従来例の特開平５−２９７４４３号公報では、ガイドバーの位置と駆動力が作用する位置とが異なっており、可動限界で突き当たった後も駆動力を加えると保持部材が嵌合ガタ分さら更に変位して、正確な停止位置がわからなくなる恐れがある。また、保持部材が変形して正確な停止位置がわからなくなる恐れがある。

また、図１０（ａ）に示した従来例では、ストッパを移動方向軸線２０Ａ，２０Ｂ上に配置するので、ベース３１の外径にはベース３１および補正レンズホルダ２７のストッパ分が含まれることになり、その分大きくなってしまっている。

以上のように、保持部材の可動範囲を正確に規定することができ、かつ装置を小型化できるような可動範囲規制手段が望まれていた。

つまり、他の課題その２は、保持部材の可動範囲を正確に規定することである。

上記課題は、本発明の実施例に基づく下記の実施態様５または６により解決することができる。また、下記の実施態様によれば、小型化することができる。

〔実施態様５〕
光軸に垂直な平面内で移動されることにより像振れを補正する補正手段と、該補正手段を保持する保持部材と、該保持部材に対向し、該保持部材を移動可能に支持するベース部材と、前記保持部材と前記ベース部材の間に挟持されて前記保持部材を案内する球体部材とを備えた像振れ補正装置において、
前記ベース部材は、前記保持部材の可動範囲を規制する規制部を有し、
前記保持部材は、前記可動範囲両端にて前記ベース部材の規制部と当接する規制部を有し、
前記ベース部材および前記保持部材の規制部は、前記保持部材の移動方向軸線から等距離離れた対称な位置に配置されていることを特徴とする像振れ補正装置。

〔実施態様６〕
前記ベース部材の規制部または前記保持部材の規制部の少なくとも一部が、前記保持部材の円形外径に接して前記保持部材の移動方向と平行な架空線が形成する領域内に重複して配置されていることを特徴とする実施態様１に記載の像振れ補正装置。

本発明の実施例における振れ補正機構を示す分解斜視図である。 本発明の実施例である振れ補正装置を示す概念図である。 本発明の実施例である振れ補正装置を用いたカメラを示す外観図である。 図１の振れ補正機構の重心と押圧位置関係を示す図である。 図１の振れ補正機構のマグネット保持構造を示す正面図である。 図１の振れ補正機構のストッパ位置を示す図である。 図１の振れ補正機構とシャッタ機構・ＮＤフィルタ機構の領域を示す正面図である。 本発明の実施例におけるシャッタ機構を示す正面図である。 本発明の実施例におけるＮＤフィルタ機構を示す正面図である。 従来技術と対比した図１の振れ補正機構のストッパ位置と外形サイズの関係を示す概念図である。 本発明の実施例におけるシャッタ機構・ＮＤフィルタ機構を示す分解斜視図である。 従来技術と本発明の実施例における振れ補正機構とシャッタ機構・ＮＤフィルタ機構の光軸方向レイアウトを示す図である。

符号の説明

１６ ２群レンズ（補正レンズ）
１８ａ，１７ｂ センサ
１９ 撮像素子
２１ａ，２１ｂ マグネット
２２ａ，２２ｂ コイル
２３ａ，２３ｂ ホール素子
２４ａ，２４ｂ マイコン
２５ａ，２５ｂ ドライバ
２６ ＣＰＵ
２７ 振れ補正ホルダ
３１ ベース
５０ ＮＤフィルタ駆動部
５１ シャッタ駆動部
５４，５５ シャッタ羽根
５７ ＮＤフィルタ羽根

Claims (4)

1. 像振れを補正する補正手段と、該補正手段を保持する保持部材と、該保持部材を光軸に垂直な平面で移動可能に支持するベース部材と、前記補正手段を駆動する振れ補正駆動手段と、撮像手段に入射する有効光束の光量を規制する光量規制手段と、該光量規制手段を駆動する光量規制駆動手段とを有する撮像装置において、
   前記振れ補正駆動手段と前記光量規制駆動手段を共に前記ベース部材に取り付けたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記振れ補正駆動手段と前記光量規制駆動手段を前記ベース部材の同一面に配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光量規制手段はシャッタと減光フィルタの少なくとも一方であり、前記振れ補正駆動手段と前記光量規制駆動手段が配置された面とは反対の前記ベース部材の面にシャッタ羽根と減光フィルタ羽根の少なくとも一方を配置したことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記振れ補正駆動手段と前記光量規制駆動手段が共に前記ベース部材に取り付けられた状態で、像振れ補正機能または光量規制機能が調整されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
   

Images