JP2008083331A - ブレ補正装置、光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】ブレ補正精度の高いブレ補正装置及び光学機器を提供し得る。
【解決手段】ブレ補正装置10を、互いに対向して備えられブレ補正時に互いに相対移動可能な第1の部材40及び第2の部材33と、第1の部材40と第2の部材33との間に第1の部材40と第2の部材33との相対移動方向と交差する方向の力を与える配線部材70とを含む構成とした。
【選択図】図5

Description

本発明は、ブレ補正装置及び光学機器に関するものである。
カメラ等の光学機器に備えられたブレ補正装置は、対向して配置され、ブレ補正時に相対移動可能な一組の部材を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−289465号公報
この従来のブレ補正装置は、ブレ補正レンズを有するレンズ枠に搭載されたアクチュエータや位置検出センサ等に電源を供給する配線基板がブレ補正動作時(レンズ光軸に直交する平面上を移動するとき)の抵抗になり、ブレ補正の精度が低下する可能性があった。
本発明の課題は、ブレ補正精度が向上したブレ補正装置及び光学機器を提供することである。
本発明は、以下の解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、互いに対向して備えられブレ補正時に互いに相対移動可能な第1の部材(40)及び第2の部材(33)と、前記第1の部材と前記第2の部材との間に前記第1の部材と前記第2の部材との相対移動方向と交差する方向の力を与える配線部材(70)とを含むことを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたブレ補正装置であって、前記配線部材(70)は、前記第1の部材(40)と前記第2の部材(33)との相対移動方向の面と直交する方向の力を与える電気的結線部材であることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項3の発明は、請求項2に記載されたブレ補正装置であって、前記電気的結線部材(70)は、一方側が前記第1の部材(40)と結線し他方側が前記第2の部材(33)に結線するように撓ませて備えられていることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項4の発明は、請求項3に記載されたブレ補正装置であって、前記電気的結線部材(70)は、前記一方側が前記第1の部材(40)上に延在し前記他方側が前記第2の部材上(33)に延在し、前記一方側と前記他方側とが互いに対向していることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項5の発明は、請求項2から請求項4までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、前記電気的結線部材(70)は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項6の発明は、請求項3から請求項5までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、前記電気的結線部材(70)は、第1の配線部(70x)と第2の配線部(70y)とを含み、前記第1の配線部は、一方側が前記第1の部材(40)上において所定方向に沿って延びており、他方側が前記第1の配線部の一方側から撓ませて備えられ、前記第2の配線部は、一方側が前記第1の部材上において前記第1の配線部の一方側と直交する方向に沿って延びており、他方側が前記第2の配線部の一方側から撓ませて備えられていることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項7の発明は、請求項6に記載されたブレ補正装置であって、前記第1の配線部(70x)の他方側と前記第2の配線部(70y)の他方側とは、一体化されていることを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、前記第1の部材(40)又は前記第2の部材(33)の少なくとも一方に備えられたブレ補正レンズ(20)を含むことを特徴とするブレ補正装置(10)である。
請求項9の発明は、請求項1から請求項7までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、前記第1の部材(40)又は前記第2の部材(33)の少なくとも一方に備えられた撮像素子を含むことを特徴とするブレ補正装置である。
請求項10の発明は、請求項8又は請求項9に記載されたブレ補正装置(10)を備えたことを特徴とする光学機器(1)である。
なお、符号を付して説明した構成は適宜変更してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
ブレ補正精度の高いブレ補正装置及び光学機器を提供し得る。
[実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態をあげて、さらに詳しく説明する。なお、以下の実施形態は、ブレ補正装置を備えた光学機器として、カメラシステムを例にとって説明する。
図1は、実施形態のカメラシステムを示す斜視図である。
図2は、図1のカメラシステムに備えられたブレ補正装置を光軸方向の一方からみた平面図あり、(a)は、ブレ補正装置の全体図を示し、(b)は、(a)のb部拡大図である。
図3は、図2のブレ補正装置を光軸方向の反対方向から見た平面図であり、(a)は、ブレ補正装置ケース蓋が取り外された状態を示し、(b)は、ブレ補正装置ケース蓋が装着された状態を示している。
図4は、図2のブレ補正装置の断面図であり、(a)は、図2(a)のIVa−IVa矢視断面図を示し、(b)は、図2(a)のIVb−IVb矢視断面図を示している。
図5は、図2(a)のブレ補正装置のV−V矢視断面図である。
図6は、図2(a)のブレ補正装置のVI−VI矢視断面図である。
図1において、実施形態のカメラシステム1は、交換レンズ2及びカメラ本体3を有している。
交換レンズ2は、全体的な形状が円筒形状とされ、光軸方向像側の端部がマウント部2aを介してカメラ本体3に対して着脱可能に固定されている。この交換レンズ2は、光軸Z上に配列された複数のレンズ群(ブレ補正レンズ20以外のレンズ群は、図示省略)と、ブレ補正装置10とを備えている。
図2(a)において、ブレ補正装置10は、ブレ補正レンズ20、ブレ補正装置ケース30、可動レンズ枠40、ボイスコイルモータ(VCM)50x、50y(図4(a)参照)、位置検出部60x、60y(図4(a)参照)、フレキシブルプリント基板(FPC)70を備えている。
ブレ補正装置10は、撮影光学系の一部であるブレ補正レンズ20を、光軸Zに直交する平面内で撮影光学系の焦点面に配置された不図示の撮影部(撮像素子又はフィルム)に対して、撮影者の手ブレ等に起因する被写体像の像ブレを打ち消す方向に移動することによって、撮影部における像ブレを補正するものである。
図4(a)に示すように、ブレ補正装置ケース30は、後述する可動レンズ枠40を収容する部分であり、側壁30a、天面30b及びブレ補正装置ケース蓋33を備えている。
図4(a)に示すように、側壁30aは、円筒状に形成された部分であり、その中心軸線が光軸Zと略一致した状態で配置されている。
天面30bは、側壁30aの光軸方向の一方側の端部から側壁30aの内径側につば状に突き出して形成された部分である。なお、後述する可動レンズ枠40の構成の理解を容易にするため、図2は、天面30bの図示を省略して示している。
図3(b)、図4(a)を参照して説明する。ブレ補正装置ケース蓋33は、光軸方向から見た平面形が略円形の板材であり、その中央部に略円形の開口部を備えている。このブレ補正装置ケース蓋33は、側壁30aの光軸方向の他方側の端部に装着され、側壁30aに対して取り付けビス34によって固定されている。
また、ブレ補正装置ケース蓋33は、その外周縁部の一部が直線状に切り欠かれて形成された切欠部33aを備えている。これによりブレ補正装置ケース30は、その光軸方向の他方側の端部に開口部36が形成されている。
図4(b)において、可動レンズ枠40は、その中央部に開口部を備えた円盤状の部材であり、ブレ補正装置ケース30の側壁30aの内径側に挿入されている。前述のブレ補正レンズ20は、この可動レンズ枠40の中心に装着されている。
この可動レンズ枠40は、可動レンズ枠40と天面30bとの間に配置された鋼球41によって、ブレ補正装置ケース30に対して光軸Zに垂直な面内で移動自在に支持されている。
鋼球41は、光軸回りに略均等な間隔を隔てて、例えば、3つ配置されている(図2(a)参照)。また、これらの鋼球41は、天面30bにカップ状に形成された鋼球保持部30cに収容されている。なお、図示実施形態では、鋼球41を用いて説明したが、鋼以外の金属材料、合金、セラミック材料を含む球を用いてもよい。
可動レンズ枠40は、バネ42a、42bによってブレ補正装置ケース30の天面30bに接近する方向に付勢されている。このバネ42a、42bは、一端がブレ補正装置ケース30の天面30bに係合されるとともに、他端が可動レンズ枠40に係合された引張コイルバネである。
図2(a)に示すように、バネ42a、42bは、ブレ補正レンズ20を挟んで一組設けられ、一方のバネ42aは、後述する一組のコイル51x、51yの間に配置され、他方のバネ42bは、後述する一組のホール素子61x、61yの間に配置されている。
図2(a)、図5を参照して説明する。可動レンズ枠40は、第1のスリット40a及び第2のスリット40bを備えている。
第1のスリット40a及び第2のスリット40bは、可動レンズ枠40をその厚さ方向に貫通して形成され、互いに直交する方向(それぞれ後述するX軸方向、Y軸方向)に延在する長孔である。
第1のスリット40aは、ホール素子61xの近傍に、第2のスリット40bは、ホール素子61yの近傍にそれぞれ形成されている。
VCM50x、50yは、光軸Zに直交する平面内において、直交する2軸方向(以下、X軸、Y軸と称して説明する)に駆動する電磁アクチュエータである。VCM50xは、X軸方向用のものであり、VCM50yは、Y軸方向用のものである。
以下、VCM50x、50y、後述する位置検出部60x、60y及びこれらに含まれる各要素について、X軸方向用のものに記号xを、Y軸方向用のものに記号yを付して説明する。
VCM50xは、電磁力がX軸に平行な軸線に沿ってブレ補正レンズ中心に作用するよう配置されており、VCM50yは、電磁力がY軸に平行な軸線に沿ってブレ補正レンズ中心に作用するよう配置されている。また、VCM50x、50y、及び、位置検出部60x、60yは、X軸方向用のものとY軸方向用のものの構成が実質的に同一であるので、VCM50y及び位置検出部60yの構成については、VCM50x及び位置検出部60xを示す図4において、括弧付きの記号を付して示すものとする。
VCM50xは、図4(a)に示すように、コイル51x及びマグネット52xを備えている。
コイル51xは、可動レンズ枠40に固定された電気巻線子である。
マグネット52xは、コイル51xに対向した状態でブレ補正装置ケース30の天面30bに固定された永久磁石である。VCM50y(図2(a)参照)も、VCM50xと同様にコイル51y(図2(a)参照)及びマグネット52y(図4(a)参照)を備えている。
図2(a)において、位置検出部60x、60yは、可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース30に対する移動を検出するものであり、位置検出部60xは、X軸方向の検出を行うものであり、位置検出部60yは、Y軸方向の検出を行うものである。
位置検出部60xは、ブレ補正レンズ20を挟んでVCM50xの反対側に配置され、位置検出部60yは、ブレ補正レンズ20を挟んでVCM50yの反対側に配置されている。
図4(a)において、位置検出部60xは、ホール素子61x及びマグネット62xを備えている。
ホール素子61xは、後述するFPC70を介して可動レンズ枠40に固定された磁気センサである。
マグネット62xは、ホール素子61xに対向した状態でブレ補正装置ケース30の天面30bに固定された永久磁石である。
位置検出部60y(図2(a)参照)も、位置検出部60xと同様にホール素子61y及びマグネット62y(図4(a)参照)を備えている。
この位置検出部60x、60yは、可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース30に対する移動に応じて、ホール素子61x、61yがマグネット62x、62yの磁場の変化を検出して出力し、交換レンズ2に備えられた図示しないCPUが、この出力に基づいて可動レンズ枠40の移動量を算出するようになっている。
図2(a)、図3(a)において、FPC70は、可撓性を有するシート状の配線基板であり、例えば、交換レンズ2のCPUと、コイル51x、51y及びホール素子61x、61yとを電気的に接続している。なお、CPUは、カメラ本体3に備えられていてもよい。この場合、FPC70は、交換レンズ2とカメラ本体3とを接続する電気接点(図示せず)を介してカメラ本体3のCPUと電気的に接続されてもよい。
FPC70は、例えば、合成樹脂材料によって形成されたシート材に導電パターンが設けられたものである。
図2(a)、図3(b)において、FPC70は、X側FPC70x、Y側FPC70yを備えている。FPC70は、二股に分岐してX側FPC70xとY側FPC70yとが形成されたようになっている。
図3(a)、(b)に示すように、FPC70は、ブレ補正装置ケース30に形成された前述の開口部36からブレ補正装置ケース30の内部に挿通されている。また、FPC70は、ブレ補正装置ケース30の外部に配置された端が、交換レンズ2に備えられたCPU(図示せず)に接続されている。
図3(a)に示すように、FPC70は、ブレ補正装置ケース30の開口部36に挿通された領域がX軸、Y軸に対して、例えば、45°の角度をなす方向に延在して配置され、ブレ補正装置ケース30に収容された領域は、図5に示すようにブレ補正装置ケース蓋33に対向する面部がブレ補正装置ケース蓋33に貼付されている。
図2(a)において、X側FPC70xは、コイル51y及びホール素子61xと交換レンズ2に備えられたCPU(図示せず)とを電気的に接続し、Y側FPC70yは、コイル51x及びホール素子61yとCPUとを電気的に接続するものである。
X側FPC70xは、図5に示すように、可動レンズ枠40とブレ補正装置ケース蓋33との間で、第1の折り返し部70xaを介して挟まれている。次に、第2の折り返し部70xb、マウント部70xc及び切欠き部70xdを備えている。
図2(a)、図5において、第1の折り返し部70xaは、X側FPC70xの長手方向の中間部分が撓まされて、例えば、180°折り返された部分であり、その形状がX方向から見て略U字状になっている。
第2の折り返し部70xbは、X側FPC70xのおける第1の折り返し部70xaよりも先端部側の領域が撓まされて、例えば、180°折り返された部分である。
X側FPC70xは、この第2の折り返し部70xbが可動レンズ枠40に形成された第1のスリット40aに挿通されている。
図5において、マウント部70xcは、可動レンズ枠40の天面30bに対向する面部に貼付された領域であり、可動レンズ枠40の周方向に沿ってカーブ(図2(a)参照)して形成されている。
このように、X側FPC70xは、可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース蓋33に対向する側の面から、可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース蓋33に対向する側の面とは反対側の面まで延びている。
これによって、X側FPC70xは、ブレ補正装置10をX方向から見てその形状が略S字状になっている。
X側FPC70xに形成された4条の導電パターンのうち、例えば、X側FPC70xの幅方向の両端部に配置された2条の導電パターンは、コイル51yに備えられた導電線が接続されている。残りの2条の導電パターンは、前述のホール素子61xに装着されている。
図2(b)を参照して説明する。切欠き部70xdは、X側FPC70xのホール素子61xの周囲であって、導電パターンを除く部分が切り欠かれて形成されたものである。
この切欠き部70xdは、第2の折り返し部70xbの復元力に起因して発生するマウント部70xcを可動レンズ枠40から剥離させる力がホール素子61xに伝達して、ホール素子61xが可動レンズ枠40に対して移動することを防止するためのものである。
図6に示すように、Y側FPC70yも、X側FPC70xと同様に、第1の折り返し部70ya、第2の折り返し部70yb、マウント部70yc、及び、切欠き部70ydを備えている。Y側FPC70yは、X側FPC70xと同様の構成を有するので、詳細な説明を省略する。
以上説明したカメラシステム1は、カメラ本体3に設けられたレリ−ズスイッチ4が操作されることによって、交換レンズ2に備えられたブレ検出センサ5がX軸回り及びY軸回りの角速度を検出して出力する。X軸回りのブレは、ピッチング(Pitch)と、Y軸回りのブレは、ヨーイング(Yaw)とそれぞれ称され、ブレ補正動作は、例えば、この2方向のブレに起因する像ブレを補正することにより行われる。
ブレ補正装置10は、ブレ検出センサ5の出力に基づいて、不図示のCPUがブレ補正レンズ20の駆動方向及び駆動量を算出するとともに、その算出結果に従ってVCM50x、50yを制御してブレ補正レンズ20を駆動する公知の像ブレの補正制御を行うようになっている。
以上説明したように、本実施形態のブレ補正装置によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)図5、図6に示したように、X側FPC70x及びY側FPC70yに第1の折り返し部70xa、70yaを設けてブレ補正装置ケース蓋33と可動レンズ枠40との間に挟んだから、これらのX側FPC70x及びY側FPC70yが原形状に復元しようとする復元力は、ブレ補正装置ケース蓋33と可動レンズ枠40とを離間させる方向に作用する。
このように、ブレ補正装置10は、FPC70の復元力が可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース30に対する相対移動方向に直交する方向に作用するため、VCM50が可動レンズ枠40をブレ補正装置ケース蓋33に対して光軸に垂直な平面内で駆動する際の抵抗にならない。これにより、ブレ補正装置10は、そのブレ補正精度が向上する。
(2)例えば、VCM50xによって可動レンズ枠40をX軸方向に駆動する際、Y側FPC70yは、その長手方向に直交する方向に力が作用する。Y側FPC70yは、この力によって捻られるが、捻れに対するFPCの復元力は、例えば、屈曲されたFPCが原形状に復元しようとする際の復元力に比べ、実質的に無視できる程度に小さい。したがって、可動レンズ枠40をブレ補正装置ケース30に対して駆動する際の抵抗にならない。
(3)X側FPC70x及びY側FPC70yの復元力は、バネ42(42a、42b)による可動レンズ枠40の付勢方向と同じであるから、バネ42による可動レンズ枠40の付勢の妨げにならない。このように、ブレ補正装置10は、X側FPC70x及びY側FPC70yの復元力が可動レンズ枠40を天面30bに接近させる方向に作用するので、弾性力の小さなバネを用いてバネ42を構成できる。また、場合によっては、バネ42を省略することができる。
(4)ブレ補正装置10は、切欠き部70xd、70ydがホール素子61x、61yと第2の折り返し部70xb、70ydとの間にそれぞれ形成されているので、X側FPC70x、Y側FPC70yが可動レンズ枠40から剥離する方向に作用する力がそれぞれこの部分で遮断される。したがって、ホール素子61の近傍の領域のうち、第2の折り返し部70xb、70ybに近接した領域が可動レンズ枠40から剥離することが防止される。また、これにより、ホール素子61x、61yのZ方向の位置ずれを防止し得る。
これによって、ホール素子61x、61yの可動レンズ枠40に対する位置が安定し、確実に可動レンズ枠40のブレ補正装置ケース30に対する移動量を算出することができるので、ブレ補正の精度が向上する。
[変形形態]
以上説明した実施形態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、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)本発明のブレ補正装置及び光学機器の構成は、実施形態に記載したものに限らず適宜変更が可能である。例えば、実施形態の光学機器は、カメラシステムであったが、光学機器は、これに限らず、双眼鏡、望遠鏡、顕微鏡等であっても良い。また、本発明のブレ補正装置は、画像撮影機能を備えた携帯電話機等のような光学機器を含む電子機器に備えられたものであってもよい。
(2)実施形態のブレ補正装置は、ブレ補正レンズを光軸に垂直な平面内で移動させるものであったが、これに限らず、例えば、CCD等の撮像素子を光軸に垂直な平面内で移動させ像ブレを補正する構成としてもよい。
(3)実施形態のブレ補正装置は、マウント部にホール素子が装着されていたが、このような第1の部材と第2の部材との相対移動を制御するホール素子等の電子部品は、例えば、配線基板の他の部分に装着されていてもよい。この場合、電子部品の実装面積が増大する。
実施形態のカメラシステムを示す斜視図である。 図1のカメラシステムに備えられたブレ補正装置を光軸方向の一方からみた平面図ある。 図2のブレ補正装置を光軸方向の反対側から見た平面図である。 図2のブレ補正装置のIV−IV矢視断面図である。 図2のブレ補正装置のV−V矢視断面図である。 図2のブレ補正装置のVI−VI矢視断面図である。
符号の説明
1 カメラシステム : 10 ブレ補正装置 : 20 ブレ補正レンズ : 30 ブレ補正装置ケース : 33 ブレ補正装置ケース蓋 : 40 可動レンズ枠 : 70 FPC : 70x X側FPC : 70y Y側FPC

Claims (10)

  1. 互いに対向して備えられブレ補正時に互いに相対移動可能な第1の部材及び第2の部材と、
    前記第1の部材と前記第2の部材との間に前記第1の部材と前記第2の部材との相対移動方向と交差する方向の力を与える配線部材と
    を含むことを特徴とするブレ補正装置。
  2. 請求項1に記載されたブレ補正装置であって、
    前記配線部材は、前記第1の部材と前記第2の部材との相対移動方向の面と直交する方向の力を与える電気的結線部材であること
    を特徴とするブレ補正装置。
  3. 請求項2に記載されたブレ補正装置であって、
    前記電気的結線部材は、一方側が前記第1の部材と結線し他方側が前記第2の部材に結線するように撓ませて備えられていること
    を特徴とするブレ補正装置。
  4. 請求項3に記載されたブレ補正装置であって、
    前記電気的結線部材は、前記一方側が前記第1の部材上に延在し前記他方側が前記第2の部材上に延在し、前記一方側と前記他方側とが互いに対向していること
    を特徴とするブレ補正装置。
  5. 請求項2から請求項4までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、
    前記電気的結線部材は、フレキシブルプリント基板であること
    を特徴とするブレ補正装置。
  6. 請求項3から請求項5までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、
    前記電気的結線部材は、第1の配線部と第2の配線部とを含み、
    前記第1の配線部は、一方側が前記第1の部材上において所定方向に沿って延びており、他方側が前記第1の配線部の一方側から撓ませて備えられ、
    前記第2の配線部は、一方側が前記第1の部材上において前記第1の配線部の一方側と直交する方向に沿って延びており、他方側が前記第2の配線部の一方側から撓ませて備えられていること
    を特徴とするブレ補正装置。
  7. 請求項6に記載されたブレ補正装置であって、
    前記第1の配線部の他方側と前記第2の配線部の他方側とは、一体化されていること
    を特徴とするブレ補正装置。
  8. 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、
    前記第1の部材又は前記第2の部材の少なくとも一方に備えられたブレ補正レンズを含むこと
    を特徴とするブレ補正装置。
  9. 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載されたブレ補正装置であって、
    前記第1の部材又は前記第2の部材の少なくとも一方に備えられた撮像素子を含むこと
    を特徴とするブレ補正装置。
  10. 請求項8又は請求項9に記載されたブレ補正装置を備えたこと
    を特徴とする光学機器。
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