JP2008090031A - 光学機器およびこれを搭載したカメラ、交換レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】光学機器の更なる小型化を実現する。
【解決手段】固定枠２２には、固定レンズ群２１が、ピッチング移動枠１７には、手振れ補正用レンズ群１６が保持されている。固定枠２２には、Ｘ方向に移動可能なヨーイング移動枠１９が、ヨーイング移動枠１９には、Ｙ方向に移動可能なピッチング移動枠１７が保持されている。このような光学機器において、レンズ保持枠２２ｃの一部が、ヨーイング移動枠１９の開口部１９ｅの内部に配置される構成において、開口部１９ｅの形状を長穴形状としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学機器に関し、特に２次元駆動可能な光学機器に関するものである。また、この２次元駆動光学機器を備えるデジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ等に関する。

近年、民生用ビデオカメラの小型化、軽量化、光学ズームの高倍率化が進み、一般撮影者にとってビデオカメラは、ごく普通の映像機器となっている。しかしその反面、小型化、軽量化、光学ズームの高倍率化は、撮影に習熟していないビデオカメラの使用者にとっては、撮影時に手振れが生じると、画面が安定しなくなるという原因になっていた。よって、このようなトラブルを少なくするため、手振れ補正装置を搭載するビデオカメラが多く開発され、既に商品化されている。

また静止画を撮影するデジタルスチルカメラも普及しており、このデジタルスチルカメラにおいても、高解像度になるにつれ、手振れの影響が目立つようになってきた。
このビデオカメラ、デジタルスチルカメラ用の手振れ補正装置の一例として、特許文献１記載の２次元駆動装置を用いた手振れ補正装置がある。補正レンズ群を光軸と垂直な２方向に動かすことにより、撮影者による手振れを補正し、安定な画像を得る方法である。図４にこの手振れ補正装置の分解斜視図を示す。

固定枠１０には、固定レンズ群１１がレンズ保持枠１０ｆにより保持されている。さらに固定枠１０には、図４のＸ方向であるヨーイング方向に移動可能に保持されたヨーイング移動枠４が備えられている。また、ヨーイング移動枠４には、図４のＹ方向であるピッチング方向に移動可能に保持されたピッチング移動枠２が備えられている。このピッチング移動枠２には、像ぶれ補正用レンズ群１が保持されている。すなわち、固定レンズ群１１に対し、像ぶれ補正用レンズ群１は、光軸に対し垂直な２方向に移動可能な構成である。これにより、撮影時の手振れを補正することができる。

ヨーイング移動枠４は、主軸受４aとその反対側にシャフト５ｂ（図示せず）が設けられている。これにより、２本のヨーイングシャフト５a，５ｂを介してＸ方向に摺動可能である。固定枠１０には、ヨーイングシャフト５aを固定する固定部１０ｃ（図示せず）とその反対側に廻り止め１０ｄが設けられている。ピッチング移動枠２は、主軸受２ａとその反対側に廻り止め２ｂが設けられている。これにより、２本のピッチングシャフト３a，３ｂを介してＹ方向に摺動可能である。ヨーイング移動枠４には、ピッチングシャフト３aを固定する固定部４ｃとその反対側にピッチングシャフト３ｂを固定する固定部４ｄが設けられている。

また、手振れ補正用レンズ群１をＸ方向に移動するための第１の電磁アクチュエータ６ｘは、コイル７ｘ、マグネット８ｘおよびヨーク９ｘにより構成される。同様に、手振れ補正レンズ群１をＹ方向に移動するための第２の電磁アクチュエータ６ｙは、コイル７ｙ、マグネット８ｙおよびヨーク９ｙにより構成される。コイル７ｘ，７ｙは、ピッチング移動枠２に保持されている。マグネット８ｘ，８ｙ及びヨーク９ｘ，９ｙは、固定枠１０に保持されている。
特開２００１−１１７１２９号公報

しかしながら、上記従来の光学機器においては、次のような２つの問題点があった。

１つは、昨今のビデオカメラ、デジタルスチルカメラ本体の小型化に対する要求がますます高まり、本体に内蔵される光学機器の更なる小型化が要求されていることに対する課題である。従来例においては、図４に示すように、ヨーイング移動枠４の開口部４ｂは正方形に近い形状となっている。この形状では、手振れ補正用レンズ群１と固定レンズ群１１の光学距離を短縮し、固定レンズ群１１のレンズ保持部１０ｆの少なくとも一部がヨーイング移動枠４の開口部４ｂ内部に配置する構成とし、開口部を拡大した場合、外径方向に無駄なスペースが生じる。すなわち、レンズ鏡筒の小型化を阻害する要因の一つとなっていた。

２つ目は、ピッチング移動枠２とヨーイング移動枠４が移動するために、手振れ補正用レンズ群１と固定レンズ群１１の光軸が揃った状態を、電力なしでは保持できず、容易に光学性能評価ができないという課題があった。

そこで、本発明は、従来の光学機器よりも更に小型化が可能な光学機器を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、移動レンズ群の容易な光軸合わせを可能にする光学機器を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の光学機器は、固定レンズ群を保持する筒状のレンズ保持部を有する固定枠と、開口部を有し、固定枠に対して第１の方向に沿って移動可能に保持された第１の移動枠と、手振れ補正用レンズ群を保持し、第１の移動枠に対して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って移動可能に保持された第２の移動枠と、を備え、第１の移動枠は、レンズ保持部の少なくとも一部を開口部の内部に配置するようにして固定枠に保持され、開口部は、第１の方向の開口径が第２の方向の開口径よりも長いことを特徴とする。これにより、手振れ補正用レンズ群と固定レンズ群とからなるユニットの光軸方向のサイズおよび光軸方向と垂直面内でのサイズを小さくすることができる。

また、本発明の第２の光学機器は、固定レンズを保持する筒状のレンズ保持部を有する固定枠と、固定枠に対して第１の方向に沿って移動可能に保持された第１の移動枠と、手振れ補正用レンズを保持し、第１の移動枠に対して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って移動可能に保持された第２の移動枠と、を備え、第１の移動枠，第２の移動枠，及び固定枠に、光軸に平行な同軸上の孔を設けることを特徴とする。これにより、それぞれの孔に円柱部材を通すことにより、手振れ補正用レンズ群と固定レンズ群の光軸が揃った状態を、電力なしで保持することができる。このように、手振れ補正用レンズ群と固定レンズ群の光軸が揃った状態は、光学機器の製造工程等において必要となる。

以上のように本発明の第１の光学機器によれば、手振れ補正用レンズ群と固定レンズ群とからなるユニットの光軸方向のサイズおよび光軸方向と垂直面内でのサイズを小さくすることができる。

また、本発明の第２の光学機器によれば、それぞれの孔に円柱部材を通すことにより、手振れ補正用レンズ群と固定レンズ群の光軸が揃った状態を、電力なしで保持することができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかる光学機器は、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ等に搭載可能である。図１は、本発明の実施の形態１にかかる光学機器の分解斜視図である。図２は、図１に示した光学機器を、ＹＺ平面で切った断面図を示す。見やすくするため、断面部分は斜線で示している。図３は、図１に示した光学機器を、Ｚ方向から見たときの正面図である。説明をしやすくするため、ヨーイング移動枠よりも＋Ｚ側に配置される部品は省略している。

固定枠２２は、中空の有底状の保持枠である。固定枠２２の中空内には、ヨーイング移動枠１９が保持されている。ヨーイング移動枠１９には、ピッチング移動枠１７が保持されている。

固定枠２２の底部にはレンズ保持枠２２ｃが設けられている。レンズ保持枠２２ｃは、図２における＋Ｚ方向に、固定枠２２の底部から突き出している。固定レンズ群２１は、レンズ保持枠２２ｃに保持されている。この固定レンズ群２１は、被写体像の光学性能を維持するためのレンズである。例えば、固定レンズ群２１により、被写体像の収差を改善することができる。

ヨーイング移動枠１９は、固定枠２２に対して、図１のＸ方向であるヨーイング方向に移動可能である。ヨーイング移動枠１９には、主軸受１９ｃとその反対側に廻り止め１９ｄが設けられている。固定枠２２には、ヨーイングシャフト２０を固定する固定部２２ｂとその反対側に廻り止め軸２２ａが設けられている。これにより、ヨーイングシャフト２０，廻り止め軸２２ａを介してＸ方向に摺動可能である。

ヨーイング移動枠１９の中央部には、開口部１９ｅを設ける。開口部１９ｅは、図１におけるＸ方向に長径を有する長孔形状である。図２に示すように、ヨーイング移動枠１９を固定枠２２に取り付けた状態において、固定枠２２に設けられたレンズ保持枠２２ｃは、ヨーイング移動枠１９の開口部１９ｅの中に入り込む。これにより、ヨーイング移動枠１９を固定枠２２に取り付けた状態において、ヨーイング移動枠１９を固定枠２２の底部に近づけることができる。そのため、ヨーイング移動枠１９を固定枠２２に取り付けたものを、光軸方向にコンパクトにすることができる。

また、上述のように、開口部１９ｅは、Ｘ方向に長径を有する長孔形状である。そのため、ヨーイング移動枠１９を固定枠２２に対してＸ方向に移動させても、レンズ保持枠２２ｃが開口部１９ｅの周縁に当たることがない。これに対して、開口部１９ｅのＹ方向の径は、レンズ保持枠２２ｃの径とほぼ等しく少しだけ大きめに設定する。ヨーイング移動枠１９は、固定枠２２に対してＹ方向には移動しないので、そのように設定しても、レンズ保持枠２２ｃが開口部１９ｅの周縁に当たることはない。また、Ｙ方向において、開口部１９ｅをＸ方向に比べて小さくできるので、ヨーイング移動枠１９をコンパクトにできる。

ピッチング移動枠１７はヨーイング移動枠１９に保持されている。ピッチング移動枠１７は、図１のＹ方向であるピッチング方向にヨーイング移動枠１９に対して移動可能である。ピッチング移動枠１７には、主軸受１７ａとその反対側に廻り止め１７ｂが設けられている。ヨーイング移動枠１９には、ピッチングシャフト１８を固定する固定部１９ｂとその反対側に廻り止め軸１９ａが設けられている。これにより、ピッチング移動枠１７は、ピッチングシャフト１８，廻り止め軸１９ａを介してＹ方向にヨーイング移動枠１９に対して摺動可能である。

ピッチング移動枠１７には、手振れ補正用レンズ群１６が保持されている。すなわち、固定レンズ群２１に対し、手ブレ補正用レンズ群１６は、光軸に対して垂直な２方向に移動可能な構成である。これにより、手ブレの大きさに応じて、被写体からの光を曲げることによって被写体像のブレを補正することができる。

第１の電磁アクチュエータは、手振れ補正用レンズ群１６をＸ方向に駆動する。第１の電磁アクチュエータは、コイル２３ｘ、マグネット２４ｘ及びヨーク２５ｘ、対向ヨーク２６ｘにより構成される。コイル２３ｘは、電気基板２３上に形成されている。電気基板２３は、ピッチング移動枠１７に保持されている。マグネット２４ｘ、ヨーク２５ｘ、対向ヨーク２６ｘは、固定枠２２に保持されている。すなわち、コイル２３ｘに電流を流すことによって、コイル２３ｘとマグネット２４ｘとの間に磁力を発生させ、その磁力により手振れ補正用レンズ群１６をＸ方向に駆動するのである。

第２の電磁アクチュエータは、手振れ補正用レンズ群１６をＹ方向に駆動する。第２の電磁アクチュエータは、コイル２３ｙ、マグネット２４ｙ及びヨーク２５ｙ、対向ヨーク２６ｙにより構成される。コイル２３ｙは、電気基板２３上に形成されている。電気基板２３は、ピッチング移動枠１７に保持されている。マグネット２４ｙ、ヨーク２５ｙ、対向ヨーク２６ｙは、固定枠２２に保持されている。すなわち、コイル２３ｙに電流を流すことによって、コイル２３ｙとマグネット２４ｙとの間に磁力を発生させ、その磁力により手振れ補正用レンズ群１６をＹ方向に駆動するのである。

また、図１に示すように、ピッチング移動枠１７，ヨーイング移動枠１９，固定枠２２に、光軸に対して平行な同軸上に、それぞれ光軸合わせ孔１７ｃ，１９ｆ，２２ｄを設けている。これにより、それぞれの光軸合わせ孔１７ｃ，１９ｆ，２２ｄに円柱形状の部材を通すことで、手振れ補正用レンズ群１６と固定レンズ群２１の光軸が揃った状態を、電力なしで保持することができる。

なお、本発明の実施の形態では、ヨーイング移動枠１９の開口部１９eの形状を、ヨーイング方向（Ｘ方向）を長手方向とする長穴形状とすることを例示したが、これに限らず、開口部１９eとその内部に配置されたものとのスペースを最小限に抑える形状であれば、他の形状でも構わない。例えば、長方形状等でもよい。

本発明の光学機器によれば、補正レンズ及び固定レンズを有しつつ、光軸方向及び光軸ユニットをコンパクトにすることができる。そのため、レンズ駆動系を有する光学機器に適用できる。例えば、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ、プロジェクタ等に適用できる。

本発明の実施の形態１にかかる光学機器の分解斜視図 同光学機器の断面図 同光学機器の正面図 従来の手振れ補正装置の構成を示す分解斜視図

符号の説明

１６ 手振れ補正用レンズ群
１７ ピッチング移動枠
１７ａ 主軸受
１７ｂ 廻り止め
１７ｃ 光軸合わせ孔
１８ ピッチングシャフト
１９ ヨーイング移動枠
１９ａ 廻り止め軸
１９ｂ 固定部
１９ｃ 主軸受
１９ｄ 廻り止め
１９ｅ 開口部
１９ｆ 光軸合わせ孔
２０ ヨーイングシャフト
２１ 固定レンズ群
２２ 固定枠
２２ａ 廻り止め軸
２２ｂ 固定部
２２ｃ レンズ保持枠
２２ｄ 光軸合わせ孔
２３ 電気基板
２３ｘ，２３ｙ コイル
２４ｘ，２４ｙ マグネット
２５ｘ，２５ｙ ヨーク
２６ｘ，２６ｙ 対向ヨーク
４ｂ 開口部
１０ｆ レンズ保持枠
１１ 固定レンズ群

Claims (4)

1. 固定レンズを保持する筒状のレンズ保持部を有する固定枠と、
   開口部を有し、前記固定枠に対して第１の方向に沿って移動可能に保持された第１の移動枠と、
   手振れ補正用レンズを保持し、前記第１の移動枠に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って移動可能に保持された第２の移動枠と、を備え、
   前記第１の移動枠は、前記レンズ保持部の少なくとも一部を前記開口部の内部に配置するようにして前記固定枠に保持され、前記開口部は、前記第１の方向の開口径が前記第２の方向の開口径よりも長い、
   光学機器。
2. 固定レンズを保持する筒状のレンズ保持部を有する固定枠と、
   前記固定枠に対して第１の方向に沿って移動可能に保持された第１の移動枠と、
   手振れ補正用レンズを保持し、前記第１の移動枠に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って移動可能に保持された第２の移動枠と、を備え、
   前記第１の移動枠、前記第２の移動枠、及び前記固定枠上に、光軸に平行な同軸上に孔を設けた、
   光学機器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光学機器を備えるカメラ。
4. 請求項１又は請求項２に記載の光学機器を備える交換レンズ。

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