JP2008090032A

JP2008090032A - 手振れ補正装置及びレンズユニット並びに撮像装置

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Publication number: JP2008090032A
Application number: JP2006271541A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Motome; 成男本目
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-10-03
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Abstract

【課題】簡素な機構でレンズ群を駆動することの可能な低コストの手振れ補正装置を得る。
【解決手段】被写体光を導く撮像光学系のうち所定のレンズ群を移動させて手振れ補正を行う手振れ補正装置において、手振れ補正を、所定のレンズ群を光軸に直交する所定の方向へのシフト移動と、シフト移動の方向を光軸に直交する面内で回動させる移動とで行う手振れ補正装置とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮影露光中にレンズを移動させて手ブレを補正し、鮮明な画像で記録する手振れ補正装置に関するものである。

従来より、手ブレによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得るアクティブ手振れ補正技術が実用化されている。この手振れ補正技術には、撮像光学系の一部を移動させるタイプと、撮像光学系全体を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプの３種が知られている。

上記の手振れ補正技術のうち撮像光学系の一部を移動させるものとして、焦点距離が変更可能なズームレンズに対応させるため、焦点距離に基づいて高域通過フィルタ処理のカットオフ周波数を変更して手振れ補正制御を行う手振れ補正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１３６７１号公報

上記特許文献１に記載の手振れ補正装置も同様であるが、撮像光学系の一部を移動させて手振れ補正を行うものは、撮像光学系を構成するレンズ群のうちいずれかのレンズを、光軸に直交する面内で移動させて、手振れ補正するものである。具体的には、レンズを保持する鏡枠を懸架し所定の方向に移動させる第１の移動機構を設け、更に、鏡枠と第１の移動機構とを共に懸架し、第１の移動機構で移動させる方向と直交する方向に移動させる第２の移動機構とで構成されている。

このような構成は、機構的にも複雑でコスト増となるだけでなく、第２の移動機構は鏡枠と第１の移動機構とを一体的に移動させなくてはならず、大きな駆動力を必要とするため高コストの強力なアクチュエータが必要となるいう問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、簡素な機構でレンズ群を駆動することの可能な低コストの手振れ補正装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．被写体光を導く撮像光学系のうち所定のレンズ群を移動させて手振れ補正を行う手振れ補正装置において、前記手振れ補正を、所定のレンズ群を光軸に直交する所定の方向へのシフト移動と、前記シフト移動の方向を光軸に直交する面内で回動させる移動とで行うことを特徴とする手振れ補正装置。

２．被写体光を導く撮像光学系のうち所定のレンズ群を移動させて手振れ補正を行う手振れ補正装置において、前記所定のレンズ群を保持する鏡枠を、所定の方向へシフト移動させるシフト機構と、前記シフト機構を光軸に直交する面内で回動させる回動機構とを有することを特徴とする手振れ補正装置。

３．前記シフト移動のアクチュエータに、通電することによりその長さが変化する形状記憶合金を用いたことを特徴とする１又は２に記載の手振れ補正装置。

４．前記シフト移動のアクチュエータに、通電することによりその長さが変化する圧電素子を用いたことを特徴とする１又は２に記載の手振れ補正装置。

５．前記シフト移動を、所定のレンズ群を面内で転がすことで行うことを特徴とする１又は２に記載の手振れ補正装置。

６．１〜５のいずれかに記載の手振れ補正装置を有することを特徴とするレンズユニット。

７．６に記載のレンズユニットを有することを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、簡素な機構でレンズ群を駆動することの可能な低コストの手振れ補正装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係るレンズユニットを備えた撮像装置の一例であるカメラ１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、カメラ１００を被写体側から見た斜視図である。

同図に示すように、カメラ１００は、変倍可能な折り曲げ撮像光学系を内包したレンズユニット８０が図示の如く右側に縦に配置され、開口部８１が被写体光束を取り込むよう形成されている。この開口部８１には、開口部８１を露呈する開状態と開口部８１を覆う閉状態とする図示しないレンズバリアが設けられている。

８２はフラッシュ発光窓であり、フラッシュ発光窓８２の後方には反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニット８３が配置されている。８４はカード型の画像記録用メモリである。８５は電池であり、本カメラの各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ８４及び電池８５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。

カメラ１００の上面には、レリーズ釦８６が配置され、その１段目（スイッチＳ１とも称す）の押し込みによりカメラの撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段目（スイッチＳ２とも称す）の押し込みにより撮影露光動作が行われる。８７はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ８７により動作状態に切り替えられると、図示しないレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ８７により非動作状態に切り替えられると、図示しないレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

本カメラの背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する表示装置８８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、表示装置８８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。

図２は、本実施の形態に係るレンズユニット８０の概略の断面図である。

同図に示すレンズユニット８０は、ズームレンズを内包しており、物体側より順に固定の第１レンズ群１１１、変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群１１２、光軸に対し垂直な面内で移動し手振れ補正を行う第３レンズ群１１３、そして変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカスを行う為に光軸上を移動する第４レンズ群１１４の４つのレンズ群より成っている。

第１レンズ群１１１は、最も物体側に配置されたレンズ１１１ａ、第１レンズ１１１ａの後方に配置された反射面を有する三角プリズム１１１ｂ、三角プリズム１１１ｂの後方に配置されたレンズ１１１ｃで構成され、光軸を略９０°折り曲げる機能をも有している。

第３レンズ群１１３は、光軸に直交する面内で移動し手振れ補正を行うレンズ群である。この第３レンズ群１１３の周辺には、２つのアクチュエータ及びセンサを有しており、光軸に直交する方向へのシフト移動と、シフト移動の方向を光軸の周りに回動させることにより、手振れ補正を行うようになっている。この、第３レンズ群１１３の周辺については、後で詳細に説明する。

同図において、１３３は第２レンズ群１１２の回り止め用のガイド軸、１３４は第２レンズ群１１２を移動させる際の雄ネジであるリードスクリュー、４は第１モーターであり、例えばステッピングモーターより成っている。１４６は第１モーター４の減速機ユニットである。１４７，１４８は各々連動ギアであり、このうち連動ギア１４８は第２レンズ群１１２を移動させるためのリードスクリュー１３４に固定されている。

１３５は固定鏡胴、２は絞りシャッタユニット、５は第２モーターであり、例えばステッピングモーターより成っている。１３８は第２モーター５の出力軸であり、その一部には第４レンズ群１１４を移動する為の雄ネジ部１３８ａが施されている。１３９は雌ネジ部であり、雄ネジ部１３８ａと噛み合うと共に、第４レンズ群１１４の移動枠１４０と一体となっている。１４１、１４２は各々第４レンズ群１１４の移動枠１４０のガイド軸である。１４３はガイド軸１４１、１４２を位置決めして押さえるための固定鏡胴である。

以上のような構成により、第２モーター５を駆動すると、第４レンズ群１１４は出力軸１３８に設けた雄ネジ部１３８ａのネジ送りによって光軸方向に移動する。又、第１モーター４を駆動すると連動ギア１４７、１４８が連動回転し、リードスクリュー１３４が回転することによって第２レンズ群１１２が光軸方向に移動する。

図３は、本実施の形態に係るカメラ１００の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が適用可能であるが、本例においては、撮像素子としてＣＣＤ型イメージセンサを用いたもので説明する。

同図において、４０はカメラ各部を制御する制御部（以下、ＣＰＵとも称す）、１５０は手振れ補正制御部である。

１５５は、図１に示すヨー方向のブレを検出するＹＡＷ検出センサ、１５６は、図１に示すピッチ方向のブレを検出するＰＩＴＣＨ検出センサである。この２つのセンサからの出力は、手振れ補正制御部１５０へ所定のタイミングで入力される。

レンズユニット８０は、図２で示した第１レンズ群１１１〜第４レンズ群１１４で構成されたレンズ部１、絞りシャッターユニット２、赤外光カットフィルタとオプチカルローパスフィルタを積層した光学フィルタ３、第１モータ４、第２モータ５及び絞りシャッタアクチュエータ６、シフト量センサ１５１、回動量センサ１５２、シフト方向アクチュエータ１５３、回動アクチュエータ１５４を有している。

手振れ補正制御部１５０は、ＹＡＷ検出センサ１５５、ＰＩＴＣＨ検出センサ１５６から入力される情報に応じ、シフト方向アクチュエータ１５３、回動アクチュエータ１５４を駆動して第３レンズ群１１３を移動させつつ、シフト量センサ１５１、回動量センサ１５２によるリアルタイムのレンズ移動情報でフィードバック制御を行うようになっている。

第１モータ４、第２モータ５、絞りシャッタアクチュエータ６は、それぞれＣＰＵ４０からの制御信号により制御される第１モータ駆動回路７、第２モータ駆動回路８、絞りシャッタ駆動回路９を介して駆動される。

タイミングジェネレータ１０は、タイミング制御回路１１から送られるクロックに基づきＣＣＤ１２の駆動制御信号を生成するものであり、例えばＣＣＤ１２の電荷の蓄積開始と終了のタイミング信号、各画素の電荷蓄積量の読み出し制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号）等のクロック信号を生成しＣＣＤ１２へ出力する。撮像回路１３は、ＣＣＤ１２により被写体光が光電変換され、例えば原色系のフィルタが用いられたＣＣＤの場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の画像アナログ信号を信号処理部１４へ出力する。

信号処理部１４は、撮像回路１３から出力された画像アナログ信号に信号処理を施すものである。信号処理部１４においては、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）により画像アナログ信号のノイズ低減とゲイン調整をおこないＡ／Ｄ変換部１５へ出力する。

Ａ／Ｄ変換部１５では、タイミング制御回路１１からのＡ／Ｄ変換用クロックに基づき、入力された画像アナログ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号（以下、画素データと称す）に変換する。次いで、画素データをバッファメモリ１６に格納した後、ＣＰＵ４０に画素データを送り、ＣＰＵ４０では画素データの黒レベル補正をおこなった後、ホワイトバランス（ＷＢ）の調整、γ補正、ＹｃｂＣｒ変換が行われる。

ＶＲＡＭ１７は、表示装置８８で表示する画像のバッファメモリであり、少なくとも表示装置９０の画素数と表示に必要なビット数の積算値以上の記憶容量を有しており、後述のＣＰＵ４０で生成される表示用画像データが記憶される。表示装置８８には、例えばＬＣＤ、有機ＥＬ等の表示装置が用いられる。なお、使用される表示装置に応じ、ＶＲＡＭ１７と表示装置８８の間に、画素データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換部が設けられる。

これにより、撮影時のフレーミング時には、所定時間間隔で撮像された画素データがバッファメモリ１６に記憶されると共に、ＶＲＡＭ１７へ転送され、表示装置８８に表示がおこなわれ、被写体像を確認することができ、ファインダとして使用できる（スルー画像表示又はプレビュー画像表示と称す）ようになっている。

また、挿脱可能な画像記録媒体であるメモリカード８４に記録された撮影済みの画像データは、圧縮伸張回路４９へ転送され、ＣＰＵ４０で所定の信号処理後にＶＲＡＭ１７へ転送され、表示装置８８に表示がおこなわれ、撮影済み画像の再生が可能となっている。

インターフェイス３２は、外部のパーソナルコンピュータ或いはプリンタ等と信号の授受をおこなうもので、外部入出力端子（例えばＵＳＢ端子）８９を介して、外部のパーソナルコンピュータ或いはプリンタ等と通信を行うものである。

フラッシュユニット８３は、フラッシュ発光部８２の発光を制御する回路である。フラッシュ制御回路は、ＣＰＵ４０により制御され、フラッシュ発光の有無、発光タイミング、発光用コンデンサへの充電等を制御すると共に、フラッシュ反射光受光用センサに接続された受光回路から入力される発光停止信号に基づき発光を停止させるようになっている。

時計回路２５は、撮影された日時を管理するものであり、各部へ電源を供給する給電回路２７から電源供給を受けて作動するようにしてもよいが、図示しない別電源で作動させることが望ましい。

ＣＰＵ４０及び各部への電力供給は給電回路２７によっておこなわれる。この給電回路２７には、電池８５或いは、ＤＣ入力端子２８を介しＡ／Ｃアダプタ２９から電力が供給される。

操作スイッチ群（以下操作ＳＷ群とも称す）３０は、例えばメインスイッチ、レリーズ釦、ズーム釦、メニュー釦、セット釦、選択釦等の各種操作釦によりＯＮ／ＯＦＦするスイッチ群及びメインダイヤルを含むスイッチ群である。この操作ＳＷ群３０のＯＮ／ＯＦＦの信号は、ＣＰＵ４０に送られ、ＣＰＵ４０はＯＮされた操作ＳＷに応じて各部の動作を制御することになる。

ＥＥＰＲＯＭ３１は、不揮発性のメモリであり、カメラの個々に異なる特性値を記憶させておくために用いられる。この個々に異なる特性値とは、例えばレンズユニット８０の各焦点距離におけるフォーカシングレンズの無限位置の情報等であり、製造工程内で書き込まれるものである。この、カメラ個々に異なる特性値を、ＣＰＵ４０は必要に応じＥＥＰＲＯＭ３１から読み出し、各部の制御に利用するようになっている。

なお、ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ２０に格納されたソフトウェアに基づき、データの授受、各部のタイミング制御をおこなうのみならず、その他種々の機能をおこなうものとなっている。例えば、撮影記録時の絞り値とシャッタ速度の露光条件の決定（ＡＥ準備動作）、フォーカシングレンズを小刻みに移動させ、それぞれで得られた画素データから画像データを生成し、この画像データに基づいて評価をおこない最適なフォーカシングレンズ位置を決定する焦点調節（ＡＦ動作）制御等を行うものである。

以上が、本実施の形態に係るカメラ１００の内部ブロック構成である。以下に、本実施の形態に係る、手振れ補正のために第３レンズ群１１３を移動させる具体例について説明する。

図４は、手振れ補正時に移動する第３レンズ群１１３周辺の概略構造及び動作状態の一例を示す図である。同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は断面図である。また、同図（ｃ）は、手振れ補正動作時の第３レンズ群１１３の動作状態の一例を示している。

同図（ａ）、（ｂ）に示すように、第３レンズ群１１３は第３レンズ群鏡枠１２０に保持されている。第３レンズ群鏡枠１２０は形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂにより挟持されている。更に、形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂは、回動枠１２２に支持され、不図示の電源回路から通電が可能となっている。回動枠１２２は、支持枠１２１内で回動可能に支持されている。支持枠１２１は図２に示す固定鏡胴１３５又は１４３に固定される。

回動枠１２２の外周には歯車部１２２ｇが形成されており、この歯車部１２２ｇに駆動ギア１２３が歯合している。駆動ギア１２３は、モータ１５４により回転駆動される。モータ１５４は、例えばステッピングモータが用いられる。

モータ１５４の回転駆動により、駆動ギア１２３、歯車部１２２ｇを介して、回動枠１２２は、第３レンズ群鏡枠１２０、形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂを抱えたまま回動する。更に、形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂの一方に不図示の電源回路から通電し、発生する熱により収縮させることで、同図（ａ）に示す状態では紙面左右方向に第３レンズ群鏡枠１２０をシフト移動させることができるようになっている。

本例ではモータ１５４が図３に示す回動アクチュエータ１５４に相当し、形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂが図３に示すシフト方向アクチュエータ１５３に相当する。

即ち、同図（ｃ）に示すように、駆動ギア１２３の回転により、回動枠１２２を回動させて第３レンズ群鏡枠１２０のシフト移動の方向を光軸周りに回動させ、シフト方向の変更移動がなされる。更に、形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂの一方の収縮（同図は１５３ａの収縮を例示）により第３レンズ群鏡枠１２０を光軸に直交する面内で所定の方向へのシフト移動をおこなう構成になっている。

図５は、手振れ補正時に移動する第３レンズ群１１３周辺の概略構造及び動作状態の他の例を示す図である。同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は断面図である。また、同図（ｃ）は、手振れ補正動作時の第３レンズ群１１３の動作状態の一例を示している。なお、図５においては、説明の重複を避けるため同機能部材には同符号を付与し、図４と異なる部分についてのみ説明する。

第３レンズ群鏡枠１２０は、同図（ａ）に示す状態では紙面左右方向にシフト移動可能となるよう、ガイド軸１５７及び圧電素子１５３に連接されたガイド軸１５８により貫通支持されている。第３レンズ群鏡枠１２０とガイド軸１５８の間では所定の摩擦力により静止状態が保たれるように構成されている。

圧電素子１５３は、積層圧電セラミックス等によって構成され、電圧の印加によりガイド軸１５８の軸方向（シフト方向）に伸縮動作を行う電動のアクチュエータとして機能し、ガイド軸１５８は、この圧電素子１５３の伸縮動作に伴って加振される。この加振により第３レンズ群鏡枠１２０はガイド軸１５８、１５７に沿ってシフト方向に移動させられる。なお、回動枠１２２、支持枠１２１、駆動ギア１２３、モータ１５４については図４に示したものと同様である。

即ち、同図（ｃ）に示すように、駆動ギア１２３の回転により、回動枠１２２を回動させて第３レンズ群鏡枠１２０のシフト移動の方向を光軸周りに回動させ、シフト方向の変更移動がなされる。更に、圧電素子１５３の伸縮により第３レンズ群鏡枠１２０を光軸に直交する面内で所定の方向へのシフト移動をおこなう構成になっている。

本例では、モータ１５４が図３に示す回動アクチュエータ１５４に相当し、圧電素子１５３が図３に示すシフト方向アクチュエータ１５３に相当する。

図６は、図４、図５に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。

カメラのメイン電源がＯＮされた状態で、まず、カメラが撮影モードであるか否か判断する（ステップＳ１０１）。撮影モードでない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）は、他の指定されたモードに移行する（ステップＳ１２０）。

撮影モードである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）は、レリーズ釦の１段目の押し込みである、スイッチＳ１がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１０２）。スイッチＳ１がＯＮされない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）は、ステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１とステップＳ１０２を繰り返す。

スイッチＳ１がＯＮされる（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）と、撮影準備動作が行われる（ステップＳ１０３）。撮影準備動作とは、焦点合わせ動作や測光動作等である。撮影準備動作が終了すると、再度スイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４でスイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）は、ステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１０４でスイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）は、レリーズ釦の２段目の押し込みである、スイッチＳ２がＯＮされたか否か判断する（ステップＳ１０５）。スイッチＳ２がＯＮされていない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）は、ステップＳ１０４へ戻る。

スイッチＳ２がＯＮされた場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）は、ＹＡＷ検出センサ１５５とＰＩＴＣＨ検出センサ１５６の出力を手振れ補正制御部１５０に入力する（ステップＳ１０６）。手振れ補正制御部１５０は入力されたブレのデータに対応して、シフト移動の方向とブレ方向を一致させるために回動枠１２２の回動方向と回動量を演算する（ステップＳ１０７）。

次いで、回動アクチュエータ１５４（図４、図５では、モータ１５４）を、演算された回動枠１２２の回動方向と回動量に基づいて駆動（ステップＳ１０８）する。更に、手振れ補正制御部１５０は入力されたブレ量に対応するシフト量を演算しつつ、撮影露光を開始する（ステップＳ１０９）。更に、露光開始とほぼ同時にシフト方向アクチュエータ１５３（図４では形状記憶合金１５３ａ、１５３ｂ、図５では圧電素子１５３）を駆動開始してブレ補正を行う。この、シフト移動は、露光中も継続して行われる。即ち、第３レンズ群鏡枠１１３のシフト量を検出するシフト量センサ１５１及びＹＡＷ検出センサ１５５、ＰＩＴＣＨ検出センサ１５６からの入力データに基づき、手振れ補正部１５０は、逐次シフト方向アクチュエータ１５３を制御する。

ステップＳ１０３で行った測光動作により決められた露光時間となるとシャッタを閉じ、撮影露光が終了する（ステップＳ１１１）。この後、得られた画像データに所定の処理を行った後、記憶手段であるメモリカード８４に画像を記録（ステップＳ１１２）して１コマの撮影が終了する。

以上が、図４、図５に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時の動作概略である。

図７は、手振れ補正時に移動する第３レンズ群１１３周辺の概略構造及び動作状態の他の例を示す図である。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は背面図である。また、同図（ｄ）は、手振れ補正動作時の第３レンズ群１１３の動作状態の一例を示している。なお、図７においては、説明の重複を避けるため同機能部材には同符号を付与し、図４と異なる部分についてのみ説明する。

第３レンズ群鏡枠１２０は、回動枠１２２に形成された壁面１２２ｈと軟質で変形可能な軟質ローラ１６０とに挟時され、軟質ローラ１６０の回転で、同図（ａ）に示す状態では紙面左右方向にシフト移動可能となっている。軟質ローラ１６０の軸は回動枠１２２を貫通し、ピニオンギア１６１に連結されている。環状歯車１６２は内歯車部１６２ｎと外歯車部１６２ｍが形成されており、内歯車部１６２ｎとピニオンギア１６１が歯合し、外歯車部１６２ｍがシフト駆動歯車１６３と歯合している。シフト駆動歯車１６３は、モータ１５３により駆動される。

即ち、モータ１５３の回転によりシフト駆動歯車１６３が回転し、歯合する環状歯車１６２を介してピニオンギア１６１、軟質ローラ１６０を回転させ、第３レンズ群鏡枠１２０を回動枠１２２の壁面１２２ｈに沿って転がして、シフト移動を行うようになっている。なお、回動枠１２２、支持枠１２１、駆動ギア１２３、モータ１５４については図４に示したものと同様である。

即ち、同図（ｄ）に示すように、駆動ギア１２３の回転により、回動枠１２２を回動させて第３レンズ群鏡枠１２０のシフト移動の方向を光軸周りに回動させ、シフト方向の変更移動がなされる。更に、モータ１５３の回転により軟質ローラ１６０を回転させ、第３レンズ群鏡枠１２０を壁面１２２ｈに対し転がして、光軸に直交する面内で所定の方向へのシフト移動をおこなう構成になっている。

本例では、モータ１５４が図３に示す回動アクチュエータ１５４に相当し、モータ１５３が図３に示すシフト方向アクチュエータ１５３に相当する。

図８は、図７に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。なお、図８におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０７は図６に示すフローと同様であり、途中のステップＳ１０５のＹｅｓ以降から説明する。

次いで、回動アクチュエータ１５４（図７では、モータ１５４）を、演算された回動枠１２２の回動方向と回動量に基づいて駆動する。

この時、シフト方向アクチュエータ１５３（図７ではモータ１５３）を駆動し、環状歯車１６２を回動枠１２２の回動角と同じ角度だけ回転させる（ステップＳ２０１）。これは、環状歯車１６２を停止させていると回動枠１２２に指示されているピニオンギア１６１が回転することになり、第３レンズ群鏡枠１２０が壁面１２２ｈに沿って転がってシフトすることになるのを防止するためである。即ち、軟質ローラ１６０を静止させた状態に保つため、環状歯車１６２を回動枠１２２の回動角と同じ角度だけ同方向に回転させるということである。

次いで、手振れ補正制御部１５０は入力されたブレ量に対応するシフト量を演算しつつ、撮影露光を開始する（ステップＳ２０２）。更に、露光開始とほぼ同時にシフト方向アクチュエータ１５３（図７ではモータ１５３）を駆動開始してブレ補正を行う（ステップＳ２０３）。この、シフト移動は、露光中も継続して行われる。即ち、第３レンズ群鏡枠１１３のシフト量を検出するシフト量センサ１５１及びＹＡＷ検出センサ１５５、ＰＩＴＣＨ検出センサ１５６からの入力データに基づき、手振れ補正部１５０は、逐次シフト方向アクチュエータ１５３を制御する。

ステップＳ１０３で行った測光動作により決められた露光時間となるとシャッタを閉じ、撮影露光が終了する（ステップＳ２０４）。この後、得られた画像データに所定の処理を行った後、記憶手段であるメモリカード８４に画像を記録（ステップＳ２０５）して１コマの撮影が終了する。

以上が、図７に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時の動作概略である。

なお、図６、図８に示すフローでは、撮影露光開始とほぼ同時にシフト方向アクチュエータを駆動開始し、ブレ補正を行う例で説明したが、シフト方向アクチュエータを駆動開始した後、撮影露光を開始させてもよい。

以上説明したように、手振れ補正を、所定のレンズ群を光軸に直交する所定の方向へのシフト移動と、シフト移動の方向を光軸に直交する面内での回動移動とで行うよう構成することで、鏡枠と共に一方の移動機構とを一体的に移動させる必要がなく、簡素な機構でレンズ群を駆動することの可能な低コストの手振れ補正装置を得ることが可能となる。

更に、レンズ群の移動機構に、形状記憶合金又は圧電素子を用いたアクチュエータとすることで、移動機構そのものをより小型化することができる。また、形状記憶合金を用いるか軟質ローラによりレンズ鏡枠を転がすことでシフト移動を行うことによりガイド軸を不要とでき、移動機構そのものをより簡素化、小型化することができる。

なお、本実施の形態に係る手振れ補正装置を反射面を有する屈曲光学系のレンズユニットを用いて説明したが、これに限るものでなく、反射面を有しない通常の光学系のレンズユニットにおいても適用可能であるのは言うまでもない。

本実施の形態に係るレンズユニットを備えた撮像装置の一例であるカメラの主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。本実施の形態に係るレンズユニットの概略の断面図である。本実施の形態に係るカメラの機能構成の一例を示す概略ブロック図である。手振れ補正時に移動する第３レンズ群周辺の概略構造及び動作状態の一例を示す図である。手振れ補正時に移動する第３レンズ群周辺の概略構造及び動作状態の他の例を示す図である。図４、図５に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時動作概略を示すフローチャートである。手振れ補正時に移動する第３レンズ群周辺の概略構造及び動作状態の他の例を示す図である。図７に示す手振れ補正装置を有するレンズユニットを備えたカメラの撮影時動作概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１１３第３レンズ群
１２０第３レンズ群鏡枠
１２１支持枠
１２２回動枠
１２３駆動ギア
１５３シフト方向アクチュエータ
１５４回動アクチュエータ
１６０軟質ローラ
１６１ピニオンギア
１６２環状歯車
１６３シフト駆動歯車

Claims

被写体光を導く撮像光学系のうち所定のレンズ群を移動させて手振れ補正を行う手振れ補正装置において、
前記手振れ補正を、所定のレンズ群を光軸に直交する所定の方向へのシフト移動と、前記シフト移動の方向を光軸に直交する面内で回動させる移動とで行うことを特徴とする手振れ補正装置。
被写体光を導く撮像光学系のうち所定のレンズ群を移動させて手振れ補正を行う手振れ補正装置において、
前記所定のレンズ群を保持する鏡枠を、所定の方向へシフト移動させるシフト機構と、前記シフト機構を光軸に直交する面内で回動させる回動機構とを有することを特徴とする手振れ補正装置。
前記シフト移動のアクチュエータに、通電することによりその長さが変化する形状記憶合金を用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の手振れ補正装置。
前記シフト移動のアクチュエータに、通電することによりその長さが変化する圧電素子を用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の手振れ補正装置。
前記シフト移動を、所定のレンズ群を面内で転がすことで行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の手振れ補正装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の手振れ補正装置を有することを特徴とするレンズユニット。
請求項６に記載のレンズユニットを有することを特徴とする撮像装置。