JP2008191550A - カメラの手振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子のリードが磁石の磁力の影響を受けるのを防止できるカメラの手振れ補正装置を提供する。
【解決手段】固定支持基板２１、２２及び固定支持基板に対してスライド可能な電気基板４５を備えるカメラの手振補正装置において、電気基板に固定した駆動用コイルＣＸ、ＣＹＡ、ＣＹＢと、固定支持基板の電気基板との対向面に設けた駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石ＭＸ、ＭＹＡ、ＭＹＢと、電気基板に支持され、その周面に電気基板と電気的に接続する非磁性体からなるリード４７を備える撮像素子４４と、を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、手カメラの手振れ補正装置に関する。

撮像素子を利用したカメラの手振補正装置は一般的に、カメラボディの内面に固定した第１固定支持基板と、第１固定支持基板と略平行な第２固定支持基板と、第１固定支持基板と第２固定支持基板の間に位置するステージ板とを備えている。ステージ板の前面には撮像素子が支持してあり、ステージ板は第１固定支持基板及び第２固定支持基板と平行状態を維持しながら相対スライド可能である。さらに、第１固定支持基板のステージ板との対向面には複数の駆動用磁石が固定してあり、ステージ板と一体化しているＦＰＣには各駆動用磁石と前後方向に対向する複数の駆動用コイルが固定してある。
この手振補正装置では、カメラに手振れが生じたときに駆動用コイルに電流を流すと、電流が流れた駆動用コイルが電気基板及び撮像素子をスライドさせる駆動力を発生する。すると、撮像素子が手振れを打ち消す方向にスライドするので、像ぶれが補正される。
特開２００６−１０８９５６号公報

上記手振補正装置のように、ステージ板及び撮像素子を磁石の磁力を利用してスライド駆動させる場合、次のような問題が生じるおそれがある。
即ち、撮像素子の周面には磁性体からなるリード（信号線）が多数設けられており、このリードは電気基板と電気的に接続している。
しかし、このリードはその表面が外部に露出しているので、磁石が生み出す磁力の影響を受けるおそれがあり、仮に磁力の影響を受けるとステージ板（リード線）が磁石に引き寄せられるので、ステージ板の動作に影響が出てしまう。

本発明の目的は、撮像素子のリードが磁石の磁力の影響を受けるのを防止できるカメラの手振れ補正装置を提供することにある。

本発明のカメラの手振補正装置は、第１の態様によると、固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、上記電気基板に固定した駆動用コイルと、上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、上記電気基板に支持され、その周面に該電気基板と電気的に接続する非磁性体からなるリードを備える撮像素子と、を備えることを特徴としている。

本発明のカメラの手振補正装置は、第１の態様によると、固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、上記電気基板に固定した駆動用コイルと、上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、上記電気基板に支持され、その周面に、該電気基板と電気的に接続しかつ表面を非磁性材料からなるコーティング膜で被覆したリードを備える撮像素子と、を備えることを特徴としている。

いずれの態様でも、上記磁石が、Ｘ用磁石とＹ用磁石からなり、上記駆動用コイルが、上記Ｘ用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより特定の直線方向であるＸ方向の駆動力を発生するＸ方向駆動用コイルと、上記Ｙ用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより上記Ｘ方向に直交するＹ方向の駆動力を発生するＹ方向駆動用コイルと、を備えるのが好ましい。

さらに、上記固定支持基板が互いに略平行な前側固定支持基板と後側固定支持基板を具備し、上記電気基板が前側固定支持基板と後側固定支持基板の間に位置し、上記電気基板が少なくとも３つのボール支持孔を貫通孔として備え、該ボール支持孔に、上記前側固定支持基板と後側固定支持基板の対向面間距離より小径で該前側固定支持基板及び後側固定支持基板に接触可能なボールを回転可能に嵌合するのが好ましい。

カメラの手振れを検出するジャイロセンサと、該ジャイロセンサが検出した角速度情報に基づいて、上記Ｘ方向駆動用コイル及び上記Ｙ方向駆動用コイルに、手振れを補正するように電流を流す制御手段と、を備えるのが好ましい。

本発明の請求項１または請求項２の発明のように、リードを非磁性体で構成するかリードの表面を非磁性材料からなるコーティング膜で覆えば、磁石で発生した磁力が撮像素子のリードに悪影響を及ぼすのを防止できる。

本発明の請求項３の発明のように構成すれば、磁力を利用して電気基板及び撮像素子をＸ方向とＹ方向にスライドさせることができる。

本発明の請求項４のように構成すれば、少なくとも３つのボールが前側固定支持基板と後側固定支持基板に回転可能に接触（前側固定支持基板と後側固定支持基板に同時に接触することはない）するので、電気基板はＸ方向とＹ方向に直線的にスライドできるだけでなく、前側固定支持基板及び後側固定支持基板と略平行な平面上を回転することが出来る。従って、いわゆる回転振れも補正することが可能である。

本発明の請求項５のように構成すれば、正確な手振補正動作を実現できる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。以下の説明では図１及び図９の矢線で示すように、カメラ１０の手振補正装置２０の左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、前後方向をＺ方向と定義する。
まずはカメラ１０及び手振補正装置２０の基本構造について説明する。
図１に示すように、カメラ１０のレンズ鏡筒１１内には、複数のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３からなる光学系が配設されており、カメラボディ１２内にはレンズＬ３の直後に位置する手振補正装置２０が配設されている。

手振補正装置２０は図２から図９に示す構造である。
図２から図９に示すように手振補正装置２０は、軟鉄等の磁性体からなる正面視略横長方形の前側固定支持基板（固定支持基板）２１と、正面形状が前側固定支持基板２１と略同一で軟鉄等の磁性体からなる後側固定支持基板（固定支持基板）２２と、を備えている。前側固定支持基板２１の後面の５カ所には後方に向かって延出する連結支柱２３が突設されており、各連結支柱２３の後端面には雌ねじ孔２４が形成してある。後側固定支持基板２２の各連結支柱２３と対応する位置には貫通孔２５が穿設してある。図８に示すように、各貫通孔２５にボルト２６を挿入し、その雄ねじ２７を対応する連結支柱２３の雌ねじ孔２４に螺合することにより、前側固定支持基板２１と後側固定支持基板２２を互いに平行をなすように連結している。
前側固定支持基板２１と後側固定支持基板２２の中央部にはそれぞれ共に長方形の窓孔２８と窓孔２９が穿設してある。さらに、前側固定支持基板２１と後側固定支持基板２２の底部間には断面視Ｌ字形状の底部連結部材３０が固着してある。そして、図示を省略した３つの固定ねじによって後側固定支持基板２２をカメラボディ１２の内面に固定している。
前側固定支持基板２１の左右の上端角部近傍と下端部の左右方向中央部近傍にはそれぞれ正面視円形の取付孔３１が穿設してある（図８参照）。各取付孔３１にはリテーナ３２が後方から嵌合固定してある（このリテーナ３２は前側固定支持基板２１の一部をなす部材である）。リテーナ３２の後端部は取付孔３１より大径の抜止部３３となっており、この抜止部３３が前側固定支持基板２１の後面に当接しているので、抜止部３３が取付孔３１から前方に抜け出すことはない。さらに、抜止部３３の後端面は前側固定支持基板２１及び後側固定支持基板２２と平行な当接平面３４となっている。

前側固定支持基板２１の後面には窓孔２８の左右両側部に位置する態様で、左右一対の磁石からなるＸ用磁石ＭＸが固定してある。左右のＸ用磁石ＭＸは共に図５及び図９の左側の磁石の後半部がＳ極（前半部はＮ極）であり、右側の磁石の後半部がＮ極（前半部はＳ極）である。これら左右のＸ用磁石ＭＸは互いにＸ方向に並んでおり両者のＹ方向位置は一致している。そして、前側固定支持基板２１及び後側固定支持基板２２が左右のＸ用磁石ＭＸの磁束を通すことにより、左右のＸ用磁石ＭＸと後側固定支持基板２２の対向部の間にＸ用磁気回路を構成している。
また、前側固定支持基板２１の後面には窓孔２８の下方に位置する態様で、上下一対の磁石からなるＹ用磁石ＭＹＡとＹ用磁石ＭＹＢが左右に並べて設けてある。Ｙ用磁石ＭＹＡとＹ用磁石ＭＹＢは共に図５及び図９の上側の磁石の後半部がＮ極（前半部はＳ極）であり、下側の磁石の後半部がＳ極（前半部はＮ極）である。そして、前側固定支持基板２１及び後側固定支持基板２２がＹ用磁石ＭＹＡとＹ用磁石ＭＹＢの磁束を通すことにより、Ｙ用磁石ＭＹＡ及びＹ用磁石ＭＹＢと後側固定支持基板２２の対向部との間にＹ用磁気回路を構成している。
このように前側固定支持基板２１及び後側固定支持基板２２はヨークとしての機能を有している。

前側固定支持基板２１と後側固定支持基板２２の間にはステージ板４０が位置している。ステージ板４０の左右の上端角部及び下端部の左右方向中央部にはそれぞれ方形の移動範囲規制孔４１が穿設してある。図９に示すように、各移動範囲規制孔４１を、前側固定支持基板２１の左右の上端角部から突出する２本の連結支柱２３と前側固定支持基板２１の下端部の左右方向中央部から突出する連結支柱２３がそれぞれＺ方向に貫通している。
ステージ板４０の３つのリテーナ３２（当接平面３４）とそれぞれ対向する位置には、正面視円形をなすボール支持孔４２がそれぞれ貫通孔として穿設してある。各ボール支持孔４２には、リテーナ３２の当接平面３４と後側固定支持基板２２の対向面間距離より僅かに小径のボールＢが回転可能に挿入してある。各ボールＢはリテーナ３２の当接平面３４及び後側固定支持基板２２の前面（後側固定支持基板２２の前面は当接平面３４と平行な平面である）の対向部と回転接触可能であるが、ボールＢはリテーナ３２の当接平面３４と後側固定支持基板２２の対向面間距離より僅かに小径なので、ボールＢがリテーナ３２の当接平面３４と後側固定支持基板２２の前面に同時に接触することはない。
このように３つのボールＢが３つのリテーナ３２の当接平面３４と後側固定支持基板２２の前面に接触することにより、ステージ板４０は図９に示す初期位置から前側固定支持基板２１及び後側固定支持基板２２に対してＸ方向とＹ方向に直線的に相対移動できるだけでなく、Ｘ方向及びＹ方向と平行な（光軸Ｏに直交する）ＸＹ平面上を回転可能である。
さらに、ステージ板４０の移動範囲規制孔４１には前側固定支持基板２１から突出する３本の連結支柱２３がそれぞれ遊嵌しているので、ステージ板４０及び電気基板４５（撮像素子４４）のスライド範囲は連結支柱２３が移動範囲規制孔４１に接触しない範囲に制限されている。

ステージ板４０の中央部には正面視長方形の撮像素子取付孔４３が貫通孔として穿設してある（図８参照）。図５及び図８に示すように、ステージ板４０の背面にはその前面中央部に撮像素子４４を固定した電気基板４５が固着してあり、この撮像素子４４は撮像素子取付孔４３を通ってステージ板４０の前方に突出している。
撮像素子４４は図７に示すように、その前面に撮像面４６を備え、かつその周面から後方に向かって、多数のリード（信号線）４７が延出している。
撮像素子４４の撮像面４６は、レンズＬ１〜Ｌ３を透過した像が結像する結像面であり、ステージ板４０が初期位置にあるとき（図９の状態のとき）、撮像素子４４の撮像面４６の中心はレンズＬ１〜Ｌ３の光軸Ｏ上に位置する。図９に示すように、撮像素子４４はステージ板４０が図９の位置（初期位置）に位置するときＸ方向と平行をなす上下一対のＸ方向側辺４４Ｘと、ステージ板４０が初期位置に位置するときＹ方向と平行な左右一対のＹ方向側辺４４Ｙとを具備している。
撮像信号の伝送手段である各リード４７は非磁性体（例えば、りん青銅）からなるものである。各リード４７は電気基板４５に穿設した多数の貫通孔（図示略）を通って電気基板４５の後方に突出している。各リード４７は電気基板４５に形成した電気回路（図示略）と電気的に接続している。さらに、図８及び図９に示すように、撮像素子４４及び各リード４７の周囲にはＸ用磁石ＭＸ、Ｙ用磁石ＭＹＡ及びＹ用磁石ＭＹＢがそれぞれ位置している。
また、ステージ板４０の背面には電気基板４５を避ける形状のフレキシブルプリント基板ＦＰＣが固着してある。このフレキシブルプリント基板ＦＰＣはカメラボディ１２内に設けたＣＰＵ等によって構成される制御手段Ｃ（図１参照）と電気的に接続している。

図９に示すように、ステージ板４０には撮像素子４４の左右両側部に位置させて一対の縦長長方形状のコイル取付孔５０が穿設してあり、撮像素子４４の下方には横長長方形状のコイル取付孔５１が左右一対として穿設してある。
フレキシブルプリント基板ＦＰＣの前面の左右両側部には同一仕様のＸ方向駆動用コイル（駆動用コイル）ＣＸが固着してあり、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸは左右のコイル取付孔５０にそれぞれ嵌合している。左右のＸ方向駆動用コイルＣＸはコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた（ステージ板４０と平行な方向にもステージ板４０の板厚方向にも巻かれている）ＸＹ平面と平行なコイルであり、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸ同士はＸ方向側辺４４Ｘと平行な方向に並んでいる（図９においてＸ方向に並んでいる）。別言すると、左右のコイルＸ方向駆動用コイルＣＸ同士のＹ方向側辺４４Ｙと平行な方向の位置（図９においてはＹ方向の位置）は一致している。左右のＸ方向駆動用コイルＣＸは左右の上記Ｘ用磁気回路とそれぞれ対応する位置している（左右のＸ用磁石ＭＸと常にそれぞれＺ方向に対向する）。

フレキシブルプリント基板ＦＰＣの前面の下端部には互いに同一仕様のＹ方向駆動用コイル（駆動用コイル）ＣＹＡとＹ方向駆動用コイル（駆動用コイル）ＣＹＢがＸ方向に並べて固着してあり、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは左右のコイル取付孔５１にそれぞれ嵌合している。Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは共にコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた（ステージ板４０と平行な方向にもステージ板４０の板厚方向にも巻かれている）ＸＹ平面と平行なコイルであり、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは下側のＸ方向側辺４４Ｘに沿って並んでいる（図９においてはＸ方向に並んでいる）。別言すると、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢのＹ方向側辺４４Ｙと平行な方向の位置（図９におけるＹ方向位置）は一致している。Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは左右の上記Ｙ用磁気回路とそれぞれ対応する位置している（Ｙ用磁石ＭＹＡとＹ用磁石ＭＹＢと常にそれぞれＺ方向に対向する）。

さらに、図９に示すように、フレキシブルプリント基板ＦＰＣの前面には図９において左側に位置するＸ方向駆動用コイルＣＸの内部に位置するＸ用ホール素子ＨＸと、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢの内部にそれぞれ位置するＹ用ホール素子ＨＹとが固定してある。
これら左右のＸ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＢ、Ｘ用ホール素子ＨＸ及びＹ用ホール素子ＨＹは総て、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを介してカメラボディ１２に内蔵した制御手段Ｃと電気的に接続している。

上記構成の手振補正装置２０は、制御手段ＣからＸ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ及びＹ方向駆動用コイルＣＹＢに電流を流すことにより手振れ補正動作を行う。
具体的には、カメラ１０にＸ方向またはＹ方向の手振が生じたときに、カメラボディ１２に設けた手振補正スイッチＳＷ（図１参照）を押し込むと、カメラ１０に内蔵したジャイロセンサＧＳ（図１参照）がカメラボディ１２のＸ方向とＹ方向の角速度を検出する。すると、上記制御手段Ｃがこの角速度情報に基づいてカメラボディ１２のＸ方向とＹ方向の移動距離（手振れ量）を演算し、さらにＸ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＢの少なくともいずれかに電流を流す。すると、Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＢの少なくともいずれかが図９に示した矢線方向（ＦＸ１またはＦＸ２、ＦＹ１またはＦＹ２）の駆動力を発生し、撮像素子４４（ステージ板４０）がカメラボディ１２に対して手振れ方向と反対方向にこの手振れ量と同じ距離だけＸ方向またはＹ方向に直線移動するので（ステージ板４０のＸ方向とＹ方向のスライド量はＸ用ホール素子ＨＸとＹ用ホール素子ＨＹで検出する）、撮像素子４４の手振れが補正される。

以上説明した本実施形態では、撮像素子４４の周面に設けられた各リード４７の電気基板４５より前方に位置する部分がＸ用磁石ＭＸ、Ｙ用磁石ＭＹＡ及びＹ用磁石ＭＹＢの側面と対向する。しかし、各リード４７を非磁性体によって成形しているので、各リード４７がＸ用磁石ＭＸ、Ｙ用磁石ＭＹＡ及びＹ用磁石ＭＹＢから磁力の影響を受けることはない。

以上、上記実施形態を利用して本発明を説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な変更を施しながら実施可能である。
例えば、各リード４７を非磁性体で成形する代わりに、各リード４７の表面に非磁性材料をメッキし（無電解ニッケルメッキに高温処理をする）、この非磁性メッキにより各リード４７の表面を被覆してもよい。
また、リテーナ３２及びボールＢは４つ以上であってもよい。
さらに、取付孔３１及びリテーナ３２を省略して、ボールＢを前側固定支持基板２１の後面に回転可能に接触させてもよい。この場合はボールＢの直径を前側固定支持基板２１と後側固定支持基板２２の対向面間距離より僅かに短く設定する。

さらに、上記実施形態では本発明をステージ板４０（及び電気基板４５）が回転可能な手振補正装置２０に適用したが、ステージ板４０（及び電気基板４５）がＸ方向とＹ方向にのみ直線移動する従来から公知の手振補正装置に適用することや、手振補正装置とは用途が異なる手振補正装置（特定の部材がＸ方向やＹ方向への直線移動や回転が可能な装置）に適用することは当然可能である。

本発明の一実施形態の手振補正機能付カメラの縦断側面図である。 手振補正装置の前方から見た斜視図である。 手振補正装置の後方から見た斜視図である。 手振補正装置の前方から見た分解斜視図である。 手振補正装置の後方から見た分解斜視図である。 手振補正装置の正面図である。 撮像素子の前方から見た斜視図である。 図６のVIII−VIII矢線に沿う断面図である。 後側固定支持基板及びフレキシブルプリント基板を省略して示す手振補正装置の背面図である。

符号の説明

１０ カメラ
１１ レンズ鏡筒
１２ カメラボディ
２０ 手振補正装置
２１ 前側固定支持基板（固定支持基板）
２２ 後側固定支持基板（固定支持基板）
２３ 連結支柱
２４ 雌ねじ孔
２５ 貫通孔
２６ ボルト
２７ 雄ねじ
２８ ２９ 窓孔
３０ 底部連結部材
３１ 取付孔
３２ リテーナ
３３ 抜止部
３４ 当接平面
４０ ステージ板
４１ 移動範囲規制孔
４２ ボール支持孔
４３ 撮像素子取付用孔
４４ 撮像素子
４４Ｘ Ｘ方向側辺
４４Ｙ Ｙ方向側辺
４５ 電気基板
４６ 撮像面
４７ リード
５０ ５１ コイル取付孔
Ｃ 制御手段
ＣＸ Ｘ方向駆動用コイル（駆動用コイル）
ＣＹＡ ＣＹＢ Ｙ方向駆動用コイル（駆動用コイル）
ＦＰＣ フレキシブルプリント基板
ＧＳ ジャイロセンサ
ＨＸ Ｘ用ホール素子
ＨＹ Ｙ用ホール素子
ＭＸ Ｘ用磁石（磁石）
ＭＹＡ ＭＹＢ Ｙ用磁石（磁石）
Ｏ レンズ光軸
ＳＷ 手振補正スイッチ

Claims (5)

1. 固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、
   上記電気基板に固定した駆動用コイルと、
   上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、
   上記電気基板に支持され、その周面に該電気基板と電気的に接続する非磁性体からなるリードを備える撮像素子と、
   を備えることを特徴とするカメラの手振補正装置。
2. 固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、
   上記電気基板に固定した駆動用コイルと、
   上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、
   上記電気基板に支持され、その周面に、該電気基板と電気的に接続しかつ表面を非磁性材料からなるコーティング膜で被覆したリードを備える撮像素子と、
   を備えることを特徴とするカメラの手振補正装置。
3. 請求項１または２記載のカメラの手振補正装置において、
   上記磁石が、Ｘ用磁石とＹ用磁石からなり、
   上記駆動用コイルが、上記Ｘ用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより特定の直線方向であるＸ方向の駆動力を発生するＸ方向駆動用コイルと、上記Ｙ用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより上記Ｘ方向に直交するＹ方向の駆動力を発生するＹ方向駆動用コイルと、を備えるカメラの手振補正装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のカメラの手振補正装置において、
   上記固定支持基板が互いに略平行な前側固定支持基板と後側固定支持基板を具備し、
   上記電気基板が前側固定支持基板と後側固定支持基板の間に位置し、
   上記電気基板が少なくとも３つのボール支持孔を貫通孔として備え、
   該ボール支持孔に、上記前側固定支持基板と後側固定支持基板の対向面間距離より小径で該前側固定支持基板及び後側固定支持基板に接触可能なボールを回転可能に嵌合したカメラの手振補正装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のカメラの手振補正装置において、
   カメラの手振れを検出するジャイロセンサと、
   該ジャイロセンサが検出した角速度情報に基づいて、上記Ｘ方向駆動用コイル及び上記Ｙ方向駆動用コイルに、手振れを補正するように電流を流す制御手段と、
   を備えるカメラの手振れ補正装置。