JP2008216900A - 手振れ補正機構における基準位置保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手振れ補正機構が作動していない際に撮像素子を所定の基準位置に保持可能な小型、且つ、軽量の手振れ補正機構における基準位置保持装置を提供する。
【解決手段】撮像素子１を所定の基準位置に保持する場合、通電に伴う形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの伸縮を利用して基準位置保持機構を作動させる。このような構成によれば、モータ等の駆動装置を利用することなく撮像素子１を所定の基準位置に移動，保持することができ、また小型軽量化が可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、手振れ補正機構が作動していない際に撮像素子を所定の基準位置に保持するための、手振れ補正機構における基準位置保持装置に関する。

従来より、手振れ補正機構が作動していない際、手振れ補正機構作動時に光軸を任意の方向に移動させる光学系を基準位置に保持する基準位置保持装置が知られている（特許文献１参照）。このような装置によれば、手振れ補正機構が作動していない際、光学系は常に所定の基準位置に保持されるので、手振れ補正機構を作動させる際、基準位置の座標に基づいて光学系の移動量を算出することにより、手振れ補正動作を精度高く行うことができる。
特開平１１−５２４４５号公報

しかしながら、撮像素子を移動させることにより手振れ補正を行う手振れ補正機構については上記のような基準位置保持装置は提供されておらず、手振れ補正機構が作動していない際に撮像素子を所定の基準位置に保持するための基準位置保持装置の提供が急務となっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、手振れ補正機構が作動していない際に撮像素子を所定の基準位置に保持可能な小型、且つ、軽量の手振れ補正機構における基準位置保持装置を提供することにある。

本発明に係る手振れ補正機構における基準位置保持装置は、ベース基板と、撮像素子が実装されたステージ部と、ベース基板に対しステージ部を移動する駆動部とを少なくとも備える手振れ補正機構における基準位置保持装置であって、ステージ部を所定の基準位置に保持する保持状態と駆動部によるステージ部の移動を許容する開放状態とを有する基準位置保持機構と、基準位置保持機構に接続され、通電の有無に応じて伸縮することにより、手振れ補正機構を作動させる場合は開放状態、手振れ補正機構を作動させない場合には保持状態に基準位置保持機構を変位させる形状記憶ワイヤとを備える。

本発明に係る手振れ補正機構における基準位置保持装置によれば、手振れ補正機構が作動していない際に撮像素子を所定の基準位置に保持可能な小型、且つ、軽量の手振れ補正機構における基準位置保持装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態となる、手振れ補正機構における基準位置保持装置の構成について詳しく説明する。

〔手振れ補正機構の構成〕
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態となる手振れ補正機構の構成について説明する。なお、図１は手振れ補正機構の裏面側の構成を示す図、図２及び図３はそれぞれ図１に示す線分ＡＡ及び線分ＢＢにおける手振れ補正機構の断面図であり、図面間で同一の符号が付せられた部位は同一の部位を示す。

本発明の一実施形態となる手振れ補正機構は、プラスチック製のベース基板４と、ベース基板４に対し撮像素子１を図１に示すｘ方向（紙面左右方向）及びｙ方向（紙面上下方向）にそれぞれ移動するｘステージ２及びｙステージ３を備える。ｘステージ２はガイド軸１０ａ，１０ｂにより規制されてベース基板４に対しｘ方向に摺動可能なように構成されている。ｙステージ３はガイド軸１１ａ，１１ｂにより規制されてｘステージ２に対しｙ方向に摺動可能なように構成されている。

ベース基板４には、ｘステージ２をｘ方向に移動する際の駆動力となる磁場を発生する磁石５ａ，５ｂ及び磁石５ａ，５ｂに並設されたヨーク６ａ，６ｂと、ｙステージ３をｙ方向に移動する際の駆動力となる磁場を発生する磁石５ｃ，５ｄ及び磁石５ｃ，５ｄに並設されたヨーク６ｃ，６ｄとが接着剤により固定されている。ｙステージ３には、撮像素子１と、磁石５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対向配置されたボイスコイルモータ用のコイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、ｘステージ２及びｙステージ３の位置をそれぞれ検出するためのホールセンサ８，９とが接着剤により固定されている。簡略化のため、コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとホールセンサ８，９を繋ぐ配線や撮像素子１と制御基板を繋ぐ配線等の配線の図示は省略する。

このような構成を有する手振れ補正機構は、以下に示すように動作することにより手振れ補正動作を実行する。始めに、撮像装置のシャッターボタンが半押し状態になったタイミングで、撮像装置に内蔵された角速度センサが撮像装置のｘ方向及びｙ方向の回転角速度を検出する。次に、撮像装置内部の制御部が、検出された回転角速度から撮像装置が回転したことによって発生する撮像素子１の撮像面における像の移動量を演算する。次に制御部は、演算結果に基づいて撮像素子１に投影される像の位置が常に一致するように、コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流を流してｘステージ２とｙステージ３を動作させることによりベース基板４に対し撮像素子１を移動する。

具体的には、コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流が流れると、磁石５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとヨーク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによる磁場により、フレミングの左手の法則に従ってコイル７ａ，７ｂにはｘ方向、コイル７ｃ，７ｄにはｙ方向に力が発生するので、撮像素子１はベース基板４に対しｘ方向及びｙ方向に移動される。この時制御部は、ホールセンサ８，９により検出されるｘステージ２及びｙステージ３の位置に基づいて撮像素子１を必要量だけｘ方向及びｙ方向に移動する。このようにして手振れ補正動作が行われる。

〔基準位置保持装置の構成〕
次に、図４乃至図９を参照して、上記手振れ補正機構に適用される基準位置保持装置の構成について説明する。なお図４は、図１に示す手振れ補正機構の分解図であり、本発明の一実施形態となる基準位置保持装置の構成を示す。図５は、図４に示す基準位置保持装置の分解斜視図であり、本発明の一実施形態となる駆動機構を示す。図６は、図４に示す基準位置保持装置の分解斜視図であり、本発明の一実施形態となる保持機構を示す。図７は、図４に示す基準位置保持装置の表面側の分解斜視図であり、駆動機構と保持機構の掛合機構を示す。図８は、図４に示す基準位置保持装置の部分断面図であり、駆動機構と保持機構が掛合している状態を示す。図９は、図６に示す保持機構の動作を説明するための模式図である。

本発明の一実施形態となる基準位置保持装置は、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの一方の端部にかしめられたＵ字形状の端子１３ａ，１３ｂと、端子１３ａ，１３ｂに取り付けられたプラスチック製のスライダ１４ａ，１４ｂと、ベース基板４の外形に沿って形成された溝（図示せず）に沿って形状記憶ワイヤ１２ａ及び形状記憶ワイヤ１２ｂを配置するためにベース基板１に突設された金属製の支持軸１５ａ，１５ｂ及び支持軸１５ｃ，１５ｄを有する。本実施形態では、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂは、通電に伴い収縮し、通電停止により伸長するものである。形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂとしては、７０〜９０℃程度の温度で収縮し、電気抵抗が２００Ω／ｍ（線径８０μｍ）、歪みが４〜５％程度、作動電流が２００ｍＡ程度のものを用いることが望ましい。

基準位置保持装置は、上下方向（紙面垂直方向）から形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂを挟持する端子１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）と、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの長さを調整すると共に端子１６により形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂを固定するためのネジ１７ａ，１７ｂと、端子１６の端部を固定する下駄形状の引掛部１８ａ，１８ｂとを有する。下駄形状の引掛部１８ａ，１８ｂにより端子１６の端部を固定することによりネジ１７ａ，１７ｂにより端子１６を固定する際に形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂや端子１６の位置ずれが生じることを防止できる。

基準位置保持装置は、本発明に係る基準位置保持機構として、突起部２７ａにおいてベース基板４に回転自在に圧入されると共にＵ字形状の端子１３ａ，１３ｂが掛合する突起部２７ｂを表面側に有する回転部材１９と、軸２０ａ，２０ｂにおいて回転部材１９の裏面側に連結されたアーム部材２１ａ，２１ｂと、軸２２ａ，２２ｂにおいてアーム部材２１ａ，２１ｂに連結されたアーム部材２３ａ，２３ｂとを有する。アーム部材２１ａ，２１ｂと、軸２２ａ，２２ｂと、アーム部材２３ａ，２３ｂとからなるアームユニットは、軸２４ａ，２４ｂにおいてベース基板４に圧入されている。各アームユニットの外周には、アームユニットにベース基板４の内側方向の付勢力を与える板バネ２５ａ，２５ｂと、板バネ２５ａ，２５ｂをベース基板４に固定するネジ２６ａ，２６ｂが付設されている。なお、板バネ２５ａ，２５ｂの代わりに、コイルスプリングやトーションバネによりアームユニットに付勢力を与えてもよい。

このような構成を有する基準位置保持装置は、手振れ補正動作が実行されていない場合、以下に示すように動作することにより撮像素子１を所定の基準位置に保持する。撮像素子１を所定の基準位置に保持する場合、始めに、端子１３ａと端子１６の間に所定電圧を印加することにより形状記憶ワイヤ１２ａに通電する。形状記憶ワイヤ１２ａは通電に伴い収縮し、端子１３ａは形状記憶ワイヤ１２ａの収縮に伴い紙面左方向に移動する。端子１３ａは回転部材１９の裏面側に形成された突起部２７ｂに掛合するようにＵ字形に形成されているので、端子１３ａの移動に伴い回転部材１９は左方向に回転する。

図４に示す回転部材１９が左方向に回転すると、回転部材１９に連結されたアーム２１ａが移動し、軸２２ａにおいてアーム２１ａに連結されたアーム２３ａが軸２４ａを回転中心として右方向に回転する。アーム２３ａの先端部は回転に伴いＹステージ３の側縁部に形成された凹部２９ａに当接する。またアーム２１ｂ，２３ｂも同様に動作し、アーム２３ｂの先端部が凹部２９ｂに当接する。アーム２３ａ，２３ｂの先端部が凹部２９ａ，２９ｂに当接すると、アーム２３ａ，２３ｂにより両側縁部が挟持されることによりｙステージ３の移動が禁止され、撮像素子１は所定の基準位置に保持される。そして端子１３ａと端子１６間への電圧印加を停止することにより保持状態への移行処理は完了する。なおこの時、アームユニットは常に板バネ２５ａ，２５ｂによりベース基板４の中心方向に向かって付勢されているので、電圧印加を停止しても保持状態は維持される。

この保持状態から図４に示す開放状態に移行させる場合、端子１３ｂと端子１６の間に所定電圧を印加することにより形状記憶ワイヤ１２ｂに電流を流す。形状記憶ワイヤ１２ｂは電流が流れることによって収縮し、端子１３ｂは形状記憶ワイヤ１２ｂの収縮に伴い右方向に移動する。端子１３ｂは端子１３ａと同様のＵ字形であるので、端子１３ｂの移動に伴い図４に示す回転部材１９は右方向に回転する。回転部材１９が右方向に回転すると、回転部材１９に連結されたアーム２１ａが移動し、軸２２ａにおいてアーム２１ａに連結されたアーム２３ａが軸２４ａを回転中心として左方向に回転する。これにより、アーム２３ａの先端部は凹部２９ａから離間する。またアーム２１ｂ、２３ｂも同様に動作し、アーム２３ｂの先端部が凹部２９ｂから離間する。アーム２３ａ、２３ｂの先端部が凹部２９ａ、２９ｂから離間すると、撮像素子１は手振れ補正動作が可能な開放状態になる。なおこの時、アームユニットは常に板バネ２５ａ，２５ｂによりベース基板４の中心方向に向かって付勢されているので、電圧印加を停止しても開放状態は維持される。

なお、上述の保持状態と開放状態の間には図９（ｂ）に示す中立点があり、回転部材１９はこの中立点を超えた後に表面側に設けられた突起部２８とベース基板４の裏面側に形成された凹部３０の側壁部分が当接することにより回転を停止する。すなわち、保持状態及び開放状態は突起部２８が凹部３０の一方及び他方の側壁部分に当接する位置に対応する。この中立点では、アーム２３ａの先端部分は保持状態にある時（図９（ｃ）に示す状態）よりも凹部３０に対しオーバーストロークするが、アーム２３ａはバネ性を有するので、先端部分が回転中心に対し変位することによりオーバーストロークを吸収する。これにより、アーム２３ａと凹部が変形，破壊することを回避できる。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる基準位置保持装置によれば、撮像素子１を所定の基準位置に保持する場合、通電に伴う形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの伸縮を利用して基準位置保持機構を作動させる。このような構成によれば、モータ等の駆動装置を利用することなく撮像素子１を所定の基準位置に移動，保持することができ、また小型軽量化が可能となる。

また本発明の一実施形態となる基準位置保持装置によれば、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの一方の端部には端子１３ａ，１３ｂがかしめられ、基準位置保持機構は、端子１３ａ，１３ｂが掛合する回転部材１９と、回転部材１９に連接され、回転部材１９の回転に伴い開放状態と保持状態との間で変位するアームユニットからなるので、少ない部品点数で形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの伸縮を基準位置保持機構に伝達することができる。

また本発明の一実施形態となる基準位置保持装置によれば、保持状態から開放状態に変位する方向に向かってアームユニットを付勢する板バネ２５ａ，２５ｂが設けられているので、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂに通電しなくても保持及び開放のそれぞれの状態を維持し、消費電力を少なくすることができる。

また本発明の一実施形態となる基準位置保持装置によれば、アーム部材２３ａ，２３ｂはバネ性を有するので、アームユニットの中立点のオーバーストロークを効果的に吸収し、装置の変形や破壊を防止できる。

また、本発明の一実施形態となる基準位置保持装置では、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂの折り曲げの支点に金属製の支持軸１５ａ，１５ｂが配置されているので、形状記憶ワイヤ１２ａ，１２ｂに通電した際に発生する熱によってプラスチック製のベース基板４が変形することを防止できる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の一実施形態となる手振れ補正機構の裏面側の構成を示す図である。 図１に示す線分ＡＡにおける手振れ補正機構の断面図である。 図１に示す線分ＢＢにおける手振れ補正機構の断面図である。 図１に示す手振れ補正機構の分解図であり、本発明の一実施形態となる基準位置保持装置の構成を示す図である。 図４に示す基準位置保持装置の分解斜視図であり、本発明の一実施形態となる駆動機構を示す図である。 図４に示す基準位置保持装置の分解斜視図であり、本発明の一実施形態となる保持機構を示す図である。 図４に示す基準位置保持装置の表面側の分解斜視図であり、駆動機構と保持機構の嵌合機構を示す図である。 図４に示す基準位置保持装置の部分断面図であり、駆動機構と保持機構が嵌合している状態を示す図である。 図６に示す保持機構の動作を説明するための模式図である。

符号の説明

１：撮像素子
２：ｘステージ
３：ｙステージ
４：ベース基板
１２ａ，１２ｂ：形状記憶ワイヤ
１３ａ，１３ｂ，１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：端子
１４ａ，１４ｂ：スライダ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ：支持軸
１７ａ，１７ｂ，２６ａ，２６ｂ：ネジ
１８ａ，１８ｂ：引掛部
１９：回転部材
２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ：軸
２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ：アーム部材
２５ａ，２５ｂ：板バネ
２７ａ，２７ｂ，２８：突起部
２９ａ，２９ｂ，３０：凹部

Claims (5)

1. ベース基板と、撮像素子が実装されたステージ部と、ベース基板に対しステージ部を移動する駆動部とを少なくとも備える手振れ補正機構における基準位置保持装置であって、
   前記ステージ部を所定の基準位置に保持する保持状態と前記駆動部によるステージ部の移動を許容する開放状態とを有する基準位置保持機構と、
   前記基準位置保持機構に接続され、通電の有無に応じて伸縮することにより、手振れ補正機構を作動させる場合は前記開放状態、手振れ補正機構を作動させない場合には前記保持状態に基準位置保持機構を変位させる形状記憶ワイヤと
   を備えることを特徴とする手振れ補正機構における基準位置保持装置。
2. 請求項１に記載の手振れ補正機構における基準位置保持装置において、前記形状記憶ワイヤの一方の端部には端子がかしめられ、前記基準位置保持機構は、当該端子が掛合する回転部材と、当該回転部材に連接され、回転部材の回転に伴い前記開放状態と前記保持状態との間で変位するアーム部材を備えることを特徴とする手振れ補正機構における基準位置保持装置。
3. 請求項２に記載の手振れ補正機構における基準位置保持装置において、前記保持状態から前記開放状態に変位する方向に向かって前記アーム部材を付勢するバネ部材を備えることを特徴とする手振れ補正機構における基準位置保持装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の手振れ補正機構における基準位置保持装置において、前記アーム部材はバネ性を有することを特徴とする手振れ補正機構における基準位置保持装置。
5. 請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の手振れ補正機構における基準位置保持装置において、前記形状記憶ワイヤはベース基板上に突設された複数の金属製の軸間に架橋されていることを特徴とする手振れ補正機構における基準位置保持装置。

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