JP2008287159A - Image-shake preventing actuator, lens unit including the same, and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関し、特に、撮像用レンズをその光軸に直交する平面内で移動させ、像振れを防止するアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。 The present invention relates to an actuator and a lens unit and a camera including the actuator, and more particularly to an actuator that moves an imaging lens in a plane perpendicular to the optical axis thereof to prevent image blur, and a lens unit and a camera including the actuator. .
特開2006−119249号公報(特許文献1)には、像振れ防止用のアクチュエータが記載されている。このアクチュエータでは、像振れ補正用レンズが取り付けられた移動枠を3つのスチールボールによって支持し、像振れ補正用レンズを光軸に直交する平面内で移動させている。また、このアクチュエータにおいては、移動枠を、光軸を中心に係止位置まで回動させ、移動枠の周囲に形成された突起と、それに対応して設けられたカム状の部材を係合させることにより移動枠を係止している。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-119249 (Patent Document 1) describes an actuator for preventing image blur. In this actuator, a moving frame to which an image blur correction lens is attached is supported by three steel balls, and the image blur correction lens is moved in a plane orthogonal to the optical axis. Further, in this actuator, the moving frame is rotated to the locking position around the optical axis, and the projection formed around the moving frame and the cam-like member provided corresponding thereto are engaged. Thus, the moving frame is locked.
この特開2006−119249号公報に記載されたアクチュエータにおいては、移動枠を係止するために特別のアクチュエータを設けることなく、移動枠を係止できるので有利である。 The actuator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-119249 is advantageous because the moving frame can be locked without providing a special actuator for locking the moving frame.
しかしながら、上述した特開2006−119249号公報記載のアクチュエータにおいては、移動枠(可動部)を係止するための突起と、これと係合させるためのカム状の部材を移動枠の外周に配置する必要があり、アクチュエータの外径が大型化するという問題がある。 However, in the actuator described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-119249 described above, a protrusion for locking the moving frame (movable part) and a cam-like member for engaging with the protrusion are arranged on the outer periphery of the moving frame. There is a problem that the outer diameter of the actuator is increased.
また、上記のアクチュエータにおいては、移動枠(可動部)の係止時においても、移動枠を係止するスチールボール(球状体)は係止されていないため、移動枠の係止中に衝撃力が作用した場合に、スチールボールが脱落する虞があるという問題がある。 In the above actuator, even when the moving frame (movable part) is locked, the steel ball (spherical body) that locks the moving frame is not locked. There is a problem that the steel balls may fall off when the squeezes act.
さらに、上記のアクチュエータにおいては、移動枠(可動部)の係止時においてもスチールボールが位置決めされていないため、像振れ防止制御に復帰されたとき、スチールボールを適所に、確実に位置させることが難しいという問題がある。 Furthermore, in the above actuator, since the steel ball is not positioned even when the moving frame (movable part) is locked, when returning to the image blur prevention control, the steel ball is surely positioned in a proper position. There is a problem that is difficult.
従って、本発明は、外径を大型化させることなく、可動部を係止することができるアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator capable of locking a movable part without increasing the outer diameter, a lens unit including the actuator, and a camera.
また、本発明は、可動部の係止時において球状体を係止することができるアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide an actuator that can lock the spherical body when the movable part is locked, a lens unit including the actuator, and a camera.
さらに、本発明は、可動部の係止時において球状体を位置決めすることができるアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。 Furthermore, an object of the present invention is to provide an actuator that can position a spherical body when the movable part is locked, a lens unit including the actuator, and a camera.
上述した課題を解決するために、本発明は、撮像用レンズをその光軸に直交する平面内で移動させ、像振れを防止するためのアクチュエータであって、固定部と、撮像用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部と固定部の間に挟持され、可動部を移動可能に支持する少なくとも3つの球状体と、可動部を、固定部に対して並進移動及び回転移動させる駆動手段と、各球状体を夫々取り囲むように固定部に設けられ、球状体が内側で任意の方向に転動可能な転動領域を画定する固定部転動領域画定壁と、各球状体を夫々取り囲むように可動部に設けられ、球状体が内側で任意の方向に転動可能な転動領域を画定する可動部転動領域画定壁と、固定部の転動領域に連続して光軸を中心とする円のほぼ接線方向に延びるように形成され、光軸から球状体までの距離を所定の距離に拘束する位置拘束領域を画定する少なくとも2つの固定部拘束領域画定壁と、これらの固定部拘束領域画定壁に夫々対応して、可動部の転動領域と連続するように光軸を中心とする円のほぼ接線方向に延びる位置拘束領域を画定する可動部拘束領域画定壁と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention is an actuator for moving an imaging lens within a plane orthogonal to the optical axis thereof to prevent image blur, and the fixing unit and the imaging lens are attached to the actuator. A movable part, at least three spherical bodies sandwiched between the movable part and the fixed part and movably supporting the movable part, and drive means for moving the translational part in translation and rotation with respect to the fixed part And a fixed portion rolling area demarcating wall that is provided in the fixing portion so as to surround each spherical body and demarcates a rolling area in which the spherical body can roll in an arbitrary direction, and surrounds each spherical body. The movable part rolling region demarcating wall that demarcates the rolling region in which the spherical body can roll in any direction on the inside, and the optical axis continuously to the rolling region of the fixed part The optical axis is formed so as to extend almost tangentially to the circle At least two fixed portion restricting region defining walls for defining a position restricting region for restricting the distance to the spherical body to a predetermined distance, and a rolling region of the movable part corresponding to each of the fixed portion restricting region defining walls. And a movable part restricting region defining wall for defining a position restricting region extending in a substantially tangential direction of a circle centered on the optical axis so as to be continuous with the optical axis.
このように構成された本発明においては、撮像用レンズが取り付けられた可動部が、少なくとも3つの球状体によって、固定部に対して移動可能に支持される。各球状体は、これを取り囲むように固定部に設けられた固定部転動領域画定壁の内側の転動領域と、可動部に設けられた可動部転動領域画定壁の内側の転動領域の間に挟持される。これらの転動領域に連続するように、光軸を中心とする円の接線方向に延びる少なくとも2つの位置拘束領域が、固定部拘束領域画定壁及び可動部拘束領域画定壁によって画定される。 In the present invention configured as described above, the movable portion to which the imaging lens is attached is supported by at least three spherical bodies so as to be movable with respect to the fixed portion. Each spherical body includes a rolling area inside the fixed part rolling area defining wall provided in the fixed part so as to surround the spherical body, and a rolling area inside the movable part rolling area defining wall provided in the movable part. Is sandwiched between. At least two position restricting regions extending in the tangential direction of the circle centered on the optical axis are defined by the fixed portion restricting region defining wall and the movable portion restricting region defining wall so as to be continuous with these rolling regions.
このように構成された本発明によれば、球状体が少なくとも2つの位置拘束領域に挟持されることにより、可動部の、光軸を中心とする円の半径方向の移動が少なくとも2点で拘束されるため、可動部の並進移動が係止される。これにより、アクチュエータの外径を大型化させることなく、可動部を係止することができる。 According to the present invention thus configured, the spherical body is sandwiched between at least two position restraining regions, so that the movement of the movable portion in the radial direction around the optical axis is restrained at at least two points. Therefore, the translational movement of the movable part is locked. Thereby, a movable part can be latched, without enlarging the outer diameter of an actuator.
本発明において、好ましくは、さらに、固定部の転動領域から連続して延びる線状の固定部調整領域を画定する固定部調整領域画定壁と、可動部の転動領域から連続して延びる線状の可動部調整領域を画定する可動部調整領域画定壁と、を有し、固定部調整領域及び可動部調整領域の少なくとも一方は、光軸を中心とする円の円周と交差するように画定されている。 In the present invention, preferably, further, a fixed portion adjustment region defining wall for defining a linear fixed portion adjustment region continuously extending from the rolling region of the fixed portion, and a line continuously extending from the rolling region of the movable portion. A movable portion adjustment region defining wall for defining a movable portion adjustment region, and at least one of the fixed portion adjustment region and the movable portion adjustment region intersects a circumference of a circle centering on the optical axis. Is defined.
このように構成された本発明によれば、固定部調整領域及び/又は可動部調整領域が光軸を中心とする円の円周と交差しているので、固定部調整領域と可動部調整領域の間に挟持された球状体と光軸の間の距離を可変することができる。これにより、固定部調整領域と可動部調整領域の間に挟持された球状体を確実に位置決めしながら、位置拘束領域の位置及び寸法の誤差を許容することができる。 According to the present invention configured as described above, the fixed portion adjustment region and / or the movable portion adjustment region intersects the circumference of a circle centered on the optical axis, and thus the fixed portion adjustment region and the movable portion adjustment region. The distance between the spherical body sandwiched between and the optical axis can be varied. Accordingly, it is possible to allow an error in the position and size of the position constraint region while reliably positioning the spherical body sandwiched between the fixed portion adjustment region and the movable portion adjustment region.
本発明において、好ましくは、固定部転動領域画定壁及び可動部転動領域画定壁は3組形成され、これらのうちの2組には位置拘束領域が形成され、他の1組には固定部調整領域及び可動部調整領域が形成されている。
このように構成された本発明によれば、可動部を3点でガタなく支持することができる。
In the present invention, preferably, three sets of the fixed portion rolling region defining wall and the movable portion rolling region defining wall are formed, two of these are formed with the position constraint region, and the other set is fixed. A part adjustment area and a movable part adjustment area are formed.
According to the present invention configured as described above, the movable portion can be supported without play at three points.
本発明において、好ましくは、固定部拘束領域画定壁又は可動部拘束領域画定壁によって囲まれた、球状体と接触する面が、球状体の表面とほぼ同一の曲率半径の曲面を有する。 In the present invention, it is preferable that the surface in contact with the spherical body, which is surrounded by the fixed portion restraining region defining wall or the movable portion restraining region defining wall, has a curved surface having substantially the same radius of curvature as the surface of the spherical body.
このように構成された本発明によれば、球状体が各位置拘束領域に位置する状態において、球状体と接触する接触面積を広くすることができるので、接触する圧力を減じることができる。 According to the present invention configured as described above, since the contact area in contact with the spherical body can be increased in a state where the spherical body is located in each position restraint region, the contact pressure can be reduced.
本発明において、好ましくは、さらに、球状体は、固定部及び可動部の各位置拘束領域に位置する状態において、可動部の固定部に対する回転を係止する回転係止手段を有する。 In the present invention, preferably, the spherical body further includes a rotation locking means for locking the rotation of the movable portion relative to the fixed portion in a state where the spherical body is positioned in each position restraining region of the fixed portion and the movable portion.
このように構成された本発明によれば、回転係止手段が可動部の固定部に対する回転を係止することにより、可動部を、各位置拘束領域によって並進移動が係止された状態に維持することができる。 According to the present invention configured as described above, the rotation locking means locks the rotation of the movable portion with respect to the fixed portion, thereby maintaining the movable portion in a state in which the translational movement is locked by each position constraint region. can do.
また、本発明のレンズユニットは、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に収容された複数の撮像用レンズと、これら撮像用レンズの一部を可動部に取り付けた本発明のアクチュエータと、を有することを特徴としている。
さらに、本発明のカメラは、カメラ本体と、本発明のレンズユニットと、を有することを特徴としている。
The lens unit of the present invention includes a lens barrel, a plurality of imaging lenses housed in the lens barrel, and an actuator of the present invention in which a part of these imaging lenses is attached to a movable part. It is characterized by having.
Furthermore, the camera of the present invention has a camera body and the lens unit of the present invention.
本発明のアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、外径を大型化させることなく、可動部を係止することができる。
また、本発明のアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、可動部の係止時において球状体を係止することができる。
さらに、本発明のアクチュエータ及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、可動部の係止時において球状体を位置決めすることができる。
According to the actuator of the present invention and the lens unit and camera including the actuator, the movable part can be locked without increasing the outer diameter.
Further, according to the actuator of the present invention, the lens unit including the same, and the camera, the spherical body can be locked when the movable part is locked.
Furthermore, according to the actuator of the present invention and the lens unit and camera including the actuator, the spherical body can be positioned when the movable part is locked.
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1乃至図13を参照して、本発明の実施形態によるカメラを説明する。図1は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a camera according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態のカメラ1は、レンズユニット2と、カメラ本体4と、を有する。レンズユニット2は、レンズ鏡筒6と、このレンズ鏡筒の中に配置された複数の撮像用レンズ8と、撮像用レンズのうちの像振れ補正用レンズ16を所定の平面内で移動させるアクチュエータ10と、レンズ鏡筒6の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ34a、34b(図1には34aのみ図示)と、を有する。
As shown in FIG. 1, a camera 1 according to an embodiment of the present invention includes a
レンズユニット2は、カメラ本体4に取り付けられ、入射した光をフィルム面Fに結像させるように構成されている。
概ね円筒形のレンズ鏡筒6は、内部に複数の撮像用レンズ8を保持しており、一部の撮像用レンズ8を移動させることによりピント調整を可能としている。
The
The generally cylindrical lens barrel 6 holds a plurality of
本発明の実施形態のカメラ1は、ジャイロ34a、34bによって振動を検出し、検出された振動に基づいてアクチュエータ10を作動させて像振れ補正用レンズ16を移動させ、カメラ本体4内のフィルム面Fに合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ34a、34bとして、圧電振動ジャイロを使用している。なお、本実施形態においては、像振れ補正用レンズ16は、1枚のレンズによって構成されているが、画像を安定させるためのレンズは、複数枚のレンズ群であっても良い。
The camera 1 according to the embodiment of the present invention detects vibrations by the
次に、図2乃至図5を参照して、アクチュエータ10の構成を説明する。図2は、移動枠が像振れ防止制御の動作中心位置にあるアクチュエータ10の正面図である。また、図3は、移動枠が係止位置にあるアクチュエータ10の正面図である。さらに、図4は図3のIV−IV線に沿う側面断面図であり、図5(a)は図2のV−V線に沿う側面断面図である。また、図5(b)は、駆動用磁石の着磁の状態を示す斜視図である。
Next, the configuration of the
図2乃至図5に示すように、アクチュエータ10は、レンズ鏡筒6内に固定された固定部である固定枠12と、この固定枠12に対して移動可能に支持された可動部である移動枠14と、この移動枠14を支持する球状体である3つのスチールボール18と、を有する。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
さらに、アクチュエータ10は、固定枠12に取り付けられた3つの駆動用コイル20a、20b、20cと、移動枠14の、駆動用コイル20a、20b、20cに夫々対応する位置に取り付けられた3つの駆動用磁石22a、22b、22cと、を有する。
Further, the
また、図5(a)に示すように、アクチュエータ10は、各駆動用磁石22a、22b、22cの磁力によって移動枠14を固定枠12に吸着させるために、固定枠12に取り付けられた吸着用ヨーク26と、駆動用磁石の磁力を固定枠12の方に効果的に差し向けるように、駆動用磁石の裏側に取り付けられたバックヨーク28と、を有する。なお、駆動用コイル20a、20b、20c、及びこれらに対応する位置に取り付けられた3つの駆動用磁石22a、22b、22cはリニアモーターを構成し、移動枠14を固定枠12に対して並進運動させ、且つ回転運動させる駆動手段として機能する。
Further, as shown in FIG. 5A, the
さらに、図5(a)に示すように、各駆動用コイル20a、20b、20cの巻線の内側には、磁気センサであるホール素子24a、24b、24cが配置されている(図5には24aのみ図示)。各ホール素子24a、24b、24cは、これらと夫々向き合うように配置されている各駆動用磁石22a、22b、22cの磁気を検出して、固定枠12に対する移動枠14の位置を検出するように構成されている。これらのホール素子24a、24b、24c及び駆動用磁石22a、22b、22cは、位置検出手段を構成する。
Further, as shown in FIG. 5 (a),
また、図1に示すように、アクチュエータ10は、ジャイロ34a、34bによって検出された振動と、ホール素子24a、24b、24cによって検出された移動枠14の位置情報に基づいて、各駆動用コイル20a、20b、20cに流す電流を制御する制御手段であるコントローラ36を有する。さらに、コントローラ36には、移動枠14を、目標位置である係止位置に移動させるための係止位置移動手段37、及び移動枠14を係止位置に向けて付勢する信号を出力する係止方向付勢手段47が内蔵されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
アクチュエータ10は、移動枠14を、レンズ鏡筒6に固定された固定枠12に対して、フィルム面Fに平行な平面内で移動させ、これにより移動枠14に取り付けられた像振れ補正用レンズ16を移動させ、レンズ鏡筒6が振動してもフィルム面Fに結像される像が乱れることがないように駆動される。
The
固定枠12は、図2に示すように、外周に縁を設けた概ねドーナツ板状の形状を有する。また、固定枠12には、各スチールボール18を受けるための凹部である固定枠受部13a、13b、13cが形成されている。これらの固定枠受部の詳細については後述する。さらに、固定枠12には、移動枠14を係止するための回転係止手段である係止用フック17が、回動可能に取り付けられている。この係止用フック17は、ソレノイド(図示せず)に連結されており、移動枠14を係止するために回動される。
As shown in FIG. 2, the fixed
移動枠14は、図2に示すように、概ねドーナツ板状の形状を有し、固定枠12の中に、固定枠12の縁に取り囲まれるように配置されている。移動枠14の中央の開口には、像振れ補正用レンズ16が取り付けられている。また、移動枠14には、各スチールボール18を受けるための凹部である移動枠受部15a、15b、15cが形成されている。移動枠受部の詳細については後述する。さらに、移動枠14の、係止用フック17に対応する位置には、係止時において係止用フック17と係合される係止用突起17aが形成されている。
As shown in FIG. 2, the moving
スチールボール18は、図4に示すように、固定枠12に形成された各固定枠受部13a、13b、13cと移動枠14に形成された各移動枠受部15a、15b、15cの間に夫々配置されている。また、各スチールボール18は、図2及び図3に示すように、夫々、中心角120゜の間隔を隔てて3つ配置され、各スチールボール18が、各駆動用コイルの間に位置するように配置されている。各スチールボール18は固定枠12及び移動枠14の間に形成された受部の中に配置され、移動枠14は駆動用磁石22によって固定枠12に吸着されるので、各スチールボール18は固定枠12と移動枠14の間に挟持されることになる。これにより、移動枠14は固定枠12に平行な平面上に支持され、各スチールボール18が挟持されながら転がることによって、移動枠14の固定枠12に対する任意の方向の並進運動及び回転運動が許容される。
As shown in FIG. 4, the
また、本実施形態においては、スチールボール18として鋼製の球体を使用しているが、スチールボール18は必ずしも球体でなくても良い。即ち、アクチュエータ10の作動中において固定枠12及び移動枠14と接触する部分が概ね球面の形状を有する形態であればスチールボール18として使用することができる。なお、本明細書において、このような形態を球状体という。
In this embodiment, a steel sphere is used as the
3つの駆動用コイル20a、20b、20cは、固定枠12上に夫々配置されている。また、これらの駆動用コイル20a、20b、20cは、その中心が、レンズユニット2の光軸を中心とする円周上にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、駆動用コイル20aは光軸の鉛直上方に配置され、駆動用コイル20b、20cは、駆動用コイル20aに対して中心角120゜ずつ間隔を隔てて配置されている。即ち、駆動用コイル20a、20b、20cは、光軸を中心とする円周上に等間隔に配置されている。また、駆動用コイル20a、20b、20cは、夫々、その巻線が角の丸い矩形状に巻かれ、この矩形の中心線が円周の半径方向と一致するように配置されている。
The three
駆動用磁石22a、22b、22cは、夫々長方形の形状を有し、移動枠14に埋め込まれている。また、駆動用磁石22a、22b、22cは、移動枠14の円周上の各駆動用コイル20a、20b、20cに対応する位置に位置決めされている。なお、本明細書において、駆動用コイルに対応する位置とは、駆動用コイルによって形成される磁界の影響が実質的に及ぶ位置を意味している。
The
3つの吸着用ヨーク26は、固定枠12の各駆動用コイルの裏側、即ち、移動枠14の反対側に夫々取り付けられている。各吸着用ヨーク26は、これらに対応して配置された各駆動用磁石22a、22b、22cの磁力によって吸着され、これにより移動枠14は固定枠12に吸着される。なお、本実施形態においては、駆動用磁石の磁力線が、吸着用ヨーク26に効率良く到達するように、固定枠12は非磁性材料で構成されている。
The three
バックヨーク28は概ね長方形の形状を有し、3つの駆動用磁石の裏側に夫々配置されている。図5(a)に示すように、各バックヨーク28を、各駆動用磁石の裏側、即ち、各駆動用コイルの反対側に夫々取り付けることにより、各駆動用磁石の磁束が、固定枠12の方に効率良く差し向けられるようにしている(図2、図3は、バックヨーク28を取り除いた状態を図示している。)。
The
次に、図5を参照して、駆動用磁石が及ぼす磁力について説明する。概ね長方形に夫々形成された駆動用磁石22a、22b、22c、バックヨーク28及び吸着用ヨーク26は、各長辺、短辺が重なり合うように配置されている。また、駆動用コイル20a、20b、20cは、その各辺が、長方形のバックヨーク28の各長辺、短辺と夫々平行になるように配置されている。さらに、各駆動用磁石は、その磁極の境界線である着磁境界線Cが、各駆動用磁石が配置されている円周の半径方向に一致するように向けられている。
Next, the magnetic force exerted by the driving magnet will be described with reference to FIG. The
これにより、駆動用磁石22a、バックヨーク28及び吸着用ヨーク26は、磁気回路を構成し、図5(a)に矢印で示す磁力線が形成される。駆動用磁石22aは、対応する駆動用コイル20aに電流が流れると、各駆動用磁石が配置された円周の接線方向の駆動力を受ける。他の駆動用コイル20b、20cについても、同様の位置関係で対応する駆動用磁石22b、22c、バックヨーク28及び吸着用ヨーク26が配置されている。
Thereby, the
なお、本明細書において、着磁境界線Cとは、駆動用磁石の両端が夫々S極、N極となるように着磁されているとき、その着磁されている磁極の境界線を言うものとする。従って、本実施形態においては、着磁境界線Cは、長方形の駆動用磁石の長辺の中点を通るように位置する。また、図5(b)に示すように、駆動用磁石22aは、その厚さ方向にも極性が変化しており、図5(b)において左下の角がS極、右下がN極、左上がN極、右上がS極になっている。
In this specification, the magnetization boundary line C refers to the boundary line of the magnetized magnetic poles when both ends of the drive magnet are magnetized so as to be S pole and N pole, respectively. Shall. Therefore, in this embodiment, the magnetization boundary line C is located so as to pass through the midpoint of the long side of the rectangular driving magnet. Further, as shown in FIG. 5B, the polarity of the driving
次に、図6及び図7を参照して、移動枠14の位置検出を説明する。
図6及び図7は、駆動用磁石22aの移動とホール素子24aから出力される信号との関係を説明する図である。図6に示すように、ホール素子24aの感度中心点Sが、駆動用磁石22aの着磁境界線C上に位置する場合には、ホール素子24aからの出力信号はゼロである。移動枠14と共に駆動用磁石22aが移動され、ホール素子24aの感度中心点が駆動用磁石22aの着磁境界線上から外れると、ホール素子24aの出力信号が変化する。図6に示すように、駆動用磁石22aが着磁境界線Cに直交する方向、即ち、X軸方向に移動すると、ホール素子24aは、正弦波状の信号を発生する。従って、この移動量が微小である場合には、ホール素子24aは、駆動用磁石22aの移動距離にほぼ比例した信号を出力する。本実施形態において、駆動用磁石22aの移動距離が、駆動用磁石22aの長辺の長さの3%程度以内の場合には、ホール素子24aから出力される信号は、ホール素子24aの感度中心点Sと駆動用磁石22aの着磁境界線Cの間の距離にほぼ比例する。また、本実施形態では、アクチュエータ10は、通常作動領域においては各ホール素子の出力が距離にほぼ比例する範囲内で作動する。
Next, the position detection of the moving
6 and 7 are diagrams illustrating the relationship between the movement of the driving
図7(a)乃至(c)に示すように、ホール素子24aの感度中心点S上に駆動用磁石22aの着磁境界線Cが位置する場合には、図7(b)のように駆動用磁石22aが回転移動した場合、図7(c)のように駆動用磁石22aが着磁境界線Cの方向に移動した場合とも、ホール素子24aからの出力信号はゼロである。また、図7(d)乃至(f)に示すように、駆動用磁石22aの着磁境界線Cがホール素子24aの感度中心点Sから外れた場合には、感度中心点Sと着磁境界線Cの距離rに比例した信号がホール素子24aから出力される。従って、感度中心点Sから着磁境界線Cまでの距離rが同じであれば、図7(d)のように駆動用磁石22aが着磁境界線Cに直交する方向に移動した場合、図7(e)のように駆動用磁石22aが並進及び回転移動した場合、図7(f)のように任意の方向に並進移動した場合とも、何れも同じ大きさの信号がホール素子24aから出力される。
As shown in FIGS. 7A to 7C, when the magnetization boundary line C of the driving
ここでは、ホール素子24aについて説明したが、他のホール素子24b、24cも、それらに対応する駆動用磁石22b、22cとの位置関係に基づいて同様の信号を出力する。このため、各ホール素子24a、24b、24cによって検出された信号に基づいて、移動枠14が固定枠12に対して並進移動及び回転移動した位置を特定することができる。
Although the
次に、図8を参照して、アクチュエータ10による像振れ防止制御を説明する。図8は、コントローラ36における信号処理を示すブロック図である。図8に示すように、レンズユニット2の振動は、2つのジャイロ34a、34bによって時々刻々検出され、コントローラ36に内蔵されたレンズ位置指令信号生成手段である演算回路38a、38bに入力される。本実施形態においては、ジャイロ34aはレンズユニット2のヨーイング運動の角速度を、ジャイロ34bはピッチング運動の角速度を夫々検出するように構成され、配置されている。
Next, image blur prevention control by the
演算回路38a、38bは、ジャイロ34a、34bから時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ補正用レンズ16を移動させるべき位置を時系列で指令するレンズ位置指令信号を生成する。すなわち、演算回路38aは、ジャイロ34aによって検出されるヨーイング運動の角速度を時間積分し、所定の光学特性補正を行うことによってレンズ位置指令信号の水平方向成分Dxを生成し、同様に、演算回路38bは、ジャイロ34bによって検出されるピッチング運動の角速度に基づいてレンズ位置指令信号の鉛直方向成分Dyを生成するように構成されている。このようにして得られたレンズ位置指令信号に従って、像振れ補正用レンズ16を時々刻々移動させることにより、写真撮影の露光中にレンズユニット2が振動した場合にも、カメラ本体4内のフィルム面Fに合焦される像は乱れることなく安定化される。
The
コントローラ36に内蔵されたコイル位置指令信号生成手段は、演算回路38a、38bによって生成されたレンズ位置指令信号に基づいて、各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号を生成するように構成されている。コイル位置指令信号は、像振れ補正用レンズ16をレンズ位置指令信号で指定された位置へ移動させたときの、各駆動用コイル20a、20b、20cとそれに対応した駆動用磁石22a、22b、22cの位置関係を表す信号である。すなわち、各駆動用磁石が、各駆動用コイルに対するコイル位置指令信号によって指令された位置に移動されると、その結果、像振れ補正用レンズ16は、レンズ位置指令信号によって指令された位置へ移動される。本実施形態においては、駆動用コイル20aが光軸の鉛直上方に設けられているので、駆動用コイル20aに対するコイル位置指令信号raは、演算回路38aから出力されるレンズ位置指令信号の水平方向成分Dxと等しくなる。従って、駆動用コイル20aに対するコイル位置指令信号を生成するコイル位置指令信号生成手段である演算回路40aは、演算回路38aから出力をそのまま出力する。一方、駆動用コイル20b、20cに対するコイル位置指令信号rb、rcは、レンズ位置指令信号の水平方向成分Dx及び鉛直方向成分Dyに基づいて、コイル位置指令信号生成手段である演算回路40b、40cによって生成される。
The coil position command signal generating means built in the
一方、ホール素子24a、24b、24cによって測定された、各駆動用コイルに対する駆動用磁石の移動量は、磁気センサアンプ42a、42b、42cによって所定の倍率に増幅される。駆動回路44a、44b、44cは、演算回路40a、40b、40cから出力された各コイル位置指令信号ra、rb、rcと、各磁気センサアンプ42a、42b、42cから出力された信号との差に比例した電流を各駆動用コイル20a、20b、20cに流す。従って、コイル位置指令信号と各磁気センサアンプからの出力に差がなくなると、即ち、各駆動用磁石がコイル位置指令信号によって指令された位置に到達すると、各駆動用コイルには電流が流れなくなり、駆動用磁石に作用する駆動力がゼロになる。なお、演算回路40a、40b、40cと駆動回路44a、44b、44cの間に配置された切替スイッチ45、及び第2切替スイッチ46は、像振れ防止制御モードにおいては、常に演算回路と駆動回路を直接接続する位置にされている。
On the other hand, the movement amount of the driving magnet with respect to each driving coil, measured by the
次に、図9を参照して、移動枠14を並進運動させる場合における、レンズ位置指令信号とコイル位置指令信号との関係を説明する。図9は、固定枠12上に配置された駆動用コイル20a、20b、20c、及び移動枠14上に配置された駆動用磁石22a、22b、22cの位置関係を示す図である。まず、3つの駆動用コイル20a、20b、20cは、その中心点が、点Qを原点とする半径Rの円周上の点Sa、Sb、Sc上に夫々配置されている。また、各ホール素子24a、24b、24cも、それらの感度中心点Sが点Sa、Sb、Sc上に位置するように夫々配置されている。さらに、移動枠14が動作中心位置にある場合には、像振れ補正用レンズ16の中心と撮像用レンズ8の光軸が一致し、各駆動用コイルに対応した各駆動用磁石の着磁境界線Cの中点も夫々点Sa、Sb、Sc上に位置し、各着磁境界線Cは、点Qを中心とする円の半径方向に向けられる。移動枠14は、この動作中心位置を中心に並進移動され、像振れ防止制御が実行される。
Next, the relationship between the lens position command signal and the coil position command signal when the moving
次に、点Qを原点とする水平軸線をX軸、鉛直軸線をY軸とし、図9に実線で示すように、画像安定化用レンズ16の中心点Q1が、Y軸方向にDy、X軸方向に−Dx並進移動された場合を考える。移動枠14をこのように移動させると、各駆動用磁石22a、22b、22cの着磁境界線Cは、図9に一点鎖線で示された位置に移動される。ここで、駆動用磁石22aの着磁境界線Cと点Saとの間の距離をra、駆動用磁石22bの着磁境界線Cと点Sbとの間の距離をrb、駆動用磁石22cの着磁境界線Cと点Scとの間の距離をrcとする。この距離ra、rb、rcは、画像安定化用レンズ16をY軸方向にDy、X軸方向に−Dx移動させたとき、各ホール素子24a、24b、24cによって検出される移動距離に該当する。これらの距離ra、rb、rcは、X軸方向、Y軸方向の移動距離Dx、Dyに対して一意的に決定されるものである。従って、画像安定化用レンズ16をX軸方向、Y軸方向に夫々Dx、Dy移動させるためには、これに対応した距離ra、rb、rcをコイル位置指令信号として与えればよい。
Next, the horizontal axis with the point Q as the origin is taken as the X axis, the vertical axis is taken as the Y axis, and the center point Q1 of the
ここで、各距離ra、rb、rcの正の方向を図9に矢印a、b、cで示すように定義すると、ra、rb、rcと、Dx、Dyの関係は次の(数式1)で与えられる。
次に、移動枠14を回転運動させる場合におけるコイル位置指令信号を説明する。移動枠14を回転運動させるには、各コイル位置指令信号として同一の値を与えればよい。即ち、移動枠14を角度θ[rad]だけ時計回りに回転させるための各コイル位置指令信号は、
次に、図1及び図8を参照して、本発明の実施形態によるカメラ1の作用を説明する。まず、カメラ1の手ブレ防止機能の起動スイッチ(図示せず)をオンにすることにより、レンズユニット2に備えられたアクチュエータ10が作動される。レンズユニット2に取り付けられたジャイロ34a、34bは、所定周波数帯域の振動を時々刻々検出し、コントローラ36に内蔵された演算回路38a、38bに出力する。ジャイロ34aはレンズユニット2のヨーイング方向の角速度の信号を演算回路38aに出力し、ジャイロ34bはピッチング方向の角速度の信号を演算回路38bに出力する。演算回路38aは、入力された角速度信号を時間積分して、ヨーイング角度を算出し、これに所定の光学特性補正を加えて水平方向のレンズ位置指令信号Dxを生成する。同様に、演算回路38bは、入力された角速度信号を時間積分して、ピッチング角度を算出し、これに所定の光学特性補正を加えて鉛直方向のレンズ位置指令信号Dyを生成する。演算回路38a、38bによって時系列で出力されるレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ補正用レンズ16を時々刻々移動させることによって、カメラ本体4のフィルム面Fに合焦される像が安定化される。
Next, with reference to FIGS. 1 and 8, the operation of the camera 1 according to the embodiment of the present invention will be described. First, an
演算回路38aによって出力された水平方向のレンズ位置指令信号Dxは、演算回路40aを介して、駆動用コイル20aに対するコイル位置指令信号raとして出力される。また、演算回路40bには、水平方向のレンズ位置指令信号Dx及び鉛直方向のレンズ位置指令信号Dyが入力され、数式1の中段の式に基づいて駆動用コイル20bに対するコイル位置指令信号rbが生成される。同様に、演算回路40cには、レンズ位置指令信号Dx、Dyが入力され、数式1の下段の式に基づいて駆動用コイル20cに対するコイル位置指令信号rcが生成される。
The horizontal lens position command signal Dx output by the
一方、駆動用コイル20aに対応するホール素子24aは磁気センサアンプ42aに検出信号を出力する。磁気センサアンプ42aによって増幅された検出信号は、駆動用コイル20aに対するコイル位置指令信号raから差し引かれ、これらの差に比例した電流が、駆動回路44aを介して駆動用コイル20aに出力される。同様に、ホール素子24bの検出信号とコイル位置指令信号rbの差に比例した電流が駆動回路44bを介して駆動用コイル20bに出力され、ホール素子24cの検出信号とコイル位置指令信号rcの差に比例した電流が駆動回路44cを介して駆動用コイル20cに出力される。
On the other hand, the
各駆動用コイルに電流が流れることにより、電流に比例した磁界が発生する。この磁界により各駆動用コイルに対応して配置された各駆動用磁石は夫々、コイル位置指令信号ra、rb、rcによって指定された位置に近づく方向の駆動力を受け、移動枠14が移動される。駆動用磁石が、この駆動力によってコイル位置指令信号により指定された位置に到達すると、コイル位置指令信号とホール素子の検出信号が一致するので駆動回路の出力はゼロとなり、駆動力もゼロになる。また、外乱、又は、コイル位置指令信号の変化等により、各駆動用磁石がコイル位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイルに電流が流され、各駆動用磁石はコイル位置指令信号によって指定された位置に戻される。
When a current flows through each driving coil, a magnetic field proportional to the current is generated. Due to this magnetic field, each driving magnet arranged corresponding to each driving coil receives a driving force in a direction approaching the position specified by the coil position command signals ra, rb, rc, and the moving
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、各駆動用磁石を有する移動枠14に取り付けられた像振れ補正用レンズ16が、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、カメラ本体4のフィルム面Fに合焦される像が安定化される。
By repeating the above operation every moment, the image
次に、図10乃至図13を新たに参照して、本発明の実施形態のカメラ1に内蔵されているアクチュエータ10の移動枠14を係止する機構、及びその作用を説明する。図10乃至図13は、固定枠12及び移動枠14に夫々形成された固定枠受部及び移動枠受部を拡大して示す図である。即ち、図10は、固定枠12に形成された固定枠受部13aの(a)正面図、(b)(a)におけるb−b線に沿う断面図、(c)(a)におけるc−c線に沿う断面図である。また、図11は、固定枠12に形成された固定枠受部13aと移動枠14に形成された移動枠受部15aの位置関係を示す図であり、(a)像振れ補正制御の動作中心位置、(b)係止位置への移行状態、(c)係止位置を夫々示している。さらに、図12は、固定枠受部13cの(a)正面図、(b)(a)におけるb−b線に沿う断面図、(c)(a)におけるc−c線に沿う断面図である。また、図13は、固定枠受部13cと移動枠受部15cの位置関係を示す図であり、(a)像振れ補正制御の動作中心位置、(b)係止位置への移行状態、(c)係止位置を夫々示している。
Next, a mechanism for locking the moving
上述したように、アクチュエータ10は、像振れ防止制御時には図2に示す動作中心位置を中心に移動枠14を並進移動させ、画像を安定化させている。一方、像振れ防止制御を実行しない場合や、カメラ1の不使用時には、移動枠14を図3に示す係止位置に移動させる。本実施形態においては、係止位置は、図2に示す動作中心位置から移動枠14を像振れ補正用レンズ16の光軸を中心に時計回りに回転させた位置に設定されている。
As described above, the
固定枠12に形成された固定枠受部13a、13b、13c及び移動枠14に形成された移動枠受部15a、15b、15cは、固定枠12及び移動枠14に夫々形成された凹部であり、これらの中に各スチールボール18を配置することにより各スチールボール18の脱落を防止すると共に、係止位置においては、移動枠14を係止するように作用する。
The fixed
次に、固定枠受部13a、13b、13c、及び移動枠受部15a、15b、15cの構成を説明する。図2に示すように、固定枠受部13a、13b、13cは、固定枠12の、光軸を中心とする円周D上に配置されており、互いに120゜ずつ間隔をあけて各駆動用コイルの間に位置決めされている。また、駆動用コイル20aの両側に配置された固定枠受部13a、13bは夫々同一形状に形成され、駆動用コイル20bと20cの間に配置された固定枠受部13cは、形状が固定枠受部13a、13bとは異なっている。
Next, the configuration of the fixed
一方、移動枠受部15a、15b、15cは、移動枠14上の、固定枠受部13a、13b、13cに夫々対応する位置に形成されている。即ち、各移動枠受部は、光軸を中心とする円周D上に配置されており、互いに120゜ずつ間隔をあけて各駆動用磁石の間に位置決めされている。また、駆動用磁石22aの両側に配置された移動枠受部15a、15bは夫々同一形状に形成され、駆動用磁石22bと22cの間に配置された移動枠受部15cは、形状が移動枠受部15a、15bとは異なっている。
On the other hand, the moving
図10(a)に示すように、固定枠受部13aは、概ね円形の窪みである転動領域50と、この転動領域50に連続して形成された位置拘束領域52と、を有する。転動領域50は、その周縁が固定部転動領域画定壁50aによって画定されている。また、図10(c)に示すように、転動領域50は底面が平坦に形成された比較的広い領域であり、この領域においては、スチールボール18は、任意の方向に転動することができる。一方、位置拘束領域52は、転動領域50から連続して形成され、概ね円形の転動領域50からほぼ半径方向に突出するように構成されている。また、位置拘束領域52は、幅の狭い領域であり、光軸を中心とする円周D(図2)のほぼ接線方向に延びている。位置拘束領域52は、その周縁が固定部拘束領域画定壁52aによって画定されている。また、図10(b)に示すように、位置拘束領域52は、その底面が円弧状の断面を有するように形成されており、この円弧の曲率半径は、スチールボール18の半径とほぼ同一に形成されている。
As shown in FIG. 10A, the fixed
固定枠受部13a内に配置されたスチールボール18は、その中心点が、図10(a)の二点鎖線A1で囲まれた領域、及び二点鎖線A1上に移動することができる。即ち、転動領域50においては、スチールボール18の中心が二点鎖線A1上まで転動すると、スチールボール18の表面が固定部転動領域画定壁50aに接触し、それ以上外方に移動することができなくなる。一方、位置拘束領域52においては、固定部拘束領域画定壁52aの間隔が狭いため、スチールボール18は、両側の固定部拘束領域画定壁52aと同時に接触する。従って、位置拘束領域52においては、スチールボール18は、位置拘束領域52が延びる円周D方向にのみ移動可能であり、円周Dに直交する方向のスチールボール18の移動は拘束される。即ち、位置拘束領域52においてスチールボール18の中心が移動することができる領域は線状になり、この線状の領域は、固定枠受部13aが配置されている円周D(図2)とほぼ一致する。
The center point of the
一方、固定枠受部13aに対応して、移動枠14に形成された移動枠受部15aは、固定枠受部13aとほぼ同一の形状に構成されており、転動領域54及び位置拘束領域56(図11)を備えている。さらに、転動領域54は、その周縁が可動部転動領域画定壁54aによって画定され、位置拘束領域56その周縁が可動部拘束領域画定壁56aによって画定されている。また、図2に示すように、移動枠受部15aの位置拘束領域56も円周Dのほぼ接線方向に延びているが、固定枠受部13aの位置拘束領域52とは反対方向に延びている。
On the other hand, corresponding to the fixed
なお、ここでは、固定枠受部13a及び移動枠受部15aの構成を説明したが、図2及び図3に示すように、固定枠受部13b及び移動枠受部15bも全く同様に構成されている。また、本実施形態においては、位置拘束領域は、円周Dのほぼ接線方向に延びるように、直線状に形成されているが、位置拘束領域の長さが長い場合には、位置拘束領域を円周Dに沿って延びる円弧状に形成することもできる。本明細書において、「円のほぼ接線方向に延びる」には、ほぼ接線方向に直線状に延びる形態、及び円周に沿ってほぼ円弧状に延びる形態の両方が含まれるものとする。
In addition, although the structure of the fixed
次に、図11を参照して、固定枠受部13aと移動枠受部15aの相対位置、及びスチールボール18が転動可能な領域を説明する。
まず、図11(a)に示すように、像振れ補正制御の動作中心位置においては、固定枠受部13aの転動領域50と移動枠受部15aの転動領域54が、ほぼ重畳した状態となる。この状態においては、スチールボール18の中心は、転動領域50の固定部転動領域画定壁50aによって画定される二点鎖線A1で囲まれた領域と、転動領域54によって画定される一点鎖線A2で囲まれた領域の重複部分に移動することができる。像振れ補正制御の作動中は、移動枠14が固定枠12に対して相対移動されることにより、スチールボール18の中心が、二点鎖線A1と一点鎖線A2の重複部分の中で移動される。例えば、図11(a)において、移動枠14が固定枠12に対して最も下方に移動された場合には、移動枠受部15aは、図中に点線で示す位置まで移動され、このとき、スチールボール18も点線で示す位置まで移動される。
Next, with reference to FIG. 11, the relative position of the fixed
First, as shown in FIG. 11A, the rolling
次に、移動枠14を係止位置まで移動させる際には、図11(a)に示す像振れ補正制御の動作中心位置から、移動枠14が時計回り(図11おける右方向)に移動される。これにより、図11(b)に示すように、固定枠受部13a内の二点鎖線A1と、移動枠受部15a内の一点鎖線A2の重複部分が狭くなり、スチールボール18の移動可能領域も次第に狭くなる。
Next, when the moving
次いで、図11(c)に示すように、移動枠14が係止位置まで移動されると、二点鎖線A1と一点鎖線A2の重複部分は、線状の領域となる。即ち、この状態においては、スチールボール18は、固定枠受部13a位置拘束領域52に位置すると同時に、移動枠受部15aの位置拘束領域56に位置する。このため、移動枠受部15aの固定枠受部13aに対する円周Dの半径方向(図11における上下方向)の移動はスチールボール18によって阻止され、移動枠受部15aの円周方向(図11における左右方向)の移動のみが許容される。
Next, as shown in FIG. 11C, when the moving
ここで、図3に示すように、移動枠14が係止位置まで移動された場合には、固定枠受部13b及び移動枠受部15bも、図11(c)と同様の相対位置に移動される。従って、移動枠受部15bの固定枠受部13bに対する円周Dの半径方向の移動はスチールボール18によって阻止され、移動枠受部15bの円周方向の移動のみが許容される。即ち、移動枠14は、円周Dの半径方向の移動が、移動枠受部15a、15bの2つの点で拘束されることになる。これにより、係止位置では、移動枠14の並進移動が拘束され、像振れ補正用レンズ16の光軸を中心とした回転のみが許容される状態となる。この係止位置においては、移動枠14に取り付けられた像振れ補正用レンズ16の光軸と、他の撮像用レンズ8の光軸が一致する。
Here, as shown in FIG. 3, when the moving
次に、図12を参照して、固定枠受部13cの構成を説明する。
図12(a)に示すように、固定枠受部13cは、概ね円形の窪みである転動領域58と、この転動領域58に連続して形成された固定部調整領域60と、を有する。転動領域58は、その周縁が固定部転動領域画定壁58aによって画定されている。また、図12(c)に示すように、転動領域58は底面が平坦に形成された比較的広い領域であり、この領域においては、スチールボール18は、任意の方向に転動することができる。一方、固定部調整領域60は、概ね円形の転動領域58から連続して、円形の接線方向に延びる幅の狭い領域として形成されている。また、固定部調整領域60は、光軸を中心とする円周D(図2)の接線方向に対して外方に傾斜して、円周Dと交差するように延びるている。この固定部調整領域60は、その周縁が固定部調整領域画定壁60aによって画定されている。また、図12(b)に示すように、固定部調整領域60は、その底面が円弧状の断面を有するように形成されており、この円弧の曲率半径は、スチールボール18の半径とほぼ同一に形成されている。
Next, the configuration of the fixed
As shown in FIG. 12A, the fixed
固定枠受部13c内に配置されたスチールボール18は、その中心点が、図12(a)の二点鎖線A1で囲まれた領域、及び二点鎖線A1上に移動することができる。即ち、転動領域58においては、スチールボール18の中心が二点鎖線A1上まで転動すると、スチールボール18の表面が固定部転動領域画定壁58aに接触し、それ以上外方に移動することができなくなる。一方、固定部調整領域60においては、固定部調整領域画定壁60aの間隔が狭いため、スチールボール18は、両側の固定部調整領域画定壁60aと同時に接触する。従って、固定部調整領域60においては、スチールボール18は、固定部調整領域60が延びる方向にのみ移動可能であり、これに直交する方向のスチールボール18の移動は拘束される。即ち、固定部調整領域60においてスチールボール18の中心が移動することができる領域は線状になり、この線状の領域は、固定枠受部13cが配置されている円周D(図2)と交差する。
The center point of the
一方、固定枠受部13cに対応して、移動枠14に形成された移動枠受部15cは、固定枠受部13cとほぼ同一の形状に構成されており、転動領域62及び可動部調整領域64(図13)を備えている。さらに、転動領域62は、その周縁が可動部転動領域画定壁62aによって画定され、可動部調整領域64は、その周縁が可動部調整領域画定壁64aによって画定されている。また、図2に示すように、移動枠受部15cの可動部調整領域64も円周Dと交差する方向に延びているが、固定枠受部13cの固定部調整領域60とは反対の方向に延びている。
On the other hand, corresponding to the fixed
次に、図13を参照して、固定枠受部13cと移動枠受部15cの相対位置、及びスチールボール18が転動可能な領域を説明する。
まず、図13(a)に示すように、像振れ補正制御の動作中心位置においては、固定枠受部13cの転動領域58と移動枠受部15cの転動領域62が、ほぼ重畳した状態となる。この状態においては、スチールボール18の中心は、転動領域58の固定部転動領域画定壁58aによって画定される二点鎖線A1で囲まれた領域と、転動領域62によって画定される一点鎖線A2で囲まれた領域の重複部分に移動することができる。像振れ補正制御の作動中は、移動枠14が固定枠12に対して相対移動されることにより、スチールボール18の中心が、二点鎖線A1と一点鎖線A2の重複部分の中で移動される。例えば、図13(a)において、移動枠14が固定枠12に対して最も上方に移動された場合には、移動枠受部15cは、図中に点線で示す位置まで移動され、このとき、スチールボール18も点線で示す位置まで移動される。
Next, with reference to FIG. 13, the relative position of the fixed
First, as shown in FIG. 13A, the rolling
次に、移動枠14を係止位置まで移動させる際には、図13(a)に示す像振れ補正制御の動作中心位置から、移動枠14が時計回り(図13おける左方向)に移動される。これにより、図13(b)に示すように、固定枠受部13c内の二点鎖線A1と、移動枠受部15c内の一点鎖線A2の重複部分が狭くなり、スチールボール18の移動可能領域も次第に狭くなる。
Next, when the moving
次いで、図13(c)に示すように、移動枠14が係止位置まで移動されると、二点鎖線A1と一点鎖線A2の重複部分は、それらの交点となる。即ち、この状態においては、スチールボール18は、固定枠受部13c固定部調整領域60に位置すると同時に、移動枠受部15cの移動部調整領域64に位置する。このため、スチールボール18の中心の位置は、固定部調整領域60内の二点鎖線A1と移動部調整領域64内の一点鎖線A2の交点のみに限定される。この二点鎖線A1と一点鎖線A2の交点の位置は、移動枠14の固定枠12に対する回転位置によって変化する。
Next, as shown in FIG. 13C, when the moving
上述したように、係止位置においては、移動枠14は、固定枠受部13a、13b及び移動枠受部15a、15bの作用によって、像振れ補正用レンズ16の光軸と他の撮像用レンズ8の光軸が一致するように拘束されている。即ち、移動枠14は、係止位置において、固定枠受部13a、13b及び移動枠受部15a、15bにより、光軸を中心とする回動のみ許容される状態にされており、固定枠受部13c及び移動枠受部15cは、この回動を、二点鎖線A1と一点鎖線A2の交点の位置を変化させることにより許容する。
As described above, at the locking position, the moving
また、固定部調整領域60内の二点鎖線A1と移動部調整領域64内の一点鎖線A2は交差するように向けられているので、固定枠受部及び移動枠受部の位置及び形状に誤差が含まれている場合にも、二点鎖線A1と一点鎖線A2の交点が必ず存在する。このため、係止位置において、固定部調整領域60と移動部調整領域64が重複する点が存在しなくなり、スチールボール18が固定部調整領域60内及び移動部調整領域64内に同時に位置することができなくなることはない。
Further, since the two-dot chain line A1 in the fixed
これに対し、本実施形態において、固定枠受部13c及び移動枠受部15cが、固定枠受部13a及び移動枠受部15aと同一の形状に構成され、位置拘束領域を備えていたとすれば、係止位置において、光軸から各スチールボール18までの距離が3点で拘束されることとなる。このため、固定枠受部及び移動枠受部の位置及び形状に誤差が含まれている場合や、熱膨張により寸法に狂いが生じた場合には、各スチールボール18を3組の位置拘束領域内に同時に挟持することができなくなる。この場合には、何れかのスチールボール18が位置拘束領域内の適所に収納されず、移動枠14が固定枠12から浮き上がり、像振れ補正用レンズ16の係止位置がずれることになる。
On the other hand, in the present embodiment, if the fixed
次に、移動枠14を係止位置へ移動させる作用を説明する。
まず、カメラ1の手ブレ防止機能の起動スイッチ(図示せず)がオフにされ、或いは、カメラ1の電源スイッチ(図示せず)がオフにされると、コントローラ36に内蔵された係止位置移動手段37(図8)は、移動枠14を係止位置に向けて移動させる。即ち、コントローラ36は、切替スイッチ45を係止位置移動手段37の側に切り替えると共に、係止位置移動手段37は、移動枠14を係止位置に移動させるためのコイル位置指令信号を出力する。具体的には、係止位置移動手段37が、各駆動用コイル20a、20b、20cに対して同一のコイル位置指令信号を与えることにより、移動枠14は像振れ補正用レンズ16の光軸を中心に、図2における時計回りに回転される。
Next, the operation of moving the moving
First, when the start switch (not shown) for the camera shake prevention function of the camera 1 is turned off or the power switch (not shown) of the camera 1 is turned off, the locking position built in the
これにより、固定枠受部13a、13b、13c及び移動枠受部15a、15b、15cは、図11(a)及び図13(a)に示す状態から、図11(b)及び図13(b)に示す状態へ移行する。また、コントローラ36は、係止用フック17(図2)に連結されたソレノイド(図示せず)に信号を送ってこれに通電させ、係止用フック17を想像線で示す位置に回動させる。
Accordingly, the fixed
移動枠14が、さらに時計回りに回動され、各スチールボール18が、位置拘束領域及び調整領域にさしかかると、コントローラ36は、第2切り替えスイッチ46(図8)に信号を送って、第2切り替えスイッチ46を、係止方向付勢手段47からの信号が各駆動回路44a、44b、44cに入力される位置に切り替える。これにより、磁気センサアンプ42a、42b、42cの出力は、駆動回路44a、44b、44cへの入力から切り離され、各駆動用コイル20a、20b、20cには、各ホール素子24a、24b、24cの検出信号に関わりなく同一の電流が流れるようになる。数式2で説明したように、各駆動用コイル20a、20b、20cに同一の電流を流すことは、移動枠14を回転方向のみに駆動することに相当する。従って、第2切り替えスイッチ46が切り替えられた後は、移動枠14は、回転方向のみに駆動され、制御される。
When the moving
移動枠14が更に時計回りに回動され、図3に示す位置に到達すると、固定枠受部13a、13b及び移動枠受部15a、15bに挟持されたスチールボール18は、夫々、位置拘束領域52、56の間に挟持されるようになる。一方、固定枠受部13c及び移動枠受部15cの間に挟持されたスチールボール18は、固定部調整領域60と可動部調整領域64の間に挟持されるようになる。
When the moving
移動枠14が図3に示す位置に到達すると、コントローラ36は、ソレノイド(図示せず)に信号を送って通電を停止し、係止用フック17を図3に実線で示す位置に回動させる。これにより、固定枠12に取り付けられた係止用フック17と、移動枠14に設けられた係止用突起17aが係合する。ここで、図3に示す状態においては、移動枠14の固定枠12に対する移動は、位置拘束領域52、56及び、これらの間に挟持されたスチールボール18の作用により、回転移動のみ可能に拘束されている。この状態において、係止用フック17と係止用突起17aが係合されることにより、移動枠14の回転が拘束され、移動枠14の並進移動及び回転移動が係止される。
When the moving
最後に、コントローラ36は、各駆動用コイル20a、20b、20cへの通電を停止させる。移動枠14は、ソレノイド(図示せず)への通電を停止した状態で係止されているので、電力を消費することなく、移動枠14を係止位置に維持することができる。
Finally, the
また、係止位置においては、各スチールボール18は、スチールボール18とほぼ同一の曲率半径の曲面に形成された位置拘束領域52と56の間、及び固定部調整領域60と可動部調整領域64の間に夫々挟持されている。従って、各スチールボール18と、固定枠受部及び移動枠受部との間の接触面積が比較的広くなるため、カメラ1に衝撃力が作用した場合において、固定枠受部及び移動枠受部に作用する圧力が小さくなる。
In the locking position, each
さらに、係止位置においては、各スチールボール18は、位置拘束領域52と56の間、及び固定部調整領域60と可動部調整領域64の間に夫々挟持されているため、各スチールボール18が固定枠受部及び移動枠受部の中で係止され、ガタつくことがない。また、係止位置における各スチールボール18の位置は、位置拘束領域及び調整領域の中で拘束され、ほぼ一意的に位置決めされる。
Furthermore, in the locking position, each
次に、移動枠14を係止位置から動作中心位置に復帰させる場合には、コントローラ36は、ソレノイド(図示せず)に信号を送って通電させ、係止用フック17を図3に想像線で示す位置に回動させる。これにより、係止用フック17と係止用突起17aの係合が解除される。次いで、係止位置移動手段37は、移動枠14を反時計回りに所定角度回動させるレンズ位置指令信号を出力し、移動枠14を、図2に示す像振れ防止制御の動作中心位置に復帰させる。さらに、コントローラ36は、ソレノイド(図示せず)に信号を送って通電を停止し、係止用フック17を図2に実線で示す位置に回動させる。
Next, when returning the moving
ここで、係止位置において、各スチールボール18の位置は、ほぼ一意的に位置決めされている。また、移動枠14を係止位置から反時計回りに所定角度回動させることにより、各スチールボール18が転動して移動される位置もほぼ一意的に決定される。従って、アクチュエータ10が動作中心位置に復帰された際の、各スチールボール18の転動領域内での位置を適所に設定することができる。
Here, in the locking position, the position of each
本発明の実施形態のカメラによれば、係止位置において、スチールボールが2つの位置拘束領域に挟持されることにより、移動枠の、光軸を中心とする円の半径方向の移動が2点で拘束されるため、移動枠の並進移動が係止される。即ち、特別な部材を設けることなく、スチールボールの受部に位置拘束領域を設けるだけで移動枠の並進移動を係止することができる。これにより、アクチュエータの外径を大型化させることなく、移動枠を係止することができる。 According to the camera of the embodiment of the present invention, at the locking position, the steel ball is sandwiched between the two position restriction regions, so that the movement frame has two points in the radial direction of the circle around the optical axis. Therefore, the translational movement of the moving frame is locked. That is, the translational movement of the moving frame can be locked only by providing the position restraining region in the steel ball receiving portion without providing a special member. Thereby, the moving frame can be locked without increasing the outer diameter of the actuator.
また、本発明の実施形態のカメラによれば、1つのスチールボールが、固定部調整領域と可動部調整領域の間に挟持されているので、これらの間に挟持されたスチールボールと光軸の間の距離を可変することができる。これにより、固定部調整領域と可動部調整領域の間に挟持されたスチールボールを確実に位置決めしながら、位置拘束領域の位置及び寸法の誤差を許容することができる。 Further, according to the camera of the embodiment of the present invention, since one steel ball is sandwiched between the fixed portion adjustment region and the movable portion adjustment region, the steel ball sandwiched between them and the optical axis The distance between them can be varied. Accordingly, it is possible to allow an error in the position and size of the position constraint region while reliably positioning the steel ball held between the fixed portion adjustment region and the movable portion adjustment region.
さらに、本発明の実施形態のカメラによれば、位置拘束領域がスチールボールの表面とほぼ同一の曲率半径を有する曲面で構成されているので、位置拘束領域がスチールボールと接触する接触面積を広くすることができ、接触圧力を減じることができる。 Furthermore, according to the camera of the embodiment of the present invention, since the position constraint area is configured by a curved surface having substantially the same radius of curvature as the surface of the steel ball, the contact area where the position constraint area contacts the steel ball is widened. The contact pressure can be reduced.
また、本発明の実施形態のカメラによれば、係止用フックが移動枠の固定枠に対する回転を係止することにより、移動枠を、各位置拘束領域によって並進移動が係止された状態に維持することができる。 Further, according to the camera of the embodiment of the present invention, the locking hook locks the rotation of the moving frame with respect to the fixed frame, so that the moving frame is brought into a state in which the translational movement is locked by each position constraint region. Can be maintained.
さらに、本発明の実施形態のカメラによれば、移動枠を係止位置に移動させる際、第2切り替えスイッチを切り替えて、移動枠を係止方向付勢手段によって駆動している。このため、移動枠は、ホール素子から出力される位置信号に関わりなく、係止方向付勢手段の出力によって、移動枠が係止方向に回転されるように付勢される。これにより、移動枠の移動が拘束されている方向に駆動力が発生されることにより駆動用コイルに過剰な電流が流れるのを防止することができ、適正な電流で移動枠を係止方向に付勢することができる。 Furthermore, according to the camera of the embodiment of the present invention, when the moving frame is moved to the locking position, the second changeover switch is switched and the moving frame is driven by the locking direction biasing means. For this reason, the moving frame is biased so that the moving frame is rotated in the locking direction by the output of the locking direction biasing means regardless of the position signal output from the Hall element. As a result, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the driving coil by generating a driving force in a direction in which the movement of the moving frame is restrained, and to move the moving frame in the locking direction with an appropriate current. Can be energized.
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態では、本発明をフィルムカメラに適用していたが、本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等、静止画又は動画撮像用の任意のカメラに適用することができる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, a various change can be added to embodiment mentioned above. In particular, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a film camera. However, the present invention can be applied to any camera for capturing a still image or a moving image, such as a digital camera or a video camera.
また、上述した実施形態においては、3つのスチールボールを、2組の位置拘束領域、及び1組の調整領域によって挟持していたが、スチールボールは3つ以上でも良く、また、調整領域を省略して、2組以上の位置拘束領域を設けても良い。 Further, in the above-described embodiment, three steel balls are sandwiched between two sets of position restriction areas and one set of adjustment areas. However, three or more steel balls may be used, and adjustment areas are omitted. Then, two or more sets of position constraint areas may be provided.
さらに、上述した実施形態においては、係止用フックによって移動枠の回転を係止していたが、回転係止手段として、係止時において固定枠から移動枠に延びるシャフトを設けておき、移動枠に、このシャフトを受け入れる凹部又は孔を設けても良い。 Further, in the embodiment described above, the rotation of the moving frame is locked by the locking hook. However, as the rotation locking means, a shaft extending from the fixed frame to the moving frame is provided at the time of locking, and the movement is performed. You may provide the frame with the recessed part or hole which receives this shaft.
また、上述した実施形態においては、固定枠や移動枠に凹部を形成することにより、転動領域画定壁、拘束領域画定壁等を形成していたが、これらの壁を、固定枠や移動枠から突出するように形成しても良い。 In the above-described embodiment, the rolling region defining wall, the restraining region defining wall, and the like are formed by forming the recesses in the fixed frame and the moving frame. You may form so that it may protrude from.
1 本発明の実施形態のカメラ
2 レンズユニット
4 カメラ本体
6 レンズ鏡筒
8 撮像用レンズ
10 アクチュエータ
12 固定枠(固定部)
13a、13b、13c 固定枠受部
14 移動枠(可動部)
15a、15b、15c 移動枠受部
16 像振れ補正用レンズ
17 係止用フック(回転係止手段)
17a 係止用突起
18 スチールボール(球状体)
20a、20b、20c 駆動用コイル
22a、22b、22c 駆動用磁石
24a、24b、24c ホール素子
26 吸着用ヨーク
28 バックヨーク
34a、34b ジャイロ
36 コントローラ
37 係止位置移動手段
38a、38b 演算回路
40a、40b、40c 演算回路
42a、42b、42c 磁気センサアンプ
44a、44b、44c 駆動回路
45 切替スイッチ
46 第2切り替えスイッチ
47 係止方向付勢手段
50 転動領域
50a 固定部転動領域画定壁
52 位置拘束領域
52a 固定部拘束領域画定壁
54 転動領域
54a 可動部転動領域画定壁
56 位置拘束領域
56a 可動部拘束領域画定壁
58 転動領域
58a 固定部転動領域画定壁
60 固定部調整領域
60a 固定部調整領域画定壁
62 転動領域
62a 可動部転動領域画定壁
64 可動部調整領域
64a 可動部調整領域画定壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera of embodiment of this
13a, 13b, 13c Fixed
15a, 15b, 15c Moving
20a, 20b,
Claims (7)
固定部と、
上記撮像用レンズが取り付けられた可動部と、
この可動部と上記固定部の間に挟持され、上記可動部を移動可能に支持する少なくとも3つの球状体と、
上記可動部を、上記固定部に対して並進移動及び回転移動させる駆動手段と、
上記各球状体を夫々取り囲むように上記固定部に設けられ、上記球状体が内側で任意の方向に転動可能な転動領域を画定する固定部転動領域画定壁と、
上記各球状体を夫々取り囲むように上記可動部に設けられ、上記球状体が内側で任意の方向に転動可能な転動領域を画定する可動部転動領域画定壁と、
上記固定部の転動領域に連続して上記光軸を中心とする円のほぼ接線方向に延びるように形成され、上記光軸から上記球状体までの距離を所定の距離に拘束する位置拘束領域を画定する少なくとも2つの固定部拘束領域画定壁と、
これらの固定部拘束領域画定壁に夫々対応して、上記可動部の転動領域と連続するように上記光軸を中心とする円のほぼ接線方向に延びる位置拘束領域を画定する可動部拘束領域画定壁と、
を有することを特徴とするアクチュエータ。 An actuator for moving an imaging lens within a plane perpendicular to the optical axis to prevent image blur;
A fixed part;
A movable part to which the imaging lens is attached;
At least three spherical bodies that are sandwiched between the movable portion and the fixed portion and support the movable portion movably;
Drive means for translating and rotating the movable part relative to the fixed part;
A fixed portion rolling region defining wall that is provided in the fixed portion so as to surround each spherical body, and defines a rolling region in which the spherical body can roll in an arbitrary direction;
A movable part rolling region defining wall provided in the movable part so as to surround each of the spherical bodies, and defining a rolling region in which the spherical body can roll in an arbitrary direction;
A position constraining region that is formed so as to extend in a substantially tangential direction of a circle centered on the optical axis continuously to the rolling region of the fixed part, and restrains the distance from the optical axis to the spherical body to a predetermined distance. At least two fixed part restraining region defining walls that define
Corresponding to each of these fixed portion restricting region defining walls, a movable portion restricting region for defining a position restricting region extending in a substantially tangential direction of a circle centered on the optical axis so as to be continuous with the rolling region of the movable portion. A demarcating wall;
An actuator comprising:
このレンズ鏡筒の内部に収容された複数の撮像用レンズと、
これら撮像用レンズの一部を上記可動部に取り付けた請求項1乃至5の何れか1項に記載のアクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。 A lens barrel;
A plurality of imaging lenses housed in the lens barrel;
The actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein a part of the imaging lens is attached to the movable part,
A lens unit comprising:
請求項6記載のレンズユニットと、
を有することを特徴とするカメラ。 The camera body,
A lens unit according to claim 6;
A camera characterized by comprising:
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