JP2009009027A - 像振れ補正装置、鏡筒および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置を提供する。
【解決手段】補正手段201を保持する保持部材を少なくとも光軸202に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材217p,217yと、可撓性部材の固定端を支持する固定部材221と、保持部材を前記光軸と直交する平面内において移動させる駆動手段212p,212y、215p,215y、213p,213y、214p,214yと、保持部材に対応して固定部材に設けられた受け部222pと、受け部と保持部材とを連結する粘性を有する連結部材216p,216yとを有する。
【選択図】図3
【解決手段】補正手段201を保持する保持部材を少なくとも光軸202に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材217p,217yと、可撓性部材の固定端を支持する固定部材221と、保持部材を前記光軸と直交する平面内において移動させる駆動手段212p,212y、215p,215y、213p,213y、214p,214yと、保持部材に対応して固定部材に設けられた受け部222pと、受け部と保持部材とを連結する粘性を有する連結部材216p,216yとを有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、像振れを補正する像振れ補正装置、該像振れ補正装置を有する鏡筒および撮像装置に関するものである。
現在のカメラ、特にコンパクトカメラは、小型・軽量であり、片手で支持しやすいため、撮影者が撮影時に片手でカメラを構えることが多い。そのため、カメラに加わる手振れにより、像振れが生じやすくなっている。
手振れによる像振れを防止するために、従来、手振れに応じて、レンズを移動させることで光軸を偏芯させて像振れを補正するもの(特許文献1)、撮像素子を撮影光軸と直交する方向に駆動して像振れを補正するもの(特許文献2)等がある。
特開平2−66536号公報
特開2005−92005号公報
上記提案のような像振れ補正装置は、被駆動部を光軸に対して垂直な平面内を移動させるための複雑なスライド構造が不要であることから、補正信号に対する敏感、且つ、スムーズな追従が可能であった。しかし、可撓性部材だけで支持される被駆動部を有した像振れ補正機構においては、スライド構造がないために駆動時に振動が生じた際、該振動が収まるまでに時間を要するという課題があった。
また、特許文献1の像振れ補正装置においては、制振として、可撓性部材全体をゴムで覆う構造である。しかしこのような構造にした場合、予め弾性芯部材表面をゴム部材で被覆するため、被駆動部と弾性芯部材を固定する際に、ゴム部材の長さで弾性芯部材の固定される位置が決定される。そのために、各弾性芯部材の可撓部の長さを明確に限定できない。よって、可撓部の長さがばらつき、各弾性芯部材の力のバランスが崩れ、不用意な回転の振動を引き起こし易くなっていた。
また、上記の像振れ補正装置においては、スライド構造がないため、外部から強い衝撃を受けた際には、可撓性部材に負荷がかかり、可撓性部材が座屈する虞があった。
(発明の目的)
本発明の目的は、外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置、鏡筒および撮像装置を提供しようとするものである。
本発明の目的は、外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置、鏡筒および撮像装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正するための補正手段と、前記補正手段を保持する保持部材を少なくとも光軸に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材と、前記可撓性部材の固定端を支持する固定部材と、前記保持部材を前記光軸と直交する平面内において移動させる駆動手段と、前記保持部材に対向して前記固定部材に設けられた受け部と、前記受け部と前記保持部材とを連結する粘性を有する連結部材とを有する像振れ補正装置とするものである。
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を搭載した撮像装置用の鏡筒とするものである。
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を搭載した撮像装置とするものである。
本発明によれば、外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置、鏡筒または撮像装置を提供しようとするものである。
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
図1〜図7は本発明の実施例1に係る図であり、屈曲光学系に代表される、光軸に直交する平面に薄型である光学系を備えた撮像装置であるところのデジタルカメラに本発明を適用した例を示す。図1は本実施例1に係るデジタルカメラの鏡筒100の正面図であり、像振れ補正装置200を有している。屈曲光学系を備えたデジタルカメラにおいては、図1において、最も被写体側に配置されたレンズ101を通過した光束が、不図示のミラーもしくはプリズムによって90°屈曲され、屈曲された後の光軸202に沿って撮像素子102に到達する。図2は本実施例1に係る像振れ補正装置200を示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図である。図3は図2(a)に示す像振れ補正装置200のA−A断面図、図4は図2に示す像振れ補正装置200の構成を示す斜視図である。図5は本実施例1に係る像振れ補正装置200の構成要素である被駆動枠211を示す図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。図6は本実施例1に係る像振れ補正装置200の構成要素である固定筒222を示す図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。図7は図3に示す像振れ補正装置200のB部要部拡大図である。
本実施例1に係る像振れ補正装置200は、図2から図4に示すように、4本のワイヤ線材217p,217yで支持される駆動部210と、鏡筒100の一部である固定筒222に固定される固定枠221で構成される。4本のワイヤ線材217p,217yで支持する機構は省スペースであり、薄型の鏡筒100を実現するのに適した機構である。
図3や図4等に示す駆動部210には、光軸202に垂直な平面内で駆動可能な推進力発生部が補正光学系201を挟んで2個所設けられている。推進力発生部は、コイル側ヨーク212p,212yと磁石側ヨーク215p,215y、ヨーク間に挟まれて配置されるコイル213p,213yと永久磁石214pと214yで構成されている。補正光学系201を保持する保持部材を兼ねる被駆動枠211に対して、磁石側ヨーク215pと215y、永久磁石214pと214yが取り付けられている。永久磁石214p,214yおよび磁石側ヨーク215p,215yは、駆動部210の一部ではあるが、被駆動部にも含まれる。
コイル213pに電流を流すと、駆動部210は図2に示す矢印210pの方向に被駆動枠211を駆動し、コイル213yに電流を流すと、駆動部210は矢印210y方向に被駆動枠211を駆動する。本実施例1に係る像振れ補正装置200は、永久磁石214pと214yが被駆動枠211に取り付けられたムービングマグネット型となっている。しかしこれとは異なり、コイル213pと213yが被駆動枠211に取り付けられたムービングコイル型としても同様の効果を得られる。
2個所の推進力発生部の中心210p−oと210y−o(図2(a)参照)は、光軸202を含んで一列に並んだ位置に配置(ヨーイング軸に一列に配置)されており、ピッチング方向(図2の矢印210p)に薄型の配置が実現している。また、矢印210p方向への推進時に、矢印210p方向に光軸202(重心位置)が位置しない配置にしている。このため、矢印210p方向への推進と同時に回転方向(図2の矢印210r)の動きが生じてしまうのを防ぐために、ワイヤ線材217p,217yの総合バネ中心を矢印210p方向の推進力発生部中心210p−oに略一致させるように配置している。つまり、ワイヤ線材217pと217yのバネ定数を異ならせることにより、総合バネ中心を光軸202からずらした配置としている。ここでは、ワイヤ線材217pと217yのワイヤ線径を異ならせることにより、バネ定数を異ならせた。本実施例1に係る像振れ補正装置200は、217pにステンレス製のφ0.26のワイヤ線材を用い、217yにステンレス製のφ0.16のワイヤ線材を用いている。
この総合バネ中心を推力発生部中心210p−oに一致させた移動方向は、図2に示すようにo軸上であり、もう一方の推力発生部の推進方向(矢印210y方向)と一致しているため、総合バネ中心の移動は210y方向の駆動に影響を与えることはない。
上記の構成部品と該構成部品の配置を実現する事により、駆動部210を光軸202に垂直な平面内を移動させるための複雑なスライド構造を持たずに、像振れ補正信号に対する敏感、且つ、スムーズな追従が行える像振れ補正装置200が可能となった。
しかしながら、このような可撓性部材であるワイヤ線材217p,217yだけで支持される被駆動枠211を有した像振れ補正装置200においては、被駆動枠211を光軸202に対して垂直な平面内を移動させるスライド構造がなく、摩擦が発生しない。そのために既に述べたように、駆動時に振動が生じた際、振動が収まるまでに時間を要するという課題があった。また、外部から強い衝撃が加わった際、可撓性部材(ワイヤ線材217p,217y)だけで支持された被駆動枠211を有している構成上、可撓性部材が座屈する虞があった。
そこで、本実施例1では、組み立てが容易であり、外部から与えられる衝撃に強く、安定した防振性能を得られる像振れ補正装置200を、以下のようにして構成している。
以下、本実施例1に係る像振れ補正装置200の抑振構造部分の構成を詳しく説明する。
図5は、磁石側ヨーク215pと215y、永久磁石214pと214yが取り付けられる被駆動枠211を説明する図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。被駆動枠211は、凸部211p,211yが一体に形成されている。凸部211p,211yは、図5(b)に示すように、光軸202を通る軸であるo軸上かつ202x軸に対称の位置(それぞれ光軸202からc寸法の位置)に配置されている。
図6は、鏡筒100の一部である固定筒222を示す図であり、(a)は正面図、(b)は上面図である。固定筒222は、受け部222p,222y(図4も参照)が一体で形成されている。受け部222p,222yには、被駆動枠211の凸部211p,211yと対面する位置に、凹部222p−1,222y−1が形成されている。また、図3に示すように、凸部211p,211yと凹部222p−1,222y−1の間にダンパ材216p,216yがそれぞれ介入されている。本実施例1に係る像振れ補正装置200は、ダンパ材216p,216yに紫外線硬化型のゲル材を用いる構造としたが、ダンパ材は、同様の効果が発揮されるゴム、シリコンなどで構成されるものであっても良いことは言うまでもない。
像振れ補正装置200は、固定枠221を固定筒222に固定することで、鏡筒100に組込まれる。図3に示すように、固定枠221が固定筒222に組込まれた状態では、像振れ補正装置200の駆動部210と固定枠221に挟まれた位置に固定筒222の受け部222p,222yが配置される。また、駆動部210と受け部222p,222yは、ギャップ間隔が0.5mm程度(図7参照)あり、接触しないように配置されている。この状態で、受け部222p,222yの凹部222p−1,222y−1と、被駆動枠211の凸部211p,211yの間に作られた空間にダンパ材216p,216yが充填されるような構造となっている。
ダンパ材216p,216yは、凹部222p−1,222yと凸部211p,211yの形状をガイドとして、所定の空間に注入されることになるため、注入量の規定が容易に行える。
ダンパ材216p,216yを図示しない注入器で注入後、ダンパ材216p,216yに紫外線照射を行う。紫外線照射後、ダンパ材216p,216yはゲル状に硬化し、被駆動枠211の凸部211p,211yと固定筒222の受け部222p,222yとが連結された状態になる。
ダンパ材216p,216yは、被駆動枠211が移動する際にはせん断方向に作用し、駆動部210の振動を減衰させる制振効果を発揮する。また、被駆動枠211に強い衝撃が加わり、ワイヤ線材217p,217yが座屈するような方向に力が加わった際には、ダンパ材216p,216yは、圧縮・引張方向に反発するように作用し、座屈を防止する効果を発揮する。
受け部222p,222yは、光軸202に垂直な平面において、ワイヤ線材217p,217yよりも内側(光軸202に近い位置)に配置されている。このため、被駆動枠211の駆動時に、該被駆動枠211が受け部222p,222yから外れる虞がない他、外側に受け部を設けた場合よりも小型にすることができる。
以上のように、本実施例1では、固定筒222に受け部222p,222yを設け、受け部222p,222yと、像振れ補正装置200の被駆動枠211を、ダンパ材216p,216yで連結するような構成にしている。また、ダンパ材216p,216yが形成される部分を、受け部222p,222yと被駆動枠211にそれぞれ一体で構成している。
よって、外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置200および撮像装置を提供可能となる。別言すれば、スライド機構を持たないので部品点数を増やすこともなく、高精度な像振れ補正を行うことができ、良好な撮影を行える小型の像振れ補正装置200を実現させることができる。
図8〜図12は本発明の実施例2に係る像振れ補正装置を示す図である。詳しくは、図8(a)は像振れ補正装置200の上面図、(b)は正面図である。図9は図8(a)に示す像振れ補正装置200のD−D断面図である。図10は像振れ補正装置200の構成要素である被駆動枠211を説明する図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。図11は像振れ補正装置200の構成要素である固定枠221を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は正面図である。また、図12は図9に示す像振れ補正装置200のE部拡大図である。なお、被駆動枠211、固定枠221は実施例1と2では形状が異なるが、基本的には同一の機能を有する部材であるので、同一符号を用いている。
上記実施例1では、固定筒222に受け部222p,222yを設け、像振れ補正装置200の被駆動枠211を、ダンパ材216p,216yで連結するような構成としていた。これに対し、本発明の実施例2に係わる像振れ補正装置200は、構成要素である固定枠221に受け部221p,221yを設け、被駆動枠211と該受け部221p,221yをダンパ材216p,216yで連結するような構成としている。
本実施例2に係る像振れ補正装置200の他の構成要素や構造は、上記実施例1とほぼ同様のため、その説明は省略する。
以下、本実施例2に係る像振れ補正装置200の制振構造部分の構成について詳しく説明する。
図10(a)に示すように、被駆動枠211には凸部211pと211yが一体で形成されている。凸部211pと211yは、図10(b)に示すように、光軸202を通る軸であるo軸上かつ202x軸に対称の位置(凸部211pと221yの配置は、それぞれ光軸202からf寸法の位置)に配置されている。
また、図11に示すように、固定枠221は受け部221pと221yが一体で形成されている。受け部221p,221yは、被駆動枠211の凸部211pと211yと対面する位置に、凸部221p−1と221y−1が形成されている。
被駆動枠211の凸部211p,211yと固定枠221の凸部221p−1,221y−1の間には、1.0mm程度のギャップ(図12参照)があり、被駆動枠211と固定枠221が接触しない配置である。この状態で、被駆動枠211の凸部211p,211yと、固定枠221の受け部221p,221yに設けられた凸部221p−1と221y−1の間に形成された空間に、ダンパ材216p,216yが注入されるような構造となっている。
ダンパ材216p,216yは、被駆動枠211の凸部211p,211yと固定枠221の凸部221p−1,221y−1の形状をガイドとして、所定の空間に充填されることになり、注入量の規定が容易に行えるようになっている。
ダンパ材216p,216yを図示しない注入器で注入後、ダンパ材216p,216yに紫外線照射を行う。紫外線照射後、ダンパ材216p,216yはゲル状に硬化し、被駆動枠211の凸部211p,211yと固定枠221の凸部221p−1,221y−1とが連結された状態になる。
ダンパ材216p,216yは、被駆動枠211が移動する際にはせん断方向に作用し、被駆動枠211の振動を減衰させる制振効果を発揮する。また、被駆動枠211に強い衝撃が加わり、ワイヤ線材217p,217yが座屈するような方向に力が加わった際には、ダンパ材216p,216yは、圧縮・引張方向に反発するように作用し、座屈を防止する効果を発揮する。
以上のように、本実施例2では、固定枠221に受け部221p,221yを設け、被駆動枠211と該受け部221p,221yをダンパ材216p,216yで連結するような構成にしている。
よって、外部から加わる衝撃に強く、安定した防振性能を与えることができる像振れ補正装置200および撮像装置を提供可能となる。別言すれば、スライド機構を持たないので部品点数を増やすこともなく、高精度な像振れ補正を行うことができ、良好な撮影を行える小型の像振れ補正装置200を実現させることができる。
上記の実施例1および2に係る像振れ補正装置200は、像振れを補正するための補正光学系201を有する。さらに、補正光学系201を保持する被駆動枠211を少なくとも光軸202方向に垂直な方向に移動可能に支持する、光軸202に略平行な複数のワイヤ線材217p,217yを有する。さらに、被駆動枠211を光軸202と垂直な平面内において移動させる推進力発生部(コイル側ヨーク212p,212y、磁石側ヨーク215p,215y、コイル213p,213y、永久磁石214p,214yよる成る推力発生部)を有する。さらには、ワイヤ線材217p,217yが被駆動枠211により座屈を起こさないように設けられた受け部222pと222y(実施例1)もしくは221pと221y(実施例2)を有する。さらに、受け部222p,222y,221p,221yと被駆動枠211とを連結する粘性材によるダンパ材216p,216yを有する。
上記の受け部221p,221yは、固定枠221に一体で形成される。また、受け部部222p,222yは、固定枠221が固定される固定筒222に一体で形成される。そして、該受け部222pと222y、221pと221yは、光軸202周りに略均等に複数設けられる。また、受け部222pと222y、221pと221yは、光軸202方向に垂直な平面において、ワイヤ線材217p,217yよりも内側に配置されている。また、受け部222pと222y、221pと221yは、光軸202方向に垂直な平面において、長方形状である被駆動枠211(駆動部210)の長手方向に、光軸202を対称にして2個所配置される。また、受け部222pと222y、221pと221yは、被駆動枠211と固定枠221の間に、通常使用状態で被駆動枠211に接触しないように光軸202方向に一定間隔を有して配置される。
また、受け部222p,222y、221p,221yと被駆動枠211は、それぞれ対面する位置に凸形状(凸部211p,211y,221p−1,221y−1)もしくは凹形状(凹部222P−1,222y−1)を有している。そして、該凸もしくは凹形状の間に、ダンパ材216p,216yが充填される。
また、受け部222p,222y,221p,221yと被駆動枠211の間隔は、0.5mm(0.3mmでも良い)以上1.0mm以内である。
上記のように、複数のワイヤ線材217p,217yで支持された被駆動枠211と受け部222p,222y,221p,221yとを連結するように粘性材によるダンパ材216p,216yを具備した構成している。これにより、部品点数を増やすことなく、組立が容易で、外部から与えられる衝撃に強い、安定した防振性能を得られる高精度な補正を行える小型の像振れ補正装置を実現可能となった。さらには、該像振れ補正装置を搭載した撮像装置、該撮像装置用の鏡筒100を実現可能となった。
(本発明と実施例の対応)
補正光学系201が本発明の補正手段に、被駆動枠211が保持部材に、それぞれ相当する。また、ワイヤ線材217p,217yが、本発明の、補正手段を保持する保持部材を少なくとも光軸に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材に相当する。また、推進力発生部(コイル側ヨーク212p,212y、磁石側ヨーク215p,215y、コイル213p,213y、永久磁石214p,214y)が本発明の駆動手段に相当する。また、固定枠221が、本発明の、可撓性部材の固定端を支持する固定部材に相当する。また、ダンパ材216p,216yが本発明の連結部材に相当する。また、受け部222p,222yおよび受け部221p,221yが、本発明の、保持部材に対向して固定部材に設けられた受け部に相当する。なお、本発明の受け部は、光軸周りに複数設けられる、あるいは、光軸に直交する平面において、可撓性部材よりも光軸側である内側に設けられる。
補正光学系201が本発明の補正手段に、被駆動枠211が保持部材に、それぞれ相当する。また、ワイヤ線材217p,217yが、本発明の、補正手段を保持する保持部材を少なくとも光軸に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材に相当する。また、推進力発生部(コイル側ヨーク212p,212y、磁石側ヨーク215p,215y、コイル213p,213y、永久磁石214p,214y)が本発明の駆動手段に相当する。また、固定枠221が、本発明の、可撓性部材の固定端を支持する固定部材に相当する。また、ダンパ材216p,216yが本発明の連結部材に相当する。また、受け部222p,222yおよび受け部221p,221yが、本発明の、保持部材に対向して固定部材に設けられた受け部に相当する。なお、本発明の受け部は、光軸周りに複数設けられる、あるいは、光軸に直交する平面において、可撓性部材よりも光軸側である内側に設けられる。
(変形例)
上記実施例1,2に係る像振れ補正装置200は、ダンパ材216p,216yに紫外線硬化型のゲル材を用いる構造としている。しかし、ダンパ材は、同様の効果が発揮されるゴム、シリコンなどで構成されるものであっても良いことは既に述べた通りである。また、上記の各実施例とは異なる実施形態であっても、請求項の内容に沿ったものであれば、どのような実施の形態であっても良いことは言うまでもない。
上記実施例1,2に係る像振れ補正装置200は、ダンパ材216p,216yに紫外線硬化型のゲル材を用いる構造としている。しかし、ダンパ材は、同様の効果が発揮されるゴム、シリコンなどで構成されるものであっても良いことは既に述べた通りである。また、上記の各実施例とは異なる実施形態であっても、請求項の内容に沿ったものであれば、どのような実施の形態であっても良いことは言うまでもない。
100 デジタルカメラの鏡筒
200 像振れ補正装置
201 補正光学系
202 光軸
210 駆動部
210p−o,210y−o 推進力発生部の中心
211 被駆動枠
211p,211y 被駆動枠の凸部
212p,212y,215p,215y ヨーク
213p,213y コイル
214p,214y 永久磁石
216p,216y ダンパ材
217p,217y ワイヤ線材
221 固定枠
221p,221y 受け部
221p−1,221y−1 凸部
222 固定筒
222p,222y 受け部
222p−1,222y−1 凹部
200 像振れ補正装置
201 補正光学系
202 光軸
210 駆動部
210p−o,210y−o 推進力発生部の中心
211 被駆動枠
211p,211y 被駆動枠の凸部
212p,212y,215p,215y ヨーク
213p,213y コイル
214p,214y 永久磁石
216p,216y ダンパ材
217p,217y ワイヤ線材
221 固定枠
221p,221y 受け部
221p−1,221y−1 凸部
222 固定筒
222p,222y 受け部
222p−1,222y−1 凹部
Claims (6)
- 像振れを補正するための補正手段と、
前記補正手段を保持する保持部材を少なくとも光軸に直交する方向に移動可能に弾性支持する、光軸に略平行な複数の可撓性部材と、
前記可撓性部材の固定端を支持する固定部材と、
前記保持部材を前記光軸と直交する平面内において移動させる駆動手段と、
前記保持部材に対向して前記固定部材に設けられた受け部と、
前記受け部と前記保持部材とを連結する粘性を有する連結部材とを有することを特徴とする像振れ補正装置。 - 前記受け部は、前記光軸周りに複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。
- 前記受け部は、前記光軸に直交する平面において、前記可撓性部材よりも前記光軸側である内側に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の像振れ補正装置。
- 前記連結部材は、前記駆動手段による前記保持部材の駆動に対し、ダンパ材として機能することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の像振れ補正装置。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の像振れ補正装置を搭載したことを特徴とする撮像装置用の鏡筒。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の像振れ補正装置を搭載したことを特徴とする撮像装置。
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