JP2009128841A - 像ぶれ補正装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】補正性能を低下させることなく装置を小型化することが可能な像ぶれ補正装置を提供する。
【解決手段】本発明の像ぶれ補正装置100は、レンズLを保持する保持部120と、保持部120と独立して設けられ、レンズLの光軸に対して略垂直な平面上において保持部120を移動させる移動部130、140と、保持部120を支持する基台110と、移動部130、140に力を加えて保持部120を基台110側に押圧する押圧部材153、163と、を備える。かかる像ぶれ補正装置100の移動部130、140は、保持部120を第1の方向に移動させる第1の移動部130と、保持部120を第1の方向に対して直交する第2の方向に移動させる第2の移動部140とからなり、第1の移動部130を駆動する第1の駆動部150と、第2の移動部140を駆動する第2の駆動部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、像ぶれ補正装置に関し、より詳細にはレンズシフト方式の像ぶれ補正装置に関する。
像ぶれ補正装置は、カメラやビデオカメラ等の撮像装置において、撮影された画像等の映像にぶれが生じることを防ぐ装置である。近年では、撮像素子である例えばCCD(Charge Coupled Device)の高画素化に伴い、ディスプレイ等の表示装置に画像を拡大して表示させるとわずかなぶれでも目立つようになったため、小型のデジタルカメラにも像ぶれ補正装置が搭載されるようになってきた。
像ぶれ補正装置は、レンズシフト方式とCCDシフト方式の2方式に大別される。レンズシフト方式の像ぶれ補正装置は、銅鏡内の一部のレンズを手ぶれに応じて駆動させて像ぶれを補正する。かかる方式では、駆動させるレンズが軽量なため非力なアクチュエータでも構成することができる反面、レンズ設計が困難となる。一方、CCDシフト方式の像ぶれ補正装置は、CCDを手ぶれに応じて駆動させて像ぶれを補正する。かかる方式は、レンズ構成によらず、撮像装置側のみで構成可能であるが、駆動させるCCDの重量が重いため強力なアクチュエータが必要となる。このため、撮像装置の小型化が困難であり、アクチュエータの消費電力が大きいという問題がある。
レンズシフト方式の像ぶれ補正装置における上記問題を解決するため、特許文献1には、像ぶれ補正用レンズを保持した状態で補正方向へ移動可能な移動部にレンズの光軸に対して略垂直する2方向へ移動させるための駆動部の一部である磁石を一体に設け、移動部を支持する基台に設けたコイルにより磁石に電磁駆動力を発生させてレンズの位置を補正する像ぶれ補正装置が開示されている。かかる像ぶれ補正装置は、単純な構造で実現可能である。また、特許文献2には、当該保持部を移動させる移動部とレンズの保持部とを一体に形成し、保持部と基台との間にボール部材を侠持した状態で、保持部を基台側へ付勢する像ぶれ補正装置が開示されている。かかる像ぶれ補正装置では、ボール部材はレンズを補正する補正範囲内では必ず転がるように設けられており、補正駆動力に悪影響を与える摺動抵抗を低減することができる。
一方、特許文献3には、レンズを保持する保持部と、保持部を移動させる移動部とを別体として形成する像ぶれ補正装置が開示されている。かかる像ぶれ補正装置は、保持部と移動部とを別体としたことにより、レンズを各移動方向へ容易に移動させることができる。
米国特許第5835799号明細書 米国特許第6064827号明細書 特開平04−180040号公報
しかし、上記特許文献1および特許文献2の像ぶれ補正装置は、レンズを保持する保持部と、保持部を移動させる移動部とが一体に構成されているため、一方向にのみ保持部を移動させる場合にもすべての移動部が駆動する。すなわち、移動しなくともよい移動部の重量も被駆動重量に含まれてしまい、補正駆動性能が低下し易いという問題があった。また、移動しなくともよい移動部の移動範囲も確保する必要があるので、装置が大型化し易いという問題もある。
さらに、上記特許文献2の像ぶれ補正装置では、移動部が基台に対して移動する際、移動部は確実に2方向へ案内規制されていない。このため、保持部を一方向にのみ移動させる場合にも保持部は他方向へもわずかに移動するクロストークが発生してしまい、補正性能上問題となり易い。
また、上記特許文献3の像ぶれ補正装置では、レンズの保持部と移動部との間において、補正方向およびレンズの光軸方向にバックラッシュが発生し、補正性能上問題となっていた。さらに、レンズを保持する保持部の外形枠内に移動部を設けているため、装置が大型化するという問題もあった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、補正性能を低下させることなく装置を小型化することが可能な、新規かつ改良された像ぶれ補正装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、レンズを保持する保持部と、保持部と独立して設けられ、レンズの光軸に対して略垂直な平面上において保持部を移動させる移動部と、保持部を支持する基台と、移動部に力を加えて保持部を基台側に押圧する押圧部材と、を備える像ぶれ補正装置が提供される。かかる像ぶれ補正装置の移動部は、保持部を第1の方向に移動させる第1の移動部と、保持部を第1の方向に対して直交する第2の方向に移動させる第2の移動部とからなり、第1の移動部を駆動する第1の駆動部と、第2の移動部を駆動する第2の駆動部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、レンズを保持する保持部は、保持部と独立して設けられた、第1の移動部と第2の移動部とによって移動される。したがって、保持部を第1の方向に移動させるときには第1の駆動部の駆動により第1の移動部のみが保持部に作用し、保持部を第2の方向に移動させるときには第2の駆動部の駆動により第2の移動部のみが保持部に作用する。このように、保持部と2つの移動部とを切り離したことにより、保持部を移動させる際の被駆動重量を低減することができ、補正性能を向上することができる。また、2つの移動部はそれぞれ一方向にのみ移動するので、各移動部の移動範囲を小さくすることができ、装置の小型化を実現することができる。さらに、保持部を基台側に押圧する押圧部材を備えることにより、保持部のチルト方向の揺動を抑制することができる。
ここで、第1の移動部は、第1の方向には保持部に固定されるとともに、第2の方向には保持部に対して移動可能に設けられる。一方、第2の移動部は、第1の方向には保持部に対して移動可能に設けられるとともに、第2の方向には保持部に固定される。このとき、第1の移動部と保持部との対向する位置には、例えば少なくとも2つの第2の方向に延びる略V字形状の溝がそれぞれ形成され、第2の移動部と保持部との対向する位置には、少なくとも2つの第1の方向に延びる略V字形状のV溝がそれぞれ形成されるようにしてもよい。これらの対向する溝の間には、保持部を支持する例えばボール部材がそれぞれ設けられる。
また、保持部と基台との間に、自己潤滑性を有する滑動部を備えることもできる。これにより、ボール部材との間に発生する摩擦力を低減することができ、保持部を移動させる駆動力に悪影響を与えないようにすることができる。
さらに、第1の駆動部および第2の駆動部は、例えば、レンズの光軸に対して略平行な磁界を発生する磁石と、磁石と対向して設けられるコイルとから構成することができる。このとき、第1の移動部および第2の移動部と基台とが相対向する面のうち、一側の面に磁石を、他側の面にコイルを設けることができる。このとき、磁石およびコイルの相対向する面がレンズの光軸に対して略垂直となるように、磁石およびコイルを配置することができる。これにより、第1の移動部および第2の移動部は、第1の駆動部および第2の駆動部によりレンズの光軸に対して略直交する方向の駆動力を受ける。そして、第1の移動部および第2の移動部は、保持部を自身の移動方向と同一方向に移動させる。
または、第1の駆動部および第2の駆動部は、例えば、レンズの光軸に対して略平行な磁界を発生する磁石と、磁石と対向して設けられるコイルとから構成することができる。このとき、第1の移動部および第2の移動部と基台とが相対向する面のうち、一側の面に磁石を、他側の面にコイルを設けることができる。このとき磁石は、磁石およびコイルの相対向する面に対して略垂直な磁界を発生するように配置される。また、磁石およびコイルの相対向する面がレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜を有するように、磁石およびコイルを配置することができる。これにより、レンズの光軸に対して直交する方向における装置のサイズを小さくすることができる。
このとき、移動部は、移動部が基台に支持される支持位置における接線がレンズの光軸方向に対して略垂直となる円の周方向に沿って移動される。そして、保持部は、支持位置における接線方向に移動される。これにより、磁石とコイルとが傾きを有しても保持部には光軸方向に無駄な力が生じることなく駆動力が伝達されるので、装置の小型化とともに補正性能を安定させることができる。
また、押圧部材は、磁性部材からなり、第1の移動部および第2の移動部または基台とコイルとの間に設けることができる。磁性部材と駆動部を構成する磁石との間には磁気吸引力が発生し、磁石が備えられた第1の移動部および第2の移動部は基台側へ引き付けられる。そして、第1の移動部および第2の移動部は、自身が基台側に引き付けられる力によって保持部を基台側に押圧する。これにより、保持部を基台側に押圧することができ、保持部のチルト方向の揺動を抑制することができる。
さらに、移動部または基台に設けられた2つの磁石の相対向する位置には、磁石間の吸引力を低減させる遮蔽部材が備えられる。これにより、第1の駆動部を構成する磁石と第2の駆動部を構成する磁石との間に働く吸引力を低減させ、各駆動部の駆動力への影響を低減することができる。
また、移動部が保持部を基台側に押圧する2つの力点のうち少なくとも1つは、移動部を基台上に支持する2つの支点よりレンズ側に備えられる。2つの力点が2つの支点に対してレンズと反対側に配置された場合、保持部に2つの支点を結ぶ直線の回りに回転する力が働いてしまう。このため、上記構成として保持部の浮き上がりを防止し、補正性能が低下しないようにする。
さらに、押圧部材は、移動部を基台側へ押圧する弾性部材から形成してもよい。このとき、押圧部材は、少なくとも移動部の基台と反対側の面を覆うように設けられる。また、押圧部材に、移動部を所定の方向にのみ移動させるように案内する案内部を備えるようにすることもできる。
以上説明したように本発明によれば、補正性能を低下させることなく装置を小型化することが可能な像ぶれ補正装置を提供することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施形態)
まず、図1〜図6に基づいて、本発明の第1の実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成について説明する。なお、図1は、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図である。図2は、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態から第1の移動部130および第1の磁石151を除いた状態を示す。図3は、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態から第2の移動部140および第2の磁石161を除いた状態を示す。図4は、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態にカバープレート170を設けた状態を示す。図5は、本実施形態にかかる第1の移動部130および第2の移動部140の構成を示す部分背面図である。図6は、本実施形態にかかる保持部の移動を検知するホール素子とカバープレートとを示す部分背面図である。
<像ぶれ補正装置の構成>
本実施形態にかかる像ぶれ補正装置は、カメラやビデオカメラ等の撮像装置のシャッター部分に設けられる、レンズシフト方式の像ぶれ補正装置である。本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100は、図1〜図3に示すように、基台110に支持され、レンズLを保持する保持部120と、保持部120を第1の方向に移動する第1の移動部130と、保持部120を第2の方向に移動する第2の移動部140と、第1の移動部130を駆動する第1の駆動部と、第2の移動部140を駆動する第2の駆動部とから構成される。
保持部120は、レンズLを保持する部材である。保持部120は、レンズLを内部に保持し、レンズLの光軸方向に延びる略円筒形状のレンズ保持部(図7Aの符号120a)と、レンズ保持部を基台110上で支持する支持板とから構成される。なお、支持板は、図7Aの符号120b、120c、120dで示す3つの部分からなる、レンズLの光軸に対して垂直な板状部材である。保持部120は、支持板が3つのボール部材によって基台110上に3点で支持されており、レンズLの光軸に対して垂直な平面上を移動可能に設けられる。保持部120は、後述する第1の移動部130および第2の移動部140の移動に伴って第1の方向および第1の方向に対して直交する第2の方向へ移動される。なお、かかる動作の詳細については後述する。
第1の移動部130は、保持部120を第1の方向、例えばX方向に移動する部材である。第1の移動部130は、レンズLの光軸に対して垂直な面上に設けられ、保持部120上において2点、基台110上において1点でボール部材によって支持されている。第1の移動部130は、X方向へは保持部120とともに移動可能であり、X方向に対して垂直なY方向へは保持部120に対して移動可能、すなわち第1の移動部130単体で移動することができる。
第1の移動部130の基台110と対向する側の面には、図5に示すように、ボール部材を案内する3つの案内部134、135、136が設けられている。案内部134、135は、例えばY方向に延びる略V字形状の溝として形成することができ、第1の移動部130を保持部120上で支持するボール部材が収容される。案内部136は、例えばX方向に延びる略V字形状の溝として形成することができ、第1の移動部130を基台110上で支持するボール部材が収容される。なお、保持部120および基台110上の、案内部134、135、136と対向する位置には、図2に示すように、案内部134、135、136と同一形状の案内部124、125、111が形成される。
また、第1の移動部130の中央部には、貫通孔133が形成されている。第1の移動部130の基台110と対向する側の面には、図5に示すように、略直方体の第1の磁石151が貫通孔133を覆うように設けられている。第1の磁石151の、後述する第2の磁石161と対向する2つの側面には、当該側面を覆う略L字形状の第1の遮蔽部材132が設けられる。遮蔽部材132は、第1の磁石151と後述する第2の磁石161とが互いに吸引し合う吸引力を低減させるために設けられる。これにより、第1の磁石151と第2の磁石161とによる吸引力が駆動部の発生する駆動力に影響を及ぼすのを防止することができる。
第2の移動部140は、保持部120を第1の方向に対して垂直である第2の方向、例えばY方向に移動する部材である。第2の移動部140は、図1に示すように、第1の移動部130と同様、レンズLの光軸に対して垂直な面上に設けられ、保持部120上において2点、基台110上において1点でボール部材によって支持されている。第2の移動部140は、Y方向へは保持部120とともに移動可能であり、Y方向に対して垂直なX方向へは保持部120に対して移動可能、すなわち第2の移動部140単体で移動することができる。また、本実施形態にかかる第2の移動部140は、レンズLの光軸に対して垂直であって、第1の移動部130と第2の移動部140との間において保持部120を基台110上で支持する点(図7Aのボール部材121と保持部120との接点)を通る直線に対して、第1の移動部130と対称に配置される。
第2の移動部140の基台110と対向する側の面には、図5に示すように、ボール部材を案内する3つの案内部144、145、146が設けられている。案内部144、145は、例えばX方向に延びる略V字形状の溝として形成することができ、第2の移動部140を保持部120上で支持するボール部材が収容される。案内部146は、例えばY方向に延びる略V字形状の溝として形成することができ、第2の移動部140を基台110上で支持するボール部材が収容される。なお、保持部120および基台110上の、案内部144、145、146と対向する位置には、図3に示すように、案内部144、145、146と同一形状の案内部126、127、112が形成される。
また、第2の移動部140の中央部には、貫通孔143が形成されている。第2の移動部140の基台110と対向する側の面には、図5に示すように、略直方体の第2の磁石161が貫通孔143を覆うように設けられている。第2の磁石161の、第1の磁石151と対向する2つの側面には、当該側面を覆う略L字形状の第2の遮蔽部材142が設けられる。遮蔽部材142は、第1の遮蔽部材132と同様、第1の磁石151と第2の磁石161とが互いに吸引し合う吸引力を低減させるために設けられる。また、本実施形態において、第1の移動部130と第2の移動部140とは、レンズLの光軸に対して垂直な同一平面に配置されている。
第1の駆動部は、第1の移動部130を第1の方向であるX方向に駆動する駆動部であって、第1の移動部130に設けられる第1の磁石151と、図2に示す第1のコイル152とから構成される。第1の駆動部としては、例えばボイスコイルモータ(以下、「VCM」とする。)を用いることができる。第1の駆動部は、第1の磁石151が発生する磁界中において第1のコイル152に電流を流したときにフレミングの左手の法則によって発生するX方向への駆動力を用いて、第1の移動部130をX方向へ移動させる。第1のコイル152は、導線をレンズLの光軸方向回りに巻回して形成され、第1の移動部130の移動可能範囲に対応する基台110上に設けられる。また、第1のコイル152と基台110との間には、磁性を有する第1のヨーク(図9の符号153)が設けられている。第1の磁石151と第1のヨークとの間には磁石吸引力が働く。これにより、第1の磁石151が設けられた第1の移動部130は基台110側へ引き付けられる。
第2の駆動部は、第2の移動部140を第2の方向であるY方向に駆動する駆動部であって、第2の移動部140に設けられる第2の磁石161と、図3に示す第2のコイル162とから構成される。第2の駆動部も、例えばVCMを用いることができる。第2の駆動部は、第1の駆動部と同様に、第2の磁石161が発生する磁界中において第2のコイル162に電流を流したときに発生するY方向への駆動力を用いて、第2の移動部140をY方向へ移動させる。第2のコイル162は、導線をレンズLの光軸方向回りに巻回して形成され、第2の移動部140の移動可能範囲に対応する基台110上に設けられる。また、第2のコイル162と基台110との間には、磁性を有する第2のヨーク(図示せず。)が設けられている。第2の磁石161と第2のヨークとの間には磁石吸引力が働くので、第2の磁石161が設けられた第2の移動部140は基台110側へ引き付けられる。
また、第1の移動部130および第2の移動部140の上方には、図4に示すように、第1の移動部130および第2の移動部140を覆うカバープレート170が設けられる。カバープレート170の第1の移動部130および第2の移動部140と対向する側の面には、図6に示すように、第1の移動部130の移動量を検知するためのホール素子191と、第2の移動部140の移動量を検知するためのホール素子192とが設けられる。ホール素子191は、図6に示すように、第1の移動部130の貫通孔133と対応する位置に設けられ、ホール素子192は、第2の移動部140の貫通孔143と対応する位置に設けられる。
ホール素子191、192によって検知される第1の移動部130および第2の移動部140の移動量は保持部120の移動量に相当する。像ぶれ補正装置100の制御部(図示せず。)は、ホール素子191、192から検知した保持部120の移動量等を用いて像ぶれを補正するための制御量を算出する。かかる制御量に応じて第1のコイル152および第2のコイル162に電流を流すことにより、第1の移動部130および第2の移動部140を移動させ、最終的にレンズLの保持部120を移動させる。
以上、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100の構成について説明した。かかる像ぶれ補正装置100は、レンズLを保持する保持部120を互いに独立した第1の移動部130と第2の移動部140により移動させて像ぶれを補正する。以下、図7A〜図8Bに基づいて、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100の動作について説明する。なお、図7Aは、本実施形態にかかる保持部120、第1の移動部130、および第2の移動部140の支持関係を示す部分平面図である。図7Bは、図7Aにおける保持部120および第1の移動部130を示す部分斜視図である。図8Aは、レンズLの光軸に垂直な線を回転中心とした回転が発生する場合の保持部120、第1の移動部130、および第2の移動部140の支持関係を示す部分平面図である。図8Bは、図8Aにおける保持部120および第1の移動部130を示す部分斜視図である。
<像ぶれ補正装置の動作>
本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100は、上述したように、第1の駆動部により第1の移動部130をX方向に移動させ、第2の駆動部により第2の移動部をY方向に移動させる。図7Aに示すように、レンズLを保持する保持部120は、基台110上に3つのボール部材121、122、123により支持されており、レンズLの光軸に対して垂直なXY平面を移動することができる。
また、上述したように、第1の移動部130は、第1の移動部130の案内部134、135と保持部120の案内部124、125とに収容されたボール部材137、138により保持部120上に支持され、第1の移動部130の案内部136と基台110の案内部111とに収容されたボール部材139により基台110上に支持されている。そして、第2の移動部140は、第2の移動部140の案内部144、145と保持部120の案内部126、127とに収容されたボール部材147、148により保持部120上に支持され、第2の移動部140の案内部146と基台110の案内部112とに収容されたボール部材149により基台110上に支持されている。
保持部120は、第1の駆動部の駆動力による第1の移動部130の移動とともにX方向に移動される。すなわち、第1の駆動部がX方向の駆動力を発生すると、第1の磁石151を備える第1の移動部130がX方向に移動される。このとき、第1の移動部130の案内部134、135と保持部120の案内部124、125とに収容されたボール部材137、138は、図7Aに示すように略V字形状の溝によってX方向の動きが規制されている。これに対して、第1の移動部130の案内部136と基台110の案内部111とに収容されたボール部材139は、X方向の移動は規制されておらず、X方向に延びる略V字形状の溝に沿って案内される。しがたって、XY平面上を移動可能な保持部120は、保持部120上の2つのボール部材137、138により第1の移動部130と一体とされて、第1の駆動部の駆動力により案内部136に沿ってX方向に移動される。
このとき、第2の移動部140は、第2の移動部140の案内部146と基台110の案内部112とに収容されたボール部材149がX方向の動きが規制されていることにより、X方向には移動しない。一方、第2の移動部140の案内部144、145および保持部120の案内部126、127は、X方向に延びる略V字形状の溝として形成される。したがって、保持部120がX方向に移動するときには、第2の移動部140は基台110に固定されて移動せず、保持部120は第2の移動部140の案内部126、127に沿ってX方向に移動されることになる。
また、保持部120は、第2の駆動部の駆動力による第2の移動部140の移動とともにY方向に移動される。すなわち、第2の駆動部がY方向の駆動力を発生すると、第2の磁石161を備える第2の移動部140がY方向に移動される。このとき、第2の移動部140の案内部144、145と保持部120の案内部126、127とに収容されたボール部材147、148は、図7Aに示すように略V字形状の溝によってY方向の動きが規制されている。これに対して、第2の移動部140の案内部146と基台110の案内部112とに収容されたボール部材149は、Y方向の移動は規制されておらず、Y方向に延びる略V字形状の溝に沿って案内される。しがたって、XY平面上を移動可能な保持部120は、保持部120上の2つのボール部材147、148により第2の移動部140と一体とされて、第2の駆動部の駆動力により案内部146に沿ってY方向に移動される。
このとき、第1の移動部130は、第1の移動部130の案内部136と基台110の案内部111とに収容されたボール部材139がY方向の動きが規制されていることにより、Y方向には移動しない。一方、第1の移動部130の案内部134、135および保持部120の案内部124、125は、Y方向に延びる略V字形状の溝として形成される。したがって、保持部120がY方向に移動するときには、第1の移動部130は基台110に固定されて移動せず、保持部120は第1の移動部130の案内部124、125に沿ってY方向に移動されることになる。
このように、補正部120と各移動部130、140との間に、自身の駆動しない方向への駆動については自由度を持たせて係合する関係を持たせるようにする、これにより、移動部130、140が移動しないときに、自身(移動部130、140)と補正部120と容易に分離することができ、他の移動部の移動を妨げることがない。
ここで、保持部120および第1の移動部130は、図7Aに示すように、第1の移動部130を保持部120上で支持する2つのボール部材137、138の中心を結ぶ線と、保持部120を基台110上で支持する3つのボール部材121、122、123のうち第1の移動部130側のボール部材121、122の中心を結ぶ線とが交差するように配置される。すなわち、第1の移動部130を保持部120上で支持する2つのボール部材137、138は、図7Bに示すように、第1の磁石151と第1のヨークとの間に作用する磁石吸引力の力点であり、第1の移動部130を基台110側へ引き付ける向きの力が加えられる。また、保持部120を基台110上で支持するボール部材121、122は支点となる。このように、力点を結ぶ線と支点を結ぶ線とを交差させることにより、保持部120の第2の移動部140側の部分120cが2つの支点を結ぶ線の回りに回転することを防止できる。
例えば、図8Aに示すように、第1の移動部130を保持部120上で支持する2つのボール部材137、138の中心を結ぶ線が、保持部120を基台110上で支持する3つのボール部材121、122、123のうち第1の移動部130側のボール部材121、122の中心を結ぶ線より外側(レンズLと反対側)にあるとする。このとき、支点よりも磁石吸引力の2つの力点がレンズLと反対側に位置するため、力点に第1の移動部130に基台110側へ引き付ける向きの力が加わると、図8Bに示すように、保持部120の第2の移動部140側の部分120cは支点を結ぶ線の回りに回転してしまう。そうすると、保持部120がレンズLの光軸に垂直な平面に対して傾きを有してしまい、像ぶれや焦点のずれが生じる。
したがって、磁石吸引力による2つの力点のうち少なくとも1つを2つの支点を結ぶ内側(レンズL側)に配置することにより、保持部120の第2の移動部140側の部分120cが回転するのを防止する。同様に、第2の移動部140側の力点および支点も、磁石吸引力による2つの力点のうち少なくとも1つを2つの支点を結ぶ内側(レンズL側)となるように配置することにより、保持部120の第1の移動部130側の部分120aが回転するのを防止する。
また、図7Aに示すように、本実施形態にかかる保持部120を支持する3つのボール部材121、122、123はレンズLからなるべく離隔される。これにより、ボール部材121、122、123の各中心を結んだ線により規定される三角形状の範囲は、図8Aのようにボール部材121、122、123を配置した場合と比較して大きい。このように、保持部120を保持するボール部材121、122、123の支持範囲を大きくすることにより、レンズLをチルト方向の傾きを抑えることができ、レンズLを安定して保持することができる。
さらに、第1の実施形態にかかる像ぶれ補正装置100において、保持部120を基台110上で支持するボール部材121、122、123と基台110との間に、自己潤滑性を有する滑動部を備えるようにすることもできる。第1の実施形態にかかる像ぶれ補正装置100では、図9に示すように、保持部120はボール部材121、122、123による3点において基台110上に支持されている。なお、図9ではボール部材122のみを示す。ボール部材121、122、123は、転がる場合の方が滑る場合と比較して摩擦力が小さいことから、常に転がるように配置される。しかし、静止状態の撮像装置に衝撃が加えられたなどの場合には、ボール部材121、122、123はずれて滑りを生じてしまう。このとき、すべり摩擦が大きくてもボール部材121、122、123が元の位置まで戻って転がり運動を行うように、ボール部材121、122、123が接する基台110の表面の摩擦係数を小さくすることが望ましい。
本実施形態にかかる基台110は、保持部120を支持するだけでなく、シャッターのベースでもあり、他の部材も設けられる。このように様々に機能する基台110の材質を変更することは困難であり、基台110の摩擦係数を小さくするには限界がある。そこで、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100に、摩擦係数の小さい材質からなる滑動部180を備えるようにしてもよい。滑動部180は、図10に示すように、基台110と保持部120との間に設けられ、基台110と滑動部180との間と、滑動部180と保持部120との間にはボール部材が設けられる。滑動部180は、摩擦係数が小さい材質からなり、例えばカーボンを多く含有する物質や、自己潤滑性の高い材質から形成することができる。このように、保持部120と基台110との間に自己潤滑性を有する滑動部180を設けることにより、ボール部材と接触する部分の摩擦力を低下させることができる。
なお、基台110、滑動部180および保持部120に形成されたボール部材の収容部は、例えば、レンズLの光軸AXに対して垂直方向における断面が略四角形である凹部として形成することができる。このとき、収容部は、保持部120が像ぶれ補正のためXY平面を移動する際に収容部に収容されたボール部材が凹部の内壁に衝突しないように形成される。これは、ボール部材が凹部の内壁に衝突すると、ボール部材の転がり運動がすべり運動に変わるため、ボール部材と収容部との間に生じる摩擦力が増大するためである。ボール部材が転がり運動を行うときにはこの摩擦力は小さいため、像ぶれ補正への影響を小さくすることができ、像ぶれ補正の精度を高めることができる。
以上、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100の構成とその動作について説明した。本実施形態にかかる像ぶれ補正装置100は、レンズLを保持する保持部120は、保持部120から独立した2つの移動部130、140からレンズLの光軸に対して垂直であり、かつ互いに直交する方向に移動させる駆動力が伝達されることにより移動される。このとき、保持部120がX方向に移動するときには、第1の駆動部により移動された第1の移動部130と保持部120のみが移動し、第2の移動部140は基台110に固定されて移動しない。一方、保持部120がY方向に移動するときには、第2の駆動部により移動された第2の移動部140と保持部120のみが移動し、第1の移動部130は基台110に固定されて移動しない。
このように、2つの移動部130、140を保持部120と別体として設けたことにより、保持部120を移動させるときの被駆動重量を低減することができ、レンズLの補正性能を向上させることができる。また、第1の移動部130および第2の移動部140はそれぞれ一方向しか移動することができない。このため、他方の移動部が移動するときには自身は移動しないので、保持部120をXY方向に移動させる移動部と一体に形成した場合と比較して、各移動部130、140の移動可能な範囲は小さい。したがって、駆動力発生源である第1のコイル152および第2のコイル162を、他の移動部の移動に伴う自身の移動を考慮して大きくする必要がない。このように、従来と比較してコイルの大きさを小さくすることができるので、装置の小型化に寄与することができる。さらに、第1の磁石151と第1のヨークとの間に働く磁気吸引力、および第2の磁石161と第2のヨークとの間に働く磁気吸引力を用いて、保持部120を基台110側へ押圧することにより、保持部120のチルト方向の動きを抑制することができ、補正の精度を高めることができる。
(第2の実施形態)
次に、図11〜図15に基づいて、本発明の第2の実施形態にかかる像ぶれ補正装置について説明する。本実施形態の像ぶれ補正装置は、第1の実施形態と比較して、保持部を基台側へ押圧する押圧部材が相違する。以下では、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の構成、動作については説明を省略する。なお、図11は、本実施形態にかかる押圧部材を示す斜視図である。図12は、本実施形態にかかる保持部、第1の移動部および案内部材を示す部分側面図である。図13は、図12の平面図である。図14は、本実施形態にかかる磁石およびコイルの配置を説明するための説明図である。図15は、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置の動作を説明するための説明図である。
本実施形態にかかる像ぶれ補正装置は、図11〜図15に示すように、基台210に支持され、レンズLを保持する保持部220と、保持部220を第1の方向に移動する第1の移動部230と、保持部220を第2の方向に移動する第2の移動部(図示せず。)と、第1の移動部230を駆動する第1の駆動部と、第2の移動部を駆動する第2の駆動部とから構成される。かかる部材は、図1〜図3に示す第1の実施形態の構成と同様とすることができる。
上述したように、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置は、第1の実施形態と押圧部材が相違する。本実施形態にかかる押圧部材は、カバープレート270を板ばねから形成することにより実現され、これにより第1の移動部230および第2の移動部を介して保持部220を基台210側へ押圧する。
カバープレート270は、図11に示すように、保持部220により保持されたレンズLが配置される略円盤形状の板ばねからなり、第1の移動部230を押圧する第1の弾性部271と、第2の移動部を押圧する第2の弾性部272と備える。第1の弾性部271および第2の弾性部272は、例えば、第1の移動部230および第2の移動部に対応する位置に、カバープレート270を略長方形に切り欠いて一端のみをカバープレート270と接続させるようにして形成することができる。これにより、カバープレート270との接続部から離れるにつれて、第1の弾性部271および第2の弾性部272はその弾性力により基台110側へ下がる。
第1の弾性部271および第2の弾性部272の、カバープレート270との接続部と反対側にある他端には、第1の移動部230および第2の移動部を所定の方向へ案内する案内部材280、290が設けられている。案内部材280は、ボール部材を介して弾性部271による基台210側への押圧力を第1の移動部230に伝達するとともに、第1の移動部230を所定の方向にのみ移動させるように案内する部材である。案内部材280は、図13に示すように、第1の移動部230との間でボール部材283、284を収容する案内部281、282を備える。案内部281、282は、X方向に延びる略V字形状の溝であって、第1の移動部230は案内部281、282の延設方向(X方向)に沿って第1の駆動部により移動される。また、第1の移動部230は、案内部281、282の略V字形状の溝によってY方向の移動が規制されるので、Y方向には移動しない。
案内部材290は、図示しないが、案内部材280と同様に、第2の移動部との間でボール部材を収容する例えば2つの案内部を備える。これらの案内部は、Y方向に延びる略V字形状の溝であって、第2の移動部はこれらの案内部の延設方向(Y方向)に沿って第2の駆動部により移動される。また、第2の移動部は、これらの案内部の略V字形状の溝によってX方向の移動が規制されるので、X方向には移動しない。
したがって、レンズLの保持部220がX方向に移動するときには、第1の駆動部により移動された第1の移動部230と保持部220のみが移動し、第2の移動部は基台210に固定されて移動しない。一方、保持部220がY方向に移動するときには、第2の駆動部により移動された第2の移動部と保持部220のみが移動し、第1の移動部230は基台210に固定されて移動しない。
そして、カバープレート270に第1の移動部230および第2の移動部を押圧する弾性部271、272を備えることにより、案内部材280、290を介して弾性部271、272によって押圧された第1の移動部230および第2の移動部は、保持部220を押圧する。これにより、保持部220のチルト方向の揺動を抑制することができ、像ぶれ補正の精度を高めることができる。また、カバープレート270を押圧部材として用いるため、装置の部品数の増加を抑えることができ、装置を小型化することができる。
ここで、本実施形態にかかる像ぶれ補正装置は、図14に示すように、第1の移動部230および第2の移動部を駆動する駆動部である2組のコイルおよび磁石を、レンズLの光軸AXに垂直な平面に対して傾けて配置してもよい。図14には、光軸AXに平行な平面における第1の移動部230側の断面の模式図を示している。第1の移動部230を駆動する第1の駆動部は、第1の移動部230に設けられた第1の磁石251と、基台210に第1の磁石251と対向して設けられた第1のコイル252とから構成される。ここで、第1の磁石251と第1のコイル252を、図14に示すように、光軸AXに垂直な平面に対してθだけ傾いて配置する。このように磁石とコイルを傾けることにより光軸AXに対して垂直方向における装置の形状を小型化することができる。
なお、光軸AXに垂直な平面と第1の磁石251および第1のコイル252とのなす角θは、例えば約5°とすることができる。また、第1の移動部230の移動量を検知するホール素子291の、第1の磁石251および第1のコイル252と対向する面は、第1の磁石251および第1のコイル252と同様に、光軸AXに垂直な平面に対してθだけ傾いて配置される。図14では、第1の移動部230側の構成についてのみ説明したが、第2の移動部側も同様に構成される。
また、図14に基づいて説明したように、第1の磁石251および第1のコイル252を傾けて配置する場合、第1の移動部230は、駆動部を構成する磁石およびコイルを傾けることにより、第1の移動部および第2の移動部に作用する駆動力のかかる方向が、レンズLの光軸に対して直交する方向ではなくなる。そうなると、レンズLを保持する保持部220の位置を精度よく補正することができない。
そこで、図15に示すように、第1の駆動部の駆動力を保持部220へ伝達するボール部材222における第1の移動部230の円弧状の軌跡の接線が、レンズLの光軸AXに対して略垂直となるようにする。レンズLの像ぶれ補正による移動量は、例えば約0.2〜0.3mmと小さいものである。したがって、第1の移動部230が移動する軌跡の曲率半径RがレンズLの移動量に比べてはるかに大きい場合には、ボール部材222における第1の移動部230の移動は、レンズLの光軸AXに対して略垂直とみなすことができる。そして、第1の移動部230とともにX方向に移動する保持部220も、レンズLの光軸AXに対して略垂直方向に移動することになる。
これにより、移動部を駆動する駆動力発生源である磁石とコイルを傾けて配置しても、保持部220に対して光軸AX方向に無駄な力を生じさせることなく駆動力を伝達することができる。すなわち、装置の小型化を実現するとともに、レンズLを保持する保持部220を安定して駆動させることができる。なお、保持部220をY方向に移動する第2の移動部側も、図15に示す第1の移動部230側と同様に構成される。また、移動部の軌跡の曲率半径Rを小さくすれば像ぶれ補正装置の光軸AXに対して垂直方向の大きさを小さくすることができる。しかし、コイルを傾け過ぎたり、曲率半径Rを小さくし過ぎたりすると駆動効率が低下する。
以上、第2の実施形態にかかる像ぶれ補正装置について説明した。本実施形態にかかる像ぶれ補正装置は、レンズLを保持する保持部220は、保持部220から独立した2つの移動部からレンズLの光軸に対して垂直であり、かつ互いに直交する方向に移動させる駆動力が伝達されることにより移動される。このとき、保持部220がX方向に移動するときには、第1の駆動部により移動された第1の移動部230と保持部220のみが移動し、第2の移動部は基台210に固定されて移動しない。一方、保持部220がY方向に移動するときには、第2の駆動部により移動された第2の移動部と保持部220のみが移動し、第1の移動部230は基台210に固定されて移動しない。
このように、2つの移動部を保持部220と別体として設けたことにより、保持部220を移動させるときの被駆動重量を低減することができ、レンズLの補正性能を向上させることができる。また、第1の移動部230および第2の移動部はそれぞれ一方向しか移動することができず、他方の移動部が移動するときには自身は移動しない。したがって、保持部220をXY方向に移動させる移動部と一体に形成した場合と比較して、駆動力発生源であるコイルを他の移動部の移動に伴う自身の移動を考慮して大きくする必要がなく、装置の小型化に寄与することができる。さらに、カバープレート270を板ばねから形成して、板ばねの弾性力を利用して2つの移動部を基台210側へ押圧することにより、保持部220のチルト方向の動きを抑制することができ、補正の精度を高めることができる。また、駆動部を構成する磁石およびコイルを、レンズLの光軸AXに対して直交する平面から傾けることにより、さらに装置を小型化することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、移動部を移動させる駆動部はVCMであったが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、圧電素子等の、一方向にのみ駆動するアクチュエータであってもよい。本発明の像ぶれ補正装置は、レンズを第1の方向に移動させる第1の移動部と第2の方向に移動させる第2の移動部とから構成され、それぞれ独立して移動する。したがって、第1の移動部および第2の移動部は一方向のみに移動させることができればよいので、一方向にのみ駆動するアクチュエータを用いることができる。
また、上記実施形態では、第1の移動部と第2の移動部とは、レンズの光軸に対して直交する同一平面上に配置されたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば第1の移動部と第2の移動部とが一部において重なるように配置することもできる。
さらに、上記実施形態では、ボール部材を案内部に収容することにより保持部と移動部とを係合させたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、保持部と移動部の角型軸受け間にシャフトを設けることによっても実現することができる。
また、上記実施形態では、移動部に磁石を設け、基台にコイルを設けたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば基台に磁石を設け、移動部にコイルを設けるように構成することもできる。この場合、コイルに電流を供給するためのFPCを移動部に接続する必要が生じるが、保持部を駆動する駆動力に磁石間で作用する磁気吸引力が及ほす悪影響を排除することができる。
本発明の第1の実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図である。 同実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態から第1の移動部および第1の磁石を除いた状態を示す。 同実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態から第2の移動部および第2の磁石を除いた状態を示す。 同実施形態にかかる像ぶれ補正装置の構成を示す平面図であって、図1の状態にカバープレートを設けた状態を示す。 同実施形態にかかる第1の移動部および第2の移動部の構成を示す部分背面図である。 同実施形態にかかる保持部の移動を検知するホール素子とカバープレートとを示す部分背面図である。 同実施形態にかかる保持部、第1の移動部、および第2の移動部の支持関係を示す部分平面図である。 図7Aにおける保持部および第1の移動部を示す部分斜視図である。 レンズの光軸に垂直な線を回転中心とした回転が発生する場合の保持部、第1の移動部、および第2の移動部の支持関係を示す部分平面図である。 図8Aにおける保持部および第1の移動部を示す部分斜視図である。 同実施形態にかかる基台と保持部との支持状態を示す説明図である。 同実施形態にかかる基台と保持部との支持状態の変形例を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態にかかる押圧部材を示す斜視図である。 同実施形態にかかる保持部、第1の移動部および案内部材を示す部分側面図である。 図12の平面図である。 同実施形態にかかる磁石およびコイルの配置を説明するための説明図である。 同実施形態にかかる像ぶれ補正装置の動作を説明するための説明図である。
符号の説明
100 像ぶれ補正装置
110、210 基台
120、220 保持部
130、230 第1の移動部
132 第1の遮蔽部材
140 第2の移動部
142 第2の遮蔽部材
150 第1の駆動部
151、251 第1の磁石
152、252 第1のコイル
161 第2の磁石
162 第2のコイル
170、270 カバープレート
191、192、291 ホール素子
280、290 案内部材
L レンズ

Claims (12)

  1. レンズを保持する保持部と、
    前記保持部と独立して設けられ、前記レンズの光軸に対して略垂直な平面上において前記保持部を移動させる移動部と、
    前記保持部を支持する基台と、
    前記移動部に力を加えて前記保持部を前記基台側に押圧する押圧部材と、
    を備え、
    前記移動部は、前記保持部を第1の方向に移動させる第1の移動部と、前記保持部を前記第1の方向に対して直交する第2の方向に移動させる第2の移動部とからなり、
    前記第1の移動部を駆動する第1の駆動部と、前記第2の移動部を駆動する第2の駆動部とを備えることを特徴とする、像ぶれ補正装置。
  2. 前記第1の移動部は、前記第1の方向には前記保持部に固定されるとともに、前記第2の方向には前記保持部に対して移動可能に設けられ、
    前記第2の移動部は、前記第1の方向には前記保持部に対して移動可能に設けられるとともに、前記第2の方向には前記保持部に固定されることを特徴とする、請求項1に記載の像ぶれ補正装置。
  3. 前記第1の移動部と前記保持部との対向する位置には、少なくとも2つの前記第2の方向に延びる略V字形状の溝がそれぞれ形成され、
    前記第2の移動部と前記保持部との対向する位置には、少なくとも2つの前記第1の方向に延びる略V字形状のV溝がそれぞれ形成され、
    対向する前記溝の間には、前記保持部を支持するボール部材がそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項2に記載の像ぶれ補正装置。
  4. 前記保持部と前記基台との間に、自己潤滑性を有する滑動部を備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  5. 前記第1の駆動部および前記第2の駆動部は、
    前記レンズの光軸に対して略平行な磁界を発生する磁石と、
    前記磁石と対向して設けられるコイルと、
    からなり、
    前記第1の移動部および前記第2の移動部と前記基台とが相対向する面のうち、一側の面に前記磁石が、他側の面に前記コイルが設けられ、
    前記磁石および前記コイルの相対向する面は、前記レンズの光軸に対して略垂直であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  6. 前記第1の駆動部および前記第2の駆動部は、
    前記レンズの光軸に対して略平行な磁界を発生する磁石と、
    前記磁石と対向して設けられるコイルと、
    からなり、
    前記第1の移動部および前記第2の移動部と前記基台とが相対向する面のうち、一側の面に前記磁石が、他側の面に前記コイルが設けられ、
    前記磁石は、前記磁石および前記コイルの相対向する面に対して略垂直な磁界を発生し、
    前記磁石および前記コイルの相対向する面は、前記レンズの光軸に垂直な面に対して傾斜を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  7. 前記移動部は、前記移動部が前記基台に支持される支持位置における接線が前記レンズの光軸方向に対して略垂直となる円の周方向に沿って移動され、
    前記保持部は、前記支持位置における接線方向に移動されることを特徴とする、請求項6に記載の像ぶれ補正装置。
  8. 前記押圧部材は、磁性部材からなり、前記第1の移動部および前記第2の移動部または前記基台と前記コイルとの間に設けられることを特徴とする、請求項5〜7のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  9. 前記移動部または前記基台に設けられた2つの前記磁石の相対向する位置には、前記磁石間の吸引力を低減させる遮蔽部材を備えることを特徴とする、請求項5〜8のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  10. 前記移動部が前記保持部を前記基台側に押圧する2つの力点のうち少なくとも1つは、前記移動部を前記基台上に支持する2つの支点より前記レンズ側に備えることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  11. 前記押圧部材は、前記移動部を前記基台側へ押圧する弾性部材からなり、少なくとも前記移動部の前記基台と反対側の面を覆うように設けられることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の像ぶれ補正装置。
  12. 前記押圧部材は、前記移動部を所定の方向にのみ移動させるように案内する案内部を備えることを特徴とする、請求項11に記載の像ぶれ補正装置。
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