JP2009128851A - 位置検出装置、ブレ補正装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出素子を適切な位置に維持できる位置検出装置、ブレ補正装置および光学機器を提供する。
【解決手段】第１の位置検出素子２３８ｘと第２の位置検出素子２３８ｙが備えられた固定枠２３２と、所定位置に備えられた連結部２３６１から第１の位置検出素子２３８ｘの方向に延びて形成され第１の位置検出素子２３８ｘを付勢する第１の脚部２３６２と、連結部２３６１から第２の位置検出素子２３８ｙの方向に延びて形成され第２の位置検出素子２３８ｙを付勢する第２の脚部２３６３とを含む付勢部材２３６と、を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、位置検出装置、ブレ補正装置および光学機器に関するものである。

カメラのブレ補正光学系において、ホール素子などの位置検出素子をフレキシブルプリント配線板に実装し、これを位置検出用マグネットに対向して設けることで、ブレ補正光学系のシフト移動量を検出するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−２１９２５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の位置検出装置は、フレキシブルプリント配線板および位置検出素子をベース部材に接着固定する構造であるため、接着力が弱くなると位置検出素子と位置検出用マグネットとの距離が適切に維持できないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、位置検出素子を適切な位置に維持できる位置検出装置、ブレ補正装置および光学機器を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。

［１］本発明に係る位置検出装置は、第１の位置検出素子（２３８ｘ）と第２の位置検出素子（２３８ｙ）とが備えられた固定枠（２３２）と、
所定位置に備えられた連結部（２３６１）から前記第１の位置検出素子（２３８ｘ）の方向に延びて形成され前記第１の位置検出素子（２３８ｘ）を付勢する第１の脚部（２３６２）と、前記連結部（２３６１）から前記第２の位置検出素子（２３８ｙ）の方向に延びて形成され前記第２の位置検出素子（２３８ｙ）を付勢する第２の脚部（２３６３）とを含む付勢部材（２３６）と、を有することを特徴とする。

上記発明において、前記位置検出素子（２３８ｘ，２３８ｙ）は、位置検出を行うための検出面（２３８ｓ）を有し、前記付勢部材（２３６）は、前記位置検出素子の前記検出面（２３８ｓ）とは反対側の面を付勢するように構成することができる。この場合、前記検出面（２３８ｓ）は、前記固定枠（２３２）に対向するように構成することができる。

上記発明において、前記付勢部材（２３６）の前記第１の脚部（２３６２）と前記第２の脚部（２３６３）とは対称形状であるように構成することができる。

上記発明において、前記付勢部材（２３６）は、１枚の板バネで構成することができる。

上記発明において、前記付勢部材（２３６）の前記連結部（２３６１）は、前記固定枠（２３２）、または前記固定枠（２３２）に対向して備えられた対向部材（２３３）に固定することができる。

上記発明において、前記付勢部材（２３６）と前記位置検出素子（２３８ｘ，２３８ｙ）との間に、前記位置検出素子に接続されたフレキシブルプリント配線板（２３７）を設けることができる。

［２］本発明に係るブレ補正装置（２３）は、上記発明に係る位置検出装置と、前記位置検出装置から出力された信号を用いて像ブレを補正するブレ補正部（２３０）とを有することを特徴とする。

［３］本発明に係る光学機器（１）は、上記ブレ補正装置（２３）を含むことを特徴とする。

本発明によれば、位置検出素子を適切な位置に維持することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係るカメラを示す図である。本実施形態のカメラ１は、カメラボディ１０とレンズ鏡筒２０とを備え、レンズ鏡筒２０を通過した映像光を撮像素子１１の結像面に結像させて撮影するカメラである。図示する本例のカメラ１は、レンズ鏡筒２０がカメラボディ１０に内蔵されたものであるが、レンズ鏡筒２０をカメラボディ１０に対して着脱可能に構成することもできる。

レンズ鏡筒２０は、レンズ群２１，２２，２３１１からなる撮影光学系を備えている。このうちのレンズ２３１１は、ブレ補正ユニット２３に設けられ、撮像素子１１上の像ブレを補正するために、ブレ補正制御部２３０からの制御信号により光軸Ｌに直交する方向にシフト移動可能なレンズとされている。なお、図１は、ブレ補正ユニット２３を模式的に示した図であって、その詳細な構造は図２〜図５のようになっている。

図２は、本実施形態に係るブレ補正ユニット２３を示す分解斜視図であり、図において左側が被写体側、右側が撮像素子１１側である。図３は、本実施形態に係る押え板２３６を拡大して示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIIB-IIIB線に沿う断面図である。

また、図４は、本実施形態に係るブレ補正ユニット２３を被写体側から見た正面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。なお、図４は、フレキシブルプリント配線板２３７の配置を説明するために絞り枠２３３の一部を破断して示した図である。なお、図１を含め、以下に示す各図面には共通のＸＹＺ座標を示している。

図２に示すように、本例のブレ補正ユニット２３は、被写体側から、絞り枠２３３、押え板２３６、固定枠２３２、第１レンズ保持枠２３１、第２レンズ保持枠２３４及び蓋部材２３５を備えている。また、図２には示されていないが、押え板２３６と固定枠２３２との間の位置にフレキシブルプリント配線板２３７が設けられている。

第１レンズ保持枠２３１は、その中心にブレ補正レンズ２３１１を備えるとともに、その周囲の所定位置に、コイル２３１２，２３１３と位置検出用マグネット２３１４，２３１５とを備える。また、第１レンズ保持枠２３１と固定枠２３２の所定位置には、コイルバネ（引張りバネ）９１を引っ掛けるフック部（不図示）が対向して設けられ、第１レンズ保持枠２３１は、ボール２４０を介してコイルバネ（引張りバネ）９１により固定枠２３２へ付勢されるようにして支持される。他方、第２レンズ保持枠２３４は、蓋部材２３５にバヨネット方式で組み込まれ、光軸回りに回転可能な状態とされている。

また、第２レンズ保持枠２３４の内径側には、第１レンズ保持枠２３１の凸部９２と嵌合する径嵌合部９４と、径嵌合しない凹部９３とが設けられている。そして、ブレ補正しない場合、第２レンズ保持枠２３４は、第２レンズ保持枠２３４の内径側に設けている第１レンズ保持枠２３１の凸部９２との径嵌合部９４が第１レンズ保持枠２３１の凸部９２と径嵌合する位置まで回転して、第１レンズ保持枠２３１を光軸付近に保持する。これに対して、ブレ補正する場合、第２レンズ保持枠２３４は、第２レンズ保持枠２３４の凹部９３と第１レンズ保持枠２３１の凸部９２が対向する位置まで回転して、第１レンズ保持枠２３１の可動を妨げないようになる。これらにより、第１レンズ保持枠２３１は、固定枠２３２に対して光軸Ｌに直交する面内（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）を移動することができるようになっている。

コイル２３１２，２３１３は、光軸Ｌに直交する面内、すなわちＸＹ平面内において第１レンズ保持枠２３１を任意の方向にシフト駆動するためのアクチュエータを構成する部材であり、Ｘ軸方向に対して駆動させるためのコイル２３１３とＹ軸方向に対して駆動させるためのコイル２３１２とが、それぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って第１レンズ保持枠２３１に固定されている。そして、これらコイル２３１２，２３１３と、これらに対向するように固定枠２３２に固定されたマグネット２３２２，２３２３（それぞれヨークを含む）とによって、第１レンズ保持枠２３１をＸＹ平面内でシフト駆動させるボイスコイルモータを構成する。

位置検出用マグネット２３１４，２３１５は、それぞれヨークを含み、第１レンズ保持枠２３１のＸＹ平面内における位置を検出するため、Ｘ軸方向に対する位置検出用マグネット２３１４とＹ軸方向に対する位置検出用マグネット２３１５が、それぞれＸ軸方向及びＹ軸に沿って第１レンズ保持枠２３１に固定されている。そして、これら位置検出用マグネット２３１４，２３１５と、後述するホール素子２３８ｘ，２３８ｙとによって、第１レンズ保持枠２３１のＸＹ平面内における位置を検出することができる。

非磁性体である固定枠２３２には、上述したようにボイスコイルモータを構成するマグネット２３２２，２３２３がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って固定されている。また、第１レンズ保持枠２３１の位置検出を行うためのホール素子２３８ｘ，２３８ｙが、フレキシブルプリント配線板２３７に実装された状態で、当該固定枠２３２に装着されている。図４及び図５を参照しながらこの点をさらに詳細に説明する。

図４及び図５に示すように、固定枠２３２の絞り枠２３３側の主面には、フレキシブルプリント配線板２３７の一端が装着される第１凹部２３２１が形成され、この第１凹部２３２１のうちホール素子２３８ｘ，２３８ｙそれぞれに相当する部分にさらなる第２凹部２３２４が形成されている。第１凹部２３２１は、図４に示す固定枠２３２の、時計で言う１２時の位置から９時の位置にかけて形成され、１２時の位置においてフレキシブルプリント配線板２３７は固定枠２３２の外周側面に折り曲げられている。

第１凹部２３２１は、図５に示すようにフレキシブルプリント配線板２３７の厚さ及び両面テープ２３９の厚さに相当する深さｔ１になるよう形成され、第２凹部２３２４は、フレキシブルプリント配線板２３７及びホール素子２３８ｘ，２３８ｙの厚さに相当する深さｔ２になるよう形成されている。

ホール素子２３８ｘ，２３８ｙは、フレキシブルプリント配線板２３７の一端に半田付け等の手段により実装されている。そして、フレキシブルプリント配線板２３７を固定枠２３２に装着すると、ホール素子２３８ｘは、固定枠２３２のＸ軸上であって、第１レンズ保持枠２３１の位置検出用マグネット２３１４に対向する位置に装着され、ホール素子２３８ｙは、固定枠２３２のＹ軸上であって、第１レンズ保持枠２３１の位置検出用マグネット２３１５に対向する位置に装着される。このとき、各ホール素子２３８ｘ，２３８ｙの検出面２３８ｓは位置検出用マグネット２３１４，２３１５に対向する。

なお、本例では、両面テープ２３９を用いてフレキシブルプリント配線板２３７を固定枠２３２に固定するが、両面テープ２３９以外の接着手段を用いることもできる。また、後述するとおりホール素子２３８ｘ，２３８ｙを押え板２３６で押えるので、両面テープ２３９その他の接着手段の接着力は、少なくともフレキシブルプリント配線板２３７を仮固定できる程度のものとすることができる。さらに、必要に応じて両面テープその他の接着手段を省略することもできる。

図２に戻り、固定枠２３２の被写体側には絞り枠２３３がビス（不図示）などにより固定される。この絞り枠２３３の固定枠２３２側には一対の突起部２３３１が形成され、ここに押え板２３６が熱カシメなどの手段により固定される。

図３（Ａ）は本例の押え板２３６を示す平面図、同図（Ｂ）はIIIB-IIIB線に沿う断面図である。本例の押え板２３６は、ステンレスなどの板材を折り曲げて構成され、中央に平面状の連結面２３６１を備え、この連結面２３６１から左右対称に延びる第１脚部２３６２と第２脚部２３６３とを備える。

平面状の連結面２３６１には、突起部２３３１の一方が挿入される孔２３６４と突起部２３３１の他方が挿入される長孔２３６５が形成されている。孔２３６４に突起部２３３１の一方を挿入して熱カシメで固定することにより、絞り枠２３３に対する押え板２３６の位置決めを行うことができる。また、長孔２３６５に突起部２３３１の他方を挿入して熱カシメで固定することにより、絞り枠２３３に対する押え板２３６の廻り止めを行うことができる。特に、一方を長孔２３６５とすることで、突起部２３３１の間隔が多少ばらついても、位置決めする突起部２３３１の位置精度を出しておけば、押え板２３６の絞り枠２３３に対する位置、ひいては押え板２３６のホール素子２３８ｘ，２３８ｙに対する位置精度を高めることができる。なお、必要に応じて一つの突起部２３３１と孔２３６４とで構成することもできる。

第１脚部２３６２と第２脚部２３６３の先端は、それぞれ折り返され、この折り返し部分でホール素子２３８ｘ，２３８ｙの背面側を押えるようになっている。なお、この折り返し部分を形成しないで第１脚部２３６２及び第２脚部２３６３の先端でホール素子２３８ｘ，２３８ｙの背面側を抑えることもできるが、第１脚部２３６２及び第２脚部２３６２の先端部分は鋭利な加工エッジが形成される場合もある。したがって、折り返し部分でホール素子２３８ｘ，２３８ｙの背面側を押えることで、フレキシブルプリント配線板２３７との接触部分の損傷を最小限に抑制することができる。

本例の押え板２３６は、連結面２３６１を中心にして左右対称の第１脚部２３６２及び第２脚部２３６３を備えているが、第１脚部２３６２と第２脚部２３６３とを対称構造とすることにより、２つのホール素子２３８ｘ，２３８ｙに対する押圧力を均等にすることができる。また、第１脚部２３６２と第２脚部２３６３とを連結面２３６１を介して一体的に構成することで、押え板２３６に加工ばらつきが生じた場合でも、突起部２３３１に熱カシメする際に左右の押圧バランスを微調整することができる。なお、必要に応じて第１脚部２３６２と第２脚部２３６３を非対称とすることもできる。

図２に戻り、固定枠２３２の撮像素子１１側には、第１レンズ保持枠２３１及び第２レンズ保持枠２３４を挟んだ状態で、蓋部材２３５がビス（不図示）などにより固定される。上述したとおり、固定枠２３２と第１レンズ保持枠２３１の間と、第２レンズ保持枠２３４と蓋部材２３５との間のそれぞれには、ボール４０が介装されるので、固定枠２３２と蓋部材２３５とは固定されているが、これらの間に挟まれた第１レンズ保持枠２３１と第２レンズ保持枠２３４は、ＸＹ平面内をシフト駆動することができ、これによりブレ補正レンズ２３１１がＸＹ平面内においてシフト駆動することができる。なお、図２においては、第２レンズ保持枠２３４と蓋部材２３５との間に介装されるボール２４０は省略し、図１に模式的に示すこととする。

以上のように構成された本実施形態のカメラ１によれば、図外のジャイロセンサなどによりカメラ１の手振れ状態が検出され、ブレ補正制御部２３０において、この手振れ状態に基づくブレ補正レンズ２３１１のＸＹ平面内でのシフト駆動量が演算される。そして、ホール素子２３８ｘ，２３８ｙからフレキシブルプリント配線板２３７を介して第１レンズ保持枠２３１のＸＹ平面内における位置情報が入力されるとともに、ブレ補正制御部２３０からコイル２３１１，２３１２に対しシフト駆動量に応じた制御信号が送出される。これにより、手振れ状態に応じて撮像素子１１上の像ブレが補正されることになる。

特に、ホール素子２３８ｘ，２３８ｙによる第１レンズ保持枠２３１の位置検出は、図５に示すホール素子２３８ｘ，２３８ｙの検出面２３８ｓと位置検出用マグネット２３１４，２３１５とのクリアランスｄの精度がきわめて重要であり、このクリアランスｄが不安定であるとホール素子２３８ｘ，２３８ｙによる第１レンズ保持枠２３１の位置検出精度が低下することになる。

しかしながら、本例のカメラ１では、フレキシブルプリント配線板２３７を両面テープ２３９により固定枠２３２に接着するだけでなく、固定枠２３２と絞り枠２３３との間の隙間に板バネである押え板２３６を設け、第１脚部２３６２と第２脚部２３６３によりホール素子２３８ｘ，２３８ｙのそれぞれの背面側を押えている。したがって、両面テープ２３９の接着力が低下しても、ホール素子２３８ｘ，２３８ｙの検出面と位置検出用マグネット２３１４，２３１５とのクリアランスｄを一定に維持することができ、これによりホール素子２３８ｘ，２３８ｙによる第１レンズ保持枠２３１の位置検出精度を維持することができる。

図６は、他の実施形態に係るブレ補正ユニット２３を被写体側から見た正面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。図６は上述した実施形態の図４に相当する図であり、フレキシブルプリント配線板２３７の配置を説明するために絞り枠２３３の一部を破断して示す。

上述した実施形態では押え板２３６を絞り枠２３３の突起部２３３１に固定したが、本実施形態では押え板２３６を固定枠２３２に固定する。そのため、図７に示すように、固定枠２３２に一対の突起部２３２５を形成し、押え板２３６の孔２３６４と長孔２３６５に突起部２３２５を挿入し、熱カシメなどにより固定する。

押え板２３６を絞り枠２３３に固定する場合に比べ、押え板２３６を固定枠２３２に固定する場合は、(1)一対の突起部２３２５をフレキシブルプリント配線板２３７の装着用第１凹部２３２１からオフセットする必要があること、(2)これにともない、図３に示す押え板２３６の形状を若干変形する必要があること、(3)押え板２３６の連結面２３６１を受容する鍔部２３２６を一対の突起部２３２５に形成する必要があること、などに留意しなければならないが、それ以外の構成については上述した実施形態と同様に設定することができ、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することになる。

特に、押え板２３６を絞り枠２３３に固定する場合に比べ、押え板２３６を固定枠２３２に固定すると、固定枠２３２と絞り枠２３３との位置関係のばらつきを考慮する必要がないことから、押え板２３６とホール素子２３８ｘ，２３８ｙとの位置精度がより高くなるといった利点がある。

なお、本実施形態は上述したカメラ１以外の光学機器にも適用することができる。また、上述したホール素子２３８ｘ，２３８ｙを押え板２３６で押える装置以外にも、たとえば手振れ状態を検出するジャイロセンサや、レンズ鏡筒の距離環に設けられたエンコーダのＭＲセンサを押え板で押える装置にも適用することができる。

本発明の実施形態に係るカメラを示す図である。 本発明の実施形態に係るブレ補正ユニットを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る押え板を示す平面図及び断面図である。 本発明の実施形態に係るブレ補正ユニットを示す一部破断正面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施形態に係るブレ補正ユニットを示す一部破断正面図である。 図６のVII−VII線に沿う断面図である。

符号の説明

１…カメラ
２３…ブレ補正ユニット
２３１…第１レンズ保持枠
２３２…固定枠
２３３…絞り枠
２３６…押え板
２３６１…連結面
２３６２…第１脚部
２３６３…第２脚部
２３７…フレキシブルプリント配線板
２３８ｘ，２３８ｙ…ホール素子
２３８ｓ…検出面

Claims (10)

1. 第１の位置検出素子と第２の位置検出素子とが備えられた固定枠と、
   所定位置に備えられた連結部から前記第１の位置検出素子の方向に延びて形成され前記第１の位置検出素子を付勢する第１の脚部と、前記連結部から前記第２の位置検出素子の方向に延びて形成され前記第２の位置検出素子を付勢する第２の脚部とを含む付勢部材と、を有することを特徴とする位置検出装置。
2. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記位置検出素子は、位置検出を行うための検出面を有し、
   前記付勢部材は、前記位置検出素子の前記検出面とは反対側の面を付勢することを特徴とする位置検出装置。
3. 請求項２に記載の位置検出装置において、
   前記検出面は、前記固定枠に対向していることを特徴とする位置検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置において、
   前記付勢部材の前記第１の脚部と前記第２の脚部とは対称形状であることを特徴とする位置検出装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置において、
   前記付勢部材は、１枚の板バネで構成されていることを特徴とする位置検出装置。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置において、
   前記付勢部材の前記連結部は、前記固定枠に固定されていることを特徴とする位置検出装置。
7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置において、
   前記付勢部材の前記連結部は、前記固定枠に対向して備えられた対向部材に固定されていることを特徴とする位置検出装置。
8. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置において、
   前記付勢部材と前記位置検出素子との間に、前記位置検出素子に接続されたフレキシブルプリント配線板が設けられていることを特徴とする位置検出装置。
9. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置と、前記位置検出装置から出力された信号を用いて像ブレを補正するブレ補正部とを有することを特徴とするブレ補正装置。
10. 請求項９に記載のブレ補正装置を含むことを特徴とする光学機器。

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