JP2009265415A - Drive device and imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device having high responsiveness in high precision by having compactness, large drive force, high efficiency, and self-holding characteristics. <P>SOLUTION: A vibration-proof unit 300 being a shake correction drive device moving a holder 38 mounted with CCD 31 on a flame 302 includes: a rod 330x extending in an X direction on a plane of the frame 302; a rod 330y coupled with the rod and extending in a Y direction from the coupled part on the plane of the frame 302; an X-axis drive mechanism part 310x fixed on the frame 302 and having an X-axis vibrator 320x giving elliptical vibration on the rod 330x; and a Y-axis drive mechanism part 310y fixed on the holder 38 and having a Y-axis vibrator 320y giving elliptical vibration on the rod 330y. The vibration-proof unit moves the holder 38 along an XY plane by driving the X-axis vibrator 320x and the Y-axis vibrator 320y. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動子の楕円振動を利用して移動枠(フレーム)を2軸駆動して所定の方向に移動させる駆動装置、および、該駆動装置を適用してぶれ補正を行うぶれ補正機能を有する撮像装置に関する。   The present invention has a drive device that moves the moving frame (frame) in two directions by using the elliptical vibration of the vibrator and moves in a predetermined direction, and a shake correction function that performs shake correction by applying the drive device. The present invention relates to an image pickup apparatus.

従来、ぶれ補正機能を有する撮像装置として、例えば、デジタルカメラがあるが、そのぶれ補正機能は、カメラのピッチ方向(Y軸方向)のぶれ振動と、カメラのヨー方向(X軸方向)のぶれ振動とを角速度センサ等のぶれ検出手段を用いて検出し、検出されたぶれ信号に基づいて、ぶれを打ち消す方向に撮像光学系の一部、若しくは、撮像素子を撮影光軸に直交する平面内で水平方向(X軸方向)および垂直方向(Y軸方向)にそれぞれ独立にシフトさせることで、撮像素子の撮像面上での像のぶれを補正する手ぶれ補正機能が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a digital camera as an image pickup apparatus having a camera shake correction function. The camera shake correction function includes camera shake vibration in the pitch direction (Y-axis direction) and camera shake in the yaw direction (X-axis direction). Vibration is detected using shake detection means such as an angular velocity sensor, and based on the detected shake signal, a part of the imaging optical system or the imaging element is in a plane perpendicular to the imaging optical axis in the direction to cancel the shake. Therefore, there is known a camera shake correction function that corrects image blur on the imaging surface of the image sensor by independently shifting in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction).

このような手ぶれ補正機能を実現する手ぶれ補正機構において、上述した撮影レンズの一部、或いは、撮像素子を水平方向および垂直方向に移動する駆動手段に対しては、手ぶれに追随して動作させるために高い応答性と、精密駆動性(微小駆動性)と、電源を切っても移動体の位置が保持される自己保特性が要求される。   In the camera shake correction mechanism that realizes such a camera shake correction function, a part of the photographing lens described above or a driving unit that moves the image sensor in the horizontal direction and the vertical direction is operated following the camera shake. In addition, high responsiveness, precision driveability (minute driveability), and self-maintaining characteristics that maintain the position of the moving body even when the power is turned off are required.

このような要求に対して特許文献1では、第一のインパクトアクチュエータを第一基板に固定して第二基板をヨー方向に駆動し、上記第二基板に上記第二のインパクトアクチュエータを固定して撮像素子の搭載された第三基板を駆動する手ぶれ補正機構が開示されている。   In response to such a request, in Patent Document 1, the first impact actuator is fixed to the first substrate, the second substrate is driven in the yaw direction, and the second impact actuator is fixed to the second substrate. A camera shake correction mechanism for driving a third substrate on which an image sensor is mounted is disclosed.

また、特許文献2では、撮像素子を搭載したボードを固定の部材に固定された直交方向に動作する2つのアクチュエータをリンク機構でボードに接続し、ピッチ方向とヨー方向にボードを駆動する手ぶれ補正機構が開示されている。
特開2006−81348号公報 特開2006−133740号公報
Further, in Patent Document 2, camera shake correction is performed by connecting two actuators that operate in an orthogonal direction fixed to a fixed member to a board on which an image sensor is mounted, to the board by a link mechanism and drive the board in the pitch direction and the yaw direction. A mechanism is disclosed.
JP 2006-81348 A JP 2006-133740 A

しかしながら、特許文献1に示されるインパクトアクチュエータを駆動機構として用いた手ぶれ補正機構では、高い応答性と、精密駆動と、自己保特性は得られるが、慣性力を利用して駆動するため、衝撃振動を伝達するシャフトを剛性の高いものにすることが困難であるとともに小型で高い出力を得ることができないという問題もあった。また、カメラ等においてCCD等の撮像素子の前面に防塵フィルタ等が一体化されて、比較的大きくて重い撮像ユニットを駆動対象とする場合には高い出力が必要となり、カメラが大型化する。つまり、駆動力を上げるためには慣性質量を大きくする必要があり、駆動機構そのものが大きくなってしまう。また、摩擦力に打ち勝つ慣性力により駆動する原理から、摩擦滑りによるエネルギー損失が必ず生ずるものであり、効率をあまり高くすることができないという根本的な不具合もあり、小型で高出力な駆動機構が実現できない。さらに、枠の構成が固定枠(第一基板)と撮像素子の搭載される移動枠(第三基板)との間に枠状の第二基板が介在する構成になっており、枠構成が複雑で機構が大型化するといった問題があった。   However, in the camera shake correction mechanism using the impact actuator shown in Patent Document 1 as a drive mechanism, high responsiveness, precision drive, and self-maintaining characteristics can be obtained. There is also a problem that it is difficult to make the shaft for transmitting a high rigidity, and it is not possible to obtain a high output with a small size. Further, when a dustproof filter or the like is integrated on the front surface of an image pickup device such as a CCD in a camera or the like and a relatively large and heavy image pickup unit is driven, a high output is required, and the camera becomes large. That is, in order to increase the driving force, it is necessary to increase the inertial mass, and the driving mechanism itself becomes large. In addition, due to the principle of driving by inertial force that overcomes frictional force, energy loss due to frictional sliding always occurs, and there is a fundamental problem that efficiency cannot be increased so much, and a small and high-output drive mechanism is Cannot be realized. Furthermore, the frame configuration is such that a frame-shaped second substrate is interposed between the fixed frame (first substrate) and the moving frame (third substrate) on which the image sensor is mounted, and the frame configuration is complicated. However, there was a problem that the mechanism was enlarged.

一方、特許文献2に記載の手ぶれ補正機構では、2つの振動アクチュエータが、撮像素子の搭載されたボードにリンク機構で結合されており、特許文献1の枠構成よりも簡単な枠構成となっている。但し、振動アクチュエータとボードはリンク機構でつながれているため、機構は大きなものとなっている。また、リンク機構は構造を複雑にしているとともにリンク機構の駆動部には駆動のためのガタが必要であり、高精度な駆動をすることができない。また、リンクのガタによる駆動遅れが生じ、応答性がよくないと言った手ぶれ補正性能を悪化させる根本的な問題もあった。   On the other hand, in the camera shake correction mechanism described in Patent Document 2, two vibration actuators are coupled to a board on which an image sensor is mounted by a link mechanism, so that the frame structure is simpler than the frame structure of Patent Document 1. Yes. However, since the vibration actuator and the board are connected by a link mechanism, the mechanism is large. In addition, the link mechanism has a complicated structure, and the drive unit of the link mechanism requires a backlash for driving, and cannot be driven with high accuracy. In addition, there is a fundamental problem that deteriorates the camera shake correction performance that the drive delay due to the play of the link occurs and the responsiveness is not good.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で駆動力が大きく、高効率であって、かつ、高精度の駆動装置および該駆動装置を適用するぶれ防止機能を有する撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is a small-sized, large driving force, high-efficiency, high-precision driving device and an imaging device having an anti-shake function to which the driving device is applied. The purpose is to provide.

本発明の請求項1に記載の駆動装置は、第一のフレームの平面上で所定の面積を有する第二のフレームを移動させる駆動装置において、上記第一のフレームの平面上で第一の方向に延びる第一の軸部材と、上記第一の軸部材と結合し、上記第一のフレームの平面上でこの結合部分から上記第一の軸部材とは異なる第二の方向に延びる第二の軸部材と、上記第一のフレームに固定されていて、上記第一の軸部材を第一のガイド部でガイドするとともに上記第一の軸部材に押圧された状態で上記第一の軸部材に第一の楕円振動を付与する第一の振動子を有する第一の振動ユニットと、上記第二のフレームに固定されていて、上記第二の軸部材を第二のガイド部でガイドするとともに上記第二の軸部材に押圧された状態で上記第二の軸部材に第二の楕円振動を付与する第二の振動子を有する第二の振動ユニットと、を具備しており、上記第一の軸部材に上記第一の楕円振動が付与されている際には、上記第一の振動ユニットに対して当該第一の軸部材が移動することにより上記第二の軸部材、上記第二の振動ユニット及び上記第二のフレームが当該第一の軸部材の軸方向に移動し、上記第二の軸部材に上記第二の楕円振動が付与されている際には、上記第二の軸部材に対して第二の振動ユニットが移動することにより上記第二のフレームが上記第二の軸部材の軸方向に移動する。   The drive device according to claim 1 of the present invention is a drive device for moving a second frame having a predetermined area on the plane of the first frame, and in the first direction on the plane of the first frame. A first shaft member extending to the first shaft member, and a second shaft extending from the joint portion in a second direction different from the first shaft member on the plane of the first frame. The shaft member and the first shaft member are fixed to the first frame, and the first shaft member is guided by the first guide portion and pressed against the first shaft member. A first vibration unit having a first vibrator for applying a first elliptical vibration; and the second vibration member, which is fixed to the second frame, guides the second shaft member with a second guide portion, and The second shaft member is pressed against the second shaft member while being pressed by the second shaft member. A second vibration unit having a second vibrator for applying circular vibration, and when the first elliptical vibration is applied to the first shaft member, When the first shaft member moves relative to the vibration unit, the second shaft member, the second vibration unit, and the second frame move in the axial direction of the first shaft member, When the second elliptical vibration is applied to the second shaft member, the second vibration unit moves with respect to the second shaft member, whereby the second frame is moved to the second shaft member. The shaft member moves in the axial direction.

本発明の請求項2に記載の駆動装置は、請求項1に記載の駆動装置において、上記第一の軸部材と第二の軸部材とは、軸結合体を介して結合され、上記軸結合体と上記各軸部材との結合部位は、当該第一の軸部材または第二の軸部材が振動する際の固有振動における節の部分となる。   The drive device according to claim 2 of the present invention is the drive device according to claim 1, wherein the first shaft member and the second shaft member are coupled via a shaft coupling body, and the shaft coupling is performed. The coupling site between the body and each of the shaft members becomes a node portion in the natural vibration when the first shaft member or the second shaft member vibrates.

本発明の請求項3に記載の駆動装置は、請求項2に記載の駆動装置において、上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも3つの転動体と、を更に具備しており、上記3つの転動体のうちの1つである、第一の転動体は、上記軸結合体の近傍に配置され、他の1つである第二の転動体は、上記軸結合体と上記第一の転動体の略延長線上に配置され、第3の転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the driving device according to the second aspect, wherein the urging means for urging the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame; And at least three rolling elements arranged between the frame and the second frame, and the first rolling element, which is one of the three rolling elements, The second rolling element, which is disposed in the vicinity of the shaft coupling body and the other one, is disposed on a substantially extended line of the shaft coupling body and the first rolling body, and the third rolling body is the second rolling element. It is arrange | positioned on the substantially extended line of the shaft member.

本発明の請求項4に記載の撮像装置は、請求項2に記載の駆動装置において、上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも2つの転動体と、を更に具備しており、上記2つの転動体のうちの1つの転動体は、上記第一の軸部材の延長線上に配置され、他の1つの転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the drive device according to the second aspect, the urging means for urging the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame; And at least two rolling elements arranged between the second frame and the second frame, wherein one of the two rolling elements is a member of the first shaft member. The other rolling element is disposed on the extended line, and is disposed on the substantially extended line of the second shaft member.

本発明の請求項5に記載の駆動装置は、請求項1に記載の駆動装置において、上記第一の軸部材および第二の軸部材は、同形状を有し、互いに直交している。   The drive device according to claim 5 of the present invention is the drive device according to claim 1, wherein the first shaft member and the second shaft member have the same shape and are orthogonal to each other.

本発明の請求項6に記載のぶれ補正機能を有する撮像装置は、所定の面積を有する第一のフレーム上で撮像素子が保持された第二のフレームを撮影光軸と垂直平面内で移動させることによりぶれを補正するぶれ補正機能を有する撮像装置において、上記第一のフレームの平面上で第一の方向に延びる第一の軸部材と、上記第一の軸部材と結合していて、上記第一のフレームの平面上で上記結合部分から上記第一の軸部材とは異なる第二の方向に延びる第二の軸部材と、上記第一のフレームに固定されていて、上記第一の軸部材を第一のガイド部でガイドするとともに上記第一の軸部材に押圧された状態で当該第一の軸部材に第一の楕円振動を付与する第一の振動子を有する第一の振動ユニットと、上記第二のフレームに固定されていて、上記第二の軸部材を第二のガイド部でガイドするとともに上記第二の軸部材に押圧された状態で当該第二の軸部材に第二の楕円振動を付与する第二の振動子を有する第二の振動ユニットと、を具備しており、上記第一の軸部材に上記第一の楕円振動が付与されている状態では、上記第一の振動ユニットに対して上記第一の軸部材が移動することにより上記第二の軸部材と上記第二の振動ユニットと上記第二のフレームとが当該第一の軸部材の軸方向に移動し、上記第二の軸部材に上記第二の楕円振動が付与されている状態では、上記第二の軸部材に対して第二の振動ユニットが移動することにより上記第二のフレームが当該第二の軸部材の軸方向に移動する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus having a blur correction function that moves a second frame in which an image pickup element is held on a first frame having a predetermined area in a plane perpendicular to a photographing optical axis. In the imaging apparatus having a shake correction function for correcting shake by the first shaft member extending in the first direction on the plane of the first frame, the first shaft member is coupled to the first shaft member, and A second shaft member extending in a second direction different from the first shaft member from the coupling portion on the plane of the first frame; and the first shaft fixed to the first frame A first vibration unit having a first vibrator that guides a member with a first guide portion and applies a first elliptical vibration to the first shaft member while being pressed by the first shaft member And fixed to the second frame, and The second shaft member has a second vibrator that guides the second shaft member with the second guide portion and applies a second elliptical vibration to the second shaft member while being pressed by the second shaft member. The first shaft member moves relative to the first vibration unit in a state where the first elliptical vibration is applied to the first shaft member. Accordingly, the second shaft member, the second vibration unit, and the second frame are moved in the axial direction of the first shaft member, and the second elliptical vibration is applied to the second shaft member. In the applied state, the second frame moves in the axial direction of the second shaft member by moving the second vibration unit relative to the second shaft member.

本発明の請求項7記載のぶれ補正機能を有する撮像装置は、請求項6記載の撮像装置において、上記第一の軸部材と第二の軸部材とは軸結合体を介して結合され、上記軸結合体と上記各軸部材との係合部位は、上記第一の軸部材または第二の軸部材が振動する際の固有振動における節の部分となる。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus having a shake correction function according to the sixth aspect, wherein the first shaft member and the second shaft member are coupled via a shaft coupling body. The engagement portion between the shaft coupling body and each of the shaft members serves as a node portion in the natural vibration when the first shaft member or the second shaft member vibrates.

本発明の請求項8に記載のぶれ補正機能を有する撮像装置は、請求項6に記載の撮像装置において、上記第一の軸部材と第二の軸部材とは、同形状を有しており、互いに直交している。   An image pickup apparatus having a shake correction function according to claim 8 of the present invention is the image pickup apparatus according to claim 6, wherein the first shaft member and the second shaft member have the same shape. Are orthogonal to each other.

本発明の請求項9に記載のぶれ補正機能を有する撮像装置は、請求項6に記載の撮像装置において、上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも3つの転動体と、を更に具備しており、上記3つの転動体のうちの1つである、第一の転動体は、上記軸結合体の近傍に配置され、他の1つである第二の転動体は、上記軸結合体と上記第一の転動体の略延長線上に配置され、第3の転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されている。   An image pickup apparatus having a shake correction function according to a ninth aspect of the present invention is the image pickup apparatus according to the sixth aspect, wherein the biasing means biases the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame. And at least three rolling elements disposed between the first frame and the second frame, wherein the first rolling element is one of the three rolling elements. The rolling element is disposed in the vicinity of the shaft coupling body, and the second rolling element, which is the other one, is disposed on a substantially extended line of the shaft coupling body and the first rolling element, and the third rolling element is disposed. The moving body is disposed on a substantially extended line of the second shaft member.

本発明によれば、小型で駆動力が大きく、高効率であって、かつ、高精度の駆動装置および該駆動装置を適用するぶれ防止機能を有する撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a small-sized, large driving force, high-efficiency, and high-precision driving device and an imaging device having an anti-shake function to which the driving device is applied.

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施の形態の撮像装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ぶれ補正を行うための駆動装置を搭載したものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックス式電子カメラ(デジタルカメラ)への適用例として説明する。   An imaging apparatus according to an embodiment of the present invention is equipped with a drive device for performing camera shake correction of an imaging unit including an imaging element that obtains an image signal by photoelectric conversion. Here, as an example, a lens can be replaced. An application example to a single-lens reflex electronic camera (digital camera) will be described.

まず、図1を参照して本実施の形態のデジタルカメラ(以下、カメラと記載する)のシステム構成例について説明する。なお、図1は、本実施の形態のカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。   First, a system configuration example of a digital camera (hereinafter referred to as a camera) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the system configuration of the camera according to the present embodiment.

本実施の形態のカメラは、撮像装置としてカメラ本体を有するボディユニット100と、アクセサリ装置の一つである交換レンズとしてのレンズユニット10とによりカメラシステムを構成している。   The camera of the present embodiment forms a camera system with a body unit 100 having a camera body as an imaging device and a lens unit 10 as an interchangeable lens, which is one of accessory devices.

レンズユニット10は、ボディユニット100の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット10の制御は、自身が有するレンズ制御用マイクロコンピュータ(以下、Lμcomと記載する)5が行う。ボディユニット100の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ(以下、Bμcomと記載する)50が行う。これらLμcom5とBμcom50とは、ボディユニット100にレンズユニット10を装着した状態において、通信コネクタ6を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Lμcom5がBμcom50に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。   The lens unit 10 is detachable through a lens mount (not shown) provided on the front surface of the body unit 100. The lens unit 10 is controlled by a lens control microcomputer 5 (hereinafter referred to as “Lμcom”). The body unit 100 is controlled by a body control microcomputer (hereinafter referred to as “Bμcom”) 50. These Lμcom5 and Bμcom50 are electrically connected via the communication connector 6 in a state where the lens unit 10 is mounted on the body unit 100. As a camera system, Lμcom5 is configured to operate while being dependent on Bμcom50.

レンズユニット10は、撮影レンズ光軸OL 上に配される撮影レンズ1と絞り3とを備えている。撮影レンズ1は、レンズ駆動機構2内に設けられた図示しないDCモータによって駆動される。絞り3は、絞り駆動機構4内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Lμcom5は、Bμcom50の指令に基づいてこれら各モータを制御する。   The lens unit 10 includes a photographing lens 1 and a diaphragm 3 arranged on the photographing lens optical axis OL. The taking lens 1 is driven by a DC motor (not shown) provided in the lens driving mechanism 2. The diaphragm 3 is driven by a stepping motor (not shown) provided in the diaphragm driving mechanism 4. Lμcom5 controls each of these motors based on the command of Bμcom50.

ボディユニット100内には、以下のような構成部材が図1の如く配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材(ペンタプリズム12、クイックリターンミラー11、接眼レンズ13、サブミラー11aからなる)と、撮影レンズ光軸OL 上のフォーカルプレーン式のシャッター15と、サブミラー11aからの反射光束を受けてデフォーカス量を検出するためのAFセンサユニット16が設けられている。   The following structural members are arranged in the body unit 100 as shown in FIG. For example, a single-lens reflex-type constituent member (consisting of a pentaprism 12, a quick return mirror 11, an eyepiece lens 13, and a sub mirror 11a) as an optical system, a focal plane shutter 15 on the photographing lens optical axis OL, and a sub mirror 11a An AF sensor unit 16 is provided for detecting a defocus amount in response to a reflected light beam from.

また、AFセンサユニット16を駆動制御するAFセンサ駆動回路17と、クイックリターンミラー11を駆動制御するミラー駆動機構18と、シャッター15の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッターチャージ機構19と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッター制御回路20と、ペンタプリズム12からの光束を検出する測光センサ21aに基づき測光処理を行う測光回路21が設けられている。   In addition, an AF sensor drive circuit 17 that drives and controls the AF sensor unit 16, a mirror drive mechanism 18 that drives and controls the quick return mirror 11, and a shutter charge mechanism 19 that charges a spring that drives the front curtain and rear curtain of the shutter 15. A shutter control circuit 20 that controls the movement of the front and rear curtains, and a photometric circuit 21 that performs photometric processing based on a photometric sensor 21a that detects the light flux from the pentaprism 12 are provided.

撮影レンズ光軸OL 上には、上述の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット30が設けられている。撮像ユニット30は、撮像光軸OC を有する撮像素子であるCCD31やその前面に配設された光学ローパスフィルタ(LPF)32、防塵フィルタ33をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ33の周縁部には、圧電素子34が取り付けられている(図2)。圧電素子34は、2つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路48によって圧電素子34を所定の周波数で振動させることで防塵フィルタ33を振動させ、フィルタ表面に付着した塵を除去し得るように構成されている。この撮像ユニット30は、後述する手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット300に搭載される(図7)。   An imaging unit 30 for photoelectrically converting the subject image that has passed through the optical system is provided on the photographic lens optical axis OL. The image pickup unit 30 is formed by integrating a CCD 31 that is an image pickup element having an image pickup optical axis OC, an optical low-pass filter (LPF) 32 and a dustproof filter 33 disposed in front of the CCD 31 as a unit. A piezoelectric element 34 is attached to the periphery of the dust filter 33 (FIG. 2). The piezoelectric element 34 has two electrodes, and the dust-proof filter 33 is vibrated at a predetermined frequency by the dust-proof filter control circuit 48 so that the dust-proof filter 33 can be vibrated and dust attached to the filter surface can be removed. It is configured. The imaging unit 30 is mounted on a vibration isolation unit 300 which is a camera shake correction drive device described later (FIG. 7).

また、本実施の形態のカメラシステムは、CCD31に接続したCCDインターフェース回路23と、液晶モニタ24、記憶領域として機能するSDRAM25、FlashROM26などを利用して画像処理する画像処理コントローラ28とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア27は、各種のメモリカードや外付けのHDD等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア27に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えば、EEPROMからなる不揮発性メモリ29がBμcom50からアクセス可能に設けられている。   The camera system of the present embodiment also includes a CCD interface circuit 23 connected to the CCD 31, a liquid crystal monitor 24, an SDRAM 25 functioning as a storage area, a flash ROM 26, and the like, and an image processing controller 28 that performs image processing. The electronic recording display function can be provided together with the imaging function. Here, the recording medium 27 is an external recording medium such as various memory cards or an external HDD, and is mounted so as to be communicable with the camera body via a communication connector and exchangeable. Then, image data obtained by photographing is recorded on the recording medium 27. As the other storage area, a non-volatile memory 29 made of, for example, an EEPROM, which stores predetermined control parameters necessary for camera control, is provided so as to be accessible from the Bμcom 50.

Bμcom50には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザヘ告知するための動作表示用LCD51および動作表示用LED51aと、カメラ操作スイッチ(以下、スイッチは、SWと記載する)52とが設けられている。カメラ操作SW52は、例えばレリーズSW、モード変更SWおよびパワーSWなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池54と、電池54の電圧を、当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路53が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。   The Bμcom 50 is provided with an operation display LCD 51 and an operation display LED 51a for notifying the user of the operation state of the camera by display output, and a camera operation switch (hereinafter, the switch is described as SW) 52. . The camera operation SW 52 is a switch group including operation buttons necessary for operating the camera, such as a release SW, a mode change SW, and a power SW. Further, a battery 54 as a power source and a power circuit 53 that converts and supplies the voltage of the battery 54 to a voltage required by each circuit unit constituting the camera system are provided, and a current is supplied from an external power source via a jack. There is also provided a voltage detection circuit for detecting a voltage change when.

上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理コントローラ28は、Bμcom50の指令に従ってCCDインターフェース回路23を制御してCCD31から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ28でビデオ信号に変換され、液晶モニタ24で出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ24の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。   Each part of the camera system configured as described above generally operates as follows. First, the image processing controller 28 takes in image data from the CCD 31 by controlling the CCD interface circuit 23 in accordance with a command of Bμcom 50. This image data is converted into a video signal by the image processing controller 28 and output and displayed on the liquid crystal monitor 24. The user can confirm the captured image from the display image on the liquid crystal monitor 24.

SDRAM25は、画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、画像データは、JPEGデータに変換された後、記録メディア27に保管される。   The SDRAM 25 is a memory for temporarily storing image data, and is used as a work area when image data is converted. The image data is stored in the recording medium 27 after being converted into JPEG data.

ミラー駆動機構18は、クイックリターンミラー11をアップ位置とダウン位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー11がダウン位置にある時、撮影レンズ1からの光束は、AFセンサユニット16側とペンタプリズム12側へと分割されて導かれる。AFセンサユニット16内のAFセンサからの出力は、AFセンサ駆動回路17を介してBμcom50へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム12を通過した光束の一部は測光回路21内の測光センサ21aへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。   The mirror drive mechanism 18 is a mechanism for driving the quick return mirror 11 to the up position and the down position. When the quick return mirror 11 is in the down position, the light flux from the photographing lens 1 is on the AF sensor unit 16 side. And divided into the pentaprism 12 side. The output from the AF sensor in the AF sensor unit 16 is transmitted to the Bμcom 50 via the AF sensor driving circuit 17 and a known distance measurement process is performed. On the other hand, a part of the light beam that has passed through the pentaprism 12 is guided to a photometric sensor 21a in the photometric circuit 21, and a known photometric process is performed based on the amount of light detected here.

次に、防振ユニット300に搭載されるCCD31を含む撮像ユニット30について、図2を参照して説明する。なお、図2は、撮像ユニット30の構成例を示す縦断側面図である。   Next, the imaging unit 30 including the CCD 31 mounted on the image stabilization unit 300 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a vertical side view showing a configuration example of the imaging unit 30.

撮像ユニット30は、撮影光学系を透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子としてのCCD31と、CCD31の光電変換面側に配設され、撮影光学系を透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除く光学ローパスフィルタ(LPF)32と、この光学LPF32の前面側において所定間隔をあけて対向配置された防塵フィルタ33と、この防塵フィルタ33の周縁部に配設されて防塵フィルタ33に対して所定の振動を与えるための圧電素子34とを備える。なお、CCD31の光電変換面上の光軸を撮像光軸OC とする。勿論、撮像光軸OC は、撮影レンズ光軸OL (Z方向)と平行である。   The imaging unit 30 is disposed on the side of the photoelectric conversion surface of the CCD 31 and a CCD 31 as an imaging device that obtains an image signal corresponding to the light that is transmitted through the imaging optical system and irradiated on its own photoelectric conversion surface. An optical low-pass filter (LPF) 32 that removes a high-frequency component from a subject light beam that is transmitted through the filter, a dust-proof filter 33 that is opposed to the optical LPF 32 at a predetermined interval on the front side, and a periphery of the dust-proof filter 33 And a piezoelectric element 34 which is disposed in the part and applies predetermined vibration to the dustproof filter 33. The optical axis on the photoelectric conversion surface of the CCD 31 is defined as an imaging optical axis OC. Of course, the imaging optical axis OC is parallel to the imaging lens optical axis OL (Z direction).

CCD31のCCDチップ31aは、固定板35上に配設されたFPC(フレキシブル基板)31bに直接、実装され、FPC31bの両端から出た接続部31c,31dが主回路基板36に設けられたコネクタ36a,36bを介して主回路基板36側と接続されている。また、CCD31が有する保護ガラス31eは、スペーサ31fを介してFPC31b上に固着されている。   The CCD chip 31a of the CCD 31 is directly mounted on an FPC (flexible substrate) 31b disposed on the fixed plate 35, and connectors 36a provided on the main circuit board 36 with connection portions 31c and 31d extending from both ends of the FPC 31b. , 36b and the main circuit board 36 side. The protective glass 31e of the CCD 31 is fixed on the FPC 31b via a spacer 31f.

CCD31と光学LPF32との間には、弾性部材等からなるフィルタ受け部材37が配設されている。このフィルタ受け部材37は、CCD31の前面側周縁部で光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学LPF32の背面側周縁部の近傍に当接することで、CCD31と光学LPF32との間を略気密性が保持されるように構成されている。そして、CCD31と光学LPF32とを気密的に覆うホルダ38が配設されている。ホルダ38は、撮像光軸OC 周りの略中央部分に矩形状の開口38kを有し、この開口38kの防塵フィルタ33側の内周縁部には断面が略L宇形状の段部38mが形成され、開口38kに対してその後方側から光学LPF32およびCCD31が配設されている。光学LPF32の前面側周縁部を段部38mに対して略気密的に接触させるように配置することで、光学LPF32は、段部38mによって撮像光軸OC 方向(Z方向)の位置規制がなされ、ホルダ38の内部から前面側に対する抜け止めがなされる。   A filter receiving member 37 made of an elastic member or the like is disposed between the CCD 31 and the optical LPF 32. The filter receiving member 37 is disposed at a position that avoids the effective range of the photoelectric conversion surface at the peripheral edge of the front surface of the CCD 31, and is in contact with the vicinity of the peripheral edge of the optical LPF 32 so that the CCD 31 and the optical LPF 32 It is comprised so that substantially airtightness may be maintained between. A holder 38 that covers the CCD 31 and the optical LPF 32 in an airtight manner is disposed. The holder 38 has a rectangular opening 38k at a substantially central portion around the imaging optical axis OC, and a step 38m having a substantially L-shaped cross section is formed on the inner peripheral edge of the opening 38k on the dustproof filter 33 side. The optical LPF 32 and the CCD 31 are disposed from the rear side of the opening 38k. By disposing the front side peripheral edge of the optical LPF 32 so as to be substantially airtightly contacted with the stepped portion 38m, the position of the optical LPF 32 in the imaging optical axis OC direction (Z direction) is regulated by the stepped portion 38m. The holder 38 is prevented from being detached from the front side from the inside.

一方、ホルダ38の前面側の周縁部には、防塵フィルタ33を光学LPF32の前面に所定間隔あけて保持するために段部38m周りで段部38mよりも前面側に突出させた防塵フィルタ受け部38nが全周に亘って形成されている。全体として円形ないしは多角形の板状に形成された防塵フィルタ33は、板ばね等の弾性体で形成される部材であって、ビス39で防塵フィルタ受け部38nに固定された押圧部材40により押圧状態で防塵フィルタ受け部38nに支持される。防塵フィルタ33の背面側の外周縁部に配設された圧電素子34部分には、防塵フィルタ受け部38nとの間に環状のシール41が介在され、気密状態が確保されている。撮像ユニット30は、このようにしてCCD31を搭載する所望の大きさに形成されたホルダ38を備えた気密構造を有している。   On the other hand, a dust-proof filter receiving portion that protrudes to the front side from the step portion 38m around the step portion 38m in order to hold the dust-proof filter 33 on the front surface of the optical LPF 32 at a predetermined interval at the peripheral portion on the front side of the holder 38. 38n is formed over the entire circumference. The dustproof filter 33 formed in a circular or polygonal plate shape as a whole is a member formed of an elastic body such as a leaf spring, and is pressed by a pressing member 40 fixed to the dustproof filter receiving portion 38n with a screw 39. In the state, it is supported by the dustproof filter receiving portion 38n. An annular seal 41 is interposed between the piezoelectric element 34 portion disposed on the outer peripheral edge portion on the back side of the dustproof filter 33 and the dustproof filter receiving portion 38n to ensure an airtight state. The imaging unit 30 has an airtight structure including the holder 38 formed in a desired size for mounting the CCD 31 in this manner.

本実施の形態のカメラは、ボディユニット100の撮影時に生じた手ぶれを補償するように撮像素子であるCCD31を上記手ぶれに応じて移動させ、手ぶれのない撮影画像を得る手ぶれ補正機能を有している。そこで、上記カメラにおいては、撮影レンズ光軸OL (または、撮像光軸OC )の方向をZ方向として、該Z方向と直交する平面(XY平面)内にて互いに直交する第一の方向をX方向とし、第二の方向をY方向とした場合、撮像ユニット30のCCD31を、上記X方向およびY方向にぶれを補償するように変位移動させるための手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット300(図3)が適用される。そして、防振ユニット300においては、所定の周波電圧を上記駆動装置の駆動源となる振動子に印加することにより振動子の駆動子に楕円振動を発生させることによって、撮像ユニット30のCCD31を搭載する移動対象物としてのホルダ38が変位駆動される。   The camera according to the present embodiment has a camera shake correction function that moves the CCD 31 that is an image sensor in accordance with the camera shake so as to compensate for camera shake that occurs when the body unit 100 is photographed, and obtains a photographed image without camera shake. Yes. Therefore, in the camera, the direction of the photographic lens optical axis OL (or the imaging optical axis OC) is defined as the Z direction, and the first directions orthogonal to each other in a plane (XY plane) orthogonal to the Z direction are defined as X. When the second direction is the Y direction, the image stabilization unit 300 is a camera shake correction driving device for displacing and moving the CCD 31 of the image pickup unit 30 in the X direction and the Y direction. (FIG. 3) applies. In the image stabilization unit 300, the CCD 31 of the image pickup unit 30 is mounted by generating an elliptical vibration in the vibrator driver by applying a predetermined frequency voltage to the vibrator serving as a drive source of the drive device. The holder 38 as a moving object to be moved is driven to be displaced.

ここで、本実施の形態のカメラの手ぶれ補正用の駆動装置で駆動源として用いる上記振動子の動作原理について図3〜6を用いて説明する。なお、図3は、振動子の模式図である。図4(A)〜(C)は、上記振動子の動作原理を示す模式図である。図5(A)〜(D)および図6(A)〜(D)は、上記振動子の振動過程を示す模式図である。   Here, the operation principle of the vibrator used as a drive source in the camera shake correction drive apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram of the vibrator. 4A to 4C are schematic views showing the operation principle of the vibrator. FIGS. 5A to 5D and FIGS. 6A to 6D are schematic views showing the vibration process of the vibrator.

図3に示すように振動子200は、所定の大きさで直方体に形成された圧電体201と、この圧電体201の片面側に片寄らせて分極により中心対称に形成された一対の駆動領域202,203と、駆動領域202,203に対応する圧電体201の表面位置に設けられた駆動部としての駆動子204,205とを備える。   As shown in FIG. 3, the vibrator 200 includes a piezoelectric body 201 formed in a rectangular parallelepiped with a predetermined size, and a pair of driving regions 202 formed so as to be symmetric with respect to one side of the piezoelectric body 201 by polarization. , 203 and driver elements 204, 205 as drive units provided at the surface positions of the piezoelectric body 201 corresponding to the drive regions 202, 203.

駆動領域に電圧を印加しない図4(B)の状態(振動子長さL)から駆動領域202に+の電圧を印加すると、図4(A)に示すように、分極された駆動領域202部分が伸びるように変形する一方、その背面側の圧電体201部分は伸びるように変形しないので全体として円弧状に変形する。逆に、駆動領域202に−の電圧を印加すると、図4(C)に示すように、分極構造の駆動領域202部分が縮むように変形する一方、その背面側の圧電体201部分は縮まないので全体として、図4(A)とは逆向きの円弧状に変形する。駆動領域203側でも同様である。   When a voltage of + is applied to the drive region 202 from the state (vibrator length L) in FIG. 4B where no voltage is applied to the drive region, as shown in FIG. 4A, the polarized drive region 202 portion Is deformed so as to extend, but the piezoelectric body 201 portion on the back side thereof is not deformed so as to extend, so that it deforms in an arc shape as a whole. Conversely, when a minus voltage is applied to the drive region 202, the drive region 202 portion of the polarization structure is deformed so as to shrink as shown in FIG. 4C, while the piezoelectric body 201 portion on the back side does not shrink. As a whole, it is deformed into an arc shape opposite to that in FIG. The same applies to the drive region 203 side.

駆動子204,205の表面に楕円振動を発生させるには、圧電体201の分極された一方の駆動領域202に所定周波数の正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動領域203に対して駆動領域202に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体201の中央が屈曲振動の節N0 となり、駆動子204,205部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体201の縦振動の節が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。   In order to generate elliptical vibrations on the surfaces of the driver elements 204 and 205, a frequency voltage based on a sine wave having a predetermined frequency is applied to one of the polarized drive areas 202 of the piezoelectric body 201 and to the other drive area 203. A frequency voltage by a sine wave having a phase shift at the same frequency as the frequency voltage applied to the drive region 202 is applied. The frequency of the applied frequency voltage is that the center of the piezoelectric body 201 is a bending vibration node N0, the driver elements 204 and 205 are antinodes of bending vibration, and the longitudinal vibration node of the piezoelectric body 201 is the bending vibration node. Set to a predetermined numerical value that matches.

印加する周波電圧の+,−の変化に伴い、振動子200は、図5(A)〜(D)と図6(A)〜(D)に示す屈曲振動と縦振動が合成された振動を繰り返し、駆動子204,205の表面にはそれぞれ楕円振動E1 ,E2 が発生する。よって、ホルダ206を介して振動子200の駆動子204,205側を駆動対象となる移動体207に押圧接触させて配設することで、移動体207は、駆動子204,205の表面に生ずる楕円振動E1 ,E2 の向きに従い移動することとなる。   Along with the change of the applied frequency voltage +, −, the vibrator 200 generates a vibration in which the bending vibration and the longitudinal vibration shown in FIGS. 5 (A) to (D) and FIGS. 6 (A) to (D) are combined. Repeatedly, elliptical vibrations E1 and E2 are generated on the surfaces of the driver elements 204 and 205, respectively. Therefore, the moving body 207 is generated on the surface of the driving elements 204 and 205 by disposing the driving elements 204 and 205 of the vibrator 200 in contact with the moving body 207 to be driven through the holder 206. It moves according to the directions of the elliptical vibrations E1 and E2.

この際、駆動領域202,203に印加する周波電圧の位相差を変えることで、駆動子204,205の表面に発生する楕円振動E1 ,E2 の形状を変えることが可能であり、これにより振動子200に駆動されて移動する移動体の移動速度を変えることができる。例えば、周波電圧の位相差が0°であれば、速度は0であるが、位相差を増やすと速度は次第に上がり、位相差90°で最大速度となる。また、位相差90°を超えて大きくすると逆に速度は次第に下がり、位相差180°では再び速度0となる。位相差を負の値にすると、駆動子204,205に発生する楕円振動E1 ,E2 の回転方向が逆転し、移動体を逆方向に駆動することが可能となる。この場合も、位相差−90°のときに最大速度となる。   At this time, by changing the phase difference between the frequency voltages applied to the drive regions 202 and 203, it is possible to change the shapes of the elliptical vibrations E1 and E2 generated on the surfaces of the drive elements 204 and 205. It is possible to change the moving speed of the moving body that is driven by 200 and moves. For example, when the phase difference of the frequency voltage is 0 °, the speed is 0. However, when the phase difference is increased, the speed gradually increases, and when the phase difference is 90 °, the maximum speed is reached. On the other hand, when the phase difference exceeds 90 °, the speed gradually decreases, and when the phase difference is 180 °, the speed becomes zero again. When the phase difference is set to a negative value, the rotational directions of the elliptical vibrations E1 and E2 generated in the driver elements 204 and 205 are reversed, and the moving body can be driven in the reverse direction. Also in this case, the maximum speed is obtained when the phase difference is −90 °.

本実施形態のカメラに組み込まれ、上述した振動子を駆動源とする手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット300の構成、作用について、図7〜17を参照して説明する。   The configuration and operation of the image stabilization unit 300 that is incorporated in the camera of the present embodiment and is a camera shake correction drive device using the above-described vibrator as a drive source will be described with reference to FIGS.

なお、図7は、本実施形態の防振ユニットの構成例を示す正面図である。図8は、防振ユニットの駆動源を含むX軸駆動機構部の分解斜視図である。図9は、図7のA−A断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。図10は、図9のH−H断面図である。図11は、図9のI−I断面図である。図12は、図9のJ−J断面図である。図13は、図7のB−B断面図である。図14は、図7のC−C断面図である。図15は、図7のD−D断面、または、E−E断面を示す図である。図16は、図7のF−F断面図である。図17は、図7のG−G断面図である。更に、図18は、図9のJ−J断面で示されるロッドの回転変位状態を示 す図である。図19は、ロッドの共振状態(屈曲振動)の振幅を拡大して示した概念図である。   FIG. 7 is a front view illustrating a configuration example of the image stabilization unit of the present embodiment. FIG. 8 is an exploded perspective view of the X-axis drive mechanism unit including the drive source of the image stabilization unit. 9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. However, a part of the upper case is in a non-cross-sectional state. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. FIG. 15 is a view showing a DD section or an EE section in FIG. 7. 16 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG. Further, FIG. 18 is a view showing a rotational displacement state of the rod shown in the JJ section of FIG. FIG. 19 is a conceptual diagram in which the amplitude of the resonance state (flexural vibration) of the rod is enlarged.

防振ユニット300は、前述した光学LPF32、防塵フィルタ33等ともに撮像素子であるCCD31等からなる撮像ユニット30(図2)を搭載した移動枠(第二のフレーム)としてのホルダ38をX方向およびY方向に移動させる最終的な移動対象物とするものである。   The anti-vibration unit 300 includes a holder 38 as a moving frame (second frame) in which the image pickup unit 30 (FIG. 2) including the CCD 31 as an image pickup element is mounted in the X direction and the optical LPF 32, the dustproof filter 33, and the like. This is the final moving object to be moved in the Y direction.

ホルダ38は、固定枠(第一のフレーム)であるフレーム302に対して後述するX軸駆動機構部310xおよびY軸駆動機構部310yによりX方向及びY方向に移動可能に支持され、かつ、フレーム302との間に設けた転動体であるボール(A)381、ボール(B)382、ボール(C)383を挟み込むことでZ方向の位置規制がなされている(図14,15)。   The holder 38 is supported by an X-axis drive mechanism 310x and a Y-axis drive mechanism 310y, which will be described later, with respect to a frame 302 that is a fixed frame (first frame) so as to be movable in the X direction and the Y direction. Position restriction in the Z direction is performed by sandwiching a ball (A) 381, a ball (B) 382, and a ball (C) 383 that are rolling elements provided between the rollers 302 (FIGS. 14 and 15).

防振ユニット300は、ホルダ38をフレーム302に対してX方向に変位移動させるX軸駆動機構部310xと、ホルダ38をY方向に変位移動させるY軸駆動機構部310yとを備え、X方向、Y方向に独立に動作させることにより、ホルダ38に搭載されたCCD31はXY平面内でX方向およびY方向にぶれを補償するように変位駆動される。   The anti-vibration unit 300 includes an X-axis drive mechanism portion 310x that moves the holder 38 in the X direction relative to the frame 302, and a Y-axis drive mechanism portion 310y that moves the holder 38 in the Y direction. By operating independently in the Y direction, the CCD 31 mounted on the holder 38 is driven to be displaced so as to compensate for blurring in the X and Y directions within the XY plane.

ここで、X方向の単軸駆動機構(第一の振動ユニット)を形成するX軸駆動機構部310xの構成について詳細に説明するが、Y方向の単軸駆動機構(第二の振動ユニット)を形成するY軸駆動機構部310yも基本構造はX軸駆動機構部310xと同様であり、以下、X軸駆動機構部310xについて詳しく説明する。なお、各図中、X軸駆動機構部310xの各構成部材には各符号に添え字xを付して示し、Y軸駆動機構部310yの対応する各構成部材には同一符号に添え字yを付して示す。   Here, the configuration of the X-axis drive mechanism 310x that forms the single-axis drive mechanism (first vibration unit) in the X direction will be described in detail, but the single-axis drive mechanism (second vibration unit) in the Y direction will be described. The basic structure of the Y-axis drive mechanism 310y to be formed is the same as that of the X-axis drive mechanism 310x, and the X-axis drive mechanism 310x will be described in detail below. In each drawing, each component of the X-axis drive mechanism 310x is indicated by a suffix x, and each corresponding component of the Y-axis drive mechanism 310y is denoted by the suffix y. Is shown.

X軸駆動機構部310xは、上ケース360xと、圧電体323xおよび駆動子321x,322xからなる第一の振動子であるX軸振動子320xと、ロッド本体331xおよび摺動板336xからなるX方向に移動可能な移動体(第一の軸部材)であるロッド330xと、X軸振動子320xを摺動板336x側に付勢する付勢手段である押圧機構350xと、下ケース340xとを備えている。   The X-axis drive mechanism 310x includes an upper case 360x, an X-axis vibrator 320x that is a first vibrator composed of a piezoelectric body 323x and driver elements 321x and 322x, an X direction composed of a rod body 331x and a sliding plate 336x. A rod 330x that is a movable body (first shaft member), a pressing mechanism 350x that is a biasing means that biases the X-axis vibrator 320x toward the sliding plate 336x, and a lower case 340x. ing.

X軸振動子320xにおいては、図4〜6で説明した振動子200の動作原理に従い、振動子駆動回路64(図1)で発生される所定の周波電圧が接続用FPC(フレキシブルケーブル基板)326xを通して圧電体323xに印加され、矩形状の圧電体323xの片面に配される駆動部である駆動子321x,322xに楕円振動が発生する。駆動子321x,322xに生じる楕円振動により、X方向の駆動力が得られる。   In the X-axis vibrator 320x, in accordance with the operation principle of the vibrator 200 described in FIGS. 4 to 6, a predetermined frequency voltage generated by the vibrator drive circuit 64 (FIG. 1) is connected to an FPC (flexible cable substrate) 326x for connection. Is applied to the piezoelectric body 323x, and elliptical vibrations are generated in the driver elements 321x and 322x which are driving units disposed on one surface of the rectangular piezoelectric body 323x. Driving force in the X direction is obtained by elliptical vibration generated in the driver elements 321x and 322x.

X軸振動子320xには圧電体323xの駆動子321x,322xと相反する側の中央位置にコの字形状の振動子ホルダ324xが固着されている。このX軸振動子320xは、図8,10に示すように振動子ホルダ324xに形成された両側突起324xcが下ケース340xの保持部である溝340xcに嵌合することで、X方向の移動が規制され、更に、振動子ホルダ324xの側面が下ケース340xの内壁340xaに嵌合することで、Y方向の移動が規制されて下ケース340xに保持されている。   A U-shaped vibrator holder 324x is fixed to the X-axis vibrator 320x at a central position on the side opposite to the driver elements 321x and 322x of the piezoelectric body 323x. As shown in FIGS. 8 and 10, the X-axis vibrator 320x is moved in the X direction by fitting both side protrusions 324xc formed on the vibrator holder 324x into a groove 340xc which is a holding portion of the lower case 340x. Furthermore, the side surface of the vibrator holder 324x is fitted into the inner wall 340xa of the lower case 340x, so that the movement in the Y direction is restricted and held by the lower case 340x.

また、ロッド330xは、全体が略円柱形状をなし、厳密にはDカット円形断面をもつ被ガイド部であるロッド本体331x上に形成された平面部331xaに摺動部である摺動板336xが固着されている。X軸振動子320xの駆動子321x,322xがロッド330x側に押圧され、摺動板336xに接触している。なお、摺動板336xとロッド本体331xの固着は接着によるとするが、ビス等で締結してもよく、さらには高剛性と耐摩耗性とを合わせ持つ材料であればロッド本体と一体の材料で形成しても良く、固定方式は、特に問わない。ロッド本体331xは、剛性の高いステンレスやフェライト系ステンレスの焼入れ材が好ましく、摺動板336xは耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成され、ロッド330xの剛性を高めてある。このように剛性を高めることで、小型で高い出力を発生することが可能な移動体であるロッド330xを実現でき、また、後で述べるように構造体としても機能し、さらに精度を上げると同時に、枠部材をより小型にすることが可能となる。   The rod 330x has a substantially cylindrical shape as a whole, strictly speaking, a flat plate portion 331xa formed on a rod main body 331x which is a guided portion having a D-cut circular section has a sliding plate 336x as a sliding portion. It is fixed. The driver elements 321x and 322x of the X-axis vibrator 320x are pressed toward the rod 330x and are in contact with the sliding plate 336x. The sliding plate 336x and the rod body 331x are fixed by adhesion. However, the sliding plate 336x may be fastened with a screw or the like, and if the material has both high rigidity and wear resistance, it is a material integrated with the rod body. The fixing method is not particularly limited. The rod body 331x is preferably made of hardened stainless steel or ferritic stainless steel, and the sliding plate 336x is made of a material having high wear resistance and high rigidity to increase the rigidity of the rod 330x. is there. By increasing the rigidity in this manner, it is possible to realize a rod 330x that is a small movable body capable of generating high output, and also functions as a structure as will be described later. The frame member can be made smaller.

また、ロッド本体331xは、摺動板336xが固着された平面部331xaとは反対の側の外周に円弧状の2列の溝331xbに転動体であるボール335xを2つずつ、計4つで保持し、ボール335xは下ケース340xに設けたX方向に沿わせたU字溝340xfの側面と底面で支持され、X振動子320xを摺動板336xに押圧することにより、X方向にロッド本体331xが下ケース340xと相対移動可能に位置決めされている。一方、下ケース340xは、フレーム302の上面302dにビス344xで固定されているのでロッド330xとフレーム302はX方向に相対移動が可能である(図9)。   The rod body 331x has four balls 335x as rolling elements in two arc-shaped grooves 331xb on the outer periphery opposite to the flat surface portion 331xa to which the sliding plate 336x is fixed. The ball 335x is held and supported by the side surface and bottom surface of the U-shaped groove 340xf provided in the X direction provided in the lower case 340x, and the X vibrator 320x is pressed against the sliding plate 336x to thereby move the rod body in the X direction. 331x is positioned so as to be movable relative to the lower case 340x. On the other hand, since the lower case 340x is fixed to the upper surface 302d of the frame 302 with screws 344x, the rod 330x and the frame 302 can be relatively moved in the X direction (FIG. 9).

なお、転動体としてのボール335xは、これに限らず、ローラであってもよい。但し、ローラの場合は、下ケース340xに設けるX軸に沿ったU字溝340xfに替えて角部2箇所に該ローラを受ける斜面を形成し、該斜面とロッド330xとの間に上記ローラを配置する必要がある。   The ball 335x as the rolling element is not limited to this, and may be a roller. However, in the case of a roller, instead of the U-shaped groove 340xf along the X axis provided in the lower case 340x, a slope for receiving the roller is formed at two corners, and the roller is disposed between the slope and the rod 330x. Need to be placed.

押圧機構350xは、上ケース360xの内部上方に挿入される板バネ352xと、板バネ352xの端部を押圧する調節ビス354xと、調節ビス押圧量を調節するための調節ワッシャ353xと、上ケース360xに配されるビス穴(ビス螺合用ネジ穴)360xdとからなる。   The pressing mechanism 350x includes a plate spring 352x inserted into the upper upper portion of the upper case 360x, an adjustment screw 354x that presses the end of the plate spring 352x, an adjustment washer 353x for adjusting the adjustment screw pressing amount, and an upper case It consists of screw holes (screw screwing screw holes) 360xd arranged in 360x.

板バネ352xは、図8,10に示すようにX方向に延びる弾性変形可能な略真直な板バネであり、両端に幅方向の凸部352xbと、中央幅方向に突出する位置決め凸部352xcとを有している。この板バネ352xは、上ケース360xの内部上方に挿入され、両端の凸部352xbが上ケース360xの内壁360xaに嵌合し、Y方向の位置決めと回転が規制される。更に、位置決め凸部352xcを上ケース360xの上部切り欠き360xcに嵌入させてX方向の位置決めがなされる。   The leaf springs 352x are elastically deformable substantially straight leaf springs extending in the X direction, as shown in FIGS. 8 and 10, and have a convex portion 352xb in the width direction at both ends and a positioning convex portion 352xc protruding in the central width direction. have. The leaf spring 352x is inserted into the upper part of the upper case 360x, and the convex portions 352xb at both ends are fitted to the inner wall 360xa of the upper case 360x, thereby restricting positioning and rotation in the Y direction. Further, the positioning convex portion 352xc is fitted into the upper notch 360xc of the upper case 360x to perform positioning in the X direction.

上ケース360xのビス穴360xdに対して調節ワッシャ353xを挿入した状態で2本の調節ビス354xを螺合し、該ビスの先端でX方向対称な板バネ352xの両端部を下方に押圧する。板バネ352xの両端部の押圧変位により、板バネ中央下面押圧部にてゴム等の振動吸収材で形成された防振シート351xを介してX軸振動子320x側の振動子ホルダ324xの凸状押圧部324xbを押圧し、振動子ホルダ324xによりX軸振動子320xが押圧される。その押圧力によってX軸振動子320xの駆動子321x,322xが摺動板336xに当接する。   The two adjustment screws 354x are screwed together with the adjustment washers 353x inserted into the screw holes 360xd of the upper case 360x, and both ends of the leaf springs 352x symmetrical in the X direction are pressed downward at the tips of the screws. Due to the pressing displacement of both ends of the leaf spring 352x, the convex shape of the vibrator holder 324x on the X-axis vibrator 320x side via the vibration-proof sheet 351x formed of a vibration absorbing material such as rubber at the leaf spring center lower face pressing portion. The pressing portion 324xb is pressed, and the X-axis vibrator 320x is pressed by the vibrator holder 324x. Due to the pressing force, the driver elements 321x and 322x of the X-axis vibrator 320x abut against the sliding plate 336x.

板バネ352xの押圧変位量は、調節ワッシャ353xの厚みを変えることで変化し、該振動子押圧力の調整ができる。この押圧機構350xによる振動子押圧力量は、15N(ニュートン)程度の非常に大きな力に設定される。   The amount of pressing displacement of the leaf spring 352x changes by changing the thickness of the adjusting washer 353x, and the vibrator pressing force can be adjusted. The vibrator pressing force amount by the pressing mechanism 350x is set to a very large force of about 15N (Newton).

なお、上ケース360xは逆U宇形状で、X方向両端立下り部に両側面に2つずつ、4箇所に矩形穴360xbを設けている。一方、下ケース340xには上記矩形穴360xbに対応した位置に各々突起340xbが設けられている(図8,9)。上ケース360xと下ケース340xとは、板バネ352xやX軸振動子320x等を組み込んだ状態で内壁面と外面を嵌合させて組み付け、上ケース矩形穴360xbと突起340xbとを係合させると(図11)、下ケース340xに対する上ケース360xの相対組み付け位置が決まる。   Note that the upper case 360x has an inverted U shape, and two rectangular holes 360xb are provided in two places on both side surfaces of the X direction both-ends falling part. On the other hand, the lower case 340x is provided with protrusions 340xb at positions corresponding to the rectangular holes 360xb (FIGS. 8 and 9). The upper case 360x and the lower case 340x are assembled by fitting the inner wall surface and the outer surface in a state where the leaf spring 352x, the X-axis vibrator 320x, and the like are assembled, and the upper case rectangular hole 360xb and the protrusion 340xb are engaged. (FIG. 11), the relative assembly position of the upper case 360x with respect to the lower case 340x is determined.

また、上ケース360xおよび下ケース340xには、それぞれ一方の側面部に切り欠き360xeおよび340xeが設けられている(図8)。これらの切り欠き部は、上述した上、下ケースの組み付け状態でX軸振動子320xの上面に接続される接続用FPC326xを挿通させるための切り欠きとなる。   Further, the upper case 360x and the lower case 340x are each provided with a notch 360xe and 340xe on one side surface portion (FIG. 8). These notches are notches for inserting the connecting FPC 326x connected to the upper surface of the X-axis vibrator 320x in the assembled state of the lower case as described above.

Y軸駆動機構部310yも前述したように基本構造は、X軸駆動機構部310xと同様であり(図13参照)、その詳細な説明は省略するが、X軸駆動機構部310x側の上、下ケース360x,340xやX軸振動子320xは、フレーム302に対する固定部材となり、X軸振動子320xの駆動力によって移動体であるロッド330xがX方向に移動する。それに対してY軸駆動機構部310yでは、移動体(第二の軸部材)であるロッド330yがフレーム302に対してY軸移動方向での固定側となり、第二の振動子であるY軸振動子320y、下ケース340y、押圧機構350y、上ケース360yが移動部材となる。従って、下ケース340yに固定されているホルダ38も移動部材となる。   As described above, the basic structure of the Y-axis drive mechanism portion 310y is the same as that of the X-axis drive mechanism portion 310x (see FIG. 13), and detailed description thereof is omitted, but on the X-axis drive mechanism portion 310x side, The lower cases 360x and 340x and the X-axis vibrator 320x are fixed members with respect to the frame 302, and the rod 330x as a moving body moves in the X direction by the driving force of the X-axis vibrator 320x. On the other hand, in the Y-axis drive mechanism portion 310y, the rod 330y that is a moving body (second shaft member) is a fixed side in the Y-axis movement direction with respect to the frame 302, and the Y-axis vibration that is the second vibrator. The child 320y, the lower case 340y, the pressing mechanism 350y, and the upper case 360y serve as moving members. Therefore, the holder 38 fixed to the lower case 340y is also a moving member.

なお、ロツド330xとロッド330yは、端部が軸結合体であるロッド結合体370の嵌合穴370a,370bに嵌入し、接着固定され、互いの中心軸が直交するように支持されている。従って、X軸駆動機構部310xによってロッド330xがX方向に駆動された場合は、ロッド330xに結合体370で結合されたロッド330yはロッド330xと一体的にX方向に移動し、ロッド330yに押圧支持されている上、下ケース360y,340y、更に、下ケース340yが固定されているホルダ38もX方向に移動する。更に、Y軸駆動機構部310yによってロッド330yが相対的に駆動された場合、ホルダ38は、Y方向に移動する。   The rod 330x and the rod 330y are fitted into the fitting holes 370a and 370b of the rod coupling body 370, which is an axial coupling body at the ends, are bonded and fixed, and are supported so that their central axes are orthogonal to each other. Accordingly, when the rod 330x is driven in the X direction by the X-axis drive mechanism 310x, the rod 330y coupled to the rod 330x by the coupling body 370 moves integrally with the rod 330x in the X direction and presses against the rod 330y. The upper cases 360y and 340y supported and the holder 38 to which the lower case 340y is fixed also move in the X direction. Furthermore, when the rod 330y is relatively driven by the Y-axis drive mechanism 310y, the holder 38 moves in the Y direction.

ロッド330xは、図18の破線(摺動板336x′の位置)で示すように下ケース360xに対して溝331xbの円筒面中心(ロッド330xの回転の軸心330xO)に回転可能である。ロッド330xにロッド結合体370で結合されているロッド330yも一体に回転可能である。ロッド330yは、下ケース340yにボール335yを介して押圧支持されており、下ケース340yは、ホルダ38にビス344yで固定されている。ホルダ38は、ロッド330yと一体の状態でロッド330xの軸心に周りに回転可能である。   The rod 330x can rotate to the center of the cylindrical surface of the groove 331xb (the axis 330xO of the rotation of the rod 330x) with respect to the lower case 360x, as indicated by the broken line (the position of the sliding plate 336x ') in FIG. The rod 330y coupled to the rod 330x by the rod coupling body 370 can also rotate integrally. The rod 330y is pressed and supported on the lower case 340y via a ball 335y, and the lower case 340y is fixed to the holder 38 with screws 344y. The holder 38 can rotate around the axis of the rod 330x in a state of being integrated with the rod 330y.

一方、図7,14に示すようにロッド330yの軸心とフレーム302のボール受け302aに配置されたボール(A)381の中心とが一致する状態でホルダ38が支持されており、ボール(A)381によってロッド330yのロッド330xの軸心まわりの回転が止められた状態で、ロッド330yの軸心は、フレーム302のボール受け302aの平面と平行に保たれる。   On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 14, the holder 38 is supported in a state where the axial center of the rod 330y and the center of the ball (A) 381 disposed on the ball receiver 302a of the frame 302 coincide with each other. ) With the rotation of the rod 330y around the axis of the rod 330x stopped by 381, the axis of the rod 330y is kept parallel to the plane of the ball receiver 302a of the frame 302.

また、Y軸駆動機構部310yではロッド330yの軸心に対して回転可能であるが、ロッド330yは下ケース340yにボール335yを介して押圧支持されており、下ケース340yはホルダ38にビス344yで固定されているので、ホルダ38は、ロッド330yの軸心まわりに回転可能な状態にある。そこで、ロッド330yの中心軸から離れた位置、例えば、ロッド結合体370と該係合体近傍にあるボール(C)383との延長線上であって、CCD31の中心を超えた位置にフレーム302のボール受け302bを設け、ホルダ38を受けるボール(B)382を配して、ホルダ38のロッド330yの中心軸回りの回転を規制している(図7,15)。   The Y-axis drive mechanism 310y can rotate with respect to the axis of the rod 330y. However, the rod 330y is pressed and supported by the lower case 340y via a ball 335y, and the lower case 340y is screwed to the holder 38 by a screw 344y. The holder 38 is in a state of being rotatable around the axis of the rod 330y. Therefore, the ball of the frame 302 is positioned away from the center axis of the rod 330y, for example, on the extension line of the rod coupling body 370 and the ball (C) 383 in the vicinity of the engaging body and beyond the center of the CCD 31. A receiver 302b is provided, and a ball (B) 382 that receives the holder 38 is arranged to restrict the rotation of the holder 38 around the central axis of the rod 330y (FIGS. 7 and 15).

そして、ロッド330xを位置決めしている下ケース340xがフレーム302に固定されているので、フレーム302に対するロッド330xのZ方向位置が決り、フレーム302に配置されたボール(A)381、ボール(B)382でホルダ38を支持することで、ホルダ38は、Z方向の正確な位置でCCD31の装着面がXY平面に平行な状態を保ってスライド可能に支持される。   Since the lower case 340x for positioning the rod 330x is fixed to the frame 302, the position of the rod 330x in the Z direction relative to the frame 302 is determined, and the ball (A) 381 and the ball (B) disposed on the frame 302 are determined. By supporting the holder 38 with 382, the holder 38 is slidably supported at a precise position in the Z direction while the mounting surface of the CCD 31 is kept parallel to the XY plane.

また、フレーム302のボール受け302cとホルダ38の間に配されるボール(C)383は、ロッド330x,330yの軸心の交点(ロッド結合体370の位置)により近い位置に配されており、ホルダ38をX方向、Y方向に移動させたときに異常な負荷等の発生でホルダ38に異常な回転力が加わった場合、ホルダ38を傾かせないための補助的な支持を行うようにしている(図7,15)。但し、このボール(C)383は、ホルダ38の支持上、必ず必要とするものではない。   Further, the ball (C) 383 arranged between the ball receiver 302c of the frame 302 and the holder 38 is arranged at a position closer to the intersection of the axes of the rods 330x and 330y (position of the rod combined body 370), When the holder 38 is moved in the X direction or the Y direction, if an abnormal rotational force is applied to the holder 38 due to the occurrence of an abnormal load or the like, auxiliary support for preventing the holder 38 from tilting is performed. (FIGS. 7 and 15). However, the ball (C) 383 is not necessarily required for supporting the holder 38.

なお、ボール(A),(B),(B)381,382,383は、同一の直径を有しており、それぞれの3箇所のボール受け302a,302b,302cの受け面は同一平面上にあり、対向するホルダ38の3箇所の凹状受け面38aも同一平面上にあるのでホルダ38は、フレーム302とは平行に保たれる。   The balls (A), (B), (B) 381, 382, 383 have the same diameter, and the receiving surfaces of the three ball receivers 302a, 302b, 302c are on the same plane. In addition, since the three concave receiving surfaces 38a of the opposing holder 38 are also on the same plane, the holder 38 is kept parallel to the frame 302.

図16に示すようにホルダ38とフレーム302には外周部の対向した位置に腕が形成され、各々の腕の先端部にはV字形状の切欠であるバネフック38e,302eが形成されて付勢手段であるバネ384が懸架されている。バネ384の付勢力は、ホルダ38をロッド330x周りのモーメントとして作用し、ボール(A)381、ボール(B)382を挟み込む側に力が作用し、ホルダ38とフレーム302は、安定して平行に保たれる。ここで、付勢バネ384の力量は、駆動動作時に負荷となるのでX軸振動子320x、Y軸振動子320yの押圧力よりも充分小さく設定されているが、力の作用する位置は、ロッド330x、ロッド330yの中心軸から離れた位置にあるので作用するモーメントとしては充分に大きなものとなる。   As shown in FIG. 16, arms are formed on the holder 38 and the frame 302 at opposite positions on the outer periphery, and spring hooks 38e and 302e, which are V-shaped cutouts, are formed at the tips of the respective arms, and are energized. A spring 384 as a means is suspended. The urging force of the spring 384 acts as a moment around the rod 330x, the force acts on the side sandwiching the ball (A) 381 and the ball (B) 382, and the holder 38 and the frame 302 are stably parallel. To be kept. Here, the amount of force of the biasing spring 384 is set to be sufficiently smaller than the pressing force of the X-axis vibrator 320x and the Y-axis vibrator 320y because it becomes a load during the driving operation, but the position where the force acts is the rod 330x and the rod 330y are located away from the central axis, so that the acting moment is sufficiently large.

なお、防振ユニット300におけるフレーム302とホルダ38の間に挟持される3つのボールのうち、ボール(B)382をロッド330xの延長線上の位置、あるいは、ロッド330yからCCD31側に所定距離離間した位置に配置するようなホルダ支持構造を採用することも可能である。この場合もボール(C)383は設けてもよいが、必ずしも必要ではない。この支持構造によれば、ロッド330x、および、330yの回転をともに効率よく規制し、フレーム302に対してホルダ38を安定して支持することができる。   Of the three balls sandwiched between the frame 302 and the holder 38 in the vibration isolation unit 300, the ball (B) 382 is spaced a predetermined distance from the rod 330y on the extension line or from the rod 330y to the CCD 31 side. It is also possible to adopt a holder support structure that is arranged at a position. In this case as well, the ball (C) 383 may be provided, but it is not always necessary. According to this support structure, the rotation of the rods 330x and 330y can be both efficiently regulated, and the holder 38 can be stably supported with respect to the frame 302.

次に、ロッド330xとロッド330yの結合状態について説明する。ロッド330xとロッド330yには、X軸振動子320x、Y軸振動子320yの動作により直接的に超音波の楕円振動が伝達する。ロッド330x、ロッド330yに伝達した振動は、各ロッドの中で共振し、図19に示すような振動(振動は固有屈曲振動を示したが、これ以外にもねじり振動、縦振動等色々な振動がある)を発生する。このとき、ロッド結合体370を振幅が一番大きな振動の腹付近で結合するとX軸駆動機構部310xあるいはY軸駆動機構部310yの系全体の振動を阻害することになり、出力が低下してしまうことになる。また、一方の軸駆動機構部から不要な振動が他方の軸駆動機構部に伝達し、他方の軸駆動機構部の出力が低下してしまうことが発生する。   Next, the coupling state of the rod 330x and the rod 330y will be described. Ultrasonic elliptical vibration is directly transmitted to the rod 330x and the rod 330y by the operations of the X-axis vibrator 320x and the Y-axis vibrator 320y. The vibration transmitted to the rod 330x and the rod 330y resonates in each rod, and the vibration as shown in FIG. 19 (vibration showed intrinsic bending vibration, but other vibrations such as torsional vibration and longitudinal vibration are also included. Is generated). At this time, if the rod coupling body 370 is coupled in the vicinity of the vibration with the largest amplitude, the vibration of the entire system of the X-axis drive mechanism unit 310x or the Y-axis drive mechanism unit 310y is inhibited, and the output is reduced. It will end up. Further, unnecessary vibration is transmitted from one shaft drive mechanism to the other shaft drive mechanism, and the output of the other shaft drive mechanism is reduced.

そこで、本実施形態においては振動子を駆動周波数で動作させたときに各ロッドに発生する共振振動の節付近であるロッド結合体370の穴370a内部の部位330xcにて接着剤で結合した。図19では振動振幅が非常に拡大して描いており、接着剤による結合部の変形量は、1μmより小さいレベルであり、振動エネルギーの損失が大きなものとはならない。   Therefore, in this embodiment, the vibrator is coupled with an adhesive at a portion 330xc inside the hole 370a of the rod coupling body 370 that is near the node of the resonance vibration generated in each rod when the vibrator is operated at the driving frequency. In FIG. 19, the vibration amplitude is drawn so as to be greatly enlarged, and the deformation amount of the bonded portion by the adhesive is a level smaller than 1 μm, and the loss of vibration energy does not become large.

なお、図19では振動の振幅が拡大して描かれているが、実際の接着剤による結合部の変位量は、1μmよりも小さい。また、接着剤自体は、樹脂あるいは、ゴム材であるため、振動を伝達しにくく、振動エネルギの損失は、大きなものとならないので、結合部の変位量に影響を与えない。   In FIG. 19, the amplitude of the vibration is illustrated in an enlarged manner, but the amount of displacement of the coupling portion by the actual adhesive is smaller than 1 μm. Further, since the adhesive itself is a resin or a rubber material, it is difficult to transmit vibration, and the loss of vibration energy does not become large, so that the amount of displacement of the coupling portion is not affected.

一方、ロッド330x、330yのそれぞれの端部には、各ロッドを支持している下ケース340x、または、340yから外れてしまうことがないようにストッパ334x、または、334yが固着されている(図7)。このストッパ334x、または、334yのロッド本体331x,331yとの固着位置もロッド330x、330yに発生する共振振動の節付近の部位330xdとし、各駆動機構部の出力低下を抑えている。   On the other hand, stoppers 334x or 334y are fixed to the respective ends of the rods 330x and 330y so as not to be detached from the lower case 340x or 340y supporting the rods (see FIG. 7). The position where the stopper 334x or 334y is fixed to the rod main bodies 331x and 331y is also a portion 330xd near the node of the resonance vibration generated in the rods 330x and 330y, thereby suppressing a decrease in output of each drive mechanism.

次に、防振ユニット300における各制御要素とその制御動作について説明する。カメラのボディユニット100には該ボディユニット100のX軸周りのぶれ(ピッチ方向のぶれ)を検出するX軸ジャイロ62xおよびボディユニット100のY軸周りのぶれ(ヨ一方向のぶれ)を検出するY軸ジャイロ62yが内蔵されている(図1)。また、ボディユニット100にはフレーム302に配設されたフレキ391上に設置したホール素子392とホール素子392に対向するようにホルダ38の一部に配設させた磁石393とからなる位置検出センサ390が配されている(図1,7)。更に、これらX軸ジャイロ62x、Y軸ジャイロ62yおよび位置検出センサ390からの信号に基づきX軸振動子320x、Y軸振動子320yを駆動する振動子駆動回路64を制御するための防振制御回路61を備えている。防振制御回路61は、Bμcom50からの指示に従い制御動作を実行する。   Next, each control element and its control operation in the image stabilization unit 300 will be described. The camera body unit 100 detects an X-axis gyro 62x that detects a shake around the X-axis (pitch in the pitch direction) of the body unit 100 and a shake around the Y-axis (a shake in the yaw direction) of the body unit 100. A Y-axis gyro 62y is incorporated (FIG. 1). In addition, the body unit 100 includes a position detection sensor including a hall element 392 installed on a flexible board 391 provided on the frame 302 and a magnet 393 disposed on a part of the holder 38 so as to face the hall element 392. 390 is arranged (FIGS. 1 and 7). Further, the image stabilization control circuit for controlling the vibrator driving circuit 64 for driving the X-axis vibrator 320x and the Y-axis vibrator 320y based on signals from the X-axis gyro 62x, the Y-axis gyro 62y, and the position detection sensor 390. 61 is provided. The image stabilization control circuit 61 executes a control operation in accordance with an instruction from the Bμcom 50.

X軸駆動機構部310xにてX軸振動子320xに所定の周波電圧を印加して駆動子321x,322xに楕円振動を発生させると、X軸振動子320xの駆動子321x,322xが押圧機構350xによる強い付勢力で摺動板336xに押圧接触しているので、ロッド330xは、駆動子321x,322xの楕円振動の回転方向に駆動される。   When a predetermined frequency voltage is applied to the X-axis vibrator 320x by the X-axis drive mechanism unit 310x to generate elliptical vibrations in the driver elements 321x and 322x, the driver elements 321x and 322x of the X-axis vibrator 320x are pressed by the pressing mechanism 350x. The rod 330x is driven in the rotational direction of the elliptical vibration of the driver elements 321x and 322x because it is in press contact with the sliding plate 336x with a strong urging force.

この際、X軸振動子320xに加える押圧力は強いため、仮に、ロッド330xを構成する摺動板336xやロッド本体331xの剛性が弱いと、付与する押圧力により摺動板336xやロッド本体331xが撓んでしまい、駆動子321x,322xと摺動板336xとが片当りして動作が不安定になったり、動作を停止することがある。   At this time, since the pressing force applied to the X-axis vibrator 320x is strong, if the rigidity of the sliding plate 336x and the rod body 331x constituting the rod 330x is weak, the sliding plate 336x and the rod body 331x are applied by the applied pressing force. May be bent, and the drive elements 321x and 322x and the sliding plate 336x may come into contact with each other to make the operation unstable or stop the operation.

しかし、本実施の形態における防振ユニット300では、ロッド330xを構成する摺動板336xおよびロッド本体331xの剛性が高いため、駆動子321x,322xと摺動板336xとの押圧接触状態が安定し、楕円振動に伴う駆動力が摺動板336xに確実に伝達され、高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。また、摺動板336xを有するロッド330xは、下ケース340xに対して面接触ではなく、ロッド本体331xの溝331xb部分に保持されたボール335xによる転勤方式で接触しているので、押圧力が強くてもロッド330xは下ケース340xに対して摩擦の少ない状態となり、確実に移動する。   However, in the vibration isolating unit 300 according to the present embodiment, the sliding plate 336x and the rod body 331x constituting the rod 330x have high rigidity, so that the pressing contact state between the driver 321x, 322x and the sliding plate 336x is stable. The driving force accompanying the elliptical vibration is reliably transmitted to the sliding plate 336x, and can be driven in the rotational direction of the elliptical vibration with high efficiency. Further, the rod 330x having the sliding plate 336x is not in surface contact with the lower case 340x, but is in contact with the transfer method using the ball 335x held in the groove 331xb portion of the rod body 331x. However, the rod 330x is in a state of less friction with respect to the lower case 340x, and moves reliably.

更に、ロッド本体331xは、x方向に沿った2列のボールベアリング軸受構造からなるので、ロッド330xはX軸振動子320xによる駆動を受けた場合にX方向にのみ移動する。このようにロッド330xが移動すると、ロッド330xの一端に結合体370で直交して固定されたロッド330yも、一体となってX方向に移動する。ロッド330yにはY方向に2列に並んだボール335yを介して下ケース340yが、Y振動子320yを押圧機構350yで押圧することで押圧位置決めされ、下ケース340yにはホルダ38がビス344yで固定されているので、ロッド330xがX方向へ移動すると、ホルダ38はロッド330xと一体となってX方向に移動する。すなわち、ホルダ38の移動方向も、X方向に沿った2列のボールベアリング軸受構造からなるロッド本体331x,下ケース340x同士の係合によりガイドされる。このような構造を採用することによって装置の小型化や構造単純化が実現できる。   Furthermore, since the rod body 331x has a two-row ball bearing structure along the x direction, the rod 330x moves only in the X direction when driven by the X-axis vibrator 320x. When the rod 330x moves in this way, the rod 330y fixed orthogonally to the one end of the rod 330x by the coupling body 370 also moves integrally in the X direction. The lower case 340y is pressed and positioned on the rod 330y via the balls 335y arranged in two rows in the Y direction by pressing the Y vibrator 320y with the pressing mechanism 350y, and the holder 38 is fixed to the lower case 340y with a screw 344y. Since it is fixed, when the rod 330x moves in the X direction, the holder 38 moves integrally with the rod 330x in the X direction. That is, the moving direction of the holder 38 is also guided by the engagement between the rod main body 331x and the lower case 340x having a two-row ball bearing structure along the X direction. By adopting such a structure, it is possible to reduce the size and structure of the apparatus.

さらに、上述したようにロッド330xは、下ケース340xに対して微小角回転可能であるが(図18)、図のようにロッド330xが回転した状態では、X軸振動子320xの駆動子321x,322xが摺動板336xに対して片当たりして、駆動力の伝達効率が低下する可能性がある。しかし、本実施形態では、X軸振動子側の振動子ホルダ324xの板バネ352x側が当接面の狭い突起324xbとなっていることでX軸振動子320xが傾く自由度があり、上記片当たりが防止できる。   Further, as described above, the rod 330x can rotate by a small angle with respect to the lower case 340x (FIG. 18), but when the rod 330x is rotated as shown in the figure, the driver 321x, There is a possibility that the transmission efficiency of the driving force is lowered due to the contact of 322x with the sliding plate 336x. However, in the present embodiment, the leaf spring 352x side of the vibrator holder 324x on the X-axis vibrator side is a projection 324xb having a narrow contact surface, so that the X-axis vibrator 320x has a degree of freedom to be tilted, and the one-piece contact Can be prevented.

次に、防振ユニット300における手ぶれ補正動作について説明する。カメラ操作SW(スイッチ)52中の図示しない手ぶれ補正SWがオン状態のもとで図示しないメインSWがオンされると、Bμcom50から防振制御回路61に対して、振動子駆動回路64が初期動作を実行する信号が伝達され、振動子駆動回路64からX軸振動子320xおよびY軸振動子320yに所定の周波電圧が印加され、ホルダ38をCCD31の中心である撮像光軸OC が撮影レンズ光軸OL に一致する中立位置に移動するようにX方向およびY方向に駆動される。   Next, the camera shake correction operation in the image stabilization unit 300 will be described. When the main SW (not shown) is turned on while the camera shake correction SW (not shown) in the camera operation SW (switch) 52 is turned on, the vibrator driving circuit 64 performs an initial operation from the Bμcom 50 to the image stabilization control circuit 61. Is transmitted from the vibrator driving circuit 64 to the X-axis vibrator 320x and the Y-axis vibrator 320y, and the imaging optical axis OC which is the center of the CCD 31 is placed on the holder 38 with the photographing lens light. Driven in the X and Y directions to move to a neutral position coinciding with the axis OL.

そして、撮影持、X軸ジャイロ62x、Y軸ジャイロ62yによって検出されるボディユニット100のぶれ信号が処理回路で信号増幅後、A/D変換されて防振制御回路61に入力される。   Then, the shake signal of the body unit 100 detected by the photographing holder, the X-axis gyro 62x, and the Y-axis gyro 62y is amplified by the processing circuit, A / D converted, and input to the image stabilization control circuit 61.

防振制御回路61では、X軸ジャイロ62x、Y軸ジャイロ62yの出力信号に基づきぶれ補正量を演算し、演算されたぶれ補正量に応じた信号を振動子駆動回路64に出力する。CCD31を搭載したホルダ38は、振動子駆動回路64によって生成される電気信号によって動作するY軸振動子320y、X軸振動子320xによって駆動される。CCD31を搭載するホルダ38の駆動位置は、位置検出センサ390によって検出され、防振制御回路61に送られ、フィードバック制御が行われる。   The image stabilization control circuit 61 calculates a shake correction amount based on the output signals of the X-axis gyro 62x and the Y-axis gyro 62y, and outputs a signal corresponding to the calculated shake correction amount to the vibrator drive circuit 64. The holder 38 on which the CCD 31 is mounted is driven by a Y-axis vibrator 320y and an X-axis vibrator 320x that are operated by an electric signal generated by the vibrator drive circuit 64. The drive position of the holder 38 on which the CCD 31 is mounted is detected by the position detection sensor 390, sent to the image stabilization control circuit 61, and feedback control is performed.

すなわち、防振制御回路61では、入力されたX軸ジャイロ62x、Y軸ジャイロ62yからの信号(以下、「ぶれ信号」、または、「ぶれ角速度信号」と記載する)に基づいて基準値を演算する。基準値の演算は、カメラの主電源を投入してから静止面撮影のための露光を行うまでの間に行われる。この演算としては、比較的長時間のぶれ信号の移動平均値を算出する方法、または、カットオフ周波数が比較的低いローパスフィルタによりDC成分を求める方法等があり、何れかの方法を用いればよい。上記の演算により求めた基準値をぶれ信号より差分することにより、ぶれ信号の低周波成分が除去された信号が得られる。そして、この信号と位置検出センサ390の出力信号とに基づいて振動子駆動回路64が制御されて、CCD31が搭載されているホルダ38の位置をぶれを補償するように移動させる。   That is, the image stabilization control circuit 61 calculates a reference value based on the input signals from the X-axis gyro 62x and the Y-axis gyro 62y (hereinafter referred to as “blurring signal” or “blur angular velocity signal”). To do. The calculation of the reference value is performed between the time when the main power of the camera is turned on and the exposure for still surface shooting is performed. As this calculation, there are a method of calculating a moving average value of a blur signal for a relatively long time, a method of obtaining a DC component by a low-pass filter having a relatively low cut-off frequency, etc., and any method may be used. . By subtracting the reference value obtained by the above calculation from the shake signal, a signal from which the low frequency component of the shake signal is removed is obtained. Based on this signal and the output signal of the position detection sensor 390, the vibrator driving circuit 64 is controlled to move the position of the holder 38 on which the CCD 31 is mounted so as to compensate for the shake.

ここで、上述した手ぶれ補正動作を含む静止画撮影時の撮影処理動作について、図20のフローチャートを参照して説明する。なお、図20は、静止画撮影時のぶれ補正動作を含む概略フローチャートである。なお、本処理動作は、Bμcom50による制御のもとで実行される処理であって、レリーズSWにより撮影準備開始が指示される以前(レリーズ一段目オン操作である1R−ONの前)には行われず、レリーズSWにより撮影準備開始が指示されると(1R−ONの後)に開始される。   Here, a shooting processing operation at the time of still image shooting including the above-described camera shake correction operation will be described with reference to a flowchart of FIG. FIG. 20 is a schematic flowchart including a blur correction operation during still image shooting. This processing operation is performed under the control of Bμcom 50, and is performed before the start of shooting preparation is instructed by the release SW (before 1R-ON, which is the release first-stage on operation). If the start of shooting preparation is instructed by the release SW (after 1R-ON), it is started.

レリーズSWによる1R−ONの操作で本処理動作が開始されると、上述の基準値を用いて補正量を演算し、算出された補正量に従ってぶれ補正駆動を開始する(ステップS11)。続いて、レリーズSWによる撮影準備開始指示が解除されたか(1R−OFFになったか)否かを判定し(ステップS12)、解除された場合には(ステップS12でYES)、ステップS11で開始されたぶれ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングし(ステップS17)、撮影準備開始の指示待ち状態(1R待ち状態)となる。   When this processing operation is started by a 1R-ON operation by the release SW, a correction amount is calculated using the above-described reference value, and shake correction driving is started according to the calculated correction amount (step S11). Subsequently, it is determined whether or not the shooting preparation start instruction by the release SW has been released (1R-OFF has been set) (step S12). If released (YES in step S12), the process starts in step S11. The camera shake correction drive is stopped and the CCD 31 is centered (step S17), and the camera waits for an instruction to start photographing preparation (1R wait state).

一方、レリーズSWによる撮影準備開始指示が解除されない場合には(ステップS12でNO)、続いて、レリーズSWにより撮影開始が指示されたか(2R−ONになったか)否かを判定する(ステップS13)。撮影開始が指示されない場合には(ステップS13でNO)、ステップS12に戻り、指示待ち状態で待機する。   On the other hand, when the shooting preparation start instruction by the release SW is not canceled (NO in step S12), it is subsequently determined whether or not the shooting start has been instructed by the release SW (2R-ON has been set) (step S13). ). If the start of shooting is not instructed (NO in step S13), the process returns to step S12 and waits in the instruction waiting state.

一方、レリーズSWにより撮影開始が指示された場合には(ステップS13でYES)、ステップS11で開始されたぶれ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングする(ステップS14)。続いて、保持された基準値を用いて補正量を演算し、その補正量に従ってぶれ補正駆動を開始する(ステップS15)。   On the other hand, when the start of shooting is instructed by the release SW (YES in step S13), the blur correction driving started in step S11 is stopped and the CCD 31 is centered (step S14). Subsequently, a correction amount is calculated using the held reference value, and shake correction driving is started according to the correction amount (step S15).

そして、露光を行い(ステップS16)、露光が終了すると、ぶれ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングし(ステップS17)、撮影準備開始の指示待ち状態(1R待ち状態)となる。   Then, exposure is performed (step S16), and when the exposure is completed, the blur correction drive is stopped and the CCD 31 is centered (step S17), and a waiting state for waiting for an instruction to start photographing (1R waiting state) is entered.

上述したように本実施の形態のカメラの防振ユニット300によれば、効率が高く大きな駆動力を得やすい楕円振動を生ずる振動子320x,320yを駆動源として用いる一方、移動体として高剛性のロッド330x,330yを夫々有しているX軸駆動機構部とY軸駆動機構部を該ロッド330xとロッド330yをロッド結合体で各々直交するように結合して、簡単な構成でX・Y方向に駆動可能な2次元駆動装置を構成し、全体として駆動力が大きくて高効率で小型・軽量化を図ることができる。また、上述したX軸駆動機構部とY軸駆動機構部を適用することから自己保特性があり、かつ、高精度で高い応答性が得られ、更には、CCD31を保持するホルダ38を上記直交するロッドを介して移動させる機構を採用しているのでリンク機構を適用するものに比較してユニットのZ方向の占有スペースが少なく、薄型化が実現できる。   As described above, according to the camera vibration-proof unit 300 of the present embodiment, the vibrators 320x and 320y that generate elliptical vibrations that are highly efficient and easily obtain a large driving force are used as a driving source, while a highly rigid moving body is used. The X-axis drive mechanism unit and the Y-axis drive mechanism unit having the rods 330x and 330y, respectively, are coupled to each other so as to be orthogonal to each other by means of a rod combined body. A two-dimensional drive device that can be driven at a high speed is constructed, and as a whole, the driving force is large, and the size and weight can be reduced with high efficiency. In addition, since the above-described X-axis drive mechanism and Y-axis drive mechanism are applied, there are self-maintaining characteristics, high accuracy and high responsiveness can be obtained, and furthermore, the holder 38 that holds the CCD 31 can be orthogonally crossed. Since a mechanism for moving through a rod is employed, the space occupied by the unit in the Z direction is small compared to a mechanism using a link mechanism, and a reduction in thickness can be realized.

次に、上述した実施形態における防振ユニット300の駆動機構に適用する下ケースの変形例について図21〜23を用いて説明する。なお、図21は、本変形例の下ケースを適用した場合の図9に対応するX軸駆動機構部の断面図である。図22は、図21のL−L断面図である。図23は、図21のM矢視図である。   Next, a modified example of the lower case applied to the drive mechanism of the image stabilization unit 300 in the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a cross-sectional view of the X-axis drive mechanism corresponding to FIG. 9 when the lower case of the present modification is applied. 22 is a cross-sectional view taken along line LL in FIG. FIG. 23 is a view on arrow M in FIG.

本変形例の下ケース340Axは、駆動方向であるX方向の両端部に壁部340Axfが設けられている。該壁部340Axfには、ロッド330xのロッド本体331xが貫通する該ロッド本体よりわずかに大きな貫通穴340Agが設けられている。   The lower case 340Ax of the present modification is provided with wall portions 340Axf at both ends in the X direction that is the driving direction. The wall portion 340Axf is provided with a through hole 340Ag slightly larger than the rod body through which the rod body 331x of the rod 330x passes.

なお、下ケース340Axを適用したX軸駆動機構部310Axに組み込まれるX軸振動子320xや押圧機構部350x、さらに、上ケース360x等は、前述した実施形態に適用したものと同様であり、X軸駆動機構部310xの場合と同様に動作する。図中、それら同一構成の部材には同一符号を付している。   The X-axis vibrator 320x and the pressing mechanism unit 350x incorporated in the X-axis drive mechanism unit 310Ax to which the lower case 340Ax is applied, and the upper case 360x are the same as those applied to the above-described embodiment. The operation is the same as in the case of the shaft drive mechanism 310x. In the figure, those members having the same configuration are denoted by the same reference numerals.

本変形例の下ケース340Axは、壁部340Axfを有しているので剛性がアップし、振動子の駆動力伝達がより効率よく伝達され、また、下ケース340Axの薄型化、軽量化も可能となる。   Since the lower case 340Ax of this modification has the wall portion 340Axf, the rigidity is improved, the driving force transmission of the vibrator is transmitted more efficiently, and the lower case 340Ax can be made thinner and lighter. Become.

また、同様の構造を有する下ケースは、Y軸駆動機構部310yにも適用可能であり、前記実施形態と同様にロッド結合体370を適用してロッド330xと330yを連結し、効率のよい、小型の防振ユニットを実現することができる。   The lower case having the same structure is also applicable to the Y-axis drive mechanism portion 310y, and the rod coupling body 370 is applied to connect the rods 330x and 330y in the same manner as in the above embodiment, which is efficient. A small anti-vibration unit can be realized.

次に、上述した実施形態における防振ユニット300の駆動機構のロッドに対する変形例について、図24〜29を用いて説明する。なお、図24は、本変形例のロッドを適用した場合の図9に対応するX軸駆動機構の断面図である。図25は、本変形例を適用するX軸駆動機構の下ケースの底面部を図24のP−P側から見た図である。図26は、図24のQ−Q断面図である。図27は、図24のR−R断面図である。図28は、図24のS−S断面図である。図29は、図26のロッド部断面を拡大して示した図であって、ロッドに回転力が作用した状態を示す。   Next, modified examples of the rod of the drive mechanism of the image stabilization unit 300 in the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 24 is a cross-sectional view of the X-axis drive mechanism corresponding to FIG. 9 when the rod of this modification is applied. FIG. 25 is a view of the bottom surface portion of the lower case of the X-axis drive mechanism to which the present modification is applied, as viewed from the PP side in FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line QQ in FIG. 27 is an RR cross-sectional view of FIG. 28 is a cross-sectional view taken along the line SS of FIG. FIG. 29 is an enlarged view of the rod section of FIG. 26 and shows a state in which a rotational force is applied to the rod.

本変形例のロッド330Bxは、図26に示すように断面形状が略二等辺三角形であり、二等辺の面330Bxhに接するようにX方向に2列、計4つのボール335xがロッド330Bxを支持している。ボール335xは、下ケース340BxのX方向に直交して設けられた溝340Bxiに保持されている。さらに、ロッド330Bxには先に述べた実施の形態の場合とは異なり、摺動板が設けられていない。該摺動板に替わって駆動子331x,332xが接する面にはセラミックのコーティング等の耐摩耗性の処理がなされており、充分な耐久性を有している。また、下ケース340Bxに対してロッド330Bxのある範囲内での回転規制が可能である(図29)。   As shown in FIG. 26, the rod 330Bx of this modification has a substantially isosceles triangle cross section, and two rows in the X direction so as to contact the isosceles surface 330Bxh. A total of four balls 335x support the rod 330Bx. ing. The ball 335x is held in a groove 340Bxi provided perpendicular to the X direction of the lower case 340Bx. Furthermore, unlike the embodiment described above, the rod 330Bx is not provided with a sliding plate. Instead of the sliding plate, the surface where the driver elements 331x and 332x are in contact with each other is subjected to wear resistance treatment such as ceramic coating, and has sufficient durability. Further, the rotation of the lower case 340Bx within a certain range of the rod 330Bx can be restricted (FIG. 29).

また、前記実施形態におけるロッド330xの場合と同様にロッド330Bxの端部330Bxjおよび330Bxkには、ロッド結合体370B、または、ストッパ334Bxが接着固定されている(図27,28)。Y軸駆動機構部に対しても同様にロッド330Bxと同形状のロッドを適用可能である。   Further, as in the case of the rod 330x in the above-described embodiment, the rod combined body 370B or the stopper 334Bx is bonded and fixed to the end portions 330Bxj and 330Bxk of the rod 330Bx (FIGS. 27 and 28). Similarly, a rod having the same shape as the rod 330Bx can be applied to the Y-axis drive mechanism.

本変形例のロッド330Bxを適用した場合、ロッドの構成が簡単で組み立ても容易であり、駆動機構の耐久性も向上する。   When the rod 330Bx of this modification is applied, the configuration of the rod is simple and easy to assemble, and the durability of the drive mechanism is improved.

この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.

本発明による駆動装置および該駆動装置を適用する撮像装置は、小型で駆動力が大きく、高効率であって、かつ、高精度の駆動装置および該駆動装置を適用するぶれ防止機能として利用することができる。   A driving device according to the present invention and an imaging device to which the driving device is applied are small, have a large driving force, have high efficiency, and are used as a highly accurate driving device and a shake prevention function to which the driving device is applied. Can do.

本発明の実施の形態の防振ユニットを備えたカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the system configuration | structure of the camera provided with the anti-vibration unit of embodiment of this invention. 図1のカメラに適用される撮像ユニットの構成例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the structural example of the imaging unit applied to the camera of FIG. 図1のカメラに適用される防振ユニットの駆動源となる振動子の模式図である。It is a schematic diagram of the vibrator | oscillator used as the drive source of the vibration proof unit applied to the camera of FIG. 図3の振動子の振動の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the vibration of the vibrator | oscillator of FIG. 図3の振動子の振動過程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vibration process of the vibrator | oscillator of FIG. 図3の振動子の振動過程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vibration process of the vibrator | oscillator of FIG. 図1のカメラに適用される防振ユニットの構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the anti-vibration unit applied to the camera of FIG. 図7の防振ユニットの駆動源を含むX軸駆動機構部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the X-axis drive mechanism part containing the drive source of the vibration proof unit of FIG. 図7のA−A断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。It is AA sectional drawing of FIG. However, a part of the upper case is in a non-cross-sectional state. 図9のH−H断面図である。It is HH sectional drawing of FIG. 図9のI−I断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 図9のJ−J断面図である。It is JJ sectional drawing of FIG. 図7のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図7のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 図7のD−D断面、または、E−E断面を示す図である。It is a figure which shows the DD cross section or EE cross section of FIG. 図7のF−F断面図である。It is FF sectional drawing of FIG. 図7のG−G断面図である。It is GG sectional drawing of FIG. 図9のJ−J断面で示されるX軸駆動機構部のロッドの回転変位状態を示す図である。It is a figure which shows the rotational displacement state of the rod of the X-axis drive mechanism part shown by the JJ cross section of FIG. ロッドの共振状態の振幅を拡大して示した概念図である。It is the conceptual diagram which expanded and showed the amplitude of the resonance state of a rod. 図1のカメラにおける静止画撮影時のぶれ補正動作を含む概略フローチヤートである。2 is a schematic flow chart including a shake correction operation at the time of still image shooting in the camera of FIG. 1. 上記実施形態の防振ユニットのX軸駆動機構部における下ケースの変形例を適用した場合の図9に対応するX軸駆動機構部の断面図である。It is sectional drawing of the X-axis drive mechanism part corresponding to FIG. 9 at the time of applying the modification of the lower case in the X-axis drive mechanism part of the vibration proof unit of the said embodiment. 図21のL−L断面図である。It is LL sectional drawing of FIG. 図21のM矢視図である。It is M arrow line view of FIG. 上記実施形態の防振ユニットのX軸駆動機構部におけるロッドの変形例を適用した場合の図9に対応するX軸駆動機構部の断面図である。It is sectional drawing of the X-axis drive mechanism part corresponding to FIG. 9 at the time of applying the modification of the rod in the X-axis drive mechanism part of the vibration proof unit of the said embodiment. 図24のロッドの変形例を適用したX軸駆動機構部の下ケースの底面部を図24のP−P側から見た図である。It is the figure which looked at the bottom face part of the lower case of the X-axis drive mechanism part to which the modification of the rod of FIG. 24 was applied from the PP side of FIG. 図24のQ−Q断面図である。It is QQ sectional drawing of FIG. 図24のR−R断面図である。It is RR sectional drawing of FIG. 図24のS−S断面図である。It is SS sectional drawing of FIG. 図26のロッド部断面を拡大して示した図であって、ロッドに回転力が作用した状態を示す。It is the figure which expanded and showed the rod part cross section of FIG. 26, Comprising: The state which the rotational force acted on the rod is shown.

符号の説明Explanation of symbols

31 …CCD(撮像素子)
38 …ホルダ(第二のフレーム)
302 …フレーム(第一のフレーム)
310x…X軸駆動機構部(第一の振動ユニット)
310y…Y軸駆動機構部(第二の振動ユニット)
320x…X軸振動子(第一の振動子)
320y…Y軸振動子(第二の振動子)
330x…ロッド(第一の軸部材)
330y…ロッド(第二の軸部材)
370,370B…ロッド結合体(軸結合体)
381,382,383…ボール(転動体)
384 …付勢バネ(付勢手段)
X方向 …第一の方向
Y方向 …第二の方向
31 ... CCD (imaging device)
38 ... Holder (second frame)
302 ... frame (first frame)
310x X-axis drive mechanism (first vibration unit)
310y ... Y-axis drive mechanism (second vibration unit)
320x ... X-axis vibrator (first vibrator)
320y ... Y-axis vibrator (second vibrator)
330x ... Rod (first shaft member)
330y ... Rod (second shaft member)
370, 370B ... Rod coupling body (shaft coupling body)
381, 382, 383 ... Ball (rolling element)
384 ... biasing spring (biasing means)
X direction ... 1st direction Y direction ... 2nd direction

Claims (9)

第一のフレームの平面上で所定の面積を有する第二のフレームを移動させる駆動装置において、
上記第一のフレームの平面上で第一の方向に延びる第一の軸部材と、
上記第一の軸部材と結合し、上記第一のフレームの平面上でこの結合部分から上記第一の軸部材とは異なる第二の方向に延びる第二の軸部材と、
上記第一のフレームに固定されていて、上記第一の軸部材を第一のガイド部でガイドするとともに上記第一の軸部材に押圧された状態で上記第一の軸部材に第一の楕円振動を付与する第一の振動子を有する第一の振動ユニットと、
上記第二のフレームに固定されていて、上記第二の軸部材を第二のガイド部でガイドするとともに上記第二の軸部材に押圧された状態で上記第二の軸部材に第二の楕円振動を付与する第二の振動子を有する第二の振動ユニットと、
を具備しており、上記第一の軸部材に上記第一の楕円振動が付与されている際には、上記第一の振動ユニットに対して当該第一の軸部材が移動することにより上記第二の軸部材、上記第二の振動ユニット及び上記第二のフレームが当該第一の軸部材の軸方向に移動し、上記第二の軸部材に上記第二の楕円振動が付与されている際には、上記第二の軸部材に対して第二の振動ユニットが移動することにより上記第二のフレームが上記第二の軸部材の軸方向に移動することを特徴とする駆動装置。
In the driving device for moving the second frame having a predetermined area on the plane of the first frame,
A first shaft member extending in a first direction on the plane of the first frame;
A second shaft member coupled to the first shaft member and extending in a second direction different from the first shaft member from the coupling portion on the plane of the first frame;
The first shaft member is fixed to the first frame, and the first shaft member is guided by the first guide portion and pressed by the first shaft member. A first vibration unit having a first vibrator for imparting vibration;
The second shaft member is fixed to the second frame, and the second shaft member is guided by the second guide portion and is pressed by the second shaft member, and the second shaft member has a second ellipse. A second vibration unit having a second vibrator for imparting vibration;
And when the first elliptical vibration is applied to the first shaft member, the first shaft member moves with respect to the first vibration unit. When the second shaft member, the second vibration unit, and the second frame move in the axial direction of the first shaft member, and the second elliptical vibration is applied to the second shaft member The second drive unit is characterized in that the second frame moves in the axial direction of the second shaft member by moving the second vibration unit relative to the second shaft member.
上記第一の軸部材と第二の軸部材とは、軸結合体を介して結合され、上記軸結合体と上記各軸部材との結合部位は、当該第一の軸部材または第二の軸部材が振動する際の固有振動における節の部分となることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。   The first shaft member and the second shaft member are coupled via a shaft coupling body, and a coupling site between the shaft coupling body and each of the shaft members is the first shaft member or the second shaft. The drive device according to claim 1, wherein the drive device is a node portion in the natural vibration when the member vibrates. 上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、
上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも3つの転動体と、
を更に具備しており、上記3つの転動体のうちの1つの転動体は、上記軸結合体の近傍に配置され、他の1つの転動体は、上記軸結合体と上記1つの転動体の略延長線上に配置され、さらに他の転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
An urging means for urging the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame;
At least three rolling elements disposed between the first frame and the second frame;
The one of the three rolling elements is disposed in the vicinity of the shaft coupling body, and the other one of the rolling elements includes the shaft coupling body and the one rolling element. The drive device according to claim 2, wherein the driving device is disposed on a substantially extended line, and the other rolling elements are disposed on a substantially extended line of the second shaft member.
上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、
上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも2つの転動体と、
を更に具備しており、上記2つの転動体のうちの1つの転動体は、上記第一の軸部材の延長線上に配置され、他の1つの転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
An urging means for urging the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame;
At least two rolling elements disposed between the first frame and the second frame;
The one rolling element of the two rolling elements is disposed on an extension line of the first shaft member, and the other rolling element is substantially an extension of the second shaft member. The drive device according to claim 2, wherein the drive device is arranged on a line.
上記第一の軸部材および第二の軸部材は、同形状を有し、互いに直交していることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。   The drive device according to claim 1, wherein the first shaft member and the second shaft member have the same shape and are orthogonal to each other. ぶれ補正機能を有する撮像装置において、
所定の面積を有する第一のフレーム上で撮像素子が保持された第二のフレームを撮影光軸と垂直平面内で移動させることによりぶれを補正するぶれ補正機能を有する撮像装置において、
上記第一のフレームの平面上で第一の方向に延びる第一の軸部材と、
上記第一の軸部材と結合していて、上記第一のフレームの平面上で上記結合部分から上記第一の軸部材とは異なる第二の方向に延びる第二の軸部材と、
上記第一のフレームに固定されていて、上記第一の軸部材を第一のガイド部でガイドするとともに上記第一の軸部材に押圧された状態で当該第一の軸部材に第一の楕円振動を付与する第一の振動子を有する第一の振動ユニットと、
上記第二のフレームに固定されていて、上記第二の軸部材を第二のガイド部でガイドするとともに上記第二の軸部材に押圧された状態で当該第二の軸部材に第二の楕円振動を付与する第二の振動子を有する第二の振動ユニットと、
を具備しており、上記第一の軸部材に上記第一の楕円振動が付与されている状態では、上記第一の振動ユニットに対して上記第一の軸部材が移動することにより上記第二の軸部材と上記第二の振動ユニットと上記第二のフレームとが当該第一の軸部材の軸方向に移動し、上記第二の軸部材に上記第二の楕円振動が付与されている状態では、上記第二の軸部材に対して第二の振動ユニットが移動することにより上記第二のフレームが当該第二の軸部材の軸方向に移動することを特徴とする撮像装置。
In an imaging apparatus having a blur correction function,
In an image pickup apparatus having a shake correction function for correcting a shake by moving a second frame in which an image pickup element is held on a first frame having a predetermined area in a plane perpendicular to a shooting optical axis,
A first shaft member extending in a first direction on the plane of the first frame;
A second shaft member coupled to the first shaft member and extending from the coupling portion in a second direction different from the first shaft member on the plane of the first frame;
The first shaft member is fixed to the first frame, and the first shaft member is guided by the first guide portion and pressed by the first shaft member. A first vibration unit having a first vibrator for imparting vibration;
The second shaft member is fixed to the second frame, and the second shaft member is guided by the second guide portion and is pressed by the second shaft member, and the second shaft member has a second ellipse. A second vibration unit having a second vibrator for imparting vibration;
In the state where the first elliptical vibration is applied to the first shaft member, the second shaft is moved by moving the first shaft member relative to the first vibration unit. The shaft member, the second vibration unit, and the second frame move in the axial direction of the first shaft member, and the second elliptic vibration is applied to the second shaft member. Then, when the second vibration unit moves with respect to the second shaft member, the second frame moves in the axial direction of the second shaft member.
上記第一の軸部材と第二の軸部材とは軸結合体を介して結合され、上記軸結合体と上記各軸部材との係合部位は、上記第一の軸部材または第二の軸部材が振動する際の固有振動における節の部分となることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。   The first shaft member and the second shaft member are coupled via a shaft coupling body, and the engagement site between the shaft coupling body and each shaft member is the first shaft member or the second shaft. The imaging apparatus according to claim 6, wherein the imaging apparatus is a node portion in natural vibration when the member vibrates. 上記第一の軸部材と第二の軸部材とは、同形状を有しており、互いに直交していることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 6, wherein the first shaft member and the second shaft member have the same shape and are orthogonal to each other. 上記第二のフレームを上記第一のフレームに押圧する方向に付勢する付勢手段と、
上記第一のフレームと上記第二のフレームとの間に配置された少なくとも3つの転動体と、
を更に具備しており、上記3つの転動体のうちの1つの転動体は、上記軸結合体の近傍に配置され、他の1つの転動体は、上記軸結合体と上記第一の転動体の略延長線上に配置され、さらに、他の1つの転動体は、第二の軸部材の略延長線上に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
An urging means for urging the second frame in a direction in which the second frame is pressed against the first frame;
At least three rolling elements disposed between the first frame and the second frame;
The one rolling element of the three rolling elements is disposed in the vicinity of the shaft coupling body, and the other rolling element includes the shaft coupling body and the first rolling element. The imaging apparatus according to claim 6, wherein the imaging device is disposed on a substantially extended line of the second shaft member, and the other rolling element is disposed on a substantially extended line of the second shaft member.
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