JP2009300737A - 手振れ補正機構、レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡素な構成の手振れ補正機構を得て、小型のレンズ鏡胴を得、該レンズ鏡胴を備えることで小型の撮像装置を得ること。
【解決手段】被写体光を導く撮像光学系と、撮像光学系の像面側に配置された撮像素子と、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータにより、撮像光学系を構成する少なくとも１枚の光学素子又は、撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる手振れ補正機構とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像素子又は光学素子を光軸に直交する面内で移動させる手振れ補正機構及び、該手振れ補正機構を備えたレンズ鏡胴並びに撮像装置に関するものである。

従来より、手ブレによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得るアクティブ手振れ補正技術が実用化されている。この手振れ補正技術には、撮像光学系の一部を移動させるタイプと、撮像光学系全体を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプの３種が知られている。

一方、ロータの接線方向の駆動力を発生する第１圧電素子と、回転軸方向の駆動力を発生する第２圧電素子と、第１圧電素子の駆動力をロータに伝える第１伝達手段と第２圧電素子の駆動力をロータに伝える第２伝達手段とを備え、第１伝達手段および第２伝達手段が摩擦結合部材あるいは電磁結合部材のいずれかである、回転、直動の２方向併進駆動アクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置され高周波信号に基づいて振動する振動体と、振動体の振動により駆動される円筒状の被駆動部材と、被駆動部材に一体的に形成された雄ネジ部材と、雄ネジ部材に螺合した雌ネジ部材と、を有し、被駆動部材を円周方向の回転と円筒高さ方向へ移動させる駆動装置を用いたレンズ鏡胴が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−３７３５１号公報 特開２００７−１１０８０５号公報

しかしながら、上記の撮像光学系の一部を移動させるタイプや撮像素子を移動させるタイプにおいては、撮像光学系の一部又は撮像素子を光軸に直交する面内で移動させるために、異なる移動方向となるよう配置された２つのアクチュエータが用いられていた。更に、撮像光学系の一部又は撮像素子を直接的に保持している第１の保持部材を一方のアクチュエータで移動させ、第１の保持部材を保持する第２の保持部材を他方のアクチュエータで移動させるものであり、複雑な機構を要するものであった。

このため、２つのアクチュエータ及び複雑な機構を収納するスペースが必要であり、手振れ補正機構が大型化し、ひいてはレンズ鏡胴及び撮像装置が大型化する問題があった。

一方、上記特許文献１には何に用いるかの記載がなく、周方向の回転と軸方向へ移動させることが可能なアクチュエータをレンズ鏡胴に適用した場合、特許文献２に記載された構成以外にも、種々の応用発展の余地を有している。

本発明は、直進及び回転駆動を行う軸状部を有するアクチュエータを適切に用いることにより小型で簡素な構成の手振れ補正機構を得て、小型のレンズ鏡胴を得、該レンズ鏡胴を備えることで小型の撮像装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

（１）被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系の像面側に配置された撮像素子と、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータと、を有し、前記アクチュエータにより、前記撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることを特徴とする手振れ補正機構。

（２）前記軸状部材の軸方向の移動により、前記撮像素子を前記軸状部材の軸方向に移動させ、前記軸状部材の軸周りの回転により、前記撮像素子を前記軸状部材の軸に直交する方向に移動させることを特徴とする前記（１）に記載の手振れ補正機構。

（３）前記軸状部材はネジ部が形成され、前記ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材と一体的に移動するカム部材と、を有することを特徴とする前記（２）に記載の手振れ補正機構。

（４）前記撮像素子は板状部材に保持され、前記軸状部材が前記板状部材に当接して配置されていることを特徴とする前記（２）に記載の手振れ補正機構。

（５）前記撮像素子はシート状の部材と一体的に形成され、前記軸状部材と従動ローラで前記シート状の部材が挟持されていることを特徴とする前記（２）に記載の手振れ補正機構。

（６）被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系の像面側に配置された撮像素子と、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータと、を有し、前記アクチュエータにより、前記撮像光学系を構成する少なくとも１枚の光学素子を、前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることを特徴とする手振れ補正機構。

（７）前記軸状部材の軸方向の移動により、前記光学素子を前記軸状部材の軸方向に移動させ、前記軸状部材の軸周りの回転により、前記光学素子を前記軸状部材の軸に直交する方向に移動させることを特徴とする前記（６）に記載の手振れ補正機構。

（８）前記軸状部材は右ネジ部と左ネジ部が形成され、前記右ネジ部に螺合する第１雌ネジ部材と、前記第１雌ネジ部材と一体的に移動する第１カム部材と、前記左ネジ部に螺合する第２雌ネジ部材と、前記第２雌ネジ部材と一体的に移動する第２カム部材と、付勢部材と、を有し、前記付勢部材は、前記光学素子を保持する鏡枠を、前記第１カム部材と前記第２カム部材に当接させる方向に付勢していることを特徴とする前記（７）に記載の手振れ補正機構。

（９）前記軸状部材はネジ部が形成され、前記ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材と一体的に移動するカム部材と、を有することを特徴とする前記（７）に記載の手振れ補正機構。

（１０）前記（１）〜（９）のいずれかに記載の手振れ補正機構を有することを特徴とするレンズ鏡胴。

（１１）前記（１０）に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、小型で簡素な構成の手振れ補正機構が得られ、これにより小型のレンズ鏡胴及び、小型の撮像装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係る撮像装置１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、撮像装置１００を被写体側から見た斜視図である。

同図に示すように、撮像装置１００は、変倍可能な屈曲撮像光学系を内包したレンズ鏡胴５０が図示の如く配置され、開口部５１が被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする不図示のレンズバリアが設けられている。

５２はフラッシュ発光窓であり、５３はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。５４は画像記録用のメモリカードである。５５は電池であり、本撮像装置の各部へ電源を供給する。メモリカード５４及び電池５５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。

撮像装置１００の上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段目の押し込みにより撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段目の押し込みにより撮影露光動作が行われる。５７はメインスイッチであり、撮像装置を動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ５７により動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ５７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

撮像装置１００の背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部５８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンを行うズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部５８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。

なお、本実施の形態では、変倍可能な屈曲撮像光学系を用いて説明するが、光軸が屈曲していない撮像光学系であってもよい。

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態として、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータを用いて、撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる構成の手振れ補正機構、レンズ鏡胴及び撮像装置の概略構成について説明する。

図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置１００の概要を示すブロック図である。

同図に示すように、レンズ鏡胴５０内の撮像光学系４０は、第１モータ２０と第２モータ２１により所定のレンズ群を移動させるようになっており、変倍及び焦点調節がなされる。更に、レンズ鏡胴５０内には、図１に示すヨー方向及びピッチ方向の像移動を打ち消す方向に、撮像素子６を移動させるための、軸状部材の軸方向の移動（以降、直動と称す）及び軸周りの回転が可能なアクチュエータ（以降、回転直動型アクチュエータと称す）６１が設けられている。撮像素子６の移動は、回転直動型アクチュエータ６１により行われる。なお、回転直動型アクチュエータ６１の駆動方向は、ピッチ方向とヨー方向に合致していなくともよく、回転と直動による合成で、任意の方向に撮像素子を移動できるようになっていればよい。

また、回転直動型アクチュエータ６１による撮像素子６の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われる。

回転直動型アクチュエータ６１は、制御部３０により制御されたドライバ６３により駆動される。また、第１モータ２０、第２モータ２１も制御部３０により制御されたドライバ２２、２３によりそれぞれ駆動される。

揺れを検知する揺れ検出センサ６４は、レンズ鏡胴５０の揺れを検出する。具体的には、揺れ検出センサ６４Ｐは、ピッチ方向の角速度（詳細には、慣性角速度（対地角速度））を検出し、揺れ検出センサ６４Ｙは、ヨー方向の角速度を検出する。

揺れ検出センサ６４Ｐ、６４Ｙからの信号は、揺れ検出回路６５で増幅され且つフィルタリング処理が施され、「揺れ」を示す信号として検出され、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部３０に入力されるようになっている。

制御部３０では、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、ＲＯＭ８１に記憶された所定のソフトウェアプログラムが実行されて、各部の機能が実行される。例えば、制御出力部３５は、揺れ検出回路６５からの信号に基づいてピッチ方向及びヨー方向における現在角度を求め、この現在角度と目標角度との差を少なくするような出力値を求める。即ち、揺れ検出回路６５により検出された揺れを抑制するように撮像素子６を面内変位駆動するための制御指令値を生成する。制御出力部３５は、生成した制御指令値をドライバ６３に出力する。

ドライバ６３は、制御指令値に基づいて回転直動型アクチュエータ６１を駆動する。これにより、撮像素子６は面内変位し、手振れが補正される。ピッチ方向位置センサ６２Ｐとヨー方向位置センサ６２Ｙは、回転直動型アクチュエータ６１により面内変位駆動される撮像素子６の位置を検出し、撮像素子６の変位駆動をフィードバック制御するためのセンサである。

ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮像光学系４０の変倍時のズームポジション、フォーカスレンズの無限遠合焦位置等の個体データに加え、手振れ補正の制御に関わる調整データが記憶される記憶手段である。

また、撮像装置１００には、撮像素子６により得られた画像を扱う処理部として信号処理部７１、Ａ／Ｄ変換部７２、画像処理部７３、及び画像メモリ７４が設けられている。撮像素子６により取得されたアナログ信号の画像は信号処理部７１を介してＡ／Ｄ変換部７２でＡ／Ｄ変換され画像処理部７３により所定の画像処理がなされた後、画像メモリ７４に一時的に格納される。画像メモリ７４に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード５４に記録されたり、所望の処理を行ってライブビュー表示用画像として画像表示部５８に表示される。

制御部３０には、十字キーボタン、ズーム操作ボタン、モード選択ダイアル、モード設定ボタン群等の操作スイッチ群１５０が接続され、使用者の操作により撮像装置１００が該操作に基づき動作するようになっている。

以下に、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０について説明する。

図３は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の一例の断面図である。同図は、屈曲前の光軸ＯＡ及び屈曲後の光軸ＯＢを含む面の断面図である。

同図に示すレンズ鏡胴５０は、ズームレンズを内包しており、物体側より順に固定の第１レンズ群１、変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群２、固定の第３レンズ群３、そして変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカスを行う為に光軸上を移動する第４レンズ群４の４つのレンズ群より成っている。

第１レンズ群１は、最も物体側に配置されたレンズ１ａ、第１レンズ１ａの後方に配置された反射面を有する三角プリズム１ｂ、三角プリズム１ｂの後方に配置されたレンズ１ｃで構成され、光軸を略９０°折り曲げる機能をも有している。

第２レンズ群２は第２レンズ群鏡枠２ｋに保持されている。第２レンズ群鏡枠２ｋはガイド軸Ｇ１、Ｇ２により案内されて光軸ＯＢ方向に移動可能となっている。また、第２レンズ群鏡枠２ｋは第１モータ２０により回転させられるリードスクリューＲ１と螺合しており、第１モータ２０の回転により、光軸ＯＢ方向に移動させられる。第２レンズ群２は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に移動するレンズ群である。

１０ａは第１主胴である。Ｓは絞り及びシャッタの少なくとも一方を有したユニットである。このユニットＳは第１主胴１０ａに固定されている。

ユニットＳの後方には、第３レンズ群３が固定されている。

第４レンズ群４は第４レンズ群鏡枠４ｋに保持されている。第４レンズ群鏡枠４ｋはガイド軸Ｇ３、Ｇ４により案内されて光軸ＯＢ方向に移動可能となっている。また、第４レンズ群鏡枠４ｋは第２モータ２１により回転させられるリードスクリューＲ２と螺合しており、第２モータ２１の回転により、光軸ＯＢ方向に移動させられる。第４レンズ群は、変倍時に移動すると共に、単独で移動して焦点調節（以下、フォーカシングとも言う）をも行うレンズ群である。

１０ｂは第２主胴である。５は赤外光カットフィルタと光学的ローパスフィルタが積層された光学フィルタである。

第２レンズ群２と第４レンズ群４は、広角時には第３レンズ群３と大きく離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第３レンズ群３に接近する方向に移動する。

９０は手振れ補正機構であり、第２主胴１０ｂに固定されたベース部材９１に組み付けられている。手振れ補正機構９０は、撮像素子を、光軸ＯＢに直交する面内で移動可能とし、この移動により手振れ補正がなされるようになっている。撮像素子はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。

なお、図３に示す撮像光学系は一例であり、これに限るものでないのは勿論である。

図４は、第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の一例を示す図である。図４（ａ）は手振れ補正機構の斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。

図４において、６１は回転直動型アクチュエータであり、駆動部６１ａにより軸状部材６１ｂの直動及び軸周りの回転が可能となっている。

撮像素子６は第１の移動部材１０７に保持されており、第１の移動部材１０７は、ガイド軸１０８ａ及び１０８ｂに案内されて、ガイド軸１０８ａの軸方向に摺動移動可能となっている。１０５は圧縮コイルバネである。なお、撮像素子６は不図示のフレキシブルプリント基板に接続され、信号の入出力がなされるようになっている。

１０９は第２の移動部材である。第２の移動部材１０９は、ガイド軸１０８ａを保持する保持部１０９ａ_１、１０９ａ_２と、ガイド軸１０８ｂを保持する保持部１０９ｂ_１、１０９ｂ_２と、回転直動型アクチュエータ６１の軸状部材６１ｂの細軸部６１ｂ_１によって案内されるガイド部１０９ｃ_１、１０９ｃ_２と、ガイド軸１０４を摺動するガイド部１０９ｄが一体に形成されている。ガイド部１０９ｃ_１は、軸状部材６１ｂの細軸部６１ｂ_１に形成された雄ネジ部６１ｓに螺合するナット６１ｎを介し、カム部材１１０と引っ張りコイルバネ１０６により相互に引き合っている。この付勢力によりカム部材１１０はナット６１ｎと密着し、一方ガイド部１０９ｃ_１は駆動部６１ａの方向へ付勢され、その結果、ガイド部１０９ｃ_２が軸状部材６１ｂの太軸部６１ｂ_２の端面に当接する。これにより軸状部材６１ｂが軸方向へ移動する際には、第２の移動部材１０９は軸状部材６１ｂと共に一体的に移動し、軸状部材６１ｂが回転する際には、滑るように設定されている。

即ち、第２の移動部材１０９は、第１の移動部材１０７をガイド軸１０８ａ、１０８ｂで保持した状態で、軸状部材６１ｂの軸方向に移動可能になされている。

カム部材１１０はカム部１１０Ｃが形成され、第１の移動部材１０７の下面に形成されたピン１０７Ｐと当接している。

次いで、図４に示した手振れ補正機構の動作について説明する。

図５は、図４に示す手振れ補正機構の動作を示す平面図である。図５（ａ）は初期状態を示す図、図５（ｂ）は撮像素子を軸状部材の軸方向に移動させた場合を示す図、図５（ｃ）は撮像素子を軸状部材の軸に直交する方向に移動させた場合を示す図である。

図５（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸方向（図示では、紙面上辺方向）に移動させる。このとき、図５（ｂ）に示すように、第２の移動部材１０９はガイド部１０９ｃ_１、１０９ｃ_２により、軸状部材６１ｂと一体的に移動する。これにより、第２の移動部材１０９に保持された第１の移動部材１０７も、軸状部材６１ｂの軸方向に移動する。即ち、軸状部材６１ｂの軸方向の移動で、撮像素子６を軸状部材６１ｂの軸方向に移動させることができる。

一方、図５（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸周りに回転させる。このとき、図５（ｃ）に示すように、軸状部材６１ｂに形成された雄ネジ部６１ｓに螺合するナット６１ｎは、図示紙面上辺方向に移動することになり、引っ張りコイルバネ１０６により付勢されたカム部材１１０も追従して移動する。カム部材１１０が図示紙面上辺方向に移動すると、カム部１１０ｃに当接する第１の移動部材１０７に形成されたピン１０７Ｐを移動させる。これにより、第１の移動部材１０７は、圧縮コイルバネ１０５に抗してガイド軸１０８ａ、１０８ｂに案内されて摺動する。即ち、軸状部材６１ｂの軸周りの回転で、撮像素子６を軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させることができる。

また、軸状部材６１ｂを軸方向に逆に移動、逆に回転させることで、撮像素子を上記と逆方向に移動させることができる。

即ち、軸状部材６１ｂの軸方向の移動量と軸周りの回転量を適宜制御することで、撮像素子６を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることができる。

図６は、第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す図である。図６（ａ）はレンズ鏡胴外側から見た手振れ補正機構の斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

図６に示すように、撮像素子６は板状部材１１１に保持されている。撮像素子６は不図示のフレキシブルプリント基板に接続され、信号の入出力がなされるようになっている。回転直動型アクチュエータ６１の軸状部６１ｂには、大径部６１ｆが形成されている。大径部６１ｆは、板状部材１１１との摩擦係数が大きいゴム等を用い別体で形成し、軸状部材６１ｂに接着等で一体化するのが好ましいが、軸状部材６１ｂに一体で形成してもよい。また、大径部６１ｆを挟む小径部にはリング部１１２が形成されており、２枚のリング部１１２は板状部材１１１の側面部を挟持している。回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａは第２主胴１０ｂに保持され、軸状部６１ｂは、第２主胴１０ｂに摺動可能に保持されている。

板状部材１１１は、背面が大径部６１ｆにより押圧され、第２主胴１０ｂと板状部材１１１の撮像素子側の面には、少なくとも３個の鋼球１１３が配置されている。

このような構成で、図６（ａ）に示すように、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａにより軸状部材６１ｂを軸方向に移動させると、リング部１１２に挟持された板状部材１１１を軸状部材６１ｂの軸方向に移動させることができる。

また、図６（ｂ）に示すように、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａにより軸状部６１ｂを回転させると、一体化された大径部６１ｆが回転し、板状部材１１１を軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させることができる。

これにより、撮像素子６を光軸ＯＢに直交する面内で移動させることが可能となる。

図７は、第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す図である。図７（ａ）はレンズ鏡胴外側から見た手振れ補正機構の斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。

図７に示すように、撮像素子６はシート部材であるフレキシブルプリント基板１１６に接続され、補強用の板状部材１１５に保持されている。回転直動型アクチュエータ６１の軸状部６１ｂには、大径部６１ｆが形成されている。大径部６１ｆは、フレキシブルプリント基板１１６との摩擦係数が大きいゴム等を用い別体で形成し、軸状部材６１ｂに接着等で一体化するのが好ましいが、軸状部材６１ｂに一体で形成してもよい。フレキシブルプリント基板１１６は、図示の如く、大径部６１ｆと従動ローラ１１７により挟持されている。回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａは第２主胴１０ｂに保持され、軸状部６１ｂは、第２主胴１０ｂに摺動可能に保持されている。従動ローラ１１７は、回転及び、軸方向に摺動可能に保持されている。

フレキシブルプリント基板１１６及び板状部材１１５は、第２主胴１０ｂと蓋部材１１８に挟まれて、それぞれ少なくとも３個ずつ鋼球１１３が配置されている。これにより、撮像素子６は、光軸ＯＢに直交する面内を移動可能となっている。

このような構成で、図７（ａ）に示すように、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａにより軸状部材６１ｂを軸方向に移動させると、挟持されたフレキシブルプリント基板１１６を軸状部材６１ｂの軸方向に移動させることができる。

また、図７（ｂ）に示すように、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａにより軸状部６１ｂを回転させると、一体化された大径部６１ｆが回転し、フレキシブルプリント基板１１６を軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させることができる。

これにより、フレキシブルプリント基板１１６に接続された撮像素子６を光軸ＯＢに直交する面内で移動させることが可能となる。

上記の図６及び図７に示した手振れ補正機構においては、好ましい形態として図示のごとく、軸状部材に大径部を形成し、大径部を板状部材に当接させたものと、大径部と従動ローラでシート状の部材を挟持させたものを示したが、これに限るものでない。すなわち、軸状部材を同径に形成したものを用いてもよい。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態である、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータを用いて、撮像光学系を構成する少なくとも１枚の光学素子を光軸に直交する面内で移動させる構成の手振れ補正機構、レンズ鏡胴及び撮像装置の構成について説明する。

図８は、第２の実施の形態に係る撮像装置１００の概要を示すブロック図である。図８に示すブロック図は、図２に示すブロック図と異なる部分についてのみ説明する。

第２の実施の形態に係る撮像装置は、図８に示すように、回転直動型アクチュエータ６１は、撮像光学系４０を構成する少なくとも一つの光学素子を光軸に直交する面内で移動させるために用いられる。また、回転直動型アクチュエータ６１による光学素子の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われるようになっている。なお、回転直動型アクチュエータ６１の駆動方向は、ピッチ方向とヨー方向に合致していなくともよく、回転と直動による合成で、任意の方向に光学素子を移動できるようになっていればよい。

制御部３０では、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、ＲＯＭ８１に記憶された所定のソフトウェアプログラムが実行されて、各部の機能が実行される。例えば、制御出力部３５は、揺れ検出回路６５からの信号に基づいてピッチ方向及びヨー方向における現在角度を求め、この現在角度と目標角度との差を少なくするような出力値を求める。即ち、揺れ検出回路６５により検出された揺れを抑制するように光学素子を面内変位駆動するための制御指令値を生成する。制御出力部３５は、生成した制御指令値をドライバ６３に出力する。

ドライバ６３は、制御指令値に基づいて回転直動型アクチュエータ６１を駆動する。これにより、光学素子は面内変位し、手振れが補正される。

その他は、図２と同様である。

図９は、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の一例を示す断面図である。同図は、屈曲前の光軸ＯＡ及び屈曲後の光軸ＯＢを含む面の断面図である。同図に示すレンズ鏡胴５０は、図３に示すレンズ鏡胴と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すレンズ鏡胴は、撮像素子６は固定されており、手振れ補正機構９０は、第３レンズ群３を光軸ＯＢに直交する面内で移動させ、この移動により手振れ補正がなされるようになっている。その他は、図３と同様である。

図１０は、第２の実施の形態に係る手振れ補正機構の一例を示す図である。図１０（ａ）は手振れ補正機構の斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示すＤ−Ｄ線で切断した断面図である。なお、図１０（ａ）は、内部構造が見えるよう蓋部材１２１を外した状態としている。

図１０において、６１は回転直動型アクチュエータであり、駆動部６１ａにより軸状部材６１ｂの直動及び軸周りの回転が可能となっている。駆動部６１ａは、ベース部材１２０に固定されている。軸状部材６１ｂには、右ネジの雄ネジ部６１ｓ_１と左ネジの６１ｓ_２が形成されている。雄ネジ部６１ｓ_１には第１雌ネジ部材であるナット６１ｎ_１が、雄ネジ部６１ｓ_２には第２雌ネジ部材であるナット６１ｎ_２が回転止めされた状態で螺合している。

更に、第１カム部材１２２、第２カム部材１２３がベース部材１２０に形成された２本のピン１２０ｐと長穴で嵌合し、長穴方向に移動可能となされている。第１カム部材１２２にはナット６１ｎ_１に当接する当接部１２２ｔが形成され、第２カム部材１２３にはナット６１ｎ_２に当接する当接部１２３ｔが形成され、ナット６１ｎ_１、６１ｎ_２を挟むように配置されている。当接部１２２ｔと当接部１２３ｔには引っ張りコイルバネ１２４が掛けられており、ナット６１ｎ_１、６１ｎ_２を挟む方向に付勢している。

第３レンズ群３は、第３レンズ群鏡枠３ｋに保持され、鋼球１１３を介してベース部材１２０上を移動可能となされている。第３レンズ群鏡枠３ｋは、付勢部材１２５により第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接するように付勢されている。

次いで、図１０に示した手振れ補正機構の動作について説明する。

図１１は、図１０に示す手振れ補正機構の動作を示す平面図である。図１１（ａ）は初期状態を示す図、図１１（ｂ）は第３レンズ群３を軸状部材の軸方向に移動させた場合を示す図、図１１（ｃ）は第３レンズ群３を軸状部材の軸に直交する方向に移動させた場合を示す図である。

図１１（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸方向（図では、紙面上辺方向）に移動させる。このとき、図１１（ｂ）に示すように、第１カム部材１２２と第２カム部材１２３は、軸状部材６１ｂと一体的に移動する。このため、付勢部材１２５に付勢されている第３レンズ群鏡枠３ｋは、第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接した状態で軸状部材６１ｂの軸方向に移動させられる。即ち、軸状部材６１ｂの軸方向の移動で、第３レンズ群３を軸状部材６１ｂの軸方向に移動させることができる。

一方、図１１（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸周りに回転させる。このとき、図１１（ｃ）に示すように、軸状部材６１ｂに形成された雄ネジ部６１ｓ_１に螺合するナット６１ｎ_１は、当接部１２２ｔと共に紙面上辺方向に移動させられる。これにより、第１カム部材１２２は紙面上辺方向に移動する。また、軸状部材６１ｂに形成された雄ネジ部６１ｓ_２に螺合するナット６１ｎ_２は、当接部１２３ｔと共に紙面下辺方向に移動させられる。これにより、第２カム部材１２３は紙面下辺方向に移動する。これにより、第１カム部材１２２のカム面１２２ｃと第２カム部材１２３のカム面１２３ｃは、図１１（ａ）に示した状態から、より開いた状態になる。このため、付勢部材１２５に付勢されている第３レンズ群鏡枠３ｋは、第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接した状態で軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させられる。即ち、軸状部材６１ｂの軸周りの回転で、第３レンズ群３を軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させることができる。

また、軸状部材６１ｂを軸方向に逆に移動、逆に回転させることで、第３レンズ群鏡枠３ｋを上記と逆方向に移動させることができる。

即ち、軸状部材６１ｂの軸方向の移動量と軸周りの回転量を適宜制御することで、第３レンズ群３を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることができる。

図１２は、第２の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す平面図である。図１２（ａ）は初期状態を示す図、図１２（ｂ）は第３レンズ群３を軸状部材の軸方向に移動させた場合を示す図、図１２（ｃ）は第３レンズ群３を軸状部材の軸に直交する方向に移動させた場合を示す図である。

図１２に示す回転直動型アクチュエータ６１の軸状部材６１ｂには、右ネジ又は左ネジのいずれか一方の雄ネジ部６１ｓ（図示では右ネジ）が形成され、ナット６１ｎが回転止めされた状態で螺合している。

更に、第１カム部材１２２、第２カム部材１２３がベース部材１２０に形成された２本のピン１２０ｐと長穴で嵌合し、長穴方向に移動可能となされている。第１カム部材１２２にはナット６１ｎに当接する当接部１２２ｔが形成され、第２カム部材１２３には係合部１２３ｋが形成されている。

当接部１２２ｔは、軸状部材６１ｂの軸部６１ｂ_２に形成された雄ネジ部６１ｓに螺合するナット６１ｎを介して係合部１２３ｋと、引っ張りコイルバネ１２４により相互に引き合っている。この付勢力により当接部１２２ｔはナット６１ｎと密着する。一方、係合部１２３ｋは軸状部材６１ｂの軸部６１ｂ_２に形成されたリング部６１ｂ_３の端面に当接する。これにより軸状部材６１ｂの軸方向への移動の際には、第１カム部材１２２、第２カム部材１２３が一体的に移動し、軸状部材６１ｂが回転する際は、第１カム部材１２２はナット６１ｎによって軸状部材６１ｂの軸方向へ移動を行い、一方第２カム部材１２３はリング部６１ｂ_３に当接したまま、軸状部材６１ｂの軸方向へは変位せずに滑るように設定されている。

第３レンズ群３は、第３レンズ群鏡枠３ｋに保持され、鋼球１１３を介してベース部材１２０上を移動可能となされている。第３レンズ群鏡枠３ｋは、付勢部材１２５により第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接するように付勢されている。なお、本例ではカム面１２３ｃは、軸状部材６１ｂの軸に直交する平面に形成されている。

図１２（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸方向（図では、紙面上辺方向）に移動させる。このとき、図１２（ｂ）に示すように、第１カム部材１２２と第２カム部材１２３は、軸状部材６１ｂと一体的に移動する。このため、付勢部材１２５に付勢されている第３レンズ群鏡枠３ｋは、第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接した状態で軸状部材６１ｂの軸方向に移動させられる。即ち、軸状部材６１ｂの軸方向の移動で、第３レンズ群３を軸状部材６１ｂの軸方向に移動させることができる。

一方、図１２（ａ）に示す状態から、回転直動型アクチュエータ６１の駆動部６１ａを駆動し、軸状部材６１ｂを軸周りに回転させる。このとき、図１２（ｃ）に示すように、軸状部材６１ｂに形成された雄ネジ部６１ｓに螺合するナット６１ｎは、当接部１２２ｔと共に紙面上辺方向に移動させられる。これにより、第１カム部材１２２のみが紙面上辺方向に移動する。これにより、付勢部材１２５に付勢されている第３レンズ群鏡枠３ｋは、第１カム部材１２２のカム面１２２ｃ及び第２カム部材１２３のカム面１２３ｃに当接した状態で軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させられる。即ち、軸状部材６１ｂの軸周りの回転で、第３レンズ群３を軸状部材６１ｂの軸に直交する方向に移動させることができる。

また、軸状部材６１ｂを軸方向に逆に移動、逆に回転させることで、第３レンズ群鏡枠３ｋを上記と逆方向に移動させることができる。

即ち、このような構成でも、軸状部材６１ｂの軸方向の移動量と軸周りの回転量を適宜制御することで、第３レンズ群３を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることができる。

以上説明したように、撮像素子又は光学素子を２つのアクチュエータを用いて移動させていた従来の手振れ補正機構を、１つのアクチュエータで行うことが可能となり、小型で簡素な構成の手振れ補正機構とすることができる。更に、この手振れ補正機構を備えることで小型のレンズ鏡胴を得ることができ、このレンズ鏡胴を備えることで小型の撮像装置を得ることが可能となる。

なお、上記の説明では、４群で構成されたズーム撮像光学系のレンズ鏡胴を例にして説明したが、これに限るものでない。また、光学素子を移動させる例として固定の第３レンズ群を移動させる例で説明したが、これに限るものでないのは勿論である。

本実施の形態に係る撮像装置の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る撮像装置の概要を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す断面図である。 第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の一例を示す図である。 図４に示す手振れ補正機構の動作を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す図である。 第１の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す図である。 第２の実施の形態に係る撮像装置の概要を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る手振れ補正機構の一例を示す図である。 図１０に示す手振れ補正機構の動作を示す平面図である。 第２の実施の形態に係る手振れ補正機構の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
２ｋ 第２レンズ群鏡枠
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
４ｋ 第４レンズ群鏡枠
５ 光学フィルタ
６ 撮像素子
２０ 第１モータ
２１ 第２モータ
５０ レンズ鏡胴
６１ 回転直動型アクチュエータ
６１ａ 駆動部（回転直動型アクチュエータ）
６１ｂ 軸状部材（回転直動型アクチュエータ）
９０ 手振れ補正機構
１００ 撮像装置
１０７ 第１の移動部材
１０９ 第２の移動部材
１２２ 第１カム部材
１２３ 第２カム部材

Claims (11)

1. 被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系の像面側に配置された撮像素子と、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータと、を有し、
   前記アクチュエータにより、前記撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることを特徴とする手振れ補正機構。
2. 前記軸状部材の軸方向の移動により、前記撮像素子を前記軸状部材の軸方向に移動させ、前記軸状部材の軸周りの回転により、前記撮像素子を前記軸状部材の軸に直交する方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の手振れ補正機構。
3. 前記軸状部材はネジ部が形成され、前記ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材と一体的に移動するカム部材と、を有することを特徴とする請求項２に記載の手振れ補正機構。
4. 前記撮像素子は板状部材に保持され、前記軸状部材が前記板状部材に当接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の手振れ補正機構。
5. 前記撮像素子はシート状の部材と一体的に形成され、前記軸状部材と従動ローラで前記シート状の部材が挟持されていることを特徴とする請求項２に記載の手振れ補正機構。
6. 被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系の像面側に配置された撮像素子と、軸状部材の軸方向の移動及び軸周りの回転を行うアクチュエータと、を有し、
   前記アクチュエータにより、前記撮像光学系を構成する少なくとも１枚の光学素子を、前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させることを特徴とする手振れ補正機構。
7. 前記軸状部材の軸方向の移動により、前記光学素子を前記軸状部材の軸方向に移動させ、前記軸状部材の軸周りの回転により、前記光学素子を前記軸状部材の軸に直交する方向に移動させることを特徴とする請求項６に記載の手振れ補正機構。
8. 前記軸状部材は右ネジ部と左ネジ部が形成され、前記右ネジ部に螺合する第１雌ネジ部材と、前記第１雌ネジ部材と一体的に移動する第１カム部材と、前記左ネジ部に螺合する第２雌ネジ部材と、前記第２雌ネジ部材と一体的に移動する第２カム部材と、付勢部材と、を有し、
   前記付勢部材は、前記光学素子を保持する鏡枠を、前記第１カム部材と前記第２カム部材に当接させる方向に付勢していることを特徴とする請求項７に記載の手振れ補正機構。
9. 前記軸状部材はネジ部が形成され、前記ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材と一体的に移動するカム部材と、を有することを特徴とする請求項７に記載の手振れ補正機構。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の手振れ補正機構を有することを特徴とするレンズ鏡胴。
11. 請求項１０に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

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