JP2010087982A - 撮像ユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子保持部材のガイド部のガタ取りを確実に行い、撮像素子をスムーズに動かすことができ、さらに、撮像素子のセンタ位置を保持するための機構が簡単である撮像ユニットを提供する。
【解決手段】撮像ユニットは、ＣＣＤ３２と、該ＣＣＤを載置し、ガイド部を有するＸＹステージ３３と、上記ガイド部と接触してＸＹステージ３３を移動可能に支持するガイド支持部を有する固定ステージ３１と、ＸＹステージ３３を二次元方向に移動させるコイル体３７，３８とを備え、ＸＹステージ３３には、移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁された永久磁石３３ｇが配置され、固定ステージ３１に配置され、付勢バネを介して配置されたクランプピン４２と該クランプピンに巻回されたコイル４６とは、永久磁石３３ｇとの対向面に配置し、永久磁石３３ｇと固定ステージ３１とは隙間を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像素子を内蔵し、上記撮像素子の二次元方向の移動が可能な撮像ユニット、および、該撮像ユニットを内蔵する撮像装置に関する。

従来、撮像素子の二次元方向の移動が可能な撮像ユニットである像ふれ補正装置を用いた撮像装置に関して特許文献１に開示されたものは、レンズまたは撮像素子を搭載しガイド部を有する可動枠と、該ガイド部と接触して可動枠を移動可能に支持するガイド支持部を有する固定枠とを備えており、上記可動枠を駆動する駆動手段により該可動枠を上記固定枠に対して移動させて像ふれ補正する像ふれ補正装置である。この像ぶれ補正装置は、上記固定枠は磁性体を有し、上記可動枠は、上記磁性体に対応する位置に、該磁性体との吸引力により、該可動枠を上記ガイド部とガイド支持部とが接触する方向に付勢する付勢マグネットを備えている。またさらに、上記可動枠を上記撮像素子の露光期間以外に原点位置に強制的に保持するための原点位置強制保持機構を内蔵している。

また、特許文献２に開示されたステージ装置のロック機構は、例えば、デジタルカメラにおける手ぶれ補正装置（ステージ装置）において、撮像素子を支持するステージ板を非動作状態で固定支持基板に対してロックするロック機構に関するものであり、電磁石が非通電状態では、板バネで付勢された押圧部材に設けた摩擦接触部材と被押圧部材が弾性接触して上記摩擦接触部材と上記被押圧部材との間にステージ板の移動を阻止する摩擦力が発生している。上記電磁石に特定の方向の電流が通電されると、上記板バネがその付勢力に抗してロック解除用電磁石と吸着し、上記摩擦接触部材と上記被押圧部材が離間し、上記ステージ板の移動が許可される。
特開２００８−０５１９２７号公報 特開２００７−２５６５６１号公報

上述した特許文献１に開示された撮像装置の原点位置強制保持機構は、レバー等の複雑な機構部を必要とし、構成部品点数が多く、撮像装置の大型化を招く可能性がある。

また、特許文献２に開示されたステージ装置のロック機構は、希土類からなる永久磁石を必要とし、コスト的に不利であり、また、上記電磁石に流す電流により発生する熱で可動部周辺の温度上昇が問題になる。

本発明は、上述した問題を解決し、撮像素子保持部材のガイド部のガタ取りを確実に行い、撮像素子をスムーズに動かすことができ、さらに、撮像素子のセンタ位置を保持するための機構が簡単である撮像ユニット、及び、該撮像ユニットを用いた撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の撮像ユニットは、撮像素子と、上記撮像素子を載置し、ガイド部を有する撮像素子保持部材と、上記ガイド部と接触して上記撮像素子保持部材を移動可能に支持するガイド支持部を有し、磁性体を備えた固定支持部材と、上記撮像素子保持部材を上記固定支持部材に対して上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する二次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子保持部材上の上記固定部材に備えられた上記磁性体に対向する位置に配され、上記撮像素子保持部材のガイド支持部を上記ガイド部と接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像ユニットにおいて、上記撮像素子保持部材に配置される付勢磁石は、該撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁されており、上記固定支持部材には、弾性部材とコイルが固着された押圧部材が配置され、上記コイルは、上記付勢磁石とは対向する位置に配置し、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有する。

本発明の請求項２に記載の撮像ユニットは、撮像素子と、上記撮像素子を載置し、第一のガイド部を有する撮像素子保持部材と、上記第一のガイド部と接触して上記撮像素子保持部材を移動可能に支持する第一のガイド支持部と第二のガイド部を有する中間支持枠と、上記第二のガイド部と接触して中間支持枠を移動可能に支持する第二のガイド支持部を有し、磁性体を備えた固定支持部材と、上記撮像素子保持部材と中間支持部を上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する二次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子支持部材上の上記固定部材に備えられた上記磁性体に対向する位置に配され、上記撮像素子保持部材のガイド支持部を上記ガイドと接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像ユニットにおいて、上記撮像素子保持部材に配される上記付勢磁石は、上記撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁されており、上記固定支持部材には弾性部材とコイルが固着された押圧部材が配置され、上記コイルは、上記付勢磁石とは対向する位置に配置され、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有する。

本発明の請求項３に記載の撮像ユニットは、撮像素子と、上記撮像素子を載置し、鋼球が回転可能なボール保持部を有する撮像素子保持部材と、該鋼球と接触して上記撮像素子保持を移動可能に支持する摺動部を有する固定支持部材と、上記撮像素子保持部材を上記固定支持部材に対して上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する２次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子保持部材には複数の鋼球保持部の鋼球を配置し、該鋼球と上記摺動部と、が接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像素子ユニットにおいて、上記撮像素子保持部材には、上記撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁された付勢磁石が配置され、上記固定支持部材には、弾性部材を介して配置された押圧部材と、上記押圧部材に固着されたコイルは上記付勢磁石との対向する位置に配置し、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有する。

本発明の請求項４に記載の撮像ユニットは、請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像ユニットにおいて、上記付勢磁石は、着磁方向が異なる複数の永久磁石を平行に並べて配置する。

本発明の請求項５に記載の撮像装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像ユニットと、撮影レンズ光学系と、液晶表示装置とを有する。

本発明の請求項６に記載の撮像装置は、請求項５に記載の撮像装置において、当該撮影装置を持ち運ぶときに撮像素子保持部材をクランプする搬送ロック機構および像ふれ補正用コイルが非通電時に撮像素子保持部材をクランプする像ふれ補正クランプ機構をそれぞれ別に上記撮像ユニットに配置する。

本発明によれば、撮像素子保持部材のガイド部のガタ取りを確実に行うことが可能な撮像ユニット、及び、該撮像ユニットを用いた撮像装置を提供することができ、さらに、撮像素子のセンタ位置を保持するための機構が簡単である撮像ユニット、及び、該撮像ユニットを用いた撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態の撮像ユニットを備えた撮像装置である一眼レフレフクス式デジタルカメラ（以下、カメラと記載する）の撮影レンズ光軸に沿った縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施の形態のカメラ１０は、カメラボディ１と、このカメラボディ１の前面側に交換可能に装填され、撮影レンズ３を備えたレンズユニット２とにより構成される。

カメラボディ１は、カメラ構成部材を収納する樹脂製の外装カバー３を有し、また、撮影レンズ２１の光軸Ｏ上となる前面側位置に撮影レンズ２１を含むレンズユニット２を交換自在に装填するためのリング状のマウント部４を備えている。また、画素カバー３には前面側から見て左側に撮影時等において操作者の右手により保持されるグリップ部３ａが設けられる。このグリップ部３ａの頂部には、レリーズボタン等の各種スイッチ、ボタン類が配されている。

カメラボディ１は、さらに図１，２に示すように、外装カバー３の背面側において光軸Ｏ上の位置にアクリル製のパネル表示窓５を有する液晶パネル６を備えている。この液晶パネル６は、撮影された画像の他、各種設定・調整事項等の各種情報を表示するＴＦＴ（Thin Film Iransistor）タイプの矩形状表示パネルである。また、外装カバー３には、撮影時に操作者が覗くファインダ窓７が設けられ、頂部には、外付けのフラッシュを取り付けるホットシュー８が配されている。

また、カメラボディ１は、図１に示すように、外装カバー３内の前面側に光軸Ｏ上に配役させたクイックリターンミラー９等のミラー部材を内蔵し、その下方にデフオーカス量を検出するＡＦセンサユニット１１等を収納したミラーボックス１２を備えている。また、ミラーボックス１２のクイックリターンミラー９の背面側にフォーカルプレーンシャッタ１３と、撮像素子等を備えた撮像ユニット１５とが光軸Ｏに直交させて順次に配置されている。また、クイックリターンミラー９の背後にはサブミラー９ａが配設され、サブミラー９ａからの反射光をＡＦセンサユニット１１に導くように光路設定されている。一方、クイックリターンミラー９の反射側光軸上には、ダハミラー１６、接眼レンズ１７等が配置されている。

さらに、カメラボディ１は、外装カバー３のグリップ部３ａの内部に電池１８を収納する電池収納室１９を備えている。また、グリップ部３ａの内部において、電池収納室１９の背面倒には、カメラ全体の制御や画像処理、圧縮処理、データ記憶処理等を行うための回路やＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板（図示せず）が配設されている。

撮像ユニット１５は、光学ＬＰＦ（ローパスフイルタ）２２と撮像素子であるＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、または、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）素子が内蔵されたCCD２３を撮像面に沿って移動可能に支持する像ふれ補正装置、センタクランプ機構４１、および、搬送クランプ機構５１を備えたユニットからなる。

図３は、撮像ユニット１５の分解斜視図である。図４は、撮像ユニット１５の光軸Ｏを通りＸ方向に沿った断面図であって、センタクランプ機構のクランプピンが退避した状態（解放状態）を示す。図５は、センタクランプ機構のクランプピン周りの断面図であって、上記クランプピンが突出し、ＸＹステージに係合した状態（センタリング状態）を示す。図６は、撮像ユニット１５に配される永久磁石の配置を示す図である。図７は、撮像ユニット１５における光軸Ｏ上の永久磁石３５ａと永久磁石３３ｅ１，３３ｅ２との間で働く力を示す図である。図８は、搬送クランプ機構まわりの断面図である。図９は、図８のＢ矢視図である。図１０は、図８のＣ矢視図である。

なお、以下の説明にて撮影レンズ光軸Ｏと平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向の被写体側を前方とし、像側を後方（背面側）とする。また、Ｚ方向を法線とする平面上にて互いに直交する図２の左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。

撮像ユニット１５には、搭載したカメラ側に不図示のふれ検出手段が設けられており、ＣＣＤを支持するＸＹステージのＹ方向とＸ方向の位置はそれぞれＹ位置センサであるホール素子とＸ位置センサであるホール素子により検出されるとともに、図示しない制御回路によりカメラのふれによるＣＣＤ撮像面上の像ふれを打ち消すように像ふれ補正装置によってＣＣＤ２３が移動制御される。さらに、像ふれ補正クランプ機構であるセンタクランプ機構４１によってカメラの電源スイッチのオン時、あるいは、ぶれ補正撮影モード時にて露光処理直後にＸＹステージ３３が所定のセンタ位置に保持される。レリーズスイッチの一段目操作後の合焦動作終了時にセンタクランプ機構４１のセンタ位置保持状態が解放され、ぶれ補正可能な状態になる。また、図８に示す搬送クランプ機構５１により電源オフに状態ではＸＹステージ３３がロック状態となり、携帯に都合のよい状態が得られる。

図３に示すように撮像ユニット１５は、カメラボディ内部に固定支持される固定支持部材である固定ステージ３１と、固定ステージ３１に対してＹ方向に相対移動可能な中間支持枠であるＹステージ３２と、光学ＬＰＦ２２とＣＣＤ２３が搭載され、Ｙステージ３２に対してＸ方向に相対移動可能、言い換えると、固定ステージ３１に対してＸ−Ｙ平面上を相対的に移動可能な撮像素子保持部材であるＸＹステージ３３とを備えている。

固定ステージ３１は、中央領域に光軸Ｏ方向に貫通した開口部を有する枠体からなり、カメラボディのミラーボックス１２に、例えば、放熱性のよい金属などの材質や熱伝導率の高い素材として炭素繊維などのフィラーが充填されたＰＣ樹脂（ポリカボネート樹脂）やＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）からなるベース部材２４を介して固定される。この固定ステージ３１にはＹ方向に延びる第二のガイド支持部としての一対のガイド軸３４ａ，３４ｂがＸ方向に間隔を開けて設けられている。固定ステージ３１には駆動磁石として、直方体形状の４個の永久磁石３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。この４個の永久磁石３５ａ〜３５ｄは一対のものが二組を形成する。一対の永久磁石３５ａ、３５ｂは、Ｘ−Ｙ平面内でＸ方向に間隔を開けて平行に配置されている。一対のガイド軸３４ａ、３４ｂが一対の永久磁石３５ａ、３５ｂを貫通する構成とされている。また、一対の永久磁石３５ｃ、３５ｄは、Ｘ−Ｙ平面内でＹ方向に間隔を開けて配置されている。

また、固定ステージ３１の底部には、永久磁石３５ａ〜３５ｄそれぞれに対応して、軟磁性金属部材からなる板状のヨーク部３５ｅ，３５ｆ，３５ｇ，３５ｈが設けられている。ヨーク部３５ｅ〜３５ｈは、永久磁石３５ａ〜３５ｄそれぞれの所定の位置に配置されていればよく、永久磁石３５ａ〜３５ｄそれぞれに直接固定されていてもよいし、永久磁石３５ａ〜３５ｄとは別に、例えば、ミラーボックス１２側に固定されていてもよい。

また、ヨーク部３５ｇ，３５ｈは、永久磁石３５ｃ，３５ｄの底面と同じ大きさと形状の矩形の板となっている。一方、ヨーク部３５ｅ，３５ｆは、永久磁石３５ａ，３５ｂの底面と同じ大きさと形状のヨーク部分とそこから延長されてそれぞれ永久磁石３５ａ，３５ｂの底面から固定ステージ３１の中央領域にはみ出すように形成された延出部とからなる板となっている。また、永久磁石３５ａ，３５ｂの延出部はＣＣＤ２３を挟んでその両側に位置するように配置されている。

Ｙステージ３２は、中央領域に光軸Ｏ方向に貫通した開口部を有する矩形の枠体であり、Ｘ方向に延びる第一のガイド支持部としての一対のガイド軸３６ａ、３６ｂがＹ方向に間隔を開けて設けられている。さらに、Ｙステージ３２にはＹ方向に間隔を開けて対向する一対のものが二組の第二のガイド部である軸受け形状のガイド軸穴３２ａ，３２ａ′および３２ｂ，３２ｂ′がＸ方向に間隔を開けて形成されている。各一対のガイド軸穴３２ａ，３２ａ′とガイド軸穴３２ｂ，３２ｂ′には固定ステージ３１の一対のガイド軸３４ａ，３４ｂが摺動可能に嵌入している。これによりＹステージ３２がＹ方向に移動可能となる。

ＸＹステージ３３は、Ｙ方向に張り出す一対のコイル取付板部３３ａ、３３ｂとＸ方向に張り出す一対のコイル取付板部３３ｃ、３３ｄとを有する。ＸＹステージ３３の中央部に光学ＬＰＦ２２とＣＣＤ２３が固定されている。

光学ＬＰＦ２２は、ＸＹステージ３３の中央開口部前面部にゴム部材２７を介して光軸Ｏ上に支持されている（図４）。

ＣＣＤ２３は、ＣＣＤプリント基板２５に実装された状態でＸＹステージ３３の上記中央開口部後方に支持されており、前面に保護ガラス２４が装着されている。プリント基板２５には、接続用フレキシブルプリント基板２６が接続されている。

また、ＸＹステージ３３にはＣＣＤ２３の撮像面と同じ側にＸ方向に間隔を開けて対向する一対の軸受け形状の第一のガイドであるガイド軸穴がＹ方向に間隔を開けて形成され、上記一対のガイド軸穴には、Ｙステージ３２の一対のガイド軸３６ａ、３６ｂが嵌入し、Ｘ方向に摺動可能に軸支されている。ＸＹステージ３３は、固定ステージ３１およびＹステージ３２によってＸ−Ｙ平面に沿って移動可能に保持され、光軸Ｏと直交する平面上を移動する案内ステージとして機能する。また、固定ステージ３１は、ミラーボックス１２に対してベース部材２４を介して固定支持され、カメラボディ１内で光軸Ｏに対して固定される。

また、ＸＹステージ３３の枠体底部には、ヨーク部３５ｅ，３５ｆの延出部にＺ方向で対向する位置、すなわち、その直上となる位置に付勢磁石である永久磁石３３ｅ，３３ｆが設けられている。すなわち、永久磁石３３ｅとヨーク部３５ｅの延出部との組合せと、永久磁石３３ｆとヨーク部３５ｆの延出部との組合せとが、Ｘ軸方向に沿ってＣＣＤ２３を介在して対を為している。また、永久磁石３３ｅとヨーク部３５ｅの延出部との組合せと、永久磁石３３ｆとヨーク部３５ｆの延出部との組合せは、各コイル体３７，３７′を結ぶ中心線、コイル体３８，３８′を結ぶ中心線に対して対称となるように配されている。

一対のコイル取付板部３３ａ、３３ｂにはそれぞれ偏平かつ渦巻き状の電磁駆動手段であるコイル体３７，３７′が貼り付けられている。コイル体３７，３７′は直列接続されている。一対のコイル取付板部３３ｃ、３３ｄにはそれぞれ偏平かつ渦巻き状の電磁駆動手段であるコイル体３８，３８′が貼り付けられている。コイル体３８，３８′も同様に直列接続されている。

各コイル体３７，３７′は、それぞれ各永久磁石３５ｃ、３５ｄを臨むように配されている。各コイル体３８，３８′は、それぞれ永久磁石３５ａ、３５ｂに臨むように配されている。一対のコイル体３７，３７′は、Ｙ方向にＣＣＤ２３を可動させるのに用いられ、一対のコイル体３８，３８′はＸ方向にＣＣＤ２３を可動させるのに用いられる。このため、本実施の形態では、一対のコイル体３７，３７′は、第一コイルとして機能し、各永久磁石３５ｃ、３５ｄは、第一永久磁石として機能し、一対のコイル体３８，３８′は、第二コイルとして機能し、各永久磁石３５ｃ、３５ｄは、第二永久磁石として機能している。

ヨーク部３５ｅと永久磁石３５ａとコイル体３８の組合せ、および、ヨーク部３５ｆのヨーク部分と永久磁石３５ｂとコイル体３８′の組合せによって構成される駆動部は、ＸＹステージ３３のＸ方向の駆動手段となる。また、ヨーク部３５ｇと永久磁石３５ｃとコイル体３７の組合せ、および、ヨーク部３５ｈと永久磁石３５ｄとコイル体３７′の組合せによって構成される駆動部は、Ｙステージ３２およびＸＹステージ３３のＹ方向の駆動手段となる。

また、ＸＹステージ３３の位置検出用の位置検出素子にはホール素子が用いられる。詳しくは、一対のコイル取付板部３３ａ、３３ｂの一方のコイル取付板部３３ｂに位置検出素子としてのホール素子３９ａが配され、同様に一対のコイル取付板部３３ｃ、３３ｄの一方のコイル取付板部３３ｄにはホール素子３９ｂが配されている。

図４には固定ステージ３１、Ｙステージ３２、ＸＹステージ３３が下から順に適正に配置された状態が示されている。ヨーク部３５ｅ，３５ｆは、それぞれ永久磁石３５ａ，３５ｂのコイル体３８，３８′に対向する面とは反対側の面に固着されている。また、ヨーク部３５ｅ，３５ｆは、それぞれ永久磁石３５ａ，３５ｂの底面と同じ大きさと形状のヨーク部分と、そこから延長されてそれぞれ永久磁石３５ａ，３５ｂの底面から固定ステージ３１の中央領域にはみ出すように形成されたヨーク延出部とからなる。また、ＸＹステージ３３の枠体底部には、永久磁石３３ｅ，３３ｆが設けられている。永久磁石３３ｅ，３３ｆは、ＸＹステージ３３のガイド軸穴とガイド軸３６ａ，３６ｂ間のガタ取り、さらに、ガイド軸穴３２ａ，３２ａ′と３２ｂ，３２ｂ′に対するガイド軸３４ａ，３４ｂ間のガタ取りを行うことができる程度の付勢力を与える程度の大きさがあればよい。また、ヨーク部３５ｅ，３５ｆのヨーク延出部それぞれは、少なくともＸＹステージ３３の移動に伴って永久磁石３３ｅ，３３ｆが移動する範囲の面積をもっていることが望ましい。

ヨーク部３５ｅ，３５ｆのヨーク延出部は、それぞれ永久磁石３３ｅ，３３ｆにＺ方向で対向する位置まで延びており、これにより永久磁石３３ｅ，３３ｆと上記延出部の吸引力がＸＹステージ３３を図中の下方向に付勢するように働き、ＸＹステージ３３の移動の際のＸＹステージ３３のガイド軸穴とガイド軸３６ａ，３６ｂ間のガタ取り、及び、Ｙステージ３２の移動の際のガイド軸穴３２ａ，３２ａ′と３２ｂ，３２ｂ′に対するガイド軸３４ａ、３４ｂ間のガタ取りを行うことができる。また、ＣＣＤ２３を挟んでＸ方向の両側に永久磁石３３ｅ，３３ｆ及びヨーク延出部を設けているので、ＸＹステージ３３のガイド軸穴とガイド軸３６ａ，３６ｂ間、並びに、ガイド軸穴３２ａ，３２ａ′，３２ｂ，３２ｂ′とガイド軸３４ａ、３４ｂ間に対する付勢力に片寄りが生じないため、確実なガタ取りができる。なお、本実施の形態ではＣＣＤ２３を挟んでＸ方向の両側に永久磁石３３ｅ，３３ｆ及びヨーク延出部を設けたが、ＣＣＤ２３を挟んでＹ方向の両側に設けても良い。

図６に示すように厚さ方向に磁化された永久磁石３５が接合された上下、左右の４組の永久磁石３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄがＸＹ平面の左右上下対称の位置に磁性材料からなるヨーク部３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈ上に配置されている。

紙面に対して垂直方向に磁化された永久磁石３３ｅ、３３ｆがヨーク部３５ｅ、３５ｆ上に配置されている。以上が撮像ユニット１５を組み立てた状態下における光軸方向から見たそれぞれの永久磁石の図である。永久磁石３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、着磁の向きを反対にして左右または上下方向に平行に配置された二つの永久磁石からなる。ここで、永久磁石３３ｇのＳ極が永久磁石３５ａのＳ極と対向配置されている。また、永久磁石３３ｂのＮ極は永久磁石３３ｉのＮ極と対向して対向配置されている。なお、永久磁石３５ｅ、３５ｆは、上下方向に２枚の永久磁石（図６の紙面に対して垂直方向に磁化されたＳ極およびＮ極を貼り合わせたもの）をヨーク部３５ｅ、３５ｆに配置する等に置き換えることも可能である。このようにヨーク部に複数の永久磁石を配置するとＸ，Ｙステージ３３に配置された永久磁石３３ｇ、３３ｉとヨーク部３５ｅ、３５ｆに配置された永久磁石３５ａ、３５ｂとの磁気回路からなる左右方向のそれぞれの反発力により磁気バランスが保たれ、ＸＹステージ３３上のコイル（３７，３８）への通電が遮断された状態において磁気力によるＸＹステージ３３が左右方向への移動することがない。

図７は、光軸Ｏ上の永久磁石３５ａの永久磁石ピース３５ａ１と永久磁石３３ｅ１，３３ｅ２との間で働く力を示す図であり、図７（Ａ）のように、永久磁石３５ａの永久磁石３３ｅに近い側である永久磁石ピース３５ａ１の着磁の向きと永久磁石３３ｅ１の着磁の向きが同じときは互いに反発する力が働く。一方、図７（Ｂ）のように、永久磁石ピース３５ａ１の着磁の向きと永久磁石３３ｅ２の着磁の向きが逆のときは吸引力が働く。

永久磁石３３ｅｌ，３３ｅ２のどちらか一方しかない場合、ＣＣＤ２３を搭載したＸＹステージ３３に対して、永久磁石３５ａに吸引力または反発力のいずれか一方のみが働き、コイル体で発生させる像ふれ補正のために必要な力に余分にこの力が加わるため、補正制御性能の悪化やコイルの消費電流の増加を招いてしまうことになる。

そこで、永久磁石３３ｅを永久磁石３３ｅ１，３３ｅ２からなるセットで逆向きの着磁部分となる永久磁石を持たせることにより、永久磁石３５ａに作用する永久磁石３３ｅの反発力と吸引力がキャンセルされて、このような不要な力の発生を防ぐことができる。また、永久磁石３３ｅ１，３３ｅ２は材料が同じであれば、その大きさは同じであることが好ましい。

撮像ユニット１５に備えられるセンタクランプ機構４１は、像ふれ補正用コイルであるコイル体３７,３７′,３８，３８′の非通電時にＸＹステージ３３をセンタ位置に保持するためのセンサクランプ機構である。このセンサクランプ機構４１は、図４に示すように固定ステージ３１の下部に装着されるヨーク部３５ｅとＸＹステージ３３との間に配されており、磁性体からなる押圧部材であるクランプピン４２と、クランプピン４２に巻回されるクランプコイル４６と、圧縮コイルバネからなる弾性部材である付勢バネ４５と、ＸＹステージ３３の背面側にテーパ状の係合穴３３ｈ、および、クランプコイル４６の外周部に接近して配される永久磁石３３ｇとからなる。

図５に示すようにクランプピン４２は磁性体からなり、ヨーク部３５ｅの中央延出部のピン穴にＺ方向に摺動可能に貫通して支持されている。クランプピン４２のＸＹステージ３３側突出部にクランプコイル４６が巻回され、ＸＹステージ３３側にテーパ先端部４２ａが設けられている。クランプピン４２のヨーク部３５ｅの延出部のピン穴を貫通した部分には、付勢バネ４５が挿入され、Ｅ型止め輪４３に付勢バネ４５の後端部が当接している。また、クランプピン４２の後方への移動位置は、Ｅ型止め輪４４により規制されている。

永久磁石３３ｇは、厚さ方向（Ｘ方向）に着磁されており、クランプコイル４６の外周に一方の磁極面を接近させた状態としてＸＹステージ３３の背面部に固着され、固定ステージ３１側のヨーク部３５ｅと僅かな隙間を有して配されている。

ＸＹステージ３３がＣＣＤ２３の中心が光軸Ｏと一致するセンタ位置にあるとき、ＸＹステージ３３の係合穴３３ｈは、クランプピン４２の先端部４２ａと対向する位置にある。

センタクランプ機構４１において、クランプコイル４６に電流が流れていない状態では、クランプピン４２は、図４に示すように付勢バネ４５の付勢力によって後方側に移動しており、テーパ先端部４２ａは、ＸＹステージ３３の係合穴３３ｈから脱出した状態、すなわち、ＸＹステージ３３がＸ−Ｙ平面上を移動可能な状態（リリース状態）になっている。

ＸＹステージ３３が光軸ＯとＣＣＤ２３の撮像面中心とが一致するセンタ位置にあるとき、クランプコイル４６に電流を流すと、永久磁石３３ｇ，クランプコイル４６を通して磁路が形成され、クランプピン４２が前方に突出し、テーパ先端部４２ａがＸＹステージ３３の係合穴３３ｈに嵌入し、係合状態となる。この係合状態では、ＸＹステージ３３は、上記センタ位置にクランプされる。

撮像ユニット１５に備えられる搬送クランプ装置５１は、図８，９に示すように固定ステージ３１の下部に装着されるヨーク部３５ｅとＸＹステージ３３との間に配されている。そして、本装置は、磁性体からなる押圧部材であるロックピン５２と、矩形状のロックコイル５６と、弾性部材である板バネ５５と、ＸＹステージ３３の背面側にテーパ状の係合穴３３ｊと、ＸＹステージ３３の背面側にロックコイル５６と接近した状態で配される永久磁石３３ｉとからなる。

ロックピン５２は、磁性体からなり、ヨーク部３５ｅの中央延出部のピン穴にＺ方向に摺動可能に貫通して支持されている。ロックピン５２にはＸＹステージ３３側先端にテーパ先端部５２ａと、ヨーク部３５ｅ側にフランジ部５２ｂとが設けられ、ヨーク部３５ｅの延出部のピン穴を貫通した部分にはＥ型止め輪５３が装着されている。

板バネ５５は、図１０に示すように二股部を有しており、ヨーク部３５ｅの中央延出部上に位置決めピン５７で位置決めされ、ビス５８によって固着されている。該二股部によりロックピン５２のフランジ部５２ｂを介してロックピン５２をＸＹステージ３３側に付勢する。

ロックコイル５６は、ロックピン５２のＸ方向側方に密着して装着されている。

永久磁石３３ｉは、厚さ方向（Ｘ方向）に着磁された異極接合磁石からなり、ロックコイル５６に一方の磁極面を接近させた状態でＸＹステージ３３の背面部に固着され、固定ステージ３１側のヨーク部３５ｅと狭い隙間を有して配されている。

ＸＹステージ３３がＣＣＤ２３の中心が光軸Ｏと一致するセンタ位置にあるとき、ＸＹステージ３３の係合穴３３ｊは、ロックピン５２の先端部５２ａと対向する位置にある。

搬送クランプ機構５１において、ロックコイル５６に電流が流れている状態では、ロックピン５２は、永久磁石３３ｉ，ロックコイル５６を通る磁力線によって後方側への力を受け、ロックピン５２の先端部５２ａは、ＸＹステージ３３の係合穴３３ｈから離脱した状態にあり、ＸＹステージ３３がＸ−Ｙ平面上の移動可能な状態（リリース状態）になっている。

ＸＹステージ３３の位置が光軸ＯとＣＣＤ２３の撮像面中心とが一致するセンタ位置にあるとき、カメラの電源オフによりロックコイル５６の電流がカットされると、ロックピン５２は、板バネ５５の付勢力を受けて前方に突出し、テーパ先端部５２ａがＸＹステージ３３の係合穴３３ｊに嵌入し、係合状態となる。この係合状態では、ＸＹステージ３３は、上記センタ位置にロックされる。

上述した構成を有するカメラ１０に内蔵される撮像ユニット１５の搬送状態でのロック動作、および、ぶれ補正撮影モードにおけるセンタリング動作を含むぶれ補正動作について説明する。なお、以下の制御動作は、撮影者の指示に従ってカメラボディ１に内蔵されるＣＰＵからなる制御部の制御のもとで実行される。

カメラ１０の電源スイッチがオフの状態であって、例えば、カメラ携帯時には搬送クランプ機構５１のロックコイル５６の電流は、カットされており、ＸＹステージ３３は、光軸ＯとＣＣＤ２３の撮像面中心とが一致するセンタ位置にあって、ロックピン５２がＸＹステージ３３の係合穴３３ｊに嵌入し、Ｘ−Ｙ平面上の移動が規制された保護状態（ロック状態）になっている。

そこで、カメラ１０の電源スイッチがオンされると、ロックコイル５６に電流が流され、ロックピン５２がＸＹステージ３３の係合穴３３ｊから離脱し、搬送クランプ機構５１によるＸＹステージ３３のロックは、解放される。続いてセンタクランプ機構４１のクランプコイル４６に電流が流され、ＸＹステージ３３は、上記センタ位置に止まっているので、クランプピン４２が係合穴３３ｈに嵌入し、Ｘ−Ｙステージ３３のセンタリング状態が保持される。このとき、コイル３７，３７′，３８，３８′は非通電状態にある。

レリーズスイッチの一段目操作で撮影レンズ２１の合焦が終了したとき、クランプコイル４６は非通電状態になり、クランプピン４２がＸＹステージ３３の係合穴３３ｈから離脱し、ＸＹステージ３３はＸ−Ｙ平面上の移動可能な状態（リリース状態）になる。同時にコイル３７，３７′，３８，３８′は通電状態になる。

引き続いてレリーズスイッチの二段目操作によって静止画露光が開始されると、同時にＸＹステージ３３が手ぶれに基づく像の移動に追従制御される。静止画露光の終了と共にＸＹステージ３３がコイル３７，３７′，３８，３８′への通電制御によりセンタ位置に復帰され、ついで、クランプコイル４６への通電を行い、ＸＹステージ３３は、センタ位置に強制固定され、引き続き撮影待機状態となる。

その後、電源スイッチのオフ操作時にはＸＹステージ３３は、上記センタ位置に移動した状態で搬送クランプ機構５１のロックコイル５６の電流がカットされ、ロックピン５２がＸＹステージ３３の係合穴３３ｊに嵌入し、ＸＹステージ３３のＸ−Ｙ平面上でロックされる。従って、カメラ携帯時、ＸＹステージ３３がＸ−Ｙ平面上で移動しないように固定され、保護される。なお、電源スイッチのオフでは、センタクランプ機構４１のクランプコイル４６の電流もカットされ、クランプピン４２は、係合穴３３ｈから離脱している。

上述したように本実施形態のカメラ１０によれば、確実にガイド部のガタ取りを行って、撮像素子をスムーズに動かすことができ、さらに、簡単な構成を有するセンタクランプ機構４１および搬送クランプ機構５１を撮像ユニットに組み込むことによって撮像素子のセンタ位置保持を確実に行うことができる。

また、ガイド軸の押圧するために撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁された付勢磁石としての永久磁石を適用したことで、通電によるクランプコイルの発熱量を低減でき、ＣＣＤ近傍の温度上昇を抑えることができる。

次に、上述した撮像ユニット１５に適用されたガイド軸およびガイド軸穴に替わる変形例としてのボール受け機構について、図１１，１２を用いて説明する。

図１１は、上記変形例のボール受け機構のＺ方向に沿った断面図である。図１２は、図１１のＤ−Ｄ断面図である。

本変形例のボール受け機構６０を適用する撮像ユニットは、中間支持枠であるＹステージ３２を不要とし、固定支持部材である固定ステージ３１Ａと撮像素子保持部材であるＸＹステージ３３Ａとを備えている。

固定ステージ３１Ａに対してＸＹステージ３３Ａは、ボール受け機構６０を介してＺ方向に圧接した状態でＸ−Ｙ平面上を摺動可能に支持される。詳しくは、固定ステージ３１Ａには、その前面部にＸＹステージ３３Ａの移動範囲を規制する突起状ストッパ３１Ａａ，３１Ａｂと、該ストッパの間に隙間δを設けて配される第二のガイド部材である摺動板６３とが設けられている。摺動板６３は、高周波焼き入れが施され、耐摩性を向上させたものである。また、摺動板６３の外径φＤの大きさは、ＸＹステージ３３Ａの移動範囲による。また、図１２に２点鎖線で示すように摺動板６３の外形を矩形形状にすることも可能である。

ＸＹステージ３３Ａには、その背面部に第一のガイド部材であるボール保持部材６２と、該ボール保持部材に回転可能に保持される金属製のボール６１が設けられている。また、ＸＹステージ３３Ａには、ＣＣＤ２３とカメラボディ１のＣＣＤ制御部とを接続するためのフレキシブルプリント基板６４が位置決めピン６５と、ビス６６により固着されている。

このボール受け機構６０は、撮像ユニットに対して３組以上のものを固定ステージ３１ＡとＸＹステージ３３Ａ間に配置する必要がある。

ＸＹステージ３３Ａは、固定ステージ３１Ａに対してボール６１を摺動板６３に当接させた状態でＸ−Ｙ平面に沿って移動可能に支持されるが、第一の実施形態の撮像ユニット１５に適用したＸＹステージ３３に装着される永久磁石３３ｆ，３３ｅをＸＹステージ３３Ａにも装着し、永久磁石３３ｆ，３３ｅによる吸引力によってＸＹステージ３３Ａと固定ステージ３１Ａを当接させ、Ｚ方向にガタのない状態でＸＹステージ３３Ａをスライド移動させることができる。ボール６１と磁気与圧による点接触する摺動板６３との硬度がほぼ同一であり、滑らかなＸＹステージ３３Ａが可能となる。

なお、ＸＹステージ３３ＡのＸ−Ｙ平面上の姿勢、すなわち、光軸Ｏ周りの回転成分は、コイル体３７，３７′および３８，３８′の電流値、および、電流方向を制御することによってコントロールされる。

本変形例のボール受け機構６０を適用した撮像ユニットによれば、Ｙステージ、および、ＸＹステージをＸ，Ｙ方向にガイドするためのガイド軸およびガイド軸穴を不要とする簡単な構成からなり、さらに、ボール受け機構６０のガタ取りを効率よく行うことができる。

また、上述した実施形態に基づいて、下記の構成を提案することもできる。すなわち、
（付記）
撮像素子と、
上記撮像素子を載置し、鋼球受部を有する撮像素子保持部材と、上記鋼球受部に支持された鋼球と接触して上記撮像素子保持を移動可能に支持する焼入れ処理した摺動部を有し、磁性体を備えた固定支持部材と、上記撮像素子保持部材を上記固定支持部材に対して上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する２次元方向に移動させる電磁駆動手段と、
上記撮像素子保持部材上の上記磁性体の対向する位置に配され、上記鋼球と上記摺動部とが接触する方向に押圧する付勢磁石と、
を備えたことを特徴とする撮像素子ユニット。

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。

上述のように本発明の撮像ユニットおよび撮像装置は、撮像素子保持部材のガイド部のガタ取りが確実、かつ、容易である装置として、また、撮像素子のセンタ位置を保持するための機構が簡単である装置として利用可能である。

本発明の一実施の形態の撮像ユニットを備えた撮像装置である一眼レフレフクス式デジタルカメラの撮影レンズ光軸に沿った縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のカメラに組み込まれる撮像ユニットの分解斜視図である。 図３の撮像ユニットの光軸Ｏを通りＸ方向に沿った断面図であって、センタクランプ機構のクランプピンが退避した状態（解放状態）を示す。 図４のセンタクランプ機構のクランプピン周りの断面図であって、上記クランプピンが突出し、ＸＹステージに係合した状態（センタリング状態）を示す。 図３の撮像ユニットの固定ステージに配される永久磁石とヨーク部との平面図である。 図３の撮像ユニットにて永久磁石の間で働く力を示す図であって、図７（Ａ）は、互いに反発する状態を示し、図７（Ｂ）は、互いに吸引する状態を示す。 図３の撮像ユニットに組み込まれる搬送クランプ機構周りの断面図である。 図８のＢ矢視図である。 図８のＣ矢視図である。 図３の撮像ユニットに適用されたガイド軸およびガイド軸穴に替わる変形例のボール受け機構のＺ方向に沿った断面図である。 図１１のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

２３ …ＣＣＤ（撮像素子）
３１ …固定ステージ（固定支持部材）
３２ …Ｙステージ（中間支持部材）
３２ａ，３２ａ′，３２ｂ，３２ｂ′
…ガイド軸穴（第二のガイド部）
３３ …ＸＹステージ（撮像素子保持部材）
３３ｅ，３３ｆ
…永久磁石（付勢磁石）
３４ａ，３４ｂ
…ガイド軸（ガイド支持部材，第二のガイド支持部材）
３５ｅ，３５ｆ
…ヨーク部（磁性体）
３６ａ，３６ｂ
…（第一のガイド支持部）
３７，３７′，３８，３８′
…コイル体（電磁駆動手段）
４１ …センタクランプ機構
（像ふれ補正クランプ機構）
４２ …クランプピン（押圧部材）
４５ …付勢バネ（弾性部材）
４６ …クランプコイル
５１ …搬送クランプ機構
５２ …ロックピン（押圧部材）
５５ …板バネ（弾性部材）
５６ …ロックコイル（コイル）

Claims (6)

1. 撮像素子と、上記撮像素子を載置し、ガイド部を有する撮像素子保持部材と、上記ガイド部と接触して上記撮像素子保持部材を移動可能に支持するガイド支持部を有し、磁性体を備えた固定支持部材と、上記撮像素子保持部材を上記固定支持部材に対して上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する二次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子保持部材上の上記固定部材に備えられた上記磁性体に対向する位置に配され、上記撮像素子保持部材のガイド支持部を上記ガイド部と接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像ユニットにおいて、
   上記撮像素子保持部材に配置される付勢磁石は、該撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁されており、上記固定支持部材には、弾性部材とコイルが固着された押圧部材が配置され、上記コイルは、上記付勢磁石とは対向する位置に配置し、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有することを特徴とする撮像ユニット。
2. 撮像素子と、上記撮像素子を載置し、第一のガイド部を有する撮像素子保持部材と、上記第一のガイド部と接触して上記撮像素子保持部材を移動可能に支持する第一のガイド支持部と第二のガイド部を有する中間支持枠と、上記第二のガイド部と接触して中間支持枠を移動可能に支持する第二のガイド支持部を有し、磁性体を備えた固定支持部材と、上記撮像素子保持部材と中間支持部を上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する二次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子支持部材上の上記固定部材に備えられた上記磁性体に対向する位置に配され、上記撮像素子保持部材のガイド支持部を上記ガイドと接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像ユニットにおいて、
   上記撮像素子保持部材に配される上記付勢磁石は、上記撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁されており、上記固定支持部材には弾性部材とコイルが固着された押圧部材が配置され、上記コイルは、上記付勢磁石とは対向する位置に配置され、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有することを特徴とする撮像ユニット。
3. 撮像素子と、上記撮像素子を載置し、鋼球が回転可能なボール保持部を有する撮像素子保持部材と、上記鋼球と接触して上記撮像素子保持部材を移動可能に支持する摺動部を有する固定支持部材と、上記撮像素子保持部材を上記固定支持部材に対して上記撮像素子に入射する光軸に対して直交する２次元方向に移動させる電磁駆動手段と、上記撮像素子保持部材には複数の上記ボール保持部の鋼球を配置し、該鋼球と上記摺動部と、が接触する方向に押圧する付勢磁石とを備えた撮像素子ユニットにおいて、
   上記撮像素子保持部材には、上記撮像素子保持部材の移動方向と平行な方向に磁束を発生する厚さ方向に着磁された付勢磁石が配置され、上記固定支持部材には、弾性部材を介して配置された押圧部材と、上記押圧部材に固着されたコイルは上記付勢磁石との対向する位置に配置し、上記付勢磁石と上記固定支持部材とは隙間を有することを特徴とする撮像素子ユニット。
4. 上記付勢磁石は、着磁方向が異なる複数の永久磁石を平行に並べて配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像ユニット。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像ユニットと、
   撮影レンズ光学系と、
   液晶表示装置と、
   を備えた撮像装置。
6. 当該撮影装置を持ち運ぶときに撮像素子保持部材をクランプする搬送クランプ機構、および、像ふれ補正用コイルが非通電時に撮像素子保持部材をクランプする像ふれ補正クランプ機構をそれぞれ別に上記撮像ユニットに配置したことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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