以下に添付図面を参照して、この発明にかかる像振れ防止装置、レンズ装置および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
(レンズユニットの構成)
まず、この発明にかかる実施の形態のレンズユニットの構成について説明する。図1および図2は、この発明にかかる実施の形態のレンズユニットの構成を示す説明図である。図1においては、この発明にかかる実施の形態のレンズユニットを斜め方向から見た状態を示している。図2においては、この発明にかかる実施の形態のレンズユニットを、光軸を通り当該光軸に平行な平面で切断した断面を示している。
図1および図2において、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット(レンズ装置)100は、図示を省略する撮像装置本体に連結され、図示を省略する撮像装置を構成する。撮像装置本体は、撮像素子を備えている。撮像素子は、入射された光を電気に変換し、入射光の強度に応じた電気信号を出力する。
撮像素子は、具体的には、たとえばCCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)やCMOSイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)などの公知の各種の固体撮像素子によって実現することができる。撮像装置本体は、撮像素子に代えて、レンズユニット100を介して入射した光をフィルムに結像する構成であってもよい。
レンズユニット100は、レンズ鏡筒101と、当該レンズ鏡筒101の内側に配置された複数の撮像用レンズ(光学系)102と、防振ユニット(像振れ防止装置)103と、を備えている。防振ユニット103は、防振補正可動レンズ102aを備えている。防振補正可動レンズ102aは、たとえば1枚のレンズによって構成することができる。また、防振補正可動レンズ102aは、1枚のレンズによって構成されているものに限らず、複数枚のレンズ群によって構成されていてもよい。
防振補正可動レンズ102aは、複数の撮像用レンズ102に含まれ、画像を安定させるために用いられる。具体的には、防振補正可動レンズ102aは、光軸に直交する平面内において移動可能に設けられており、光軸に直交する平面内を移動することによりレンズ鏡筒101が振動することによる画像のブレを補正し、画像を安定させる。
防振ユニット103は、レンズ鏡筒101に対して挿抜可能に設けられている。レンズ鏡筒101には、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜を許容する開口101aが設けられている。この開口101aは、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜方向に交差する方向(以下「防振ユニットの幅方向」という)と略一致する大きさとされている。開口101aは、防振ユニット103の挿入を受け付け、防振ユニット103をレンズ鏡筒101に装着した場合に、防振ユニット103の筐体104によって塞がれる。
筐体104における対物側には、退避用開口部104aが設けられている。防振ユニット103において、退避用開口部104aは、防振補正可動レンズ102aとともに、筐体104における対物側の端面から接眼側に向かって凹んだ凹形状を形成する。防振ユニット103よりも対物側において防振ユニット103に隣り合って配置された撮像用レンズ102bは、もっとも接眼側に位置付けられた状態において、光軸方向において防振ユニット103と一部重複する。
あるいは、撮影用レンズ102bあるいは当該撮影用レンズ102bを保持するレンズ枠の光軸方向における位置に応じて、撮像用レンズ102bあるいは該当するレンズ枠が退避用開口部104aから退避あるいは進入していることが外部から視覚的に確認することができる構成を設けるようにしてもよい。
このように、防振ユニット103に隣り合って配置された撮像用レンズ102bあるいは撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠と、防振ユニット103の筐体104と、を光軸方向において一部重複させることによって、重複させない場合と比較して、レンズユニット100の光軸方向における寸法を短くすることができる。そして、このような重複構造とすることにより、防振補正可動レンズ102aと撮像用レンズ102bとの光軸方向における間隔についての制約を軽減することができ、レンズユニット100における光学系のレンズ全長を短くすることができる。すなわちレンズユニット100および当該レンズユニット100を備えた撮像装置の光軸方向における寸法の小型化(薄型化)を図ることができる。
退避用開口部104aは、光軸方向において筐体104よりもフォーカスレンズ側に設ける。また、光軸方向において退避用開口部104aには、フォーカス(ピント)調整に用いるフォーカスレンズ、あるいはフォーカスレンズを保持するレンズ枠の少なくとも一部が入り込む(進入する)ことが好ましい。
レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜は、撮像用レンズ102bあるいは当該撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠(符号を省略する)が、退避用開口部104aから退避している場合におこなうことができる。言い換えれば、撮像用レンズ102bあるいは当該撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠の少なくとも一部が、退避用開口部104aに入り込んでいる場合、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜は不可能となる。
レンズユニット100においては、撮像用レンズ102bあるいは当該撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠が、光軸方向において退避用開口部104aから退避している場合に限って、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜を許容する図示を省略するロック機構を設けるようにしてもよい。
このロック機構は、具体的には、たとえば撮像用レンズ102bあるいは当該撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠の光軸方向における位置に応じて、撮像用レンズ102bあるいは該当するレンズ枠が退避用開口部104aから退避している場合に限ってアンロック状態となる、機械的な構成によって実現することができる。
あるいは、このロック機構は、具体的には、たとえば防振ユニット103の挿抜に際して操作する図示を省略する操作ボタンを設け、この操作ボタンが操作された場合に、撮像用レンズ102bあるいは該当するレンズ枠が退避用開口部104aから退避するように光軸方向に移動する、制御をともなう機械的な構成によって実現することができる。
図1における符号110は、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の位置決めをおこなうための位置決め用の突起を示している。レンズ鏡筒101内には、この突起110の挿入を受け付ける、図示を省略する突起受け部が設けられている。突起110および突起受け部によって、レンズ鏡筒101に対して防振ユニット103を所定の位置に位置付けることができる。
(防振ユニット103の構成)
つぎに、防振ユニット103の構成について説明する。図3、図4、図5、図6、図7および図8は、この発明にかかる実施の形態の防振ユニット103を示す説明図である。図3、図4、図5、図6、図7および図8において、防振ユニット103は、上記の防振補正可動レンズ102aと、可動レンズ枠301と、防振ユニット外枠302と、防振ユニットカバー303と、を備えている。
可動レンズ枠301は、防振補正可動レンズ102aを保持しており、防振ユニット外枠302に対して移動可能に設けられている。防振ユニットカバー303は、防振ユニット外枠302とともに筐体104を構成する。可動レンズ枠301は、防振ユニットカバー303と防振ユニット外枠302との間に挟み込まれ、筐体104内において移動可能とされている。
可動レンズ枠301には、駆動用磁石801が設けられている。駆動用磁石801は、それぞれ長方形状をなし、長手方向が光軸を中心とする円の接線方向に一致するような状態で可動レンズ枠301に取り付けられている。また、駆動用磁石801は、防振補正可動レンズ102aにおける光軸を中心とする同心円上において、等間隔で3個設けられている。すなわち、駆動用磁石801は、可動レンズ枠301が保持する防振補正可動レンズ102aの光軸を中心とする円の中心に対して中心角が120度となるように間隔をあけた状態で設けられている。
この実施の形態においては、防振補正可動レンズ102aを3個の駆動用磁石801によって駆動する防振レンズユニット100について説明したが、駆動用磁石801の数は3個に限るものではない。駆動用磁石801の数は、たとえば、光軸に直交する面内において光軸を通り互いに直交する2つの軸上にそれぞれ1個ずつ設けた2個あるいは4個であってもよい。
防振ユニット外枠302において、駆動用磁石801に対向する位置には、それぞれ、駆動用コイル802および吸着用ヨーク401が設けられている。駆動用コイル802は、防振ユニット外枠302において可動レンズ枠301に対向する側に設けられている。吸着用ヨーク401は、駆動用磁石801と略一致する大きさの長方形状をなし、防振ユニット外枠302において可動レンズ枠301とは反対側に設けられている。上記の退避用開口部104aは、防振ユニット外枠302に設けられている。
駆動用磁石801と吸着用ヨーク401との間には、防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301とを吸着する磁力が作用している。この磁力によって、防振ユニット外枠302および可動レンズ枠301に対しては、互いに吸着する方向への付勢力が作用している。
防振ユニット外枠302を非磁性材料によって形成することにより、駆動用磁石801の磁力を吸着用ヨーク401に効率よく作用させることができる。駆動用コイル802は、防振補正可動レンズ102aにおける光軸を中心とする同心円上において、等間隔で3個設けられている。また、駆動用コイル802は、光軸方向において駆動用磁石801との間に所定の間隔をあけた状態で設けられている。
具体的には、防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301とは、光軸方向において球状体803を間に介在させた状態で対向配置されている。球状体803は、球体形状をなし、直径寸法が光軸方向における駆動用コイル802の寸法よりも小さい。球状体803は、防振補正可動レンズ102aにおける光軸を中心とする同心円上において、等間隔で3個設けられている。
防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301との間には、駆動用磁石801と吸着用ヨーク401との間に作用する磁力によって、防振ユニット外枠302および可動レンズ枠301を互いに吸着する方向への付勢力が作用している。このため、各球状体803は、防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301との間に挟持された状態とされる。
これにより、防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301とは、光軸方向において、球状体803の直径寸法に相当する空間をあけて対向している。また、これにより、可動レンズ枠301における駆動用磁石801と駆動用コイル802とは、光軸方向において、球状体803の直径寸法と光軸方向における駆動用コイル802の寸法との差分に相当する空間をあけて対向している。
球状体803は、たとえばプラスチックなどと称される高分子材料を用いて形成することができる。また、球状体803は、たとえばスチールやアルミニウムなどのような鋼製の球体によって実現してもよい。球状体803は、完全な球体形状をなすものに限らない。具体的には、球状体803は、たとえば防振ユニット外枠302および可動レンズ枠301と接触する部分がおおむね球面をなす形状であればよい。
各球状体803は、それぞれ、防振ユニット外枠302および可動レンズ枠301に各々設けられた球状体受け部804によって位置決めされている。球状体受け部804は、防振ユニット外枠302および可動レンズ枠301において、可動レンズ枠301あるいは防振ユニット外枠302側に向かって突出する環状のリブによって実現されている。
各駆動用コイル802、および、各駆動用コイル802対応する位置に取り付けられた各駆動用磁石801は、リニアモーターを構成する。可動レンズ枠301は、各球状体803が防振ユニット外枠302と可動レンズ枠301との間に挟持された状態で球状体受け部804内において転がることによって、光軸に直交する面内において防振ユニット外枠302に対して任意の方向に移動(並進運動あるいは回転運動)する。防振ユニット外枠302に対する可動レンズ枠301の並進運動および回転運動は、駆動用コイル802および駆動用磁石801がなすリニアモーターによって制御される。
防振ユニット外枠302において、各駆動用コイル802の内周側となる位置には、それぞれホール素子805が設けられている。各ホール素子805は、光軸方向において各ホール素子805と対向する駆動用磁石801の磁気を検出する。各ホール素子805からの出力は、検出した磁気の強さに応じて変化する。各ホール素子805からの出力は、位置検出アンプ(図10を参照)に入力される。位置検出アンプは、レンズユニット100における駆動制御回路の一部を構成する。
防振ユニット外枠302には、駆動用コイル802に対して電流を供給したり、ホール素子805からの出力信号をレンズユニット100における駆動制御回路に入力したりするためのフレキシブルプリント配線基板304が設けられている。フレキシブルプリント配線基板304は、フィルム状の絶縁体(ベースフィルム)の上に形成された接着層に、所定の配線パターンで導体箔を形成し、当該導体箔を絶縁体によって被覆した構造をなしている。フレキシブルプリント配線基板304については、公知の技術であるため、説明を省略する。
筐体104は、筐体104内を移動(並進運動および回転運動)する可動レンズ枠301の移動範囲に重複する位置に設けられた開口402を備えている。この開口402を設けることにより、防振ユニット103の筐体104における幅方向の寸法と、防振ユニット103の幅方向における可動レンズ枠301の移動量とを等しくすることができる。これによって、可動レンズ枠301の移動量を確保しつつ、防振ユニット103の幅方向の寸法の小型化を図ることができる。
防振ユニット103の幅方向の寸法の小型化を図ることにより、レンズ鏡筒101における開口101aを小さくすることができる。そして、開口101aを小さくすることにより、当該開口101aからレンズ鏡筒101内にゴミや埃などの異物が入り込むことを防止し、撮像用レンズ102に異物が付着することによる撮像画質の低下を防止することができる。
また、筐体104は、レンズ鏡筒101内に入射した外光を対物側から接眼側(撮像素子側)に通過させる開口305を備えている。この開口305は、防振ユニット外枠302を光軸方向に貫通する開口305aと、防振ユニットカバー303を光軸方向に貫通する開口305bと、によって実現されている。開口305aは、退避用開口部104aがなす凹形状における底面部分に位置付けられている。防振補正可動レンズ102aは、光軸方向において開口305aと開口305bとの間に位置付けられる。
レンズユニット100は、ジャイロ(図10における符号1001を参照)を備えている。具体的には、レンズユニット100は、ヨーイング運動の角速度を検出するジャイロと、ピッチング運動の角速度を検出するジャイロと、の2つのジャイロを備えている。レンズユニット100においては、2つのジャイロが検出した各角速度に基づいてレンズ鏡筒101の振動を検出する。
レンズユニット100が備えるジャイロは、具体的には、たとえば圧電振動ジャイロによって実現することができる。レンズユニット100における駆動制御回路は、ジャイロによって検出した振動に基づいて防振ユニット103における防振補正可動レンズ102aを移動させる。これにより、撮像素子に結像される画像を安定化させる。
(可動レンズ枠301の配置方向)
つぎに、可動レンズ枠301の配置方向について説明する。図9は、この発明にかかるレンズユニット100における可動レンズ枠301の配置方向を示す説明図である。図9において、可動レンズ枠301は、3つの駆動用磁石801(801a、801b、801c)のうちの1つの駆動用磁石801(801a)の長手方向が、防振ユニット103のレンズ鏡筒101に対する挿抜方向に平行となるように配置されている。
3つの駆動用磁石801(801a、801b、801c)を上記のような向きで配置することにより、これ以外の向きで配置した場合と比較して、防振ユニット103の幅方向の寸法(図9における符号L1)を、もっとも小さくすることができる。具体的には、たとえば、1つの駆動用磁石801(801a)の長手方向が、防振ユニット103の幅方向に平行となるように3つの駆動用磁石801(801a、801b、801c)を配置した場合の防振ユニット103の幅方向の寸法(図9における符号L2)は、寸法L1と比較して大きくなる。
(駆動制御回路)
つぎに、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット100が備える駆動制御回路について説明する。図10は、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット100が備える駆動制御回路を示すブロック図である。図10において、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット100が備える駆動制御回路1000は、2つのジャイロ1001(1001a、1001b)によってレンズユニット100の振動を検出する。
駆動制御回路1000は、各ジャイロ1001が出力する角速度に基づいて、レンズ位置指令信号を生成する。レンズ位置指令信号は、防振補正可動レンズ102aを移動させるべき位置を示す信号であり、当該位置を時系列で指令する。
具体的には、駆動制御回路1000は、たとえばジャイロ1001aによって検出されるヨーイング運動の角速度を時間積分し、所定の光学特性補正をおこなうことによってレンズ位置指令信号の水平方向成分Bxを生成する。また、具体的には、駆動制御回路1000は、たとえばジャイロ1001bによって検出されるピッチング運動の角速度に基づいてレンズ位置指令信号の鉛直方向成分Byを生成する。そして、生成された水平方向(X軸方向)成分Bxおよび鉛直方向(Y軸方向)成分Byに基づいて、レンズ位置指令信号を生成する。
レンズ位置指令信号は、X軸方向における移動距離BxおよびY軸方向における移動距離Byに基づいて、以下の演算によって求めることができる。下記の数式において、Ba、BbおよびBcは、それぞれ、光軸を中心とする円の接線方向において、各ホール素子805の感度中心に対して、各ホール素子805に対向する駆動用磁石801における着磁境界線の位置がどの程度ずれているかを示している。
つぎに、生成したレンズ位置指令信号に基づいて、各駆動用コイル802に対するコイル位置指令信号を生成する。コイル位置指令信号は、防振補正可動レンズ102aをレンズ位置指令信号で指定された位置へ移動させた場合における、各駆動用コイル802と当該各駆動用コイル802に対応した駆動用磁石801との位置関係を示す。生成したコイル位置指令信号は、駆動制御回路1000において駆動用コイル802ごとに設けられたコイル駆動回路1002に出力される。
コイル駆動回路1002には、各ホール素子805から出力され、位置検出アンプ1003によって増幅された信号が入力される。各ホール素子805から出力され、位置検出アンプ1003によって増幅された信号は、各駆動用コイル802に対する駆動用磁石801の移動量(駆動量)を示す。
あるいは各ホール素子805から出力され、位置検出アンプ1003によって増幅された信号は、駆動用磁石801の位置を示すものであってもよい。コイル駆動回路1002は、各コイル位置指令信号と、各位置検出アンプ1003から出力された信号との差に比例した電流を各駆動用コイル802に流す。
各駆動用コイル802に電流が流れることにより、電流に比例した磁界が発生する。この磁界により各駆動用コイル802に対応して配置された各駆動用磁石801は、それぞれ、コイル位置指令信号Ba、Bb、Bcによって指定された位置に近づく方向の駆動力を受ける。これにより、可動レンズ枠301を移動させることができる。
駆動用磁石801が、この駆動力によってコイル位置指令信号により指定された位置に到達すると、コイル位置指令信号とホール素子805からの出力信号とが一致するので駆動回路の出力はゼロとなり、駆動力もゼロになる。また、外乱あるいはコイル位置指令信号の変化などにより、各駆動用磁石801がコイル位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイル802に電流が流され、各駆動用磁石801はコイル位置指令信号によって指定された位置に戻される。
各駆動用磁石801がコイル位置指令信号によって指令された位置に到達すると、コイル位置指令信号と位置検出アンプ1003からの出力との差がなくなる。コイル位置指令信号と位置検出アンプ1003からの出力との差がなくなった場合は、各駆動用コイル802には電流が流れなくなり、駆動用磁石801に作用する駆動力はゼロになる。
駆動制御回路1000は、このようにして、各駆動用コイル802に対するコイル位置指令信号によって指令された位置に各駆動用磁石801を移動させることによって、レンズ位置指令信号によって指令された位置へ防振補正可動レンズ102aを移動させる。これにより、レンズ位置指令信号にしたがって、防振補正可動レンズ102aを時々刻々移動させることができる。これにより、たとえば撮像に際しての露光中にレンズユニット100が振動した場合にも、撮像素子に結像される画像の乱れを防止し、安定化することができる。
可動レンズ枠301を回転運動させる場合は、各コイル位置指令信号として同一の値を与える。具体的には、たとえば可動レンズ枠301を角度θ[rad]だけ時計回りに回転させるための各コイル位置指令信号Ba、BbおよびBcは、それぞれ下記の数式によって示される。下記式において、Rは、光軸を中心とする円の半径、すなわち光軸から各ホール素子805の感度中心点までの距離を示している。
上記のような制御によって各駆動用磁石801が各駆動用コイル802が同一距離接線方向に移動することにより、可動レンズ枠301は、防振補正可動レンズ102aの光軸と撮像用レンズ102の光軸が一致した状態を保持しながら、光軸を中心に回転する。以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、各駆動用磁石801を有する可動レンズ枠301に取り付けられた防振補正可動レンズ102aが、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、撮像素子に結像される像が安定化される。
図10において、データ記憶部1004は、それぞれの防振ユニット103に固有の各種データ(防振補正用のデータ)を記憶している。各種データ(防振補正用のデータ)は、レンズユニット100の振動に応じて防振補正可動レンズ102aを移動させる防振補正制御に際して用いる。データ記憶部1004は、たとえば移動量の検出感度、有効分解能、中心位置データ、最大移動量、応答性、オフセット量、倍率、補正効き量などに関するデータを各種データ(防振補正用のデータ)として記憶している。
データ記憶部1004は、電源を切った状態であってもデータが継続して記憶される、すなわち不揮発性の記憶媒体によって実現することができる。具体的には、データ記憶部1004は、たとえばEPROM、EEPROM、フラッシュメモリなどの公知の各種の記憶媒体を用いて実現することができる。
データ記憶部1004に記憶されている各種データ(防振補正用のデータ)は、たとえば、防振ユニット103ごとに、実測することによって取得することができる。また、データ記憶部1004に記憶されている各種データ(防振補正用のデータ)は、たとえば、防振ユニット103の製造ロットごとに、実測することによって取得することができる。
データ読出部1005は、レンズユニット100の振動に応じて防振補正可動レンズ102aを移動させる防振補正制御に際して、データ記憶部1004に記憶されている各種データ(防振補正用のデータ)を読み出す。データ読出部1005が読み出した各種データ(防振補正用のデータ)は、位置検出アンプ1003に入力され、各駆動用コイル802に対する駆動用磁石801の移動量(駆動量)あるいは各駆動用磁石801の位置の算出に供される。
(位置検出アンプ1003の一例)
図11は、位置検出アンプ1003の一例を示している。図11において、位置検出アンプ1003は、ホール素子805からの出力信号をA/D変換し、データ読出部1005が読み出した各種データ(防振補正用のデータ)に基づいて、各駆動用コイル802に対する駆動用磁石801の移動量(駆動量)あるいは各駆動用磁石801の位置を算出する。
具体的には、位置検出アンプ1003は、たとえばデータ読出部1005がデータ記憶部1004から読み出したオフセット量に基づいて、各駆動用磁石801のオフセット位置を算出する。各駆動用磁石801のオフセット位置の算出については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため、説明を省略する。
また、具体的には、位置検出アンプ1003は、たとえばデータ読出部1005がデータ記憶部1004から読み出した倍率に基づいて、ホール素子805の特性を補正する補正値を算出する。ホール素子805の特性を補正する補正値の算出については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため、説明を省略する。
駆動制御回路1000における位置検出アンプ1003などは、具体的には、たとえばCPUによって実現することができる。なお、位置検出アンプ1003を含め、駆動制御回路1000において実行される各種の演算処理については、公知の技術であるため説明を省略する。
図12および図13は、防振補正可動レンズ102aの効き量と防振補正可動レンズ102aの駆動特性との関係を示す説明図である。図12および図13において、防振補正可動レンズ102a(および撮像画像の補正にかかる補正レンズ)の効き量が小さい場合、防振補正可動レンズ102aの動きが微少となるように当該防振補正可動レンズ102aを駆動制御する。一方、図12および図13において、防振補正可動レンズ102a(および撮像画像の補正にかかる補正レンズ)の効き量が大きい場合、防振補正可動レンズ102aが速い動きとなるように当該防振補正可動レンズ102aを駆動制御する。
このような、レンズユニット100の振動に応じて防振補正可動レンズ102aを駆動制御する防振補正制御は、上記のようにデータ記憶部1004に記憶されている各種データ(防振補正用のデータ)に基づいておこなわれる。この実施の形態において、各種データ(防振補正用のデータ)は、レンズユニット100に組み込まれる前の防振ユニット103、すなわち防振ユニット103単体の状態においてデータ記憶部1004に記憶されている。
データ記憶部1004に記憶する各種データ(防振補正用のデータ)の取得に際しては、防振ユニット103における筐体104に対して、防振補正可動レンズ102aの位置を固定した状態とする。防振補正可動レンズ102aは、所定の固定機構を用いて、防振ユニット103における中立位置に固定する。以降、適宜、防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における中立位置に固定した状態を「ロック状態」、当該固定を解除した状態を「アンロック状態」として説明する。
(防振補正可動レンズ102aの固定機構の一例)
つぎに、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット100が備えた防振ユニット103における防振補正可動レンズ102aの固定機構の一例について説明する。図14、図15、図16および図17は、防振補正可動レンズ102aの固定機構の一例を示す説明図である。
図14、図15、図16および図17において、防振補正可動レンズ102aの固定機構(固定手段)1400は、防振ユニット103の筐体104内に設けられている。固定機構1400は、防振ユニット103における防振ユニットカバー303と、可動レンズ枠301と、の間に嵌め込まれた係止部材1401、1402、1403によって実現されている。
係止部材1401および係止部材1402は、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜方向に沿って、防振補正可動レンズ102aに対して接離するように筐体104内においてスライド可能に設けられている。
この実施の形態においては、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜方向に沿って係止部材1401および係止部材1402をスライドさせる固定機構1400について説明したが、係止部材1401および係止部材1402のスライド方向はこれに限るものではない。たとえば、係止部材1401および係止部材1402は、防振ユニット103の幅方向に沿ってスライド可能な構成としてもよい。
係止部材1401および係止部材1402は、それぞれ、上記の挿抜方向において防振補正可動レンズ102aを間にして対向する係止用腕部(係止部)1401a、1402aを備えている。各係止用腕部1401a、1402aにおいて、防振補正可動レンズ102aと対向する位置には、防振補正可動レンズ102aの外周縁に沿うような略凹形状の切り欠き部1401b、1402bが設けられている。
係止用腕部1401a、1402aにそれぞれ設けられた切り欠き部1401b、1402bは、それぞれ、防振補正可動レンズ102aを間にして対向する係止用腕部1401aおよび係止用腕部1402aから離反するほど幅が狭くなるように傾斜する傾斜部1401c、1402cを備えている。すなわち、切り欠き部1401b、1402bは、防振補正可動レンズ102aと対向する側が、切り欠き部1401b、1402bの底辺に向けて幅狭となるような傾斜部1401c、1402cを備えている。
固定機構1400においては、係止用腕部1401a、1402aが防振補正可動レンズ102aに近づく方向に係止部材1401、1402をスライドさせると、係止用腕部1401a、1402aが防振補正可動レンズ102aを挟み込むように移動し、係止用腕部1401a、1402aにおける傾斜部1401c、1402cが防振補正可動レンズ102aの外周側から当接する。
固定機構1400においては、係止部材1401、1402を図17における矢印1700Aで示す方向にスライドさせ、係止用腕部1401a、1402aによって防振補正可動レンズ102aを挟み込むことによって、防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に保持した状態、すなわちロック状態とする。
係止部材1401および係止部材1402において、傾斜部1401c、1402cは、防振補正可動レンズ102aを挟持した状態において、防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に移動させるように設けられている。これにより、防振補正可動レンズ102aを係止用腕部1401a、1402aの間に挟持するように係止部材1401、1402をスライドさせると、傾斜部1401c、1402cに当接した防振補正可動レンズ102aは、傾斜部1401c、1402cによって付勢されながら傾斜部1401c、1402cに沿って移動する。
これによって、防振補正可動レンズ102aを係止用腕部1401a、1402aの間に挟持するように係止部材1401、1402をスライドさせるだけで、防振補正可動レンズ102aが中立位置からずれた位置にある場合にも、防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に保持した状態で固定することができる。
固定機構1400がロック状態にある場合、各傾斜部1401c、1402cは、防振補正可動レンズ102aの外周縁に対して、図17において符号1701で示した4箇所の丸印の位置で当接する。防振補正可動レンズ102aの外周縁を4方向から押さえることにより、防振補正可動レンズ102aの位置を安定して固定することができる。
固定機構1400においては、係止部材1401、1402を図16における矢印1600Aで示す方向にスライドさせ、係止用腕部1401a、1402aによって挟み込まれた状態の防振補正可動レンズ102aから係止用腕部1401a、1402aを離間させることによって、防振補正可動レンズ102aが防振ユニット103の筐体104内において移動可能な状態、すなわちアンロック状態とする。
アンロック状態においては、各傾斜部1401c、1402cと防振補正可動レンズ102aの外周縁との間に、所定のクリアランス1601が形成される。可動レンズ枠301は、クリアランス1601の範囲内で移動可能とされる。係止部材1401、1402のスライド距離および切り欠き部1401b、1402bの形状は、アンロック状態における可動レンズ枠301が、上記の防振補正制御に際して十分に移動できる大きさのクリアランス1601を確保できるように設計されている。
また、固定機構1400においては、係止部材1401、1402が防振ユニット103の挿抜方向に沿ってスライドするため、係止部材1401、1402がスライドするスペースを確保するために防振ユニット103の幅方向における寸法を拡大する必要がない。これにより、防振ユニット103の幅方向における寸法の小型化(スリム化)を図ることができる。
防振ユニット103の幅方向の寸法の小型化(スリム化)を図ることにより、レンズ鏡筒101における開口101aを小さくすることができる。そして、開口101aを小さくすることにより、当該開口101aからレンズ鏡筒101内にゴミや埃などの異物が入り込むことを防止し、撮像用レンズ102に異物が付着することによる撮像画質の低下を防止することができる。
固定機構1400において、係止部材1401、1402を防振ユニット103の幅方向沿ってスライド可能な構成とした場合は、係止部材1401、1402がスライドするスペースを確保するために防振ユニット103の挿抜方向における寸法を拡大する必要がない。これにより、防振ユニット103の挿抜方向における寸法の小型化を図ることができる。
固定機構1400における係止部材(作動手段)1403は、係止部材1401および係止部材1402に連結されており、係止部材1401と係止部材1402とを連動させる。係止部材1403は、支点1403bを中心として回動可能に設けられている。係止部材1403は、支点1403bを中心として、ロック状態からアンロック状態に変化する場合は図16における矢印1600Bで示す方向に回動する。また、係止部材1403は、支点1403bを中心として、アンロック状態からロック状態に変化する場合は図17における矢印1700Bで示す方向に回動する。係止部材1401および係止部材1402は、支点1403bを中心とする係止部材1403の回動にともなって、防振ユニット103の挿抜方向に沿ってスライドする。
係止部材1403は、筐体104の外部に突出する操作受付部1403aを備えている。操作受付部1403aを設けることにより、筐体104の外側から係止部材1403を回動させ、係止部材1401と係止部材1402とを連動させることができ、防振補正可動レンズ102aのロック状態とアンロック状態(フリー状態)とを容易に切り替えることができる。
操作受付部1403aを回動させて防振補正可動レンズ102aをロック状態又はアンロック状態を確実に維持させるためには、ロック状態又はアンロック状態となる係止部材1403の回動可能範囲の両端付近において係止部材1403の回転位置が保持されるように、図示しないが、例えば、操作受付部1403aが筐体104の外部に貫通する302と303との間に形成された貫通口に操作受付部1403aが配置される側に突出する突起部を形成しておき、係止部材1403の回動可能範囲の両端付近において操作受付部1403aが突起部に係合して貫通口に嵌合されて係止されるようにすればよい。但し、これは一例であって、防振補正可動レンズ102aをロック状態又はアンロック状態を確実に維持させることでできればこれに限るものではない。
操作受付部1403aは、防振ユニット103をレンズ鏡筒101に装着した状態において、筐体104およびレンズ鏡筒101の外部に突出する。これにより、係止部材1403は、駆動回路等を用いずに手動操作により、防振ユニット103単独の状態および防振ユニット103をレンズ鏡筒101に装着した状態、のいずれの状態においても係止部材1403を回動させ、係止部材1401と係止部材1402とを連動させることができる。
各種データ(防振補正用のデータ)の取得に際しては、たとえば各種データ(防振補正用のデータ)の取得作業をおこなう作業者が、操作受付部1403aを手で把持した状態で係止部材1403を回動させ、防振補正可動レンズ102aをロック状態とする。そして、防振補正可動レンズ102aの位置が固定され、防振ユニット103の性能が安定した状態で各種データ(防振補正用のデータ)の取得にかかる各種の測定をおこなう。
このように、固定機構1400においては、電力を消費することなく、防振補正可動レンズ102aのロック状態とアンロック状態とを切り替えることができる。これにより、防振補正可動レンズ102aを中立位置に位置付けるために、防振ユニット103をレンズ鏡筒101に装着したり、あるいは防振ユニット103に通電するための回路を用いたりすることなく、防振ユニット103の各種データ(防振補正用のデータ)を取得することができる。
また、防振補正可動レンズ102aがレンズ鏡筒101に対して挿抜可能な防振ユニット103に収容される構成の場合であって、その防振ユニット103がレンズ鏡筒101に挿し込まれていない単体の状態においても、駆動回路等を用いることなく手動操作によって防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に保持した状態で固定することができる。
固定機構1400においては、係止部材1403を回動させるための所定のアクチュエーターを操作受付部1403aに連結することにより、防振補正可動レンズ102aのロック状態とアンロック状態との切り替えを電動化することができる。
(防振補正可動レンズ102aの固定機構の別の一例)
つぎに、この発明にかかる実施の形態のレンズユニット100が備えた防振ユニット103における防振補正可動レンズ102aの固定機構の別の一例について説明する。図18、図19および図20は、防振補正可動レンズ102aの固定機構の別の一例を示す説明図である。
図18、図19および図20において、防振補正可動レンズ102aの固定機構は、防振ユニット103の筐体104に対して取り外し可能に取り付けられる係止部材1801によって実現することができる。係止部材1801は、内径寸法が防振補正可動レンズ102aの外形寸法と同等であって、外形寸法が防振ユニットカバー303に設けられた開口305bの内径寸法と同等とされた環形状からなる。
防振ユニット103は、防振補正可動レンズ102aの外周縁と開口305bの内周との間に係止部材1801を嵌め込んだ状態においてロック状態とされる。また、防振ユニット103は、防振補正可動レンズ102aの外周縁と開口305bの内周との間から係止部材1801を取り外した状態においてアンロック状態とされる。
開口305bには、係止部材1801の取り外しに用いる、係止部材取り外し用切欠1802が設けられている。係止部材取り外し用切欠1802は、開口305bに連続し、開口305bを間にして防振ユニット103の挿抜方向に沿って対向するように設けられている。
係止部材1801によってロック状態とされた防振ユニット103をアンロック状態とする場合は、係止部材取り外し用切欠1802にピンセットなどを挿入し、係止部材1801を摘むようにして取り外すことができる。あるいは係止部材1801によってロック状態とされた防振ユニット103をアンロック状態とする場合は、係止部材取り外し用切欠1802に、先端が細くなった棒状部材を挿入し、係止部材1801を掻き出すようにして取り外すことができる。これによって、係止部材1801を用いた、防振ユニット103におけるロック状態とアンロック状態との切り替えを容易におこなうことができる。
以上説明したように、この実施の形態の像振れ防止装置の一例としての防振ユニット103は、光学系の一例としての複数の撮像用レンズ102の一部を構成し、光軸方向と直交する方向(挿抜方向)に沿って移動可能な防振補正可動レンズ102aと、防振補正可動レンズ102aを光学系の光軸と略一致する中立位置に固定する固定手段の一例としての固定機構1400と、固定機構1400によって防振補正可動レンズ102aを固定したロック状態と当該固定を解除したアンロック状態とを切り替える作動手段の一例としての係止部材1403と、を備え、固定機構1400が、防振補正可動レンズ102aを間にして挿抜方向に沿ってスライド可能に配置された係止部の一例としての係止用腕部1401a、1402aを備えた2枚の係止部材1401、1402であって、係止部材1403が、係止用腕部1401a、1402aの間に防振補正可動レンズ102aを挟んで2枚の係止部材1401、1402を互いに接離方向に移動させることによりロック状態とアンロック状態とを切り替えることを特徴としている。
この実施の形態によれば、通電による電力の消費をともなうことなく、簡易な構成によって、防振補正可動レンズ102aを容易に防振ユニット103における機構上の中立位置に保持することができる。また、この実施の形態によれば、防振ユニット103の外部から防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に保持することができる。
また、この実施の形態によれば、防振ユニット103の筐体104に退避用開口部104aが設けられているため、撮像用レンズ102bあるいは撮像用レンズ102bを保持するレンズ枠の少なくとも一部を、退避用開口部104aに入り込ませ、光軸方向において撮像用レンズ102bと防振ユニット103とを一部重複させることができる。これによって、レンズユニット100の小型化を図ることができる。
また、この実施の形態の防振ユニット103は、係止用腕部1401a、1402aが、防振補正可動レンズ102aと対向する側に当該防振補正可動レンズ102aから離反する方向に凹み、防振補正可動レンズ102a側ほど拡開するように挿抜方向に対して傾斜した状態で防振補正可動レンズ102aに当接する傾斜部1401c、1402cを有する切り欠き部1401b、1402bを備えたことを特徴としている。
この実施の形態によれば、防振補正可動レンズ102aが中立位置からずれた位置にある場合にも、防振補正可動レンズ102aを係止用腕部1401a、1402aの間に挟持するように係止部材1401、1402をスライドさせるだけで、防振補正可動レンズ102aを防振ユニット103における機構上の中立位置に保持することができる。
また、この実施の形態の防振ユニット103は、係止用腕部1401a、1402aが、防振補正可動レンズ102aと、防振ユニット外枠302と、係止部材1401、1402と、係止部材1403とを収容する筐体104を備えたことを特徴とする。
この実施の形態によれば、係止用腕部1401a、1402aが、防振補正可動レンズ102aと、防振ユニット外枠302と、係止部材1401、1402と、係止部材1403とを筐体104内に収容したユニット構成とすることにより、防振ユニット103の取り扱い性の向上を図り、レンズ鏡筒101に対して防振ユニット103を容易に挿抜することができる。
また、この実施の形態の防振ユニット103は、係止部材1403が、複数の撮像用レンズ102を備えたレンズ鏡筒101の外部に突出して設けられ、手動操作によりロック状態とアンロック状態とを切り替え可能な操作受付部1403aを備えていることを特徴としている。この実施の形態によれば、筐体104およびレンズ鏡筒101の外部から操作受付部1403aを手動操作することによって、駆動回路などを用いることなく、係止部材1403を回動させ、係止部材1401と係止部材1402とを連動させることができる。
また、この実施の形態のレンズ装置の一例としてのレンズユニット100は、光学系を備えたレンズ鏡筒101と、レンズ鏡筒101に対して光軸方向と直交する方向に沿って挿抜可能な防振ユニット103と、を備えたことを特徴としている。
この実施の形態によれば、レンズ鏡筒101に対する防振ユニット103の挿抜を可能とすることにより、レンズユニット100における防振ユニット103のみを交換することができる。これによって、たとえばレンズユニット100に対して要求される特性(性能)や劣化による防振ユニット103の性能低下などが生じた場合に、適宜、防振ユニット103の交換をおこなうことにより、レンズユニット100に対する要求性能を容易に維持することができる。
これにより、レンズユニット100における防振ユニット103以外の部品を共通化しつつ、個々のレンズユニット100に対する要求性能を容易に満たすことができるので、レンズユニット100の品質確保および製造コストの低減を図ることができる。
また、この実施の形態の撮像装置は、レンズユニット100と、当該レンズユニット100を通過した光が入射する撮像素子と、を備えたことを特徴としている。この実施の形態によれば、撮像装置ごとに、要求性能や品質が確保され、かつ、製造コストの低減を図ったレンズユニット100を用いることができる。これによって、要求性能や品質が確保され、かつ、製造コストの低減を図った撮像装置を提供することができる。