JP2011133777A - Image blur correcting device and imaging unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルカメラのレンズ鏡筒やシャッタユニット等に搭載される像振れ補正装置、この像振れ補正装置を備えた撮像ユニットに関し、特に、携帯電話機等の携帯情報端末機に搭載されるカメラユニットに適用される小型で薄型の像振れ補正装置及び撮像ユニットに関する。
BACKGROUND OF THE
従来の像振れ補正装置としては、中央に開口部を有する略矩形状のベースと、ベースの前面に設けられた第1案内軸と、第1案内軸に沿って往復動自在に支持された第1可動部材と、第1案内軸と90度の方向に方向付けられて第1可動部材の前面に設けられた第2案内軸と、第2案内軸に沿って往復動自在に支持されかつレンズを保持する第2可動部材と、第1可動部材及び第2可動部材を一緒に第1案内軸の方向に往復動させる第1駆動装置と、第2可動部材を第2案内軸の方向に往復動させる第2駆動装置を備え、第1駆動装置及び第2駆動装置として、コイル及び磁石を含むボイスコイルモータを採用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この装置においては、第1可動部材と第2可動部材が光軸方向に配列された二段構成となっているため、光軸方向において装置の大型化を招く。また、第2駆動装置は第2可動部材だけを駆動するものの、第1駆動装置は第1可動部材だけでなく第2可動部材及び第2案内軸も一緒に駆動する必要があるため、第1可動部材だけを駆動する場合に比べてより大きな駆動力を発生しなければならず、第1駆動装置の大型化を招く。さらに、第1駆動装置の駆動負荷と第2駆動装置の駆動負荷が異なるため、レンズを光軸に垂直な平面内で位置決めするための駆動制御が容易ではない。
As a conventional image blur correction device, a substantially rectangular base having an opening in the center, a first guide shaft provided on the front surface of the base, and a first guide shaft supported reciprocally along the first guide shaft. A first movable member, a second guide shaft oriented in the direction of 90 degrees with respect to the first guide shaft and provided on the front surface of the first movable member; a lens which is supported so as to reciprocate along the second guide shaft; A second movable member that holds the first movable member, a first drive device that reciprocates the first movable member and the second movable member together in the direction of the first guide shaft, and a second movable member that reciprocates in the direction of the second guide shaft. 2. Description of the Related Art There is known a device that includes a second drive device to be moved, and employs a voice coil motor including a coil and a magnet as the first drive device and the second drive device (see, for example, Patent Document 1).
However, this apparatus has a two-stage configuration in which the first movable member and the second movable member are arranged in the optical axis direction, which leads to an increase in the size of the apparatus in the optical axis direction. Further, although the second driving device drives only the second movable member, the first driving device needs to drive not only the first movable member but also the second movable member and the second guide shaft together. Compared with the case where only the movable member is driven, a larger driving force must be generated, leading to an increase in the size of the first driving device. Furthermore, since the driving load of the first driving device and the driving load of the second driving device are different, driving control for positioning the lens in a plane perpendicular to the optical axis is not easy.
また、他の像振れ補正装置としては、開口部を有する略矩形状のベースと、ベースの前面四隅に植設されて光軸方向に伸長する4本の弾性支持部材(ワイヤ)と、4本の弾性支持部材の先端が連結されてレンズを保持する可動部材と、可動部材に設けられた第1磁石及び第1ヨークと、可動部材に設けられた第2磁石及び第2ヨークと、ベースとは異なる他の部材に固定されて可動部材の前方に配置され第1コイル及び第2コイルを保持する略矩形状の固定枠とを備え、第1磁石及び第1ヨーク並びに第1コイルにより第1駆動手段を構成し、第2磁石及び第2ヨーク並びに第2コイルにより第2駆動手段を構成し、第1駆動手段により可動部材を光軸に垂直な第1方向に駆動し、第2駆動手段により可動部材を光軸及び第1方向に垂直な第2方向に駆動するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
しかしながら、この装置においては、可動部材が、光軸方向に伸長する4本の弾性支持部材(ワイヤ)を用いてベースに支持され、さらに可動部材の前方において他の部材によりコイルを保持する固定枠が支持されているため、光軸方向において装置の大型化を招くと共に、4本の弾性支持部材の連結部がリンク状ではなくリジッドに連結されているため、可動部材(レンズ)が光軸に垂直な平面方向に移動させられるだけでなく光軸に対して傾斜する虞があり、又、弾性支持部材(ワイヤ)の経時変化により所望の復帰特性が得られなくなる虞がある。また、ベースと可動部材は連結されていても、コイルを保持する固定枠は一体的に連結されていないため、像振れ補正装置としてモジュール化することができず、取り扱いが不便であると共に、一つの部材(例えばベース)を基準として、可動部材の第1磁石及び第2磁石と固定枠の第1コイル及び第2コイルをそれぞれ位置合わせすることができず、装置の組付け作業が面倒である。
As another image blur correction apparatus, a substantially rectangular base having an opening, four elastic support members (wires) that are implanted in the four front corners of the base and extend in the optical axis direction, and four A movable member that holds the lens by connecting the tip of the elastic support member, a first magnet and a first yoke provided on the movable member, a second magnet and a second yoke provided on the movable member, and a base Includes a substantially rectangular fixed frame that is fixed to another different member and is disposed in front of the movable member and holds the first coil and the second coil. The first magnet, the first yoke, and the first coil are the first ones. The driving means is constituted, the second magnet, the second yoke, and the second coil constitute second driving means, the first driving means drives the movable member in the first direction perpendicular to the optical axis, and the second driving means To move the movable member perpendicular to the optical axis and the first direction. Those to be driven in the direction is known (e.g., refer to
However, in this apparatus, the movable member is supported by the base using four elastic support members (wires) extending in the optical axis direction, and further, a fixed frame that holds the coil by another member in front of the movable member. This increases the size of the device in the optical axis direction, and the connecting portions of the four elastic support members are not rigidly linked but are rigidly connected, so that the movable member (lens) is connected to the optical axis. In addition to being moved in the vertical plane direction, there is a risk of tilting with respect to the optical axis, and there is a risk that desired return characteristics may not be obtained due to the aging of the elastic support member (wire). Even if the base and the movable member are connected, the fixed frame for holding the coil is not integrally connected. Therefore, it cannot be modularized as an image blur correction device, and is inconvenient to handle. The first and second magnets of the movable member and the first and second coils of the fixed frame cannot be aligned with respect to one member (for example, the base), and the assembly work of the apparatus is troublesome. .
また、他の像振れ補正装置としては、ベースと、レンズを保持した可動部材と、可動部材をベースに対して移動自在に支持する支持機構として3つのボール及びコイルスプリングと、可動部材を光軸に垂直な方向に駆動する駆動手段(駆動用磁石、コイル、ヨーク)と、可動部材の位置を検出するための位置検出手段(磁石、ホール素子)を備えたものが知られている(例えば、特許文献4参照)。
この装置においては、可動部材とベースの間に3つの転動するボールを介在させているため、光軸方向において装置を薄型化することはできるものの、可動部材が3つのボールに接触して常時支持されるようにコイルスプリングにより付勢力を及ぼしており、コイルスプリングの付勢力は可動部材を駆動する際に抵抗力すなわち駆動負荷として作用するため、駆動手段としては、コイルスプリングの付勢力に対抗し得るだけの駆動力を発生させる必要があり、又、コイルスプリングを掛止させる作業が面倒であり、全体の組付け作業が容易ではない。
As another image blur correction apparatus, a base, a movable member holding a lens, three balls and a coil spring as a support mechanism for supporting the movable member with respect to the base, and an optical axis There are known driving means (driving magnet, coil, yoke) for driving in a direction perpendicular to the head and position detecting means (magnet, Hall element) for detecting the position of the movable member (for example, (See Patent Document 4).
In this apparatus, since three rolling balls are interposed between the movable member and the base, the apparatus can be thinned in the optical axis direction, but the movable member is always in contact with the three balls. The urging force is exerted by the coil spring so as to be supported, and the urging force of the coil spring acts as a resistance force, that is, a driving load when driving the movable member, so that the driving means counters the urging force of the coil spring. It is necessary to generate a driving force as much as possible, and the operation of hooking the coil spring is troublesome, and the entire assembly operation is not easy.
さらに、他の像振れ補正装置としては、ベースと、レンズを保持する可動部材と、可動部材を光軸に垂直な二方向に駆動する第1駆動手段(磁石、コイル、ヨーク)及び第2駆動手段(磁石、コイル、ヨーク)と、コイルに通電しない非通電状態(休止状態)において、可動部材を中心位置に復帰させる(センタリングする)ための2つのアシストバネ等を備えたものが知られている(例えば、特許文献5参照)。
この装置においては、可動部材を中心位置に復帰させる復帰手段として、アシストバネを採用しているため、アシストバネの配設スペースが必要になり、装置の大型化等を招き、又、アシストバネを掛止させる作業が面倒であり、全体の組付け作業が容易ではない。
Further, as another image blur correction device, a base, a movable member that holds a lens, a first drive unit (magnet, coil, yoke) and a second drive for driving the movable member in two directions perpendicular to the optical axis. There are known means (magnet, coil, yoke) and two assist springs for returning the movable member to the center position (centering) in the non-energized state (resting state) in which the coil is not energized. (For example, see Patent Document 5).
In this apparatus, an assist spring is used as a return means for returning the movable member to the center position. Therefore, an installation space for the assist spring is required, resulting in an increase in the size of the apparatus. The work of hanging is troublesome, and the whole assembly work is not easy.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、レンズの光軸方向及び光軸方向に垂直な方向における装置の小型化及び薄型化、組付け作業の簡素化及び容易化等を図りつつ、携帯電話機等のカメラユニットに搭載することができ、手振れ等による像振れを高精度に補正することができ、又、休止状態において補正用のレンズを所定の休止位置に自動的に復帰させる(センタリングする)ことが可能な像振れ補正装置及びこの像振れ補正装置を備えた撮像ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to simplify the structure and reduce the size and thickness of the device in the optical axis direction of the lens and in the direction perpendicular to the optical axis direction. It can be mounted on a camera unit such as a mobile phone while simplifying and facilitating the assembly work, and it can correct image shake due to camera shake with high accuracy, and can also be used for correction in a resting state. It is an object of the present invention to provide an image shake correction apparatus capable of automatically returning (centering) the lens to a predetermined rest position, and an imaging unit including the image shake correction apparatus.
本発明の像振れ補正装置は、開口部を有するベースと、レンズを保持する可動保持部材と、可動保持部材をレンズの光軸に垂直な平面内で移動自在に支持する支持機構と、可動保持部材を上記平面内で駆動する駆動手段と、可動保持部材の位置を検出する位置検出手段と、休止状態において可動保持部材を所定の休止位置に復帰させる復帰手段とを備えた像振れ補正装置であって、上記駆動手段は、ベース及び可動保持部材の一方に固定されたコイルと、コイルに対向する位置においてベース及び可動保持部材の他方に固定された駆動磁石とを含み、上記復帰手段は、駆動磁石と対向して休止位置に復帰させる磁力を発生するべくベース及び可動保持部材の一方に固定された復帰磁石を含み、上記位置検出手段は、駆動磁石と対向する位置においてベース及び可動保持部材の一方に固定された磁気センサを含み、上記支持機構は、ベース及び可動保持部材の一方に設けられた少なくとも3つの凹部と、少なくとも3つの凹部に突出した状態で転動自在に配置された少なくとも3つの球体と、ベース及び可動保持部材の他方に設けられて少なくとも3つの球体に当接する少なくとも3つの当接面とを含む、ことを特徴としている。 An image shake correction apparatus according to the present invention includes a base having an opening, a movable holding member that holds a lens, a support mechanism that supports the movable holding member in a plane perpendicular to the optical axis of the lens, and a movable holding An image shake correction apparatus comprising: a drive unit that drives a member in the plane; a position detection unit that detects a position of the movable holding member; and a return unit that returns the movable holding member to a predetermined pause position in a pause state. The driving means includes a coil fixed to one of the base and the movable holding member, and a driving magnet fixed to the other of the base and the movable holding member at a position facing the coil, and the return means includes: A return magnet fixed to one of the base and the movable holding member so as to generate a magnetic force that opposes the drive magnet and returns to the rest position, and the position detecting means is located at a position facing the drive magnet. The support mechanism includes a magnetic sensor fixed to one of the base and the movable holding member, and the support mechanism rolls in a state of projecting into at least three concave portions provided in one of the base and the movable holding member. It includes at least three spheres that are freely arranged, and at least three abutment surfaces that are provided on the other of the base and the movable holding member and abut against the at least three spheres.
この構成によれば、可動保持部材は、支持機構としての凹部に配置された球体と当接面との関係により移動自在に支持された状態で、コイルへの通電により駆動磁石と協働して生じる駆動力により、ベースに対して光軸に垂直な平面内で二次元的に移動させられ、手振れ等による像振れを高精度に補正することができる。
ここで、球体が凹部に配置され当接面が当接するように、可動保持部材がベースに対向して配置されると、ベース及び可動保持部材の一方に固定された復帰磁石と他方に固定された駆動磁石とが互いに磁気的吸引力を及ぼすため、従来のような付勢力を及ぼすバネを用いることなく、可動保持部材をベースに対して移動自在に組み込むことができる。
また、復帰磁石と駆動磁石との間において磁気的吸引作用が得られ、可動保持部材(レンズ)は、所定の休止位置に自動的に復帰(例えば、センタリング)させられて安定して保持される。したがって、駆動時にイニシャライズ等の駆動制御が不要であり、又、休止状態において可動保持部材のガタツキ等を防止することができる。このように、駆動手段の駆動磁石を、復帰磁石と磁気的に相互作用させる磁石として兼用するため、構造の簡素化、装置の小型化等を達成することができる。
According to this configuration, the movable holding member cooperates with the drive magnet by energizing the coil in a state in which the movable holding member is movably supported by the relationship between the spherical body arranged in the concave portion serving as a support mechanism and the contact surface. The generated driving force can be two-dimensionally moved in a plane perpendicular to the optical axis with respect to the base, and image blur due to camera shake or the like can be corrected with high accuracy.
Here, when the movable holding member is arranged so as to face the base so that the spherical body is arranged in the concave portion and the contact surface comes into contact, the return magnet fixed to one of the base and the movable holding member is fixed to the other. Since the drive magnets exert a magnetic attractive force on each other, the movable holding member can be incorporated in a movable manner with respect to the base without using a conventional spring that exerts an urging force.
Further, a magnetic attraction action is obtained between the return magnet and the drive magnet, and the movable holding member (lens) is automatically returned (for example, centered) to a predetermined rest position and stably held. . Therefore, drive control such as initialization is not required during driving, and rattling of the movable holding member can be prevented in the resting state. Thus, since the drive magnet of the drive means is also used as a magnet that magnetically interacts with the return magnet, the structure can be simplified, the apparatus can be downsized, and the like.
上記構成において、可動保持部材は、外周を部分的に切断したレンズを嵌合させて保持する保持部と、保持部を挟んで両側に延出する2つの延出部と、少なくとも3つの当接面とを有し、ベースは、保持部と対向する領域に形成された開口部,少なくとも3つの当接面と対向する領域に形成された少なくとも3つの凹部,及び可動保持部材の周りを取り囲むように形成された外周壁を画定するケース状ベースと、ケース状ベースに球体及び可動保持部材を収容した状態で可動保持部材が光軸方向に離脱するのを規制するべくケース状ベースに着脱自在に結合されるカバー状ベースとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、装置の組付けに際して、ケース状ベースの凹部に球体を嵌め込み、その上から当接面を球体に当接させるようにして可動保持部材をケース状ベースに嵌め込み、さらにその上からカバー状ベースを取り付けることで、装置の組付け作業を簡単な手順にて容易に行うことができ、又、光軸方向において装置を薄型化でき、さらに、光軸に垂直な方向でかつ可動保持部材の長手方向に垂直な方向において装置を幅狭化及び小型化することができる。また、復帰磁石と駆動磁石との磁気的吸引力の他に、カバー状ベースを設けたことにより、可動保持部材をベースに対して移動自在に支持すると共に、外部から衝撃力等を受けた場合でも可動保持部材がベースから光軸方向に離脱するのを確実に防止することができる。さらに、可動保持部材及び球体をケース状ベースに収容しその上からカバー状ベースを結合することにより、装置を取り扱いに便利なモジュール品として提供することができる。
In the above configuration, the movable holding member includes a holding portion that holds a lens whose outer periphery is partially cut and fits, two extending portions that extend on both sides of the holding portion, and at least three abutments And the base surrounds an opening formed in a region facing the holding portion, at least three recesses formed in a region facing the at least three contact surfaces, and the movable holding member. A case-like base that defines the outer peripheral wall formed in the case, and the case-like base is detachable from the case-like base so as to restrict the movable holding member from separating in the direction of the optical axis while the sphere and the movable holding member are accommodated in the case-like base. A configuration including a cover-like base to be joined can be employed.
According to this configuration, when assembling the device, the sphere is fitted into the recess of the case-like base, and the movable holding member is fitted into the case-like base so that the abutting surface comes into contact with the sphere from above. By attaching a cover-like base, the assembly work of the device can be easily performed with a simple procedure, the device can be thinned in the optical axis direction, and can be moved in a direction perpendicular to the optical axis. The width and size of the device can be reduced in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the holding member. In addition to the magnetic attraction force of the return magnet and the drive magnet, a cover-like base is provided so that the movable holding member is movably supported with respect to the base and receives impact force from the outside. However, it is possible to reliably prevent the movable holding member from being detached from the base in the optical axis direction. Furthermore, by accommodating the movable holding member and the sphere in the case-like base and connecting the cover-like base from above, the apparatus can be provided as a module product convenient for handling.
上記構成において、駆動手段は、上記平面(レンズの光軸に垂直な平面)内の第1方向に駆動する第1駆動機構と、上記平面内の第2方向に駆動する第2駆動機構を含み、コイルは、第1駆動機構に含まれる第1コイルと、第2駆動機構に含まれる第2コイルを含み、駆動磁石は、第1駆動機構に含まれ第1コイルと対向する第1駆動磁石と、第2駆動機構に含まれ第2コイルと対向する第2駆動磁石を含み、復帰磁石は、第1駆動磁石と対向する第1復帰磁石と、第2駆動磁石と対向する第2復帰磁石を含み、磁気センサは、第1駆動磁石と対向する第1磁気センサと、第2駆動磁石と対向する第2磁気センサを含み、第1駆動機構は、可動保持部材を上記平面内でかつその長手方向に垂直な方向に駆動するものであり、第1駆動磁石は、可動保持部材において、保持部を挟んで2つの延出部にそれぞれ配置された2つの駆動磁石からなり、第1コイルは、ケース状ベースにおいて、第1駆動磁石の2つの駆動磁石にそれぞれ対向するように配置された2つのコイルからなり、第1復帰磁石は、ケース状ベースにおいて、第1駆動磁石の2つの駆動磁石にそれぞれ対向するように配置された2つの復帰磁石からなり、第1磁気センサは、カバー状ベースにおいて、第1駆動磁石の2つの駆動磁石の少なくとも一方と対向するように配置された少なくとも1つの磁気センサからなる、構成を採用することができる。 In the above configuration, the drive means includes a first drive mechanism that drives in a first direction in the plane (a plane perpendicular to the optical axis of the lens), and a second drive mechanism that drives in a second direction in the plane. The coil includes a first coil included in the first drive mechanism and a second coil included in the second drive mechanism, and the drive magnet is included in the first drive mechanism and faces the first coil. And a second drive magnet that is included in the second drive mechanism and faces the second coil, and the return magnet includes a first return magnet that faces the first drive magnet, and a second return magnet that faces the second drive magnet. The magnetic sensor includes a first magnetic sensor facing the first drive magnet and a second magnetic sensor facing the second drive magnet, and the first drive mechanism moves the movable holding member within the plane and its The first drive magnet is driven in a direction perpendicular to the longitudinal direction. The dynamic holding member is composed of two drive magnets respectively disposed on the two extending portions across the holding portion, and the first coil faces the two drive magnets of the first drive magnet on the case-like base, respectively. The first return magnet is composed of two return magnets arranged so as to face the two drive magnets of the first drive magnet in the case-like base, respectively. The sensor may employ a configuration including at least one magnetic sensor disposed on the cover-like base so as to face at least one of the two drive magnets of the first drive magnet.
この構成によれば、第1駆動機構(第1駆動磁石、第1コイル)と第2駆動機構(第2駆動磁石、第2コイル)により可動保持部材を光軸に垂直な平面内で移動させることができ、又、第1復帰磁石と第1駆動磁石との磁気的吸引作用及び第2復帰磁石と第2駆動磁石との磁気的吸引作用により、可動保持部材を所定の休止位置に復帰させて位置決めし保持することができる。
また、可動保持部材をその長手方向に垂直な第1方向に駆動する第1駆動機構が、可動保持部材の長手方向の両側に配置された2つの駆動磁石及びこの2つの駆動磁石に対応する2つのコイルからなるため、第1方向に駆動力を発生する際に、可動保持部材の長手方向の両側にそれぞれ駆動力が生じ、可動保持部材を回転させるような回転モーメントの発生を防止することができ、可動保持部材を簡単な構成にて高精度に駆動することができる。尚、第1磁気センサは少なくとも一方の駆動磁石と対向するように配置されれば十分であるが、2つの駆動磁石のそれぞれに対向するように配置された2つの磁気センサを採用することで、可動保持部材(レンズ)の位置をより高精度に駆動することができる。
According to this configuration, the movable holding member is moved in a plane perpendicular to the optical axis by the first drive mechanism (first drive magnet, first coil) and the second drive mechanism (second drive magnet, second coil). The movable holding member is returned to a predetermined rest position by the magnetic attraction action of the first return magnet and the first drive magnet and the magnetic attraction action of the second return magnet and the second drive magnet. Can be positioned and held.
Further, the first drive mechanism for driving the movable holding member in the first direction perpendicular to the longitudinal direction thereof includes two drive magnets arranged on both sides of the movable holding member in the longitudinal direction, and 2 corresponding to the two drive magnets. Since it consists of two coils, when generating a driving force in the first direction, the driving force is generated on both sides in the longitudinal direction of the movable holding member, and it is possible to prevent the generation of a rotating moment that rotates the movable holding member. The movable holding member can be driven with high accuracy with a simple configuration. It is sufficient that the first magnetic sensor is arranged so as to face at least one of the drive magnets, but by adopting two magnetic sensors arranged so as to face each of the two drive magnets, The position of the movable holding member (lens) can be driven with higher accuracy.
上記第1駆動磁石が2つの駆動磁石からなる構成において、少なくとも3つの球体のうちの少なくとも2つの球体は、可動保持部材の保持部を挟んで一方側の延出部と他方側の延出部にそれぞれ対向する領域に配置され、少なくとも3つの凹部のうちの少なくとも2つの凹部は、上記少なくとも2つの球体に対応する位置に配置され、少なくとも3つの当接面のうちの少なくとも2つの当接面は、上記少なくとも2つの球体に対応する位置に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、可動保持部材をその長手方向において偏りなく均等に支持することができ、それ故に、可動保持部材を円滑かつ高精度に駆動して所望の位置に位置決めすることができる。
In the configuration in which the first drive magnet is composed of two drive magnets, at least two of the at least three spheres have an extension portion on one side and an extension portion on the other side across the holding portion of the movable holding member. And at least two of the at least three recesses are arranged at positions corresponding to the at least two spheres, and at least two of the at least three contact surfaces. Can be configured to be arranged at positions corresponding to the at least two spheres.
According to this configuration, the movable holding member can be evenly supported without deviation in the longitudinal direction, and therefore, the movable holding member can be driven smoothly and with high accuracy to be positioned at a desired position.
また、本発明の撮像レンズユニットは、上記構成をなす像振れ補正装置と、撮像用の複数のレンズと、撮像素子と、筐体とを含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、撮像用の複数のレンズが光軸方向に配置された構成において、上記の像振れ補正装置を含むことで、可動保持部材に保持される補正用のレンズが適宜駆動されて、手振れ等による像振れを円滑にかつ高精度に補正することができる。
すなわち、撮像用の複数のレンズ、撮像素子、筐体に加えて、上記の像振れ補正機能を追加した撮像ユニットを提供することができる。
Further, an imaging lens unit of the present invention is characterized by including an image shake correction device having the above-described configuration, a plurality of imaging lenses, an imaging element, and a housing.
According to this configuration, in the configuration in which the plurality of imaging lenses are arranged in the optical axis direction, the correction lens held by the movable holding member is appropriately driven by including the image blur correction device. Thus, image blur due to camera shake or the like can be corrected smoothly and with high accuracy.
That is, it is possible to provide an imaging unit to which the above-described image blur correction function is added in addition to a plurality of lenses for imaging, an imaging element, and a housing.
上記構成をなす像振れ補正装置によれば、構造の簡素化、レンズの光軸方向及び光軸方向に垂直な方向における装置の小型化及び薄型化、組付け作業の簡素化及び容易化等を達成しつつ、携帯電話機等のカメラユニットに搭載することができ、手振れ等による像振れを高精度に補正することができ、又、休止状態において補正用のレンズを所定の休止位置に自動的に復帰させる(センタリングする)ことが可能な像振れ補正装置を得ることができ、又、この像振れ補正装置を備えた撮像ユニットを得ることができる。 According to the image shake correcting apparatus having the above-described configuration, the structure is simplified, the apparatus is downsized and thinned in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis direction, the assembling work is simplified and facilitated, and the like. It can be mounted on a camera unit such as a mobile phone while achieving it, and image blur due to camera shake can be corrected with high accuracy, and the correction lens is automatically set to a predetermined pause position in the pause state. An image blur correction device that can be returned (centered) can be obtained, and an imaging unit including the image blur correction device can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この像振れ補正装置を組み込んだカメラユニットUは、図1に示すように、扁平で小型の携帯情報端末機PHに搭載されている。携帯情報端末機PHは、略矩形で扁平な輪郭をなす筐体PH1、筐体PH1の表面に配置された種々の情報を表示する液晶パネル等の表示部PH2及び操作ボタンPH3、表示部PH2の反対側の表面に形成された撮影窓PH4等を備えている。そして、カメラユニットUは、図1に示すように、撮影窓PH4から進入する被写体光の光軸L1に対して垂直な方向に延在するように筐体PH1の内部に収容されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the camera unit U incorporating the image blur correction device is mounted on a flat and small portable information terminal PH. The portable information terminal PH includes a housing PH1 having a substantially rectangular shape and a flat outline, a display portion PH2 such as a liquid crystal panel arranged on the surface of the housing PH1, a control button PH3, and a display portion PH2. A photographing window PH4 and the like formed on the opposite surface are provided. As shown in FIG. 1, the camera unit U is accommodated in the housing PH1 so as to extend in a direction perpendicular to the optical axis L1 of the subject light entering from the photographing window PH4.
カメラユニットUは、図2、図3、図4に示すように、筐体としてのユニットケース10、プリズム20、レンズG1,G2、レンズG3を保持する第1可動レンズ群30、レンズG4を保持する第2固定レンズ群30´、レンズG5を保持する第3可動レンズ群30´´、レンズG6,G7を保持する第4固定レンズ群としての像振れ補正装置M、フィルタ40、撮像素子としてのCCD50、第1可動レンズ群30を光軸L2方向に駆動する第1駆動ユニット60、第3可動レンズ群30´´を光軸L2方向に駆動する第2駆動ユニット70、角速度センサ80、制御ユニット90等を備えている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the camera unit U holds a
ユニットケース10は、図2及び図3に示すように、光軸L1方向の厚さ寸法が薄くなるように、扁平で略矩形をなす形状に形成されており、プリズム20を固定する突出部11、レンズG1,G2を保持する保持部12、第2固定レンズ群30´を固定して保持する保持部13、第4固定レンズ群(像振れ補正装置M)を固定して保持する保持部13´、フィルタ40を固定して保持する保持部14、CCD50を固定して保持する保持部15等を備えている。
プリズム20は、図2及び図3に示すように、ユニットケース10の突出部11に収容されて、撮影窓PH4から進入する被写体光の光軸L1を直角に屈曲させて光軸L2方向に導くようになっている。
レンズG1,G2は、図2及び図3に示すように、光軸L1,L2方向においてプリズム20の後方に配置され、ユニットケース10の保持部12に固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the lenses G <b> 1 and G <b> 2 are arranged behind the
第1可動レンズ群30は、図2及び図3に示すように、光軸L2方向においてレンズG2の後方に配置され、レンズG3を保持すると共に光軸L2方向に移動自在に支持されており、第1駆動ユニット60により光軸L2方向に往復駆動されるようになっている。
すなわち、第1可動レンズ群30は、レンズ保持部材31、ガイドシャフト61にガイドされる被ガイド部32、回り止めシャフト62に摺動自在に係合されて光軸L2回りの回転が規制される被規制部33、リードスクリュー63に螺合されたナット65が当接するU字状係合部34等を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first
That is, the first
第2固定レンズ群30´は、図2及び図3に示すように、光軸L2方向において第1可動レンズ群30の後方に配置され、レンズG4を保持すると共に光軸L2方向に移動不能にユニットケース10の保持部13に固定されている。
第3可動レンズ群30´´は、図2及び図3に示すように、光軸L2方向において第2固定レンズ群30´の後方に配置され、レンズG5を保持すると共に光軸L2方向に移動自在に支持されており、第2駆動ユニット70により光軸L2方向に往復駆動されるようになっている。
すなわち、第3可動レンズ群30´´は、レンズ保持部材31´´、ガイドシャフト61にガイドされる被ガイド部32´´、回り止めシャフト62に摺動自在に係合されて光軸L2回りの回転が規制される被規制部33´´、リードスクリュー73に螺合されたナット75が当接するU字状係合部34´´等を備えている。
2 and 3, the second fixed lens group 30 'is disposed behind the first
As shown in FIGS. 2 and 3, the third
That is, the third
第4固定レンズ群(像振れ補正装置M)は、図2及び図3に示すように、光軸L2方向において第3可動レンズ群30´´の後方に配置され、レンズG6,G7を保持すると共に光軸L2方向に移動不能にユニットケース10の保持部13´に固定されている。
フィルタ40は、赤外線カットフィルタあるいはローパスフィルタ等であり、図3に示すように、光軸L2方向において第4固定レンズ群(像振れ補正装置M)の後方に配置され、ユニットケース10の保持部14に固定されている。尚、フィルタ40は、撮像素子及び撮像処理手段によっては、必要としない場合もある。
CCD50は、図3に示すように、光軸L2方向においてフィルタ40の後方に配置されて、ユニットケース10の保持部15に固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fourth fixed lens group (image blur correction device M) is disposed behind the third
The
As shown in FIG. 3, the
第1駆動ユニット60は、図2に示すように、光軸L2方向に伸長してユニットケース10に固定されたガイドシャフト61及び回り止めシャフト62、光軸L2方向に伸長するリードスクリュー63、リードスクリュー63を回転駆動するモータ64、リードスクリュー63に螺合すると共にU字状係合部34に当接するナット65、U字状係合部34をナット65に向けて常時付勢する付勢力を及ぼすべくレンズ保持部材31とレンズ保持部材31´´との間に掛止される引張り型のコイルスプリング66等を備えている。
As shown in FIG. 2, the
第2駆動ユニット70は、図2に示すように、光軸L2方向に伸長してユニットケース10に固定されたガイドシャフト(ここでは、ガイドシャフト61を兼用)及び回り止めシャフト(ここでは、回り止めシャフト62を兼用)、光軸L2方向に伸長するリードスクリュー73、リードスクリュー73を回転駆動するモータ74、リードスクリュー73に螺合すると共にU字状係合部34´´に当接するナット75、U字状係合部34´´をナット75に向けて常時付勢する付勢力を及ぼすコイルスプリング(ここでは、コイルスプリング66を兼用)等を備えている。
As shown in FIG. 2, the
制御ユニット90は、例えばユニットケース10の外壁に固定されたマイクロコンピュータ等であり、図4に示すように、演算処理を行うと共に種々の信号を処理して指令信号を発する制御部91、第1駆動ユニット60のモータ64を駆動するモータ駆動回路92、第2駆動ユニット70のモータ74を駆動するモータ駆動回路93、CCD50を駆動するCCD駆動回路94、像振れ補正装置Mに含まれる第1コイル221及び第2コイル231を駆動する駆動回路95、像振れ補正装置Mに含まれる可動保持部材210の位置を検出する第1磁気センサ271及び第2磁気センサ272に接続される位置検出回路96、角速度センサ80に接続される角速度検出回路97等を備えている。
The
第4固定レンズ群としての像振れ補正装置Mは、図2、図5ないし図7に示すように、ベース200、可動保持部材210、駆動手段としての(第1コイル221,第1駆動磁石222を含む)第1駆動機構220、駆動手段としての(第2コイル231,第2駆動磁石232を含む)第2駆動機構230、可動保持部材210を光軸L2に垂直な平面内で移動自在に支持する支持機構としての4つの球体250、復帰手段としての第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262、位置検出手段としての第1磁気センサ271及び第2磁気センサ272、電気的な接続を行うフレキシブル配線板280等を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the image blur correction device M as the fourth fixed lens group includes a
ベース200は、図5ないし図9に示すように、光軸L2方向に略扁平で、光軸L2に直交し光軸L1に平行な直線S1の方向に幅狭で、光軸L2及び直線S1に直交する直線S2の方向に長尺な略矩形のケース状ベース201、ケース状ベース201に着脱自在に結合されるカバー状ベース202により構成されている。
ケース状ベース201は、図7及び図9に示すように、レンズG7(図9に示すように、外径をR3、直線S1方向における中心からの寸法をh3、直線S2方向における中心からの寸法をw3とするとき、R3>w3>h3を満たす形状のレンズ)を嵌合して固定する開口部201a、開口部201aの周りに形成された凹部201b(図9に示すように、内径をR4、直線S1方向における中心からの寸法をh4、直線S2方向における中心からの寸法をw4とするとき、R4>w4>h4を満たす形状の凹部)、第1コイル221を嵌合して固定する2つの嵌合凹部201c、第1復帰磁石261を嵌合して固定する2つの嵌合凹部201d、第2コイル231を嵌合して固定する嵌合凹部201e、第2復帰磁石262を嵌合して固定する嵌合凹部201f、ガイドシャフト61が挿入されて位置決めされる貫通孔201g、回り止めシャフト62が挿入されて位置決めされる貫通孔201h、支持機構としての球体250を受け入れる4つの凹部201i、可動保持部材210の周りを取り囲むように形成された略矩形状の外周壁201j、外周壁201jの端面に形成されてカバー状ベース202を位置決めして結合するための位置決めピン201k及びネジ穴201m、ユニットケース10の保持部13´に嵌合される突起201p等を備えている。
As shown in FIGS. 5 to 9, the
As shown in FIGS. 7 and 9, the case-
開口部201aは、図7及び図9に示すように、直線S1と直線S2との交点において(レンズG7の中心L2に一致する)中心C1を位置付けると共に直線S1の方向において対向しかつ直線S2に平行な内壁面を画定するように直線S1方向において幅狭に形成されている。
凹部201bは、可動保持部材210が駆動される範囲内において、可動保持部材210の保持部210aが非接触にて移動し得る内径寸法に形成されている。
2つの嵌合凹部201cは、直線S1に対して線対称の位置に形成され、2つの嵌合凹部201dは直線S1に対して線対称の位置でかつ2つの嵌合凹部201cにそれぞれ対応する位置に形成されている。
4つの凹部201iは、球体250を光軸L2方向に部分的に突出させた状態で転動自在に受け入れるように形成されている。そして、4つの凹部201iの配置構成は、図9に示すように、直線S2方向において開口部201a及び凹部201bを挟んで、一方側に2つの凹部201iが配置され、他方側に2つの凹部201iが配置されている。すなわち、一方側の2つの凹部201iは、可動保持部材210の一方側の延出部211に対応し、他方側の2つの凹部201iは、可動保持部材210の他方側の延出部211に対応するように配置されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
The
The two
The four
カバー状ベース202は、図5ないし図7に示すように、可動保持部材210の保持部210aを露出させるように二分割して形成されており、第1磁気センサ271を嵌合して固定する2つの嵌合孔部202a、第2磁気センサ272を嵌合して固定する嵌合孔部202b、ガイドシャフト61が挿入されて位置決めされる貫通孔202c、回り止めシャフト62が挿入されて位置決めされる貫通孔202d、位置決めピン201kを嵌合させる嵌合孔(又は切り欠き)202e、ネジBを通す円孔202f等を備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the cover-
すなわち、ケース状ベース201にカバー状ベース202が結合された状態において、2つの嵌合孔部202aは、直線S1に対して線対称の位置でかつ2つの嵌合凹部201cにそれぞれ対応する位置に形成され、1つの嵌合凹部202bは、1つの嵌合凹部201eに対応する位置に形成されている。
そして、ベース200は、ケース状ベース201に球体250及び可動保持部材210を収容し、その上からカバー状ベース202を結合することで、可動保持部材210が光軸L2方向に離脱するのを規制すると共に、可動保持部材210を光軸L2に垂直な平面内において移動自在に保持するようになっている。
したがって、ケース状ベース201に球体250及び可動保持部材210を収容し、カバー状ベース202を組み付けた後に、これらを一体的にモジュール品として取り扱うことができる。
That is, in a state where the cover-
The
Therefore, after the
可動保持部材210は、図6ないし図8、図10及び図11に示すように、光軸L2方向に一部を除いて略扁平で、直線S1の方向に幅狭でかつ直線S2の方向に長尺な略矩形の平板状に形成されており、レンズG6を保持する筒状の保持部210a、保持部210aを挟んで直線S2方向の両側に延出する2つの延出部211、第1駆動磁石222を嵌合して固定する2つの嵌合孔212、第2駆動磁石232を嵌合して固定する嵌合孔213、支持機構としての4つの球体250に当接する4つの当接面214等を備えている。
As shown in FIGS. 6 to 8, 10 and 11, the movable holding
保持部210aは、その内部において、直線S1の方向において外周を部分的に切断(直線S2に平行になるようにカット)した平行なカット面をもつレンズG6(図8に示すように、外径をR1及び直線S1方向の中心からの寸法をh1とするとき、R1>h1を満たす形状のレンズ)を保持するように、直線S1の方向において幅狭となる扁平な筒状(図8に示すように、外径をR2及び直線S1方向の中心からの寸法をh2とするとき、R2>h2を満たす形状の筒状)に形成され、かつ、直線S1と直線S2の交点にレンズG6の光軸L2を位置付けるように形成されている。
2つの嵌合孔212は、直線S1に対して線対称の位置でかつ2つの嵌合凹部201cにそれぞれ対応する位置に形成され,1つの嵌合孔213は、1つの嵌合凹部201eに対応する位置に形成されている。
4つの当接面214は、図11に示すように、休止状態(レンズG6の光軸L2がベース200の開口部201aの中心C1(レンズG7の光軸L2)と一致する休止位置にある状態)で、光軸L2方向において4つの凹部201i(球体250)と対向するように配置され、可動保持部材210が光軸L2に垂直な平面(直線S1,S2を含む平面)内において二次元的に移動する範囲において、ケース状ベース201の対応する凹部201iに挿入された球体250に接触した状態から逸脱しないように、所定の面積をなす平面状に形成されている。
すなわち、一方側の延出部211に設けられた2つの当接面214は、ケース状ベース201の一方側に設けられた2つの凹部201iに対応し、他方側の延出部211に設けられた2つの当接面214は、ケース状ベース201の他方側に設けられた2つの凹部201iに対応するように配置されている。
Inside the holding
The two
As shown in FIG. 11, the four
That is, the two
ここで、支持機構は、ケース状ベース201に設けられた4つの凹部201i、4つの凹部201iに配置される4つの球体250、可動保持部材210に設けられて球体250に当接する4つの当接面214により構成されている。
特に、直線S1方向における2つの球体250の中心間距離をH1及び最外端までの距離をH2(H2>H1)とするとき、保持部210aの外径寸法R2との関係において、
2・R2>H1・・・(1)
2・R2>H2・・・(2)
の少なくとも(1)式を満たすように球体250が配置されている。
それ故に、構造の簡素化、光軸L2方向における薄型化、直線S1方向における幅狭化を達成でき、装置全体の小型化を達成することができる。
また、4つの球体250(及び凹部201i)は、2つの球体250(及び凹部201i、当接面214)が可動保持部材210の保持部210aを挟んで一方側の延出部211(の当接面214)に対向しかつ他の2つの球体250(及び凹部201i)が他方側の延出部211(の当接面214)に対向するように配置されているため、可動保持部材210をその長手方向(直線S2方向)において偏りなく均等に支持することができ、それ故に、可動保持部材210を円滑かつ高精度に駆動して所望の位置に位置決めすることができる。
Here, the support mechanism includes four
In particular, when the distance between the centers of the two
2.R2> H1 (1)
2.R2> H2 (2)
The
Therefore, simplification of the structure, thinning in the direction of the optical axis L2, and narrowing in the direction of the straight line S1 can be achieved, and downsizing of the entire apparatus can be achieved.
In addition, the four spheres 250 (and the
第1駆動機構220は、可動保持部材210を平面(直線S1及び直線S2を含む平面)内でかつその長手方向(直線S2方向)に垂直な直線S1方向(第1方向)に駆動するものであり、図6、図7、図8に示すように、第1コイル221、第1駆動磁石222を含むボイスコイルモータとして形成されている。
第1コイル221は、図7ないし図9に示すように、光軸L2方向から視て、直線S2の方向に長軸をもつ長円又は略楕円環状をなすように形成されて、ケース状ベース201の2つの嵌合凹部201cにそれぞれ嵌合されて固定されている。すなわち、第1コイル221は、直線S1に対して線対称に配置された二つのコイルにより構成されている。
第1駆動磁石222は、図7ないし図9に示すように、光軸L2方向において2極に着磁されかつ直線S1方向において2極に着磁され全体として4極に着磁された矩形形状に形成されて、可動保持部材210の2つの嵌合孔212にそれぞれ嵌合されて固定されている。すなわち、第1駆動磁石222は、直線S1に対して線対称に配置されると共に光軸L2方向において第1コイル221(二つのコイル)とそれぞれ対向するように配置された二つの駆動磁石により構成されている。
The
As shown in FIGS. 7 to 9, the
As shown in FIGS. 7 to 9, the
そして、第1駆動機構220は、第1コイル221に対する通電を正逆にてオン/オフすることにより、第1方向すなわち直線S1の方向に電磁駆動力を発生するようになっている。このように、可動保持部材210をその長手方向(直線S2方向)に垂直な第1方向(直線S1方向)に駆動する第1駆動機構220が、可動保持部材210の長手方向(直線S2方向)の両側に配置された2つの駆動磁石222及び2つの駆動磁石222に対応する2つのコイル221からなるため、第1方向に駆動力を発生する際に、可動保持部材210の長手方向の両側にそれぞれ駆動力が生じ、可動保持部材210を回転させるような回転モーメントの発生を防止することができ、可動保持部材210を簡単な構成にて高精度に駆動することができる。
The
第2駆動機構230は、可動保持部材210を平面(直線S1及び直線S2を含む平面)内でかつその長手方向(直線S2方向、第2方向)に駆動するものであり、図6、図7、図8に示すように、第2コイル231、第2駆動磁石232を含むボイスコイルモータとして形成されている。
第2コイル231は、図7ないし図9に示すように、光軸L2方向から視て、直線S1の方向に長軸をもつ長円又は略楕円環状をなすように形成されて、ケース状ベース201の1つの嵌合凹部201eに嵌合されて固定されている。すなわち、第2コイル231は、同一側に配置された第1コイル221よりも直線S1(開口部201a)寄りに配置された一つのコイルにより構成されている。
第2駆動磁石232は、図7ないし図9に示すように、光軸L2方向において2極に着磁されかつ直線S2方向において2極に着磁され全体として4極に着磁された矩形形状に形成されて、可動保持部材210の1つの嵌合孔213に嵌合されて固定されている。すなわち、第2駆動磁石232は、同一側に配置された第1駆動磁石222よりも直線S1(保持部210a)寄りに配置されると共に光軸L2方向において第2コイル231と対向するように配置された一つの駆動磁石により構成されている。
The
As shown in FIGS. 7 to 9, the
As shown in FIGS. 7 to 9, the
そして、第2駆動機構230は、第2コイル231に対する通電を正逆にてオン/オフすることにより、第2方向すなわち直線S2の方向に電磁駆動力を発生するようになっている。このように、第2駆動機構230は、可動保持部材210をその長手方向(直線S2方向)に駆動するものであるため、一つのコイル231及び一つの駆動磁石232であっても、回転モーメントを生じることなく、所望の直線駆動力を得ることができる。
The
第1復帰磁石261は、図7及び図9に示すように、直線S1方向において2極に着磁された矩形形状に形成されて、ケース状ベース201の2つの嵌合凹部201dにそれぞれ嵌合されて固定されている。すなわち、第1復帰磁石261は、直線S1に対して線対称に配置されると共に光軸L2方向において第1駆動磁石222(二つの駆動磁石)とそれぞれ対向するように配置された二つの復帰磁石により構成されている。
第2復帰磁石262は、図7及び図9に示すように、直線S2方向において2極に着磁された矩形形状に形成されて、ケース状ベース201の1つの嵌合凹部201fに嵌合されて固定されている。すなわち、第2復帰磁石262は、同一側に配置された第1復帰磁石261よりも直線S1(開口部201a)寄りに配置されると共に光軸L2方向において第2駆動磁石232と対向するように配置された一つの復帰磁石により構成されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
As shown in FIGS. 7 and 9, the
そして、第1復帰磁石261は、第1駆動磁石222と対向して磁路を形成して磁気的作用を及ぼし、第2復帰磁石262は、第2駆動磁石232と対向して磁路を形成して磁気的作用を及ぼし、第1コイル221及び第2コイル231に非通電の休止状態で、可動保持部材210を所定の休止位置(レンズG6の光軸L2がベース200(ケース状ベース201)に固定されたレンズG7の光軸L2(開口部201aの中心C1)に一致する位置)に復帰させると共に安定した保持力を発生するようになっている。
このように、休止状態においては、復帰手段の第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262と駆動手段の第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232との間の磁気的吸引作用により、可動保持部材210は、所定の休止位置に自動的に復帰(センタリング)させられて安定して保持される。
したがって、駆動時にイニシャライズ等の駆動制御が不要であり、又、休止状態において可動保持部材210のガタツキ等を防止することができる。また、駆動手段の第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232を、復帰手段の第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262と相互作用させるべく兼用するため、構造の簡素化、装置の小型化等を達成することができる。
The
As described above, in the resting state, the movable holding is performed by the magnetic attraction between the
Therefore, drive control such as initialization is not required during driving, and rattling of the movable holding
第1磁気センサ271は、例えば磁束密度の変化を検出して電気信号として出力するホール素子等であり、図6及び図7に示すように、カバー状ベース202の2つの嵌合孔部202aにそれぞれ嵌合されて固定されている。すなわち、第1磁気センサ271は、直線S1に対して線対称に配置されると共に光軸L2方向において第1駆動磁石222(二つの駆動磁石)とそれぞれ対向するように配置された二つの磁気センサにより構成されている。
そして、第1磁気センサ271は、可動保持部材210に固定された第1駆動磁石222との間で磁気回路を形成し、可動保持部材210がベース200に対して相対的に移動することによって生じる磁束密度の変化を検出することで、可動保持部材210の位置を検出するようになっている。
尚、ここでは、第1磁気センサ271として、二つの駆動磁石222にそれぞれ対向する二つの磁気センサを採用した場合を示したが、例えば、直線S1に対して第2駆動磁石232が配置された側と反対側に配置された駆動磁石222と対向する1つの磁気センサを採用してもよい。
The first
The first
In addition, although the case where the two magnetic sensors respectively opposed to the two
第2磁気センサ272は、例えば磁束密度の変化を検出して電気信号として出力するホール素子等であり、図6及び図7に示すように、カバー状ベース202の1つの嵌合孔部202bに嵌合されて固定されている。すなわち、第2磁気センサ272は、同一側に配置された第1磁気センサ271よりも直線S1寄りに配置されると共に光軸L2方向において第2駆動磁石232と対向するように配置された一つの磁気センサにより構成されている。
そして、第2磁気センサ272は、可動保持部材210に固定された第2駆動磁石232との間で磁気回路を形成し、可動保持部材210がベース200に対して相対的に移動することによって生じる磁束密度の変化を検出することで、可動保持部材210の位置を検出するようになっている。
The second
The second
このように、第1磁気センサ271及び第2磁気センサ272は、ベース200(カバー状ベース202)に固定されているため、可動保持部材210に設ける場合に比べて配線が容易であり、移動に伴う断線等も防止することができ、又、第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232を位置検出のために兼用しているため、専用の磁石を設ける場合に比べて、構造を簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成することができる。
Thus, since the first
フレキシブル配線板280は、図5ないし図7に示すように、第1駆動機構220の第1コイル221に接続される接続部281、第2駆動機構230の第2コイル231に接続される接続部282、第1磁気センサ271に接続される接続部283、第2磁気センサ272に接続される接続部284を有するように形成されている。
そして、フレキシブル配線板280は、ケース状ベース201に対して球体250及び可動保持部材210が組み込まれ、その上からカバー状ベース202が取り付けられた状態で、ケース状ベース201の背面とカバー状ベース202の前面に接するように取り付けられて、電気的に接続されるようになっている。
このように、フレキシブル配線板280は、光軸L2方向及び光軸L2に垂直な平面方向のいずれにも移動しないベース200(ケース状ベース201及びカバー状ベース202)に固定されているため、光軸L2方向及び光軸L2に垂直な平面方向に移動させる必要がなく、フレキシブル配線板280を撓ませて配置する必要がない。したがって、フレキシブル配線板280の配置スペースを狭くでき、それ故に、装置を小型化でき、耐久性を向上させることができる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
The
As described above, the
上記像振れ補正装置Mの組付けに際しては、コイル221,231及び復帰磁石261,262が組み込まれたケース状ベース201、磁気センサ271,272が組み込まれたカバー状ベース202、球体250、駆動磁石222,232が組み込まれた可動保持部材210を準備する。
そして、球体250をケース状ベース201の凹部201iに挿入し、続いて、当接面214を球体250に当接させるようにして、可動保持部材210をケース状ベース201に収容する。このとき、ケース状ベース201に固定された第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262と可動保持部材210に固定された第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232がそれぞれ磁気的に吸引するため、従来のような付勢力を及ぼすバネを用いなくても、可動保持部材210はケース状ベース201から離れずに光軸L2に垂直な平面内で移動自在に支持されると共に自動的に休止位置にセンタリングされる。
続いて、可動保持部材210の延出部211を覆うように、カバー状ベース202を被せてケース状ベース201にネジBを用いて結合する。
最後に、フレキシブル配線板280をケース状ベース201の背面及びカバー状ベース202の前面に対向させるようにして取り付ける。
When assembling the image blur correction device M, the case-
Then, the
Subsequently, the cover-
Finally, the
このように、ケース状ベース201の凹部201iに球体250を嵌め込み、その上から当接面214を球体250に当接させるようにして可動保持部材210をケース状ベース201に嵌め込み、さらにその上からカバー状ベース202を取り付けることで、装置Mの組付け作業を簡単な手順にて容易に行うことができ、又、光軸L2方向において装置Mを薄型化でき、さらに、光軸L2に垂直な方向でかつ可動保持部材210の長手方向(直線S2方向)に垂直な方向において装置を幅狭化及び小型化することができる。
また、復帰磁石261,262と駆動磁石222,232との磁気的吸引力の他に、カバー状ベース202を設けたことにより、可動保持部材210をベース200に対して移動自在に支持すると共に、外部から衝撃力等を受けた場合でも可動保持部材210がベース200から光軸L2方向に離脱するのを確実に防止することができる。
In this way, the
In addition to the magnetic attraction force of the
次に、上記像振れ補正装置Mの補正動作について、図12及び図13を参照しつつ簡単に説明する。
先ず、第1コイル221及び第2コイル231に通電しない休止状態において、可動保持部材210は、図12(a)に示すように、復帰手段(第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262)の復帰作用により、そのレンズG6の光軸L2がベース200の開口部201aの中心C1(すなわち、レンズG7の光軸L2)と一致する休止位置に復帰(センタリング)して保持されている。
そして、図12(a)に示す休止状態から、一例として可動保持部材210(レンズG6)を上方にシフトさせる場合は、第1駆動機構220に第1方向(直線S1方向)の上向きに駆動力を発生させる。これにより、可動保持部材210は、図12(b)に示すように、直線S1方向の上向きに移動させられる。
また、図12(a)に示す休止状態から、一例として可動保持部材210(レンズG6)を下方にシフトさせる場合は、第1駆動機構220に第1方向(直線S1方向)の下向きに駆動力を発生させる。これにより、可動保持部材210は、図12(c)に示すように、直線S1方向の下向きに移動させられる。
Next, the correction operation of the image blur correction apparatus M will be briefly described with reference to FIGS.
First, in a resting state in which the
When the movable holding member 210 (lens G6) is shifted upward as an example from the resting state shown in FIG. 12A, the
In addition, when the movable holding member 210 (lens G6) is shifted downward as an example from the resting state shown in FIG. 12A, the
このように、可動保持部材210を第1方向(直線S1方向)に駆動する第1駆動機構220が、可動保持部材210の長手方向の両側に配置された2つの駆動磁石222及び2つの駆動磁石に対応する2つのコイル221からなるため、第1方向に駆動力を発生する際に、可動保持部材210の長手方向の両側にそれぞれ駆動力が生じ、可動保持部材210を回転させるような回転モーメントの発生を防止することができ、可動保持部材210を簡単な構成にて高精度に駆動することができる。
Thus, the
続いて、図13(a)に示すように、可動保持部材210が、復帰手段(第1復帰磁石261及び第2復帰磁石262)の復帰作用により、そのレンズG6の光軸L2がベース200の開口部201aの中心C1(すなわち、レンズG7の光軸L2)と一致する休止位置に復帰した休止状態から、一例として可動保持部材210(レンズG6)を右側にシフトさせる場合は、第2駆動機構230に第2方向(直線S2方向)の右向きに駆動力を発生させる。これにより、可動保持部材210は、図13(b)に示すように、直線S2方向の右向きに移動させられる。
また、図13(a)に示す休止状態から、一例として可動保持部材210(レンズG6)を左側にシフトさせる場合は、第2駆動機構230に第2方向(直線S2方向)の左向きに駆動力を発生させる。これにより、可動保持部材210は、図13(c)に示すように、直線S2方向の左向きに移動させられる。
Subsequently, as shown in FIG. 13A, the movable holding
When the movable holding member 210 (lens G6) is shifted to the left as an example from the resting state shown in FIG. 13A, the
このように、可動保持部材210は、支持機構(4つの球体250)により移動自在に支持された状態で、第1コイル221及び第2コイル231への通電により第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232と協働して生じる電磁駆動力により、ベース200に対して光軸L2に垂直な平面内で二次元的に移動させられ、手振れ等による像振れを高精度に補正することができる。
As described above, the movable holding
図14は、本発明に係る像振れ補正装置の他の実施形態を示すものであり、支持機構において、球体250、凹部201i、及び当接面214を3つに変更した以外は、前述の実施形態と同一である。したがって、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態においては、図14に示すように、ケース状ベース201´は、3つの凹部201iを有し、可動保持部材210´は3つの当接面214を有する。
そして、1つの凹部201iは、開口部201aの中心C1を通る直線S1上でかつ上側に配置され、他の2つの凹部201iは、直線S1に対して線対称の位置でかつ下側に配置されている。
また、1つの当接面214は、直線S1上に位置する凹部201iに対応する位置に配置され、他の2つの当接面214は、直線S1に対して線対称の位置に位置する2つの凹部201iに対応する位置に配置されている。
すなわち、3つの球体250のうちの2つの球体250は、可動保持部材210´の保持部210aを挟んで一方側の延出部211と他方側の延出部211にそれぞれ対向する領域に配置され、3つの凹部201iのうちの2つの凹部201iは、各々の延出部211に対応する2つの球体250に対応する位置に配置され、3つの当接面214のうちの2つの当接面214は、各々の延出部214に対応する2つの球体250に対応する位置に配置されている。
この構成によれば、可動保持部材210´が、直線S1上に配置された1つの球体250と、保持部210aを挟んで一方側の延出部211と他方側の延出部211に対応する2つの球体250とにより支持されるため、構造をより簡素化しつつ、可動保持部材210´をその長手方向において偏りなく均等に支持することができ、それ故に、可動保持部材210´を円滑かつ高精度に駆動して所望の位置に位置決めすることができる。
FIG. 14 shows another embodiment of the image blur correction device according to the present invention. The above-described embodiment is the same as the support mechanism except that the
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the case-
One
In addition, one abutting
That is, two
According to this configuration, the movable holding
図15は、本発明に係る像振れ補正装置のさらに他の実施形態を示すものであり、支持機構において、球体250、凹部201i、及び当接面214を3つに変更しさらに図14に示す実施形態に比べて球体250の配置位置を変更した以外は、前述の実施形態と同一である。したがって、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態においては、図15に示すように、ケース状ベース201´´は、3つの凹部201iを有し、可動保持部材210´´は3つの当接面214を有する。
そして、1つの凹部201iは、直線S1に対して左側の延出部211に配置され、他の2つの凹部201iは、直線S1に対して右側の延出部211に配置されている。
また、1つの当接面214は、直線S1に対して左側に位置する凹部201iに対応する位置に配置され、他の2つの当接面214は、直線S1に対して右側に位置する2つの凹部201iに対応する位置に配置されている。
ここでは、第1駆動磁石222のみを保持する右側の延出部211を1つの球体250で支持し、第1駆動磁石222及び第2駆動磁石232を保持する左側の延出部211を2つの球体250で支持するようになっている。
すなわち、3つの球体250のうちの2つの球体250は、可動保持部材210´´の保持部210aを挟んで一方側の延出部211と他方側の延出部211にそれぞれ対向する領域に配置され、3つの凹部201iのうちの2つの凹部201iは、各々の延出部211に対応する2つの球体250に対応する位置に配置され、3つの当接面214のうちの2つの当接面214は、各々の延出部214に対応する2つの球体250に対応する位置に配置されている。
FIG. 15 shows still another embodiment of the image blur correction device according to the present invention. In the support mechanism, the
In this embodiment, as shown in FIG. 15, the case-shaped
One
One
Here, the
That is, two
この構成によれば、可動保持部材210´´が、保持部210aを挟んで一方側の(一つの駆動磁石222を保持した)延出部211に対応する1つの球体250と他方側の(2つの駆動磁石222,232を保持した)延出部211に対向する2つの球体250により支持されるため、構造をより簡素化しつつ、可動保持部材210´´をその長手方向において偏りなくより均等に支持することができ、それ故に、可動保持部材210´´を円滑かつ高精度に駆動して所望の位置に位置決めすることができる。
According to this configuration, the movable holding
上記実施形態においては、第1コイル221及び第2コイル231として長円又は略楕円環状のものを示したが、これに限定されるものではなく、略矩形環状のコイルとしてもよい。
上記実施形態においては、位置検出手段として、ホール素子からなる第1磁気センサ271及び第2磁気センサ272を示したが、これに限定されるものではなく、その他の磁気センサを採用してもよい。
In the above embodiment, the
In the above-described embodiment, the first
上記実施形態においては、可動保持部材を支持する支持機構として、球体250を配置する凹部201iをベース200(ケース状ベース201,201´,201´´)に設け、球体250を当接させる当接面214を可動保持部材210,210´,210´´に設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、逆に、凹部を可動保持部材に設け、当接面をベースに設ける構成を採用してもよい。また、複数の凹部、複数の球体、複数の当接面として、3又は4つの凹部201i、3つ又は4つの球体250、3つ又は4つの当接面214を示したが、これに限定されるものではなく、5つ以上の凹部及び球体並びに当接面を採用してもよい。
上記実施形態においては、ベース200(ケース状ベース201,201´,201´´、カバー状ベース202)にコイル221,231及び復帰磁石261,262が固定され、可動保持部材210,210´,210´´に駆動磁石222,232が固定された場合を示したが、これに限定されるものではなく、逆に、ベースに駆動磁石が固定され、可動保持部材にコイル及び復帰磁石が固定された構成を採用してもよい。
In the above embodiment, as a support mechanism for supporting the movable holding member, the base 200 (case-
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、携帯情報端末機に搭載されるカメラユニットU(撮像ユニット)に適用される像振れ補正装置について示したが、撮像用の複数のレンズ、撮像素子、及び筐体を含むその他の撮像ユニットにおいて、上記構成をなす像振れ補正装置を含む構成を採用してもよい。
これによれば、撮像用の複数のレンズが光軸方向に配置された構成において、上記の像振れ補正装置を含むことで、可動保持部材に保持される補正用のレンズが適宜駆動されて、手振れ等による像振れを円滑にかつ高精度に補正することができる。すなわち、撮像用の複数のレンズに加えて、上記の像振れ補正機能を追加した撮像ユニットを提供することができる。
In the above embodiment, the image shake correction apparatus applied to the camera unit U (imaging unit) mounted on the portable information terminal has been described. However, the image blur correction apparatus includes a plurality of imaging lenses, an imaging element, and a housing. The imaging unit may include a configuration including the image blur correction device having the above configuration.
According to this, in the configuration in which a plurality of imaging lenses are arranged in the optical axis direction, the correction lens held by the movable holding member is appropriately driven by including the above-described image shake correction device, Image blur due to camera shake or the like can be corrected smoothly and with high accuracy. That is, it is possible to provide an imaging unit to which the image blur correction function is added in addition to a plurality of imaging lenses.
以上述べたように、本発明の像振れ補正装置は、構造の簡素化、レンズの光軸方向及び光軸方向に垂直な方向における装置の小型化及び薄型化、組付け作業の簡素化及び容易化等を達成しつつ、手振れ等により像振れを高精度に補正することができ又休止状態で自動的に復帰動作を行わせることができるため、小型化及び薄型化が要求される携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラユニットに適用することができるのは勿論のこと、通常のデジタルカメラ、あるいはその他の携帯型の光学機器、さらにはこれを組み込んだパーソナルコンピュータ等においても有用である。 As described above, the image shake correction apparatus of the present invention has a simplified structure, a smaller and thinner apparatus in the optical axis direction of the lens and a direction perpendicular to the optical axis direction, and simplified and easy assembly work. Mobile phone that is required to be downsized and thinned because image blur can be corrected with high accuracy by camera shake or the like, and the return operation can be automatically performed in a resting state. It can be applied to a camera unit mounted on a portable information terminal such as a portable music player, as well as an ordinary digital camera or other portable optical device, and a personal computer incorporating the same. It is also useful in such cases.
L1,L2 光軸
PH 携帯情報端末機
PH1 筐体
PH2 表示部
PH3 操作ボタン
PH4 撮影窓
U カメラユニット
10 ユニットケース(筐体)
11 突出部
12,13,13´,14,15 保持部
20 プリズム
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7 レンズ
30 第1可動レンズ群
31 レンズ保持部材
32 被ガイド部
33 被規制部
34 U字状係合部
30´ 第2固定レンズ群
30´´ 第3可動レンズ群
31´´ レンズ保持部材
32´´ 被ガイド部
33´´ 被規制部
34´´ U字状係合部
40 フィルタ
50 CCD
60 第1駆動ユニット
61 ガイドシャフト
62 回り止めシャフト
63 リードスクリュー
64 モータ
65 ナット
66 コイルスプリング
70 第2駆動ユニット
73 リードスクリュー
74 モータ
75 ナット
80 角速度センサ
90 制御ユニット
91 制御部
92,93 モータ駆動回路
94 CCD駆動回路
95 駆動回路
96 位置検出回路
97 角速度検出回路
M 像振れ補正装置
B ネジ
S1 直線(第1方向)
S2 直線(第2方向)
200 ベース
201,201´,201´´ ケース状ベース
201a 開口部
201b 凹部
201c,201d,201e,201f 嵌合凹部
201g,201h 貫通孔
201i 凹部(支持機構)
201j 外周壁
201k 位置決めピン
201m ネジ穴
201p 突起
202 カバー状ベース
202a,202b 嵌合孔部
202c,202d 貫通孔
202e 嵌合孔(又は切り欠き)
202f 円孔
210,210´,210´´ 可動保持部材
210a 保持部
211 延出部
212,213 嵌合孔
214 当接面(支持機構)
220 第1駆動機構(駆動手段)
221 第1コイル
222 第1駆動磁石
230 第2駆動機構(駆動手段)
231 第2コイル
232 第2駆動磁石
250 球体(支持機構)
261 第1復帰磁石(復帰手段)
262 第2復帰磁石(復帰手段)
271 第1磁気センサ(位置検出手段)
272 第2磁気センサ(位置検出手段)
280 フレキシブル配線板
281,282,283,284 接続部
L1, L2 Optical axis PH Portable information terminal PH1 Housing PH2 Display portion PH3 Operation button PH4 Shooting window
11
60
S2 straight line (second direction)
200
201j Outer
202f Circular hole 210,210 ', 210''
220 First drive mechanism (drive means)
221
231
261 First return magnet (return means)
262 Second return magnet (return means)
271 First magnetic sensor (position detecting means)
272 Second magnetic sensor (position detecting means)
280 Flexible wiring board 281,282,283,284 Connection part
Claims (5)
前記駆動手段は、前記ベース及び可動保持部材の一方に固定されたコイルと、前記コイルに対向する位置において前記ベース及び可動保持部材の他方に固定された駆動磁石とを含み、
前記復帰手段は、前記駆動磁石と対向して休止位置に復帰させる磁力を発生するべく前記ベース及び可動保持部材の一方に固定された復帰磁石を含み、
前記位置検出手段は、前記駆動磁石と対向する位置において前記ベース及び可動保持部材の一方に固定された磁気センサを含み、
前記支持機構は、前記ベース及び可動保持部材の一方に設けられた少なくとも3つの凹部と、前記少なくとも3つの凹部に突出した状態で転動自在に配置された少なくとも3つの球体と、前記ベース及び可動保持部材の他方に設けられて前記少なくとも3つの球体に当接する少なくとも3つの当接面とを含む、
ことを特徴とする像振れ補正装置。 A base having an opening, a movable holding member for holding the lens, a support mechanism for supporting the movable holding member in a plane perpendicular to the optical axis of the lens, and driving the movable holding member in the plane An image blur correction apparatus comprising: a driving unit that performs position detection; a position detection unit that detects a position of the movable holding member; and a return unit that returns the movable holding member to a predetermined pause position in a pause state,
The drive means includes a coil fixed to one of the base and the movable holding member, and a drive magnet fixed to the other of the base and the movable holding member at a position facing the coil.
The return means includes a return magnet fixed to one of the base and the movable holding member so as to generate a magnetic force for returning to the rest position opposite to the drive magnet,
The position detection means includes a magnetic sensor fixed to one of the base and the movable holding member at a position facing the drive magnet,
The support mechanism includes at least three concave portions provided on one of the base and the movable holding member, at least three spheres arranged so as to be able to roll while projecting into the at least three concave portions, the base and the movable Including at least three contact surfaces provided on the other of the holding members and contacting the at least three spheres,
An image blur correction apparatus characterized by that.
前記ベースは、前記保持部と対向する領域に形成された前記開口部,前記少なくとも3つの当接面と対向する領域に形成された前記少なくとも3つの凹部,及び前記可動保持部材の周りを取り囲むように形成された外周壁を画定するケース状ベースと、前記ケース状ベースに前記球体及び可動保持部材を収容した状態で前記可動保持部材が光軸方向に離脱するのを規制するべく前記ケース状ベースに着脱自在に結合されるカバー状ベースとを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。 The movable holding member includes a holding part for fitting and holding a lens whose outer periphery is partially cut, two extending parts extending on both sides across the holding part, and the at least three contact surfaces And
The base surrounds the opening formed in a region facing the holding portion, the at least three recesses formed in a region facing the at least three contact surfaces, and the movable holding member. A case-like base defining an outer peripheral wall formed on the case-like base, and the case-like base for restricting the movable holding member from separating in the optical axis direction in a state where the spherical body and the movable holding member are accommodated in the case-like base A cover-like base removably coupled to
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein:
前記コイルは、前記第1駆動機構に含まれる第1コイルと、前記第2駆動機構に含まれる第2コイルを含み、
前記駆動磁石は、前記第1駆動機構に含まれ前記第1コイルと対向する第1駆動磁石と、前記第2駆動機構に含まれ前記第2コイルと対向する第2駆動磁石を含み、
前記復帰磁石は、前記第1駆動磁石と対向する第1復帰磁石と、前記第2駆動磁石と対向する第2復帰磁石を含み、
前記磁気センサは、前記第1駆動磁石と対向する第1磁気センサと、前記第2駆動磁石と対向する第2磁気センサを含み、
前記第1駆動機構は、前記可動保持部材を前記平面内でかつその長手方向に垂直な方向に駆動するものであり、
前記第1駆動磁石は、前記可動保持部材において、前記保持部を挟んで前記2つの延出部にそれぞれ配置された2つの駆動磁石からなり、
前記第1コイルは、前記ケース状ベースにおいて、前記第1駆動磁石の2つの駆動磁石にそれぞれ対向するように配置された2つのコイルからなり、
前記第1復帰磁石は、前記ケース状ベースにおいて、前記第1駆動磁石の2つの駆動磁石にそれぞれ対向するように配置された2つの復帰磁石からなり、
前記第1磁気センサは、前記カバー状ベースにおいて、前記第1駆動磁石の2つの駆動磁石の少なくとも一方と対向するように配置された少なくとも1つの磁気センサからなる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の像振れ補正装置。 The drive means includes a first drive mechanism that drives in a first direction in the plane and a second drive mechanism that drives in a second direction in the plane,
The coil includes a first coil included in the first drive mechanism and a second coil included in the second drive mechanism,
The drive magnet includes a first drive magnet that is included in the first drive mechanism and faces the first coil, and a second drive magnet that is included in the second drive mechanism and faces the second coil,
The return magnet includes a first return magnet that faces the first drive magnet and a second return magnet that faces the second drive magnet,
The magnetic sensor includes a first magnetic sensor facing the first driving magnet, and a second magnetic sensor facing the second driving magnet,
The first drive mechanism drives the movable holding member in the plane and in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof,
The first drive magnet is composed of two drive magnets respectively disposed on the two extending portions across the holding portion in the movable holding member,
The first coil is composed of two coils arranged to face the two drive magnets of the first drive magnet in the case-like base,
The first return magnet is composed of two return magnets arranged to face the two drive magnets of the first drive magnet in the case-shaped base,
The first magnetic sensor includes at least one magnetic sensor disposed on the cover-like base so as to face at least one of the two drive magnets of the first drive magnet.
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the image blur correction apparatus is an image blur correction apparatus.
前記少なくとも3つの凹部のうちの少なくとも2つの凹部は、前記少なくとも2つの球体に対応する位置に配置され、
前記少なくとも3つの当接面のうちの少なくとも2つの当接面は、前記少なくとも2つの球体に対応する位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の像振れ補正装置。 Of the at least three spheres, at least two spheres are arranged in regions facing the extension part on one side and the extension part on the other side across the holding part of the movable holding member, respectively.
At least two of the at least three recesses are disposed at positions corresponding to the at least two spheres;
At least two of the at least three contact surfaces are disposed at positions corresponding to the at least two spheres,
The image blur correction apparatus according to claim 3.
ことを特徴とする撮像ユニット。
The image blur correction device according to claim 1, a plurality of imaging lenses, an imaging device, and a housing.
An imaging unit characterized by that.
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