JP2012211967A - 光学要素の位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正用の移動と光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置において、これらの動作を簡単な構成によって少ない負荷で高精度に行わせる。
【解決手段】撮影光学系の光軸方向に移動可能な進退部材に対して、光軸と直交する面に沿って移動可能に防振移動部材を支持し、防振移動部材上に、光軸上に光学要素を位置させる挿入位置と該光軸上から光学要素を離脱させる離脱位置に移動可能に支持される挿脱移動部材を備える。撮影状態では挿脱移動部材は挿入位置に保持されており、進退部材が撮影状態の位置から収納状態の位置へ光軸方向に移動するとき、その移動力を用いて進退部材に支持した離脱駆動部材を動作させ、該離脱駆動部材を介して挿脱移動部材を離脱位置に移動させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、像振れ補正のための移動と、光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置に関する。

カメラなどの光学機器では、手振れなどを起因とする振れを検知した場合に、レンズや撮像素子など特定の光学要素を光学系の光軸と直交する平面内で駆動させて撮像面上での像振れを抑制させる防振機構（像振れ補正機構）を備えたものが多くなっている。特許文献１では、レンズ鏡筒のコンパクト化の目的で、撮影を行わない収納状態において防振用の光学要素を防振移動用の範囲外（光軸外）へ離脱移動させる技術が提案されている。

特開２００７-１６３９６１号公報

特許文献１のレンズ鏡筒では、光軸方向に移動可能なレンズ群筒内に固定枠を備え、この固定枠との間に鋼球（転動体）を挟んで振動枠が光軸と直交する面内で移動可能に支持されている。振動枠上には、ブレ補正レンズ群を保持するブレ補正レンズ群室が、軸線を光軸と平行とする回転軸を中心として回転可能に軸支されている。振れ補正時には、アクチュエータによって、振動枠が鋼球による支持部分を介して固定枠に対してスムーズに移動される。レンズ鏡筒を収納するときには、レンズ群筒が像面側（光軸方向後方）に移動されてＣＣＤ台に接近する。すると、ＣＣＤ台に設けた駆動部のカム面部に対してブレ補正レンズ群室の当接部が当接し、カム面部に対して当接部を摺動させることでブレ補正レンズ群室が回転軸回りに回転する。この回転によりブレ補正レンズ群が光軸上から退避される。このような構成では、レンズ鏡筒の収納動作時にカム面部と当接部が当接した状態で、ブレ補正レンズ群室に光軸方向の負荷がかかり、この負荷が振動枠にも伝わる。前述の通り、振動枠と固定枠の間には鋼球が挟持されており、光軸方向の負荷が作用すると、振動枠や固定枠における挟持面に鋼球の打痕が形成されるおそれがある。このような打痕は振動枠の動作精度に悪影響を与えてしまう。特許文献１ではその対策として、固定枠の物体側（光軸方向前方）に振動枠を配置し、付勢バネによって振動枠を、鋼球を加圧する方向（固定枠への接近方向）に付勢している。カム面部によりブレ補正レンズ室に光軸方向の負荷が加えられると、振動枠は付勢バネの付勢力に抗して物体側に移動し、鋼球に過大な負荷がかかることが防止される。

特許文献１の構成では、固定枠に対する振動枠の物体側への移動の自由度が高すぎると、挟持状態を維持できずに鋼球が脱落してしまうおそれがあるので、付勢バネには所定以上の付勢力が必要とされる。一方で、付勢バネによる付勢力が強すぎると、固定枠に対する振動枠の移動負荷が過大になってしまう。そのため、カム面部による押圧力が伝達されて振動枠が固定枠から離間しようとする状況下でも鋼球の保持を確実にさせつつ、像振れ補正時における振動枠への移動抵抗を抑制するという二律背反的な要求を満たすべく、付勢バネの力の調整が非常に難しくなる。

また特許文献１の構成では、ブレ補正レンズ群室をカム面部で押圧するため、ブレ補正レンズ群室に対して光軸方向の負荷がかかることが避けられない。ブレ補正レンズ群室はレンズ群の保持部材であり、その位置精度が直接的に光学性能に影響するので、位置精度の管理の観点からはできるだけ負荷をかけないことが望ましい。加えて、ブレ補正レンズ群室は振動枠上に保持されているため、振動枠の移動位置によってはブレ補正レンズ群室側の当接部とＣＣＤ台側のカム面部の相対位置がずれてしまい、互いの当接箇所を精度良く決めることが難しい。そのため、ブレ補正レンズ群室の退避動作がスムーズに行われなくなるおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、像振れ補正のための移動と、光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置において、簡単な構成で負荷の少ない高精度な駆動を実現することを目的とする。

本発明による光学要素の位置制御装置は、撮影光学系の光軸方向に移動可能で、撮影状態と撮影を行わない収納状態で光軸方向の異なる位置に移動される進退部材と、進退部材に対して光軸と直交する面に沿って移動可能に支持される防振移動部材と、光学要素を保持して防振移動部材上に支持される挿脱移動部材を備える。防振移動部材上で挿脱移動部材は、撮影光学系の光軸上に光学要素を位置させる挿入位置と、該光軸上から光学要素を離脱させる離脱位置に移動可能に支持されており、撮影状態では挿入保持手段によって挿入位置に保持されている。さらに、進退部材に対して光軸と直交する面に沿って移動可能に支持され、挿入位置にある挿脱移動部材に対して当接せず防振移動部材の可動範囲内での該挿脱移動部材の移動を規制しない挿入許容位置と、挿脱移動部材に当接して挿入位置から離脱位置へ押圧移動させる離脱強制位置に移動可能な離脱駆動部材を備え、この離脱駆動部材を挿脱制御手段によって、撮影状態では挿入許容位置に保持させ、進退部材が撮影状態の位置から収納状態の位置へ光軸方向に移動するとき挿入許容位置から離脱強制位置へ移動させることを特徴としている。

撮影光学系に加わる振れに応じて、防振駆動手段によって防振移動部材を光軸と直交する面に沿う任意の位置に駆動させて像振れ補正を行うようにするとよい。

挿脱制御手段の構成要素として、離脱駆動部材を挿入許容位置方向に移動付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力によって離脱駆動部材が当接して挿入許容位置を定める進退部材上のストッパと、進退部材が撮影状態の位置から収納状態の位置へ光軸方向に移動するときに付勢手段に抗して離脱駆動部材を離脱強制位置に押圧移動させる分力付与部材を設けるとよい。分力付与部材は、撮影状態では離脱駆動部材に対して光軸方向に離間しており、撮影状態から収納状態になるときの進退部材の光軸方向移動によって離脱駆動部材に当接し、離脱駆動部材に対して挿入許容位置から離脱強制位置への移動分力を与える。

撮影状態から収納状態になるとき進退部材が物体側から像面側に移動する構成とするのが実際的である。この場合の進退部材に対する防振移動部材の支持構造として、像面側を向き光軸と直交する第１の平面を進退部材に形成し、物体側を向き光軸と直交する第２の平面を防振移動部材に形成した上で、対向関係にある第１の平面と第２の平面の間に、進退部材に対する防振移動部材の光軸直交面内での移動を許す防振案内部材を挟持し、第１の平面と第２の平面を接近させる方向に防振移動部材を移動付勢するとよい。そして、離脱駆動部材を防振移動部材よりも像面側に位置させて進退部材に支持させる。また、撮影状態で進退部材よりも像面側に位置する固定部材に物体側への突出部を設け、この突出部によって離脱駆動部材押圧用の分力付与部材を構成するとよい。

本発明は、進退部材と防振移動部材の間に挟持される防振案内部材が球状転動体である構成において特に有効である。

挿脱移動部材と離脱駆動部材はそれぞれ、光軸と平行な回動軸を中心として回動可能に防振移動部材と進退部材に軸支された回動部材として構成することが好ましい。この場合、挿脱移動部材には、光軸と平行な軸線の円筒状突起の外周面からなる被押圧部を備え、離脱駆動部材には、その回動半径方向に向く平面からなる離脱押圧部を備え、挿脱移動部材が挿入位置にあって離脱駆動部材が挿入許容位置にあるときに被押圧部と離脱押圧部が離間して対向し、離脱駆動部材が挿入許容位置から離脱強制位置に向けて回動すると、離脱押圧部が被押圧部に当接するように構成するとよい。

また、挿入保持手段は、挿脱移動部材を挿入位置に移動付勢する付勢部材と、防振移動部材に設けられ、付勢部材の付勢力によって挿脱移動部材が当接して挿入位置を定めるストッパを備えた構成にするとよい。

本発明によれば、像振れ補正のための移動と光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置において、進退部材に支持させた離脱駆動部材を介して挿脱移動部材を離脱位置へ押圧移動させる構造としたため、光学要素を保持する挿脱移動部材や、この挿脱移動部材を支持する防振移動部材に対して光軸方向の負荷をかけずに撮影状態から収納状態への動作を行わせることができる。また、防振移動部材の位置に影響されずに挿脱移動部材の離脱動作を行わせることができる。よって、光学要素の防振動作や挿脱動作を、簡単な構成で低負荷かつ高精度に行わせることができる。

本発明を適用した防振レンズブロックを後方から見た分解斜視図である。 センサホルダと直進移動環を取り外した状態の防振レンズブロックを後方から見た斜視図である。 レンズ鏡筒の収納動作の途中における防振レンズブロックと離脱押圧突起を後方から見た斜視図である。 撮影状態における挿脱枠と離脱駆動レバーの関係を示す斜視図である。 撮影状態における挿脱枠と離脱駆動レバーを別の角度で示した斜視図である。 撮影状態における防振レンズブロックの要部を像面側から見た図である。 図６から振れ補正時に駆動される部分とコイルを抜粋して示した図である。 図７から防振駆動アクチュエータの構成要素を強調して示した図である。 収納状態における防振レンズブロックの要部を像面側から見た図である。 離脱押圧突起図９から振れ補正時に駆動される部分とコイルを抜粋して示した図である。 図１０から防振駆動アクチュエータの構成要素を強調して示した図である。 撮影状態における防振レンズブロックを直進進退環とセンサホルダを除いて像面側から見た図である。 図１２のＡ-Ａ線に沿う断面図である。 図１２のＢ-Ｂ線に沿う断面図である。

図１から図３に示す防振レンズブロック１０は、レンズ鏡筒の撮影光学系の一部を構成する防振挿脱レンズ（光学要素）１２を支持するものであり、図１に示すように、直進移動環（進退部材）１４内にシャッタユニット（進退部材）１６、防振枠（防振移動部材）１８、挿脱枠（挿脱移動部材）２０、センサホルダ２２、離脱駆動レバー（離脱駆動部材）２４、防振駆動アクチュエータ（防振駆動手段）２６などを備えた構造になっている。

防振レンズブロック１０が設けられるレンズ鏡筒の全体構造については図示を省略しているが、直進移動環１４はレンズ鏡筒内で撮影光学系の撮影光軸Ｏに沿う方向に直進移動可能に支持されており、レンズ鏡筒を撮影状態から収納状態にするときに物体（被写体）側から像面側に向けて移動される。以下の説明では撮影光軸Ｏに沿う方向のうち物体側を前方、像面側を後方と呼ぶ。直進移動環１４の光軸方向移動を行わせる機構は、周知のカム機構などを適用することができる。

直進移動環１４は撮影光軸Ｏを囲む筒状部１４ａを有し、その内側にシャッタユニット１６が固定されている。シャッタユニット１６はシャッタ（図示略）を内蔵するシャッタハウジング１６ａの中央に光軸方向へ貫通する撮影開口１６ｂ（図１）を有し、内蔵のシャッタアクチュエータでシャッタを駆動して撮影開口１６ｂを開閉させる。シャッタハウジング１６ａの外周部には周方向に位置を異ならせて３つ（図１及び図２には一つのみ示している）のばね掛け突起１６ｃが設けられ、シャッタハウジング１６ａの後面には、２つの移動制限突起（移動制限手段）１６ｄと３つのボール支持孔１６ｅが形成されている。ボール支持孔１６ｅは後方に向けて開口された有底の凹部である（図１３参照）。

シャッタユニット１６の後部に防振枠１８が支持される。図１３に示すように、防振枠１８にはシャッタユニット１６に対向する前面側にボール当接面（第２の平面）１８ａが形成され、このボール当接面１８ａに対してボール支持孔１６ｅの底面であるボール当接面（第１の平面）１６ｆが対向している。ボール当接面１６ｆとボール当接面１８ａの間に球状の転動体であるガイドボール（防振案内部材）２８を挟持している。前述のようにシャッタユニット１６にはボール支持孔１６ｅ（ボール当接面１６ｆ）が３箇所形成されており、これに対応してボール当接面１８ａとガイドボール２８も３つ（３箇所）設けられている。ボール当接面１６ｆとボール当接面１８ａはいずれも撮影光軸Ｏと略直交する平滑な平面である。ガイドボール２８は光軸直交方向にはボール支持孔１６ｅに対して遊嵌しており、ガイドボール２８はボール支持孔１６ｅ内の中央付近に位置するときにはボール支持孔１６ｅの内側壁に当接しない。

防振枠１８の外周部には周方向に位置を異ならせて３つのばね掛け突起１８ｂが設けられ、各ばね掛け突起１８ｂとシャッタユニット１６に３つ設けたばね掛け突起１６ｃとの間に引張ばね（接近付勢部材）３０が張設されている。防振枠１８は、３つの引張ばね３０の付勢力によってシャッタユニット１６に接近する方向（前方）に付勢され、ボール当接面１８ａをガイドボール２８に当接させることで防振枠１８の前方への移動が規制される。この状態で３箇所のボール当接面１８ａが３つのガイドボール２８に対してそれぞれ点接触しており、この点接触部分を摺接させることで（もしくは、ガイドボール２８がボール支持孔１６ｅの内側壁に当接していないときはガイドボール２８を転動させながら）、防振枠１８は撮影光軸Ｏと直交する方向へ自在に移動可能になっている。

防振枠１８にはまた、シャッタユニット１６に設けた２つの移動制限突起１６ｄを挿入させる２つの移動制限孔１８ｃが形成されている。図６ないし図１２に示すように、各移動制限孔１８ｃは、撮影光軸Ｏと直交する平面内において概ね正方形をなす矩形内面形状を有している。以下では、光軸直交平面内における各移動制限孔１８ｃの内側壁の一方の対角線方向をＸ軸、他方の対角線方向をＹ軸と呼ぶ。防振枠１８は、移動制限孔１８ｃの内面に移動制限突起１６ｄを当接させるまでの範囲で、撮影光軸Ｏと直交する平面内でシャッタユニット１６（直進移動環１４）に対して自在に移動することができる。

防振枠１８は防振駆動アクチュエータ２６によって駆動される。防振駆動アクチュエータ２６は、シャッタユニット１６側に支持される２つのコイル３１、３２と、防振枠１８側に支持される２つの永久磁石３４、３６を有する。永久磁石３４と３６はそれぞれ、防振枠１８に設けた磁石保持部１８ｄ、１８ｅに固定されている。永久磁石３４と３６の形状及び大きさは略同一であり、それぞれ細長矩形の薄板状をなし、撮影光軸Ｏを通り、かつＹ軸に沿う仮想平面Ｐ（図６ないし図１２）に関して対称の関係で配置される。より詳しくは、永久磁石３４と３６はそれぞれ、短手方向の略中央を通り長手方向に向く磁極境界線Ｍ１、Ｍ２（図８、図１１）で分割される半割領域の一方がＮ極で他方がＳ極となっており、永久磁石３４の磁極境界線Ｍ１と永久磁石３６の磁極境界線Ｍ２が、Ｙ軸方向の下方（後述する挿脱枠２０の挿入位置側）から上方（後述する挿脱枠２０の離脱位置側）に向かうにつれて、互いに離間するように傾斜している。仮想平面Ｐに対する永久磁石３４の磁極境界線Ｍ１と永久磁石３６の磁極境界線Ｍ２の傾斜角は、正逆で約４５度に設定されている。つまり、永久磁石３４と永久磁石３６は互いの長手方向（磁極境界線Ｍ１、Ｍ２）を略直交させる関係にある。

図１、図８及び図１１に示すように、コイル３１、３２は、略平行な一対の長辺部と該長辺部を接続する一対の湾曲部を有する空芯コイルであり、その形状及び大きさは略同一である。シャッタハウジング１６ａの後方側の面には位置決め突起１６ｇ、１６ｈが一対ずつ突設され（図１）、コイル３１はその空芯部に一対の位置決め突起１６ｇを係合させる態様でシャッタユニット１６に支持され、コイル３２はその空芯部に一対の位置決め突起１６ｈを係合させる態様でシャッタユニット１６に支持されている。この支持状態でコイル３１の長軸方向が永久磁石３４の磁極境界線Ｍ１と略平行になり、コイル３２の長軸方向が永久磁石３６の磁極境界線Ｍ２と略平行になる。コイル３１とコイル３２はシャッタユニット１６から延出される図示しないフレキシブル基板に接続され、更にレンズ鏡筒内の別のフレキシブル基板を中継してカメラの制御基板に接続されていて、この制御基板上の制御回路によってコイル３１とコイル３２の通電制御が行われる。

以上の構成の防振駆動アクチュエータ２６では、コイル３１と永久磁石３４が光軸方向に対向しており、コイル３１に通電すると、撮影光軸Ｏと直交する平面内で永久磁石３４の磁極境界線Ｍ１（コイル３１の長軸方向線）と略直交する方向への駆動力が作用する。この駆動力の作用方向をＦ１とする（図８、図１１及び図１２）。また、図１４に示すようにコイル３２と永久磁石３６が光軸方向に対向しており、コイル３２に通電すると、撮影光軸Ｏと直交する平面内で永久磁石３６の磁極境界線Ｍ２（コイル３２の長軸方向線）と略直交する方向への駆動力が作用する。この駆動力の作用方向をＦ２とする（図８、図１１及び図１２）。これら駆動力の作用方向Ｆ１、Ｆ２はいずれもＸ軸とＹ軸の両方に対して約４５度の角度で交差する関係にあり、各コイル３１、３２への通電制御によって、撮影光軸Ｏと直交する平面内で防振枠１８を任意の位置に移動させることができる。前述の通り、その移動範囲は移動制限孔１８ｃが移動制限突起１６ｄの内面に当接することによって規制される。

防振枠１８の後部にセンサホルダ２２が固定されている。センサホルダ２２は磁石保持部１８ｄ、１８ｅの後部を覆う形状をなし、永久磁石３４の後方に位置する位置検出センサ３８と、永久磁石３６の後方に位置する位置検出センサ４０を保持している。位置検出センサ３８と位置検出センサ４０はシャッタユニット１６から延出される図示しないフレキシブル基板に接続され、更にレンズ鏡筒内の別のフレキシブル基板を中継してカメラの制御基板に接続されている。位置検出センサ３８と位置検出センサ４０によって、防振駆動アクチュエータ２６による防振枠１８の駆動位置を検出することができる。

防振枠１８上には、撮影光軸Ｏと平行な回動軸４２を中心として回動（揺動）可能に挿脱枠２０が支持されている。回動軸４２の両端部は、防振枠１８に設けた軸支持孔１８ｆと、防振枠１８に固定される抜止部材４４に固定されている。挿脱枠２０は、防振挿脱レンズ１２を保持するレンズ保持筒部２０ａと、回動軸４２を挿通させる軸孔を有する軸孔部２０ｂと、レンズ保持筒部２０ａと軸孔部２０ｂを接続するアーム部２０ｃを備えている。挿脱枠２０は、図２ないし図８及び図１２に示す挿入位置と、図９ないし図１１に示す離脱位置の間で揺動が可能であり、防振枠１８に設けたストッパ（挿入保持手段）１８ｇにレンズ保持筒部２０ａに設けたストッパ当接部２０ｄを当接させることで挿入位置が決まる。一端部と他端部を防振枠１８と挿脱枠２０に係止させたトーションコイルばねからなる挿脱枠付勢ばね（挿入保持手段、付勢部材）４６が挿脱枠２０を挿入位置方向へ付勢している。また挿脱枠２０は、軸孔部２０ｂと抜止部材４４の間に挿入した圧縮ばねからなる光軸方向付勢ばね４８によって前方に付勢されて光軸方向の位置が安定している。

挿脱枠２０が挿入位置にあるとき、防振挿脱レンズ１２が撮影光軸Ｏ上に位置する。防振枠１８が移動制限孔１８ｃの内面のうち挿入位置側の端部（図６ないし図１２の下端部）に対して移動制限突起１６ｄを当接させるＹ軸方向の移動規制位置（以下、離脱補助位置と呼ぶ）にある状態で、挿脱枠２０が離脱位置に回動すると、防振挿脱レンズ１２の中心が撮影光軸Ｏに対してＹ軸方向に変位する。防振枠１８には、このときのレンズ保持筒部２０ａの移動軌跡（回動軸４２を中心とする円弧状軌跡）に対応する形状をなす逃げ孔１８ｈが光軸方向に貫通形成されており、逃げ孔１８ｈにレンズ保持筒部２０ａの前端部が進入している。逃げ孔１８ｈは防振枠１８の外周部に貫通（開口）しており、この逃げ孔１８ｈの開口部分を補強する橋絡部１８ｉが設けられている。橋絡部１８ｉは後方にオフセットして形成されており、挿脱枠２０が離脱位置に回動したときにレンズ保持筒部２０ａと干渉しないようになっている。

直進移動環１４内には、撮影光軸Ｏと平行な回動軸５０を中心として、図６に示す挿入許容位置から図９に示す離脱強制位置の間で回動（揺動）可能に離脱駆動レバー２４が支持されている。回動軸５０は回動軸４２の近傍に位置させて直進移動環１４と一体に形成されており、離脱駆動レバー２４の軸孔部２４ａに形成した軸孔に挿通されている。直進移動環１４の後部には抜止板５２が固定されて離脱駆動レバー２４の後方移動を規制している。離脱駆動レバー２４は、軸孔部２４ａから外径方向に延出されるアーム２４ｂの先端付近に離脱押圧部２４ｃを有していて、この離脱押圧部２４ｃが挿脱枠２０のアーム部２０ｃに設けた被押圧部２０ｅに当接可能である。図４や図５に示すように、離脱押圧部２４ｃは離脱駆動レバー２４の回動半径方向に向く平面である。被押圧部２０ｅは、軸線を撮影光軸Ｏと平行とした円筒状突起の外周面として形成されており、離脱押圧部２４ｃを形成する平面に対向している。そのため、離脱押圧部２４ｃと被押圧部２０ｅは、離脱駆動レバー２４から挿脱枠２０へ回動方向の力を伝達するが、撮影光軸Ｏと平行な方向への力を伝達しない関係にある。前述した挿脱枠付勢ばね４６の付勢力は離脱位置から挿入位置方向（図６ないし図１２の反時計方向）へ挿脱枠２０を回動付勢しており、離脱駆動レバー２４も、これと同方向（図６ないし図１２の反時計方向）の挿入許容位置へ向けて離脱駆動レバー付勢ばね（挿脱制御手段、付勢部材）５４によって回動付勢されている。直進移動環１４内には、離脱駆動レバー付勢ばね５４による付勢方向への離脱駆動レバー２４の回動端、すなわち離脱駆動レバー２４の挿入許容位置を決めるストッパ（挿脱制御手段）１４ｂ（図１ないし図３）が設けられている。ストッパ１４ｂは直進移動環１４の内周面に形成された溝部として形成され、離脱駆動レバー２４の挿入許容位置を決める際には、この溝部の内面に被押圧部２４ｄの一部が当接する。一方、挿脱枠付勢ばね４６による付勢方向への挿脱枠２０の回動は、ストッパ当接部２０ｄとストッパ１８ｇの当接によって規制される。挿脱枠２０と離脱駆動レバー２４がそれぞれのストッパに当接している状態が図６であり、このとき被押圧部２０ｅと離脱押圧部２４ｃが互いに離間している（図４、図５参照）。この被押圧部２０ｅと離脱押圧部２４ｃの間のクリアランスは、シャッタユニット１６に対する防振枠１８の可動範囲（移動制限孔１８ｃの内面に移動制限突起１６ｄが当接するまでの範囲）内では、被押圧部２０ｅを離脱押圧部２４ｃに接触させない大きさに設定されている。換言すれば、離脱駆動レバー２４は、挿入許容位置にあるときに、防振駆動アクチュエータ２６による防振枠１８と挿脱枠２０の防振用の駆動を規制しない。そして、挿脱枠２０と離脱駆動レバー２４に外力が加わらなければ、挿脱枠付勢ばね４６の付勢力で挿脱枠２０を挿入位置に保持する図６ないし図８の状態に維持される。

離脱駆動レバー２４は軸孔部２４ａの近傍に被押圧部２４ｄを備えている。レンズ鏡筒内には、離脱駆動レバー２４の後方に位置させて離脱押圧突起（挿脱制御手段、分力付与部材）５８が固定されており、収納状態になるときの直進移動環１４の後方移動に応じて離脱押圧突起５８が被押圧部２４ｄに当接し、離脱駆動レバー２４が挿入許容位置から離脱強制位置へ回動される。詳細には、離脱押圧突起５８の先端部には端面カム５８ａが形成されており、直進移動環１４が後退して離脱押圧突起５８に接近すると被押圧部２４ｄが端面カム５８ａに当接する。この当接によって、光軸方向後方への直進移動環１４の移動力から離脱駆動レバー２４を離脱駆動レバー付勢ばね５４の付勢力に抗する方向（挿脱枠２０の離脱位置方向）へ回動させる分力が生じ、前述のクリアランス分だけ離脱駆動レバー２４が単独で回動してから離脱押圧部２４ｃが挿脱枠２０の被押圧部２０ｅに当接する。すると、離脱押圧部２４ｃと被押圧部２０ｅを介して離脱位置方向への押圧力が挿脱枠２０に伝達され、挿入付勢ばね４６と離脱駆動レバー付勢ばね５４の両方の付勢力に抗して離脱駆動レバー２４が挿脱枠２０を離脱方向へ押圧回動させる。挿脱枠２０が離脱位置に達した後、離脱押圧突起５８の側面に設けた撮影光軸Ｏと略平行な離脱保持面５８ｂが被押圧部２４ｄの側面に係合して離脱駆動レバー２４が離脱強制位置に保持され、その結果、挿脱枠２０が離脱位置に保持される（図９）。離脱押圧突起５８はレンズ鏡筒を構成する任意の固定部材に設けることができるが、例えばレンズ鏡筒一体型のデジタルカメラであれば、直進移動環１４よりも像面側に位置する固定部材として、撮影光学系の結像位置にイメージセンサを支持させるイメージセンサホルダを備え、このイメージセンサホルダ上に離脱押圧突起５８を突設させるとよい。

以上の構造からなる防振レンズブロック１０の動作を説明する。図６ないし図８に示す撮影状態では、挿脱枠２０は挿脱枠付勢ばね４６の付勢力によって挿入位置に保持されており、防振挿脱レンズ１２の中心が撮影光軸Ｏと一致している。また、離脱駆動レバー２４は、離脱駆動レバー付勢ばね５４の付勢力によって挿入許容位置に保持されている。撮影状態では、レンズ鏡筒に加わる振れの方向と大きさに応じて、防振駆動アクチュエータ２６によって防振枠１８を光軸直交平面内で駆動することで防振挿脱レンズ１２を撮影光軸Ｏに対してシフトさせ、結像面上での被写体像のずれ（像振れ）を抑制することができる。詳細には、レンズ鏡筒に内蔵したジャイロセンサによってレンズ鏡筒の移動角速度を検出し、その振れの角速度を時間積分して移動角度を求め、該移動角度から結像面上での像の移動量を演算すると共に、この像振れをキャンセルするための防振挿脱レンズ１２（防振枠１８）の駆動量及び駆動方向を演算する。そして、この演算値に基づいてコイル３１とコイル３２の通電制御を行う。すると、３つのガイドボール２８に対して３箇所のボール当接面１８ａが支持案内を受けながら防振枠１８が移動される。防振枠１８に防振駆動を行わせるとき、挿脱枠２０はストッパ当接部２０ｄをストッパ１８ｇに当接させる挿入位置に保持されており、防振枠１８と挿脱枠２０（防振挿脱レンズ１２）は一体に移動される。前述の通り、被押圧部２０ｅと離脱押圧部２４ｃの間にクリアランスが設けられているため、離脱駆動レバー２４は、防振駆動アクチュエータ２６による防振枠１８と挿脱枠２０の防振用の駆動を規制しない。

撮影状態では、移動制限突起１６ｄと移動制限孔１８ｃの内面の当接による防振枠１８の移動端位置を用いて位置検出センサ３８、４０の校正を行うことができる。防振駆動アクチュエータ２６を構成するコイル３１、３２と永久磁石３４、３６の各ペアの駆動力の作用方向Ｆ１、Ｆ２はＸ軸及びＹ軸と略４５度の関係で交差しており、移動制限突起１６ｄに対して移動制限孔１８ｃのＸ軸方向の両端部を当接させる移動端を防振駆動アクチュエータ２６のＸ軸の駆動基準位置とし、移動制限突起１６ｄに対して移動制限孔１８ｃのＹ軸方向の両端部を当接させる移動端をＹ軸の駆動基準位置とすることができる。撮影状態における防振枠１８の実用上の防振駆動範囲は、移動制限突起１６ｄが移動制限孔１８ｃの内面に当接しない範囲で設定される。

撮影状態から収納状態になるとき、レンズ鏡筒全体を進退駆動するモータによって防振レンズブロック１０（直進移動環１４）が光軸方向後方に移動され、やがて直進移動環１４と共に後退している離脱駆動レバー２４の被押圧部２４ｄが、離脱押圧突起５８の端面カム５８ａに当て付く。すると、被押圧部２４ｄが端面カム５８ａに押圧されて、直進移動環１４の後退移動力から分力が生じて離脱駆動レバー付勢ばね５４の付勢力に抗して離脱駆動レバー２４が挿入許容位置から離脱強制位置へ向けて回動され、離脱押圧部２４ｃが被押圧部２０ｅに当接する。前述の通り、挿脱枠２０には挿脱枠付勢ばね４６によって挿入位置側への付勢力が作用しており、離脱押圧部２４ｃを被押圧部２０ｅに当接させた離脱駆動レバー２４は、挿脱枠付勢ばね４６の付勢力に抗して挿脱枠２０を挿入位置から離脱位置へ向けて押圧しようとする。加えて、挿脱枠２０を支持する防振枠１８に対して、３つの引張ばね３０によってボール当接面１８ａをガイドボール２８に押し付けさせる方向の付勢力が作用している。つまり、挿脱枠２０と防振枠１８にはそれぞれ挿脱枠付勢ばね４６と引張ばね３０の付勢力による移動抵抗が作用している。ここで、挿脱枠付勢ばね４６によって与えられる挿脱枠２０の回動抵抗が、引張ばね３０によって与えられる防振枠１８の移動抵抗よりも大きく設定されている。そのため、挿脱枠２０に作用する押圧力が防振枠１８に伝わり、挿脱枠２０の離脱位置方向への回動が開始されるよりも前に、防振枠１８が挿脱枠２０と共に離脱位置方向へ移動される。そして、移動制限突起１６ｄに対して移動制限孔１８ｃのＹ軸方向端部（挿入位置側の端部）を当接させる離脱補助位置（図９ないし図１１）まで防振枠１８が移動される。前述の通り、撮影状態での防振枠１８の実用上の防振駆動範囲は、移動制限孔１８ｃの内面が移動制限突起１６ｄに当接する箇所を含まないため、離脱補助位置は実用上の防振駆動範囲の外側に位置している。防振枠１８が離脱補助位置に達してそれ以上の移動が規制されると、挿脱枠２０が挿入位置から離脱位置へ単独で回動される。つまり、防振挿脱レンズ１２の離脱移動は、防振枠１８の離脱補助位置へのＹ軸方向の移動と、防振枠１８に対する挿脱枠２０の離脱位置への回動の合成移動として行われる。

防振枠１８の離脱補助位置への移動と挿脱枠２０の離脱位置への回動によって、防振挿脱レンズ１２が図９ないし図１１に示すように光路（撮影光軸Ｏ）上から離脱される。直進移動環１４が後方への移動を続けると、離脱押圧突起５８の離脱保持面５８ｂが被押圧部２４ｄに当接して離脱駆動レバー２４が離脱強制位置に保持され（図９）、挿脱枠２０は離脱駆動レバー２４と共に離脱押圧突起５８によって離脱位置に保持されて挿入位置への回動が規制される。図示しないが、レンズ鏡筒が収納状態まで達すると、防振挿脱レンズ１２（レンズ保持筒部２０ａ）の離脱によって空いた直進移動環１４内の空間に後方の部材（例えば、撮影状態で防振挿脱レンズ１２の後方に位置する別の光学要素）が進入する。これにより、複数の光学要素を光軸上に直列状に並べて収納するタイプのレンズ鏡筒に比べて、収納時の光軸方向サイズを小さくすることができる。

収納状態から撮影状態に移行するときには逆に、直進移動環１４が前方に移動されて離脱押圧突起５８による離脱駆動レバー２４の押圧（離脱強制位置への保持）が解除され、離脱駆動レバー２４が離脱駆動レバー付勢ばね５４の付勢力によって図６に示す挿入許容位置に戻る。すると、挿脱枠付勢ばね４６の付勢力によって挿脱枠２０が離脱位置から挿入位置へと回動される。これに伴って防振枠１８に対する離脱補助位置への保持も解除され、防振枠１８は防振駆動アクチュエータ２６によって駆動可能な状態になる。そして、撮影状態になるときに前述した位置検出センサ３８、４０の校正が行われる。

以上の防振レンズブロック１０では、防振挿脱レンズ１２を保持する挿脱枠２０や防振枠１８とは別に離脱駆動レバー２４を直進移動環１４内に支持し、撮影状態から収納状態になるときに、この離脱駆動レバー２４を離脱押圧突起５８で押圧することによって離脱強制位置へ動作させ、離脱駆動レバー２４を介して挿脱枠２０を離脱位置へ押圧移動させている。離脱駆動レバー２４は、挿脱枠２０の回動軸４２と平行な回動軸５０によって軸支されて撮影光軸Ｏと直交する平面に沿って回動されるため、離脱押圧突起５８の押圧力を受けて光軸方向の負荷が伝わる部位は離脱駆動レバー２４までとなり、挿脱枠２０や防振枠１８に対して光軸方向への負荷が作用しない。前述したように、離脱押圧部２４ｃと被押圧部２０ｅは、撮影光軸Ｏと平行な方向への力を伝達しない形状の面として形成されているため、仮に離脱押圧突起５８によって押圧された離脱駆動レバー２４が回動軸５０の軸線に沿う方向に若干量移動しても、挿脱枠２０が回動軸４２の軸線に沿う方向に押圧されることがない。これにより、挿脱枠２０や防振枠１８の支持機構への負荷を軽減させ、防振挿脱レンズ１２の高精度な駆動が保証される。特に、離脱押圧突起５８により離脱駆動レバー２４を押圧したときに、防振枠１８のボール当接面１８ａとシャッタユニット１６のボール当接面１６ｆの間に挟持されるガイドボール２８に対して光軸方向に過大な負荷がかからず、ボール当接面１８ａやボール当接面１６ｆ上にガイドボール２８による打痕が形成されるおそれがない。

また、離脱駆動レバー２４を介在させることで、離脱押圧突起５８による光軸方向の押圧力が挿脱枠２０や防振枠１８へ直接的に作用しない構成になっているため、防振枠１８とシャッタユニット１６の間にガイドボール２８を挟持させるための引張ばね３０の付勢力は、離脱押圧突起５８からの押圧力による負荷変動を考慮に入れずに設定することができる。具体的には、引張ばね３０の付勢力が強すぎると、防振枠１８を駆動する防振駆動アクチュエータ２６に対する負荷が大きくなってしまい、引張ばね３０の付勢力が小さすぎるとガイドボール２８が脱落するおそれがあるので、そのバランスに留意して引張ばね３０の付勢力を設定すればよい。仮に、本実施形態と異なり離脱押圧突起５８による光軸方向の押圧力が防振枠１８へ作用するような構成であると、引張ばね３０で設定した上記のような付勢力のバランスが崩れてしまうが、本実施形態の構成によれば、そのような不具合を避けることができる。

また、離脱押圧突起５８によって押圧される離脱駆動レバー２４は、防振枠１８の移動に応じて回動軸４２の位置を変化させる挿脱枠２０とは異なり、直進移動環１４内での回動軸５０の位置を変化させないため、防振枠１８の移動位置に影響されることなく離脱押圧突起５８との位置関係を一定に保つことができる。これにより、離脱駆動レバー２４の被押圧部２４ｄと離脱押圧突起５８の端面カム５８ａの相対位置がずれることがなく、離脱駆動レバー２４を高精度に駆動することができる。離脱駆動レバー２４と挿脱枠２０の間の当接箇所は、離脱駆動レバー２４の回動半径方向に向く平面状の離脱押圧部２４ｃと、円筒状外面の突起部である被押圧部２０ｅによって構成されているため、防振枠１８の防振用移動によって挿脱枠２０の位置が変化しても、挿入許容位置から離脱強制位置への離脱駆動レバー２４の回動に際して離脱押圧部２４ｃを被押圧部２０ｅに確実に当接させ、挿脱枠２０を離脱位置まで回動させることができる。

以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示実施形態では、像振れ補正用の移動を担う防振枠１８は、ガイドボール２８に支持されて撮影光軸Ｏと直交する面に沿って自在に移動可能であり、挿脱枠２０は防振枠１８上に回動軸４２を介して軸支された回動部材となっているが、防振枠１８に代えてＸ軸に沿って直進移動可能な第１ステージを備え、挿脱枠２０に代えてＹ軸に沿って直進移動可能な第２ステージを備えた態様とすることもできる。この態様では、防振駆動アクチュエータ２６の永久磁石３４、３６を第２ステージに支持させ、第１ステージと第２ステージを組み合わせた移動によって像振れ補正を行うとよい。

また図示実施形態では、ガイドボール２８を挟んで防振枠１８を支持しているのがシャッタユニット１６であるが、防振枠１８の支持部材はシャッタユニット以外でもよい。例えば、直進移動環１４の内部に一体形成したフランジ部に移動制限突起１６ｄやボール支持孔１６ｅ（ボール当接面１６ｆ）相当の部位を設けて、シャッタユニット１６を介さずに防振枠１８を可動に支持してもよい。

１０ 防振レンズブロック
１２ 防振挿脱レンズ（光学要素）
１４ 直進移動環（進退部材）
１４ｂ ストッパ（挿脱制御手段）
１６ シャッタユニット（進退部材）
１６ｄ 移動制限突起
１６ｅ ボール支持孔
１６ｆ ボール当接面（第１の平面）
１８ 防振枠（防振移動部材）
１８ａ ボール当接面（第２の平面）
１８ｃ 移動制限孔
１８ｇ ストッパ（挿入保持手段）
２０ 挿脱枠（挿脱移動部材）
２０ｄ ストッパ当接部
２０ｅ 被押圧部
２２ センサホルダ
２４ 離脱駆動レバー
２４ｃ 離脱押圧部
２４ｄ 被押圧部
２６ 防振駆動アクチュエータ（防振駆動手段）
２８ ガイドボール（防振案内部材、球状転動体）
３０ 引張ばね（接近付勢部材）
３１ ３２ コイル
３４ ３６ 永久磁石
３８ ４０ 位置検出センサ
４４ 抜止部材
４６ 挿脱枠付勢ばね（挿入保持手段、付勢部材）
５４ 離脱駆動レバー付勢ばね（挿脱制御手段、付勢部材）
５８ 離脱押圧突起（挿脱制御手段、分力付与部材）
５８ａ 端面カム
５８ｂ 離脱保持面
Ｏ 撮影光軸

Claims (9)

1. 撮影光学系の光軸方向に移動可能で、撮影状態と撮影を行わない収納状態で光軸方向の異なる位置に移動される進退部材；
   上記進退部材に対して光軸と直交する面に沿って移動可能に支持される防振移動部材；
   光学要素を保持し、上記撮影光学系の光軸上に上記光学要素を位置させる挿入位置と、該光軸上から上記光学要素を離脱させる離脱位置に移動可能に上記防振移動部材上に支持される挿脱移動部材；
   上記撮影状態で上記挿脱移動部材を上記挿入位置に保持させる挿入保持手段；
   上記進退部材に対して光軸と直交する面に沿って移動可能に支持され、上記挿入位置にある上記挿脱移動部材に対して当接せず上記防振移動部材の可動範囲内での該挿脱移動部材の移動を規制しない挿入許容位置と、上記挿脱移動部材に当接して上記挿入位置から上記離脱位置へ押圧移動させる離脱強制位置に移動可能な離脱駆動部材；及び
   上記撮影状態で上記離脱駆動部材を上記挿入許容位置に保持させ、上記進退部材が上記撮影状態の位置から上記収納状態の位置へ光軸方向に移動するとき、上記離脱駆動部材を上記挿入許容位置から上記離脱強制位置へ移動させる挿脱制御手段；
   を備えることを特徴とする光学要素の位置制御装置。
2. 請求項１記載の光学要素の位置制御装置において、上記撮影光学系に加わる振れに応じて、上記防振移動部材を光軸と直交する面に沿う任意の位置に駆動して像振れ補正を行う防振駆動手段を備えている光学要素の位置制御装置。
3. 請求項１または２記載の光学要素の位置制御装置において、上記挿脱制御手段は、
   上記離脱駆動部材を上記挿入許容位置方向に移動付勢する付勢部材；
   上記進退部材に設けられ、上記付勢部材の付勢力によって上記離脱駆動部材が当接して上記挿入許容位置を定めるストッパ；及び
   上記撮影状態では上記離脱駆動部材と光軸方向に離間し、上記進退部材が上記撮影状態の位置から上記収納状態の位置へ光軸方向に移動するとき、上記離脱駆動部材との光軸方向間隔を小さくして該離脱駆動部材に当接し、該離脱駆動部材に対して上記挿入許容位置から上記離脱強制位置への移動分力を与える分力付与部材；
   を備えている光学要素の位置制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学要素の位置制御装置において、上記進退部材は、上記撮影状態から上記収納状態になるとき物体側から像面側に移動し、
   上記進退部材に形成した、像面側を向き光軸と直交する第１の平面；
   上記防振移動部材に形成した、物体側を向いて上記第１の平面に対向し光軸と直交する第２の平面と；
   上記第１の平面と上記第２の平面の間に挟持され、上記進退部材に対する上記防振移動部材の上記光軸直交面内での移動を許す防振案内部材；及び
   上記第１の平面と上記第２の平面を接近させる方向に上記進退部材に対して上記防振移動部材を付勢して上記防振案内部材の挟持状態を維持させる接近付勢部材；
   を有し、
   上記離脱駆動部材は上記防振移動部材よりも像面側に位置させて上記進退部材に支持されている光学要素の位置制御装置。
5. 請求項４記載の光学要素の位置制御装置において、上記防振案内部材は球状転動体である光学要素の位置制御装置。
6. 請求項４または５記載の光学要素の位置制御装置において、上記分力付与部材は、撮影状態で上記進退部材よりも像面側に位置する固定部材に設けられ、該固定部材から物体側に突出された突出部からなる光学要素の位置制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の光学要素の位置制御装置において、上記挿脱移動部材は光軸と平行な回動軸を中心として回動可能に上記防振移動部材に軸支されており、上記離脱駆動部材は、上記挿脱移動部材の回動軸と平行な回動軸を中心として回動可能に上記進退部材に軸支されている光学要素の位置制御装置。
8. 請求項７記載の光学要素の位置制御装置において、上記挿脱移動部材は、光軸と平行な軸線の円筒状突起の外周面からなる被押圧部を有し、上記離脱駆動部材は、その回動半径方向に向く平面からなる離脱押圧部を有し、
   上記挿脱移動部材が上記挿入位置にあり、かつ上記離脱駆動部材が上記挿入許容位置にあるとき、上記被押圧部と上記離脱押圧部が離間して対向し、上記離脱駆動部材が上記挿入許容位置から上記離脱強制位置に向けて回動すると、上記離脱押圧部が上記被押圧部に当接する光学要素の位置制御装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の光学要素の位置制御装置において、上記挿入保持手段は、
   上記挿脱移動部材を上記挿入位置に移動付勢する付勢部材；及び
   上記防振移動部材に設けられ、上記付勢部材の付勢力によって上記挿脱移動部材が当接して上記挿入位置を定めるストッパ；
   を備えている光学要素の位置制御装置。