JP2014013321A

JP2014013321A - ブレ補正装置、レンズ鏡筒及び撮像装置

Info

Publication number: JP2014013321A
Application number: JP2012150720A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Kamio; 和明神尾
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-23

Abstract

【課題】本発明は、コンパクトで且つ好適な光学特性を有するブレ補正装置、レンズ鏡筒及び撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮影光学系の光軸に交差する方向に移動可能に支持された光学部材７８と、光学部材を支持し、光学部材とともに撮影光学系の光軸に交差する方向に移動する移動部材２０と、移動部材２０を第１の方向に移動する第１駆動部材２４と、移動部材２０を第１の方向に交差する第２の方向に移動する第２駆動部材と２２、移動部材２０の移動を規制するロック位置と、規制を解除する解除位置と、の間で移動するロック部材とを有し、移動部材２０は、ロック部材がロック位置にあるときにロック部材に当接するとともに第１の方向に直交する同一直線上に配置された第１及び第２の当接部２８を有することを特徴とするブレ補正装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、ブレ補正装置、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

手振れなどによる撮像画像のブレを抑制するブレ補正装置として、ブレ補正用のレンズを保持する可動枠と、当該可動枠を相対移動可能に保持する固定枠と、ブレ補正を行わない時に可動枠を固定するロックリングとを有するものが提案されている。可動枠がロックリングによってロックされることにより、ブレ補正動作が行われない場合には、ブレ補正レンズ群が光軸中心付近に固定され、撮影光学系は好適な光学特性を発揮することができる。

従来では、特許文献１に示すように、駆動手段に向いて突出する突起部が、駆動手段の駆動軸上に配置されるのが通常であったため、ブレ補正装置が大型になってしまう問題があった。また、従来においては、駆動軸上に配置された１つの突起部により、可動枠を保持していたため、可動枠がガタつきやすく、光学特性に悪影響を及ぼしていた。

特開平１０−２６７８２号公報

本発明は、コンパクトで且つ好適な光学特性を有するブレ補正装置、レンズ鏡筒及び撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレ補正装置は、
撮影光学系の光軸に交差する方向に移動可能に支持された光学部材（７８、７４）と、前記光学部材を支持し、前記光学部材とともに前記撮影光学系の光軸に交差する方向に移動する移動部材（２０）と、前記移動部材を第１の方向に移動する第１駆動部材（２２、１２２）と、前記移動部材を前記第１の方向に交差する第２の方向に移動する第２駆動部材と（２４、１２４）、前記移動部材の移動を規制するロック位置と、前記規制を解除する解除位置と、の間で移動するロック部材（３０）とを有し、前記移動部材は、前記ロック部材が前記ロック位置にあるときに前記ロック部材に当接するとともに前記第１の方向に直交する同一直線上に配置された第１及び第２の当接部（２８）を有することを特徴とする。

なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

本発明の一実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラの概略断面図である。図１に示すカメラに搭載されたブレ補正装置の分解斜視図である。図２に示すブレ補正装置に含まれる可動枠の平面図及びその部分拡大図である。図２に示すブレ補正装置に含まれるロックリングの平面図及びその部分拡大図である。ロックリングによる可動枠のロック状態および解除状態を示す。図３に示す可動枠におけるコイルおよび突起部の配置を示す。本発明の他の実施形態を示し、可動枠におけるマグネットおよび突起部の配置を示す。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るブレ補正装置を備えるカメラ５０の概略断面図である。カメラ５０は、レンズ鏡筒５２と、レンズ鏡筒５２が装着されるカメラボディ５４から成る。なお、本実施形態では、図１に示すように、レンズ鏡筒５２が交換可能な一眼レフカメラ５０であるが、これに限定されず、レンズ鏡筒５２とカメラボディ５４とが一体であるコンパクトカメラであってもよい。

本実施形態に係るレンズ鏡筒５２は、６群構成のズームレンズであり、第１のレンズ群５６と、第２のレンズ群５８と、第３のレンズ群６０と、第４のレンズ群６２と、第５のレンズ群６４と、第６のレンズ群６６と、絞り７６とを有する。

第１のレンズ群５６と、第３のレンズ群６０と、第５のレンズ群６４と、第６のレンズ群６６は、レンズ鏡筒５２の倍率調整の際に、カメラ５０の光軸α方向に沿って移動する。また、第１のレンズ群５６は、レンズ鏡筒５２のピント合わせの際に、カメラ５０の光軸α方向に沿って移動する。カメラ５０は、第１のレンズ群５６を移動させて焦点調整を行うことによって、カメラボディ５４の内部に備えられる撮像素子７４に、被写体の像を結ぶ。

第２のレンズ群５８と、第４のレンズ群６２とは、レンズ鏡筒５２の倍率調整およびピント合わせの際に、光軸α方向の位置が変化しない。第２レンズ群５８は、非ブレ補正レンズ群７０，７２と、ブレ補正レンズ群７８とから成る。

ブレ補正レンズ群７８は、ブレ補正を行うためのレンズ群であり、後述のブレ補正装置８０（図２等参照）によって、光軸αに略垂直な方向に移動することができる。

図２は、図１に示すブレ補正レンズ群７８を移動させるブレ補正装置８０の分解斜視図である。ブレ補正装置８０は、蓋部材４０、可動枠２０、固定枠１０、ロックリング３０等を有する。図２には表示していないが、可動枠２０は、その中心部にブレ補正レンズ群７８を保持し、像ブレを補正するために光軸αに交差するＸ−Ｙ平面上を移動することができる。以下の説明においては、光軸αと略平行な軸をＺ軸、Ｚ軸に直交して相互に垂直な軸をＸ軸およびＹ軸とする。

固定枠１０は、可動枠２０とは異なり、Ｘ−Ｙ平面上を移動せず、可動枠２０をＸ−Ｙ平面上で相対移動可能に保持する。可動枠２０は、固定枠１０に対して、３つの鋼球４４と２つのコイルばね４６を介して保持されている。可動枠２０と固定枠１０は、３つの鋼球４４を間に挟んだ状態で、コイルばね４６によって互いに押し付け合う方向に付勢されている。コイルばね４６は、可動枠２０と固定枠１０とを光軸α方向に連結し、可動枠２０と固定枠１０が光軸α方向に分離することを防止する。

固定枠１０には、ロックリング３０を保持する機能を有する保持部材１１が設けられている。保持部材１１は、ロックリング３０が固定枠１０に対して光軸α方向に抜け落ちることを防止する。

可動枠２０及び固定枠１０には、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）が設置されており、可動枠２０に保持されるブレ補正レンズ群７８は、ＶＣＭからの駆動力を受けて光軸αに交差するＸ−Ｙ平面上を移動し、像ブレを補正する。ＶＣＭは、コイルとマグネットとから構成される。

本実施形態においては、第１コイル２２および第２コイル２４が可動枠２０に設置され、第１マグネット１２および第２マグネット（不図示）が固定枠１０に設置される。第１コイル２２と第１マグネット１２とは、Ｚ軸方向に向き合うように配置されて、第１ＶＣＭを構成し、可動枠２０をＸ軸に沿って駆動する。第１コイル２２と第１マグネット１２とから構成される第１ＶＣＭは、光軸αを通りＸ軸に平行な第１駆動軸ｘ１を有する（図６等参照）。第２コイル２４と第２マグネットとは、Ｚ軸方向に向き合うように配置されて、第２ＶＣＭを構成し、可動枠２０をＹ軸に沿って駆動する。第２コイル２４と第２マグネットとから構成される第２ＶＣＭは、光軸αを通りＹ軸に平行な第２駆動軸ｙ１を有する（図６等参照）。

また、可動枠２０及び固定枠１０には、可動枠２０の位置を検出するための位置検出センサが設置されている。レンズ鏡筒５２の内部等に設置される制御部（不図示）は、角速度センサ等の検出センサによる振れの結果や、可動枠２０の位置を検出する位置検出センサ等の出力を用いて、ＶＣＭの駆動及びこれに伴うブレ補正レンズ群７８の移動を制御し、像ブレを補正する。

蓋部材４０は、可動枠２０が光軸α方向に脱落することを防止する。蓋部材４０は、固定枠１０との間に、可動枠２０を光軸α方向に挟み込むように配置され、ネジ４７によって固定枠１０に固定される。

ロックリング３０は、略円環形状であり、ブレ補正を行わない時に、可動枠２０が固定枠１０に対して相対移動しないようにロックするための部材である。ロックリング３０は、固定枠１０に対して、光軸αを中心として相対回転可能に保持される。ロックリング３０の詳細な構造については後述する。

図３は、図２に示す可動枠２０を、固定枠１０の側から観察した平面図である。可動枠２０は、円筒部２６を有する。円筒部２６は、図２に示すように、固定枠１０に向かって突出する。図３に示すように、円筒部２６の外周には、半径方向外側に突出する突起部２８が形成される。後述のように、突起部２８とロックリング３０との組み合わせにより、可動枠２０のロック状態と解除状態が切り換えられる。

図４は、図２に示すロックリング３０を、固定枠１０の側から観察した平面図である。ロックリング３０は、固定枠１０に取り付けられたステッピングモータやボイスコイルモータ等からの回転力を受けるギア部３３を有している。

ロックリング３０は、ギア部３３から伝えられる回転力により光軸αを中心として回転し、ロック位置（図５（Ａ）等参照）と解除位置（図５（Ｂ）等参照）の間で変位する。またロックリング３０は、回転範囲を制限するための制限部３４を有している。制限部３４は、ロックリング３０が所定の範囲を超えて回転しようとすると固定枠１０に設けられた突起に接触し、所定の範囲内のみで回転するようにロックリング３０の回転範囲を制限する。

ロックリング３０の内周面には、内周面に対して凹んでいる逃げ部３９が形成される。また、逃げ部３９と逃げ部３９との間の内周面は、嵌合部３８に形成されており、逃げ部３９と嵌合部３８との間には、面取り加工が施されている。嵌合部３８は、逃げ部３９と比較して幅広である。

図５（Ａ）に示すように、ロックリング３０がロック位置にある場合、嵌合部３８は、可動枠２０の突起部２８と当接し、可動枠２０の相対移動を禁止する。ロックリング３０が可動枠２０をガタつきなく保持するように、嵌合部３８と突起部２８とが当接する。

図５（Ｂ）に示すように、ロックリング３０がロック位置から解除位置に変位することにより、嵌合部３８と突起部２８との当接状態が解除される。嵌合部３８の内径および突起部２８の寸法は、嵌合部３８と突起部２８とがスムーズに摺動するように調整される。また、嵌合部３８および突起部２８の材質は、嵌合部３８と突起部２８とがスムーズに摺動するように選択される。好ましくは、嵌合部３８及び突起部２８の材質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール、または、ガラス繊維入りのポリカーボネート等である。嵌合部３８とロックリング３０および突起部２８と可動枠２０のそれぞれは、同じ材質で一体に形成してあってもよく、また、別々の材質で構成されてもよい。

ロックリング３０が解除位置にある場合、可動枠２０の突起部２８は、嵌合部３８の間に形成された逃げ部３９に位置し、可動枠２０は、ブレ補正動作のための移動を行うことができる。可動枠２０がブレ補正動作を行う際に、突起部２８が嵌合部３８に衝突しないように、逃げ部３９の幅および深さが調整される。なお、本実施形態では、可動枠２０に突起部２８が形成され、ロックリング３０に嵌合部３８および逃げ部３９が形成されているが、可動枠２０に嵌合部および逃げ部が形成され、ロックリング３０に突起が形成されてもよい。また、本実施形態では、突起部２８は、周方向に沿って等間隔に８個配置されているが、これに限定されず、図５（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、４個であってもよい。また、突起部２８の個数は適宜決めることができる。なお、図５（Ｃ）はロック状態を示し、図５（Ｄ）は解除状態を示す。

図６（Ａ）は、カメラ５０を被写体側から見た図である。図６（Ａ）に示すように、レンズ鏡筒５２の内部には、第１コイル２２、第２コイル２４および突起部２８が、可動枠２０に配置される。第１ＶＣＭ（第１駆動軸ｘ１）を構成する第１コイル２２は、ブレ補正レンズ群７８のＸ軸方向左側に配置され、第２ＶＣＭ（第２駆動軸ｙ１）を構成する第２コイル２４は、ブレ補正レンズ群７８のＹ軸方向下側に配置される。突起部２８は、可動枠２０の外周に略等間隔に配置されている。また、隣接する突起部２８が、第１駆動軸ｘ１または第２駆動軸ｙ１を挟むように配置してある。なお、本実施形態では、突起部２８は、周方向に沿って等間隔に配置されているが、周方向に沿って不等間隔に配置されてもよい。

第１コイル２２からレンズ中心Ｏまでの距離は、第１コイル２２−突起部２８間距離ａと、突起部２８−レンズ中心Ｏ間距離ｂ１により決まる。ここで、図２に示すように、突起部２８は、可動枠２０から固定枠１０の方向に突出する円筒部２６の半径方向外側に形成されている。また、固定枠１０には、第１コイル２２に対向する位置に第１マグネット１２が配置されている。このため、可動枠２０が移動したときに、突起部２８が第１マグネット１２に衝突しないように、突起部２８を配置する。すなわち、図６に示すように、第１マグネット１２に対向する位置にある第１コイル２２と突起部２８との間に、所定の距離ａを設けて、第１コイル２２を配置する。

本実施形態では、図６（Ａ）に示すように、第１駆動軸ｘ１に直交する直線ｙ２〜ｙ５のそれぞれの上に、突起部２８が２つずつ配置される。直線ｙ２上に配置され隣接する突起部２８は、第１コイル２２に向いて突出しており、第１駆動軸ｘ１を挟むようにして配置される。第１コイル２２に向いて突出し隣接する突起部２８は、好ましくは、第１駆動軸ｘ１に対して対称に配置されるが、非対称に配置されてもよい。第１駆動軸ｘ１と突起部２８との間の角度θは、９０度未満であり、好ましくは、０度〜４５度であり、更に好ましくは、２２．５度である。なお、直線ｙ３〜ｙ５上に配置される突起部２８も、直線ｙ２上に配置される突起部２８と同様に、第１駆動軸ｘ１に対して対称に配置される。

本実施形態では、第１駆動軸ｘ１を挟むようにして、第１コイル２２に向いて突出する突起部２８を配置してあるので、レンズ中心Ｏから突起部２８までの距離ｂ１を短くすることができる。したがって、本実施形態では、レンズ中心Ｏから第１コイル２２までの距離（ａ＋ｂ１）を短くすることができるので、可動枠２０を小型化することができ、コンパクトなブレ補正装置を提供することができる。

これに対して、従来においては、図６（Ｂ）に示すように、第１コイル２２に向いて突出する突起部２８が、第１駆動軸ｘ１上に配置されるのが通常であった。このため、従来技術においては、レンズ中心Ｏから突起部２８までの距離ｂ２が長くなってしまうので、レンズ中心Ｏから第１コイル２２までの距離（ａ＋ｂ２）も長くなってしまい、可動枠２０がその分大きくなってしまっていた。

図６（Ａ）に示すように、第２駆動軸ｙ１に直交する直線ｘ２〜ｘ５のそれぞれの上にも、突起部２８が２つずつ配置される。直線ｘ５上に配置され隣接する突起部２８は、第２コイル２４に向いて突出しており、第２駆動軸ｙ１を挟むようにして、第２駆動軸ｙ１に対して対称に配置されている。このため、第２コイル２４との関係においても、上記の第１コイル２２との関係と同様に、レンズ中心Ｏから第２コイル２４までの距離を短くすることができるので、コンパクトなブレ補正装置を実現することができる。なお、直線ｘ２〜ｘ４上に配置される突起部２８も、直線ｘ５上に配置される突起部２８と同様に、第２駆動軸ｙ１に対して対称に配置される。

また、本実施形態によれば、可動枠２０をロックリング３０でロックした場合において、可動枠２０を安定に保持することができる。なぜなら、カメラ５０による撮影を行う場合において、撮影者は、通常は、図６（Ａ）に示すように、カメラ５０を水平に構えて撮影を行い、もしくは、カメラ５０を９０度傾けて垂直に構えて撮影を行う。

カメラ５０を水平に構えて撮影するときには、第２駆動軸ｙ１と重力方向とがほぼ同じ方向になり、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すように、重力方向の最も下側に位置して第２駆動軸ｙ１を挟んで隣接する２つの突起部２８がロック部材に当接する。このため、本実施形態では、第２駆動軸ｙ１を挟んで隣接する２つの突起部２８によって、可動枠２０がロックリング３０に安定に保持される。したがって、本実施形態によれば、可動枠２０を安定に設計位置に保持し、好適な光学特性を提供することができる。

また、カメラ５０を９０度傾けて垂直に構えて撮影するときには、第１駆動軸ｘ１と重力方向とがほぼ同じ方向になり、このときも、重力方向の最も下側に位置して第１駆動軸ｘ１を挟んで隣接する２つの突起部２８がロック部材に当接するので、好適な光学特性を提供することができる。

これに対して、従来においては、図６（Ｂ）に示すように、カメラを水平に構えて撮影する場合、またはカメラを垂直に構えて撮影する場合において、突起部２８が、重力方向に向いて１つ配置されていた。このため、従来においては、可動枠をロックリングでロックして撮影を行う際に、可動枠がガタつきやすく、光学特性に悪影響を及ぼしていた。

第２実施形態
第２実施形態では、図７に示すように、第１マグネット１２２および第２マグネット１２４が可動枠２０に設置される以外は第１実施形態と同様である。以下の説明において、上記の実施形態と重複する部分の説明を省略する。

本実施形態では、固定枠１０に、第１コイルおよび第２コイルが設置される（不図示）。第１コイルと第１マグネット１２２とは、Ｚ軸方向に向き合うように配置されて、第１ＶＣＭを構成し、第２コイル２４と第２マグネットとは、Ｚ軸方向に向き合うように配置されて、第２ＶＣＭを構成する。

第１マグネット１２２からレンズ中心Ｏまでの距離は、第１マグネット１２２−突起部２８間距離ｃと、突起部２８−レンズ中心Ｏ間距離ｂ１により決まる。ここで、図２に示すように、突起部２８は、可動枠２０から固定枠１０に向かって突出する円筒部２６の半径方向外側に形成されている。また、固定枠１０には、第１コイルが配置されている。このため、可動枠２０が移動したときに、突起部２８が第１コイルに衝突しないように、突起部２８を配置する。すなわち、第１コイルに対向する位置にある第１マグネット１２２と突起部２８との間に、所定の距離ｃを設けて、第１マグネット１２２を配置する。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

上記の実施形態では、図１に示すブレ補正レンズ群７８を駆動するタイプのレンズ移動型ブレ補正装置であるが、これに限定されず、図１に示す撮像素子７４が移動するタイプの撮像素子移動型ブレ補正装置にも適用することができる。

また、上記の実施形態で説明したブレ補正装置は、コンパクトデジタルカメラや一眼レフデジタルカメラに限らず、ビデオカメラ、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡、携帯電話などの光学機器にも適用することができる。

１０…固定枠
１１…弾性部材
１２…第１マグネット
１６…第３面
２０…可動枠
２２…第１コイル
２４…第２コイル
２６…円筒部
２８…突起部
３０…ロックリング
３３…ギア部
３４…制限部
３８…嵌合部
３９…逃げ部
４０…蓋部材
４４…鋼球
４６…コイルばね
４７…ネジ
５０…カメラ
５２…レンズ鏡筒
５４…カメラボディ
５６〜６６…第１〜第６のレンズ群
７０，７２…非ブレ補正レンズ群
７４…撮像素子
７６…絞り
７８…ブレ補正レンズ群
８０…ブレ補正装置
α…光軸

Claims

撮影光学系の光軸に交差する方向に移動可能に支持された光学部材と、
前記光学部材を支持し、前記光学部材とともに前記撮影光学系の光軸に交差する方向に移動する移動部材と、
前記移動部材を第１の方向に移動する第１駆動部材と、
前記移動部材を前記第１の方向に交差する第２の方向に移動する第２駆動部材と、
前記移動部材の移動を規制するロック位置と、前記規制を解除する解除位置と、の間で移動するロック部材とを有し、
前記移動部材は、前記ロック部材が前記ロック位置にあるときに前記ロック部材に当接するとともに前記第１の方向に直交する同一直線上に配置された第１及び第２の当接部を有することを特徴とするブレ補正装置。
前記第１の当接部と前記第２の当接部との間には、前記光学部材の中心を通り且つ前記第１の方向に沿った第１の駆動軸が配置されることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
請求項２に記載のブレ補正装置において、
前記第１の当接部と前記第２の当接部は、前記第１の駆動軸に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のブレ補正装置。
前記第１の方向と前記第２の方向とは直交しており、
前記移動部材は、前記第２の方向に直交する同一直線上に配置された第３及び第４の当接部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブレ補正装置。
前記第３の当接部と前記第４の当接部との間には、前記光学部材の中心を通り且つ前記第２の方向に沿った第２の駆動軸が配置されることを特徴とする請求項４に記載のブレ補正装置。
請求項５に記載のブレ補正装置において、
前記第３の当接部と前記第４の当接部は、前記第２の駆動軸に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
前記当接部は、前記移動部材の外周に突出して設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のブレ補正装置。
前記光学部材は、レンズであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のブレ補正装置。
前記光学部材は、撮像素子であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のブレ補正装置。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のブレ補正装置を備えるレンズ鏡筒。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のブレ補正装置を備える撮像装置。