JP2014142562A - 補正光学装置、画像振れ補正装置、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化及び低コスト化することができ、消費電力の低減化を図ることが可能となる補正光学装置、画像振れ補正装置、及び撮像装置を提供する。
【解決手段】 固定部材と、回転部材と、可動部材と、第１及び第２の駆動装置と、少なくとも第１、および第２の当接部材と、を備え、前記可動部材の移動を規制する際には、前記第１及び第２の駆動装置により回転駆動力が発生され、前記可動部材が前記第１の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転されて前記可動部材の並進移動が規制され、画像振れの補正を行う際には、前記回転力と逆方向の回転駆動力が発生されることにより、前記可動部材が前記第２の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転され、前記可動部材規制が解かれる補正光学装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、補正光学装置、画像振れ補正装置、及び撮像装置に関するものである。例えば、画像振れの補正のために移動させる補正レンズを、補正を行わない際に移動を規制した状態で保持する保持機構を備えた補正光学装置や、画像振れの補正のために移動させる撮像素子を、補正を行わない際に移動を規制した状態で保持する保持機構を備えた画像振れ補正装置、及びそれらのいずれかを備えた撮像装置に関する。

従来、補正レンズをその光軸に垂直な平面内で並進移動させ画像振れを防止する補正光学系を備えた補正光学装置が知られている。その中で、画像振れ補正を行わない時に補正レンズを支持する可動部の移動を規制し固定するための保持機構を備えたものがある。

このような保持機構を備えた補正光学装置として、特許第０３３９７５３６号公報では、ロックリングを回転させることによりロックリングの内側面に補正レンズの支持枠の突起を係合させて、補正レンズの移動を規制するようにしたものが開示されている。

特許第０３３９７５３６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、補正レンズを含む可動部を固定状態から移動可能状態、すなわち補正可能状態にするため、ロックリングを回転させる駆動装置が必要になる。
さらに、ロックリングを補正可能状態のまま保持するアクチュエータが別に必要になる。このため装置の大型化、コストアップ、さらに消費電力の増加等の点で、必ずしも満足の得られるものではない。

本発明の一態様は、このような課題に鑑み、小型化、低コスト化、及び消費電力の低減化を図ることが可能となる補正光学装置、画像振れ補正装置、及び撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様は、固定部材と、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、前記固定部材に対し、前記補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、補正レンズを保持する可動部材と、前記可動部材と前記回転部材との間に設けられ、前記可動部材を移動するための駆動力を発生する、少なくとも第１及び第２の駆動装置と、前記可動部材の可動範囲を限定する少なくとも第１、および第２の当接部材と、を備え、前記可動部材の移動を規制する際には、前記第１及び第２の駆動装置により回転駆動力が発生され、前記可動部材が前記第１の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転されることにより、前記回転部材に形成された係合部と前記可動部材に形成された係合部が係合されて、前記可動部材の並進移動が規制され、画像振れの補正を行う際には、前記回転力と逆方向の回転駆動力が発生されることにより、前記可動部材が前記第２の当接部材に当接されるまで回転させた後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転され、前記回転部材と前記可動部材の係合が解かれる、補正光学装置に関する。

また、本発明の一様態は、固定部材と、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、前記固定部材に対して、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、補正レンズを保持する可動部材と、前記回転部材に設けられ、前記回転部材と前記可動部材とを相対移動させるように構成された駆動装置と、前記固定部材に設けられ、前記可動部材の移動を規制する当接部材と、前記固定部材に設けられ、所定の力以上の力が前記回転部材に印加されたときに前記回転部材が移動可能となるように構成された位置決め機構と、を備える補正光学装置に関する。

また、本発明の一様態は、上記いずれかの補正光学装置と、前記補正光学装置が備える前記補正レンズを透過した光が入射する位置に設けられた撮像素子と、を有する撮像装置に関する。

更に、本発明の一様態は、固定部材と、撮像素子の受光面と平行な平面内で、前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、前記固定部材に対して、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、撮像素子を保持する可動部材と、前記可動部材と前記回転部材との間に設けられ、前記可動部材を移動するための駆動力を発生する、少なくとも第１及び第２の駆動装置と、前記可動部材の可動範囲を限定する少なくとも第１、および第２の当接部材と、を備え、前記可動部材の移動を規制する際には、前記第１及び第２の駆動装置により回転駆動力が発生され、前記可動部材が前記第１の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転されることにより、前記回転部材に形成された係合部と前記可動部材に形成された係合部が係合されて、前記可動部材の並進移動が規制され、画像振れの補正を行う際には、前記回転力と逆方向の回転駆動力が発生されることにより、前記可動部材が前記第２の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転され、前記回転部材と前記可動部材の係合が解かれる、画像振れ補正装置に関する。

更にまた、本発明の一様態は、固定部材と、撮像素子の受光面と平行な平面内で、前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、前記固定部材に対して、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、撮像素子を保持する可動部材と、前記回転部材に設けられ、前記回転部材と前記可動部材とを相対移動させるように構成された駆動装置と、前記固定部材に設けられ、前記可動部材の移動を規制する当接部材と、前記固定部材に設けられ、所定の力以上の力が前記回転部材に印加されたときに前記回転部材が移動可能となるように構成された位置決め機構と、を備える画像振れ補正装置に関する。

また、本発明の一様態は、上記いずれかの画像振れ補正装置と、撮像光学系を備え、前記撮像光学系を透過した光が前記撮像素子に入射する撮像装置に関する。

なお、本明細書において、ある軸に垂直な平面とは、前記ある軸に実質的に垂直な平面であり、装置の設計上や製造上のずれを許容するものである。また、ある面と平行な平面とは、前記ある面に実質的に平行な平面であり、装置の設計上や製造上のずれを許容するものである。同様に、ＡとＢが平行とは、ＡとＢが完全に平行な場合のみでなく、実質的に平行な場合や、設計上や製造上のずれ等も含む。また、ＡとＢが垂直とは、ＡとＢが完全に垂直な場合のみでなく、実質的に垂直な場合も含み、ＡとＢが直交するとは、ＡとＢが９０°の角度をもって交差する場合だけでなく、実質的に直交する場合や、設計上や製造上のずれ等も含む。

本発明によれば、小型化及び低コスト化することができ、消費電力の低減化を図ることが可能となる補正光学装置、画像振れ補正装置、及び撮像装置を実現することができる。

本発明の実施例１における補正光学装置の平面図。 本発明の実施例１における補正光学装置の移動板を除いた平面図。 本発明の実施例１における補正光学装置の断面図。 本発明の実施例１におけるロック動作途中の平面図。 本発明の実施例１におけるロック時の平面図。 本発明の実施例１におけるロック解除動作途中の平面図。 本発明の実施例１におけるロック解除動作途中の平面図。 本発明の実施例１における位置決め機構についての詳細図。 本発明の実施例１における補正光学装置を構成した際のカメラの断面図。 本発明の実施例１における駆動部の詳細斜視図。 本発明の実施例１における振動子の詳細図。 本発明の実施例１における振動子の振動モードの説明図。 本発明の実施例２における駆動部の詳細斜視図。 本発明の実施例２におけるロック時の平面図。 本発明の実施例３における補正光学装置の平面図。

本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。

［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した補正レンズにより画像振れを補正する一方、該画像振れの補正を行わない場合に該補正レンズの移動を規制するように構成された補正光学装置の構成例について、図１から図１２を用いて説明する。

図９は、本実施例に係る補正光学装置を含むカメラの断面図である。そして、図９のカメラは、動画及び静止画の撮影機能を有する。６１はレンズ鏡筒で、６２はカメラボディである。また、１はレンズ鏡筒６１に内蔵された補正光学装置である。本実施例の補正光学装置１は、補正レンズ３１と、補正レンズ３１を保持した移動板（可動部材）３２とを備え、回転リング５と回転リング５上に設けられた駆動装置６により移動板３２は補正光学装置の光軸２に垂直な面内を並進移動する。

また、図９には示していないが、レンズ鏡筒６１には、補正レンズ３１以外の撮像光学系、レンズ鏡筒６１の振れを検出する加速度センサ、移動板３２の２次元の移動を検出するエンコーダが設けられる。さらに、駆動装置に電気エネルギーを供給する電源、加速度センサの信号とエンコーダの信号を処理して電源を操作する制御部が設けられる。

カメラボディ６２内には撮像素子６７がある。被写体からの光が、レンズ鏡筒６１内の補正レンズ３１を含む撮像光学系を透過し、カメラボディ６２内の撮像素子６７に入射する。加速度センサの信号に基づき、補正光学装置１により補正レンズ３１を移動させることで、画像の振れを補正することが可能に構成されている。

図１は本実施例における補正光学装置１の平面図である。補正光学装置１には、ベース部材である保持板（固定部材）４１と保持板４１に対して回転可能に支持された回転リング（回転部材）５が設けられている。保持板４１には回転リング５をガイドするためのＲ状ガイド部４３が３箇所設けられている。回転リング５の内側には、補正レンズ３１を中心に保持した移動板（可動部材）３２が設けられている。

移動板３２を取り除いた平面図を図２に示す。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図を表す。

保持板４１には、移動板３２の位置を検出する３つのエンコーダ２４が設けられている。保持板４１の中心から等距離でかつ正三角形を描く３箇所の位置にボール受け１８が設けられている。ボール受け１８の上部には円形の凹部が設けられており、この凹部にボール１９が収納されており、この３箇所のボールに下面が接するように移動板３２が載置されている。

移動板３２の上面には外側に向かって突出する４箇所の突部３６〜３９が設けられており、その中の２か所の突部３６と３８は、保持板４１との間に引っ張りコイルバネ１０が懸架されている。したがって移動板３２は、保持板４１側に常に付勢された状態でボール１９に接するため、保持板４１と等距離を保ちながら補正光学系の光軸に垂直な面内、すなわち図中Ｘ−Ｙ面内で移動可能に支持されている。

このような構成により、移動板３２は回転リング５に対して並進移動および回転移動が可能となる一方、光軸方向へは移動できないように規制されている。なお、回転リング５も、不図示の手段により光軸方向への移動ができないように規制されている。

保持板４１には、所定の力以上の力が回転リング５に印加されたとき、回転リング５が移動可能となるように構成された位置決め機構が設けられる。位置決め機構は、例えば回転リング５に設けられた２つの溝と、保持板４１に設けられた嵌合部材を有する。回転リング５の回転方向において、所定の力以上の力が回転リング５に印加されたとき、嵌合部材が前記２つの溝のうちの一方の溝から他方の溝に移動するように構成されている。

以下に、位置決め機構の例について、具体的に説明する。Ｒ状ガイド部４３の１箇所にはボールプランジャ４２が設けられ、回転リング５の回転位置の位置決めを行っている。この位置決め機構については図８を用いて説明する。ボールプランジャ４２は内部のバネによって付勢されたボール４２ａが先端に露出しており、ボール４２ａが所定の押圧力で押されるとボール４２ａが引っ込み、押圧力がなくなると元の位置にボールが戻る。ボールプランジャ４２の側面には雄ネジが形成されＲ状ガイド部４３に形成された雌ネジと係合している。４２ｂはナットでボールプランジャ４２の位置決め後ナット４２ｂを締めることによりボールプランジャ４２は固定される。

回転リング５には位置決め用の溝、５５、５６が形成されている。回転リングが図８（ａ）の位置に位置する場合には、ボールプランジャ４２のボール４２ａが位置決め溝５５に嵌り込み回転リング５は図の回転位置にて位置決めされる。回転リング５に所定量以上の反時計回り方向への回転力が加わるとボール４２ａが位置決め溝５５の斜面に押され引っ込み、図８（ｂ）に示すように回転リング５が回転する。図８（ｃ）に示すように、位置決め溝５６がボール４２ａに対応する位置にくるまで、回転リング５が回転すると、再度ボール４２ａがバネの付勢力にて押され位置決め溝５６に嵌り込む。この時に回転リング５に対する回転力がなくなると回転リング５は図８（ｃ）の位置で位置決めされる。図８（ａ）の位置に戻す場合は、回転リング５に時計回り方向への所定量以上の回転力を加えればよい。

図１に示すように、回転リング５の回転位置を検出する検出手段として保持板４１に取り付けられたフォトインタラプタ２５と回転リング５の周面に形成された遮光板５４が設けられている。回転リング５が図８（ａ）および図８（ｃ）の位置に位置する時には遮光板５４はフォトインタラプタ２５の光を遮らないが、その間の位置、例えば図８（ｂ）に示す位置に回転リング５がある場合には遮光板５４はフォトインタラプタ２５の光を遮る。したがって、回転リング５に回転力を加えた後、フォトインタラプタ２５から遮光されたとの信号が出れば回転リング５が回転を始めたことを検出でき、再度受光したとの信号がくれば所定の位置まで回転したことが検出できる。

図１に破線で示すように、移動板３２の裏側には、エンコーダ２４と対向の位置に配されたエンコーダスケール４０が設けられている。エンコーダスケール４０は、移動板３２が可動範囲内で最大動いてもエンコーダ２４の位置から外れることのない十分な大きさを有している。

保持板４１には、移動板３２の移動範囲を制限するための４本の円柱状の当接部材２６〜２９が設けられている。この当接部材２６〜２９に突部３７と突部３９が当接することで移動板３２の必要以上の回転を制限する。

画像振れ補正用に移動板３２を並進移動させるための駆動装置６としては、本実施例では振動型駆動装置を用いる。振動型駆動装置６は光路を妨げないように、補正レンズ３１を避け、かつ周方向を等分割するように４つの振動型駆動装置６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）が、回転リング５上に配置されている。

振動型駆動装置６に後述の振動が励起すると、加圧接触された被駆動体を、摩擦力を用いて直線状に前進及び後進駆動する事が可能になっている。これにより、振動型駆動装置６は、移動板３２と回転リング５を相対移動させることが可能である。振動型駆動装置６Ａ及び６Ｃの駆動方向は図中のＸ方向となっており、振動型駆動装置６Ｂ及び６Ｄの駆動方向は図中のＹ方向となっている。

ここで、振動型駆動装置６の構成を述べる。

図１０（ａ）（ｂ）は、振動型駆動装置６の斜視図である。図１０（ｂ）は各部品の組付け構成を示しており、各部品を図中Ｚ方向に展開したものとなっている。１０１はユニットベースである。１０３はバネである。８は振動子である。２２は平板状の耐摩耗部材であり、摩擦部材として機能する。３５はセラミックボールである。２１は円柱状の駆動力伝達部であり、耐摩耗部材２２に一体的に結合され、被駆動体４５を形成している。１０２はユニットトップである。ユニットベース１０１とユニットトップ１０２は、不図示のねじで固定されており、他の部品の図中Ｚ方向の位置を固定している。振動子８は、駆動方向が図中Ｘ方向となっている。振動子固定部１５の部分がユニットベース１０１に固定されている。

バネ１０３は、ユニットベース１０１と振動子８の間に設けられ、振動子８を耐摩耗部材２２に加圧接触する機能を有している。

図１１（ａ）及び（ｂ）は、振動子８の斜視図である。振動子８は、矩形板状の電気機械エネルギー変換素子である圧電セラミックス１１と、板状の磁性を有する金属の振動板１２と、圧電素子に電気エネルギーを供給するための導電部材であるフレキシブルプリント基板１３とで構成されている。振動板１２は、二つの突起部１４と二つの振動子固定部１５と４つの振動子支持梁部１６と振動子基部１７を有しており、これらは一体的に形成されている。振動板１２の振動子基部１７が、圧電セラミックス１１に接着剤により固着されている。フレキシブルプリント基板１３は、圧電セラミックス１１に、接着剤により固着されている。圧電セラミックス１１は、厚さ方向に積層された内部電極と、内部電極とフレキシブルプリント基板１３の有する配線とを電気的に接続するための外部電極を有している。フレキシブルプリント基板１３は、電源と電気的に接続されている。

ここで、振動子８の動作について述べる。

圧電セラミックス１１に交番電圧を印加し、振動子８に二つの振動モードの振動を励起する。図１２の（ａ）と（ｂ）に二つの振動モードを示す。図１２（ａ）の振動モードはＡモードと呼ぶ。また図１２（ｂ）の振動モードはＢモードと呼ぶ。図１２（ａ）に示す振動モードは、突起部１４の上面が、振動子８の長手方向（送り方向ともいう：図中Ｘ方向）に振動する振動モード（Ａモード）である。図１２（ｂ）に示す振動モードは、突起部１４の上面が、被駆動体４５との接触方向（突き上げ方向ともいう：図中Ｚ方向）に振動する振動モード（Ｂモード）である。これら二つの振動モードの振動を、時間位相差を略９０°として、交番電圧を設定している。ここで略９０°と記載した意味は、正確に９０°でなくても、必要な振動が合成される位相の範囲を含むという意味である。以下本発明における「略〜」という表現は同様の意味である。これにより、突起部１４の上面は、図中ＸＺ平面に平行な平面内を、楕円軌跡で運動する。また、二つの振動モードの振動の位相差を略−９０°とすると、楕円軌跡の進行の向きを逆にする事ができる。これにより、突起部１４の上面に加圧接触した耐摩耗部材２２を含む被駆動体４５を、図中Ｘ方向に駆動する事が可能となっている。

ここでは、振動子８に、二つの振動モードを励起して突起部１４の上面を楕円運動させる場合を説明したが、振動子の振動モードや振動子の形態はこれに限定されない。例えば、突起部を１つ有し、図中Ｚ方向に振動する振動モードを有する振動子を用いることもできる。この場合、突起部を、被駆動体４５の、振動子との接触面に対して、垂直から傾けて接触させることで、被駆動体４５を駆動することができる。

耐摩耗部材２２には、４つの溝部が設けられている。ここに４つのセラミックボール３５が当接している。図中Ｙ方向の手前側の二つの溝部は、Ｖ溝形状がＸ方向に延在した形状となっている。図中Ｙ方向の奥側の二つの溝部は、凹溝形状がＸ方向に延在した形状となっている。また、ユニットトップ１０２にも４つの溝部が設けられている。ここに４つのセラミックボール３５が当接している。４つの溝部は、いずれも、Ｖ溝形状がＸ方向に延在した形状となっている。耐摩耗部材２２とセラミックボール３５とユニットトップ１０２は、バネ１０３によってＺ方向に加圧接触されている。この構成によって、セラミックボール３５は、図中Ｘ方向に転動できる構成となっている。そして図中Ｙ方向を含め、Ｘ方向以外の方向には移動できないようになっている。

図１において、移動板３２は、Ｕ字形状のガイド部材３３を４つ備え、各々のガイド部材３３は、移動板３２の中心から、図中の±Ｘ方向及び±Ｙ方向に延出している。図１０にも示すように、ガイド部材３３のスリット部３４には、４つの振動型駆動装置６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）の駆動力伝達部２１が挿入されている。スリット部３４は、駆動装置６Ａ、６Ｂ、６Ｃまたは６Ｄの駆動方向及び光軸に直行する方向に延伸している。スリット部３４の幅は、長手方向に一定で、駆動力伝達部２１が滑らかに摺動し、かつできるだけクリアランスがないように設定されている。さらに、ガイド部材３３と駆動力伝達部２１の接触面には潤滑剤が塗布されており、実質的な摺動負荷はほぼ無い状態となっている。また、この機構による図中Ｚ方向の相対位置の拘束は無い状態となっている。

振動型駆動装置６Ａ及び６Ｃを同一方向に駆動すると、移動板３２をＸ方向に移動させる事ができる。振動型駆動装置６Ｂ及び６Ｄは、駆動可能な方向がＹ方向である為、移動板３２の移動には寄与しない。この際、振動型駆動装置６Ｂ及び６Ｄの駆動力伝達部２１は、対応するガイド部材３３のスリット部３４に沿って滑らかに移動できるため、移動板３２のＸ方向の移動を阻害する負荷を発生しない。

振動型駆動装置６Ｂ及び６Ｄを同一方向に駆動した際、移動板３２をＹ方向に移動させる事ができる。したがって、前述と同様の原理により、振動型駆動装置６Ａ及び６Ｃは、振動型駆動装置６Ａ及び６Ｃの駆動力伝達部２１と対応するガイド部材３３のスリット部３４に沿って滑らかに移動できるため、移動体のＹ方向の移動を阻害する負荷を発生しない。

これらは駆動方向が直交している配置となっている。これらの駆動を組み合わせる事で、移動板３２の、ＸＹ平面内の２次元の異なる方向への移動が可能となっている。

本実施例では、駆動方向が直交する４個の振動型駆動装置６によって、移動板３２を２次元の異なる方向への移動を可能とした。しかし、例えば振動型駆動装置を３個設け、駆動方向が互いに１２０°で交差するように振動型駆動装置を配置しても、本実施例と同じく２次元の移動板３２の移動が可能である。

次に、画像振れ補正モード時の補正光学装置１の制御方法について説明する。画像振れ補正モード時には、まずカメラもしくはレンズ本体の不図示の振動検出センサから画像振れ量が不図示のレンズ駆動ユニット用ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは入力された画像振れ量から画像振れを補正するために必要な補正光学系の駆動量を算出し、それに基づいた駆動量を４つの振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄにそれぞれ駆動信号として出力する。振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄは出力信号に基づいて駆動力を発生し、移動板３２を光軸に垂直な平面内で並進移動する。移動板３２の位置情報は、保持板４１に設けられた３つのエンコーダ２４がエンコーダスケール４０を読み取ることで検出されてＣＰＵにフィードバックされる。ＣＰＵはフィードバックされた位置情報と新たに振動検出センサから入力された画像振れ量を基に補正光学系の駆動量を算出し、それに伴った駆動信号を振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄに出力する。以上の操作を繰り返し行うことで補正光学装置１は画像振れ補正を連続的に行う。

次に、移動板３２のロック方法及びロック解除方法について図１、図４〜７を用いて説明する。

まず、画像振れ補正がオンの状態からオフ状態、すなわちロック状態に移行する動作を説明する。図１は画像振れ補正がオンの状態で、この時移動板３２は回転リング５にどこも接触していないため、光軸と垂直な平面内での並進運動および回転運動が可能である。回転リング５はボールプランジャ４２により図の位置に位置決めされているとともにボールプランジャ４２の付勢力により片寄せされている。

移動板３２は、転動可能な３個のボール１９を介して移動可能に支持されることにより、回転リング５に比較して回転力に対する抵抗が明らかに小さい。よって、補正光学装置１は、回転リング５が保持板４１に対して回転し始めるのに要する力が、移動板３２が回転リング５に対して回転し始めるのに要する力より大きくなるように構成されている。

補正光学装置１が画像振れ補正オフの信号を受けると、補正レンズ３１の中心が、撮像装置の光軸と略一致させられる。また、移動板３２を回転リング５に対して時計回り方向に回転力（回転駆動力）を発生させるように、振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄに駆動信号が入力される。具体的には、振動型駆動装置６Ａの被駆動体４５をプラスＸ方向へ、振動型駆動装置６Ｃの被駆動体４５をマイナスＸ方向へ、振動型駆動装置６Ｂの被駆動体４５をマイナスＹ方向へ、振動型駆動装置６Ｄの被駆動体４５をプラスＹ方向へ移動させるような駆動信号を出力する。

この駆動信号によって前述したように抵抗の小さい移動板３２がまず図４に示すように時計回りに回転し、突部３７と３９が当接部材２６と２８に当接する。さらに駆動信号を加え続けると、移動板３２はそれ以上回転できないが、振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄは、保持板４１に対して回転可能に支持された回転リング５上に取り付けられているため、上述の回転力の反力が回転リング５に加わる。この時の回転力は、ボールプランジャ４２のボール４２ａを付勢力に逆らって押し込むのに十分な回転力のため、回転リング５は図５に矢印で示した反時計回り方向に回転する。

図５の位置まで回転リング５が回転したことをフォトインタラプタ２５により検知すると、振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄへの駆動信号を停止する。回転リング５は、ボールプランジャ４２のボール４２ａが位置決め溝５５に嵌り込むことにより図５の位置にて位置決めされる。その際、移動板３２の４箇所の突部３６〜３９に形成された凹部（係合部）３６ａ〜３９ａに回転リング５の突部５ａが係合することにより移動板３２は反時計回り以外のどの方向へも移動できなくなり、画像振れ補正オフ状態、すなわちロック状態に移行する。

続いて、ロック状態を解除する方法について説明する。ロックを解除し再び画像振れ補正モードに戻る際には、図５のロック状態から振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄに駆動信号を出力し、移動板３２に対して反時計方向に回転力を加えるように駆動信号を与える。具体的には上記とは逆で、振動型駆動装置６Ａの被駆動体４５をマイナスＸ方向へ、振動型駆動装置６Ｃの被駆動体４５をプラスＸ方向へ、振動型駆動装置６Ｂの被駆動体４５をプラスＹ方向へ、振動型駆動装置６Ｄの被駆動体４５をマイナスＹ方向へ移動させるような駆動信号を出力する。

この際、ボールプランジャ４２により回転リング５は図５の位置にて位置決めされているため、回転力に対して抵抗の小さい移動板３２が図６に示すように反時計回りに回転する。その結果、突部３７と３９が今度は当接部材２７と２９に当接する。さらに駆動信号を加え続けると、移動板３２は回転できないため、この回転力の反力が回転リング５に加わる。この時の回転力は、ボールプランジャ４２のボール４２ａを付勢力に逆らって押し込むのに十分な回転力のため回転リング５は図７に矢印で示した時計回り方向に回転する。所定の位置まで回転リング５が回転したことをフォトインタラプタ２５により検知すると、振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄへの駆動信号を停止する。

このままでは突部３７と３９が当接部材２７と２９と当接したままなので、ＣＰＵは、再度、振動型駆動装置６Ａ〜６Ｄに、移動板３２を回転リング５に対して時計回り方向に回転力を発生させるように駆動信号を出力する。これによって、図１に示すように突部３７と３９を当接部材２７と２９から離間させ、移動板３２の並進移動が可能な状態に戻すことができる。これにより、移動板３２と回転リング５はどこも接触せず、画像振れ補正オン状態に戻る。

以上のようにして補正光学装置１は画像振れ補正モードとなる。

上記のような構成とすることで、補正レンズ駆動手段が回転リング（ロックリング）の回転駆動手段を兼ねることができるため、ロック専用の別の駆動装置を設けずに済む。そのため、低コスト、小型で消費電力を低減した補正光学装置を提供することができる。

なお、ここでは、移動板３２をロックする際、移動板３２が時計回りに回転した後、回転リング５が反時計回りに回転する場合で説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、移動板３２が反時計回りに回転した後、回転リング５が時計回りに回転する場合も含む。解除についても同様である。

［実施例２］
振動型駆動装置６の詳細を示す図１３、および移動板３２のロック状態を示す図１４を用いて、第二の実施例について説明する。

第一の実施例では、被駆動体４５を円柱状の駆動力伝達部２１と耐摩耗部材２２を一体的に結合し、この駆動力伝達部２１を移動板３２に設けた４つのＵ字形状ガイド部材３３に挿入する構成としたが、その逆の構成も成立する。すなわち、図１３（ａ）（ｂ）に示すようにＵ字状の駆動力伝達部１２１と耐摩耗部材２２を一体的に結合し被駆動体１４５を形成し、移動板３２には、４本の円柱状部材１２３を設ける。各々の円柱状部材１２３は、移動板３２の中心から、図１４の図中のＸ方向及びＹ方向に延出している。

駆動力伝達部１２１のスリット部１２０の幅は、長手方向に一定で、円柱状部材１２３が滑らかに摺動し、かつできるだけクリアランスがないように設定されている。さらに、円柱状部材１２３と駆動力伝達部１２１の接触面には潤滑剤が塗布されており、実質的な摺動負荷はほぼ無い状態となっている。また、この機構による図中Ｚ方向の相対位置の拘束は無い状態となっている。

図１３（ｃ）は、駆動力伝達部１２１の斜視図である。Ｘ方向は、振動型駆動装置６の駆動方向である。Ｚ方向は、振動子８と被駆動体１４５の接触方向である。部品を図中Ｚ方向に展開したものとなっている。

駆動力伝達部下部１０４と駆動力伝達部上部１０５で駆動力伝達部１２１を構成している。

駆動力伝達部下部１０４の図中の下面は、耐摩耗部材２２に固定されている。駆動力伝達部下部１０４は、丸棒形状の軸部１０６を有している。軸部１０６の中心軸１０９は、図中Ｚ方向に平行である。軸部１０６の表面には、硬質膜が設けられていると共に、潤滑剤が塗布されている。駆動力伝達部上部１０５は、スリット部１２０と丸穴部１０７を有している。丸穴部１０７の中心軸は、駆動力伝達部下部１０４の軸部１０６の中心軸と１０９と一致している。丸穴部１０７の表面は、硬質膜が設けられていると共に、潤滑剤が塗布されている。

駆動力伝達部下部１０４と駆動力伝達部上部１０５は、丸穴部１０７に軸部１０６が嵌合状態で挿入されている。丸穴部１０７と軸部１０６とで、回転機構１０８を構成している。この回転機構の回転軸は中心軸１０９で、振動子８と被駆動体１４５が接触する面に直交した方向となっている。

画像振れ補正モード状態では、円柱状部材１２３と被駆動体１４５の駆動方向は直交しているが、図１４に示すように移動板３２のロック状態では、円柱状部材１２３と被駆動体１４５の駆動方向は直交しない。この角度の違いに対応するため回転機構１０８が設けられている。

［実施例３］
実施例１及び２では、移動板（可動部材）３２が補正レンズ３１を保持した場合について説明したが、本発明の形態は、これに限定されない。例えば、移動板３２が補正レンズ３１の代わりに撮像素子６７を保持している場合にも本発明は適用できる。この場合、画像振れ補正装置は、レンズ鏡筒６１ではなく、カメラボディ６２に内蔵され、撮像素子を並進移動させることにより画像振れを補正する。ただし、画像振れ補正オン状態から画像振れ補正オフ状態に移行する際には、移動板３２が回転するため、撮像素子６７によって取得される画像のデータも回転したものとなる。従って、画像振れ補正オンの状態とオフの状態のうち、一方の状態で取得したデータを基準とし、他方の状態で取得したデータについては、ＣＰＵ等の論理回路にて、回転角度の分、補正を行うことができる。これによって、撮像素子６７を移動させて画像振れを補正した場合でも、画像振れ補正がオンの状態とオフの状態に関係なく、撮像素子６７の回転の影響のない画像を取得することができる。図１５に示すように、本実施例において、移動板３２は、撮像素子の受光面と平行な平面内で固定部材に対して回転可能に支持された回転リング５と、回転リング５に設けられた駆動装置６により、画像振れ補正装置の光軸に垂直な面内を並進移動するように構成される。その他の素子の構成は、実施例１または実施例２と同様とすることができる。本実例の構成とした場合でも、加速度センサの信号に基づき、画像振れ補正装置により撮像素子６７を移動させることで、画像振れを補正することができる。

［実施例４］
実施例１乃至３では、振動型アクチュエータを用いた。振動型アクチュエータは、振動子に備えられた電気−機械エネルギー変換素子への駆動信号の印加により、節線が略直交する２つの曲げモードによる楕円運動が該振動子に励起され、該楕円運動により被駆動体を摩擦駆動する。

しかし、駆動装置は、振動型アクチュエータに限らず、例えば駆動コイルと永久磁石とによって構成され、該永久磁石の発生する磁束を利用して電気エネルギーを機械エネルギーに変換する、いわゆるボイスコイルモータを駆動装置として用いてもよい。

１ 補正光学装置
２ 光軸
５ 回転リング
６ 振動型駆動装置
２６〜２９ 当接部材
３１ 補正レンズ
３２、１３２ 移動板
４１ 保持板
４２ ボールプランジャ
５５、５６ 位置決め用溝

Claims (12)

1. 固定部材と、
   補正光学装置の光軸に垂直な平面内で前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、
   前記固定部材に対し、前記補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、補正レンズを保持する可動部材と、
   前記可動部材と前記回転部材との間に設けられ、前記可動部材を移動するための駆動力を発生する、少なくとも第１及び第２の駆動装置と、
   前記可動部材の可動範囲を限定する少なくとも第１、および第２の当接部材と、
   を備え、
   前記可動部材の移動を規制する際には、前記第１及び第２の駆動装置により回転駆動力が発生され、前記可動部材が前記第１の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転されることにより、
   前記回転部材に形成された係合部と前記可動部材に形成された係合部が係合されて、前記可動部材の並進移動が規制され、
   画像振れの補正を行う際には、前記回転力と逆方向の回転駆動力が発生されることにより、前記可動部材が前記第２の当接部材に当接するまで回転された後に前記回転部材が前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転され、前記回転部材と前記可動部材の係合が解かれる、補正光学装置。
2. 前記回転部材が前記固定部材に対して回転し始めるのに要する力が、前記可動部材が前記固定部材に対して回転し始めるのに要する力より大きい、請求項１に記載の補正光学装置。
3. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、前記回転部材に設けられた前記電気−機械エネルギー変換素子を備えた振動子、及び前記可動部材に設けられた摩擦部材を含む、又は、前記可動部材に設けられた前記電気−機械エネルギー変換素子を備えた振動子、及び前記回転部材に設けられた摩擦部材を含み、
   前記電気−機械エネルギー変換素子への駆動信号の印加により、節線が直交する第一と第二の２つの曲げモードによる楕円運動が該振動子に励起される請求項１または２に記載の補正光学装置。
4. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、駆動コイル及び永久磁石を含み、前記駆動コイルは前記回転部材に設けられ、前記永久磁石は前記可動部材に設けられ、または、前記駆動コイルは前記可動部材に設けられ、前記永久磁石は前記駆動コイルに設けられている請求項１または２に記載の補正光学装置。
5. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置に対応して、前記可動部材に設けられたガイド部材を備え、
   前記ガイド部材は、前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置の駆動方向および前記光軸に直交する方向に延伸したスリット部を有し、
   前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、前記補正光学装置の光軸に平行な円柱状部材を有し、
   前記スリット部に前記円柱状部材が挿入されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補正光学装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の補正光学装置と、前記補正光学装置が備える前記補正レンズを透過した光が入射する位置に設けられた撮像素子と、を有する撮像装置。
7. 固定部材と、
   撮像素子の受光面と平行な平面内で、前記固定部材に対して回転可能に支持された回転部材と、
   前記固定部材に対して、補正光学装置の光軸に垂直な平面内で並進移動可能に支持され、撮像素子を保持する可動部材と、
   前記可動部材と前記回転部材との間に設けられ、前記可動部材を移動するための駆動力を発生する、少なくとも第１及び第２の駆動装置と、
   前記可動部材の可動範囲を限定する少なくとも第１、および第２の当接部材と、
   を備え、
   前記可動部材の移動を規制する際には、前記第１及び第２の駆動装置により回転駆動力を発生させ、前記可動部材を前記第１の当接部材に当接するまで回転させた後に前記回転部材を前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転させることにより、
   前記回転部材に形成された係合部と前記可動部材に形成された係合部が係合して、前記可動部材の並進移動が規制され、
   画像振れの補正を行う際には、前記回転力と逆方向の回転駆動力を発生することにより、前記可動部材を前記第２の当接部材に当接するまで回転させた後に前記回転部材を前記可動部材の回転方向と逆の方向に回転させ、前記回転部材と前記可動部材の係合を解く、画像振れ補正装置。
8. 前記回転部材が前記固定部材に対して回転し始めるのに要する力が、前記可動部材が前記固定部材に対して回転し始めるのに要する力より大きい、請求項７に記載の画像振れ補正装置。
9. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、前記回転部材に設けられた前記電気−機械エネルギー変換素子を備えた振動子、及び前記可動部材に設けられた摩擦部材を含む、又は、前記可動部材に設けられた前記電気−機械エネルギー変換素子を備えた振動子、及び前記回転部材に設けられた摩擦部材を含み、
   前記電気−機械エネルギー変換素子への駆動信号の印加により、節線が直交する第一と第二の２つの曲げモードによる楕円運動が該振動子に励起される請求項７または８に記載の画像振れ補正装置。
10. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、駆動コイル及び永久磁石を含み、前記駆動コイルは前記回転部材に設けられ、前記永久磁石は前記可動部材に設けられ、または、前記駆動コイルは前記可動部材に設けられ、前記永久磁石は前記駆動コイルに設けられている請求項７または８に記載の画像振れ補正装置。
11. 前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置に対応して、前記可動部材に設けられたガイド部材を備え、
    前記ガイド部材は、前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置の駆動方向および前記光軸に直交する方向に延伸したスリット部を有し、
    前記第１の駆動装置又は第２の駆動装置は、前記補正光学装置の光軸に平行な円柱状部材を有し、
    前記スリット部に前記円柱状部材が挿入されている請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の画像振れ補正装置。
12. 請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像振れ補正装置と、撮像光学系を備え、前記撮像光学系を透過した光が前記撮像素子に入射する撮像装置。

Images