JP2019008078A

JP2019008078A - レンズ鏡筒

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Publication number: JP2019008078A
Application number: JP2017122694A
Authority: JP
Inventors: 村上　太郎; Taro Murakami; 太郎村上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】部品作製、測定を容易にすることで精度の向上を図りロールを防止すること。
【解決手段】光学系の一部のレンズ群（２０３）を光軸上の１点（Ｏ’）を中心としたチルト移動させて防振撮影を行う光学系（１−５）を持つレンズ鏡筒において、３個の転動ボール（３３）があり、チルト群のレンズ（３）を保持する移動保持枠（３０）があり、前期移動保持枠（３０）を転動球（３３）を介して保持するためのベース保持枠（３１）があり、転動ボールを受ける前記移動保持枠（３０）及び前記ベース保持枠（３１）にそれぞれボール受け面（３０ｂ，３１ｂ）があり、転動ボール（３３）と接触するボール受け面（３０ｂ）の一部をチルト移動中心点（Ｏ’）を中心とする球Ｒに接する平面（３０ｂ）にすることを特徴とする。
【選択図】図１３

Description

本発明は、レンズ系の一部のレンズ群がチルト移動して手振れ補正機能を備える銀塩カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のレンズ鏡筒に関する。

従来の撮像装置の鏡筒で手ぶれなどによる画像の劣化を防ぐための防振機能を実現するためには撮影レンズの一部の群をシフト移動させることにより、撮像面に結像する像がぶれないようにする方法が普及している。

レンズのシフト移動にはボールの転動によりシフト群を光軸と垂直な方向に移動する方法があり、特許文献１には球体が転動する接触面を光軸上の１点に対して同心となる異なる半径の２つの球面の一部で球体を挟むことによりチルト移動させる技術が開示されている。

特許文献２には、補正レンズを保持する可動ユニットと、可動ユニットを光軸と直交する第１の回転軸（Ｐ軸）を中心に回転可能に支持する回転防止板と、回転防止板を、光軸と直交する第２の回転軸（Ｙ軸）を中心に回転可能に支持する固定地板を備える像振れ補正装置の技術が開示されている。

特許文献３には、先行技術はシフト防振のボール調芯目的でボール受け面を湾曲凹にするものである。

特開２０１０−２７１５８４号公報特許２０１５−１４６８３号公報特許５４６３６８２号公報

特許文献１の先行技術は、転動ボールの受け面をチルト回転中心点を中心とする２つの球面の一部で挟むものであるが、球面のＲは受け面の大きさに対してかなり大きくなるため測定球面の製造および測定が容易ではなく、高精度に作りこむことが困難である。

特許文献２の先行技術は、チルト防振の光軸を軸とした方向の回転防止技術であるが、回転防止板とその前後に１組ずつ２組の転動ボールが必要となり部品点数が増えるのでコストアップになることと組立が煩雑になるという課題がある。

特許文献３の先行技術は転動ボールの位置を調芯する目的でボール受け面を湾曲した凹面にするものであり、これも同様に凹面の曲面を高精度に測定し、精度を上げて製造することが困難である。

チルト防振ではボール受けを両方球Ｒにしているが、球受け面の部分が球面だと部品製造及び測定が困難で高精度に作りこむことが難しかった。また両側球面だと調心作用が小さく、光軸を軸として回転するいわゆるロール現象がでやすいという問題があった。光軸周りに回転するとアクチュエータの出力や位置センサーの精度が狂うことで光学上の制御が不安定になり手振れ補正の効果が下がってしまい撮影画質が低下するという課題がある。

本発明は、部品作製、測定を容易にすることで精度の向上を図りロールを防止することを目的する。

上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、
光学系の一部のレンズ群を光軸上の１点を中心としたチルト移動させて防振撮影を行う光学系を持つレンズ鏡筒において、３個の転動ボールがあり、チルト群のレンズを保持する移動保持枠があり、前期移動保持枠を転動球を介して保持するためのベース保持枠があり、転動ボールを受ける前記ベース保持枠及び前記移動保持枠にそれぞれボール受け面があり、転動ボールと接触するボール受け面の一部をチルト移動中心点を中心とする球Ｒに接する平面にするように構成されている。

また前記平面にするボール受け面はチルト移動中心点を中心とする球Ｒ面が凸Ｒになっている方のボール受け面を平面にする様にレンズ鏡筒が構成されている。

また前記平面にするボール受け面はチルト移動中心点を中心とする球Ｒ面が凹Ｒになっている方のボール受け面を平面にする様にレンズ鏡筒が構成されている。

また前記平面にするボール受け面はチルト移動中心点を中心とする球Ｒ面が可動側の移動保持枠である様にレンズ鏡筒が構成されている。

また固定のベース保持枠側球受け面を平面にする様にレンズ鏡筒が構成されている。

また前記平面にするボール受け面は両側球受け面を平面にする様にレンズ鏡筒が構成されている。

また前記受け面を平面にすることにより電源オフ時調芯作用がある様にレンズ鏡筒が構成されている。

また光学系の一部のレンズ群を光軸上の１点を中心としたチルト移動させて防振撮影を行う光学系を持つレンズ鏡筒において、３個の転動ボールがあり、チルト群のレンズを保持する移動保持枠があり、前記移動保持枠を転動球を介して保持するためのベース保持枠があり、転動ボールを受ける前記移動保持枠及び前記ベース保持枠にそれぞれボール受け面があり、転動ボールと接触するボール受け面の一部をチルト移動中心点を中心とする球Ｒに接する円柱面にするように構成されている。

本発明に係るレンズ鏡筒は、チルト防振で本来球を受ける面が球Ｒ面であるのを平面にするものであり、チルト防振で球を受ける面の球Ｒに接する平面にすることによりボール受け面の型補正の簡易化して、部品作製および測定を容易にすることで精度の向上による光学性能向上を図り、電源オフ時に中心保持可能にしたり、ロールを防止するという効果がある。

本発明の第１の実施例であるレンズ鏡筒が撮影状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例であるレンズ鏡筒が沈胴状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である２群の防振機構のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である２群の防振機構を一部部品を外した状態の正面図本発明の第１の実施例である２群の防振機構を分解して示した前方からの斜視図本発明の第１の実施例である２群の防振機構を分解して示した後方からの斜視図本発明の第１の実施例である２群の防振機構のチルト防振レンズ群がメカ端にあり、全レンズ系の光軸に対して紙面下方向に最大角度を向いている状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である２群の防振機構のチルト防振レンズ群がメカ端にあり、全レンズ系の光軸に対して紙面上方向に最大角度を向いている状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である２群の防振機構のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球と光軸を通る断面図本発明の第２の実施例である２群の防振機構のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態の光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である防振機構の２群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球の一部を通る光軸と垂直な断面図本発明の第１の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球と光軸を通る断面図本発明の第１の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球の一部を通る光軸と垂直な断面図本発明の第１の実施例である３群の防振機構を分解して示した後方からの斜視図本発明の第２の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球と光軸を通る断面図本発明の第２の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球の一部を通る光軸と垂直な断面図本発明の第３の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球と光軸を通る断面図本発明の第３の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球の一部を通る光軸と垂直な断面図本発明の第１の実施例である防振機構の３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で、転動球の一部を通る光軸と垂直な断面図の転動球周りの拡大図

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

［第１の実施の形態］
図１および図２に本発明の第１実施形態に係る像振れ補正装置を搭載したレンズ鏡筒を示す。図１は、レンズ鏡筒が撮影可能位置（テレ位置）にある状態での断面図である。図２は、レンズ鏡筒が沈胴位置にある状態での断面図である。この沈胴型レンズ鏡筒はデジタルカメラ等の撮像装置に使用可能である。以下では、光学系のＺで図示する光軸方向被写体側を繰り出し方向＋Ｚ、前側と定義し、光軸に近い側を内側と定義して各部の位置関係を説明する。

レンズ鏡筒の光学系は被写体側から、１群レンズ１、２群レンズ２、３群レンズ３、４群レンズ４、５群レンズ５、光学フィルタ６、撮像素子７、及び絞りユニット９、シャッターユニット８を備える。公知のカム機構である移動カム筒９２の回転と公知の減速機構、及びモータ駆動により、１〜５の各レンズ群はテレ撮影可能位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更する。また公知のモータ駆動により５群レンズ５の光軸方向移動により被写体の結像される焦点位置の変更が可能となっており、撮像素子７の結像面に被写体像のピントが合うように公知の焦点検出手段によりピント調整が行われる。撮像光学系により結像した被写体からの光は撮像素子７により光電変換されて画像信号が出力される。

図３から図９は本発明の実施例である防振機構の２群のチルト防振レンズ群を説明するための図である。これらの図を用いて次に像振れ補正を行う２群レンズ２について説明する。

２群レンズ２を２群レンズ２はチルト補正レンズとして機能し、光軸上の１点Ｏを中心とする球状の軌跡上を移動することにより、撮像素子７の受光面に結像される像の位置を補正する。すなわち、カメラを把持する撮影者の手振れ等によって像の位置が変化する際の変化量は、２群レンズ２が光軸と球状の軌跡上を移動することで相殺されて像振れ補正が行われる。２群レンズ２を備える像振れ補正装置は駆動制御部（不図示）によって制御される。２群全体を支える２群筒２１があり、２群筒２１と一体に圧入されているカムピン２１ｄがカム筒９２のカム溝９２ｂにそってカムピン２１ｄと噛み合って光軸方向に移動する。

次に２群レンズ２をチルト駆動させる構造について説明する。

図４は防振機構を一部部品を外した状態の光軸方向被写体側から見た正面図であり、図５、図６は２群レンズ２をチルト駆動させるユニットの分解斜視図である。

２群レンズ２は２群レンズホルダー２０に保持されており、２群レンズホルダー２０には２種類のマグネットがインサート成型で一体に２つずつ保持されている。

フロントマスク２８は非磁性の金属製のカバーでビス２７により２群筒２１にビス締めされ、２群レンズホルダー２０の被写体側で２群レンズ２の露出してない部分を遮光及び美観のため覆う部品であり図４では外されている。

２２ａが駆動マグネットで、２２ｂがセンサーマグネットである。チルト方向に２群レンズホルダー２０が駆動させるアクチュエータを構成するのが駆動マグネット２２ａで、図４に示すように光軸を中心に９０°を成す−Ｘ、−Ｙ方向に２ヶ所配置されている。残り９０°をなすもう２ヶ所＋Ｘ、＋Ｙ方向にセンサーマグネット２２ｂが配置されている。

また図３の光軸を通る断面図に示すようにセンサーマグネット２２ｂ中心から垂直な線を引いたとき回転中心Ｏを通るような角度γに配置されている。駆動マグネット２２ａもセンサーマグネット２２ｂもともに、どのマグネットも回転中心がある方向の結像面側で光軸に近い側をＮ極、結像面側で光軸から離れた遠い側をＳ極、被写体側で光軸に近い側をＳ極、被写体側で光軸から離れた遠い側をＮ極になるように着磁されている。

２群レンズホルダー２０は３つの転動球２３を介して２群筒２１の上に乗っている。２群レンズホルダー２０と２群筒２１にはそれぞれ爪部２０ｃ、爪部２１ｃが一体に３つずつ設けてあり、それぞれの爪部の間には３本の引っ張りスプリング２４が掛かっており、２群レンズホルダー２０と２群筒２１が引っ張りスプリング２４の作用で引っ張り合っていることにより転動球２３を挟み込む形になっている。

図９は２群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で転動球を通る断面図である。

図９に示すように転動球２３の接触する受け面部は２群レンズホルダー２０側が半径Ｒ０の球Ｒ面より成る球受け面２０ｂ、２群筒２１側が半径Ｒ１の球Ｒ面より成る球受け面２１ｂであり、球受け面２０ｂ、球受け面２１ｂはそれぞれ光軸上の回転中心Ｏを中心とする球面の一部になっている。本実施例の場合の回転中心Ｏは２群レンズ２よりも結像面側にあるため、結像面側にある球受け面２０ｂは凸の球面となり、被写体側にある球受け面２１ｂは凹の球面となる。

コイルボビンユニット２６には、前述の駆動マグネット２２ａに対応する位置２ヶ所にコイル巻き線２６ａがあり、図３に示した２群レンズホルダー２０内の２群レンズ２が光軸を向いた状態のときには、駆動マグネット２２ａと略平行になるように巻き線２６ａが配置されており、光軸を通る断面図３に示すようにコイル巻き線２６ａの巻き芯の中心は回転中心Ｏを向いた角度δの直線上にあり、駆動マグネット２２ａの中心線と同一直線上にある。金属製のボビン兼シャーシ２６ｂの被写体側には放熱フィン部２６ｃが一体にあり、コイル巻き線２６ａから発生する熱を放熱する。コイルボビンユニット２６はビス２７によりビス締め固定される。

２９はフレキシブル基板（ＦＰＣと略）であり、ＦＰＣ２９上に２つのホール素子２５を実装する。コイル巻き線２６ａも巻き線の両端を電気的にＦＰＣ２９に接続することにより、ＦＰＣ２９を介して不図示の駆動制御部である回路に接続される。ＦＰＣ２９は２群筒２１に結像面側から接着固定される。

２つのホール素子２５は前述の２つのセンサーマグネット２２ｂとそれぞれ対応する位置に配置されており、駆動マグネット２２ａと同様にして２群レンズが光軸中心にあるときの光軸を通る断面図３に示すように、２群レンズが光軸中心にあるときセンサーマグネット２２ｂの中心はホール素子２５の中心と一致する位置にあり、ホール素子２５とセンサーマグネット２２ｂの中心は回転中心Ｏを通る角度γの直線上にある。ホール素子２５はセンサーマグネット２２ｂの位置の変化したときホール素子２５がある場所の磁界が変化することによって出力が変化するため、２群レンズ２が傾いている位置を出力の変化から検出する。

２群レンズホルダー２０の２群レンズ２を保持している部分の外周面にはチルト駆動のアクチュエータである駆動マグネット２２ａとセンサーマグネット２２ｂが配置されている方向を軸とした４方向にストッパー面２０ａが設けられていて、４つのストッパー面２０ａはその延長上すべてが回転中心Ｏで交わるようになっていて、回転中心Ｏを頂点とする円錐を形成する面の一部となっている。またストッパー面２０ａと光軸との成す角度はαとなっている。

２群筒２１の内周面にはチルト駆動のアクチュエータの一部であるコイル巻き線２６ａが配置されている方向を軸とした４方向にストッパー面２１ａが設けられていて、４つのストッパー面２１ａはその延長上すべてが回転中心Ｏで交わるようになっていて、回転中心Ｏを頂点とする４角錐を形成する面の一部となっている。またストッパー面２１ａと光軸との成す角度はβとなっている。

次に２群のチルト防振のための駆動について説明する。

図７、図８は２群レンズ２がチルトした状態を示す図で、ストッパーに突き当るまで最大角チルトした状態である。図７のチルト角は紙面で下方向である−Ｙ方向にβ−αであり、図８のチルト角は紙面で上方向である＋Ｙ方向にβ−αである。図７、図８ともに紙面奥行き方向にはチルト角０°である。突き当て時はストッパー面２０ａとストッパー２１ａは平行に接するように当たる。

コイル巻き線２６ａにＦＰＣ２９を介して電流を通電すると電磁力の働きで駆動マグネット２２ａが回転中心Ｏを中心とする円周に略接する方向に力を発生させる。また３本の引っ張りスプリング２４の力の合成により向心力が発生するためこれらの合力を受けて回転移動を始め、ストッパーに突き当るまで移動が可能である。ホール素子２５の出力の変化を見ながら、コイル巻き線の２６ａの通電量をフィードパック制御することにより−（β−α）〜＋（β−α）までの間で任意の角度にチルト駆動することが可能である。アクチュエータ、検出手段、ストッパーが垂直な２方向にあるため回転中心Ｏを中心とした球Ｒ面上を２次元的にチルト駆動することが可能となる。

図３、図７、図８にはチルト移動する２群レンズ２及び２群レンズホルダー２０及び各マグネット等による２群可動部全体の重心Ｇを示した。重心Ｇの移動方向がベクトルＡであり、Ｂは衝突時に２群レンズホルダー２０のストッパー面２０ａが受ける反力のベクトルである。ベクトルＢはベクトルＡに対して図３でαの角度をなしている。説明の簡便のため駆動マグネット２２ａとセンサーマグネット２２ｂの質量差は２群レンズ２の質量と比較して十分小さいと仮定して、２群レンズ２の軸上に重心Ｇがある。この場合どの方向でもストッパーの受ける衝撃の反力は対称性がありベクトルＢとＢ‘は光軸に対して対称性がある。ベクトルＢはその延長がほぼ重心Ｇの付近に向いているため、２群可動部全体の重心Ｇ回りのモーメントはほとんど発生しない。

次に調整中心出しの方法について説明する。

２群レンズ２が光学中心の位置にあり光軸方向を向いているかを判定するには図７、図８に示すように上下両端のストッパーに当てた状態でのホール素子出力を測定し、そのホール素子出力の中間値をだす。その中間値にフィードバック制御で２群レンズホルダー２０内の駆動マグネット２２ａを固定するように制御することにより鏡筒全体の光軸と２群レンズホルダー２０内に保持された２群レンズ２の光軸の向きを合わせる。

図１１に、第１実施例の転動球の一部を通る光軸方向における断面図を示す。

転動球２３を受ける球面の断面は図１１に示すような光軸を中心とする円孤になる。転動球２３は３個あるうち、１個だけ光軸からの距離が離れているため円孤の半径が異なり、球Ｒ０上にあるためその１個は光軸方向の位置も異なるため断面の高さも他の２つとは異なる。球受け面２０ｂの断面は球Ｒ０の断面になるため、Ｒ０ａに示すような円弧形状になる。

本実施例のレンズ鏡筒は、２群と同様にして３群もチルトして２つの群のチルトで防振及び光学補正を行う仕組みになっている。図１２にはチルト防振レンズ群である３群レンズ３が光軸中心と同一角度を向いている状態の３群全体の光軸を通る断面図を示す。図１３は３群の転動球の一部を通る光軸方向における断面図を示す。図１４は３群の分解斜視図である。部品構成はほぼ２群と変わらないが、コイルボビンユニット３６は別々に２つあり一体化されていない。ホール素子３５を保持するホール素子ホルダー３７が３群筒３１と別体化されている。またシャッターユニット８が３群筒３１の像面側に一体として取り付くのが主な違いである。

以下３群のチルト駆動について説明する。２群と同様にして３群レンズ３は３群レンズホルダー３０に保持されており、３群レンズホルダー３０には１種類のマグネット３２が接着されて２つ保持されている。３群の場合は１つで駆動マグネットとセンサーマグネットの役割を兼ねており、２群の場合と同様にチルト方向に３群レンズホルダー３０を駆動させるアクチュエータを構成する。同時にホール素子３５で位置を検出するのもマグネット３２になりホール素子３５、マグネット３２、コイル巻き線３６ａの中心線が一直線上に並ぶことで、ホール素子３５とコイル巻き線３６ａ間に挟まれた位置のマグネット３２を駆動と位置検出の両方に使用できる。

また図１２の光軸を通る断面図に示すように、３群レンズ３が光軸中心と同一角度を向いている状態では光軸とマグネット３２中心から垂直な線を引いたとき回転中心Ｏ‘を通るのは２群と同様であるが、３群の場合は回転中心Ｏ‘を通り、２群ではγ、δに相当する角度である光軸と成す角度が９０°になるように配置されている。またこれらのアクチュエータ及び検出系が２組ずつあり、３群の光軸を中心に９０°を成す２ヶ所配置されていることで３群レンズ３が球面上を２次元的にチルト移動できる。

３群レンズホルダー３０は３つの転動球３３を介して３群筒３１の上に乗っている。

３群レンズホルダー３０と３群筒３１にはそれぞれ爪部３０ｃ、爪部３１ｃが一体に３つずつ設けてあり、それぞれの爪部の間には３本の引っ張りスプリング３４が掛かっており、３群レンズホルダー３０と３群筒３１が引っ張りスプリング３４の作用で引っ張り合っていることにより転動球３３を挟み込む形になっている。

図１２は３群のチルト防振レンズ群が光軸中心と同一角度を向いている状態で転動球を通る断面図である。

図１２に示すように転動球３３の接触する受け面部は３群レンズホルダー３０側が半径Ｒ２の球面に接する平面より成る球受け面３０ｂ、３群筒３１側が半径Ｒ３の球面より成る球受け面３１ｂである。球受け面３０ｂは平面になっているが、半径Ｒ２の球面と接しており、その半径Ｒ２の球面の中心は光軸上の回転中心Ｏ‘である。球受け面３１ｂは光軸上の回転中心Ｏ‘を中心とする半径Ｒ３の球面の一部になっている。本第１実施例の３群チルトの場合は光学的な条件から回転中心Ｏ’がチルト群の重心に近い３群レンズ３内にあり、このことから転動球の受け面の半径Ｒ２、Ｒ３が小さくなる。ここで第１実施例では球受け面３０ｂが接する半径Ｒ２の球面は凸の球面となり、被写体側にある球受け面２１ｂは凹の球面となる。

図１３は図１２にｆｉｇ１３で示す線で切った矢印方向からみた断面図である。

転動球３３と３群レンズホルダー３０が接する高さの断面図である。３群の場合、転動球３３は光軸から３つとも同じ距離にあるため、光軸方向の高さも同じになる。よって転動球３３を通る光軸を含んだ断面は３ヶ所とも図１２と同様である。受け面３０ｂの図１３上の断面は円弧形状にはならない。図１３の断面図に示したＲ２ａは転動球３３と３群レンズホルダー３０が接する３群レンズホルダー３０断面上の円の半径であり、受け面３０ｂは平面なので図１３の断面上ではこの半径Ｒ２ａの円に接した直線状になっている。受け面３０ｂの断面上の直線は転動球３３と接している。

３群チルト機構を傾ける場合は２群チルト機構の場合と同様にコイル巻き線３６ａの通電とホール素子出力のフィードバックで可能であるので詳細は省略する。図１２に示したＶ、図１３に示したＷは３群チルト機構を駆動することによりそれぞれ転動球３３が最大動いた場合の転動球３３と受け面３０ｂの接点の移動幅である。Ｖ、Ｗどちらも半径Ｒ２、球の断面半径Ｒ２ａの曲率と比較すると十分に小さい。またＶとＷはどちらも転動球３３の直径に比べても小さい幅となっている。これは転動球３３が点当たりで転がり移動するためで、３群レンズホルダー３０と３群筒３１の間にあり、これらの相対移動量の半分しか動かないためである。よって受け面３０ｂの面精度が必要な部分はＶＷで囲まれた範囲のみである。図１９に図１３の転動球３３周りの拡大図を示す。Ｗの範囲では拡大図でも半径Ｒ２ａの円弧と３０ｂの断面の直線はほぼ重なっている。ここでの球Ｒ２、半径Ｒ２ａの曲率を考慮すると受け面３０ｂが平面であっても球面Ｒ２との差は光学系にもよるが数ミクロン程度であり、部品の製造上の寸法公差内に収めることが可能である。よって受け面３０ｂが平面であっても光学性能上の問題はないため、平面にすることが可能である。平面化することにより部品をモールド型で作成するのが簡易化され、また部品の測定も容易になり精度向上になる。

また図１３に示すように受け面３０ｂを幅Ｗよりも広い略転動球３３の直径大くらいの大きさにしたため、図１３の断面上では拡大図１９に示すように受け面３０ｂの両端部は角になって半径Ｒ２ａより半径方向にΔＲ２ａ分だけ出っ張っている。このため３群ホルダー３０がＺ光軸を軸とした回転方向にベクトルＥの向きに回転しようとしても転動球３３を光軸から遠ざかるベクトルＦ方向に押し出さなければ回転できなくなる。転動球３３を光軸から遠ざかる方向に押し出すには、図１２で＋Ｚ方向に３群ホルダー３０を押しだす必要があり、これには３つの引っ張りスプリング３４が３群ホルダー３０を−Ｚ方向に引っ張っているため、その力で押し戻される。以上の様にして３群ホルダー３０が光軸周りの方向に回転することを防止することができる。

また電源を切ってチルト防振レンズの制御をやめた場合にも、引っ張りスプリング３４の力はそのまま残っているため、３群ホルダー３０は−Ｚ方向に引っ張られている。すると先ほどの説明と同様の作用により転動球３３は受け面３０ｂに押しつけられて一番安定した位置に動こうとするため、３群ホルダー３０は光軸周りに回転していない位置、すなわちマグネット３２がコイル巻き線３６ａとホール素子３５の間に一直線上に正しく並ぶ位置で安定して静止する。

また倒れ方向にも同様にして受け面３０ｂを平面化したことにより、図１２に示すように図１２の断面上も受け面３０ｂの両端部は半径Ｒ２より出っ張っており、３つの引っ張りスプリング３４が３群ホルダー３０を−Ｚ方向に引っ張っている作用により３つの転動球の位置が安定する位置で平衡が保たれるように、３転動球３３の位置は受け面３０ｂが球Ｒ２に接する接点の位置に動こうとする。この作用により略３群レンズ３が光軸を向いた位置で安定する。中央の３群レンズ３が光軸を略向いた位置に固定され、安定する。よって電源オフ時に調芯効果が出る。

［第２の実施の形態］
図１０は２群のチルト機構のメカストッパーをマグネットの外側に設けた別の実施例を示す図で、第１の実施例は２群レンズ２の周りストッパー２０ａの部分にメカストッパーを設けたが、これに対して２群レンズ１２のレンズ周りの対応する位置よりも光軸に対して外側で、センサーマグネット１２２ｂの外側に２群レンズホルダー１２０のストッパー１２０ｄ、２群筒１２１のストッパー１２１ｅを設けた例である。他の部分は今まで第１の実施例で説明してきたものと同じであるため詳細説明は省略する。比較のためマグネットの内側の第１実施例のストッパー角度α、βを示す線を図中に残してあるが第２実施例のマグネット外側の場合は、回転中心Ｏを頂点とする円錐面の光軸に対するストッパー１２０ｄの角度α‘及びストッパー１２０ｅの角度β‘はそれぞれ角度α、βに比べてかなり大きくなる。最大チルト角を第１実施例とも同じにしているため、
最大チルト角：β−α＝β’−α‘
の関係が成り立つ。突き当て時はストッパー１２０ｄとストッパー１２１ｅは平行に接するように当たる。

衝突するストッパー１２０ｄの面と２群レンズ１２及びその２群レンズホルダー１２０と全マグネットを含んだチルト群全部の重心Ｇの位置での回転方向をベクトルＡとすると、位置関係とストッパーの角度からストッパー１２１ｅからストッパー１２０ｄに受ける反発力はストッパー面１２１ｅと垂直の方向の図１０で図示したベクトルＣになり、反発力ＣのベクトルはＡに対する角度α‘が大きく当たる面が光軸からより遠いためその反発力Ｃのベクトルの延長線は重心Ｇから遠くなり、このことから図中のＤ方向の回転モーメントが衝突時に発生する。

図１５には第２実施例の３群のチルト防振レンズ群である３群レンズ１０３が光軸中心と同一角度を向いている状態の３群全体の光軸を通る断面図を示す。図１６は３群の転動球１３３の一部を通る光軸方向における断面図を示す。第１実施例との違いは３群筒１３１側の受け面１３１ｂを球面から平面に変更したことである。他の概略は第１実施例と同じなため省略し、違う部分のみを説明する。

図１６は図１５にｆｉｇ１６で示す線で切った矢印方向からみた断面図である。

転動球１３３と３群筒１３１が接する高さの断面図である。図１６の断面図に示したＲ３ａは転動球１３３と３群筒１３１が接する３群筒１３１断面上の円の半径であり、受け面１３１ｂは平面なので図１６の断面上ではこの半径Ｒ３ａの円に接した直線状になっている。受け面１３０ｂの断面上の直線は転動球１３３と接している。

図１５に示したＶ‘、図１６に示したＷ’は３群チルト機構を駆動することによりそれぞれ転動球１３３が最大動いた場合の転動球１３３と受け面１３１ｂの接点の移動幅である。Ｖ‘、Ｗ’どちらも半径Ｒ３、球の断面半径Ｒ３ａの曲率と比較すると十分に小さい。またＶとＷはどちらも転動球１３３の直径に比べても小さい幅となっている。これは転動球１３３が点当たりで転がり移動するためで、３群レンズホルダー１３０と３群筒１３１の間にあり、これらの相対移動量の半分しか動かないためである。よって受け面１３１ｂの面精度が必要な部分はＶ‘Ｗ’で囲まれた範囲のみであるが、ここでの球Ｒ３、半径Ｒ３ａの曲率を考慮すると受け面１３１ｂが平面であっても球面Ｒ３との差は光学系にもよるが数ミクロン程度であり、寸法公差内に収めることが可能である。よって受け面３０ｂが平面であっても光学性能上の問題はないため、平面にすることが可能である。平面化することにより部品をモールド型で作成するのが簡易化され、また部品の測定も容易になり精度向上になる。

また第１実施例同様に受け面１３０ｂも平面化しているため、このことによる調芯作用の効果も第１実施例と同様にある。但し受け面１３１ｂを平面化したことにより、第１実施例の受け面３１ｂの凹球面に比較すると転動球１３３が動ける空間が光軸から外側に増えるため、レンズホルダー１３０が光軸周りに回転する際に転動球１３３は光軸から遠ざかる方向に動きやすくなる。このため第１実施例に比べて引っ張りスプリング１３４によって調芯される力が弱くなるため、電源オフ時の３群レンズ１０３の光軸の向きは第１実施例と比べるとばらつきが出易くなる。

［第３の実施の形態］
図１７には第３実施例の３群のチルト防振レンズ群である３群レンズ２０３が光軸中心と同一角度を向いている状態の３群全体の光軸を通る断面図を示す。図１８は３群の転動球２３３の一部を通る光軸方向における断面図を示す。第１実施例との違いは３群レンズホルダー２３０側の受け面２３０ｂを平面から中心軸がＯ‘を通る半径Ｒ２の円柱面に変更したことである。他の概略は第１実施例と同じなため省略し、違う部分のみを説明する。

３群レンズホルダー２３０の転動球２３３と接触する受け面２３０ｂをＯ‘を中心軸上に持つ３つの円柱面とした。円柱の軸は３つの各面ごとにそれぞれの転動球の設置方向と光軸を結んだ線と直角の方向にある。よって図１７の断面図では受け面２３０ｂはＲ２の円孤状になっている。このことにより実施例１、２ではレンズホルダー側の受け面３０ｂ、１３０ｂは平面になっているため、実施例１の電源オフ時に調芯される原理と同様にしてチルト方向に大きな角度回転させようとすると受け面３０ｂ、１３０ｂの端部が平面化することによりＲ２より出っ張ってしまうため、大きな角度でのチルト方向の回転を阻害してしまうことで、チルト角度を一定以上大きくできなくなる場合があった。受け面２３０ｂを円柱面にすることによりこの問題が解決され、大きな角度でも従来通りのチルト角で回転可能になる。

図１８は図１７にｆｉｇ１８で示す線で切った矢印方向からみた断面図である。転動球２３３と３群筒２３１が接する高さの断面図である。図１８の断面図に示したＲ２ａは転動球２３３と３群レンズホルダー２３０が接する３群レンズホルダー２３０断面上の円の半径であり、受け面２３１ｂは平面なので図１８の断面上ではこの半径Ｒ２ａの円に接した直線状になっている。受け面２３０ｂの断面上の直線は転動球２３３と接している。

この断面形状は実施例１の図１３と同じになり、円柱面である受け面２３０ｂの断面は直線状になるため、実施例１と同じ原理で光軸周りに３群レンズホルダー２３０が回転することを防止することができる。

以上説明してきたように、本発明の防振機構は、チルト防振で本来球を受ける面が球Ｒ面であるのを、第１実施例ではチルト可動側の球を受ける面を凸球面に接するに平面にするもので、固定側は凹球面のままである。第２実施例では、防振機構のチルト防振で球を受ける面の両面を球Ｒに接する平面にしてボールを挟む形にするものである。これらのことによりボール受け面の型補正の簡易化して、部品作製および測定を容易にすることで精度の向上による光学性能向上を図り、電源オフ時にチルト群の向きを中心保持可能にし、ロールを防止するという効果がある。

また第３実施例では固定側は凹球面のままであるが、凸球面側を光軸を通る断面では球Ｒと同じ半径の円弧、光軸と垂直な平面では直線になるような円柱面とすることにより、チルト方向では回転しやすく、光軸を軸とした回転方向では回転しにくくすることができロール防止効果がある。

以上により安定した光軸の位置出しが可能となり、撮影レンズとしての光学性能を上げることができる。

１１群レンズ、２２群レンズ、３３群レンズ、４４群レンズ、
５５群レンズ、６光学フィルタ、７撮像素子、８シャッターユニット、
９絞りユニット、２０２群レンズホルダー、２０ａストッパー面（円錐面）、
２０ｂ球受け面（凹球面）、２０ｃ爪部、２１２群筒、
２１ａストッパー面（４角錐面）、２１ｂ球受け面（凸球面）、２１ｃ爪部、
２１ｄフォロア、２２ａ駆動マグネット、２２ｂセンサーマグネット、
２３転動球、２４引っ張りスプリング、２５ホール素子、
２６コイルボビンユニット、２６ａ巻き線、２７ビス、
２８フロントマスク、２９ＦＰＣ、３０３群レンズホルダー、
３０ｂ球受け面（平面）、３０ｃ爪部、３１３群筒、
３１ｂ球受け面（凹球面）、３２マグネット、３３転動球、
３４引っ張りスプリング３５ホール素子、３６コイルボビンユニット、
３６ａ巻き線、３７ホール素子ホルダー、３８フロントマスク、
３９ＦＰＣ、１３０ｂ球受け面（平面）、１３１３群筒、
１３１ｂ球受け面（平面、）２３０３群レンズホルダー、
２３０ｂ球受け面（円柱面）、２３１ｂ球受け面（凹球面）、
Ｏ，Ｏ‘ チルト回転中心、Ｇチルトレンズ２群重心位置、
Ｖ，Ｖ‘ 接点の移動幅、Ｗ，Ｗ‘ 接点の移動幅

Claims

光学系の一部のレンズ群（２０３）を光軸上の１点（Ｏ’）を中心としたチルト移動させて防振撮影を行う光学系（１−５）を持つレンズ鏡筒において、３個の転動ボール（３３）があり、チルト群のレンズ（３）を保持する移動保持枠（３０）があり、前期移動保持枠（３０）を転動球（３３）を介して保持するためのベース保持枠（３１）があり、転動ボールを受ける前記移動保持枠（３０）及び前記ベース保持枠（３１）にそれぞれボール受け面（３０ｂ，３１ｂ）があり、転動ボール（３３）と接触するボール受け面（３０ｂ）の一部をチルト移動中心点（Ｏ’）を中心とする球Ｒに接する平面（３０ｂ）にすることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記平面にするボール受け面（３０ｂ）はチルト移動中心点を中心とする球Ｒ面が凸Ｒになっている方のボール受け面を平面にすることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記平面にするボール受け面（３１ｂ）はチルト移動中心点（Ｏ’）を中心とする球Ｒ面が凹Ｒになっている方のボール受け面（３１ｂ）を平面にすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
前記平面にするボール受け面（３１ｂ）はチルト移動中心点（Ｏ’）を中心とする球Ｒ面が可動側の移動保持枠（３０）である請求項１に記載のレンズ鏡筒。
固定のベース保持枠（３１）側球受け面（３１ｂ）を平面にする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記平面にするボール受け面は両側の球受け面（３０ｂ，３１ｂ）を平面にする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
光学系の一部のレンズ群を光軸上の１点（Ｏ’）を中心としたチルト移動させて防振撮影を行う光学系を持つレンズ鏡筒において、３個の転動ボール（２３３）があり、チルト群のレンズ（２０３）を保持する移動保持枠（２３０）があり、前記移動保持枠（２３０）を転動球（２３３）を介して保持するためのベース保持枠（２３１）があり、転動ボールを受ける前記移動保持枠（２３０）及び前記ベース保持枠（２３１）にそれぞれボール受け面（２３０ｂ，２３１ｂ）があり、転動ボール（２３３）と接触するボール受け面（２３０ｂ）の一部をチルト移動中心点（Ｏ’）を中心とする球Ｒに接する円柱面（２３０ｂ）にすることを特徴とするレンズ鏡筒。