JP2020034818A - 振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振れ補正レンズを光軸方向に保持するばねと、ロック機構を付勢するばねを共通化することで、小型化および低コスト化が可能な振れ補正装置を提供すること。【解決手段】固定部材と、固定部材上を移動可能に支持され、レンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材の駆動を制限するロック位置およびレンズ保持部材の駆動制限を解除するアンロック位置に移動可能なロック部材と、ロック部材をロック位置およびアンロック位置に移動させる駆動手段と、レンズ保持部材を固定部材に支持する際に付勢力を与える付勢部材とを有し、付勢部材はロック部材を固定部材に対してレンズの光軸方向に付勢することを特徴とする振れ補正装置。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像光学系の手振れを容易に解決する光学装置の振れ補正装置に関する。

カメラや交換レンズ等の光学機器には、手振れによる像振れを低減するために光軸方向とは異なる方向（たとえば、光軸方向に直交する方向）にレンズ等の補正光学系をシフトさせる光学防振機能が搭載されているものがある。このような光学機器には、光学防振機能を使用しない場合に、補正光学系のシフトを制限して所定位置に保持しておくロック機構が設けられていることが多い。

特許文献１に開示された従来技術では、像振れ防止手段の作動をロックするロック位置とロックを解除するアンロック位置との間で移動する１つの部材からなるロック部材と、ロック部材がロック位置にあるときにはロック位置に保持する方向に付勢し、ロック部材がアンロック位置にあるときにはアンロック位置に保持する方向に付勢する板ばね等の付勢部材を設けている。

特開平１０−３３３２００号公報

しかしながら上述の構成によると、補正光学系を光軸方向に保持するばねの他にロック機構を付勢するばねを配置しているため、限られたスペースに適正なばね力を得るように配置をする事自体の設計難易度が高く、大型化の原因となっていた。また、そのように設計されたばね部品は求める加工精度も高くなるため部品コストが高くなり、駆動装置としてのコストダウンの妨げにもなっていた。

そこで、本発明の目的は、振れ補正レンズを光軸方向に保持するばねとロック機構を付勢するばねを共通化することで、小型化および低コスト化が可能な振れ補正装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る振れ補正装置は、
固定部材と、固定部材上を移動可能に支持されレンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材の駆動を制限するロック位置およびレンズ保持部材の駆動制限を解除するアンロック位置に移動可能なロック部材と、ロック部材をロック位置およびアンロック位置に移動させる駆動手段と、レンズ保持部材を固定部材に支持する際に付勢力を与える付勢部材とを有し、付勢部材はロック部材を固定部材に対してレンズの光軸方向に付勢することを特徴とする。

本発明によれば、振れ補正レンズを光軸方向に保持するばねとロック機構を付勢するばねを共通化することで、小型化および低コスト化が可能な振れ補正装置を提供することができる。

本発明の実施例における振れ補正装置の機構を表す斜視図 本発明の実施例における振れ補正装置の機構を表す分解斜視図 本発明の実施例におけるロック位置、アンロック位置を表す上面図 本発明の実施例における振れ補正装置のロック機構を表す要部断面図 本発明の実施例における振れ補正装置のばねかけ部の位置関係を表す図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における振れ補正装置の機構を表す斜視図である。また、図２は本発明の実施形態における振れ補正装置の機構を表す分解斜視図である。１０１は固定部材であり、１０１をベースにして振れ補正装置を構成する。１０２はレンズ保持部材であり、補正レンズ１０３を保持し、付勢部材１１０によって固定部材１０１上を光軸方向（図中Ｚ方向）とは異なる方向に移動可能に支持されている。本実施形態において付勢部材１１０は引きこみばねであり、レンズ保持部材１０２には付勢部材１１０のばねをひっかけるためのばねかけ部１０２ｂを設けてある。

レンズ保持部材１０２はコイル１０７ａ、１０７ｂを互いの位相を９０度ずらして保持している。マグネット１０８ａはヨーク１０９ａ上に配置され、マグネット１０８ａと位相を９０度ずらしてマグネット１０８ｂをヨーク１０９ａ上に配置する。同様にマグネット１０８ｃはヨーク１０９ｂ上に配置され、マグネット１０８ｃと位相を９０度ずらしてマグネット１０８ｄをヨーク１０９ｂ上に配置する。マグネット１０８ａと１０８ｃ、１０８ｂと１０８ｄがそれぞれ対向するようにヨーク１０９ａ、１０９ｂを固定部材１０１にねじ締めや接着などの公知の技術により固定して配置する。レンズ保持部材１０２に保持されたコイル１０７ａを、マグネット１０８ａと１０８ｃが対向する空間に存在するように、また、コイル１０７ｂをマグネット１０８ｂと１０８ｄが対向する空間に存在するようにレンズ保持部材１０２の位相を合わせて固定部材１０１に付勢部材１１０によって支持する。以上より、マグネット１０８ａ、１０８ｃ、ヨーク１０９ａ、１０９ｂによって作られた磁場の与える範囲内にコイル１０７ａが存在し、マグネット１０８ｂ、１０８ｄ、ヨーク１０９ａ、１０９ｂによって作られた磁場の与える範囲内にコイル１０８ｂが存在することになる。これによって、コイル１０７ａ、１０７ｂそれぞれに通電することで力を生じ、コイル１０７ａ、１０７ｂを保持するレンズ保持部材１０２は駆動力を得る。

レンズ保持部材１０２の支持方法を以下に記述する。

１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃはそれぞれ転動部材である。固定部材１０１にはＶ溝形状が設けられている。１０５は第一の回転止め部材であり、固定部材１０１に設けられたＶ溝形状と対向する位置に同様のＶ溝形状Ａを設けている。これらのＶ溝形状は図中のＹ軸方向に長手形状を有している。固定部材１０１と第一の回転止め部材１０５にそれぞれ設けられたＶ溝形状で挟持するように転動部材１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを配置する。転動部材１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは固定部材１０１のＶ溝形状と第一の回転止め部材１０５のＶ溝形状Ａに挟まれた状態を維持したまま転動駆動することが可能となる。すなわち、第一の回転止め部材１０５は転動部材１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃがＶ溝形状に沿って転動駆動することで、固定部材１０１に対してＶ溝形状Ａの長手方向（図中Ｙ軸方向）に駆動することができる。

第一の回転止め部材１０５には、固定部材１０１のＶ溝形状と対向する位置に設けられたＶ溝形状Ａとは別に、反対側の面に、Ｖ溝形状Ｂを設けている。Ｖ溝形状ＢはＶ溝形状Ａと直交する方向（図中Ｘ軸方向）に長手方向を有する。１０６は第二の回転止め部材であり、第一の回転止め部材１０５に設けられたＶ溝形状Ｂと対向する位置に同様のＶ溝形状を設けている。第一の回転止め部材１０５と第二の回転止め部材１０６にそれぞれ設けられたＶ溝形状で挟持するように転動部材１０４ｄ、１０４ｅを配置する。転動部材１０４ｄ、１０４ｅは第一の回転止め部材１０５のＶ溝形状Ｂと第二の回転止め部材１０６のＶ溝形状に挟まれた状態を維持したまま転動駆動することが可能となる。すなわち、第二の回転止め部材１０６は転動部材１０４ｄ、１０４ｅがＶ溝形状に沿って転動駆動することで、第一の回転止め部材１０５に対してＶ溝形状Ｂの長手方向（図中Ｘ軸方向）に駆動することができる。これによって、第二の回転止め部材１０６は固定部材１０１に対して、第一の回転止め部材１０５と略一体的に図中Ｙ軸方向に駆動しながら、第一の回転止め部材とは独立して図中Ｘ軸方向に駆動することが可能となる。したがって、固定部材１０１に対して回転することなく図中ＸＹ方向に駆動することが可能となる。

第二の回転止め部材１０６はレンズ保持部材１０２とねじ締めや接着などの公知の固定方法によって一体的に固定されている。そのため、レンズ保持部材１０２は第二の回転止め部材１０６と略一体的に駆動する。すなわち、レンズ保持部材１０２は固定部材１０１に対して回転することなく図中ＸＹ方向に駆動することが可能となる。ここで、固定部材１０１とレンズ保持部材１０２それぞれに、互いに対向する位置に平面部を設け、転動部材１０４ｆをそれぞれの平面部で挟持するように配置する。これによって、第二の回転止め部材１０６に設けられたＶ溝を転動する転動部材１０４ｄ、１０４ｅと、レンズ保持部材１０２に設けられた平面部を転動する転動部材１０４ｆの３点で接しながら転動駆動するため安定的な駆動を実現している。

１１１はロック部材であり駆動手段１１２にギア連結などの方法で連結される。ロック部材１１１は固定部材１０１に設けた不図示の突起部などと複数か所で点接触するように配置され、駆動手段１１２の駆動力により、固定部材１０１上を点接触しながら回転方向に摺動する。すなわち、ロック部材１１１は駆動手段１１２によってレンズ保持部材１０２の駆動を制限するロック位置およびレンズ保持部材１０２の駆動制限を解除するアンロック位置に移動可能に配置される。図３（ａ）は本発明の実施形態におけるロック位置を表す上面図である。図３（ｂ）は本発明の実施形態におけるアンロック位置を表す上面図である。手振れ補正機能を無効にした状態においては、レンズ保持部材１０２が自重方向に落ち込むことを防ぐ必要がある。そのため、ロック部材１１１をロック位置に配置してレンズ保持部材１０２の駆動を制限する。手ぶれ補正機能を有効にする際には、検出した手振れによる像の振れをキャンセルする方向にレンズ保持部材１０２を駆動する必要がある。そのため、ロック部材１１１をアンロック位置に配置することで、固定部材１０１上を移動可能に支持されたレンズ保持部材１０２の図中ＸＹ方向の駆動制限を解除する。

ロック部材１１１がロック位置およびアンロック位置に移動可能に配置されるためにロック部材１１１は固定部材１０１に対してわずかな隙間を有している。三脚などを使用して撮影を行う際には、手振れがレンズに伝わることがないため、ロック部材１１１がロック位置にある状態で手振れ補正機能を無効にして撮影されることがある。このとき、ロック部材１１１と固定部材１０１との間に隙間があるため、カメラ本体の撮影に際して生じる振動がレンズに伝達する。これによってロック部材１１１が振動し、その振動がレンズ保持部材１０２にも伝わり像振れを起こすことがある。この現象を防止するために、ロック部材１１１と固定部材１０１との間にあるわずかな隙間を無効化するために、ロック部材１１１を固定部材１０１に対して付勢する方法を用いる。

１１３はロック部材接触部であり、付勢部材１１０と連結するように配置され、ロック部材接触部１１３がロック部材１１１と接触するように、固定部材１０１に対してネジ締めや接着などの公知の方法によって固定されている。本実施形態において、付勢部材１１０との連結のためにロック部材接触部１１３にはばねかけ部１１３ｂを設けてある。付勢部材１１０とした引きこみばね１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをレンズ保持部材１０２に設けたばねかけ部１０２ｂとロック部材接触部１１３に設けたばねかけ部１１３ｂとにひっかけて配置することで引きこみばね力が生じる。

固定部材１０１に転動部材１０４や第一の回転止め部材１０５、第二の回転止め部材１０６などを介して配置されたレンズ保持部材１０２は前述した引きこみばね力によって光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢される。また、固定部材１０１に配置されたロック部材接触部１１３も引きこみばね力によって光軸方向（図中Ｚ軸方向）に引きこまれるため、ロック部材１１１も固定部材１０１に対して光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢される。ロック部材１１１が固定部材１０１に対して付勢されることによって、カメラ本体の撮影に際して生じる振動を減衰する事ができるため、像振れの現象を抑制することができる。

ロック部材接触部１１３の代わりに板ばねなどの部材を配置してロック部材１１１を付勢することも可能であるが、ロック部材１１１を付勢するための付勢力と耐久を満足するばね定数を同時に得る必要がある。しかしながら、このような板ばねの設計難易度は高く、大型化の要因となりやすい。また、限られたスペースに配置できるように設計した板ばねでは高い加工難易度を必要とするため部品コストが高くなる。本実施形態のように、レンズ支持部材１１２を付勢する付勢部材１１０をロック部材接触部１１３と連結して配置することで手振れ補正装置を大型化することなく光軸方向に十分なスペースを利用できる。また、容易に加工できる部品を組み合わせて実現できるため部品コストを低く抑えることができる。

以上より、レンズ保持部材１０２を光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢するばねと、ロック部材１１１を光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢するばねを付勢部材１１０として共通に使用することで、小型化および低コスト化が可能な振れ補正装置を提供することが可能となった。

ロック部材接触部１１３には突起部１１３ａが設けられており、ロック部材１１１に設けた斜面を有する形状１１１ａと点接触するように配置する。ロック部材１１１が駆動手段１１２の駆動によってロック位置、アンロック位置の間を駆動する際にロック部材接触部１１３の突起部１１３ａとロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａは摺動しながら駆動する。

図４はロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａとロック部材接触部１１３の突起部１１３ａとが摺動駆動する際の、ロック位置、アンロック位置、その間の状態を示した要部断面図である。また、図５はロック位置、アンロック位置におけるロック部材接触部１１３に設けたばねかけ部１１３ｂとレンズ保持部材１０２に設けたばねかけ部１０２ｂとの光軸方向（図中Ｚ軸方向）の位置関係と、付勢部材１１０のばねの長さを示した図である。

駆動手段１１２の駆動によってロック部材１１１がロック位置からアンロック位置に駆動するとき、ロック部材接触部１１３の突起部１１３ａとロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａとの関係は図４（ａ）→図４（ｃ）→図４（ｂ）の順に移り変わっていく。すなわち、駆動手段１１２の駆動によってロック部材１１１がロック位置からアンロック位置に駆動する際に、ロック部材接触部１１３の突起部１１３ａはロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａの斜面を下るように摺動しながら移動する。

ロック位置におけるロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａとロック部材接触部１１３の突起部１１３ａの位置関係は図４（ａ）の状態である。ロック部材接触部１１３の突起部１１３ａはロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａの斜面部を上り切った平面部に位置している。また、ロック位置におけるレンズ保持部材１０２のばねかけ部１０２ｂとロック部材接触部１１３のばねかけ部１１３ｂ、および付勢部材１１０のばねは図５（ａ）の状態である。このときの付勢部材１１０の引きこみばねの光軸方向（図中Ｚ軸方向）の長さはｔ_１となる。

アンロック位置におけるロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａとロック部材接触部１１３の突起部１１３ａの位置関係は図４（ｂ）の状態である。ロック部材接触部１１３の突起部１１３ａはロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａの斜面部を下りきった平面部に位置している。また、アンロック位置におけるレンズ保持部材１０２のばねかけ部１０２ｂとロック部材接触部１１３のばねかけ部１１３ｂ、および付勢部材１１０のばねは図５（ｂ）の状態である。このときの付勢部材１１０の引きこみばねの光軸方向（図中Ｚ軸方向）の長さはｔ_２となる。

ここで、図５（ａ）、（ｂ）で示したｔ_１、ｔ_２の関係はｔ_１＞ｔ_２である。すなわち、ロック部材１１１がロック位置にある時の付勢部材１１０のばね力はロック部材１１１がアンロック位置にある時の付勢部材１１０のばね力よりも大きくなる。

付勢部材１１０のばね力が大きいほど、レンズ保持部材１０２を駆動させるために必要な電力が大きくなり、逆に付勢部材１１０のばね力が小さいほどレンズ保持部材１０２を駆動させるのに必要な電力は小さくてよい。本実施形態において、ロック部材１１１がアンロック位置にある状態、すなわち手振れ補正機能を有効にした状態において、付勢部材１１０のばね力は小さくなるように構成している。したがって、レンズ保持部材１０２を駆動する電力を小さく抑えられる。

前述した通り、ロック部材１１１には付勢部材１１０とそれに連結したロック部材接触部１１３によって光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢力が働いている。この付勢力が大きくなるとロック部材１１１の斜面を有する形状１１１ａとロック部材接触部１１３の突起部１１３ａとの摺動抵抗が大きくなる。そのため駆動手段１１２による大きな駆動力が必要となる。すなわち、本実施形態のように駆動手段１１２がモータなど電力を動力源とする場合、より大きな電力が必要となるが、それは望ましくない。

付勢部材１１０による引きこみばねのばね力は、レンズ保持部材１０２が光軸方向（図中Ｚ軸方向）に浮いてしまわないことが必要となる。レンズ保持部材１０２が保持するレンズ１０３の重量が大きいほど、レンズ保持部材１０２を光軸方向に付勢するのに必要な付勢部材１１０のばね力は大きくなる。一方、駆動手段１１２はロック部材１１１を付勢する付勢力によって生じる摺動抵抗を上回る駆動力を得る必要がある。レンズ保持部材１０２を光軸方向に付勢する力が大きくなるほど付勢部材１１０に必要なばね力は大きくなるため、駆動手段１１２によって大きな駆動力を得なければならなくなる。

ここで、本実施形態において配置した３か所のロック部材接触部１１３のうち、少なくとも１つを採用すればロック部材１１１には光軸方向の付勢力を得ることができる。また、ロック部材接触部１１３を使用する数を減らすほどロック部材接触部１１３の突起部１１３ａとロック部材１１１の斜面を有す形状１１１ａとの摺動抵抗が低減するため駆動手段１１２によって得るべき駆動力を抑えることができる。ロック部材接触部１１３を使用しない位相には、固定部材１０１にばねかけ部を設定しておけばレンズ保持部材１０２を付勢部材１１０で光軸方向（図中Ｚ軸方向）に付勢することができるため、状況に応じてロック部材接触部１１３の使用数を調整すればよい。

以上、本発明に関わる振れ補正装置に関してその具体例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求項記載の範囲に示したものであればどのような形態をとることも可能である。

１０１ 固定部材、１０２ レンズ保持部材、１０３ 補正レンズ、
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ，１０４ｆ 転動部材、
１０５ 第一の回転止め部材、１０６ 第二の回転止め部材、
１０７ａ，１０７ｂ コイル、
１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ マグネット、
１０９ａ，１０９ｂ ヨーク、
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 付勢部材、１１１ ロック部材、
１１１ａ 斜面を有する形状、１１２ 駆動手段、１１３ ロック部材接触部、
１１３ａ 突起部

Claims (3)

1. 固定部材と、
   該固定部材上を移動可能に支持され、レンズを保持するレンズ保持部材と、
   該レンズ保持部材の駆動を制限するロック位置および前記レンズ保持部材の駆動制限を解除するアンロック位置に移動可能なロック部材と、
   該ロック部材を前記ロック位置および前記アンロック位置に移動させる駆動手段と、
   前記レンズ保持部材を前記固定部材に支持する際に付勢力を与える付勢部材と、
   を有し、
   前記付勢部材は前記ロック部材を前記固定部材に対してレンズの光軸方向に付勢することを特徴とする振れ補正装置。
2. 前記付勢部材は、前記ロック部材を前記固定部材に対して前記光軸方向に付勢しながら接触するロック部材接触部と連結し、
   該ロック部材接触部は、突起部を有すると共に、該突起部は前記ロック部材と接触し、
   前記ロック位置、前記アンロック位置間の駆動において、前記突起部と前記ロック部材は摺動することを特徴とする請求項１に記載の振れ補正装置。
3. 前記突起部と摺動する前記ロック部材の摺動面は斜面を有する形状であり、前記ロック位置と前記アンロック位置で前記突起部と前記ロック部材との接触位置が前記光軸方向で異なるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正装置。