JP2020034818A - 振れ補正装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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t1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t2となる。
ここで、図5(a)、(b)で示したt1、t2の関係はt1>t2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
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)
- 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。 - 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。 - 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。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018162513A JP2020034818A (ja) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 振れ補正装置 |
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