JP2024017220A - 像振れ補正装置を有する光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成でフレキシブル基板を位置規制し像振れ補正装置を安定駆動する光学機器を提供する。【解決手段】レンズ群を保持して移動する可動部材(330)と、可動部材(330)を光軸と直交する平面内で移動可能に支持するベース部材310と、可動部材(330)とベース部材310を電気的に接続するフレキシブル基板601とを備えた光学機器であって、フレキシブル基板601は、可動部材の移動による揺動に対応する可撓部610と、可撓部から連なりベース部材310と当接する当接部611と、当接部611から光軸と直交する方向の上側に折り曲げられベース部材310により保持される突出部612と、を備えたことを特徴とする。【選択図】 図8

Description

本発明は、像振れ補正装置を有する光学機器に関する。
デジタルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器にあっては、光学機器を手持ちして撮影する手持ち撮影時において、手振れ等により像振れが発生し易い。この手振れによる像振れを防止するため、補正レンズを設けて光軸方向と直交する方向へ移動制御する像振れ補正装置を備えるものが多い。この像振れ補正装置の駆動手段の例として、コイルと永久磁石を含む磁気回路とを組合せた電磁式アクチュエータを利用したものがある。また、位置検出手段の例として、磁石と磁気検出素子、または、発光素子と受光素子の組合せ等で構成されるものがある。
ところで、可動部材にコイルや磁気検出素子等の電気部品を配置するために、これらの部品を固定部材に電気的に接続する場合、組立性、信頼性等の観点からフレキシブル基板が用いられることが多い。
また、特許文献1は、撮像用レンズの像振れ補正用レンズをその光軸に直交する平面内で並進移動または回転移動させて像振れを防止するアクチュエータを開示している。そして、特許文献1は、フレキシブル基板が可動する箇所において突出部を設け、光軸に対して径方向外側の面の一部が固定部の一部に当接するアクチュエータを開示している。
特開2014-81432号公報
しかしながら、特許文献1に開示された技術によれば、フレキシブル基板の可動する可動端が固定されていなかった。つまり、Uターンするように折り曲げるフレキシブル基板の根元に突出部を備えているものの、固定鏡筒の一部に当接されているに過ぎずなかった。このため、フレキシブル基板がその周辺部品と接触して負荷が変動することや、フレキシブル基板に応力が集中して銅箔疲労(金属疲労)が発生する虞もあった。
本発明の目的は、簡易な構成でフレキシブル基板を位置規制し像振れ補正装置を安定駆動する光学機器を提供するにある。
上記目的を達成するため。本発明の光学機器は、レンズ群を保持して移動する可動部材と、前記可動部材を光軸と直交する平面内で移動可能に支持するベース部材と、前記可動部材と前記ベース部材を電気的に接続するフレキシブル基板とを備えた光学機器であって、前記フレキシブル基板は、前記可動部材の移動によって揺動し、前記レンズ群の周方向に沿って延びる可撓部と、前記可撓部から連なり、前記ベース部材と当接する当接部と、前記当接部から光軸と直交する方向に折り曲げられ前記ベース部材により保持される突出部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、簡易な構成でフレキシブル基板を位置規制し像振れ補正装置を安定駆動する光学機器を提供できる効果を得ることができる。
図1(a)は本発明の実施形態である交換レンズおよびデジタルカメラの正面斜視図、図1(b)は背面斜視図である。 本実施形態の交換レンズおよびデジタルカメラの構成を示すブロック図(機能構成図)である。 本実施形態の交換レンズ(繰り込み状態)の断面図である。 本実施形態の交換レンズ(繰り出し状態)の断面図である。 本実施形態のレンズ防振群301の構成の一部における像振れ補正装置の分解斜視図(前方斜視図)である。 本実施形態のレンズ防振群301の構成の一部における像振れ補正装置分解斜視図(後方斜視図)である。 図7(a)は本実施形態の像振れ補正装置の正面図、図7(b)は背面図である。 図8(a)は本実施形態のフレキシブル基板の固定状態を示す正面図、図8(b)は正面斜視図である。 本実施形態のフレキシブル基板の固定状態における後方斜視図である。 本実施形態のフレキシブル基板の信号配線の拡大説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施の形態に記載される構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施の形態に記載される構成によって限定されることはない。また、各図面を通して同一符号は「同一または対応部分」を示すものである。なお、本実施形態においては、光学機器の一例として交換レンズを使用可能なデジタルカメラを例に取って説明するが、例えばレンズ一体型カメラなどの各種の光学機器(当然「撮像装置」は含まれる)に対しても本発明は適用可能である。
<デジタルカメラの概要構成>
図1は、本発明の実施形態の交換レンズ(光学機器)101と、交換レンズ101が着脱可能に装着されるデジタルカメラ(以下、「カメラ本体」という)1の外観図である。図1(a)は本発明の実施形態である交換レンズ101およびデジタルカメラ1の正面斜視図、図1(b)は背面斜視図である。
図1(a)に示すように、交換レンズ101が収容する撮像光学系の光軸方向を「X軸方向」とし、これに直交する方向を「Z軸方向(水平方向)」および「Y軸方向(垂直方向:鉛直方向)」とする。以下、「Z軸方向」と「Y軸方向」をまとめて「Z/Y軸方向」とも記す。また、Z軸回りの回転方向を「ピッチ(Pitch)方向」とし、Y軸回りの回転方向を「ヨー(Yaw)方向」とする。また、「ピッチ方向」と「ヨー方向」とをまとめて、以下、「ピッチ/ヨー方向」とも記す。「ピッチ/ヨー方向」は、互いに直交するZ軸とY軸である2軸回りでの回転方向である。
カメラ本体1のうち前方(被写体側)から見て左側(後方から見て右側)の部分には、ユーザがカメラ本体1を手で把持するためのグリップ部2が設けられている。また、カメラ本体1の上面部には、電源操作部3が配置されている。カメラ本体1が「電源オフ状態」にある時、ユーザが電源操作部3をオン操作すると、カメラ本体1が「電源オン状態」となり撮像可能となる。また、カメラ本体1が「電源オン状態」にある時、ユーザが電源操作部3をオフ操作すると、カメラ本体1が「電源オフ状態」になる。
さらに、カメラ本体1の上面部には、モードダイアル4、レリーズボタン5およびアクセサリシュー6等が配置されている。モードダイアル4をユーザが回転操作することにより、撮像モードを切り替えることができる。なお、「撮像モード」には、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件をユーザが任意に設定可能な「マニュアル静止画撮像モード」、自動で適正な露光量が得られる「オート静止画撮像モード」および動画の撮像を行うための「動画撮像モード」等が含まれる。また、ユーザが、レリーズボタン5を「半押し操作」することにより、オートフォーカスや自動露出制御等の撮像準備動作を指示することができる。そして、ユーザが、レリーズボタン5を、「全押し操作」することにより撮像を指示することができる。アクセサリシュー6には、不図示の外部フラッシュや外部ファインダ(EVF)等のアクセサリが脱着可能に装着される。また、カメラ本体1内には、交換レンズ101内の撮像光学系により形成される被写体像を光電変換(撮像)する撮像素子16(図2参照)が設けられている。
交換レンズ101は、レンズマウント102を介して、カメラ本体1に設けられたカメラマウント7に機械的、電気的に接続される。前述したように交換レンズ101内には、被写体からの光を結像させて被写体像を生成する撮像光学系が収容されている。交換レンズ101の外周には、ユーザの操作により、光軸回りで回転可能なズーム操作環103が設けられている。ズーム操作環103の外周部には、ユーザが操作する際、手が滑ることがないようにローレット形状が形成されている。ユーザの操作によって、ズーム操作環103が回転操作されると、撮像光学系を構成するズーム群がズーム操作環103の角度に対応した所定の光学位置へと移動する。かくして、ユーザは所望の画角での撮影が可能となる。
また、図1(b)に示すように、カメラ本体1の背面には、背面操作部8、表示部9等が設けられている。背面操作部8は、様々な機能が割り当てられた複数のボタンやダイアルを含んで成る。カメラ本体1の電源がオン状態であり、「静止画モード」または「動画撮像モード」が設定されているとき、表示部9には、撮像素子により撮像される被写体像のスルー画像が表示される。また、表示部9には、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件を示す各種の撮像パラメータが表示される。ユーザは、表示された撮像パラメータを見ながら、背面操作部8を操作することにより、撮像パラメータ設定値を変更することが可能である。背面操作部8は、記録された撮像画像の再生を指示するための再生ボタンを含み、ユーザが再生ボタンを操作することにより、撮像画像が表示部9に表示再生される。
<機能構成図>
図2は、交換レンズ101およびカメラ本体1の電気的、光学的な構成を示すブロック図(機能構成図)である。交換レンズ101は、ズーム操作環103、ズーム検出部106、ズーム群200、レンズ防振群301、絞り群401およびフォーカス群501を有する。更に、交換レンズ101は、レンズ防振群30を駆動する防振駆動部302、絞り群401の絞りを行う絞り駆動部402およびフォーカス群501を駆動するフォーカス駆動部502を有する。そして、ズーム検出部106、防振駆動部302、絞り駆動部402およびフォーカス駆動部502はカメラ制御部12と、レンズ制御部104および電気接点105を介して接続されている。そして、交換レンズ101が有する撮像光学系は、ズーム操作環103と連結している。
ズーム検出部106は、ユーザが操作するズーム操作環103の角度を絶対値で検出するものであり、例えば抵抗式のリニアポテンショメータを用いて構成されている。ズーム検出部106により検出された画角の情報は、レンズ制御部104に送信され、カメラ制御部12が実行する各種の制御に反映される。一方で、こうした各種情報の一部は、撮像画像とともに記憶部13や記録媒体に記録されるようにしても良い。また、レンズ防振群301は、シフトレンズを光軸に対して直交する「Z/Y軸方向」に移動(シフト)させて像振れを低減する防振動作を行う。また、撮像光学系を構成する絞り群401は光量調節動作を行う。また、フォーカス群501は光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを含む。また、防振駆動部302は、レンズ防振群301を駆動してシフトレンズをシフトさせる。また、絞り駆動部402は絞り群401を駆動し、フォーカス駆動部502は、フォーカス群501を駆動してフォーカスレンズを移動させる。
また、カメラ本体1は、カメラ制御部12、シャッタ14、撮像素子16、画像処理部17、焦点検出部18および表示部9を有する。カメラ制御部12には、操作部11、アクセサリシュー6、電源部10,ピッチ振れ検出部19、ヨー振れ検出部20および記憶部13と接続されている。操作部11は先に説明したように、電源操作部3、モードダイアル4、レリーズボタン5、背面操作部8および表示部9(タッチパネル機能を含む)からの情報が入力される。
また、アクセサリシュー6は装着されているアクセサリの情報をカメラ制御部12に出力する。また、電源部10は、カメラ制御部12に電源供給を行う。また、カメラ制御部12は、ピッチ振れ検出部19およびヨー振れ検出部20からの情報を入力する。ユーザによる手振れ等の像振れを検出可能な「振れ検出手段」として、ピッチ振れ検出部19と、ヨー振れ検出部20とが設けられている。ピッチ振れ検出部19およびヨー振れ検出部20のそれぞれは、角速度センサ(振動ジャイロ)や角加速度センサを用いて、ピッチ方向(Z軸回りの回転方向)およびヨー方向(Y軸回りの回転方向)の像振れを検出して振れ信号をカメラ制御部12に出力する。
より詳細には、カメラ制御部12は、ピッチ振れ検出部19からの振れ信号を用いてレンズ防振群301(シフトレンズ)の「Z軸方向」でのシフト位置を算出する。同様に、カメラ制御部12は、ヨー振れ検出部20からの振れ信号を用いてレンズ防振群301のY軸方向でのシフト位置を算出する。そして、カメラ制御部12は、算出した「ピッチ/ヨー方向」のシフト位置に応じて、レンズ防振群301を目標位置まで駆動制御し、露光中やスルー画像表示中の像振れを低減する防振動作を行う。
また、カメラ制御部12は、記憶部13に格納されているコンピュータプログラムを読み出して実行する。これにより本実施形態において所要の機能が実現される。その際、カメラ制御部12は、前述したレンズマウント102に設けられた電気接点105の通信端子を介して、レンズ制御部104と各種制御信号やデータ等の通信を行う。電気接点105(図2参照)は、前述した電源部10からの電力を交換レンズ101に供給する電源端子を含む。
そして、カメラ本体1および交換レンズ101の全体のシステムとしての制御は、カメラ本体1に設けられたカメラ制御部12と交換レンズ101に設けられたレンズ制御部104とがお互いに連係することによって行われる。
また、シャッタ14は、交換レンズ101内の撮像光学系で集光され、撮像素子16で露光される光の量を制御する。撮像素子16は、撮像光学系により生成された被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。画像処理部17は、出力された撮像信号に対して各種画像処理を行った後、画像信号を生成する。焦点検出部18は被写体に対する焦点を検出する。表示部9は、画像処理部17から出力された画像信号(スルー画像)を表示したり、前述したように撮像パラメータを表示したり、記憶部13や不図示の記録媒体に記録された撮像画像を再生表示したりする。
カメラ制御部12は、操作部11から受けた絞り値やシャッタ速度の設定値に応じて、絞り駆動部402およびシャッタ駆動部15を作動させ、絞り群401およびシャッタ14の駆動を制御する。また、カメラ制御部12は、操作部11(レリーズボタン5)における撮像準備操作(半押し操作)に応じて、フォーカス群501の駆動を制御する。オートフォーカスの動作が指示された場合、焦点検出部18は、画像処理部17で生成された画像信号をもとに、撮像素子16で結像される被写体像の焦点を検出する。焦点検出部18により検出された焦点信号は、カメラ制御部12に送信される。これと同時に、フォーカス駆動部502は、フォーカス群501の現在位置を検出し、レンズ制御部104を介してその信号をカメラ制御部12に送信する。カメラ制御部12は、被写体像の焦点状態とフォーカス群501の現在位置とを比較したずれ量からフォーカス駆動量を算出してレンズ制御部104に送信する。そして、レンズ制御部104は、フォーカス駆動部502を作動させ、フォーカス群501を目標位置まで駆動制御して被写体像の焦点ずれを補正する。
さらに、カメラ制御部12は「自動露出制御」の動作が指示された場合、画像処理部17で生成された輝度信号を受信して測光演算を行う。カメラ制御部12は、この測光演算結果に基づいて、操作部11(レリーズボタン5)における撮像指示操作(全押し操作)に応じて絞り駆動部402を駆動制御する。これにより、絞り群401が駆動制御される。これとともに、カメラ制御部12は、シャッタ駆動部15を作動させシャッタ14を駆動制御して撮像素子16による露光処理を行う。
<交換レンズ101とカメラ本体1の位置関係>
次に、図3、図4を参照して、交換レンズ101とカメラ本体1との構成部品の位置関係について説明する。図3、図4は、光軸を含む「XY平面」上の断面図であり、ズーム群200の「繰り込み状態」と「繰り出し状態」を示している。ここで示される中心線は、撮像光学系の光軸と略一致するため、以下では光軸と同義として記載する。なお、図3、図4における符号「601」はフレキシブル基板である。
本実施形態においては、撮像光学系の一例として「六群構成」を採用している。ここで「群」とはレンズのグループ数のことを言い「6群」とは6グループにズーム群200を分かることができることを意味する。画角に応じた所定の光学位置へと移動した各ズーム群200は、被写体からの光を撮像素子16の撮像面上に結像させる。このとき、レンズ防振群301と絞り群401とは「第三のズーム群C」として機能し、フォーカス群501は「第五のズーム群E」として機能する。さらに、この撮像光学系は「第一のズーム群A」、「第二のズーム群B」、「第四のズーム群D」、「第六のズーム群F」を備える。尚、本発明はレンズ群の構成を限定するものではなく、例えばレンズ防振群301やフォーカス群501は、「第二のズーム群」として機能するものであっても良い。また、一部のレンズ群が移動可能ではなく、固定されたものであっても構わない。
直進案内筒107は、不図示の固定筒を介してレンズマウント102に固定される固定部品である。直進案内筒107の外周面には、等分位置に不図示のバヨネット爪が配置されている。一方、カム筒108の内周面には、不図示の周溝が設けられている。さらに、カム筒108は、ズーム操作環103と連結されている。ズーム操作環103が回転操作されると、カム筒108は、バヨネット爪と周溝との嵌合によって、光軸を中心として回転する。
直進案内筒107には、各ズーム群200の回転方向への移動を規制して、光軸方向への直進を案内する直進案内溝が形成されている。また、カム筒108の前後方向には、各ズーム群200のそれぞれに対応するカム溝が形成されている。一方で、第一から第六までのズーム群には、それぞれカムフォロアが設けられており、各カムフォロアは、対応する直進案内溝とカム溝とに係合する。ユーザが、ズーム操作環103を回転操作すると、カム筒108が回転し、カムフォロアは直進案内溝とカム溝との係合により、それぞれのズーム群200を同時に光軸方向へ進退させる。
<レンズ防振群301の構成>
以下、図5~図7を参照して、レンズ防振群301の構成について説明する。図5は、本実施形態のレンズ防振群301の構成の一部における像振れ補正装置の分解斜視図(前方斜視図)であり、図6は、本実施形態のレンズ防振群301の構成の一部の補正装置の分解斜視図(後方斜視図)である。また、図7(a)は、本実施形態の像振れ補正装置の正面図、図7(b)は背面図である。
<第1ヨーク320、第2ヨーク321等>
まず、第1ヨーク320は磁性体等から成り、ベース部材310に対してヨーク止めビス322によりビス止め固定されている。第1駆動マグネット323は、第1ヨーク320に設けられており、磁気吸着により固定されている。また、第2ヨーク321(図5参照)は、第1ヨーク320と第1駆動マグネット323を挟んで対向して配置されている。また、第2ヨーク321には、第2駆動マグネット324が設けられている。第1駆動マグネット323および第2駆動マグネット324はネオジウムマグネットから成る永久磁石である。第1駆動マグネット323および第2駆動マグネット324はそれぞれ、第1ヨーク320と第2ヨーク321に設けられた突起により位置決めされる。第2ヨーク321は、第1ヨーク320に対して支柱325を挟むように、第1駆動マグネット323と第2駆動マグネット324との間の磁気吸着力により固定されている。なお、図6に示すように、第1駆動マグネット323は4個あり、第2駆動マグネット324は4個ある。
<可動鏡筒330>
可動鏡筒330はレンズ300を保持し、光軸方向であるX軸に直交する平面内においてレンズ300を移動させることで「手振れ補正」が実現できることになる。なお、可動鏡筒330は厳密に言えばX軸に直交する平面内で移動する必要は無く、X軸に交差する方向の平面内でレンズ300が移動することによっても「像振れ補正」が可能となれば良い。
<ベース部材310>
ベース部材310の前面側には、複数の第1ボールシート311が取り付けられ、また、可動鏡筒330には第2ボールシート331が取り付けられている。第1ボールシート311および第2ボールシート331には、それぞれに当接する状態で第1転動ボール332が転動自在に配置されている。このような構成にすることで、可動鏡筒330は、ベース部材310に対して低摩擦でX軸に直交する方向に移動できる。なお、第1ボールシート311および第2ボールシート331は、それぞれベース部材310および可動鏡筒330と一体に形成されていても良い。
<可動鏡筒330の移動>
また、コイル326は可動鏡筒330に取り付けられる。また、コイル326は、フレキシブル基板601に半田付けで固定され電気的に接続される。また、コイル326に電流を通すと、第1ヨーク320、第2ヨーク321、第1駆動マグネット323および第2駆動マグネット324により構成された磁気回路にローレンツ力が発生する。この結果、可動鏡筒330は、X軸に直交する平面内で移動する。コイル326、第1駆動マグネット323および第2駆動マグネット324は、それぞれ直交する2つの方向に配置されている。したがって、可動鏡筒330は、光軸方向に直交する2方向の駆動力の合成力により、X軸に直交する平面内における所定範囲で縦方向、横方向へ移動できる。
<センサーマグネット340>
センサーマグネット340は、ベース部材310に取り付けられている(図6で2個図示)。位置検出素子341は、フレキシブル基板601に半田付けで固定され電気的に接続され可動鏡筒330に取り付けられている。位置検出素子341は、センサーマグネット340の磁束密度を電気信号に変換することにより、ベース部材310に対する可動鏡筒330の相対位置を検出する。センサーマグネット340および位置検出素子341は、X軸方向に対向して2組配置されている。それぞれの組が「Pitch方向・Yaw方向」の位置を検出する。なお、図6では位置検出素子341は1個のみ示している。
<第1~第3ガイドプレート350、352、354>
第1ガイドプレート350は、第1止めビス351によって可動鏡筒330にビス止めされている。つまり、第1ガイドプレート350は可動部材を成している。第2ガイドプレート352は、第2転動ボール353を介して配置されている。第2転動ボール353のうち2つは、第1ガイドプレート350および第2ガイドプレート352に配置された「Pitch方向」に延びる溝に当接している。第2転動ボール353のうち1つは、第2ガイドプレート352と第1ボールシート311とに当接している。
第3ガイドプレート354は、第2ガイドプレート352に対して第3転動ボール355を介して配置される。第3転動ボール355は、第2ガイドプレート352および第3ガイドプレート354に配置された「Yaw方向」に延びる溝に当接している。第3ガイドプレート354は、ベース部材310に対してX軸方向と直交する平面内において位置決めされるように係合している。第3ガイドプレート354およびベース部材310は、付勢バネ356によってX軸方向に接近する方向に付勢される。
<第1、第2ガイドプレートの移動規制>
以上より、第3ガイドプレート354は、ベース部材310に対してX軸に対して直交する方向の平面内において移動が規制される。第2ガイドプレート352は、第3ガイドプレート354に対して「Yaw方向」にのみ動けるように移動が規制される。第1ガイドプレート350および可動鏡筒330は、第2ガイドプレート352に対して「Pitch方向」にのみ動けるように移動が規制される。これらの構成により、可動鏡筒330のベース部材310に対する「X軸」を中心とした回転を抑制することができる。この回転抑制により、位置検出素子341の誤検出防止することができる。第3ガイドプレート354は、軸ビス357が取り付けられている。軸ビス357は、第2ガイドプレート352に設けられた溝を通すように取り付けられる。これにより、第2ガイドプレート352と第3ガイドプレート354が必要以上に離れることを防止できる。また、これにより、第2転動ボール353が溝から脱落することを抑制できる。
<第1ストッパー部材358>
第1ストッパー部材358は、ベース部材310に取り付けられる。第1ストッパー部材358は、可動鏡筒330、第2ガイドプレート352および第3ガイドプレート354と、X軸方向に離間した面を有する。衝撃等によって、これらの部品がX軸方向に浮きあがった際に第1ストッパー部材358が当接することで、第1転動ボール332、第2転動ボール353および第3転動ボール355が脱落するのを抑制する。また、第2ストッパー部材359は、ベース部材310に2個取り付けられる。また、第2ストッパー部材359は、第3ガイドプレート354とX軸方向に離間して配置される。衝撃等によって、第3ガイドプレート354にX軸方向への浮き上がりが生じた際に当接することで、第1転動ボール332および第2転動ボール353が脱落するのを防止することができる。
<ロックリング360>
ロックリング360は、ベース部材310に対してX軸を中心に回転可能に保持される。ロックリング360は、不図示のバヨネット構造により、ベース部材310に対する「X軸方向」の移動が規制される構成になっている。ロックモーター361は、フレキシブル基板601に半田付けで固定され電気的に接続され、ベース部材310に取り付けられる。本実施形態においては、ロックモーター361は一例としてステッピングモーターである。ロックリング360は、ロックモーター361のピニオンと係合するギア部が設けられており、ロックモーター361の駆動力により、ロックリング360がX軸を中心に回転する。
<ロックリング360の「ロック」、「アンロック」>
フォトインタラプタ362(図6参照)は、フレキシブル基板601に半田付けで固定され電気的に接続され、ベース部材310に取り付けられる。ロックリング360側に設けられた遮光部が、フォトインタラプタ362に近接することにより、フォトインタラプタ362の「遮光・非遮光」を検知する。これにより、ロックリング360が「ロック状態」にあるか「アンロック状態」の位置にあるかを判別する。
「ロック状態」において、ロックリング360の内径に設けられたリング側突起部と可動鏡筒330の外径に設けられた鏡筒側突起部とは、X軸に直交する平面内において対向する。これらが当接することにより、可動鏡筒330のX軸に直交する平面内における移動が規制される。「アンロック状態」においては、これらが対向しないので、可動鏡筒330はX軸に直交する平面内において移動可能になる。一方、交換レンズが使用状態にない場合には、可動鏡筒330の動きを「ロック状態」とすることで、落下等の衝撃が加わった際にレンズ防振群301が破損するのを阻止することが可能になる。
<フレキシブル基板601>
次に、フレキシブル基板601について説明する。フレキシブル基板601は可撓性を有する片面フレキシブルプリント基板である。フレキシブル基板601は、絶縁性を有するポリイミド等のフィルムを用いた「ベースフィルム」と「カバーレイフィルム」とにより、銅箔からなる配線パターンを挟み、熱硬化性の接着剤を用いて接着された構造を有する。ここで、「ベースフィルム」とはフレキシブル基板601の最も下面でありこの上には配線パターン等が形成されるものである。一方、「カバーレイ」はフレキシブル基板の配線等を保護する素材でなる。なお、「片面フレキシブルプリント基板」は、配線パターンが片面のみに形成されているため、配線の自由度は制限されるが、多層フレキシブルプリント基板に比べて製造コストが安いという利点がある。
本実施形態におけるフレキシブルプリント基板は、「ベースフィルム」は「12.5μm(1/2mil)」、「カバーレイフィルム」は「12.5μm(1/2mil)」、の厚みを有する。更に、銅箔が「18μm(1/2oz)」の厚みによって形成されたものを一例として説明する。フレキシブル基板601は、コネクタを介してプリント配線基板(不図示)と電気的に導通している。
<図7:像振れ補正装置の正面図、背面図>
図7(a)は本実施形態の像振れ補正装置の正面図、図7(b)はその背面図である。ベース部材310は、レンズ300を備えた可動鏡筒330を光軸と直交する平面内において移動可能に支持している。フレキシブル基板601は、可動鏡筒330とベース部材310とを接続して配置される。なお、フレキシブル基板601の詳細は後述する。なお、符号「301」は、レンズ防振群であり、符号「350」は第1ガイドプレートである。本実施形態においては、フレキシブル基板601は2方向から接続している。つまり、フレキシブル基板601は、可動鏡筒330側とベース部材31側とに接続されている。このような構成では、1方向からの接続構成と比べて、X軸方向に対してフレキシブル基板601の幅を狭くすることができるため、レンズ防振群301をX軸方向に小型化できる。
また、レンズ防振群301は、カメラ本体1の「通電オフ時」に可動鏡筒330の移動を規制するためにロックリング360を備えている。ロックリング360は、ロックリング360とギア連結しているロックモーター361によって回転移動可能である。また、フレキシブル基板601には、ロックリング360の回転を検知するためのフォトインタラプタ362が配置されている。フォトインタラプタ362は、ベース部材310に対して位置決めされて固定され、ロックリング360の回転を検知する機構を有する。
<図8:フレキシブル基板の固定状態>
図8(a)は本実施形態のフレキシブル基板の固定状態を示す正面図、図8(b)はその正面斜視図である。図8は、図7におけるフレキシブル基板601のベース部材310への固定を詳細に説明するための拡大図である。フレキシブル基板601は、可動鏡筒330とベース部材310とを接続し、可動鏡筒330の移動に伴って揺動する可撓部610を備える。さらに、フレキシブル基板601は、可撓部610から連なり、ベース部材310と当接する当接部611を備える。ここで、当接部611は、剛性を高めるために補強板等を備えている。補強板は、例えばLCP樹脂やポリイミド、PET等の材料で形成され、フレキシブル基板601に対して熱硬化性の接着剤を用いて接着される。フレキシブル基板601は、当接部611からX軸と直交する上側に略「90°」折り曲げるようにして形成された突出部612を備える。
ベース部材310は、突出部612を挟んで係止可能な係止部650を備える。突出部612は、係止部650によってX軸方向に規制されるように保持される。これにより、フレキシブル基板601は、可動鏡筒330のX軸と直交する平面内における移動に伴う可撓部610の揺動に対して、当接部611周辺のX軸方向における固定が可能となる。さらに、突出部612は、係止部650によって固定されると、X軸と直交する方向の位置決めも兼ねることができる。したがって、レンズ防振群301が突出部612により固定されることにより、可撓部610の揺動が制御可能となり、安定した装置駆動を実現できる。
本実施形態においては、ベース部材310に係止部650を備えた構成を説明したが、突出部612を固定保持できれば他の構成であっても構わない。例えば、突出部612をベース部材310に対してビス止め固定、接着剤を塗布して固定、粘着テープを用いた固定等で固定しても良い。しかしながら、本実施形態にあっては追加部品が不要であると共に部品点数の削減や組立工数の削減等の効果も奏する。
また、フレキシブル基板601は、当接部611部分を折り返すことで2枚重ねとなるように配置している。2枚に重ねたフレキシブル基板601は、ベース部材310に備えた溝部651に挿入することで、フレキシブル基板601が浮くことによる位置ずれ等を低減することができる。なお、2枚重ねは例示であり、3枚重ね以上の多重重ねを行っても良い。また、フレキシブル基板601は、前述したフォトインタラプタ362を合流部614に配置している。合流部614は、可動鏡筒330から2方向に延びるフレキシブル基板601の合流箇所である。フレキシブル基板601は、当接部611から合流部614に延びる延設部613を備える。延設部613は当接部611から延び、突出部612と延設部613とは、光軸方向で重なるように配置される。このため、レンズ防振群301は、突出部612を延設部613とX軸方向で重なるように配置できるため、省スペースとなり小型化できる。
ベース部材310は、溝部651のX軸方向に位置決め穴(不図示)を備えている。フレキシブル基板601は、当接部611にX軸方向に延びる軸方向部(不図示)を備え、当該軸方向部を当該位置決め穴に挿入する。このような構成により、X軸と直交する方向の位置決め保持を一層強固にすることができる。ベース部材310は、係止部650を備えるために、係止部650に係止可能な穴等をX軸方向に設ける必要がある。また、突出部612は、ベース部材310のX軸方向に備えられた「穴」と重なるように配置される。したがって、突出部612は、撮像光線や各種検出素子からの光線が、ベース部材310のX軸方向に備えられた穴を介して光線が通ることにより、ゴーストや検出不具合を防止することができる。
<図9:フレキシブル基板の固定状態の後方斜視図>
図9は、本発明の実施形態のフレキシブル基板601の後方斜視図である。フレキシブル基板601は、コイル326と位置検出素子341とを半田付けで固定され電気的に導通している。フレキシブル基板601は、コネクタを介してプリント配線基板(不図示)と電気的に導通している。フレキシブル基板601は、可動鏡筒330(可動部材)の移動による揺動を吸収すべく、外側に湾曲された可撓部(610)を備える。また、フレキシブル基板601は、可撓部610から連なり、ベース部材310と当接する当接部611を更に備える。そして、フレキシブル基板601は、当接部611から光軸と直交する方向に折り曲げられ、ベース部材310により保持される突出部612を更に備える。本実施形態においいては、ベース部材310側での保持構成を説明したが可動鏡筒330側でも同様の構成としてもよい。
<図10:信号配線拡大図>
図10は、フレキシブル基板601における信号配線部の拡大説明図である。フレキシブル基板601は、当接部611を通る信号配線である信号配線群620を備える。信号配線群620は、コイル326と位置検出素子341とからの信号配線を有している。突出部612は、レンズ防振群301の機能として必要な信号配線を備えていない。但し、突出部612は、係止部650との固定保持の剛性を高めるための補強用配線621を備えてもよい。「補強用配線621」は言わば剛性を高めるためのダミー配線である。また、補強用配線621は、カバーレイを開口し、銅箔がフレキシブル基板601の表面に形成された状態の構成としても良い。かかる構成により、補強用配線621は、周囲の導電性部材と電気的に接続することで「GND配線」として使用することも可能となる。但し、上記構成では、補強用配線621は、プリント配線基板(不図示)と電気的に導通している必要がある。
以上、本実施形態のフレキシブル基板601は、当接部611からX軸と直交する方向に折り曲げられる突出部612を備え、突出部612をベース部材310に対して固定する。これにより、可撓部610の安定した揺動が可能となる。また、ベース部材310は、突出部612を挟んで対抗する位置に配置した係止部650を備えることで、突出部612を追加部品無しでベース部材310に固定できる。また、突出部612は、他の基板と電気的に接続される信号配線を有していないこと構成とすることもできる。また、フレキシブル基板601は、可撓部610および突出部612を少なくとも2箇所に備える構成としても良い。
また、突出部612は、ベース部材310との係止を補強するための補強用配線を更に備える構成とすることができる。そして、突出部612は、カバーレイが開口され、かつ、前述の補強用配線はGND配線である構成とすることもできる。
本実施形態においては、防振ユニットにおけるフレキシブル基板601の構成について説明しているが、絞り駆動機構やフォーカス駆動機構等におけるフレキシブル基板601の構成としても良い。この場合、絞り駆動機構は、光学開口を制限し光量調節を行う絞り駆動手段として、絞り駆動部402、フォトインタラプタ等の位置検出素子を備える。フォーカス駆動部502は、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカス駆動手段として、フォーカス駆動による移動距離を検出するための位置検出素子やギアの回転を検出するための回転検出素子を備える。
以上説明してきたように。本発明の実施形態によれば、まず、以下の光学機器である。即ち、レンズ群301を保持して移動する可動鏡筒330(可動部材)と、可動鏡筒330(可動部材)を光軸と直交する平面内で移動可能に支持するベース部材310とを備える。そして、フレキシブル基板601は、可動鏡筒330とベース部材310を電気的に接続する光学機器である。そして、フレキシブル基板601は、先ず、可動鏡筒330(可動部材)の移動による揺動に対応する可撓部610を備える。
この際、可撓部610は、可動鏡筒330(可動部材)の移動による揺動に対応すべく、外側に湾曲されるのがより好ましい。外側に湾曲される部分には可動鏡筒330が配置されるのでその揺動に対応し易くするためである。
次に、フレキシブル基板601は、可撓部610から連なり、ベース部材310と当接する当接部611を備える。そして、フレキシブル基板601は、当接部611から光軸と直交する方向に折り曲げられベース部材310により保持される突出部612を備える。
このような構成により、簡易な構成でフレキシブル基板601を位置規制し像振れ補正装置を安定駆動する光学機器(例えば撮像装置)を実現できるという効果を奏する。
<変形例>
突出部612の形状は、光学機器の内部形状にもよるが可能な限り単純な形状とするのが好ましい。例えば、縦長または横長の矩形状、略楕円状、上部が略半円状で下部が矩形状(または略正方形状)など様々な形状が挙げられる。
<付記>
本実施形態の開示は以下の構成を含む。
<構成1> レンズ群を保持して移動する可動部材と、前記可動部材を光軸と直交する平面内で移動可能に支持するベース部材と、前記可動部材と前記ベース部材を電気的に接続するフレキシブル基板とを備えた光学機器であって、
前記フレキシブル基板は、
前記可動部材の移動による揺動に対応する可撓部と、
前記可撓部から連なり、前記ベース部材と当接する当接部と、
前記当接部から光軸と直交する方向に折り曲げられ前記ベース部材により保持される突出部と、を備えたことを特徴とする光学機器。
<構成2> 前記突出部は、
前記当接部から光軸と直交する方向の上側に折り曲げられることを特徴とする構成1に記載の光学機器。
<構成3> 前記ベース部材は、
前記突出部を挟んで係止する係止部を更に備え、
前記突出部は前記係止部により係止されることを特徴とする構成1乃至構成2のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成4> 前記突出部は、他の基板と電気的に接続される信号配線を有していないことを特徴とする構成1乃至構成3のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成5> 前記フレキシブル基板は、
前記当接部から延びる延設部を更に備え、
前記突出部と前記延設部とは、光軸方向で重なるように配置されることを特徴とする構成1乃至構成4のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成6> 前記フレキシブル基板は、
前記可撓部および前記突出部を少なくとも2箇所に備えることを特徴とする構成1乃至構成5のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成7> 前記フレキシブル基板は、
前記当接部の部分を折り返すことで2枚重ね部が形成され、当該2枚重ね部が、前記ベース部材に備えた溝部に挿入することを特徴とする構成1乃至構成5のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成8> 前記ベース部材は、光軸方向における位置決め穴を更に備え、
前記フレキシブル基板は、
前記当接部は光軸方向に延びる軸方向部を更に備え、前記軸方向部を前記位置決め穴に挿入することを特徴とする構成1乃至構成7のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成9> 前記突出部は、
前記ベース部材との係止を補強するための補強用配線を更に備えることを特徴とする構成1乃至構成8のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成10> 前記突出部は、
カバーレイが開口され、かつ、前記補強用配線はGND配線であることを特徴とする請求項構成9に記載の光学機器。
<構成11> 前記突出部は、
前記ベース部材に形成される穴と光軸方向において重なる位置に配置されることを特徴とする構成1乃至構成10のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成12> 前記当接部は、剛性を高めるための補強部材を更に備えていることを特徴とする構成1乃至構成11のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成13> 前記可撓部は、前記可動部材の移動による揺動に対応すべく外側に湾曲されていることを特徴とする構成1乃至構成12のいずれか一項に記載の光学機器。
<構成14> 前記突出部は、前記ベース部材に接着されて保持されることを特徴とする構成1乃至構成13のいずれか一項に記載の光学機器。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
1 デジタルカメラ
2 グリップ部
3 電源操作部
4 モードダイアル
5 レリーズボタン
6 アクセサリシュー
7 カメラマウント
8 背面操作部
9 表示部
10 電源部
11 操作部
12 カメラ制御部
13 記憶部
14 シャッタ
15 シャッタ駆動部
16 撮像素子
17 画像処理部
18 焦点検出部
19 ピッチ振れ検出部
20 ヨー振れ検出部
101 交換レンズ
102 レンズマウント
103 ズーム操作環
104 レンズ制御部
105 電気接点
106 ズーム検出部
107 直進案内筒
108 カム筒
200 ズーム群
301 レンズ防振群
302 防振駆動部
330 可動鏡筒
401 絞り群
402 絞り駆動部
501 フォーカス群
502 フォーカス駆動部
601 フレキシブル基板
610 可撓部
611 当接部
612 突出部
613 延設部
614 合流部
620 信号配線群
621 補強用配線
650 係止部
651 溝部

Claims (14)

  1. レンズ群を保持して移動する可動部材と、前記可動部材を光軸と直交する平面内で移動可能に支持するベース部材と、前記可動部材と前記ベース部材を電気的に接続するフレキシブル基板とを備えた光学機器であって、
    前記フレキシブル基板は、
    前記可動部材の移動による揺動に対応する可撓部と、
    前記可撓部から連なり、前記ベース部材と当接する当接部と、
    前記当接部から光軸と直交する方向に折り曲げられ前記ベース部材により保持される突出部と、を備えたことを特徴とする光学機器。
  2. 前記突出部は、
    前記当接部から光軸と直交する方向の上側に折り曲げられることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
  3. 前記ベース部材は、
    前記突出部を挟んで係止する係止部を更に備え、
    前記突出部は前記係止部により係止されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  4. 前記突出部は、
    他の基板と電気的に接続される信号配線を有していないことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  5. 前記フレキシブル基板は、
    前記当接部から延びる延設部を更に備え、
    前記突出部と前記延設部とは、光軸方向で重なるように配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  6. 前記フレキシブル基板は、
    前記可撓部および前記突出部を少なくとも2箇所に備えることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  7. 前記フレキシブル基板は、
    前記当接部の部分を折り返すことで2枚重ね部が形成され、当該2枚重ね部が、前記ベース部材に備えた溝部に挿入することを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  8. 前記ベース部材は、光軸方向における位置決め穴を更に備え、
    前記フレキシブル基板は、
    前記当接部は光軸方向に延びる軸方向部を更に備え、前記軸方向部を前記位置決め穴に挿入することを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  9. 前記突出部は、
    前記ベース部材との係止を補強するための補強用配線を更に備えることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  10. 前記突出部は、
    カバーレイが開口され、かつ、前記補強用配線はGND配線であることを特徴とする請求項9に記載の光学機器。
  11. 前記突出部は、
    前記ベース部材に形成される穴と光軸方向において重なる位置に配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  12. 前記当接部は、
    剛性を高めるための補強部材を更に備えていることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  13. 前記可撓部は、前記可動部材の移動による揺動に対応すべく外側に湾曲されていることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
  14. 前記突出部は、
    前記ベース部材に接着されて保持されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の光学機器。
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