JP3688700B2 - 沈胴式レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、像ぶれ補正装置を搭載した沈胴式レンズ鏡筒に関する。特に、光学性能を保ちつつ、小型化、全長が短縮化された沈胴式レンズ鏡筒に関する。

近年、撮影画像をすぐに確認することができるデジタルスチルカメラ（以下、ＤＳＣと称す）が急速に普及している。このＤＳＣ用のレンズ鏡筒としては、非撮影時における携帯性を考慮し、非撮影時には鏡筒の長さが短くなる、いわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が採用されているのが一般的である。

図１６に、従来の沈胴式のレンズ鏡筒の分解斜視図を示す（例えば、特許文献１参照）。この沈胴式のレンズ鏡筒６０は、１つのカム筒６１により移動レンズ枠６２，６３を前後方向に移動させることにより焦点距離を変える光学系である。このカム筒６１の内周面にはカム溝６４，６５が形成され、このカム溝６４，６５が移動レンズ枠６２，６３の移動軌跡をそれぞれ決定する。移動レンズ枠６２，６３は、それぞれの外周面に設けられた３本のカムピン６２ａ，６３ａがそれぞれカム溝６４，６５と係合することにより、光軸（Ｚ軸）方向に移動する。カム筒６１は、固定筒７０の外側に設けられ、光軸の回りに回転自在である。カム筒６１の外周にはギア６６が形成され、このギア６６に駆動力伝達ギア６７が噛合される。駆動力伝達ギア６７は、減速ギアトレイン６８を介してカム筒駆動アクチュエータ６９の出力軸に連結されている。したがって、カム筒駆動アクチュエータ６９を駆動すると、その駆動力が減速ギアトレイン６８を介して駆動力伝達ギア６７に伝達されて、カム筒６１が回転される。これにより、移動レンズ枠６２，６３がそれぞれカム溝６４，６５の形状に沿って移動するので、沈胴状態から広角端を経由し、ズーミングが行われる。

また、光学ズームの高倍率化に伴い、手ぶれの影響が目立つようになってきており、その影響を少なくするため、像ぶれ補正装置が内蔵されたＤＳＣも商品化されつつある。このＤＳＣ用の像ぶれ補正装置としては、補正用レンズ群を光軸と垂直な２方向に動かすことにより、撮影者による手ぶれを補正し、安定な画像を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１０７５９８号公報 特開２００１−１１７１２９号公報

しかしながら、上記従来の沈胴式のレンズ鏡筒においては、次のような問題点があった。

１．ＤＳＣ本体の小型化により、ＤＳＣ用のレンズ鏡筒としては、未使用時にレンズ鏡筒の全長を短縮する沈胴式が一般的である。しかしながら、像ぶれ補正装置を搭載したレンズ鏡筒に沈胴式を適用したものは開発されていない。

２．像ぶれ補正装置を搭載した４群構成の高倍率対応のレンズ鏡筒では、光学性能の高性能化を図るため、レンズ枚数が多く、厳しい組立精度が要求される。図１６に示した従来の沈胴式レンズ鏡では、レンズ鏡筒を沈胴させるためにレンズを光軸方向に移動させると、光学性能が著しく悪化するため、高倍率ズームレンズへの適用が困難である。

３．上記の従来の沈胴式のレンズ鏡筒においては、減速ギアトレイン６８、カム枠（カム筒６１）を用いてズーミングを行っていたため、ズーム速度の高速化、ズーム音の静音化に対しては不向きである。

そこで、本発明は、像ぶれ補正装置を搭載した高倍率対応のレンズ鏡筒であって、沈胴式による小型化を実現し、沈胴による光学性能の悪化量を最小限に抑えることができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の沈胴式レンズ鏡筒は、第１レンズ群を保持する第１枠と、前記第１枠よりも像面側に配置され、第２レンズ群を保持する第２枠と、前記第２枠よりも像面側に配置され、像ぶれ補正用の第３レンズ群を保持する像ぶれ補正手段と、前記第１枠を撮影時には物体側に、非撮影時には像面側に移動させる駆動手段と、相互に平行な少なくとも２つの棒状のガイド部材とを備え、前記第１枠は、前記ガイド部材をそれぞれ光軸と略平行に固定できるよう光軸方向に貫通して相互に離間した二つの貫通穴を有し、前記ガイド部材は、前記二つの貫通穴に一端が固定され、前記第２枠を摺動自在に保持し、かつ、前記像ぶれ補正手段は、前記ガイド部材を光軸と略平行に且つ摺動可能に支持することを特徴とする。

上記の本発明の沈胴式レンズ鏡筒によれば、第１レンズ群、第２レンズ群が、像ぶれ補正用の第３レンズ群に対し、少なくとも同一方向に傾く。このように、光学性能への影響度が最も高い、像ぶれ補正用の第３レンズ群に対する第１，第２レンズ群の傾き方向を同一方向にすることができるので、光学性能の低下量を最小限に抑えつつ、全長が短い、像ぶれ補正装置が搭載された沈胴式レンズ鏡筒を提供することができる。

また、ズーミング用駆動アクチュエータとは別に沈胴用アクチュエータとして第１枠を光軸方向に移動させる駆動手段を備え、撮影時には第１枠を物体側に移動させた状態とし、非撮影時には第１枠を像面側に移動させた状態とするので、ズーミング時にはカム枠が駆動されず、ズーム時間の高速化、ズーム音の低騒音化が実現できる。

上記の本発明の沈胴式レンズ鏡筒において、前記ガイド部材は、それぞれ、光軸方向に貫通する、相互に離間した二つの貫通穴に圧入されて、前記第１枠に固定されていることが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、ガイド部材の光軸に対する平行度の調整を容易に行うことができ、光軸とガイド部材とを平行に固定することができる。また、従来のガイド手段を専用の治具にて仮固定して接着する方式に比べ、組立工数の削減を図ることができる。

また、上記の本発明の沈胴式レンズ鏡筒において、複数のカム溝が形成されたカム枠と、前記カム枠の前記カム溝が形成されていない部分に、光軸方向を長手方向として設けられた駆動ギアと、前記カム枠のカム溝と係合し、かつ前記駆動ギアと噛合して光軸の回りに回転することにより前記第１枠を光軸方向に移動させる駆動枠と、前記第３レンズ群を光軸と直交する２方向に駆動する第１、第２アクチュエータとを備え、前記第１、第２アクチュエータの間に前記駆動ギアが配置されていることが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、像ぶれ補正用の第１，第２アクチュエータの間に駆動ギアを設けたことにより、カム溝と干渉することなく、駆動ギアを光軸中心に寄せることが可能となるため、レンズ鏡筒の小径化を図ることができる。

また、上記の本発明の沈胴式レンズ鏡筒において、更に、前記像ぶれ補正手段と前記第２枠との間にシャッターユニットを備え、前記シャッターユニットは、前記第２枠側の面に駆動アクチュエータを備え、前記第２枠は、前記駆動アクチュエータの一部が入り込む凹部を備えることが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、シャッターユニットと２群移動枠との間隔を小さくすることができるので、沈胴式レンズ鏡筒の全長を短くすることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態における沈胴式レンズ鏡筒について、図１〜図１２を用いて説明する。図１は本実施の形態における沈胴式レンズ鏡筒の分解斜視図、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は同沈胴式レンズ鏡筒のガイドポールの固定方法を説明する片断面図、図３は同沈胴式レンズ鏡筒のガイドポール支持部を説明する分解斜視図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は同沈胴式レンズ鏡筒におけるレンズの傾きを説明する図、図５は同沈胴式レンズ鏡筒におけるカム溝の展開図、図６は同沈胴式レンズ鏡筒におけるカム枠の分解斜視図、図７は同沈胴式レンズ鏡筒における像ぶれ補正装置の構成を示す分解斜視図、図８は像ぶれ補正装置の位置検出部の変位量とマグネットの磁束密度との関係を示す図、図９は同沈胴式レンズ鏡筒の沈胴時での断面図、図１０は同沈胴式レンズ鏡筒の望遠端使用時での断面図、図１１は同沈胴式レンズ鏡筒の広角端使用時での断面図、図１２は同沈胴式レンズ鏡筒における像ぶれ補正装置の動作を説明するブロック図である。

沈胴式のレンズ鏡筒１について、図１から図６を用いて説明する。図示したように、沈胴式レンズ鏡筒の光軸をＺ軸（物体側を正とする）とするＸＹＺ３次元直交座標系を設定する。Ｌ１は１群レンズ、Ｌ２は光軸（Ｚ軸）上を移動して変倍を行う２群レンズ、Ｌ３は像ぶれ補正用の３群レンズ、Ｌ４は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦のために光軸上を移動する４群レンズである。

１群保持枠２は１群レンズＬ１を保持しており、１群レンズＬ１の中心軸が光軸と平行となるように、筒状の１群移動枠３に対してネジ等で固定されている。この１群移動枠３には、光軸と平行な２本のガイドポール（ガイド部材）４ａ，４ｂの一端が固定されている。このガイドポール４の固定方法については、後述する。

２群移動枠５は２群レンズＬ２を保持し、先述の２本のガイドポール４ａ，４ｂによって支持されることにより、光軸方向に摺動可能となっている。また２群移動枠５は、ステッピングモータなどの２群レンズ駆動アクチュエータ６の送りネジ６ａと、２群移動枠５に設けたラック７のネジ部とが噛合することにより、２群レンズ駆動アクチュエータ６の駆動力にて、光軸方向に移動して変倍を行う。

３群枠８は、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３（３群レンズ）を保持し、後述する像ぶれ補正装置３１を構成している。

４群移動枠９は、３群枠８とマスターフランジ１０との間に挟まれた、光軸と平行な２本のガイドポール１１ａ，１１ｂにて支持されることにより、光軸方向に摺動可能となっている。また４群移動枠９は、ステッピングモータなどの４群レンズ駆動アクチュエータ１２の送りネジ１２ａと、４群移動枠９に設けたラック１３のネジ部とが噛合することにより、４群レンズ駆動アクチュエータ１２の駆動力にて、光軸方向に移動し、変倍に伴う像面変動の補正と合焦とを行う。

撮像素子（ＣＣＤ）１４は、マスターフランジ１０に取り付けられている。

ここで、１群移動枠３へのガイドポール４ａ，４ｂの固定方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、いずれもＺ軸に対して一方の側のみを図示した片断面図である。以下の説明では、Ｚ軸に対して一方の側のガイドボール４ａの固定部３ａへの固定方法を説明するが、他方の側のガイドボール４ｂの固定部３ｂへの固定方法も全く同様である。

図２（ａ）は、ガイドポール４ａの一端を固定するための固定部３ａの樹脂成形方法を示す片断面図である。図２（ａ）に示すように、１群移動枠３の内側面に、ガイドポール４ａの一端を固定するための固定部３ａが成形される。固定部３ａはＺ軸と略平行で、相互に離間した貫通穴３ａ１，３ａ２からなる。このような貫通穴３ａ１，３ａ２は、３つの成形型２９ａ，２９ｂ，２９ｃを用いて樹脂成形される。断面が略台形の成形型２９ｃの両側面に円柱状の成形型２９ａ，２９ｂを当接させた状態で樹脂成形を行う。その後、円柱状の成形型２９ａ，２９ｂをＺ軸と略平行で且つ相互に逆向きの方向Ａ，Ｂに、略台形の成形型２９ｃをＺ軸に向かう方向Ｃに、それぞれ引き抜くことにより、貫通穴３ａ１，３ａ２が得られる。このとき、得られる貫通穴３ａ１，３ａ２にガイドポール４ａを圧入したとき、ガイドポール４ａがＺ軸と平行に固定されるように、円柱状の成形型２９ａ，２９ｂのＺ軸と直交する面内での位置を調整する。

その後、図２（ｂ）に示すように、貫通穴３ａ１，３ａ２に図の右側（撮像素子１４側）からガイドポール４ａを圧入する。貫通穴３ａ１，３ａ２の内径ｄ１，ｄ２はガイドポール４ａの外径Ｄよりも数ミクロン程度大きく設定されているが、円柱状の成形型２９ａ，２９ｂの中心軸３０ａ，３０ｂ（図２（ａ）参照）のＺ軸と直交する面内での相対的位置ずれや傾きにより、ガイドポール４ａは２つの貫通穴３ａ１，３ａ２によって強固に固定される。かくして、ガイドポール４ａはＺ軸と平行に１群移動枠３に固定される。

図２（ｃ）は、従来のガイドボール４ａの固定方法を示した片断面図である。従来の固定方法は以下の通りである。まず、ガイドポール４ａの外径Ｄに対して十分に大きい内径ｄ３の１つの連続する貫通穴からなる固定部３ｄを樹脂成形する。次いで、ガイドポール４ａを固定部３ｄに挿入し、専用の治具にて仮固定し、ガイドポール４ａと固定部３ｄとの間に接着剤を導入して固定する。

以上のように、本実施の形態のガイドボールの固定方法では、ガイドボール４ａを貫通穴３ａ１，３ａ２に圧入するだけでガイドボール４ａをＺ軸と平行に固定することができる。従って、従来のようにガイドボール４ａを仮固定するための専用の治具や接着剤が不要であり、また、接着剤を固化させる手間や時間も不要である。よって、低コスト且つ短時間にガイドボール４ａを固定することができる。さらに、成形型２９ａ，２９ｂのＺ軸と直交する面内での位置を調整するだけで、ガイドポール４ａをＺ軸と平行に精度よく固定することができる。

次に、ガイドポール４ａ，４ｂの支持方法について、図３を用いて説明する。

３群枠８には支持部８ａ（主軸側），８ｂ（廻り止め側）が設けられている。ガイドポール４ａ，４ｂが支持部８ａ，８ｂを貫入することにより、ガイドポール４ａ，４ｂは光軸と平行に保持される。この２つの支持部８ａ，８ｂに対してガイドポール４ａ，４ｂが光軸方向に摺動するため、ガイドポール４ａ，４ｂの一端に固定された１群移動枠３に保持された１群レンズＬ１は、３群枠８に設けられた像ぶれ補正用レンズＬ３に対して精度が保たれる。さらに、ガイドポール４ａ，４ｂが、２群移動枠５に設けられた支持部５ａ（廻り止め側），５ｂ（主軸側）を摺動可能に貫入することにより、２群移動枠５はガイドポール４ａ，４ｂに光軸方向に摺動自在に支持されるため、２群移動枠５に保持された２群レンズＬ２は、３群枠８に設けられた像ぶれ補正用レンズＬ３に対して精度が保たれる。

ここで、上記に説明した１群レンズＬ１，２群レンズＬ２，３群レンズＬ３の関係を、図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて説明する。図中、矢印Ｌ１ａ，Ｌ２ａは、それぞれ１群レンズＬ１，２群レンズＬ２の中心軸の向きを示している。

図４（ａ）は３つのレンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の理想状態を示しており、Ｚ軸（レンズ鏡筒の光軸であり、これは３群レンズＬ３の中心軸と一致する）に対して１群レンズＬ１の中心軸Ｌ１ａ及び２群レンズＬ２の中心軸Ｌ２ａが平行になっている。

図４（ｂ）は図１６に示す従来のレンズ鏡筒と同様の方式により、１群レンズＬ１及び２群レンズ群Ｌ２を、図１６の移動レンズ枠６２に設けたカムピン６２ａ及び移動レンズ枠６３に設けたカムピン６３ａによりそれぞれ支持した場合を示している。この場合、カムピン６２ａ，６３ａ及びカム溝６４，６５の精度のばらつきにより、１群レンズＬ１の中心軸Ｌ１ａ及び２群レンズＬ２の中心軸Ｌ２ａは、相互に平行ではなく、且つＺ軸とも平行とはならない。従って、光学性能が悪化する可能性が大きい。

図４（ｃ）は本実施の形態の場合を示している。１群レンズＬ１及び２群レンズＬ２は、同一のガイドポール４ａ，４ｂに支持されているため、１群レンズＬ１の中心軸Ｌ１ａ及び２群レンズＬ２の中心軸Ｌ２ａがＺ軸に対して仮に傾いたとしても、両中心軸Ｌ１ａ，Ｌ２ａの向きは常に一致する。すなわち、光学性能に対する影響度が最も高い像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３に対して１群レンズＬ１及び２群レンズＬ２は常に同一方向に傾くため、光学性能の悪化量を最小限に抑えることができる。

次に、１群レンズＬ１を光軸方向に移動させる構成について説明する。

略中空円筒状の駆動枠１５の撮像素子１４側の内周面の一部にギア１５ａが形成されている。また、その物体側（Ｚ軸の正の側）の内周面に略１２０°間隔に３つの突起部１５ｂが形成されている。突起部１５ｂが１群移動枠３の撮像素子１４側の外周面に設けられた周方向の３つの溝部３ａと係合することにより、駆動枠１５は１群移動枠３に対して光軸を中心として相対的に回転可能であり、光軸方向には駆動枠１５と１群移動枠３とは一体で移動する。さらに駆動枠１５の内周面には、３本のカムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃが１２０°間隔に圧入固定されている。

筒状のカム枠１７の外表面には、略１２０゜間隔にて３本のカム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃが形成されている。図５に、カム枠１７の外周面の展開図を示す。カム枠１７のカム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃに駆動枠１５のカムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃがそれぞれ係合する。各カム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、撮像素子１４側（Ｚ軸の負の側）にカム枠１７の周方向とほぼ平行な部分１９ａと、物体側（Ｚ軸の正の側）にカム枠１７の周方向とほぼ平行な部分１９ｃと、部分１９ａと部分１９ｃとを螺旋状に繋ぐ部分１９ｂとを有する。カムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃが、部分１９ａにあるとき、１群レンズＬ１は撮像素子１４側に繰り込まれた状態（沈胴状態）で停止する。この状態から、駆動枠１５が光軸回りに回転することにより、カムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃは部分１９ｂを経て、部分１９ｃに至る。カムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃが部分１９ｃにあるとき、１群レンズＬ１は物体側に繰り出されて停止する。

図６に示すように、カム枠１７の外周面であって、カム溝１８ｂとカム溝１８ｃとの間には、スプライン状の駆動ギア１９の両端の駆動ギア軸２０を回転可能に保持する軸受け部１７ｄと、駆動ギア１９との干渉を避けるために半円筒面状に窪ませた駆動ギア取り付け部（凹部）１７ａとが形成されており、これにより駆動ギア１９はカム枠１７の外周面上に回転自在に保持されている。駆動ギア１９は、後述するマスターフランジ１０に取り付けられた駆動ユニット２１の駆動力を駆動枠１５に設けられたギア部１５ａに伝達する。したがって、駆動ギア１９が回転することにより、駆動枠１５が光軸の回りに回転し、この際、駆動枠１５に設けられたカムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃが、カム枠１７のカム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃ内を移動することにより、駆動枠１５は光軸方向にも移動する。このとき、１群移動枠３は、これに固定された２本のガイドポール４ａ，４ｂが３群枠８の支持部８ａ，８ｂに貫入されていることにより、光軸回りの回転が制限されるから、駆動枠１５が光軸方向に移動するに従って、１群移動枠３は光軸方向に直進移動する。

２群移動枠５の駆動アクチュエータ６は、カム枠１７の取り付け部１７ｂに固定される。また、４群移動枠９の駆動アクチュエータ１２は、マスターフランジ１０の取り付け部１０ａに固定される。駆動ギア１９に駆動力を伝達する駆動ユニット２１は、駆動アクチュエータ２２と複数のギアからなる減速ギアユニット２３とからなり、マスターフランジ１０の取り付け部１０ｂに固定される。

２群移動枠５用の原点検出センサ２５は、発光素子および受光素子からなる光検出センサであり、２群移動枠５の光軸方向の位置、つまり２群レンズＬ２の原点位置を検出する。４群移動枠９用の原点検出センサ２６は、４群移動枠９の光軸方向の位置、つまり４群レンズＬ４の原点位置を検出する。駆動枠１５用の原点検出センサ２７は、駆動枠１５の回転方向の位置、つまり駆動枠１５と一体で移動する１群移動枠３及び１群レンズＬ１の原点位置を検出する。

次に、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３を用いて像ぶれ補正を行う像ぶれ補正装置３１について、図７を用いて説明する。

撮影時に像ぶれを補正するための像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３は、第１の方向（Ｙ方向）であるピッチング方向と、第２の方向（Ｘ方向）であるヨーイング方向とに移動可能であるピッチング移動枠３２に固定されている。このピッチング移動枠３２は、−Ｘ方向側に軸受３２ａと＋Ｘ方向側に廻り止め３２ｂとを有している。この軸受３２ａにＹ軸方向と平行なピッチングシャフト３３ａを挿入し、廻り止め３２ｂに後述するＹ軸方向と平行なピッチングシャフト３３ｂを係合することにより、ピッチング移動枠３２は第１の方向（Ｙ）方向に摺動可能になっている。

ピッチング移動枠３２に対して−Ｚ方向側には、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３を第２の方向（Ｘ方向）に移動させるヨーイング移動枠３４が取り付けられている。ヨーイング移動枠３４には、先ほど述べたピッチング移動枠３２をピッチング方向（Ｙ方向）に摺動させるための２本のピッチングシャフト３３ａ，３３ｂの両端を固定する固定部３４ａが設けられている。また、ヨーイング移動枠３４は、＋Ｙ方向側に軸受３４ｂと−Ｙ方向側にヨーイングシャフト３５ｂ及びその両端が圧入固定される固定部３４ｃとを有している。この軸受３４ｂにＸ方向と平行なヨーイングシャフト３５ａを挿入し、Ｘ方向と平行なヨーイングシャフト３５ｂを３群枠８の廻り止め部８ｄに係合することにより、ヨーイング移動枠３４は第２の方向（Ｘ方向）に摺動可能になっている。

ヨーイング移動枠３４に対して−Ｚ方向側に設けられた３群枠８には、先述したヨーイング移動枠３４をヨーイング方向（Ｘ方向）に摺動させるためのヨーイングシャフト３５ａの両端を固定する固定部８ｃとヨーイングシャフト３５ｂを係合する廻り止め部８ｄとが設けられている。

略Ｌ字型形状の電気基板３６は、ピッチング移動枠３２の−Ｚ方向側の面に取り付けられている。電気基板３６には、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３をピッチング方向に駆動する第１のコイル３７ｙ及びヨーイング方向に駆動する第２のコイル３７ｘと、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３のピッチング方向の位置を検出するホール素子３８ｙ及びヨーイング方向の位置を検出するホール素子３８ｘとが設けられている。なお、このコイル３７ｙ，３７ｘは、積層コイルとして電気基板３６に一体に構成されている。

マグネット３９ｙ、３９ｘは片側に２極着磁されている。このマグネット３９ｙ，３９ｘは、それぞれ断面コの字型のヨーク４０ｙ、４０ｘに固定されている。ヨーク４０ｙは、Ｙ方向より、３群枠８の嵌合部８ｙに圧入固定される。同様に、ヨーク４０ｘは、Ｘ方向より、３群枠８の嵌合部８ｘに圧入固定される。

第１の電磁アクチュエータ４１ｙは、第１のコイル３７ｙと、マグネット３９ｙと、第１のヨーク４０ｙとにより構成される。同様に、第２の電磁アクチュエータ４１ｘは、第１のコイル３７ｘと、マグネット３９ｘと、第１のヨーク４０ｘとにより構成される。第１の電磁アクチュエータ４１ｙがピッチング移動枠３２を第１の方向であるピッチング方向（Ｙ方向）に駆動する第１の駆動手段を構成し、第２の電磁アクチュエータ４１ｘがピッチング移動枠３２を第２の方向であるヨーイング方向（Ｘ方向）に駆動する第２の駆動手段を構成する。

以上の構成によって、電気基板３６の第１のコイル３７ｙに電流が流されると、第１のマグネット３９ｙとヨーク４０ｙとにより第１の方向であるピッチング方向（Ｙ方向）に沿った電磁力が発生する。これと同様に、電気基板３６の第２のコイル３７ｘに電流が流されると、第２のマグネット３８ｘとヨーク４０ｘとにより第２の方向であるヨーイング方向（Ｘ方向）に沿った電磁力が発生する。このように２つの電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘにより、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３は光軸Ｚにほぼ垂直なＸ，Ｙの２方向に駆動される。

次に、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３の位置を検出する位置検出部４２ｙ，４２ｘについて説明する。磁束を電気信号に変換するホール素子３８ｙ，３８ｘは、電気基板３６に位置決め固定されている。検出用マグネットとしては、先に説明した電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘのマグネット３９ｙ，３９ｘが兼用される。したがって、ホール素子３８ｙ、３８ｘとマグネット３９ｙ，３９ｘとにより位置検出部４２ｙ，４２ｘが構成される。ここで、図８を用いてマグネット３９ｘ，３９ｙの磁束の状態を説明する。図の横軸は光軸を中心としてピッチング方向（Ｙ方向）又はヨーイング方向（Ｘ方向）の位置を、縦軸は磁束密度をそれぞれ示している。また横軸の中央は、マグネット３９ｘ，３９ｙの２極着磁の境界部分であり、このとき磁束密度はゼロとなる。この位置は、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３の光軸中心と略一致する。マグネット３９ｙ，３９ｘに対して、ホール素子３８ｙ，３８ｘが移動することにより、変位量がゼロの位置を中心とする破線で示す範囲内では、変位量の変化に対して磁束密度が略直線的に変化する。したがって、ホール素子３８ｙ，３８ｘから出力される電気信号を検出することにより、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３のピッチング方向（Ｙ方向）およびヨーイング方向（Ｘ方向）の位置を検出することが可能となる。

フレキシブルプリントケーブル４３は、電気基板３６に取り付けられコイル３７ｘ，３７ｙ、ホール素子３８ｘ，３８ｙと図示せぬカメラ本体の回路との間の信号の伝達を行う。

以上の構成要素３２〜４３により、像ぶれ補正装置３１を構成している。

このように構成された沈胴式レンズ鏡筒１について、その動作を以下に述べる。

最初に、この沈胴式のレンズ鏡筒１の動作について、まず図９に示す非撮影時（未使用時）の状態から、図１０に示す状態を経て、図１１に示す撮影時（広角端）の状態に移行する際の動作について説明する。

図９の非撮影時の状態より、カメラ本体の電源スイッチ等がオンとなると撮影準備状態になる。最初に１群レンズＬ１を駆動する１群レンズ駆動アクチュエータ２２が回転し、減速ギアユニット２３を介して駆動ギア１９を回転させる。駆動ギア１９が回転することにより、駆動ギア１９と噛合している駆動枠１５が、カム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃに沿って光軸を中心として回転する。そして原点検出センサ２７を初期化した後、駆動枠１５が物体方向（Ｚ軸方向）に移動することにより、１群移動枠３も物体方向に移動する。そして、１群レンズ駆動アクチュエータ２２が所定の回転量だけ回転したのを図示せぬ回転量検出センサが検出すると、１群移動枠３が所定の位置まで移動した後、１群レンズ駆動アクチュエータ２２の回転が停止する。この停止位置では、図５のカム溝の展開図において、カムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、カム枠１７の周方向とほぼ平行な部分１９ｃに到達している。図１０はこのときの状態を示している。

次に、２群レンズ駆動アクチュエータ６が回転し、送りネジ６ａを介してラック７を駆動することにより、２群移動枠５がＺ軸に沿って動き出す。そして原点検出センサ２５を初期化した後、物体方向に移動し、２群移動枠５は、図１１に示す広角端の位置にて停止し、カメラ本体は撮影可能状態となる。ここで１群移動枠３および２群移動枠５は、３群枠８の支持部８ａ，８ｂに保持された同一のガイドポール４ａ，４ｂにて支えられながら所定位置まで移動する。したがって、１群レンズＬ１および２群レンズＬ２が光軸に対して傾いたとしても、それらの傾き方向は像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３に対して同一であるため、所定の光学性能を確保することができる。

実際の撮影時には、２群レンズ駆動アクチュエータ６と４群レンズ駆動アクチュエータ１２により、それぞれ変倍動作と変倍に伴う像面変動の補正及び合焦の動作とを行う。変倍を行う際、広角端の状態では、図１１に示す状態にて撮影を行い、望遠端の状態では、２群レンズＬ２を−Ｚ方向（撮像素子１４側端）に移動させて図１０に示す状態にて撮影を行う。よって、広角端から望遠端まで、任意の位置にて撮影することが可能となる。

次に図１１に示す撮影時の状態から、図１０に示す状態を経て、図９に示す非撮影時の状態に移行する際の動作について説明する。

図１１の撮影時の状態（広角端）より、カメラの電源スイッチ等がオフされると撮影が終了し、最初に２群移動枠５が２群レンズ駆動アクチュエータ６により撮像素子１４側に移動して、図１０に示す状態となる。次に１群レンズ駆動アクチュエータ２２が回転し、減速ギアユニット２３を介して駆動ギア１９を上記とは逆方向に回転させる。駆動ギア１９が回転することにより、駆動ギア１９と噛合している駆動枠１５が光軸を中心として回転し、同時に、カム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃによって撮像素子１４方向に移動することにより、１群移動枠３も移動する。そして原点検出センサ２７により駆動枠１５の回転を検出すると、１群移動枠３が所定の位置まで移動した後、１群レンズ駆動アクチュエータ２２の回転が停止する。この停止位置では、図５のカム溝の展開図において、カムピン１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、カム枠１７の周方向とほぼ平行な部分１９ａに到達している。これにより、図９に示す状態に移行し、撮影時の状態に比べて長さＣだけ短くなった沈胴状態となる。

ここで、沈胴式レンズ鏡筒１の光軸方向の長さを変える沈胴動作については１群レンズＬ１を駆動する１群レンズ駆動アクチュエータ２２を用い、ズーミング動作については２群レンズ駆動アクチュエータ６を単独で使用している。そのため、実際の撮影でのズーミング動作は、１群レンズＬ１を繰り出した状態で行うため、１群レンズ駆動アクチュエータ２２を動作させる必要はなく、２群レンズ駆動アクチュエータ６のみを駆動して図１０と図１１との間の所定位置に２群レンズＬ２を移動させてズーミングを行うことができる。したがって、ズーミング動作を行うなどの撮影を行う際には、図１６に示した従来方式の沈胴式レンズ鏡筒とは異なり、ズーム倍率に応じて、鏡筒の繰り出し動作及び繰り込み動作を行う必要がない。図１６の従来の沈胴式のレンズ鏡筒においては、ズーミング動作時に、１つの駆動アクチュエータ６９を回転させ、減速ギアトレイン６８を介してカム筒６１を回転させて、移動レンズ枠６２，６３を同時に駆動していたため、ズーミング速度が遅く、駆動音が大きい。本発明の沈胴式のレンズ鏡筒１は、２群レンズ駆動アクチュエータ６としてステッピングモータを使用し、そのステッピングモータに取り付けられた送りネジ６ａを介して、２群移動枠５を直接駆動するため、送り速度も速く、動作音も小さい。従って、沈胴式のレンズ鏡筒であっても、ズーム速度の高速化、ズーム音の低騒音化を実現できる。したがって、撮影者は瞬時に画角を変更することが可能となり、被写体を追いかける、動画を撮影するなど、従来のＤＳＣでは不向きであった使用方法を行うことができる。

次に、像ぶれ補正装置３１の動作について、図１２を用いて説明する。

像ぶれは、手ぶれによりカメラに変位や振動が生じることに発生する。像ぶれ補正装置３１を内蔵したカメラでは、この変位や振動を、検出方向が略９０゜になるように配置された２個の角速度センサ４４ｙ，４４ｘにより検出する。角速度センサ４４ｙ，４４ｘからの出力は時間積分される。そしてカメラ本体のぶれ角度に変換され、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３の目標位置情報に変換される。この目標位置情報に応じて像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３を移動させるために、サーボ駆動回路４５は、目標位置情報と位置検出部４２ｙ，４２ｘにより検出された現在の像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３の位置情報との差を演算し、電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘに信号を伝送する。電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘは、この信号に基づいて像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３を駆動する。

第１の方向であるピッチング方向（Ｙ方向）の駆動については、サーボ駆動回路４５から指令を受けた電磁アクチュエータ４１ｙは、フレキシブルプリントケーブル４３を通じて第１のコイル３７ｙに電流を流し、ピッチング方向（Ｙ方向）に力を発生させ、ピッチング移動枠３２をピッチング方向（Ｙ方向）に駆動する。

また、第２の方向であるヨーイング方向（Ｘ方向）の駆動については、サーボ駆動回路４５から指令を受けた電磁アクチュエータ４１ｘは、フレキシブルプリントケーブル４３を通じて第２のコイル３７ｘに電流を流し、ヨーイング方向（Ｘ方向）に力を発生させ、ヨーイング移動枠３４とこの上に搭載されたピッチング移動枠３２とをヨーイング方向（Ｘ方向）に駆動する。

よって、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３をピッチング移動枠３２及びヨーイング移動枠３４により、光軸と直交する２次元平面内において任意に動かすことが可能となるため、手ぶれにより発生する像ぶれを補正することが可能となる。

以上のように本実施の形態によれば、１群レンズＬ１及び２群レンズＬ２が、像ぶれ補正用レンズＬ３に対し、少なくとも同一方向に傾くように構成したことにより、像ぶれ補正装置が搭載されたレンズ鏡筒において、光学性能の低下量を最小限に抑えつつ、未使用時の全長を短くすることが可能となる。

また、ガイドボール４ａ，４ｂが、光軸方向に貫通する、相互に離間した二つの貫通穴に圧入されて固定されていることにより、従来の、ガイドポールを専用の治具で仮固定して接着する方式に比べ、組立工数の削減を図ることができる。また、貫通穴を形成する成形型２９ａ，２９ｂのＺ軸と直交する面内での相対位置を調整することにより、ガイドボール４ａ，４ｂの向きを容易に調整することができ、ガイドポール４ａ，４ｂを光軸と平行に固定することができる。

なお、本実施の形態においては、１群レンズＬ１を設けた１群枠２と１群移動枠３とを別々の構成としたが、一体の構成とし、その一体部分にガイドポールを固定する構成としても良い。

また、本実施の形態に記載した像ぶれ補正装置３１において、ホール素子を用いた位置検出手段を別の場所に設けた構成であっても良い。あるいは磁気式の位置検出手段に替えて、例えば発光素子と受光素子とからなる光学式の位置検出手段を設けても差し支えない。

また、本実施の形態においては、１群移動枠３と２群移動枠５とを順に移動させたが、繰り出し又は沈胴時間の短縮のために両者を同時に移動させてもよい。例えば、鏡筒の繰り出し時には、１群移動枠３の移動が開始し、１群移動枠３が所定位置に停止する前に、２群移動枠５の沈胴位置からの移動を開始し、広角端位置に停止させてもよい。また、鏡筒の沈胴時には、２群移動枠５の移動が開始し、２群移動枠５が所定位置に停止する前に、１群移動枠３の移動を開始させ、沈胴位置に停止させてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態における沈胴式レンズ鏡筒について、図１３、図１４を用いて説明する。図１３は本実施の形態の沈胴式レンズ鏡筒における駆動ギア１９と像ぶれ補正装置３１との位置関係を説明する分解斜視図、図１４は、本実施の形態の沈胴式レンズ鏡筒における駆動ギア１９と像ぶれ補正装置３１とを光軸と平行な方向から見た正面図である。本実施の形態のレンズ鏡筒は、以下の説明を除いて実施の形態１と同様である。実施の形態１と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３を用いて、駆動ギア１９の取り付け位置について説明する。

駆動ギア１９は、マスターフランジ１０に取り付けられた減速ギアユニット２１の駆動力を駆動枠１５に伝達するためのものであり、駆動枠１５が光軸方向に移動するため、光軸方向に所定の長さが必要となる。また、駆動枠１５を光軸方向に移動させるためにカム枠１７にカム溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃを設けており、駆動ギア１９をこのカム溝と干渉しないようにカム枠１７に取り付ける必要がある。更に、マスターフランジ１０とカム枠１７との間には、像ぶれ補正装置３１が設けられる。このような制約のために、駆動ギア１９は、像ぶれ補正装置３１と干渉することがないように、光軸に対して９０°をなすような位置に配置された２つの電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘの間に配置される。この結果、カム枠１７に駆動ギア１９を設け、さらにはその両側にカム溝１８ｂ，１８ｃを形成できるので、像ぶれ補正装置３１を有した沈胴式レンズ鏡筒１において、像ぶれ補正装置３１と沈胴用の駆動ギア１９とが干渉することなく、駆動ギア１９を光軸中心方向に寄せて配置することが可能となる。

さらに図１４で示すように、駆動ギア１９を２つの電磁アクチュエータ４１ｙ，４１ｘの間に配置することにより、２点鎖線で示したカム枠１７の円内に像ぶれ補正装置３１を搭載した３群枠８がほぼ収まるので、沈胴式レンズ鏡筒１の小径化が可能となる。

以上のように本実施の形態によれば、２つの像ぶれ補正用アクチュエータ４１ｙ，４１ｘの間に沈胴用の駆動ギア１９を設けたことにより、カム溝と干渉することなく、駆動ギア１９を光軸中心方向に寄せることが可能となるため、レンズ鏡筒の全長の短縮と共に、小径化を図ることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態における沈胴式レンズ鏡筒について、図１５を用いて説明する。図１５は本実施の形態の沈胴式レンズ鏡筒におけるシャッターユニット２４と２群移動枠５との位置関係を説明する分解斜視図である。本実施の形態のレンズ鏡筒は、以下の説明を除いて実施の形態１と同様である。実施の形態１と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１５を用いて、シャッターユニット２４の駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂの配置位置について説明する。

シャッターユニット２４は、撮像素子１４の露光量及び露光時間を制御するため、一定の開口径を形成する絞り羽根とシャッター羽根とを備える。絞り羽根は駆動アクチュエータ２４ａにより駆動され、シャッター羽根は駆動アクチュエータ２４ｂにより駆動される。駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂは、シャッターユニット２４の、像ぶれ補正装置３１とは反対側の面、すなわち２群移動枠５側の面に突出して設けられている。そこで、２群移動枠５のシャッターユニット２４側の面には、駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂの位置に対応する２箇所に凹部５ｃ，５ｄが設けられている。この結果、２群移動枠５とシャッターユニット２４との距離が狭くなった時に、駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂの一部が２群移動枠５の凹部５ｃ，５ｄにそれぞれ入り込むことにより、駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂと２群移動枠５との干渉が防止される。

よって、例えば図１０に示す望遠端においては、２群レンズＬ２と像ぶれ補正レンズ群Ｌ３との間隔を所定の間隔とするため、シャッターユニット２４の駆動アクチュエータ２４ａの一部が、２群移動枠５の凹部５ｃに入り込む。

以上のように本実施の形態によれば、シャッターユニット２４の駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂを、シャッターユニット２４の２群移動枠５側の面に設け、且つ、２群移動枠５に駆動アクチュエータ２４ａ，２４ｂの一部が入り込む凹部を設けることにより、シャッターユニット２４と２群移動枠５との間隔を小さくすることができるので、沈胴式レンズ鏡筒の全長を短くすることができる。

本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒の分解斜視図である。 図２（ａ）は、本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒において、ガイドポールを固定するために１群移動枠に固定部を成形する方法を示す片断面図である。図２（ｂ）は、本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒において、１群移動枠に形成された固定部にガイドポールを圧入固定する様子を示した片断面図である。図２（ｃ）は、従来のガイドボールの固定方法を示した片断面図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒のガイドポール支持部を説明する分解斜視図である。 図４（ａ）は理想的な沈胴式レンズ鏡筒におけるレンズの傾きを示した図、図４（ｂ）は従来の沈胴式レンズ鏡筒におけるレンズの傾きを示した図、図４（ｃ）は本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒におけるレンズの傾きを示した図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒におけるカム溝の展開図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒におけるカム枠の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒における像ぶれ補正装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒における像ぶれ補正装置の位置検出部の変位量と磁束密度との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒の沈胴時での断面図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒の望遠端使用時での断面図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒の広角端使用時での断面図である。 本発明の実施の形態１における沈胴式レンズ鏡筒における像ぶれ補正装置の動作を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態２における沈胴式レンズ鏡筒における駆動ギアと像ぶれ補正装置との位置関係を説明する分解斜視図である。 本発明の実施の形態２における沈胴式レンズ鏡筒における駆動ギアと像ぶれ補正装置とを光軸と平行な方向から見た正面図である。 本発明の実施の形態３における沈胴式レンズ鏡筒のシャッターユニットと２群移動枠との位置関係を説明する分解斜視図である。 従来の沈胴式レンズ鏡筒の分解斜視図である。

符号の説明

Ｌ１ １群レンズ
Ｌ２ ２群レンズ（ズーム用レンズ）
Ｌ３ 像ぶれ補正用レンズ群（３群レンズ）
Ｌ４ ４群レンズ（フォーカス用レンズ）
１ 沈胴式レンズ鏡筒
２ １群枠
３ １群移動枠
４ａ，４ｂ ガイドポール
５ ２群移動枠
５ｃ，５ｄ ２群移動枠凹部
６ ２群レンズＬ２駆動アクチュエータ
８ ３群枠
８ａ，８ｂ ガイドポール支持部
９ ４群移動枠
１０ マスターフランジ
１２ ４群レンズＬ４駆動アクチュエータ
１４ 撮像素子（ＣＣＤ）
１５ 駆動枠
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ カムピン
１７ カム枠
１７ａ 駆動ギア取り付け部
１７ｂ 駆動アクチュエータの取り付け部
１７ｃ 原点検出センサの取り付け部
１７ｄ 駆動ギアの軸受け部
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ カム溝
１９ 駆動ギア
２１ 駆動ギアユニット
２２ １群レンズＬ１駆動アクチュエータ
２４ シャッターユニット
２４ａ 駆動アクチュエータ
２５ ２群レンズ用原点検出センサ
３１ 像ぶれ補正装置
３２ ピッチング移動枠
３４ ヨーイング移動枠
３６ 電気基板
３７ｙ，３７ｘ コイル
３８ｙ，３８ｘ ホール素子
３９ｙ，３９ｘ マグネット
４０ｙ，４０ｘ ヨーク
４１ｙ，４１ｘ 電磁アクチュエータ
４２ｙ、４２ｘ 位置検出部
４３ フレキシブルプリントケーブル
４４ｘ，４４ｙ 角速度センサ
４５ サーボ駆動回路

Claims (2)

1. 第１レンズ群を保持する第１枠と、
   前記第１枠よりも像面側に配置され、第２レンズ群を保持する第２枠と、
   前記第２枠よりも像面側に配置され、像ぶれ補正用の第３レンズ群を保持する像ぶれ補正手段と、
   前記第１枠を撮影時には物体側に、非撮影時には像面側に移動させる駆動手段と、
   相互に平行な少なくとも２つの棒状のガイド部材とを備え、
   前記第１枠は、前記ガイド部材をそれぞれ光軸と略平行に固定できるよう光軸方向に貫通して相互に離間した二つの貫通穴を有し、
   前記ガイド部材は、前記二つの貫通穴に一端が固定され、前記第２枠を摺動自在に保持し、
   かつ、前記像ぶれ補正手段は、前記ガイド部材を光軸と略平行に且つ摺動可能に支持することを特徴とする沈胴式レンズ鏡筒。
2. 複数のカム溝が形成されたカム枠と、
   前記カム枠の前記カム溝が形成されていない部分に、光軸方向を長手方向として設けられた駆動ギアと、
   前記カム枠のカム溝と係合し、かつ前記駆動ギアと噛合して光軸の回りに回転することにより前記第１枠を光軸方向に移動させる駆動枠と、
   前記第３レンズ群を光軸と直交する２方向に駆動する第１、第２アクチュエータとを備え、
   前記第１、第２アクチュエータの間に前記駆動ギアが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の沈胴式レンズ鏡筒。

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