JP3854685B2

JP3854685B2 - 光学機器

Info

Publication number: JP3854685B2
Application number: JP14604597A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　茂樹; 晃一鷲巣; 柏葉　　聖一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JPH10319464A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器に加わる振れによる像振れを補正する補正レンズを有する光学機器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業はすべて自動化されてきており、カメラ操作に未熟の人でも撮影の失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。
【０００３】
また最近では、カメラに加わる手振れによる像振れを補正するシステムも研究されており、撮影者の撮影失敗を誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００４】
ここで、手振れによる像振れを補正するシステムについて簡単に説明する。
【０００５】
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚ乃至１２Ｈｚの振動であるが、シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするため、基本的な考えとして上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させなければならない。従って、手振れが生じても像振れを生じない写真を撮影可能とするためには、第１に、カメラの振動を正確に検出すること、第２に、カメラの振動による光軸変化を補正レンズを変位させて補正することが必要となる。
【０００６】
この振動（カメラ振れ）の検出は、原理的にいえば、加速度，速度等を検出する振れ検出センサと、該振れ検出センサの出力信号を電気的あるいは機械的に積分して変位を出力する手段とをカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づいて、撮影光軸を変化させるべく搭載された振れ補正装置内の補正手段（補正レンズや該レンズを保持する固定枠等より成る）を制御する（補正レンズを変位させる）ことにより、像振れ補正が可能となる。
【０００７】
ここで、振れ検出センサを用いた防振システムについて、図８を用いてその概要を説明する。
【０００８】
図８は、図示矢印８１方向のカメラ縦振れ（ピッチ方向）８１ｐ及びカメラ横振れ（ヨー方向）８１ｙに由来する像振れを抑制するシステムの一例を示す図である。
【０００９】
同図中、８２はレンズ鏡筒、８３ｐ，８４ｙは各々カメラ縦振れ振動、カメラ横振れ振動を検出する振れ検出センサで、それぞれの振れ検出方向を８４ｐ，８４ｙで示してある。８５は補正手段（８７ｐ，８７ｙは各々補正手段８５に推力を与えるコイル、８６ｐ，８６ｙは補正手段８５の位置を検出する検出素子）であり、該補正手段８５は位置制御ループ内に配置されており、振れ検出センサ８３ｐ，８３ｙの出力を目標値として駆動され、像面８８での像安定を確保している。
【００１０】
上記の様な防振システムを具備したカメラ等の光学機器は、本出願人より種々提案されている。そして、これらの提案の中には、前記補正手段が移動した際に、前記補正手段の構成要素である補正レンズの固定枠との間に形成される空間を介する有害光をカットする為に、特開平１−１３４４２０号では、補正手段の駆動にしたがって制限部材を駆動する構成にしたり、又特開平６−３７２７号では、振れ補正する為の補正光学系の前に遮光部材を設けた構成にしている。
【００１１】
これにより、像振れ補正の為の補正手段を移動させた際に形成される空間を介する有害光が、例えばカメラを例にすると、撮影光束中に混在してしまうことが無いようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例においては、振れ補正装置の他に新たに遮光部材等を設けなければならないため、振れ補正装置を備えた光学機器においては、該振れ補正装置の前或いは後側にスペースが必要となり、光学機器自体が大きくなってしまうという問題点があった。
【００１３】
また、振れ補正装置をコンパクトに構成するには、補正レンズを凹レンズ群で構成することが多く、この場合大径の凸レンズが振れ補正装置近傍に配置され易い。従って、従来例のような遮光部材を配置することができず、このような光学系を採用できなかった。
【００１４】
一方、遮光部材を設けることができても、遮光すべき空間部を光軸中心から離さなければ有効光線を遮光部にけられてしまうため、コンパクトな光学系であっても振れ補正装置自体が大きくなってしまい、コンパクトな光学系の意味が薄れるといった問題点もあった。
【００１５】
（発明の目的）本発明の目的は、新たな遮光部材を設けることなく、コンパクト化を達成しつつ、有害光の遮光を行うことができ、しかも補正レンズの近傍に凸レンズが配置される光学系に対しても容易に適用することのできる光学機器を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正するための補正レンズを支持した支持枠と、前記支持枠を光軸に対し垂直な方向に移動自在に保持した保持部材と、前記補正レンズからの有効光束を通過させる開口部を有し、前記支持枠の前記光軸に対し垂直な面内での回転を規制する回転規制部材とを備え、前記回転規制部材が、前記支持枠を前記光軸に対し垂直な面内における第１の方向に摺動自在に支持し、前記保持部材が、前記回転規制部材を前記光軸に対し垂直な面内における前記第１の方向に直交する第２の方向に摺動自在に支持して前記回転規制部材および前記支持枠の前記第２の方向の移動を案内し、前記開口部が、前記第２の方向における幅が前記第１の方向における幅よりも狭いことによって、前記第２の方向の径の部分に遮光部を形成している光学機器とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１〜図７は本発明の実施の一形態に係る振れ補正装置を示す図であり、図１は振れ補正装置の主要部の構成部品を分解して示す斜視図、図２は図１のＡ部に構成されるステッピングモータの別方向からの斜視図、図３は図１の左方向から見た（説明の為、ハード基板１１１は取り外し、内部が見える様にしてある）図、図４は図１に示す回転規制部材の裏面図、図５は図３の裏面図である。図６及び図７は補正手段が移動した場合を示した図であり、図６は回転規制部材を外した状態であり、図７は取り付けた状態を表わしている。
【００２１】
まず、図１，図３〜図７を用いて本発明の実施の一形態に係る振れ補正装置の構成を説明する。
【００２２】
補正レンズＬ１は支持枠１に保持され、地板２には三方向に光軸垂直の同一面状に摺動カム２ａが設けられている。７は摺動ピンであり、摺動カム２ａを介して支持枠１に設けられている三箇所の穴１ａに圧入されることで、支持枠１は地板２に対し摺動ピン７と摺動カム２ａで結合し、光軸方向に位置規制されているが、光軸と垂直な平面上のすべての方向に移動できる。２ｄは本実施の形態に係る振れ補正装置を固定支持する為の穴であり、外周上に三箇所設けられている。この穴に他の部材、例えばコロを挿入することによって、該振れ補正装置を光学機器内に支持することができる。
【００２３】
５ｐ，５ｙはヨークであり、それぞれピッチ，ヨーの駆動方向に応じて支持枠１にカシメ或いはビスにより固定されている。６ｐ，６ｙは永久磁石であり、ヨーク５ｐ，５ｙに磁気結合している。８ｐ，８ｙはコイルユニットで、このコイルユニット８ｐ（８ｙも同様）は樹脂材によりコイル枠８ａと一体成形されており、コイル枠８ａに圧入された導電部材である端子ピン８ｂにコイルの巻線の両端子が接続されてユニット化されており、地板２に接着固定されている。また、端子ピン８ｂが後述するハード基板１０に貫通して半田付けされ、電気的に接続される。
【００２４】
これら対向している磁石とコイルによって成る駆動手段（のコイル）に通電することによって、前記補正レンズＬ１，支持枠１より成る補正手段がピッチ方向Ｐ及びヨー方向Ｙに駆動され、像振れが補正される。
【００２５】
３は係止部材であり、後述するステッピングモータの出力がギア部３ａに伝わることにより、前記支持枠１に設けられた突起１ｂが係止部材３のカム３ｂに当接し補正手段を所定の位置にロック（係止）することができる（詳細は後述する）。４は回転規制部材であり、二本の軸部４ａ，４ａを地板２を介して前記支持枠１に設けられている長穴部１ｃ（図６参照）に嵌合することで、該支持枠１の光軸回りの回転を規制する事になる。１０は、支持枠１側にピッチ，ヨーそれぞれの移動位置に対応する位置検出の為のフォトリフレクタ１６ｐ，１６ｙが裏面に実装されており、また、後述のステッピングモータの端子やコイルユニット８ｐ，８ｙの端子、更にはこれらの制御に関わる素子等が実装されているハード基板（プリント基板）である。９ｐ，９ｙは位置検出用のターゲット部材でありフォトリフレクタ１６ｐ，１６ｙの出力が補正手段の位置に応じて一定の割合で変化するように白黒のパターンが印刷されている。
【００２６】
次に、係止部材３の駆動用のステッピングモータについて、図２で説明する。なお、これらステッピングモータの構成要素は、図１記載のＡ部に構成されている。
【００２７】
１９１は軟磁性体の板を複数枚（６枚）を蓄層して固着したステータヨークであり、軟磁性体の板はそれぞれ同形状の板を重ね合わせて積層してユニット化されている。１９２はステータヨーク１と同一部品であり、２相タイプのステッピングモータのもう片方のステータヨークになり得るものである。ステータヨーク１９２はステータヨーク１９１を裏返しにして使用しているものである。
【００２８】
１９３はステータヨーク１９１，１９２の励磁状態により回転可能となるプラスチックマグネット製のロータであり、その外周は分割的に且つ交互に複数着磁なされ、また異方配向されているとともに、そのロータ１９３の回転力を図１の係止部材３のギア部３ａに伝達する為のギア１９３ａが一体的に設けられている。１９４，１９５はそれぞれステータヨーク１９１，ステータヨーク１９２を励磁する為のコイルであり、コイル１９４，１９５は同一部品で構成されている。このコイル１９４，１９５は接続端子１９４ａ，１９４ｂ，１９５ａ，１９５ｂから通電されることにより、それぞれステータヨーク１９１，１９２を励磁する構成である。
【００２９】
前記ステータヨーク１９１，１９２は地板２に設けられた軸２ｅよって位置決め支持され、また、前記ロータ１９３も回転軸１９３ｂを地板２に回転軸支されている（図３参照）。
【００３０】
１９６はモータケース蓋であり、前記ロータ１９３の回転軸１９３ｃを回転軸支すると共に爪部１９６ａ〜１９６ｅにて、地板２の溝部２ｆにそれぞれ引っ掛けることにより電磁駆動装置としてのステッピングモータ１９としてユニット化されている。
【００３１】
次に、以上の構成によるステッピングモータ１９の動作について説明する。
【００３２】
コイル１９４，１９５に接続端子１９４ａ，１９４ｂ、１９５ａ，１９５ｂを介して通電することにより、ステータヨーク１９１，１９２に磁界が発生し、マグネットロータ１９３の磁界と作用し合い、閉磁路を形成する。このときコイル１９５に通電されていなければ通電されたコイル１９４によって生じた磁路が支配的となり、マグネットロータ１９３に回転トルクを発生させる（コイル１９５のみの通電時も同じ）。また、両コイル１９４，１９５に通電された場合も同様にステータヨーク１９１，１９２にそれぞれ磁路を形成し、マグネットローラ１９３と作用し合い、マグネットロータ１９３に回転トルクを与える。
【００３３】
したがって、両方のコイル１９４，１９５に順次電流方向を切り換えながら通電することにより、従来から周知であるステッピングモータの駆動を行うことができ、マグネットロータ１９３のギア部１９３ａと係止部材３のギア部３ａとの噛み合いにより、係止部材３を所定角度回転させることができる。
【００３４】
次に、図５〜図７と図１により、後ろ側について説明する。
【００３５】
地板２には、係止部材３が回転可能に支持されており、ステッピングモータの図２に示したロータ１９３に設けられたギア部１９３ａがギア部３ａと噛み合って、該係止部材３を回転方向に駆動することができる。この係止部材３に設けられた四箇所のカム３ｂは、支持枠１に設けられている四点の突起１ｂ（図１では二点しか見えていない）との関係で、支持枠１のロック，アンロックを行うことで、係止手段として機能している。
【００３６】
つまり、係止部材３を反時計方向に回転させると、係止部材３のカム部３ｂが支持枠１の突起１ｂと離れる為、支持枠１は係止部材３に対してフリーになるが、係止部材３を時計方向に回転させると、カム部３ｂの最も内周の円周部３ｃが突起１ｂと接触して、支持枠１と係止部材３が係合する。すなわち、支持枠１を地板２に対してロックさせる。
【００３７】
したがって、振れ補正を行う時には、ステッピングモータにより係止部材３を反時計回りに駆動して支持枠１を係止部材３に対してフリーな状態（アンロック状態）にし、一方、振れ補正終了時には、係止部材３を時計回りに駆動して支持枠１を地板２に対してロックさせた（ロック状態）にすることになる。
【００３８】
上述した構成によって振れ補正駆動を行うと、支持枠１に図３に示すピッチ方向Ｐ及びヨー方向Ｙ（振れ補正方向）に自由に動くことができる他に、回転方向Ｒにも移動してしまう。この回転は振れ補正精度を悪化させるため、本実施の形態では、上記回転の影響を少なくなるするために、以下の方法を採っている。
【００３９】
図４は前述した様に回転規制部材４のみを示す図であり、図１に示す様に、該回転規制部材４から延出する二本の軸部４ａが各々係止部材３に設けられている穴３ｄ、地板に設けられている長穴（不図示）を貫通し、支持枠１の長穴部１ｃに嵌合摺動できるようになっている。
【００４０】
回転規制部材４は地板２に設けられた爪２ｂ，２ｃ（図５参照）で光軸方向に弾性係合規制されている。また、ステッピングモータを構成しているロータマグネット１９３の軸支部の周囲の突起２ｇ及び突起２ｈの側面に回転規制部材４の摺動面４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが嵌合摺動し、回転規制部材４を図５中のＢ方向にのみ移動できる様に規制している。
【００４１】
以上の様な構成にする事で、支持枠１は地板２に対して回転できなくなり、このことにより上記マグネット６，コイルユニット８による駆動力によりピッチ方向，ヨー方向にのみ移動することができる。詳細は図５のＢ方向に対しては、回転規制部材４と共に支持枠１が地板に対して移動し、Ｂと直角方向（Ｃ方向）には軸４ａ，長穴１ｃにより支持枠１のみが地板２に対して移動する。
【００４２】
また、回転規制部材４の開口部は、図４に示す様に楕円形状をしており、支持枠１と共に移動するＢ方向の径ｂとＢ方向と直角方向であるＣ方向の径ｃの関係は「ｂ＜ｃ」となっている。
【００４３】
これにより、図５の状態から図６の状態に支持枠１が移動した際に形成される、図６に示す様な空間Ｄを通過してくる有害光を効果的にカットすることができる。つまり、前記回転規制部材４のＢ方向の一部が、詳しくは径（ｃ−ｂ）の部分が遮光部（図７の４ｆで示すクロスハッチングの部分）を成すことになる。尚、Ｃ方向に支持枠１が移動しても支持枠１の形状（突起１ｂ、マグネットの受け等）で遮光されてしまうため、回転規制部材４の開口部の径ｃが大きくても有害光による悪影響はない。
【００４４】
以上の様に、回転規制部材４に遮光部を効果的に設けたことによって、新たに遮光部材を設ける必要がなくなり、コンパクトに構成できる。
【００４５】
また、前記補正手段の前後に大径の光学部材があっても有害光を効果的にカットすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、一つの回転規制部材４を配置しているが、回転規制部材４を二体に構成している場合にも適用でき、回転規制部材４の配置、規制方法に依存しないことは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、新たな遮光部材を設けることなく、コンパクト化を達成しつつ、有害光の遮光を行うことができ、しかも補正レンズの近傍に凸レンズが配置される光学系に対しても容易に適用することができる光学機器を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る振れ補正装置の主要部の構成部品を分解して示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部に構成されるステッピングモータの別方向からの斜視図である。
【図３】図１の左方向から見た図である。
【図４】図１に示す回転規制部材の裏面図である。
【図５】回転規制部材を取り付けた状態での図３の裏面図である。
【図６】回転規制部材を外した状態での図３の裏面図である。
【図７】回転規制部材が有害光をカットしている時の状態を示す図３の裏面図である。
【図８】振れ検出センサを用いた一般的な防振システムの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｌ１補正レンズ
１支持枠
２地板
３係止部材
４回転規制部材
４ｆ規制部

Claims

像振れを補正するための補正レンズを支持した支持枠と、
前記支持枠を光軸に対し垂直な方向に移動自在に保持した保持部材と、
前記補正レンズからの有効光束を通過させる開口部を有し、前記支持枠の前記光軸に対し垂直な面内での回転を規制する回転規制部材とを備え、
前記回転規制部材は、前記支持枠を前記光軸に対し垂直な面内における第１の方向に摺動自在に支持し、
前記保持部材は、前記回転規制部材を前記光軸に対し垂直な面内における前記第１の方向に直交する第２の方向に摺動自在に支持して前記回転規制部材および前記支持枠の前記第２の方向の移動を案内し、
前記開口部は、前記第２の方向における幅が前記第１の方向における幅よりも狭いことによって、前記第２の方向の径の部分に遮光部を形成していることを特徴とする光学機器。
前記回転規制部材の開口部は、楕円形状であることを特徴とする請求項１記載の光学機器。