JP4669118B2 - Vibration correction apparatus and optical apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手振れ等の装置振れによる像振れを補正する振れ補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のカメラは、露出決定やピント合わせ等の撮影に重要な作業はすべて自動化されてきており、カメラの操作に未熟な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ほとんど無くなってきている。
【０００４】
ここで、像振れを補正するシステムについて簡単に説明する。撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚから１２Ｈｚ程度の振動であるが、シャッターのレリーズ時点においてこのような手振れを起していても像振れの無い撮影を可能とするため、振れ補正システムでは、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振れ補正レンズを光軸直交方向に変位させる。
【０００５】
従って、手振れが生じても像振れを生じない撮影を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振れ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，速度等を検出するセンサと、この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振れ信号出力回路とからなる振れ検出手段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、この振れ検出情報に基づいて振れ補正レンズを駆動制御することにより、像振れ補正が可能となる。
【０００７】
ここで、振れ検出手段を用いた振れ補正システムの概要を、図９を用いて説明する。この図は、カメラの縦振れ（ピッチ方向振れ）８１ｐおよび横振れ（ヨー方向振れ）８１ｙに起因する像振れを補正ないし抑制するシステムを示している。
【０００８】
同図中、８２はレンズ鏡筒、８３ｐ，８３ｙはそれぞれ縦振れ、横振れに応じた信号を出力するセンサであり、図には、それぞれの振れ検出方向を８４ｐ，８４ｙで示している。
【０００９】
８５は振れ補正レンズであり、８６ｐ，８６ｙは振れ補正レンズ８５の位置を検出する検出素子である。８７ｐ，８７ｙはそれぞれ、振れ補正レンズ８５に推力を与えるコイルである。振れ補正レンズ８５は位置制御ループにより駆動制御され、センサ８３ｐ，８３ｙの出力を目標値として駆動されて像面８８での像の安定を確保している。
【００１０】
また、この振れ補正装置は、振れ補正レンズ８５の位置を検出する検出素子８６ｐ，８６ｙを有し、その出力に基づいて振れ補正レンズ８５を駆動制御するため、精度良い振れ補正駆動を行えるメリットがあるが、検出素子８６ｐ，８６ｙを駆動するための電力が必要であることから、装置のコンパクト化や省電力化が難しいという問題がある。
【００１１】
このため、本出願人は、振れ補正レンズを弾性部材で浮遊支持し、弾性部材の弾性力に抗する推力で振れ補正レンズを駆動制御することで、振れ補正レンズの位置を検出する必要をなくし、コンパクト化および省電力化が図れるようにした振れ補正装置を特開平８−１８４８７０号公報等において提案している。
【００１２】
また、この振れ補正装置では、振れ補正レンズおよび弾性部材からなる振動系の固有振動数付近での振れ補正レンズの駆動により過補正が発生することを防止するために、駆動系内に油等の粘性流体や摩擦発生部材等を用いている。さらに、電気的なローパスフイルターを用いたり、制御方法を変えたりして、振れ補正レンズの共振防止対策も行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−１８４８７０号公報にて提案の振れ補正装置では、振動系の固有振動数付近での振れ補正レンズの過補正駆動を十分に防止するための調整、つまりは粘性流体の粘度設定や摩擦発生部材での摩擦係数設定が難しいという問題がある。
【００１４】
また、粘性流体や摩擦発生部材の特性が経時変化により変わり、振れ補正レンズの過補正防止機能を高いまま維持するのが難しいという問題もある。
【００１５】
そこで、本発明は、振れ補正光学系の過補正防止機能を、より簡単かつ確実に防止でき、経時変化の影響を受けにくい振れ補正装置を提供することを目的としている。
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明では、像振れを補正するために装置本体に対して光軸直交方向に駆動される振れ補正光学系を備えた振れ補正装置において、前記振れ補正光学系を、前記装置本体との間に設けられた弾性部材により光軸直交方向に移動可能に支持するとともに、前記振れ補正光学系と前記装置本体との間に、前記弾性部材を取り囲むように前記振れ補正光学系の光軸直交方向の移動に対して制動作用を及ぼす粘弾性部材を設け、前記粘弾性部材は、前記弾性部材が挿通される前記弾性部材の外径よりも大きい開口を有し前記振れ補正光学系を支持する支持枠に設けられた凹部に圧入されて取付けられる第１取付け部と、前記弾性部材が挿通される前記弾性部材の外径よりも大きい開口を有し前記装置本体に設けられた凹部に圧入されて取付けられる第２取付け部と、前記弾性部材から離れる方向に凸となる曲面形状を有し前記第１および第２取付け部をつなぐ帯状の側面部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
より具体的には、粘弾性部材に、主として振れ補正光学系および弾性部材からなる振動系の固有振動数付近で駆動される振れ補正光学系に対して制動作用を及ぼす特性を持たせるようにする。
【００１８】
すなわち、振れ補正光学系を弾性部材によって浮遊支持し、弾性部材の弾性力に抗して駆動する（弾性部材の弾性力と振れ補正光学系に所望の変位量を与えるために必要な駆動力との関係を予め得ておき、必要な変位量に応じた駆動力を発生させることにより、振れ補正光学系の位置を検出する手段を不要とした）コンパクトで省電力タイプの振れ補正装置において、粘性流体や摩擦発生部材等を用いる場合に比べて、簡単かつ確実に、さらには経時変化の影響をあまり受けずに振れ補正光学系の過補正駆動を防止することが可能となる。
【００１９】
特に、粘弾性部材としてゴムを用いることにより、安価に過補正防止機能を持たせることが可能である。
【００２０】
なお、粘弾性部材を、光軸方向視において略リング形状を有するよう形成したり、光軸に略平行に延びる帯形状に形成したりすることにより、振れ補正光学系が駆動方向のどの位置にあっても同様の制動作用を及ぼすことが可能となる。
【００２１】
また、粘弾性部材を、光軸直交方向よりも光軸方向への変形が生じにくい形状とすることにより、振れ補正光学系の光軸方向への変位による光学性能への影響を防止することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態である振れ補正装置を分解して示している。また、図２には、この振れ補正装置に用いられる粘弾性部材を示している。さらに、図３は、この振れ補正装置の組み立て状態における光軸方向視図である。また、図４は、この振れ補正装置の組み立て状態における光軸直交方向視図であり、駆動制御系も合わせて示している。
【００２３】
図１において、１はレンズ支持枠である。このレンズ支持枠１の内周には、図３および図４に示す貼り合せレンズ（振れ補正光学系）Ｌ１が嵌合し、カシメによって固定されている。このレンズ支持枠１は、地板２（装置本体）に対して光軸直交面上にて２次元方向（光軸直交方向）に移動可能となっている。
【００２４】
地板２の周方向３箇所における同一光軸直交面上には摺動カム２ａが設けられている。５は金属製の摺動ピンであり、摺動カム２ａを介してレンズ支持枠１に形成された３箇所の穴１ａに圧入される。これにより、レンズ支持枠１は地板２に対して摺動ピン５と摺動カム２ａとを介して結合し、光軸方向に概ね位置規制された状態で光軸直交面上のすべての方向に移動できるようになっている。
【００２５】
なお、摺動ピン５と摺動カム２ａとのガタ（つまりはレンズ支持枠１の光軸方向ガタ）については、摺動ピン５の太さを調節することで補正可能である。
【００２６】
また、摺動カム２ａは、地板２のうち外径が一段小さくなっている３箇所の凹部２ｂの内側に形成されており、この凹部２ｂに他の部材等を配置して、この振れ補正装置が搭載されるレンズ鏡筒やカメラ等の光学機器における振れ補正装置の前後の部材を繋ぐことができる。
【００２７】
２ｃは光学機器内に本振れ補正装置を支持させるための支持穴であり、地板２の外周３箇所に設けられている。この支持穴２ｃに他の部材、例えば図４に示すコロ１０を挿入し、ビス１１で締め付け固定することでよって、本振れ補正装置を光学機器内に支持することができる。
【００２８】
なお、先に説明したように、摺動ピン５の太さを変えることでレンズ支持枠１の光軸方向のガタを補正した場合、レンズ支持枠１が光軸に対して倒れてしまうおそれがあるが、上記３つのコロ１０のうち１つ又は２つを偏心コロにしておけば、偏心コロを回転させるだけで振れ補正装置全体を光学機器の光軸に対して傾けることができるため、レンズ支持枠１の光軸に対する倒れも合わせて補正して実害を少なくすることができる。
【００２９】
４ｐ，４ｙは第１マグネットであり、第１ヨーク３にそれぞれ磁気結合により固定されている。７ｐ，７ｙは第２マグネットであり、第２ヨーク８にそれぞれ磁気結合されている。
【００３０】
第１マグネット４ｐ，４ｙは第１ヨーク３に設けられた突起３ａにより、第２マグネット７ｐ，７ｙも第２ヨーク８に同様に設けられた突起（図示せず）により位置規制されている。
【００３１】
また、図４に示すように、各マグネット４ｐ（４ｙ），７ｐ（７ｙ）はそれぞれ、光軸に近い側と遠い側とで着磁方向が異なっており、各マグネット４ｐ（４ｙ），７ｐ（７ｙ）の中心付近は非着磁領域になっている。これは、各マグネット４ｐ（４ｙ），７ｐ（７ｙ）に対して光軸方向において対向配置されるコイル６ｐ（６ｙ）の巻線の位置と各マグネット４ｐ（４ｙ），７ｐ（７ｙ）の着磁領域とを合わせて駆動力を効率よく発生させるためである。なお、各マグネット４ｐ（４ｙ），７ｐ（７ｙ）の着磁方向は、図４に白抜き矢印にて示している。
【００３２】
第１ヨーク３は、この第１ヨーク３に形成された２箇所の穴３ｂに地板２に設けられた２箇所の突起２ｄを入り込ませることによって地板２に対する位置が決められ、３箇所の穴３ｃと地板２に形成された３箇所の穴２ｅに不図示のビスを通して締め付けることで地板２に固定される。なお、第１ヨーク３は、レンズ支持枠１に摺動ピン５を圧入する前に地板２に固定される。。
【００３３】
第２ヨーク８は、この第２ヨーク８に形成された穴８ｂと凹部８ｃに地板２に設けられた２箇所の突起２ｆを入り込ませることで地板２に対する位置が決められ、３箇所の穴８ｄと地板２に形成された３箇所の穴２ｇに不図示のビスを通して締め付けることで地板２に固定される。
【００３４】
コイル６ｐ，６ｙは、導電部材を巻き付けた巻線部６ａと、このコイル６ｐ，６ｙをレンズ支持枠１に固定するために樹脂で形成された支持部６ｂとを有して構成されている。コイル６ｐ，６ｙは、レンズ支持枠１に設けられた腕部１ｂの上に支持部６ｂを当接させ、支持部６ｂに形成された不図示の穴にレンズ支持枠１の突起１ｃを入り込ませることでレンズ支持枠１に対する位置決めがなされ、支持部６ｂをレンズ支持枠１に接着することでレンズ支持枠１に固定される。
【００３５】
本実施形態では、第１ヨーク３，第１マグネット４ｐ，４ｙ，第２マグネット７ｐ，７ｙおよび第２ヨーク８からなるループ上の閉磁路内に、コイル６ｐ，６ｙが位置しているため、コイル６ｐ，６ｙの巻線部６ａに通電することで、コイル６ｐ，６ｙさらにはレンズ支持枠１および振れ補正レンズＬ１が光軸直交方向のうちピッチ方向（Ｐ）およびヨー方向（Ｙ）に駆動される。
【００３６】
ここで、ピッチ方向およびヨー方向はそれぞれ、垂直方向および水平方向を意味するが、これは、光学機器に搭載した振れ検出手段（例えば、加速度センサおよび積分回路により構成される）が光学機器の振れをピッチ成分とヨー成分に分けて検出していることに対応するものである。
【００３７】
また、コイル６ｐ，６ｙには、不図示の可撓性回路基板から通電が行なわれる。この回路基板上には、本装置の制御に必要な各種電子部品が実装されている。この回路基板は、第２ヨーク８の前側又は地板２の後側に固定され、この回路基板からは他の回路基板との接続のための接続部が延びている。
【００３８】
この接続部の受け部として、地板２に延出部２ｈが形成されており、接続部は両面テープ等によって延出部２ｈに固定される。
【００３９】
レンズ支持枠１と地板２との間におけるレンズ支持枠１をピッチ方向にて挟む２箇所には弾性部材としての圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂが配置されている。また、レンズ支持枠１と地板２との間におけるレンズ支持枠１をヨー方向にて挟む２箇所には弾性部材としての圧縮コイルバネ９ｙａ，９ｙｂが配置されている。 これら圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂの光軸側の端面はレンズ支持枠１に凹形状部分の底面として形成された平面部１ｄに当接する。平面部１ｄには突起１ｅが形成されており、この突起１ｅが各コイルバネの内側に入り込むことによって、コイルバネの平面部１ｄからの外れが防止される。
【００４０】
また、圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂの光軸とは反対側の端面は地板２に凹形状部分の底面として形成された平面部２ｉに当接する。平面部２ｉには突起２ｊが形成されており、この突起２ｊが各コイルバネの内側に入り込むことによって、コイルバネの平面部２ｉからの外れが防止される。
【００４１】
そして、図３および図４に示す組み立て状態においては、各圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂは圧縮状態となっており、これによりレンズ支持枠１を浮遊支持している。
【００４２】
３０は自己減衰性を有するゴムで形成された粘弾性部材であり、圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂのそれぞれを取り囲むように配置されている。
【００４３】
ここで、図２を用いて粘弾性部材３０の詳しい構成について説明する。図２において、図中のＸＸ，ＹＹ，ＺＺ方向はそれぞれ、ヨー方向、ピッチ方向および光軸方向を表している。
【００４４】
粘弾性部材３０の全体的形状は、ピッチ方向、ヨー方向のどちらに変形しても同様の粘弾性が得られるように、光軸方向から見て略リング形状になっている。
【００４５】
３０ａは取付け部（両端部）であり、この図における上下方向（ＹＹ方向）に２箇所設けられている。図３において光軸側となる取付け部３０ａはレンズ支持枠１における平面部１ｄを底面とする凹形状部分の内壁面間に圧入され、平面部１ｄに当接する。
【００４６】
また、図３において光軸とは反対側となる取付け部３０ａは、地板２における平面部２ｉを底面とする凹形状部分の内壁面間に圧入され、平面部２ｉに当接する。
【００４７】
また、取付け部３０ａには突部３０ｃが形成されており、この突部３０ｃが上記各凹形状の内壁面に圧接することで、粘弾性部材３０の回転も防止される。
【００４８】
なお、取付け部３０ａを上記のような圧入以外に、シリコン系接着剤等の弾性接着剤を用いてレンズ支持枠１および地板２に固定するようにしてもよい。
【００４９】
３０ｂは図２における上下の取付け部３０ａの左右（ＸＸ方向）箇所をそれぞれつなぐよう帯状に形成された側面部である。本実施形態では、この側面部３０ｂを外側に向かって凸となる曲面形状に形成している。これにより、上下の取付け部３０ａが互いにＸＸ方向やＹＹ方向にずれても、同様の粘弾性が得られる。
【００５０】
また、側面部３０ｂは、ＸＸ方向の厚さ寸法よりもＺＺ方向の幅寸法が大きくなるように形成されている。これにより、粘弾性部材３０がピッチ方向やヨー方向に比べて光軸方向に変形しにくくなり、レンズ支持枠１の光軸方向変位を抑制することができる。
【００５１】
さらに、取付け部３０ａの中央には圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂの外径よりも大きな内径を有する穴３０ｄが形成されており、これにより粘弾性部材３０と圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂとの干渉を防止することができる。
【００５２】
以上の構成により、コイル６ｐ，６ｙに通電して圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂの弾性力に抗する推力を発生させ、レンズ支持枠１（つまりは振れ補正レンズＬ１）をピッチ方向やヨー方向に駆動すると、粘弾性部材３０がレンズ支持枠１に対して所要の制動作用を及ぼす。
【００５３】
そして、粘性流体の粘性を利用する場合に比較して、振れ補正方向によらず均一な制動作用を及ぼすことができ、経時変化や温度によって粘度が変わったり液切れが生じたりする心配はない。
【００５４】
また、粘弾性部材３０の材質や形状を変更する（例えば、側面部３０ｂの曲率や厚みを変更する）ことで容易に粘弾性（つまりは、制動作用の特性）を調節することが可能である。
【００５５】
コイル６ｐ，６ｙに入力される電圧（電力）は、振れ補正のための駆動目標値に対応して定まり、駆動目標値は前述した振れ検出手段からの検出出力に基づいて設定される。
【００５６】
ここで、圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂは線形特性を有し、コイル６ｐ，６ｙへの入力目標値（電圧）に対する発生推力の関係も線形特性を有する。このため、圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂの弾性定数（変位に対する弾性力）とコイル６ｐ，６ｙの推力定数（入力電圧に対する推力）が予め分かっていれば、コイル６ｐ，６ｙへの入力電圧を調節することで振れ補正レンズＬ１に所望の変位量を与えることができる。したがって、振れ補正レンズＬ１の位置を検出するための特別な位置検出手段を必要としない。
【００５７】
また、本実施形態では、従来の振れ補正装置と比較して、振れ補正レンズＬ１を所定の初期位置にロック保持するためのロック機構や、振れ補正レンズＬ１の光軸に対する傾きを防止するためのローリング対策機構や、前述した位置検出手段に関連する部品が不要となり、きわめてシンプルな構成となっている。
【００５８】
次に、振れ補正レンズＬ１（レンズ支持枠１）と圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂからなる振動系の周波数特性について図５を用いて説明する。
【００５９】
上記振動系の周波数特性は、図５（ａ）のボード線図に示すように、この振動系の固有振動数ｆ0 （圧縮コイルバネのバネ定数と主として振れ補正レンズＬ１およびレンズ支持枠１の重さで決まる）以上の周波数で変位利得が減少（減衰）する特性となっている。つまり、コイル６ｐ，６ｙへの入力目標値に対して振れ補正レンズＬ１の駆動量が小さくなっていき、振れ補正を行えなくなっていく特性を有する。
【００６０】
この固有振動数ｆ0 は通常の手振れ周波数帯域（１〜１２Ｈｚ程度）Ａよりも高くなるように設定し、上記減衰領域（振れ補正できない領域）が振れ補正帯域と重ならないようにしておく。
【００６１】
ところで、振れ補正装置をカメラに装着した場合などでは、実際の撮影においてクイックリターンミラー作動時の振動（以下、ミラー振れと称する）やシャッタ駆動時の振動（以下、シャッター振れと称する）等、上記振れ補正帯域より高周波数の振れも存在する。
【００６２】
これらミラー振れやシャッター振れよりも固有振動数ｆ0 を高くすればこれらの影響を無くすることが可能であるが、この場合には、その分圧縮コイルバネのバネ定数を大きくしなければならず、振れ補正レンズＬ１の駆動により大きな電力や磁力が必要となり、装置の大型化や消費電力の増加につながる要因になる。
【００６３】
一般に、これらミラー振れやシャッター振れは小さいために、通常の（振れ補正をしない）撮影において問題となりにくいが、この振れを振れ検出手段が検出した場合は、振れ検出手段からの出力が駆動目標値としてコイル６ｐ，６ｙに入力され、次のような問題が生ずる。
【００６４】
図５（ａ）に示したように、固有振動数ｆ0 以上では振れ補正レンズＬ１の変位利得が減少するばかりではなく、その位相も遅れるため、目標値入力に対して振れ補正レンズＬ１の駆動についての応答遅れも生ずる。
【００６５】
そして、その応答遅れの量が大きい場合には、振れ補正レンズＬ１の動きは像振れを補正するのではなく、像振れを増加させる方向に働いてしまう。つまり、本来は振れを相殺するように振れ補正レンズＬ１を動かしたい（いわば、振れの山を振れ補正動作の谷で潰す）のに、振れを大きくするように振れ補正動作が行われてしまう（振れの山に振れ補正動作の山が加わる）。このため、振れ補正を行わない時よりも振れ補正を行った時の方が、ミラー振れやシャッター振れの発生時の像振れが大きくなり、像劣化を生じさせるおそれがある。
【００６６】
そこで、本実施形態では、図４の構成図および図５（ｂ）のボード線図に示すように、振れ検出回路１５ｐ，１５ｙからの検出出力に対して、固有振動数ｆ0以上の目標値利得を減少させるフィルター１７ｐ，１７ｙを接続し、ミラー振れやシャッター振れに対する目標値利得を減少（減衰）させる。これにより、図５（ａ）で示した、固有振動数ｆ0 以上の変位利得が減少する振動系自身の周波数特性と相まって、振れ補正装置がミラー振れやシャッター振れに対して応答しなくなり、上記像劣化を防ぐことができる。
【００６７】
次に、実際にコイル６ｐ，６ｙに入力する駆動目標値の設定について説明する。図４に示すように、まず、振れ検出回路１５ｐ，１５ｙからの検出出力を演算回路１６ｐ，１６ｙに入力し、振れ補正量に適した駆動目標値、つまりは、振れ補正レンズＬ１の変位量に適した（そのときに圧縮コイルバネに生ずるバネカに釣り合う推力を発生させる）コイル６ｐ，６ｙへの入力電圧値に変換する。
【００６８】
なお、この変換時には、カメラのズームやフォーカスに伴う振れ補正量の補正も行う。これは、一般に焦点距離や焦点位置が変わると振れ補正レンズの駆動量に対する像面の振れ補正量が変化するためである。
【００６９】
そして、次に、フィルター１７ｐ，１７ｙにて、図５（ｂ）で示した目標利得持性により、駆動目標値に含まれるミラー振れやシャッター振れに起因する成分を滅衰させる。
【００７０】
フィルター１７ｐ，１７ｙを通過した信号（駆動目標値）は、駆動回路１８ｐ，１８ｙに入力され、ここでコイル６ｐ，６ｙヘの印加電圧が発生される（コイルに入力する電圧に対して十分な電流を与える）。
【００７１】
ここで、図５（ｂ）にて駆動目標値の周波数特性を示したが、実際の振動系の駆動入力に対する変位利得は、図５（ｃ）に示すように、固有振動数ｆ0 付近で、振動系の共振現象によって急激に大きくなる（つまり、振れ補正レンズＬ１の駆動速度がきわめて速くなる）。このため、固有振動数ｆ0 付近の周波数の駆動入力が行われた場合、いわゆる過応答を示し、好ましくない。したがって、実際の振動系の固有振動数ｆ0 付近での変位利得特性を、図５（ｃ）の点線で示すように、なだらかに変化するフラットな特性とする必要がある。
【００７２】
本実施形態では、振動系に対して粘弾性部材３０を付加し、振れ補正レンズＬ１の駆動に対してダンピング（制動作用）を与えることで、簡単かつ確実に上記特性を得ている。
【００７３】
図６には、本実施形態の振れ補正装置における周波数持性の実測値である。この図から分かるように、粘弾性部材３０を設けた場合（▲）には、ゲインのピークが、バネのみの場合（■）に比べ低くなっている。
【００７４】
図５（ｃ）に点線で示したフラットな特性により近づけるためには、さらにダンピングを与える要素を追加する必要があるが、ダンピングを大きくすると消費電力上のメリットが少なくなり、また振れ補正レンズＬ１の駆動位相遅れも顕著になってくるため、これらを考慮して適度なダンピングに設定する必要がある。
【００７５】
なお、ダンピングを付加することにより振れ補正レンズＬ１の駆動位相遅れが生ずる可能性があるが、これを改善するために、電気的な位相進み補償機能を付加してもよい。
【００７６】
また、振動系の固有振動数ｆ0 は、振れ補正レンズＬ１およびレンズ支持枠１の質量によって異なるため、振れ補正レンズＬ１およびレンズ支持枠１の質量に応じて圧縮コイルバネのバネ定数や粘弾性部材の材質・形状も選択し直す必要がある。
【００７７】
（第２実施形態）
図７には、本発明の第２実施形態である振れ補正装置の構成を示している。なお、図７は振れ補正装置の光軸直交方向視図である。また、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態と同符号を付している。
【００７８】
本実施形態では、第１実施形態の粘弾性部材３０に代えて、レンズ支持枠１と地板２２との間に棒又は帯形状を有する粘弾性部材４０を配置している。
【００７９】
この粘弾性部材４０は、自己減衰性を有するゴムで形成されており、光軸Ｔに略平行に配置されている。粘弾性部材４０の一端部はレンズ支持枠１に形成された穴１ｓに、他端部は地板２２に形成された穴２２ｓに圧入等により固定される。
【００８０】
これにより、レンズ支持枠１（振れ補正レンズＬ１）がピッチ方向およびヨー方向におけるどの位置に変位しても、同様にレンズ支持枠１に対するダンピングを付与することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、粘弾性部材４０を、同一の光軸直交面上における周方向３箇所に配置している。
【００８２】
また、本実施形態における圧縮コイルバネ９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂは、第１実施形態と同様に、地板２２に形成された平面部２２ｉにその両端を当接させ、平面部２２ｉ上に形成された突起２２ｊによって平面部２２ｉからの外れが防止された状態でレンズ支持枠１と地板２２との間に配置される。
【００８３】
（第３実施形態）
図８（ａ）には、本発明の第３実施形態である振れ補正装置に用いられる粘弾性部材７０の構成を示している。
【００８４】
この図において、７０ｃは適度な延性を有するゴムにより、第１実施形態にて説明した粘弾性部材３０の両端部３０ａと同様の形状に形成されたリング体（両端部）である。これらリング体７０ｃは、レンズ支持枠１および地板２にそれぞれ圧入等により固定される。
【００８５】
７０ｂは第１実施形態にて説明した粘弾性部材３０の側面部３０ｂと同様の形状に、適度な延性および可撓性を有するよう形成された帯体（側面部）であり、その両端が両リング体７０ｃに固定されて両リング体７０ｃをつなぐものである。この帯体７０ｂの内部には空洞部７０ｄが形成されている。
【００８６】
本実施形態では、帯体７０ｂの空洞部７０ｄにシリコンオイル等の粘弾性流体を、空洞部７０ｄの開口７０ａを通じて充填し、粘弾性流体の充填後に開口７０ａを接着剤等で塞ぐ。こうして、内部に粘弾性流体が充填された粘弾性部材７０が構成される。
【００８７】
（第４実施形態）
図８（ｂ）には、本発明の第４実施形態である振れ補正装置に用いられる粘弾性部材の構成を示している。
【００８８】
この図において、７１ｃは適度な延性および可撓性を有するゴムで形成されたチューブであり、このチューブ７１ｃは、光軸方向から見たときに略楕円リング形状となるようにその両端が繋げられている。そして、チューブ７１ｃ内の空洞部にはシリコンオイル等の粘弾性流体が充填されている。
【００８９】
このようにして作られた粘弾性部材７１における互いに対向する２箇所の平面部（両端部）７１ａはそれぞれ、レンズ支持枠１と地板２に接着剤等で固定される。
【００９０】
この粘弾性部材７１を用いた場合でも、レンズ支持枠１（振れ補正レンズＬ１）がピッチ方向およびヨー方向におけるどの位置に変位しても、同様にレンズ支持枠１に対するダンピングを付与することができる。
【００９１】
ここで、粘弾性部材７１は、ＸＸ方向の厚さ寸法よりもＺＺ方向の幅寸法の方が大きい形状を有する。このため、粘弾性部材７１がピッチ方向やヨー方向に比べて光軸方向に変形しにくくなり、レンズ支持枠１の光軸方向変位を抑制することができる。
【００９２】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の機能又は実施形態が持つ機能が達成できる構成であれば種々の変更が可能である。
【００９３】
上記実施形態では、粘弾性部材として、ゴムや粘弾性流体を充填した部材を用いたが、他の材質又は他の方法により粘弾性を持つ部材を用いてもよい。例えば、同様の効果が期待できるゲル状の物質により形成し、同様に配置してもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、弾性部材として圧縮コイルバネを用いた場合について説明したが、板バネ等の他の形態のバネやバネ以外の弾性部材を用いてもよい。
【００９５】
更に、本発明は、以上の各実施形態の構成を適宜組み合わせた構成によっても実施可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振れ補正光学系を弾性部材によって浮遊支持し、弾性部材の弾性力に抗して駆動するコンパクトで省電力タイプの振れ補正装置において、粘性流体や摩擦発生部材等を用いる場合に比べて、簡単かつ確実に、さらには経時変化の影響をあまり受けずに振れ補正光学系の過補正駆動を防止することができる。
【００９７】
特に、粘弾性部材としてゴムを用いることにより、安価に過補正防止機能を持たせることができる。
【００９８】
また、粘弾性部材を、光軸方向視において略リング形状を有するよう形成したり、光軸に略平行に延びる棒又は帯形状に形成したりすることにより、振れ補正光学系が駆動方向のどの位置にあっても同様の制動作用を及ぼすことができる。
【００９９】
また、粘弾性部材を、光軸直交方向よりも光軸方向への変形が生じにくい形状とすることにより、振れ補正光学系の光軸方向への変位による光学性能への影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である振れ補正装置の分解斜視図。
【図２】上記振れ補正装置に用いられる粘弾性部材の斜視図。
【図３】上記振れ補正装置の光軸方向視図。
【図４】上記振れ補正装置の光軸直交方向視における断面図および駆動制御系の構成図。
【図５】上記振れ補正装置における制御系、目標値利得および振れ補正駆動の周波数特性図。
【図６】上記振れ補正装置における振れ補正駆動の周波数特性の実測図。
【図７】本発明の第２実施形態である振れ補正装置の光軸直交方向視における断面図。
【図８】本発明の第３および第４実施形態である振れ補正装置に用いられる粘弾性部材の斜視図。
【図９】従来の振れ補正装置の基本構成図。
【符号の説明】
Ｌ１ 振れ補正レンズ
１ レンズ支持枠
２，２２ 地板
３ 第１ヨーク
４ 第１マグネット
５ 摺動ピン
６ｐ，６ｙ コイル
７ 第２マグネット
８ 第２ヨーク
９ｐａ，９ｐｂ，９ｙａ，９ｙｂ 圧縮コイルバネ
３０，７０，７１ 粘弾性部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shake correction apparatus that corrects image shake due to apparatus shake such as camera shake.
[0002]
[Prior art]
With recent cameras, all operations important for shooting such as determining exposure and focusing have been automated, and the possibility of shooting failure is very low even for people who are unskilled in camera operation.
[0003]
Recently, a system that corrects image blur due to camera shake applied to the camera has been studied, and there are almost no factors that cause the photographer to fail in shooting.
[0004]
Here, a system for correcting image blur will be briefly described. The camera shake at the time of shooting is usually a vibration of about 1 Hz to 12 Hz as a frequency. However, in order to enable shooting without image shake even when such a camera shake occurs at the shutter release time, a shake correction system is used. Then, camera shake due to camera shake is detected, and the shake correction lens is displaced in the direction orthogonal to the optical axis in accordance with the detected value.
[0005]
Therefore, in order to enable photographing that does not cause image shake even if camera shake occurs, first, the camera vibration is accurately detected, and second, the optical axis change caused by the camera vibration is displaced, and the shake correction lens is displaced. It is necessary to correct it.
[0006]
In principle, this vibration (camera shake) is detected by a sensor that detects acceleration, speed, etc., and a shake signal output circuit that integrates the output signal of this sensor electrically or mechanically and outputs a displacement. This can be done by mounting a shake detection means comprising: Image blur correction can be performed by driving and controlling the shake correction lens based on the shake detection information.
[0007]
Here, an outline of a shake correction system using shake detection means will be described with reference to FIG. This figure shows a system for correcting or suppressing image blur caused by vertical shake (pitch direction shake) 81p and lateral shake (yaw direction shake) 81y of the camera.
[0008]
In the figure, 82 is a lens barrel, 83p and 83y are sensors for outputting signals corresponding to vertical and horizontal shakes, respectively, and the shake detection directions are indicated by 84p and 84y in the figure.
[0009]
Reference numeral 85 denotes a shake correction lens, and reference numerals 86p and 86y denote detection elements for detecting the position of the shake correction lens 85. Reference numerals 87p and 87y denote coils that give thrust to the shake correction lens 85, respectively. The shake correction lens 85 is driven and controlled by a position control loop, and is driven with the outputs of the sensors 83p and 83y as target values to ensure the stability of the image on the image plane 88.
[0010]
In addition, the shake correction apparatus has detection elements 86p and 86y that detect the position of the shake correction lens 85, and controls the drive of the shake correction lens 85 based on the output thereof. However, since electric power for driving the detection elements 86p and 86y is necessary, there is a problem that it is difficult to make the apparatus compact and save power.
[0011]
For this reason, the applicant does not need to detect the position of the shake correction lens by floatingly supporting the shake correction lens with an elastic member and driving and controlling the shake correction lens with a thrust against the elastic force of the elastic member. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-184870 proposes a shake correction apparatus that can achieve compactness and power saving.
[0012]
Further, in this shake correction device, in order to prevent overcorrection from occurring due to the drive of the shake correction lens near the natural frequency of the vibration system composed of the shake correction lens and the elastic member, oil or the like is contained in the drive system. A viscous fluid, a friction generating member, or the like is used. Furthermore, anti-resonance measures for the shake correction lens are taken by using an electrical low-pass filter or changing the control method.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the vibrations proposed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 8-184870 correction In the apparatus, there is a problem that adjustment for sufficiently preventing overcorrection driving of the vibration correction lens near the natural frequency of the vibration system, that is, viscosity setting of the viscous fluid and friction coefficient setting of the friction generating member is difficult. .
[0014]
Another problem is that the characteristics of the viscous fluid and the friction generating member change with time, and it is difficult to keep the overcorrection prevention function of the shake correction lens high.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to provide a shake correction apparatus that can more easily and reliably prevent the overcorrection prevention function of the shake correction optical system and is less susceptible to changes with time.
[0016]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the shake correction apparatus including the shake correction optical system that is driven in the direction orthogonal to the optical axis with respect to the apparatus main body in order to correct image shake, the shake correction optical system is provided. Is supported movably in the direction orthogonal to the optical axis by an elastic member provided between the apparatus main body, and between the shake correction optical system and the apparatus main body, So as to surround the elastic member A viscoelastic member is provided that exerts a braking action on the movement of the shake correction optical system in the direction perpendicular to the optical axis. The viscoelastic member is attached by being press-fitted into a recess provided in a support frame having an opening larger than the outer diameter of the elastic member through which the elastic member is inserted and supporting the shake correction optical system. A mounting portion, a second mounting portion having an opening larger than the outer diameter of the elastic member through which the elastic member is inserted, and being press-fitted into a recess provided in the apparatus main body, and a direction away from the elastic member And a belt-shaped side surface connecting the first and second mounting portions. It is characterized by that.
[0017]
More specifically, the viscoelastic member has a characteristic that exerts a braking action on the vibration correction optical system driven near the natural frequency of the vibration system mainly composed of the vibration correction optical system and the elastic member. .
[0018]
That is, the shake correction optical system is suspended and supported by an elastic member and is driven against the elastic force of the elastic member (the elastic force of the elastic member and the driving force necessary to give a desired amount of displacement to the shake correction optical system) In a compact, power-saving type shake correction device (which eliminates the need to detect the position of the shake correction optical system by generating a driving force according to the required amount of displacement) Compared with the case where a fluid, a friction generating member, or the like is used, it is possible to prevent overcorrection driving of the shake correction optical system easily and reliably and without being affected by changes with time.
[0019]
In particular, by using rubber as the viscoelastic member, an overcorrection preventing function can be provided at a low cost.
[0020]
The viscoelastic member is formed to have a substantially ring shape when viewed in the optical axis direction, or extends substantially parallel to the optical axis. Obi It is the same regardless of the position of the shake correction optical system in the driving direction by forming it into a shape. of It becomes possible to exert a braking action.
[0021]
In addition, by making the viscoelastic member less likely to deform in the optical axis direction than in the optical axis orthogonal direction, it is possible to prevent the influence on the optical performance due to the displacement of the shake correction optical system in the optical axis direction. It becomes possible.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded view of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a viscoelastic member used in this shake correction apparatus. Furthermore, FIG. 3 is a view in the optical axis direction in the assembled state of the shake correcting device. FIG. 4 is a view in the direction orthogonal to the optical axis in the assembled state of the shake correction apparatus, and also shows the drive control system.
[0023]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens support frame. A bonded lens (shake correction optical system) L1 shown in FIGS. 3 and 4 is fitted to the inner periphery of the lens support frame 1 and fixed by caulking. The lens support frame 1 is movable in a two-dimensional direction (optical axis orthogonal direction) on the optical axis orthogonal plane with respect to the base plate 2 (device main body).
[0024]
Sliding cams 2 a are provided on the same optical axis orthogonal plane at three locations in the circumferential direction of the base plate 2. Reference numeral 5 denotes a metal sliding pin, which is press-fitted into three holes 1a formed in the lens support frame 1 through a sliding cam 2a. As a result, the lens support frame 1 slides against the base plate 2 with the sliding pin 5. Movement It is coupled via a cam 2a and can move in all directions on the plane orthogonal to the optical axis in a state where the position is generally restricted in the optical axis direction.
[0025]
Note that the play between the slide pin 5 and the slide cam 2a (that is, the play in the optical axis direction of the lens support frame 1) can be corrected by adjusting the thickness of the slide pin 5.
[0026]
Further, the sliding cam 2a is formed inside three concave portions 2b whose outer diameter is one step smaller in the ground plate 2, and other members and the like are arranged in the concave portion 2b, and this shake correcting device. Can be connected to the front and rear members of a shake correction device in an optical apparatus such as a lens barrel or a camera.
[0027]
Reference numeral 2 c is a support hole for supporting the shake correction device in the optical apparatus, and is provided at three locations on the outer periphery of the base plate 2. By inserting another member, for example, the roller 10 shown in FIG. 4 into the support hole 2c and tightening and fixing it with the screw 11, the shake correction apparatus can be supported in the optical apparatus.
[0028]
As described above, the lens support frame 1 can be obtained by changing the thickness of the sliding pin 5. of Optical axis direction of When the backlash is corrected, the lens support frame 1 may be tilted with respect to the optical axis. However, if one or two of the three rollers 10 are eccentric, only the eccentric roller is rotated. Thus, the entire shake correction apparatus can be tilted with respect to the optical axis of the optical apparatus, so that the actual damage can be reduced by correcting the tilt of the lens support frame 1 with respect to the optical axis.
[0029]
Reference numerals 4p and 4y denote first magnets, which are fixed to the first yoke 3 by magnetic coupling. Reference numerals 7p and 7y denote second magnets which are magnetically coupled to the second yoke 8, respectively.
[0030]
The positions of the first magnets 4p and 4y are regulated by a projection 3a provided on the first yoke 3, and the positions of the second magnets 7p and 7y are regulated by projections (not shown) similarly provided on the second yoke 8.
[0031]
As shown in FIG. 4, each magnet 4p ( 4y ) , 7p ( 7y ) Have different magnetization directions on the side closer to the optical axis and the side farther from the optical axis, and each magnet 4p ( 4y ) , 7p ( 7y ) The vicinity of the center is a non-magnetized region. This is each magnet 4p ( 4y ) , 7p ( 7y ) Coil 6p arranged opposite to the optical axis direction ( 6y ) Winding position and each magnet 4p ( 4y ) , 7p ( 7y ) This is because the driving force can be efficiently generated in combination with the magnetized region. Each magnet 4p ( 4y ) , 7p ( 7y ) The magnetization direction of 4 Are indicated by white arrows.
[0032]
The position of the first yoke 3 with respect to the base plate 2 is determined by inserting the two protrusions 2d provided on the base plate 2 into the two holes 3b formed in the first yoke 3, so that the three holes 3c are provided. The base plate 2 is fixed to the base plate 2 by tightening through three screws 2 (not shown) formed in the base plate 2. The first yoke 3 is fixed to the base plate 2 before the sliding pin 5 is press-fitted into the lens support frame 1. .
[0033]
The position of the second yoke 8 with respect to the base plate 2 is determined by inserting the two protrusions 2f provided on the base plate 2 into the hole 8b and the concave portion 8c formed in the second yoke 8, and three holes 8d are provided. The base plate 2 is fixed to the base plate 2 by tightening screws 3 (not shown) in three holes 2g formed in the base plate 2.
[0034]
The coils 6p and 6y are configured to include a winding part 6a around which a conductive member is wound and a support part 6b formed of resin for fixing the coils 6p and 6y to the lens support frame 1. The coils 6p and 6y abut the support portion 6b on the arm portion 1b provided on the lens support frame 1, and allow the projection 1c of the lens support frame 1 to enter a hole (not shown) formed in the support portion 6b. Thus, the lens support frame 1 is positioned, and the support portion 6b is bonded to the lens support frame 1 to be fixed to the lens support frame 1.
[0035]
In the present embodiment, the first yoke 3 and the first magnet 4p, 4y , Second magnet 7p, 7y Since the coils 6p and 6y are located in the closed magnetic path on the loop composed of the second yoke 8, the coils 6p and 6y and further the lens support frame are energized by energizing the winding portions 6a of the coils 6p and 6y. 1 and the shake correction lens L1 are driven in the pitch direction (P) and the yaw direction (Y) in the direction orthogonal to the optical axis.
[0036]
Here, the pitch direction and the yaw direction mean the vertical direction and the horizontal direction, respectively. This means that the shake detection means (for example, constituted by an acceleration sensor and an integration circuit) mounted on the optical equipment is a shake of the optical equipment. This corresponds to the detection of the pitch component and the yaw component separately.
[0037]
The coils 6p and 6y are energized from a flexible circuit board (not shown). On the circuit board, various electronic components necessary for controlling the apparatus are mounted. This circuit board is fixed to the front side of the second yoke 8 or the rear side of the ground plane 2, and a connection portion for connection to another circuit board extends from the circuit board.
[0038]
As a receiving part for the connection part, an extension part 2h is formed on the base plate 2, and the connection part is fixed to the extension part 2h by double-sided tape or the like.
[0039]
Compression coil springs 9pa and 9pb as elastic members are arranged at two positions between which the lens support frame 1 is sandwiched in the pitch direction between the lens support frame 1 and the base plate 2. In addition, compression coil springs 9ya and 9yb as elastic members are arranged at two positions between the lens support frame 1 and the base plate 2 that sandwich the lens support frame 1 in the yaw direction. The end surfaces on the optical axis side of these compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb are in contact with a flat surface portion 1d formed as a bottom surface of a concave portion on the lens support frame 1. A protrusion 1e is formed on the flat surface portion 1d, and the protrusion 1e enters the inside of each coil spring, thereby preventing the coil spring from coming off from the flat surface portion 1d.
[0040]
Further, the end surfaces of the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb opposite to the optical axis are in contact with a flat surface portion 2i formed as a bottom surface of the concave portion on the base plate 2. A protrusion 2j is formed on the flat surface portion 2i, and the protrusion 2j enters the inside of each coil spring, thereby preventing the coil spring from coming off from the flat surface portion 2i.
[0041]
In the assembled state shown in FIGS. 3 and 4, the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb are in a compressed state, thereby supporting the lens support frame 1 in a floating state.
[0042]
30 is a viscoelastic member formed of self-damping rubber. so The compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb are arranged so as to surround them.
[0043]
Here, the detailed structure of the viscoelastic member 30 is demonstrated using FIG. In FIG. 2, the XX, YY, and ZZ directions in the drawing represent the yaw direction, the pitch direction, and the optical axis direction, respectively.
[0044]
The overall shape of the viscoelastic member 30 is substantially ring-shaped when viewed from the optical axis direction so that the same viscoelasticity can be obtained regardless of deformation in either the pitch direction or the yaw direction.
[0045]
Reference numeral 30a denotes attachment portions (both end portions), which are provided at two locations in the vertical direction (YY direction) in this figure. In FIG. 3, the mounting portion 30a on the optical axis side is press-fitted between the inner wall surfaces of the concave portion with the flat surface portion 1d as the bottom surface of the lens support frame 1 and comes into contact with the flat surface portion 1d.
[0046]
Further, in FIG. 3, the attachment portion 30 a on the opposite side to the optical axis is press-fitted between the inner wall surfaces of the concave portion having the flat surface portion 2 i on the bottom surface 2 as the bottom surface and abuts against the flat surface portion 2 i.
[0047]
In addition, a protrusion 30c is formed on the attachment portion 30a, and the protrusion 30c is formed in each of the concave portions. Of shape By pressing against the wall surface, the rotation of the viscoelastic member 30 is also prevented.
[0048]
In addition to the press-fit as described above, the attachment portion 30a may be fixed to the lens support frame 1 and the base plate 2 using an elastic adhesive such as a silicon-based adhesive.
[0049]
30b is a side part formed in the shape of a belt so as to connect the left and right (XX direction) locations of the upper and lower mounting parts 30a in FIG. In the present embodiment, the side surface portion 30b is formed in a curved shape that is convex outward. Thereby, even if the upper and lower attachment portions 30a are displaced from each other in the XX direction or the YY direction, the same viscoelasticity is obtained.
[0050]
Further, the side surface portion 30b is formed so that the width dimension in the ZZ direction is larger than the thickness dimension in the XX direction. Thereby, the viscoelastic member 30 is less likely to be deformed in the optical axis direction than in the pitch direction and the yaw direction, and displacement of the lens support frame 1 in the optical axis direction can be suppressed.
[0051]
Further, a hole 30d having an inner diameter larger than the outer diameter of the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb is formed in the center of the mounting portion 30a, whereby the viscoelastic member 30 and the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, Interference with 9yb can be prevented.
[0052]
With the configuration described above, the coils 6p and 6y are energized to generate a thrust against the elastic force of the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya and 9yb, and the lens support frame 1 (that is, the shake correction lens L1) is moved in the pitch direction and yaw. When driven in the direction, the viscoelastic member 30 exerts a required braking action on the lens support frame 1.
[0053]
Compared to the case where the viscosity of the viscous fluid is used, a uniform braking action can be exerted regardless of the shake correction direction, and there is no concern that the viscosity changes or the liquid runs out due to a change with time or temperature.
[0054]
Further, it is possible to easily adjust the viscoelasticity (that is, the characteristic of the braking action) by changing the material and shape of the viscoelastic member 30 (for example, changing the curvature and thickness of the side surface portion 30b). .
[0055]
The voltage (power) input to the coils 6p and 6y is determined in accordance with the drive target value for shake correction, and the drive target value is set based on the detection output from the shake detection means described above.
[0056]
Here, the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb have a linear characteristic, and the relationship of the generated thrust to the input target value (voltage) to the coils 6p, 6y also has a linear characteristic. For this reason, if the elastic constants (elastic force against displacement) of the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb and the thrust constants (thrust against the input voltage) of the coils 6p, 6y are known in advance, the input voltage to the coils 6p, 6y By adjusting this, it is possible to give a desired amount of displacement to the shake correction lens L1. Therefore, no special position detection means for detecting the position of the shake correction lens L1 is required.
[0057]
Further, in the present embodiment, as compared with a conventional shake correction device, a lock mechanism for holding the shake correction lens L1 in a predetermined initial position and a tilt for preventing the shake correction lens L1 from tilting with respect to the optical axis. A rolling countermeasure mechanism and parts related to the position detecting means described above are not required, and the configuration is extremely simple.
[0058]
Next, frequency characteristics of a vibration system including the shake correction lens L1 (lens support frame 1) and the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb will be described with reference to FIG.
[0059]
As shown in the Bode diagram of FIG. 5 (a), the frequency characteristics of the vibration system include the natural frequency f0 of this vibration system (the spring constant of the compression coil spring and the weight of the shake correction lens L1 and the lens support frame 1). The displacement gain is reduced (attenuated) at a frequency higher than (determined by). That is, there is a characteristic that the drive amount of the shake correction lens L1 becomes smaller with respect to the input target value to the coils 6p and 6y, and the shake correction cannot be performed.
[0060]
This natural frequency f0 is set to be higher than the normal hand vibration frequency band (about 1 to 12 Hz) A so that the above-mentioned attenuation region (region where vibration correction cannot be performed) does not overlap the vibration correction band.
[0061]
By the way, when the shake correction device is mounted on the camera, the vibration when the quick return mirror is activated (hereinafter referred to as mirror shake) or the vibration when the shutter is driven (hereinafter referred to as shutter shake) in actual shooting, etc. There is also a shake at a frequency higher than the shake correction band.
[0062]
If the natural frequency f0 is made higher than these mirror shakes and shutter shakes, these effects can be eliminated. However, in this case, the spring constant of the compression coil spring must be increased accordingly, and the shake Driving the correction lens L1 requires a large amount of power and magnetic force, leading to an increase in the size of the apparatus and an increase in power consumption.
[0063]
In general, since the mirror shake and shutter shake are small, it is unlikely to be a problem in normal (without shake correction) shooting. When this shake is detected by the shake detection means, the output from the shake detection means is the drive target value. Are input to the coils 6p and 6y, causing the following problems.
[0064]
As shown in FIG. 5 (a), at the natural frequency f0 or more, not only the displacement gain of the shake correction lens L1 decreases, but also its phase is delayed, so that the shake correction lens L1 is driven with respect to the target value input. This also causes a response delay.
[0065]
When the amount of response delay is large, the movement of the shake correction lens L1 does not correct the image blur but works in the direction of increasing the image blur. In other words, the shake correction lens L1 is originally moved so as to cancel out the shake (in other words, the shake peak is crushed at the valley of the shake correction operation), but the shake correction operation is performed so as to increase the shake ( The peak of shake correction operation is added to the peak of shake). For this reason, when shake correction is performed rather than when shake correction is not performed, image blur at the time of occurrence of mirror shake or shutter shake may increase, and image deterioration may occur.
[0066]
Therefore, in this embodiment, as shown in the configuration diagram of FIG. 4 and the Bode diagram of FIG. Circuits 15p and 15y Detection from To force On the other hand, filters 17p and 17y for reducing the target value gain of the natural frequency f0 or more are connected to reduce (attenuate) the target value gain for mirror shake and shutter shake. Accordingly, in combination with the frequency characteristic of the vibration system itself in which the displacement gain of the natural frequency f0 or more shown in FIG. 5A decreases, the shake correction device does not respond to mirror shake or shutter shake, and the image Deterioration can be prevented.
[0067]
Next, the setting of the drive target value that is actually input to the coils 6p and 6y will be described. First, as shown in FIG. Circuits 15p and 15y Detection from Power A coil 6p that is input to the arithmetic circuits 16p and 16y and is suitable for the drive target value suitable for the shake correction amount, that is, the displacement amount of the shake correction lens L1 (generates a thrust that is balanced with the spring generated in the compression coil spring at that time). , 6y is converted into an input voltage value.
[0068]
At the time of this conversion, a shake correction amount associated with camera zoom or focus is also corrected. This is because, in general, when the focal length or focal position changes, the shake correction amount of the image plane changes with respect to the drive amount of the shake correction lens.
[0069]
Next, with the filters 17p and 17y, the components due to the mirror shake and the shutter shake included in the drive target value are attenuated by the target gain holdability shown in FIG. 5B.
[0070]
Signals (drive target values) that have passed through the filters 17p and 17y are input to the drive circuits 18p and 18y, where applied voltages to the coils 6p and 6y are generated (currents sufficient for the voltages input to the coils). give).
[0071]
Here, the frequency characteristic of the drive target value is shown in FIG. 5B. The displacement gain with respect to the drive input of the actual vibration system is, as shown in FIG. 5C, near the natural frequency f0. Due to the resonance phenomenon of the vibration system, it rapidly increases (that is, the drive speed of the shake correction lens L1 becomes extremely fast). For this reason, when a drive input having a frequency in the vicinity of the natural frequency f0 is performed, a so-called excessive response is exhibited, which is not preferable. Therefore, the displacement gain characteristic in the vicinity of the natural frequency f0 of the actual vibration system needs to be a flat characteristic that gently changes as indicated by the dotted line in FIG.
[0072]
In the present embodiment, the above characteristics are obtained easily and reliably by adding the viscoelastic member 30 to the vibration system and applying damping (braking action) to the drive of the shake correction lens L1.
[0073]
FIG. 6 shows the actual measured values of frequency in the shake correction apparatus of this embodiment. . This As can be seen from the figure, when the viscoelastic member 30 is provided (▲), the gain peak is lower than when only the spring (■) is provided.
[0074]
In order to approach the flat characteristic indicated by the dotted line in FIG. 5C, it is necessary to add an element that gives damping. However, if the damping is increased, the merit in terms of power consumption is reduced, and the shake correction lens L1 Therefore, it is necessary to set an appropriate damping in consideration of these.
[0075]
Note that the addition of damping may cause a drive phase delay of the shake correction lens L1, but in order to improve this, an electrical phase lead compensation function may be added.
[0076]
Since the natural frequency f0 of the vibration system varies depending on the mass of the shake correction lens L1 and the lens support frame 1, the spring constant of the compression coil spring or the viscoelastic member of the compression coil spring depends on the mass of the shake correction lens L1 and the lens support frame 1. It is necessary to reselect the material and shape.
[0077]
(Second Embodiment)
FIG. 7 shows the configuration of a shake correction apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view in the direction orthogonal to the optical axis of the shake correction apparatus. Moreover, in this embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected to the component which is common in 1st Embodiment.
[0078]
In this embodiment, it replaces with the viscoelastic member 30 of 1st Embodiment, and has arrange | positioned the viscoelastic member 40 which has a stick | rod or strip | belt shape between the lens support frame 1 and the ground plane 22. FIG.
[0079]
The viscoelastic member 40 is made of self-damping rubber and is disposed substantially parallel to the optical axis T. One end of the viscoelastic member 40 is fixed to a hole 1 s formed in the lens support frame 1, and the other end is fixed to a hole 22 s formed in the base plate 22 by press fitting or the like.
[0080]
Thereby, even if the lens support frame 1 (shake correction lens L1) is displaced to any position in the pitch direction and the yaw direction, the lens support frame 1 can be similarly dumped.
[0081]
In the present embodiment, the viscoelastic members 40 are arranged at three places in the circumferential direction on the same optical axis orthogonal plane.
[0082]
Further, the compression coil springs 9pa, 9pb, 9ya, 9yb in the present embodiment are formed on the flat surface portion 22i by bringing both ends thereof into contact with the flat surface portion 22i formed on the ground plate 22 as in the first embodiment. The projection 22j is disposed between the lens support frame 1 and the base plate 22 in a state in which the projection 22j is prevented from being detached from the plane portion 22i.
[0083]
(Third embodiment)
FIG. 8A shows the configuration of the viscoelastic member 70 used in the shake correction apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0084]
In this figure, reference numeral 70c denotes a ring body (both end portions) formed of rubber having an appropriate ductility and having the same shape as the both end portions 30a of the viscoelastic member 30 described in the first embodiment. These ring bodies 70c are fixed to the lens support frame 1 and the base plate 2 by press-fitting or the like.
[0085]
Reference numeral 70b denotes a belt body (side surface portion) formed to have an appropriate ductility and flexibility in the same shape as the side surface portion 30b of the viscoelastic member 30 described in the first embodiment. It is fixed to the ring body 70c and connects both the ring bodies 70c. A hollow portion 70d is formed in the band 70b.
[0086]
In this embodiment, a viscoelastic fluid such as silicon oil is filled into the hollow portion 70d of the band 70b through the opening 70a of the hollow portion 70d, and the opening 70a is closed with an adhesive or the like after the viscoelastic fluid is filled. Thus, the viscoelastic member 70 filled with the viscoelastic fluid is configured.
[0087]
(Fourth embodiment)
FIG. b ) In the present invention 4 The structure of the viscoelastic member used for the shake correction apparatus which is embodiment is shown.
[0088]
In this figure, 71c is a tube formed of rubber having moderate ductility and flexibility, and both ends of the tube 71c are connected so as to have a substantially elliptical ring shape when viewed from the optical axis direction. ing. The hollow portion in the tube 71c is filled with a viscoelastic fluid such as silicon oil.
[0089]
Two plane portions (both end portions) 71a facing each other in the viscoelastic member 71 thus manufactured are fixed to the lens support frame 1 and the base plate 2 with an adhesive or the like.
[0090]
Even when the viscoelastic member 71 is used, the lens support frame 1 can be similarly damped regardless of the position of the lens support frame 1 (the shake correction lens L1) in the pitch direction and the yaw direction. .
[0091]
Here, the viscoelastic member 71 has a shape in which the width dimension in the ZZ direction is larger than the thickness dimension in the XX direction. For this reason, the viscoelastic member 71 is less likely to be deformed in the optical axis direction than in the pitch direction and the yaw direction, and displacement of the lens support frame 1 in the optical axis direction can be suppressed.
[0092]
The present invention is not limited to the configuration of each embodiment described above, and various modifications are possible as long as the function of the present invention or the function of the embodiment can be achieved.
[0093]
In the above embodiment, a member filled with rubber or a viscoelastic fluid is used as the viscoelastic member, but a member having viscoelasticity by another material or another method may be used. For example, it may be formed of a gel-like substance that can be expected to have the same effect and arranged in the same manner.
[0094]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a compression coil spring was used as an elastic member, you may use springs of other forms, such as a leaf | plate spring, and elastic members other than a spring.
[0095]
Furthermore, the present invention can be implemented by a configuration in which the configurations of the above embodiments are appropriately combined.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a compact and power saving type shake correction apparatus that floats and supports a shake correction optical system by an elastic member and drives it against the elastic force of the elastic member, viscous fluid and friction Compared with the case where a generating member or the like is used, it is possible to prevent overcorrection driving of the shake correction optical system easily and reliably and without being significantly affected by changes over time.
[0097]
In particular, by using rubber as the viscoelastic member, an overcorrection preventing function can be provided at a low cost.
[0098]
Further, by forming the viscoelastic member to have a substantially ring shape when viewed in the optical axis direction, or to form a rod or a band shape extending substantially parallel to the optical axis, the shake correction optical system can be adjusted in any driving direction. Same position of A braking action can be exerted.
[0099]
In addition, by making the viscoelastic member less likely to deform in the optical axis direction than in the optical axis orthogonal direction, it is possible to prevent the influence on the optical performance due to the displacement of the shake correction optical system in the optical axis direction. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a shake correction apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a viscoelastic member used in the shake correction apparatus.
FIG. 3 is a view in the optical axis direction of the shake correction apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the shake correction apparatus as viewed in a direction orthogonal to the optical axis and a configuration diagram of a drive control system.
FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of a control system, target value gain, and shake correction drive in the shake correction apparatus.
FIG. 6 is an actual measurement diagram of frequency characteristics of shake correction driving in the shake correction apparatus.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the shake correction apparatus according to the second embodiment of the present invention when viewed in the direction orthogonal to the optical axis.
FIG. 8 is a perspective view of a viscoelastic member used in a shake correction apparatus that is a third and fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a basic configuration diagram of a conventional shake correction apparatus.
[Explanation of symbols]
L1 shake correction lens
1 Lens support frame
2,22 Ground plane
3 First yoke
4 First magnet
5 Slide pin
6p, 6y coil
7 Second magnet
8 Second yoke
9pa, 9pb, 9ya, 9yb compression coil spring
30, 70, 71 Viscoelastic member
Claims (11)
前記振れ補正光学系を、前記装置本体との間に設けられた弾性部材により光軸直交方向に移動可能に支持するとともに、
前記振れ補正光学系と前記装置本体との間に、前記弾性部材を取り囲むように前記振れ補正光学系の光軸直交方向の移動に対して制動作用を及ぼす粘弾性部材を設け、
前記粘弾性部材は、前記弾性部材が挿通される前記弾性部材の外径よりも大きい開口を有し前記振れ補正光学系を支持する支持枠に設けられた凹部に圧入されて取付けられる第１取付け部と、前記弾性部材が挿通される前記弾性部材の外径よりも大きい開口を有し前記装置本体に設けられた凹部に圧入されて取付けられる第２取付け部と、前記弾性部材から離れる方向に凸となる曲面形状を有し前記第１および第２取付け部をつなぐ帯状の側面部と、を有することを特徴とする振れ補正装置。In a shake correction apparatus including a shake correction optical system that is driven in a direction orthogonal to the optical axis with respect to the apparatus main body in order to correct image shake,
While supporting the shake correction optical system movably in the direction orthogonal to the optical axis by an elastic member provided between the apparatus main body,
A viscoelastic member that exerts a braking action on the movement of the shake correction optical system in the direction perpendicular to the optical axis so as to surround the elastic member is provided between the shake correction optical system and the apparatus main body ,
The viscoelastic member has a larger opening than the outer diameter of the elastic member through which the elastic member is inserted, and is attached by being press-fitted into a recess provided in a support frame that supports the shake correction optical system. A second mounting portion that has an opening larger than the outer diameter of the elastic member through which the elastic member is inserted and is press-fitted into a recess provided in the apparatus main body, and in a direction away from the elastic member A shake correction apparatus having a convex curved surface shape and a band-shaped side surface portion connecting the first and second mounting portions .
前記駆動制御手段は、前記振れ検出手段からの検出出力および前記弾性部材の特性に応じた前記振れ補正光学系の駆動目標値を設定し、この駆動目標値に基づいて前記振れ補正光学系を駆動することを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の振れ補正装置。Drive control means for controlling the drive of the shake correction optical system in the direction perpendicular to the optical axis, and shake detection means for detecting shake of the apparatus main body,
The drive control unit sets a drive target value of the shake correction optical system according to a detection output from the shake detection unit and characteristics of the elastic member, and drives the shake correction optical system based on the drive target value. The shake correction apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the shake correction apparatus according to claim 1 is used.
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