JP4692004B2 - ブレ補正装置及び光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、ブレ補正光学系のロック機構を備えるブレ補正装置、及び、このようなブレ補正光学系を含む光学機器に関するものである。

ブレ補正装置は、例えば、カメラの撮影用レンズ群等の光学系に加わった振動を検出し、この振動に応じて、光学系の一部を構成するブレ補正光学系を、その光軸に対して略直交方向に変位させることによって、結像面における像ブレを低減するものである。
通常、このようなブレ補正装置は、その不使用時に、光軸に対するブレ補正光学系の位置を一定に保持するロック機構が備えられている。

例えば、従来、ブレ補正光学系の外周縁部に固定された環状部材と、その外径側に同心円状に配置された他の環状部材とが相互に対向する面部に、それぞれ所定の凹凸部を形成し、これらのリングを相対的に回転させて、その位置関係に応じてブレ補正光学系を拘束し、又は、解放するようにしたロック機構が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

上述したロック機構は、環状部材を周方向に回転駆動するために、ボイスコイルモータを利用することが一般的である。ボイルコイルモータは、永久磁石等によって形成される磁界中にコイルを配置し、このコイルに電流を流したときに発生する電磁力によって、駆動力を発生するものである。

図６は、ボイスコイルモータによって、ロックリングを回転させるロック機構の構成を示す図である。
このロック機構は、ロックリング１４０と、ベース部１１０と、ボイスコイルモータ１５０とを備えている。

ロックリング１４０は、図示しない撮影用レンズ群に対して、その光軸Ｉ回りに、所定の角度範囲にわたって回転可能に支持されている。
ロックリング１４０の内径側は、ロックリング１４０の位置に応じて、図示しないブレ補正レンズ群の保持枠に形成される凸部と接触し、又は、離間する凸部１４１が形成されている。
また、ロックリング１４０は、その外径側に張り出して形成され、後述するボイスコイルモータ１５０のコイル１５１を支持するコイル支持部１４２を備えている。

ロックリング支持リング１１０は、レンズ鏡筒の鏡胴に固定され、ロックリング１４０を回転可能に支持するものである。
また、ロックリング支持リング１１０は、後述するボイスコイルモータ１５０が備える一対のマグネット及び一対のヨークのうち、それぞれ一方ずつが固定されている。

ボイスコイルモータ１５０は、コイル１５１と、マグネット１５２と、図示しないヨークとを備えている。
コイル１５１は、ロックリング１４０のコイル支持部に固定され、光軸Ｉに対して略直交する平面に沿って、環状に巻かれた巻線を備えている。光軸に沿った方向からみたコイル１５１の平面形状は、光軸Iを中心とし、径方向の幅が周方向にわたって略一定である円弧状に形成され、その周方向における両端部に沿って巻かれた巻線の延長線が、光軸と略一致した点において交差するように形成されている。

マグネット１５２は、光軸Ｉに沿った方向にコイル１５１を挟んで、一対がそれぞれ配置されている。一方のマグネット１５２は、ベース部１１０に固定され、図示しない他方のマグネットは、図示しない固定部材によって、レンズ鏡筒の鏡胴に支持されている。
ヨークは、光軸Iに沿った方向に、コイル１５１及びマグネット１５２を挟んで、一対がそれぞれ設けられている。ヨークは、それぞれ隣接するマグネットとともに、ベース部１１０及び上述した固定部材にそれぞれ支持されている。
光軸に沿った方向から見たマグネット１５２及びヨークの平面形状は、光軸Iを中心としかつ径方向の幅が周方向にわたって略一定である円弧状に形成され、その光軸Iに対する周方向の長さは、コイル１５１よりも長くされている。また、マグネット１５２は、その磁化方向を光軸Iに対する周方向に沿って配置され、その両端部がＮ極及びＳ極となっている。

コイル１５１は、ロックリング１４０の径方向に沿った直線部１５１ａが、マグネット１５２及びヨークによって形成される磁界中に配置された状態で、通電したときに受ける電磁力によって駆動力を発生する。
しかし、マグネット１５２は、通常その磁化方向に沿った中間部分に、磁力をほとんど発生しない不感帯域１５２ｃが形成されており、光軸Ｉに沿った方向において、直線部１５１ａがこの不感帯域１５２ｃと重なった部分は、駆動力の発生に寄与しないから、駆動力が低下してしまう。なお、通常は、図６に示すように、直線部１５１ａの光軸Ｉに近い側の部分が不感帯域１５２ｃと重なりやすい。このような不感帯域１５２ｃによる影響は、ブレ補正装置のサイズが小さいほど顕著となる。
さらに極端な場合には、同じ直線部１５１ａの両端部が、不感帯域１５２ｃをまたいで、マグネット１５２の両方の極性の部分にかかってしまう場合があり、この場合、各極からの磁界に起因してコイルの各部にそれぞれ加わる電磁力が相殺され、ボイスコイルモータが動作しなくなるおそれがある。
特開平１０−２６７８２号公報

本発明の課題は、ロック機構部のボイスコイルモータの駆動力を確保したブレ補正装置、及び、このようなブレ補正装置を有する光学機器を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１の発明は、ブレ補正光学系（Ｌ）を支持し前記ブレ補正光学系の光軸と交差する方向に移動可能なレンズ枠（２０）と、前記光軸回りに前記レンズ枠と相対的に回転し前記レンズ枠を拘束するロック位置と、前記レンズ枠のロックを解放する開放位置との間を移動するロック部材（４０）と、前記レンズ枠及び前記ロック部材の一方に備えられ前記光軸回りに環状に巻かれた巻線を有するコイル部（５１）と、前記レンズ枠及び前記ロック部材の他方に備えられ前記コイル部に対向して備えられた磁性体（５２ａ、５２ｂ）とを含むブレ補正装置において、前記磁性体は、前記光軸回りの円周方向の一端側に備えられ第１極性を有する第１部分と、前記円周方向の他端側に備えられ前記第１極性とは逆の第２極性を有する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に備えられ前記第１部分及び前記第２部分よりも弱い磁力を生じる第３部分とを有し、前記コイル部は、前記円周方向の一端側に備えられ前記光軸と直交する面と平行な第１方向に延びる第１直線部と、前記円周方向の他端側に備えられ、前記第１方向と交差し前記光軸と直交する面と平行な第２方向に延びる第２直線部とを有し、前記光軸は、前記第１直線部と前記第２直線部との交点と、前記コイル部との間に備えられ、前記第１直線部及び前記第２直線部は、前記ロック部材が、前記ロック位置と前記開放位置との間を移動するとき、前記第３部分と対向しないように備えられていることを特徴とするブレ補正装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたブレ補正装置（１）であって、前記ロック部材（４０）は、回転中心位置に一方側から他方側に貫通する貫通領域を有し、前記貫通領域の内周側には、前記レンズ枠の外周側に設けられた第１係合部（２２）に係合する第２係合部（４１）が設けられていることを特徴とするブレ補正装置（１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載されたブレ補正装置（１）であって、前記ロック部材（４０）の外周側に備えられ、前記ロック部材（４０）を回転可能に支持する支持部を有することを特徴とするブレ補正装置（１）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までの何れか１項に記載されたブレ補正装置（１）を備えたことを特徴とする光学機器である。

本発明によれば、光軸が第１直線部と第２直線部との交点と、コイル部との間に備えられ、コイル部の光軸に近い側の部分が、磁性体の不感帯域と重なりにくいから、この直線部は全長にわたって電磁力を受けることができ、ボイスコイルモータの駆動力を確保することができる。これによって、ブレ補正装置をコンパクト化しても、ロック機構の駆動に必要な駆動力を得ることができる。

本発明は、光軸が第１直線部と第２直線部との交点と、コイル部との間に備えられたブレ補正装置によって上述した課題を解決する。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明を適用したブレ補正装置の実施例を、径方向に切って見た状態を示す断面図である。図２は、図１のII−II部矢視断面図である。図３は、実施例のブレ補正装置のロック機構部の分解図である。
ブレ補正装置１は、例えば、カメラの撮影用レンズ鏡筒の図示しない鏡胴の内部に設けられるものであって、ブレ補正レンズ群Ｌと、ベース部１０と、可動レンズ枠２０と、ブレ補正（ＶＲ）アクチュエータ３０と、ロックリング４０と、ロック用アクチュエータ５０とを備えている。

ブレ補正レンズ群Ｌは、撮影用レンズ群の一部を構成するレンズ群であって、撮影用レンズ群に加わった振動に応じて、光軸と略直交する方向に変位することによって、結像される像面における像ブレを低減するものである。

ベース部１０は、図示しないレンズ鏡筒の鏡胴に対して固定され、ブレ補正装置１の基部となるものである。ベース部１０は、その内径側にブレ補正レンズ群Ｌが収容されるとともに、撮影用レンズ群が形成する光束が通過するように環状に形成されている。
ベース部１０は、それぞれ略同心の円環状に形成された３つの部材１１，１２，１３を、光軸Ｉの方向に沿って順次配列し、結合したものである。

可動レンズ枠２０は、ブレ補正レンズ群Ｌの外周縁に沿って、円環状に形成された枠体であって、その外周面から外径側に突き出して、ＶＲアクチュエータ３０のコイル３１が固定されるコイル固定部２１が設けられている。
また、可動レンズ枠２０の外周面は、図２に示すように、外径側に突き出して形成され、周回りに沿って複数配列されたロック突起部２２が設けられている。このロック突起部２２は、後述するロックリング４０の内周面と対向している。

ＶＲアクチュエータ３０は、コイル３１と、マグネット３２と、ヨーク３３ａ，３３ｂとを備えたボイスコイルモータであって、ブレ補正レンズ群Ｌを、光軸Ｉに対して略直交する方向に駆動するものである。なお、ＶＲアクチュエータ３０は、ブレ補正レンズ群Ｌを、光軸に対し直交し、かつ、相互に直交する２軸方向に駆動するものが、それぞれ光軸Ｉ周りに例えば略９０度離間して設けられる。
コイル３１は、ブレ補正レンズ群Ｌの外径側に設けられ、光軸Ｉに対して略垂直な面に沿って環状に巻かれた巻線を備えている。コイル３１は、可動レンズ枠２０のコイル固定部２１に固定されている。
マグネット３２は、ベース部１０の部材１１に固定され、コイル３１に対して、コイル３１の移動に必要な所定の隙間を隔てて対向して配置されている。
ヨーク３３ａは、マグネット３２のコイル３１とは反対側の面部に備えられている。
ヨーク３３ｂは、ベース部１０の部材１２に固定され、コイル３１のマグネット３２とは反対側に配置されている。

ロックリング４０は、ベース部１０の部材１２と部材１３との間に設けられ、光軸Ｉと略同心の円環状に形成されている。
ロックリング４０の内周面は、その内径側に段状に張り出した凸部４１が形成されている。この凸部４１は、ロックリング４０の周方向に沿って複数が配列されている。この配列個数及びピッチは、可動レンズ枠２０のロック突起部２２と略同じとなっている。

凸部４１が光軸Ｉ側に対向する面部の光軸Ｉからの距離Ｒ１は、可動レンズ枠２０のロック突起部２２が、最も外径側に突き出した突端部までの光軸Ｉからの距離Ｒ２と、略同じに設定されている。
一方、ロックリング４０の内周面の凸部４１以外の部分の径Ｒ３は、Ｒ１及びＲ２よりも、ブレ補正制御におけるブレ補正レンズ群Ｌの最大変位量を考慮して設定された量だけ大きく設定されている。
上述した構成によって、可動レンズ枠２０のロック突起部２２と、ロックリング４０の凸部４１とが、光軸Ｉ回りにおいて重なった位相にあるときは、可動レンズ枠２０の光軸Ｉと直交する方向への変位が制限される。なお、このようなロックリング４０の位置を、以下、「ロック位置」と称する。
また、ロック突起部２２と凸部４０とが、異なった位相にあるときは、可動レンズ枠２０は変位可能となる。このようなロックリング４０の位置を、以下、「解放位置」と称する。

また、ロックリング４０は、その外周面の一部から、外径側に張り出して形成され、後述するロック用アクチュエータ５０のコイル５１が固定されるコイル固定部４２が設けられている。
また、図２に示すように、ロックリング４０は、外周面のコイル固定部４２以外の部分を、ベース部１０の部材１２に形成されたガイド用の突起１２ａによって、光軸Ｉ回りに回転可能に支持されている。突起１２ａは、ロックリング４０の周回りに複数配置され、それぞれロックリング４０の外周面に対して、ロックリング４０の回転を許容する隙間だけ隔てて対向する面部を備えている。そして、ロックリング４０は、その外周面を突起１２ａの面部と摺動させて、上述したロック位置と解放位置との間を回転移動可能となっている。

ロック用アクチュエータ５０は、コイル５１と、一対のマグネット５２ａ，５２ｂと、一対のヨーク５３ａ，５３ｂとを備えたボイスコイルモータであって、ロックリング４０を、ベース部１０に対して、光軸I回りに所定の角度範囲内で回転駆動するものである。
コイル５１は、ブレ補正レンズ群Ｌの外径側に設けられ、光軸Ｉに対して略直交する面に沿って環状に巻かれた巻線を備えている。

図４は、コイル５１を光軸Ｉに沿った方向から見た平面形状を示す図である。
コイル５１は、その平面形状が、径方向にわたって略一定の幅を有する円弧状に形成され、その内径側を光軸Ｉ側に向けて配置されている。そして、図示しない巻線は、その外周縁部に沿って巻かれている。
コイル５１は、光軸Ｉ回りの周方向における両端部に、後述するマグネット５２ａ，５２ｂの磁化方向と交差して配置された一対の直線部５１ａ，５１ｂを備えている。
直線部５１ａ，５１ｂは、コイル５１の巻線に通電したときに、作用する電磁力によってロックリング４０を光軸Ｉ回りに回転させる駆動力を発生する部分である。
これらの直線部５１ａ，５１ｂは、コイル５１の内周縁部に沿ったその延長線５１ｃ，５１ｄが交わる交点Ｘが、コイル５１に対して、光軸Ｉの反対側となるように配置されている。

マグネット５２ａ，５２ｂは、図１に示すように、光軸Ｉに沿った方向にコイル５１を挟んで対向して配置されている。マグネット５２ａは、ベース部１０の部材１２に固定され、また、マグネット５２ｂは、部材１３に固定されている。
図２に示すように、マグネット５２ａは、その光軸Iに沿った方向から見た平面形状が、光軸Iを中心としかつ径方向の幅が周方向にわたって略一定である円弧状に形成され、その周方向の長さは、コイル５１よりも長く設定されている。
また、マグネット５２ｂも、マグネット５２ａと同様の平面形状となっている。また、マグネット５２ａは、その磁化方向を光軸Iに対する周方向に沿った配置され、その両端部がＮ極及びＳ極となっている。また、マグネット５２ａ，５２bは、Ｎ極とＳ極との間の中間部の一定の範囲にわたって、ほとんど極性を示さない領域である不感帯域５２ｃが形成されている。不感帯域５２ｃは、光軸Ｉに対する径方向に沿って、略一定の横幅を有する帯状に形成されている。

ヨーク５３ａ，５３ｂは、図１に示すように、それぞれマグネット５２ａ，５２ｂのコイル５１とは反対側の面部に沿って配置され、それぞれベース部１０の部材１２及び部材１３に固定されている。また、ヨーク５３ａ，５３ｂを光軸Ｉに沿った方向から見た平面形状は、それぞれ対応するマグネット５２ａ，５２ｂと略同じとなっている。

図５は、本実施例におけるマグネット５２ａの不感帯域と、コイル５１の直線部５１ａとの関係を示す図である。
図５においては、ロックリング４０が、その光軸Ｉ回りの回転範囲において、図５の紙面に向かって最も時計回りに移動した状態を示す図である。このとき、コイル５１の直線部５１ａは、マグネット５２ａの不感帯域５２ｃに対して最も近づいた状態となっている。
ここで、仮に直線部５１ａ，５１ｂを、図６に示す従来技術のように、光軸Ｉに対して略放射状に配置した場合は、直線部５１ａの光軸Ｉに近い側の部分が不感帯域５２ｃと重なり、この部分は駆動力の発生に寄与しなくなってしまうから、駆動力が低下してしまう。
しかし、本実施例の場合は、直線部５１ａ，５１ｂを、光軸Ｉに対して放射状となる配置よりも、光軸Ｉに近い側の間隔を広げた配置となっているから、直線部５１ａが不感帯域と重なることを防止できる。このため、直線部５１ａは、コイル５１への通電時に、その全長にわたって駆動力を発生するから、ロック用アクチュエータ５０の駆動力を確保することができる。なお、このような本実施例の効果は、ブレ補正装置のサイズが小さいほど有利となる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）コイル部に設けられた一対の直線部がなす角度は、特に限定されないが、これらの直線部のうち一方が、最も磁性体の不感帯域側に近づいたときに、これらが光軸Ｉに沿った方向に重複せず、かつ、直線部及び磁界方向に対してそれぞれ直交する駆動力の発生方向が、ロック部材の移動方向に対して極端に異ならないように考慮して設定するとよい。
（２）本発明のブレ補正装置は、例えば、レンズ一体型カメラのレンズ鏡筒、レンズ交換式カメラの交換用レンズ鏡筒、双眼鏡、望遠鏡、単眼鏡等の光学機器の光学系に用いることができる。また、このようなカメラは、デジタルカメラ又はフィルムカメラのどちらであってもよく、さらに、スチル用、ムービー用、これら両方の機能を有するもののいずれであってもよい。

本発明を適用したブレ補正装置の実施例を、径方向に切って見た状態を示す断面図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 図１のブレ補正装置のロック機構部の分解図である。 図１のブレ補正装置におけるロック用アクチュエータのコイルの形状を示す図である。 図１のブレ補正装置のロック用アクチュエータにおけるマグネットの不感帯域とコイルとの関係を示す図である。 従来技術に係るブレ補正装置のロック機構の構成を示す図である。

符号の説明

１ ブレ補正装置
Ｌ ブレ補正レンズ群
Ｉ 光軸
１０ ベース部
２０ 可動レンズ枠
２１ コイル固定部
２２ ロック突起部
３０ ＶＲアクチュエータ
３１ コイル
３２ マグネット
３３ａ，３３ｂ ヨーク
４０ ロックリング
４１ 凸部
４２ コイル固定部
５０ ロック用アクチュエータ
５１ コイル
５１ａ，５１ｂ 直線部
５２ａ，５２ｂ マグネット
５２ｃ 不感帯域
５３ａ，５３ｂ ヨーク

Claims (4)

1. ブレ補正光学系を支持し前記ブレ補正光学系の光軸と交差する方向に移動可能なレンズ枠と、
   前記光軸回りに前記レンズ枠と相対的に回転し前記レンズ枠を拘束するロック位置と、前記レンズ枠のロックを解放する開放位置との間を移動するロック部材と、
   前記レンズ枠及び前記ロック部材の一方に備えられ前記光軸回りに環状に巻かれた巻線を有するコイル部と、
   前記レンズ枠及び前記ロック部材の他方に備えられ前記コイル部に対向して備えられた磁性体とを含むブレ補正装置において、
   前記磁性体は、前記光軸回りの円周方向の一端側に備えられ第１極性を有する第１部分と、前記円周方向の他端側に備えられ前記第１極性とは逆の第２極性を有する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に備えられ前記第１部分及び前記第２部分よりも弱い磁力を生じる第３部分とを有し、
   前記コイル部は、前記円周方向の一端側に備えられ前記光軸と直交する面と平行な第１方向に延びる第１直線部と、前記円周方向の他端側に備えられ、前記第１方向と交差し前記光軸と直交する面と平行な第２方向に延びる第２直線部とを有し、
   前記光軸は、前記第１直線部と前記第２直線部との交点と、前記コイル部との間に備えられ、
   前記第１直線部及び前記第２直線部は、前記ロック部材が、前記ロック位置と前記開放位置との間を移動するとき、前記第３部分と対向しないように備えられていることを特徴とするブレ補正装置。
2. 請求項１に記載されたブレ補正装置であって、
   前記ロック部材は、回転中心位置に一方側から他方側に貫通する貫通領域を有し、前記貫通領域の内周側には、前記レンズ枠の外周側に設けられた第１係合部に係合する第２係合部が設けられていることを特徴とするブレ補正装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたブレ補正装置であって、前記ロック部材の外周側に備えられ、前記ロック部材を回転可能に支持する支持部を有することを特徴とするブレ補正装置。
4. 請求項１から請求項３までの何れか１項に記載されたブレ補正装置を備えたことを特徴とする光学機器。

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