JP4750402B2

JP4750402B2 - 光学機器

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Publication number: JP4750402B2
Application number: JP2004318120A
Authority: JP
Inventors: 梅津　　琢治
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2011-08-17
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Also published as: US7460775B2; US20060093339A1; JP2006126718A

Description

本発明は、ビデオカメラやデジタルスチールカメラ等の撮像装置や交換タイプのレンズ装置などの光学機器に関するものである。

撮像装置や交換レンズ装置には、光軸に略直交する方向にレンズを移動させることによって、撮影光学系の光軸を曲げ、手振れ等に起因する像振れを補正する振れ補正装置が搭載されていることが多い。このような振れ補正装置では、レンズ鏡筒内部のスペースを有効に使用するために、光軸と垂直な平面内において、振れ補正装置の一部が他のレンズ移動枠の一部と重なる、或いは他のレンズ移動枠の一部が振れ補正装置の一部と重なるという特許文献１のタイプが知られており、振れ補正装置中のマグネットやコイルなどの駆動発生部は、光軸と直交する方向において、被駆動ガラスと同一平面内に配置することが一般的である。

特開平１０−７３８５７号公報

しかしながら、被駆動ガラスの内側に光量調節ユニットが挿入されている場合に、光量調節装置を避けてその外側にコイルやマグネットを配置すると、振れ補正装置の大径化を招いてしまう。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、振れ補正手段を効率良く内部に配置した小型の光学機器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る光学機器の技術的特徴は、光軸方向において光量調節ユニットを挟んで物体側に配置された第１の補正レンズと像面側に配置された第２の補正レンズと、前記第１及び第２の補正レンズを一体的に連結する連結部を有し前記第１及び第２の補正レンズを保持する第１のレンズ移動枠と、像振れを補正するために光軸に垂直な平面内で前記第１のレンズ移動枠を移動させ、前記光軸方向において前記連結部よりも物体側に配置されたコイルとマグネットとを含む駆動手段と、前記第１の補正レンズよりも物体側に配置され前記光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズと、前記変倍レンズを保持する第２のレンズ移動枠と、を有し、前記光軸方向から見た場合に前記コイルと前記マグネットと前記連結部とが重なっており、前記コイルと前記マグネットとのうち一方が前記第１のレンズ移動枠に固定され、他方が前記第１のレンズ移動枠を前記光軸に垂直な平面内で移動可能に支持するベース部材に固定され、前記コイルと前記マグネットとのうち少なくとも何れかが前記第１の補正レンズよりも物体側に配置され、前記第２のレンズ移動枠が像面側に移動した際に、前記変倍レンズの一部が前記光軸に垂直な平面内において前記第１の補正レンズよりも物体側に配置された前記コイルと前記マグネットとのうち少なくとも何れかと重なるようにしたことにある。

本発明に係る光学機器によれば、振れ補正手段を空間内の空スペースに効率良く配置し小型化が可能となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例のカメラの斜視図である。カメラ本体１内には、ズーミングが可能なレンズ鏡筒２内の撮影光学系により形成された被写体像を記録するための銀塩フィルム又は撮像素子が収納されている。

図２はレンズ鏡筒２の分解斜視図、図３はレンズ鏡筒２の断面図を示し、撮影光学系は物体側から順に、凸、凹、凸、凸の第１、第２、第３，第４レンズユニットＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４により構成されたレンズ光学系を有している。また、図４は第２レンズユニットＬ２の望遠側位置での拡大断面図であり、振れ補正装置としてのシフトユニット部３及びレンズ機構を示している。

第２レンズユニットＬ２（第２のレンズ移動枠）は光軸方向に移動することにより変倍作用を行い、複数枚のレンズを有する第３レンズユニットＬ３（第１のレンズ移動枠）は光軸Ａに対して略直交する光軸直交面内、即ち光軸Ａに対して略直交する光軸直交方向に移動することにより撮影光束を屈曲させて振れ補正作用を行うようになっている。この第３レンズユニットＬ３は、物体側に配置された第３ａレンズサブユニットＬ３ａ（第１のレンズ保持部）と、像面側に配置された第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂ（第２のレンズ保持部）とに二体化されている。また、第４レンズユニットＬ４は光軸方向に移動することにより、焦点調節作用を行う。

また、第１レンズユニットＬ１は前玉鏡筒４により保持され、前玉鏡筒４の後端に結合された所定位置に固定され、前玉鏡筒４の後部に接続された固定鏡筒５の後端は、シフトユニット部３のベース部材であるシフトベース３ａに結合され、シフトベース３ａに後部鏡筒６が結合されている。

第２レンズユニットＬ２はバリエータ移動枠７に保持され、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂはシフトユニット部３に一体的に保持され、これらを光軸直交方向に移動させるようになっている。

後部鏡筒６には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８が中間部材８ａを介して取り付けられており、この中間部材８ａは撮像素子８を接着等により固定した後に、後部鏡筒６に対してビス止めされている。

固定鏡筒５と後部鏡筒６との間に第１ガイドバー９ａが保持され、固定鏡筒５に第２ガイドバー９ｂが圧入されている。また、シフトベース３ａと後部鏡筒６との間に第３、第４ガイドバー９ｃ、９ｄが保持されている。そして、第１、第２ガイドバー９ａ、９ｂによりバリエータ移動枠７が光軸方向に移動可能に支持され、第３、第４ガイドバー９ｃ、９ｄによりレンズユニットＬ４を保持するフォーカス移動枠１０が光軸方向に移動可能に支持されている。

シフトユニット部３のシフトベース３ａは、固定鏡筒５に対する位置決め後に、後部鏡筒６と固定鏡筒５との間に挟み込まれ、これらに結合されている。シフトユニット部３内には、撮影光学系に入射した光量を変化させるための光量調節ユニット１１がシフトベース３ａにビス止めにより固定されて組み込まれ、２枚の絞り羽根１１ａ、１１ｂを光軸直交方向に移動させて開口径を変化させる。また光量調節ユニット１１には、２濃度のＮＤフィルタ１１ｃが絞り羽根１１ａ、１１ｂとは独立して、光路に対して進退できるように配置されている。

後部鏡筒６は固定鏡筒５に対して位置決めされ、かつ前述したようにシフトベース３ａを挟み込んだ上で、ビスにより後方から共締め固定される。この際に、固定鏡筒５の後端上部に形成された係合穴部５ａと、後部鏡筒６の前端上部に形成された係合突起部６ａとが係合されている。

第４レンズユニットＬ４を固定したフォーカス移動枠１０は、ボイスコイルモータから成るフォーカスモータにより光軸方向に駆動され、このフォーカスモータはコイル１０ａ、ドライブマグネット１０ｂ、ヨーク部材１０ｃにより構成されている。ここで、コイル１０ａに電流を流すと、マグネット１０ｂとコイル１０ａとの間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠１０が光軸方向に駆動される。

またフォーカス移動枠１０には、光軸方向に多極着磁された図示しないセンサマグネットが保持されており、後部鏡筒６におけるセンサマグネットに対向した位置には、センサマグネットの移動に伴う磁力線の変化を読み取るＭＲセンサ１０ｄがビス止め固定されている。ＭＲセンサ１０ｄからの信号を用いることで、フォーカス移動枠１０つまりは第４レンズユニットＬ４の所定の基準位置からの移動量を検出することができる。

第２レンズユニットＬ２を固定したバリエータ移動枠７は、ズームモータとして作用するステッピングモータ７ａにより光軸方向に駆動される。このステッピングモータ７ａは支持部材を介して固定鏡筒５にビス止め固定され、その出力軸にはリードスクリュ７ｂが形成されている。リードスクリュ７ｂにはバリエータ移動枠７に取り付けられたラック７ｃが噛合されているので、ステッピングモータ７ａに通電されリードスクリュ７ｂが回転すると、バリエータ移動枠７と共に第２レンズユニットＬ２が光軸方向に駆動される。

なお、ラック７ｃ、バリエータ移動枠７、第１及び第２ガイドバー９ａ、９ｂ及びリードスクリュ７ｂは、ねじりコイルばね７ｄの付勢力によって相互間のがた付きが防止されている。

固定鏡筒５には、ビス７ｅにより基板を介してフォトインタラプタから成るズームリセットスイッチ７ｆが固定され、このズームリセットスイッチ７ｆはバリエータ移動枠７の基準位置を検出し、バリエータ移動枠７に形成された遮光部７ｇの光軸方向への移動による遮光状態／透光状態の切換わりを検出する。

シフトユニット部３において、第３ａレンズサブユニットＬ３ａ及び第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂは、カメラの縦方向つまりピッチ方向（第２の光軸直交方向）の角度変化による像振れを補正するためのピッチ駆動アクチュエータと、カメラの横方向つまりヨー方向（第１の光軸直交方向）の角度変化による像振れを補正するためのヨー駆動アクチュエータとにより光軸直交面内で駆動される。

カメラ本体１には、ピッチ方向及びヨー方向の角度変化を検出するための振動ジャイロから成る２方向の振れセンサが搭載されており、カメラの制御全体を行うＣＰＵ等の制御回路は、これらの振れセンサからの出力と、第３ａレンズサブユニットＬ３ａ及び第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂの光軸直交面内での位置を検出する位置センサからの信号とに基づいて、各アクチュエータを制御するようになっており、ピッチ方向とヨー方向では各アクチュエータはそれぞれ独立に駆動制御される。

また、ピッチ方向用のアクチュエータ及び位置センサと、ヨー方向用のアクチュエータ及び位置センサは、互いに９０度の角度を成すように配置されているが、構成自体は同一であるので、次にヨー方向のみについて説明する。

第３ａレンズサブユニットＬ３ａはシフトユニット部３の第１シフト鏡筒３ｂにより保持され、第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂは第２シフト鏡筒３ｃにより保持されている。なお、第１シフト鏡筒３ｂと第２シフト鏡筒３ｃは相対的な偏心をなくすための調整、即ち第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂの光軸を合わせるための調整を行った後に、接着剤３ｆにより接着固定されている。

第１シフト鏡筒３ｂには、第３ａレンズサブユニットＬ３ａを保持するレンズ保持部３ｄと、このレンズ保持部３ｄと第２シフト鏡筒３ｃとを連結する連結部３ｅとが設けられている。この連結部３ｅは連結強度の確保のため、レンズ保持部３ｄの両側に形成されている。このように、第２シフト鏡筒３ｃは第１シフト鏡筒３ｂの連結部３ｅに対して接着されるので、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとの間の光軸方向間隔は一定であり、かつ実際に光軸Ａを曲げて像振れ補正を行う際には両者は一体的に移動する。

既に、第２シフト鏡筒３ｃが一体化された第１シフト鏡筒３ｂに対して、マグネットベース３ｇがこれらの間に金属プレート３ｈが挟み込んだ状態でビス３ｉにより固定されている。また、マグネットベース３ｇには、駆動用と位置検出用とを兼ねるマグネット３ｊが圧入保持されており、組み込み後にマグネットベース３ｇとマグネット３ｊとの相対位置関係はずれることはない。マグネット３ｊの位置は第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂに対して固定された位置に定まり、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂの位置を正確に検出することができる。

シフトベース３ａとマグネットベース３ｇとの間の光軸直交面内における光軸回りに３個のボール３ｋが配置され、ボール３ｋとマグネットベース３ｇとの間には、前述した金属プレート３ｈが配置され、金属プレート３ｈの材質としては例えばステンレス鋼などが適している。金属プレート３ｈの存在によって、カメラが衝撃を受けた際に、ボール３ｋがモールド部品であるマグネットベース３ｇに打痕が付き、シフトユニット部３の駆動特性が劣化することを防止している。

一方、ボール３ｋとシフトベース３ａとの間には、ステンレス鋼などから略Ｕ字形状に形成されたボールホルダ３ｌが配置されている。このボールホルダ３ｌはシフトベース３ａに形成された穴部３ｍに圧入され、その内部でボール３ｋは回転可能に保持されている。なお、ボール３ｋの材質としては、その近傍に配置されたマグネット３ｊに吸引されないように、ステンレス鋼などが好適である。

シフトベース３ａとマグネットベース３ｇに、ボール３ｋを確実に当接させておくための力は、マグネット３ｊと後ヨーク３ｎとの間に作用する吸引力である。この吸引力によって、マグネットベース３ｇがシフトベース３ａに近付く方向に付勢されることにより、３個のボール３ｋは３個のボールホルダ３ｌの光軸方向端面と金属プレート３ｈの３個所に対して押圧状態で当接する。３個のボール３ｋが当接する各面は、撮影光学系の光軸Ａに対して直交する方向に広がっている。

３個のボール３ｋの呼び径は同じであるので、３個のボールホルダ３ｌの光軸方向端面間の光軸方向における位置差、及び金属プレート３ｈにおける３個のボール当接個所の光軸方向における位置差を小さく抑えることにより、第３レンズユニットＬ３を光軸に対する倒れを生じさせずに、光軸直交面内で移動させることができる。

マグネット３ｊは光軸Ａから放射方向に２極着磁され、前ヨーク３ｏはマグネット３ｊに吸着固定され、マグネット３ｊの光軸方向前側の磁束を閉じるためのものである。シフトベース３ａに電磁コイル３ｐが接着固定され、後ヨーク３ｎはマグネット３ｊの光軸方向後側の磁束を閉じるためのものである。後ヨーク３ｎは電磁コイル３ｐを挟んでマグネット３ｊとは反対側に配置されてシフトベース３ａにより保持され、これらのマグネット３ｊ、前ヨーク３ｏ、後ヨーク３ｎ及び電磁コイル３ｐにより磁気回路が形成されている。

マグネット３ｊと後ヨーク３ｎとの間の吸引力を利用して、マグネットベース３ｇはシフトベース３ａに対して付勢されているので、この付勢のためのばね部材等の部品が不要となり、シフトユニット部３の小型化を図ることができる。

この磁気回路は所謂ムービングマグネット型のアクチュエータであり、電磁コイル３ｐに電流を流すと、マグネット３ｊの着磁境界に対して略直交する方向に、マグネット３ｊと電磁コイル３ｐに生ずる磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、マグネットベース３ｇを光軸直交方向に移動させる。

このような構成のアクチュエータが、第３レンズユニットＬ３に対して縦方向及び横方向にそれぞれ配置されているので、第３レンズユニットＬ３を互いに略直交する２つ光軸直交方向に駆動することができ、これら縦方向と横方向、つまりピッチ方向とヨー方向の駆動の合成により、第３レンズユニットＬ３を光軸直交面内の所定の範囲内で自在に移動させることができる。

マグネットベース３ｇが光軸直交方向に動くときの摩擦は、ボール３ｋと金属プレート３ｈとの間及びボール３ｋとボールホルダ３ｌとの間のそれぞれに発生する転がり摩擦のみであるため、吸引力が作用するにも拘らず、第３レンズユニットＬ３を極めて円滑に光軸直交面内で移動することができ、かつ微小な移動量制御も可能となる。なお、ボール３ｋに潤滑油を塗布することで、更に摩擦力を低減させることができる。

第３レンズユニットＬ３の位置検出はホール素子３ｑにより行われる。このホール素子３ｑは磁束密度を電気信号に変換するものであり、シフトベース３ａに固定された押え板３ｒに取り付けられたＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）３ｓに半田付けされている。ＦＰＣ３ｓを押え板３ｒに固定することによってその浮きを防止し、かつホール素子３ｑの位置がずれることを防止している。

第３レンズユニットＬ３が縦方向又は横方向に駆動されたとき、ホール素子３ｑによって磁束密度の変化が検出され、この磁束密度の変化を示す電気信号がホール素子３ｑから出力される。このホール素子３ｑからの電気信号に基づいて、第３レンズユニットＬ３の位置を検出することができる。なお、マグネット３ｊは駆動用マグネットであると共に、位置検出用マグネットとしても用いられている。

バリエータ移動枠７が望遠側に移動したときには、第２レンズユニットＬ２は第３レンズユニットＬ３の直前側に位置することになる。その際に、第２レンズユニットＬ２は光軸と垂直な平面上において、マグネット３ｊや前ヨーク３ｏと重なっている。これは、光量調節ユニット１１に対して、光軸方向前側にシフトユニット部３の駆動部をレイアウトしていることも関係している。つまり、シフトユニット部３の駆動手段の一部と第２レンズユニットＬ２を光軸と垂直な平面内で重ねることによって、第２レンズユニットＬ２と第３レンズユニットＬ３の距離を従来通りに近付け、所望の倍率を確保しながら、シフトユニット部３を大径化することなく、第３レンズユニットＬ３に防振機能を持たせることが可能となる。

図５はシフトユニット部３に光量調節ユニット１１を組み込む際の斜視図であり、図４に示すように光量調節ユニット１１は光軸付近において、押え板１１ｄ、第１の絞り羽根１１ａ、第２の絞り羽根１１ｂ、仕切り板１１ｅ、絞り地板１１ｆ及びＮＤフィルタ１１ｃから成る光軸方向の厚みを持っている。

押え板１１ｄからＮＤフィルタ１１ｃまでの厚み部は、第１のシフト鏡筒３ｂにおけるレンズ保持部３ｄと、第２シフト鏡筒３ｃと、両側の連結部３ｅとにより囲まれた空間Ｓ内に、両側の連結部３ｅの配置方向に対して直交する方向から挿入される。そして、図５に示すように光量調節ユニット１１の挿入に際して、取付ベース部１１ｇがシフトベース３ａのセルフタッブビス用の下穴部３ｔに対してビス１１ｈで固定される。これにより、押え板１１ｄからＮＤフィルタ１１ｃまでの厚み部は、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとの間に介在することになる。

図６はシフトユニット部３の主構成機構別の分解斜視図を示し、シフトユニット部３は主にマグネット３ｊ、前ヨーク３ｏから成るシフトマグネットユニット１２と、主に電磁コイル３ｐ、ホール素子３ｑ及び後ヨーク３ｎから成るコイルユニット１３と、主に第３ａ、第３ｂレンズサブユニットＬ３ａ、Ｌ３ｂや第１、第２シフト鏡筒３ｂ、３ｃから成るシフト移動枠ユニット１４とにより構成されている。

シフトマグネットユニット１２はマグネットベース３ｇに対してマグネット３ｊを圧入して組み込み、その後に前ヨーク３ｏを光軸直交方向にマグネットベース３ｇに滑り込ませ、マグネットベース３ｇに対して圧入する。コイルユニット１３は先ずシフトベース３ａに対して、後ヨーク３ｎを光軸直交方向に滑り込ませ、シフトベース３ａに対して圧入する。後ヨーク３ｎとシフトベース３ａの境界部３ｕに接着剤を塗布し、より確実に後ヨーク３ｎをシフトベース３ａに対して固定することが好ましい。

その後に、電磁コイル３ｐを光軸方向にシフトベース３ａに対して組み込み、その上からホール素子３ｑを既に半田付けしたＦＰＣ３ｓを電磁コイル３ｐ上に被せ、最後にフレキシブル押え板３ｒを引掛部３ｖに引っ掛けた上で、ビス３ｗでシフトベース３ａに締め付け、電磁コイル３ｐ、ＦＰＣ３ｓを抑え込む。

シフト移動枠ユニット１４は第３ａレンズサブユニットＬ３ａを加締めて固定した第１シフト鏡筒３ｂと、第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂを加締めて固定した第２シフト鏡筒３ｃを、前述したように接着剤３ｆで固定して組み立てられる。

シフトユニット部３はコイルユニット１３の上にボールホルダ３ｌとボール３ｋを乗せた後に、シフト移動枠ユニット１４の連結部３ｅとシフトマグネットユニット１２とにより、コイルユニット１３及びシフトベース３ａの一部を挟み込むようにして組み立てる。このとき、第１シフト鏡筒３ｂのフランジ部３ｘをシフトベース３ａの開口部３ｙ内を光軸方向の前側に貫通させ、その後にシフトベース３ａよりも前側で、ビス３ｉによってシフトマグネットユニット１２のマグネットベース３ｇは固定される。

このように、シフト移動枠ユニット１４とシフトマグネットユニット１２とにより、コイルユニット１３及びシフトベース３ａの一部を挟み込んだ後に、シフト移動枠ユニット１４とシフトマグネットユニット１２はビス３ｉによって固定される。これにより、仮にカメラの前側からマグネット３ｊと後ヨーク３ｎとの間に作用する吸引力を上回る衝撃力が加わっても、シフト移動枠ユニット１４の連結部３ｅが、コイルユニット１３又はシフトベース３ａの一部に当接してストッパとなり、また後側から衝撃を受けたときには、ボール３ｋ自体がストッパとなるため、シフト移動枠ユニット１４がシフトユニット部３から脱落して駆動不能となることが防止される。

ここで本来、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとを一体的に連結するための連結部３ｅをストッパとしても用いることにより、連結部３ｅとは別にストッパ部を設ける必要がなく、シフトユニット部３の構成の簡略化やレンズ鏡筒２の小型化に寄与する。

また、シフトマグネットユニット１２とコイルユニット１３は、連結部３ｅに対して光軸方向の前側に配置され、かつ連結部３ｅよりも光軸Ａに近い位置に配置されている。本実施例では、連結部３ｅを設けたことにより、第３レンズユニットＬ３の外周回りのスペースが狭くなるが、上記のような配置を採用することで、レンズ鏡筒２の径を大きくすることなく、シフトマグネットユニット１２とコイルユニット１３を配置することができる。

前述したように、光量調節ユニット１１はシフトユニット部３が完成した後に、シフト移動枠ユニット１４の空間Ｓ内に後方から挿し込み、ビス止め固定するという構成を採ることにより、光量調節ユニット１１の組付前においてシフトユニット部３の単品での性能評価を容易に行うことができ、かつ光量調節ユニット１１の組付作業も容易となる。

第３レンズユニットＬ３の光軸合わせは、シフトベース３ａに形成された穴部３ｍの内周に設けられた壁部３ｚが基準となり、設計値としては、光軸Ａの中心から壁部３ｚまでの距離は同じに設定されている。図４は横方向の断面図であるが、縦方向にも壁部３ｚが上下２個所に存在し、合計４個所の壁部３ｚが存在する。

シフト移動枠ユニット１４とシフトマグネットユニット１２から成る可動部を、光軸直交方向である図４に示すＩ方向及びこの方向に直交する方向に移動させることにより壁部３ｚに突き当て、それぞれの突き当て位置でのホール素子３ｑの出力を読み取る。そして、読み取ったホール素子３ｑの出力の中心に相当する中心位置が、第３レンズユニットＬ３の光軸が撮影光学系の光軸Ａに一致する位置となり、この位置はカメラ本体１に搭載されたメモリに記憶される。カメラに振れが生じていないときは、可動部が中心位置に保持されるように電磁コイル３ｐへの通電が制御される。

このように、シフトベース３ａは可動部の中心位置出しのための壁部３ｚを有する部材であり、かつ電磁コイル３ｐや後ヨーク３ｎを保持する部材としても用いられているため、部品点数の削減に寄与している。

図７はブロック回路構成図を示し、図１〜図６で説明したレンズ鏡筒２の構成要素については、同一の符号を付している。第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２、第３ａ、３ｂレンズサブユニットＬ３ａ、Ｌ３ｂ、第４レンズユニットＬ４のレンズ群の結像面に配置された撮像素子８の出力は、カメラ信号処理回路２１に接続され、このカメラ信号処理回路２１の出力はＡＥゲート２２、ＡＦゲート２３に並列的に接続され、ＡＥゲート２２の出力は直接に、ＡＦゲート２３の出力はＡＦ信号処理回路２４を介して、カメラの制御を行う制御回路２５に接続されている。

また制御回路２５には、第２レンズユニットＬ２の駆動源であるステッピングモータ７ａ、第４レンズユニットＬ４の駆動源であるボイスコイルモータ２６、光量調節ユニット１１の駆動源である絞りモータ２７、第２レンズユニットＬ２が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するズームリセットスイッチ７ｆ、絞りエンコーダ２８、ＭＲセンサ１０ｄ、電磁コイル３ｐ、ズームスイッチ２９、ズームトラッキングメモリ３０、ピッチ方向振れセンサ３１、ヨー方向振れセンサ３２が接続されている。

第２レンズユニットＬ２が基準位置に位置したことを検出した後に、ステッピングモータ７ａに入力するパルス信号数を連続して計数することにより、第２レンズユニットＬ２の光軸方向の基準位置に対する移動量の検出を行うことができる。絞りエンコーダ２８は絞りモータ２７内にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。

カメラ信号処理回路２１は撮像素子８からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などの信号処理を施し、これらの処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート２２、ＡＦゲート２３に供給される。ＡＥゲート２２、ＡＦゲート２３は、それぞれ露出制御及びピント合わせのために最適な信号の取出範囲を全画面の映像信号の中から設定する。ＡＥゲート２２、ＡＦゲート２３の大きさは可変であったり、複数個設けられたりする場合がある。ＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路２４は、映像信号の高周波成分に関する１つ又は複数の出力を生成する。

ズームトラッキングメモリ３０は変倍に際して、被写体距離と第２レンズユニットＬ２の位置に応じた第４レンズユニットＬ４の位置情報を記憶している。なお、このズームトラッキングメモリ３０は制御回路２５内のメモリを使用してもよい。

例えば、撮影者によりズームスイッチ２９が操作されると、制御回路２５はズームトラッキングメモリ３０の情報を基に算出した第２レンズユニットＬ２と第４レンズユニットＬ４の所定の位置関係が保たれるように、現在の第２レンズユニットＬ２の光軸方向の絶対位置を示す計数値と算出された第２レンズユニットＬ２のセットすべき位置とが一致する。また、現在の第４レンズユニットＬ４の光軸方向の絶対位置を示す計数値と、算出された第４レンズユニットＬ４のセットすべき位置とが一致するように、ステッピングモータ７ａとボイスコイルモータ２６の駆動を制御する。

またＡＦ動作では、制御回路２５はＡＦ信号処理回路２４の出力がピークを示すように、ボイスコイルモータ２６の駆動を制御する。更に、適正露出を得るために、制御回路２５はＡＥゲート２２を通過したＹ信号の出力の平均値を基準値として、絞りエンコーダ２８の出力がこの基準値となるように、絞りモータ２７の駆動を制御し光量を制御する。

制御回路２５はピッチ方向振れセンサ３１、ヨー方向振れセンサ３２からの出力と、ＭＲセンサ１０ｄからの信号に基づいて、電磁コイル３ｐへの通電を制御して、第３レンズユニットＬ３を駆動し像振れを補正する。

このように、本実施例では光量調節ユニット１１の前後に配置された第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂを光軸直交方向に駆動して像振れ補正を行う。このとき、シフトユニット部３の駆動部であるマグネット３ｊや前ヨーク３ｏは、被駆動部である第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂよりも前玉側に位置し、なお第２レンズユニットＬ２の外側に位置している。

即ち本実施例では、従来では被駆動部の真横に配置していた振れ補正のための駆動部を、光軸方向前側に配置することによって、径方向の大きさを大きくすることなく、つまり光量調節ユニット１１よりも外側に駆動部を配置することなく、従来通りの変倍作用を行うことができる。なお、第２レンズユニットＬ２と第３ａレンズサブユニットＬ３ａとを接近させてもよい。

これにより、ズームレンズ光学系の全長を長くすることなく、また径方向も大きくすることなく、像振れ補正装置を搭載した小型の光学機器を実現することができる。

上述の実施例では、ムービングマグネット型のアクチュエータを用いて第３レンズユニットＬ３を駆動する場合について説明したが、コイルを第３レンズユニットＬ３側に設け、マグネットをシフトベース３ａ側に設けたムービングコイル型のアクチュエータを用いる場合にも適用することができる。

また実施例では、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂを一体的に光軸直交方向に駆動する場合について説明したが、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとを別々に独立して駆動するようにしてもよい。この場合には、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂに対して、別々の駆動用アクチュエータを設けることになる。

更に実施例では、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置について説明したが、本発明はカメラ本体に対して着脱可能な交換レンズ装置や、防振機能を有する双眼鏡等の観察機器等の光学機器にも適用することができる。

実施例のカメラの斜視図である。カメラに搭載されたレンズ鏡筒の分解斜視図である。レンズ鏡筒の断面図である。シフトユニットの断面図である。シフトユニットに光量調節ユニットを組み込む場合の斜視図である。シフトユニットの分解斜視図である。カメラのブロック回路構成図である。

符号の説明

１カメラ本体
２レンズ鏡筒
３シフトユニット部
４前玉鏡筒
５固定鏡筒
６後部鏡筒
７バリエータ移動枠
８撮像素子
１０フォーカス移動枠
１１光量調節ユニット
Ｌ２第２レンズユニット
Ｌ３第３レンズユニット
Ｌ３ａ第３ａレンズサブユニット
Ｌ３ｂ第３ｂレンズサブユニット
Ｌ４第４レンズユニット

Claims

光軸方向において光量調節ユニットを挟んで物体側に配置された第１の補正レンズと像面側に配置された第２の補正レンズと、
前記第１及び第２の補正レンズを一体的に連結する連結部を有し前記第１及び第２の補正レンズを保持する第１のレンズ移動枠と、
像振れを補正するために光軸に垂直な平面内で前記第１のレンズ移動枠を移動させ、前記光軸方向において前記連結部よりも物体側に配置されたコイルとマグネットとを含む駆動手段と、
前記第１の補正レンズよりも物体側に配置され前記光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズと、
前記変倍レンズを保持する第２のレンズ移動枠と、を有し、
前記光軸方向から見た場合に前記コイルと前記マグネットと前記連結部とが重なっており、
前記コイルと前記マグネットとのうち一方が前記第１のレンズ移動枠に固定され、他方が前記第１のレンズ移動枠を前記光軸に垂直な平面内で移動可能に支持するベース部材に固定され、前記コイルと前記マグネットとのうち少なくとも何れかが前記第１の補正レンズよりも物体側に配置され、
前記第２のレンズ移動枠が像面側に移動した際に、前記変倍レンズの一部が前記光軸に垂直な平面内において前記第１の補正レンズよりも物体側に配置された前記コイルと前記マグネットとのうち少なくとも何れかと重なるようにしたことを特徴とする光学機器。
請求項１に記載の光学機器に搭載されたレンズ鏡筒。