JP4830512B2 - レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Description
このレンズ鏡筒は、沈胴動作時におけるレンズ群の光軸方向への移動と連動してこのレンズ群を光軸上から退避させる連動機構部を備えている。
また、光軸と交わる面内でシフト変位するブレ補正光学系を有するレンズ鏡筒が提案されている。
本発明の課題は、ブレ補正光学系を光軸上から退避させて収納可能でありかつコンパクトなレンズ鏡筒及びカメラを提供することである。
請求項1の発明は、光軸と交わる面内における位置が拘束された固定部と、前記固定部に対して前記光軸と交わる面内で移動可能に支持された振動部と、前記振動部に対して支持され、前記振動部に追従して前記光軸と交わる面内で移動するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系を前記振動部に対して相対移動させて前記光軸上から退避した退避位置へ移動させる退避機構部と、前記振動部を前記固定部に対して前記光軸と交わる面内において移動させ、その少なくとも一部が前記退避機構部ともに前記光軸に直交する面内に配置されたブレ補正駆動部と、前記振動部の前記固定部に対する位置を検出し、その少なくとも一部が前記退避機構部及び前記ブレ補正駆動部とともに前記光軸に直交する面内に配置された位置検出部とを備えるレンズ鏡筒である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のレンズ鏡筒において、前記位置検出部における前記ブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する磁界シールド部を備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項4の発明は、請求項3に記載のレンズ鏡筒において、前記ブレ補正駆動部は、前記振動部を前記固定部に対して前記光軸を交わる面内における第1の方向に移動させる第1のブレ補正駆動部と、前記振動部を前記固定部に対して前記第1の方向とは異なる方向であって前記光軸と交わる面内における第2の方向に移動させる第2のブレ補正駆動部とを含み、前記位置検出部は、前記振動部の前記固定部に対する前記光軸と交わる面内の第3の方向における位置を検出する第1の位置検出部と、前記振動部の前記固定部に対する前記第3の方向とは異なる方向であって前記光軸と交わる面内の第4の方向における位置を検出する第2の位置検出部とを含み、前記磁界シールド部は、前記第1のブレ補正駆動部と前記第1の位置検出部との間に配置され、前記第1の位置検出部における前記第1のブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する第1の磁界シールド部と、前記第2のブレ補正駆動部と前記第2の位置検出部との間に配置され、前記第2の位置検出部における前記第2のブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する第2の磁界シールド部とを含み、前記第1のブレ補正駆動部、前記第2のブレ補正駆動部、前記第1の位置検出部、前記第2の位置検出部は、前記光軸回りにおいて、前記第1のブレ補正駆動部、前記第1の位置検出部、前記第2のブレ補正駆動部、前記第2の位置検出部の順番で配列されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項5の発明は、請求項4に記載のレンズ鏡筒において、前記第1の方向は前記第3の方向と同じ方向であり、前記第2の方向は前記第4の方向と同じ方向であることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項7の発明は、請求項2から6のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、前記磁界シールド部は、前記ブレ補正駆動部、前記位置検出部の少なくとも一方に接続された回路を有するフレキシブルプリント基板と一体に形成されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラである。
図1は、実施例1のレンズ鏡筒の撮影状態における断面図である。図1(a)、図1(b)は、それぞれレンズ鏡筒の光軸を含む鉛直面における断面、及び、図1(a)のb−b部矢視断面を示す図である。
図2は、実施例1のレンズ鏡筒の沈胴状態における断面図である。図2(a)、図2(b)は、それぞれレンズ鏡筒の光軸を含む鉛直面における断面、及び、図2(a)のb−b部矢視断面を示す図である。
図3は、図1(b)のIII−III部矢視断面図である。
図4は、上述したレンズ鏡筒を含むカメラの構成を示すブロック図である。
CCD2は、上述した撮像光学系が結像する被写体像を電気的な信号に変換する固体撮像素子である。CCD2は、第4レンズ群L4の射出側に配置されている。
光学ローパスフィルタ(LPF)3は、CCD2が取得する画像上におけるモアレの発生を防止するものである。LPF3は、CCD2の撮像面部に設けられている。
また、CCD台4は、図3に示すように、沈胴時にブレ補正レンズ群室19をスライドさせる駆動部(連動部)4aが設けられている。
駆動部4aは、CCD台4の光軸方向対物側の面部から突き出して形成された突起状の部材である。駆動部4aは、その先端部に、ブレ補正レンズ群室19の当接部19bと係合し、ブレ補正レンズ群室19を退避させるカム面部4bが形成されている。
回転筒6は、固定筒5の内径側に挿入される筒体である。回転筒6は、外周面部から突き出して形成されたカムフォロワピンを備えている。
回転筒6は、レンズ鏡筒1の沈胴状態と撮影状態との間の移行、及び、撮影状態におけるテレ側とワイド側との間の移行に伴う駆動時に(以下、単に「レンズ鏡筒1の駆動時」と称する)、固定筒5に対して中心軸回りに回転することによって、固定筒5との間に設けられるカム機構によって、固定筒5に対して光軸A1方向に移動する。
カム筒8は、外側直進筒7の内径側に配置される筒体である。カム筒8は、その外周面部に第1レンズ群筒10を駆動するカム溝が形成されている。また、カム筒8は、その内周面部に第2レンズ群筒13及び第3レンズ群筒15をそれぞれ駆動するカム溝が形成されている。カム筒8は、レンズ鏡筒1の駆動時に、後述するレンズ駆動モータ24aによって中心軸回りに回転駆動されることによって、これらの各レンズ群筒を光軸方向に駆動するものである。
内側直進筒9は、カム筒8の内径側に挿入されるものである。内側直進筒9は、外側直進筒7とその光軸方向像側の端部において接続されている。内側直進筒9は、第2レンズ群筒13及び第3レンズ群筒15を、それぞれ光軸A1方向に直進案内するものである。
第1レンズ群ガイド筒11は、第1レンズ群筒10の外径側でありかつ外側直進筒7の内径側に配置された直進筒である。第1レンズ群ガイド筒11は、外側直進筒7に対して直進案内されるとともに、第1レンズ群筒10を直進案内するものである。
第1レンズ群室12は、その内径側に第1レンズ群L1が固定される円環状の部材である。第1レンズ群室12は、第1レンズ群筒10に対してネジ結合によって固定されている。
第2レンズ群室14は、その内径側に第2レンズ群L2が固定される円環状の部材である。第2レンズ群室14は、第2レンズ群筒13に対してネジ結合によって固定されている。
また、第3レンズ群筒15は、その内径側に遮光板15aを備えている。遮光板15aは、振動枠17とシャッタ絞りユニット22との間に配置されたリングプレート状の遮光部を備え、第3レンズ群筒15に対して固定されている。
上述した固定筒5、回転筒6、外側直進筒7、カム筒8、内側直進筒9、第1レンズ群筒10、第1レンズ群ガイド筒11、第1レンズ群室12、第2レンズ群筒13、第2レンズ群室14、第3レンズ群筒15の共通の中心軸A2は、通常撮影時において、光軸A1よりも上側に配置されている。これによって、これらの各筒体は、各レンズ群L1〜L4に対して偏心して配置されている。
ここで、本明細書において、通常撮影時とは、光軸A1を水平として横長の画像を撮影する際のレンズ鏡筒1の姿勢を指すものとする。
振動枠17は、固定枠16の光軸方向対物側の面部に対向して配置されている。振動枠17は、固定枠16に対して光軸A1と直交する面内において移動(シフト)可能に支持されている。振動枠17は、センタリングされた状態から、固定枠16に対して光軸A1と直交する方向(ラジアル方向)に例えば0.25mm程度移動可能となっている。また、振動枠17は、ブレ補正レンズ群室19を回転可能に軸支する回転軸17aを備えている。この回転軸17aは、図1(b)、図2(b)に示すように、通常撮影時における光軸A1の斜め上側に配置され、その軸方向は光軸A1と平行となっている。
また、固定枠16は、振動枠17側に突き出して形成され、その先端部に鋼球Bが当接する平底の凹部が形成された鋼球受け部16aが設けられている。
ここで、ピッチングとは、光軸と直交しかつ通常撮影時において水平方向に延在する軸回りのレンズ鏡筒の回転をいう。また、ヨーイングとは、光軸と直交しかつ通常撮影時において鉛直方向に延在する軸回りのレンズ鏡筒の回転をいう。
VCM18は、対ピッチングブレ補正用のもの、対ヨーイングブレ補正用のものがそれぞれ設けられ、これらには必要に応じて符号に添字P,Yをそれぞれ付して図示する(後述するジャイロセンサにおいても同じ)。
図1(b)、図2(b)に示すように、VCM18P,18Yは、それぞれ光軸A1に対して下側及び側方に設けられている。
また、VCM18は、駆動回路18a(図4参照)を備えている。駆動回路18aは、後述するブレ補正制御部29が行う公知のブレ補正制御に従って、VCM18に駆動電力を供給し、これらを動作させるものである。
ブレ補正レンズ群室19は、この回転軸17a回りに回転することによって、ブレ補正レンズ群L3の光軸が他のレンズ群の光軸A1と略一致した撮影状態と、光軸A1上から退避した収納状態との間を移行するものである。
また、ブレ補正レンズ群室19は、ブレ補正レンズ群室19を撮影状態における位置側に付勢するバネ19aと、CCD台4の駆動部4aと当接する当接部19bとを備えている。当接部19bは、これに対して駆動部4aが光軸方向に相対移動した際に、カム面部4bと摺動してカムフォロワとして機能し、ブレ補正レンズ群室19を回転軸17a回りに回転させるものである。
当接部19bは、駆動部4aと協働して連動機構部(退避機構部)を構成するものであって、その光軸A1に直交する面内において、上述したVCM18とともに配置されている。
図1(b)及び図2(b)に示すように、付勢バネ20は、光軸A1回りに周方向に離間して複数が配置されている。例えば、この実施例1の場合は、付勢バネ20は、VCM18、及び、ブレ補正レンズ群L3の撮影状態における位置から収納状態における位置への移動経路上を避けて、2本が設けられている。
シャッタ絞りユニット22は、第2レンズ群L2とブレ補正レンズ群L3との間に設けられ、露光時間を調整する図示しないシャッタ幕と、通過光量を調整する図示しない絞り部とを備えている。
シャッタ絞り駆動モータ22aは、シャッタ幕及び絞り部を駆動する駆動力を発生するアクチュエータである。
シャッタ絞り駆動機構22bは、シャッタ絞り駆動モータ22aの出力をシャッタ幕及び絞り部に伝達する動力伝達機構部である。
シャッタ絞り駆動回路22cは、メインバス36を介してCPU35から入力される命令に応じて、シャッタ絞り駆動モータ22aに駆動電力を供給するドライバ部を備えている。
レンズ駆動モータ24aは、各レンズ群を駆動する駆動力を発生するDCモータである。
レンズ駆動機構24bは、レンズ駆動モータ24aの出力を各レンズ群に伝達する動力伝達機構部である。このレンズ駆動機構24bは、上述した回転筒6及びカム筒8と、これらにレンズ駆動モータ24aの出力を伝達する図示しないギア列を含む。
レンズ駆動回路24cは、メインバス36を介してCPU35から入力される命令に応じてレンズ駆動モータ24aに駆動電力を供給するドライバ部を備えている。
メモリカードドライブ装置26は、メモリカード26aが着脱可能に装着されるスロット部を備えている。メモリカード26aは、例えばフラッシュメモリ等の書込可能な記憶装置を備えている。メモリカードドライブ装置26は、画像処理回路25が出力する画像データを、メモリカード26a内の記憶装置に書き込むものである。
位置検出器27は、固定枠16に対する振動枠17の2次元の変位に対応するため、検出方向が相互に異なった1対が設けられる(以下、これらをそれぞれ位置検出器271,272と称する)。位置検出器271,272の検出方向は、それぞれピッチング方向、ヨーイング方向とは異なるが、これらの出力に基づいて演算することによって、ピッチング方向、ヨーイング方向の振動枠17の変位を検出することが可能である。
これらの位置検出器271,272の配置等については、後に詳しく説明する。
また、ブレ補正制御部29は、位置検出器27が検出する固定枠16に対する振動枠17の位置に関する情報を用いて、フィードバック制御を行う。
レリーズスイッチ31は、ユーザがレリーズ操作を行う押しボタンスイッチである。レリーズスイッチ31は、そのストロークの中間領域まで押圧する半押し操作、及び、ストロークの最後まで押圧する全押し操作の入力が可能となっている。
半押し操作は、公知のAF駆動、AE制御、ブレ補正制御の開始を行うものである。
また、全押し操作は、レリーズ操作を入力するものである。
電源スイッチ33は、ユーザが電源回路32のオンオフ操作を入力するものである。
ズームスイッチ34は、ユーザがレンズ鏡筒1の焦点距離を変更するズーミング操作を入力するものである。
CPU35は、上述した各要素を含むカメラ全体を統括的に制御するものである。このCPU35は、上述した電源スイッチ33によって電源オフ操作が入力された際に、レンズ駆動回路24cに命令を出力して、レンズ鏡筒1の沈胴(収納)動作を開始させる収納制御部としても機能する。
図5に示すように、一方の位置検出器271は、光軸A1回りの周方向において、上述した一対のVCM18P,18Yの中間の領域に配置される。即ち、位置検出器271は、通常撮影時における水平方向における位置が、VCM18PよりもVCM18Y側に配置されるとともに、上下方向における位置が、VCM18Yよりも下側(VCM18P側)に配置されている。
また、他方の位置検出器272は、位置検出器271に対して、VCM18Pを通常撮影時における水平方向に挟んだ反対側に配置されている。
これによって、VCM18Y、位置検出器271、VCM18P、位置検出器272は、光軸A1回りの周方向において、時計回りにこの順序に配置されている。
図6は、ブレ補正装置の一部における構成を示す模式図であって、光軸と平行な平面を断面とする断面図である。
コイル18bは、これに通電される電流に応じて磁界の変化を発生させ、電磁誘導力によってマグネット18cを駆動するものである。コイル18bは、振動枠17の固定枠16と対向する側の面部に装着されている。
マグネット18cは、コイル18bが発生する磁界に応じて駆動される永久磁石である。マグネット18cは、固定枠16の振動枠17とは反対側の面部に装着されている。
また、VCM18は、コイル18b、マグネット18cに加えて、必要に応じて磁束を整える図示しないヨークが設けられる。
マグネット27aは、振動枠17の固定枠16と対向する面部に装着された永久磁石である。
ホール素子27bは、マグネット27aによって発生する磁界の強度を検出する磁気センサである。固定枠16の振動枠17とは反対側の面部に装着されている。
振動枠17側のシールド板37aは、振動枠17の固定枠16側の面部から突き出して設けられている。
固定枠16側のシールド板37bは、固定枠16の振動枠17とは反対側の面部から突き出して設けられている。
さらに、鋼球Bは、例えば3個が設けられている。鋼球Bのうち2個は、上述した一対の付勢バネ20に対して、それぞれ通常撮影時における上側に配置されている。残る1個の鋼球Bは、位置検出器271と、これに隣接するVCM18Y側のシールド板37との間に配置されている。
さらに、シャッタ絞り駆動モータ22aは、振動枠17よりも光軸A1方向において対物側に設けられている。これによって、シャッタ絞り駆動モータ22aは、位置検出器27のホール素子27bに対して、固定枠16及び振動枠17を挟んだ反対側に設けられている。
まず、回転筒6及びカム筒8は、レンズ駆動モータ24aによって、固定筒5に対して、中心軸A2回りに回転駆動される。このとき、各カム機構部の機能によって、第1レンズ群筒10、第2レンズ群筒13、第3レンズ群筒15は、それぞれ固定筒5に対して、光軸A1方向像側に移動する。
また、第4レンズ群室21は、図示しないフォーカシングモータによって駆動され、固定筒5に対して、光軸A1方向像側に移動する。
(1)VCM18、位置検出器27、及び、退避機構部を構成するブレ補正レンズ群室19の当接部19bを、それぞれ部分的に光軸に直交する面内に配置したから、これらの各要素を光軸方向における長さが小さいスペース内に収容することができ、レンズ鏡筒1の光軸A1方向の長さを短縮し、コンパクト化を図ることができる。
(2)VCM18と位置検出器27との間にシールド板37を配置したから、VCM18の駆動に伴いそのコイル18bが発生する磁界によって位置検出器27の誤検出が発生することを防止することができる。これによって、VCM18と位置検出器27との間隔を小さくすることができるから、レンズ鏡筒1をコンパクトにできるとともに、位置検出器27の検出精度を確保し、良好なブレ補正制御を行うことができる。
(3)VCM18Y、位置検出器271、VCM18P、位置検出器272を、光軸A1回りの周方向に沿って、この順序で配列することによって、これらを光軸A1から見た中心角が小さな範囲に配置することができ、ブレ補正レンズ群L3の退避経路や退避機構部のレイアウトの自由度が向上する。さらに、このように各要素を近接して配置しても、上述したシールド板37を設けることによって、VCM18が発生する磁界によって位置検出器27に誤検出が発生することを防止できる。
図7は、実施例2のレンズ鏡筒を光軸と直交する平面で切って見た状態を示す断面図であって、実施例1における図5に相当する断面を示すものである。
フレキシブルプリント基板(FPC)38は、VCM18の駆動回路18aが出力する電力を、図示しないメインFPCからコイル18bに伝達する中継FPCである。FPC38は、コイル18bに半田付けされた電気回路部を備えている。
また、FPC38は、その少なくともシールド部38aに相当する領域に公知の磁気シールド剤を塗布している。これによって、VCM18のコイル18bが発生する磁界が位置検出器27のホール素子27bに及ぼす影響が低減される。
以上説明した実施例2によれば、上述した実施例1と同様の効果に加えて、磁界シールド部をFPCと一体に形成したから、部品点数が低減され、装置の構造が簡素化される効果がある。
本発明は、以上説明した各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)装置の構成は、上述した各実施例のものに限定されず、適宜変更することができる。図8は、磁界シールド部の配置の他の例を示す図である。例えば、実施例1において、シールド板37はVCM18と位置検出器27との中間部に配置しているが、図8(a)に示すように、VCM18のコイル18bを包囲して配置したり、図8(b)に示すように、位置検出器27のホール素子27bを包囲して配置するようにしてもよい。
また、位置検出器271が振動枠17のピッチング方向の変位を検出し、位置検出器272が振動枠17のヨーイング方向の変位を検出するようにしてもよい。
(2)各実施例のレンズ鏡筒は、例えばデジタルスチルカメラの撮影用レンズ鏡筒であったが、本発明はこれに限らず、例えばフィルムカメラや、動画撮影用のムービーカメラにも適用することができる。
(3)実施例2は、FPCに磁気シールド材を塗布したものを磁界シールド部として用いているが、これに限らず、例えば磁界をシールドする機能を有する材料のシートをFPCに添付したり、このような材料をFPC基材の材料中に混入させてもよい。
18:VCM、19:ブレ補正レンズ群室、20:付勢バネ
27:位置検出器、29:ブレ補正制御部、35:CPU
36:シールド板、37:FPC
Claims (8)
- 光軸と交わる面内における位置が拘束された固定部と、
前記固定部に対して前記光軸と交わる面内で移動可能に支持された振動部と、
前記振動部に対して支持され、前記振動部に追従して前記光軸と交わる面内で移動するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系を前記振動部に対して相対移動させて前記光軸上から退避した退避位置へ移動させる退避機構部と、
前記振動部を前記固定部に対して前記光軸と交わる面内において移動させ、その少なくとも一部が前記退避機構部とともに前記光軸に直交する面内に配置されたブレ補正駆動部と、
前記振動部の前記固定部に対する位置を検出し、その少なくとも一部が前記退避機構部及び前記ブレ補正駆動部とともに前記光軸に直交する面内に配置された位置検出部と
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記位置検出部における前記ブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する磁界シールド部を備えること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記磁界シールド部は、前記ブレ補正駆動部と前記位置検出部との間に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項3に記載のレンズ鏡筒において、
前記ブレ補正駆動部は、前記振動部を前記固定部に対して前記光軸を交わる面内における第1の方向に移動させる第1のブレ補正駆動部と、前記振動部を前記固定部に対して前記第1の方向とは異なる方向であって前記光軸と交わる面内における第2の方向に移動させる第2のブレ補正駆動部とを含み、
前記位置検出部は、前記振動部の前記固定部に対する前記光軸と交わる面内の第3の方向における位置を検出する第1の位置検出部と、前記振動部の前記固定部に対する前記第3の方向とは異なる方向であって前記光軸と交わる面内の第4の方向における位置を検出する第2の位置検出部とを含み、
前記磁界シールド部は、前記第1のブレ補正駆動部と前記第1の位置検出部との間に配置され、前記第1の位置検出部における前記第1のブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する第1の磁界シールド部と、前記第2のブレ補正駆動部と前記第2の位置検出部との間に配置され、前記第2の位置検出部における前記第2のブレ補正駆動部に起因する磁界強度を低減する第2の磁界シールド部とを含み、
前記第1のブレ補正駆動部、前記第2のブレ補正駆動部、前記第1の位置検出部、前記第2の位置検出部は、前記光軸回りにおいて、前記第1のブレ補正駆動部、前記第1の位置検出部、前記第2のブレ補正駆動部、前記第2の位置検出部の順番で配列されること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項4に記載のレンズ鏡筒において、
前記第1の方向は前記第3の方向と同じ方向であり、前記第2の方向は前記第4の方向と同じ方向であること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記ブレ補正光学系の入射側又は射出側に配置され、前記ブレ補正光学系を通過する像光を遮断するシャッタ部と、
前記位置検出部に対して、前記光軸方向における位置が前記固定部及び前記振動部を挟んだ反対側に配置されるとともに、前記光軸方向から見て前記光軸を挟んだ反対側の領域に配置され、前記シャッタ部を駆動するシャッタ駆動部と
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項2から6のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記磁界シールド部は、前記ブレ補正駆動部、前記位置検出部の少なくとも一方に接続された回路を有するフレキシブルプリント基板と一体に形成されること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。
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