JP4871679B2 - Image blur correction device, lens barrel, and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、像ぶれを補正する像ぶれ補正装置、該像ぶれ補正装置を具備するレンズ鏡筒および撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image blur correction apparatus that corrects image blur, a lens barrel including the image blur correction apparatus, and an imaging apparatus.
現代のカメラでは、露出決定やピント合せ等の撮影にとって重要な作業は自動化されている。そのため、カメラ操作に未熟な人でも撮影の失敗を起す可能性は非常に少なくなっているが、カメラ振れによる撮影失敗は自動的に防ぐことが困難である。それ故、最近ではカメラ振れに起因する撮影失敗も防止するカメラが研究されている。特に、撮影者の手振れによる撮影失敗を防止することのできるカメラについての開発、研究が進められている。 In modern cameras, tasks important for shooting such as determining exposure and focusing are automated. Therefore, even a person who is not familiar with the camera operation has a very low possibility of shooting failure, but it is difficult to automatically prevent shooting failure due to camera shake. Therefore, recently, a camera that prevents photographing failure due to camera shake has been studied. In particular, the development and research of a camera that can prevent a shooting failure due to a camera shake of a photographer is underway.
上記の手振れは周波数として通常1Hz乃至12Hzの振動である。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していても像ぶれのない写真を撮影可能とするためには、まず、上記手振れによるカメラの振動を検出する。そして、その検出値に応じて補正レンズを変位させてやらなければならない。従って、カメラの振れが生じても像ぶれを生じない写真撮影を可能にするには、カメラの振動を正確に検出し、手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。 The above-mentioned camera shake is a vibration of usually 1 Hz to 12 Hz as a frequency. In order to be able to take a picture free from image blur even if such camera shake occurs at the shutter release time, first, camera vibration due to the camera shake is detected. Then, the correction lens must be displaced according to the detected value. Therefore, in order to enable photography that does not cause image blur even when camera shake occurs, it is necessary to accurately detect camera vibration and correct optical axis changes due to camera shake.
上記カメラ振れの防止は、原理的に言えば角加速度、角速度等を検出する振動センサ及び該センサよりの信号を電気的或は機械的に積分して角変位を出力するカメラ振れ検出システムを具備する。そして、光軸を偏心させる補正光学系及びその駆動機構をカメラに搭載することによって行うことができる。これに伴い、上記補正光学系を偏心可能にレンズ鏡筒内に保持する機構も各種提案されている。 In principle, the camera shake prevention includes a vibration sensor that detects angular acceleration, angular velocity, and the like, and a camera shake detection system that outputs an angular displacement by electrically or mechanically integrating a signal from the sensor. To do. And it can carry out by mounting the correction | amendment optical system which decenters an optical axis, and its drive mechanism in a camera. Accordingly, various mechanisms for holding the correction optical system in the lens barrel so as to be decentered have been proposed.
また、近年、屈曲光学系と呼ばれる、光軸が途中でプリズムやミラーで90度折り曲がった光学系を用いて、薄型で携帯性の良いカメラが開示されている。したがって、この薄型のカメラ内部にあるレンズ鏡筒も薄型の形状となっている。 In recent years, a thin camera having a high portability has been disclosed using an optical system called a bending optical system whose optical axis is bent 90 degrees with a prism or mirror in the middle. Therefore, the lens barrel inside the thin camera has a thin shape.
特許文献1に、カメラ振れが生じた時に結像面上での像ぶれの発生を防止するように動かされる補正光学系を内蔵しているカメラが開示されている。このカメラにおいて、補正光学系は、撮影光軸と平行に延在する少なくとも3本の互いに等しい長さの可撓性の支持棒によって片持式に支持された構造となっている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a camera that incorporates a correction optical system that is moved so as to prevent the occurrence of image blur on the imaging plane when camera shake occurs. In this camera, the correction optical system has a structure that is supported in a cantilever manner by at least three flexible support bars that extend in parallel to the photographing optical axis and have the same length.
また、光を電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子に被写体光を集光する撮影レンズ部材と、撮像素子を搭載する基板とを有する。そして、一端が撮影レンズ部材に固定され、他の一端が基板に固定された4本の可撓部材によって、撮影レンズ部材を偏心可能に支持している構造のものが、特許文献2に開示されている。
最近では、カメラにおける像ぶれを補正する装置に関して、数々の提案がなされている。これらの提案に開示されている像ぶれ補正装置では、補正光学系の構造が複雑であり、特にコンパクトカメラ等には不適であった。即ち、補正光学系は光軸に対して直交する方向に移動させなければならない。そのため、補正光学系の保持枠をスライド可能に支持させる必要があるため、構造の複雑化は避けられなかった。しかも光軸と直交する方向へ該保持枠を精密に動かす為の駆動機構及び駆動制御手段も一般に複雑で且つ高価である。よって、公知の像ぶれ補正装置はコンパクトカメラには適していなかった。 Recently, many proposals have been made regarding an apparatus for correcting image blur in a camera. In the image blur correction apparatus disclosed in these proposals, the structure of the correction optical system is complicated, and is not particularly suitable for a compact camera or the like. That is, the correction optical system must be moved in a direction perpendicular to the optical axis. For this reason, since it is necessary to support the holding frame of the correction optical system in a slidable manner, the structure is inevitably complicated. Moreover, the drive mechanism and drive control means for precisely moving the holding frame in the direction perpendicular to the optical axis are generally complicated and expensive. Therefore, the known image blur correction device is not suitable for a compact camera.
この点に鑑み、上記の特許文献1では、補正光学系を、撮影光軸と平行に延在する少なくとも3本の互いに等しい長さの可撓性の支持棒によって片持式に支持した構造としている。 In view of this point, in Patent Document 1 described above, the correction optical system is supported in a cantilever manner by at least three flexible support rods having the same length and extending parallel to the imaging optical axis. Yes.
同様に、特許文献2においても、4本のワイヤによって撮影レンズを保持する保持部を、光軸に垂直な平面内X,Yで変位可能に支持している。同一形状のワイヤ4本は、光軸周りに対称形に配置されている。そして、撮影レンズをX方向に駆動するマグネットとコイルによって発生する駆動力が光軸を通過するように、それらマグネットとコイルが配置されている。 Similarly, in Patent Document 2, a holding unit for holding a photographing lens is supported by four wires so as to be displaceable in the planes X and Y perpendicular to the optical axis. Four wires having the same shape are arranged symmetrically around the optical axis. The magnet and the coil are arranged so that the driving force generated by the magnet and the coil that drives the photographing lens in the X direction passes through the optical axis.
上記の補正光学系を支持する複数のワイヤ部材は、光軸中心に均等分割角度で、半径方向には均等距離に配置されている。特許文献1における例えば3本ワイヤでの支持は、光軸周り120度均等配置になっている。また、いずれの従来例とも、補正光学系を偏心させる駆動力ベクトルが、光軸を通過するように駆動源を配置している。この為、補正光学系を支持する部材形状は、光軸周りに対称形の正三角形や正方形となっていた。 The plurality of wire members that support the correction optical system are arranged at equal division angles about the optical axis center and at equal distances in the radial direction. The support with, for example, three wires in Patent Document 1 is equally arranged around the optical axis at 120 degrees. In any conventional example, the driving source is arranged so that the driving force vector that decenters the correction optical system passes through the optical axis. For this reason, the shape of the member that supports the correction optical system is a regular equilateral triangle or square around the optical axis.
薄型化が望まれている屈曲光学系を用いたカメラに、像ぶれ補正装置を組み込むためには、補正光学系を支持する部材も長方形状が適切である。しかしながら、上記の従来例では、正三角形や正方形状であり、レンズ鏡筒やカメラの薄型化を阻害する可能性があった。 In order to incorporate an image blur correction apparatus into a camera using a bending optical system that is desired to be thin, a member that supports the correction optical system is also suitably rectangular. However, in the above-described conventional example, the shape is a regular triangle or a square, and there is a possibility that the thinning of the lens barrel and the camera may be hindered.
そこで、カメラ全体を小型にする為や薄型にする為に、安易にこれらの配置を変更したとする。すると、駆動源にて発生する駆動力ベクトルと、ワイヤやバネによって元の位置に戻そうとする復元バネ力ベクトルの位置がずれて回転モーメントが発生する。そのため、像ぶれ補正光学系に、必要な並進運動(光軸と垂直な平面での運動)と共に不要な回転運動(光軸回りの運動)が発生し、像ぶれ補正の精度が低下する虞があった。 Therefore, it is assumed that these arrangements are easily changed in order to make the entire camera small or thin. Then, the position of the driving force vector generated at the driving source and the restoring spring force vector to be returned to the original position by the wire or the spring are shifted to generate a rotational moment. For this reason, the image blur correction optical system may have unnecessary translational motion (movement around the optical axis) as well as necessary translational motion (motion in a plane perpendicular to the optical axis), which may reduce the accuracy of image blur correction. there were.
(発明の目的)
本発明の目的は、薄型もしくは小型で、且つ光軸と垂直な平面における補正光学系の制御位置精度が高い像ぶれ補正装置、レンズ鏡筒および撮像装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an image blur correction device, a lens barrel, and an imaging device that are thin or small and have high control position accuracy of a correction optical system in a plane perpendicular to the optical axis.
上記目的を達成するために、本発明は、像ぶれを補正するための補正光学系と、前記補正光学系を保持する保持部材と、前記保持部材を光軸と垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記保持部材を光軸と垂直な方向である第1の方向へ移動させる第1駆動手段と、前記保持部材を光軸と垂直な方向であって、前記第1の方向とは異なる第2の方向へ移動させる第2駆動手段とを有する像ぶれ補正装置であって、前記支持手段は、複数の支持部材によって前記保持部材を支持し、前記保持部材における前記複数の支持部材が取り付けられた複数の位置の中央に前記第2駆動手段を配置し、前記第2の駆動手段が前記補正光学系と前記第1の駆動手段との間になるように、当該補正光学系、第1の駆動手段及び第2の駆動手段を前記第1の方向に一直線上に配置した像ぶれ補正装置とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides a correction optical system for correcting image blur, a holding member that holds the correction optical system, and a support member that is movable in a direction perpendicular to the optical axis. supporting means for a first driving means for moving the holding member in a first direction which is perpendicular to the optical axis direction, the holding member a direction perpendicular to the optical axis, said first direction And an image blur correction apparatus having second driving means for moving in different second directions, wherein the supporting means supports the holding member by a plurality of supporting members, and the plurality of supporting members in the holding member. The correction optical system is arranged such that the second drive means is arranged at the center of a plurality of positions to which the second drive means is attached, and the second drive means is located between the correction optical system and the first drive means, The first driving means and the second driving means are connected to the first driving means. It is an image stabilizer is arranged on a straight line in the direction.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像ぶれ補正装置を具備するレンズ鏡筒とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides a lens barrel including the image blur correction device of the present invention.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像ぶれ補正装置を具備する撮像装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention is an imaging apparatus including the image blur correction apparatus of the present invention.
本発明によれば、薄型もしくは小型で、且つ光軸と垂直な平面における補正光学系の制御位置精度が高い像ぶれ補正装置、レンズ鏡筒または撮像装置を提供できるものである。 According to the present invention, it is possible to provide an image blur correction device, a lens barrel, or an imaging device that is thin or small and has high control position accuracy of the correction optical system in a plane perpendicular to the optical axis.
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例1および2に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 and 2 below.
図1ないし図24を用いて、本発明の実施例1に係るレンズ鏡筒について説明する。 A lens barrel according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1はレンズ鏡筒の正面図および側面図である。図2は、図1の状態から、カバー板1470、カバー箱1480を取り外し、レンズ鏡筒内部が見える様にした図である。図3は広角状態を示す正面斜視図、図4は標準状態を示す正面斜視図、図5は望遠状態を示す正面斜視図である。図6は固定枠を省略して示す正面図および側面図、図7は固定枠を省略して示す正面斜視図である。図8はシャッタユニットと第5群枠と像ぶれ補正装置を示す斜視図、図9は第5群枠と像ぶれ補正装置を示す斜視図である。図10は像ぶれ補正装置を示す斜視図、図11は像ぶれ補正装置の一部を分解して示す上斜視図である。図12は像ぶれ補正装置の一部を分解して示す下斜視図、図13は像ぶれ補正装置の一部を分解して示す上斜視図である。図14は像ぶれ補正装置の一部を分解して示す下斜視図、図15は像ぶれ補正装置を分解して示す上斜視図、図16は像ぶれ補正装置を分解して示す下斜視図である。図17は像ぶれ補正装置の一部を省略して示す斜視図、図18は像ぶれ補正装置の一部を省略して示す上面図である。図19は像ぶれ補正装置の一部を省略して示す上面図である。図20は像ぶれ補正装置において+Y方向に移動した状態を示す上面図、図21は像ぶれ補正装置において−Y方向に移動した状態を示す上面図である。図22は像ぶれ補正装置において+X方向に移動した状態を示す上面図、図23は像ぶれ補正装置において−X方向に移動した状態を示す上面図である。また、図24は像ぶれ補正装置の一部を省略して示す上面図である。
FIG. 1 is a front view and a side view of a lens barrel. FIG. 2 is a view in which the
先ず、このレンズ鏡筒の光学系の構造を説明する。このレンズ鏡筒の撮影光学系は、6群構成であり、第1群と第2群の間に光軸を90度に曲げるプリズム1411が配置された屈曲光学系である。図2(b)の側面図において、紙面左側に撮影する被写体が存在し、その被写体からの光束が、第1群枠1410に内包された第1レンズ群を通過し、第1レンズ群後部に配置されたプリズム1411によって紙面下方に折り曲げられる。その後、光束は、図3、図9、図11等に示すように、第2群枠1420に内包される第2レンズ群、固定枠1400に内包される第3レンズ群1120、レンズ保持部材1030に内包される第4レンズ群1110を通過する。さらに、図5に示すように、第5群枠1440に内包される第5レンズ群1105、基部支持部材1010に内包される第6レンズ群1100(図13参照)を順番に通過する。そして、撮像素子保持板1450に保持される撮像素子1460(図6参照)に、被写体像を結像している。
First, the structure of the optical system of this lens barrel will be described. The imaging optical system of this lens barrel has a 6-group configuration, and is a bending optical system in which a
第2レンズ群を内包する第2群枠1420は、図6(a)等に示すように、専用のステッピングモータ1422により光軸方向に進退可能である。光軸方向の初期位置は、第2群枠1420の一部が第2群用PI(フォトインタラプタ)1421を通過することで検出される。その後の変位量は、ステッピングモータ1422の制御パルス数を積算する事で求められる。このようにして、第2群枠1420の位置検出が可能となる。
As shown in FIG. 6A and the like, the
同様に、第5レンズ群1105を内包する第5群枠1440は、図6(b)等に示すように、専用のステッピングモータ1442により光軸方向に進退可能である。光軸方向の初期位置は、第5群枠1440の一部が第5群用PI(フォトインタラプタ)1441を通過することで検出される。その後の変位量は、ステッピングモータ1442の制御パルス数を積算する事で求められる。このようにして、第5群枠1440の位置検出が可能となる。
Similarly, the
撮影倍率を変更するズーミング時には、図3から図4、そして図5への配置の変化の様になる。詳しくは、第2レンズ群を内包する第2群枠1420を、各図の紙面下側の撮像素子保持板1450側へ移動させる。また、第5レンズ群1105を内包する第5群枠1440は、紙面上方の第1群枠1410側へ移動させる。この事で、広角状態から望遠状態へと、被写体像を大きくする事が可能である。よって、第2群枠1420と第5群枠1440を逆方向に移動させれば、望遠状態から広角状態へとズーミング可能である。
During zooming for changing the shooting magnification, the arrangement changes from FIG. 3 to FIG. 4 and FIG. Specifically, the
ある焦点距離、即ちあるズーム状態において、被写体にピントを合わせる合焦時には、第5レンズ群1105を内包する第5群枠1440を、ステッピングモータ1442の駆動によって、更に紙面上方の第1群枠1410側に移動させる。この事によって、無限から至近距離までの合焦が可能となる。合焦の判定は、撮像素子1460で捕らえられた被写体像のコントラストを最大になるように、レンズ群を進退させるコントラスト式AF(オートフォーカス)で行っている。
At the time of focusing to focus on a subject at a certain focal length, that is, in a certain zoom state, the
シャッタユニット1430は、図6等に示すように、第2群枠1420の下方である撮像素子1460側にて、固定枠1400に固定されている。このシャッタユニット1430は、撮影時に、シャッタ羽根の開閉によって撮像素子1460に与える光量を適正に制御している。
As shown in FIG. 6 and the like, the
図15において、像ぶれ補正装置の磁石側の組立順を説明する。図15は、像ぶれ補正装置を構成する部品を1点づつ、紙面上下方向の光軸方向に分解した上方分解斜視図である。 In FIG. 15, the assembly order on the magnet side of the image blur correction device will be described. FIG. 15 is an upper exploded perspective view in which components constituting the image blur correction apparatus are disassembled one by one in the optical axis direction in the vertical direction of the paper surface.
基部支持部材1010は、四隅にワイヤを固定する固定部1010a,1010b,1010c,1010dが配置される。そして、各々その中心の穴部に、4本のワイヤ1020、ワイヤ1021、ワイヤ1022、ワイヤ1023の下端が接着固定される。四本のワイヤの上端は、レンズ保持部材1030の四隅に配置されたワイヤ固定部1030a,1030b,1030c,1030dに通し、接着固定される。
The
この実施例1でのワイヤ線径は、ワイヤ1020とワイヤ1021が直径0.29mmであり、ワイヤ1022とワイヤ1023も直径0.29mmである。材質は、4本ともステンレス鋼であり、その表面には黒色塗装をして、表面反射を低減している。
As for the wire diameter in the first embodiment, the
磁石1050は、その一部1050aの表面がN極で裏面がS極、残る側1050bの表面がS極で裏側がN極に2極着磁されている。同様に、磁石1051も、その一部1051aの表面がN極で裏面がS極、残る側1051bの表面がS極で裏側がN極に2極着磁されている。レンズ保持部材1030の中央にある四角穴1030fに、長方形状の鉄系素材のヨーク1040と、磁石1050が嵌め込まれ、接着固定される。この時の磁石は、一部1050aの表面N極側が第2の方向(Y方向)に向くように嵌め込まれる。
The
また、レンズ保持部材1030の長手方向一端(−X方向)の四角穴1030gには、長方形状の鉄系素材のヨーク1041と、磁石1051が嵌め込まれ、接着固定される。この時の磁石1051は、残る側1051bの表面S極側が第4レンズ群1110の光軸のある第1の方向(X方向)に向くように嵌め込まれる。レンズ保持部材1030の長手方向の他端(+X方向)にあるレンズ固定部1030eには第4レンズ群1110が固定される。
In addition, a rectangular iron-based
続いて、図16において、像ぶれ補正装置のコイル側の組立順を説明する。この図16では、固定枠1400の上側は省略して図示している。
Next, referring to FIG. 16, the assembly order on the coil side of the image blur correction apparatus will be described. In FIG. 16, the upper side of the fixed
コイル1060、1061は、線径0.08mmのニクロム線を、長円形に数百回巻いて接着剤で固められたもので、中央には長円形の穴1060a、1061aが開いている。ニクロム線の両端1060bと1060c、1061bと1061cは、不図示の回路に繋がれ、通電方向と量を制御される。
Coils 1060 and 1061 are made of a nichrome wire having a wire diameter of 0.08 mm wound in an oval several hundred times and hardened with an adhesive, and
固定枠1400のレンズ受け部1400aには、レンズ固定部材1121を用いて第3レンズ群1120が固定されている。なお、1122は光束を規制するためのマスクである。固定枠1400の長手方向のレンズ受け部1400aに隣接する一方には、長円形のコイル受け穴1400bがある。そして、穴内部のガイド突起1400cと1400dに、バックヨーク1070の穴1070aと1070bを通しながらバックヨーク1070が接着固定される。次に、コイル1060中央の長穴1060aの両端がガイド突起1400cと1400dに嵌り込むように、コイル1060が長円形のコイル受け穴1400bに嵌め込され、接着固定される。同様に、コイル1060に隣接する部位に、長円形のコイル受け穴1400eがある。そして、穴内部のガイド突起1400fと1400gに、バックヨーク1071の穴1071aと1071bを通しながらバックヨーク1071が接着固定される。次に、コイル1061中央の長穴1061aの両端がガイド突起1400fと1400gに嵌り込むように、コイル1061が長円形のコイル受け穴1400eに嵌め込され、接着固定される。
A
以上の組立により、図11のように、補正光学系となる第4レンズ群1110と磁石を持つレンズ保持部材1030側ユニットと、コイルを持つ固定枠1400側のユニットが完成する。
By the above assembly, as shown in FIG. 11, the
コイルを持つ固定枠1400側のユニットは、図5の様に、シャッタユニット1430の撮像素子1460側で、固定枠1400に固定される。レンズ保持部材1030側ユニットは、その基部支持部材1010が撮像素子1460付近の固定枠1405に固定される事で、レンズ鏡筒に組み込まれる。
The unit on the fixed
次に、図17から図23を用いて、コイル1060,1061への通電による、レンズ保持部材1030の挙動を説明する。
Next, the behavior of the
図17は、像ぶれ補正装置の主要部分を示した斜視図である。また、図19は、像ぶれ補正装置部分の一部を省略した、光軸上方から見下ろした図である。ここで、説明の為、コイル1060とコイル1061は、空中に浮いた図となっている。
FIG. 17 is a perspective view showing the main part of the image blur correction apparatus. FIG. 19 is a view looking down from above the optical axis, omitting a part of the image blur correcting device. Here, for explanation, the
光軸に垂直な平面内で変位可能なレンズ保持部材1030と、それに固定されている第4レンズ群1110、磁石1050,1051、ワイヤ1020,1021,1022,1023が示されている。また、固定枠1400に固定されているコイル1060とコイル1061のみも示されている。ここでは、説明を容易にする為、光軸中心で、図18等の紙面右方向を第1の方向(X方向)、紙面上方向を第2の方向(Y方向)として、中心線を表記している。
A
今、コイル1060の端子1060bから1060cに150mAの通電を行うとする。すると、電磁気の原理に基づいて、図20の様に、磁石1050上に+Y方向の駆動力Fyが発生し、レンズ保持部材1030に保持されている第4レンズ群1110は+Y方向にδY=0.2mmだけ変位する。この時、ワイヤ1020の先端がδY=0.2mmだけ撓み、−Y方向にレンズ保持部材1030を戻そうとする反力Saを発生している。同様に各ワイヤは、ワイヤ反力Sb,Sc,Sdを発生している。ワイヤ1020とワイヤ1021の線径はφ0.29mmで、ワイヤ1222とワイヤ1223の線径もφ0.29mmである。そして、各ワイヤ先端での変位が同一であるため、ワイヤ反力Sa,Sb,Sc,Sdの総合の反力(総合ワイヤ反力)Syのベクトルは、レンズ保持部材1030の中央にある駆動力Fyの発生点近くを通過する。
Assume that 150 mA of current is applied to
この様に、ほぼ駆動力Fyの発生点を、総合ワイヤ反力Syの発生ベクトルが通過する為、光軸回りの回転モーメントの発生が小さく、レンズ保持部材1030はほとんど回転せずに+Y方向に0.2mm平行移動可能となる。よって、第4レンズ群1110もほとんど回転運動をせずに+Y方向に0.2mm平行移動可能となる。
In this manner, since the generation vector of the total wire reaction force Sy passes almost through the generation point of the driving force Fy, the generation of the rotational moment around the optical axis is small, and the
図21は、コイル1060に、図20時とは逆方向に、電流を150mA通電した時の変位図である。レンズ保持部材1030は、発生した−Y方向の電磁力Fyによって、−Y方向へδY=0.2mm変位する。この時、電磁力Fyの発生点の近くを総合ワイヤ反力Syベクトルが通過する。そのため、光軸回りの回転モーメントの発生が小さく、第4レンズ群1110はほとんど回転運動をせずに−Y方向に0.2mm平行移動可能となる。
FIG. 21 is a displacement diagram when a current of 150 mA is passed through the
図22では、コイル1060には通電せず、コイル1061のみに150mA通電した時の変位図である。レンズ保持部材1030は、発生した+X方向の電磁力Fxによって、+X方向へδX=0.2mm変位する。この時、電磁力Fxの発生点に対して、紙面上下対象位置に、ワイヤ反力Sa、ワイヤ反力Scとワイヤ反力Sb、ワイヤ反力Sdが位置する。そのために、総合ワイヤ反力Sxのベクトルが、電磁力Fxの発生点を通過する。この為、光軸回りの回転モーメントがほとんど発生せず、第4レンズ群1110は+X方向に0.2mm平行移動可能となる。
FIG. 22 is a displacement diagram when the
図23は、コイル1061に、図22時とは逆方向に、電流を150mA通電した時の変位図である。レンズ保持部材1030は、発生した−X方向の電磁力Fxによって、-−X方向へδX=0.2mm変位する。この時総合ワイヤ反力Sxのベクトルは、電磁力Fxの発生点を通過する。この為、光軸回りの回転モーメントがほとんど発生せず、第4レンズ群1110は-−X方向に0.2mm平行移動可能となる。
FIG. 23 is a displacement diagram when a current of 150 mA is passed through the
この様に、総合ワイヤ反力のベクトルは、コイル1060で発生する第2の方向(Y方向)の電磁力Fyの発生点にも、コイル1061で発生する第1の方向(X方向)の電磁力Fxの発生点にもほぼ交差している。また、これを言い換えると、コイル1060によって発生する電磁力Fyとコイル1061によって発生する電磁力Fxのほぼ交点上に、総合ワイヤ反力の発生点が位置するとも言える。
In this way, the total wire reaction force vector is applied to the generation point of the electromagnetic force Fy in the second direction (Y direction) generated in the
実際、像ぶれ補正の為に第4レンズ群1110は第1の方向(X方向)と第2の方向(Y方向)に同時にある量変位させる必要がある。しかし、それはコイル1060とコイル1061の通電量と通電方向を制御する事で可能となる。この時も、図20から図23の組合せから、総合ワイヤ反力SxやSyの発生点と電磁力FxやFyの発生点がほぼ一致する事は容易に推測できる。よって、任意の変位時も、レンズ保持部材1030は、ほとんど回転せずに、並進移動可能となる。よって、第4レンズ群1110もほとんど回転運動をせずにX,Y平面内で、並進移動可能となる。
Actually, the
以上の様に、像ぶれの補正光学系である第4レンズ群1110を挟んで一直線上に、第1の方向(X方向)に駆動する磁石1051と、第2の方向(Y方向)に駆動する磁石1050を並べる事が可能となる。よって、第2の方向(Y方向)に薄い像ぶれ補正装置を構成することができる。
As described above, the
図9において、このレンズ鏡筒では、ズーミングとフォーカシングで光軸に駆動する第5群枠1440の外側の空いた空間に、像ぶれ補正装置の、4本のワイヤ1020,1021,1022,1023が配置されている。そのため、レンズ鏡筒を大きくする事無く、像ぶれ補正光学系である第4レンズ群1110を、光軸に垂直な平面内に移動可能に支持する事が可能となっている。
In FIG. 9, in this lens barrel, four
レンズ保持部材1030の中央に第2駆動源(コイル1060、磁石1050等より成る)を配置している。その為、第2の方向(Y方向)への駆動時は、駆動力と摩擦や弾性によって発生する抵抗力の釣合いが取れて、レンズ保持部材1030が回転運動を起こすことがない。よって、第2の方向に精度高い駆動が可能となる。
A second drive source (consisting of a
また、移動したレンズ保持部材1030を光軸中心に戻す力(復元力)をもつ弾性部材(ワイヤ1020〜1023)を具備する支持手段(基部支持部材1010)を有している。よって、その復元力と駆動力の吊り合いで、レンズ保持部材1030の移動制御が可能となる。このことから、レンズ保持部材1030の位置を検出する検出手段を省略でき、像ぶれ補正装置の小型化が可能となる。
Further, it has support means (base support member 1010) including an elastic member (
また、四隅に設けられる弾性部材で発生する総合復元力点はほぼレンズ保持部材1030の中央にあり、その中央に第2駆動源を配置している。その為、第2の方向(Y方向)への駆動時は、総合復元力点と第2の駆動源の位置がほぼ一致する。また、第1の方向(X方向)の駆動においては、第1駆動源(コイル1061、磁石1051等より成る)がレンズ保持部材1030の中央に対して第1の方向にずれた位置に配置される。その為、第1駆動源の駆動力ベクトルが総合復元力点を通過する。なお、総合復元力点とは、複数の弾性部材それぞれに発生する復元力を総合し、その総合復元力の中心を一つの弾性部材の復元力の発生点とみなした場合の復元力点をいう。
The total restoring force point generated by the elastic members provided at the four corners is substantially at the center of the
上記のように、第2の方向の駆動においては、総合復元力点と第2駆動源の駆動力発生点が一致する。また、第1の方向の駆動においては、総合復元力点を第1駆動源の駆動力ベクトルが通過する。この為、レンズ保持部材が回転運動を起こさずに、光軸を直交する平面内で並進移動が可能となり、光学性能を低下させずに像ぶれ補正が可能となる。また、屈曲光学系がレンズ鏡筒内に配置される像ぶれ補正装置においても、レンズ保持部材中央に第2駆動源を配置し、隣接するの一端に補正光学系を、他端に第1駆動源を配置している。その為、第2駆動源で発生する駆動力とレンズ保持部材の重心がほぼ一致する。また、第1駆動源で発生する駆動力がほぼ重心を通過する。よって、レンズ鏡筒の姿勢による重力の影響が小さくなる。 As described above, in the driving in the second direction, the total restoring force point coincides with the driving force generation point of the second driving source. In the driving in the first direction, the driving force vector of the first driving source passes through the total restoring force point. Therefore, the lens holding member can be translated in a plane orthogonal to the optical axis without causing rotational movement, and image blur correction can be performed without deteriorating optical performance. Also in the image blur correction device in which the bending optical system is disposed in the lens barrel, the second drive source is disposed at the center of the lens holding member, the correction optical system is disposed at one end of the adjacent lens, and the first drive is disposed at the other end. The source is arranged. For this reason, the driving force generated by the second driving source and the center of gravity of the lens holding member substantially coincide. In addition, the driving force generated by the first driving source almost passes through the center of gravity. Therefore, the influence of gravity due to the posture of the lens barrel is reduced.
以上の理由により、レンズ保持部材が回転を起こさずに、光軸と垂直な平面で並進移動が可能となり、光学性能を低下させずに像ぶれ補正が可能となる。また、補正光学系と第1駆動源と第2駆動源が、一直線に並ぶ為、レンズ保持部材を薄くする事が可能となる。 For the above reasons, the lens holding member can be translated in a plane perpendicular to the optical axis without causing rotation, and image blur correction can be performed without degrading the optical performance. In addition, since the correction optical system, the first drive source, and the second drive source are arranged in a straight line, the lens holding member can be made thin.
また、第1の方向と第2の方向が90度を成すため、X,Y平面内で制御設定される移動方向を、容易に第1の方向と第2の方向の合成で実現することができ、小型で高精度な像ぶれ補正が可能となる。 In addition, since the first direction and the second direction form 90 degrees, the moving direction controlled and set in the X and Y planes can be easily realized by combining the first direction and the second direction. Therefore, it is possible to perform a small and highly accurate image blur correction.
また、ヤング率の高い金属を用いる事で、弾性部材を細くする事が可能となり、像ぶれ補正装置を小型にする事が可能となる。 Further, by using a metal having a high Young's modulus, the elastic member can be made thin, and the image blur correction device can be miniaturized.
また、弾性部材表面での、不要な光線の反射量が低減できるので、可撓性部材をより光路に近づける事が可能となり、像ぶれ補正装置を小型にする事が可能となる。 In addition, since the amount of reflection of unnecessary light rays on the elastic member surface can be reduced, the flexible member can be brought closer to the optical path, and the image blur correction apparatus can be miniaturized.
また、像ぶれ補正装置が組み込まれたレンズ鏡筒のため、像ぶれ補正をした高画質な映像を記録する事が可能となる。 In addition, since the lens barrel incorporates an image blur correction device, it is possible to record a high-quality image with image blur correction.
図25は本発明の実施例2に係る像ぶれ補正装置の上面図である。また、図26は、図25のA−A断面図であり、光軸方向の高さ関係を示している。ここでは、上記実施例1と異なる点のみについて説明する。 FIG. 25 is a top view of the image blur correction apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 25 and shows the height relationship in the optical axis direction. Here, only differences from the first embodiment will be described.
これは、補正光学系2110をX,Y平面内で駆動制御して、像ぶれを低減する像ぶれ補正装置の要部を示すものであり、撮影光学系の中に組み込まれている。
This shows a main part of an image blur correction device that reduces the image blur by driving and controlling the correction
レンズ保持部材2030は円盤形状であり、その中心には、このレンズ保持部材2030をY方向(紙面上下方向)に駆動する為の磁石2050が固定されている。その磁石2050の−X方向(紙面左側)には、このレンズ保持部材2030をX方向(紙面左右方向)に駆動する為の磁石2051が配置されている。磁石2050の+X方向(紙面右側)には、補正光学系2110が固定されている。
The
レンズ保持部材2030の外周には、3本の引っ張りコイルバネ2020,2021,2022が等角度で配置され、固定枠2400に一端が固定されている。よって、レンズ保持部材2030が現位置からX,Y方向にずれた際は、引っ張りコイルバネの総合的力により元の現位置に戻ろうとする。
Three
レンズ保持部材2030をY方向に駆動する電磁力を発生するコイル2060は、磁石2050の上方で固定枠2400の一部(図不指示)に保持されている。レンズ保持部材2030をX方向に駆動する電磁力を発生するコイル2061は、磁石2051の上方で、固定枠2400の一部(不図示)に保持されている。
The
X,Yの駆動方法は、上記の実施例1と同様であり、実施例1の磁石1050の機能が、実施例2の磁石2050に置き換わり、実施例1の磁石1051の機能が、実施例2の磁石2051に置き換わる。また、実施例1のコイル1060の機能が、実施例2のコイル2060に置き換わり、実施例1のコイル1061の機能が、実施例2のコイル2061に置き換わったものである。
The driving method of X and Y is the same as that of the first embodiment, the function of the
磁石2050の+Y方向(紙面上位置)には、このレンズ保持部材2030のX方向移動量を検知するX方向位置センサ2510が配置されている。また、磁石2050の−Y方向(紙面下位置)には、このレンズ保持部材2030のY方向移動量を検知するY方向位置センサ2520が配置されている。
An
上記実施例2においては、円形のレンズ保持部材2030において、レンズ保持部材2030の中央に第2駆動源を配置し、円周縁に配置された弾性部材(引っ張りコイルバネ2020〜2022)により総合復元力点がレンズ保持部材2030中央に位置する。その為、第2駆動力と総合復元力点が一致し、レンズ保持部材2030が回転運動を起こさずに、光軸と垂直な平面で並進移動が可能となり、光学性能を低下させずに像ぶれ補正が可能となる。
In the second embodiment, in the circular
また、総合的復元力と重心がほぼ一致しているため、重力方向に対して像ぶれ補正装置の姿勢が変化しても、レンズ枠が回転を起こさずに、光軸を法線とする面内で並進移動が可能となり、光学性能を低下させずに像ぶれ補正が可能となる。 In addition, since the total restoring force and the center of gravity are almost the same, the lens frame does not rotate even if the posture of the image blur correction device changes with respect to the direction of gravity, and the surface is normal to the optical axis. Translational movement is possible, and image blur correction can be performed without degrading the optical performance.
また、円形のレンズ保持部材2030において、該レンズ保持部材2030の空いている場所に、位置センサ2520,2521を配置している。そのため、レンズ保持部材2030を大きくする事無く、該レンズ保持部材2030の変位を測定する事で、精度高い像ぶれ補正が可能となる。
Further, in the circular
1010,2010 基部支持部材
1020 ワイヤ(可撓性部材)
1021 ワイヤ(可撓性部材)
1022 ワイヤ(可撓性部材)
1023 ワイヤ(可撓性部材)
1030,2030 レンズ保持部材
1040 ヨーク
1041 ヨーク
1050,2050 磁石
1051,2051 磁石
1060,2060 コイル
1061,2061 コイル
1070 バックヨーク
1071 バックヨーク
1100 第6レンズ群
1105 第5レンズ群
1110 第4レンズ群
1120 第3レンズ群
1121 レンズ固定部材
1122 マスク
1400 固定枠
1405 固定枠
1411 プリズム
1410 第1群枠
1420 第2群枠
1421 第2群用PI(フォトインタラプタ)
1422 ステッピングモータ
1430 シャッタ−ユニット
1440 第5群枠
1441 第5群用PI(フォトインタラプタ)
1442 ステッピングモータ
1450 撮像素子保持板
1460 撮像素子
1470 カバー板
1480 カバー箱
2110 補正光学系
2020 引っ張りコイルバネ
2021 引っ張りコイルバネ
2022 引っ張りコイルバネ
2400 固定枠
1010, 2010
1021 Wire (flexible member)
1022 Wire (flexible member)
1023 Wire (flexible member)
1030, 2030
1422
1442
Claims (11)
前記補正光学系を保持する保持部材と、
前記保持部材を光軸と垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記保持部材を光軸と垂直な方向である第1の方向へ移動させる第1駆動手段と、
前記保持部材を光軸と垂直な方向であって、前記第1の方向とは異なる第2の方向へ移動させる第2駆動手段とを有する像ぶれ補正装置であって、
前記支持手段は、複数の支持部材によって前記保持部材を支持し、
前記保持部材における前記複数の支持部材が取り付けられた複数の位置の中央に前記第2駆動手段を配置し、
前記第2の駆動手段が前記補正光学系と前記第1の駆動手段との間になるように、当該補正光学系、第1の駆動手段及び第2の駆動手段を前記第1の方向に一直線上に配置したことを特徴とする像ぶれ補正装置。 A correction optical system for correcting image blur;
A holding member for holding the correction optical system;
Support means for supporting the holding member so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis;
First driving means for moving the holding member in a first direction that is perpendicular to the optical axis;
An image blur correction apparatus comprising: a second driving unit configured to move the holding member in a second direction different from the first direction in a direction perpendicular to the optical axis;
The support means supports the holding member by a plurality of support members,
The second drive means is arranged at the center of a plurality of positions where the plurality of support members are attached to the holding member ,
The correction optical system, the first drive means, and the second drive means are straightened in the first direction so that the second drive means is between the correction optical system and the first drive means. An image blur correction device characterized by being arranged on a line .
前記弾性部材が前記保持部材を光軸と垂直な方向に移動可能に弾性支持し且つその弾性力が移動された前記保持部材を光軸中心に復元させる復元力として作用することを特徴とする請求項1に記載の像ぶれ補正装置。 The plurality of support members are elastic members ,
The elastic member elastically supports the holding member so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, and the elastic force acts as a restoring force for restoring the moved holding member to the optical axis center. Item 2. The image blur correction device according to Item 1.
前記複数の支持部材は、前記保持部材の4つの角の近傍に取り付けられており、
前記第2駆動手段は、前記保持部材の中央に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の像ぶれ補正装置。 The holding member has a rectangular shape whose longitudinal direction is the first direction,
Wherein the plurality of support members are mounted near the four corners of the front Symbol holding member,
It said second drive means, the image blur correction apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that arranged at the center of the holding member.
前記複数の支持部材は、前記保持部材の円縁部に取り付けられており、
前記第2駆動手段は、前記保持部材の中央に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の像ぶれ補正装置。 The holding member has a circular shape ,
Wherein the plurality of support members is attached to the circular edge of the front Symbol holding member,
It said second drive means, the image blur correction apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that arranged at the center of the holding member.
前記総合復元力点を通過する前記第1の方向に、前記第1駆動手段を配置したことを特徴とする請求項2に記載の像ぶれ補正装置。 The second driving means is arranged at a total restoring force point when the restoring forces generated in each of the plurality of elastic members are combined and the center of the total restoring force is regarded as the generating point of the restoring force of one elastic member. ,
The image blur correction apparatus according to claim 2 , wherein the first driving unit is arranged in the first direction passing through the total restoring force point.
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