JP4941569B2

JP4941569B2 - 像ぶれ補正装置、レンズ鏡筒装置及びカメラ装置

Info

Publication number: JP4941569B2
Application number: JP2010042384A
Authority: JP
Inventors: 一平前田; 立幸高橋; 宏人荻山; 吉則武藤; 康人松原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP2010164985A

Description

本発明は、撮像時の振動等によって発生する像ぶれを補正する像ぶれ補正装置、レンズ鏡筒装置及びカメラ装置に関する。

現在、コンパクトカメラの小型化・高倍率・高画素化が要求されており、被写体を撮影する際に、手ぶれによる像ボケした画像を取得する頻度が増す。光学素子をシフトさせて、手ぶれを補正する手段としては、沈胴・折り曲げ光学系ともに、２方向の軸摺動を用いた機構が用いられている。例えば、従来の機構では、光学素子の重心が２方向の軸摺動を行う４本のガイド軸の内側となるように配置されている。

例えば、特許文献１では、補正レンズを保持するレンズ保持枠が、ピッチシャフトが設けられた第１の保持枠にピッチ方向に移動可能に支持され、この第１の保持枠が、ヨーシャフトが設けられた第２の保持枠にヨー方向に移動可能に支持されている。そして、レンズ保持枠に保持されている補正レンズは、一対のピッチシャフトと一対のヨーシャフトとで囲まれる領域に位置している。そして、ピッチ方向やヨー方向に移動する駆動部は、マグネットとヨークとで構成される磁気回路内にコイルを配置し、コイルに流れる電流と磁界との作用によって、ピッチ方向やヨー方向の推進力を発生するようにしている。

以上のような特許文献１では、補正レンズをピッチ方向に駆動するためのアクチュエータ及び補正レンズをヨー方向に駆動するためのアクチュエータのそれぞれにマグネットとヨークが必要となる上に、これらアクチュエータが補正レンズの四方を取り囲むように配置される構成となっている。このため、像ぶれ補正装置は、補正レンズの光軸と直交する方向に大きくなり、レンズ鏡筒やカメラ全体の大型化を招くと共に、部品点数が多くなり、これによってコストアップを招く。

また、光軸の中途部を９０度に折り曲げた折曲レンズ系において、特許文献１のように、４本のシャフトで囲まれる領域内に補正レンズを配置すると、厚み方向、すなわちレンズ鏡筒の光軸方向の更なる薄型化が困難となる。

また、４本のシャフトで囲まれる領域内に補正レンズを配置して、小型化や薄型化を図る場合には、保持枠の開口部の大きさを、光学有効径から逃げた大きさにする必要がある。しかしながら、小型化や薄型化を図るときには、開口部を、光学有効径から逃げた大きさに十分確保することができず、迷光成分等が光路中に侵入してしまい、ゴーストの発生原因となってしまう。

特開２００７−１９２８４７号公報特開２００５−３５２１２５号公報

本発明は、以上のような課題に鑑み、像ぶれ補正のための補正手段の小型化を図ることのできる像ぶれ補正装置、レンズ鏡筒装置及びカメラ装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明に係る像ぶれを補正する像ぶれ補正装置は、固定部材と、光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備える。そして、上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にある。

また、本発明に係るレンズ鏡筒装置は、固定部材と、光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備え、上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にある。

さらに、本発明に係る像ぶれを補正するカメラ装置は、固定部材と、光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備え、上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にある。

本発明によれば、第１及び第２のガイド手段を光軸方向から見たときに、第１及び第２のガイド手段で形成される領域外に補正レンズ又は撮像素子を配置するとともに、第１及び第２の駆動機構を上記領域内に配置しているので、レンズ鏡筒の薄型化や小型化を図ることができる。

本発明が適用されたディジタルスチルカメラを正面から見た斜視図であり、レンズカバーが閉められた状態を示す。本発明が適用されたディジタルスチルカメラを正面から見た斜視図であり、レンズカバーが開けられた状態を示す。本発明が適用されたディジタルスチルカメラの背面図である。鏡筒に内蔵されるレンズ系を示す側面図である。像ぶれ補正機構の斜視図である。像ぶれ補正機構の分解斜視図である。像ぶれ補正機構の分解斜視図である。図６及び図７を反対側から見た分解斜視図である。像ぶれ補正機構の斜視図である。駆動機構の斜視図である。第１のコイルと第２のコイルと第１及び第２のガイド機構との相対位置関係を示す平面図である。カメラ装置の回路構成を示すブロック図である。像ぶれ補正機構の制御を行う駆動制御部の回路構成を示すブロック図である。像ぶれ補正機構の他の例の分解斜視図である。図１４の例で用いられる支持機構の球体と球受を示す分解斜視図である。支持機構の断面図である。

以下、本発明が適用されたディジタルスチルカメラ１について図面を参照して説明する。なお、以下、ディジタルスチルカメラ１を単にカメラ１という。

(１)ディジタルスチルカメラの外観構成
図１乃至図３に示すように、本発明が適用されたカメラ１は、情報記録媒体として半導体記録メディアを使用し、被写体からの光学的な画像を撮像素子（ＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等）で電気的な信号に変換して、半導体記録メディアに記録したり、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示できるようにする。

このカメラ１は、横長とされた偏平のカメラ本体２を有している。このカメラ本体２の前面には、上側コーナ部に、レンズ部３が設けられている。このレンズ部３は、カメラ本体２の前面に、上下方向にスライド可能に取り付けられたレンズカバー４によって開閉され、撮影時、レンズカバーが下方に下がることによってレンズ部３が外部に臨まされるようになっている。また、レンズ部３の近傍には、レンズ部３と共に、レンズカバー４によって開閉されるフラッシュ５が設けられている。

カメラ本体２の背面には、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ等でなる表示部６が設けられている。この表示部６には、撮像素子が取り込んでいる被写体を表示すると共に、撮像した画像データ等を表示する。

また、カメラ本体２の背面には、各種の操作スイッチが設けられている。操作スイッチとしては、機能モード（静止画、動画、再生等）を選択するモード選択ツマミ７ａ、ズーム操作を実行するズームボタン７ｂ、画面表示を行う画面表示ボタン７ｃ、各種メニューを選択するメニューボタン７ｄ、メニューを選択するカーソル等を移動させる方向キー７ｅ、画面サイズを切り換えたり画像削除を行う画面ボタン７ｆ等が配置されている。

また、カメラ本体２の上面には、電源をオン・オフさせる電源ボタン７ｇ、記録すなわち撮影の開始や停止を実行する記録ボタン７ｈ、手ぶれが生じたときに像ぶれ補正を動作させて像ぶれ補正を実行する手ぶれ設定ボタン７ｉ等が設けられている。

なお、カメラ本体２の内部は、鏡筒、バッテリ、マイク、スピーカ等の部品が内蔵されている。

（２）レンズ鏡筒の構成
図４に示すように、カメラ１のレンズ鏡筒１０には、複数のレンズが保持されている。このレンズ鏡筒１０が保持するレンズ系は、５組のレンズ群を同一光軸Ｌ上に配置した５群レンズ１１〜１５からなる折曲レンズ系であり、５群レンズ１１〜１５のうち、先端側に位置する１群レンズ１１は、被写体に対向される対物レンズである第１のレンズ１１ａと、この対物レンズとなる第１のレンズ１１ａの被写体と反対側に配置されるプリズム１１ｂと、このプリズム１１ｂに対向される第２のレンズ１１ｃとによって構成されている。プリズム１１ｂは、断面形状が直角二等辺三角形をなす三角柱体からなり、９０度回転変位した位置に隣り合う２つの面の一方に対物レンズとなる第１のレンズ１１ａが対向され、他方の面に第２のレンズ１１ｃが対向されている。

この折曲レンズ系は、プリズム１１ｂによって光軸Ｌが略９０度に折り曲げられている。これにより、対物レンズである第１のレンズ１１ａ側に第１の光軸Ｌ１が設定され、その第１の光軸Ｌ１と直交する方向（９０度交差した方向）にある撮像素子１８（結像）側に第２の光軸Ｌ２が設定される。

この１群レンズ１１では、対物レンズである第１のレンズ１１ａを透過しプリズム１１ｂに入射し、第１の光軸Ｌ１に対して４５度に傾斜した反射面で反射されて進行方向を９０度折り曲げられて出射され第２のレンズ１１ｃを透過し、第２の光軸Ｌ２に沿って２群レンズ１２に向かって進行する。２群レンズ１２は、第３のレンズ１２ａと第４のレンズ１２ｂとの組み合わせからなり、第２の光軸Ｌ２上をテレ及びワイド方向に移動する。この２群レンズ１２を透過した光は、３群レンズ１３に入射される。

３群レンズ１３は、レンズ鏡筒１０に固定される第５のレンズからなっている。３群レンズ１３の後方には、第６のレンズからなる４群レンズ１４が配置されている。この４群レンズ１４と３群レンズ１３の間には、レンズ系を通過する光の量を調整可能な絞り機構１６が配置されている。４群レンズ１４は、第２の光軸Ｌ２上を移動可能に構成されている。４群レンズ１４の後方には、第７のレンズ１５ａと後述する補正レンズ１７とからなる５群レンズ１５が配置されている。５群レンズ１５のうち第７のレンズ１５ａは、レンズ鏡筒に固定されており、この第７のレンズ１５ａの後方に補正レンズ１７が移動可能に配置され、更に、補正レンズ１７の後方に撮像素子１８が配置されている。

２群レンズ１２と４群レンズ１４は、それぞれ別個独立に第２の光軸Ｌ２に沿ってテレ方向とワイド方向に移動する。この２群レンズ１２と４群レンズ１４は、テレ又はワイド方向に移動することによって、ズーム調整とフォーカス調整を行う。すなわち、ズーム時には、２群レンズ１２と４群レンズ１４をワイド（広角）からテレ（望遠）まで移動することによってズーム調整を行う。また、フォーカス時には、４群レンズ１４をワイド（広角）からテレ（望遠）まで移動することによってフォーカス調整を実行する。

撮像素子１８は、撮像素子用アダプタに固定されており、この撮像素子用アダプタを介してレンズ鏡筒に取り付けられている。撮像素子１８の前側には、光学フィルタ１９が配置されており、この光学フィルタ１９と第７のレンズ１５ａとの間に、補正レンズ１７を有する像ぶれ補正機構が配設されている。詳細は後述する像ぶれ補正機構は、レンズ系の振動等による撮影画像（像）のぶれを補正する。補正レンズ１７は、通常の状態では、その光軸を第２の光軸Ｌ２と一致させるように取り付けられている。そして、カメラ本体２の振動等によって撮像素子１８の結像面に像のぶれが生じたときに、像ぶれ補正機構が補正レンズ１７を第２の光軸Ｌ２と直交する２方向（第１の方向Ｘ（ヨー方向）及び第２の方向Ｙ（ピッチ方向））に移動させて結像面の像ぶれを補正する。この像ぶれ補正機構２０は、補正レンズ１７のみを光軸上に配置し、補正レンズ１７を第１の方向と第２の方向に移動するガイド機構や駆動機構は、補正レンズ１７の外側に配置されている。

（３）像ぶれ補正機構の構成
図５乃至図８に示すように、像ぶれ補正機構２０は、固定部材２１と、固定部材２１に対して、光軸と直交する平面上を互いに直交する第１の方向と第２の方向に移動すると共に上述した補正レンズ１７を保持するレンズホルダ部材２２と、固定部材２１とレンズホルダ部材２２との間に配設される移動部材２３とを備えている。

固定部材２１は、図６及び図７に示すように、フレーム２４に取り付けられるようになっている。フレーム２４は、金属板等を折曲して略矩形に形成されたものであって、底面に、固定部材２１がねじ等で固定されると共に、この固定部材２１上に、レンズホルダ部材２２と移動部材２３が移動可能に取り付けられる。

固定部材２１上に配設されるレンズホルダ部材２２は、一端部に、補正レンズ１７を保持するレンズ保持部２５が形成されている。レンズ保持部２５は、厚さ方向に貫通して形成され、ここに、補正レンズ１７が取り付けられる。

このレンズ保持部２５の反対側の他端部には、このレンズホルダ部材２２を、互いに直交する第１の方向と第２の方向に移動させるための駆動機構３０を構成する磁気回路が配設される部品配設部２６が設けられている。

この部品配設部２６に配設される磁気回路は、マグネット２７，２８と、マグネット２７，２８とが取り付けられるヨーク２９とを有する。ヨーク２９は、全体が略Ｕ字状に形成され、相対する片の内側に、マグネット２７，２８とがＮ極とＳ極とが対向するように取り付けられる。そして、ヨーク２９に取り付けられることによって互いに離間したマグネット２７，２８の間には、第１の方向の推進力を発生させる第１のコイル３１と第２の方向の推進力を発生させる第２のコイル３２,３２が挿入される。

第１のコイル３１と第２のコイル３２とは、フレーム２４に取り付けられるプリント配線基板３４に設けられる。第１のコイル３１は、マグネット２７,２８の発生する磁力との作用で第１の方向の推進力を発生する。この第１のコイル３１は、筒状コイルであって、プリント配線基板３４の一方の面に接着剤等によって固定される。また、第２のコイル３２，３２は、マグネット２７、２８の発生する磁力との作用で第２の方向の推進力を発生する。第２のコイル３２，３２は、共に扁平コイルであって、プリント配線基板３４の他方の面側に接着剤等によって固定される。第２のコイル３２，３２は、共に、直線部分が平行になるように並べられ、隣接する直線部分に同方向の駆動電流が流れるようにし、マグネット２７、２８の発生する磁力との作用で第２の方向の駆動力を発生する。第１のコイル３１、第２のコイル３２，３２が設けられたプリント配線基板３４は、フレーム２４に組み込まれることによって、マグネット２７，２８の間に挿入される。なお、第２のコイル３２，３２は、同じ大きさでも、異なる大きさであっても良い。

また、プリント配線基板３４には、第１の方向と第２の方向の移動量を検出する位置検出素子となる第１及び第２のホール素子３５ａ，３５ｂが設けられている。第１及び第２のホール素子３５ａ，３５ｂは、マグネット２７と対向する位置に設けられている。第１のホール素子３５ａは、マグネット２７の磁力を検出し、レンズホルダ部材２２の第１の方向の移動量を検出する。また、第２のホール素子３５ｂは、マグネット２７の磁力を検出し、レンズホルダ部材２２の第２の方向の移動量を検出する。

以上のように、マグネット２７，２８、ヨーク２９、第１及び第２のコイル３１，３２で構成される駆動機構３０は、図９及び図１０に示すように、第１及び第２のコイル３１，３２が設けられたフレーム２４が固定部となり、マグネット２７，２８、ヨーク２９が設けられたレンズホルダ部材２２が第１の方向及び第２の方向に移動する可動部となる。そして、この駆動機構３０は、フレーム２４に取り付けられるカバー３３によって閉塞される。

なお、駆動機構としては、以上のような構成に限定されるものではなく、例えば、マグネットをフレーム２４側に設け、レンズホルダ部材２２側にコイルを設けるようにしても良い。また、駆動機構としては、駆動源にステッピングモータ、ＰＺＴ素子、リニア駆動等を用いたものであっても良い。

固定部材２１とレンズホルダ部材２２との間に配設される移動部材２３は、レンズホルダ部材２２との間に、レンズホルダ部材２２を第１の方向に移動する際のガイドをする第１のガイド機構３６が設けられ、固定部材２１との間に、レンズホルダ部材２２を第２の方向に移動する際のガイドをする第２のガイド機構４１が設けられている。

第１のガイド機構３６は、第１の方向に平行に配設される第１のガイド軸３７，３８と、一方の第１のガイド軸３７が挿入される移動部材２３に設けられる第１のガイド孔３９と、他方の第１のガイド軸３８に係合されるレンズホルダ部材２２に設けられる第１の係合片４０とを備える。

一方の第１のガイド軸３７は、主軸となるものであり、レンズホルダ部材２２に設けられた支持片３７ａ,３７ａに両端部が支持されている。主軸となる第１のガイド軸３７は、図６乃至図１０に示すように、移動部材２３に設けられた第１のガイド孔３９に挿入される。他方の第１のガイド軸３８は、主軸となる第１のガイド軸３７に対して副軸となり、第１のガイド軸３７より短く形成されている。他方の第１のガイド軸３８は、移動部材２３に設けられた支持片３８ａ,３８ａに両端部が支持されている。他方の第１のガイド軸３８は、レンズホルダ部材２２に設けられた一対の片でＵ字溝を形成する第１の係合片４０が係合される。

第２のガイド機構４１は、第２の方向に平行に配設される第２のガイド軸４２，４３と、一方の第２のガイド軸４２が挿入される移動部材２３に設けられる第２のガイド孔４４と、他方の第２のガイド軸４３に係合される移動部材２３に設けられる第２の係合片４５とを備える。

一方の第２のガイド軸４２は、主軸となるものであり、フレーム２４の両側面に形成された支持孔４２ａ,４２ａに両端部が支持されている。主軸となる第２のガイド軸４２は、図６乃至図１０に示すように、移動部材２３に設けられた第２のガイド孔４４に挿入される。他方の第２のガイド軸４３は、主軸となる第２のガイド軸４２に対して副軸となり、第２のガイド軸４２より短く形成されている。他方の第２のガイド軸４３は、固定部材２１に設けられた支持片４３ａ,４３ａに両端部が支持されている。他方の第２のガイド軸４３は、移動部材２３に設けられた一対の片でＵ字溝を形成する第２の係合片４５が係合される。

ここで、図５及び図１１に示すように、像ぶれ補正機構２０は、レンズ鏡筒に組み付けられたとき、レンズホルダ部材２２のレンズ保持部２５に保持された補正レンズ１７のみが光軸に位置し、補正レンズ１７が第１及び第２のガイド機構３６，４１で形成される領域外に位置するように設けられている。すなわち、駆動機構３０や第１及び第２のガイド機構３６，４１が、第１及び第２のガイド機構３６，４１を光軸方向から見たときに、長手方向（第１の方向）においてレンズ保持部２５とは反対側に設けられる。また、第１及び第２のガイド機構３６，４１を光軸方向から見たときに、駆動機構３０が第１及び第２のガイド機構３６，４１で形成される領域内に位置するように設けられている。したがって、像ぶれ補正機構２０は、複数のレンズが並ぶ光軸Ｌ２上において、薄型化を図ることができる。また、駆動機構３０を構成する第１のコイル３１と２つ並んだ第２のコイル３２,３２の中心Ｏ、すなわち第１の方向と第２の方向に推進力を発生する駆動中心を、第１のガイド機構３６の第１のガイド軸３７，３８と第２のガイド機構４１の第２のガイド軸４２，４３とでできる領域の中心と略一致するようにしている。このため、像ぶれ補正機構２０では、第１及び第２の方向に駆動力を発生する部分と第１のガイド軸３７，３８と第２のガイド軸４２，４３との位置が近づき、第１及び第２の方向に移動する際の推進力（駆動力）を小さくすることができ、省電力化を図ることができる。

以上のような、像ぶれ補正機構２０は、固定部材２１が組み込まれたフレーム２４に、第１及び第２のガイド機構３６，４１を組み込み、更に、移動部材２３や磁気回路部が部品配設部２６に組み込まれたレンズホルダ部材２２を組み込み、更に、カバー３３で駆動機構３０を覆うと、ビス４７がカバー３３の挿通孔４７ａ及びフレーム２４の挿通孔４７ｂに挿通され、鏡筒のフレームにビス止めされる。また、フレーム２４は、ビス４８がフレーム２４の挿通孔４８ａに挿通されることによって鏡筒のフレームにビス止めされる。

ところで、図８に示すように、レンズホルダ部材２２の固定部材２１側の面であって第１のガイド機構３６及び第２のガイド機構４１に囲まれる領域には、レンズホルダ部材２２の第１の方向と第２の方向の移動量を規制する規制突起５１が形成されている。この規制突起５１は、移動部材２３に形成された貫通孔５２を介して固定部材２１にまで臨み、固定部材２１に形成された規制孔５３に係合される。レンズホルダ部材２２は、駆動機構３０によって、第１の方向と第２の方向に移動することになるが、この際の各方向の移動は、レンズホルダ部材２２の規制突起５１が規制孔５３の内周面に突き当たることによって規制される。なお、レンズホルダ部材２２の第１の方向と第２の方向の移動量を規制する方法としては、ここで説明した規制突起５１と規制孔５３に限定されるものではない。

次に、以上のように構成された像ぶれ補正機構２０の動作について説明する。先ず、駆動機構３０が駆動していない場合、レンズホルダ部材２２の補正レンズ１７は光軸に一致した中間位置の状態にある。

そして、この中間位置からレンズホルダ部材２２が第１の方向の一側に移動する場合、駆動機構３０の第１のコイル３１に一方向に流れる駆動電流が供給される。すると、駆動機構３０は、一方向に流れる駆動電流とマグネット２７，２８の発生する磁力との作用によって、レンズホルダ部材２２が第１の方向の一方に移動する推進力を発生する。ここで、移動部材２３は、第２のガイド機構４１によって固定部材２１に対して第１の方向に移動しないようになっている。このため、レンズホルダ部材２２は、固定部材２１と一体的になっている移動部材２３に対して、第１のガイド機構３６にガイドされて一方向に移動する。なお、レンズホルダ部材２２を第１の方向の他方の側に移動させる場合には、第１のコイル３１に駆動電流を逆向きに供給すれば良い。

また、この中間位置からレンズホルダ部材２２が第２の方向の一側に移動する場合、駆動機構３０の第２のコイル３２，３２に一方向に流れる駆動電流が供給される。すると、駆動機構３０は、一方向に流れる駆動電流とマグネット２７，２８の発生する磁力との作用によって、レンズホルダ部材２２が第２の方向の一方に移動する推進力を発生する。ここで、レンズホルダ部材２２は、第１のガイド機構３６によって移動部材２３に対して第２の方向に移動しないようになっている。このため、レンズホルダ部材２２は、移動部材２３と一体的に、第２のガイド機構４１にガイドされて一方向に移動する。なお、レンズホルダ部材２２を第２の方向の他方の側に移動させる場合には、第２のコイル３２,３２に駆動電流を逆向きに供給すれば良い。

以上のように構成された像ぶれ補正機構２０によれば、レンズホルダ部材２２の補正レンズ１７を保持しているレンズ保持部２５の周囲に、第１及び第２のガイド機構３６，４１が設けられておらず、光路中に補正レンズ１７が位置するのみであることから、レンズ鏡筒の薄型化や小型化を図ることができる。また、像ぶれ補正機構２０では、構造的に無理なく薄型化を図ることができることから、迷光成分等が光路中に侵入し、ゴーストが発生することを防止することができる。

（４）カメラ及び像ぶれ補正機構の回路構成
図１２は、上述したような像ぶれ補正機構２０を備えたカメラ１のブロック図である。このカメラ１は、像ぶれ補正機構２０を有するレンズ鏡筒等全体の動作を制御する制御部７１と、制御部７１を駆動するためのプログラムメモリやデータメモリ、その他のＲＡＭやＲＯＭ等を有する記憶部７２と、電源のオン・オフや撮影モードの選択或いは撮影等のための各種の指令信号等を入力する操作部７３と、撮影された映像等を表示する表示部７４と、記憶容量を拡大する外部メモリ７５等を備える。

制御部７１は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路等を備えている。この制御部７１には、記憶部７２と操作部７３とアナログ信号処理部７６とデジタル信号処理部７７とＡ／Ｄ変換器７８とＤ／Ａ変換器８１とタイミングジェネレータ（ＴＧ）８２とが接続されている。アナログ信号処理部７６は、撮像素子１８に接続されており、この撮像素子１８から出力される撮影画像に対応したアナログ信号によって所定の信号処理を実行する。このアナログ信号処理部７６はＡ／Ｄ変換器７８に接続されており、このＡ／Ｄ変換器７８によって出力がデジタル信号に変換される。

Ｄ／Ａ変換器８１には、像ぶれ補正のためのサーボ演算を行う駆動制御部８４が接続されている。駆動制御部８４は、補正レンズ１７の位置に応じて像ぶれ補正機構２０を駆動制御して像ぶれを補正する。駆動制御部８４には、像ぶれ補正機構２０の駆動機構３０のレンズホルダ部材２２に取り付けられているマグネット２７，２８の磁力を検出することによってレンズホルダ部材２２の第１の方向と第２の方向の位置を検出する位置検出部となる第１のホール素子３５ａと第２のホール素子３５ｂとが接続されている。なお、タイミングジェネレータ（ＴＧ）８２は、撮像素子１８と接続されている。

かくして、被写体の像がレンズ系を介して撮像素子１８の結像面に結像されると、その画像信号がアナログ信号として出力され、アナログ信号処理部７６で所定の処理が実行された後、Ａ／Ｄ変換器７８によってデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器７８からの出力は、デジタル信号処理部７７で所定の処理が実行された後、被写体に対応した画像として表示部７４に表示され、或いは外部メモリ７５に記憶情報として記憶される。

このような撮影状態において、像ぶれ補正機構２０は、動作状態にあり、カメラ本体２に振れや揺れ等が生じると、ジャイロセンサ８３がその振れや揺れ等を検出し、その検出信号を駆動制御部８４に出力する。駆動制御部８４では、所定の駆動信号を像ぶれ補正機構２０の駆動機構３０の第１及び第２のコイル３１，３２に駆動電流を供給し、レンズホルダ部材２２を固定部材２１に対して第１の方向と第２の方向に移動する。これにより、補正レンズ１７が移動することになり、像ぶれを解消され、綺麗な画像を得ることができる。

次に、像ぶれ補正機構２０の制御を行う駆動制御部８４の回路構成を説明する。

図１３に示すように、駆動制御部８４は、像ぶれ補正演算部９１とアナログサーボ部９２と駆動回路部９３と４つの増幅器（ＡＭＰ）９４ａ，９４ｂ，９５ａ，９５ｂ等を備えている。像ぶれ補正演算部９１には、第１の増幅器（ＡＭＰ）９４ａを介して第１のジャイロセンサ８３ａが接続されていると共に、第２の増幅器（ＡＭＰ）９４ｂを介して第２のジャイロセンサ８３ｂが接続されている。

第１のジャイロセンサ８３ａは、カメラ本体２に付加された手ぶれ等による第１の方向の変位量を検出し、第２のジャイロセンサ８３ｂは、カメラ本体２に付加された手ぶれ等による第２の方向の変位量を検出する。なお、ここでは、２個のジャイロセンサを設けて第１の方向の変位量と第２の方向の変位量を個別に検出する例について説明したが、１個のジャイロセンサで第１の方向及び第２の方向の２方向の変位量を検出するようにしても良い。

像ぶれ補正演算部９１には、アナログサーボ部９２が接続されている。アナログサーボ部９２は、像ぶれ補正演算部９１により算出された値をデジタル値からアナログ値に変換し、そのアナログ値に対応した制御信号を出力する。アナログサーボ部９２には、駆動回路部９３が接続されている。駆動回路部９３には、第３の増幅器（ＡＭＰ）９５ａを介して第１の位置検出部である第１のホール素子３５ａが接続されると共に、第４の増幅器（ＡＭＰ）９５ｂを介して第２の位置検出部である第２のホール素子３５ｂが接続されている。更に、駆動回路部９３には、駆動機構３０の第１及び第２のコイル３１，３２が接続されている。

第１のホール素子３５ａによって検出されたレンズホルダ部材２２の第１の方向の変位量は、第３の増幅器９５ａを介して駆動回路部９３に入力される。また、第２のホール素子３５ｂによって検出されたレンズホルダ部材２２の第２の方向の変位量は、第４の増幅器９５ｂを介して駆動回路部９３に入力される。これらの入力信号とアナログサーボ部９２からの制御信号に基づいて駆動回路部９３では、像ぶれを補正するように補正レンズ１７を移動するため、第１のコイル３１と第２のコイル３２の一方又は両方に対して所定の駆動電流を供給する。

（５）変形例
以上、本発明を適用した像ぶれ補正機構２０として、レンズホルダ部材２２を、移動部材２３と軸を用いた第１及び第２のガイド機構３６，４１を用いて固定部材２１に対して移動する場合を説明したが、本発明では、球体を固定部材２１とレンズホルダ部材２２との間に介在させることで、移動部材２３と第１及び第２のガイド機構３６，４１を省略する構成としても良い。

すなわち、図１４に示す像ぶれ補正機構１００では、固定部材２１と、レンズホルダ部材２２とを設けているだけで、移動部材２３を設けていない。また、像ぶれ補正機構１００では、像ぶれ補正機構２０の第１のガイド機構３６の第１のガイド軸３７，３８、レンズホルダ部材２２に設けられる第１の係合片４０等や第２のガイド機構４１の第２のガイド軸４２，４３、移動部材２３に設けられる第２の係合片４５等も設けられておらず、固定部材２１やレンズホルダ部材２２の構成の簡素化が図られている。

この上で、固定部材２１とレンズホルダ部材２２との間には、レンズホルダ部材２２の支持機構として、球体１０１が少なくとも３つ配設される。図１５及び図１６に示すように、球体１０１は、固定部材２１のレンズホルダ部材２２側の面に設けられた球受１０２に配設される。一方、レンズホルダ部材２２の固定部材２１側の面は平坦に形成されている。これにより、レンズホルダ部材２２は、駆動機構３０によって、第１の方向の推進力や第２の方向の推進力が発生すると、発生した推進力に従って、球体１０１が球受１０２内を転動し、第１の方向と第２の方向に移動する。

なお、詳細は省略するが、レンズホルダ部材２２は、固定部材２１又は固定部材２１に取り付けられるフレーム２４に設けた脱落防止機構によって、固定部材２１から外れないようになっている。例えば、第１のガイド機構３６や第２のガイド機構４１で用いられている第１及び第２のガイド軸を一つ固定部材２１又はレンズホルダ部材２２に設け、係合片を第１及び第２のガイド軸に係合することによって、レンズホルダ部材２２が固定部材２１から外れないようにすることができる。この場合にも、第１及び第２のガイド機構３６，４１より構成の簡素化をすることができる。また、レンズホルダ部材２２の移動量を規定するに当たっては、上述した規制突起５１と規制孔５３を用いるようにしても良い。

（６）その他の変形例
以上の説明では、像ぶれを補正するために、撮像素子１８上に設けた補正レンズ１７を動かすために像ぶれ補正機構２０，１００を設けたが、本発明では、これとは逆に、撮像素子１８に、像ぶれ補正機構２０，１００を設けるようにしても良い。この場合、いずれの像ぶれ補正機構２０，１００におけるレンズホルダ部材２２には、補正レンズ１７に代わって撮像素子１８が保持されることになる。また、レンズ鏡筒内からは、補正レンズ１７が省略されることになる。

また、以上の例では、ディジタルスチルカメラを例に説明したが、本発明は、ディジタルビデオカメラにも適用することができ、更には、銀塩のスチルカメラに適用することもできる。

１ディジタルスチルカメラ、２カメラ本体、３レンズ部、４レンズカバー、５フラッシュ、６表示部、１０レンズ鏡筒、１７補正レンズ、１８撮像素子、１９光学フィルタ、２０，１００像ぶれ補正機構、２１固定部材、２２レンズホルダ部材、２３移動部材、２４フレーム、２５レンズ保持部、２６部品配設部、２７，２８マグネット、２９ヨーク、３０駆動機構、３１第１のコイル、３２第２のコイル、３４プリント配線基板、３５ａ第１のホール素子、３５ｂ第２のホール素子、３６第１のガイド機構、４０第１の係合片、４１第２のガイド機構、４５第２の係合片、５１規制突起、５２貫通孔、５３規制孔、７１制御部、７２記憶部、７３操作部、７４表示部、７５外部メモリ、７６アナログ信号処理部、７７デジタル信号処理部、８３ジャイロセンサ、８４駆動制御部、９１像ぶれ補正演算部、９２アナログサーボ部、９３駆動回路部、１０１球体、１０２球受

Claims

像ぶれを補正する像ぶれ補正装置において、
固定部材と、
光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、
上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、
レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、
第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備え、
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にある像ぶれ補正装置。
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸に囲まれる領域内に、上記ホルダ部材の上記第１の方向と上記第２の方向の移動を規制する規制部がある請求項１記載の像ぶれ補正装置。
上記レンズ系は、上記光軸の中途部を９０度に折り曲げた折曲レンズ系であり、
上記撮像素子側の光軸からオフセットした位置に上記駆動手段がある請求項１又は請求項２記載の像ぶれ補正装置。
固定部材と、
光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、
上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、
レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、
第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備え、
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にあるレンズ鏡筒装置。
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸に囲まれる領域内に、上記ホルダ部材の上記第１の方向と上記第２の方向の移動を規制する規制部がある請求項４記載のレンズ鏡筒装置。
上記レンズ系は、上記光軸の中途部を９０度に折り曲げた折曲レンズ系であり、
上記撮像素子側の光軸からオフセットした位置に上記駆動手段がある請求項４又は請求項５記載のレンズ鏡筒装置。
像ぶれを補正するカメラ装置において、
固定部材と、
光軸と直行する平面と平行な第１の方向に沿って配設された第１のガイド軸と、
上記平面と平行で、且つ、上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配設された第２のガイド軸と、
レンズ系の構成要素の１つであり光軸を補正する補正レンズ又は撮像素子の何れかを保持し、上記第１のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第１の方向に移動し、上記第２のガイド軸に対して摺動することで、上記固定部材に対して上記第２の方向に移動するホルダ部材と、
第１のコイルと第１のマグネットを含み、上記第１のコイルに流れる駆動電流によって上記第１の方向の推進力を発生する第１の駆動機構と、第２のコイルと第２のマグネットを含み、上記第２のコイルに流れる駆動電流によって上記第２の方向の推進力を発生する第２の駆動機構とからなり、上記ホルダ部材を上記第１の方向と上記第２の方向に移動する駆動手段とを備え、
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１及び第２のガイド軸によって囲まれる略長方形に形成される領域外に上記補正レンズ又は上記撮像素子を配置すると共に、上記第１及び第２の駆動機構は、上記領域内にあるカメラ装置。
上記第１及び第２のガイド軸を光軸方向から見たときに、上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸に囲まれる領域内に、上記ホルダ部材の上記第１の方向と上記第２の方向の移動を規制する規制部がある請求項７記載のカメラ装置。
上記レンズ系は、上記光軸の中途部を９０度に折り曲げた折曲レンズ系であり、
上記撮像素子側の光軸からオフセットした位置に上記駆動手段がある請求項７又は請求項８記載のカメラ装置。