JP4943191B2 - カメラの手振れ補正装置 - Google Patents
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Description
この手振補正装置では、カメラに手振れが生じたときに駆動用コイルに電流を流すと、電流が流れた駆動用コイルが電気基板及び撮像素子をスライドさせる駆動力を発生する。すると、撮像素子が手振れを打ち消す方向にスライドするので、像ぶれが補正される。
即ち、撮像素子の周面には磁性体からなるリード(信号線)が多数設けられており、このリードは電気基板と電気的に接続している。
しかし、このリードはその表面が外部に露出しているので、磁石が生み出す磁力の影響を受けるおそれがあり、仮に磁力の影響を受けるとステージ板(リード線)が磁石に引き寄せられるので、ステージ板の性能に支障が出てしまう。
まずはカメラ10及び手振補正装置20の基本構造について説明する。
図1に示すように、カメラ10のレンズ鏡筒11内には、複数のレンズL1、L2、L3からなる光学系が配設されており、カメラボディ12内にはレンズL3の直後に位置する手振補正装置20が配設されている。
図2から図10に示すように手振補正装置20は、軟鉄等の磁性体からなる正面視略横長方形の前側固定支持基板(固定支持基板)21と、正面形状が前側固定支持基板21と略同一で軟鉄等の磁性体からなる後側固定支持基板(固定支持基板)22と、を備えている。前側固定支持基板21の後面の5カ所には後方に向かって延出する連結支柱23が突設されており、各連結支柱23の後端面には雌ねじ孔24が形成してある。後側固定支持基板22の各連結支柱23と対応する位置には貫通孔25が穿設してある。図9に示すように、各貫通孔25にボルト26を挿入し、その雄ねじ27を対応する連結支柱23の雌ねじ孔24に螺合することにより、前側固定支持基板21と後側固定支持基板22を互いに平行をなすように連結している。
前側固定支持基板21と後側固定支持基板22の中央部にはそれぞれ共に長方形の窓孔28と窓孔29が穿設してある。さらに、前側固定支持基板21と後側固定支持基板22の底部間には断面視L字形状の底部連結部材30が固着してる。そして、図示を省略した3つの固定ねじによって後側固定支持基板22をカメラボディ12の内面に固定している。
前側固定支持基板21の左右の上端角部近傍と下端部の左右方向中央部近傍にはそれぞれ正面視円形の取付孔31が穿設してある(図9参照)。各取付孔31にはリテーナ32が後方から嵌合固定してある(このリテーナ32は前側固定支持基板21の一部をなす部材である)。リテーナ32の後端部は取付孔31より大径の抜止部33となっており、この抜止部33が前側固定支持基板21の後面に当接しているので、抜止部33が取付孔31から前方に抜け出すことはない。さらに、抜止部33の後端面は前側固定支持基板21及び後側固定支持基板22と平行な当接平面34となっている。
また、前側固定支持基板21の後面には窓孔28の下方に位置する態様で、上下一対の磁石からなるY用磁石MYAとY用磁石MYBが左右に並べて設けてある。Y用磁石MYAとY用磁石MYBは共に図5、図7及び図10の上側の磁石の後半部がN極(前半部はS極)であり、下側の磁石の後半部がS極(前半部はN極)である。そして、前側固定支持基板21及び後側固定支持基板22がY用磁石MYAとY用磁石MYBの磁束を通すことにより、Y用磁石MYA及びY用磁石MYBと後側固定支持基板22の対向部との間にY用磁気回路を構成している。
このように前側固定支持基板21及び後側固定支持基板22はヨークとしての機能を有している。
前側固定支持基板21と後側固定支持基板22の間にはステージ板40が位置している。ステージ板40の左右の上端角部及び下端部の左右方向中央部にはそれぞれ方形の移動範囲規制孔41が穿設してある。図10に示すように、各移動範囲規制孔41を、前側固定支持基板21の左右の上端角部から突出する2本の連結支柱23と前側固定支持基板21の下端部の左右方向中央部から突出する連結支柱23がそれぞれZ方向に貫通している。
このように3つのボールBが3つのリテーナ32の当接平面34と後側固定支持基板22の前面に接触することにより、ステージ板40は図10に示す初期位置から前側固定支持基板21及び後側固定支持基板22に対してX方向とY方向に直線的に相対移動できるだけでなく、X方向及びY方向と平行な(光軸Oに直交する)XY平面上を回転可能である。
さらに、ステージ板40の移動範囲規制孔41には前側固定支持基板21から突出する3本の連結支柱23がそれぞれ遊嵌しているので、ステージ板40及び電気基板45(撮像素子44)のスライド範囲は連結支柱23が移動範囲規制孔41に接触しない範囲に制限されている。
撮像素子44は図8に示すように、その前面に撮像面46を備え、かつその周面から後方に向かって、多数のリード(信号線)47が延出している。
撮像素子44の撮像面46は、レンズL1〜L3を透過した像が結像する結像面であり、ステージ板40が初期位置にあるとき(図10の状態のとき)、撮像素子44の撮像面46の中心はレンズL1〜L3の光軸O上に位置する。図10に示すように、撮像素子44はステージ板40が図10の位置(初期位置)に位置するときX方向と平行をなす上下一対のX方向側辺44Xと、ステージ板40が初期位置に位置するときY方向と平行な左右一対のY方向側辺44Yとを具備している。
撮像信号の伝送手段である各リード47は磁性体からなるものである。各リード47は電気基板45に穿設した多数の貫通孔(図示略)を通って電気基板45の後方に突出している。各リード47は電気基板45に形成した電気回路(図示略)及びフレキシブルプリント基板FPCと電気的に接続している。さらに、図9及び図10に示すように、撮像素子44及び各リード47の周囲には被覆材35、被覆材36及び被覆材37がそれぞれ位置している。
また、ステージ板40の背面には電気基板45を避ける形状のフレキシブルプリント基板FPCが固着してある。このフレキシブルプリント基板FPCはカメラボディ12内に設けたCPU等によって構成される制御手段C(図1参照)と電気的に接続している。
フレキシブルプリント基板FPCの前面の左右両側部には同一仕様のX方向駆動用コイル(駆動用コイル)CXが固着してあり、左右のX方向駆動用コイルCXは左右のコイル取付孔50にそれぞれ嵌合している。左右のX方向駆動用コイルCXはコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた(ステージ板40と平行な方向にもステージ板40の板厚方向にも巻かれている)XY平面と平行なコイルであり、左右のX方向駆動用コイルCX同士はX方向側辺44Xと平行な方向に並んでいる(図10においてX方向に並んでいる)。別言すると、左右のコイルX方向駆動用コイルCX同士のY方向側辺44Yと平行な方向の位置(図10においてはY方向の位置)は一致している。左右のX方向駆動用コイルCXは左右の上記X用磁気回路とそれぞれ対応する位置している(左右のX用磁石MXと常にそれぞれZ方向に対向する)。
これら左右のX方向駆動用コイルCX、Y方向駆動用コイルCYA、Y方向駆動用コイルCYB、X用ホール素子HX及びY用ホール素子HYは総て、フレキシブルプリント基板FPCを介してカメラボディ12に内蔵した制御手段Cと電気的に接続している。
具体的には、カメラ10にX方向またはY方向の手振が生じたときに、カメラボディ12に設けた手振補正スイッチSW(図1参照)を押し込むと、カメラ10に内蔵したジャイロセンサGS(振動検出センサ。図1参照)がカメラボディ12のX方向とY方向の角速度を検出する。すると、上記制御手段Cがこの角速度情報に基づいてカメラボディ12のX方向とY方向の移動距離(手振れ量)を演算し、さらにX方向駆動用コイルCX、Y方向駆動用コイルCYA、Y方向駆動用コイルCYBの少なくともいずれかに電流を流す。すると、X方向駆動用コイルCX、Y方向駆動用コイルCYA、Y方向駆動用コイルCYBの少なくともいずれかが図10に示した矢線方向(FX1またはFX2、FY1またはFY2)の駆動力を発生し、撮像素子44(ステージ板40)がカメラボディ12に対して手振れ方向と反対方向にこの手振れ量と同じ距離だけX方向またはY方向に直線移動するので(ステージ板40のX方向とY方向のスライド量はX用ホール素子HXとY用ホール素子HYで検出する)、撮像素子44の手振れが補正される。
さらに本実施形態ではX用磁石MX、Y用磁石MYA及びY用磁石MYBの側面全体を被覆材35、被覆材36及び被覆材37により覆っているので、撮像素子44以外の電子機器(例えば、制御手段Cを構成するCPU等)に磁力が悪影響を及ぼすことも効果的に防止できる。
さらに、手振補正装置20のカメラボディ12への組み付け作業中に、例えば手振補正装置20をカメラボディ12に固定するための金属製のボルト(図示略)が底部連結部材30の底部に吸引され、手振補正装置20のカメラボディ12への組み付け作業が難航するという不具合も回避できる。
例えば、被覆材35、被覆材36及び被覆材37を設ける代わりに、X用磁石MX、Y用磁石MYA及びY用磁石MYBに磁性メッキ(コーティング膜)を行い(無電解ニッケルメッキに高温処理をする)、この磁性メッキによりX用磁石MX、Y用磁石MYA、Y用磁石MYBの側面からの磁力の漏れを防止してもよい。
また、リテーナ32及びボールBは4つ以上であってもよい。
さらに、取付孔31及びリテーナ32を省略して、ボールBを前側固定支持基板21の後面に回転可能に接触させてもよい。この場合はボールBの直径を前側固定支持基板21と後側固定支持基板22の対向面間距離より僅かに短く設定する。
11 レンズ鏡筒
12 カメラボディ
20 手振補正装置
21 前側固定支持基板(固定支持基板)
22 後側固定支持基板(固定支持基板)
23 連結支柱
24 雌ねじ孔
25 貫通孔
26 ボルト
27 雄ねじ
28 29 窓孔
30 底部連結部材
31 取付孔
32 リテーナ
33 抜止部
34 当接平面
35 36 37 被覆材
40 ステージ板
41 移動範囲規制孔
42 ボール支持孔
43 撮像素子取付用孔
44 撮像素子
44X X方向側辺
44Y Y方向側辺
45 電気基板
46 撮像面
47 リード
50 51 コイル取付孔
C 制御手段
CX X方向駆動用コイル(駆動用コイル)
CYA CYB Y方向駆動用コイル(駆動用コイル)
FPC フレキシブルプリント基板
GS ジャイロセンサ
HX X用ホール素子
HY Y用ホール素子
MX X用磁石(磁石)
MYA MYB Y用磁石(磁石)
O レンズ光軸
SW 手振補正スイッチ
Claims (7)
- 固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、
上記電気基板に支持され、その周面に該電気基板と電気的に接続する磁性体からなるリードを備える撮像素子と、
上記電気基板と一緒に移動する駆動用コイルと、
上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、正面視において上記撮像素子及びリードの周囲に位置し、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、
該磁石の上記リードと対向する部分を覆う磁性体からなる被覆材と、
を備えることを特徴とするカメラの手振補正装置。 - 固定支持基板及び該固定支持基板に対してスライド可能な電気基板を備えるカメラの手振補正装置において、
上記電気基板に支持され、その周面に該電気基板と電気的に接続する磁性体からなるリードを備える撮像素子と、
上記電気基板と一緒に移動する駆動用コイルと、
上記固定支持基板の上記電気基板との対向面に設けた、正面視において上記撮像素子及びリードの周囲に位置し、上記駆動用コイルに磁力を及ぼす磁石と、
該磁石の上記リードと対向する部分に塗布された磁性材料からなるコーティング膜と、
を備えることを特徴とするカメラの手振補正装置。 - 請求項1または2記載のカメラの手振補正装置において、
上記被覆材またはコーティング膜が、磁石の側面全体を覆うものであるカメラの手振補正装置。 - 請求項1から3のいずれか1項記載のカメラの手振補正装置において、
上記磁石が、X用磁石とY用磁石からなり、
上記駆動用コイルが、上記X用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより特定の直線方向であるX方向の駆動力を発生するX方向駆動用コイルと、上記Y用磁石で発生した磁界内において電流を受けることにより上記X方向に直交するY方向の駆動力を発生するY方向駆動用コイルと、を備えるカメラの手振補正装置。 - 請求項1から4のいずれか1項記載のカメラの手振補正装置において、
上記固定支持基板が互いに略平行な前側固定支持基板と後側固定支持基板を具備し、
上記電気基板が前側固定支持基板と後側固定支持基板の間に位置し、
上記電気基板と一緒に移動するステージ板が少なくとも3つのボール支持孔を貫通孔として備え、
該ボール支持孔に、上記前側固定支持基板と後側固定支持基板の対向面間距離より小径で該前側固定支持基板及び後側固定支持基板に接触可能なボールを回転可能に嵌合したカメラの手振補正装置。 - 請求項1から5のいずれか1項記載のカメラの手振補正装置において、
カメラの手振れを検出するジャイロセンサと、
該ジャイロセンサが検出した角速度情報に基づいて、上記X方向駆動用コイル及び上記Y方向駆動用コイルに、手振れを補正するように電流を流す制御手段と、
を備えることを特徴とするカメラの手振れ補正装置。 - 請求項1から6のいずれか1項記載のカメラの手振れ補正装置において、
少なくとも一つの上記磁石がカメラボディと対向し、該磁石の側面の該カメラボディとの対向部または該磁石の側面全周を上記被覆材または上記コーティング膜で覆ったカメラの手振れ補正装置。
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