JP5328120B2 - 像振れ補正装置およびそれを具備する光学機器、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、像振れを補正するための補正手段を、光軸と垂直な平面内で移動させる像振れ補正装置およびそれを具備する光学機器、撮像装置に関するものである。

従来、手持ち撮影において生じやすい手振れ等による像振れを補正するため、撮像レンズに含まれる一部のレンズ（補正レンズ）を光軸と垂直な平面内でシフトさせることにより、像振れを解消しようとする像振れ補正装置が知られている。

このような像振れ補正装置として、補正レンズを第１の方向あるいは第２の方向（前記第１の方向に垂直な方向）に、光軸回りに回転させることなくシフトさせるようにしたものが知られている。

上記の像振れ補正装置は、補正レンズをシフトさせる際の光学性能の劣化を防ぐため、光軸に対して倒れを防止しながら該補正レンズをシフトさせる必要がある。このことに鑑み、例えば特許文献１に示される像振れ補正装置では、図１１のように、補正レンズ１０１を保持している可動部材１０２と、固定部材１０４との間にボール１０３を介在させ、バネ１０５で付勢する。このことによって、補正レンズ１０１を光軸１０６と垂直な平面内でシフトさせる際に傾きが生じない構成としている。
特開平１０−３１９４６５号公報

しかしながら、特許文献１では、図１１に示すように、補正レンズユニットの外部に付勢バネ１０５が露出しているため、鏡筒組み立て中などに作業者が不用意に接触する可能性が高い。この接触によってバネ特性が変化すると、補正レンズ１０１が固定部材１０４に対して確実に付勢されず、傾きを生じさせる恐れがある。さらには、第１の方向と第２の方向の駆動特性を変化させる恐れもある。また、この付勢バネ１０５に接触しないように該付勢バネ１０５を可動部材１０２の内側に設けようとすると、バネの組み込み性が悪くなるので好ましくない。

（発明の目的）
本発明の目的は、高精度で、量産性の良い像振れ補正装置および撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、像振れを補正するための補正手段と、前記補正手段を保持する可動部材と、前記可動部材との間に位置する複数の支持点を介して、光軸に垂直な平面内で移動可能に前記可動部材を支持する地板部材と、前記地板部材の係止部に一端が係止され、前記可動部材に他端が係止されて、前記地板部材に対し、前記可動部材との間で光軸方向に押圧力を発生するとともに、前記可動部材の光軸回りの回転防止を行う複数の付勢部材と、前記地板部材に固定され、光軸方向から見て前記可動部材の一部を被うように配置された保護部材とを有し、前記地板部材の外周部には前記係止部を備えた切欠部が形成され、前記保護部材には、前記保護部材から光軸方向に延出した保護部が形成され、前記保護部が、前記切欠部に配された前記付勢部材および前記係止部を外周側から覆うように前記切欠部に挿入されることを特徴とする像振れ補正装置とするものである。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記像振れ補正装置を具備する撮像装置とするものである。

本発明によれば、高精度で、量産性の良い像振れ補正装置または撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。

図１〜図４は本発明の実施例１に係る像振れ補正装置（機構部のみ）の構造を示す図である。詳しくは、図１は像振れ補正装置の分解斜視図、図２は図１に示す像振れ補正装置の上面図、図３は図２に示す像振れ補正装置のＡ−ｏ−Ａ’断面図、図４は可動部材の支持点と付勢部材との関係を示す図である。

本実施例１に係わる像振れ補正装置は、補正レンズ２を光軸と垂直な平面内で第１の方向および第２の方向に移動させ、像振れを補正するものである。なお、第１の方向とは、カメラの所定方向の角度変化、本実施例１では、図２に示す右上がり方向をいう。また、第２の方向とは、カメラの所定方向に対して直角な角度変化、本実施例１では、図２に示す左上がり方向をいう。補正レンズ２は、第１の方向および第２の方向にそれぞれの専用の駆動部および位置検出部により、独立に駆動されて位置決めされる。

以下、像振れ補正装置の構成について説明する。図１〜図４において、１は中央に撮影光束が通過する開口部１ａが形成されたベースユニットである。フォロアピンが鏡筒を構成する不図示のカムに倣うことによって、光軸方向にのみ移動可能となっている。ベースユニット１には、後述の３つの付勢部材を係止するフック状の第１係止部１ｅ、第２係止部１ｆ、第３係止部１ｇ（図２参照）を設けている。さらにこれらの係止部のうち、第１係止部１ｅと第２係止部１ｆは、図２のような外径からの切欠部１ｊ，１ｋに設けられている。係止部１ｅ，１ｆはベースユニット１の外周からはみ出ることなく、かつ外周面から見て隠れない位置に設けられている。

３は中央のレンズ保持部３ａに補正レンズ２を保持したレンズホルダである。このレンズホルダ３は、後述の付勢部材を係止するフック形状からなる第１係止部３ｄ、第２係止部３ｅ、第３の係止部３ｆを持っている。さらに、補正レンズ２の外周部には、２極に着磁された第１マグネット３ｂと、同じく補正レンズ２の外周部で、光軸を中心に第１のマグネット３ｂから９０度回転した位置に第２マグネット３ｃが一体に形成されている。２極の着磁の方向は図１の通りであるが、着磁の方向は逆転していてもよい。

４（４ａ〜４ｃ）は３つのボールであり、図３に示すように、ベースユニット１とレンズホルダ３に挟まれるようにして配される。ベースユニット１には、光軸と垂直な平面部を持つ第１ボール受け部１ｂ、第２ボール受け部１ｃ、第３ボール受け部１ｄを有する。第１〜第３ボール受け部１ｂ〜１ｄは前記平面部を底面とする凹形状である。レンズホルダ３の背面側には、前記平面部と平行な面を持つ第１受け面３ｇ、第２受け面３ｈ、第３受け面３ｉが設けられている。そして、これら第１ボール受け部１ｂ、第２ボール受け部１ｃ、第３ボール受け部１ｄと、第１受け面３ｇ、第２受け面３ｈ、第３受け面３ｉとの間にそれぞれ挟まれるようにしてボール４ａ〜４ｃは配置される。

５（５ａ〜５ｃ）は３本の付勢バネであり、ベースユニット１とレンズホルダ３を光軸と平行な方向に付勢している引っ張りコイルバネより成る。第１付勢バネ５ａは、一端がベースユニット１の第１係止部１ｅに、他端がレンズホルダ３の第１係止部３ｄに、それぞれ係止される。第２付勢バネ５ｂは、一端がベースユニット１の第２係止部１ｆに、他端がレンズホルダ３の第２係止部３ｅに、それぞれ係止される。また、第３付勢バネ５ｃは一端がベースユニット１の第３係止部１ｇに、他端がレンズホルダ３の第３係止部３ｆに、それぞれ係止される。そして、図２に示すように、第１付勢バネ５ａは、ベースユニット１の切欠部１ｊ内に配され、第２付勢バネ５ｂはベースユニット１の切欠部１ｋに配される。更に、第３付勢バネ５ｃは、レンズホルダ３の内部に配される。また、各付勢バネ５ａ〜５ｃは、ベースユニット１の各ボール受け部１ｂ〜１ｄとレンズホルダ３の各受け面３ｇ〜３ｉによって、ボール４を安定して挟持できる必要最低限の力を発生するものとしている。

６はコイルユニットであり、第１コイルユニット６ａと第２コイルユニット６ｂからなる。それぞれ、第１マグネット３ｂと対向する位置および第２マグネット３ｃと対向する位置で、ベースユニット１のコイル固定部１ｈ，１ｉにそれぞれ固定される。

７はセンサーホルダであり、ベースユニット１に固定され、レンズホルダ３の一部を覆うように形成される。そして、第１マグネット３ｂと対向する位置に第１ホール素子８ａを保持し、第２マグネット３ｃと対向する位置に第２ホール素子８ｂを保持している。さらに、センサーホルダ７には、光軸方向に延出した第１保護部７ｃと第２保護部７ｄが設けられている。これら保護部７ｃ，７ｄは、各々ベースユニット１の切欠部１ｊおよび１ｋに挿入されるように組み立てられ、付勢バネ５を外周側から覆うようになっている。このようになっていることによって、センサーホルダ７の組み付け後は、付勢バネ５に接触できないようになっている。

コイルユニット６ａ，６ｂは、第１マグネット３ｂと第２マグネット３ｃの間にわずかなエアギャップを有し、各マグネット３ｂ，３ｃによって形成される磁気回路中に置かれている。コイルユニット６ａ，６ｂに電流を流すことで、可動部材の一部を成す第１マグネット３ｂと第２マグネット３およびレンズホルダ３が移動させられる。詳しくは、レンズホルダ３に保持される補正レンズ２は、第１コイルユニット６ａに電流を流すことによって図２に示す第１の方向へ駆動され、第２コイルユニット６ｂに電流を流すことによって図２に示す第２の方向へ駆動される。

第１マグネット３ｂと第２マグネット３ｃの上面にはセンサーホルダ７に固定されたホール素子８ａと第１ホール素子８ｂを有し、上記のようにして駆動された第１マグネット３ｂと第２マグネット３、つまりは補正レンズ２の位置の検出を行っている。不図示の加速度センサーによってカメラの振れ（揺れ）を検出すると、この振れに起因する像振れを補正するように、不図示のマイコンにてフィードバック制御して補正レンズ２を駆動している。

次に、図４を用いて、３つのボール４と３つの付勢バネ５との配置関係について説明する。

上記のようにレンズホルダ３は、ベースユニット１に対してボール４を介し、付勢バネ５によって光軸方向の移動規制を受けている。これらを組み立てるには、まずコイルユニット６が固定されるベースユニット１の各ボール受け部１ｂ〜１ｄに３つのボール４ａ〜４ｃを置き、さらにその上からレンズホルダ３の各受け面３ｇ〜３ｉを乗せる。そして、レンズホルダ３に付勢バネ５をかける。このとき、例えば付勢バネ５が係止される係止部がレンズホルダ３の内側に設けられているとバネの組み込み性が悪いため、出来るだけ外周側で、該外側から直接触れる位置に設けることが望ましい。しかし、図４のような３つのボール位置を頂点として作られる三角形Ａの外側に付勢バネ５を設けようとすると、付勢バネ５を一つ掛けたところで該付勢バネ５に最も近いボールを支点にしてレンズホルダ３が傾いて浮き上がってしまう。そのため、やはり組み立て性が悪くなる。このレンズホルダ３の傾きを防止するには、三角形Ａの内側に付勢バネを設けることが好ましいと言える。

上記２点のことにより、本実施例１では、バネ掛け性は悪いが、組み立て時にレンズホルダ３が安定して３つのボール４の上に乗った状態になるように、組み立ての最初の１本（本実施例１では、第３付勢バネ５ｃ）のみ、三角形Ａの内側に配する。そして、残りの２本（本実施例１では、第１付勢バネ５ａ及び第２付勢バネ５ｂ）はバネ掛け性をよくするために三角形Ａの外側に配すようにしている。このように第３付勢バネ５ｃについては、レンズホルダ３の内部である三角形Ａの内側に配したことにより、外側から接触する恐れが少ない。このため、センサーホルダ７に保護部を設けてこの第３付勢バネ５ｃを覆う必要がない。

しかしながら、冶具などを用い、レンズホルダ３が傾かないようにして組み込むことが可能であれば、付勢バネは３本とも図４に示す三角形Ａの外側に設けても構わない。その場合には、第３付勢バネ５ｃは、切欠部１ｊと同様にレンズホルダ１に設けた切欠部内に配し、センサーホルダ７には保護部７ｃ，７ｄのような保護部を更に設け、第３付勢バネを外周側から覆うように構成にする必要がある。

上記のように、付勢バネ５の組込み性をよくするためには、付勢バネ５は出来るだけレンズホルダ３の外周部でかつ係止部が露出している方が良い。しかし、このようにすると特許文献１に示されるように、補正レンズユニットとして組み立て後に付勢バネ５が外側に露出することになる。このままであると、前述したように組み立て後に付勢バネを作業者が誤って触れてしまうことがある。付勢バネの接触によって付勢力が変化すると、レンズホルダ３を確実に光軸方向に規制できなくなるだけでなく、例えば左右のバランスが悪くなってレンズホルダ３が傾いたりする。さらには、駆動の第１の方向、第２の方向の負荷バランスが崩れるので、安定した駆動をすることが困難になったりする。

そこで、本実施例１では、センサーホルダ７に第１保護部７ｃおよび第２保護部７ｄを設け、センサーホルダ７の組み付け後は、作業者が誤って付勢バネ５に接触する危険性を少なくしている。

本実施例１の像振れ補正装置は、外周部に第１，第２切欠部１ｊ，１ｋを有するとともに、該第１，第２切欠部１ｊ，１ｋに第１、第２係止部１ｅ，１ｆを有するベースユニット１を有する。さらに、光軸を偏心させる補正レンズ２を保持するとともに、該補正レンズ２を光軸に垂直な平面内でシフトさせるレンズホルダ３を有する。さらに、第１〜第３係止部１ｅ，１ｆ，１ｇに一端が係止され、ベースユニット１に対し、他端が係止されるレンズホルダ３との間で光軸方向に押圧力（付勢力）を発生するとともに、レンズホルダ３の光軸回りの回転防止を行う複数の付勢バネ５を有する。さらには、第１，第２切欠部１ｊ，１ｋに挿入され、光軸方向から見て付勢バネ５の外周側を覆うように構成された第１，第２保護部７ｃ，７ｄとを有する。
また、付勢バネ５の押圧力によってレンズホルダ３を少なくとも３つの支持点にて支持されており、付勢バネ５のうち少なくとも１つが、支持点を頂点として形成される多角形よりも外側に配置されるようにしている。

換言すれば、地板１とレンズホルダ３との間に挟持される複数個のボールによってレンズホルダ３が光軸と垂直方向に移動可能となっている。そして、付勢バネ５のうちの少なくとも１つ（実施例１では、２つ）が、前記ボール位置を頂点として形成される多角形よりも外側に配置される。

上記のように、補正レンズ２に傾きが生じないように設けた付勢バネ５を、レンズホルダ３の外周側に設けられた係止部に係止することによって組み立て性を良くしている。さらに、像振れ補正装置の組み立て後は、付勢バネ５に接触しないような構成としている。これにより、高精度で量産性の良い像振れ補正装置を実現することができる。

図５および図６を用いて、本発明の実施例２に係わる像振れ補正装置（機構部のみ）について説明する。図５は本実施例２に係わる像振れ補正装置の分解斜視図、図６は図５に示す像振れ補正装置の光軸方向の断面図である。なお、上記実施例１の図１ないし図４に示した像振れ補正装置と同じ形状の部品については、ベースユニット１１に設けられた各構成に関しては、実施例１のベースユニト１で用いた符番の１０の位に１を加えるように符番を変更し（たとえば、第１係止部１ｅの符番を１１ｅに、第２係止部１ｆの符番を１１ｆに変更）、ベースユニット１１以外の部品に関しては同一の符号を付し、その説明は省略する。

上記の実施例１において、レンズホルダ３が３つのボール４（４ａ〜４ｃ）によって光軸方向に支持されていたのに対し、本実施例２では、ベースユニット１１に設けられた半球形状からなる３つの滑り部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによって行っている。レンズホルダ３が３点によって支持されること自体は実施例１と変わりがなく、該３点によって形成される三角形に対する付勢バネ５の位置関係も同じである。このような構成にすることにより、上記実施例１に示したボール４に比べて、レンズホルダ３との滑り摩擦は増えるが、部品点数の削減に貢献できると共に、組み立て性を向上させることができる。

本実施例２では、３つのボールを全て廃止して、ベースユニット１１に設けた球状の受け部である滑り部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによってレンズホルダ３を支持した。しかし、ボールを１つだけ廃止して、ベースユニット１１で受け残る２点はボールによって支持したり、ボールを２つ廃止して、１点のみボールで支持したりしても構わない。

図７ないし図１０を用いて、本発明の実施例３に係わる像振れ補正装置（機構部のみ）及び隣接配置されたシャッタ装置について説明する。図７は本発明の実施例３に係わる像振れ補正装置を示す分解斜視図である。図８は、像振れ補正装置に隣接されたシャッタ装置のみの分解斜視図であり、図７の背面側から見た図である。また、図９は図８に示すシャッタ装置の開放状態の上面図であり、図１０は図８に示すシャッタ装置の閉鎖状態の上面図である。なお、上記実施例１の図１ないし図４に示した像振れ補正装置と同じ形状の部品については同一の符号を付し、その説明は省略する。

本実施例３に係わる像振れ補正装置においては、センサーホルダ２６に保護部は設けられていない。また、ベースユニット２１の背面側に、開口部２１ａを覆う位置と退避する位置に移動可能なシャッタ羽根を有するシャッタ装置を設けている。

図７ないし図１０において、２１はベースユニットであり、表面側は、実施例１におけるベースユニット１と同様の構成であって、２１ａは開口部、２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは第１〜第３ボール受け部である。さらに、２１ｅは第１係止部、２１ｆは第２係止部、２１ｇは第３径止部である。さらに、２１ｈ，２１ｉはコイル固定部、２１ｊは第１切欠部、２１ｋは第２切欠部である。また、実施例３におけるベースユニット２１には、後述のアクチュエータ２２を保持するアクチュエータ保持部２１ｌを設けている。

ベースユニット２１の背面側には、第１羽根軸２１ｍと、第２羽根軸２１ｎが設けられており、後述のシャッタ羽根をそれぞれ回転可能に保持している。２２はシャッタ羽根を駆動させるアクチュエータである。このアクチュエータ２２の構成は省略するが、内部にコイルを持ち、コイルへの正逆通電によって、駆動アーム２２ａが第１の位置と第２の位置とに移動するものである。

２３は第１シャッタ羽根であり、２４は第２シャッタ羽根である。穴２３ａがベースユニット２１に設けられた回転軸２１ｍに回転可能に保持され、穴２４ａが２１ｎに回転可能に保持されている。さらに、長穴２３ｂ，２４ｂがアクチュエータ２２の駆動アーム２２ａに挿入され、摺動可能となっているので、駆動アーム２２ａの移動に従い、第１および第２のシャッタ羽根２３，２４が移動可能となっている。

２５は中央に開口部２５ａが設けられたシャッタカバーであって、シャッタ装置のカバーとなる部品であり、ベースユニット２１に固定される。シャッタカバー２５には、光軸方向に延出した第１保護部２５ｂおよび第２保護部２５ｃが設けられている。これら第１保護部２５ｂおよび第２保護部２５ｃは、シャッタカバー２５をベースユニット２１に固定した際、ベースユニット２１の切欠部２１ｊ，２１ｋ内に挿入され、第１付勢バネ５ａおよび第２付勢バネ５ｂの外周部を覆うものである。つまり、上記実施例１において、センサーホルダ７に設けられていた第１保護部７ｃおよび第２７ｄと同様の働きを有するものである。

上記の実施例１と同様、付勢バネ５を出来るだけ外周部に配置して、付勢バネ５を取りつけ易くするとともに、シャッタユニット２１を取り付け後は、付勢バネ５に接触することがなく、不良の起こりにくい像振れ補正装置となっている。

なお、上記実施例１〜３では、付勢バネ５を保護するための保護部をベースユニットやシャッタカバーと一体で構成した例を述べたが、これに限定されるものではなく、像振れ補正装置に隣接配置される部品であれば何に設けていても構わない。

（本発明と実施例に対応）
第１，第２切欠部１ｊ，１ｋ，１１ｊ，１１ｋ，２１ｊ，２１ｋが本発明の切欠部に、第１〜第３係止部１ｅ，１ｆ，１ｇ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇが係止部に、それぞれ相当する。また、ベースユニット１，１１，２１が地板部材に、補正レンズ２が補正手段に、レンズホルダ３が可動部材に、それぞれ相当する。また、付勢バネ５が本発明の付勢部材に、第１，第２保護部７ｃ，７ｄまたは第１保護部２５、第２保護部２５ｃが保護部材に、それぞれ相当する。また、ボール４又は滑り部１１が、本発明の、地板部材と可動部材との間に挟持される転動部材、もしくは、地板部材と可動部材の一方から他方に対して突出する滑り部材によって構成される支持点に相当する。また、ボール４が転動部材に、滑り部１１が滑り部材に、それぞれ相当する。

上記実施例１〜３では、補正手段として補正レンズを用いているが、光軸に垂直な平面内で移動される撮像素子を補正手段とすることもできる。

本発明の実施例１に係る像振れ補正装置を示す分解斜視図である。 図１の像振れ補正装置を構成するベースユニットの上面図である。 図１の像振れ補正装置の図２におけるＡ−ｏ−Ａ’断面図である。 図１の像振れ補正装置を構成するボールと付勢バネとの関係を示す図である。 本発明の実施例２に係る像振れ補正装置を示す分解斜視図である。 図５の像振れ補正装置の光軸方向の断面図である。 本発明の実施例３に係る像振れ補正装置およびシャッタ装置を示す分解斜視図である。 図７の像振れ補正装置に隣接配置されるシャッタ装置のみを示す分解斜視図である。 図８に示すシャッタ装置の開放状態を示す上面図である。 図８に示すシャッタ装置の閉鎖状態を示す上面図である。 従来の像振れ補正装置を示す断面図である。

符号の説明

１，１１，２１ ベースユニット
１ｅ，１１ｅ，２１ｅ 第１係止部
１ｆ，１１ｆ，２１ｆ 第２係止部
１ｇ，１１ｇ，２１ｇ 第３係止部
１ｊ，１１ｊ，２１ｊ 第１切欠部
１ｋ，１１ｋ，２１ｋ 第２切欠部
２ シフトレンズ
３ レンズホルダ
４ａ 第１ボール
４ｂ 第２ボール
４ｃ 第３ボール
５ａ 第１付勢バネ
５ｂ 第２付勢バネ
５ｃ 第３付勢バネ
６ａ 第１コイルユニット
６ｂ 第２コイルユニット
７ センサーホルダ
７ｃ 第１保護部
７ｂ 第２保護部
１１ｂ 滑り部
１１ｃ 滑り部
１１ｄ 滑り部
２２ アクチュエータ
２３ 第１シャッタ羽根
２４ 第２シャッタ羽根
２５ シャッタカバー
２５ｂ 第１保護部
２５ｃ 第２保護部

Claims (7)

1. 像振れを補正するための補正手段と、
   前記補正手段を保持する可動部材と、
   前記可動部材との間に位置する複数の支持点を介して、光軸に垂直な平面内で移動可能に前記可動部材を支持する地板部材と、
   前記地板部材の係止部に一端が係止され、前記可動部材に他端が係止されて、前記地板部材に対し、前記可動部材との間で光軸方向に押圧力を発生するとともに、前記可動部材の光軸回りの回転防止を行う複数の付勢部材と、
   前記地板部材に固定され、光軸方向から見て前記可動部材の一部を被うように配置された保護部材とを有し、
   前記地板部材の外周部には前記係止部を備えた切欠部が形成され、
   前記保護部材には、前記保護部材から光軸方向に延出した保護部が形成され、
   前記保護部は、前記切欠部に配された前記付勢部材および前記係止部を外周側から覆うように前記切欠部に挿入されることを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記付勢部材の押圧力によって前記可動部材が少なくとも３つの支持点にて前記地板部材に支持されており、前記付勢部材のうち少なくとも１つは、前記支持点を頂点として形成される多角形よりも外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
3. 前記支持点は、前記地板部材と前記可動部材との間に挟持される転動部材によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記支持点は、前記地板部材と前記可動部材の一方から他方に対して突出する滑り部材によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
5. 前記保護部材には、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段が配置されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の像振れ補正装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする光学機器。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする撮像装置。

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