JP5369724B2

JP5369724B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP5369724B2
Application number: JP2009020117A
Authority: JP
Inventors: 康介萩原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010175961A

Description

本発明は、撮像装置に関する。

防振レンズを保持して直線方向へ変位する直進移動用のステージと、直進移動用のステージを支持して回転方向へ変位する回転移動用のステージと、レンズ鏡筒に固定され回転移動用のステージを支持する固定用のステージとを備える防止レンズユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該防振レンズユニットでは、ステージを直進移動用と回転移動用とに個別に設けることから、ユニット全体の光軸方向への厚みが増大する。

また、当該防振レンズユニットを備える撮像装置では、防振レンズの直進移動及び回転移動を妨げることなく、防振レンズユニットより入射側及び結像側にそれぞれ配されたレンズ同士の光軸の位置合わせ精度を確保することが要求される。
特開２００７−２４１２５４号公報

防振レンズユニットの光軸方向への厚みの増大を抑制できると共に、防振レンズの光軸と直交する面内における移動を妨げることなく、防振レンズより入射側及び結像側にそれぞれ配されたレンズ同士の光軸の位置合わせ精度を確保できる撮像装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、防振レンズ（１２６、１２８）と、前記防振レンズより入射側に配された第１レンズ（１２４）と、前記防振レンズより結像側に配された第２レンズ（１３０）とを有する撮影光学系（１０７）と、前記第１レンズを保持し、前記撮影光学系の光軸（Ｌ２）に沿って移動する第１レンズ保持体（１３４）と、前記第２レンズを保持し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動する第２レンズ保持体（１３６）と、前記防振レンズを保持する防振レンズ保持体（１４０）と、前記防振レンズ保持体を、前記防振レンズの光軸と直交する面内で移動可能に支持する支持体（１４２）と、前記防振レンズ保持体を前記支持体に、前記防振レンズの光軸と平行な軸線の周りの回転方向、且つ当該軸線と直交する回転半径方向へ変位可能に係合させる係合部（１８０）と、前記防振レンズ保持体を、前記回転方向へ変位させる回転駆動部（２０２）と、前記防振レンズ保持体を、前記回転半径方向へ変位させる直進駆動部（２０４）と、前記防振レンズ保持体及び前記支持体を貫通して前記撮影光学系の光軸に沿って延び、前記第１レンズ保持体と前記第２レンズ保持体との移動を案内する案内軸（１４６）と、を備える撮像装置（２００）を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る防振レンズユニット１００を備えるデジタルカメラ２００を示す斜視図である。この図に示すように、デジタルカメラ２００は、被写体と対向する前面から撮影者と対向する背面にかけて薄型の筐体１０２を備える。この筐体１０２における図中右側部には、防振レンズユニット１００を備えるレンズ鏡筒１０４が内蔵されている。レンズ鏡筒１０４は、筐体１０２の上下方向を長手方向としており、上部に、光軸を被写体に向けて配されたレンズ１０６を備えている。

デジタルカメラ２００は、角速度センサ等の手振れ検出センサと、手振れ検出センサの検出結果に応じて防振レンズユニット１００の駆動を制御する駆動制御部とを有している。即ち、デジタルカメラ２００において撮影中に手振れが発生した場合には、駆動制御部が、手振れ検出センサの出力信号に応じて防振レンズユニットの駆動を制御して、撮像素子に結像される像のぶれを軽減させる。

また、筐体１０２の上面には、レリーズスイッチ１０３が配されている。なお、レリーズスイッチ１０３が筐体１０２の上側に位置する状態における筐体１０２の上下方向を「上下方向」と、当該状態における筐体１０２を被写体側から見た場合における筐体１０２の左右方向を「左右方向」として、以下、説明する。

図２は、レンズ鏡筒１０４を示す側断面図である。この図に示すように、レンズ鏡筒１０４は、筐体１０２の上下方向を長手方向とする筒体１０５と、筒体１０５の内部に配された撮影光学系１０７とを備えている。撮影光学系１０７は、上記レンズ１０６を含む第１レンズ群１０８と、第２レンズ群１１０と、防振レンズ群としての第３レンズ群１１２と、第４レンズ群１１４と、第５レンズ群１１６とを備えており、被写体像を撮像素子１１８に結像する。

第１レンズ群１０８は、レンズ１０６と、プリズム１２０と、レンズ１２２とを備えている。プリズム１２０は、光軸Ｌ１を直角に下方へ屈曲させる反射部材であり、レンズ１２２は、その光軸がプリズム１２０により屈曲された光軸Ｌ２と一致するように配されている。

第２レンズ群１１０は、光軸Ｌ２に沿って移動可能なレンズ１２４を備えている。また、第３レンズ群１１２は、光軸Ｌ２と直交する平面内で移動可能な防振レンズ１２６、１２８を備えている。また、第２レンズ群１１０と第３レンズ群１１２との間には、シャッタユニット１２９が配されている。シャッタユニット１２９は、シャッタ及び絞りを有している。また、第４レンズ群１１４、及び第５レンズ群１１６はそれぞれ、光軸Ｌ２に沿って移動可能なレンズ１３０、１３２を備えている。

ここで、レンズ１２２、１２４、防振レンズ１２６、１２８、及びレンズ１３０、１３２は、プリズム１２０により下方へ屈曲された光軸Ｌ２に沿って記載順に配されている。一方、プリズム１２０により屈曲される前の光軸Ｌ１に沿って配されているのはレンズ１０６だけであり、光軸Ｌ１は、光軸Ｌ２と比較して格段に短い。これにより、レンズ鏡筒１０４における筐体１０２の厚み方向への広がりが抑制され、筐体１０２の厚みの増大が抑制される。

図３は、図２の３−３断面図である。この図に示すように、レンズ鏡筒１０４は、第２レンズ群１１０を保持するレンズ保持枠１３４、第４レンズ群１１４を保持するレンズ保持枠１３６、及び第５レンズ群１１６を保持するレンズ保持枠１３８を備えている。また、防振レンズユニット１００は、第３レンズ群１１２を保持するレンズ保持枠１４０と、レンズ保持枠１４０を支持する支持フレーム１４２とを備えている。支持フレーム１４２は、筒体１０５に固定されている。

筒体１０５の左右両端部には、左右一対のガイドバー１４４、１４６が、光軸Ｌ２と平行に配されている。ガイドバー１４４の軸方向両端部は、筒体１０５の右上部及び右下部に固定されている。また、ガイドバー１４６の軸方向両端部は、筒体１０５の左上部及び左下部に固定されている。

レンズ保持枠１３４には、ガイドバー１４４とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する円孔が形成された軸受部１４８が連結されている。また、レンズ保持枠１３４には、ガイドバー１４６とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する長孔が形成された周り止め部１５０が設けられている。即ち、レンズ保持枠１３４は、ガイドバー１４４、１４６により、光軸Ｌ２と直交する面内での位置を決められた状態で光軸Ｌ２に沿って案内される。

レンズ保持枠１３６には、ガイドバー１４４とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する円孔が形成された軸受部１５２が連結されている。また、レンズ保持枠１３６には、ガイドバー１４６とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する長孔が形成された周り止め部１５４が設けられている。即ち、レンズ保持枠１３６は、ガイドバー１４４、１４６により、光軸Ｌ２と直交する面内での位置を決められた状態で光軸Ｌ２に沿って案内される。

また、レンズ保持枠１３８とガイドバー１４４との間には、ガイドバー１５６が光軸Ｌ２と平行に配されている。このガイドバー１５６は筒体１０５の下部に立設されている。

レンズ保持枠１３８には、ガイドバー１５６とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する円孔が形成された軸受部１５８が連結されている。また、レンズ保持枠１３８には、ガイドバー１４６とその軸方向に沿って摺動自在に嵌合する長孔が形成された周り止め部１５９が設けられている。即ち、レンズ保持枠１３８は、ガイドバー１５６、１４６により、光軸Ｌ２と直交する面内での位置を決められた状態で光軸Ｌ２に沿って案内される。

なお、レンズ保持枠１３６における光軸Ｌ２と軸受部１５２との間には、ガイドバー１５６が挿通される貫通孔１３７が形成されている。この貫通孔１３７は、ガイドバー１５６の直径より大径となっている。このため、ガイドバー１５６がレンズ保持枠１３６の可動範囲内まで延びているにも関わらず、レンズ保持枠１３６は、光軸Ｌ２に沿って移動できる。

また、防振レンズ１２６、１２８を保持するレンズ保持枠１４０、及びレンズ保持枠１４０を支持する支持フレーム１４２には、ガイドバー１４６が挿通される貫通孔１４１、１４３が形成されている。この貫通孔１４１、１４３は、ガイドバー１４６の直径より大径となっており、貫通孔１４１、１４３の孔壁とガイドバー１４６との間には隙間が空けられている。

ここで、貫通孔１４１は貫通孔１４３よりも大径であり、貫通孔１４１の孔壁とガイドバー１４６との隙間は、貫通孔１４３の孔壁とガイドバー１４６との隙間より大きくなっている。これにより、ガイドバー１４６がレンズ保持枠１４０の設置範囲を通って上下に延びているに延びているにも関わらず、レンズ保持枠１４０は、光軸Ｌ２と直交する面内で移動できる。

図４は、図２の４−４断面図である。当該断面図は、上記の３−３断面図より筐体１０２の背面側における断面図である。この図に示すように、筒体１０５の右側端部には、カム軸１７６が光軸Ｌ２と平行に配されている。カム軸１７６の軸方向両端部は、筒体１０５の右上部及び右下部に回転自在に支持されている。

筒体１０５の上部には、モータ１６０が配されている。モータ１６０の回転軸には、ギア１６２が取付けられている。一方、カム軸１７６の上端部には、ギア１６２と噛み合うギア１６４が取付けられている。このため、カム軸１７６は、モータ１６０の駆動力をギア１６２、１６４を介して受けて回転する。

カム軸１７６には、上下一対のカム部１７７が形成されている。カム部１７７は、軸周りに螺旋状に旋回する溝形状を有している。一方、レンズ保持枠１３４に連結された軸受部１４８には、上側のカム部１７７と係合する係合部を有している。また、レンズ保持枠１３６に連結された軸受部１５２には、下側のカム部１７７と係合する係合部を有している。カム軸１７６がモータ１６０の駆動力を受けて回転した場合には、レンズ保持枠１３４、１３６が光軸Ｌに沿ってガイドバー１４４、１４６に案内されながら移動する。

また、レンズ保持枠１３８とカム軸１７６との間には、リードスクリュー１６６が光軸Ｌ２と平行に配されている。このリードスクリュー１６６は筒体１０５の下部に回転自在に立設されている。一方、レンズ保持枠１３８には、リードスクリュー１６６と螺合する螺合部１６８が設けられている。

また、筒体１０５の下部には、モータ１７０が配されている。モータ１７０とリードスクリュー１６６とはギア列１７２により連結されており、リードスクリュー１６６は、モータ１７０の駆動力をギア列１７２を介して受けて回転する。

なお、レンズ保持枠１３６における光軸Ｌ２と軸受部１５２との間には、リードスクリュー１６６が挿通される貫通孔１３９が形成されている。この貫通孔１３９が、リードスクリュー１６６の直径より大径となっている。このため、リードスクリュー１６６がレンズ保持枠１３６の可動範囲内まで延びているにも関わらず、レンズ保持枠１３６は、光軸Ｌ２に沿って移動できる。

図５は、図２の５−５断面図である。この図に示すように、筒体１０５の軸方向から見た断面形状は、左右方向を長手方向する矩形状であり、その内部には、同様に左右方向を長手方向とする矩形状のレンズ保持枠１３６が配されている。

レンズ保持枠１３６における左前部には、周り止め部１５４が設けられている。この周り止め部１５４が有する長孔１５１には、ガイドバー１４６が挿通されている。また、レンズ保持枠１３６における右前部には、軸受部１５２が配されている。この軸受部１５２には、ガイドバー１４４が挿通されている。

また、レンズ保持枠１３６における左後部には、アクチュエータ１６９が設けられている。アクチュエータ１６９は、左側へ突出した板片となっている。一方、筒体１０５には、アクチュエータ１６９に対向してフォトセンサ１７１が配されている。フォトセンサ１７１は、アクチュエータ１６９により光路を遮られた場合に検出信号を出力する透過型センサである。

また、レンズ保持枠１３６における光軸Ｌ２と軸受部１５２との間には、貫通孔１３７、１３９が前後に並べて配されている。上述したように、貫通孔１３７にはガイドバー１５６が挿通され、貫通孔１３９には、リードスクリュー１６６が挿通されている。

図６は、図２の６−６断面図である。この図に示すように、レンズ保持枠１３８は、左右方向を長手方向とする矩形状に形成されており、筒体１０５の内部に配されている。レンズ保持枠１３８の左前部には、周り止め部１５９が設けられている。この周り止め部１５９が有する長孔１６１には、ガイドバー１４６が挿通されている。

また、レンズ保持枠１３８における右前部には、軸受部１５８が配されている。この軸受部１５８には、ガイドバー１５６が挿通されている。また、レンズ保持枠１３８における右後部には、螺合部１６８が設けられている。この螺合部１６８には、リードスクリュー１６６が挿通されて螺合している。

また、レンズ保持枠１３８における左後部には、アクチュエータ１７３が設けられている。アクチュエータ１７３は、左側へ突出した板片となっている。一方、筒体１０５には、アクチュエータ１７３に対向してフォトセンサ１７５が配されている。フォトセンサ１７５は、アクチュエータ１７３を検出して検出信号を出力する透過型センサである。

図７は、防振レンズユニット１００を示す平面図である。また、図８は、図７の８−８断面図である。また、図９は、支持フレーム１４２を示す平面図である。これらの図に示すように、防振レンズユニット１００は、筒体１０５に固定された支持フレーム１４２と、支持フレーム１４２の上面に載置されたレンズ保持枠１４０とを備えている。レンズ保持枠１４０及び支持フレーム１４２は、左右方向を長手方向とする矩形状の板材であって、筒体１０５の内部に配されている。

また、防振レンズユニット１００は、レンズ保持枠１４０と支持フレーム１４２とを係合させる係合部１８０を備えている。この係合部１８０は、支持フレーム１４２における左端部に上側へ向けて立設された回転軸１８２と、レンズ保持枠１４０における左端部に設けられ、回転軸１８２と係合する軸受部１８４とを備えている。

回転軸１８２の先端側は、円柱状に形成され、軸受部１８４には、回転軸１８２の先端側と係合する長孔１８３が形成されている。この長孔１８３は、回転軸１８２の径方向（即ち、図中矢印Ｘ方向）を長手方向としている。このため、軸受部１８４は、回転軸１８２に対して、周方向（即ち、図中矢印θ方向）へ相対的に摺動して回転できると共に、その径方向へ摺動して直進できる。

レンズ保持枠１４０の長手方向中央部には、防振レンズ１２６、１２８が配されるレンズ室１８６が形成されている。また、レンズ保持枠１４０におけるレンズ室１８６と軸受部１８４との中間には、上述の貫通孔１４１が形成されており、ガイドバー１４６が挿通されている。また、支持フレーム１４２の長手方向中央部には、レンズ室１８６と対向して円孔１８８が形成されている。また、支持フレーム１４２における円孔１８８と回転軸１８２との中間には、上述の貫通孔１４３が形成されており、ガイドバー１４６が挿通されている。

また、レンズ保持枠１４０と支持フレーム１４２との間には、３個の球体１９０、１９１、１９２が配されており、レンズ保持枠１４０は、球体１９０、１９１、１９２を介して支持フレーム１４２に支持されている。支持フレーム１４２の上面には、球体１９０、１９１、１９２をそれぞれ保持する球体保持部１９３、１９４、１９５が設けられている。球体保持部１９３、１９４、１９５は、球体１９０、１９１、１９２を囲う円環状の壁部を有しており、球体１９０、１９１、１９２はそれぞれ、球体保持部１９３、１９４、１９５の内周側において転動できる。

ここで、球体１９０、１９１は、光軸Ｌ２よりレンズ保持枠１４０の回転半径方向（図中矢印Ｘで図示）の内側に配され、球体１９２は、光軸Ｌ２よりレンズ保持枠１４０の回転半径方向の外側に配されている。また、球体１９０は、光軸Ｌ２よりレンズ保持枠１４０の回転方向の一方側に配され、球体１９１は、光軸Ｌ２よりレンズ保持枠１４０の回転方向の他方側に配されている。

即ち、３個の球体１９０、１９１、１９２は、光軸Ｌ２を囲うように配されており、レンズ保持枠１４０を支持フレーム１４２に、光軸Ｌと直交する平面内で移動可能に支持している。ここで、レンズ保持枠１４０が光軸Ｌ２と直交する平面内で移動した場合には、球体１９０、１９１、１９２が転動する。これにより、レンズ保持枠１４０の下面と球体１９０、１９１、１９２との摩擦、球体１９０、１９１、１９２と支持フレーム１４２の上面との摩擦が低減される。

ここで、球体保持部１９３、１９４、１９５の中で最も回転半径方向外側に配された球体保持部１９５の壁部が、最も大径であり、球体保持部１９３、１９４、１９５の中で最も回転半径方向内側に配された球体保持部１９３の壁部が、最も小径である。即ち、球体１９０、１９１、１９２の中で最も回転半径方向外側に配された球体１９２が、回転方向及び回転半径方向への転動範囲が最大であり、球体１９０、１９１、１９２の中で最も回転半径方向内側に配された球体１９０が、回転方向及び回転半径方向への転動範囲が最小である。

また、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転半径方向についての隙間の総和は、球体１９０、１９１、１９２の回転方向への転動範囲より大きい。ここで、レンズ保持枠１４０における球体１９０、１９１、１９２による支持点それぞれの回転方向への可動範囲は、球体１９０、１９１、１９２の回転方向への転動範囲と等しい。よって、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転方向についての隙間の総和は、レンズ保持枠１４０の回転方向への可動範囲より大きい。

また、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転半径方向についての隙間の総和は、球体１９０、１９１、１９２の回転半径方向への転動範囲より大きい。ここで、レンズ保持枠１４０における球体１９０、１９１、１９２による支持点それぞれの回転半径方向への可動範囲は、球体１９０、１９１、１９２の回転半径方向への転動範囲と等しい。よって、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転半径方向についての隙間の総和は、レンズ保持枠１４０の回転半径方向への可動範囲より大きい。

また、防振レンズユニット１００は、レンズ保持枠１４０を図中矢印θで示す回転方向へ変位させる回転駆動部２０２と、レンズ保持枠１４０を図中矢印Ｘで示す回転半径方向へ変位させる直進駆動部２０４とを備えている。回転駆動部２０２は、電磁モータとしてのボイスコイルモータであって、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２０６及びヨークと、支持フレーム１４２に配されたコイル２１０及びヨークとを備えている。また、直進駆動部２０４は、電磁モータとしてのボイスコイルモータであって、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２１４及びヨーク２１６と、支持フレーム１４２に配されたコイル２１８及びヨーク２２０とを備えている。

また、防振レンズユニット１００は、レンズ保持枠１４０の図中矢印θ方向の位置を検出する回転位置検出部２２２と、レンズ保持枠１４０の図中矢印Ｘ方向の位置を検出する直進位置検出部２２４とを備えている。回転位置検出部２２２は、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２２６及びヨーク２２８と、支持フレーム１４２に配されたホール素子２３０とを備えている。また、直進位置検出部２２４は、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２３２及びヨーク２３４と、支持フレーム１４２に配されたホール素子２３６とを備えている。

レンズ室１８６の中心すなわち光軸Ｌ２と、回転軸１８２の軸心すなわちレンズ保持枠１４０の回転中心Ｏとは、回転半径方向に沿って同一直線上に配されている。また、球体１９０と球体１９１とは、レンズ保持枠１４０の回転中心Ｏと光軸Ｌ２とを通る線分Ｒを挟んで互いに反対側に配されている。

回転駆動部２０２は、光軸Ｌ２より回転半径方向の外側に配され、直進駆動部２０４は、光軸Ｌ２より回転半径方向の内側に配されている。また、回転駆動部２０２は、線分Ｒより回転方向の一方側に配され、直進駆動部２０４は、線分Ｒを挟んだ回転方向の両側に跨って配されている。

回転駆動部２０２が備えるマグネット２０６及びコイル２１０は、共に回転半径方向を長手方向としており、互いに光軸Ｌの方向に対向している。また、回転駆動部２０２が備えるマグネット２０６及びヨークにより、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２０６及びヨークと、支持フレーム１４２に配されたヨークとが磁気的に引き合う磁路が形成されている。

また、直進駆動部２０４が備えるマグネット２１４及びコイル２１８は、共に回転半径方向及び光軸Ｌと直交する方向を長手方向としており、互いに光軸Ｌの方向に対向している。また、直進駆動部２０４が備えるマグネット２１４及びヨーク２１６、２２０により、レンズ保持枠１４０に配されたマグネット２１４及びヨーク２１６と、支持フレーム１４２に配されたヨーク２２０とが磁気的に引き合う磁路が形成されている。

回転駆動部２０２は、例えば、コイル２１０に図中時計回りの向きで電流が流された場合に、光軸Ｌ及び回転半径方向と直交する方向の一方（即ち、図中上方向）への力を発生する。これにより、レンズ保持枠１４０及び防振レンズ１２６、１２８が、回転中心Ｏ周りの回転方向の一方（即ち、図中反時計回り方向）へ回転して、レンズ鏡筒１０４の図中下向きの振れに起因する像振れを補正する。一方で、例えば、コイル２１０に図中反時計回りの向きで電流が流された場合に、光軸Ｌ及び回転半径方向と直交する方向の他方（即ち、図中下方向）への力を発生する。これにより、レンズ保持枠１４０及び防振レンズ１２６、１２８が、回転中心Ｏ周りの回転方向の他方（即ち、図中時計周り方向）へ回転して、レンズ鏡筒１０４の図中上向きの振れに起因する像振れを補正する。

また、直進駆動部２０４は、例えば、コイル２１０に図中時計回りの向きで電流が流された場合に、回転半径方向の外側への力を発生する。これにより、レンズ保持枠１４０が、回転半径方向の外側へ移動して、レンズ鏡筒１０４の図中左向きの振れに起因する像振れを補正する。一方で、例えば、コイル２１０に図中反時計回りの向きで電流が流された場合に、回転半径方向の内側への力を発生する。これにより、レンズ保持枠１４０及び防振レンズ１２６、１２８が、回転半径方向の内側へ移動して、レンズ鏡筒１０４の図中右向きの振れに起因する像振れを補正する。

回転位置検出部２２２は、光軸Ｌ２より回転半径方向の外側に配され、直進位置検出部２２４は、光軸Ｌ２より回転半径方向の内側に配されている。また、回転位置検出部２２２が備えるホール素子２３０と直進位置検出部２２４が備えるホール素子２３６とは共に、回転半径方向に回転中心Ｏ及び光軸Ｌ２と並べて配されている。また、回転位置検出部２２２が備えるマグネット２２６と直進位置検出部２２４が備えるマグネット２３２とは共に、回転半径方向に回転中心Ｏと並べて配されている。

回転駆動部２０２が備えるマグネット２０６の中心点Ｍ１は、球体１９０、１９１の中心点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線分１及び光軸Ｌ２より回転半径方向の外側に配され、直進駆動部２０４が備えるマグネット２１４の中心点Ｍ２は、線分１より回転半径方向の内側に配されている。即ち、マグネット２０６の中心点Ｍ１とマグネット２１４の中心点Ｍ２とは、線分１を挟んで互いに反対側に配されている。また、マグネット２１４の中心点Ｍ１は、光軸Ｌ２に対して線分１を挟んで反対側に配され、マグネット２０６の中心点Ｍ１は、線分１に対して光軸Ｌ２を挟んで互いに反対側に配されている。

また、球体１９１、１９２の中心点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ線分２は、光軸Ｌ２とマグネット２０６の中心点Ｍ２との間を通っている。即ち、マグネット２０６の中心Ｍ１とマグネット２１４の中心Ｍ２とは、線分２を挟んで互いに反対側に配されている。また、マグネット２０６の中心Ｍ１は、光軸Ｌ２に対して線分２を挟んだ反対側に配されている。また、光軸Ｌ２、マグネット２０６の中心Ｍ１、及びマグネット２１４の中心Ｍ２は、全て、球体１９２、１９１の中心点Ｐ３、Ｐ１を結ぶ線分３より回転方向の一方側に配されている。

ところで、本実施形態に係るデジタルカメラ２００は、前後方向について筐体１０２が薄型化されていることから、筐体１０２に収容されたレンズ鏡筒１０４は、前後方向すなわち筐体１０２の厚み方向のスペース制約が大きい。そのような理由もあって、レンズ鏡筒１０４の光軸Ｌ２から見た断面形状は、左右方向を長手方向とする矩形状に構成されており、レンズ鏡筒１０４に収容されたレンズ保持枠１４０も同様に、左右方向を長手方向とする矩形状に構成されている。

このように矩形状に構成されているレンズ保持枠１４０を含む可動部２５０を光軸Ｌ２と直交する平面内において互いに直交するＸ方向（即ち、左右方向）及びＹ方向（即ち、前後方向）へ移動させるように構成することも考えられる。しかしながら、可動部２５０の重心を、設計制約等の理由から、レンズ保持枠１４０の長手方向中央部に配置できない場合もある。このような場合には、Ｙ方向へ移動中の可動部２５０に、重心周りの回転モーメントが発生しヨーイングが発生する。可動部２５０にヨーイングが発生した場合には、可動部２５０の位置制御の精度が低下するので、可動部２５０に発生するヨーイングを抑えるべく、バランサー、回転止め部材等の部材の追加を要する。

これに対して、本実施形態では、可動部２５０をＸ方向、及び光軸Ｌと平行な回転軸の周りに回転させるように構成している。即ち、可動部２５０を、その長手方向一端をＹ方向の位置が不変の回転中心として回転させるように構成している。これにより、バランサー、回転止め部材等の部材の追加を要することなく、可動部２５０のヨーイングを抑えることができ、可動部２５０の位置制御の精度を向上できる。

ここで、本実施形態では、レンズ保持枠１４０を支持フレーム１４２に対して、係合部１８０により、回転中心Ｏ周りの回転方向、及び、回転中心Ｏと光軸Ｌ２とを結ぶ線分Ｒに沿った回転半径方向へ変位可能に係合させた。これにより、回転中心Ｏ周りに回転するフレームと、回転半径方向へ移動するフレームとを共通化できる。従って、これらのフレームを個別化した場合と比較して、防振レンズユニット１００の光軸Ｌ２方向へのスペースの増加を抑制でき、レンズ鏡筒１０４の設計制約を低減できる。

また、本実施形態では、支持フレーム１４２に光軸Ｌと平行に立設された回転軸１８２と、レンズ保持枠１４０に回転軸１８２の径方向を長手方向とする長孔１８３とを、相対的に摺動自在に係合させた。これにより、レンズ保持枠１４０を支持フレーム１４２に、光軸Ｌ２と平行な軸線の周りに回転可能、且つ、当該軸線を中心とする回転半径方向へ変位可能に支持できる。

ここで、本実施形態では、防振レンズユニット１００のレンズ保持枠１４０と支持フレーム１４２にそれぞれ形成された貫通孔１４１、１４３が光軸Ｌ２の方向に重なり合っており、この貫通孔１４１、１４３には、ガイドバー１４６が挿通されている。このガイドバー１４６は、防振レンズ群としての第３レンズ群１１２を挟んで互いに反対側に配された第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸を位置決めする。

即ち、本実施形態では、ガイドバー１４６を防振レンズユニット１００のレンズ保持枠１４０と支持フレーム１４２に貫通させることにより、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸を位置決めするガイドバーを共通化している。これにより、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸を位置決めするガイドバーの位置のズレを低減でき、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸の位置合せの精度を向上できる。

また、貫通孔１４１は、ガイドバー１４６より大径である。さらに、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転方向についての隙間の総和は、球体１９０、１９１、１９２の回転方向への転動によりレンズ保持枠１４０が回転方向へ移動できる範囲より大きい。また、貫通孔１４１とガイドバー１４６との回転半径方向についての隙間の総和は、球体１９０、１９１、１９２の回転半径方向への転動によりレンズ保持枠１４０が回転半径方向へ移動できる範囲より大きい。よって、レンズ保持枠１４０の回転方向及び回転半径方向への移動を妨げることなく、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸の位置合せの精度を確保できる。

また、本実施形態では、ガイドバー１４６及び貫通孔１４１が、光軸Ｌ２より回転半径方向の内側に配されている。即ち、ガイドバー１４６が、レンズ保持枠１４０の回転半径がより小さく回転方向への移動量がより小さい地点に配されている。これにより、貫通孔１４１を小径化でき、レンズ保持枠１４０における球体保持部１９３、１９４の占有スペースを低減できる。従って、レンズ保持枠１４０の光軸Ｌ２と直交する方向への拡大を抑制でき、レンズ鏡筒１０４の光軸Ｌ２と直交する方向への拡大を抑制できる。

また、本実施形態では、ガイドバー１４６に対して光軸Ｌ２を挟んだ反対側にガイドバー１４４が配されているが、このガイドバー１４４により、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸が位置決めされている。即ち、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸を位置決めする一対のガイドバーの両方が共通化されている。よって、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸の位置合せの精度をより一層向上できる。

また、本実施形態では、第５レンズ群１１６の光軸を、防振レンズユニット１００より結像側に配されたガイドバー１５６と、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸を位置決めするガイドバー１４６とにより位置決めしている。即ち、第２レンズ群１１０、第４レンズ群１１４、及び第５レンズ群１１６の光軸を位置決めするガイドバーを共通化している。これにより、第２レンズ群１１０、第４レンズ群１１４、及び第５レンズ群の光軸を位置決めするガイドバーの位置のズレを低減でき、第２レンズ群１１０と第４レンズ群１１４との光軸の位置合せの精度を向上できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、本実施形態では、回転軸１８２を支持フレーム１４２に設け、軸受部１８４をレンズ保持枠１４０に設けた。しかし、回転軸１８２をレンズ保持枠１４０に設け、軸受部１８４を支持フレーム１４２に設けてもよい。また、本実施形態では、回転駆動用及び直進駆動用のマグネット２０６、２１４をレンズ保持枠１４０に設け、回転駆動用及び直進駆動用のコイル２１０、２１８を支持フレーム１４２に設けた。しかし、マグネット２０６、２１４を支持フレーム１４２に設け、コイル２１０、２１８をレンズ保持枠１４０に設けてもよい。

また、本実施形態では、回転位置及び直進位置の検出用のマグネット２２６、２３２を設けた。しかし、回転駆動用及び直進駆動用のマグネット２０６、２１４の位置をホール素子２３０、２３６により検出するように構成してもよい。さらに、本実施形態では、レンズ保持枠１４０を支持フレーム１４２に、転動自在な球体１９０、１９１、１９２により支持した。しかし、球体１９０、１９１、１９２に変えて、支持フレーム１４２或いはレンズ保持枠１４０に固定された突起部を用いてもよい。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本実施形態に係る防振レンズユニット１００を備えるデジタルカメラ２００を示す斜視図である。レンズ鏡筒１０４を示す側断面図である。図２の３−３断面図である。図２の４−４断面図である。図２の５−５断面図である。図２の６−６断面図である。防振レンズユニット１００を示す平面図である。図７の８−８断面図である。支持フレーム１４２を示す平面図である。

１、２、３線分、１００防振レンズユニット、１０２筐体、１０３レリーズスイッチ、１０４レンズ鏡筒、１０５筒体、１０６レンズ、１０７撮影光学系、１０８第１レンズ群、１１０第２レンズ群、１１２第３レンズ群、１１４第４レンズ群、１１６第５レンズ群、１１８撮像素子、１２０プリズム、１２２、１２４、１３０、１３２レンズ、１２６、１２８防振レンズ、１２９シャッタユニット、１３４、１３６、１３８レンズ保持枠、１３７、１３９、１４１、１４３貫通孔、１４０レンズ保持枠、１４２支持フレーム、１４４、１４６、１５６ガイドバー、１４８、１５２、１５８軸受部、１５０、１５４、１５９周り止め部、１５１長孔、１６０モータ、１６１長孔、１６２、１６４ギア、１６６リードスクリュー、１６８螺合部、１６９アクチュエータ、１７０モータ、１７１、１７５フォトセンサ、１７２ギア列、１７３アクチュエータ、１７６カム軸、１７７カム部、１８０係合部、１８２回転軸、１８３長孔、１８４軸受部、１８６レンズ室、１８８円孔、１９０、１９１、１９２球体、１９３、１９４、１９５球体保持部、２００デジタルカメラ、２０２回転駆動部、２０４直進駆動部、２０６、２１４、２２６、２３２マグネット、２１０、２１８コイル、２１６、２２０、２２８、２３４ヨーク、２２２回転位置検出部、２２４直進位置検出部、２３０、２３６ホール素子、２５０可動部

Claims

防振レンズと、前記防振レンズより入射側に配された第１レンズと、前記防振レンズより結像側に配された第２レンズとを有する撮影光学系と、
前記第１レンズを保持し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動する第１レンズ保持体と、
前記第２レンズを保持し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動する第２レンズ保持体と、
前記防振レンズを保持する防振レンズ保持体と、
前記防振レンズ保持体を、前記防振レンズの光軸と直交する面内で移動可能に支持する支持体と、
前記防振レンズ保持体を前記支持体に、前記防振レンズの光軸と平行な軸線の周りの回転方向、且つ当該軸線と直交する回転半径方向へ変位可能に係合させる係合部と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体に設けられ、前記防振レンズ保持体を前記支持体に対して前記回転方向へ変位させる回転駆動部と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体に設けられ、前記防振レンズ保持体を前記支持体に対して前記回転半径方向へ変位させる直進駆動部と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体に設けられ、前記防振レンズ保持体の前記支持体に対する前記回転方向の位置を検出する回転位置検出部と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体に設けられ、前記防振レンズ保持体の前記支持体に対する前記回転半径方向の位置を検出する直進位置検出部と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体に形成された挿通孔を貫通して前記撮影光学系の光軸に沿って延び、前記第１レンズ保持体と前記第２レンズ保持体との移動を案内する案内軸と、
前記防振レンズ保持体と前記支持体との間に、前記回転方向及び前記回転半径方向へ移動可能に配され、前記防振レンズ保持体を前記支持体に支持する複数の摩擦低減部材と
を備え、
前記挿通孔、前記直進駆動部及び前記直進位置検出部は、前記回転半径方向において、前記防振レンズより前記係合部から近い箇所に位置し、
前記回転駆動部及び前記回転位置検出部は、前記回転半径方向において、前記防振レンズより前記係合部から遠い箇所に位置する撮像装置。
前記係合部、前記回転位置検出部及び前記直進位置検出部は、前記回転半径方向の同一線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記複数の摩擦低減部材を少なくとも３つ有し、
前記複数の摩擦低減部材のうちの２つは、前記回転半径方向において、前記防振レンズより前記係合部から近い箇所に位置し、
前記数の摩擦低減部材のうちの１つは、前記回転半径方向において、前記防振レンズより前記係合部から遠い箇所に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記回転駆動部は、前記防振レンズ保持体と前記支持体のいずれか一方に配置されたマグネットと、他方に配置されたコイルとを有し、
前記直進駆動部は、前記防振レンズ保持体と前記支持体のいずれか一方に配置されたマグネットと、他方に配置されたコイルとを有し、
前記回転駆動部の前記マグネット及び前記直進駆動部の前記マグネットは、それぞれ前記防振レンズ保持体と前記支持体の他方に配置された磁気部材との間で磁気的に引き合う磁路を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記撮影光学系は、前記第２レンズより結像側に配された第３レンズを有し、
前記第３レンズを保持し、前記案内軸に案内されて前記撮影光学系の光軸に沿って移動する第３レンズ保持体と、
前記防振レンズ保持体及び前記支持体より結像側から前記防振レンズ保持体及び前記支持体より入射側へ前記撮影光学系の光軸に沿って延び、前記第１レンズ保持体と前記第２レンズ保持体との移動を案内する他の案内軸と、
前記防振レンズ保持体より結像側に配され、第３レンズ保持体の移動を案内するさらに他の案内軸と、
を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記撮影光学系は、前記第１レンズより入射側へ配され、前記撮影光学系の光軸を直角に偏向する偏向部材を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。