JP5369725B2 - 撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、防振レンズユニット及び撮像装置に関する。

防振レンズを保持して直線方向へ変位する直進用のステージと、直進ステージを支持して回転方向へ変位する回転用のステージと、レンズ鏡筒に固定され回転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、ステージを直進用と回転用とに個別に設けていることから、ユニット全体の光軸方向への厚みが増大している。
特開2007−241254号公報

光軸方向への厚みの増大を抑制できる防振レンズユニット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)を保持するレンズ保持体(140)と、前記レンズ保持体を、前記防振レンズの光軸(L2)と直交する面内で移動可能に支持する支持体(142)と、前記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、を備える防振レンズユニット(100)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、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。

ところで、レンズ保持枠140、防振レンズ126、128、マグネット206、214、226、232及びヨーク216、228、234を含む可動部250の全体の重心Gは、光軸L2の近傍に配されている。詳細には、重心Gは、レンズ室186内であって、光軸Lより回転半径方向内側、且つ、線分Rより図中下側に配されている。また、光軸L2より回転半径方向内側に配された球体190、191の中心点P1、P2を結ぶ線分1は、重心Gより回転半径方向内側に配され、球体192は、重心Gより回転半径方向外側に配されている。

回転駆動部202が備えるマグネット206の中心M1は、線分1、重心G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M2は、線分1及び重心G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M1とマグネット214の中心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M2は、重心G及び光軸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M1は、線分1に対して重心G及び光軸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、重心Gとマグネット206の中心点M1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、重心G及び光軸L2に対して線分2を挟んだ反対側に配されている。

なお、重心G、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。

図10は、重心G、線分1、2、3、及びマグネット206、214の中心点M1、M2の位置関係を説明する図である。この図に示すように、マグネット214の中心点M2と線分1との距離はA1であり、重心Gと線分1との距離はC1であり、マグネット206の中心点M1と線分1との距離はE1である。また、マグネット206の中心点M1と線分2との距離はA2であり、重心Gと線分2との距離はC2であり、マグネット214の中心点M2と線分2との距離はE2である。また、マグネット214とヨーク220との間に作用する磁気引力はBであり、マグネット206と支持フレーム142側のヨークとの間に作用する磁気吸引力はFであり、可動部250の重量はDである。

ここで、距離A1、磁力B、距離C1、重量D、距離E1、及び磁力Fは、下記(1)式を満足する。即ち、可動部250は、線分1により、光軸L2及び重心Gを含む領域と光軸L2及び重心Gを含まない領域とに二分されるが、前者における線分1に対するモーメントの総和は、後者における線分1に対するモーメントの総和より大きい。

A1×B<C1×D+E1×F…(1)

また、距離A2、磁力F、距離C2、重量D、距離E2、及び磁力Bは、下記(2)式を満足する。即ち、可動部250は、線分2により、光軸L2及び重心Gを含む領域と光軸L2及び重心Gを含まない領域とに二分されるが、前者における線分2に対するモーメントの総和は、後者における線分2に対するモーメントの総和より大きい。

A2×F<C2×D+E2×B…(2)

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G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G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。

また、本実施形態では、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、光軸Lの方向に対向しており、これらの間には互いに引き合う磁力が生じている。また、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、光軸Lの方向に対向しており、これらの間にも互いに引き合う磁力が生じている。

ところで、マグネット214の中心点M2とマグネット206の中心点M1とは、3個の球体190、191、192のうちの2個の球体190、191を結ぶ線分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M2は、重心G及び光軸L2に対して線分1を挟んで反対側に配されている。

ここで、可動部250は、線分1により、光軸L2及び重心Gを含む領域と光軸L2及び重心Gを含まない領域とに二分されるが、前者における線分1に対するモーメントの総和は、後者における線分1に対するモーメントの総和より大きい。このため、可動部250全体における線分1に対する合モーメントの向きは、前者の領域が、支持フレーム142に近づき、後者の領域が、支持フレーム142から離れる向きとなる。従って、可動部250における前者の領域が、球体192から浮くことを抑制できる。

また、本実施形態では、マグネット214の中心点M2とマグネット206の中心点M1とは、3個の球体190、191、192のうちの2個の球体191、192を結ぶ線分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214の中心点M2は、重心G及び光軸L2に対して線分1を挟んで反対側に配されている。

ここで、可動部250は、線分2により、光軸L2及び重心Gを含む領域と光軸L2及び重心Gを含まない領域とに二分されるが、前者における線分2に対するモーメントの総和は、後者における線分2に対するモーメントの総和より大きい。このため、可動部250全体における線分2に対する合モーメントの向きは、前者の領域が、支持フレーム142に近づき、後者の領域が、支持フレーム142から離れる向きとなる。これにより、可動部250における前者の領域が、球体190から浮くことを抑制できる。

以上により、本実施形態では、可動部250を支持フレーム142に、光軸L2を囲むように配された3個の球体190、191、192により支持できるので、可動部250と支持フレーム142との平行度を向上できる。従って、可動部250を支持フレーム142に付勢するバネ等の付勢部材、可動部250の重心を調整するバランサー等を要することなく、防振レンズ126、128の光軸L2の傾きを抑制できる。

また、本実施形態では、3個の球体190、191、192の中で最も回転半径方向外側に配された球体192の回転方向への可動範囲が、最大であり、3個の球体190、191、192の中で最も回転半径方向内側に配された球体190の回転方向への可動範囲が最小である。即ち、可動部250における回転半径方向外側ほど回転方向への移動量が大きくなることから、3個の球体190、191、192の回転方向への可動範囲を、回転中心Oからの距離が長くなるほど長く取っている。これにより、可動部250の回転方向への可動範囲を確保できると共に、回転半径方向内側における球体190、191の可動スペースを小さくでき、支持フレーム142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、支持フレーム142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。

ところで、直進位置検出部224のマグネット232と回転位置検出部222のマグネット226とは、光軸L2とは異なるX方向について異なる位置に配されている。このため、防振レンズ126、128の位置制御をするに際して、マグネット232及びマグネット226と光軸L2の位置の違いに応じて、直進位置検出部224のホール素子236、回転位置検出部222のホール素子230の検出結果を補正することを要する。

ここで、本実施形態では、直進位置検出部224と回転位置検出部222とが、回転半径方向に回転中心O及び光軸Lと並べて配されていることから、マグネット232、226と光軸L2とが共に、回転中心Oの周りに回転する。このため、マグネット232、226と光軸L2との回転角度は等量であり、これらの回転方向への移動量、回転半径方向への移動量は、比例関係にあることから、ホール素子236、230の検出結果の補正が容易である。従って、防振レンズ126、128の位置のフィードバック制御を容易化、高速化でき、防振レンズ126、128の手振れに対する追従性を向上できる。

また、本実施形態では、直進駆動部204が、可動部250の重心Gより回転半径方向の内側に配され、回転駆動部202が、可動部250の重心Gより回転半径方向の外側に配されている。このため、回転駆動部202を重心Gより回転半径方向の内側に配した場合と比較して、回転駆動部202が発生する駆動力の回転中心Oに対するモーメントアームが長くなり、回転駆動部202が発生する駆動モーメントを効率よく増大できる。

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。 重心G、線分1、2、3、及びマグネット206、214の中心点M1、M2の位置関係を説明する図である。

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 (6)

  1. 防振レンズを保持するレンズ保持体と、
    前記レンズ保持体を、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、
    前記レンズ保持体を、前記回転方向へ変位させる回転駆動部と、
    前記レンズ保持体を、前記回転半径方向へ変位させる直進駆動部と、
    を備える防振レンズユニットと、
    前記防振レンズ、および、光軸を直角に偏向する偏向部材を含む撮像光学系と
    を有する撮像装置であって、
    前記係合部は、
    前記支持体及び前記レンズ保持体の何れか一方に配され、前記軸線に沿って延びる回転軸と、
    前記支持体及び前記レンズ保持体の何れか他方に配され、前記回転軸に対して、前記回転方向及び前記回転半径方向へ摺動可能に係合する軸受部と
    を有し、
    前記防振レンズユニットは、
    前記レンズ保持体を含み前記レンズ保持体と一体的に移動する可動部の重心と前記防振レンズの光軸とを囲うように配され、前記レンズ保持体を前記支持体に支持する3点の支持点を有し、
    前記回転駆動部と前記直進駆動部とは、前記レンズ保持体及び前記支持体の何れか一方に配されたマグネットと、前記レンズ保持体及び前記支持体の何れか他方に前記マグネットに対向して配されたコイル及びヨークとを有するボイスコイルモータであり、3点の前記支持点のうちの2点を結ぶ線分を挟んで互いに反対側に配され、
    前記回転駆動部及び前記直進駆動部のうちで前記重心と前記防振レンズの光軸とに対して前記線分を挟んで反対側に配された一方が有する前記マグネットの中心点と前記線分との距離A、当該一方が有するマグネットの磁気引力B、及び前記重心と前記線分との距離C、前記可動部の重量D、前記回転駆動部及び前記直進駆動部のうちの他方が有する前記マグネットの中心点と前記線分との距離E、及び当該他方が有するマグネットの磁気引力Fが下記(1)式を満足する撮像装置。
    A×B<C×D+E×F…(1)
  2. 前記回転駆動部及び前記直進駆動部は、3点の前記支持点のうちの第1の支持点及び第2の支持点を結ぶ第1の線分を挟んで互いに反対側に配され、且つ、前記第2の支持点と第3の支持点とを結ぶ第2の線分を挟んで互いに反対側に配され、
    前記回転駆動部は、前記重心と前記防振レンズの光軸とに対して前記第1の線分を挟んで反対側に配され、
    前記直進駆動部は、前記重心と前記防振レンズの光軸とに対して前記第2の線分を挟んで反対側に配され、
    前記回転駆動部が有する前記マグネットの中心点と前記第1の線分との距離A1、当該マグネットの磁気引力B、及び前記重心と前記第1の線分との距離C1、前記可動部の重量D、前記直進駆動部が有する前記マグネットの中心点と前記第1の線分との距離E1、及び当該マグネットの磁気引力Fが下記(2)式を満足し、
    前記直進駆動部が有する前記マグネットの中心点と前記第2の線分との距離A2、当該マグネットの磁気引力F、及び前記重心と前記第2の線分との距離C2、前記可動部の重量D、前記回転駆動部が有する前記マグネットの中心点と前記第2の線分との距離E2、及び当該マグネットの磁気引力Bが下記(3)式を満足する請求項1に記載の撮像装置
    A1×B<C1×D+E1×F…(2)
    A2×F<C2×D+E2×B…(3)
  3. 前記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転動可能に配され、前記レンズ保持体を前記支持体に支持する複数の球体を備え、
    前記複数の球体の前記回転方向への可動範囲は、前記軸線からの距離が長くなるほど広い請求項1または請求項2に記載の撮像装置
  4. 前記回転半径方向に前記軸線と並べて配され、前記レンズ保持体の前記回転半径方向の位置を検出する直進位置検出部を備える請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の撮像装置
  5. 前記回転半径方向に前記軸線と並べて配され、前記レンズ保持体の前記回転方向の位置を検出する回転位置検出部を備える請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の撮像装置
  6. 前記レンズ保持体と前記支持体との間に、且つ、前記レンズ保持体を含み前記レンズ保持体と一体的に移動する可動部の重心と前記防振レンズの光軸とを囲うように、前記回転方向及び前記回転半径方向へ転動可能に配され、前記レンズ保持体を前記支持体に支持する3個の球と、
    前記回転半径方向に前記軸線と並べて配され、前記レンズ保持体の前記回転半径方向の位置を検出する直進位置検出部と、
    前記回転半径方向に前記軸線と並べて配され、前記レンズ保持体の前記回転方向の位置を検出する回転位置検出部と、
    を備え、
    前記直進駆動部は、前記重心より前記回転半径方向の内側に配され、
    前記回転駆動部は、前記重心より前記回転半径方向の外側に配された請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の撮像装置
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