JP6186268B2 - 光学補正ユニット、レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影時に発生する像振れを補正するための光学補正ユニット、及びそれを備えたレンズ鏡筒並びに撮像装置に関する。

近年では、撮影における手振れによる像振れの失敗を減らすために手振れ補正機能が搭載されたカメラが多く見られるようになっている。手振れ補正機能を実現するための手段としては、結像光学系内に光軸と垂直な平面内を移動可能な補正レンズを有し、手振れ等に起因するカメラの振動を打ち消す方向にこの補正レンズを駆動させて像振れを補正するレンズ内光学式補正タイプと、撮影する際にイメージャの撮像領域を狭め、バッファメモリに一時記憶した複数の画像を比較することで、画像処理の段階で像振れを補正する電子式補正タイプがある。また、イメージャ自体を駆動させることで像振れを補正するカメラ内光学式補正タイプも見られる。

しかしながら電子式補正タイプでは、撮影時にイメージャの一部分しか利用されないため高精細な画像が得られないことや、１枚ずつ撮影されることの多い静止画の振れ補正にはあまり効果的ではない等の理由から、一眼レフタイプのデジタルカメラには一般的に光学式補正タイプの手振れ補正機能が搭載されている。

このような光学式補正タイプの具体的な構成としては、２方向への駆動力の合力により補正レンズの駆動制御を行う２軸タイプのものと、駆動力が発生する方向を１つ追加して３方向への駆動力の合力で駆動制御する３軸タイプのものとが見られる。補正レンズは可動部材により保持され、さらに可動部材は、保持した補正レンズを光軸と垂直な平面内において移動可能にするため、鋼球等の支持部材により支持されていることが一般的である。

ところで、レンズ鏡筒の結像光学系を構成する各レンズ群は、それぞれが熱かしめ方法によってレンズ保持枠に固定されていることが多い。これらのレンズ群は、まずレンズ保持枠に熱かしめ方法で固定された後、レンズ鏡筒組立て時にレンズ鏡筒内へ組付けられる。この熱かしめ方法によるレンズ取付けとは、射出成型により加工された熱可塑性樹脂を素材とする部材の一部分を加熱、加圧することによって変形させ、熱及び圧力を除去した後にレンズが部材に保持されるようにする取付け方法である。

補正レンズについても他のレンズ群と同様に、レンズ保持枠として機能する可動部材に熱かしめ方法により取付けられている。従って、補正レンズを可動部材に熱かしめ方法で固定した後、その可動部材を光学補正ユニットへ組付け、その後に光学補正ユニットをレンズ鏡筒内へ組付ける、という組立てプロセスが想定される。

しかし、光学補正ユニットは一般的に機構が複雑であるため組立ての難易度が高く、補正レンズがかしめられた可動部材を光学補正ユニットへ組付ける際に、補正レンズにキズや汚れが付いてしまうおそれがあった。また、熱かしめの際にかしめホーンがＯＳ鏡室に溶着してしまうおそれもあった。

このような問題点を解決するために、本出願人は過去に以下の提案を行っている。

すなわち、特許文献１に開示の発明では、可動部材に保持された補正レンズを、駆動手段により、光軸に略直交する方向へ移動させる光学補正ユニットの組立て時において、補正レンズが可動部材へ熱かしめ方法により取付けられる際に、可動部固定部材に形成された可動部支えピンが、ベース部材に形成された貫通孔を通して可動部材へ当接することにより可動部材を押さえ、かしめホーンが引き上げられた後に、可動部材への押さえを解除することを特徴としている。

本提案によれば、レンズ保持枠が可動状態で組み込まれる光学補正ユニットにおいても、光学補正ユニット組立て時に補正レンズを最後に組付けることができるので、ユニット組立て時に補正レンズに汚れ等が付着してしまうリスクが軽減されるという効果が得られる。また、熱かしめ方法による補正レンズの取付け方法であっても、熱かしめ完了時に熱可塑性樹脂でできた可動部材がかしめホーンに接着してともに引き上げられることがないので、可動部材を支持する支持手段等を破壊するおそれがないという効果が得られる。

特開２０１０−２１１０７９号公報（特許第５２３２０４８号）

しかしながら、上記の従来技術では以下のような問題点があった。すなわち、特許文献１に開示の発明では、一方の側（ベース部材側）のレンズ開口部における熱かしめのみを対象としており、他方の側（可動部材側）のレンズ開口部における熱かしめについては考慮されていない。一方の側からしか補正レンズをかしめられないとするとレンズの設計自由度が低下してしまう。さらに、一方の側からレンズやスペーサを圧入しかしめざるをえないため、それぞれの公差が累積されてしまい、目標としたレンズ性能が得られないおそれがある。

そこで、上記の特許文献１に開示された技術を可動部材側の熱かしめに適用することも考えられるが、その場合、可動部支えピンが貫通するための貫通孔を基板に形成しなければならない。そのため、基板の実装面積が低下するという新たな課題が生じてしまう。

基板を貫通させた可動部支えピンで可動部材を固定するのではなく、可動ヨークを押えて固定することも考えられるが、その場合、かしめホーンを引き上げる際に可動部材が共に引き上げられて可動ヨークに圧力がかかり、可動ヨークが変形するおそれがある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ユニット組立て後に、ユニットの両側から熱かしめにより補正レンズを固定することが可能な光学補正ユニットを提供することを目的とする。さらに、上記の光学補正ユニットを備えたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明を実施の光学補正ユニットは、補正レンズとして少なくとも補正レンズの光軸方向である第１の方向からかしめられる第１のレンズと第１の方向と反対の方向である第２の方向からかしめられる第２のレンズとを有し、補正レンズを保持する可動部材は少なくとも、第１のレンズを保持する第１の保持スペースと、第２のレンズを保持する第２の保持スペースと、少なくとも１枚の補正レンズの光軸方向の当て面として機能するレンズ受け部と、内周面側に第１の保持スペース、第２の保持スペース、及びレンズ受け部を形成する鏡枠部と、支持手段及び駆動手段の一部を構成するフランジ部とを有し、第１のレンズをかしめる際に可動部材を位置決めするために、第１のかしめ受け台が第２の保持スペースに対応する鏡枠部の内周面と半径方向に当接し、またレンズ受け部と第２の方向に当接し、第１の押え治具が開口を介してフランジ部と第１の方向に当接し、また、第２のレンズをかしめる際に可動部材を位置決めするために、第２のかしめ受け台が前記開口を介して第１の保持スペースに対応する鏡枠部の外周面と半径方向に当接し、また第１のレンズのレンズ面と第１の方向に当接し、第２の押え治具が第２の保持スペースに対応する鏡枠部の外周面に複数設けられた凸部と第２の方向に当接することを特徴とする。

さらに本発明を実施の光学補正ユニットは、上記発明において、支持手段が少なくとも、ベース部材に設けられた固定側受け部と、可動部材のフランジ部に設けられ、固定側受け部と対向する第１の可動側受け部と、固定側受け部と第１の可動側受け部とに挟持される第１の球状支持部材と、第１の可動側受け部の背面側に設けられた第２の可動側受け部と、ベース部材に固定され、第２の可動側受け部と対向する押え部材と、第２の可動側受け部と押え部材とに挟持される第２の球状支持部材とを有し、固定側受け部は前記ベース部材の前記底部の一部を構成することを特徴とする。

さらに本発明を実施の光学補正ユニットは、上記発明において、駆動手段が第１の方向に順に少なくとも、可動部材のフランジ部に設けられるバックヨークと、可動部材のフランジ部に設けられる永久磁石と、ベース部材に固定された回路基板に実装されるコイルと、可動部材の鏡枠部に設けられる可動ヨークとを有し、可動ヨークは凸部により位置決めされ、凸部の光軸方向の突出量は可動ヨークの光軸方向の厚みより大きいことを特徴とする。

さらに本発明を実施のレンズ鏡筒は、上記発明のいずれかに記載の光学補正ユニットを有することを特徴とする。

さらに本発明を実施の撮像装置は、上記発明に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする。

本発明を実施の光学補正ユニットによれば、ユニット組立て後に、ユニットの両側から補正レンズを熱かしめにより固定することが可能となる。これにより、組立て時に補正レンズにキズや汚れが付くリスクが軽減され、レンズ設計自由度の向上及び補正レンズやレンズスペーサによる累積公差の低減を達成することができる。さらに、かしめホーンの引き上げ時の圧力で可動部材に保持された可動ヨークが変形したり、支持手段に打痕や変形が生じるのを防ぐことができる。

特に、可動部材を両側から支持手段により支持する構成とすることで、バネや磁石などを用いた付勢（吸着）手段を利用することなく、可動部材をベース部材上に支持することができる。これにより、付勢（吸着）手段のためのスペースが不要となるので、ユニットの外径を増大させることなく、より確実に可動部材の位置決め及び押えを行うことが可能となる。

本発明の一実施形態である光学補正ユニットを有する撮像装置の主要な構成を示したブロック図である。 図１に示した撮像装置の主要動作のフローチャートである。 光学補正ユニットの外観斜視図である。 可動部材及びそれに付属する部材から成るユニット状態での外観斜視図である。 光学補正ユニットの展開斜視図である。 光学補正ユニットの断面図である。 バックヨーク側からのレンズ圧入手順を示す断面図である。 バックヨーク側からのレンズ圧入手順を示す断面図である。 バックヨーク側からのレンズ熱かしめ手順を示す断面図である。 可動ヨーク側からのレンズ圧入手順を示す断面図である。 可動ヨーク側からのレンズ熱かしめ手順を示す断面図である。

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

まず、レンズ鏡筒と撮像装置の構成について説明する。図１は、本発明の光学補正ユニットを備えたレンズ鏡筒の一実施例の概略を示したブロック図であり、さらに、このレンズ鏡筒とカメラ本体とからなる撮像装置の概略を示したブロック図である。

本図において、１００はレンズ鏡筒、２００はカメラ本体である。１０１は結像光学系、１０３は絞りユニット、１０５は絞りユニット１０３を駆動する絞り駆動回路、１０７はフォーカスレンズを駆動してピント合わせを行うフォーカスユニット、１０９はフォーカスユニット１０７を駆動するフォーカスレンズ駆動回路である。

３００は補正レンズを移動可能に保持した光学補正ユニットである。１１１は撮像装置に伝わる振動を検出する振動検出装置、１１３は光学補正ユニット３００を制御する振れ補正ＣＰＵである。１１５は外部より操作可能な振れ補正スイッチであり、振れ補正を行うか否か、また複数の振れ補正の制御方法のうちいずれの制御を用いるかを撮影者の操作によって切り替えることができる。光学補正ユニット３００について詳しくは後述する。

また、１２１はレンズ鏡筒１００内の種々の回路の動作を制御すると共に、カメラ本体２００の装着時にはレンズ接点１２３とカメラ接点２０１が接続されて、カメラ側との通信を行うレンズＣＰＵである。１２５はレンズマウントであり、カメラマウント２０３と結合してカメラ本体２００とレンズ鏡筒１００とを機械的に連結する。

２１１はカメラ本体２００内の種々の回路の動作を制御すると共に、レンズ鏡筒１００の装着時にはレンズ接点１２３とカメラ接点２０１が接続されて、レンズ側との通信を行うカメラＣＰＵである。２１３は外部より操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ２１１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給及びシステムを動作可能な状態とするためのスイッチである。２１５は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチ、２１７はカメラ本体２００の各種設定を切り替えるモードスイッチ、２１９は撮像装置全体の動作に供するバッテリ、２２１はカメラ本体２００の各種設定や撮影した画像を表示するためのＬＣＤ等を有する液晶ディスプレイである。

また、２３１はオートフォーカスセンサ２３３から出力された信号から焦点を検出する焦点検出回路、２３５はレンズ鏡筒１００から入射される光線を撮影者に導くためのミラーユニット、２３７はミラーユニット２３５を駆動するためのミラー駆動装置、２３９はミラー駆動装置２３７を制御するミラー駆動回路である。２４１はシャッタユニット２４３を駆動するシャッタ駆動回路である。

２５１はペンタダハプリズム、２５３はファインダ光学系であり、ミラーユニット２３５によって導かれた光線を撮影者の眼に導く。２５５は公知の測光センサ、２５７は測光センサ２５５から出力される信号を処理する測光演算回路である。２５９はレンズ鏡筒１００により集光された被写体光を受光して画像データを出力するＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。

次に、図２のフローチャートを用いて、図１に示した撮像装置の主要動作を説明する。

（ステップ＃１００）まず、カメラ本体２００における電源スイッチ２１３の操作によって電源が入れられると、カメラＣＰＵ２１１にバッテリ２１９から電力が供給され、カメラＣＰＵ２１１とレンズＣＰＵ１２１との間で通信が開始される。

（ステップ＃１０１）次に、カメラ本体２００におけるレリーズスイッチ２１５が半押し（１ｓｔレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が半押しされたと判断するとステップ＃１０３に進み、そうでない場合はステップ＃１０１を繰り返す。

（ステップ＃１０３）続いて、レンズＣＰＵ１２１において振れ補正スイッチ１１５がＯＮ（ＯＳ動作選択）になっているかを判別する。ここでＯＳ動作が選択されていればステップ＃１０５に進み、選択されていなければステップ＃１２１に進む。

（ステップ＃１０５）ステップ＃１０５に進むと、カメラＣＰＵ２１１は測光および焦点検出動作を行い、レンズＣＰＵ１２１は焦点検出結果に基づくフォーカシング動作を行うとともに、焦点距離（ズームポジション）及び撮影距離（フォーカスポジション）の検出を行う。

（ステップ＃１０７）続いて、レンズＣＰＵ１２１はステップ＃１０５において検出した焦点距離（ズームポジション）及び撮影距離（フォーカスポジション）を振れ補正ＣＰＵ１１３に送信する。振れ補正ＣＰＵ１１３はレンズＣＰＵ１２１から受信した焦点距離、撮影距離に基づいて、振れ補正の動作を開始する。

（ステップ＃１０９）次に、レリーズスイッチ２１５が全押し（２ｎｄレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が全押しされたと判断するとステップ＃１１１に進み、そうでない場合はステップ＃１１５に進む。

（ステップ＃１１１）ステップ＃１１１に進むと、カメラＣＰＵ２１１は露光動作を行い、レンズＣＰＵ１２１は露光動作に合わせて絞り動作を行う。この間も、振れ補正動作を行っている。

（ステップ＃１１３）続いて、ステップ＃１１３に進むと、露光動作によって得られた画像データを予めカメラ本体２００に接続された不図示の記録媒体に記録する。

（ステップ＃１１５）ここで再度、カメラ本体２００におけるレリーズスイッチ２１５が半押し（１ｓｔレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が半押しされたと判断すると再度ステップ＃１０９に進み、そうでない場合はステップ＃１１７に進む。

（ステップ＃１１７）レンズＣＰＵ１２１は振れ補正ＣＰＵ１１３の電源をＯＦＦにし、振れ補正の動作を停止する。

（ステップ＃１１９）ここで再度、カメラ本体２００におけるレリーズスイッチ２１５が半押し（１ｓｔレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が半押しされたと判断すると再度ステップ＃１０７に進み、そうでない場合はステップ＃１３１に進む。

（ステップ＃１２１）ステップ＃１２１に進むと、カメラＣＰＵ２１１は測光および焦点検出動作を行い、レンズＣＰＵ１２１は焦点検出結果に基づくフォーカシング動作を行うとともに、焦点距離（ズームポジション）及び撮影距離（フォーカスポジション）の検出を行う。

（ステップ＃１２３）次に、レリーズスイッチ２１５が全押し（２ｎｄレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が全押しされたと判断するとステップ＃１２５に進み、そうでない場合はステップ＃１２９に進む。

（ステップ＃１２５）ステップ＃１２５に進むと、カメラＣＰＵ２１１は露光動作を行い、レンズＣＰＵ１２１は露光動作に合わせて絞り動作を行う。

（ステップ＃１２７）続いて、ステップ＃１２７に進むと、露光動作によって得られた画像データを予めカメラ本体２００に接続された不図示の記録媒体に記録する。

（ステップ＃１２９）ここで再度、カメラ本体２００におけるレリーズスイッチ２１５が半押し（１ｓｔレリーズ）されたか否か判別する。ここでレリーズスイッチ２１５が半押しされたと判断すると再度ステップ＃１２３に進み、そうでない場合はステップ＃１３１に進む。

（ステップ＃１３１）ステップ＃１３１に進むと、カメラ本体２００における電源スイッチ２１３の操作によって電源がＯＦＦされたか否か判別する。ここで電源がＯＦＦされた場合はステップ＃１３３に進み、このフローが終了する。そうでない場合はステップ＃１０１に戻る。

次に、図３乃至図６を用いて本発明の光学補正ユニット３００の構成について説明する。光学補正ユニット３００は、図３の外観斜視図に示すように概ね円盤形状となっている。図３aに示すユニット表側外観には、補正レンズ３０１の一部と、補正レンズ３０１を保持する可動部材３２０と、可動部材３２０に保持される可動ヨーク３０３と、光学補正ユニット３００のベースとなるベース部材３４０と、ベース部材３４０に複数のビスにより固定される回路基板３０５とを見ることができる。

また、図３ｂに示すユニット裏側外観には、補正レンズ３０１の一部と、補正レンズ３０１を保持する可動部材３２０と、ベース部材３４０とを見ることができる。ベース部材３４０の底部には、補正レンズ３０１よりも大きな直径を有し、補正レンズ３０１の光軸と一致する円形形状の開口が設けられている。

回路基板３０５からはＦＰＣ３０７が延設されており、光学補正ユニット３００がレンズ鏡筒１００内に組付けられた際には振れ補正ＣＰＵ１１３と電気的に接続される。これにより、レンズ鏡筒１００に振動が加わると、振れ補正ＣＰＵ１１３の制御により可動部材３２０が適切に駆動され、像振れの補正を行う。

図４は可動部材３２０及びそれに付属する部材から成るユニット状態での斜視図を示している。可動部材３２０は、本図に示すように、補正レンズ３０１を保持する鏡枠部３２１と、鏡枠部３２１から光軸垂直方向に延出するフランジ部３２３とから構成されている。

鏡枠部３２１は、その内周面側に、バックヨーク側保持スペース３２５と、可動ヨーク側保持スペース３２７と、２つの保持スペースを光軸方向に分割する円環状のレンズ受け部３２９とを有している。

本実施例では、補正レンズ３０１は３枚のレンズ要素３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃとスペーサ３０１ｄとで構成されている。バックヨーク側保持スペース３２５には、レンズ要素３０１ａ、レンズ要素３０１ｂ、及びスペーサ３０１ｄが圧入保持され、可動ヨーク側保持スペース３２７にはレンズ要素３０１ｃが圧入保持される。レンズ受け部３２９は、レンズ要素３０１ａ及びレンズ要素３０１ｃの光軸方向の当て面として機能する。

鏡枠部３２１の両側先端部は、各保持スペースの両側端部に圧入保持されたレンズを熱かしめする際にかしめ代として機能する。一方の面では、かしめ代近傍の外周部に可動ヨーク３０３を位置決めするための凸部３３１が複数設けられている。他方の面では、かしめ代が可動部材３２０のフランジ部３２３から突出する形状となっている。

一方、フランジ部３２３には、可動側支持部３３３と、バックヨーク３３５と、永久磁石３３７とが設けられている。可動側支持部３３３にはその両側に受け部がそれぞれ設けられており、可動部材３２０をベース部材３４０に対して支持するための支持手段の一部を構成している。支持手段全体の構成については後述する。

バックヨーク３３５はフランジ部３２３にインサート成形されることで固定されている。バックヨーク３３５の光軸方向に一方の面はほぼ全てがフランジ部３２３に接触しており、他方の面は永久磁石３３７に接触している。

バックヨーク３３５は軟磁性体の金属で作られており、永久磁石３３７はこのバックヨーク３３５に対して磁気吸引されることで保持されている。バックヨーク３３５と永久磁石３３７との間の保持力をさらに高めるために、これらの間に接着剤や両面粘着テープ等の接着手段を介在させてもよい。

このバックヨーク３３５と永久磁石３３７とは、可動部材３２０をベース部材３４０に対して駆動するための駆動手段の一部を構成している。駆動手段全体の構成については後述する。

本実施例では、可動側支持部３３３はフランジ部３２３において光軸を中心に１２０°間隔で配置されている。同様に、バックヨーク３３５及び永久磁石３３７は、フランジ部３２３において可動側支持部３３３と干渉しない位置に光軸を中心に１２０°間隔で配置されている。さらに、可動側支持部３３３とバックヨーク３３５及び永久磁石３３７とは、フランジ部３２３において光軸を中心に交互に６０°間隔で配置されている。

次に、この可動部材３２０をベース部材３４０に対して光軸垂直な平面内で自在に移動可能な状態に支持する支持手段について説明する。

図５は光学補正ユニット３００の展開斜視図、図６は光学補正ユニット３００の断面図を示している。図４にも示すように、上述したフランジ部３２３の可動側支持部３３３は、第１の可動側受け部３３３ａと第２の可動側受け部３３３ｂとを有している。また、ベース部材３４０には、第１の可動側受け部３３３ａと対向する位置に固定側受け部３４１が設けられており、この固定側受け部３４１はベース部材３４０の底部の一部を構成している。これらの受け部の間には、金属やセラミック等からなる球状支持部材３４３が挟まれている。

一方、第２の可動側受け部３３３ｂと対向する位置に来るように、押え部材３４５がベース部材３４０に対してビスで固定されている。これらの押え部材と受け部との間にも同様に球状支持部材３４３が挟まれている。

これらの各受け部及び各押え部材は、光軸と直交する平面と平行な座面を有している。球状支持部材３４３がこれらの座面上を転動することにより、可動部材３２０はベース部材３４０に対して、光軸と直交する平面内で円滑に移動可能な状態に支持される。本実施例では各座面の周囲は壁面で囲まれており、これにより球状支持部材３４３の脱落が防止されている。

また、可動部材３２０は、ベース部材３４０と押え部材３４５とで球状支持部材３４３を介して光軸方向に挟まれた構成となっている。これにより、可動部材３２０はバネや磁石等の付勢（吸着）手段を用いなくても光軸方向のガタを防止することができる。

図５及び図６に示すように、球状支持部材３４３を挟むための押え部材３４５には、その座面と反対側の面に回路基板３０５が載置されている。回路基板３０５は概ね円環形状であり、プリントされた回路パターンと補強板とから構成されている。この回路基板３０５は、押え部材３４５をベース部材３４０に固定するための複数のビスによって、押え部材３４５を介してベース部材３４０に固定されている。

また、上述したように回路基板３０５からはＦＰＣ３０７が延設されており、光学補正ユニット３００がレンズ鏡筒１００内に組付けられた際には振れ補正ＣＰＵ１１３と電気的に接続される。回路基板３０５には、ＦＰＣ３０７を介して電力が供給されるコイル３０９が実装されており、永久磁石３３７と対向する位置に固定されている。また、コイル３０９の実装面の背面側には、コイル３０９の中心に対応する位置にホール素子３１１が実装されている。

さらに、可動部材３２０の鏡枠部３２１の一方の先端には可動ヨーク３０３が設けられる。この可動ヨーク３０３は、概ねＹ字形状を有するプレスパーツであり、可動ヨーク３０３のＹ字の枝に相当する部位はそれぞれ回路基板３０５に実装されたホール素子３１１と対向するように位置している。可動ヨーク３０３は、鏡枠部３２１先端外周に設けられた凸部３３１と係合するための切欠部３１３が複数設けられていて、これらが係合することにより可動ヨーク３０３の位置決めが行われる。

可動ヨーク３０３はバックヨーク３３５と同様に軟磁性体の金属で作られているので、永久磁石３３７との間で磁気吸引力が発生する。このため、可動ヨーク３０３は位置決めされた状態で磁気吸引力により固定されている。

次に、支持手段により支持された可動部材３２０をベース部材３４０に対して移動可能な方向に駆動する駆動手段について説明する。

本実施例では、可動部材３２０を駆動する駆動手段としてＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を採用している。すなわち、可動ヨーク３０３とバックヨーク３３５及び永久磁石３３７とに挟まれる空間に位置するコイル３０９に対してＦＰＣ３０７を介して給電することによって発生するローレンツ力を利用して、可動部材３２０を駆動する。

図５に示すように、本実施例ではこれらの駆動手段を１２０°間隔で配置している。上述したように、可動部材３２０は支持手段によって光軸と直交する平面内で移動自在とされているので、可動部材３２０は３つの駆動手段により生じるそれぞれ異なる向きの駆動力の合力によって、ベース部材３４０に対して並進駆動されることになる。

駆動手段により生じる駆動力の出力軸は、任意に設定可能である。例えば、３つの駆動手段の各出力軸が光学補正ユニット３００の光軸上で交わるように構成することができる。また、例えば、少なくとも１つの出力軸を光軸を中心とする円周の接線方向とすることもできる。

振れ補正ＣＰＵ１１３の働きにより駆動手段を適切に制御し、補正レンズ３０１を保持する可動部材３２０を適切な位置に駆動させることで、像振れを補正することが可能となる。

可動ヨーク３０３と対向する位置に実装されているホール素子３１１は、磁束密度を検知し、検知した磁束密度に応じた電圧を出力する磁気センサの一種である。従って、ホール素子３１１は、可動部材３２０の移動によって発生する永久磁石３３７からの磁束密度の変化を検知することができる。

上述したように、本実施例ではこれらのホール素子３１１を可動ヨーク３０３と対向するようにして１２０°間隔で配置しており、各ホール素子３１１の出力からそのときの可動部材３２０、すなわち補正レンズ３０１の位置を検出することができる。

次に、光学補正ユニット３００への補正レンズ３０１の固定について図７から図１１を用いて詳細に説明する。本発明を実施の光学補正ユニット３００では、ユニットの両側からそれぞれ補正レンズ３０１の一部を熱かしめにより固定することができる。具体的には、補正レンズ３０１の圧入工程のみを残して組立てられた光学補正ユニット３００に対して、本実施例では、まずバックヨーク３３５側から補正レンズ３０１の一部を圧入及び熱かしめし、次いで可動ヨーク３０３側から補正レンズ３０１の一部を圧入及び熱かしめすることが可能な構造となっている。

まず、位置決めされた可動部材３２０に対してバックヨーク３３５側から補正レンズ３０１の一部を圧入する手順について説明する。図７は、バックヨーク３３５側からレンズ要素３０１ａ及びスペーサ３０１ｄを可動部材３２０に圧入する手順を示した断面図である。レンズ要素３０１ａの圧入に際しては、第１ａの圧入ホーン４０１及び第１ａの圧入ガイド治具４０３を使用する。

まず、図７ａに示すように、補正レンズ３０１の圧入工程のみを残して組立てられた光学補正ユニット３００において、可動部材３２０の可動ヨーク３０３側を第１のかしめ受け台４０５に対して位置決めする。すなわち、第１のかしめ受け台４０５の圧入支持部４０７は可動部材３２０の可動ヨーク側保持スペース３２７に圧入され、それにより、可動ヨーク側保持スペース３２７に対応する鏡枠部３２１の内周面に対して半径方向に当接し、さらに、レンズ受け部３２９に対して、可動ヨーク３０３側からバックヨーク３３５側に向かう方向（以下、第２の方向と記述する）に当接する。

これにより、可動部材３２０は第１のかしめ受け台４０５に対して位置決めされる。この時、可動部材３２０の中心軸と第１のかしめ受け台４０５の中心軸とが一致する。

また、本図に示すように、圧入されるレンズ要素３０１ａ及びスペーサ３０１ｄを第１ａの圧入ホーン４０１の先端に保持する。第１ａの圧入ホーン４０１には不図示のエア吸引式吸着機構が接続されており、レンズ要素３０１ａはこのエア吸引によりホーン先端に吸着保持されている。スペーサ３０１ｄは、保持されたレンズ要素３０１ａと第１ａの圧入ホーン４０１との間に挟持されている。

第１ａの圧入ホーン４０１は第１ａの圧入ガイド治具４０３に挿入されており、さらに上下に自在に移動することができる。この第１ａの圧入ガイド治具４０３は第１のかしめ受け台４０５と中心軸が一致するように配置されており、さらに上下に自在に移動することができる。

次に、図７ｂに示すように、第１ａの圧入ガイド治具４０３を、レンズ要素３０１ａ及びスペーサ３０１ｄを保持した第１ａの圧入ホーン４０１と共に、可動部材３２０を位置決めしている第１のかしめ受け台４０５に向けて上方から下降させる。この時、第１ａの圧入ガイド治具４０３は第１のかしめ受け台４０５に対してのみ当接し、第１ａの圧入ホーン４０１先端のレンズ要素３０１ａは光学補正ユニット３００とは接触しない。

最後に、図７ｃに示すように、第１ａの圧入ホーン４０１を上方から下降させる。第１ａの圧入ホーン４０１は、第１ａの圧入ガイド治具４０３にガイドされることで、自身の中心軸と可動部材３２０の中心軸とが一致した状態を保ちながら下降する。

これにより、先端に保持されていたレンズ要素３０１ａ及びスペーサ３０１ｄは、第１ａの圧入ホーン４０１の押し出し力によって、可動部材３２０の鏡枠部３２１に設けられたレンズ受け部３２９に対して、バックヨーク３３５側から可動ヨーク３０３側に向かう方向（以下、第１の方向と記述する）に当接するまでバックヨーク側保持スペース３２５に圧入される。すなわち、第１の方向は上述した第２の方向と真逆の方向となっている。

圧入が完了すると不図示のエア吸引式吸着機構による吸引が解除され、第１ａの圧入ホーン４０１と第１ａの圧入ガイド治具４０３を順次上方に引き上げる。

次に、位置決めされた可動部材３２０に対してバックヨーク３３５側からさらに補正レンズ３０１の一部を圧入する手順について説明する。図８は、バックヨーク３３５側からレンズ要素３０１ｂを可動部材３２０に圧入する手順を示した断面図である。レンズ要素３０１ｂの圧入に際しては、第１ｂの圧入ホーン４０９及び第１ｂの圧入ガイド治具４１１を使用する。可動部材３２０は引き続き第１のかしめ受け台４０５に位置決めされている。

まず、図８ａに示すように、圧入されるレンズ要素３０１ｂを上述した工程と同様に、不図示のエア吸引式吸着機構のエア吸引によりホーン先端に吸着保持する。第１ｂの圧入ホーン４０９は第１ｂの圧入ガイド治具４１１に挿入されており、さらに上下に自在に移動することができる。この第１ｂの圧入ガイド治具４１１も同様に第１のかしめ受け台４０５と中心軸が一致するように配置されており、さらに上下に自在に移動することができる。

次に、図８ｂに示すように、第１ｂの圧入ガイド治具４１１を、レンズ要素３０１ｂを保持した第１ｂの圧入ホーン４０９と共に、可動部材３２０を位置決めしている第１のかしめ受け台４０５に向けて上方から下降させる。この時、第１ｂの圧入ガイド治具４１１は第１のかしめ受け台４０５に対してのみ当接し、第１ｂの圧入ホーン４０９先端のレンズ要素３０１ｂは光学補正ユニット３００とは接触しない。

最後に、図８ｃに示すように、第１ｂの圧入ホーン４０９を上方から下降させる。第１ｂの圧入ホーン４０９は、第１ｂの圧入ガイド治具４１１にガイドされることで、自身の中心軸と可動部材３２０の中心軸とが一致した状態を保ちながら下降する。これにより、先端に保持されていたレンズ要素３０１ｂは、第１ｂの圧入ホーン４０９の押し出し力によって、前工程で圧入されたスペーサ３０１ｄに対して、上述した第１の方向に当接するまでバックヨーク側保持スペース３２５に圧入される。

圧入が完了すると不図示のエア吸引式吸着機構による吸引が解除され、第１ｂの圧入ホーン４０９と第１ｂの圧入ガイド治具４１１を順次上方に引き上げる。

次に、バックヨーク３３５側から可動部材３２０に圧入された補正レンズ３０１の一部を、熱かしめにより可動部材３２０に固定する手順について説明する。図９は、バックヨーク３３５側からレンズ要素３０１ｂを可動部材３２０に熱かしめする手順を示した断面図である。レンズ要素３０１ｂの熱かしめに際しては、第１のかしめホーン４１３及び第１の押え治具４１５を使用する。可動部材３２０は引き続き第１のかしめ受け台４０５に位置決めされている。

まず、図９ａに示すように、第１のかしめ受け台４０５に位置決めされた可動部材３２０の上方に、第１のかしめホーン４１３と第１の押え治具４１５を配置する。第１のかしめホーン４１３は第１の押え治具４１５に挿入されており、それらは独立して上下に移動することができる。

次に、図９ｂに示すように、第１の押え治具４１５を第１のかしめ受け台４０５に位置決めされている可動部材３２０に向けて上方から下降させる。この時、第１の押え治具４１５は、ベース部材３４０底面の開口から露出する可動部材３２０のフランジ部３２３に対して、上述した第１の方向に当接する。第１の押え治具４１５は、フランジ部３２３と当接した状態では、その他の部位が可動部材３２０及びベース部材３４０とは接触しない形状となっている。これにより、レンズ要素３０１ｂを熱かしめする準備が整う。

最後に、図９cに示すように、第１のかしめホーン４１３を上方から下降させて、可動部材３２０の鏡枠部３２１に対して、上述した第１の方向に当接させる。鏡枠部３２１先端のかしめ代は第１のかしめホーン４１３によって過熱及び加圧され、変形する。これによりレンズ要素３０１ｂの熱かしめが完了する。

熱かしめが終了すると、第１のかしめホーン４１３及び第１の押え治具４１５を上方に引き上げる。この時、まず第１のかしめホーン４１３を引き上げ、次いで第１の押え治具４１５を引き上げる順番とする。

ところで、熱かしめによってかしめを行う際に、かしめホーンの押し出し圧力や加圧時間、加熱温度等の設定に誤りがあった場合や、かしめ代の体積に誤りがあった場合、かしめホーンの先端に熱かしめされる部材が溶着してしまうことがある。本実施例の場合を考えると、第１のかしめホーン４１３に可動部材３２０が溶着した状態に相当する。

この時、第１のかしめホーン４１３よりも第１の押え治具４１５を先に引き上げる場合を考える。この場合、第１の押え治具４１５が先に上昇することでフランジ部３２３との当接が解け、可動部材３２０の光軸上方向への押えがなくなる。その後、第１のかしめホーン４１３を引き上げようとすると、ホーン先端に溶着した可動部材３２０にも引き上げる方向の力がかかる。

上述したように光学補正ユニット３００は支持手段として、固定側受け部３４１と第１の可動側受け部３３３ａとの間、第２の可動側受け部３３３ｂと押え部材３４５との間にそれぞれ球状支持部材３４３を有している。そのため、可動部材３２０を引き上げる方向に力が加わると、本実施例の構成の支持手段においては、固定側受け部３４１と第１の可動側受け部３３３ａと球状支持部材３４３との間に過度の荷重が発生するおそれがある。

その結果、固定側受け部３４１あるいは第１の可動側受け部３３３ａの座面に圧痕が形成されてしまう。圧痕が形成されると、球状支持部材３４３の転がりが均一でなくなり、振れ補正制御の精度低下につながるおそれがある。

このような不具合を防止するために、本実施例ではまず第１のかしめホーン４１３を引き上げ、次いで第１の押え治具４１５を引き上げる順番としている。この順番であれば、仮に可動部材３２０がホーン先端に溶着してしまったとしても、可動部材３２０は第１の押え治具４１５により下方向に押さえつけられているため、第１のかしめホーン４１３の引き上げにより第１のかしめホーン４１３が可動部材３２０から引き剥がされるので、支持手段に過度の荷重が発生することはない。

次に、位置決めされた可動部材３２０に対して可動ヨーク３０３側から補正レンズ３０１の一部を圧入する手順について説明する。図１０は、可動ヨーク３０３側からレンズ要素３０１ｃを可動部材３２０に圧入する手順を示した断面図である。レンズ要素３０１ｃの圧入に際しては、第２の圧入ホーン５０１及び第２の圧入ガイド治具５０３を使用する。

まず、図１０ａに示すように、前工程まででバックヨーク３３５側の補正レンズ３０１の一部の圧入及び熱かしめが完了した光学補正ユニット３００において、可動部材３２０のバックヨーク３３５側を第２のかしめ受け台５０５に対して位置決めする。すなわち、第２のかしめ受け台５０５の圧入支持部５０７は可動部材３２０のバックヨーク側保持スペース３２５に圧入され、それにより、バックヨーク側保持スペース３２５に対応する鏡枠部３２１の外周面に対して半径方向に当接する。さらに、第２のかしめ受け台５０５のレンズ当接部５０９は、前工程でバックヨーク側保持スペース３２５にかしめられたレンズ要素３０１ｂのレンズ面に対して、上述した第１の方向に当接する。

図４ｂに示したように、本実施例では、フランジ部３２３において、バックヨーク３３５を保持する領域に対して可動側支持部３３３を形成する領域が光軸方向に奥まって形成されており、それにより生じる鏡枠部３２１の外周面が圧入支持部５０７との当接面として機能する。この当接面は可動側支持部３３３と近接しており、可動側支持部３３３と同様に１２０°間隔で設けられている。

これにより、可動部材３２０は第２のかしめ受け台５０５に対して位置決めされる。この時、可動部材３２０の中心軸と第２のかしめ受け台５０５の中心軸とが一致する。

また、図１０ａに示すように、圧入されるレンズ要素３０１ｃを第２の圧入ホーン５０１の先端に保持する。このレンズ要素３０１ｃも上述した工程と同様に、不図示のエア吸引式吸着機構のエア吸引によりホーン先端に吸着保持されている。

第２の圧入ホーン５０１は第２の圧入ガイド治具５０３に挿入されており、さらに上下に自在に移動することができる。この第２の圧入ガイド治具５０３は第２のかしめ受け台５０５と中心軸が一致するように配置されており、さらに上下に自在に移動することができる。

次に、図１０ｂに示すように、第２の圧入ガイド治具５０３を、レンズ要素３０１ｃを保持した第２の圧入ホーン５０１と共に、可動部材３２０を位置決めしている第２のかしめ受け台５０５に向けて上方から下降させる。この時、第２の圧入ガイド治具５０３は第２のかしめ受け台５０５に対してのみ当接し、第２の圧入ホーン５０１先端のレンズ要素３０１ｃは光学補正ユニット３００とは接触しない。

最後に、図１０ｃに示すように、第２の圧入ホーン５０１を上方から下降させる。第２の圧入ホーン５０１は、第２の圧入ガイド治具５０３にガイドされることで、自身の中心軸と可動部材３２０の中心軸とが一致した状態を保ちながら下降する。これにより、先端に保持されていたレンズ要素３０１ｃは、第２の圧入ホーン５０１の押し出し力によって、可動部材３２０のレンズ受け部３２９に対して、上述した第２の方向に当接するまで可動ヨーク側保持スペース３２７に圧入される。

圧入が完了すると不図示のエア吸引式吸着機構による吸引が解除され、第２の圧入ホーン５０１と第２の圧入ガイド治具５０３を順次上方に引き上げる。

次に、可動ヨーク３０３側から可動部材３２０に圧入された補正レンズ３０１の一部を、熱かしめにより可動部材３２０に固定する手順について説明する。図１１は、可動ヨーク３０３側からレンズ要素３０１ｃを可動部材３２０に熱かしめする手順を示した断面図である。レンズ要素３０１ｃの熱かしめに際しては、第２のかしめホーン５１１及び第２の押え治具５１３を使用する。可動部材３２０は引き続き第２のかしめ受け台５０５に位置決めされている。

まず、図１１ａに示すように、第２のかしめ受け台５０５に位置決めされた可動部材３２０の上方に、第２のかしめホーン５１１と第２の押え治具５１３を配置する。第２のかしめホーン５１１は第２の押え治具５１３に挿入されており、それらは独立して上下に移動することができる。

次に、図１１ｂに示すように、第２の押え治具５１３を第２のかしめ受け台５０５に位置決めされている可動部材３２０に向けて上方から下降させる。この時、第２の押え治具５１３は、可動ヨーク側保持スペース３２７に対応する鏡枠部３２１の先端近傍の外周部に複数設けられている、可動ヨーク３０３を位置決めするための凸部３３１に対して、上述した第２の方向に当接する。このために、これらの凸部３３１は、可動ヨーク３０３が係合位置決めされた状態でも可動ヨーク３０３の平面からさらに光軸方向に突出する高さを有しており、その突出した端面が第２の押え治具５１３との当接面となる。

第２の押え治具５１３は、凸部３３１と当接した状態では、その他の部位が可動部材３２０及びベース部材３４０とは接触しない形状となっている。これにより、レンズ要素３０１ｃを熱かしめする準備が整う。

最後に、図１１ｃに示すように、第２のかしめホーン５１１を上方から下降させて、可動部材３２０の鏡枠部３２１に対して、上述した第２の方向に当接させる。鏡枠部３２１先端のかしめ代は第２のかしめホーン５１１によって過熱及び加圧され、変形する。これによりレンズ要素３０１ｃの熱かしめが完了する。

熱かしめが終了すると、第２のかしめホーン５１１及び第２の押え治具５１３を上方に引き上げる。この時、上述したレンズ要素３０１ｂの熱かしめ工程と同様に、まず第２のかしめホーン５１１を引き上げ、次いで第２の押え治具５１３を引き上げる順番とする。この順番で各部材を引き上げることにより、光学補正ユニット３００の支持手段に過度の荷重が発生することがなく、損傷を防ぐことができる。

また、上記のように、バックヨーク側の圧入及びかしめ時には、可動ヨーク側の保持スペースと、バックヨーク側のベース部材底面の開口からアクセス可能なフランジ部とに当接することで可動部材を位置決めし、可動ヨーク側の圧入及びかしめ時には、バックヨーク側のベース部材底面の開口からアクセス可能な鏡枠部の外周面と、可動ヨーク側の鏡枠部先端周辺に設けた凸部とに当接することで可動部材を位置決めしているので、光学補正ユニットの外径を増大させることなく、どちら側のかしめにおいても確実に可動部材を位置決めすることが可能となる。

なお、本実施例に記載の光学補正ユニットでは、補正レンズとしてレンズ要素３枚とスペーサ１つを有していたが、可動部材の両側からレンズ要素を圧入及びかしめる構成であればこれに限られるものではない。例えば、レンズ要素やスペーサの枚数を変えてもよいし、レンズ要素の少なくとも１枚を接合レンズとしてもよいし、また、スペーサを用いない構成としてもよい。

また、可動ヨークの位置決め及び第２の押え治具の当接に用いられる、鏡枠部先端周辺部に複数設けられる凸部は、全て凸部が第２の押え治具と当接できるだけの高さを有していてもよいし、一部の凸部だけが当接できる高さを有していてもよい。一部の凸部のみを第２の押え治具と当接させる構成とする場合には、当接させる凸部を鏡枠部先端の円周上に概ね等間隔に配置するとよい。これにより、可動部材を均一に押えることができ、可動部材の歪み等の発生を防止することができる。

また、ベース部材底面の開口は必ずしも円形である必要はなく、限られたスペースをより有効活用するために、例えば、可動部材の位置決め及び押えに用いられる押え治具等の部材と干渉しないための逃げ形状を有する形状としてもよい。

１００ レンズ鏡筒、２００ カメラ本体、３００ 光学補正ユニット、３０１ 補正レンズ、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ レンズ要素、３０１ｄ スペーサ、３０３ 可動ヨーク、３０５ 回路基板、３０７ ＦＰＣ、３０９ コイル、３１１ ホール素子、３１３ 切欠部、３２０ 可動部材、３２１ 鏡枠部、３２３ フランジ部、３２５ バックヨーク側保持スペース、３２７ 可動ヨーク側保持スペース、３２９ レンズ受け部、３３１ 凸部、３３３ 可動側支持部、３３３ａ 第１の可動側受け部、３３３ｂ 第２の可動側受け部、３３５ バックヨーク、３３７ 永久磁石、３４０ ベース部材、３４１ 固定側受け部、３４３ 球状支持部材、３４５ 押え部材、４０１ 第１ａの圧入ホーン、４０３ 第１ａの圧入ガイド治具、４０５ 第１のかしめ受け台、４０７ 圧入支持部、４０９ 第１ｂの圧入ホーン、４１１ 第１ｂの圧入ガイド治具、４１３ 第１のかしめホーン、４１５ 第１の押え治具、５０１ 第２の圧入ホーン、５０３ 第２の圧入ガイド治具、５０５ 第２のかしめ受け台、５０７ 圧入支持部、５０９ レンズ当接部、５１１ 第２のかしめホーン、５１３ 第２の押え治具

Claims (5)

1. 振動に起因する像振れを補正する補正レンズと、
   前記補正レンズを保持する可動部材と、
   ユニットの基部を構成し、前記補正レンズの光軸と略一致する略円形形状の開口を形成する底部を有するベース部材と、
   前記可動部材を前記ベース部材に対して前記補正レンズの光軸と略直交する平面上で並進及び回転自在に支持する支持手段と、
   前記可動部材を前記光軸に略直交する方向に駆動する駆動手段とを備え、
   前記補正レンズは少なくとも、
   前記補正レンズの光軸方向である第１の方向からかしめられる第１のレンズと、
   前記第１の方向と反対の方向である第２の方向からかしめられる第２のレンズとを有し、
   前記可動部材は少なくとも、
   前記第１のレンズを保持する第１の保持スペースと、
   前記第２のレンズを保持する第２の保持スペースと、
   少なくとも１枚の前記補正レンズの光軸方向の当て面として機能するレンズ受け部と、
   内周面側に前記第１の保持スペース、前記第２の保持スペース、及び前記レンズ受け部を形成する鏡枠部と、
   前記支持手段及び前記駆動手段の一部を構成するフランジ部とを有し、
   前記第１のレンズをかしめる際に前記可動部材を位置決めするために、
   第１のかしめ受け台が前記第２の保持スペースに対応する前記鏡枠部の内周面と半径方向に当接し、また前記レンズ受け部と前記第２の方向に当接し、
   第１の押え治具が前記開口を介して前記フランジ部と前記第１の方向に当接し、
   また、前記第２のレンズをかしめる際に前記可動部材を位置決めするために、
   第２のかしめ受け台が前記開口を介して前記第１の保持スペースに対応する前記鏡枠部の外周面と半径方向に当接し、また前記第１のレンズのレンズ面と前記第１の方向に当接し、
   第２の押え治具が前記第２の保持スペースに対応する前記鏡枠部の外周面に複数設けられた凸部と前記第２の方向に当接することを特徴とする光学補正ユニット。
2. 前記支持手段は少なくとも、前記ベース部材に設けられた固定側受け部と、前記可動部材の前記フランジ部に設けられ、前記固定側受け部と対向する第１の可動側受け部と、前記固定側受け部と前記第１の可動側受け部とに挟持される第１の球状支持部材と、前記第１の可動側受け部の背面側に設けられた第２の可動側受け部と、前記ベース部材に固定され、前記第２の可動側受け部と対向する押え部材と、前記第２の可動側受け部と前記押え部材とに挟持される第２の球状支持部材とを有し、
   前記固定側受け部は前記ベース部材の前記底部の一部を構成することを特徴とする請求項１に記載の光学補正ユニット。
3. 前記駆動手段は前記第１の方向に順に少なくとも、前記可動部材の前記フランジ部に設けられるバックヨークと、前記可動部材の前記フランジ部に設けられる永久磁石と、前記ベース部材に固定された回路基板に実装されるコイルと、前記可動部材の前記鏡枠部に設けられる可動ヨークとを有し、
   前記可動ヨークは前記凸部により位置決めされ、前記凸部の光軸方向の突出量は前記可動ヨークの光軸方向の厚みより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学補正ユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光学補正ユニットを備えるレンズ鏡筒。
5. 請求項４に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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