JP6344093B2 - 光学要素保持ユニット並びにこれを有する撮影レンズ及び撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学要素保持ユニット並びにこれを有する撮影レンズ及び撮影装置に関する。

従来、撮影装置（デジタルカメラ等）において、撮影光学系の一部をなすレンズを像振れ補正レンズとし、この像振れ補正レンズを光軸直交平面内で像振れ補正駆動することにより、イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正機能を搭載したものが知られている。

これに対し、近年では、像振れ補正機能を搭載した撮影装置において、像振れ補正レンズを光軸直交平面内でＬＰＦ駆動（微小振動）することにより、被写体光束をイメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ機能を併せ持たせることが提案されている。

これらの像振れ補正レンズの像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動は、合成駆動として行う態様、いずれか一方を単独で駆動する態様、あるいは、いずれの駆動も行わない態様が可能である。また、像振れ補正レンズの像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲を比較すると、像振れ補正駆動範囲がＬＰＦ駆動範囲よりも圧倒的に大きくなっている。

このため、像振れ補正機能とＬＰＦ機能を併せ持たせた従来の撮影装置にあっては、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動を行う光学要素を好適に保持することができる光学要素保持ユニットを得るのが非常に難しかった。すなわち、光学要素保持ユニットの大型化、構造の複雑化、高コスト化、消費電力の増大、駆動態様の切り替えに対する即応性の低下といったデメリットが避けられなかった。

特開２００２−３５４３３６号公報 特開２００４−９４１３１号公報

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動を行う光学要素を好適に保持することができる光学要素保持ユニット並びにこれを有する撮影レンズ及び撮影装置を得ることを目的とする。

本発明の光学要素保持ユニットは、被写体光束をイメージセンサの複数の画素に被写体像として結像させる撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニットであって、前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；を特徴としている。

前記光学要素保持ユニットは、固定部材と、前記光学要素を保持して前記固定部材に対して光軸直交平面内で移動可能に支持された光学要素保持枠と、前記固定部材に回動自在に支持されたロック環とを有しており、前記光学要素保持枠と前記ロック環とが協働して前記ロック機構を構成することができる。

前記光学要素保持枠は、円環リブと、この円環リブから外径方向に突出する複数の突起部とを有しており、前記ロック環は、その内周面を外径方向に相対的に深く凹設した複数の第１カム凹部と、その内周面を外径方向に相対的に浅く凹設した複数の第２カム凹部とを有しており、前記ロック機構は、前記ロック環の回動に応じて、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の前記第１カム凹部内に位置しているときに前記第１の状態となり、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の前記第２カム凹部内に位置しているときに前記第２の状態となり、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の内周面に当接しているときに前記第３の状態となることができる。

前記ロック環は、その内周面から内径方向に突出する複数の突起部を有しており、前記光学要素保持枠は、円環リブと、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に深く凹設した複数の第１カム凹部と、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に浅く凹設した複数の第２カム凹部とを有しており、前記ロック機構は、前記ロック環の回動に応じて、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記第１カム凹部内に位置しているときに前記第１の状態となり、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記第２カム凹部内に位置しているときに前記第２の状態となり、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記円環リブの外周面に当接しているときに前記第３の状態となることができる。

前記ロック機構は、前記第３の状態において、前記光学要素を、その像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲の中央位置で保持させることができる。

本発明の撮影レンズは、被写体光束をイメージセンサの複数の画素に被写体像として結像させる撮影光学系；及び前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニット；を有する撮影レンズであって、前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び前記光学要素保持ユニットは、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；を特徴としている。

本発明の撮影装置は、撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像させる複数の画素を有するイメージセンサ；及び前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニット；を有する撮影装置であって、前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び前記光学要素保持ユニットは、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；を特徴としている。

本発明によれば、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動を行う光学要素を好適に保持することができる光学要素保持ユニット並びにこれを有する撮影レンズ及び撮影装置が得られる。

本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を示す概略斜視図である。 本発明による像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）を被写体側から見た部分分解斜視図である。 本発明による像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）を組み立てた状態におけるポストの長手方向に沿った拡大断面図である。 像振れ補正レンズ（移動光学要素）を光軸直交平面内で円形軌跡を描くように駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動を示す図である。 像振れ補正レンズ（移動光学要素）の像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲を比較して示す図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はロック環の回動位置に応じたロック機構のロック状態の切り替えを示す図であり、図６（Ａ）はロック機構の第１の状態（アンロック状態）、図６（Ｂ）はロック機構の第２の状態（ハーフロック状態）、図６（Ｃ）はロック機構の第３の状態（フルロック状態）をそれぞれ示している。

図１〜図６を参照して、本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）１０について説明する。

図１に示すように、デジタルカメラ１０は、ボディ本体２０と、このボディ本体２０に着脱可能（レンズ交換可能）な撮影レンズ３０とを有している。

撮影レンズ３０は、被写体側から像面側に向かって順に、撮影レンズ群（撮影光学系）４０と、像振れ補正レンズ（撮影光学系、移動光学要素）５０とを有している。図１では、撮影レンズ群４０が単レンズからなるように描いているが、実際の撮影レンズ群４０は、例えば、固定レンズ、変倍時に移動する変倍レンズ、フォーカシング時に移動するフォーカシングレンズなどの複数枚のレンズからなる。像振れ補正レンズ５０は、像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）１００によって、撮影レンズ群４０の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向を含む平面内（以下では「光軸直交平面内」と呼ぶ）に移動可能に支持されている。像振れ補正ユニット１００の詳細な構成については後述する。

ボディ本体２０は、撮影レンズ群４０と像振れ補正レンズ５０を通った被写体光束を被写体像として結像させるイメージセンサ６０を有している。イメージセンサ６０による被写体像は、マトリックス状に配置された複数の画素によって電気的な画素信号に変換され、画像データとしてＤＳＰ（図示せず）に出力される。ＤＳＰは、イメージセンサ６０から入力した画像データに所定の画像処理を施して、これをＬＣＤ（図示せず）に表示し、画像メモリ（図示せず）に記憶する。

図示は省略しているが、撮影レンズ３０は、撮影レンズ群４０と像振れ補正レンズ５０の解像力情報や絞り（図示せず）の開口径情報などの各種情報を記憶した通信用メモリを有している。撮影レンズ３０をボディ本体２０に装着した状態では、撮影レンズ３０の通信用メモリが記憶した各種情報がボディ本体２０のＤＳＰに読み込まれる。

続いて、像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）１００の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、像振れ補正ユニット１００は、被写体側から像面側に向かって順に、いずれも光軸Ｚを囲む全環状または不完全環状をなす、ベースプレート（固定部材）１１０と、第１ヨーク（固定部材）１２０と、像振れ補正レンズ保持枠（移動光学要素保持枠）１３０と、第２ヨーク（固定部材）１４０と、固定枠（固定部材）１５０と、ロック環１６０とを有している。ベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、第２ヨーク１４０及び固定枠１５０は、撮影レンズ３０の鏡筒内に固定的に支持されている。像振れ補正レンズ保持枠１３０は、像振れ補正レンズ５０を保持しており、撮影レンズ３０の鏡筒内で、ベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、第２ヨーク１４０及び固定枠１５０に対して光軸直交平面内で移動可能に支持されている。ロック環１６０は、撮影レンズ３０の鏡筒内で、ベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、第２ヨーク１４０及び固定枠１５０に対して回動自在に支持されている。

固定枠１５０は、光軸Ｚを中心とする円周壁の一部が切り欠かれて中央部が開口された短円筒容器状に形成されている。固定枠１５０には、該固定枠１５０を被写体側から見たときの筒内底面の周方向の３箇所に位置する３個のボールリテーナ１５１が設けられている。固定枠１５０には、ロック環１６０を回動駆動するためのロック環駆動モータ１５２が搭載されている。固定枠１５０には、Ｙ方向（垂直方向）に延びるＹガイド部１５３が一体に形成されている。

像振れ補正レンズ保持枠１３０は、ともに光軸Ｚを中心とする略円環状をなす、樹脂製の枠部１３１と、金属製の支持板部１３２とを有している。枠部１３１は、その中央の円形開口内に像振れ補正レンズ５０が嵌着支持されている。支持板部１３２は、枠部１３１の前面の円周に沿って取り付けられている。像振れ補正レンズ保持枠１３０の支持板部１３２には、その円周に沿って、Ｙ方向（垂直方向）に延びるＸ駆動コイル１３３Ｘと、Ｘ方向（水平方向）に延びるＹ駆動コイル１３３Ｙとが設けられている。Ｘ駆動コイル１３３ＸとＹ駆動コイル１３３Ｙは、それぞれ、円周接線方向に長軸を有する長円型となるように細導線を巻回してなり、像振れ補正レンズ保持枠１３０を板厚方向に貫通して光軸方向の両側に露呈された状態に形成されている。像振れ補正レンズ保持枠１３０の枠部１３１には、Ｘ位置検出用マグネット１３４ＸとＹ位置検出用マグネット１３４Ｙが設けられている。像振れ補正レンズ保持枠１３０には、周方向に対向させて、それぞれ矩形をなす微小開口寸法の一対の挿通孔１３５が板厚方向に貫通形成されている。像振れ補正レンズ保持枠１３０の像面側には、Ｘ方向（水平方向）に延びるＸガイド部（図示せず）が一体に形成されている。

第２ヨーク１４０は、光軸Ｚを中心とする略半円弧状をなす透磁性のある金属板から形成されている。第２ヨーク１４０の被写体側の面には、Ｙ方向（垂直方向）に延びるＸマグネット１４１Ｘと、Ｘ方向（水平方向）に延びるＹマグネット１４１Ｙとが設けられている。第２ヨーク１４０には、その略半円弧状の両端部に位置させて、光軸方向に沿って被写体側に突出した所要の長さの一対のポスト１４２が立設されている。一対のポスト１４２は、それぞれ、長さ方向の両端部と中間部の３箇所に細径部１４２ａが形成されたダンベル形状をなしており、その後端部（細径部１４２ａ）が第２ヨーク１４０にかしめ固定されている。

第１ヨーク１２０は、第２ヨーク１４０と同様に、光軸Ｚを中心とする略半円弧状をなす透磁性のある金属板から形成されている。第１ヨーク１２０の像側の面には、Ｙ方向（垂直方向）に延びるＸマグネット１２１Ｘと、Ｘ方向（水平方向）に延びるＹマグネット１２１Ｙとが設けられている。第１ヨーク１２０には、その略半円弧状の両端部に位置させて、第２ヨーク１４０に立設された一対のポスト１４２がそれぞれ嵌合可能な一対の支持孔１２２が穿設されている。

第１ヨーク１２０と第２ヨーク１４０によれば、Ｘマグネット１２１ＸとＸマグネット１４１ＸがＸ駆動コイル１３３Ｘを挟んで対向し、Ｙマグネット１２１ＹとＹマグネット１４１ＹがＹ駆動コイル１３３Ｙを挟んで対向するので、各マグネット１２１Ｘ、１２１Ｙ、１４１Ｘ、１４１Ｙの磁束密度を増大させることができる。

ベースプレート１１０は、光軸Ｚを中心とする略円環板状に形成されている。ベースプレート１１０には、その径方向に対向させて、周方向に離間した一対の支持孔１１１が形成されている。この一対の支持孔１１１は、像振れ補正レンズ保持枠１３０の一対の挿通孔１３５及び第１ヨーク１２０の一対の支持孔１２２に対応する位置に形成されており、像振れ補正レンズ保持枠１３０の一対の挿通孔１３５及び第１ヨーク１２０の一対の支持孔１２２を通った一対のポスト１４２の前端部（細径部１４２ａ）が嵌合固定されるようになっている。ベースプレート１１０には、固定枠１５０の３個のボールリテーナ１５１に対応させて、周方向の３箇所に位置する３個のボールリテーナ１１２が設けられている。またベースプレート１１０には、ホール素子台１１３Ｘ、１１３Ｙがそれぞれ支持されている。これらのホール素子台１１３Ｘ、１１３Ｙは、それぞれ、支持腕１１３によってベースプレート１１０に取り付けられており、支持腕１１３の取付位置を調整することで、ベースプレート１１０上における各ホール素子台１１３Ｘ、１１３Ｙの取付位置を微調整することができる。さらに、ベースプレート１１０の後面には、フレキシブル基板１７０が取り付けられる。このフレキシブル基板１７０は、後面にホール素子１７１Ｘ、１７１Ｙを搭載する素子基板１７２Ｘ、１７２Ｙを有しており、ベースプレート１１０への取付状態において、ホール素子１７１Ｘ、１７１Ｙは、それぞれ、ホール素子台１１３Ｘ、１１３Ｙに対向するように支持される。フレキシブル基板１７０は、その両側に伸びる２つの電極１７３を有しており、この２つの電極１７３がそれぞれ、像振れ補正レンズ保持枠１３０に搭載されているＸ駆動コイル１３３ＸとＹ駆動コイル１３３Ｙの電極に接続される。

ベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、像振れ補正レンズ保持枠１３０及び第２ヨーク１４０は、この順序で光軸方向に重ねられた状態で、固定枠１５０の前面に組み立てられる。図３は、像振れ補正ユニット１００を組み立てた状態におけるポスト１４２の長手方向に沿った拡大断面図である。第２ヨーク１４０は固定枠１５０の前面に沿って配設されるが、第２ヨーク１４０の後面から突出しているポスト１４２の後端部（細径部１４２ａ）が固定枠１５０に設けた固定孔１５４に内挿されることによって固定枠１５０に対する連結と位置決めが行なわれる。次いで、前面側から像振れ補正レンズ保持枠１３０が配設され、像振れ補正レンズ保持枠１３０の挿通穴１３５が第２ヨーク１４０のポスト１４２の細径部１４２ａに挿通されることによって、像振れ補正レンズ保持枠１３０が第２ヨーク１４０と固定枠１５０に対して位置決めされる。ここで、挿通穴１３５の開口寸法がポスト１４２の細径部１４２ａの径寸法よりも大きいので、像振れ補正レンズ保持枠１３０は第２ヨーク１４０と固定枠１５０に対して光軸直交平面内での相対移動が可能である。さらに、像振れ補正レンズ保持枠１３０の前面側に第１ヨーク１２０が配設される。第１ヨーク１２０の支持孔１２２がポスト１４２の前端部（細径部１４２ａ）に嵌合されることにより、第１ヨーク１２０が第２ヨーク１４０と固定枠１５０に対して位置決めされるとともに第２ヨーク１４０に一体化されることになる。同様にして、ベースプレート１１０を第１ヨーク１２０の前面側に配設すると、ベースプレート１１０の支持孔１１１がポスト１４２の前端部（細径部１４２ａ）に嵌合されることにより、ベースプレート１１０が第１ヨーク１２０に対して位置決めされるとともに第１ヨーク１２０に一体化されることになる。

このようにベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、像振れ補正レンズ保持枠１３０、第２ヨーク１４０及び固定枠１５０を組み立てると、像振れ補正レンズ保持枠１３０が、ベースプレート１１０のボールリテーナ１１２と固定枠１５０のボールリテーナ１５１によって、円周方向に離間した３箇所において光軸方向に挟持され、像振れ補正レンズ保持枠１３０の光軸方向の位置決めが行われる。この状態では、像振れ補正レンズ保持枠１３０は、光軸方向に対して垂直に向けられた姿勢が維持されるとともに、ベースプレート１１０のボールリテーナ１１２と固定枠１５０のボールリテーナ１５１の間において光軸直交平面内で円滑に移動することが可能とされている。

また、このようにベースプレート１１０、第１ヨーク１２０、像振れ補正レンズ保持枠１３０、第２ヨーク１４０及び固定枠１５０を組み立てると、Ｘマグネット１２１ＸとＸマグネット１４１ＸがＸ駆動コイル１３３Ｘを挟んで対向することによりＸ磁気アクチュエータＸＭ（図１）が構成され、Ｙマグネット１２１ＹとＹマグネット１４１ＹがＹ駆動コイル１３３Ｙを挟んで対向することによりＹ磁気アクチュエータＹＭ（図１）が構成される。Ｘマグネット１２１ＸとＸマグネット１４１Ｘは、それぞれの対向面にＳ極とＮ極が中立域（着磁されていない領域）を設けずに隣接して着磁された端面２極マグネットで構成されており、それぞれのＳ極とＮ極を対向させている。したがって、Ｘマグネット１２１ＸとＸマグネット１４１Ｘの間には対向する方向に沿った磁気回路が構成され、この磁気回路内に配置されたＸ駆動コイル１３３Ｘに駆動信号（駆動電流）を流すことにより、Ｘ駆動コイル１３３ＸにはＸ方向の駆動力が発生することになり、像振れ補正レンズ保持枠１３０はＸ方向に移動されることになる。同様に、Ｙマグネット１２１ＹとＹマグネット１４１Ｙは、それぞれの対向面にＳ極とＮ極が中立域（着磁されていない領域）を設けずに隣接して着磁された端面２極マグネットで構成されており、それぞれのＳ極とＮ極を対向させている。したがって、Ｙマグネット１２１ＹとＹマグネット１４１Ｙの間には対向する方向に沿った磁気回路が構成され、この磁気回路内に配置されたＹ駆動コイル１３３Ｙに駆動信号（駆動電流）を流すことにより、Ｙ駆動コイル１３３ＹにはＹ方向の駆動力が発生することになり、像振れ補正レンズ保持枠１３０はＹ方向に移動されることになる。

像振れ補正レンズ保持枠１３０は、固定枠１５０に設けたＹガイド部１５３と、像振れ補正レンズ保持枠１３０に設けたＸガイド部（図示せず）によって、光軸直交平面内の移動（Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動）が規制されている。図２に示すように、像振れ補正レンズ保持枠１３０と固定枠１５０の間には、細いロッド状のガイド部材１８０が配設されている。このガイド部材１８０は、Ｘ方向（水平方向）に延びるＸ辺部１８０Ｘと、このＸ辺部１８０Ｘの一端部からＹ方向（垂直方向）に延びるＹ辺部１８０Ｙとを有する略Ｌ字型に形成されている。固定枠１５０に設けたＹガイド部１５３は、ガイド部材１８０のＹ辺部１８０Ｙをガイドし、像振れ補正レンズ保持枠１３０に設けたＸガイド部（図示せず）は、ガイド部材１８０のＸ辺部１８０Ｘをガイドする。

像振れ補正レンズ保持枠１３０の光軸直交平面内の位置（Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置）を検出するために、像振れ補正レンズ保持枠１３０には、Ｘ位置検出用マグネット１３４ＸとＹ位置検出用マグネット１３４Ｙが支持されており、ベースプレート１１０には、ホール素子１７１Ｘ、１７１Ｙがフレキシブル基板１７０によってホール素子台１１３Ｘ、１１３Ｙに搭載されている。Ｘ位置検出用マグネット１３４Ｘとホール素子１７１ＸによってＸ位置センサＸＳ（図１）が構成され、Ｙ位置検出用マグネット１３４Ｙとホール素子１７１ＹによってＹ位置センサＹＳ（図１）が構成される。

Ｘ位置センサＸＳでは、像振れ補正レンズ保持枠１３０がＸ方向に移動することにより、Ｘ位置検出用マグネット１３４Ｘで形成される磁界も同時に移動され、ホール素子１７１Ｘに対する磁束密度が変化する。Ｘ位置センサＸＳでは、この磁束密度の変化に伴うホール素子１７１Ｘの出力電流の変化を検出することによってＸ位置検出用マグネット１３４Ｘの移動位置、すなわち像振れ補正レンズ保持枠１３０のＸ方向の位置を検出することができる。同様に、Ｙ位置センサＹＳでは、像振れ補正レンズ保持枠１３０がＹ方向に移動することにより、Ｙ位置検出用マグネット１３４Ｙで形成される磁界も同時に移動され、ホール素子１７１Ｙに対する磁束密度が変化する。Ｙ位置センサＹＳでは、この磁束密度の変化に伴うホール素子１７１Ｙの出力電流の変化を検出することによってＹ位置検出用マグネット１３４Ｙの移動位置、すなわち像振れ補正レンズ保持枠１３０のＹ方向の位置を検出することができる。

本実施形態の像振れ補正ユニット１００は、像振れ補正レンズ５０を光軸直交平面内で相対的に大きな移動量で駆動することによりイメージセンサ６０上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する「像振れ補正駆動」が可能である。デジタルカメラ１０は、ボディ本体２０の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号を検出するジャイロセンサＸＧ、ＹＧを有している（図１）。撮影レンズ３０に搭載されたレンズＣＰＵ（図示せず）は、ジャイロセンサＸＧ、ＹＧが検出した振れ検出信号、及び、Ｘ位置センサＸＳとＹ位置センサＹＳによる位置検出信号に基づいて所定の演算を行い、演算された駆動信号（駆動電流）を、フレキシブル基板１７０を介してＸ駆動コイル１３３ＸとＹ駆動コイル１３３Ｙに流す。これにより、Ｘ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭが駆動され、像振れ補正レンズ保持枠１３０（像振れ補正レンズ５０）が光軸直交平面内で相対的に大きな移動量で駆動されることになり、イメージセンサ６０上への被写体像の結像位置を変位させて、手振れに起因する像振れを補正することができる。図示は省略しているが、デジタルカメラ１０のボディ本体２０には、像振れ補正ユニット１００による「像振れ補正駆動」のオンオフを切り替えるスイッチが設けられている。

本実施形態の像振れ補正ユニット１００は、像振れ補正レンズ５０を光軸直交平面内で相対的に小さな移動量で駆動（微小振動）することにより被写体光束をイメージセンサ６０の複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得る「ＬＰＦ駆動」が可能である。図示は省略しているが、デジタルカメラ１０のボディ本体２０には、像振れ補正ユニット１００による「ＬＰＦ駆動」のオンオフを切り替えるスイッチが設けられている。撮影レンズ３０に搭載されたレンズＣＰＵ（図示せず）は、このスイッチによって像振れ補正ユニット１００による「ＬＰＦ駆動」がオンに設定されているとき、ＬＰＦ駆動用の高周波駆動信号を、フレキシブル基板１７０を介してＸ駆動コイル１３３ＸとＹ駆動コイル１３３Ｙに流す。これにより、例えば、図４に示すように、像振れ補正レンズ保持枠１３０（像振れ補正レンズ５０）が光軸直交平面内で円形軌跡を描くように駆動される。すると、イメージセンサ６０の４個のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素６０ａ）の中央に入射した被写体光線（光束）が、４個のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇに均等に入射するので、光学的なローパスフィルタと同等の効果が得られる。つまり、どのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素６０ａ）に入射した光線も、必ずその周辺のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素６０ａ）に入射するので、恰も光学的なローパスフィルタを光線が通過したのと同等の効果が得られるのである。

表１に示すように、像振れ補正レンズ５０の駆動態様は、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動をこれらの合成駆動として行う「態様１」、像振れ補正駆動のみを単独で行う「態様２」、ＬＰＦ駆動のみを単独で行う「態様３」、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動のいずれの駆動も行わない「態様４」が可能である。

図５に示すように、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲を比較すると、像振れ補正駆動範囲がＬＰＦ駆動範囲よりも圧倒的に大きくなっている。同図に示すように、像振れ補正ユニット１００は、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動のいずれの駆動も行わない「態様４」において、像振れ補正レンズ５０を、その像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲の中央位置で保持させる。

本実施形態の像振れ補正ユニット１００は、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する「第１の状態（アンロック状態）」と、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する「第２の状態（ハーフロック状態）」と、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する「第３の状態（フルロック状態）」との間で切り替え可能な『ロック機構』を有している。この『ロック機構』は、像振れ補正レンズ保持枠１３０とロック環１６０とが協働することにより構成される。

光軸Ｚを中心とする円環板状をなすロック環１６０は、固定枠１５０の後面側に配設支持されている。ロック環１６０は、像振れ補正レンズ保持枠１３０の後面に形成された円環リブ１３６（図６）の周囲に配設され、かつ光軸回りに回動できるように支持されている。ロック環１６０の円周一部にはギヤ１６１が形成されており、このギヤ１６１は、固定枠１５０に支持されたロック環駆動モータ１５２のピニオン１５２ａ（図６）に噛み合っている。ロック環駆動モータ１５２を回転駆動することにより、ロック環１６０が固定枠１５０に対して回動駆動される。固定枠１５０の円周一部には、ロック環１６０の回動位置を検出するためのフォトインタラプタ１５５が設けられている。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示すように、像振れ補正レンズ保持枠１３０は、円環リブ１３６から外径方向に突出する４つの突起部（ロック機構）１３７を有している。ロック環１６０は、その内周面を外径方向に相対的に深く凹設した４つの第１カム凹部（ロック機構）１６２と、その内周面を外径方向に相対的に浅く凹設した４つの第２カム凹部（ロック機構）１６３とを有している。各４つの突起部１３７、第１カム凹部１６２及び第２カム凹部１６３は、それぞれ、周方向に９０°間隔で配置されている。

図６（Ａ）に示すように、像振れ補正レンズ５０の駆動態様が上記表１の「態様１」または「態様２」であるときは、ロック環駆動モータ１５２を介してロック環１６０を自動で回動駆動制御することで、像振れ補正レンズ保持枠１３０の４つの突起部１３７がロック環１６０の４つの第１カム凹部１６２内に位置する。これにより『ロック機構』が、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する「第１の状態（アンロック状態）」となる。つまり、像振れ補正レンズ５０が、図５に示す像振れ補正駆動範囲内を自由に移動することができる。

図６（Ｂ）に示すように、像振れ補正レンズ５０の駆動態様が上記表１の「態様３」であるときは、ロック環駆動モータ１５２を介してロック環１６０を自動で回動駆動制御することで、像振れ補正レンズ保持枠１３０の４つの突起部１３７がロック環１６０の４つの第２カム凹部１６３内に位置する。これにより『ロック機構』が、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する「第２の状態（ハーフロック状態）」となる。つまり、像振れ補正レンズ５０が、図５に示すＬＰＦ駆動範囲内だけを自由に移動することができる（像振れ補正駆動範囲内を自由に移動することはできない）。

図６（Ｃ）に示すように、像振れ補正レンズ５０の駆動態様が上記表１の「態様４」であるときは、ロック環駆動モータ１５２を介してロック環１６０を自動で回動駆動制御することで、像振れ補正レンズ保持枠１３０の４つの突起部１３７がロック環１６０の内周面に当接（係合）する。これにより『ロック機構』が、像振れ補正レンズ５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する「第３の状態（フルロック状態）」となる。つまり、図５に示すように、像振れ補正ユニット１００が、像振れ補正レンズ５０を、その像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲の中央位置で保持させる。

このように本実施形態によれば、像振れ補正ユニット（光学要素保持ユニット）１００が、像振れ補正レンズ（光学要素）５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態（アンロック状態）と、像振れ補正レンズ（光学要素）５０の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態（ハーフロック状態）と、像振れ補正レンズ（光学要素）５０の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態（フルロック状態）との間で切り替え可能なロック機構（１３０、１３７、１６０、１６２、１６３）を有している。これにより、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動を行う像振れ補正レンズ（光学要素）５０を好適に保持することができる。すなわち、像振れ補正ユニット（光学要素保持ユニット）１００の小型化、構造の簡単化、低コスト化、消費電力の低減、駆動態様の切り替えに対する即応性の向上を図ることができる。

以上の実施形態では、像振れ補正レンズ保持枠１３０に４つの突起部１３７を形成し、ロック環１６０に各４つの第１カム凹部１６２と第２カム凹部１６３を形成した場合を例示して説明したが、この位置関係を逆にした別実施形態も可能である。この別実施形態では、ロック環が、その内周面から内径方向に突出する複数の突起部を有しており、光学要素保持枠が、円環リブと、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に深く凹設した複数の第１カム凹部と、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に浅く凹設した複数の第２カム凹部とを有しており、ロック機構が、ロック環の回動に応じて、ロック環の突起部が光学要素保持枠の第１カム凹部内に位置しているときに第１の状態（アンロック状態）となり、ロック環の突起部が光学要素保持枠の第２カム凹部内に位置しているときに第２の状態（ハーフロック状態）となり、ロック環の突起部が光学要素保持枠の円環リブの外周面に当接しているときに第３の状態（フルロック状態）となる。

以上の実施形態では、各４つの突起部１３７、第１カム凹部１６２及び第２カム凹部１６３を周方向に９０°間隔で配置した場合を例示して説明した。しかし、突起部、第１カム凹部及び第２カム凹部は複数あればよくその数には自由度があり、また、必ずしも周方向に等角度間隔で配置する必要はない。

以上の実施形態では、像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動を実行するために、像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）１００を介して像振れ補正レンズ（移動光学要素）５０を光軸直交平面内で駆動する場合を例示して説明したが、像振れ補正レンズ（移動光学要素）５０を駆動する方向はこれに限定されず、撮影光学系の光軸と異なる方向であればよい。

以上の実施形態では、ＬＰＦ駆動において像振れ補正レンズ（移動光学要素）５０が描く所定軌跡を、光軸直交平面内での円形軌跡とした場合を例示して説明したが、これに限定されず、例えば、光軸直交平面内での正方形軌跡もしくは長方形軌跡または直線往復軌跡とする態様も可能である。

以上の実施形態では、ボディ本体２０と撮影レンズ３０を着脱可能（レンズ交換可能）とする態様を例示して説明したが、ボディ本体２０と撮影レンズ３０を着脱不能（レンズ交換不能）とする態様も可能である。

１０ デジタルカメラ（撮影装置）
２０ ボディ本体
３０ 撮影レンズ
４０ 撮影レンズ群（撮影光学系）
５０ 像振れ補正レンズ（撮影光学系、移動光学要素）
６０ イメージセンサ
６０ａ 画素
１００ 像振れ補正ユニット（移動光学要素保持ユニット）
１１０ ベースプレート（固定部材）
１１１ 支持孔
１１２ ボールリテーナ
１１３ 支持腕
１１３Ｘ １１３Ｙ ホール素子台
１２０ 第１ヨーク（固定部材）
１２１Ｘ Ｘマグネット
１２１Ｙ Ｙマグネット
１２２ 支持孔
１３０ 像振れ補正レンズ保持枠（移動光学要素保持枠、ロック機構）
１３１ 枠部
１３２ 支持板部
１３３Ｘ Ｘ駆動コイル
１３３Ｙ Ｙ駆動コイル
１３４Ｘ Ｘ位置検出用マグネット
１３４Ｙ Ｙ位置検出用マグネット
１３５ 挿通孔
１３６ 円環リブ
１３７ 突起部（ロック機構）
１４０ 第２ヨーク（固定部材）
１４１Ｘ Ｘマグネット
１４１Ｙ Ｙマグネット
１４２ ポスト
１４２ａ 細径部
１５０ 固定枠（固定部材）
１５１ ボールリテーナ
１５２ ロック環駆動モータ
１５２ａ ピニオン
１５３ Ｙガイド部
１５４ 固定孔
１５５ フォトインタラプタ
１６０ ロック環（ロック機構）
１６１ ギヤ
１６２ 第１カム凹部（ロック機構）
１６３ 第２カム凹部（ロック機構）
１７０ フレキシブル基板
１７１Ｘ １７１Ｙ ホール素子
１７２Ｘ １７２Ｙ 素子基板
１７３ 電極
１８０ ガイド部材
１８０Ｘ Ｘ辺部
１８０Ｙ Ｙ辺部
ＸＭ Ｘ磁気アクチュエータ
ＹＭ Ｙ磁気アクチュエータ
ＸＳ Ｘ位置センサ
ＹＳ Ｙ位置センサ
ＸＧ ＹＧ ジャイロセンサ

Claims (7)

1. 被写体光束をイメージセンサの複数の画素に被写体像として結像させる撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニットであって、
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び
   前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；
   を特徴とする光学要素保持ユニット。
2. 請求項１記載の光学要素保持ユニットにおいて、
   前記光学要素保持ユニットは、固定部材と、前記光学要素を保持して前記固定部材に対して光軸直交平面内で移動可能に支持された光学要素保持枠と、前記固定部材に回動自在に支持されたロック環とを有しており、
   前記光学要素保持枠と前記ロック環とが協働して前記ロック機構を構成している光学要素保持ユニット。
3. 請求項２記載の光学要素保持ユニットにおいて、
   前記光学要素保持枠は、円環リブと、この円環リブから外径方向に突出する複数の突起部とを有しており、
   前記ロック環は、その内周面を外径方向に相対的に深く凹設した複数の第１カム凹部と、その内周面を外径方向に相対的に浅く凹設した複数の第２カム凹部とを有しており、
   前記ロック機構は、前記ロック環の回動に応じて、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の前記第１カム凹部内に位置しているときに前記第１の状態となり、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の前記第２カム凹部内に位置しているときに前記第２の状態となり、前記光学要素保持枠の前記突起部が前記ロック環の内周面に当接しているときに前記第３の状態となる光学要素保持ユニット。
4. 請求項２記載の光学要素保持ユニットにおいて、
   前記ロック環は、その内周面から内径方向に突出する複数の突起部を有しており、
   前記光学要素保持枠は、円環リブと、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に深く凹設した複数の第１カム凹部と、この円環リブの外周面を内径方向に相対的に浅く凹設した複数の第２カム凹部とを有しており、
   前記ロック機構は、前記ロック環の回動に応じて、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記第１カム凹部内に位置しているときに前記第１の状態となり、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記第２カム凹部内に位置しているときに前記第２の状態となり、前記ロック環の前記突起部が前記光学要素保持枠の前記円環リブの外周面に当接しているときに前記第３の状態となる光学要素保持ユニット。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の光学要素保持ユニットにおいて、
   前記ロック機構は、前記第３の状態において、前記光学要素を、その像振れ補正駆動範囲とＬＰＦ駆動範囲の中央位置で保持させる光学要素保持ユニット。
6. 被写体光束をイメージセンサの複数の画素に被写体像として結像させる撮影光学系；及び前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニット；を有する撮影レンズであって、
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び
   前記光学要素保持ユニットは、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；
   を特徴とする撮影レンズ。
7. 撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像させる複数の画素を有するイメージセンサ；及び前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素を保持する光学要素保持ユニット；を有する撮影装置であって、
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に大きな移動量で駆動することにより前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正駆動が可能であること；
   前記光学要素を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に相対的に小さな移動量で駆動することにより被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得るＬＰＦ駆動が可能であること；及び
   前記光学要素保持ユニットは、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を許容する第１の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動を禁止し且つＬＰＦ駆動を許容する第２の状態と、前記光学要素の像振れ補正駆動とＬＰＦ駆動の双方を禁止する第３の状態との間で切り替え可能なロック機構を有していること；
   を特徴とする撮影装置。

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