JP6381205B2 - 光学機器、撮像装置およびレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒等の光学機器に関する。

従来、駆動装置と位置検出装置を用いて、光軸と直交する方向に像振れ補正用の光学素子を移動させることにより像振れを補正する像振れ補正装置を搭載した撮像装置が提案されている。像振れ補正装置では、光学素子の保持枠の外周を他部品に突き当てることでメカ駆動量を規制している。

また、小型化のため、非撮影状態において一部の光学素子群を光軸から離れた位置に退避させることで、空いたスペースに別部材を収納する撮像装置が知られている。

非撮影状態において、像振れ補正用の光学素子を光軸から離れた位置に退避させる撮像装置では、収納される別部材のために光学素子が退避したスペースを大きく形成しておく必要がある。そのため、光学素子の保持枠の外周を用いてメカ駆動量を規制することができない。

そこで、特許文献１では、固定部材に設けられた軸部と、光学素子の保持枠と一体となって移動する保持枠部材に形成された穴部を用いることでメカ駆動量の規制を行っている。

特開２０１３−１４８７３３号公報

特許文献１では、メカ駆動量の規制部を像振れ補正機構の駆動軸と異なる位置に配置している。そのため、像振れ補正の際に意図しない方向への回転力を生んでしまうことに繋がり、像振れ補正用の光学素子での光学性能を低下させてしまうという問題があった。

このような課題を鑑みて、本発明は、小型で、精度の良い像振れ補正が可能な光学機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学機器は、第１の開口部が形成されたベース部材と、第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有する光学機器であって、前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、第１の開口部が形成されたベース部材と、第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有する撮像装置であって、前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の側面としてのレンズ鏡筒は、第１の開口部が形成されたベース部材と、第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有するレンズ鏡筒であって、前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、小型で、精度の良い像振れ補正が可能な光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の外観斜視図である。 レンズ鏡筒の断面図である。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 ３群レンズユニットの分解斜視図である。 ３群レンズユニットの側面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 ３群レンズユニットを像面側から見た図である。 ３群保持枠の説明図である。 ３群レンズユニットを被写体側から見た図である。 ３群レンズユニットの説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

本発明を実施した光学機器の一例としてのレンズ鏡筒について説明する。本実施形態のレンズ鏡筒は、デジタルカメラ等の撮像装置本体に対して着脱可能に取り付けられることでカメラシステムとして機能する。なお、本実施形態のレンズ鏡筒を備えたカメラシステムもまた本発明の光学機器に相当する。

まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の外観斜視図である。図２は、レンズ鏡筒の断面図である。図２（ａ）は撮影状態、図２（ｂ）は収納状態を示している。図３は、レンズ鏡筒の分解斜視図である。

本発明の実施形態におけるレンズ鏡筒は、１群レンズＬ１、２群レンズＬ２、３群レンズＬ３および４群レンズＬ４の光学素子から構成される４群レンズ光学系(撮影光学系)である。

１群レンズＬ１を保持する１群保持枠１５は、１群鏡筒１４に固定されることにより、保持されている。

カム筒６の内側には直進筒５が配置されており、直進筒５の内周に設けられた係合部５ａと、カム筒６および直進筒５の光軸方向後方に配置されたカム板８の係合爪８ａが係合している。そのため、カム筒６、直進筒５およびカム板８が一体化している。

直進筒５の外周面の被写体側に設けられた３本の直進キー５ｂは、１群鏡筒１４の内周面に形成された直進溝（不図示）が係合している。１群鏡筒１４の内周面の像面側に配置された１組３個のカムピン１４ａは、カム筒６の外周面に形成されたカム溝６ａに係合している。カムピン１４ａとカム溝６ａとの作用および１群鏡筒１４の直進溝(不図示)と直進キー５ｂとの作用により、１群鏡筒１４は回転することなく光軸方向に進退する。

カム筒６の外周面の像面側に設けられた係合爪６ｂは、カムカバー７の内周面の像面側に配置された係合爪７ａと係合している。

２群保持枠２１は、２群レンズＬ２を保持する。３群レンズＬ３を保持する３群保持枠（保持部材）３２は、マグネット枠（移動部材）３３に保持されている。

２群保持枠２１と３群地板（ベース部材）３１にはそれぞれ３本のカムピン２１ａ、３１ａが形成されており、カム筒６の内周に形成されたカム溝６ｃ、６ｄに係合している。２群保持枠２１の直進キー２１ｂと３群地板３１の直進キー３１ｂは、それぞれ直進筒５の直進溝５ｃ、５ｄに係合されている。カムピン２１ａとカム溝６ｃとの作用および２群保持枠２１の直進キー２１ｂと直進筒５の直進溝５ｃとの作用により、２群鏡筒２１は回転することなく光軸方向に移動する。また、カムピン３１ａとカム溝６ｄとの作用および直進キー３１ｂと直進溝５ｄとの作用により、３群地板３１は回転することなく光軸方向に移動する。

カム板８の外周面の像面側に設けられた６本の直進キー８ｂは、直進カム筒９のキー溝９ａと係合している。カム筒６の外周面の像面側に配置されたカムピン６ｅは直進カム筒９のカム溝９ｂと係合し、直進ピン６ｆは直進カム筒９のカム溝９ｃを通り、回転筒１０に形成された直進キー溝（不図示）と係合している。

また、直進カム筒９の外周に設置された６か所のキーが回転筒１０の内周に形成されたキー溝（不図示）にバヨネット嵌合することで、直進カム筒９と回転筒１０が一体化されている。このとき、直進カム筒９に設けられた直進キー９ｄは固定筒１１に形成されたキー溝１１ａに嵌合し、回転筒１０に設けられた３本のカムピン１０ａは固定筒１１に形成されたカム溝１１ｂに嵌合している。

回転筒１０に形成されたギア部１０ｂは、ＤＣモーターと複数のギア部品により構成された鏡筒駆動装置１３に連結される。鏡筒駆動装置１３の出力により回転筒１０が回転させられると、回転筒１０はカムピン１０ａと固定筒１１のカム溝１１ｂとの作用により、回転しながら光軸方向に進退する。

４群レンズＬ４を保持する４群保持枠４１は、光軸に平行な支持軸（不図示）に係合することによって光軸方向に移動可能に支持されている。

撮像素子Ｓと光学フィルタＦは、固定地板１２に保持されている。また、固定筒１１は、複数の係止部（不図示）により固定地板１２に固定されている。

本実施形態のレンズ鏡筒では、沈胴時は、まず４群保持枠４１が沈胴位置に移動し、次に３群保持枠３２が退避位置に退避する。それに伴い１群鏡筒１４、２群保持枠２１、３群地板３１、カム筒６および回転筒１０が繰り込まれる。撮影時は逆に、１群鏡筒１４、２群保持枠２１、３群地板３２、カム筒６および回転筒１０が被写体側に繰り出すのに伴い、３群保持枠３２が撮影位置に移動する。そして、４群保持枠４１が所定位置に移動する。

次に、像振れ補正装置を有する３群レンズユニットの構成について説明する。

図４は、３群レンズユニットの分解斜視図である。図５は、３群レンズユニットの側面図である。図６は図５のＢ―Ｂ線断面図であり、図６（ａ）は退避状態、図６（ｂ）は撮影状態を示している。図７は３群レンズユニットを像面側から見た図であり、図７（ａ）は退避状態、図７（ｂ）は撮影状態を示している。

３群レンズユニットは、３群地板３１、３群保持枠３２、マグネット枠３３およびセンサーホルダー３４から構成される。

３群保持枠３２は、スリーブ３２ａがマグネット枠３３の開口部３３ａに挿入され、３群保持枠支持軸３５により軸支されることで、マグネット枠３３に回動可能に支持されている。このとき、トーションばねである３群圧縮ばね３６がスリーブ３２ａに取り付いている。３群圧縮ばね３６のコイル部３６ａは、３群保持枠３２をマグネット枠３３の開口部３３ａの上部に押しつけるように、図４の矢印Ａ方向（光軸方向）に付勢している。この付勢により、３群保持枠３２とマグネット枠３３との光軸方向のガタが吸収される。

図６（ａ）に示される退避状態では、３群圧縮ばね３６の２本の腕部３６ｂ、３６ｃは、それぞれ３群保持枠３２の第１の壁部３２ｃとマグネット枠３３の壁部３３ｂに係止している。３群保持枠３２は、３群圧縮ばね３６により、光軸と直交する回転方向の力が図６（ａ）の矢印Ｃ方向に加わることで、図６（ｂ）に示される撮影位置に付勢される。３群保持枠３２の光学中心が光軸上である撮影位置に進入すると、３群保持枠３２に形成された３群保持枠回転規制面３２ｂがマグネット枠３３のマグネット枠回転規制面３３ｃと当接する。この付勢により、３群保持枠３２の撮影位置が保証される。

３群地板３１には開口部３１ｃが形成されており、開口部３１ｃには３群レバー３８が挿入されている。３群レバー３８には開口部３８ｃが形成されており、開口部３８ｃにはトーションばねである３群レバーばね３９が挿入されている。３群レバー支持軸３７により軸支されることで、３群レバー３８は３群地板３１に対して、３群レバー支持軸３７を中心に回転可能に保持されている。

また、３群レバーばね３９の２本の腕部３９ａ、３９ｂは、それぞれ３群地板３１の壁部３１ｄと３群レバー３８の内壁部３８ｄに係止している。３群レバー３８は、３群レバーばね３９により、撮影位置方向（図６（ａ）の矢印Ｃ方向）に付勢されている。３群レバー３８は、図７（ｂ）に示されるように、３群レバー当接部３８ｅと３群地板３１の３群地板レバー当接部３１ｅが当接することで位置決めされている。

３群レバー３８の退避角部３８ａは、沈胴時、直進筒５の内周に形成されたカム溝５ｅと係合する。退避角部３８ａとカム溝５ｅとの係合によって、３群レバー３８は３群レバー支持軸３７を中心として回転方向に退避駆動する。このとき、図７（ａ）に示されるように、３群レバー３８の先端に形成された退避ピン３８ｂと３群保持枠３２の第２の壁部３２ｄが当接する。退避時の３群レバー３８の回転駆動に合わせて３群保持枠３２も３群保持枠支持軸３５を中心として、図７（ａ）の矢印Ｄ方向へ回転駆動される。

以上のように、３群保持枠３２に保持されたレンズＬ３のレンズ中心は、撮影状態においては光軸上に位置し、退避状態においては光軸から離れた退避位置で保持されている。

図２（ｂ）に示されるように、３群保持枠３２が退避位置に移動することによって、沈胴時、２群保持枠２１がマグネット枠３３の中央開口部に形成されたスペースに進入することが可能となる。

図８は３群保持枠３２の説明図であり、図８（ａ）は側面図、図８（ｂ）は正面図である。図８に示されるように、３群保持枠３２には、固定絞り（マスク部材）３２１が接着テープ３２２によって取り付けられている。固定絞り３２１には３か所の係止部が形成されており、係止部の内周面３２１ａと３群レンズ３Ｌの外周とが嵌合している。また、３か所の係止部のうち、１か所の係止部の側面３２１ｂと３群保持枠３２のレンズ嵌合部近傍に設けられた凹部側面３２ｅが嵌合することで、固定絞り３２１は３群保持枠３２に対して精度良く保持されている。

次に、本実施形態の像振れ補正について説明する。

図９（ａ）は３群レンズユニットを被写体側から見た図であり、図９（ａ）は退避状態、図９（ｂ）は撮影状態を示している。図１０は３群レンズユニットの説明図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

マグネット枠３３には、２箇所にフック係止部３３ｄが設けられており、ここに引張り力を作用させるコイルばね（付勢部材）４０の一端が掛けられている。２本のコイルばね４０の他端は、３群地板３１のフック係止部３１ｆに掛けられている。マグネット枠３３と３群地板３１との間には３個の非磁性のボール（転動体）３１２が挟まれている。コイルばね４０は、マグネット枠３３と３群地板３１の間でボール３１２が挟持されるように、マグネット枠３３が押圧している。ただし、ボール３１２を介しているので、マグネット枠３３は光軸に垂直な平面内では平進方向および回転方向を自由に移動可能となっている。本実施形態では、撮影状態において、マグネット枠３３と一体化された３群保持枠３２を平面内で移動させることで撮像素子Ｓ上の像振れ補正を行う。

コイルユニット３１１Ｅおよびコイルユニット３１１Ｆは、コイルとボビンから構成され、３群地板３１のくぼみ３１ｋに接着固定されている。コイルへの給電は、ボビンに埋設され、コイルと電気的に接続された金属ピンに対して、３群フレキシブルプリント基板（不図示、以下３群ＦＰＣという）によって行われる。

マグネット枠３３には、マグネット（磁石部材）３３１Ｅ、３３１Ｆが一体的に保持されている。マグネット（磁石部材）３３１Ｅ、３３１Ｆは、図９に示される方向に着磁されている。マグネット枠３３のＥ方向およびＦ方向への移動を３群ＦＰＣに取り付けられたホール素子（検出部材）が磁界の変化として検出し、その検出結果に基づいてマグネット枠３３の移動量が算出される。マグネット３３１Ｅ、３３１Ｆとホール素子の位置精度は重要であるので、ホール素子はセンサーホルダー３４に対して圧入されて精度良く位置決めされるようになっている。センサーホルダー３４の係止爪３４ａと３群地板３１の係止部３１ｇが係合することで、センサーホルダー３４は３群地板３１に保持されている。

２個のマグネット３３１Ｅおよび３３１Ｆ、コイルユニット３１１Ｅおよび３１１Ｆから構成される駆動部は、マグネット枠３３をＥ軸方向およびＥ軸方向と直交するＦ軸方向に平進移動させる。

図１０に示されるように、マグネット枠３３には、上端メカ規制面３３ｅおよび下端メカ規制面３３ｆが形成されている。また、３群地板３１には、上端メカ規制部３１ｈ、下端メカ規制部３１ｉが形成されている。マグネット枠３３の移動量は、上端メカ規制面３３ｅ、下端メカ規制面３３ｆが、それぞれ上端メカ規制部３１ｈ、下端メカ規制部３１ｉと当接することで規制される。それぞれのメカ規制部はＥ軸方向、Ｆ軸方向ともに、光軸と各マグネットの中心とを結んだ直線上で、各マグネットを挟むように配置されている。この配置によりマグネット枠３３と一体化された３群保持枠３２のＥ軸方向、Ｆ軸方向の駆動力を光学中心で直交するように伝達することができる。そのため、不用な回転方向の力を発生させることなく、精度の良い制御が可能となる。

次に、沈胴時のマグネット枠３３の動作について説明する。

沈胴時、３群レバー３８は、退避角部３８ａとカム溝５ｅとの関係により退避方向へ３群レバー支持軸３９を中心として回転する。同時に、３群保持枠３２は、第２の壁部３２ｄが退避ピン３８ｂに押されることで３群保持枠支持軸３５を中心として退避方向に回転する。

３群保持枠３２は、コイルばね４０による光軸方向の付勢力と、マグネット３３１Ｅおよび３３１Ｆとコイルユニット３１１Ｅおよび３１１Ｆから構成される駆動部によってのみ光軸中心に保持されている。そのため、第２の壁部３２ｄが退避ピン３８ｂから受ける力が３群保持枠３２の中央保持力を上回り、３群保持枠３２は回転退避する前に図９の矢印Ｇ方向へマグネット枠３３と一体的に移動する。マグネット枠３３の矢印Ｇ方向へ移動量が大き過ぎると、沈胴時、２群保持枠２１がマグネット枠３３の中央開口部に形成されたスペースに進入する際、２群保持枠２１がマグネット枠３３に干渉してしまう恐れがある。そのため、本実施形態では、図１０に示されるように、３群地板３１の下端メカ規制部３１ｉと並んで形成されている退避量規制部３１ｊとマグネット枠３３の下端メカ規制面３３ｆが当接することで、マグネット枠３３の矢印Ｇ方向への移動量を規制している。

以上のように、本実施形態では、像振れ補正機構のメカ規制部を光軸とマグネットの中心を結んだ直線上でマグネットを挟んで配置することで、精度の良い像振れを可能としている。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ｌ３ ３群レンズ（光学素子）
５ 直進筒
３１ ３群地板（ベース部材）
３１ｈ 上端メカ規制部
３１ｉ 下端メカ規制部
３２ ３群保持枠（保持部材）
３３ マグネット枠（移動部材）
３３１Ｅ マグネット（磁石部材）
３３１Ｆ マグネット（磁石部材）

Claims (5)

1. 第１の開口部が形成されたベース部材と、
   第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、
   前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有する光学機器であって、
   前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、
   前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、
   前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、
   前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とする光学機器。
2. 前記一方のメカ端の規制を行うための第３の規制部が前記移動部材の外周部側に形成され、前記他方のメカ端の規制を行う第４規制部が前記移動部材の内周部側に形成され、
   前記一方のメカ端の規制を行うために、前記第１規制部と前記第３の規制部が当接し、
   前記他方のメカ端の規制を行うために、前記第２規制部と前記第４規制部が当接することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部及び前記第２規制部は、前記移動部材に形成されかつ前記移動部材を前記光軸と直交する方向に移動するための駆動部材を構成するマグネットを、挟んで配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 第１の開口部が形成されたベース部材と、
   第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、
   前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有する撮像装置であって、
   前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、
   前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、
   前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、
   前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とする撮像装置。
5. 第１の開口部が形成されたベース部材と、
   第２の開口部が形成され、撮影光学系の光軸方向から見た場合に前記第２の開口部が前記第１の開口部と重なる位置に配置される移動部材と、
   前記光軸方向から見た場合に前記第２の開口部の内側に配置され、像振れ補正用の光学素子を保持する保持部材と、を有するレンズ鏡筒であって、
   前記保持部材は、前記撮影光学系の光軸上に前記光学素子が位置する撮影状態と前記光軸上から前記光学素子が退避する退避状態との間を移動可能であり、
   前記移動部材は、前記ベース部材に対して、前記保持部材を前記光軸上に保持した状態にて前記光軸と直交する方向に相対的に移動可能であり、
   前記ベース部材は、前記保持部材が像振れ補正を行うために前記移動部材とともに前記光軸と直交する方向に移動する一方のメカ端の規制を行う第１規制部及び他方のメカ端の規制を行う第２規制部を有し、
   前記光軸方向から見た場合に、前記第１規制部が前記ベース部材の外周部側に形成され、前記第２規制部が前記ベース部材の内周部側に形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。