JP6492454B2 - 像振れ補正装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は撮影時における手振れによる像振れを補正するための像振れ補正装置に関し、特にレンズ鏡筒内に内装した像振れ補正装置をロック状態とするためのロック機構を備えた像振れ補正装置およびこれを備えた光学機器に関するものである。

近年のレンズ鏡筒やカメラ等の光学機器においては、手振れにより生じる像振れを補正するための像振れ補正装置を備えることが行われている。この像振れ補正装置の一つとして、レンズ鏡筒内に設けたレンズ光学系の一部を補正光学系として構成し、カメラでの撮影時に当該レンズ鏡筒に生じる手振れ振動を検出し、検出した振動を相殺するように補正光学系を偏心駆動する構成のものがある。この補正光学系はレンズ鏡筒に加えられる外力によってレンズ鏡筒内で偏心移動され易く、この偏心移動によって補正光学系がレンズ鏡筒の固定部に接触しあるいは衝突してダメージを受けることがある。このようなダメージを防止するために、補正光学系を固定部に対して固定的に保持するロック機構が設けられている。例えば、特許文献１，２にはレンズ鏡筒に円周方向に駆動可能な環状のロック部材を設け、このロック部材を第１の円周位置に移動したときに補正光学系の偏心移動を許容し、補正を行わないときにはロック部材を第２の円周位置に移動して補正光学系に係合してその偏心移動を係止するロック機構が提案されている。

特許文献１のロック機構は、偏心移動される補正光学系の外周面に外径方向の突起を設け、一方でロック部材は内周縁が当該突起の外周を囲むようにした環状部材として構成し、このロック部材の回転方向の位置を変化させることにより、ロック部材の内周縁を突起に当接させ、あるいは当接を解除することにより、補正光学系をロックし、あるいはロック解除する構成である。特許文献２のロック機構は、補正光学系の外周に環状のロック部材を配設し、このロック部材の内周側に内径方向に向けてロック片を形成している。このロック部材の回転位置を変化させることにより、ロック片が補正光学系の外周面に当接し、補正光学系をロックする構成である。

特開平１０−２６７８２号公報 特開平４−３４５１４号公報

特許文献１，２のロック機構は、いずれも補正光学系の外周に配置した環状のロック部材の回転位置を変化させることにより、ロック部材の内周部を補正光学系の外周部に当接させて補正光学系を拘束し、ロック状態とする構成である。そのため、ロック部材は補正光学系よりも大径の環状部材として構成する必要があり、このロック部材の外径寸法が像振れ補正装置の小径化、ないしは当該像振れ補正装置を内装するレンズ鏡筒を小径化する際の障害になっている。また、補正光学系の移動範囲は、補正光学系の外周部とロック部材の内周部との径方向の間隙寸法により決まるので、ロック部材を小径に設計したときには補正光学系の移動範囲がロック部材によって制限されてしまうことがあり、好適な像振れ補正を実現する際の障害になる。さらに、ロック部材は補正光学系をロックするための用途にのみ用いられており、ロック部材を他の用途に利用することによる補正光学系の全体の小型化、軽量化を図ることは困難である。

本発明の目的は、ロック部材の小径化を図るとともに、像振れ補正の制限を受けることがない小型でかつ軽量化を図った像振れ補正装置およびこれを含む光学機器を提供するものである。

本発明の像振れ補正装置は、補正光学系として光軸に対して移動して像振れ補正を行うための像補正手段を備える像振れ補正装置であって、光軸回りに回転可能なロック環を備え、像補正手段は光軸方向に突出する被ロック突部を有し、ロック環は光軸方向に突出されたロック突部を有し、ロック環の所定の回転位置においてロック突部が被ロック突部に当接して像補正手段を係止する構成である。ここで、被ロック突部とロック突部が光軸方向の同一の位置に配置されており、かつこの位置にはロック環及びこれを支持する部材が存在していない構成とする。ロック環は像補正手段に対して光軸方向の異なる位置に配置される。例えば、像補正手段とロック環は光軸方向に隣接配置され、被ロック突部はロック環に対向する面にロック環に向けて突設され、ロック突部は像補正手段に対向する面に像補正手段に向けて突設される。

本発明の好ましい形態として、像補正手段は光軸と垂直な面内において互いに直交する第１の方向および第２の方向に移動可能であり、ロック突部は被ロック突部と当接したときに当該第１の方向および第２の方向の移動を規制する構成とする。この場合には、ロック突部と被ロック突部は複数設けられ、複数のロック突部はそれぞれ被ロック突部の径方向の移動を規制し、これら複数のロック突部により像振れ補正手段の第１の方向および第２の方向の移動を規制する構成とすることが好ましい。

また、これを実現するために、被ロック突部は光軸を中心とする仮想円に沿った周方向の複数位置に設けられ、ロック突部は当該仮想円に沿って円周方向に離散された部分壁として構成される。具体的には、ロック突部および被ロック突部はそれぞれ４つ設けられ、これらロック突部および被ロック突部は光軸に垂直な面内において直交する４つの周方向の位置に配設される。

本発明の具体化した形態として、レンズ鏡筒の光軸に対して当該光軸に垂直な面内で移動されて像補正を行うための像補正手段を備える像振れ補正装置であって、像補正手段はレンズ光学系で結像される被写体像の像振れ補正を行うための補正レンズを支持する補正レンズ枠を有し、補正レンズ枠と光軸方向の異なる位置に配置されて光軸回りに回転されて第１の回転位置と第２の回転位置とに回転位置されるロック環を備え、補正レンズ枠は光軸方向に突出された複数のロック突起を有し、ロック環は光軸方向に突出された複数のロック片を備え、ロック突起とロック片が光軸方向の同一位置に配置され、ロック環の第１の回転位置においてロック片がロック突起に当接されず、ロック環の第２の回転位置においてロック片がロック突起に当接して補正レンズ枠の移動を係止する構成であり、ロック突起とロック片が光軸方向の同一の位置に配置されており、かつこの位置にはロック環及びこれを支持する部材が存在していない構成とする。

本発明の光学機器は、前記した本発明の像振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒又はカメラを含む光学機器に適用される。

本発明の像振れ補正装置によれば、ロック部材としてのロック環の回転位置を変化させることでロック突部を被ロック突部に当接させて像補正手段をロックし、あるいはロック突部を被ロック突部に当接させることなくロックを解除することができる。ロック環と像補正手段は光軸方向の異なる位置に配置されているので、ロック環はロック突部を形成するのに十分な径寸法にまで小径化でき、これに伴い像振れ補正装置の小径化が実現できる。また、ロック環を小径化しても像補正手段の移動に制限を与えることはない。

本発明の像振れ補正装置を備えたカメラの概念構成図。 カメラレンズに内装した像振れ補正装置の一部を破断した外観斜視図。 像振れ補正装置の部分分解斜視図。 補正レンズ枠と固定枠を後側から見た正面図。 （ａ）は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｂ）は図５（ａ）のＢ方向から見た部分の模式図。 ボールリテーナの光軸方向の断面図。 （ａ）は磁気アクチュエータの光軸方向の断面図、（ｂ）はその一部破断斜視図。 位置センサの光軸方向の断面図。 Ｌ字ガイド板を前側および後側から見た斜視図。 補正レンズ枠、ベースプレート、Ｌ字ガイド板を前側および後側から見た斜視図。 Ｌ字ガイド板のガイド動作を説明するための正面から見た模式図。 ベースプレートおよびロック環を前側から見た斜視図。 ロック解除状態の補正レンズ枠およびロック環の斜視図と正面図。 ロック状態の補正レンズ枠およびロック環の斜視図と正面図。 補正レンズ枠とロック環の光軸方向の位置を説明するための光軸方向の断面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態では本発明の像振れ補正装置をカメラのレンズ鏡筒に設けた手触れ補正装置として構成した例を示している。図１は当該カメラＣＡＭの概念構成図であり、カメラボディＣＢと、このカメラボディＣＢと一体に形成され、または当該カメラボディＣＢに着脱可能なレンズ鏡筒、すなわちカメラレンズＣＬとで構成されており、カメラボディＣＢ内にはレンズ鏡筒ＣＬで結像された被写体像を撮像するための撮像素子ＩＳが内装されている。レンズ鏡筒ＣＬには被写体を結像するための結像光学系ＯＬが内装されるとともに、この結像光学系ＯＬで結像される被写体像の手振れを補正するための像振れ補正装置ＩＲＤが内装されている。

この像振れ補正装置ＩＲＤは、前記レンズ鏡筒ＣＬに内装されて撮影時にカメラボディＣＢまたはレンズ鏡筒ＣＬに生じる手振れ振動を検出する振動検出手段（ジャイロセンサ）ＸＧ，ＹＧからの検出信号に基づいて当該振動を相殺するように、被写体像を光軸と直交するＸ方向（本発明の第１の方向、像振れ補正装置の水平方向、図１の左右方向、以下同じ）とＹ方向（本発明の第２の方向、像振れ補正装置の鉛直方向、図１の上下方向、以下同じ）に変位させる構成とされている。この補正を行うために、当該像振れ補正装置ＩＲＤには、結像光学系ＯＬの光路上に配置した補正光学系、すなわち補正レンズＲＬを備えるとともに、この補正レンズＲＬをＸ方向、Ｙ方向に駆動させるためのボイスコイル構成のＸ，Ｙの各磁気アクチュエータＸＭ，ＹＭと、補正レンズＲＬの駆動に伴うＸ方向、Ｙ方向の位置を検出するためのＸ，Ｙの各位置センサＸＳ，ＹＳを備えている。

図２は前記像振れ補正装置ＩＲＤを後側（カメラボディ側、以下同じ）から見た外観斜視図であり、一部を破断している。この像振れ補正装置ＩＲＤの全体構成の概略を説明すると、周壁が部分的に除去された短円筒に近い形状をした固定枠１を備えており、この固定枠１の後側に円形の中心開口部２１を有する円環板状をしたベースプレート２が固定的に取着されている。前記固定枠１は図１のレンズ鏡筒ＣＬ内に固定されており、したがってベースプレート２もレンズ鏡筒ＣＬに固定されることになる。前記固定枠１とベースプレート２との光軸方向の間には、本発明における像補正手段として、像振れ補正を行うための補正レンズＲＬを支持した補正レンズ枠３が光軸と直交する平面内で移動可能に支持されており、この補正レンズ枠３の移動により像振れ補正が行われるようになっている。この補正レンズ枠３は後述するＬ字ガイド板４によって光軸と直交する平面内でＸ方向とＹ方向に移動されるように移動方向が規制されている。

図３は前記像振れ補正装置ＩＲＤを前側（被写体側、以下同じ）から見た部分分解斜視図である。図１に示したように、この像振れ補正装置ＩＲＤには、前記固定枠１および前記ベースプレート２に対して補正レンズ枠３をＸＹ方向に移動させるためのＸ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭが設けられている。これらＸ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭは、詳細を後述するように、前記固定枠１に固定支持されたＸ駆動マグネット１２ｘおよびＹ駆動マグネット１２ｙと、前記補正レンズ枠３に一体的に支持されている中板５に配設されたＸ駆動コイル５１ｘおよびＹ駆動コイル５１ｙで構成されている。

前記補正レンズ枠３がＸ方向およびＹ方向に移動する際のガイド構造として、当該補正レンズ枠３と前記ベースプレート２との光軸方向の間に前記Ｌ字ガイド板４が配設されている。このＬ字ガイド板４は当該補正レンズ枠３と前記ベースプレート２にそれぞれ係合されており、補正レンズ枠３はこのＬ字ガイド板４に対してＸ方向に移動できる。また、補正レンズ枠３はＬ字ガイド板４と一体となって前記ベースプレート２に対してＹ方向に移動できるようになっている。

また、前記補正レンズ枠３と前記ベースプレート２との光軸方向の間には、本発明にかかるロック機構を構成するために、円形の中心開口部６１を有する円環板状をしたロック環６が光軸回りに所要の角度範囲で回転可能に配設されている。このロック環６の回転位置を変化させることにより、前記補正レンズ枠３の前記したＸ方向およびＹ方向の移動を係止し、あるいは係止を解除し、像振れ補正装置ＩＲＤのロックあるいはロック解除を行うように構成されている。

以上の構成の像振れ補正装置ＩＲＤの詳細について説明する。図２に示したように、前記固定枠１は中心部が開口されかつ円周壁の一部が切り欠かれた短円筒容器状に形成されており、その後面に前記ベースプレート２が固定されている。これら固定枠１とベースプレート２との光軸方向の間には、前記したように補正レンズ枠３がＸＹ方向に移動可能に配設されているが、図３に示したように、この補正レンズ枠３の前側には異形枠状をした中板５が一体的に固定されており、補正レンズ枠３と一体的にＸ方向およびＹ方向に移動可能とされている。この中板５は補正レンズ枠３とともに本発明の像補正手段を構成する。

すなわち、図４は補正レンズ枠３と固定枠１を後側から見た正面図であり、前記固定枠１の後面の径方向の２箇所には後方に向けて突出したポスト１１が固定されている。これら２つのポスト１１は前記補正レンズ枠３および前記中板５のそれぞれの径方向の２箇所に開口された矩形の軸穴３２，５２に光軸方向に挿通されている。

図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ方向から見た部分の模式図である。前記ポスト１１は円柱ボスとして形成されており、前側端面において小ネジ１１ａにより固定枠１に固定されている。前記補正レンズ枠３と中板５の各軸穴３２，５２にはそれぞれ当該ポスト１１が内挿され、このポスト１１によって補正レンズ枠３は固定枠１に支持されるとともに、固定枠１に対してＸ方向およびＹ方向の移動が許容されている。前記ポスト１１の径寸法は補正レンズ枠３の軸穴３２の１辺の寸法よりも小さくされているため、補正レンズ枠３はこれらポスト１１と軸穴３２との寸法差に相当する寸法だけ前記したＸ方向およびＹ方向に移動することが可能とされている。換言すれば、これらポスト１１と軸穴３２によって補正レンズ枠３のＸ方向およびＹ方向の最大の移動量が規制されることになる。

また、前記固定枠１とベースプレート２にはそれぞれ円周方向の３箇所にボールリテーナ１３，２３が配設されており、このボールリテーナ１３，２３により前記中板５を固定枠１とベースプレート２との間において光軸方向に挟持している。図６はこのボールリテーナ１３，２３の光軸方向の断面図である。固定枠１には前側から前セットカラー１３１がかしめ固定され、このセットカラー１３１に前セットネジ１３２が光軸方向に螺合されている。ベースプレート２には後側から後セットカラー２３１がかしめ固定され、これに後セットネジ２３２が光軸方向に螺合されている。各セットネジ１３２，２３２の互いに対向する先端面にはそれぞれボール１３３，２３３が配設されており、前記中板５は円周方向の３箇所においてこれらのボール１３３，２３３によって光軸方向に挟持されている。これにより、中板５は自身の前面と後面に当接されている両ボール１３３，２３３の転動によってＸ方向およびＹ方向に移動可能とされている。したがって、この中板５と一体化されている補正レンズ枠３も固定枠１とベースプレート２に対してＸ方向およびＹ方向に移動可能とされている。なお、中板５および補正レンズ枠３を安定に支持し、かつ適切な移動が可能となるように、後セットネジ２３２の軸方向位置を調整するためのスペーサ２３４と、前セットネジ１３２の光軸方向のガタを吸収するためのバネ１３４が配設されている。

図３に示したように、前記補正レンズ枠３と一体化されている前記中板５には前記Ｘ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭを構成するＸ駆動コイル５１ｘとＹ駆動コイル５１ｙが固着されている。すなわち、前記中板５の前側方向から見たときに、円周に沿った右側部にＸ駆動コイル５１ｘが固着され、下側部にＹ駆動コイル５１ｙが固着されている。これらのＸ駆動コイル５１ｘと駆動コイル５１ｙはそれぞれ円周接線方向に長径を有する長円型となるように細導線が巻回された構成であり、Ｘ駆動コイル５１ｘはＹ方向に長径が向けられ、Ｙ駆動コイル５１ｙはＸ方向に長径が向けられている。また、これらの駆動コイル５１ｘ，５１ｙは後述するフレキシブル基板８に対して電気回路的には一体に構成されている。そして、これら駆動コイル５１ｘ，５１ｙは前記補正レンズ枠３に設けた対をなす支持片３６ａ，３６ｂに係合され、この係合により補正レンズ枠３に対して位置決めされた状態に一体支持されている。

一方、前記Ｘ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭを構成するために、前記固定枠１には、前側方向から見て右側部と下側部にそれぞれ所要の寸法の開口１５が光軸方向に貫通されており、これらの開口１５内にそれぞれＸ駆動マグネット１２ｘとＹ駆動マグネット１２ｙが固定支持されている。これらのＸ駆動マグネット１２ｘとＹ駆動マグネット１２ｙは、それぞれ前面側に長方形に近い板状をした前ヨーク１２１が一体に設けられており、各駆動マグネット１２ｘ，１２ｙはそれぞれ固定枠１の前側から開口１５に内挿され、図２に示したように、前ヨーク１２１が小ネジ１２２によって固定枠１の前面に固定されている。

図３において、前記中板５と前記補正レンズ枠３の光軸方向の間の位置には、前記Ｘ駆動コイル５１ｘとＹ駆動コイル５１ｙが配設されている円周領域にわたって、概ね半円弧板状をしたヨーク板７が配設されており、当該ヨーク板７は自身の両端において前記固定枠１の後面に図には表れない小ネジ等によって固定されている。このヨーク板７は前記前ヨーク１２１と同様に透磁性のある金属板、例えば鉄板で形成されており、前記した前ヨーク１２１と協働して前記駆動マグネット１２ｘ，１２ｙの磁束密度を増大させる。すなわち、このヨーク板７は前ヨーク１２１に対して後ヨークとして機能する。そして、前記したＸ駆動コイル５１ｘ、Ｘ駆動マグネット１２ｘ、前ヨーク１２１、後ヨーク（ヨーク板）７でムービングコイル方式のＸ磁気アクチュエータＸＭが構成され、前記したＹ駆動コイル５１ｙ、Ｙ駆動マグネット１２ｙ、前ヨーク１２１、後ヨーク（ヨーク板）７で同じくムービングコイル方式のＹ磁気アクチュエータＹＭが構成される。

図７（ａ），（ｂ）にＹ磁気アクチュエータＹＭの光軸方向の断面図と一部を破断した斜視図を示すが、光軸方向の前側に配置されたＹ駆動マグネット１２ｙおよび前ヨーク１２１と、後側に配置された後ヨーク７とで磁界Ｂが構成され、Ｙ駆動コイル５１ｙはこの磁界内に配置された構成とされている。そして、中板５に設けられたフレキシブル基板８を介してＹ駆動コイル５１ｙに電流Ｉを通電し、この電流Ｉの通電方向と通電量を制御することで、Ｙ駆動コイル５１ｙはＹ方向の駆動力Ｆが発生され、この駆動力によって移動制御されることになる。Ｘ磁気アクチュエータＸＭについても同様である。これにより、Ｘ駆動コイル５１ｘとＹ駆動コイル５１ｙを支持している中板５、すなわちこの中板５と一体的な補正レンズ枠３は光軸に対してＸ方向およびＹ方向に移動制御されることになる。

また、補正レンズ枠３には光軸に対するＸ方向およびＹ方向の位置を検出するための前記した位置センサＸＳ，ＹＳを構成するＸ位置マグネット３４ｘとＹ位置マグネット３４ｙがそれぞれ周方向の異なる位置において一体的に固定支持されている。これに対向するように、前記固定枠１には、前記Ｘ位置マグネット３４ｘとＹ位置マグネット３４ｙをそれぞれ磁気検出するためのＸホール素子ユニット１４ｘとＹホール素子ユニット１４ｙが固定支持されている。

図８はＹ位置センサＹＳの光軸方向の断面図であり、補正レンズ枠３に固定支持されたＹ位置マグネット３４ｙに対して、固定枠１に固定支持されたＹホール素子ユニット１４ｙが所要の間隔をおいて光軸方向に対向配置されている。Ｙホール素子ユニット１４ｙは固定枠１に固定するためのホール素子台１４２にホール素子１４１が搭載されたものである。Ｘ位置センサＸＳについても同様である。補正レンズ枠３がＸ方向、Ｙ方向に移動するのに伴って、各ホール素子ユニット１４ｘ，１４ｙに対する各位置マグネット３４ｘ，３４ｙの相対位置が変化されるため、この位置変化により各ホール素子ユニット１４ｘ，１４ｙの電気出力が変化され、この電気出力により補正レンズ枠３のＸ方向およびＹ方向の位置が検出される。なお、このようなマグネットとホール素子による位置検出の作用は既に知られている技術であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

前記補正レンズ枠３をＸ方向とＹ方向にガイドする前記Ｌ字ガイド板４は、図９（ａ），（ｂ）に前側から見た斜視図と後側から見た斜視図を示すように、概ねＬ字型をした板材で構成されている。ここでは、Ｌ字の角部が円形をした固定枠１およびベースプレート２の外周縁から外径方向に突出されないように長さ方向の中央部分４１を斜め方向に延長した形状としている。このＬ字ガイド板４は補正レンズ枠３およびベースプレート２を前側から見たときに、これらの右側領域と下側領域にわたる領域、換言すれば前記Ｘ磁気アクチュエータＸＭとＹ磁気アクチュエータＹＭが配設された円周方向の領域にわたって配設されている。また、このＬ字ガイド板４は前記したように固定枠１に対してＸ方向に、ベースプレート２に対してＹ方向にそれぞれ相対移動可能とされているが、その中央部分には前記ボールリテーナ１３，２３の一つを貫通するＹ方向に長い長円形の挿通穴４２が開口されており、当該ボールリテーナ１３，２３と干渉することなくＬ字ガイド板４がベースプレート２に対してＹ方向に移動可能とされている。

また、前記Ｌ字ガイド板４にはガイドピン４３ｘ，４３ｙが形成されている。すなわち、前記Ｌ字ガイド板４の両端領域の前面には光軸方向の前側に向けて１対のガイドピン４３ｘが突出されている。これと反対にＬ字ガイド板４の両端領域の後面には光軸方向の後側に向けて１対のガイドピン４３ｙが突出されている。ここでは前面のガイドピン４３ｘをＸガイドピンと称し、後面のガイドピン４３ｙをＹガイドピンと称する。

一方、図１０（ａ），（ｂ）に前記した中板５、補正レンズ枠３、Ｌ字ガイド板４およびベースプレート２の関係を示す要部の分解斜視図を示す。前記Ｌ字ガイド板４の前記挿通穴４２に後面側からボールリテーナ２３が挿通され、このボールリテーナ２３の前面側から円筒状をしたカラー４５が嵌合されており、前記Ｌ字ガイド板４は、これらボールリテーナ２３とカラー４５とで光軸方向に挟持されることにより当該光軸方向の位置決めが行われ、ベースプレート２に対してＹ方向に移動可能である。前記Ｘ，Ｙのガイドピン４３ｘ，４３ｙに対応して、前記補正レンズ枠３の後面には一対のＸガイド穴３５が開口され、前記ベースプレート２の前面には一対のＹガイド穴２５が開口されている。すなわち、図１０（ａ）は図３と同じ方向から見た斜視図であり、前記ベースプレート２の前面にＹ方向の長穴からなる一対のＹガイド穴２５が開口され、このＹガイド穴２５に前記Ｌ字ガイド板４のＹガイドピン４３ｙが嵌入され、Ｙガイド穴２５内においてＹ方向に相対移動可能とされている。また、図１０（ｂ）は右後方から見た斜視図であり、前記補正レンズ枠３の後面にＸ方向の長穴からなる一対のＸガイド穴３５が開口され、このＸガイド穴３５に前記Ｌ字ガイド板７のＸガイドピン４３ｘが嵌入され、Ｘガイド穴３５内においてＸ方向に相対移動可能とされている。これら各ガイド穴２５，３５はここでは光軸方向の貫通穴として形成されているが、光軸方向に凹んだ穴であってもよい。

このＬ字ガイド板４を備えることにより、図１１に模式図を示すように、Ｘガイドピン４３ｘとＸガイド穴３５との嵌合により、補正レンズ枠３はＬ字ガイド板４に対してＸ方向に相対移動される。このとき、Ｌ字ガイド板４はＹガイドピン４３ｙとＹガイド穴２５との嵌合によりＸ方向にはベースプレート２と一体であるので移動されることはない。また、Ｙガイドピン４３ｙとＹガイド穴２５との嵌合により、補正レンズ枠３はＬ字ガイド板４と一体となって前記ベースプレート２に対してＹ方向に相対移動できる。すなわち、Ｌ字ガイド板４はＸガイドピン４３ｘとＸガイド穴３５との嵌合によりＹ方向には補正レンズ枠３と一体である。

前記補正レンズ枠３のＸ方向およびＹ方向の移動を規制するためのロック機構は、図３に示したロック環６を備えている。図１２はこのロック環６で構成されるロック機構を含む前記ベースプレート２を前側から見た斜視図である。このロック環６は円形の中心開口部６１を有する概ね円環板状に形成されており、光軸回りに所要の角度で回転できるようにベースプレート２に支持されている。例えば、図１２には表れないが、ロック環６の内周縁、すなわち中心開口部６１の周縁に沿って短円筒状のスリーブを光軸方向に突出して設け、このスリーブをベースプレート２の中心開口部２１の内周縁に嵌合させて当該スリーブの外周面がベースプレート２の内周縁に沿って滑動する構成を採用することができる。

前記ロック環６の前面には円周方向の複数箇所、ここでは光軸を中心とした所定径寸法の仮想円の円周を４つに等分する４箇所に光軸方向に突出したロック片６２が形成されている。このロック片６２は、例えば、前記仮想円に沿って円環状に形成した円周壁のうち、ロック片６２を形成する箇所以外を除去した離散的な部分壁として構成されている。この部分壁は円周壁の一部であるが、仮想円の接線方向に向けられた直線壁として構成されてもよい。これらのロック片６２は前記補正レンズ枠３の後面に形成された４つのロック突起３６に対向されるものであり、本発明におけるロック突部として構成される。また、ここでは後述するようにロック片６２がロック突起３６に対して当接される際に、その当接が円滑に行われるように、ロック環６を前方から見たときのロック片６２の反時計方向の端部を楔状に近い形状に形成している。

一方、図４あるいは図１０（ｂ）に示されるように、補正レンズ枠３の後面には、円周方向に等配された４箇所に、光軸方向の後側に向けてロック突起３６が突出形成されている。ここでは、当該ロック突起３６は、補正レンズ枠３の一部を構成して補正レンズＲＬを固定するためのレンズ固定リング３７の光軸方向の後面に形成された短い円柱ピン状に形成されている。これら４つのロック突起３６は径方向には前記ロック片６２を配設した際の仮想円とほぼ同じ径寸法の仮想円に沿った位置であり、円周方向には前記ロック片６２を周方向に４等分した角度と同じ角度で等配された位置である。ここでは、４つのロック突起３６はＸ方向およびＹ方向に対してそれぞれ４５度で直交する角度位置にそれぞれ配設されている。これらのロック突起は本発明における被ロック突部として構成される。

また、図１２に示したように、前記ロック環６の外周の一部にはセクター歯車６３が一体に形成されており、このセクター歯車６３には前記ベースプレート２に支持されたギアボックス６４が係合されている。このギアボックス６４は図には表れないモータを駆動源とし、このモータによって回転駆動されるピニオン６４１を最終回転出力とするアクチュエータとして構成されており、このピニオン６４１が前記セクター歯車６３に歯合されている。これにより、ギアボックス６４が駆動してピニオン６４１が回転されると、これに歯合するセクター歯車６３を介してロック環６が光軸回りにセクター歯車６３の角度だけ回転されることになる。

さらに、前記ロック環６の外周縁の一部に臨む前記ベースプレート２の前面には、周方向に小間隔おいて１対のフォトインタラプタ６５ａ，６５ｂが配設されており、これらフォトインタラプタ６５ａ，６５ｂによってロック環６の回転位置を検出することが可能とされている。これらギアボックス６４およびフォトインタラプタ６５ａ，６５ｂは、図３に示した前記ベースプレート２の後面に配設したフレキシブル基板９を通して外部に電気接続される。なお、フォトインタラプタ６５ａ，６５ｂによるロック環６の回転位置の検出の動作については、既に知られている位置検出技術を利用しているので、ここでは詳細な説明は省略する。この技術によりロック環６の回転位置が検出され、かつ検出された回転位置に基づいて前記ギアボックス６４をフィードバック制御することにより、ロック環６はロック解除位置である第１の回転位置と、ロック位置である第２の回転位置にそれぞれ回転位置制御されることになる。

以上説明した像振れ補正装置ＩＲＤでは、カメラＣＡＭでの撮影時に手振れが生じると、図１に示した振動検出手段ＸＧ，ＹＧが手振れ振動を検出する。図示および説明は省略したが、レンズ鏡筒ＣＬに搭載されているレンズＣＰＵはこの手振れ振動に基づいて所要の演算を行い、演算された駆動電流をフレキシブル基板８を介してＸ駆動コイル５１ｘ、Ｙ駆動コイル５１ｙに供給する。これにより、Ｘ，Ｙの磁気アクチュエータＸＭ，ＹＭが駆動され、補正レンズ枠３をＸ方向、Ｙ方向に移動して手振れ振動を相殺し、手振れ補正を実行する。このとき、補正レンズ枠３のＸ，Ｙ方向の移動量はＸ，Ｙの各位置センサＸＳ，ＹＳによって検出され、各磁気アクチュエータＸＭ，ＹＭをフィードバック制御して補正レンズ枠３が目的とする位置に正確に移動して手振れを補正するように制御する。

ここで、Ｘ磁気アクチュエータＸＭにおいては、図７（ｂ）を参照して説明したように、Ｘ駆動マグネット１２ｘおよび前後のヨーク１２１，７で構成される磁界内においてＸ駆動コイル５１ｘに電流が通流されることでローレンツ力による駆動力が発生し、この駆動力によって補正レンズ枠３がＸ方向に移動される。同様に、Ｙ磁気アクチュエータＹＭにおいては、Ｙ駆動マグネット１２ｙおよび前後のヨーク１２１，７で構成される磁界内においてＹ駆動コイル５１ｙに電流が通流されることで同様にして駆動力が発生し、この駆動力によって補正レンズ枠３はＹ方向に移動される。

補正レンズ枠３がＸ磁気アクチュエータＸＭによりＸ方向に移動されるときには、図１１を参照して説明したように、補正レンズ枠３の後面のＸガイド穴３５とＬ字ガイド板４の前面のＸガイドピン４３ｘとのＸ方向の相対移動によって当該補正レンズ枠３の移動が可能になる。補正レンズ枠３がＹ磁気アクチュエータＹＭによりＹ方向に移動されるときには、Ｙガイドピン４３ｙとＹガイド穴２５とＹ方向の相対移動により補正レンズ枠３はＬ字ガイド板４とともにＹ方向に移動される。

この像振れ補正を行うときには、ロック機構を構成しているロック環６を第１の回転位置であるロック解除位置に設定する。この設定は撮影者の操作に基づいて行われる。すなわち、図１３（ａ）はロック解除状態での、前記ベースプレート２、補正レンズ枠３、ロック環６を前側から見た斜視図である。この図では図示を省略したギアボックス６４に供給する電流を制御してピニオン６４１を回転し、セクター歯車６３によりロック環６を前方から見て時計方向に小角度だけ回転したロック解除位置に設定する。このロック解除位置では図１３（ｂ）に光軸方向から見た模式図を示すように、ロック環６の４つのロック片６２は補正レンズ枠３の４つのロック突起３６とはそれぞれ異なる周方向の位置に移動設定される。そのため、補正レンズ枠３がＸ方向またはＹ方向に移動してもロック突起３６がロック片６２に当接することがなく、補正レンズ枠３のＸ方向およびＹ方向の自由な自動が確保でき、像振れ補正が実現できる。ただし、このＸ方向とＹ方向の移動の移動量は、図５を参照して説明したポスト１１と軸穴３２との寸法差により規制されることは言うまでもない。

一方、像振れ補正を行わないとき、例えば非撮影時には、撮影者の操作に基づいて図示を省略したギアボックス６４に供給する電流を制御してロック環６を前方から見て反時計方向に小角度だけ回転した第２の回転位置であるロック位置に設定する。図１４（ａ）はロック状態での、前記ベースプレート２、補正レンズ枠３、ロック環６を前側から見た斜視図である。このロック位置では図１４（ｂ）に光軸方向から見た模式図を示すように、ロック環６の４つのロック片６２は補正レンズ枠３の４つのロック突起３６に対してそれぞれ周方向の同じ位置に設定され、各ロック片６２と各ロック突起３６は径方向に重なり、両者は互いに当接した状態となる。そのため、各ロック突起３６はそれぞれロック片６２によって外径方向の移動が規制されることになり、補正レンズ枠３としてはＬ字ガイド板４に沿った移動方向であるＸ方向およびＹ方向の移動が規制され、ロック状態となる。したがって、外部衝撃や振動等によって補正レンズ枠３がいたずらにＸ方向およびＹ方向に移動することが防止され、補正レンズ枠３ないしは像振れ補正装置の保護を図ることができる。

ここで、ロック位置とロック解除位置へのそれぞれのロック環６の回動位置の制御は、前記したようにロック環６の回動位置を前記した１対のフォトインタラプタ６５ａ，６５ｂで検出し、この検出に基づいてギアボックス６４をフィードバック制御することにより行われる。例えば、ロック環６の外周縁の一部に設けた切欠きや穴をこれら１対のフォトインタラプタ６５ａ，６５ｂにより検出することでロック環６の回転位置が検出できる。また、手制御によってロック環６を回動するように構成してもよいことは言うまでもない。

このように、ロック環６の前面、すなわち光軸に垂直な面に設けて周方向に離散されて光軸方向に突出したロック片６２と、像振れ補正を行う補正レンズ枠３の後面、すなわち光軸な垂直な面に設けて周方向に離散されて光軸方向に突出したロック突起３６とを備え、これらロック片６２とロック突起３６とが径方向に当接することにより補正レンズ枠３の移動を係止するロックが行われる構成が採られている。この構成では、図１５に光軸方向の断面構造を模式的に示すが、ロック環６は補正レンズ枠３およびロック突起３６とは光軸方向の異なる位置に配置されているので、ロック環６は補正レンズ枠３およびロック突起３６と光軸方向の同じ位置に、しかも径方向に重なって配置されることはない。したがって、ロック環６の外径寸法は最大でもロック片６２を配設することが可能な径寸法の環状板で構成すればよく、ロック環６の外径寸法が低減できる。

また、ロック片６２は光軸方向に突出した離散された部分壁として構成されているので、ロック片６２の径方向の寸法、つまりロック片６２の板厚はロック突起３６に当接してその移動を規制するのに必要な厚みがあれば十分であり、極力薄く形成できる。このことからも、ロック環６の径寸法をいたずらに大きくする必要はない。一方で、ロック突起３６は補正レンズ枠３に支持している補正レンズＲＬの外径寸法よりも大きい径位置であればよく、例えば実施形態のように補正レンズＲＬのレンズ固定リング３７に一体的に形成できるので、これに当接するロック片６２の径方向の位置を最小限の寸法とし、ロック環６の径寸法を当該最小限の寸法にまで小径にできる。この結果、ロック環６のさらなる小径化を図り、像振れ補正装置の小径化が実現できる。

さらに、ロック解除の状態のときには、図１３（ｂ）から分かるように、４つのロック片６２は４つのロック突起３６のＸ方向およびＹ方向の延長線上には位置されていないので、補正レンズ枠３がＸ方向およびＹ方向に大きく移動されてもロック突起３６がロック片６２に当接して補正レンズ枠３の移動が制限されることはない。したがって、ロック環６を小径に形成しても補正レンズ枠３が像振れを補正する際のＸ方向およびＹ方向の移動量を確保することができ、適切な像振れ補正が実現できる。

他方、ロック環６は自身の中心開口部６１の内周縁において補正レンズ枠３をロックする構成ではないため、中心開口部６１を特許文献１，２のような非円形形状に形成する必要はなく、円形に形成することができる。そのため、ロック環６の設計および製造が容易になる。また、このようにロック環６の中心開口部６１の形状が円形にできるので、当該ロック環６をレンズ鏡筒ＣＬにおける固定絞り部材として利用し、レンズ鏡筒ＣＬにおける内面反射光の軽減や像性能の向上が実現できる。あるいは他のレンズや絞り機構等の光学部品をロック環６に配設することも可能になる。

実施形態ではロック片６２がロック突起３６の外周側に当接してロックを行う構成であるが、スペース的な設計が可能であればロック片６２がロック突起３６の内周側に当接してロックを行うようにロック環６を構成してもよい。この場合にはロック片６２の径方向の位置をさらに内径側に配置でき、ロック環６ないし像振れ補正装置のさらなる小径化が可能になる。

また、実施形態ではロック環６に設けたロック片６２を本発明におけるロック突部として構成し、補正レンズ枠３に設けたロック突起３６を本発明における被ロック突部として構成しているが、ロック突部と被ロック突部が当接することによって補正レンズ枠３がＸ方向とＹ方向に係止される構成であれば、これらロック突部と被ロック突部の具体的な構成は実施形態のロック片、ロック突起の構成に限られるものではない。

本発明の像振れ補正装置ＩＲＤを図１に示したようにカメラＣＡＭのレンズ鏡筒ＣＬに配設することにより、当該レンズ鏡筒ＣＬを備えたカメラＣＡＭの撮影時における手振れによる撮影画像の像振れを解消することができる。これとともに、ロック環によりロック解除状態またはロック状態に切り替えることにより、ロック解除状態のときには補正範囲の広い手振れ補正が可能になり、ロック状態のときには補正レンズ枠が意に反して移動してダメージを受けることがなく、信頼性の高い像振れ補正装置を組み込んだ撮影性能の高い小型のカメラＣＡＭが実現できる。

本発明の像振れ補正装置はレンズ交換式カメラのレンズ鏡筒に内装することが可能であることは勿論であるが、レンズ鏡筒を一体に有するカメラのレンズ鏡筒ないしカメラボディ内に内装してもよい。また、本発明の像振れ補正装置を備える光学機器はレンズ鏡筒に限られるものではなく、当該レンズ鏡筒を備えたカメラ、特に静止画や動画を撮像するカメラであってもよい。

本発明は像振れ補正の動作をロックする状態とロックを解除する状態とに切り替えることが可能なロック機構を備える像振れ補正装置およびこれを備えるレンズ鏡筒やカメラ等の光学機器に採用して有効である。

１ 固定枠
２ ベースプレート
３ 補正レンズ枠（像補正手段）
４ Ｌ字ガイド板
５ 中板
６ ロック環
７ ヨーク板
８，９ フレキシブル基板
１２ｘ，１２ｙ 駆動マグネット
３６ ロック突起（被ロック突部）
５１ｘ，５１ｙ 駆動コイル
６２ ロック片（ロック突起）
６３ セクター歯車
６４ ギアボックス
ＣＡＭ カメラ（光学機器）
ＣＬ レンズ鏡筒（光学機器）
ＣＢ カメラボディ
ＩＲＤ 像振れ補正装置
ＸＭ，ＹＭ 磁気アクチュエータ
ＸＳ，ＹＳ 位置センサ
ＩＳ 撮像素子

Claims (14)

1. 光軸に対して移動して像振れ補正を行うための像補正手段を備える像振れ補正装置であって、光軸回りに回転可能なロック環を備え、前記像補正手段は光軸方向に突出する被ロック突部を有し、前記ロック環は光軸方向に突出されたロック突部を有し、前記ロック環の所定の回転位置において前記ロック突部が前記被ロック突部に当接して前記像補正手段を係止する構成であり、前記被ロック突部と前記ロック突部が光軸方向の同一の位置に配置されており、かつこの位置には前記ロック環及びこれを支持する部材が存在していないことを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記像補正手段の光軸と垂直な面内での移動を可能とし、かつその最大移動量を規制する手段を備え、当該規制する手段は、光軸と垂直な第１の方向と、この第１の方向に垂直な第２の方向にそれぞれ所要の長さを有する矩形領域内で前記像補正手段の移動を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
3. 前記ロック環は前記像補正手段と光軸方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記ロック突部は、前記ロック環がロック位置にあるときに前記被ロック突部に当接して前記像補正手段を係止する位置に移動され、前記ロック環がロック解除位置にあるときに前記像補正手段の可動範囲内で前記被ロック突部に当接しない位置に移動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の像振れ補正装置。
5. 前記像補正手段と前記ロック環は光軸方向に隣接配置され、前記被ロック突部は前記ロック環に対向する面に当該ロック環に向けて突設され、前記ロック突部は前記像補正手段に対向する面に当該像補正手段に向けて突設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の像振れ補正装置。
6. 前記像補正手段は前記光軸に対して垂直な面内において互いに直交する第１の方向及び第２の方向に移動可能であり、前記ロック突部は前記被ロック突部と当接したときに第１の方向および第２の方向の移動を規制する構成であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の像振れ補正装置。
7. 前記ロック突部と前記被ロック突部は複数設けられ、複数のロック突部はそれぞれ被ロック突部の径方向の移動を規制し、これら複数のロック突部により前記像補正手段の第１の方向および第２の方向の移動を規制する構成であることを特徴とする請求項６に記載の像振れ補正装置。
8. 前記被ロック突部は光軸を中心とする仮想円に沿った周方向の複数位置に設けられ、前記ロック突部は当該仮想円に沿って円周方向に離散された部分壁として構成されていることを特徴とする請求項７に記載の像振れ補正装置。
9. 前記ロック突部および前記被ロック突部はそれぞれ４つ設けられ、これらロック突部および被ロック突部は光軸に垂直な面内において直交する４つの周方向の位置に配設されていることを特徴とする請求項８に記載の像振れ補正装置。
10. 前記ロック環を回転駆動する駆動手段と、前記ロック環の回転位置を検出する位置検出手段とを備え、当該位置検出手段において検出した回転位置に基づいて前記ロック環の回転位置を制御することを特徴とする請求項８または９に記載の像振れ補正装置。
11. レンズ鏡筒の光軸に対して当該光軸に垂直な面内で移動されて像補正を行うための像補正手段を備える像振れ補正装置であって、前記像補正手段はレンズ光学系で結像される被写体像の像振れ補正を行うための補正レンズを支持する補正レンズ枠を有し、前記補正レンズ枠と光軸方向の異なる位置に配置されて光軸回りに回転されて第１の回転位置と第２の回転位置とに移動されるロック環を備え、前記補正レンズ枠は光軸方向に突出された複数のロック突起を有し、前記ロック環は光軸方向に突出された複数のロック片を備え、前記ロック突起と前記ロック片が光軸方向の同一位置に配置され、前記ロック環の第１の回転位置において前記ロック片が前記ロック突起に当接されず、前記ロック環の第２の回転位置において前記ロック片が前記ロック突起に当接して前記補正レンズ枠の移動を係止する構成であり、前記ロック突起と前記ロック片が光軸方向の同一の位置に配置されており、かつこの位置には前記ロック環及びこれを支持する部材が存在していないことを特徴とする像振れ補正装置。
12. 光軸の振動を検出する振動検出手段を備え、この振動検出手段で検出した振動を相殺するように前記像補正手段を移動する駆動手段を備えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の像振れ補正装置。
13. 前記ロック環は光軸を含む中心開口部を有し、この中心開口部を光学部品として構成したことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の像振れ補正装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の像振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒又はカメラを含む光学機器。

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