JP6935801B2 - 光学装置及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本技術は光学素子を有する可動体と可動体を支持する支持体とを備え可動体が支持体に対して所定の方向へ動作される光学装置及びこれを備えた撮像装置についての技術分野に関する。
ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置には、例えば、光学素子であるレンズや撮像素子を光軸方向に直交する方向や光軸方向に直交する軸を支点とした回動方向へ動作させて手振れの補正等を行う光学装置が設けられているものがある。
このような撮像装置には、例えば、光学素子を有する可動体が光軸方向に直交する第1の方向と光軸方向及び第1の方向にともに直交する第2の方向とに移動可能とされたものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、上記のような撮像装置には、例えば、光学素子を有する可動体が光軸方向に直交する第1の支点軸の軸回り方向である第1の回動方向(ヨーイング方向)と光軸及び第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸回り方向である第2の回動方向(ピッチング方向)とに回動可能とされたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1及び特許文献2に記載された撮像装置にあっては、可動体が異なる2方向に動作される構成にされているため、手振れが補正され撮影された画像の画質の向上が図られる。
特開2011−13614号公報 特開2013−140285号公報
ところで、特許文献1及び特許文献2に記載された撮像装置にあっては、可動体が異なる2方向に動作されることにより、手振れが補正されて画質の向上が図られるが、手振れは左右方向及び上下方向の他に様々な方向において生じる。
従って、さらなる画質の向上を図るためには、可動体の円滑な動作状態を確保した上で光学装置を有する撮像装置の一層の機能性の向上が図られることが望ましい。
また、手振れ補正機能の向上の他に、他の撮影に関する機能、例えば、接写機能等の機能性の向上も図られることが望ましい。
そこで、本技術光学装置及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、可動体の円滑な動作状態を確保した上で機能性の向上を図ることを目的とする。
第1に、本技術に係る光学装置は、上記した課題を解決するために、光学素子を有する可動体と、前記可動体を支持する支持体と、光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされたものである。
これにより、可動体が支持体に第1の球体と第2の球体を介して支持された状態で光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に動作される。
第2に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が複数設けられることが望ましい。
これにより、支持体に対する可動体の光軸回り方向への回転が規制される。
第3に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向へ付勢されることが望ましい。
これにより、可動体が第1の球体に押し付けられると共に第1の球体が支持体に押し付けられ、第1の支点軸の軸方向において可動体の第1の球体に対するガタツキが生じない。
第4に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体が前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向へ付勢されることが望ましい。
これにより、可動体が第2の球体に押し付けられると共に第2の球体が支持体に押し付けられ、第2の支点軸の軸方向において可動体の第2の球体に対するガタツキが生じない。
第5に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向と前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向との少なくとも一方の方向へ付勢され、前記支持体と前記可動体の一方にマグネットが配置され他方に磁性板が配置され、前記磁性板が前記マグネットに引き寄せられることにより前記可動体が付勢されることが望ましい。
これにより、支持体と可動体の一方に配置された磁性板が他方に配置されたマグネットに引き寄せられて可動体が付勢される。
第6に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向において前記マグネットと並んで位置されることが望ましい。
これにより、第1の球体又は第2の球体の少なくとも一方とマグネットが光軸方向に直交する方向において並んで位置される。
第7に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記第1の球体と前記第2の球体をそれぞれ転動自在に支持する球体支持部材が設けられ、前記マグネットが配置された配置ベースが設けられ、前記配置ベースに前記球体支持部材が配置されることが望ましい。
これにより、マグネットが配置された配置ベースに第1の球体と第2の球体を支持する球体支持部材が配置される。
第8に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体を前記支持体に対して動作させる可動用駆動部に前記マグネットが設けられることが望ましい。
これにより、可動体を支持体に対して動作させる可動用駆動部のマグネットが可動体を付勢するマグネットとして用いられる。
第9に、上記した本技術に係る光学装置においては、上下又は左右に離隔して位置され前記可動体を前記支持体に対して動作させる二つの可動用駆動部が設けられることが望ましい。
これにより、二つの可動用駆動部によって可動体が支持体に対して光軸方向へ移動されると共に第1の回動方向と第2の回動方向へ回動される。
第10に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動用駆動部の一方に一つのマグネットと一つのコイルが設けられ、前記可動用駆動部の他方に複数のマグネットと複数のコイルが設けられることが望ましい。
これにより、一つのマグネットとコイルが設けられた可動用駆動部を含む二つの可動用駆動部によって可動体が支持体に対して光軸方向へ移動されると共に第1の回動方向と第2の回動方向へ回動される。
第11に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体に光軸方向に貫通された枠部が設けられ、前記枠部に前記光学素子が保持されることが望ましい。
これにより、可動体が高い剛性と軽量化を両立する形状である枠部を有する。
第12に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記支持体に光軸方向に貫通された枠状部が設けられることが望ましい。
これにより、支持体が高い剛性と軽量化を両立する形状である枠状部を有する。
第13に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記可動体が前記枠状部の内周より内側に位置されることが望ましい。
これにより、枠状部の内周より可動体が外側に位置されない。
第14に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記光学素子として撮像素子が設けられることが望ましい。
これにより、可動体の光軸方向への移動により撮像素子が光軸方向へ移動される。
第15に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記支持体を移動自在に支持する固定体が設けられ、前記支持体が前記固定体に対して光軸に直交する第1の移動方向と前記光軸方向及び前記第1の移動方向に直交する第2の移動方向へ移動可能にされることが望ましい。
これにより、可動体が固定体に対して光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に加えて第1の移動方向と第2の移動方向に動作可能とされる。
第16に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記支持体が前記固定体に対して光軸回り方向へ回動可能とされることが望ましい。
これにより、可動体が固定体に対して光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向と第1の移動方向と第2の移動方向に加えて光軸回り方向に動作可能とされる。
第17に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記支持体を前記固定体に対して動作させる三つの動作用駆動部が設けられ、前記三つの動作用駆動部のうち二つの動作用駆動部が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向に離隔して配置され、前記三つの動作用駆動部のうち前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部が前記二つの動作用駆動部を結ぶ方向に直交する方向において前記二つの動作用駆動部と離隔して配置されることが望ましい。
これにより、支持体が固定体に対して三つの動作用駆動部によって第1の移動方向と第2の移動方向と光軸回り方向に動作される。
第18に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記二つの動作用駆動部として第1の動作用駆動部と第2の動作用駆動部が設けられ、前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部として第3の動作用駆動部が設けられ、前記支持体を前記固定体に対して動作させる動作用駆動部として第4の動作用駆動部が設けられ、前記第4の動作用駆動部が前記第1の動作用駆動部と前記第2の動作用駆動部を結ぶ方向において前記第3の動作用駆動部と離隔して配置されることが望ましい。
これにより、第1の動作用駆動部と第2の動作用駆動部が第1の支点軸の軸方向又は第2の支点軸の軸方向に離隔して配置されると共に第3の動作用駆動部と第4の動作用駆動部が第1の動作用駆動部と第2の動作用駆動部の離隔方向と同じ方向に離隔して配置される。
第19に、上記した本技術に係る光学装置においては、前記支持体が前記固定体の外周より内側に位置されることが望ましい。
これにより、固定体の外周より可動体が外側に位置されない。
第20に、本技術に係る撮像装置は、上記した課題を解決するために、光学素子を動作させる光学装置を備え光学系を介して取り込まれた光学像を電気的信号に変換して撮像動作が行われ、前記光学装置は、前記光学素子を有する可動体と、前記可動体を支持する支持体と、光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされたものである。
これにより、光学装置において、可動体が支持体に第1の球体と第2の球体を介して支持された状態で光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に動作される。
本技術によれば、可動体が支持体に第1の球体と第2の球体を介して支持された状態で光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に動作されるため、機能性の向上を図ることができる。
尚、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
図2乃至図48と共に本技術光学装置及び撮像装置の実施の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の分解斜視図である。 光学装置の分解斜視図である。 光学装置の斜視図である。 光学装置の正面図である。 支持体の斜視図である。 可動体の分解斜視図である。 固定体に支持体が支持された状態を示す斜視図である。 支持体に可動体が支持された状態を示す斜視図である。 図10乃至図14と共に光学装置の動作を示すものであり、本図は、支持体が固定体に対してX方向へ移動された状態を示す正面図である。 支持体が固定体に対してY方向へ移動された状態を示す正面図である。 支持体が固定体に対してローリング方向へ回動された状態を示す正面図である。 可動体が支持体に対してヨーイング方向へ回動された状態を示す平面図である。 可動体が支持体に対してピッチング方向へ回動された状態を示す側面図である。 可動体が支持体に対して光軸方向へ移動された状態を示す平面図である。 移動規制部の例を示す斜視図である。 図17乃至図22と共に四つの動作用駆動部の配置例を示すものであり、本図は、第1の配置例を示す正面図である。 第2の配置例を示す正面図である。 第3の配置例を示す正面図である。 第4の配置例を示す正面図である。 第5の配置例を示す正面図である。 第6の配置例を示す正面図である。 第7の配置例を示す正面図である。 図24乃至図30と共に三つの動作用駆動部の配置例を示すものであり、本図は、第1の配置例を示す正面図である。 第2の配置例を示す正面図である。 第3の配置例を示す正面図である。 第4の配置例を示す正面図である。 第5の配置例を示す正面図である。 第6の配置例を示す正面図である。 第7の配置例を示す正面図である。 第8の配置例を示す正面図である。 図32乃至図35と共に四つの駆動部を有する可動用駆動部の配置例を示すものであり、本図は、第1の配置例を示す斜視図である。 第2の配置例を示す斜視図である。 第3の配置例を示す斜視図である。 第4の配置例を示す斜視図である。 第5の配置例を示す斜視図である。 図37乃至図47と共に三つの駆動部を有する可動用駆動部の配置例を示すものであり、本図は、第1の配置例を示す斜視図である。 第2の配置例を示す斜視図である。 第3の配置例を示す斜視図である。 第4の配置例を示す斜視図である。 第5の配置例を示す斜視図である。 第6の配置例を示す斜視図である。 第7の配置例を示す斜視図である。 第8の配置例を示す斜視図である。 第9配置例を示す斜視図である。 第10の配置例を示す斜視図である。 第11の配置例を示す斜視図である。 第12の配置例を示す斜視図である。 撮像装置のブロック図である。
以下に、本技術光学装置及び撮像装置を実施するための形態を添付図面を参照して説明する。
以下に示した実施の形態は、本技術撮像装置をスチルカメラに適用し、本技術光学装置をこのスチルカメラに設けられた光学装置に適用したものである。
尚、本技術撮像装置及び光学装置の適用範囲はそれぞれスチルカメラ及びスチルカメラに設けられた光学装置に限られることはない。本技術撮像装置及び光学装置は、例えば、ビデオカメラの他、携帯電話等の携帯端末等の各種の機器に組み込まれた撮像装置又はこれらの撮像装置に設けられた光学装置に広く適用することができる。
また、本技術光学装置は、撮像装置に設けられた光学装置の他に、例えば、顕微鏡や双眼鏡等の他の光学装置にも適用することが可能である。
以下の説明にあっては、スチルカメラの撮影時において像面側から見た方向で前後上下左右の方向を示すものとする。従って、物体側(被写体側)が前方となり、像面側(撮影者側)が後方となる。
尚、以下に示す上下前後左右の方向は説明の便宜上のものであり、本技術の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
また、以下に示すレンズは、単一のレンズによって構成されているもの及び複数のレンズによりレンズ群として構成されているものの両者を含む意味である。
<撮像装置の全体構成>
撮像装置100は装置本体200と交換レンズ300によって構成されている(図1参照)。尚、本技術は、装置本体の内部に交換レンズ300の内部構造と同様の構造を有するレンズ鏡筒が組み込まれたタイプやこのレンズ鏡筒が装置本体に対して突出又は収納される沈胴タイプにも適用することが可能である。
装置本体200は外筐201の内外に所要の各部が配置されて成る。
外筐201には、例えば、上面や後面に各種の操作部202、202、・・・が配置されている。操作部202、202、・・・としては、例えば、電源釦、シャッター釦、ズーム摘子、モード切替摘子等が設けられている。
外筐201の後面には図示しないディスプレイ(表示部)が配置されている。
外筐201の前面には円形状の開口201aが形成され、開口201aの周囲の部分が交換レンズ300を取り付けるためのマウント部203として設けられている。
交換レンズ300の後端部には、装置本体200のマウント部203に、例えば、バヨネット結合されるレンズマウント301が設けられている。交換レンズ300にはフォーカスリングとして機能する第1の操作リング302とズームリングとして機能する第2の操作リング303とアイリスリングとして機能する第3の操作リング304とが設けられている。第1の操作リング302が回転操作されることによりマニュアルフォーカシングが行われ、第2の操作リング303が回転操作されることによりマニュアルズーミングが行われ、第3の操作リング304が回転操作されることにより図示しないアイリス羽根が動作されて交換レンズ300に取り込まれる光量の調節が行われる。
交換レンズ300は略円筒状に形成された筐体305と最も前側に配置された撮影用レンズ306とを有している。
筐体305の後端寄りの位置には周方向に離隔して複数の操作摘子307、307、・・・が配置されている。操作摘子307、307、・・・としては、例えば、モーター駆動によるズーミングを行うためのパワーズーム摘子やマニュアル状態とオート状態を切り換える状態切換摘子等が設けられている。モード切替摘子を操作することにより、例えば、第1の操作リング302と第2の操作リング303の手動での回転操作によるフォーカシングとズーミングを行うことが可能にされている。
筐体305の内部には図示しないレンズ群やアイリス羽根等の光学素子が配置されている。
<光学装置の構成>
装置本体200における外筐201の内部には光学装置1が配置されている(図1参照)。
光学装置1は固定体2と支持体3と可動体4を備えている(図2乃至図4参照)。
固定体2は、例えば、磁性金属材料によって前後方向を向く矩形の板状に形成されたシャーシ5とシャーシ5に取り付けられた所要の各部とを有している(図2参照)。
シャーシ5の上端部には第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7が左右に離隔して取り付けられている。シャーシ5の上下方向における略中央部には第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9が左右に離隔して取り付けられ、第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9はそれぞれシャーシ5の左右両端部に取り付けられている。
シャーシ5には第1の動作用ヨーク10と第2の動作用ヨーク11と第3の動作用ヨーク12と第4の動作用ヨーク13がそれぞれ第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7と第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9を前方から覆う状態で取り付けられている。第1の動作用ヨーク10と第2の動作用ヨーク11は上下に貫通された形状に形成され、第3の動作用ヨーク12と第4の動作用ヨーク13は左右に貫通された形状に形成されている。
支持体3は、例えば、樹脂材料によって前後方向を向く板状の枠状に形成された枠状部14と枠状部14に取り付けられた所要の各部とを有している(図5参照)。
枠状部14は内側の空間が配置孔14aとして形成されている。枠状部14の上端部には上方に突出されたコイル取付部14b、14bが左右に離隔して設けられ、枠状部14の上下方向における略中央部にはそれぞれ左方と右方に突出されたコイル取付部14b、14bが設けられている。
コイル取付部14b、14b、・・・にはそれぞれ第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16と第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18が取り付けられている。第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16と第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18の内側にはそれぞれ図示しない検出素子が配置されている。
枠状部14の内周部における上端部と下端部にはそれぞれ第1の配置ベース19と第2の配置ベース20が取り付けられている。第1の配置ベース19と第2の配置ベース20は、例えば、磁性金属材料によって上下方向を向く横長の板状に形成され、枠状部14から前方に突出した状態で枠状部14に取り付けられている。
枠状部14の内周部における右側部には左右方向を向く縦長の板状に形成された第3の配置ベース21が取り付けられている。第3の配置ベース21は枠状部14から前方に突出した状態で枠状部14に取り付けられている。
第1の配置ベース19の下面には第1の可動用マグネット22が取り付けられている。第2の配置ベース20の上面には第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25が左側から順に取り付けられている。第2の可動用マグネット23と第4の可動用マグネット25は第1の吸引用マグネット26、26としても機能する。
第2の配置ベース20の上面には、例えば、金属材料によって形成された第1の球体支持部材27、27が左右に離隔して取り付けられている。一方の第1の球体支持部材27は第2の可動用マグネット23の左側に位置され、他方の第1の球体支持部材27は第4の可動用マグネット25の右側に位置されている。第1の球体支持部材27、27には上方に開口された凹部が形成され、各凹部にそれぞれ第1の球体28、28が転動可能な状態で支持されている。第1の球体28、28は、例えば、金属材料によって形成されている。
上記のように第2の配置ベース20の上面に第1の球体支持部材27、27が左右に離隔して取り付けられているため、第1の球体28、28が左右方向において第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25と並んで位置されている。
従って、第1の球体28、28と第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25とが光軸方向に直交する方向において並んで位置されるため、第1の球体28、28と第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25との並び方向に直交する方向(上下方向)における小型化を図ることができる。
第1の配置ベース19には第1の可動用ヨーク29が第1の可動用マグネット22を下方から覆う状態で取り付けられている。第1の可動用ヨーク29は前後に貫通された形状に形成されている。
第2の配置ベース20には第2の可動用ヨーク30が第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25と第1の球体支持部材27、27を上方から覆う状態で取り付けられている。第2の可動用ヨーク30は前後に貫通された形状に形成されている。
第3の配置ベース21の左側面(内面)には第2の吸引用マグネット31、31が上下に離隔して取り付けられている。第3の配置ベース21の左側面には、例えば、金属材料によって形成された第2の球体支持部材32が取り付けられている。第2の球体支持部材32は第2の吸引用マグネット31、31の間に位置されている。第2の球体支持部材32には側方に開口された凹部が形成され、凹部に第2の球体33が転動可能な状態で支持されている。第2の球体33は、例えば、金属材料によって形成されている。
上記のように第3の配置ベース21の左側面に第2の球体支持部材32が取り付けられているため、第2の球体33が上下方向において第2の吸引用マグネット31、31と並んで位置されている。
従って、第2の球体33と第2の吸引用マグネット31、31とが光軸方向に直交する方向において並んで位置されるため、第2の球体33と第2の吸引用マグネット31、31との並び方向に直交する方向(左右方向)における小型化を図ることができる。
また、第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25が配置された第2の配置ベース20に第1の球体支持部材27、27が配置され、第2の吸引用マグネット31、31が配置された第3の配置ベース21に第2の球体支持部材32が配置されている。
従って、各マグネットが配置された第2の配置ベース20と第3の配置ベース21に第1の球体28、28と第2の球体33をそれぞれ支持する第1の球体支持部材27、27と第2の球体支持部材32が配置されるため、各マグネットと第1の球体支持部材27、27及び第2の球体支持部材32を各別に配置するための配置部をそれぞれ設ける必要がなく、光学装置1の部品点数の削減による小型化を図ることができる。
可動体4は保持ベース34と光学体35を有している(図6参照)。
保持ベース34は、例えば、樹脂材料によって形成され、前後方向を向く板状の枠状に形成された枠部36と枠部36の上下両端部からそれぞれ前方に突出されたコイル取付部37、38と枠部36の右端部から前方に突出された取付面部39とを有している。
枠部36は内側の空間が孔36aとして形成されている。枠部36には前方に突出された取付突部36b、36b、36bが上下左右に離隔して設けられている。
コイル取付部37には第1の可動用コイル40が取り付けられている。コイル取付部38の上面にはフレキシブルプリント配線板41が取り付けられている。フレキシブルプリント配線板41には左側から順に第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44が取り付けられている。第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44の内側にはそれぞれ図示しない検出素子、例えば、ホール素子が配置されている。
コイル取付部38の下面には磁性板45、45が左右に離隔して取り付けられている。コイル取付部38の下面には左右方向において磁性板45、45の外側の位置に受け板46、46が取り付けられている。
取付面部39の右側面(外面)には磁性板47、47が上下に離隔して取り付けられている。取付面部39の右側面には磁性板47、47の間の位置に受け板48が取り付けられている。
光学体35はホルダー49と光学素子50を有し、ホルダー49の前面側に光学素子50が取り付けられて保持されている。ホルダー49には被取付突部49a、49a、49aが上下左右に離隔して設けられている。光学体35は被取付突部49a、49a、49aがそれぞれ取付突部36b、36b、36bにネジ止め等によって取り付けられて保持ベース34に保持されている。
光学素子50としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子が用いられている。尚、光学素子50は撮像素子に限られることはなく、例えば、レンズやアイリス羽根等の他の光学素子であってもよい。
上記のように、可動体4には光軸方向(前後方向)に貫通された枠部36が設けられ、被取付突部49a、49a、49aがそれぞれ取付突部36b、36b、36bに取り付けられて光学素子50が枠部36に保持されている。
従って、可動体4が高い剛性と軽量化を両立する形状である枠部36を有するため、可動体4の高い剛性と軽量化を確保した上で光学素子50の保持状態の安定化を図ることができる。
上記のように構成された固定体2と支持体3と可動体4において、支持体3は固定体2に移動可能及び回動可能な状態で支持され、可動体4は支持体3に移動可能及び回動可能な状態で支持されている(図3及び図4参照)。
支持体3はコイル取付部14b、14b、・・・がそれぞれ第1の動作用マグネット6と第1の動作用ヨーク10の間、第2の動作用マグネット7と第2の動作用ヨーク11の間、第3の動作用マグネット8と第3の動作用ヨーク12の間、第4の動作用マグネット9と第4の動作用ヨーク13の間に挿入されて固定体2に支持される(図7参照)。このようにコイル取付部14b、14b、・・・が挿入された状態においては、第1の動作用コイル15と第1の動作用マグネット6が前後で一定の隙間を有した状態で位置され、第2の動作用コイル16と第2の動作用マグネット7が前後で一定の隙間を有した状態で位置され、第3の動作用コイル17と第3の動作用マグネット8が前後で一定の隙間を有した状態で位置され、第4の動作用コイル18と第4の動作用マグネット9が前後で一定の隙間を有した状態で位置される。
上記のように支持体3が固定体2に支持された状態においては、支持体3が固定体2の外周より内側に位置される。
従って、支持体3が固定体2の外周より内側に位置されているため、固定体2の外周より可動体4が外側に位置されず、光学装置1の小型化を図ることができる。
支持体3が固定体2に支持された状態において、第1の動作用マグネット6と第1の動作用ヨーク10と第1の動作用コイル15によって第1の動作用駆動部61が構成され、第2の動作用マグネット7と第2の動作用ヨーク11と第2の動作用コイル16によって第2の動作用駆動部62が構成され、第3の動作用マグネット8と第3の動作用ヨーク12と第3の動作用コイル17によって第3の動作用駆動部63が構成され、第4の動作用マグネット9と第4の動作用ヨーク13と第4の動作用コイル18によって第4の動作用駆動部64が構成される。
第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62と第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64は支持体3を固定体2に対して動作させるための駆動部であり、第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16と第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18の少なくとも一つに対して通電が行われることにより、通電の向きに応じて支持体3が固定体2に対して所定の方向へ移動又は回動される。
支持体3の固定体2に対する移動方向は第1の移動方向である左右方向(X方向)と第2の移動方向である上下方向(Y方向)であり、支持体3の固定体2に対する回動方向は軸方向が前後方向にされた光軸Pを支点とした光軸回り方向(ローリング方向)である。
尚、上記には、固定体2に第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7と第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9が取り付けられ、支持体3に第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16と第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18が取り付けられた例を示した。しかしながら、マグネットとコイルの位置関係は逆でもよく、固定体2に第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16と第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18が取り付けられ、支持体3に第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7と第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9が取り付けられていてもよい。
但し、一般に、コイルの重量はマグネットの重量より小さいため、支持体3に第1の動作用コイル15等が取り付けられた方が動作される側の支持体3の軽量化が図られ、動作の高速化を図ることができると共に第1の動作用コイル15等への通電量を小さくすることが可能になり省電力化を図ることができる。
可動体4はコイル取付部37が第1の可動用マグネット22と第1の可動用ヨーク29の間に挿入され、コイル取付部38がフレキシブルプリント配線板42と第2の可動用ヨーク30の間に挿入されて支持体3に支持される(図8参照)。
このようにコイル取付部37、38が挿入された状態においては、第1の可動用コイル40と第1の可動用マグネット22が上下で一定の隙間を有した状態で位置され、第2の可動用コイル42と第2の可動用マグネット23が上下で一定の隙間を有した状態で位置され、第3の可動用コイル43と第3の可動用マグネット24が上下で一定の隙間を有した状態で位置され、第4の可動用コイル44と第4の可動用マグネット25が上下で一定の隙間を有した状態で位置される。
可動体4が支持体3に支持された状態において、第2の可動用マグネット23とコイル取付部38の下面に取り付けられた一方の磁性板45が上下で対向して位置され、第4の可動用マグネット25とコイル取付部38の下面に取り付けられた他方の磁性板45が上下で対向して位置される。従って、磁性板45、45がそれぞれ第2の可動用マグネット23(第1の吸引用マグネット26)と第4の可動用マグネット25(第1の吸引用マグネット26)に吸引され、可動体4が支持体3に対して付勢され下方へ引き寄せられる。
第2の可動用マグネット23(第1の吸引用マグネット26)と第4の可動用マグネット25(第1の吸引用マグネット26)と磁性板45、45は可動体4を下方に付勢する第1の付勢機構として機能する。
また、可動体4が支持体3に支持された状態において、一方の第2の吸引用マグネット31と取付面部39の右側面に取り付けられた一方の磁性板47が左右で対向して位置され、他方の第2の吸引用マグネット31と取付面部39の右側面に取り付けられた他方の磁性板47が左右で対向して位置される。従って、磁性板47、47がそれぞれ第2の吸引用マグネット31、31に吸引され、可動体4が支持体3に対して付勢され右方へ引き寄せられる。
第2の吸引用マグネット31、31と磁性板47、47は可動体4を右方に付勢する第2の付勢機構として機能する。
上記のように可動体4が支持体3に支持された状態において、第1の可動用マグネット22と第1の可動用ヨーク29と第1の可動用コイル40によって第1の可動用駆動部71が構成され、第2の可動用マグネット23と第2の可動用コイル42と第3の可動用マグネット24と第3の可動用コイル43と第4の可動用マグネット25と第4の可動用コイル44と第2の可動用ヨーク30によって第2の可動用駆動部72が構成される。
第1の可動用駆動部71と第2の可動用駆動部72は可動体4を支持体3に対して動作させるための駆動部であり、第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44の少なくとも一つに対して通電が行われることにより、通電の向きに応じて可動体4が支持体3に対して所定の方向へ移動又は回動される。
可動体4の支持体3に対する移動方向は前後方向(Z方向)であり、可動体4の支持体3に対する回動方向は、図4に示すように、光軸Pに直交し軸方向が上下方向にされた第1の支点軸Q1を支点とした軸回り方向(ヨーイング方向)と光軸P及び第1の支点軸Q1にともに直交し軸方向が左右方向にされた第2の支点軸Q2を支点とした軸回り方向(ピッチング方向)である。
可動体4が支持体3に支持された状態において、可動体4は一部が支持体3の枠状部14に形成された配置孔14aに挿入されて配置され、全体が枠状部14の内周より内側に位置される。
このように可動体4が支持体3に支持された状態において、可動体4は枠状部14の内周より内側に位置されているため、枠状部14の内周より可動体4が外側に位置されず、光学装置1の小型化を図ることができる。
また、支持体3には光軸方向(前後方向)に貫通された枠状部14が設けられている。
従って、支持体3が高い剛性と軽量化を両立する形状である枠状部14を有するため、支持体3の高い剛性と軽量化を確保した上で可動体4の支持状態の安定化を図ることができる。
可動体4が支持体3に支持された状態において、上記したように、磁性板45、45がそれぞれ第2の可動用マグネット23(第1の吸引用マグネット26)と第4の可動用マグネット25(第1の吸引用マグネット26)に吸引され、可動体4が支持体3に対して付勢され下方へ引き寄せられる。
このように可動体4が支持体3に対して下方へ引き寄せられるため、コイル取付部38の下面に取り付けられた受け板46、46がそれぞれ第1の球体28、28に押し付けられ、可動体4が上下方向において第1の球体28、28を介して支持体3に支持される。
一方、可動体4が支持体3に支持された状態において、上記したように、磁性板47、47がそれぞれ第2の吸引用マグネット31、31に吸引され、可動体4が支持体3に対して付勢され右方へ引き寄せられる。
このように可動体4が支持体3に対して右方へ引き寄せられるため、取付面部39の右側面に取り付けられた受け板48が第2の球体33に押し付けられ、可動体4が左右方向において第2の球体33を介して支持体3に支持される。
尚、上記には、支持体3に第1の可動用マグネット22と第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25が取り付けられ、可動体4に第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44が取り付けられた例を示した。しかしながら、マグネットコイルの位置関係は逆でもよく、支持体3に第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44が取り付けられ、可動体4に第1の可動用マグネット22と第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25が取り付けられていてもよい。
但し、一般に、コイルの重量はマグネットの重量より小さいため、可動体4に第1の可動用コイル40等が取り付けられた方が動作される側である可動体4の軽量化が図られ、動作の高速化を図ることができると共に第1の可動用コイル40等への通電量を小さくすることが可能になり省電力化を図ることができる。
<光学装置の動作>
以下に、光学装置1における動作について説明する(図9乃至図14参照)。
尚、図9乃至図14は動作状態の理解を容易にするために簡略的な図として示しており、また、動作される支持体3又は可動体4に関し、動作前の状態を2点鎖線で示し動作後の状態を実線で示している。また、図9と図10に示す左右方向(X方向)への移動と上下方向(Y方向)への移動についての動作においては、動作前の状態と動作後の状態において支持体3と可動体4の一部の線が重なるため、動作状態の理解を容易にするために、図9において重なる線を上下方向に僅かにずらして示し、図10において重なる線を左右方向に僅かにずらして示している。
先ず、固定体2に対する支持体3の動作について説明する(図9乃至図11参照)。可動体4は支持体3に支持されているため、支持体3が固定体2に対して動作されたときには可動体4が支持体3と一体になって動作される。
第3の動作用駆動部63の第3の動作用コイル17と第4の動作用駆動部64の第4の動作用コイル18とに同じ方向への通電が行われると、支持体3が固定体2に対してX方向へ移動され、可動体4も支持体3と一体になって固定体2に対してX方向へ移動される(図9参照)。このとき第3の動作用コイル17と第4の動作用コイル18の内側に配置された各検出素子によって第3の動作用マグネット8と第4の動作用マグネット9の位置が検出され、この検出結果に基づいて固定体2に対する支持体3のX方向における移動位置が把握される。
第1の動作用駆動部61の第1の動作用コイル15と第2の動作用駆動部62の第2の動作用コイル16とに同じ方向(同位相)への通電が行われると、支持体3が固定体2に対してY方向へ移動され、可動体4も支持体3と一体になって固定体2に対してY方向へ移動される(図10参照)。このとき第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16の内側に配置された各検出素子によって第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7の位置が検出され、この検出結果に基づいて固定体2に対する支持体3のY方向における移動位置が把握される。
第1の動作用駆動部61の第1の動作用コイル15と第2の動作用駆動部62の第2の動作用コイル16とに反対方向(逆位相)への通電が行われると、支持体3が固定体2に対してローリング方向へ回動され、可動体4も支持体3と一体になって固定体2に対してローリング方向へ回動される(図11参照)。このとき第1の動作用コイル15と第2の動作用コイル16の内側に配置された各検出素子によって第1の動作用マグネット6と第2の動作用マグネット7の位置が検出され、この検出結果に基づいて固定体2に対する支持体3のローリング方向における回動位置が把握される。
次に、支持体3に対する可動体4の動作について説明する(図12乃至図14参照)。支持体3に対する可動体4の動作は、可動体4が支持体3に対して下方へ付勢され受け板46、46がそれぞれ第1の球体28、28に押し付けられると共に可動体4が支持体3に対して右方へ付勢され受け板48が第2の球体33に押し付けられた状態で行われる。従って、支持体3に対して可動体4が動作されるときには、第1の球体28、28と第2の球体33が第1の球体支持部材27、27と第2の球体支持部材32と受け板46、46、48に対して転動される。
第1の可動用駆動部71の第1の可動用コイル40と第2の可動用駆動部72の第3の可動用コイル43に同じ方向への通電が行われた状態において、第2の可動用駆動部72の第2の可動用コイル42と第4の可動用コイル44に互いに反対方向への通電が行われると、可動体4が支持体3に対してヨーイング方向へ回動される(図12参照)。このとき第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44の内側に配置された各検出素子によって第1の可動用マグネット22と第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25の位置が検出され、この検出結果に基づいて支持体3に対する可動体4のヨーイング方向における回動位置が把握される。
第1の可動用駆動部71の第1の可動用コイル40と、第2の可動用駆動部72の第2の可動用コイル42、第3の可動用コイル43及び第4の可動用コイル44とに互いに反対方向への通電が行われると、可動体4が支持体3に対してピッチング方向へ回動される(図13参照)。このとき第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44の内側に配置された各検出素子によって第1の可動用マグネット22と第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25の位置が検出され、この検出結果に基づいて支持体3に対する可動体4のピッチング方向における回動位置が把握される。
尚、可動体4の支持体3に対するピッチング方向への回動は、第3の可動用コイル43に通電が行われない状態で、第1の可動用コイル40と、第2の可動用コイル42及び第4の可動用コイル44に互いに反対方向への通電が行われることにより行われてもよい。また、可動体4の支持体3に対するピッチング方向への回動は、第2の可動用コイル42と第4の可動用コイル44に通電が行われない状態で、第1の可動用コイル40と第3の可動用コイル43に互いに反対方向への通電が行われることにより行われてもよい。
第1の可動用駆動部71の第1の可動用コイル40と第2の可動用駆動部72の第2の可動用コイル42、第3の可動用コイル43及び第4の可動用コイル44とに同じ方向への通電が行われると、可動体4が支持体3に対してZ方向(光軸方向)へ移動される(図14参照)。このとき第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第3の可動用コイル43と第4の可動用コイル44の内側に配置された各検出素子によって第1の可動用マグネット22と第2の可動用マグネット23と第3の可動用マグネット24と第4の可動用マグネット25の位置が検出され、この検出結果に基づいて支持体3に対する可動体4のZ方向における移動位置が把握される。
尚、可動体4の支持体3に対する光軸方向への移動は、第1の可動用コイル40と第2の可動用コイル42と第4の可動用コイル44のみに同じ方向への通電が行われることにより行われてもよく、第1の可動用コイル40と第3の可動用コイル43のみに同じ方向への通電が行われることにより行われてもよい。
<その他>
上記のように光学装置1にあっては、可動体4が支持体3に対してZ方向(光軸方向)へ移動されるが、Z方向への移動時における可動体4の支持体3からの脱落や可動体4のZ方向への過度の移動を防止するための移動規制部が設けられていることが望ましい。
例えば、可動体4のコイル取付部37の前後両端部とコイル取付部38の前後両端部とにそれぞれ外方に突出された移動規制部37a、37a、・・・、38a、38a、・・・を設けることが可能である(図15参照)。移動規制部37a、38aを設けることにより、可動体4が支持体3に対してZ方向へ移動されたときに、移動規制部37a、38aが第1の可動用ヨーク29の前後両面と第2の可動用ヨーク30の前後両面とに接触可能であるため、接触した位置において可動体4の移動が規制される。
また、上記には、第1の吸引用マグネット26、26と第2の吸引用マグネット31、31が支持体3に設けられ、磁性板45、45、47、47が可動体4に設けられて第1の付勢機構と第2の付勢機構が構成された例を示した。逆に、磁性板45、45、47、47が支持体3に設けられ、第1の吸引用マグネット26、26と第2の吸引用マグネット31、31が可動体4に設けられて第1の付勢機構と第2の付勢機構が構成されていてもよい。
さらに、第1の付勢機構と第2の付勢機構はマグネットと磁性板による構成に限られることはなく、支持体3と可動体4を連結するバネ等の弾性部材によって構成されてもよい。
さらにまた、上記には、第1の付勢機構と第2の付勢機構によって可動体4が支持体3に下方及び右方に付勢された例を示したが、第1の付勢機構と第2の付勢機構により可動体4の付勢方向は上方又は下方の何れか一方向と左方又は右方の何れか一方向とにされていればよい。
<四つの動作用駆動部の配置例>
以下に、支持体3を固定体2に対して動作させる第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62と第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64の配置例について説明する(図16乃至図22参照)。尚、図16乃至図22には、説明の理解を容易にするために各部を模式的に示している。
第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62は支持体3を固定体2に対してY方向へ移動させる動作用駆動部であり、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64は支持体3を固定体2に対してX方向へ移動させる動作用駆動部である。
第1の配置例は、図16に示すように、固定体2(支持体3)の下端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の上方において左右に離隔して配置されている。
第1の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第2の配置例は、図17に示すように、固定体2(支持体3)の上下両端部にそれぞれ第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の左方において上下に離隔して配置されている。
第2の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第3の配置例は、図18に示すように、固定体2(支持体3)の上下両端部にそれぞれ第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の右方において上下に離隔して配置されている。
第3の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第4の配置例は、図19に示すように、固定体2(支持体3)の上端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の右端部において上下に離隔して配置されている。
第4の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生するか第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第5の配置例は、図20に示すように、固定体2(支持体3)の上端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の左端部において上下に離隔して配置されている。
第5の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生するか第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第6の配置例は、図21に示すように、固定体2(支持体3)の下端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の右端部において上下に離隔して配置されている。
第6の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生するか第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第7の配置例は、図22に示すように、固定体2(支持体3)の下端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の左端部において上下に離隔して配置されている。
第7の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
<三つの動作用駆動部の配置例>
上記には、支持体3を固定体2に対して動作させる構成として四つの動作用駆動部が設けられた例を示したが、支持体3を固定体2に対して動作させる構成は、以下に示すように、三つの動作用駆動部が設けられた構成であってもよい。
以下に、三つの動作用駆動部の配置例について説明する(図23乃至図30参照)。尚、図23乃至図30には、説明の理解を容易にするために各部を模式的に示している。
以下に示す配置例は、何れも第1の動作用駆動部61と第3の動作用駆動部63に加え、第2の動作用駆動部62又は第4の動作用駆動部64の何れか一方が設けられた例である。第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62は支持体3を固定体2に対してY方向へ移動させる動作用駆動部であり、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64は支持体3を固定体2に対してX方向へ移動させる動作用駆動部である。
第1の配置例は、図23に示すように、固定体2(支持体3)の上端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の下方において固定体2(支持体3)の右端部に配置されている。
第1の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63に推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第2の配置例は、図24に示すように、固定体2(支持体3)の下端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の上方において固定体2(支持体3)の右端部に配置されている。
第2の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63に推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第3の配置例は、図25に示すように、固定体2(支持体3)の上端部に第1の動作用駆動部61が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が第1の動作用駆動部61の右方において上下に離隔して配置されている。
第3の配置例においては、第1の動作用駆動部61に推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第4の配置例は、図26に示すように、固定体2(支持体3)の下端部に第1の動作用駆動部61が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が第1の動作用駆動部61の右方において上下に離隔して配置されている。
第4の配置例においては、第1の動作用駆動部61に推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第5の配置例は、図27に示すように、固定体2(支持体3)の上端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の下方において固定体2(支持体3)の左端部に配置されている。
第5の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63に推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第6の配置例は、図28に示すように、固定体2(支持体3)の下端部において第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62が左右に離隔して配置され、第3の動作用駆動部63が第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の上方において固定体2(支持体3)の左端部に配置されている。
第6の配置例においては、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63に推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第7の配置例は、図29に示すように、固定体2(支持体3)の上端部に第1の動作用駆動部61が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の左端部において上下に離隔して配置されている。
第7の配置例においては、第1の動作用駆動部61に推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
第8の配置例は、図30に示すように、固定体2(支持体3)の下端部に第1の動作用駆動部61が配置され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が固定体2(支持体3)の左端部において上下に離隔して配置されている。
第8の配置例においては、第1の動作用駆動部61に推力が発生することにより支持体3がY方向へ移動され、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に同じ方向への推力が発生することにより支持体3がX方向へ移動される。また、例えば、第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64に反対方向への推力が発生することにより支持体3がローリング方向へ回動される。
上記したように、支持体3を固定体2に対して動作させる三つの動作用駆動部が設けられ、二つの動作用駆動部が第1の支点軸の軸方向(上下方向)又は第2の支点軸の軸方向(左右方向)に離隔して配置され、二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部が二つの動作用駆動部を結ぶ方向に直交する方向において二つの動作用駆動部と離隔して配置されている。
従って、支持体3が固定体2に対して三つの動作用駆動部によって第1の移動方向と第2の移動方向と光軸回り方向に動作されるため、少ない動作用駆動部によって支持体3が動作され、簡素な構造によって支持体3を固定体2に対して動作させることができる。
また、動作用駆動部の数が少ないため、撮像装置1の部品点数の削減及び軽量化を図ることができる。
<四つの駆動部を有する可動用駆動部の配置例>
上記した第1の可動用駆動部71は第1の可動用マグネット22と第1の可動用コイル40を有し、第2の可動用駆動部72は第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25と第2の可動用コイル42、第3の可動用コイル43及び第4の可動用コイル44を有している。
第1の可動用マグネット22と第1の可動用コイル40は第1の駆動部として機能し、第2の可動用マグネット23と第2の可動用コイル42は第2の駆動部として機能し、第3の可動用マグネット24と第3の可動用コイル43は第3の駆動部として機能し、第4の可動用マグネット25と第4の可動用コイル44は第4の駆動部として機能する。
以下に、第1の駆動部と第2の駆動部と第3の駆動部と第4の駆動部の配置例について説明する(図31乃至図35参照)。尚、図31乃至図35には、説明の理解を容易にするために各部を模式的に示している。
以下には、第1の駆動部と第2の駆動部と第3の駆動部と第4の駆動部をそれぞれ第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84として説明する。第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84は何れも可動体4に前後方向(光軸方向)への推力を付与する駆動部である。
尚、支持体3と可動体4には、上記したように、可動体4を下方に付勢する第1の付勢機構と可動体4を右方に付勢する第2の付勢機構が設けられているが、これらの第1の付勢機構と第2の付勢機構は以下に示す各例において何れの位置に設けられていてもよく、第1の付勢機構と第2の付勢機構についての説明及び図示は省略する。
また、上記には、第1の付勢機構が第2の可動用マグネット23(第1の吸引用マグネット26)と第4の可動用マグネット25(第1の吸引用マグネット26)と磁性板45、45によって構成され、第2の付勢機構が第2の吸引用マグネット31、31と磁性板47、47によって構成された例について説明した。但し、第1の付勢機構と第2の付勢機構のマグネットは、何れの可動用マグネットが兼用されて用いられていてもよく、また、可動用マグネットとは別の専用のマグネットが用いられていてもよい。
第1の配置例は、図31に示すように、支持体3(可動体4)の下端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の上端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84が左右方向において順に並んで配置されている。
第1の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第4の駆動部84に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第2の配置例は、図32に示すように、支持体3(可動体4)の左端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の右端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84が上下方向において順に並んで配置されている。
第2の配置例においては、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第4の駆動部84に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第3の配置例は、図33に示すように、支持体3(可動体4)の右端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の左端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84が上下方向において順に並んで配置されている。
第3の配置例においては、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第4の駆動部84に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第4の配置例は、図34に示すように、支持体3(可動体4)の上端部に第1の駆動部81と第2の駆動部82が左右に離隔して配置され、支持体3(可動体4)の下端部に第3の駆動部83と第4の駆動部84が左右に離隔して配置されている。
第4の配置例においては、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生し第2の駆動部82と第4の駆動部84に第1の駆動部81と第3の駆動部83に対して反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82に同じ方向への推力が発生し第3の駆動部83と第4の駆動部84に第1の駆動部81と第2の駆動部82に対して反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第5の配置例は、図35に示すように、支持体3(可動体4)の左端部に第1の駆動部81と第3の駆動部83が上下に離隔して配置され、支持体3(可動体4)の右端部に第2の駆動部82と第4の駆動部84が上下に離隔して配置されている。
第5の配置例においては、例えば、第1の駆動部81と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生し第2の駆動部82と第4の駆動部84に第1の駆動部81と第3の駆動部83に対して反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82に同じ方向への推力が発生し第3の駆動部83と第4の駆動部84に第1の駆動部81と第2の駆動部82に対して反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
<三つの駆動部を有する可動用駆動部の配置例>
上記には、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83と第4の駆動部84を有する可動用駆動部の配置例を示したが、光学装置1においては第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83によって可動用駆動部を構成することが可能である。
以下に、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83の配置例について説明する(図36乃至図47参照)。尚、図36乃至図47には、説明の理解を容易にするために各部を模式的に示している。
尚、以下の配置例においても、第1の付勢機構と第2の付勢機構は何れの位置に設けられていてもよく、第1の付勢機構と第2の付勢機構についての説明及び図示は省略する。また、第1の付勢機構と第2の付勢機構のマグネットは、何れの可動用マグネットが兼用されて用いられていてもよく、また、可動用マグネットとは別の専用のマグネットが用いられていてもよい。
第1の配置例は、図36に示すように、支持体3(可動体4)の上端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の下端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第1の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第2の配置例は、図37に示すように、支持体3(可動体4)の下端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の上端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第2の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第3の配置例は、図38に示すように、支持体3(可動体4)の左端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の右端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第3の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第4の配置例は、図39に示すように、支持体3(可動体4)の右端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の左端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第4の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第5の配置例は、図40に示すように、支持体3(可動体4)の左端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の下端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第5の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第6の配置例は、図41に示すように、支持体3(可動体4)の右端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の下端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第6の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第7の配置例は、図42に示すように、支持体3(可動体4)の左端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の上端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第7の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第8の配置例は、図43に示すように、支持体3(可動体4)の右端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の上端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が左右方向に離隔して配置されている。
第8の配置例においては、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第9の配置例は、図44に示すように、支持体3(可動体4)の上端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の右端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第9の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第10の配置例は、図45に示すように、支持体3(可動体4)の下端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の右端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第10の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第11の配置例は、図46に示すように、支持体3(可動体4)の下端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の左端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第11の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
第12の配置例は、図47に示すように、支持体3(可動体4)の上端部に第1の駆動部81が配置され、支持体3(可動体4)の左端部に第2の駆動部82と第3の駆動部83が上下方向に離隔して配置されている。
第12の配置例においては、例えば、第1の駆動部81に一方への推力が発生し第2の駆動部82と第3の駆動部83に第1の駆動部81とは反対方向への推力が発生することにより可動体4がヨーイング方向へ回動され、例えば、第2の駆動部82と第3の駆動部83に反対方向への推力が発生することにより可動体4がピッチング方向へ回動される。また、例えば、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83に同じ方向への推力が発生することにより可動体4が光軸方向へ移動される。
上記したように、第1の駆動部81と第2の駆動部82と第3の駆動部83の三つの駆動部によって可動用駆動部を構成することにより、支持体3が固定体2に対して三つの駆動部によって第1の移動方向と第2の移動方向と光軸回り方向に動作されるため、少ない駆動部によって支持体3が動作され、簡素な構造によって支持体3を固定体2に対して動作させることができる。
また、駆動部の数が少ないため、撮像装置1の部品点数の削減及び軽量化を図ることができる。
<撮像装置の一実施形態>
図48に、本技術撮像装置の一実施形態によるビデオカメラのブロック図を示す。
撮像装置100は、撮像機能を担う交換レンズ300と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部91と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部92とを有している。また、撮像装置100は、撮影された画像等を表示する表示部(ディスプレイ)93と、メモリー98への画像信号の書込及び読出を行うR/W(リーダ/ライタ)94と、撮像装置100の全体を制御するCPU(Central Processing Unit)95と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等の操作部202と、交換レンズ300に配置されたレンズ群96等の駆動を制御する駆動制御部97とを備えている。
カメラ信号処理部91は、光学素子(撮像素子)50からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部92は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
表示部93はユーザーの操作部202に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。尚、撮像装置100においては、表示部93が設けられていなくてもよく、撮影された画像データが他の表示装置に送出されて画像が表示されるように構成されていてもよい。
R/W94は、画像処理部92によって符号化された画像データのメモリー98への書込及びメモリー98に記録された画像データの読出を行う。
CPU95は、撮像装置100に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、操作部202からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
操作部202はユーザーによる操作に応じた指示入力信号をCPU95に対して出力する。
駆動制御部97は、CPU95からの制御信号に基づいてレンズ群96を移動させる駆動源、例えば、ズーム用モーターやフォーカス用モーター等を制御する。
メモリー98は、例えば、R/W94に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置100における動作を説明する。
撮影の待機状態では、CPU95による制御の下で、撮影された画像信号がカメラ信号処理部91を介して表示部93に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、操作部202からの指示入力信号が入力されると、CPU95が駆動制御部97に制御信号を出力し、駆動制御部97の制御に基づいてレンズ群96が移動される。
操作部202からの指示入力信号により撮影動作が行われると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部91から画像処理部92に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはR/W94に出力され、メモリー98に書き込まれる。
メモリー98に記録された画像データを再生する場合には、操作部202に対する操作に応じて、R/W94によってメモリー98から所定の画像データが読み出され、画像処理部92によって伸張復号化処理が行われた後に、再生画像信号が表示部93に出力されて再生画像が表示される。
<まとめ>
以上に記載した通り、光学装置1及び撮像装置100は、可動体4が支持体3に第1の球体28、28と第2の球体33を介して支持され、可動体4が支持体3に対して光軸方向へ移動可能にされると共に第1の支点軸Q1を支点とした第1の回動方向と第2の支点軸Q2を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされている。
従って、可動体4が支持体3に第1の球体28、28と第2の球体33を介して支持された状態で光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に動作されるため、第1の球体28、28と第2の球体33が可動体4に対して転動されて可動体4が動作され、可動体4の円滑な動作状態を確保した上で機能性の向上を図ることができる。
また、光学素子50の光軸方向における位置を自由に調整することが可能であるため、接写用アダプターを装着することなく最短撮影距離の一層の短縮化を図ることが可能である。
さらに、光学素子50を光軸方向へ移動させることができるため、光軸方向における手振れ補正機能やオートフォカス機能を実行させることができる他に、光学素子50に付着された塵埃の振るい落としを効果的に行うことが可能である。
さらにまた、第1の支点軸Q1を支点とした第1の回動方向と第2の支点軸Q2を支点とした第2の回動方向への回動動作により、チルトアダプターを装着することなく、あおり撮影やパンフォーカス撮影やミニチュア風撮影等の各種のチルト撮影を行うことが可能である。
また、可動体4が支持体3に二つの第1の球体28、28を介して支持されているため、支持体3に対する可動体4の光軸回り方向への回転が規制され、可動体4を支持体3に対して光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向へ高い精度で動作させることができる。
尚、上記には、二つの第1の球体28、28と一つの第2の球体33が設けられた例を示したが、逆に、一つの第1の球体28と二つの第2の球体33、33が設けられていてもよい。また、第1の球体28と第2の球体33が何れも二つ以上設けられていてもよい。
さらに、可動体4が第1の支点軸Q1の軸方向において第1の球体28、28に押し付けられる方向へ付勢されている。
従って、可動体4が第1の球体28、28に押し付けられると共に第1の球体28、28が支持体3に押し付けられ、第1の支点軸Q1の軸方向において可動体4の第1の球体28、28に対するガタツキが生じず、可動体4を支持体3に対して第2の回動方向へ高い精度で動作させることができる。
さらにまた、可動体4が第2の支点軸Q2の軸方向において第2の球体33に押し付けられる方向へ付勢されている。
従って、可動体4が第2の球体33に押し付けられると共に第2の球体33が支持体3に押し付けられ、第2の支点軸Q2の軸方向において可動体4の第2の球体33に対するガタツキが生じず、可動体4を支持体3に対して第1の回動方向へ高い精度で動作させることができる。
また、支持体3と可動体4の一方に第1の吸引用マグネット26、26と第2の吸引用マグネット31、31が配置され他方に磁性板45、45、47、47が配置され、磁性板45、45、47、47がそれぞれ第1の吸引用マグネット26、26と第2の吸引用マグネット31、31に引き寄せられることにより可動体4が付勢されている。
従って、支持体3と可動体4の一方に配置された磁性板45、45、47、47が他方に配置された第1の吸引用マグネット26、26と第2の吸引用マグネット31、31に引き寄せられて可動体4が付勢されるため、可動体4の付勢を簡素な構造によって確実に行うことができる。
さらに、可動体4を支持体3に対して動作させる第2の可動用駆動部72に設けられた第2の可動用マグネット23と第4の可動用マグネット25が第1の吸引用マグネット26、26として設けられている。
従って、可動体4を支持体3に対して動作させる第2の可動用マグネット23と第4の可動用マグネット25が可動体4を付勢する第1の吸引用マグネット26、26として用いられるため、駆動用の第2の可動用マグネット23及び第4の可動用マグネット25と吸引用の第1の吸引用マグネット26、26を各別に設ける必要がなく、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
さらにまた、上下又は左右に離隔して位置され可動体4を支持体3に対して動作させる駆動部として、第1の可動用駆動部71と第2の可動用駆動部72の二つの可動用駆動部が設けられている。
従って、二つの可動用駆動部によって可動体4が支持体3に対して光軸方向へ移動されると共に第1の回動方向と第2の回動方向へ回動されるため、可動用駆動部の数が少なく、可動体4を支持体3に対して簡素な構造によって動作させることができる。
加えて、第1の可動用駆動部71に第1の可動用マグネット22と第1の可動用コイル40が設けられ、第2の可動用駆動部72に第2の可動用マグネット23、第3の可動用マグネット24及び第4の可動用マグネット25と第2の可動用コイル42、第3の可動用コイル43及び第4の可動用コイル44が設けられている。
従って、一つのマグネットとコイルが設けられた第1の可動用駆動部71を含む二つの可動用駆動部によって可動体4が支持体3に対して光軸方向へ移動されると共に第1の回動方向と第2の回動方向へ回動されるため、可動用駆動部の部品点数が少なく、可動体4を支持体3に対して簡素な構造によって動作させることができる。
また、支持体3を移動自在に支持する固定体2が設けられ、支持体3が固定体2に対して光軸Pに直交する第1の移動方向(X方向)と光軸方向及び第1の移動方向に直交する第2の移動方向(Y方向)へ移動可能にされている。
従って、可動体4が固定体2に対して光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向に加えて第1の移動方向と第2の移動方向に動作可能とされるため、光学装置1の機能性の向上を図ることができる。
さらに、光学素子50として撮像素子が設けられているため、可動体4の光軸方向への移動により撮像素子50が光軸方向へ移動され、フランジバックの調整を容易に行うことができる。
さらにまた、支持体3が固定体2に対して光軸回り方向へ回動可能とされている。
従って、可動体4が固定体2に対して光軸方向と第1の回動方向と第2の回動方向と第1の移動方向と第2の移動方向に加えて光軸回り方向に動作可能とされるため、光学装置1の一層の機能性の向上を図ることができる。
加えて、支持体3を固定体2に対して動作させる動作用駆動部として第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62と第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64が設けられ、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62を結ぶ方向が第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64を結ぶ方向と同じ方向にされている。
従って、第1の動作用駆動部61と第2の動作用駆動部62の位置関係と第3の動作用駆動部63と第4の動作用駆動部64の位置関係とが配置方向において同じにされているため、四つの動作用駆動部がバランスのよい配置となり、支持体3の固定体2に対する安定した動作状態を確保することができる。
<本技術>
本技術は、以下のような構成にすることができる。
(1)
光学素子を有する可動体と、
前記可動体を支持する支持体と、
光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、
前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、
前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、
前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされた
光学装置。
(2)
前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が複数設けられた
前記(1)に記載の光学装置。
(3)
前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向へ付勢された
前記(1)又は前記(2)に記載の光学装置。
(4)
前記可動体が前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向へ付勢された
前記(1)から前記(3)の何れかに記載の光学装置。
(5)
前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向と前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向との少なくとも一方の方向へ付勢され、
前記支持体と前記可動体の一方にマグネットが配置され他方に磁性板が配置され、
前記磁性板が前記マグネットに引き寄せられることにより前記可動体が付勢された
前記(1)から前記(4)の何れかに記載の光学装置。
(6)
前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向において前記マグネットと並んで位置された
前記(5)に記載の光学装置。
(7)
前記第1の球体と前記第2の球体をそれぞれ転動自在に支持する球体支持部材が設けられ、
前記マグネットが配置された配置ベースが設けられ、
前記配置ベースに前記球体支持部材が配置された
前記(6)に記載の光学装置。
(8)
前記可動体を前記支持体に対して動作させる可動用駆動部に前記マグネットが設けられた
前記(5)から前記(7)の何れかに記載の光学装置。
(9)
上下又は左右に離隔して位置され前記可動体を前記支持体に対して動作させる二つの可動用駆動部が設けられた
前記(1)から前記(8)の何れかに記載の光学装置。
(10)
前記可動用駆動部の一方に一つのマグネットと一つのコイルが設けられ、
前記可動用駆動部の他方に複数のマグネットと複数のコイルが設けられた
前記(9)に記載の光学装置。
(11)
前記可動体に光軸方向に貫通された枠部が設けられ、
前記枠部に前記光学素子が保持された
前記(1)から前記(10)の何れかに記載の光学装置。
(12)
前記支持体に光軸方向に貫通された枠状部が設けられた
前記(1)から前記(11)の何れかに記載の光学装置。
(13)
前記可動体が前記枠状部の内周より内側に位置された
前記(12)に記載の光学装置。
(14)
前記光学素子として撮像素子が設けられた
前記(1)から前記(13)の何れかに記載の光学装置。
(15)
前記支持体を移動自在に支持する固定体が設けられ、
前記支持体が前記固定体に対して光軸に直交する第1の移動方向と前記光軸方向及び前記第1の移動方向に直交する第2の移動方向へ移動可能にされた
前記(1)から前記(14)の何れかに記載の光学装置。
(16)
前記支持体が前記固定体に対して光軸回り方向へ回動可能とされた
前記(15)に記載の光学装置。
(17)
前記支持体を前記固定体に対して動作させる三つの動作用駆動部が設けられ、
前記三つの動作用駆動部のうち二つの動作用駆動部が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向に離隔して配置され、
前記三つの動作用駆動部のうち前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部が前記二つの動作用駆動部を結ぶ方向に直交する方向において前記二つの動作用駆動部と離隔して配置された
前記(16)に記載の光学装置。
(18)
前記二つの動作用駆動部として第1の動作用駆動部と第2の動作用駆動部が設けられ、
前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部として第3の動作用駆動部が設けられ、
前記支持体を前記固定体に対して動作させる動作用駆動部として第4の動作用駆動部が設けられ、
前記第4の動作用駆動部が前記第1の動作用駆動部と前記第2の動作用駆動部を結ぶ方向において前記第3の動作用駆動部と離隔して配置された
前記(17)に記載の光学装置。
(19)
前記支持体が前記固定体の外周より内側に位置された
前記(15)から前記(18)の何れかに記載の光学装置。
(20)
光学素子を動作させる光学装置を備え光学系を介して取り込まれた光学像を電気的信号に変換して撮像動作が行われ、
前記光学装置は、
前記光学素子を有する可動体と、
前記可動体を支持する支持体と、
光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、
前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、
前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、
前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされた
撮像装置。
100…撮像装置、1…光学装置、2…固定体、3…支持体、4…可動体、6…第1の動作用マグネット、7…第2の動作用マグネット、8…第3の動作用マグネット、9…第4の動作用マグネット、14…枠状部、19…第1の配置ベース、20…第2の配置ベース、21…第3の配置ベース、22…第1の可動用マグネット、23…第2の可動用マグネット、24…第3の可動用マグネット、25…第4の可動用マグネット、26…第1の吸引用マグネット、27…第1の球体支持部材、28…第1の球体、31…第2の吸引用マグネット、32…第2の球体支持部材、33…第2の球体、36…枠部、40…第1の可動用コイル、42…第2の可動用コイル、43…第3の可動用コイル、44…第4の可動用コイル、45…磁性板、47…磁性板、50…光学素子、61…第1の動作用駆動部、62…第2の動作用駆動部、63…第3の動作用駆動部、64…第4の動作用駆動部、71…第1の可動用駆動部、72…第2の可動用駆動部

Claims (20)

  1. 光学素子を有する可動体と、
    前記可動体を支持する支持体と、
    光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、
    前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、
    前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、
    前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされた
    光学装置。
  2. 前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が複数設けられた
    請求項1に記載の光学装置。
  3. 前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向へ付勢された
    請求項1又は請求項2に記載の光学装置。
  4. 前記可動体が前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向へ付勢された
    請求項1から請求項3の何れかに記載の光学装置。
  5. 前記可動体が前記第1の支点軸の軸方向において前記第1の球体に押し付けられる方向と前記第2の支点軸の軸方向において前記第2の球体に押し付けられる方向との少なくとも一方の方向へ付勢され、
    前記支持体と前記可動体の一方にマグネットが配置され他方に磁性板が配置され、
    前記磁性板が前記マグネットに引き寄せられることにより前記可動体が付勢された
    請求項1から請求項4の何れかに記載の光学装置。
  6. 前記第1の球体と前記第2の球体の少なくとも一方が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向において前記マグネットと並んで位置された
    請求項5に記載の光学装置。
  7. 前記第1の球体と前記第2の球体をそれぞれ転動自在に支持する球体支持部材が設けられ、
    前記マグネットが配置された配置ベースが設けられ、
    前記配置ベースに前記球体支持部材が配置された
    請求項6に記載の光学装置。
  8. 前記可動体を前記支持体に対して動作させる可動用駆動部に前記マグネットが設けられた
    請求項5から請求項7の何れかに記載の光学装置。
  9. 上下又は左右に離隔して位置され前記可動体を前記支持体に対して動作させる二つの可動用駆動部が設けられた
    請求項1から請求項8の何れかに記載の光学装置。
  10. 前記可動用駆動部の一方に一つのマグネットと一つのコイルが設けられ、
    前記可動用駆動部の他方に複数のマグネットと複数のコイルが設けられた
    請求項9に記載の光学装置。
  11. 前記可動体に光軸方向に貫通された枠部が設けられ、
    前記枠部に前記光学素子が保持された
    請求項1から請求項10の何れかに記載の光学装置。
  12. 前記支持体に光軸方向に貫通された枠状部が設けられた
    請求項1から請求項11の何れかに記載の光学装置。
  13. 前記可動体が前記枠状部の内周より内側に位置された
    請求項12に記載の光学装置。
  14. 前記光学素子として撮像素子が設けられた
    請求項1から請求項13の何れかに記載の光学装置。
  15. 前記支持体を移動自在に支持する固定体が設けられ、
    前記支持体が前記固定体に対して光軸に直交する第1の移動方向と前記光軸方向及び前記第1の移動方向に直交する第2の移動方向へ移動可能にされた
    請求項1から請求項14の何れかに記載の光学装置。
  16. 前記支持体が前記固定体に対して光軸回り方向へ回動可能とされた
    請求項15に記載の光学装置。
  17. 前記支持体を前記固定体に対して動作させる三つの動作用駆動部が設けられ、
    前記三つの動作用駆動部のうち二つの動作用駆動部が前記第1の支点軸の軸方向又は前記第2の支点軸の軸方向に離隔して配置され、
    前記三つの動作用駆動部のうち前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部が前記二つの動作用駆動部を結ぶ方向に直交する方向において前記二つの動作用駆動部と離隔して配置された
    請求項16に記載の光学装置。
  18. 前記二つの動作用駆動部として第1の動作用駆動部と第2の動作用駆動部が設けられ、
    前記二つの動作用駆動部以外の動作用駆動部として第3の動作用駆動部が設けられ、
    前記支持体を前記固定体に対して動作させる動作用駆動部として第4の動作用駆動部が設けられ、
    前記第4の動作用駆動部が前記第1の動作用駆動部と前記第2の動作用駆動部を結ぶ方向において前記第3の動作用駆動部と離隔して配置された
    請求項17に記載の光学装置。
  19. 前記支持体が前記固定体の外周より内側に位置された
    請求項15から請求項18の何れかに記載の光学装置。
  20. 光学素子を動作させる光学装置を備え光学系を介して取り込まれた光学像を電気的信号に変換して撮像動作が行われ、
    前記光学装置は、
    前記光学素子を有する可動体と、
    前記可動体を支持する支持体と、
    光軸に直交する第1の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第1の球体と、
    前記光軸及び前記第1の支点軸にともに直交する第2の支点軸の軸方向において前記可動体と前記支持体の間に位置された転動可能な少なくとも一つの第2の球体とを備え、
    前記可動体が前記支持体に前記第1の球体と前記第2の球体を介して支持され、
    前記可動体が前記支持体に対して光軸方向へ移動可能にされると共に前記第1の支点軸を支点とした第1の回動方向と前記第2の支点軸を支点とした第2の回動方向へ回動可能とされた
    撮像装置。
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