JPWO2012172802A1 - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

本願に開示された撮像装置は、被写体からの光を集光する少なくとも１つのレンズと、１つのレンズを支持するレンズホルダとを含む可動レンズユニットと、本体ベースと、少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、可動レンズユニットを支持する本体ベースと、本体ベースに支持されており、可動レンズユニットを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、可動ユニットおよび／または本体ベースに設けられ、可動レンズユニットを第１、第２および第３の方向に駆動する駆動機構と、可動ユニットと本体ベースとの間に設けられた複数の歪み検出素子とを備える。

Description

本願は、光学系を１つのアクチュエータでレンズ群を３軸以上の方向に駆動することにより、光学特性の調整あるいは光学性能の向上を行うことが可能な撮像装置に関する。
近年、デジタルスチルカメラが急速に普及してきている。デジタルスチルカメラにはより小型、低価格であることが求められ、また、高い性能も求められている。このため、昨今のデジタルスチルカメラには、ズーム機構、オートフォーカス機構、あるいは光学手ブレ補正機構などの、性能を高める機構が設けられている。しかし、これらを装備するとカメラが大型化し、製造コストもかかるため、この矛盾を解決する方法が求められている。
図１４は、特許文献１に開示された、一般的なデジタルスチルカメラのレンズ光学系１００を示している。図１４に示すように、レンズ光学系１００はズーム光学系であり、ズーム機構、フォーカス調整機構、および光学手ブレ補正機構や露光調整を行うための絞りなどが設けられたアイリスを備える。
レンズ光学系１００は、鏡筒本体１０１を含む。まず、鏡筒本体１０１に取り付けられた固定レンズについて説明する。鏡筒本体１０１には、中央部固定レンズユニット１１０および撮像側固定レンズユニット１３０が設けられている。中央部固定レンズユニット１１０は、中央部固定レンズホルダ１１１に保持されることによって鏡筒本体１０１に固定された中央部固定レンズ１１３を含む。撮像側固定レンズユニット１３０は、撮像側固定レンズホルダ１３１に保持された状態で鏡筒本体１０１に嵌合され、撮像側固定レンズ押さえ１３５により固定された撮像側固定レンズ１３３を含む。
続いてズーム機構について説明する。ズーム機構は、鏡筒本体１０１に設けられ、レンズユニットが移動する際のガイドとなるズーム主軸１０５Ｍおよびズーム副軸１０５Ｓを含む。また、第１ズームレンズユニット１５０および第２ズームレンズユニット１７０を含む。第１ズームレンズユニット１５０は、第１ズームレンズ１５３および第１ズームレンズ１５３を保持する第１ズームレンズホルダ１５１を含む。同様に、第２ズームレンズユニット１７０は、第２ズームレンズ１７３および第２ズームレンズ１７３を保持する第２ズームレンズホルダ１７１を含む。第１ズームレンズホルダ１５１の第１ズーム主軸受け１５２Ｍおよび第１ズーム副軸受け１５２Ｓが移動可能なようにズーム主軸１０５Ｍおよびズーム副軸１０５Ｓに支持されており、これによって、第１ズームレンズ１５３が光軸（一点鎖線で示す）方向に移動する。同様に、第２ズームレンズホルダ１７１の第２ズーム主軸受け１７２Ｍおよび第２ズーム副軸受け１７２Ｓが移動可能なようにズーム主軸１０５Ｍおよびズーム副軸１０５Ｓに支持されており、これによって、第２ズームレンズ１７３が光軸方向に移動する。
次にフォーカス調整機構について説明する。フォーカス調整機構は、フォーカス調整ユニット１４０およびフォーカスレンズユニット１８０を含む。フォーカス調整ユニット１４０は、フォーカス調整ユニット主フレーム１４２Ｍおよびフォーカス調整ユニット副フレーム１４２Ｓと、これらに設けられたフォーカス調整ユニット主軸受け１４３Ｍおよびフォーカス調整ユニット副軸受け１４３Ｓと、フォーカスモータ１４１と、フォーカス調整レンズ駆動スクリュー１４５Ｇとを含む。フォーカス調整ユニット主軸受け１４３Ｍおよびフォーカス調整ユニット副軸受け１４３Ｓは、ズーム主軸１０５Ｍおよびズーム副軸１０５Ｓにそれぞれ支持されている。フォーカスモータ１４１がフォーカス調整レンズ駆動スクリュー１４５Ｇを矢印ＤＣの方向に回転させることによって、フォーカス調整ユニット主フレーム１４２Ｍおよびフォーカス調整ユニット副フレーム１４２Ｓが光軸方向へ移動する。
フォーカスレンズユニット１８０は、フォーカス調整レンズホルダ１８１およびフォーカス調整レンズホルダ１８３に支持されたフォーカス調整レンズ１８３を含む。フォーカス調整レンズホルダ１８１には、フォーカス調整レンズナット１８２Ｎおよびフォーカスレンズ調整レンズ副軸受け１８２Ｓが設けられている。フォーカス調整レンズナット１８２Ｎはフォーカス調整レンズ駆動スクリュー１４５Ｇに設けられた螺旋状の溝と係合した状態で軸方向への移動が可能となるよう支持されており、フォーカス調整レンズ副軸受け１８２Ｓはフォーカス調整ユニット副フレーム１４２Ｓに設けられたフォーカス調整レンズガイド１４５Ｓにて支持されている。
フォーカス調整機構は、フォーカスモータ１４１にステッピングモータを用い、どちらかの移動端に押し当てて、例えばその位置で上昇する電流値を検出することで先ず終端位置を検出し、そこから移動した位置までのステップ数をカウントすることで、フォーカス調整レンズ１８３の光軸方向の位置を検出することが可能である。また、ＭＲ素子あるいはホール素子などによっても検出することが可能である。
続いて光学手ブレ補正機構について説明する。光学手ブレ補正機構は、光学手ブレ補正レンズユニット１９０を含む。光学手ブレ補正レンズユニット１９０は、光学手ブレ補正レンズホルダ１９１および光学手ブレ補正レンズホルダ１９１に保持された光学手ブレ補正レンズ１９３を含む。光学手ブレ補正レンズホルダ１９１は、鏡筒本体１０１に対して矢印ＤＳ１方向および矢印ＤＳ２方向（矢印ＤＳ１方向および光軸に直交する方向、すなわち紙面に直交する方向）へ移動可能な状態で支持されており、補正第１アクチュエータ１９５ａおよび補正第２アクチュエータ１９５ｂによって各々の方向に駆動される。また補正第１アクチュエータ１９５ａおよび補正第２アクチュエータ１９５ｂは、光学手ブレ補正主軸受け１９２Ｍおよび光学手ブレ補正副軸受け１９２Ｓによって、ズーム主軸１０５Ｍおよびズーム副軸１０５Ｓにそれぞれ支持され、レンズの光軸方向へ移動可能である。
光学手ブレ補正機構の光学手ブレ補正レンズユニット１９０の移動量は小さい。このため２軸における位置検出にはホール素子を用いることができる。
補正第１アクチュエータ１９５ａおよび補正第２アクチュエータ１９５ｂには、ボイスコイル式の直動アクチュエータによる駆動力や、ステッピングモータの回転力をネジ送りにより直動に変換した駆動力など、すでに広く普及した技術が用いられる。
ズーム機構は、図示しない各レンズユニットを光軸方向へ駆動する駆動機構および位置検出機構を含む。駆動方法としては、各々のレンズホルダを支持・案内するカム溝を有する一体のカム部材をモータ駆動することにより所定の制御を行い動作させる構成や、それぞれ設けられたネジ送り機構をモータで所定の制御を行い動作させる構成などによって、実現することが可能である。
これらのレンズユニットの光軸方向の位置を検出する手段としては、カム部材の動きを検出するエンコーダ、ＭＲ素子あるいはホール素子などを用いることができる。
このような構成のレンズ光学系１００によれば、光軸方向にレンズを移動させるズーム機構およびフォーカス調整機構を備え、光軸と直交し、かつ互いに直交する２軸方向にレンズを移動させる光学手ブレ補正機構を備えるため、最大で３軸方向に４種類の駆動機構が必要となる。このため、これらの構成によって装置全体の小型化および低コスト化が難しくなっている。
特開２０１０−９２０３０号公報
特許文献１に開示された構成のレンズ光学系１００によれば、光軸方向にレンズを移動させるズーム機構およびフォーカス調整機構を備え、光軸と直交し、かつ互いに直交する２軸方向にレンズを移動させる光学手ブレ補正機構を備えるため、最大で３軸方向に４種類の駆動機構が必要となる。このため、これらの構成によって装置全体の小型化および低コスト化が難しくなっている。
本願の限定的ではない例示的な実施形態は、小型の駆動機構を備えた撮像装置を提供する。
本発明の一態様である撮像装置は、被写体からの光を集光する少なくとも１つのレンズと、前記１つのレンズを支持するレンズホルダとを含む可動レンズユニットと、本体ベースと、前記少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、前記少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、前記可動レンズユニットを支持する本体ベースと、前記本体ベースに支持されており、前記可動レンズユニットを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記可動ユニットおよび／または前記本体ベースに設けられ、前記可動レンズユニットを前記第１、第２および第３の方向に駆動する駆動機構と、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられた複数の歪み検出素子とを備える。
本願に開示された撮像装置によれば、３軸方向へ可動レンズユニットを移動させる駆動機構を備えることによって、フォーカス調整および光学手ブレ補正が１つの駆動機構で実現することが可能となり、撮像装置の小型を図ることが可能となる。また、歪み検出素子を可動レンズユニットの位置検出に用いることによって、簡単な構成を用い、安価に可動レンズユニットの位置を検出することができ、フォーカス調整および光学手ブレ補正を実現することができる。
本発明の撮像装置の実施形態を示す分解斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１に示す撮像装置の概略構成を示す上面図および断面図である。 図１に示す撮像装置の可動レンズユニットに設けられるコイルを示す分解斜視図である。 図１に示す撮像装置の本体ベースに設けられる磁石ユニットの分解斜視図である。 図１に示す撮像装置の可動レンズユニットおよび歪み検出素子の斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１に示す撮像装置の歪み検出素子他の例を示す斜視図である。 図１に示す撮像装置の可動レンズユニットと上部および下部本体ベースへの取り付けを示す分解斜視図である。 図１に示す撮像装置の可動レンズユニットおよび支持ユニットの関係を示す斜視図である。 図１に示す撮像装置の可動レンズユニット、支持ユニットおよび本体ベースの関係を示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態における可動レンズユニットを駆動するアクチュエータの原理を示す平面図および断面図である。 図１に示す撮像装置の歪み検出素子他の例を示す斜視図である。 図１１に示す歪み検出素子の歪み検出部の一部を拡大して示す斜視図である。 図１１に示す歪み検出素子の歪み検出部の変形を説明する図である。 従来の撮像装置におけるレンズ鏡筒の構成を示す断面図である。
本発明の一態様の概要は以下のとおりである。
本発明の一態様である撮像装置は、被写体からの光を集光する少なくとも１つのレンズと、前記１つのレンズを支持するレンズホルダとを含む可動レンズユニットと、本体ベースと、前記少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、前記少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、前記可動レンズユニットを支持する本体ベースと、前記本体ベースに支持されており、前記可動レンズユニットを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記可動ユニットおよび／または前記本体ベースに設けられ、前記可動レンズユニットを前記第１、第２および第３の方向に駆動する駆動機構と、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられた複数の歪み検出素子とを備える。
本願に開示された撮像装置によれば、駆動機構によって直交する３軸方向に独立して可動レンズユニットを移動させることできる。また、歪み検出素子によって本体ベースに対する可動レンズユニットの位置を検出することができる。よって、フォーカス調整のための駆動機構と光学手ブレ補正のため駆動機構とを兼ねることでき駆動機構に要するスペースを小さくすることができる。また、可動レンズユニットの位置をフィードバック制御することが可能となる。
前記複数の歪み検出素子のそれぞれは、弾性体からなる支持体と、前記支持体上に配置された導電体からなる歪み検出部とを有する。
前記歪み検出部は、前記支持体の表面上において蛇行パターンを有する。
前記撮像装置は、前記複数の歪み検出素子のそれぞれの一端に設けられた弾性部材を更に備え、各歪み検出素子および対応する弾性部材は、直列に接続され、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられている。
前記複数の歪み検出素子のそれぞれは、導電体からなり、コイル形状に成形された歪み検出部を有する。これにより、可動レンズユニットの変位量を大きくしても支障なく歪み検出素子による位置検出を行うことが可能となる。また、コイルバネの伸縮方向のみの変位を正確に検知することが可能となる。
前記撮像装置は、前記複数の歪み検出素子のそれぞれの一端に設けられた弾性部材を更に備え、各歪み検出素子は、導電体からなる歪み検出部を含み、各歪み検出素子および対応する弾性部材は、直列に接続され、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられている。
前記撮像装置は、前記歪み検出素子を少なくとも４つ備える。
前記撮像装置は、前記歪み検出素子を８つ備える。
前記複数の歪み検出素子は、互いに同じ電気的特性を有する。これにより、歪み量の算出を簡素化し、演算時間を短縮することが可能となる。また、量産などの際の部品調達を容易にし、設計バランスも向上し、コストダウンや品質安定性を確保することが容易となる。
前記導電体は、白金、鉄、ニッケル、クロム、タングステン、アルミニウム、金、銅、銀からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む。これらは入手が容易な材料であるため、例えば品質安定性あるいは調達安定性を確保することができ、コストダウンを図ることが可能となる。
前記撮像装置は、前記本体ベースに支持された少なくとも１つのレンズをさらに備える。これにより、種々の光学収差の抑制など、光学性能の向上を行うための自由度を高めることが可能となる。
前記撮像装置は、前記本体ベースに対して、前記少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、前記少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、前記本体ベースと前記可動レンズユニットとの間に設けられた支持ユニットをさらに備える。
前記支持ユニットは、支持ホルダと、４本のワイヤと２枚の板バネとを含み、前記レンズホルダは前記４本のワイヤによって前記支持ホルダに支持され、前記支持ホルダは、前記２枚の板バネによって前記本体ベースに支持される。これにより、各方向に確実に直線運動することが可能となる。また、３軸方向への直線運動を簡便な構成で確実に行うことが可能となる。
また、３軸方向以外への移動を抑制し、本体ベースに対する可動レンズユニットの位置検出の精度を高めることができる。これにより、可動部の確実な位置フィードバック制御を行うことが可能となる。
前記駆動機構は、前記レンズホルダに支持されており、前記第１の方向と平行な方向を中心に巻回された第１のコイルと、前記レンズホルダに支持されており、前記第２の方向と平行な方向を中心に巻回された第２のコイルと、前記レンズホルダに支持されており、前記第３の方向と平行な方向を中心に巻回された第３のコイルと、前記本体ベースに支持されており、前記第１のコイルおよび前記第３のコイルに、それぞれ異なる磁極が対向するよう配置された第１の磁石と、前記本体ベースに支持されており、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルに、それぞれ異なる磁極が対向するよう配置された第２の磁石とを含む。これにより、可動レンズユニットを高速で安定して駆動することが可能となる。また、可動レンズユニットを光軸に対して重心バランスよく駆動することが可能となる。その結果、周波数特性に優れ、光学性能を劣化させることが少ない駆動を実現することが可能となる。
前記駆動機構は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも一方を２つ含み、前記２つは前記レンズホルダにおいて、前記少なくとも１つのレンズの光軸を挟んで位置している。
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは同じ電磁気的特性を有する。これにより、第１のコイルおよび第２のコイルに同一仕様の同じ部品を使用することができ、品質安定性および調達安定性を確保し、コストダウンをはかることが可能となる。
以下、図面を参照しながら本発明による撮像装置の実施形態を説明する。
図１は、撮像装置全体の組立状態を示す分解斜視図である。図２（ａ）は撮像装置を被写体側から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の図の中心線２Ａ−２Ａに関する断面図であり、図面上左側が被写体側である。
図１に示す撮像装置は、可動レンズユニット１および固定レンズユニット８を含む撮像光学系と、撮像素子９と、支持ユニット６と、本体ベース７と、駆動機構とを備える。
図２（ｂ）に示すように、可動レンズユニット１は、可動レンズホルダ１Ｂと可動レンズホルダ１Ｂに支持される少なくとも１つのレンズとを含む。本実施形態では、可動レンズユニット１は、可動第１レンズ１Ｌ１および可動第２レンズ１Ｌ２を含み、これらが、可動レンズホルダ１Ｂに支持されている。
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、固定レンズユニット８は、固定レンズホルダ８Ｂと少なくとも１つのレンズを含む。本実施形態では、固定レンズユニット８は固定第１レンズ８Ｌ１および固定第２レンズ８Ｌ２を含み、これらが、固定レンズホルダ８Ｂに支持されている。
撮像素子９は、下部本体ベース３３に固定され、固定レンズユニット８、可動レンズユニット１を透過した光を検出し、電気信号に変換する。撮像素子９で生成した電気信号は、一般的なデジタルスチルカメラで用いられる画像処理方法を用いて画像データに変換される。撮像素子９には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。
固定レンズホルダ８Ｂは本体ベース７に固定される。一方、可動レンズユニット１は、以下で説明するように、可動第１レンズ１Ｌ１および可動第２レンズ１Ｌ２の光軸に垂直な平面（図１に示す座標系のｘｙ平面）において互いに直交する第１の方向（ｘ方向）および第２の方向（ｙ方向）と、光軸に平行な第３の方向（ｚ方向）とに移動可能なように、支持ユニット６によって本体ベースに支持される。このため、固定レンズユニット８を透過した光は、可動レンズユニット１が第１、第２および第３の方向に移動することにより、撮像素子９の撮像面上に対して各々の方向に移動する。これにより、可動レンズユニット１のみを第３の方向へ移動させることによって、撮像素子９で撮影される被写体の像のフォーカス調整を行うことができる。また、可動レンズユニット１を第１および第２の方向へ移動させることによって、撮像素子９で撮影される被写体の像の光学手ブレ補正を行うことができる。
可動レンズユニット１を本体ベース７に対して第１、第２および第３の方向へ移動させるため、撮像装置は駆動機構を備えている。図３に示すように、駆動機構は光軸方向駆動コイル（第３のコイル）１２および４つの直交方向駆動コイル（第１、第２のコイル）１３Ｃを含む。
光軸方向駆動コイル１２は第３の方向（ｚ軸）と平行な方向を中心に巻回されており、可動レンズホルダ１Ｂのコイルベース部１ＢＧに巻回状態で固定されている。直交方向駆動コイル１３Ｃは、コイルボビン１３Ｂに巻回され、直交方向駆動コイルユニット１３を構成している。直交方向駆動コイルユニット１３は、可動レンズホルダ１Ｂのコイルボビン受け部１ＢＤに固定されている。図３に示すように、４つの直交方向駆動コイルユニット１３の直交方向駆動コイル１３Ｃのうち、一対の直交方向駆動コイル（第１のコイル）１３Ｃは、第１の方向（ｘ軸）と平行な方向を中心に巻回されており、他の一対の直交方向駆動コイル（第２のコイル）１３Ｃは、第２の方向（ｙ軸）と平行な方向を中心に巻回されている。可動レンズホルダ１Ｂに対する光軸方向駆動コイル１２、および直交方向駆動コイルユニット１３の固定保持は接着などによる。一対の直交方向駆動コイル（第１のコイル）は互いに電磁気的特性が等しいことが好ましい。また、他の一対の直交方向駆動コイル（第２のコイル）１３Ｃも互いに電磁気的特性が等しいことが好ましい。これら４つの直交方向駆動コイルの電磁気的特性が互いに等しければ発生する磁気の制御が容易であるため、好ましい。
駆動機構は、さらに４つの磁石３１を含む。図４に示すように、下部本体ベース３３には４つの磁石受け部３３Ｄが設けられ、磁石受け部３３Ｄに磁石３１が固定される。下部本体ベース３３にはＳ４５Ｃなどの強磁性体の鋼材を用いると、外部への磁束の漏れを効率よく抑制することができ、また、磁石３１の下部本体ベース３３への固着が強化される。さらに磁石３１を下部本体ベース３３に対して接着すると、性能をより安定化させることが可能である。図４に示すように、４つの磁石３１のそれぞれは、第３の方向（ｚ方向）に沿って異なる磁極が配置される。
図５に示すように、本実施形態の撮像装置は、可動レンズユニット１の本体ベース７に対する変位量を検出するために複数の歪み検出素子１５を備える。本実施形態では、８つの歪み検出素子を備える。歪み検出素子１５は、可動レンズユニット１と本体ベース７との間に設けられる。
図６（ａ）は、歪み検出素子１５の一例の構造を模式的に示している。歪み検出素子１５は、例えば、支持体１５ａと、支持体１５ａ上に配置された歪み検出部１５ｂとを有する。
支持体１５ａは長手方向Ａを有し、長手方向の両端にフック１５ｃを有している。支持体１５ａは長手方向Ａに弾性変形可能なように弾性体で構成されている。支持体１５ａを構成する弾性体の材料は、可動レンズユニット１がどの程度本体ベース７に対して変位し得るかに依存する。可動レンズユニット１の変位量が大きい場合、可動レンズユニット１の変位を妨げないように弾性率の小さい弾性体によって支持体１５ａが構成されていることが好ましい。ただし、可動レンズユニット１の変位量が大きい場合、あるいは、弾性率の小さい弾性体によって支持体１５ａを構成することによって、支持体１５ａが検出部１５ｂの弾性変形範囲を超えて弾性変形する場合、検出部１５ｂが破断したり、歪み検出部１５ｂが支持体１５ａから剥離したりして、歪みを正しく検出できない可能性がある。
この場合には、図６（ｂ）に示す構造を採用してもよい。具体的には、歪み検出素子１５の一端に、バネ形状を有する弾性部材１６を接続し、直列に接続された歪み検出素子１５および弾性部材１６の両端にフック１５ｃをそれぞれ設ける。この構造を可動レンズユニット１と本体ベース７との間に配置してもよい。この構造によれば、弾性部材１６が大きく弾性変形し得るともに、弾性変形によって生じた応力が支持体１５ａに加わるため、歪み検出部１５ｂが２つのフック１５ｃ間の歪みを正しく検出することができる。
歪み検出部１５ｂは、図６（ａ）に示すように支持体１５ａの表面に配置された導電体からなる線状のパターンを有する。導電体は、例えば、白金、鉄、ニッケル、クロム、タングステン、アルミニウム、金、銅、銀からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む。つまり、導体は、これらの金属単体であってもよいし、これらの金属から選ばれる２以上の合金であってもよい。線状のパターンは少なくとも長手方向Ａに沿った部分を有する。本実施形態では、長手方向Ａ沿った部分を複数備えており、歪み検出部１５ｂは全体として蛇行パターンを有している。支持体１５ａが長手方向Ａに沿って弾性変形することにより、歪み検出部１５ｂの線状のパターンも長手方向Ａに伸縮する。その結果、線状のパターンの長手方向Ａに垂直な断面積が増大または減少し、線状のパターンの両端で検出される電気抵抗が変化する。このようにして、歪み検出素子１５の歪み検出部１５ｂの両端間の電気抵抗変化を検出することにより、歪み検出素子１５、つまり、支持体１５ａに加えられる応力を検出することができる。
応力の検出後、信号処理によって、可動レンズユニット１の位置を算出しやすいように、複数の歪み検出素子１５は、互いに同じ電気的特性を有していることが好ましい。例えば、同一部品を用いれば、複数の歪み検出素子１５の電気的特性を添えることが可能である。このような歪み検出素子１５には、例えば、歪みゲージとして販売されている歪みを検知する素子を用いることができる。
図５に示すように、可動レンズホルダ１Ｂは略８面体形状を有しており、８面体の各角部にはレンズホルダフック１ＢＦが設けられている。８つの歪み検出素子１５の一端に位置するフック１５ｃが、レンズホルダフック１ＢＦにそれぞれ掛けられている。８つの歪み検出素子１５の他のフック１５ｃは、図７に示すように、上部本体ベース５フック５Ｆおよび下部本体ベース３３のフック３３Ｆに掛けられる。これによって、各歪み検出素子１５は、長手方向Ａに移動が拘束され、その他方向には可動レンズユニット１および本体ベース７に対して回転可能な自由度を有する状態で可動レンズユニット１および本体ベース７の間に配置される。各歪み検出素子１５と可動レンズユニット１および本体ベース７との接続は、上述した自由度を有する限り、フックに限られず、他の形状あるいは他の形態によって、歪み検出素子１５と可動レンズユニット１および本体ベース７とが接続されていてもよい。
上部本体ベース５に設けられた上部本体ベース位置決め穴５Ｈに下部本体ベース３３に設けられた位置決め突起３３Ｐが嵌合されることで互いに位置決めされて、上部本体ベース５が下部本体ベース３３に対して接合される。分かりやすさのため図７には示していないが、図１に示すように、上部本体ベース５および下部本体ベース３３は本体ベース７を挟んで接合され、上部本体ベース５および下部本体ベース３３は本体ベース７にもそれぞれ接合される。
可動レンズユニット１は、支持ユニット６によって本体ベース７に支持される。図８および図９に示すように、支持ユニット６は、本実施形態では、４本のワイヤ６Ｗと、２枚の板バネ６Ｐと支持ホルダ６Ｂとを含む。
可動レンズユニット１の可動レンズホルダ１Ｂは４本のワイヤ６Ｗによって支持ホルダ６Ｂに支持される。４本のワイヤ６Ｗは互いに平行に配置される。また、支持ホルダ６Ｂは、２枚の板バネ６Ｐによって本体ベース７に支持される。２枚の板バネ６Ｐも互いに平行に配置される。
ワイヤ６Ｗが第２の方向（ｙ軸）に平行に配置されるため、ワイヤ６Ｗが撓むことによって、可動レンズユニット１は、ｘｚ平面内において第１および第２の方向（ｘ軸、ｙ軸）、つまり、矢印ＤＸ方向および矢印ＤＺ方向にのみ移動可能である。ワイヤ６Ｗはほとんど伸縮しないため、支持ホルダ６Ｂに対して可動レンズユニット１は、矢印ＤＹ方向（第２の方向（ｙ軸））へ移動するのが抑制される。
一方、板バネ６Ｐはｘｚ平面に平行に配置される。このため、板バネ６Ｐが撓むことによって、可動レンズユニット１は、第２の方向（ｙ方向）に、つまり、矢印ＤＹ方向にのみ移動可能である。板バネ６Ｐもほとんど伸縮しないため、板バネ６Ｐと平行な方向であるＤＸ方向およびＤＹ方向（第１および第２の方向（ｘ、ｙ軸））へ支持ホルダ６Ｂが移動するのは抑制される。
これにより、可動レンズユニット１が第１、第２および第３の方向（ｙ軸）にそれぞれ平行な軸を中心として回転する変位が抑制される。
次に駆動機構による可動レンズユニット１の駆動を説明する。図１０（ａ）は可動レンズユニット１を被写体側から見た図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の中心線９Ａ−９Ａに関する断面図であり、図面上左側が被写体側である。
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、可動レンズユニット１に設けられた光軸方向駆動コイル１２には、矢印ＤＶ１２ａ方向および矢印ＤＶ１２ｂ方向で示す方向（光軸方向駆動コイル１２の全周については図１０（ａ）における時計回り）に電流が流れる。また、４つの直交方向駆動コイルユニット１３（直交方向駆動コイル１３Ｃ）には、矢印ＤＨ１３ａ方向、矢印ＤＨ１３ｂ方向、矢印ＤＨ１３ｃ方向、矢印ＤＨ１３ｄ方向に電流が流れる。図面上、円の中心に黒丸印のある記号は、紙面奥から紙面手前への向き、円の中心にバツ印のある記号は、紙面手前から紙面奥への向きであることを表す。また、磁石３１は、全て第３の方向（ｚ軸）に沿って異なる磁極が配置されている。本実施形態では、被写体側にＮ極が配置され、撮像素子側にＳ極が配置される。このため、直交方向駆動コイルユニット１３（直交方向駆動コイル１３Ｃ）にはＮ極が対向し、光軸方向駆動コイル１２にはＳ極が対向している。磁石３１は、矢印ＤＭ３１ａ、矢印ＤＭ３１ｂ、矢印ＤＭ３１ｃ、矢印ＤＭ３１ｄの方向に磁界を発生している。図１０（ｂ）に示すように、光軸方向駆動コイル１２の近傍は、磁界は、可動レンズユニット１の内部から外側へ向かっており、直交方向駆動コイルユニット１３の近傍では、磁界は、可動レンズユニット１の外部から内部側へ向かっている。
このような向きで電流が流れ、磁界が発生している場合、電磁力発生の原理より可動レンズユニット１は、ＤＸ方向には−側（矢印ＤＡＨＸ方向）、ＤＹ方向には＋側（矢印ＤＡＨＹ方向）、そしてＤＺ方向には−側（矢印ＤＡＶ方向）に力を受ける。
これに準じた相対関係で各コイルを流れる電流の向きおよび大きさを決めると、それに応じて可動レンズユニット１を適切に制御でき、第１、第２および第３の方向へ任意の変位量で移動さえることができる。この駆動力は磁石３１からこれらのコイルの位置に発する磁束密度の大きさおよび向きにも依存する。
この原理を用いて、可動レンズユニット１の、ＤＸ方向、ＤＹ方向およびＤＺ方向の移動量、移動速度を制御することができる。また、ＤＸ方向、ＤＹ方向およびＤＺ方向は互いに直交しているため、可動レンズユニット１は、これら３つの方向への独立し移動することができる。
このように、可動レンズユニット１はＤＸ方向、ＤＹ方向およびＤＺ方向に、撮像素子９に対して相対的に移動することが可能である。したがって、可動第１レンズ１Ｌ１、可動第２レンズ１Ｌ２、固定第１レンズ８Ｌ１および固定第２レンズ８Ｌ２の光学特性を適切に設計することにより、可動レンズユニット１にカメラ用撮像光学系としてのフォーカス調整および光学手ブレ補正の機能を持たせることができる。
次に、歪み検出素子１５による、可動レンズホルダ１の変位を求める方法を説明する。
図５に示すように、各歪み検出素子１５の中心軸に平行な方向の伸縮の大きさと向きを、矢印Ｐ、矢印Ｑ、矢印Ｒ、矢印Ｓ、矢印Ｔ、矢印Ｕ、矢印Ｖ、矢印Ｗのベクトルで表す。各ベクトルの大きさは、歪み検出素子１５の各々で検知された歪みの量から求める。これらのベクトルを以下に示すベクトル表示で表す。
Figure 2012172802
また、本体ベース７および上部本体ベース５に対する可動レンズホルダ１の任意の点における変位ベクトルを以下のベクトル表示で表す。
Figure 2012172802
このとき、可動レンズホルダ１の任意の点における変位ベクトルは以下の（式１）で表すことができる。
Figure 2012172802
特に、可動レンズホルダ１の変位の方向が矢印ＤＸ方向、矢印ＤＹ方向または矢印ＤＺ方向の直線方向だけであれば自由度が３方向に限られるので、可動レンズホルダ１の任意の４点の位置が確定できれば一義的に変位が求まる。したがって、上記８つのベクトルのうち、任意の４つのみを用いることで、可動レンズホルダ１の任意の点における変位ベクトルを求めることができる。これは、歪み検出素子１５が少なくとも４つあれば、可動レンズホルダ１の任意の点における変位ベクトルを求めることができることを意味している。
例えば、板バネ６Ｐに単純な１軸方向の変形でなくねじれ方向の変形も併せて発生した場合や、ワイヤ６Ｗに２軸方向の変形だけでなくねじれ方向の変形も併せて発生した場合には、可動レンズホルダ１に回転運動が加わる。このような場合には５つ以上のベクトルも算出に用いればよい。
本実施形態の撮像装置は、歪み検出素子１５の電気抵抗値ｒの変化を検知することによって、歪み検出素子１５の長手方向に平行な変位量、つまり、変位ベクトルの大きさを検出することができることが分かる。
図５に示すように、８つの歪み検出素子１５の電気抵抗をｒp、ｒQ、ｒR、ｒS、ｒT、ｒU、ｒV、ｒWとする。本実施形態の撮像装置は、これらの抵抗値を検知する検知システムを更に備える。例えば、各歪み検出素子１５の両端を適宜配線して、ブリッジ回路などに組み入れた回路を含む検知システムを構成する。各歪み検出素子１５に通電することにより、検知システムは抵抗値ｒp、ｒQ、ｒR、ｒS、ｒT、ｒU、ｒV、ｒWを検出し、可動レンズホルダ１の変位に応じて、これらの抵抗値の変化を検出することができる。これにより、検知システム抵抗値の変化に応じた、各歪み検出素子１５の伸縮長さを算出する。
求めた歪み検出素子１５の伸縮長さより、以下に示すベクトルの大きさ、または、基準位置からの各ベクトルの変位量が求められる。
Figure 2012172802
上述したように、これらを用いて可動レンズホルダ１の任意の１点の下記変位ベクトルを求めることができ、可動レンズユニット１の本体ベース７に対する位置を特定することができる。
Figure 2012172802
したがって、例えば、特定された可動レンズユニット１の位置と可動レンズユニット１の目標の位置との差分を求め、求めた差分に基づき、光軸方向駆動コイル１２および直交方向駆動コイル１３Ｃに流す電流をフィードバック制御すれば、可動レンズユニット１の位置を制御することができる。よって、単一の可動レンズユニット１を用いて、フォーカス調整および光学手ブレ補正を実現することが可能となる。
温度バラツキ、固体バラツキ、その他の要因により発生する誤差の影響を抑制するためには、可動レンズユニット１の実際の変位と歪み検出素子１５の電気抵抗値との相関を予め調べておき、その値を用いることが有効である。
このように本実施形態の撮像装置によれば、３軸方向へ可動レンズユニットを移動させる駆動機構を備えることによって、フォーカス調整および光学手ブレ補正が１つの駆動機構で実現することが可能となり、撮像装置の小型を図ることが可能となる。また、歪み検出素子を可動レンズユニットの位置検出に用いることによって、簡単な構成を用い、安価に可動レンズユニットの位置を検出することができ、フォーカス調整および光学手ブレ補正を実現することができる。
なお、上記実施形態では、歪み検出素子１５は、歪み検出部が支持体に支持された構造を有しており、支持体の弾性変形による歪みを歪み検出部が検出していた。しかし、歪み検出素子１５は支持体に支持されていなくてよい。図１１は、歪み検出素子自体が大きく弾性変形し得る歪み検出素子１５’によって、可動レンズユニット１’の変位を検出する撮像装置の主要部を示している。上記実施形態と同様、可動レンズユニット１’の可動レンズホルダの８つの頂点の位置にそれぞれ歪み検出素子１５’が接続されている。
図１１に示すように、各歪み検出素子１５’は歪み検出部１５ｂ’を有する。歪み検出部１５ｂ’は、導電体からなるワイヤがコイル形状に成形されることによって構成されている。可動レンズユニット１が駆動機構によって駆動され、中立位置から変位すると、歪み検出素子１５’は応力を受け、長手方向Ａに伸縮する。この時、歪み検出部１５ｂ’はコイルが引き延ばされながらコイルを形成しているワイヤ自体も伸びる。コイル状にワイヤが形成されることによって、検出部１５ｂが受ける単位長さ当たりの歪み量’は、蛇行パターンに形成された上記実施形態の歪み検出素子１５の歪み検出部１５ｂに比べて小さくなる。このため、歪み検出素子１５’は破断することなく、大きく歪むことができる。
コイル形状を有する歪み検出部１５ｂ’において、検出し得る歪み量は、以下のように求められる。
図１２は歪み検出素子１５’の歪み検出部１５ｂ’の端部付近を拡大した斜視図である。歪み検出部１５ｂ’のワイヤは直径ｄを有しており、半径Ｒのコイル形状を有している。歪み検出部１５ｂ’のコイル中心軸に平行な方向に力Ｐが加わり、これによりコイル状部分におけるワイヤに加わるねじりモーメントＴが発生する。ＴはＰを用いて（式２）に示すように表せる。
Ｔ＝ＰＲ・・・・・（式２）
また、歪み検出部１５ｂ’をコイルバネと考えた場合のバネ定数をｋ、伸縮長さをΔＬとすると、ΔＬは（式３）で表せる。
ΔＬ＝ｋＰ・・・・・（式３）
（式２）と（式３）より、ＴはΔＬにより（式４）で表せる。
Ｔ＝ＲΔＬ／ｋ・・・・・（式４）
歪み検出部１５’のコイル状部分におけるせん断応力をτ０とすると、τ０は（式５）で表すことができる。
τ０＝１６Ｔ／πｄ３・・・・・（式５）
一方、せん断応力は、横弾性係数をＧ、せん断歪みをγとすると、（式６）で表すことができる。
τ＝Ｇγ すなわち γ＝τ／Ｇ・・・・・（式６）
τ＝τ０の時は、（式５）を（式６）に代入すると、（式７）で表すことができる。
γ＝１６Ｔ／πｄ３Ｇ・・・・・（式７）
図１３は歪み検出部１５ｂ’のコイル状部分における微小領域の変形を示し、図１２における力Ｐが加わることにより、ワイヤが微小角度γだけ変形した時の状態を表す。この時、ワイヤはひずみを発生して、径ｄが歪み後の径ｄ’になったとすると、ｄとｄ’の関係は（式８）で表せる。
ｄ’＝ｄ×ｃｏｓγ・・・・・（式８）
一方、ｄからｄ’に変化した時のひずみ、すなわちワイヤの長手方向のひずみを縦ひずみとした時の横ひずみε’は、（式９）で表せる。
ε’＝（ｄ−ｄ’）／ｄ・・・・・（式９）
（式９）に（式８）を代入すると、（式１０）となる。
ε’＝ｄ（１−ｃｏｓγ）／ｄ＝１−ｃｏｓγ・・・・・（式１０）
ここで、歪み検出部１５ｂ’のポアソン比をνとすると、縦歪みεは（式１１）で表せる。
ε＝ε’／ν・・・・・（式１１）
（式１１）に（式１０）を代入すると、（式１２）となる。
ε＝（１−ｃｏｓγ）／ν・・・・・（式１２）
（式７）を（式１２）に代入すると、（式１３）となる。
ε＝（１／ν）｛１−ｃｏｓ（１６Ｔ／πｄ３Ｇ）｝・・・（式１３）
ところで、歪み検出部１５ｂ’の変形前の電気抵抗をｒ、変形後の電気抵抗の減少量をΔｒとすると、両者の関係は（式１４）で表せる。
Δｒ／ｒ＝Ｋε・・・・・（式１４）
（式１４）におけるＫは、歪み部材の材料に固有の値であるひずみ感度である。例えばニッケルとクロムなどを主成分とする材料の１つは、約２．０の値を有する。
（式１４）に（式１３）を代入すると、（式１５）となる。
Δｒ／ｒ＝（Ｋ／ν）｛１−ｃｏｓ（１６Ｔ／πｄ3Ｇ）｝・・（式１５）
（式１５）に（式４）を代入すると、（式１６）で表せる。
Δｒ／ｒ＝（Ｋ／ν）｛１−ｃｏｓ（１６ＲΔＬ／πｄ3Ｇｋ）｝
・・・・（式１６）
以上より、歪み検出部１５ｂ’の電気抵抗ｒは、コイル中心軸に平行な方向に加わる力ＰによりΔＬだけ変形することで、電気抵抗値ｒが(式１６)で表す変化率となるよう変化することが分かる。（式１６）を変形すると、（式１７）となる。
ΔＬ＝（πｄ3Ｇｋ／１６Ｒ）ｃｏｓ-1｛１−（Δｒ／ｒ）(ν／Ｋ)｝
・・・・（式１７）
すなわち、電気抵抗値ｒの変化を検知することで、歪み検出部１５ｂ’のコイル中心軸に平行な方向の変位を検出することができる。各歪み検出素子１５’で検出した抵抗から可動レンズユニット１の位置を求める方法は上述した通りである。
上述した形態を有する歪み検出素子を用いることによって、歪み検出部を支持体上に設ける必要がなくなるため、より簡単な構成で、正確な歪みを検出することができる。
以上、図面を参照しながら撮像装置の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られず、種々の改変化が可能である。
まず、図面が煩雑化することを避けるため図示していないが、上記実施形態において、光軸方向駆動コイル１２、直交方向駆動コイル１３Ｃ、および歪み検出素子１５にはそれぞれ通電用の配線が接続される。また、可動レンズユニット１を駆動するためにこれらのコイルへ流す電流を制御する制御装置が、撮像装置に接続される。また、同様に、図面が煩雑化することを避けるため図示していないが、歪み検出素子にも配線が接続される。この場合、可動レンズホルダ１Ｂを金属等で構成したり、少なくとも８つのレンズホルダフック１ＢＦを金属で構成し、これらを電気的に接続しておけば、各歪み検出素子に接続する配線の一つを共通にすることができる。
また、上記実施形態では、可動レンズユニットを各方向へ駆動するために、ボイスコイルアクチュエータを用いた。しかし、特に図１０（ａ）および（ｂ）に示すような磁界を発生させることができれば磁石は上記実施形態で説明した位置以外の場所に設けられていてもよい。同様に、可動レンズユニットに設けるコイルの形状や位置も上記実施形態に限られない。さらに、ボイスコイルアクチュエータ以外の、同様の駆動が可能な別の構成のアクチュエータを用いてもよい。この場合、アクチュエータを可動レンズユニットおよび本体ベースのいずれか一方に設けてもよいし両方に設けてもよい。また、ボイスコイルアクチュエータを用いる場合、磁石を可動レンズユニットに設け、コイルを本体ベースに設けてもよい。
また、歪み検出素子も上記実施形態で示した構成と異なる構成を備えていてもよい。例えば、支持体を設けずに歪み検出部をコイル形状にする場合、コイル形状部分に接続される直線部分を設けてもよい。この場合、コイル状部分では歪みの発生が小さいため、直線部分における歪みによる抵抗変化を検出してもよい。
また、歪み検出素子が支持体を有さない場合、歪み検出部を直線状のワイヤによって構成し、図６（ｂ）に示すように、コイル状の弾性部材を接続してもよい。
また、上記実施形態では、支持ユニットは２つの板バネおよび４本のワイヤを含んでいた。しかし、同様の自由度を確保できるものであれば、支持ユニットは他の構造によって可動レンズユニットを支持してもよい。例えば、本体ベース７に対して第１の方向に移動可能なように本体ベース７に支持された第１の可動部、第１の可動部に対して、第１の方向に直交する第２の方向に移動可能なように第１の可動部に支持された第２の可動部、および、第２の可動部に対して、第１および第２の方向に直交する第３の方向に移動可能なように第２の可動部に支持された第３の可動部を備える支持ユニットを用いてもよい。この場合、第３の可動部と可動レンズユニット１を一体的に構成することができる。
また、撮像装置は、板バネおよびワイヤによる支持ユニットを備えていなくてもよい。この場合、上述したように、歪み検出素子の一部にコイル状部分を形成するか、歪み検出素子に直列にコイル状の弾性部材を接続する。コイル状部分または弾性部材が良好なバネ性を有することによって、可動レンズユニットを適切に支持することができる。この場合、矢印ＤＸ方向、矢印ＤＹ方向、および矢印ＤＺ方向以外に、可動レンズユニット１は矢印ＤＸ方向、矢印ＤＹ方向、および矢印ＤＺ方向のそれぞれ平行な軸を中心として回転することができ、回転方向の自由度も得る。
この場合、可動レンズユニット１の本体ベース７に対する自由度が増えるため、これを駆動するアクチュエータとしても駆動方向を加えることで、より高精度な位置決め、姿勢制御を行うことが可能となる。例えば、直交方向駆動コイル１３Ｃに通電する際の電流方向を、全て独立に制御することなどにより、可動レンズユニット１を、矢印ＤＸ方向、矢印ＤＹ方向、および矢印ＤＺ方向の直線方向に加えて、他の方向にも駆動することができる。
また、上記実施形態で説明した可動レンズユニット１および固定レンズユニット８に組み込まれた光学系は、一例であって、用途に応じて種々の他の光学系を用いても上記実施形態で説明した効果を得ることのできる撮像装置を実現可能である。
また、上記実施形態では、８つの歪み検出素子によって可動レンズユニットの変位を検出していた。しかし、上述したように、可動レンズユニットが、矢印ＤＸ方向、矢印ＤＹ方向、および矢印ＤＺ方向の３自由度の直線変位だけを行う場合、４つの歪み検出素子があれば、可動レンズユニットの変位量を決定することができる。したがって、４つの歪み検出素子を荷重のバランス等を考慮して配置すれば、適切に可動レンズユニットの駆動を制御できる撮像装置を実現することができる。例えば、正四面体の頂点の位置で可動レンズユニットと接続されるように４つの歪み検出素子を可動レンズユニットと本体ベースとの間に設けてもよい。
本願に開示された撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ等、種々の撮像装置や撮像装置を内蔵した機器に好適に用いられ、特に、小型あるいは薄型の撮像装置や撮像装置を内蔵した機器に好適に用いられる。
１ 可動レンズユニット
１Ｌ１ 可動第１レンズ
１Ｌ２ 可動第２レンズ
１Ｂ 可動レンズホルダ
１ＢＦ レンズホルダフック
１ＢＤ コイルボビン受け部
１ＢＧ コイルベース部
１２ 光軸方向駆動コイル
１３ 直交方向駆動コイルユニット
１３Ｂ コイルボビン
１３Ｃ 直交方向駆動コイル
１５ 歪み部材
３ 磁石ユニット
３１ 磁石
３３ 下部本体ベース
３３Ｄ 磁石受け部
３３Ｆ ヨークベースフック
３３Ｐ 位置決め突起
５ 上部本体ベース
５Ｆ 上部本体ベースフック
５Ｈ 上部本体ベース位置決め穴
６ 支持ユニット
６Ｂ 支持ホルダ
６Ｐ 板バネ
６Ｗ ワイヤ
７ 本体ベース
８ 固定レンズユニット
８Ｂ 固定レンズホルダ
８Ｌ１ 固定第１レンズ
８Ｌ２ 固定第２レンズ
９ 撮像素子
ｄ 引張りコイルバネ型ひずみゲージの線径
Ｒ 引張りコイルバネ型ひずみゲージのコイル外径（半径）
Ｐ 引張りコイルバネ型ひずみゲージに対する張力
Ｔ 引張りコイルバネ型ひずみゲージに対する張力によって線材に加わるねじりモーメント
１００ レンズ鏡筒
１０１ 鏡筒本体
１０５Ｍ ズーム主軸
１０５Ｓ ズーム副軸
１１０ 中央部固定レンズユニット
１１１ 中央部固定レンズ
１１３ 中央部固定レンズホルダ
１３０ 撮像側固定レンズユニット
１３１ 撮像側固定レンズホルダ
１３３ 撮像側固定レンズ
１３５ 撮像側固定レンズユニット押さえ
１４０ フォーカス調整ユニット
１４１ フォーカスモータ
１４２Ｍ フォーカス調整ユニット主フレーム
１４２Ｓ フォーカス調整ユニット副フレーム
１４３Ｍ フォーカス調整ユニット主軸受け
１４３Ｓ フォーカス調整ユニット副軸受け
１４５Ｇ フォーカス調整レンズ駆動スクリュー
１４５Ｓ フォーカス調整レンズガイド
１５０ 第１ズームレンズユニット
１５１ 第１ズームレンズホルダ
１５２Ｍ 第１ズーム主軸受け
１５２Ｓ 第１ズーム副軸受け
１５３ 第１ズームレンズ
１７０ 第２ズームレンズユニット
１７１ 第２ズームレンズホルダ
１７２Ｍ 第２ズーム主軸受け
１７２Ｓ 第２ズーム副軸受け
１７３ 第２ズームレンズ
１８０ フォーカス調整レンズユニット
１８１ フォーカス調整レンズホルダ
１８２Ｎ フォーカス調整レンズナット
１８２Ｓ フォーカス調整レンズ副軸受け
１８３ フォーカス調整レンズ
１９０ 光学手ブレ補正レンズユニット
１９１ 光学手ブレ補正レンズホルダ
１９２Ｍ 光学手ブレ補正主軸受け
１９２Ｓ 光学手ブレ補正副軸受け
１９３ 光学手ブレ補正レンズ
１９５ａ 補正第１アクチュエータ
１９５ｂ 補正第２アクチュエータ
１９７ アイリスユニット
２００ 光学素子調整装置
２０１ 光学素子
２０２ 中間ブロック
２０３ 保持手段
２０４ 駆動手段
２０５ 弾性ヒンジ
２０６ 固定ブロック

Claims (16)

  1. 被写体からの光を集光する少なくとも１つのレンズと、前記１つのレンズを支持するレンズホルダとを含む可動レンズユニットと、
    本体ベースと、
    前記少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、前記少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、前記可動レンズユニットを支持する本体ベースと、
    前記本体ベースに支持されており、前記可動レンズユニットを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、
    前記可動ユニットおよび／または前記本体ベースに設けられ、前記可動レンズユニットを前記第１、第２および第３の方向に駆動する駆動機構と、
    前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられた複数の歪み検出素子と
    を備える撮像装置。
  2. 前記複数の歪み検出素子のそれぞれは、弾性体からなる支持体と、前記支持体上に配置された導電体からなる歪み検出部とを有する請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記歪み検出部は、前記支持体の表面上において蛇行パターンを有する請求項２に記載の撮像装置。
  4. 前記複数の歪み検出素子のそれぞれの一端に設けられた弾性部材を更に備え、各歪み検出素子および対応する弾性部材は、直列に接続され、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられている請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
  5. 前記複数の歪み検出素子のそれぞれは、導電体からなり、コイル形状に成形された歪み検出部を有する請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
  6. 前記複数の歪み検出素子のそれぞれの一端に設けられた弾性部材を更に備え、
    各歪み検出素子は、導電体からなる歪み検出部を含み、
    各歪み検出素子および対応する弾性部材は、直列に接続され、前記可動ユニットと前記本体ベースとの間に設けられている請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記歪み検出素子を少なくとも４つ備える請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
  8. 前記歪み検出素子を８つ備える請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
  9. 前記複数の歪み検出素子は、互いに同じ電気的特性を有する、請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置。
  10. 前記導電体は、白金、鉄、ニッケル、クロム、タングステン、アルミニウム、金、銅、銀からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む請求項２、５および６のいずれかに記載の撮像装置。
  11. 前記本体ベースに支持された少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項１から１０のいずれかに記載の撮像装置。
  12. 前記本体ベースに対して、前記少なくとも１つのレンズの光軸に垂直な平面において互いに直交する第１の方向および第２の方向と、前記少なくとも１つのレンズの光軸に平行な第３の方向とに移動可能なように、前記本体ベースと前記可動レンズユニットとの間に設けられた支持ユニットをさらに備える請求項１から１１のいずれかに記載の撮像装置。
  13. 前記支持ユニットは、支持ホルダと、４本のワイヤと２枚の板バネとを含み、
    前記レンズホルダは前記４本のワイヤによって前記支持ホルダに支持され、
    前記支持ホルダは、前記２枚の板バネによって前記本体ベースに支持される請求項１２に記載の撮像装置。
  14. 前記駆動機構は、
    前記レンズホルダに支持されており、前記第１の方向と平行な方向を中心に巻回された第１のコイルと、
    前記レンズホルダに支持されており、前記第２の方向と平行な方向を中心に巻回された第２のコイルと、
    前記レンズホルダに支持されており、前記第３の方向と平行な方向を中心に巻回された第３のコイルと、
    前記本体ベースに支持されており、前記第１のコイルおよび前記第３のコイルに、それぞれ異なる磁極が対向するよう配置された第１の磁石と
    前記本体ベースに支持されており、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルに、それぞれ異なる磁極が対向するよう配置された第２の磁石と
    を含む請求項１から１３のいずれかに記載の撮像装置。
  15. 前記駆動機構は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも一方を２つ含み、前記２つは前記レンズホルダにおいて、前記少なくとも１つのレンズの光軸を挟んで位置している請求項１４に記載の撮像装置。
  16. 前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは同じ電磁気的特性を有する請求項１４または１５に記載の撮像装置。
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