KR20070057976A - 촬상 장치 - Google Patents

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KR20070057976A
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노리히로 와타나베
노리유키 고모리
아츠시 미치모리
히데키 구니시오
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 휴대전화용 카메라 등의 촬상 장치의 분야에 속하고 있고, 그 과제는, 적은 부품 점수 및 간단한 구성으로 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있는 3축 렌즈 이동 기구, 및, 해당 3축 렌즈 이동 기구를 탑재한 촬상 장치를 얻는 점이다. 단일의 자기 회로가, 포커스 코일(14)의 유효변 및 코일(10a, 10b)의 유효변에 대하여, 마그네트(20)에 의한 자계의 영향을 미치고 있다. 이 때문에, 포커스 코일(14)로의 통전 방향의 제어에만 의해 가동부(11+17)를 광축 방향(Z)으로 구동 가능하고, 또한, 코일(10a, 10b)로의 급전 방향의 조합에만 의해 제 1 가동부(11)를 제 1 방향(X) 또는 제 2 방향(회동 방향)(Y)으로 구동할 수 있다. 이에 따라, 자기 회로 및 전자 액츄에이터를 공유하는 것이 가능해진다.

Description

촬상 장치{IMAGING DEVICE}
본 발명은, 스틸 카메라나 비디오 카메라나 휴대전화용 카메라 등의 촬상 장치의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 사용자의 손떨림 등에 의해서 발생하는 이미지의 흔들림을 보정하는 3축 렌즈 이동 기구(흔들림 보정 장치)의 구성과, 해당 3축 렌즈 이동 기구를 탑재한 촬상 장치에 관한 것이다.
종래의 대물 렌즈 구동 장치에 있어서는, 지축에 삽통된 렌즈 홀더(대물 렌즈)가, 포커싱 코일에 통전되는 전류와, 자계와의 상호 작용에 의해 얻어지는 전자력에 의해서, 광축 방향으로 지축을 따라 슬라이딩하는 것으로, 포커스 방향의 대물 렌즈 위치가 조정되고, 또한, 트랙킹 코일에 통전되는 전류와, 자계와의 상호 작용에 의해 얻어지는 전자력에 의해서, 렌즈 홀더가 지축 중심으로 회동하는 것으로, 트랙킹 방향의 대물 렌즈 위치가 조정되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제8-203102호 공보(제7페이지, 도 3, 도 5)
[특허문헌 2] 미국 특허 제 33548호 명세서
상기 종래의 대물 렌즈 구동 장치에 있어서는, 광축 방향의 전자력을 얻기 위한 자기 회로와, 지축 중심의 회전 방향의 전자력을 얻기 위한 자기 회로가, 각각 따로따로 마련되어 있기 때문에, 소형화에 맞지 않았다.
또한, 상기 대물 렌즈 구동 장치를 응용하여, 촬상 장치의 이미지 흔들림 보정 기능이나 오토포커스 기능을 실현하기 위한 3축 렌즈 이동 기구를 구성한 경우에는, 벌써 1조의 자기 회로가 더 필요하게 되기 때문에, 또한 소형화에 맞지 않았다.
또한, 상기 종래의 대물 렌즈 구동 장치에 있어서는, 렌즈 홀더가 지축에 대하여 슬라이딩 또는 회동하기 때문에, 마찰에 의한 영향을 무시할 수 없다. 그래서, 지축에 대하여 대물 렌즈와 대략 대칭인 위치에 밸런스 웨이트를 배치하여, 렌즈 홀더의 중심 위치를 지축 위치에 일치시켜서, 마찰의 영향을 최소한으로 하는 구성이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 구성에서는, 밸런스 웨이트만큼 가동부의 중량이 증가하기 때문에, 보다 많은 구동력을 필요로 하여, 저소비 전력화에 맞지 않았다.
본 발명은, 상술의 여러가지 과제를 해소하기 위해서 행해진 것으로서, 간단한 구성으로 소형화, 저비용화, 및 저소비 전류화를 실현할 수 있는 3축 렌즈 이동 기구, 및, 그와 같은 3축 렌즈 이동 기구를 탑재한 촬상 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 주제에 따른 촬상 장치는, 수광면을 갖고, 상기 수광면 상에 결상한 광학 이미지를 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 피사체의 이미지를 상기 수광면에 인도하는 결상 렌즈와, 상기 결상 렌즈를 유지하는 제 1 가동 베이스와, 상기 촬상 소자를 유지하고, 또한, 상기 제 1 가동 베이스를 상기 결상 렌즈의 광축에 수직인 면내의 제 1 방향으로 병진 이동 가능하게, 또한, 상기 광축에 평행한 축선을 회동 중심으로 하여 또한 상기 수직면 내에 포함되는 상기 제 1 방향에 대하여 대략 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 가동 베이스를 회동 가능하게 지지하는 고정부와, 상기 피사체 이미지가 상기 수광면에 인도되는 것을 저해하지 않는 위치에서 상기 고정부에 마련된 한 쌍의 마그네트와, 상기 결상 렌즈의 광축 방향과 상기 제 1 방향으로 규정되는 면에 대해 대칭으로 상기 제 1 가동 베이스에 마련되어 있고, 상기 광축 방향에 대략 평행한 유효변을 갖는 한 쌍의 코일과, 상기 한 쌍의 코일의 각각에 전류를 급전하는 급전부를 구비하고 있고, 상기 한 쌍의 코일의 각각의 상기 유효변이, 상기 한 쌍의 마그네트 안에서 해당 코일에 대향하는 마그네트에 정대(正對)하고 있고, 상기 한 쌍의 코일로의 급전 방향의 조합에 의하여 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로의 구동력을 얻도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주제에 의하면, 한 쌍의 코일로의 급전 방향의 조합에 의하여, 제 1 가동 베이스를 제 1 방향으로 병진시키는 병진력과, 제 2 가동 베이스를 축선 주위에 회동시키는 모멘트력으로 바꿀 수 있기 때문에, 하나의 자기 회로에 의해 2 방향의 구동을 실현할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 촬상 장치의, 릴리즈 버튼이 반눌림되고 나서 초점 조정 처리 및 흔들림 보정 처리가 행해지기까지의 흐름을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치의 상면도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치의 측면도,
도 5는 도 3의 A-A 단면도,
도 6은 도 4의 B-B 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 상면도,
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 상면도,
도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치에서의, 자성편과 마그네트의 위치 관계를 나타내는 측면도,
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치에서의, 자성편과 마그네트의 위치 관계를 나타내는 측면도,
도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 15는 본 발명의 실시예 5에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 상면도,
도 16은 도 15의 A-A 선의 종단면도,
도 17은 본 발명의 실시예 6에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을 나타내는 상면도,
도 19는 도 18의 A-A 선의 종단면도이다.
도 1은, 본 발명에 따른 촬상 장치에서의, 릴리즈 버튼이 반눌림되고 나서 초점 조정 처리 및/또는 흔들림 보정 처리가 행해지기까지의 흐름을 나타내는 블럭 도이다. 본 촬상 장치는, 릴리즈 버튼(1), 메인 CPU(2), 3축 렌즈 이동 기구(3), 초점 어긋남 검출부(4), 흔들림 검출부(5), 어긋남 보정 연산부(6), 및 렌즈 제어부(7)로 이루어진다.
상기 구성의 촬상 장치에 있어서는, 릴리즈 버튼(1)이 반눌림되면, 메인 CPU(2)로부터의 지령에 의해, 초점 어긋남 검출부(4)가 피사체의 초점 엇갈림을 검출하고, 어긋남 양에 따른 출력 신호를 어긋남 보정 연산부(6)에 출력한다. 어긋남 보정 연산부(6)는, 초점 어긋남 검출부(4)의 출력 신호를 기초로, 결상 렌즈(단지 렌즈 내지는 렌즈 그룹이라고도 부른다: 도 1에는 도시하지 않음)의 Z 방향(제 3 방향: 결상 렌즈의 광축에 평행한 방향에 해당)으로의 구동 신호(구동 전류)를 연산한 뒤에, 3축 렌즈 구동 장치(3)의 포커스 코일(도 1에는 도시하지 않음; 도 2의 포커스 코일(14)에 상당)에 급전하여, 해당 렌즈를 Z 방향으로 이동시킨다.
한편, 사용자의 손떨림 등에 의해 발생하는 이미지의 흔들림에 대해서는, 흔들림 검출부(5)는 X축 주위 또는 Y축 주위의 각각의 각속도를 검출하고, 흔들림 양에 따른 출력 신호를 어긋남 보정 연산부(6)에 출력한다. 어긋남 보정 연산부(6)는, 흔들림 검출부(5)의 출력 신호를 기초로, 상기 렌즈의 X 방향(제 1 방향 X라고도 부름) 또는 Y 방향(제 2 방향 Y라고도 부름)으로의 구동 신호(구동 전류)를 연산한 뒤에, 3축 렌즈 구동 장치(3)의 코일(도 1에는 도시하지 않음; 도 2의 포커스 코일(10a, 10b)에 상당)에 급전하여, 상기 렌즈를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시킨다.
이하, 본 발명의 중핵부(中核部)인 3축 렌즈 구동 장치(3)의 구성·동작을 중심으로, 본 발명의 각 실시예에 대하여 기재한다.
(실시예 1)
도 2는, 본 실시예에 따른 촬상 장치에서의 주요부의 구성을, 즉, 3축 렌즈 이동 기구(3)를 중심으로 하여 이루어지는 기구 부분의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2에 있어서, 대물 렌즈(결상 렌즈)를 이루는 렌즈 그룹(8)은 1개 또는 복수개의 렌즈(도시하지 않음)로 구성되어 있고, 상기 1개 또는 복수개의 렌즈는, 나사 가공된 원통형의 외주를 갖는 렌즈 홀더에 의해서, 소정의 간격을 유지하면서, 유지되어 있다. 제 1 가동 베이스(9)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈를 유지하는 대략 원통형부와, 후술하는 한 쌍의 코일을 유지하고, 또한 상기 원통형부에서 제 1 방향 X로 돌출한 돌출부(9p)로 이루어지고, 렌즈 그룹(8)은 나사 구멍(9a)에 나사결합 유지되어 있다. 또, 나사 구멍(9a)의 근방에서의 상기 돌출부(9p)에는, 횡단면 형상이 직사각형인 간섭 회피 구멍(9b)이, 나사 구멍(9a)의 횡단면의 중심 위치와 간섭 회피 구멍(9b)의 횡단면의 중심 위치가 X축 방향으로 정렬하도록, 관통·형성되어 있다. 또, 간섭 회피 구멍(9b)의 중심에 대하여 X축 대칭으로, 2개의 U자 홈이 상기 돌출부(9p)에 형성되어 있고, 이들 U자 홈의 각각에는, 대응하는 U자 홈에 끼워지도록, 한 쌍의 코일(제 1 코일)(10a, 10b)이 접착·고정되어 있다. 여기서, 이들 부재로 이루어지는 부분을, 즉, 렌즈 그룹(8), 제 1 가동 베이스(9) 및 한 쌍의 코일(10a, 10b)을 도 2에 나타내는 바와 같이 조립한 후의 상태로 이루어지는 구성부를, 「제 1 가동부(可動部)(11)」라고 부른다.
또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 가동 베이스(12)는, 피사체의 광학 이미지를 통과시키기 위한 제 1 개구부(12a)(그 횡단면 형상은 대략 원형)와, 제 1 개구부(12a)와 일체화하여 제 1 방향 X로 돌출한, 횡단면 형상이 직사각형인 볼록부(12p)를 갖고 있다. 그리고, 제 2 가동 베이스(12)의 볼록부(12p)의 대략 중앙에는, 후술하는 지축(19)을 거기에 삽통하기 위한 관통공(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 관통공의 횡단면 중심 위치와 제 1 개구부(12a)의 횡단면 중심 위치는 X축 방향으로 정렬하고 있다. 또한, 제 2 가동 베이스(12)의 볼록부 상면의 대략 중앙에는, 포커스 코일(제 2 코일)(14)이 배치·고정되어 있고, 포커스 코일(14)의 원통 구멍(12b)의 중심축과, 상기 관통공의 중심축은 동축 관계에 위치한다. 따라서, 지축(19)은, 포커스 코일(14)의 원통 구멍(12b)도 삽통할 수 있다. 그리고, 상기 볼록부 상면 대략 중앙의 위쪽에는, 2장의 자성편(13)이, 포커스 코일(14)을 Z 방향으로 사이에 두도록, 배치되어 있다. 여기서, 이들 부재로 이루어지는 부분을, 즉, 제 2 가동 베이스(12), 2장의 자성편(13), 포커스 코일(14), 후술하는 2장의 판 스프링(15) 및 1개의 밸런스 웨이트(16)의 조립 후의 상태를, 「제 2 가동부(17)」라고 부른다. 또한, 포커스 코일(14)은, 2장의 판 스프링(15)을 거친 양 가동부(11, 17)의 조립 후에 있어서는, 제 1 가동부(11)의 간섭 회피 구멍(9b) 내의 공간에 위치한다.
판 스프링(15)의 일단부(하방부)는, 제 2 가동 베이스(12)의 X축 방향 양단부에 마련된 각 2개씩의 보스(12c, 12d, 12e, 12f)를 기준으로, 제 2 가동 베이 스(12)에 접착 고정되어 있고, 판 스프링(15)의 타단부(상방부)는, 제 1 가동 베이스(9)의 X축 방향 양단부에 마련된, 각 2개씩의 보스(9c, 9d, 9e, 9f)를 기준으로, 제 1 가동 베이스(9)에 접착 고정되어 있다. 이러한 판 스프링(15)에 의한 연결 구조를 채용하는 것으로, 제 1 가동부(11)는, 제 2 가동부(17)에 대하여, 대략 X축 방향으로 병진 이동 가능하게 지지되게 된다.
또, 밸런스 웨이트(16)는, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심(도 3 및 도 4에 나타내는 제 2 중심 G2에 상당)이 구동 중심으로 되는 원통 구멍(12b)의 중심축의 중앙에 위치하도록, 중량 밸런스를 조정하는 부재이며, 제 2 가동 베이스(12)의 X축 방향의 일단부에 대하여 접착·고정되어 있다. 환언하면, 제 2 가동 베이스(12)의 X축 방향 일단부에는, 지축(19)에 대하여 결상 렌즈(8)의 배치 위치와는 대략 대칭인 위치에, 밸런스 웨이트(16)가 배치되어 있다.
요크(18)는 자성재에 의해 구성되고, 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, X축과 Z축으로 이루어지는 XZ면에 대해 대칭으로 U자형으로 구부러져 있다. 또는, 요크(18)의 중심부에 마련된 관통공(도 2)은, 마찰 계수가 비교적 작은 불소 수지가 코팅된 지축(19)의 하단부를 유지하고 있다. 또, 요크(18)의 U자형으로 구부러진 내측면의 각각에는, Y축 방향으로 2극 착자된 마그네트(20)가, 착자 방향이 X축 대칭으로 되도록 배치된 뒤에, 접착 고정되어 있다. 이렇게, 요크(18), 지축(19), 및 마그네트(20)는, 단일의 자기 회로를 형성하고 있다. 그리고, 후술하는 도 4 및 도 6에 있어서도 도시되어 있듯이, 지축(19)이 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 원통 구멍(12b)에 삽통되어 3축 렌즈 이동 기구가 조립된 때에는, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각의 유효변(10ae, 10be)이, 한 쌍의 마그네트(20) 안에서 해당 코일에 대향하는 마그네트에 정대하는 것으로 된다. 이 때, 요크(18), 지축(19), 및 마그네트(20)는, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각의 유효변(10ae, 10be)에 대하여 자속을 미치게 할 자로를 형성하는 「자기 회로부」를 이룬다.
고정 베이스(21)는, 피사체의 광학 이미지를 통과시키는 제 2 개구부(21a)와, 제 2 개구부(21a)를 이루는 대략 원주 부분으로부터 X축 방향으로 돌출한 돌출판부(21p)를 갖고 있고, 요크(18)의 바닥부(대향하는 U자형부 사이에 끼워진 부분)는, 2개소의 부착 구멍(도시하지 않음)을 기준으로, 고정 베이스(21)의 돌출판부(21p)의 상면에 부착되어 있다. 또는, 돌출판부(21p)의 상면 대략 중앙에는, 지축(19)의 일단부가 부착되어 있다. 또, 고정 베이스(21)의 제 2 개구부(21a)의 이면측에는, 촬상 소자(예컨대 CCD)(22)의 위치 결정 및 고정을 위한 볼록부가 배치되어 있고, 이 볼록부를 거쳐서, 고정 베이스(21)의 촬상 소자(22)로의 정확한 위치 결정·고정이 가능해지고 있다. 여기서, 촬상 소자(22)는, 수광면을 갖고, 해당 수광면 상에 결상한 광학 이미지를 전기 신호로 변환하는 장치로서, 촬상 소자(22)를 구동하기 위한 구동 회로가 그 면상에 형성된 촬상 소자 구동 기판(22D)의 한쪽 면 상에 탑재되어 있다. 여기서, 이들 부재로 이루어지는 부분을, 즉, 요크(18), 지축(19), 한 쌍의 마그네트(20), 고정 베이스(21), 촬상 소자(22) 및 구동 기판(22D)의 조립 상태를, 「고정부(23)」라고 부른다.
다음에, 각 가동부의 가동 구성에 대하여, 각 가동부의 조립 후의 상태를 도시한 도 3 및 도 4를 이용하여, 기재한다. 여기서, 도 3은 본 실시예에 있어서의 촬상 장치의 상면도이며, 도 4는 본 촬상 장치의 측면도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 가동부(11)는, 제 2 가동부(17)에 대하여, 판 스프링(15)에 의해서 지지되어 있기 때문에, X축 방향으로 병진 이동 가능하게 지지되어 있다. 부가하여, 제 1 가동부(11)의 중심(제 1 중심) G1에 있어서의 고정 베이스(21)의 상면으로부터의 높이가, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 높이 방향 Z에서의 중심 위치의 고정 베이스 상면으로부터의 높이와 대략 일치하도록(동일 높이; 중심 G1과 제 1 코일의 높이 방향 중심은 모두 도 4의 B-B선 상에 위치하고 있다), 본 촬상 장치는 설계되어 있다.
또, 판 스프링(15)에 의해서 서로 결합된 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))는, 고정부(23)에 대하여, 고정부(23)의 지축(19)을 제 2 가동부(17)의 원통 구멍(12b)에 삽통하는 것으로, 지축(19)에 안내되어 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되고, 또한, Z축 주위(Y축 방향)에도 회동 가능하게 지지되게 된다. 그리고, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심(제 2 중심) G2은, 도 4에 있어서 B-B선 상에 있고 또한 지축(19)의 중심축과 교차하는 위치로서 예시되어 있듯이, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 높이 방향의 중심과 대략 일치(포커스 코일(14)의 높이 방향 중심과도 대략 일치)하고, 또한 (고정 베이스(21)의 상면으로부터 보아 양자는 동일 높이에 있음), 지축(19)의 중심축의 중심부와도 높이적으로 대략 일치하도록, 본 촬상 장치는 설계되어 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 초점 어긋남 보정 동작에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다. 여기서, 도 5는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 포커스 코일(14)의 유효변(크로스해치부)은, 마그네트(20)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그리고, 자기 회로는, 지축(19)에 대칭으로, U자 화살표 방향의 자력선을 갖고 있다. 이 때문에, 급전부(도시하지 않음)로부터, 포커스 코일(14)에 전류를 인가하면, 자기 회로의 좌측에서는, 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 포커스 코일(14)의 유효변에는, Z+ 방향의 전자력이 발생한다.
한편, 자기 회로의 우측에서는, 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 포커스 코일(14)의 유효변에는, Z+ 방향의 전자력이 발생하기 때문에, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))는, 이 전자력에 의해서 고정부(23)의 지축(19)에 안내되어, Z+ 방향으로 이동한다. 또한, 여기서는, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심 G2은, 지축(19)의 중심축 상의 중심 및 포커스 코일(14)의 높이 방향 중심과 대략 일치하기 때문에, 중심 G2에 대하여 전자력이 작용하므로, 마찰의 영향이 경감되어, 스무스(smooth)한 동작을 기대할 수 있다.
이것에 비하여, 상기 급전부로부터 포커스 코일(14)로의 전류의 유입 방향을 반대로 설정하면, 자기 회로의 좌측에서는 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흘러, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 포커스 코일(14)의 유효변에는 Z- 방향의 전자력이 발생하는 한편, 자기 회로의 우측에서는 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흘러, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 포커스 코일(14)의 유효변에는 Z- 방향의 전자력이 발생하기 때문에, 가동부(제 1 가동 부(11)+제 2 가동부(17))는, 이 전자력에 의해서 고정부(23)의 지축(19)에 안내되어, Z- 방향으로 이동한다. 또한, 상기한 바와 같이, 여기서는, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심 G2은, 지축(19)의 상기 중심 및 포커스 코일(14)의 상기 높이 방향 중심과 대략 일치하기 때문에, 중심 G2에 대하여 전자력이 작용하기 때문에, 마찰의 영향이 경감되어, 스무스한 동작을 마찬가지로 기대할 수 있다.
따라서, 초점 엇갈림의 신호에 근거하여, 급전부로부터 포커스 코일(14)로의 통전 방향의 전환을 상기한 바와 같이, 실행하는 것에 의해, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 위치(내지는 렌즈 그룹(8)의 위치)를 제어하고 초점 어긋남을 보정하는 것이 가능하다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 촬상 장치의, 이미지의 흔들림 보정의 Y 방향 동작에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다. 여기서, 도 6은 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각은, 그 유효변(광축 방향 Z에 대략 평행한 크로스 해치부)이 한 쌍의 마그네트(20) 안에서 해당 제 1 코일에 대응하는 마그네트와 대향 내지는 정대하도록, 배치되어 있는 동시에, 자기 회로는 지축(19) 대칭으로 U자 화살표 방향의 자력선을 갖고 있다. 여기서, 급전부로부터 코일(10a)에 Y축 시계 회전 방향으로 전류를 가하면, 자기 회로의 좌측에서는 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 코일(10a)의 유효변에는, X+ 방향의 전자력이 발 생한다.
한편, 코일(10b)에도 Y축 시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 우측에서는 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(10b)의 유효변에는 X- 방향의 전자력이 발생한다. 이 때문에, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))는, 이 전자력에 의해서 지축(19)을 중심으로 반시계 회전으로 회동한다. 또한, 이 보정을 하는 데에 있어서의 회동량은 미소(플러스마이너스 0.5mm 정도)하기 때문에, 해당 회동을 Y- 방향의 이동과 대략 등가라고 간주할 수 있다. 또한, 본 예에서는, 기술한 바와 같이, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심 G2은, 고정 베이스(21)의 상면으로부터의 높이에 있어서는, 각 코일(10a, 10b)의 높이 방향 중심과 대략 일치하기 때문에, 중심 G2와 동일면 내에 전자력이 작용하기 때문에, 마찰의 영향이 경감되어, 스무스한 동작을 기대할 수 있다.
이것에 비하여, 코일(10a)에 Y축 반시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 좌측에서는 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(10a)의 유효변에는, X- 방향의 전자력이 발생한다.
한편, 코일(10b)에도 Y축 반시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 우측에서는 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(10b)의 유효변에는 X+ 방향의 전자력이 발생한다. 이 때문에, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))는, 이 전자력에 의해서, 지축(19)을 중심으로 시계 회전으로 회동한다. 또한, 상기와 같이, 이 회동량은 미소(플러스마이너스 0.5mm 정도)하기 때문에, 해당 회동을 Y+ 방향의 이동과 대략 등가라고 간주할 수 있다. 또한, 기술한 바와 같이, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 중심 G2은, 각 코일의 높이 방향 중심과 대략 일치하기 때문에, 중심 G2과 동일면 내에 전자력이 작용하기 때문에, 마찰의 영향이 경감되어, 스무스한 동작을 마찬가지로 기대할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 통전 방향을 동상(예컨대, 코일(10a)에 Y축 시계 회전으로 통전한 때에는, 코일(10b)에도 Y축 시계 회전으로 통전한다.)의 관계로 설정하는 것으로, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 위치를 지축(19)의 주위에 회동(Y 방향으로 이동)시킬 수 있다.
따라서, X축 주위의 흔들림 검출의 신호에 근거하여, 한 쌍의 코일(10a, 10b)로의 통전 방향의 전환을 행하는 것에 의해, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))의 위치(렌즈 그룹(8)의 위치)를 제어하여, Y 방향의 흔들림을 보정하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 촬상 장치의, 이미지의 흔들림 보정의 X 방향 동작에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 코일(10a, 10b)은, 그 유효변(도 6의 크로스 해치부)(10ae, 10be)(도 2)이 마그네트(20)와 대향 내지는 정대하도록 배치되어 있는 것, 및, 자기 회로는 도 6에 나타내는 화살표 방향의 자력선을 갖고 있는 것에 의해, 코일(10a)에 Y축 시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 좌측에서는 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(10a)의 유효변에는, X+ 방향의 전자력이 발생한다.
한편, 코일(10b)에 Y축 반시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 우측에서는 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 코일의 유효변에는, X+ 방향의 전자력이 발생한다.
이것에 비하여, 코일(10a)에 Y축 반시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 좌측에서는 지면에 대하여 안쪽으로부터 자신쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 코일(10a)의 유효변에는, X- 방향의 전자력이 발생한다.
한편, 코일(10b)에 Y축 시계 회전 방향으로 급전부로부터 전류를 가하면, 자기 회로의 우측에서는 지면에 대하여 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류가 흐른다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 코일(10b)의 유효변에는, X- 방향의 전자력이 발생한다.
따라서, 상술한 바와 같이 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 통전 방향을 역상(예컨대, 코일(10a)에 Y축 시계 회전으로 통전한 때에는, 코일(10b)에는 Y축 반시계 회전으로 통전.)의 관계로 제어함으로써, X축 방향의 전자력이 발생한다.
한편, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 가동부(11)는, 제 2 가동부(17)와, 판 스프링(15)에 의해서 연결되어 있다. 이 판 스프링(15)은, 제 1 가동부(11)의 길이 방향으로의 휨만을 허용할 수 있는 형상을 갖고 있기 때문에, 제 1 가동부(11)가 제 2 가동부(17)에 대하여 대략 X축 방향으로 이동하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 제 1 코일(10a, 10b)의 유효변에 작용하는 X축 방향의 전자력에 의해서, 제 1 가동부(11)는 X축 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 기술한 바와 같이, 제 1 가동부(11)의 중심 G1의 높이는, 각 제 1 코일(10a, 10b)의 높이 방향 중심과 대략 일치하는 것, 및, 중심 G1에 대하여 각 전자력의 역점이 X축 대칭인 것에 의해, 제 1 가동부(11)는 중심 G1 주위의 모멘트의 영향을 받지 않고 X 방향으로 스무스하게 병진할 수 있다.
따라서, Y축 주위의 흔들림 검출의 신호에 근거하여, 한 쌍의 코일(10a, 10b)로의 통전 방향의 전환 제어를 실행하는 것에 의해, 제 1 가동부(11)의 위치(렌즈 그룹(8)의 위치)를 제어하여 X 방향의 흔들림을 보정하는 것이 가능해진다.
또, 제 1 가동부(11)가 지축(19) 주위에 회동한 상태로 X축 방향의 이동을 할 때, 판 스프링(15)의 휨 방향의 영향에 의해, 제 1 가동부(11)는, 상기 회동량에 따른 경사를 생기게 하기 때문에, X축 방향과의 사이에 각도가 발생한다. 그러나, 이 경우의 회동 각도가 매우 미소하기 때문에, 그 영향은 미소하다.
이상과 같이, 본 실시예에 있어서는, 제 1 가동 베이스(9)는, 고정부(23)에 대하여, 제 2 가동 베이스(12)를 거쳐서 고정되고, 제 1 가동 베이스(9)는, 제 2 가동 베이스(12)에 대하여 제 1 방향 X로 이동 가능하고, 제 2 가동 베이스(12)는, 고정부(23)에 대하여, 광축에 평행하게 배치된 지축(19)을 기준으로, 결상 렌즈(8)의 광축 방향으로 이동 가능, 및, 제 2 방향 Y로 회동 가능하고, 또한, 특히, 제 2 가동 베이스(12)에는, 지축(19)에 대하여 대물 렌즈(8)와 대략 대칭인 위치에 밸런스 웨이트(16)가 배치되고 있다.
이렇게, 고정부(23)에 대하여, 축지된 제 2 가동 베이스(12) 상에 밸런스 웨이트(16)를 배치하고, 제 2 가동 베이스(12)에 대하여 병진하는 제 1 가동 베이스(9)를 배치함으로써 제 1 가동 베이스(9)의 경량화가 가능해져, 낮은 구동력으로 제 1 가동 베이스(9)를 구동시키는 것이 가능하고, 저소비 전력화를 실현할 수 있다.
(실시예 2)
도 7은, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도로서, 도 2에 대응하는 도면이다. 도 7에 있어서는, 도 2와 동일 또는 상당하는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 구성의, 실시예 1과의 차이에 대하여 기재한다.
실시예 1에서는, 요크(18), 지축(19) 및 한 쌍의 마그네트(20)는 고정부(23)에 배치되어 있지만(도 2 참조), 본 실시예에 있어서는, 이들 구성 요소(18, 19, 20)는 모두 제 2 가동부(17)에 배치되어 있다. 또, 판 스프링(15)은, 실시예 1에 있어서는, 제 1 가동부(11)와 제 2 가동부(17)를 연결, 고정하기 위해서 이용되고 있었지만, 본 실시예에 있어서는, 판 스프링(15)은, 고정부(23)와 제 2 가동부(17)를 서로 연결, 고정하기 위한 부재로서 이용되고 있다. 또한, 실시예 1에 있어서 는, 자성편(13) 및 포커스 코일(14)은 제 2 가동부(17)에 배치되어 있지만, 본 실시예에서는, 자성편(13) 및 포커스 코일(14)은, 한 쌍의 코일(10a, 10b)과 함께, 제 1 가동부(11)에 배치되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 촬상 장치에 있어서는, 제 2 가동부(17)의 지축(19)이 제 1 가동부(11)의 원통 구멍(12b) 내에 삽통됨으로써, 제 1 가동부(11)는, 제 2 가동부(17)에 대하여, 지축(19)에 안내되어 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되고, 또한, Z축 주위에도 회동 가능하게 지지되게 된다. 이 때문에, 포커스 코일(14)의 유효변에 작용하는 Z축 방향의 전자력에 의해서, 제 1 가동부(11)는, 제 2 가동부(17)에 대하여, Z축 방향으로 이동할 수 있는 동시에, 기술한 한 쌍의 코일(10a, 10b)로의 동상 통전에 의한 전자력의 발생에 의해서, 지축(19)의 주위에 회동(Y축 방향으로 이동)할 수 있다.
또, 판 스프링(15)은, 제 2 가동부(17)의 길이 방향으로의 휨만을 허용할 수 있는 형상을 구비하고 있기 때문에, 제 2 가동부(17)는, 고정부(23)에 대하여, X축 방향으로의 이동이 가능하다. 따라서, 기술한 한 쌍의 코일(10a, 10b)로의 역상 통전에 의한 전자력의 발생에 의해서, 가동부(제 1 가동부(11)+제 2 가동부(17))는 X축 방향으로 이동할 수 있다.
또는, 제 1 가동부(11)의 지축(19) 주위의 회동은, 제 2 가동부(17)를 기준으로 행해지고, X축 방향의 이동은, 제 2 가동부(17)가 고정부(23)를 기준으로 실행하는 것이다. 이 때문에, 실시예 1에 있어서와 같은, 판 스프링(15)의 휨 방향에 의한 제 1 가동부(11)의 이동 방향의 변화가, 본 실시예에서는 발생하지 않고, 보다 안정한 3축 렌즈 이동 기구를 공급할 수 있다.
이상으로 기재한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 고정부(23)에 대하여 병진하는 제 2 가동 베이스(12)를 배치하고, 제 2 가동 베이스(12)가 제 1 가동 베이스(9)를 축지하는 것으로, 상기 3 방향의 이동을 독립하여 실행할 수 있기 때문에, 보다 안정한 기구 동작을 갖는 3축 렌즈 이동 기구와 해당 기구를 갖는 촬상 장치를 실현할 수 있다.
(실시예 3)
도 8은, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 실시예 2에서 나타낸 도 7의 구성의 개량에 관한 것이다. 도 8에 있어서, 포커스 코일(14)과 그 위에 배치된 자성편(13)은, 실제로는, 제 1 가동 베이스(9)의 돌출부(9p) 내에 수납 배치되어, 제 1 가동부(11)의 구성 부재의 일부를 이루고 있다. 또, 도 9는, 무부하(손떨림 보정용의 한 쌍의 코일(10a, 10b)에 전류가 흐르고 있지 않은 상태)에서의 자성편(13)과 마그네트(20)(내지는 요크(18) 및 마그네트(20)가 작성하는 자기 회로)의 위치 관계를 나타낸 상면도이며, 도 9 중에 나타낸 2개의 표의 한쪽은, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 안에서 상측에 위치하는 코일(10b)의 유효변(10be)(도 2 참조)에 지면의 자신쪽으로부터 안쪽을 향해서 전류를 흘린 경우에 발생하는 전자력의 방향을 나타내는 것이며, 다른 쪽 표는, 하측에 위치하는 코일(10a)의 유효변(10ae)에 지면의 위쪽으로부터 속을 향해서 전류를 흘린 경우에 발생하는 전자력의 방향을 나타내는 것이다. 또한, 도 10은, 한 쌍의 코일(10a, 10b)에 도 9의 양 표와 같이 급전되었을 때의, 자성편(13)과 마그네트(20)의 위치 관계를 나타낸 상면도이다. 또, 도 11은, 무부하(포커스 코일(14)에 전류가 흐르고 있지 않은 상태)에서의 자성편(13)과 마그네트(20)의 위치 관계를 나타낸 측면도이며, 또한 도 12는, 도 11 중의 각 표에 나타내는 바와 같이 포커스 코일(14)에 급전되었을 때의, 자성편(13)과 마그네트(20)의 위치 관계를 나타낸 측면도이다. 또한, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12의 각 도면에 있어서는, 자성편(13)과 마그네트(20)의 위치 관계를 알기 쉽게 하기 위해, 자기 회로(18+20), 손떨림 방지용의 한 쌍의 코일(10a, 10b), 포커스 코일(14), 지축(19) 및 자성편(13)만을 기재하고 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의, 실시예 2와의 구성의 차이에 대하여, 도 8을 이용하여 기재한다.
도 7과 도 8을 비교하면, 실시예 2에서는, 자성편(13)은, 포커스 코일(14)의 상면 및 하면(조립 상태이기 때문에, 도 7에서는 포커스 코일 하면측에 배치된 자성편만이 도시되어 있음)의 각각에 배치되어 있는, 두께가 얇은 대략 사각형상의 것으로 이루어진다. 이것에 비하여, 본 실시예에서는, 자성편(13)은, 포커스 코일(14)의 상면에만 배치되고, 또한, 도 9에도 나타내는 바와 같이 마그네트(20)와 정대하는 변의 중간 부근에 대략 삼각형 형상의 돌기(13a)를 갖고 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 Y 방향(Z축 주위)의 중립 위치 유지 동작에 대하여, 도 9 및 도 10을 이용하여 기재한다.
도 8에 있어서, 제 2 가동부(17)의 지축(19)이 제 1 가동부(11)의 원통 구 멍(12b) 내에 삽통되면, 자성편(13)에는 마그네트(20)의 흡인력에 의해 항상 화살표 A1의 방향으로 힘이 발생하는 것, 및, 지축(19)에 의해서 XY 평면 내의 이동이 Z축 주위의 회동에만 규정되어 있기 때문에, 도 9에 나타내는 것과 같은 위치에서 힘의 밸런스가 평형이 된다. 이 때, 돌기(13a)를 갖는 자성편(13)의 각 변은, 해당 변에 대응하는 마그네트(20)에 정대하고 있다.
도 9에 나타내는 상태로부터, 도 9의 양 표에 나타내는 조합의 전류를 한 쌍의 코일(10a, 10b)에 인가하면, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 지축(19)에 대한 역상의 추진력이 발생하고, 제 1 가동부(11)는 Z축 주위의 회동 방향으로 이동한다. 제 1 가동부(11)에 탑재된 자성편(13)은, 이 추진력에 의해서 발생하는 지축(19) 주위의 토크를 상쇄하는 만큼의 흡인력이 발생하는 위치에서, 양 힘이 균형을 유지하는 결과, 멈추고, 도 10에 나타내는 상태로 된다.
도 10의 상태로부터 한 쌍의 코일(10a, 10b)에 대한 도 9의 양 표에 나타내는 조합의 전류 인가를 멈추면, 추진력의 영향이 없어지기 때문에, 자성편(13)은, 힘의 밸런스가 평형으로 되는 도 9의 상태에 되돌아간다. 따라서, 한 쌍의 코일(10a, 10b)로의 전류의 인가의 유무에 의해서, 제 1 가동부(11)가 Z축 주위에 회동하거나, 또는 중립 위치로 되돌아가거나 하는 것으로 되어, 이러한 제어에 의해 회동 위치(Y 방향) 유지 기구를 실현할 수 있다.
또, 상기 중립 위치 유지 기구는, 도 9의 구성에 있어서는, 자성편(13)과 마그네트(20)의 거리에 의해 규정되기 때문에, 자성편(13) 등의 형상의 고안(이 경우, 회동에 의한 자성편(13)과 마그네트(20)의 거리의 변화율)에 의해 용이하게 그 유지력을 변화시킬 수 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 Z 방향의 가압력(energizing-force) 발생 기구에 대하여, 도 11 및 도 12를 이용하여 기재한다.
도 8에 있어서, 제 2 가동부(17)의 지축(19)이 제 1 가동부(11)의 원통 구멍(12b) 내에 삽통되면, XY 방향에서의 자성편(13)과 마그네트(20)의 흡인력의 관계는 전에 설명한 모양이 되지만, 자성편(13)과 마그네트(20) 사이의 Z 방향으로 걸리는 흡인력에 의해, 항상 마그네트(20)의 높이 방향의 중심에 끌리는 힘이 발생한다. 한편, 자성편(13)은 제 1 가동부(11)내에 배치되어 있기 때문에, 조립 시에는, 자성편(13)이 마그네트(20)의 높이 방향의 중심(19C)에 위치하기 전에, 제 1 가동부(11)가 제 2 가동부(17)에 접촉하는 것으로 제 1 가동부(11)의 위치가 규제되어, 도 11에 나타내는 같은 위치 관계로 된다. 이러한 위치 관계에 있어서는, 자성편(13)에는 마그네트(20)의 높이 방향의 중심(19C)으로부터의 거리에 따른 흡인력이 발생하기 때문에, 제 1 가동부(11)에는, 자성편(13)에 의해서, 항상 -Z 방향으로 가압되는 힘이 작용하고 있다.
도 11의 상태로부터, 포커스 코일(14)에 도 11의 표에 나타내는 방향의 전류를 인가하면, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 +Z 방향의 추진력이 발생하고, 해당 추진력이 가압력 이상으로 되면, 제 1 가동부(11)는 +Z 방향으로 이동한다. 제 1 가동부(11)에 탑재된 자성편(13)은, 이 추진력과 마그네트(20)로부터의 흡인력의 균형을 유지하는 위치에서 멈추고, 도 12의 상태로 된다.
도 12의 상태로부터, 포커스 코일(14)로의 도 11의 표에 나타내는 방향의 전 류 인가를 멈추면, 추진력의 영향이 없어지기 때문에, 자성편(13)은, 가압력을 발생하는 위치에, 즉, 도 11의 상태에 되돌아간다. 따라서, 포커스 코일(14)로의 전류의 인가 유무에 의해서, 제 1 가동부(11)가 Z축 방향으로 이동하거나, 또는 초기 위치로 되돌아가거나 한다.
또는, 상기 가압력 발생 기구는, 도 11에 나타내는 구성에 있어서는, 자성편(13)과 마그네트(20)의 높이 방향의 중심(19C)과의 거리에 의해 규정되기 때문에, 상대 배치에 의해 용이하게 그 가압력을 변화시킬 수 있다.
이상과 같이, 자성편(13)의 마그네트(20)의 중심에 대한 높이 방향의 위치에 의해서 Z 방향의 가압력을 조정할 수 있는 동시에, 자성편의 돌기(13a)의 형상에 의해 Y 방향의 중립 위치 유지력을 조정할 수 있기 때문에, 1장의 자성편(13)으로써 Z 방향의 가압 기능(energizing function)과 Y 방향의 중립 위치 유지 기능을 더불어 가지고, 또한, 각각 독립하여 이들 힘을 조정할 수 있기 때문에, 간단한 구성으로 2 방향의 가압력을 실현할 수 있다.
(실시예 4)
도 13은 본 실시예에 따른 촬상 장치의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 이하에, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 구성과, 실시예 1에 따른 촬상 장치의 구성의 차이에 대하여 기재한다.
도 13과 도 2를 비교하면, 실시예 1에서는, 제 1 가동부(11)에 한 쌍의 코일(10a, 10b)이 배치되고, 고정부(23)에 마그네트(20)가 배치되어 있다. 이것에 비하여, 본 실시예에서는, 제 1 가동부(11)에 마그네트(20)가 배치되고, 고정부(23)에 한 쌍의 코일(10a, 10b)이 배치되어 있다.
구체적으로는, 도 13에 있어서, 종단면 형상이 L 자형인 2개의 지지 홀더 BL의 각각의 저면이, 지축(19)을 사이에 두고 지지 홀더 BL끼리가 서로 대향하도록, 고정 베이스(21)에 고착되어 있고, 각 지지 홀더 BL의 L자 형상의 상단부(정부(頂部)) BLT에는 포커스 코일(14)이 고착되어 있고, 또한, 각 지지 홀더 BL의, 그 저면에 대향하는 상면 BLS 상에는, 각각 2장으로 이루어지는 손떨림 보정용의 코일(10a, 10b)이 고착되어 있다. 조립 완성 후는, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각의 유효변(10ae, 10be)이, 한 쌍의 마그네트(20) 안에서 해당 코일에 대향하는 마그네트(20)에 정대하다. 또는, 도 13에서는, 편의상, 자성편(13)이 제 2 가동부(17)측에 배치되어 있는 모양으로 도시하고 있지만, 이 묘사는 정확한 것이 아니라, 실제로는, 각 자성편(13)은, 대응하는 지지 홀더 BL의 상면 BLS 상에 고착되어 있다. 또는, 관통공(12b)은, 지축(19)에 대한 통형상의 위치 결정 부재(12A)에 마련되어 있다.
본 촬상 장치의 추진력은, 마그네트(20)가 발생하는 자계중의 코일(10a, 10b)에 작용하는 힘을 이용하고 있기 때문에, 코일(10a, 10b)과 마그네트(20)의 배치가 교체되어도 발생하는 힘의 관계는 변하지 않기 때문에, 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에(이 경우, 코일(10a, 10b)은 고정부(23)에 고정되어 있기 때문에, 제 1 가동부(11)에 마련된 마그네트(20)쪽이 X 방향으로의 이동과 Z축 주위의 회동을 행하여 손떨림 보정을 행한다. 초점 어긋남 보정도, 마그네트(20)의 상하 이동 에 의해 마찬가지로 얻어진다.), 실시예 1의 도 2와 마찬가지로 제 1 가동부(11)에 배치된 코일(10a, 10b)로의 급전도 필요없게 되기 때문에, 조립성이 좋은 촬상 장치를 얻을 수 있다. 즉, 도 13의 촬상 장치에는, 마그네트(20)가 제 1 가동부(11)에 배치되어 있는 것에 지나지 않기 때문에, 제 1 가동부(11)에 코일(10a, 10b)용 배선을 마련할 필요성이 없고, 해당 배선에 기인한 쓸데없는 힘의 발생을 고려할 필요성은 없고, 또한, 제 1 가동부(11)로부터 용이하게 마그네트(20)를 분리할 수 있기 때문에, 제 1 가동부(11)를 분해하기 쉽게 된다(반대로 말하면, 제 1 가동부(11)의 조립이 용이해진다).
실시예 3에 있어서는, 제 1 가동부(11)에 배치된 자성편(13)과 제 2 가동부(17)에 배치된 마그네트(20)의 흡인력에 의해서 Y 방향의 중립 유지력과 Z 방향의 가압력을 실현하고 있지만, 본 실시예에서는, 고정부(23)에 배치된 자성편(13)과, 제 1 가동부(11)에 배치된 마그네트(20)와의 흡인력에 의해서 Y 방향의 중립 유지력과 Z 방향의 가압력을 실현하고 있다. 이 경우, 자성편(13)과 마그네트(20)의 배치가 교체되어도, 발생하는 힘의 관계는 변하지 않기 때문에, 본 실시예에서도 기술한 실시예 3과 동일한 효과(Y 방향의 중립 위치 유지 기능 및 Z 방향의 가압력 발생 기능)를 얻을 수 있다.
(실시예 5)
도 14는, 본 실시예에 따른 촬상 장치의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도로서, 도 2에 대응하는 도면이다. 도 14에 있어서는, 도 2와 동일 또는 상당 하는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 14에 있어서, 렌즈 그룹(8)은 제 1 가동 베이스(9)의 대략 원통형부로 유지되어 있고, 또, 제 1 가동 베이스(9)는, 렌즈 그룹(8)의 광축과 대략 평행한 샤프트 지지부(19A)를 갖고 있다. 그리고, 이 샤프트 지지부(19A)에는 샤프트(19)가 삽입되어 있고, 샤프트(19)의 축선과 광축으로 규정되는 XZ면에 관해서 대략 대칭인 U자형 형상의 요크(18)가, 제 1 가동 베이스(9)의 돌출부(9p)의 이면에 고착되어 있고, 또한 요크(18)의 U자형 내측면에 각각 고착되는 한 쌍의 마그네트(20)가 마련되어, 요크(18)와 한 쌍의 마그네트(20)로 이루어지는 자기 회로(한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각의 유효변(10ae, 10be)에 미치는 자로를 형성하는 자기 회로)가, 제 1 가동부(11)에 형성되어 있다. 또한, 렌즈 그룹(8)은 대략 0.1mm의 돌출량의 돌출부(8p)를 갖고 있고, 이 돌출부(8p)의 횡단면 형상은 대략 원형 형상이기 때문에, 돌출부(8p)의 직경을, 여기서는 제 1 가동 베이스(9)의 측면(9SS)의 직경과 비교하여, 「소직경」이라고 정해두고, 따라서, 돌출부(8p)를 소직경부라고도 부른다.
제 2 가동 베이스(12)는, 제 1 가동 베이스(9)가 Y 방향으로 이동 가능한 공간을 갖고, 제 1 가동 베이스(9)의 소직경부(8p)에 삽통됨으로써, 제 1 가동 베이스(9)와 조합된다. 또, 제 2 가동 베이스(12)는, 제 1 개구부(12a)와 일체화하여 제 1 방향 X로 돌출한, 횡단면 형상이 대략 직사각형의 볼록부(12p)를 갖고 있다. 그리고, 제 2 가동 베이스(12)의 볼록부(12p)의 대략 중앙에는, 후술하는 지축(19)을 삽통하기 위한 관통 구멍(12h)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(12h)의 횡단면 중앙 위치와 제 1 개구부(12a)의 횡단면 중심 위치는, X축 방향으로 정렬하고 있다. 부가하여, 제 2 가동 베이스(12)의 X축 방향의 양단부에 마련된 각 2개씩의 보스(boss)(12c, 12d, 12e, 12f)를 기준으로 판 스프링(15)이 제 2 가동 베이스(12)에 접착 고정되어 있고, 판 스프링(15)의 타단은, 도시하지 않은 2개씩의 보스를 기준으로, 고정 베이스(21)에 접착 고정되어 있다.
고정부(23)측을 보면, 포커스 코일(14)의 측면(14SS)에는, 한 쌍의 코일(10a, 10b)이 서로 정대하도록 접착 고정되어 있다. 부가하여, 포커스 코일(14)의 측면(14SS)의 상단부에는, 실시예 3과 마찬가지로, 그 근처 중앙부에 돌출부(13a)를 갖는 1장의 자성편(13)이 고착되어 있다. 또한, 포커스 코일(14)과 한 쌍의 코일(10a, 10b)은, 포커스 코일(14)의 다른 측면에 고착된 코일 홀더(24)에 의해서 유지되어 있고, 또한, 코일 홀더(24)의 도시하지 않은 볼록부가 고정 베이스(21)에 마련되어 있는 U자 형상의 슬릿부(21a)에 끼워짐으로써, 고정 베이스(21)에 대하여, 위치 결정 고정되어 있다.
상기한 바와 같이 고정부(23)에 고정된 코일 홀더(24) 내지는 한 쌍의 코일(10a, 10b)과 자로 회로(18+20)의 위치 관계는, 도 15의 상면도 및 도 15의 A-A 선의 종단면도인 도 16에 표시되고 있는 바와 같다. 이 위치 관계에서는, 지축(19)의 중심축과 포커스 코일(14)의 중심축이 일치하고, 또한, 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 유효변(10ae, 10be)이 한 쌍의 마그네트(20) 안에서 해당 코일에 대향하는 마그네트와 정대하도록 배치되어 있다.
특히, 실시예 5에서는, 포커스 코일(14)과 그 측면에 접착 고정된 한 쌍의 코일(10a, 10b)에 대하여, 제 1 가동부(11)의 필요 가동량을 확보할 수 있는 만큼의 공간을 갖고, 제 1 가동부(11)는 고정부(23)에 대하여 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 지축(19)과 마그네트(20) 사이에 마련되는 하나의 자기 공간 중에, 포커스 코일(14)과 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 각각의 유효변이 배치되고, 또한, 제 1 가동부(11)의 필요 가동량을 확보할 수 있는 극간을 자기 공간으로서 고려하면, 자기 공간의 폭치수는 도 16에 나타내는 거리 d1로 된다.
이렇게, 제 1 가동부(11)에 마그네트(20)를 배치하여, 고정부(23)에 한 쌍의 코일(10a, 10b)을 배치하는 본 실시예의 구동 구조에 있어서는, 가동측에 마그네트(20)가 배치되기 때문에, 자로 회로도 가동측에 배치되는 것으로 되기 때문에, 보다 효율이 좋은 자기 회로를 형성할 수 있기 때문에, 보다 강한 추진력을 얻을 수 있다.
이러한 구성의 촬상 장치에 있어서는, 제 2 가동 베이스(12)의 제 1 개구부(12a)가, 제 1 가동 베이스(9)의 소직경부(8p)에 대하여 가동 가능한 공간을 갖고 삽통하도록 조립되어 있기 때문에, 제 1 가동부(11)가 Y 방향으로 이동의 때의 Y 방향의 돌출량이 제 1 가동 베이스(9)의 대직경부(9SS)에 의해 규정되기 때문에, 조밀한 구성으로 Y 방향 이동 구성을 실현할 수 있다.
또, 제 1 가동부(11) 측에 마그네트(20)가 배치되어 있고, 돌출부(13a)를 갖는 자성편(13)을 고정부(23) 측의 포커스 코일(14)의 상면에 배치시키고 있기 때문에, 실시예 3에서 기술한 Y 방향의 중립 위치 유지력과 Z 방향의 가압력을 실현할 수 있다.
(실시예 6)
도 17은 본 실시예에 따른 촬상 장치의 주요부의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 17에 있어서 도 14와 동일 또는 상당하는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다. 여기서는, 본 실시예에 따른 촬상 장치의, 실시예 5와의 구성의 차이에 대하여, 도 17에 부가하여, 자기 회로와 한 쌍의 코일(10a, 10b)의 위치 관계를 나타내는 평면도인 도 18 및 도 18의 A-A 선의 종단면도인 도 19을 이용하여, 기재한다.
본 실시예에서는, 포커스 코일(14) 및 한 쌍의 코일(10a, 10b)은, 조립한 때에, 제 1 가동부(11)의 한 쌍의 마그네트(20)가 각각에 대응하는 코일(10a, 10b)에 대향하고, 또한, 제 1 가동부(11)의 필요 가동량을 확보 가능한 공간을 갖고, 배치되어 있다. 도 18에 예시하는 바와 같이, 각 코일(10a, 10b)은, 대응하는 마그네트(20)와 요크(18) 사이에 마련된 간극에 배치되고, 포커스 코일(14)은, 대향하는 지축(19)과 마그네트(20)의 사이에 배치된다.
본 실시예에서는, 포커스 코일(14) 및 한 쌍의 코일(10a, 10b)이 각각의 자기 공간 중에 배치되는 것, 및, 제 1 가동부(11)의 필요 가동량을 확보할 수 있는 극간을 마련하는 것을 고려하면, 복수로 분할된 각 자기 공간의 폭치수는, 도 19에 나타내는 거리 d2, d3으로 된다.
본 실시예와 같이, 자기 공간을 복수로 분할하여, 각각의 자기 공간을 필요최소한의 치수로 설정하는 것으로, 마그네트(20)로부터의 자속을 효율적으로 요크(18) 및 지축(19)에 날릴 수 있기 때문에, 추진력을 높이는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시예를 상세히 개시하고 기술했지만, 이상의 기술은 본 발명의 적용 가능한 국면을 예시한 것으로서, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 즉, 기술한 국면에 대한 여러가지 수정이나 변형예를, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 생각하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 수광면을 갖고, 상기 수광면 상에 결상한 광학 이미지를 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와,
    피사체의 이미지를 상기 수광면에 인도하는 결상 렌즈와,
    상기 결상 렌즈를 유지하는 제 1 가동 베이스와,
    상기 촬상 소자를 유지하고, 또한, 상기 제 1 가동 베이스를 상기 결상 렌즈의 광축에 수직인 면내의 제 1 방향으로 병진(竝進) 이동 가능하게, 그러면서도, 상기 광축에 평행한 축선을 회동 중심으로 하고, 그러면서도, 상기 수직면 내에 포함되는 상기 제 1 방향에 대하여 대략 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 가동 베이스를 회동 가능하게 지지하는 고정부와,
    상기 피사체 이미지가 상기 수광면에 인도되는 것을 저해하지 않는 위치에서 상기 고정부에 마련된 한 쌍의 마그네트와,
    상기 결상 렌즈의 광축 방향과 상기 제 1 방향으로 규정되는 면에 대해 대칭으로 상기 제 1 가동 베이스에 마련되어 있고, 상기 광축 방향에 대략 평행한 유효변을 갖는 한 쌍의 코일과,
    상기 한 쌍의 코일의 각각에 전류를 급전하는 급전부
    를 구비하고 있고,
    상기 한 쌍의 코일의 각각의 상기 유효변이, 상기 한 쌍의 마그네트 안에서 상기 코일에 대향하는 마그네트에 정대(正對)하고 있고,
    상기 한 쌍의 코일로의 급전 방향의 조합에 의하여 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로의 구동력을 얻도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부에 대하여, 상기 광축에 평행하게 상기 고정부에 배치된 지축(支軸)을 기준으로, 상기 광축 방향으로 이동 가능 및 상기 제 2 방향으로 회동 가능한 제 2 가동 베이스를 구비하고,
    상기 제 1 가동 베이스는, 상기 제 2 가동 베이스에 대하여 상기 제 1 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 베이스에는, 상기 지축에 대하여 상기 결상 렌즈의 배치 위치와는 대략 대칭인 위치에서, 밸런스 웨이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는촬상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부에 대하여, 상기 제 1 방향으로 이동 가능하게 지지된 제 2 가동 베이스를 구비하고,
    상기 제 1 가동 베이스는, 상기 제 2 가동 베이스에 대하여, 상기 결상 렌즈의 광축 방향으로 이동 가능 및 상기 제 2 방향으로 회동 가능한 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 베이스에는, 상기 지축에 대하여 상기 결상 렌즈의 배치 위치와는 대략 대칭인 위치에서, 밸런스 웨이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가동 베이스에는, 상기 한 쌍의 마그네트에 정대하는 2변의 각각의 대략 중앙부에 돌출부를 구비하는 1장의 자성편이, 상기 한 쌍의 마그네트의 높이 방향의 소정 위치에서 배치되어 있고,
    상기 자성편은, 상기 제 2 방향에서의 중립 위치 유지 기능 및 상기 광축에 평행한 제 3 방향에서의 가압력(energizing-force) 발생 기능을 더불어 가지는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  7. 수광면을 갖고, 상기 수광면 상에 결상한 광학 이미지를 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와,
    피사체의 이미지를 상기 수광면에 인도하는 결상 렌즈와,
    상기 결상 렌즈를 유지하는 제 1 가동 베이스와,
    상기 촬상 소자를 유지하고, 또한, 상기 제 1 가동 베이스를 상기 결상 렌즈의 광축에 수직인 면내의 제 1 방향으로 병진 이동 가능하게, 그러면서도, 상기 광축에 평행한 축선을 회동 중심으로 하고, 그러면서도, 상기 수직면 내에 포함되는 상기 제 1 방향에 대하여 대략 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 가동 베이스를 회동 가능하게 지지하는 고정부와,
    상기 피사체 이미지가 상기 수광면에 인도되는 것을 저해하지 않는 위치에서 상기 고정부에 마련되고 또한 상기 광축 방향에 대략 평행한 유효변을 구비하는 한 쌍의 코일과,
    상기 결상 렌즈의 광축 방향과 상기 제 1 방향으로 규정되는 면에 대해 대칭으로 상기 제 1 가동 베이스에 마련되어 있는 한 쌍의 마그네트와,
    상기 한 쌍의 코일의 각각에 전류를 급전하는 급전부
    를 구비하고 있고,
    상기 한 쌍의 코일의 각각의 상기 유효변이, 상기 한 쌍의 마그네트 안에서 그 코일에 대향하는 마그네트에 정대하고 있고,
    상기 한 쌍의 코일로의 급전 방향의 조합에 의하여 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로의 구동력을 얻도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부에 대하여, 상기 광축에 평행하게 상기 고정부에 배치된 지축을 기준으로, 상기 광축 방향으로 이동 가능 및 상기 제 2 방향으로 회동 가능한 제 2 가동 베이스를 구비하고,
    상기 제 1 가동 베이스는, 상기 제 2 가동 베이스에 대하여 상기 제 1 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 베이스에는, 상기 지축에 대하여 상기 결상 렌즈의 배치 위 치와는 대략 대칭인 위치에서, 밸런스 웨이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정부에는, 각각이 상기 한 쌍의 마그네트의 각각에 정대하는 1변의 대략 중앙부에 돌출부를 구비하는 한 쌍의 자성편이, 상기 한 쌍의 마그네트의 높이 방향의 소정 위치에서 배치되어 있고,
    상기 한 쌍의 자성편은, 상기 제 2 방향에서의 중립 위치 유지력 및 상기 광축에 평행한 제 3 방향에서의 가압력을 발생시키는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부에 대하여, 상기 제 1 방향으로 이동 가능하게 지지된 제 2 가동 베이스를 구비하고,
    상기 제 1 가동 베이스는, 상기 제 2 가동 베이스에 대하여, 상기 결상 렌즈의 광축 방향으로 이동 가능 및 상기 제 2 방향으로 회동 가능한 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정부에는, 상기 한 쌍의 마그네트에 정대하는 2변의 각각의 대략 중앙부에 돌출부를 구비하는 1장의 자성편이, 상기 한 쌍의 마그네트의 높이 방향의 소정 위치에서 배치되어 있고,
    상기 자성편(magnetic piece)은, 상기 제 2 방향에서의 중립 위치 유지 기능 및 상기 광축에 평행한 제 3 방향에서의 가압력 발생 기능을 더불어 가지는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 가동부에는, 상기 결상 렌즈의 유지를 저해하지 않는 위치에서, U자형의 요크가 마련되어 있고,
    상기 한 쌍의 마그네트의 각각은, 상기 요크 안에서 그 마그네트에 정대하는 부분에 대향하는 위치에서 부착되고, 상기 한 쌍의 마그네트는, 상기 요크와 함께, 상기 한 쌍의 코일의 각각의 상기 유효변에 미치는 자로(magnetic path)를 형성하는 자기 회로를 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 마그네트의 각각과 그 마그네트에 정대하는 상기 요크의 상기 정대 부분 사이에는 자기 갭(magnetic gap)이 마련되어 있고,
    각 자기 갭에는, 상기 한 쌍의 코일 안에서 대응하는 코일의 유효변이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    촬상 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 베이스는 상기 제 1 가동 베이스에 배치되어 있는 상기 결상 렌즈의 소직경부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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