JP2009169291A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】防振ユニットにおいてアクチュエータが発生する推力に変化を生じさせることなく補正レンズの光軸の傾き調整を行えるようにする。
【解決手段】防振ユニット６０は、防振素子Ｌ３を保持する保持部材１０１と、該保持部材をシフト可能に保持するベース部材１０２と、保持部材及びベース部材のうち一方に設けられたコイル１０５ｐ，１０５ｙと他方に設けられたマグネット１０４ｍとによりそれぞれ構成された第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータとを含む。防振ユニットは、ベース部材に設けられた３つの被保持部材１０９ｅ，１１０ｆ，１１０ｆが鏡筒部材に形成された係合部２１に係合することで該鏡筒部材によって保持され、２つの被保持部材１１０ｆは、該被保持部材の中心軸に対して偏心した偏心部１１０ｈを有し、該偏心部が上記係合部に係合している。
【選択図】図４

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び交換レンズ等の光学機器に関し、レンズ等の防振素子をシフトさせて光学的な防振を行う防振ユニットを備えた光学機器に関する。

上記防振ユニットは、光学機器に設けられた振れセンサからの出力に応じてアクチュエータを制御することで、レンズ（以下、補正レンズという）を像振れを低減させる方向にシフトさせる。

このような防振ユニットは、多数の部品を用いて組み立てられている。このため、各部品の製造誤差が累積することにより、補正レンズを所定の位置に保持することができなくなり、この結果、撮像光学系の光学性能が低下する。

また、撮像光学系の小型化や倍率の向上を実現しようとすると、補正レンズ自体の加工精度や位置精度を向上させる必要がある。そして、加工精度や位置精度の低下は、撮像光学系の光学性能の低下にもつながる。

特許文献１には、このような光学性能の低下を防止するために補正レンズの光軸の傾きを調整可能な防振ユニットが開示されている。この防振ユニットは、補正レンズを保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠をシフト可能に保持するベース枠と、レンズ保持枠を光軸に直交する２方向にシフト駆動する２つのアクチュエータとを有する。各アクチュエータは、レンズ保持枠に設けられたコイルと、ベース枠に設けられたマグネットとにより構成されている。

レンズ保持枠のうち２つのアクチュエータの間には基準ピンが設けられ、該基準ピンはベース枠に形成された溝部に係合している。また、ベース枠には２つの偏心ピンが設けられ、該２つの偏心ピンは、レンズ保持枠に形成された２つの溝部にそれぞれ係合している。基準ピン及び２つの偏心ピンは、ベース枠に対してレンズ保持枠を光軸直交方向にガイドするガイド部材として機能する。また、偏心ピンを回転させることで、基準ピンを中心として、レンズ保持枠をベース枠に対して傾けることができる。これにより、撮像光学系の光軸に対する補正レンズの光軸の傾きを調整することができる。
特許第３７９４５２２号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された防振ユニットにおいて、偏心ピンの回転によりベース枠に対してレンズ保持枠を傾けると、アクチュエータを構成するコイルとマグネット間の距離が変化する。これにより、アクチュエータが発生する推力に変化が生じ、レンズ保持枠のシフト量を正確に制御することが困難になる。

また、防振ユニット（ベース枠）の外周部に設けられたカムフォロアが、防振ユニットの外周に配置されたカム環のカムに係合し、カム環の回転によって防振ユニットが光軸方向に移動する構造を有する光学機器もある。このような光学機器において、防振ユニットの重心は２つのアクチュエータの間に位置する。そして、該重心付近に配置されたカムフォロアは、光学機器の落下等によって受ける衝撃が重心に対して離れた位置に配置された他のカムフォロアに比べて大きく、破損し易い。

本発明は、防振ユニットにおいてアクチュエータが発生する推力に変化を生じさせることなく補正レンズの光軸の傾き調整を行えるようにした光学機器を提供する。また、本発明は、衝撃が加わった場合に防振ユニットの重心付近に配置されたカムフォロア等の部材の破損を回避できるようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、防振ユニットと、該防振ユニットを保持する鏡筒部材とを有する。防振ユニットは、防振素子を保持する保持部材と、該保持部材を光学系の光軸に対してシフト可能に保持するベース部材と、保持部材及びベース部材のうち一方に設けられたコイルと他方に設けられたマグネットとによりそれぞれ構成され、保持部材を光軸に対して互いに異なる２方向にそれぞれシフトさせる第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータとを含む。防振ユニットは、ベース部材に設けられた３つの被保持部材が鏡筒部材に形成された係合部に係合することで該鏡筒部材によって保持されている。そして、３つの被保持部材のうち２つの被保持部材は、該被保持部材の中心軸に対して偏心した偏心部を有し、該偏心部が上記係合部に係合していることを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての光学機器は、防振ユニットと、該防振ユニットを保持する鏡筒部材とを有する。防振ユニットは、防振素子を保持する保持部材と、該保持部材を光軸に対してシフト可能に保持するベース部材と、保持部材を光学系の光軸に対して互いに異なる２方向にそれぞれシフトさせる第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータとを含む。防振ユニットは、ベース部材に設けられた３つの被保持部材が鏡筒部材に形成された係合部に係合することで該鏡筒部材によって保持されている。また、第１及び第２のアクチュエータは、光軸方向視において互いに９０度位相が異なるように配置されている。さらに、３つの被保持部材のうち１つの被保持部材は、光軸方向視におけるベース部材のうち、第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲内に設けられている。そして、該１つの被保持部材は、他の２つの被保持部材よりも高い強度を有することを特徴とする。

本発明によれば、偏心部を有する被保持部材を回転させることで、防振素子を含む防振ユニット全体の傾きを調整することができる。したがって、アクチュエータを構成するコイルとマグネット間の間隔を変化させることなく、つまりはアクチュエータが発生する推力に変化を生じさせることなく、防振素子の傾きを調整することができる。

また、本発明によれば、防振ユニットの重心付近に配置された被保持部材の強度を他の被保持部材の強度よりも高くすることで、光学機器の落下等により受けた衝撃による重心付近の被保持部材の破損を防止することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１であるビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置（光学機器）におけるレンズ鏡筒の構成を分解して示す。また、図２には、該レンズ鏡筒の断面を示す。

本実施例のレンズ鏡筒は、４つのレンズユニットＬ１〜Ｌ４により構成される撮像光学系を有する。物体側から順に、Ｌ１は第１の変倍レンズユニット、Ｌ２は第２の変倍レンズユニット、Ｌ３は第３の変倍レンズユニットである。これら第１〜第３の変倍レンズユニットＬ１〜Ｌ３は、撮像光学系の光軸方向（以下、単に光軸方向という）に移動することで変倍を行う。また、第３の変倍レンズユニットＬ３は、撮像光学系の光軸に対して直交する方向にシフトすることで、像振れを光学的に低減する補正レンズ（防振素子）としての役割も有する。以下の説明において、第３の変倍レンズユニットＬ３を補正レンズと称する。Ｌ４は光軸方向に移動することで、変倍に伴う焦点面の移動の補正と焦点調節を行うフォーカスレンズユニットである。

また、１０は第１の変倍レンズユニットＬ１を保持する第１鏡筒、４０は第２の変倍レンズユニットＬ２を保持する第２鏡筒、５０は光量を調節する絞りユニットである。６０は補正レンズＬ３を撮像光学系の光軸に対して直交する方向にシフトさせる防振ユニットである。２０は第１及び第２鏡筒１０，４０、絞りユニット５０及び防振ユニット６０を光軸方向に移動させるためのカム（カム溝部）が形成されたズームカム環（鏡筒部材）である。図１において、防振ユニット６０を光軸方向に移動させるためのカム溝部に符号２１を付している。

９０はフォーカスレンズユニットＬ４を光軸方向に移動させるフォーカス駆動ユニットである。

１３０はズーム操作環であり、該ズーム操作環１３０をマニュアル操作によって回転させることで、ズームカム環２０が回転し、第１及び第２鏡筒１０，４０、絞りユニット５０及び防振ユニット６０が光軸方向に移動する。３０は固定筒であり、ズームカム環２０の内周に配置され、第１及び第２鏡筒１０，４０、絞りユニット５０及び防振ユニット６０を収容する。固定筒３０には、光軸方向に延び、第１及び第２鏡筒１０，４０、絞りユニット５０及び防振ユニット６０の光軸回りでの回転を阻止する直進ガイド溝が形成されている。図１において、防振ユニット６０用の直進ガイド溝に符号３１を付している。

７０は中間鏡筒であり、フォーカス駆動ユニット９０を保持する。１００は中間鏡筒７０を介して固定筒３０と結合される後部鏡筒である。フォーカス駆動ユニット９０において、フォーカスレンズユニットＬ４は、フォーカスモータ８０からの駆動力によって光軸方向に駆動される。中間鏡筒７０及び後部鏡筒１００は、フォーカスレンズユニットＬ４を光軸方向にガイドする不図示のガイド軸の両端を支持する。

後部鏡筒１００は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（図７参照）を保持する。撮像素子は、撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する。

１２０はレンズ鏡筒を撮像装置本体に結合するための結合鏡筒であり、中間鏡筒７０とともに固定筒３０に対して固定されている。

次に、防振ユニット６０について、図３及び図４を用いて説明する。図３には、防振ユニット６０の構成を分解して示している。また、図４には、図２におけるＡ−Ａ線に沿って切断したときの防振ユニット６０、ズームカム環２０及び固定筒３０の断面を示している。

図３において、１０１は補正レンズＬ３を保持する保持部材としてのシフト鏡筒である。１０２はシフト鏡筒１０１を撮像光学系の光軸（又は補正レンズＬ３の光軸）に対して、該光軸に直交する方向（以下、光軸直交方向という）にシフト可能に保持するシフトベースである。１０３はシフトベース１０２に対して位置決めされた上でビス１１２により固定されるセンサベースである。シフトベース１０２とセンサベース１０３とにより、ベース部材が構成される。

１０４ｐは磁気回路の一部を構成するマグネットユニットであり、シフトベース１０２に接着により固定されている。マグネットユニット１０４ｐは、図２に示すように、駆動マグネット１０４ｍと該駆動マグネット１０４ｍに吸着されたヨーク１０４ｎとにより構成されている。駆動マグネット１０４ｍの光軸直交方向（上下方向）における半分ずつの部分は、Ｓ極とＮ極とが光軸方向にて互いに反対側に形成されるように着磁されている。

１０５ｐはシフト鏡筒１０１に接着により固定された駆動コイルであり、駆動マグネット１０４ｍの上下に形成された２つの磁極（Ｓ極とＮ極）に対向するように配置されている。１０６は磁気回路の一部を構成する上ヨークであり、駆動コイル１０５ｐに対して駆動マグネット１０４ｍとは反対側に配置されている。

駆動コイル１０５ｐに通電されると、磁気回路内のギャップ磁束と駆動コイル１０５ｐが発生する磁束とが磁気的に干渉して、いわゆるローレンツ力が発生する。該ローレンツ力によってシフト鏡筒１０１に駆動力（推力）が与えられ、シフト鏡筒１０１が光軸直交方向のうち垂直方向であるピッチ方向に駆動される。

このように、マグネットユニット１０４ｐ（ヨーク１０４ｎ及び駆動マグネット１０４ｍ）、駆動コイル１０５ｐ及びヨーク１０６によって、シフト鏡筒１０１をピッチ方向（第１の方向）にシフトさせる第１のアクチュエータが構成される。

なお、各符号の添え字ｐは、補正レンズＬ３をピッチ方向に駆動して、ピッチ方向の像振れを低減するための構成要素であることを示す。

一方、補正レンズＬ３をヨー方向（光軸直交方向のうち水平方向）に駆動して、ヨー方向の像振れを低減するための構成要素には、添え字ｙを付している。すなわち、マグネットユニット１０４ｙ、駆動コイル１０５ｙ及びヨーク１０６によって、シフト鏡筒１０１をヨー方向（第２の方向）にシフトさせる第２のアクチュエータが構成される。

ここで、シフト鏡筒１０１や他の部材の移動方向である光軸直交方向について、「直交」とは、完全に光軸に直交する場合はもちろん、許容誤差の範囲内で完全な直交からずれている場合（直交とみなせる場合）も含む。

第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは、光軸方向視において、光軸位置を中心として互いに９０度位相が異なるように配置されている。

なお、本実施例では、シフト鏡筒１０１に駆動マグネットを設け、シフトベース１０２に駆動コイルを設けた、いわゆるムービングマグネット型の防振ユニット６０について説明する。ただし、本発明は、シフト鏡筒に駆動コイルを設け、シフトベースに駆動マグネットを設けた、いわゆるムービングコイル型の防振ユニットを用いる場合にも適用することができる。すなわち、シフト鏡筒とシフトベースのうち一方に駆動コイルを設け、他方に駆動マグネットを設ければよい。

１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃはボール（球状部材）であり、本実施例では３つ設けられている。ボール１０７ａ〜１０７ｃは、ＳＵＳ４４０Ｃやセラミックといった硬くて形状精度及び表面仕上げの良い材料を用いるとよい。特に、セラミックは非磁性体であり、磁石に吸着されないので、周囲の磁気により悪影響を受けず、好ましい。

３つのボール１０７ａ〜１０７ｃは、シフトベース１０２に形成された、底面が平面である矩形の３箇所の凹部（不図示）内に配置されている。該凹部の内側面は、ボール１０７ａ〜１０７ｃの移動範囲を制限する。また、ボール１０７ａ〜１０７ｃは、シフト鏡筒１０１に形成された平面部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃに当接する。

シフト鏡筒１０１は、シフト鏡筒１０１とセンサベース１０３との間に配置された付勢部材（不図示）からの付勢力によって、３箇所の凹部の底面と平面部１０１ａ〜１０１ｃとにより光軸方向において挟持される。これにより、シフト鏡筒１０１は、シフトベース１０２に対して光軸方向において一体化される。

各凹部は、その中心位置に各ボールが位置した状態から、シフト鏡筒１０１がその可動中心位置（変倍光学系の光軸位置）から機械的な最大可動位置まで移動する間に各ボールの転動を許容する大きさを有する。これにより、シフト鏡筒１０１は、シフトベース１０２に対して、光軸に対し直交する方向にボール１０７ａ〜１０７ｃを転動させながら移動することができる。

シフト鏡筒１０１の機械的な最大可動量は、シフト鏡筒１０１に配置された凸部１０１ｄとシフトベース１０２の内周にピッチ方向及びヨー方向に形成された平坦部１０２ｄとの間にある程度の隙間が残るように決められている。

ここで、本実施例では、撮像装置の電源投入時に、シフト鏡筒１０１を一旦機械的な最大可動量又は実使用時の最大可動量だけ駆動した後、可動中心位置に戻す。これにより、撮像装置の電源投入前に各ボールが初期位置からずれていたとしても、撮像装置の電源投入時に各ボールを初期位置に移動させることができる。このボールリセット動作により、実使用時（撮像時）にはシフト鏡筒１０１をすべての駆動方向に対して各ボールの転動のみによってガイドすることができる。このように各ボールの滑り摩擦を生じさせずに転動のみによってシフト鏡筒１０１をガイドすることで、防振ユニット６０の駆動応答性が良好となり、防振ユニット６０に優れた防振性能を発揮させることができる。

また、ボールリセット動作を、撮像装置の電源投入後、撮像を行っていない状態で適宜行うことで、撮像時に常に優れた防振性能を得ることができる。

次に、シフト鏡筒１０１のピッチ方向及びヨー方向での位置を検出するための構成について説明する。なお、ここでの説明において、各符号に付された添え字ｐはピッチ方向の位置を検出するための構成要素であることを示し、添え字ｙはヨー方向の位置を検出するための構成要素であることを示す。

本実施例では、位置検出器として、磁気検出素子１０８ｐ，１０８ｙを用いている。磁気検出素子１０８ｐ，１０８ｙは、フレキシブル基板（不図示）に実装され、センサベース１０３に設けられた孔部１０３ｐ，１０３ｙに、シフトベース１０２にセンサベース１０３を固定するビス１１２の締め付け方向から挿入されて固定される。この際、磁気検出素子１０８ｐ，１０８ｙの光軸方向での位置決めは、フレキシブル基板がセンサベース１０３に当接することで行われる。

シフト鏡筒１０１のうち、センサベース１０３に固定された磁気検出素子１０８ｐ，１０８ｙに光軸方向にて対向する２つの位置には、不図示の位置検出マグネットが固定されている。磁気検出素子１０８ｐに対向した位置検出マグネットがピッチ方向に移動すると、磁気検出素子１０８ｐからの出力が変化する。同様に、磁気検出素子１０８ｙに対向した位置検出マグネットがヨー方向に移動すると、磁気検出素子１０８ｙからの出力が変化する。これにより、シフト鏡筒１０１のピッチ方向及びヨー方向の位置検出を行うことができる。

なお、位置検出器として、ｉＲＥＤ等の投光素子やＰＳＤ等の受光素子を用いた光学センサを用いることもできる。

シフトベース１０２の外周部には、３つの被保持部材としての１つの無偏心コロ１０９ｅ及び２つの偏心コロ１１０ｆをそれぞれ圧入によって取り付けるための３つの孔部１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｆが、１２０度間隔で同一の光軸直交面内に形成されている。本実施例では、無偏心コロ１０９ｅ及び２つの偏心コロ１１０ｆは樹脂により形成されている。

本実施例では、孔部１０２ｅに取り付けられる無偏心コロ１０９ｅは、図４に示す光軸方向視におけるシフトベース１０２のうち、第１及び第２のアクチュエータＩ，ＩＩの配置位相を両端とする９０度の範囲Ｄ内に設けられている。この９０度範囲Ｄ内には、防振ユニット６０の重心Ｇが存在する。つまり、無偏心コロ１０９ｅは、偏心コロ１１０ｈに比べて、防振ユニット６０の重心Ｇに近い位置に設けられている。この理由については、後述する。

なお、図５及び図６にはそれぞれ、図４における矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向から見た無偏心コロ１０９ｅ及び偏心コロ１１０ｆを示している。

図４に示すように、無偏心コロ１０９ｅは、シフトベース１０２に形成された孔部１０２ｅに圧入される圧入部１０９ｊと、固定筒３０に形成された直進ガイド溝３１に係合するガイド部１０９ｉとを有する。さらに、無偏心コロ１０９ｅは、ズームカム環２０に形成された係合部としてのカム溝部２１に係合する中空円筒形状のカムフォロア部（無偏心部）１０９ｈを有する。圧入部１０９ｊ、ガイド部１０９ｉ及びカムフォロア部１０９ｈは、互いに同軸に形成されている。

また、各偏心コロ１１０ｆは、シフトベース１０２の孔部１０２ｆに圧入される圧入部１１０ｊと、該圧入部１１０ｊの中心軸と同軸に形成され、固定筒３０の直進ガイド溝３１に係合するガイド部１１０ｉとを有する。さらに、各偏心コロ１１０ｆは、圧入部１１０ｊ及びガイド部１１０ｉの中心軸に対して径方向に偏心した中空円筒形状を有し、ズームカム環２０に形成されたカム溝部２１に係合する偏心カムフォロア部（偏心部）１１０ｈを有する。

図６に示すように、偏心コロ１１０ｆにおける偏心カムフォロア部１０９ｈの内側には、偏心コロ１１０ｆの中心軸回りでの回転位置を調節するための専用工具が係合可能な凹部１１０ｇが形成されている。

偏心コロ１１０ｆを前述した形状に形成してその中心軸回りでの回転位置を変更することで、偏心カムフォロア部１０９ｈの偏心した円筒面のうちカム溝部２１のカム面との当接位置が変化する。これにより、偏心コロ１１０ｆが取り付けられたシフトベース１０２のズームカム環２０に対する傾き量が変化する。シフトベース１０２には、前述したように光軸方向においてシフト鏡筒１０１が一体化されている。このため、シフトベース１０２の傾き量が変化することによって、シフト鏡筒１０１、つまりは防振ユニット６０の全体の傾き量も変化する。つまり、偏心コロ１１０ｆの回転位置を調節することで、撮像光学系の光軸に対するシフト鏡筒１０１に保持された補正レンズＬ３の光軸の傾きを調節することができる。

なお、偏心コロ１１０ｆのガイド部１１０ｉは、前述したように、偏心コロ１１０ｆの中心軸と同軸に形成されている。このため、偏心コロ１１０ｆを中心軸回りでの回転させても、ガイド部１１０ｉと直進ガイド溝部３１との間には、シフトベース１０２を光軸直交方向に変位させる力は生じない。したがって、偏心コロ１１０ｆの回転位置調節によって補正レンズＬ３の傾き調節を行うことができる一方、補正レンズＬ３の光軸直交方向への平行偏心によって正確な光学調整が妨げられることを回避できる。

次に、補正レンズＬ３の傾き調節方法について説明する。まず、防振ユニット６０単体でのセンタリング調整を行う。具体的には、例えば、撮像光学系に対応するダミー光学系を備えた調整工具に防振ユニット６０を取り付け、該ダミー光学系の光軸上にレーザ光（平行光束）を入射させる。そして、像面へのレーザ光の到達位置を二次元ＰＳＤ等のセンサで監視しながら防振ユニット６０の第１及び第２のアクチュエータへの通電量を変化させる。レーザ光が像面の中心に到達するとき、補正レンズＬ３の光軸位置がダミー光学系の光軸位置に一致する。このときの第１及び第２のアクチュエータへの通電量を基準通電量とする。

その後、防振ユニット６０をレンズ鏡筒に取り付け、撮像光学系全体で所定のチャートを投影する。第１及び第２のアクチュエータへは基準通電量を印加する。そして、チャートの中心と四隅がバランス良く解像するように、２つの偏心コロ１１０ｆを回転させ、補正レンズＬ３の傾きを調節する。

補正レンズＬ３の傾き調節が終了すると、無偏心コロ１０９ｅ及び偏心コロ１１０ｆを、中空円筒形状のカムフォロア部１０９ｈ，１１０ｈの内側を通して挿入したビス１１１で固定する。なお、偏心コロ１１０ｆの圧入部１１０ｊは、シフトベース１０２に形成された孔部１０２ｆに対して、ビス１１１の締め付けトルクによっては回転しないように強く圧入される。このため、偏心コロ１１０ｆをビス１１１で固定する際に、該偏心コロ１１０ｆが回転して、補正レンズＬ３の傾きが変化することはない。

以上説明したように、本実施例によれば、偏心コロ１１０ｆを回転させることで、補正レンズＬ３を含む防振ユニット６０全体の撮像光学系の光軸に対する傾きを調節することができる。このため、補正レンズＬ３の傾き調節によって各アクチュエータを構成する駆動コイルと駆動マグネット間の距離が変化し、各アクチュエータにて発生する推力が変化することを回避できる。また、同様に、位置検出器を構成する磁気検出素子と位置検出マグネットとの間の距離が変化して、補正レンズＬ３の位置検出精度が低下することも回避できる。

また、本実施例では、防振ユニット６０をレンズ鏡筒（撮像光学系）に対して組み付けた後に補正レンズＬ３の傾き調節を行うので、他のユニットの倒れや平行偏心による光学性能の低下を補正レンズＬ３の傾き調節によって補正することができる。

次に、上述した防振ユニット６０を備えたレンズ鏡筒が搭載されたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の構成を、図７を用いて説明する。なお、ここでは、レンズ鏡筒を一体的に備えた撮像装置について説明するが、防振ユニット６０は、撮像装置に対して着脱可能な交換レンズ装置（光学機器）に搭載することもできる。

図７において、１５０は図１及び図２に示したレンズ鏡筒であり、防振ユニット６０を含む。

レンズ鏡筒１５０内の撮像光学系を通過した光束は、赤外カット及び光学ローパス機能を有する光学フィルタ１４８を通って撮像素子１４９上に被写体像を形成する。被写体像は撮像素子１４９によって電気信号に変換される。

撮像素子１４９から読み出された電気信号ａは、カメラ信号処理回路１５１により画像信号ｂに変換される。

１５２はレンズ鏡筒１５０の動作（変倍動作、フォーカス動作及び防振動作）を制御するコントローラとしてのマイクロコンピュータである。

マイクロコンピュータ１５２は、固定筒３０に接着された導電パターン（図示せず）とズームカム環２０に固定されたズームブラシ（図示せず）とによって構成されるズーム位置検出回路１５３からの出力をモニタする。導電パターン上でのズームブラシの接触位置が変化することでズーム位置検出回路１５３からの信号が変化する。これにより、マイクロコンピュータ１５２は、撮像光学系の変倍状態（ズーム位置）を検出する。

また、マイクロコンピュータ１５２は、中間鏡筒７０に固定されたフォトインタラプタ（図示せず）とフォーカス駆動ユニット９０に設けられた遮光部（図示せず）とによって構成されたフォーカスリセット回路１５４からの出力をモニタする。フォーカスレンズユニットＬ４が基準位置に位置すると、遮光部がフォトインタラプタの投光部と受光部との間に入り込み、受光部からの信号が変化する。これにより、マイクロコンピュータ１５２は、フォーカスレンズユニットＬ４が基準位置に位置したことを検出する。基準位置からフォーカス駆動ユニット９０に入力する駆動パルス数をカウントすることで、フォーカスレンズユニットＬ４の位置を検出することができる。

マイクロコンピュータ１５２は、カメラ信号処理回路１５１からの映像信号ｂからコントラスト情報（高周波成分）を生成する。そして、コントラストが最大となる位置にフォーカスレンズユニットＬ４を移動させるようにフォーカス駆動回路１５５を通じてフォーカス駆動ユニット９０を動作させる。これにより、焦点調節が行われる。

マイクロコンピュータ１５２は、ズーム位置検出回路１５３からの信号に応じてフォーカス駆動回路１５５を介してフォーカス駆動ユニット９０を動作させ、ズーム位置に対して所定の位置関係を維持するようにフォーカスレンズユニットＬ４を移動させる。これにより、合焦状態を維持しながら変倍動作を行うことができる。

さらに、マイクロコンピュータ１５２は、カメラ信号処理回路１５１からの映像信号ｂから明るさ情報を生成する。そして、該明るさ情報に基づいて、露出制御駆動回路１５６を通じて絞りユニット５０を動作させる。これにより、撮像素子１４９上に形成される被写体像の明るさを制御することができる。

１５７，１５８は防振ユニット６０のシフト鏡筒１０１をピッチ方向及びヨー方向にシフトさせるために、上述した第１及び第２のアクチュエータ（駆動コイル１０５ｐ，１０５ｙ）への通電を制御するピッチ及びヨーコイル駆動回路である。

１５９，１６０はシフト鏡筒１０１のピッチ方向及びヨー方向でのシフト位置を検出する磁気検出素子１０８ｐ，１０８ｙを含むピッチ及びヨー位置検出回路である。位置検出回路１５９，１６０からの出力は、マイクロコンピュータ１５２に入力される。なお、本実施例では、第１及び第２のアクチュエータによる駆動力発生方向であるピッチ方向及びヨー方向と、位置検出回路１５９，１６０による位置検出方向とを一致されているが、これらは異なっていてもよい。

１６１，１６２は撮像装置のピッチ方向及びヨー方向での振れ角度を検出するピッチ及びヨー角度検出回路である。角度検出回路１６１，１６２は、振動ジャイロ等の角速度センサと、該角速度センサの出力を積分する積分回路とを含む。積分回路からの出力は、角変位信号（振れ信号）としてマイクロコンピュータ１５２に入力される。

マイクロコンピュータ１５２は、ピッチ方向及びヨー方向の角変位信号に基づいて、ピッチ及びヨーコイル駆動回路１５７，１５８に制御信号を出力する。ピッチ及びヨーコイル駆動回路１５７，１５８は、該制御信号に応じた通電量を第１及び第２のアクチュエータ（駆動コイル１０５ｐ，１０５ｙ）に印加する。これにより、シフト鏡筒１０１が撮像光学系の光軸に対してシフトし、補正レンズＬ３を通過する光束が曲げられ、撮像素子１４９上に形成されている被写体像が移動する。具体的には、撮像素子１４９上に形成されている被写体像が、撮像装置の振れによる本来の移動方向とは逆方向に、かつ本来の移動量と同じ量だけ移動するように第１及び第２のアクチュエータへの通電量が制御される。こうして、撮像装置の振れによる像振れが低減される。

なお、マイクロコンピュータ１５２は、角度検出回路１６１，１６２により得られた角変位から位置検出回路１５９，１６０により得られたシフト鏡筒１０１のシフト位置を差し引く。そして、その差分が小さくなるようにコイル駆動回路１５７，１５８を通じて駆動コイル１０５ｐ，１０５ｙへの通電をフィードバック制御する。これにより、シフト鏡筒１０１のシフト量を正確に制御し、高い防振性能を得ることができる。

また、図４及び図５に示したように、本実施例における無偏心コロ１０９ｅ及び偏心コロ１１０ｆはいずれも、中空円筒形状に形成されたカムフォロア部１０９ｈ，１１０ｈを有する。このうち、偏心コロ１１０ｆの偏心カムフォロア部１１０ｈは、無偏心コロ１０９ｅのカムフォロア部１０９ｈに比べて肉厚が薄い。つまり、偏心コロ１１０ｆの偏心カムフォロア部１１０ｈは、無偏心コロ１０９ｅのカムフォロア部１０９ｈに比べて強度が低い。

一方、第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲Ｄ内（すなわち、防振ユニットの重心Ｇ付近）に設けられたコロは、撮像装置の落下等によって、他のコロよりも大きな衝撃を受け易い。

このため、本実施例では、防振ユニットの重心Ｇ付近に、偏心コロ１１０ｆよりも強度が高い無偏心コロ１０９ｅを設けている。これにより、撮像装置の落下等による衝撃を受けても、無偏心コロ１０９ｅは変形したり破損したりせず、防振ユニット６０の機能が保護される。

図８には、本発明の実施例２を示している。図８は、無偏心コロ１０９ｅをレンズ鏡筒の外周側から見て示した図である。

本実施例は、無偏心コロ１０９ｅが金属により形成されている点で、実施例１と異なる。他の構成は実施例１と同じであるので、図８において実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

実施例１でも説明したように、第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲Ｄ内（すなわち、防振ユニットの重心Ｇ付近）に設けられた無偏心コロ１０９ｅは、撮像装置の落下等によって、他の偏心コロ１１０ｆよりも大きな衝撃を受け易い。

このため、本実施例では、無偏心コロ１０９ｅを金属により形成することで、無偏心コロ１０９ｅの強度を、実施例１に比べてより高くしている。言い換えれば、もともと偏心コロ１１０ｆよりも強度が高い無偏心コロ１０９ｅの強度をより高めている。これにより、撮像装置の落下等による衝撃を受けて無偏心コロ１０９ｅが変形したり破損したりする可能性を実施例１よりも低くすることができる。

なお、偏心コロ１１０ｆを金属により形成することで、無偏心コロ１０９ｅに代えて、偏心コロ１１０ｆを上記９０度範囲Ｄ内に配置することも可能である。

図９には、本発明の実施例３を示している。図９は、無偏心コロ１０９ｅをレンズ鏡筒の外周側から見て示した図である。本実施例は、無偏心コロ１０９ｅが樹脂により形成されている点で、実施例２と異なる。他の構成は実施例１と同じであるので、図８において実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

実施例１でも説明したように、第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲Ｄ内（すなわち、防振ユニットの重心Ｇ付近）に設けられた無偏心コロ１０９ｅは、撮像装置の落下等によって、他の偏心コロ１１０ｆよりも大きな衝撃を受け易い。

そこで、本実施例では、無偏心コロ１０９ｅを樹脂により形成した上で、以下の条件を満足する。

ｄ×ＭＰａ≧６０
ただし、ｄは中空円筒形状部であるカムフォロア部１０９ｈの最小の肉厚であり、ＭＰａは該樹脂の曲げ強さである。該条件を満足することで、もともと偏心コロ１１０ｆよりも強度が高い無偏心コロ１０９ｅの強度をより高めている。

これにより、撮像装置の落下等による衝撃を受けて無偏心コロ１０９ｅが変形したり破損したりする可能性を実施例１よりも低くすることができる。

なお、偏心コロ１１０ｆを上記条件を満足するように形成することで、無偏心コロ１０９ｅに代えて、偏心コロ１１０ｆを上記９０度範囲Ｄ内に配置することも可能である。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記各実施例では、防振素子として補正レンズを用いる場合について説明したが、本発明は、防振素子として撮像素子を用い、該撮像素子を撮像光学系の光軸に対してシフトさせて像振れを低減する場合にも適用することができる。

本発明の実施例１である撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図。 実施例１のレンズ鏡筒の構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒に搭載される防振ユニットの構成を示す分解斜視図。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断したレンズ鏡筒の断面図。 図４のレンズ鏡筒を矢印Ｂ方向から見た図。 図４のレンズ鏡筒を矢印Ｃ方向から見た図。 実施例１の撮像装置の電気的構成を示すブロック図。 本発明の実施例２である撮像装置のレンズ鏡筒を外周側から見た図。 本発明の実施例３である撮像装置のレンズ鏡筒を外周側から見た図。

符号の説明

Ｌ１，Ｌ２ 変倍レンズユニット
Ｌ３ 補正レンズ
Ｌ４ フォーカスレンズユニット
１０ 第１鏡筒
２０ ズームカム環
３０ 固定筒
４０ 第２鏡筒
５０ 絞りユニット
６０ 防振ユニット
７０ 中間鏡筒
８０ フォーカスモータ
９０ フォーカス駆動ユニット
１０１ シフト鏡筒
１０２ シフトベース
１０３ センサベース
１０４ｍ 駆動マグネット
１０４ｎ，１０６ ヨーク
１０４ｐ，１０４ｙ マグネットユニット
１０５ｐ，１０５ｙ 駆動コイル
１０７ａ〜１０７ｃ ボール
１０８ｐ，１０８ｙ 磁気検出素子
１０９ｅ 無偏心コロ
１１０ｆ 偏心コロ
１２０ 後部鏡筒
１３０ ズーム操作環

Claims (5)

1. 防振素子を保持する保持部材、該保持部材を光学系の光軸に対してシフト可能に保持するベース部材、及び前記保持部材と前記ベース部材のうち一方に設けられたコイルと他方に設けられたマグネットとによりそれぞれ構成され、前記保持部材を前記光軸に対して互いに異なる２方向にそれぞれシフトさせる第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータを含む防振ユニットと、
   前記防振ユニットを保持する鏡筒部材とを有し、
   前記防振ユニットは、前記ベース部材に設けられた３つの被保持部材が前記鏡筒部材に形成された係合部に係合することで該鏡筒部材によって保持されており、
   前記３つの被保持部材のうち２つの被保持部材は、該被保持部材の中心軸に対して偏心した偏心部を有し、該偏心部が前記係合部に係合していることを特徴とする光学機器。
2. 前記第１及び前記第２のアクチュエータは、光軸方向視において互いに９０度位相が異なるように配置され、
   前記２つの被保持部材の前記偏心部及び他の１つの被保持部材における前記係合部に係合する無偏心部は中空円筒形状を有し、
   前記無偏心部を有する被保持部材は、光軸方向視における前記ベース部材のうち、前記第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 防振素子を保持する保持部材、該保持部材を光学系の光軸に対してシフト可能に保持するベース部材、及び前記保持部材を前記光軸に対して互いに異なる２方向にそれぞれシフトさせる第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータを含む防振ユニットと、
   前記防振ユニットを保持する鏡筒部材とを有し、
   前記防振ユニットは、前記ベース部材に設けられた３つの被保持部材が前記鏡筒部材に形成された係合部に係合することで該鏡筒部材によって保持され、
   前記第１及び前記第２のアクチュエータは、光軸方向視において互いに９０度位相が異なるように配置され、
   前記３つの被保持部材のうち１つの被保持部材は、光軸方向視における前記ベース部材のうち、前記第１及び第２のアクチュエータの配置位相を両端とする９０度の範囲内に設けられており、
   前記１つの被保持部材は、前記３つの被保持部材のうち他の２つの被保持部材よりも高い強度を有することを特徴とする光学機器。
4. 前記１つの被保持部材は、金属により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記１つの被保持部材は樹脂により形成されており、以下の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
   ｄ×ＭＰａ≧６０
   ただし、ｄは前記１つの被保持部材のうち前記係合部に係合する中空円筒形状部の肉厚であり、ＭＰａは該樹脂の曲げ強さである。