JP2001004897A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ鏡筒内の像振れ防止用の可動光学部材
を防振オフ時に簡単な機構で中心位置に保持可能にす
る。 【解決手段】 中間鏡筒５に対して防振ユニットを構成
する第３のレンズ群１ｃを保持した３群保持枠９がガイ
ドピン１１ａ等とガイド部５ａ等との嵌合関係で光軸方
向と光軸中心に対する回転方向に位置決めされることで
ピッチとヨー方向のみに回動可能にガイドされかつ該３
群保持枠９には中心保持のための溝９ａを有し、また光
軸方向に移動する合焦用の第４のレンズ群１ｄを保持し
た４群保持枠１０を合焦範囲外に繰り出すことで光軸と
平行に突出した係合ピン１０ａが該該３群保持枠９を中
心位置において溝９ａと係合することで中心保持させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ・ビデオカ
メラ等の手振れにより生じる像振れを抑制するための像
振れ防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からカメラ・ビデオカメラ等に生じ
る手振れを振動ジャイロ等の振れ検知センサで検知し、
その結果に基づいて補正光学系を駆動して結像面上での
像振れを抑制するシステムが知られている。この補正光
学系としては、例えば特開平８−２４８４６４号公報に
記載されているように、撮影光学系の一部のレンズ群を
光軸に対して垂直な面内に移動させたもの（シフト光学
系）や、特開平５−２０７３５８号公報に記載されてい
るようにバリアングルプリズムの頂角を変化させるタイ
プのものが現在の光学的な振れ補正システムの主流とな
っている。そして、前記引用例においては、補正光学系
として作用していない時、例えば電源がオフの時とか防
振オフの時などにこの補正光学系を中心位置にメカ的に
保持する、いわゆる中心保持機構を備えている。これは
中心位置をメカ的に保持することにより、色収差や解像
度落ちを最小限に押えることや電源オフ時に可動枠がフ
リーに可動自在となり、カタカタ音がしてしまうこと
で、製品価値や信頼性が低下することを防ぐためのもの
である。また、防振オフの時に中心保持することで大幅
な節電にもつながっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述従来例
に記載された中心保持機構はいずれも中心保持のために
独立したロック機構を備えており、機構部品の増大によ
るコストアップや大型化といった欠点がある。

【０００４】本発明は、前述従来例の欠点を除去し、像
振れ防止のための可動光学部材の保持機構を簡略化でき
るレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は像振れ防止用の第１の可動光学部材を光
軸方向に移動する第２の可動光学部材との係合による保
持機構で中心位置保持を行うようにするものである。

【０００６】

【発明の実施の態様】請求項１に示す本発明は、光学系
と、像振れを防止するために該光学系に対して光軸とほ
ぼ垂直方向に所定の可動範囲を変位する第１の可動光学
部材と、フォーカスあるいは変倍のために該光学系の一
部を光軸方向に変位させる第２の可動光学部材と、該第
１の可動光学部材と該第２の可動光学部材とが互いに係
合しあって該第１の可動光学部材の光軸が該光学系の光
軸とほぼ一致する位置を保持する保持機構とを備えるこ
とにより、像振れ防止のために動く第１の可動光学部材
の中心保持を第２の可動光学部材との係合で行うので、
機構を簡略化するとともに、精度の高い中心位置情報を
得ることができる。請求項２に示す本発明は、光学系
と、像振れを防止するために該光学系に対して光軸とほ
ぼ垂直方向に所定の可動範囲を変位する第１の可動光学
部材と、該光学系の一部を光軸方向に変位させる第２の
可動光学部材と、該第１の可動光学部材を保持する保持
部材とを備え、該第２の可動光学部材により該保持部材
を駆動して該第１の可動光学部材と係合させ、該第１の
可動光学部材の光軸が該光学系の光軸とほぼ一致する位
置を保持する保持機構とを備えることにより、同じく像
振れ防止のために動く第１の可動光学部材の保持第２の
可動光学部材との係合で行うので、機構を簡略化すると
ともに、精度の高い中心位置情報を得ることができる。

【０００７】請求項３に示す本発明は、請求項１記載の
レンズ鏡筒において、該複数の可動光学部材を駆動制御
するための制御系を備え、該制御系へ電源を加えた時に
該保持機構を解除する位置に該第２の可動光学部材を配
置し、該制御系の電源を断つ時に該保持機構が作用する
位置に該第２の可動光学部材を配置することにより、電
源オフ時に第１の可動光学部材を確実に中心保持でき
る。請求項４に示す本発明は、該第２の可動光学部材が
通常撮影時の可動範囲外にある時に該保持機構が作用す
るように構成したことにより、撮影可能状態でなけれ
ば、第１の可動光学部材を確実に中心保持できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
基づいて説明する。図１は本実施例のビデオカメラ用レ
ンズ鏡筒の構成を示すシステム図、図２はその防振ユニ
ットの分解斜視図、図３はその防振ユニットの中心保持
機構の説明図である。図において、１ａ〜１ｄは撮影レ
ンズ群で、凸凹凸凸の４群のレンズ１ａ〜１ｄから構成
されているが、この構成に限定されるものではない。該
撮影レンズ群１のうち、レンズ１ｂは変倍のためのレン
ズ群で、光軸方向に移動することで撮影被写体の倍率を
変化させており、レンズ１ｃは光軸偏向のためのレンズ
群で、光軸と垂直な面内に移動可能となっており、レン
ズ１ｄはフォーカス及び変倍時に生ずるピントずれの補
正機能を有するレンズ群である。以上の構成のレンズ群
はビデオレンズにおいては最近最もポピュラーなタイプ
である。２はＣＣＤ等の固体撮像素子で、後記する後群
鏡筒６に保持されている。

【０００９】３は前群鏡筒で、第１のレンズ群１ａを保
持しており、該第１のレンズ群１ａの後部には第２のレ
ンズ群１ｂを保持する２群保持枠８が光軸方向にガイド
バー７ａ，７ｂによりガイドされて不図示のモータで移
動できるようになっている。４は絞りユニットで、絞り
羽根４ａを内蔵し、該羽根４ａを駆動することで絞り開
口径を制御し、ピント面への照射光量を調整する。５は
中間鏡筒で、第３のレンズ群１ｃを保持する３群保持枠
９が後記する機構部品１１〜１５等からなる光軸偏向機
構、いわゆる防振ユニットを介して支持されている。６
は後群鏡筒で、該中間鏡筒５の後部に取り付けられ、そ
の内部には第４のレンズ群１ｄを保持する４群保持枠１
０が光軸方向にガイドバー７ｃ，７ｄによりガイドされ
て不図示のモータで移動できるようになっている。該４
群保持枠１０の前面側には光軸と平行に係合ピン１０ａ
が一体に突出しており、その前方移動時に該３群保持枠
９に形成した溝９ａに係合されるようになっている。な
お、ガイドバー７ａ，７ｂ及び７ｃ，７ｄは一方のガイ
ドバーを延伸して両鏡筒に兼用にして部品を減らしても
よい。また、１１はガイドピン、１２はバックヨーク、
１３はマグネット、１４はコイル、１５は上ヨークであ
る。

【００１０】次に、図２により防振ユニットについて詳
説する。前記３群保持枠９には、その外周に光軸を中心
としてほぼ１２０度間隔を置いて３本のガイドピン１１
ａ，１１ｂ，１１ｃが圧入あるいは接着等により一体に
突設されており、それぞれ前記中間鏡筒５に光軸と平行
に突設したガイド部５ａに形成した周方向の長穴５ｂに
嵌合している。さらに、該中間鏡筒５と該３群保持枠９
との間には案内板１６が配設され、該案内板１６には中
心線が互いに直交する２組の長穴１６ａ，１６ｂが、そ
れぞれ該中間鏡筒５及び該３群保持枠９より突出する不
図示のピンと嵌合している。この構成により、該中間鏡
筒５に対して該３群保持枠９が光軸方向と光軸中心に対
する回転方向（ロール方向）に位置決めされることにな
り、ピッチとヨー方向のみに回動可能にガイドされる。
なお、第３のレンズ群１ｃを光軸と垂直方向に駆動する
ためにはボイスコイルモータを用いているが、他のアク
チュエータ、例えばパルスモータやブラシレスモータ等
のＤＣモータや超音波モータ等の圧電モータ用いてもよ
いことはいうまでもない。

【００１１】さらに、前記中間鏡筒５には、互いに直交
して配置した前記マグネット１３ａ，１３ｂとそれに接
触した互いに直交して配置した前記バックヨーク１２
ａ，１２ｂが固定されており、また、前記上ヨーク１５
も該中間鏡筒５に該マグネット１３ａ，１３ｂと一定間
隔を有するように固定されている。これらは接着による
ものや該マグネット１３ａ，１３ｂと該上ヨーク１５と
の磁気付勢力によるものでもよい。これらの間には互い
に直交して配置した前記コイル１４ａ，１４ｂが配置さ
れており、該３群保持枠９と一体保持されている。この
ように構成したコイル１４ａ，１４ｂに通電することで
電磁力が発生し、第３のレンズ群１ｃを光軸に垂直な方
向に移動するための力を発生する。

【００１２】次に、レンズ群駆動時の位置検出器につい
て説明する。１７ａ，１７ｂは位置検出のためにヨーク
が接触したマグネットで、互いに直交して配置されかつ
第３のレンズ群１ｃの駆動方向に磁気勾配を持つように
着磁されている。１８ａ，１８ｂはホール素子で、該マ
グネット１７ａ，１７ｂと対向した位置にある間隙を設
けて互いに直交して配置されている。１９はセンサホル
ダーで、該ホール素子１８ａ，１８ｂを保持し、自身は
前記中間鏡筒５に保持されている。なお、この構成は例
えば特開平８−１３６２０７号公報に記載されたものと
同じであるが、位置検出方法はこの方式に限定されるも
のではなく、例えばＰＳＤとｉＲＥＤの間にスリットを
設けたもの等さまざまな方式を用いてもよいことはいう
までもない。このように構成された防振ユニットは絞り
ユニット４と後群鏡筒６との間に配置される。

【００１３】次いで、本実施例の作動のためのシステム
構成を図１により説明する。２０は防振システムを駆動
するＩＳマイコンであり、２１は防振ユニットの前記コ
イル１４ａ，１４ｂを駆動するドライバ、２２は前記ホ
ール素子１８ａ，１８ｂからの位置情報を処理する信号
処理回路、２３はジャイロ等の振れ検出装置で、それぞ
れＩＳマイコン２０に接続されている。以上の構成にお
いて、振れ検出装置２３により検出された振れ信号がＩ
Ｓマイコン２０に入力され、それを打ち消す方向に位置
信号処理回路２２の出力をフィードバックしてドライバ
２１を介してコイル１４ａ，１４ｂに通電される。これ
により防振システムが構成されるが、この防振システム
も前記アクチュエータ・位置・検出器に対応して２セッ
ト（ピッチ・ヨー）配置されている。

【００１４】２４は前記４群保持枠１０を駆動するＡＦ
モータ、２５は該ＡＦモータ２４のモータドライバ、２
６は該モータドライバ２５を制御するマイコンである。
そして、周知のように前記ＣＣＤの輝度信号の周波数成
分が最大となるようにレンズを駆動するＡＦシステム
（ＴＶ−ＡＦ）では前記固体撮像素子２の信号により該
ＡＦモータ２４を駆動する。また、該マイコン２６と前
記ＩＳマイコン２０とは互いに通信することが可能に接
続されているが、これらマイコンを一つのマイコンにし
てもよいことはいうまでもない。

【００１５】２７は本体の電源スイッチで、その信号を
該マイコン２６が検知して各レンズ群の動きを制御して
いる。すなわち、電源オン時に第４のレンズ群１ｄがフ
ォーカス・コンペレンズとして、第３のレンズ群１ｃが
防振レンズとして、それぞれ作用し、電源スイッチ２７
より電源オフ信号が入力されると、メイン電源をオフす
る前に４群保持枠１０を第３のレンズ群１ｃ側に移動し
て行き、４群保持枠１０に光軸と平行に突出したピン１
０ａが３群保持枠９の溝９ａに係合される。この状態で
メイン電源をオフすると、３群保持枠９が４群保持枠１
０に保持された状態となる。すなわち後記する補正光学
系の中心保持機構が成立する。なお、該４群保持枠１０
が該３群保持枠９を保持する時は、第４のレンズ群１ｄ
がフォーカス・コンペレンズとして作用する作動範囲外
であれば、中心保持を解除した時にこの位置決め機構が
干渉することはない。

【００１６】図３及び図４を用いて補正光学系の中心保
持機構の動作を詳説する。図３中、（ａ）は３群保持枠
９の正面図、（ｂ）及び（ｃ）はその動作を説明する要
部拡大図、図４（ａ），（ｂ）は動作を説明するフロー
チャートである。まず、図４（ａ）の電源がオンからオ
フされる時のフローチャートについて説明する、ステッ
プ１で、電源スイッチ２７が押され、電源オフ信号がマ
イコン２６に入力されたか否かを判別して、電源オフで
あればステップ２へ進み、オンならばスタートに戻る。
ステップ２では、ＩＳマイコン２０を介してコイル１４
ａ，１４ｂに通電し、３群保持枠９を図３（ｂ）に示す
退避位置に移動させ、４群保持枠１０のピン１０ａと干
渉しない位置に３群保持枠９を位置させ、ステップ３へ
進む。ステップ３では、４群保持枠１０を駆動してピン
１０ａを３群保持枠９の溝９ａに係合可能な位置まで移
動させ、ステップ４へ進む。ステップ４では、３群保持
枠９を中心側に移動させて図３（ｃ）に示す溝９ａに４
群保持枠１０のピン１０ａに係合した状態にする。これ
により、電源オフ時の中心保持機構が成立する。また、
電源オフを防振オフ信号に置き換えてもよいことはいう
までもない。

【００１７】次に、図４（ｂ）は電源がオフの状態から
オンした時に３群保持枠９を中心位置に一旦保持し、不
図示のＥＥＰＲＯＭ等に情報を書込む際のフローチャー
トである。まず、ステップ１１で、電源スイッチ２７が
押され電源オン信号がマイコン２６に入力されたか否か
を判別して、電源オンであればステップ１２へ進み、オ
フならばスタートに戻る。ステップ１２では、ＩＳマイ
コン２０を介してコイル１４ａ，１４ｂに通電し、３群
保持枠９を図３（ｂ）に示す退避位置に移動させ、４群
保持枠１０のピン１０ａと干渉しない位置に３群保持枠
９を位置させ、ステップ１３へ進む。ステップ１３で
は、４群保持枠１０を駆動してピン１０ａを３群保持枠
９の溝９ａに係合可能な位置まで移動させ、ステップ１
４へ進む。ステップ１４では、３群保持枠９を中心側に
移動させて図３（ｃ）に示す溝９ａに４群保持枠１０の
ピン１０ａに係合した状態にし、ステップ１５へ進む。
なお、この状態はピン１０ａ及び溝９ａを精度よく構成
するか、または製造時に校正したりすることでレンズ位
置を正確に検知できるので、不図示のＥＥＰＲＯＭにス
テップ１４でのセンサ値を書込むことでレンズの位置を
正確に知ることができる。ステップ１５では、４群保持
枠１０を所定の位置（一般的には合焦位置）に移動させ
て終了する。これにより、電源オン時の中心保持機構が
成立する。また、電源オンを防振オン信号に置き換えて
もよいことはいうまでもない。

【００１８】図５は本発明の第２実施例を示すものであ
る。なお、説明を簡単にするために、前述第１実施例と
同一部分には同一符号を付し、相違する点のみを説明す
る。中心保持機構として、前述第１実施例では３群保持
枠９を保持するためのピン１０ａが４群保持枠１０と一
体に構成されているのに代えて、別体にしたものであ
る。すなわち、３群保持枠９と４群保持枠１０との間に
保持部材である逆Ｌ形状のレバーピン３１が回転軸３１
ａを中心にして回動可能に支持され、かつばね３２によ
り図中反時計方向に付勢されており、その一方の腕部３
１ｂが該４群保持枠１０の前縁に押された時に時計方向
に回動して他方の腕部３１ｃが該３群保持枠９の溝９ａ
に係合されるようにしたものである。その他の構成は前
述第１実施例と同様である。

【００１９】以上の構成の本実施例は、図５（ｂ）に示
す状態から４群保持枠１０が３群保持枠９側に繰り出す
と、レバーピン３１を押して回転軸３１ａを中心に時計
方向に回動すると、図５（ａ）に示すように他方の腕部
３１ｃが該３群保持枠９の溝９ａに係合することによ
り、該３群保持枠９を保持することができる。一方、図
５（ａ）の保持状態から、４群保持枠１０が後方に退避
すると、ばね３２によりレバーピン３１は反時計方向に
回動して３群保持枠９を図５（ｂ）の解放状態にする。
本実施例は、例えば図５（ａ）に示す状態を光学的な非
使用状態に、図５（ｂ）に示す状態を光学的な使用状態
とすれば、レバーピン３１を付勢することにより４群保
持枠１０が傾いたりすることによる像劣化も防止できる
し、保持枠を良好に駆動するためのアクチュエータの負
荷も軽減できる。また、中心保持機構を駆動するための
シーケンスは前述第１実施例の図４に示すフローと同じ
である。

【００２０】なお、本実施例では中心保持機構として、
保持部材としてのレバーピン３１及びばね３２から構成
したが、これに限定されるものでなく、ばね３２に板ば
ねや引っ張りばね用いてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に示す本
発明は、光学系と、像振れを防止するために該光学系に
対して光軸とほぼ垂直方向に所定の可動範囲を変位する
第１の可動光学部材と、フォーカスあるいは変倍のため
に該光学系の一部を光軸方向に変位させる第２の可動光
学部材と、該第１の可動光学部材と該第２の可動光学部
材とが互いに係合しあって該第１の可動光学部材の光軸
が該光学系の光軸とほぼ一致する位置を保持する保持機
構とを備えることにより、像振れ防止のために動く可動
光学部材の保持を他の可動光学部材との係合により行う
ので、機構を簡略化するとともに、精度の高い中心位置
情報を得ることができる。請求項２に示す本発明は、光
学系と、像振れを防止するために該光学系に対して光軸
とほぼ垂直方向に所定の可動範囲を変位する第１の可動
光学部材と、該光学系の一部を光軸方向に変位させる第
２の可動光学部材と、該第１の可動光学部材を保持する
保持部材とを備え、該第２の可動光学部材により該保持
部材を駆動して該第１の可動光学部材と係合させ、該第
１の可動光学部材の光軸が該光学系の光軸とほぼ一致す
る位置を保持する保持機構とを備えることにより、同じ
く像振れ防止のために動く可動光学部材の保持を他の可
動光学部材との係合により行うので、機構を簡略化する
とともに、精度の高い中心位置情報を得ることができ
る。

【００２２】請求項３に示す本発明は、請求項１記載の
レンズ鏡筒において、該複数の可動光学部材を駆動制御
するための制御系を備え、該制御系へ電源を加えた時に
該保持機構を解除する位置に該第２の可動光学部材を配
置し、該制御系の電源を断つ時に該保持機構が作用する
位置に該第２の可動光学部材を配置することにより、電
源オフ時に第１の可動光学部材を確実に中心保持でき
る。請求項４に示す本発明は、該第２の可動光学部材が
通常撮影時の可動範囲外にある時に該保持機構が作用す
るように構成したことにより、撮影可能状態でなけれ
ば、第１の可動光学部材を確実に中心保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例のレンズ鏡筒及びその
作動システム図である。

【図２】その防振ユニットの分解斜視図である。

【図３】その中心保持機構の説明図で、（ａ）は防振ユ
ニットの３群保持枠の正面図、（ｂ）は防振ユニット使
用状態、（ｃ）は防振ユニット非使用状態、を示す。

【図４】電源オン・オフ時の中心保持機構の動作を説明
するフローチャートで、（ａ）は電源オフ時、（ｂ）は
電源オン時、を示す。

【図５】本発明の第２実施例のレンズ鏡筒の断面図で、
（ａ）は防振ユニット非使用状態、（ｂ）は防振ユニッ
ト使用状態、を示す。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ・・撮影レンズ群、２・・固体撮像素子、３
・・前群鏡筒、４・・絞りユニット、５・・中間鏡筒、
６・・後群鏡筒、７ａ〜７ｄ・・ガイドバー、８・・２
群保持枠、９・・３群保持枠、９ａ・・溝、１０・・４
群保持枠、１０ａ・・係合ピン、１１ａ〜１１ｃ・・ガ
イドピン、１２ａ，１２ｂ・・バックヨーク、１３ａ，
１３ｂ・・駆動マグネット、１４ａ，１４ｂ・・コイ
ル、１５・・上コイル、１６・・案内板、１７ａ，１７
ｂ・・位置検出用のマグネットとヨーク、１８ａ，１８
ｂ・・ホール素子、１９・・センサホルダー、２０・・
ＩＳマイコン、２１・・ドライバ、２２・・信号処理回
路、２３・・振れ検出装置、２４・・ＡＦモータ、２５
・・モータドライバ、２６・・マイコン、２７・・電源
スイッチ、３１・・レバーピン、３２・・ばね。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系と、像振れを防止するために該光
   学系に対して光軸とほぼ垂直方向に所定の可動範囲を変
   位する第１の可動光学部材と、フォーカスあるいは変倍
   のために該光学系の一部を光軸方向に変位させる第２の
   可動光学部材と、該第１の可動光学部材と該第２の可動
   光学部材とが互いに係合しあって該第１の可動光学部材
   の光軸が該光学系の光軸とほぼ一致する位置を保持する
   保持機構とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 光学系と、像振れを防止するために該光
   学系に対して光軸とほぼ垂直方向に所定の可動範囲を変
   位する第１の可動光学部材と、フォーカスあるいは変倍
   のために該光学系の一部を光軸方向に変位させる第２の
   可動光学部材と、該第１の可動光学部材を保持する保持
   部材とを備え、該第２の可動光学部材により該保持部材
   を駆動して該第１の可動光学部材と係合させ、該第１の
   可動光学部材の光軸が該光学系の光軸とほぼ一致する位
   置を保持する保持機構とを備えることを特徴とするレン
   ズ鏡筒。
3. 【請求項３】 該複数の可動光学部材を駆動制御するた
   めの制御系を備え、該制御系へ電源を加えた時に該保持
   機構を解除する位置に該第２の可動光学部材を配置し、
   該制御系の電源を断つ時に該保持機構が作用する位置に
   該第２の可動光学部材を配置することを特徴とする請求
   項１記載のレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 該第２の可動光学部材が通常撮影時の可
   動範囲外にある時に該保持機構が作用するように構成し
   たことを特徴とする請求項１、２及び３記載のレンズ鏡
   筒。