JP4747520B2 - レンズ駆動機構及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は新規なレンズ駆動機構及び撮像装置に関する。詳しくは、小型化、特に、レンズ鏡筒の径方向の小型化を可能にする技術に関する。

露出決定やピント合わせの自動化と並んで、近時において、シャッターボタンの押下時に発生するカメラ振れによる像振れを自動的に解消すること、すなわち、手振れ補正が熟練を要せずに撮したいものをくっきりと撮し出すために要望されているところである。

手振れ補正の方式には、大きく分けて、電子式のものと光学式のものとがある。光学式手振れ補正は、センサで光軸に直交する方向の手ぶれを検出し、そのブレ量を補正するように補正レンズを光軸と直交する方向にシフトさせるようにしたものである。

そして、従来の光学式手振れ補正機構において、補正レンズの移動に、ムービングコイルを使用したものが多く提案されている。そのような手振れ補正機構におけるレンズ駆動機構に特許文献１に示されたものがある。

特許文献１に示されたレンズ駆動機構の概略を図１４に示して説明する。

補正レンズ（７１）は支持枠（７２）に支持され、該支持枠（７２）は支持アーム（７５）に位置固定された支持軸（７４ｙ）にレンズ（７１）の光軸に直交するＹ方向に摺動自在に支持される。また、上記支持アーム（７５）は図示しない鏡筒（７１０）に位置固定された支持軸（７４ｐ）に上記Ｙ方向及び補正レンズ（７１）の光軸に直交するＸ方向に摺動自在に支持されている。従って、補正レンズ（７１）を支持した支持枠（７２）は支持アーム（７５）と共に鏡筒（７１０）に対してＸ方向に移動自在であり、また、鏡筒（７１０）及び支持アーム（７５）に対してＹ方向に移動自在である。

そして、上記支持枠（７２）には２つのコイル、すなわち、Ｙ方向駆動用のコイル（７９ｙ）とＸ方向駆動用のコイル（７９ｐ）が支持されている。そして、これら２つのコイル（７９ｙ）、（７９ｐ）に各別に対応した図示しないマグネットとヨークが鏡筒（７１０）に設けられている。

従って、上記コイル（７９ｙ）に通電されると、該コイル（７９ｙ）にＹ方向の推力が発生し、これによって、支持枠（７２）が鏡筒（７１０）及び支持アーム（７５）に対してＹ方向に移動される。また、コイル（７９ｐ）に通電されると、該コイル（７９ｐ）にＸ方向の推力が発生し、これによって、支持枠（７２）は支持アーム（７５）と共に鏡筒（７１０）に対してＸ方向に移動される。

以上のような構成によって、支持枠（７２）、すなわち、レンズ（７１）は光軸と直交する全方向に移動することが出来る。

図１４に示した特許文献１に示されたレンズ駆動機構にあっては、支持枠（７２）及び支持アーム（７５）という可動部材をガイド軸（支持軸（７４ｙ）、（７４ｐ））によって移動方向を案内する構造を採るため、補正レンズ（７１）を光軸に直交する全方向にシフトさせるのに２つの可動部材（支持枠（７２）と支持アーム（７５））が必要であり、可動部がいわゆる２階建て構造となり、構造の複雑化と大型化を免れない。

そこで、図１５に示すように、筐体等の固定部材に対して可動部材を小球体を介して対向させることにより、可動部材を１個で済ませる構造のレンズ駆動機構が提案されている。

図１５のレンズ駆動機構は、補正レンズａを保持した移動枠ｂと図示しない鏡筒に固定された固定枠ｃとの間に３個の小球体ｄ、ｄ、ｄを介在させた状態で、ビスｅ、ｅによって固定枠ｃに保持されたバネ押さえ枠ｆと移動枠ｂとの間でコイルバネｇを圧縮させ、該コイルバネｇの反発力によって移動枠ｂを小球体ｄ、ｄ、ｄを介して固定枠ｃ方向に付勢している。これにより、移動枠ｂはコイルバネｇの反発力及び小球体ｄ、ｄ、ｄとの接触反力により、光軸方向に保持されながら、ＸＹ軸方向に移動できるようになっている。

また、移動枠ｂには２つのコイルｈＸ、ｈＹが保持されており、固定枠ｃにはヨークｉとの間で上記コイルｈＸ、ｈＹを各別に挟むようにマグネットｊＸ、ｊＹが固定枠ｃに保持されている。そして、コイルｈＸに通電されることによって、該コイルｈＸにＸ軸方向の推力が発生して、該コイルｈＸを保持している移動枠ｂ、従って、補正レンズａがＸ軸方向に移動する。また、コイルｈＹに通電されることによって、該コイルｈＹにＹ軸方向の推力が発生して、該コイルｈＹを保持している移動枠ｂ、従って、補正レンズａがＹ軸方向に移動する。従って、コイルｈＸ、ｈＹに適宜に通電されることによって、移動枠ｂ、従って、補正レンズａがＸＹ軸方向に移動することになる。

この図１５に示したレンズ移動機構にあっては、可動部材が１個あれば足り、構造が簡単になり、それによって、小型化も達成することが出来る。

特開平７−９８４７０号公報

ところが、上記した特許文献１及び図１５に示したレンズ駆動機構にあっては、コイル（７９ｙ）、（７９ｐ）、ｈＸ、ｈＹが互いに直交した２つの軸方向において、支持枠（７２）や移動枠ｂの中心から一の方向に変位した端部に配置され、これに対向して、マグネットＪｘ、Ｊｙ等も配置されるため、これらコイル（７９ｙ）、（７９ｐ）、ｈＸ、ｈＹ及びマグネットＪｘ、Ｊｙ等が配置された部分でレンズ駆動機構の光軸に垂直な方向での最大外径が大きくなってしまい、鏡筒の小型化を阻害するという問題があった。

本発明は、上記した問題に鑑みて、レンズ駆動機構の光軸に垂直な方向での最大外径を小型化することを課題とするものである。

本発明レンズ駆動機構は、上記した課題を解決するために、補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、上記各コイルは上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、上記２つのコイルの一方のコイルは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルは上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられたものである。

また、本発明撮像装置は、上記した課題を解決するために、撮影レンズと、上記撮影レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、上記撮影レンズを構成するレンズ系のうちの少なくとも一のレンズ又はレンズ群（以下、「補正レンズ」という）を光軸方向に対して直交する平面内で偏心駆動させるレンズ駆動機構を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動機構は、上記補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、上記各コイルは上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、上記２つのコイルの一方のコイルは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルは上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられたものである。

従って、本発明にあっては、レンズ駆動機構の最大外径が小さくなる。

本発明レンズ駆動機構は、補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、上記各コイルが上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、上記２つのコイルの一方のコイルが左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルが上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられたことを特徴とする。

また、本発明撮像装置は、撮影レンズと、上記撮影レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、上記撮影レンズを構成するレンズ系のうちの少なくとも一のレンズ又はレンズ群（以下、「補正レンズ」という）を光軸方向に対して直交する平面内で偏心駆動させるレンズ駆動機構を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動機構は、上記補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、上記各コイルは上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、上記２つのコイルの一方のコイルは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルは上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられたことを特徴とする。

従って、本発明にあっては、移動枠の周辺部おいてコイルは一重に位置し、それに伴って、マグネットもコイルの一重分に対応した大きさになるので、従来の、移動枠の周辺部においてコイルが２重に位置したものに比較して移動枠及びこれに対向して位置する固定枠の最大外径が従来に比較して小さくなる。従って、レンズ駆動機構の最大外径を小さくすることが出来、それに伴って、鏡筒のレンズ駆動機構が位置する部分の最大外径も小さくすることが出来る。
また、移動枠の重心位置と中心位置とをほぼ一致させることが出来、それによって、各コイルとマグネット及びヨークとの間で発生する推力の方向が移動枠の重心位置を通って作用するので、上記推力によって移動枠を回転させる方向の力が及ぶことがない。すなわち、移動枠にローリングが生じることがない。
また、２つのコイルの配置によって移動枠と鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置されることによっても、レンズ駆動機構の最大外径を小さくすることが出来る。

請求項２に記載した発明にあっては、移動枠と鏡筒との間に配置された小球体の回転によって、上記移動枠が鏡筒に対して移動するので、簡単な構造で、すなわち、直交する２つの方向への移動を各別に担当する２個の移動部材を設けるというように、２重構造にすること無しに、レンズ駆動機構を構成することが出来る。

請求項３に記載した発明にあっては、上記ヨークはほぼ環状に形成されたので、漏れ磁束が少なくなり、磁気効率が良くなり、少ない電力で大きな推力の発生が可能になる。また、移動枠には移動枠の中心がほぼ環状をしたヨークの中心位置に近づくように磁気吸引力が働くため、環状をしたヨークの中心を光軸に一致させておけば、移動枠が光軸に対してセンタリングされる。

請求項４に記載した発明にあっては、上記ヨークの上記マグネットと対向した部分の磁束密度が他の部分の磁束密度より高くなるように、上記マグネットと対向した部分又は上記マグネットと対向した部分及びその近辺の半径方向における幅が他の部分より大きくされたので、上記したセンタリング効果がより確実に発揮されると共にローリングが発生した場合、該ローリングを補正して元の状態に戻そうとする力が働く。

以下に、本発明レンズ駆動機構及び撮像装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

図１乃至図６に本発明レンズ駆動機構の第１の実施の形態を示す。

レンズ駆動機構１０はレンズ鏡筒又はレンズ鏡筒に固定された固定枠２０に補正レンズ４０を支持した移動枠３０が組み込まれて構成される。なお、固定枠２０は鏡筒に固定される部材であるが、特許請求の範囲においては、鏡筒の語義に固定枠２０のように鏡筒に固定された部材を含めて使用している。

固定枠２０の中心部には大きな円形の光路孔２１が形成されている。また、固定枠２０の前面にはほぼ全体に亘る大きな凹部２２が形成されている。該凹部２２はほぼ正方形に近い矩形状をしている。さらに、上記凹部の奥面には左右方向、すなわち、Ｘ方向に長い長方形のやや深い凹部２３が形成され、該凹部２３の形成によってその上下に形成された台状部２４、２４の中央部には浅い凹部２５、２５が形成されている。そして、上記浅い凹部２５、２５は上下方向、すなわち、Ｙ方向に長い長方形の上下両端部に対応した部分となっている。また、上記台状部２４、２４の左右に寄った位置には浅い小さな凹部２６、２６、・・・が形成されている。

固定枠２０には２つのコイル５０ｘ、５０ｙが支持される。コイル５０ｘは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されており、固定枠２０の上記深い凹部２３内に配置されている。もう一方のコイル５０ｙは上下方向に長い長方形を成すように卷回されており、その上下両端部が固定枠の上記浅い凹部２５、２５内に位置するように配置されている。すなわち、コイル５０ｘの左右両端部５１ｘ、５１ｘは固定枠２０の左右両端部に位置し、コイル５０ｙの上下両端部５１ｙ、５１ｙは固定枠２０の上下両端部に位置している。

また、固定枠２０の小さな４つの凹部２６、２６、・・・には小球体２７、２７、・・・が配置される。上記小球体２７、２７、・・・は凹部２６、２６、・・・が形成された台状部２４、２４の前面より僅かに前方に突出するように凹部２６、２６、・・・内に位置される。

移動枠３０はほぼ正方形に近い矩形状をしており、その外形は固定枠２０の凹部２２より一回り小さく形成されている。移動枠３０の中心部には取付孔３１が形成されており、該取付孔３１に補正レンズ４０が取り付けられている。移動枠の左右両端部には浅い凹部３２、３２が形成されている。

磁気回路形成部材、すなわち、マグネットとヨークが固定枠２０と移動枠３０に分けて配置される。１組のマグネット６１ｘ、６１ｘが移動枠３０の上記凹部３２、３２内に配置される。また、もう１組のマグネット６１ｙ、６１ｙが移動枠３０の前面の上下両端部に取り付けられる。そして、１組のヨーク６２ｘ、６２ｘが固定枠２０の後面の左右両端部に取り付けられ、もう１組のヨーク６２ｙ、６２ｙが同じく固定枠２０の後面の上下両端部に取り付けられる。１組のヨーク６２ｘ、６２ｘは上記コイル５０ｘの左右両端部５１ｘ、５１ｘに対向した位置に設けられ、もう１組のヨーク６２ｙ、６２ｙはもう１つのコイル５０ｙの上下両端部５１ｙ、５１ｙに対向した位置に設けられる。

そして、上記マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙを保持した移動枠３０を固定枠２０の凹部２２内に位置させると、マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６２ｘ、６２ｘ、６２ｙ、６２ｙとの間に働く磁気吸引力によって、移動枠３０は固定枠２０に引きつけられ、移動枠３０の前面が固定枠２０に保持された小球体２７、２７、・・・に当接した状態となる。すなわち、移動枠３０は、マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６２ｘ、６２ｘ、６２ｙ、６２ｙとの間に働く磁気吸引力と小球体２７、２７、・・・と移動枠３０との接触反力とによって光軸方向、すなわち、Ｚ軸方向に対して保持される。そして、各々対向したマグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６２ｘ、６２ｘ、６２ｙ、６２ｙとの磁束密度が最も大きくなる位置で移動枠３０の位置が安定する。従って、上記磁束密度が最も大きくなる位置で、補正レンズ４０の中心が図示しない撮影レンズの光軸と一致するように設定しておけば、移動枠３０は、コイル５０ｘ、５０ｙに無通電の状態で、補正レンズ４０の中心が撮影レンズの光軸と一致する位置に保持される、すなわち、センタリングされる。そして、この時、マグネット６１ｘ、６１ｘとヨーク６２ｘ、６２ｘはコイル５０ｘの左右両端部５１ｘ、５１ｘを挟んで前後で対向し、マグネット６１ｙ、６１ｙとヨーク６２ｙ、６２ｙとはコイル５０ｙの上下両端部５１ｙ、５１ｙを挟んで前後で対向する。なお、左右のマグネット６１ｘ、６１ｘは凹部３２、３２内に配置されることによって、コイル５０ｘの左右端部５１ｘ、５１ｘとの間の間隔が、マグネット６１ｙ、６１ｙとコイル５０ｙの上下端部５１ｙ、５１ｙとの間の間隔とほぼ同じになるようにされている。

そして、コイル５０ｘに通電すると、コイル５０ｘの両端部５１ｘ、５１ｘとマグネット６１ｘ、６１ｘ及びヨーク６２ｘ、６２ｘとの間に相対的にＸ軸方向の推力が発生し、そして、コイル５０ｘが固定されているため、マグネット６１ｘ、６１ｘを支持している移動枠３０がＸ軸方向に移動する。また、コイル５０ｙに通電すると、コイル５０ｙの両端部５１ｙ、５１ｙとマグネット６１ｙ、６１ｙ及びヨーク６２ｙ、６２ｙとの間に相対的にＹ軸方向の推力が発生し、そして、コイル５０ｙが固定されているため、マグネット６１ｙ、６１ｙを支持している移動枠３０がＹ軸方向に移動する。

上記したレンズ駆動機構１０にあっては、コイル５０ｘ、５０ｙの両端部５１ｘ、５１ｘ、５１ｙ、５１ｙが固定枠２０の互いに対向した側縁部に各別に位置しているため、従来の、コイルの両端部が移動枠の互いに対向する２つの側縁部の一方にのみ存在しているものに比較して外方への突出量が小さくて済む。従って、コイル５０ｘ、５０ｙの両端部５１ｘ、５１ｘ、５１ｙ、５１ｙと対向するように移動枠３０に配置されるマグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙも小さなもので足りることになり、移動枠３０の最大外径も小さくすることが出来る。図４（ａ）に上記レンズ駆動機構１０を図４（ｂ）に上記図１５に示したレンズ駆動機構の概略を示して比べてみる。この図４で分かるように、コイルｈの両端に対向するマグネットｊに対してコイル５０の一端のみに対向すればよいマグネット６１の方が面積が半分で済むことになり、従って、移動枠３０の最大外径を図１５のものに比較してΔＲだけ小さくすることが出来る。

また、上記レンズ駆動機構１０にあっては、コイル５０への通電時に移動枠３０にローリングが生じることがない。図５（ｂ）に示すように、従来のレンズ駆動機構にあって、コイルｈＸ、ｈＹが移動枠ｂの一の角側に偏倚して配置されているため、移動枠ｂ及びコイルｈＸ、ｈＹを含む移動部全体の重心位置Ｇが移動枠ｂの中心Ｃから偏倚している。そのため、例えば、コイルｈＹに図５（ｂ）中太い矢印の方向に推力Ｆが生じた場合、重心Ｇにおいて慣性力ｆが働くため、モーメントが発生し、光軸回りに回転するローリングが起こる。それに対して、図５（ａ）に示すように、本発明かかる上記レンズ駆動機構１０にあっては、移動枠３０において、４個のマグネット６１、６１、・・・が光軸に垂直な面に光軸を中心として水平方向と垂直方向に対称に配置されているため、移動枠３０及びマグネット６１、６１、・・・を含む移動部全体の重心Ｇが光軸とほぼ一致するようにされている移動枠３０の中心Ｃ付近に位置し、モーメントの発生が少なく、ローリングが起こりにくい。

さらに、図６に示すように、仮に、移動枠３０が固定枠２０に対して光軸回りにローリングしたとしても、互いに対向しているマグネット６１、６１、、・・・とヨーク６２、６２、・・・の中心位置Ｏ′とＯとが最短距離となるように、互いの間の磁気吸引力による光軸回りのモーメントが矢印のように働き、移動枠３０はローリングした姿勢を補正しようとするため、ローリング防止効果を有する。

また、上記した実施の形態において、ヨーク６２、６２、・・・は平板状のものを用いたが、図７に示すように、コ字形になったヨーク６３を用いても良い。この場合、ヨーク６３によってコイル５０の端部５１を内外から挟むように配置し、ヨーク６３の両端部６３ａ、６３ａをマグネット６１に近付けて配置する。これによって、漏れ磁束を少なくして、磁気効率を高め、上記したセンタリング効果やローリング防止効果を高めることが出来る。

図８乃至図１２に本発明レンズ駆動機構の第２の実施の形態１０Ａを示す。この第２の実施の形態１０Ａにおいて、上記第１の実施の形態１０と最も異なるところはヨークの形状であるので、該異なる部分について詳細に説明して、第１の実施の形態におけると同様の部分には、第１の実施の形態における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。

固定枠２０の左右方向に長いほぼ長方形をした凹部２３の奥に浅いほぼ円形をした凹所２８が形成され、該凹所２８の上下左右の４箇所にはそれぞれ外方へ突出した部分２８ａ、２８ａ、・・・が形成されている。

また、移動枠３０の前面の取付孔３１を囲む位置の上下左右の４箇所にはほぼ矩形をした凹部３３、３３、・・・が形成されている。そして、左右２箇所の凹部３３ｘ、３３ｘの方が上下２箇所の凹部３３ｙ、３３ｙより深く形成されている。そして、これら凹部３３ｘ、３３ｘにマグネット６１ｘ、６１ｘが配置され、凹部３３ｙ、３３ｙにマグネット６１ｙ、６１ｙが配置される。

ヨーク６４はリング状をしたリングヨークである。該リングヨークの外周縁の上下及び左右４箇所からは外方へ突出した凸部６４ｙ、６４ｙ、６４ｘ、６４ｘが一体に設けられている。そして、該リングヨーク６４は固定枠２０に形成された凹所２８内に位置される。この時、リングヨーク６４の凸部６４、６４、・・・は凹所２８の突出部分２８ａ、２８ａ、・・・内に位置される。

そして、上記マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙを保持した移動枠３０を固定枠２０の凹部２２内に位置させると、マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６４との間に働く磁気吸引力によって、移動枠３０は固定枠２０に引きつけられ、移動枠３０の前面が固定枠２０に保持された小球体２７、２７、・・・に当接した状態となる。すなわち、移動枠３０は、マグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６４との間に働く磁気吸引力と小球体２７、２７、・・・と移動枠３０との接触反力とによって光軸方向、すなわち、Ｚ軸方向に対して保持される。そして、各々対向したマグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙとヨーク６４との磁束密度が最も大きくなる位置で移動枠３０の位置が安定する。従って、上記磁束密度が最も大きくなる位置で、補正レンズ４０の中心が図示しない撮影レンズの光軸と一致するように設定しておけば、移動枠３０は、コイル５０ｘ、５０ｙに無通電の状態で、補正レンズ４０の中心が撮影レンズの光軸と一致する位置に保持される、すなわち、センタリングされる。そして、この時、マグネット６１ｘ、６１ｘとヨーク６４の凸部６４ｘ、６４ｘはコイル５０ｘの左右両端部５１ｘ、５１ｘを挟んで前後で対向し、マグネット６１ｙ、６１ｙとヨーク６４の凸部６４ｙ、６４ｙとはコイル５０ｙの上下両端部５１ｙ、５１ｙを挟んで前後で対向する。なお、左右のマグネット６１ｘ、６１ｘは深い凹部３３ｘ、３３ｘ内に配置されることによって、コイル５０ｘの左右端部５１ｘ、５１ｘとの間の間隔が、マグネット６１ｙ、６１ｙとコイル５０ｙの上下端部５１ｙ、５１ｙとの間の間隔とほぼ同じになるようにされている。

上記したことを簡単に説明すると、図１０（ａ）で示すように、各マグネット６１、６１、・・・の磁極向きを設定したとすると、上側のマグネット６１ｙから出た磁束はリングヨーク６４内を矢印６５で示すように通って左側のマグネット６１ｘに向かい、右側マグネット６１ｘから出た磁束はリングヨーク６４内を矢印６６で示すように通って下側のマグネット６１ｙに向かい、リングヨーク６４は図１０（ｂ）に示すように分極し、磁束が凸部６４ｘ、６４ｘ、６４ｙ、６４ｙに集中するようになる。従って、移動枠３０とリングヨーク６４とを図１０（ａ）に示すように配置すると、移動枠３０には移動枠３０の中心Ｃがリングヨーク６４の中心Ｃ′に一致するように磁気吸引力が働く。従って、図１１に示すように、移動枠３０の中心Ｃがリングヨーク６４の中心Ｃ′から光軸に垂直な方向にずれている場合、移動枠３０にはその中心Ｃがリングヨーク６４の中心Ｃ′に一致しようとする方向の磁気吸引力が働く。すなわち、移動枠３０に関してセンタリング効果を有する。

この第２の実施の形態にかかるレンズ駆動機構１０Ａにあっても、コイル５０ｘ、５０ｙの両端部５１ｘ、５１ｘ、５１ｙ、５１ｙが固定枠２０の互いに対向した側縁部に各別に位置しているため、従来の、コイルの両端部が移動枠の互いに対向する２つの側縁部の一方にのみ存在しているものに比較して外方への突出量が小さくて済む。従って、コイル５０ｘ、５０ｙの両端部５１ｘ、５１ｘ、５１ｙ、５１ｙと対向するように移動枠３０に配置されるマグネット６１ｘ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｙも小さなもので足りることになり、移動枠３０の最大外径も小さくすることが出来る。

上記した第２の実施の形態にかかるレンズ駆動機構１０Ａにあっては、移動枠３０において、４個のマグネット６１、６１、・・・が光軸に垂直な面に光軸を中心として水平方向と垂直方向に対称に配置されているため、移動枠３０及びマグネット６１、６１、・・・を含む移動部全体の重心Ｇが光軸とほぼ一致させてある移動枠３０の中心Ｃ付近に位置し、モーメントの発生が少なく、ローリングが起こりにくい。また、リングヨーク６４が図１０（ａ）に示すように配置されたとき、図１０（ｂ）に示すように、凸部６４ｘ、６４ｘ、６４ｙ、６４ｙが分極されている。従って、図１２に示すように、移動枠３０にローリングが起きているとき、マグネット６１ｘ、６１ｘを結ぶ線６７がリングヨーク６４の凸部６４ｘと６４ｘを結ぶ線６８に平行になるようなモーメントが移動枠３０に発生し、移動枠３０のローリングを補正する効果が得られる。

また、上記した実施の形態において、リングヨーク６４として円環状のものを示したが、円環状に限るものではなく、ほぼ環状を成すものであれば、八角形等多角形状の環状を成すものであっても良い。

さらに、リングマグネット６４における凸部６４ｘ、６４ｘ、６４ｙ、６４ｙはマグネット６１、６１、・・・と対向する部分に他の部分より磁束を集中させて、より高いセンタリング効果やローリング防止効果をもたらすためのものであるので、凸部６４ｘ、６４ｘ、６４ｙ、６４ｙを形成する替わりに、マグネット６１、６１、・・・と対向していない部分に切欠を形成して、マグネット６１、６１、・・・と対向した部分に磁束が集中するようにしても良い。

さらにまた、上記した各実施の形態にあっては、マグネットとヨークとの間に働く磁気吸引力と移動枠３０の小球体２７、２７、・・・との接触反力により移動枠３０を光軸方向に支持するので、図１５で示した従来のレンズ駆動機構と同様、可動部材が単一のもので足りて、構造が簡単になると共に、図１５で示したレンズ駆動機構において必要であったコイルバネｇが不要となり、さらなる構造の簡単化を図ることが出来る。

また、上記した各実施の形態において、コイル５０には、印刷技術にによって形成した、いわゆる、プリントコイルを使用することが出来、これによって、さらなる小型化、特に光軸方向における小型化が可能になる。

図１３は本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。

この実施の形態の撮像装置１００は、大きく分けると、カメラ部１１０と、カメラＤＳＰ（Digital Signal Processor）１２０と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）１３０と、媒体インターフェース（以下、媒体Ｉ／Ｆという。）１４０と、制御部１５０と、操作部１６０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）コントローラ１７０と、ＬＣＤ１７１と、外部インターフェース（以下、外部Ｉ／Ｆという。）１８０を備えるとともに、記録媒体１９０が着脱可能とされている。

記録媒体１９０は、半導体メモリーを用いたいわゆるメモリーカード、記録可能なＤＶＤ（Digital Versatile Disk）や記録可能なＣＤ（Compact Disc）等の光記録媒体、磁気ディスク等磁気記録媒体等の種々のものを用いるようにすることが考えられるが、この実施の形態においては、記録媒体１９０として、例えば、メモリーカードを用いるものとして説明する。

そして、カメラ部１１０は、光学ブロック１１１、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１１２、前処理回路１１３、光学ブロック用ドライバ１１４、ＣＣＤ用ドライバ１１５、タイミング生成回路１１６、手ぶれ検出センサ２００を備えたものである。ここで、光学ブロック１１１は、レンズ、フォーカス機構、シャッター機構、絞り（アイリス）機構、上記したレンズ駆動機構１０、１０Ａを用いた手ぶれ補正機構等などを備えたものである。

また、制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５２、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）１５３、時計回路１５４が、システムバス１５５を通じて接続されて構成されたマイクロコンピュータであり、この実施の形態の撮像装置の各部を制御することができるものである。

ここで、ＲＡＭ１５２は、処理の途中結果を一時記憶するなど主に作業領域として用いられるものである。また、フラッシュＲＯＭ１５３は、ＣＰＵ１５１において実行する種々のプログラムや、処理に必要になるデータなどが記憶されたものである。また、時計回路１５４は、現在年月日、現在曜日、現在時刻を提供することができるとともに、撮影日時などを提供するなどのことができるものである。

そして、画像の撮影時においては、光学ブロック用ドライバ１１４は、制御部１５０からの制御に応じて、光学ブロック１１１を動作させるようにする駆動信号を形成し、これを光学ブロック１１１に供給して、光学ブロック１１１を動作させるようにする。光学ブロック１１１は、光学ブロック用ドライバ１１４からの駆動信号に応じて、フォーカス機構、シャッター機構、絞り機構、手ぶれ補正機構が制御され、被写体の画像を取り込んで、これをＣＣＤ１１２に対して提供する。手ぶれ補正機構の制御は、例えば、Ｘ軸方向加速度計及びＹ軸方向加速度計等から成る手ぶれ検出センサ部２００が検出した手ぶれ量に関する情報が制御部１５０に対して出力され、制御部１５０は、この手ぶれ量に基づいて、補正レンズ４０の位置のシフト量を算出する。制御部１５０は、算出した値に基づいて補正レンズ４０の位置をシフトさせるように、光学ブロック用ドライバ１１４内の図示しない補正レンズ位置制御手段を駆動制御する。例えば、上記した実施の形態に示したレンズ駆動機構１０又は１０Ａによって補正レンズ４０の位置を制御する場合には、補正レンズ位置制御手段は、制御部１５０からの制御信号に基づいて、上記レンズ駆動機構１０又は１０Ａのコイル５０ｘ、５０ｙに通電することにより、補正レンズ４０の位置をシフトさせる。

ＣＣＤ１１２は、光学ブロック１１１からの画像を光電変換して出力するものであり、ＣＣＤドライバ１１５からの駆動信号に応じて動作し、光学ブロック１１１からの被写体の画像を取り込むとともに、制御部１５０によって制御されるタイミング生成回路１１６からのタイミング信号に基づいて、取り込んだ被写体の画像（画像情報）を電気信号として前処理回路１１３に供給する。

なお、上述のように、タイミング生成回路１１６は、制御部１５０からの制御に応じて、所定のタイミングを提供するタイミング信号を形成するものである。また、ＣＣＤドライバ１１５は、タイミング生成回路１１６からのタイミング信号に基づいて、ＣＣＤ１１２に供給する駆動信号を形成するものである。

前処理回路１１３は、これに供給された電気信号の画像情報に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理を行って、Ｓ／Ｎ比を良好に保つようにするとともに、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理を行って、利得を制御し、そして、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換を行って、デジタル信号とされた画像データを形成する。

前処理回路１１３からのデジタル信号とされた画像データは、カメラＤＳＰ１２０に供給される。カメラＤＳＰ１２０は、これに供給された画像データに対して、ＡＦ（Auto Focus）、ＡＥ（Auto Exposure）、ＡＷＢ（Auto White Balance）などのカメラ信号処理を施す。このようにして種々の調整がされた画像データは、所定の圧縮方式でデータ圧縮され、システムバス１５５、媒体Ｉ／Ｆ１４０を通じて、この実施の形態の撮像装置に装填された記録媒体１９０に供給され、記録媒体１９０にファイルとして記録される。

また、記録媒体１９０に記録された画像データは、タッチパネルやコントロールキーなどからなる操作部１６０を通じて受け付けたユーザーからの操作入力に応じて、目的とする画像データが媒体Ｉ／Ｆ１４０を通じて記録媒体１９０から読み出され、これがカメラＤＳＰ１２０に供給される。

カメラＤＳＰ１２０は、記録媒体１９０から読み出され、媒体Ｉ／Ｆ１４０を通じて供給されたデータ圧縮されている画像データについて、そのデータ圧縮の解凍処理（伸張処理）を行い、解凍後の画像データをシステムバス１５５を通じて、ＬＣＤコントローラ１７０に供給する。ＬＣＤコントローラ１７０は、これに供給された画像データからＬＣＤ１７１に供給する画像信号を形成し、これをＬＣＤ１７１に供給する。これにより、記録媒体１９０に記録されている画像データに応じた画像が、ＬＣＤ１７１の表示画面に表示される。

なお、画像の表示の形態は、ＲＯＭに記録された表示処理プログラムに従う。つまり、この表示処理プログラムは後述するファイルシステムがどのような仕組みで記録されているのか、どのように画像を再生するのかというプログラムである。

また、この実施の形態の撮像装置１００には、外部Ｉ／Ｆ１８０が設けられている。この外部Ｉ／Ｆ１８０を通じて、例えば、外部のパーソナルコンピュータと接続して、パーソナルコンピュータから画像データの供給を受けて、これを自機に装填された記録媒体１９０に記録したり、また、自機に装填された記録媒体１９０に記録されている画像データを外部のパーソナルコンピュータ等に供給したりすることもできるものである。

また、外部Ｉ／Ｆ１８０に通信モジュールを接続することにより、例えば、インターネットなどのネットワークに接続して、ネットワークを通じて種々の画像データやその他の情報を取得し、自機に装填された記録媒体１９０に記録したり、あるいは、自機に装填された記録媒体１９０に記録されているデータを、ネットワークを通じて目的とする相手先に送信したりすることもできるものである。

また、外部のパーソナルコンピュータやネットワークを通じて取得し、記録媒体１９０に記録した画像データなどの情報についても、上述したように、この撮像装置１００において読み出して再生し、ＬＣＤ１７１に表示してユーザーが利用することももちろんできるようにされている。

なお、外部Ｉ／Ｆ１８０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１３９４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの有線用インターフェースとして設けることも可能であるし、光や電波による無線インターフェースとして設けることも可能である。すなわち、外部Ｉ／Ｆ１８０は、有線、無線のいずれのインターフェースであってもよい。

このように、この撮像装置１００は、被写体の画像を撮影して、記録媒体１９０に記録することができるとともに、記録媒体１９０に記録された画像データを読み出して、これを再生し、利用することができるものである。また、外部のパーソナルコンピュータやネットワークを通じて、画像データの提供を受けて、これを自機に装填された記録媒体１９０に記録したり、また、読み出して再生したりすることもできるものである。

なお、上記した各実施の形態に示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

ビデオカメラやデジタルスチルカメラにおける手ぶれ補正機構におけるレンズ駆動部として、また、手ぶれ補正機能を備えたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等として利用可能である。

図２乃至図６と共に本発明レンズ駆動機構の第１の実施の形態を示すものであり、本図は全体を示す斜視図である。 全体を示す分解斜視図である。 要部の拡大断面図である。 最大外径の比較を示す概略図であり、（ａ）は本発明を（ｂ）は従来例を示すものである。 ローリング発生のメカニズムを説明する概略図であり、（ａ）は本発明を、（ｂ）は従来例を示すものである。 ローリング補正の原理を説明する概略図である。 ヨークの変形例を示す要部の拡大断面図である。 図９乃至図１２と共に本発明レンズ駆動機構の第２の実施の形態を示すものであり、本図は全体を示す斜視図である。 全体を示す分解斜視図である。 磁気回路の仕組みを示す説明図である。 センタリングの原理を示す概略図である。 ローリング補正の原理を示す概略図である。 本発明撮像装置の実施の形態を示す構成ブロック図である。 従来のレンズ駆動機構の要部を示す概略斜視図である。 別の従来のレンズ駆動機構を示す概略分解斜視図である。

符号の説明

１０…レンズ駆動機構、２７…小球体、２０…固定枠（鏡筒）、３０…移動枠、４０…補正レンズ、５０ｘ…コイル、５１ｘ…コイルの両端部、５０ｙ…コイル、５１ｙ…コイルの両端部、６１ｘ…マグネット、６１ｙ…マグネット、６２ｘ…ヨーク、６２ｙ…ヨーク、１０Ａ…レンズ駆動機構、６４…リングヨーク（ほぼ環状をしたヨーク）、６４ｘ…凸部（幅が他の部分より大きくされた部分）、６４ｙ…凸部（幅が他の部分より大きくされた部分）、１００…撮像装置、１１２…ＣＣＤ（撮像素子）

Claims (5)

1. 撮影レンズを構成するレンズ系のうちの少なくとも一のレンズ又はレンズ群（以下、「補正レンズ」という）を光軸方向に対して直交する平面内で偏心駆動させるレンズ駆動機構であって、
   上記補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、
   上記各コイルは上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、
   上記２つのコイルの一方のコイルは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルは上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、
   上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、
   上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、
   上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、
   上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられた
   ことを特徴とするレンズ駆動機構。
2. 上記小球体の回転によって、上記移動枠が鏡筒に対して移動する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動機構。
3. 上記ヨークはほぼ環状に形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動機構。
4. 上記ヨークの上記マグネットと対向した部分の磁束密度が他の部分の磁束密度より高くなるように、上記マグネットと対向した部分又は上記マグネットと対向した部分及びその近辺の半径方向における幅が他の部分より大きくされた
   ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動機構。
5. 撮影レンズと、上記撮影レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、上記撮影レンズを構成するレンズ系のうちの少なくとも一のレンズ又はレンズ群（以下、「補正レンズ」という）を光軸方向に対して直交する平面内で偏心駆動させるレンズ駆動機構を備えた撮像装置であって、
   上記レンズ駆動機構は、上記補正レンズを保持した移動枠と、撮影レンズが配置された鏡筒に対して固定的に配置された２つのコイルと、上記コイルを横切る磁界を形成する磁気回路形成部材とを備え、
   上記各コイルは上記撮影レンズの光軸方向に見て上記補正レンズを囲んだ位置を周回するように卷回され、
   上記２つのコイルの一方のコイルは左右方向に長いほぼ長方形を成すように卷回されると共に、他方のコイルは上下方向に長いほぼ長方形を成すように卷回され、
   上記２つのコイルの配置によって上記移動枠と上記鏡筒との間に生じたコイルの外側の隅部の空間の少なくとも３箇所に小球体が配置され、
   上記各コイルの長軸方向の両端部が上記鏡筒の互いに対向した側縁部に各別に位置しており、
   上記磁気回路形成部材は、上記２つのコイルのそれぞれに上記光軸に直交する各別の方向への移動力を発生させる少なくとも２つのマグネットとこれらマグネットに対向して配置されたヨークとから成り、上記マグネットが上記移動枠に保持され、上記ヨークが上記鏡筒に対して固定的に設けられ、
   上記マグネットは上記各コイルの長軸方向の両端に対向して位置するように各コイルに対して２個ずつ設けられた
   ことを特徴とする撮像装置。

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