JP4992478B2 - ブレ補正ユニット、レンズ鏡筒、カメラ - Google Patents
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Description
また、そのようなカメラにおいて、レンズ群の位置検出に磁気センサを用いるものが開示されている(特許文献1)。
このような場合、シャッタや絞り等を駆動するアクチュエータが発生する磁気が磁気センサに感知されると、磁気センサによるブレ補正光学系の位置検出精度が低下し、正確なブレ補正動作の妨げになるという問題があった。
また、これらのアクチュエータが発生する磁気が磁気センサに影響を与えないようにアクチュエータを配置すると、装置の小型化を図れないという問題があった。
請求項1に記載の発明は、撮影光学系(L1,L2,L3,L4)と、前記撮影光学系の一部又は他の光学部材であって、前記撮影光学系に対して移動可能に設けられた可動光学部材(L3)と、前記可動光学部材の位置検出に用いる磁気センサ(31X,31Y)と、巻線の巻き取り中心線(Q)が、前記磁気センサの、その磁気検出感度が最も高い方向と交差する方向に設けられた、アクチュエータ用のコイル(19)と、を備え、前記コイル(19)は、シャッタ(13,14)または絞りを駆動するアクチュエータ(15,16,17,19)を構成すること、を特徴とするブレ補正ユニット(100)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブレ補正ユニットにおいて、前記コイル(19)を貫通するように配置されたヨーク(17)を備え、前記ヨークは、前記コイルの巻線の巻き取り中心線(Q)を貫通するように配置された貫通部(17a)と、前記貫通部から前記コイルの第1の端部側へ突出した第1の突出部(17b)と、前記貫通部から前記コイルの前記第1の端部側とは反対側の第2の端部側へ突出するとともに、前記第1の突出部と対向する位置まで前記第1の端部側の方向へ折り返して形成された第2の突出部(17c)と、を有し、前記第1の突出部と前記第2の突出部とに挟まれる位置に回転可能に配置された磁石(16)を備えるブレ補正ユニット(100)である。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のブレ補正ユニットにおいて、前記磁石(16)は、その回転中心が、前記磁気センサが配置されている平面に対して略直交するように配置されているブレ補正ユニット(100)である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、前記磁気センサが配置されている平面は、前記撮影光学系(L1,L2,L3,L4)の光軸(O)に直交する平面であって、前記磁気センサ(31X,31Y)と前記コイル(19)とは、前記平面において前記撮影光学系の光軸に直交する仮想直線(T)を挟むように配置されているブレ補正ユニット(100)である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、前記コイルを複数有し、前記コイルのうちのひとつを含み、シャッタを駆動するシャッタアクチュエータ(15,16,17,19)と、前記コイルのうちの他のひとつを含み、絞りを駆動する絞りアクチュエータ(U)と、を有し、前記シャッタアクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記絞りアクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも離れているブレ補正ユニット(100)である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニット(100)において、前記巻取り中心線は、前記磁気センサ(31X,31Y)が配置されている平面と略平行かつ略同一平面上に配置されているブレ補正ユニット(100)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニット(100)であって、前記可動光学部材(L3)は、前記撮影光学系(L1,L2,L3,L4)の光軸に対して垂直に移動可能に設けられ、前記磁気センサ(31X,31Y)における、磁気検出感度が最も高い方向は、前記光軸と平行であること、を特徴とするブレ補正ユニット(100)である。
請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニット(100)において、前記コイル(19)を貫通するように配置されたヨークを備え、前記ヨークは、前記コイル(19)の巻線の巻き取り中心線を貫通するように配置された貫通部と、前記貫通部から前記コイル(19)の第1の端部側へ突出した第1の突出部と、前記貫通部から前記コイル(19)の前記第1の端部側とは反対側の第2の端部側へ突出するとともに、前記第1の突出部と対向する位置まで前記第1の端部側の方向へ折り返して形成された第2の突出部と、を有し、前記コイル(19)が貫通している前記貫通部は、前記第2突出部の前記折り返された部分よりも、可動光学部材(L3)に対して外側に配置されているブレ補正ユニット(100)である。
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニット(100)を備えるレンズ鏡筒である。
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニット(100)を備えるカメラである。
なお、符号を付した構成は適宜改良してもよい。また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよく、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らない。
図1は、本実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラの主要部を光軸に沿って切断した断面図である。図1は、後述する図4〜図6中に示したA−A断面に相当する。
図2は、本実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラの主要部を図1とは異なる方向について光軸で切断した断面図である。図2は、後述する図4〜図6中に示したB−B断面に相当する。
図3は、図1においてブレ補正ユニット100が設けられた領域Pの拡大図である。
図4は、本実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラの主要部を被写体側から見た図である。図4は、バリア部材71,72が閉じた状態を示している。
なお、これらの図を含め、以下に示す図には、理解を容易にするために、カメラを正位置としたときの上方をYプラス方向として設けたXYZ直交座標を併記している。なお、光軸方向の被写体側から見たときの右側をXプラス方向とし、光軸方向の被写体側をZプラス方向とした。ここで、正位置とは、撮影光学系の光軸Oが水平であり、かつ、撮影画面の長手方向が水平方向となるカメラの姿勢を示すものとする。
本実施形態のカメラは、撮像素子1及びローパスフィルタ1aを固定する撮像素子固定部2に固定されたレンズ鏡筒を有している。
本実施形態のレンズ鏡筒は、固定筒3,カム筒4,1群筒5,直進筒6,2群筒8,4群枠9,バリアユニット70,ブレ補正ユニット100等を備え、第1レンズ群L1,第2レンズ群L2,第3レンズ群L3,第4レンズ群L4の4群構成の撮影光学系を有している。
カム筒4は、固定筒3の内周側に配置され、外周に設けられた雄ヘリコイド4aが固定筒3の雌ヘリコイド3aに螺合している。また、カム筒4の内周には、カム溝4b,4cが螺旋状に設けられている。雄ヘリコイド4aには、ヘリコイドとともにギヤ歯形状が形成されており、Z方向に長く延在するロングギヤ(ナルトギヤ)93と互いのギヤが噛み合っている。ロングギヤ93は、ギヤユニット92を介してズームモータ91と接続されている。ズームモータ91が回転すると、ギヤユニット92を介してロングギヤ93が回転するので、カム筒4は回転力を得て回転駆動される。
4群枠9を駆動する機構として、ステッピングモータ81の出力軸には、リードスクリュー82が支持部材83を用いて取り付けられている。この支持部材83は、ビス87(図4参照)及び不図示のビスを用いて固定筒3に固定されている部材である。このリードスクリュー82に係合する不図示のラック歯部が形成されるとともに、ガイド軸85に嵌合してガイド軸85に沿って移動可能なラック部材84が設けられている。ラック部材84は、コイルばね86によりラック歯部がリードスクリュー82に当て付けられる方向に付勢されるとともに、嵌合部9aに挟まれる位置において、−Z側に設けられた嵌合部9aに当て付けられる方向に付勢されている。
図6は、シャッタユニット10及びブレ補正可動ユニット50を−Z方向から見た図である。図6(a)は、シャッタユニット10とともにホール素子31X,31Y及びVCMコイル21X,21Yを示しており、図6(b)は、ブレ補正可動ユニット50を示している。
以下、図2,3,5,6を主に参照して、ブレ補正ユニット100について説明する。
ブレ補正ユニット100は、シャッタユニット10,ブレ補正本体ユニット40,ブレ補正可動ユニット50等を備えている。
また、シャッタユニット10には、通過する撮影光束を制限する円形の開口部を有した1枚の絞り部材(不図示)と、この絞り部材を撮影光路中に進退駆動する絞りアクチュエータUが設けられている(図6(a))。絞り部材の形態は公知の形態であり、また、絞り羽根を駆動する絞りアクチュエータUは、本実施形態のシャッタアクチュエータ(15,16,17,19)と同一の形態である。よって、以下の説明では、理解を容易にするために絞りアクチュエータUの説明を省略する。なお、絞りの形態としては、虹彩絞りを形成する複数の絞り羽根を駆動する形態としてもよい。
シャッタベース11の+Z側には、光軸Oから−X側かつ−Y側となる位置に、軸11bと軸11cとが所定の距離を離して設けられている。また、シャッタベース11の−Z側には、軸11cと同軸の位置に軸11aが設けられている。なお、軸11aと軸11cとは、同軸に配置しなくてもよい。
シャッタ羽根13には、回転中心孔13bが開口され、この回転中心孔13bが軸11bに嵌合している。また、シャッタ羽根13には、略矩形のレバー係合孔13aが開口され、このレバー係合孔13aには、後述のシャッタレバー15が貫通して係合している。
シャッタ羽根13と同様に、シャッタ羽根14には、回転中心孔14bが開口され、この回転中心孔14bが軸11cに嵌合している。また、シャッタ羽根14には、略矩形のレバー係合孔14aが開口され、このレバー係合孔14aには、後述のシャッタレバー15の係合突起15aが貫通して係合している。
よって、シャッタレバー15が回転すると、シャッタ羽根13及びシャッタ羽根14は、それぞれの回転中心孔13b,14bを中心として回転駆動され、図5(a)に示すシャッタ閉状態と図5(b)に示すシャッタ開状態との間で移動する。
図7は、シャッタヨーク17及びシャッタコイル19を示す斜視図である。
シャッタコイル19は、導電体からなる巻線を多数回巻いた電磁コイルであり、第3レンズ群L3よりも−Y側となる位置であって、シャッタ羽根13,14よりも−Z側となる位置において、巻線の巻き取り中心線がX方向に平行となるように配置されている。シャッタコイル19は、シャッタフレキシブルプリント配線板60に接続されており、不図示の駆動回路により電力が供給されると、巻線の中心線に沿った方向の磁界を発生する。
シャッタヨーク17は、貫通部17a,第1の突出部17b,第2の突出部17cを有している。
貫通部17aは、シャッタコイル19の巻線の巻き取り中心線部分を、この中心線に沿って貫通するように(すなわちX方向に平行に)配置された部分である。
第1の突出部17bは、貫通部17aからシャッタコイル19の−X側の端部側(第1の端部側)へ突出した部分である。
第2の突出部17cは、貫通部17aからシャッタコイル19の+X側の端部側(第2の端部側)へ突出するとともに、第1の突出部17bと対向する位置までXY平面上で第1の端部側方向(−X方向)へ折り返して形成された部分である。
シャッタヨーク17がこのような形態をしていることにより、シャッタコイル19が発生する磁力を第1の突出部17bと第2の突出部17cとに誘導し、例えば、第1の突出部17bにN極が生じるときには、第2の突出部17cにS極が生じるようになる。
シャッタマグネット16には、シャッタレバー15が一体となるように接合されている。シャッタレバー15の回転中心から離れた位置には、係合突起15aが+Z方向に突出して設けられており、この係合突起15aは、シャッタベース11に設けられた開口部を貫通するとともに、レバー係合孔13a,レバー係合孔14aと係合している。
VCMコイル21Xは、光軸Oよりも+X側に設けられ、VCMコイル21Yは、光軸Oよりも+Y側に設けられている。VCMコイル21X,21Yは、巻線の中心線が光軸Oと平行な方向となる向きに配置されている。
ホール素子31X,31Yは、後述のマグネット22X,22Yが発生する磁気の変化を検出して、ブレ補正可動ユニット50のX方向及びY方向の位置をそれぞれ検出する磁気センサである。
位置検出フレキシブルプリント配線板32は、不図示のレンズCPUに接続されており、ホール素子31X,31Yが検出した磁気に対応する電流をレンズCPUに伝える。なお、レンズCPUでは、得られた磁気に対応する電流を基に、ブレ補正可動ユニット50の位置を演算する。
マグネット22Yは、図3に示すように、Y方向及びZ方向それぞれにNS極が分かれており、N極S極を合わせて4つの極を持っている。この配置により、マグネット22YからVCMコイル21Y及びホール素子31Yに到達する磁力線は、Z方向に平行な成分を多く含むようになる。よって、VCMの駆動特性上有利である。また、ホール素子31Yの感度方向に磁力線の方向が略一致するので、ホール素子31Yによる位置検出精度を高くできる。マグネット22Xについても、マグネット22Yと同様になっている。
したがって、ブレ補正可動ユニット50は、ブレ補正本体ユニット40に対して、位置制御されながら光軸Oに直交するXY平面で駆動可能となり、ブレ補正動作を行うことができる。
そこで、本実施形態では、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)と絞りアクチュエータUが有するコイル(シャッタコイル19)とホール素子31X,31Yとの配置関係を改善し、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)及び絞りアクチュエータUから発生する磁気がホール素子31X,31Yに与える影響を低減している。
(改善点1)
図8は、Z方向におけるホール素子31X,31Yとシャッタコイル19との位置関係を示す図である。
本実施形態では、シャッタコイル19の巻線の巻き取り中心線Q(図8では、Qで示した位置を通過し、紙面奥行き方向に延在する)が、ホール素子31X,31Yが配置されている平面(仮想の平面であり、本実施形態では、XY平面)と平行となるように配置されている。また、シャッタコイル19の巻線の巻き取り中心線Qがホール素子31X,31Yが配置されている平面と同一平面上となるようにZ方向における位置が決められている。
(改善点1の第1の変形形態)
シャッタコイル19が発生する磁気によるホール素子31X,31Yの影響が小さい場合には、ホール素子31X,31Yとシャッタコイル19との位置関係を以下のようにしてもよい。
シャッタコイル19の巻線の巻き取り中心線QのZ方向の位置は、ホール素子31X,31YのZ方向の厚さの中心位置に限らず、ホール素子31X,31Yの+Z側の面(実装側の面)31aと−Z側の面(検出面)31bとの間に設けてもよい。そうすることにより、設計上の自由度が広がり、また、高い組み立て精度が要求されずより簡単に製造できる。
シャッタコイル19が発生する磁気によるホール素子31X,31Yの影響がさらに小さい場合には、ホール素子31X,31Yとシャッタコイル19との位置関係を以下のようにしてもよい。シャッタヨーク17のZ方向における位置を、ホール素子31X,31YのZ方向の厚さの範囲内(実装側の面31aを延長した仮想平面と検出面31bを延長した仮想平面とに挟まれる範囲内)にシャッタヨーク17の少なくとも一部が入る位置としてもよい。これにより、さらに設計上の自由度が広がり、製造が容易になる。
上述した本実施形態の改善点1、及び2つの変形形態のいずれかの状態となっていることを、ここでは、シャッタコイル19の巻線の巻き取り中心線Qが、ホール素子31X,31Yが配置されている平面と略平行で、かつ、ホール素子31X,31Yが配置されている平面と略同一平面上にある状態として定義する。
本実施形態では、Z方向の配置関係を改善した上記改善点1の他に、XY平面内における配置関係を以下のように改善した。
ホール素子31X,31Yとシャッタコイル19とは、XY平面において光軸Oに直交する仮想直線T(図6(a)参照)を挟むように配置されている。また、絞りアクチュエータUについても、シャッタコイル19と同様に、ホール素子31X,31Yとの関係は、仮想直線Tを挟む位置となっている。この仮想直線Tは、光軸Oを通るとともに、ホール素子31X,31Yとシャッタアクチュエータ(15,16,17,19)及び絞りアクチュエータUとの間を通るように引かれた仮想線である。
このように配置することによって、ホール素子31X,31Yとシャッタコイル19との距離を十分に離すことができ、シャッタコイル19が発生する磁気によりホール素子31X,31Yが受ける影響をさらに低減できる。なお、ホール素子31X,31Yとシャッタコイル19との距離は、5mm以上離すことが上記観点から望ましいが、上述のように配置することにより、通常想定されるカメラにおいては、5mm以上離れた配置となる。
ここで、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)は、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)とホール素子31X,31Yとの間隔が、絞りアクチュエータUとホール素子31X,31Yとの間隔よりも離れるように配置されている。絞りの駆動は、実際に撮影画像を撮像素子1により取得している時点では行われない。よって、ブレ補正動作中に絞り駆動がされたときに絞りアクチュエータUから発生する磁気が仮にホール素子31X,31Yの検出精度に影響を与えたとしても、撮影画像に対して直接の影響は生じない。一方、シャッタの駆動は、実際に撮影画像を撮像素子1取得している時点で行われる。したがって、シャッタ駆動時には、ホール素子31X,31Yの検出精度が低下しないようにする必要がある。そこで、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)は、シャッタアクチュエータ(15,16,17,19)とホール素子31X,31Yとの間隔が、絞りアクチュエータUとホール素子31X,31Yとの間隔よりも離れるように配置されている。これにより、仮にシャッタアクチュエータ(15,16,17,19)から発生する磁気がホール素子31X,31Yに到達したとしても、その影響を少なくできる。
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態において、ブレ補正可動ユニット50の位置を検出するセンサとしてホール素子31X,31Yを使用する例を示したが、これに限らず、例えば、MI(Magneto Impedance)センサ、磁気共鳴型磁界検出素子、MR(Magneto-Resistance)素子等、磁気を感知する他の磁気センサを用いてもよい。
Claims (10)
- 撮影光学系と、
前記撮影光学系の一部又は他の光学部材であって、前記撮影光学系に対して移動可能に設けられた可動光学部材と、
前記可動光学部材の位置検出に用いる磁気センサと、
巻線の巻き取り中心線が、前記磁気センサの、その磁気検出感度が最も高い方向と交差する方向に設けられた、アクチュエータ用のコイルと、
を備え、
前記コイルは、シャッタまたは絞りを駆動するアクチュエータを構成すること、
を特徴とするブレ補正ユニット。 - 請求項1に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記コイルを貫通するように配置されたヨークを備え、
前記ヨークは、
前記コイルの巻線の巻き取り中心線を貫通するように配置された貫通部と、
前記貫通部から前記コイルの第1の端部側へ突出した第1の突出部と、
前記貫通部から前記コイルの前記第1の端部側とは反対側の第2の端部側へ突出するとともに、前記第1の突出部と対向する位置まで前記第1の端部側の方向へ折り返して形成された第2の突出部と、
を有し、
前記第1の突出部と前記第2の突出部とに挟まれる位置に回転可能に配置された磁石を備えるブレ補正ユニット。 - 請求項2に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記磁石は、その回転中心が、前記磁気センサが配置されている平面に対して略直交するように配置されているブレ補正ユニット。 - 請求1から請求項3までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記磁気センサが配置されている平面は、前記撮影光学系の光軸に直交する平面であって、
前記磁気センサと前記コイルとは、前記平面において前記撮影光学系の光軸に直交する仮想直線を挟むように配置されているブレ補正ユニット。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記コイルを複数有し、
前記コイルのうちのひとつを含み、シャッタを駆動するシャッタアクチュエータと、
前記コイルのうちの他のひとつを含み、絞りを駆動する絞りアクチュエータと、
を有し、
前記シャッタアクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記絞りアクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも離れているブレ補正ユニット。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記巻取り中心線は、前記磁気センサが配置されている平面と略平行かつ略同一平面上に配置されているブレ補正ユニット。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットであって、
前記可動光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対して垂直に移動可能に設けられ、
前記磁気センサにおける、磁気検出感度が最も高い方向は、前記光軸と平行であること、を特徴とするブレ補正ユニット。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットにおいて、
前記コイルを貫通するように配置されたヨークを備え、
前記ヨークは、
前記コイルの巻線の巻き取り中心線を貫通するように配置された貫通部と、
前記貫通部から前記コイルの第1の端部側へ突出した第1の突出部と、
前記貫通部から前記コイルの前記第1の端部側とは反対側の第2の端部側へ突出するとともに、前記第1の突出部と対向する位置まで前記第1の端部側の方向へ折り返して形成された第2の突出部と、
を有し、
前記コイルが貫通している前記貫通部は、前記第2突出部の前記折り返された部分よりも、可動光学部材に対して外側に配置されているブレ補正ユニット。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットを備えるレンズ鏡筒。
- 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のブレ補正ユニットを備えるカメラ。
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