JPH07248522A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像ブレ補正機構を搭載した従来のレンズ鏡筒
では、該機構を担持しているレンズ保持枠が該鏡筒内で
機械的摩擦を伴う支持構造で支持され、送りねじやヘリ
コイド等の摩擦を伴う機械的移動機構で移動させられる
構造であったため、迅速な変倍動作及び合焦動作ができ
なかった。本発明は改善された光学装置を提供する。 【構成】 本発明の光学装置では、像ブレ補正機能を有
する２群レンズ３２の保持部材３５及び４群レンズ保持
部材３６が磁石２０４〜２０７により筐体４１内に浮遊
保持され、該磁石の磁力を制御手段で変化させることに
より光軸と直交する方向に移動させることができるとと
もに、磁石２０１〜２０３の磁力を同じく制御手段によ
り変化させることにより該保持部材３５及び３６を光軸
方向へも浮遊状態で移動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラや観測機器等の光
学装置に関し、特に、結像面における該ブレを補正する
ための像ブレ補正用光学素子を有している光学装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】手ブレ等の振動による撮影像のブレを抑
制する手段として、撮影レンズを構成する一部のレンズ
を光軸と垂直な方向へ移動させることによって像ブレを
抑制するブレ補正鏡筒が知られている。図６は従来のブ
レ補正機構を具備したズームレンズの構成図である。図
６において、１ａは第１レンズ群、１ｂは第２レンズ
群、１ｃは第３レンズ群、１ｄは第４レンズ群である。
その中で第２レンズ群１ｂがズーミングのために、第４
レンズ群１ｄがフォーカシングのために、それぞれ所定
範囲光軸方向に可動となっている。さらに第４レンズ群
１ｄを後述するブレ補正機構により、光軸方向と垂直な
方向に移動させる事によりブレを補正する。２は光学ロ
ーパスフィルタ、３はＣＣＤ等の撮像素子である。４は
第１レンズ群１ａ、第３レンズ群１ｃ、撮像素子３等を
保持している筐体である。５は第２レンズ群のレンズ保
持部材、６は第２レンズ群保持部材５の光軸方向移動を
案内するガイドバーである。７は光軸と平行な送りねじ
であり、第２レンズ群保持部材５に設けられたねじ孔に
螺合して該保持部材５を光軸方向に移動させる。送りね
じ７は片寄せばね８で付勢された片寄せ部材９にも噛み
合っており、該部材９により螺合部分のガタ取りを行っ
ている。第２レンズ群保持部材５はガイドバー６と送り
ねじ７とによって支持されつつ光軸方向に移動する。１
０はステップモータであって、該モータ１０はギヤ群１
１を介して送りねじ７を回転駆動して第２レンズ群保持
部材５を駆動する。１２は第４レンズ群１ｄ（すなわち
像ブレ補正レンズ）のレンズ枠であり、１３はレンズ枠
１２の保持枠である。レンズ枠１２は保持枠１３上に担
持されており、保持枠１３の前部フランヂ１３ａと後部
フランヂ１３ｂとに摺接しつつ光軸に垂直な方向へ（半
径方向へ）移動可能であるが、光軸方向には移動が規制
されている。１４は付勢バネである。１５は押し当てピ
ン、１６はブレ補正機構の駆動モータ、１７は駆動レバ
ー、である。付勢バネ１４はレンズ枠１２を図の上方向
に付勢し、押し当てピン１５の先端部は駆動レバー１７
によって付勢バネ１４の付勢方向に対向する方向に押さ
れ、それらによってレンズ枠１２の光軸方向に垂直な方
向の位置決めが行なわれる。

【０００３】フォーカス用ステップモータ１８に直結し
た送りねじ１９と保持枠１３のねじ孔との螺合によって
保持枠１３が光軸方向に移動されることにより合焦動作
が行なわれる。２０は絞り部材であって、モータ等の動
力源２１によって絞りの開口径が変化する。

【０００４】図７は、前述のブレ補正機構部分を対物側
から見た構成図である。図７において図６と同じ構成要
素には同一の番号を付し、ｘ方向の補正機構の構成要素
には参照番号にｘを、ｙ方向の補正機構の構成要素には
参照番号にｙを付加して表す。４０１は角速度計等のブ
レセンサであり、４０２は第４レンズ群１ｄのｘ方向及
びｙ方向の位置を検出する位置センサである。４０３は
ブレ補正機構の制御回路である。ブレセンサ４０１はレ
ンズ鏡筒すなわち前述の筐体４に固定されており、手ブ
レ等の振動を角速度として検出し、検出された信号が制
御回路４０３によって補正すべき変位値に変換される。
この変位値の出力信号によって駆動モータ１６が駆動さ
れ、駆動レバー１７及び押し当てピン１５を介して第４
レンズ群１ｄが動かされ像ブレが抑制されて画像は撮像
面で安定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例におい
ては、ズーミングやフォーカシングの際に光軸方向に移
動させなければならない移動レンズ枠に像ブレ補正機構
のすべてが搭載されているので該移動レンズ枠の総重量
が非常に大きなものとなっており、従って該移動レンズ
枠の慣性質量が非常に大きいのでズーミングやフォーカ
シングを迅速に行なうことが困難であり、ズーミングや
フォーカシングを迅速に行なうためには大出力のモータ
が必要となり、その結果、光学装置の大型化とコストの
増大とを招くばかりでなく、電力消費や摩擦損失や発生
騒音も大きくなるという欠点があった。

【０００６】それ故、本発明の目的は、このような欠点
を持たない、改善された光学装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した従来の光学装置
においては、レンズ枠が該光学装置に機械的接触を以て
支持されるとともに該レンズ枠の移動機構も前述の如き
送りねじヤヘリコイド等の機械的摩擦のある構造となっ
ているので該レンズ枠を起動させる時には静止摩擦力に
打ち勝つための大きな起動力を必要とし、また、駆動中
も動摩擦抵抗に打ち勝つだけの駆動力を必要とする。し
かも、該レンズ枠の重量を支えるために機械的剛性の高
い構造を必要とするので、該光学装置の剛性を高くする
ために該光学装置の重量も重いものにならざるを得な
い。

【０００８】本発明では、前述した従来技術に内在する
このような問題点を解決する手段として、少なくとも像
ブレ補正用光学素子の保持枠を光学装置に非接触で支持
し、且つ非接触で移動させる構成を採用することにし
た。具体的には、像ブレ補正用光学素子の保持枠を含め
て移動レンズ保持枠を磁力によりフローティング支持す
る支持手段を設け、該支持手段の磁力を変化させること
により該レンズ保持枠を該光学装置に対して非接触で移
動させるようにした。なお、移動レンズ枠を磁力により
浮遊支持させ、且つ磁力により光軸方向に移動させる技
術思想は公知のものであり、例えば特開昭５９−１９８
４０９号公報に開示されている。

【０００９】本発明は、この公知の技術を応用すること
により前記従来の像ブレ補正機能付き光学装置の問題点
を解決したものである。

【００１０】

【実施例】図１に本発明による光学装置に第一実施例の
断面図を示す。

【００１１】図１において、３１は第１レンズ群、３２
は第２レンズ群、３３は第３レンズ群、３４は第４レン
ズ群である。その中で第２レンズ群３２がズーミングの
ために、第４レンズ群３４が焦点調節のために、それぞ
れ所定範囲光軸方向に可動となっている。また、第２レ
ンズ群３２及び第４レンズ群３４は像ブレ補正用光学素
子を兼ねており、該レンズ群を光軸方向と垂直な方向に
移動させる事により結像面における像ブレを補正する。
３７は光学ローパスフィルタ、３８はＣＣＤ等の撮像素
子である。４１は第１レンズ群３１、第３レンズ群３
３、撮像素子３８等を保持している筐体である。３５は
第２レンズ群保持部材、３９は絞り部材、４０は絞り部
材３９を駆動する駆動源、である。

【００１２】２０４〜２０７は第２レンズ群保持部材３
５及び第４レンズ群保持部材３６をそれぞれ光軸と垂直
な方向に筐体４１に対して非接触で保持するための永久
磁石あるいは電磁石等の磁力発生部材であり、２０１〜
２０３は第２レンズ群保持部材３５及び第４レンズ群保
持部材３６をそれぞれ光軸方向に筐体４１に対して非接
触で移動させ且つ浮遊支持するための永久磁石あるいは
電磁石等の磁力発生部材である。本実施例においてはズ
ーミングのために光軸方向に移動可能な第２レンズ群３
２と合焦のために光軸方向に移動可能な第４レンズ群３
４に対する支持手段及び駆動手段が同一の構成であるの
で、以下の説明においては第２レンズ群保持部材３５に
対して説明する。

【００１３】図２は前記第２レンズ群保持部材３５に対
する支持手段及び駆動手段を構成する磁石の構成図であ
る。図２において２０１と２０２は永久磁石であり、筐
体４１に固定されている。２０３はコイルと鉄芯とから
成る電磁石であり、第２レンズ群保持部材３５に固定さ
れている。これらの磁石を用いて後述する方法により第
２レンズ群保持部材３５を光軸方向に非接触で移動させ
る。２０４と２０６は永久磁石であり、第２レンズ群保
持部材３５に固定されている。２０５と２０７は電磁石
であり、筐体４１に固定されている。これらの磁石を用
いて後述する方法により第２レンズ群保持部材３５を光
軸と垂直な方向に非接触で保持する。

【００１４】４２は電磁石２０３，２０５，２０７の磁
力を変化させるための制御手段であり、該制御手段４２
には第２レンズ群保持部材３５の位置検出手段（図７）
の出力や不図示のブレセンサ（図７に示したものと同
じ）の出力が取込まれ、該制御手段４２は所定の演算に
より前記電磁石に対する通電時間や通電方向を制御す
る。

【００１５】第２レンズ群保持部材３５を光軸方向に移
動させる方法は特開昭５９−１９８４０９に記載されて
いる方法と同じである。

【００１６】永久磁石２０１と永久磁石２０２の対向面
は同極性（図２においてはＮ極）になっている。電磁石
２０３に電流を通電し図２のような極性になると、第２
レンズ群保持部材３５は第３レンズ群方向（図２におい
ては右側）に移動し、電磁石２０３に逆方向の電流を通
電すると第２レンズ群保持部材３５は第１レンズ群方向
（図２においては左側）に移動する。したがって、電磁
石２０３に流れる電流を制御手段４２により制御するこ
とで、第２レンズ群保持部材３５の光軸方向の位置を制
御することができる。

【００１７】第２レンズ群保持部材３５を光軸方向と垂
直な方向に非接触に支持する支持手段は永久磁石２０４
及び２０６と電磁石２０５及び２０７とで構成される。
電磁石２０５には永久磁石２０４と電磁石２０５の対向
面の極性が同極性になるように通電される。同様に、電
磁石２０７には永久磁石２０６と電磁石２０７の対向面
の極性が同極性になるように通電される。永久磁石２０
４と電磁石２０５及び永久磁石２０６と電磁石２０７と
は、磁力によりそれぞれ反発しあい、その反発力は電磁
石２０５及び２０７に流れる電流の大きさに依存するた
め、電磁石２０５及び２０７に流れる電流の大きさを制
御することにより第２レンズ群保持部材３５を光軸方向
と垂直方向の決められた位置に非接触保持することがで
きる。したがって不図示のブレセンサにより検出された
手ブレ等の振動を制御手段４２によって補正すべき変位
値に変換し電磁石２０５及び２０７に流れる電流の大き
さを制御することにより、第２レンズ群保持部材３５が
光軸方向と垂直な方向に動かされ像ブレが抑制されて画
像は撮像面で安定する。前述したように本実施例におい
ては第４レンズ群保持部材３６も同一の構成であるため
第４レンズ群３４においてもブレ補正が可能である。

【００１８】また、電磁石２０３に電流を通電し、第１
レンズ群方向（図２においては左側）あるいは第３レン
ズ群方向（図２においては右側）に第２レンズ群３２を
移動し、電磁石２０３と永久磁石２０１あるいは永久磁
石２０２が吸着した後は、電磁石２０３，２０５，２０
７への通電を止めても、電磁石２０３の鉄芯と永久磁石
２０１あるいは永久磁石２０２とが吸着しているので、
第２レンズ群保持部材３５は筐体４１に対して固定支持
される。

【００１９】以上説明したように、本実施例の構成にお
いては、可動レンズ群のレンズ保持部材はレンズ鏡筒と
非接触支持されているので、高速なオートフォーカスあ
るいはズーミング動作が可能なブレ補正鏡筒を実現でき
る。

【００２０】前記実施例においては第２レンズ群保持部
材３５の光軸方向と垂直方向の非接触支持に磁力による
反発を利用しているが、電磁石２０５及び２０７に流れ
る電流の方向を永久磁石２０４，２０６と電磁石２０
５，２０７との対向面の極性が異極性になるように通電
磁力による吸引を利用して第２レンズ群保持部材３５を
光軸方向と垂直方向に非接触支持してもよい。また、図
３のように永久磁石２０４，２０６の代わりに電磁石５
０１，５０２を第２レンズ群保持部材３５の外周面に固
定した構成にしてもよい。さらに、図４に示すように、
第２レンズ群保持部材３５の光軸方向の位置を制御する
ための永久磁石あるいは電磁石等の磁力発生部材の着磁
方向が光軸方向になるように配置した構成でもよい。図
４において、６０１と６０３は永久磁石であり、６０２
と６０４は電磁石である。電磁石６０２には永久磁石６
０１と磁極の向きが同じになるように通電される。この
とき永久磁石６０１と電磁石６０２とは磁力により反発
しあう。同様に、電磁石６０４にも通電され、永久磁石
６０３と電磁石６０４とは磁力により反発しあう。した
がって電磁石６０２，６０４に流れる電流を制御するこ
とにより第２レンズ群保持部材３５（もしくは第４レン
ズ群保持部材３６）を光軸方向と垂直方向の決められた
位置に非接触支持することができる。

【００２１】また、例えば図５に示すように永久磁石に
プラスチック磁石等を用いることで可動レンズ保持部材
あるいは筐体と一体で成形してもよい。図５において、
７０１及び７０２は筐体４１と一体成形で着磁されたプ
ラスチック磁石部分であり、７０３は可動レンズ保持部
材（３５，３６）と一体成形で着磁されたプラスチック
磁石部分である。このような構成によれば製造コストを
安価にすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学装
置では、像ブレ補正用光学素子の保持枠を光学装置に対
して磁力で浮遊支持させるとともにブレ検出手段の出力
信号を取り込む制御手段により該磁力を制御するように
したので、従来の像ブレ補正機能付き光学装置における
像ブレ補正光学手段の駆動に関する問題点が解決され、
その結果、従来装置よりも軽量且つ小型で、静粛な動作
が可能で、また、経済性の高い、改善された光学装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学装置の一実施例の断面図。

【図２】図１に示した一部についての詳細図。

【図３】図２に示した部分の変形実施例を示した図。

【図４】図２に示した部分の変形実施例を示した図。

【図５】図２に示した部分の変形実施例を示した図。

【図６】像ブレ補正機構を内蔵する公知のレンズ鏡筒の
概略断面図。

【図７】図６に示した構造のうちで像ブレ補正機構の部
分のみを抜き出してレンズ鏡筒の先端側から見た概念
図。

【符号の説明】

１ａ…第１レンズ群 １ｂ…第２レン
ズ群 １ｃ…第３レンズ群 １ｄ…第４レン
ズ群 ２…光学ローパスフィルタ ３…撮像素子 ４…筐体 ５…第２レンズ
群保持部材 ６…ガイドバー ７…送りねじ ８…片寄せバネ ９…片寄せ部材 １０…ステップモータ １１…ギヤ群 １２…レンズ枠 １３…保持枠 １４…付勢バネ １５…押し当て
ピン １６…ブレ補正用モータ １７…駆動レバ
ー １８…フォーカス用ステップモータ １９…送りねじ ２０…絞り部材 ２１…動力源 ３１…第１レンズ群 ３２…第２レン
ズ群 ３３…第３レンズ群 ３４…第４レン
ズ群 ３５…第２レンズ群保持部材 ３６…第４レン
ズ群保持部材 ３７…光学ローパスフィルタ ３８…撮像素子 ３９…絞り部材 ４０…動力源 ４１…筐体 ４２…制御手段 ２０１，２０２，２０４，２０６…永久磁石 ２０３，２０５，２０７，５０１，５０２，６０２，６
０４…電磁石 ７０１〜７０３…プラスチック磁石部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結像面における像ブレを補正するための
   像ブレ補正用光学素子を有している光学装置において、 該像ブレ補正用光学素子の保持枠を該光学装置に磁力で
   フローティング支持する支持手段と、該支持手段の磁力
   を制御することにより該保持枠を該光学装置の光軸に直
   交する方向に移動可能にする磁力制御手段と、を有して
   いることを特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 該支持手段は磁力の反発力を利用したも
   のであることを特徴とする請求項１の光学装置。
3. 【請求項３】 該支持手段は磁力の吸引力を利用したも
   のであることを特徴とする請求項１の光学装置。