JP2008058391A - 撮像レンズユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像レンズユニットにおいて、撮像レンズの光軸方向移動と光軸に対するティルト移動とを簡素な構成で行えるようにする。
【解決手段】被写体からの光を撮像面上に結像する撮像レンズ４と、撮像レンズ４を保持するレンズホルダ３と、レンズホルダ３を、撮像レンズ４の光軸に沿って移動可能、かつ光軸に対して傾斜する方向に回動可能に保持するホルダ２と、レンズホルダ３の外周部の少なくとも３箇所で、レンズホルダ３に対して光軸に沿う方向に独立に駆動力を作用させるマグネット５およびコイル６と、レンズホルダ３の光軸に対する姿勢を検出するホール素子７と、ホール素子７の検出出力に応じて、各コイル６の駆動力の大きさと方向とを制御する制御手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像レンズの光軸方向位置および光軸に対する角度位置の位置補正を行う撮像レンズユニットおよび撮像装置に関する。

従来、カメラなどの撮像装置において、手振れが起こったことをセンサで検知すると撮像レンズを光軸に直交する方向に移動したり、光軸に対してティルト移動したりすることで、像振れを補正する手振れ補正機能を備える撮像レンズユニットが知られている。
例えば、特許文献１には、撮像素子も含めたレンズ鏡筒全体を弾性部材で支持し、光軸に対する２軸方向のティルト移動を行うことで手振れ補正を行う振れ補正機構が記載されている。
また、特許文献２には、撮像素子も含めたレンズ鏡筒全体を２軸方向に回動可能に支持し、外部から揺動力を加えることで、ティルト移動による手振れ補正を行う振れ補正機構が記載されている。
一方、撮像装置は、ズーム動作やフォーカス動作を行うため、撮像レンズを撮像素子に対して光軸方向に移動する機構を、振れ補正機構とは別に備えるのが一般的である。このような光軸方向の移動機構の例として、例えば、特許文献３には、レンズを板バネにより光軸方向に可動支持し、レンズの支持枠をリニアモータによって光軸方向に移動させることでフォーカス動作を行うレンズ駆動装置が記載されている。
また、特許文献４には、ズーム動作を行うためのズームレンズ群を光軸方向に移動するとともに、光軸に直交する平面内で屈折率分布を変化させることで結像位置を可変する液晶レンズにより手振れ補正を行うようにした撮像装置が記載されている。
特開２００６−５３３５８号公報（図１） 特開２００６−２３４７７号公報（図１） 特開２００２−３６５５１４号公報（図１−４） 特開２００５−３４５５２０号公報（図１）

しかしながら、上記のような従来の撮像レンズユニットおよび撮像装置には以下のような問題があった。
特許文献１、２に記載の技術では、手振れ補正機構としてはコンパクトになるものの、撮像レンズを光軸方向に移動する場合には別の移動機構を設ける必要があるため、装置構成が複雑となってしまうという問題があった。
また、特許文献３に記載の技術では、手振れ補正を行うために、光軸方向の移動機構全体をティルト移動させるか、光軸に直交する方向に移動する必要があり、手振れ補正機構が大型化したり、レスポンスが悪いものとなってしまうという問題があった。
また、特許文献４に記載の技術では、液晶レンズを用いるため手振れ補正機構を簡素化できるものの、光軸方向の移動機構と手振れ補正機構とが別個に設けるため、装置構成や制御機構を別個に設ける必要があり、やはり装置構成が複雑になってしまうという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、撮像素子を固定し、撮像レンズのみの光軸方向移動と光軸に対するティルト移動とを簡素な構成で行えるようにした撮像レンズユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の撮像レンズユニットは、被写体からの光を撮像面上に結像する撮像レンズと、該撮像レンズを保持する光学ホルダと、該光学ホルダを、光軸に沿って移動可能、かつ該光軸に対して傾斜する方向に回動可能に保持する光学ホルダ保持部と、前記光学ホルダの外周部の少なくとも３箇所で、前記光学ホルダに対して前記光軸に沿う方向に独立に駆動力を作用させるホルダ駆動機構と、前記光学ホルダの前記光軸に対する姿勢を検出する姿勢検出センサと、該姿勢検出センサの検出出力に応じて、前記各ホルダ駆動機構の駆動力の大きさと方向とを制御するホルダ駆動制御手段とを備える構成とする。
この発明によれば、姿勢検出センサの検出出力に応じて、ホルダ駆動制御手段により光学ホルダの少なくとも３箇所に作用する駆動力を独立に制御し、光学ホルダを、必要に応じて光軸方向に移動させるとともに光軸に対して傾斜する方向に回動させることができる。そのため、光学ホルダに保持された撮像レンズの光軸に沿う方向の移動と、光軸に対するレンズ光軸のティルト移動とをそれぞれ単独でまたは同時に行うことができる。

本発明の撮像レンズユニットおよび撮像装置によれば、光学ホルダの外周部の少なくとも３箇所に作用する駆動力を独立に制御できるので、撮像レンズの光軸に沿う方向の移動と光軸に対するティルト移動とを同一の機構からなる簡素な構成で行うことができるという効果を奏する。

以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットについて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの分解斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの平面図である。図４は、図３のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿う断面図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットのホルダ駆動制御手段の機能ブロック図である。

本実施形態の撮像ユニット１００は、撮像レンズを撮像素子に対して光軸に沿う方向に移動したり、光軸に対してレンズ光軸をティルト移動したりすることにより、オートフォーカス動作や手振れ補正動作などを行えるようにしたものであり、撮像カメラの一部、あるいは、例えば携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants、個人用携帯端末）、ノートパソコン、およびパソコンのモニタなどの装置に内蔵される撮像部として好適となるものである。
撮像ユニット１００の概略構成は、図１〜５に示すように、撮像素子１、ホルダ２、レンズホルダ３、撮像レンズ４および制御手段２０からなる。

撮像素子１は、撮像レンズ４からの光を撮像するもので、平面視略矩形状の撮像面に受光センサが多数格子状に配列されたものである。例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどを採用することができる。

ホルダ２は、撮像素子１を一定位置に保持する撮像素子保持部２ａと、撮像の基準軸となる光軸Ｐ_１（図４参照）を中心とした半径Ｒの円筒内面を有し、撮像素子保持部２ａが保持する撮像素子１の撮像面に対向して設けられたスリーブ部２ｂとからなる。
ここで、撮像の基準軸となる光軸Ｐ_１は、ホルダ２に保持された撮像素子１の撮像面の法線のうち、撮像面の中心位置を通るものである。
ホルダ２の側面には、図２に示すように、光軸Ｐ_１に直交するとともに、互いに直交する２軸上に中心を有する角孔からなる４つのマグネット保持孔２ｃが設けられ、各マグネット保持孔２ｃには、スリーブ部２ｂの内部側で光軸Ｐ_１に沿う方向に磁極が並ぶように配置されたマグネット５が嵌め込まれている。

レンズホルダ３は、ホルダ２の円筒内面で摺接可能に保持するため、図４に示すように、図示上下方向が切り落とされた半径Ｒの球体に、レンズ鏡枠部３ａ、コイル保持溝３ｂなどの形状が形成され、図示上下方向に延びる中心軸に直交する方向の側面に半径Ｒを有する球面部３ｃが残されたものである。
ここで、スリーブ部２ｂと球面部３ｃの半径Ｒは、レンズホルダ３に加えられる後述の駆動力の範囲で、球面部３ｃがスリーブ部２ｂに対して、摺接自在となるようなはめあいに設定される。
レンズホルダ３の材質は、例えば合成樹脂などの非磁性の材質で構成される。

レンズ鏡枠部３ａは、撮像レンズ４を位置決めして保持するために、レンズホルダ３の中心軸に沿って貫通された孔部である。このため、レンズホルダ３の中心軸は、撮像レンズ４のレンズ光軸Ｐ_２と一致されている。
コイル保持溝３ｂは、コイル６を、ホルダ２のマグネット保持孔２ｃに保持されたマグネット５と対向する状態でレンズホルダ３の外周部に固定保持するためのものである。コイル６の固定手段は、例えば接着などの手段を採用することができる。
本実施形態では、レンズホルダ３をスリーブ部２ｂ内に配置したときに、マグネット保持孔２ｃとそれぞれ略対向する４方向に、側面視上方に開口した角溝状（図２参照）に設けられている。

コイル保持溝３ｂに設けられた各コイル６は、本実施形態では、レンズ光軸Ｐ_２に直交し、マグネット保持孔２ｃに対向する方向が巻線の中心軸となるように配置され、それぞれのリード線（不図示）が制御手段２０のコイル電流制御部２４に接続され、それぞれに独立に電流が供給されるようになっている（図５参照）。
そして、コイル保持溝３ｂに固定されたコイル６と対向する各マグネット５との間の隙間には、図３、４に示すように、マグネット５およびコイル６の相対移動に粘性減衰を付与する磁性流体８が注入されている。
磁性流体８は、主としてマグネット５の磁力によってマグネット５とコイル６との隙間内に保持されている。

また、各コイル６の中心部には、磁束密度の大きさを検出することで、対向するマグネット５に対する位置を検出するホール素子７が設けられている。
本実施形態では、図２に示すように、各マグネット５を上面視反時計回りにマグネット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄし、それぞれに対向すると各コイル６を、それぞれコイル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとするとき、添え字に対応して、それぞれホール素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられている。
各ホール素子７の検出出力は、リード線（不図示）によって、制御手段２０内の位置姿勢検出部２１に導かれるようになっている。
また、コイル６、ホール素子７とレンズホルダ３との間には、マグネット５の磁力を作用させてレンズホルダ３を浮動させる鉄板９がそれぞれ設けられている。なお、鉄板９は一例であって、例えば、磁性粉を固めたり、合成樹脂中に分散させたりして構成した磁性体であってもよい。

撮像レンズ４は、被写体の像を撮像素子１の撮像面に結像するためのもので、レンズ光軸Ｐ_２上に配列された適宜のレンズまたはレンズ群などから構成される。レンズ以外の構成要素としては、例えばフィルタや絞りなどパワーを有しない光学素子などを必要に応じて備えることができる。

以上の構成により、撮像ユニット１００は、組立状態では、各マグネット５の各鉄板９に対する吸引力がつり合って、各コイル６の中心が各マグネット５の中心に対向する基準位置に静止されている。このとき、レンズ光軸Ｐ_２は、光軸Ｐ_１に一致されている（図４参照）。
そして、各コイル６に通電されると、その電流値に応じて発生する磁界により、各マグネット５に対して電磁力が作用し、各コイル６は、その反作用として引力または斥力を受け、レンズホルダ３に光軸Ｐ_１に沿う方向の駆動力が付勢されるようになっている。

制御手段２０は、レンズホルダ３に付勢される駆動力のバランスを制御して、レンズホルダ３の光軸Ｐ_１に沿う方向の移動や、光軸Ｐ_１に対して傾斜する回動移動を実現するためのものである。
制御手段２０の機能ブロック構成は、図５に示すように、位置姿勢検出部２１、演算処理部２２、およびコイル電流制御部２３からなる。
これらは各ブロックの機能をそれぞれに対応した専用のハードウエアから構成してもよいし、ＣＰＵ、メモリ、適宜の入出力インターフェースなどを備えたコンピュータにより実現してもよい。
また、制御手段２０の具体的な装置構成は、撮像ユニット１００外部の他の制御手段を兼用するものであってもよい。

位置姿勢検出部２１は、各ホール素子７が検出する磁束密度の大きさの変化に基づいて、各ホール素子７が対向する各マグネット５に対する現在位置を検出し、演算処理部２３に検出出力を送出するものである。
マグネット５は、磁極が光軸Ｐ_１に沿う方向に配列されているため、レンズホルダ３の移動に伴ってホール素子７が移動すると、一方の磁極に近づくほど磁束密度は大きくなる。そのため、予めレンズホルダ３の移動量と磁束密度の変化との関係を較正し、換算式やテーブルなどとして記憶しておくことにより、各ホール素子７の位置での光軸Ｐ_１に沿う方向の移動量を検出することができる。

演算処理部２２は、位置姿勢検出部２１から送出される各ホール素子７の現在位置から、レンズホルダ３の光軸Ｐ_１に沿う方向の位置、および光軸Ｐ_１に対するレンズ光軸Ｐ_２の傾きを算出し、撮像ユニット１００の外部から与えられるフォーカス制御信号および振れ補正制御信号を参照して、レンズホルダ３の制御目標位置からのずれを算出し、目標位置からのずれ量に応じて、各駆動力を調整するコイル電流を算出し、コイル電流制御部２３に送出するものである。
ここで、フォーカス制御信号は、適宜のフォーカス検出手段によりデフォーカス量を検出し、撮像レンズ４の光軸Ｐ_１に沿う方向の移動目標量に換算した制御信号である。
振れ補正制御信号は、例えば、加速度センサや画像処理など適宜の振れ検出手段により振れ量を検出し、それらの像振れを許容値以下に抑えるために、光軸Ｐ_１に対して傾斜させるべきレンズ光軸Ｐ_２のティルト移動の目標量に換算した制御信号である。

コイル電流制御部２３は、演算処理部２２から送出された各コイル電流値に応じて、コイル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに通電するためのものである。

次に、撮像ユニット１００の動作について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの模式的な動作原理図である。

撮像ユニット１００では、各ホール素子７からの出力が、位置姿勢検出部２１に送出されることにより、ホルダ２に固定された各マグネット５に対する各ホール素子７の位置が検出され、演算処理部２２に送出される。そして、演算処理部２２では、レンズホルダ３の中心位置の光軸Ｐ_１上の位置情報と、レンズ光軸Ｐ_２の光軸Ｐ_１に対する姿勢情報とが常時算出される。
そして、装置外部からは、フォーカス制御信号と、振れ補正制御信号が、制御手段２０に入力される。
演算処理部２２では、フォーカス制御信号、および振れ補正制御信号に基づく移動目標値に対する、現在のレンズホルダ３の位置、姿勢のずれ量（偏差）を算出し、それぞれのずれ量（偏差）に応じて、レンズホルダ３に作用する駆動力を算出する。

例えば、光軸Ｐ_１に沿う方向の位置のみがずれている場合（姿勢偏差が０の場合）、図６（ａ）に示すように、マグネット５ａからコイル６ａに作用する電磁力ｆ_ａ、同様に他の電磁力を、各コイル６の添え字に対応させて、それぞれｆ_ｂ、ｆ_ｃ、ｆ_ｄとするとき、それぞれの方向と大きさとが同一となるようにバランスを調整した制御信号をコイル電流制御部２３に送り、コイル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにコイル電流を流す。
これにより、レンズホルダ３に光軸Ｐ_１に沿う並進力が作用するため、レンズホルダ３が球面部３ｃをスリーブ部２ｂの内面に沿って平行移動する。
レンズホルダ３の現在位置が目標位置に到達すると、フォーカス制御信号に対する偏差が０となるため、移動は停止される。

また、例えば、振れ補正のため、レンズ光軸Ｐ_２を光軸Ｐ_１に対して傾斜させるのみの場合（位置偏差が０の場合）、例えば、図６（ｂ）に示すように、マグネット５ａ、５ｃを結ぶ軸線の回りをマグネット５ａの側から見て時計回りに回動させる必要がある場合、ｆ_ａ＝ｆ_ｃ＝０、かつ、ｆ_ｂが図視下向き、ｆ_ｄが図示上向きに同一の電磁力となり偶力を構成するようにコイル電流を流す。
これにより、レンズホルダ３は、球面部３ｃの表面に沿ってスリーブ部２ｂの内面を摺動して球面部３ｃの中心回りに回動する。そして、レンズホルダ３の現在位置が目標位置に到達すると、フォーカス制御信号に対する偏差が０となるため、移動が停止される。

ここで、マグネット５とコイル６との隙間に介在される各磁性流体８は、マグネット５とコイル６との相対移動に応じて、マグネット５とコイル６との隙間内を移動してエネルギーを散逸させるので、レンズホルダ３の運動に粘性減衰を付与している。そのため、磁性流体８の注入量や粘性を適宜調整することで、粘性減衰を調整し位置制御の安定性を確保することができる。

位置偏差および姿勢偏差がいずれも０でない一般の場合には、それぞれの偏差を重ね合わせた状態に応じて、電磁力ｆ_ａ、ｆ_ｂ、ｆ_ｃ、ｆ_ｄの方向、大きさを設定することで、それぞれの偏差を同時に解消する移動を行うことができる。
すなわち、撮像ユニット１００では、光軸に沿う方向の移動と、光軸に対して傾斜する回動とを同一機構、かつ同一制御方式によって同時に実現している。そのため、それぞれの移動制御、回動制御を、別々の機構、制御方式によって行う場合に比べて、簡素かつ小型の構成とすることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズユニットについて説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズユニットの概略構成を示す斜視図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズユニットの平面図である。図９は、図８のＤ−Ｄ線に沿う主要部の断面図である。

本実施形態の撮像ユニット１１０は、図７、８に示すように、上記第１の実施形態の撮像ユニット１００のレンズホルダ３に代えて、レンズホルダ１０を備え、弾性保持部材１１を追加したものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

図９は、簡単のため、撮像ユニット１１０の主要部である、ホルダ２、レンズホルダ１０、および弾性保持部材１１を図示している。
レンズホルダ１０は、図８、９に示すように、スリーブ部２ｂの内半径Ｒに比べて小さい半径ｒを有する円筒状の部材からなり、その中心部にレンズ鏡枠部３ａが形成され、側面部に、コイル保持溝３ｂと同様の形状のコイル保持溝１０ｂが形成されたものである。
弾性保持部材１１は、図８に示すように、スリーブ部２ｂの上端面に固定された円環状の取付部１１ａの径方向内側において、取付部１１ａの略周方向に沿う水平方向（図８の紙面方向）に延ばされるとともに、光軸Ｐ_１に略一致された取付部１１ａの中心軸に対して軸対称に設けられた板バネ部１１ｂ、１１ｂからなる。
各板バネ部１１ｂは、その延設方向先端部が、レンズホルダ１０の上端部（図９の上方向）のコイル保持溝１０ｂ、１０ｂの間に設けられた板バネ保持部１０ｃにおいてそれぞれ固定されている。
板バネ部１１ｂは、取付部１１ａの略周方向に沿って延ばされているため、板バネ保持部１０ｃは、取付部１１ａの近傍位置に設けることができる。そのため、レンズホルダ１０は、上端部において２つの板バネ部１１ｂによって中心軸に対して互いに対称な外周部位置で、光軸Ｐ_１に沿う方向に弾性支持されている。
板バネ部１１ｂの材質は、必要な弾性復元力が得られる金属薄板や合成樹脂などを採用することができる。

なお、板バネ部１１ｂは、取付部１１ａの内径に沿う円弧状に設けることで周方向に沿わせてもよいが、本実施形態では、板バネ部１１ｂを取付部１１ａの近傍で略直線状に延ばすことにより略周方向に沿わせている。
また、本実施形態では、各板バネ保持部１０ｃを、コイル６ａ、６ｂの中間部と、コイル６ｃ、６ｄの中間部とにそれぞれ設けることで、各板バネ保持部１０ｃと各コイル６との平面視の位置関係が、板バネ保持部１０ｃ、１０ｃを結びレンズホルダ１０の中心軸を通る直線Ｑ_ｘ（図８参照）に対して略対称となるようにしている。
このようにすれば、各板バネ保持部１０ｃにおいて、コイル６の通電時にコイル６から作用する駆動力のモーメントを直線Ｑ_ｘに対して略対称にすることができる。そのためレンズホルダ１０の移動制御が容易となって好ましい。

このような撮像ユニット１１０によれば、レンズホルダ１０が、上端面でその中心軸から径方向にずれた２箇所の板バネ保持部１０ｃで、光軸Ｐ_１に沿う方向に可動保持されている。したがって、レンズホルダ１０に駆動力が作用すると、板バネ部１１ｂが変形し、スリーブ部２ｂの内面との隙間の範囲で、レンズホルダ１０が３次元的に移動することができる。
例えば、コイル通電時に各コイル６から作用する電磁力を第１の実施形態と同様にｆ_ａ、ｆ_ｂ、ｆ_ｃ、ｆ_ｄとすると、各電磁力を同方向に同一の大きさとすることで、光軸Ｐ_１に沿う平行移動を行うことができる。この場合、板バネ部１１ｂの変形によりレンズホルダ１０は、各板バネ保持部１０ｃから周方向に引張力を受けるが、各板バネ部１１ｂは、レンズホルダ１０の中心軸に対して軸対称に設けられているので、引張力は偶力として作用し、レンズホルダ１０が中心軸回りに微小回転することで周方向の力が均衡し、光軸方向に円滑に移動することができる。すなわち、厳密には、レンズホルダ１０は、螺旋運動することになるが、レンズ光軸Ｐ２回りの螺旋運動になるので、軸対称光学系である撮像レンズ４の結像性能には影響しないものである。
また、ｆ_ａ、ｆ_ｄと、ｆ_ｂ、ｆ_ｃとをそれぞれ逆方向に同一の大きさとすることで、直線Ｑ_ｘ回りの回動移動を行うことができる。
また、ｆ_ａ、ｆ_ｂと、ｆ_ｃ、ｆ_ｄとをそれぞれ逆方向に同一の大きさとすることで、直線Ｑ_ｘおよび光軸Ｐ_１に直交する直線Ｑ_ｙ（図８参照）回りの回動移動を行うことができる。
そして、制御手段２０によってこれらの電磁力を用いた駆動力のバランスを調整することで上記移動の重ね合わせ、光軸Ｐ_１に沿う方向の移動と、光軸Ｐ_１に対して傾斜する回動とを含む移動を同時に実現することができる。そのため、第１の実施形態と同様にして、フォーカス制御信号、振れ補正制御信号に応じて、撮像レンズ４の位置およびレンズ光軸Ｐ_２の姿勢を制御することができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る撮像装置について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の外観を示す斜視図である。
本実施形態のデジタルカメラ２００は、図１０に示すように、カメラ本体２０１に、光学ユニット２０４がスライド自在に設けられものである。
光学ユニット２０４には、被写体を撮像する撮像ユニット２０２、ストロボ撮影を行うストロボ部２０３、シャッタボタン２０５などが設けられている。
撮像ユニット２０２は、上記第１、第２の実施形態の撮像ユニット１００、１１０などの撮像レンズユニットはすべて採用することができる。
カメラ本体２０１には、例えば加速度センサなどから手振れ検出センサや、オートフォーカス機構（いずれも不図示）が内蔵され、それらの検出出力により振れ補正制御信号や、フォーカス制御信号を発生し、撮像ユニット２０２に送出する制御部が設けられている。

本実施形態のデジタルカメラ２００によれば、撮像ユニット２０２により、撮像レンズの光軸方向移動と光軸に対するティルト移動とを同一の機構からなる簡素な構成で行うことができるので、小型かつ高性能の撮像装置とすることができる。

なお、上記の説明では、光学ホルダに対する駆動力が４箇所で作用する場合の例で説明したが、レンズ光軸を光軸に対して任意方向に傾斜させるには、駆動力は少なくとも３箇所以上で作用させてそれらのバランスを制御すればよい。

また、上記の第１の実施形態では、光学ホルダとして、レンズホルダ３が、上下方向が切り落とされた球体にレンズ鏡枠部３ａ、コイル保持溝３ｂなどの形状が形成された場合の例で説明したが、ホルダ保持部の円筒面に３点以上で摺動可能に内接する、撮像レンズのレンズ光軸上に１つの中心を有する一定径の球面部分が形成されていれば、光学ホルダの外形はこのような球体を切り落とした形状には限定されない。

また、上記の第２の実施形態では、光学ホルダとして、レンズホルダ１０が、略円筒外形を有する場合の例で説明したが、ホルダ保持部との間に必要な回動移動が可能な隙間をあけることができれば、光学ホルダの形状は略円筒外形には限定されない。

また、上記の説明では、減衰を付与するためにコイルとマグネットとの間に磁性流体を介在させた例で説明したが、磁性流体を介在させなくても十分な減衰が得られる場合には磁性流体を省略できる。

また、上記の説明では、姿勢検出センサとして、磁気センサであるホール素子７を用いた場合の例で説明したが、ホルダ保持部に対する光学ホルダの相対移動量を検出できれば、他のセンサを用いてもよい。例えば、加速度センサ、光学センサ、静電容量センサなどを用いてもよい。

また、上記第２の実施形態では、弾性部材として、板バネを用いた例で説明したが、光学ホルダに弾性復元力を作用させることができる弾性部材であれば、板バネには限定されない。例えば、たわみを利用した棒状の弾性部材、トーションバーなどのねじりを利用した棒状の弾性部材、例えば、合成ゴムやコイルスプリングなど圧縮、引っ張りを利用した弾性部材などを好適に採用することができる。

また、上記の説明では、ホルダ駆動機構が、マグネットとコイルからなり、コイル通電時に電磁力を直接的に光学ホルダに作用させる場合の例で説明したが、光学ホルダを少なくとも３箇所で独立に駆動できるものであれば偶力を発生できるので、リニアモータ以外でも例えば、圧電素子や人工筋肉で直接的に駆動するものであってもよいし、ギア伝動機構、バネ、レバー、テコなど周知の伝動機構を介して間接的に駆動するものであってもよい。

また、上記第３の実施形態では、撮像装置がデジタルカメラの場合の例で説明したが、撮像装置はこれに限定されるものではなく、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン、およびパソコンのモニタなどの装置に内蔵される撮像装置などであってもよい。

また、上記の各実施形態に記載された構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲内で適宜組み合わせて実施することができる。

ここで、上記各実施形態の用語と特許請求の範囲の用語との対応関係について名称が異なる場合について説明する。
撮像ユニット１００、１１０、２０２は、それぞれ撮像レンズユニットの一実施形態である。ホルダ２は、光学ホルダ保持部の一実施形態である。レンズホルダ３、１０は、光学ホルダの一実施形態である。制御手段２０は、ホルダ駆動制御手段の一実施形態である。球面部３ｃは、球面部分の一実施形態である。鉄板９は、磁性体の一実施形態である。弾性保持部材１１は、弾性部材の一実施形態である。マグネット５とコイル６とは、ホルダ駆動機構の一実施形態を構成するものである。ホール素子７は、姿勢検出センサの一実施形態である。デジタルカメラ２００は、撮像装置の一実施形態である。

本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの平面図である。 図３のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットのホルダ駆動制御手段の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの模式的な動作原理図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズユニットの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズユニットの平面図である。 図８のＤ−Ｄ線に沿う主要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１ 撮像素子
２ ホルダ（光学ホルダ保持部）
３、１０ レンズホルダ（光学ホルダ）
３ｃ 球面部（球面部分）
７ ホール素子（姿勢検出センサ）
９ 鉄板（磁性体）
１１ 弾性保持部材（弾性部材）
２０ 制御手段（ホルダ駆動制御手段）
１００、１１０、２０２ 撮像ユニット（撮像レンズユニット）
２００ デジタルカメラ（撮像装置）

Claims (8)

1. 被写体からの光を撮像面上に結像する撮像レンズと、
   該撮像レンズを保持する光学ホルダと、
   該光学ホルダを、前記撮像レンズの光軸に沿って移動自在、かつ該光軸に対して傾斜する方向に回動可能に保持する光学ホルダ保持部と、
   前記光学ホルダの外周部の少なくとも３箇所で、前記光学ホルダに対して前記光軸に沿う方向に独立に駆動力を発生させるホルダ駆動機構と、
   前記光学ホルダの前記光軸に対する姿勢を検出する姿勢検出センサと、
   該姿勢検出センサの検出出力に応じて、前記各ホルダ駆動機構の駆動力の大きさと方向とを制御するホルダ駆動制御手段とを備えることを特徴とする撮像レンズユニット。
2. 前記ホルダ駆動機構が、
   前記光学ホルダの側面に設けられたコイルと、
   前記光学ホルダの外周部に前記コイルと略対向する位置に配置され、前記コイルの通電時に前記コイルに対して前記光軸に沿う方向に前記駆動力を作用させるマグネットとからなることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズユニット。
3. 前記コイルと前記マグネットとの間に磁性流体を介在させたことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズユニット。
4. 前記光学ホルダが、
   前記マグネットに対向する位置に磁性体を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像レンズユニット。
5. 前記光学ホルダが、
   その外周部に、前記撮像レンズのレンズ光軸上に１つの中心を有する一定径の球面部分を有し、
   前記ホルダ保持部が、
   前記光学ホルダの前記球面部分の３点以上で摺動可能に内接させる、前記光軸に沿う方向に延ばされた円筒面を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズユニット。
6. 前記光学ホルダが、
   前記ホルダ保持部の内側で前記光軸方向の移動可能および前記光軸に対する回動移動可能な隙間をあけて配置されるとともに、前記ホルダ保持部に対して、弾性部材を介して固定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズユニット。
7. 前記弾性部材が、
   前記ホルダ保持部の内側で略周方向に延ばされ、かつ前記光軸に対して軸対称をなす複数の板バネ部を備えることを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズユニット。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の撮像レンズユニットを備える撮像装置。

Images