JP2010072625A - 駆動機構及び光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化が可能で、光軸回りの回転ブレを補正可能な駆動機構及び光学機器を提供する。
【解決手段】本発明の駆動機構202は、固定部材110と、撮像素子204aが載置されると共に固定部材に対して移動可能な移動部材211と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材213と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第2駆動部材214と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第3駆動部材215と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第4駆動部材216と、移動部材に備えられ第1駆動部材及び第2駆動部材に当接する第1当接部211aと、移動部材に備えられ第3駆動部材及び第4駆動部材に当接する第2当接部211bと、を有し、移動部材は第1当接部に当接した第1駆動部材及び第2駆動部材の駆動力と、第2当接部に当接した第3駆動部材及び第4駆動部材の駆動力と、により移動すること特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の駆動機構202は、固定部材110と、撮像素子204aが載置されると共に固定部材に対して移動可能な移動部材211と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材213と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第2駆動部材214と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第3駆動部材215と、固定部材に対して第1方向に移動可能な第4駆動部材216と、移動部材に備えられ第1駆動部材及び第2駆動部材に当接する第1当接部211aと、移動部材に備えられ第3駆動部材及び第4駆動部材に当接する第2当接部211bと、を有し、移動部材は第1当接部に当接した第1駆動部材及び第2駆動部材の駆動力と、第2当接部に当接した第3駆動部材及び第4駆動部材の駆動力と、により移動すること特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、撮像素子を駆動する駆動機構及びそれを備えた光学機器に関する。
手振れなどによる撮像画像のブレを抑制することができるブレ補正装置としては、種々のものが存在する。例えば、光軸Zに垂直なX−Y平面内で、補正レンズ又は撮像素子などの光学部品を、検出されたブレに合わせて、X方向及びY方向に移動させるブレ補正装置が知られている。そして、このブレ補正装置の駆動機構としては、マグネット及びコイルの組み合わせを用いたX方向移動部とY方向移動部との2階建て構造の駆動機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このようなマグネット及びコイルをブレ補正装置の駆動機構として用いる場合、カメラの重量が増大する。また、2階建て構造にすると部品点数も増加し、装置が大型化する。さらに、移動方向がX方向とY方向の2方向への直線移動であるため、光軸回りの回転ブレ(ローリング)に対応することができない。
本発明の課題は、小型化が可能で、且つ光軸回りの回転ブレを補正可能な駆動機構及び光学機器を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1に記載の発明は、固定部材(100)と、撮像素子(204a)が載置されると共に前記固定部材(100)に対して移動可能な移動部材(211)と、前記固定部材(100)に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材(213)と、前記第1駆動部材(213)とは独立して、前記固定部材(100)に対して前記第1方向に移動可能な第2駆動部材(214)と、前記第1駆動部材(213)及び前記第2駆動部材(214)とは独立して、前記固定部材(100)に対して前記第1方向に移動可能な第3駆動部材(215)と、前記第1駆動部材(213)、前記第2駆動部材(214)及び前記第3駆動部材(215)とは独立して、前記固定部材(100)に対して前記第1方向に移動可能な第4駆動部材(216)と、前記移動部材(211)に備えられ、前記第1駆動部材(213)及び前記第2駆動部材(214)に当接する第1当接部(211a)と、前記移動部材(211)に備えられ、前記第3駆動部材(215)及び前記第4駆動部材(216)に当接する第2当接部(211b)と、を有し、前記移動部材(211)は、前記第1当接部(211a)に当接した前記第1駆動部材(213)及び前記第2駆動部材(214)の駆動力と、前記第2当接部(211b)に当接した前記第3駆動部材(215)及び前記第4駆動部材(216)の駆動力と、により移動すること、特徴とする撮像素子(204a)の駆動機構(202)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の駆動機構(202)であって、前記第1当接部(211a)及び前記第2当接部(211b)は、前記移動部材(211)が移動する方向と交差する方向に突出したピンであること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)は、前記第1当接部(211a)に係合する第1傾斜面(213a)を有し、前記第2駆動部材(214)は、前記第1傾斜面(213a)とは異なる角度で傾斜して前記第1当接部(211a)に係合する第2傾斜面(214a)を有し、前記第3駆動部材(215)は、前記第2当接部(211b)に係合する第3傾斜面(215a)を有し、前記第4駆動部材(216)は、前記第3傾斜面(215a)とは異なる角度で傾斜して前記第2当接部(211b)に係合する第4傾斜面(216a)を有すること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の駆動機構(202)であって、前記移動部材(211)を前記第1方向に対して交差する第2方向に付勢する付勢部材(227)をさらに有し、前記第1傾斜面(213a)と前記第2傾斜面(214a)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜し、前記第3傾斜面(215a)と前記第4傾斜面(216a)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の駆動機構(202)であって、前記第1傾斜面(213a)の傾斜角度と前記第3傾斜面(215a)の傾斜角度が同一であり、前記第2傾斜面(214a)の傾斜角度と前記第4傾斜面(216a)の傾斜角度が同一であること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)、前記第2駆動部材(214)、前記第3駆動部材(215)及び前記第4駆動部材(216)の、前記固定部材(100)に対する第1方向の移動を案内する案内部材(231,232,233,234)を備えること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)の位置、前記第2駆動部材(214)の位置、前記第3駆動部材(215)の位置及び前記第4駆動部材(216)の位置から、固定位置に対する前記移動部材(211)の相対移動位置を演算する演算部(14)をさらに有すること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の駆動機構(202)であって、前記第1当接部(211a)及び前記第2当接部(211b)は、前記移動部材(211)が移動する方向と交差する方向に突出したピンであること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)は、前記第1当接部(211a)に係合する第1傾斜面(213a)を有し、前記第2駆動部材(214)は、前記第1傾斜面(213a)とは異なる角度で傾斜して前記第1当接部(211a)に係合する第2傾斜面(214a)を有し、前記第3駆動部材(215)は、前記第2当接部(211b)に係合する第3傾斜面(215a)を有し、前記第4駆動部材(216)は、前記第3傾斜面(215a)とは異なる角度で傾斜して前記第2当接部(211b)に係合する第4傾斜面(216a)を有すること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の駆動機構(202)であって、前記移動部材(211)を前記第1方向に対して交差する第2方向に付勢する付勢部材(227)をさらに有し、前記第1傾斜面(213a)と前記第2傾斜面(214a)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜し、前記第3傾斜面(215a)と前記第4傾斜面(216a)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の駆動機構(202)であって、前記第1傾斜面(213a)の傾斜角度と前記第3傾斜面(215a)の傾斜角度が同一であり、前記第2傾斜面(214a)の傾斜角度と前記第4傾斜面(216a)の傾斜角度が同一であること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)、前記第2駆動部材(214)、前記第3駆動部材(215)及び前記第4駆動部材(216)の、前記固定部材(100)に対する第1方向の移動を案内する案内部材(231,232,233,234)を備えること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の駆動機構(202)であって、前記第1駆動部材(213)の位置、前記第2駆動部材(214)の位置、前記第3駆動部材(215)の位置及び前記第4駆動部材(216)の位置から、固定位置に対する前記移動部材(211)の相対移動位置を演算する演算部(14)をさらに有すること、を特徴とする駆動機構(202)である。
請求項8に記載の発明は、固定部材(100)と、撮像素子(204a)が載置されると共に前記固定部材(100)に対して移動可能な移動部材(311)と、前記固定部材(100)に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材(313)と、前記第1駆動部材(313)とは独立して、前記固定部材(100)に対して前記第1方向に移動可能な第2駆動部材(314)と、前記第1駆動部材(313)及び第2駆動部材(314)とは独立して、前記固定部材(100)に対して前記第1方向に移動可能な第3駆動部材(315)と、前記移動部材(311)に設けられた、前記第1駆動部材(313)に当接する第1当接部(311a)、前記第2駆動部材(314)に当接する第2当接部(311b)、及び前記第3駆動部材(315)に当接する第3当接部(311c)と、を備え、前記移動部材(311)は、前記第1当接部(311a)に当接した前記第1駆動部材(313)の駆動力と、前記第2当接部(311b)に当接した第2駆動部材(314)の駆動力と、前記第3当接部(311c)に当接した第3駆動部材(315)の駆動力と、により移動することを特徴とする撮像素子(204a)の駆動機構(302)である。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の駆動機構(302)であって、前記第1当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第1傾斜面(311a)であり、前記第2当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第2傾斜面(311b)であり、前記第3当接部は、前記第1方向に対して交差する第2方向に設けられた溝(311c)であること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の駆動機構(302)であって、前記第1当接部の前記第1傾斜面(311a)と、前記第2当接部の前記第2傾斜面(311b)とは、異なる角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の駆動機構(302)であって、前記移動部材(311)を前記第1方向に対して前記第2方向に付勢する付勢部材(327)をさらに有し、前記第1傾斜面(311a)と前記第2傾斜面(311b)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項12に記載の発明は、請求項9から11までのいずれか1項に記載の駆動機構(302)であって、前記第1駆動部材(313)は、前記第1傾斜面(311a)に当接する第1ピン(313a)を含み、前記第2駆動部材(314)は、前記第2傾斜面(311b)に当接する第2ピン(313b)を含み、前記第3駆動部材(315)は、前記溝(311c)に挿入される第3ピン(313c)を含むこと、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項13に記載の発明は、請求項8から12までのいずれか1項に記載の駆動機構(302)であって、前記第1駆動部材(313)の位置及び前記第2駆動部材(314)の位置から固定位置に対する前記移動部材(311)の相対移動位置を演算する演算部(104)をさらに有すること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の駆動機構(302)であって、前記第1当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第1傾斜面(311a)であり、前記第2当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第2傾斜面(311b)であり、前記第3当接部は、前記第1方向に対して交差する第2方向に設けられた溝(311c)であること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の駆動機構(302)であって、前記第1当接部の前記第1傾斜面(311a)と、前記第2当接部の前記第2傾斜面(311b)とは、異なる角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の駆動機構(302)であって、前記移動部材(311)を前記第1方向に対して前記第2方向に付勢する付勢部材(327)をさらに有し、前記第1傾斜面(311a)と前記第2傾斜面(311b)とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項12に記載の発明は、請求項9から11までのいずれか1項に記載の駆動機構(302)であって、前記第1駆動部材(313)は、前記第1傾斜面(311a)に当接する第1ピン(313a)を含み、前記第2駆動部材(314)は、前記第2傾斜面(311b)に当接する第2ピン(313b)を含み、前記第3駆動部材(315)は、前記溝(311c)に挿入される第3ピン(313c)を含むこと、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項13に記載の発明は、請求項8から12までのいずれか1項に記載の駆動機構(302)であって、前記第1駆動部材(313)の位置及び前記第2駆動部材(314)の位置から固定位置に対する前記移動部材(311)の相対移動位置を演算する演算部(104)をさらに有すること、を特徴とする駆動機構(302)である。
請求項14に記載の発明は、固定部材(100)と、撮像素子(204a)が載置されると共に前記固定部材(100)に対して移動可能な移動部材(411)と、を備え、前記移動部材(411)には3つの係合部(411a,411b,411c)が設けられ、前記固定部材(100)には、前記係合部(411a,411b,411c)のそれぞれに駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)を介して駆動力を伝達する互いに独立して駆動可能な3つの駆動部材(414a,414b,414c)が設けられていること、を特徴とする撮像素子(204a)の駆動機構(402)である。
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)を互いに独立して駆動させ、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)を介して前記係合部(411a,411b,411c)のそれぞれに駆動力を伝達することにより、前記移動部材(411)を前記固定部材(100)に対して回転させること、を特徴とする撮像素子(204a)の駆動機構(402)である。
請求項16に記載の発明は、請求項14又は15に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)の少なくとも1つは、前記固定部材(100)に対して回転駆動する軸部(416a,416b,416c)を有し、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)は、前記軸部(416a,416b,416c)と共に回転し、前記係合部(411a,411b,411c)を前記軸部(416a,416b,416c)に対して回転可能且つ前記軸部(416a,416b,416c)を中心とした径方向に移動可能に保持すること、特徴とする駆動機構(402)である。
請求項17に記載の発明は、請求項16に記載された駆動機構(402)であって、前記少なくとも1つの駆動部材(414a,414b,414c)は、ステッピングモータであること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項18に記載の発明は、請求項14から17までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)の少なくとも1つは、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)を直線に沿って移動可能で、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)は、前記係合部(411a,411b,411c)を前記直線と直交する方向に移動可能に保持すること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項19に記載の発明は、請求項18に記載された駆動機構(402)であって、前記少なくとも1つの駆動部材(414a,414b,414c)は、圧電アクチュエータであること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項20に記載の発明は、請求項14から19までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記係合部(411a,411b,411c)は前記移動部材(411)に設けられた突起であること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項21に記載の発明は、請求項14から20までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記移動部材(411)を前記固定部材(100)と平行な方向に付勢し、前記係合部(411a,411b,411c)と前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)との間のがた付きを防止する付勢部材を有すること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項22に記載の発明は、請求項1から21までのいずれか1項に記載された駆動機構(202,302,402)を含むことを特徴とする光学機器(100)である。
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)を互いに独立して駆動させ、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)を介して前記係合部(411a,411b,411c)のそれぞれに駆動力を伝達することにより、前記移動部材(411)を前記固定部材(100)に対して回転させること、を特徴とする撮像素子(204a)の駆動機構(402)である。
請求項16に記載の発明は、請求項14又は15に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)の少なくとも1つは、前記固定部材(100)に対して回転駆動する軸部(416a,416b,416c)を有し、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)は、前記軸部(416a,416b,416c)と共に回転し、前記係合部(411a,411b,411c)を前記軸部(416a,416b,416c)に対して回転可能且つ前記軸部(416a,416b,416c)を中心とした径方向に移動可能に保持すること、特徴とする駆動機構(402)である。
請求項17に記載の発明は、請求項16に記載された駆動機構(402)であって、前記少なくとも1つの駆動部材(414a,414b,414c)は、ステッピングモータであること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項18に記載の発明は、請求項14から17までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記駆動部材(414a,414b,414c)の少なくとも1つは、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)を直線に沿って移動可能で、前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)は、前記係合部(411a,411b,411c)を前記直線と直交する方向に移動可能に保持すること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項19に記載の発明は、請求項18に記載された駆動機構(402)であって、前記少なくとも1つの駆動部材(414a,414b,414c)は、圧電アクチュエータであること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項20に記載の発明は、請求項14から19までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記係合部(411a,411b,411c)は前記移動部材(411)に設けられた突起であること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項21に記載の発明は、請求項14から20までのいずれか1項に記載された駆動機構(402)であって、前記移動部材(411)を前記固定部材(100)と平行な方向に付勢し、前記係合部(411a,411b,411c)と前記駆動力伝達部材(413a,413b,413c,424,432a,432b,432c)との間のがた付きを防止する付勢部材を有すること、を特徴とする駆動機構(402)である。
請求項22に記載の発明は、請求項1から21までのいずれか1項に記載された駆動機構(202,302,402)を含むことを特徴とする光学機器(100)である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
本発明によれば、小型化が可能で、且つ光軸回りの回転ブレを補正可能な駆動機構及び光学機器を提供することができる。
(第1実施形態)
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Aを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Aを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。
図1は、第1実施形態のカメラ200(カメラボディ100)、及びカメラ200に着脱可能なレンズ鏡筒50の全体構成を示す図である。なお、第1実施形態では、レンズ鏡筒50がカメラ200に対して着脱自在な形態について説明するが、これに限定されず、本発明はレンズ鏡筒50とカメラボディ100とが一体のいわゆるコンパクトカメラにも適用可能である。また、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器であってもよい。
まず、カメラボディ100について説明する。カメラボディ100は、ボディCPU14を備え、ボディCPU14には、レリーズスイッチ16、照明装置18、表示部20、ジャイロセンサ22、EEPROM(メモリ)24、防振スイッチ26、防振追従制御IC28、電源30、AFセンサ32及び画像処理コントローラ34が接続されている。
レリーズスイッチ16は、シャッタ駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディCPU14にスイッチの状態を出力し、半押し時にはAF、AE、状況により防振駆動を行い、全押し時には、ミラーアップ、シャッタ駆動等を行う。
表示部20は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。ジャイロセンサ22は、ボディに生じるブレの角速度を検出し、ボディCPU14に出力する。
EEPROM24は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディCPU14に出力する。
防振スイッチ26は、防振ON、OFFの状態をボディCPU14に出力する。AFセンサ32は、オートフォーカス(AF)を行うためのセンサである。このAFセンサ32としては、通常CCDが用いられる。
EEPROM24は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディCPU14に出力する。
防振スイッチ26は、防振ON、OFFの状態をボディCPU14に出力する。AFセンサ32は、オートフォーカス(AF)を行うためのセンサである。このAFセンサ32としては、通常CCDが用いられる。
画像処理コントローラ34は、撮像素子にて撮像された画像の画像処理を制御するもので、インターフェース回路36を介して、撮像ユニット204の撮像素子204aが接続されている。撮像素子204aは、例えばCCDやCMOS等の固体撮像素子である。
撮像ユニット204は後述する駆動機構202に取り付けられ、レンズ鏡筒50の光学レンズ群52の光軸Zに対して撮像ユニット204の受光面が略垂直に交差するようにカメラボディ100の内部に配置されている。
撮像ユニット204のZ軸方向の前方には、シャッタ部材38が配置されている。シャッタ部材38は、露光時間を制御する機構である。ボディCPU14からレリーズスイッチ16の情報が入力され、全押し時にシャッタ駆動を行う。不図示のシャッタ駆動部(例えばDCモータ)により駆動される。
シャッタ部材38のZ軸方向の前方には、ミラー40が配置されている。ミラー40は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。ボディCPU14からレリーズスイッチ16の情報が入力され、全押し時にミラーアップ、露光終了後にミラーダウンを行う。不図示のミラー駆動部(例えばDCモータ)により駆動される。
ミラー40には、サブミラー42が連結してある。このサブミラー42は、AFセンサ32に光を送るためのミラーであり、ミラーを通過した光束を反射してAFセンサ32に導く。このサブミラー42は、露光中は光路から退避する。
防振追従制御IC28は、防振制御を行うためのICである。ボディCPU14から入力された撮像ユニット目標位置と、後述の位置センサ105から入力された撮像ユニット位置情報から、撮像ユニット移動量を算出し、防振駆動ドライバ46へ出力する。すなわち、防振追従制御IC28には、位置センサ105からの撮像ユニット204の位置信号が入力されると共に、ボディCPU14からの出力信号が入力される。ボディCPU14では、ジャイロセンサ22の出力を受けて算出したブレの角度、後述する焦点距離エンコーダ56で検出された焦点距離情報、距離エンコーダ58で検出された距離情報などから、撮像ユニット目標位置を算出し、その撮像ユニット目標位置を防振追従制御IC28へ出力する。
防振駆動ドライバ46は、撮像ユニット204の駆動機構202を制御するためのドライバであり、防振追従制御IC28から駆動量の入力を受けて、撮像ユニット204、すなわち移動基板211の駆動方向、駆動量を制御する。すなわち、防振駆動ドライバ46は、防振追従制御IC28からの入力情報に基づき、図2に示す駆動機構202のアクチュエータ217,218,219,220を制御し、撮像ユニット204を移動基板211と共に、カメラボディ100の固定部110に対してX軸及びY軸方向に移動させると共にZ軸周りに回転させることにより像ブレ補正制御を行う。
ボディCPU14は、EEPROM24から入力された情報と、ジャイロセンサ22からの出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離情報、距離情報から、撮像ユニット目標位置を算出し、その撮像ユニット目標位置を防振追従制御IC28へ出力する。また、ボディCPU14は、ジャイロセンサ22のセンサ出力を図示しないアンプを介してボディCPU14に入力し、ジャイロセンサ22の角速度を積分することによって、振れ角度を求める。
ボディCPU14は、レンズ鏡筒50との装着が完全であるか否かの通信を行い、レンズCPU60から入力された焦点距離、距離情報とジャイロセンサから目標位置を演算する。レリーズスイッチ16が半押し時であれば、AE、AFなどの状況に応じて、防振駆動等の撮影準備動作の指示を、レンズCPU60と、防振追従制御IC28とに出力する。全押し時にはミラー駆動、シャッタ駆動、絞り駆動等の指示を出力する。
次に、レンズ鏡筒50について説明する。レンズ鏡筒50は、レンズ接点54、焦点距離エンコーダ56、距離エンコーダ58、レンズCPU60、絞り部62、絞り部62を制御する駆動モータ64、及び、複数の光学レンズ群52を備える。
レンズ接点54は、カメラボディ100からレンズ駆動系電源を供給するための接点と、レンズCPU60を駆動するためのCPU電源の接点とデジタル通信用の接点とを備える。駆動系電源及びCPU電源はカメラボディ100の電源30から供給されている。デジタル通信用接点は、レンズCPU60から出力された焦点距離、被写体距離、フォーカス位置情報等のデジタル情報をボディCPU14に入力するための通信と、ボディCPU14から出力されたフォーカス位置や絞り量等のデジタル情報をレンズCPU60に入力するための通信を行う。ボディCPU14からのフォーカス位置情報や絞り量情報を受けて、レンズCPU60はAF、絞り制御を行う。
焦点距離エンコーダ56は、ズームレンズ群の位置情報より焦点距離を換算する。すなわち、焦点距離エンコーダ56は、焦点距離をエンコードし、レンズCPU60に出力する。距離エンコーダ58は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を換算する。すなわち、距離エンコーダ58は、被写体距離をエンコードし、レンズCPUに出力する。
レンズCPU60は、カメラボディ100との通信機能、光学レンズ群52の制御機能を有している。レンズCPU60には、焦点距離、被写体距離等が入力され、レンズ接点を介してボディCPU14に出力する。ボディCPU14からレンズ接点54を介して、レリーズ情報、AF情報が入力される。
次に、第1実施形態に係る駆動機構202について説明する。図2及び図3に示すように、駆動機構202は、撮像ユニット204が基板表面の略中央部に配置された移動基板211を有する。移動基板211は、カメラボディ100に対し、光軸Zに対して垂直なXY平面においてX軸及びY軸方向に移動可能及び光軸Z周りに回転可能に保持されている。
カメラボディ100には、図3に示すように撮像ユニット204の外形よりも大きな開口面積の開口部212が形成されている。これにより、図1に示す光学レンズ群52を通して入射される被写体光が撮像ユニット204の撮像面に入射することを妨げないようになっている。開口部212の開口面積が撮像ユニット204の外形よりも十分に大きいのは、ブレ補正動作に基づき撮像ユニット204がX軸及びY軸方向に移動すること及び光軸Z周りに回転することを許容するためである。
カメラボディ100と移動基板211との間には、位置センサ205が2組が装着されており、カメラボディ100に対する移動基板211のX軸及びY軸方向に沿う相対位置の検出及び移動基板211の光軸を中心とした回転、すなわちローリング振れの検出が可能となっている。第1実施形態において、位置センサ205は、カメラボディ100側に固定されたマグネット224と、マグネット224に対向するように移動基板211の左右両側に配置されたホール素子223とによって構成されている。
移動基板211における撮像ユニット204が装着してある面(以下、正面という)と反対側の面(以下、背面という)には、Y軸方向の中央位置でX軸方向に沿って所定間隔の位置に一対の第1カムピン211a及び第2カムピン211bが固定されている。第1カムピン211a及び第2カムピン211bは、移動基板211が移動する方向と直交する方向であるZ軸方向に突出している。
カムピン211a,211bは、移動基板211のY軸方向に沿った中心線に対して対称位置に配置され、また、移動基板211の背面において、撮像ユニット204の外形の外側に位置するように、互いに所定間隔離れて配置されている。
第1カムピン211aに対し、第1カム213及び第2カム214が対となって配置され、第2カムピン211bに対し、第3カム215及び第4カム216が対となって配置されている。これらのカム213,214,215,216は平板状であり、第1カム213及び第2カム214とが相互に平行、第3カム215及び第4カム216が相互に平行に配置されている。これらのカム213,214,215,216には、対応したカムピン211a,211bに当接する傾斜面213a,214a,215a,216aが形成されている。
第1カムピン211aに当接する第1カム213の傾斜面(第1傾斜面)213a及び第2カム214の傾斜面(第2傾斜面)214aは、第1カムピン211aを挟むように異なる角度で傾斜している。すなわち、第1傾斜面213aは図2における右下がりの角度となっており、第2傾斜面214aは右上がり(左下がり)の角度となっている。第2カムピン211bに当接する第3カム215の傾斜面215a及び第4カム216の傾斜面216aも同様であり、第3傾斜面215aは図2における右下がりの角度となっており、第4傾斜面216aは右上がり(左下がり)の角度となっており、これらの傾斜面215a、216aによって第2カムピン211bを挟むようになっている。このように、第1カムピン211aが第1傾斜面213a及び第2傾斜面214aに挟まれ、第2カムピン211bが第3傾斜面215a及び第4傾斜面216aに挟まれることにより、移動基板211はX軸方向に位置決めされる。
第1実施形態において、第1カム213の傾斜面213a及び第3カム215の傾斜面215aは、傾斜角度が同一であり、第2カム214の傾斜面214a及び第4カム216の傾斜面216aは傾斜角度が同一となっている。このように傾斜角度を設定することにより第1カムピン211a及び第2カムピン211bの高さの制御が容易になる。
それぞれのカム213,214,215,216には、スライダ部213b,214b,215b,216bがそれぞれ形成されている。スライダ部213b,214b,215b,216bは、それぞれのカム213,214,215,216の下部から下方(Yマイナス方向)に延びており、これらのスライダ部213b,214b,215b,216bに対応して複数のアクチュエータ217,218,219,220が設けられている。
ここで、第1アクチュエータ217は第1カム213に対応し、第2アクチュエータ218は第2カム214に対応し、第3アクチュエータ219は第3カム215に対応し、第4アクチュエータ220は第4カム216に対応している。これらのアクチュエータ217,218,219,220は、カメラボディ100の所定位置に固定されるものであり、防振駆動ドライバ46によって個々独立して駆動される。アクチュエータ217,218,219,220としては、圧電アクチュエータが用いられる。
それぞれのアクチュエータ217,218,219,220はX軸方向に延びるガイド軸217a,218a,219a,220aを有している。第1アクチュエータ217のガイド軸217aは、第1カム213のスライダ部213bに係合状態で貫通し、第2アクチュエータ218のガイド軸218aは第2カム214のスライダ部214bに係合状態で貫通し、第3アクチュエータ219のガイド軸219aは第3カム215のスライダ部215bに係合状態で貫通し、第4アクチュエータ220のガイド軸20aは第4カム216のスライダ部216bに係合状態で貫通している。ガイド軸217a,218a,219a,220aが係合状態でスライダ部213b,214b,215b,216bを貫通していることにより、アクチュエータ217,218,219,220が駆動すると、スライダ部213b,214b,215b,216bをそれぞれ有するカム213,214,215,216がガイド軸217a,218a,219a,220aに沿ってX軸方向に移動する。
第1実施形態においては、カム213,214,215,216を駆動するアクチュエータ217,218,219,220の全てがX軸に沿って平行に配置される。したがって、アクチュエータ217,218,219,220が異なる方向に配置される場合と比べ、精度良く配置することができる。
移動基板211には、Y軸方向の下方に位置する一対の付勢ばね227の一端が係止されている。一対の付勢ばね227の他端はカメラボディ100に係止されており、移動基板211はY軸方向の下方に付勢されている。付勢ばね227としては引っ張りばねが用いられている。これにより、第1カムピン211aは第1カム213の傾斜面213aと第2カム214の傾斜面214aとの交差部分に押し付けられると共に、第2カムピン211bは第3カム215の傾斜面215aと第4カム216の傾斜面216aとの交差部分に押し付けられる。これにより、移動基板211は所定位置に保持される。
さらに、カム213,214,215,216のX軸方向への移動を案内するための案内ロッド231,232が設けられている。案内ロッド231は、第1カム213及び第2カム214側に位置しており、案内ロッド232は第3カム215及び第4カム216側に位置している。これらの案内ロッド231,232はX軸と交差したZ軸方向に突出するようにカメラボディ100に設けられている。
案内ロッド231,232に対し、カム213,214,215,216には案内スリット233,234が形成されている。案内スリット233は第1カム213及び第2カム214に重なり合うように形成され、案内スリット234は第3カム215及び第4カム216に重なり合うように形成されている。これらの案内スリット233,234は、X軸方向に延びており、カム213,214,215,216は、X軸方向に移動する際に案内ロッド231,232を摺動する。これにより、カム213,214,215,216のX軸方向への直線移動が案内され、X軸方向への直線移動を安定して行うことができる。
次に、第1実施形態の動作を説明する。図2は移動基板211が初期位置にある場合を示している。移動基板211を上方(Yプラス方向)に移動させる場合には、防振駆動ドライバ46から4つのアクチュエータ217,218,219,220に駆動信号を出力し、これらのアクチュエータ217,218,219,220を駆動する。すなわち、第1カム213がXプラス方向に直線的に移動するように第1アクチュエータ217が駆動し、これと同期して第2カム214がXマイナス方向に直線的に移動するように第2アクチュエータ218に駆動する。また、第3カム215がXプラス方向に直線的に移動するように第3アクチュエータ219が駆動し、これと同期して第4カム216がXマイナス方向に直線的に移動するように第4アクチュエータ220が駆動する。これらのカム213,214,215,216のX軸方向への移動により、図4に示すように第1カムピン211a及び第2カムピン211bがYプラス方向に押し上げられるため、移動基板211がYプラス方向に上昇し、撮像ユニット204も同方向に上昇する。
移動基板211、すなわち撮像ユニット204をX方向に移動させる場合には、全てのカム213,214,215,216を同じ速度で左右方向に移動させることにより可能である。
移動基板211のローリング振れを補正する場合には、図5に示すように、第1カム213がXマイナス方向に直線的に移動するように第1アクチュエータ217が駆動すると共に、第2カム214がXプラス方向に直線的に移動するように第2アクチュエータ218が駆動する。また、第3カム215がXプラス方向に直線的に移動するように第3アクチュエータ219が駆動し、第4カム216がXマイナス方向に移動するように第4アクチュエータ220が駆動する。カム213,214の合成運動によって第1カムピン211aが下降し、カム215,216の合成運動によって第2カムピン211bが上昇するため、移動基板211は光軸(Z軸)周りに反時計方向に回転する。したがって、撮像ユニット204も同方向に回転し、ローリング振れを補正することができる。
移動基板211を時計方向に回転させるには、第1カム213をXプラス方向に移動させ、第2カム214をXマイナス方向に移動させて第1カムピン211aを上昇させ、第3カム215をXマイナス方向に移動させ、第4カム216をXプラス方向に移動させて第2カムピン211bを下降させることにより可能であり、ローリング振れを補正することができる。
なお、このような第1実施形態において、アクチュエータ217,218,219,220の制御は、位置センサ205の出力信号に基づき、カメラボディ100に対する撮像ユニット204のX−Y軸の相対位置及び光軸周りの振れを検出し、その検出信号に基づき行われるフィードバック制御で行なわれる。
以上、第1実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)第1実施形態の駆動機構202では、全てのカム213,214,215,216をX軸の同一方向に沿って配置し、これらのカム213,214,215,216の傾斜面の交差部分によってカムピン211a,211bの位置で移動基板211の位置が決定される。そのため、精度良く撮像ユニット204を移動させることが可能である。
(2)カム213,214,215,216を駆動するためのアクチュエータ217,218,219,220をX軸に沿って配置することが可能なため、移動基板211を2階建てとする必要がなく、装置全体を薄型(小型化)にできると共に、部品点数の削減に寄与することができる。
(3)第1実施形態の駆動機構202は、ギア列やリンク機構などを必要とせず、一対のカムピン211a,211bと、カム213,214,215,216及びそのアクチュエータ217,218,219,220によって撮像ユニット204を移動させる構成なので、構成部品が少なく、軽量で製造コストの低減も可能である。
(4)第1実施形態の駆動機構202は、駆動機構の制御停止時、あるいはアクチュエータ217,218,219,220への通電停止時には、移動基板211が停止時の状態を維持する。そのため、移動基板211を電磁力で移動させる従来例に比較して、制御停止時や通電停止時などに、撮像ユニット204の相対位置を固定するためのロック機構が不要になる。
(5)第1実施形態の駆動機構202では、移動基板211を平行移動させるだけでなく、光軸周りに回転させることができるため、ローリング振れの補正も可能となる。これにより、光軸方向以外のあらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態は、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(1)第1実施形態の駆動機構202では、全てのカム213,214,215,216をX軸の同一方向に沿って配置し、これらのカム213,214,215,216の傾斜面の交差部分によってカムピン211a,211bの位置で移動基板211の位置が決定される。そのため、精度良く撮像ユニット204を移動させることが可能である。
(2)カム213,214,215,216を駆動するためのアクチュエータ217,218,219,220をX軸に沿って配置することが可能なため、移動基板211を2階建てとする必要がなく、装置全体を薄型(小型化)にできると共に、部品点数の削減に寄与することができる。
(3)第1実施形態の駆動機構202は、ギア列やリンク機構などを必要とせず、一対のカムピン211a,211bと、カム213,214,215,216及びそのアクチュエータ217,218,219,220によって撮像ユニット204を移動させる構成なので、構成部品が少なく、軽量で製造コストの低減も可能である。
(4)第1実施形態の駆動機構202は、駆動機構の制御停止時、あるいはアクチュエータ217,218,219,220への通電停止時には、移動基板211が停止時の状態を維持する。そのため、移動基板211を電磁力で移動させる従来例に比較して、制御停止時や通電停止時などに、撮像ユニット204の相対位置を固定するためのロック機構が不要になる。
(5)第1実施形態の駆動機構202では、移動基板211を平行移動させるだけでなく、光軸周りに回転させることができるため、ローリング振れの補正も可能となる。これにより、光軸方向以外のあらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態は、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(第1実施形態の変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)第1実施形態では、ホール素子とマグネットなどで構成される位置センサ205を用いて撮像ユニット204の位置を検出しているが、位置センサ205を用いることなく、移動基板211を移動させる圧電アクチュエータへ入力された駆動信号などから相対位置を求めてもよい。撮像ユニット204の移動量は、アクチュエータ217,218,219,220へ入力された駆動信号に対して1対1に対応しているからである。具体的には、図11に示すボディCPU14が、図2に示すアクチュエータ217,218,219,220へ入力された駆動信号を記憶しておき、その入力駆動信号に基づき、カメラボディ100に対する撮像ユニット204の位置を演算することができる。
(2)上述した実施形態では、ブレ補正を行うために撮像ユニット204を駆動する駆動機構について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(3)上述した実施形態では、アクチュエータ217,218,219,220として圧電アクチュエータを用いたが、これに限らず、リニアモータであってもよい。
(4)カムピン211a,211bとして、ローラのような回転部材を用いてもよく、これにより、摩擦を低減させることができる。
(5)付勢ばね227としては、移動基板211をY方向に付勢するものであれば引っ張りばね以外のばねを用いることができる。
(6)上述した実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)第1実施形態では、ホール素子とマグネットなどで構成される位置センサ205を用いて撮像ユニット204の位置を検出しているが、位置センサ205を用いることなく、移動基板211を移動させる圧電アクチュエータへ入力された駆動信号などから相対位置を求めてもよい。撮像ユニット204の移動量は、アクチュエータ217,218,219,220へ入力された駆動信号に対して1対1に対応しているからである。具体的には、図11に示すボディCPU14が、図2に示すアクチュエータ217,218,219,220へ入力された駆動信号を記憶しておき、その入力駆動信号に基づき、カメラボディ100に対する撮像ユニット204の位置を演算することができる。
(2)上述した実施形態では、ブレ補正を行うために撮像ユニット204を駆動する駆動機構について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(3)上述した実施形態では、アクチュエータ217,218,219,220として圧電アクチュエータを用いたが、これに限らず、リニアモータであってもよい。
(4)カムピン211a,211bとして、ローラのような回転部材を用いてもよく、これにより、摩擦を低減させることができる。
(5)付勢ばね227としては、移動基板211をY方向に付勢するものであれば引っ張りばね以外のばねを用いることができる。
(6)上述した実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る駆動機構302について説明する。以下の説明において第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図1は第2実施形態におけるカメラ300の全体ブロック図でもある。
次に、第2実施形態に係る駆動機構302について説明する。以下の説明において第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図1は第2実施形態におけるカメラ300の全体ブロック図でもある。
図6及び図7に示すように、駆動機構302は、撮像ユニット304が基板表面の略中央部に配置された移動基板311を有する。移動基板311は、カメラボディ100に対し、光軸Zに対して垂直な平面であるX軸及びY軸方向に対して移動可能及び光軸Z周りに回転可能に保持されている。
カメラボディ100には、撮像ユニット304の外形よりも大きな開口面積の開口部312が形成されている。これにより、図1に示す光学レンズ群52を通して入射される被写体光が撮像ユニット304の撮像面に入射することを妨げないようになっている。開口部312の開口面積が撮像ユニット304の外形よりも十分に大きいのは、ブレ補正動作に基づき撮像ユニット304がX軸及びY軸方向に移動すること及び光軸Z周りに回転することを許容するためである。
カメラボディ100と移動基板311との間には、位置センサ305が2組装着されており、カメラボディ100に対する移動基板311のX軸及びY軸方向に沿う相対位置の検出及び移動基板311の光軸を中心とした回転、すなわちローリング振れの検出が可能となっている。第2実施形態において、位置センサ305は、移動基板311の左右両端部に対向するようにカメラボディ100側に固定されたマグネット324と、マグネット324に対向するように移動基板311の左右端部に配置されたホール素子323とによって構成されている。
移動基板311における下端側(Yマイナス側)の左右方向(X軸方向)には、第1カム面311a及び第2カム面311bが形成されている。また、カム面311a,11bは、移動基板311のY軸に沿った中心線に対して対称位置に形成されている。
第1カム面311aはXプラス方向に向かって斜めに下がる右下がりの傾斜面、第2カム面311bはXプラス方向に向かって斜めに上がる右上がりの傾斜面となっている。また、第1カム面311a及び第2カム面311bはY軸方向(上記中心線方向)に対して反対方向に略等しい角度で傾斜している。
以上のカム面311a,311bに加え、移動基板311の上端部(Yプラス側の端部)には、カムスリット311cが形成されている。カムスリット311cは移動基板311の上端部の略中央において略上下方向(Y軸方向)に直線状に延びるように形成されている。
第1カム面311a及び第2カム面311bに対し、第1スライダ313及び第2スライダ314がそれぞれ配置されている。スライダ313,314はY軸方向に延びているスライダ部313b,314bと、スライダ部313b,314bの端部から突出する円弧外形の第1ピン313a及び第2ピン314aとをそれぞれ有している。第1ピン313a及び第2ピン314aは、Z方向に延びており、第1ピン313aが移動基板311の第1カム面311aに当接し、第2ピン314aが第2カム面311bに当接している。
カムスリット311cに対しては、第3スライダ315が配置される。第3スライダ315もY軸方向に延びたスライダ部315bと、スライダ部315bの端部から突出する円弧外形のピン315aとを有している。ピン315aはカムスリット311cの幅と略同等の径となっており、カムスリット311c内面に密着するようにカムスリット311c内に挿入される。
第1スライダ313,第2スライダ314,第3スライダ315に対応してアクチュエータ318,319,320がそれぞれ配置される。すなわち第1スライダ313に対して第1アクチュエータ318が配置され、第2スライダ314に対して第2アクチュエータ319が配置され、第3スライダ315に対して第3アクチュエータ320が配置されている。これらのアクチュエータ318,319,320はカメラボディ100の所定位置に固定される。また、アクチュエータ318,319,320は防振駆動ドライバ46に制御されており、それぞれが個々独立して駆動される。アクチュエータ318,319,320としては、圧電アクチュエータが用いられる。
それぞれのアクチュエータ318,319,320はX軸方向に延びるガイド軸318a,319a,320aを有している。第1アクチュエータ318のガイド軸318aは、第1スライダ313のスライダ部313bに係合状態で貫通し、第2アクチュエータ319のガイド軸319aは第2スライダ314のスライダ部314bに係合状態で貫通し、第3アクチュエータ320のガイド軸320aは第3スライダ315のスライダ部315bに係合状態で貫通している。ガイド軸318a,319a,320aが係合状態でスライダ部313b,314b,315bを貫通していることにより、アクチュエータ318,319,320が駆動すると、スライダ部313b,314b,315bをそれぞれ有するスライダ313,314,315がガイド軸318a,319a,320aに沿ってX軸方向に移動する。
第2実施形態においては、カム313,314,315を駆動するアクチュエータ318,319,320が全てX軸に沿って配置される。したがって、アクチュエータ318,319,320が異なる方向に配置される場合と比べ、精度良く配置することができる。
移動基板311のY軸方向の下方には、付勢ばね327が配置されている。付勢ばね327は移動基板311における幅方向(X軸方向)の略中央部分の下部に一端が係止され、付勢ばね327の他端はカメラボディ100に係止されている。したがって、移動基板311は付勢ばね327によってY軸方向の下方に付勢されている。付勢ばね327としては引っ張りばねが用いられている。付勢ばね327の付勢力により、第1カム面311aは第1スライダ313の第1ピン313aに押し付けられると共に、第2カム面311bは第2スライダ314の第2ピン314aに押し付けられる。これにより、移動基板311が安定すると共に位置決めされる。
次に、第2実施形態の動作を説明する。図6は移動基板311が初期位置にある場合を示している。移動基板311を下方(Yマイナス方向)に移動させる場合には、防振駆動ドライバ46から第1アクチュエータ318及び第2アクチュエータ319に駆動信号を出力してこれらのアクチュエータ318,319を駆動する。すなわち、第1スライダ313がXマイナス方向に直線的に移動するように第1アクチュエータ318が駆動し、これと同期して第2スライダ314がXプラス方向に同じ速度で直線的に移動するように第2アクチュエータ319が駆動する。このとき、第3アクチュエータ320は駆動がなされない停止状態となっている。第1スライダ313及び第2スライダ314のX軸方向への移動により、図8に示すように第1カム面311a及び第2カム面311bがYマイナス方向に引き下げられるため、移動基板311がYマイナス方向に下降し、撮像ユニット304も同方向に下降する。
移動基板311、すなわち撮像ユニット304をYプラス方向に移動させる場合には、第1スライダ313をXプラス方向に直線的に移動させ、第2スライダ314を同じ速度でXマイナス方向に直線的に移動させることにより可能である。
移動基板311、すなわち撮像ユニット304を左方向(Xマイナス方向)に移動させるには、防振駆動ドライバ46から3つのアクチュエータ318,319,320に駆動信号を出力してこれらを個々独立して駆動する。すなわち、図9に示すように、第1スライダ313がXマイナス方向に直線的に移動するように第1アクチュエータ318は駆動され、第2スライダ314が第1スライダ313と同じ速度でXマイナス方向に直線的に移動するように第2アクチュエータ319は駆動される。また、第3スライダ315がこれらと同じ速度でXマイナス方向に直線的に移動するように第3アクチュエータ320は駆動される。これらのスライダ313,314,315のXマイナス方向への移動により、移動基板311が左方向(Xマイナス方向)に移動し、撮像ユニット304も同方向に移動する。
撮像ユニット304を含む移動基板311をXプラス方向に移動させる場合には、第1スライダ313、第2スライダ314、第3スライダ315をXプラス方向に直線的に移動させることにより可能である。
移動基板311のローリング揺れを補正する場合には、図10に示すように、第1スライダ313がXマイナス方向に直線的に移動するように第1アクチュエータ318は駆動され、第2スライダ314がXプラス方向に直線的に移動するように第2アクチュエータ319は駆動される。これに加えて、第3スライダ315がXプラス方向に直線的に移動するように第3アクチュエータ320は駆動される。これらのスライダ313,314,315の移動の組み合わせによって、移動基板311は光軸(Z軸)周りに反時計方向に回転する。したがって、撮像ユニット304も同方向に回転し、ローリング揺れを補正することができる。
移動基板311を時計方向に回転させるには、第1スライダ313をXプラス方向に移動させ、第2スライダ314をXマイナス方向に移動させ、第3スライダ315をXプラス方向に移動するように、それぞれのアクチュエータ318,319,320を駆動することにより可能である。
このような第2実施形態において、移動基板311の絶対位置と傾き情報は、位置センサ305によって検出されてフィードバックされている。したがって、部品のばらつきや加工精度に起因する微細な位置ずれを補正することができ、高精度な駆動制御が可能である。
以上、第2実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)第2実施形態の駆動機構302では、第1スライダ313及び第2スライダ314をX軸に沿って配置し、第3スライダ315をX軸と直交したY軸に沿って配置して移動基板の移動を行うため、高い位置精度で撮像ユニット304を移動させることが可能である。
(2)3つのスライダ313,314,315を駆動するための各アクチュエータ318,319,320をX軸に沿って配置することが可能なため、移動基板311を2階建てとする必要がなく、装置全体を薄型(小型化)にできると共に、部品点数の削減に寄与することができる。
(3)第2実施形態の駆動機構302では、ギア列やリンク機構などを必要とせず、カム面311a,11b及びカムスリット311cと、スライダ313,314,315及びそのアクチュエータ318,319,320によって撮像ユニット304を移動させる構成なので、構成部品が少なく、軽量で製造コストの低減も可能である。
(4)第2実施形態の駆動機構302では、駆動機構の制御停止時、あるいはアクチュエータ318,319,320への通電停止時には、移動基板311が停止時の状態を維持する。そのため、移動基板311を電磁力で移動させる従来例に比較して、制御停止時や通電停止時などに、撮像ユニット304の相対位置を固定するためのロック機構が不要になる。
(5)第2実施形態の駆動機構302では、移動基板311を平行移動させるだけでなく、光軸周りに回転させることができるため、ローリング振れの補正も可能となる。これにより、光軸方向以外のあらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(1)第2実施形態の駆動機構302では、第1スライダ313及び第2スライダ314をX軸に沿って配置し、第3スライダ315をX軸と直交したY軸に沿って配置して移動基板の移動を行うため、高い位置精度で撮像ユニット304を移動させることが可能である。
(2)3つのスライダ313,314,315を駆動するための各アクチュエータ318,319,320をX軸に沿って配置することが可能なため、移動基板311を2階建てとする必要がなく、装置全体を薄型(小型化)にできると共に、部品点数の削減に寄与することができる。
(3)第2実施形態の駆動機構302では、ギア列やリンク機構などを必要とせず、カム面311a,11b及びカムスリット311cと、スライダ313,314,315及びそのアクチュエータ318,319,320によって撮像ユニット304を移動させる構成なので、構成部品が少なく、軽量で製造コストの低減も可能である。
(4)第2実施形態の駆動機構302では、駆動機構の制御停止時、あるいはアクチュエータ318,319,320への通電停止時には、移動基板311が停止時の状態を維持する。そのため、移動基板311を電磁力で移動させる従来例に比較して、制御停止時や通電停止時などに、撮像ユニット304の相対位置を固定するためのロック機構が不要になる。
(5)第2実施形態の駆動機構302では、移動基板311を平行移動させるだけでなく、光軸周りに回転させることができるため、ローリング振れの補正も可能となる。これにより、光軸方向以外のあらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(第2実施形態の変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)図11は、駆動機構の別の実施形態を示す。この実施形態の駆動機構302Aでは、移動基板311のカム面を変更するものである。すなわち、カム面311a,11bが移動基板311の内側部分に形成されるものであり、第1カム面311aは、移動基板311の左側(Xマイナス側)に左下がりの傾斜面となって形成され、第2カム面311bは移動基板311の右側(Xプラス側)に右下がりの傾斜面となって形成されている。これらのカム面311a,311bに対し、図6と同様に第1スライダ313及び第2スライダ314が当接する。これにより移動基板311のX軸及びY軸方向の移動が可能となると共に、光軸(Z軸)周りの回転が可能となる。
(2)第2実施形態では、傾斜面を有したカム面311a,311bを移動基板311の左右の外面に形成しているが、これに限らず、カム面311a,311bと同様に傾斜したスリットを移動基板311の左右位置に斜めに形成し、これらのスリット内にスライダ313,314のピン313a,314aをスライド可能に挿入して移動基板311の移動及び回転を行うようにしてもよい。
(3)第2実施形態では、撮像ユニット304を移動させてブレ補正を行う撮像装置を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(4)第2実施形態では、アクチュエータ318,319,320として圧電アクチュエータを用いたが、これに限らず、リニアモータであってもよい。
(5)スライダに設けるピンとして、ローラのような回転部材を用いても良く、これにより、摩擦を低減させることができる。
(6)付勢ばね327としては、移動基板311をY方向に付勢するものであれば引っ張りばね以外のばねを用いることができる。
(7)第2実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
(2)第2実施形態では、傾斜面を有したカム面311a,311bを移動基板311の左右の外面に形成しているが、これに限らず、カム面311a,311bと同様に傾斜したスリットを移動基板311の左右位置に斜めに形成し、これらのスリット内にスライダ313,314のピン313a,314aをスライド可能に挿入して移動基板311の移動及び回転を行うようにしてもよい。
(3)第2実施形態では、撮像ユニット304を移動させてブレ補正を行う撮像装置を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(4)第2実施形態では、アクチュエータ318,319,320として圧電アクチュエータを用いたが、これに限らず、リニアモータであってもよい。
(5)スライダに設けるピンとして、ローラのような回転部材を用いても良く、これにより、摩擦を低減させることができる。
(6)付勢ばね327としては、移動基板311をY方向に付勢するものであれば引っ張りばね以外のばねを用いることができる。
(7)第2実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る駆動機構402について説明する。以下の説明において第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図1は第3実施形態におけるカメラ400の全体ブロック図でもある。
次に、第3実施形態に係る駆動機構402について説明する。以下の説明において第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図1は第3実施形態におけるカメラ400の全体ブロック図でもある。
図12及び図13に示すように、駆動機構402は、撮像ユニット404が基板表面の略中央部に配置してある移動基板411を有する。移動基板411は、図1に示すカメラボディ100に対して固定されている固定板110に対して、光軸Zに対して垂直な平面であるXY平面におけるX軸及びY軸方向に移動可能であると共に光軸Z周りに回転可能となるように保持されている。
図13に示すように固定板110には、撮像ユニット404の外形よりも大きな開口面積の開口部412が形成されており、図1に示す光学レンズ群52を通して入射される被写体光が撮像ユニット404の撮像面に入射することを妨げないようになっている。固定板110に形成されている開口部412の開口面積が撮像ユニット404の外形よりも十分に大きいのは、ブレ補正動作に基づき撮像ユニット404がX軸及びY軸方向に移動、そして回転することを許容するためである。
固定板110と移動基板411との間には、位置センサ405が2組装着してあり、固定板110に対する移動基板411のX軸及びY軸方向に沿う相対位置の検出及び移動基板411の光軸を中心とした回転、すなわちローリング振れの検出が可能になっている。位置センサ405としては、マグネット419及びマグネット419に対向したホール素子(図示せず)との組み合わせ、その他のセンサを用いることができる。
移動基板411は、略長方形となっており、長辺方向がX軸に一致し、短辺方向がY軸に一致している。また、Yマイナス方向の端部は、X方向に若干幅が広くなっており、その広くなった位置にホール素子が配置されている。
移動基板411の背面には、3つのピン突起411a,411b,411cが形成されている。これらのピン突起411a,411b,411cは移動基板411の左右の短辺の外周側部分及び下側(Yマイナス側)の長辺の外周側部分に形成されており、411aが第1ピン突起、411bが第2ピン突起、411cが第3ピン突起となっている。第1ピン突起411a及び第2ピン突起411bは左右の短辺の高さ方向の中央部分よりも幾分、上側(Yプラス側)に配置され、第3ピン突起411cは下側の長辺の略中央部分に配置されている。
第1、第2及び第3のピン突起411a,411b,411cに対応するように第1駆動モータ414a、第2駆動モータ414b、第3駆動モータ414cが配置されている。それぞれの駆動モータ414a,414b,414cは固定板110に形成された切り欠き部420に挿入された状態で配置されており、この配置により駆動機構402の厚みやサイズが大きくなることが防止されている。各駆動モータ414a,414b,414cは、その回転軸416a,416b,416cがZ軸方向と平行となっている。これらの駆動モータ414a,414b,414cとしてはステッピングモータが用いられる。
ピン突起411a,411b,411cと、それに対応する駆動モータ414a,414b,414cの回転軸416a,416b,416cとは回転アーム413a,413b,413cによって連結されており、第1ピン突起411aと回転軸416aとが第1回転アーム413aにより連結され、第2ピン突起411bと回転軸416bとが第2回転アーム413bにより連結され、第3ピン突起411cと回転軸416cとが第3回転アーム413cによって連結されている。
回転アーム413a,413b,413cは、駆動モータ414a,414b,414cの回転軸416a,416b,416cからピン突起411a,411b,411cの方向に延びる長円形状に形成されている。各回転アーム413a,413b,413cのピン突起411a,411b,411c挿入穴は長穴となっている。これにより、回転軸416a,416b,416cの回転によって回転アーム413a,413b,413cが回転したときに、ピン突起411a,411b,411cは回転軸416a,416b,416cに対して回転可能となり、また回転軸416a,416b,416cを中心として径方向に移動可能となる。
第3実施形態において、3つのピン突起411a,411b,411cを結んで形成される三角形の重心が、移動基板411の重心と略一致するようにピン突起411a,411b,411cが配置される。このように配置することにより、移動基板411が移動し易くなる。
固定板110における移動基板411の上側(Yプラス側)の長辺に対応した部位には、付勢部材415が配置される。付勢部材415は移動基板411の上側の長辺の略中央部分に当接する付勢アーム415aと、付勢アーム415aの回転中心となる軸ピン415bと、付勢アーム415aを付勢するばね(ねじりばね)415cとを備えている。ばね415cは移動基板411を常時下方(Yマイナス方向)に向かって押圧するように付勢アーム415aを付勢している。これにより、移動基板411のがたつきを防止している。
駆動モータ414a,414b,414cが駆動していない通常状態において、左右の第1回転アーム413a及び第2回転アーム413bは、斜め上方に向かって傾いた状態となっている。移動基板411が付勢部材415によって下方に向かって付勢されており、この付勢力に抗して移動基板411を定位置で停止させるためである。通常状態において、第3回転アーム413cについてはY軸に平行な直立状態であってもよく(図14)、左右に傾いていてもよい。
次に、第3実施形態の動作を説明する。駆動モータ414a,414b,414cに対し、図1に示す防振駆動ドライバ46から駆動信号が入力されることにより、駆動モータ414a,414b,414cは独立して駆動する。駆動モータ414a,414b,414cの駆動制御は、位置センサ405の出力信号に基づき、固定板110に対する撮像ユニット404のX−Y軸の相対位置及び光軸に対する撮像ユニット404の傾きを検出し、その検出信号に基づいてフィードバックすることによりなされる。図14は移動基板411の基準となる状態を示し、図15〜図17は、駆動モータ414a,414b,414cの駆動により移動基板411が移動された状態を示している。
図15は、第3駆動モータ414cを駆動することなく、左右の第1駆動モータ414a、第2駆動モータ414bを駆動して、第1回転アーム413aを反時計方向、第2回転アーム413bを時計方向に回転させた状態を示す。これらの回転により、移動基板411は固定板110に対して上方(Y軸プラス方向)に移動するため、撮像ユニット404が同方向に移動する。移動基板411を下方(Yマイナス方向)に移動させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
撮像ユニット404をX軸方向に移動させるには、図16で示すように、第1〜第3駆動モータ414a,414b,414cを駆動し、第1回転アーム413a、第2回転アーム413b、第3回転アーム413cを反時計方向に回転させる。これらの回転アームの回転により、移動基板411は左方向(Xマイナス方向)に移動するため、撮像ユニット404が同方向に移動する。移動基板411を右方向(Xプラス方向)に移動させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
光軸を中心とした回転であるローリング揺れを補正する場合には、図17で示すように、第1〜第3駆動モータ414a,414b,414cを駆動して、第1回転アーム413aを反時計方向、第2回転アーム413bを時計方向、第3回転アーム413cを反時計方向に回転させる。これらの回転により移動基板411は時計方向に回転し、撮像ユニット404が同方向に回転する。移動基板411を反時計方向に回転させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
以上、第3実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)第3実施形態は、移動基板を2階建てにすることなく、単一の移動基板411とし、この移動基板411を駆動モータ414a,414b,414c及び回転アーム413a,413b,413cを用いて移動又は回転させてブレ補正を行う構造である。すなわち、単一の移動基板を移動及び回転制御するだけであるため、駆動系にかかる負荷を減らすことができ省電力化が可能となる。
(2)また、同様の理由により、駆動機構402の全体を薄型(小型)にすることができると共に、部品点数の削減ができる。
(3)さらには、ギア列やリンク機構などを必要としないため、この点においても構成部品が少なく軽量で製造コストも低減できる。
(4)駆動機構402の制御停止時又は駆動モータ414a,414b,414cの通電停止時には、移動基板411が停止状態となるため、移動基板を電磁力で移動させる従来の構造に比べて制御停止時や通電停止時等では移動基板の相対位置を固定するためのロック機構が不要となる。
(5)移動基板411を光軸周りに回転させることができるため、ローリング揺れに対する補正が可能となる。これにより、あらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も、上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(6)簡単な形状の回転アーム及びピン突起によってブレ補正を行うため、カムによるブレ補正構造よりも安定した動作を確保できる。
(1)第3実施形態は、移動基板を2階建てにすることなく、単一の移動基板411とし、この移動基板411を駆動モータ414a,414b,414c及び回転アーム413a,413b,413cを用いて移動又は回転させてブレ補正を行う構造である。すなわち、単一の移動基板を移動及び回転制御するだけであるため、駆動系にかかる負荷を減らすことができ省電力化が可能となる。
(2)また、同様の理由により、駆動機構402の全体を薄型(小型)にすることができると共に、部品点数の削減ができる。
(3)さらには、ギア列やリンク機構などを必要としないため、この点においても構成部品が少なく軽量で製造コストも低減できる。
(4)駆動機構402の制御停止時又は駆動モータ414a,414b,414cの通電停止時には、移動基板411が停止状態となるため、移動基板を電磁力で移動させる従来の構造に比べて制御停止時や通電停止時等では移動基板の相対位置を固定するためのロック機構が不要となる。
(5)移動基板411を光軸周りに回転させることができるため、ローリング揺れに対する補正が可能となる。これにより、あらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も、上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(6)簡単な形状の回転アーム及びピン突起によってブレ補正を行うため、カムによるブレ補正構造よりも安定した動作を確保できる。
(第4実施形態)
図18〜図22は、第4実施形態の駆動機構402Aを示す。なお、第4実施形態の駆動機構402Aにおいて、第3実施形態と同様の部分には同様の符号を付す。駆動機構402Aは、第3実施形態と同様に移動基板411の左右に第1駆動モータ414a及び第2駆動モータ414bが配置されている。これらの駆動モータ414a,414bの回転軸416a,416bと、移動基板411の左右のピン突起411a,411bとが第1回転アーム413a及び第2回転アーム413bによって連結されている。したがって、駆動モータ414a,414bの駆動力が回転アーム413a,413bを介して移動基板411に伝達される。駆動モータ414a,414bとしては、ステッピングモータが用いられる。
図18〜図22は、第4実施形態の駆動機構402Aを示す。なお、第4実施形態の駆動機構402Aにおいて、第3実施形態と同様の部分には同様の符号を付す。駆動機構402Aは、第3実施形態と同様に移動基板411の左右に第1駆動モータ414a及び第2駆動モータ414bが配置されている。これらの駆動モータ414a,414bの回転軸416a,416bと、移動基板411の左右のピン突起411a,411bとが第1回転アーム413a及び第2回転アーム413bによって連結されている。したがって、駆動モータ414a,414bの駆動力が回転アーム413a,413bを介して移動基板411に伝達される。駆動モータ414a,414bとしては、ステッピングモータが用いられる。
この第4実施形態が第3実施形態と異なる点は、移動基板411における下側(Yマイナス側)には、駆動モータとアームではなく、圧電アクチュエータ422及びスライダ424が配置されている点である。圧電アクチュエータ422は、駆動モータ414a,414bと同様に防振駆動ドライバ46によって駆動が制御されるものである。
圧電アクチュエータ422は、制御信号の入力によって径及び長さが可変となっているシャフト423を備えている。シャフト23はX軸と平行に圧電アクチュエータ422からXプラス方向に延びている。
スライダ424には、端部が開放されてX軸方向に延びたスリット425が形成されており、スリット425に移動基板411の第3ピン突起411cが挿入されることによりスライダ424と移動基板411とが係合状態となっている。スライダ424は、固定板110側(Yマイナス側)に延びており、この延びた部分にシャフト423が貫通している。スライダ424はシャフト423の径や長さが変化することによりシャフト23に沿って直線的に移動する。このような構造では、シャフト423によってスライダ424と圧電アクチュエータ422とが連結されることにより、移動基板411と圧電アクチュエータ422とがスライダ424を介して連結される。
第4実施形態において、防振駆動ドライバ46から第1駆動モータ414a及び第2駆動モータ414bに駆動信号が入力されると、これらのモータ414a,414bが駆動する。この駆動により図20に示すように、第1回転アーム413aが反時計方向に回転する一方、第2回転アーム413bが時計方向に回転する。このとき、圧電アクチュエータ422には駆動信号が入力されておらず、圧電アクチュエータ422は停止状態となっている。第1回転アーム413a及び第2回転アーム413bの上述した回転により、移動基板411は上方向(Yプラス方向)に移動する。このため、撮像ユニット404が同方向に移動する。移動基板411を下方(Yマイナス方向)に移動させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
撮像ユニット404をX軸方向に移動させるには、第1駆動モータ414a、第2駆動モータ414b及び圧電アクチュエータ422に駆動信号を出力する。この場合、図21に示すように、第1回転アーム413aが反時計方向に回転し、第2回転アーム413bも反時計方向に回転するように駆動モータ414a,414bを駆動する。これに加えて、スライダ424がXマイナス方向に直線的に移動するように圧電アクチュエータ422を駆動する。これにより、移動基板411は左方向(Xマイナス方向)に移動するため、撮像ユニット404が同方向に移動する。移動基板411を右方向(Xプラス方向)に移動させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
ローリング揺れを補正する場合には、第1駆動モータ414a、第2駆動モータ414b及び圧電アクチュエータ422に駆動信号を出力する。図22に示すように、第1回転アーム413aが反時計方向に回転する一方、第2回転アーム413bが時計方向に回転するように駆動モータ414a,414bを駆動する。これに加えて、スライダ424がXマイナス方向に直線的に移動するように、圧電アクチュエータ422を駆動する。これにより、移動基板411が時計方向に回転し、撮像ユニット404が同方向に回転する。移動基板411を反時計方向に回転させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
第4実施形態においても、第3実施形態と同様に、単一の移動基板を移動及び回転制御するだけであるため、薄型にすることができ、しかも駆動系にかかる負荷を減らすことができるため省電力化ができる。また、移動基板411を光軸周りに回転させてブレ補正を行うため、ローリング揺れに対する補正が可能となり、あらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も、上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(第5実施形態)
図23〜図27は、第5実施形態の駆動機構402Bを示す。第5実施形態においても、第3実施形態と同様の部分は、第3実施形態と同一の符号を付す。第5実施形態では、移動基板411の左右(X)の短辺及び下側(Yマイナス側)の長辺に対して圧電アクチュエータ431a,431b,431cが配置される。第1圧電アクチュエータ431aは、左側(Xプラス側)の短辺に対応するように固定板110の背面に配置され、第2圧電アクチュエータ431bは右側(Xマイナス側)の短辺に対応するように固定板110の背面に配置され、第3圧電アクチュエータ431cは下側(Yマイナス側)の長辺に対応するように固定板110の背面に配置されている。
図23〜図27は、第5実施形態の駆動機構402Bを示す。第5実施形態においても、第3実施形態と同様の部分は、第3実施形態と同一の符号を付す。第5実施形態では、移動基板411の左右(X)の短辺及び下側(Yマイナス側)の長辺に対して圧電アクチュエータ431a,431b,431cが配置される。第1圧電アクチュエータ431aは、左側(Xプラス側)の短辺に対応するように固定板110の背面に配置され、第2圧電アクチュエータ431bは右側(Xマイナス側)の短辺に対応するように固定板110の背面に配置され、第3圧電アクチュエータ431cは下側(Yマイナス側)の長辺に対応するように固定板110の背面に配置されている。
それぞれの圧電アクチュエータ431a,431b,431cは、シャフト433を備えている。第1圧電アクチュエータ431a及び第2圧電アクチュエータ431bのシャフト433は、上下方向(Y軸方向)に沿って延びており、第3圧電アクチュエータ431cのシャフト433は左右方向(X軸方向)に沿って延びている。それぞれのシャフト433は制御信号の入力によって径及び長さが可変となっている。
それぞれの圧電アクチュエータ431a,431b,431cのシャフト433は、スライダ432a,432b,432cを貫通している。スライダ432a,432b,432cは対応したシャフト433の径や長さが変化することによりシャフト433に沿って直線的に移動する。それぞれのスライダ432a,432b,432cには、移動基板411のピン突起411a,411b,411cが挿入されて係合している。これにより、移動基板411のピン突起411a,411b,411cはスライダ432a,432b,432cを介して圧電アクチュエータ431a,431b,431cのそれぞれのシャフト433に連結されている。
図25は、撮像ユニット404を含む移動基板411を上方向(Yプラス方向)に移動させる動作を示す。防振駆動ドライバ46から第1圧電アクチュエータ431a及び第2圧電アクチュエータ431bに駆動信号が入力される。これにより、これらの圧電アクチュエータ431a,431bのスライダ432a,432bがYプラス方向に直線的に移動するため、移動基板411を上方向に移動させることができる。このとき、第3圧電アクチュエータ431cは停止状態となっている。移動基板411を下方向に移動させる場合には、上記と逆に動作させることにより可能である。
撮像ユニット404をX軸方向に移動させるには、図26に示すように、第1及び第2圧電アクチュエータ431a,431bを停止状態としたままで第3圧電アクチュエータ431cを駆動して、そのシャフト433が貫通している第3スライダ432cを左方向(Xマイナス方向)に移動させる。これにより、移動基板411が同方向に移動する。移動基板411を右方向(Xプラス方向)に移動させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
ローリング揺れを補正する場合には、3つの圧電アクチュエータ431a,431b,431cに駆動信号を入力する。第1圧電アクチュエータ431aにおいては、第1スライダ432aが下方向(Yマイナス方向)に直線的に移動するように駆動し、第2圧電アクチュエータ431bにおいては、第2スライダ432bが上方向(Yプラス方向)に直線的に移動するように駆動し、第3圧電アクチュエータ431cにおいては、第3スライダ432cが右方向(Xプラス方向)に移動するように駆動する。これらの直線移動の合力により、移動基板411が反時計方向に回転し、撮像ユニット404が同方向に回転する。移動基板411を反時計方向に回転させる場合には、これと逆の動作によって可能である。
以上の動作において、移動基板411には付勢アーム415aが押圧してガタを抑制しているため、どの位置においても移動基板411は安定状態を維持することができる。
この実施形態においても、単一の移動基板を移動及び回転制御するだけであるため、薄型にすることができ、しかも駆動系にかかる負荷を減らすことができるため省電力化ができる。また、移動基板411を光軸周りに回転させてブレ補正を行うため、ローリング揺れに対する補正が可能となり、光軸方向以外のあらゆる方向の揺れに対してのブレ補正が可能となる。また、本実施形態も上述の実施形態と同様に、手振れによって発生するローリング振れ以外の回転の補正にも適用できる。例えば、本実施形態は、姿勢センサによって検出されるようなカメラの回転を補正するため適用できる。
(第3実施形態から第5実施形態の変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、ホール素子とマグネットなどで構成される位置センサ405を用いて、固定板110に対する撮像ユニット404のX−Y軸の相対位置を検出しているが、位置センサ405を用いることなく、移動基板411を移動させるステッピングモータや圧電アクチュエータへ入力された駆動信号、あるいは回転量や移動量などのデータから相対位置を求めてもよい。
(2)上述した実施形態では、撮像ユニット404を移動させてブレ補正を行う撮像装置を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(3)上述した実施形態では、付勢ばね415cの代わりに、引張スプリングを用いて、移動基板411を押圧してもよい。
(4)上述した実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、ホール素子とマグネットなどで構成される位置センサ405を用いて、固定板110に対する撮像ユニット404のX−Y軸の相対位置を検出しているが、位置センサ405を用いることなく、移動基板411を移動させるステッピングモータや圧電アクチュエータへ入力された駆動信号、あるいは回転量や移動量などのデータから相対位置を求めてもよい。
(2)上述した実施形態では、撮像ユニット404を移動させてブレ補正を行う撮像装置を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブレ補正用レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でもよい。
(3)上述した実施形態では、付勢ばね415cの代わりに、引張スプリングを用いて、移動基板411を押圧してもよい。
(4)上述した実施形態では、カメラへの適用を示したが、これに限らず、撮影機能を備えた携帯電話機等の他の光学機器であってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
Claims (22)
- 固定部材と、
撮像素子が載置されると共に前記固定部材に対して移動可能な移動部材と、
前記固定部材に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材と、
前記第1駆動部材とは独立して、前記固定部材に対して前記第1方向に移動可能な第2駆動部材と、
前記第1駆動部材及び前記第2駆動部材とは独立して、前記固定部材に対して前記第1方向に移動可能な第3駆動部材と、
前記第1駆動部材、前記第2駆動部材及び前記第3駆動部材とは独立して、前記固定部材に対して前記第1方向に移動可能な第4駆動部材と、
前記移動部材に備えられ、前記第1駆動部材及び前記第2駆動部材に当接する第1当接部と、
前記移動部材に備えられ、前記第3駆動部材及び前記第4駆動部材に当接する第2当接部と、を有し、
前記移動部材は、前記第1当接部に当接した前記第1駆動部材及び前記第2駆動部材の駆動力と、前記第2当接部に当接した前記第3駆動部材及び前記第4駆動部材の駆動力と、により移動すること、
を特徴とする撮像素子の駆動機構。 - 請求項1に記載の駆動機構であって、
前記第1当接部及び前記第2当接部は、前記移動部材が移動する方向と交差する方向に突出したピンであること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項1又は2に記載の駆動機構であって、
前記第1駆動部材は、前記第1当接部に係合する第1傾斜面を有し、
前記第2駆動部材は、前記第1傾斜面とは異なる角度で傾斜して前記第1当接部に係合する第2傾斜面を有し、
前記第3駆動部材は、前記第2当接部に係合する第3傾斜面を有し、
前記第4駆動部材は、前記第3傾斜面とは異なる角度で傾斜して前記第2当接部に係合する第4傾斜面を有すること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項3に記載の駆動機構であって、
前記移動部材を前記第1方向に対して交差する第2方向に付勢する付勢部材をさらに有し、
前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜し、
前記第3傾斜面と前記第4傾斜面とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項4に記載の駆動機構であって、
前記第1傾斜面の傾斜角度と前記第3傾斜面の傾斜角度が同一であり、
前記第2傾斜面の傾斜角度と前記第4傾斜面の傾斜角度が同一であること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動機構であって、
前記第1駆動部材、前記第2駆動部材、前記第3駆動部材及び前記第4駆動部材の、前記固定部材に対する第1方向の移動を案内する案内部材を備えること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の駆動機構であって、
前記第1駆動部材の位置、前記第2駆動部材の位置、前記第3駆動部材の位置及び前記第4駆動部材の位置から、固定位置に対する前記移動部材の相対移動位置を演算する演算部をさらに有すること、
を特徴とする駆動機構。 - 固定部材と、
撮像素子が載置されると共に前記固定部材に対して移動可能な移動部材と、
前記固定部材に対して第1方向に移動可能な第1駆動部材と、
前記第1駆動部材とは独立して、前記固定部材に対して前記第1方向に移動可能な第2駆動部材と、
前記第1駆動部材及び第2駆動部材とは独立して、前記固定部材に対して前記第1方向に移動可能な第3駆動部材と、
前記移動部材に設けられた、前記第1駆動部材に当接する第1当接部、前記第2駆動部材に当接する第2当接部、及び前記第3駆動部材に当接する第3当接部と、
を備え、
前記移動部材は、前記第1当接部に当接した前記第1駆動部材の駆動力と、前記第2当接部に当接した第2駆動部材の駆動力と、前記第3当接部に当接した第3駆動部材の駆動力と、
により移動することを特徴とする撮像素子の駆動機構。 - 請求項8に記載の駆動機構であって、
前記第1当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第1傾斜面であり、
前記第2当接部は、前記第1方向に対して傾斜した第2傾斜面であり、
前記第3当接部は、前記第1方向に対して交差する第2方向に設けられた溝であること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項9に記載の駆動機構であって、
前記第1当接部の前記第1傾斜面と、前記第2当接部の前記第2傾斜面とは、異なる角度で傾斜していること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項10に記載の駆動機構であって、
前記移動部材を前記第1方向に対して前記第2方向に付勢する付勢部材をさらに有し、
前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とは、前記第2方向に対して、反対方向に略等しい角度で傾斜していること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項9から11までのいずれか1項に記載の駆動機構であって、
前記第1駆動部材は、前記第1傾斜面に当接する第1ピンを含み、
前記第2駆動部材は、前記第2傾斜面に当接する第2ピンを含み、
前記第3駆動部材は、前記溝に挿入される第3ピンを含むこと、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項8から12までのいずれか1項に記載の駆動機構であって、
前記第1駆動部材の位置及び前記第2駆動部材の位置から固定位置に対する前記移動部材の相対移動位置を演算する演算部をさらに有すること、
を特徴とする駆動機構。 - 固定部材と、
撮像素子が載置されると共に前記固定部材に対して移動可能な移動部材と、を備え、
前記移動部材には3つの係合部が設けられ、
前記固定部材には、前記係合部のそれぞれに駆動力伝達部材を介して駆動力を伝達する互いに独立して駆動可能な3つの駆動部材が設けられていること、
を特徴とする撮像素子の駆動機構。 - 請求項14に記載された駆動機構であって、
前記駆動部材を互いに独立して駆動させ、前記駆動力伝達部材を介して前記係合部のそれぞれに駆動力を伝達することにより、前記移動部材を前記固定部材に対して回転させること、
を特徴とする撮像素子の駆動機構。 - 請求項14又は15に記載された駆動機構であって、
前記駆動部材の少なくとも1つは、前記固定部材に対して回転駆動する軸部を有し、前記駆動力伝達部材は、前記軸部と共に回転し、前記係合部を前記軸部に対して回転可能且つ前記軸部を中心とした径方向に移動可能に保持すること、
特徴とする駆動機構。 - 請求項16に記載された駆動機構であって、
前記少なくとも1つの駆動部材は、ステッピングモータであること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項14から17までのいずれか1項に記載された駆動機構であって、
前記駆動部材の少なくとも1つは、前記駆動力伝達部材を直線に沿って移動可能で、前記駆動力伝達部材は、前記係合部を前記直線と直交する方向に移動可能に保持すること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項18に記載された駆動機構であって、
前記少なくとも1つの駆動部材は、圧電アクチュエータであること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項14から19までのいずれか1項に記載された駆動機構であって、
前記係合部は前記移動部材に設けられた突起であること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項14から20までのいずれか1項に記載された駆動機構であって、
前記移動部材を前記固定部材と平行な方向に付勢し、前記係合部と前記駆動力伝達部材との間のがた付きを防止する付勢部材を有すること、
を特徴とする駆動機構。 - 請求項1から21までのいずれか1項に記載された駆動機構を含むことを特徴とする光学機器。
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