JP2000330155A

JP2000330155A - 像振れ補正装置

Info

Publication number: JP2000330155A
Application number: JP13831599A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Okada; 忠典岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】補正レンズが光軸まわりに回転するのを防止
するための専用の部材を廃止すると共に、摺動による駆
動特性の悪化、及び作動音を低減する。【解決手段】主光学系の一部であり、像振れを抑制す
るための補正レンズを、光軸に対し略直交する面内での
回動及び回動中心を通る直進方向の移動を可能とする支
持部材５２で保持する構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に搭載さ
れ、像振れを光学的に補正する像振れ補正装置の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、手持ち撮影において生じ易い手振
れ等による像振れを防止するため、撮影レンズ系（主光
学系）またはその一部の光学系を補正レンズとし、この
補正レンズを振れを吸収する方向にシフト移動させるこ
とにより、振れによる結像位置のずれを修正し、像振れ
を解消しようとするものが知られている。

【０００３】このようなシフト型振れ補正方式は、補正
レンズを移動させるための駆動機構としては、コイルと
マグネットにより電磁アクチュエータを構成し、いずれ
か一方を固定側、他方を補正レンズ側に保持し直接レン
ズ枠を移動させる構成になっていた。

【０００４】また、精度の良い振れ補正を実現するため
には、補正レンズを光軸と直角方向の平面内で精度良く
移動させるためのガイド構造が必要である。具体的に
は、補正レンズを保持した可動枠の外周に３本のピンを
等間隔に配置し、固定枠には周方向に伸びた長溝を形成
し、ピンが長溝内を自在に摺動するすることによって、
所定の範囲内で光軸と直角方向の任意の位置に移動可能
としている。

【０００５】さらに、正確に位置検出を行い、駆動効率
の低下を防止するためには、補正レンズが光軸回りに回
転しないようにする必要がある。そのためには、まず、
ガイド部材を固定枠と一つの方向（例えば上下方向）に
平行移動自在に保持し、次に、ガイド部材と可動枠をそ
の直角方向（例えば左右方向）に平行移動自在に保持す
ることで、結果として補正レンズは光軸回りに回転する
ことなく、任意の位置まで自由に移動することが可能と
なる。

【０００６】また、特開平１０−１０５９７号では、補
正レンズを一つの方向へ直進移動させ、さらに光軸と平
行な回転軸で回動させることにより、光軸と直角の平面
内を移動自在としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
シフトタイプの振れ補正装置では、補正レンズを駆動す
る際に摺動する部分が多いため、駆動特性が悪化すると
いう問題があった。また、摺動音や、嵌合部分の僅かな
ガタによって生ずる作動音によって撮影者に不快感を与
えるという問題があった。

【０００８】また、特開平１０−１０５９７号では、部
品点数を減らしているものの、駆動力を伝達する部分、
及び回転可能に保持する構造ともに複雑な構成が必要で
あり、結果として摺動部分は削減できていないために同
様な問題が発生していた。

【０００９】（発明の目的）本発明の第１の目的は、補
正レンズが光軸まわりに回転するのを防止するための専
用の部材を廃止すると共に、摺動による駆動特性の悪
化、及び作動音を低減することのできる像振れ補正装置
を提供しようとするものである。

【００１０】本発明の第２の目的は、薄板状の可撓性部
材の変形によって補正レンズの回転を適度に抑えると共
に摺動部分を削減し、目標位置に精度良く駆動させるこ
とのできる像振れ補正装置を提供しようとするものであ
る。

【００１１】本発明の第３の目的は、フレキシブルプリ
ント基板の可撓性を支持部材に利用し、特別な部品を追
加することなく装置の簡略化を図ることのできる像振れ
補正装置を提供しようとするものである。

【００１２】本発明の第４の目的は、構成部品の一部を
支持部材として兼用し、特別な部品を追加することなく
装置の簡略化を図ることのできる像振れ補正装置を提供
しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の本発明は、主光学系の一部で
あり、像振れを抑制するための補正レンズと、該補正レ
ンズを光軸に対し略直交する面内で移動させるための駆
動手段と、前記補正レンズの移動位置を検出するための
位置検出手段とを有した像振れ補正装置において、前記
補正レンズを、前記光軸に対し略直交する面内での回動
及び回動中心を通る直進方向の移動を可能とする支持部
材で保持した像振れ補正装置とするものである。

【００１４】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２記載の本発明は、支持部材を、薄板状の可撓性
部材とした請求項１記載の像振れ補正装置とするもので
ある。

【００１５】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項３記載の本発明は、支持部材を、制御回路と駆動
手段と位置検出手段の少なくとも一方の電気接続を行う
フレキシブルプリント基板とした請求項１記載の像振れ
補正装置とするものである。

【００１６】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項４記載の本発明は、支持部材を、補正レンズの光
軸方向への移動を禁止し、光軸と直角方向の面内への移
動のみ可能とするためのガイド部材を兼用する請求項１
記載の像振れ補正装置とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に従って詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の実施の第１の形態に係るビ
デオカメラ用のズームレンズを示す断面図、図２は図１
のズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。

【００１９】図１において、１は第一群レンズＬ１を保
持した固定鏡筒、２はローパスフィルタ３を保持した後
部鏡筒であり、さらに後方には図示しないＣＣＤセンサ
が取り付けられる。４は固定レンズＬ３Ａと振れ補正の
ため光軸と直角方向に駆動される補正レンズであるＬ３
Ｂを保持した振れ補正ユニットであり、固定鏡筒１と後
部鏡筒２に挟持され、ビスによって固定されている。５
はズーミングを行う第２群レンズＬ２を保持した第２群
鏡筒であり、前後を固定鏡筒１と後部鏡筒２に保持され
ている２本のガイドバー６ａ，６ｂによって光軸方向へ
移動自在に保持されている。７はフォーカス調節を行う
第４群レンズＬ４を保持した第４群鏡筒であり、前記第
２群鏡筒５と同様にガイドバー６ａ，６ｂによって光軸
方向へ移動自在に保持されている。ガイドバー６ａ，６
ｂは光軸を挟んで設けられており、これら２本のガイド
バー６ａ，６ｂによって第２群鏡筒５と第４群鏡筒７の
光軸方向の案内と光軸周りの回り止めとを行っている。
８は電磁アクチュエータによって絞り羽根８ａ，８ｂを
駆動するＩＧメータであり、固定鏡筒１と振れ補正ユニ
ット４によって挟持されている。

【００２０】９はコの字形をした板金に駆動部と出力ネ
ジ部が一体に保持されたズームモータであり、固定鏡筒
１にビスで固定されている。一方、第２群鏡筒５にはラ
ック１０が取付けられており、該ラック１０がズームモ
ータ９のネジ部と噛合することによって光軸方向に駆動
される。この際、ラック１０は、ばね１１によって噛合
方向と、光軸方向に付勢されており、噛合いガタとスラ
ストガタを取り除くようにしている。１２はフォーカス
モータであり、前記ズームモータ９と同様な構造であ
り、後部鏡筒２にビスで固定されている。第４群鏡筒７
にも第２群鏡筒５と同様にラック１３及びばね１４が取
り付けられ、ラック１３がフォーカスモータ１２のネジ
部に噛合することで光軸方向に駆動されるよう構成され
ている。

【００２１】ラック１０，１３は、それぞれ第２群鏡筒
５と第４群鏡筒７に光軸方向に延びるよう形成された穴
部５ａ，７ａに軸部１０ａ，１３ａを嵌合させて取り付
けられ、第２群鏡筒５，第４群鏡筒７に対して上記軸部
１０ａ，１３ａを中心に回動可能となっている。このた
め、ガイドバー６ａ，６ｂとモータ出力軸との平行度に
ずれがあっても、第２群鏡筒５，第４群鏡筒７のスムー
ズな移動が確保できる。また、ラック１０，１３は、そ
れぞればね１１，１４に回動方向一方に付勢され、ラッ
ク１０，１３の噛合部はモータ出力ネジに圧接してい
る。このため、ラック１０，１３の噛合部とモータ出力
軸の雄ネジとを確実に噛合させることができる。この実
施の形態では、ズームモータ９，フォーカスモータ１２
はステッピングモータを使用している。

【００２２】１５は、基板１６に端子を半田付けした
後、固定鏡筒１にビスで固定されたインタラプタであ
り、投光部と受光部の間を第２群鏡筒に一体的に設けた
遮光壁部５ｂが通過することで第２群鏡筒の基準位置を
検出し、ズームモータに入力するパルス数によって各ズ
ーム位置へ駆動するよう構成されている。フォーカス調
節も同様に、第４群鏡筒に設けた遮光壁部７ｂを後部鏡
筒２に取付けたインタラプタ１７、基板１８によって基
準位置として検出しステップ駆動するよう構成してい
る。

【００２３】次に、振れ補正ユニット４の構成について
説明する。

【００２４】図３は上記の振れ補正ユニット４の分解斜
視図であり、同図において、４０は固定枠であり、固定
鏡筒１との位置決めボス４０ａ（図２参照）、及び、後
部鏡筒２との位置決めボス４０ｂを各々２個有し、固定
鏡筒１と後部鏡筒２によって挟持されている。固定枠４
０の内周には固定レンズＬ３Ａ（図１参照）が保持され
ており、該固定レンズＬ３Ａの外周の円筒部４０ｄには
ゴムリング４３が保持されている。ゴムリング４３は、
振れ補正の電源を切っている時や、外部から強い衝撃を
受けた時に、後述する可動枠がまず始めに当接すること
によって、衝撃音を無くし、装置を保護する目的で取付
けられている。

【００２５】４１は振れ補正レンズであるＬ３Ｂを保持
した可動枠である。可動枠４１の外周に設けた３箇所の
穴４１ａにはピン４２が固定されている。ピン４２は固
定枠４０の長溝４０ｃに嵌合している。これらのピン４
２と長溝４０ｃが滑らかに摺動することにより、可動枠
４１は固定枠４０に対して所定の範囲で光軸と直角方向
に移動自在となっている。ここで、ピン４２、及びこれ
に対応した長溝４０ｃは１２０°ずつ等間隔で、同一平
面内に配置されており、摺動摩擦による負荷で可動枠４
１に光軸まわりのモーメントが働かないようバランスを
保っている。

【００２６】次に、可動枠４１の駆動方法について説明
する。

【００２７】４５ａ，４５ｂはコイルであり、夫々水平
方向（以下、Ｘ方向と記す）及び垂直方向（以下、Ｙ方
向と記す）の駆動用として可動枠４１に固定されてい
る。４６ａ，４６ｂはマグネットであり、各々Ｘ，Ｙ方
向に２極に着磁されている。マグネット４６ａ，４６ｂ
は鉄等の材料で作られた下ヨーク４７ａ，４７ｂに吸着
させ、固定枠４０の裏側から穴部４０ｈ、４０ｉに挿入
され、固定されている。そして、下ヨーク４７ａ，４７
ｂ同様の材料による上ヨーク４８を前方から後述するセ
ンサホルダ４９と共に固定枠４０の支柱４０ｆ，４０ｇ
にビス５３で固定することによってＸ，Ｙ方向駆動用の
磁気回路を構成している。

【００２８】５０ａ，５０ｂはＩＲＥＤ等の投光素子、
５１ａ，５１ｂはＰＳＤ等の受光素子であり、センサホ
ルダ４９に外周側から挿入され接着固定される。そし
て、夫々の投光素子，受光素子の間に可動枠４１に一体
的に設けた細長い穴状のスリット４１ｃ，４１ｄが挿入
され、投光素子５１ａ，５１ｂから投光された赤外光の
うちスリット４１ｃ，４１ｄを通過したものだけを受光
素子５１ａ，５１ｂによって受光し、可動枠４１のＸ方
向、及びＹ方向の位置を検出している。これらの投光素
子５０ａ，５０ｂ、受光素子５１ａ，５１ｂはフレキシ
ブルプリント基板５２（図中では分割して示している）
に接続され、図示しないカメラ本体側に設けた制御回路
と接続されている。

【００２９】図４は上記の振れ補正ユニット４をＣＣＤ
側から見た正面図である（センサ部、上ヨーク４８は取
り除いている）。図５は、図４の振れ補正ユニット４を
Ａ−Ａで示す位置で切断した断面図である。

【００３０】フレキシブルプリント基板５２は一部分が
伸張され、その先端部５２ａが可動枠４１の平面部に両
面テープ等で固定されている。先端部５２ａにはコイル
４５ａ，４５ｂに通電するためのランド５２ｂが４個所
設けられており、コイル４５ａ，４５ｂの端子が半田付
けにて接続されている。図５で示すように、フレキシブ
ルプリント基板５２はＵ字状に曲げられた屈曲部５２ｃ
を経て、固定部であるセンサホルダ４９に両面テープ等
で固定されている。そして、センサ部（投光素子５０
ａ，５０ｂ、受光素子５１ａ，５１ｂ）の接続と一体と
なって図示しないカメラ本体側に設けた制御回路と接続
されている。

【００３１】次に、振れ補正ユニット４の制御系につい
て説明する。

【００３２】図６は振れ補正ユニット４の制御系を示す
図である。７０は本システム全体の制御を司るマイコン
である。７１は振動ジャイロなどによって構成される振
れセンサであり、カメラの振れを角速度や角度として検
出する。

【００３３】マイコン７０は、振れセンサからの検出信
号に基づいてカメラ振れ量を演算し、このカメラ振れに
よって生ずる像振れをキャンセルするよう補正レンズＬ
３Ｂの目標位置を演算する。そして、この移動量の演算
結果に応じて、電磁アクチュエータのコイル４５ａ，４
５ｂに通電し、補正レンズＬ３Ｂを駆動する。その際、
補正レンズＬ３Ｂの位置を補正レンズ位置センサ（５
０，５１）により検出し、マイコン７０にフィードバッ
クすることで演算された目標位置に精度良く駆動され
る。

【００３４】ズームレンズにおいては、焦点距離によっ
て、同一振れ量であってもこれをキャンセルさせる補正
レンズＬ３Ｂの移動量（目標位置）が変化するため、第
２群レンズＬ２の駆動パルス数を計測し、ズーム位置セ
ンサ７２により焦点距離を検出し、それに応じて補正レ
ンズの駆動量を変化させるよう構成している。

【００３５】実際に補正レンズを駆動する際は、Ｘ方向
の駆動量とＹ方向の駆動量が合成されることで平面内の
あらゆる方向に駆動可能としているため、Ｘ，Ｙ方向の
駆動手段による保持力はそれぞれＸ，Ｙ方向のみ働くよ
うに構成されており、補正レンズが光軸まわりに回転す
る方向には保持力が働いていない。しかし、位置センサ
信号が変化しなくても、補正レンズが回転してしまうと
出力信号と実際の位置にずれが生じてしまうため、回転
を防止する手段が必要になる。

【００３６】この実施の形態では、図５に示す様にフレ
キシブルプリント基板５２が固定部と可動部の両方に固
定されており、それによって補正レンズの回転を防止す
るよう構成している。つまり、フレキシブルプリント基
板５２が弾性変形することで、その屈曲部５２ｃを回転
中心として揺動するように駆動される。補正レンズは若
干回転するが、通常の振れ補正ではほとんど中心に保持
されている場合が多いため、誤差量としては無視できる
範囲である。

【００３７】以上説明したように、補正レンズが光軸ま
わりに回転してしまうのを防止するために新たに部品を
追加することなく、コイルへの通電を行うフレキシブル
プリント基板５２の弾性変形を利用して適度に回転を防
止したうえ、平面内のあらゆる方向へ駆動可能としてい
る。そのため、回転防止部材による摺動が全くないた
め、摩擦による補正レンズの駆動特性の悪化を防止でき
る。また、回転防止部材のがたつきによる不快な作動音
や摺動音の発生を防止できるものである。

【００３８】（実施の第２の形態）図７は本発明の実施
の第２の形態に係る振れ補正ユニットの構成を示す図で
ある。なお、この実施の形態の構成は、基本構成におい
ては上記実施の第１の形態と同じであるので、共通する
構成要素については実施の第１の形態と同符号を付して
説明に代える。

【００３９】固定枠４０には外周３個所に周方向に長い
長溝４０ｃが設けられており（図では断面図で示してい
る）、可動枠４１に植設されたピン４２が係合してい
る。長溝４０ｃのうち一個所は幅狭部２４０ａを有して
おり、ピン４２が僅かな隙間で嵌合するように間隔を設
定している。また、幅狭部２４０ａは外形側を円弧形状
とし、ピン４２に接する面積を少なくしている。

【００４０】以上の構成より、可動枠４１は幅狭部２４
０ａを中心に揺動するように移動可能になる。そして、
幅狭部２４０ａではピン４２の軸方向にも移動可能なた
め、結果として補正レンズは光軸と直角な平面内を自由
に移動することが可能になる。

【００４１】この実施の形態では、回動中心となる位置
を、光軸方向からみて、位置検出のための２つのスリッ
ト４１ｃ，４１ｄの長手方向の中心軸の交点付近に設定
している。これによって位置検出誤差を小さくすること
ができる。また、回動中心をＸ，Ｙ方向の位置検出用の
センサ、及び駆動用コイルを配置した際の対称軸上（図
中、Ｚで示した線）に設けたため、Ｘ，Ｙ方向とも駆動
特性が等しくなり、振れ補正制御がし易くなるものであ
る。

【００４２】以上説明したように、この実施の第２の形
態では、補正レンズの回転を防止する新たな部品を追加
することなく、構成部品の一部を変形しただけなので、
簡単な構成で同様な効果が得られるものである。

【００４３】（実施の第３の形態）図８は本発明の実施
の第３の形態である振れ補正ユニットの構成を示してい
る。なお、この実施の形態の構成も、基本構成において
は上記実施の第１の形態と同じであるので、共通する構
成要素については実施の第１の形態と同符号を付して説
明に代える。

【００４４】固定枠４０の長溝４０ｃは実施の第１の形
態と同じであるが、可動枠４１には可動フック３４１ａ
が設けられており、固定枠４０に設けた固定フック３４
０ａとの間にコイルばね３０１が取付けられている。

【００４５】これによって可動枠４１はコイルばね３０
１の引張り力により、固定フック３４０ａを中心に回動
するように構成されている。従って、コイルばね一つを
取付けるだけで補正レンズの回転を抑えられるので、摺
動する部分もなく、良好な振れ補正を実現できる。

【００４６】（実施の第４の形態）図９及び図１０は本
発明の実施の第４の形態である振れ補正ユニットの構成
を示す図、図１０は図９の振れ補正ユニットをＢ−Ｂで
示す位置より見た側面図（一部断面図）である。なお、
この実施形態の構成も、基本構成においては上記実施の
第１の形態と同じであるので、共通する構成要素につい
ては実施の第１の形態と同符号を付して説明に代える。

【００４７】４５２で示したのはフレキシブルプリント
基板であり、中央部４５２ｃを可動枠４１の平面部に両
面テープ等で固定している。４４１ａ，４４１ｂは可動
枠４１に設けた位置決め用ボス、４５２ｄ，４５２ｅは
それに対応する嵌合穴である。中央部４５２ａには４つ
のランド４５２ｆを有し、コイル４５ａ，４５ｂの端子
が半田付けされている。４４１ｃはコイル端子が振れ補
正の際、固定部にぶつからないようにするため、可動枠
４１に設けたガイド壁である。

【００４８】フレキシブルプリント基板４５２は、図１
０に示すように光軸方向に折り曲げられ、左右に腕部４
５２ｇを伸張している。再び約９０度折り曲げられた腕
部４５２ｈは、センサホルダ４９に設けた２本のボス４
４９ａ，４４９ｂによって曲げ形状を維持するよう案内
され、その後センサホルダ４９に固定されたＩＲＥＤ５
０ａ，５１ｂ及びＰＳＤ５１ａ，５１ｂに半田付けされ
ている。Ｘ，Ｙ方向のコイル、及びＩＲＥＤ，ＰＳＤの
配線はそれぞれに一つにまとめられ、接続部４５２ａ，
４５２ｂからカメラ本体の振れ補正回路に接続されてい
る。

【００４９】フレキシブルプリント基板４５２は対称形
状をしており、腕部４５２ｇ，４５２ｈが変形すること
で、可動枠４１は光軸回りに回転することなく平面内を
平行移動可能となる。重量バランス、腕部の形状、摺動
部の摩擦のばらつき等によってある程度回転してしまう
と思われるが、フレキシブルプリント基板の形状を工夫
することによって回転量を小さくできるものである。

【００５０】（変形例）上記実施の各形態では、補正レ
ンズの駆動手段としてムービングコイルタイプのアクチ
ュエータを採用しているが、モータや電歪素子、他の電
磁アクチュエータでも良い。

【００５１】また、位置検出手段に関しても、投受光素
子を用いている例を示しているが、磁気を利用したセン
サ等でも同様な効果を奏する。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、補正レンズが光軸まわりに回転するのを
防止するための専用の部材を廃止すると共に、摺動によ
る駆動特性の悪化、及び作動音を低減することができる
像振れ補正装置を提供できるものである。

【００５３】また、請求項２記載の本発明によれば、薄
板状の可撓性部材の変形によって補正レンズの回転を適
度に抑えると共に摺動部分を削減し、目標位置に精度良
く駆動させることができる像振れ補正装置を提供できる
ものである。

【００５４】また、請求項３記載の本発明によれば、フ
レキシブルプリント基板の可撓性を支持部材に利用し、
特別な部品を追加することなく装置の簡略化を図ること
ができる像振れ補正装置を提供できるものである。

【００５５】また、請求項４記載の本発明によれば、構
成部品の一部を支持部材として兼用し、特別な部品を追
加することなく装置の簡略化を図ることができる像振れ
補正装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るビデオカメ
ラ用のズームレンズを示す断面図である。

【図２】図１のズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。

【図３】図１のズームレンズに搭載される振れ補正ユニ
ットの分解斜視図である。

【図４】図３の振れ補正ユニットを説明する平面図であ
る。

【図５】図４の振れ補正ユニットの断面図である。

【図６】振れ補正制御を示すシステム図である。

【図７】本発明の実施の第２の形態に係る振れ補正ユニ
ットを説明する平面図である。

【図８】本発明の実施の第３の形態に係る振れ補正ユニ
ットを説明する平面図である。

【図９】本発明の実施の第４の形態に係る振れ補正ユニ
ットを説明する平面図である。

【図１０】図９の振れ補正ユニットの断面図である。

【符号の説明】

４振れ補正ユニット４０固定枠４１可動枠４２ピン４５ａ，４５ｂコイル５０ａ，５０ｂＩＲＥＤ５１ａ，５１ｂＰＳＤ５２，４５２フレキシブルプリント基板３０１コイルばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主光学系の一部であり、像振れを抑制す
るための補正レンズと、該補正レンズを光軸に対し略直
交する面内で移動させるための駆動手段と、前記補正レ
ンズの移動位置を検出するための位置検出手段とを有し
た像振れ補正装置において、前記補正レンズを、前記光軸に対し略直交する面内での
回動及び回動中心を通る直進方向の移動を可能とする支
持部材で保持したことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】前記支持部材は、薄板状の可撓性部材で
あることを特徴とする請求項１記載の像振れ補正装置。
【請求項３】前記支持部材は、制御回路と前記駆動手
段と前記位置検出手段の少なくとも一方の電気接続を行
うフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請
求項１記載の像振れ補正装置。
【請求項４】前記支持部材は、前記補正レンズの光軸
方向への移動を禁止し、前記光軸と直角方向の面内への
移動のみ可能とするためのガイド部材を兼用することを
特徴とする請求項１記載の像振れ補正装置。