(57)【要約】      （修正有）【課題】光学ユニットにおける鏡胴の駆動速度を向上させる。【解決手段】光学ユニットは、鏡胴１１０、筐体１２０、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を具備する。鏡胴１１０は、撮像光学系を備える。筐体１２０は、鏡胴１１０を支持するために撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部１２３および後方支持部１２４を備える。前方駆動部１３０は、鏡胴１１０および前方支持部１２３を接続するとともに鏡胴１１０を駆動する。後方駆動部１４０は、鏡胴１１０および後方支持部１２４を接続するとともに鏡胴１１０を駆動する。【選択図】図２
2020197573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を備える鏡胴と、
前記鏡胴を支持するために前記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、
前記鏡胴および前記前方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する前方駆動部と、
前記鏡胴および前記後方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する後方駆動部と
を具備する光学ユニット。
【請求項２】
前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記鏡胴を変位させることにより駆動する請求項１記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記鏡胴を変位させる駆動素子が配置される請求項２記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記駆動素子は、圧電素子により構成される請求項３記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記前方駆動部および前記後方駆動部は、複数の前記駆動素子が配置される請求項３記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記後方駆動部は、前記複数の駆動素子のそれぞれが前記前方駆動部の複数の駆動素子と対向する位置に配置される請求項５記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記後方駆動部は、前記複数の駆動素子のそれぞれが前記前方駆動部の複数の駆動素子とずれた位置に配置される請求項５記載の光学ユニット。
【請求項８】
前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記光軸に対して斜めに配置される請求項１記載の光学ユニット。
【請求項９】
前記鏡胴は、前記前方駆動部および前記後方駆動部が接続される駆動部接続部を備える請求項１記載の光学ユニット。
【請求項１０】
前記前方駆動部および前記後方駆動部の少なくとも１つは、入射光の遮光をさらに行う請求項１記載の光学ユニット。
【請求項１１】
撮像素子と、
前記撮像素子に被写体を結像する撮像光学系を備える鏡胴と、
前記鏡胴を支持するために前記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、
前記鏡胴および前記前方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する前方駆動部と、
前記鏡胴および前記後方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する後方駆動部と
を具備する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学ユニットおよび撮像装置に関する。詳しくは、鏡胴を駆動する光学ユニットおよび当該光学ユニットを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の撮像装置において、レンズ等の光学系が配置された鏡胴を備える光学ユニットが使用されている。この光学ユニットにおいては、光学系や鏡胴の位置を調整することにより、被写体の焦点位置を調整することができる。このような鏡胴等の位置の調整は、印加される電圧に応じて自身が伸縮する駆動素子を使用して鏡胴等を変位させることにより行うことができる。この駆動素子には、電歪型高分子アクチュエータを使用することができる。この電歪型高分子アクチュエータは、２つの電極の間に高分子エラストマを配置して構成された駆動素子である。この２つの電極の間に電圧を印加してクーロン力を発生させて高分子エラストマを変形させることにより、電歪型高分子アクチュエータが伸縮する。
【０００３】
このような光学ユニットとして、例えば、円筒形状に構成された駆動素子を鏡胴の撮像面側の端面に配置した光学ユニットが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この光学ユニットにおいては、駆動素子が鏡胴を支持するとともに、駆動素子に駆動電源を供給することにより駆動素子が光軸方向に伸張し、鏡胴を光軸方向に駆動する。また、駆動素子を複数の素子に分割してそれぞれ個別に駆動電源を印加して駆動することにより、鏡胴を傾けることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０６９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、鏡胴の駆動速度が遅いという問題がある。鏡胴の撮像面側の端面のみに駆動素子が配置される構成のため、駆動力が不足して駆動速度が遅くなるという問題がある。
【０００６】
本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、光学ユニットにおける鏡胴の駆動速度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、撮像光学系を備える鏡胴と、上記鏡胴を支持するために上記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、上記鏡胴および上記前方支持部を接続するとともに上記鏡胴を駆動する前方駆動部と、上記鏡胴および上記後方支持部を接続するとともに上記鏡胴を駆動する後方駆動部とを具備する光学ユニットである。
【０００８】
また、この第１の態様において、上記前方駆動部および上記後方駆動部は、上記鏡胴を変位させることにより駆動してもよい。
【０００９】
また、この第１の態様において、上記前方駆動部および上記後方駆動部は、上記鏡胴を変位させる駆動素子が配置されてもよい。
【００１０】
また、この第１の態様において、上記駆動素子は、圧電素子により構成されてもよい。
【００１１】
また、この第１の態様において、上記前方駆動部および上記後方駆動部は、複数の上記駆動素子が配置されてもよい。
【００１２】
また、この第１の態様において、上記後方駆動部は、上記複数の駆動素子のそれぞれが上記前方駆動部の複数の駆動素子と対向する位置に配置されてもよい。
【００１３】
また、この第１の態様において、上記後方駆動部は、上記複数の駆動素子のそれぞれが上記前方駆動部の複数の駆動素子とずれた位置に配置されてもよい。
【００１４】
また、この第１の態様において、上記前方駆動部および上記後方駆動部は、上記光軸に対して斜めに配置されてもよい。
【００１５】
また、この第１の態様において、上記鏡胴は、上記前方駆動部および上記後方駆動部が接続される駆動部接続部を備えてもよい。
【００１６】
また、この第１の態様において、上記前方駆動部および上記後方駆動部の少なくとも１つは、入射光の遮光をさらに行ってもよい。
【００１７】
また、本開示の第２の態様は、撮像素子と、上記撮像素子に被写体を結像する撮像光学系を備える鏡胴と、上記鏡胴を支持するために上記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、上記鏡胴および上記前方支持部を接続するとともに上記鏡胴を駆動する前方駆動部と、上記鏡胴および上記後方支持部を接続するとともに上記鏡胴を駆動する後方駆動部とを具備する撮像装置である。
【００１８】
このような態様を採ることにより、鏡胴が前方駆動部および後方駆動部により駆動されるという作用をもたらす。前方および後方のそれぞれの方向からの駆動力の伝達が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図３】本開示の第１の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図５】本開示の第２の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図７】本開示の第２の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の他の例を示す図である。
【図８】本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図９】本開示の第４の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図１０】本開示の第５の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。
【図１１】本技術が適用され得る装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図１２】本開示の実施の形態に係る光軸の調整方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
【００２１】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の構成］
図１は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。同図におけるＡは撮像装置１０の構成例を表す上面図であり、同図におけるＢは撮像装置１０の構成例を表す側面図である。同図の撮像装置１０は、基板１１と、光学ユニット１００と、制御部２００と、信号ケーブル１５と、コネクタ１６とを備える。
【００２２】
基板１１は、後述する撮像素子１２、光学ユニット１００および制御部２００が実装される基板である。この基板１１には、撮像素子１２等の信号を伝達する配線が配置される。
【００２３】
光学ユニット１００は、撮像素子１２に被写体を結像するとともに撮像素子１２を保護するものである。この光学ユニット１００は、鏡胴１１０および筐体１２０を備える。
【００２４】
鏡胴１１０は、レンズ等の光学系を備えて被写体を撮像素子１２に結像するものである。同図の鏡胴１１０は、円筒形状に構成される鏡胴の例を表したものである。
【００２５】
筐体１２０は、鏡胴１１０を保持するとともに撮像素子１２を覆うものである。筐体１２０の上面中央部には開口部１２１が配置される。鏡胴１１０は、この開口部１２１に捜通されて配置される。また、筐体１２０には、鏡胴１１０を駆動する駆動部が配置される。
【００２６】
制御部２００は、筐体１２０の駆動部の制御を行うものである。この制御部２００は、上述の駆動部に駆動信号を出力することにより、制御を行う。また、制御部２００は、撮像素子１２の制御および撮像素子１２により生成された画像信号の処理を行うこともできる。
【００２７】
信号ケーブル１５は、画像信号等の信号を伝達するものである。同図の信号ケーブル１５は、複数の信号線により構成され、基板１１の配線に接続される。同図の信号ケーブル１５には、カメラ等の機器に接続するためのコネクタ１６が配置される。
【００２８】
［撮像装置の断面の構成］
図２は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す断面図である。同図において、撮像装置１０は、撮像素子１２と、鏡胴１１０と、筐体１２０と、前方駆動部１３０と、後方駆動部１４０とを備える。なお、同図においては、信号ケーブル１５およびコネクタ１６の記載を省略した。
【００２９】
撮像素子１２は、入射光に応じた画像信号を生成して出力する半導体素子である。この撮像素子１２は、半導体チップにより構成され、基板１１にベアチップ実装される。具体的には、撮像素子１２は、基板１１に接着され、ボンディングワイヤ１３により基板１１に形成されたパッド（不図示）に接続される。このパッドは、基板１１の配線に接続される。
【００３０】
鏡胴１１０は、被写体と撮像素子１２との間に配置され、被写体を撮像素子１２の受光面に結像する。同図の鏡胴１１０は、上述のように円筒形状に構成され、光学系として複数のレンズ１１２が配置される例を表したものである。鏡胴１１０の光学系は、被写体から撮像素子１２の中央部を通る光軸に位置が調整される。また、鏡胴１１０の撮像素子１２側の端部には、円盤状の駆動部接続部１１１が配置される。この駆動部接続部１１１は、後述する駆動部が接続される部分である。
【００３１】
筐体１２０は、基板１１に隣接して配置され、撮像素子１２を囲繞する位置に配置される。同図の筐体１２０は、撮像素子１２を囲繞する形状の側板１２２に天板および底板が付設されて構成される例を表したものである。天板は、筐体１２０の上面に配置される。この天板には開口部１２１が形成されて、上述の鏡胴１１０が捜通される。一方、底板は、筐体１２０の底面に配置される。この底板には開口部１２５が形成され、開口部１２５に隣接する位置の基板１１に撮像素子１２が配置される。底板は、例えば、接着剤により基板１１に接着することができる。天板は筐体１２０における被写体寄りの位置に配置され、底板は筐体１２０における撮像素子１２寄りの位置に配置される。ここで、鏡胴１１０の光学系の光軸における被写体に向かう方向および撮像素子１２に向かう方向をそれぞれ前方および後方と想定する。天板および底板は、筐体１２０のそれぞれ前方および後方に配置されることとなる。
【００３２】
開口部１２１の近傍の天板部分は、鏡胴１１０を支持するための前方支持部１２３を構成する。この前方支持部１２３には、後述する前方駆動部１３０が接続される。前方支持部１２３は、前方駆動部１３０を介して鏡胴１１０を支持する。一方、開口部１２５の近傍の底板部分は、鏡胴１１０を支持するための後方支持部１２４を構成する。この後方支持部１２４には、後述する後方駆動部１４０が接続される。後方支持部１２４は、後方駆動部１４０を介して鏡胴１１０を支持する。前方支持部１２３および後方支持部１２４は、それぞれ筐体１２０の前方および後方に配置され、鏡胴１１０を支持する。
【００３３】
前方駆動部１３０は、鏡胴１１０と筐体１２０の前方支持部１２３とを接続するものである。また、前方駆動部１３０は、鏡胴１１０の駆動をさらに行う。具体的には、前方駆動部１３０は、自身が伸縮することにより鏡胴１１０を変位させて駆動することができる。同図の前方駆動部１３０は、複数の駆動素子１３１乃至１３４により構成される。同図には、駆動素子１３１および１３３を記載した。駆動素子１３１等は、例えば、圧電素子により構成することができる。この圧電素子は、セラミック等の圧電体を２つの電極により挟持して構成された素子である。この２つの電極間に電圧を印加することにより収縮させることができる。また、セラミックの代わりに高分子エラストマを使用した圧電素子を使用することもできる。また、圧電体の種類によっては、２つの電極に印加する電圧の極性を反転することにより、伸張させることも可能である。
【００３４】
後方駆動部１４０は、鏡胴１１０と筐体１２０の後方支持部１２４とを接続するものである。また、後方駆動部１４０は、鏡胴１１０の駆動をさらに行う。前方駆動部１３０と同様に、後方駆動部１４０は、自身が伸縮することにより鏡胴１１０を駆動することができる。同図の後方駆動部１４０は、複数の駆動素子１４１乃至１４４により構成される。同図には、駆動素子１４１および１４３を記載した。駆動素子１３１等と同様に、駆動素子１４１等は、圧電素子により構成することができる。なお、駆動素子１３１等および駆動素子１４１等には不図示の配線が接続され、この配線を介して駆動信号が伝達される。この駆動信号に基づく電圧が駆動素子１３１等の電極に印加される。
【００３５】
前方駆動部１３０および後方駆動部１４０は、鏡胴１１０の駆動部接続部１１１に接続される。前方駆動部１３０を構成する駆動素子１３１等は、駆動部接続部１１１の前方側の面に接続される。一方、後方駆動部１４０を構成する駆動素子１４１等は、駆動部接続部１１１の後方側の面に接続される。このように、鏡胴１１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を介して筐体１２０に保持される。駆動素子１３１等および駆動素子１４１等の配置の詳細については後述する。
【００３６】
同図において、前方駆動部１３０（図３において後述する駆動素子１３１乃至１３４）を収縮させることにより鏡胴１１０を前方に変位されることができ、後方駆動部１４０（図３において後述する駆動素子１４１乃至１４４）を収縮させることにより鏡胴１１０を後方に変位させることができる。また、前方駆動部１３０を伸張させることにより鏡胴１１０を後方に変位させることができ、後方駆動部１４０を伸張させることにより鏡胴１１０を前方に変位させることができる。これらにより、被写体の焦点位置の調整を行うことができる。
【００３７】
また、前方駆動部１３０を収縮させるとともに後方駆動部１４０を伸張させる場合には、鏡胴１１０への駆動力を略２倍に向上させることができる。同様に、前方駆動部１３０を伸張させるとともに後方駆動部１４０を収縮させる場合においても、鏡胴１１０への駆動力を向上させることができる。これにより、鏡胴１１０の変位速度を向上させることができる。
【００３８】
また、鏡胴１１０に対して対角に位置する駆動素子を伸縮させることにより、鏡胴１１０を傾ける方向に変位させることができる。具体的には、駆動素子１３１および駆動素子１４３を収縮させることにより、鏡胴１１０を同図の右斜め方向に傾けることができる。この際、駆動素子１３３および駆動素子１４１を伸張させることにより、鏡胴１１０への駆動力を向上させることができる。また、駆動素子１３３および駆動素子１４１を収縮させることにより、鏡胴１１０を同図の左斜め方向に傾けることができる。
【００３９】
なお、同図の前方駆動部１３０および後方駆動部１４０は、光学系の光軸に対して斜めに配置される。具体的には、駆動素子１３１乃至１３４は、前方支持部１２３から駆動部接続部１１１に向かう斜めの方向であり光軸に接近する方向に配置される。同様に駆動素子１４１乃至１４４は、後方支持部１２４から駆動部接続部１１１に向かう斜めの方向であり光軸に接近する方向に配置される。これにより、鏡胴１１０を光軸に対して垂直な方向に変位させることができる。具体的には、駆動素子１３１および駆動素子１４１を収縮させることにより鏡胴１１０を同図の左側に変位させることができ、駆動素子１３３および駆動素子１４３を収縮させることにより鏡胴１１０を同図の右側に変位させることができる。また、駆動素子１３１および駆動素子１４１を伸張させることにより鏡胴１１０を同図の右側に変位させることができ、駆動素子１３３および駆動素子１４３を伸張させることにより鏡胴１１０を同図の左側に変位させることができる。
【００４０】
なお、鏡胴１１０を左側に変位させる際、駆動素子１３１および駆動素子１４１を収縮させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４３を伸張させることにより、駆動力を向上させることができる。同様に、鏡胴１１０を右側に変位させる際、駆動素子１３１および駆動素子１４１を伸張させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４３を収縮させることにより、駆動力を向上させることができる。このように、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を斜めに配置することにより、鏡胴１１０を光軸に対して垂直な方向に変位させることが可能となる。
【００４１】
このように、駆動素子１３１等を使用して鏡胴１１０を駆動することにより、モータ等の機構部品を使用する場合と比較して、撮像装置１０を小型化および低消費電力化することができる。
【００４２】
なお、撮像装置１０の構成は、この例に限定されない。例えば、駆動部接続部１１１は、鏡胴１１０の側面の中央部に配置することもできる。また、駆動部接続部１１１を省略し、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を鏡胴１１０の側面に直接接続することもできる。このような場合であっても前方駆動部１３０および後方駆動部１４０がそれぞれ前方および後方に配置されるのは勿論である。
【００４３】
［駆動素子の配置］
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、光学ユニット１００を前方より見た図であり、駆動素子１３１乃至１３４および駆動素子１４１乃至１４４の配置の一例を表す図である。同図において、２点鎖線の矩形は、筐体１２０の側板１２２の端部を表す。実線の円は、筐体１２０の天板の開口部１２１を表すとともに前方支持部１２３の端部を表す。１点鎖線の円は、筐体１２０の底板の開口部１２５を表すとともに後方支持部１２４の端部を表す。点線の円は、鏡胴１１０の駆動部接続部１１１を表す。
【００４４】
同図におけるＡは、駆動素子１３１乃至１３４の配置を表す図である。同図におけるＡにおいて、破線により囲まれた領域は、駆動素子１３１乃至１３４を表す。同図におけるＡに表したように、駆動素子１３１乃至１３４は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１に沿う円周上において９０度の間隔に配置される。
【００４５】
同図におけるＢは、駆動素子１４１乃至１４４の配置を表す図である。同図におけるＢにおいて、破線により囲まれた領域は、駆動素子１４１乃至１４４を表す。同図におけるＢに表したように、駆動素子１４１乃至１４４は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１に沿う円周上において９０度の間隔に配置され、駆動素子１３１乃至１３４とそれぞれ重なる位置に配置される。このように、駆動素子１４１乃至１４４は、駆動素子１３１乃至１４４のそれぞれと駆動部接続部１１１を挟んで対向する位置に配置される。
【００４６】
同図において、光軸の方向をｚ軸と想定する。鏡胴１１０をｚ軸に沿って前方に変位させる際には、前述のように、駆動素子１３１乃至１３４を収縮させるとともに駆動素子１４１乃至１３４を伸張させて行うことができる。また、鏡胴１１０をｚ軸に沿って後方に変位させる際には、前述のように、駆動素子１３１乃至１３４を伸張させるとともに駆動素子１４１乃至１３４を収縮させて行うことができる。
【００４７】
また、同図の紙面の横方向をｘ軸と想定し、同図における右側および左側をそれぞれ正および負の方向と想定する。また、同図の紙面の縦方向をｙ軸と想定し、同図における上側および下側をそれぞれ正および負の方向と想定する。鏡胴１１０をｘ軸の正の方向に変位させる際には、前述のように、駆動素子１３１および駆動素子１４１を伸張させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４３を収縮させることにより行うことができる。また、鏡胴１１０をｘ軸の負の方向に変位させる際には、例えば、駆動素子１３１および駆動素子１４１を収縮させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４３を伸張させることにより行うことができる。
【００４８】
また、鏡胴１１０をｙ軸の正の方向に変位させる際には、例えば、駆動素子１３２および駆動素子１４２を収縮させるとともに駆動素子１３４および駆動素子１４４を伸張させることにより行うことができる。また、鏡胴１１０をｙ軸の負の方向に変位させる際には、例えば、駆動素子１３２および駆動素子１４２を伸張させるとともに駆動素子１３４および駆動素子１４４を収縮させることにより行うことができる。
【００４９】
また、鏡胴１１０をｘ軸の正の方向に傾ける際には、上述のように、駆動素子１３１および駆動素子１４３を伸張させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４１を収縮させることにより行うことができる。また、鏡胴１１０をｘ軸の負の方向に傾ける際には、上述のように、駆動素子１３１および駆動素子１４３を収縮させるとともに駆動素子１３３および駆動素子１４１を伸張させることにより行うことができる。これにより、鏡胴１１０をｙ軸に沿う回転方向（β方向）に変位させることができる。
【００５０】
また、鏡胴１１０をｙ軸の正の方向に傾ける際には、例えば、駆動素子１３２および駆動素子１４４を収縮させるとともに駆動素子１３４および駆動素子１４２を伸張させることにより行うことができる。また、鏡胴１１０をｙ軸の負の方向に傾ける際には、例えば、駆動素子１３２および駆動素子１４４を伸張させるとともに駆動素子１３４および駆動素子１４２を収縮させることにより行うことができる。これにより、鏡胴１１０をｘ軸に沿う回転方向（α方向）に変位させることができる。
【００５１】
また、駆動素子１３２および１３３ならびに駆動素子１４２および１４３を収縮させるとともに駆動素子１３４および１３１ならびに駆動素子１４４および１４１を伸張させることにより、鏡胴１１０を同図の右上方向に変位させることができる。また、印加する電圧を調整することにより駆動素子１３１乃至１３４および駆動素子１４１乃至１４４の変位を調整することもできる。このように、同図の光学ユニット１００は、ｚ軸に沿う回転を除いた任意の方向に鏡胴１１０を変位させることができる。
【００５２】
このような前方駆動部１３０および後方駆動部１４０による鏡胴１１０の駆動は、撮像時の被写体の焦点位置の調整や手ぶれ補正の際に行うことができる。また、鏡胴１１０を駆動することにより、あおり撮影等を行うこともできる。また、撮像装置１０の製造工程における光軸の調整の際に行うこともできる。
【００５３】
［変形例］
上述の光学ユニット１００は、駆動素子１３１乃至１３４および駆動素子１４１乃至１４４を備えていたが、駆動素子の配置を変更することもできる。
【００５４】
図４は、本開示の第１の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、図３と同様に、光学ユニット１００を前方より見た図である。駆動素子１３４および駆動素子１４４を省略する点で、図３の光学ユニット１００と異なる。
【００５５】
同図におけるＡにおいて、駆動素子１３１乃至１３３は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１２０度の間隔に配置される。また、同図におけるＢにおいて、駆動素子１４１乃至１４３は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１２０度の間隔に配置され、駆動素子１３１乃至１３３とそれぞれ重なる位置に配置することができる。
【００５６】
以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０により鏡胴１１０を筐体１２０に接続するとともに駆動する。鏡胴１１０を前方および後方の双方から駆動して変位させることができ、駆動力を向上させることができる。駆動速度の向上が可能となる。
【００５７】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０を構成する駆動素子１３１等と後方駆動部１４０を構成する駆動素子１４１等とが上面視において重なる位置に配置されていた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を構成する駆動素子が上面視においてずれた位置に配置される点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００５８】
［駆動素子の配置］
図５は、本開示の第２の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、図３と同様に、光学ユニット１００を前方より見た図であり、駆動素子１３１等および駆動素子１４１等の配置の一例を表す図である。駆動素子１３３および１３４ならびに駆動素子１４３および１４４が省略され、駆動素子１３１等および駆動素子１４１等がずれた位置に配置される点で、図３において説明した光学ユニット１００と異なる。
【００５９】
同図におけるＡにおいて、駆動素子１３１および１３２は、鏡胴１１０を挟んだ対向する位置に配置される。すなわち、駆動素子１３１および１３２は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１８０度の間隔に配置される。
【００６０】
同図におけるＢにおいて、駆動素子１４１および１４２は、駆動素子１３１および１３２と同様に、鏡胴１１０を挟んだ対向する位置に配置される。駆動素子１４１および１４２は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１８０度の間隔に配置され、駆動素子１３１および１３２と９０度ずれた位置に配置される。すなわち、駆動素子１４１および１４２は、駆動素子１３１および１３２に対して鏡胴１１０の円周方向にずれた位置に配置される。このように、鏡胴１１０は、駆動素子１３１および１３２ならびに駆動素子１４１および１４２により４点支持される。これにより、鏡胴１１０の位置や傾きの安定化が可能となる。
【００６１】
鏡胴１１０をｚ軸に沿って前方に変位させる際には、例えば、駆動素子１３１および１３２を収縮させるとともに駆動素子１４１および１４２を伸張させることにより行うことができる。また、鏡胴１１０をｚ軸に沿って後方に変位させる際には、例えば、駆動素子１３１および１３２を伸張させるとともに駆動素子１４１および１４２を収縮させることにより行うことができる。
【００６２】
また、駆動素子１３１および１３２の何れかを伸縮させることにより、鏡胴１１０をα方向に回転させることができる。また、駆動素子１４１および１４２の何れかを伸縮させることにより、鏡胴１１０をβ方向に回転させることができる。
【００６３】
［変形例］
上述の光学ユニット１００は、駆動素子１３１および１３２ならびに駆動素子１４１および１４２を備えていたが、この駆動素子を増加させることもできる。
【００６４】
図６は、本開示の第２の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、図５と同様に、光学ユニット１００を前方より見た図である。駆動素子１３３および駆動素子１４３が追加される点で、図５の光学ユニット１００と異なる。
【００６５】
同図におけるＡにおいて、駆動素子１３１乃至１３３は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１２０度の間隔に配置される。また、同図におけるＢにおいて、駆動素子１４１乃至１４３は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１に沿う円周上において１２０度の間隔に配置され、駆動素子１３１乃至１３３と６０度ずれた位置に配置される。
【００６６】
配置される駆動素子を増加させることにより、鏡胴１１０の変位範囲を広くすることができる。例えば、駆動素子１３２および１３３ならびに駆動素子１４２を収縮させるとともに駆動素子１３１ならびに駆動素子１４３および１４１を伸張させることにより、鏡胴１１０を同図の右上方向に変位させることが可能となる。
【００６７】
図７は、本開示の第２の実施の形態の変形例に係る駆動素子の配置の他の例を示す図である。駆動素子１３３および１３４ならびに駆動素子１４３および１４４が追加される点で、図５の光学ユニット１００と異なる。
【００６８】
同図におけるＡにおいて、駆動素子１３１乃至１３４は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１に沿う円周上において９０度の間隔に配置される。また、同図におけるＢにおいて、駆動素子１４１乃至１４４は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１に沿う円周上において９０度の間隔に配置され、駆動素子１３１乃至１３４と４５度ずれた位置に配置される。
【００６９】
配置される駆動素子数がさらに増加するため、鏡胴１１０の変位の細かい調整が可能となる。
【００７０】
これ以外の撮像装置１０の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像装置１０の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０を構成する駆動素子数を削減することができ、撮像装置１０の構成を簡略化することができる。
【００７２】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０が光学系の光軸に対して斜めに配置されていた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０が光軸に対して平行に配置される点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００７３】
［撮像装置の断面の構成］
図８は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に撮像装置１０の構成例を表す図である。前方駆動部１３０および後方駆動部１４０が鏡胴１１０と平行な方向に配置される点で、図２において説明した撮像装置１０と異なる。
【００７４】
同図の前方駆動部１３０は、駆動素子３３１乃至３３４により構成される（駆動素子３３２および３３４は不図示）。この駆動素子３３１乃至３３４は、前方支持部１２３および駆動部接続部１１１の間において鏡胴１１０に対して平行な方向に配置され、前方支持部１２３および鏡胴１１０を接続する。また、同図の後方駆動部１４０は、駆動素子３４１乃至３４４により構成される（駆動素子３４２および３４４は不図示）。この駆動素子３４１乃至３４４は、後方支持部１２４および駆動部接続部１１１の間において鏡胴１１０に対して平行な方向に配置され、後方支持部１２４および鏡胴１１０を接続する。これら前方駆動部１３０および後方駆動部１４０により、鏡胴１１０のｚ軸方向の変位やαおよびβ方向の回転が可能となる。
【００７５】
このように、同図の前方駆動部１３０および後方駆動部１４０は、鏡胴１１０の光学系の光軸に平行な方向に配置され、鏡胴１１０の駆動を行う。前方駆動部１３０等を構成する駆動素子を斜め方向に配置する必要がないため、光学ユニット１００の製造工程を簡略化することができる。
【００７６】
これ以外の撮像装置１０の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像装置１０の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像装置１０は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０が鏡胴１１０の光軸に対して平行な方向に配置される。これにより、撮像装置１０の光学ユニット１００の製造工程を簡略化することができる。
【００７８】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１０は、鏡胴１１０のｘ、ｙ、ｚ、αおよびβ方向の変位を行っていた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の撮像装置１０は、鏡胴１１０のθ方向の変位をさらに行う点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００７９】
［駆動素子の配置］
図９は、本開示の第４の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、図３と同様に、光学ユニット１００を前方より見た図であり、駆動素子１３１等および駆動素子１４１等の配置の一例を表す図である。筐体１２０および駆動部接続部１１１に突部１２６および１１４がそれぞれ配置され、駆動素子１５１および１５２がさらに配置される点で、図３において説明した光学ユニット１００と異なる。
【００８０】
同図の筐体１２０は、側板１２２に２つの突部１２６が配置される。この突部１２６は、側板１２２の光軸に対称な位置に配置される。また、同図の駆動部接続部１１１は、２つの突部１１４が配置される。この突部１１４は、駆動部接続部１１１の光軸に対称な位置に配置される。
【００８１】
駆動素子１５１および１５２は、側板１２２の突部１２６と駆動部接続部１１１の突部１１４との間に配置され、鏡胴１１０を光軸に対して回転方向（θ方向）に変位させるものである。この駆動素子１５１および１５２は、伸縮する方向が駆動部接続部１１１の外周の接線に平行な方向となる向きに配置される。また、この駆動素子１５１および１５２は、それぞれ光軸に対して対称な位置に配置され、鏡胴１１０の回転方向の駆動を行う。同図において、駆動素子１５１および１５２を収縮させることにより反時計回りに鏡胴１１０を変位させることができ、駆動素子１５１および１５２を伸張させることにより時計回りに鏡胴１１０を変位させることができる。駆動素子１５１および１５２を追加することにより、鏡胴１１０のｘ、ｙ、ｚ、α、βおよびθ方向の６軸の変位が可能となる。
【００８２】
なお、撮像装置１０の構成は、この例に限定されない。例えば、それぞれ３つ以下の駆動素子１３１等および駆動素子１４１等を配置する構成にすることもできる。
【００８３】
これ以外の撮像装置１０の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像装置１０の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像装置１０は、伸縮する方向が駆動部接続部１１１の外周の接線に平行な方向となる向きの駆動素子１５１および１５２を配置することにより、鏡胴１１０のθ方向の変位をさらに行うことができる。
【００８５】
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態の撮像装置１０は、駆動素子１３１乃至１３４および駆動素子１４１乃至１４４を備えていた。これに対し、本開示の第５の実施の形態の撮像装置１０は、入射光を遮光する駆動素子を備える点で、上述の第２の実施の形態と異なる。
【００８６】
［駆動素子の配置］
図１０は、本開示の第５の実施の形態に係る駆動素子の配置の一例を示す図である。同図は、図７と同様に、光学ユニット１００を前方より見た図であり、駆動素子の配置の一例を表す図である。駆動素子１３１乃至１３４および駆動素子１４１乃至１４４の代わりに駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８が配置される点で、図７において説明した光学ユニット１００と異なる。
【００８７】
駆動素子１３５乃至１３８は、前方駆動部１３０を構成する。この駆動素子１３５乃至１３８は、鏡胴１１０を駆動するとともに、入射光の遮光を行う。また、駆動素子１４５乃至１４８は、後方駆動部１４０を構成し、駆動素子１３５乃至１３８に対してずれた位置に配置される。この駆動素子１４５乃至１４８は、鏡胴１１０を駆動するとともに、入射光の遮光を行う。これら駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８を配置して遮光することにより、開口部１２１における筐体１２０および鏡胴１１０の間隙を介して光学ユニット１００内に入射する光を低減することができる。駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８には、例えば、遮光材料が分散された高分子エラストマを使用した圧電素子を使用することができる。また、同図に表したように、図７に表した駆動素子１３１等と比較して広い面積に構成された駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８を使用することにより遮光能力を向上させることができる。
【００８８】
なお、撮像装置１０の構成は、この例に限定されない。例えば、駆動素子１３５乃至１３８等のサイズを変更して隣接する駆動素子と接する形状にすることもできる。また、駆動素子１３５乃至１３８と駆動素子１４５乃至１４８との何れかを遮光能力を有さない駆動素子に置き換えることもできる。
【００８９】
これ以外の撮像装置１０の構成は本開示の第２の実施の形態において説明した撮像装置１０の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００９０】
以上説明したように、本開示の第５の実施の形態の撮像装置１０は、駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８を配置して入射光を遮光する。これにより、撮像素子１２への入射光の漏洩を防ぎ、画質の低下を防ぐことができる。
【００９１】
なお、第４の実施の形態の駆動素子１５１および１５２を第１乃至第３の実施の形態の光学ユニット１００に組み合わせてもよい。また、第５の実施の形態の駆動素子１３５乃至１３８および駆動素子１４５乃至１４８と同様に、第１乃至第３の実施の形態の光学ユニット１００の駆動素子として入射光の遮光を行う駆動素子を適用してもよい。
【００９２】
＜第６の実施の形態＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等に搭載される撮像装置として実現されてもよい。
【００９３】
［カメラの構成］
図１１は、本技術が適用され得る装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１は、撮像装置１０と、記録部５とを備える。同図の撮像装置１０においては、筐体１２０の記載を省略した。
【００９４】
記録部５は、撮像装置１０により生成された画像を記録するものである。この記録部５には、例えば、半導体メモリやハードディスク等の記憶装置を使用することができる。
【００９５】
同図の制御部２００は、撮像制御部２０１と、画像処理部２０２と、鏡胴駆動部２０３とを備える。
【００９６】
撮像制御部２０１は、撮像装置１０における撮像を制御するものである。この撮像制御部２０１は、撮像素子１２および画像処理部２０２に対して制御信号を出力することにより、撮像の制御を行う。例えば、押しボタンスイッチ等の入力装置（不図示）からの信号に基づいて、撮像素子１２に対して撮像を開始させる制御信号を生成して出力することができる。この制御信号が入力された撮像素子１２は、所定の露光期間の経過後に画像信号を生成して出力する。また、撮像制御部２０１は、後述する鏡胴駆動部２０３に対して制御信号を出力し、鏡胴駆動部２０３を制御することができる。例えば、撮像制御部２０１は、撮像の際に、鏡胴１１０を光軸に対して前方または後方に変位させる制御信号を生成して鏡胴駆動部２０３に出力し、被写体の焦点位置の調整を行うことができる。
【００９７】
鏡胴駆動部２０３は、鏡胴１１０を駆動するものである。この鏡胴駆動部２０３は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を構成する駆動素子の駆動信号を生成して出力することにより、鏡胴１１０の駆動を行う。また、鏡胴駆動部２０３は、前方駆動部１３０および後方駆動部１４０を構成する駆動素子１３１等および駆動素子１４１等の駆動信号の補正値を保持する。この補正値は、鏡胴１１０の光軸の調整のために鏡胴１１０を変位させる制御信号の初期値である。例えば、被写体の焦点位置の調整のために鏡胴１１０を前方および後方に変位させる際の駆動信号には補正値が重畳されて出力される。これにより、鏡胴１１０の光軸が調整された状態を保持しながら焦点位置の調整を行うことができる。
【００９８】
画像処理部２０２は、撮像素子１２により生成された画像信号の処理を行うものである。この画像処理部２０２は、撮像制御部２０１からの制御信号に基づいて、画像信号の処理を行う。この画像信号の処理には、例えば、画像信号からの画像の生成の処理が該当する。また、生成された画像は、前述の記録部５に対して出力される。また、画像処理部２０２は、生成された画像の評価の処理を行うこともできる。この評価は、画像の不具合等を検出することにより、光軸の調整が必要か否かを判断する処理である。例えば、画像処理部２０２は、画像の周辺部にぼけ等を検出した場合には、光軸の調整が必要と判断することができる。この際、画像処理部２０２は、鏡胴１１０の位置の補正値の算出を行い、鏡胴駆動部２０３に対して出力する。この出力された補正値により上述の鏡胴駆動部２０３に保持された補正値が更新される。このような処理により、光軸の調整を行うことができる。
【００９９】
撮像装置１０の製造工程において、鏡胴１１０の光軸の調整を行うことができる。この調整として、例えば、鏡胴１１０のｘ、ｙおよびｚ軸における調整やαおよびβ方向の回転角の調整を行うことができる。また、光軸の調整は、アクティブアライメント等の公知の方法に基づいて鏡胴１１０を変位させることにより行うことができる。調整に基づく鏡胴１１０の変位に対応する駆動信号が上述の補正値の初期値に該当する。
【０１００】
また、撮像装置１０の使用開始後に、光軸の調整を行うこともできる。例えば、外的要因により筐体１２０の形状が変化して光軸のずれを生じた場合に、製品に搭載された状態で光軸の調整を行うことができる。
【０１０１】
［光軸の調整］
図１２は、本開示の実施の形態に係る光軸の調整方法の一例を示す図である。同図は、撮像装置１０における光軸の調整方法の一例を表す図である。同図の処理は、撮像装置１０において撮像を行う際に光軸の調整を行う場合を想定したものである。
【０１０２】
まず、撮像素子１２が被写体の撮像を行う。この撮像により生成された画像信号は、画像処理部２０２に転送される。これは、撮像制御部２０１からの制御信号に基づいて行われる（ステップＳ９０１）。次に、画像処理部２０２は、転送された画像信号から画像を形成し、補正が必要か否かについて評価を行う（ステップＳ９０２）。評価の結果、補正が必要な場合には（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、画像処理部２０２が補正値を生成する（ステップＳ９０４）。生成された補正値は、鏡胴駆動部２０３に対して出力される。次に、鏡胴駆動部２０３は、出力された補正値を保持するとともに補正値に基づく駆動信号を生成して前方駆動部１３０および後方駆動部１４０に対して出力する（ステップＳ９０５）。その後、ステップＳ９０１の処理に移行する。
【０１０３】
一方、ステップＳ９０３において、評価の結果、補正は必要ないと判断した場合には（ステップＳ９０３：Ｎｏ）、画像処理部２０２は、画像を記録部５に出力して記録させる（ステップＳ９０６）。以上の手順により、撮像および光軸の調整の処理を行うことができる。
【０１０４】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１０５】
また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無い。また、他の効果があってもよい。
【０１０６】
また、上述の実施の形態における図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
【０１０７】
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（CompactDisc）、ＤＶＤ（DigitalVersatileDisc）およびメモリカード等を用いることができる。
【０１０８】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）撮像光学系を備える鏡胴と、
前記鏡胴を支持するために前記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、
前記鏡胴および前記前方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する前方駆動部と、
前記鏡胴および前記後方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する後方駆動部と
を具備する光学ユニット。
（２）前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記鏡胴を変位させることにより駆動する前記（１）に記載の光学ユニット。
（３）前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記鏡胴を変位させる駆動素子が配置される前記（２）に記載の光学ユニット。
（４）前記駆動素子は、圧電素子により構成される前記（３）に記載の光学ユニット。
（５）前記前方駆動部および前記後方駆動部は、複数の前記駆動素子が配置される前記（３）に記載の光学ユニット。
（６）前記後方駆動部は、前記複数の駆動素子のそれぞれが前記前方駆動部の複数の駆動素子と対向する位置に配置される前記（５）に記載の光学ユニット。
（７）前記後方駆動部は、前記複数の駆動素子のそれぞれが前記前方駆動部の複数の駆動素子とずれた位置に配置される前記（５）に記載の光学ユニット。
（８）前記前方駆動部および前記後方駆動部は、前記光軸に対して斜めに配置される前記（１）から（７）の何れかに記載の光学ユニット。
（９）前記鏡胴は、前記前方駆動部および前記後方駆動部が接続される駆動部接続部を備える前記（１）から（８）の何れかに記載の光学ユニット。
（１０）前記前方駆動部および前記後方駆動部の少なくとも１つは、入射光の遮光をさらに行う前記（１）から（９）の何れかに記載の光学ユニット。
（１１）撮像素子と、
前記撮像素子に被写体を結像する撮像光学系を備える鏡胴と、
前記鏡胴を支持するために前記撮像光学系の光軸に沿う被写体寄りの方向である前方および当該前方の逆の方向である後方にそれぞれ配置される前方支持部および後方支持部を備える筐体と、
前記鏡胴および前記前方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する前方駆動部と、
前記鏡胴および前記後方支持部を接続するとともに前記鏡胴を駆動する後方駆動部と
を具備する撮像装置。
【符号の説明】
【０１０９】
１  カメラ
１０  撮像装置
１２  撮像素子
１００  光学ユニット
１１０  鏡胴
１１１  駆動部接続部
１２０  筐体
１２３  前方支持部
１２４  後方支持部
１３０  前方駆動部
１３１〜１３８、１４１〜１４８、１５１、１５２、３３１〜３３４、３４１〜３４４  駆動素子
１４０  後方駆動部
２００  制御部
２０１  撮像制御部
２０２  画像処理部
２０３  鏡胴駆動部
【図１】
2020197573.tif 000003
【図２】
2020197573.tif 000004
【図３】
2020197573.tif 000005
【図４】
2020197573.tif 000006
【図５】
2020197573.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020197573.tif 000009
【図８】
2020197573.tif 000010
【図９】
2020197573.tif 000011
【図１０】
2020197573.tif 000012
【図１１】
2020197573.tif 000013
【図１２】
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