(57)【要約】【目的】  軸端末を全方向傾倒可能にする端末の球形加工を含む軸の加工を不要にし、製造コストがかからない光学的防振装置の一本ヒンジ軸構造を提供する。【構成】  支持枠４の受部９と固定部側の受部８にそれぞれボール７ａ，７ｂを設置し、両ボール７ａ，７ｂ間にヒンジ軸７を挟持する構造とし、受部８，９にそれぞれ両端が固定されたコイルばね２０の収縮付勢力によってボール７ａ，７ｂとヒンジ軸７を保持し、且つヒンジ軸７の全方向傾倒動作が可能であって、補正レンズ２が全方向移動に対して、光軸位置に復帰する習性を与える。【選択図】図１
2006010887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒内に設置され、光軸を偏心させる補正レンズと、前記レンズ鏡筒に加わる振動を検知する振動検知手段と、該振動検知から得られる信号に基づいて前記補正レンズを駆動し、画像振れを防止する制御手段とを備えた画像振れ防止装置であって、お互い垂直の関係にある第一方向と第二方向の駆動機構によって前記補正レンズを光軸中心に全方向に移動可能な補正レンズ可動機構の前記補正レンズの支持枠を固定部に対して一本の軸で枢支し、該軸の全方向傾倒動作によって可能となる補正レンズ可動機構において、前記支持枠の受部と固定部側の受部にそれぞれボールを設置し、該両ボール間に前記軸を挟持する構造とし、前記両受部にそれぞれ両端が固定されたコイルばねの収縮付勢力によって前記ボールと軸を保持し、且つ前記軸の全方向傾倒動作が可能であって、前記補正レンズが全方向移動に対して、光軸位置に復帰する習性を与えたことを特徴とする画像振れ防止装置。
【請求項２】
前記補正レンズの支持枠の受部と固定側の受部は共に円筒状先端が雄ネジに形成されていて、両間に設置するコイルばねは前記雄ネジの谷径とほぼ同一の内径に形成されたものであって、その両端を前記両受部の先端に螺合させて固定するものであり、前記コイルばねの収縮付勢力は前記両受部の回転によって調整可能にしたことを特徴とする請求項１記載の画像振れ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的防振装置に関し、特に画像振動を補正するためにレンズ鏡筒に設置する画像振れ防止装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズを構成する一部の補正レンズを光軸と垂直な方向に移動する機構は、例えばカメラにおいて像振れの原因であるカメラ振れの加速度を検知することによって像振れを予測し、この予測信号に基づいてレンズを直角方向に移動することによって、像振れを抑制する防振装置が提案されている。
【０００３】
これら防振装置については種々の方法が提案されているが、如何なる振動方向でも補正レンズを光軸に対して直角方向に補正移動可能な機構でなくてはならなく、一提案として、補正レンズ鏡枠側面の３箇所から放射状に案内軸を設け、防振装置本体側面に設けられている３箇所の案内溝にそれぞれ挿入し、補正レンズ鏡枠が全方向に補正移動可能とし、更に該補正レンズ鏡枠が光軸中心に保持出来るよう本体側面３箇所からから付勢されたコイルばねで宙づりにする構造が開示されていて、ＸとＹ方向移動のための二つのムービングコイルに働く合成力と前記ばねの弾性抗力の差で決まる量だけ、光軸に直角な移動を決定するシステムを提案しているが、前記補正レンズ鏡枠を光軸に対して直角に保持するために前記案内軸と固定部の案内溝の嵌合精度を高める必要があり、そのために軸と溝の間に生ずる摩擦抵抗が増え、迅速な垂直移動の妨げになっている。
【０００４】
移動時の摩擦抵抗を減らすため、補正レンズ鏡枠の案内軸と溝の嵌合精度を緩め、遊動させたいがこのために生じる移動時の振動が補正精度に影響を与えることから好ましくない。このため一方に寄せて補正レンズ枠の光軸に対する垂直平面の精度を保つように、補正レンズ枠を光軸に保つ付勢ばねの分力によって保持面に当てる方法も提案されているが結果的には保持面に圧力を掛けることから摩擦抵抗を減らす効果は得られていない。
【０００５】
この改善策として、同出願者は一本のヒンジ軸で補正レンズ枠を支え、全方向に傾倒可能な構造とし、補正のための移動を全方向に可能な構造を特開２００３−３０７７６１及び特開２００４−１７７５３０で提案している。ヒンジ軸の両端末は球、又は球状成形されたもので、図２に示すように両端でこれを受けた構造となっていて、従来の摩擦面を摺動する構造に比し、遙かに移動時の軽量化が実現出来ている。
【特許文献１】特開平１０−０２６７８４号公報
【特許文献２】特開平１０−００３１０２号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７７６１号公報
【特許文献４】特開２００４−１７７５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、従来例である前記特開２００３−３０７７６１及び特開２００４−１７７５３０の一本ヒンジ軸構造において軸端末を全方向傾倒可能なように球状成形したものを用いるようにしているが、製造上、端末の球形加工を含む軸の加工に困難性があり、特に両端の球形の真円精度を高めるに比例し、製造コストがかかる問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来の球状端末のヒンジ軸の形状を加工し易い一本の軸と市販の鋼球に分け、前記軸を両端から二つの鋼球によって挟持し、これを、該鋼球を受ける両端の球受け間に軸架することによって前記軸の全方向傾倒動作を可能とし、さらに当該軸を芯としたコイルばねを両球受け間に張架し、当該コイルばねの収縮圧力によって前記軸を両端の鋼球で挟持可能にすることによって解決した。即ち、支持枠の受部と固定部側の受部にそれぞれボールを設置し、該両ボール間に前記軸を挟持する構造とし、前記両受部にそれぞれ両端が固定されたコイルばねの収縮付勢力によって前記ボールと軸を保持し、且つ前記軸の全方向傾倒動作が可能であって、前記補正レンズが全方向移動に対して、光軸位置に復帰する習性を与える構造とした。更に、前記補正レンズの支持枠の受部と固定側の受部は共に円筒状先端が雄ネジに形成されていて、両間に設置するコイルばねは前記雄ネジの谷径とほぼ同一の内径に形成されたものであって、その両端を前記両受部の先端に螺合させて固定するものであり、前記コイルばねの収縮付勢力は前記両受部の回転によって調整可能にした。
【発明の効果】
【０００８】
画像振れ補正のために偏心移動させる補正レンズの支持枠と固定側の保持枠の間を一本のヒンジ軸によって支持し、この全方向傾倒動作で補正を行う画像振れ装置において、本発明によって当該ヒンジ軸の加工と組み立てが容易になる一方、両鋼球の脱落防止のために両球受け間に張架するコイルばねによって収縮圧力が生じていて、全方向傾倒時には撓み抗力によって補正レンズが光軸位置に復帰する習性弾性が得られ迅速な応動が保証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して本発明の最も良好な実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明装置の１実施例の断面図であって、図２ａ，ｂは全方向傾倒ヒンジ軸の動作説明図で、図３は本発明の画像振れ防止装置の斜視図を示している。
【００１１】
画像振れ防止装置とはレンズ鏡筒内の固定部に対して、補正レンズ２を振動に応じて補正すべく必要な方向必要な距離だけ光軸１からシフトさせる機構であり、重要なことは補正レンズ２を固定部の光軸１に対し、可動可能な保持機構と光軸１を中心に回転が伴わないで、約垂直な全方向にスムーズに移動させることが可能な機構が必要となる。このため発明者は先願特許（特願２００２−３４１６１６）で全体構成を示す図３の実施例を提案し、この画像振れ防止装置に採用したものである。
【００１２】
図１に合わせて図３に示す画像振れ防止装置の全体構成から説明すると、図３は部品を大きく分けてレンズ鏡筒に固定される固定側の保持枠３と後ろから取り付ける押え板６と補正レンズ２を保持して全方向に可動な支持枠４に分けられている。
【００１３】
光軸１を中心に中空環状の保持枠３には板状対磁石のＹ駆動マグネット１１とＸ駆動マグネット１２が直角状に配置固着した下ヨーク１０が固定されていて、保持枠３には直角に配置したＹＸ駆動マグネット１１，１２の約交点に当たる位置に大きめの貫通穴３ａが開いていて、この穴３ａに対して光軸１を挟んだ対向位置にガイド受１３が固定されている。このガイド受１３は図のように両端が直動歯車で、左ラック１３ｅと右ラック１３ｆとなり、内側で起立し、長穴１３ｂが開いた軸受部１３ａと長穴１３ｄが開いた軸受部１３ｃが一体で成形されている。
【００１４】
一方、中心に補正レンズ２を支持固定した支持枠４にはお互い直角になるようＹ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６が図のように配設されていて、この直交点に当たる位置に
後に詳述するヒンジ軸７及びボール７ａを受ける受部９が在る。この受部９に対して光軸１を通過する垂直線上に在って、且つ水平に設置されたガイド軸受５が在り、スライド穴５ａ，５ｂを有していてガイド軸１７がガイド軸受５に対し回転とスライドが可能となっている。またガイド軸受５は保持枠３に固定されているガイド受１３の軸受部１３ａと軸受部１３ｃの間に設置し、ガイド軸１７が長穴１３ｄを通し、ガイド軸受５のスライド穴５ｂからスライド穴５ａを通し、ガイド受１３の軸受部１３ａの長穴１３ｂを貫通させている。またこのガイド軸１７の両端には右ピニオン１９と左ピニオン１８を固定し、右ピニオン１９は右ラック１３ｆと、左ピニオン１８は左ラック１３ｅと噛み合わせている。
【００１５】
これらの左右ピニオン１８，１９が左右ラック１３ｅ、１３ｆと噛み合いながら転がることにより、ガイド軸１７がガイド受１３の長穴１３ｂ、１３ｄ内を片方に振れることなく、平行に移動可能となるため、支持枠４を光軸１に対して垂直方向に正確に移動できると同時に支持枠４のガイド軸受５はガイド軸１７に対して、左右にスライドできることから、支持枠４は光軸１に対し左右垂直に移動することができる。この二つのガイドに従った動きは互いに直角の関係にあり、補正レンズ２の保持枠３と一体に固着されているＹ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６の合成された駆動力により、全方向に定量的な移動が可能となっている。
【００１６】
Ｙ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６の駆動力発生方法としては前記のように保持枠３に設置され下ヨーク１０に固着されているＹ駆動マグネット１１とＸ駆動マグネット１２の上部に一定間隙を保持した上ヨーク１４が設置されていて、Ｙ、Ｘ駆動マグネット１１，１２によって、間隙に発生する磁力線が閉ループを描くようになっているがこの間隙にＹ、Ｘ駆動マグネット１１，１２の表面と上ヨーク１４の表面との間に僅少ながら空隙を保てる位置に支持枠４のＹ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６が挿入維持されている。
【００１７】
補正レンズ２の光軸と鏡筒の光軸１が一致している状態ではＹ駆動マグネット１１の磁極対向位置にＹ駆動コイル１５のそれぞれのコイル辺が、Ｘ駆動マグネット１２の磁極対向位置にはＸ駆動コイル１６のそれぞれのコイル辺が僅少な間隙を保ちながら正確に覆うようになっているため、Ｙ駆動コイル１５及びＸ駆動コイル１６に電流を流す大きさと方向で、間隙に発生している磁力線との電磁作用によって光軸１に対して内側或いは外側に移動する駆動力が発生する。Ｙ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６はそれぞれ９０度開いた位置にあるため、駆動方向はそれぞれ９０度異なり、手振れ補正のための任意の方向移動はＹ駆動コイル１５とＸ駆動コイル１６の方向と駆動力の合成ベクトルで得られることになる。
【００１８】
補正レンズ２を含む支持枠４は手振れ防止に必要な補正量を手振れ動作に同期した高速度で応答することが必要であるため、支持における摺動摩擦を極力避けなければならない。
このことから本装置では図３に示すように前記のガイド軸１７を底辺とした三角形の頂点に当たる位置に全方向に傾倒可能なヒンジ軸７を設置して支持枠４を固定側の保持枠３及び押さえ板６に対して支持する方法を採用し、支持枠４の移動時における固定側との接触を避けている。
【００１９】
このヒンジ軸７を含む光軸１に対する断面図が図１で、ここに明示してあるようにヒンジ軸７は両先端中心がテーパ状に沈んだ凹形を成し、ボール７ａ及びボール７ｂが受けられるようになっていて、ボール７ａはヒンジ軸７の左端とヒンジ軸７の両端と同じ中心形状の受部９との間に保持し、ボール７ｂはヒンジ軸７の両端と同じ中心形状の受部８との間に保持し、受部８は固定側の押え板６側に、受部９は可動側の支持枠４側に設置する状態にして、押え板６が保持枠３の穴３ａを貫通したヒンジ軸７で支持枠４を支持する形を構成し、保持枠３と支持枠４の間を一定間隔に維持している。またヒンジ軸７はボール７ａ、７ｂによって固定側の保持枠３に対して全方向に自在に傾けることができ、且つ極めて軽快な動作が得られる。この原理的動作を示した図が図２のＡで補正レンズ２の光軸が固定側鏡筒の光軸１と一致している状態で、非補正の状態が実線で示すヒンジ軸７の直立状態位置であって、これが全方向に傾倒することにより補正レンズ２を補正に必要な移動方向と移動量が得られことを示している。
【００２０】
受部８のボール７ｂと受部９のボール７ａによってヒンジ軸７を挟持させるには単なる部品の積み重ねだけでは状態を維持させることは不可で、姿勢によって各部品が離散してしまう危険がある。これを簡単な構造で解決したのが本案であるのでヒンジ軸７を中心にした構成を以下に詳しく説明すると、図１の断面図に示すように受部８及び受部９の形状は中心がテーパ状に沈んだ凹形でボール７ａ．７ｂを受けられるようになっていて、その回りは間隔をおいて円筒部８ｃ、９ｃを形成し、その外形は同一ピッチの山と谷を有する雄ネジ状に形成され、ほぼ同一形状となっている。この両受部８，９の雄ネジの形状は両受部８，９間に設置するコイルばね２０の形状に密接に関係し、雄ネジが右ネジならばコイルばね２０は右巻きであり、左ネジならば左巻きに形成されたばねを使用することが必須条件になる。
【００２１】
受部８は押え板６の穴６ａに嵌入させ、受部８のつば８ｂによって抜け出ないようになっていて、他方の受部９も支持枠４の穴４ａに嵌入させ、つば９ｂによって抜け出ないようになっている一方、頭部のスリ割り８ａ、９ａによってそれぞれの受部８、９は穴６ａ及び穴４ａを基準に回すことができるようになっている。また受部８、９間に設置するコイルばね２０の形状は受部８、９の円筒部８ｃ、９ｃの谷部直径とコイルばね２０の内径とほぼ同一な形状に設計されていて、コイルばね２０の両先端に対して受部８、９の円筒部８ｃ、９ｃのネジ部に螺着することが可能になっている。
【００２２】
以上のような形状に加工された部品を順序に従って組み立ててみると、右巻きコイルばね２０に対して受部８の円筒部８ｃが右ネジに加工されているから頭部のスリ割り８ａを右に回すことによりコイルばね２０の先端が円筒部８ｃのネジ部に螺合しながら深く螺着させることが出来る。この状態で受部８の中心にボール７ｂを置きその上からヒンジ軸７をコイルばね２０の中心になるよう設置し、更にヒンジ軸７の他端にボール７ａを乗せ更にその上から支持枠４に設置されている受部９を中心でボール７ａを受けるよう被せ、頭部のスリ割り９ａを右回しすると円筒部９ｃの右ネジ部にコイルばね２０の先端が螺合し、回す回数によって深くも浅くも任意に螺着させることができる。
【００２３】
図１に示すように組み立てられた結果は中心にヒンジ軸７とその両端にボール７ａ、７ｂを置き、更にこの両端から受部８、９で挟み込んだ形を中心に置き、コイルばね２０で包み込んだ形となるが、コイルばね２０の両端は円筒部８ｃと９ｃのネジ部に螺合するため、コイルばね２０を伸長する結果になり、ヒンジ軸７を中心にボール７ａ、７ｂを通して受部８と受部９から収縮圧力がかかることになる。このことによりヒンジ軸７を中心に両端にボール７ａ、７ｂを保持し、これを受部８と受部９で挟持する形を維持し、姿勢による構成部品の離散を防止することができる。受部８と受部９間のコイルばね２０による収縮圧力は頭部のスリ割り８ａ、９ａを回転調整することによりコイルばね２０の両端が円筒８ｃ、９ｃに螺合する深さが変化し、強さを調整することができる。
【００２４】
図１に示す状態は光軸１と補正レンズ２の光軸が一致した手振れ防止の補正動作前の状態を示していて、ヒンジ軸７が固定側の保持枠３に対して直立姿勢であって、コイルばね２０も撓みの無い状態にある。しかし図２のＢに示すように補正に必要な支持枠４の移動量γに対してヒンジ軸７はα°傾斜することになり、図のようにコイルバネ２０が撓み、ヒンジ軸７の直立復帰への復元力が生じる。図２のＢは支持枠４が固定側の保持枠３に対して右へ移動した例を示してあるが実際は全方向について対応可能で、如何なる方向と移動量に対してもコイルばね２０に撓みが生じ、これに従って直立姿勢への復元力が加わり、補正レンズ２の光軸が鏡筒の光軸１に合致する位置に復する復帰習性が備わることになる。補正時における補正レンズ２の光軸１への速度特性を伴った復帰習性およびこの復元力はそれぞれのレンズ特性に合致した適正な補正特性に合ったものでなければならないが、この調整が受部８及び受部９の回転調整で簡単に得られる利点と共に、重要な部品が市販の部品か、或いは簡単な加工の部品だけで構成できることの工業的価値は大きい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
ジョイステックに近似する一本の軸が全方向に傾倒動作可能な構造を有する産業商品において、軸の直立位置への復帰習性を与えたい場合、本発明のように前記軸を芯にし、両方の軸受間にコイルばねを挿入することにより、容易に解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の画像振れ防止装置の断面図である。
【図２】ヒンジ軸の動作説明図である。
【図３】画像振れ防止装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    光軸
２    補正レンズ
３    保持枠
４    支持枠
５    ガイド軸受
６    押え板
７    ヒンジ軸
８    受部
９    受部
１０    下ヨーク
１１    Ｙ駆動マグネット
１２    Ｘ駆動マグネット
１３    ガイド受
１４    上ヨーク
１５    Ｙ駆動コイル
１６    Ｘ駆動コイル
１７    ガイド軸
１８    左ピニオン
１９    右ピニオン
２０    コイルばね
【図１】
2006010887.tif 000003
【図２】
2006010887.tif 000004
【図３】
2006010887.tif 000005