(57)【要約】【課題】補正レンズユニットの厚さを増すことなくフレキシブル基板の浮きを押さえる。【解決手段】光学機器であって、光学系における像振れを補正する補正レンズと、補正レンズを保持する補正レンズ保持枠と、補正レンズ保持枠を、光学系の光軸と交差する方向に移動可能に支持する固定部と、補正レンズ保持枠および固定部の一方に固定された永久磁石と、補正レンズ保持枠および固定部の他方に固定され、通電された場合に永久磁石の磁界に対して駆動力を発生する駆動コイルと、駆動コイルに電力を供給するフレキシブル基板と、少なくともフレキシブル基板を、駆動コイルとの間に挟み込み、磁性体により形成されて永久磁石に引き寄せられる板状部材とを備える。【選択図】図４
2018136570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系における像振れを補正する補正レンズと、
前記補正レンズを保持する補正レンズ保持枠と、
前記補正レンズ保持枠を前記光学系の光軸と交差する方向に移動可能に支持する固定部と、
前記補正レンズ保持枠および前記固定部の一方に固定された永久磁石と、
通電された場合に前記永久磁石により駆動力を発生する駆動コイルと、
磁性体により形成された板状部材と、
前記板状部材と前記固定部との間に配され、前記永久磁石により引き寄せられた前記板状部材により前記固定部に押しつけられるフレキシブル基板と、
を備える光学機器。
【請求項２】
前記フレキシブル基板及び前記固定部は、前記板状部材と前記永久磁石との間に配置される
請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記駆動コイルは複数備えられ、
前記板状部材は、前記光軸方向において、複数の前記駆動コイルと重なる範囲に配される
請求項１または請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記板状部材は、前記光軸方向において、前記補正レンズ保持枠と重なる領域において、前記フレキシブル基板と同じ形状を有する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記フレキシブル基板は、前記板状部材によって前記固定部に対して固定される
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記固定部および前記板状部材の少なくとも一方は、前記板状部材を位置決めする位置決め部を有する
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項７】
前記板状部材は、前記固定部と絞りユニットとの間に配置される
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れ補正装置を備えた光学機器がある。手振れ補正装置は、補正レンズを駆動するアクチュエータを備える（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１３−０８８６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
手振れ補正装置におけるアクチュエータは、光学系の光軸方向に重なったコイル、磁石、ヨーク、フレキシブル基板等を有する。このため、手振れ補正装置が光軸方向に厚くなり、隣接する他の光学部材と補正レンズとの間隔を狭くすることが難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によると、光学系における像振れを補正する補正レンズと、補正レンズを保持する補正レンズ保持枠と、補正レンズ保持枠を光学系の光軸と交差する方向に移動可能に支持する固定部と、補正レンズ保持枠および固定部の一方に固定された永久磁石と、通電された場合に永久磁石により駆動力を発生する駆動コイルと、磁性体により形成された板状部材と、板状部材と固定部との間に配され、永久磁石により引き寄せられた板状部材により固定部材に押しつけられるフレキシブル基板と、を備える光学機器が提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】撮像装置１００の模式図である。
【図２】補正レンズユニット２２０の断面図である。
【図３】補正レンズユニット２２０の斜視図である。
【図４】補正レンズユニット２２０の斜視図である。
【図５】アクチュエータ２４０の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、撮像装置１００の模式図である。撮像装置１００は、像振れを補正する機能を備えた光学機器の一例である。撮像装置１００は、レンズ鏡筒１１０およびカメラボディ１２０を備える。レンズ鏡筒１１０は、光軸Ｘ上に配列された複数のレンズを含む光学系１１２を有する。カメラボディ１２０は、撮像素子１２２を有する。
【０００９】
撮像装置１００は、レンズ鏡筒１１０の光学系１１２が撮像素子１２２の受光面に形成した被写体像を、電気信号として記録することにより撮像する。なお、以降の説明においては、レンズ鏡筒１１０に対して物体側を撮像装置１００の前側と記載する。また、レンズ鏡筒１１０に対してカメラボディ１２０側を後側と記載する。
【００１０】
レンズ鏡筒１１０は、光学系１１２における像振れを補正する像振れ補正部２００を更に備える。像振れ補正部２００は、検出部２１０および補正レンズユニット２２０を有する。
【００１１】
検出部２１０は、光軸Ｘに対して交差し、且つ、互いに交差する２方向について加速度を検出する加速度センサ２１２、２１４を含む。検出部２１０は、加速度センサ２１２、２１４が検出した加速度に基づいて、レンズ鏡筒１１０の変位を算出する。
【００１２】
補正レンズユニット２２０は、補正レンズ２３０およびアクチュエータ２４０を有する。補正レンズ２３０は、光学系１１２の一部をなし、光軸Ｘと交差する方向に変位することにより、光学系１１２が形成する像の結像位置を光軸Ｘと交差する方向に変位させる。
【００１３】
アクチュエータ２４０は、検出部２１０が算出したレンズ鏡筒１１０の変位により生じる像振れを打ち消すべく、補正レンズ２３０を駆動して、光軸Ｘと交差する移動面に沿って移動させる。これにより、光学系１１２における像振れが補償され、撮像素子１２２に鮮明な像が形成される。
【００１４】
図２は、補正レンズユニット２２０の断面図である。補正レンズユニット２２０は、補正レンズ保持枠２３２、固定フレーム２５０およびカバーフレーム２６０を有する。
【００１５】
補正レンズユニット２２０において、レンズ保持枠２３２は、補正レンズ２３０を保持する。また、レンズ保持枠２３２は、アクチュエータ２４０の一部をなすマグネット２４２を保持する。マグネット２４２は、フェライト等の永久磁石により形成される。これにより、レンズ保持枠２３２、補正レンズ２３０およびマグネット２４２は一体の組立体となる。
【００１６】
補正レンズユニット２２０において、固定フレーム２５０は、光軸Ｘに対して交差する移動面内を移動可能に、レンズ保持枠２３２を支持する。固定フレーム２５０は、光軸Ｘの回りに開いた開口部２５２を有する。よって、レンズ保持枠２３２に保持された補正レンズ２３０の図中左側の面は、固定フレーム２５０により遮られることなく、補正レンズユニット２２０の外部に向かって露出する。
【００１７】
また、固定フレーム２５０は、保持したレンズ保持枠２３２のマグネット２４２と対向する位置に、アクチュエータ２４０の一部をなすコイル２４４を保持する。コイル２４４には、駆動電力を供給するフレキシブル基板２７０が結合される。フレキシブル基板２７０は、固定フレーム２５０の縁を回り込んで、固定フレーム２５０の外側面に引き出される。これにより、外部からコイル２４４に駆動電力を供給して、マグネット２４２に対して駆動力を発生させることができる。
【００１８】
尚、レンズ鏡筒１１０においては、補正レンズユニット２２０に隣接して、他のレンズ、絞りユニット、シャッタ等の他の部材が配置される。図２中には、一例として、光軸Ｘ方向の突起物を有する絞りユニットの形状を破線で示す。
【００１９】
フレキシブル基板２７０に対して固定フレーム２５０と反対側には、裏打ち板２８０を設けている。裏打ち板２８０は、磁性体により形成されており、マグネット２４２に引き寄せられると共に、ヨークとしても機能する。また、裏打ち板２８０は、薄板状であり、光軸Ｘと交差する、レンズ保持枠２３２の移動面と平行に配置される。
【００２０】
補正レンズユニット２２０の固定フレーム２５０において、裏打ち板２８０は、２つのコイル２４４、２４５の両方に重なる形状を有する。これにより、補正レンズユニット２２０の組み立て工数を増加させることなく、２組のアクチュエータ２４０、２４１の駆動効率を向上させることができる。また、アクチュエータ２４０、２４１からの漏れ磁束が抑制されるので、アクチュエータ２４０、２４１が、レンズ鏡筒１１０において周囲に配された他の磁気回路の影響が抑制されると共に、アクチュエータ２４０、２４１の磁界が周囲に与える影響も抑制される。
【００２１】
補正レンズユニット２２０において、カバーフレーム２６０は、補正レンズ２３０を遮ることなく、レンズ保持枠２３２に保持された補正レンズ２３０の周囲に配される。また、カバーフレーム２６０は、レンズ保持枠２３２の一部を挟んだ状態で、固定フレーム２５０に対して固定される。よって、カバーフレーム２６０も、レンズ鏡筒１１０に対して変位しない。
【００２２】
また、カバーフレーム２６０は、レンズ保持枠２３２が保持するマグネット２４２の近傍に、ホール素子等の磁気センサ２９０を保持する。磁気センサ２９０は、レンズ保持枠２３２と共にマグネット２４２が変位した場合に、アクチュエータ２４０により形成される磁界の変化を検出する。よって、磁気センサ２９０の出力に基づいて、レンズ保持枠２３２の変位を検出できる。更に、検出されたレンズ保持枠２３２の変位を参照することにより、アクチュエータ２４０の動作を精度よく帰還制御できる。
【００２３】
なお、カバーフレーム２６０において、磁気センサ２９０の外側には、ヨーク板３１０が配される。ヨーク板３１０は、マグネット２４２およびコイル２４４により形成される磁界の一端において磁束を収束させる。
【００２４】
更に、カバーフレーム２６０において、ヨーク板３１０の外側には、押えばね３２０が配される。押えばね３２０は、磁気センサ２９０およびヨーク板３１０をカバーフレーム２６０に向かって押し付けて、カバーフレーム２６０からの脱落を防止する。
【００２５】
図３は、補正レンズユニット２２０を、カバーフレーム２６０側から見た様子を示す斜視図である。図示のように、補正レンズユニット２２０においては、固定フレーム２５０にブラケット２５４が設けられる。固定フレーム２５０は、ブラケット２５４を利用して、レンズ鏡筒１１０に対してねじ止めできる。
【００２６】
補正レンズユニット２２０においては、カバーフレーム２６０が、固定ねじ２６６、２６８により、固定フレーム２５０に対して固定される。これにより、補正レンズ２３０の図中上側および図中左側においては、固定フレーム２５０およびカバーフレーム２６０が、レンズ保持枠２３２を挟んだ状態になる。また、カバーフレーム２６０は、レンズ保持枠２３２を避けた切欠き部２６２を有し、レンズ保持枠２３２が変位することを妨げない。
【００２７】
補正レンズユニット２２０において、レンズ保持枠２３２は、複数の係止部２３８を有する。係止部２３８は、補正レンズ２３０の径方向外側に向かって突出する。また、固定フレーム２５０においても、レンズ保持枠２３２の係止部２３８に対応する位置に、それぞれ係止部２５８が設けられる。
【００２８】
これら係止部２３８、２５８は、長さが収縮する方向に付勢された引っ張りばね３３０により繋がれる。これにより、レンズ保持枠２３２は固定フレーム２５０に向かって引き寄せられる。なお、係止部２３８、２５８の組と引っ張りばね３３０は、図中に現れていないものも含めて、少なくとも３つ設けられる。
【００２９】
また、レンズ保持枠２３２と固定フレーム２５０との間には、複数の転動ボールが挟まれる。これにより、レンズ保持枠２３２は、固定フレーム２５０と平行に、円滑に移動できる。
【００３０】
補正レンズユニット２２０において、レンズ保持枠２３２は、図中に破線で示すマグネット２４２の他に、他のマグネット２４３を、補正レンズ２３０の図中側方にあたる位置に保持する。このマグネット２４３に対応して、固定フレーム２５０にはコイル２４５が、カバーフレーム２６０には磁気センサ２９１が、それぞれ配される。よって、補正レンズユニット２２０には、２組のアクチュエータ２４０、２４１が形成される。
【００３１】
これにより、一対のコイル２４４、２４５は、互いに直交する駆動力を発生して、光軸Ｘに対して直交する移動平面上で、レンズ保持枠２３２を二次元的に変位させる。また、一対の磁気センサ２９０、２９１は、互いに直交する方向のレンズ保持枠２３２の変位を高感度に検出して、移動平面におけるレンズ保持枠２３２の二次元的位置を高精度に検出する。
【００３２】
補正レンズユニット２２０のカバーフレーム２６０において、ヨーク板３１０は、２つのマグネット２４２、２４３の両方に重なる形状を有する。これにより、補正レンズユニット２２０の組み立て工数を増加させることなく、２組のアクチュエータ２４０、２４１の駆動効率と、磁気センサ２９０、２９１の検出感度を向上させることができる。また、アクチュエータ２４０、２４１からの漏れ磁束が抑制されるので、アクチュエータ２４０、２４１が、レンズ鏡筒１１０において周囲に配された他の磁気回路の影響が抑制されると共に、アクチュエータ２４０、２４１の磁界が周囲に与える影響も抑制される。
【００３３】
なお、固定フレーム２５０の側面には、コネクタ２７２が設けられる。コネクタ２７２には、レンズ鏡筒１１０の長手方向に配されたフレキシブル基板２７４が結合される。フレキシブル基板２７４により、補正レンズユニット２２０は、外部から、電力、制御信号等を受け入れる。また、補正レンズユニット２２０から出力される信号も、フレキシブル基板２７４を通じて送り出される。
【００３４】
図４は、補正レンズユニット２２０を、固定フレーム２５０側から見た様子を示す斜視図である。補正レンズユニット２２０において、固定フレーム２５０の表面には、フレキシブル基板２７０および裏打ち板２８０が配される。
【００３５】
また、固定フレーム２５０の図中下部には、図３には現れていなかった係止部２５８、引っ張りばね３３０およびブラケット２５４が配されていることが判る。これにより、固定フレーム２５０は、レンズ鏡筒１１０に対して安定に固定される。また、引っ張りばね３３０は、レンズ保持枠２３２を、固定フレーム２５０に対して安定に保持させる。
【００３６】
フレキシブル基板２７０は、コイル２４４、２４５に接続され、固定フレーム２５０の縁を回り込んで、固定フレーム２５０の表面において、開口部２５２の周囲を周回した後、固定フレーム２５０の図中側部で、コネクタ２７２に結合される。これにより、フレキシブル基板２７０は、コネクタ２７２を介してフレキシブル基板２７４に結合され、コイル２４４、２４５に対する駆動電力を外部から供給される。
【００３７】
補正レンズユニット２２０において、開口部２５２の周囲においては、フレキシブル基板２７０に、裏打ち板２８０が重ねて配置される。光軸Ｘと平行な方向から見た場合、裏打ち板２８０は、固定フレーム２５０に固定された複数のコイル２４４、２４５の両方と重なる位置に配される。コイル２４４、２４５は、同じく光軸Ｘ方向について、マグネット２４２、２４３と重なる位置に配される。
【００３８】
ここで、裏打ち板２８０は、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼材）等の、高い透磁率を有する磁性体により形成される。これにより、裏打ち板２８０の少なくとも一部は、マグネット２４２、２４３の磁力により、固定フレーム２５０に向かって引き寄せられる。よって、裏打ち板２８０は、フレキシブル基板２７０を固定フレーム２５０に押し付けて、浮きを防止できる。
【００３９】
このように、補正レンズユニット２２０においては、裏打ち板２８０がフレキシブル基板２７０の浮きを抑制する。また、裏打ち板２８０は、マグネット２４２、２４３の磁力によりフレキシブル基板２７０を押さえるので、裏打ち板２８０をねじ止めにより固定する場合と比較すると、裏打ち板２８０の剛性を高くする目的で厚くしなくてもよい。よって、補正レンズユニット２２０は、裏打ち板２８０自体を薄くすると共に、フレキシブル基板２７０の浮きを防止することにより、固定フレーム２５０の外側面に配置される部材の厚さを薄くして、固定フレーム２５０の外側面直近に、干渉することなく他の部材を配置できる。
【００４０】
なお、裏打ち板２８０は、コイル２４４の一部と重なっていればよい。また、裏打ち板２８０は、フレキシブル基板２７０と同じ形状でなくてもよい。即ち、少なくとも一部がフレキシブル基板２７０と重なっていれば、フレキシブル基板２７０の固定フレーム２５０からの浮きを抑制できる。
【００４１】
また、上記のように、裏打ち板２８０はマグネット２４２の磁力により固定フレーム２５０に引きつけられる。しかしながら、補正レンズユニット２２０を組み立てる過程においては、両面テープ等により裏打ち板２８０を仮止めしてもよい。ただし、仮止めする場合に、裏打ち板２８０全体を貼り付けなくても、固定フレーム２５０およびフレキシブル基板２７０からの脱落が防止できる程度に貼り付ければよい。
【００４２】
更に、完成した補正レンズユニット２２０においても、マグネット２４２による吸着と、両面テープ、接着剤等による接着とを併せて裏打ち板２８０を固定してもよい。この場合、裏打ち板２８０は、フレキシブル基板２７０および固定フレーム２５０の少なくとも一方に対して接着される。また更に、裏打ち板２８０は、裏打ち板２８０および固定フレーム２５０の少なくとも一方に形成された爪、ピン等のかしめ、熱かしめ等により、固定フレーム２５０に対して機械的に固定してもよい。
【００４３】
なお、固定フレーム２５０は、フレキシブル基板２７０および裏打ち板２８０の外縁に沿って形成された段差２５６を有する。裏打ち板２８０は、側周端面において段差２５６に当接して、光軸Ｘと直交する方向、即ち、固定フレーム２５０の面方向について、段差２５６により機械的に位置決めされる。これにより、レンズ鏡筒１１０の側方から衝撃等が加わった場合に、裏打ち板２８０の位置がずれることを防止できる。
【００４４】
なお、位置決め構造は、固定フレーム２５０に設けた段差、位置決め突起、スリット等であってもよい。また、裏打ち板２８０の一部をプレス加工等により変形させて、固定フレーム２５０と嵌合させてもよい。
【００４５】
図５は、補正レンズユニット２２０の模式的な断面図であり、アクチュエータ２４０における磁気回路の構造を示す。補正レンズユニット２２０のアクチュエータ２４０においてはマグネット２４２が常時磁界を発生する。図５中、本実施形態の磁界を一点鎖線で示す。また、本実施形態と比較する目的で、裏打ち板２８０が磁性体ではない場合に生じる仮想の磁界を破線で併せて示す。
【００４６】
マグネット２４２が発生した磁界は、コイル２４４の背面に配置された裏打ち板２８０と、マグネット２４２に対して背面側に配置されたヨーク板３１０とにより収束され、図中に破線で示した仮想の磁界よりも、コイル２４４を直線的に高密度に通過する。
【００４７】
これにより、投入した駆動電力に対してアクチュエータ２４０が発生する駆動力が高くなり、アクチュエータ２４０の駆動効率が向上され、像振れを補正する場合の応答が高速になる。このように、補正レンズユニット２２０においては、専用のヨークを備えていない固定フレーム２５０側においても、裏打ち板２８０がヨークとして機能する。
【００４８】
更に、裏打ち板２８０がヨークとしても機能する補正レンズユニット２２０においては、アクチュエータ２４０から外部への磁束の漏洩が抑制される。よって、補正レンズユニット２２０の近傍に、磁気を利用した他の部材、例えば、モータ等を配置できる。また、裏打ち板２８０が外部からの磁束を遮蔽するので、磁界を発生する他の部材が配置された場合も、補正レンズユニット２２０が影響を受け難い。
【００４９】
上記のような裏打ち板２８０の作用は、補正レンズユニット２２０に設けられた他のアクチュエータ２４１においても同様に生じる。なお、裏打ち板２８０は、光軸Ｘの方向について一部がコイル２４４、２４５と重なる形状であれば、完全に重なる形状でなくてもよい。また、上記の例では、レンズ交換式撮像装置に用いられるレンズ鏡筒１１０を例にあげて説明したが、上記の構造は、望遠鏡、測量器、顕微鏡、測距計等の他の光学機器にも適用できる。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１００  撮像装置、１１０  レンズ鏡筒、１１２  光学系、１２０  カメラボディ、１２２  撮像素子、２００  像振れ補正部、２１０  検出部、２１２、２１４  加速度センサ、２２０  補正レンズユニット、２３０  補正レンズ、２３２  レンズ保持枠、２３８、２５８  係止部、２４０、２４１  アクチュエータ、２４２、２４３  マグネット、２４４、２４５  コイル、２５０  固定フレーム、２５２  開口部、２５４  ブラケット、２５６  段差、２６０  カバーフレーム、２６２  切欠き部、２６６、２６８  固定ねじ、２７０、２７４  フレキシブル基板、２７２  コネクタ、２８０  裏打ち板、２９０、２９１  磁気センサ、３１０  ヨーク板、３２０  押えばね、３３０  引っ張りばね
【図１】
2018136570.tif 000003
【図２】
2018136570.tif 000004
【図３】
2018136570.tif 000005
【図４】
2018136570.tif 000006
【図５】
2018136570.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月2日(2018.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を移動可能に支持する固定部と、
前記レンズ保持枠及び前記固定部の一方に設けられた磁石と、
前記レンズ保持枠及び前記固定部の他方に設けられたコイルと、
磁性体により形成された板状部材と、
前記板状部材と前記固定部との間に配され、前記コイルに接続されたフレキシブル基板と、を備え、
前記板状部材は、ネジで固定されることなく、前記磁石の磁力によって前記フレキシブル基板を前記固定部に押し付ける
光学機器。
【請求項２】
前記板状部材は、ネジ穴を有さない
請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記固定部は、前記レンズの光軸方向に延びる突部を有し、
前記フレキシブル基板及び前記板状部材は、前記突部によって、前記レンズの光軸と直交する方向において位置決めされる
請求項１又は請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記フレキシブル基板及び前記固定部は、前記板状部材と前記磁石との間に配置される
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記コイルは複数備えられ、
前記板状部材は、前記レンズの光軸方向において、複数の前記コイルと重なる範囲に配される
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記板状部材は、前記レンズの光軸方向において、前記レンズ保持枠と重なる領域において、前記フレキシブル基板と同じ形状を有する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項７】
前記フレキシブル基板は、前記板状部材によって前記固定部に対して固定される
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
前記板状部材は、前記固定部と絞りユニットとの間に配置される
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光学機器。