(57)【要約】【課題】コンパクトにできるとともにレンズの移動に際し、移動軌跡のヒステリシスと、移動するレンズの回転を抑制できる手振れ補正装置およびズームレンズユニットを提供する。【解決手段】手振れ補正装置は、メインケース１に固定されるベース４１と、レンズ１８，１９を支持し、ベース４１に対してレンズ１８，１９の光軸に直交する方向に移動自在なスライダ６１を備える。ベース４１とスライダ６１との間には、ボール８１が３つ配置されるとともに、コイルスプリング８２が２つ配置されている。コイルスプリング８２は、ボール８１を挟んだスライダ６１とベース４１とに係止されてこれらを引き付けて保持している。これらコイルスプリング８２を結ぶ線分の中心が中立位置のスライダ６１に支持されるレンズ１８，１９の光軸と一致している。【選択図】図５
2018077543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するスライダと、前記スライダを支持するベースとを備え、前記ベースと前記スライダとの間に３つ以上のボールを挟むとともに、複数の弾性体により、前記ボールを挟んだ前記ベースと前記スライダとを互いに引き付けることにより、前記ベースに前記スライダを前記レンズの光軸方向に直交する方向に移動自在に支持させている手振れ補正装置において、
前記弾性体は、前記レンズの前記光軸位置が前記ベースに対して所定の中立位置にある場合に、２つの前記弾性体を結ぶ線分の中点または３つ以上の前記弾性体を順番に結んで構成される多角形の重心が、前記光軸位置に略一致するように、前記ベースと前記スライダとに接続され、
前記弾性体は、両端にフックを備える引っ張りばねとされ、
前記ベースおよび前記スライダには、前記フックをそれぞれ係止する複数の係止部を備え、
前記係止部は、前記フックの向きを規制する規制手段を備え、
前記ベースの全ての前記係止部の前記規制手段は、前記規制手段に規制される全ての前記フックの向きを互いに同じ向きとなるように固定し、
前記スライダの全ての前記係止部の前記規制手段は、前記規制手段に規制される全ての前記フックの向きを互いに同じ向きとなるように固定する、
ことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】
前記係止部と前記フックとを点で接触した状態に保持する点接触保持手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項３】
前記ベースと前記スライダとの間に前記弾性体が２つだけ配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手振れ補正装置。
【請求項４】
前記スライダが前記ベースに対して前記中立位置にある場合に、前記ベースと前記スライダとの間に挟まれる３つ以上の前記ボールを順番に結んで構成される多角形の重心が、前記光軸位置に略一致するように、前記スライドと前記ベースとに前記ボールが保持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の手振れ補正装置。
【請求項５】
前記ボールを保持するボール保持手段と、前記ベースに対する前記スライダの光軸に直交する方向の移動範囲を規制する移動範囲規制手段と、前記ベースに対する前記スライダの回転範囲を規制する回転範囲規制手段とを備え、
前記ボール保持手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ前記ボールを転動自在に挟んで保持するように互いに対向して設けられ、
前記移動範囲規制手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ、前記ベースに対して前記スライダが所定範囲以上移動しようとした際に互いに接触して移動を規制するように設けられ、
前記回転範囲規制手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ、前記ベースに対して前記スライダが所定範囲以上回転しようとした際に互いに接触して前記回転を規制するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の手振れ補正装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の前記手振れ補正装置を備えることを特徴とするズームレンズユニット。
【請求項７】
ズーム用レンズ群が支持されたズーム用ホルダと、フォーカス用レンズ群が支持されたフォーカス用ホルダと、前記手振れ補正装置の前記ベースである手振れ補正用ホルダとを備え、
前記ズーム用ホルダおよび前記フォーカス用ホルダが、同じシャフトにより、これらホルダに支持されている前記レンズの光軸方向に案内されて移動自在になっているとともに、
前記シャフトに前記手振れ補正用ホルダが取り付けられることにより、前記ズーム用ホルダ、前記フォーカス用ホルダおよび前記手振れ補正用ホルダが前記シャフトにより互いに位置決めされていることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズユニット。
【請求項８】
前記ズーム用ホルダ、前記フォーカス用ホルダおよび前記手振れ補正用ホルダが保持されるケースを備え、
前記ケースの側面に開口部が形成され、
前記ケースの前記手振れ補正用ホルダが支持される位置の内側面に、前記手振れ補正ホルダを前記開口部から挿入する際に、前記手振れ補正用ホルダの側縁部に前記挿入方向に移動自在に嵌合し、前記手振れ補正用ホルダに支持された前記レンズの前記光軸に略直交する方向に沿って前記手振れ補正用ホルダを案内する溝状の案内位置決め部が設けれ、
前記手振れ補正用ホルダは、前記案内位置決め部によって、前記光軸方向および前記光軸方向に直交する方向に沿った位置が決められるとともに、前記案内位置決め部において、前記手振れ補正用ホルダが前記ケースにねじ止めされていることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズユニット。
【請求項９】
レンズを保持するスライダと、前記スライダを支持するベースとを備え、前記ベースと前記スライダとの間に３つ以上のボールを挟むとともに、複数の弾性体により、前記ボールを挟んだ前記ベースと前記スライダとを互いに引き付けることにより、前記ベースに前記スライダを前記レンズの光軸方向に直交する方向に移動自在に支持させている手振れ補正装置において、
前記弾性体は、前記レンズの前記光軸位置が前記ベースに対して所定の中立位置にある場合に、２つの前記弾性体を結ぶ線分の中点または３つ以上の前記弾性体を順番に結んで構成される多角形の重心が、前記光軸位置に略一致するように、前記ベースと前記スライダとに接続され、
前記弾性体は、両端にフックを備える引っ張りばねとされ、
前記ベースおよび前記スライダには、前記フックをそれぞれ係止する複数の溝を有する係止部を備え、
前記複数の係止部の溝はすべて同じ方向を向いており、  
前記ベースの全ての前記係止部の溝には前記フックが係止され、接着剤により前記フックと前記係止部は固着されており、
前記ベースの全ての前記係止部の溝には前記フックが係止され、接着剤により前記フックと前記係止部は固着されている、
ことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項１０】
前記係止部と前記フックとを点で接触した状態に保持する点接触保持手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の手振れ補正装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の前記手振れ補正装置を備えることを特徴とするズームレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラによる撮影時の手振れを補正する手振れ補正装置、この手振れ補正装置が組み込まれたズームレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用のビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、一般に、光学式手振れ補正装置が備えられている。光学式手振れ補正装置では、撮影用のレンズにより結ばれた像が撮像素子上で手振れにより振れる（移動する）のに対応して、レンズまたは撮像素子を移動することにより、撮像素子上に結ばれる像の位置を補正してほぼ一定に保持させるものである。なお、動画の場合には、被写体やカメラの移動による像の移動から手振れによる像の振れを除去することになる。
【０００３】
撮像素子や撮影用レンズに対して補正レンズを撮影用レンズの光軸方向に直交する方向に移動させる手振れ防止ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この手振れ防止ユニットにおいては、ホルダに対して補正レンズが固定されたスライド部材が補正レンズの光軸方向に対して直交する方向に移動自在に支持されている。ホルダとスライド部材との間には、４つのボールが配置されるとともに、ホルダとスライド部材とには、それぞれボールが挟まれる位置に溝が形成されている。ホルダの溝の方向と、スライド部材の溝の方向とは、互いに直交している。
【０００４】
また、スライド部材のホルダの反対側には、スライド部材をホルダ側に押し付ける三角枠状の板ばねとしての制御スプリングが設けられ、スライド部材と制御スプリングとの間にも３つのボールが配置され、制御スプリングに対してスライド部材が補正レンズの光軸方向に直交する方向に移動自在となっている。
【０００５】
また、スライド部材の移動は、永久磁石の磁界中でコイルに電流を流すことで行われるようになっており、スライド部材は、第１の永久磁石と第１のコイルとによってこのスライド部材の溝に沿って一方向へ駆動され、さらに第２の永久磁石と第２のコイルとによってホルダの溝に沿って他方向（一方向と直交する方向）へ駆動される。
【０００６】
また、スライド部材には、永久磁石である２つのフィードバック磁石が、上述の２つの駆動方向としての一方向と他方向とにそれぞれ対応して設置されるとともにホルダのフィートバック磁石に対向する位置にホールセンサが設けられている。
このホールセンサによりスライド部材の一方向と他方向とにそれぞれ沿った移動位置を検知することができ、スライド部材の移動位置に基づいてスライド部材の移動のフィードバック制御が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１５８７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１においては、ホルダとスライド部材との間に４つのボールが配置されるとともに、スライド部材と板ばねである制御スプリングとの間に３つのボールが配置され、ホルダ、スライド部材、制御スプリングの３つの部材がそれぞれ間にボールを挟んで３段重ねになり、光軸方向の長さが長くなって小型化やコストダウンが難しい。
【０００９】
そこで、ホルダとスライド部材との間にボールを挟んだ状態で、例えば圧縮バネとしてコイルスプリングで繋ぐことが考えられる。これにより、スライド部材をホルダの反対側からホルダに押し付ける制御バネが必要なくなるとともに、スライド部材と板状の制御バネとの間のボールも必要なくなり、コンパクトでコストダウンが可能な構造にできる。
【００１０】
しかし、ホルダとスライド部材とには、ホルダに対してスライド部材を移動させるための駆動用アクチュエータとして、永久磁石とヨークとコイルとを例えば互いに直交する２方向分として２つずつ設ける必要があるとともに、ホルダに対するスライド部材の位置をフィートバック制御用に検出するための永久磁石とホール素子とからなる位置検出装置を上述の２方向分設ける必要がある。
【００１１】
したがって、ホルダとスライド部材の構造のスペース効率を考えると、ボールやコイルスプリングの数は、少ない方が好ましく、上述の磁石、コイル、ホール素子等の配置の邪魔にならないようにすることが好ましい。しかし、これらボールやコイルスプリングの数と配置によっては、スライド部材の移動において、往路と復路が異なった状態となるヒステリシスが大きくなったり、スライド部材が平行移動だけではなく回転移動したりするなどの問題が発生する。
【００１２】
また、家庭用のビデオカメラでは、小さなビデオカメラ内に倍率の大きなズームレンズが組み込まれ、ビデオカメラの比較的多く部分をズームレンズユニットが占めた状態となる。このズームレンズユニットは、複数の固定レンズと、ズーム用に光軸方向に移動するレンズ群と、ピント合わせ（フォーカス）用に光軸方向に移動するレンズ群と、上述のような手振れ補正用のレンズ群とを備えている。
【００１３】
このようなズームレンズユニットのケースにレンズをセットする場合には、例えば、レンズやレンズ群を保持するホルダを光軸方向に沿って順番にセットするようなことが行われている。しかし、ズームレンズユニットにおいて、レンズを光軸方向に沿って順番にセットする場合には、作業時間の短縮が難しかった。また、ケースにレンズを順番に入れる際には、先に入れたレンズの上方を次に入れるレンズが覆う状態となり、各レンズの設置状態を視認することが難しく、それにより歩留まりが悪化する虞がある。
【００１４】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトにできるとともにレンズの移動に際し、移動軌跡のヒステリシスと、移動するレンズの回転を抑制できる手振れ補正装置およびこの手振れ補正装置を備えるズームレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の手振れ補正装置は、レンズを保持するスライダと、前記スライダを支持するベースとを備え、前記ベースと前記スライダとの間に３つ以上のボールを挟むとともに、複数の弾性体により、前記ボールを挟んだ前記ベースと前記スライダとを互いに引き付けることにより、前記ベースに前記スライダを前記レンズの光軸方向に直交する方向に移動自在に支持させている手振れ補正装置において、
前記弾性体は、前記レンズの前記光軸位置が前記ベースに対して所定の中立位置にある場合に、２つの前記弾性体を結ぶ線分の中点または３つ以上の前記弾性体を順番に結んで構成される多角形の重心が、前記光軸位置に略一致するように、前記ベースと前記スライダとに接続されていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、スライダに支持されているレンズの光軸方向をＺ軸方向とし、光軸方向に直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、これらＸ方向とＹ方向が直交している場合に、例えば、磁石とコイルとからなる２つの電動アクチュエータにより、スライダをＸ方向とＹ方向とに移動させると、弾性体がベースとスライダの間でこれらに対して斜め方向に延びることにより、それぞれの弾性体からスライダに電動アクチュエータによる移動を妨げる方向に力かかることになる。
【００１７】
この場合に、各弾性体の位置が中立位置のスライダに保持されるレンズの光軸に上述の線分の中点や多角形の重心が一致するようになっていないと、スライダに弾性体からの力が一様にならず、スライダの移動方向によって、移動軌跡にずれが生じる。例えば、Ｘ方向に４５度の角度でスライダを右から左に移動した場合と、左から右に移動した場合に、移動軌跡が異なるヒステリシスが発生する。また、スライダに回転力が作用する。
【００１８】
スライダが中立位置にある状態で、レンズの光軸位置に対して各弾性体が対称（例えば、回転対称）に配置されること、すなわち、弾性体が２つの場合に、これら弾性体を結ぶ線分の中点が、レンズの光軸と一致するように配置されていることが好ましい。
【００１９】
また、スライダが中立位置にある状態で、弾性体が３つ以上の場合には、これら弾性体を順に結んで形成される多角形の重心が、レンズの光軸と一致するように配置されていることが好ましい。このような配置にすることにより、スライダを移動させた際の上述のような弾性体からの力が、スライダを中立位置に戻す方向に作用することになり、スライダの移動において、ヒステリシスや回転の発生を抑えることになる。
【００２０】
本発明の前記構成において、前記弾性体は、両端にフックを備える引っ張りばねとされ、
前記ベースおよび前記スライダには、前記フックをそれぞれ係止する複数の係止部を備え、
前記係止部は、前記フックの向きを規制する規制手段を備え、
前記ベースの全ての前記係止部の前記規制手段は、前記規制手段に規制される全ての前記フックの向きを互いに同じ向きとなるように固定し、
前記スライダの全ての前記係止部の前記規制手段は、前記規制手段に規制される全ての前記フックの向きを互いに同じ向きとなるように固定することが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、スライダを移動させる際にスライダに回転方向の力が作用するのを防止できる。
引っ張りばねをフックで固定し、各方向に引っ張りばねを斜めに伸ばすようにした場合に、フックの向きと、引っ張りばねを斜めに伸ばす方向とにより、バネ定数が変化する虞がある。したがって、複数の引っ張りばねを同時に同じ方向に斜めに伸ばした場合に、各引っ張りばねのフックの向きが異なると、ばね定数の違いにより、各引っ張りばねによってスライダに係る力が異なることから、スライダが回転してしまう虞がある。
そこで、各引っ張りばねでフックの向きを同じにすることにより、各引っ張りばねが同じ方向に延ばされた場合に、各引っ張りばねによってスライダにかかる力が略同じになり、スライダの回転を抑制することができる。なお、この場合も、引っ張りばねを伸ばす方向によって、各引っ張りばねからスライダに係る力は変化するが、各引っ張りばねにおいてほぼ同様に変化するので、各引っ張りばねからスライダにかかる力は略同じになる。
【００２２】
また、本発明の前記構成において、前記弾性体は、両端にフックを備える引っ張りばねとされ、
前記ベースおよび前記スライダには、前記フックをそれぞれ係止する複数の係止部を備え、
前記係止部と前記フックとを点で接触した状態に保持する点接触保持手段を備えることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、フックの支点において、フックが回転可能であるがフックがずれない場合に、上述のように引っ張りばねを伸ばす方向によってばね定数が変化するのを抑制することができる。これにより、例えば、スライダを同じ直線上で正方向と逆方向とに駆動した場合に、正方向と逆方向とで移動軌跡が異なるヒステリシスの発生と、上述のスライダの回転を抑制することができる。すなわち、引っ張りばねを伸ばす方向によるバネ定数の変化を小さくできることから、どの方向に移動しても引っ張りばねから作用する力が方向によって変化するのが防止される。これにより、上述のスライダの移動軌跡のヒステリシスの発生や回転の発生を抑制できる。
【００２４】
また、本発明の前記構成において、前記ベースと前記スライダとの間に前記弾性体が２つだけ配置されていることが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、弾性体の数を減らすことにより、ベースとスライダのスペース効率を向上させ、小型化を図ることができる。また、弾性体の数を減らすことにより、コストダウンを図れる。また、ベースとスライダとの間に弾性体を取り付ける作業が最低限の回数となるので、手振れ補正装置の組立作業を容易にするとともに、製造時間を短縮し、コストの低減を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の前記構成において、前記スライダが前記ベースに対して前記中立位置にある場合に、前記ベースと前記スライダとの間に挟まれる３つ以上の前記ボールを順番に結んで構成される多角形の重心が、前記光軸位置に略一致するように、前記スライドと前記ベースとに前記ボールが保持されていることが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、ベースに対するスライダの移動を安定させることができる。スライダを移動させた際に、ボールからは、スライダに対して弾性体ほど大きな力は作用せず、上述のスライダの移動のヒステリシスやスライダの回転への影響は少ないが、弾性体により力が掛けられた状態で、前記ボールの配置が中立位置のレンズの光軸位置に対して回転対称からかけ離れた配置で、ボールの分布が偏っている場合に、スライダを傾かせるような力が作用することになり、スライダの移動が安定しなくなる。
したがって、スライダが中立位置にある状態で、ベースとスライダとの間に挟まれる３つ以上のボールを順番に結んで構成される多角形の重心が、中立位置のレンズの光軸位置に一致することが好ましい。
【００２８】
また、本発明の前記構成において、前記ボールを保持するボール保持手段と、前記ベースに対する前記スライダの光軸に直交する方向の移動範囲を規制する移動範囲規制手段と、前記ベースに対する前記スライダの回転範囲を規制する回転範囲規制手段とを備え、
前記ボール保持手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ前記ボールを転動自在に挟んで保持するように互いに対向して設けられ、
前記移動範囲規制手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ、前記ベースに対して前記スライダが所定範囲以上移動しようとした際に互いに接触して移動を規制するように設けられ、
前記回転範囲規制手段は、前記ベースおよび前記スライダにそれぞれ、前記ベースに対して前記スライダが所定範囲以上回転しようとした際に互いに接触して前記回転を規制するように設けられていることが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、ベースに対してスライダが大きく移動したり、回転したりすることにより、ボールがボール保持手段から脱落してしまのを防止できる。すなわち、移動範囲規制手段および回転範囲規制手段によりボールが脱落してしまうようなスライダの移動や回転が規制される。
なお、スライダが移動する際にスライダはボールを介してベースに接触することになり、スライダとベースが直接接触して、ベースに対するスライダの移動に影響を与えない構造となっている。すなわち、手振れ補正装置として機能している際に、移動範囲規制手段や回転範囲規制手段が機能するのではなく、例えば、手振れ補正装置をレンズユニットやカメラに組み付ける場合に、スライダに触ることによりスライダが移動してボールが落下するのを防止するためのものである。これにより、ボールが脱落した状態で組み立てられるのを防止して歩留まりの向上を図ることができる。また、組み付け後に、落下の衝撃等でスライダが大きく移動したり回転したりしてボールが脱落するのを抑制できる。また、電動アクチュエータのコイルに異常な電流が流れた際に、スライダが大きく動いてボールが脱落するのを防止できる。
【００３０】
本発明のカメラモジュールは、前記構成の前記手振れ補正装置を備えることを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、上述の各手振れ補正装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００３２】
本発明の前記構成において、ズーム用レンズ群が支持されたズーム用ホルダと、フォーカス用レンズ群が支持されたフォーカス用ホルダと、前記手振れ補正装置の前記ベースである手振れ補正用ホルダとを備え、
前記ズーム用ホルダおよび前記フォーカス用ホルダが、同じシャフトにより、これらホルダに支持されている前記レンズの光軸方向に案内されて移動自在になっているとともに、
前記シャフトに前記手振れ補正用ホルダが取り付けられることにより、前記ズーム用ホルダ、前記フォーカス用ホルダおよび前記手振れ補正用ホルダが前記シャフトにより互いに位置決めされていることが好ましい。
【００３３】
このような構成によれば、ズーム用ホルダ、フォーカス用ホルダ、手振れ補正用ホルダが同じシャフトにより互いに位置決め可能なので、ズームレンズユニットの歩留まりの向上と、ズームレンズユニットの組立作業の効率化を図ることができる。
すなわち、ズーム用ホルダと、フォーカス用ホルダがそれぞれ別のガイド部材に案内されて光軸方向に移動するのではなく、同じシャフトで案内されるので、ズーム用ホルダと、フォーカス用ホルダとの位置決めが容易にできるとともに、別々のガイド部材で位置合わせするより、精度高く位置合わせが可能になることから、不良品の発生を減少させて歩留まりを向上することができる。
【００３４】
また、これらホルダを収納するケースで、例えば、各ホルダに支持されたレンズの光軸方向を一致させるのではなく、シャフトにより光軸方向の位置合わせが可能なので、ケースに収納する前に各ホルダをシャフトに取り付けて位置合わせしてから各ホルダをケースに収容することができる。この場合も、例えば、光軸方向に移動しない手振れ補正用ボルダとシャフトをケースに位置合わせすれば、ズーム用ホルダおよびフォーカス用ホルダがケースに対して位置決めされる。
【００３５】
また、本発明の前記構成において、前記ズーム用ホルダ、前記フォーカス用ホルダおよび前記手振れ補正用ホルダが保持されるケースを備え、
前記ケースの側面に開口部が形成され、
前記ケースの前記手振れ補正用ホルダが支持される位置の内側面に、前記手振れ補正ホルダを前記開口部から挿入する際に、前記手振れ補正用ホルダの側縁部に前記挿入方向に移動自在に嵌合し、前記手振れ補正用ホルダに支持された前記レンズの前記光軸に直交する方向に沿って前記手振れ補正用ホルダを案内する溝状の案内位置決め部が設けれ、
前記手振れ補正用ホルダは、前記案内位置決め部によって、前記光軸方向および前記光軸方向に直交する方向に沿った位置が決められるとともに、前記案内位置決め部において、前記手振れ補正用ホルダが前記ケースにねじ止めされていることが好ましい。
【００３６】
このような構成によれば、ケース側面の開口からズーム用ホルダ、フォーカス用ホルダおよび手振れ補正用ホルダを挿入して設置することができる。この設置の際に、光軸方向に移動しない手振れ補正用ホルダをケースの案内位置決め部に案内された状態でケースに挿入するとともに案内位置決め部により光軸方向とそれに直交する方向の位置決めが行われることになる。また、溝部に手振れ補正用ホルダの側縁部が嵌合した状態でねじ止めされることになり、ねじ止めの際の力による位置ずれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、スライダの移動時に弾性体からスライダに作用する力により、スライダの移動軌跡にヒステリシスが生じたり、スライダに回転が生じたりするのを防止し、手振れ補正をより精密に行うことを可能とし、手振れによる影響をより正確に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】前記ズームレンズユニットの各ホルダを示す斜視図である。
【図２】前記ズームレンズユニットの蓋を除いたメインケースを示す斜視図である。
【図３】前記ズームレンズユニットの蓋を除き、各ホルダが収容されたメインケースを示す斜視図である。
【図４】前記ホルダとしてのベースを備える手振れ補正装置を示す斜視図である。
【図５】前記手振れ補正装置を示す分解斜視図である。
【図６】前記手振れ補正装置を示す正面図である。
【図７】前記手振れ補正装置のベースを示す正面図である。
【図８】前記ベースを示す背面図である。
【図９】前記手振れ補正装置のベースを示す要部斜視図である。
【図１０】前記ベースおよびスライダのコイルスプリングのフックが係止される係止片の溝を示す要部斜視図である。
【図１１】前記ベースおよびスライダのコイルスプリングのフックが係止される係止片の溝の別の例を示す要部斜視図である。
【図１２】前記ベースがねじ止めされるボスを有するメインケースを示す背面図である。
【図１３】前記ボスに前記ベースのねじを通す挿通孔が重なった状態のメインケースを示す背面図である。
【図１４】実施例におけるベース対するスライダの移動方法を説明するための手振れ補正装置を示す正面図である。
【図１５】比較例におけるスライダ移動時のヒステリシスを示すグラフである。
【図１６】比較例におけるスライダ移動時のローテーション（回転）を示すグラフである。
【図１７】中立位置のレンズの光軸に複数のコイルスプリングの重心位置を合わせた実施例におけるスライダ移動時のヒステリシスを示すグラフである。
【図１８】中立位置のレンズの光軸に複数のコイルスプリングの重心位置を合わせた実施例におけるスライダ移動時のローテーションを示すグラフである。
【図１９】重心位置を光軸に合わせるとともに、複数のコイルバネのフックの向きを互いに合わせた実施例におけるスライダ移動時のヒステリシスを示すグラフである。
【図２０】重心位置を光軸に合わせるとともに、複数のコイルバネのフックの向きを互いに合わせた実施例におけるスライダ移動時のローテーションを示すグラフである。
【図２１】重心位置を光軸に合わせるとともに、コイルバネのフックを点接触で支持した実施例におけるスライダ移動時のヒステリシスを示すグラフである。
【図２２】重心位置を光軸に合わせるとともに、コイルバネのフックを点接触で支持した実施例におけるスライダ移動時のローテーションを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
この実施の形態のズームレンズユニットは、主に一般消費者用のビデオカメラに備えられる光学式ズーム機能と光学式手振れ補正機能を有するものである。
【００４０】
図１〜図３に示すように、この実施の形態のズームレンズユニットは、メインケース１と、メインケース１内に対物側（撮影対象側）から像を結ぶ（結像）側（撮像素子側）に並んで５つのレンズ群が配置されている。
【００４１】
最も対物側のレンズ群（図示略）は、メインケース１に固定されるレンズであり、メインケース１の対物側の端部に固定的に設けられた第１ホルダ２（図２、図３に図示）に支持されている。第１ホルダ２の結像側には、ズーム用に光軸方向に沿って移動自在で、ズーム用レンズ群１５を保持する第２ホルダ３が配置されている。
【００４２】
第２ホルダ３の結像側には、手振れ補正用のレンズ群であるレンズ１８，１９（図５に図示）を支持する第３ホルダ４が配置されている。なお、第３ホルダ４は、メインケース１に固定されるベース４１と、レンズ１８、１９を支持するとともに、ベース４１に対してレンズ１８，１９の光軸に直交する方向に移動自在なスライダ６１とからなる。この第３ホルダ４は、レンズ１８，１９を移動させることにより手振れを補正する手振れ補正装置のベース４１である。
【００４３】
第３ホルダ４の結像側には、ピント合わせ用（フォーカス用）に光軸方向に沿って移動自在な第４ホルダ５が配置され、この第４ホルダ５には、フォーカス用のレンズ群２０が支持されている。
また、第４ホルダ５の結像側、すなわち、最も結像側には、図１２、図１３に示すようにメインケース１に固定された第５ホルダ６が配置され、この第５ホルダ６に最も結像側のレンズ群（図示略：レンズが１枚であってもよい）が支持されている。
【００４４】
このようなズームレンズユニットにおいて、上述のように第３ホルダ４が手振れ補正装置である。手振れ補正装置は、図４〜図９に示すように、ベース４１と、スライダ６１とを備える。
また、ベース４１とスライダ６１との間には、３つのボール８１（図５に図示）が配置されるとともに、ベース４１とスライダ６１とを互いに引き付ける２つのコイルスプリング（弾性体、引っ張りばね）８２を備え、ボール８１が転動可能になっていることにより、ベース４１に対してスライダ６１を平行移動可能になっている。なお、スライダ６１の移動方向は、レンズ１８，１９の光軸方向に直交する方向である。
【００４５】
また、手振れ補正装置としての第３ホルダ４には、スライダ６１を第３ホルダ４に支持されるレンズ１８，１９の光軸方向をＺ方向とした場合に、Ｘ方向に駆動する電動アクチュエータ４０と、Ｙ方向に駆動する電動アクチュエータ４０との２つの電動アクチュエータ４０を備える。
【００４６】
電動アクチュエータ４０は、ヨーク５１と駆動用の永久磁石であるマグネット５２とコイル５３とを備えるものであり、マグネット５２とヨーク５１とにより形成された磁界の磁束中で、コイル５３に電流を流すことにより、ベース４１に固定されるマグネット５２およびヨーク５１に対して、スライダ６１に固定されるコイル５３を一方向としてのＸ方向またはＹ方向に移動させるようになっている。
【００４７】
また、スライダ６１のＸ方向の移動（位置）と、スライダ６１のＹ方向の移動（位置）とをそれぞれ検出する２つの位置検出装置６０を備える。位置検出装置６０は、ベース４１に固定されているセンサ用の永久磁石であるマグネット７１と、スライダ６１に固定されるとともにマグネット７１により形成される磁界中に配置され、この磁界中をスライダ６１とともに移動するホール素子７２とを備える。ホール素子７２からの磁気の強さの変化を示す信号に基づいて、ベース４１に対するスライダ６１の位置を検出する。
【００４８】
また、ベース４１は、略板状の部材であり、その略中央に物体側から結像側に光を通すための円形の開口部である窓部４２を備える。窓部４２は、ベース４１を貫通して設けられ、スライダ６１に支持されたレンズ１８，１９が光軸方向に重なって配置される。また、例えば、円形の開口部である窓部４２の中心位置に、手振れ補正のために移動する前の中立位置のスライダ６１に支持されたレンズ１８，１９の光軸位置が配置されるものとしてもよく、ここでは、窓部４２の中心を中立位置のスライダに支持されたレンズ１８，１９の光軸が通るものとする。
【００４９】
また、ベース４１には、２つのヨーク支持部４３が設けられている。これらヨーク支持部４３には、上述の電動アクチュエータ４０を構成するヨーク５１、マグネット５２およびコイル５３のうちのヨーク５１が支持される。また、ヨーク５１にマグネット５２が支持されている。
【００５０】
ヨーク５１は、断面コ字状に折られた形状を有し、この断面コ字状のヨーク５１の中にマグネット５２が支持されている。断面コ字状のヨーク５１では、２つの内側面が略互いに平行な状態で対向して配置されており、一方の内側面にマグネット５２が支持され、マグネット５２と他方の内側面との間に、スライダ６１に支持されたコイル５３が配置される。
【００５１】
マグネット５２は略矩形板状であり、長手方向が窓部４２の径方向に対して直交するになっている。
これにより、上述の電動アクチュエータ４０が構成され、ベース４１に対してスライダ６１を光軸のＺ方向に直交するＹ方向・Ｘ方向に移動可能になっている。
【００５２】
また、２つのヨーク支持部４３では、支持されるヨーク５１およびマグネット５２の中心線が窓部４２の中心を通るように配置されている。また、２つのヨーク支持部４３には、上述の窓部４２の中心を通るそれぞれのヨーク５１およびマグネット５２の中心線が互いに直交するように配置されている。
【００５３】
ベース４１には、上述の位置検出装置６０のマグネット７１を支持するセンサ用マグネット支持部４４を備える。２つのマグネット支持部４４は、それぞれ窓部４２の中心を間に配置して２つのヨーク支持部４３のそれぞれと一対一で対向して配置されている。
【００５４】
この際にマグネット支持部４４に支持されたマグネット７１の中心線と、このマグネット支持部４４に対向するヨーク支持部４３に支持されるヨーク５１およびマグネット５２の中心線とが一致し、かつ、これら中心線は、窓部４２の中心を通るようになっている。
【００５５】
また、ベース４１には、ベース４１とスライダ６１との間に挟まれる３つのボール８１（図５に図示）をそれぞれ１つずつ転動自在に保持するボール保持部４５（図７に図示）が３つ設けられている。なお、ボール保持部４５は、３つ以上設けられればよく、３つに限定されるものではないが、ベース４１およびスライダ６１のスペース効率やコスト等を考慮すると３つであることが好ましい。
【００５６】
これらのボール保持部４５は、レンズ１８の光軸方向に直交し、ボール８１が転動する平面である転動面４６の周囲を略四角枠状の突条４７で囲んだ状態となっている。略四角枠状の突条４７の内側は、ベース４１に対するスライダ６１の移動可能な範囲に対応してボール８１が転動可能になっている。
【００５７】
これらのボール保持部４５の中心（重心）は、窓部４２の周囲に例えば窓部４２の中心を中心とする回転対称に配置されることが好ましいが、この実施の形態では、回転対称となる位置に対して位置が少しずれている。なお、言うまでもなく、ボール保持部４５の中心位置を窓部４２の中心に対して回転対称となるように配置してもよい。
【００５８】
また、ボール保持部４５の中心を各角部とする多角形の重心を窓部４２の中心と一致させてもよい。なお、三角形の重心は、三角形の頂点とその対辺の中点を結ぶ３つの線分の交点である。また、正多角形の重心は、その内接円、外接円の中心である。また、四角形の重心は、２つの対角線により分けられる２つずつの三角形の重心をそれぞれ結ぶ２つの線分の交点である。また、基本的に５角形以上の多角形の重心は、多角形の頂点同士を結ぶ線分により複数の三角形に分け、各三角形の重心を求め、これら三角形の重心を頂点とする図形をさらに三角形に分けて重心を求めることを繰り返すことにより求めることができる。
【００５９】
３つ以上のボール保持部４５は、窓部４２の周囲に分散した状態に配置されることにより、ベース４１とスライダ６１との間にボール８１とコイルスプリング８２とを配置した際に、ベース４１に対してスライダ６１が傾かないようになっていればよい。
【００６０】
前記ベース４１には、コイルスプリング８２の両端に設けられるフックの一方が係止される２つの係止片部４８を備える。この係止片部４８には、コイルスプリング８２の一方の端部が係止される係止片（係止部）４９（図９に図示）を有し、この係止片４９に略Ｕ字状のフックが係止される。コイルスプリング８２は、２つ以上備える必要があり、それに対応して係止片部４８も２つ以上設けられる必要がある。この実施の形態では、コイルスプリング８２が２つ配置されており、係止片４９を備える係止片部４８が２つ設けられている。
【００６１】
２つの係止片４９のコイルスプリング８２のフックが掛けられる位置を結ぶ線分の中点は、窓部４２の中心と一致している。なお、係止片４９は、２つ以上であればよく、３つや４つ等であってもよい。この場合に係止片４９のコイルスプリング８２のフックが掛けられる位置を頂点とする多角形の重心と、窓部４２の中心とが一致するように係止片４９が配置される。
【００６２】
また、係止片４９のフックが掛けられる位置には、断面Ｖ字状の溝５０（図１０に図示）が形成されている。この溝５０にフックが係止されているとともに、フックが係止片４９に接着剤により接着されている。これにより、フックの向きが規制され、これら係止片４９の溝５０と接着剤がフックの向きを規制する規制手段になる。なお、図１０において、Ｖ字状の溝５０に対してＵ字状のフックは、溝５０の両端部の部分で接触し、フックの向きが決められる。
【００６３】
また、２つの係止片４９の溝５０の方向は、互いに平行になっている。なお、この実施形態において、上述の２つの電動アクチュエータ４０のマグネット５２（およびヨーク５１）のそれぞれの互いに直交する中心線に対して、２つの係止片４９のそれぞれの溝５０の方向は、所定の角度、例えば４５度（３１５度）となるように配置されている。なお、２つの係止片４９の溝５０の方向は、これら係止片４９のフックが係止される位置を頂点とする多角形の重心位置またはフックが係止される位置を結んだ線分の中点位置を通る任意の線に対して平行となっていればよい。ここでは、重心位置を通るとともにフックの係止位置を通る線分に対してフックの向きが略直交する方向になっている。なお、フックには、コイルスプリング８２のコイル部分に繋がる基端部と、繋がっていない先端部があり、フックの向きは、先端部と基端部の位置が互いに逆になる場合に逆向きであり、同じ向きとはならない。
【００６４】
このように各係止片４９の溝５０の方向を同じにした場合に、これら係止片４９にかけられる複数のフックの向きも互いに同じになる。すなわち、フックの向きは、係止片４９の溝５０の向きとなる。なお、スライダ６１におけるコイルスプリング８２のフックの係止構造は、後述するが、基本的に上述のベース４１におけるコイルスプリング８２のフックの係止構造と同じになっている。以下の説明では、ベース４１とスライダ６１において、コイルスプリング８２の係止構造が同じになっていることを前提に説明する。
【００６５】
なお、コイルスプリング８２は、ベース４１に対してスライダ６１が移動した場合に、斜めに引っ張られる状態となることから、フックの方向に対してコイルスプリング８２が引っ張られる方向によってばね定数に違いが生じる。すなわち、引っ張られる方向（スライダ６１の移動方向）と、フックが係止された際の向きによって、フックが係止された際のフックの支点となる位置が変化してしまい、移動方向によって、ばね定数が変化してしまう。
【００６６】
この場合に、複数配置されるコイルスプリング８２のフックの方向が一致していないと、同じ規格のコイルスプリング８２を用いても各コイルスプリング８２でバネ乗数の違いが生じ、スライダ６１の移動の際にスライダ６１にかかる力がコイルスプリング８２によって異なることになる。この場合に、各コイルスプリングの各係止位置で方向は略同じで異なる大きさの力がかかることにより、スライダ６１に回転力が生じることになる。
【００６７】
また、上述のように各フックの向きを全てのコイルスプリング８２で同じにすることにより、スライダ６１の移動方向により、コイルスプリング８２のばね定数が変化しても、複数の各コイルスプリング８２同士のバネ定数は同じになるので、コイルスプリング８２に回転力が生じるのを防止できる。すなわち、スライダ６１のコイルスプリング８２の複数の係止位置に同じ方向で同じ大きさの力が作用することにより、スライダ６１は、回転せずに移動することになる。
【００６８】
また、上述のように各コイルスプリングのフックを同じ向きにして固定する構造以外の構造により、コイルスプリング８２によるフックの向きの影響を低減するためには、係止片４９とフックとが点接触した状態となっていることが好ましい。例えば、図１１に示すように、係止片４９ａのフックが掛けられる溝５０ａの位置で、係止片４９ａの幅をフックに対して相対的に細くするとともに、断面Ｖ字状の溝５０ａの底において、溝５０ａの中央が高く端が低くなるようにする。この際の溝５０ａの底部分の溝５０ａの方向に沿った断面は、溝５０ａの中央を頂点とする二等辺三角形状となっている。また、溝５０ａの中央部で最もＶ字状の溝５０ａのＶ字の角度が小さくなることにより溝５０ａの幅が狭く、中央から端に向かって溝５０ａのＶ字の角度が大きくなっていることにより溝５０ａの幅が広くなっている。
【００６９】
このような構造の係止片４９ａの溝５０ａにコイルスプリング８２の円弧状で断面略円形のフックをかけた場合に、溝５０ａの中央が高く、端が低くかつ係止片４９ａの溝５０ａ方向に沿った幅が狭いので、フックは溝５０ａの両端部で溝５０ａの底に接触せずに、溝５０ａの中央の底の一点で接触する。また、溝５０ａの中央では、溝５０ａの幅が狭く断面Ｖ字状なので、フックは溝５０ａに直交する方向への移動が規制される。溝５０ａの両端部では溝５０ａの幅が広くなっているので、フックは溝５０ａの底の接触部分を中心として回転移動可能になっている。
【００７０】
このような係止片４９ａの溝５０ａは、フックと点接触するとともに点接触した状態を保持する点接触保持手段となっている。
【００７１】
この場合に、スライダ６１の移動方向の違いによって生じるコイルスプリング８２のバネ定数の変化量が小さくなる。例えば、係止片４９とコイルスプリング８２とが点接触し、点接触している位置が支点となり、この支点を動かないようにすることによって、スライダの移動方向によるバネ定数の変化量を少なくできるので、上述のようにスライダ６１の回転を抑制できるとともに、移動の際の行きと戻りとでのヒステリシスを軽減できる。すなわち、スライダ６１の移動方向の違い（逆向きとなる違いを含む）により各コイルスプリング８２のバネ定数が変化してしまうことにより、駆動方向に対して移動軌跡が変わってしまうのを防止できる。
【００７２】
なお、ベース４１に対するスライダ６１の移動範囲は、たとえば、以下のように規制されている。すなわち、ベース４１のスライダ６１側を向く面の窓部４２においては、窓部４２の開口の周囲を囲むように、例えば８角形状の周囲壁３９がスライダ６１側に突出して設けられている。この周囲壁３９内にスライダ６１のレンズ１８を支持する嵌合孔６２を構成する円筒部７０（図５に図示）が配置されている。この窓部４２の周囲壁３９により円筒部７０の移動範囲が規制されることによって、スライダ６１のベースに対する移動範囲が規制されている。これらベース４１に設けられる周囲壁３９と、スライダ６１に設けられる円筒部７０とが、ベース４１に対して、スライダ６１の移動範囲を規制する移動範囲規制手段となっている。
【００７３】
また、ベース４１には、ズーム用の第２ホルダ３を光軸方向に沿って移動自在に案内するとともに、ピント合わせ用（フォーカス用）の第４ホルダ５を光軸方向に沿って移動自在に案内する一対のガイド用シャフト８３，８４（図１等に図示）のうちの一方のシャフト８４が貫通した状態で嵌合するシャフト孔８５が形成されている。なお、他方のシャフト８３は、ベース４１の外側で、９０度異なる角度で突出する２つのマグネット支持部４４の間を通る位置に配置されるとともにベース４１に接触している。
【００７４】
また、ベース４１には、ベース４１をメインケース１にねじ止めするための２つの挿通孔８６，８７が設けられている。この挿通孔８６，８７は、レンズ１８の光軸方向に平行な方向に設けられている。この挿通孔８６，８７には、メインケース１の案内位置決め部７ａ，７ｂの部分の結像側から対物側に向けてねじ（図示略）が螺合されている。また、挿通孔８６，８７は、後述のメインケース１の外側のボス７７，７８のねじ孔７５，７６に重なるように、ベース４１をメインケース１の案内位置決め部７ａ，７ｂにセットした際に、メインケース１の外側に突出する突出部７９，８０に設けられている。
【００７５】
スライダ６１は、図５に示すように、レンズ１８，１９が嵌合して保持される嵌合孔６２を備える。この嵌合孔６２の内周面にレンズ１８，１９の外周面が接触して位置決めされることにより、嵌合孔６２の中心とレンズ１８，１９の中心とが一致するとともに、レンズ１８，１９の中心にレンズ１８，１９の光軸が配置されている。
【００７６】
スライダ６１には、２つのコイル支持部６３が設けられている。これらコイル支持部６３には、上述の電動アクチュエータ４０を構成するコイル５３が位置決めされた状態で支持されている。コイル５３は、角を丸めた矩形枠状に電線が巻かれた状態となっており、その長手方向が嵌合孔６２の半径方向と直交する方向を向いている。
【００７７】
また、コイル５３は、コイル支持部６３のベース４１を向く面に配置されるとともに、コイル支持部６３は、ベース４１に支持されたヨーク５１の対向する２つの内側面と平行に配置され、マグネット５２とコイル５３とが近接して配置されるようになっている。
【００７８】
また、２つのコイル支持部６３では、支持されるコイル５３の中心線が嵌合孔６２の中心（レンズ１８，１９の中心（光軸位置））を通るように配置されている。また、２つのコイル支持部６３は、上述の嵌合孔６２の中心を通るそれぞれの中心線が嵌合孔６２の中心位置で互いに直交している。
【００７９】
また、スライダ６１には、上述の位置検出装置６０のホール素子７２を支持するセンサ支持部６４が設けられている。２つのセンサ支持部６４は、それぞれ嵌合孔６２の中心（レンズ１８，１９の中心）を間に配置して２つのコイル支持部６３のそれぞれと一対一で対向して配置されている。
【００８０】
この際のコイル支持部６３に支持されているコイル５３の中心線と、このコイル支持部６３に対向するセンサ支持部６４に支持されたホール素子７２の中心線とが一致し、かつ、これら中心線は、嵌合孔６２の中心を通るようになっている。なお、嵌合孔６２の中心は、嵌合孔６２に嵌合するレンズ１８，１９の中心と一致し、レンズ１８，１９の光軸が重なるようになっている。すなわち、嵌合孔６２の中心をレンズ１８，１９の光軸が通るようになっている。
【００８１】
前記コイル５３およびホール素子７２は、フレキシブル配線基板に実装されており、このフレキブル配線基板の一部がスライダ６１から延出してズームレンズユニットの外部に接続されるようになっている。なお、フレキシブル配線基板のスライダ６１から突出する部分は、光軸に沿った方向に配置されるとともに、Ｕ字状に曲げられた状態となっており、光軸方向に直交する方向に移動するスライダ６１にできるだけ力がかからないように配置されている。
【００８２】
スライダ６１は、電源が投入されてコイル５３およびホール素子７２に電流が流れた状態すなわち、電動アクチュエータ４０および位置検出装置６０の電源がオンとなった状態で、例えば、ベース４１に対してスライダ６１が中立位置に配置されるように制御される。なお、電動アクチュエータ４０の制御は、位置検出装置６０による位置検出に基づくフィードバック制御であり、カメラモジュール（ビデオカメラ）に設けられた図示しない制御装置に制御される。この際にベース４１に対してスライダ６１が中立位置に配置され、撮影が開始されて手振れが検知されると、スライダ６１が中立位置から移動することになる。
【００８３】
ベース４１に対してスライダ６１が中立位置にある場合に、ベース４１の所定位置として窓部４２の中心と、スライダ６１に支持されているレンズ１８，１９の光軸とが一致するように制御される。この場合に２つのレンズ１８，１９の光軸上にベース４１の窓部４２の中心と、スライダ６１の嵌合孔６２の中心が配置される。
【００８４】
また、スライダ６１には、ベース４１とスライダ６１との間に挟まれる３つのボール８１（図５に図示）をそれぞれ１つずつ転動自在に保持するボール保持部６５（図５および図６に背面側を図示）が３つ設けられている。
【００８５】
このボール保持部６５は、ベース４１の転動面４６に対向するとともに、転動面４６と平行な面を有し、この面を囲む突条を備える。また、ボール保持部６５は、ボール８１を転動させる面であるとともに、ボール保持部４５の突条４７からボール８１が出ないようにするためのベース４１のボール保持部４５の蓋として機能している。
スライダ６１が中立位置にある状態で、ボール保持部６５は、ボール保持部４５に対向して配置され、かつ、スライダ６１が中立位置にある場合に窓部４２の中心と、レンズ１８，１９の光軸が一致した状態にされるので、スライダ６１におけるボール保持部６５の嵌合孔６２の中心に対する位置は、ベース４１の窓部４２の中心に対するボール保持部４５の位置と略同様の配置となっている。
【００８６】
これらのボール保持部６５の中心（重心）は、嵌合孔６２の周囲に例えば嵌合孔６２の中心を中心とする回転対称に配置されることが好ましいが、この実施の形態では、ベース４１のボール保持部４５に対応して、上述の回転対称となる位置に対してボール保持部６５の位置が少しずれている。なお、言うまでもなく、ボール保持部６５の中心位置を嵌合孔６２の中心に対して回転対称となるように配置してもよい。
【００８７】
また、ボール保持部６５の中心を各角部とする多角形の重心を嵌合孔６２の中心と一致させてもよい。
３つ以上のボール保持部６５は、嵌合孔６２の周囲に分散した状態に配置されることにより、ベース４１とスライダ６１との間にボール８１とコイルスプリング８２とを配置した際に、ベース４１に対してスライダ６１が傾かないようになっていればよい。なお、ベース４１のボール保持部４５と、スライダ６１のボール保持部６５とからボール８１を保持するボール保持手段が構成されている。
【００８８】
スライダ６１には、図４〜図６に示すように、コイルスプリング８２の両端に設けられるフックの他方が係止される２つの係止片（係止部）６９を備える。これらの係止片６９に略Ｕ字状のフックが係止される。コイルスプリング８２は、上述のように２つ以上備える必要があり、それに対応して係止片６９も２つ以上設けられる必要がある。この実施の形態では、コイルスプリング８２が２つ配置されており、係止片６９が２つ設けられている。
【００８９】
２つの係止片６９のコイルスプリング８２のフックが掛けられる位置を結ぶ線分の中点は、嵌合孔６２の中心と一致している。なお、係止片６９は、２つ以上であればよく、３つや４つ等であってもよい。この場合に係止片６９のコイルスプリング８２のフックが掛けられる位置を頂点とする多角形の重心と、嵌合孔６２の中心とが一致するように係止片６９が配置される。
【００９０】
また、係止片６９のフックが掛けられる位置には、上述のベース４１の溝５０と同じ構造の溝が形成されている。この溝にフックが係止されているとともに、フックが係止片６９に接着剤により接着されている。
【００９１】
また、２つの係止片６９の溝の方向は、互いに平行になっている。なお、この実施形態において、上述の２つの電動アクチュエータ４０のマグネット５２（およびヨーク５１）のそれぞれの互いに直交する中心線に対して、２つの係止片６９のそれぞれの溝の方向は、所定の角度、例えば４５度（３１５度）となるように配置されている。なお、２つの係止片６９の溝の方向は、これら係止片６９のフックが係止される位置を頂点とする多角形またはフックが係止される位置を結んだ線分の中点位置を通る任意の線に対して平行となっていればよい。
【００９２】
このように各係止片６９の溝の方向を同じにした場合に、上述のベース４１の係止片４９にかけられる複数のフックの向きも互いに同じになる。すなわち、フックの向きは、係止片４９の溝の向きとなる。これにより、上述のようにスライダ６１を移動させた際のスライダ６１の回転が防止される。したがって、係止片６９の溝と接着剤がフックの向きを規制する規制手段になる。
【００９３】
また、上述のように、コイルスプリング８２によるフックの影響を低減するためには、上述のように係止片６９とフックとが点接触した状態となっていることが好ましく、スライダ６１の係止片６９および係止片６９の溝が上述のベース４１の係止片４９ａおよび係止片４９ａの溝５０ａと同じ構造になっていてもよい。
【００９４】
スライダ６１には、図４に示すように、センサ支持部６４の外側（嵌合孔６２の反対側）に回転規制部７４がベース４１側に突出して設けられている。この回転規制部７４は、ベース４１のマグネット支持部４４に対向して配置され、マグネット支持部４４のマグネット７１に近接して配置されている。ベース４１に対してスライダ６１を回転するように力がかかった際に、回転規制部７４は、ベース４１のマグネット支持部４４においてマグネット７１の上述の中心線に直交する方向の移動を規制する部分に接触することにより、設定された回転角度以上のベース４１に対するスライダ６１の回転が規制される。スライダ６１の回転規制部７４と、ベース４１のマグネット支持部４４とからベース４１に対するスライダ６１の回転範囲を規制する回転範囲規制手段が構成されている。
【００９５】
上述のように、窓部４２の周囲でベース４１のスライダ６１側に突出した周囲壁３９内に、スライダ６１の嵌合孔６２を構成する円筒部７０が配置されることで、ベース４１に対するスライダ６１の移動範囲が規制されるが、この周囲壁３９と、円筒部７０の構造では、スライダ６１の回転を規制できない。
【００９６】
ここで、ボール８１は、ベース４１のボール保持部４５と、スライダ６１のボール保持部６５との間に挟まれて保持されているが、スライダ６１が移動したり回転したりすると、ボール保持部４５からボール保持部６５がずれることにより、ボール８１が脱落する虞がある。これらボール保持部４５，６５には、ボール８１の脱落防止のために突条４７が設けられているが、ベース４１にスライダ６１がコイルスプリング８２で保持されているだけなので、ボール８１の脱落を完全には防止できない。
【００９７】
上述のようにベース４１に対してスライダ６１の移動範囲が規制されることにより、スライダ６１が平行移動した場合に、ベース４１のボール保持部４５とスライダ６１のボール保持部６５とは、ボールが脱落する可能性がある状態となるまで離れることがないようになっている。また、回転規制部７４により、ベース４１に対して、スライダ６１の回転範囲が規制されることにより、スライダ６１の回転によって、ベース４１のボール保持部４５とスライダ６１のボール保持部６５とが、ボールが脱落する可能性がある状態となるまで離れることがないようになっている。
【００９８】
上述のように手振れ補正装置からのボール８１の脱落が防止されることにより、例えば、第３ホルダ４を組立作業等のために取り扱う際に、誤ってボール８１を脱落させてしまうのを防止することができる。これにより組立作業等における作業性を向上できるとともに、ボール８１が脱落したのに気付かないことによる歩留まりの低下を防止できる。
【００９９】
以上のように、手振れ補正装置においては、ボール８１を用いてベース４１に対するスライダ６１の移動の際の摩擦を低減して、スライダ６１を円滑に光軸方向に直交する方向に移動可能とするとともに、コイルスプリング８２によりベース４１とスライダ６１とを互いに引き付けることにより、ベース４１にスライダ６１を移動可能に保持している。
【０１００】
この場合にベース４１に対してスライダ６１を上述のように光軸に直交する方向に移動するように駆動すると、コイルスプリング８２が伸ばされることにより、スライダ６１に駆動方向の反対側に力が作用する。この際に、各コイルスプリング８２から均等に力が作用しないとスライダ６１に回転方向に力がかかってしまう。また、直線に沿った駆動方向に駆動しても、駆動方向よって、移動軌跡が直線に対して変化し、ヒステリシスが生じる。
【０１０１】
そこで、各コイルスプリング８２の位置を結ぶ線分の中点または多角形の重心が、中立状態のスライダ６１に支持されるレンズ１８，１９の光軸位置に一致するように配置することにより、各コイルスプリング８２からスライダ６１に係る力をバランスが取れたものとして、スライダ６１における上述のヒステリシスや回転を抑制することができる。
【０１０２】
また、上述のように各コイルスプリング８２のフックの向きを同じにすることにより、スライダ６１が駆動された際に各コイルスプリングのばね定数が略同じになり、スライダ６１に回転力が作用するのを抑制できる。
また、コイルスプリング８２のフックとフックが掛けられる係止片４９，６９とを点接触させた状態とすることにより、スライダ６１の駆動方向により、各コイルスプリング８２のばね定数が変化するのを抑制できる。これにより、スライダ６１の上述のヒステリシスと、回転を抑制できる。
【０１０３】
また、この実施形態では、ボール８１を３つ備え、コイルスプリング８２を２つ備えており、これらは、必要最低限の数となっている。したがって、部品点数が少なくコストを低減できるとともに、組立作業の作業量の低減を図ることができる。
【０１０４】
また、コイルスプリング８２が２つの場合に、２つのコイルスプリング８２からそれぞれスライダ６１に作用する力の差が、スライダ６１の回転力を発生させてしまい、コイルスプリング８２が３つ以上の場合に対して、状況によってはスライダ６１が回転し易くなってしまう虞がある。しかし、上述のように２つのコイルスプリングを結ぶ線分の中点が中立位置のスライダ６１のレンズ１９の光軸と一致するようにするとともに、コイルスプリング８２のフックの方向を一定にしたり、コイルスプリング８２のフックと、このフックが掛けられる係止片４９，６９とが点接触したりすることによって、スライダ６１が回転するのを抑制できる。
【０１０５】
また、上述のように３つのボール８１は、各ボール８１を頂点とする三角形の重心が、中立位置のスライダ６１に保持されたレンズ１８，１９の光軸と一致するようすれば、円滑にベース４１に対してスライダ６１が移動可能になる。
【０１０６】
次に、ズームレンズユニットへのレンズの取り付け構造を説明する。
メインケース１は、上述のように物質側となる先端部に一体に設けられ、対物側のレンズ群を保持する第１ホルダ２の部分が円筒形とされている。第１ホルダ２より基端側、すなわち、像が結ばれる側（結像側）は、上述のメインケース１とは別体とされた第２ホルダ３から第４ホルダ５が収容されるものであり、その断面が正方形に近い四角筒状のホルダ収納部１ｃとなっている。
【０１０７】
このホルダ収納部１ｃは、互いに平行な２つずつの面を有し、４つの面から四角筒状に形成されているが、そのうちの１つの面が開放された状態の形状となっており、この部分に蓋が取り付けられて閉塞される。すなわち、メインケース１は、四角筒状で一つの面が開放された状態のホルダ収納部１ｃを有するケース本体１ａと蓋（図示略）とを備えている。
【０１０８】
メインケース１の端面を構成する部分には、レンズを支持するとともにメインケース１に一体に設けられた第５のホルダ６を備えている。
このメインケース１のホルダ収納部１ｃには、開放された一面から第２〜第４ホルダ３〜５が挿入されてホルダ収納部１ｃに設置されるようになっている。
【０１０９】
図２に示すように、このメインケース１のホルダ収納部１ｃには、手振れ補正装置である第３ホルダ４のベース４１が固定的に取り付けられるようになっている。ホルダ収納部１ｃの第３ホルダ４の取り付け位置には、第３ホルダ４のベース４１の両側縁部を上述の光軸方向の前後から挟み込んだ状態で、ベース４１を光軸方向に直交する１つの方向に案内するとともに、ベース４１の光軸方向に沿った位置と、光軸方向に直交する方向の位置決めを行う略溝状の案内位置決め部７ａ，７ｂが設けられている。
【０１１０】
この案内位置決め部７ａ，７ｂは、上述のホルダ収納部１ｃの開放された面に隣接する２つの面のそれぞれを構成する互いに対向するとともに互いに平行な壁部８，９に形成されている。
これら壁部８，９に隣接し、開放された面、すなわち蓋に対向する面を構成する壁部分と、蓋とにもベース４１の位置を決める溝状の位置決め部が設けられている。
なお、これら位置決め部および案内位置決め部７ａ、７ｂは、溝である必要はなく、例えば、壁部８，９の内側面において、ベース４１の周縁部を光軸方向の物体側と結像側とから挟み込むような部材が配置されていればよい。
【０１１１】
また、ベース４１には、ベース４１をメインケース１にねじ止めするための２つの挿通孔８６，８７が設けられている。この挿通孔８６，８７は、レンズ１８の光軸方向に平行な方向に設けられている。
また、図１２、図１３に示すように、メインケース１には、これら挿通孔８６，８７の物体側に隣接して、光軸方向に平行な方向のねじ孔７５，７６を有するボス７７，７８が設けられており、このボス７７，７８のねじ孔７５，７６と、ベース４１の挿通孔８６，８７が連通しており、挿通孔８６、８７の結像側からねじを物体側に向けて挿入するとともにボス７７，７８のねじ孔に螺合することにより、メインケース１にベース４１が位置決め固定される。
【０１１２】
メインケース１には、案内位置決め部７ａ，７ｂの部分に前記ベース４１の挿通孔８６，８７を備える一対の突出部７９，８０をそれぞれメインケース１内部から外部に突出させる孔が形成されている。案内位置決め部７ａ、７ｂでは、ベース４１を有する第３ホルダ４である手振れ補正用ホルダを挿入して位置決めするが、第３ホルダ４を容易に挿入できるように、案内位置決め部７ａ，７ｂでは、第３ホルダ４の周縁部を挟む溝状の部分における第３ホルダ４との間のクリアランスが広めに設定されている。
【０１１３】
それに対して、メインケース１外部のボス７７，７８に繋がる案内位置決め部７ａ，７ｂの孔の部分、すなわち、ベース４１の突出部７９，８０が貫通する孔の部分では、クリアランスが狭くされ、ベース４１が案内位置決め部７ａ、７ｂに案内されている状態で、突出部７９，８０を前記孔に軽く押し込む状態となる。また、この状態でボス７７，７８と、突出部７９，８０の互いに当接する部分のクリアランスが狭くされるか、クリアランスがない状態とされて、ボス７７，７８に突出部７９が押し付けられた状態となる。
【０１１４】
このような構造においては、一対の突出部７９，８０がメインケース１の案内位置決め部７ａ，７ｂに設けられた孔に挿入された状態でボス７７，７８に押し付けられているので、メインケース１に対してベース４１を有する第３ホルダ４の回転を規制した状態となっている。ねじ止めに際しては、ねじを最後に締める際に、ねじ止めされる部材がねじの回転と供回りしてしまう虞がある。すなわち、案内位置決め部７ａ，７ｂに第３ホルダ４が緩く嵌合した状態で、メインケース１に第３ホルダ４をねじ止めすると、第３ホルダ４が少しだけ回転してしまう虞があり、例えば、第３ホルダ４を何かで押さえながらねじ止めするなどの必要が生じ、ねじ止め作業が煩雑になってしまう。
【０１１５】
それに対して、この実施の形態では、上述のような構造から、ねじ止めに際し、突出部７９，８０がボス７７，７８に押し付けられるとともに、一対の突出部７９，８０がそれぞれメインケース１の孔にきつめに挿入されていることにより、ねじ止め時の供回りを防止でき、ねじ止め作業を容易にすることができる。
【０１１６】
また、第２〜第４ホルダ３〜５のメインケース１への取り付けに際しては、図２、図３に示すように、シャフト８３，８４に第２〜第４ホルダ３〜５を取り付けた状態とされる。上述のように第３ホルダ４には、２つのシャフト８３，８４のうちの１つのシャフト８４がシャフト孔８５を貫通した状態となっている。また、第２ホルダ３と、第４ホルダ５には、それぞれ保持するレンズ群１５、レンズ群２０のレンズの中心を挟む位置にシャフト孔が設けられており、シャフト８３，８４が貫通した状態になっている。
【０１１７】
また、第３ホルダ４（ベース４１）を貫通せずに、第２ホルダ３と第４ホルダ５を貫通するシャフト８３は、上述のように第３ホルダ４であるベース４１に接触して配置され、ベース４１がシャフト８４回りに回転してしまうのを防止している。
【０１１８】
上述のようにベース４１をメインケースに取り付ける際に、シャフト８３，８４と、これらが貫通した状態の第２ホルダ３と第４ホルダ５がメインケースに挿入される。各シャフト８３，８４は、それらの両端部がメインケース１のホルダ収納部１ｃ内に設けられるシャフト位置決め部（図示略）に位置決めされて支持される。
シャフト位置決め部は、２つのシャフト８３，８４に対応して、ホルダ収納部１ｃの物体側端部と結像側端部にそれぞれ２つずつ設けられる。
【０１１９】
これらシャフト位置決め部により、２つのシャフト８３，８４がメインケース１に位置決めされる。また、上述のように光軸方向に移動しない第３ホルダ４としてのベース４１は上述のように案内位置決め部７ａ、７ｂに光軸方向の位置が決められるとともに、光軸方向に直交する方向の位置も決められ、さらに上述のようにねじ止めされてメインケース１に固定される。
【０１２０】
したがって、２本のシャフト８３，８４は、メインケース１のシャフト位置決め部と、ベース４１に位置が決められ、これらシャフトに光軸方向に移動自在なズーム用ホルダである第２ホルダ３と、フォーカス用ホルダである第４ホルダ４とが位置決めされることになる。これにより第１〜第５ホルダ２〜６の光軸が一致するように配置される。また、光軸方向に移動するズーム用の第２ホルダ３と、フォーカス用の第４ホルダ５が同じシャフト８３，８４に案内されることになる。
【０１２１】
このようなズームレンズユニットにおいては、ズーム用の第２ホルダ３と、手振れ補正用の第３ホルダ４と、フォーカス用の第４ホルダ５とが、メインケースに対してこれらホルダ３〜５に支持されるレンズの光軸方向に略直交する方向、すなわち、メインケース１の側面の開口部から挿入して設置可能になっている。
【０１２２】
また、各ホルダ３〜５は、上述のように２つのシャフト８３，８４にセットされて各ホルダ３〜５のレンズの光軸が合わせられた状態で、メインケース１にセットされることになる。また、光軸方向に移動しない手振れ補正用の第３ホルダ４がメインケース１の案内位置決め部７ａ，７ｂにより、位置決めされるとともにねじ止めされて固定されている。したがって、これらホルダ３〜５は、各ホルダ３〜５に支持されるレンズの光軸がシャフト８３，８４により合わせられるとともに、シャフト８３，８４は、メインケース１のシャフト位置決め部により位置決めされるとともに、第３ホルダ４（ベース４１）を介してメインケース１に位置決めされる。
【０１２３】
この場合に、従来のように光軸方向に沿ってメインケース内に複数のホルダをセットする場合に比較して、レンズの光軸をメインケース１に対して精度高く合わせることが可能になり、従来の場合に比較して、作業時間の短縮と歩留まりの向上を図ることができる。
【実施例】
【０１２４】
以下に、本発明の実施例としての実験例について説明する。
この実験例では、基本的に上述の第３ホルダ４としての手振れ補正装置において、
図１４に示すように、ベース４１に対してスライダ６１を移動するように電動アクチュエータ４０を作動させた場合に、位置検出装置６０のホール素子７２からの信号出力に基づいて移動軌跡と、スライダ６１の回転角度を求めたものである。
【０１２５】
図１４に示すように、スライダ６１の駆動制御により、スライダ６１は、以下に記載の４パターンで駆動される。
１番目のパターンは、図１４において実線ａで示され、２つの電動アクチュエータ４０のコイル５３に同じ方向（順方向）に電流を流した状態から両方とも逆方向に電流を流すものであり、このパターンがＯＯからＣＣで表され、後述の図１５〜図２２のグラフにおいて、移動軌跡や回転角度の変化が実線で示される。
【０１２６】
２番目のパターンは、図１４において二点鎖線ｂで示され、一番目のパターンの逆パターンであり、このパターンがＣＣからＯＯで表され、後述の図１５〜図２２のグラフにおいて、移動軌跡や回転角度の変化が２点鎖線で示される。
【０１２７】
３番目のパターンは、図１４において二重線ｃで示され、２つの電動アクチュエータに逆方向の電流を流した状態から、それぞれの電流の向きを逆にするもので、このパターンがＯＣからＣＯで表され、後述の図１５〜図２２のグラフにおいて、移動軌跡や回転角度の変化が二重線で示される。
【０１２８】
４番目のパターンは、図１４において二重の点線ｄで示され、３番目のパターンの逆パターンであり、このパターンがＣＯからＯＣで表され、後述の図１５〜図２２のグラフにおいて、移動軌跡や回転角度の変化が二重の点線で示される。
【０１２９】
また、上述の駆動パターンでスライダを駆動する際の実験の条件に付いて説明する。
１つ目の実験を比較例とし、この比較例の条件は、コイルスプリング８２を３つ用い、この３つのコイルスプリング８２からなる三角形の重心が、中立位置のレンズ１８，１９の光軸位置と一致せず、かつ、各コイルスプリング８２のフックの向きが異なることである。
【０１３０】
２つ目の実験を実施例１とし、この実施例１の条件は、コイルスプリング８２を３つ用い、この３つのコイルスプリング８２からなる三角形の重心が、中立位置のレンズ１８，１９の光軸と一致するが、各コイルスプリング８２のフックの向きが異なることである。
【０１３１】
３つ目の実験を実施例２とし、この実施例２の条件は、コイルスプリング８２を２つ用い、この２つのコイルスプリング８２からなる線分の中点が、中立位置のレンズ１８，１９の光軸と一致し、各コイルスプリング８２のフックの向を同じにしたことである。
【０１３２】
４つ目の実験を実施例３とし、この実施例３の条件は、コイルスプリング８２を２つ用い、この２つのコイルスプリング８２からなる線分の中点が、中立位置のレンズ１８，１９の光軸と一致し、各コイルスプリング８２のフックを点接触で固定したことである。
【０１３３】
以下に、実験結果を説明する。なお、比較例および実施例１〜３においては、それぞれ逆方向にスライダ６１を駆動した場合の移動軌跡のヒステリシスと、スライダ６１の回転（ローテーション）とを示す２つのグラフで実験結果を示している。
移動軌跡を示すグラフでは、縦軸がＹ座標であり、横軸がＸ座標となっており、移動軌跡がμｍ単位で示されている。ローテーションを示すグラフでは、指定位置の移動距離が横軸に配置され、縦軸がスライダ６１の回転角度となっている。ここでの回転角度の単位は分であり、度の１／６０の角度となる。なお、移動軌跡とローテーションの角度は、位置検出装置６０のホール素子７２から出力される信号に基づいて求めたものである。
【０１３４】
比較例の結果は、図１５と図１６のグラフに示されるように、後述する実施例１〜３の場合と比較して、スライダ６１の移動軌跡のヒステリシスが大きく、かつ、ローテーションの角度も大きなものとなっている。
それに対して、実施例１の結果では、図１７と図１８のグラフに示されるように、ローテーションに大きな変化はないが、ヒステリシスが低減している。但し、各コイルスプリング８２よって、バネ定数が異なるとともに移動方向によってバネ定数が変化するので、スライダ６１の直進性が低い。
【０１３５】
実施例２の結果では、図１９と図２０のグラフに示されるように、実施例１の結果に対して、ローテーションが若干改善され、移動軌跡の直進性が高くなっている。
実施例３の結果では、図２１と図２２のグラフに示されるように、比較例や実施例１，２対して、ローテーションおよびヒステリシスや移動軌跡の直進性が改善している。
【０１３６】
以上の実験結果から、２つのコイルスプリング８２を結ぶ中点の重心または、３つ以上のコイルスプリング８２を順に結んで構成される多角形の重心が中立位置のスライダ６１のレンズ」１８，１９の光軸位置に配置されることが好ましい。
また、コイルスプリング８２のフックは同じ向きにされることが好ましい。また、コイルスプリング８２のフックを点接触で固定することがより好ましい。
【符号の説明】
【０１３７】
１          メインケース（ケース）
３          第２ホルダ（ズーム用ホルダ）
４          第３ホルダ（手振れ補正装置のベース）
５          第４ホルダ（フォーカス用ホルダ）
１５〜１７  ズーム用レンズ群
２０〜２２  フォーカス用レンズ群
１８        レンズ
１９        レンズ
３９        周囲壁（移動範囲規制手段）
４１        ベース（手振れ補正用ホルダ）
４４        マグネット支持部（回転範囲規制手段）
４９        係止部（規制手段、点接触保持手段）
６１        スライダ
６９        係止部（規制手段、点接触保持手段）
７０        円筒部（移動範囲規制手段）
７４        回転規制部（回転範囲規制手段）
８１        ボール
８２        コイルスプリング（弾性体、引っ張りばね）
８３        シャフト
８４        シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018077543.tif 000018
【図１７】
2018077543.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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