(57)【要約】【課題】一つの防振レンズを２軸方向に駆動する場合、２自由度を確保する機械的構造が複雑になりがちであった。また、複雑な機械的構造に起因して、防振レンズの駆動制御も複雑になる傾向にあった。【解決手段】撮像装置に用いられる防振ユニットは、像ぶれを抑制する第１のレンズと第２のレンズを含む光学系と、光学系の光軸に平行な第１の回転軸と、第１の回転軸周りに第１のレンズを揺動可能に保持する第１の保持枠と、光軸に平行であって第１の回転軸とは異なる第２の回転軸と、第２の回転軸周りに第２のレンズを揺動可能に保持する第２の保持枠と、第１のレンズおよび第２のレンズを揺動すべく、第１の保持枠および第２の保持枠を独立して駆動する駆動部とを備える。【選択図】図３
2011064820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像ぶれを抑制する第１のレンズと第２のレンズを含む光学系と、
前記光学系の光軸に平行な第１の回転軸と、
前記第１の回転軸周りに前記第１のレンズを揺動可能に保持する第１の保持枠と、
前記光軸に平行であって前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸と、
前記第２の回転軸周りに前記第２のレンズを揺動可能に保持する第２の保持枠と、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズを揺動すべく、前記第１の保持枠および前記第２の保持枠を独立して駆動する駆動部と
を備える防振ユニット。
【請求項２】
前記駆動部は、前記第１の保持枠を駆動する第１の電磁駆動部と、前記第２の保持枠を駆動する第２の電磁駆動部を備える請求項１に記載の防振ユニット。
【請求項３】
前記第１の電磁駆動部はＶＣＭであり、前記ＶＣＭのうち前記第１の保持枠に設けられるマグネットまたはコイルは、前記第１の回転軸に対して、前記第１のレンズとは反対側に設置される請求項２に記載の防振ユニット。
【請求項４】
前記マグネットまたは前記コイルは、前記コイルへ電力が供給されていないときに、前記第１のレンズの中心が前記光軸と一致するように設置される請求項３に記載の防振ユニット。
【請求項５】
前記第１のレンズが前記第１の回転軸周りに揺動するときは、前記第２の回転軸が前記第１の保持枠に外接して揺動角を規制し、前記第２のレンズが前記第２の回転軸周りに揺動するときは、前記第１の回転軸が前記第２の保持枠に外接して揺動角を規制する請求項１から４のいずれか１項に記載の防振ユニット。
【請求項６】
前記第１の保持枠は前記第１の回転軸に沿って前記光軸方向に移動可能であり、
前記駆動部は、前記第１の保持枠を前記光軸方向に移動させるアクチュエータを含む請求項１から５のいずれか１項に記載の防振ユニット。
【請求項７】
前記駆動部の駆動により防振動作と焦点調整動作を行う請求項６に記載の防振ユニット。
【請求項８】
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズ以外の前記光学系を構成するレンズを保持する保持枠のうち少なくとも一つは、前記第１の回転軸または前記第２の回転軸に固定される請求項１から７のいずれか１項に記載の防振ユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の防振ユニットと、
振れを検出する振れ検出部と、
前記振れ検出部の出力に基づいて、前記防振ユニットの前記駆動部を制御する制御部と
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振ユニットおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的に像振れを抑制する防振ユニットを備えたカメラは、撮影時におけるユーザの手振れの影響を軽減して、良好な被写体画像を得ることができる。防振ユニットは、カメラに設けられたジャイロセンサなどの振れセンサの出力に基づき、撮影光軸と直交する２軸方向に防振レンズを駆動して像振れを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの防振レンズを２軸方向に駆動する場合、２自由度を確保する機械的構造が複雑になりがちであった。また、複雑な機械的構造に起因して、防振レンズの駆動制御も複雑になる傾向にあった。そこで、より単純な機械的構造により像振れを抑制できる防振ユニットが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様における防振ユニットは、像ぶれを抑制する第１のレンズと第２のレンズを含む光学系と、光学系の光軸に平行な第１の回転軸と、第１の回転軸周りに第１のレンズを揺動可能に保持する第１の保持枠と、光軸に平行であって第１の回転軸とは異なる第２の回転軸と、第２の回転軸周りに第２のレンズを揺動可能に保持する第２の保持枠と、第１のレンズおよび第２のレンズを揺動すべく、第１の保持枠および第２の保持枠を独立して駆動する駆動部とを備える。
【０００６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様における撮像装置は、上記の防振ユニットと、振れを検出する振れ検出部と、振れ検出部の出力に基づいて、防振ユニットの駆動部を制御する制御部とを備える。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一眼レフカメラの要部断面図である。
【図２】一眼レフカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】防振ユニットの主要な構造物を示す斜視図である。
【図４】第１防振レンズの動作を説明する、第１防振部の正面図である。
【図５】第１防振レンズ近傍の断面図である。
【図６】防振処理に関するシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】ムービングマグネット形式を採用した場合の第１防振レンズを示す図である。
【図８】防振機能と焦点調整機能を兼備するハイブリッド構成の一例を示す図である。
【図９】図８に示すハイブリッド構成の、フォーカス防振レンズ近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、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。
【００１０】
図１は、一眼レフカメラ１０の要部断面図である。一眼レフカメラ１０は、レンズユニット２０とカメラユニット３０が組み合わされて撮像装置として機能する。
【００１１】
レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列されたレンズ群２１を備える。レンズ群２１には、第１防振レンズ２１１、第２防振レンズ２２１、フォーカスレンズ２３０、ズームレンズ２４０が含まれる。特に第１防振レンズ２１１は、第１防振部２０１を構成し、第２防振レンズ２２１は第２防振部２０２を構成する。第１防振部２０１と第２防振部２０２により防振ユニット２２が形成される。なお、以後の説明においては図示するように、光軸１１に沿って被写体像が入射する方向にｚ軸を定める。
【００１２】
防振ユニット２２の近傍には、レンズユニット２０に加えられるｘ軸周りおよびｙ軸周りの角速度を検出するジャイロセンサ２３が配置されている。そして、レンズユニット２０は、ジャイロセンサ２３により検出された角速度から振れ量を算出する演算をはじめ、防振ユニット２２の制御、フォーカスレンズ２３０の駆動などレンズユニット２０の制御および演算を司るレンズシステム制御部２４を備える。
【００１３】
また、レンズユニット２０は、筐体にユーザが操作をおこなう操作部材を備え、例えば、マニュアルフォーカスモードでユーザがピント調整を行う場合に、フォーカスレンズ２３０の移動量の指示を受けるフォーカスリング２５を備える。操作部材としては、その他に、オートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードを切り替えるフォーカス切替スイッチ、防振モードのＯＮ／ＯＦＦを切り替える防振切替スイッチ、ズームレンズ２４０の移動量の指示を受けるズームリング等を備える。
【００１４】
レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２６を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント４８と係合して、カメラユニット３０と一体化する。レンズマウント２６およびカメラマウント４８はそれぞれ、機械的な係合部の他に電気的な接続部も備え、カメラユニット３０からレンズユニット２０への電力の供給および相互の通信を実現している。
【００１５】
カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体像を反射するメインミラー３１と、メインミラー３１で反射された被写体像が結像するピント板３３を備える。メインミラー３１は、回転軸３２周りに回転して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される状態と、被写体光束から退避する状態を取り得る。ピント板３３側へ被写体像を導く場合は、メインミラー３１は被写体光束中に斜設される。また、ピント板３３は、後述する撮像素子４２の受光面と共役の位置に配置されている。
【００１６】
ピント板３３で結像した被写体像は、ペンタプリズム３４で正立像に変換され、接眼光学系３５を介してユーザに観察される。また、ペンタプリズム３４の射出面上方にはＡＥセンサ３６が配置されており、被写体像の照度分布を検出する。
【００１７】
斜設状態におけるメインミラー３１の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される光束の一部が透過する。透過した光束は、メインミラー３１と連動して動作するサブミラー３７で反射されて、ＡＦ光学系３８へ導かれる。ＡＦ光学系３８を通過した被写体光束は、ＡＦセンサ３９へ入射される。ＡＦセンサ３９は、受光した被写体光束から位相差信号を検出する。なお、サブミラー３７は、メインミラー３１が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３１に連動して被写体光束から退避する。
【００１８】
斜設されたメインミラー３１の後方には、光軸１１に沿って、フォーカルプレーンシャッタ４０、光学ローパスフィルタ４１、撮像素子４２が配列されている。フォーカルプレーンシャッタ４０は、撮像素子４２へ被写体光束を導くときに開放状態を取り、その他のときに遮蔽状態を取る。光学ローパスフィルタ４１は、撮像素子４２の画素ピッチに対する被写体像の空間周波数を調整する役割を担う。そして、撮像素子４２は、例えばＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、受光面で結像した被写体像を電気信号に変換する。
【００１９】
撮像素子４２で光電変換された電気信号は、メイン基板４３に搭載されたＤＳＰである画像処理部４５で画像データに処理される。メイン基板４３には、画像処理部４５の他に、カメラユニット３０のシステムを統合的に制御するＭＰＵであるカメラシステム制御部４４が搭載されている。カメラシステム制御部４４は、カメラシーケンスを管理すると共に、各構成要素の入出力処理等を行う。例えば、ＡＥセンサ３６から出力される被写体像の照度分布から露出値を演算し、ＡＦセンサ３９から出力される位相差信号から合焦制御を行う。
【００２０】
カメラユニット３０の背面には液晶モニタ等による表示部４６が配設されており、画像処理部４５で処理された被写体画像が表示される。表示部４６は、撮影後の静止画像に限らず、ビューファインダとしてのＥＶＦ画像、各種メニュー情報、撮影情報等を表示する。また、カメラユニット３０には、着脱可能な二次電池４７が収容され、カメラユニット３０に限らず、レンズユニット２０にも電力を供給する。
【００２１】
図２は、一眼レフカメラ１０のシステム構成を概略的に示すブロック図である。一眼レフカメラ１０のシステムは、レンズユニット２０とカメラユニット３０のそれぞれに対応して、レンズシステム制御部２４を中心とするレンズ制御系と、カメラシステム制御部４４を中心とするカメラ制御系により構成される。そして、レンズ制御系とカメラ制御系は、レンズマウント２６とカメラマウント４８によって接続される接続部を介して、相互に各種データ、制御信号の授受を行う。
【００２２】
カメラ制御系に含まれる画像処理部４５は、カメラシステム制御部４４からの指令に従って、撮像素子４２で光電変換された撮像信号を画像データに処理する。処理された画像データは、表示部４６へ送られて、例えば撮影後の一定時間の間表示される。これに並行して、処理された画像データは、所定の画像フォーマットに加工されてメモリ５１に記録される。なお、ＥＶＦ画像として連続的に処理される被写体画像は、メモリ５１に記録されることなく、表示部４６に逐次表示される。これにより、ユーザは、接眼光学系３５を介して光学的に被写体像を観察するだけでなく、表示部４６を介して電気的に被写体像を観察することができる。
【００２３】
カメラシステム制御部４４は、ユーザからの操作をカメラ操作検出部５０で検出して、操作に応じた動作を行う。例えば、押し込み方向に２段階のスイッチ位置を備えるレリーズボタン４９がユーザに操作されて、その第１段階のスイッチがＯＮになったことをカメラ操作検出部５０が検出すると、カメラシステム制御部４４は、ＡＦセンサ３９から位相差情報を取得する。そして、レンズシステム制御部２４へフォーカスレンズ２３０の駆動情報を送信する。また、ＡＥセンサ３６から被写体像の照度分布を取得して露出値を決定する。同時に、レンズシステム制御部２４に対して、防振動作の開始信号を送信する。さらに、第２段階のスイッチがＯＮになったことをカメラ操作検出部５０が検出すると、カメラシステム制御部４４は、一連の撮影シーケンスを実行して被写体画像を生成し、メモリ５１へ記録する。
【００２４】
レンズシステム制御部２４は、カメラシステム制御部４４からの制御信号を受けて各種動作を実行する。例えば、オートフォーカスの駆動情報を受けて、フォーカスレンズ２３０を駆動する。これにより撮像素子４２の受光面上に、所定の被写体像を合焦させることができる。また、防振動作の開始信号を受信すると、レンズシステム制御部２４は、ジャイロセンサ２３から角速度を取得し、位置センサ２８から第１防振レンズ２１１および第２防振レンズ２２１の位置情報を取得する。そして、後述の演算処理を行い、駆動ドライバ２７により第１防振レンズ２１１および第２防振レンズ２２１を揺動させて、ユーザの手振れに起因する像振れを抑制する。
【００２５】
レンズシステム制御部２４は、ユーザからの操作をレンズ操作検出部２９で検出して、操作に応じた動作を行う。例えば、フォーカスリング２５がユーザにより回転されると、レンズ操作検出部２９はその回転量を検出して、回転量に応じたフォーカスレンズ２３０の駆動を行う。また、レンズユニット２０に設けられている防振切替スイッチがＯＦＦに切り替えられたことをレンズ操作検出部２９が検出すると、レンズシステム制御部２４は、カメラシステム制御部４４からの防振動作開始信号の受信に関わらず、防振制御を禁止する。
【００２６】
図３は、防振ユニット２２の主要な構造物とその周辺の構成要素を示す斜視図である。防振ユニット２２は、第１防振部２０１と第２防振部２０２とから構成される。第１防振部２０１は、第１防振レンズ２１１、第１防振レンズ２１１を保持する第１保持枠２１２、第１保持枠２１２を揺動させる第１ＶＣＭ２１６を含む。第１ＶＣＭ２１６は、第１マグネット２１４、第１ヨーク２１９および第１コイル２１５とから構成される。第１マグネット２１４と第１ヨーク２１９は、円弧形状に形成され、レンズユニット２０のレンズ鏡筒に固定されている。第１コイル２１５は、第１保持枠２１２と一体的に固定されている。ＶＣＭは、電磁駆動部の一例としてのボイスコイルモータである。なお、図においては、コイル側とマグネット側を若干離間させて図示している。
【００２７】
第１保持枠２１２は、保持する第１防振レンズ２１１と第１コイル２１５の間に、光軸１１と平行である第１回転軸２６１を貫通させる第１貫通孔２１３を備え、第１保持枠２１２は第１回転軸２６１周りに揺動できる。第１ＶＣＭ２１６は、駆動ドライバ２７によって駆動され、第１保持枠２１２に保持された第１防振レンズ２１１を第１回転軸２６１の周りに、制御量にしたがって所定角揺動する。
【００２８】
第１保持枠２１２の周辺部には、第１フォトリフレクタ２１７が設置されており、第１保持枠２１２の側面部に形成された光軸に平行な第１ラインパターンを検出して、第１防振レンズ２１１の位置を検出する。つまり、第１フォトリフレクタ２１７は、第１保持枠２１２の揺動角に応じて複数本のラインを検出するので、その検出されたラインの本数に基づいて、第１防振レンズ２１１の位置を間接的に検出する。具体的には第１防振レンズ２１１の位置は第１回転軸２６１に対するラインパターンの回転半径と第１防振レンズ２１１のレンズ中心の回転半径を用いて算出することができる。なお、第１コイル２１５への通電が遮断された状態、つまり電力が供給されていない状態では、第１保持枠２１２、第１防振レンズ２１１および第１コイル２１５は、その重心が第１回転軸２６１中心付近にある。したがって、第１回転軸２６１の周りに釣り合い、さらに第１保持枠２１２と第１回転軸２６１の間に懸架された第１ネジリばね２１８の作用によって、第１防振レンズ２１１の光軸は、その姿勢によらず、光軸１１と一致する位置で静定する。なお、電流を流す第１コイル２１５への引き出しは、第１ネジリばね２１８を用いても構わない。
【００２９】
第２防振部２０２は、第２防振レンズ２２１、第２防振レンズ２２１を保持する第２保持枠２２２、第２保持枠２２２を揺動させる第２ＶＣＭ２２６を含む。第２ＶＣＭ２２６は、第２マグネット２２４、第２ヨーク２２９および第２コイル２２５とから構成される。第２マグネット２２４と第２ヨーク２２９は、円弧形状に形成され、レンズユニット２０のレンズ鏡筒に固定されている。第２コイル２２５は、第２保持枠２２２と一体的に固定されている。なお、図においては、コイル側とマグネット側を若干離間させて図示している。
【００３０】
第２保持枠２２２は、保持する第２防振レンズ２２１と第２コイル２２５の間に、光軸１１と平行である第２回転軸２６３を貫通させる第２貫通孔２２３を備え、第２保持枠２２２は第２回転軸２６３周りに揺動できる。第２ＶＣＭ２２６は、駆動ドライバ２７によって駆動され、第２保持枠２２２に保持された第２防振レンズ２２１を第２回転軸２６３の周りに、制御量にしたがって所定角揺動する。
【００３１】
第２保持枠２２２の周辺部には、第２フォトリフレクタ２２７が設置されており、第２保持枠２２２の側面部に形成された光軸に平行な第２ラインパターンを検出して、第２防振レンズ２２１の位置を検出する。つまり、第２フォトリフレクタ２２７は、第２保持枠２２２の揺動角に応じて複数本のラインを検出するので、その検出されたラインの本数に基づいて、第２防振レンズ２２１の位置を間接的に検出する。具体的には第２防振レンズ２２１の位置は第２回転軸２６３に対するラインパターンの回転半径と第２防振レンズ２２１のレンズ中心の回転半径を用いて算出することができる。なお、第２コイル２２５への通電が遮断された状態、つまり電力が供給されていない状態では、第２保持枠２２２、第２防振レンズ２２１および第２コイル２２５は、その重心が第２回転軸２６３中心付近にある。したがって、第２回転軸２６３の周りに釣り合い、さらに第２保持枠２２２と第２回転軸２６３の間に懸架された第２ネジリばね２２８の作用によって、第２防振レンズ２２１の光軸は、その姿勢によらず、光軸１１と一致する位置で静定する。なお、電流を流す第２コイル２２５への引き出しは、第２ネジリばね２２８を用いても構わない。
【００３２】
上記の構成によれば、防振ユニット２２は、第１回転軸２６１周りに揺動する第１防振レンズ２１１と、第２回転軸周り２６３周りに揺動する第２防振レンズ２２１の協調動作により、光軸１１に沿って入射される被写体光束を、ｘｙ方向に所定量だけ傾けることができる。これにより、一眼レフカメラ１０に加えられる振れのうち、手振れとして撮影画像に大きな影響を与えるピッチングとヨーイングの振れを抑制することができる。
【００３３】
第１保持枠２１２を揺動可能に支持する第１回転軸２６１と、第２保持枠２２２を揺動可能に支持する第２回転軸２６３は、共に光軸１１に並行であり、互いに離間して配置される。そしてこれらは、レンズ鏡筒に対して光軸１１方向に離間して設置されている第２軸支持環２５２と第３軸支持環２５３に支持されている。図示するように、第１回転軸２６１と第２回転軸２６３は、光軸１１を中心として例えば中心角が９０度となるように配置されている。
【００３４】
レンズ鏡筒は、さらに、第３軸支持環２５３とは反対側で第２軸支持環２５２と対向して設置される第１軸支持環２５１と、第２軸支持環２５２とは反対側で第３軸支持環２５３と対向して設置される第４軸支持環２５４を備える。そして、第１回転軸２６１は、第３軸支持環２５３から第２軸支持環２５２を貫通して第１軸支持環２５１まで伸びて固定されている。第１軸支持環２５１と第２軸支持環２５２の間には、第１回転軸２６１と並行に、かつ光軸１１に対して１８０度の方向で対向して、第１ガイド軸２６２が設置されている。
【００３５】
第１軸支持環２５１と第２軸支持環２５２の間には、フォーカスレンズユニットが配置されている。フォーカスレンズユニットは、フォーカスレンズ２３０を保持するフォーカスレンズ保持枠２３１と、フォーカスレンズ保持枠２３１を光軸１１方向に駆動するフォーカスレンズＶＣＭ２３２を備える。フォーカスレンズ保持枠２３１は、第１回転軸２６１により光軸１１方向に摺動可能に嵌合支持されており、第１ガイド軸２６２に対して懸架されている。オートフォーカスモードでは、レンズシステム制御部２４は、フォーカスレンズＶＣＭ２３２を制御し、フォーカスレンズ２３０を光軸１１方向に移動させて、所定の被写体像を撮像素子４２の受光面上に合焦させる。なお、マニュアルフォーカスモードでは、ユーザがフォーカスリング２５を操作する操作量に応じてフォーカスレンズ２３０が光軸１１方向に移動するように、フォーカスリング２５とフォーカスレンズ保持枠２３１とが機械的あるいは電気的に接続されている。
【００３６】
第２回転軸２６３は、第２軸支持環２５２から第３軸支持環２５３を貫通して第４軸支持環２５４まで伸びて固定されている。第３軸支持環２５３と第４軸支持環２５４の間には、第２回転軸２６３と並行に、かつ光軸１１に対して１８０度の方向で対向して、第２ガイド軸２６４が設置されている。
【００３７】
第３軸支持環２５３と第４軸支持環２５４の間には、ズームレンズユニットが配置されている。ズームレンズユニットは、ズームレンズ２４０を保持するズームレンズ保持枠２４１と、ズームレンズ保持枠２４１を光軸１１方向に駆動するズームレンズＶＣＭ２４２を備える。ズームレンズ保持枠２４１は、第２回転軸２６３により光軸１１方向に摺動可能に嵌合支持されており、第２ガイド軸２６４に対して懸架されている。レンズシステム制御部２４は、ズームレンズＶＣＭ２４２を制御し、ズームレンズ２４０を光軸１１方向に移動させて、撮像素子４２の受光面上に結像する被写体像の像倍率を変化させる。なお、ユーザがズームリングを操作する操作量に応じてズームレンズ２４０が光軸１１方向に移動するように、ズームリングとズームレンズ保持枠２４１とが機械的あるいは電気的に接続されていても良い。
【００３８】
図４は、第１防振レンズ２１１の動作を説明する、第１防振部２０１の正面図である。上述のように、第１回転軸２６１に軸支された第１保持枠２１２は、矢印２３９の方向に第１回転軸２６１周りに揺動する。このとき、第２保持枠２２２を軸支する第２回転軸２６３は、第１保持枠２１２の揺動角を規制する役割を担う。つまり、第１保持枠２１２が、異常値の入力あるいは電源ＯＦＦ時の外力の作用により大きく動こうとしても、第２回転軸２６３が第１保持枠２１２に外接してそれ以上の揺動を止める。第１防振部２０１と第２防振部２０２は光軸１１方向に離間して配置されているので、第２回転軸２６３に軸支された第２保持枠２２２が第２回転軸２６３周りに揺動するときには、第１回転軸２６１が第２保持枠２２２の揺動角を規制する役割を担う。このようにして、第１防振部２０１および第２防振部２０２を異常入力から保護する。なお、図示するように、上述の第１ラインパターンは、第１保持枠２１２のうち第１フォトリフレクタ２１７に対向する対向部２７１に設けられる。第２ラインパターンも、同様に第２保持枠２２２のうち第２フォトリフレクタ２２７に対向する部位に設けられる。
【００３９】
図５は、第１防振レンズ近傍の断面図である。図示するように、第１保持枠２１２と第１回転軸２６１は、第１回転軸２６１を中心としてｙ軸方向に第１ネジリばね２１８が設置されている。これにより、第１コイル２１５への通電が遮断されているときに、第１防振レンズ２１１を光軸１１に静定させる。
【００４０】
図６は、防振処理に関するシステム構成を概略的に示すブロック図である。防振処理に関するシステムは、演算処理部としてのレンズシステム制御部２４を中心として、これに接続されるセンサ系、駆動系等により構成される。以下に防振処理の流れと共に説明する。
【００４１】
レンズユニット２０に加えられる振れは、ジャイロセンサ２３によりｘ軸周りおよびｙ軸周りの角速度信号として検出される。ジャイロセンサ２３からの出力信号は、高周波成分を除去して手振れ周波数領域の信号を抽出するＬＰＦ３０１で濾波され、さらに、Ａ／Ｄ変換器３０２によりデジタル信号化されて、レンズシステム制御部２４に取り込まれる。レンズシステム制御部２４に取り込まれた信号は、積分処理器３０３で角速度信号から角度信号に変換され、ジャイロセンサ２３のドリフトなどの影響を低減するように適切な時定数が設定されたＨＰＦ３０４で濾波される。
【００４２】
目標位置処理部３０５は、ＨＰＦ３０４で濾波された振れ信号と共に、第１フォトリフレクタ２１７と第２フォトリフレクタ２２７の出力、および変換係数出力部３０６の変換係数情報を取得する。第１フォトリフレクタ２１７と第２フォトリフレクタ２２７の出力は、それぞれ第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の現在の位置を示す出力であり、目標位置処理部３０５は、これらの出力値に基づいて、第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の現在の位置を算出する。また、変換係数出力部３０６は、カメラシステム制御部４４から送られてくるレリーズ情報、ズームリングの状態等から検出されるズーム情報などを撮影条件送信部３０７から取り込んで、撮影条件に適した係数を出力する。そして、目標位置処理部３０５は、ジャイロセンサ２３から取得した振れ信号から、第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の現在位置および所定の係数を勘案して、第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の変位信号を生成する。
【００４３】
追従制御部３０８は、目標位置処理部３０５で生成された第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の変位信号を、駆動感度出力部３０９から出力される情報に基づいて、第１ＶＣＭ２１６と第２ＶＣＭ２２６の制御信号に変換する。追従制御部３０８で変換された制御信号は、Ｄ／Ａ変換器３１０でアナログ信号化され、駆動ドライバ２７へ送られる。そして、駆動ドライバ２７は、入力されるアナログ信号に対して増幅等の処理を行って、第１ＶＣＭ２１６と第２ＶＣＭ２２６を独立に駆動する。
【００４４】
以上の動作により、第１防振レンズ２１１および第２防振レンズ２２１は、それぞれが担う回転軸周りの成分において、像振れの原因となる振れと逆方向に駆動され、撮像素子４２の受光面上に結像する被写体像の像振れを抑制する。
【００４５】
上記の実施形態においては、一眼レフカメラ１０に加えられる振れのうち、手振れとして撮影画像に大きな影響を与えるピッチングとヨーイングの振れを抑制することができるように、ジャイロセンサ２３の出力に基づいて制御を行った。撮影画像に影響を与える振れとしては、ピッチングとヨーイングの振れ以外にも、ｘｙ方向に対して平行に生じるシフト振れが存在し得る。シフト振れも合わせて抑制する場合は、ｘｙ方向の加速度を検出する加速度センサをさらに設置して、この出力を加味して第１防振レンズ２１１と第２防振レンズ２２１の変位信号を生成すれば良い。
【００４６】
上記の実施形態においては、第１保持枠２１２に第１コイル２１５を配置し、第２保持枠２２２に第２コイル２２５を配置する、ムービングコイル形式を採用した。しかし、第１保持枠２１２に第１マグネット２１４を配置し、第２保持枠２２２に第２マグネット２２４を配置する、ムービングマグネット形式を採用しても良い。図７は、ムービングマグネット形式を採用した場合の第１防振部２０１を示す図である。このように構成すると、可動部側に電流を流すことがなくなるので、導線の取回しにおいて都合が良い。
【００４７】
また、上記の実施形態においては、フォーカスレンズ２３０を独立して設け、これを光軸１１の方向へ摺動する構成を示した。しかし、第１防振レンズ２１１および第２防振レンズ２２１の少なくとも一方に、光学的にフォーカス調整成分を持たせ、これを保持する保持枠を光軸１１方向へ摺動させるようにアクチュエータを設置すれば、防振動作と共に焦点調整動作を担うことができる。このように構成すれば、部品点数の軽減と省スペース化を図ることができる。
【００４８】
図８は、防振機能と焦点調整機能を兼備するハイブリッド構成の一例を示す図である。防振機能として第１回転軸２６１周りに揺動するアクチュエータとして第３ＶＣＭ４１６を備え、かつ、第１回転軸２６１に沿って光軸１１方向に移動するように第４コイル４２１を備える。第３ＶＣＭは、第３マグネット４１４、第３コイル４１５および第３ヨーク４１９から構成され、第３保持枠４１２に第３マグネット４１４が固定されるムービングマグネット形式のアクチュエータである。
【００４９】
第３保持枠４１２に保持されたフォーカス防振レンズ４１１は、２つのアクチュエータの作用により、第１回転軸２６１周りに揺動し、かつ、第１回転軸２６１に沿って移動する。そして、その揺動角は、第３フォトリフレクタ４１７の出力により検出され、その移動量は、第４フォトリフレクタ４１８の出力により検出される。
【００５０】
図９は、図８に示すハイブリッド構成の、フォーカス防振レンズ４１１近傍の断面図である。図示するように、第１回転軸２６１は中空に構成され、かつ、第４コイル４２１に対向する部分に第４マグネット４２２が埋め込まれている。第４マグネット４２２は周期的に着磁されており、第４コイル４２１の磁極を経時的に変化させると、第３保持枠４１２は光軸１１方向に移動する。
【００５１】
第３保持枠４１２のうち第３フォトリフレクタ４１７に対向する対向部４７１には、揺動角を検出するためのラインパターンが設けられている。具体的には、光軸１１と平行に複数本のラインが設けられている。第３保持枠４１２のうち第４フォトリフレクタ４１８に対向する対向部４７２には、移動量を検出するためのラインパターンが設けられている。具体的には、光軸１１と垂直方向に複数本のラインが設けられている。このように構成することで、第３保持枠４１２に保持されたフォーカス防振レンズ４１１は、第２防振部２０２と協調して防振機能の一部を担うと共に、焦点調整機能を担うことができる。
【００５２】
また、上記の実施形態においては、一眼レフカメラ１０を例に説明したが、これに限らず、上記の防振ユニット２２をコンパクトカメラ、ビデオカメラ、双眼鏡、望遠鏡等に適用することもできることは言うまでもない。
【００５３】
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】
【００５４】
１０  一眼レフカメラ、１１  光軸、２０  レンズユニット、２１  レンズ群、２２  防振ユニット、２３  ジャイロセンサ、２４  レンズシステム制御部、２５  フォーカスリング、２６  レンズマウント、２７  駆動ドライバ、２８  位置センサ、２９  レンズ操作検出部、３０  カメラユニット、３１  メインミラー、３２  回転軸、３３  ピント板、３４  ペンタプリズム、３５  接眼光学系、３６  ＡＥセンサ、３７  サブミラー、３８  ＡＦ光学系、３９  ＡＦセンサ、４１  光学ローパスフィルタ、４２  撮像素子、４３  メイン基板、４４  カメラシステム制御部、４５  画像処理部、４６  表示部、４７  二次電池、４８  カメラマウント、４９  レリーズボタン、５０  カメラ操作検出部、５１  メモリ、２０１  第１防振部、２０２  第２防振部、２１１  第１防振レンズ、２１２  第１保持枠、２１３  第１貫通孔、２１４  第１マグネット、２１５  第１コイル、２１６  第１ＶＣＭ、２１７  第１フォトリフレクタ、２１８  第１ネジリばね、２１９  第１ヨーク、２２１  第２防振レンズ、２２２  第２保持枠、２２３  第２貫通孔、２２４  第２マグネット、２２５  第２コイル、２２６  第２ＶＣＭ、２２７  第２フォトリフレクタ、２２８  第２ネジリばね、２２９  第２ヨーク、２３０  フォーカスレンズ、２３１  フォーカスレンズ保持枠、２３２  フォーカスレンズＶＣＭ、２３９  矢印、２４０  ズームレンズ、２４１  ズームレンズ保持枠、２４２  ズームレンズＶＣＭ、２５１  第１軸支持環、２５２  第２軸支持環、２５３  第３軸支持環、２５４  第４軸支持環、２６１  第１回転軸、２６２  第１ガイド軸、２６３  第２回転軸、２６４  第２ガイド軸、３０１  ＬＰＦ、３０２  Ａ／Ｄ変換器、３０３  積分処理器、３０４  ＨＰＦ、３０５  目標位置処理部、３０６  変換係数出力部、３０７  撮影条件送信部、３０８  追従制御部、３０９  駆動感度出力部、３１０  Ｄ／Ａ変換器、４１１  フォーカス防振レンズ、４１２  第３保持枠、４１４  第３マグネット、４１５  第３コイル、４１６  第３ＶＣＭ、４１７  第３フォトリフレクタ、４１８  第４フォトリフレクタ、４１９  第３ヨーク、４２１  第４コイル、４２２  第４マグネット
【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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