(57)【要約】【課題】  ぶれ補正用のシフトユニットを有するレンズ鏡筒の小型化が難しい。【解決手段】  シフトレンズを保持する可動部材と鏡筒本体に固定されて可動部材を光軸に垂直な方向に移動可能に保持する固定部材とを有するシフトユニットを備えたレンズ鏡筒において、固定部材における可動部材の保持位置を光軸周りにおける均等角度ごとに３箇所以上設けるとともに、光軸方向視における保持位置以外の領域に鏡筒駆動用アクチュエータ５９、８３を配置した。【選択図】  図５
2005099826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレンズを保持する可動部材と鏡筒本体に固定されて前記可動部材を光軸に垂直な方向に移動可能に保持する固定部材とを有するシフトユニットを備えたレンズ鏡筒において、
前記固定部材における前記可動部材の保持位置を光軸周りにおける均等角度ごとに３箇所以上設けるとともに、光軸方向視における前記保持位置以外の領域に鏡筒駆動用アクチュエータを配置したことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記鏡筒駆動用アクチュエータが、シフト駆動用アクチュエータ、絞り駆動用アクチュエータ、変倍駆動用アクチュエータおよび合焦駆動用アクチュエータのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
可動レンズユニットに取り付けられ、光軸方向に延びたスクリューシャフトに噛み合って光軸方向駆動力を発生するラック部材と、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットとを有するレンズ鏡筒において、
前記シフトユニットを構成する部材に光軸に垂直な方向に凹んだ凹部を形成し、前記ラック部材の噛合部を、光軸方向視における前記凹部内に配置したことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
光軸方向に移動する可動レンズユニットと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットとを有するレンズ鏡筒において、
前記可動レンズユニットにおける前記シフトユニットに光軸方向にて対向する位置に光軸方向に突出する突出部が形成されており、
前記シフトユニットを構成する部材に、前記突出部を挿入可能な穴部を形成したことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記突出部が、前記可動レンズユニットの移動位置を検出するための検出光を遮る遮光手段であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットを有するレンズ鏡筒において、
前記シフトユニットは、前記シフトレンズを駆動するシフトアクチュエータと、前記シフトレンズの移動位置を検出するシフト位置検出手段とを有しており、
前記シフトアクチュエータと前記シフト位置検出手段とが光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットを有するレンズ鏡筒において、
前記シフトユニットは、前記シフトレンズを磁力駆動するコイルおよびヨークと、前記シフトレンズの移動位置を検出するための検出素子と、この検出素子を保持する保持部材とを有しており、
前記保持部材が前記ヨークに取り付けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
可動レンズを光軸方向に移動させる可動レンズアクチュエータと、絞りを駆動する絞りアクチュエータと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に駆動するシフトアクチュエータとを有するレンズ鏡筒において、
前記可動レンズアクチュエータと前記絞りアクチュエータとが、光軸方向視において前記シフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置され、かつ前記可動レンズアクチュエータと前記絞りアクチュエータとが、光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項９】
可動レンズを光軸方向に移動させる可動レンズアクチュエータと、絞りを駆動する絞りアクチュエータと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に駆動するシフトアクチュエータとを有するレンズ鏡筒において、
前記可動レンズアクチュエータが、光軸方向視において前記シフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置され、かつ前記絞りアクチュエータと前記シフトアクチュエータとが、光軸方向視において互いにほぼ重なる位置に配置されており、
前記可動レンズアクチュエータが、レンズ結像面よりも光軸方向前方に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
前記可動レンズアクチュエータが、光軸方向視において前記絞りアクチュエータの配置位置の光軸を挟んだ反対側の位置に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に動画や静止画の記録をＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて行うビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置およびこれに用いられるぶれ補正機能付きズームレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなど、結像面にＣＣＤ等の固体撮像素子を配置した撮像装置が多用されている。これらの撮像装置で用いられるＣＣＤ等の撮像素子は、一般的には画素数を多くする程大きくなるが、これに伴いコストも増加してくる。これらの条件から、一般民生用としては、対角長が４ｍｍ程度の１／４インチサイズと称するものかあるいは対角長が６ｍｍ程度の１／３インチと称するサイズのものが多用されている。また、これらのＣＣＤの画素数は３０〜４０万画素のものが一般的となっている。
【０００３】
このように撮像装置のイメージサイズは所謂１３５フイルムの銀塩カメラの対角４３ｍｍと比較すると小さいことから、同じ画角のレンズではフイルムカメラのレンズに対して大幅な小型化が一般的には可能である。実際、１／４インチのＣＣＤを用いたビデオカメラではズーム比が１０といったズームレンズで、その全長が５０ｍｍ程度というものが一般的になっている。
【０００４】
しかしながら、小型軽量なビデオカメラやデジタルスチルカメラにこういったズームレンズを搭載した場合、特に焦点距離が比較的長焦点側に設定された撮影では、手振れにより安定した画面を得ることが困難であるという問題がある。このため、従来様々な手ぶれ防止装置が提案されており、これを用いれば、手ぶれによる画面の有害なぶれだけでなく、船舶や自動車などからの撮影に際して三脚を用いても有害なぶれが除去し得ないような状況においても、大きな効果を奏する。
【０００５】
この種のぶれ防止装置は、ぶれを検出するぶれ検出手段と、検出されたぶれの情報に応じて画面としてぶれが発生しないように何らかの補正を行うぶれ補正手段を少なくとも備えている。ぶれ検出手段としては、例えば、角加速度計、角速度計、角変位計などが知られている。
【０００６】
また、ぶれ補正手段としては、可変頂角プリズムを用いたり撮影光学系の一部を撮影光軸に垂直な面内（光軸径方向）でシフトさせたりして結果として撮影光軸を曲げる光学的手段や、得られた撮像画面情報の中から実際に画面として用いる領域を切り出すように構成したビデオカメラにてその切り出し位置をぶれが補正される位置に順次変更（追尾）していく電子的手段が知られている。但し後者は動画の中の連続した画面間での補正方法であり、静止画の補正手段とはなり得ない。
【０００７】
一般的に光学補正手段は、レンズの焦点距離にかかわりなく、カメラのぶれ補正角度として定められた角度以内の振れに対しての補正が可能である。したがって、ズームレンズのテレ側（長焦点距離側）の焦点距離が長い場合でも、実用上問題のないぶれを取り除く能力を有することが可能である。
【０００８】
図９は、焦点距離とカメラの振れ角度との関係を画面上の被写体位置で説明した図である。図９において、カメラが１１２で示した位置にある時のレンズの光軸は１１３であり、被写体である人物１１１の顔をほぼ画面中心にとらえていることになる。この状態からａ度手ぶれによりカメラが回転したとする。この時のカメラ位置を１１４で、光軸を１１５でそれぞれ示している。
【０００９】
図９（Ｂ）と（Ｃ）はそれぞれ、１１２と１１４のカメラ位置での画面位置を示しており、（Ｂ）はズームレンズのワイド端（短焦点距離側の端）での状態を、（Ｃ）はテレ端（長焦点距離側の端）での状態を示す。１１６は画面内の被写体を示しており、１１７および１１９はカメラ位置が１１２の時の画面を、１１８および１２０はカメラ位置が１１４の時の画面を示している。
【００１０】
図９から明らかなように、同じａ度のカメラ振れであっても、当然、レンズの焦点距離が長い方が画面上の振れとしては害が大きい。従って、特にテレ側の焦点距離が長いレンズと組み合わせると、その効果が顕著となる。
【００１１】
図１０〜１３には、ぶれ補正手段の一例として、可変頂角プリズムを用いた場合の構成を示す。図１０は可変頂角プリズム自体の構成を示す。この図において、１２１と１２３はガラス板であり、１２７は例えばポリエチレン等の材料で作られた蛇腹部分である。これらのガラス板１２３と蛇腹１２７で囲まれた内部に、例えばシリコンオイル等による透明な液体１２２が封入されている。
【００１２】
図１０（Ｂ）では、２枚のガラス板１２１，１２３が平行な状態であり、この場合、可変頂角プリズムの光線の入射角度と出射角度は等しい。一方、図１０（Ａ），（Ｃ）のような角度を持つ場合には、それぞれ光線１２４，１２６で示したように光線はある角度をもって曲げられる。従って、カメラが手ぶれ等の原因により傾いた場合に、その角度に相当する分光線が曲がるようにレンズの前に設けた可変頂角プリズムの角度を制御することによって、画面の振れを除去することができる。
【００１３】
図１１はこの効果をわかり易く示したものであり、（Ａ）にて可変頂角プリズムは平行状態になり光線がまっすぐ被写体の頭に向かっているとすると、（Ｂ）のようにａ度の振れに対して可変頂角プリズムを駆動して光線を曲げることにより、撮影光軸は相変わらず被写体の頭をとらえ続ける。
【００１４】
図１２はこの可変頂角プリズムとこれを駆動するアクチュエータ部と角度状態を検出する頂角センサとを含む、可変頂角プリズムユニットの実際の構成例を示す図である。
【００１５】
実際の振れはあらゆる方向で出現するので、可変頂角プリズムの前側のガラス面と後側のガラス面は互いに９０度ずれた方向軸を回転軸として回転可能に構成されている。なお、ここでは添え字ａ，ｂにより２つの回転方向のそれぞれの構成部品を示しているが、同一符号のものは全く同じ機能を有する。従って、以下、添え字ａ，ｂを省略して説明する。また、添え字ｂ側の部品は一部図示していない。
【００１６】
１４１は可変頂角プリズムで、ガラス板１２１，１２３、蛇腹部１２７およびこの蛇腹部１２７に充填された液体等からなる。ガラス板１２１，１２３は保持枠１２８に一体的に接着剤等を用いて取り付けられる。保持枠１２８は不図示の固定部品との間で回転軸部１３３を構成しており、この軸回りに回動可能となっている。軸１３３ａと軸１３３ｂとは９０度方向が異なっている。保持枠１２８上にはコイル１３５が一体的に設けられており、一方、不図示の固定部分にはマグネット１３６、ヨーク１３７，１３８が設けられている。
【００１７】
このため、コイル１３５に電流を流すことにより、可変頂角プリズム１４１は軸１３３回りに回動する。保持枠１２８から一体的に延びた腕部分１３０の先端にはスリット１２９が形成されており、固定部分に設けられたｉＲＥＤ等の発光素子１３１とＰＳＤ等の受光素子１４２との間で可変頂角プリズムの角度状態を検出する頂角センサを構成している。
【００１８】
図１３はこの可変頂角プリズム１４１を用いたぶれ防止装置を、レンズと組み合わせた場合の構成を示すブロック図である。この図において、１４１は可変頂角プリズム、１４３，１４４は頂角センサ、１５３，１５４はこの頂角センサ１４３，１４４の出力を所定のレベルまで増幅する増幅回路、１４５はマイクロコンピュータ、１４６，１４７は角速度計等よりなるぶれ検出手段、１４８，１４９はコイル１３５およびヨーク１３８等からなるアクチュエータ、１５２はレンズである。
【００１９】
マイクロコンピュータ１４５では頂角センサ１４３，１４４により検出された可変頂角プリズム１４１の角度状態とぶれ検出手段１４６，１４７の検出結果とに応じて、画面上の振れを除去するのに最適な角度状態に可変頂角プリズム１４１を制御するために、アクチュエータ１４８，１４９に通電する電流を決定する。なお、主だった要素が２ブロック構成となっているのは、９０度ずれた２方向の制御をそれぞれ単独に行うためである。
【００２０】
また、ここで説明した構成はあくまで１つの例であり、ぶれ検出手段としては前述したような各種のセンサを用いることができる。また、可変頂角プリズムの頂角を検出するセンサとして、ここでは投光素子と受光素子を用いた光学式のセンサで説明したが、ホール素子等の磁気式センサを用いてマグネットとコイルの位置関係を測定する方法などを用いてもよい。
【００２１】
また、図１３で説明した頂角センサの出力を増幅する回路は、センサの形式によっては省ける場合も考えられる。さらに、この説明では可変頂角プリズムを構成する２枚のガラスをそれぞれ９０度異なる回転軸回りに駆動することで任意の方向のぶれを補正する方式で説明したが、１枚のガラスを任意の方向に駆動する構成も、特開平８−４３７６９号公報等で提案されている。
【００２２】
このような可変頂角プリズムを用いたぶれ補正手段を有するズームレンズ鏡筒では、ズームレンズの前方（被写界側）に可変頂角プリズムを配置する場合には、ズームレンズの広角側の有効光線を欠かないように可変頂角プリズムの径を設定するため、どうしても大きなユニットをレンズの前に配置することになり、撮像装置の小型化にとって妨げとなっていた。また、この問題を解決するために、可変頂角プリズム素子をレンズの内部に配置する手法も提案されているが、やはり結像に直接関与しない可変頂角プリズムを撮影レンズ内に配置せねばならないことから、レンズ全体の光学全長の短縮化といった面からはある程度の大型化はやむを得なかった。
【００２３】
一方、ぶれ補正手段を有さないズームレンズ鏡筒においても小型化が重要な課題となっている。図１４は、上記ズームレンズ鏡筒の一例を示すもので、図１４（ａ）は縦断面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。図１４（ａ），（ｂ）において、２０１ａ〜２０１ｄは撮影ズームレンズを構成する４つのレンズ群で、２０１ａは固定の前玉レンズ、２０１ｂは光軸に沿って移動することで変倍動作を行うバリエータレンズ群、２０１ｃは固定のアフォーカルレンズ、２０１ｄは光軸に沿って移動することで変倍時の焦点面の維持と焦点合わせを行うフォーカシングレンズ群である。２０３および２０４ａ、２０４ｂは光軸２０５と平行に配置され、移動するレンズ群の案内および回り止めを行うガイドバーである。
【００２４】
２０６はバリエータを移動させる駆動源となるＤＣモータである。なお、ＤＣモータに代えて、ステップモータなどを用いても構わない。バリエータレンズ群２０１ｂはこれを保持する枠２１１に保持されている。この保持枠２１１は、押圧ばね２０９とこの押圧ばね２０９の力でスクリュー棒２０８に形成されたスクリュー溝２０８ａに押圧係合するボール２１０とを有している。このため、モータによって出力軸２０６ａ、ギア列２０７を介してスクリュー棒２０８を回転駆動することにより、保持枠２１１はガイドバー２０３に沿って光軸方向に移動する。
【００２５】
２１２はステッピングモータである。フォーカシングレンズ群２０１ｄは保持枠２１４に保持されている。保持枠２１４のスリーブ部２１４ａにはネジ部材２１３が一体的に組み付けられており、このネジ部材２１３はステッピングモータ２１２の出力軸２１２ａのネジ部に螺合している。このため、ステッピングモータ２１２を回転させることにより、保持枠２１４をガイドバー２０４ａ，２０４ｂに沿って光軸方向に移動させることができる。
【００２６】
２１８は絞りユニットを駆動するＩＧメータである。２２０はレンズ鏡筒を装着したカメラ本体である。
【００２７】
以上説明したように、ぶれ補正手段を有さないズームレンズ鏡筒においても、絞り駆動用のＩＧメータ、変倍レンズ駆動用のズームモータ、フォーカシングレンズ駆動用のフォーカスモータといった３つのアクチュエータが必要となっており、レンズの小型化にあたってはこれらのアクチュエータをいかに効率良くコンパクトにレイアウトするかが重要になっている。
【００２８】
一方、特許文献１には、所定のレンズ群を光軸と垂直な面内で移動させることで、ぶれを補正する、所謂シフト式ぶれ補正手段を有したズームレンズが開示されている。
【特許文献１】特許第２５６０３７７号公報（第２図、第３図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
このように上述した可変頂角プリズムを用いたズームレンズにおいては、レンズ全体の小型化、軽量化の面で問題が残った。これに対して、これらのシフト式ぶれ補正手段を有したズームレンズでは、少なくとも前述した可変頂角プリズムを用いた方式に比較して、結像のために必要なレンズ群がぶれ補正手段のためのシフトレンズと共用できることから、全長短縮・小型軽量化といった面で有利であった。
【００３０】
しかしながら、実際のレンズ鏡筒には、絞り駆動のためのＩＧメータと移動レンズ群を駆動するズームモータ、フォーカスモータといったアクチュエータが必須となっており、これらを含めた小型・軽量化を図る必要がある。
【００３１】
そこで、本発明は、これらの必須な構成要件も含めて小型・軽量化を図れるようにした、シフト式ぶれ補正手段内蔵のレンズ鏡筒およびこれを備えた撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本願第１の発明では、シフトレンズを保持する可動部材と鏡筒本体に固定されて可動部材を光軸に垂直な方向に移動可能に保持する固定部材とを有するシフトユニットを備えたレンズ鏡筒において、固定部材における可動部材の保持位置を光軸周りにおける均等角度ごとに３箇所以上設けるとともに、光軸方向視における上記保持位置以外の領域に鏡筒駆動用アクチュエータを配置している。
【００３３】
すなわち、シフトユニットの可動部材を、例えば光軸を中心に略１２０°おきに固定部材に設けた支持部によって均等かつ精度良く保持できるようにするとともに、これら保持部を避けてシフト駆動用アクチュエータ、絞り駆動用アクチュエータ、変倍駆動用アクチュエータおよび合焦駆動用アクチュエータのいずれかを配置することにより鏡筒内の効率良いレイアウトを可能としている。
【００３４】
また、本願第２の発明では、可動レンズユニットに取り付けられ、光軸方向に延びたスクリューシャフトに噛み合って光軸方向駆動力を発生するラック部材と、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットとを有するレンズ鏡筒において、シフトユニットを構成する部材に光軸に垂直な方向に凹んだ凹部を形成し、ラック部材の噛合部を光軸方向視における上記凹部内に配置している。
【００３５】
すなわち、可動レンズユニットに取り付けられたラック部材（噛合部）を極力光軸に接近した位置に配置してレンズ鏡筒の径方向の小型化を図れるようにし、しかもシフトユニットに接近したときにこれに干渉することなくできるだけ長い光軸方向範囲でスクリューシャフトに噛合できるようにしている。
【００３６】
さらに、本願第３の発明では、光軸方向に移動する可動レンズユニットと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットとを有するレンズ鏡筒において、可動レンズユニットにおけるシフトユニットに光軸方向にて対向する位置に光軸方向に突出する突出部（例えば、可動レンズユニットの筒内での移動位置を検出するための検出光を遮る遮光手段）が形成されている場合に、シフトユニットを構成する部材に上記突出部の挿入が可能な穴部を形成している。
【００３７】
すなわち、可動レンズユニットがシフトユニットに接近したときに、可動レンズユニットからシフトユニット側に突出した突出部を上記穴部に挿入させることにより上記突出部がシフトユニットに干渉しないようにし、可動レンズユニットの移動端をシフトユニットに接近させ、小型化したレンズ鏡筒において大きな変倍率等を得られるようにしている。
【００３８】
また、本願第４の発明では、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットを有するレンズ鏡筒において、シフトユニットがシフトレンズを駆動するシフトアクチュエータとシフトレンズの移動位置を検出するシフト位置検出手段とを有する場合に、シフトアクチュエータとシフト位置検出手段とを光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置している。
【００３９】
すなわち、シフトアクチュエータとシフト位置検出手段とを光軸方向前後に並べて配置することにより、シフトユニットの特に外径寸法の小型化を図っている。
【００４０】
また、本願第５の発明では、シフトレンズを光軸に垂直な方向に移動させるシフトユニットを有するレンズ鏡筒において、シフトユニットが、シフトレンズを磁力駆動するコイルおよびヨークと、シフトレンズの移動位置を検出するための検出素子と、この検出素子を保持する保持部材とを有する場合に、この保持部材をヨークに取り付けている。
【００４１】
すなわち、例えば上記第４の発明のようにシフトアクチュエータとシフト位置検出手段とを光軸方向前後に並べて配置したときに、シフト位置検出手段側に配置されるヨークを保持部材を支持する部材としての役割をも果たさせることにより、シフトユニットの小型化を図っている。
【００４２】
さらに、本願第６の発明では、可動レンズを光軸方向に移動させる可動レンズアクチュエータと、絞りを駆動する絞りアクチュエータと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に駆動するシフトアクチュエータとを有するレンズ鏡筒において、可動レンズアクチュエータと絞りアクチュエータとを、光軸方向視においてシフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置し、かつ可動レンズアクチュエータと絞りアクチュエータとを光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置している。
【００４３】
すなわち、各アクチュエータを鏡筒内で効率良くかつバランス良く配置して、レンズ鏡筒の小型化を図っている。
【００４４】
また、本願第７の発明では、可動レンズを光軸方向に移動させる可動レンズアクチュエータと、絞りを駆動する絞りアクチュエータと、シフトレンズを光軸に垂直な方向に駆動するシフトアクチュエータとを有するレンズ鏡筒において、可動レンズアクチュエータを光軸方向視においてシフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置するとともに、絞りアクチュエータとシフトアクチュエータとを光軸方向視において互いにほぼ重なる位置に配置している。
【００４５】
すなわち、上記第６の発明と同様にレンズ鏡筒の径方向の小型化を図るとともに、第７の発明における絞りアクチュエータの位置を他に移したことにより、可動レンズアクチュエータを光軸方向前方に移動させてこれがレンズ結像面よりも光軸方向後方に出っ張らないようにして、レンズ鏡筒の光軸方向の小型化を図っている。
【００４６】
なお、第７の発明において、可動レンズアクチュエータを光軸方向視において絞りアクチュエータの配置位置の光軸を挟んだ反対側の位置に配置することにより、レンズ鏡筒の薄型化を図ってもよい。
【発明の効果】
【００４７】
本願第１の発明によれば、シフトユニットの固定部材における可動部材の保持位置を光軸周りにおける均等角度ごとに３箇所以上設けるとともに、光軸方向視における上記保持位置以外の領域に鏡筒駆動用アクチュエータを配置しているので、シフトユニットの可動部材を均等かつ精度良く保持できるとともに、アクチュエータの効率良いレイアウトを可能とすることができる。
【００４８】
また、本願第２の発明によれば、可動レンズユニットのラック部材の噛合部を光軸方向視においてシフトユニットに形成した凹部内に配置しているので、ラック部材（噛合部）を極力光軸に接近した位置に配置してレンズ鏡筒の径方向の小型化を図ることができるとともに、ラック部材をシフトユニットに干渉させることなく長い光軸方向範囲でスクリューシャフトに噛合させ、可動レンズユニットの安定的な光軸方向移動を確保することができる。
【００４９】
さらに、本願第３の発明によれば、可動レンズユニットに設けられた光軸方向突出部の挿入が可能な穴部をシフトユニットに形成したので、可動レンズユニットがシフトユニットに接近したときに、上記突出部がシフトユニットに干渉しないようにすることができ、可動レンズユニットの移動端をシフトユニットに接近させることができ、小型化したレンズ鏡筒においても大きな変倍率等を得ることができる。
【００５０】
また、本願第４の発明によれば、シフトアクチュエータとシフト位置検出手段とを光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置しているので、シフトユニットの特に外径寸法の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、本願第５の発明では、シフトユニット内のヨークに、シフト検出素子を保持する部材を取り付けているので、シフトユニットの部品数を減少させることができ、シフトユニットの小型化、ひいてはレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００５２】
さらに、本願第６の発明によれば、可動レンズアクチュエータと絞りアクチュエータとを光軸方向視においてシフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置し、かつ可動レンズアクチュエータと絞りアクチュエータとを光軸方向視において互いに少なくとも一部が重なる位置に配置しているので、各アクチュエータを鏡筒内で効率良くかつバランス良く配置することができ、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、本願第７の発明によれば、可動レンズアクチュエータを光軸方向視においてシフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側領域に配置するとともに、絞りアクチュエータとシフトアクチュエータとを光軸方向視において互いにほぼ重なる位置に配置しているので、上記第７の発明と同様にレンズ鏡筒の径方向の小型化を図ることができるとともに、可動レンズアクチュエータを光軸方向前方に移動させてこれがレンズ結像面よりも光軸方向後方に出っ張らないようにすることができる。
【００５４】
なお、上記第７の発明において、可動レンズアクチュエータを光軸方向視において絞りアクチュエータの配置位置の光軸を挟んだ反対側の位置に配置すれば、レンズ鏡筒の薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００５６】
図１には、本発明の実施例１であるズームレンズ鏡筒においてぶれ補正手段を構成するシフトユニットの構成を示している。この図において、１はシフト機構のベース部材となる固定枠（請求の範囲にいう固定部材）で、レンズ鏡筒内に固定される。２は可動枠（請求の範囲にいう可動部材）で、固定枠１に対して所定の範囲で光軸と垂直な面内（以下、光軸径方向という）でシフト移動が可能である。
【００５７】
３は図中上下方向に可動枠２を駆動するシフトアクチュエータのマグネット部であり、上下に２極に着磁されている。４は図中横方向に可動枠２を駆動するシフトアクチュエータのマグネット部であり、横方向に２極に着磁されている。５，６は鉄等の材料で作られ、マグネット部３，４に磁力又は接着剤で固定された下ヨーク部、７，８はマグネット部３，４を位置決め固定するために固定枠１に設けられた位置決め穴部である。
【００５８】
９，１０，１１はビスで、固定枠１の溝部１２，１３，１４とがたなく嵌合するとともに、可動枠２のビス穴１８，２２，２３にネジ固定される。
【００５９】
１５は可動枠２が光軸回りに回動するのを防止するロール防止板である。ロール防止板１５の溝４０，４１は、固定枠１に設けられたボス４４および不図示のボス４４に嵌合する。また、溝３８，３９は、可動枠２に設けられた不図示のボスに嵌合する。ロール防止板１５に設けられた穴部４２，４３は固定枠１に一体に設けられたボス３６，３７を貫通させるために設けられており、ロール防止板１５が最大駆動量移動してもロール防止板１５とボス３６，３７とが干渉しない大きさに形成されている。
【００６０】
１６は図中上下方向に駆動されるムービングコイル型シフトアクチュエータのコイル部、１７は同じく横方向のコイル部である。これらのコイル部１６，１７は可動枠２に一体的に接着剤等で固定されている。２０，２１は可動枠２に一体に設けられたシフト量検出のためのスリット部であり、コイル部１６，１７と光軸方向視において同一位置に（光軸方向に並んで）設けられている。２５は上ヨークで、下ヨーク５，６と同様、鉄等の材料で作られている。なお。マグネット部３，４、下ヨーク５，６および上ヨーク２５により磁気閉回路が形成される。
【００６１】
このため、この回路中に置かれたコイル部１６，１７に電流が流れることにより、可動枠２が固定枠１に対して光軸径方向に変位することができる。１９は可動枠２にシフトレンズを位置決め保持させるための胴付き部である。
【００６２】
２６はシフト量検出のためのセンサを保持するセンサホルダ（請求の範囲にいう保持部材）である。センサホルダ２６には、図中上下方向のシフト量を検出するための発光素子２８および受光素子（ポジションセンサ等）２７が接着剤等で固定され、また同じく横方向のシフト量を検出するための発光素子３０および受光素子２９が固定されている。発光素子と受光素子との間を前述のスリット部２０，２１が移動することで、受光素子が受光する光の重心位置が変化し、これによりシフト量を検出することができる。
【００６３】
３１はセンサホルダ２６と上ヨーク２５とを固定枠１に固定するためのビスであり、固定枠１のボス３６，３７内に形成された雌ネジ部に螺合する。なお、上ヨーク２５はその穴部３４，３５が固定枠１のボス３６，３７の先端部外径に嵌合することで固定枠１に対して位置決めされ、またセンサホルダ２６はその不図示のボスが上ヨーク２５の穴３２，３３に嵌合することで、上ヨーク２５に対して位置決めされる。
【００６４】
このように、シフト量検出素子を保持したセンサホルダ２６をシフトアクチュエータを構成する上ヨーク２５に保持させることにより、シフトユニットの部品点数を減少させて、シフトユニットの小型化を図ることができる。
【００６５】
固定枠１の穴部４５，４６は、図２に示すように鏡筒本体を構成する固定鏡筒５４および後部鏡筒５５に挟まれ、これらに共締めされる。こうしてシフトユニット全体がレンズ鏡筒に取り付けられる。なお、位置決めボス４７，４８は固定鏡筒５４に形成されたボス穴（図示せず）に嵌合してシフトユニット全体を固定鏡筒５４に対して位置決めする。
【００６６】
図２および図３には、上記シフトユニットを実際のズームレンズ鏡筒内に組み込んだ状態を示している。これら図において、４９は固定前玉レンズ、５０は光軸方向に移動して変倍作用をもたらす第２レンズ（バリエータレンズ）、５１は光軸径方向に移動してぶれ補正機能をもたらすシフトユニット内の第３レンズ（シフトレンズ）、５２は光軸方向に移動して、バリエータレンズ４９による変倍に伴う焦点面の維持と被写体距離変化に伴う焦点合わせの動作を行う第４レンズ（フォーカシングレンズ）、５３はローパスフィルタである。
【００６７】
５４は前玉レンズ群４９を保持する固定鏡筒、５５は後部鏡筒、５６はバリエータレンズ５０を保持するバリエータ移動環（請求の範囲にいう可動レンズユニット）、５７はフォーカシングレンズ５２を保持するフォーカシング移動環（請求の範囲にいう可動レンズユニット）、５８は絞り羽根６４，６５を駆動するＩＧメータ、６６は絞り羽根６４，６５を収容するケースを有した絞りユニット、６７はバリエータ移動環５６およびフォーカシング移動環５７に設けられたスリーブ部（図５参照）に光軸方向に移動自在に嵌合するガイドバーである。なお、図３に示すようにガイドバーは光軸を挟んで２本設けられており、これら２本のガイドバー６７，６９によって上記バリエータ移動環５６およびフォーカシング移動環５７の光軸方向案内と光軸周りでの回り止めとを行う。
【００６８】
５９はフォーカシング駆動用ステップモータで、出力軸６０には雄ネジが形成されている。６３は出力軸６０の最先端部の軸受け部まで延びるモータホルダで、このモータホルダ６３がビス６１，６２によって後部鏡筒５５に取り付けられることにより、モータ５９が後部鏡筒５５に固定される。
【００６９】
６８はフォーカシング移動環５７に取り付けられたラック部材であり、出力軸６０の雄ネジに噛合する。なお、図３に示すように、バリエータ移動環５６にもラック部材７７が取り付けられており、このラック部材７７は固定鏡筒５４にモータホルダ８１を介して取り付けられたバリエータ駆動用ステップモータ８３の出力軸（図３には示さず）の雄ネジに噛合している。
【００７０】
なお、ラック部材６８，７７はそれぞれ、移動環５７，５６に光軸方向に延びるよう形成されたに穴部９３，９５に軸部９４，９６を嵌合させて取り付けられ、移動環５７，５６に対して上記軸部９４，９６を中心に揺動可能となっている。このため、ガイドバー６７，６９とモータ出力軸との平行度にずれがあっても、移動環５７，５６のスムーズな移動が確保できる。また、ラック部材６８，７７はそれぞれ、ばね７０，７８に揺動方向一方に付勢され、ラック部材６８，７７の噛合部はモータ出力軸６０の雄ネジに圧接している。このため、ラック部材６８，７７の噛合部とモータ出力軸の雄ネジとを確実に噛合させることができる。
【００７１】
ここで、ガイドバー６７，６９は固定鏡筒５４から後部鏡筒５５にかけて配置されるので、固定鏡筒５４と後部鏡筒５５との間に配置されたシフトユニットを避ける必要がある。そこで、本実施例では、図４および図５に示すように、シフトユニットの固定枠１に光軸径方向に凹んだ凹部８４，８５を設け、この凹部８４，８５内にガイドバー６７，６９を通すようにしている。これにより、ガイドバー６７，６９を極力光軸に接近した位置に配置できるので、レンズ鏡筒の径方向の小型化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施例では、図１で示したビス９，１０，１１（およびこれらピンが嵌合する可動枠２のビス穴１８，２２、２３）は、光軸周りにおいて１２０°ごとにバランス良く均等配置している。しかも、鏡筒上部において左右方向に延びるコイル部１６およびマグネット部３からなるシフトアクチュエータと鏡筒側部において上下方向に延びるコイル部１７およびマグネット部４からなるシフトアクチュエータとを、ビス９，１０，１１の間の領域に配置している。これにより、３本のビス９，１０，１１と２つのシフトアクチュエータとが互いに干渉することなく光軸に近い位置に配置され、レンズ鏡筒の径方向の小型化に有効である。
【００７３】
さらに、図５に示すように、バリエータ駆動用モータ５９およびフォーカシング駆動用モータ８３を、光軸方向視においてビス９，１０，１１やシフトアクチュエータの配置領域と重ならない位置に配置している。しかも、図４に示すようにシフトユニットの固定枠１に光軸径方向に凹んだ凹部８７，８８を設け、光軸方向視においてこれら凹部８７，８８内にラック部材６８，７７の噛合部が位置するようにバリエータ駆動用モータ５９およびフォーカシング駆動用モータ８３を配置している。これにより、モータ５９，８３を光軸に近い位置に配置することができ、レンズ鏡筒の径方向の小型化を図ることができる。また、移動環５７，５６がシフトユニットに接近してもラック部材６８，７７とシフトユニットとが干渉することがないので、ラック部材６８，７７の光軸方向長さ（つまりはモータ出力軸との噛合長さ）を十分確保することができ、小型化されたレンズ鏡筒の中でも確実かつ安定的なレンズ駆動を行うことができる。
【００７４】
そして、図６（Ａ）に示すように、バリエータ駆動用モータ５９、フォーカシング駆動用モータ８３は、ＩＧメータ５８とともに、光軸方向視においてシフトアクチュエータの配置領域の光軸を挟んだ反対側の領域に配置される。これにより、光軸方向視にてコンパクトかつバランスの良いアクチュエータの配置が可能となり、レンズ鏡筒全体の小型化に有効である。
【００７５】
ここで、前述したように、コイル部１６およびマグネット３は縦方向のぶれを防止するためのシフトアクチュエータであり、コイル部１７およびマグネット４は横方向のぶれを防止するためのシフトアクチュエータである。このようにぶれ防止装置においては、鉛直方向と水平方向の２方向でぶれを補正する（結果として複合角として任意の方向のぶれが防止出来る）のが一般的である。また、絞りユニットの形式として、２枚の羽根を同一レール上を反対方向に駆動することで開口形状を制御するような方式のものを用いる場合や自動焦点調節装置としてこの種のカメラに一般的なテレビ信号のぼけの鮮鋭度を検出する方法を用いる場合は、絞りの開口形状は走査線方向に開口が広いひし形である方が望ましい。これらのことから、ＩＧメータ５８は、光軸方向視においてコイル部１６およびマグネット３と同一の位置か、コイル部１６およびマグネット３の光軸を挟んだ反対側の位置に配置するのが一般的である。そこで、本実施例では光軸を挟んだ反対側に配置している。
【００７６】
また、バリエータ駆動用モータ８３の出力軸は、フォーカシング駆動用モータ５９に比較して長く、出力軸の前端からモータ本体の後端までの寸法が、絞り６６〜前玉レンズ４９」の長さ若しくは「絞り６６〜レンズ結像面（図６（Ｂ）の３０６）」の長さよりも長くなる。これは一般的にバリエータレンズの全移動距離がフォーカシングレンズの全移動距離に比較して長いことによる。従って、図６（Ａ）に示すように、光軸方向視において、バリエータ駆動用モータ８３をＩＧメータ５８と重ならない位置に配置している。
【００７７】
一方、フォーカシング駆動用モータ５９は、図２からも分かるように、絞りユニット６６より後方に配置しても、モータ５９の後端がレンズ結像面３０６から若干後方には突出するに過ぎず、この程度の突出は使用上ほとんど問題がない。
【００７８】
従って、以上のようなアクチュエータ配置を採ることが、レンズ鏡筒全体のコンパクト化には最適といえる。
【００７９】
また、本実施例のズームレンズ鏡筒では、図４に示すように、光軸方向視において、２つのシフトアクチュエータとシフト量検出手段（スリット部２０，２１、投光素子２８，３０および受光素子２７，２９）とが略同一位置に配置されている。これによっても、レンズ鏡筒の径方向の小型化を図っている。
【００８０】
また、図３に示すように、バリエータ移動環５６には一体的に遮光壁部（請求の範囲にいう突出部）７６が設けられている。この遮光壁部７６は、固定鏡筒５４の穴部を通して固定鏡筒５４内に取り付けられたフォトインタラプタ７９の投光素子と受光素子との間隙に、バリエータ移動環５６の移動範囲のうち前側（被写体側）のおよそ半分の範囲内で入り込むようになっており、この範囲では、投光素子から投射された光は遮光壁部７６に遮られて受光素子に到達しない。一方、後側（像面側）のおよそ半分の範囲内では遮光壁部７６は投光素子と受光素子との間隙に入り込まないので、受光素子は投光素子から投射された光を受けて所定の出力を発生する。
【００８１】
従って、この受光素子の出力に対して遮光状態から非遮光状態に移行する際に対応する１つのしきい値を設ければ、このしきい値の出力が得られる位置が一義的に決定される。そして、このしきい値を発生する位置を基準位置として駆動パルス数を連続的にカウントすることで、バリエータレンズ５０の光軸方向の絶対位置を知ることが可能となる。なお、８０はフォトインタラプタ７９を実装する基板であり、この基板８０は固定鏡筒５４に位置決め固定される。
【００８２】
ここで、上記のような遮光壁部７６を設けた場合、基準位置をバリエータ移動環５６の移動範囲のほぼ真ん中にするためには遮光壁部７６の光軸方向の長さを移動範囲の半分の長さ以上に設定する必要がある。そして、この場合、フォトインタラプタ７９の配置位置にも関連するものの、例えばバリエータ移動環５６に関して言えば、非遮光状態での端位置（バリエータ移動環５６が最も絞り６６側に接近した位置、一般的には長焦点距離側の端）にて遮光壁部７６が絞りの位置より後方まで移動してくる。シフトユニットを有さない従来のズームレンズ鏡筒においては、絞りを避けて遮光壁部を配置すればよかったが、シフトユニットを有する本実施例のズームレンズ鏡筒では、遮光壁部７６とシフトユニットとの干渉を防止する必要がある。
【００８３】
そこで、本実施例では、シフトユニットの固定枠１に穴部８６を設け、この穴部８６内に遮光壁部７６を挿入させることで、遮光壁部７６とシフトユニットとの干渉を防止するようにし、バリエータ移動環５６の移動端をシフトユニットに接近させることができる。
【００８４】
なお、バリエータレンズ側に設けられた基準位置出しのための構成と同様の構成がフォーカシングレンズ側にも設けられている。図３において、９７がフォーカシング移動環５７に一体的に設けられた遮光壁部、７１がフォトインタラプタ、７２がフォトインタラプタ７１を実装する基板であり、この基板７１は後部鏡筒５５に位置決め固定される。
【実施例２】
【００８５】
図７には、本発明の実施例２であるズームレンズ鏡筒を示している。なお、本実施例の基本構成は実施例１と鏡筒であるので共通要素については実施例１と同符号を付し、レイアウト位置が代わっただけのものについては符号の先頭に１を付す。
【００８６】
本実施例では、ＩＧメータ１５８の位置を、光軸方向視においてシフトアクチュエータであるコイル部１６およびマグネット３と略重なる位置に配置している。なお、ＩＧメータ１５８をこの位置に配置しても、前述した絞り開口形状を実施例１のもの（図６参照）と同様にすることができる。
【００８７】
そして、ＩＧメータ１５８を上記位置に配置することにより、図７（Ｂ）に示すように、フォーカシング駆動用モータ１５９の位置を実施例１の場合よりも光軸方向前方に移動させることが可能となる。すなわち、ＩＧメータ１５８が実施例１で示したフォーカシング駆動用モータ５９の前方位置から他に移動したことで、フォーカシング駆動用モータ１５９の出力軸をＩＧメータ１５８の光軸方向位置まで延ばすことができるようになったものである。
【００８８】
このようなレイアウトを採用することにより、フォーカシング駆動用モータ１５９をレンズ結像面３０６よりも前方に配置することができ、実施例１のものに比べてより光軸方向にコンパクトなレンズ鏡筒を実現することができる。
【実施例３】
【００８９】
図８には、本発明の実施例３であるズームレンズ鏡筒を示している。なお、本実施例の基本構成は実施例１、２と鏡筒であるので共通要素についてはこれら実施例と同符号を付し、レイアウト位置が代わっただけのものについては符号の先頭に２を付す。
【００９０】
この実施例では、実施例２と同様にＩＧメータ１５８を光軸方向視においてコイル部１６およびマグネット３と略重なる位置に配置した上で、バリエータ駆動用モータ２８３およびフォーカシング駆動用モータ２８３をＩＧメータ１５８およびコイル部１６等の配置位置の光軸を挟んだほぼ正反対の位置に配置している。
【００９１】
このようなレイアウトを採用することにより、実施例２と同様にフォーカシング駆動用モータ２５９をレンズ結像面３０６よりも前方に配置することができるだけでなく、実施例１、２のものよりも左右の幅が薄いレンズ鏡筒を実現することができる。
【００９２】
なお、上記各実施例では、バリエータ駆動用モータおよびフォーカシング駆動用モータとしてステップモータを使用した場合について説明したが、ステップモータ以外のモータを使用してもかまわない。
【００９３】
また、上記各実施例にて説明したレンズ鏡筒は、ビデオカメラ、スチールカメラ等、種々の撮像装置に取り付けて使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施例１であるレンズ鏡筒のシフトユニットの分解斜視図である。
【図２】上記レンズ鏡筒の断面図である。
【図３】上記レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図４】上記シフトユニットの光軸方向視図である。
【図５】上記レンズ鏡筒の光軸方向視図である。
【図６】上記レンズ鏡筒のアクチュエータのレイアウト図である。
【図７】実施例２であるレンズ鏡筒のアクチュエータのレイアウト図である。
【図８】実施例３であるレンズ鏡筒のアクチュエータのレイアウト図である。
【図９】従来のカメラのぶれの説明図である。
【図１０】従来のカメラのぶれ補正手段の説明図である。
【図１１】従来のカメラのぶれ補正手段の動作説明図である。
【図１２】従来のカメラのぶれ補正手段の分解斜視図である。
【図１３】従来のカメラのぶれ補正手段のブロック図である。
【図１４】従来のズームレンズ鏡筒の断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  （シフトユニットの）固定枠
２  （シフトユニットの）可動枠
３，４  マグネット部
５，６，２５  ヨーク
９，１０，１１  ビス
１６，１７  コイル部
２０，２１  スリット部
２６  センサホルダ
２７，２９  受光素子
２８，３０  発光素子
５０  バリエータレンズ
５１  シフトレンズ
５２  フォーカシングレンズ
５６  バリエータ移動環
５７  フォーカシング移動環
５８，１５８  ＩＧメータ
５９，１５９，２５９  フォーカシング駆動用モータ
６６  絞りユニット
６７，６９  ガイドバー
７６，９７  遮光壁部
８３，２８３  バリエータ駆動用モータ
【図１】
2005099826.tif 000003
【図２】
2005099826.tif 000004
【図３】
2005099826.tif 000005
【図４】
2005099826.tif 000006
【図５】
2005099826.tif 000007
【図６】
2005099826.tif 000008
【図７】
2005099826.tif 000009
【図８】
2005099826.tif 000010
【図９】
2005099826.tif 000011
【図１０】
2005099826.tif 000012
【図１１】
2005099826.tif 000013
【図１２】
2005099826.tif 000014
【図１３】
2005099826.tif 000015
【図１４】
2005099826.tif 000016