(57)【要約】【課題】嵌合ガタを有していても、直線的に移動可能な移動機構を得て、解像力低下のない手振れ補正機構を有するレンズ鏡胴並びに撮像装置を得る。【解決手段】ガイド部材と、ガイド部材に案内され移動可能となされた移動部材と、移動部材を移動させるためのアクチュエータであるモータと、モータにより回転させられる雄ネジ部材と、雄ネジ部材に螺合する雌ネジ部材と、を有し、移動部材に一体的に形成された当接部が雌ネジ部材と当接し、雌ネジ部材の移動に伴って移動部材が移動するよう構成された移動機構において、雌ネジ部材と当接部の当接する面の法線と、移動部材の移動方向とのなす角をθとしたとき、５°≦θ≦４５°である移動機構とする。【選択図】図５
2009251153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド部材と、該ガイド部材に案内され移動可能となされた移動部材と、該移動部材を移動させるためのアクチュエータであるモータと、該モータにより回転させられる雄ネジ部材と、該雄ネジ部材に螺合する雌ネジ部材と、を有し、前記移動部材に一体的に形成された当接部が前記雌ネジ部材と当接し、前記雌ネジ部材の移動に伴って前記移動部材が移動するよう構成された移動機構において、
前記雌ネジ部材と前記当接部の当接する面の法線と、前記移動部材の移動方向とのなす角をθとしたとき、
５°≦θ≦４５°
としたことを特徴とする移動機構。
【請求項２】
撮像素子又は所定のレンズを保持し第１の方向に移動可能となされた第１の移動部材と、前記第１の移動部材を移動させるためのアクチュエータである第１のモータと、該第１のモータにより回転させられる第１の雄ネジ部材と、該第１の雄ネジ部材に螺合する第１の雌ネジ部材と、
前記第１の移動部材を保持し前記第１の方向と異なる第２の方向に移動可能となされた第２の移動部材と、前記第２の移動部材を移動させるためのアクチュエータである第２のモータと、該第２のモータにより回転させられる第２の雄ネジ部材と、該第２の雄ネジ部材に螺合する第２の雌ネジ部材と、を有し、
前記第１の移動部材に一体的に形成された第１の当接部が前記第１の雌ネジ部材と当接し、前記第１の雌ネジ部材の移動に伴って前記第１の移動部材が移動し、
前記第２の移動部材に一体的に形成された第２の当接部が前記第２の雌ネジ部材と当接し、前記第２の雌ネジ部材の移動に伴って前記第２の移動部材が移動する手振れ補正機構を備えたレンズ鏡胴において、
前記第１の雌ネジ部材と前記第１の当接部の当接する面の法線と、前記第１の方向とのなす角θ１及び、前記第２の雌ネジ部材と前記第２の当接部の当接する面の法線と、前記第２の方向とのなす角をθとしたとき、
５°≦θ≦４５°
としたことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項３】
請求項２に記載のレンズ鏡胴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、移動機構及び手振れ補正機構を有するレンズ鏡胴並びに撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、手ブレによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得るアクティブ手振れ補正技術が実用化されている。この手振れ補正技術には、撮像光学系の一部を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプが一般的である。
【０００３】
このような手振れ補正装置として、アクチュエータとして２つのステッピングモータにより、撮像素子を同架した第１の保持部材と該第１の保持部材を保持する第２の保持部材をそれぞれ直行する方向に移動させるよう構成して、手振れ補正を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２０６５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は、従来の移動機構の模式図である。同図（ａ）は、従来の移動機構の平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す移動機構の側面図である。
【０００５】
同図に示すように、移動部材１９６は、ガイド部材１９５ａとガイド部材１９５ｂに案内され、図示矢印方向に移動可能となっている。１６１はステッピングモータであり、雄ネジ部材であるリードスクリューＲは、ステッピングモータ１６１により回転させられる。リードスクリューＲには、雌ネジ部材であるナットＮが回転係止された状態で螺合している。このため、リードスクリューＲが回転すると、ナットＮは図示矢印方向に移動する。移動部材１９６には、ナットＮに当接する当接部Ｔが一体的に形成されており、ナットＮ側に押圧する圧縮コイルバネ１９７により、当接部ＴとナットＮは当接状態を維持させられる。故に、ナットＮの移動に伴って移動部材１９６が移動させられる。
【０００６】
このような、移動機構においては、ガイド部材１９５ｂの外径をＤｇとし、ガイド部材１９５ｂに嵌合する移動部材１９６の嵌合穴１９６ｈの内径をＤｈとすると、Ｄｈ＞Ｄｇの関係となっており、摺動するための微小な嵌合ガタを有している。また、この関係が、Ｄｈ≦Ｄｇの場合には移動部材１９６は移動できなくなる。
【０００７】
このため、移動部材１９６は、ガイド部材１９５ｂに対し、嵌合ガタ分だけ揺動しながらジグザグに図示矢印方向に移動することになる。この揺れは、高画素の撮像素子が搭載され、手振れ補正を行うよう構成された撮像装置においては、解像力の低下を引き起こす要因となる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、嵌合ガタを有していても、直線的に移動可能な移動機構を得て、これにより解像力低下のない手振れ補正機構を有するレンズ鏡胴並びに撮像装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１０】
（１）ガイド部材と、該ガイド部材に案内され移動可能となされた移動部材と、該移動部材を移動させるためのアクチュエータであるモータと、該モータにより回転させられる雄ネジ部材と、該雄ネジ部材に螺合する雌ネジ部材と、を有し、前記移動部材に一体的に形成された当接部が前記雌ネジ部材と当接し、前記雌ネジ部材の移動に伴って前記移動部材が移動するよう構成された移動機構において、前記雌ネジ部材と前記当接部の当接する面の法線と、前記移動部材の移動方向とのなす角をθとしたとき、
５°≦θ≦４５°
としたことを特徴とする移動機構。
【００１１】
（２）撮像素子又は所定のレンズを保持し第１の方向に移動可能となされた第１の移動部材と、前記第１の移動部材を移動させるためのアクチュエータである第１のモータと、該第１のモータにより回転させられる第１の雄ネジ部材と、該第１の雄ネジ部材に螺合する第１の雌ネジ部材と、前記第１の移動部材を保持し前記第１の方向と異なる第２の方向に移動可能となされた第２の移動部材と、前記第２の移動部材を移動させるためのアクチュエータである第２のモータと、該第２のモータにより回転させられる第２の雄ネジ部材と、該第２の雄ネジ部材に螺合する第２の雌ネジ部材と、を有し、前記第１の移動部材に一体的に形成された第１の当接部が前記第１の雌ネジ部材と当接し、前記第１の雌ネジ部材の移動に伴って前記第１の移動部材が移動し、前記第２の移動部材に一体的に形成された第２の当接部が前記第２の雌ネジ部材と当接し、前記第２の雌ネジ部材の移動に伴って前記第２の移動部材が移動する手振れ補正機構を備えたレンズ鏡胴において、前記第１の雌ネジ部材と前記第１の当接部の当接する面の法線と、前記第１の方向とのなす角θ１及び、前記第２の雌ネジ部材と前記第２の当接部の当接する面の法線と、前記第２の方向とのなす角をθとしたとき、
５°≦θ≦４５°
としたことを特徴とするレンズ鏡胴。
【００１２】
（３）（２）に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、嵌合ガタを有していても、直線的に移動可能な移動機構を得ることができ、これにより解像力低下のない手振れ補正機構を有するレンズ鏡胴並びに撮像装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１の模式図である。図１（ａ）はデジタルカメラ１の背面の外観模式図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’部縦断面模式図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の上面には、レリーズボタン１１０が設けられている。また、レリーズボタン１１０には、半押しでＯＮするレリーズスイッチＳ１と全押しでＯＮするレリーズスイッチＳ２の２段スイッチが設けられており、各々レリーズボタン１１０の押し下げの第１段目と第２段目で動作するように成されている。同じくデジタルカメラ１の上面には、カメラの動作モードを設定するモード設定ダイアル１１２が設けられている。カメラの動作モードには、静止画を撮像する「静止画モード」、動画を撮像する「動画モード」、音声を記録する「音声記録モード」、画像や音声を再生する「再生モード」等がある。
【００１７】
デジタルカメラ１の背面には、液晶等から成る背面モニタ１３１、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１２１の接眼部１２１ａ、接眼部１２１ａの近傍に配置され、撮影者が接眼部１２１ａを覗き込んだことを検知する接眼検知部１２１ｃが設けられている。接眼検知部１２１ｃは、例えば投光部から赤外線等の不可視光を投光し、基線長離れた受光部に設置された受光素子で、投光された赤外線光の撮影者の顔から反射してくる反射光を受光することで、撮影者が接眼部１２１ａを覗き込んだことを検知するように成されたものである。
【００１８】
また、デジタルカメラ１の背面には、カメラの電源スイッチであるメインスイッチ１１１、上下左右の４方向にスイッチを持つジョグダイアル１１３と、ジョグダイアル１１３の中央に置かれ、ジョグダイアル１１３での設定を決定する決定スイッチ１１４、撮像光学系のズームを行うズームスイッチ１１６、背面モニタ１３１のオン／オフを設定する背面モニタ設定スイッチ１１７等の各撮像装置操作手段が配置されている。
【００１９】
例えば、手振れ補正を行うよう設定するには、背面モニタ１３１にメニューを表示させ、ジョグダイアル１１３で選択し、決定スイッチ１１４で決定する。
【００２０】
デジタルカメラ１の底面には、カメラを三脚に取り付けるための雌ネジが切られた三脚穴１９１が設けられている。
【００２１】
また、図１（ｂ）に示す撮像光学系２１１の光軸を含む縦断面において、撮像光学系２１１と絞り・シャッタユニット２２１を通った被写体からの光は、撮像素子１５３上に結像され、撮像素子１５３により電気信号に変換され、メイン基板１６０上の画処理部１５１により画像データに変換される。画像データは、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１２１のＥＶＦ表示素子１２１ｂに表示されるか、あるいは、背面モニタ設定スイッチ１１７の設定によっては、背面モニタ１３１に表示される。
【００２２】
撮像素子１５３の背面側には、手振れ補正機構９０が組み込まれており、撮像素子１５３を撮像光学系２１１の光軸に直交する面内で移動させて手振れ補正を行うようになっている。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１のブロック図である。
【００２４】
デジタルカメラ１の制御部であるカメラ制御部１００は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリ等から構成され、記憶部１０１に記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、当該プログラムに従ってデジタルカメラ１の各部を集中制御する。
【００２５】
また、カメラ制御部１００は、メインスイッチ１１１、モード設定ダイアル１１２、ジョグダイアル１１３、決定スイッチ１１４、ズームスイッチ１１６、背面モニタ設定スイッチ１１７、レリーズスイッチＳ１、レリーズスイッチＳ２、接眼検知部１２１ｃ等からの入力を受信してデジタルカメラ１全体を制御し、電源部１２０を制御することでカメラ各部に電源を供給し、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）等の外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２５を介してパーソナルコンピュータやプリンタと画像データの転送等の交信を行う。
【００２６】
さらに、カメラ制御部１００は、撮像素子制御部１５２を介して撮像素子１５３の撮像動作を制御するとともに、画処理部１５１を介して撮像素子１５３で撮像された画像を処理して、記録部１５４を介して画像メモリ１５５に一旦記録し、最終的にはメモリカード１５６に記録する。画処理部１５１、撮像素子制御部１５２、撮像素子１５３を合わせて撮像部１５０と呼ぶ。また、撮像部１５０の画像出力から得られるピント情報と露出情報に基いて、光学系駆動部２１２を介して撮像光学系２１１のＡＦ動作を制御し、絞り・シャッタ駆動部２２２を介して絞り・シャッタユニット２２１を制御する。
【００２７】
また、カメラ制御部１００は、撮像素子１５３によって撮像された画像のライブビューを、背面モニタ設定スイッチ１１７の設定に従って、画像表示部１３２を介して電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１２１または背面モニタ１３１あるいはその両方に表示し、画像メモリ１５５に記録された画像をアフタービューとして背面モニタ１３１に表示し、メモリカード１５６に記録された画像を再生画像として背面モニタ１３１に表示する。
【００２８】
また、カメラ制御部１００は、手振れ補正をおこなうよう設定されている場合には、撮影時に手ブレ検出部１７１によって検出された手ブレ情報に基づいて手ブレ補正機構９０を駆動して手ブレを補正する。
【００２９】
以下に、本実施の形態に係る移動機構を適用した手振れ補正機構を説明する。なお、本実施の形態においては、撮像素子を移動させる手振れ補正機構で説明するが、撮像光学系中の所定のレンズを移動させる手振れ補正機構に適用することも可能である。
【００３０】
図３は、本実施の形態に係る移動機構である手振れ補正機構９０を示す斜視図である。図４は、本実施の形態に係る移動機構である手振れ補正機構９０を示す平面図である。
【００３１】
図３及び図４に示す手振れ補正機構９０において、第１の移動部材９６は、撮像素子１５３を保持している。なお、撮像素子１５３の前に赤外光カットフィルタや光学的ローパスフィルタも保持していてもよい。
【００３２】
第２の移動部材９３には、ガイド部材である２本のガイド軸９５ａ、９５ｂが固着されており、第１の移動部材９６は、ガイド軸９５ａ、９５ｂに案内されて図示矢印Ｙ方向に移動可能となされている。即ち、第２の移動部材９３は、第１の移動部材９６を保持している。
【００３３】
ベース板９１には、ガイド部材である２本のガイド軸９２ａ、９２ｂが固着されており、第２の移動部材９３は、ガイド軸９２ａ、９２ｂに案内されて図示矢印Ｐ方向に移動可能となされている。
【００３４】
第２の移動部材９３には、一体的に腕部９３ｍとＰＩ遮蔽部９３ｆが形成されている。腕部９３ｍは、第２のモータであるステッピングモータ６１Ｐにより回転させられる第２の雄ネジ部材であるリードスクリューに螺合する第２の雌ネジ部材であるナットと当接している。なお、腕部９３ｍは不図示のバネによりナット方向に付勢され、この付勢力でナットと当接している。これにより、ステッピングモータ６１Ｐが回転することで、第２の移動部材９３は矢印Ｐ方向に移動させられるようになっている。ＰＩ遮蔽部９３ｆは、ベース板９１に固着された初期位置検知部であるフォトインタラプタＰＩｐの投受光部間を通過できるように形成されている。
【００３５】
同様に、第１の移動部材９６には、不図示であるが、一体的に腕部とＰＩ遮蔽部が形成されている。腕部は、第１のモータであるステッピングモータ６１Ｙにより回転させられる第１の雄ネジ部材であるリードスクリューに螺合する第１の雌ネジ部材であるナットと当接している。なお、腕部は不図示のバネによりナット方向に付勢され、この付勢力でナットと当接している。これにより、ステッピングモータ６１Ｙが回転することで、第１の移動部材９６は矢印Ｙ方向に移動させられるようになっている。ＰＩ遮蔽部は、ベース板９１に固着された初期位置検知部であるフォトインタラプタＰＩｙの投受光部間を通過できるように形成されている。
【００３６】
これにより、ステッピングモータ６１Ｐ、６１Ｙを駆動することにより、第１の移動部材９６即ち、撮像素子１５３を撮像光学系の光軸ＯＢに直交する面内で移動させることができる。
【００３７】
図５は、図３及び図４に示す手振れ補正機構９０をガイド軸９５ａ、９５ｂの中心軸をとおる平面で切断した断面図である。説明の重複を避けるため、図３及び図４に示す手振れ補正機構と同部材には同符号を付与して説明する。
【００３８】
図５に示すように、第１の移動部材９６には、一体的に腕部９６ｍが形成されている。腕部９６ｍは、バネ７３により付勢され、ステッピングモータ６１Ｙ（第１のモータ）により回転させられるリードスクリュー７１（第１の雄ネジ部材）に螺合するナット７２（第１の雌ネジ部材）に当接している。
【００３９】
また、第２の移動部材９３には、一体的に腕部９３ｍが形成されている。腕部９３ｍは、バネ７７により付勢され、ステッピングモータ６１Ｐ（第２のモータ）により回転させられるリードスクリュー７５（第２の雄ネジ部材）に螺合するナット７６（第２の雌ネジ部材）に当接している。
【００４０】
図６は、図５のＡで示す腕部９６ｍ、ナット７２、リードスクリュー７１の要部拡大図である。
【００４１】
図６に示すように、腕部９６ｍには球状部９６ｑが形成され、また、ナット７２の球状部と当接する面は角度θだけ傾斜して形成されている。ナット７２は、不図示の回転係止がなされており、常に角度θだけ傾斜して形成された面と球状部９６ｑとが当接するようになっている。
【００４２】
このようにすることで、腕部９６ｍには、リードスクリュー７１の軸方向である移動方向の分力ｆｈと、移動方向に垂直な分力ｆｖの合力Ｆが働くことになる。この合力Ｆは、移動方向に対しθの角度の方向に働くことになる。このθの値は、５°〜４５°の範囲内の値に設定されている。
【００４３】
なお、第２の移動部材９３の腕部９３ｍとナット７６も同様に形成されている。
【００４４】
図７は、腕部とナットを図６に示すような形状にした場合のガイド軸９５ｂと第１の移動部材の嵌合部の拡大図である。また図７（ａ）は図５に示すＢ部の拡大図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【００４５】
腕部９６ｍに働く合力Ｆが、移動方向に対し５°≦θ≦４５°の場合、図７に示すように、ガイド軸９５ｂの外径より大きく形成された嵌合穴９６ｈ内で、ガイド軸９５ｂの位置は、一方向に片寄せされた状態となる。ナットが移動する場合でも、常にこの状態を維持したままで、第１の移動部材９６は移動する。
【００４６】
即ち、雌ネジ部材と当接部の当接する面の法線と、移動方向とのなす角θを、
５°≦θ≦４５°
とすることで、軸径と嵌合穴の内径に嵌合ガタを有していても、常に一方向に片寄せされ、ジグザグに揺動することなく、直線的に移動する移動機構を得ることができる。
【００４７】
なお、雌ネジ部材と当接部の当接する面の法線と、移動方向とのなす角θは、
２０°≦θ≦３５°
であれば、より好ましい。
【００４８】
なお図５において、第２のモータ６１Ｐを駆動すると第２の移動部材９３が第２の方向に移動する。このため、第２の移動部材９３に保持されている第１の移動部材９６も第２の方向に移動し、ナット７２と球状部９６ｑの当接部の位置が傾斜に沿って変化し、第１の移動部材９６が第１の方向に移動することになる。この第２のモータの駆動による第１の移動部材の第１の方向への移動については、第２の移動部材の移動量に応じて、第１のモータを駆動することにより、ナット７２を移動させることで補正することができる。
【００４９】
図８は、腕部とナットの当接する部位の形状の変形例を示す図である。
【００５０】
同図（ａ）に示す変形例は、ナット７２に球状部７２ｑを形成し、腕部９６ｍに角度θだけ傾斜した斜面を形成したものである。同図（ｂ）に示す変形例は、ナット７２及び腕部９６ｍ共に、角度θだけ傾斜した斜面を形成したものである。このようにしても、同様に、ガイド軸の外径より大きく形成された嵌合穴内で、ガイド軸の位置は、一方向に片寄せされた状態となり、ナットが移動する場合でも、常にこの状態を維持したまま移動するようになる。
【００５１】
以上説明したように、雌ネジ部材と当接部の当接する面の法線と、移動部材の移動方向とのなす角をθとしたとき、５°≦θ≦４５°とした移動機構とすることで、嵌合ガタを有していても、ジグザグに揺動せず、直線的に移動可能な移動機構を得ることができる。更に、該移動機構を手振れ補正機構に適用することで、解像力低下のないレンズ鏡胴及び撮像装置を得ることが可能となる。
【００５２】
なお、上記の実施の形態では、第１のモータ及び第２のモータにステッピングモータを使用した例で説明したが、これに限るものでなく、ＤＣモータを用いたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施の形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの模式図である。
【図２】本実施の形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラのブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る移動機構である手振れ補正機構を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る移動機構である手振れ補正機構を示す平面図である。
【図５】図３及び図４に示す手振れ補正機構をガイド軸の中心軸をとおる平面で切断した断面図である。
【図６】図５のＡで示す腕部、ナット、リードスクリューの要部拡大図である。
【図７】腕部とナットを図６に示すような形状にした場合のガイド軸と第１の移動部材の嵌合部の拡大図である。
【図８】腕部とナットの当接する部位の形状の変形例を示す図である。
【図９】従来の移動機構の模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  デジタルカメラ
６１Ｙ  ステッピングモータ（第１のモータ）
６１Ｐ  ステッピングモータ（第２のモータ）
７１  リードスクリュー（第１の雄ネジ部材）
７２  ナット（第１の雌ネジ部材）
７３  バネ
７５  リードスクリュー（第２の雄ネジ部材）
７６  ナット（第２の雌ネジ部材）
７７  バネ
９０  手振れ補正機構
９１  ベース板
９２ａ、９２ｂ、９５ａ、９５ｂ  ガイド軸
９３  第２の移動部材
９６  第１の移動部材
１５３  撮像素子
【図１】
2009251153.tif 000003
【図２】
2009251153.tif 000004
【図３】
2009251153.tif 000005
【図４】
2009251153.tif 000006
【図５】
2009251153.tif 000007
【図６】
2009251153.tif 000008
【図７】
2009251153.tif 000009
【図８】
2009251153.tif 000010
【図９】
2009251153.tif 000011