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技術 駆動装置および撮像装置

出願人 オリンパスイメージング株式会社
発明者 川合澄夫
出願日 2007年6月28日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2007-170969
公開日 2009年1月15日 (11年2ヶ月経過) 公開番号 2009-011098
状態 特許登録済
技術分野 カメラレンズの調整 超音波モータ、圧電モータ、静電モータ スタジオ装置
主要キーワード ガイド支持機構 押圧接触状態 変位移動 振動印加 振動吸収材 振動伝達経路 SW群 フィルタ受
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

小型で駆動力が大きくて高効率な駆動装置を提供する。

解決手段

駆動装置である防振ユニット300は、駆動子321x,322x楕円振動を生ずるX軸振動子320xと、該X軸振動子を保持する保持部342xを有する固定部材フレーム302と、前記X軸振動子の前記駆動子が押圧され、前記フレームに対して前記X軸の方向に移動する摺動体330xが固定されているX枠301と、該X枠に設けられた保持部342yに保持されて、駆動子321y,322yに楕円振動を生ずるY軸振動子320yと、前記Y軸振動子の駆動子が押圧され、前記X枠に対してY軸の方向に移動する摺動体330yが固定されているY枠38とを備えており、前記X軸振動子と前記Y軸振動子は略同一の共振周波数をもち、前記摺動体330xと330yは、それらの剛性および密度の内、少なくとも一方が異なる。

概要

背景

従来、ブレ補正機能を備える撮像装置として、例えば、カメラがある。このカメラが備えるブレ補正機能としては、カメラピッチ方向ブレ振動とカメラヨー方向のブレ振動とを角速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出されたブレ信号に基づいて、ブレ打ち消す方向に撮像光学系の一部、若しくは、撮像素子撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向にそれぞれ独立的にシフトさせることにより撮像素子の撮像面上での像のブレを補正する手ブレ補正機能が知られている。

このような手ブレ補正機能を実現する手ブレ補正機構においては、手ブレを補正するために撮影レンズの一部のレンズ、或いは、撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向に移動する駆動手段が用いられている。この駆動手段は、手ブレに追随して動作させるために高い応答性と、精密駆動(微小駆動)と、電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性が要求される。

このような要求に対して、本出願人は特願2006−338715号により手ブレ補正機構として楕円振動をその表面に発生する振動子と、その振動子に押圧された移動体を夫々2つを組み合わせた駆動装置提示している。

概要

小型で駆動力が大きくて高効率な駆動装置を提供する。駆動装置である防振ユニット300は、駆動子321x,322xに楕円振動を生ずるX軸振動子320xと、該X軸振動子を保持する保持部342xを有する固定部材フレーム302と、前記X軸振動子の前記駆動子が押圧され、前記フレームに対して前記X軸の方向に移動する摺動体330xが固定されているX枠301と、該X枠に設けられた保持部342yに保持されて、駆動子321y,322yに楕円振動を生ずるY軸振動子320yと、前記Y軸振動子の駆動子が押圧され、前記X枠に対してY軸の方向に移動する摺動体330yが固定されているY枠38とを備えており、前記X軸振動子と前記Y軸振動子は略同一の共振周波数をもち、前記摺動体330xと330yは、それらの剛性および密度の内、少なくとも一方が異なる。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で駆動力が大きくて高効率な駆動装置および該駆動装置を適用する撮像装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

所定の周波電圧印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して前記第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体と、を備えており、前記第1の振動子と前記第2の振動子は略同一の共振周波数をもち、前記第1の移動体部と第2の移動体部は、それらの剛性および密度の内、少なくとも一方が異なることを特徴とする駆動装置

請求項2

前記第1の移動体部と第2の移動体部の弾性率が異なることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。

請求項3

前記第1の移動体部と第2の移動体部の断面二次モーメントが異なることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。

請求項4

所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して前記第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体と、を備えており、前記第1の振動子と前記第2の振動子は略同一の共振周波数をもち、前記第1の移動体部と第2の移動体部は、前記第1の移動体、第2の移動体への固定方法が異なることを特徴とする駆動装置。

請求項5

前記第1の移動体部と第2の移動体部の固定方法により前記第1の移動体部と第2の移動体部の屈曲振動状態を異ならせることを特徴とする請求項4記載の駆動装置。

請求項6

所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して前記第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体と、を備えており、前記第1の振動子と前記第2の振動子は、異なる共振周波数をもつことを特徴とする。

請求項7

撮影光軸に直交する平面内で直交する第1の方向および第2の方向に撮像素子ブレ補償するように変位移動させる撮像装置において、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有して、撮像装置本体に固着された固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により前記第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して第1の方向に移動する第1の移動体部が固定された第1の移動体と、第2の保持部を有する前記第1の移動体に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する、前記撮像素子を前記撮影光軸上に保持した第2の移動体部が固定された第2の移動体と、を備えており、前記第1の移動体部と第2の移動体部との剛性および密度の内、少なくとも1つが異なることを特徴とする撮像装置。

技術分野

0001

本発明は、振動子楕円振動を利用して移動体を駆動して所定の方向に移動させる駆動装置および該駆動装置によりブレ補正するデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、ブレ補正機能を備える撮像装置として、例えば、カメラがある。このカメラが備えるブレ補正機能としては、カメラピッチ方向ブレ振動とカメラヨー方向のブレ振動とを角速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出されたブレ信号に基づいて、ブレ打ち消す方向に撮像光学系の一部、若しくは、撮像素子撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向にそれぞれ独立的にシフトさせることにより撮像素子の撮像面上での像のブレを補正する手ブレ補正機能が知られている。

0003

このような手ブレ補正機能を実現する手ブレ補正機構においては、手ブレを補正するために撮影レンズの一部のレンズ、或いは、撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向に移動する駆動手段が用いられている。この駆動手段は、手ブレに追随して動作させるために高い応答性と、精密駆動(微小駆動)と、電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性が要求される。

0004

このような要求に対して、本出願人は特願2006−338715号により手ブレ補正機構として楕円振動をその表面に発生する振動子と、その振動子に押圧された移動体を夫々2つを組み合わせた駆動装置を提示している。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、前記の駆動装置では第1の振動子と第2の振動子の共振周波数が略同じでかつ、第1の振動子が接触する第1の移動体部と第2の振動子が接触する第2の移動体部が略同じ剛性をもつことにより共振周波数が略同じであり、しかも、第1の振動子の振動が第1の移動体部及び第1の移動体を通して第2の振動子に伝播して不要な共振を発生させていた。この不要な共振により、振動子の振動エネルギーが浪費され、駆動装置の出力が低下したり、不要な共振により可聴音が発生するといった不具合が生じていた。上記では第1の振動子の駆動による第2の振動子側での不要共振について述べたが、第2の振動子の駆動による第1の振動子側での不要共振の発生は、上述した経路を逆に辿ることによっても発生していた。

0006

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で駆動力が大きくて高効率な駆動装置および該駆動装置を適用する撮像装置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

0007

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る請求項1記載の駆動装置は、所定の周波電圧印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体とを備え、前記第1の振動子と前記第2の振動子は略同一の共振周波数をもち、前記第1、第2の移動体部は、それらの剛性および密度の内、少なくとも一方が異なる。

0008

本発明の請求項2記載の駆動装置は、請求項1記載の駆動装置において、前記第1の移動体部と第2の移動体部の弾性率が異なる。

0009

本発明の請求項3記載の駆動装置は、請求項1記載の駆動装置において、前記第1の移動体部と第2の移動体部の断面二次モーメントが異なる。

0010

本発明の請求項4記載の駆動装置は、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して前記第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体とを備えており、前記第1の振動子と前記第2の振動子は略同一の共振周波数をもち、前記第1の移動体部と第2の移動体部は、前記第1の移動体、第2の移動体への固定方法が異なる。

0011

本発明の請求項5記載の駆動装置は、請求項4記載の駆動装置において、前記第1の移動体部と第2の移動体部の固定方法により前記第1の移動体部と第2の移動体部の屈曲振動状態を異ならせる。

0012

本発明の請求項6記載の駆動装置は、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有する固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して前記第1の方向に移動する第1の移動体部が固定されている第1の移動体と、前記第1の移動体に設けられた第2の保持部に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第1の方向と異なる第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する第2の移動体部が固定されている第2の移動体とを備えており、前記第1の振動子と前記第2の振動子は、異なる共振周波数をもつ。

0013

本発明の請求項7記載の撮像装置は、撮影光軸に直交する平面内で直交する第1の方向および第2の方向に撮像素子をブレを補償するように変位移動させる撮像装置において、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第1の振動子と、前記第1の振動子を保持する第1の保持部を有して、撮像装置本体に固着された固定部材と、前記第1の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記固定部材が有するガイド部により前記第1の方向に移動方向が規制され、前記第1の振動子の楕円振動により駆動されて前記固定部材に対して第1の方向に移動する第1の移動体部が固定された第1の移動体と、第2の保持部を有する前記第1の移動体に保持されて、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる第2の振動子と、前記第2の振動子の前記駆動部が押圧され、かつ、前記第1の移動体が有するガイド部により第2の方向に移動方向が規制され、前記第2の振動子の楕円振動により駆動されて前記第1の移動体に対して第2の方向に移動する、前記撮像素子を前記撮影光軸上に保持した第2の移動体部が固定された第2の移動体とを備えており、前記第1の移動体部と第2の移動体部との剛性および密度の内、少なくとも1つが異なる。

発明の効果

0014

本発明に係る駆動装置および撮像装置によれば、効率が高く大きな駆動力を得やすい楕円振動を生ずる第1及び、第2の振動子を駆動源として用いる一方、移動体側は、第1の振動子が直接接触駆動する第1の移動体部が固定された第1の移動体と、この第1の移動体に保持されてほぼ第1の振動子と同じ共振周波数をもつ第2の振動子を駆動源として動作する第2の移動体部が固着された第2の移動体からなっており、第1の移動体部と第2の移動体部の剛性が異なることにより、第1あるいは第2の振動子が駆動のために振動した時に第1の移動体を通して振動が他方の移動体部及び振動子に伝わり共振振動を発生させることがないので、振動子の振動が不要な振動に奪われることがなく出力の高い駆動装置を提供できる。また、不要な共振振動が発生しないので、不要な可聴音も発生することがない。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、本発明に係る駆動装置および撮像装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施の形態の撮像装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニット手ブレ補正を行うための駆動装置を搭載したものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックス電子カメラ(デジタルカメラ)への適用例として説明する。本発明は、以下の実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

0016

まず、本発明の第1の実施の形態の撮像装置であるカメラのシステム構成例について、図1を参照して説明する。
図1は、本実施の形態のカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。

0017

本実施の形態のカメラは、カメラ本体としてのボディユニット100と、アクセサリ装置の一つである交換レンズとしてのレンズユニット10とによりシステム構成されている。

0018

レンズユニット10は、ボディユニット100の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット10の制御は、自身が有するレンズ制御マイクロコンピュータ(以下、“Lμcom”と称する)5が行う。ボディユニット100の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ(以下、“Bμcom”と称する)50が行う。これらLμcom5とBμcom50とは、ボディユニット100にレンズユニット10を装着した状態において通信コネクタ6を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Lμcom5がBμcom50に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。

0019

レンズユニット10は、撮影レンズ1と絞り3を備える。撮影レンズ1は、レンズ駆動機構2内に設けられた図示しないDCモータによって駆動される。絞り3は、絞り機構4内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Lμcom5は、Bμcom50の指令に基づいてこれら各モータを制御する。

0020

ボディユニット100内には、以下のような構成部材が図示の如く配設されている。例えば、光学系としてペンタプリズム12、クイックリターンミラー11、接眼レンズ13、サブミラー11aからなる一眼レフ方式の構成部材と、撮影光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタ15と、サブミラー11aからの反射光束を受けてデフォーカス量を検出するためのAFセンサユニット16とが設けられている。

0021

さらに、ボディユニット100内には、AFセンサユニット16を駆動制御するAFセンサ駆動回路17と、クイックリターンミラー11を駆動制御するミラー駆動回路18と、シャッタ15の先幕後幕を駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構19と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路20と、ペンタプリズム12からの光束を検出する測光センサ21aに基づき測光処理を行う測光回路21が設けられている。また、ストロボ制御回路372により発光制御されるストロボ371が設けられている。

0022

また、撮影光軸上には上述の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット30が設けられている。撮像ユニット30は、撮像素子であるCCD31やその前面に配設された光学ローパスフィルタLPF)32、防塵フィルタ33をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ33の周縁部には、圧電素子34が取り付けられている。圧電素子34は、2つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路48によって圧電素子34を所定の周波数で振動させることで防塵フィルタ33を振動させることで、フィルタ表面に付着した塵を除去し得るように構成されている。撮像ユニット30に対しては、後述する手ブレ補正用の防振ユニット(駆動装置)300が付加されている。

0023

また、本実施の形態のカメラシステムは、CCD31に接続したCCDインターフェース回路23と、液晶モニタ24、記憶領域として機能するSDRAM25、FLASH ROM26などを利用して画像処理する画像処理コントローラ28とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア27は、各種のメモリカード外付けのHDD等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア27に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばEEPROMからなる不揮発性メモリ29がBμcom50からアクセス可能に設けられている。

0024

Bμcom50には、当該カメラの動作状態表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用LCD51および動作表示用LED51aと、カメラ操作スイッチ群(以下、スイッチは、SWと記載する)52とが設けられている。カメラ操作SW群52は、例えばレリーズSW、モード変更SWおよびパワーSWなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池54と、電池54の電圧を当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路53が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。

0025

上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理コントローラ28は、Bμcom50の指令に従ってCCDインターフェース回路23を制御してCCD31から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ28でビデオ信号に変換され、液晶モニタ24で出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ24の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。

0026

SDRAM25は、画像データの一時的保管メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、画像データは、JPEGデータに変換された後、記録メディア27に保管される。

0027

ミラー駆動機構18は、クイックリターンミラー11をアップ位置ダウン位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー11がダウン位置にある時、撮影レンズ1からの光束はAFセンサユニット16側とペンタプリズム12側へと分割されて導かれる。AFセンサユニット16内のAFセンサからの出力は、AFセンサ駆動回路17を介してBμcom50へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム12を通過した光束の一部は測光回路21内の測光センサ21aへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。

0028

次に、図2を参照してCCD31を含む撮像ユニット30について説明する。
図2は、撮像ユニット30の構成を示す縦断側面図である。

0029

撮像ユニット30は、撮影光学系を透過し自己光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子としてのCCD31と、CCD31の光電変換面側に配設され、撮影光学系を透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除く光学ローパスフィルタ(LPF)32と、この光学LPF32の前面側において所定間隔をあけて対向配置された防塵フィルタ33と、この防塵フィルタ33の周縁部に配設されて防塵フィルタ33に対して所定の振動を与えるための圧電素子34とを備える。

0030

ここで、CCD31のCCDチップ31aは固定板35上に配設されたフレキシブル基板31b上に直接実装され、フレキシブル基板31bの両端から出た接続部31c,31dが主回路基板36に設けられたコネクタ36a,36bを介して主回路基板36側と接続されている。また、CCD31が有する保護ガラス31eは、スペーサ31fを介してフレキシブル基板31b上に固着されている。

0031

また、CCD31と光学LPF32との間には、弾性部材等からなるフィルタ受け部材37が配設されている。このフィルタ受け部材37は、CCD31の前面側周縁部で光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学LPF32の背面側周縁部の近傍に当接することで、CCD31と光学LPF32との間を略気密性が保持されるように構成されている。そして、CCD31と光学LPF32とを気密的に覆うホルダであるY枠38が配設されている。Y枠(ホルダ)38は、撮影光軸周りの略中央部分に矩形状の開口38aを有し、この開口38aの防塵フィルタ33側の内周縁部には断面が略L字形状の段部38bが形成され、開口38aに対してその後方側から光学LPF32およびCCD31が配設されている。ここで、光学LPF32の前面側周縁部を段部38bに対して略気密的に接触させるように配置することで、光学LPF32は段部38bによって撮影光軸方向における位置規制がなされ、Y枠(ホルダ)38の内部から前面側に対する抜け止めがなされる。

0032

一方、Y枠(ホルダ)38の前面側の周縁部には、防塵フィルタ33を光学LPF32の前面に所定間隔あけて保持するために段部38b周りで段部38bよりも前面側に突出させた防塵フィルタ受け部38cが全周に亘って形成されている。全体として円形ないしは多角形の板状に形成された防塵フィルタ33は、板ばね等の弾性体によって形成されてねじ39で防塵フィルタ受け部38cに固定された押圧部材40による押圧状態で防塵フィルタ受け部38cに支持される。ここで、防塵フィルタ33の背面側の外周縁部に配設された圧電素子34部分には、防塵フィルタ受け部38cとの間に環状のシール41が介在され、気密状態が確保されている。撮像ユニット30は、このようにしてCCD31を搭載する所望の大きさに形成されたY枠(ホルダ)38を備える気密構造に構成されている。

0033

次に、本実施の形態のカメラの手ブレ補正機能について説明する。

0034

本実施の形態では、撮影光軸の方向をZ軸方向とした場合、撮影光軸に直交するXY平面内で直交する第1の方向であるX軸方向および第2の方向であるY軸方向に撮像素子であるCCD31をブレを補償するように変位移動させるものであり、手ブレ補正用の駆動装置を含む防振ユニットは、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる振動子を駆動源として用い、撮像ユニット30中のCCD31を搭載したY枠(ホルダ)38を移動対象物として構成される。

0035

まず、本実施の形態の駆動装置で駆動源として用いる振動子の動作原理について図3(A)〜(D)および図4を参照して説明する。
図3(A)〜(D)は、振動子の動作原理を示す模式図である。図4は、上記振動子と被駆動体である移動体との斜視図である。

0036

図3(A)等に示す振動子200は、所定の大きさで矩形状に形成された圧電体201と、この圧電体201の片面側に片寄らせて中心対称に形成された一対の駆動電極202,203と、駆動電極202,203に対応する圧電体201の表面位置に設けられた駆動部としての駆動子204,205とを備えている。

0037

駆動電極202に+の電圧を印加すると、図3(A)に示すように、駆動電極202部分が伸びるように変形する一方、その背面側の圧電体201部分は伸びるように変形しないので全体として円弧状に変形する。逆に、駆動電極202に−の電圧を印加すると、図3(C)に示すように、駆動電極202部分が縮むように変形する一方、その背面側の圧電体201部分は縮まないので全体として、図3(A)とは逆向きの円弧状に変形する。駆動電極203側でも同様である。

0038

そこで、駆動子204,205の表面に楕円振動E1 ,E2 を発生させるには、圧電体201の分極された一方の駆動電極202に所定周波数正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動電極203に駆動電極202に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体201の中央が屈曲振動の節Q0 となり、駆動子204,205部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体201の縦振動直方体長手方向に伸び縮みする振動、図3(D)参照)の節が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。この設定状態で印加される周波電圧の+,−の変化に伴い、振動子200は、図3(B)に示す状態を含めて、図3(A)〜(C)に示す屈曲振動を繰り返し、駆動子204,205の表面には楕円振動が発生する。図4に示す駆動対象となる移動体206を振動子200の駆動子204,205側に押圧接触させて配設することによって、移動体206は、駆動子204,205の表面に生ずる楕円振動E1 ,E2 の向きに従い移動することとなる。

0039

この際、駆動電極202,203に印加する周波電圧の位相差を変えることで、駆動子204,205の表面に発生する楕円振動E1 ,E2 の形状を変えることが可能であり、これにより振動子200に駆動されて移動する移動体206の移動速度を変えることができる。例えば、周波電圧の位相差が0°であれば速度は0であるが、位相差を増やすと速度は次第に上がり、位相差90°で最大速度となり、また、90°を超えて位相差を大きくすると逆に速度は次第に下がり、位相差180°では再び速度0となる。位相差を負の値にすると、駆動子204,205に発生する楕円振動E1 ,E2 の回転方向逆転し、移動体を逆方向に駆動することが可能となる。この場合も、位相差−90°のときに最大速度となる。

0040

上述のような振動子を駆動源として用いる本実施の形態の防振ユニットについて図5図10を参照して説明する。
図5は、本実施の形態の防振ユニットの構成を示す分解斜視図であり、図6は、図5の防振ユニットの各構成要素の形状を簡略化して示し、撮影光軸前方側から見た概略の防振ユニット配置図である。図7は、図6のA−A断面図である。図8は、図6のB−B断面図である。図9は、図6のC−C断面図である。図10は、図7のD−D断面図である。

0041

まず、本実施の形態の防振ユニット300は、光学LPF32、防塵フィルタ33等ともにCCD31を搭載したホルダであるY枠(第2の移動体)38をX軸方向(第1の方向)およびY軸方向(第2の方向)に移動させる最終的な移動対象物とするものであり、撮影光軸周りの開口301aを囲む枠部301bを有する枠形状でY枠38をY軸方向に移動可能に搭載するよう所望の大きさに形成されたX枠(第1の移動体、また、Y枠に対する固定部材)301と、撮影光軸周りの開口302aを囲む枠部302bを有する枠形状でX枠301をX軸方向に移動可能に搭載するよう所望の大きさに形成されて図示しないカメラ本体に固着されたフレーム(固定部材)302とを備える。なお、X軸方向とY軸方向は、互いに垂直な方向であって、撮影光軸(図中、Oで示す)に対して垂直に交差する方向とする。

0042

そして、X枠301をフレーム302に対してX軸方向に変位移動させるX軸駆動機構部310xと、Y枠38をX枠301に対してY軸方向に変位移動させるY軸駆動機構310yとを備え、Y枠38をX枠301とともにフレーム302に対してX軸方向に変位移動させるとともにX枠301に対してY軸方向に変位移動させることにより、Y枠38に搭載されたCCD31はXY平面内でX軸方向およびY軸方向にブレを補償するように変位移動される。

0043

ここで、X軸駆動機構部310xの構成について説明する。X軸駆動機構部310xは、X軸振動子(第1の振動子)320xと、X枠301に一体に固定されてX枠301とともに駆動対象となる摺動体(第1の移動体部)330xと、X軸振動子320xを摺動体330x側に付勢する押圧機構(付勢手段)340xとを備える。

0044

X軸振動子320xは、前記図3,4で説明した振動子200の動作原理に従い、所定の周波電圧が印加されることにより楕円振動が発生する駆動子(駆動部)321x,322xを矩形状の圧電体323xの片面に備えている。さらに、X軸振動子320xは、圧電体323xの駆動子321x,322xと相反する側の中央位置に振動子ホルダ324xを有し、振動子ホルダ324xに形成された突起325xがフレーム302の溝状保持部342x(第1の保持部)に嵌合することで、X軸振動子320xはX軸方向の移動が規制されるように位置決めされて保持されている。このような構成により駆動子321x,322xに生じる楕円振動による駆動力がX軸方向に作用する。

0045

また、摺動体330xは、軸受け被ガイド部)331x上に摺動板摺動部)332xを固着してなる。軸受け331xは、X軸振動子320xの駆動子321x,322xが押圧されて摺動板332xに接触する位置でX枠301の一部に対して例えば、ビス333xにより一体となるように固定されている。なお、X枠301に対する摺動体330xの固定は、ビス止めに限らず、接着等であってもよく、固定方式は、特に問わない。ここで、摺動体330xは、図5からも明らかなように、所望の大きさに形成されたX枠301に比して小さな大きさ、即ち、X軸振動子320x相当の大きさに形成されたものである。また、X枠301が剛性の低い樹脂材料アルミニウム等により形成されているのに対して、摺動板332xは、耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成され、軸受け331xは、フェライト系のステンレス等の焼入れ可能な材質に焼入れをして剛性を高めたものである。

0046

また、フレーム302は、フレーム302に形成された開口形状取付部に配置されて摺動体330xの軸受け331xに対向するようにビス303xで固定された軸受け(ガイド部)304xを備える。この軸受け304xには、図7,10に示すように、X軸方向に沿わせたV溝305xが形成された磨耗防止用のV溝板306xを固着している。軸受け331xには、図7,10に示すように、軸受け304x側のV溝板306xのV溝305xに対向するV溝334xが形成されている。ここで、リテーナ335xで位置決めされた2個のボール336x(転動体)をV溝305x,334x間に挟み込ませることにより、軸受け304x,331xは、X軸方向に沿って1列に配列された2個のボール336xを有する構造となっている。2個のボール336xは、図7等に示すように、駆動子321x,322x直下より少しX軸方向外側となる位置付近に位置決めされており、リテーナ335xによりX軸方向の移動が規制されている。なお、上記転動体としてはボールに限らず、ローラを適用してもよい。

0047

押圧機構340xは、座板344axおよびスペーサ343xを介して一端がビス344xによりフレーム302に固定されてX軸振動子320xを保持する押圧板341xと、この押圧板341xの他端側をフレーム302に固定するビス345x周りの座板345axおよびスペーサ346xを挟んで配設され、該押圧板341xを付勢する押圧ばね347xとを備えている。この押圧ばね347xによる付勢力によって押圧板341xを介してX軸振動子320xの駆動子321x,322xが摺動板332xに所定の力で押圧接触する。この押圧機構340xによる押圧力は、15N(ニュートン)程度の非常に大きな力に設定されている。なお、押圧板341xの振動子側の面にゴムシート355xが貼付されており、X軸振動子320の振動子ホルダ324xをゴムシート355xを介して押圧する。

0048

軸受け331xは、ボール336xの中心を通り、V溝334xに平行な軸周りに回転可能であるが、軸受け331xがX枠301に一体化され、軸受け331xからX軸方向とは異なる方向の離れた位置、詳しくは、フレーム枠部302b上で最も離れた、略対角位置でフレーム302とX枠301との間に1つのボール(転動体)307xが配設されている(図9)。このボール307xは、該ボール307x近傍でフレーム302とX枠301との間に係止させたばね308xによる付勢力で溝302dに挟持状態に維持され(図6)、フレーム302に対するX枠301の撮影光軸(Z軸)方向の間隔を維持するように位置決めする。ここで、ばね308xの付勢力は、ボール307xの挟持状態を維持できればよく、押圧ばね347xの付勢力に比して数段弱く設定されている。これにより、摺動体(移動体部)330xが取り付けられて一体となったX枠(移動体)301は、フレーム302に対して2個のボール336xと1個のボール307xとによる3点支持で移動し得る構成となっている。また、ボール307xをボール336xに対して、撮影光軸及び開口301aを挟んで反対側に配することで、ボール307xとボール336xとの距離を離間して配置することができ、安定した3点支持構造を採用することができる。このように本実施の形態によれば、3つのボール(転動体)で、X枠(移動体)301の移動方向のガイドを行うとともに傾きをも規定することができ、安定した駆動が可能となる。

0049

一方、Y軸駆動機構部310yも、基本構造はX軸駆動機構部310xと同様であり、フレーム302に代えてX枠301を固定部材とし、X枠301に代えてY枠38(第2の移動体)を移動対象としており、Y軸振動子(第2の振動子)320yと、Y枠38に一体に固定され、該Y枠38とともに駆動対象となる摺動体(第2の移動体部)330yと、Y軸振動子320yを摺動体330y側に付勢する押圧機構(付勢手段)340yとを備えている。このY軸駆動機構部310yの各構成要素については、X軸駆動機構部310xに対して同一または対応する部分には同一符号に添え字yを付して示し、X軸駆動機構部310xと異なる部分のみを説明する。

0050

Y軸駆動機構部310yがX軸駆動機構部310xと異なるところは夫々の摺動板332x,332yの厚さである(材料は同じであり、密度も同じ)。ここではX軸駆動機構部310xの板厚がY軸駆動機構部310yのそれより厚く構成されている。従って、摺動板332xの屈曲(即ち、振動子の屈曲振動に対応する屈曲)に対する剛性は、厚さの3乗に比例して大きくなり、摺動板332yを固着して構成される摺動体330yの剛性は摺動体330xよりも小さくなる。ここで、X軸駆動機構部310xの摺動板332xを厚くしてあるが、これはX軸駆動機構部310xが駆動するX枠301は、Y軸駆動機構部310yも保持しており、より大きな駆動力を発生する必要があり、X軸振動子320xの振動振幅はより大きく、剛性を高めて摺動板332xへの振動印加での撓みによる振動エネルギー損失を少なくするためである。また、摺動板332xの厚さを厚くすることにより、摺動体330xの剛性を大きくすることができ、摺動体330xの屈曲の基本周波数を高くすることにより、摺動体330xがX軸振動子の駆動周波数に重ならないように設定することができ、摺動体330xの共振による振動エネルギーの損失も抑えることができる。

0051

なお、上述したように摺動板332x,332yを含む摺動体330xと330yとの厚さを異ならせるる以外にも構成材料の弾性率、または、剛性を異ならせたり(例えば、摺動板の中立軸に関する断面2次モーメントを異ならせる)、さらには、密度の異なる材料を適用するなどにより摺動体330x側の屈曲の基本周波数を高くして同様の効果を得ることができる。

0052

また、本実施の形態の防振ユニット300は、ボディユニット100のX軸周りのブレ(ピッチ方向のブレ)を検出するセンサであるX軸ジャイロ350xとボディユニット100のY軸周りのブレ(ヨー方向のブレ)を検出するセンサであるY軸ジャイロ350yとがボディユニット100の本体部に配設されている。また、フレーム302に配設させたホール素子351とホール素子351に対向するようにY枠38の一部に配設させたマグネット352とからなる位置検出センサ353を備える。そして、これらX軸ジャイロ350x、Y軸ジャイロ350yおよび位置検出センサ353からの信号に基づきX軸振動子320x、Y軸振動子320yに対する振動子駆動回路354を制御する防振制御回路355を備える。防振制御回路355は、Bμcom50からの指示に従い制御動作を実行する。

0053

次に、X軸駆動機構310xの動作について図11〜15および図16(A)〜(H)を参照して説明する。
なお、図11〜15は、X軸振動子の振動がY軸振動子側に伝わる状態を示しており、そのうち、図11は、防振ユニットを撮影光軸後方側から見た図である。図12は、図11のE−E断面を示し、図13は、図11のF−F断面を示し、図14は、図11のG−G断面を示し、さらに、図15は、図11のH−H断面を示している。また、図16(A)〜(H)は、それぞれX軸駆動機構のX軸振動子の振動動作状態を示す図である。

0054

X軸振動子320xに所定の周波電圧を印加して駆動子321x,322xに楕円振動E1 ,E2 を発生させると、X軸振動子320xの駆動子321x,322xの作用点P1 ,P2 が押圧機構340による強い付勢力で摺動板332xに押圧接触しているので、摺動体330xは、駆動子321x,322xの楕円振動の回転方向に駆動される。例えば、図16(A)から(H)の状態へ順次変化して、楕円振動E1 ,E2 する駆動子321x,322xが接触している摺動板332xが図の左方向に移動する。上記楕円振動E1 ,E2 が逆方向まわりの振動であれば、摺動板332xは、当然ながら図の右方向に移動する。

0055

この際、X軸振動子320xとY軸振動子320yの共振周波数が略同じで、かつ、摺動体の剛性が同じであるとした場合、X軸振動子の振動がY軸振動子側に伝わる状態を示す図である図11〜15のようにX軸振動子320xの振動波Wは、摺動板(摺動部)332x、軸受け(被ガイド部)331x、X枠301、軸受け(ガイド部)304y、V溝板306y、ボール336y、軸受け(ガイド部)304y、摺動板(摺動部)332yを経てY軸振動子320yに伝達される。そして、X軸振動子320xの駆動振動に共振して、振動伝達経路も含めた系での振動をし易くなり、X軸振動子320xの駆動振動エネルギーを吸収し、動作が不安定になったり、動作しなくなってしまったり、駆動振動と共鳴して可聴音を発生したりする。また、Y軸振動子320yを駆動させた場合は、上述した経路を逆に振動が伝達し、同様な不具合が発生する。

0056

しかしながら本実施の形態では、摺動体330xを構成する摺動板332xが摺動板332yより厚く構成されており、摺動体330xと摺動体330yの剛性が異なるために上記の振動伝達系を含めた共振周波数を駆動振動からずらすことができて、防振ユニットの動作が不安定になったり、出力が低下したり、共鳴して可聴音が発生することがない。例えば、摺動板と軸受けの両方の厚さを2倍にすると摺動体の剛性は、厚さの3乗に比例するので、8倍にすることが可能で、その時の共振周波数は2倍にすることができる。材質を変更してヤング率Eを2倍にし、密度ρを1/2とすると、共振周波数はヤング率/密度の平方根に比例するので2倍にすることが可能である。この場合にY軸振動子320yを駆動してもX軸駆動機構310xが共振することが無く、動作が不安定になったり、動作しなくなってしまったり、可聴音が発生することがない。

0057

また、摺動体330xおよび軸受け331xの剛性が高いため、駆動子321x,322xと摺動板332xとの押圧接触状態が安定し、楕円振動に伴う駆動力が摺動板332xに確実に伝達され、高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。この際、摺動板332xを有する摺動体330x側はフレーム302に対して面接触ではなく、軸受け331x,304x部分でのボール336xによる転動方式で接触しているので、押圧力が強くても摺動体330xはフレーム302に対して摩擦の少ない状態で確実に移動することとなる。そして、軸受け331x,304xは、X軸方向に沿った1列のボールベアリング軸受構造からなるので、摺動体330xはX軸振動子320xによる駆動を受けた場合にX軸方向にのみ移動する。このように摺動体330xが移動すると、摺動体330xが固定されたX枠301も、摺動体330xと一体となってX軸方向に移動する。すなわち、X枠310xの移動方向も、X軸方向に沿った1列のボールベアリング軸受構造からなる軸受け331x,304x同士の係合によりガイドされる。

0058

このような動作において、軸受け331xはボール336xの中心を通り、V溝334xに平行な軸周りに回転可能であるが、軸受け331xがX枠301に一体化され、軸受け331xからX軸方向とは異なる方向の離れた位置でフレーム302とX枠301との間に1つのボール307xが配設され、摺動体330xを固定したX枠301(移動体)が、フレーム302に対して2個のボール336xと1個のボール307xとによる離れた位置での3点支持とされているので、V溝334xに平行な軸周りの回転による煽りを生ずることなく安定してフレーム302上をX軸方向に移動する。よって、X軸振動子320xに対する強い押圧部分ガイド支持機構が、軸受け331x,304xによるX軸方向に沿った1列のボールベアリング軸受構造で済み、小型化・構造単純化が可能となる。

0059

Y軸駆動機構310yも、X軸駆動機構310xの場合と同様に動作する。

0060

次に、本実施形態のカメラにおける手ブレ補正動作について説明する。

0061

カメラ操作SW群52中の図示しない手ブレ補正SWがオンされており、図示しないメインSWがオンされると、Bμcom50から防振制御回路355に対して、振動子駆動回路354が初期動作を実行する信号が伝達され、振動子駆動回路354からX軸振動子320xおよびY軸振動子320yに所定の周波電圧が印加され、CCD31の中心が撮影光軸上にくるようにX枠301およびY枠38がX軸方向およびY軸方向に駆動される。

0062

そして、X軸ジャイロ350x、Y軸ジャイロ350yによって検出されるボディユニット100のブレ信号を防振制御回路355に取り込む。ここで、X軸ジャイロ350x、Y軸ジャイロ350yにてその一方の軸周りのブレを検出する角速度センサから出力された信号が、処理回路信号増幅後、A/D変換されて防振制御回路355に入力される。

0063

防振制御回路355では、X軸ジャイロ350x、Y軸ジャイロ350yの出力信号に基づきブレ補正量演算し、演算されたブレ補正量に応じた信号を振動子駆動回路354に出力する。CCD31を搭載したY枠38およびX枠301は、振動子駆動回路354によって生成される電気信号によって動作するY軸振動子320y、X軸振動子320xによって駆動される。CCD31の駆動位置、即ち、Y枠38の駆動位置は、位置検出センサ353によって検出され、防振制御回路355に送られフィードバック制御が行われる。

0064

すなわち、防振制御回路355では、入力されたX軸ジャイロ350x、Y軸ジャイロ350yからの信号(以下、「ブレ信号」または「ブレ角速度信号」ともいう)に基づいて基準値を演算する。基準値の演算は、カメラの主電源投入してから静止画撮影のための露光を行うまでの間、行う。この演算としては、比較的長時間のブレ信号の移動平均値を算出する方法、またはカットオフ周波数が比較的低いローパスフィルタによりDC成分を求める方法等があり、何れかの方法を用いればよい。この演算により求めた基準値をブレ信号より差分することにより、ブレ信号の低周波成分が除去された信号が得られる。そして、この信号と位置検出センサ353の出力信号とに基づいて振動子駆動回路354が制御されて、CCD31、即ち、Y枠38の位置を、ブレを補償するように移動させる。

0065

ここで、本実施形態のカメラにおける静止画撮影時のブレ補正動作について図17を参照して説明する。
図17は、静止画撮影時のブレ補正動作を示す概略フローチャートである。なお、本動作は、レリーズSWにより撮影準備開始が指示される以前、即ち、レリーズSWの1段目レリーズ操作である1Rオンの前においては行われず、1Rオン操作されると、即ち、撮影準備開始が指示されると開始する。

0066

本動作が開始されると、上述の基準値を用いて補正量を演算し、算出された補正量に従ってブレ補正駆動を開始する(ステップS11)。続いて、レリーズSWによる撮影準備開始指示解除されたか、即ち、1Rオフになったか否かを判定し(ステップS13)、解除された場合には(ステップS13の判別でYESの場合)、ステップS11で開始されたブレ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングし(ステップS19)、撮影準備開始の指示待ち状態(1R待ち状態)に戻る。

0067

一方、レリーズSWによる撮影準備開始指示が解除されない場合には(ステップS13の判別でNOの場合)、続いて、レリーズSWにより撮影開始が指示されたか、即ち、2段目レリーズ操作である2Rがオンになったか否かを判定し(ステップS14)、指示されない場合には(ステップS14の判別でNOの場合)、ステップS13に戻り、指示待ち状態で待機する。レリーズSWにより撮影開始が指示された場合には(ステップS14の判別でYESの場合)、ステップS11で開始されたブレ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングする(ステップS15)。続いて、保持された基準値を用いて補正量を演算し、その補正量に従ってブレ補正駆動を開始する(ステップS17)。そして、露光を行い(ステップS18)、露光が終了すると、ブレ補正駆動を停止するとともにCCD31をセンタリングし(ステップS19)、撮影準備開始の指示待ち状態(1R待ち状態)に戻る。

0068

以上、説明したように本実施形態の駆動装置を内蔵する撮像装置であるカメラによれば、撮像ユニットを保持するY枠を効率よく安定した状態で手ブレに応じて駆動することができ、より確実な手ブレ補正を行うことが可能であり、カメラの小型化も実現できる。

0069

次に、第2の実施の形態の防振ユニット(駆動装置)を内蔵するカメラについて図18〜22を用いて説明する。
図18は、本実施形態のカメラに適用される防振ユニットの要部を撮影光軸後方側から見た簡略図である。図19は、図18のJ−J断面を示し、図20は、図18のK−K断面を示し、図21は、図18のM−M断面を示し、さらに、図22は、図18のN−N断面を示している。

0070

本実施形態のカメラは、前記第1の実施形態のカメラに対して防振ユニットの摺動体の枠体への支持構造が異なっており、その他の構成は同一である。従って、同一の構成部材については、同一符号を適用する。以下、異なる部分について説明する。

0071

本実施形態に適用される防振ユニット300Aにおいては、防振ユニット300の場合と同様に摺動体330xの摺動板332xは、軸受け331xに接着されており、摺動体330xの屈曲振動の中立軸は、図19に示す通りである(非駆動時での中立軸Ax)。これにX軸振動子320xを前述の押圧機構で押圧し、駆動振動を発生させると、摺動体330xAは屈曲振動を発生して図19に示すような2次の屈曲振動(屈曲振動時の中立軸の最大変位Bx)を発生させる。この状態でX枠301の2つの受け部301eの間であって、2次屈曲振動の振動の腹となる位置に2つのスペーサ361xを挟みこむ。このスペーサ361xは、ビス371xにより軸受け331xを取り付けた場合、押圧状態で挟み込まれる。なお、スペーサ361xには剛体である金属、あるいは、高硬度ゴム等を適用できるが、スペーサ361xが金属であった場合、ビス371xからの押圧力をスペーサ361xを介して軸受け331xで受ける状態となる。一方、スペーサ361xが高硬度のゴムであった場合、ビス371xからの押圧力を押しつぶされたスペーサ361xを介して軸受け331xで受ける状態となる。

0072

このように軸受け331xをスペーサ361xを挟んでX枠301に取り付けることにより2次屈曲振動を変形した屈曲振動のモード(倍の振動数の4次屈曲モード側に近い振動モード)にすることが可能で、共振の周波数を変えることができ、摺動体330xAがX軸振動子320xの駆動周波数では共振しないようにすることができる。

0073

一方、Y枠38に固着される摺動体330yは、屈曲振動の中立軸(非駆動時の中立軸Ay)が図21に示され、振動伝達系も含め、Y軸振動子320yを摺動体330yAに押圧して駆動振動を発生した場合に図21に示すような1次屈曲振動(屈曲振動時の中立軸の最大変位By)を発生する。振動体330xAと同様にY枠38の2つの受け部38eの間であって1次屈曲振動の腹の位置にスペーサ361yを挟むことで1次屈曲振動を変形した屈曲振動のモード(2次屈曲モード側に近い振動モード)にすることが可能であり、摺動体330yAの共振周波数を変えることができる。ここでスペーサ361x、361yは、金属、樹脂等の弾性体でも良いし、ゴム、フェルト等の振動吸収材でも良い。但し、ゴム、フェルト等を用いる場合は、図19,21に示すように受け部301e,38eを摺動体取り付け部に形成して、ゴム、フェルトの変形量を一定になるようにする必要がある。また、金属、樹脂の場合は確実に該スペーサで支持させるために図19,21の受け部301e,38eは、ねじ締め付け状態で僅かな隙間が発生するようにスペーサ361x、361yの厚さを調整する。

0074

本実施形態の防振ユニット300Aを適用したカメラによれば、第1の実施形態の場合と同様の効果に加えて、より確実に摺動体の共振状態を避けることができる。

0075

次に、第3の実施の形態の防振ユニット(駆動装置)を内蔵するカメラについて説明する。

0076

本実施形態のカメラにおける防振ユニットにおいては、駆動振動を発生するX軸振動子320x、Y軸振動子320yの形状を異なるものにし、双方の駆動振動の周波数を変更する。この場合、駆動対象が大きく、重いX軸振動子320xの方を大型にし、駆動対象が小さく、軽いY軸振動子320yの方を小型にする。図3(B)に示した振動子の長さLに対して振動子の屈曲振動の共振周波数は、長さLの2乗で反比例する。従って、X軸振動子320xの長さLxに対してY軸振動子yのLyを例えば、30%ほど短くすると共振周波数は2倍となり、共振しないようにするには顕著な効果がある。

0077

本実施の形態のカメラによれば、効率が高く大きな駆動力を得やすい楕円振動を生ずる振動子320x,320yを駆動源として用いる。一方、本来の移動対象物として所望の大きさに形成されたX枠301やY枠(ホルダ)38のような移動体は、夫々に固着された摺動体330xや摺動体330yを持ち、摺動体330xと摺動体330yの剛性、密度、移動体への固着の方法を夫々変えることで、夫々の振動子の駆動振動で共振しないように構成し、振動子の駆動振動のエネルギーが不要な振動の発生で損失しないので駆動装置の出力の高効率化を図ることができる。また、不要な振動が発生しないので不快な可聴音が発生しないようにできる。

0078

本発明による駆動装置は、小型で駆動力が大きく、高効率の駆動装置として利用することができる。

図面の簡単な説明

0079

本発明の実施の形態のカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。
図1のカメラに内蔵される撮像ユニットの構成を示す縦断側面図である。
図1のカメラの防振ユニットに適用される振動子の動作原理を示す模式図である。
図3の振動子と被駆動体である移動体との斜視図である。
図1のカメラに内蔵される防振ユニットの構成を示す分解斜視図である。
図5の防振ユニットの各構成要素の形状を簡略化して示し、撮影光軸前方側から見た概略の防振ユニット配置図である。
図6のA−A断面図である。
図6のB−B断面図である。
図6のC−C断面図である。
図7のD−D断面図である。
図5の防振ユニットの各構成要素の形状を簡略化して示し、撮影光軸後方側から見た図であって、X軸振動子の振動がY軸振動子側に伝わる状態を示す。
図11のE−E断面図である。
図11のF−F断面図である。
図11のG−G断面図である。
図11のH−H断面図である。
図5の防振ユニットのX軸駆動機構のX軸振動子の振動動作状態を示す図である。
図1のカメラにおける静止画撮影時のブレ補正動作を示す概略フローチャートである。
本発明の第2の実施形態のカメラに適用される防振ユニットの要部を撮影光軸後方側から見た簡略図である。
図18のJ−J断面図である。
図18のK−K断面図である。
図18のM−M断面図である。
図18のN−N断面図である。

符号の説明

0080

31 …CCD(撮像素子)
38 …Y枠(第二の移動体)
301 …X枠(第一の移動体)
302 …フレーム(固定部材)
304x,304y…軸受け(ガイド部)
307x,307y…ボール
320x…X軸振動子(第1の振動子)
320y…Y軸振動子(第2の振動子)
321x,322x…駆動子(駆動部)
321y,322y…駆動子(駆動部)
330x…摺動体(第1の移動体部)
330y…摺動体(第2の移動体部)
331x,331y…軸受け
332x,332y…摺動板
336x,336y…ボール
340x,340y…押圧機構
342x…保持部(第1の保持部)
342y…保持部(第2の保持部)
X軸方向…第1の方向
Y軸方向…第2の方向

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