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技術 撮像素子駆動装置、撮像素子駆動装置の製造方法及び撮像装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 本庄弘典青野宏紀
出願日 2018年3月15日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2018-546914
公開日 2019年3月28日 (1年9ヶ月経過) 公開番号 WO2018-173903
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 移動制限機構 位置規制穴 ベース治具 磁力吸引 固定保持部材 操作メニュ 吸引用磁石 位置規制ピン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (19)

課題・解決手段

振れ補正装置(1)は、背面固定保持部材(21)と、撮像素子(12)を保持するための可動枠(11)と、可動枠(11)に設けられた吸引板(19)と、背面固定保持部材(21)に設けられたセンサ磁石(22a),(22b),(23a),(23b)とを備える。センサ磁石(22a),(22b),(23a),(23b)は、吸引板(19)と対向する側において、S極に着磁されたS1着磁部と、S1着磁部に対してL1方向に隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN2着磁部と、N2着磁部に対してL1方向と交差するL2方向に隣り合う位置に配置され、S極に着磁されたS3着磁部と、S3着磁部に対してL2方向と交差するL3方向に隣り合い、且つ、S1着磁部と隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN4着磁部とを有している。光軸(AX)方向から見た際に、吸引板(19)は、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の少なくとも一部と重なり合っている。

概要

背景

従来、鮮明な撮像画像の取得を目的として、撮像時における光学像振れ補正する機構(以下、「像振れ補正機構」という)を有する撮像装置が広く用いられている。

このような像振れ補正機構には、光学式の像振れ補正機構と、撮像素子駆動式の像振れ補正機構とがある。光学式の像振れ補正機構は、光学レンズの一部又は全部を光軸に垂直な面内又は光軸に対して傾いた方向に補正駆動する(例えば、特許文献1参照)。一方、撮像素子駆動式の像振れ補正機構は、撮像素子を光軸に垂直な面内で補正駆動する(例えば、特許文献2参照)。

また、撮像素子を光軸に垂直な面内において最小画素単位で駆動し、複数枚の画像データから高精細な画像を得ることができる撮像装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。

さらに、撮像素子を光軸に垂直な面内において最小画素単位より短いピッチで駆動し、複数枚の画像データからより高解像度な画像を得ることができる撮像装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。

概要

像振れ補正装置(1)は、背面固定保持部材(21)と、撮像素子(12)を保持するための可動枠(11)と、可動枠(11)に設けられた吸引板(19)と、背面固定保持部材(21)に設けられたセンサ磁石(22a),(22b),(23a),(23b)とを備える。センサ磁石(22a),(22b),(23a),(23b)は、吸引板(19)と対向する側において、S極に着磁されたS1着磁部と、S1着磁部に対してL1方向に隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN2着磁部と、N2着磁部に対してL1方向と交差するL2方向に隣り合う位置に配置され、S極に着磁されたS3着磁部と、S3着磁部に対してL2方向と交差するL3方向に隣り合い、且つ、S1着磁部と隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN4着磁部とを有している。光軸(AX)方向から見た際に、吸引板(19)は、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の少なくとも一部と重なり合っている。

目的

特開2013−83753号公報
特開2012−48215号公報
特開2010−73035号公報
特開2011−227578号公報






本開示は、撮像素子を安定して駆動することができる撮像素子駆動装置、撮像素子駆動装置の製造方法及び撮像装置を提供する

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請求項1

撮像素子を駆動するための撮像素子駆動装置であって、固定枠と、前記撮像素子を保持するための可動枠であって、前記固定枠と光軸方向に対向し、前記固定枠に対して前記光軸方向と直交する面内を変位可能な可動枠と、前記固定枠及び前記可動枠の一方に設けられた磁性体と、前記固定枠及び前記可動枠の他方に設けられ、前記磁性体と前記光軸方向に対向する少なくとも1つの磁石と、を備え、前記少なくとも1つの磁石は、前記磁性体と対向する側において、S極に着磁されたS1着磁部と、前記S1着磁部に対して第1の方向に隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN2着磁部と、前記N2着磁部に対して前記第1の方向と交差する第2の方向に隣り合う位置に配置され、S極に着磁されたS3着磁部と、前記S3着磁部に対して前記第2の方向と交差する第3の方向に隣り合い、且つ、前記S1着磁部と隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN4着磁部と、を有し、前記光軸方向から見た際に、前記磁性体は、前記S1着磁部、前記N2着磁部、前記S3着磁部及び前記N4着磁部の少なくとも一部と重なり合っている撮像素子駆動装置。

請求項2

前記少なくとも1つの磁石は、さらに、前記光軸方向において前記S1着磁部に対して反対側に配置され、N極に着磁されたN1着磁部と、前記光軸方向において前記N2着磁部に対して反対側に配置され、S極に着磁されたS2着磁部と、前記光軸方向において前記S3着磁部に対して反対側に配置され、N極に着磁されたN3着磁部と、前記光軸方向において前記N4着磁部に対して反対側に配置され、S極に着磁されたS4着磁部と、を有する請求項1に記載の撮像素子駆動装置。

請求項3

前記磁石は複数設けられ、前記複数の磁石は、前記S1着磁部が形成された第1の磁石と、前記N2着磁部が形成された第2の磁石と、前記S3着磁部が形成された第3の磁石と、前記N4着磁部が形成された第4の磁石と、を含む請求項1又は2に記載の撮像素子駆動装置。

請求項4

前記撮像素子駆動装置は、さらに、前記少なくとも1つの磁石の磁束の変化により前記可動枠の前記固定枠に対する変位を検出する変位検出部であって、前記固定枠及び前記可動枠の他方に設けられ、前記少なくとも1つの磁石と前記光軸方向に対向する変位検出部を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置。

請求項5

前記撮像素子駆動装置は、さらに、前記可動枠を前記固定枠に対して変位させるアクチュエータを備え、前記変位検出部は、前記可動枠の前記固定枠に対する変位量及び変位方向を検出し、前記アクチュエータは、検出された前記可動枠の変位量及び変位方向に基づいて、前記可動枠を前記固定枠に対して変位させる請求項4に記載の撮像素子駆動装置。

請求項6

前記可動枠、前記変位検出部、前記磁性体及び前記磁石は、前記光軸方向に沿ってこの順に配置されている請求項4又は5に記載の撮像素子駆動装置。

請求項7

前記撮像素子駆動装置は、さらに、前記可動枠を前記固定枠に対して変位可能に支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記磁性体が前記少なくとも1つの磁石に吸引されることにより、前記可動枠又は前記固定枠に押し付けられる請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置。

請求項8

前記可動枠が前記固定枠に対して変位していない状態において、前記磁性体は、前記磁性体の中心と、前記S1着磁部、前記N2着磁部、前記S3着磁部及び前記N4着磁部の中間点とが前記光軸方向に沿って並ぶように配置されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置。

請求項9

前記磁性体の前記光軸方向に対して垂直な断面は、円形状又は略多角形状に形成されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置。

請求項10

前記撮像素子駆動装置は、さらに、前記可動枠の前記固定枠に対する移動を規制する移動制限機構を備える請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置。

請求項11

前記移動制限機構は、位置規制部材を有し、前記位置規制部材は、前記可動枠が前記位置規制部材と接触した際に、前記可動枠の前記光軸方向の重心と接触するように配置されている請求項10に記載の撮像素子駆動装置。

請求項12

請求項1〜11のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置と、被写体の光学像電気信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子駆動装置の可動枠は、前記撮像素子を前記撮像素子駆動装置の固定枠に対して変位可能に保持する撮像装置

請求項13

請求項1〜11のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置と、被写体からの光を集光する複数の光学系と、を備え、前記撮像素子駆動装置の可動枠は、前記複数の光学系の少なくとも1つを前記撮像素子駆動装置の固定枠に対して変位可能に保持する撮像装置。

請求項14

ヨークと、前記ヨークに固定された磁石と、を備えた撮像素子駆動装置の製造方法であって、(a)前記磁石をベース治具に載置する工程と、(b)前記磁石を吸引治具により前記ベース治具に向けて吸引する工程と、(c)前記磁石及び前記ヨークの一方に接着剤を塗布する工程と、(d)前記ヨークを前記ベース治具に設置することにより、前記磁石を、前記接着剤を介して前記ヨークに固定する工程と、を含む撮像素子駆動装置の製造方法。

請求項15

前記吸引治具は、前記ベース治具に載置された前記磁石に対応する位置に配置された吸引用磁石を有しており、前記(b)において、前記磁石を前記吸引治具の前記吸引用磁石の磁力により前記ベース治具に向けて吸引する請求項14に記載の撮像素子駆動装置の製造方法。

請求項16

前記ベース治具は、前記磁石を位置決めするための位置決め部を有し、前記(a)において、前記磁石が前記位置決め部により前記ベース治具に対して位置決めされるように、前記磁石を前記ベース治具に載置する請求項14又は15に記載の撮像素子駆動装置の製造方法。

請求項17

前記ベース治具は、位置規制ピンを有し、前記ヨークは、前記位置規制ピンが挿通される位置規制穴を有し、前記(d)において、前記位置規制ピンが前記位置規制穴に挿通するように、前記ヨークを前記ベース治具に設置する請求項14〜16のいずれか1項に記載の撮像素子駆動装置の製造方法。

請求項18

撮像素子を駆動するための撮像素子駆動装置であって、固定面を有するヨークと、前記撮像素子を駆動するために用いられ、前記ヨークの前記固定面に接着剤により固定された磁石と、を備え、前記磁石の裏面の全域は、前記ヨークの前記固定面に前記接着剤を介して接触している撮像素子駆動装置。

技術分野

0001

本開示は、撮像素子駆動装置、撮像素子駆動装置の製造方法及び撮像装置に関する。

背景技術

0002

従来、鮮明な撮像画像の取得を目的として、撮像時における光学像振れ補正する機構(以下、「像振れ補正機構」という)を有する撮像装置が広く用いられている。

0003

このような像振れ補正機構には、光学式の像振れ補正機構と、撮像素子駆動式の像振れ補正機構とがある。光学式の像振れ補正機構は、光学レンズの一部又は全部を光軸に垂直な面内又は光軸に対して傾いた方向に補正駆動する(例えば、特許文献1参照)。一方、撮像素子駆動式の像振れ補正機構は、撮像素子を光軸に垂直な面内で補正駆動する(例えば、特許文献2参照)。

0004

また、撮像素子を光軸に垂直な面内において最小画素単位で駆動し、複数枚の画像データから高精細な画像を得ることができる撮像装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。

0005

さらに、撮像素子を光軸に垂直な面内において最小画素単位より短いピッチで駆動し、複数枚の画像データからより高解像度な画像を得ることができる撮像装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。

先行技術

0006

特開2013−83753号公報
特開2012−48215号公報
特開2010−73035号公報
特開2011−227578号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本開示は、撮像素子を安定して駆動することができる撮像素子駆動装置、撮像素子駆動装置の製造方法及び撮像装置を提供する。

課題を解決するための手段

0008

本開示における撮像素子駆動装置は、撮像素子を駆動するための撮像素子駆動装置であって、固定枠と、撮像素子を保持するための可動枠であって、固定枠と光軸方向に対向し、固定枠に対して光軸方向と直交する面内を変位可能な可動枠と、固定枠及び可動枠の一方に設けられた磁性体と、固定枠及び可動枠の他方に設けられ、磁性体と光軸方向に対向する少なくとも1つの磁石と、を備え、少なくとも1つの磁石は、磁性体と対向する側において、S極に着磁されたS1着磁部と、S1着磁部に対して第1の方向に隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN2着磁部と、N2着磁部に対して第1の方向と交差する第2の方向に隣り合う位置に配置され、S極に着磁されたS3着磁部と、S3着磁部に対して第2の方向と交差する第3の方向に隣り合い、且つ、S1着磁部と隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN4着磁部と、を有し、光軸方向から見た際に、磁性体は、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の少なくとも一部と重なり合っている。

発明の効果

0009

本開示における撮像素子駆動装置等によれば、撮像素子を安定して駆動することができる。

図面の簡単な説明

0010

図1は、実施の形態に係るデジタルカメラの斜視図である。
図2は、実施の形態に係るデジタルカメラの背面図である。
図3は、実施の形態に係る像振れ補正装置の正面図である。
図4は、実施の形態に係る像振れ補正装置の分解斜視図である。
図5は、実施の形態に係る可動枠の背面図である。
図6は、図5のVI−VI線による、実施の形態に係る可動枠の断面図である。
図7Aは、実施の形態に係る前面固定保持部材の背面側の斜視図である。
図7Bは、図7AのVII−VII線による、実施の形態に係る前面固定保持部材の断面図である。
図8は、実施の形態に係る駆動磁石の前面固定保持部材への接着方法を説明するための斜視図である。
図9は、実施の形態に係る背面固定保持部材の正面図である。
図10Aは、実施例に係るセンサ磁石の着磁を示す図である。
図10Bは、比較例1及び2に係るセンサ磁石の着磁を示す図である。
図11は、実験1における、吸引板の対角位置と吸引板に作用する光軸方向の吸引力との関係を示すグラフである。
図12は、実験1における、吸引板の対角位置と吸引板に作用するトルクとの関係を示すグラフである。
図13は、実験1におけるトルクの測定条件を示す図である。
図14は、実験2における、吸引板の対角位置と吸引板に作用する光軸方向の吸引力との関係を示すグラフである。
図15は、実験2における、吸引板の対角位置と吸引板に作用するトルクとの関係を示すグラフである。
図16は、実験2におけるトルクの測定条件を示す図である。

実施例

0011

(本開示の基礎となった知見)
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。

0012

撮像素子駆動式の像振れ補正機構を有する撮像装置(例えば、デジタルカメラ)は、撮像素子と、撮像素子を駆動するための撮像素子駆動装置とを備えている。撮像素子駆動装置は、固定枠と、固定枠に対して光軸に直交する面内で2次元的に変位可能な可動枠と、可動枠を固定枠に対して変位させるためのアクチュエータとを備えている。撮像素子は、可動枠に取り付けられており、可動枠とともに固定枠に対して変位可能である。撮像装置は、撮影装置本体に設けられた角速度センサの出力から、上記面内における撮像素子の変位方向及び変位量を算出し、算出された変位方向及び変位量に基づいて撮像素子に結像する撮影レンズ被写体像の振れを補正する。

0013

ここで、撮像素子の変位量とは、撮像素子が光軸に直交する面内における基準位置(撮像素子が変位していない状態における位置)から同面内で移動した量である。

0014

可動枠は、少なくとも3個のボール部材により構成される転がり軸受を介して、固定枠に変位可能に支持される。このため、ボール部材を介して、可動枠を固定枠に向けて付勢する力(以下、「引付力」という)が必要となる。この引付力を発生させる方式としては、引っ張りバネの方式、又は、磁力吸引の方式がある。

0015

引っ張りバネの方式では、撮像素子の変位量に応じてバネ力が大きくなり、可動枠の固定枠に向かう方向への引付力だけでなく、撮像素子の変位方向と反対方向への力が大きくなる。さらに、引っ張りバネの方式では、可動枠と固定枠との間で静的な接触が回避できないため、可動枠の変位による可動枠と固定枠との間の摩擦がアクチュエータの制御に悪影響を与える。

0016

一方、磁力吸引の方式では、引っ張りバネの方式とは逆に、撮像素子の変位量に応じて引付力は小さくなり、撮像素子の変位方向と反対方向には引っ張りバネと同様の力が発生する。よって、いずれの方式においても、アクチュエータの制御が非常に複雑になってしまうという問題がある。

0017

また、アクチュエータは、ヨークと、ヨークに固定された複数の磁石とを有している。従来、磁石の固定方法として、次の2通りの方法が行われている。第1の方法では、ヨークに予め孔を開けておき、この孔を通してヨークと当該ヨークに接触している磁石との間の隙間に接着剤流し込む。一方、第2の方法では、磁石をヨークに仮置きしてヨークに対して位置決めした後、磁石の隅部から磁石とヨークとの間の隙間に接着剤を流し込む。

0018

しかしながら、第1の方法では、ヨークに孔を開ける必要があるため、孔の分だけヨークの体積が減少し、コイルへの磁力が低下するという問題がある。また、第2の方法では、磁石の隅部に接着剤を流し込むためのスペースをヨークに確保する必要があるため、アクチュエータが大型化するという問題がある。

0019

本開示は、このような知見に基づいてなされたものであり、本発明者らが鋭意検討した結果、撮像素子を安定して駆動することができる撮像素子駆動装置、撮像素子駆動装置の製造方法及び撮像装置についての着想を得た。

0020

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

0021

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

0022

また、以下の実施の形態では、「撮像装置」の一例としてデジタルカメラを例に挙げて説明する。以下の説明において、「前(Z軸の正方向)」、「後(Z軸の負方向)」、「上(Y軸の正方向)」、「下(Y軸の負方向)」、「右(X軸の負方向)」及び「左(X軸の正方向)」は、被写体に正対する横撮り姿勢の撮像装置を基準とする用語であり、被写体側を「前」、被写体の反対側(すなわち、撮影者側)を「後」とする。また、Y軸(上下方向)周りの回転方向を「ピッチ方向」、X軸(左右方向)周りの回転方向を「ヨー方向」、Z軸周りの回転方向を「ロール方向」とする。

0023

(実施の形態)
[1.構成]
[1−1.デジタルカメラの概略構成
まず、実施の形態1に係るデジタルカメラ100(撮像装置の一例)の概略構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、実施の形態に係るデジタルカメラ100の斜視図である。図2は、実施の形態に係るデジタルカメラ100の背面図である。

0024

図1及び図2に示すように、デジタルカメラ100は、カメラ本体101(撮像装置の一例)と、レンズユニット200(撮像装置の一例)とを備える。デジタルカメラ100は、例えば交換レンズ式のデジタルカメラである。

0025

図1及び図2に示すように、カメラ本体101は、筐体10と、ボディマウント20と、シャッタータン30と、ホットシュー40と、フラッシュ発光部50と、電子ビューファインダー60と、表示装置70とを備える。

0026

筐体10は、像振れ補正装置1(図3参照)等を収容する。筐体10は、前面S1と、上面S2と、後面S3と、下面S4とを有する。ボディマウント20は、筐体10の前面S1に設けられる。ボディマウント20には、バヨネット結合等によって、レンズユニット200を装着することができる。ボディマウント20は、レンズユニット200の光軸AXを中心とする開口部20aを有する。なお、光軸AXは、Z軸に平行な軸である。レンズユニット200からの入射光は、開口部20aを通って、筐体10内に導かれる。シャッターボタン30は、筐体10の上面S2に設けられる。シャッターボタン30は、撮影者(ユーザ)によるシャッターの開閉操作受け付ける。

0027

ホットシュー40は、筐体10の上面S2に設けられる。ホットシュー40には、汎用外付け部品(例えば、フラッシュ発光装置等)を装着することができる。フラッシュ発光部50は、筐体10の上面S2に設けられる。フラッシュ発光部50は、筐体10の内部に収納可能である。なお、図1及び図2は、フラッシュ発光部50が筐体10から引き出された状態を示す。電子ビューファインダー60は、筐体10の後面S3に設けられる。電子ビューファインダー60は、撮影範囲の画像を表示する。撮影者は、電子ビューファインダー60に表示される画像を観察することができる。表示装置70は、筐体10の後面S3に設けられる。表示装置70は、撮影範囲の画像及び操作メニュー等を表示する。表示装置70としては、例えば、液晶ディスプレイ有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ、又は無機ELディスプレイ等を用いることができる。

0028

さらに、カメラ本体101は、シャッターユニット(図示せず)、像振れ補正装置1(撮像素子駆動装置の一例)(図3参照)、撮像素子12(図6参照)、回路基板13(図5参照)、及び制御回路基板(図示せず)等を備える。これらは、筐体10の内部に配置されている。撮像素子12は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ、及びCCD(Charge—Coupled Device)イメージセンサ等により構成される。

0029

なお、本実施の形態では、デジタルカメラ100が交換レンズ式のデジタルカメラである場合について説明したが、これに限定されない。デジタルカメラ100は、例えば、レンズ一体式のデジタルカメラであってもよいし、一眼レフのデジタルカメラであってもよい。

0030

図1に示すように、レンズユニット200は、交換レンズユニットである。レンズユニット200は、カメラ本体101のボディマウント20に装着されるレンズマウント201と、フォーカスレンズを駆動するための操作部であるフォーカスリング202と、ズームレンズを駆動するための操作部であるズームリング203とを有する。レンズユニット200は、さらに、図示を省略するが、レンズコントローラ、フォーカスレンズ及びズームレンズを含む光学系、フォーカスレンズ駆動部、ズームレンズ駆動部、絞り、絞り駆動部、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、並びにフラッシュメモリ等を内部に備えている。

0031

被写体からの光は、レンズユニット200の内部の光学系を介してカメラ本体101に入射し、撮像素子12の受光面により受光される。撮像素子12により受光された光学像は、電気信号、すなわち画像データに変換される。画像データは、回路基板13により所定の処理(例えば、AD(Analog/Digital)変換)が施された後に、制御回路基板により表示装置70に表示される。なお、回路基板13には、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリに記憶された所定のプログラムを実行するコントローラや、制御動作及び画像処理動作の際に一時的に記憶するRAM等が搭載されている。コントローラは、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processing)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はASIC(Application Specific IntegratedCircuit)等で構成される。

0032

[1−2.像振れ補正装置の概略構成]
次に、図3図7Bを参照しながら、実施の形態に係る像振れ補正装置1の概略構成について説明する。

0033

図3は、実施の形態に係る像振れ補正装置1の正面図である。図4は、実施の形態に係る像振れ補正装置1の分解斜視図である。図5は、実施の形態に係る可動枠11の背面図である。図6は、図5のVI−VI線による、実施の形態に係る可動枠11の断面図である。図7Aは、実施の形態に係る前面固定保持部材32の背面側の斜視図である。図7Bは、図7AのVII−VII線による、実施の形態に係る前面固定保持部材32の断面図である。

0034

像振れ補正装置1は、撮像素子12を駆動するための駆動機構である。図3図7Aに示すように、像振れ補正装置1は、可動枠11と、回路基板13と、ボール保持部110a,110b,110cと、駆動コイル15,16,17と、駆動磁石25a,25b,25c,25d,26b,26d,27a,27b,27c,27d(磁石の一例)と、磁気変位検出センサ14a,14b,14c(変位検出部の一例)と、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24b(磁石の一例)と、吸引板19(磁性体の一例)と、背面固定保持部材21(固定枠及びヨークの一例)と、前面固定保持部材32(ヨークの一例)とを備える。

0035

図5に示すように、可動枠11には、回路基板13と、ボール保持部110a,110b,110cと、駆動コイル15,16,17と、磁気変位検出センサ14a,14b,14cと、吸引板19とが取り付けられている。図4に示すように、背面固定保持部材21には、駆動磁石25a,25b,26b,27a,27bと、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bとが接着剤により取り付けられている。図7Aに示すように、前面固定保持部材32には、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dが接着剤28(図7B参照)により取り付けられている。

0036

なお、図7Bに示すように、駆動磁石27c,27dの各裏面の全域は、前面固定保持部材32の固定面(可動枠11と対向する側の面)に接着剤28を介して接触している。また、図示しないが、他の駆動磁石25c,25d,26dの各裏面の全域も同様に、前面固定保持部材32の固定面に接着剤28を介して接触している。さらに、図示しないが、駆動磁石25a,25b,26b,27a,27b、及び、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bの各裏面の全域は、背面固定保持部材21の固定面(可動枠11と対向する側の面)に接着剤を介して接触している。

0037

図3図6に示すように、可動枠11は、撮像素子12を保持するためのものであり、背面固定保持部材21及び前面固定保持部材32の各々に対向して配置されている。可動枠11には、撮像素子12が接着剤等により固定されている。可動枠11は、撮像素子12を光軸AXと直交する面内において変位可能に保持する。回路基板13は、撮像素子12に電気的に接続されており、撮像素子12からの電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。ボール保持部110a,110b,110cは、可動枠11と背面固定保持部材21とを連結するためのボール部材31a,31b,31c(支持部材の一例)(図4参照)を保持する。ボール部材31a,31b,31cは、可動枠11を背面固定保持部材21に対して変位可能に支持する。ボール保持部110a,110b,110cの詳細については後述する。なお、可動枠11は、移動制限機構(後述する)により背面固定保持部材21に対する移動が規制されている。

0038

図5に示すように、3個の駆動コイル15,16,17は、可動枠11に接着剤により固定されている。駆動コイル15,16,17の各端子は、FPC(Flexible PrintedCircuits)を介して、回路基板13に電気的に接続されており、回路基板13から給電される。駆動コイル15は、二対の駆動磁石25a,25c及び駆動磁石25b,25dに光軸AX方向に対向するように配置されている。駆動コイル16は、二対の駆動磁石26b,26d及び駆動磁石27a,27cに光軸AX方向に対向するように配置されている。駆動コイル17は、二対の駆動磁石27a,27c及び駆動磁石27b,27dに光軸AX方向に対向するように配置されている。これらの駆動コイル15〜17及び駆動磁石25a〜27dは、撮像素子12を駆動するアクチュエータを構成する。

0039

なお、本実施の形態では、駆動磁石25a,25d,26d,27a,27dの各々は、駆動コイル15,16,17に対向する側においてN極に着磁されている。また、駆動磁石25b,25c,26b,27b,27cの各々は、駆動コイル15,16,17に対向する側においてS極に着磁されている。ここで、一対の駆動磁石27a,27cは、駆動コイル16と駆動コイル17の両方と対向するように配置されている(兼用されている)が、一対の駆動磁石27a,27cに代えて4つの磁石を用いてもよい。すなわち、4つの磁石のうち2つの磁石を駆動コイル16に対向するように配置し、残りの2つの磁石を駆動コイル17に配置するように配置してもよい。

0040

図5に示すように、3個の磁気変位検出センサ14a,14b,14cは、回路基板13に配置される。磁気変位検出センサ14a,14b,14cの各々は、例えばホール素子により構成される。後述する図9に示すように、磁気変位検出センサ14a,14b,14cに対向する背面固定保持部材21上には、磁気変位検出センサ14aに光軸AX方向に対向するセンサ磁石22a,22bと、磁気変位検出センサ14bに光軸AX方向に対向するセンサ磁石23a,23bと、磁気変位検出センサ14cに光軸AX方向に対向するセンサ磁石24a,24bとが配置されている。磁気変位検出センサ14a,14b,14c及びセンサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bは、背面固定保持部材21に対する撮像素子12(可動枠11)の変位を検出する変位検出機構を構成する。変位検出機構については後述する。

0041

図4及び後述する図9に示すように、センサ磁石22a,23a,24aの各々は、可動枠11(後述する吸引板19)に対向する側においてS極に着磁され、吸引板19と反対側においてN極に着磁されている。また、センサ磁石22b,23b,24bの各々は、可動枠11(吸引板19)に対向する側においてN極に着磁され、吸引板19と反対側においてS極に着磁されている。

0042

ここで、センサ磁石22a,22b,23a,23bはそれぞれ、第1の磁石、第2の磁石、第3の磁石、第4の磁石の一例である。センサ磁石22aのS極側がS1着磁部の一例であり、N極側がN1着磁部の一例である。また、センサ磁石22bのN極側がN2着磁部の一例であり、S極側がS2着磁部の一例である。また、センサ磁石23aのS極側がS3着磁部の一例であり、N極側がN3着磁部の一例である。また、センサ磁石23bのN極側がN4着磁部の一例であり、S極側がS4着磁部の一例である。

0043

なお、着磁の複雑さを許容すれば、1つの磁石にS1〜S4着磁部及びN1〜N4着磁部を形成しても構わない。あるいは、1つの磁石にS1,S2着磁部及びN1,N2着磁部を形成し、他の1つの磁石にS3,S4着磁部及びN3,N4着磁部を形成しても構わない。

0044

吸引板19は、金属板等の磁性体により構成されている。図4図6に示すように、吸引板19は、センサ磁石22a,22b,23a,23bに対向するように可動枠11上に配置されている。吸引板19は、センサ磁石22a,22b,23a,23bの磁力を利用して、可動枠11を背面固定保持部材21側に吸引させる。これにより、後述するボール保持部110a,110b,110cにそれぞれ保持されたボール部材31a,31b,31cを背面固定保持部材21側に付勢させて、可動枠11に押し付けることができる。なお、吸引板19及びセンサ磁石22a,22b,23a,23bは、磁気吸引機構を構成する。磁気吸引機構については後述する。

0045

背面固定保持部材21は、カメラ本体101内の支持枠(図示せず)に固定されている。

0046

[1−3.ボール保持部]
次に、図5及び図6を参照しながら、ボール保持部110a,110b,110cについて説明する。

0047

図5に示すように、ボール保持部110a,110b,110cは、平面視で略矩形状に形成され、可動枠11上の3箇所に配置されている。図5及び図6に示すように、ボール保持部110a,110b,110cはそれぞれ、ボール部材31a,31b,31cを包囲する立ち壁110d,110e,110fを有している。なお、立ち壁110d,110e,110fはそれぞれ、ボール保持部110a,110b,110cを形成する面のうち、光軸AXに実質的に平行な面である。

0048

また、ボール保持部110a,110b,110cはそれぞれ、ボール部材31a,31b,31cが当接し且つ光軸AXと直交する面(以下、「ボール当接面」という)を有している。後述する図9に示すように、ボール保持部110a,110b,110cの各ボール当接面はそれぞれ、表面が滑らかな金属板111a,111b,111cで構成されている。すなわち、背面固定保持部材21は、ボール部材31a,31b,31cに対向する位置に光軸AXと略直交する面を有し、その表面が滑らかに形成されている。金属板111a,111b,111cは、背面固定保持部材21に接着剤等により固定されている。

0049

[1−4.アクチュエータ]
[1−4−1.アクチュエータの構成]
次に、図4図5及び図7Aを参照しながら、アクチュエータの構成について説明する。

0050

アクチュエータは、可動枠11(撮像素子12)を背面固定保持部材21に対して変位させるための駆動源である。図4図5及び図7Aに示すように、アクチュエータは、駆動コイル15,16,17と、三組六対の駆動磁石(すなわち、一対の駆動磁石25a,25cと一対の駆動磁石25b,25dとの組、一対の駆動磁石26b,26dと一対の駆動磁石27a,27cとの組、一対の駆動磁石27a,27cと一対の駆動磁石27b,27dとの組)とで構成されている。アクチュエータは、可動枠11を背面固定保持部材21に対して変位させることにより、カメラ本体101の動きによる像振れを補正することができる。

0051

図4に示すように、駆動磁石25a,25b,26b,27a,27bは、撮像素子12の後面側(被写体と反対側)に配置された背面固定保持部材21上に、駆動コイル15,16,17に対向するように配置されている。図7Aに示すように、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dは、撮像素子12の前面側(被写体側)に配置された前面固定保持部材32上に、駆動コイル15,16,17に対向するように配置されている。

0052

駆動コイル15,16,17の各々は、回路基板13からの給電方向に応じて、上記三組六対の駆動磁石のうちの対応する組に対して、中央位置から移動することになる。3個の駆動コイル15,16,17が設けられているのは、光軸AXと直交する面内で、可動枠11(撮像素子12)をZ軸周りに回転駆動するためである。具体的には、駆動コイル15に図4に示すX軸の正方向に駆動する給電を行い、駆動コイル16にX軸の負方向に駆動する給電を行う。このとき、Z軸周りの回転が生じるが、回転中心が定まらない。このため、回転中心は、駆動コイル17への給電量及び給電方向に応じて決定することができる。また、Z軸周りの回転駆動が必要ない場合は、駆動コイル15及び駆動コイル16に同方向の位相の給電を行うことによりX軸方向への駆動を行い、駆動コイル17に給電を行うことによりY軸方向への駆動を行うことが可能である。但し、可動枠11自体の重心位置を駆動力重心と一致させることは難しいため、後述する変位検出部の出力に応じて、駆動コイル15,16,17の各々への給電量及び給電方向を制御し、可動枠11のX軸方向、Y軸方向及びロール方向の駆動を実行している。

0053

[1−4−2.駆動磁石の接着方法]
一般に、磁石の接着相手は、ヨークと呼ばれる磁性体である。そのため、従来の方法では、磁石をヨークに接着しようとする際には、磁石がヨークに吸引されるため、磁石を精度良くヨークに取り付けることが困難である。

0054

そこで、本実施の形態では、以下に示すように、ヨークに対する磁石の位置決めと、ヨークに対する磁石の接着とを同時に行う方法を提案する。

0055

以下、図8を参照しながら、磁石のヨークへの接着方法の一例として、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの前面固定保持部材32への接着方法について説明する。図8は、実施の形態に係る駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの前面固定保持部材32への接着方法を説明するための斜視図である。

0056

図8に示すように、本実施の形態では、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に接着する際に、吸引治具500及びベース治具600が用いられる。

0057

吸引治具500は、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に向けて磁気的に吸引するための治具である。吸引治具500の突起部分には、吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cが取り付けられている。吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cはそれぞれ、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dに対応して配置されている。吸引用磁石525c,527cは、ベース治具600に対向する側においてN極に着磁されている。吸引用磁石525d,526d,527dは、ベース治具600に対向する側においてS極に着磁されている。

0058

ベース治具600は、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に対して位置決めするための治具である。ベース治具600には、位置決め部601,602,603,604が取り付けられている。位置決め部601,602,603,604は、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを位置決めするためのものである。また、ベース治具600の吸引治具500側の面には、吸引治具500の突起部分に取り付けられた吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cが挿入可能な溝(図示せず)が設けられている。また、ベース治具600には、前面固定保持部材32のベース治具600に対する位置決めを行う位置規制ピン605a,605bが設けられている。前面固定保持部材32には、位置規制ピン605a,605bをそれぞれ挿通するための位置規制穴701a,701bが設けられている。

0059

以下、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの前面固定保持部材32への接着方法について具体的に説明する。図8に示すように、まず、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に載置する。この時、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dは、位置決め部601,602,603,604によりベース治具600に対して位置決めされる。

0060

その後、吸引治具500の吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cをベース治具600の溝に挿入し、吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cにより駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをそれぞれ磁気的に吸引する。

0061

その後、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各裏面(すなわち、前面固定保持部材32に対向する面)に接着剤を塗布する。その後、前面固定保持部材32をベース治具600に設置することにより、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを接着剤により前面固定保持部材32に接着する。

0062

これにより、ヨークである前面固定保持部材32に孔を開けずに、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に固定することができる。また、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各隅部に接着剤を流し込むための余分なスペースを前面固定保持部材32に確保する必要がないため、図7Bに示すように、前面固定保持部材32の周縁部に沿って駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを配置することができる。その結果、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを大型化することにより大きな磁力を確保しながら、アクチュエータの小型化を実現することができる。

0063

なお、本実施の形態では、前面固定保持部材32をベース治具600の吸引治具500と反対側の面に設置したが、吸引治具500とベース治具600との間に前面固定保持部材32を挟み込むようにしてもよい。また、吸引用磁石525c,525d,526d,527c,528cに代えて、吸引治具500にコイルを配置し、コイルに電流を流すことにより駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを磁気的に吸引してもよい。また、本実施の形態では、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各裏面に接着剤を塗布したが、前面固定保持部材32に接着剤を塗布してもよい。

0064

また、上述した接着方法は、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に接着する場合だけでなく、駆動磁石25a,25b,26b,27a,27bを背面固定保持部材21に接着する場合にも適用可能であり、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bをセンサ磁石ヨーク板29(後述する図9参照)に接着する場合にも適用可能である。

0065

[1−5.変位検出機構]
次に、図5及び図9を参照しながら、変位検出機構について説明する。図9は、実施の形態に係る背面固定保持部材21の正面図である。

0066

図5及び図9に示すように、変位検出機構は、磁気変位検出センサ14a,14b,14c及びセンサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bにより構成される。

0067

図5に示すように、回路基板13の撮像素子12の後面側には、磁気変位検出センサ14a,14b,14cが3箇所に配置されている。磁気変位検出センサ14a,14b,14cの各々は、少なくともX軸方向及びY軸方向の一方における撮像素子12の変位を検出する。X軸方向及びY軸方向のいずれか一方に、もう1つの磁気変位検出センサを配置する。本実施の形態では、X軸方向の変位検出用に2箇所、磁気変位検出センサ14a,14bをそれぞれ配置し、Y軸方向の変位検出用に1箇所、磁気変位検出センサ14cを配置している。この時、X軸方向の変位を検出する2つの磁気変位検出センサ14a,14bを結ぶ線の中間点Cを、後述する磁気吸引機構を形成する上でおおよそ撮像素子12の中心位置とする。

0068

図9に示すように、背面固定保持部材21には、磁気変位検出センサ14a,14b,14cにそれぞれ対応する位置に、一対のセンサ磁石22a,22b、一対のセンサ磁石23a,23b、及び、一対のセンサ磁石24a,24bが配置されている。センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bは、背面固定保持部材21に固定されたセンサ磁石ヨーク板29に接着剤等により固定されている。

0069

本実施の形態では、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bは、上述した接着方法により接着剤で背面固定保持部材21のセンサ磁石ヨーク板29に固定される。

0070

上述した変位検出機構によって、少なくともX方向、Y方向及びロール方向における撮像素子12の変位を正確に検出することができる。

0071

[1−6.磁気吸引機構]
[1−6−1.磁気吸引機構の構成]
次に、図4図5図6及び図9を参照しながら、磁気吸引機構の構成について説明する。図5及び図9に示すように、磁気吸引機構は、吸引板19及びセンサ磁石22a,22b,23a,23bにより構成される。

0072

図4及び図5に示すように、ボール保持部110a,110b,110cでは、撮像素子12を背面固定保持部材21に向けて常に押圧しなければボール部材31a,31b,31cが脱落してしまい、転がりによるスムーズな駆動ができなくなる。そこで、本実施の形態では、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bによる磁気変位検出センサ14a,14b,14cに向かう側への磁力を利用して、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとの間に吸引力を付与する。これにより、上述した従来の引っ張りバネの方式による問題を解消することができるとともに、引っ張りバネを配置するスペースが不要となり、小型で制御性能の高い像振れ補正装置1を実現することができる。

0073

具体的には、図5及び図6に示すように、吸引板19は、可動枠11に取り付けられた保持部材18に接着剤等により固定される。保持部材18は、例えばアルミニウム等で形成されている。吸引板19は、撮像素子12の可動範囲における中心位置に保持された状態(すなわち、吸引板19が背面固定保持部材21に対して変位していない状態)で、吸引板19の中心が光軸AXに直交する面において、センサ磁石22a,22b,23a,23bで囲まれた隙間の中間点Cと一致するように配置されている。また、吸引板19は、吸引板19の対向する二辺19L1,19L3(後述する図10A参照)がX軸方向に平行となり、且つ、残りの対向する二辺19L2,19L4(後述する図10A参照)がY軸方向に平行となるように配置されている。

0074

さらに、図6に示すように、撮像素子12、回路基板13、磁気変位検出センサ14a,14b,14c、保持部材18及び吸引板19は、光軸AX方向に沿ってこの順に配置されており、可動枠11にネジ締結等によって固定されている。この構成により、撮像素子12の実質的な中央、すなわち光軸AX付近で吸引板19によってセンサ磁石22a,22b,23a,23bを吸引することが可能である。したがって、撮像素子12の変位時にも安定した吸引力を維持することができる。

0075

[1−6−2.磁気吸引機構の作用]
可動枠11が背面固定保持部材21に対して変位することにより、吸引板19のセンサ磁石22a,22b,23a,23bに対する磁気吸引力が変化する。その磁気吸引力の変化に伴い、可動枠11に作用する回転トルクも変化する。回転トルクは、像振れを補正する際にアクチュエータの負荷となるため、回転トルクを抑制することが望ましい。

0076

ここで、センサ磁石22a,22b,23a,23bと磁気吸引力(以下、「吸引力」という)及び回転トルク(以下、「トルク」という)との関係を調べるために、以下のような実験1及び2を行った。

0077

[1−6−2−1.実験1]
以下、図10A図13を参照しながら、実験1について説明する。実験1では、吸引板19を移動させた際の吸引板19に作用する吸引力及びトルクについて、実施例と比較例1とで比較を行った。

0078

図10Aは、実施例に係るセンサ磁石22a,22b,23a,23bの着磁を示す図である。図10Bは、比較例1及び2に係るセンサ磁石22a,22b,23a,23bの着磁を示す図である。図11は、実験1における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用する光軸AX方向の吸引力との関係を示すグラフである。図12は、実験1における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用するトルクとの関係を示すグラフである。図13は、実験1におけるトルクの測定条件を示す図である。

0079

図10Aに示すように、実施例では、本実施の形態と同様に、センサ磁石22a,23aは、吸引板19に対向する側において同極(S極)に着磁され、センサ磁石22b,23bは、吸引板19に対向する側において同極(N極)が着磁されていた。

0080

より詳細には、センサ磁石22a,22b,23a,23cはそれぞれ、吸引板19と対向する側(Z軸の正方向側)において、センサ磁石22aのS極であるS1着磁部と、S1着磁部に対してL1方向(X軸の負方向であって、第1の方向の一例)に隣り合う位置に配置されたN極であるセンサ磁石22bのN2着磁部と、N2着磁部に対してL1方向と交差するL2方向(Y軸の負方向であって、第2の方向の一例)に隣り合う位置に配置されたS極であるセンサ磁石23aのS3着磁部と、S3着磁部に対してL2方向と交差するL3方向(X軸の正方向であって、第3の方向の一例)に隣り合い、且つ、S1着磁部と隣り合う位置に配置されたN極であるセンサ磁石23bのN4着磁部とを有していた。また、光軸AX方向(Z軸方向)から見た際に、吸引板19は、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の少なくとも一部と重なり合っていた。

0081

また、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の光軸AX方向に対向する位置(Z軸の負方向側)はそれぞれ、N極であるN1着磁部、S極であるS2着磁部、N極であるN3着磁部及びS極であるS4着磁部に着磁されていた。吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップは、0.73mmであった。吸引板19のサイズは、6.5mm×8.2mmであった。

0082

なお、実施例では、L1方向及びL2方向は互いに垂直であり、L1方向及びL3方向は互いに平行であった。但し、位置検出の複雑さを許容すれば、L1方向及びL2方向は必ずしも互いに垂直でなくてもよく、L1方向及びL3方向は必ずしも互いに平行でなくてもよい。

0083

一方、図10Bに示すように、比較例1では、センサ磁石22a,23bは、吸引板19に対向する側において同極(S極)が着磁され、センサ磁石22b,23aは、吸引板19に対向する側において同極(N極)が着磁されていた。吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップは、0.73mmであった。吸引板19のサイズは、6.5mm×8.2mmであった。

0084

実験1における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用する吸引力との関係は、図11に示す通りであった。なお、吸引板19の対角位置とは、センサ磁石22a,22b,23a,23bの中間点C(図9参照)を基準位置(対角位置0mm)とする、図10A及び図10Bに示す実線の矢印の方向における吸引板19の位置を意味する。なお、図10A及び図10Bにおいて、一点鎖線で示す略矩形状の枠線19aは、移動後の吸引板19を表している。図11に示すように、実施例では、比較例1に比べて、吸引板19に作用する吸引力が増大していることが分かった。これは、実施例では、比較例1に比べて、背面固定保持部材21に対して可動枠11を安定して保持することができることを示している。

0085

また、実験1における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用するトルクとの関係は、図12に示す通りであった。なお、実験1では、図13の実線の矢印で示すように、吸引板19の中心P1を回転軸とした回転モーメントをトルクとして測定した。図12に示すように、実施例では、吸引板19の対角位置(変位量)が1mm程度まで、トルクが比較例1と変わらないことが分かった。これは、比較例1では、実施例と同等の吸引力を得ようとした場合にトルクが増大してしまうのに対して、実施例では、比較例と比べて遜色のないレベルのトルクに抑制できることを示している。

0086

以上の結果より、実施例では、トルクの抑制及び吸引力の向上の両立を図り、アクチュエータの負荷を低減させることができ、アクチュエータを小型化することができることが確認された。

0087

[1−6−2−2.実験2]
以下、図14図16を参照しながら、実験2について説明する。実験2では、吸引板19を移動させた際の吸引板19に作用する吸引力及びトルクについて、実施例と比較例1及び2とで比較を行った。

0088

図14は、実験2における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用する光軸AX方向の吸引力との関係を示すグラフである。図15は、実験2における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用するトルクとの関係を示すグラフである。図16は、実験2におけるトルクの測定条件を示す図である。

0089

実験2では、実施例及び比較例1の各実験条件は、上記実験1と同一である。比較例2では、比較例1よりも、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップが0.07mm狭まっている。比較例2の他の実験条件は、比較例1と同一である。

0090

実験2における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用する吸引力との関係は、図14に示す通りであった。図14に示すように、実施例では、実験1と同様に、比較例1及び2と比べて、吸引板19に作用する吸引力が増大していることが分かった。また、比較例2では、比較例1と比べて、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップが0.07mm狭まっている分だけ、吸引板19に作用する吸引力が増加していることが分かった。

0091

また、実験2における、吸引板19の対角位置と吸引板19に作用するトルクとの関係は、図15に示す通りであった。なお、実験2では、図16の実線の矢印で示すように、吸引板19の初期位置P2(中間点C)を回転軸とした回転モーメントをトルクとして測定した。図15に示すように、実施例では、実験1と同様に、吸引板19の対角位置(変位量)について1.5mm以上では、比較例1及び2よりもトルクがゼロに近いことが分かった。

0092

以上の結果より、実施例では、トルクの抑制及び吸引力の向上の両立を図り、アクチュエータの負荷を低減させることができ、アクチュエータを小型化することができることが確認された。

0093

なお、比較例2では、吸引板19に作用する吸引力を増大させるために、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップを狭くし過ぎると、X方向及びY方向におけるアクチュエータの負荷が増大する傾向にある。これに対して、実施例では、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとのギャップを狭くし過ぎなくても、吸引板19に作用する吸引力を増大させることができるため、X方向及びY方向におけるアクチュエータの負荷を低減することができる。

0094

[1−7.移動制限機構]
次に、図4を参照しながら、移動制限機構の構成について説明する。図4に示すように、移動制限機構は、取付部材33に取り付けられた位置規制部材34a,34b,34cと、支柱35a,35b,35cにそれぞれ取り付けられた位置規制部材36a,36b,36cとにより構成される。

0095

上述したように、撮像素子12が変位することにより、ボール部材31a,31b,31cが矩形状のボール保持部110a,110b,110cの各立ち壁110d,110e,110fに当接した際に、転がり負荷以上の摩擦負荷が発生する。この摩擦負荷は、アクチュエータの駆動力への変動要素となるため、正確な像振れ補正制御が難しくなる。また、想定外の衝撃等が加わった際に、ボール部材31a,31b,31cがそれぞれ立ち壁110d,110e,110fを乗り越えて脱落するおそれがある。

0096

そこで、本実施の形態では、図4に示すように、可動枠11が背面固定保持部材21に対して移動して、取付部材33及び支柱35a,35b,35cに当接した際に異音が発生しないように、取付部材33に位置規制部材34a,34b,34cを取り付けるとともに、支柱35a,35b,35cにそれぞれ位置規制部材36a,36b,36cを取り付けている。可動枠11は、位置規制部材34a,34b,34cを介して取付部材33に当接し、位置規制部材36a,36b,36cを介して支柱35a,35b,35cに当接する。

0097

また、光軸AX方向の可動枠11の重心を位置規制部材34a,34b,34c,36a,36b,36cに接触させることにより、ヨー方向及びピッチ方向における回転モーメント並びに回転を抑制し、可動枠11が背面固定保持部材21及び前面固定保持部材32と接触するのを抑制することができる。なお、位置規制部材34a,34b,34c,36a,36b,36cはクッション性を有しており、衝撃を吸収する役割も担っている。

0098

[2.動作]
次に、本実施の形態に係る像振れ補正装置1の動作について説明する。デジタルカメラ100による撮像時において、カメラ本体101が動いて被写体からの光の光軸が撮像素子12の中心からずれた場合、磁気変位検出センサ14a,14b,14cにより、左右方向、上下方向、ヨー方向、ピッチ方向及びロール方向における撮像素子12の変位方向及び変位量が検出される。検出された変位方向及び変位量が回路基板13により測定されることにより、回路基板13のコントローラは、その測定結果に応じて駆動コイル15,16,17に給電する。

0099

この時、回路基板13は、測定された変位量及び変位方向に応じて、駆動コイル15,16,17の少なくとも一つに給電する。この給電により対応する駆動磁石25a,25b,25c,25d,27a,27c,26b,26d,27a,27b,27c,27dに対する磁力が変化し、可動枠11が背面固定保持部材21に対して変位する。これにより、可動枠11に固定された撮像素子12は、像振れを補正するような変位方向及び変位量で変位する。

0100

[3.効果]
本実施の形態に係る像振れ補正装置1は、撮像素子12を駆動するための撮像素子駆動装置である。像振れ補正装置1は背面固定保持部材21と、撮像素子12を保持するための可動枠11であって、背面固定保持部材21と光軸AX方向に対向し、背面固定保持部材21に対して光軸AX方向と直交する面内を変位可能な可動枠11と、背面固定保持部材21及び可動枠11の一方に設けられた吸引板19と、背面固定保持部材21及び可動枠11の他方に設けられ、吸引板19と光軸AX方向に対向する少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bとを備える。少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bは、吸引板19と対向する側において、S極に着磁されたS1着磁部と、S1着磁部に対してL1方向に隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN2着磁部と、N2着磁部に対してL1方向と交差するL2方向に隣り合う位置に配置され、S極に着磁されたS3着磁部と、S3着磁部に対してL2方向と交差するL3方向に隣り合い、且つ、S1着磁部と隣り合う位置に配置され、N極に着磁されたN4着磁部とを有している。光軸AX方向から見た際に、吸引板19は、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の少なくとも一部と重なり合っている。

0101

これにより、吸引板19に作用する回転トルクを抑制しながら、吸引板19とセンサ磁石22a,22b,23a,23bとの間の吸引力を高めることができる。その結果、アクチュエータの負荷を低減することができ、撮像素子12の変位時にも、吸引板19による安定した吸引力を維持することができる。したがって、撮像素子12を安定して駆動することができる。

0102

また、本実施の形態において、少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bは、さらに、光軸AX方向においてS1着磁部に対して反対側に配置され、N極に着磁されたN1着磁部と、光軸AX方向においてN2着磁部に対して反対側に配置され、S極に着磁されたS2着磁部と、光軸AX方向においてS3着磁部に対して反対側に配置され、N極に着磁されたN3着磁部と、光軸AX方向においてN4着磁部に対して反対側に配置され、S極に着磁されたS4着磁部と、を有する。

0103

これにより、光軸AX方向の磁力を増大させることができ、撮像素子12の変位時にも、撮像素子12をより安定して駆動することができる。

0104

また、本実施の形態において、磁石は複数設けられ、複数の磁石は、S1着磁部が形成されたセンサ磁石22aと、N2着磁部が形成されたセンサ磁石22bと、S3着磁部が形成されたセンサ磁石23aと、N4着磁部が形成されたセンサ磁石23bとを含む。

0105

これにより、センサ磁石22a,22b,23a,23bの各々を一方向着磁(NS着磁)の磁石で構成することができる。その結果、センサ磁石22a,22b,23a,23bの各々を安価に構成することができる。また、センサ磁石22a,22b,23a,23bの配置間隔を調整することができるので、1つの磁石で構成した場合に比べて、磁気変位検出センサ14a,14b,14cの検出感度を容易に調整することができる。

0106

また、本実施の形態において、像振れ補正装置1は、さらに、少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bの磁束の変化により可動枠11の背面固定保持部材21に対する変位を検出する磁気変位検出センサ14a,14b,14cであって、背面固定保持部材21及び可動枠11の他方に設けられ、少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bと光軸AX方向に対向する磁気変位検出センサ14a,14b,14cを備える。

0107

これにより、撮像素子12の変位時にも、撮像素子12を安定して駆動することができる。その結果、撮像素子12が変位した位置を精度良く検出することができる。

0108

また、本実施の形態において、像振れ補正装置1は、さらに、可動枠11を背面固定保持部材21に対して変位させるアクチュエータを備える。磁気変位検出センサ14a,14b,14cは、可動枠11の背面固定保持部材21に対する変位量及び変位方向を検出する。アクチュエータは、検出された可動枠11の変位量及び変位方向に基づいて、可動枠11を背面固定保持部材21に対して変位させる。

0109

これにより、カメラ本体101の動きによる像振れを補正することができる。

0110

また、本実施の形態において、可動枠11、磁気変位検出センサ14a,14b,14c、吸引板19、及びセンサ磁石22a,22b,23a,23bは、光軸AX方向に沿ってこの順に配置されている。

0111

これにより、撮像素子12の変位時にも、吸引板19による安定した吸引力を維持することができる。

0112

また、本実施の形態において、像振れ補正装置1は、さらに、可動枠11を背面固定保持部材21に対して変位可能に支持するボール部材31a,31b,31cを備える。ボール部材31a,31b,31cは、吸引板19が少なくとも1つのセンサ磁石22a,22b,23a,23bに吸引されることにより、可動枠11又は背面固定保持部材21に押し付けられる。

0113

これにより、ボール部材31a,31b,31cを背面固定保持部材21及び可動枠11の一方側に付勢させることができる。

0114

また、本実施の形態において、可動枠11が背面固定保持部材21に対して変位していない状態において、吸引板19は、吸引板19の中心と、S1着磁部、N2着磁部、S3着磁部及びN4着磁部の中間点Cとが光軸AX方向に沿って並ぶように配置されている。

0115

これにより、撮像素子12を安定的に光軸AX方向に吸引することができるので、撮像素子12を変位させる際のアクチュエータの制御が容易になる。その結果、撮像素子12をより高い精度で目標位置に変位させることができる。

0116

また、本実施の形態において、吸引板19の光軸AX方向に対して垂直な断面は、円形状又は略多角形状に形成されている。

0117

これにより、撮像素子12をより安定的に光軸AX方向に吸引することができるので、撮像素子12を移動する際のアクチュエータの制御がより容易になる。その結果、撮像素子をより高い精度で目標位置に変位させることができる。

0118

また、本実施の形態において、像振れ補正装置1は、さらに、可動枠11の背面固定保持部材21に対する移動を規制する移動制限機構を備える。

0119

これにより、撮像素子12を正確に目標位置に変位させることができる。

0120

また、本実施の形態において、移動制限機構は、位置規制部材34a,34b,34c,36a,36b,36cを有している。位置規制部材34a,34b,34c,36a,36b,36cは、可動枠11が位置規制部材34a,34b,34c,36a,36b,36cと接触した際に、可動枠11の光軸AX方向の重心と接触するように配置されている。

0121

これにより、想定外の衝撃等が加わった際に、ボール部材31a,31b,31cが立ち壁110d,110e,110fを乗り越えて脱落するのを抑制することができる。

0122

また、本実施の形態のデジタルカメラ100は、上述したいずれかの像振れ補正装置1と、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子12とを備える。可動枠11は、撮像素子12を背面固定保持部材21に対して変位可能に保持する。

0123

これにより、より高性能な像振れ補正機能を持つデジタルカメラ100を提供することができる。

0124

また、本実施の形態のデジタルカメラ100は、上述したいずれか1項に記載の像振れ補正装置1と、被写体からの光を集光する複数の光学系とを備える。可動枠11は、複数の光学系の少なくとも1つを背面固定保持部材21に対して変位可能に保持する。

0125

これにより、より高性能な像振れ補正機能を持つデジタルカメラ100を提供することができる。

0126

また、本実施の形態の像振れ補正装置1の製造方法は、前面固定保持部材32と、前面固定保持部材32に固定された駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dとを備えた像振れ補正装置1の製造方法である。像振れ補正装置1の製造方法は、(a)駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に載置する工程と、(b)駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを吸引治具500によりベース治具600に向けて吸引する工程と、(c)駆動磁石25c,25d,26d,27c,27d及び前面固定保持部材32の一方に接着剤を塗布する工程と、前面固定保持部材32をベース治具600に設置することにより、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを接着剤を介して前面固定保持部材32に固定する工程とを含む。

0127

これにより、ヨークである前面固定保持部材32に孔を開けずに、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に固定することができる。また、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各隅部に接着剤を流し込むための余分なスペースを前面固定保持部材32に確保する必要がないため、前面固定保持部材32の周縁部に沿って駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを配置することができる。その結果、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを大型化することにより大きな磁力を確保しながら、アクチュエータの小型化を実現することができる。

0128

また、本実施の形態において、吸引治具500は、ベース治具600に載置された駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dに対応する位置に配置された吸引用磁石525c,525d,526d,527c,527dを有している。上記(b)において、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを吸引治具500の吸引用磁石525c,525d,526d,527c,527dの磁力によりベース治具600に向けて吸引する。

0129

これにより、前面固定保持部材32をベース治具600に設置する際に、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に対して保持することができる。

0130

また、本実施の形態において、ベース治具600は、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを位置決めするための位置決め部601,602,603,604を有している。上記(a)において、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dが位置決め部601,602,603,604によりベース治具600に対して位置決めされるように、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に載置する。

0131

これにより、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dをベース治具600に対して容易に位置決めすることができる。

0132

また、本実施の形態において、ベース治具600は、位置規制ピン605a,605bを有している。前面固定保持部材32は、位置規制ピン605a,605bが挿通される位置規制穴701a,701bを有している。上記(d)において、位置規制ピン605a,605bが位置規制穴701a,701bに挿通するように、前面固定保持部材32をベース治具600に設置する。

0133

これにより、前面固定保持部材32をベース治具600に対して容易に位置決めすることができる。

0134

また、本実施の形態の像振れ補正装置1は、は、撮像素子12を駆動するための撮像素子駆動装置である。固定面を有する前面固定保持部材32と、撮像素子12を駆動するために用いられ、前面固定保持部材32の固定面に接着剤により固定された駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dとを備える。駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各裏面の全域は、前面固定保持部材32の固定面に接着剤を介して接触している。

0135

これにより、ヨークである前面固定保持部材32に孔を開けずに、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを前面固定保持部材32に固定することができる。また、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dの各隅部に接着剤を流し込むための余分なスペースを前面固定保持部材32に確保する必要がないため、前面固定保持部材32の周縁部に沿って駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを配置することができる。その結果、駆動磁石25c,25d,26d,27c,27dを大型化することにより大きな磁力を確保しながら、アクチュエータの小型化を実現することができる。

0136

(変形例等)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記各実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

0137

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

0138

[1]
上記実施の形態では、吸引板19の断面形状を略矩形状に形成したが、これ限定されない。例えば、吸引板19の断面形状を円形状に形成してもよく、略多角形状に形成してもよい。

0139

[2]
上記実施の形態では、像振れ補正装置1において、撮像素子12を安定的に光軸AX方向に吸引する構成について説明したが、本開示の思想は、像振れ補正装置1に限定されない。例えば特開2011−227578号公報に開示された、撮像素子のピクセルよりも小さい範囲で撮像素子を駆動させて、実際の撮像素子の画素数よりも高解像な画像データを得る撮像装置にも適用可能である。あるいは、例えば特開2010−73035号公報に開示された、撮像素子をピクセル単位で駆動させて、1ピクセル毎にRGB各色の情報を得ることで、高精細な画像データを得る撮像装置にも適用可能である。

0140

[3]
上記実施の形態では、センサ磁石22a,22b,23a,23b,24a,24bを背面固定保持部材21に配置したが、これに限定されず、可動枠11に配置してもよい。この場合、磁気変位検出センサ14a,14b,14c及び吸引板19は、背面固定保持部材21に配置される。

0141

[4]
上記実施の形態では、撮像装置の一例として、図1及び図2に示すデジタルカメラ100を挙げたが、これに限定されない。撮像装置は、例えば、センサシフト方式又はレンズシフト方式のいずれかによる像振れ補正装置が搭載可能なカメラシステムであればよい。

0142

[5]
上記実施の形態では、アクチュエータを駆動コイル15,16,17及び三組六対の駆動磁石で構成したが、これに限定されず、例えば圧電アクチュエータで構成してもよい。

0143

[6]
上記実施の形態では、磁気変位検出センサ14a,14b,14cの各々をホール素子で構成したが、これに限定されず、例えば角速度センサ又は加速度センサ等を用いて積分値より変位を検出するセンサで構成してもよい。

0144

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

0145

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

0146

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

0147

本開示の撮像素子駆動装置は、撮像素子の駆動による像振れ補正機能及び画素ずらし撮影機能を備え、被写体像を撮像可能な電子装置(例えばデジタルカメラ及びカムコーダ等の撮像装置、カメラボディ携帯電話スマートフォン等)に広く適用することができる。

0148

1 像振れ補正装置
10筐体
11可動枠
12撮像素子
13回路基板
14a,14b,14c磁気変位検出センサ
15駆動コイル
16 駆動コイル
17 駆動コイル
18保持部材
19,19a吸引板
20ボディマウント
20a 開口部
21 背面固定保持部材
22a,22b,23a,23b,24a,24bセンサ磁石
25a,25b,25c,25d,26b,26d,27a,27b,27c,27d駆動磁石
28接着剤
29 センサ磁石ヨーク板
30シャッターボタン
31a,31b,31cボール部材
32 前面固定保持部材
33取付部材
34a,34b,34c,36a,36b,36c位置規制部材
35a,35b,35c支柱
40ホットシュー
50フラッシュ発光部
60電子ビューファインダー
70表示装置
100デジタルカメラ
101カメラ本体
110a,110b,110cボール保持部
110d,110e,110f立ち壁
111a,111b,111c金属板
200レンズユニット
201レンズマウント
202フォーカスリング
203ズームリング
500吸引治具
525c,525d,526d,527c,527d吸引用磁石
600ベース治具
601,602,603,604位置決め部
605a,605b位置規制ピン
701a,701b位置規制穴
AX光軸
S1 前面
S2 上面
S3 後面
S4 下面

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