JP5821418B2

JP5821418B2 - 撮像装置と電子機器

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Publication number: JP5821418B2
Application number: JP2011186945A
Authority: JP
Inventors: 村松　功一; 功一村松
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: EP2729842A4; CN103765309A; CN103765309B; EP2729842B1; WO2013031454A1; JP2013050500A; EP2729842A1; US9185295B2; US20140218551A1

Description

この発明は、手振れによる像振れの補正を行う補正機構を備えた撮像装置と、この撮像装置を搭載した電子機器とに関する。

従来から、デジタルスチルカメラに搭載した像振れの補正を行う補正機構が知られている（特許文献１参照）。

かかる補正機構は、撮像素子を保持するとともにカメラ本体のベースに左右（Ｘ方向）及び上下（Ｙ方向）に移動可能に取り付けた可動枠と、この可動枠をＸ,Ｙ方向へ移動させるために可動枠に設けたＸ,Ｙコイルなどとを有している。

可動枠は、ガタによって光軸（Ｚ軸）方向にずれてしまうことがないように、すなわちベースから離間してしまうことがないように、磁気によってベースに吸着されるようになっているとともに、Ｘ,Ｙ方向に移動可能となっている。

これは、可動枠に磁性板を設け、この磁性板に対向したベースの位置に非磁性体のボール受板を設け、このボール受板の裏面にマグネットを取り付けるとともに鉄球をボール受板と磁性板との間に介在させ、ボール受板及び鉄球を介して磁性板をマグネットに吸引させることによりベースに可動枠を吸着保持させるとともに、鉄球により可動枠がＸ,Ｙ方向に移動できるようにしたものである。

マグネットの磁気を大きくして吸引力を大きくすると、可動枠のＸ,Ｙ方向の移動がスムーズに行われず手振れ補正動作の妨げとなるので、マグネットによる吸引力を小さく設定している。

このため、落下などの衝撃を受けると、可動枠が鉄球（磁性球体）から離れてベースに吸着保持されなくなってしまう場合がある。

そこで、中心位置矯正係止レバーとこの中心位置矯正係止レバーを駆動させるモータとを設けて、鉄球から離間した可動枠をベースに吸着保持させるようにしている。

この発明の目的は、中心位置矯正係止レバーやモータなどを設けずに、磁性球体から離れた可動枠をベースに吸着保持させることのできる撮像装置とこの撮像装置を組み込んだ電子機器を提供することにある。

撮影光学系が装着される本体ケースに設けられたベースと、
前記撮影光学系によって結像される被写体像を受光する撮像素子と、
前記本体ケースに生じた手振れによる前記撮像素子上の被写体像の移動に応じて、前記撮影光学系の光軸をＺ軸方向としこれに直交するＸ−Ｙ平面内で前記撮像素子を追従移動させて前記被写体像の移動による像振れを防止する補正機構とを備えた撮像装置であって、
前記補正機構は、前記撮像素子を保持するとともにベース前面側に配置される可動枠と、この可動枠を前記Ｘ−Ｙ平面内で移動可能に吸着保持し且つ３つの頂点を結ぶことで三角形が形成される各頂点位置に配置された吸着保持手段と、前記可動枠をＸ方向へ移動させるＸ移動手段と、可動枠をＹ方向へ移動させるＹ移動手段とを有し、
前記各吸着保持手段は、前記ベースと可動枠のどちらか一方に設けた磁性受板と、他方に設けた磁石板と、この磁性受板と磁石板との間に介在された磁性球体とを有し、前記磁性受板を磁性球体を介して磁石板に吸着させることにより前記可動枠をベースに吸着保持し、
前記３つの吸着保持手段のうち少なくとも１つの前記磁性受板が磁性球体から離間している際に、前記Ｘ,Ｙ移動手段のどちらか一方により前記可動枠を所定方向へ移動させたとき、該可動枠の移動とともに該可動枠をベース側へ移動させて、前記磁性球体から離間した磁性受板を該磁性球体へ吸着させるガイド手段を前記三角形内に設け、
前記ガイド手段は、前記ベースと可動枠のどちらか一方に形成したテーパ面であり、他方に前記テーパ面に当接する当接部を設け、前記可動枠の移動によって前記テーパ面に当接部を当接させることにより、該可動枠をベース側へ移動させることを特徴とする。

この発明によれば、中心位置矯正係止レバーやモータなどを設けなくても磁性球体から離れた可動枠をベースに吸着保持させることができる。

この発明の実施例におけるデジタルスチルカメラの外観を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。デジタルカメラのレンズ鏡胴の固定筒を示す正面図である。ベースに可動枠が取り付けられた状態を示した正面図である。ベースに可動枠が取り付けられた状態を示した側面図である。ベースを示した正面図である。図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。可動枠を示した正面図である。図８に示す可動枠のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。衝撃を受けたときの可動枠の移動状態を示した説明図である。可動枠を移動させたときの状態を示した説明図である。可動枠がベースに吸着保持された状態を示した説明図である。図１３に示すベースと可動枠の位置関係を示した説明図である。衝撃を受けたときの可動枠の他の移動状態を示した説明図である。図１６に示す可動枠を移動させたときの状態を示した説明図である。第２実施例の構成を示した説明図である。衝撃によって鉄球が壁から飛び出でないことを示す説明図である。第２実施例の他の例を示した説明図である。

以下、この発明に係る撮像装置を搭載した電子機器であるデジタルスチルカメラの実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１にデジタルスチルカメラを示す。このデジタルスチルカメラのカメラ本体の上面には、レリーズスイッチ（レリーズシャッタ）ＳＷ１、モードダイヤルスイッチＳＷ２、およびサブＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１が配設されている。

また、カメラ本体の正面には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、測距ユニット５、リモートコントロール受光部６が設けられている。

カメラの背面には、電源スイッチＳＷ１３、ＬＣＤモニタ１’、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定・解除するセルフタイマスイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、手ぶれ補正スイッチＳＷ１４が設けられている。カメラ本体の側面にはメモリカード／電池装填室の蓋２が設けられている。

デジタルスチルカメラの各部材の機能および作用は公知であるので、その説明は省略する。

図１に示す鏡胴ユニット７は、図２に示す固定筒１０と、この固定筒１０内に光軸方向（紙面に対して垂直方向）に沿って進退可能に設けた可動筒(図示せず)と、可動筒に設けた撮影光学系などとを有している。可動筒は図示しない進退機構によって進退するようになっている。

固定筒１０はカメラ本体に取り付けられたベース１１に固定され、ベース１１には、図３および図４に示すように、可動枠３０が光軸（Ｚ軸）と直交する面内のＸ,Ｙ方向に移動可能に装着されている。ベース１１には電子部品が搭載される基板部を一体形成しているが、ここでは、基板部を省略したベース１１を図３及び図４に概略的に示す。以下、同様にベース１１は説明の便宜上概略的に示す。

可動枠３０には撮像素子３１が接着剤Ｓによって固定され、この可動枠３０は手振れによる像振れを防止する補正機構５０によってＸ,Ｙ方向へ移動される。
［ベース］
ベース１１は、図５に示すように、四角形状の開口１２を有し、この開口１２の下縁部１２ａには上方（Ｙ軸方向）に突出した支持部１３が形成され、この支持部１３に磁石板Ｍｇ１が取り付けられており、磁石板Ｍｇ１には磁性球体である鉄球Ｑ１が磁気により吸着保持されている。

ベース１１の下部１１Ｂには、図６に示すように、光軸方向に突出した突起１４が形成され、突起１４の先端にはＹ軸方向に延びた規制部である規制部材１５が設けられている。規制部材１５とベース１１との間は所定距離Ｈ１に設定されている。

ベース１１の開口１２の上縁部１２ｂには凹部１６（図５参照）が形成され、ベース１１の上部１１Ｃには、図６及び図７に示すように、光軸方向に突出した突起１８が形成され、この突起１８の上部に下方（図５において）へ延びたアーム部１１９が形成されている。このアーム部１９の先端部には、図７に示すように、断面が矩形状のガイド部２０が形成され、このガイド部２０の右側面（図７において）には凹部１６に臨むようにガイド手段であるガイド傾斜面（テーパ面：当接部）２０Ｇが形成されている。

また、ベース１１の凹部１６の両側には、図５に示すように、凹部１６を挟むように磁石板Ｍｇ２,Ｍｇ３が取り付けられており、この磁石板Ｍｇ２,Ｍｇ３には磁性球体である鉄球Ｑ２,Ｑ３が磁気により吸着保持されている。そして、３つの鉄球Ｑ１〜Ｑ３を結ぶ線で形成される２等辺三角形内にガイド部２０が入るようにアーム部１９の長さなどが設定されている。

ベース１１の上部１１Ｃの磁石板Ｍｇ２,Ｍｇ３の両側には、図７に示すように、光軸方向に突出した突起２１,２２が形成され、この突起２１,２２の上部には内方に延びた規制部である規制部材２３,２４が設けられている。規制部材２３,２４とベース１１との間は所定距離Ｈ１に設定されている。
［可動枠］
可動枠３０は、図８に示すように、撮像素子３１を取り付けた開口３０Ａを有する矩形状を呈した板状の枠体である。可動枠３０の下部（図８において）には下方に突出した突起３２が形成され、可動枠３０の上部の両側部には側方に突出した突起３３,３４が形成されている。また、可動枠３０の上部には左側（図８において）へ偏った位置に凹部３５が形成され、この凹部３５の右側（図８において）の縁部３５ａには、図９に示すように、斜め上方に向くようにガイド手段である傾斜面（テーパ面：当接部）３６が縁部３５ａ全体に亘って形成されている。

縁部３５ａの長さすなわち凹部３５の深さは可動枠３０が移動可能とされる距離より大きく設定されている。

可動枠３０の下部の後面には、突起３２の上方位置（図８において）に磁性受板である鉄板３７が取り付けられている。また、可動枠３０の上部の裏面には、図９に示すように磁性受板である鉄板３８,３９が取り付けられている。

可動枠３０の下部の前面には、可動枠３０をＸ方向へ移動させるためのコイル４０と、可動枠３０の左側の前面には、可動枠３０をＹ方向へ移動させるためのコイル４１とが設けられている。

可動枠３０の鉄板３７〜３９は、図３及び図４に示すように、ベース１１の磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３と対向する位置に設けられており、可動枠３０の突起３２〜３４はベース１１の規制部材１５,２３,２４と対向する位置に設けられている。
［可動枠の保持］
可動枠３０の突起３２〜３４は、図３,図４及び図１０に示すように、ベース１１の規制部材１５,２３,２４の下方（図４において）に配置され、可動枠３０の鉄板３７〜３９が鉄球Ｑ１〜Ｑ３を介して磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３に吸着され、可動枠３０はベース１１に吸着保持された状態となっている。そして、鉄板３７〜３９と鉄球Ｑ１〜Ｑ３と磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３とで３つの吸着保持手段が構成されている。

可動枠３０は、鉄球Ｑ１〜Ｑ３を介してベース１１に保持された状態となっていることにより、Ｘ,Ｙ方向へ移動可能となっている。

ところで、図１１に示す可動枠３０の突起３３,３４と規制部材２３,２４との間の離間距離はＬ１に設定され、同様に、可動枠３０の突起３２と規制部材１５（図１０参照）との間の離間距離もＬ１に設定され、この離間距離Ｌ１は、ベース１１のガイド傾斜面２０Ｇの高さＨ２より小さく設定されている。そして、Ｈ１＝磁石板Ｍｇの厚さ＋鉄球Ｑの直径＋可動枠３０の厚さ＋Ｌ１であり、離間距離Ｌ１は可動枠３０の厚さより小さく設定されている。
［補正機構］
可動枠３０のＸ,Ｙ方向への移動は、コイル４０,４１に電流を流すことによって行うが、これは、コイル４０,４１を挟む込む位置に一対のＸ磁石(図示せず)と一対のＹ磁石(図示せず)が設けられていることによって行われる。一対のＸ,Ｙ磁石の一方の磁石がベース１１に設けたヨーク(図示せず)に設けられ、他方のＸ,Ｙ磁石が固定筒１０側に設けられている。そして、コイル４０と一対のＸ磁石とでＸ移動手段が構成され、コイル４１と一対のＹ磁石とでＹ移動手段が構成される。

前記ヨークには可動枠３０のＸ,Ｙ位置を検出するためＸ,Ｙ位置検出用マグネット(図示せず)が固着され、Ｘ,Ｙ位置検出用マグネットを検知するＸ,Ｙ磁気センサ(図示せず)が可動枠３０に設けられている。

また、カメラ本体側にはジャイロセンサ(図示せず)が設けられており、このジャイロセンサの出力に基づいて、演算制御装置(図示せず)が撮像素子３１の目標位置を求め、この目標位置と実際の撮像素子３１の原点位置との差がなくなるように演算制御装置はコイル４０,４１に電流を流し、可動枠３０をＸ,Ｙ方向へ移動させて手振れによる像振れを防止する。

そして、コイル４０,４１と、一対のＸ,Ｙ磁石と、Ｘ,Ｙ位置検出用マグネットと、Ｘ,Ｙ磁気センサと、演算制御装置などとで補正機構５０が構成され、この補正機構５０は特開２００７−１１４４８６号や特開２０１０−２３１１６８号公報にその構成と動作が詳細に記載されているので、ここではその詳細な説明は省略する。

また、ベース１１と、可動枠３０と、撮像素子３１と、補正機構５０とで撮像装置が構成される。
［動作］
次に、上記のように構成される撮像装置の動作について説明する。

図４及び図１１に示すように、可動枠３０が磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３によりベース１１に吸着保持されているとき、撮像装置に所定以上の衝撃が加わり、図１２に示すように可動枠３０の突起３４がベース１１の規制部材２４に当接した状態にある場合、可動枠３０のコイル４０に電流を流して可動枠３０を左方向（図１２において）へ移動させる。

可動枠３０の左方向への移動により、図１３に示すように、ベース１１のガイド部２０のガイド傾斜面２０Ｇに可動枠３０の傾斜面３６が当接する。可動枠３０がさらに左方向へ移動すると、可動枠３０の傾斜面３６がベース１１のガイド傾斜面２０Ｇに案内されて、可動枠３０に矢印Ｐ１で示す方向の力が働き、鉄球Ｑ２を支点にして可動枠３０は時計回りに回動し、図１４に示すように、可動枠３０は磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３によりベース１１に吸着保持されることになる。

この場合、ベース１１のガイド部２０は、図１５に示すように、３つの鉄球Ｑ１〜Ｑ３を結ぶ三角形内に入っていることにより、ガイド部２０は、可動枠３０の三点（Ｑ１〜Ｑ３の位置）をＰ１方向に押すことになる。このため、可動枠３０は磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３によって確実にベース１１に吸着保持されることになる。

可動枠３０が図１４に示す位置まで移動すると、これ以上可動枠３０は左方向へ移動しないことになる。図１４に示す可動枠３０の原点位置と光軸位置との間のＸ方向の距離は、手振れによるＸ方向の像の最大ぶれ量より大きく設定されている。

また、可動枠３０の撮像素子３１の原点位置（中心位置）が光軸からＹ方向にずれている可能性がある。このため、例えば、可動枠３０をＹ方向へ移動できる位置まで移動させる。すなわち、可動枠３０の突起３２がベース１１の突起１４（図１０参照）に当接するまで移動させる。

つまり、可動枠３０の突起３２がベース１１の突起１４に当接する位置を可動枠３０のＹ方向の基準位置とし、図１４に示す可動枠３０の位置をＸ方向の基準位置とする。これら基準位置は予め設定することができるので、これら基準位置から可動枠３０を右方向（図１４において：Ｘ方向）に所定距離移動させるとともに、可動枠３０を上方（図３において：Ｙ方向）へ所定距離移動させることにより、撮像素子３１の原点位置を光軸に一致させることができる。この一致後に補正機構５０によって手振れ補正を行うようにする。

可動枠３０が図４及び図１１に示す状態から衝撃によって、図１６に示すように可動枠３０の突起３３がベース１１の規制部材２３に当接する状態になったとき、上記と同様に、可動枠３０のコイル４０に電流を流して可動枠３０を左方向（図１２において）へ移動させる。これにより、上記と同様にベース１１のガイド部２０のガイド傾斜面２０Ｇに可動枠３０の傾斜面３６が当接し、さらに可動枠３０の左方向への移動により、可動枠３０に矢印Ｐ２で示す方向の力が働き、鉄球Ｑ３を支点にして可動枠３０は反時計回りに回動し、図１４に示すように、可動枠３０は磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３によりベース１１に吸着保持されることになる。

撮像素子３１の原点位置を光軸に一致させるには、上記と全く同様にして行うので、その説明は省略する。

このように、像振れの補正を行う補正機構５０のコイル４０に電流を流して可動枠３０をベース１１に吸着保持させるようにしたものであるから、従来のように中心位置矯正係止レバーやモータなどを設けなくてもよく、このため、撮像装置の小型化を図ることができる。

ところで、可動枠３０の左方向への移動は、例えばカメラの背面に設けた離間リセットボタン(図示せず)が押された場合に演算制御装置がコイル４０に電流を流して行うようにするものであるが、撮像装置が起動されるごと行うようにしてもよい。
［第２実施例］
図１８は第２実施例のベース１１の構成を示す。この第２実施例では、べース１１の磁石板Ｍｇ２の周囲に所定の高さの周囲壁１１２を設け、他の磁石板Ｍｇ１,Ｍｇ３の周囲にも同様に所定の高さの周囲壁を設けたものである。

これにより、撮像装置に所定以上の衝撃が加わっても、図１９に示すように、鉄球Ｑ１〜Ｑ３が周囲壁１１２の外へ飛び出さないようにしたものである。

鉄球Ｑ１〜Ｑ３は、一時的に磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３から離間しても、周囲壁１１２の外へ飛び出さないことにより、直ちに磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３に吸着されることになる。つまり、鉄球Ｑ１〜Ｑ３が衝撃によって磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３から外れないようにしたものである。

図２０は、第２実施例の他の例を示したものであり、この他の例は、可動枠３０の鉄板３７〜３９の周囲に所定の高さの周囲壁１３０を設けて、衝撃により鉄球Ｑ１〜Ｑ３が磁石板Ｍｇ１〜Ｍｇ３から外れないようにしたものである。

上記実施例は、いずれもベース１１のガイド部２０にガイド傾斜面２０Ｇと、可動枠３０に傾斜面３６とを設けているが、そのどちらか一方に傾斜面を設けるだけでもよい。この場合、ガイド傾斜面２０Ｇまたは傾斜面３６に当接する他方が当接部となる。

また、上記実施例では、いずれもベース１１の吸着保持から外れた可動枠３０をＸ方向に移動させてベース１１に吸着保持させるようにしているが、可動枠３０をＹ方向に移動させてベース１１に吸着保持させるようにしてもよい。

上記実施例は、撮像装置をデジタルスチルカメラに搭載したものであるが、これに限らず例えば携帯電話や他の電子機器に搭載してもよい。

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

１１ベース
２０Ｇガイド傾斜面（ガイド手段）
３０可動枠
３１撮像素子
３７〜３９鉄板（磁性受板）
Ｑ１〜Ｑ３鉄球（磁性球体）
Ｍｇ１〜Ｍｇ３磁石板

特開２０１０−２３１１６８号公報

Claims

撮影光学系が装着される本体ケースに設けられたベースと、
前記撮影光学系によって結像される被写体像を受光する撮像素子と、
前記本体ケースに生じた手振れによる前記撮像素子上の被写体像の移動に応じて、前記撮影光学系の光軸をＺ軸方向としこれに直交するＸ−Ｙ平面内で前記撮像素子を追従移動させて前記被写体像の移動による像振れを防止する補正機構とを備えた撮像装置であって、
前記補正機構は、前記撮像素子を保持するとともにベース前面側に配置される可動枠と、この可動枠を前記Ｘ−Ｙ平面内で移動可能に吸着保持し且つ３つの頂点を結ぶことで三角形が形成される各頂点位置に配置された吸着保持手段と、前記可動枠をＸ方向へ移動させるＸ移動手段と、可動枠をＹ方向へ移動させるＹ移動手段とを有し、
前記各吸着保持手段は、前記ベースと可動枠のどちらか一方に設けた磁性受板と、他方に設けた磁石板と、この磁性受板と磁石板との間に介在された磁性球体とを有し、前記磁性受板を磁性球体を介して磁石板に吸着させることにより前記可動枠をベースに吸着保持し、
前記３つの吸着保持手段のうち少なくとも１つの前記磁性受板が磁性球体から離間している際に、前記Ｘ,Ｙ移動手段のどちらか一方により前記可動枠を所定方向へ移動させたとき、該可動枠の移動とともに該可動枠をベース側へ移動させて、前記磁性球体から離間した磁性受板を該磁性球体へ吸着させるガイド手段を前記三角形内に設け、
前記ガイド手段は、前記ベースと可動枠のどちらか一方に形成したテーパ面であり、他方に前記テーパ面に当接する当接部を設け、前記可動枠の移動によって前記テーパ面に当接部を当接させることにより、該可動枠をベース側へ移動させることを特徴とする撮像装置。
前記当接部にテーパ面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記可動枠がベースからＺ軸方向へ所定距離以上離間しないように規制する規制部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
前記磁性球体が前記磁石板から外れるのを防止する周囲壁を前記可動枠またはべースに設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の撮像装置。
前記可動枠は、撮像装置の起動直後に前記所定方向へ移動されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の撮像装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器。