レンズ鏡胴及び撮像装置
【課題】屈曲光学系と、その像面に配置された撮像素子とを有し、該撮像素子を移動させて手振れ補正を行う、小型のレンズ鏡胴を提供する。
【解決手段】被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、第（ｎ−１）番目の反射部材は、入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、入射光軸と平行な方向であり、撮像素子を第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うレンズ鏡胴とする。
【解決手段】被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、第（ｎ−１）番目の反射部材は、入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、入射光軸と平行な方向であり、撮像素子を第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うレンズ鏡胴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系内に反射部材を有し、光軸を屈曲させた撮像光学系を有するレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系中に反射面を配置し、光軸を折り曲げた所謂屈曲光学系が実用化されており、撮像素子を用いた所謂デジタルカメラに搭載されている。このような屈曲光学系を備えた撮像装置として、標準姿勢の撮像装置を被写体側から見たときに、左右方向の略全幅にわたって配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、撮影時の手振れによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得る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、撮像光学系全体を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプの３種が知られている。
【０００４】
撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなうものとして、撮像素子に一方の端部が接続され撮像素子と共に移動するフレキシブルプリント基板側に他の電気部品を配設した撮像装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、屈曲光学系の像面に配置された撮像素子を移動させ、手振れ補正をおこなうものも知られている。
【特許文献１】特開２００４−２１９５１６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の屈曲光学系を搭載した撮像装置は、変倍してもレンズ鏡胴が突出せず、撮像装置の外形が変化せず薄型にできるという利点を有しているが、より小型化の要望は、留まることがない。
【０００７】
このような要望に対し、屈曲光学系の像面に配置された撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなうものの場合、撮像素子を移動させるためのアクチュエータ及び移動機構を撮像素子の背面に配置するとレンズ鏡胴を細くできるが、アクチュエータ及び移動機構の厚み分だけ、長さが長くなってしまう問題がある。一方、撮像素子を移動させるアクチュエータを撮像素子の側面に配置するとレンズ鏡胴が太くなってしまうという問題となる。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、屈曲光学系と、その像面に配置された撮像素子とを有し、該撮像素子を移動させて手振れ補正を行う、小型のレンズ鏡胴を提供す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．被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、該撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、第（ｎ−１）番目の反射部材は、前記入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、前記入射光軸と平行な方向であり、前記撮像素子を前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
【００１１】
２．前記撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置したことを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。
【００１２】
３．前記第ｎ番目の反射部材と前記撮像素子を、第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸と平行な方向に移動させて焦点調節を行うことを特徴とする１又は２に記載のレンズ鏡胴。
【００１３】
４．前記焦点調節は、前記手振れ補正に用いるアクチュエータを用いておこなうことを特徴とする１〜３のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
【００１４】
５．前記アクチュエータを前記撮像素子の側面に配置したことを特徴とする１〜４のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
【００１５】
６．前記撮像光学系は、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有することを特徴とする４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【００１６】
７．前記撮像光学系は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に直線的に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に直線的に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とを有することを特徴とする４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【００１７】
８．１〜７のいずれか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】
【００１８】
本発明によれば、屈曲光学系と、その像面に配置された撮像素子とを有し、該撮像素子を移動させて手振れ補正を行う、小型のレンズ鏡胴を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、撮像装置１００を被写体側から見た斜視図である。
【００２１】
同図に示すように、撮像装置１００は、変倍可能な屈曲撮像光学系を内包したレンズ鏡胴５０が図示の如く配置され、開口部５１より被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする不図示のレンズバリアが設けられている。
【００２２】
５２はフラッシュ発光窓であり、５３はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。５４はカード型の画像記録用メモリである。５５は電池であり、本撮像装置の各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ５４及び電池５５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。
【００２３】
撮像装置１００の上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段目の押し込み（スイッチＳ１のＯＮと称す）により撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段目の押し込み（スイッチＳ２のＯＮと称す）により撮影露光動作が行われる。５７はメインスイッチであり、撮像装置を動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ５７により動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ５７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。
【００２４】
撮像装置１００の背面には、ＬＣＤや有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部５８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンを行うズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部５８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。
【００２５】
また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。
【００２６】
なお、図１に示す撮像装置は、被写体側からみて、矩形状の外形の短辺方向にレンズ鏡胴５０を配置したものであるが、矩形状の外形の長辺方向にレンズ鏡胴５０を配置したものであってもよい。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係る撮像装置１００の概要を示すブロック図である。
【００２８】
同図に示すように、レンズ鏡胴５０内の撮像光学系４０は、第１モータ２０により所定のレンズ群が移動させられ変倍を行う。更に、レンズ鏡胴５０内には、図１に示すヨー方向及びピッチ方向の像移動を打ち消す方向に、撮像素子６を移動させる２つのアクチュエータ６１が設けられている。撮像素子６の移動は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐと第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。
【００２９】
また、アクチュエータ６１による撮像素子６の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われる。
【００３０】
アクチュエータ６１は、制御部３０により制御されたドライバ６３により駆動される。また、第１モータ２０も制御部３０により制御されたドライバ２２により駆動される。
【００３１】
揺れを検知する揺れ検出センサ６４は、レンズ鏡胴５０の揺れを検出する。具体的には、揺れ検出センサ６４Ｐは、ピッチ方向の角速度（詳細には、慣性角速度（対地角速度））を検出し、揺れ検出センサ６４Ｙは、ヨー方向の角速度を検出する。
【００３２】
揺れ検出センサ６４Ｐ、６４Ｙからの信号は、揺れ検出回路６５で増幅され且つフィルタリング処理が施され、「揺れ」を示す信号として検出され、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部３０に入力されるようになっている。
【００３３】
制御部３０では、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、ＲＯＭ８１に記憶された所定のソフトウェアプログラムが実行されて、各部の機能が実行される。例えば、制御出力部３５は、揺れ検出回路６５からの信号に基づいてピッチ方向及びヨー方向における現在角度を求め、この現在角度と目標角度との差を少なくするようなサーボ制御系の出力値を求める。即ち、揺れ検出回路６５により検出された揺れを抑制するように撮像素子６を面内変位駆動するための制御指令値を生成する。制御出力部３５は、生成した制御指令値をドライバ６３に出力する。
【００３４】
ドライバ６３は、制御指令値に基づいて第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ及び第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動する。これにより、撮像素子６は面内変位し、手振れが補正される。ピッチ方向位置センサ６２Ｐとヨー方向位置センサ６２Ｙは、アクチュエータ６１により面内変位駆動される撮像素子６の位置を検出し、撮像素子６の変位駆動をフィードバック制御するためのセンサである。
【００３５】
ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮像光学系４０の変倍時のズームポジション等の個体データに加え、手振れ補正の制御に関わる調整データが記憶される記憶手段である。
【００３６】
また、撮像装置１００には、撮像素子６により得られた画像を扱う処理部として信号処理部７１、Ａ／Ｄ変換部７２、画像処理部７３、及び画像メモリ７４が設けられている。撮像素子６により取得されたアナログ信号の画像は信号処理部７１を介してＡ／Ｄ変換部７２でＡ／Ｄ変換され画像処理部７３により所定の画像処理がなされた後、画像メモリ７４に一時的に格納される。画像メモリ７４に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード５４に記録されたり、所望の処理を行ってライブビュー表示用画像として画像表示部５８に表示される。
【００３７】
制御部３０には、十字キーボタン、ズーム操作ボタン、モード選択ダイアル、モード設定ボタン群等の操作スイッチ群１５０が接続され、使用者の操作により撮像装置１００が該操作に基づき動作するようになっている。
【００３８】
以下、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０及びその動作を詳しく説明する。
【００３９】
図３は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の一例を示す概略図である。同図（ａ）はレンズ鏡胴５０の断面図であり、同図（ｂ）は変倍時の各レンズ群のＷ（広角端）からＴ（望遠端）の間での移動線図である。
【００４０】
同図に示す、１は負の屈折力を有する第１レンズ群であり、第１レンズ群１は、光軸をＯＡとし被写体に向けて配置されたレンズ１１と光軸ＯＡを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム１２と、プリズム１２により折り曲げられた光軸ＯＢを光軸として配置されたレンズ１３により構成されている。この第１レンズ群１、主胴１０に固定されたレンズ群である。
【００４１】
２は正の屈折力を有する第２レンズ群であり、第２レンズ群鏡枠２ｋに組み込まれている。Ｓは絞り及びシャッタの少なくとも一方を有した、絞りシャッタユニットである。第２レンズ群２及び絞りシャッタユニットＳは、同図（ｂ）に示すように、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に第２レンズ群鏡枠２ｋと共に、一体的に移動する。
【００４２】
第２レンズ群２は、広角端時には第１レンズ群１と大きく離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第１レンズ群１に接近する方向に移動する。この第２レンズ群２の移動は、例えばステッピングモータ等により行われる。
【００４３】
３は正の屈折力を有する第３レンズ群であり、主胴１０に固定されている。この第３レンズ群３は、移動しないレンズ群である。
【００４４】
５は反射部材であるプリズムであり、プリズム５は斜面に反射面が施され、プリズムホルダ５ｈに組み込まれている。
【００４５】
６は赤外光カットフィルタやオプティカルローパスフィルタを積層した光学フィルタである。７は撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。光学フィルタ６及び撮像素子７は、プリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣ上に配置されている。
【００４６】
プリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣは、第１レンズ群１内に配置された反射部材であるプリズム１２による折り曲げ前の光軸ＯＡと平行な方向である。
【００４７】
光学フィルタ６及び撮像素子７は、図示の如く光軸ＯＢよりも被写体側に配置され、手振れ補正機構６０に組み付けられており、光学フィルタ６及び撮像素子７は、光軸ＯＣに直交する面内で一体的に移動して手振れ補正を行うようになっている。
【００４８】
また、プリズムホルダ５ｈには、ソレノイド８が設けられ、ソレノイド８により駆動されるプランジャー８ｐにより、手振れ補正機構６０を構成する一部の部材とプリズムホルダ５ｈを係合させたり、係合を解除することができるようになっている。同図（ａ）に示す例においては、ソレノイド８に通電がなされない場合は、付勢部材である引っ張りコイルバネ９により、プランジャー８ｐは手振れ補正機構６０を構成する一部の部材に係合する方向に付勢されている。ソレノイド８に通電がなされた場合には、引っ張りコイルバネ９の付勢力に抗してプランジャー８ｐは図示右方向に移動して係合が解除されるようになっている。
【００４９】
図４は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のプリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺を示す斜視図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。
【００５０】
同図に示す手振れ補正機構６０は、光学フィルタ６及び撮像素子７を一体的に保持する撮像素子保持ケース６６と、撮像素子保持ケース６６を光軸ＯＢと平行な方向に移動させる第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを保持する移動板６７と、移動板６７と撮像素子保持ケース６６を光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させる第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを保持する固定板６８で構成されている。固定板６８は、主胴１０に固定されている。
【００５１】
同図に示す第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙは圧電素子を積層したものである。
【００５２】
第１の駆動アクチュエータ６１Ｐは、一方の端部を錘６１ｗを介して移動板６７に固着されると共に、他方の端部にはシャフト６１ｓが固着されている。シャフト６１ｓは撮像素子保持ケース６６に形成された係合部６６ｆと摩擦係合している。第１の駆動アクチュエータ６１Ｐへの電圧印加の勾配を制御することで圧電素子の伸び方向と縮み方向での速度を変化させ、シャフト６１ｓと摩擦係合している撮像素子保持ケース６６を、光軸ＯＢに平行な方向に移動させるようになっている。
【００５３】
同様に、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙは、一方の端部を錘６１ｗを介して固定板６８に固着されると共に、他方の端部にはシャフト６１ｓが固着されている。シャフト６１ｓは移動板６７に形成された係合部６７ｆと摩擦係合している。第２の駆動アクチュエータ６１Ｙへの電圧印加の勾配を制御することで圧電素子の伸び方向と縮み方向での速度を変化させ、シャフト６１ｓと摩擦係合している移動板６７を、光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させるようになっている。
【００５４】
一方、プリズムホルダ５ｈに設けられたソレノイド８のプランジャー８ｐは、無給電状態では引っ張りコイルバネ９の付勢力により、撮像素子保持ケース６６に形成された長溝６６ｈと係合している。また、プリズムホルダ５ｈに形成された突起部５ｐは不図示の主胴に形成された光軸ＯＢに平行なガイド溝と係合されている。この係合した状態で、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを駆動すると、撮像素子保持ケース６６及びプリズムホルダ５ｈを一体的に光軸ＯＢ方向に移動させることができる。即ち、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６を係合させ、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを駆動することより、焦点調節を行うことができる。
【００５５】
また、ソレノイド８に給電し、引っ張りコイルバネ９の付勢力に抗してプランジャー８ｐを移動させ、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６の係合を解除し、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動することにより、光軸ＯＣに直交する面内で撮像素子７及び光学フィルタ６を一体的に移動させることで手振れ補正を行うことができる。
【００５６】
図５は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０を備えた撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の動作は撮影モード時に関わるものであるため、撮影モード時のみを示している。以下、フローに従い説明する。
【００５７】
まず、撮影モードであるか否か判断する（ステップＳ１０１）。撮影モードである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の１段目の押し込みである、スイッチＳ１のＯＮを待機する（ステップＳ１０２）。スイッチＳ１がＯＮされない状態（ステップＳ１０２；Ｎｏ）では、ステップＳ１０１とステップＳ１０２でループを構成し、スイッチＳ１がＯＮされる（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）と、撮影準備動作を行う（ステップＳ１０３）。
【００５８】
撮影準備動作とは、画像記録を行う撮影時の露光条件の決定（ＡＥ）と自動焦点調節（ＡＦ）である。本実施の形態におけるＡＦは、上述のように、反射部材であるプリズムを保持するプリズムホルダと撮像素子保持ケースとをプランジャーで係合させた状態で、手振れ補正に用いる第１の駆動アクチュエータを駆動し、フォーカシング（焦点調節）を行う。合焦位置の検出は、撮像素子出力を用いた公知の山登り法等が用いられる。
【００５９】
撮影準備動作が終了すると、再度スイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ１０４）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）はステップＳ１０２に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）は、レリーズ釦の２段目の押し込みである、スイッチＳ２のＯＮを待機する（ステップＳ１０５）。
【００６０】
スイッチＳ２がＯＮされる（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）と、ソレノイドを駆動し、プランジャーを移動させ、反射部材であるプリズムを保持するプリズムホルダと撮像素子保持ケースとの係合を解除する（ステップＳ１０６）。この後、撮影露光を開始する（ステップＳ１０７）。撮影露光の開始と同時もしくは開始直前より、第１の駆動アクチュエータ、第２の駆動アクチュエータを駆動し、光軸ＯＣに直交する面内で撮像素子及び光学フィルタを一体的に移動させて、手振れ補正動作を行う（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０３で決定された露光時間が経過すると撮影露光を終了させる（ステップＳ１０９）。この後、撮像素子出力に所定の処理を施した後、記録媒体である例えばメモリカードに画像を記録してステップＳ１０１に戻る。
【００６１】
なお、ステップＳ１０１において、使用者が操作スイッチ群１５０（図２参照）を用いて、他のモードを指定した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には、他の指定されたモードへ移行する（ステップＳ１２０）。
【００６２】
以上が、本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の動作である。
【００６３】
即ち、変倍時には、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６を係合させて、手振れ補正に用いる第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを用いてプリズム５、光学フィルタ６、撮像素子７を、図３（ｂ）、図６（ｂ）に示すＰの実線で示す無限遠に合焦する位置に移動させ、更に、撮影前には、同様に、図３（ｂ）、図６（ｂ）に示すＰの実線と破線で示す最至近距離との間を移動させることで、従来用いていた焦点調節の為のアクチュエータを設けることなく、被写体に対し焦点調節を行うことが可能となる。
【００６４】
また、撮影時には、プランジャー８ｐを移動させてプリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６との係合を解除し、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより、光学フィルタ６と撮像素子７を光軸ＯＣに直交する面内で移動させることで、手振れ補正を行わせることができる。
【００６５】
これにより、アクチュエータの削減ができ、薄型、小型で低コストのレンズ鏡胴を提供することが可能となる。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、プリズム１２が物体側の第１番目の反射部材に相当し、プリズム５が第ｎ番目の反射部材に相当する。またプリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣは、入射光軸ＯＡと平行な方向とし、撮像素子７をプリズム１２による折り曲げ後の光軸ＯＢよりも被写体側に配置し、アクチュエータを撮像素子の側面に配置することで、撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなう場合、最も被写体側のレンズ（図示ではレンズ１１）がレンズ鏡胴より突出している場合に、より厚みの薄い、長さの短いレンズ鏡胴を得ることができる。
【００６７】
図６は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の他の例を示す概略図である。同図（ａ）はレンズ鏡胴５０の断面図であり、同図（ｂ）は変倍時の各レンズ群のＷ（広角端）からＴ（望遠端）の間での移動線図である。
【００６８】
同図に示すレンズ鏡胴５０は、撮像光学系が正の屈折力を有する第１レンズ群１と、負の屈折力を有する第２レンズ群２と、正の屈折力を有する第３レンズ群３と、正の屈折力を有する第４レンズ群４で構成され、第４レンズ群４の後方に図４に示す機構を配置したものである。
【００６９】
第２レンズ群２と第４レンズ群４は、同図（ｂ）に示すように、広角端時には第３レンズ群３と離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第３レンズ群３に接近する方向に直線的に移動する。この第２レンズ群２及び第４レンズ群４の直線的な移動は、１個のステッピングモータにより回転させられる、それぞれ異なるリードを有するスクリューを用いることで行うことができる。
【００７０】
プリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺については、図４で説明したものと同様である。
【００７１】
図７は、プリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺のその他の例を示す斜視図である。同図については、図４に示した機構と異なる部分に付いてのみ説明する。
【００７２】
同図に示す手振れ補正機構６０は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙをステッピングモータとしたものである。
【００７３】
第１の駆動アクチュエータ６１Ｐであるステッピングモータにより回転させられるリードスクリュー６１ｒは、撮像素子保持ケース６６に形成された螺合部６６ｎと螺合している。第１の駆動アクチュエータ６１Ｐであるステッピングモータの回転方向及び回転量を制御することで、螺合している撮像素子保持ケース６６を、光軸ＯＢに平行な方向に移動させる。
【００７４】
第２の駆動アクチュエータ６１Ｙであるステッピングモータにより回転させられるリードスクリュー６１ｒは、移動板６７に形成された螺合部６７ｎと螺合している。第２の駆動アクチュエータ６１Ｙであるステッピングモータの回転方向及び回転量を制御することで、螺合している移動板６７を、光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させるようになっている。
【００７５】
このように、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙをステッピングモータとしても、上述の圧電素子を用いた場合と同様の動作及び効果を得ることができる。
【００７６】
なお、上記の実施の形態では、光軸を折り曲げる反射部材が２箇所に配置された例で説明したが、これに限るものでなく、３箇所に配置されたものであってもよい。
【００７７】
図８は、３箇所に反射部材が配置されたレンズ鏡胴５０を模式的に示す斜視図である。
【００７８】
同図に示すように、入射光軸ＯＡを折り曲げる反射面Ａ、反射面Ａによる折り曲げ後の光軸を更に入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げる反射面Ｂ、反射面Ｂによる折り曲げ後の光軸を、反射面Ｃにより折り曲げて入射光軸ＯＡと平行な方向ＯＤとし、撮像素子７を反射面Ｃによる折り曲げ後の光軸上に配置すればよく、これにより上記の効果を得ることができる。
【００７９】
即ち、撮像光学系内に反射部材がｎ箇所に配置された場合は、物体側から数えて第１番目の反射部材から最も像面側の第ｎ番目までの反射部材のうち、第（ｎ−１）番目の反射部材を、入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置し、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸が入射光軸と平行な方向とされていればよい。
【００８０】
また、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６との係合に、ソレノイドにより駆動されるプランジャーで係合させる例で説明したが、係合及び解除のできる機構であればこれに限るものでない。
【００８１】
また、図３、図６で示したレンズ鏡胴の断面においては、撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置した例で説明したが、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸を、入射光軸に平行で被写体と対向する方向に折り曲げ、撮像素子の撮像面を被写体に対向するよう配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施の形態に係る撮像装置の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る撮像装置の概要を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す概略図である。
【図４】本実施の形態に係るレンズ鏡胴のプリズムホルダ及び手振れ補正機構周辺を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るレンズ鏡胴の他の例を示す概略図である。
【図７】プリズムホルダ及び手振れ補正機構周辺のその他の例を示す斜視図である。
【図８】３箇所に反射部材が配置されたレンズ鏡胴を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
５ プリズム
５ｈ プリズムホルダ
６ 光学フィルタ
７ 撮像素子
８ ソレノイド
８ｐ プランジャー
９ 引っ張りコイルバネ
１０ 主胴
５０ レンズ鏡胴
６０ 手振れ補正機構
６１Ｐ 第１の駆動アクチュエータ
６１Ｙ 第２の駆動アクチュエータ
６６ 撮像素子保持ケース
６７ 移動板
６８ 固定板
１００ 撮像装置
ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系内に反射部材を有し、光軸を屈曲させた撮像光学系を有するレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系中に反射面を配置し、光軸を折り曲げた所謂屈曲光学系が実用化されており、撮像素子を用いた所謂デジタルカメラに搭載されている。このような屈曲光学系を備えた撮像装置として、標準姿勢の撮像装置を被写体側から見たときに、左右方向の略全幅にわたって配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、撮影時の手振れによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得る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、撮像光学系全体を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプの３種が知られている。
【０００４】
撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなうものとして、撮像素子に一方の端部が接続され撮像素子と共に移動するフレキシブルプリント基板側に他の電気部品を配設した撮像装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、屈曲光学系の像面に配置された撮像素子を移動させ、手振れ補正をおこなうものも知られている。
【特許文献１】特開２００４−２１９５１６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の屈曲光学系を搭載した撮像装置は、変倍してもレンズ鏡胴が突出せず、撮像装置の外形が変化せず薄型にできるという利点を有しているが、より小型化の要望は、留まることがない。
【０００７】
このような要望に対し、屈曲光学系の像面に配置された撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなうものの場合、撮像素子を移動させるためのアクチュエータ及び移動機構を撮像素子の背面に配置するとレンズ鏡胴を細くできるが、アクチュエータ及び移動機構の厚み分だけ、長さが長くなってしまう問題がある。一方、撮像素子を移動させるアクチュエータを撮像素子の側面に配置するとレンズ鏡胴が太くなってしまうという問題となる。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、屈曲光学系と、その像面に配置された撮像素子とを有し、該撮像素子を移動させて手振れ補正を行う、小型のレンズ鏡胴を提供す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．被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、該撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、第（ｎ−１）番目の反射部材は、前記入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、前記入射光軸と平行な方向であり、前記撮像素子を前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
【００１１】
２．前記撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置したことを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。
【００１２】
３．前記第ｎ番目の反射部材と前記撮像素子を、第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸と平行な方向に移動させて焦点調節を行うことを特徴とする１又は２に記載のレンズ鏡胴。
【００１３】
４．前記焦点調節は、前記手振れ補正に用いるアクチュエータを用いておこなうことを特徴とする１〜３のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
【００１４】
５．前記アクチュエータを前記撮像素子の側面に配置したことを特徴とする１〜４のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
【００１５】
６．前記撮像光学系は、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有することを特徴とする４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【００１６】
７．前記撮像光学系は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に直線的に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に直線的に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とを有することを特徴とする４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【００１７】
８．１〜７のいずれか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】
【００１８】
本発明によれば、屈曲光学系と、その像面に配置された撮像素子とを有し、該撮像素子を移動させて手振れ補正を行う、小型のレンズ鏡胴を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、撮像装置１００を被写体側から見た斜視図である。
【００２１】
同図に示すように、撮像装置１００は、変倍可能な屈曲撮像光学系を内包したレンズ鏡胴５０が図示の如く配置され、開口部５１より被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする不図示のレンズバリアが設けられている。
【００２２】
５２はフラッシュ発光窓であり、５３はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。５４はカード型の画像記録用メモリである。５５は電池であり、本撮像装置の各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ５４及び電池５５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。
【００２３】
撮像装置１００の上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段目の押し込み（スイッチＳ１のＯＮと称す）により撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段目の押し込み（スイッチＳ２のＯＮと称す）により撮影露光動作が行われる。５７はメインスイッチであり、撮像装置を動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ５７により動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ５７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。
【００２４】
撮像装置１００の背面には、ＬＣＤや有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部５８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンを行うズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部５８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。
【００２５】
また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。
【００２６】
なお、図１に示す撮像装置は、被写体側からみて、矩形状の外形の短辺方向にレンズ鏡胴５０を配置したものであるが、矩形状の外形の長辺方向にレンズ鏡胴５０を配置したものであってもよい。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係る撮像装置１００の概要を示すブロック図である。
【００２８】
同図に示すように、レンズ鏡胴５０内の撮像光学系４０は、第１モータ２０により所定のレンズ群が移動させられ変倍を行う。更に、レンズ鏡胴５０内には、図１に示すヨー方向及びピッチ方向の像移動を打ち消す方向に、撮像素子６を移動させる２つのアクチュエータ６１が設けられている。撮像素子６の移動は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐと第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。
【００２９】
また、アクチュエータ６１による撮像素子６の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われる。
【００３０】
アクチュエータ６１は、制御部３０により制御されたドライバ６３により駆動される。また、第１モータ２０も制御部３０により制御されたドライバ２２により駆動される。
【００３１】
揺れを検知する揺れ検出センサ６４は、レンズ鏡胴５０の揺れを検出する。具体的には、揺れ検出センサ６４Ｐは、ピッチ方向の角速度（詳細には、慣性角速度（対地角速度））を検出し、揺れ検出センサ６４Ｙは、ヨー方向の角速度を検出する。
【００３２】
揺れ検出センサ６４Ｐ、６４Ｙからの信号は、揺れ検出回路６５で増幅され且つフィルタリング処理が施され、「揺れ」を示す信号として検出され、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部３０に入力されるようになっている。
【００３３】
制御部３０では、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、ＲＯＭ８１に記憶された所定のソフトウェアプログラムが実行されて、各部の機能が実行される。例えば、制御出力部３５は、揺れ検出回路６５からの信号に基づいてピッチ方向及びヨー方向における現在角度を求め、この現在角度と目標角度との差を少なくするようなサーボ制御系の出力値を求める。即ち、揺れ検出回路６５により検出された揺れを抑制するように撮像素子６を面内変位駆動するための制御指令値を生成する。制御出力部３５は、生成した制御指令値をドライバ６３に出力する。
【００３４】
ドライバ６３は、制御指令値に基づいて第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ及び第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動する。これにより、撮像素子６は面内変位し、手振れが補正される。ピッチ方向位置センサ６２Ｐとヨー方向位置センサ６２Ｙは、アクチュエータ６１により面内変位駆動される撮像素子６の位置を検出し、撮像素子６の変位駆動をフィードバック制御するためのセンサである。
【００３５】
ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮像光学系４０の変倍時のズームポジション等の個体データに加え、手振れ補正の制御に関わる調整データが記憶される記憶手段である。
【００３６】
また、撮像装置１００には、撮像素子６により得られた画像を扱う処理部として信号処理部７１、Ａ／Ｄ変換部７２、画像処理部７３、及び画像メモリ７４が設けられている。撮像素子６により取得されたアナログ信号の画像は信号処理部７１を介してＡ／Ｄ変換部７２でＡ／Ｄ変換され画像処理部７３により所定の画像処理がなされた後、画像メモリ７４に一時的に格納される。画像メモリ７４に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード５４に記録されたり、所望の処理を行ってライブビュー表示用画像として画像表示部５８に表示される。
【００３７】
制御部３０には、十字キーボタン、ズーム操作ボタン、モード選択ダイアル、モード設定ボタン群等の操作スイッチ群１５０が接続され、使用者の操作により撮像装置１００が該操作に基づき動作するようになっている。
【００３８】
以下、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０及びその動作を詳しく説明する。
【００３９】
図３は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の一例を示す概略図である。同図（ａ）はレンズ鏡胴５０の断面図であり、同図（ｂ）は変倍時の各レンズ群のＷ（広角端）からＴ（望遠端）の間での移動線図である。
【００４０】
同図に示す、１は負の屈折力を有する第１レンズ群であり、第１レンズ群１は、光軸をＯＡとし被写体に向けて配置されたレンズ１１と光軸ＯＡを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム１２と、プリズム１２により折り曲げられた光軸ＯＢを光軸として配置されたレンズ１３により構成されている。この第１レンズ群１、主胴１０に固定されたレンズ群である。
【００４１】
２は正の屈折力を有する第２レンズ群であり、第２レンズ群鏡枠２ｋに組み込まれている。Ｓは絞り及びシャッタの少なくとも一方を有した、絞りシャッタユニットである。第２レンズ群２及び絞りシャッタユニットＳは、同図（ｂ）に示すように、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に第２レンズ群鏡枠２ｋと共に、一体的に移動する。
【００４２】
第２レンズ群２は、広角端時には第１レンズ群１と大きく離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第１レンズ群１に接近する方向に移動する。この第２レンズ群２の移動は、例えばステッピングモータ等により行われる。
【００４３】
３は正の屈折力を有する第３レンズ群であり、主胴１０に固定されている。この第３レンズ群３は、移動しないレンズ群である。
【００４４】
５は反射部材であるプリズムであり、プリズム５は斜面に反射面が施され、プリズムホルダ５ｈに組み込まれている。
【００４５】
６は赤外光カットフィルタやオプティカルローパスフィルタを積層した光学フィルタである。７は撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。光学フィルタ６及び撮像素子７は、プリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣ上に配置されている。
【００４６】
プリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣは、第１レンズ群１内に配置された反射部材であるプリズム１２による折り曲げ前の光軸ＯＡと平行な方向である。
【００４７】
光学フィルタ６及び撮像素子７は、図示の如く光軸ＯＢよりも被写体側に配置され、手振れ補正機構６０に組み付けられており、光学フィルタ６及び撮像素子７は、光軸ＯＣに直交する面内で一体的に移動して手振れ補正を行うようになっている。
【００４８】
また、プリズムホルダ５ｈには、ソレノイド８が設けられ、ソレノイド８により駆動されるプランジャー８ｐにより、手振れ補正機構６０を構成する一部の部材とプリズムホルダ５ｈを係合させたり、係合を解除することができるようになっている。同図（ａ）に示す例においては、ソレノイド８に通電がなされない場合は、付勢部材である引っ張りコイルバネ９により、プランジャー８ｐは手振れ補正機構６０を構成する一部の部材に係合する方向に付勢されている。ソレノイド８に通電がなされた場合には、引っ張りコイルバネ９の付勢力に抗してプランジャー８ｐは図示右方向に移動して係合が解除されるようになっている。
【００４９】
図４は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のプリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺を示す斜視図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。
【００５０】
同図に示す手振れ補正機構６０は、光学フィルタ６及び撮像素子７を一体的に保持する撮像素子保持ケース６６と、撮像素子保持ケース６６を光軸ＯＢと平行な方向に移動させる第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを保持する移動板６７と、移動板６７と撮像素子保持ケース６６を光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させる第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを保持する固定板６８で構成されている。固定板６８は、主胴１０に固定されている。
【００５１】
同図に示す第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙは圧電素子を積層したものである。
【００５２】
第１の駆動アクチュエータ６１Ｐは、一方の端部を錘６１ｗを介して移動板６７に固着されると共に、他方の端部にはシャフト６１ｓが固着されている。シャフト６１ｓは撮像素子保持ケース６６に形成された係合部６６ｆと摩擦係合している。第１の駆動アクチュエータ６１Ｐへの電圧印加の勾配を制御することで圧電素子の伸び方向と縮み方向での速度を変化させ、シャフト６１ｓと摩擦係合している撮像素子保持ケース６６を、光軸ＯＢに平行な方向に移動させるようになっている。
【００５３】
同様に、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙは、一方の端部を錘６１ｗを介して固定板６８に固着されると共に、他方の端部にはシャフト６１ｓが固着されている。シャフト６１ｓは移動板６７に形成された係合部６７ｆと摩擦係合している。第２の駆動アクチュエータ６１Ｙへの電圧印加の勾配を制御することで圧電素子の伸び方向と縮み方向での速度を変化させ、シャフト６１ｓと摩擦係合している移動板６７を、光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させるようになっている。
【００５４】
一方、プリズムホルダ５ｈに設けられたソレノイド８のプランジャー８ｐは、無給電状態では引っ張りコイルバネ９の付勢力により、撮像素子保持ケース６６に形成された長溝６６ｈと係合している。また、プリズムホルダ５ｈに形成された突起部５ｐは不図示の主胴に形成された光軸ＯＢに平行なガイド溝と係合されている。この係合した状態で、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを駆動すると、撮像素子保持ケース６６及びプリズムホルダ５ｈを一体的に光軸ＯＢ方向に移動させることができる。即ち、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６を係合させ、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを駆動することより、焦点調節を行うことができる。
【００５５】
また、ソレノイド８に給電し、引っ張りコイルバネ９の付勢力に抗してプランジャー８ｐを移動させ、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６の係合を解除し、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動することにより、光軸ＯＣに直交する面内で撮像素子７及び光学フィルタ６を一体的に移動させることで手振れ補正を行うことができる。
【００５６】
図５は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０を備えた撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の動作は撮影モード時に関わるものであるため、撮影モード時のみを示している。以下、フローに従い説明する。
【００５７】
まず、撮影モードであるか否か判断する（ステップＳ１０１）。撮影モードである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の１段目の押し込みである、スイッチＳ１のＯＮを待機する（ステップＳ１０２）。スイッチＳ１がＯＮされない状態（ステップＳ１０２；Ｎｏ）では、ステップＳ１０１とステップＳ１０２でループを構成し、スイッチＳ１がＯＮされる（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）と、撮影準備動作を行う（ステップＳ１０３）。
【００５８】
撮影準備動作とは、画像記録を行う撮影時の露光条件の決定（ＡＥ）と自動焦点調節（ＡＦ）である。本実施の形態におけるＡＦは、上述のように、反射部材であるプリズムを保持するプリズムホルダと撮像素子保持ケースとをプランジャーで係合させた状態で、手振れ補正に用いる第１の駆動アクチュエータを駆動し、フォーカシング（焦点調節）を行う。合焦位置の検出は、撮像素子出力を用いた公知の山登り法等が用いられる。
【００５９】
撮影準備動作が終了すると、再度スイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ１０４）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）はステップＳ１０２に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）は、レリーズ釦の２段目の押し込みである、スイッチＳ２のＯＮを待機する（ステップＳ１０５）。
【００６０】
スイッチＳ２がＯＮされる（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）と、ソレノイドを駆動し、プランジャーを移動させ、反射部材であるプリズムを保持するプリズムホルダと撮像素子保持ケースとの係合を解除する（ステップＳ１０６）。この後、撮影露光を開始する（ステップＳ１０７）。撮影露光の開始と同時もしくは開始直前より、第１の駆動アクチュエータ、第２の駆動アクチュエータを駆動し、光軸ＯＣに直交する面内で撮像素子及び光学フィルタを一体的に移動させて、手振れ補正動作を行う（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０３で決定された露光時間が経過すると撮影露光を終了させる（ステップＳ１０９）。この後、撮像素子出力に所定の処理を施した後、記録媒体である例えばメモリカードに画像を記録してステップＳ１０１に戻る。
【００６１】
なお、ステップＳ１０１において、使用者が操作スイッチ群１５０（図２参照）を用いて、他のモードを指定した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には、他の指定されたモードへ移行する（ステップＳ１２０）。
【００６２】
以上が、本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の動作である。
【００６３】
即ち、変倍時には、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６を係合させて、手振れ補正に用いる第１の駆動アクチュエータ６１Ｐを用いてプリズム５、光学フィルタ６、撮像素子７を、図３（ｂ）、図６（ｂ）に示すＰの実線で示す無限遠に合焦する位置に移動させ、更に、撮影前には、同様に、図３（ｂ）、図６（ｂ）に示すＰの実線と破線で示す最至近距離との間を移動させることで、従来用いていた焦点調節の為のアクチュエータを設けることなく、被写体に対し焦点調節を行うことが可能となる。
【００６４】
また、撮影時には、プランジャー８ｐを移動させてプリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６との係合を解除し、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより、光学フィルタ６と撮像素子７を光軸ＯＣに直交する面内で移動させることで、手振れ補正を行わせることができる。
【００６５】
これにより、アクチュエータの削減ができ、薄型、小型で低コストのレンズ鏡胴を提供することが可能となる。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、プリズム１２が物体側の第１番目の反射部材に相当し、プリズム５が第ｎ番目の反射部材に相当する。またプリズム５による折り曲げ後の光軸ＯＣは、入射光軸ＯＡと平行な方向とし、撮像素子７をプリズム１２による折り曲げ後の光軸ＯＢよりも被写体側に配置し、アクチュエータを撮像素子の側面に配置することで、撮像素子を移動させて手振れ補正をおこなう場合、最も被写体側のレンズ（図示ではレンズ１１）がレンズ鏡胴より突出している場合に、より厚みの薄い、長さの短いレンズ鏡胴を得ることができる。
【００６７】
図６は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の他の例を示す概略図である。同図（ａ）はレンズ鏡胴５０の断面図であり、同図（ｂ）は変倍時の各レンズ群のＷ（広角端）からＴ（望遠端）の間での移動線図である。
【００６８】
同図に示すレンズ鏡胴５０は、撮像光学系が正の屈折力を有する第１レンズ群１と、負の屈折力を有する第２レンズ群２と、正の屈折力を有する第３レンズ群３と、正の屈折力を有する第４レンズ群４で構成され、第４レンズ群４の後方に図４に示す機構を配置したものである。
【００６９】
第２レンズ群２と第４レンズ群４は、同図（ｂ）に示すように、広角端時には第３レンズ群３と離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第３レンズ群３に接近する方向に直線的に移動する。この第２レンズ群２及び第４レンズ群４の直線的な移動は、１個のステッピングモータにより回転させられる、それぞれ異なるリードを有するスクリューを用いることで行うことができる。
【００７０】
プリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺については、図４で説明したものと同様である。
【００７１】
図７は、プリズムホルダ５ｈ及び手振れ補正機構６０周辺のその他の例を示す斜視図である。同図については、図４に示した機構と異なる部分に付いてのみ説明する。
【００７２】
同図に示す手振れ補正機構６０は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙをステッピングモータとしたものである。
【００７３】
第１の駆動アクチュエータ６１Ｐであるステッピングモータにより回転させられるリードスクリュー６１ｒは、撮像素子保持ケース６６に形成された螺合部６６ｎと螺合している。第１の駆動アクチュエータ６１Ｐであるステッピングモータの回転方向及び回転量を制御することで、螺合している撮像素子保持ケース６６を、光軸ＯＢに平行な方向に移動させる。
【００７４】
第２の駆動アクチュエータ６１Ｙであるステッピングモータにより回転させられるリードスクリュー６１ｒは、移動板６７に形成された螺合部６７ｎと螺合している。第２の駆動アクチュエータ６１Ｙであるステッピングモータの回転方向及び回転量を制御することで、螺合している移動板６７を、光軸ＯＣ、ＯＢに直交する方向に移動させるようになっている。
【００７５】
このように、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ６１Ｙをステッピングモータとしても、上述の圧電素子を用いた場合と同様の動作及び効果を得ることができる。
【００７６】
なお、上記の実施の形態では、光軸を折り曲げる反射部材が２箇所に配置された例で説明したが、これに限るものでなく、３箇所に配置されたものであってもよい。
【００７７】
図８は、３箇所に反射部材が配置されたレンズ鏡胴５０を模式的に示す斜視図である。
【００７８】
同図に示すように、入射光軸ＯＡを折り曲げる反射面Ａ、反射面Ａによる折り曲げ後の光軸を更に入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げる反射面Ｂ、反射面Ｂによる折り曲げ後の光軸を、反射面Ｃにより折り曲げて入射光軸ＯＡと平行な方向ＯＤとし、撮像素子７を反射面Ｃによる折り曲げ後の光軸上に配置すればよく、これにより上記の効果を得ることができる。
【００７９】
即ち、撮像光学系内に反射部材がｎ箇所に配置された場合は、物体側から数えて第１番目の反射部材から最も像面側の第ｎ番目までの反射部材のうち、第（ｎ−１）番目の反射部材を、入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置し、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸が入射光軸と平行な方向とされていればよい。
【００８０】
また、プリズムホルダ５ｈと撮像素子保持ケース６６との係合に、ソレノイドにより駆動されるプランジャーで係合させる例で説明したが、係合及び解除のできる機構であればこれに限るものでない。
【００８１】
また、図３、図６で示したレンズ鏡胴の断面においては、撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置した例で説明したが、第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸を、入射光軸に平行で被写体と対向する方向に折り曲げ、撮像素子の撮像面を被写体に対向するよう配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施の形態に係る撮像装置の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る撮像装置の概要を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す概略図である。
【図４】本実施の形態に係るレンズ鏡胴のプリズムホルダ及び手振れ補正機構周辺を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るレンズ鏡胴の他の例を示す概略図である。
【図７】プリズムホルダ及び手振れ補正機構周辺のその他の例を示す斜視図である。
【図８】３箇所に反射部材が配置されたレンズ鏡胴を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
５ プリズム
５ｈ プリズムホルダ
６ 光学フィルタ
７ 撮像素子
８ ソレノイド
８ｐ プランジャー
９ 引っ張りコイルバネ
１０ 主胴
５０ レンズ鏡胴
６０ 手振れ補正機構
６１Ｐ 第１の駆動アクチュエータ
６１Ｙ 第２の駆動アクチュエータ
６６ 撮像素子保持ケース
６７ 移動板
６８ 固定板
１００ 撮像装置
ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、該撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、
第（ｎ−１）番目の反射部材は、前記入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、前記入射光軸と平行な方向であり、前記撮像素子を前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】
前記撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記第ｎ番目の反射部材と前記撮像素子を、第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸と平行な方向に移動させて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記焦点調節は、前記手振れ補正に用いるアクチュエータを用いておこなうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項５】
前記アクチュエータを前記撮像素子の側面に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項６】
前記撮像光学系は、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【請求項７】
前記撮像光学系は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に直線的に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に直線的に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項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。
【請求項１】
被写体光を導く複数のレンズを有する撮像光学系と、該撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系に入射する入射光軸を折り曲げるための物体側から数えて第１番目の反射部材と、最も像面側に配置された第ｎ番目の反射部材と、を有し、
第（ｎ−１）番目の反射部材は、前記入射光軸に対し垂直な面内の方向に折り曲げるよう配置され、前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸は、前記入射光軸と平行な方向であり、前記撮像素子を前記第ｎ番目の反射部材による折り曲げ後の光軸に垂直な面内で移動させて手振れ補正を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】
前記撮像素子を第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸よりも被写体側に配置したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記第ｎ番目の反射部材と前記撮像素子を、第（ｎ−１）番目の反射部材による折り曲げ後の光軸と平行な方向に移動させて焦点調節を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記焦点調節は、前記手振れ補正に用いるアクチュエータを用いておこなうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項５】
前記アクチュエータを前記撮像素子の側面に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項６】
前記撮像光学系は、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【請求項７】
前記撮像光学系は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に直線的に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に直線的に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡胴。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２６８７００（Ｐ２００８−２６８７００Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３９３５（Ｐ２００７−１１３９３５）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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