[go: up one dir, main page]

JP2013190705A - Aperture blade driving device - Google Patents

Aperture blade driving device Download PDF

Info

Publication number
JP2013190705A
JP2013190705A JP2012058061A JP2012058061A JP2013190705A JP 2013190705 A JP2013190705 A JP 2013190705A JP 2012058061 A JP2012058061 A JP 2012058061A JP 2012058061 A JP2012058061 A JP 2012058061A JP 2013190705 A JP2013190705 A JP 2013190705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
driving wheel
driving
optical axis
hall element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012058061A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Haruyama
哲也 春山
Yusuke Kitada
祐介 北田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PS-TOKKI Inc
Original Assignee
PS-TOKKI Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PS-TOKKI Inc filed Critical PS-TOKKI Inc
Priority to JP2012058061A priority Critical patent/JP2013190705A/en
Publication of JP2013190705A publication Critical patent/JP2013190705A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Diaphragms For Cameras (AREA)

Abstract

【課題】従来よりも薄型化が可能でかつ有効回動範囲を広くできるとともに、交換レンズに搭載可能なレンズ絞り駆動装置を提供する。
【解決手段】固定枠21と穴座22を有する円盤状のケーシング2と、ケーシング2内に設けられた複数の絞り羽根3と、各絞り羽根を光軸周りに回転させる動輪4と、動輪4を直接的に駆動するVCM5とを備え、VCM5は、所定間隔をおいて対向する一対の平板状ヨークと、厚さ方向に磁化され、平板状ヨークの少なくとも一方に固着された、希土類焼結磁石からなる平板状の駆動マグネット53a、53bと、光軸と直交する面内で駆動マグネット53a、53bに対して相対移動可能に支持される偏平な空芯コイル54とを有するとともに、動輪4は円周方向に沿って20°以上回動するように駆動される。
【選択図】図1
Provided is a lens diaphragm driving device that can be made thinner and wider in the effective rotation range and can be mounted on an interchangeable lens.
A disk-shaped casing 2 having a fixed frame 21 and a hole seat 22, a plurality of diaphragm blades 3 provided in the casing 2, a driving wheel 4 for rotating each diaphragm blade around an optical axis, and a driving wheel 4 A rare earth sintered magnet that is magnetized in the thickness direction and is fixed to at least one of the flat yokes. And a flat air-core coil 54 supported so as to be movable relative to the drive magnets 53a and 53b in a plane orthogonal to the optical axis. It is driven to rotate by 20 ° or more along the circumferential direction.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、複数の絞り羽根を駆動して、光量を調整する絞り羽根駆動装置に関する。 The present invention relates to a diaphragm blade drive device that drives a plurality of diaphragm blades to adjust the amount of light.

デジタルスチルカメラあるいはビデオカメラ等の撮像用光学機器では、撮像レンズの光量を調整するために、複数枚の絞り羽根をモータにより駆動して開口径を変化させることが行われている。従来からこの種光量調節装置においては、絞り羽根の駆動源としてステッピングモータを使用し、モータの回転を、歯車減速機構を介して回転部材(矢車又は動輪と称される。)に伝達することが一般的である。例えば特許文献1(特開平6−95205号公報)には、ステッピングモータの出力軸にピニオンギアが取り付けられた駆動ユニットが例えばレンズ枠に固定され、ピニオンギアと噛み合う駆動ギアが側面に取付けられた動輪が回転される。動輪の表面には、複数の遮光部材(アパーチャ又は羽根)が装着され、動輪の裏面には、カム溝が形成された板が設けられており、動輪の回転により各アパーチャーがカム溝に沿って光軸側方向に動きしかも全てのアパーチャーが同じ軌跡で動くので、光軸上で略円形の開口が形成されて、遮光部分の面積を変化させることにより、光量の調整が行われることが開示されている。この絞り制御装置では、絞り羽根の位置を検出するために、フォトインタラプタを使用し、回転初期位置をフォトインタラプタのONをトリガーとすることにより、ステッピングモータのステップ数に応じた回転角度の調整が行われる(特許文献1の図4参照)。   In an imaging optical device such as a digital still camera or a video camera, in order to adjust the light quantity of an imaging lens, a plurality of aperture blades are driven by a motor to change the aperture diameter. Conventionally, in this kind of light quantity adjusting device, a stepping motor is used as a drive source for the diaphragm blades, and the rotation of the motor is transmitted to a rotating member (referred to as an arrow wheel or a driving wheel) through a gear reduction mechanism. It is common. For example, in Patent Document 1 (JP-A-6-95205), a drive unit having a pinion gear attached to an output shaft of a stepping motor is fixed to, for example, a lens frame, and a drive gear that meshes with the pinion gear is attached to a side surface. The driving wheel is rotated. A plurality of light shielding members (apertures or blades) are mounted on the surface of the driving wheel, and a plate having a cam groove is provided on the back surface of the driving wheel, and each aperture is moved along the cam groove by the rotation of the driving wheel. Since all the apertures move along the same axis in the direction of the optical axis, it is disclosed that a substantially circular opening is formed on the optical axis, and the amount of light is adjusted by changing the area of the light shielding part. ing. In this aperture control device, a photo interrupter is used to detect the position of the aperture blade, and the rotation angle is adjusted according to the number of steps of the stepping motor by using the photo interrupter as a trigger for the initial rotation position. (See FIG. 4 of Patent Document 1).

上記のようにステッピングモータを使用することにより、広い範囲に亘ってかつ確実に開口面積を変化できるので、信頼性の高い光量調整を行えるという利点はあるが、次のような問題点が存在する。
(1)円盤状の絞りユニットに対して、ステッピングモータだけが突出した形状になるので、絞りユニット以外の部分でこの突出した部分を逃がす構造にする必要があり、設計の自由度が低下する。
(2)デジタルカメラの機能には、動画撮影(録画)モードも採用されているので、静音化が要求されるが、ステッピングモータの動作音と、ギアの噛み合い音が発生して、静音化の妨げになる。
(3)ステッピングモータの回転は、直接動輪に伝達されず、ギアを介して伝達されるので、ギアのバックラッシュが存在することから、繰り返し動作を行うと、再現性が低下することがある。
(4)絞りの開口面積の分解能は、ステッピングモータの基本ステップ角とギア比で定まるので、分解能の設定範囲が制約を受ける。
By using a stepping motor as described above, the opening area can be reliably changed over a wide range, so there is an advantage that the light amount can be adjusted with high reliability, but there are the following problems. .
(1) Since only the stepping motor protrudes from the disk-shaped aperture unit, it is necessary to have a structure in which the protruding portion is allowed to escape at a portion other than the aperture unit, and the degree of freedom in design is reduced.
(2) Since the video camera (recording) mode is also adopted as the function of the digital camera, noise reduction is required. However, the operation sound of the stepping motor and the gear meshing sound are generated, and the noise reduction is achieved. Hinder.
(3) Since the rotation of the stepping motor is not transmitted directly to the driving wheel, but is transmitted via the gear, there is a gear backlash, and therefore repetitive operation may reduce the reproducibility.
(4) Since the resolution of the aperture area of the diaphragm is determined by the basic step angle and gear ratio of the stepping motor, the resolution setting range is restricted.

また、絞り羽根の駆動手段として、ステッピングモータの代わりに、永久磁石式モータを使用することも提案されている。例えば特許文献2(特開昭54−99424号)には、光軸と直交する面内に光軸を中心に巻回された2個の固定コイルと、夫々光軸から等距離の位置に回動中心に持ち等間隔に配置された複数個の永久磁石回転子とからなり、永久磁石回転子の光軸と平行な磁束と、固定コイルに流される電流との電磁作用によって夫々の永久磁石回転子を回動させることにより、シャッター羽根または絞り羽根を、直接もしくは間接的に駆動するようにしたカメラ用電磁装置が開示されている。しかしこの電磁装置では、構造が複雑化し、さらに薄型化が困難である。   In addition, it has been proposed to use a permanent magnet motor instead of a stepping motor as a driving means for the diaphragm blades. For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-99424), two stationary coils wound around an optical axis in a plane orthogonal to the optical axis, and rotated at positions equidistant from the optical axis, respectively. Each permanent magnet rotation consists of a plurality of permanent magnet rotors that are held at equal intervals in the center of movement, and is caused by the electromagnetic action of the magnetic flux parallel to the optical axis of the permanent magnet rotor and the current flowing in the fixed coil. An electromagnetic device for a camera is disclosed in which a shutter blade or a diaphragm blade is driven directly or indirectly by rotating a child. However, this electromagnetic device has a complicated structure and is difficult to reduce in thickness.

そこで絞り装置の薄型化を図るために、動輪の駆動手段としてボイスコイルモータ(VCM)とも称される電磁アクチュエータを使用し、しかも歯車伝達機構を省略して、動輪を電磁アクチュエータで直接駆動することが提案されている。例えば特許文献3(特開2006−217686号公報)には、ビデオカメラ用光学フィルタ駆動装置、露光用開口部を羽根で開閉するシャッター装置、あるいは露光用の開口部の開度を羽根で絞り調節する絞り装置等の駆動源として、可動磁石型の電磁アクチュエータを使用することが開示されている。この電磁アクチュエータは、ハウジングと、永久磁石及び出力レバーを有し揺動軸(出力レバー軸)を中心に揺動自在に支持された可動子と、励磁用のコイルを含む固定子とを有する。可動子は、揺動平面と平行で厚さ方向に着磁されかつ揺動軸の周方向に並ぶ4つの磁区に区画され、4つの磁区の着磁方向は交互に逆極性となるよう設定された平板状の永久磁石の板面の中心に揺動軸を配した構成を有する。コイルは永久磁石の板面と対面するよう平面状に巻回され、互いに略平行で逆向きに電流が流れる2つの直線部を有した空芯コイルであり、直線部を、主として永久磁石の板面と対面させつつ揺動軸を挟んで対向させ、且つ、隣接する2つの磁区を横切る方向に向けて配置されている。 Therefore, in order to reduce the thickness of the diaphragm device, an electromagnetic actuator, also called a voice coil motor (VCM), is used as a driving means for the driving wheel, and the gear transmission mechanism is omitted and the driving wheel is directly driven by the electromagnetic actuator. Has been proposed. For example, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-217686), an optical filter driving device for a video camera, a shutter device that opens and closes an opening for exposure with a blade, or an aperture adjustment of the opening for exposure is adjusted with a blade. It is disclosed that a movable magnet type electromagnetic actuator is used as a drive source for a diaphragm device or the like. This electromagnetic actuator has a housing, a mover having a permanent magnet and an output lever, and supported so as to be swingable around a swing shaft (output lever shaft), and a stator including a coil for excitation. The mover is divided into four magnetic domains parallel to the oscillating plane and magnetized in the thickness direction and arranged in the circumferential direction of the oscillating shaft, and the magnetization directions of the four magnetic domains are set to have opposite polarities alternately. The plate-shaped permanent magnet has a configuration in which a swing shaft is arranged at the center of the plate surface. The coil is an air-core coil that is wound in a flat shape so as to face the plate surface of the permanent magnet, and has two linear portions that are substantially parallel to each other and flow in opposite directions. While facing the surface, they are opposed to each other with the rocking shaft interposed therebetween, and are arranged in a direction crossing two adjacent magnetic domains.

この他にも、特許文献4(特開2007−183304号公報)には、光束を通過可能とする開口面積を変更して光束の光量を調整する遮光羽根と、電磁コイルおよび磁束を発生させ電磁コイルに通流される電流と磁束との相互作用による電磁力によって電磁コイルに対して移動し、遮光羽根に接続して遮光羽根を移動させる永久磁石を有する電磁アクチュエータと、永久磁石の磁場の強さに応じて所定の電圧を出力するホール素子、および所定の補正パラメータを取得し補正パラメータに基づいて磁気素子の出力特性を補正する出力特性補正部を有する位置センサと、を備える光学絞り装置が開示されている。   In addition to this, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-183304) discloses a light-shielding blade that adjusts the amount of light beam by changing an opening area that allows the light beam to pass through, an electromagnetic coil, and a magnetic flux that generates electromagnetic waves. An electromagnetic actuator having a permanent magnet that moves relative to the electromagnetic coil by electromagnetic force due to the interaction between the current passed through the coil and the magnetic flux and is connected to the light shielding blade to move the light shielding blade, and the strength of the magnetic field of the permanent magnet And a position sensor having an output characteristic correction unit that acquires a predetermined correction parameter and corrects the output characteristic of the magnetic element based on the correction parameter is disclosed. Has been.

特開平6−95205号公報JP-A-6-95205 特開昭54−99424号公報JP 54-99424 A 特開2006−217686号公報JP 2006-217686 A 特開2007−183304号公報JP 2007-183304 A

上述した特許文献3及び4に記載された絞り装置では、絞り羽根を直接電磁アクチュエータ(可動磁石形VCM)で駆動するので、絞り羽根の駆動手段としてステッピングモータを使用した場合の問題点{前述した(1)〜(4)}を解消することができる。しかしながら、位置センサ(ホール素子)から出力される直流電圧の直進性が良好な範囲は、回転角度に換算すると、5°程度までに過ぎず、直進性の良好な範囲に於いてホール出力電圧に比例するようにVCMで回転させて絞り径を可変する制御方式で絞り羽根を駆動する場合は、絞り開閉範囲が制約されるといった別の問題が発生する。 In the diaphragm devices described in Patent Documents 3 and 4 described above, the diaphragm blades are directly driven by an electromagnetic actuator (movable magnet type VCM), so that there is a problem when a stepping motor is used as the diaphragm blade drive means {described above (1) to (4)} can be solved. However, the range in which the DC voltage output from the position sensor (Hall element) has good linearity is only about 5 ° in terms of the rotation angle, and the Hall output voltage is within the range with good linearity. When the diaphragm blades are driven by a control method in which the diaphragm diameter is varied by being rotated by the VCM so as to be proportional, another problem that the diaphragm opening / closing range is restricted occurs.

従って、本発明の目的は、従来よりも薄型化が可能でかつ有効回動範囲を広くできるとともに、交換レンズに搭載可能なレンズ絞り駆動装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a lens diaphragm driving device that can be made thinner and wider in the effective rotation range than the conventional one and can be mounted on an interchangeable lens.

上記目的を達成するために、本発明のレンズ絞り駆動装置は、
光軸を中心とする円孔を有する円盤状のケーシングと、前記ケーシングの内部に、複数の絞り羽根と、前記各絞り羽根を光軸周りに回転させる動輪と、前記動輪を直接的に駆動する動輪駆動手段と、前記動輪駆動手段の位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記動輪駆動手段は、所定間隔をおいて対向する一対の平板状ヨークと、厚さ方向に磁化され、前記平板状ヨークの少なくとも一方に固着された、希土類焼結磁石からなる駆動マグネットと、光軸と直交する面内で前記駆動マグネットに対して相対移動可能に支持される偏平な空芯コイルとを有するとともに、前記動輪は円周方向に沿って20°以上回動するように駆動され、
前記位置検出手段は、動輪に固定されたセンサマグネットとこのセンサマグネットに対向して前記ベース部材に固定された磁界検出素子を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the lens aperture driving device of the present invention comprises:
A disk-shaped casing having a circular hole centered on the optical axis, a plurality of diaphragm blades inside the casing, a moving wheel that rotates each diaphragm blade around the optical axis, and the driving wheel is directly driven. A driving wheel driving means, and a position detection means for detecting the position of the driving wheel driving means,
The driving wheel driving means includes a pair of flat yokes facing each other at a predetermined interval, a driving magnet made of a rare earth sintered magnet magnetized in the thickness direction and fixed to at least one of the flat yokes, A flat air-core coil supported so as to be relatively movable with respect to the drive magnet in a plane orthogonal to the axis, and the driving wheel is driven to rotate by 20 ° or more along the circumferential direction,
The position detecting means includes a sensor magnet fixed to the driving wheel and a magnetic field detecting element fixed to the base member so as to face the sensor magnet.

本発明において、前記位置検出手段は、前記ケーシングに固定されるホール素子を有し、前記センサマグネットは、厚さ方向に磁化されかつ異極性の磁極が隣接するように配置された直方体形状を有する一対のセンサマグネットであり、かつ、両マグネットの一端から境界に向って前記磁界検出素子と対向するギャップが連続的に増加するように配置することが好ましい。   In the present invention, the position detecting means has a Hall element fixed to the casing, and the sensor magnet has a rectangular parallelepiped shape that is magnetized in the thickness direction and arranged so that different polarity magnetic poles are adjacent to each other. The pair of sensor magnets is preferably arranged so that a gap facing the magnetic field detection element continuously increases from one end of both magnets toward the boundary.

本発明において、前記各センサマグネットは、前記ホール素子の感磁面と平行な直線に対して検出用磁極面が10°〜30°の角度範囲だけ傾いて設置されることが好ましい。   In the present invention, each of the sensor magnets is preferably installed such that the detection magnetic pole surface is inclined by an angle range of 10 ° to 30 ° with respect to a straight line parallel to the magnetic sensing surface of the Hall element.

本発明において、前記センサマグネットは、光軸方向から見て、長手方向の稜線が光軸を中心とする円に接するように配置されていることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the sensor magnet is disposed so that a ridge line in the longitudinal direction is in contact with a circle centered on the optical axis when viewed from the optical axis direction.

本発明において、前記ヨークの一方は、駆動マグネットとの間に円周方向に沿って磁気吸引力を発生するように配置されていることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that one of the yokes is disposed so as to generate a magnetic attractive force along the circumferential direction between the yoke and the drive magnet.

本発明によれば、絞りユニットの薄型化と静音化並びに部品点数の削減が可能であり、モータの分解能が制限されず、さらに絞り開閉範囲を広げることができるので、極めて高い実用性を有する。   According to the present invention, the diaphragm unit can be made thinner and quieter, and the number of parts can be reduced, the resolution of the motor is not limited, and the diaphragm opening / closing range can be further expanded, so that it has extremely high practicality.

本発明の実施の形態に係わるレンズ絞り駆動装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the lens aperture drive device concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係わる穴座を除いたレンズ絞り駆動装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the lens aperture drive device except the hole seat concerning embodiment of this invention. 図2の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG. 2. 本発明の実施の形態に係わるレンズ絞り駆動装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the lens aperture drive device concerning embodiment of this invention. 図4の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG. 4. 図5のレンズ絞り駆動装置をA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the lens aperture drive device of FIG. 5 by the AA line. 図2に示すレンズ絞り駆動装置の位置検出部材をB方向から見た矢視図である。FIG. 3 is an arrow view of the position detection member of the lens aperture driving device shown in FIG. 2 as viewed from the B direction. 図3に示す絞り羽根が全閉した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which the aperture blade shown in FIG. 3 fully closed. 図3に示す絞り羽根が全開した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which the aperture blade shown in FIG. 3 opened fully. 本発明の実施の形態に係わる位置検出装置の信号処理回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal processing circuit of the position detection apparatus concerning embodiment of this invention. 図1に示すホール素子の表面における磁束密度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of magnetic flux density distribution in the surface of the Hall element shown in FIG.

以下本発明の詳細を添付図面により説明する。なお、以下の説明で同一機能部分は同一の参照符号で示す。   Details of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same functional parts are denoted by the same reference numerals.

<全体構成>
レンズ絞り駆動装置1は、図1及び図2〜5に示すように、固定枠21と穴座22を組み合せて形成され、光軸Z(図4、図5及び図6参照)を中心とする円孔220を有する円盤状のケーシング2の内部に、複数枚の絞り羽根3と、これらの絞り羽根を開閉するために、光軸を中心にして所定の角度範囲で往復回転する動輪4と、動輪駆動手段であるボイスコイルモータ(以下「VCM」という。)5と、動輪4の回転位置を検出する位置検出部材6が収容された構造を有する。このレンズ絞り駆動装置1の各部の構成は次の通りである。
<Overall configuration>
As shown in FIGS. 1 and 2 to 5, the lens aperture driving device 1 is formed by combining a fixed frame 21 and a hole seat 22, and has an optical axis Z (see FIGS. 4, 5, and 6) as a center. Inside the disc-shaped casing 2 having a circular hole 220, a plurality of diaphragm blades 3, and a driving wheel 4 reciprocatingly rotated within a predetermined angular range around the optical axis in order to open and close these diaphragm blades, It has a structure in which a voice coil motor (hereinafter referred to as “VCM”) 5 that is a driving wheel driving means and a position detection member 6 that detects the rotational position of the driving wheel 4 are housed. The configuration of each part of the lens aperture driving device 1 is as follows.

[ケーシング]
固定枠21は、内径側にリング状の支持部210を有し、外周側に円周方向に沿って、例えば等角度間隔で設けられた複数(例えば3個)の段部212を有するとともに、所定位置に扇形のヨーク保持孔211を有する略円板状部材である。穴座枠22は、円孔220を有し、外周側に外環部221を有し、絞り羽根側の面には絞り羽根の支持軸31が嵌合される穴(図示せず)が絞り羽根枚数と同じ数だけかつ光軸Zを中心とする同心円上に設けられており、穴座端面に円周方向に沿って、例えば等角度間隔で設けられた複数(例えば3個)の突起部222を有する略円板状部材である。固定枠21に後述の各部品を組み付けた後、この穴座枠22の突起部222の先端を固定枠21の段部に嵌め込み、固定枠21と結合することによりケーシング2が形成されて、レンズ絞り駆動装置1が組立てられる。
[casing]
The fixed frame 21 has a ring-shaped support portion 210 on the inner diameter side, and a plurality of (for example, three) step portions 212 provided at equal angular intervals on the outer peripheral side along the circumferential direction, for example. This is a substantially disk-shaped member having a fan-shaped yoke holding hole 211 at a predetermined position. The hole seat frame 22 has a circular hole 220, an outer ring portion 221 on the outer peripheral side, and a hole (not shown) in which the support shaft 31 of the diaphragm blade is fitted on the diaphragm blade side surface. A plurality of (for example, three) protrusions provided on the concentric circles having the same number as the number of blades and centered on the optical axis Z, and provided, for example, at equiangular intervals along the circumferential direction of the hole seat end surface This is a substantially disk-shaped member having 222. After assembling each component to be described later on the fixed frame 21, the tip of the projection 222 of the hole seat frame 22 is fitted into the stepped portion of the fixed frame 21, and the casing 2 is formed by coupling with the fixed frame 21. The aperture driving device 1 is assembled.

[絞り羽根]
絞り羽根3は、3枚以上(本実施の形態では、例えば7枚)の羽根が同時に同方向に回転することにより、常に、光軸を中心にした円形に近い絞り口径が得られるようにした形状を有するものが使用される。各絞り羽根3は、支持軸31と案内ピン32を有し、各支持軸31は、穴座枠2に軸支されて動輪4の回転方向と同方向に回転可能とされるとともに、円形に近い絞り口径が得られるようにするために、動輪4には円弧形状を有するカム溝40が刻設されて、そこに案内ピン32が差し込まれる。動輪4は絞り口径の最大口径を規制するために、光軸を中心にした円形の開口部40を有している。
[Aperture blade]
The diaphragm blades 3 can always obtain a diaphragm aperture close to a circle centered on the optical axis by simultaneously rotating three or more blades (for example, seven in this embodiment) in the same direction at the same time. Those having a shape are used. Each diaphragm blade 3 has a support shaft 31 and a guide pin 32. Each support shaft 31 is pivotally supported by the hole seat frame 2 so as to be rotatable in the same direction as the rotation direction of the moving wheel 4, and is circular. In order to obtain a close aperture diameter, a cam groove 40 having an arc shape is formed in the moving wheel 4, and a guide pin 32 is inserted therein. The moving wheel 4 has a circular opening 40 centered on the optical axis in order to regulate the maximum aperture diameter.

[動輪]
動輪4は、円環状の摺動部41が、固定枠21の支持部210に装着され、支持部210の外周面に沿って回転可能に支持される。動輪4には直接VCM5の磁気回路部材50(バックヨーク51及び駆動マグネット53a、53b)が取り付けられているので、図3において、VCM5の磁気回路部材51を所定方向(例えば反時計方向)へ回転させると、動輪4も同方向(反時計方向)に回転し、各絞り羽根3は支持軸31を支点にして反時計方向に回転する。
[Driving wheel]
In the driving wheel 4, an annular sliding portion 41 is attached to the support portion 210 of the fixed frame 21, and is supported rotatably along the outer peripheral surface of the support portion 210. Since the magnetic circuit member 50 (back yoke 51 and drive magnets 53a and 53b) of the VCM 5 is directly attached to the driving wheel 4, the magnetic circuit member 51 of the VCM 5 is rotated in a predetermined direction (for example, counterclockwise) in FIG. As a result, the moving wheel 4 also rotates in the same direction (counterclockwise), and each diaphragm blade 3 rotates counterclockwise with the support shaft 31 as a fulcrum.

[VCM]
(構成)
VCM5は、図6も参照すると、動輪4を駆動する磁気回路部材50と、磁気回路部材50内に配置される空心コイル54と、磁気回路部材50の位置を検出する位置検出部材6を備えている。磁気回路部材50は、固定枠21に固着されたアークセグメント形状の固定ヨーク52と、動輪4に固着されたアークセグメント形状のバックヨーク51からなる一対のヨーク部材と、厚さ方向に磁化され、バックヨーク51に固着された一対の平板状のマグネット53a、53bを有する。動輪4の固定枠21に対向する側の面には、規制部材42a、42bが固定されており、これらの規制部材間にバックヨーク51が固定される。駆動マグネット53a、53bは、光軸と直交する平面で異極性の磁極が隣接するように配置されており、一対のヨーク間に一方のヨークから他方のヨークに向う磁束が発生する。固定枠21の表面には、中空円板状のフレキシブル配線基板55が装着され、その表面には、光軸と直交する平面において巻線が巻回された偏平な(略台形状の)空芯コイル54が固着される。
[VCM]
(Constitution)
As shown in FIG. 6, the VCM 5 includes a magnetic circuit member 50 that drives the driving wheel 4, an air-core coil 54 that is disposed in the magnetic circuit member 50, and a position detection member 6 that detects the position of the magnetic circuit member 50. Yes. The magnetic circuit member 50 is magnetized in the thickness direction with a pair of yoke members including an arc segment-shaped fixed yoke 52 fixed to the fixed frame 21 and an arc segment-shaped back yoke 51 fixed to the driving wheel 4. A pair of flat magnets 53 a and 53 b fixed to the back yoke 51 are provided. Restricting members 42 a and 42 b are fixed to the surface of the moving wheel 4 on the side facing the fixed frame 21, and the back yoke 51 is fixed between these restricting members. The drive magnets 53a and 53b are arranged such that magnetic poles of different polarities are adjacent to each other on a plane orthogonal to the optical axis, and a magnetic flux is generated between one yoke and the other yoke. A hollow disk-shaped flexible wiring board 55 is mounted on the surface of the fixed frame 21, and a flat (substantially trapezoidal) air core around which windings are wound in a plane orthogonal to the optical axis. The coil 54 is fixed.

(固定ヨークの位置)
光軸と直交する面で、固定ヨーク52は無通電状態に於いて全閉状態から更に全閉方向に吸引力によって回転する方向にずれた位置に配置することができるし、あるいは全開状態から更に全開方向に吸引力によって回転する方向にずれた位置に配置されることができる。このように特定の位置に固定ヨークを設けることによって、無通電状態においても、絞り口径を確実に全閉又は全開状態を維持することができる。
(Position of fixed yoke)
On the plane orthogonal to the optical axis, the fixed yoke 52 can be disposed at a position shifted from the fully closed state to the fully closed direction in the direction of rotation by the suction force in the non-energized state, or further from the fully open state. It can be disposed at a position shifted in the direction of rotation by the suction force in the fully open direction. Thus, by providing the fixed yoke at a specific position, the aperture diameter can be reliably maintained in the fully closed or fully opened state even in the non-energized state.

(駆動マグネットの材質)
VCMの推力は、空芯コイルに供給する電流と空隙磁束密度に比例するので、応答性を高めるために、駆動マグネットは、希土類焼結磁石で形成することが必要である。希土類焼結磁石としては、例えばR−T−B系焼結磁石(但し、RはYを含む希土類元素の一種以上で、Ndを必ず含み、TはFe又はFeとCoである。)を使用することができる。特に、R−T−B系焼結磁石として、45MGOe以上の最大エネルギー積を有しかつ残留磁束密度が高いものを使用することが望ましい。
(Material of drive magnet)
Since the thrust of the VCM is proportional to the current supplied to the air-core coil and the gap magnetic flux density, the drive magnet needs to be formed of a rare earth sintered magnet in order to improve the response. As the rare earth sintered magnet, for example, an R-T-B based sintered magnet (where R is one or more of rare earth elements including Y, Nd is always included, and T is Fe or Fe and Co) is used. can do. In particular, it is desirable to use a RTB-based sintered magnet having a maximum energy product of 45 MGOe or more and a high residual magnetic flux density.

(動作)
この空芯コイル54は、駆動マグネット53a、53bの表面に形成された磁気空隙内に介装されているので、コイルに駆動電流が供給されることにより、フレミングの左手の法則に基づいて、光軸を中心としてマグネット53a、53bが回転し、動輪4が駆動される。動輪4が光軸を中心として回転することにより、絞り羽根を開閉することができる。駆動電流の大きさを調整することにより、マグネットの回転角度を調整できるとともに、電流の向きを反転させることにより、マグネットの回転方向を反転することができる。例えば駆動マグネット53aの空芯コイル54に対向する側の磁極がN、駆動マグネット53bの空芯コイル54に対向する側の磁極がSである場合、空芯コイル54に電流(図8の矢印i方向に流れる)を供給すると、駆動マグネットはF方向(図8参照)に回転して、図9に示す絞り羽根が全開した状態が現出する。またVCM5には、吸引機能を有するような位置にヨーク(固定ヨーク)が設けられるので、駆動マグネット53a、53bと固定ヨーク52との間には、常に円周方向に沿って磁気吸引力が作用する。したがって、空芯コイルへの通電が遮断された場合でも、自動的に絞りを全開又は全閉状態に維持することができる。
(Operation)
Since the air-core coil 54 is interposed in a magnetic gap formed on the surfaces of the drive magnets 53a and 53b, the drive current is supplied to the coil, so that the The magnets 53a and 53b rotate around the axis, and the driving wheel 4 is driven. The diaphragm blades can be opened and closed by rotating the driving wheel 4 about the optical axis. The rotation angle of the magnet can be adjusted by adjusting the magnitude of the drive current, and the rotation direction of the magnet can be reversed by reversing the direction of the current. For example, when the magnetic pole on the side facing the air-core coil 54 of the drive magnet 53a is N and the magnetic pole on the side facing the air-core coil 54 of the drive magnet 53b is S, an electric current (arrow i in FIG. 8) flows through the air-core coil 54. 9), the drive magnet rotates in the F direction (see FIG. 8), and a state in which the aperture blades shown in FIG. 9 are fully opened appears. Further, the VCM 5 is provided with a yoke (fixed yoke) at a position having a suction function, so that a magnetic attraction force always acts between the drive magnets 53a, 53b and the fixed yoke 52 in the circumferential direction. To do. Therefore, even when the energization to the air-core coil is interrupted, it is possible to automatically maintain the aperture fully open or fully closed.

[位置検出部材]
位置検出部材6は、図2、図3及び図7も参照すると、配線基板55の表面に実装される磁界検出素子(例えばホール素子)7と、動輪4の外周円44(但し一部は拡径されている)から半径方向に延出する円弧状の保持部材43に固着される直方体形状を有するセンサヨーク61a、61b及びセンサマグネット62a、62bを備えている。
[Position detection member]
2, 3 and 7, the position detection member 6 includes a magnetic field detection element (for example, a Hall element) 7 mounted on the surface of the wiring board 55 and an outer circumferential circle 44 (however, a part of the position detection member 6 is enlarged). Sensor yokes 61a and 61b and sensor magnets 62a and 62b having a rectangular parallelepiped shape fixed to an arc-shaped holding member 43 extending in the radial direction.

上記のセンサマグネット62a、62bは、側面から見ると(図7参照)、一端部から他端部(他方のセンサマグネットに近い側)に向って上り勾配の強磁性体(例えば鉄鋼材料)からなるセンサヨーク61aと、一端から他端に向って下り勾配の強磁性体(例えば鉄鋼材料)からなるセンサヨーク61bの表面(配線基板側)に各々、固着されている。また平面(光軸方向)から見ると(図3参照)、センサヨーク61a、61bとセンサマグネット62a、62bの幅及び長さは同一であり、各マグネットの長手方向の稜線は、光軸を中心とする円(動輪4の外径よりも大径)に接するように配置される。これらのセンサマグネット62a、62bは、異極性の磁極が隣接するように厚さ方向に着磁されているので(図7では、ホール素子側の磁極のみ示す。)、一方のセンサマグネットから他方のセンサマグネット(本実施の形態では、マグネット62aから62b)に向って、ホール素子7を通過する閉じた磁気回路が形成される。 When viewed from the side (see FIG. 7), the sensor magnets 62a and 62b are made of a ferromagnetic material (for example, a steel material) that has an upward gradient from one end to the other end (side closer to the other sensor magnet). The sensor yoke 61a is fixed to the surface (wiring board side) of the sensor yoke 61b made of a ferromagnetic material (for example, a steel material) having a downward gradient from one end to the other end. When viewed from the plane (optical axis direction) (see FIG. 3), the sensor yokes 61a and 61b and the sensor magnets 62a and 62b have the same width and length, and the longitudinal ridge lines of the magnets are centered on the optical axis. It arrange | positions so that it may contact | connect the circle | round | yen (larger diameter than the outer diameter of the driving wheel 4). Since these sensor magnets 62a and 62b are magnetized in the thickness direction so that the magnetic poles of different polarities are adjacent to each other (in FIG. 7, only the magnetic poles on the Hall element side are shown), A closed magnetic circuit passing through the Hall element 7 is formed toward the sensor magnet (in this embodiment, the magnets 62a to 62b).

また各センサマグネット62a、62bの背面側(ホール素子7の感磁面に対向しない側の磁極面)には、各マグネットと同一の投影面積(光軸方向から見た場合の面積)を有する、強磁性体からなる一対の平板状ヨーク(センサヨーク61a、61b)が固着されている。これらの平板状ヨークはセンサマグネットから発生する磁束が外部に漏洩するのを防止する(磁気シールド)機能を有し、R−Fe-B系焼結磁石のように永久磁石の磁気特性が高い場合は有効である。但しマグネットの磁気特性が低く、漏洩磁束が少ない場合は、センサヨークを省略することができる。 Further, the back surface side of each sensor magnet 62a, 62b (the magnetic pole surface on the side not facing the magnetic sensitive surface of the Hall element 7) has the same projected area (area when viewed from the optical axis direction) as each magnet. A pair of flat yokes (sensor yokes 61a and 61b) made of a ferromagnetic material are fixed. These flat yokes have a function to prevent the magnetic flux generated from the sensor magnet from leaking to the outside (magnetic shield), and the permanent magnets have high magnetic properties like R-Fe-B sintered magnets. Is valid. However, the sensor yoke can be omitted when the magnetic properties of the magnet are low and the leakage magnetic flux is small.

図7に示すように、各センサマグネット62a、62bは、紙面に垂直な方向から見て逆V字状を呈するように配置される。すなわちマグネット62a、62bは、光軸と直交する平面に対して角度α1、α2だけ傾斜するように保持部材43の保持孔430a、430bに保持される。したがってマグネット62aの一端部とマグネット62bの一端部が近接又は接触する位置から各磁石の他端部に向かって、ホール素子7の感磁面とマグネット62aの磁極面とのギャップが単調に減少し、ホール素子7の感磁面とマグネット62bの磁極面とのギャップも単調に減少するように配置されている。ここでギャップ(最小値)は、狭すぎると磁束波形が歪やすくなり、また広すぎても曲線状に変化する部分が増大して、直線領域が短くなるので、GaAs系ホール素子を使用する場合で、1mm以上、3mm未満に設定することが好ましい。また角度α1と角度α2は同一でもあるいは異なっていてもよいが、10°〜30°の範囲で設定することが好ましい。   As shown in FIG. 7, the sensor magnets 62a and 62b are arranged so as to exhibit an inverted V shape when viewed from a direction perpendicular to the paper surface. That is, the magnets 62a and 62b are held in the holding holes 430a and 430b of the holding member 43 so as to be inclined by the angles α1 and α2 with respect to the plane orthogonal to the optical axis. Therefore, the gap between the magnetic sensitive surface of the Hall element 7 and the magnetic pole surface of the magnet 62a monotonously decreases from the position where one end of the magnet 62a and one end of the magnet 62b approach or contact each other toward the other end of each magnet. The gap between the magnetic sensitive surface of the Hall element 7 and the magnetic pole surface of the magnet 62b is also arranged so as to monotonously decrease. Here, if the gap (minimum value) is too narrow, the magnetic flux waveform tends to be distorted, and if it is too wide, the curved portion increases and the linear region becomes shorter. Therefore, it is preferably set to 1 mm or more and less than 3 mm. The angle α1 and the angle α2 may be the same or different, but are preferably set in the range of 10 ° to 30 °.

一対のセンサマグネットをこのように配置することにより、ホール素子7の感磁面における磁束密度はマグネットのほぼ全長にわたって直線的に変化するようになり、ホール素子7の出力電圧も直線的に変化する。磁束密度がゼロになる初期位置では、ホール素子の出力電圧もゼロになる。この初期位置からマグネットが回転することにより、ホール素子で検出される磁束密度が直線的に変化する。これにより、ホール素子から出力される電圧が単調に増加又は減少するので、現在位置を正確に把握することができる。   By arranging the pair of sensor magnets in this way, the magnetic flux density on the magnetic sensing surface of the Hall element 7 changes linearly over almost the entire length of the magnet, and the output voltage of the Hall element 7 also changes linearly. . At the initial position where the magnetic flux density is zero, the output voltage of the Hall element is also zero. As the magnet rotates from this initial position, the magnetic flux density detected by the Hall element changes linearly. As a result, the voltage output from the Hall element increases or decreases monotonously, so that the current position can be accurately grasped.

上記のセンサマグネットは、材質を問わず、公知の永久磁石で形成することができるが、耐ノイズ特性の観点から、入力回路側ゲインを低く設定し、かつセンサ部の小型化を図るために、希土類磁石、例えばR−Fe-B系焼結磁石(但し、RはYを含む希土類元素の一種以上で、Ndを必ず含む。)で形成することが好ましい。   The sensor magnet can be formed of a known permanent magnet regardless of the material, but from the viewpoint of noise resistance characteristics, in order to set the input circuit side gain low and to reduce the size of the sensor unit, It is preferable to form a rare earth magnet, for example, an R—Fe—B based sintered magnet (where R is one or more of rare earth elements including Y and necessarily includes Nd).

(ホール素子)
ホール素子の出力電圧は、材料の電子移動度やホール係数に依存し、通常はGaAs、InSb、InAs等のIII−V族化合物からなるN型半導体の薄膜(厚さ数μm)で形成されたホール素子が使用される。本発明では、高精度の位置制御を可能とするために、ホール係数の温度係数が小さい(約−0.06%/℃)、GaAsで形成されたホール素子を使用することが好ましい。また化合物系以外でも、Siからなるホール素子を使用し、ホール素子とオペアンプ等の信号処理回路を一体化したホールICを使用することができるが、ホール素子の感度が低いので、ホール素子及びオペアンプのオフセット電圧を低減し、かつ温度補償機能をもつ回路構成とすることが好ましい。
(Hall element)
The output voltage of the Hall element depends on the electron mobility and Hall coefficient of the material, and is usually formed of an N-type semiconductor thin film (thickness of several μm) made of a III-V group compound such as GaAs, InSb, InAs or the like. Hall elements are used. In the present invention, in order to enable highly accurate position control, it is preferable to use a Hall element made of GaAs having a small Hall coefficient temperature coefficient (about −0.06% / ° C.). In addition to compound systems, Hall elements made of Si can be used, and Hall ICs in which Hall elements and signal processing circuits such as operational amplifiers are integrated can be used. It is preferable to have a circuit configuration that reduces the offset voltage and has a temperature compensation function.

(信号処理回路)
ホール素子7は、可動部材の位置を電圧信号として出力するために、図10に示すように例えばオペアンプを含む位置信号処理回路8に接続されている。本発明においては、4端子のホール素子7を駆動して、磁束密度に比例した出力電圧を得るために、ホール素子の入力側端子に駆動回路(不図示)を接続し、ホール素子の出力側端子に差動増幅回路82を接続した回路構成とすることができる。ホール素子は定電流又は定電圧で駆動されるが、GaAsホール素子は、定電圧で駆動すると温度特性が悪くなる(約−0.3%/℃)ので、通常は定電流で駆動される。本発明においては、図10に示すようにホール素子7の入力側に、非反転入力端子に電源(Vc=基準電圧)が接続されたオペアンプOP1と電流制限抵抗R1からなる定電流駆動回路81を接続して、制御電流Ic=Vc/R1となる定電流動作で駆動することができる。
(Signal processing circuit)
The Hall element 7 is connected to a position signal processing circuit 8 including an operational amplifier, for example, as shown in FIG. 10 in order to output the position of the movable member as a voltage signal. In the present invention, a drive circuit (not shown) is connected to the input terminal of the Hall element to drive the four-terminal Hall element 7 to obtain an output voltage proportional to the magnetic flux density, and the Hall element output side A circuit configuration in which a differential amplifier circuit 82 is connected to the terminals can be employed. The Hall element is driven with a constant current or a constant voltage. However, when the GaAs Hall element is driven with a constant voltage, the temperature characteristics deteriorate (about −0.3% / ° C.). In the present invention, as shown in FIG. 10, on the input side of the Hall element 7, a constant current driving circuit 81 comprising an operational amplifier OP1 having a non-inverting input terminal connected to a power source (Vc = reference voltage) and a current limiting resistor R1 is provided. It can be connected and driven by a constant current operation where the control current Ic = Vc / R1.

ホール素子の出力を受ける差動増幅回路82においては、抵抗R3が負帰還接続されたオペアンプOP2と、オペアンプOP2の反転入力端子に接続された抵抗R2及びオペアンプOP2の非反転入力端子に接続された抵抗R2、R3により、ホール素子の出力電圧は差動増幅される。この差動増幅回路のゲインGはR3/(R2+Rout)となるので、R2及びR3を調整することにより、被駆動部材の位置情報を適切な電圧信号として出力することができる。 In the differential amplifier circuit 82 that receives the output of the Hall element, the resistor R3 is connected to the operational amplifier OP2 connected to the negative feedback, the resistor R2 connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2. The output voltage of the Hall element is differentially amplified by the resistors R2 and R3. Since the gain G of this differential amplifier circuit is R3 / (R2 + Rout), the position information of the driven member can be output as an appropriate voltage signal by adjusting R2 and R3.

[位置検出部材の動作]
ホール素子7によって検出された位置信号(可動部材の移動量)は信号処理回路8によって所定の倍率に増幅され、次いで制御回路(不図示)で目標位置指令(駆動マグネット位置指令信号)と比較されて駆動信号が生成されて、VCMの駆動回路に駆動電流が供給される。ここでホール素子7の感度中心が初期位置(極性が反転する磁極境界位置)に存在すると、ホール素子の出力電圧はゼロであるが、ホール素子7がセンサマグネットに対して円周方向に相対移動するため、ホール素子の出力電圧は磁束密度に比例して変化する(直線的に増加又は減少する)ので、可動部材の位置を正確に検出することができる。したがって、図3において、動輪4が時計(反時計)方向に所定角度だけ移動して、その位置で停止するので、所定の絞り径を得ることができる。
[Operation of position detection member]
A position signal (amount of movement of the movable member) detected by the Hall element 7 is amplified to a predetermined magnification by the signal processing circuit 8, and then compared with a target position command (drive magnet position command signal) by a control circuit (not shown). Thus, a drive signal is generated and a drive current is supplied to the drive circuit of the VCM. Here, when the sensitivity center of the Hall element 7 exists at the initial position (magnetic pole boundary position where the polarity is reversed), the output voltage of the Hall element is zero, but the Hall element 7 moves relative to the sensor magnet in the circumferential direction. Therefore, since the output voltage of the Hall element changes in proportion to the magnetic flux density (increases or decreases linearly), the position of the movable member can be accurately detected. Therefore, in FIG. 3, the driving wheel 4 moves by a predetermined angle in the clockwise (counterclockwise) direction and stops at that position, so that a predetermined aperture diameter can be obtained.

[絞り羽根の開閉動作]
上記の構成を有する絞り駆動装置において、絞り羽根の開閉動作を図8及び図9により説明する。図8及び図9では、絞り羽根の一部(3枚)は省略されている。VCM5の空芯コイル54に電流が供給されない場合は、絞り羽根3は図8に示す状態に維持され、絞り開口は全閉状態に維持される。空芯コイル54に通電されて、動輪4が光軸を中心として時計方向に回転してマグネット53a、53bも同方向に回転すると、絞り羽根3が支持軸31を支点としてカム溝40に沿って回動するので、図9に示すように絞り口径が開放される。ここでセンサマグネット62aの端部がホール素子7に対面すると、ホール素子7の出力電圧はゼロになり、その位置で駆動電流の供給が中断されるように制御される。また、図9に示す全開状態から図8に示す最小口径状態に変化させる場合は、空芯コイル54に供給される電流の向きを反転させればよく、図9の状態になる前にVCM5を所望の位置で停止させれば、各停止位置に対応した絞り口径を得ることができる。この開閉動作の終端では、駆動マグネット53a及び駆動マグネット53bは、固定ヨーク52に向かって磁気的に吸引されるので、空芯コイル54への電流の供給が中止されても、両マグネットはその位置で保持されて、絞り口径を維持することができる。
[Opening and closing operation of aperture blade]
In the diaphragm driving device having the above-described configuration, the opening / closing operation of the diaphragm blades will be described with reference to FIGS. In FIG. 8 and FIG. 9, a part (three pieces) of the diaphragm blades is omitted. When no current is supplied to the air-core coil 54 of the VCM 5, the aperture blade 3 is maintained in the state shown in FIG. 8, and the aperture opening is maintained in a fully closed state. When the air-core coil 54 is energized and the moving wheel 4 rotates clockwise around the optical axis and the magnets 53a and 53b also rotate in the same direction, the aperture blade 3 moves along the cam groove 40 with the support shaft 31 as a fulcrum. Since it rotates, the aperture diameter is opened as shown in FIG. Here, when the end portion of the sensor magnet 62a faces the Hall element 7, the output voltage of the Hall element 7 becomes zero, and the supply of the drive current is interrupted at that position. Further, when changing from the fully open state shown in FIG. 9 to the minimum aperture state shown in FIG. 8, the direction of the current supplied to the air-core coil 54 may be reversed, and before the state shown in FIG. If it stops at a desired position, the aperture diameter corresponding to each stop position can be obtained. At the end of this opening / closing operation, the drive magnet 53a and the drive magnet 53b are magnetically attracted toward the fixed yoke 52, so that even if the supply of current to the air-core coil 54 is stopped, both magnets remain in their positions. And the aperture diameter can be maintained.

[実験例1]
図1において、α1=α2=15°に設定し、かつホール素子7とセンサマグネット62a、62bのギャップ(最少値)を2.5mmに設定した場合のZ方向の磁束密度分布を求めた。ここでセンサマグネットは、Nd−Fe−B系焼結磁石(日立金属社製NMX−S45SH、長さ=8mm、幅=2mm、厚さ=1mm)を使用し、GaAs系ホール素子を使用して、ホール素子7がセンサマグネット62aの端部からセンサマグネット62bの端部まで移動した場合の磁束波形をシミュレーションで求めた。センサマグネット62aとセンサマグネット62bの中間(初期位置)では磁束密度が略ゼロとなるので、この位置ではホール素子の出力電圧がゼロになるように出力電圧のオフセットが調整される。
[Experiment 1]
In FIG. 1, the magnetic flux density distribution in the Z direction was determined when α1 = α2 = 15 ° and the gap (minimum value) between the Hall element 7 and the sensor magnets 62a and 62b was set to 2.5 mm. Here, Nd-Fe-B sintered magnet (NMX-S45SH manufactured by Hitachi Metals, length = 8 mm, width = 2 mm, thickness = 1 mm) is used as the sensor magnet, and a GaAs Hall element is used. The magnetic flux waveform when the Hall element 7 moves from the end of the sensor magnet 62a to the end of the sensor magnet 62b was obtained by simulation. Since the magnetic flux density is substantially zero between the sensor magnet 62a and the sensor magnet 62b (initial position), the offset of the output voltage is adjusted so that the output voltage of the Hall element is zero at this position.

図11に示すように、本発明の場合は、磁束密度の変化が直線的になるのは、極めて広い角度範囲(θ2−θ1=約27°)になることがわかる。これに対して、ホール素子とセンサマグネットの端部とのギャップが円周方向に沿って一定の場合は、磁束密度の変化が直線的になるのは、磁極境界の近傍にすぎず、極めて狭い範囲(約5°)になることが確認された。 As shown in FIG. 11, in the case of the present invention, it is understood that the change in the magnetic flux density is linear within a very wide angle range (θ2−θ1 = about 27 °). On the other hand, when the gap between the Hall element and the end of the sensor magnet is constant along the circumferential direction, the change in the magnetic flux density is linear only in the vicinity of the magnetic pole boundary and extremely narrow. It was confirmed to be in the range (about 5 °).

本実施の形態の効果を列挙すると次の通りである。
(i)絞りユニットのフラット化が可能で、しかもレンズ全体の設計自由度の増加、構造の簡素化及びダウンサイジングが可能になる。またカメラボディ側に駆動装置を内蔵した場合でも、ダウンサイジングが可能となる。
The effects of the present embodiment are listed as follows.
(i) The aperture unit can be flattened, and the design freedom of the entire lens can be increased, and the structure can be simplified and downsized. Also, downsizing is possible even when a drive device is built in the camera body.

(ii)可動部が非接触で回転するVCMを使用するので、モータの走行音及び減速機構からのギア音が皆無となる。しかもVCMの出力が直接動輪に伝達されるダイレクト駆動なので、部品点数を削減できる。
(iii)駆動装置の推力は、コイルに流す駆動電流に比例するので、制御方式によらず、絞りの開口面積の分解能を小さくすることができる。
(ii) Since the VCM using the movable part rotating without contact is used, there is no running noise of the motor and no gear noise from the speed reduction mechanism. Moreover, since the output of the VCM is directly transmitted to the driving wheel, the number of parts can be reduced.
(iii) Since the thrust of the drive device is proportional to the drive current passed through the coil, the resolution of the aperture area of the diaphragm can be reduced regardless of the control method.

特に、イニシャライズ位置は、移動範囲の中間になるので、従来のフォトインタラプタと比べて原点設定に要する移動距離すなわち原点設定時間が半分になり、もってセンシングの高速化を図ることができる。 In particular, since the initialization position is in the middle of the movement range, the movement distance required for setting the origin, that is, the origin setting time, is halved as compared with the conventional photo interrupter, so that the sensing speed can be increased.

ホール素子からは移動距離に比例したアナログ電圧が出力されるので、その読み取り精度を高めることにより、分解能を高くすることができる。しかも光軸方向の長さ寸法を移動長さと同等に設定すればよいので、検出磁石を光軸方向と直交する面内において、可動部材の回転角度を例えば20°以上と大きくすることができる。 Since an analog voltage proportional to the moving distance is output from the Hall element, the resolution can be increased by increasing the reading accuracy. Moreover, since the length dimension in the optical axis direction may be set equal to the movement length, the rotation angle of the movable member can be increased to, for example, 20 ° or more in the plane perpendicular to the optical axis direction.

(変形例)
上記の実施の形態では、VCMは、駆動マグネットを動輪に固定し、空芯コイルを固定枠に設けた構造(可動マグネット型VCM)を示すが、応答性を向上することを目的として、可動部の軽量化を図るために、駆動マグネットを固定枠に設け、空芯コイルを動輪に設けた構造(可動コイル型VCM)であってもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the VCM shows a structure (movable magnet type VCM) in which the drive magnet is fixed to the driving wheel and the air-core coil is provided on the fixed frame. However, for the purpose of improving responsiveness, the VCM In order to reduce the weight, a structure (moving coil type VCM) in which a drive magnet is provided on a fixed frame and an air core coil is provided on a driving wheel may be used.

また駆動マグネットの形状は平板状であれば、その形状は円弧状に限らず直方体状であってもよい。さらに磁気吸引を利用して無通電時の自己保持機能を持たせる代わりに、動輪を所定方向にバネで付勢しておくこともできる。 In addition, as long as the shape of the drive magnet is a flat plate shape, the shape is not limited to an arc shape but may be a rectangular parallelepiped shape. Further, instead of providing a self-holding function during non-energization using magnetic attraction, the driving wheel can be biased by a spring in a predetermined direction.

上記以外にも、動輪と固定枠の摺動は円環状の内外径の摺動に限るものではなく、光軸と直交する面に摺動部を設けても良く、またその他の別部材例えばベアリングのようなものを用いて摺動させても良い。 In addition to the above, the sliding of the moving wheel and the fixed frame is not limited to an annular inner and outer diameter sliding, and a sliding portion may be provided on a surface orthogonal to the optical axis, and other members such as bearings. You may make it slide using things like.

1:レンズ絞り駆動装置、
2:ケーシング、
21:固定枠、210:支持部、211:ヨーク保持孔、212:段部、
22:穴座枠、220:円孔、221:外環部、222:突起部、
3:絞り羽根、31:支持軸、32:案内ピン、
4:動輪、40:カム溝、41:摺動部、42a、42b:規制部材、43:保持部材、430a、430b:磁石部材保持孔、44:外周円
5:ボイスコイルモータ(VCM)
50:磁気回路部材、51:バックヨーク、52:固定ヨーク、53a、53b:駆動マグネット、54:空芯コイル、55:フレキシブル基板、
6:位置検出部材、61a、61b:センサヨーク、62a、62b:センサマグネット、7:ホール素子、
8:信号処理回路、81:定電流回路、82:増幅回路、
1: Lens aperture driving device,
2: casing,
21: fixed frame, 210: support portion, 211: yoke holding hole, 212: stepped portion,
22: Hole seat frame, 220: Circular hole, 221: Outer ring part, 222: Projection part,
3: aperture blade, 31: support shaft, 32: guide pin,
4: Driving wheel, 40: Cam groove, 41: Sliding part, 42a, 42b: Restricting member, 43: Holding member, 430a, 430b: Magnet member holding hole, 44: Peripheral circle 5: Voice coil motor (VCM)
50: Magnetic circuit member, 51: Back yoke, 52: Fixed yoke, 53a, 53b: Driving magnet, 54: Air-core coil, 55: Flexible substrate,
6: position detection member, 61a, 61b: sensor yoke, 62a, 62b: sensor magnet, 7: Hall element,
8: signal processing circuit, 81: constant current circuit, 82: amplifier circuit,

Claims (5)

光軸を中心とする円孔を有する円盤状のケーシングと、前記ケーシングの内部に、複数の絞り羽根と、前記各絞り羽根を光軸周りに回転させる動輪と、前記動輪を直接的に駆動する動輪駆動手段と、前記動輪駆動手段の位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記動輪駆動手段は、所定間隔をおいて対向する一対の平板状ヨークと、厚さ方向に磁化され、前記平板状ヨークの少なくとも一方に固着された、希土類焼結磁石からなる駆動マグネットと、光軸と直交する面内で前記駆動マグネットに対して相対移動可能に支持される偏平な空芯コイルとを有するとともに、前記動輪は円周方向に沿って20°以上回動するように駆動され、
前記位置検出手段は、動輪に固定されたセンサマグネットとこのセンサマグネットに対向して前記ケーシングに固定された磁界検出素子を有することを特徴とするレンズ絞り駆動装置。
A disk-shaped casing having a circular hole centered on the optical axis, a plurality of diaphragm blades inside the casing, a moving wheel that rotates each diaphragm blade around the optical axis, and the driving wheel is directly driven. A driving wheel driving means, and a position detection means for detecting the position of the driving wheel driving means,
The driving wheel driving means includes a pair of flat yokes facing each other at a predetermined interval, a driving magnet made of a rare earth sintered magnet magnetized in the thickness direction and fixed to at least one of the flat yokes, A flat air-core coil supported so as to be relatively movable with respect to the drive magnet in a plane orthogonal to the axis, and the driving wheel is driven to rotate by 20 ° or more along the circumferential direction,
The position detecting means includes a sensor magnet fixed to a driving wheel and a magnetic field detecting element fixed to the casing so as to face the sensor magnet.
前記位置検出手段は、前記ケーシングに固定されるホール素子を有し、前記センサマグネットは、厚さ方向に磁化された直方体形状を有する一対のマグネットであり、かつ、両マグネットの一端から境界に向って前記ホール素子と対向するギャップが増加するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ絞り駆動装置。 The position detecting means has a Hall element fixed to the casing, and the sensor magnet is a pair of magnets having a rectangular parallelepiped shape magnetized in the thickness direction, and is directed from one end of both magnets toward the boundary. The lens aperture driving device according to claim 1, wherein a gap facing the hall element is increased. 前記各センサマグネットは、前記ホール素子の感磁面と平行な平面に対して検出用磁極面が10°〜30°の角度範囲だけ傾いて設置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ絞り駆動装置。   3. The sensor magnet according to claim 1, wherein each of the sensor magnets is installed such that a detection magnetic pole surface is inclined by an angle range of 10 ° to 30 ° with respect to a plane parallel to the magnetic sensing surface of the Hall element. The lens aperture driving device described. 前記センサマグネットは、光軸方向から見て、長手方向の稜線が光軸を中心とする円に接するように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレンズ絞り駆動装置。   The lens diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor magnet is disposed such that a ridge line in a longitudinal direction is in contact with a circle centered on the optical axis when viewed from the optical axis direction. Drive device. 前記駆動手段は、前記ヨークの一方は、駆動マグネットとの間に円周方向に磁気吸引力を発生するように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレンズ絞り駆動装置。   The lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving means is arranged such that one of the yokes generates a magnetic attractive force in a circumferential direction between the yoke and the driving magnet. Aperture driving device.
JP2012058061A 2012-03-15 2012-03-15 Aperture blade driving device Pending JP2013190705A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012058061A JP2013190705A (en) 2012-03-15 2012-03-15 Aperture blade driving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012058061A JP2013190705A (en) 2012-03-15 2012-03-15 Aperture blade driving device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013190705A true JP2013190705A (en) 2013-09-26

Family

ID=49390982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012058061A Pending JP2013190705A (en) 2012-03-15 2012-03-15 Aperture blade driving device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013190705A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150104387A (en) * 2014-03-05 2015-09-15 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
CN106320882A (en) * 2016-10-24 2017-01-11 北京灵铱科技有限公司 Blade type automatic opening and closing device with mechanical limiting
CN106437389A (en) * 2016-10-24 2017-02-22 北京灵铱科技有限公司 Blade type automatic opening-closing device with hall sensor limitation function
JP2017063845A (en) * 2015-09-28 2017-04-06 オリンパス株式会社 Optical device and endoscope
CN111684350A (en) * 2019-06-26 2020-09-18 深圳市大疆创新科技有限公司 Motor, shutter device and camera device
KR20200118777A (en) * 2013-12-23 2020-10-16 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR20210007006A (en) * 2014-03-05 2021-01-19 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
CN112596321A (en) * 2020-12-23 2021-04-02 南昌欧菲光电技术有限公司 Aperture assembly, camera module and electronic device
CN112711159A (en) * 2019-10-09 2021-04-27 台湾东电化股份有限公司 Optical element driving mechanism
USRE48667E1 (en) 2014-03-05 2021-08-03 Lg Innotek Co., Ltd. Lens driving device and camera module comprising same
KR20210114362A (en) * 2020-09-28 2021-09-23 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR20210148989A (en) * 2021-01-05 2021-12-08 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
CN115877633A (en) * 2021-09-27 2023-03-31 宁波舜宇光电信息有限公司 Iris diaphragm assembly, camera module and electronic equipment
WO2023104084A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 宁波舜宇光电信息有限公司 Iris diaphragm device and camera module
EP4266123A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Largan Precision Co. Ltd. Imaging lens, camera module and electronic device
WO2026014205A1 (en) * 2024-07-08 2026-01-15 ソニーグループ株式会社 Imaging device and interchangeable lens

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200118777A (en) * 2013-12-23 2020-10-16 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR102301739B1 (en) 2013-12-23 2021-09-14 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR102333224B1 (en) 2014-03-05 2021-12-01 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
US11698509B2 (en) 2014-03-05 2023-07-11 Lg Innotek Co., Ltd. Lens driving device and camera module comprising same
KR102647355B1 (en) 2014-03-05 2024-03-14 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
US11353679B2 (en) 2014-03-05 2022-06-07 Lg Innotek Co., Ltd. Lens driving device and camera module comprising same
KR102201258B1 (en) * 2014-03-05 2021-01-11 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
KR20210007006A (en) * 2014-03-05 2021-01-19 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
KR20220153529A (en) * 2014-03-05 2022-11-18 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
KR20150104387A (en) * 2014-03-05 2015-09-15 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
USRE48667E1 (en) 2014-03-05 2021-08-03 Lg Innotek Co., Ltd. Lens driving device and camera module comprising same
JP2017063845A (en) * 2015-09-28 2017-04-06 オリンパス株式会社 Optical device and endoscope
CN106437389A (en) * 2016-10-24 2017-02-22 北京灵铱科技有限公司 Blade type automatic opening-closing device with hall sensor limitation function
CN106320882A (en) * 2016-10-24 2017-01-11 北京灵铱科技有限公司 Blade type automatic opening and closing device with mechanical limiting
CN111684350B (en) * 2019-06-26 2022-05-17 深圳市大疆创新科技有限公司 Motor, shutter device and camera device
CN111684350A (en) * 2019-06-26 2020-09-18 深圳市大疆创新科技有限公司 Motor, shutter device and camera device
EP3862810A4 (en) * 2019-06-26 2021-10-13 SZ DJI Technology Co., Ltd. MOTOR, APERTURE DEVICE AND PHOTOGRAPHY DEVICE
CN112711159A (en) * 2019-10-09 2021-04-27 台湾东电化股份有限公司 Optical element driving mechanism
KR102489147B1 (en) 2020-09-28 2023-01-18 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR20230014095A (en) * 2020-09-28 2023-01-27 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR20210114362A (en) * 2020-09-28 2021-09-23 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
KR102712760B1 (en) 2020-09-28 2024-10-04 엘지이노텍 주식회사 Motor for actuating lens
CN112596321A (en) * 2020-12-23 2021-04-02 南昌欧菲光电技术有限公司 Aperture assembly, camera module and electronic device
KR20210148989A (en) * 2021-01-05 2021-12-08 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
KR102462343B1 (en) 2021-01-05 2022-11-03 엘지이노텍 주식회사 Lens moving unit and camera module having the same
CN115877633A (en) * 2021-09-27 2023-03-31 宁波舜宇光电信息有限公司 Iris diaphragm assembly, camera module and electronic equipment
WO2023104084A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 宁波舜宇光电信息有限公司 Iris diaphragm device and camera module
EP4266123A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Largan Precision Co. Ltd. Imaging lens, camera module and electronic device
CN116991017A (en) * 2022-04-22 2023-11-03 大立光电股份有限公司 Imaging lenses, camera modules and electronic devices
US12216396B2 (en) 2022-04-22 2025-02-04 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens, camera module and electronic device
WO2026014205A1 (en) * 2024-07-08 2026-01-15 ソニーグループ株式会社 Imaging device and interchangeable lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013190705A (en) Aperture blade driving device
US8475064B2 (en) Camera blade drive device
JP4849516B2 (en) Driving device and light amount adjusting device
JP2012068339A (en) Position detection sensor and lens drive device
JP4636658B2 (en) Light intensity adjustment device
JP2006333606A (en) Electromagnetic drive device and light quantity adjusting device therewith
JP3963900B2 (en) Electromagnetic drive device and light amount adjusting device using the same
US4558937A (en) Electromagnetic blade mechanism
JP2016144257A (en) Magnet device
JP2007037269A (en) Driving device and light amount adjusting device
US4731778A (en) Electro-magnetic drive unit comprising a pivotable armature
JP3740381B2 (en) Electromagnetic actuator
JP2004258062A (en) Shutter driving device used also as diaphragm
JPH0819239A (en) Automatic iris device for camera and driving motor
JP2015038527A (en) Position detector
JP2004320932A (en) Electromagnetic actuator and exposure amount adjusting member using the same
JPS5852536Y2 (en) Movable iron piece type instrument
JP4057026B2 (en) Drive apparatus and assembly apparatus thereof
JP2004007882A (en) Electromagnetic actuator for radar drive
JPH09106314A (en) Drive device and optical equipment using the same
JP3469981B2 (en) Light intensity control device and optical equipment
JPH0279209A (en) magnetic head moving device
JPS61172125A (en) Diaphragm for camera
JP2016212203A (en) Hand tremor correction device
JPH09100739A (en) Actuator