JP2014174324A - Position controller for optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像振れ補正のための移動と、光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置に関する。 The present invention relates to an optical element position control apparatus capable of moving for image blur correction and inserting / removing on / from the optical axis.
カメラなどの光学機器では、手振れなどを起因とする振れを検知した場合に、レンズや撮像素子など特定の光学要素を光学系の光軸と直交する平面内で駆動させて撮像面上での像振れを抑制させる防振機構(像振れ補正機構)を備えたものが多くなっている。特許文献1から特許文献3はいずれも、レンズ鏡筒のコンパクト化の目的で、撮影を行わない収納状態において防振用の光学要素を防振移動用の範囲外(光軸外)へ離脱移動させる技術を提案したものである。
In an optical device such as a camera, when camera shake is detected, a specific optical element such as a lens or an image sensor is driven in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system, and an image on the imaging surface is displayed. Many are equipped with an image stabilization mechanism (image shake correction mechanism) that suppresses the shake. In all of
特許文献1から特許文献3に記載された防振用光学要素の位置制御装置は、レンズ鏡筒の内部に、光学系の光軸と直交する平面内で可動に支持された防振移動部材を備え、この防振移動部材上に、光軸と平行な軸を中心に揺動可能な揺動枠を支持した構成である。防振用光学要素は揺動枠に保持されており、防振移動部材が駆動されると揺動枠が一体的に移動して、防振用光学要素が光学系の光路から外れない所定の範囲で位置変化する。また、揺動枠の回動によって、防振用光学要素を光学系の光路から外れる位置まで移動させることができる。
The position control device of the vibration-proof optical element described in
このように揺動枠を介して光路上に防振用光学要素を挿脱させる機構は、構成を簡略化しやすいという利点がある。一方、揺動枠や、防振移動部材を駆動させるアクチュエータの構成部品(例えば、ボイスコイルモータにおける永久磁石やコイルなど)が、光学系の光軸から偏心して配置されるため、これらの各要素の重量バランスが悪いと、防振移動部材の駆動時に不適切なモーメントが作用して動作精度に影響するおそれがある。 Thus, the mechanism for inserting and removing the vibration-proof optical element on the optical path through the swing frame has an advantage that the configuration can be easily simplified. On the other hand, the components of the actuator that drives the swing frame and the vibration-proof moving member (for example, permanent magnets and coils in the voice coil motor) are arranged eccentrically from the optical axis of the optical system. If the weight balance is poor, an inappropriate moment may act when driving the vibration-proof moving member, which may affect the operation accuracy.
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、像振れ補正のための移動と、光軸上への挿脱移動が可能な光学要素の位置制御装置において、簡単な構成で光学要素の高精度な駆動を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an optical element position control device capable of movement for image blur correction and insertion / removal on the optical axis, the optical element has a simple configuration. The purpose is to realize highly accurate driving.
本発明の光学要素の位置制御装置は、支持部材に対して撮影光学系の光軸と直交する面に沿って移動可能に支持される防振移動部材と、防振移動部材を駆動するアクチュエータと、撮影光学系を構成する光学要素を保持し、光軸と平行な回転軸を中心として、撮影光学系の光軸上に光学要素を位置させる挿入位置と、該光軸上から光学要素を離脱させる離脱位置との間で揺動可能に防振移動部材上に支持される挿脱部材とを備える。アクチュエータは、支持部材と防振移動部材のいずれか一方に設けられたコイルに通電することにより、支持部材と防振移動部材の他方に設けた永久磁石の磁力境界線と垂直な方向への推力を発生するボイスコイルモータであり、光軸と直交する平面内において互いの磁力境界線の方向が直交する関係で2つの永久磁石が設けられ、光軸と平行な方向で該2つの永久磁石に対向させて2つのコイルが設けられている。2つの永久磁石は、光軸を含む第1の基準平面に関して略対称に配置され、光軸を通り第1の基準平面に対して垂直な第2の基準平面から離れるにつれてそれぞれの磁力境界線が第1の基準平面に近づく方向に傾斜している。そして、光軸に沿って見たとき、挿脱部材の回転軸は、第2の基準平面を挟んだ両側領域のうち2つの永久磁石と2つのコイルが設けられている側と反対側の領域に設けられており、さらに該領域内で、光軸を基準とした中心角が第1の基準平面を挟んで正逆に15度の領域内に配置されている。 An optical element position control device according to the present invention includes an anti-vibration moving member supported so as to be movable along a surface orthogonal to the optical axis of the imaging optical system with respect to a support member, and an actuator that drives the anti-vibration movement member The optical element that constitutes the photographic optical system is held, the insertion position for positioning the optical element on the optical axis of the photographic optical system around the rotation axis parallel to the optical axis, and the optical element removed from the optical axis And an insertion / removal member supported on the vibration-proof moving member so as to be swingable with respect to the separation position. The actuator thrusts in the direction perpendicular to the magnetic boundary line of the permanent magnet provided on the other of the support member and the vibration-proof moving member by energizing the coil provided on one of the support member and the vibration-proof moving member. In the plane perpendicular to the optical axis, two permanent magnets are provided so that the directions of the magnetic boundary lines are perpendicular to each other, and the two permanent magnets are arranged in a direction parallel to the optical axis. Two coils are provided facing each other. The two permanent magnets are arranged substantially symmetrically with respect to the first reference plane including the optical axis, and each magnetic force boundary line passes through the optical axis and moves away from the second reference plane perpendicular to the first reference plane. It is inclined in a direction approaching the first reference plane. When viewed along the optical axis, the rotation axis of the insertion / removal member is a region on the opposite side to the side on which the two permanent magnets and the two coils are provided in both side regions sandwiching the second reference plane. Further, in this region, the central angle with respect to the optical axis is arranged in a region of 15 degrees on the opposite side of the first reference plane.
挿脱部材は、光学要素を保持する保持部と、回動軸によって軸支される軸支部と、保持部と軸支部を接続する腕部を有し、挿脱部材が挿入位置にあるときに腕部が第1の基準平面に沿って延設されるようにするとよい。 The insertion / removal member has a holding portion that holds the optical element, a shaft support portion that is pivotally supported by the rotation shaft, and an arm portion that connects the holding portion and the shaft support portion, and the insertion / removal member is in the insertion position. The arm portion may be extended along the first reference plane.
ボイスコイルモータを構成する一組の永久磁石とコイルの中心を通りかつ該一組の永久磁石とコイルによる推力の作用方向を向く線と、他の一組の永久磁石とコイルの中心を通りかつ該一組の永久磁石とコイルによる推力の作用方向を向く線が、第1の基準平面上で交差することが好ましい。 A line passing through the center of the set of permanent magnets and coils constituting the voice coil motor and facing the direction of the thrust of the set of permanent magnets and coils, and passing through the center of the other set of permanent magnets and coils and It is preferable that the line which faces the direction of the thrust of the set of permanent magnets and coils intersects on the first reference plane.
また、ボイスコイルモータを構成する一組の永久磁石とコイルによる推力の作用方向での防振移動部材の位置を検出する第1のセンサと、他の一組の永久磁石とコイルによる推力の作用方向での防振移動部材の位置を検出する第2のセンサを備え、第1のセンサによる位置検出方向に沿う線と第2のセンサによる位置検出方向に沿う線が光軸上で交差することが好ましい。 Also, a set of permanent magnets constituting the voice coil motor, a first sensor for detecting the position of the vibration-proof moving member in the direction of the thrust applied by the coil, and the action of the thrust by the other set of permanent magnet and coil. A second sensor for detecting the position of the vibration-proof moving member in the direction, and a line along the position detection direction by the first sensor and a line along the position detection direction by the second sensor intersect on the optical axis Is preferred.
永久磁石とコイルを支持部材と防振移動部材のいずれに設けるかは任意に選択できるが、防振移動部材に2つの永久磁石を設け、支持部材に2つのコイルを設けることで、コイルに対する配線構造の簡略化を図ることができる。 It can be arbitrarily selected whether the permanent magnet and the coil are provided on the support member or the vibration-proof moving member. However, by providing two permanent magnets on the vibration-proof moving member and two coils on the support member, wiring to the coil is possible. The structure can be simplified.
挿脱部材が保持する光学要素は、レンズ群であることが好ましい。 The optical element held by the insertion / removal member is preferably a lens group.
本発明によれば、ボイスコイルモータの構成部材と光学要素を保持する挿脱部材が、防振移動部材上に重量バランス良く配置され、ボイスコイルモータによる防振移動部材の駆動に影響する不適切な負荷が生じにくくなる。よって、簡単な構成でありながら高精度な防振駆動を実現することができる。 According to the present invention, the component member of the voice coil motor and the insertion / removal member that holds the optical element are disposed on the vibration-proof moving member with a good weight balance, and the voice coil motor improperly affects the driving of the vibration-proof moving member. Load is less likely to occur. Therefore, it is possible to realize high-accuracy anti-vibration driving with a simple configuration.
図1はカメラに内蔵される沈胴式のズームレンズ鏡筒1の内部構造を示したものであり、具体的にはズームレンズ鏡筒1の収納(沈胴)状態を表している。以下の説明では、ズームレンズ鏡筒1における撮影光学系の撮影光軸Oに沿う方向を光軸方向と呼び、光軸被写体側を前方、像側を後方と定義する。また、撮影光軸Oを軸とした円周方向を周方向と定義する。
FIG. 1 shows the internal structure of a retractable
ズームレンズ鏡筒1の撮影光学系は、被写体側から順に第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3及び第4レンズ群L4を有し、第1レンズ群L1から第3レンズ群L3までの3つの群は不図示のズームモータの駆動により位置制御され、第4レンズ群L4は不図示のフォーカシングモータの駆動により位置制御される。第4レンズ群L4の後方には撮像素子17が配置されている。
The photographing optical system of the
ズームレンズ鏡筒1は、図示を省略する筒状のハウジングを有し、ハウジング内にカム環11が支持されている。カム環11とハウジングの間には、ズームレンズ鏡筒1の繰り出し状態で外観を構成する外観筒(図示略)が設けられている。カム環11はズームモータの駆動に応じて周方向に回転駆動される。カム環11の外面にはガイド突起11aが設けられ、ガイド突起11aがハウジングの内周面に形成したガイド溝に対して摺動可能に嵌っている。ガイド溝はリード溝やカム溝からなり、ガイド突起11aがガイド溝に案内されることによりカム環11の光軸方向の位置が制御される。ズームレンズ鏡筒1が図1の収納状態から撮影状態に変化するとき、カム環11は光軸方向前方に回転繰出される。
The
カム環11の内側には周方向へ延びる結合溝11bが形成され、結合溝11bに対して直進案内環10の結合突起10aが摺動可能に嵌っている。結合溝11bと結合突起10aの嵌合により、カム環11と直進案内環10は光軸方向での相対移動が規制され(光軸方向へ共に移動し)、相対回転は可能な関係にある。直進案内環10はハウジングの内周面に形成された光軸方向への長溝(不図示)に対して摺動可能に嵌っており、直進案内環10はハウジングに対する回転が規制され、光軸方向にのみ移動可能に直進案内される。
A
図2、図19及び図20に示すように、直進案内環10には周方向位置を異ならせて3つの直進案内溝10bが形成されている。各直進案内溝10bは光軸方向に延びる長溝であり、径方向に貫通している。各直進案内溝10bに対して3群移動環8の直進案内キー8aが光軸方向へ摺動可能に嵌っており、直進案内溝10bと直進案内キー8aの関係によって3群移動環8が光軸方向へ可動に直進案内される。各直進案内キー8aの内側には支持溝8b(図2)が形成されており、各直進案内キー8aの外面上にカムフォロアCF3が突設されている。各カムフォロアCF3は、カム環11の内周面に形成したカム溝CG3に対して摺動可能に嵌っており、カム環11が回転すると、カムフォロアCF3がカム溝CG3の案内を受けて3群移動環8の光軸方向位置が制御される。
As shown in FIGS. 2, 19 and 20, the
図2、図15ないし図20に示すように、3群移動環8内には防振レンズユニット14とシャッタユニット16が支持される。防振レンズユニット14の詳細は後述するが、防振レンズユニット14内には防振枠(防振移動部材)18と挿脱枠(挿脱部材)20を介して第3レンズ群L3が保持されている。
As shown in FIGS. 2 and 15 to 20, a vibration-
図1に示すように、第1レンズ群L1は1群筒12の内部に保持され、第2レンズ群L2は2群筒13の内部に保持されている。2群筒13は直進案内環10を介して光軸方向に直進移動可能に案内されており、1群筒12も同様に光軸方向に直進移動可能に案内されている。1群筒12はカム環11の外側に位置する外観筒であり、カム環11の外周面に形成したカム溝CG1に対して1群筒12に設けたカムフォロアCF1が摺動可能に嵌っている。また、2群筒13はカム環11の内側に位置しており、カム環11の内周面に形成したカム溝CG2に対して2群筒13に設けたカムフォロアCF2が摺動可能に嵌っている。カム環11が回転すると、カムフォロアCF1がカム溝CG1の案内を受けて1群筒12の光軸方向位置が制御され、カムフォロアCF2がカム溝CG2の案内を受けて2群筒13の光軸方向位置が制御される。
As shown in FIG. 1, the first lens group L <b> 1 is held inside the
3群移動環8内に支持される第3レンズ群L3は、撮影光軸O上の光路に対する挿脱動作と、光路上で撮影光軸Oと直交する平面に沿って所定の範囲で移動する防振動作が可能な光学要素である。第3レンズ群L3の支持駆動機構の詳細を以下に説明する。
The third lens unit L3 supported in the third
3群移動環8は撮影光軸Oを囲む筒状部8cを有し、筒状部8cの内側には内径方向に突出する内側フランジ8dが周方向に部分的に(間欠的に)形成されており、内側フランジ8dの前側に防振レンズユニット14が支持され、内側フランジ8dの後側にシャッタユニット16が支持される。図2、図15及び図19に示すように、内側フランジ8dには、光軸方向前方に向けて開口するそれぞれ3つのネジ螺合孔8e及びバネ収納凹部8fと、光軸方向前方に突出する軸突起8gが形成されている。
The third
図3に示すように、防振レンズユニット14は、光軸方向前方に位置するセンサホルダ(支持部材)22と光軸方向後方に位置するコイル台座(支持部材)24の間に防振枠18と挿脱枠20を保持した構造である。図3、図7、図9及び図10に示すように、センサホルダ22は概ね撮影光軸Oと直交する板状の本体部を有しており、撮影光軸Oが通る中央部に内側開口22aを有する。センサホルダ22の周方向の一部は、内側開口22aがセンサホルダ22の外周部分まで連通した開放部22a-1になっており、開放部22a-1に近いセンサホルダ22の内周部に、内側開口22aをさらに外径方向に向けて切り欠いた形状の内周逃げ部22bが形成されている。センサホルダ22の前面側には有底の凹部である第1センサ保持部22cと第2センサ保持部22dが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
図10に示すように、センサホルダ22のうち防振枠18に対向する後面側には、周方向に位置を異ならせて3つのボール支持凹部22eが形成されている。各ボール支持凹部22eの周囲には、ボール支持凹部22eよりも開口面積の大きい逃げ凹部22fが形成されている。3つのボール支持凹部22eと逃げ凹部22fは、撮影光軸Oから概ね等距離に位置し、撮影光軸Oを中心とする周方向に概ね等間隔(約120度の間隔)で配置されている。ボール支持凹部22eと逃げ凹部22fはそれぞれ、撮影光軸Oと直交する底面を有する有底の凹部であり、光軸方向後方に向けて開口している。3つのボール支持凹部22eはいずれも底面を囲む内周壁が円筒状をなしている。3つの逃げ凹部22fのうち1つはボール支持凹部22eと略同心の円筒状の内周壁を有し、残る2つの逃げ凹部22fの内周壁は、撮影光軸Oと直交する平面内において概ね正方形をなす角筒状をなしている。後者の角筒状の逃げ凹部22fを、移動規制凹部22f-1と呼ぶ。
As shown in FIG. 10, three ball support recesses 22 e are formed on the rear surface side of the
センサホルダ22の外周部近傍には、光軸方向に貫通する2つのネジ挿通孔22gが形成されている。2つのネジ挿通孔22gは光軸方向において略同じ位置にある。センサホルダ22の外周部には、撮影光軸Oを挟んで略対称の位置関係にある2つのバネ掛け突起22hと、光軸方向後方に突出する複数(4つ)の係合片22iと、各係合片22iよりも小さい突出量で光軸方向後方に突出する複数の当付部22jが設けられている。各係合片22iの端部には、撮影光軸Oに接近する内径方向への爪が形成されている。センサホルダ22はさらに、光軸方向へ貫通する2つの位置決め孔22kを有する。
Two screw insertion holes 22 g that penetrate in the optical axis direction are formed in the vicinity of the outer periphery of the
図3ないし図6、図11ないし図14に示すように、コイル台座24は撮影光軸Oを囲む枠状体であり、センサホルダ22の内側開口22aに対応する形状の内側開口24aが形成され、センサホルダ22の内周逃げ部22bに対応する位置に内周逃げ部24bが形成されている。センサホルダ22と同様に、コイル台座24の周方向の一部は内側開口24aに続く開放部24a-1によって開放されているが、開放部24a-1の後部が橋絡部24cによって接続されている。橋絡部24cは撮影光軸Oと略直交する板状の遮光板部24dを有する。図6、図12及び図14に示すように、遮光板部24dは光軸方向の肉厚が異なる厚肉部分と薄肉部分を有し、厚肉部分に光軸方向へ貫通するネジ挿通孔24eが形成されている。図11、図13及び図17に示すように、撮影光軸Oに沿って見ると、コイル台座24におけるネジ挿通孔24e(の中心)と、センサホルダ22における2つのネジ挿通孔22g(の中心)は、概ね撮影光軸Oを囲む正三角形の頂点に位置している。換言すれば、計3つのネジ挿通孔22g、24eが撮影光軸Oを中心とする周方向に略等間隔で配置されている。但し、2つのネジ挿通孔22gが同じ光軸方向位置にあるのに対し、ネジ挿通孔24eはネジ挿通孔22gに対して光軸方向後方にオフセットした位置にある(図18参照)。
As shown in FIGS. 3 to 6 and 11 to 14, the
図3に示すように、コイル台座24の前面側には有底の凹部である第1コイル支持部24fと第2コイル支持部24gが形成されている。第1コイル支持部24fと第2コイル支持部24gはそれぞれ撮影光軸Oと略直交する底面を有する凹部であり、第1コイル支持部24fの底面から光軸方向前方に向けて一対の支持突起24hが突出形成され、第2コイル支持部24gの底面から光軸方向前方に向けて一対の支持突起24iが突出形成されている。
As shown in FIG. 3, a first
図3ないし図6に示すように、コイル台座24の外周部の複数箇所に光軸方向前方に突出する当付部24jが設けられている。当付部24jの一つには、光軸方向前方に突出する位置決め突起24kが形成されている。第1コイル支持部24fと第2コイル支持部24gの間には、光軸方向前方に突出する位置決め突起24mが設けられている。また、コイル台座24の外周部から外径方向に向けて、周方向に略等間隔で3つの支持突起24nが突設されている。
As shown in FIGS. 3 to 6,
防振枠18は撮影光軸Oを囲む枠状体であり、センサホルダ22の内側開口22aとコイル台座24の内側開口24aに連通する内側開口18aを有し、内周逃げ部22bと内周逃げ部24bに対応する位置に軸支部18bが設けられている。軸支部18bには軸支持孔18cが光軸方向に貫通形成されている。コイル台座24と同様に、防振枠18の周方向の一部は内側開口18aが外周部分まで連通した開放部18a-1となっているが、図3ないし図7、図9、図10、図15などに示すように、開放部18a-1の前部が光軸方向前方に向けてオフセットした形状の橋絡部18dによって接続されている。防振枠18にはさらに、コイル台座24の位置決め突起24mを挿入可能な逃げ孔18eが形成されている。
The
図3ないし図5、図9、図10に示すように、防振枠18には、第1センサ保持部22cと第1コイル支持部24fに対向する位置に第1磁石保持部18fが形成され、第2センサ保持部22dと第2コイル支持部24gに対向する位置に第2磁石保持部18gが形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, 9, and 10, the
図3、図4、図5、図8及び図9に示すように、防振枠18のうちセンサホルダ22に対向する前面側には、位置を異ならせて3つのボール支持筒部18hが形成されている。3つのボール支持筒部18hは、撮影光軸Oから概ね等距離に位置し、かつ撮影光軸Oを中心とする周方向に概ね等間隔(約120度の間隔)で配置されており、それぞれのボール支持筒部18hはセンサホルダ22のボール支持凹部22eに対向する位置関係にある。各ボール支持筒部18hは光軸方向前方に突出する円筒形状をなし、光軸方向の前端部が開口し、光軸方向の後端部に底面を有する。各ボール支持筒部18hの内部には球状の転動体であるガイドボール28が転動可能に支持される。図8に示すように、各ガイドボール28は、ボール支持筒部18hの底面に当接した状態で該ボール支持筒部18hの先端(前端)よりも前方に突出する直径に設定されており、センサホルダ22におけるボール支持凹部22eの底面に当接して挟持される。以下では、ガイドボール28を挟持するボール支持筒部18hの底面とボール支持凹部22eの底面をそれぞれボール当接面と呼ぶ。これらのボール当接面はいずれも撮影光軸Oと略直交する平滑な平面である。ガイドボール28は光軸直交方向にはボール支持筒部18h内に遊嵌しており、ガイドボール28はボール支持筒部18h内の中央付近に位置するときにはボール支持筒部18hの内周壁に当接しない(図8参照)。
As shown in FIGS. 3, 4, 5, 8, and 9, three
防振枠18の外周部には2つのバネ掛け突起18iが設けられている。各バネ掛け突起18iはセンサホルダ22に設けたバネ掛け突起22hと光軸方向に対向する位置にあり、各バネ掛け突起18iと各バネ掛け突起22hの間に引張バネ30が張設されている。防振枠18は、2つの引張バネ30の付勢力によってセンサホルダ22に接近する方向(前方)に付勢され、3つのボール支持筒部18hのボール当接面を3つのガイドボール28に当接させることで、センサホルダ22に対する防振枠18の前方への移動が規制される。この状態で各ボール支持筒部18hのボール当接面は対応するガイドボール28に対してそれぞれ点接触しており、この点接触部分を摺接させることで(もしくは、ガイドボール28がボール支持筒部18hの内周壁に当接していないときはガイドボール28を転動させながら)、防振枠18は撮影光軸Oと直交する方向へ自在に移動可能になっている。
Two
図8に示すように、ガイドボール28を挟んで防振枠18とセンサホルダ22を結合させた状態で、各移動規制凹部22f-1の内壁面と各ボール支持筒部18hの外周面との間にクリアランスD1があり、各ボール支持筒部18hの外周面を各移動規制凹部22f-1の内壁面に当接させるまでの範囲で、防振枠18がセンサホルダ22に対して撮影光軸Oと直交する平面内で自在に移動することができる。移動規制凹部22f-1ではない円筒状の内周壁を有する一つの逃げ凹部22fとボール支持筒部18hの間には、クリアランスD1よりも大きなクリアランスが確保されており、防振枠18の可動範囲内では互いに当接することがない。
As shown in FIG. 8, with the
防振枠18を可動に支持したセンサホルダ22の後部にコイル台座24が固定される。このとき、2つの位置決め孔22kに対して位置決め突起24kと位置決め突起24mを嵌合することによって位置決めしつつ、センサホルダ22の後面を当付部24jに対して当接させ、コイル台座24の前面を当付部22jに当接させることで、センサホルダ22とコイル台座24の光軸方向の間隔が定まる。さらにセンサホルダ22の係合片22iの先端の爪をコイル台座24の後面に係合させることで、センサホルダ22とコイル台座24の光軸方向の離間が規制される(図12、図14参照)。
A
組み合わせた状態のセンサホルダ22とコイル台座24は、防振枠18の移動を妨げない形状になっている。例えば、防振枠18において軸支部18bは前後方向に突出し、橋絡部18dは前方に突出しているが、軸支部18bは内周逃げ部22bと内周逃げ部24bの内側に所定のクリアランスをもって位置し(図4、図7、図11及び図13参照)、橋絡部18dは開放部22a-1の間に所定のクリアランスをもって位置している(図7参照)。また、防振枠18の逃げ孔18eとコイル台座24の位置決め突起24mの間にもクリアランスが確保されている。これらの各部のクリアランスは、先に述べたボール支持筒部18hと移動規制凹部22f-1の間のクリアランスD1よりも大きく設定されており、センサホルダ22やコイル台座24に対する撮影光軸Oと直交する平面内での防振枠18の移動は、ボール支持筒部18hと移動規制凹部22f-1以外の箇所で制限されることがない。
The
防振枠18を挟んでセンサホルダ22とコイル台座24を組み合わせた状態で、それぞれの内側開口18a、22a及び24aが光軸方向に連通して、後述する挿脱枠20の可動空間を形成する。また、光軸方向前方にオフセットした形状の防振枠18の橋絡部18dと、光軸方向後方にオフセットした形状のコイル台座24の橋絡部24cの間に、後述する離脱位置に回動した挿脱枠20を収納させる収納空間が形成される。
In a state where the
防振枠18は電磁アクチュエータによって駆動される。電磁アクチュエータは、防振枠18に支持される2つの永久磁石31、32と、コイル台座24に支持される2つのコイル33、34を有するボイスコイルモータである。図3、図10、図11及び図13に示すように、永久磁石31と永久磁石32の形状及び大きさは略同一であり、それぞれ細長矩形の薄板状をなしている。永久磁石31は第1磁石保持部18fの凹部内に嵌合保持され、永久磁石32は第2磁石保持部18gの凹部内に嵌合保持されている。永久磁石31と永久磁石32はそれぞれ、短手方向の略中央を通り長手方向に向く磁力境界線Q1、Q2(図11、図13、図21)で分割される半割領域の一方がN極で他方がS極となっている。第1磁石保持部18fと第2磁石保持部18gによる保持状態で、永久磁石31とコイル33は、撮影光軸Oを含む基準平面(第1の基準平面)P1(図11、図13、図21)に関して対称の関係で配置される。永久磁石31と永久磁石32は、基準平面P1に対して、防振レンズユニット14の外縁側(撮影光軸Oから遠い側)から内径側(撮影光軸Oに近い側)に向かうにつれて互いの磁力境界線Q1、Q2の間隔を大きくする傾きを持たせて配置されており、基準平面P1に対する磁力境界線Q1と磁力境界線Q2の傾き角は正逆で約45度に設定されている。つまり、永久磁石31と永久磁石32は互いの磁力境界線Q1、Q2を略直交させる関係にある。
The
図3、図11、図13及び図21に示すように、コイル33、34は、略平行な一対の長辺部と該長辺部を接続する一対の湾曲部を有する空芯コイルであり、その形状及び大きさは略同一である。コイル33は空芯部33aに一対の支持突起24hを挿入させて(図21参照)第1コイル支持部24f上に保持され、コイル34は空芯部34aに一対の支持突起24iを挿入させて(図21参照)第2コイル支持部24g上に保持される。第1コイル支持部24fと第2コイル支持部24gによる保持状態で、コイル33の長辺(長軸)方向が永久磁石31の磁力境界線Q1と略平行になり、コイル34の長辺(長軸)方向が永久磁石32の磁力境界線Q2と略平行になる。防振枠18が防振機構による駆動範囲の中央に位置する状態(振れ補正動作を行なっていない光学設計上の初期位置にある状態)で、図11、図13及び図21のように撮影光軸Oに沿って見て、コイル33において長辺部と平行で空芯部33aを通る長軸が永久磁石31の磁力境界線Q1と略一致しており、コイル34において長辺部と平行で空芯部34aを通る長軸が永久磁石32の磁力境界線Q2と略一致している。すなわちコイル33、34は、基準平面P1に対して、防振レンズユニット14の外縁側(撮影光軸Oから遠い側)から内径側(撮影光軸Oに近い側)に向かうにつれて互いの長軸(長辺部)の間隔を大きくする傾きを持たせて配置されており、基準平面P1に対するコイル33とコイル34の長軸の傾斜角は、正逆で約45度に設定されている。つまり、コイル33とコイル34は互いの長軸を略直交させる関係にある。コイル33、34はフレキシブル基板を介してカメラの制御基板に接続されていて、制御基板上の制御回路によってコイル33とコイル34の通電制御が行われる。
As shown in FIGS. 3, 11, 13, and 21, the
以上の構成の電磁アクチュエータでは、永久磁石31とコイル33が光軸方向に対向しており、コイル33に通電すると、撮影光軸Oと直交する平面内で磁力境界線Q1(コイル33の長軸)と略直交する方向への推力が作用する。この推力の作用方向をY軸とする(図11、図13、図21)。また、永久磁石32とコイル34が光軸方向に対向しており、コイル34に通電すると、撮影光軸Oと直交する平面内で磁力境界線Q2(コイル34の長軸)と略直交する方向への推力が作用する。この推力の作用方向をX軸とする(図11、図13、図21)。X軸とY軸はいずれも基準平面P1に対して約45度の角度で交差する関係(互いに略直交する関係)にあり、各コイル33、34への通電制御によって、撮影光軸Oと直交する平面内で防振枠18を移動させることができる。図11や図13に示すように、防振枠18が可動範囲の中央に位置する状態で、永久磁石31とコイル33の中心(長手方向と短手方向の両方の中央)を通りY軸に沿う線と、永久磁石32とコイル34の中心(長手方向と短手方向の両方の中央)を通りX軸に沿う線の交点は、撮影光軸O上(基準平面P1上)に位置する。
In the electromagnetic actuator having the above configuration, the
センサホルダ22の第1センサ保持部22cと第2センサ保持部22dにはそれぞれ、防振枠18上の永久磁石31の前方に位置する磁気センサ35と、永久磁石32の前方に位置する磁気センサ36が組み付けられる(図7、図11、図13及び図21参照)。磁気センサ35と磁気センサ36はカメラの制御基板に接続するフレキシブル基板50(図2、図3、図15、図17)上に支持されており、センサホルダ22の前面側に取り付けられたフレキシブル基板50は押さえ板51によって保持される。磁気センサ35と磁気センサ36はホールセンサであり、電磁アクチュエータによる防振枠18の移動に応じて永久磁石31の位置が変化すると磁気センサ35の出力が変化し、永久磁石32の位置が変化すると磁気センサ36の出力が変化し、この2つの磁気センサ35、36の出力変化によって、防振枠18の位置を検出することができる。図11や図13に示すように、防振枠18が可動範囲の中央に位置する状態で、磁気センサ35は永久磁石31の中心に対向して位置しており、磁気センサ36は永久磁石32の中心に対向して位置している。そして、磁気センサ35によって防振枠18の位置検出が行われるY軸方向の線と、磁気センサ36によって防振枠18の位置検出が行われるX軸方向の線の交点が撮影光軸O上に位置する。カメラの起動時などに、ボール支持筒部18hと移動規制凹部22f-1によって制限される移動端まで防振枠18を駆動させることにより、各磁気センサ35、36の校正が行われる。
The first
防振枠18上には、撮影光軸Oと平行な回動軸37を中心として回動(揺動)可能に挿脱枠20が支持されている。回動軸37の両端部は防振枠18に形成した軸支持孔18cに挿入支持されている。挿脱枠20は、第3レンズ群L3を保持するレンズ保持筒部(保持部)20aと、回動軸37によって軸支される軸孔部(軸支部)20bと、レンズ保持筒部20aと軸孔部20bを接続する腕部20cを備えている。挿脱枠20は、挿入位置(図2、図4ないし図7、図9ないし図12、図15、図16、図19、図20、図21の実線)と離脱位置(図1、図13、図14、図17、図18、図21の二点鎖線)の間で動作可能であり、防振枠18に設けたストッパ18j(図10)に対してレンズ保持筒部20aから突出するストッパ当接部20dを当接させることで挿入位置が決まる。一端部を防振枠18に係合させ、他端部を挿脱枠20の腕部20cに係合させたトーションコイルバネからなる挿入付勢バネ38が、挿脱枠20を挿入位置方向へ付勢している。
An insertion /
挿脱枠20が挿入位置にあるとき、第3レンズ群L3が撮影光軸O上に位置する。挿脱枠20は離脱駆動レバー40によって挿入位置から離脱位置へ回動される。離脱駆動レバー40については後述する。挿脱枠20が離脱位置に回動すると、第3レンズ群L3の中心が撮影光軸Oから離れて防振レンズユニット14の外縁部方向に変位する。防振レンズユニット14における内側開口18a、22a及び24aは、このときのレンズ保持筒部20aの移動軌跡(回動軸37を中心とする円弧状軌跡)に対応する逃げ形状を有しており、防振枠18とセンサホルダ22とコイル台座24は挿脱枠20の回動を妨げない。挿脱枠20が離脱位置まで回動すると、防振枠18の橋絡部18dとコイル台座24の橋絡部24cの間のスペースにレンズ保持筒部20aが進入する。
When the insertion /
図2、図15、図17及び図18に示すように、防振レンズユニット14は3つの取付ネジ42を用いて3群移動環8に取り付けられる。取り付けに際しては、3群移動環8における3つのバネ収納凹部8fにそれぞれ圧縮バネ44を挿入してから、コイル台座24を光軸方向後方に向けた状態の防振レンズユニット14を内側フランジ8dに対して前方から接近させる。すると、バネ収納凹部8fから突出する各圧縮バネ44の前端部がコイル台座24の後面に当接する。ここで、センサホルダ22の2つのネジ挿通孔22gとコイル台座24のネジ挿通孔24eのそれぞれに対して取付ネジ42を前方から挿入し、各取付ネジ42をネジ螺合孔8eに螺合させる。ネジ螺合孔8eに対する取付ネジ42の螺合量を大きくすると各圧縮バネ44が圧縮され、圧縮に対する復元力によって防振レンズユニット14が3群移動環8内で光軸方向前方に付勢される。防振レンズユニット14の前方への移動は各取付ネジ42の頭部によって制限され、3群移動環8内での防振レンズユニット14の光軸方向位置が決まる。また、図17に示すように、コイル台座24から突出する3つの支持突起24nが3群移動環8の3つの支持溝8bに係合して、撮影光軸Oと直交する平面内での防振レンズユニット14の位置が決まる。この取付状態で各取付ネジ42の螺合量を変化させるとネジの頭部の光軸方向位置が変化し、これに追従して防振レンズユニット14の位置が変化する。3つの取付ネジ42の螺合量を均等に変化させた場合は、撮影光軸Oに対する傾きを変化させずに3群移動環8内での防振レンズユニット14の光軸方向位置が変化し、取付ネジ42の螺合量を個別に変化させた場合は、撮影光軸Oに対する防振レンズユニット14(第3レンズ群L3の光軸)の傾きが変化する。
As shown in FIGS. 2, 15, 17, and 18, the
挿脱枠20を挿入位置から離脱位置へ回動させる離脱駆動レバー40は、支持座41を用いて3群移動環8に支持される。図2、図15、図18及び図19に示すように、3群移動環8における軸突起8gの周囲に2つの固定突起8hが形成されている(図18には一方の固定突起8hのみ表されている)。支持座41は、撮影光軸Oと略直交する円板状をなす前方支持部41aと、前方支持部41aから突出する一対の抜止脚部41bを有する。前方支持部41aの中央には円形孔が形成されている。一対の抜止脚部41bはそれぞれ前方支持部41aに対して光軸方向後方に突出してから外径方向に曲げられた形状をなしている。前方支持部41aの円形孔に軸突起8gの先端部を嵌合させ(図16参照)、各抜止脚部41bの端部を固定突起8hの光軸方向後面側に係合させることで(図18参照)、支持座41が3群移動環8に固定的に支持される。図6に示すように、防振レンズユニット14を構成するコイル台座24には離脱駆動レバー40を収納するレバー収納部24pが形成されている。レバー収納部24pはコイル台座24の後面の一部を切り欠いた形状の凹部24p-1と、凹部24p-1の側方に位置する切欠部24p-2を有している。また、防振枠18の側部には、コイル台座24の切欠部24p-2と重なる位置に切欠部18kが形成されている。図2、図11、図13、図15ないし図20に示すように、防振レンズユニット14は概ね3群移動環8の筒状部8cの内径サイズに対応した円形状の外形形状を有しており、シャッタユニット16も同様の円形状の外形形状を有している。防振枠18の切欠部18kとコイル台座24の切欠部24p-2は、この円形状の防振レンズユニット14の周縁領域の一部を除去した形状であり、撮影光軸Oに沿って見たとき、シャッタユニット16と重なる位置に切欠部18kと切欠部24p-2が位置する。防振レンズユニット14を3群移動環8に組み付けると、軸突起8gと支持座41が切欠部24p-2と切欠部18kの側方空間に挿入される(図16参照)。
A
離脱駆動レバー40は、軸突起8gによって軸支される軸孔を有する軸孔部40aと、軸孔部40aから外径方向に延出される押圧アーム40b及び被押圧突起40cを有する。図16に示すように、軸孔部40aの軸孔に軸突起8gを挿入させた状態で支持座41を3群移動環8に組み付けると、支持座41の前方支持部41aと3群移動環8の内側フランジ8d(軸突起8gの基部)に挟まれて、3群移動環8に対する離脱駆動レバー40の光軸方向後方への移動が規制される。この状態で軸突起8gを中心とした離脱駆動レバー40の回動が可能である。図16に示すように、軸孔部40aの外側に、トーションバネからなるレバー付勢バネ46のコイル部が挿入されている。レバー付勢バネ46のコイル部から延出される一対のバネ端部は、支持座41の抜止脚部41bと離脱駆動レバー40に対して係合している。この離脱駆動レバー40の支持状態では、凹部24p-1に押圧アーム40bが重なり、切欠部24p-2と切欠部18kに軸孔部40aが進入する(図12、図14及び図16参照)。また、押圧アーム40bの先端部付近の側面が挿脱枠20に設けた被押圧部20eに対向する(図11、図13参照)。被押圧部20eは軸孔部20bの近傍に設けられており、光軸方向に一様な断面形状を有する突起として形成されている。図11や図13に示すように、被押圧部20eにおける押圧アーム40bとの対向部分は軸線を撮影光軸Oと平行とした円筒状の外周面として形成されており、押圧アーム40bと被押圧部20eは、離脱駆動レバー40から挿脱枠20へ回動方向の力を伝達するが、撮影光軸Oと平行な方向への力を伝達しない関係にある。
The
離脱駆動レバー40は、軸突起8gを中心として図11、図12及び図20に示す挿入許容位置と図13及び図14に示す離脱強制位置の間で回動(揺動)する。挿入付勢バネ38の付勢力は離脱位置から挿入位置方向(図11及び図13の反時計方向)へ挿脱枠20を回動付勢している。離脱駆動レバー40は、離脱強制位置から挿入許容位置方向(図11及び図13の時計方向)へレバー付勢バネ46によって回動付勢されている。このレバー付勢バネ46による付勢方向への離脱駆動レバー40の回動端、すなわち離脱駆動レバー40の挿入許容位置は、3群移動環8の筒状部8cの内周面に形成したストッパ部に当接することによって定められる。一方、挿入付勢バネ38による付勢方向への挿脱枠20の回動は、挿脱枠20dとストッパ18jの当接によって規制される(図10)。挿脱枠20と離脱駆動レバー40がそれぞれのストッパに当接している状態が図11及び図12であり、このとき被押圧部20eと押圧アーム40bが互いに離間している(図11にクリアランスD2として示す)。この被押圧部20eと押圧アーム40bの間のクリアランスD2は、防振レンズユニット14内での防振枠18の可動範囲(移動規制凹部22f-1の内面にボール支持筒部18hの外周面が当接するまでの範囲)内では、被押圧部20eを押圧アーム40bに接触させない大きさに設定されている。換言すれば、離脱駆動レバー40は、挿入許容位置にあるときに、電磁アクチュエータによる防振枠18と挿脱枠20の防振用の駆動を規制しない。そして、挿脱枠20と離脱駆動レバー40に外力が加わらなければ、挿入付勢バネ38の付勢力で挿脱枠20を挿入位置に保持する図11及び図12の状態に維持される。
The
図2、図19及び図20に示すように、直進案内環10の内側には離脱押圧突起10cが突出形成されている。離脱押圧突起10cには光軸方向後方を向くカム面10dが形成されている。カム面10dによって被押圧突起40cを押圧することで、離脱駆動レバー40を挿入許容位置方向から離脱強制位置へ回動させることができる。被押圧突起40cにはカム面10dに対応した傾斜のカム面が形成されている。
As shown in FIGS. 2, 19, and 20, a
3群移動環8の筒状部8cの内側には、押さえ部材19(図2)を用いて、内側フランジ8dの後方にシャッタユニット16が支持されている。シャッタユニット16は絞り兼用のシャッタ羽根16s(図1、図16、図18)を内蔵するシャッタハウジング16aの中央に光軸方向へ貫通する撮影開口16bを有し、内蔵のシャッタアクチュエータでシャッタ羽根16sを駆動して開口サイズを変化させて、撮影開口16bを通る光量を調整する。
On the inner side of the
以上の構造からなるズームレンズ鏡筒1の動作を説明する。撮影状態では、挿脱枠20は挿入付勢バネ38の付勢力によって挿入位置に保持されており、第3レンズ群L3は第2レンズ群L2と第3レンズ群L4の間の光軸方向位置にある。また、離脱駆動レバー40は、レバー付勢バネ46の付勢力によって挿入許容位置に保持されている。コイル台座24の内側開口24aの一部領域(開放部24a-1付近)を塞ぐ位置にある遮光板部24dは、第3レンズ群L3を通らずに内側開口24aを通過しようとする有害光を遮断する。第1レンズ群L1から第3レンズ群L3の3つのレンズ群はカム環11の回転駆動によって光軸方向に所定の軌跡で移動して変倍動作を行い、第4レンズ群L4はフォーカシングモータによって独立して光軸方向に移動して合焦動作を行う。
The operation of the
撮影状態では、ズームレンズ鏡筒1に加わる振れの方向と大きさに応じて、電磁アクチュエータによって防振枠18を光軸直交平面内で駆動することで第3レンズ群L3を撮影光軸Oに対してシフトさせ、結像面上での被写体像のずれ(像振れ)を抑制することができる。詳細には、カメラに内蔵したジャイロセンサによってレンズ鏡筒の移動角速度を検出し、その振れの角速度を時間積分して移動角度を求め、該移動角度から結像面上での像の移動量を演算すると共に、この像振れをキャンセルするための第3レンズ群L3(防振枠18)の駆動量及び駆動方向を演算する。そして、この演算値に基づいてコイル33とコイル34の通電制御を行う。すると、3つのガイドボール28に対して防振枠18の後面側のボール当接面(ボール支持筒部18hの底面)が支持案内を受けながら防振枠18が移動される。挿入位置にある挿脱枠20は防振枠18と共に移動する。前述の通り、被押圧部20eと押圧アーム40bの間にクリアランスD2(図11)が設けられているため、離脱駆動レバー40は、防振枠18と挿脱枠20の防振用の駆動を規制しない。撮影状態における防振枠18の実用上の防振駆動範囲は、ボール支持筒部18hが移動規制凹部22f-1の内壁面に当接しない範囲で設定される。
In the photographing state, the third lens unit L3 is moved to the photographing optical axis O by driving the
撮影状態から図1の収納状態になるとき、ズームモータによって3群移動環8、直進案内環10、カム環11、1群筒12及び2群筒13がそれぞれ光軸方向後方に移動される。撮影状態から収納状態への移行では3群移動環8よりも直進案内環10の方が光軸方向後方への移動量が大きく、直進案内環10内に形成した離脱押圧突起10cが3群移動環8内に支持された離脱駆動レバー40の被押圧突起40cに接近し、カム面10dが被押圧突起40cに当接する。すると、離脱押圧突起10cのカム面10dが被押圧突起40cを押圧して、直進案内環10の後退移動力から分力が生じてレバー付勢バネ46の付勢力に抗して離脱駆動レバー40が挿入許容位置から離脱強制位置へ向けて回動され、押圧アーム40bが被押圧部20eに当接する。押圧アーム40bを被押圧部20eに当接させた離脱駆動レバー40は、挿入付勢バネ38の付勢力に抗して挿脱枠20を挿入位置から離脱位置へ押圧回動させる。
When the photographing state is changed to the retracted state of FIG. 1, the third
ここで、挿脱枠20を支持する防振枠18に対して、2つの引張バネ30によってボール当接面(ボール支持筒部18hの底面)をガイドボール28に押し付けさせる方向の付勢力が作用している。挿入付勢バネ38によって与えられる挿脱枠20の回動抵抗と、引張バネ30によって与えられる防振枠18の移動抵抗の大きさは任意に設定可能である。例えば、挿脱枠20の回動抵抗を防振枠18の移動抵抗よりも大きく設定した場合、挿脱枠20に作用する離脱駆動レバー40の押圧力が防振枠18に伝わり、挿脱枠20の離脱位置方向への回動が開始されるよりも前に、防振枠18が挿脱枠20と共に離脱位置方向へ移動される。そして、ボール支持筒部18hの外周面が移動規制凹部22f-1の内壁面に当接する位置まで防振枠18が移動される。防振枠18のそれ以上の移動が規制されると、挿脱枠20が挿入位置から離脱位置へ回動される。つまり、第3レンズ群L3の離脱移動の一部を防振枠18にも担わせる構成となる。
Here, an urging force in a direction in which the ball contact surface (the bottom surface of the ball
挿脱枠20の離脱位置への回動によって、第3レンズ群L3が撮影光軸O上から離脱される。図1に示すように、ズームレンズ鏡筒1が収納状態まで達すると、第3レンズ群L3(レンズ保持筒部20a)の離脱によって空いた3群移動環8内の空間に第2レンズ群L2が進入し、撮影光軸Oと直交する方向に第2レンズ群L2と第3レンズ群L3が並んで位置する。また、撮影状態では3群移動環8の後方に位置していた第3レンズ群L4がシャッタユニット16の内側まで進入する。これにより、複数の光学要素を光軸上に直列状に並べて収納するタイプのレンズ鏡筒に比べて、収納時の光軸方向サイズを小さくすることができる。
The third lens unit L3 is detached from the photographing optical axis O by the rotation of the insertion /
収納状態から撮影状態に移行するときには逆に、3群移動環8よりも直進案内環10が光軸方向前方へ大きく移動し、離脱押圧突起10cによる離脱駆動レバー40の押圧(離脱強制位置への保持)が解除され、離脱駆動レバー40がレバー付勢バネ46の付勢力によって挿入許容位置に戻る。すると、挿入付勢バネ38の付勢力によって挿脱枠20が離脱位置から挿入位置へと回動される。撮影状態になるときには、必要に応じて防振枠18を電磁アクチュエータで駆動させて磁気センサ35、36の校正を行う。
On the contrary, when moving from the storage state to the photographing state, the
図21に示すように、防振レンズユニット14では、電磁アクチュエータを構成する2つの永久磁石31、32と2つのコイル33、34がそれぞれ基準平面P1に関して対称に配置されている。基準平面P1に対して直交し撮影光軸Oを通る基準平面(第2の基準平面)P2を設定すると、永久磁石31、32の磁力境界線Q1、Q2は、基準平面P2から離れるにつれて基準平面P1に接近する方向に傾斜しており、基準平面P1に対する各磁力境界線Q1、Q2の傾斜角は正逆で約45度である。
As shown in FIG. 21, in the vibration
2つの永久磁石31、32は防振枠18に支持されており、防振枠18上にはさらに挿脱枠20が支持されている。図21のように撮影光軸Oに沿って見たとき、永久磁石31と永久磁石32は、基準平面P2を挟んだ両側領域のうち一方の領域に、撮影光軸Oを中心とする周方向に略90度の間隔で配置されている。これに対して挿脱枠20の回動中心である回動軸37は、基準平面P2を挟んだ両側領域のうち、永久磁石31、32とコイル33、34が設けられている側と反対側の領域内で、基準平面P1の近傍位置に設けられている。図21中のR1は、撮影光軸Oを中心とし回動軸37の軸線を通る仮想円であり、各永久磁石31、32は仮想円R1上に位置している。換言すれば、永久磁石31、32と回動軸37は、撮影光軸Oから概ね等しい径方向距離に配置されている。
The two
挿脱枠20は、回動軸37に軸支される軸孔部20bから延設される腕部20cの先端にレンズ保持筒部20aを設けた形状である。図21に実線で示す挿脱枠20の挿入位置では、レンズ保持筒部20aに保持された第3レンズ群L3が撮影光軸O上に位置し、腕部20cは概ね基準平面P1に沿って、永久磁石31、32が設けられている側とは反対側に延設されている。このとき防振枠18における重心は、撮影光軸Oに近いG1(図21)に位置する。当該位置に重心を設定したことによって、電磁アクチュエータを用いて防振枠18を防振駆動させるときに、X軸やY軸への推力と干渉する不適切なモーメントの発生が抑制され、防振枠18を高精度に動作させることができる。重心は撮影光軸Oに近いことが好ましく、基準平面P1を中心として図21にWで示す範囲内(永久磁石31と永久磁石32の間)に回動軸37を設定することで、重心が撮影光軸Oに近づいてモーメントの抑制効果が高くなる。より詳しくは、図21にハッチングで示した有効軸領域K内が、好適な重心位置を得るための条件を満たした回動軸37の位置となる。有効軸領域Kは、撮影光軸Oを基準とした中心角が基準平面P1を挟んで正逆に15度の範囲の扇状の領域である。
The insertion /
本実施形態と異なる比較例を図22に示す。この比較例では、挿脱枠20’を軸支する回動軸37’が図21の有効軸領域Kと範囲Wを外れて配置されており、図22に実線で示す挿入位置に挿脱枠20’を保持させたとき、挿脱枠20’を支持する防振枠(図22には表されていない)の重心がG2に位置する。重心G2は図21の範囲Wを外れて永久磁石31に接近した偏った位置にある。そのため、電磁アクチュエータによってX軸やY軸への推力を付与したとき、重心G2回りに防振枠を回転させようとする力が大きく作用し、防振枠の動作精度に悪影響が及びやすくなる。
A comparative example different from the present embodiment is shown in FIG. In this comparative example, the
以上のように、永久磁石31、32に対して重量バランスが良くなる位置に挿脱枠20の回動軸37を配置することで、防振枠18を防振駆動させる際の負荷を軽減させ、高精度な防振制御を実現することができる。
As described above, the
以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示実施形態の防振レンズユニット14では、防振枠18上に永久磁石31、32を支持したムービングマグネットタイプの電磁アクチュエータを採用しているが、防振枠18上にコイル33、34を支持したムービングコイルタイプの電磁アクチュエータにも適用が可能である。永久磁石31、32と同様にコイル33、34も撮影光軸Oから偏心した位置で防振枠18上に支持されるため、コイル33、34に対する重量バランスの良い位置に挿脱枠20を配置することで、図示実施形態と同様の効果が得られる。
As mentioned above, although demonstrated based on illustration embodiment, this invention is not limited to this. For example, the
また、挿脱枠20を挿入位置と離脱位置の間で動作させる手段を図示実施形態と異ならせることもできる。例えば、図示実施形態では、被押圧部20eを離脱駆動レバー40で押圧することによって挿脱枠20を挿入位置から離脱位置へ回動させているが、撮像素子17を保持する撮像素子ホルダに光軸方向前方へ突出する突起を設け、3群移動環8が光軸方向後方に移動したとき、この突起によって挿脱枠20を押圧させる構造にすることもできる。なお、図示実施形態では3群移動環8内で防振レンズユニット14の後方にシャッタユニット16が配置されているため、撮像素子ホルダに設けた突起で挿脱枠20を押圧する場合には、シャッタユニット16との干渉が生じない配置にするとよい。
Further, the means for operating the insertion /
1 ズームレンズ鏡筒
8 3群移動環
10 直進案内環
11 カム環
14 防振レンズユニット
16 シャッタユニット
18 防振枠(防振移動部材)
20 挿脱枠(挿脱部材)
20a レンズ保持筒部(保持部)
20b 軸孔部(軸支部)
20c 腕部
20d ストッパ当接部
22 センサホルダ(支持部材)
24 コイル台座(支持部材)
28 ガイドボール
30 引張バネ
31 32 永久磁石
33 34 コイル
35 36 磁気センサ
37 回動軸
38 挿入付勢バネ
40 離脱駆動レバー
42 取付ネジ
44 圧縮バネ
46 レバー付勢バネ
K 有効軸領域
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
O 撮影光軸
P1 基準平面(第1の基準平面)
P2 基準平面(第2の基準平面)
Q1 Q2 磁力境界線
DESCRIPTION OF
20 Insertion / removal frame (insertion / removal member)
20a Lens holding cylinder part (holding part)
20b Shaft hole (shaft support)
24 Coil base (support member)
28
P2 reference plane (second reference plane)
Q1 Q2 Magnetic boundary line
Claims (6)
上記防振移動部材を駆動するアクチュエータ;及び
上記撮影光学系を構成する光学要素を保持し、上記光軸と平行な回転軸を中心として、上記撮影光学系の光軸上に上記光学要素を位置させる挿入位置と、該光軸上から上記光学要素を離脱させる離脱位置との間で揺動可能に上記防振移動部材上に支持される挿脱部材;
を備え、
上記アクチュエータは、上記支持部材と上記防振移動部材のいずれか一方に設けられたコイルに通電することにより、上記支持部材と上記防振移動部材の他方に設けた永久磁石の磁力境界線と垂直な方向への推力を発生するボイスコイルモータを有し、上記光軸と直交する平面内において互いの磁力境界線の方向が直交する関係で2つの上記永久磁石が設けられ、上記光軸と平行な方向で該2つの永久磁石に対向させて2つの上記コイルが設けられていること;
2つの上記永久磁石は、上記光軸を含む第1の基準平面に関して略対称に配置され、上記光軸を通り上記第1の基準平面に対して垂直な第2の基準平面から離れるにつれてそれぞれの磁力境界線が第1の基準平面に近づく方向に傾斜していること;及び
上記光軸に沿って見たとき、上記挿脱部材の回転軸は、上記第2の基準平面を挟んだ両側領域のうち2つの上記永久磁石と2つの上記コイルが設けられている側と反対側の領域に設けられており、さらに該領域内で、上記光軸を基準とした中心角が上記第1の基準平面を挟んで正逆に15度の領域内に配置されていること;
を特徴とする光学要素の位置制御装置。 An anti-vibration moving member supported so as to be movable along a plane perpendicular to the optical axis of the photographing optical system with respect to the supporting member;
An actuator that drives the vibration-proof moving member; and an optical element that constitutes the photographing optical system, and the optical element is positioned on the optical axis of the photographing optical system around a rotation axis that is parallel to the optical axis. An insertion / removal member supported on the anti-vibration moving member so as to be swingable between an insertion position to be removed and a separation position for removing the optical element from the optical axis;
With
The actuator is perpendicular to a magnetic force boundary line of a permanent magnet provided on the other of the support member and the anti-vibration moving member by energizing a coil provided on one of the support member and the anti-vibration moving member. The permanent magnet is provided with a voice coil motor that generates thrust in any direction, and the two permanent magnets are provided in a plane perpendicular to the optical axis so that the directions of the magnetic boundary lines are orthogonal to each other, and parallel to the optical axis. Two coils are provided opposite the two permanent magnets in any direction;
The two permanent magnets are arranged substantially symmetrically with respect to a first reference plane including the optical axis, and each of the permanent magnets passes through the optical axis and moves away from a second reference plane perpendicular to the first reference plane. The boundary line of magnetic force is inclined in a direction approaching the first reference plane; and when viewed along the optical axis, the rotation axis of the insertion / removal member has both side regions sandwiching the second reference plane. Are provided in a region opposite to the side on which the two permanent magnets and the two coils are provided, and the central angle with respect to the optical axis is the first reference in the region. Be placed in a 15 degree region on both sides of the plane;
An optical element position control device.
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| JP2013046691A JP2014174324A (en) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | Position controller for optical element |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014197069A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 日本電産コパル株式会社 | Lens driving device |
| JP2017122823A (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | 日本電産サンキョー株式会社 | Magnetic driving unit and method for manufacturing magnetic driving unit |
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| JP2007199320A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Nikon Corp | Lens barrel and camera |
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-
2013
- 2013-03-08 JP JP2013046691A patent/JP2014174324A/en not_active Withdrawn
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