JP2008003129A - 光学装置のアクチュエータ装置および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクチュエータ装置26は、第1、第2、第3の3つのアクチュエータ26A、26B、26Cからなり、各アクチュエータ26A、26B、26Cは光学部材を撮影光学系14の光路14A中に出し入れするように構成されている。第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cは、それぞれヨーク28A、28B、28Cと、コイル30と、可動マグネット32と、ベース34などを含んで構成されている。第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cのヨーク28A、28B、28Cは一体形成されたヨーク体28として構成されている。
【選択図】図8
Description
この種のアクチュエータでは、ヨークと、ヨークに巻回されたコイルと、コイルへの通電によってヨークから出力される磁界の向きに対応した方向に揺動される可動マグネットと、ヨークとコイルを移動不能に支持するとともに、可動マグネットを揺動可能に支持するベースとを備え、シャッター羽根や固定絞りなどの光学部材は可動マグネットの揺動によって前記光路中に出し入れされるように構成されている(特許文献1参照)。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は、部品点数および組み立て工数を削減し、コストダウンを図る上で有利な光学装置のアクチュエータ装置および撮像装置を提供することにある。
また本発明は、鏡筒に設けられた撮像素子と、前記鏡筒の内部で被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系と、前記撮影光学系の光路中に光学部材を出し入れするアクチュエータを複数有するアクチュエータ装置とを備えた撮像装置であって、前記各アクチュエータは、前記光路の周囲に配置されたヨークと、前記ヨークに巻回されたコイルと、前記コイルへの通電によって前記ヨークから出力される磁界の向きに対応した方向に揺動される可動マグネットと、前記ヨークと前記コイルを移動不能に支持するとともに、前記可動マグネットを揺動可能に支持するベースとを備え、前記光学部材は前記可動マグネットの揺動により前記光路中に出し入れされ、前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも2つのアクチュエータの前記ヨークは、一体形成されたヨーク体として構成されていることを特徴とする。
図1は撮像装置10を前方から見た斜視図、図2は撮像装置10を後方から見た斜視図、図3は撮像装置10の構成を示すブロック図である。
図1、図2に示すように、本実施の形態の撮像装置10はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース12を有している。なお、本明細書において左右は、撮像装置10を前方から見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。
ケース12の前面右側部寄りの箇所には撮影光学系14を収容保持する沈胴式の鏡筒16が設けられ、ケース12の前面上部寄りの箇所には閃光を発光するフラッシュ部100などが設けられている。
鏡筒16はケース12の内部に組み込まれた駆動部126(図3参照)によってケース12の前面から前方に突出した使用位置(広角状態、望遠状態、および広角乃至望遠の中間状態)とケース12の前面に収容された収容位置(沈胴状態)との間を出没するように構成されている。
ケース12の上端面には、撮像を行うためのシャッタボタン102、撮影光学系14のズームを調整するためのズーム操作スイッチ104、再生モードの切り換えなどを行なうためのモード切り換えスイッチ106、電源のオンオフを行うための電源スイッチ108が設けられ、ケース12の後面には、撮像した映像を表示するディスプレイ110、撮影、記録、映像表示などの種々の動作にまつわる操作を行うための複数の操作スイッチ112、ディスプレイ110上に表示されるメニューを選択するなどの操作を行うための制御スイッチ114などが設けられている。
図4は沈胴状態にある鏡筒16の断面図、図5は望遠状態にある鏡筒16の断面図である。
図4、図5に示すように、鏡筒16に収容された撮影光学系14は光学的には3群構成であり、3群は、前方から後方に向かってこの順番で配設された1群レンズ20、2群レンズ22、3群レンズ24によって構成されている。
鏡筒16は、1群レンズ20と2群レンズ22が不図示のカム機構により前記光軸方向に駆動されることによってズーミングを行い、3群レンズ24が不図示の3群レンズ用駆動機構により前記光軸方向に微小に変位されることによってフォーカッシングを行う。すなわち、1群レンズ20と2群レンズ22の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によって生じた合焦位置のずれを3群レンズ24の変位によって修正し適切に合焦させるように構成されている。
図6はアクチュエータ装置26の斜視図である。
本実施の形態では、アクチュエータ装置26は、第1、第2、第3の3つのアクチュエータ26A、26B、26Cからなり、各アクチュエータ26A、26B、26Cは光学部材を撮影光学系14の光路14A中に出し入れするように構成されている。
本実施の形態では、第1のアクチュエータ26Aは固定絞り50を光路中に出し入れするように構成され、第2のアクチュエータ26BはNDフィルター52を光路中に出し入れするように構成され、第3のアクチュエータ26Cはシャッター羽根54を光路中に出し入れするように構成され、固定絞り50とNDフィルター52により光量調整が行われ、シャッター羽根54により光路14Aの開閉が行われる。
第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cは、それぞれヨーク28A、28B、28Cと、コイル30と、可動マグネット32と、ベース34などを含んで構成されている。
図7に示すように、第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cは、光路14Aの周方向に並べて設けられ、本実施の形態では、それらのヨーク28A、28B、28Cは一体形成されたヨーク体28として構成されている。
ヨーク28A、28B、28Cは、光路14Aの周囲に沿って延在する内側部分36と、内側部分36よりも光路14Aと離れた側に位置し内側部分36と対向して延在する外側部分38と、それら内側部分36と外側部分38との延在方向の端部を接続する接続部分40とを有し、ベース34(図9参照)に取着されている。
ヨーク体28は、隣り合う2つのアクチュエータのヨークの内側部分36を連結する連結部分42を含んで構成されている。連結部分42は、内側部分36の延長上を延在している。この連結部分42により第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cのヨーク28A、28B、28Cは一体化されヨーク体28が構成されている。より詳細には、3つの内側部分36と3つの連結部分42により光路14Aの周囲に沿って環状に延在する環板部が形成され、この環板部により第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cのヨーク28A、28B、28Cは一体化されヨーク体28が構成されている。
より詳細には、第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cのヨーク28A、28B、28Cは、各アクチュエータ毎に積層される薄板材2802の数が異なり、各アクチュエータ毎に光学部材を光路14A中に出没させるに足る強度の磁力が発生されるように構成されている。
本実施の形態では、第1、第2のアクチュエータ26A、26Bのヨーク28A、28Bは2枚の薄板材2802が積層されて構成され、第3のアクチュエータ26Cのヨーク28Cは3枚の薄板材2802が積層されて構成されている。本実施の形態では、積層される薄板材2802は例えば半抜きにより相互に固定されている。
連結部分42は、ヨーク28A、28B、28Cを構成する薄板材2802の枚数よりも少ない枚数の薄板材2802が積層されて構成され、本実施の形態では、連結部分42は、ヨーク28A、28B、28Cを構成する複数の薄板材2802のうちの1枚の薄板材2802で構成されている。
薄板材2802の材料としては磁性を有する材料を用いればよく、例えば、珪素鋼板、電磁鋼板、純鉄板、鋼板などを使用可能である。
本実施の形態では、コイル30は接続部分40寄りの内側部分36の箇所に巻回されている。
コイル30は、ボビンに巻き線が巻回されることで形成されるのであってもよいし、ボビンを有さず融着線が巻回されることで形成されるものであってもよい。ただし、コイル30が融着線で形成されている場合には、ボビンを有するコイル30に比較して外形寸法を増大させることなくより巻数を増やすことができヨーク28A、28B、28Cに発生させる磁界強度を高める上で有利となる。
図8に示すように、可動マグネット32は、接続部分40と反対に位置する内側部分36の端部と外側部分38の端部との間に配置されている。
可動マグネット32は、中心に軸受孔3202が形成された円筒状を呈している。
本実施の形態では、図7、図8に示すように、内側部分36と外側部分38との間にそれら内側部分36及び外側部分38に沿った溝39が接続部分40と反対の方向に開放状に形成され、接続部分40と反対に位置する内側部分36と外側部分38の箇所に凹状の湾曲面39Aが形成され、可動マグネット32はそれら湾曲面39Aに挟まれて配置されている。
図9に示すように、ベース34は、撮影光学系14の光路14Aの周囲を延在する環板状の本体3402を備え、本体3402から突設された3本の支軸3404が可動マグネット32の軸受孔3202に挿通され、これにより可動マグネット32は支軸3404を中心に揺動可能に支持されている。
可動マグネット32に固定絞り50のアームの基部と、NDフィルター52のアームの基部と、シャッター羽根54のアームの基部とが取着されている。
より詳細には、図13に示すように、固定絞り50のアームの基部は支軸3404で揺動可能に支持され、かつ、固定絞り50のアームの基部は可動マグネット32に、該可動マグネット32と一体に揺動するように取着されている。
また、NDフィルター52も固定絞り50と同様で、NDフィルター52のアームの基部は支軸3404で揺動可能に支持され、かつ、NDフィルター52のアームの基部は可動マグネット32に、該可動マグネット32と一体に揺動するように取着されている。
図10乃至図12はシャッター羽根54の動作説明図である。
図10に示すように、可動マグネット32にはアーム3210が突設されており、アーム3210の先端に軸3212が設けられている。なお、アーム3210は合成樹脂製で、可動マグネット32に一体に形成されている。
各羽根体5402、5404のうちの一方の羽根体5402の基部は、可動マグネット32にあるいは支軸3410に揺動可能に支持され、他方の羽根体5404の基部は、ベース34の支軸3412に揺動可能に支持されている。
そして、軸3212が一方の羽根体5402のカム溝5402Aと他方の羽根体5404のカム溝5404Aとに係合しており、アーム3210の揺動により2つの羽根体5402、5404が互いに光路14Aを閉塞する方向と、光路14Aを開放する方向とに揺動され、各羽根体5402、5404により光路14Aの開閉が行われる。
なお、このように2枚の羽根体5402、5404を可動マグネット32により開閉させる構成として従来公知の様々な構造を採用することができる。
例えば、2枚の羽根体5402、5404のうち一方の羽根体5402の基部を可動マグネット32に取着しておき、他方の羽根体5404の基部をベース34の支軸3412に揺動可能に支持させておき、双方の羽根体5402、5404を、ピンとカム溝を介して連結し、可動マグネット32の揺動により2つの羽根体5402、5404を互いに光路14Aを閉塞する方向と、光路14Aを開放する方向とに揺動させるようにしてもよい。
また、第2アクチュエータ26Bのコイル30への通電により、可動マグネット32が揺動し、NDフィルター52が光路14A中に出し入れされる。より詳細には、コイル30への通電方向を変えることにより、ヨーク28Bから出力される磁界の向きを反転させ、これにより2つの湾曲面39Aに生じる磁極(N極とS極)の位置を反転させ、それら磁極と、可動マグネット32の磁極(N極とS極)との間に生じる磁気的吸引力および磁気的反発力によって、可動マグネット32を所望の角度範囲内で揺動させるようにしている。NDフィルター52が光路14A中に位置すると、入射光の波長成分が変えられることなく透過光量が減少される。
また、第3アクチュエータ26Cのコイル30への駆動信号の供給により、可動マグネット32が揺動し、2つの羽根体5402、5404が互いに光路14Aを閉塞する方向と、光路14Aを開放する方向とに揺動され、各羽根体5402、5404により光路14Aの開閉が行われる。より詳細には、コイル30への通電方向を変えることにより、ヨーク28Cから出力される磁界の向きを反転させ、これにより2つの湾曲面39Aに生じる磁極(N極とS極)の位置を反転させ、それら磁極と、可動マグネット32の磁極(N極とS極)との間に生じる磁気的吸引力および磁気的反発力によって、可動マグネット32を所望の角度範囲内で揺動させるようにしている。
また、第1、第2、第3のアクチュエータ26A、26B、26Cのヨーク28A、28B、28Cが一体化されてヨーク体28が構成されているので、3つのアクチュエータのうちの何れか1つのアクチュエータのコイル30が通電により発熱しても、その熱が連結部分42を介して他のアクチュエータのヨークに伝達され、他のアクチュエータのヨーク部分がヒートシンクとして機能するので、放熱効果を向上させる上で有利となり、磁力により可動マグネット32を揺動させる方式のアクチュエータ装置の駆動効率を高める上で有利となる。
したがって、固定絞り50およびNDフィルター52のように動作速度がそれほど要求されないアクチュエータ26A、26Bのヨーク28A、28Bでは、薄板材2802を2枚積層し、シャッター羽根54のように動作速度の高速化が必要なアクチュエータ26Cのヨーク28Cでは薄板材2802を3枚積層するといったように、アクチュエータに要求される磁界強度に合わせてヨークを形成することができる。
したがって、ヨークが一体化されているにも拘わらず、可動マグネット32に作用する磁界強度の大きさを変えることができるので、負荷の異なる種々の光学部材を光路14Aに出し入れする上で極めて有利となる。
また、本実施の形態では、ヨーク体28が光路14Aの周囲で環状につながっている場合について説明したが、ヨーク体28は一部が切れていてもよい。
また、本発明のヨーク体28は複数のヨークが一体形成されている点に特徴があり、一体形成されるヨークの数は最低限2つであればよい。
Claims (15)
- 光学装置の光路の周囲に配置されたヨークと、
前記ヨークに巻回されたコイルと、
前記コイルへの通電によって前記ヨークから出力される磁界の向きに対応した方向に揺動される可動マグネットと、
前記ヨークと前記コイルを移動不能に支持するとともに、前記可動マグネットを揺動可能に支持するベースとを備え、
前記可動マグネットの揺動によって光学部材を前記光路中に出し入れさせるアクチュエータを複数有するアクチュエータ装置であって、
前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも2つのアクチュエータの前記ヨークは、一体形成されたヨーク体として構成されている、
ことを特徴とする光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体は、該ヨーク体を構成する各ヨークを連結する連結部分を含んでいる、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の周囲に沿って延在する内側部分と、前記内側部分よりも前記光路と離れた側に位置し前記内側部分と対向して延在する外側部分とを有し、
前記ヨーク体は、前記2つのアクチュエータのヨークを連結する連結部分を含み、
前記連結部分は、前記2つのアクチュエータのヨークの前記内側部分の延長上を延在している、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の周囲に沿って延在する内側部分と、前記内側部分よりも前記光路と離れた側に位置し前記内側部分と対向して延在する外側部分と、それら内側部分と外側部分との延在方向の端部を接続する接続部分とを有し、
前記可動マグネットは、前記接続部分と反対に位置する前記内側部分の端部と前記外側部分の端部との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の周囲に沿って延在する内側部分と、前記内側部分よりも前記光路と離れた側に位置し前記内側部分と対向して延在する外側部分と、それら内側部分と外側部分との延在方向の端部を接続する接続部分とを有し、
前記可動マグネットは、前記接続部分と反対に位置する前記内側部分の端部と前記外側部分の端部との間に配置され、
前記コイルは、前記内側部分または前記外側部分の一方に巻回されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の延在方向と平行する方向に、磁性を有する複数の薄板材が積層されて構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の延在方向と平行する方向に、磁性を有する複数の薄板材が積層されて構成され、
前記各ヨークは、前記各アクチュエータ毎に積層される前記薄板材の数が異なる、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の延在方向と平行する方向に、磁性を有する複数の薄板材が積層されて構成され、
前記ヨーク体は、前記2つのアクチュエータのヨークを連結する連結部分を含み、
前記連結部分は、前記ヨークを構成する前記薄板材の枚数よりも少ない枚数の薄板材が積層されて構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成する各ヨークは、前記光路の延在方向と平行する方向に、磁性を有する複数の薄板材が積層されて構成され、
前記ヨーク体は、前記2つのアクチュエータのヨークを連結する連結部分を含み、
前記連結部分は、前記ヨークを構成する複数の薄板材のうちの1枚の薄板材で構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記ヨーク体を構成するヨークは、前記光路の周方向において隣り合う2つのアクチュエータのヨークである、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記可動マグネットは、中心に軸受孔が形成された円筒状を呈し、
前記ベースから支軸が突設され、
前記軸受け孔に前記支軸が挿通されることで、前記可動マグネットは揺動可能に前記ベースで支持されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記可動マグネットは、中心に軸受孔が形成された円筒状を呈し、
前記ベースから支軸が突設され、
前記軸受け孔に前記支軸が挿通されることで、前記可動マグネットは揺動可能に前記ベースで支持され、
前記光学部材は、その基部が前記可動マグネットに取着されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記複数のアクチュエータの一つにより前記光路中に出し入れされる前記光学部材は、固定絞りであり、前記複数のアクチュエータの他の一つにより前記光路中に出し入れされる前記光学部材は、NDフィルタである、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 前記複数のアクチュエータの一つにより前記光路中に出し入れされる前記光学部材は、シャッター羽根である、
ことを特徴とする請求項1記載の光学装置のアクチュエータ装置。 - 鏡筒に設けられた撮像素子と、
前記鏡筒の内部で被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系と、
前記撮影光学系の光路中に光学部材を出し入れするアクチュエータを複数有するアクチュエータ装置とを備えた撮像装置であって、
前記各アクチュエータは、
前記光路の周囲に配置されたヨークと、
前記ヨークに巻回されたコイルと、
前記コイルへの通電によって前記ヨークから出力される磁界の向きに対応した方向に揺動される可動マグネットと、
前記ヨークと前記コイルを移動不能に支持するとともに、前記可動マグネットを揺動可能に支持するベースとを備え、
前記光学部材は前記可動マグネットの揺動により前記光路中に出し入れされ、
前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも2つのアクチュエータの前記ヨークは、一体形成されたヨーク体として構成されている、
ことを特徴とする撮像装置。
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