JP2011095434A - Optical member driving device, optical member lens barrel, and imaging apparatus - Google Patents

Optical member driving device, optical member lens barrel, and imaging apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical member driving device superior in position detecting accuracy. <P>SOLUTION: The optical member driving device includes: a magnet 33a attached to a lens holder 22; a magnetic substance 31a having a cross section formed of a vertex and first and the second piece parts extending from the vertex respectively and having nearly the same shape each other, and having an opening formed between the first and the second piece parts; a piezoelectric element 32a vibrating the magnetic substance 31a, whereby the magnet 33a is slidably driven to move the lens holder 22; and a magnetic sensor 34a for detecting a moving position of the magnet 33a. The piezoelectric element 32a is driven in a state where the magnet 33a is coupled with the first and the second piece parts of the magnetic substance 31a from the opening side. The magnet 33a is magnetized in a direction orthogonal to a magnetization line that is a line linking the vertex of the magnetic substance 31a with a center of the cross section of the magnet 33a. The magnetic sensor 34a is arranged in a direction other than on the magnetization line in sectional view of the magnetic substance 31a. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電素子で磁性体を振動させることによって、マグネットを摺動駆動して、光学部材ホルダを移動させる光学部材駆動装置、光学部材鏡筒、および撮像装置に関する。   The present invention relates to an optical member driving apparatus, an optical member barrel, and an imaging apparatus that move an optical member holder by sliding a magnet to vibrate a magnetic body with a piezoelectric element.

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、従来から、撮像用の光学レンズ(光学部材)を用いて被写体像を結像させている。そして、光学レンズの後部に配置されたCCD(Charge Coupled Device Image Sensor)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor )イメージセンサ等の撮像素子によって画像を形成している。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging apparatus such as a digital still camera or a digital video camera forms a subject image using an imaging optical lens (optical member). An image is formed by an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device Image Sensor) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor disposed at the rear of the optical lens.

ここで、撮像装置の振れによる撮影画像の品質低下を防止するため、光学式振れ補正機構を備えたデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが知られている。具体的には、光学レンズを光軸方向と直交する2方向に移動させることによって振れを補正するようにしている。そして、光学レンズを移動させるための光学部材駆動装置として、例えば、コイルおよびマグネットからなる電磁駆動方式のアクチュエータを用いた技術が比較的多く採用されている。   Here, a digital still camera and a digital video camera equipped with an optical shake correction mechanism are known in order to prevent deterioration in quality of a captured image due to shake of the imaging apparatus. Specifically, the shake is corrected by moving the optical lens in two directions orthogonal to the optical axis direction. As an optical member driving device for moving the optical lens, for example, a relatively large number of techniques using an electromagnetic driving type actuator including a coil and a magnet are employed.

また、光学レンズを移動させるためのアクチュエータとして、圧電素子を使用する技術も開示されている。例えば、バイモルフタイプの圧電素子によって振れ補正用のレンズを移動させる技術である。そして、圧電素子の変位量を大きくするため、圧電セラミック板を積層するようにした技術もある。
さらにまた、圧電素子に取り付けられたマグネットと、光学レンズを保持する光学部材ホルダの可動部に取り付けられた磁性体との間に働く磁気吸引力を利用することで、圧電素子が発生する駆動力をより安定的に光学部材ホルダに伝達することを可能にした技術もある。
A technique using a piezoelectric element as an actuator for moving an optical lens is also disclosed. For example, there is a technique for moving a shake correction lens by a bimorph type piezoelectric element. There is also a technique in which piezoelectric ceramic plates are stacked in order to increase the displacement of the piezoelectric element.
Furthermore, the driving force generated by the piezoelectric element by utilizing the magnetic attraction force acting between the magnet attached to the piezoelectric element and the magnetic body attached to the movable part of the optical member holder that holds the optical lens. There is also a technology that makes it possible to transmit the light to the optical member holder more stably.

特開2000−194026号公報JP 2000-194026 A 特許第2796831号公報Japanese Patent No. 27968831

しかし、上記の特許文献1および特許文献2の技術のように、圧電素子を利用した従来のレンズ駆動技術では、圧電素子によって移動する光学レンズの位置検出手段を持っていないため、位置検出精度が悪いという問題がある。   However, since the conventional lens driving technique using a piezoelectric element does not have a position detecting means for an optical lens that is moved by the piezoelectric element, as in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the position detection accuracy is high. There is a problem of being bad.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、位置検出精度に優れた光学部材駆動装置を提供することである。また、駆動特性に優れた、小型で低電力な光学部材駆動装置を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an optical member driving device excellent in position detection accuracy. Another object of the present invention is to provide a small and low-power optical member driving device having excellent driving characteristics.

本発明は、以下の解決手段により、上述の課題を解決する。
本発明の請求項1に記載の発明は、光学部材を保持する光学部材ホルダと、前記光学部材ホルダに取り付けられたマグネットと、断面が頂点と、それぞれ頂点から伸び、互いに略同一形状である第1および第2の片部からなり、前記第1および第2の片部間に開口が形成された磁性体と、前記磁性体を振動させることによって、前記マグネットを摺動駆動して、前記光学部材ホルダを移動させる圧電素子と、前記圧電素子の駆動によって移動する前記マグネットの移動位置を検出するための磁気センサとを備え、前記磁性体の前記第1および第2の片部に前記開口側から前記マグネットを結合させた状態で前記圧電素子を駆動するとともに、前記マグネットは、前記磁性体の前記頂点と前記マグネットの断面中心を結ぶ直線である着磁直線と直交する方向に着磁されており、前記磁気センサは、前記磁性体の断面視において、前記着磁直線上以外の方向に配置されることを特徴とする光学部材駆動装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical member holder for holding an optical member, a magnet attached to the optical member holder, and a cross section extending from the apex and having substantially the same shape. A magnetic body composed of one and second pieces and having an opening formed between the first and second pieces, and the magnetic body is oscillated to slide the magnet so that the optical A piezoelectric element that moves the member holder; and a magnetic sensor that detects a moving position of the magnet that moves when the piezoelectric element is driven, and the first and second pieces of the magnetic body have openings on the opening side. The piezoelectric element is driven in a state where the magnet is coupled to the magnet, and the magnet has a magnetization straight line that is a straight line connecting the vertex of the magnetic body and the cross-sectional center of the magnet. It is magnetized in direction orthogonal, the magnetic sensor in a cross-sectional view of the magnetic, an optical member driving device for being disposed in a direction other than the clothes 磁直 line.

また、本発明の請求項3に記載の発明は、上記の光学部材駆動装置を備える光学部材鏡筒である。
さらにまた、本発明の請求項4に記載の発明は、上記の光学部材駆動装置を備える撮像装置である。
Moreover, invention of Claim 3 of this invention is an optical member barrel provided with said optical member drive device.
Furthermore, the invention according to claim 4 of the present invention is an imaging apparatus including the optical member driving device.

(作用)
上記の請求項1、請求項3、および請求項4に記載の発明は、圧電素子で磁性体を振動させることによって、マグネットを摺動駆動して、光学部材ホルダを移動させることができる。
また、圧電素子の駆動によって移動するマグネットの移動位置は、磁気センサによって検出される。
(Function)
According to the first, third, and fourth aspects of the present invention, the magnetic member is vibrated by the piezoelectric element, so that the magnet is slid and driven to move the optical member holder.
Further, the moving position of the magnet that moves by driving the piezoelectric element is detected by a magnetic sensor.

本発明は、圧電素子の駆動によって移動するマグネットと、マグネットの移動位置を検出するための磁気センサとを適切に配置することにより、高い位置検出ができる。   According to the present invention, a high position can be detected by appropriately disposing a magnet that moves by driving a piezoelectric element and a magnetic sensor for detecting the moving position of the magnet.

本発明の撮像装置の一実施形態としての、デジタルスチルカメラの前面側を示す斜視図である。It is a perspective view showing the front side of a digital still camera as one embodiment of an imaging device of the present invention. 本発明の撮像装置の一実施形態としての、デジタルスチルカメラの後面側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rear surface side of the digital still camera as one Embodiment of the imaging device of this invention. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第1の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す正面図である。It is a front view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (1st Embodiment) of the optical member barrel of this invention. 図3に示す光学部材駆動ユニットの一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of optical member drive unit shown in FIG. 本発明の光学部材駆動装置の一実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the lens drive device as one Embodiment of the optical member drive device of this invention. 本発明の光学部材駆動装置のマグネットに対する磁気センサの配置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship of the magnetic sensor with respect to the magnet of the optical member drive device of this invention. 図6に示す磁気センサ(θ=40°)のマグネットとの相対位置による出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform by the relative position with the magnet of the magnetic sensor ((theta) = 40 degrees) shown in FIG. 図6に示す磁気センサ(θ=20°)のマグネットとの相対位置による出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform by the relative position with the magnet of the magnetic sensor ((theta) = 20 degree) shown in FIG. 図6に示す磁気センサ(θ=0°)のマグネットとの相対位置による出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform by the relative position with the magnet of the magnetic sensor ((theta) = 0 degree) shown in FIG. 図6に示す磁気センサ(θ=−20°)のマグネットとの相対位置による出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform by the relative position with the magnet of the magnetic sensor ((theta) =-20 degrees) shown in FIG. 図7から図9の横軸の位置においてある位置を切り出した時に得られる出力振幅(切り出し両端間の出力差)を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing output amplitude (output difference between cut ends) obtained when a certain position is cut out in the position of the horizontal axis in FIGS. 7 to 9. 図6に示すマグネットの着磁方向および磁性体の形状を変えた場合の磁気センサの出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform of a magnetic sensor at the time of changing the magnetization direction of the magnet shown in FIG. 6, and the shape of a magnetic body. 本発明の光学部材駆動装置の他の実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す正面図および側面図である。It is the front view and side view which show the principal part of the lens drive device as other embodiment of the optical member drive device of this invention. 本発明の光学部材駆動装置のさらに他の実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す正面図および側面図である。It is the front view and side view which show the principal part of the lens drive device as further another embodiment of the optical member drive device of this invention. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第2の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す正面図である。It is a front view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (2nd Embodiment) of the optical member barrel of this invention. 図15に示す光学部材駆動ユニットの一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of optical member drive unit shown in FIG. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第3の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す正面図である。It is a front view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (3rd Embodiment) of the optical member barrel of this invention. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第3の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す側面図である。It is a side view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (3rd Embodiment) of the optical member barrel of this invention. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第4の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す正面図である。It is a front view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (4th Embodiment) of the optical member barrel of this invention. 本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第4の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニットを示す側面図である。It is a side view which shows the optical member drive unit in a lens barrel as one Embodiment (4th Embodiment) of the optical member barrel of this invention.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
ここで、本発明における撮像装置は、以下の実施の形態では、デジタルスチルカメラ10であるとする。また、本発明における光学部材鏡筒は、以下の実施の形態では、デジタルスチルカメラ10に組み込まれたレンズ鏡筒20等であるとする。さらにまた、本発明における光学部材駆動装置は、レンズ鏡筒20等に組み込まれている。
なお、説明は、以下の順序で行う

1.第1の実施の形態(手振れ補正における、マグネットおよび磁性体の配置例)
2.第2の実施の形態(手振れ補正における、マグネットおよび磁性体の別の配置例)
3.第3の実施の形態(オートフォーカスにおいて、磁性体をL字状の断面とした例)
4.第4の実施の形態(オートフォーカスにおいて、磁性体を平板とした例)
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, the imaging device according to the present invention is assumed to be a digital still camera 10 in the following embodiments. In the following embodiments, the optical member barrel in the present invention is assumed to be a lens barrel 20 or the like incorporated in the digital still camera 10. Furthermore, the optical member driving device according to the present invention is incorporated in the lens barrel 20 or the like.
The description will be given in the following order:

1. First Embodiment (Arrangement Example of Magnet and Magnetic Body in Camera Shake Correction)
2. Second Embodiment (Another Arrangement Example of Magnet and Magnetic Material in Camera Shake Correction)
3. Third Embodiment (Example in which the magnetic body has an L-shaped cross section in autofocus)
4). Fourth Embodiment (Example in which a magnetic body is a flat plate in autofocus)

[撮像装置の外観例]

図1は、本発明の撮像装置の一実施形態としての、デジタルスチルカメラ10の前面側を示す斜視図である。
また、図2は、本発明の撮像装置の一実施形態としての、デジタルスチルカメラ10の後面側を示す斜視図である。
図1に示すように、デジタルスチルカメラ10は、外装を構成する直方体状のボディ11を備えている。また、ボディ11内の右上部には、図1中、二点鎖線で示すレンズ鏡筒20(本発明における光学部材鏡筒に相当)が組み込まれている。そして、レンズ鏡筒20の鏡筒本体内に設けられたレンズ20aがボディ11の前面側の上部に位置するようになっている。
なお、図1および図2に示すデジタルスチルカメラ10において、左右とは、図1に示す前面側から見た左右を言うものとする。
[External appearance of imaging device]

FIG. 1 is a perspective view showing a front side of a digital still camera 10 as an embodiment of an imaging apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the rear side of the digital still camera 10 as an embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the digital still camera 10 includes a rectangular parallelepiped body 11 constituting an exterior. Further, a lens barrel 20 (corresponding to an optical member barrel in the present invention) indicated by a two-dot chain line in FIG. The lens 20 a provided in the lens barrel body of the lens barrel 20 is positioned at the upper part on the front side of the body 11.
In the digital still camera 10 shown in FIGS. 1 and 2, left and right mean left and right viewed from the front side shown in FIG.

また、レンズ20aの左隣には、撮影補助光を出射するフラッシュ12やAF(Auto Focus)補助光発光部13が設けられている。さらにまた、ボディ11の上面の左側には、シャッターボタン14が設けられている。さらに、ボディ11の前面側には、カバー11aが設けられている。そして、カバー11aは、ボディ11の前面側下方に位置してレンズ20a、フラッシュ12、およびAF補助光発光部13を露出させる撮影位置と、前面側上方に位置してこれらを覆う保護位置との間を矢印のようにスライドできるようになっている。そのため、カバー11aを撮影位置(図1に示す位置)にしてシャッターボタン14を押せば、撮影を行うことができる。   Further, a flash 12 for emitting photographing auxiliary light and an AF (Auto Focus) auxiliary light emitting unit 13 are provided on the left side of the lens 20a. Furthermore, a shutter button 14 is provided on the left side of the upper surface of the body 11. Furthermore, a cover 11 a is provided on the front side of the body 11. The cover 11a is positioned below the front side of the body 11 so as to expose the lens 20a, the flash 12, and the AF auxiliary light emitting unit 13, and a protective position located above the front side and covering them. It can be slid like an arrow. Therefore, if the cover 11a is set to the shooting position (position shown in FIG. 1) and the shutter button 14 is pressed, shooting can be performed.

一方、図2に示すように、ボディ11の後面側には、メニューボタン15、ディスプレイ16、十字キー17、ズームレバー18、および露出補正ボタン19が設けられている。そして、メニューボタン15を操作することにより、ディスプレイ16(例えば、液晶表示器)に各種の設定メニュー(静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード、振れ補正モードのON/OFF等)を表示できる。また、表示されたメニューは、十字キー17で選択でき、選択した設定は、決定ボタン17aで決定できる。さらにまた、ディスプレイ16は、設定メニューの他、撮影する画像を表示したり、撮影された画像を再生等することができる。さらに、ズームレバー18の操作により、ズーミング(変倍操作)を行うことができ、露出補正ボタン19の操作により、ワンタッチで逆光補正等の露出補正を行うことができる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, a menu button 15, a display 16, a cross key 17, a zoom lever 18, and an exposure correction button 19 are provided on the rear side of the body 11. By operating the menu button 15, various setting menus (still image shooting mode, moving image shooting mode, playback mode, shake correction mode ON / OFF, etc.) can be displayed on the display 16 (for example, a liquid crystal display). . The displayed menu can be selected with the cross key 17, and the selected setting can be determined with the enter button 17a. In addition to the setting menu, the display 16 can display an image to be taken and can reproduce the taken image. Further, zooming (magnification operation) can be performed by operating the zoom lever 18, and exposure correction such as backlight correction can be performed with one touch by operating the exposure correction button 19.

<1.第1の実施の形態>
[光学部材鏡筒における光学部材駆動ユニットの構成例]

図3は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第1の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット120を示す正面図である。
また、図4は、図3に示す光学部材駆動ユニット120の一部を拡大して示す部分拡大図である。
図3に示す光学部材駆動ユニット120は、図1および図2に示すデジタルスチルカメラ10において、レンズシフト方式の手振れ補正機構となる光学部材駆動装置である。具体的には、光学部材である振れ補正用のレンズ21を光軸方向と直交する2方向に移動させることにより、振れによる撮影画像の品質低下を防止できるようになっている。
なお、この光学部材駆動ユニット120は、レンズシフト方式の手振れ補正機構だけでなく、撮像素子を移動させることによるイメージャシフト方式の手振れ補正機構にも適用できる(本明細書では、撮像素子も光学部材に含めている)。
<1. First Embodiment>
[Configuration example of optical member driving unit in optical member barrel]

FIG. 3 is a front view showing the optical member driving unit 120 in the lens barrel as one embodiment (first embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing a part of the optical member driving unit 120 shown in FIG. 3 in an enlarged manner.
An optical member driving unit 120 shown in FIG. 3 is an optical member driving device serving as a lens shift type camera shake correction mechanism in the digital still camera 10 shown in FIGS. 1 and 2. More specifically, by moving the shake correction lens 21 that is an optical member in two directions orthogonal to the optical axis direction, it is possible to prevent deterioration of the quality of a captured image due to shake.
The optical member driving unit 120 can be applied not only to a lens shift type shake correction mechanism but also to an imager shift type shake correction mechanism by moving an image pickup element (in this specification, an image pickup element is also an optical member). Included).

ここで、レンズ21は、長方形状に形成されたレンズホルダ22(本発明における光学部材ホルダに相当)に保持されている。このレンズホルダ22は、一辺側(図3では、縦方向の左辺側)が、垂直方向のガイド軸23aを介して、移動枠24に垂直方向に移動自在に取り付けられている。また、移動枠24は、正面視で略L字状に形成されており、垂直方向のガイド軸23aを保持するとともに、水平方向のガイド軸23bを介して、鏡筒本体内に設けられた固定部11bと固定部11cとの間に水平方向に移動自在に取り付けられている。さらにまた、図4(図3のA矢視)に示すように、レンズホルダ22の上部には、凹部22aが形成されており、凹部22a内に、ガイド軸23cが挿入されている。   Here, the lens 21 is held by a lens holder 22 (corresponding to an optical member holder in the present invention) formed in a rectangular shape. This lens holder 22 has one side (the left side in the vertical direction in FIG. 3) attached to the moving frame 24 so as to be movable in the vertical direction via a vertical guide shaft 23a. The moving frame 24 is formed in a substantially L shape when viewed from the front, holds the vertical guide shaft 23a, and is fixed in the lens barrel body via the horizontal guide shaft 23b. Between the part 11b and the fixed part 11c, it is attached to the horizontal direction so that movement is possible. Furthermore, as shown in FIG. 4 (indicated by arrow A in FIG. 3), a concave portion 22a is formed in the upper portion of the lens holder 22, and a guide shaft 23c is inserted into the concave portion 22a.

したがって、レンズホルダ22は、移動枠24に対して、ガイド軸23aに沿って垂直方向に移動できる。また、移動枠24は、レンズ鏡筒20(図1参照)の鏡筒本体に対して、ガイド軸23bに沿って水平方向に移動できる。そして、ガイド軸23aを中心とするレンズホルダ22の回転、およびガイド軸23bを中心とする移動枠24の回転は、固定部11bと固定部11cとの間に取り付けられたガイド軸23cによって防止されている。そのため、レンズ21は、光軸方向と直交する2方向にだけ移動可能となっている。   Therefore, the lens holder 22 can move in the vertical direction along the guide shaft 23 a with respect to the moving frame 24. Further, the moving frame 24 can move in the horizontal direction along the guide shaft 23b with respect to the lens barrel body of the lens barrel 20 (see FIG. 1). The rotation of the lens holder 22 around the guide shaft 23a and the rotation of the moving frame 24 around the guide shaft 23b are prevented by the guide shaft 23c attached between the fixed portion 11b and the fixed portion 11c. ing. Therefore, the lens 21 can move only in two directions orthogonal to the optical axis direction.

さらに、光学部材駆動ユニット120は、本発明の光学部材駆動装置の一実施形態として、ガイド軸23bおよびガイド軸23cと平行に設けられた磁性体31aを備えている。この磁性体31aは、図4(図3のB矢視)に示すように、L字状の断面を有する棒状体から形成されており、固定部11c(図3参照)に取り付けられた圧電素子32aによって水平方向に振動する。また、磁性体31aの内面は、移動枠24に取り付けられた円柱状のマグネット33aに、磁力によって当接している。さらにまた、マグネット33aの磁力を検知できるように、磁力の変化を電気信号に変換する素子によって構成された磁気センサ34aが配置されている。   Further, the optical member driving unit 120 includes a guide shaft 23b and a magnetic body 31a provided in parallel with the guide shaft 23c as an embodiment of the optical member driving device of the present invention. As shown in FIG. 4 (indicated by arrow B in FIG. 3), the magnetic body 31a is formed of a rod-shaped body having an L-shaped cross section, and is attached to the fixed portion 11c (see FIG. 3). Vibrates in the horizontal direction by 32a. The inner surface of the magnetic body 31 a is in contact with a columnar magnet 33 a attached to the moving frame 24 by a magnetic force. Furthermore, a magnetic sensor 34a configured by an element that converts a change in magnetic force into an electric signal is disposed so that the magnetic force of the magnet 33a can be detected.

同様に、光学部材駆動ユニット120は、ガイド軸23aと平行に設けられた断面L字状の磁性体31bを備えている。そして、この磁性体31bは、移動枠24に取り付けられた圧電素子32bによって垂直方向に振動する。また、磁性体31bの内面は、レンズホルダ22の一辺側(図3では、縦方向の右辺側)に取り付けられた円柱状のマグネット33bに、磁力によって当接している。さらにまた、マグネット33bの磁力を検知できるように、磁力の変化を電気信号に変換する素子によって構成された磁気センサ34bが配置されている。   Similarly, the optical member driving unit 120 includes a magnetic body 31b having an L-shaped cross section provided in parallel with the guide shaft 23a. The magnetic body 31 b vibrates in the vertical direction by the piezoelectric element 32 b attached to the moving frame 24. Further, the inner surface of the magnetic body 31b is in contact with a columnar magnet 33b attached to one side of the lens holder 22 (the right side in the vertical direction in FIG. 3) by magnetic force. Furthermore, a magnetic sensor 34b configured by an element that converts a change in magnetic force into an electric signal is disposed so that the magnetic force of the magnet 33b can be detected.

[光学部材駆動装置の構成例]

図5は、本発明の光学部材駆動装置の一実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す斜視図である。
図5に示すレンズ駆動装置は、磁性体31a、圧電素子32a、マグネット33a、および磁気センサ34aを備えている。
なお、図3に示す磁性体31b、圧電素子32b、マグネット33b、および磁気センサ34bも、これらと同一形状、同一配置となっている。
[Configuration example of optical member driving device]

FIG. 5 is a perspective view showing a main part of the lens driving device as one embodiment of the optical member driving device of the present invention.
The lens driving device shown in FIG. 5 includes a magnetic body 31a, a piezoelectric element 32a, a magnet 33a, and a magnetic sensor 34a.
The magnetic body 31b, the piezoelectric element 32b, the magnet 33b, and the magnetic sensor 34b shown in FIG. 3 have the same shape and the same arrangement.

ここで、圧電素子32aは、複数の圧電セラミック板を積層して構成されている。そして、圧電素子32aの変位発生方向(長手方向)の一端面に、断面L字状の磁性体31aがエポキシ樹脂接着剤、アクリル接着剤等の接着剤によって接着されている。そのため、圧電素子32aの駆動によって圧電セラミック板を矢印のように伸縮させると、それに応じて磁性体31aが矢印のように振動することとなる。   Here, the piezoelectric element 32a is configured by laminating a plurality of piezoelectric ceramic plates. A magnetic body 31a having an L-shaped cross section is bonded to one end face in the displacement generation direction (longitudinal direction) of the piezoelectric element 32a by an adhesive such as an epoxy resin adhesive or an acrylic adhesive. Therefore, when the piezoelectric ceramic plate is expanded and contracted as indicated by the arrow by driving the piezoelectric element 32a, the magnetic body 31a vibrates as indicated by the arrow.

また、磁性体31aは、マグネットに対して吸着可能な材料(例えば、SUS430等)から形成されている。そのため、磁性体31aのL字状の内面には、円柱状のマグネット33a(例えば、ネオジウム系やサマリウムコバルト系等のマグネット)が磁力によって当接(2点で線接触)している。   The magnetic body 31a is formed of a material that can be attracted to the magnet (for example, SUS430). Therefore, a cylindrical magnet 33a (for example, a magnet of neodymium or samarium cobalt) is in contact with the L-shaped inner surface of the magnetic body 31a by magnetic force (line contact at two points).

このような本発明の光学部材駆動装置において、圧電素子32aに例えば三角波形の駆動電圧を入力する。この際、圧電素子32aが長い時間Tでゆっくりと伸び、磁力によって発生している磁性体31aとマグネット33aとの間の最大静止摩擦力以上の加速度が得られるような短い時間tで圧電素子32aが急速に縮むようにする。これにより、長い時間Tでは、磁性体31aとマグネット33aとが一緒に移動するが、短い時間tでは、磁性体31aとマグネット33aとの間に滑りが生じ、磁性体31aが移動してもマグネット33aが移動しないようになる。   In such an optical member driving apparatus of the present invention, for example, a driving voltage having a triangular waveform is input to the piezoelectric element 32a. At this time, the piezoelectric element 32a extends slowly in a long time T, and the piezoelectric element 32a has a short time t such that acceleration greater than the maximum static friction force between the magnetic body 31a and the magnet 33a generated by the magnetic force can be obtained. To shrink quickly. As a result, the magnetic body 31a and the magnet 33a move together in the long time T. However, in the short time t, slip occurs between the magnetic body 31a and the magnet 33a, and the magnet is moved even if the magnetic body 31a moves. 33a does not move.

また、マグネット33aは、磁性体31aのL字状の内面に当接し、磁性体31aの長手方向に摺動方向が規制される円柱状に形成されている。そのため、長い時間Tでゆっくりと伸び、短い時間tで急速に縮むような圧電素子32aの駆動を連続的に繰り返すと、マグネット33aは、磁性体31aの長手方向の一方向に移動する。さらにまた、マグネット33aの移動方向は、圧電素子32aがゆっくりと縮み、急速に伸びるようにすることにより、逆方向となる。   The magnet 33a is in contact with the L-shaped inner surface of the magnetic body 31a, and is formed in a cylindrical shape whose sliding direction is regulated in the longitudinal direction of the magnetic body 31a. For this reason, when the driving of the piezoelectric element 32a that extends slowly in the long time T and rapidly contracts in the short time t is continuously repeated, the magnet 33a moves in one direction in the longitudinal direction of the magnetic body 31a. Furthermore, the moving direction of the magnet 33a is reversed by causing the piezoelectric element 32a to contract slowly and expand rapidly.

したがって、圧電素子32aで磁性体31aを振動させることによって、マグネット33aを摺動駆動して、マグネット33aが取り付けられた移動枠24(図3参照)を磁性体31aの長手方向(水平方向)に移動させることができる。そして、移動枠24の移動により、図3に示すガイド軸23aを介して、レンズホルダ22も水平方向に移動するようになる。そのため、圧電素子32aの駆動によって手振れがあった方向と逆方向に移動枠24を移動させることにより、光学的手振れ補正(水平方向の振れ補正)を実現できる。
なお、圧電セラミック板の1つ1つは、印加電圧に対する変位量が少ないため、圧電素子32aの振幅は、圧電セラミック板の長さや積層数によって調整することとなるが、振幅を大きくする場合であっても、光軸方向の厚さが増えることがないので、光軸方向に対して薄いレンズ駆動装置を提供できる。
Therefore, by vibrating the magnetic body 31a with the piezoelectric element 32a, the magnet 33a is driven to slide, and the moving frame 24 (see FIG. 3) to which the magnet 33a is attached is moved in the longitudinal direction (horizontal direction) of the magnetic body 31a. Can be moved. As the moving frame 24 moves, the lens holder 22 also moves in the horizontal direction via the guide shaft 23a shown in FIG. For this reason, optical camera shake correction (horizontal shake correction) can be realized by moving the moving frame 24 in the direction opposite to the direction in which the camera shake is caused by driving the piezoelectric element 32a.
Since each piezoelectric ceramic plate has a small amount of displacement with respect to the applied voltage, the amplitude of the piezoelectric element 32a is adjusted depending on the length of the piezoelectric ceramic plate and the number of laminated layers. Even in such a case, since the thickness in the optical axis direction does not increase, a lens driving device that is thin in the optical axis direction can be provided.

同様に、圧電素子32bの駆動によって移動枠24を移動させることにより、光学的手振れ補正(垂直方向の振れ補正)を実現できる。   Similarly, optical camera shake correction (vertical shake correction) can be realized by moving the moving frame 24 by driving the piezoelectric element 32b.

また、図5に示すように、磁性体31aは、断面が頂点と、それぞれ頂点から伸び、互いに略同一形状である第1および第2の片部からなり、第1および第2の片部間に開口が形成されたL字状となっている。さらにまた、磁性体31aの第1および第2の片部に開口側からマグネット33aが結合されている。さらに、磁性体31aの開口側に磁気センサ34aが配置されている。この磁気センサ34aは、レンズ鏡筒20(図3参照)の鏡筒本体内に取り付けられている。そして、圧電素子32aによって移動するレンズホルダ22(図3参照)の水平方向の移動位置を検出するため、マグネット33aの移動によって発生する磁力の変化を検知できるように配置されている。
なお、図3に示す磁気センサ34bは、移動枠24(図3参照)に固定された部材(不図示)に取り付けられており、移動枠24と一緒に水平方向に移動する。そのため、水平方向の移動によるセンサ出力変化なのか垂直方向での出力変化なのかが区別できる。
Further, as shown in FIG. 5, the magnetic body 31 a is composed of a first section and a second section, each having a cross section extending from the top and having substantially the same shape, between the first section and the second section. It has an L shape in which an opening is formed. Furthermore, a magnet 33a is coupled to the first and second pieces of the magnetic body 31a from the opening side. Furthermore, a magnetic sensor 34a is disposed on the opening side of the magnetic body 31a. The magnetic sensor 34a is attached in the lens barrel body of the lens barrel 20 (see FIG. 3). And in order to detect the horizontal movement position of the lens holder 22 (refer FIG. 3) moved by the piezoelectric element 32a, it arrange | positions so that the change of the magnetic force generated by the movement of the magnet 33a can be detected.
The magnetic sensor 34b shown in FIG. 3 is attached to a member (not shown) fixed to the moving frame 24 (see FIG. 3), and moves in the horizontal direction together with the moving frame 24. Therefore, it can be distinguished whether the sensor output change due to movement in the horizontal direction or the output change in the vertical direction.

図6は、本発明の光学部材駆動装置のマグネット33aに対する磁気センサ34aの配置関係を示す説明図である。
図6に示すように、円柱状のマグネット33aは、磁性体31aの頂点とマグネット33aの断面中心を結ぶ直線である着磁直線と直交する方向(図6では、斜め45°方向)に着磁されている。そして、磁気センサ34aは、このようなマグネット33aの法線方向の磁力(磁束密度)を検知できるように、磁性体31aの断面視において、着磁直線上以外の方向に配置する。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the positional relationship of the magnetic sensor 34a with respect to the magnet 33a of the optical member driving apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 6, the cylindrical magnet 33a is magnetized in a direction orthogonal to a magnetization straight line (a 45 ° oblique direction in FIG. 6) that is a straight line connecting the apex of the magnetic body 31a and the cross-sectional center of the magnet 33a. Has been. And the magnetic sensor 34a is arrange | positioned in directions other than on a magnetization straight line in the cross sectional view of the magnetic body 31a so that the magnetic force (magnetic flux density) of the normal line direction of such a magnet 33a can be detected.

ここで、磁気センサ34aは、例えば、マグネット33aのS極からの法線方向である角度1、水平方向の角度2、角度1と直角方向の角度3、垂直方向の角度4、およびN極からの法線方向である角度5等に配置することが考えられる。
しかし、マグネット33aの着磁方向や磁性体31aの断面形状を考慮すると、角度3に磁気センサ34aを配置しても、磁気センサ34aからの出力が得られない(磁束密度が変化しない)。また、範囲1および範囲2に配置すれば、磁気センサ34aによる良好なセンサ出力が得られるが、範囲3では、センサ出力が利用できず、範囲4は、センサ出力として適さない。
Here, the magnetic sensor 34a includes, for example, an angle 1 which is a normal direction from the south pole of the magnet 33a, a horizontal angle 2, an angle 3 perpendicular to the angle 1, a vertical angle 4 and an N pole. It is conceivable to arrange them at an angle of 5 or the like, which is the normal direction.
However, considering the magnetization direction of the magnet 33a and the cross-sectional shape of the magnetic body 31a, even if the magnetic sensor 34a is arranged at the angle 3, the output from the magnetic sensor 34a cannot be obtained (the magnetic flux density does not change). Further, if the sensors are arranged in the ranges 1 and 2, a good sensor output from the magnetic sensor 34a can be obtained. However, in the range 3, the sensor output cannot be used, and the range 4 is not suitable as the sensor output.

したがって、磁気センサ34aは、範囲1又は範囲2内に配置することが好ましい。そして例えば、磁気センサ34aを範囲2内の角度4に配置した場合には、マグネット33aの移動により、図6の下図の矢印の範囲が磁気センサ34aとマグネット33aとの相対的移動範囲となる。その結果、磁気センサ34aとマグネット33aとの相対位置に応じた出力波形が得られる。   Therefore, the magnetic sensor 34a is preferably arranged in the range 1 or the range 2. For example, when the magnetic sensor 34a is arranged at an angle 4 within the range 2, the range of the arrow in the lower diagram of FIG. 6 becomes the relative movement range between the magnetic sensor 34a and the magnet 33a due to the movement of the magnet 33a. As a result, an output waveform corresponding to the relative position between the magnetic sensor 34a and the magnet 33a is obtained.

このように、本発明の光学部材駆動装置は、マグネット33aの移動によって発生する磁力(磁束密度)の変化を磁気センサ34aで検知する(センサ固定部に対するマグネット33aとの相対移動量を検出する)。そのため、レンズホルダ22(図3参照)の移動位置を正確に検出できるようになる。
次に、磁気センサ34aの最適な配置(反時計回りの方向を正とした場合の角度4からのズレ角度θ)について説明する。
As described above, in the optical member driving device of the present invention, the magnetic sensor 34a detects a change in magnetic force (magnetic flux density) generated by the movement of the magnet 33a (detects a relative movement amount of the sensor 33 relative to the magnet 33a). . Therefore, the moving position of the lens holder 22 (see FIG. 3) can be accurately detected.
Next, the optimal arrangement of the magnetic sensor 34a (deviation angle θ from the angle 4 when the counterclockwise direction is positive) will be described.

図7は、図6に示す磁気センサ34a(θ=40°)のマグネット33aとの相対位置による出力波形を示すグラフである。
また、図8は、図6に示す磁気センサ34a(θ=20°)のマグネット33aとの相対位置による出力波形を示すグラフである。
さらにまた、図9は、図6に示す磁気センサ34a(θ=0°)のマグネット33aとの相対位置による出力波形を示すグラフである。
さらに、図10は、図6に示す磁気センサ34a(θ=−20°)のマグネット33aとの相対位置による出力波形を示すグラフである。
なお、磁気センサ34aのマグネット33aの表面からの距離は、ギャップ1(0.1mm)、ギャップ2(0.2mm)、およびギャップ3(0.3mm)の3種類を示す。
FIG. 7 is a graph showing an output waveform according to the relative position of the magnetic sensor 34a (θ = 40 °) shown in FIG. 6 with the magnet 33a.
FIG. 8 is a graph showing an output waveform according to the relative position of the magnetic sensor 34a (θ = 20 °) shown in FIG. 6 with respect to the magnet 33a.
FIG. 9 is a graph showing an output waveform according to the relative position of the magnetic sensor 34a (θ = 0 °) shown in FIG. 6 with respect to the magnet 33a.
Further, FIG. 10 is a graph showing an output waveform according to the relative position of the magnetic sensor 34a (θ = −20 °) shown in FIG. 6 with respect to the magnet 33a.
In addition, the distance from the surface of the magnet 33a of the magnetic sensor 34a shows three types, gap 1 (0.1 mm), gap 2 (0.2 mm), and gap 3 (0.3 mm).

図7に示す磁気センサ34aは、θ=40°で配置されている。この場合、磁気センサ34aの出力波形(磁束密度の変化)は、図7に示すような曲線となる。また、マグネット33aとの距離が一番近いギャップ1において、磁束密度の変化量が一番大きくなっており、ギャップ2、ギャップ3と離れるにつれて小さくなっている。   The magnetic sensor 34a shown in FIG. 7 is arranged at θ = 40 °. In this case, the output waveform (change in magnetic flux density) of the magnetic sensor 34a is a curve as shown in FIG. Further, in the gap 1 where the distance from the magnet 33a is the closest, the amount of change in the magnetic flux density is the largest, and becomes smaller as the distance from the gap 2 and the gap 3 increases.

ここで、レンズホルダ22(図3参照)の移動位置を正確に検出するためには、磁気センサ34aによって検知される磁束密度が一様に増加又は減少する範囲(直線的に増減する範囲)でなければならない。言い換えれば、磁気センサ34aの出力波形が略直線となる領域のみを位置情報として用いることにより、マグネット33a(レンズホルダ22)の移動位置の正確な検出が可能となる。そして、出力波形が略直線の領域を見ると、ギャップ3が一番長く、ギャップ2、ギャップ1と近づくにつれて短くなっている。   Here, in order to accurately detect the moving position of the lens holder 22 (see FIG. 3), the magnetic flux density detected by the magnetic sensor 34a is within a range where the magnetic flux density is uniformly increased or decreased (a range where the linear increase / decrease). There must be. In other words, it is possible to accurately detect the moving position of the magnet 33a (lens holder 22) by using only the region in which the output waveform of the magnetic sensor 34a is a substantially straight line as the position information. When the output waveform is viewed in a substantially straight line region, the gap 3 is the longest and becomes shorter as the gap 2 and the gap 1 are approached.

また、図8に示す磁気センサ34aは、θ=20°で配置され、図9に示す磁気センサ34aは、θ=0°で配置され、図10に示す磁気センサ34aは、θ=−20°で配置されている。そして、磁気センサ34aの出力波形(磁束密度の変化)は、図7の場合と同様の傾向であるが、磁束密度の変化量は、徐々に小さくなっている。   8 is arranged at θ = 20 °, the magnetic sensor 34a shown in FIG. 9 is arranged at θ = 0 °, and the magnetic sensor 34a shown in FIG. 10 has θ = −20 °. Is arranged in. The output waveform of the magnetic sensor 34a (change in magnetic flux density) has the same tendency as in the case of FIG. 7, but the amount of change in magnetic flux density gradually decreases.

図11は、図7から図9の横軸の位置においてある位置を切り出した時に得られる出力振幅(切り出し両端間の出力差)を示すグラフである。
図11に示すグラフは、マグネット33aと磁気センサ34aとの相対位置を−0.2mmから+0.2mmとしている。
FIG. 11 is a graph showing the output amplitude (output difference between the cut ends) obtained when a certain position is cut out from the position of the horizontal axis in FIGS.
In the graph shown in FIG. 11, the relative position between the magnet 33a and the magnetic sensor 34a is set to -0.2 mm to +0.2 mm.

図11に示すように、磁気センサ34aの配置角度θが負から正に大きくなるにつれ、磁束密度の変化量が大きくなる。そして、この傾向は、磁気センサ34aの距離がギャップ1、ギャップ2、およびギャップ3のどの場合であっても変わらない。   As shown in FIG. 11, as the arrangement angle θ of the magnetic sensor 34a increases from negative to positive, the amount of change in magnetic flux density increases. This tendency does not change regardless of whether the distance of the magnetic sensor 34a is the gap 1, the gap 2, or the gap 3.

図12は、図6に示すマグネットの着磁方向および磁性体の形状を変えた場合の磁気センサの出力波形を示すグラフである。
磁性体がL字状であれば、マグネットを45°の着磁方向とすることが駆動的に最適であるが、平板の磁性体31の場合には、図12に示す着磁方向が最適である。そして、この場合の磁気センサ34の出力は、図12に示すように、着磁方向を変えたマグネット33、L字状から平板に変更した磁性体31であっても、図6の場合と同様の傾向となっている(一様に増加又は減少する出力波形が得られる)。そして、マグネット33との距離が一番近いギャップ1において、磁束密度の変化量が一番大きくなっており、ギャップ2、ギャップ3と離れるにつれて小さくなる。また、出力波形が略直線の領域は、ギャップ3が一番長く、ギャップ2、ギャップ1と近づくにつれて短くなっている。
FIG. 12 is a graph showing an output waveform of the magnetic sensor when the magnetization direction of the magnet and the shape of the magnetic body shown in FIG. 6 are changed.
If the magnetic body is L-shaped, it is optimal for driving to set the magnet to a 45 ° magnetization direction. However, in the case of a flat magnetic body 31, the magnetization direction shown in FIG. is there. As shown in FIG. 12, the output of the magnetic sensor 34 in this case is the same as in the case of FIG. 6 even if the magnet 33 is changed in the magnetization direction and the magnetic body 31 is changed from an L-shape to a flat plate. (An output waveform that uniformly increases or decreases is obtained). In the gap 1 where the distance from the magnet 33 is the closest, the amount of change in the magnetic flux density is the largest, and decreases as the gap 2 and the gap 3 are separated. In the region where the output waveform is substantially straight, the gap 3 is the longest and becomes shorter as the gap 2 and the gap 1 are approached.

このように、図7から図12のグラフにより、磁気センサとマグネットとの相対位置による出力波形が、配置角度θやギャップ1,2,3との関係で明らかにされている。そして、マグネットの着磁方向に対する磁気センサの配置(配置角度θやギャップ1,2,3)は、磁束密度の変化量が大きく、出力波形が略直線の領域が長い場所とすることが好ましい。   As described above, the graphs of FIGS. 7 to 12 clarify the output waveform depending on the relative position between the magnetic sensor and the magnet in relation to the arrangement angle θ and the gaps 1, 2, and 3. And it is preferable that the arrangement of the magnetic sensor (arrangement angle θ and gaps 1, 2, and 3) with respect to the magnetizing direction of the magnet is a place where the change amount of the magnetic flux density is large and the region where the output waveform is substantially linear is long.

したがって、磁気センサの実際の配置は、ボディ11(図1および図2参照)の形状、レンズ鏡筒20(図3参照)の構成等の制約と、図7から図12のグラフを用いた磁束密度の変化量、出力波形が略直線の領域とを総合的に勘案し、適宜決定される。   Therefore, the actual arrangement of the magnetic sensor is based on the restrictions on the shape of the body 11 (see FIGS. 1 and 2), the configuration of the lens barrel 20 (see FIG. 3), and the magnetic flux using the graphs in FIGS. The density change amount and the output waveform are appropriately determined by comprehensively considering the region where the output waveform is substantially linear.

図13は、本発明の光学部材駆動装置の他の実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す正面図および側面図である。
また、図14は、本発明の光学部材駆動装置のさらに他の実施形態としての、レンズ駆動装置の主要部を示す正面図および側面図である。
図13および図14に示すように、マグネットは、図5に示すような円柱状のマグネット33aに限らず、図13および図14に示す角柱状のマグネット33c,33dであっても良い。
FIG. 13 is a front view and a side view showing a main part of a lens driving device as another embodiment of the optical member driving device of the present invention.
FIG. 14 is a front view and a side view showing the main part of the lens driving device as still another embodiment of the optical member driving device of the present invention.
As shown in FIGS. 13 and 14, the magnet is not limited to the columnar magnet 33 a as shown in FIG. 5, but may be prismatic magnets 33 c and 33 d shown in FIGS. 13 and 14.

ここで、図13に示すレンズ駆動装置は、角柱状のマグネット33cと円柱状の磁性体31cとを組み合わせた構成となっている。そして、マグネット33cが磁性体31cの上面に磁力によって当接(1点で線接触)し、レンズ駆動装置として適度な摩擦力を持って、摺動可能な状態で吸着されている。   Here, the lens driving device shown in FIG. 13 has a configuration in which a prismatic magnet 33c and a columnar magnetic body 31c are combined. The magnet 33c abuts on the upper surface of the magnetic body 31c by magnetic force (line contact at one point), and is adsorbed in a slidable state with an appropriate frictional force as a lens driving device.

また、磁気センサ34cは、マグネット33c上の位置1、位置2、又は位置3等に配置される。そして、磁気センサ34cとマグネット33cとの相対的移動範囲は、下図の矢印のようになっている。そのため、磁気センサ34cは、マグネット33cの移動によって発生する磁力の変化を検知できる。   Further, the magnetic sensor 34c is disposed at the position 1, the position 2, the position 3, or the like on the magnet 33c. And the relative movement range of the magnetic sensor 34c and the magnet 33c is as shown by the arrow of the following figure. Therefore, the magnetic sensor 34c can detect a change in magnetic force generated by the movement of the magnet 33c.

一方、図14に示すレンズ駆動装置は、角柱状のマグネット33dと角柱状の磁性体31dとを組み合わせた構成となっている。具体的には、磁性体31dの上面に2本のレール35が設けられ、マグネット33dは、レール35を介して、磁性体31dの上面に磁力によって当接(2点で線接触)している。そのため、マグネット33dと磁性体31dとの間は、レンズ駆動装置として適度な摩擦力を持って、摺動可能な状態で吸着されている。   On the other hand, the lens driving device shown in FIG. 14 has a configuration in which a prismatic magnet 33d and a prismatic magnetic body 31d are combined. Specifically, two rails 35 are provided on the upper surface of the magnetic body 31d, and the magnet 33d is in contact with the upper surface of the magnetic body 31d via the rail 35 by magnetic force (line contact at two points). . Therefore, the magnet 33d and the magnetic body 31d are attracted in a slidable state with an appropriate frictional force as a lens driving device.

また、磁気センサ34dは、マグネット33d上の位置1、位置2、又は位置3等に配置される。そして、磁気センサ34dとマグネット33dとの相対的移動範囲は、下図の矢印のようになっている。そのため、磁気センサ34dは、マグネット33dの移動によって発生する磁力の変化を検知できる。   Further, the magnetic sensor 34d is arranged at the position 1, the position 2, the position 3, or the like on the magnet 33d. The relative movement range between the magnetic sensor 34d and the magnet 33d is as shown by the arrows in the figure below. Therefore, the magnetic sensor 34d can detect a change in magnetic force generated by the movement of the magnet 33d.

このように、本発明におけるマグネットの形状は、図5に示すような円柱状に限らず、図13および図14に示すような角柱状等の他の形状であっても良い。また、本発明における磁性体の形状も、図5に示すようなL字状に限らず、図13に示す円柱状や図14に示す角柱状等の形状であっても良い。そして、磁気センサを適当な位置に配置することにより、マグネットとの相対的な位置を検出できる。   Thus, the shape of the magnet in the present invention is not limited to the cylindrical shape as shown in FIG. 5, but may be other shapes such as a prismatic shape as shown in FIGS. Further, the shape of the magnetic body in the present invention is not limited to the L shape as shown in FIG. 5, and may be a cylindrical shape shown in FIG. 13 or a prismatic shape shown in FIG. 14. And a relative position with a magnet is detectable by arrange | positioning a magnetic sensor in a suitable position.

さらに、磁性体は、図5に示すようなL字状に限らず、V字状やU字状であっても良い。そして、マグネットと磁性体とを線接触にすることにより、製造時の誤差が移動特性に与える影響を少なくできる。   Further, the magnetic body is not limited to the L shape as shown in FIG. 5, and may be a V shape or a U shape. Then, by making the magnet and the magnetic body in line contact, it is possible to reduce the influence of the error during manufacture on the movement characteristics.

<2.第2の実施の形態>
[光学部材鏡筒における光学部材駆動ユニットの構成例]

図15は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第2の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット220を示す正面図である。
また、図16は、図15に示す光学部材駆動ユニット220の一部を拡大して示す部分拡大図である。
図15に示す光学部材駆動ユニット220は、図1および図2に示すデジタルスチルカメラ10において、レンズシフト方式の手振れ補正機構となる光学部材駆動装置である。具体的には、振れ補正用のレンズ21を光軸方向と直交する2方向に移動させることにより、振れによる撮影画像の品質低下を防止できるようになっている。
なお、図15および図16中、第1の実施の形態と同一の部材については、同一の符号を付している。また、光学部材駆動ユニット220は、レンズシフト方式の手振れ補正機構だけでなく、撮像素子を移動させることによるイメージャシフト方式の手振れ補正機構にも適用できる。
<2. Second Embodiment>
[Configuration example of optical member driving unit in optical member barrel]

FIG. 15 is a front view showing an optical member driving unit 220 in the lens barrel as one embodiment (second embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
FIG. 16 is a partially enlarged view showing a part of the optical member driving unit 220 shown in FIG. 15 in an enlarged manner.
An optical member driving unit 220 shown in FIG. 15 is an optical member driving device serving as a lens shift type camera shake correction mechanism in the digital still camera 10 shown in FIGS. 1 and 2. Specifically, by moving the shake correction lens 21 in two directions orthogonal to the optical axis direction, it is possible to prevent the quality of the captured image from being deteriorated due to shake.
In FIGS. 15 and 16, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The optical member driving unit 220 can be applied not only to a lens shift type camera shake correction mechanism but also to an imager shift type camera shake correction mechanism by moving an image sensor.

ここで、レンズ21は、長方形状に形成されたレンズホルダ122(本発明における光学部材ホルダに相当)に保持されている。このレンズホルダ122は、一辺側(図15では、縦方向の左辺側)が、垂直方向のガイド軸23aを介して、移動枠124に垂直方向に移動自在に取り付けられている。また、移動枠124は、正面視で略L字状に形成されており、垂直方向のガイド軸23aを保持している。さらにまた、図16(図15のA矢視)に示すように、レンズホルダ122の上部には、凹部22aが形成されており、凹部22a内に、鏡筒本体の固定部11bと固定部11cとの間に設けられたガイド軸23cが挿入されている。   Here, the lens 21 is held by a lens holder 122 (corresponding to an optical member holder in the present invention) formed in a rectangular shape. The lens holder 122 is attached so that one side thereof (the left side in the vertical direction in FIG. 15) is movable in the vertical direction to the moving frame 124 via a vertical guide shaft 23a. Further, the moving frame 124 is formed in a substantially L shape when viewed from the front, and holds the guide shaft 23a in the vertical direction. Furthermore, as shown in FIG. 16 (indicated by an arrow A in FIG. 15), a concave portion 22a is formed in the upper portion of the lens holder 122, and the fixing portion 11b and the fixing portion 11c of the lens barrel main body are formed in the concave portion 22a. A guide shaft 23c provided between the two is inserted.

さらに、光学部材駆動ユニット220は、本発明の光学部材駆動装置の一実施形態として、ガイド軸23cと平行に移動枠124に取り付けられた磁性体131aを備えている。この磁性体131aは、図16(図15のB矢視)に示すように、L字状の断面を有する棒状体から形成されており、L字状の開口側がガイド軸23cの反対側(図15および図16では、下側)に向いている。また、固定部11c(図15参照)には、圧電素子132a取り付けられている。さらにまた、圧電素子132aには、圧電素子132aによって水平方向に振動する円柱状のマグネット133a取り付けられている。そして、マグネット133aは、磁性体131aのL字状の内面に、磁力によって当接している。 Further, the optical member driving unit 220 includes a magnetic body 131a attached to the moving frame 124 in parallel with the guide shaft 23c as one embodiment of the optical member driving device of the present invention. As shown in FIG. 16 (see arrow B in FIG. 15), the magnetic body 131a is formed of a rod-shaped body having an L-shaped cross section, and the L-shaped opening side is opposite to the guide shaft 23c (see FIG. 15 and FIG. 16, it faces downward. A piezoelectric element 132a is attached to the fixing portion 11c (see FIG. 15). Furthermore, a cylindrical magnet 133a that is vibrated in the horizontal direction by the piezoelectric element 132a is attached to the piezoelectric element 132a. The magnet 133a is in contact with the L-shaped inner surface of the magnetic body 131a by a magnetic force.

このように、第2の実施の形態では、磁性体131aのL字状の内面に円柱状のマグネット133aが当接して移動枠124の下部が支持されるとともに、マグネット133aの摺動方向が磁性体131aの長手方向(水平方向)に規制されている。また、移動枠124の上部は、レンズホルダ122を介して、ガイド軸23cによって水平方向に移動可能に支持されている。
なお、マグネット133aの磁力を検知するための磁気センサ134aは、移動枠124と一体に動けるように、移動枠124と同一部材(不図示)に固定されている。
Thus, in the second embodiment, the cylindrical magnet 133a abuts on the L-shaped inner surface of the magnetic body 131a to support the lower portion of the moving frame 124, and the sliding direction of the magnet 133a is magnetic. The body 131a is restricted in the longitudinal direction (horizontal direction). Further, the upper part of the moving frame 124 is supported by the guide shaft 23c via the lens holder 122 so as to be movable in the horizontal direction.
The magnetic sensor 134a for detecting the magnetic force of the magnet 133a is fixed to the same member (not shown) as the moving frame 124 so as to move integrally with the moving frame 124.

したがって、移動枠124は、マグネット133aの表面に沿って水平方向に移動できる。そして、マグネット133aを中心とする移動枠124の回転は、ガイド軸23cによって防止される。また、ガイド軸23cを中心とする移動枠124の回転は、磁性体131aとマグネット133aとの当接によって防止される。そのため、第2の実施の形態では、図3に示す第1の実施の形態におけるガイド軸23bが不要となっており、レンズ駆動装置の簡略化、小型化、および低価格化を実現できる。しかも、磁性体131aとマグネット133aとが磁力によって常にガタなく当接するため、ガイド軸を用いた場合と比較して、軸受け部のガタが原因で不要な方向にレンズ21が移動することがなく、良好な光学性能が得られる。   Therefore, the moving frame 124 can move in the horizontal direction along the surface of the magnet 133a. The rotation of the moving frame 124 around the magnet 133a is prevented by the guide shaft 23c. The rotation of the moving frame 124 around the guide shaft 23c is prevented by the contact between the magnetic body 131a and the magnet 133a. Therefore, in the second embodiment, the guide shaft 23b in the first embodiment shown in FIG. 3 is not necessary, and the simplification, size reduction, and cost reduction of the lens driving device can be realized. Moreover, since the magnetic body 131a and the magnet 133a always come into contact with each other without any backlash due to the magnetic force, the lens 21 does not move in an unnecessary direction due to backlash of the bearing portion as compared with the case where the guide shaft is used. Good optical performance can be obtained.

同様に、図15に示す光学部材駆動ユニット220は、ガイド軸23aと平行に設けられた断面L字状の磁性体131bを備えている。そして、磁性体131bのL字状の開口側がガイド軸23aの反対側(図15では、右側)に向いている。また、移動枠124には、圧電素子132bが取り付けられている。さらにまた、圧電素子132bには、圧電素子132bによって垂直方向に振動する円柱状のマグネット133bが取り付けられている。そして、マグネット133bは、磁性体131bの内面に磁力によって当接している。   Similarly, the optical member driving unit 220 shown in FIG. 15 includes a magnetic body 131b having an L-shaped cross section provided in parallel with the guide shaft 23a. The L-shaped opening side of the magnetic body 131b is directed to the opposite side (right side in FIG. 15) of the guide shaft 23a. In addition, a piezoelectric element 132 b is attached to the moving frame 124. Furthermore, a cylindrical magnet 133b that vibrates in the vertical direction by the piezoelectric element 132b is attached to the piezoelectric element 132b. The magnet 133b is in contact with the inner surface of the magnetic body 131b by a magnetic force.

このように、第2の実施の形態では、レンズホルダ122の左部が、ガイド軸23aによって垂直方向に移動可能に支持されている。また、レンズホルダ122の右部は、磁性体131bのL字状の内面に円柱状のマグネット133bが当接して支持されている。そして、磁性体131bの長手方向(垂直方向)に摺動方向が規制されるようになっている。
なお、マグネット133bの磁力を検知するための磁気センサ134bは、レンズホルダ122と一体に動けるように、レンズホルダ122と同一部材(不図示)に固定されている。
Thus, in the second embodiment, the left portion of the lens holder 122 is supported by the guide shaft 23a so as to be movable in the vertical direction. The right portion of the lens holder 122 is supported by a cylindrical magnet 133b coming into contact with the L-shaped inner surface of the magnetic body 131b. The sliding direction is regulated in the longitudinal direction (vertical direction) of the magnetic body 131b.
The magnetic sensor 134b for detecting the magnetic force of the magnet 133b is fixed to the same member (not shown) as the lens holder 122 so as to move integrally with the lens holder 122.

したがって、レンズホルダ122は、マグネット133bの表面に沿って垂直方向に移動できる。そして、マグネット133bを中心とするレンズホルダ122の回転は、ガイド軸23aによって防止される。また、ガイド軸23aを中心とするレンズホルダ122の回転は、磁性体131bとマグネット133bとの当接によって防止される。   Therefore, the lens holder 122 can move in the vertical direction along the surface of the magnet 133b. The rotation of the lens holder 122 around the magnet 133b is prevented by the guide shaft 23a. Further, the rotation of the lens holder 122 around the guide shaft 23a is prevented by the contact between the magnetic body 131b and the magnet 133b.

本発明の光学部材駆動装置は、以上の構成により、圧電素子32a(圧電素子132a)を駆動することによってレンズ21を水平方向(X方向)に移動させることが可能である。また、圧電素子32b(圧電素子132b)を駆動することによってレンズ21を垂直方向(Y方向)に移動させることが可能である。そのため、レンズ21を光軸方向と直交する平面内で自在に移動させることができ、デジタルスチルカメラ10の振れを光学的に補正できる。そして、レンズ21の位置に応じて圧電素子32a(圧電素子132a)および圧電素子32b(圧電素子132b)を駆動する閉ループ制御を構成することで、良好な駆動性能を得ることが可能となっている。   With the above configuration, the optical member driving apparatus of the present invention can move the lens 21 in the horizontal direction (X direction) by driving the piezoelectric element 32a (piezoelectric element 132a). Further, it is possible to move the lens 21 in the vertical direction (Y direction) by driving the piezoelectric element 32b (piezoelectric element 132b). Therefore, the lens 21 can be freely moved in a plane orthogonal to the optical axis direction, and the shake of the digital still camera 10 can be optically corrected. Then, by configuring the closed loop control for driving the piezoelectric element 32a (piezoelectric element 132a) and the piezoelectric element 32b (piezoelectric element 132b) according to the position of the lens 21, it is possible to obtain good driving performance. .

また、レンズ21およびレンズホルダ22(レンズホルダ122)の自重は、固定部11bおよび固定部11cに対して、磁性体31b(磁性体131b)とマグネット33b(マグネット133b)との間の磁力によって発生する摩擦力で保持される。そのため、圧電素子32a(圧電素子132a)、磁性体31b(磁性体131b)、およびマグネット33b(マグネット133b)を用いた本発明の光学部材駆動装置は、従来の電磁駆動方式のアクチュエータを用いた光学部材駆動装置のように、レンズ等を自重に反して所定の位置に保持し続けるための電力の供給が不要となり、低消費電力化を図ることができる。   The weight of the lens 21 and the lens holder 22 (lens holder 122) is generated by the magnetic force between the magnetic body 31b (magnetic body 131b) and the magnet 33b (magnet 133b) with respect to the fixed portion 11b and the fixed portion 11c. It is held by frictional force. Therefore, the optical member driving device of the present invention using the piezoelectric element 32a (piezoelectric element 132a), the magnetic body 31b (magnetic body 131b), and the magnet 33b (magnet 133b) is an optical device using a conventional electromagnetic driving type actuator. Unlike the member driving device, it is not necessary to supply power to keep the lens or the like in a predetermined position against its own weight, and power consumption can be reduced.

さらに、マグネット33a(マグネット133a)の磁力を検知できるように、磁気センサ34a(磁気センサ134a)が配置されている。さらにまた、マグネット33b(マグネット133b)の磁力を検知できるように、磁気センサ34b(磁気センサ134b)が配置されている。そして、磁気センサ34a(磁気センサ134a)により、センサ固定部に対する、マグネット33a(マグネット133a)との相対移動量を、磁気センサ34b(磁気センサ134b)により、センサ固定部に対する、マグネット33b(マグネット133b)との相対移動量をそれぞれ検出することで、レンズ21(レンズホルダ22,122)の位置を正確に検出できるようになっている。そのため、位置検出用のマグネットを別途設ける必要がなく、小型化、低価格化を実現できる。   Further, a magnetic sensor 34a (magnetic sensor 134a) is arranged so that the magnetic force of the magnet 33a (magnet 133a) can be detected. Furthermore, a magnetic sensor 34b (magnetic sensor 134b) is arranged so that the magnetic force of the magnet 33b (magnet 133b) can be detected. The relative movement amount of the magnetic sensor 34a (magnetic sensor 134a) relative to the sensor fixing portion with respect to the magnet 33a (magnet 133a) is changed to the magnet 33b (magnet 133b) relative to the sensor fixing portion by the magnetic sensor 34b (magnetic sensor 134b). ), The position of the lens 21 (lens holders 22, 122) can be accurately detected. Therefore, it is not necessary to separately provide a magnet for position detection, and downsizing and cost reduction can be realized.

また、本発明の光学部材駆動装置(光学部材駆動ユニット120、光学部材駆動ユニット220)は、上記のような圧電素子、磁性体、およびマグネットを用い、レンズではなく、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像素子を光軸方向と直交する平面内で自在に移動させることにより、イメージャシフト方式の手振れ補正機構とすることもできる。具体的には、撮像素子を保持する光学部材ホルダと、光学部材ホルダに取り付けられたマグネットと、磁性体と、磁性体を振動させることによって、マグネットを摺動駆動して、光学部材ホルダを移動させる圧電素子と、圧電素子の駆動によって移動するマグネットの移動位置を検出するための磁気センサとを備えるようにする。そして、磁性体にマグネットを結合させた状態で圧電素子を駆動する。これにより、撮像素子の移動位置を磁気センサで正確に検出しながら撮像素子の移動による振れ補正機構を実現できる。   Also, the optical member driving device (optical member driving unit 120, optical member driving unit 220) of the present invention uses the piezoelectric element, the magnetic body, and the magnet as described above, and not a lens but a CCD image sensor or a CMOS image sensor. An imager shift type image stabilization mechanism can be obtained by freely moving an image sensor such as an image sensor in a plane orthogonal to the optical axis direction. Specifically, the optical member holder that holds the image sensor, the magnet attached to the optical member holder, the magnetic body, and the magnetic body are vibrated to slide the magnet to move the optical member holder. And a magnetic sensor for detecting the moving position of the magnet that moves by driving the piezoelectric element. Then, the piezoelectric element is driven in a state where the magnet is coupled to the magnetic body. Accordingly, it is possible to realize a shake correction mechanism based on the movement of the image sensor while accurately detecting the movement position of the image sensor with the magnetic sensor.

<3.第3の実施の形態>
[光学部材鏡筒における光学部材駆動ユニットの構成例]

図17は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第3の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット320を示す正面図である。
また、図18は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第3の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット320を示す側面図である。
図17および図18に示す光学部材駆動ユニット320は、図1および図2に示すデジタルスチルカメラ10において、オートフォーカス機構となる光学部材駆動装置である。具体的には、レンズ221を光軸方向に移動させることにより、撮像素子上に被写体像を結像させている。
<3. Third Embodiment>
[Configuration example of optical member driving unit in optical member barrel]

FIG. 17 is a front view showing an optical member driving unit 320 in a lens barrel as one embodiment (third embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
FIG. 18 is a side view showing an optical member driving unit 320 in the lens barrel as one embodiment (third embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
An optical member driving unit 320 shown in FIGS. 17 and 18 is an optical member driving device serving as an autofocus mechanism in the digital still camera 10 shown in FIGS. 1 and 2. Specifically, a subject image is formed on the image sensor by moving the lens 221 in the optical axis direction.

ここで、レンズ221は、略長方形状に形成されたレンズホルダ222(本発明における光学部材ホルダに相当)に保持されている。このレンズホルダ222は、光軸方向のガイド軸223を介して、一角側(図17では、左上角側)が鏡筒本体内の固定部211aと固定部211bとの間に、光軸方向に移動自在に取り付けられている。
なお、図17は、図18のA矢視である。
Here, the lens 221 is held by a lens holder 222 (corresponding to an optical member holder in the present invention) formed in a substantially rectangular shape. This lens holder 222 has a corner side (upper left corner side in FIG. 17) in the optical axis direction between the fixed portion 211a and the fixed portion 211b in the lens barrel body via the guide shaft 223 in the optical axis direction. It is attached movably.
In addition, FIG. 17 is an A arrow view of FIG.

また、光学部材駆動ユニット320は、本発明の光学部材駆動装置の一実施形態として、ガイド軸223と平行に光軸方向に設けられた磁性体231を備えている。この磁性体231は、図17に示すように、L字状の断面を有する棒状体から形成されており、固定部211b(図18参照)に取り付けられた圧電素子232によって光軸方向に振動する。また、磁性体231の内面は、レンズホルダ222に取り付けられた円柱状のマグネット233に、磁力によって当接している。さらにまた、マグネット233の磁力を検知できるように、マグネット233の上側には、固定部211a(図18参照)に取り付けられた磁気センサ234が配置されている。   The optical member driving unit 320 includes a magnetic body 231 provided in the optical axis direction in parallel with the guide shaft 223 as an embodiment of the optical member driving device of the present invention. As shown in FIG. 17, the magnetic body 231 is formed of a rod-shaped body having an L-shaped cross section, and vibrates in the optical axis direction by the piezoelectric element 232 attached to the fixed portion 211b (see FIG. 18). . The inner surface of the magnetic body 231 is in contact with a columnar magnet 233 attached to the lens holder 222 by a magnetic force. Furthermore, a magnetic sensor 234 attached to the fixed portion 211a (see FIG. 18) is arranged above the magnet 233 so that the magnetic force of the magnet 233 can be detected.

したがって、レンズホルダ222は、ガイド軸223に沿って光軸方向に移動できる。そして、ガイド軸223を中心とするレンズホルダ222の回転は、磁性体231とマグネット233との当接によって防止され、マグネット233を中心とするレンズホルダ222の回転は、ガイド軸223によって防止される。そのため、レンズ221は、光軸方向にだけ移動可能となる。   Therefore, the lens holder 222 can move in the optical axis direction along the guide shaft 223. The rotation of the lens holder 222 around the guide shaft 223 is prevented by the contact between the magnetic body 231 and the magnet 233, and the rotation of the lens holder 222 around the magnet 233 is prevented by the guide shaft 223. . Therefore, the lens 221 can move only in the optical axis direction.

このような第3の実施の形態において、圧電素子232に例えば三角波形の駆動電圧を入力する。これにより、圧電素子232が振動するとともに磁性体231が振動し、マグネット233がL字状断面の磁性体231の内面に当接しながら磁性体231の長手方向(光軸方向)に移動するようになる。そのため、マグネット233が取り付けられたレンズホルダ222を介して、レンズ221が光軸方向に移動するので、フォーカスの調整が可能となる。   In the third embodiment, for example, a driving voltage having a triangular waveform is input to the piezoelectric element 232. As a result, the piezoelectric element 232 vibrates and the magnetic body 231 vibrates so that the magnet 233 moves in the longitudinal direction (optical axis direction) of the magnetic body 231 while contacting the inner surface of the magnetic body 231 having an L-shaped cross section. Become. Therefore, since the lens 221 moves in the optical axis direction via the lens holder 222 to which the magnet 233 is attached, the focus can be adjusted.

また、マグネット233の移動によって発生する磁力の変化が磁気センサ234によって検知される。そして、磁気センサ234は、磁力の変化の検知出力が略直線的に増減する範囲に配置されている。そのため、磁気センサ234の出力波形とマグネット233の移動位置とが対応することとなるので、磁気センサ234の出力から、レンズホルダ222の移動位置を正確に検出できる。   Further, a change in magnetic force generated by the movement of the magnet 233 is detected by the magnetic sensor 234. And the magnetic sensor 234 is arrange | positioned in the range which the detection output of the change of magnetic force increases / decreases substantially linearly. For this reason, the output waveform of the magnetic sensor 234 and the moving position of the magnet 233 correspond to each other, so that the moving position of the lens holder 222 can be accurately detected from the output of the magnetic sensor 234.

<4.第4の実施の形態>
[光学部材鏡筒における光学部材駆動ユニットの構成例]

図19は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第4の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット420を示す正面図である。
また、図20は、本発明の光学部材鏡筒の一実施形態(第4の実施の形態)としての、レンズ鏡筒における光学部材駆動ユニット420を示す側面図である。
図19および図20に示す光学部材駆動ユニット420は、図17および図18に示す光学部材駆動ユニット320と同様に、デジタルスチルカメラ10(図1および図2参照)のオートフォーカス機構となる光学部材駆動装置である。
<4. Fourth Embodiment>
[Configuration example of optical member driving unit in optical member barrel]

FIG. 19 is a front view showing an optical member driving unit 420 in a lens barrel as one embodiment (fourth embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
FIG. 20 is a side view showing an optical member driving unit 420 in the lens barrel as one embodiment (fourth embodiment) of the optical member barrel of the present invention.
The optical member drive unit 420 shown in FIGS. 19 and 20 is an optical member that serves as an autofocus mechanism of the digital still camera 10 (see FIGS. 1 and 2), similarly to the optical member drive unit 320 shown in FIGS. It is a drive device.

このフォーカス調整機構は、レンズ321を光軸方向に移動させることにより、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像素子上に被写体像を結像させるようになっている。そして、レンズ321は、略長方形状に形成されたレンズホルダ322(本発明における光学部材ホルダに相当)に保持され、レンズホルダ322は、一角側(図19では、左上角側)にガイド軸323が挿通されて、光軸方向に移動自在となっている。
なお、図19は、図20のA矢視である。
This focus adjustment mechanism moves a lens 321 in the optical axis direction to form a subject image on an image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor. The lens 321 is held by a lens holder 322 (corresponding to an optical member holder in the present invention) formed in a substantially rectangular shape, and the lens holder 322 has a guide shaft 323 on one side (the upper left corner in FIG. 19). Is inserted and is movable in the optical axis direction.
FIG. 19 is a view on arrow A in FIG.

また、光学部材駆動ユニット420は、本発明の光学部材駆動装置の一実施形態として、ガイド軸323と平行に光軸方向に設けられた磁性体331を備えている。この磁性体331は、図19に示すように、平板から形成されており、固定部311b(図20参照)に取り付けられた圧電素子332によって光軸方向に振動する。そのため、光学部材駆動ユニット420は、フォーカスの駆動体となる磁性体331が平板である点で、フォーカスの駆動体をL字状の断面の磁性体231とした光学部材駆動ユニット320(図17参照)と異なる。   The optical member driving unit 420 includes a magnetic body 331 provided in the optical axis direction in parallel with the guide shaft 323 as an embodiment of the optical member driving device of the present invention. As shown in FIG. 19, the magnetic body 331 is formed of a flat plate and vibrates in the optical axis direction by the piezoelectric element 332 attached to the fixed portion 311b (see FIG. 20). Therefore, the optical member drive unit 420 is an optical member drive unit 320 (see FIG. 17) in which the focus drive body is a magnetic body 231 having an L-shaped cross section in that the magnetic body 331 serving as the focus drive body is a flat plate. ) Is different.

さらにまた、第4の実施の形態では、磁性体331の上面が、レンズホルダ322に取り付けられた円柱状のマグネット333に、磁力によって当接している。さらに、マグネット333の磁力を検知できるように、マグネット333の上側には、固定部311a(図20参照)に取り付けられた磁気センサ334が配置されている。   Furthermore, in the fourth embodiment, the upper surface of the magnetic body 331 is in contact with the columnar magnet 333 attached to the lens holder 322 by a magnetic force. Further, a magnetic sensor 334 attached to the fixed portion 311a (see FIG. 20) is disposed above the magnet 333 so that the magnetic force of the magnet 333 can be detected.

したがって、レンズホルダ322は、ガイド軸323に沿って光軸方向に移動できる。そして、ガイド軸323を中心とするレンズホルダ322の回転は、磁性体331に当接するマグネット333の磁力によって防止され、マグネット333を中心とするレンズホルダ322の回転は、ガイド軸323によって防止される。そのため、レンズ321は、光軸方向にだけ移動可能となる。   Therefore, the lens holder 322 can move in the optical axis direction along the guide shaft 323. The rotation of the lens holder 322 around the guide shaft 323 is prevented by the magnetic force of the magnet 333 that contacts the magnetic body 331, and the rotation of the lens holder 322 around the magnet 333 is prevented by the guide shaft 323. . Therefore, the lens 321 can be moved only in the optical axis direction.

このような光学部材駆動ユニット420においても、圧電素子332に駆動電圧を入力して磁性体331を振動させることにより、マグネット333を磁性体331の長手方向(光軸方向)に移動させることができる。そのため、マグネット333が取り付けられたレンズホルダ322を介して、レンズ321が光軸方向に移動するので、フォーカスの調整が可能となる。
なお、マグネット333と磁性体331とが磁力によって当接しているため、レンズ321が光軸方向以外に移動することはない。
Also in such an optical member driving unit 420, the magnet 333 can be moved in the longitudinal direction (optical axis direction) of the magnetic body 331 by inputting a driving voltage to the piezoelectric element 332 and vibrating the magnetic body 331. . Therefore, since the lens 321 moves in the optical axis direction via the lens holder 322 to which the magnet 333 is attached, the focus can be adjusted.
Since the magnet 333 and the magnetic body 331 are in contact with each other by magnetic force, the lens 321 does not move in any direction other than the optical axis direction.

また、マグネット333の移動によって発生する磁力の変化が磁気センサ334によって検知される。そして、磁気センサ334は、磁力の変化の検知出力が略直線的に増減する範囲に配置されている。そのため、磁気センサ334の出力波形とマグネット333の移動位置とが対応することとなるので、磁気センサ334の出力から、レンズホルダ322の移動位置を正確に検出できる。   Further, a change in magnetic force generated by the movement of the magnet 333 is detected by the magnetic sensor 334. And the magnetic sensor 334 is arrange | positioned in the range which the detection output of the change of magnetic force increases / decreases substantially linearly. Therefore, since the output waveform of the magnetic sensor 334 corresponds to the moving position of the magnet 333, the moving position of the lens holder 322 can be accurately detected from the output of the magnetic sensor 334.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、実施形態では、撮像装置として、デジタルスチルカメラ10を例に挙げている。しかし、これに限らず、銀塩カメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等の撮像装置にも広く適用可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible. For example, in the embodiment, the digital still camera 10 is taken as an example of the imaging device. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to imaging devices such as a silver salt camera, a digital video camera, and a camera-equipped mobile phone.

10 デジタルスチルカメラ(撮像装置)
20 レンズ鏡筒(光学部材鏡筒)
21,221,321 レンズ(光学部材)
22,122,222,322 レンズホルダ(光学部材ホルダ)
31,31a,31b,131a,131b,231,331 磁性体
32a,32b,132a,132b,232,332 圧電素子
33,33a,33b,133a,133b,233,333 マグネット
34,34a,34b,134a,134b,234,334 磁気センサ
120,220,320,420 光学部材駆動ユニット(光学部材駆動装置)
10 Digital still camera (imaging device)
20 Lens barrel (optical member barrel)
21, 221, 321 Lens (optical member)
22, 122, 222, 322 Lens holder (optical member holder)
31, 31a, 31b, 131a, 131b, 231, 331 Magnetic body 32a, 32b, 132a, 132b, 232, 332 Piezoelectric element 33, 33a, 33b, 133a, 133b, 233, 333 Magnet 34, 34a, 34b, 134a, 134b, 234, 334 Magnetic sensor 120, 220, 320, 420 Optical member driving unit (optical member driving device)

Claims (4)

光学部材を保持する光学部材ホルダと、
前記光学部材ホルダに取り付けられたマグネットと、
断面が頂点と、それぞれ頂点から伸び、互いに略同一形状である第1および第2の片部からなり、前記第1および第2の片部間に開口が形成された磁性体と、
前記磁性体を振動させることによって、前記マグネットを摺動駆動して、前記光学部材ホルダを移動させる圧電素子と、
前記圧電素子の駆動によって移動する前記マグネットの移動位置を検出するための磁気センサと
を備え、
前記磁性体の前記第1および第2の片部に前記開口側から前記マグネットを結合させた状態で前記圧電素子を駆動するとともに、
前記マグネットは、前記磁性体の前記頂点と前記マグネットの断面中心を結ぶ直線である着磁直線と直交する方向に着磁されており、
前記磁気センサは、前記磁性体の断面視において、前記着磁直線上以外の方向に配置されることを特徴とする
光学部材駆動装置。
An optical member holder for holding the optical member;
A magnet attached to the optical member holder;
A magnetic body having a cross section extending from the top and first and second pieces each having substantially the same shape and having an opening formed between the first and second pieces;
Piezoelectric elements that move the optical member holder by sliding the magnet by vibrating the magnetic body;
A magnetic sensor for detecting a moving position of the magnet that moves by driving the piezoelectric element;
While driving the piezoelectric element in a state where the magnet is coupled to the first and second pieces of the magnetic body from the opening side,
The magnet is magnetized in a direction orthogonal to a magnetization straight line that is a straight line connecting the apex of the magnetic body and the cross-sectional center of the magnet,
The optical member driving device, wherein the magnetic sensor is disposed in a direction other than the magnetization straight line in a cross-sectional view of the magnetic body.
前記磁気センサは、前記磁性体の断面視において、前記着磁直線上以外であって、且つ、前記マグネットを中心とした仮想直線が、前記磁性体と交わる方向以外に配置されることを特徴とする
請求項1記載の光学部材駆動装置。
The magnetic sensor is arranged in a cross-sectional view of the magnetic body other than on the magnetization straight line, and an imaginary straight line centered on the magnet is disposed in a direction other than the direction intersecting the magnetic body. The optical member driving device according to claim 1.
光学部材を保持する光学部材ホルダと、
前記光学部材ホルダに取り付けられたマグネットと、
断面が頂点と、それぞれ頂点から伸び、互いに略同一形状である第1および第2の片部からなり、前記第1および第2の片部間に開口が形成された磁性体と、
前記磁性体を振動させることによって、前記マグネットを摺動駆動して、前記光学部材ホルダを移動させる圧電素子と、
前記圧電素子の駆動によって移動する前記マグネットの移動位置を検出するための磁気センサと
を備え、
前記磁性体の前記第1および第2の片部に前記開口側から前記マグネットを結合させた状態で前記圧電素子を駆動するとともに、
前記マグネットは、前記磁性体の前記頂点と前記マグネットの断面中心を結ぶ直線である着磁直線と直交する方向に着磁されており、
前記磁気センサは、前記磁性体の断面視において、前記着磁直線上以外の方向に配置されることを特徴とする
光学部材鏡筒。
An optical member holder for holding the optical member;
A magnet attached to the optical member holder;
A magnetic body having a cross section extending from the top and first and second pieces each having substantially the same shape and having an opening formed between the first and second pieces;
Piezoelectric elements that move the optical member holder by sliding the magnet by vibrating the magnetic body;
A magnetic sensor for detecting a moving position of the magnet that moves by driving the piezoelectric element;
While driving the piezoelectric element in a state where the magnet is coupled to the first and second pieces of the magnetic body from the opening side,
The magnet is magnetized in a direction orthogonal to a magnetization straight line that is a straight line connecting the apex of the magnetic body and the cross-sectional center of the magnet,
The optical member barrel, wherein the magnetic sensor is disposed in a direction other than the magnetization straight line in a cross-sectional view of the magnetic body.
光学部材を保持する光学部材ホルダと、
前記光学部材ホルダに取り付けられたマグネットと、
断面が頂点と、それぞれ頂点から伸び、互いに略同一形状である第1および第2の片部からなり、前記第1および第2の片部間に開口が形成された磁性体と、
前記磁性体を振動させることによって、前記マグネットを摺動駆動して、前記光学部材ホルダを移動させる圧電素子と、
前記圧電素子の駆動によって移動する前記マグネットの移動位置を検出するための磁気センサと
を備え、
前記磁性体の前記第1および第2の片部に前記開口側から前記マグネットを結合させた状態で前記圧電素子を駆動するとともに、
前記マグネットは、前記磁性体の前記頂点と前記マグネットの断面中心を結ぶ直線である着磁直線と直交する方向に着磁されており、
前記磁気センサは、前記磁性体の断面視において、前記着磁直線上以外の方向に配置されることを特徴とする
撮像装置。
An optical member holder for holding the optical member;
A magnet attached to the optical member holder;
A magnetic body having a cross section extending from the top and first and second pieces each having substantially the same shape and having an opening formed between the first and second pieces;
Piezoelectric elements that move the optical member holder by sliding the magnet by vibrating the magnetic body;
A magnetic sensor for detecting a moving position of the magnet that moves by driving the piezoelectric element;
While driving the piezoelectric element in a state where the magnet is coupled to the first and second pieces of the magnetic body from the opening side,
The magnet is magnetized in a direction orthogonal to a magnetization straight line that is a straight line connecting the apex of the magnetic body and the cross-sectional center of the magnet,
The imaging device, wherein the magnetic sensor is arranged in a direction other than the magnetization straight line in a cross-sectional view of the magnetic body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106054347A (en) * 2015-08-11 2016-10-26 惠州市大亚湾永昶电子工业有限公司 Lens driving apparatus

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