JP2011237507A - Linear actuator, and lens unit and camera equipped the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、レンズを、その光軸方向に駆動するリニアアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。 The present invention relates to a linear actuator, and more particularly, to a linear actuator that drives a lens in the optical axis direction, a lens unit including the same, and a camera.
特開平10−225083号公報(特許文献1)には、リニアアクチュエータが記載されている。このリニアアクチュエータは、レンズ鏡筒の内部に配置して使用されるものであって、レンズが取り付けられたレンズホルダーを、レンズの光軸方向に移動させるように構成されている。このリニアアクチュエータにおいては、レンズホルダーは、レンズの両側面に配置された2本のガイドシャフトによって光軸の方向に摺動可能に支持されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 10-225083 (Patent Document 1) describes a linear actuator. This linear actuator is used by being arranged inside a lens barrel, and is configured to move a lens holder to which a lens is attached in the optical axis direction of the lens. In this linear actuator, the lens holder is slidably supported in the direction of the optical axis by two guide shafts arranged on both side surfaces of the lens.
さらに、レンズホルダーの周囲には駆動用のコイルが設けられており、この駆動用のコイルの一部を取り囲むように、レンズの上下2箇所に磁気回路が配置されている。各磁気回路は、メインヨーク、サイドヨーク、及びメインヨークの内側に駆動用のコイルに面するように取り付けられたマグネットから構成されている。これにより、駆動用のコイルに電流が流されると、上下2箇所に配置された磁気回路との間で駆動力が発生し、レンズホルダーが2本のガイドシャフト沿って光軸方向に駆動される。また、レンズの移動は、ガイドシャフトに沿うようにレンズホルダーに取り付けられた磁気スケールの磁気を、磁気センサーによって検出することにより測定される。 Further, a driving coil is provided around the lens holder, and magnetic circuits are arranged at two positions above and below the lens so as to surround a part of the driving coil. Each magnetic circuit includes a main yoke, a side yoke, and a magnet attached to the inside of the main yoke so as to face the driving coil. As a result, when a current is passed through the driving coil, a driving force is generated between the upper and lower magnetic circuits, and the lens holder is driven in the optical axis direction along the two guide shafts. . The movement of the lens is measured by detecting the magnetism of a magnetic scale attached to the lens holder along the guide shaft by a magnetic sensor.
しかしながら、特開平10−225083号公報記載のリニアアクチュエータにおいては、レンズの上下に磁気回路が配置されているので、アクチュエータ全体が大型化し、レンズ鏡筒の中に収納するのが難しいという問題がある。また、このリニアアクチュエータでは、レンズの左右に2本のガイドシャフトが設けられているため、これによってもアクチュエータ全体が大型化し、レンズ鏡筒の中に収納することが困難になる。 However, in the linear actuator described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-225083, since the magnetic circuits are arranged above and below the lens, there is a problem that the entire actuator becomes large and difficult to be accommodated in the lens barrel. . Further, in this linear actuator, since two guide shafts are provided on the left and right sides of the lens, this also increases the size of the entire actuator and makes it difficult to store it in the lens barrel.
また、レンズホルダーを2本のガイドシャフトで案内すると、2本のガイドシャフトの平行度の誤差等に起因して、ガイドシャフトとレンズホルダーとの間の摺動抵抗が大きくなり、レンズをスムーズに移動できなくなるという問題が発生する。逆に、レンズホルダーを1本のガイドシャフトで案内した場合には、レンズホルダーのガイドシャフトに対する直角度が低下しやすいので、ガイドシャフトに対する所謂「カジリ」が生じて、摺動抵抗が増大しやすいという問題がある。この問題は、レンズホルダーを駆動する駆動力の、ガイドシャフトに対するバランスが悪い場合に特に発生しやすい。 In addition, when the lens holder is guided by the two guide shafts, sliding resistance between the guide shaft and the lens holder increases due to errors in parallelism between the two guide shafts, and the lens can be smoothly moved. The problem of being unable to move occurs. On the other hand, when the lens holder is guided by one guide shaft, the perpendicularity of the lens holder to the guide shaft is likely to be lowered, so that so-called “galling” occurs to the guide shaft, and the sliding resistance is likely to increase. There is a problem. This problem is particularly likely to occur when the driving force for driving the lens holder is not well balanced with respect to the guide shaft.
さらに、レンズホルダーの位置を計測するセンサーは、ガイドシャフトに近接して配置するのが望ましい。センサーをガイドシャフトから離れた位置に配置すると、レンズホルダーのガイドシャフトに対する直角度の低下により、位置測定精度の低下という問題が発生する。また、位置を計測するセンサーとしては、磁気センサーが、測定精度、コスト等の面から好ましいが、磁気センサーを駆動用のマグネットの近傍に配置すると、マグネットの影響により測定精度が低下するという問題が発生する。 Furthermore, it is desirable that the sensor for measuring the position of the lens holder is disposed close to the guide shaft. When the sensor is arranged at a position away from the guide shaft, there is a problem that the position measurement accuracy is lowered due to a decrease in the perpendicularity of the lens holder to the guide shaft. As a sensor for measuring the position, a magnetic sensor is preferable from the viewpoint of measurement accuracy, cost, etc. However, if the magnetic sensor is arranged in the vicinity of the driving magnet, there is a problem that the measurement accuracy decreases due to the influence of the magnet. appear.
本発明は、以上のような問題に鑑みて為されたものであり、レンズホルダーの円滑な移動、及びレンズホルダーの正確な位置検出を可能にしながら、レンズ鏡筒の中等にコンパクトに収納することができるリニアアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and can be stored compactly in a lens barrel or the like while enabling smooth movement of the lens holder and accurate position detection of the lens holder. It is an object of the present invention to provide a linear actuator that can be used, a lens unit including the same, and a camera.
上述した課題を解決するために、本発明は、レンズを、その光軸方向に駆動するリニアアクチュエータであって、レンズが取り付けられたレンズホルダーと、このレンズホルダーが光軸方向に移動されるように案内するガイドシャフトと、駆動用コイル、駆動用マグネット、及びこの駆動用マグネットの磁気を駆動用コイルに導くヨークを各々備え、互いにほぼ直角を為すように、ガイドシャフトの両側に配置された2つのボイスコイルモータと、これら2つのボイスコイルモータの間に配置され、レンズホルダーの位置を検出する磁気センサと、を有し、ヨークには、駆動用マグネットから漏れて磁気センサに影響を及ぼす磁気を抑制するガードヨーク部が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a linear actuator that drives a lens in the optical axis direction, and a lens holder to which the lens is attached, and the lens holder is moved in the optical axis direction. And a guide coil for guiding the drive magnet, a drive magnet, and a yoke for guiding the magnetism of the drive magnet to the drive coil, respectively, and arranged on both sides of the guide shaft so as to be substantially perpendicular to each other. Two voice coil motors, and a magnetic sensor that is disposed between the two voice coil motors and detects the position of the lens holder, and the yoke has a magnetism that leaks from the drive magnet and affects the magnetic sensor. It is characterized in that a guard yoke portion for suppressing the above is provided.
このように構成された本発明においては、レンズが取り付けられたレンズホルダーが、ガイドシャフトにより案内されて光軸方向に移動される。また、レンズホルダーは、駆動用コイル、駆動用マグネット、及びヨークを備えた2つのボイスコイルモータの駆動力により光軸方向に移動される。2つのボイスコイルモータは、互いにほぼ直角を為すように、ガイドシャフトの両側に配置されており、さらに、2つのボイスコイルモータの間には磁気センサが配置されている。 In the present invention configured as described above, the lens holder to which the lens is attached is guided by the guide shaft and moved in the optical axis direction. The lens holder is moved in the optical axis direction by the driving force of two voice coil motors including a driving coil, a driving magnet, and a yoke. The two voice coil motors are disposed on both sides of the guide shaft so as to be substantially perpendicular to each other, and a magnetic sensor is disposed between the two voice coil motors.
このように構成された本発明によれば、2つのボイスコイルモータがガイドシャフトの両側に互いにほぼ直角を為すように配置されているので、ガイドシャフトの両側に働く駆動力のバランスが良く、駆動力のアンバランスに起因する摺動抵抗の増加を防止することができる。さらに、2つのボイスコイルモータの間には、ガイドシャフトと共に磁気センサが配置されているので、レンズホルダーの歪み等に起因する位置測定精度の低下を回避することができる。加えて、ヨークにはガードヨーク部が設けられているので、磁気センサを2つのボイスコイルモータの間に、ボイスコイルモータに近接して配置した場合でも、ボイスコイルモータの駆動用マグネットが発生する磁界の影響による位置測定精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention configured as described above, since the two voice coil motors are arranged so as to be substantially perpendicular to each other on both sides of the guide shaft, the driving force acting on both sides of the guide shaft is well balanced, and the drive An increase in sliding resistance due to force imbalance can be prevented. Furthermore, since a magnetic sensor is disposed between the two voice coil motors together with the guide shaft, it is possible to avoid a decrease in position measurement accuracy due to distortion of the lens holder or the like. In addition, since the yoke is provided with a guard yoke portion, a magnet for driving the voice coil motor is generated even when the magnetic sensor is disposed between the two voice coil motors and close to the voice coil motor. A decrease in position measurement accuracy due to the influence of a magnetic field can be suppressed.
本発明において、好ましくは、ガイドシャフトは磁性材料により形成され、駆動用マグネットから漏れて磁気センサに影響を及ぼす磁気がガイドシャフトにより更に抑制される。 In the present invention, preferably, the guide shaft is made of a magnetic material, and the magnet that leaks from the driving magnet and affects the magnetic sensor is further suppressed by the guide shaft.
このように構成された本発明によれば、磁気センサに対する駆動用マグネットの影響が、ガイドシャフトによっても抑制されるので、駆動用マグネットと磁気センサを更に近接して配置することが可能になり、リニアアクチュエータを更に小型化することができる。 According to the present invention configured as described above, since the influence of the driving magnet on the magnetic sensor is also suppressed by the guide shaft, it becomes possible to dispose the driving magnet and the magnetic sensor closer to each other, The linear actuator can be further reduced in size.
本発明において、好ましくは、ヨークは、駆動用コイルの巻線の内側に、光軸とほぼ平行に延びるように配置された対向ヨークと、巻線の外側に、対向ヨークとほぼ平行に延びるように配置されたベースヨークとを備え、駆動用マグネットは、巻線と向かい合うように、ベースヨークに取り付けられており、ガードヨーク部は、駆動用マグネットの少なくとも一部を覆うように、ベースヨークの、磁気センサに近接する側に設けられている。 In the present invention, it is preferable that the yoke is disposed inside the winding of the driving coil so as to extend substantially parallel to the optical axis, and extends outside the winding so as to be substantially parallel to the opposing yoke. The drive magnet is attached to the base yoke so as to face the winding, and the guard yoke portion covers at least a part of the drive magnet. It is provided on the side close to the magnetic sensor.
このように構成された本発明によれば、ガードヨーク部が、駆動用マグネットの少なくとも一部を覆うように、ベースヨークの磁気センサに近接する側に設けられているので、ヨークを比較的小型に構成しながら、駆動用マグネットの磁界の影響を抑制することができる。 According to the present invention configured as described above, since the guard yoke portion is provided on the side of the base yoke close to the magnetic sensor so as to cover at least a part of the driving magnet, the yoke is relatively small. While being configured, the influence of the magnetic field of the driving magnet can be suppressed.
本発明において、好ましくは、ガードヨーク部は、ベースヨークの一辺に段差が形成されるように、ベースヨークを塑性変形させることにより、ベースヨークと一体に形成されている。 In the present invention, preferably, the guard yoke portion is integrally formed with the base yoke by plastically deforming the base yoke so that a step is formed on one side of the base yoke.
このように構成された本発明によれば、ガードヨーク部がベースヨークと一体に形成されるので、部品点数を増加させることなく、ガードヨーク部を形成することができる。また、ガードヨーク部がベースヨークの一辺に段差を形成することにより構成されるので、ベースヨークのレンズ鏡筒内壁面との干渉が防止され、リニアアクチュエータをレンズ鏡筒内に、よりコンパクトに収納することが可能になる。 According to the present invention configured as described above, since the guard yoke portion is formed integrally with the base yoke, the guard yoke portion can be formed without increasing the number of parts. In addition, since the guard yoke part is formed by forming a step on one side of the base yoke, interference with the inner wall surface of the lens barrel of the base yoke is prevented, and the linear actuator is stored more compactly in the lens barrel. It becomes possible to do.
本発明において、好ましくは、磁気センサは、光軸と、2つのボイスコイルモータとを結ぶ二本の直線が為す角をほぼ二等分する直線上に配置されており、磁気センサと、一方のボイスコイルモータとの間にガイドシャフトが配置されている。 In the present invention, preferably, the magnetic sensor is arranged on a straight line that bisects an angle formed by two straight lines connecting the optical axis and the two voice coil motors. A guide shaft is arranged between the voice coil motor.
このように構成された本発明によれば、磁気センサが、2つのボイスコイルモータが為す角をほぼ二等分する直線上に配置されているので、各ボイスコイルモータと磁気センサを近接配置しながら、各ボイスコイルモータからの磁気センサへの影響を最小にすることができる。 According to the present invention configured as described above, since the magnetic sensors are arranged on a straight line that bisects the angle formed by the two voice coil motors, the voice coil motors and the magnetic sensors are arranged close to each other. However, the influence on the magnetic sensor from each voice coil motor can be minimized.
また、本発明は、レンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、レンズ鏡筒に取り付けられた本発明のリニアアクチュエータと、を有することを特徴としている。 Further, the present invention is a lens unit, comprising a lens barrel, an imaging lens disposed in the lens barrel, and the linear actuator of the present invention attached to the lens barrel. It is a feature.
さらに、本発明は、カメラであって、本発明のレンズユニットと、このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、を有することを特徴としている。 Furthermore, this invention is a camera, Comprising: It has the lens unit of this invention, and the camera body to which this lens unit was attached, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のリニアアクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、レンズホルダーの円滑な移動、及びレンズホルダーの正確な位置検出を可能にしながら、リニアアクチュエータをレンズ鏡筒の中等にコンパクトに収納することができる。 According to the linear actuator of the present invention, and the lens unit and camera equipped with the linear actuator, the linear actuator can be compactly placed in a lens barrel while enabling smooth movement of the lens holder and accurate position detection of the lens holder. Can be stored.
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1乃至図5を参照して、本発明の第1実施形態によるカメラを説明する。図1は本発明の実施形態によるカメラの断面図である。
図1に示すように、本発明の実施形態のカメラ1は、レンズユニット2と、カメラ本体4と、を有する。レンズユニット2は、レンズ鏡筒6と、このレンズ鏡筒の中に配置された複数の撮像用レンズ8と、フォーカス調整用レンズ16を光軸方向に移動させるリニアアクチュエータ10と、を有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a camera according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a camera according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a camera 1 according to an embodiment of the present invention includes a lens unit 2 and a camera body 4. The lens unit 2 includes a
本発明の第1実施形態のカメラ1は、リニアアクチュエータ10によりフォーカス調整用レンズ16を光軸方向に移動させながら、フィルム面F上に形成される画像が合焦される位置を探索し、合焦位置にフォーカス調整用レンズ16を移動させるように構成されている。なお、本実施形態においては、フォーカス調整用レンズ16は、1枚のレンズによって構成されているが、画像を安定させるためのレンズは、複数枚のレンズ群であっても良い。本明細書において、フォーカス調整用レンズとは、画像を安定させるための1枚のレンズ及びレンズ群を含むものとする。
The camera 1 according to the first embodiment of the present invention searches for a position where an image formed on the film surface F is focused while moving the
また、本実施形態においては、リニアアクチュエータにより合焦位置にフォーカス調整用レンズを移動させ、フォーカス調整を行っているが、本発明のリニアアクチュエータを、レンズユニットの画角を調整するズーム調整用のレンズを移動させるために使用することもできる。 In this embodiment, the focus adjustment lens is moved to the in-focus position by the linear actuator to perform focus adjustment. However, the linear actuator of the present invention is used for zoom adjustment for adjusting the angle of view of the lens unit. It can also be used to move the lens.
レンズユニット2は、カメラ本体4に取り付けられ、入射した光をフィルム面Fに結像させるように構成されている。
概ね円筒形のレンズ鏡筒6は、内部に複数の撮像用レンズ8を保持しており、フォーカス調整用レンズ16を移動させることによりピント調整を可能としている。
The lens unit 2 is attached to the camera body 4 and configured to form incident light on the film surface F.
The generally
次に、図2乃至図5を参照して、本発明の第1実施形態のカメラ1に内蔵されているリニアアクチュエータ10を説明する。図2はリニアアクチュエータ10の斜視図である。図3はリニアアクチュエータ10の正面断面図であり、図4はリニアアクチュエータ10の側面断面図である。
Next, the
図2乃至図4に示すように、リニアアクチュエータ10は、フォーカス調整用レンズ16が取り付けられたレンズホルダー14と、このレンズホルダー14を光軸A方向に摺動可能に案内するガイドシャフトであるメインガイドシャフト18と、このメインガイドシャフト18に平行に配置されたサブガイドシャフト20と、を有する。さらに、リニアアクチュエータ10は、レンズホルダー14を光軸A方向に駆動する2つのボイスコイルモータ22a、22bと、レンズホルダー14の位置を検出する磁気センサである磁気抵抗素子24(MR素子)と、を有する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
さらに、ボイスコイルモータ22aは、ベースヨーク26aと、このベースヨーク26aに取り付けられた対向ヨーク28aと、ベースヨーク26aに取り付けられた駆動用マグネット30aと、対向ヨーク28aを取り囲むように設けられた駆動用コイル32aと、を有する。同様に、ボイスコイルモータ22bは、ベースヨーク26bと、対向ヨーク28bと、駆動用マグネット30bと、駆動用コイル32bと、を有する。
Further, the
レンズホルダー14は、概ね平板状の部材であり、ほぼ中央部にフォーカス調整用レンズ16が取り付けられている。また、図3に示すように、その右上部には、メインガイドシャフト18を受け入れる軸受部14aが形成されている。この軸受部14a(図3)がメインガイドシャフト18上を摺動することにより、レンズホルダー14は光軸Aに平行に摺動される。これにより、フォーカス調整用レンズ16は、光軸Aに対して直交した状態を維持しながら光軸A方向に摺動される。
The
また、レンズホルダー14の左下部には、サブガイドシャフト20と係合するU字溝14b(図3)が形成されている。サブガイドシャフト20は、メインガイドシャフト18と平行に、光軸A方向に延びるように配置されており、サブガイドシャフト20はU字溝14bの中に受け入れられている。U字溝14bの幅は、サブガイドシャフト20の太さとほぼ同一であり、サブガイドシャフト20がU字溝14bの中に受け入れられることにより、メインガイドシャフト18を中心とするレンズホルダー14の振れ(回転)が阻止される。一方、フォーカス調整用レンズ16の半径方向については、U字溝14bとサブガイドシャフト20との間には遊びがあるため、メインガイドシャフト18とサブガイドシャフト20の間の平行度に誤差がある場合でも、レンズホルダー14の摺動抵抗の大幅な増加が防止される。
Further, a
また、レンズホルダー14には、軸受部14aに沿うように、細長い位置検出用マグネット34(図2)が取り付けられている。位置検出用マグネット34は、光軸A方向に延びるようにレンズホルダー14に取り付けられている。この位置検出用マグネット34は、長手方向に多数のS極、N極が交互に形成されるように着磁されており、この磁気を磁気抵抗素子24で検出することにより、レンズホルダー14の位置を測定することができる。
In addition, an elongated position detection magnet 34 (FIG. 2) is attached to the
さらに、レンズホルダー14の上部にはボイスコイルモータ22aの一部を構成する駆動用コイル32aが設けられていると共に、側部には、ボイスコイルモータ22bの一部を構成する駆動用コイル32bが設けられている。図3に示すように、ボイスコイルモータ22aの中心部と光軸Aを結ぶ直線M1と、ボイスコイルモータ22bの中心部と光軸Aを結ぶ直線M2は、ほぼ直角を為している。即ち、2つのボイスコイルモータ22a、22bは、ほぼ直角を為すようにメインガイドシャフト18の両側に配置されている。なお、本実施形態においては、直線M1と直線M2の為す角αは、約100゜である。
Further, a driving
メインガイドシャフト18は、レンズホルダー14を案内するために、光軸Aと平行に延びるように配置された丸棒状のシャフトである。メインガイドシャフト18は、レンズ鏡筒6の内部に固定されており、レンズホルダー14の軸受部14aの中に受け入れられて、レンズホルダー14がレンズ鏡筒6の中で光軸方向に円滑に移動されるようになっている。なお、本実施形態においては、メインガイドシャフト18は、磁性材料であるSUS材である。また、図3に示すように、メインガイドシャフト18は直線M1とM2が為す約90゜の角度の間に配置されている。即ち、2つのボイスコイルモータ22a、22bは、メインガイドシャフト18の両側に配置されている。また、メインガイドシャフト18は、駆動用マグネット30aと磁気抵抗素子24の間に位置している。
The
サブガイドシャフト20は、レンズホルダー14を案内するために、光軸Aと平行に延びるように配置された丸棒状のシャフトである。サブガイドシャフト20は、レンズホルダー14のU字溝14bの中に受け入れられている。これにより、レンズホルダー14のレンズ鏡筒6内における、光軸に直交する面内での振れが防止される。
The
ボイスコイルモータ22a、22bは、メインガイドシャフト18の両側に、互いにほぼ直角を為すように配置され、レンズホルダー14を光軸A方向に駆動するように構成されている。本実施形態においては、2つのボイスコイルモータ22a、22bはほぼ同一に構成されており、光軸A方向のほぼ同一の駆動力を発生する。
The
図4に示すように、ボイスコイルモータ22aは、両端が下方に曲げられた門形のベースヨーク26aと、このベースヨーク26aの両側の脚部を連結するように、ベースヨーク26aに接合された長方形平板状の対向ヨーク28aを備えている。また、対向ヨーク28aは光軸Aに平行に、駆動用コイル32aの巻線の内側に延びている。
As shown in FIG. 4, the
また、門形のベースヨーク26aの下面には、駆動用コイル32aと対向するように、長方形板状の駆動用マグネット30aが取り付けられている。ベースヨーク26a、対向ヨーク28a及び駆動用マグネット30aは、磁気回路を構成し、磁束が効率良く駆動用コイル32aに差し向けられるようになっている。また、駆動用コイル32aの巻線は対向ヨーク28aの周囲を取り囲むように巻かれており、磁気回路の磁束が駆動用コイル32aの巻線を横切るようになっている。これにより、駆動用コイル32aの巻線に電流が流れると、光軸Aに平行な方向の駆動力が発生し、駆動用コイル32aと共にレンズホルダー14が移動される。
A rectangular plate-
さらに、図3に示すように、ベースヨーク26aの、磁気抵抗素子24に近接する側には、駆動用マグネット30aの側面を覆うようにガードヨーク部36aが設けられている。このガードヨーク部36aにより、駆動用マグネット30aから漏れて磁気抵抗素子24に悪影響を及ぼす磁気が抑制される。
Further, as shown in FIG. 3, a
本実施形態においては、ガードヨーク部36aは、ベースヨーク26aの下面に、光軸A方向に延びる四角柱状の磁性材を接着剤で接合することにより形成されている。本実施形態においては、ガードヨーク部36aは、長方形板状の駆動用マグネット30aの一つの側面全体を覆うように構成されているが、ガードヨーク部36aが、駆動用マグネット30aの側面の一部を覆うように構成することもできる。また、本実施形態においては、ガードヨーク部36aは、駆動用マグネット30aの側面と接触しているが、ガードヨーク部36aと駆動用マグネット30aは離れていても良い。さらに、ガードヨーク部36aは、溶接又はビス止め等によりベースヨーク26aに接合しても良い。
In the present embodiment, the
ボイスコイルモータ22bは、図3に示すように、ボイスコイルモータ22aに対してほぼ直角を為すように配置されており、ボイスコイルモータ22aとほぼ同一の構成を有する。ボイスコイルモータ22bは、両端が下方に曲げられた門形のベースヨーク26bと、このベースヨーク26bの両側の脚部を連結するように、ベースヨーク26bに接合された長方形平板状の対向ヨーク28bを備えている。また、対向ヨーク28bは光軸Aに平行に、駆動用コイル32bの巻線の内側に延びている。また、ボイスコイルモータ22bにおいても、ガードヨーク部36bは、駆動用マグネット30bの、磁気抵抗素子24に近接する側の側面を覆うように設けられている。このガードヨーク部36bにより、駆動用マグネット30bから漏れて磁気抵抗素子24に悪影響を及ぼす磁気が抑制される。
As shown in FIG. 3, the
磁気抵抗素子24は、レンズ鏡筒6内に、位置検出用マグネット34と対向するように固定され、位置検出用マグネット34の磁気を検出するように構成されている。また、本実施形態においては、図3に示すように、磁気抵抗素子24は、光軸Aと各ボイスコイルモータを結ぶ直線M1、M2が為す角αをほぼ二等分する直線M3上に配置されている。さらに、磁気抵抗素子24とボイスコイルモータ22aとの間には、メインガイドシャフト18が配置されている。この配置により、駆動用マグネット30a、30bが発生する磁界の、磁気抵抗素子24への影響が最小にされる。
The
位置検出用マグネット34はレンズホルダー14と共に光軸A方向に移動され、この移動された位置検出用マグネット34の磁気が磁気抵抗素子24によって検出される。上述したように、位置検出用マグネット34には長手方向に多数のS極、N極が交互に形成されているので、位置検出用マグネット34が移動されると磁気抵抗素子24によって検出される磁気が変化する。このため、磁気抵抗素子24の検出信号を解析することにより、レンズホルダー14の位置を測定することができる。
The
次に、本発明の実施形態によるカメラ1の作用を説明する。
まず、リニアアクチュエータ10の駆動用コイル32a、32bには、カメラ本体4からの制御信号に基づいて、電流が流される。ここで、駆動用コイル32a、32bに流される電流はほぼ同一であり、ボイスコイルモータ22a、22bは、ほぼ同一の光軸A方向の駆動力を発生する。ここで、各ボイスコイルモータ22a、22bは、メインガイドシャフト18の両側に配置されているので、メインガイドシャフト18に対する各ボイスコイルモータ22a、22bの駆動力のバランスが良好であり、レンズホルダー14は円滑に駆動される。即ち、レンズホルダー14が各ボイスコイルモータ22a、22bの駆動力によって押され、メインガイドシャフト18に対して正確に直交しなくなると、摺動抵抗が増加して、レンズホルダー14を円滑に駆動するのが困難になる。本実施形態においては、各ボイスコイルモータ22a、22bの駆動力のバランスが良好であるので、レンズホルダー14はメインガイドシャフト18に対して直角を維持しやすく、摺動抵抗の増加が抑制される。
Next, the operation of the camera 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
First, a current flows through the driving coils 32 a and 32 b of the
レンズホルダー14が光軸A方向に駆動されると、レンズホルダー14に取り付けられた位置検出用マグネット34が長手方向に移動される。位置検出用マグネット34に向かい合うように配置された磁気抵抗素子24は、位置検出用マグネット34の磁気を検出して信号を発生する。磁気抵抗素子24による検出信号は、カメラ本体4に内蔵されたプロセッサ(図示せず)により解析され、レンズホルダー14の位置が求められる。また、位置検出用マグネット34は、レンズホルダー14の軸受部14a近傍に配置されているので、レンズホルダー14のメインガイドシャフト18に対する直交性が低下したとしても、その影響は少なく、レンズホルダー14の正確な位置を測定することができる。
When the
ここで、磁気抵抗素子24は、互いにほぼ直角を為すように配置された2つのボイスコイルモータ22a、22bの間に配置されているので、各駆動用マグネット30a、30bの比較的近傍に位置し、その磁気の影響を受けやすい。磁気抵抗素子24が、位置検出用マグネット34の磁気の他に、駆動用マグネットの磁気を検出してしまうと、これが位置測定に対する誤差となる。
Here, since the
図5は、本実施形態におけるリニアアクチュエータ10の、各駆動用マグネット30a、30bにより生成される磁界の強さを示す図である。
図5に示すように、各駆動用マグネット30a、30bの周囲に形成されている磁界について、ガードヨーク部36a、36bが設けられている側と、設けられていない側を比較すると、ガードヨーク部が設けられている側は、設けられていない側よりも磁界の最も強い領域(図5中のクロスハッチングの領域)が狭くなっていることが分かる。このように、本実施形態においては、ガードヨーク部を設けることにより、駆動用マグネットの磁気抵抗素子24に対する影響が抑制される。さらに、ボイスコイルモータ22aと磁気抵抗素子24との間には、磁性材料で形成されたメインガイドシャフト18が配置されており、これにより、駆動用マグネット30aによる磁界の、磁気抵抗素子24への影響がさらに抑制されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating the strength of the magnetic field generated by each of the driving
As shown in FIG. 5, when the side where the
本発明の第1実施形態のカメラ1によれば、2つのボイスコイルモータ22a、22bがメインガイドシャフト18の両側に互いにほぼ直角を為すように配置されているので、メインガイドシャフト18の両側に働く駆動力のバランスが良く、駆動力のアンバランスに起因する摺動抵抗の増加を防止することができる。即ち、レンズホルダー14とメインガイドシャフト18の間に「カジリ」等が発生することによる摺動抵抗の大幅な増加を回避することができる。
According to the camera 1 of the first embodiment of the present invention, the two
また、本実施形態のカメラ1によれば、2つのボイスコイルモータ22a、22bの間には、メインガイドシャフト18と共に磁気抵抗素子24が配置されているので、磁気抵抗素子24とメインガイドシャフト18は近接しており、レンズホルダー14が駆動力等により歪んだ場合においても、位置測定精度への影響を低く抑えることができる。
Further, according to the camera 1 of the present embodiment, the
さらに、本実施形態のカメラ1によれば、ベースヨーク26a、26bにはガードヨーク部36a、36bが夫々設けられているので、磁気抵抗素子24が各ボイスコイルモータ22a、22bに近接して、2つのボイスコイルモータの間に配置されていても、ボイスコイルモータ22a、22bの駆動用マグネット30a、30bが発生する磁界の影響を十分に小さくすることができる。
Further, according to the camera 1 of the present embodiment, the base yokes 26a and 26b are provided with the
また、本実施形態のカメラ1によれば、磁気抵抗素子24と駆動用マグネット30aの間に、磁性材料で形成されたメインガイドシャフト18が配置されているので、磁気抵抗素子24に対する駆動用マグネット30aの影響が、メインガイドシャフト18によっても抑制される。この結果、駆動用マグネット30aの磁気抵抗素子24への影響を更に抑制することが可能になり、駆動用マグネット30aと磁気抵抗素子24を、より近接して配置することが可能になる。
Further, according to the camera 1 of the present embodiment, the
さらに、本実施形態のカメラ1によれば、ガードヨーク部36a、36bが、駆動用マグネット30a、30bの少なくとも一部を覆うように、ベースヨーク26a、26bの磁気抵抗素子24に近接する側に設けられているので、リニアアクチュエータを比較的小型に構成しながら、駆動用マグネットの磁界の影響を抑制することができる。
Furthermore, according to the camera 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態のカメラ1によれば、磁気抵抗素子24が、2つのボイスコイルモータ22a、22bが為す角αをほぼ二等分する直線M3上に配置されているので、各ボイスコイルモータ22a、22bと磁気抵抗素子24を近接配置しながら、各ボイスコイルモータからの磁気センサへの影響を最小にすることができる。
Further, according to the camera 1 of the present embodiment, since the
次に、図6及び図7を参照して、本発明の第2実施形態のカメラを説明する。
本実施形態のカメラは、内蔵されているリニアアクチュエータを構成するベースヨークとガードヨーク部が一体に形成されている点が、上述した第1実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用については、説明を省略する。
Next, a camera according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The camera of this embodiment is different from the above-described first embodiment in that a base yoke and a guard yoke portion constituting a built-in linear actuator are integrally formed. Accordingly, here, only the points of the present embodiment that are different from the first embodiment will be described, and description of similar configurations and operations will be omitted.
図6に示すように、本実施形態のカメラに内蔵されているリニアアクチュエータは、ボイスコイルモータ122aを有し、このボイスコイルモータ122aは、ベースヨーク126aと、対向ヨーク28aと、駆動用コイル32aとを有する。ベースヨーク126aには、磁気抵抗素子24に近接する側にガードヨーク部136aが設けられている。なお、もう一つのボイスコイルモータ(図示せず)についても、ガードヨーク部がベースヨークと一体に形成されている。本実施形態においては、ガードヨーク部136aは、ベースヨーク126aを塑性加工することにより、ベースヨーク126aと一体に形成されている。
As shown in FIG. 6, the linear actuator built in the camera of this embodiment has a
具体的には、図7(a)に示すように、まず、塑性加工前のベースヨーク126aにおいて、ガードヨーク部136aを形成すべき部分を張出部138として形成しておく。次に、図7(b)に示すように、ポンチ140とダイス142により、張出部138を所謂「半抜き加工」して、ガードヨーク部136aとの間に段差を作り、ガードヨーク部136aを形成する。これにより、駆動用マグネット30aの側面の一部を覆うガードヨーク部136aが、ベースヨーク126aと一体に形成される。最後に、ベースヨーク126aの両端部(ベースヨーク126aの光軸Aと直交する2つの対辺)を曲げ加工して、ベースヨーク126aを門形に形成する。
Specifically, as shown in FIG. 7A, first, in the
なお、塑性加工によるガードヨーク部136aの形成には、曲げ加工よりも、本実施形態のような「半抜き加工」が好適である。即ち、図7(c)に示すように、曲げ加工によりガードヨーク部144を形成した場合には、曲げ部分に比較的曲率半径の大きい湾曲面が形成される。この湾曲面があるために、駆動用マグネット30aをガードヨーク部144に近接して取り付けることができず、ガードヨーク部144と駆動用マグネット30aの間に比較的大きな隙間Gが生じてしまう。この隙間Gは、駆動用マグネット30aの磁気の影響をガードヨーク部144により低減する効果を減退させると共に、ベースヨークを大型化してしまう。
For forming the
これに対して、本実施形態においては、図6に示すように、塑性加工により形成されたガードヨーク部136aに近接して駆動用マグネット30aを取り付けることが可能であり、ベースヨークを小型化することができる。これは、概ね円筒形のレンズ鏡筒6の狭いスペース内にリニアアクチュエータを配置するために有利である。特に、本実施形態においては、ガードヨーク部136aを形成したベースヨークの端部が、駆動用マグネット30aの方に落ち込むので、より小さい鏡筒にリニアアクチュエータを収納することが可能になる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6, it is possible to attach the
本発明の第2実施形態のカメラによれば、ガードヨーク部136aがベースヨーク126aと一体に形成されるので、部品点数を増加させることなく、ガードヨーク部136aを形成することができる。また、ガードヨーク部136aがベースヨーク126aの一辺に段差を形成することにより構成されるので、ベースヨーク126aのレンズ鏡筒内壁面との干渉が回避され、リニアアクチュエータをレンズ鏡筒内6に、よりコンパクトに収納することが可能になる。
According to the camera of the second embodiment of the present invention, since the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、リニアアクチュエータは、フィルムカメラに備えられたレンズユニットに適用されていたが、本発明のリニアアクチュエータをデジタルカメラ、ビデオカメラ等の種々のカメラ、及び交換用のレンズユニットに適用することができる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, a various change can be added to embodiment mentioned above. In particular, in the above-described embodiment, the linear actuator is applied to the lens unit provided in the film camera. However, the linear actuator of the present invention is applied to various cameras such as a digital camera and a video camera, and a replacement lens. Can be applied to units.
また、上述した実施形態においては、ヨークは、門形のベースヨークと平板状の対向ヨークにより構成されていたが、ベースヨークと対向ヨークを、U字形、C字形等に曲げられた平板により一体に構成することもできる。さらに、上述した実施形態においては、磁気センサとして磁気抵抗素子を使用しているが、ホール素子等、任意の磁気センサを使用することができる。 In the above-described embodiment, the yoke is configured by the gate-shaped base yoke and the flat counter yoke. However, the base yoke and the counter yoke are integrally formed by a flat plate bent into a U shape, a C shape, or the like. It can also be configured. Furthermore, in the above-described embodiment, a magnetoresistive element is used as the magnetic sensor, but any magnetic sensor such as a Hall element can be used.
1 本発明の実施形態のカメラ
2 レンズユニット
4 カメラ本体
6 レンズ鏡筒
8 撮像用レンズ
10 リニアアクチュエータ
14 レンズホルダー
14a 軸受部
14b U字溝
16 フォーカス調整用レンズ
18 メインガイドシャフト(ガイドシャフト)
20 サブガイドシャフト
22a、22b ボイスコイルモータ
24 磁気抵抗素子(磁気センサ)
26a、26b ベースヨーク
28a、28b 対向ヨーク
30a、30b 駆動用マグネット
32a、32b 駆動用コイル
34 位置検出用マグネット
36a、36b ガードヨーク部
122a ボイスコイルモータ
126a ベースヨーク
136a ガードヨーク部
138 張出部
140 ポンチ
142 ダイス
144 ガードヨーク部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera of embodiment of this invention 2 Lens unit 4 Camera
20
26a,
Claims (7)
上記レンズが取り付けられたレンズホルダーと、
このレンズホルダーが上記光軸方向に移動されるように案内するガイドシャフトと、
駆動用コイル、駆動用マグネット、及びこの駆動用マグネットの磁気を上記駆動用コイルに導くヨークを各々備え、互いにほぼ直角を為すように、上記ガイドシャフトの両側に配置された2つのボイスコイルモータと、
これら2つのボイスコイルモータの間に配置され、上記レンズホルダーの位置を検出する磁気センサと、を有し、
上記ヨークには、上記駆動用マグネットから漏れて上記磁気センサに影響を及ぼす磁気を抑制するガードヨーク部が設けられていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 A linear actuator that drives the lens in the direction of its optical axis,
A lens holder to which the above lens is attached;
A guide shaft for guiding the lens holder so as to move in the optical axis direction;
A drive coil, a drive magnet, and yokes for guiding the magnetism of the drive magnet to the drive coil, respectively, and two voice coil motors disposed on both sides of the guide shaft so as to be substantially perpendicular to each other; ,
A magnetic sensor disposed between the two voice coil motors and detecting the position of the lens holder;
A linear actuator, wherein the yoke is provided with a guard yoke portion that suppresses magnetism that leaks from the driving magnet and affects the magnetic sensor.
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の中に配置された撮像用レンズと、
上記レンズ鏡筒に取り付けられた請求項1乃至5の何れか1項に記載のリニアアクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。 A lens unit,
A lens barrel;
An imaging lens arranged in the lens barrel;
The linear actuator according to any one of claims 1 to 5, which is attached to the lens barrel;
A lens unit comprising:
請求項6記載のレンズユニットと、
このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、
を有することを特徴とするカメラ。 A camera,
A lens unit according to claim 6;
A camera body to which this lens unit is attached;
A camera characterized by comprising:
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