JP2012103298A - Lens barrel and optical equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small sized lens barrel and an optical equipment with reduced magnetic interference between magnets respectively driving a vibration damping lens and a focus lens.SOLUTION: The lens barrel includes: a focus movement frame capable of being moved in the optical axis direction for retaining a first lens; a vibration damping unit capable of being moved in the optical axis direction and in the direction orthogonal to the optical axis direction for retaining a second lens; first driving means equipped with a first magnet provided on a first fixed member for driving the first lens; and second driving means equipped with a second magnet provided on the vibration damping unit for driving the second lens. In this case, the first magnet is arranged so as to have the same magnetic pole in the optical axis direction. The second magnet is arranged so as to have two different magnetic poles in the direction orthogonal to the optical axis direction. The first magnet and the second magnet are arranged so that a first magnetic line formed by the first magnet and a second magnetic line formed by the second magnet repulse with each other viewed from the optical axis direction.

Description

本発明は、複数可動群を有するレンズ鏡筒、及び、そのようなレンズ鏡筒を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器に関する。   The present invention relates to a lens barrel having a plurality of movable groups, and an optical apparatus such as a digital still camera or a video camera provided with such a lens barrel.

従来から、ボイスコイルモータやステッピングモータ等のアクチュエータにより光軸方向にレンズや絞り等の光学素子を移動可能に構成されたレンズ鏡筒(光学機器)が知られている。そのようなレンズ鏡筒には、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ群と手ぶれ補正可能な防振レンズ群とが搭載されているものがあり、例えば、防振レンズ群とフォーカスレンズ群とが互いに隣り合い、両者ともにVCM(ボイスコイル)で駆動される。特許文献1には、レンズ鏡筒の大型化を防ぐために、防振レンズ群及びフォーカスレンズ群の駆動機構であるVCMを、光軸横方向から見てその一部が重なり合うように配置したレンズ鏡筒が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a lens barrel (optical device) configured such that an optical element such as a lens or a diaphragm can be moved in an optical axis direction by an actuator such as a voice coil motor or a stepping motor. Such lens barrels include a focus lens group movable in the optical axis direction and an anti-vibration lens group capable of correcting camera shake. For example, an anti-vibration lens group and a focus lens group include Adjacent to each other, both are driven by a VCM (voice coil). In Patent Document 1, in order to prevent an increase in the size of a lens barrel, a lens mirror in which a VCM that is a driving mechanism for an anti-vibration lens group and a focus lens group is arranged so that a part thereof overlaps when viewed from the lateral direction of the optical axis. A cylinder is disclosed.

特開2007−171299号公報JP 2007-171299 A

特許文献1のような防振レンズ群及びフォーカスレンズ群のVCM配置では、レンズ鏡筒の小型化には有効であるが、互いのVCMの距離が近くなるため磁気干渉の影響が強くなる。防振レンズ群が光軸方向に可動する光学系の場合、光軸方向の位置に応じて磁気干渉の影響が変化する。このため、光軸方向の移動に伴う防振レンズ群の不測のロール挙動や像飛び等の問題が発生しやすい。また、磁気干渉を防止するためにシールド構造等を採用すると、レンズ鏡筒の大型化及びコストアップにつながる。   The VCM arrangement of the anti-vibration lens group and the focus lens group as in Patent Document 1 is effective for reducing the size of the lens barrel, but the influence of magnetic interference becomes stronger because the distance between the VCMs becomes closer. In the case of an optical system in which the anti-vibration lens group is movable in the optical axis direction, the influence of magnetic interference changes according to the position in the optical axis direction. For this reason, problems such as unexpected roll behavior and image skipping of the image stabilizing lens group accompanying movement in the optical axis direction are likely to occur. In addition, when a shield structure or the like is employed to prevent magnetic interference, the lens barrel is increased in size and cost.

そこで本発明は、防振レンズとフォーカスレンズのそれぞれを駆動するマグネット間の磁気干渉を低減した小型のレンズ鏡筒及び光学機器を提供する。   Therefore, the present invention provides a small lens barrel and an optical apparatus that reduce magnetic interference between magnets that drive the vibration-proof lens and the focus lens.

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能な第1レンズを保持するフォーカス移動枠と、前記光軸方向及び該光軸方向に直交する方向に移動可能な第2レンズを保持する防振ユニットと、前記フォーカス移動枠に設けられた第1コイル及び第1固定部材に設けられた第1マグネットを備え、前記第1レンズを駆動する第1駆動手段と、第2固定部材に設けられた第2コイル及び前記防振ユニットに設けられた第2マグネットを備え、前記第2レンズを駆動する第2駆動手段とを有し、前記第1マグネットは、前記光軸方向に同一の磁極を有するように配置され、前記第2マグネットは、前記光軸方向に直交する方向に2つの異なる磁極を有するように配置され、前記第1マグネットと前記第2マグネットは、前記光軸方向からみて、該第1マグネットによって形成される第1磁束線と該第2マグネットによって形成される第2磁束線とが互いに反発するように配置されている。   A lens barrel according to one aspect of the present invention includes a focus moving frame that holds a first lens that is movable in the optical axis direction, and a second lens that is movable in the optical axis direction and a direction orthogonal to the optical axis direction. An anti-vibration unit for holding the first lens, a first coil provided on the focus moving frame, and a first magnet provided on the first fixing member, and a first driving means for driving the first lens, and a second fixing. A second coil provided on the member and a second magnet provided on the vibration isolation unit, and a second driving means for driving the second lens, wherein the first magnet is disposed in the optical axis direction. The second magnet is disposed so as to have two different magnetic poles in a direction orthogonal to the optical axis direction, and the first magnet and the second magnet are disposed on the optical axis. Direction Look, a second magnetic flux line formed by the first magnetic flux lines and the second magnet is formed by the first magnet is disposed so as to repel each other.

前記レンズ鏡筒を備えた光学機器も本発明の他の一側面を構成する。   An optical device including the lens barrel also constitutes another aspect of the present invention.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。   Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.

本発明によれば、防振レンズとフォーカスレンズのそれぞれを駆動するマグネット間の磁気干渉を低減した小型のレンズ鏡筒及び光学機器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a small lens barrel and an optical apparatus that reduce magnetic interference between magnets that drive the vibration-proof lens and the focus lens.

本実施例における光学機器の斜視図である。It is a perspective view of the optical apparatus in a present Example. 本実施例におけるレンズ鏡筒の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the lens barrel in a present Example. 本実施例におけるレンズ鏡筒の断面図である。It is sectional drawing of the lens-barrel in a present Example. 本実施例におけるレンズ鏡筒のブロック図である。It is a block diagram of the lens barrel in a present Example. 本実施例のレンズ鏡筒において、防振ユニット3とフォーカス移動枠4のそれぞれの可動範囲、及び、両者の干渉領域を示した模式図である。In the lens barrel of the present embodiment, it is a schematic diagram showing respective movable ranges of the image stabilizing unit 3 and the focus moving frame 4 and the interference area between them. 本実施例のレンズ鏡筒において、CCDホルダを取り除いた状態で、第4レンズユニットL4を撮像面側から見た図である。In the lens barrel of the present embodiment, the fourth lens unit L4 is viewed from the imaging surface side with the CCD holder removed. 本実施例のレンズ鏡筒において、防振ユニット3とフォーカス移動枠4をガイドバーに挿入した状態での分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of the lens barrel of the present embodiment in a state where the image stabilization unit 3 and the focus movement frame 4 are inserted into a guide bar. 本実施例のレンズ鏡筒において、図6中のA−A面で切断した断面図(第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4がそれぞれ、最も物体側に位置したときの図)である。FIG. 7 is a cross-sectional view (a diagram when the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 are respectively located closest to the object side) cut along the AA plane in FIG. 6 in the lens barrel of the present embodiment. 本実施例のレンズ鏡筒において、図6中のA−A面で切断した断面図(第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4がそれぞれ、最も撮像面側に位置したときの図)である。FIG. 7 is a cross-sectional view (a diagram when the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 are each located closest to the imaging surface) taken along the AA plane in FIG. 6 in the lens barrel of the present embodiment. . 本実施例のレンズ鏡筒において、図6中のB−B面で切断した断面図(第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4がそれぞれ、最も物体側に位置したときの図)である。FIG. 7 is a cross-sectional view (a diagram when the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 are respectively located closest to the object side) cut along the BB plane in FIG. 6 in the lens barrel of the present embodiment. 本実施例のレンズ鏡筒において、防振駆動用のマグネットとフォーカス駆動用のマグネットの配置図である。In the lens barrel of the present embodiment, it is an arrangement diagram of a vibration-proof drive magnet and a focus drive magnet.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、図1を参照して、本発明の実施例における光学機器(ビデオカメラ)について説明する。図1は、本実施例におけるビデオカメラの外観図である。Lはズーミングが可能なレンズ鏡筒、Bはカメラ本体を示す。カメラ本体Bの内部には、レンズ鏡筒Lの内部に設けられた撮影光学系により形成された被写体像を記録する撮像素子が収納されている。本実施例では、ビデオカメラだけでなくデジタルスチルカメラや銀塩写真用カメラ等の光学機器にも適用可能である。銀塩写真用カメラの場合、カメラ本体Bの内部には撮像素子の代わりに銀塩フィルムが収納されている。   First, an optical apparatus (video camera) in an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an external view of a video camera in the present embodiment. L represents a lens barrel capable of zooming, and B represents a camera body. Inside the camera body B, an image sensor for recording a subject image formed by a photographing optical system provided inside the lens barrel L is housed. This embodiment can be applied not only to a video camera but also to an optical device such as a digital still camera or a silver halide photography camera. In the case of a silver salt photographic camera, a silver salt film is housed in the camera body B instead of an image sensor.

続いて、図2及び図3を参照して、本実施例におけるレンズ鏡筒Lについて説明する。図2は、本実施例における光学機器に設けられたレンズ鏡筒の分解斜視図である。図3は、レンズ鏡筒の断面図である。図2において、矢印X、−Xは光軸方向を示しており、撮影光学系は4つのレンズユニットにより構成された変倍光学系(ズームレンズ系)である。   Next, the lens barrel L in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an exploded perspective view of a lens barrel provided in the optical apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens barrel. In FIG. 2, arrows X and -X indicate the optical axis direction, and the photographing optical system is a variable magnification optical system (zoom lens system) constituted by four lens units.

図2及び図3において、L1は第1レンズユニット、L2は光軸方向に移動することにより変倍作用を行う第2レンズユニットである。L3は、撮影光学系の光軸に対して直交する方向(光軸直交方向)にシフトして像振れを低減させ、かつ、光軸方向に移動可能な第3レンズユニット(第2レンズ)である。L4は、光軸方向に移動することにより焦点調節を行う第4レンズユニット(第1レンズ)である。また、1は第1レンズユニットL1を保持する第1レンズ枠、2は第2レンズユニットL2を保持して光軸方向に移動可能なバリエータ移動枠である。3は第3レンズユニットL3を保持して光軸方向及び光軸方向に直交する方向に移動可能な防振ユニット、4は第4レンズユニットL4を保持して光軸方向に移動可能なフォーカス移動枠である。5は固定鏡筒であり、6は後部鏡筒である。固定鏡筒5は、第1レンズユニットL1を所定位置に固定するため、その後端が後部鏡筒6に結合し、その前端が第1レンズ枠1と固定されている。7は、不図示のCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)を保持するCCDホルダであり、後部鏡筒6に固定されている。   2 and 3, L1 is a first lens unit, and L2 is a second lens unit that performs a zooming action by moving in the optical axis direction. L3 is a third lens unit (second lens) that shifts in a direction orthogonal to the optical axis of the photographing optical system (optical axis orthogonal direction) to reduce image blur and is movable in the optical axis direction. is there. L4 is a fourth lens unit (first lens) that performs focus adjustment by moving in the optical axis direction. Reference numeral 1 denotes a first lens frame that holds the first lens unit L1, and 2 denotes a variator moving frame that holds the second lens unit L2 and is movable in the optical axis direction. 3 is an anti-vibration unit that holds the third lens unit L3 and can move in the optical axis direction and a direction perpendicular to the optical axis direction, and 4 is a focus movement that holds the fourth lens unit L4 and can move in the optical axis direction. It is a frame. Reference numeral 5 denotes a fixed barrel, and 6 denotes a rear barrel. The fixed lens barrel 5 has a rear end coupled to the rear lens barrel 6 and a front end fixed to the first lens frame 1 in order to fix the first lens unit L1 at a predetermined position. A CCD holder 7 holds an image pickup device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor (not shown), and is fixed to the rear barrel 6.

8a、8bは、それぞれ、固定鏡筒5と後部鏡筒6とにより両端が保持されたガイドバー(第1ガイドバー、第2ガイドバー)である。また、ガイドバー9a、9b(第3ガイドバー、第4ガイドバー)、及び、ガイドバー10a、10b(第5ガイドバー、第6ガイドバー)は、後部鏡筒6とCCDホルダ7とにより両端が保持されている。バリエータ移動枠2は、ガイドバー8a、8bにより光軸方向に移動可能に支持されている。防振ユニット3は、ガイドバー9a、9bにより光軸方向に移動可能に支持され、後部鏡筒6に固定される。後部鏡筒6には、撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニット(不図示)が固定されている。光量調節ユニットは、2枚以上の絞り羽根を光軸直交方向に移動させて開口径を変化させる。また光量調節ユニットには、グラデーションNDフィルタ(不図示)が絞り羽根とは独立して光路に対して進退可能に構成されている。フォーカス移動枠4は、ガイドバー10a、10bにより光軸方向に移動可能に支持されている。   Reference numerals 8a and 8b denote guide bars (first guide bar and second guide bar), both ends of which are held by the fixed barrel 5 and the rear barrel 6, respectively. Further, the guide bars 9 a and 9 b (third guide bar and fourth guide bar) and the guide bars 10 a and 10 b (fifth guide bar and sixth guide bar) are arranged at both ends by the rear barrel 6 and the CCD holder 7. Is held. The variator moving frame 2 is supported by guide bars 8a and 8b so as to be movable in the optical axis direction. The vibration isolation unit 3 is supported by the guide bars 9 a and 9 b so as to be movable in the optical axis direction, and is fixed to the rear barrel 6. A light amount adjustment unit (not shown) that changes the amount of light incident on the photographing optical system is fixed to the rear barrel 6. The light quantity adjustment unit changes the aperture diameter by moving two or more diaphragm blades in the direction perpendicular to the optical axis. Further, the light quantity adjustment unit is configured such that a gradation ND filter (not shown) can advance and retreat with respect to the optical path independently of the diaphragm blades. The focus moving frame 4 is supported by the guide bars 10a and 10b so as to be movable in the optical axis direction.

次に、バリエータ移動枠2(第2レンズユニットL2)を移動させる駆動部の構成について説明する。201は、バリエータ移動枠2を光軸方向に駆動するステッピングモータである。ステッピングモータ201の出力軸には、リードスクリュー202が形成されている。ステッピングモータ201は、支持部材203を介して後部鏡筒6に固定される。リードスクリュー202には、バリエータ移動枠2に取り付けられたラック204が噛み合っている。このため、ステッピングモータ201に通電されてリードスクリュー202が回転すると、バリエータ移動枠2が光軸方向に駆動される。なお、ラック204とバリエータ移動枠2は、ねじりコイルバネ205の付勢力によって互いのガタ付きが阻止されている。   Next, the configuration of the drive unit that moves the variator moving frame 2 (second lens unit L2) will be described. Reference numeral 201 denotes a stepping motor that drives the variator moving frame 2 in the optical axis direction. A lead screw 202 is formed on the output shaft of the stepping motor 201. The stepping motor 201 is fixed to the rear barrel 6 via the support member 203. A rack 204 attached to the variator moving frame 2 is engaged with the lead screw 202. Therefore, when the stepping motor 201 is energized and the lead screw 202 rotates, the variator moving frame 2 is driven in the optical axis direction. The rack 204 and the variator moving frame 2 are prevented from rattling by the biasing force of the torsion coil spring 205.

206は、バリエータ移動枠2の基準位置を検出するズームリセットである。ズームリセット206は、バリエータ移動枠2に形成された遮光部207の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。またズームリセット206は、基板を介して後部鏡筒6に固定されている。バリエータ移動枠2は、光軸方向に多極着磁されたセンサマグネット208を保持し、後部鏡筒6におけるセンサマグネット208に対向した位置には、センサマグネット208の移動に伴う磁力線の変化を読み取るMRセンサ209が固定されている。MRセンサ209からの信号を用いることで、バリエータ移動枠2すなわち第2レンズユニットL2の所定の基準位置からの移動量を検出することができる。   A zoom reset 206 detects the reference position of the variator moving frame 2. The zoom reset 206 is configured by a photo interrupter that detects switching between the light shielding state and the light transmitting state due to the movement of the light shielding unit 207 formed in the variator moving frame 2 in the optical axis direction. The zoom reset 206 is fixed to the rear barrel 6 via the substrate. The variator moving frame 2 holds the sensor magnet 208 magnetized in the multi-axis direction in the optical axis direction, and reads changes in the lines of magnetic force accompanying the movement of the sensor magnet 208 at a position facing the sensor magnet 208 in the rear barrel 6. The MR sensor 209 is fixed. By using the signal from the MR sensor 209, the amount of movement of the variator moving frame 2, that is, the second lens unit L2, from the predetermined reference position can be detected.

次に、防振ユニット3(第3レンズユニットL3)を移動させる駆動部の構成について説明する。301は、防振ユニット3を光軸方向に駆動するステッピングモータである。ステッピングモータ301の出力軸には、リードスクリュー302が形成されている。ステッピングモータ301は、支持部材303を介して後部鏡筒6に固定される。リードスクリュー302には、防振ユニット3に取り付けられたラック304が噛み合っている。このため、ステッピングモータ301に通電されてリードスクリュー302が回転すると、防振ユニット3が光軸方向に駆動される。なお、ラック304と防振ユニット3は、ねじりコイルバネ305の付勢力によって互いのガタ付きが阻止されている。306は、防振ユニット3の基準位置を検出するズームリセットである。ズームリセット306は、防振ユニット3に形成された遮光部307の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。ズームリセット306は、基板を介して後部鏡筒6に固定されている。フォトインタラプタにより構成されているズームリセット306は、遮光部307の遮光状態及び透光状態の切り換わりを、防振ユニット3の可動範囲内かつフォーカス移動枠4の可動範囲外において検出されるように設定される。   Next, the configuration of the drive unit that moves the image stabilization unit 3 (third lens unit L3) will be described. Reference numeral 301 denotes a stepping motor that drives the image stabilization unit 3 in the optical axis direction. A lead screw 302 is formed on the output shaft of the stepping motor 301. The stepping motor 301 is fixed to the rear barrel 6 via a support member 303. A rack 304 attached to the vibration isolation unit 3 is engaged with the lead screw 302. For this reason, when the stepping motor 301 is energized and the lead screw 302 rotates, the image stabilization unit 3 is driven in the optical axis direction. Note that the rack 304 and the vibration isolation unit 3 are prevented from rattling by the biasing force of the torsion coil spring 305. Reference numeral 306 denotes a zoom reset that detects the reference position of the image stabilization unit 3. The zoom reset 306 is configured by a photo interrupter that detects switching between a light shielding state and a light transmitting state due to movement of the light shielding unit 307 formed in the image stabilizing unit 3 in the optical axis direction. The zoom reset 306 is fixed to the rear barrel 6 via the substrate. The zoom reset 306 configured by a photo interrupter detects the switching between the light shielding state and the light transmitting state of the light shielding unit 307 within the movable range of the image stabilizing unit 3 and outside the movable range of the focus moving frame 4. Is set.

次に、フォーカス移動枠4(第4レンズユニットL4)を移動させるフォーカス駆動部(第1駆動手段)の構成について説明する。401、402、403はそれぞれ、第4レンズユニットL4を光軸方向に駆動するフォーカスモータ(ボイスコイルモータ)を構成するコイル(第1コイル)、マグネット(第1マグネット)、及び、磁束を閉じるためのヨーク部材である。コイル401は、フォーカス移動枠4に設けられている。マグネット402は、ヨーク部材403の内部に設けられており、ヨーク部材403は、CCDホルダ7(第1固定部材)に取り付けられている。ここで、コイル401に電流を流すと、マグネット402とコイル401との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠4とともに第4レンズユニットL4が光軸方向に駆動される。また、フォーカス移動枠4は、光軸方向に多極着磁されたセンサマグネット404を保持し、後部鏡筒6におけるセンサマグネット404に対向した位置には、センサマグネット404の移動に伴う磁力線の変化を読み取るMRセンサ405が固定されている。MRセンサ405からの信号を用いることで、フォーカス移動枠4すなわち第4レンズユニットL4の所定の基準位置からの移動量を検出することができる。フォーカス移動枠4は、コイルに通電されて、被写体側すなわち光軸と平行な矢印−X方向に移動し、メカニカル端に当接した状態を基準位置として検出する。   Next, the configuration of the focus driving unit (first driving unit) that moves the focus moving frame 4 (fourth lens unit L4) will be described. Reference numerals 401, 402, and 403 respectively close a coil (first coil), a magnet (first magnet), and a magnetic flux that constitute a focus motor (voice coil motor) that drives the fourth lens unit L4 in the optical axis direction. This is a yoke member. The coil 401 is provided in the focus movement frame 4. The magnet 402 is provided inside the yoke member 403, and the yoke member 403 is attached to the CCD holder 7 (first fixing member). Here, when a current is passed through the coil 401, a Lorentz force is generated by repulsion between the magnetic lines generated between the magnet 402 and the coil 401, and the fourth lens unit L4 is driven in the optical axis direction together with the focus moving frame 4. The The focus moving frame 4 holds a sensor magnet 404 magnetized in a multipolar manner in the optical axis direction, and changes in the lines of magnetic force accompanying the movement of the sensor magnet 404 are located at positions facing the sensor magnet 404 in the rear barrel 6. The MR sensor 405 for reading is fixed. By using the signal from the MR sensor 405, it is possible to detect the amount of movement of the focus movement frame 4, that is, the fourth lens unit L4 from a predetermined reference position. The focus moving frame 4 is energized to the coil, moves in the direction of an arrow -X parallel to the object side, that is, the optical axis, and detects a state in contact with the mechanical end as a reference position.

前述のように、フォーカス駆動部の構成は、コイル401に通電がなされた状態(通電状態)において、ローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠4を光軸方向に駆動させる。しかし、コイル401に通電がなされない状態(非通電状態)においては、フォーカス移動枠4への駆動力が発生せず、フォーカス移動枠4自身が自己保持力を持たない状態となる。自己保持力とは、非通電状態において、移動可能なコイル401、また、コイル401を設けたフォーカス移動枠4をその場に停止させておくことができる力のことである。   As described above, in the configuration of the focus drive unit, when the coil 401 is energized (energized state), Lorentz force is generated, and the focus moving frame 4 is driven in the optical axis direction. However, in a state where the coil 401 is not energized (non-energized state), the driving force to the focus moving frame 4 is not generated, and the focus moving frame 4 itself has no self-holding force. The self-holding force is a force capable of stopping the movable coil 401 and the focus moving frame 4 provided with the coil 401 in place in a non-energized state.

次に、第2レンズユニットL2、第3レンズユニットL3、及び、第4レンズユニットL4それぞれの駆動方法について、図4を参照して説明する。図4は、本実施例におけるレンズ鏡筒のブロック図である。図4において、11は、ズームリセットの出力信号や光学機器本体のモードに応じて、ステッピングモータ201、301、及び、コイル401に制御信号を出力する制御手段である。制御手段11は、マイクロコンピュータ等を備えて構成されている。12は、制御手段11のモード情報を記憶する記憶手段である。   Next, driving methods of the second lens unit L2, the third lens unit L3, and the fourth lens unit L4 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the lens barrel in the present embodiment. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a control unit that outputs control signals to the stepping motors 201 and 301 and the coil 401 in accordance with the zoom reset output signal and the mode of the optical apparatus main body. The control means 11 includes a microcomputer or the like. Reference numeral 12 denotes storage means for storing mode information of the control means 11.

本実施例のレンズ鏡筒は、従来に比べて、同じレンズの大きさで比較した場合、レンズの焦点距離を広角側に寄せることが可能である。従来のレンズ鏡筒において、第3レンズユニットL3は焦点距離によらず固定されて光軸方向に移動しない構成である。一方、本実施例において、第3レンズユニットL3は、焦点距離を可変させた場合にTELE状態〜WIDE状態で光軸方向に移動する軌跡をたどる。WIDE状態において、第3レンズユニットL3は撮像面側に位置する。一方、TELE状態において、第3レンズユニットL3は物体側に位置する。また、第3レンズユニットL3と隣り合い、フォーカスしてピントを合焦させる機能を有する第4レンズユニットL4も、フォーカシング動作時に同様に光軸方向に移動する。被写体距離が至近側にあるとき、第4レンズユニットL4を物体側に移動させることによりピントを合わせることができる。一方、被写体距離が無限側にあるとき、第4レンズユニットL4を撮像面側に移動させることによりピントを合わせることができる。   The lens barrel of the present embodiment can bring the focal length of the lens closer to the wide-angle side when compared with the conventional lens with the same lens size. In the conventional lens barrel, the third lens unit L3 is fixed regardless of the focal length and does not move in the optical axis direction. On the other hand, in the present embodiment, the third lens unit L3 follows a trajectory that moves in the optical axis direction from the TELE state to the WIDE state when the focal length is varied. In the WIDE state, the third lens unit L3 is located on the imaging surface side. On the other hand, in the TELE state, the third lens unit L3 is located on the object side. Further, the fourth lens unit L4 adjacent to the third lens unit L3 and having a function of focusing and focusing is also moved in the optical axis direction during the focusing operation. When the subject distance is on the close side, it is possible to focus by moving the fourth lens unit L4 to the object side. On the other hand, when the subject distance is on the infinity side, the fourth lens unit L4 can be brought into focus by moving to the imaging surface side.

図5は本実施例において、防振ユニット3とフォーカス移動枠4のそれぞれのメカ的な可動範囲と、両者の干渉領域を示した模式図である。図5において、X1〜X4は防振ユニット3(第3レンズユニットL3)の可動範囲を表し、X1は第3レンズユニットL3のTELE位置、X4は第3レンズユニットL3のWIDE位置を示している。X3は、第3レンズユニットL3の初期位置を検出するため、前述したズームリセット306にて遮光、投光状態を検出する検出位置を示している。また、X2〜X5はフォーカス移動枠4(第4レンズユニットL4)の可動範囲を表し、X2は第4レンズユニットL4の至近位置、X5は第4レンズユニットL4の無限位置を示している。図5に示されるように、本実施例のレンズ鏡筒は、第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4のそれぞれのメカ的な可動範囲が互いにオーバーラップする領域を有し、その範囲はX2〜X4の間である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the mechanical movable ranges of the image stabilizing unit 3 and the focus moving frame 4 and the interference areas between them in the present embodiment. In FIG. 5, X1 to X4 represent the movable range of the image stabilizing unit 3 (third lens unit L3), X1 represents the TELE position of the third lens unit L3, and X4 represents the WIDE position of the third lens unit L3. . X3 indicates a detection position where the zoom reset 306 described above detects the light shielding and light projection state in order to detect the initial position of the third lens unit L3. X2 to X5 represent the movable range of the focus movement frame 4 (fourth lens unit L4), X2 represents the closest position of the fourth lens unit L4, and X5 represents the infinite position of the fourth lens unit L4. As shown in FIG. 5, the lens barrel of the present embodiment has a region where the mechanical movable ranges of the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 overlap each other, and the range is X2. ~ X4.

前述のように、第4レンズユニットL4の至近位置はX2である。このため、仮に第4レンズユニットL4の可動範囲が位置X2よりも物体側に移動可能な構成である場合、レンズユニットとして、より近い被写体にピントを合わせることができることを意味する。第3レンズユニットL3の可動範囲は、光学仕様が決定したときに決まる可動範囲であるため、予め決められた可動範囲となる。従って、第3レンズユニットL3に対して、第4レンズユニットL4のメカ的な可動範囲が、よりオーバーラップ可能な構成とすることができれば、より近い被写体にピントを合わせることが可能となる。   As described above, the closest position of the fourth lens unit L4 is X2. For this reason, if the movable range of the fourth lens unit L4 is movable to the object side relative to the position X2, this means that the lens unit can focus on a closer subject. Since the movable range of the third lens unit L3 is a movable range determined when the optical specification is determined, it is a predetermined movable range. Therefore, if the mechanical movable range of the fourth lens unit L4 can be configured to be more overlapable with the third lens unit L3, it is possible to focus on a closer subject.

次に、図6乃至図10を参照して、オーバーラップ可能に構成された防振ユニット3とフォーカス移動枠4の詳細について説明する。図6は、CCDホルダを取り除いた状態で、第4レンズユニットL4を撮像面側から見たレンズ鏡筒の構成図である。図7は、防振ユニット3とフォーカス移動枠4をガイドバーに挿入した状態でのレンズ鏡筒の分解斜視図である。図8及び図9は、図6中のA−A面で切断した断面図であり、図8は第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4がそれぞれ最も物体側に位置したときの図、図9は最も撮像面側に位置したときの図である。図10は、図6中のB−B面で切断した断面図であり、第3レンズユニットL3と第4レンズユニットL4はそれぞれ最も物体側に位置したときの図である。   Next, the details of the image stabilization unit 3 and the focus movement frame 4 that are configured to be able to overlap will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram of the lens barrel when the fourth lens unit L4 is viewed from the imaging surface side with the CCD holder removed. FIG. 7 is an exploded perspective view of the lens barrel in a state where the image stabilizing unit 3 and the focus moving frame 4 are inserted into the guide bar. 8 and 9 are cross-sectional views taken along the plane AA in FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram when the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 are respectively located closest to the object side. 9 is a view when it is located closest to the imaging surface side. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the plane B-B in FIG. 6, and the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 are each located closest to the object side.

まず、防振ユニット3の構成について説明する。防振ユニット3は、前述のように、ステッピングモータ301によって光軸方向に移動可能に構成されている。同時に、防振ユニット3は第3レンズユニットL3を光軸直交方向にも移動可能に構成されており、このような構成により、いわゆる手ぶれ補正が可能となる。   First, the configuration of the image stabilization unit 3 will be described. As described above, the image stabilization unit 3 is configured to be movable in the optical axis direction by the stepping motor 301. At the same time, the image stabilization unit 3 is configured to be able to move the third lens unit L3 also in the direction perpendicular to the optical axis, and this configuration enables so-called camera shake correction.

313は、第3レンズユニットL3を保持する第3レンズ保持枠である。第3レンズ保持枠313には、2体化された防振駆動用のマグネット310(第2マグネット)と、マグネット310の磁路を閉じるための第1ヨーク311が設けられている。また、314は防振ユニット3のベース部材となる防振ベース(第2固定部材)である。防振ベース314には、防振駆動用のコイル309(第2コイル)と、マグネット310の磁路を閉じるための第2ヨーク312が設けられている。コイル309を通電すると、マグネット310に駆動力が発生し、第3レンズユニットL3が第3レンズ保持枠313に対して相対的に光軸直交方向に駆動される。   Reference numeral 313 denotes a third lens holding frame that holds the third lens unit L3. The third lens holding frame 313 is provided with two anti-vibration driving magnets 310 (second magnets) and a first yoke 311 for closing the magnetic path of the magnets 310. Reference numeral 314 denotes an anti-vibration base (second fixing member) serving as a base member of the anti-vibration unit 3. The anti-vibration base 314 is provided with a coil 309 (second coil) for anti-vibration driving and a second yoke 312 for closing the magnetic path of the magnet 310. When the coil 309 is energized, a driving force is generated in the magnet 310, and the third lens unit L3 is driven relative to the third lens holding frame 313 in the direction perpendicular to the optical axis.

マグネット310、第1ヨーク311、第2ヨーク312、及び、コイル309は、それぞれ2セット設けられており、この部分が防振駆動アクチュエータ部(第2駆動手段)を構成する。図6において、光軸中心LXに対して下側にはピッチ方向防振駆動アクチュエータ部、右側にはヨー方向防振駆動アクチュエータ部が設けられている。このように、防振駆動アクチュエータ部が2セット設けられているため、光軸に直交する平面内でいずれの方向にも第3レンズユニットL3を駆動させることができる。   Two sets of the magnet 310, the first yoke 311, the second yoke 312, and the coil 309 are provided, and this portion constitutes a vibration-proof drive actuator section (second drive means). In FIG. 6, a pitch direction anti-vibration drive actuator unit is provided below the optical axis center LX, and a yaw direction anti-vibration drive actuator unit is provided on the right side. Thus, since two sets of anti-vibration drive actuator units are provided, the third lens unit L3 can be driven in any direction within a plane orthogonal to the optical axis.

また、コイル309は防振フレキ308と半田付けされ、電気的に導通可能に構成されている。防振フレキ308は、後部鏡筒6に設けられた止め部に固定されるとともに、レンズ鏡筒の内部に設けられたUターン形状308a部を介して、防振ユニット3と繋がっている。Uターン形状308aは、防振ユニット3が光軸方向に移動するときに、防振フレキ308の反力が防振ユニット3に加わらないようにするための形状となっている。   In addition, the coil 309 is soldered to the vibration-proof flexible cable 308 so as to be electrically conductive. The anti-vibration flexible cable 308 is fixed to a stopper provided in the rear barrel 6 and is connected to the anti-vibration unit 3 through a U-turn shape 308a provided in the lens barrel. The U-turn shape 308a is a shape for preventing the reaction force of the anti-vibration flex 308 from being applied to the anti-vibration unit 3 when the anti-vibration unit 3 moves in the optical axis direction.

次に、フォーカス移動枠4の構成について説明する。前述のように、フォーカス移動枠4はボイスコイルモータによって光軸方向に移動可能に構成されている。コイル401は、フォーカスフレキ406に半田付けされて電気的に導通可能に構成されている。フォーカスフレキ406は、後部鏡筒6に設けられたフォーカスフレキ止め部601に固定されるとともに、レンズ鏡筒の内部に設けられたUターン形状406a部を介して、フォーカス移動枠4に固定されたコイル401と繋がっている。   Next, the configuration of the focus movement frame 4 will be described. As described above, the focus moving frame 4 is configured to be movable in the optical axis direction by the voice coil motor. The coil 401 is soldered to the focus flex 406 so as to be electrically conductive. The focus flex 406 is fixed to the focus flex stop portion 601 provided in the rear lens barrel 6 and fixed to the focus moving frame 4 through a U-turn shape 406a provided in the lens barrel. The coil 401 is connected.

防振フレキ308及びフォーカスフレキ406は、レンズ鏡筒を光軸方向から見たときに、ヨー方向防振駆動アクチュエータ部に対して、光軸を中心にして対象となる位置に設けられている。また、フォーカス移動枠4を駆動するためのボイスコイルモータ(フォーカス移動枠駆動部)は、レンズ鏡筒を光軸方向から見たときに、ピッチ方向防振駆動アクチュエータ部に対して、光軸を中心にして対象となる位置に設けられている。このような構成により、アクチュエータやフレキを光軸周りに最適に配置し、レンズ鏡筒の径方向の大きさを増大させることなく、第3レンズユニットL3に対する第4レンズユニットL4のメカ的な可動範囲がよりオーバーラップ可能に構成されている。特に、ピッチ方向防振駆動アクチュエータ部は、防振ユニット3が最も撮像面側に移動したとき、フォーカス移動枠駆動用のボイスコイルモータと光軸と直交する平面内で重なる(そのオーバーラップ量は、図9中のL3L4αで表される)。   The anti-vibration flex 308 and the focus flex 406 are provided at target positions with respect to the yaw direction anti-vibration drive actuator when the lens barrel is viewed from the optical axis direction. Further, the voice coil motor (focus movement frame driving unit) for driving the focus movement frame 4 has an optical axis for the pitch direction anti-vibration driving actuator unit when the lens barrel is viewed from the optical axis direction. It is provided at a target position with respect to the center. With such a configuration, the fourth lens unit L4 can be mechanically moved with respect to the third lens unit L3 without optimally arranging the actuator and the flex around the optical axis and without increasing the size of the lens barrel in the radial direction. The range is configured to allow more overlap. In particular, the pitch direction anti-vibration drive actuator unit overlaps with the voice coil motor for driving the focus moving frame in a plane orthogonal to the optical axis when the anti-vibration unit 3 is moved to the most imaging surface side (the overlap amount is , Represented by L3L4α in FIG. 9).

次に、図11を参照して、本実施例における防振駆動用のマグネット310とフォーカス駆動用のマグネット402の配置について説明する。図11は、マグネット310とマグネット402の配置をレンズ鏡筒の後ろ正面から見た図である。マグネット310(ピッチ方向防振駆動マグネット310P、ヨー方向防振駆動マグネット310Y)は、それぞれ、光軸直交面方向(図11中の紙面方向)に2つの異なる磁極を有するように配置されている。マグネット402は、光軸方向(図11中の紙面に直交する方向)に同一の磁極(同一の着磁面)を有するように配置されている。   Next, the arrangement of the vibration-proof drive magnet 310 and the focus drive magnet 402 in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a view of the arrangement of the magnet 310 and the magnet 402 as viewed from the rear front of the lens barrel. The magnets 310 (pitch direction anti-vibration drive magnet 310P, yaw direction anti-vibration drive magnet 310Y) are arranged so as to have two different magnetic poles in the direction perpendicular to the optical axis (the direction of the paper in FIG. 11). The magnet 402 is disposed so as to have the same magnetic pole (the same magnetized surface) in the optical axis direction (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 11).

図11(a)、(b)は、マグネット310の着磁仕様が同一でマグネット402の着磁をN極又はS極にした場合の防振ユニット3への磁気の影響を示している。図11(a)は、マグネット310とマグネット402の距離が近い側に異なる磁極を配置した場合である。このとき、ピッチ方向防振駆動マグネット310Pとヨー方向防振駆動マグネット310Yとの間には、互いに吸着する方向に力FPa、FYaが働く。   FIGS. 11A and 11B show the influence of magnetism on the image stabilization unit 3 when the magnet 310 has the same magnetizing specification and the magnet 402 is magnetized in the N or S pole. FIG. 11A shows a case where different magnetic poles are arranged on the side where the distance between the magnet 310 and the magnet 402 is short. At this time, forces FPa and FYa act between the pitch direction anti-vibration drive magnet 310P and the yaw direction anti-vibration drive magnet 310Y in the direction in which they are attracted to each other.

一方、図11(b)は、マグネット310とマグネット402の距離が近い側に同一の磁極(図11(b)ではN極)を配置した場合を示す。このように、マグネット402とマグネット310は、光軸方向からみて、マグネット402によって形成される第1磁束線とマグネット310によって形成される第2磁束線とが互いに反発するように配置されている。このとき、ピッチ方向防振駆動マグネット310Pとヨー方向防振駆動マグネット310Yとの間には、互いに反発する方向に力FPb、FYbが働く。   On the other hand, FIG. 11B shows a case where the same magnetic pole (N pole in FIG. 11B) is arranged on the side where the distance between the magnet 310 and the magnet 402 is short. As described above, the magnet 402 and the magnet 310 are arranged such that the first magnetic flux line formed by the magnet 402 and the second magnetic flux line formed by the magnet 310 repel each other when viewed from the optical axis direction. At this time, the forces FPb and FYb act between the pitch direction anti-vibration drive magnet 310P and the yaw direction anti-vibration drive magnet 310Y in directions that repel each other.

本実施例のレンズ鏡筒において、防振ユニット3は光軸方向にも移動可能に構成されている。このため、フォーカス駆動用のマグネット402はCCDホルダ7に固定されているが、防振駆動用のマグネット310の位置は光軸方向に変化し、互いの磁気の影響が光軸方向におけるマグネット310の位置に応じて変化する。このため、ズーム撮影時に防振ユニット3が光軸方向に移動する際に、マグネット402との間で形成される磁力が変化してロール挙動を起こし、ズーム中心のズレや像飛び等の問題が生じる。   In the lens barrel of this embodiment, the image stabilization unit 3 is configured to be movable in the optical axis direction. For this reason, the focus driving magnet 402 is fixed to the CCD holder 7, but the position of the anti-vibration driving magnet 310 changes in the optical axis direction, and the influence of the mutual magnetism on the magnet 310 in the optical axis direction changes. It changes according to the position. For this reason, when the image stabilization unit 3 moves in the optical axis direction during zoom shooting, the magnetic force formed with the magnet 402 changes to cause a roll behavior, which causes problems such as displacement of the zoom center and image skipping. Arise.

図11(a)に示される配置の場合、防振駆動用のマグネット310とフォーカス駆動用のマグネット402は磁気的に吸着関係となる。このとき、防振ユニット3が撮像面側に移動するにつれてマグネット310とマグネット402との間の距離は近づくため、吸着力は加速度的に強くなる。一方、図11(b)に示される配置の場合、マグネット310とマグネット402は磁気的に反発関係となる。   In the arrangement shown in FIG. 11A, the vibration-proof drive magnet 310 and the focus drive magnet 402 are in a magnetically attracting relationship. At this time, since the distance between the magnet 310 and the magnet 402 becomes closer as the image stabilization unit 3 moves to the imaging surface side, the attractive force is accelerated in an accelerated manner. On the other hand, in the arrangement shown in FIG. 11B, the magnet 310 and the magnet 402 are magnetically repulsive.

前述のように、第2駆動手段(コイル309とマグネット310)が第3レンズユニットL3を望遠側(TELE側)から広角側(WIDE側)に駆動する際、マグネット310はマグネット402に近づくことでロール挙動を起こして回転する。本実施例では、このような動作を抑制するため、マグネット402とマグネット310は、第1磁束線と第2磁束線がマグネット310の回転方向において互いに反発するように配置されている。このように図11(b)の配置の場合には、図11(a)の配置の場合に比べて、防振駆動時に発生する磁力の影響は小さい。これは、反発力の場合、一般的には異極同士の吸着(吸引)に比べて磁力線のゆがみや漏れ等が大きくて効率が低下し、反発力は吸着力に比べて5〜7割程度の力となるためである。   As described above, when the second driving unit (the coil 309 and the magnet 310) drives the third lens unit L3 from the telephoto side (TELE side) to the wide angle side (WIDE side), the magnet 310 approaches the magnet 402. Rotates with roll behavior. In this embodiment, in order to suppress such an operation, the magnet 402 and the magnet 310 are arranged such that the first magnetic flux line and the second magnetic flux line repel each other in the rotation direction of the magnet 310. Thus, in the case of the arrangement shown in FIG. 11B, the influence of the magnetic force generated during the image stabilization drive is smaller than that in the case of the arrangement shown in FIG. This is because, in the case of repulsive force, generally, the magnetic field lines are greatly distorted and leaked compared to the adsorption (suction) between different poles, and the efficiency is reduced. The repulsive force is about 50 to 70% of the attractive force. It is because it becomes the power of.

以上により、防振駆動用のマグネットとフォーカス駆動用のマグネットを反発する方向に磁極配置をすることにより、レンズ鏡筒及び光学機器の大型化を抑制しながら磁気干渉を低減させることができる。このため、防振レンズとフォーカスレンズのそれぞれを駆動するマグネット間の磁気干渉を低減した小型のレンズ鏡筒及び光学機器を提供することが可能である。   As described above, by arranging the magnetic poles in the direction in which the anti-vibration driving magnet and the focus driving magnet are repelled, magnetic interference can be reduced while suppressing an increase in the size of the lens barrel and the optical device. For this reason, it is possible to provide a small lens barrel and an optical device that reduce magnetic interference between magnets that drive the vibration-proof lens and the focus lens.

本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   Although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

3 防振ユニット
4 フォーカス移動枠
310、402 マグネット
L3 第3レンズユニット
L4 第4レンズユニット
3 Anti-Vibration Unit 4 Focus Movement Frame 310, 402 Magnet L3 Third Lens Unit L4 Fourth Lens Unit

Claims (4)

光軸方向に移動可能な第1レンズを保持するフォーカス移動枠と、
前記光軸方向及び該光軸方向に直交する方向に移動可能な第2レンズを保持する防振ユニットと、
前記フォーカス移動枠に設けられた第1コイル及び第1固定部材に設けられた第1マグネットを備え、前記第1レンズを駆動する第1駆動手段と、
第2固定部材に設けられた第2コイル及び前記防振ユニットに設けられた第2マグネットを備え、前記第2レンズを駆動する第2駆動手段と、を有し、
前記第1マグネットは、前記光軸方向に同一の磁極を有するように配置され、
前記第2マグネットは、前記光軸方向に直交する方向に2つの異なる磁極を有するように配置され、
前記第1マグネットと前記第2マグネットは、前記光軸方向からみて、該第1マグネットによって形成される第1磁束線と該第2マグネットによって形成される第2磁束線とが互いに反発するように配置されている、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
A focus moving frame for holding a first lens movable in the optical axis direction;
An anti-vibration unit holding a second lens movable in the optical axis direction and a direction orthogonal to the optical axis direction;
First driving means for driving the first lens, comprising a first coil provided on the focus moving frame and a first magnet provided on a first fixing member;
A second coil provided on the second fixing member and a second magnet provided on the image stabilization unit, and having a second driving means for driving the second lens,
The first magnet is arranged to have the same magnetic pole in the optical axis direction,
The second magnet is arranged to have two different magnetic poles in a direction orthogonal to the optical axis direction,
The first magnet and the second magnet have a first magnetic flux line formed by the first magnet and a second magnetic flux line formed by the second magnet repel each other when viewed from the optical axis direction. A lens barrel characterized by being arranged.
前記第2駆動手段が前記第2レンズを望遠側から広角側に駆動する際、前記第2マグネットは前記第1マグネットに近づくことでロール挙動を起こして回転し、
前記第1マグネットと前記第2マグネットは、前記第1磁束線と前記第2磁束線が前記第2マグネットの回転方向において互いに反発するように配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
When the second driving means drives the second lens from the telephoto side to the wide angle side, the second magnet rotates by causing a roll behavior by approaching the first magnet,
The first magnet and the second magnet are arranged such that the first magnetic flux line and the second magnetic flux line repel each other in the rotation direction of the second magnet. The lens barrel described.
前記第1レンズと第2レンズは、前記光軸方向において互いに隣り合って配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒。   The lens barrel according to claim 1, wherein the first lens and the second lens are arranged adjacent to each other in the optical axis direction. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えていることを特徴とする光学機器。   An optical apparatus comprising the lens barrel according to any one of claims 1 to 3.
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