JP2015075652A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学機器に関する。 The present invention relates to an optical apparatus.
手振れ補正装置を備えた光学機器がある。手振れ補正装置は、補正レンズを駆動するアクチュエータを備える(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2013−088684号公報
There is an optical apparatus provided with a camera shake correction device. The camera shake correction apparatus includes an actuator that drives a correction lens (see, for example, Patent Document 1).
Patent document 1 JP2013-088684A
手振れ補正装置におけるアクチュエータは、光学系の光軸方向に重なったコイル、磁石、ヨーク、フレキシブル基板等を有する。このため、手振れ補正装置が光軸方向に厚くなり、隣接する他の光学部材と補正レンズとの間隔を狭くすることが難しくなる。 The actuator in the camera shake correction apparatus includes a coil, a magnet, a yoke, a flexible substrate, and the like that are overlapped in the optical axis direction of the optical system. For this reason, the camera shake correction apparatus becomes thick in the optical axis direction, and it becomes difficult to narrow the interval between the other adjacent optical member and the correction lens.
本発明の第一態様によると、光学系における像振れを補正する補正レンズと、補正レンズを保持する補正レンズ保持枠と、補正レンズ保持枠を、光学系の光軸と交差する方向に移動可能に支持する固定部と、補正レンズ保持枠および固定部の一方に固定された永久磁石と、補正レンズ保持枠および固定部の他方に固定され、通電された場合に永久磁石の磁界に対して駆動力を発生する駆動コイルと、駆動コイルに電力を供給するフレキシブル基板と、少なくともフレキシブル基板を、駆動コイルとの間に挟み込み、磁性体により形成されて永久磁石に引き寄せられる板状部材とを備える光学機器が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the correction lens that corrects image blur in the optical system, the correction lens holding frame that holds the correction lens, and the correction lens holding frame can be moved in a direction that intersects the optical axis of the optical system. A fixed part that supports the lens, a permanent magnet fixed to one of the correction lens holding frame and the fixed part, and a fixed magnet that is fixed to the other of the correction lens holding frame and the fixed part and is driven against the magnetic field of the permanent magnet when energized. An optical device comprising: a drive coil that generates force; a flexible board that supplies power to the drive coil; and a plate-like member that is sandwiched between at least the flexible board and is formed of a magnetic material and attracted to a permanent magnet Equipment is provided.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。 The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. Sub-combinations of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
図1は、撮像装置100の模式図である。撮像装置100は、像振れを補正する機能を備えた光学機器の一例である。撮像装置100は、レンズ鏡筒110およびカメラボディ120を備える。レンズ鏡筒110は、光軸X上に配列された複数のレンズを含む光学系112を有する。カメラボディ120は、撮像素子122を有する。
FIG. 1 is a schematic diagram of the
撮像装置100は、レンズ鏡筒110の光学系112が撮像素子122の受光面に形成した被写体像を、電気信号として記録することにより撮像する。なお、以降の説明においては、レンズ鏡筒110に対して物体側を撮像装置100の前側と記載する。また、レンズ鏡筒110に対してカメラボディ120側を後側と記載する。
The
レンズ鏡筒110は、光学系112における像振れを補正する像振れ補正部200を更に備える。像振れ補正部200は、検出部210および補正レンズユニット220を有する。
The
検出部210は、光軸Xに対して交差し、且つ、互いに交差する2方向について加速度を検出する加速度センサ212、214を含む。検出部210は、加速度センサ212、214が検出した加速度に基づいて、レンズ鏡筒110の変位を算出する。
The
補正レンズユニット220は、補正レンズ230およびアクチュエータ240を有する。補正レンズ230は、光学系112の一部をなし、光軸Xと交差する方向に変位することにより、光学系112が形成する像の結像位置を光軸Xと交差する方向に変位させる。
The
アクチュエータ240は、検出部210が算出したレンズ鏡筒110の変位により生じる像振れを打ち消すべく、補正レンズ230を駆動して、光軸Xと交差する移動面に沿って移動させる。これにより、光学系112における像振れが補償され、撮像素子122に鮮明な像が形成される。
The
図2は、補正レンズユニット220の断面図である。補正レンズユニット220は、補正レンズ保持枠232、固定フレーム250およびカバーフレーム260を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
補正レンズユニット220において、レンズ保持枠232は、補正レンズ230を保持する。また、レンズ保持枠232は、アクチュエータ240の一部をなすマグネット242を保持する。マグネット242は、フェライト等の永久磁石により形成される。これにより、レンズ保持枠232、補正レンズ230およびマグネット242は一体の組立体となる。
In the
補正レンズユニット220において、固定フレーム250は、光軸Xに対して交差する移動面内を移動可能に、レンズ保持枠232を支持する。固定フレーム250は、光軸Xの回りに開いた開口部252を有する。よって、レンズ保持枠232に保持された補正レンズ230の図中左側の面は、固定フレーム250により遮られることなく、補正レンズユニット220の外部に向かって露出する。
In the
また、固定フレーム250は、保持したレンズ保持枠232のマグネット242と対向する位置に、アクチュエータ240の一部をなすコイル244を保持する。コイル244には、駆動電力を供給するフレキシブル基板270が結合される。フレキシブル基板270は、固定フレーム250の縁を回り込んで、固定フレーム250の外側面に引き出される。これにより、外部からコイル244に駆動電力を供給して、マグネット242に対して駆動力を発生させることができる。
The
尚、レンズ鏡筒110においては、補正レンズユニット220に隣接して、他のレンズ、絞りユニット、シャッタ等の他の部材が配置される。図2中には、一例として、光軸X方向の突起物を有する絞りユニットの形状を破線で示す。
In the
フレキシブル基板270に対して固定フレーム250と反対側には、裏打ち板280を設けている。裏打ち板280は、磁性体により形成されており、マグネット242に引き寄せられると共に、ヨークとしても機能する。また、裏打ち板280は、薄板状であり、光軸Xと交差する、レンズ保持枠232の移動面と平行に配置される。
A
補正レンズユニット220の固定フレーム250において、裏打ち板280は、2つのコイル244、245の両方に重なる形状を有する。これにより、補正レンズユニット220の組み立て工数を増加させることなく、2組のアクチュエータ240、241の駆動効率を向上させることができる。また、アクチュエータ240、241からの漏れ磁束が抑制されるので、アクチュエータ240、241が、レンズ鏡筒110において周囲に配された他の磁気回路の影響が抑制されると共に、アクチュエータ240、241の磁界が周囲に与える影響も抑制される。
In the
補正レンズユニット220において、カバーフレーム260は、補正レンズ230を遮ることなく、レンズ保持枠232に保持された補正レンズ230の周囲に配される。また、カバーフレーム260は、レンズ保持枠232の一部を挟んだ状態で、固定フレーム250に対して固定される。よって、カバーフレーム260も、レンズ鏡筒110に対して変位しない。
In the
また、カバーフレーム260は、レンズ保持枠232が保持するマグネット242の近傍に、ホール素子等の磁気センサ290を保持する。磁気センサ290は、レンズ保持枠232と共にマグネット242が変位した場合に、アクチュエータ240により形成される磁界の変化を検出する。よって、磁気センサ290の出力に基づいて、レンズ保持枠232の変位を検出できる。更に、検出されたレンズ保持枠232の変位を参照することにより、アクチュエータ240の動作を精度よく帰還制御できる。
The
なお、カバーフレーム260において、磁気センサ290の外側には、ヨーク板310が配される。ヨーク板310は、マグネット242およびコイル244により形成される磁界の一端において磁束を収束させる。
In the
更に、カバーフレーム260において、ヨーク板310の外側には、押えばね320が配される。押えばね320は、磁気センサ290およびヨーク板310をカバーフレーム260に向かって押し付けて、カバーフレーム260からの脱落を防止する。
Further, a
図3は、補正レンズユニット220を、カバーフレーム260側から見た様子を示す斜視図である。図示のように、補正レンズユニット220においては、固定フレーム250にブラケット254が設けられる。固定フレーム250は、ブラケット254を利用して、レンズ鏡筒110に対してねじ止めできる。
FIG. 3 is a perspective view showing the
補正レンズユニット220においては、カバーフレーム260が、固定ねじ266、268により、固定フレーム250に対して固定される。これにより、補正レンズ230の図中上側および図中左側においては、固定フレーム250およびカバーフレーム260が、レンズ保持枠232を挟んだ状態になる。また、カバーフレーム260は、レンズ保持枠232を避けた切欠き部262を有し、レンズ保持枠232が変位することを妨げない。
In the
補正レンズユニット220において、レンズ保持枠232は、複数の係止部238を有する。係止部238は、補正レンズ230の径方向外側に向かって突出する。また、固定フレーム250においても、レンズ保持枠232の係止部238に対応する位置に、それぞれ係止部258が設けられる。
In the
これら係止部238、258は、長さが収縮する方向に付勢された引っ張りばね330により繋がれる。これにより、レンズ保持枠232は固定フレーム250に向かって引き寄せられる。なお、係止部238、258の組と引っ張りばね330は、図中に現れていないものも含めて、少なくとも3つ設けられる。
These locking
また、レンズ保持枠232と固定フレーム250との間には、複数の転動ボールが挟まれる。これにより、レンズ保持枠232は、固定フレーム250と平行に、円滑に移動できる。
Further, a plurality of rolling balls are sandwiched between the
補正レンズユニット220において、レンズ保持枠232は、図中に破線で示すマグネット242の他に、他のマグネット243を、補正レンズ230の図中側方にあたる位置に保持する。このマグネット243に対応して、固定フレーム250にはコイル245が、カバーフレーム260には磁気センサ291が、それぞれ配される。よって、補正レンズユニット220には、2組のアクチュエータ240、241が形成される。
In the
これにより、一対のコイル244、245は、互いに直交する駆動力を発生して、光軸Xに対して直交する移動平面上で、レンズ保持枠232を二次元的に変位させる。また、一対の磁気センサ290、291は、互いに直交する方向のレンズ保持枠232の変位を高感度に検出して、移動平面におけるレンズ保持枠232の二次元的位置を高精度に検出する。
As a result, the pair of
補正レンズユニット220のカバーフレーム260において、ヨーク板310は、2つのマグネット242、243の両方に重なる形状を有する。これにより、補正レンズユニット220の組み立て工数を増加させることなく、2組のアクチュエータ240、241の駆動効率と、磁気センサ290、291の検出感度を向上させることができる。また、アクチュエータ240、241からの漏れ磁束が抑制されるので、アクチュエータ240、241が、レンズ鏡筒110において周囲に配された他の磁気回路の影響が抑制されると共に、アクチュエータ240、241の磁界が周囲に与える影響も抑制される。
In the
なお、固定フレーム250の側面には、コネクタ272が設けられる。コネクタ272には、レンズ鏡筒110の長手方向に配されたフレキシブル基板274が結合される。フレキシブル基板274により、補正レンズユニット220は、外部から、電力、制御信号等を受け入れる。また、補正レンズユニット220から出力される信号も、フレキシブル基板274を通じて送り出される。
A
図4は、補正レンズユニット220を、固定フレーム250側から見た様子を示す斜視図である。補正レンズユニット220において、固定フレーム250の表面には、フレキシブル基板270および裏打ち板280が配される。
FIG. 4 is a perspective view showing the
また、固定フレーム250の図中下部には、図3には現れていなかった係止部258、引っ張りばね330およびブラケット254が配されていることが判る。これにより、固定フレーム250は、レンズ鏡筒110に対して安定に固定される。また、引っ張りばね330は、レンズ保持枠232を、固定フレーム250に対して安定に保持させる。
Further, it can be seen that a locking
フレキシブル基板270は、コイル244、245に接続され、固定フレーム250の縁を回り込んで、固定フレーム250の表面において、開口部252の周囲を周回した後、固定フレーム250の図中側部で、コネクタ272に結合される。これにより、フレキシブル基板270は、コネクタ272を介してフレキシブル基板274に結合され、コイル244、245に対する駆動電力を外部から供給される。
The
補正レンズユニット220において、開口部252の周囲においては、フレキシブル基板270に、裏打ち板280が重ねて配置される。光軸Xと平行な方向から見た場合、裏打ち板280は、固定フレーム250に固定された複数のコイル244、245の両方と重なる位置に配される。コイル244、245は、同じく光軸X方向について、マグネット242、243と重なる位置に配される。
In the
ここで、裏打ち板280は、SPCC(冷間圧延鋼材)等の、高い透磁率を有する磁性体により形成される。これにより、裏打ち板280の少なくとも一部は、マグネット242、243の磁力により、固定フレーム250に向かって引き寄せられる。よって、裏打ち板280は、フレキシブル基板270を固定フレーム250に押し付けて、浮きを防止できる。
Here, the
このように、補正レンズユニット220においては、裏打ち板280がフレキシブル基板270の浮きを抑制する。また、裏打ち板280は、マグネット242、243の磁力によりフレキシブル基板270を押さえるので、裏打ち板280をねじ止めにより固定する場合と比較すると、裏打ち板280の剛性を高くする目的で厚くしなくてもよい。よって、補正レンズユニット220は、裏打ち板280自体を薄くすると共に、フレキシブル基板270の浮きを防止することにより、固定フレーム250の外側面に配置される部材の厚さを薄くして、固定フレーム250の外側面直近に、干渉することなく他の部材を配置できる。
Thus, in the
なお、裏打ち板280は、コイル244の一部と重なっていればよい。また、裏打ち板280は、フレキシブル基板270と同じ形状でなくてもよい。即ち、少なくとも一部がフレキシブル基板270と重なっていれば、フレキシブル基板270の固定フレーム250からの浮きを抑制できる。
Note that the
また、上記のように、裏打ち板280はマグネット242の磁力により固定フレーム250に引きつけられる。しかしながら、補正レンズユニット220を組み立てる過程においては、両面テープ等により裏打ち板280を仮止めしてもよい。ただし、仮止めする場合に、裏打ち板280全体を貼り付けなくても、固定フレーム250およびフレキシブル基板270からの脱落が防止できる程度に貼り付ければよい。
Further, as described above, the
更に、完成した補正レンズユニット220においても、マグネット242による吸着と、両面テープ、接着剤等による接着とを併せて裏打ち板280を固定してもよい。この場合、裏打ち板280は、フレキシブル基板270および固定フレーム250の少なくとも一方に対して接着される。また更に、裏打ち板280は、裏打ち板280および固定フレーム250の少なくとも一方に形成された爪、ピン等のかしめ、熱かしめ等により、固定フレーム250に対して機械的に固定してもよい。
Further, in the completed
なお、固定フレーム250は、フレキシブル基板270および裏打ち板280の外縁に沿って形成された段差256を有する。裏打ち板280は、側周端面において段差256に当接して、光軸Xと直交する方向、即ち、固定フレーム250の面方向について、段差256により機械的に位置決めされる。これにより、レンズ鏡筒110の側方から衝撃等が加わった場合に、裏打ち板280の位置がずれることを防止できる。
The fixed
なお、位置決め構造は、固定フレーム250に設けた段差、位置決め突起、スリット等であってもよい。また、裏打ち板280の一部をプレス加工等により変形させて、固定フレーム250と嵌合させてもよい。
The positioning structure may be a step provided on the fixed
図5は、補正レンズユニット220の模式的な断面図であり、アクチュエータ240における磁気回路の構造を示す。補正レンズユニット220のアクチュエータ240においてはマグネット242が常時磁界を発生する。図5中、本実施形態の磁界を一点鎖線で示す。また、本実施形態と比較する目的で、裏打ち板280が磁性体ではない場合に生じる仮想の磁界を破線で併せて示す。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
マグネット242が発生した磁界は、コイル244の背面に配置された裏打ち板280と、マグネット242に対して背面側に配置されたヨーク板310とにより収束され、図中に破線で示した仮想の磁界よりも、コイル244を直線的に高密度に通過する。
The magnetic field generated by the
これにより、投入した駆動電力に対してアクチュエータ240が発生する駆動力が高くなり、アクチュエータ240の駆動効率が向上され、像振れを補正する場合の応答が高速になる。このように、補正レンズユニット220においては、専用のヨークを備えていない固定フレーム250側においても、裏打ち板280がヨークとして機能する。
As a result, the driving force generated by the
更に、裏打ち板280がヨークとしても機能する補正レンズユニット220においては、アクチュエータ240から外部への磁束の漏洩が抑制される。よって、補正レンズユニット220の近傍に、磁気を利用した他の部材、例えば、モータ等を配置できる。また、裏打ち板280が外部からの磁束を遮蔽するので、磁界を発生する他の部材が配置された場合も、補正レンズユニット220が影響を受け難い。
Further, in the
上記のような裏打ち板280の作用は、補正レンズユニット220に設けられた他のアクチュエータ241においても同様に生じる。なお、裏打ち板280は、光軸Xの方向について一部がコイル244、245と重なる形状であれば、完全に重なる形状でなくてもよい。また、上記の例では、レンズ交換式撮像装置に用いられるレンズ鏡筒110を例にあげて説明したが、上記の構造は、望遠鏡、測量器、顕微鏡、測距計等の他の光学機器にも適用できる。
The operation of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 撮像装置、110 レンズ鏡筒、112 光学系、120 カメラボディ、122 撮像素子、200 像振れ補正部、210 検出部、212、214 加速度センサ、220 補正レンズユニット、230 補正レンズ、232 レンズ保持枠、238、258 係止部、240、241 アクチュエータ、242、243 マグネット、244、245 コイル、250 固定フレーム、252 開口部、254 ブラケット、256 段差、260 カバーフレーム、262 切欠き部、266、268 固定ねじ、270、274 フレキシブル基板、272 コネクタ、280 裏打ち板、290、291 磁気センサ、310 ヨーク板、320 押えばね、330 引っ張りばね
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記補正レンズを保持する補正レンズ保持枠と、
前記補正レンズ保持枠を、前記光学系の光軸と交差する方向に移動可能に支持する固定部と、
前記補正レンズ保持枠および前記固定部の一方に固定された永久磁石と、
前記補正レンズ保持枠および前記固定部の他方に固定され、通電された場合に前記永久磁石の磁界に対して駆動力を発生する駆動コイルと、
前記駆動コイルに電力を供給するフレキシブル基板と、
少なくとも前記フレキシブル基板を、前記駆動コイルとの間に挟み込み、磁性体により形成されて前記永久磁石に引き寄せられる板状部材と、
を備える光学機器。 A correction lens for correcting image blur in the optical system;
A correction lens holding frame for holding the correction lens;
A fixing portion that supports the correction lens holding frame so as to be movable in a direction intersecting the optical axis of the optical system;
A permanent magnet fixed to one of the correction lens holding frame and the fixed portion;
A driving coil that is fixed to the other of the correction lens holding frame and the fixing portion and generates a driving force with respect to the magnetic field of the permanent magnet when energized;
A flexible substrate for supplying power to the drive coil;
A plate-like member that is sandwiched between at least the flexible substrate and formed of a magnetic material and is attracted to the permanent magnet;
An optical instrument comprising:
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