JP2015075653A

JP2015075653A - Optical device

Info

Publication number: JP2015075653A
Application number: JP2013212152A
Authority: JP
Inventors: 哲平奥山; Teppei Okuyama; 良浩伊藤; Yoshihiro Ito
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive mechanism that is large in drive force.SOLUTION: An optical device comprises: a moving lens that moves in a movement direction substantially parallel with an optical axis of an optical system to change characteristics of the optical system; a moving lens retain frame that retains the moving lens; a voice coil that is secured to the moving lens retain frame; and three or more permanent magnets that are mutually separately arranged along a circumferential direction of the moving lens, respectively extend in substantially parallel with the movement direction, and generate drive force when electrified to the voice coil. In the optical device, the voice coil has a current passage circling around the optical axis to surround the moving lens, and generates a magnetic field that commonly affects the permanent magnets.

Description

本発明は、光学機器に関する。 The present invention relates to an optical apparatus.

ボイスコイルモータにより直進駆動する光学部材を備えた光学機器がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１特開２００６−１４６１３３号公報 There is an optical apparatus including an optical member that is driven straight by a voice coil motor (for example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 JP 2006-146133 A

鏡筒の寸法を拡大することなく、ボイスコイルモータの駆動力を大きくすることが望まれている。 It is desired to increase the driving force of the voice coil motor without enlarging the size of the lens barrel.

本発明の一態様によると、光学系の光軸と略平行な移動方向に移動して光学系の特性を変化させる移動レンズと、移動レンズを保持する移動レンズ保持枠と、移動レンズ保持枠に対して固定されたボイスコイルと、移動レンズの周方向に沿って互いに離れて３個以上配置され、移動方向と略平行にそれぞれが延在して、ボイスコイルが通電された場合に駆動力を生じさせる永久磁石とを備える光学機器が提供される。 According to one aspect of the present invention, a moving lens that moves in a moving direction substantially parallel to the optical axis of the optical system to change the characteristics of the optical system, a moving lens holding frame that holds the moving lens, and a moving lens holding frame Three or more voice coils that are fixed to the moving lens and spaced apart from each other along the circumferential direction of the moving lens, each extending substantially parallel to the moving direction, and driving power when the voice coil is energized. An optical instrument comprising a permanent magnet to be generated is provided.

なお、上記の発明の概要は、この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 invention. Sub-combinations of these feature groups can also be an invention.

レンズユニット１００の模式的断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a lens unit 100. FIG. 移動筒２００の斜視図である。3 is a perspective view of a moving cylinder 200. FIG. 移動筒２００の部分切欠き断面図である。FIG. 4 is a partially cutaway cross-sectional view of a moving cylinder 200. 移動筒２００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a moving cylinder 200. FIG. ボイスコイルモータ３００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a voice coil motor 300. FIG.

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、光学機器の一例であるレンズユニット１００の模式的断面図である。レンズユニット１００は、鏡筒１５０に収容された複数のレンズ群により形成された光学系を備える。なお、以降の説明においては、図中左側を前側、図中右側を後側と記載する。また、図中の一点鎖線は、光学系の光軸Ｘを示す。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lens unit 100 that is an example of an optical apparatus. The lens unit 100 includes an optical system formed by a plurality of lens groups housed in a lens barrel 150. In the following description, the left side in the figure is referred to as the front side, and the right side in the figure is referred to as the rear side. Moreover, the dashed-dotted line in a figure shows the optical axis X of an optical system.

レンズユニット１００の光学系は、図中左側の前側端から順に、光軸Ｘに沿って配置された第一レンズ群１１０、第二レンズ群１２０、第三レンズ群１３０および第四レンズ群１４０を備える。また、レンズユニット１００の光学系は、絞りユニット１６０および振動補正ユニット４００も備える。 The optical system of the lens unit 100 includes a first lens group 110, a second lens group 120, a third lens group 130, and a fourth lens group 140 arranged along the optical axis X in order from the front end on the left side in the drawing. Prepare. The optical system of the lens unit 100 also includes a diaphragm unit 160 and a vibration correction unit 400.

第一レンズ群１１０は、保持枠１１２に保持される。第二レンズ群１２０は、保持枠１２２に保持される。これら第一レンズ群１１０および第二レンズ群１２０は、鏡筒１５０の一部をなす先筒１５８の先端近傍に配されて、先筒１５８と共に鏡筒１５０に対して光軸Ｘ方向に移動する。 The first lens group 110 is held by a holding frame 112. The second lens group 120 is held by the holding frame 122. The first lens group 110 and the second lens group 120 are arranged in the vicinity of the tip of a front tube 158 that forms part of the lens barrel 150, and move together with the front tube 158 in the optical axis X direction with respect to the lens barrel 150. .

第三レンズ群１３０は、保持枠１３２に保持され、鏡筒１５０の内部に収容された移動筒２００の前側寄りに配される。第三レンズ群１３０は、保持枠１３２に保持される。更に、保持枠１３２は、ボイスコイルモータ３００により駆動されて、光軸Ｘと平行な方向に、移動筒２００に対して移動する。これにより、第三レンズ群１３０は、ボイスコイルモータ３００に供給する駆動電力により、電気的な制御の下に移動させることができる移動レンズとなる。 The third lens group 130 is held by the holding frame 132 and is arranged closer to the front side of the movable barrel 200 housed in the lens barrel 150. The third lens group 130 is held by the holding frame 132. Further, the holding frame 132 is driven by the voice coil motor 300 and moves with respect to the moving cylinder 200 in a direction parallel to the optical axis X. Thus, the third lens group 130 becomes a moving lens that can be moved under electrical control by the driving power supplied to the voice coil motor 300.

第四レンズ群１４０は、移動筒２００の後側寄りに固定され、移動筒２００と共に一体的に、鏡筒１５０に対して光軸Ｘ方向に移動する。また、第四レンズ群１４０は、光学系において生じる像振れを補正する振動補正レンズ４１０を含む。このため、振動補正レンズ４１０を含む振動補正ユニット４００も、移動筒２００の内部に収容されて、移動筒２００と共に光軸Ｘ方向に移動する。なお、移動筒２００には、絞りユニット１６０も、振動補正ユニット４００に隣接して収容される。 The fourth lens group 140 is fixed near the rear side of the movable barrel 200 and moves together with the movable barrel 200 in the optical axis X direction with respect to the barrel 150. The fourth lens group 140 includes a vibration correction lens 410 that corrects image shake that occurs in the optical system. For this reason, the vibration correction unit 400 including the vibration correction lens 410 is also housed in the movable barrel 200 and moves in the optical axis X direction together with the movable barrel 200. Note that the diaphragm unit 160 is also accommodated in the movable barrel 200 adjacent to the vibration correction unit 400.

レンズユニット１００において、鏡筒１５０は、固定筒１５２、ズーム環１５４、中継環１５６および先筒１５８を有する。固定筒１５２は、後側端にマウント部１５１を有する。これにより、レンズユニット１００を、カメラボディ、接眼ユニット等に結合して使用することができる。また、固定筒１５２は、三脚座１８０を有する。これにより、望遠レンズとして使用する場合に三脚等に固定して、レンズユニット１００を安定させることができる。 In the lens unit 100, the lens barrel 150 includes a fixed cylinder 152, a zoom ring 154, a relay ring 156, and a front cylinder 158. The fixed cylinder 152 has a mount 151 at the rear end. Thereby, the lens unit 100 can be used by being coupled to a camera body, an eyepiece unit, or the like. The fixed cylinder 152 has a tripod seat 180. Thereby, when using as a telephoto lens, it can fix to a tripod etc. and the lens unit 100 can be stabilized.

ズーム環１５４は、鏡筒１５０の外周面に配され、ユーザの操作により、固定筒１５２に対して、光軸Ｘを回転軸として回転させることができる。中継環１５６は、鏡筒１５０の内部に配され、ズーム環１５４の回転運動を、鏡筒１５０の内部に配されたカム筒等に伝達する。これにより、ユーザによるズーム環１５４の回転操作が、先筒１５８および移動筒２００を移動させる駆動力に変換される。 The zoom ring 154 is disposed on the outer peripheral surface of the lens barrel 150, and can be rotated with the optical axis X as a rotation axis with respect to the fixed cylinder 152 by a user operation. The relay ring 156 is arranged inside the lens barrel 150 and transmits the rotational movement of the zoom ring 154 to a cam cylinder or the like arranged inside the lens barrel 150. Thereby, the rotation operation of the zoom ring 154 by the user is converted into a driving force for moving the front tube 158 and the moving tube 200.

ズーム環１５４が操作された場合、先筒１５８は、鏡筒１５０から前方に繰り出され、あるいは、鏡筒１５０に収容されて、レンズユニット１００の全長を変化させる。また、ズーム環１５４が操作された場合、移動筒２００は、鏡筒１５０内を光軸Ｘと平行に方向に移動する。これにより、第一レンズ群１１０、第二レンズ群１２０、第三レンズ群１３０、第四レンズ群１４０、絞りユニット１６０等が光軸Ｘ方向に移動して、例えば、レンズユニット１００の倍率を変化させる。 When the zoom ring 154 is operated, the front tube 158 is extended forward from the lens barrel 150 or accommodated in the lens barrel 150 to change the total length of the lens unit 100. Further, when the zoom ring 154 is operated, the movable barrel 200 moves in the direction parallel to the optical axis X in the lens barrel 150. Thereby, the first lens group 110, the second lens group 120, the third lens group 130, the fourth lens group 140, the aperture unit 160, etc. move in the optical axis X direction, for example, the magnification of the lens unit 100 is changed. Let

なお、先筒１５８の前側端には、フード１７０が装着される。フード１７０は、バヨネットマウント等により先筒１５８に対して着脱できる。先筒１５８に取り付けられたフード１７０は、レンズユニット１００の光学系に対する入射光路の周囲を包囲して、光軸Ｘに対して極端に傾いた入射光を遮断する。これにより、鏡筒１５０内の迷光が抑制され、レンズユニット１００の光学系が形成する像に生じるフレア等が防止される。 A hood 170 is attached to the front end of the front tube 158. The hood 170 can be attached to and detached from the front tube 158 by a bayonet mount or the like. The hood 170 attached to the front tube 158 surrounds the periphery of the incident optical path with respect to the optical system of the lens unit 100 and blocks incident light that is extremely inclined with respect to the optical axis X. Thereby, stray light in the lens barrel 150 is suppressed, and flare and the like generated in an image formed by the optical system of the lens unit 100 are prevented.

また、移動筒２００には、第三レンズ群１３０の保持枠１３２を駆動するボイスコイルモータ３００が配される。ボイスコイルモータ３００は、ボイスコイル３１０、マグネット３２０およびヨーク３３０を含む。 The moving cylinder 200 is provided with a voice coil motor 300 that drives the holding frame 132 of the third lens group 130. Voice coil motor 300 includes a voice coil 310, a magnet 320 and a yoke 330.

ボイスコイルモータ３００において、ボイスコイル３１０は、第三レンズ群１３０の保持枠１３２に対して固定される。一方、マグネット３２０およびヨーク３３０は、移動筒２００に対して固定される。 In the voice coil motor 300, the voice coil 310 is fixed to the holding frame 132 of the third lens group 130. On the other hand, the magnet 320 and the yoke 330 are fixed to the moving cylinder 200.

図２は、レンズユニット１００における移動筒２００を単独で取り出した様子を示す斜視図である。移動筒２００は、全体として円筒状をなし、外周面に配された、直進キー２１０、駆動ピン２２０、回路基板２３０を有する。また、移動筒２００は、光軸Ｘと平行に配された案内軸２４０を内部に有する。なお、図示の状態においては、移動筒２００の内部に組み込まれた第三レンズ群１３０および保持枠１３２の一部が見えている。 FIG. 2 is a perspective view showing a state where the movable barrel 200 in the lens unit 100 is taken out alone. The movable cylinder 200 has a cylindrical shape as a whole and includes a straight key 210, a drive pin 220, and a circuit board 230 arranged on the outer peripheral surface. The movable cylinder 200 has a guide shaft 240 arranged in parallel with the optical axis X. In the state shown in the figure, a part of the third lens group 130 and the holding frame 132 incorporated in the movable barrel 200 can be seen.

直進キー２１０は、移動筒２００の後側端近傍において、径方向に突出した台座の上に配される。直進キー２１０は、移動筒２００の周方向について互いに離れて複数設けられ、光軸Ｘ方向に長い形状を有する。これら直進キー２１０は、固定筒１５２の内面に形成された直進溝と係合して、鏡筒１５０の内部における移動筒２００の姿勢を安定させると共に、移動筒２００の移動方向を光軸X方向に案内する。 The rectilinear key 210 is disposed on a base that protrudes in the radial direction in the vicinity of the rear end of the movable barrel 200. A plurality of rectilinear keys 210 are provided apart from each other in the circumferential direction of the movable barrel 200 and have a shape that is long in the optical axis X direction. These rectilinear keys 210 engage with rectilinear grooves formed on the inner surface of the fixed barrel 152 to stabilize the posture of the movable barrel 200 within the lens barrel 150 and to change the moving direction of the movable barrel 200 in the optical axis X direction. To guide.

駆動ピン２２０は、移動筒２００の前側端および後側端の中間において、移動筒２００から径方向外側に突出する。駆動ピン２２０は、カム筒等の外部のカム溝から駆動力を受けて、移動筒２００を光軸Ｘと平行な方向に移動させる。駆動ピン２２０は、移動筒２００の周方向に複数設けられているため、駆動力を受けたことにより移動筒２００が光軸Ｘに対して傾くことを防止する。 The drive pin 220 projects radially outward from the movable barrel 200 in the middle of the front end and the rear end of the movable barrel 200. The drive pin 220 receives a driving force from an external cam groove such as a cam barrel and moves the movable barrel 200 in a direction parallel to the optical axis X. Since a plurality of driving pins 220 are provided in the circumferential direction of the movable barrel 200, the movable barrel 200 is prevented from being tilted with respect to the optical axis X by receiving a driving force.

回路基板２３０は、ボイスコイルモータ３００の駆動回路の他、振動補正ユニット４００の制御回路、第三レンズ群１３０の位置検出回路等を含む。また、回路基板２３０は、他の回路との通信回路を含む。ただし、これら全ての回路が回路基板２３０に集約されているとは限らず、これらの回路の一部が設けられている場合もある。また、更に他の回路が回路基板２３０に実装されている場合もある。 The circuit board 230 includes a drive circuit for the voice coil motor 300, a control circuit for the vibration correction unit 400, a position detection circuit for the third lens group 130, and the like. Further, the circuit board 230 includes a communication circuit with other circuits. However, all these circuits are not necessarily integrated on the circuit board 230, and some of these circuits may be provided. Further, other circuits may be mounted on the circuit board 230.

案内軸２４０は、移動筒２００に対して固定され、移動筒２００の内部において、保持枠１３２と嵌合または係合する。これにより、保持枠１３２は、移動筒２００に対する移動方向を案内される。 The guide shaft 240 is fixed to the moving cylinder 200 and is fitted or engaged with the holding frame 132 inside the moving cylinder 200. Thereby, the holding frame 132 is guided in the moving direction with respect to the moving cylinder 200.

図３は、移動筒２００の断面図であり、光軸Ｘを含む断面の一部を示す。図２に示した状態の移動筒２００において、ボイスコイルモータ３００のマグネット３２０およびヨーク３３０は、移動筒２００に対して固定される。ここで、矩形状のマグネット３２０は、フェライト磁石等の永久磁石であり、光軸Ｘと並行かつ保持枠１３２の移動範囲に延在するように配される。ヨーク３３０は、マグネット３２０の光軸Ｘと平行な面と光軸Ｘと直交する面とを包囲して、光軸Ｘ方向に延在するする。移動筒２００において、マグネット３２０は３つ配置されており、各マグネット３２０を包囲するヨーク３３０も３つ配置されている（図４、５参照）。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the movable barrel 200 and shows a part of the cross section including the optical axis X. In the moving cylinder 200 in the state shown in FIG. 2, the magnet 320 and the yoke 330 of the voice coil motor 300 are fixed to the moving cylinder 200. Here, the rectangular magnet 320 is a permanent magnet such as a ferrite magnet, and is arranged so as to be parallel to the optical axis X and extend in the moving range of the holding frame 132. The yoke 330 surrounds a surface parallel to the optical axis X of the magnet 320 and a surface orthogonal to the optical axis X, and extends in the optical axis X direction. In the movable barrel 200, three magnets 320 are arranged, and three yokes 330 surrounding each magnet 320 are also arranged (see FIGS. 4 and 5).

保持枠１３２は、樹脂材料などにより黒色の略円環状に形成されている。保持枠１３２は、第三レンズ群１３０の外周を保持する保持部１３３を有する。保持枠１３２は、ヨーク３３０の一部、即ち、マグネット３２０の光軸Ｘと平行な内周側面を覆う部分を光軸Ｘ方向に貫通させる開口部１３４を有する。 The holding frame 132 is formed in a substantially black annular shape from a resin material or the like. The holding frame 132 has a holding portion 133 that holds the outer periphery of the third lens group 130. The holding frame 132 has an opening 134 that penetrates a part of the yoke 330, that is, a portion that covers the inner peripheral side surface parallel to the optical axis X of the magnet 320 in the optical axis X direction.

保持枠１３２の背面には、第三レンズ群１３０の外周を周回するように配置されたボイスコイル３１０が固定されている。ボイスコイル３１０は、予め指定された筒型の外周に複数回巻きつけて筒状に形成しておいたものを型から取り外し、保持枠１３２の背面に固定して用いている。ボイスコイル３１０の保持枠１３２に対する位置決めは、保持枠１３２の背面に設けた位置決め用の突起部１３５と、ボイスコイル３１０の内周面とを接着剤などで固定している。 A voice coil 310 arranged around the outer periphery of the third lens group 130 is fixed to the rear surface of the holding frame 132. The voice coil 310 is used by being fixed to the rear surface of the holding frame 132 after being removed from the mold after being wound around the outer periphery of a predetermined cylindrical mold a plurality of times. The positioning of the voice coil 310 with respect to the holding frame 132 is performed by fixing a positioning projection 135 provided on the back surface of the holding frame 132 and the inner peripheral surface of the voice coil 310 with an adhesive or the like.

なお、ボイスコイル３１０と保持枠１３２との位置決めには、ボイスコイル３１０の内周面を用いることが好ましい。その理由は、上記のようにボイスコイル３１０は筒型に巻きつけて形成するので、ボイスコイル３１０の外周面よりも内周面の方が寸法および形状の精度が高いからである。 Note that the inner peripheral surface of the voice coil 310 is preferably used for positioning the voice coil 310 and the holding frame 132. The reason is that the voice coil 310 is formed by being wound around a cylindrical shape as described above, and thus the inner peripheral surface has higher dimensional and shape accuracy than the outer peripheral surface of the voice coil 310.

ボイスコイル３１０は、円形の断面を有するコイルを複数巻回して形成することにより、筒状の内周側にコイルの凹凸が形成される。よって、筒状のボイスコイル３１０の少なくとも内周面を黒色にすることにより、レンズユニット１００の外側から視認困難になると共に、レンズユニット１００の内側で発生するゴーストやフレアの原因となる不要な光線の反射防止部材としても機能する。 The voice coil 310 is formed by winding a plurality of coils having a circular cross section, so that the concave and convex portions of the coil are formed on the cylindrical inner peripheral side. Therefore, by making at least the inner peripheral surface of the cylindrical voice coil 310 black, it becomes difficult to see from the outside of the lens unit 100 and unnecessary light rays that cause ghosts and flares generated inside the lens unit 100. It also functions as an antireflection member.

ボイスコイル３１０の一部は、図示の断面において環状をなすヨーク３３０の内側において、マグネット３２０の近傍に配される。ボイスコイル３１０に駆動電流が供給された場合は、マグネット３２０およびヨーク３３０により形成された磁界との相互作用により、光軸Ｘと平行な方向に作用する駆動力が生じる。よって、ボイスコイルモータ３００は、ボイスコイル３１０に供給する駆動電流を変化させることにより、電気的な制御の下に第三レンズ群１３０を移動させることができる。 A part of the voice coil 310 is disposed in the vicinity of the magnet 320 inside the yoke 330 that has an annular shape in the illustrated cross section. When a driving current is supplied to the voice coil 310, a driving force acting in a direction parallel to the optical axis X is generated due to the interaction with the magnetic field formed by the magnet 320 and the yoke 330. Therefore, the voice coil motor 300 can move the third lens group 130 under electrical control by changing the drive current supplied to the voice coil 310.

また、移動筒２００の内部において、保持枠１３２は、一部に形成された係合部１３６において、案内軸２４０と係合する。案内軸２４０は、ステンレス鋼等により形成され、光軸Ｘと平行な直線をなし、平滑な表面を有する。 Further, inside the movable barrel 200, the holding frame 132 is engaged with the guide shaft 240 at an engaging portion 136 formed at a part thereof. The guide shaft 240 is made of stainless steel or the like, forms a straight line parallel to the optical axis X, and has a smooth surface.

係合部１３６は、第三レンズ群１３０の保持枠１３２に、略径方向に延在する長穴またはスリットとして形成される。このような係合部１３６を案内軸２４０に係合させることにより、保持枠１３２は、光軸Ｘと平行な方向の移動を許容されつつ、周方向の変位を規制される。 The engaging portion 136 is formed in the holding frame 132 of the third lens group 130 as a long hole or slit extending in a substantially radial direction. By engaging the engaging portion 136 with the guide shaft 240, the holding frame 132 is allowed to move in the direction parallel to the optical axis X and is restricted from being displaced in the circumferential direction.

図４は、移動筒２００の断面図であり、光軸Ｘと直交するひとつの断面を示す。なお、図２および図３において９時の位置にあった案内軸２４０が、図４においては図中上側に位置していることから判るように、図４に示す移動筒２００の断面は、図２および図３に示した移動筒を図中時計回りに約９０°回した状態を示す。また、図４においては、第三レンズ群１３０および保持枠１３２は除かれている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the movable cylinder 200 and shows one cross section orthogonal to the optical axis X. 2 and 3, the guide shaft 240, which was at the 9 o'clock position, is located on the upper side in FIG. 2 and FIG. 3 show a state where the movable cylinder is rotated about 90 ° clockwise in the figure. In FIG. 4, the third lens group 130 and the holding frame 132 are omitted.

移動筒２００は、ボイスコイルモータ３００におけるマグネット３２０およびヨーク３３０を含む３組の組立体３０１、３０２、３０３を有する。また、移動筒２００は、一対の案内軸２４０、２５０および位置検出用の磁気センサ２６０を有する。 The moving cylinder 200 has three sets of assemblies 301, 302, and 303 including a magnet 320 and a yoke 330 in the voice coil motor 300. The movable cylinder 200 has a pair of guide shafts 240 and 250 and a magnetic sensor 260 for position detection.

図４に示す状態において、３組の組立体３０１、３０２、３０３は、第三レンズ群１３０の外周の接線方向に延在してそれぞれ配置される。また、３組の組立体３０１、３０２、３０３は、互いに離れて配され、３つの組立体３０１、３０２、３０３相互の間には３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃが形成される。 In the state shown in FIG. 4, the three sets of assemblies 301, 302, and 303 are arranged so as to extend in the tangential direction of the outer periphery of the third lens group 130. The three sets of assemblies 301, 302, and 303 are arranged apart from each other, and three spaces A, B, and C are formed between the three assemblies 301, 302, and 303.

移動筒２００において、一方の案内軸２４０は、図２および図３にも現れており、第三レンズ群１３０の保持枠１３２と係合部１３６において係合して副案内軸を形成する。図２および図３に現れていなかった他方の案内軸２５０は、移動筒２００に対して光軸Ｘと平行に固定される。この案内軸２５０は、第三レンズ群１３０の保持枠１３２と嵌合して、保持枠１３２を光軸Ｘと平行な方向に案内する主案内軸を形成する。 In the movable barrel 200, one guide shaft 240 also appears in FIGS. 2 and 3, and engages with the holding frame 132 of the third lens group 130 at the engaging portion 136 to form a sub guide shaft. The other guide shaft 250 not appearing in FIGS. 2 and 3 is fixed to the movable barrel 200 in parallel with the optical axis X. The guide shaft 250 is engaged with the holding frame 132 of the third lens group 130 to form a main guide shaft that guides the holding frame 132 in a direction parallel to the optical axis X.

一方の案内軸２４０は、組立体３０１、３０２により挟まれた空間Ａに配される。他方の案内軸２５０は、組立体３０１、３０３により挟まれた空間Ｃに配される。これにより、案内軸２４０と案内軸２５０との間隔を広くすることができるので、保持枠１３２の傾きを効率よく抑制できる。 One guide shaft 240 is disposed in a space A sandwiched between the assemblies 301 and 302. The other guide shaft 250 is disposed in a space C sandwiched between the assemblies 301 and 303. Thereby, since the space | interval of the guide shaft 240 and the guide shaft 250 can be enlarged, the inclination of the holding frame 132 can be suppressed efficiently.

移動筒２００において、磁気センサ２６０は、後述する位置検出用のマグネット１３９に対向するように、移動筒２００に対して固定される。また、移動筒２００の周方向について、磁気センサ２６０は、組立体３０１、３０３のいずれからも離れた空間Ｃに配される。 In the moving cylinder 200, the magnetic sensor 260 is fixed to the moving cylinder 200 so as to face a position detecting magnet 139 described later. Further, with respect to the circumferential direction of the movable barrel 200, the magnetic sensor 260 is disposed in a space C that is away from both the assemblies 301 and 303.

図５は、ボイスコイルモータ３００の断面図であり、図４に示した移動筒２００の断面に、第三レンズ群１３０、保持枠１３２およびボイスコイル３１０を加えた状態を示す。ただし、ボイスコイル３１０の引き回しを示す目的で、保持枠１３２は、断面の一部が現れる位置にある。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the voice coil motor 300, showing a state in which the third lens group 130, the holding frame 132, and the voice coil 310 are added to the cross section of the movable barrel 200 shown in FIG. However, for the purpose of showing the routing of the voice coil 310, the holding frame 132 is in a position where a part of the cross section appears.

移動筒２００において、保持枠１３２は、案内軸２５０に対して丸穴状の嵌合部１３８により嵌合する。既に説明した通り、保持枠１３２は、係合部１３６において案内軸２４０に係合する。これにより、保持枠１３２は、光軸Ｘ方向の移動可能な状態を維持しつつ、光軸Ｘに対して交差する方向について精度よく位置決めされる。 In the movable barrel 200, the holding frame 132 is fitted to the guide shaft 250 by a round hole-shaped fitting portion 138. As already described, the holding frame 132 engages with the guide shaft 240 at the engaging portion 136. Accordingly, the holding frame 132 is accurately positioned in the direction intersecting the optical axis X while maintaining a movable state in the optical axis X direction.

また、保持枠１３２は、嵌合部１３８の近傍に配された位置検出センサ用のマグネット１３９を有する。マグネット１３９は、長手方向を光軸Ｘと平行に、紙面に対して垂直に延在するように配置される。これにより、マグネット１３９と嵌合部１３８に嵌合する案内軸２５０とを近づけることができる。さらに、案内軸２５０は保持枠１３２を光軸方向に案内する主軸であるので、マグネット１３９は、保持枠１３２の光軸Ｘに対する傾きの影響を殆ど受けることなく、磁気センサ２６０を使用して、保持枠１３２の光軸Ｘ方向の位置を精度よく検出できる。 Further, the holding frame 132 includes a position detection sensor magnet 139 disposed in the vicinity of the fitting portion 138. The magnet 139 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the optical axis X and extends perpendicular to the paper surface. Thereby, the magnet 139 and the guide shaft 250 fitted to the fitting part 138 can be brought close to each other. Further, since the guide shaft 250 is a main shaft that guides the holding frame 132 in the optical axis direction, the magnet 139 is hardly affected by the inclination of the holding frame 132 with respect to the optical axis X, and the magnetic sensor 260 is used. The position of the holding frame 132 in the optical axis X direction can be detected with high accuracy.

また、マグネット１３９は、組立体３０１、３０３のいずれからも離れた空間Ｃに配置されており、マグネット１３９の組立体３０１、３０３から受ける磁場の影響を小さくすることができる。さらに、マグネットが、位置検出用の磁場を生じさせるとともに位置検出用とは異なる用途（検出を安定させる等）に用いるための磁場を生じさせる場合、後者の磁場と外部磁場とが互いに打ち消しあわないように角度を考慮して配置するのが好ましい。本実施形態において、マグネット１３９は、位置検出用の磁場を光軸Ｘ方向に沿って生じさせるとともに、位置検出を安定させるための磁場をマグネット１３９の長手方向を軸中心とした軸回りに生じさせる。 Further, the magnet 139 is disposed in the space C away from both the assemblies 301 and 303, and the influence of the magnetic field received from the assemblies 301 and 303 of the magnet 139 can be reduced. Furthermore, when the magnet generates a magnetic field for position detection and a magnetic field for use in a different application from that for position detection (such as stabilizing the detection), the latter magnetic field and the external magnetic field do not cancel each other. Thus, it is preferable to arrange them in consideration of the angle. In the present embodiment, the magnet 139 generates a magnetic field for position detection along the optical axis X direction, and generates a magnetic field for stabilizing position detection around an axis about the longitudinal direction of the magnet 139 as an axis center. .

したがって、マグネット１３９は、組立体３０１、３０３から離れた位置であって、組立体３０１、３０３から漏れる磁場が位置検出を安定させるための磁場と打ち消しあわないような角度に配置されるのが好ましい。このようなマグネット１３９を用いることにより、位置検出の精度をあげることができる。 Therefore, it is preferable that the magnet 139 is disposed at a position away from the assemblies 301 and 303 so that the magnetic field leaking from the assemblies 301 and 303 does not cancel out the magnetic field for stabilizing the position detection. . By using such a magnet 139, the accuracy of position detection can be increased.

更に、保持枠１３２は、ボイスコイル３１０を有する。ボイスコイル３１０は、光軸Ｘの周囲を周回して、３組の組立体３０１、３０２、３０３のヨーク３３０の内側を全て通過する単一の環を形成する。これにより、ボイスコイル３１０が発生した磁界は、３組の組立体３０１、３０２、３０３に共通に作用する。よって、ボイスコイル３１０の全周のうち、いずれの組立体３０１、３０２、３０３の磁気回路にも作用しない漏れ磁束が発生する割合が少なく、ボイスコイル３１０に投入した駆動電流を効率よく保持枠１３２の駆動力に変換できる。 Further, the holding frame 132 has a voice coil 310. The voice coil 310 circulates around the optical axis X to form a single ring that passes all the inside of the yoke 330 of the three sets of assemblies 301, 302, and 303. As a result, the magnetic field generated by the voice coil 310 acts on the three sets of assemblies 301, 302, and 303 in common. Therefore, the ratio of the leakage magnetic flux that does not act on the magnetic circuit of any of the assemblies 301, 302, 303 is small in the entire circumference of the voice coil 310, and the drive current supplied to the voice coil 310 is efficiently held by the holding frame 132. It can be converted to the driving force.

また、保持枠１３２に対する駆動力は、第三レンズ群１３０の周方向について、組立体３０１、３０２、３０３の位置に対応する３箇所で発生するので、駆動力が大きく、かつ、保持枠１３２の光軸に対する傾きが安定する。よって、組立体３０１、３０２、３０３の数は３個に限定されず、４個以上であってもよいが、案内軸や位置検出センサも配置する場合、３個であることが好ましい。 Further, since the driving force for the holding frame 132 is generated at three locations corresponding to the positions of the assemblies 301, 302, and 303 in the circumferential direction of the third lens group 130, the driving force is large and the driving frame 132 The tilt with respect to the optical axis is stable. Therefore, the number of the assemblies 301, 302, and 303 is not limited to three, but may be four or more. However, when the guide shaft and the position detection sensor are also arranged, it is preferably three.

なお、図示の例において、ボイスコイル３１０は、組立体３０１、３０２、３０３相互の間において直線をなし、全体として六角形の筒状である。これにより、ボイスコイル３１０の移動筒２００の内側における実装効率も改善される。更に、ボイスコイル３１０を形成する場合に用いる線材の長さも節約できる。 In the illustrated example, the voice coil 310 forms a straight line between the assemblies 301, 302, and 303, and has a hexagonal cylindrical shape as a whole. Thereby, the mounting efficiency inside the moving cylinder 200 of the voice coil 310 is also improved. Furthermore, the length of the wire used when forming the voice coil 310 can be saved.

ただし、ボイスコイル３１０の形状が六角形に限られるわけではなく、五角形、七角形、円形等の他の形状であってもよい。また、直線と曲線とを組み合わせた形状であってもよい。更に、移動筒２００内の他の部品等を避ける目的で、より複雑に折れ曲がった部分を有してもよい。 However, the shape of the voice coil 310 is not limited to a hexagon, and may be other shapes such as a pentagon, a heptagon, and a circle. Moreover, the shape which combined the straight line and the curve may be sufficient. Furthermore, for the purpose of avoiding other parts in the movable cylinder 200, a more complicated bent portion may be provided.

また、上記の例では、一対の組立体３０２、３０３の間隔は、組立体３０１、３０２、３０３の他の間隔よりも狭い。これにより、移動筒２００に保持枠１３２を組み付ける場合に向きを誤ることを防止できる。図示のボイスコイル３１０は、光軸Ｘを通過する水平線に対して対称な形状を有するが、非対称の形状のボイスコイル３１０を配置してもよい。一方、移動筒２００の周方向について、複数の組立体３０１、３０２、３０３を等間隔に配置してもよい。 In the above example, the interval between the pair of assemblies 302 and 303 is narrower than the other intervals of the assemblies 301, 302, and 303. Thereby, when attaching the holding frame 132 to the movable cylinder 200, it is possible to prevent the orientation from being wrong. The illustrated voice coil 310 has a symmetric shape with respect to a horizontal line passing through the optical axis X, but an asymmetrical voice coil 310 may be disposed. On the other hand, a plurality of assemblies 301, 302, 303 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the movable barrel 200.

更に、上記の例では、複数の組立体３０１、３０２、３０３に対して単一のボイスコイル３１０を組み合わせてボイスコイルモータ３００を形成した。しかしながら、複数の組立体３０１、３０２、３０３の各々に対して個別のボイスコイル３１０を組み合わせてもよい。また更に、レンズ交換式撮像装置に用いられるレンズユニット１００を例にあげて説明したが、上記ボイスコイルモータ３００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。 Further, in the above example, the voice coil motor 300 is formed by combining the single voice coil 310 with respect to the plurality of assemblies 301, 302, and 303. However, individual voice coils 310 may be combined for each of the plurality of assemblies 301, 302, 303. Furthermore, the lens unit 100 used in the interchangeable lens imaging device has been described as an example. However, the structure of the voice coil motor 300 is applicable to other optical devices such as a telescope, a surveying instrument, a microscope, and a rangefinder. Applicable.

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レンズユニット、１１０第一レンズ群、１１２、１２２、１３２保持枠、１２０第二レンズ群、１３０第三レンズ群、１３３保持部、１３４開口部、１３５突起部、１３６係合部、１３８嵌合部、１３９マグネット、１４０第四レンズ群、１５０鏡筒、１５１マウント部、１５２固定筒、１５４ズーム環、１５６中継環、１５８先筒、１６０絞りユニット、１７０フード、１８０三脚座、２００移動筒、２１０直進キー、２２０駆動ピン、２３０回路基板、２４０、２５０案内軸、２６０磁気センサ、３００ボイスコイルモータ、３０１、３０２、３０３組立体、３１０ボイスコイル、３２０マグネット、３３０ヨーク、４００振動補正ユニット、４１０振動補正レンズ 100 Lens unit, 110 First lens group, 112, 122, 132 Holding frame, 120 Second lens group, 130 Third lens group, 133 Holding part, 134 Opening part, 135 Projection part, 136 Engaging part, 138 Fitting Part, 139 magnet, 140 fourth lens group, 150 lens barrel, 151 mount part, 152 fixed cylinder, 154 zoom ring, 156 relay ring, 158 front cylinder, 160 aperture unit, 170 hood, 180 tripod seat, 200 moving cylinder, 210 straight key, 220 drive pin, 230 circuit board, 240, 250 guide shaft, 260 magnetic sensor, 300 voice coil motor, 301, 302, 303 assembly, 310 voice coil, 320 magnet, 330 yoke, 400 vibration correction unit, 410 Vibration correction lens

Claims

A moving lens that moves in a moving direction substantially parallel to the optical axis of the optical system to change the characteristics of the optical system;
A moving lens holding frame for holding the moving lens;
A voice coil fixed to the moving lens holding frame;
And three or more permanent magnets that are spaced apart from each other along the circumferential direction of the moving lens, extend substantially parallel to the moving direction, and generate a driving force when the voice coil is energized. Optical equipment provided.

The optical device according to claim 1, wherein the voice coil has a current path that surrounds the moving lens by circling around the optical axis, and generates a magnetic field that acts in common on the permanent magnet.

The optical apparatus according to claim 2, wherein the current path forms a straight line between one of the permanent magnets and another adjacent permanent magnet in a circumferential direction of the moving lens.

The optical apparatus according to claim 1, wherein at least one of the intervals between the permanent magnets is different from the other in the circumferential direction of the moving lens.

5. The apparatus according to claim 1, further comprising a position sensor that is disposed at a position away from any of the permanent magnets in the circumferential direction of the moving lens and detects a position of the moving lens holding frame in the optical axis direction. The optical apparatus as described in any one of.

With respect to the circumferential direction of the moving lens, it extends in a direction substantially parallel to the optical axis at a position away from any of the permanent magnets, fits with the moving lens holding frame, and moves in the moving direction. The optical apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a main guide shaft that guides the lens holding frame.

Regarding the circumferential direction of the movable lens, the movable lens is held in the same space as the space where the main guide shaft is disposed among the spaces formed between one of the permanent magnets and another adjacent permanent magnet. The optical apparatus according to claim 6, further comprising a position sensor that detects a position of the frame in the optical axis direction.

With respect to the circumferential direction of the moving lens, the light is arranged in a space formed between one of the permanent magnets and another permanent magnet adjacent to the space where the main guide shaft is arranged, and the light 8. A sub-guide shaft that extends in a direction substantially parallel to an axis, engages with the moving lens holding frame, and further restricts rotation of the moving lens holding frame with respect to the guide shaft. Optical equipment.