JP2015084035A - Vibration-proof actuator and lens unit including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを移動させるための防振アクチュエータ、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 an image stabilization actuator, and more particularly to an image stabilization actuator for moving an image stabilization lens, a lens unit including the same, and a camera.
特許第3397536号公報(特許文献1)には、補正光学装置が記載されている。この補正光学装置は、光軸を偏心させる補正用レンズと、この補正用レンズを係止するロックリングと、を有する。ロックリングは、補正用レンズを取り囲む環状の形状を有し、その内周に補正用レンズの枠と係合するカム部が形成されている。この補正光学装置では、補正光学装置による補正を行わない場合には、補正用レンズを取り囲んでいるロックリングを回転させ、その内周に形成されたカム部と補正用レンズの枠の外周部を係合させて、補正用レンズを係止している。 Japanese Patent No. 3397536 (Patent Document 1) describes a correction optical device. The correction optical device includes a correction lens that decenters the optical axis, and a lock ring that locks the correction lens. The lock ring has an annular shape surrounding the correction lens, and a cam portion that engages with the frame of the correction lens is formed on the inner periphery thereof. In this correction optical device, when the correction by the correction optical device is not performed, the lock ring surrounding the correction lens is rotated so that the cam portion formed on the inner periphery thereof and the outer peripheral portion of the frame of the correction lens are arranged. The correction lens is locked by engaging.
しかしながら、特許第3397536号公報に記載されているようなロックリングを回転させるタイプの係止機構では、補正用レンズを駆動するためのアクチュエータとは別に係止用のアクチュエータを設ける必要がある。このため、補正光学装置(防振アクチュエータ)全体が大型化するという問題がある。 However, in the locking mechanism of the type that rotates the lock ring as described in Japanese Patent No. 3397536, it is necessary to provide a locking actuator in addition to the actuator for driving the correction lens. For this reason, there exists a problem that the whole correction | amendment optical apparatus (anti-vibration actuator) enlarges.
従って、本発明は、防振アクチュエータ全体を大型化することなく、可動部を係止することができる防振アクチュエータ、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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an anti-vibration actuator capable of locking a movable portion without increasing the size of the entire anti-vibration actuator, and a lens unit and a camera including the same.
上述した課題を解決するために、本発明は、像振れ防止用レンズを移動させるための防振アクチュエータであって、固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部を、像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、複数の駆動用コイル及びこれらの駆動用コイルと夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備え、各駆動用コイルと各駆動用磁石の間に作用する磁力により、固定部に対して可動部を駆動して、像振れを防止する駆動手段と、可動部を所定の位置に機械的に係止する可動部係止機構と、この可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルと、を有し、係止用コイルは、駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部係止機構を係止状態に駆動することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vibration-proof actuator for moving an image blur prevention lens, a fixed portion, a movable portion to which the image blur prevention lens is attached, and the movable portion. In a plane perpendicular to the optical axis of the image blur prevention lens so as to be movable with respect to the fixed portion, a plurality of drive coils, and these drive coils so as to face each other. A plurality of drive magnets arranged, a drive means for preventing image blur by driving the movable portion relative to the fixed portion by a magnetic force acting between each drive coil and each drive magnet; A movable portion locking mechanism that mechanically locks the portion at a predetermined position, and a locking coil attached to the movable portion locking mechanism. The locking coil is connected to the drive magnet. The movable part locking mechanism is locked by the magnetic force acting between them. It is characterized in that drive.
このように構成された本発明においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、可動部支持手段によって固定部に対して移動可能に支持される。駆動手段は、複数の駆動用コイルと、これらに夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備えており、可動部を固定部に対して駆動して、像振れ防止制御を実行する。また、可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルは、駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部係止機構を係止状態に駆動する。 In the present invention configured as described above, the movable portion to which the image blur prevention lens is attached is supported so as to be movable with respect to the fixed portion by the movable portion support means. The driving means includes a plurality of driving coils and a plurality of driving magnets disposed so as to oppose each other, and drives the movable portion relative to the fixed portion to execute image blur prevention control. . Further, the locking coil attached to the movable part locking mechanism drives the movable part locking mechanism into a locked state by a magnetic force acting between the driving magnets.
このように構成された本発明によれば、複数の駆動用コイルと複数の駆動用磁石との間に作用する磁力により、可動部が駆動され、像振れ防止制御が実行される。一方、可動部係止機構は、係止用コイルと駆動用磁石との間に作用する磁力によって駆動されるので、係止用コイルとの間で磁力を発生させる専用の磁石を設ける必要がなく、防振アクチュエータ全体を小型化することができる。 According to the present invention configured as described above, the movable portion is driven by the magnetic force acting between the plurality of driving coils and the plurality of driving magnets, and image blur prevention control is executed. On the other hand, since the movable portion locking mechanism is driven by a magnetic force acting between the locking coil and the driving magnet, it is not necessary to provide a dedicated magnet for generating a magnetic force between the locking coil and the driving magnet. The entire vibration-proof actuator can be reduced in size.
本発明において、好ましくは、複数の駆動用磁石は固定部に取り付けられ、複数の駆動用コイルは可動部に取り付けられている。
このように構成された本発明によれば、係止用コイルは、固定部に取り付けられた駆動用磁石との間で駆動力を発生させるので、発生される駆動力の反力で駆動用磁石が移動されてしまうことがなく、可動部係止機構を確実に駆動することができる。
In the present invention, preferably, the plurality of driving magnets are attached to the fixed portion, and the plurality of driving coils are attached to the movable portion.
According to the present invention configured as described above, the locking coil generates a driving force with the driving magnet attached to the fixed portion, so that the driving magnet is generated by a reaction force of the generated driving force. Is not moved, and the movable portion locking mechanism can be reliably driven.
本発明において、好ましくは、可動部係止機構は、可動部に対し回動可能に配置され、且つ係止用コイルが取り付けられた環状ロック部材を備え、この環状ロック部材は駆動用磁石と係止用コイルの間に作用する磁力により回動され、可動部が係止される。 In the present invention, it is preferable that the movable portion locking mechanism includes an annular lock member that is rotatably arranged with respect to the movable portion and has a locking coil attached thereto, and the annular lock member is engaged with the drive magnet. The movable part is locked by being rotated by the magnetic force acting between the stop coils.
このように構成された本発明によれば、可動部が、可動部係止機構を構成する環状ロック部材の回動によって係止されるので、可動部係止機構を係止用コイルにより簡単に駆動することができる。 According to the present invention configured as described above, since the movable portion is locked by the rotation of the annular lock member constituting the movable portion locking mechanism, the movable portion locking mechanism can be easily achieved by the locking coil. Can be driven.
本発明において、好ましくは、環状ロック部材は可動部と当接する当接部を備え、環状ロック部材が可動部に対して回動されることにより、環状ロック部材の当接部と可動部が当接し、可動部が係止される。 In the present invention, preferably, the annular lock member includes an abutting portion that comes into contact with the movable portion, and the annular lock member is rotated with respect to the movable portion so that the abutting portion and the movable portion of the annular lock member abut against each other. The moving part is locked.
このように構成された本発明によれば、環状ロック部材の当接部が、可動部と直接当接することにより可動部が係止されるので、簡単な機構で可動部係止機構を構成することができる。 According to the present invention configured as above, the movable portion is locked by the contact portion of the annular lock member coming into direct contact with the movable portion, so that the movable portion locking mechanism is configured with a simple mechanism. be able to.
本発明において、好ましくは、可動部係止機構は、更に、少なくとも3つの係止用アームを備え、環状ロック部材が回動されることにより係止用アームが駆動され、係止用アームが可動部に当接して可動部が係止される。 In the present invention, preferably, the movable portion locking mechanism further includes at least three locking arms, and the locking arm is driven by rotating the annular lock member, so that the locking arm is movable. The movable part is locked by contacting the part.
このように構成された本発明によれば、可動部が係止用アームにより係止されるので、可動部が所定位置に保持されていない状態であっても、可動部を所定位置に係止することができる。 According to the present invention configured as described above, since the movable portion is locked by the locking arm, the movable portion is locked at the predetermined position even when the movable portion is not held at the predetermined position. can do.
本発明において、好ましくは、駆動用コイル及び駆動用磁石は3組備えられ、これらのうちの第1の組は、発生する駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置され、第2の組は、発生する駆動力の作用線が第1の組が発生する駆動力の作用線と直交し、且つ駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置され、第3の組は、発生する駆動力の作用線が、光軸を中心とする円の概ね接線方向に向けられるように配置され、係止用コイルは、第3の組の駆動用磁石との間で磁力を発生するように配置されている。 In the present invention, preferably, three sets of drive coils and drive magnets are provided, and the first set of these is arranged so that the line of action of the generated drive force generally passes through the optical axis. Are arranged such that the action line of the driving force generated is orthogonal to the action line of the driving force generated by the first set, and the action line of the driving force substantially passes through the optical axis. The action line of the generated driving force is arranged so as to be directed substantially in the tangential direction of the circle centered on the optical axis, and the locking coil generates a magnetic force with the third set of driving magnets. Are arranged to be.
このように構成された本発明においては、駆動力の作用線が概ね光軸を通るように配置された、駆動用コイル及び駆動用磁石の第1、第2の組により、可動部が並進移動され、像振れ防止制御が実行される。また、像振れ防止制御中において、駆動力の作用線が光軸を中心とする円の概ね接線方向に向けられた第3の組の駆動用コイル及び駆動用磁石は、可動部に発生する回動を抑制するように作用する。このように構成された本発明によれば、係止用コイルが、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力を発生する第3の組の駆動用磁石との間で磁力を発生するので、可動部係止機構を容易に回動駆動することができ、発生する駆動力を効率良く利用することができる。 In the present invention configured as described above, the movable portion is translated by the first and second sets of the driving coil and the driving magnet, which are arranged so that the action line of the driving force substantially passes through the optical axis. Then, image blur prevention control is executed. In addition, during the image blur prevention control, the third set of driving coils and driving magnets in which the line of action of the driving force is directed substantially in the tangential direction of the circle with the optical axis as the center, the rotation generated in the movable portion. Acts to suppress movement. According to the present invention thus configured, the locking coil generates a magnetic force with the third set of driving magnets that generate a driving force in a substantially tangential direction of a circle centered on the optical axis. Therefore, the movable portion locking mechanism can be easily rotated and the generated driving force can be used efficiently.
また、本発明は、防振アクチュエータを備えたレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、本発明の防振アクチュエータと、を有することを特徴としている。
さらに、本発明は、防振アクチュエータを備えたカメラであって、カメラ本体と、本発明のレンズユニットと、を有することを特徴としている。
In addition, the present invention is a lens unit including an anti-vibration actuator, and includes a lens barrel, an imaging lens disposed inside the lens barrel, and the anti-vibration actuator of the present invention. It is a feature.
Furthermore, the present invention is a camera provided with an anti-vibration actuator, and includes a camera body and the lens unit of the present invention.
本発明の防振アクチュエータ、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、大型化を防止しつつ、可動部を係止することができる。 According to the vibration-proof actuator of the present invention, and the lens unit and camera including the same, the movable part can be locked while preventing an increase in size.
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7を参照して、本発明の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、像振れ防止用レンズ16を所定の平面内で移動させる防振アクチュエータ10と、レンズ鏡筒6の振動を検出する振動検出手段であるジャイロ34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 an 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
本発明の実施形態のカメラ1は、ジャイロ34によって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ10を作動させて像振れ防止用レンズ16を移動させ、カメラ本体4内の撮像素子面4aに合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ34として、圧電振動ジャイロを使用している。なお、本実施形態においては、像振れ防止用レンズ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、像振れ防止用レンズとは、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。
In the
レンズユニット2は、カメラ本体4に取り付けられ、入射した光を撮像素子面4a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、一部の撮像用レンズ8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
The generally cylindrical lens barrel 6 holds a plurality of imaging lenses 8 therein, and allows focus adjustment by moving some imaging lenses 8.
次に、図2乃至図7を参照して、防振アクチュエータ10を説明する。図2は防振アクチュエータ10の側面断面図である。図3は防振アクチュエータ10の可動部を取り外した状態を示す正面図であり、図4は防振アクチュエータ10の可動部の正面図である。なお、図2は、防振アクチュエータ10を図3のII−II線に沿って破断した状態を示す断面図である。
Next, the vibration-
図2乃至図4に示すように、防振アクチュエータ10は、レンズ鏡筒6内に固定された固定部である固定板12と、この固定板12に対して並進移動及び回転移動可能に支持された可動部である移動枠14と、この移動枠14を支持する可動部支持手段である3つのスチールボール18と、を有する。さらに、防振アクチュエータ10は、固定板12に取り付けられた第1駆動用磁石22a、第2駆動用磁石22b、及び第3駆動用磁石22cと、移動枠14に取り付けられた第1駆動用コイル20a、第2駆動用コイル20b、及び第3駆動用コイル20cと、各駆動用コイル20a、20b、20cの内側に夫々配置された第1、第2、第3位置検出素子である第1磁気センサ24a、第2磁気センサ24b、第3磁気センサ24cと、を有する。なお、第1駆動用磁石22a、第2駆動用磁石22b、及び第3駆動用磁石22cは、第1駆動用コイル20a、第2駆動用コイル20b、及び第3駆動用コイル20cと夫々向かい合うように、対応する位置に配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
なお、第1の組である第1駆動用コイル20aと第1駆動用磁石22a、第2の組である第2駆動用コイル20bと第2駆動用磁石22b、第3の組である第3駆動用コイル20cと第3駆動用磁石22cは、夫々、移動枠14を固定板12に対して駆動する第1、第2、第3駆動手段を構成する。
The
さらに、図1に示すように、防振アクチュエータ10は、ジャイロ34によって検出された振動と、第1、第2、第3磁気センサ24a、24b、24cによって検出された移動枠14の位置情報に基づいて、第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cに流す電流を制御する制御部であるコントローラ36を有する。
Further, as shown in FIG. 1, the
防振アクチュエータ10は、移動枠14を、レンズ鏡筒6に固定された固定板12に対して撮像素子面4aに平行な平面内で並進移動させ、これにより移動枠14に取り付けられた像振れ防止用レンズ16を移動させてレンズ鏡筒6が振動しても撮像素子面4aに結像される像が乱れることがないように駆動される。
The
固定板12は概ねドーナツ板状の形状を有し、その上に第1、第2、第3駆動用磁石22a、22b、22cが配置されている。図3に示すように、これら3つの駆動用磁石は、その中心が、レンズユニット2の光軸Aを中心とする円の円周上にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、第1駆動用磁石22aは光軸Aの鉛直上方に配置され、第2駆動用磁石22bは光軸に対して水平方向に配置され、第3駆動用磁石22cは、第1駆動用磁石22a及び第2駆動用磁石22bから夫々中心角135゜隔てた位置に配置されている。従って、第1駆動用磁石22aと第2駆動用磁石22bの間は中心角90゜、第2駆動用磁石22bと第3駆動用磁石22cの間は中心角135゜、駆動用磁石22cと22aの間は中心角135゜隔てられていることになる。
The fixed
第1、第2駆動用磁石22a、22bは、概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、Y軸、X軸と夫々一致するように配置されている。また、第1、第2駆動用磁石22a、22bは、その短辺を横切る中心線が着磁境界線Cとなるように着磁されている。第3駆動用磁石22cは、第1、第2駆動用磁石よりも細長い概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、円の半径方向と一致するように配置されている。また、第3駆動用磁石22cは、その長辺を横切る中心線が着磁境界線Cとなるように着磁されている。即ち、第1、第2駆動用磁石22a、22bは着磁境界線Cが光軸Aを中心とする円の接線方向に向くように、第3駆動用磁石22cは着磁境界線Cが円の半径方向に向くように夫々配置されている。
The first and
移動枠14は、図2に示すように、概ねドーナツ板状の平板部14aと、その中央に形成された円筒部14bを有し、固定板12と平行に、固定板12と重なるように配置されている。円筒部14bの内部には、像振れ防止用レンズ16が取り付けられている。図4に示すように、平板部14aの光軸を中心とする円の円周上には、第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cが取り付けられている。これら第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cは、固定板12上の第1、第2、第3駆動用磁石22a、22b、22cと夫々対向するように、対応する位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, the moving
第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cは、夫々、その巻線が角の丸い矩形状に巻かれている。第1、第2駆動用コイル20a、20bは、概ね長方形状であり、その長辺を横切る中心線が、Y軸、X軸と夫々一致するように配置されている。即ち、第1、第2駆動用コイル20a、20bは、その長辺が、光軸Aを中心とする円の接線方向に向くように配置されている。また、第3駆動用コイル20cは、第1、第2駆動用コイルよりも小型の概ね長方形状であり、その短辺を横切る中心線が、光軸Aを中心とする円の半径方向に向くように配置されている。
The first, second, and
図2及び図3に示すように、3つのスチールボール18は、固定枠12と移動枠14の間に挟持され、光軸Aを中心とする円の円周上に夫々、中心角120゜の間隔を隔てて配置されている。各スチールボール18は、固定枠12の、各スチールボール18に対応する位置に形成された凹部30の中に配置され、脱落が防止される。また、後述するように、移動枠14は吸着用磁石により固定板12に吸着されるので、各スチールボール18は固定板12と移動枠14の間に挟持される。これにより、移動枠14は固定板12に平行な平面上に支持され、各スチールボール18が挟持されながら転がることによって、移動枠14の固定板12に対する任意の方向の並進運動及び回転運動が許容される。
また、本実施形態においては、スチールボール18として鋼製の球体を使用しているが、例えば、樹脂製の球体で移動枠14を固定板12に対して支持することもできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the three
Further, in the present embodiment, a steel sphere is used as the
さらに、防振アクチュエータ10は、各駆動用磁石の磁力によって移動枠14を固定板12に吸着させるために、固定板12に取り付けられた3つの吸着用磁石26と、移動枠14に取り付けられた3つの吸着用ヨーク28と、を有する。
図3に示すように、吸着用磁石26は、固定板12上に取り付けられた長方形板状の磁石であり、光軸を中心とする円の円周上に配置されている。
図4に示すように、吸着用ヨーク28は、移動枠14上に取り付けられた長方形板状のヨークであり、固定板12に取り付けられた各吸着用磁石26と夫々対向するように配置されている。各吸着用磁石26がこれらの吸着用ヨーク28に及ぼす磁力により、移動枠14は固定板12に吸着される。
Further, the
As shown in FIG. 3, the attracting
As shown in FIG. 4, the attracting
次に、各駆動用磁石及び駆動用コイルによって生成される駆動力について説明する。
図3に示すように、第1駆動用磁石22aの着磁境界線Cは、長方形の第1駆動用磁石22aの各短辺の中点を通るように位置すると共に、図2に示すように、第1駆動用磁石22aは、その厚さ方向にも極性が変化している。本実施形態においては、図2における左下の角がS極、右下がN極、左上がN極、右上がS極になっている。また、第2駆動用磁石22bも同様に着磁されており、移動枠14への取り付け方向が90゜回転されている(図3)。なお、本明細書において、着磁境界線Cとは、駆動用磁石の両端を夫々S極、N極としたとき、その中間のS極からN極に極性が変化する点を連ねた線を言うものとする。
Next, the driving force generated by each driving magnet and driving coil will be described.
As shown in FIG. 3, the magnetization boundary line C of the
このように着磁されていることにより、第1、第2駆動用磁石22a、22bは、対向して配置されている第1、第2駆動用コイル20a、20bに磁気を及ぼす。第1、第2駆動用磁石22a、22bの磁気は、主に、長方形の第1、第2駆動用コイル20a、20bの長辺の部分に作用する。これにより、第1駆動用コイル20aに電流が流れると、第1駆動用磁石22aとの間にY軸に沿った鉛直方向の駆動力が発生し、第2駆動用コイル20bに電流が流れると、第2駆動用磁石22bとの間にX軸に沿った水平方向の駆動力が発生する。
By being magnetized in this way, the first and
即ち、第1駆動用コイル20a及び第1駆動用磁石22aにより構成される第1駆動手段による駆動力の作用線は、像振れ防止用レンズ16の光軸Aを概ね通り、第2駆動用コイル20b及び第2駆動用磁石22bにより構成される第2駆動手段による駆動力の作用線は、第1駆動手段による駆動力の作用線とほぼ直交すると共に、像振れ防止用レンズ16の光軸Aを概ね通る。
That is, the line of action of the driving force by the first driving means constituted by the
一方、図3に示すように、第3駆動用磁石22cは、着磁境界線Cが光軸Aを中心とする円の半径方向に向くように配置されており、長方形の第3駆動用コイル20cの、半径方向に向けられた長辺の部分に磁気を及ぼす。これにより、第3駆動用コイル20cに電流が流れると、第3駆動用磁石22cとの間に光軸Aを中心とする円の概ね接線方向の駆動力が発生する。また、第3駆動手段を構成する第3駆動用コイル20c及び第3駆動用磁石22cは、第1、第2駆動用コイル及び第1、第2駆動用磁石よりも小型に構成されているため、駆動用コイルに同一の電流が流れた場合に第3駆動手段が発生する駆動力は、第1、第2駆動手段が発生する駆動力よりも小さくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
また、本実施形態においては、防振アクチュエータ10の可動部分(移動枠14、像振れ防止用レンズ16、及び各駆動用磁石)の重心はほぼ光軸A上に位置するため、光軸Aを中心とする円の半径方向に向けられた第1駆動手段の駆動力により、移動枠14は鉛直方向にほぼ正確に並進移動される。同様に、第2駆動手段の駆動力により、移動枠14は水平方向にほぼ正確に並進移動される。第3駆動手段は、移動枠14の並進移動に伴って生じる僅かな回転移動を抑制するように設けられているため、第3駆動手段が発生する必要のある駆動力は、第1、第2駆動手段よりも小さなものである。
In the present embodiment, the center of gravity of the movable part (the moving
図2及び図4に示すように、各駆動用コイルの内側には、夫々第1磁気センサ24a、第2磁気センサ24b、第3磁気センサ24cが夫々配置されている。第1、第2、第3磁気センサ24a、24b、24cは、第1、第2、第3駆動手段が発生する駆動力の作用線に平行な方向の、固定板12に対する移動枠14の位置を測定するように構成されている。また、各磁気センサは、移動枠14が制御中心位置にあるとき、その感度中心点Dが、各駆動用磁石の着磁境界線C上に位置するように配置されている。本実施形態においては、磁気センサとしてホール素子を使用している。
As shown in FIGS. 2 and 4, a first
磁気センサからの出力信号は、磁気センサの感度中心点Dが駆動用磁石の着磁境界線C上に位置する場合には0であり、駆動用磁石が移動し、磁気センサ感度中心点Dが駆動用磁石の着磁境界線C上から外れると、磁気センサの出力信号が変化する。防振アクチュエータ10の通常の作動中においては、駆動用磁石の移動量が微小であるため、駆動用磁石の着磁境界線Cに直交する方向の移動距離にほぼ比例した信号が磁気センサから出力される。
The output signal from the magnetic sensor is 0 when the sensitivity center point D of the magnetic sensor is located on the magnetization boundary line C of the driving magnet, the driving magnet moves, and the magnetic sensor sensitivity center point D is When it deviates from the magnetization boundary line C of the driving magnet, the output signal of the magnetic sensor changes. During the normal operation of the
このため、第1磁気センサ24aは移動枠14のY軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力し、第2磁気センサ24bは移動枠14のX軸方向の並進移動量にほぼ比例した信号を出力する。また、第3磁気センサ24cは移動枠14の移動の、回転移動成分を多く含む信号を出力する。これら第1、第2、第3磁気センサ24a、24b、24cによって検出された信号に基づいて、移動枠14が固定枠12に対して並進移動及び回転移動した位置を特定することができる。
For this reason, the first
次に、コントローラ36による防振アクチュエータ10の制御を説明する。
まず、レンズユニット2の振動は、ジャイロ34(図1)によって時々刻々検出され、コントローラ36に入力される。本実施形態においては、ジャイロ34はレンズユニット2のピッチング運動、ヨーイング運動の角速度を夫々検出するように構成されている。
Next, control of the
First, the vibration of the lens unit 2 is detected momentarily by the gyro 34 (FIG. 1) and input to the
コントローラ36においては、ジャイロ34から時々刻々入力される角速度に基づいて、像振れ防止用レンズ16を移動させるべき位置を時系列で指令するレンズ位置指令信号が計算される。このレンズ位置指令信号に従って、像振れ防止用レンズ16を時々刻々移動させることにより、写真撮影の露光中にレンズユニット2が振動した場合にも、カメラ本体4内の撮像素子面4aに合焦される像は乱れることなく安定化される。
In the
コントローラ36は、生成されたレンズ位置指令信号によって指示された位置に、像振れ防止用レンズ16が移動されるように、第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cに流す電流を制御する。
The
一方、第1駆動用磁石22aに対する第1駆動用コイル20aの鉛直方向の移動量は、第1磁気センサ24aによって測定される。第2駆動用磁石22bに対する第2駆動用コイル20bの水平方向の移動量は、第2磁気センサ24bによって測定される。また、第3駆動用磁石22cに対する第3駆動用コイル20cの移動量は、第3磁気センサ24cによって測定される。ここで、第3磁気センサ24cは、第3磁気センサ24cの感度中心点Dと第3駆動用磁石22cの着磁境界線Cとの間の距離を測定する。
On the other hand, the amount of vertical movement of the
コントローラ36は、各磁気センサによって測定された移動量に基づいて、移動枠14がレンズ位置指令信号によって指定された位置に並進移動されるように、各駆動用コイルに流す電流を制御する。移動枠14が、レンズ位置指令信号によって指定された位置まで正確に並進移動されると、各駆動用コイルには電流が流れなくなり、駆動力は0になる。
Based on the amount of movement measured by each magnetic sensor, the
また、第1、第2駆動用コイル20a、20bが夫々レンズ位置指令信号によって指令された位置に移動されていても、移動枠14が並進移動と共に回転移動されている場合には、第3駆動用コイル20cには電流が流れる。この第3駆動用コイル20cに流れる電流により、第3駆動用磁石22cとの間に移動枠14を回転させる駆動力が作用する。これにより、移動枠14の回転移動は打ち消され、移動枠14は正確に並進移動される。本実施形態による防振アクチュエータ10においては、移動枠14が、3つのスチールボール18によって固定板12に対して並進移動及び回転移動可能に支持されているにも関わらず、第1、第2、第3駆動手段が協働して駆動力を発生させることにより、移動枠14の回転移動が抑制され、移動枠14は正確に並進移動される。
Even if the first and second drive coils 20a and 20b are respectively moved to the positions commanded by the lens position command signal, the third drive is performed when the moving
次に、図5乃至図7を新たに参照して、可動部を係止する機構を説明する。
図5は、防振アクチュエータ10を、カメラ1の被写体側から見た正面図である。図6は図5のVI−VI線に沿う断面図であり、図7は図5のVII−VII線に沿う断面図である。
図5及び図6に示すように、防振アクチュエータ10は、さらに、環状ロック部材38と、この環状ロック部材38に取り付けられた係止用コイル40と、この係止用コイル40と重なるように配置された閉磁用ヨーク42と、を有する。
Next, a mechanism for locking the movable portion will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a front view of the vibration-
As shown in FIGS. 5 and 6, the vibration-
図5及び図6に示すように、環状ロック部材38は、円形の板部材であり、その中央には概ね円形の開口部が設けられている。この環状ロック部材38の開口部には、移動枠14の円筒部14bが受け入れられており、円筒部14bは環状ロック部材38から突出するように延びている。また、環状ロック部材38は、レンズ鏡筒6の内部で、光軸Aを中心に回動可能に支持されており、移動枠14に対しても回動可能になっている。なお、本実施形態において、環状ロック部材38は可動部係止機構として機能する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
一方、図5に示すように、円筒部14bの側面には、光軸A方向に延びる3つの突起14cが設けられている。これら3つの突起14cは、光軸Aを中心に中心角120°の間隔で設けられている。また、環状ロック部材38の開口部の縁には、各突起14cに対応する位置に3つの凹部38bが夫々設けられており、防振アクチュエータ10の像振れ防止制御中においては、各突起14cと環状ロック部材38が接触することはない。さらに、環状ロック部材38が、移動枠14に対して光軸Aを中心に回動されると、各凹部38bは図中に想像線で示す位置に移動される。これにより、各突起14cは、環状ロック部材38の開口部の内周面である当接部38aと夫々当接され、移動枠14が係止される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, three
係止用コイル40は、図6及び図7に示すように、環状ロック部材38の移動枠14側の面に、第3駆動用磁石22cに対応する位置に取り付けられている。即ち、固定板12に取り付けられた第3駆動用磁石22cに対向するように、移動枠14に取り付けられた第3駆動用コイル20cが配置され、この第3駆動用コイル20cの背面側に位置するように、係止用コイル40が配置されている。また、図5に示すように、係止用コイル40は角の丸い長方形状に巻かれたコイルであり、その長辺を横切る中心線が、光軸Aを中心とする円の半径方向に向くように取り付けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the locking
係止用コイル40の長辺は、第3駆動用コイル20c(図4)の短辺よりも長く構成され、図7に示すように、係止用コイル40は第3駆動用コイル20cの両端よりも外側まで延びている。また、第3駆動用磁石22cの長辺は、係止用コイル40の長辺とほぼ同じ長さに形成されており、第3駆動用磁石22cも第3駆動用コイル20cの両端よりも外側まで延びている。
The long side of the locking
閉磁用ヨーク42は、図5に示すように、長方形板状の磁性材であり、係止用コイル40の背面側に配置されている。この閉磁用ヨーク42が配置されることにより、第3駆動用磁石22cと閉磁用ヨーク42の間には、図7に想像線の矢印で示す磁気回路が構成される。このように、第3駆動用磁石22cから延びる磁力線を係止用コイル40の巻線が横切っているため、係止用コイル40に電流が流れることにより、係止用コイル40には駆動力が作用する。この駆動力により、環状ロック部材38が、固定板12に対して回動駆動される。なお、第3駆動用磁石22cは他の駆動用磁石よりも小型に形成されているが、環状ロック部材38の駆動に要する駆動力は、像振れ防止制御に要する駆動力よりも小さいため、環状ロック部材38を回動させるための十分な駆動力を得ることができる。
As shown in FIG. 5, the
次に、図1及び図5を参照して、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、カメラ1の手ブレ防止機能の起動スイッチ(図示せず)をONにすることにより、レンズユニット2に備えられた防振アクチュエータ10が作動される。レンズユニット2に取り付けられたジャイロ34は、所定周波数帯域の振動を時々刻々検出し、コントローラ36に出力する。ジャイロ34により検出された角速度の信号に基づいて、鉛直方向及び水平方向のレンズ位置指令信号が生成される。このレンズ位置指令信号によって指令される位置に、像振れ防止用レンズ16を時々刻々移動させることによって、カメラ本体4の撮像素子面4aに合焦される像が安定化される。
Next, the operation of the
像振れ防止用レンズ16が取り付けられた移動枠14の位置は、第1、第2、第3磁気センサ24a、24b、24cによって検出される。検出された移動枠14の位置がレンズ位置指令信号により指定された位置に到達すると、各駆動用コイルに流れる電流は0にされ、駆動力も0になる。また、外乱、又は、レンズ位置指令信号の変化等により、移動枠14がレンズ位置指令信号により指定された位置から外れると、再び各駆動用コイルに電流が流される。各駆動用コイルに電流が流れると、対向して配置された駆動用磁石との間で駆動力が発生し、移動枠14はレンズ位置指令信号により指定された位置に戻される。
The position of the moving
以上の作用が時々刻々繰り返されることにより、移動枠14に取り付けられた像振れ防止用レンズ16が、レンズ位置指令信号に追従するように移動される。これにより、カメラ本体4の撮像素子面4aに合焦される像が安定化される。なお、上記の像振れ防止制御中においては係止用コイル40には電流は流されず、環状ロック部材38は図5の実線に示す位置に維持される。このため、移動枠14と環状ロック部材38が接触することはない。
By repeating the above operation every moment, the image
次いで、カメラ1の手ブレ防止機能の起動スイッチ(図示せず)がOFFにされると、像振れ防止制御が終了し、移動枠14は環状ロック部材38によって係止される。
まず、像振れ防止制御が終了されると、コントローラ36は、移動枠14を図5に示す制御中心位置に移動させ、移動枠14がその位置に保持されるように制御する。制御中心位置は、移動枠14に取り付けられた像振れ防止用レンズ16の光軸と、レンズユニット2の光軸が一致し、移動枠14が回動されていない位置である。次に、コントローラ36は、係止用コイル40に電流を流して環状ロック部材38を光軸Aを中心に回転駆動し、環状ロック部材38を、図5に想像線で示す係止位置まで回動させる。これにより、環状ロック部材38の開口部の内周壁である当接部38aと、移動枠14の各突起14cの先端が当接し、移動枠14は制御中心位置に係止される。即ち、係止用コイル40は、環状ロック部材38によって構成される可動部係止機構を、係止状態に駆動する。移動枠14が環状ロック部材38によって機械的に係止されると、コントローラ36は、各駆動用コイル及び係止用コイル40への通電を停止する。
なお、カメラ1の電源スイッチ(図示せず)がOFFにされた場合にも、同様の動作で移動枠14は制御中心位置に係止される。
Next, when a start switch (not shown) for the camera shake prevention function of the
First, when the image blur prevention control is finished, the
Even when the power switch (not shown) of the
本発明の実施形態の防振アクチュエータ10によれば、第1、第2、第3駆動用コイル20a、20b、20cと、第1、第2、第3駆動用磁石22a、22b、22cとの間に作用する磁力により、移動枠14が駆動され、像振れ防止制御が実行される。一方、可動部係止機構を構成する環状ロック部材38は、係止用コイル40と第3駆動用磁石22cとの間に作用する磁力によって駆動されるので、係止用コイル40との間で磁力を発生させる専用の磁石を設ける必要がなく、防振アクチュエータ10全体を小型化することができる。
According to the vibration-
また、本実施形態の防振アクチュエータ10によれば、係止用コイル40は、固定板12に取り付けられた第3駆動用磁石22cとの間で駆動力を発生させるので、発生される駆動力の反力で第3駆動用磁石22cが移動されてしまうことがなく、環状ロック部材38を確実に駆動することができる。
Further, according to the vibration-
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ10によれば、移動枠14が、可動部係止機構を構成する環状ロック部材38の回動によって直接係止されるので、可動部係止機構を係止用コイル40により簡単に係止状態に駆動することができる。
Furthermore, according to the vibration-
また、本実施形態の防振アクチュエータ10によれば、環状ロック部材38の当接部38aが、移動枠14の突起14cと直接当接することにより移動枠14が係止されるので、簡単な機構で可動部係止機構を構成することができる。
Further, according to the vibration-
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ10によれば、第1駆動用コイル20a及び第1駆動用磁石22aからなる第1の組、第2駆動用コイル20b及び第2駆動用磁石22bからなる第2の組により、作用線が概ね光軸を通る駆動力が夫々生成される。これらの駆動力により、像振れ防止制御中において、移動枠14は概ね並進運動される。移動枠14に発生する回動は、第3駆動用コイル20c及び第3駆動用磁石22cからなる第3の組が発生する、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力により抑制され、移動枠14は正確に並進運動される。係止用コイル40は、光軸を中心とする円の概ね接線方向の駆動力を発生する第3駆動用磁石22cとの間で磁力を発生するように構成されているので、環状ロック部材38を容易に回動駆動することができ、発生する駆動力を効率良く利用することができる。
Furthermore, according to the vibration-
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、本発明をデジタルカメラに適用していたが、本発明をフィルムカメラ、ビデオカメラ等に適用することもできる。 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 present invention is applied to a digital camera, but the present invention can also be applied to a film camera, a video camera, and the like.
なお、上述した実施形態においては、可動部係止機構を構成する環状ロック部材が移動枠と直接当接し、移動枠を係止していたが、種々の可動部係止機構を備えた防振アクチュエータに本発明を適用することができる。例えば、変形例として、係止用アームにより移動枠を係止することもできる。 In the above-described embodiment, the annular lock member constituting the movable portion locking mechanism is in direct contact with the moving frame and locks the moving frame. However, the vibration isolation device having various movable portion locking mechanisms is used. The present invention can be applied to an actuator. For example, as a modification, the moving frame can be locked by a locking arm.
図8は、本変形例における可動部係止機構を示す分解斜視図である。
図8に示すように、本変形例における可動部係止機構は、環状ロック部材138と、これにより駆動される4本の係止用アーム139と、を有する。環状ロック部材138は、中央に円形の開口部が設けられた円板状の部材であり、レンズ鏡筒6に対して回動可能に支持されている。上述した実施形態と同様に、環状ロック部材138は、その開口部を通して移動枠14の円筒部14bが突出するように配置される。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the movable portion locking mechanism in the present modification.
As shown in FIG. 8, the movable portion locking mechanism in the present modification includes an
環状ロック部材138の一方の面には、閉磁用ヨーク142が取り付けられ、この閉磁用ヨーク142に係止用コイル140が取り付けられている。閉磁用ヨーク142は、上述した実施形態と同様に、固定部12に取り付けられた第3駆動用磁石との間で磁気回路を構成するように配置される。このため、係止用コイル140に電流を流すことにより駆動力が発生し、環状ロック部材138は固定部12に対して回動駆動される。
一方、環状ロック部材138の、閉磁用ヨーク142が取り付けられていない方の面には、4本のカム溝138aが形成されている。
A closed
On the other hand, four
環状ロック部材138のカム溝138a側の面には、4本の係止用アーム139が配置されている。
各係止用アーム139は細長い板状の部材であり、その一方の面の端部には支軸139aが設けられ、他方の面の反対側の端部にはカム突起139bが設けられている。係止用アーム139の支軸139aは、レンズ鏡筒6内に固定された軸受穴(図示せず)に夫々受け入れられており、これにより、各係止用アーム139は、支軸139aを中心に回動可能に支持されている。一方、各係止用アーム139の反対側の面から突出しているカム突起139bは、夫々、環状ロック部材138に形成されたカム溝138aに受け入れられている。
Four locking
Each locking
この構成により、環状ロック部材138が光軸を中心に回動されると、カム突起139bがカム溝138aに沿って移動される。これにより、各係止用アーム139は、各支軸139aを中心に回動される。各係止用アーム139が半径方向内方に回動されると、各係止用アーム139は移動枠14の円筒部14bの外周面に当接され、移動枠14が制御中心位置に機械的に係止される。即ち、係止用コイル140は、環状ロック部材138及び係止用アーム139から構成される可動部係止機構を、係止状態に駆動する。
With this configuration, when the
この変形例によれば、移動枠14の円筒部14bの周囲(像振れ防止用レンズ16の周囲)に配置された4本の係止用アーム139が、半径方向内方に向かって移動枠14を押圧して係止している。このため、移動枠14が制御中心位置に保持されていない状態であっても、各係止用アーム139が移動枠14を制御中心位置へ移動させ、移動枠14を制御中心位置に係止することができる。なお、本変形例においては、4本の係止用アームが設けられていたが、係止用アームは3本以上の、任意の本数設けることができる。
According to this modification, the four locking
また、上述した実施形態においては、駆動用コイルが可動部に、駆動用磁石が固定部に取り付けられていたが、変形例として図9に示すように、駆動用磁石を可動部に、駆動用コイルを固定部に取り付けることもできる。図9は、本変形例における第3駆動用コイル、第3駆動用磁石、及び係止用コイルの位置関係を示す断面図である。 In the embodiment described above, the drive coil is attached to the movable part and the drive magnet is attached to the fixed part. However, as shown in FIG. 9 as a modification, the drive magnet is attached to the movable part. A coil can also be attached to a fixed part. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the positional relationship among the third drive coil, the third drive magnet, and the locking coil in this modification.
図9に示すように、本変形例においては、固定板212に第3駆動用コイル220cが取り付けられ、移動枠214に第3駆動用磁石222cが取り付けられ、環状ロック部材238に係止用コイル240が夫々取り付けられている。また、係止用コイル240の背面側には閉磁用ヨーク242が取り付けられている。この構成においては、第3駆動用コイル220cに電流が流されることにより、これに対向して配置された第3駆動用磁石222cとの間で、移動枠214を駆動する駆動力が発生する。一方、第3駆動用磁石222cの背面側に配置された係止用コイル240に電流が流されることにより、第3駆動用磁石222cと係止用コイル240の間で環状ロック部材238を回動させる駆動力が発生する。
As shown in FIG. 9, in this modification, the
移動枠214を係止する際には、コントローラは、固定板212に取り付けられた各駆動用コイルに電流を流し、各駆動用磁石が取り付けられた移動枠214を制御中心位置に保持する。コントローラは、この状態を維持しながら係止用コイル240にも電流を流すことにより、移動枠214の第3駆動用磁石222cとの間に作用する駆動力で環状ロック部材238を回動させる。なお、環状ロック部材238を移動枠214に対して回動させることにより、移動枠214にはその反力が作用するが、固定板212の各駆動用コイルと移動枠214の各駆動用磁石の間に大きな制御力を発生させておくことにより、反力に抗して移動枠214を制御中心位置に保持することができる。環状ロック部材238が係止位置へ移動され、移動枠214が機械的に係止された後で、各駆動用コイル及び係止用コイル240への通電が停止される。
When the moving
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
4a 撮像素子面
6 レンズ鏡筒
8 撮像用レンズ
10 防振アクチュエータ
12 固定板(固定部)
14 移動枠(可動部)
14a 平板部
14b 円筒部
14c 突起
16 像振れ防止用レンズ
18 スチールボール(可動部支持手段)
20a 第1駆動用コイル
20b 第2駆動用コイル
20c 第3駆動用コイル
22a 第1駆動用磁石
22b 第2駆動用磁石
22c 第3駆動用磁石
24a 第1磁気センサ(第1位置検出素子)
24b 第2磁気センサ(第2位置検出素子)
24c 第3磁気センサ(第3位置検出素子)
26 吸着用磁石
28 吸着用ヨーク
30 凹部
34 ジャイロ
36 コントローラ(制御部)
38 環状ロック部材
38a 当接部
38b 凹部
40 係止用コイル
42 閉磁用ヨーク
138 環状ロック部材
138a カム溝
139 係止用アーム
139a 支軸
139b カム突起
140 係止用コイル
142 閉磁用ヨーク
212 固定板
214 移動枠
220c 第3駆動用コイル
222c 第3駆動用磁石
238 環状ロック部材
240 係止用コイル
242 閉磁用ヨーク
DESCRIPTION OF
14 Moving frame (movable part)
14a
20a
24b Second magnetic sensor (second position detecting element)
24c 3rd magnetic sensor (3rd position detection element)
26
38
Claims (8)
固定部と、
上記像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、
この可動部を、上記像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、上記固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、
複数の駆動用コイル及びこれらの駆動用コイルと夫々対向するように配置された複数の駆動用磁石を備え、上記各駆動用コイルと上記各駆動用磁石の間に作用する磁力により、上記固定部に対して上記可動部を駆動して、像振れを防止する駆動手段と、
上記可動部を所定の位置に機械的に係止する可動部係止機構と、
この可動部係止機構に取り付けられた係止用コイルと、を有し、
上記係止用コイルは、上記駆動用磁石との間に作用する磁力により、上記可動部係止機構を係止状態に駆動することを特徴とする防振アクチュエータ。 An anti-vibration actuator for moving the image blur prevention lens,
A fixed part;
A movable part to which the lens for preventing image blur is attached;
Movable part support means for supporting the movable part movably with respect to the fixed part within a plane perpendicular to the optical axis of the image blur prevention lens;
A plurality of driving coils and a plurality of driving magnets disposed so as to face the driving coils, respectively, and the fixed portion is formed by a magnetic force acting between the driving coils and the driving magnets. Driving means for driving the movable part to prevent image blur;
A movable part locking mechanism for mechanically locking the movable part at a predetermined position;
A locking coil attached to the movable part locking mechanism,
The vibration-proof actuator, wherein the locking coil drives the movable portion locking mechanism to a locked state by a magnetic force acting between the driving magnet and the driving magnet.
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に配置された撮像用レンズと、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の防振アクチュエータと、
を有することを特徴とするレンズユニット。 A lens unit equipped with an anti-vibration actuator,
A lens barrel;
An imaging lens disposed inside the lens barrel;
The vibration-proof actuator according to any one of claims 1 to 6,
A lens unit comprising:
カメラ本体と、
請求項7記載のレンズユニットと、
を有することを特徴とするカメラ。 A camera with an anti-vibration actuator,
The camera body,
A lens unit according to claim 7;
A camera characterized by comprising:
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