JP2017083557A5 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラや交換レンズ等の光学機器に備えられ、光学素子等のシフト素子をシフトさせる光学機器に関する。

本発明は、ＶＣＭをアクチュエータとして用いる場合に、大型化を抑えつつシフト素子のシフト可能量を拡大することができるようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、ベース部材と、光学素子または撮像素子である第１素子を保持し、ベース部材に対して第１方向にシフト可能な可動部材と、ベース部材および可動部材のうちの一方である第１部材に設けられている第１コイルと、ベース部材および可動部材のうちの他方である第２部材に設けられている第１マグネットとを含む第１アクチュエータと、第１および第２部材のうちの一方に設けられている第２コイルと、第１および第２部材のうちの他方に設けられている第２マグネットとを含む第２アクチュエータと、を有する。第１方向と直交する第２方向において、第１コイルと前記第１マグネットは対向し、第２方向において、第２コイルと第２マグネットは対向する。第１素子は、第１アクチュエータと第２アクチュエータとの間に配置され、第１マグネットの第１コイルと対向する第１面及び第２マグネットの第２コイルと対向する第２面は、Ｎ極部とＳ極部が第１方向に並んでおり、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータは、可動部材を第１方向に移動させ、可動部材が第１方向における可動範囲の中心に位置する第１状態で、第１方向において、第１コイルの中心位置が第１マグネットのＮ極部とＳ極部の境界位置に対してずれており、第２コイルの中心位置が第２マグネットのＮ極部とＳ極部の境界位置に対してずれていることを特徴とする。

第１ピッチマグネット１４７ｐは、前述したように第１ピッチコイル１４６ｐに対向するように可動部材（第２部材）１４２に保持されている。第１ピッチマグネット１４７ｐにおける第１ピッチコイル１４６ｐとの対向面（第１の面）１４７ｐａの法線方向が着磁方向であり、着磁境界面１４７ｐｂを挟んだ両側にＮ極部（第１極部）１４７ｐｎとＳ極部（第２極部）１４７ｐｓとが設けられている。言い換えれば、Ｎ極部とＳ極部が対向面１４７ｐａ上においてピッチ方向に並んでいる。着磁境界面１４７ｐｂは、Ｎ極部１４７ｐｎとＳ極部１４７ｐｓの境界位置を示している。本実施例では、光軸Ｏａから遠い側にＮ極部１４７ｐｎを、光軸Ｏａに近い側にＳ極部１４７ｐｓを設けている。着磁境界面１４７ｐｂは、第１ピッチコイル１４６ｐの長手方向（ヨー方向）に平行に延びている。また、第１ピッチマグネット１４７ｐのうち光学素子１４１から最も離れた面を外端面１４７ｐｃとする。

第２ピッチマグネット１４９ｐにおける第２ピッチコイル１４８ｐとの対向面（第２の面）１４９ｐａの法線方向が着磁方向であり、着磁境界面１４９ｐｂを挟んだ両側にＮ極部１４９ｐｎとＳ極部１４９ｐｓとが設けられている。言い換えれば、Ｎ極部とＳ極部が対向面１４９ｐａ上においてピッチ方向に並んでいる。着磁境界面１４９ｐｂは、Ｎ極部１４９ｐｎとＳ極部１４９ｐｓの境界位置を示している。本実施例では、光軸Ｏａから遠い側にＳ極部１４９ｐｓを、光軸Ｏａに近い側にＮ極部１４９ｐｎを設けている。着磁境界面１４９ｐｂは、第２ピッチコイル１４８ｐの長手方向（ヨー方向）に平行に延びている。第２ピッチマグネット１４９ｐのうち光学素子１４１から最も離れた面を外端面１４９ｐｃとする。

第１ヨーマグネット１４７ｙは、前述したように第１ヨーコイル１４６ｙに対向するように可動部材１４２に保持されている。第１ヨーマグネット１４７ｙにおける第１ヨーコイル１４６ｙとの対向面（第１の面）の法線方向が着磁方向であり、着磁境界面１４７ｙｂを挟んだ両側にＮ極部１４７ｙｎとＳ極部１４７ｙｓとが設けられている。言い換えれば、Ｎ極部とＳ極部が対向面上においてピッチ方向に並んでいる。着磁境界面１４７yｂは、Ｎ極部１４７yｎとＳ極部１４７yｓの境界位置を示している。本実施例では、光軸Ｏａから遠い側にＮ極部１４７ｙｎを、光軸Ｏａに近い側にＳ極部１４７ｙｓを設けている。着磁境界面１４７ｙｂは、第１ヨーコイル１４６ｙの長手方向（ピッチ方向）に平行に延びている。また、第１ヨーマグネット１４７ｙのうち光学素子１４１から最も離れた面を外端面１４７ｙｃとする。

第２ヨーマグネット１４９ｙにおける第２ヨーコイル１４８ｙとの対向面（第２の面）の法線方向が着磁方向であり、着磁境界面１４９ｙｂを挟んだ両側にＮ極部１４９ｙｎとＳ極部１４９ｙｓとが設けられている。言い換えれば、Ｎ極部とＳ極部が対向面上においてピッチ方向に並んでいる。着磁境界面１４９yｂは、Ｎ極部１４９yｎとＳ極部１４９yｓの境界位置を示している。本実施例では、光軸Ｏａから遠い側にＳ極部１４９ｙｓを、光軸Ｏａに近い側にＮ極部１４９ｙｎを設けている。着磁境界面１４９ｙｂは、第２ヨーコイル１４８ｙの長手方向（ピッチ方向）に平行に延びている。第２ヨーマグネット１４９ｙのうち光学素子１４１から最も離れた面を外端面１４９ｙｃとする。

図５（ｂ）には、図５（ａ）の中立状態から可動部材１４２がシフトし、第１ピッチマグネット１４７ｐの着磁境界面１４７ｐｂが第１ピッチコイル１４６ｐのコイル線束部１４６ｐｄのうち光学素子１４１から遠い側の部分に到達する直前の位置にある状態（第２の状態）を示す。この状態では、第２ピッチマグネット１４９ｐが第２ピッチコイル１４８のコイル線束部１４８ｐｄのうち光学素子１４１から遠い側の部分を通過し、第２ピッチコイル１４８ｐと第２ピッチマグネット１４９ｐの間のローレンツ力の向きが反転する。このため、ローレンツ力のシフト方向成分が互いに同じ向きになるように、第１ピッチコイル１４６ｐには＋Ｊ１方向に、第２ピッチコイル１４８ｐには図５Ａと反対の−Ｊ２方向にそれぞれ電流を流すことで、Ｆ１ｂおよびＦ２ｂで示すローレンツ力が発生する。Ｆ１ｂとＦ２ｂのシフト方向成分Ｆ１ｂｈとＦ２ｂｈの合力が可動部材１４２の推力であり、光軸方向成分Ｆ１ｂｖとＦ２ｂｖが可動部材１４２を光軸方向に動かそうとする面外力である。図５Ｂでは、第２ピッチマグネット１４９ｐが第２ピッチコイル１４８ｐのコイル線束部１４８ｐｄの片側の部分に対向する領域から外れているために推力が小さくなる。しかし、第１ピッチマグネット１４７ｐと第１ピッチコイル１４６ｐとの間で十分な推力が発生しており、可動部材１４２をシフトさせることができる。

Claims (7)

1. ベース部材と、
   光学素子または撮像素子である第１素子を保持し、前記ベース部材に対して第１方向にシフト可能な可動部材と、
   前記ベース部材および前記可動部材のうちの一方である第１部材に設けられている第１コイルと、前記ベース部材および前記可動部材のうちの他方である第２部材に設けられている第１マグネットとを含む第１アクチュエータと、
   前記第１および第２部材のうちの一方に設けられている第２コイルと、前記第１および第２部材のうちの他方に設けられている第２マグネットとを含む第２アクチュエータと、を有し、
   前記第１方向と直交する第２方向において、前記第１コイルと前記第１マグネットは対向し、
   前記第２方向において、前記第２コイルと前記第２マグネットは対向し、
   前記第１素子は、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとの間に配置され、
   前記第１マグネットの前記第１コイルと対向する第１面及び前記第２マグネットの前記第２コイルと対向する第２面は、Ｎ極部とＳ極部が前記第１方向に並んでおり、
   前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータは、前記可動部材を前記第１方向に移動させ、
   前記可動部材が前記第１方向における可動範囲の中心に位置する第１状態で、前記第１方向において、前記第１コイルの中心位置が前記第１マグネットのＮ極部とＳ極部の境界位置に対してずれており、前記第２コイルの中心位置が前記第２マグネットのＮ極部とＳ極部の境界位置に対してずれていることを特徴とする光学機器。
2. 前記第２のコイルは、前記第１部材に設けられていて、
   前記第２マグネットは、前記第２部材に設けられていて、
   前記第１状態で前記第１コイルの中心位置及び前記第２コイルの中心位置は、前記第１方向において前記第１素子に近づく側にずれていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記第２のコイルは、前記第１部材に設けられていて、
   前記第２マグネットは、前記第２部材に設けられていて、
   前記第１コイルの中心位置及び前記第２コイルの中心位置は、前記第１方向において前記第１素子から離れる側にずれていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
4. 前記第２のコイルは、前記第２部材に設けられていて、
   前記第２マグネットは、前記第１部材に設けられていて、
   前記第１状態で前記第１コイルの中心位置及び前記第２コイルの中心位置の一方は、前記第１方向において前記第１素子に近づく側にずれていて、前記第１コイルの中心位置及び前記第２コイルの中心位置の他方は、前記第１方向において前記第１素子から離れる側にずれていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
5. 前記第１方向における前記第１コイルの中心位置のずれ量及び前記第２コイルの中心位置のずれ量は等しいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学機器。
6. 前記第１状態で、前記第１方向において、通電した前記第１コイルと前記第１マグネットのＮ極部とによって生じる力と、通電した前記第１コイルと前記第１マグネットのＳ極部とによって生じる力とが釣り合わないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学機器。
7. 前記第１状態から移動した第２状態の前記可動部材を、前記第１方向における可動範囲の中心に向けて付勢する付勢部材を更に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学機器。