JP2023152433A - 光学装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、コイルの固定に有利な光学装置を提供する。【解決手段】マグネット１０を保持する第１固定鏡胴７及び第２固定鏡胴と、光軸Ｏの方向において一端及び他端を有する空芯コイル６を保持して光軸Ｏの方向に可動のガラス保持枠５とを有し、物体の像を形成するレンズ装置１であって、ガラス保持枠５は、空芯コイル６の一端と接触するコイル当接面５ｃと、コイル当接面５ｃに空芯コイル６が押圧されるように空芯コイル６を保持する弾性変形部５ｂとを有することを特徴とする。【選択図】 図５

Description

本発明は、光学装置及び撮像装置に関する。

フォーカスレンズユニット等のレンズユニットの駆動には、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ）が使用されている。レンズユニットは、空芯コイルが移動筒に固定されたＶＣＭが発生する力により光軸方向に駆動される。

特許文献１の磁気駆動ユニットにおいては、空芯コイルを保持するコイル保持部に弾性変形部が備えられ、空芯コイルは、弾性変形部が圧入されて仮固定され、接着剤により本固定されている。

特開２０１７－１２２８２３号公報

特許文献１の磁気駆動ユニットの駆動力は、コイル保持部から空芯コイルを脱落させる方向に働くため、接着剤による本固定を強固に行う必要がある。

本発明は、例えば、コイルの固定に有利な光学装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、磁石を保持する固定部材と、光軸の方向において一端及び他端を有するコイルを保持して前記光軸の方向に可動の可動部材とを有し、物体の像を形成する光学装置であって、前記可動部材は、前記コイルの前記一端と接触する接触面と、前記接触面に前記コイルが押圧されるように前記コイルを保持する保持部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、コイルの固定に有利な光学装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレンズ装置１の全体図である。 本発明の実施形態に係るフォーカス群３の要部分解斜視図である。 ガラス保持枠５に空芯コイル６が組み込まれた状態を示す図である。 （Ａ）～（Ｃ）空芯コイル６の組込手順を示す図である。 図３の断面線Ｖ－Ｖにおける断面図である。 図３の断面線ＶＩ－ＶＩにおける断面図である。 空芯コイル６がガラス保持枠５に固定された状態を示す部分斜視図である。 撮像装置の構成例を示す模式図である。

（実施例）
以下に、本発明の好ましい実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に係るレンズ装置１（光学装置）の全体図である。本発明のレンズ装置１は、撮像装置に対し交換可能なレンズなど、レンズを扱う製品全般を含む。また、レンズ装置１の光軸Ｏが延びる方向を光軸方向、図中左側を被写体側（物体側）、図中右側を撮像面側とし、被写体からの撮影光束はレンズ装置１を通り、不図示の撮像素子の撮像面に結像する。

レンズ装置１は、移動によって焦点距離を調整するズームレンズ群を含むズーム群２及び移動によって焦点位置を変化させるフォーカスレンズ群を含むフォーカス群３によって構成されている。焦点位置を変化させるためにフォーカス群３には、空芯コイル６（コイル）、Ｕ型ヨーク９Ａ、Ｈ型ヨーク９Ｂ及びマグネット１０（磁石）等から構成された、ＶＣＭが搭載されている。

図２は、フォーカス群３の分解斜視図である。フォーカス群３の可動部は、光学ガラス４と、光学ガラス４を保持するガラス保持枠５（可動部材）と、ガラス保持枠５に固定（保持）された空芯コイル６によって構成される。更に、フォーカス群３を構成するＵ型ヨーク９Ａ、Ｈ型ヨーク９Ｂ、第１ガイドバー１１、第２ガイドバー１２は、固定部材である第１固定鏡胴７、第２固定鏡胴８に固定されている。

ガラス保持枠５は、第１ガイドバー１１、第２ガイドバー１２に光軸Ｏの方向に可動に係合されている。ガラス保持枠５には、空芯コイル６と空芯コイル６に通電するための不図示のフレキシブルプリント基板が固定されている。空芯コイル６は、光軸Ｏの方向において一端及び他端を有している。空芯コイル６の固定の詳細に関しては後述する。

Ｕ型ヨーク９Ａは磁性体で且つ、略Ｕの字形状であり、光軸Ｏに沿う方向に延び、マグネット保持部９Ａ１及びマグネット保持部９Ａ１に対向したコイル挿通部９Ａ２を有する。マグネット１０は、Ｕ型ヨーク９Ａのマグネット保持部９Ａ１の内側面に保持され、Ｕ型ヨーク９Ａのコイル挿通部９Ａ２とマグネット１０は所定の間隔が空けられている。すなわち、マグネット１０は、Ｕ型ヨーク９Ａを介して固定部材である第１固定鏡胴７と第２固定鏡胴８に保持されている。マグネット１０は、光軸方向に延びており、光軸方向に直交する方向に磁化されている。Ｕ型ヨーク９Ａのコイル挿通部９Ａ２は、空芯コイル６の挿通面６ａがマグネット１０側になるように空芯コイル６に挿通されている。Ｕ型ヨーク９Ａの開口部には、磁力によってＨ型ヨーク９Ｂが保持されている。以上の構成から、空芯コイル６に通電することによって、空芯コイル６に対する推力が発生し、ガラス保持枠５を光軸方向に駆動させることができる。

図３、図４（Ａ）～（Ｃ）を参照して、ガラス保持枠５に空芯コイル６を組み込む組込手順について説明する。図３は、ガラス保持枠５に空芯コイル６が組み込まれた状態を光軸方向から見た際の図である。図４（Ａ）は、ガラス保持枠５に空芯コイル６を組み込む前の状態を示す模式図である。図４（Ｂ）は、空芯コイル６をガラス保持枠５に組み込む途中の状態を示す模式図である。図４（Ｃ）は、空芯コイル６がガラス保持枠５に組み込まれた状態を示す模式図である。

ガラス保持枠５はコイル収納部５ａを有しており、コイル収納部５ａの長手方向の両端には、光軸方向に沿って延伸する形状の弾性変形部５ｂ（保持部）がそれぞれ設けられている。弾性変形部５ｂは、光軸方向に沿って延出した延出部５ｂ１（弾性部）と、延出部５ｂ１の先端に形成された先端部５ｂ２で構成され、先端部５ｂ２には少なくとも第１斜面５ｂ３（押圧部、斜面）が形成されている。また、先端部５ｂ２には第１斜面５ｂ３と異なる位置に第２斜面５ｂ４（案内面）が形成されている。延出部５ｂ１は、光軸Ｏを含む断面において、光軸Ｏの方向における剛性より光軸Ｏに直交する方向における剛性が低い。このように光軸Ｏの方向に沿って延びている延出部５ｂ１は、弾性変形をすることが可能であると共に、弾性変形により第１斜面５ｂ３が空芯コイル６を押圧する。すなわち、空芯コイル６は、延出部５ｂ１の弾性変形により押圧されている。更にガラス保持枠５には、コイル当接面５ｃ（接触面）、接着溝５ｄ、後述のコイル嵌合溝５ｅが設けられている。また、ガラス保持枠５は樹脂材で形成されており、弾性変形部５ｂは空芯コイル６を組込む過程で弾性変形が可能である。

空芯コイル６をガラス保持枠５に組み込むには、図４（Ａ）に示すように、空芯コイル６をガラス保持枠５に対向するように配置し、矢印Ａで示す光軸方向に倣って空芯コイル６がガラス保持枠５に組み込まれる。そして、空芯コイル６が第２斜面５ｂ４に当接した後、更に空芯コイル６が矢印Ａの方向へ押し込まれると、図４（Ｂ）に示すように、弾性変形部５ｂは空芯コイル６に対して開く方向、すなわち光軸方向に略直交する矢印Ｂの方向に弾性変形する。更に空芯コイル６がガラス保持枠５に押し込まれると、図４（Ｃ）に示すように、空芯コイル６の一端はガラス保持枠５のコイル当接面５ｃに当接（接触）し、光軸方向の位置が決められる。また、空芯コイル６は、弾性変形部５ｂに設けられた第１斜面５ｂ３によって空芯コイル６の長手方向の両端が付勢されることで、光軸方向と弾性変形部５ｂが変形する方向、すなわち光軸方向に略直交する方向の動きが規制される。そして、空芯コイル６がコイル当接面５ｃに当接した後も、弾性変形部５ｂがわずかながら矢印Ｂの方向に弾性変形していることにより、その反作用で空芯コイル６は、光軸方向に沿った方向に押圧される。すなわち、弾性変形部５ｂは、コイル当接面５ｃに空芯コイル６が押圧されるように空芯コイル６を保持する。

図５は、図３の断面線Ｖ－Ｖにおける断面図である。空芯コイル６はガラス保持枠５のコイル当接面５ｃに当接しているが、延出部５ｂ１が弾性変形していることにより、先端部５ｂ２における第１斜面５ｂ３は、空芯コイル６をコイル当接面５ｃに対して押圧する押圧力Ｃを空芯コイル６に与える。この押圧力Ｃの第１分力Ｃ１は、光軸方向に作用することにより、空芯コイル６をコイル当接面５ｃに対して光軸方向に沿った方向に押圧する。また、押圧力Ｃの第２分力Ｃ２は、光軸方向に略直交する方向に作用することにより、空芯コイル６の光軸方向に略直交する方向の動きを規制する。このようにして、従来の接着剤による固定を廃止し、ガラス保持枠５の光軸方向の駆動に対して、空芯コイル６をガタなくしっかりと固定することができる。

先端部５ｂ２における第１斜面５ｂ３は、空芯コイル６を押圧するように内側へ傾斜して形成されている。一方、第２斜面５ｂ４は、空芯コイル６をガラス保持枠５に受け入れるように外側へ傾斜して形成されている。すなわち、第２斜面５ｂ４は、空芯コイル６をガラス保持枠５に挿入する際のガイド面として機能し、弾性変形部５ｂにより保持されるように空芯コイル６の移動を案内する。第２斜面５ｂ４は、第１斜面５ｂ３に対して、角度Ｄで傾いて形成されているが、ガイド面として機能すれば、傾斜の角度Ｄは限定されない。

図６は、図３の断面線ＶＩ－ＶＩにおける断面図である。図６に示すように、ガラス保持枠５はコイル嵌合溝５ｅを有しており、空芯コイル６がコイル嵌合溝５ｅに嵌まることで、空芯コイル６のＺ方向の動きが規制される。これによって、空芯コイル６の固定に接着剤を使用することなく、メカニカルな固定が可能となり、また、空芯コイル６の駆動（移動）方向に保持力が発生するため、固定強度の安定した固定が可能となる。

図７は、弾性変形部５ｂと接着剤により、空芯コイル６がガラス保持枠５に固定された状態を示す部分斜視図である。弾性変形部５ｂの周辺には接着溝５ｄが形成されていてもよく、接着溝５ｄに接着剤を配することによって、弾性変形部５ｂの補強とガラス保持枠５と空芯コイル６の固定強度を更に増加させることが可能である。

従来例では接着剤に依存した固定方法であったのに対し、本実施例ではメカニカルな固定方法が用いられている。従って、空芯コイル６の固定強度を接着剤のみで満足させる必要が無いため、接着剤を選定する自由度は高いという利点がある。

なお、本実施例では空芯コイル６の外側に弾性変形部５ｂが設けられているが、空芯コイル６の内側（コイル開口部）に設けられても良い。また、空芯コイル６は第１斜面５ｂ３に当接しているが、空芯コイル６をコイル当接面５ｃに向かって付勢可能であれば、斜面形状でなくても良い。また、コイル当接面５ｃは、空芯コイル６の撮像面側又は物体側のどちらか一方と当接するようにしてもよい。

また、本実施例は、空芯コイル６の４辺の内、長手方向の対向する２辺を二対の弾性変形部５ｂによって固定する構成であるが、複数の弾性変形部５ｂを設けて固定する構成としてもよい。また、複数の弾性変形部５ｂにおいて、各々に接着溝５ｄを設けることで更なるコイル固定強度の信頼性を上げることが可能である。

（適用例）
図８は、本発明が適用されるレンズ装置１を用いるカメラ装置１００（撮像装置）の構成例を示す模式図である。撮像装置は、レンズ装置１と、レンズ装置１により形成された物体の像を撮る撮像素子１００ｂを有するカメラ本体１００ａで構成されたカメラ装置１００とを含んで構成されている。また、撮像装置は、カメラ装置１００のカメラ本体１００ａからレンズ装置１が着脱可能に装着される構成としてもよい。

本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
磁石を保持する固定部材と、光軸の方向において一端及び他端を有するコイルを保持して前記光軸の方向に可動の可動部材とを有し、物体の像を形成する光学装置であって、
前記可動部材は、前記コイルの前記一端と接触する接触面と、前記接触面に前記コイルが押圧されるように前記コイルを保持する保持部とを有することを特徴とする光学装置。
（構成２）
前記保持部は、前記光軸を含む断面において、前記光軸の方向における剛性より前記光軸に直交する方向における剛性が低い弾性部を含み、前記コイルは、前記弾性部により押圧されていることを特徴とする構成１に記載の光学装置。
（構成３）
前記弾性部は、前記光軸の方向に沿って延びており、弾性変形により前記コイルを押圧する押圧部を含むことを特徴とする構成２に記載の光学装置。
（構成４）
前記押圧部には、斜面が形成され、前記コイルは、前記斜面で押圧されていることを特徴とする構成３に記載の光学装置。
（構成５）
前記保持部により保持されるように前記コイルの移動を案内する案内面が形成されていることを特徴とする構成１から４のいずれかの構成に記載の光学装置。
（構成６）
前記保持部は、前記コイルの外側に設けられていることを特徴とする構成１から５のいずれかの構成に記載の光学装置。
（構成７）
前記保持部を補強している接着剤を有することを特徴とする構成１から６のいずれかの構成に記載の光学装置。
（構成８）
前記可動部材には、前記接着剤が配された接着溝が形成されていることを特徴とする構成７に記載の光学装置。
（構成９）
前記可動部材は、樹脂材で形成されていることを特徴とする構成１から８のいずれかの構成に記載の光学装置。
（構成１０）
構成１乃至９のいずれかの記載の光学装置と、該光学装置により形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ レンズ装置（光学装置）
５ ガラス保持枠（可動部材）
６ 空芯コイル（コイル）
１０ マグネット（磁石）
５ｂ 弾性変形部（保持部）
５ｂ１ 延出部（弾性部）
５ｂ２ 先端部
５ｂ３ 第１斜面（押圧部、斜面）
５ｂ４ 第２斜面（案内面）
５ｃ コイル当接面（接触面）
５ｄ 接着溝
７ 第１固定鏡胴（固定部材）
８ 第２固定鏡胴（固定部材）
Ｃ 押圧力
Ｏ 光軸

Claims (10)

1. 磁石を保持する固定部材と、光軸の方向において一端及び他端を有するコイルを保持して前記光軸の方向に可動の可動部材とを有し、物体の像を形成する光学装置であって、
   前記可動部材は、前記コイルの前記一端と接触する接触面と、前記接触面に前記コイルが押圧されるように前記コイルを保持する保持部とを有することを特徴とする光学装置。
2. 前記保持部は、前記光軸を含む断面において、前記光軸の方向における剛性より前記光軸に直交する方向における剛性が低い弾性部を含み、前記コイルは、前記弾性部により押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記弾性部は、前記光軸の方向に沿って延びており、弾性変形により前記コイルを押圧する押圧部を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記押圧部には、斜面が形成され、前記コイルは、前記斜面で押圧されていることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
5. 前記保持部により保持されるように前記コイルの移動を案内する案内面が形成されてい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装置。
6. 前記保持部は、前記コイルの外側に設けられてい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装置。
7. 前記保持部を補強している接着剤を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装置。
8. 前記可動部材には、前記接着剤が配された接着溝が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
9. 前記可動部材は、樹脂材で形成されてい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装置。
10. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学装置と、該光学装置により形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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