JP4818148B2

JP4818148B2 - レンズ駆動装置及び光学機器

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Publication number: JP4818148B2
Application number: JP2007032115A
Authority: JP
Inventors: 修一寺田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: JP2008197354A

Description

本発明は、カメラ等の光学機器に搭載されるレンズ駆動装置及び該レンズ駆動装置を備える光学機器に関する。

従来のレンズ駆動装置として、カウンタバランスウエイト（以下、ウエイトという）を用いたものがある（特許文献１）。

このレンズ駆動装置は、対物レンズを有するレンズ可動体と、該レンズ可動体を対物レンズの光軸方向であるフォーカス方向に駆動するフォーカス調整駆動用磁気回路とを備える。

また、このレンズ駆動装置は、レンズ可動体を対物レンズの光軸に対して直交する方向であるトラッキング方向に駆動するトラッキング調整駆動用磁気回路と、レンズ可動体のカウンタバランスとして機能するウエイトとを備える。

フォーカス調整駆動用磁気回路及びトラッキング調整駆動用磁気回路はウエイト側にそれぞれ配設され、このウエイトがフォーカス方向およびトラッキング方向の両方向に対してレンズ可動体のカウンタバランスとして機能するように構成される。
特開平９−４４８７２号公報

しかし、上記特許文献１では、レンズ駆動方向に対して垂直な平面でレンズ、レバー、ウエイトが展開して配置されているため、レンズ駆動方向に垂直な平面での部材の配置面積が大きくなる問題がある。

また、レンズ移動距離が長いとレバーの支点の反対側の動作点の振れ量が増えるため、動作点側のレバーと干渉しないように退避スペースを確保する必要性が生じたり、アクチュエータが大型化したりする問題がある。

そこで、本発明は、レンズ駆動方向に垂直な平面での部材の配置面積を小さくして小型化を図ることができるレンズ駆動装置および光学機器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、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダを前記レンズの光軸方向に駆動する駆動手段と、前記レンズホルダのカウンタバランスとして機能するウエイトと、前記レンズホルダが当接する作用点および前記ウエイトが取り付けられる動作点を有して、前記レンズホルダと前記ウエイトとを連結するとともに、前記レンズの光軸に対して直交する方向に回動可能に配置されたレバーと、を備え、前記レバーの回動軸線が前記レンズの光路を横切る位置に配置される、ことを特徴とする。

本発明の光学機器は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、レバーの回動支点の軸線をレンズの光路を横切る位置に配置することで、レンズの光軸に対して垂直な平面でレンズとレバーとを折り重なるように配置することができる。

これにより、レンズ駆動方向に垂直な平面での部材の配置面積を小さくし、小型化することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。

まず、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態であるレンズ駆動装置について説明する。

図１は本発明の第１の実施形態であるレンズ駆動装置を搭載したカメラの鏡筒収納状態での内部構造を説明するための断面図、図２は３群レンズＬ３が繰込み位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。

図３は３群レンズＬ３が繰出し位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図、図４はカメラの外観斜視図である。

図４に示すように、カメラ１の前方には、沈胴式の鏡筒２が設けられている。

鏡筒２は、図１に示すように、１群レンズＬ１、２群レンズＬ２、および３群レンズＬ３を備えており、３群レンズＬ３を光軸方向に移動させてフォーカスを調節する。なお、図２および図３において、３群レンズＬ３の光路を一点鎖線で示す。

１群レンズＬ１は１群カムピン３ａを有する１群レンズホルダ３により保持され、２群レンズＬ２は２群カムピン４ａ、およびシャッターユニット４ｂを有する２群レンズホルダ４により保持されている。

１群レンズホルダ３、２群レンズホルダ４の外周側には、カム筒５および固定筒６が配置されている。

カム筒５は光軸中心に回転し、外周部にギア部５ａが設けられ、内周部に１群カム溝５ｂ、および２群カム溝５ｃが設けられている。

固定筒６は、外周部にカム筒５が回転可能に嵌合され、周壁には光軸方向に延びる貫通長穴状の直進溝６ａが周方向に互いに離間して３箇所形成されている。直進溝６ａには、１群カムピン３ａと２群カムピン４ａとが光軸方向に移動可能に嵌合している。

次に、沈胴式鏡筒２の動作について説明する。

カム筒５のギア部５ａに連結する不図示の駆動ギアが回転すると、カム筒５が固定筒６回りに回転する。

カム筒５が回転すると、カム筒５の内周側の１群カム溝５ｂに係合する１群カムピン３ａは、１群カム溝５ｂのリフトに沿って直進溝６ａにガイドされて光軸方向に移動する。

同様に、カム筒５が回転すると、カム筒５の内周側の２群カム溝５ｃに係合する２群カムピン４ａは、２群カム溝５ｃのリフトに沿って直進溝６ａにガイドされて光軸方向に移動する。

このように、１群レンズホルダ３と２群レンズホルダ４とが光軸方向に移動することで、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２とが図１に示す収納状態から図２及び図３に示す撮影状態に移動する。

次に、図５および図６を参照して、３群レンズＬ３を光軸方向に進退移動させるレンズ駆動装置について説明する。

図５は３群レンズＬ３が繰込み位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図、図６は３群レンズＬ３が繰出し位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。

レンズ駆動装置は、図５に示すように、３群レンズＬ３を保持する３群レンズホルダ７、支点軸８ａを有するＣＣＤレンズホルダ８、光軸を囲むように配置されたリング状のレバー１１を備える。

３群レンズホルダ７には、スリーブ７ａ、振れ止め部７ｂ、当接部７ｃ、および位置検出部１６が設けられている。

ＣＣＤレンズホルダ８は、ガイドバー９、振れ止めバー１０を保持している。また、ＣＣＤレンズホルダ８には、ヨーク１３、マグネット１４、およびスケール１５が設けられている。

レバー１１は、リング周上で互いに径方向に対向する位置に一対の支点軸受１１ａを有している。また、レバー１１には、一対の支点軸受１１ａ間の中間位置のリング周上に動作点１１ｂが配置され、動作点１１ｂに径方向に対向するリング周上に作用点１１ｃが配置されている。

支点軸受１１ａはＣＣＤレンズホルダ８の支点軸８ａに嵌合され、３群レンズＬ３の光軸に対し直交し光路を横切る位置に配置された軸線を中心にレバー１１を回動可能に支持する。

３群レンズホルダ７の当接部７ｃは、弾性部材等で構成された押えばね１１ｄによって作用点１１ｃに当接するように付勢される。

動作点１１ｂの周囲には空芯部１２ａを介してコイル１２が巻回されており、コイル１２と動作点１１ｂとは３群レンズホルダ７に対するカウンタバランスウエイトとして機能する。

レバー１１の側周面にはフォーカスＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１７が取り付けられ、フォーカスＦＰＣ１７の一端はコイル１２と接続され、他端は位置検出部１６に接続される。

また、フォーカスＦＰＣ１７はレバー１１の支点軸近傍からＣＣＤレンズホルダ８側に延びてメイン基板１８（図１参照）に接続される。

メイン基板１８は、図１に示すように、不図示の配線を介してＣＣＤプレート２０上のＣＣＤ１９に接続され、ＣＣＤ１９は鏡筒２によって結像される被写体像を撮像する。

ここで、本実施形態では、コイル１２、ヨーク１３、およびマグネット１４により、３群レンズホルダ７をレンズＬ３の光軸方向に駆動するアクチュエータとしてのボイスコイル（駆動手段）を構成する。つまり、レバー１１の動作点１１ｂに取り付けられたコイル１２は中央の空芯部１２ａにヨーク１３が貫通し、マグネット１４とヨーク１３が対向して形成される磁界中に配置される。

次に、レンズ駆動装置の動作を説明する。

コイル１２の巻き線にフォーカスＦＰＣ１７を介して電流が供給されると、磁界と電流に直交する方向にローレンツ力が働き、レバー１１の動作点１１ｂに力が働いて支点軸受１１ａを中心にレバー１１が回転する。

レバー１１が回転すると、作用点１１ｃに当接部７ｃが接触する３群レンズホルダ７はガイドバー９と振れ止めバー１０にガイドされて図５に示す繰込み位置から図６に示す繰出し位置の間で直進移動する。

そして、位置検出部１６によってスケール１５を検出することで３群レンズホルダ７の光軸方向の位置を検出し、該検出位置を基にコイル１２に流れる電流の向きと電流量を制御することで３群レンズホルダ７を光軸方向の所定の位置に制御することができる。

以上説明したように、本実施形態では、リング状のレバー１１の内周側に３群レンズホルダ７が配置され、レバー１１の支点軸受１１ａの軸線が３群レンズＬ３の光路を横切る位置に配置されている。

これにより、レンズ駆動方向に対して垂直な平面でレンズＬ３とレバー１１とを折り重なるように配置することができる。

この結果、レンズ駆動方向に垂直な平面での部材の配置面積を小さくすることができ、レンズ駆動装置ひいてはカメラの小型化を図ることができる。

次に、図７〜図１２を参照して、本発明の第２の実施形態であるレンズ駆動装置について説明する。

図７は本発明の第２の実施形態であるレンズ駆動装置を搭載したカメラの鏡筒収納状態での内部構造を説明するための断面図、図８は３群レンズＬ１０３が繰込み位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。

図９は３群レンズＬ１０３が繰出し位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図、図１０はカメラの外観斜視図である。

図１０に示すように、カメラ１０１の前方には、沈胴式の鏡筒１０２が設けられている。

鏡筒１０２は、図７示すように、１群レンズＬ１０１、２群レンズＬ１０２、および３群レンズＬ１０３を備えており、３群レンズＬ１０３を光軸方向に移動させてフォーカスを調節する。なお、図１１および図１２において、３群レンズＬ１０３の光路を一点鎖線で示す。

１群レンズＬ１０１は１群カムピン１０３ａを有する１群レンズホルダ１０３により保持され、２群レンズＬ１０２は２群カムピン１０４ａ、およびシャッターユニット１０４ｂを有する２群レンズホルダ１０４により保持されている。

１群レンズホルダ１０３、２群レンズホルダ１０４の外周側には、カム筒１０５および固定筒１０６が配置されている。

カム筒１０５は光軸中心に回転し、外周部に不図示のギア部１０５ａが設けられ、内周部に１群カム溝１０５ｂ、および２群カム溝１０５ｃが設けられている。

固定筒１０６は、外周部にカム筒１０５が回転可能に嵌合され、周壁には光軸方向に延びる貫通長穴状の直進溝１０６ａが周方向に互いに離間して３箇所形成されている。直進溝１０６ａには、１群カムピン１０３ａと２群カムピン１０４ａとが光軸方向に移動可能に嵌合している。

次に、沈胴式鏡筒１０２の動作について説明する。

カム筒１０５のギア部１０５ａに連結する不図示の駆動ギアが回転すると、カム筒１０５が固定筒１０６回りに回転する。

カム筒１０５が回転すると、カム筒１０５の内周側の１群カム溝１０５ｂに係合する１群カムピン１０３ａは、１群カム溝１０５ｂのリフトに沿って直進溝１０６ａにガイドされて光軸方向に移動する。

同様に、カム筒１０５が回転すると、カム筒１０５の内周側の２群カム溝１０５ｃに係合する２群カムピン１０４ａは、２群カム溝１０５ｃのリフトに沿って直進溝１０６ａにガイドされて光軸方向に移動する。

このように、１群レンズホルダ１０３と２群レンズホルダ１０４とが光軸方向に移動することで、１群レンズＬ１０１と２群レンズＬ１０２とが図７に示す収納状態から図８及び図９に示す撮影状態に移動する。

次に、図１１および図１２を参照して、３群レンズＬ１０３を光軸方向に進退移動させるレンズ駆動装置について説明する。

図１１は３群レンズＬ１０３が繰込み位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図、図１２は３群レンズＬ１０３が繰出し位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。

レンズ駆動装置は、図１１に示すように、３群レンズＬ１０３を保持する３群レンズホルダ１０７、支点軸１０８ａを有するＣＣＤレンズホルダ１０８、光軸を囲むように配置されたリング状のレバー１１１を備える。

３群レンズホルダ１０７には、スリーブ１０７ａ、振れ止め部１０７ｂ、当接部１０７ｃ、および位置検出部１１６が設けられている。

ＣＣＤレンズホルダ１０８は、ガイドバー１０９、振れ止めバー１１０を保持している。また、ＣＣＤレンズホルダ１０８には、ヨーク１１３、マグネット１１４、およびスケール１１５が設けられている。

レバー１１１は、リング周上で互いに径方向に対向する位置に一対の支点軸受１１１ａを有している。また、レバー１１１には、一対の支点軸受１１１ａ間の中間位置のリング周上に動作点１１１ｂが配置され、動作点１１１ｂに径方向に対向するリング周上に作用点１１１ｃが配置されている。

支点軸受１１１ａはＣＣＤレンズホルダ１０８の支点軸１０８ａに嵌合され、３群レンズ１０３の光軸に対して直交し光路を横切る位置に配置された軸線を中心にレバー１１１を回動可能に支持する。

３群レンズホルダ１０７の当接部１０７ｃは、弾性部材等で構成された押えばね１１１ｄによって作用点１１１ｃに当接するように付勢される。

動作点１１１ｂの周囲には空芯部１１２ａを介してコイル１１２が巻回されており、コイル１１２と動作点１１１ｂとは３群レンズホルダ１０７に対するカウンタバランスウエイトとして機能する。

ここで、本実施形態では、レバー１１１の支点軸受１１１ａが作用点１１１ｃと動作点１１１ｂとの中間位置より動作点１１１ｂ側に位置している。

また、本実施形態では、レバー１１１は、支点軸受１１１ａを略頂点として、動作点１１１ｂと作用点１１１ｃとがレンズ移動方向と同一方向に屈曲して形成されている。

レバー１１１の側周面にはフォーカスＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１１７が取り付けられ、フォーカスＦＰＣ１１７の一端はコイル１１２と接続され、他端は位置検出部１１６に接続される。

また、フォーカスＦＰＣ１１７はレバー１１１の支点軸近傍からＣＣＤレンズホルダ１０８側に延びてメイン基板１１８（図７参照）に接続される。

メイン基板１１８は、図７に示すように、不図示の配線を介してＣＣＤプレート１２０上のＣＣＤ１１９に接続され、ＣＣＤ１１９は鏡筒１０２によって結像される被写体像を撮像する。

ここで、本実施形態では、コイル１１２、ヨーク１１３、およびマグネット１１４により、３群レンズホルダ１０７をレンズＬ１０３の光軸方向に駆動するアクチュエータとしてのボイスコイル（駆動手段）を構成する。つまり、レバー１１１の動作点１１１ｂに取り付けられたコイル１１２は中央の空芯部１１２ａにヨーク１１３が貫通し、マグネット１１４とヨーク１１３が対向して形成される磁界中に配置される。

次に、レンズ駆動装置の動作を説明する。

コイル１１２の巻き線にフォーカスＦＰＣ１１７を介して電流が供給されると、磁界と電流に直交する方向にローレンツ力が働き、レバー１１１の動作点１１１ｂに力が働いて支点軸受１１１ａを中心にレバー１１１が回転する。

レバー１１１が回転すると、作用点１１１ｃに当接部１０７ｃが接触する３群レンズホルダ１０７はガイドバー１０９と振れ止めバー１１０にガイドされて図１１に示す繰込み位置から図１２に示す繰出し位置の間で直進移動する。

位置検出部１１６によってスケール１１５を検出することで３群レンズホルダ１０７の光軸方向の位置を検出する。そして、該検出位置を基にコイル１１２に流れる電流の向きと電流量を制御することで３群レンズホルダ１０７を光軸方向の所定の位置に制御することができる。

以上説明したように、本実施形態では、リング状のレバー１１１の内周側に３群レンズホルダ１０７が配置され、レバー１１１の支点軸受１１１ａの軸線が３群レンズＬ１０３の光路を横切る位置に配置されている。

これにより、レンズ駆動方向に対して垂直な平面でレンズＬ１０３とレバー１１１とを折り重なるように配置することができる。

また、本実施形態では、レバー１１１の支点軸受１１１ａが作用点１１１ｃと動作点１１１ｂとの中間位置より動作点１１１ｂ側に位置している。

これにより、レンズ移動距離の長さに対してレバー１１１の支点の反対側の動作点１１１ｂの振れ量が少なくなる。

この結果、動作点１１１ｂ側のレバー１１１と干渉しないように退避スペースを確保する必要性がなくなり、アクチュエータを小型にすることが可能となる。

更に、本実施形態では、レバー１１１の支点軸受１１１ａを略頂点として、レバー１１１の動作点１１１ｂと作用点１１１ｃとがレンズ移動方向と同一方向に屈曲して形成されている。

これにより、レバー１１１の動作点１１１ｂが支点軸受１１１ａよりレンズ移動方向とは反対側に移動する量が少なくなる。

この結果、動作点１１１ｂ側のレバー１１１とＣＣＤレンズホルダ１０８が干渉しないように退避スペースを確保する必要性が無くなり、レンズ移動方向で鏡筒の更なる小型化が可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態であるレンズ駆動装置を搭載したカメラの鏡筒収納状態での内部構造を説明するための断面図である。３群レンズＬ３が繰込み位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。３群レンズＬ３が繰出し位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。カメラの外観斜視図である。３群レンズＬ３が繰込み位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。３群レンズＬ３が繰出し位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態であるレンズ駆動装置を搭載したカメラの鏡筒収納状態での内部構造を説明するための断面図である。３群レンズＬ１０３が繰込み位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。３群レンズＬ１０３が繰出し位置にある撮影状態での内部構造を説明するための断面図である。カメラの外観斜視図である。３群レンズＬ１０３が繰込み位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。３群レンズＬ１０３が繰出し位置にある状態でのレンズ駆動装置を示す斜視図である。

符号の説明

Ｌ１１群レンズ
Ｌ２２群レンズ
Ｌ３３群レンズ
１カメラ
２鏡筒
７３群レンズホルダ
８ＣＣＤレンズホルダ
１１レバー
１１ａ支点軸受
１１ｂ動作点
１１ｃ作用点
１２コイル
１３ヨーク
１４マグネット

Claims

レンズを保持するレンズホルダと、
該レンズホルダを前記レンズの光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記レンズホルダのカウンタバランスとして機能するウエイトと、
前記レンズホルダが当接する作用点および前記ウエイトが取り付けられる動作点を有して、前記レンズホルダと前記ウエイトとを連結するとともに、前記レンズの光軸に対して直交する方向に回動可能に配置されたレバーと、を備え、
前記レバーの回動軸線が前記レンズの光路を横切る位置に配置される、ことを特徴とするレンズ駆動装置。
前記レバーはリング形状とされ、該リング形状の内周側に前記レンズが配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
前記レバーは、リング形状の周上の互いに径方向に対向する位置に配置された一対の回動支点を有し、該一対の回動支点の周方向の中間位置に前記作用点が配置され、該作用点と径方向に対向する位置に前記動作点が配置される、ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
前記レバーの回動支点は、前記作用点と前記動作点との中間位置より該動作点側に配置される、ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
前記レバーは、前記回動支点を頂点として、前記動作点と前記作用点とが前記レンズの移動方向と同一方向に屈曲して形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする光学機器。