JPWO2013035341A1 - 位置検出装置、駆動装置、レンズ鏡筒 - Google Patents
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Abstract
Description
従来の像ぶれ補正装置は、回動軸と、ピッチング方向の電磁アクチュエータと、ヨーイング方向の電磁アクチュエータと、磁気センサを用いた2つの1方向位置検出装置を、備えている。この像ぶれ補正装置では、2つの位置検出装置によって、像ぶれ補正レンズの位置を検出している(特許文献1参照)。
[1.レンズ鏡筒の構成]
図1は、レンズ鏡筒100の外観斜視図である。レンズ鏡筒100は、本体枠210と、フランジ310と、フレキシブルプリント基板320と、ズームモータユニット330とを、有する。本体枠210は、内部に複数のレンズを持つ光学系を、有している。ここでは、光学系は光軸AXを有している。フランジ310は、本体枠210を保持する。フランジ310は、撮像素子を有している。撮像素子は、光学系の結像面において、フランジ310の内部に配置されている。ズームモータユニット330は、フレキシブルプリント基板320を介して、フランジ310の撮像素子に連結されている。レンズ鏡筒100は、光学系により結像された画像を、フランジ310の撮像素子で電気信号化し、外部の機器に送信する。
図3は、撮像素子側から見たOISユニット240の斜視図である。OISユニット240は、可動枠242(第2部材の一例)と、固定枠241(第1部材の一例)と、位置規制ピンA1と、回転軸ピンA2(回動軸の一例)と、位置検出装置248(図4を参照)とを、有する。固定枠241は、OISユニット240の外殻部品である。
図3に示すように、可動枠242は、光軸AXと垂直面内で移動可能なように、固定枠241に保持されている。つまり、可動枠242は、固定枠241に対してX−Y面内で移動可能である。具体的には、可動枠242は、固定枠241に対して、X−Y面内において、並進可能且つ揺動可能である。
可動枠242は、並進駆動用マグネット244と、回転駆動用マグネット245とを、有している。並進駆動用マグネット244と、回転駆動用マグネット245とは、手ぶれ補正レンズ243を取り囲むように配置されている。
図2に示すように、固定枠241は、レンズ鏡筒100内に配置される。図3に示すように、固定枠241は、可動枠242を光軸AXに垂直な面内で移動可能に保持している。具体的には、固定枠241には、複数の棒状の部材、例えば金属部材が、固定されている。可動枠242は、これら棒状の部材と係合している。複数の棒状の部材は、上述した、間隔保持ピンA3と、位置規制ピンA1と、回転軸ピンA2とを、含んでいる。間隔保持ピンA3は、可動枠242と実質的に平行になるように、固定枠241に固定されている。位置規制ピンA1及び回転軸ピンA2は、光軸AXに沿うように、固定枠241に固定されている。
[2−3.可動枠と固定枠との関係]
図3及び図4を用いて、固定枠241と可動枠242との関係を、説明する。
可動枠242と固定枠241とは、並進用アクチュエータ130と回転用アクチュエータ140とによって、相対的に移動させられる。具体的には、並進用アクチュエータ130は、並進駆動用コイル246と並進駆動用マグネット244とによって、構成される。並進用アクチュエータ130は、回転軸ピンA2と手ぶれ補正レンズ243との間に、配置されている。また、回転用アクチュエータ140が、回転駆動用コイル247及び回転駆動用マグネット245によって、構成される。回転用アクチュエータ140は、手ぶれ補正レンズ243のレンズ中心を基準として、X方向の一方側に配置されている。
並進駆動用コイル246と並進駆動用マグネット244とは、互いに対向して配置されている。並進駆動用コイル246は、並進駆動用マグネット244に対して、所定の間隔を隔てて配置されている。
このように、各コイル(並進駆動用コイル246,回転駆動用コイル247)と、各マグネット(並進駆動用マグネット244,回転駆動用マグネット245)との間に、所定の間隔が形成されるように、可動枠242及び固定枠241は構成されている。
図5A〜図5Cは、位置検出装置248の模式図である。図5Aは光軸方向から見た正面図、図5Bは側面図、図5Cは下面図、である。なお、図5A〜図5Cは、位置検出装置248が初期状態である場合の図である。ここでは、初期状態は、第1磁気検出素子152の検出中心と第2磁気検出素子153の検出中心とを結ぶ直線の中点と、位置検出用マグネット154(後述する)の移動範囲の中点が、互いに対向する状態を、示す。
位置検出用マグネット154は、可動枠242に配置される。図5A及び図5Bに示すように、位置検出用マグネット154は、検出部150と対向して配置される。詳細には、位置検出用マグネット154は、光軸方向において、保持部材151に対向している。より詳細には、位置検出用マグネット154は、第1磁気検出素子152と、第2磁気検出素子153とに対向している。
保持部材151は、固定枠241に配置される。保持部材151は、第1磁気検出素子152と第2磁気検出素子153とを、内部に保持している。第1磁気検出素子152の感磁方向と、第2磁気検出素子153の感磁方向とは、位置検出用マグネット154に対して垂直である。具体的には、第1磁気検出素子152の感磁方向と、第2磁気検出素子153の感磁方向とは、Z方向である。
OISユニット240では、手ぶれ補正レンズ243が、並進用アクチュエータ130と回転用アクチュエータ140とによって、駆動される。これにより、撮像素子に結像された像のぶれが、補正される。
具体的には、並進駆動用コイル246に電流が流れると、並進駆動用マグネット244と並進駆動用コイル246のストレート部の間で、磁気によるY方向推力が発生する。それにより、可動枠242は、Y方向へ並進運動する。すなわち、Y方向の像のぶれが、補正される。
上記のように、OISユニット240において像のぶれを補正するためには、可動枠242の移動量を、算出する必要がある。この移動量は、位置検出装置248において演算される。詳細には、位置検出装置248からの出力に基づいて、移動量の演算、すなわち以下に示す処理が、実行される。
従来の像ぶれ補正装置では、2つの位置検出装置が用いられていた。このため、2つの位置検出装置を配置するためのスペースを確保する必要があり、電磁アクチュエータの配置やサイズ等が、制約を受けていた。すなわち、電磁アクチュエータの設計の自由度が低くなるという問題があった。また、像ぶれ補正装置を小型化しようとすると、電磁アクチュエータの設計の自由度が、さらに低くなるという問題があった。ここに開示された技術では、この問題を解決することができる。
(3)本位置検出装置248では、第1方向と分極線LPとがなす角度θが、90度以外である。この角度θは、第1方向を基準として、−60度以上+60度以下である。例えば、図5Aでは、角度θはゼロである。図9Aは、角度θが0度以上60度以下の範囲に設定される場合の例である。
(4)本位置検出装置248では、第1磁気検出素子152と第2磁気検出素子153とを通過する直線が、位置検出用マグネット154の分極線LPと平行である。
この構成では、1つの回転軸ピンA2が、回動及び直動の2つの基準点となっているので、位置検出用マグネット154に対する検出部150の位置を、高精度に検出することができる。
この構成では、OISユニット240が、上記の位置検出装置248を備えているので、可動枠242が、固定枠241に対して、相対的に移動した場合に、検出部150によって、2方向の位置検出を実行することができる。すなわち、2方向の位置検出を、1つの位置検出装置248によって、実行できる。また、この構成により、位置検出装置248を2つ設ける必要がないので、OISユニット240を小型化することができる。
この構成では、1つの回転軸ピンA2が、回動及び直動の2つの基準点となっているので、位置検出用マグネット154に対する検出部150の位置を、高精度に検出することができる。
(9)本レンズ鏡筒100は、上記のOISユニット240を、備えている。この構成により、OISユニット240に設けられた1つの位置検出装置248によって、2方向の位置検出を、実行できる。また、この構成により、レンズ鏡筒100には、位置検出装置248を2つ設ける必要がないので、レンズ鏡筒100を小型化することができる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。このため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明等に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
(A)前記実施の形態では、可動枠242が、固定枠241に対して、並進及び揺動する場合の例を示した。これに代えて、可動枠242が、固定枠241に対して、2方向に並進するように構成してもよい。また、可動枠242が、固定枠241に対して、回転体で支持されるように構成してもよい。このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
この場合、前記実施の形態に示した、可動枠242のX方向の移動量及びY方向の移動量の計算と同じ計算によって、可動枠242のX方向の移動量及びY方向の移動量が、計算される。このように可動枠242の移動量を算出することによって、上記の問題を解決することができる。また、このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、この場合、可動枠242のY方向の移動量は、次のように計算される。まず、第1磁気検出素子352の磁束密度と、第2磁気検出素子353の磁束密度と、第3磁気検出素子355の磁束密度との平均を計算することによって、上記の第1磁束評価曲線が求められる。すると、この第1磁束評価曲線に基づいて、上記と同様に、可動枠242のY方向の移動量が算出される。なお、この場合、上述したように、3つの磁束密度のいずれか1つだけを用いて、可動枠242のY方向の移動量を、決定するようにしてもよい。
(E)前記実施の形態では、位置検出用マグネット154が可動枠242に装着され、検出部150が固定枠241に装着される場合の例を、示した。これに代えて、位置検出用マグネット154を固定枠241に装着し、検出部150を可動枠242に装着するようにしてもよい。このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
240 OISユニット(駆動装置の一例)
248 位置検出装置
241 固定部材
242 可動部材
150 検出部
151 保持部材
152,252,352 第1磁気検出素子
153,253,353 第2磁気検出素子
154 位置検出用マグネット(磁気発生部の一例)
355 第3磁気検出素子
246 並進駆動用コイル(コイルの一例)
247 回転駆動用コイル
244 並進駆動用マグネット
245 回転駆動用マグネット
A2 回転軸ピン(回動軸の一例)
H1 第1方向
H2 第2方向
LP 分極線
V1 第1出力値(第1信号の一例)
V2 第2出力値(第2信号の一例)
従来の像ぶれ補正装置は、回動軸と、ピッチング方向の電磁アクチュエータと、ヨーイング方向の電磁アクチュエータと、磁気センサを用いた2つの1方向位置検出装置を、備えている。この像ぶれ補正装置では、2つの位置検出装置によって、像ぶれ補正レンズの位置を検出している(特許文献1参照)。
[1.レンズ鏡筒の構成]
図1は、レンズ鏡筒100の外観斜視図である。レンズ鏡筒100は、本体枠210と、フランジ310と、フレキシブルプリント基板320と、ズームモータユニット330とを、有する。本体枠210は、内部に複数のレンズを持つ光学系を、有している。ここでは、光学系は光軸AXを有している。フランジ310は、本体枠210を保持する。フランジ310は、撮像素子を有している。撮像素子は、光学系の結像面において、フランジ310の内部に配置されている。ズームモータユニット330は、フレキシブルプリント基板320を介して、フランジ310の撮像素子に連結されている。レンズ鏡筒100は、光学系により結像された画像を、フランジ310の撮像素子で電気信号化し、外部の機器に送信する。
図3は、撮像素子側から見たOISユニット240の斜視図である。OISユニット240は、可動枠242(第2部材の一例)と、固定枠241(第1部材の一例)と、位置規制ピンA1と、回転軸ピンA2(回動軸の一例)と、位置検出装置248(図4を参照)とを、有する。固定枠241は、OISユニット240の外殻部品である。
図3に示すように、可動枠242は、光軸AXと垂直面内で移動可能なように、固定枠241に保持されている。つまり、可動枠242は、固定枠241に対してX−Y面内で移動可能である。具体的には、可動枠242は、固定枠241に対して、X−Y面内において、並進可能且つ揺動可能である。
可動枠242は、並進駆動用マグネット244と、回転駆動用マグネット245とを、有している。並進駆動用マグネット244と、回転駆動用マグネット245とは、手ぶれ補正レンズ243を取り囲むように配置されている。
図2に示すように、固定枠241は、レンズ鏡筒100内に配置される。図3に示すように、固定枠241は、可動枠242を光軸AXに垂直な面内で移動可能に保持している。具体的には、固定枠241には、複数の棒状の部材、例えば金属部材が、固定されている。可動枠242は、これら棒状の部材と係合している。複数の棒状の部材は、上述した、間隔保持ピンA3と、位置規制ピンA1と、回転軸ピンA2とを、含んでいる。間隔保持ピンA3は、可動枠242と実質的に平行になるように、固定枠241に固定されている。位置規制ピンA1及び回転軸ピンA2は、光軸AXに沿うように、固定枠241に固定されている。
図3及び図4を用いて、固定枠241と可動枠242との関係を、説明する。
可動枠242は、固定枠241に対して、並進可能且つ回転可能である。詳細には、スリット部B2が、回転軸ピンA2に対して、並進可能且つ回転可能に、摺動支持されている。
可動枠242と固定枠241とは、並進用アクチュエータ130と回転用アクチュエータ140とによって、相対的に移動させられる。具体的には、並進用アクチュエータ130は、並進駆動用コイル246と並進駆動用マグネット244とによって、構成される。並進用アクチュエータ130は、回転軸ピンA2と手ぶれ補正レンズ243との間に、配置されている。また、回転用アクチュエータ140が、回転駆動用コイル247及び回転駆動用マグネット245によって、構成される。回転用アクチュエータ140は、手ぶれ補正レンズ243のレンズ中心を基準として、X方向の一方側に配置されている。
並進駆動用コイル246と並進駆動用マグネット244とは、互いに対向して配置されている。並進駆動用コイル246は、並進駆動用マグネット244に対して、所定の間隔を隔てて配置されている。
このように、各コイル(並進駆動用コイル246,回転駆動用コイル247)と、各マグネット(並進駆動用マグネット244,回転駆動用マグネット245)との間に、所定の間隔が形成されるように、可動枠242及び固定枠241は構成されている。
図5A〜図5Cは、位置検出装置248の模式図である。図5Aは光軸方向から見た正面図、図5Bは側面図、図5Cは下面図、である。なお、図5A〜図5Cは、位置検出装置248が初期状態である場合の図である。ここでは、初期状態は、第1磁気検出素子152の検出中心と第2磁気検出素子153の検出中心とを結ぶ直線の中点と、位置検出用マグネット154(後述する)の移動範囲の中点が、互いに対向する状態を、示す。
位置検出用マグネット154は、可動枠242に配置される。図5A及び図5Bに示すように、位置検出用マグネット154は、検出部150と対向して配置される。詳細には、位置検出用マグネット154は、光軸方向において、保持部材151に対向している。より詳細には、位置検出用マグネット154は、第1磁気検出素子152と、第2磁気検出素子153とに対向している。
保持部材151は、固定枠241に配置される。保持部材151は、第1磁気検出素子152と第2磁気検出素子153とを、内部に保持している。第1磁気検出素子152の感磁方向と、第2磁気検出素子153の感磁方向とは、位置検出用マグネット154に対して垂直である。具体的には、第1磁気検出素子152の感磁方向と、第2磁気検出素子153の感磁方向とは、Z方向である。
OISユニット240では、手ぶれ補正レンズ243が、並進用アクチュエータ130と回転用アクチュエータ140とによって、駆動される。これにより、撮像素子に結像された像のぶれが、補正される。
具体的には、並進駆動用コイル246に電流が流れると、並進駆動用マグネット244と並進駆動用コイル246のストレート部の間で、磁気によるY方向推力が発生する。それにより、可動枠242は、Y方向へ並進運動する。すなわち、Y方向の像のぶれが、補正される。
上記のように、OISユニット240において像のぶれを補正するためには、可動枠242の移動量を、算出する必要がある。この移動量は、位置検出装置248において演算される。詳細には、位置検出装置248からの出力に基づいて、移動量の演算、すなわち以下に示す処理が、実行される。
従来の像ぶれ補正装置では、2つの位置検出装置が用いられていた。このため、2つの位置検出装置を配置するためのスペースを確保する必要があり、電磁アクチュエータの配置やサイズ等が、制約を受けていた。すなわち、電磁アクチュエータの設計の自由度が低くなるという問題があった。また、像ぶれ補正装置を小型化しようとすると、電磁アクチュエータの設計の自由度が、さらに低くなるという問題があった。ここに開示された技術では、この問題を解決することができる。
この構成により、検出部150が、位置検出用マグネット154に対して相対的に移動した場合に、第1磁気検出素子152及び第2磁気検出素子153によって、2方向の位置検出を確実に実行することができる。すなわち、2方向の位置検出を、1つの位置検出装置248によって、確実に実行できる。
この構成により、位置検出用マグネット154に対する検出部150の位置を、精度良く検出することができる。すなわち、検出部150の2方向の位置を、1つの位置検出装置248によって、精度良く検出することができる。
この構成では、1つの回転軸ピンA2が、回動及び直動の2つの基準点となっているので、位置検出用マグネット154に対する検出部150の位置を、高精度に検出することができる。
この構成では、OISユニット240が、上記の位置検出装置248を備えているので、可動枠242が、固定枠241に対して、相対的に移動した場合に、検出部150によって、2方向の位置検出を実行することができる。すなわち、2方向の位置検出を、1つの位置検出装置248によって、実行できる。また、この構成により、位置検出装置248を2つ設ける必要がないので、OISユニット240を小型化することができる。
この構成では、1つの回転軸ピンA2が、回動及び直動の2つの基準点となっているので、位置検出用マグネット154に対する検出部150の位置を、高精度に検出することができる。
(9)本レンズ鏡筒100は、上記のOISユニット240を、備えている。この構成により、OISユニット240に設けられた1つの位置検出装置248によって、2方向の位置検出を、実行できる。また、この構成により、レンズ鏡筒100には、位置検出装置248を2つ設ける必要がないので、レンズ鏡筒100を小型化することができる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。このため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明等に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
(A)前記実施の形態では、可動枠242が、固定枠241に対して、並進及び揺動する場合の例を示した。これに代えて、可動枠242が、固定枠241に対して、2方向に並進するように構成してもよい。また、可動枠242が、固定枠241に対して、回転体で支持されるように構成してもよい。このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
この場合、前記実施の形態に示した、可動枠242のX方向の移動量及びY方向の移動量の計算と同じ計算によって、可動枠242のX方向の移動量及びY方向の移動量が、計算される。このように可動枠242の移動量を算出することによって、上記の問題を解決することができる。また、このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、この場合、可動枠242のY方向の移動量は、次のように計算される。まず、第1磁気検出素子352の磁束密度と、第2磁気検出素子353の磁束密度と、第3磁気検出素子355の磁束密度との平均を計算することによって、上記の第1磁束評価曲線が求められる。すると、この第1磁束評価曲線に基づいて、上記と同様に、可動枠242のY方向の移動量が算出される。なお、この場合、上述したように、3つの磁束密度のいずれか1つだけを用いて、可動枠242のY方向の移動量を、決定するようにしてもよい。
なお、この場合、手ぶれ補正レンズ243が、並進駆動用コイル246と回転駆動用コイル247との間に、配置されように、並進駆動用コイル246及び回転駆動用コイル247を構成してもよい。
240 OISユニット(駆動装置の一例)
248 位置検出装置
241 固定部材
242 可動部材
150 検出部
151 保持部材
152,252,352 第1磁気検出素子
153,253,353 第2磁気検出素子
154 位置検出用マグネット(磁気発生部の一例)
355 第3磁気検出素子
246 並進駆動用コイル(コイルの一例)
247 回転駆動用コイル
244 並進駆動用マグネット
245 回転駆動用マグネット
A2 回転軸ピン(回動軸の一例)
H1 第1方向
H2 第2方向
LP 分極線
V1 第1出力値(第1信号の一例)
V2 第2出力値(第2信号の一例)
Claims (11)
- 面内に2極着磁される磁気発生部と、
第1磁気検出素子と、前記第1磁気検出素子と並んで配置される第2磁気検出素子と、前記第1磁気検出素子及び前記第2磁気検出素子を保持し、且つ前記磁気発生部の面に対して相対的に平行移動可能な保持部材とを、有する検出部と、
を備え、
前記検出部では、前記第1磁気検出素子及び前記第2磁気検出素子が、前記保持部材に一体に成型されており、
前記第1磁気検出素子と前記第2磁気検出素子とを通過する第1方向と、前記磁気発生部の分極線が延びる方向とがなす角度は、90度以外であり、
前記第1磁気検出素子と前記第2磁気検出素子とを結ぶ線分と、前記磁気発生部の分極線とは、食い違い又は平行である、
位置検出装置。 - 前記第1磁気検出素子から出力される第1信号、及び前記第2磁気検出素子から出力される第2信号に基づいて、前記第1方向に対する前記検出部の位置検出が、実行され、且つ前記第1信号及び前記第2信号に基づいて、前記第1方向に直交する第2方向に対する前記検出部の位置検出が、実行される、
請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記角度は、前記第1方向を基準として、−60度以上+60度以下である、
請求項1又は2に記載の位置検出装置。 - 前記第1磁気検出素子と前記第2磁気検出素子とを通過する直線は、前記磁気発生部の分極線と平行である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 前記保持部材に保持される第3磁気検出素子、
をさらに備え、
前記第3磁気検出素子は、前記直線から所定の間隔を隔てて、配置されている、
請求項4に記載の位置検出装置。 - 前記検出部は、所定の回動軸まわりの回動、及び前記回動軸を基準とした直動の少なくともいずれか一方によって、前記磁気発生部に対して相対的に移動する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の、磁気発生部及び検出部を有する位置検出装置と、
前記検出部が設けられる第1部材と、
前記磁気発生部が設けられ、前記第1部材に対して相対的に移動可能な第2部材と、
を備える駆動装置。 - 前記磁気発生部の磁界に対向するように、前記第1部材に固定されるコイル、
をさらに備え、
前記検出部は、前記コイルのループ内に配置される、
請求項7に記載の駆動装置。 - 所定の回動軸まわりの前記第2部材の回動、及び前記回動軸を基準とした前記第2部材の直動の少なくともいずれか一方によって、前記第2部材は、前記第1部材に対して相対的に移動する、
請求項7又は8に記載の駆動装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の位置検出装置、
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項7から9のいずれか1項に記載の駆動装置、
を備えるレンズ鏡筒。
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