WO2006019094A1 - レンズ位置検出装置、レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

レンズ位置検出装置、レンズ鏡筒および撮像装置 Download PDF

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WO2006019094A1
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lens
magnet
optical axis
holding frame
magnetic
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PCT/JP2005/014946
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Tomoya Takei
Toshifumi Takaoka
Hideo Takagi
Yoshikazu Ito
Masanori Hayashi
Tomohiro Yasui
Hideki Yamaoka
Kentaro Tashita
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Sony Corporation
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B17/04Bodies collapsible, foldable or extensible, e.g. book type
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2101/00Still video cameras

Definitions

  • Lens position detection device lens barrel and imaging device
  • the present invention relates to a lens position detection device, a lens barrel, and an imaging device.
  • a lens driving device such as a video camera or a digital still camera having an autofocus function or an electric zoom function includes a lens position detection device that detects the position of a moving lens for focusing or a moving lens for zooming. Is provided.
  • a magnetoresistive element such as an MR sensor that converts a magnetic force change of a magnet into an electric signal is used relatively often.
  • the position detection magnet magnetized so that the magnetic poles are alternately different along the moving direction of the movable part and the position detection magnet are fixed to the fixed member so as to face the range of movement.
  • a device having a magnetoresistive element whose resistance value changes in accordance with the change in magnetism has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-169073).
  • This lens position detection device requires a magnet having a size substantially equal to the moving stroke of the movable part.
  • the position signal obtained from the magnetoresistive element is a repetitive wave having a constant amplitude.
  • This lens position detection device has a magnetic scale in which S poles and N poles are alternately magnetized at a predetermined pitch along the driving direction, and a magnetic sensor mounted so as to face this with a predetermined fixed distance. MR sensors, Hall elements, etc. are used for this magnetic sensor.
  • a magnetic flux exerted on the Hall element is obtained by using an inclined magnet and a Hall element, and the distance between the surface of the magnet inclined part and the Hall element changes as the movable part moves in the optical axis direction.
  • a method of performing position detection using changes in the frequency for example, Japanese Patent No. 2881959.
  • a lens barrel is provided in an imaging apparatus such as a digital still camera or a digital video camera.
  • Such a lens barrel has a lens that guides the subject image to the image sensor, a lens holding frame that holds the lens, and a drive that moves the lens holding frame in the optical axis direction in front of the image sensor that captures the subject image.
  • the lens, the lens holding frame, and the drive mechanism are disposed inside the lens barrel (for example, JP-A-2002-296480).
  • the drive mechanism includes a male screw member extending radially outward of the lens in the optical axis direction, a motor that rotationally drives the male screw member, a support member that supports both ends of the male screw member, and a male screw that is screwed into the male screw member.
  • a female screw member that is moved in the extending direction of the member, and this female screw member is connected to a position of the movable lens, and the movable lens is moved in the optical axis direction together with the female screw member by rotation of the motor. It has been.
  • a rotary type that rotates a rotor (rotor) with respect to a stator (stator) is used.
  • FIG. 72 is a perspective view showing the configuration of a lens barrel using a linear motor
  • FIG. 73 is a sectional view of FIG.
  • the lens barrel includes a base 2 provided with an image sensor 1, a lens holding frame 4 that holds a lens 3 that guides an object image to the image sensor 2, and a lens holding frame.
  • the two guide shafts 5 are respectively passed through the two bearings 4A and support the lens holding frame 4 so as to be movable in the direction of the optical axis of the lens 3, and the drive unit for moving the lens holding frame 4 in the direction of the optical axis.
  • a linear motor 6 as a structure and a position detection mechanism 7 for detecting the position of the lens in the optical axis direction are provided.
  • the linear motor 6 is configured as a voice coil type linear motor.
  • the coil 6A is fixed to the lens holding frame 4 and has a winding wire wound around a winding axis parallel to the optical axis.
  • a yoke 6B passed through and fixed to the base 2 and a magnet 6C attached to the yoke 6B and magnetized with N and S poles in a direction perpendicular to the winding axis.
  • the yoke 6B extends in a direction parallel to the optical axis, and the back yoke 6B to which the magnet 6C is attached. 1 and an opposing yoke 6B2 extending in parallel with the back yoke 6B1 and passing through the center of the coil 6A.
  • the back yoke 6B1 and the opposing yoke 6B2 are connected at both ends in the extending direction. Therefore, the magnetic circuit constituted by the yoke 6B and the magnet 6C is closed, and the magnetic field formed outside the magnetic circuit is almost negligible. Due to the magnetic interaction between the magnetic field generated by the drive current supplied to the coil 6A and the magnetic field generated by the magnet 6C and the yoke 6B, the driving force in the optical axis direction is applied to the coil 6A, that is, the lens holding frame 4. The lens holding frame 4 is moved in the optical axis direction.
  • the position detection mechanism 7 detects the magnetic force of the MR magnet 7A provided on one side of the bearing 4A of the lens holding frame 4 in which magnetic poles different from each other in the optical axis direction are alternately arranged and the MR magnet 7A provided on the base 2.
  • MR sensor (magnetoresistive element) 7B magnetoresistive element
  • the MR sensor 7B generates a detection signal by detecting the magnetic force of the different magnetic poles of the MR magnet 7A as the lens holding frame 4 moves in the optical axis direction.
  • a detection circuit (not shown) obtains the movement amount of the lens holding frame 4 in the optical axis direction, that is, the position in the optical axis direction, based on the change of the detection signal.
  • the sensor output generated as the movable part moves that is, the detection signal (position signal) has a repetitive waveform with the same amplitude. If position detection is started at any position, initial position setting (initialization) processing to acquire sensor output at the stroke end is necessary to know the relative position from the movable stroke end, and position detection starts. Sometimes, there is a problem that it takes time to move the moving part to the end point and acquire the sensor output every time.
  • a position detecting magnet having a length almost equal to the stroke is required to obtain position information in the entire movable stroke. Since a certain amount of thickness is required in the direction perpendicular to the above, a large space is required, which leads to an increase in the size of the lens driving device and the imaging device.
  • the lens 3 held by the lens holding frame 4 moves in the optical axis direction to be connected to the image sensor 2.
  • accelerating the focus adjustment operation by increasing the moving speed of the focus adjustment lens in the optical axis direction improves the operability during shooting. It is important for improvement.
  • the conventional configuration has a disadvantage in reducing the size and power consumption by increasing the drive mechanism (linear motor) and increasing the drive current in order to increase the moving speed of the lens.
  • the flat linear motor is formed around the linear motor because its magnetic circuit is opened and the lens barrel is a narrow space with many parts arranged in the narrow space. There is a concern that the magnetic field generated will cause magnetic interference with the components inside the lens barrel and adversely affect the components inside the lens barrel.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a lens position detecting device that is advantageous in reducing the size and reducing the time required for detecting the lens position. is there.
  • an object of the present invention is to increase the moving speed of the lens in the optical axis direction while suppressing an increase in the size of the drive mechanism and an increase in power consumption, and to improve the operability of the lens barrel and imaging To provide an apparatus. Further, the present invention has been made paying attention to the magnetic interference, and its purpose is to improve the operability by improving the moving speed of the lens in the optical axis direction by actively using the magnetic interference. An advantageous lens barrel and imaging device are provided.
  • the present invention provides a lens position detection device for detecting a position of a lens in the optical axis direction on a base, for position detection provided on one of the lens and the base. Based on the magnitude of the detection signal, a magnet, a magnetic force detection sensor that generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force generated by the magnetic pole force of the position detection magnet provided on the other of the lens and the base Position information generating means for generating position information of the lens on the base in the optical axis direction.
  • the position of the lens can be detected based on the height.
  • the magnetic force detection sensor since the magnetic force detection sensor generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force that also generates the magnetic pole force of the position detection magnet, this detection signal is uniquely determined according to the position of the lens. It is possible to detect the lens position without performing initialization processing such as locating the lens at the reference position before detecting the lens position, which is advantageous for shortening the time required for detecting the lens position. It becomes.
  • the present invention provides a base, an imaging element provided on the base, a lens that guides a subject image to the imaging element, a lens holding frame that holds the lens, A guide mechanism for supporting the lens holding frame so as to be movable in the optical axis direction of the lens; a drive mechanism for moving the lens holding frame in the optical axis direction; and a position for detecting a position of the lens in the optical axis direction.
  • the detection mechanism is a lens barrel disposed inside the lens barrel, and the driving mechanism includes a coil provided on one side of the base or the lens holding frame, and a coil provided on the other side of the base or the lens holding frame.
  • the position detection mechanism detects a magnetic force generated from a position detection magnet that generates a magnetic force and a magnetic force generated from the position detection magnet through a magnetic sensitive surface, and generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force.
  • the position detecting magnet is attached to the lens holding frame, and a thin wall portion is formed on the wall portion of the base through which a straight line passing through the position detecting magnet passes parallel to the optical axis.
  • a metal plate having a weak magnetic material force attached to the base is pressed against the back surface of the magnetic force detection sensor which is a surface opposite to the magnetic sensitive surface at the magnetic force detection sensor.
  • the magnetosensitive surface is disposed so as to be abutted against the thin wall portion.
  • the present invention is an imaging apparatus including a lens barrel having an imaging element that captures a subject image guided by a lens, wherein the lens barrel includes a base provided with the imaging element; A lens, a lens holding frame that holds the lens, a guide mechanism that supports the lens holding frame so as to be movable in the optical axis direction of the lens, and a drive mechanism that moves the lens holding frame in the optical axis direction.
  • the drive mechanism is provided on one of the base or the lens holding frame and on the other side of the base or the lens holding frame.
  • a driving magnet and current supply means for supplying a driving current to the coil.
  • the driving magnet has a magnetic pole surface extending along a direction parallel to the optical axis of the lens, and the magnetic pole Two different magnetic poles are arranged side by side along the extending direction, and the coil is arranged such that the winding is wound around an axis perpendicular to the magnetic pole surface, and the winding end surface faces the magnetic pole surface.
  • the position detection mechanism detects the magnetic force generated by the position detection magnet that generates a magnetic force and the position detection magnet through a magnetic sensing surface, and generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force.
  • the position detection magnet is attached to the lens holding frame and is directly parallel to the optical axis and passes through the position detection magnet.
  • a thin wall portion is provided at a wall portion of the base through which a wire passes, and the magnetic force detection sensor is configured such that a metal plate having a weak magnetic material force attached to the base has the sensitivity at the magnetic force detection sensor portion. It is characterized in that it is pressed against the back surface of the magnetic force detection sensor, which is the surface opposite to the magnetic surface, so that the magnetically sensitive surface is placed against the thin wall portion.
  • the position detection magnet is attached to the lens holding frame, and the thin wall portion is provided at the wall portion of the base where the straight line passing through the position detection magnet passes parallel to the optical axis.
  • a metal plate having weak magnetic material force attached to the base is pressed against the back surface of the magnetic force detection sensor, which is the opposite surface of the magnetic force detection surface at the magnetic force detection sensor. The surface is placed against the thin wall.
  • the metal plate attached to the base is made of a weak magnetic material and is attracted by magnetic force, the attracting force by the metal plate acts on the position detection magnet, and the lens holding frame approaches the image sensor. Always energized in the direction to do.
  • focusing is performed while the focusing lens (focus adjustment lens) moves in a direction close to the image sensor, and the focusing is stopped when the focusing is achieved. It is structured to enter the shooting mode. Therefore, if the moving speed of the focusing lens is high, focusing is performed in a shorter time.
  • the magnetic flux from the hall element magnet is attracted to the metal plate and collected.
  • the metal plate has a counter yoke effect, and as a result, the magnetic flux passing through the magnetic force detection sensor increases, so that the detection signal of the magnetic force detection sensor can be increased, and based on the detection signal. This is also advantageous in improving the position detection accuracy of the obtained focusing lens.
  • the present invention provides a base, an imaging element provided on the base, a lens that guides a subject image to the imaging element, and a lens holding frame that holds the lens.
  • a guide mechanism that supports the lens holding frame so as to be movable in the optical axis direction of the lens, a drive mechanism that moves the lens holding frame in the optical axis direction, and a position of the lens in the optical axis direction is detected.
  • a position detection mechanism is a lens barrel disposed inside the lens barrel, and the drive mechanism includes a coil provided in the lens holding frame, a drive magnet provided in the base, and the coil Current supplying means for supplying a driving current to the lens, and the driving magnet has a magnetic pole surface extending along a direction parallel to the optical axis of the lens, and the magnetic pole surface has an extending direction thereof.
  • the coil is wound so that the winding is wound around an axis perpendicular to the magnetic pole surface, and the winding end surface faces the magnetic pole surface, and the position detection mechanism is , Place to generate magnetic force
  • a position detection magnet and a magnetic force detection sensor that detects a magnetic force generated from the position detection magnet via a magnetic sensing surface and generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force.
  • the magnetic force detection sensor places the magnetosensitive surface on the wall portion of the base through which a straight line passing through the position detection magnet passes parallel to the optical axis.
  • the first magnetic flux line and the second magnetic flux at a magnetic interference point where the first magnetic flux line formed by the drive magnet and the second magnetic flux line formed by the position detection magnet intersect. It is characterized in that the direction of the lines is the same.
  • the present invention is an imaging apparatus including a lens barrel having an imaging element that captures a subject image guided by a lens, wherein the lens barrel includes a base provided with the imaging element; A lens, a lens holding frame that holds the lens, a guide mechanism that supports the lens holding frame so as to be movable in the optical axis direction of the lens, and a drive mechanism that moves the lens holding frame in the optical axis direction.
  • the driving mechanism supplies a coil provided in the lens holding frame, a driving magnet provided in the base, and a driving current to the coil.
  • the driving magnet has a magnetic pole surface extending along a direction parallel to the optical axis of the lens, and the magnetic pole surface is different along the extending direction.
  • the coil is disposed so that the winding is wound around an axis perpendicular to the magnetic pole surface, and the winding end surface faces the magnetic pole surface, and the position detection mechanism is configured to generate a magnetic force for position detection.
  • a magnetic force detection sensor configured to detect a magnetic force generated from a net and the position detection magnet through a magnetosensitive surface and generate a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force, and the position detection magnet is the lens;
  • the magnetic force detection sensor is attached to a holding frame, and the magnetic sensing surface is directed toward the position detection magnet at a wall portion of the base through which a straight line passing through the position detection magnet passes parallel to the optical axis.
  • the first magnetic flux line and the second magnetic flux line at a magnetic interference point where the first magnetic flux line formed by the drive magnet and the second magnetic flux line formed by the position detecting magnet intersect. It is characterized by the fact that the directions are the same.
  • the magnetic field formed around the linear motor is positively magnetically interfered with the components inside the lens barrel.
  • the focusing system is configured by the lens barrel of the present invention, focusing is performed while the focusing lens moves in the direction close to the image pickup device, and when the focusing is achieved, the focus is stopped and the photographing mode is entered. It is structured. Therefore, if the moving speed of the focusing lens is high, focusing can be performed in a shorter time.
  • FIG. 1 is a perspective view of an imaging apparatus to which a lens position detection apparatus of Example 1 is applied as viewed from the front.
  • FIG. 2 is a perspective view of the imaging apparatus of Embodiment 1 as viewed from the rear.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system of the imaging apparatus.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a lens barrel.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a lens guide mechanism, a lens moving mechanism, and a lens position detecting device related to a second moving lens.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the lens position and the detection signal.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of a lens guide mechanism, a lens moving mechanism, and a lens position detecting device in Embodiment 2.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the amplifier circuit 208.
  • FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a lens position and a detection signal in Example 2.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration of another example of the amplifier circuit 208.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of a lens guide mechanism, a lens moving mechanism, and a lens position detection device in Example 3.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the configuration of a lens guide mechanism, a lens moving mechanism, and a lens position detection device in Example 4.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a lens position and a detection signal in Example 4.
  • FIG. 14 is a perspective view of the imaging apparatus of Example 5 as viewed from the front.
  • FIG. 15 is a perspective view of the imaging apparatus of Example 5 as viewed from the rear.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17A is a perspective view for explaining a state of the lens barrel 10 and shows a lens storage state, that is, a retracted state when not in use.
  • FIG. 17B is a perspective view for explaining the state of the lens barrel 10 and shows the lens protruding state (the wide-angle state is! Or the telephoto state) in use.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the lens barrel 10 in a retracted state.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the lens barrel 10 in a wide angle state.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the lens barrel 10 in the telephoto state.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the lens barrel 10 as viewed from the front.
  • FIG. 22 is an exploded perspective view showing the third lens holding frame, the base, and the flexible substrate in FIG.
  • FIG. 23 is an exploded perspective view showing the first lens holding frame, the second lens holding frame, and the automatic exposure apparatus in FIG.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view showing the fixed ring and the cam ring in FIG.
  • FIG. 25 is an exploded perspective view showing a first lens holding frame, a second lens holding frame, and a base.
  • FIG. 26 is a drawing-up view of FIG.
  • FIG. 27 is an exploded perspective view showing a cam ring, a first lens holding frame, a second lens holding frame, and a base.
  • FIG. 28 is a thread stand-up view of FIG.
  • FIG. 29 is an exploded perspective view of the lens barrel 10 as seen from the rear.
  • FIG. 30 is an exploded perspective view showing the third lens holding frame, the base, and the flexible substrate in FIG. 29.
  • FIG. 30 is an exploded perspective view showing the third lens holding frame, the base, and the flexible substrate in FIG. 29.
  • FIG. 31 is an exploded perspective view showing the first lens holding frame, the second lens holding frame, the automatic exposure device, and the third lens holding frame in FIG.
  • FIG. 32 is an exploded perspective view showing the fixed ring, the cam ring, and the first lens holding frame in FIG.
  • FIG. 33 is an exploded perspective view showing a first lens holding frame, a second lens holding frame, and a base.
  • FIG. 34 is an assembly diagram of a fixed ring, a cam ring, a first lens holding frame, a second lens holding frame, a third lens holding frame, and a flexible substrate.
  • FIG. 35 is an exploded perspective view of the third lens holding frame and the base.
  • FIG. 36 is a drawing-up view of FIG.
  • FIG. 37 is a view on arrow A in FIG.
  • FIG. 38 is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 39 is a perspective view showing a state in which the first lens holding frame, the second lens holding frame, and the base are assembled and broken along a plane parallel to the optical axis.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view of the lens barrel cut away on a plane parallel to the optical axis.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view of the lens barrel cut away on a plane parallel to the optical axis.
  • FIG. 42 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG.
  • FIG. 43A is a perspective view of a flexible substrate 80 for shirter.
  • FIG. 43B is a perspective view of a flexible substrate 80 for shirter.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view of the lens barrel showing the state of the flexible substrate for shirter 80 in the retracted state.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view of the lens barrel showing the state of the flexible substrate for shirter 80 in the wide-angle state.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view of the lens barrel showing the state of the flexible substrate for shirter 80 in the telephoto state.
  • FIG. 47A is an explanatory diagram showing a state of the flexible substrate 80 for shirter in the retracted state.
  • FIG. 47B is an explanatory view showing a state of the flexible substrate for shirter 80 in the wide-angle state.
  • FIG. 48 is a perspective view showing the routing of the flexible substrate 80 for shirter.
  • FIG. 49 is a plan view of the base 12 portion through which the shirtable flexible substrate 80 is threaded.
  • FIG. 50 is a plan view showing the positional relationship of the main flexible board 60, the coil flexible board 4008, and the shirter flexible board 80.
  • FIG. 50 is a plan view showing the positional relationship of the main flexible board 60, the coil flexible board 4008, and the shirter flexible board 80.
  • FIG. 51A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 50 and shows a bent state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60.
  • FIG. 51B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 50, and shows a flat state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60.
  • FIG. 51B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 50, and shows a flat state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60.
  • FIG. 52 is a perspective view showing a bent state of the undulating surface portion of the main flexible board 60. It is.
  • FIG. 53 is a perspective view showing a flat state of the undulating surface portion of the substrate 60.
  • FIG. 54 is a perspective view showing a state in which the first and second soldering terminal portions are soldered.
  • FIG. 55 is a cross-sectional view of the second group lens 16 and the second lens holding frame 1602.
  • FIG. 56 is a perspective view of the second lens holding frame 1602.
  • FIG. 57 is an assembly explanatory diagram of the second group lens 16 and the second lens holding frame 1602.
  • FIG. 58 is an assembly explanatory diagram of the second group lens 16 and the second lens holding frame 1602.
  • FIG. 59 is an explanatory diagram of optical axis alignment adjustment of the second group lens 16.
  • FIG. 60 is an exploded perspective view of a first lens holding frame 1402 in which the first group lens 14 is incorporated.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view of first lens holding frame 1402 in which first lens group 14 is incorporated.
  • FIG. 62 is an explanatory diagram of a detection signal output from the Hall element 7002.
  • FIG. 63 is a diagram showing a relationship between a detection signal output value of the hall element 7002 and a distance between the hall element 7002 and the position detection magnet 7004.
  • FIG. 64 is an explanatory diagram showing a first configuration example of the position detection mechanism 70.
  • FIG. 65 is an explanatory diagram showing a second configuration example of the position detection mechanism 70.
  • Fig. 66 shows the driving magnet 4002 and coil 4 as seen in the direction of arrow X in Fig. 38.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 67 is a perspective view of the metal plate 74 and the third lens holding frame 1802 as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 68 is a perspective view of the metal plate 74 and the third lens holding frame 1802 as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 69A is an explanatory diagram of the magnetic fields of the drive magnet 4002 and the position detection magnet 7002.
  • FIG. 69B is an enlarged view of the main part of FIG. 69A.
  • 70 (A) is a side view of drive magnet 4002 and yoke 4004,
  • FIG. 70 (B) is a view from arrow B in FIG. 70 (A), and
  • FIG. 70 (C) is FIG. It is a C arrow view of (B).
  • FIG. 71 is a cross-sectional view of the position detection mechanism 70 of FIG. 71.
  • FIG. 72 is a perspective view showing a configuration of a lens barrel using the linear motor of FIG. 72.
  • FIG. 72 is a perspective view showing a configuration of a lens barrel using the linear motor of FIG. 72.
  • FIG. 73 is a cross sectional view of FIG. 72 in FIG. 73.
  • the purpose of reducing the size and reducing the time required to detect the lens position is in accordance with the position detection magnet and the strength of the magnetic force generated by the magnetic pole force. This is realized by providing a magnetic force detection sensor for generating a magnitude detection signal and a position information generation means for generating lens position information based on the magnitude of the detection signal.
  • the position detection magnet is attached to the lens holding frame for the purpose of improving the operability by quickly moving the lens while suppressing an increase in the size of the drive mechanism and an increase in power consumption. This was realized by placing the magnetic force detection sensor against the thin wall part provided at the base wall part by a metal plate with weak magnetic material force attached to the base.
  • FIG. 1 is a perspective view of an imaging device to which the lens position detection device of Example 1 is applied as viewed from the front side
  • FIG. 2 is a perspective view of the imaging device of Example 1 also viewed from the rear
  • FIG. 4 is a sectional view of the lens barrel.
  • the imaging apparatus 100 is a digital still camera, and has a rectangular plate-like case 102 constituting an exterior.
  • left and right refer to a state in which the imaging device 100 is viewed from the front, and the subject side is referred to as the front and the imaging element side is referred to as the rear in the optical axis direction of the optical system.
  • a lens window 105 is provided on the right side of the front surface of the case 102.
  • the lens barrel 10 is provided so as to face the front of the case 102 from the window 105.
  • a flash 106 that emits photographing auxiliary light is provided above the lens window 105.
  • a shutter button 108 and the like are provided on the left side of the upper surface of the case 12.
  • the back of the case 12 is equipped with a display 110 (liquid crystal display) for displaying images such as still images and videos, characters and symbols, a cross switch 112 for performing various operations, and a plurality of operation buttons 114.
  • a display 110 liquid crystal display
  • a cross switch 112 for performing various operations
  • a plurality of operation buttons 114 RU
  • the left side surface of the case 12 is provided with a memory accommodating portion 118 that detachably accommodates a memory card 116 (storage medium) for recording images such as still images or moving images.
  • a memory card 116 storage medium
  • the lens barrel 10 includes an optical system 14 for guiding a subject image, and an image sensor 18 provided on the optical axis of the optical system 14, and the subject captured by the optical system 14. It is configured to form an image on the image sensor 1 8! RU
  • the image formed on the image sensor 18 is picked up and output as an image pickup signal to the image processing unit 120.
  • the image processing unit 120 generates still image data or moving image data based on the image pickup signal, It is recorded on the memory card 116.
  • the image data is displayed in the display process ⁇ [J J display 110].
  • the imaging apparatus 100 includes a control unit 124 including a CPU that controls the image processing unit 120, the display processing unit 122, and the dimming control unit in accordance with the operation of the shirt button 108, the cross switch 112, and the operation button 114. It has.
  • the imaging apparatus 100 also includes a lens driving unit 126 that outputs a driving signal necessary for moving the first and second moving lenses described below, and the lens driving unit 126 is controlled by the control unit 124. .
  • the lens barrel 10 has a barrel main body 1022 incorporated into the case 102, and the barrel main body 1002 has, for example, a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape.
  • the lens barrel body 1002 includes a first fixed lens 1452, a first moving lens 1454, a second fixed lens 1456, and a second moving lens 1458 that constitute the optical system 14, and the forward force in the optical axis direction is also directed backward. They are arranged in this order.
  • the optical system 14 is configured as an inner focus lens having these four group forces.
  • the first fixed lens 1452 is fixed to the front end of the barrel main body 1002 so as not to move in the optical axis direction of the optical system 14.
  • the second fixed lens 1456 is fixed to the middle part of the lens barrel body 1002 in the front-rear direction so as not to move in the optical axis direction of the optical system 14.
  • the first moving lens 1454 is provided between the first fixed lens 1452 and the second fixed lens 1456, and the second moving lens 1458 is provided behind the second fixed lens 1456, and these first and second movements are performed.
  • the lenses 1454 and 1458 are configured to be moved in the optical axis direction of the optical system 14 by a lens moving mechanism 50 described later, and configured to detect the position in the optical axis direction by the lens position detection device 200.
  • the first moving lens 1454 is configured as a zoom lens that adjusts the focal length of the optical system 14 by being moved in the optical axis direction, and the second moving lens 1458 is moved in the optical axis direction to be the focal point of the optical system 14. It is configured as a focus lens to be adjusted. That is, the focal length is varied by the displacement of the first moving lens 1454, and the shift of the in-focus position caused by the change in the focal length is corrected by the displacement of the second moving lens 1458 so that the focus is appropriately achieved. It has been.
  • An opening 1004 is provided at the rear end of the lens barrel body 1002, and the image sensor 18 is attached to the rear end of the lens barrel body 1002 with the imaging surface 1852 having a rectangular shape facing forward from the opening 1004.
  • an optical filter 1006 through which light that has passed through the second moving lens 1458 passes is attached to the opening 1004, and the optical filter 1006 is configured by, for example, a low-pass filter or an infrared filter.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the lens guide mechanism, the lens moving mechanism, and the lens position detecting device related to the second moving lens
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the lens position and the detection signal.
  • the lens position detection device of the first moving lens 1454 is configured in exactly the same way as the lens position detection device of the second moving lens 1458. Only the sensor position detection device will be described.
  • a base 1003 is fixed inside the lens barrel body 1002, and the second moving lens 1458 is supported on the base 1003 so as to be movable in the optical axis direction by the lens guide mechanism 40.
  • the second moving lens 1458 is moved in the optical axis direction by the lens moving mechanism 50, and the position of the second moving lens 1458 in the optical axis direction is detected by the lens position detection device 200.
  • the lens guide mechanism 40 includes a lens holding frame 1460, a sleeve portion 1462, a groove portion 1464, and first and second guide shafts (not shown).
  • the lens holding frame 1460 has an annular shape and holds the second moving lens 1458 at the center thereof.
  • the sleeve portion 1462 and the groove portion 1464 are provided at two locations sandwiching the optical axis of the second moving lens 1458 on the outer peripheral portion of the lens holding frame 1460.
  • the first and second guide shafts are respectively attached to the base 1003 so as to extend in parallel with the optical axis, and are inserted through the first guide axial force S sleeve portion 1462, and the second guide shaft Is moved through the groove 1464 so that the second moving lens 1458 and the lens holding frame 1460 can be linearly reciprocated along the first guide shaft without rotating.
  • the drive coil 5002, the opposing yoke 5004, the drive magnet 5006, the grounding yoke 5008, and the like are configured.
  • the driving coil 5002 is wound around an axis parallel to the optical axis and fixed to the lens holding frame 1460 with an adhesive or the like, and the inner periphery of the driving coil 5002 is opened in the front-rear direction.
  • the opposing yoke 5004 has a strip shape, and is arranged so as to be loosely inserted in the inner periphery of the driving coil 5002 and to extend in parallel with the optical axis.
  • the driving magnet 5006 has a strip shape and is arranged on the outer periphery of the driving coil 5002 so as to extend in parallel with the opposing yoke 5004.
  • the grounding yoke 5008 has a rectangular plate shape substantially the same as that of the driving magnet 5006 and is joined to the surface of the driving magnet 5006 opposite to the facing yoke 5004.
  • the lens moving mechanism 50 holds the lens by a magnetic interaction between the magnetic field generated from the driving coil 5002 by supplying a driving current from the lens driving unit 126 to the driving coil 5002 and the magnetic field of the driving magnet 5006.
  • the driving force for moving the frame 1460 forward or backward in the optical axis direction is generated.
  • the lens driving unit 126 performs DZA conversion 126A for converting the driving signal as a digital signal supplied from the control unit 124 to DZA, and D / A conversion 126A as an analog signal supplied. And a motor driver 126B for supplying the drive current to the drive coil 5002 based on the drive signal.
  • the lens position detection device 200 includes a position detection magnet 202, a magnetic force detection sensor 204, a position information generation unit 206, and the like.
  • the position detection magnet 202 is attached to the rear surface of the lens holding frame 1460 and is arranged so as to move integrally with the lens holding frame 1460 in the optical axis direction.
  • the position detection magnet 202 is arranged such that one of the N and S poles is positioned on one side in the optical axis direction, and the other of the N and S poles is positioned on the other side in the optical axis direction. It is attached to the holding frame 1460. In other words, the position detection magnet 202 is magnetized in the optical axis direction.
  • the position detection magnet 202 extends along the optical axis direction.
  • a grounding yoke 203 is interposed to increase the magnetic flux density generated!
  • the magnetic force detection sensor 204 generates a detection signal (position signal) Ss having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force generated by the magnetic pole force of the position detection magnet 202 and is opposed to the position detection magnet 202. And is disposed on a straight line passing through the position detection magnet 202 and parallel to the optical axis.
  • the magnetic force detection sensor 204 is composed of, for example, a Hall element. Since the Hall element generates a voltage proportional to the magnetic flux density, it corresponds to the strength of the magnetic force that it receives (the magnitude of the magnetic flux density). Configured to output a (proportional) voltage detection signal Ss. ing. Note that such a magnetic force detection sensor 204 is not limited to a Hall element as long as it can generate a detection signal Ss by detecting the strength of the magnetic force. For example, a magnetoresistive element such as an MR element is used. You can also.
  • the second moving lens 1458 has the farthest rear position (position closest to the imaging element 18) as the end point 1, and the second moving lens 1458 has the furthest front position (most imaging element). If the second moving lens 1458 is positioned at the end point 1, the magnetic force of the position detection magnet 202 detected by the magnetic force detection sensor 204 is maximized when the second moving lens 1458 is positioned at the end point 1. As the second moving lens 1458 approaches from the end point 1 to the end point 2, the magnetic force of the position detection magnet 202 detected by the magnetic force detection sensor 204 decreases and the detection signal Ss also decreases.
  • the relationship between the position of the lens holding frame 1460 and the voltage force of the detection signal of the magnetic force detection sensor 204 is 1, and the position of the lens holding frame 1460 is uniquely determined by the output voltage value.
  • the position information generating means 206 includes an amplifier circuit 208 and an AZD converter 210.
  • the amplifier circuit 208 amplifies the detection signal Ss from the magnetic force detection sensor 204.
  • the AZD transformation 210 converts the detection signal Ss amplified by the amplification circuit 208 into a digital signal, and supplies it to the control unit 124 as position information of the second moving lens 1458. Based on the detection signal Ss converted into a digital signal, the control unit 124 uses the second moving lens 1
  • position control of the second moving lens 1458 in the optical axis direction for example, closed loop control such as servo is performed. .
  • the lens holding frame 1460 When the lens holding frame 1460 is moved in the optical axis direction by the lens moving mechanism 50 by supplying a driving signal from the control unit 124 to the driving unit 126, the position detecting magnet 202, the magnetic force detecting sensor 204, The distance of the magnetic field changes, and the strength of the magnetic field received by the magnetic force detection sensor 204 changes.
  • a voltage detection signal corresponding to the distance between the position detection magnet 202 and the magnetic force detection sensor 204, in other words, the position of the second moving lens 1458 in the optical axis direction is a magnetic force detection sensor.
  • the signal is output from the circuit 204 and supplied to the control unit 124 via the amplifier circuit 208 and the AZD transformation 210.
  • the control unit 124 can detect the position of the second moving lens 1458.
  • the magnetic force detection sensor 204 generates a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force generated from the magnetic pole of the position detection magnet 202. Since the space occupied by the position detection magnet that does not require a position detection magnet over the entire stroke length can be greatly reduced, this is advantageous in reducing the size of the lens position detection device 200. Therefore, when the lens position detection device 200 of the present embodiment is applied to the imaging device 100, it is advantageous in reducing the size of the imaging device 100.
  • the detection signal Ss (detection output) of the magnetic force detection sensor 204 is uniquely determined according to the position of the second moving lens 1458, unlike the conventional case, the lens is detected prior to detecting the lens position.
  • An initialization process such as moving the holding frame 1460 to the stroke end point to obtain the output of the magnetic detection element, detects the position of the lens holding frame 1460 at any position as soon as the necessary position detection starts. This is advantageous in reducing the time required for detecting the lens position. Therefore, when the lens position detection device 200 of the present embodiment is applied to the imaging device 100, it is advantageous in shortening the startup time of the imaging device 100.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the amplification factor of the amplifier circuit 208 is switched in two stages.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the lens guide mechanism, the lens moving mechanism, and the lens position detection device in the second embodiment
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the amplifier circuit 208
  • FIG. 9 is the lens position in the second embodiment. It is a figure which shows the relationship of a detection signal.
  • the same parts and members as those in Embodiment 1 will be described with the same reference numerals.
  • the amplifier circuit 208 includes first and second amplifiers 208A and 208B, and a switch 208C.
  • the first amplifier 208A is configured to receive the detection signal Ss of the magnetic force detection sensor 204 and amplify it with a first amplification factor.
  • the second amplifier 208B is configured to receive the output signal of the first amplifier 208A and amplify it with the second amplification factor.
  • the switch 208C includes a first input terminal connected to the output terminal of the first amplifier 208A, a second input terminal connected to the output terminal of the second amplifier 208B, and the first and second input terminals. One of these is selected and a common output terminal connected to the input terminal of the AZD converter 210 is provided, and the switching operation of the switch 208C is configured to be performed by the control unit 124.
  • the detection signal Ss amplified by the first amplifier 208A is output as the output signal A.
  • the amplification factor is the same as the amplification factor of the first amplifier 208A. Become.
  • the detection signal Ss amplified by the second amplifier 208B is output as the output signal B
  • the amplification factor is the product of the amplification factors of the first and second amplifiers 208A and 208B, and the first amplifier 208A.
  • the amplification factor is larger than the amplification factor only.
  • the output signal A of the first amplifier 208A decreases as the second moving lens 1458 moves away from the imaging element 18 as well. Then, the position of the second moving lens 1458 is an intermediate point M between the end point 1 and the end point 2, the absolute value of the slope of the output signal A from the end point 1 to the intermediate point M is ⁇ , and the intermediate point ⁇ If the absolute value of the slope of the output signal ⁇ ⁇ up to force endpoint 2 is j8, then ⁇ > ⁇ as shown in the figure.
  • the absolute value of the tilt is large, the amount of change in the output signal relative to the amount of movement of the second moving lens 1458 is large, and if the absolute value of the tilt is small, the amount of change of the output signal relative to the amount of movement of the second moving lens 1458 is small. Get smaller.
  • the larger the absolute value of the tilt the greater the resolution of the position of the second moving lens 1458, which is advantageous for accurate position detection.
  • the position detection is performed using the output signal ⁇ by switching the switch 208C to the first amplifier 208 ⁇ side.
  • the switch 208C is output by switching to the second amplifier 208B side.
  • Position detection is performed using signal B.
  • the switch 208C to the second amplifier 208B side the absolute value j8 of the slope of the output signal B becomes larger than the absolute value ⁇ of the slope, which is advantageous for accurate position detection.
  • an output signal having an absolute value of a slope necessary for ensuring sufficient resolution for detecting the position of the second moving lens 1458 by increasing the amplification factor as in the second embodiment can be obtained. Even if the distance between the position detection magnet 202 and the magnetic force detection sensor 204 increases greatly, the position of the second moving lens 1458 can be detected and the moving stroke (movable range) of the second moving lens 1458 is secured. This is advantageous.
  • the output signal exceeds the input level of the AZD converter 210 simply by setting a high amplification factor. Therefore, a negative offset is applied to the output signal ⁇ as shown in Fig. 9.
  • the signal is kept within the input level of the AZD converter 210 (actually, the output signal ⁇ is also kept within the input level by performing the same offset for the output signal)).
  • the power described in the case where the output of the first amplifier 208A is connected to the input of the second amplifier 208B as shown in FIG. 8 has different amplification factors as shown in FIG.
  • the detection signal Ss may be commonly input to both the first amplifier 208A and the second amplifier 208B, and the output of the first amplifier 208A and the output of the second amplifier 208B may be switched with a switch. .
  • the force amplification factor described as V may be switched to three or more different magnitudes.
  • the noise component included in the detection signal Ss is also amplified at the same time, so that the variation in the position of the second moving lens 1458 finally obtained increases. It is possible. In order to eliminate such inconvenience, it is necessary to provide noise removal means to remove the noise of the detection signal Ss or the noise of the output signals A and B.
  • Such noise removing means is, for example, a low-pass filter for noise removal provided before or after the amplifier circuit 208, or a digital filter such as an IIR filter or FIR filter provided after the AZD converter 210. Can be configured.
  • a low-pass filter for noise removal provided before or after the amplifier circuit 208
  • a digital filter such as an IIR filter or FIR filter provided after the AZD converter 210.
  • Example 3 is different from Example 1 in the configuration of the lens moving mechanism.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating configurations of a lens guide mechanism, a lens moving mechanism, and a lens position detection device according to the third embodiment.
  • the lens moving mechanism is composed of 50 forces, a driving coil 5022, a counter yoke 5024, a driving magnet 5026, a grounding yoke 5028, and the like.
  • the drive coil 5022 is wound around an axis perpendicular to the optical axis and fixed to the lower surface of the mounting piece 1461 projecting from the lower part of the lens holding frame 1460 in one direction (front) in the optical axis direction with an adhesive or the like. ing.
  • the opposing yoke 5024 is passed through an opening provided at an upper portion of the mounting piece 1461 in the lens holding frame 1460, and is disposed so as to extend in parallel with the optical axis.
  • the driving magnet 5026 has a strip shape, and is arranged on the outer periphery of the driving coil 5022 so as to extend in parallel with the opposing yoke 5024.
  • the first magnet magnetized on one of the N pole and the S pole.
  • the region 5026A and the second region 5026B magnetized on the other of the N and S poles are alternately arranged along the extending direction.
  • the ground yoke 5028 has a rectangular plate shape substantially the same as that of the drive magnet 5026 and is joined to the surface of the drive magnet 5026 opposite to the opposing yoke 5024.
  • the opposing yoke 5024 and the grounding yoke 5028 are attached to the base 1003, and the driving magnet 5026 is attached to the grounding yoke 5028 !.
  • the lens moving mechanism 50 mm, the magnetic field generated from the driving coil 5022 when the driving current is supplied from the lens driving unit 126 to the driving coil 5022, and the first and second regions 5026 ⁇ , 5026 ⁇ of the driving magnet 5026 A driving force for moving the lens holding frame 1460 forward or backward in the optical axis direction is generated by magnetic interaction with the magnetic field.
  • the same effects as in the second embodiment can be obtained by providing the same amplifier circuit 208 as in the second embodiment.
  • Example 4 differs from Example 3 in that the detection accuracy of the lens position is increased and the range in which position detection is possible is expanded by providing two magnetic force detection sensors.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing configurations of the lens guide mechanism, the lens moving mechanism, and the lens position detection device in the fourth embodiment
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the lens position and the detection signal in the fourth embodiment.
  • a lens position detection device 200 As shown in FIG. 12, a lens position detection device 200, a position detection magnet 202, a magnetic force detection sensor 204, position information generation means 206 ′, and the like are provided.
  • the position detection magnet 202 is attached to the rear surface of the lens holding frame 1460 similarly to the third embodiment, and is configured to move integrally with the lens holding frame 1460 in the optical axis direction. It is attached to the lens holding frame 1460 so that one of the negative pole and the S pole is located and the other pole of the negative pole and the S pole is located on the other side in the optical axis direction. In other words, the position detection magnet 202 is magnetized in the optical axis direction.
  • the magnetic force detection sensor 204 has first and second magnetic force detection sensors 204 and 204.
  • the first and second magnetic force detection sensors 204 ⁇ and 204 ⁇ generate detection signals (position signals) having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force emitted from the magnetic pole of the position detection magnet 202.
  • the base 1003 is positioned so as to face the position detection magnet 202 on a straight line parallel to the optical axis passing through the position detection magnet 202 and to be positioned at two positions before and after sandwiching the position detection magnet 202 in the optical axis direction. It is attached.
  • the first magnetic force detection sensor 204A is disposed rearward (imaging element 18 side)
  • the second magnetic force detection sensor 204B is disposed forward (subject side).
  • the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B are composed of Hall elements (magnetoresistive elements) in the same manner as the magnetic force detection sensors 204 of the first to third embodiments, and the strength of the magnetic force received by the Hall elements (magnetic resistance elements). The resistance value changes according to (magnitude of magnetic flux density).
  • a constant current is supplied to the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B by means not shown, and the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B are voltages proportional to the strength of the magnetic force.
  • Detection signals SsA and SsB are output.
  • the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B have the same characteristics, and are configured such that the detection signals have the same voltage when the magnetic force having the same strength is detected.
  • Hall elements magnetoresistive elements
  • the magnetic force of the position detection magnet 202 detected by the first magnetic force detection sensor 204A becomes maximum when the second moving lens 1458 is positioned at the end point 1, and the second moving lens 145 8 approaches the end point 2 from the end point 1. Decreases as
  • the magnetic force of the position detection magnet 202 detected by the second magnetic force detection sensor 204B is minimum when the second moving lens 1458 is positioned at the end point 1, and the second moving lens 1458 is at the end point. Increasing from 1 to 2
  • the position information generating means 206 ′ includes a switch 207 and an amplifier circuit 208.
  • the switch 207 is configured to select one of the detection signals SsA and SsB of the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B and supply it to the amplifier circuit 208.
  • the switching operation of the switch 207 is as follows. Configured to be made by the control unit 124! RU
  • the switch 207 selects the detection signal SsA of the first magnetic force detection sensor 204A
  • the detection signal SsA amplified by the amplifier circuit 208 is output as the output signal A.
  • the switch 207 selects the detection signal SsB of the second magnetic force detection sensor 204B
  • the detection signal SsB amplified by the amplifier circuit 208 is output as the output signal B.
  • the second moving lens 1458 is at the farthest rear position (position closest to the image sensor 18), and the second moving lens 1458 is at the furthest front position (the power of the image sensor 18 is also separated).
  • an intermediate point between the end point 1 and the end point 2 is set as the intermediate point A.
  • the output signal A on the first magnetic force detection sensor 204A side decreases as the second moving lens 1458 moves away from the image sensor 18.
  • the absolute value of the slope of the output signal A from the end point 1 to the middle point M is ⁇ 1
  • the absolute value of the slope of the output signal ⁇ ⁇ from the end point 2 is j8 1, 1> j8 1
  • the output signal B on the second magnetic force detection sensor 204B side increases as the second moving lens 1458 moves away from the image sensor 18.
  • the absolute value of the slope of the output signal B from the end point 1 to the middle point M is ⁇ 2
  • the absolute value of the slope of the output signal ⁇ ⁇ to the end point 2 is ⁇ 2.
  • the switch 207 selects the detection signal SsA of the first magnetic force detection sensor 204A and supplies it to the amplifier circuit 208, so that the absolute value of the slope is a1. Signal A can be obtained. Also, in the range from the intermediate point M to the end point 2, the switch 207 selects the detection signal SsB of the second magnetic force detection sensor 204B and supplies it to the amplifier circuit 208, so that the absolute value of the slope becomes oc 2 B can be obtained.
  • the detection signals SsA and SsB of the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B are selected by the switch 207 and supplied to the amplifier circuit 208, so that the range from the end point 1 to the end point 2, that is, the second movement
  • the resolution of position detection of the second moving lens 1458 can be increased over the entire movement stroke (movable range) of the lens 1458, and sufficient position detection accuracy can be ensured.
  • the amplification factor of the detection signal Ss corresponding to the portion where the absolute value of the slope is low (the portion where the absolute value of the slope is ⁇ ) in the position information generating unit 206 is the portion where the absolute value of the slope is high
  • the absolute value is larger than the amplification factor of the detection signal Ss corresponding to a) Therefore, measures such as providing a filter in consideration of the effect of noise on the detection signal Ss were necessary.However, in Example 4, switching of the amplification factor is not necessary, so noise is detected in the detection signal. Since the degree of influence on Ss is low, for example, a countermeasure that considers the influence of noise is simple, which is advantageous for simplifying the configuration of the position information generating means 206.
  • the single magnetic force detection sensor 204 When the single magnetic force detection sensor 204 is provided as shown in FIG. 2, if the position detection magnet 202 and the single magnetic force detection sensor 204 are separated by a predetermined distance or more, the voltage of the detection signal becomes almost zero, and the amplification circuit Even if the detection signal is amplified by 208, it is not possible to obtain an output signal having an absolute value of the slope necessary to ensure sufficient resolution. Therefore, there is a limit to securing the moving stroke (movable range) of the second moving lens 1458 capable of detecting the position.
  • the two detection signals SsA and SsB are obtained from the first and second magnetic force detection sensors 204A and 204B arranged so as to sandwich the position detection magnet 202 in the optical axis direction.
  • an output signal having sufficient resolution can be obtained based on either one of the detection signals SsA and SsB, and the second moving lens 1458 capable of detecting the position as compared with Examples 1 to 3. This is advantageous in securing a large movement stroke (movable range).
  • the present invention can be applied to position detection of a movable portion in various types of lens barrels such as a lens barrel that includes a movable portion such as a movable lens.
  • the force described in the case where the lens holding frame 1460 is provided with the position detection magnet 202 and the base 1003 is provided with the magnetic force detection sensor 204 is provided.
  • the lens holding frame 1460 is provided with the magnetic force detection sensor 204, and the base There is nothing to do with the position detection magnet 202 in 1003! ⁇ .
  • Examples 1 to 4 the case where the present invention is applied to an imaging apparatus is illustrated.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a configuration for detecting the position of the objective lens of an optical pickup mounted on an optical disc apparatus that performs recording and Z or reproduction of an optical disc.
  • the present invention is not limited to the detection of the lens position, but can be applied to a configuration for detecting the position of the movable member in various machine tools and measurement devices.
  • FIG. 14 is a perspective view of the imaging device of the fifth embodiment as viewed from the front
  • FIG. 15 is a perspective view of the imaging device of the fifth embodiment as viewed from the rear
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating the configuration of the imaging device of the fifth embodiment.
  • an imaging apparatus 100 according to the present embodiment is a digital still camera, and includes a case 102 that forms an exterior.
  • left and right refer to a state in which the imaging apparatus 100 is viewed with a forward force, and the subject side is referred to as the front and the imaging element side is referred to as the rear in the optical axis direction of the optical system.
  • a retractable barrel 10 is provided near the front right side of the case 102 to accommodate and hold the photographic optical system 104, and a flash portion 106 that emits flash is provided near the upper front of the case 102. It has been.
  • the lens barrel 10 is in a use position (wide angle state, telephoto state, and intermediate state between wide angle and telephoto) that protrudes forward from the front surface of the case 102 by a driving unit 126 (Fig. 16) incorporated in the case 102 and the case 102. It is configured to appear and disappear between the storage position (collapsed state) stored in the front of the.
  • a shot button 108 for taking an image On the upper surface of the case 102, a shot button 108 for taking an image, a zoom operation switch 109 for adjusting the zoom of the photographic optical system 104, a mode switching switch 113 for changing a playback mode, A power switch 115 for turning the power on and off is provided, and a rear surface of the case 102 has a display 110 for displaying captured images, and a plurality of operations for performing various operations such as shooting, recording, and video display. To perform operations such as selecting the menu displayed on the operation switch 119 and display 110 The control switch 121 is provided.
  • the mode switching switch 113 is a so-called slide switch, and has an operation member 113A that also projects the upper end surface force of the case 102, and the mode switching is performed by sliding the operation member 113A left and right with a finger. It can be configured to work.
  • control switch 121 has an operation member 121A in which the rear surface force of the case 102 protrudes backward, and the operation member 121A can be tilted in four directions of up and down and left and right by moving its tip surface with a finger.
  • the tip surface of the case 102 can be pressed in the thickness direction with a finger.
  • control switch 121 moves the operation member 121A in the vertical direction and the horizontal direction, for example, powers the cursor displayed on the display 110 vertically and horizontally, or displays it on the display 110. It is configured to be able to change (increase / decrease) numerical values.
  • control switch 121 can determine a plurality of selection items (menus) displayed on the display 110 by pressing the operation member 121A and input numerical values displayed in the input column! / It is configured to be able to.
  • an image sensor 140 composed of a CCD, a CMOS sensor, or the like that images a subject image formed by the photographing optical system 104 is arranged.
  • the imaging device 100 generates image data based on the imaging signal output from the imaging element 140, and records the image data on a storage medium 116 such as a memory card, and displays the image data on the display 110.
  • a display processing unit 122, the driving unit 126, a control unit 148, and the like are provided.
  • the control unit 148 includes an image processing unit 120, a display processing unit 122, and a drive according to the operation of the shirt button 108, zoom operation switch 109, mode switching switch 113, power switch 115, operation switch 119, and control switch 121. It controls the unit 126 and has a CPU that operates according to a control program.
  • FIG. 17A and 17B are perspective views for explaining the state of the lens barrel 10.
  • FIG. 17A shows the lens retracted state when not in use, that is, the retracted state
  • FIG. 17B shows the lens protruding state when in use (wide-angle state or telephoto state).
  • State 18 is a sectional view of the lens barrel 10 in the retracted state
  • FIG. 19 is a sectional view of the lens barrel 10 in the wide-angle state
  • FIG. 20 is a sectional view of the lens barrel 10 in the telephoto state.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the lens barrel 10 also viewed from the front
  • FIG. 22 is an exploded perspective view showing the third lens holding frame, base, and flexible substrate in FIG. 21, and
  • FIG. 23 is the first lens holding frame in FIG.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view showing a second lens holding frame and an automatic exposure apparatus
  • FIG. 24 is an exploded perspective view showing a fixed ring and a cam ring in FIG.
  • FIG. 25 is an exploded perspective view showing the first lens holding frame, the second lens holding frame, and the base
  • FIG. 26 is a thread raising view of FIG. 25
  • FIG. 27 is a cam ring
  • FIG. 28 is an exploded view of the frame and the base, and FIG.
  • Fig. 29 is an exploded perspective view of the lens barrel 10 also viewed from the rear
  • Fig. 30 is an exploded perspective view showing the third lens holding frame, base, and flexible substrate in Fig. 29, and
  • Fig. 31 is the first lens holding frame in Fig. 29.
  • FIG. 32 is an exploded perspective view showing the second lens holding frame, the automatic exposure apparatus, and the third lens holding frame
  • FIG. 32 is an exploded perspective view showing the fixed ring, the cam ring, and the first lens holding frame in FIG.
  • Fig. 33 is an exploded perspective view showing the first lens holding frame, the second lens holding frame, and the base.
  • Fig. 34 is a fixed ring, a cam ring, a first lens holding frame, a second lens holding frame, a third lens holding frame, and a flexi. It is an assembly drawing of a bull board.
  • FIG. 35 is an exploded perspective view of the third lens holding frame and base
  • FIG. 36 is an assembly view of FIG. 35
  • FIG. 37 is a view taken along arrow A in FIG. 36
  • FIG. 39 is a perspective view showing a state in which the first lens holding frame, the second lens holding frame, and the base are assembled and is broken at a plane orthogonal to the optical axis
  • FIG. 40 is a plane orthogonal to the optical axis of the lens barrel.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view taken along the plane orthogonal to the optical axis
  • FIG. 42 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG.
  • the photographing optical system 104 housed in the lens barrel 10 is optically configured in three groups.
  • the subject side is moved forward in the optical axis direction of the lens barrel 10 (shooting optical system 104).
  • the three groups constituting the photographing optical system are the first group lens 14, the second group lens 16, which are arranged in this order from the front to the rear. It is composed of a three-group lens 18.
  • the lens barrel 10 is zoomed when the first group lens 14 and the second group lens 16 are driven in the optical axis direction by a predetermined cam curve, and the third group lens 18 is minutely displaced in the optical axis direction. Focusing is performed by. In other words, the focal length is varied by the displacement of the first group lens 14 and the second group lens 16, and the deviation of the in-focus position caused by the change in the focal length is corrected by the third group displacement to be properly focused. ing.
  • the third group lens 18 constitutes a focus adjustment lens that adjusts the focus of the subject image formed on the image sensor 140 by being driven in the optical axis direction.
  • the lens barrel 10 includes a base 12 fixed to the case 102, a third lens holding frame 1802 that holds the third group lens 18, an electrical component 19, and a second group. It has a second lens holding frame 1602 for holding the lens 16, a first lens holding frame 1402 for holding the first group lens 14, a cam ring 20, and a fixed ring 22.
  • the base 12 has a plate-like base main body 1202 and a gear accommodating portion 1250 connected to the base main body 1202.
  • the base 12 Is made of synthetic resin.
  • An opening 1204 is formed through the center of the base main body 1202, and a recess 1206 is provided on the rear surface 1212 facing the rear of the base main body 1202 so as to surround the opening 1204. It is attached to the recess 1206 by adhesion or the like so as to face the surface.
  • a cylindrical wall 1208 is erected along a cylindrical shape centering on the optical axis of the imaging optical system 104 on the front surface 1214 where the base body 1202 faces forward.
  • Four engaging pieces 1210 project radially outward from the outer circumference of the cylindrical wall 1208 at intervals in the circumferential direction, and these engaging pieces 1210 extend in the circumferential direction on the inner circumference of the cam ring 20.
  • the cam ring 20 is supported so as to be rotatable in the circumferential direction of the cam ring 20 and immovable in the axial direction of the cam ring 20 with respect to the base 12. As shown in FIG.
  • the cam ring 20 is opened at the end of the cam ring 20 and connected to the engagement groove 2002.
  • An open groove 2003 is formed, and the engagement piece 1210 is engaged with the engagement groove 2002 by inserting the engagement piece 1210 from the open groove 2003 into the engagement groove 2002.
  • two guide shafts 1216, 1 for guiding the third lens holding frame 1802 in the optical axis direction are provided on the inner side of the cylindrical wall 1208 of the front surface 1214 of the base body 1202. 218 is provided so as to sandwich the opening 1204, and these guide shafts 1216 and 1218 extend in parallel with the optical axis of the photographing optical system 104! /.
  • One guide shaft 1216 has a rear end fixed to the front surface 1214.
  • the other guide shaft 1218 has a rear end fixed to the front surface 1214 and a front end supported by a guide shaft holder 1220.
  • the guide shaft holder 1220 is composed of first and second support walls 1220A and 122OB erected from the front surface 1214 and a first connection wall 1220C that connects the front ends thereof, and the front end of the guide shaft 1218 is the first connection wall. Fixed to 1220C.
  • FIG. 35, FIG. 36, FIG. 37, FIG. 38 [As shown here, the front surface 1214 of the base body 1202; a magnet holder 1222 is provided adjacent to the guide shaft holder 1220; The guide shaft holder 1220 and the magnet holder 1222 are formed integrally with the base 12.
  • the magnet holder 1222 includes the first support wall 1220A and a front surface spaced apart in the direction around the optical axis in the direction opposite to the second support wall 1220B with respect to the first support wall 1220A.
  • the front wall 1214 between the support walls 1220A and 1222A is formed into a rectangular frame shape whose longitudinal direction is aligned with the optical axis direction.
  • the driving magnet 4002 is attached to one surface in the thickness direction of the driving magnet 4002 having a slightly larger outline than the driving magnet 4002.
  • a strip-shaped knock yoke 4004 is inserted and attached with its extending direction aligned with the optical axis direction.
  • the front surface 1214 of the base body 1202 is equally spaced in the circumferential direction of the cylindrical wall 1208 (equally spaced in the circumferential direction of the second lens holding frame 1602 described later).
  • the three guide pillars 50 are projected so as to be parallel to the optical axis, in other words, the three guide pillars 50 are projected at equal intervals in the circumferential direction of a cam ring 20 to be described later, and an inner peripheral surface 1620 (see FIG. 46) of a second lens holding frame 1602 to be described later.
  • the guide column 50 is made of synthetic resin and is integrally formed with the base 12. As shown in FIG. 40, the guide column 50 has an I-shape having a cross-sectional force web 5002 and flanges 5004 at both ends of the web 5002! /.
  • the guide column 50 is arranged so as to be parallel to a tangential direction passing through 1208 cylindrical walls positioned radially outward of the guide column 50 in the extending direction of the web 5002 constituting the cross section.
  • the guide column 50 is disposed so as to be parallel to a tangent line passing through a second lens holding frame 1602 described later.
  • the gear accommodating portion 1250 has an opening 1250A opened forward and an opening 1250B opened laterally facing the optical axis side, and a speed reduction mechanism 1252 that also has a gear train force. Is housed.
  • the speed reduction mechanism 1252 decelerates the rotational driving force and transmits it to the cam ring 20 to rotate the cam ring 20.
  • the motor 1254 is attached to the gear housing 1250, the gear at the upstream end constituting the reduction mechanism 1252 meshes with the drive gear 1256 of the motor 1254, and the gear at the downstream end constituting the reduction mechanism 1252 is cammed through the opening 1250B. It is meshed with the gear part 2004 provided on the outer periphery of the ring 20.
  • a main flexible board 60 is attached to the rear surface 1212 of the base 12.
  • the main flexible board 60 is mounted with a Hall element 7002 as a magnetic force detection sensor for detecting the position of the third lens holding frame 1802, and the main flexible board 60 is electrically connected to a terminal portion of the motor 1254. There is a connecting part! / Speak.
  • a detection signal from the Hall element 7002 is supplied to the controller 124 via the main flexible board 60, and a drive signal from the controller 124 is supplied to the motor 1254 via the main flexible board 60.
  • the Honoré element 7002 is accommodated and disposed in a mounting recess 1240 provided on the rear surface 1212 of the base 12. In other words, it is parallel to the optical axis and will be described later. Hall element 7002 is attached to the base 12 where the straight line passing through the position detecting magnet 7004 passes.
  • the image sensor 140 is mounted on a flexible substrate (not shown), and an image signal from the image sensor 140 is supplied to the image processing unit 120 via the flexible substrate (not shown).
  • the third lens holding frame 1802 has a frame main body 1804 for holding the third lens group 18.
  • Bearings 1806 and 1808 are provided at two positions sandwiching the optical axis of the frame main body 1804, and the guide shafts 1216 and 1218 are passed through the bearings 1806 and 1808, so that the third lens holding frame 1802 is provided with the optical axis. It is supported so as to be movable in the direction and non-rotatable around the optical axis.
  • the bearings 1806 and 1808 and the guide shafts 1216 and 1218 constitute a guide mechanism that supports the third lens holding frame 1802 so as to be movable in the optical axis direction.
  • a coil 4006 (electrical part) is fixed to the frame body 1804 facing the magnet 4002 with an adhesive or the like.
  • the coil 4006 is electrically connected to the main flexible substrate 60 via a coil flexible substrate 4008 (to the electrical component flexible substrate), and is supplied from the control unit 124 (corresponding to the current supply means in the claims).
  • a drive signal (drive current) is supplied to the coil 4006 through the main flexible boards 60 and 4008. Specifically, as shown in FIG. 35, the distal end portion 4010 of the coil flexible substrate 4008 is connected to the coil 4006 and the base end portion 4012 is connected to the main flexible substrate 60.
  • the linear motor 40 as a drive mechanism is configured by the magnet 4002, the knock yoke 4004, and the coil 4006, and when the drive current is supplied from the control unit 124 to the coil 4006, the magnetic field generated from the coil 4006,
  • the third lens holding frame 1802 is configured to generate a driving force that moves the third lens holding frame 1802 forward or backward in the optical axis direction by magnetic interaction with the magnetic field of the magnet 4002.
  • a position detection magnet 7004 is attached to the place where the frame main body 1804 faces the Hall element 7002 by bonding or the like via a back yoke 7006.
  • the position detection magnet 7004 is attached to the frame body 1804 where a straight line passing through the Hall element 7002 passes parallel to the optical axis.
  • the magnetic force (magnetic flux density) of the position detection magnet 7004 is detected by the Hall element 7002, and the detection signal generated by the Hall element 7002 is supplied to the control unit 124, whereby the control unit 124 uses the third lens holding frame.
  • the position of the 1802 in the optical axis direction is detected, and the position detection mechanism 70 is configured by the Hall element 7002, the position detection magnet 7004, and the control unit 124.
  • FIG. 62 is an explanatory diagram of a detection signal output from the Hall element 7002.
  • the Hall element 7002 since the Hall element 7002 generates a voltage proportional to the magnetic flux density, the voltage detection signal Ss corresponding to (proportional to) the strength of the magnetic force (magnitude of the magnetic flux density) received by the Hall element 7002 Is configured to output.
  • the third lens holding frame 1802 (the third group lens 18) has the farthest rear position (position closest to the imaging element 140) as the end point 1, and the third lens holding frame 1802 has the frontmost position (most imaging). If the end point 2 is the position separated from the element 140), the magnetic force of the position detection magnet 7004 detected by the Hall element 7002 with the third lens holding frame 1802 positioned at the end point 1 is the maximum. The signal Ss is also maximized. As the third lens holding frame 1802 approaches the end point 1 force and the end point 2, the magnetic force of the position detection magnet 202 detected by the Hall element 7002 decreases, and the detection signal Ss also decreases.
  • the relationship between the position of the third lens holding frame 1802 and the voltage force of the detection signal of the Hall element 7002 is 1, and the position of the lens holding frame 1410 is uniquely determined by the output voltage value.
  • FIG. 63 is a diagram showing the relationship of the output value of the detection signal of the Hall element 7002 with respect to the distance between the Hall element 7002 and the position detection magnet 7004.
  • the distance d between the Hall element 7002 and the position detection magnet 7004 and the output value of the detection signal are in an inversely proportional relationship.
  • Resolution and accuracy of position detection in the optical axis direction of the holding frame 1802 It is advantageous in securing
  • FIG. 64 is an explanatory diagram showing a first configuration example of the position detection mechanism 70
  • FIG. 65 is an explanatory diagram showing a second configuration example of the position detection mechanism 70.
  • the metal plate 74 is attached to the base 12, and the Hall element 7002 has a main flexible substrate on the back surface 7002 B of the Hall element 7002 where the metal plate 74 is opposite to the magnetically sensitive surface 7002A at the Hall element 7002.
  • the upper force of 60 is pressed, so that the magnetosensitive surface 7002A is placed against the thin wall.
  • a mounting recess that is open in the direction opposite to the direction in which the position detection magnet 7004 is located at the wall portion of the base 12 through which a straight line passing through the position detection magnet 7004 passes in parallel with the optical axis. 1240 is provided, and the thin wall portion is formed by the bottom wall 1241 of the concave portion 1240, the Honoré element 7002 is accommodated in the mounting four sides 1240, and the magnetosensitive surface 700 2A is applied to the bottom wall 1241 of the concave portion 1240. ! /
  • the distance dl between the magnetosensitive surface 7002A on which the Hall element 7002 is applied to the bottom wall 1241 and the position detection magnet 7004 is in the range considering the thickness tl. Therefore, it cannot be set to a dimension smaller than the thickness tl.
  • the base body 1202 is molded from a synthetic resin material, there is a limit to reducing the thickness tl. Therefore, the resolution and accuracy of position detection in the optical axis direction of the third lens holding frame 1802 described above are improved. There is a disadvantage above.
  • the Hall element 7002 is attached to the base 12 and the metal plate 74 to be described later is pressed against the back surface 7002B of the Hall element 7002 by the upper force of the main flexible board 60.
  • Surface 7002A is placed against the thin wall Has been.
  • a through hole 1244 is formed through the wall portion of the base 12 through which a straight line passing through the position detection magnet 7004 passes in parallel with the optical axis, and close to the position detection magnet 7004 inside the through hole 1244.
  • a thin plate 1246 made of a non-magnetic material (non-magnetic material, for example, a metal such as phosphor bronze) is attached so as to close the through-hole 1244, and the thin wall portion provided at the wall portion of the base 12 is attached. Is formed by a thin plate 1246.
  • the through hole 1244 and the thin plate 1246 are opposite to the direction in which the position detection magnet 7004 is located at the wall portion of the base 12 through which a straight line passing through the position detection magnet 7004 passes parallel to the optical axis.
  • An open mounting recess 1240 is formed in the direction.
  • the Hall element 7002 is accommodated in the through hole 1244, and the magnetosensitive surface 7002 A is applied to the thin plate 1246.
  • the thin plate 1246 is formed of a nonmagnetic material, it does not affect the magnetic force of the detection magnet 7004 detected by the Hall element 7002.
  • the thin plate 1246 is formed of a nonmagnetic material (metal material)
  • its thickness t2 is smaller than the thickness tl of the bottom wall 1241 of the base body 1202. Can be formed.
  • the distance d2 between the magnetosensitive surface 7002A on which the Hall element 7002 is applied to the thin plate 1246 and the position detection magnet 7004 can be close to the thickness t2 smaller than the thickness tl, and the third lens holding frame 1802 This is advantageous in improving the resolution and accuracy of position detection in the optical axis direction.
  • the Hall element 7002 is used as the magnetic force detection sensor.
  • a magnetic force detection sensor is not limited as long as it detects the strength of the magnetic force and generates the detection signal Ss.
  • a magnetoresistive element such as an MR element other than the Hall element can be used.
  • the second lens holding frame 1602 includes an annular plate portion 1606 for holding the second group lens 16, and three forces at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the annular plate portion 1606. And a guide portion 1608 extending in the axial direction.
  • the guide groove 1604 is formed in an open shape radially inward of the second lens holding frame 1602 with a side surface 1604A facing each other and a bottom surface 1604B connecting the backs of the side surfaces 1604A.
  • the groove 1604 extends in parallel with the optical axis.
  • Each guide groove 1604 is engaged with a guide column 50, whereby the second lens holding frame 1602 is supported by the three guide columns 50 so as not to rotate but to move in the axial direction (the optical axis direction).
  • the outer surface 5004A of the flange 5004 at both ends constituting the guide column 50 is engaged with the side surface 1604A of the guide groove 1604 of the second lens holding frame 1602, so that the second lens holding frame 1602 extends in the circumferential direction.
  • the movement is blocked, and the end surfaces 5004B of the flanges 5004 at both ends are engaged with the bottom surface 1604B of the guide groove 1604, whereby the movement of the second lens holding frame 1602 in the radial direction is blocked.
  • side surfaces 1608A are formed on both sides in the direction orthogonal to the extending direction of the guide portion 1608, and an outer surface 1608B is formed on the surface where the guide portion 1608 faces radially outward.
  • a second cam pin 1610 protrudes outward in the radial direction at a position closer to the rear of the second lens holding frame 1602 (the position of the guide portion 16 08) facing the radially outer side of the guide groove 1604. .
  • the second cam pin 1610 of each guide portion 1608 passes through a notch 1410 formed in the outer peripheral portion of the first lens holding frame 1402, which will be described later, and the outer peripheral portion of the first lens holding frame 1402 32, and engages with the second cam groove 2012 of the cam ring 20, and the second cam pin 1610 is guided by the second cam groove 2012 by the rotation of the cam ring 20, as shown in FIG.
  • the holding frame 1602 is configured to move in the optical axis direction! RU
  • the electrical unit 19 is provided at the rear of the second lens holding frame 1602 and moves in the optical axis direction integrally with the second lens holding frame 1602. It is structured as follows.
  • the electrical component 19 has a function of a shirter and a variable aperture, and is electrically connected to the main flexible substrate 60 via a flexible substrate 80 for shirter (see FIG. 45, flexible substrate for electrical component).
  • the drive signal from the controller 124 is the main flexible board 6
  • the operation of the shirter and the variable aperture is controlled by being supplied (received) to the electrical component 19 via the flexible substrate 80 for the shirter.
  • the first lens holding frame 1402 has a cylindrical body 1404 that holds the first group lens 14, and the cylindrical body 1404 faces the radially inner side (the first lens A guide groove 1406 that engages with the guide portion 1608 of the second lens holding frame 1602 extends along the axial direction on the inner peripheral portion of the holding frame 1402.
  • the guide groove 1406 is formed in an open shape radially inward of the first lens holding frame 1402 with a side surface 1406A that faces each other and a bottom surface 1406B that connects the back of the side surface 1 406A. .
  • Each guide groove 1406 of the first lens holding frame 1402 is engaged with a guide portion 1608, whereby the first lens holding frame 1402 is supported by the three guide portions 1608 so as not to rotate but to be movable in the axial direction.
  • Three first cam pins 1412 are spaced outward in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction at locations where the cylindrical body 1404 faces radially outward (the outer periphery of the first lens holding frame 1402). It protrudes toward the direction.
  • each first cam pin 1412 engages with the first cam groove 2010 of the cam ring 20, and the first cam pin 1412 is guided by the first cam groove 2010 by the rotation of the cam ring 20.
  • the lens holding frame 1402 is configured to move in the optical axis direction! Speak.
  • the second cam pin 1610 of the second lens holding frame 1602 is located in the notch 1410 of the first lens holding frame 1402, as shown in FIG. 1
  • the first cam pin 1412 of the lens holding frame 1402 and the second cam pin 1610 of the second lens holding frame 1602 are located at substantially the same place in the optical axis direction and spaced apart in the circumferential direction. It is configured to be located in
  • the cam ring 20 has a cylindrical body 2001.
  • the gear portion 2004 is formed at a location near the direction.
  • the first and second cam grooves 2010 and 2012 are formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the cylindrical body 2001, and connected to the first and second cam grooves 2010 and 2012 at the rear end of the inner peripheral surface.
  • the first and second open grooves 2010A and 2012A are formed.
  • first cam pin 1412 of the first lens holding frame 1402 is engaged with the first cam groove 2010 by inserting the first cam pin 1412 into the first cam groove 2010 from the first opening groove 2010A.
  • the second cam pin 1610 of the second lens holding frame 1602 is engaged with the second cam groove 2012 by inserting the second cam pin 1610 into the second cam groove 2012 from the second opening groove 2012A.
  • the stationary ring 22 has a cylindrical body 2202 and a lid portion 2204 attached to a front side portion of the cylindrical body 2202.
  • the cylindrical body 2202 has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the cylindrical wall 1208 of the base 12, and is formed with an opening 2203 that communicates with the housing space of the gear housing portion 1250.
  • the gear at the downstream end of the gear train in the gear housing 1250 is injected into the gear ring 20 of the cam ring 20 through the opening 2203.
  • the fixed ring 22 accommodates the first lens holding frame 1402, the second lens holding frame 1602, the third lens holding frame 1802, the cam ring 20 inside the cylindrical body 2202, and the gear housing 125 with the lid 2204. With the 0 opening 1250A closed, the rear end of the cylindrical body 2202 is attached to the front surface 1214 of the base 12 with screws or the like.
  • FIG. 43A and 43B are perspective views of the flexible substrate 80 for shirter.
  • 44 is a cross-sectional view of the lens barrel showing the state of the flexible substrate 80 for the shirta in the retracted state
  • FIG. 45 is a cross-sectional view of the lens barrel showing the state of the flexible substrate 80 for the shota in the wide-angle state
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a lens barrel showing a state of the flexible substrate 80 for use.
  • FIG. 47A is an explanatory view showing the state of the flexible substrate 80 for shirta in the retracted state
  • FIG. 47B is an explanatory diagram showing a state of the flexible substrate 80 for shirter in the wide-angle state.
  • FIG. 48 is a perspective view showing the routing of the shirtable flexible substrate 80
  • FIG. 49 is a plan view of the base 12 portion through which the shirtable flexible substrate 80 is passed.
  • the shirtable flexible substrate 80 is formed by forming a conductive pattern made of a conductive material such as copper on a flexible insulating substrate, and is formed in a strip shape. Yes.
  • a connection terminal that is electrically connected to the main flexible board 60 is formed at the base end portion 8002 of the flexible substrate 80 for the shirter, and a connection terminal that is electrically connected to the electrical component 19 is formed at the distal end portion 8004. It has been.
  • the base end 8002 and the front end 8004 are connected by a connecting portion 8006 having a uniform width, and one end in the width direction of the connecting portion 8006 is bulged at a position near the base end portion 8002 of the connecting portion 8006. 8008 is formed.
  • connection portion 8006 a portion extending from the boundary between the base end portion 8002 and the connection portion 8006 to a predetermined length is made of a harder material (for example, a synthetic resin material) than the flexible substrate 80 for shirter.
  • a plate-like reinforcing plate 82 is attached with double-sided adhesive tape or the like.
  • the reinforcing plate 82 is such that the upper end of the reinforcing plate 82 is closer to the base 12 than the upper end of the guide column 50 in a state in which the shirtable flexible substrate 80 is disposed along the guide column 50. Configured to be located.
  • the reinforcing plate 82 is provided with a length corresponding to the length of the guide column 50, and the shirt plate so that the flexible substrate 80 for the shirter extends along the guide column 50 at a position facing the surface of the guide column 50. It is attached to the flexible substrate 80.
  • the reinforcing plate 82 is affixed to the shirtable flexible substrate 80, and the portion extending linearly following the shape of the reinforcing plate 82 is maintained.
  • a portion of the flexible substrate for shirter 80 to which the reinforcing plate 82 is attached ie, a base end portion 8002, a portion between the base end portion 8002 and the connection portion 8006, and a connection portion near the front end portion 8004.
  • the portion 8006 and the tip portion 8004 are flexible.
  • a through hole 1260 for passing through a flexible substrate is provided in a portion of the base 12 on which one of the three guide pillars 50 is provided.
  • the through hole 1260 is provided outside the guide column 50 facing outward in the radial direction of the cylindrical wall 1208.
  • the through hole 1260 is formed along the contour formed by the surface of the web 5002 of the guide pillar 50 and the inner surface of each flange 5004, and has a width larger than the width of the connection portion 8006 of the flexible substrate 80 for shirter.
  • the narrow hole portion 1260A and the wide hole portion 1260B connected to the narrow hole portion 1260A and formed with a width larger than the width of the wide portion 8008 of the flexible substrate for shutter 80 are formed. .
  • the front end portion 8004 of the shirter flexible substrate 80 is also inserted into the wide hole portion 1260 B with the rear surface 1212 of the base 12. Then, the wide portion 8008 is inserted until it comes into contact with the step portion 1262 provided on the base 12, and the connecting portion 8006 is positioned in the narrow hole portion 1260A.
  • the flexible substrate 80 for shirter is extended forward from the front surface 1214 of the base 12.
  • the connecting portion 8006 of the flexible substrate 80 for the shirter led out to the front of the base 12 faces the inner peripheral surface 1620 of the second lens holding frame 1602 (see FIGS. 47A and 47B) along the surface of the guide column 50.
  • the shirtable flexible substrate 80 extends along the space formed by the guide grooves 1604 and the guide pillars 50. More specifically, the shirt flexible substrate 80 extends along a space formed by the bottom surface 1604B of the guide groove 1604 of the second lens holding frame 1602 and the surface of the guide pillar 50 facing the bottom surface 1604B. Then, the connection terminals of the base end portion 8002 of the shirtable flexible board 80 are electrically connected and fixed to the main flexible board 60 by soldering or the like as will be described later.
  • the base end portion 8002 is fixed to the rear surface 1212 of the base 12 via the main flexible board 60, and the location of the rear surface 1212 of the base 12 to which the base end portion 8002 is fixed is connected to the guide column 50. In contrast, it is located outside the cylindrical wall 1208 in the radial direction!
  • connection portion 8006 is urged in a direction to be pressed against the surface of the guide column 50 (the surface of the web 5002) by the reaction force generated at the bent boundary portion.
  • connection terminal of the tip portion 8004 of the flexible substrate 80 for the shirter is electrically connected and fixed to the electrical component 19 by soldering or the like.
  • the second lens holding frame 1602 is positioned closest to the base 12, so that the flexible substrate 80 for shirta is connected.
  • the portion closer to the base end portion 8002 of the portion 8006 extends along the space formed by the guide groove 1604 and the guide column 50, and the intermediate portion in the longitudinal direction of the connection portion 8006 is 180 at the front end of the guide column 50.
  • the connecting portion 8006 has a portion closer to the tip 8004 extending in the direction of the base 12.
  • the portion near the front end portion 8004 of the flexible substrate for shirter 80 is folded back at the front end of the guide column 50 and is located on the opposite side to the surface of the guide column 50 facing the inner peripheral surface 1620 of the second lens holding frame 1602. It extends along the column surface toward the base 12 side.
  • the second lens holding frame 1602 moves slightly forward, so that the front end portion 8004 of the shirtable flexible substrate 80 moves forward.
  • the part bent by 180 degrees also moves the front end force of the guide column 50 forward.
  • the connecting portion 8006 positioned ahead of the front end of the guide pillar 50 is along the extension direction of the surface of the web 5002 of the guide shaft 50 due to the elasticity of the flexible substrate 80 for the shirter.
  • the front end force of the guide column 50 also extends linearly along the inner peripheral surface 1620 of the second lens holding frame 1602 forward.
  • the flexible substrate for the shirt is reversed in the order described above. 80 moves.
  • the guide pillar 50 extending in the axial direction and facing the inner peripheral surface 1620 of the second lens holding frame 1602 is erected from the base 12, and the shirtable flexible substrate 80 has the second structure.
  • the second lens holding frame 1602 moves because it extends from the base 12 along the surface of the guide column 50 facing the inner peripheral surface 1620 of the lens holding frame 1602 and its tip 8004 is connected to the electrical component 19! Even so, the state of the flexible substrate for the shirter 80 along the guide pillar 50 is maintained, so that the portion of the flexible substrate for the shirter 80 does not interfere with the second lens holding frame 1602 and ensures the smooth movement of the lens holding frame.
  • the space occupied by the flexible substrate 80 for shirta can be kept to a minimum, which is advantageous in reducing the size of the lens barrel 10 and, in turn, in reducing the size of the imaging device 100. It becomes.
  • the flexible substrate 80 for the shirter extends along a space formed by the bottom surface 1604B of the guide groove 1604 of the second lens holding frame 1602 and the surface of the guide pillar 50 facing the bottom surface 1604B. This is advantageous in reducing space.
  • the reinforcing plate 82 is attached to one surface of the connection portion 8006 of the flexible substrate 80 for shirter, the force in the direction in which the connection portion 8006 is bent (the direction in which the compression is performed) is caused by the movement of the second lens holding frame 1602. Even if it acts, the connecting portion 8006 can maintain the posture along the surface of the guide column 50, and the shirtable flexible substrate 80 can be prevented from interfering with the second lens holding frame 1602, and the second lens holding frame can be prevented. This is advantageous in smoothly moving the 1602.
  • the base 12 is provided with three guide pillars 50 projecting from the cam ring 20 in the circumferential direction so as to be parallel to the axial direction.
  • the second lens holding frame 1602 is supported by each of the guide pillars 50 so as not to rotate in the radial direction but to be movable in the axial direction. Passing on the circumference, the space between each guide pillar 50 can be used to arrange the components of the imaging device such as guide shafts 1216, 1218 and magnet 4002 as shown in Fig. 40.
  • the guide ring is disposed between the outer periphery of the first and second lens holding frames 1402 and 1602 and the inner periphery of the cam ring 20, it is advantageous in reducing the diameter dimension of the lens barrel 10, This is also advantageous in reducing the size of the imaging device 100.
  • the second lens holding frame 1604 is engaged with the guide pillars 50 of the base 12 by engaging the guide grooves 1604 of the second lens holding frame 1602.
  • the frame 1602 is inserted in the base 12 direction, and then the guide groove 1406 of the first lens holding frame 1402 is engaged with each guide portion 1608 to insert the first lens holding frame 1402 in the base 12 direction.
  • the second lens holding frames 1402 and 1602 can be easily assembled.
  • the first cam pin 1412 of the first lens holding frame 1402 and the second cam pin 1610 of the second lens holding frame 1602 are located at substantially the same position in the optical axis direction. Since the first and second cam pins 1412 and 1610 are opened at the first and second cam rings 20 if 201 OA, 2012A force, the first and second cam grooves 2010. Compared to the case where one cam pin is inserted into the cam groove and the cam ring 20 is rotated once and then the other cam pin is inserted into the cam groove. This is advantageous for simplifying the assembly work.
  • the cross section of the guide column 50 has a web 5002 and an I-shape having a flange 5004 force at both ends of the web 5002! /,
  • the guide column 50 is secured while ensuring the strength of the guide column 50. This is advantageous in reducing the occupied space.
  • the outer surface of the flange 5004 at both ends constituting the guide column 50 is engaged with the side surface 1604A of the guide groove 1604 of the second lens holding frame 1602 at the both ends, and the end surface of the flange 5004 at both ends 5004B force S guide, the bottom surface of the groove 1604 Since it is engaged with 1604B, a dead space is formed between the portion of the web 5002 and the bottom surface 1604B of the guide groove 1604.
  • the distal end portion of the second cam pin 1610 in the press-fitting direction becomes the inner peripheral surface of the lens holding frame 1602.
  • the tip end portion is accommodated in the dead space, so that it is advantageous in reducing the diameter of the lens barrel 10 by effectively utilizing the dead space of the guide column 50. .
  • FIG. 50 is a plan view showing the positional relationship between the main flexible board 60, the flexible board for coil 4008, and the flexible board for shirter 80
  • FIGS. 51A and 51B are cross-sectional views taken along the line AA in FIG. 50
  • FIG. 51A is the main flexible board.
  • FIG. 51B is a diagram showing a flat state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60
  • FIG. 52 is a perspective view showing a bent state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60
  • FIG. 54 is a perspective view showing a flat state of the undulating surface portion of the main flexible substrate 60
  • FIG. 54 is a perspective view showing a state in which the first and second soldering terminal portions are soldered.
  • the main flexible substrate 60 is composed of a flexible insulating substrate and a conductive pattern formed on the insulating substrate, and is attached to the rear surface 1212 of the base 12 as shown in FIG. It has a surface portion 62 and a movable surface portion 64 extending from the attachment surface portion 62.
  • Fig. 50 [Indicating J ⁇ , ® 62 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Detection piece 2020 ( (See Fig. 21) Photo interrupter 72 is installed.
  • This photo interrupter 72 projects forward from the front surface 1214 of the base 12 through the opening (not shown) of the base 12 with the main flexible board 60 attached to the rear surface 1212 of the base 12 and detects the cam ring 20. It is arranged to face the piece 2020.
  • the detection signal of the photo interrupter 72 is supplied to the control unit 124 via the main flexible substrate 60, and the control unit 124 is configured to identify the rotational position of the cam ring 20 by the detection signal.
  • the movable surface portion 64 near the attachment surface portion 62 is bent at a right angle with respect to the attachment surface portion 62 and is bent away from the rear surface 1212 of the base 12 (FIGS. 51A and 52), and A undulating surface portion 66 that can be undulated is formed between the flat surface (FIGS. 51B and 53) attached to the rear surface 1212 and attached.
  • a first soldering terminal portion 6602 is formed on the front surface of the undulating surface portion 66 facing the rear surface 1212 of the base 12, and in this embodiment, three connection terminals 6602A arranged on a straight line at an interval are orthogonal to the straight line. Two rows are formed at intervals in the direction, and a total of six connection terminals 660 2A are formed.
  • a reinforcing plate 68 of a size corresponding to the undulating surface portion 66 is attached because of a harder material force than the insulating substrate.
  • the base end portion 8002 (rear end) of the flexible substrate 80 for the shirter is passed through the through hole 1260 (to the opening) of the base 12 and extends to the rear of the rear surface 1212 of the base 12 as described above.
  • a second soldering terminal portion 8020 is formed on the base end portion 8002 of the flexible substrate 80.
  • two connection terminals 8020A are formed on both sides in the width direction of the base end portion 8002, for a total of 4 One connection terminal 8020A is formed.
  • the base end portion 4012 of the coil flexible substrate 4008 extends through the through hole 1260 and behind the rear surface 1212 of the base 12 in the same manner as the shirter flexible substrate 80.
  • a second soldering terminal portion 4014 is formed on the base end portion 4012 of the coil flexible substrate 4008.
  • one connection terminal 4014A is formed on each side of the base end portion 4012 in the width direction. In total, two connection terminals 4014A are formed.
  • each connection terminal 4014A of the second soldering terminal portion 4014 of the coil flexible substrate 4008 is overlaid and soldered on each connection terminal 6002A of the first soldering terminal portion 6002 of the undulating surface portion 66. .
  • connection terminals 8020A of the second soldering terminal portion 8020 of the shirtable flexible substrate 80 is exposed to the coil flexible terminal with the rear end of the second soldering terminal portion 4014 of the coil flexible substrate 4008 exposed.
  • the upper force of the substrate 4008 is also superposed on the connecting terminals 6002A of the first soldering terminal portion 6002 of the undulating surface portion 66 and soldered.
  • the solder H is connected between the connection terminals 4014A and 6002A. Is soldered, and solder H is soldered between the connection terminals 8020A and 6002A.
  • the main flexible board 60, the shirt flexible board 80, and the coil flexible board 4008 are electrically connected. Is done.
  • the undulating surface portion 66 is bent to a flat state, and as shown in FIG. 22, the metal plate 74 is applied to the rear surface of the attaching surface portion 62 and the undulating surface portion 66.
  • the engagement of the main flexible board 60 to the base 12 is completed by engaging the engagement recesses 7402 provided on both sides of the plate 74 with the engagement protrusions 1232 on both sides of the base 12.
  • solder H since the solder H is located between the front surface of the main flexible substrate 60 and the rear surface 1212 of the base 12, it is covered with the insulating substrate of the main flexible substrate 60 and is not exposed to the outside.
  • a recess 1230 is formed on the rear surface 1212 of the base 12, and the solder H soldered to the first and second soldering terminal portions 6002, 4014, and 8020 is accommodated in the recess 1230. .
  • the undulating surface portion 66 is formed on the main flexible substrate 60, and the first soldering terminal portion 6002 is formed on the front surface of the undulating surface portion 66 facing the rear surface 1212 of the base 12, Second soldering terminal portions 4014 and 8020 are formed on the rear ends of the shirter flexible substrate 80 and the coil flexible substrate 4008, respectively.
  • the second soldering terminal portions 4014 and 8020 of the flexible substrate 80 for the shirt and the flexible substrate 400 8 for the coil are superimposed on the first soldering terminal portion 6002 of the undulating surface portion 66. Since soldering can be performed in this state, it is advantageous for simplifying the assembly work.
  • the solder H is covered with the main flexible substrate 60 and is not exposed to the outside. Therefore, unlike the conventional case, a space for preventing contact between the solder H portion and other members. This is advantageous in terms of downsizing because there is no need to secure the parts, and there is no need to attach an insulating tape or other material to the solder H part, which is advantageous in reducing the number of parts and reducing costs. It becomes.
  • the reinforcing plate 68 having a size corresponding to the undulating surface portion 66 is attached to the undulating surface portion 66, so that the undulating surface portion 66 can be bent reliably and the flatness can be ensured when bent. This is advantageous for carrying out the work efficiently.
  • the solder H portion on the undulating surface portion 66 is rearward from the rear surface 1212 of the base 12 when the undulating surface portion 66 is in a flat state. This is advantageous in reducing the size without taking up space.
  • FIG. 55 is a sectional view of the second group lens 16 and the second lens holding frame 1602
  • FIG. 56 is a perspective view of the second lens holding frame 1602
  • FIGS. 57 and 58 are an assembly of the second group lens 16 and the second lens holding frame 1602.
  • FIG. 59 is an explanatory diagram of the optical axis alignment adjustment of the second group lens 16.
  • the second group lens 16 includes a cemented lens 16A and a lens 16B.
  • the cemented lens 16A is constituted by a concave lens 1650 and a convex lens 1660 having an outer diameter smaller than that of the concave lens 1650 being joined to each other in such a manner that their optical axes coincide with each other and their directional forces are bonded.
  • the concave lens 1650 has a concave first lens surface 1652 and a concave second lens surface 1654 that is positioned on the opposite side of the first lens surface 1652 and to which the convex lens 1660 is joined, and the outer peripheral portion is a cylindrical surface. Formed in 1656!
  • annular end surfaces 1652A and 1654A are respectively formed at locations positioned radially outward of the convex lens 1660 in a state where the concave lens 1650 and the convex lens 1660 are joined.
  • Each end face 1652A, 1654A extends on a plane perpendicular to the optical axis of the concave lens 1650.
  • the end surface 1654A of the second lens surface 1654 faces the cylindrical surface 1666 of the convex lens 1660.
  • the outer edge of the end surface 1652A of the first lens surface 1652 is chamfered to form an annular conical surface 1652B.
  • the convex lens 1660 has a convex first lens surface 1662 joined to the concave lens 1650, and a second lens surface 1664 located on the opposite side of the first lens surface 1662.
  • the outer peripheral portion is a cylindrical surface 16 66 is formed.
  • the lens 16B is separate from the cemented lens 16A, and the lens 16B is opposed to the convex lens 1660.
  • a flat first lens surface 1672 facing the first lens surface 1672, a convex second lens surface 1674 located on the opposite side of the first lens surface 1672, and an outer peripheral portion, and the outer peripheral portion is formed by a cylindrical surface 1676.
  • a cylindrical wall portion 1630 is formed at the center of the ring plate portion 1606 of the second lens holding frame 1602 so as to face the image sensor 140 side and face the subject side.
  • a cylindrical wall 1640 is formed.
  • the inner peripheral portion of the cylindrical wall portion 1630 is formed by an inner peripheral surface 1630A having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical surface 1666 of the convex lens 1660.
  • the outer peripheral portion of the cylindrical wall portion 1630 is formed by an outer peripheral surface 1630B having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the cylindrical surface 1656 of the concave lens 1650.
  • a tip end surface 1634 extending in a plane orthogonal to the axial direction (optical axis direction) is formed in an annular shape at the tip end of the cylindrical wall portion 1630.
  • the outer diameter of the front end surface 1630 and the outer diameter of the end surface 1654A of the concave lens 1650 are substantially equal to each other.
  • Adhesive filling notches 1632 are formed in the radial direction of the cylindrical wall portion 1630 at a plurality of locations (three locations in this embodiment) that are equally spaced in the circumferential direction of the cylindrical wall portion 1630.
  • the agent filling notch 1632 is open to the tip surface 1634.
  • the adhesive filling notch 1632 communicates with the outer peripheral surface 1630B of the cylindrical wall portion 1630 and is formed in an open shape on the distal end surface 1634 of the cylindrical wall portion 1630.
  • the inner peripheral portion of the cylindrical wall portion 1640 is formed by an inner peripheral surface 1640A having an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the cylindrical surface 1676 of the lens 16B.
  • the inner peripheral surface 1640A is equidistantly spaced in the circumferential direction.
  • a plurality of adhesive filling recesses 1642 are formed, and each adhesive filling recess 1642 is open to the distal end surface of the cylindrical wall portion 1640.
  • the lens 16B is inserted into the inner peripheral surface 1640A of the cylindrical wall portion 1640, each adhesive filling concave portion 1642 is filled with an ultraviolet curable adhesive, and the adhesive is cured by irradiating ultraviolet rays. 16B is fixed to the cylindrical wall 1640. That is, the lens 16B is fixed to the second lens holding frame 1602.
  • the second lens holding frame 1602 is fixed on an adjustment jig (not shown), as shown in FIG.
  • the convex lens 1660 of the cemented lens 16A faces the inner peripheral surface 1630A of the cylindrical wall portion 1630 of the second lens holding frame 1602, and the convex lens 1660 is inserted into the inner peripheral surface 1630A of the cylindrical wall portion 1630, and the second lens surface
  • the end face 1654A of 1654 is placed on the front end face 1634 of the cylindrical wall portion 1630.
  • an annular gap is secured between the outer peripheral surface 1630B of the convex lens 1660 and the inner peripheral surface 163OA of the cylindrical wall portion 1630.
  • the pin J of the adjustment jig is pressed against three locations spaced in the circumferential direction of the conical surface 1652B of the cemented lens 16A, and the end surface 1 654A of the second lens surface 1654 is pressed.
  • the protruding amount of each pin J is controlled in a state where it is applied to the tip surface 1634 of the cylindrical wall portion 1630.
  • the cemented lens 16A is moved in a direction orthogonal to the optical axis thereof, so that the optical axis of the cemented lens 16A matches the optical axis of the lens 16B.
  • the needle force of the dispenser D for supplying adhesive is also UV-cured in each adhesive filling notch 1632 Fill with adhesive.
  • the ultraviolet curable adhesive adheres to the end surface 1654 A of the second lens surface 1654 in each adhesive filling notch 1632.
  • each adhesive filling notch 1632 is cured by irradiating the ultraviolet ray with ultraviolet rays.
  • the end surface 1654A of the second lens surface 1654 is attached and fixed to the front end surface 1634 of the cylindrical wall portion 1630.
  • the outer peripheral surface of the convex lens 1660 is formed by the cylindrical surface 1666 having a diameter smaller than the outer diameter of the concave lens 1650, and the concave lens 1650 is located outside the convex lens 1660 in the radial direction.
  • a cylindrical wall portion 1630 having an annular end surface 1654A facing the outer peripheral portion and having an inner peripheral surface 1630A larger than the outer diameter of the cylindrical surface 1666 of the convex lens 1660 is formed on the second lens holding frame 1602 so as to protrude.
  • Cylindrical wall 1630 is provided with an adhesive-filled notch 1632 that is open to the outer peripheral surface 1630B of cylindrical wall portion 1630 and is open at the front end surface 1634 of cylindrical wall portion 1630 at a plurality of locations spaced in the circumferential direction.
  • the convex lens 1660 is inserted into the cylindrical wall portion 1630, the annular end surface 1654A of the concave lens 1650 is brought into contact with the front end surface 134 of the cylindrical wall portion 1630, and the adhesive filling notch 1632
  • the annular end face 1654A is attached to the cylindrical wall portion 1630 by the adhesive filled in Yes.
  • the circumferential direction and axis of the outer peripheral portion of the concave lens 1650 constituting the cemented lens 16A The space along the entire direction is open and occupied by the cylindrical wall portion 1630 of the second lens holding frame 1602, so that other members constituting the lens barrel 10 in that space (parts (for example, the electrical component 19 shown in FIG. 44 can be arranged, and the outer dimensions of the lens barrel 10 (the dimension in the diameter direction and the dimension in the optical axis direction) can be reduced. It is advantageous in planning.
  • the outer diameter of the distal end surface 1630 of the cylindrical wall portion 1630 and the outer diameter of the end surface 1654A of the concave lens 1650 are formed with substantially the same dimensions, the distal end surface 1630 of the cylindrical wall portion 1630 and the end surface 1654A of the concave lens 1650 This is advantageous in securing the area of the overlapping portion, and in securing the adhesive strength between the concave lens 1650 and the cylindrical wall portion 1630, that is, the adhesive strength between the cemented lens 16A and the second lens holding frame 1602. It will be advantageous.
  • FIG. 60 is an exploded perspective view of the first lens holding frame 1402 in which the first group lens 14 is incorporated
  • FIG. 61 is a cross-sectional view of the first lens holding frame 1402 in which the first group lens 14 is incorporated.
  • the first lens group 14 ⁇ , the front lens J lens 1420, the middle lens 1430, and the rear lens 1440 are aligned in the optical axis direction with their optical axes aligned, and the first lens It is held by the lens holding frame 1402!
  • the front lens 1420, the intermediate lens 1430, and the rear lens 1440 are arranged in this order from the front to the rear.
  • the front lens 1420 has a convex front surface 1424 facing forward in the optical axis direction and a concave rear surface 1426 facing rearward in the optical axis direction, and a second outer peripheral surface 14 whose outer peripheral portion is formed of a cylindrical surface. 22 is formed.
  • the outer peripheral portion of the rear surface 1426 of the front lens 1420 is formed as an annular abutting surface 1429 consisting of a plane orthogonal to the optical axis.
  • the intermediate lens 1430 has a convex front surface 1434 facing forward in the optical axis direction and a concave rear surface 1436 facing rearward in the optical axis direction.
  • the intermediate lens 1430 has a first outer peripheral surface 1432 formed with a cylindrical outer surface and an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the second outer peripheral surface 1422 of the front lens 1420. Is formed.
  • an intermediate lens 1430 is formed on the outer peripheral portion of the intermediate lens 1430 so as to be open radially outward in the radial direction of the intermediate lens 1430 and fan-shaped in the circumferential direction at equal intervals in the circumferential direction of the first outer peripheral surface 1432.
  • a plurality of cutouts 1438 penetrating in the thickness direction are formed, and in this embodiment, three cutouts 1438 are provided.
  • the outer peripheral portion of the intermediate lens 1430 is formed as an annular plate portion 1439 having a uniform thickness and surfaces facing the front and rear in the optical axis direction that are orthogonal to the optical axis.
  • the notch 1438 is formed in the ring plate portion 1439. It should be noted that the rear surface 1436 of the ring plate 1439 that forms the rear surface 1436 of the intermediate lens 1430 is used as an abutting surface of the intermediate lens 1430.
  • the rear lens 1440 has a convex front surface 1444 facing forward in the optical axis direction and a concave rear surface 1446 facing rearward in the optical axis direction.
  • the outer peripheral portion of the rear surface 1446 of the rear lens 1440 is formed as an annular abutting surface 1449 consisting of a plane orthogonal to the optical axis.
  • the rear lens 1440 is formed with a cylindrical surface at the outer periphery, and the outer diameter is smaller than both the outer diameter of the second outer peripheral surface 1422 of the front lens 1420 and the outer diameter of the first outer peripheral surface 1432 of the intermediate lens 1430.
  • the third outer peripheral surface 1442 is formed by
  • the first lens holding frame 1402 has a cylindrical cylindrical wall 1450 in which the front lens 1420, the intermediate lens 1430, and the rear lens 1440 are accommodated.
  • a first inner peripheral surface 1452, a second inner peripheral surface 1454, a bulging wall 1456, and the like are provided inside the cylindrical wall portion 1450.
  • first inner peripheral surface 1452, the bulging wall 1456, and the second inner peripheral surface 1454 are arranged in this order in the forward direction, and the rear end of the cylindrical wall portion 1450 is directed rearward.
  • a cylindrical wall 1463 is projected.
  • the first inner peripheral surface 1452 is formed with an inner diameter and a width (length in the optical axis direction) of dimensions that allow the front lens 1420 and the intermediate lens 1430 to be inserted.
  • the second inner peripheral surface 1454 is provided at a location behind the first inner peripheral surface 1452.
  • the second inner peripheral surface 1454 has an inner diameter and a width (length in the optical axis direction) that is smaller than the inner diameter of the first inner peripheral surface 1452 and that can be engaged with the outer peripheral surface 1442 of the rear lens 1440. )).
  • the bulging wall 1456 is formed from a plurality of locations (three locations in this embodiment) spaced from each other in the circumferential direction of the first inner peripheral surface 1452 at a location near the second inner peripheral surface 1454 of the first inner peripheral surface 1452. It extends in a fan shape in the circumferential direction, protrudes inward in the radial direction of the first inner peripheral surface 1452, and is formed in a shape to be inserted into the notch 1438 of the intermediate lens 1430.
  • each bulging wall 1456 is formed so that the force at the boundary between the first inner circumferential surface 1452 and the second inner circumferential surface 1454 protrudes toward the first inner circumferential surface 1452, and each bulging wall 1456 has a radius.
  • the portion located inward in the direction is formed by a cylindrical surface 1456 A located on the same plane as the second inner peripheral surface 1454.
  • the surface extends perpendicular to the optical axis and faces the first inner circumferential surface 1452.
  • an arcuate end surface 1458 extending in an arc shape is formed.
  • the length extending from the arcuate end surface 1458 of the bulging wall 1456 along the optical axis direction is formed to be larger than the thickness of the annular plate portion 1439 of the intermediate lens 1430 provided with the notches 143 8.
  • each bulging wall 1456 in the optical axis direction is formed as a flat abutting surface 1456B extending on a surface orthogonal to the optical axis.
  • the bulging wall 1456 is formed so that the force at the boundary between the first inner circumferential surface 1452 and the second inner circumferential surface 1454 is also projected toward the first inner circumferential surface 1452 side. It has only a surface facing forward in the axial direction, and this surface is formed as a contact surface 1456B!
  • an abutting step portion 1459 that protrudes radially inward of the second inner peripheral surface 1454 is formed at the rear end portion of the second inner peripheral surface 1454, and the abutting step portion 1459 is the second inner peripheral surface 1454.
  • An annular abutment surface 1459A extending on a plane orthogonal to the optical axis is formed on the surface facing the surface.
  • the cylindrical wall 1450 is flat to improve the positioning accuracy in the optical axis direction and the direction orthogonal to the optical axis of the intermediate lens 1430 and the front lens 1420.
  • a plurality of optical regulating surfaces having a flat surface force are formed.
  • the optical regulating surface is provided at a plurality of locations at equal intervals in the circumferential direction of the first inner circumferential surface 1452, and is flat optically regulated so that the outer circumferential surface 1432 of the intermediate lens 1430 contacts.
  • Flat optical regulating surface that is provided at multiple locations at equal intervals in the circumferential direction of the surface 1452K and the arcuate end surface 1458 and that contacts the rear surface 1436 of the intermediate lens 1430 (the rear surface 1436 of the ring plate 1439) 1458K and a flat optical regulating surface 1454K that is provided at a plurality of locations at equal intervals in the circumferential direction of the second inner peripheral surface 1454 and that contacts the outer peripheral surface 1442 of the rear lens 1440, and the abutting surface 1459A
  • a flat optical regulating surface 1459 K is provided at each of a plurality of locations at equal intervals in the circumferential direction and abutted against the rear surface 1446 (abutting surface 1449).
  • an ultraviolet curable adhesive is applied to the contact surface 1459A of the contact step 1459.
  • the rear surface 1446 of the rear lens 1440 is directed rearward and inserted into the inside of the cylindrical wall portion 1650, the third outer peripheral surface 1442 is engaged with the second inner peripheral surface 1454, and the rear surface 1446 is abutting surface. Abutting on 1459A (more specifically, abutting surface 1449 is abutted against optical regulating surface 1459K) and disposed inside cylindrical wall portion 1450.
  • ultraviolet rays are applied to the adhesive portion of the contact surface 1459A to cure the adhesive and fix the rear lens 1440 to the cylindrical wall portion 1450. That is, the rear lens 1440 is fixed to the first lens holding frame 1402.
  • an ultraviolet curable adhesive is applied to each arcuate end surface 1458.
  • the rear surface 1436 of the intermediate lens 1430 is turned rearward and inserted into the inside of the cylindrical wall portion 1650.
  • Each bulging wall 1456 is accommodated in each notch 1438, and the first outer peripheral surface 1432 is inserted into the second inner peripheral surface.
  • the cylindrical wall portion is engaged with the surface 1454, and the rear surface 1436 of the ring plate portion 1439 is applied to the arcuate end surface 1458 (more specifically, the rear surface 1436 forming the application surface is applied to the optical regulating surface 1458K). Arranged inside the 1450.
  • the adhesive is cured by irradiating the adhesive on the arcuate end surface 1458 with ultraviolet rays, and the intermediate lens 1430 is fixed to the cylindrical wall 1450. That is, the intermediate lens Fix the 1430 to the first lens holding frame 1402.
  • the rear lens 1440 and the intermediate lens 1430 are fixed to the first lens holding frame 1402 in a state where their optical axes coincide with each other by the optical regulating surfaces 1454K and 1452K.
  • an ultraviolet curable adhesive is applied to the abutting surface 1456B of each bulging wall 1456.
  • the rear surface 1426 of the front lens 1420 is inserted into the cylindrical wall 1650 with the rear surface facing backward, and the rear surface 1426 of the front lens 1420 faces the front of each notch 1438 and the abutment surface 1456B of each bulging wall 1456 facing forward.
  • the abutment surface 1429 of the front lens 1420 is abutted against the abutment surface 1456B
  • an adjustment jig (not shown) move the front lens 1420 in a direction perpendicular to the optical axis, Align the optical axis of the lens 1420 so that it matches the optical axis of the rear lens 1440 and the intermediate lens 1430.
  • the adhesive is cured by irradiating the adhesive portion of the arc-shaped end surface 1458 with ultraviolet rays, and the front lens 1420 is fixed to the cylindrical wall portion 1450. That is, the front lens 1420 is fixed to the first lens holding frame 1402.
  • the adhesive was applied and the lens was inserted and the adhesive was cured, but first the lens may be inserted and the adhesive applied with force!
  • the outer peripheral surface 1432 of the intermediate lens 1430 is engaged with the first inner peripheral surface 1452 (optical regulation surface), and the bulging wall 1456 accommodated in the notch 1438 of the intermediate lens 1430
  • the rear surface 1426 of the front lens 1420 the contact surface 1429
  • both the intermediate lens 1430 and the front lens 1420 are disposed inside the cylindrical wall 1450. Can do.
  • the intermediate lens 1430 is positioned by engaging its outer peripheral surface 1432 with the first inner peripheral surface 1452 (optical restricting surface 1452K) of the cylindrical wall 1450, and the abutting surface 1429 of the front lens 1420 is cylindrical.
  • the wall 1450 is positioned by being abutted against the abutment surface 1456B of the bulging wall 1456, so that one of the two lenses is abutted against the other lens as in prior art 2.
  • the positional accuracy of the lens It is advantageous in securing.
  • FIG. 66 is an explanatory diagram of the drive magnet 4002 and the coil 4006 in which the force in the arrow X direction in FIG. 38 is also seen.
  • Fig. 37, Fig. 38, Fig. 66 This has a magnetic pole surface 42 extending along the direction parallel to the optical axis of the third group lens 18, and the magnetic pole surface 42. Two magnetic poles different from each other along the extending direction, that is, the negative pole 4202 and the S pole 4204 are magnetized and arranged side by side.
  • the back yoke 4004 is attached to the surface 44 opposite to the magnetic pole surface 42 of the drive magnet 4002 so that the magnetic lines of force radiated from the magnetic pole surface 42 can reach the coil 4006 efficiently.
  • the drive magnet 4002 is formed in a rectangular shape elongated in the optical axis direction, and has a length extending in the optical axis direction, a width smaller than this length, and a width larger than this width. It is formed as a rectangular plate-like flat magnet having a small dimension and a thickness that is elongated in the direction of the optical axis and small in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the magnetic pole surface 42 is formed on an elongated rectangular surface of the flat magnet formed by the length and the width.
  • the drive magnet 4002 is disposed so that a virtual line orthogonal to the optical axis intersects the magnetic pole surface 42 at a right angle.
  • the third group lens 18 is formed in a rectangular shape when viewed from the optical axis direction
  • the driving magnet 4002 is a third group lens in which the magnetic pole surface 42 forms the rectangular shape when viewed from the optical axis direction. Arranged parallel to one side of 18! /
  • the coil 4006 is wound around the axis perpendicular to the magnetic pole surface 42 and the wound end surface 4006 ⁇ (the end surface where the coil 4006 faces one side in the axial direction) ) Is arranged to face the pole face 42.
  • the coil 4006 has a winding end surface 400 formed by winding a winding wire.
  • the winding height is smaller than the size of the outline of 6A, and the height in the direction perpendicular to the magnetic pole surface 42 is small, and it is formed of a flat coil.
  • the coil 4006 is formed with a size smaller than the long side 4006B and the short side 4006C, in which the winding is wound in a rectangular frame shape and the winding height is a rectangular frame shape. It is formed of a flat coil having a small height in a direction orthogonal to the direction.
  • the third lens holding frame 1802 is moved forward or backward in the optical axis direction.
  • the linear motor 40 includes a coin 4006 provided on the third lens holding frame 18, a horse motion magnet 4002 provided on the base 12, and a horse motion on the inlet 4006.
  • the drive magnet 4002 has a magnetic pole surface 42 extending along a direction parallel to the optical axis of the third group lens 18, and the magnetic pole surface 42 has an extension of the current supply means for supplying current.
  • Two different magnetic poles 4202 and 4204 are arranged side by side along the current direction, and the coil 4006 is arranged so that the winding is wound around the axis perpendicular to the magnetic pole surface 42 and the winding end face 4006 is facing the magnetic pole surface 42. Has been.
  • the space occupied by the coil 4006 and the drive magnet 4002 constituting the linear motor 40 inside the lens barrel 10 is smaller than that of the rotational drive type motor, and the dead space can be reduced. Since there is no male screw member or support member or female screw member constituting the drive mechanism, the space occupied by the drive mechanism can be reduced. This is advantageous in reducing the size of the lens barrel and the imaging device, and This is also advantageous in securing the degree of freedom of arrangement of products and members.
  • the third lens group 18 is formed in a rectangular shape when viewed from the optical axis direction, and the driving magnet 4002 is viewed from the optical axis direction, and the magnetic pole surface 42 is formed in the rectangular shape. Since the driving magnet 4002 is disposed so as to be parallel to one side, the driving magnet 4002 can be disposed close to the optical axis, which is advantageous in reducing the outer diameter of the lens barrel.
  • the drive magnet 4002 has a length extending in the optical axis direction, a length smaller than this length, a width of the dimension, a width smaller than this width, and a height of the dimension.
  • the coil 4006 is formed as a rectangular plate-shaped flat magnet that is elongated in the axial direction and has a small thickness force S.
  • the coil 4006 is wound around the winding end surface 4006A formed by winding the winding.
  • the drive magnet 4002 and the coil 4006 occupy the inside of the lens barrel 10 because it is formed with a flat coil with a small height and a small height in the direction perpendicular to the magnetic pole surface 42. It becomes more advantageous in reducing the space to be used.
  • the drive magnet 4002 is arranged so that a virtual line orthogonal to the optical axis intersects the magnetic pole surface 42 at right angles, the height direction of the drive magnet 4002 and the height direction of the coil 4006 are mirrored. It can be made to substantially coincide with the radial direction of the tube 10, which is more advantageous in reducing the space occupied by the drive magnet 4002 and the coil 4006 in the radial direction inside the lens barrel 10.
  • the guide shaft holder 1220 and the magnet holder 1222 are formed integrally with the base 12, it is advantageous in reducing the number of parts and the occupied space.
  • FIG. 67 and 68 are perspective views of the metal plate 74 and the third lens holding frame 1802 as viewed obliquely from the front
  • FIG. 69A is an explanatory view of the magnetic field of the drive magnet 4002 and the position detection magnet 7002
  • FIG. 49B is FIG. Fig. 70
  • (A) is a side view of the drive magnet 4002 and yoke 4004,
  • (B) is a view from the arrow B of (A),
  • (C) is a view from the arrow C of (B),
  • FIG. 71 is a sectional view of the position detection mechanism 70.
  • the drive magnet 4002 is the optical axis of the third lens group 18.
  • the pole face 42 has two different magnetic poles along the extension direction, namely, N pole 4202 and S pole 4204, which are magnetized and arranged side by side.
  • the back yoke 4004 is attached to the surface opposite to the magnetic pole surface 42 !.
  • the magnetic pole surface 42 of the drive magnet 4006 is magnetized to the N pole 4202 near the image sensor 140 side (backward in the optical axis direction) in the optical axis direction.
  • the S pole 4204 is magnetized near the subject in the optical axis direction (frontward in the optical axis direction).
  • the magnetic circuit formed by the drive magnet 4002 and the back yoke 4004 is not closed, and this magnetic circuit forms the first magnetic flux line Ml extending from the magnetic pole surface 42 of the drive magnet 4002. Has been.
  • the linear motor 40 is a flat linear motor, and its magnetic circuit is opened, so that a magnetic field is formed around the linear motor 40.
  • Position detection magnet 7004 ⁇ and knock yoke 7006 are attached to the third lens holding frame 1802, for example, neodymium magnet (Nd-Fe- ⁇ magnet) It is composed of a magnet that produces a strong magnetic field (magnetic field) while being small and light.
  • Nd-Fe- ⁇ magnet neodymium magnet
  • the position detection magnet 7004 has a surface facing the image sensor 140 (surface facing rearward in the optical axis direction) magnetized by the N pole 7004A and facing the subject (optical axis direction).
  • the surface facing forward) is magnetized by S pole 7004B.
  • the magnetic circuit formed by the position detection magnet 7004 and the back yoke 7006 is not closed, and the second magnetic flux line M2 extending between the north pole 7004A of the position detection magnet 7004 and the back yoke 7006 is also formed by this magnetic circuit. Is formed.
  • the center of the magnetic field formed by the drive magnet 4006 (the boundary between the N pole 4202 and the S pole 4204) and the center of the magnetic field formed by the position detection magnet 7004 (the N pole 7 004A and the S pole 7004B) are provided at intervals in a direction parallel to the optical axis.
  • the Hall element 7002 is disposed in the mounting recess 1240 provided in the wall portion of the base 12 with its magnetic sensitive surface 7002A facing the position detection magnet 7004.
  • the magnetic force that can generate the magnetic force of the position detection magnet 7004 Then, a detection signal having a magnitude corresponding to the strength of the magnetic force is generated.
  • a through hole 1244 is formed through the wall portion of the base 12 through which a straight line passing through the position detection magnet 7004 passes in parallel with the optical axis, and close to the position detection magnet 7004 inside the through hole 1244.
  • a thin plate 1246 made of a non-magnetic material (for example, a metal such as phosphor bronze) is attached so as to close the through hole 1244 at this location.
  • the through hole 1244 and the thin plate 1246 are opposite to the direction in which the position detection magnet 7004 is located at the wall portion of the base 12 through which a straight line passing through the position detection magnet 7004 passes parallel to the optical axis.
  • an open mounting recess 1240 is formed.
  • the upper plate of the main flexible substrate 60 is also pressed against the back surface 7002B of the Hall element 7002, where the metal plate 74 attached to the base 12 is the opposite surface of the Hall element 7002 to the magnetically sensitive surface 7002A.
  • the magnetosensitive surface 7002A is disposed against the thin plate 1246.
  • the metal plate 74 is made of a metal material made of a weak magnetic material (weak magnetic material), such as stainless steel SUS303, SUS304, or the like. Since the metal plate 74 is a weak magnetic material, it does not generate a magnetic force by itself, but has a property of being attracted by the magnetic force.
  • a weak magnetic material such as stainless steel SUS303, SUS304, or the like. Since the metal plate 74 is a weak magnetic material, it does not generate a magnetic force by itself, but has a property of being attracted by the magnetic force.
  • the magnetic pole surface 42 of the driving magnet 4006 is magnetized on the N pole 4202 near the image sensor 140 side in the optical axis direction (backward in the optical axis direction), and close to the subject side in the optical axis direction.
  • (Front side in the optical axis direction) is magnetized on the S pole 4204
  • the position detection magnet 7004 is magnetized on the N pole 7004A on the surface facing the imaging element 140 (surface facing the rear in the optical axis direction)
  • the surface facing the object side (the surface facing forward in the optical axis direction) is magnetized on the S pole 7004B. Therefore, as shown in FIG.
  • the direction of the magnetic flux line Ml and the second magnetic flux line M2 are the same.
  • the driving magnet 4006 and the position detecting magnet 7004 are separated from each other.
  • the magnetic reaction force F acting on the is generated.
  • the center of the drive magnet 4006 and the center of the position detection magnet 7004 are spaced apart in the direction parallel to the optical axis. Therefore, as shown in FIGS. 69A and 69B, the position detection magnet 7004 In this case, the force due to the magnetic reaction force F acts in a direction inclined with respect to the optical axis.
  • the position detection magnet 7004 is attached to the third lens holding frame 1802, and the third lens holding frame 1802 is supported so as to be movable in the optical axis direction.
  • the force Fx of the component in the direction parallel to the axis acts on the third lens holding frame 1802.
  • the third lens holding frame 1802 is always urged toward the rear in the optical axis direction (direction approaching the image sensor 140).
  • the force Fx is added to the driving force of the linear motor 40 in addition to the third lens holding frame 1802. Acting on 1802, the moving speed of the third lens holding frame 1802 is accelerated by the force Fx.
  • the third lens group 18 held by the third lens holding frame 1802 is a focus lens (focus adjustment lens), and performs focus adjustment by being driven in the optical axis direction.
  • the focus adjustment is performed so that the sharpness of the edge of the subject image picked up by the image pickup device 140 is obtained while driving the third group lens 18 in the optical axis direction.
  • the third group lens 18 is moved to the closest limit position in the front in the optical axis direction, and then the third group lens 18 is set in the limit position in the rear in the optical axis direction. It is performed while moving toward the far end.
  • the moving speed of the third group lens 18 is accelerated by the magnetic reaction force F, so that the focus adjustment operation can be performed quickly, and operability during shooting is improved. It is advantageous in improving
  • the metal plate 74 attached to the base 12 has a property of being attracted by a magnetic force, and therefore, the attracting force by the metal plate 74 acts on the position detection magnet 7004.
  • the position detection magnet 7004 is attached to the third lens holding frame 1802, and the third lens holding frame 1802 is supported so as to be movable in the optical axis direction.
  • the suction force due to 4 acts on the third lens holding frame 1802.
  • the third lens holding frame 1802 is always urged toward the rear in the optical axis direction (the direction approaching the image sensor 140).
  • the attraction force is added to the third lens holding frame in addition to the driving force of the linear motor 40. Acting on 1802, the moving speed of the third lens holding frame 1802 is accelerated by the suction force.
  • the moving speed of the third group lens 18 is accelerated by the suction force, it is possible to quickly perform the focus adjustment operation of the third group lens 18 while suppressing an increase in the size of the linear motor 40 and an increase in power consumption. This is advantageous in improving the operability during shooting.
  • FIG. 1 the force described when the Hall element 7002 is pressed by the metal plate 74 against the thin plate 1246 attached to the through hole 1244 provided in the wall portion of the base 12 is shown in FIG.
  • the position detection magnet 7004 is not The suction force by the plate 74 is the same.
  • the moving speed of the third lens group 18 is accelerated by the suction force, so that it is advantageous to improve the operability at the time of shooting by quickly adjusting the focus of the third lens group 18. is there.
  • the focusing lens moves in the direction approaching the image sensor, and the focusing is performed.
  • the lens barrel stops and enters a shooting mode. Yes.
  • the arrangement of the N pole and the S pole along the optical axis direction of one of the driving magnet 4006 and the position detection magnet 7004, in other words, the magnetization direction or the direction of the magnet is determined.
  • the force described using a digital still camera as the imaging apparatus is applicable to a video camera and other various imaging apparatuses.

Landscapes

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Abstract

 レンズ位置検出装置200は、位置検出用マグネット202、磁力検出センサ204、位置情報生成手段206などを備えている。位置検出用マグネット202は、レンズ保持枠1460の後面に取着されている。磁力検出センサ204は、位置検出用マグネット202の磁極から発せられる磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成するものであり光軸と平行し位置検出用マグネット202を通る直線上に配置されている。磁力検出センサ204は磁力の強さに対応した(比例した)電圧の検出信号を出力する。位置情報生成手段206の増幅回路208は、磁力検出センサ204からの検出信号Ssを増幅する。

Description

レンズ位置検出装置、レンズ鏡筒および撮像装置
技術分野
[0001] 本発明はレンズ位置検出装置、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。
背景技術
[0002] 一般に、オートフォーカス機能や電動ズーム機能を備えたビデオカメラ、デジタルス チルカメラ等のレンズ駆動装置には、フォーカシング用の移動レンズやズーミング用 の移動レンズの位置を検出するレンズ位置検出装置が設けられている。
この種のレンズ位置検出装置としては、例えばマグネットの磁力変化を電気信号に 変換する MRセンサなどの磁気抵抗素子が比較的多く用いられている。
例えば、従来技術 1として、可動部の移動方向に沿って磁極が交互に異なるように 着磁された位置検出用のマグネットと前記位置検出用マグネットが移動する範囲に 対向して被固定部材に固定されている磁気の変化に応じて抵抗値が変化する磁気 抵抗効素子を有するものが提案されている(例えば特開 2002— 169073号公報)。 このレンズ位置検出装置は可動部の移動ストロークとほぼ等しい大きさのマグネット を必要とする。また、磁気抵抗素子から得られる位置信号は、振幅が一定の繰り返し 波となる。
また、従来技術 2として、前記ホール素子を MRセンサの代わりに利用したレンズ位 置検出装置が提案されて 、る (例えば特開平 11― 149030号公報)。
このレンズ位置検出装置では、駆動方向に沿って所定のピッチで S極と N極を交互 に着磁した磁気スケールとこれと所定の一定距離をもって対向するように取り付けら れた磁気センサを有しており、この磁気センサには MR素子、ホール素子等が用いら れるとしている。
また、従来技術 3として、傾斜マグネットとホール素子を利用し、光軸方向に可動部 が移動するのに応じてマグネット傾斜部表面とホール素子の間隔が変化することによ りホール素子におよぶ磁束の変化を利用して位置検出を行う方法も提案されている( 例えば特許第 2881959号公報)。 また、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置にはレンズ鏡筒 が設けられている。
このようなレンズ鏡筒は、被写体像を撮像する撮像素子の前方箇所に、被写体像 を撮像素子に導くレンズと、レンズを保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠を光軸 方向に移動させる駆動機構とを有し、これらレンズ、レンズ保持枠、駆動機構は鏡筒 内部に配設されて ヽる(例えば特開 2002— 296480号公報)。
前記駆動機構は、前記レンズの半径方向外側で光軸方向に延在する雄ねじ部材 と、雄ねじ部材を回転駆動するモータと、雄ねじ部材の両端を支持する支持部材と、 雄ねじ部材に螺合され雄ねじ部材の延在方向に移動される雌ねじ部材とを有し、こ の雌ねじ部材が可動レンズの箇所に連結され、モータの回転により雌ねじ部材ととも に可動レンズを光軸方向に移動させるように構成されて 、る。
前記モータとしてはステータ(固定子)に対してロータ(回転子)を回転させる回転形 のものが用いられている。
一方、このような回転形モータの代わりにステータ(固定子)とロータ (移動子)が直 線状に展開された 、わゆるリニアモータを用いたレンズ鏡筒が提案されて 、る。 図 72はリニアモータを用いたレンズ鏡筒の構成を示す斜視図、図 73は図 72の断 面図である。
図 72、図 73に示すように、レンズ鏡筒は、撮像素子 1が設けられたベース 2と、被写 体像を撮像素子 2に導くレンズ 3を保持するレンズ保持枠 4と、レンズ保持枠 4の 2つ の軸受け 4Aにそれぞれ揷通されレンズ保持枠 4をレンズ 3の光軸方向に移動可能 に支持する 2つのガイド軸 5と、レンズ保持枠 4を前記光軸方向に移動させる駆動機 構としてのリニアモータ 6と、レンズの前記光軸方向における位置を検出する位置検 出機構 7とを有している。
リニアモータ 6は、ボイスコイル型リニアモータとして構成されており、レンズ保持枠 4 に固定され光軸と平行な卷回軸線回りに卷線が卷回されたコイル 6Aと、コイル 6Aの 中心に揷通されベース 2に固定されたヨーク 6Bと、ヨーク 6Bに取着され前記卷回軸 線と直交する方向に沿って N極、 S極が着磁されたマグネット 6Cとを有している。 ヨーク 6Bは、光軸と平行方向に延在されマグネット 6Cが取着されるバックヨーク 6B 1と、バックヨーク 6B1と間隔をおいて平行に延在されコイル 6Aの中心に揷通される 対向ヨーク 6B2とからなり、バックヨーク 6B1と対向ヨーク 6B2は延在方向の両端が接 続されているので、ヨーク 6Bとマグネット 6Cによって構成される磁気回路が閉塞して おり、この磁気回路の外方に形成される磁界はほとんど無視できるものである。 コイル 6Aに駆動電流が供給されることで発生する磁界と、マグネット 6Cおよびョー ク 6Bによって発生する磁界との磁気相互作用によりコイル 6A、すなわちレンズ保持 枠 4に対して光軸方向の駆動力が作用し、これによりレンズ保持枠 4が光軸方向に動 かされる。
位置検出機構 7は、レンズ保持枠 4の軸受け 4Aの一方に設けられ光軸方向に異な る磁極が交互に配列された MRマグネット 7Aと、ベース 2に設けられ MRマグネット 7 Aの磁力を検出する MRセンサ (磁気抵抗素子) 7Bとを有して ヽる。
MRセンサ 7Bはレンズ保持枠 4の光軸方向への移動に伴って MRマグネット 7Aの 異なる磁極の磁力を検出して検出信号を生成する。不図示の検出回路はこの検出 信号の変化に基づ 、てレンズ保持枠 4の光軸方向の移動量、すなわち光軸方向の 位置を求める。
発明の開示
上述した従来技術 1、 2では、可動部の移動に伴って生成されるセンサ出力、すな わち検出信号 (位置信号)は振幅が同一である繰り返し波形となるため、可動部がス トローク上の任意の位置にある状態で位置検出を開始した場合、可動ストローク端か らの相対位置を知るためにストローク端におけるセンサ出力を取得する初期位置設 定 (初期化)処理が必要となり位置検出開始時には毎回、可動部を端点に移動しセ ンサ出力を取得するための時間を要してしまう問題があった。
また、駆動方向を検出するためには 2相のセンサ出力を得る必要がありセンサスぺ ースの増大、回路、素子等の信頼性の低下などの問題や、 2相間の磁気特性上のズ レゃ素子の感度のバラツキにより発生する出力信号のズレを補正して利用する必要 があるなどの問題があった。
さらに全可動ストロークにおける位置情報を検出するためには可動ストローク以上 の大きさを有する位置検出用マグネットを必要としレンズ鏡筒のスペースを有効に活 用できない問題や可動部の質量が増大することにより駆動用ァクチユエータに要求さ れる必要発生推力が大きくなり駆動用ァクチユエータの大型化、さらには撮像装置の 大型ィ匕につながってしまう問題があった。
また、従来技術 3でも、従来技術 1、 2と同様に全可動ストロークにおける位置情報 を得るためにストロークとほぼ等しい長さを有した位置検出用マグネットを必要とし、 傾斜を設けるためには駆動方向と直行する方向にある程度の厚さを必要とするため 大きなスペースを必要とするためレンズ駆動装置、撮像装置の大型化につながる問 題があった。
[0005] また、図 72および図 73に示すリニアモータを用いたレンズ鏡筒において、例えばレ ンズ保持枠 4で保持されて ヽるレンズ 3が光軸方向に移動することで撮像素子 2に結 像される被写体像の焦点調節を行う焦点調節用レンズである場合、この焦点調節用 レンズの光軸方向の移動速度を速めて焦点調節動作の迅速ィヒを図ることが撮影時 の操作性を向上させる上で重要となる。
し力しながら前記従来構成ではレンズの移動速度を速めるために駆動機構 (リニア モータ)の大型化や駆動電流の増大を招き小型化や省電力化を図る上で不利があ つた o
[0006] 一方、レンズ鏡筒の小型化を図るため、前記ボイスコイル型のリニアモータよりも占 有スペースが少な 、扁平リニアモータを採用することが考えられて 、る。
し力しながら、扁平リニアモータは、その磁気回路が開放され、また、レンズ鏡筒内 は狭い空間でありその狭い空間に多数の部品が配設されていることから、リニアモー タの周囲に形成される磁界によってレンズ鏡筒内部の部品と磁気干渉が生じ、レンズ 鏡筒内部の部品に悪影響を与えることが懸念される。
[0007] 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は小型化を図るとともに、 レンズ位置の検出に要する時間の短縮を図る上で有利なレンズ位置検出装置を提 供することにある。
さらに本発明の目的は、駆動機構の大型化や消費電力の増大を抑制しつつ、レン ズの光軸方向の移動速度の向上を図り、操作性を向上させる上で有利なレンズ鏡筒 および撮像装置を提供することにある。 さらに本発明は前記磁気干渉に着目してなされたものであり、その目的は磁気干渉 を積極的に利用することでレンズの光軸方向の移動速度の向上を図り、操作性を向 上させる上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。
[0008] 上述の目的を達成するため本発明は、ベース上におけるレンズの光軸方向におけ る位置を検出するレンズ位置検出装置であって、前記レンズおよびベースの一方に 設けられた位置検出用マグネットと、前記レンズおよびベースの他方に設けられ前記 位置検出用マグネットの磁極力 発せられる磁力の強度に応じた大きさの検出信号 を生成する磁力検出センサと、前記検出信号の大きさに基づいて前記レンズの前記 ベース上における前記光軸方向における位置情報を生成する位置情報生成手段と を備えることを特徴とする。
[0009] 位置検出用マグネットと磁力検出センサとの距離、すなわちレンズの光軸方向の位 置に応じた大きさの検出信号が磁力検出センサ力 出力され、位置情報生成手段は この検出信号の大きさに基づいてレンズの位置を検出することができる。
したがって、レンズの可動ストローク全長にわたって位置検出用のマグネットを設け る必要がなぐ位置検出用マグネットの占有スペースを大幅に削減することができレ ンズ位置検出装置の小型化を図る上で有利となる。
また、磁力検出センサは位置検出用マグネットの磁極力も発せられる磁力の強度に 応じた大きさの検出信号を生成することからこの検出信号はレンズの位置に応じて一 義的に決定されるため、レンズ位置を検出することに先立ってレンズをいつたん基準 位置に位置させるなどの初期化処理を行うことなくレンズ位置を検出でき、レンズ位 置の検出に要する時間を短縮ィ匕する上で有利となる。
[0010] 上述の目的を達成するため、本発明は、ベースと、前記ベースに設けられた撮像素 子と、被写体像を前記撮像素子に導くレンズと、前記レンズを保持するレンズ保持枠 と、前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、前記レンズの前記光軸 方向における位置を検出する位置検出機構とが鏡筒内部に配設されたレンズ鏡筒 であって、前記駆動機構は、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の一方に設けられ たコイルと、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の他方に設けられた駆動用マグネッ トと、前記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、前記駆動用マグネッ トは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面を有し、前記磁極面に はその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、前記コイルは卷線が 前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前記磁極面に臨むように 配置され、前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検 出用マグネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた 大きさの検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、前記位置検出用マグネッ トは前記レンズ保持枠に取着され、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通 る直線が通過する前記ベースの壁部箇所に薄肉の壁部が設けられ、前記磁力検出 センサは、前記ベースに取着された弱磁性材料力 なる金属板が前記磁力検出セン サの箇所で前記感磁面とは逆の面である前記磁力検出センサの背面に押し付けら れ、これにより前記感磁面が前記薄肉の壁部に当て付けられて配設されていることを 特徴とする。
また、本発明は、レンズによって導かれた被写体像を撮像する撮像素子を有するレ ンズ鏡筒を備えた撮像装置であって、前記レンズ鏡筒は、前記撮像素子が設けられ たベースと、前記レンズと、前記レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠 を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、前記レンズ保持枠を前 記光軸方向に移動させる駆動機構とが鏡筒内部に配設されたレンズ鏡筒であって、 前記駆動機構は、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の一方に設けられたコイルと 、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の他方に設けられた駆動用マグネットと、前記 コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、前記駆動用マグネットは前記 レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面を有し、前記磁極面にはその延 在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、前記コイルは卷線が前記磁極 面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前記磁極面に臨むように配置され 、前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検出用マグ ネットの力 発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた大きさ の検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、前記位置検出用マグネットは前 記レンズ保持枠に取着され、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直 線が通過する前記ベースの壁部箇所に薄肉の壁部が設けられ、前記磁力検出セン サは、前記ベースに取着された弱磁性材料力もなる金属板が前記磁力検出センサ の箇所で前記感磁面とは逆の面である前記磁力検出センサの背面に押し付けられ、 これにより前記感磁面が前記薄肉の壁部に当て付けられて配設されていることを特 徴とする。
[0011] 本発明によれば、位置検出用マグネットはレンズ保持枠に取着され、光軸と平行し 位置検出用マグネットを通る直線が通過するベースの壁部箇所に薄肉の壁部が設 けられ、磁力検出センサは、ベースに取着された弱磁性材料力もなる金属板が磁力 検出センサの箇所で感磁面とは逆の面である磁力検出センサの背面に押し付けられ 、これにより感磁面が薄肉の壁部に当て付けられて配設されて 、る。
ベースに取着される金属板は弱磁性材料で形成されているため磁力によって吸引 されることから、位置検出用マグネットには金属板による吸引力が作用し、レンズ保持 枠は、撮像素子に接近する方向に向けて常時付勢される。
ところで、本発明のレンズ鏡筒によって合焦システムを構成する場合、合焦レンズ( 焦点調節用レンズ)が撮像素子に近接する方向に移動しながらピント合わせを行い、 ピントが合ったところで停止し、撮影モードに入る仕組みになっている。したがって、こ の合焦レンズの移動スピードが速ければ、より短時間で合焦されることとなる。
ここで、上記に述べたように、合焦レンズのレンズ保持枠は磁力によって吸引される ので、駆動機構による駆動力に加え、この吸引力も加わり、より早い時間で合焦され ることになる。
し力も、この金属板は、磁力検出センサの背面に位置しているため、ホール素子用 マグネットからの磁束が金属板に向力つて集磁されることになる。
言い換えると、金属板は対向ヨーク効果を持つことになり、その結果、磁力検出セン サを通過する磁束が増えるため、磁力検出センサの検出信号を増大させることがで き、前記検出信号に基づいて得られる合焦レンズの位置検知精度を向上させる上で も有利となる。
[0012] 上述の目的を達成するため、本発明は、ベースと、前記ベースに設けられた撮像素 子と、被写体像を前記撮像素子に導くレンズと、前記レンズを保持するレンズ保持枠 と、前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、前記レンズの前記光軸 方向における位置を検出する位置検出機構とが鏡筒内部に配設されたレンズ鏡筒 であって、前記駆動機構は、前記レンズ保持枠に設けられたコイルと、前記ベースに 設けられた駆動用マグネットと、前記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを 有し、前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁 極面を有し、前記磁極面にはその延在方向に沿つて異なる 2つの磁極が並べて配置 され、前記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面 が前記磁極面に臨むように配置され、前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出 用マグネットと前記位置検出用マグネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出 しその磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成する磁力検出センサで構成され 、前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、前記磁力検出センサ は、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する前記ベース の壁部箇所に前記感磁面を前記位置検出用マグネットに向けて取着され、前記駆 動用マグネットによって形成される第 1磁束線と、前記位置検出用マグネットによって 形成される第 2磁束線とが交わる磁気干渉点において前記第 1磁束線と第 2磁束線 の向きが同一方向となるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、レンズによって導かれた被写体像を撮像する撮像素子を有するレ ンズ鏡筒を備えた撮像装置であって、前記レンズ鏡筒は、前記撮像素子が設けられ たベースと、前記レンズと、前記レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠 を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、前記レンズ保持枠を前 記光軸方向に移動させる駆動機構とが鏡筒内部に配設されたレンズ鏡筒であって、 前記駆動機構は、前記レンズ保持枠に設けられたコイルと、前記ベースに設けられ た駆動用マグネットと、前記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、前 記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面を有 し、前記磁極面にはその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、前 記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前記 磁極面に臨むように配置され、前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグ ネットと前記位置検出用マグネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその 磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、前記 位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、前記磁力検出センサは、前 記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する前記ベースの壁部 箇所に前記感磁面を前記位置検出用マグネットに向けて取着され、前記駆動用マグ ネットによって形成される第 1磁束線と、前記位置検出用マグネットによって形成され る第 2磁束線とが交わる磁気干渉点において前記第 1磁束線と第 2磁束線の向きが 同一方向となるように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、駆動用マグネットによって形成される第 1磁束線と、位置検出用 マグネットによって形成される第 2磁束線とが交わる磁気干渉点において第 1磁束線 と第 2磁束線の向きが同一方向となっているため、駆動用マグネットと位置検出用マ グネットの間には互いに離間する方向に作用する磁気反力が発生する。
すなわち、本発明ではリニアモータの周囲に形成される磁界をレンズ鏡筒内部の部 品に積極的に磁気干渉させるものである。
したがって、駆動機構によってレンズ保持枠が光軸方向の後方に動力される場合 には、駆動機構による駆動力に加えて磁気反力による力がレンズ保持枠に作用し、 この力によってレンズ保持枠の移動速度が加速される。
ところで、本発明のレンズ鏡筒によって合焦システムを構成する場合、合焦レンズ が撮像素子に近接する方向に移動しながらピント合わせを行い、ピントが合ったとこ ろで停止し、撮影モードに入る仕組みになっている。従って、この合焦レンズの移動 スピードが速ければ、より短時間で合焦されることとなる。
ここで、上記に述べたように、合焦レンズのレンズ保持枠は磁気反力による力がレン ズ保持枠に作用するので、駆動機構による駆動力に加え、この磁気反力も加わり、よ り早い時間で合焦されることになる。
なお、ここで合焦レンズが撮像素子の反対方向に移動しながらピント合わせを行うと いう合焦システムの場合には、一方のマグネットの極性を反対にして、駆動用マグネ ットと位置検出用マグネットの間に互 、に吸引する方向に作用する磁気吸着力を発 生させ、この磁気吸着力を駆動機構による駆動力に加えれば、同様により早い時間 で合焦させることができる。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、実施例 1のレンズ位置検出装置が適用された撮像装置を前方から見た 斜視図である。
[図 2]図 2は、実施例 1の撮像装置を後方力 見た斜視図である。
[図 3]図 3は、撮像装置の制御系を示すブロック図である。
[図 4]図 4は、レンズ鏡筒の断面図である。
[図 5]図 5は、第 2の移動レンズに関わるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレン ズ位置検出装置の構成を示す説明図である。
[図 6]図 6は、レンズ位置と検出信号の関係を示す図である。
[図 7]図 7は、実施例 2におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位置検 出装置の構成を示す説明図である。
[図 8]図 8は、増幅回路 208の構成を示す説明図である。
[図 9]図 9は、実施例 2におけるレンズ位置と検出信号の関係を示す図である。
[図 10]図 10は、増幅回路 208の他の例の構成を示す説明図である。
[図 11]図 11は、実施例 3におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位 置検出装置の構成を示す説明図である。
[図 12]図 12は、実施例 4におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位 置検出装置の構成を示す説明図である。
[図 13]図 13は、実施例 4におけるレンズ位置と検出信号の関係を示す図である。
[図 14]図 14は、実施例 5の撮像装置を前方力 見た斜視図である。
[図 15]図 15は、実施例 5の撮像装置を後方力 見た斜視図である。
[図 16]図 16は、実施例 5の撮像装置の構成を示すブロック図である。
[図 17A]図 17Aは、鏡筒 10の状態を説明する斜視図で、不使用時のレンズ収納状 態すなわち沈胴状態を示す。
[図 17B]図 17Bは、鏡筒 10の状態を説明する斜視図で、使用時のレンズ突出状態( 広角状態ある!、は望遠状態)を示す。
[図 18]図 18は、沈胴状態にある鏡筒 10の断面図である。 [図 19]図 19は、広角状態にある鏡筒 10の断面図である。
[図 20]図 20は、望遠状態にある鏡筒 10の断面図である。
[図 21]図 21は、鏡筒 10を前方から見た分解斜視図である。
[図 22]図 22は、図 21のうち第 3レンズ保持枠、ベース、フレキシブル基板を示す分解 斜視図である。
[図 23]図 23は、図 21のうち第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、自動露光装置を示 す分解斜視図である。
[図 24]図 24は、図 21のうち固定環、カム環を示す分解斜視図である。
[図 25]図 25は、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを示す分解斜視図であ る。
[図 26]図 26は、図 25の糸且み立て図である。
[図 27]図 27は、カム環、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを示す分解斜 視図である。
[図 28]図 28は、図 27の糸且み立て図である。
[図 29]図 29は、鏡筒 10を後方から見た分解斜視図である。
[図 30]図 30は、図 29のうち第 3レンズ保持枠、ベース、フレキシブル基板を示す分解 斜視図である。
圆 31]図 31は、図 29のうち第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、自動露光装置、第 3レンズ保持枠を示す分解斜視図である。
[図 32]図 32は、図 29のうち固定環、カム環、第 1レンズ保持枠を示す分解斜視図で ある。
[図 33]図 33は、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを示す分解斜視図であ る。
[図 34]図 34は、固定環、カム環、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、第 3レンズ保 持枠、フレキシブル基板の組み立て図である。
[図 35]図 35は、第 3レンズ保持枠、ベースの分解斜視図である。
[図 36]図 36は、図 35の糸且み立て図である。
[図 37]図 37は、図 36の A矢視図である。 [図 38]図 38は、図 37の XX線断面図である。
[図 39]図 39は、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースが組み立てられた状態 で光軸と平行な面で破断した状態を示す斜視図である。
[図 40]図 40は、レンズ鏡筒を光軸と平行な面で破断した断面図である。
[図 41]図 41は、レンズ鏡筒を光軸と平行な面で破断した断面図である。
[図 42]図 42は、図 41の YY線断面図である。
[図 43A]図 43Aは、シャツタ用フレキシブル基板 80の斜視図である。
[図 43B]図 43Bは、シャツタ用フレキシブル基板 80の斜視図である。
[図 44]図 44は、沈胴状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す鏡筒 の断面図である。
[図 45]図 45は、広角状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す鏡筒 の断面図である。
[図 46]図 46は、望遠状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す鏡筒 の断面図である。
[図 47A]図 47Aは、沈胴状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す 説明図である。
[図 47B]図 47Bは、広角状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す 説明図である。
[図 48]図 48は、シャツタ用フレキシブル基板 80の引き回しを示す斜視図である。
[図 49]図 49は、シャツタ用フレキシブル基板 80が揷通されるベース 12部分の平面図 である。
[図 50]メインフレキシブル基板 60、コイル用フレキシブル基板 4008、シャツタ用フレ キシブル基板 80の位置関係を示す平面図である。
[図 51A]図 51Aは、図 50の AA線断面図であり、メインフレキシブル基板 60の起伏面 部の折り曲げ状態を示す図である。
[図 51B]図 51Bは、図 50の AA線断面図であり、メインフレキシブル基板 60の起伏面 部の平坦状態を示す図である。
圆 52]図 52は、メインフレキシブル基板 60の起伏面部の折り曲げ状態を示す斜視図 である。
[図 53]図 53は、 基板 60の起伏面部の平坦状態を示す斜視図で ある。
[図 54]図 54は、第 1、第 2の半田付け端子部が半田付けされた状態を示す斜視図で ある。
[図 55]図 55は、 2群レンズ 16と第 2レンズ保持枠 1602の断面図である。
[図 56]図 56は、第 2レンズ保持枠 1602の斜視図である。
[図 57]図 57は、 2群レンズ 16と第 2レンズ保持枠 1602の組み立て説明図である。
[図 58]図 58は、 2群レンズ 16と第 2レンズ保持枠 1602の組み立て説明図である。
[図 59]図 59は、 2群レンズ 16の光軸合わせ調整の説明図である。
[図 60]図 60は、 1群レンズ 14が組み込まれた第 1レンズ保持枠 1402の分解斜視図 である。
[図 61]図 61は、 1群レンズ 14が組み込まれた第 1レンズ保持枠 1402の断面図である
[図 62]図 62は、ホール素子 7002から出力される検出信号の説明図である。
[図 63]図 63は、ホール素子 7002と位置検出用マグネット 7004間の距離に対するホ ール素子 7002の検出信号の出力値の関係を示す図である。
圆 64]図 64は、位置検出機構 70の第 1の構成例を示す説明図である。
圆 65]図 65は、位置検出機構 70の第 2の構成例を示す説明図である。
[図 66]図 66は、図 38において矢印 X方向力 見た駆動用マグネット 4002とコイル 4
006の説明図である。
[図 67]図 67は、金属板 74と第 3レンズ保持枠 1802を斜め前方から見た斜視図であ る。
[図 68]図 68は、金属板 74と第 3レンズ保持枠 1802を斜め前方から見た斜視図であ る。
[図 69A]図 69Aは、駆動用マグネット 4002と位置検出用マグネット 7002の磁界の説 明図である。
[図 69B]図 69Bは、図 69Aの要部拡大図である。 [図 70]図 70の(A)は駆動用マグネット 4002およびヨーク 4004の側面図、図 70の(B )は図 70の(A)の B矢視図、図 70の(C)は図 70の(B)の C矢視図である。
[図 71]図 71の位置検出機構 70の断面図である。
[図 72]図 72のリニアモータを用いたレンズ鏡筒の構成を示す斜視図である。
[図 73]図 73の図 72の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 実施例 1〜4において、小型化を図るとともに、レンズ位置の検出に要する時間の 短縮を図るという目的を、位置検出用マグネットと、その磁極力も発せられる磁力の強 度に応じた大きさの検出信号を生成する磁力検出センサと、その検出信号の大きさ に基づいてレンズの位置情報を生成する位置情報生成手段とを設けることによって 実現した。
[0016] 実施例 5において、駆動機構の大型化や消費電力の増大を抑制しつつ、レンズの 移動を迅速に行い操作性を向上させるという目的を、位置検出用マグネットをレンズ 保持枠に取着し、ベースに取着された弱磁性材料力もなる金属板によって磁力検出 センサをベースの壁部箇所に設けた薄肉の壁部に当て付けて配設することで実現し た。
実施例 1
[0017] 次に本発明の実施例 1について図面を参照して説明する。
以下では本発明のレンズ位置検出装置を撮像装置であるデジタルスチルカメラ〖こ 適用した場合について説明する。
図 1は実施例 1のレンズ位置検出装置が適用された撮像装置を前方カゝら見た斜視 図、図 2は実施例 1の撮像装置を後方力も見た斜視図、図 3は撮像装置の制御系を 示すブロック図、図 4はレンズ鏡筒の断面図である。
[0018] 図 1に示すように、撮像装置 100はデジタルスチルカメラであって、外装を構成する 矩形板状のケース 102を有している。なお、本明細書において左右は、撮像装置 10 0を前方から見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方と いい、撮像素子側を後方という。
図 1に示すように、ケース 102の前面の右寄り箇所にレンズ窓 105が設けられ、レン ズ窓 105からケース 102の前方に臨むようにレンズ鏡筒 10が設けられている。
レンズ窓 105の上方箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ 106が設けられて いる。
ケース 12の上面の左寄り箇所には、シャッターボタン 108などが設けられている。 ケース 12の後面には静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示され るディスプレイ 110 (液晶表示器)、各種操作を行なうための十字スィッチ 112および 複数の操作ボタン 114などが設けられて 、る。
ケース 12の左側面には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメ モリカード 116 (記憶媒体)を装脱可能に収容するメモリ収容部 118が設けられて 、る
[0019] 図 3に示すように、レンズ鏡筒 10は、被写体像を導く光学系 14と、光学系 14の光 軸上に設けられた撮像素子 18とを備え、光学系 14で捉えた被写体像が撮像素子 1 8に結像されるように構成されて!、る。
撮像素子 18に結像された像は撮像されて撮像信号として画像処理部 120に出力 され、画像処理部 120ではこの撮像信号に基づ ヽて静止画あるいは動画の画像デ ータが生成され、メモリカード 116に記録される。また、前記画像データは表示処理 咅 【こ Jりディスプレイ 110【こ表示される。
さらに、撮像装置 100は、シャツタボタン 108、十字スィッチ 112、操作ボタン 114の 操作に応じて、画像処理部 120、表示処理部 122、調光制御部を制御する CPUな どを含む制御部 124を備えている。
また、撮像装置 100は次に述べる第 1、第 2移動レンズを移動させるために必要な 駆動信号を出力するレンズ駆動部 126を有し、レンズ駆動部 126は制御部 124によ つて制御される。
[0020] 次にレンズ鏡筒 10について説明する。
図 4に示すように、レンズ鏡筒 10はケース 102の内部に組み込まれる鏡筒本体 10 02を有し、鏡筒本体 1002は、例えば円筒状あるいは直方体状を呈している。
鏡筒本体 1002には、光学系 14を構成する第 1固定レンズ 1452、第 1移動レンズ 1 454、第 2固定レンズ 1456、第 2移動レンズ 1458が光軸方向の前方力も後方に向 力つてこの順番で配設されて 、る。
本実施例では、光学系 14は、これら 4群力 なるインナーフォーカスレンズとして構 成されている。
第 1固定レンズ 1452は鏡筒本体 1002の前端に、光学系 14の光軸方向に移動不 能に固定されている。
第 2固定レンズ 1456は鏡筒本体 1002の前後方向の中間部に、光学系 14の光軸 方向に移動不能に固定されて 、る。
第 1移動レンズ 1454は、第 1固定レンズ 1452と第 2固定レンズ 1456との間に設け られ、第 2移動レンズ 1458は、第 2固定レンズ 1456の後方に設けられ、これら第 1、 第 2移動レンズ 1454、 1458は後述するレンズ移動機構 50により光学系 14の光軸 方向に移動されるように構成されるとともに、レンズ位置検出装置 200により光軸方 向の位置が検出されるように構成されて 、る。
第 1移動レンズ 1454は光軸方向に移動されることで光学系 14の焦点距離を調整 するズームレンズとして構成され、第 2移動レンズ 1458は光軸方向に移動されること で光学系 14の焦点調節がなされるフォーカスレンズとして構成されて 、る。すなわち 、第 1移動レンズ 1454の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によ つて生じた合焦位置のずれを第 2移動レンズ 1458の変位によって修正し適切に合 焦させるように構成されて 、る。
鏡筒本体 1002の後端には開口 1004が設けられ、撮像素子 18は長方形を呈する 撮像面 1852を開口 1004から前方に臨ませた状態で鏡筒本体 1002の後端に取着 されている。また、開口 1004には第 2移動レンズ 1458を通過した光が通過する光学 フィルタ 1006が取着されており、光学フィルタ 1006は例えばローパスフィルタ、ある いは、赤外線フィルタで構成されている。
図 5は第 2の移動レンズに関わるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位 置検出装置の構成を示す説明図、図 6はレンズ位置と検出信号の関係を示す図で ある。
なお、第 1移動レンズ 1454のレンズ位置検出装置も第 2移動レンズ 1458のレンズ 位置検出装置と全く同様に構成されているため、以下では第 2移動レンズ 1458のレ ンズ位置検出装置についてのみ説明する。
図 5に示すように、鏡筒本体 1002の内部にはベース 1003が固定されており、ベー ス 1003上でレンズ案内機構 40によって第 2移動レンズ 1458が光軸方向に移動可 能に支持され、レンズ移動機構 50によって第 2移動レンズ 1458が光軸方向に移動 され、レンズ位置検出装置 200によって第 2移動レンズ 1458の光軸方向の位置が検 出される。
レンズ案内機構 40は、レンズ保持枠 1460、スリーブ部 1462、溝部 1464、不図示 の第 1、第 2のガイド軸で構成されている。
レンズ保持枠 1460は、環状を呈しその中心部に第 2移動レンズ 1458を保持して いる。
スリーブ部 1462と溝部 1464は、レンズ保持枠 1460の外周部で第 2移動レンズ 14 58の光軸を挟む 2箇所に設けられて 、る。
前記第 1、第 2のガイド軸は、それぞれ光軸と平行に延在するようにベース 1003に 取着され、前記第 1のガイド軸力 Sスリーブ部 1462に挿通され、前記第 2のガイド軸が 溝部 1464に揷通されることで、第 2移動レンズ 1458およびレンズ保持枠 1460が回 転することなく前記第 1のガイド軸に沿って直線往復移動できるように構成されている レンズ移動機構 50は、駆動用コイル 5002、対向ヨーク 5004、駆動用マグネット 50 06、接地ヨーク 5008など力ら構成されて!ヽる。
駆動用コイル 5002は、光軸と平行な軸線回りに卷回されレンズ保持枠 1460に接 着剤等で固定され、駆動用コイル 5002の内周は前後方向に開放されて!、る。
対向ヨーク 5004は、帯板状を呈し、駆動用コイル 5002の内周に遊挿され光軸と平 行に延在するように配置されて ヽる。
駆動用マグネット 5006は、帯板状を呈し、駆動用コイル 5002の外周で対向ヨーク 5004と平行して延在するように配置されて 、る。
接地ヨーク 5008は、駆動用マグネット 5006とほぼ同形の矩形板状を呈し駆動用マ グネット 5006の対向ヨーク 5004と反対側の面に接合されている。
これら対向ヨーク 5004と接地ヨーク 5008はベース 1003に取着され、駆動用マグ ネット 5006ίま接地ヨーク 5008上【こ取着されて!ヽる。
レンズ移動機構 50は、レンズ駆動部 126から駆動用コイル 5002に駆動電流が供 給されることにより駆動用コイル 5002から発生された磁界と、駆動用マグネット 5006 の磁界との磁気相互作用によりレンズ保持枠 1460を光軸方向の前方あるいは後方 に移動させる駆動力が発生するように構成されて 、る。
さらに詳細に説明すると、レンズ駆動部 126は、制御部 124から供給されるデジタ ル信号としての駆動信号を DZA変換する DZA変翻 126Aと、 D/A変翻 126 A力 供給されるアナログ信号としての駆動信号に基づいて前記駆動電流を駆動用 コイル 5002に供給するモータドライバ 126Bとを備えて 、る。
レンズ位置検出装置 200は、位置検出用マグネット 202、磁力検出センサ 204、位 置情報生成手段 206などを備えて ヽる。
位置検出用マグネット 202は、レンズ保持枠 1460の後面に取着され、レンズ保持 枠 1460と一体的に光軸方向に移動するように配置されて 、る。
位置検出用マグネット 202は、前記光軸方向の一方に N極および S極の一方の磁 極が位置し、光軸方向の他方に N極および S極の他方の磁極が位置するようにレン ズ保持枠 1460に取着されている。言い換えると、位置検出用マグネット 202は光軸 方向に着磁されている。
本実施例では位置検出用マグネット 202とレンズ保持枠 1460との間に、すなわち 、位置検出用マグネット 202とレンズ保持枠 1460の後面との間に、位置検出用マグ ネット 202から光軸方向に沿って発生する磁束密度を増大させる接地ヨーク (バックョ ーク) 203が介在されて!、る。
磁力検出センサ 204は、位置検出用マグネット 202の磁極力も発せられる磁力の 強度に応じた大きさの検出信号 (位置信号) Ssを生成するものであり、位置検出用マ グネット 202と対向するようにベース 1003に取着され、位置検出用マグネット 202を 通り前記光軸と平行する直線上に配置されている。
本実施例では、磁力検出センサ 204は例えばホール素子で構成されており、ホー ル素子は磁束密度に比例した電圧を発生するので、それが受ける磁力の強さ (磁束 密度の大きさ)に対応した (比例した)電圧の検出信号 Ssを出力するように構成され ている。なお、このような磁力検出センサ 204は磁力の強さを検出して検出信号 Ssを 生成するものであればよぐホール素子に限定されるものではなぐ例えば MR素子 などの磁気抵抗素子などを用いることもできる。
したがって、図 6に示すように、第 2移動レンズ 1458が最も後方の位置 (最も撮像素 子 18に近接した位置)を端点 1とし、第 2移動レンズ 1458が最も前方の位置 (最も撮 像素子 18から離間した位置)を端点 2とした場合、第 2移動レンズ 1458が端点 1に位 置した状態で磁力検出センサ 204によって検出される位置検出用マグネット 202の 磁力は最大となるため検出信号 Ssも最大となり、第 2移動レンズ 1458が端点 1から 端点 2に近づくにつれて磁力検出センサ 204によって検出される位置検出用マグネ ット 202の磁力は減少し検出信号 Ssも減少する。
言い換えると、レンズ保持枠 1460の位置と磁力検出センサ 204の検出信号の電圧 力 対 1の関係でありレンズ保持枠 1460の位置は出力電圧値によって一義的に決 定される。
位置情報生成手段 206は、増幅回路 208と AZD変換器 210を備えている。
増幅回路 208は、磁力検出センサ 204からの検出信号 Ssを増幅する。
AZD変 210は増幅回路 208で増幅された検出信号 Ssをアナログ信号カもデ ジタル信号に変換し第 2移動レンズ 1458の位置情報として制御部 124に供給する。 制御部 124はデジタル信号に変換された検出信号 Ssに基づいて第 2移動レンズ 1
458の光軸方向の位置を検出し、その検出結果に応じて駆動信号を駆動部 126に 供給することで第 2移動レンズ 1458の光軸方向の位置制御、例えばサーボなどの閉 ループ制御を行う。
次に本実施例の作用効果について説明する。
制御部 124から駆動信号が駆動部 126に供給されることによりレンズ移動機構 50 によってレンズ保持枠 1460が光軸方向に移動されると、その移動に伴い位置検出 用マグネット 202と磁力検出センサ 204との距離が変化し磁力検出センサ 204が受 ける磁界の強度が変化する。
したがって、位置検出用マグネット 202と磁力検出センサ 204との距離、言い換える と第 2移動レンズ 1458の光軸方向の位置に応じた電圧の検出信号が磁力検出セン サ 204から出力され、増幅回路 208、 AZD変翻210を介して制御部 124に供給 される。
これにより、制御部 124は、第 2移動レンズ 1458の位置を検出することができる。 本実施例によれば、磁力検出センサ 204は、位置検出用マグネット 202の磁極から 発せられる磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成するので、従来と異なって 第 2移動レンズ 1458の可動ストローク全長にわたって位置検出用のマグネットを設け る必要がなぐ位置検出用マグネットの占有スペースを大幅に削減することができる ので、レンズ位置検出装置 200の小型化を図る上で有利となる。したがって、本実施 例のレンズ位置検出装置 200を撮像装置 100に適用した場合には、撮像装置 100 の小型化を図る上で有利となる。
また、磁力検出センサ 204の検出信号 Ss (検出出力)は、第 2移動レンズ 1458の 位置に応じて一義的に決定されるため、従来と異なって、レンズ位置を検出するに先 立って、レンズ保持枠 1460をストローク端点に移動して磁気検出用素子の出力を取 得するような初期化処理は必要なぐ位置検出開始と同時にレンズ保持枠 1460がど この位置にあってもその位置を検出することができ、レンズ位置の検出に要する時間 を短縮化する上で有利となる。したがって、本実施例のレンズ位置検出装置 200を 撮像装置 100に適用した場合には、撮像装置 100の起動時間を短縮ィ匕する上で有 利となる。
実施例 2
[0025] 次に実施例 2について説明する。
実施例 2が実施例 1と異なる点は、増幅回路 208の増幅率の大きさを 2段階に切り 換えるようにした点である。
図 7は実施例 2におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位置検出装 置の構成を示す説明図、図 8は増幅回路 208の構成を示す説明図、図 9は実施例 2 におけるレンズ位置と検出信号の関係を示す図である。なお、以下の各実施例では 実施例 1と同様の部分および部材には同一の符号を付して説明する。
[0026] 図 7に示すように、実施例 2では、増幅回路 208は、第 1、第 2の増幅器 208A、 20 8Bと、スィッチ 208Cを備えている。 第 1の増幅器 208Aは磁力検出センサ 204の検出信号 Ssを入力して第 1の増幅率 で増幅するように構成されて 、る。
第 2の増幅器 208Bは第 1の増幅器 208Aの出力信号を入力して第 2の増幅率で 増幅するように構成されて 、る。
スィッチ 208Cは、第 1の増幅器 208Aの出力端に接続される第 1の入力端子と、第 2の増幅器 208Bの出力端に接続される第 2の入力端子と、第 1、第 2の入力端子の 何れか一方を選択して AZD変 210の入力端に接続する共通出力端子とを有 しており、スィッチ 208Cの切り換え動作は制御部 124によってなされるように構成さ れている。
実施例 2によれば、図 8に示すように、第 1の増幅器 208Aによって増幅された検出 信号 Ssは出力信号 Aとして出力され、その場合の増幅率は第 1の増幅器 208Aの増 幅率となる。
一方、第 2の増幅器 208Bによって増幅された検出信号 Ssは出力信号 Bとして出力 され、その増幅率は第 1、第 2の増幅器 208A、 208Bの増幅率の積となり、第 1の増 幅器 208Aのみの増幅率よりも大きな増幅率となる。
図 9に示すように、第 1の増幅器 208Aの出力信号 Aは、第 2移動レンズ 1458が撮 像素子 18力も離間するにしたがって低下する。そして、第 2移動レンズ 1458の位置 が端点 1と端点 2の中間の任意の位置を中間点 Mとし、端点 1から中間点 Mまでの出 力信号 Aの傾きの絶対値を α、中間点 Μ力 端点 2までの出力信号 Αの傾きの絶対 値を j8としたとき、図から明らかなように α > βとなる。
傾きの絶対値が大きければ、第 2移動レンズ 1458の移動量に対する出力信号の 変化量が大きくなり、傾きの絶対値が小さければ、第 2移動レンズ 1458の移動量に 対する出力信号の変化量が小さくなる。
言い換えると、傾きの絶対値が大きいほど第 2移動レンズ 1458の位置の分解能を 大きくでき正確な位置検出を行う上で有利となる。
したがって、傾きの絶対値が低下した場合には、検出信号を増幅することで傾きの 絶対値を大きくすればよいことになる。
具体的には、図 9に示すように、端点 1から中間点 Μまでの範囲では、傾きの絶対 値 αは十分な分解能を得ることができる値であるため、スィッチ 208Cを第 1の増幅器 208Α側に切り換えることで出力信号 Αを用いて位置検出を行う。
一方、中間点 Mから端点 2からまでの範囲では、傾きの絶対値 |8は十分な分解能 を得るためには不足しているので、スィッチ 208Cを第 2の増幅器 208B側に切り換え ることで出力信号 Bを用いて位置検出を行う。スィッチ 208Cを第 2の増幅器 208B側 に切り換えることで出力信号 Bの傾きの絶対値 j8 Ίま前記傾きの絶対値 βよりも大きく なり、正確な位置検出を行う上で有利となる。
また、実施例 2のように増幅率を上げることにより第 2移動レンズ 1458の位置を検出 する上で十分な分解能を確保するために必要な傾きの絶対値を有する出力信号を 得ることができれば、位置検出用マグネット 202と磁力検出センサ 204の距離が大き く広がった場合でも、第 2移動レンズ 1458の位置を検出することができ、第 2移動レ ンズ 1458の移動ストローク (移動可能範囲)を確保する上で有利となる。
なお、単に増幅率を高く設定するだけでは、出力信号が AZD変換器 210の入力 レベルを超過してしまうため、出力信号 Βに対しては図 9に示すように負のオフセット を与えることで出力信号が AZD変換器 210の入力レベルに収まるようにして 、る ( 実際には、出力信号 Αについても同様のオフセットをすることで出力信号 Αが入カレ ベルに収まるようにして 、る)。
また、実施例 2では、図 8のように第 1の増幅器 208Aの出力を第 2の増幅器 208B の入力に接続する構成にした場合について説明した力 図 10に示すように、互いに 増幅率の異なる第 1の増幅器 208Aと第 2の増幅器 208Bとの双方に検出信号 Ssを 共通に入力し、第 1の増幅器 208Aの出力と第 2の増幅器 208Bの出力とをスィッチ で切り換えるようにしてもょ 、。
また、実施例 2では、増幅率を 2つの異なる大きさに切り換える(変更する)場合につ V、て説明した力 増幅率を 3つ以上の異なる大きさに切り換えるようにしてもょ 、こと はもちろんである。
また、実施例 2のように検出信号 Ssを増幅すると、検出信号 Ssに含まれるノイズ成 分も同時に増幅されるため、最終的に得られる第 2移動レンズ 1458の位置のばらつ きが大きくなることが考えられる。 このような不都合を解消するためには、検出信号 Ssのノイズあるいは出力信号 A、 Bのノイズを除去するノイズ除去手段を設ければょ ヽ。
このようなノイズ除去手段は、例えば、増幅回路 208の前段あるいは後段に設けた ノイズ除去用のローパスフィルタ、あるいは、 AZD変換器 210の後段に設けた IIRフ ィルタや FIRフィルタなどのデジタルフィルタなどによって構成することができる。 なお、実施例 2においても、実施例 1と同様に、レンズ位置検出装置 2の小型化を 図る上で有利であり、レンズ位置の検出に要する時間を短縮化する上で有利となるこ とはもちろんである。
実施例 3
次に実施例 3について説明する。
実施例 3が実施例 1と異なる点は、レンズ移動機構の構成である。
図 11は実施例 3におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位置検出 装置の構成を示す説明図である。
レンズ移動機構 50Ίま、駆動用コイル 5022、対向ヨーク 5024、駆動用マグネット 5 026、接地ヨーク 5028など力ら構成されている。
駆動用コイル 5022は、光軸と直交する軸線回りに卷回されレンズ保持枠 1460の 下部から光軸方向の一方 (前方)に突設された取付片 1461の下面に接着剤等で固 定されている。
対向ヨーク 5024は、レンズ保持枠 1460における取付片 1461の上部箇所に設け られた開口に揷通され、光軸と平行に延在するように配置されている。
駆動用マグネット 5026は、帯板状を呈し、駆動用コイル 5022の外周で対向ヨーク 5024と平行して延在するように配置されており、 N極と S極の一方に着磁された第 1 領域 5026Aと N極と S極の他方に着磁された第 2領域 5026Bが延在方向に沿って 交互に並べて配置されて!、る。
接地ヨーク 5028は、駆動用マグネット 5026とほぼ同形の矩形板状を呈し駆動用マ グネット 5026の対向ヨーク 5024と反対側の面に接合されている。
これら対向ヨーク 5024と接地ヨーク 5028はベース 1003に取着され、駆動用マグ ネット 5026は接地ヨーク 5028上に取着されて!、る。 レンズ移動機構 50Ίま、レンズ駆動部 126から駆動用コイル 5022に駆動電流が供 給されることにより駆動用コイル 5022から発生された磁界と、駆動用マグネット 5026 の第 1、第 2領域 5026Α、 5026Βの磁界との磁気相互作用によりレンズ保持枠 146 0を光軸方向の前方あるいは後方に移動させる駆動力が発生するように構成されて いる。
このように構成された実施例 3においても実施例 1と同様に、レンズ位置検出装置 2 の小型化を図る上で有利であり、レンズ位置の検出に要する時間を短縮ィ匕する上で 有利となることはもちろんである。
また、実施例 3においても実施例 2と同様の増幅回路 208を設けることにより、実施 例 2と同様の効果を奏することはもちろんである。
実施例 4
次に実施例 4について説明する。
実施例 4が実施例 3と異なるのは、磁力検出センサを 2つ設けることでレンズ位置の 検出精度を高めるとともに位置検出が可能な範囲を拡張した点である。
図 12は実施例 4におけるレンズ案内機構、レンズ移動機構およびレンズ位置検出 装置の構成を示す説明図、図 13は実施例 4におけるレンズ位置と検出信号の関係 を示す図である。
図 12に示すように、レンズ位置検出装置 200Ίま、位置検出用マグネット 202、磁 力検出センサ 204 位置情報生成手段 206'などを備えている。
位置検出用マグネット 202は、実施例 3と同様にレンズ保持枠 1460の後面に取着 され、レンズ保持枠 1460と一体的に光軸方向に移動するように構成され、前記光軸 方向の一方に Ν極および S極の一方の磁極が位置し、光軸方向の他方に Ν極およ び S極の他方の磁極が位置するようにレンズ保持枠 1460に取着されて!、る。言!ヽ換 えると、位置検出用マグネット 202は光軸方向に着磁されている。
なお、実施例 4では実施例 3の接地ヨーク (バックヨーク) 203は設けられていない。 磁力検出センサ 204Ίま第 1、第 2の磁力検出センサ 204Α、 204Βを有している。 第 1、第 2の磁力検出センサ 204Α、 204Βは、位置検出用マグネット 202の磁極か ら発せられる磁力の強度に応じた大きさの検出信号 (位置信号)を生成するものであ り、位置検出用マグネット 202を通る前記光軸と平行な直線上において位置検出用 マグネット 202と対向しこの位置検出用マグネット 202を前記光軸方向で挟む前後 2 箇所に位置するようにベース 1003に取着されている。本実施例では、第 1の磁力検 出センサ 204Aは後方 (撮像素子 18側)に配置され、第 2の磁力検出センサ 204Bは 前方 (被写体側)に配置されて ヽる。
第 1、第 2の磁力検出センサ 204A、 204Bは、実施例 1〜実施例 3の磁力検出セン サ 204と同様にホール素子 (磁気抵抗素子)で構成されており、それが受ける磁力の 強さ (磁束密度の大きさ)に応じて抵抗値が変化する。第 1、第 2の磁力検出センサ 2 04A、 204Bには図示しない手段により一定の電流が供給されており、第 1、第 2の磁 力検出センサ 204A、 204Bは磁力の強さに比例した電圧の検出信号 SsA、 SsBを 出力するように構成されている。実施例 4では、第 1、第 2の磁力検出センサ 204A、 2 04Bは同一の特性を有し、同一の強さの磁力を検出したときに検出信号が同一の電 圧となるように構成されて 、る。
第 1の磁力検出センサ 204Aによって検出される位置検出用マグネット 202の磁力 は、第 2移動レンズ 1458が端点 1に位置した状態で最大となり、第 2移動レンズ 145 8が端点 1から端点 2に近づくにつれて減少する。
これに対して、第 2の磁力検出センサ 204Bによって検出される位置検出用マグネ ット 202の磁力は第 2移動レンズ 1458が端点 1に位置した状態で最小となり、第 2移 動レンズ 1458が端点 1から端点 2に近づくにつれて増大する。
位置情報生成手段 206'は、スィッチ 207と増幅回路 208を備えて 、る。
スィッチ 207は、第 1、第 2の磁力検出センサ 204A、 204Bの何れか一方の検出信 号 SsA、 SsBを選択して増幅回路 208に供給するように構成され、スィッチ 207の切 り換え動作は制御部 124によってなされるように構成されて!、る。
実施例 4によれば、図 13に示すように、スィッチ 207が第 1の磁力検出センサ 204 Aの検出信号 SsAを選択した場合増幅回路 208によって増幅された検出信号 SsA は出力信号 Aとして出力される。
一方、スィッチ 207が第 2の磁力検出センサ 204Bの検出信号 SsBを選択した場合 増幅回路 208によって増幅された検出信号 SsBは出力信号 Bとして出力される。 図 13に示すように、第 2移動レンズ 1458が最も後方の位置 (最も撮像素子 18に近 接した位置)を端点 1とし、第 2移動レンズ 1458が最も前方の位置 (最も撮像素子 18 力も離間した位置)を端点 2とする。そして、端点 1と端点 2の中間点を中間点 Aとする この場合、第 1の磁力検出センサ 204A側の出力信号 Aは、第 2移動レンズ 1458 が撮像素子 18から離間するにしたがって低下する。端点 1から中間点 Mまでの出力 信号 Aの傾きの絶対値を α 1、中間点 Μ力 端点 2までの出力信号 Αの傾きの絶対 値を j8 1としたとき、図から明らかなようにひ 1 > j8 1となる。
同様に、第 2の磁力検出センサ 204B側の出力信号 Bは、第 2移動レンズ 1458が 撮像素子 18から離間するにしたがって上昇する。端点 1から中間点 Mまでの出力信 号 Bの傾きの絶対値を α 2、中間点 Μ力 端点 2までの出力信号 Βの傾きの絶対値を β 2としたとき、図から明らかなように α 2 > β 2となる。
また、図から明らかなように端点 1から中間点 Μまでの範囲では α 1 > |8 2であり、 中間点 Μから端点 2までの範囲では α 2 > j8 1である。
したがって、端点 1から中間点 Mまでの範囲ではスィッチ 207によって第 1の磁力検 出センサ 204Aの検出信号 SsAを選択して増幅回路 208に供給することで傾きの絶 対値が a 1となる出力信号 Aを得ることができる。また、中間点 Mから端点 2までの範 囲ではスィッチ 207によって第 2の磁力検出センサ 204Bの検出信号 SsBを選択して 増幅回路 208に供給することで傾きの絶対値が oc 2となる出力信号 Bを得ることがで きる。
このように第 1、第 2の磁力検出センサ 204A、 204Bの検出信号 SsA、 SsBをスイツ チ 207で選択して増幅回路 208に供給することで、端点 1〜端点 2の範囲、すなわち 第 2移動レンズ 1458の移動ストローク (移動可能範囲)の全域にわたって第 2移動レ ンズ 1458の位置検出の分解能を大きくすることができ十分な位置検出精度を確保 することが可能となる。
また、実施例 3では、位置情報生成手段 206において傾きの絶対値が低い部分( 傾きの絶対値が βの部分)に対応する検出信号 Ssの増幅率を傾きの絶対値が高い 部分 (傾きの絶対値が aの部分)に対応する検出信号 Ssの増幅率よりも大きなものと して 、たので、ノイズが検出信号 Ssに与える影響を考慮してフィルタを設けるなどの 対策が必要であつたが、実施例 4では、増幅率の切り換えが不要となるため、ノイズ が検出信号 Ssに与える影響度が低くなることから、例えばノイズの影響を考慮した対 策が簡単なもので済み、位置情報生成手段 206の構成を簡素化する上で有利となる また、実施例 1〜3のように単一の磁力検出センサ 204を設ける場合には、位置検 出用マグネット 202と単一の磁力検出センサ 204とが所定距離以上離間すると、検 出信号の電圧がほぼゼロとなり、増幅回路 208によって検出信号を増幅したとしても 十分な分解能を確保するために必要な傾きの絶対値を有する出力信号を得ることが できない。したがって、位置検出が可能な第 2移動レンズ 1458の移動ストローク (移 動可能範囲)を確保するには限界がある。
し力しながら、実施例 4では、位置検出用マグネット 202を光軸方向で挟むように設 けられた第 1、第 2の磁力検出センサ 204A、 204B力ら 2つの検出信号 SsA、 SsBを 得るようにしたので、何れか一方の検出信号 SsA、 SsBに基づいて十分な分解能を 有する出力信号を得ることができ、実施例 1〜3に比較して位置検出が可能な第 2移 動レンズ 1458の移動ストローク (移動可能範囲)を大きく確保する上で有利となる。 また、このように構成された実施例 4においても実施例 1と同様に、レンズ位置検出 装置 2の小型化を図る上で有利であり、レンズ位置の検出に要する時間を短縮ィ匕す る上で有利となることはもちろんである。
なお、実施例 1〜4では、図 4に示すようにレンズ鏡筒が 4群インナーフォーカスレン ズで構成されている場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ例 えば沈胴式レンズなど可動部を含む構成力もなるレンズ鏡筒など様々なタイプのレン ズ鏡筒における可動部の位置検出に適用可能であることはもちろんである。
また、実施例 1〜3では、レンズ保持枠 1460に位置検出用マグネット 202を設け、 ベース 1003に磁力検出センサ 204を設けた場合について説明した力 レンズ保持 枠 1460に磁力検出センサ 204を設け、ベース 1003に位置検出用マグネット 202を 設けてちょ 、ことは無!^である。
また、実施例 1〜4では、本発明が撮像装置に適用された場合について例示したが 、本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば光ディスクの記録および Zまたは 再生を行う光ディスク装置に搭載される光ピックアップの対物レンズの位置を検出す る構成に適用可能である。
また、本発明はレンズ位置の検出に限定されるものではなぐ各種工作機器や測定 機器における可動部材の位置を検出する構成にも適用可能であることはもちろんで ある。
実施例 5
次に本発明の実施例 5について図面を参照して説明する。
図 14は実施例 5の撮像装置を前方から見た斜視図、図 15は実施例 5の撮像装置 を後方から見た斜視図、図 16は実施例 5の撮像装置の構成を示すブロック図である 図 1に示すように、本実施例の撮像装置 100はデジタルスチルカメラであり、外装を 構成するケース 102を有している。なお、本明細書において左右は、撮像装置 100 を前方力 見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方とい い、撮像素子側を後方という。
ケース 102の前面右側部寄りの箇所には撮影光学系 104を収容保持する沈胴式 の鏡筒 10が設けられ、ケース 102の前面上部寄りの箇所には閃光を発光するフラッ シュ部 106などが設けられている。
鏡筒 10はケース 102の内部に組み込まれた駆動部 126 (図 16)によってケース 10 2の前面から前方に突出した使用位置 (広角状態、望遠状態、および広角乃至望遠 の中間状態)とケース 102の前面に収容された収容位置 (沈胴状態)との間を出没す るように構成されている。
ケース 102の上端面には、撮像を行うためのシャツタボタン 108、撮影光学系 104 のズームを調整するためのズーム操作スィッチ 109、再生モードの切り換えなどを行 なうためのモード切り換えスィッチ 113、電源のオンオフを行うための電源スィッチ 11 5が設けられ、ケース 102の後面には、撮像した映像を表示するディスプレイ 110、撮 影、記録、映像表示などの種々の動作にまつわる操作を行うための複数の操作スィ ツチ 119、ディスプレイ 110上に表示されるメニューを選択するなどの操作を行うため の制御スィッチ 121などが設けられている。
本実施例では、モード切り換えスィッチ 113は、いわゆるスライドスィッチで構成され 、ケース 102の上端面力も突出する操作部材 113Aを有し、この操作部材 113Aを指 で左右方向にスライドすることでモードの切り換え動作がなされるように構成されて ヽ る。
また、制御スィッチ 121は、ケース 102の後面力も後方に突出する操作部材 121A を有し、操作部材 121Aはその先端面を指で動かすことにより上下方向および左右 方向の 4方向に傾動可能に、かつ、その先端面を指でケース 102の厚さ方向に押圧 可能に構成されている。
具体的には、制御スィッチ 121は、操作部材 121Aを上下方向および左右方向に 動かすことで、例えばディスプレイ 110上に表示されるカーソルの位置を上下左右に 動力したり、ディスプレイ 110上に表示される数値などを変更 (増減)させることができ るように構成されている。また、制御スィッチ 121は、操作部材 121Aを押圧すること でディスプレイ 110上に表示される複数の選択項目(メニュー)の決定や入力欄に表 示されて!/、る数値の入力を行うことができるように構成されて 、る。
[0034] 図 16に示すように、鏡筒 10の後部には、撮影光学系 104によって結像された被写 体像を撮像する CCDや CMOSセンサなどで構成された撮像素子 140が配設され、 撮像装置 100は、撮像素子 140から出力された撮像信号に基づいて画像データを 生成し、メモリカードなどの記憶媒体 116に記録する画像処理部 120、前記画像デ ータをディスプレイ 110に表示させる表示処理部 122、前記駆動部 126、制御部 148 などを備えている。制御部 148は、シャツタボタン 108、ズーム操作スィッチ 109、モ ード切替スィッチ 113、電源スィッチ 115、操作スィッチ 119、制御スィッチ 121の操 作に応じて画像処理部 120、表示処理部 122、駆動部 126を制御するものであり、 制御プログラムによって動作を行う CPUを有している。
[0035] 次に、鏡筒 10の概略構成について説明する。
図 17A及び図 17Bは鏡筒 10の状態を説明する斜視図で、図 17Aが不使用時のレ ンズ収納状態すなわち沈胴状態を示し、図 17Bが使用時のレンズ突出状態 (広角状 態あるいは望遠状態)を示す。 図 18は沈胴状態にある鏡筒 10の断面図、図 19は広角状態にある鏡筒 10の断面 図、図 20は望遠状態にある鏡筒 10の断面図である。
図 21は鏡筒 10を前方力も見た分解斜視図、図 22は図 21のうち第 3レンズ保持枠 、ベース、フレキシブル基板を示す分解斜視図、図 23は図 21のうち第 1レンズ保持 枠、第 2レンズ保持枠、自動露光装置を示す分解斜視図、図 24は図 21のうち固定 環、カム環を示す分解斜視図である。
図 25は第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを示す分解斜視図、図 26は 図 25の糸且み立て図、図 27はカム環、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを 示す分解斜視図、図 28は図 27の組み立て図である。
図 29は鏡筒 10を後方力も見た分解斜視図、図 30は図 29のうち第 3レンズ保持枠 、ベース、フレキシブル基板を示す分解斜視図、図 31は図 29のうち第 1レンズ保持 枠、第 2レンズ保持枠、自動露光装置、第 3レンズ保持枠を示す分解斜視図、図 32 は図 29のうち固定環、カム環、第 1レンズ保持枠を示す分解斜視図である。
図 33は第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースを示す分解斜視図、図 34は 固定環、カム環、第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、第 3レンズ保持枠、フレキシ ブル基板の組み立て図である。
図 35は第 3レンズ保持枠、ベースの分解斜視図、図 36は図 35の組み立て図、図 3 7は図 36の A矢視図、図 38は図 37の XX線断面図である。
図 39は第 1レンズ保持枠、第 2レンズ保持枠、ベースが組み立てられた状態で光軸 と直交する面で破断した状態を示す斜視図、図 40はレンズ鏡筒を光軸と直交する面 で破断した断面図、図 41はレンズ鏡筒を光軸と直交する面で破断した断面図、図 4 2は図 41の YY線断面図である。
なお、本明細書の図面においては、レンズの表面あるいは各部材の表面、各部品 の表面に複数の直線が描かれて 、る箇所が存在して!/、るが、これは作図上表示され ているものであり、これら複数の直線が描かれた箇所は、実際には円筒面あるいは曲 面あるいは球面をなして 、る箇所である。
図 18〜図 20に示すように、鏡筒 10に収容された撮影光学系 104は光学的には 3 群構成である。すなわち、鏡筒 10 (撮影光学系 104)の光軸方向で被写体側を前方 とし、前記光軸方向で撮像素子 140側を後方としたとき、撮影光学系を構成する 3群 は、前方から後方に向かってこの順番で配設された 1群レンズ 14、 2群レンズ 16、 3 群レンズ 18によって構成されている。
鏡筒 10は、 1群レンズ 14と 2群レンズ 16が所定のカムカーブにより前記光軸方向に 駆動されることによってズーミングを行い、 3群レンズ 18が前記光軸方向に微小に変 位されることによってフォーカツシングを行う。すなわち、 1群レンズ 14と 2群レンズ 16 の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によって生じた合焦位置の ずれを 3群の変位によって修正し適切に合焦させるように構成されている。
言い換えると、 3群レンズ 18は、前記光軸方向に動力されることで撮像素子 140に 結像される被写体像の焦点調節を行う焦点調節用レンズを構成して ヽる。
[0037] 図 21、図 29に示すように鏡筒 10は、ケース 102に固定されるベース 12と、 3群レン ズ 18を保持する第 3レンズ保持枠 1802と、電装部 19と、 2群レンズ 16を保持する第 2レンズ保持枠 1602と、 1群レンズ 14を保持する第 1レンズ保持枠 1402と、カム環 2 0と、固定環 22とを有して ヽる。
[0038] 図 22、図 30、図 38に示すように、ベース 12は、板状のベース本体 1202と、ベース 本体 1202に連結されたギア収容部 1250とを有し、本実施例ではベース 12は合成 榭脂製である。
ベース本体 1202の中央には開口 1204が貫通形成され、ベース本体 1202が後方 に臨む後面 1212には、開口 1204の周囲を囲むように凹部 1206が設けられ、撮像 素子 140はその撮像面が開口 1204に臨むように凹部 1206に接着などによって取 着されている。
図 25、図 42に示すように、ベース本体 1202が前方に臨む前面 1214には、撮影 光学系 104の光軸を中心とする円筒状に沿って円筒壁 1208が立設されている。 円筒壁 1208の外周には周方向に間隔をおいて 4つの係合片 1210が半径方向外 方に突設されており、これら係合片 1210がカム環 20の内周に周方向にわたって延 在形成された係合溝 2002に係合することで、カム環 20はベース 12に対してカム環 2 0の周方向に回転可能にかつカム環 20の軸方向に移動不能に支持される。なお、 図 32に示すように、カム環 20にはカム環 20の端部に開放され係合溝 2002に接続さ れた開放溝 2003が形成されており、係合片 1210の係合溝 2002への係合は、開放 溝 2003から係合片 1210を係合溝 2002に挿入することでなされる。
[0039] 図 36に示すように、ベース本体 1202の前面 1214の円筒壁 1208の内側箇所には 、第 3レンズ保持枠 1802を前記光軸方向に案内するための 2本のガイド軸 1216、 1 218が開口 1204を挟むように設けられ、これらガイド軸 1216、 1218は撮影光学系 104の光軸と平行して延在して!/、る。
一方のガイド軸 1216は、後端が前面 1214に固定されている。
他方のガイド軸 1218は、後端が前面 1214に固定され、前端がガイド軸ホルダ 122 0により支持されている。
ガイド軸ホルダ 1220は、前面 1214から立設された第 1、第 2支持壁 1220A、 122 OBとその前端を連結する第 1連結壁 1220Cとで構成され、ガイド軸 1218の前端は 第 1連結壁 1220Cに固定されている。
[0040] 図 35、図 36、図 37、図 38【こ示すよう【こ、ベース本体 1202の前面 1214【こ ίま、ガイ ド軸ホルダ 1220に隣接してマグネットホルダ 1222が設けられており、ガイド軸ホルダ 1220とマグネットホルダ 1222はベース 12に一体に形成されている。
図 35に示すように、マグネットホルダ 1222は、前記第 1支持壁 1220Aと、第 1支持 壁 1220Aに対して第 2支持壁 1220Bとは反対方向で前記光軸の回り方向に間隔を おいて前面 1214から立設された第 3支持壁 1222Aと、第 1連結壁 1220Bと接続さ れ第 1支持壁 1220Aと第 3支持壁 1222Aの先端を連結する第 2連結壁 1222Bと、 第 1、第 3支持壁 1220A、 1222Aの間の前面 1214箇所とによって長手方向を前記 光軸方向に合せた矩形枠状に形成されて!ヽる。
後で詳述するように、マグネットホルダ 1222の内側には、駆動用マグネット 4002と 、この駆動用マグネット 4002よりも輪郭が一回り大きく駆動用マグネット 4002の厚さ 方向の一方の面に取着された帯板状のノックヨーク 4004とがそれらの延在方向を前 記光軸方向と合わせて挿入され取着される。
[0041] 図 22〖こ示すよう〖こ、ベース本体 1202の前面 1214〖こは、円筒壁 1208の周方向に 等間隔をおいて (後述する第 2レンズ保持枠 1602の周方向に等間隔をおいて) 3つ のガイド柱 50が前記光軸と平行をなすように突設され、言い換えると、 3つのガイド柱 50は、後述するカム環 20の周方向に等間隔をおいて突設され、後述する第 2レンズ 保持枠 1602の内周面 1620 (図 46参照)【こ臨んで!/、る。
本実施例では、ガイド柱 50は合成樹脂製でベース 12と一体成型されて ヽる。 図 40に示すように、ガイド柱 50は、その断面力 ウェブ 5002と、このウェブ 5002の 両端のフランジ 5004力 なる I字状を呈して!/、る。
ガイド柱 50は、前記断面を構成するウェブ 5002の延在方向力 ガイド柱 50の半径 方向外方に位置する円筒壁 1208箇所を通る接線方向に平行するように配置されて いる。言い換えると、ガイド柱 50は、後述する第 2レンズ保持枠 1602箇所を通る接線 に平行するように配置されて 、る。
[0042] 図 21に示すように、ギア収容部 1250は、前方に開放された開口 1250Aと前記光 軸側に臨む側方に開放された開口 1250Bとを有し、ギア列力もなる減速機構 1252 を収容している。この減速機構 1252は、前記駆動部 126を構成するモータ 1254の 駆動軸が回転された際に、その回転駆動力を減速しカム環 20に伝達しカム環 20を 回転させるものである。
モータ 1254はギア収容部 1250に取着され、減速機構 1252を構成する上流端の ギアはモータ 1254の駆動ギア 1256に嚙合し、減速機構 1252を構成する下流端の ギアは開口 1250Bを介してカム環 20の外周に設けられたギア部 2004に嚙合してい る。
[0043] 図 22、図 30に示すように、ベース 12の後面 1212にはメインフレキシブル基板 60 が取着されている。
メインフレキシブル基板 60には、第 3レンズ保持枠 1802の位置検出用の磁力検出 センサとしてのホール素子 7002などが実装され、また、メインフレキシブル基板 60に はモータ 1254の端子部に電気的に接続される接続部が設けられて!/ヽる。
ホール素子 7002からの検出信号はメインフレキシブル基板 60を介して制御部 12 4に供給され、制御部 124からの駆動信号はメインフレキシブル基板 60を介してモー タ 1254に供給される。
図 30に示すように、ホーノレ素子 7002はベース 12の後面 1212に設けられた取り付 け凹部 1240に収容されて配設されている。言い換えると、前記光軸と平行し後述す る位置検出用マグネット 7004を通る直線が通過するベース 12の箇所にホール素子 7002が取着されている。
撮像素子 140は不図示のフレキシブル基板に実装され、撮像素子 140からの撮像 信号はこの不図示のフレキシブル基板を介して画像処理部 120に供給される。 図 35、図 40〖こ示すよう〖こ、第 3レンズ保持枠 1802は 3群レンズ 18を保持する枠本 体 1804を有している。
枠本体 1804の前記光軸を挟む 2箇所に軸受け 1806、 1808力設けられ、これら軸 受け 1806、 1808に前記ガイド軸 1216、 1218が揷通されることで第 3レンズ保持枠 1802は前記光軸方向に移動可能にかつ光軸回り方向に回転不能に支持されて 、 る。本実施例では、これら軸受け 1806、 1808およびガイド軸 1216、 1218によって 第 3レンズ保持枠 1802を前記光軸方向に移動可能に支持する案内機構が構成され ている
枠本体 1804が前記マグネット 4002に臨む箇所にはコイル 4006 (電装部)が接着 剤などによって固定されている。コイル 4006はコイル用フレキシブル基板 4008 (電 装部用フレキシブル基板に)を介して前記メインフレキシブル基板 60に電気的に接 続され、制御部 124 (特許請求の範囲の電流供給手段に相当)からの駆動信号 (駆 動電流)がメインフレキシブル基板 60、 4008を介してコイル 4006〖こ供給される。具 体的には、図 35に示すように、コイル用フレキシブル基板 4008の先端部 4010はコ ィル 4006に接続され基端部 4012はメインフレキシブル基板 60に接続される。 ここで、マグネット 4002、ノックヨーク 4004、コイル 4006によって駆動機構としての リニアモータ 40が構成されており、コイル 4006に制御部 124から駆動電流が供給さ れることによりコイル 4006から発生された磁界と、マグネット 4002の磁界との磁気相 互作用により第 3レンズ保持枠 1802が前記光軸方向の前方あるいは後方に移動さ せる駆動力が発生するように構成されて 、る。
図 22、図 35に示すように、枠本体 1804が前記ホール素子 7002に臨む箇所には 、位置検出用マグネット 7004がバックヨーク 7006を介して接着などにより取着されて いる。言い換えると、前記光軸と平行しホール素子 7002を通る直線が通過する枠本 体 1804の箇所に位置検出用マグネット 7004が取着されている。 ホール素子 7002によって位置検出用マグネット 7004の磁力の強さ(磁束密度)が 検出され、ホール素子 7002によって生成された検出信号が制御部 124に供給され ることによって制御部 124で第 3レンズ保持枠 1802の前記光軸方向の位置が検出さ れるように構成されており、これらホール素子 7002、位置検出用マグネット 7004、制 御部 124によって位置検出機構 70が構成されている。
[0045] ここで、位置検出機構 70について説明する。
まず、ホール素子 7002について説明する。
図 62はホール素子 7002から出力される検出信号の説明図である。
図 62に示すように、ホール素子 7002は、磁束密度に比例した電圧を発生するの で、それが受ける磁力の強さ (磁束密度の大きさ)に対応した (比例した)電圧の検出 信号 Ssを出力するように構成されて 、る。
したがって、第 3レンズ保持枠 1802 (3群レンズ 18)が最も後方の位置 (最も撮像素 子 140に近接した位置)を端点 1とし、第 3レンズ保持枠 1802が最も前方の位置 (最 も撮像素子 140から離間した位置)を端点 2とした場合、第 3レンズ保持枠 1802が端 点 1に位置した状態でホール素子 7002によって検出される位置検出用マグネット 70 04の磁力は最大となるため検出信号 Ssも最大となり、第 3レンズ保持枠 1802が端点 1力も端点 2に近づくにつれてホール素子 7002によって検出される位置検出用マグ ネット 202の磁力は減少し検出信号 Ssも減少する。
言い換えると第 3レンズ保持枠 1802の位置とホール素子 7002の検出信号の電圧 力 対 1の関係でありレンズ保持枠 1410の位置は出力電圧値によって一義的に決 定される。
[0046] 図 63はホール素子 7002と位置検出用マグネット 7004間の距離に対するホール 素子 7002の検出信号の出力値の関係を示す図である。
図 63に示すように、ホール素子 7002と位置検出用マグネット 7004の間の距離 dと 検出信号の出力値は反比例の関係にある。
したがって、ホール素子 7002と位置検出用マグネット 7004の間の距離 dが小さい ほど、距離 dの単位変化量 Δ dに対する検出信号 Ssの出力値の変化量 Δ Ssが大き いことになり、第 3レンズ保持枠 1802の光軸方向における位置検出の分解能や精度 を確保する上で有利となる。
言い換えると、ホール素子 7002と位置検出用マグネット 7004の間の距離 dをなる ベく小さい範囲に設定することが第 3レンズ保持枠 1802の光軸方向における位置検 出の分解能や精度を確保する上で有利となる。
図 64は位置検出機構 70の第 1の構成例を示す説明図、図 65は位置検出機構 70 の第 2の構成例を示す説明図である。
図 64に示す第 1の構成例では、ホール素子 7002を取り付けるに際して、弱磁性材 料力もなる金属板 74が用いられて 、る。
金属板 74はベース 12に取着されており、ホール素子 7002は、金属板 74がホール 素子 7002の箇所で感磁面 7002Aとは逆の面であるホール素子 7002の背面 7002 Bにメインフレキシブル基板 60の上力 押し付けられ、これにより感磁面 7002Aが薄 肉の壁部に当て付けられて配設されて 、る。
この例では、前記光軸と平行し位置検出用マグネット 7004を通る直線が通過する ベース 12の壁部箇所に、位置検出用マグネット 7004が位置する方向とは反対の方 向に開放状の取り付け凹部 1240が設けられ、前記薄肉の壁部は凹部 1240の底壁 1241で形成され、ホーノレ素子 7002は取り付け四咅 1240に収容され、感磁面 700 2Aが凹部 1240の底壁 1241に当て付けられて!/、る。
底壁 1241の厚さを tlとした場合、ホール素子 7002が底壁 1241に当て付けられる 感磁面 7002Aと位置検出用マグネット 7004との距離 dlは、前記厚さ tlを考慮した 範囲となり、具体的には厚さ tlよりも小さな寸法に設定することはできない。
また、ベース本体 1202を合成樹脂材料で成型した場合、この厚さ tlを薄くするに は限界があるため、前述した第 3レンズ保持枠 1802の光軸方向における位置検出 の分解能や精度を向上させる上では不利がある。
図 65に示す、第 2の構成例では、このような不都合を解消するために以下の構成と した。
すなわち、図 64の場合と同様に、ホール素子 7002は、ベース 12に取着された後 述する金属板 74がホール素子 7002の背面 7002Bにメインフレキシブル基板 60の 上力も押し付けられ、これにより感磁面 7002Aが薄肉の壁部に当て付けられて配設 されている。
より詳細には、前記光軸と平行し位置検出用マグネット 7004を通る直線が通過す るベース 12の壁部箇所に貫通孔 1244が貫通形成され、貫通孔 1244の内部で位置 検出用マグネット 7004寄りの箇所に貫通孔 1244を閉塞するように非磁性材料 (非 磁性体、例えば燐青銅などの金属)からなる薄板 1246が取着され、ベース 12の壁 部箇所に設けられた前記薄肉の壁部は薄板 1246により形成されている。本例では 貫通孔 1244と薄板 1246により、前記光軸と平行し位置検出用マグネット 7004を通 る直線が通過するベース 12の壁部箇所に、位置検出用マグネット 7004が位置する 方向とは反対の方向に開放状の取り付け凹部 1240が形成されることになる。ホール 素子 7002は貫通孔 1244に収容され、感磁面 7002Aが薄板 1246に当て付けられ ている。
薄板 1246は非磁性材料で形成されているため、ホール素子 7002によって検出さ れる検出用マグネット 7004の磁力に対して影響を与えることはない。
このような構成例 2によれば、薄板 1246が非磁性材料 (金属材料)で形成されて!ヽ るため、その厚さ t2はベース本体 1202の底壁 1241の厚さ tlよりも小さい寸法で形 成することができる。
したがって、ホール素子 7002が薄板 1246に当て付けられる感磁面 7002Aと位置 検出用マグネット 7004との距離 d2は、厚さ tlよりも小さな寸法厚さ t2に近づけること ができ、第 3レンズ保持枠 1802の光軸方向における位置検出の分解能や精度を向 上させる上で有利となる。
なお、本例では、磁力検出センサとしてホール素子 7002を用いた場合について説 明したが、このような磁力検出センサは、磁力の強さを検出して検出信号 Ssを生成す るものであればよぐホール素子以外の例えば MR素子などの磁気抵抗素子を用い ることちでさる。
図 23、図 31に示すように、第 2レンズ保持枠 1602は 2群レンズ 16を保持する環板 部 1606と、環板部 1606の外周部で周方向に等間隔をおいた 3箇所力もそれぞれ 軸方向に延在するガイド部 1608とを備えて 、る。
ガイド部 1608が環板部 1606の半径方向内側に面した箇所 (第 2レンズ保持枠 16 02の内周部)にはガイド溝 1604が形成されている。
図 40に示すように、ガイド溝 1604は、互いに対向する側面 1604Aとそれら側面 1 604Aの奥部を接続する底面 1604Bとで第 2レンズ保持枠 1602の半径方向内側に 開放状に形成され、ガイド溝 1604は前記光軸と平行をなして延在して 、る。
各ガイド溝 1604にはそれぞれガイド柱 50が係合され、これにより第 2レンズ保持枠 1602は 3つのガイド柱 50により回転不能かつ軸方向(前記光軸方向)に移動可能に 支持されている。
より詳細には、ガイド柱 50を構成する両端のフランジ 5004の外面 5004Aが第 2レ ンズ保持枠 1602のガイド溝 1604の側面 1604Aに係合することで第 2レンズ保持枠 1602の周方向への動きが阻止され、両端のフランジ 5004の端面 5004Bがガイド溝 1604の底面 1604Bに係合することで第 2レンズ保持枠 1602の半径方向への動き が阻止されている。
また、ガイド部 1608の延在方向と直交する方向の両側には側面 1608Aが形成さ れ、ガイド部 1608が半径方向外方に臨む面には外面 1608Bが形成されている。 ガイド溝 1604の半径方向外側に面した第 2レンズ保持枠 1602の箇所 (ガイド部 16 08の箇所)で後方寄りの箇所には第 2カムピン 1610が前記半径方向外方に突設さ れている。
図 31に示すように、各ガイド部 1608の第 2カムピン 1610は、後述する第 1レンズ保 持枠 1402の外周部に形成された切り欠き 1410を貫通して第 1レンズ保持枠 1402 の外周部から突設され、図 32に示すように、カム環 20の第 2カム溝 2012に係合し、 カム環 20の回転により第 2カムピン 1610が第 2カム溝 2012により案内されて第 2レ ンズ保持枠 1602が前記光軸方向に移動するように構成されて!、る。
図 23、図 31、図 44〜図 46に示すように、電装部 19は第 2レンズ保持枠 1602の後 部に設けられ、第 2レンズ保持枠 1602と一体的に前記光軸方向に移動するように構 成されている。
電装部 19は、シャツタの機能と可変絞りの機能を備え、シャツタ用フレキシブル基 板 80 (図 45参照、電装部用フレキシブル基板)を介してメインフレキシブル基板 60 に電気的に接続されて ヽる。制御部 124からの駆動信号がメインフレキシブル基板 6 0、シャツタ用フレキシブル基板 80を介して電装部 19に供給される(授受される)こと で前記シャツタと可変絞りの動作が制御される。
[0050] 図 23、図 31に示すように、第 1レンズ保持枠 1402は、 1群レンズ 14を保持する筒 体 1404を有し、筒体 1404が半径方向内側に面した箇所 (第 1レンズ保持枠 1402 の内周部)には、第 2レンズ保持枠 1602のガイド部 1608に係合するガイド溝 1406 が軸方向に沿って延在形成されて 、る。
図 40に示すように、ガイド溝 1406は、互いに対向する側面 1406Aとそれら側面 1 406Aの奥部を接続する底面 1406Bとで第 1レンズ保持枠 1402の半径方向内側に 開放状に形成されている。
第 1レンズ保持枠 1402の各ガイド溝 1406にはそれぞれガイド部 1608が係合され 、これにより第 1レンズ保持枠 1402は 3つのガイド部 1608により回転不能かつ軸方 向に移動可能に支持されて 、る。
より詳細には、ガイド部 1608の両側面 1608Aがガイド溝 1406の両側面 1406Aに 係合することで第 1レンズ保持枠 1402の周方向への動きが阻止され、ガイド部 1608 の外面 1608Bがガイド溝 1406の底面 1406Bに係合することで第 1レンズ保持枠 14 02の半径方向への動きが阻止されている。
筒体 1404が半径方向外側に面した箇所 (第 1レンズ保持枠 1402の外周部)で後 方寄りの箇所には周方向に等間隔をおいて 3つの第 1カムピン 1412が前記半径方 向外方に突設されている。
各第 1カムピン 1412は、図 32に示すように、カム環 20の第 1カム溝 2010に係合し 、カム環 20の回転により第 1カムピン 1412が第 1カム溝 2010により案内されて第 1レ ンズ保持枠 1402が前記光軸方向に移動するように構成されて!ヽる。
また、図 17Aに示す鏡筒 10の沈胴状態で、第 2レンズ保持枠 1602の第 2カムピン 1610は、図 26に示すように、第 1レンズ保持枠 1402の切り欠き 1410内に位置し、 第 1レンズ保持枠 1402の第 1カムピン 1412と、第 2レンズ保持枠 1602の第 2カムピ ン 1610は、前記光軸方向においてほぼ同一の箇所に位置し、かつ、周方向に間隔 をお 、た箇所に位置するように構成されて 、る。
[0051] 図 24、図 32に示すように、カム環 20は筒体 2001を有し、筒体 2001の外周面の後 方寄り箇所には前記ギア部 2004が形成されている。
筒体 2001の内周面には周方向に沿って前記第 1、第 2カム溝 2010、 2012が形成 され、前記内周面の後端には第 1、第 2カム溝 2010、 2012に接続された第 1、第 2 開放溝 2010A、 2012Aが形成されている。
なお、第 1レンズ保持枠 1402の第 1カムピン 1412の第 1カム溝 2010への係合は、 第 1開放溝 2010Aから第 1カムピン 1412を第 1カム溝 2010に挿入することでなされ る。
また、第 2レンズ保持枠 1602の第 2カムピン 1610の第 2カム溝 2012への係合は、 第 2開放溝 2012Aから第 2カムピン 1610を第 2カム溝 2012に挿入することでなされ る。
[0052] 図 24、図 32〖こ示すよう〖こ、固定環 22は、筒体 2202と、筒体 2202の前方寄り箇所 に取着された蓋部 2204とを有して 、る。
筒体 2202は、ベース 12の円筒壁 1208の外径よりも大きな寸法の内径を有し、ギ ァ収容部 1250の前記収容空間と連通する開口 2203が形成されている。
ギア収容部 1250内のギア列の下流端のギアは開口 2203を介してカム環 20のギ ァ咅 2004【こ噴合して!/ヽる。
固定環 22は、筒体 2202の内側に第 1レンズ保持枠 1402、第 2レンズ保持枠 160 2、第 3レンズ保持枠 1802、カム環 20を収容し、かつ、蓋部 2204でギア収容部 125 0の開口 1250Aを閉塞した状態で、筒体 2202の後端部がベース 12の前面 1214に ねじなどによって取着される。
[0053] 次にシャツタ用フレキシブル基板 80の引き回しについて説明する。
まず、シャツタ用フレキシブル基板 80から説明する。
図 43A及び図 43Bはシャツタ用フレキシブル基板 80の斜視図である。 図 44は沈胴状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す鏡筒の断 面図、図 45は広角状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す鏡筒 の断面図、図 46は望遠状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す 鏡筒の断面図である。
図 47Aは沈胴状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す説明図、 図 47Bは広角状態におけるシャツタ用フレキシブル基板 80の状態を示す説明図で ある。
図 48はシャツタ用フレキシブル基板 80の引き回しを示す斜視図、図 49はシャツタ 用フレキシブル基板 80が揷通されるベース 12部分の平面図である。
図 43A及び図 43Bに示すように、シャツタ用フレキシブル基板 80は、可撓性を有す る絶縁基板に銅などの導電材料による導電パターンが形成されたものであり、帯板 状に形成されている。
シャツタ用フレキシブル基板 80の基端部 8002にはメインフレキシブル基板 60に電 気的に接続される接続端子が形成され、先端部 8004には電装部 19に電気的に接 続される接続端子が形成されて 、る。
基端部 8002と先端部 8004の間は均一幅を有する接続部 8006で接続され、接続 部 8006の基端部 8002寄りの箇所には接続部 8006の幅方向の一方が膨出された 幅広部 8008が形成されて ヽる。
接続部 8006の一方の面のうち、基端部 8002と接続部 8006の境目から所定長さ にわたる部分にはシャツタ用フレキシブル基板 80よりも硬 ヽ材料 (例えば合成樹脂材 料)で形成された帯板状の補強板 82が両面接着テープなどによって貼り付けられて いる。
補強板 82は、図 48に示すように、シャツタ用フレキシブル基板 80がガイド柱 50に 沿って配設された状態で、補強板 82の上端がガイド柱 50の上端よりもベース 12寄り の箇所に位置するように構成されている。言い換えると、補強板 82は、ガイド柱 50の 長さに対応した長さで設けられ、シャツタ用フレキシブル基板 80がガイド柱 50の面に 臨む箇所にガイド柱 50に沿って延在するようにシャツタ用フレキシブル基板 80に取 着されている。
したがって、シャツタ用フレキシブル基板 80のうち補強板 82が貼り付けられて 、る 部分は、補強板 82の形状にならって直線状に延在した状態が保持されて 、る。 一方、シャツタ用フレキシブル基板 80のうち補強板 82が貼り付けられて ヽな 、部分 、すなわち、基端部 8002、基端部 8002と接続部 8006の間の部分、先端部 8004寄 りの接続部 8006の部分、先端部 8004は可撓性を有した状態となって 、る。 [0055] 次にシャツタ用フレキシブル基板 80の引き回しについて説明する。
図 49に示すように、 3つのガイド柱 50のうちの 1つのガイド柱 50が設けられている ベース 12の部分には、フレキシブル基板揷通用の揷通孔 1260が設けられている。 揷通孔 1260は、円筒壁 1208の半径方向の外方に向いたガイド柱 50の外側に設 けられている。
揷通孔 1260は、ガイド柱 50のウェブ 5002の面と各フランジ 5004の内面とで形成 される輪郭に沿って形成されシャツタ用フレキシブル基板 80の接続部 8006の幅より も大きな寸法の幅で形成された幅狭孔部 1260Aと、幅狭孔部 1260Aに接続されシ ャッタ用フレキシブル基板 80の幅広部 8008の幅よりも大きな寸法の幅で形成された 幅広孔部 1260Bとで形成されて 、る。
[0056] シャツタ用フレキシブル基板 80を引き回すにあたって、図 48に示すように、シャツタ 用フレキシブル基板 80の先端部 8004をベース 12の後面 1212力も幅広孔部 1260 Bに挿入する。そして、幅広部 8008が、ベース 12に設けられた段部 1262に当接す るまで挿入し、接続部 8006を幅狭孔部 1260Aに位置させる。これによりシャツタ用フ レキシブル基板 80はベース 12の前面 1214から前方に延出された状態となる。 このようにしてベース 12の前方に導出されたシャツタ用フレキシブル基板 80の接続 部 8006を第 2レンズ保持枠 1602の内周面 1620 (図 47A及び図 47B参照)に臨む ガイド柱 50の面に沿って、すなわちガイド柱 50の両端のフランジ 5004の間でウェブ 5002に沿って配設する。これにより、シャツタ用フレキシブル基板 80はガイド溝 160 4とガイド柱 50とで構成される空間に沿って延在することになる。より詳細には、シャツ タ用フレキシブル基板 80は第 2レンズ保持枠 1602のガイド溝 1604の底面 1604Bと この底面 1604Bに臨むガイド柱 50の面とで構成される空間に沿って延在する。 次!、で、シャツタ用フレキシブル基板 80の基端部 8002の接続端子を後述するよう にメインフレキシブル基板 60に半田付けなどにより電気的に接続し固定する。より詳 細には、基端部 8002は、メインフレキシブル基板 60を介してベース 12の後面 1212 に固定され、この基端部 8002が固定されるベース 12の後面 1212の箇所は、ガイド 柱 50に対して円筒壁 1208の半径方向の外側に位置して!/、る。
したがって、接続部 8006と基端部 8002の境の部分は、図 43A及び図 43Bに示す ように 90度屈曲されることになり、この屈曲された境の部分で生じる反力によって接 続部 8006はガイド柱 50の面(ウェブ 5002の面)側に押し付けられる方向に付勢され る。
また、シャツタ用フレキシブル基板 80の先端部 8004の接続端子を電装部 19に半 田付けなどにより電気的に接続し固定する。
これでシャツタ用フレキシブル基板 80の引き回しが完了する。
次に鏡筒 10が沈胴状態、広角状態、望遠状態に移動した場合のシャツタ用フレキ シブル基板 80の動きにっ 、て説明する。
図 44、図 47Aに示すように、鏡筒 10が沈胴状態にある場合には、第 2レンズ保持 枠 1602が最もベース 12寄りの箇所に位置しているため、シャツタ用フレキシブル基 板 80の接続部 8006の基端部 8002寄り部分は、ガイド溝 1604とガイド柱 50とで構 成される空間に沿って延在し、接続部 8006の長手方向の中間部がガイド柱 50の前 端で 180度屈曲され、接続部 8006の先端部 8004寄り部分がベース 12方向に延在 した状態となっている。
言い換えると、シャツタ用フレキシブル基板 80の先端部 8004寄り部分は、ガイド柱 50の前端で折り返され第 2レンズ保持枠 1602の内周面 1620に臨むガイド柱 50の 面とは反対側に位置するガイド柱の面に沿ってベース 12側に向けて延在した状態と なっている。
図 45に示すように、鏡筒 10が沈胴状態力も広角状態に移動すると、第 2レンズ保 持枠 1602が僅かに前方に移動するため、シャツタ用フレキシブル基板 80の先端部 8004が前方に移動した分だけ、 180度屈曲された部分 (ガイド柱 50の前端に臨む 部分)がガイド柱 50の前端力も前方に移動する。
図 46、図 47Bに示すように、鏡筒 10が広角状態力も望遠状態に移動すると、シャツ タ用フレキシブル基板 80の先端部 8004が前方に移動した分だけ、 180度屈曲され た部分 (ガイド柱 50の前端に臨む部分)がガイド柱 50の前端力も前方に大きく移動 する。
この際、ガイド柱 50の前端よりも先に位置する接続部 8006はシャツタ用フレキシブ ル基板 80の弾性によりガイド軸 50のウェブ 5002の面の延長方向に沿って、言い換 えると、ガイド柱 50の前端力も前方に第 2レンズ保持枠 1602の内周面 1620に沿つ て直線状に延在する。
なお、鏡筒 10が望遠状態カゝら広角状態に移動した場合、あるいは、鏡筒 10が広角 状態力も沈胴状態に移動した場合には、それぞれ上述した順番と逆の順番でシャツ タ用フレキシブル基板 80が移動する。
[0058] このような構成とした場合、軸方向に延在し第 2レンズ保持枠 1602の内周面 1620 に臨むガイド柱 50がベース 12から立設され、シャツタ用フレキシブル基板 80は、第 2 レンズ保持枠 1602の内周面 1620に臨むガイド柱 50の面に沿ってベース 12から延 出されその先端部 8004が電装部 19に接続されて!ヽるので、第 2レンズ保持枠 1602 が移動してもシャツタ用フレキシブル基板 80はガイド柱 50に沿った状態が保たれる ため、シャツタ用フレキシブル基板 80の部分が第 2レンズ保持枠 1602に干渉せずレ ンズ保持枠の円滑な移動を確保しつつ、シャツタ用フレキシブル基板 80の占有スぺ ースを最小限に維持することができ、鏡筒 10の小型化を図る上で有利となりひいて は撮像装置 100の小型化を図る上でも有利となる。また、シャツタ用フレキシブル基 板 80は第 2レンズ保持枠 1602のガイド溝 1604の底面 1604Bとこの底面 1604Bに 臨むガイド柱 50の面とで構成される空間に沿って延在しているため、占有スペースを 削減する上で有利となる。
また、シャツタ用フレキシブル基板 80の接続部 8006の一方の面に補強板 82を取 着したので、第 2レンズ保持枠 1602の移動により接続部 8006を屈曲させる方向(圧 縮させる方向)の力が作用しても接続部 8006がガイド柱 50の面に沿った姿勢を維 持することができ、シャツタ用フレキシブル基板 80が第 2レンズ保持枠 1602に干渉 することを防止でき、第 2レンズ保持枠 1602を円滑に移動させる上で有利となる。
[0059] また、ベース 12にはカム環 20の周方向に間隔をおいて 3つのガイド柱 50が軸方向 と平行をなすように突設され、第 2レンズ保持枠 1602の内周部が各ガイド柱 50に係 合することでそれら各ガイド柱 50により第 2レンズ保持枠 1602が径方向に回転不能 かつ軸方向に移動可能に支持されるので、前記光軸を中心とし各ガイド柱 50を通る 円周上で各ガイド柱 50の間のスペースを利用して例えば図 40に示すようにガイド軸 1216、 1218やマグネット 4002などのような撮像装置の構成部材を配設でき、直進 案内環を第 1、第 2レンズ保持枠 1402、 1602の外周とカム環 20の内周の間に配置 する場合に比較して、鏡筒 10の直径方向の寸法を縮小する上で有利となり、撮像装 置 100の小型化を図る上でも有利となる。また、第 1、第 2レンズ保持枠 1402、 1602 をベース 12に組み込む場合には、ベース 12の各ガイド柱 50に第 2レンズ保持枠 16 02のガイド溝 1604を係合させて第 2レンズ保持枠 1602をベース 12方向に挿入し、 次いで、各ガイド部 1608に第 1レンズ保持枠 1402のガイド溝 1406を係合させて第 1レンズ保持枠 1402をベース 12方向に挿入するので、第 1、第 2レンズ保持枠 1402 、 1602の組み立てを簡単に行うことができる。また、鏡筒 10の沈胴状態で、第 1レン ズ保持枠 1402の第 1カムピン 1412と、第 2レンズ保持枠 1602の第 2カムピン 1610 は、前記光軸方向においてほぼ同一の箇所に位置し、かつ、周方向に間隔をおい た箇所に位置するので、第 1、第 2カムピン 1412、 1610をカム環 20の第 1、第 2開放 if 201 OA, 2012A力ら第 1、第 2カム溝 2010、 2012に同時に挿人すること力 Sでき、 従来のように一方のカムピンをカム溝に挿入した後、カム環 20を 1回転させ、その後 に他方のカムピンをカム溝に挿入する場合に比べて組み立て作業を簡素化する上 で有利となる。
また、ガイド柱 50は、その断面が、ウェブ 5002と、このウェブ 5002の両端のフラン ジ 5004力 なる I字状を呈して!/、るため、ガイド柱 50の強度を確保しつつガイド柱 50 の占有スペースを削減する上で有利となる。また、ガイド柱 50を構成する両端のフラ ンジ 5004の外面 5004A力第 2レンズ保持枠 1602のガイド溝 1604の側面 1604A に係合し、両端のフランジ 5004の端面 5004B力 Sガイド、溝 1604の底面 1604Bに係 合しているので、ウェブ 5002の部分とガイド溝 1604の底面 1604Bとの間にデッドス ペースが形成されている。したがって、ガイド溝 1604の半径方向外側に面した第 2レ ンズ保持枠 1602の箇所に第 2カムピン 1610を圧入することで第 2カムピン 1610の 圧入方向の先端部がレンズ保持枠 1602の内周面力も突出した場合に、その先端部 が前記デッドスペースに収容されるので、前記ガイド柱 50のデッドスペースを有効活 用することによって鏡筒 10の直径方向の寸法の縮小を図る上で有利となる。
次に、メインフレキシブル基板 60、コイル用フレキシブル基板 4008、シャツタ用フレ キシブル基板 80の接続構造につ ヽて説明する。 図 50はメインフレキシブル基板 60、コイル用フレキシブル基板 4008、シャツタ用フ レキシブル基板 80の位置関係を示す平面図、図 51A及び図 51Bは図 50の AA線 断面図であり、図 51Aはメインフレキシブル基板 60の起伏面部の折り曲げ状態を示 す図、図 51Bはメインフレキシブル基板 60の起伏面部の平坦状態を示す図、図 52 はメインフレキシブル基板 60の起伏面部の折り曲げ状態を示す斜視図、図 53はメイ ンフレキシブル基板 60の起伏面部の平坦状態を示す斜視図、図 54は第 1、第 2の 半田付け端子部が半田付けされた状態を示す斜視図である。
[0061] まず、メインフレキシブル基板 60について説明する。
メインフレキシブル基板 60は、可撓性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上に形 成された導電パターンとで構成され、図 22に示すように、ベース 12の後面 1212に 取着される取着面部 62と、取着面部 62から延在される可動面部 64とを有して 、る。 図 50【こ示す Jう【こ、取 ®§ 62【こ ίま、前記ホーノレ素子 7002の 【こ、カム環 20の 後端にカム環 20の周方向に沿って設けられた検知片 2020 (図 21参照)を検知する フォトインターラプタ 72が実装されて 、る。
このフォトインターラプタ 72は、メインフレキシブル基板 60がベース 12の後面 1212 に取着された状態で、ベース 12の開口(不図示)を介してベース 12の前面 1214から 前方に突出しカム環 20の検知片 2020に臨むように配設される。
フォトインターラプタ 72の検出信号はメインフレキシブル基板 60を介して制御部 12 4に供給され、制御部 124は前記検出信号によってカム環 20の回転位置を識別する ように構成されている。
[0062] 取着面部 62寄りの可動面部 64の部分には、取着面部 62に対して直角に折り曲げ られベース 12の後面 1212から離れた折り曲げ状態(図 51A、図 52)と、ベース 12の 後面 1212に合わされて取着される平坦状態(図 51B、図 53)との間で起伏可能な起 伏面部 66が形成されている。
ベース 12の後面 1212に臨む起伏面部 66の前面に第 1の半田付け端子部 6602 が形成され、本実施例では、直線上に間隔をおいて並んだ 3つの接続端子 6602A が前記直線と直交する方向に間隔をおいて 2列形成され、合計 6つの接続端子 660 2Aが形成されている。 起伏面部 66がベース 12の後面 1212に臨む前面と反対側の後面に前記絶縁基板 よりも硬い材料力もなり起伏面部 66に対応した大きさの補強板 68が取着されている
[0063] 次にシャツタ用フレキシブル基板 80につ 、て説明する。
シャツタ用フレキシブル基板 80の基端部 8002 (後端)は、前述したようにベース 12 の揷通孔 1260 (開口に)を揷通してベース 12の後面 1212の後方に延出されている シャツタ用フレキシブル基板 80の基端部 8002には、第 2の半田付け端子部 8020 が形成され、本実施例では基端部 8002の幅方向の両側にそれぞれ 2つの接続端 子 8020Aが形成され、合計 4つの接続端子 8020Aが形成されて 、る。
次にコイル用フレキシブル基板 4008について説明する。
コイル用フレキシブル基板 4008の基端部 4012も、シャツタ用フレキシブル基板 80 と同様に前記揷通孔 1260を揷通してベース 12の後面 1212の後方に延出されてい る。
コイル用フレキシブル基板 4008の基端部 4012には、第 2の半田付け端子部 401 4が形成され、本実施例では基端部 4012の幅方向の両側にそれぞれ 1つの接続端 子 4014Aが形成され、合計 2つの接続端子 4014Aが形成されている。
[0064] 次に、メインフレキシブル基板 60とシャツタ用フレキシブル基板 80、コイル用フレキ シブル基板 4008との半田付けについて説明する。
まず、図 51A、図 52に示すように、起伏面部 66を折り曲げ状態とする。 この状態で、コイル用フレキシブル基板 4008の第 2の半田付け端子部 4014の各 接続端子 4014Aを起伏面部 66の第 1の半田付け端子部 6002の各接続端子 6002 A上に重ね合わせて半田付けする。
次いで、シャツタ用フレキシブル基板 80の第 2の半田付け端子部 8020の各接続端 子 8020Aを、コイル用フレキシブル基板 4008の第 2の半田付け端子部 4014の後 端を露出させた状態でコイル用フレキシブル基板 4008の上力も起伏面部 66の第 1 の半田付け端子部 6002の各接続端子 6002A上に重ね合わせて半田付けする。 これにより図 54に示すように、各接続端子 4014A、 6002Aの間にわたって半田 H が半田付けされるとともに、各接続端子 8020A、 6002Aの間にわたって半田 Hが半 田付けされ、次に、メインフレキシブル基板 60とシャツタ用フレキシブル基板 80、コィ ル用フレキシブル基板 4008とが電気的に接続される。
[0065] 次いで、図 51B、図 53に示すように、起伏面部 66を平坦状態に曲げ、図 22に示す ように、金属板 74を取着面部 62および起伏面部 66の後面に当て付け、金属板 74の 両側に設けられた係合凹部 7402をベース 12の両側の係合凸部 1232に係合させる ことでメインフレキシブル基板 60のベース 12への取り付けが完了する。
この状態で、半田 Hはメインフレキシブル基板 60の前面とベース 12の後面 1212と の間に位置しているため、メインフレキシブル基板 60の絶縁基板によって覆われ外 方に露出していない。
なお、本実施例では、ベース 12の後面 1212には凹部 1230が形成され、第 1、第 2 の半田付け端子部 6002、 4014、 8020に半田付けされた半田 Hはこの凹部 1230 に収容される。
[0066] このような構成にすると、メインフレキシブル基板 60に起伏面部 66が形成され、ベ ース 12の後面 1212に臨む起伏面部 66の前面に第 1の半田付け端子部 6002が形 成され、シャツタ用フレキシブル基板 80、コイル用フレキシブル基板 4008の後端に 第 2の半田付け端子部 4014、 8020がそれぞれ形成されている。
したがって、起伏面部 66を前記折り曲げ状態として起伏面部 66の第 1の半田付け 端子部 6002上に、シャツタ用フレキシブル基板 80、コイル用フレキシブル基板 400 8の第 2の半田付け端子部 4014、 8020を重ね合わされた状態で半田付けを行うこと ができるため、組立作業を簡素化する上で有利となる。
また、起伏面部 66を前記平坦状態とすれば半田 Hがメインフレキシブル基板 60で 覆われ外方に露出しないので、従来と異なり半田 Hの部分と他の部材との接触を防 止するためのスペースを確保する必要がないため小型化を図る上で有利となり、また 、半田 Hの部分に絶縁テープなどの部材を貼付する必要が無 、ため部品点数の削 減を図りコスト削減を図る上で有利となる。
また、起伏面部 66に起伏面部 66に対応した大きさの補強板 68を取着したので、起 伏面部 66の折り曲げを確実に行え、かつ、折り曲げた際に平坦性を確保でき半田付 け作業を効率よく行う上で有利となる。
また、ベース 12の後面 1212に半田 Hを収容する凹部 1230を設けたので、起伏面 部 66を平坦状態とした場合にこの起伏面部 66上の半田 Hの部分がベース 12の後 面 1212から後方にスペースを占有することがなぐ小型化を図る上で有利となる。
[0067] 次に 2群レンズ 16および第 2レンズ保持枠 1602について説明する。
図 55は 2群レンズ 16と第 2レンズ保持枠 1602の断面図、図 56は第 2レンズ保持枠 1602の斜視図、図 57、図 58は 2群レンズ 16と第 2レンズ保持枠 1602の組み立て説 明図、図 59は 2群レンズ 16の光軸合わせ調整の説明図である。
[0068] まず、 2群レンズ 16について説明する。
図 55に示すように、 2群レンズ 16は、接合レンズ 16Aとレンズ 16Bを有している。 接合レンズ 16Aは、凹レンズ 1650と、この凹レンズ 1650よりも外径の小さい凸レン ズ 1660とがそれらの光軸を合致させ互いに向力ゝ ヽ合う面が接合されて構成されて!ヽ る。
凹レンズ 1650は、凹面状の第 1レンズ面 1652と、第 1レンズ面 1652と反対側に位 置し凸レンズ 1660が接合される凹面状の第 2レンズ面 1654とを有し、外周部は円筒 面 1656で形成されて!、る。
第 1、第 2レンズ面 1652、 1654の外周部で、凹レンズ 1650と凸レンズ 1660が接 合された状態で凸レンズ 1660の半径方向外側に位置する箇所に環状の端面 1652 A、 1654Aがそれぞれ形成され、各端面 1652A、 1654Aは凹レンズ 1650の光軸と 直交する平面上を延在して ヽる。
そして、第 2レンズ面 1654の端面 1654Aは凸レンズ 1660の円筒面 1666に臨ん でいる。
第 1レンズ面 1652の端面 1652Aの外縁は面取りされており環状の円錐面 1652B として形成されている。
[0069] 凸レンズ 1660は、凹レンズ 1650に接合される凸面状の第 1レンズ面 1662と、第 1 レンズ面 1662と反対側に位置する第 2レンズ面 1664とを有し、外周部は円筒面 16 66で形成されている。
レンズ 16Bは、接合レンズ 16Aとは別体であり、レンズ 16Bは、凸レンズ 1660に対 向する平面状の第 1レンズ面 1672と、第 1レンズ面 1672と反対側に位置する凸面状 の第 2レンズ面 1674と、外周部とを有し、外周部は円筒面 1676で形成されている。
[0070] 次に第 2レンズ保持枠 1602について説明する。
図 55、図 56に示すように、第 2レンズ保持枠 1602の前記環板部 1606の中央には 、撮像素子 140側に臨ませて筒状壁部 1630が形成され、被写体側に臨ませて筒状 壁部 1640が形成されている。
筒状壁部 1630の内周部は、凸レンズ 1660の円筒面 1666の外径よりも大きい内 径の内周面 1630Aで形成されて!ヽる。
筒状壁部 1630の外周部は、凹レンズ 1650の円筒面 1656の外径とほぼ同じ寸法 の外径の外周面 1630Bで形成されている。
筒状壁部 1630の先端部には、軸方向(光軸方向)と直交する平面上を延在する先 端面 1634が環状に形成されている。本実施例では、先端面 1630の外径と凹レンズ 1650の端面 1654Aの外径はほぼ等し!/、寸法で形成されて!、る。
筒状壁部 1630の周方向に等間隔をおいた複数箇所 (本実施例では 3箇所)には、 接着剤充填用切り欠き 1632が筒状壁部 1630の半径方向に貫通形成され、各接着 剤充填用切り欠き 1632は先端面 1634に開放されている。言い換えると、接着剤充 填用切り欠き 1632は、筒状壁部 1630の外周面 1630Bに連通され筒状壁部 1630 の先端面 1634に開放状に形成されている。
筒状壁部 1640の内周部は、レンズ 16Bの円筒面 1676の外径よりも僅かに大きい 内径の内周面 1640Aで形成され、内周面 1640Aには、周方向に等間隔をおいて 複数の接着剤充填用凹部 1642が形成され、各接着剤充填用凹部 1642は筒状壁 部 1640の先端面に開放されている。
[0071] 次に、 2群レンズ 16および第 2レンズ保持枠 1602の組み立てについて説明する。
まず、レンズ 16Bを筒状壁部 1640の内周面 1640Aに挿入し、各接着剤充填用凹 部 1642に紫外線硬化型接着剤を充填し、紫外線を照射することで接着剤を硬化さ せレンズ 16Bを筒状壁部 1640に固定する。すなわち、レンズ 16Bを第 2レンズ保持 枠 1602に固定する。
次に、不図示の調整治具上に第 2レンズ保持枠 1602を固定し、図 57に示すように 、接合レンズ 16Aの凸レンズ 1660を第 2レンズ保持枠 1602の筒状壁部 1630の内 周面 1630Aに臨ませ、凸レンズ 1660を筒状壁部 1630の内周面 1630Aに挿入し、 第 2レンズ面 1654の端面 1654Aを筒状壁部 1630の先端面 1634に載置する。 なお、この状態で、凸レンズ 1660の外周面 1630Bと筒状壁部 1630の内周面 163 OAとの間には環状の隙間が確保されて 、る。
次に、図 59に示すように、接合レンズ 16Aの円錐面 1652Bの周方向に間隔をお いた 3箇所に前記調整治具のピン Jをそれぞれ押し当て、第 2レンズ面 1654の端面 1 654Aを筒状壁部 1630の先端面 1634に当て付けた状態で各ピン Jの突出量を制御 する。これにより、接合レンズ 16Aをその光軸と直交する方向に動かし接合レンズ 16 Aの光軸をレンズ 16Bの光軸と合致させる。
接合レンズ 16Aの光軸と接合レンズ 16Aの光軸が合致されたならば、図 58に示す ように、接着剤供給用のディスペンサ Dの針力も各接着剤充填用切り欠き 1632内に 紫外線硬化型接着剤を充填する。これにより各接着剤充填用切り欠き 1632内にお いて、紫外線硬化型接着剤が第 2レンズ面 1654の端面 1654Aに付着する。
次いで、紫外線ランプ L力ゝら各接着剤充填用切り欠き 1632内に充填された紫外線 硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化させる。これにより、第 2レンズ面 1654の端 面 1654Aが筒状壁部 1630の先端面 1634に取着され固定される。
このような構成によれば、凸レンズ 1660の外周面は凹レンズ 1650の外径よりも小 さい直径の円筒面 1666で形成され、凹レンズ 1650は、凸レンズ 1660の半径方向 の外側に位置して凸レンズ 1660の外周部に臨む環状の端面 1654Aを有し、第 2レ ンズ保持枠 1602に、凸レンズ 1660の円筒面 1666の外径よりも大きい内周面 1630 Aを有する筒状壁部 1630が突出形成され、筒状壁部 1630の周方向に間隔をおい た複数箇所に、筒状壁部 1630の外周面 1630Bに連通され筒状壁部 1630の先端 面 1634に開放状の接着剤充填用切り欠き 1632が設けられ、接合レンズ 16Aは、凸 レンズ 1660が筒状壁部 1630に挿入され、凹レンズ 1650の環状の端面 1654Aが 筒状壁部 1630の先端面 134に当接され、接着剤充填用切り欠き 1632に充填され た接着剤により環状の端面 1654Aが筒状壁部 1630に取着されている。
したがって、接合レンズ 16Aを構成する凹レンズ 1650の外周部の周方向および軸 方向の全域に沿ったスペースは開放され、第 2レンズ保持枠 1602の筒状壁部 1630 によって占有されて 、な 、ので、その分のスペースにレンズ鏡筒 10を構成する他の 部材ゃ部品(例えば図 44に示す電装部 19など)を配置することができ、レンズ鏡筒 1 0の外形寸法 (直径方向の寸法および光軸方向の寸法)を縮小し、ひいては撮像装 置 100の小型化を図る上で有利となる。
また、筒状壁部 1630の先端面 1630の外径と凹レンズ 1650の端面 1654Aの外径 はほぼ等しい寸法で形成されているので、筒状壁部 1630の先端面 1630と凹レンズ 1650の端面 1654Aとが重ね合わされる部分の面積を確保する上で有利となり、凹 レンズ 1650と筒状壁部 1630との接着強度、すなわち接合レンズ 16Aと第 2レンズ保 持枠 1602との接着強度を確保する上で有利となる。
[0073] 次に 1群レンズ 14を保持する第 1レンズ保持枠 1402について説明する。
図 60は 1群レンズ 14が組み込まれた第 1レンズ保持枠 1402の分解斜視図、図 61 は 1群レンズ 14が組み込まれた第 1レンズ保持枠 1402の断面図である。
[0074] まず、 1群レンズ 14から説明する。
図 60、図 61に示すように、 1群レンズ 14ίま、前佃 Jレンズ 1420、中 レンズ 1430、 後側レンズ 1440がそれらの光軸を合致させた状態で光軸方向に並べられて第 1レ ンズ保持枠 1402で保持されて!、る。
具体的には、前側レンズ 1420、中間レンズ 1430、後側レンズ 1440はこれらの順 番で前方から後方に向かって並べられている。
前側レンズ 1420は、光軸方向の前方に臨む凸状の前面 1424と、光軸方向の後 方に臨む凹状の後面 1426を有し、その外周部が円筒面で形成された第 2外周面 14 22で形成されている。
本実施例では、前側レンズ 1420の後面 1426の外周部は、光軸と直交する平面か らなる環状の当て付け面 1429として形成されている。
中間レンズ 1430は、光軸方向の前方に臨む凸状の前面 1434と光軸方向の後方 に臨む凹状の後面 1436とを有して 、る。
中間レンズ 1430は、その外周部が円筒面で形成されその外径が前側レンズ 1420 の第 2外周面 1422の外径よりも僅かに小さな外径で形成された第 1外周面 1432で 形成されている。
また、中間レンズ 1430の外周部には、第 1外周面 1432の周方向に等間隔をおい て中間レンズ 1430の半径方向外方に開放状で周方向に扇形状に延在し中間レン ズ 1430の厚さ方向に貫通する複数の切り欠き 1438が形成され、本実施例では 3つ の切り欠き 1438が設けられている。
本実施例では、中間レンズ 1430の外周部は、厚さが均一で光軸方向の前方およ び後方に臨む面が光軸と直交する平面からなる環板部 1439として形成され、複数 の切り欠き 1438はこの環板部 1439に形成されている。なお、中間レンズ 1430の後 面 1436をなす環板部 1439の後面 1436は、中間レンズ 1430の当て付け面として 使用される。
後側レンズ 1440は、光軸方向の前方に臨む凸状の前面 1444と、光軸方向の後 方に臨む凹状の後面 1446とを有して 、る。
本実施例では、後側レンズ 1440の後面 1446の外周部は、光軸と直交する平面か らなる環状の当て付け面 1449として形成されている。
後側レンズ 1440は、その外周部が円筒面で形成されその外径が前側レンズ 1420 の第 2外周面 1422の外径および中間レンズ 1430の第 1外周面 1432の外径の双方 よりも小さい寸法で形成された第 3外周面 1442で形成されている。
次に第 1レンズ保持枠 1402について説明する。
図 60、図 61に示すように、第 1レンズ保持枠 1402は前側レンズ 1420、中間レンズ 1430、後側レンズ 1440が収容される円筒状の筒状壁部 1450を有している。
筒状壁部 1450の内部には、第 1内周面 1452、第 2内周面 1454、膨出壁 1456な どが設けられている。
具体的には、第 1内周面 1452、膨出壁 1456、第 2内周面 1454はこれらの順番で 前方力も後方に向かって並べられ、筒状壁部 1450の後端には後方に向けて筒状壁 1463が突出されている。
第 1内周面 1452は、前側レンズ 1420および中間レンズ 1430が挿入可能な寸法 の内径および幅(光軸方向の長さ)で形成されて 、る。
第 2内周面 1454は、第 1内周面 1452の後方箇所に設けられている。 第 2内周面 1454は、第 1内周面 1452の内径よりも小さい内径で、かつ、後側レン ズ 1440の外周面 1442に係合可能な大きさの内径および幅(光軸方向の長さ)で形 成されている。
膨出壁 1456は、第 1内周面 1452の第 2内周面 1454寄りの箇所で第 1内周面 145 2の周方向に間隔をお 、た複数箇所 (本実施例では 3箇所)から周方向に扇形状に 延在して第 1内周面 1452の半径方向内方に突出され、中間レンズ 1430の切り欠き 1438に挿入される形状で形成されている。
本実施例では、各膨出壁 1456は、第 1内周面 1452と第 2内周面 1454の境の箇 所力も第 1内周面 1452側に突出形成され、各膨出壁 1456が半径方向内方に位置 する箇所は、第 2内周面 1454と同一面上に位置する円筒面 1456Aで形成されてい る。
そして、第 1内周面 1452と第 2内周面 1454の境の箇所に、膨出壁 1456箇所を除 V、て光軸と直交する面上を延在し第 1内周面 1452に臨みつつ円弧状に延在する円 弧状端面 1458が形成されている。
膨出壁 1456の円弧状端面 1458から光軸方向に沿った延在長さは、切り欠き 143 8が設けられた中間レンズ 1430の環板部 1439の厚さよりも大きな寸法で形成されて いる。
光軸方向における各膨出壁 1456の両面のうちの一方の面 (前方に臨む面)は光 軸と直交する面上を延在する平坦な当て付け面 1456Bとして形成されている。本実 施例では、膨出壁 1456は第 1内周面 1452と第 2内周面 1454の境の箇所力も第 1 内周面 1452側に突出形成されているので、膨出壁 1456は光軸方向において前方 に臨む面のみを有しており、この面が当て付け面 1456Bとして形成されて!、る。 また、第 2内周面 1454の後端箇所には、第 2内周面 1454の半径方向内方に突出 する当て付け段部 1459が形成され、当て付け段部 1459が第 2内周面 1454に臨む 面には光軸と直交する平面上を延在する環状の当て付け面 1459Aが形成されてい る。
なお、図 60〖こ示すよう〖こ、中間レンズ 1430、前側レンズ 1420の光軸方向および 光軸と直交する方向の位置決め精度の向上を図るために、筒状壁部 1450には平坦 な平面力 なる複数の光学規制面が形成されて 、る。
具体的には、前記光学規制面は、第 1内周面 1452の周方向に等間隔をおいた複 数箇所にそれぞれ設けられ中間レンズ 1430の外周面 1432が当接される平坦な光 学規制面 1452Kと、円弧状端面 1458の周方向に等間隔をおいた複数箇所にそれ ぞれ設けられ中間レンズ 1430の後面 1436 (環板部 1439の後面 1436)が当接され る平坦な光学規制面 1458Kと、第 2内周面 1454の周方向に等間隔をおいた複数 箇所にそれぞれ設けられ後側レンズ 1440の外周面 1442が当接される平坦な光学 規制面 1454Kと、当て付け面 1459Aの周方向に等間隔をおいた複数箇所にそれ ぞれ設けられ後面 1446 (当て付け面 1449)が当接される平坦な光学規制面 1459 Kを有している。
次に、 1群レンズ 14および第 1レンズ保持枠 1402の組み立てについて説明する。 まず、紫外線硬化型の接着剤を当て付け段部 1459の当て付け面 1459Aに塗布 する。
次いで、後側レンズ 1440の後面 1446を後方に向けて筒状壁部 1650の内側に揷 入し、第 3外周面 1442を第 2内周面 1454に係合させるとともに、後面 1446を当て 付け面 1459Aに当て付けて (より詳細には当て付け面 1449を光学規制面 1459K に当て付けて)筒状壁部 1450の内部に配設する。
この状態で、紫外線を当て付け面 1459Aの接着剤部分に照射することでこの接着 剤を硬化させ後側レンズ 1440を筒状壁部 1450に固定する。すなわち、後側レンズ 1440を第 1レンズ保持枠 1402に固定する。
次に、紫外線硬化型の接着剤を各円弧状端面 1458に塗布する。
次いで、中間レンズ 1430の後面 1436を後方に向けて筒状壁部 1650の内側に揷 入し、各切り欠き 1438内に各膨出壁 1456を収容させ、第 1外周面 1432を第 2内周 面 1454に係合させるとともに、環板部 1439の後面 1436を円弧状端面 1458に当て 付けて (より詳細には当て付け面をなす後面 1436を光学規制面 1458Kに当て付け て)筒状壁部 1450の内部に配設する。
この状態で、紫外線を円弧状端面 1458の接着剤部分に照射することでこの接着 剤を硬化させ中間レンズ 1430を筒状壁部 1450に固定する。すなわち、中間レンズ 1430を第 1レンズ保持枠 1402に固定する。
なお、後側レンズ 1440と中間レンズ 1430は光学規制面 1454K、 1452Kによりそ れらの光軸が合致した状態で第 1レンズ保持枠 1402に固定される。
次に、紫外線硬化型の接着剤を各膨出壁 1456の当て付け面 1456Bに塗布する。 次に、前側レンズ 1420の後面 1426を後方に向けて筒状壁部 1650の内部に挿入 し、前側レンズ 1420の後面 1426を各切り欠き 1438から前方に臨む各膨出壁 1456 の当て付け面 1456Bに当て付け(より詳細には前側レンズ 1420の当て付け面 1429 を当て付け面 1456Bに当て付け)、不図示の調整治具を用いて、前側レンズ 1420 を光軸と直交する方向に動かし、前側レンズ 1420の光軸が後側レンズ 1440および 中間レンズ 1430の光軸と合致するように調芯を行う。
調芯が完了したならば、紫外線を円弧状端面 1458の接着剤部分に照射すること でこの接着剤を硬化させ、前側レンズ 1420を筒状壁部 1450に固定する。すなわち 、前側レンズ 1420を第 1レンズ保持枠 1402に固定する。
なお、ここでは接着剤を塗布してカゝらレンズを挿入し接着剤を硬化させたが、先ず レンズを挿入して力も接着剤を塗布するようにしてもよ!、。
このような構成によれば、中間レンズ 1430の外周面 1432を第 1内周面 1452 (光 学規制面)に係合させるとともに、中間レンズ 1430の切り欠き 1438内に収容された 膨出壁 1456の前方に臨む当て付け面 1456Bに前側レンズ 1420の後面 1426 (当 て付け面 1429)を当て付けることで、中間レンズ 1430と前側レンズ 1420の双方を 筒状壁部 1450の内部に配設することができる。
このため、中間レンズ 1430と前側レンズ 1420の外径を異ならせるとともに、これら のレンズの外径に対応した直径の当て付け面をレンズ保持枠にそれぞれ形成する必 要がな!、ため、第 1レンズ保持枠 1402の外径寸法を縮小する上で有利となる。 また中間レンズ 1430は、その外周面 1432が筒状壁部 1450の第 1内周面 1452 ( 光学規制面 1452K)に係合することで位置決めされ、前側レンズ 1420は、その当て 付け面 1429が筒状壁部 1450の膨出壁 1456の当て付け面 1456Bに当て付けられ ることで位置決めされるため、従来技術 2のように、 2つのレンズのうち一方のレンズが 他方のレンズに当て付けられて位置決めされる場合に比較してレンズの位置精度を 確保する上で有利となる。
したがって、レンズ鏡筒 10および撮像装置 100の小型化を図りつつレンズの位置 精度を向上させる上で有利となる。
[0078] 次にリニアモータ 40について説明する。
図 66は図 38において矢印 X方向力も見た駆動用マグネット 4002とコイル 4006の 説明図である。
図 37、図 38、図 66【こ示すよう【こ、馬区動用マグネット 4002ίま、 3群レンズ 18の光軸 と平行な方向に沿って延在する磁極面 42を有し、磁極面 42にはその延在方向に沿 つて異なる 2つの磁極、すなわち Ν極 4202と S極 4204とが並べて着磁され配置され ている。
駆動用マグネット 4002の磁極面 42と反対側の面 44には前記バックヨーク 4004が 取着されることで磁極面 42から放射される磁力線が効率よくコイル 4006に到達され るようになっている。
具体的に説明すると、駆動用マグネット 4002は前記光軸方向に細長い矩形状に 形成されており、前記光軸方向に延在する長さと、この長さよりも小さい寸法の幅と、 この幅よりも小さい寸法の高さとを有して前記光軸方向に細長く光軸直交する方向の 厚さが小さ!/、矩形板状の扁平マグネットとして形成されて 、る。
磁極面 42は前記長さと前記幅とで形成される前記扁平マグネットの細長い矩形面 に形成されている。
図 37、図 38に示すように、駆動用マグネット 4002は、前記光軸と直交する仮想線 が磁極面 42に直角に交わるように配設されて 、る。
また、本実施例では、 3群レンズ 18は、前記光軸方向から見て矩形に形成され、駆 動用マグネット 4002は、前記光軸方向から見て磁極面 42が前記矩形をなす 3群レ ンズ 18の一辺に対して平行するように配設されて!/、る。
[0079] 図 37、図 38、図 66に示すように、コイル 4006は卷線が磁極面 42と直交する軸線 回りに卷回されその卷回端面 4006Α (コイル 4006が軸線方向の一方に臨む端面) が磁極面 42に臨むように配置されて 、る。
具体的に説明すると、コイル 4006は、卷線が卷回されて形成される卷回端面 400 6Aの輪郭の大きさに比べてその卷回高さが小さい寸法で形成され磁極面 42に対し て直交する方向の高さが小さ 、扁平コイルで形成されて 、る。
さらに詳細には、コイル 4006は、卷線が矩形枠状に卷回されその卷回高さが矩形 枠状の形状をなす長辺 4006Bおよび短辺 4006Cよりも小さい寸法で形成され磁極 面 42に対して直交する方向の高さが小さい扁平コイルで形成されている。
[0080] 次にリニアモータ 40の動作につ!、て説明する。
制御部 124力らコイル 4006に駆動電流が供給されると、コイル 4006から前記駆動 電流の向きに対応して磁界が発生する。
コイル 4006で発生された磁界と、マグネット 4002の磁極面 42から発生された磁界 との磁気相互作用、すなわちフレミング左手の法則〖こ従ってコイル 4006に対して光 軸方向の前方あるいは後方に向けて駆動力が発生する。
Jり詳糸田 ίこ ίま、図 66【こ示す Jう【こ、 =3ィノレ 4006の 2つの短辺 4006Cで発生した磁 界と、磁極面 42の Ν極 4202および S極 4204で発生した磁界との磁気相互作用によ り前記駆動力が発生する。
これにより、第 3レンズ保持枠 1802が前記光軸方向の前方あるいは後方に移動さ れる。
[0081] このような構成によれば、リニアモータ 40は、第 3レンズ保持枠 18に設けられたコィ ノレ 4006と、ベース 12に設けられた馬区動用マグネット 4002と、 イノレ 4006に馬区動電 流を供給する前記電流供給手段とを有し、駆動用マグネット 4002は 3群レンズ 18の 光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面 42を有し、磁極面 42にはその延在方向 に沿って異なる 2つの磁極 4202、 4204が並べて配置され、コイル 4006は卷線が磁 極面 42と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面 4006Αが磁極面 42に臨むよう に配置されている。
したがって、リニアモータ 40を構成するコイル 4006と駆動用マグネット 4002が鏡 筒 10の内部において占有するスペースは、回転駆動式のモータに比較して小さくデ ッドスペースも少なくて済み、また、駆動機構が前記駆動機構を構成する雄ねじ部材 や支持部材ゃ雌ねじ部材を有しな 、ため駆動機構の占有スペースを削減することが できる。このため、レンズ鏡筒および撮像装置を小型化する上で有利となり、また、部 品や部材の配置の自由度を確保する上でも有利となる。
また、本実施例では、 3群レンズ 18が前記光軸方向から見て矩形に形成され、駆 動用マグネット 4002が前記光軸方向から見て磁極面 42が前記矩形をなす 3群レン ズ 18の一辺に対して平行するように配設されていることから、駆動用マグネット 4002 を前記光軸に近づけて配置することができレンズ鏡筒の外径を縮小する上で有利と なる。
また、駆動用マグネット 4002は、前記光軸方向に延在する長さと、この長さよりも小 さ!、寸法の幅と、この幅よりも小さ!/、寸法の高さとを有して前記光軸方向に細長く厚さ 力 S小さい矩形板状の扁平マグネットとして形成され、また、コイル 4006は、卷線が卷 回されて形成される卷回端面 4006Aの輪郭の大きさに比べてその卷回高さが小さ い寸法で形成され磁極面 42に対して直交する方向の高さが小さい扁平コイルで形 成されているので、鏡筒 10の内部においてこれら駆動用マグネット 4002とコイル 40 06が占有するスペースを削減する上でより有利となる。
また、駆動用マグネット 4002が前記光軸と直交する仮想線が磁極面 42に直角に 交わるように配設されているため、駆動用マグネット 4002の高さ方向およびコイル 40 06の高さ方向を鏡筒 10の半径方向とほぼ一致させることができ、これら駆動用マグ ネット 4002およびコイル 4006が鏡筒 10内部で前記半径方向に占有するスペースを 削減する上でより有利となる。
また、ガイド軸ホルダ 1220とマグネットホルダ 1222はベース 12に一体に形成され ているため、部品点数を削減し占有スペースを削減する上で有利となる。
[0082] 次に本発明の要部である駆動用マグネット 4002、ホール素子 7002、位置検出用 マグネット 7004、金属板 74について説明する。
図 67、図 68は金属板 74と第 3レンズ保持枠 1802を斜め前方から見た斜視図、図 69Aは駆動用マグネット 4002と位置検出用マグネット 7002の磁界の説明図、図 49 Bは図 69Aの要部拡大図、図 70の(A)は駆動用マグネット 4002およびヨーク 4004 の側面図、(B)は (A)の B矢視図、(C)は (B)の C矢視図、図 71は位置検出機構 70 の断面図である。
[0083] 図 67、図 68、図 70に示すように、駆動用マグネット 4002は、 3群レンズ 18の光軸 と平行な方向に沿って延在する磁極面 42を有し、磁極面 42にはその延在方向に沿 つて異なる 2つの磁極、すなわち N極 4202と S極 4204とが並べて着磁され配置され て 、る。磁極面 42と反対側の面にはバックヨーク 4004が取着されて!、る。
より詳細には、図 69A、図 70に示すように、駆動用マグネット 4006の磁極面 42は 光軸方向で撮像素子 140側寄り(光軸方向で後方寄り)が N極 4202に着磁され、光 軸方向で被写体側寄り(光軸方向で前方寄り)が S極 4204に着磁されている。
図 69Aに示すように、駆動用マグネット 4002とバックヨーク 4004によって形成され る磁気回路は閉じられておらず、この磁気回路によって駆動用マグネット 4002の磁 極面 42から広がる第 1磁束線 Mlが形成されている。
すなわち、リニア一モータ 40は、扁平リニアモータで構成されており、その磁気回 路が開放されて ヽるため、リニアモータ 40の周囲に磁界が形成される。
図 67、図 68【こ示すよう【こ、位置検出用マグネット 7004ίま、ノックヨーク 7006を介 して第 3レンズ保持枠 1802に取着されており、例えばネオジゥム磁石(Nd— Fe— Β 磁石)などのように小型軽量でありながら強力な磁界 (磁場)を作りだす磁石で構成さ れている。
図 69Aに示すように、位置検出用マグネット 7004は、撮像素子 140側に臨む面( 光軸方向で後方に臨む面)が N極 7004Aに着磁され、被写体側に臨む面 (光軸方 向で前方に臨む面)が S極 7004Bに着磁されて 、る。
位置検出用マグネット 7004とバックヨーク 7006によって形成される磁気回路も閉じ られておらず、この磁気回路によって位置検出用マグネット 7004の N極 7004Aとバ ックヨーク 7006との間にわたって広がる第 2磁束線 M2が形成されている。
本例では、駆動用マグネット 4006によって形成される磁界の中心(N極 4202と S極 4204の境界)と、位置検出用マグネット 7004によって形成される磁界の中心 (N極 7 004Aと S極 7004Bの境界)とが前記光軸と平行な方向に間隔をおいて設けられて いる。
図 71〖こ示すよう〖こ、ホール素子 7002は、その感磁面 7002Aを位置検出用マグネ ット 7004に向けてベース 12の壁部箇所に設けられた取り付け凹部 1240に配設され ており、位置検出用マグネット 7004の磁極力も発せられる磁力を感磁面 7002Aを介 して検出しその磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成する。
より詳細には、前記光軸と平行し位置検出用マグネット 7004を通る直線が通過す るベース 12の壁部箇所に貫通孔 1244が貫通形成され、貫通孔 1244の内部で位置 検出用マグネット 7004寄りの箇所に貫通孔 1244を閉塞するように非磁性材料 (例え ば燐青銅などの金属)からなる薄板 1246が取着されている。本例では貫通孔 1244 と薄板 1246により、前記光軸と平行し位置検出用マグネット 7004を通る直線が通過 するベース 12の壁部箇所に、位置検出用マグネット 7004が位置する方向とは反対 の方向に開放状の取り付け凹部 1240が形成されることになる。
ホール素子 7002は、ベース 12に取着された金属板 74がホール素子 7002の箇所 で感磁面 7002Aとは逆の面であるホール素子 7002の背面 7002Bにメインフレキシ ブル基板 60の上力も押し付けられ、これにより感磁面 7002Aが薄板 1246に当て付 けられて配設されている。
金属板 74は、弱磁性材料 (弱磁性体)からなる金属材料、例えばステンレス SUS3 03、 SUS304などで形成されている。金属板 74は弱磁性材料であるため、それ自 体は磁力を発生しな!、が、磁力によって吸引される性質を有して 、る。
次に作用効果について説明する。
図 69Aに示すように、駆動用マグネット 4006の磁極面 42は光軸方向で撮像素子 1 40側寄り(光軸方向で後方寄り)が N極 4202に着磁され、光軸方向で被写体側寄り (光軸方向で前方寄り)が S極 4204に着磁され、位置検出用マグネット 7004は、撮 像素子 140側に臨む面 (光軸方向で後方に臨む面)が N極 7004Aに着磁され、被 写体側に臨む面 (光軸方向で前方に臨む面)が S極 7004Bに着磁されて 、る。 したがって、図 69Aに示すように、駆動用マグネット 4006によって形成される第 1磁 束線 Mlと、位置検出用マグネット 7004によって形成される第 2磁束線 M2とが交わ る磁気干渉点 Pにおいて第 1磁束線 Mlと第 2磁束線 M2の向きが同一方向となって いる。
このように磁気干渉点 Pにおいて第 1磁束線 Mlと第 2磁束線 M2が同一方向を向 いている場合には、駆動用マグネット 4006と位置検出用マグネット 7004の間には互 いに離間する方向に作用する磁気反力 Fが発生する。 本例では、駆動用マグネット 4006の中心と、位置検出用マグネット 7004の中心と が光軸と平行な方向に間隔をおいているため、図 69A、図 69Bに示すように、位置 検出用マグネット 7004には、光軸に対して傾斜した方向に磁気反力 Fによる力が作 用すること〖こなる。
この場合、位置検出用マグネット 7004は、第 3レンズ保持枠 1802に取着され、この 第 3レンズ保持枠 1802が光軸方向に移動可能に支持されていることから、磁気反力 Fのうち光軸と平行な方向の成分の力 Fxが第 3レンズ保持枠 1802に作用する。言い 換えると、第 3レンズ保持枠 1802は、光軸方向の後方 (撮像素子 140に接近する方 向)に向けて常時付勢される。
したがって、コイル 4006に駆動電流が供給され、第 3レンズ保持枠 1802が光軸方 向の後方に動力される場合には、リニアモータ 40による駆動力に加えて前記力 Fxが 第 3レンズ保持枠 1802に作用し、前記力 Fxによって第 3レンズ保持枠 1802の移動 速度が加速されることになる。
前述したように第 3レンズ保持枠 1802に保持されている 3群レンズ 18はフォーカス レンズ (焦点調節用レンズ)であり、光軸方向に動力されることで焦点調節を行うもの である。焦点調節は、 3群レンズ 18を光軸方向に動力しつつ撮像素子 140で撮像さ れた被写体像のエッジの鮮明さが最も得られるように行われる。
このような焦点調節動作は、まず 3群レンズ 18を光軸方向の前方の限界位置である 至近端に移動させておき、次いで 3群レンズ 18を光軸方向の後方の限界位置である 無限遠方端に向けて移動させつつ行われる。
したがって、 3群レンズ 18の焦点調節動作の際に、 3群レンズ 18の移動速度が前 記磁気反力 Fによって加速されるため、焦点調節動作を迅速に行うことができ、撮影 時の操作性を向上させる上で有利となる。
また、本実施例では、ベース 12に取着される金属板 74は磁力によって吸引される 性質を有して 、るため、位置検出用マグネット 7004には金属板 74による吸引力が 作用する。
この場合、位置検出用マグネット 7004は、第 3レンズ保持枠 1802に取着され、この 第 3レンズ保持枠 1802が光軸方向に移動可能に支持されていることから、金属板 7 4による吸引力が第 3レンズ保持枠 1802に作用する。言い換えると、第 3レンズ保持 枠 1802は、光軸方向の後方 (撮像素子 140に接近する方向)に向けて常時付勢さ れる。
このため、コイル 4006に駆動電流が供給され、第 3レンズ保持枠 1802が光軸方向 の後方に動力される場合には、リニアモータ 40による駆動力に加えて前記吸引力が 第 3レンズ保持枠 1802に作用し、前記吸引力によって第 3レンズ保持枠 1802の移 動速度が加速されることになる。
したがって、 3群レンズ 18の移動速度が前記吸引力によって加速されるため、リニ ァモータ 40の大型化や消費電力の増大を抑制しつつ、 3群レンズ 18の焦点調節動 作を迅速に行うことができ、撮影時の操作性を向上させる上で有利となる。
[0086] なお、本例では、ベース 12の壁部箇所に設けた貫通孔 1244に取着した薄板 124 6に対してホール素子 7002を金属板 74で押し付けた場合について説明した力 図 6 4に示したように、ベース 12の壁部箇所に設けた取り付け凹部 1240の底壁 1241 ( 薄肉の壁部)に対してホール素子 7002を金属板 74で押し付けても、位置検出用マ グネット 7004に金属板 74による吸引力が作用することは同様である。
したがって、この場合においても、前記吸引力によって 3群レンズ 18の移動速度が 加速され 3群レンズ 18の焦点調節動作を迅速に行い撮影時の操作性を向上させる 上で有利となることはもちろんである。
[0087] なお、本実施例のレンズ鏡筒では、合焦レンズが撮像素子に近接する方向に移動 しながらピント合わせを行い、ピントが合ったところで停止し、撮影モードに入る仕組 みになっている。
したがって、この合焦レンズの移動スピードが速ければ、より短時間で合焦されるこ とになるが、これと反対に、合焦レンズが撮像素子力 離間する方向に移動しながら ピント合わせを行うと!、う合焦システムもある。
このように場合には、駆動用マグネット 4006と位置検出用マグネット 7004のうちの 一方のマグネットの光軸方向に沿った N極と S極の配置、言い換えれば着磁方向あ るいは磁石の向きを本実施例の場合とは逆転させることで、レンズ保持枠に撮像素 子力も離間する方向に作用する付勢力を加えるようにしてもょ 、ことは勿論である。 すなわち、本発明は、駆動用マグネットの磁極の中央部 (磁界の中心)から光軸方 向にオフセットした位置にぉ 、て位置検出用マグネットが移動する構成として、合焦 レンズがピント合わせのために移動する方向に付勢力がレンズ保持枠に取着された 位置検出用マグネットに加わるようにすることで、より短時間のピント合わせができるよ うにしたものである。
なお、本実施例では、撮像装置としてデジタルスチルカメラを用いて説明した力 本 発明は、ビデオカメラ、その他種々の撮像装置に適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] ベース上におけるレンズの光軸方向における位置を検出するレンズ位置検出装置 であって、
前記レンズおよびベースの一方に設けられた位置検出用マグネットと、 前記レンズおよびベースの他方に設けられ前記位置検出用マグネットの磁極から 発せられる磁力の強度に応じた大きさの検出信号を生成する磁力検出センサと、 前記検出信号の大きさに基づいて前記レンズの前記ベース上における前記光軸 方向における位置情報を生成する位置情報生成手段と、
を備えることを特徴とするレンズ位置検出装置。
[2] 前記レンズはレンズ保持枠により保持され、前記位置検出用マグネットは、前記レ ンズ保持枠およびベースの一方に設けられ、前記磁力検出センサは、前記レンズ保 持枠およびベースの他方に設けられることを特徴とする請求項 1記載のレンズ位置検 出装置。
[3] 前記ベース上にお!、て前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動可能に保持する レンズ案内機構が設けられていることを特徴とする請求項 2記載のレンズ位置検出装 置。
[4] 前記位置検出用マグネットは前記光軸と平行な方向に着磁されて 、ることを特徴と する請求項 1記載のレンズ位置検出装置。
[5] 前記磁力検出センサはホール素子あるいは磁気抵抗素子であることを特徴とする 請求項 1記載のレンズ位置検出装置。
[6] 前記磁力検出センサは、前記位置検出用マグネットを通り前記レンズの光軸と平行 する直線上に配置されていることを特徴とする請求項 1記載のレンズ位置検出装置。
[7] 前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に設けられ、前記磁力検出センサ は前記ベースに設けられ前記位置検出用マグネットを通り前記レンズの光軸と平行 する直線上に配置されていることを特徴とする請求項 1記載のレンズ位置検出装置。
[8] 前記位置情報生成手段は、前記磁力検出センサから供給される前記検出信号を 増幅して出力信号を生成する増幅回路を有し、前記位置情報生成手段による前記 位置情報の生成は前記出力信号に基づいてなされ、前記増幅回路は、前記出力信 号の傾きの絶対値に対応して該増幅回路の増幅率が 2つあるいは 3つ以上の異なる 大きさに変更できるように構成されていることを特徴とする請求項 1記載のレンズ位置 検出装置。
[9] 前記検出信号のノイズある!、は前記出力信号のノイズを除去するノイズ除去手段を 設けたことを特徴とする請求項 8記載のレンズ位置検出装置。
[10] 前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に設けられ、前記磁力検出センサ は第 1の磁力検出センサと第 2の磁力検出センサの 2つを有して前記ベースに設けら れていることを特徴とする請求項 2記載のレンズ位置検出装置。
[11] 前記第 1、第 2の磁力検出センサは前記位置検出用マグネットを通り前記光軸と平 行する直線上で前記位置検出用マグネットを挟む 2箇所に配置されていることを特徴 とする請求項 10記載のレンズ位置検出装置。
[12] 前記位置情報生成手段による前記位置情報の生成は、前記第 1の磁力検出セン サから供給される第 1の検出信号と、前記第 2の磁力検出センサ力 出力される第 2 の検出信号との何れか一方に基づいてなされることを特徴とする請求項 10記載のレ ンズ位置検出装置。
[13] ベースと、
前記ベースに設けられた撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に導くレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
前記レンズの前記光軸方向における位置を検出する位置検出機構とが鏡筒内部 に配設されたレンズ鏡筒であって、
前記駆動機構は、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の一方に設けられたコイル と、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の他方に設けられた駆動用マグネットと、前 記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、
前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面 を有し、 前記磁極面にはその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、 前記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前 記磁極面に臨むように配置され、
前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検出用マグ ネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた大きさの 検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、
前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、
前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する前記ベースの 壁部箇所に薄肉の壁部が設けられ、
前記磁力検出センサは、前記ベースに取着された弱磁性材料力もなる金属板が前 記磁力検出センサの箇所で前記感磁面とは逆の面である前記磁力検出センサの背 面に押し付けられ、これにより前記感磁面が前記薄肉の壁部に当て付けられて配設 されている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
[14] 前記位置検出用マグネットは、前記光軸方向で前記撮像素子側に臨む箇所が N 極または S極の一方に着磁され、前記光軸方向で前記被写体側に臨む箇所が N極 または S極の他方に着磁されていることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[15] 前記レンズは前記光軸方向に動かされることで前記撮像素子に結像される被写体 像の焦点調節を行う焦点調節用レンズであることを特徴とする請求項 13記載のレン ズ鏡筒。
[16] 前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する前記ベースの 壁部箇所に、前記位置検出用マグネットが位置する方向とは反対の方向に開放状の 凹部が設けられ、前記磁力検出センサは前記凹部に収容され、前記薄肉の壁部は 前記凹部の底壁で形成されていることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[17] 前記凹部は、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する 前記ベースの壁部箇所に貫通形成された貫通孔と、前記貫通孔の内部で前記位置 検出用マグネット寄りの箇所に前記貫通孔を閉塞するように取着された非磁性材料 力 なる薄板とで構成され、前記薄肉の壁部は前記薄板により形成されていることを 特徴とする請求項 16記載のレンズ鏡筒。
[18] 前記駆動用マグネットは、前記光軸と直交する仮想線が前記磁極面に直角に交わ るように配設されて 、ることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[19] 前記コイルは前記レンズ保持枠に設けられ、前記駆動用マグネットは前記ベースに 設けられていることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[20] 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸方向に細長 、矩形状に形成されて 、る ことを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[21] 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸方向に延在する長さと、前記長さよりも 小さい寸法の幅と、前記幅よりも小さい寸法の高さとを有して前記レンズの光軸方向 に細長く厚さが小さ 、矩形板状の扁平マグネットとして形成され、前記磁極面は前記 長さと前記幅とで形成される前記扁平マグネットの細長 ヽ矩形面に形成されて!ヽるこ とを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[22] 前記コイルは、卷線が卷回されて形成される卷回端面の輪郭の大きさに比べてそ の卷回高さが小さい寸法で形成され前記磁極面に対して直交する方向の高さが小さ
V、扁平コイルで形成されて 、ることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[23] 前記コイルは、卷線が矩形枠状に卷回されその卷回高さが前記矩形枠状の形状を なす長辺および短辺よりも小さい寸法で形成され前記磁極面に対して直交する方向 の高さが小さい扁平コイルで形成されていることを特徴とする請求項 13記載のレンズ 鏡筒。
[24] 前記レンズは前記光軸方向から見て矩形に形成され、前記駆動用マグネットは、前 記光軸方向から見て前記磁極面が前記矩形をなす前記レンズの一辺に対して平行 するように配設されていることを特徴とする請求項 13記載のレンズ鏡筒。
[25] 前記案内機構は、前記光軸と平行に延在するガイド軸を有し、前記駆動用マグネッ トは前記ベースに設けられ、前記ガイド軸を支持するガイド軸ホルダが設けられ、前 記駆動用マグネットを支持するマグネットホルダが設けられ、前記ガイド軸ホルダとマ グネットホルダは前記ベースに一体に形成されていることを特徴とする請求項 13記 載のレンズ鏡筒。
[26] レンズによって導かれた被写体像を撮像する撮像素子を有するレンズ鏡筒を備え た撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、
前記撮像素子が設けられたベースと、
前記レンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構とが鏡筒内部に配設され たレンズ鏡筒であって、
前記駆動機構は、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の一方に設けられたコイル と、前記ベースまたは前記レンズ保持枠の他方に設けられた駆動用マグネットと、前 記コィノレに
駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、
前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面 を有し、
前記磁極面にはその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、 前記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前 記磁極面に臨むように配置され、
前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検出用マグ ネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた大きさの 検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、
前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、
前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線が通過する前記ベースの 壁部箇所に薄肉の壁部が設けられ、
前記磁力検出センサは、前記ベースに取着された弱磁性材料力もなる金属板が前 記磁力検出センサの箇所で前記感磁面とは逆の面である前記磁力検出センサの背 面に押し付けられ、これにより前記感磁面が前記薄肉の壁部に当て付けられて配設 されている、
ことを特徴とする撮像装置。
[27] ベースと、
前記ベースに設けられた撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に導くレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
前記レンズの前記光軸方向における位置を検出する位置検出機構とが鏡筒内部 に配設されたレンズ鏡筒であって、
前記駆動機構は、前記レンズ保持枠に設けられたコイルと、前記ベースに設けられ た駆動用マグネットと、前記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面 を有し、
前記磁極面にはその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、 前記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前 記磁極面に臨むように配置され、
前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検出用マグ ネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた大きさの 検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、
前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、
前記磁力検出センサは、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線 が通過する前記ベースの壁部箇所に前記感磁面を前記位置検出用マグネットに向 けて取着され、
前記駆動用マグネットによって形成される第 1磁束線と、前記位置検出用マグネット によって形成される第 2磁束線とが交わる磁気干渉点において前記第 1磁束線と第 2 磁束線の向きが同一方向となるように構成されている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
[28] 前記駆動用マグネットの磁極面は前記光軸方向で前記撮像素子側が N極または S 極の一方に着磁され、前記光軸方向で前記被写体側が N極または S極の他方に着 磁され、前記位置検出用マグネットは、前記光軸方向で前記撮像素子側に臨む箇 所が N極または S極の一方に着磁され、前記光軸方向で前記被写体側に臨む箇所 が N極または S極の他方に着磁されていることを特徴とする請求項 27記載のレンズ 鏡筒。
[29] 前記駆動用マグネットによって形成される磁界の中心と、前記位置検出用マグネッ トによって形成される磁界の中心とが前記光軸と平行な方向に間隔をおいて設けら れていることを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[30] 前記レンズは前記光軸方向に動かされることで前記撮像素子に結像される被写体 像の焦点調節を行う焦点調節用レンズであることを特徴とする請求項 27記載のレン ズ鏡筒。
[31] 前記駆動用マグネットは、前記光軸と直交する仮想線が前記磁極面に直角に交わ るように配設されて 、ることを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[32] 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸方向に細長 、矩形状に形成されて 、る ことを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[33] 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸方向に延在する長さと、前記長さよりも 小さい寸法の幅と、前記幅よりも小さい寸法の高さとを有して前記レンズの光軸方向 に細長く厚さが小さ 、矩形板状の扁平マグネットとして形成され、前記磁極面は前記 長さと前記幅とで形成される前記扁平マグネットの細長 ヽ矩形面に形成されて!ヽるこ とを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[34] 前記コイルは、卷線が卷回されて形成される卷回端面の輪郭の大きさに比べてそ の卷回高さが小さい寸法で形成され前記磁極面に対して直交する方向の高さが小さ V、扁平コイルで形成されて 、ることを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[35] 前記コイルは、卷線が矩形枠状に卷回されその卷回高さが前記矩形枠状の形状を なす長辺および短辺よりも小さい寸法で形成され前記磁極面に対して直交する方向 の高さが小さ 、扁平コイルで形成されて ヽることを特徴とする請求項 27記載のレンズ 鏡筒。
[36] 前記レンズは前記光軸方向から見て矩形に形成され、前記駆動用マグネットは、前 記光軸方向から見て前記磁極面が前記矩形をなす前記レンズの一辺に対して平行 するように配設されて 、ることを特徴とする請求項 27記載のレンズ鏡筒。
[37] 前記案内機構は、前記光軸と平行に延在するガイド軸を有し、前記駆動用マグネッ トは前記ベースに設けられ、前記ガイド軸を支持するガイド軸ホルダが設けられ、前 記駆動用マグネットを支持するマグネットホルダが設けられ、前記ガイド軸ホルダとマ グネットホルダは前記ベースに一体に形成されていることを特徴とする請求項 27記 載のレンズ鏡筒。
[38] レンズによって導かれた被写体像を撮像する撮像素子を有するレンズ鏡筒を備え た撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、
前記撮像素子が設けられたベースと、
前記レンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記レンズの光軸方向に移動可能に支持する案内機構と、 前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる駆動機構とが鏡筒内部に配設され たレンズ鏡筒であって、
前記駆動機構は、前記レンズ保持枠に設けられたコイルと、前記ベースに設けられ た駆動用マグネットと、前記コイルに駆動電流を供給する電流供給手段とを有し、 前記駆動用マグネットは前記レンズの光軸と平行な方向に沿って延在する磁極面 を有し、
前記磁極面にはその延在方向に沿って異なる 2つの磁極が並べて配置され、 前記コイルは卷線が前記磁極面と直交する軸線回りに卷回されその卷回端面が前 記磁極面に臨むように配置され、
前記位置検出機構は、磁力を発する位置検出用マグネットと前記位置検出用マグ ネットから発せられる磁力を感磁面を介して検出しその磁力の強度に応じた大きさの 検出信号を生成する磁力検出センサで構成され、
前記位置検出用マグネットは前記レンズ保持枠に取着され、
前記磁力検出センサは、前記光軸と平行し前記位置検出用マグネットを通る直線 が通過する前記ベースの壁部箇所に前記感磁面を前記位置検出用マグネットに向 けて取着され、
前記駆動用マグネットによって形成される第 1磁束線と、前記位置検出用マグネット によって形成される第 2磁束線とが交わる磁気干渉点において前記第 1磁束線と第 2 磁束線の向きが同一方向となるように構成されている、
ことを特徴とする撮像装置。
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