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JP2006201593A - Imaging apparatus and its control method - Google Patents

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JP2006201593A
JP2006201593A JP2005014325A JP2005014325A JP2006201593A JP 2006201593 A JP2006201593 A JP 2006201593A JP 2005014325 A JP2005014325 A JP 2005014325A JP 2005014325 A JP2005014325 A JP 2005014325A JP 2006201593 A JP2006201593 A JP 2006201593A
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JP
Japan
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holding means
magnetic body
force
imaging apparatus
holding
Prior art date
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Application number
JP2005014325A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Futoshi Kobayashi
太 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a compact imaging apparatus where the eccentricity and the tilt of a lens are reduced without providing a sliding part. <P>SOLUTION: By arranging 1st and 2nd magnetic bodies 9 and 11 so as to make repulsive force or attractive force act in a direction nearly orthogonal to the moving direction of a holding means 2, play of the holding means 2 and the fitting part 3 of a guide member is put aside without providing the sliding part indispensable in using an elastic member such as a leaf spring. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学部材の移動時の安定性を向上するように改良された撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus improved so as to improve stability during movement of an optical member and a control method thereof.

従来より撮像装置では、ズーミングまたはフォーカシングのために、光軸方向へ移動可能なレンズを有する鏡筒において、レンズが移動中に偏心したり倒れたりすると、被写体像がぶれると言う問題があった。特に、ビデオカメラやデジタルカメラでは、ズーミング中またはフォーカシング中の映像を記録することやモニタで観察することができるので、被写体像はぶれないことが望まれている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an imaging apparatus, there has been a problem that a subject image is blurred if a lens barrel having a lens movable in the optical axis direction is decentered or falls during movement for zooming or focusing. In particular, in a video camera or a digital camera, since an image during zooming or focusing can be recorded or observed on a monitor, it is desired that the subject image is not blurred.

レンズを保持する保持枠と保持枠に嵌合するガイドバーによりレンズを移動可能に支持する機構では、保持枠とガイドバーの嵌合にいわゆる「ガタ」が必要である。このガタの大きさは温度、湿度による変化を考慮するほか、製造誤差によってガタがなくならないように若干大きく設計される。即ち、ガタはある程度必要であり、ガタを小さくすることで、レンズが偏心したり倒れないようにすることはできない。そのため従来では、保持枠とガイドバーの嵌合長を長くすることにより、レンズの倒れを少なくしていた。更に、嵌合長を長くしてもレンズのガタつきが抑えられない場合には、板ばねの如き弾性部材を保持枠に固定し、鏡筒内面に摺動させることにより片寄せを行い、ガタつきを無くす方法もあった。   In a mechanism that supports a lens movably by a holding frame that holds the lens and a guide bar that fits the holding frame, so-called “backlash” is required for fitting the holding frame and the guide bar. In addition to taking into account changes due to temperature and humidity, the size of this play is designed to be slightly larger so that it does not disappear due to manufacturing errors. In other words, the play is necessary to some extent, and it is impossible to prevent the lens from decentering or falling by reducing the play. For this reason, conventionally, the lens is prevented from falling by increasing the fitting length between the holding frame and the guide bar. Furthermore, if the rattling of the lens cannot be suppressed even if the fitting length is increased, an elastic member such as a leaf spring is fixed to the holding frame and is slid on the inner surface of the lens barrel, and the rattling is performed. There was also a way to get rid of it.

また、レンズを駆動する手段としてボイスコイルモータを使った方法がある。これは、永久磁石のような磁界発生部からの磁束に直交する方向へ電線を通し、電線に流れる電流に応じてフレミング左手の法則で示される方向へ発生する力を利用してレンズを駆動するものである。ボイスコイルモータを使ったレンズ駆動系では、レンズ位置を常に監視しフィードバックする必要があるが、一般にDCモータやステップモータを使った場合と比較し、低消費電力で、応答性が良く、回転部分がないので低騒音であるといった特徴があり、近年ビデオカメラのレンズにおいて採用される例が増えている。   There is a method using a voice coil motor as means for driving the lens. This is because the wire is passed in a direction perpendicular to the magnetic flux from the magnetic field generator such as a permanent magnet, and the lens is driven using the force generated in the direction indicated by Fleming's left-hand rule according to the current flowing in the wire. Is. In a lens drive system using a voice coil motor, it is necessary to constantly monitor and feed back the lens position. In general, however, it consumes less power and is more responsive than a DC motor or step motor. There is a feature that it is low noise because of the lack of noise, and in recent years, it has been increasingly used in video camera lenses.

特開2003−295249号公報JP 2003-295249 A

しかしながら、嵌合長を長くしてレンズの倒れを少なくすることは、光軸方向へガイドバーが伸びることを意味し、鏡筒の小型化に不利であった。また、レンズの偏心は、嵌合長によらず、嵌合ガタ分残るので、被写体像のぶれを完全に無くすことは困難であった。また、弾性部材を用いた片寄せを行った場合は、摺動抵抗が発生するだけでなく、鏡筒内面のばりや傷に弾性部材が引っ掛かり、かえって保持枠のガタつきを発生させる原因になることもあった。   However, increasing the fitting length to reduce the tilting of the lens means that the guide bar extends in the optical axis direction, which is disadvantageous for downsizing the lens barrel. Further, since the eccentricity of the lens remains as much as the fitting play regardless of the fitting length, it is difficult to completely eliminate the blur of the subject image. In addition, when the elastic member is used, not only sliding resistance is generated, but also the elastic member is caught by flash or scratches on the inner surface of the lens barrel, which causes the holding frame to be loose. There was also.

本発明の目的は、上述の問題を解消し、小型で、且つレンズの偏心や倒れの少ない撮像装置及びその制御方法を提供することである。特に、近年レンズ駆動系への採用が増えているボイスコイルモータの構成部品を活用することで、最小限の部品の追加で安定的に移動する撮像装置及びその制御方法を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an image pickup apparatus that is small in size and has less eccentricity and tilting of a lens, and a control method therefor. In particular, an object of the present invention is to realize an imaging apparatus that stably moves with the addition of a minimum number of components and a control method thereof by utilizing components of a voice coil motor that has been increasingly used in lens drive systems in recent years. To do.

本発明の撮像装置は、光学部材と、前記光学部材を移動可能に保持する保持手段と、前記保持手段を前記光学部材と共に移動せしめる駆動手段と、前記保持手段に保持された第1の磁性体と、前記保持手段とは別体に、当該保持手段に保持されることなく設けられた第2の磁性体とを含み、前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体は、その少なくとも一方が磁界を発生する磁性体であるとともに、互いに前記保持手段の移動方向と略直交する方向へ吸着力又は反発力を及ぼし合うように構成されてなる。   An image pickup apparatus according to the present invention includes an optical member, a holding unit that movably holds the optical member, a driving unit that moves the holding unit together with the optical member, and a first magnetic body held by the holding unit. And a second magnetic body provided without being held by the holding means, separately from the holding means, and at least one of the first magnetic body and the second magnetic body Is a magnetic body that generates a magnetic field, and is configured to exert an attracting force or a repulsive force in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the holding means.

本発明の撮像装置の制御方法は、光学部材と、前記光学部材を移動可能に保持する保持手段と、前記保持手段を前記光学部材と共に移動せしめる駆動手段とを含み構成される撮像装置の制御方法であって、少なくとも一方が磁界を発生する磁性体である第1の磁性体及び第2の磁性体について、前記保持手段に保持されるように前記第1の磁性体を配置するとともに、前記保持手段とは別体に当該保持手段に保持されることなく前記第2の磁性体を配置し、前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体を互いに前記保持手段の移動方向と略直交する方向へ吸着力又は反発力を及ぼし合うようにして、前記保持手段を片寄せする。   An image pickup apparatus control method according to the present invention includes an optical member, a holding means for holding the optical member movably, and a drive means for moving the holding means together with the optical member. The first magnetic body and the second magnetic body, at least one of which is a magnetic body that generates a magnetic field, are arranged so as to be held by the holding means, and the holding The second magnetic body is arranged separately from the means without being held by the holding means, and the first magnetic body and the second magnetic body are substantially perpendicular to the moving direction of the holding means. The holding means is biased so as to exert an attracting force or a repulsive force in the direction.

本願の請求項1,5に記載した発明によれば、保持手段の移動方向と略直交する方向へ反発力または吸着力が働くように第1及び第2の磁性体を配置することにより、保持手段と保持手段のガイド部材の嵌合部のガタを、板ばねのような弾性部材を使った場合に必須となる摺動部を設けることなく片寄せすることができ、保持手段を安定して移動させることが可能となる。更にこれにより、光学部材とガイド部材の嵌合長を短くすることができるので、鏡筒の更なる小型化が実現可能である。   According to the invention described in claims 1 and 5 of the present application, the first and second magnetic bodies are arranged so that the repulsive force or the attractive force acts in a direction substantially orthogonal to the moving direction of the holding means. The looseness of the fitting portion of the guide member of the holding means and the holding means can be offset without providing a sliding portion which is essential when an elastic member such as a leaf spring is used. It can be moved. In addition, this makes it possible to shorten the fitting length between the optical member and the guide member, so that further downsizing of the lens barrel can be realized.

また、本願の請求項2に記載した発明によれば、保持手段の駆動手段をボイスコイルモータとすることにより、ボイスコイルモータを構成する永久磁石を保持手段を片寄せる磁界を発生する磁性体として兼用できるので、最小の部品の追加により保持手段が摺動部なしで安定して移動することを可能にする。   Further, according to the invention described in claim 2 of the present application, the driving means of the holding means is a voice coil motor, so that the permanent magnet constituting the voice coil motor is a magnetic body that generates a magnetic field that moves the holding means together. Since they can be used together, the holding means can be stably moved without a sliding portion by adding a minimum number of parts.

また、本願の請求項3に記載した発明によれば、保持手段の重力によるガイド部材回りの回転力と、磁性体による回転力との発生方向を同一とすることで、重力による回転力と磁性体による回転力が相殺することなく、保持手段を片寄せることができる。   Further, according to the invention described in claim 3 of the present application, the generation direction of the rotational force around the guide member due to the gravity of the holding means and the rotational force due to the magnetic material is made the same, so The holding means can be offset without the rotational force of the body canceling out.

また、本願の請求項4に記載した発明によれば、保持手段の重力によるガイド部材回りの回転力と、磁性体による回転力との発生方向を逆とし、且つ磁性体による回転力を光学部材を含む保持手段の重力による回転力よりも十分大きく設定することにより、撮像装置の使用姿勢によらずに保持手段を片寄せることができる。   Further, according to the invention described in claim 4 of the present application, the generation direction of the rotational force around the guide member due to the gravity of the holding means and the rotational force due to the magnetic material is reversed, and the rotational force due to the magnetic material is applied to the optical member. By setting the holding means including the rotation force sufficiently larger than the rotational force due to the gravity, the holding means can be offset regardless of the use posture of the imaging apparatus.

以下、本発明を適用した具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明による撮像装置の一例を示すブロック図である。
ここで、101は画像を集光するレンズ、102は画像を画像データであるアナログ信号に光電変換する固体撮像素子、103はアナログ信号を処理するアナログ信号処理回路、104はアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器、105はディジタル信号を処理するディジタル信号処理回路、106はディジタル信号を記憶するバッファメモリ、107は装置全体の動作を制御する制御回路、108はバッファメモリ106から読み出されたディジタル信号を外部へ転送するインターフェイス、109はインターフェイス108に着脱自在のメモリカード、110はメモリバス、111はレンズ101の保持枠である。ここで、制御回路により、保持枠111が駆動制御される。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an imaging apparatus according to the present invention.
Here, 101 is a lens that collects an image, 102 is a solid-state imaging device that photoelectrically converts the image into an analog signal that is image data, 103 is an analog signal processing circuit that processes the analog signal, and 104 is an analog signal that is converted into a digital signal. A / D converter for conversion, 105 a digital signal processing circuit for processing a digital signal, 106 a buffer memory for storing the digital signal, 107 a control circuit for controlling the operation of the entire apparatus, 108 for reading from the buffer memory 106 An interface for transferring the digital signal to the outside, 109 is a memory card that is detachable from the interface 108, 110 is a memory bus, and 111 is a holding frame for the lens 101. Here, the holding frame 111 is driven and controlled by the control circuit.

図2は、本実施形態の撮像装置を構成する鏡筒内部におけるレンズの支持構造を示す概略斜視図である。
ここで、1は支持されるレンズである。本実施形態では、レンズ1の用途について限定するものではなく、図1のレンズ101は勿論のこと、ズーミング用であってもフォーカシング用であってもよい。更には、レンズではなく例えば、赤外光線カットフィルターや光学ローパスフィルターのような平板の光学部材に対して本発明を適用してもよい。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a lens support structure inside the lens barrel constituting the imaging apparatus of the present embodiment.
Here, 1 is a lens to be supported. In the present embodiment, the use of the lens 1 is not limited, and the lens 101 in FIG. 1 may be used for zooming or for focusing, as a matter of course. Furthermore, the present invention may be applied to a flat optical member such as an infrared ray cut filter or an optical low-pass filter instead of a lens.

2はレンズ1を保持する保持枠である。3は保持枠2に設けられ、後述するガイド軸4に嵌合する嵌合部である。4は嵌合部3に嵌合し、保持枠2を直線的かつ回転可能に支持するガイド軸であり、ガイド軸4は不図示の鏡筒本体に固定されている。5は保持枠2に設けられ、後述する回り止め軸6と嵌合する回り止め部である。6は不図示の鏡筒本体に対しガイド軸4に平行に固定され、回り止め部5に嵌合する回り止め軸であり、ガイド軸4を中心とした保持枠2の回転を止める働きをする。つまり、ガイド軸4と回り止め軸6により、保持枠2は直線運動可能に支持される。   Reference numeral 2 denotes a holding frame that holds the lens 1. Reference numeral 3 denotes a fitting portion which is provided on the holding frame 2 and is fitted to a guide shaft 4 which will be described later. Reference numeral 4 denotes a guide shaft that is fitted to the fitting portion 3 and supports the holding frame 2 linearly and rotatably. The guide shaft 4 is fixed to a lens barrel body (not shown). Reference numeral 5 denotes a detent portion which is provided on the holding frame 2 and engages with a detent shaft 6 which will be described later. Reference numeral 6 denotes a non-rotating shaft that is fixed in parallel to the guide shaft 4 with respect to a lens barrel body (not shown) and fits to the anti-rotation portion 5 and serves to stop the rotation of the holding frame 2 around the guide shaft 4. . That is, the holding frame 2 is supported by the guide shaft 4 and the detent shaft 6 so as to be linearly movable.

7は鉄のような強磁性材料からなる大ヨークで4辺のうちの1辺のない長方形形状をしており、鏡筒本体に固定されている。8は同じく小ヨークであり、大ヨーク7の欠損した長方形の1辺を補う形状をしている。9は磁界発生部となる永久磁石であり、大ヨーク7の長方形形状の内側に固定されている。10は保持枠2に固定され、電線が環状に巻かれたコイルであり、不図示であるが鏡筒本体外部にある鏡筒を制御するコントローラに電気的に接続されている。コイル10は大ヨーク7の1辺に貫通し、大ヨーク7と永久磁石9に挟まれた空間を、保持枠2とともに直線移動するよう構成されている。   A large yoke 7 made of a ferromagnetic material such as iron has a rectangular shape without one of the four sides, and is fixed to the lens barrel body. Similarly, 8 is a small yoke, which has a shape that compensates for one side of the rectangle that the large yoke 7 lacks. Reference numeral 9 denotes a permanent magnet serving as a magnetic field generating unit, which is fixed inside the rectangular shape of the large yoke 7. Reference numeral 10 denotes a coil fixed to the holding frame 2 and having an electric wire wound in an annular shape, and is electrically connected to a controller (not shown) that controls the lens barrel outside the lens barrel body. The coil 10 penetrates one side of the large yoke 7 and is configured to move linearly together with the holding frame 2 in a space between the large yoke 7 and the permanent magnet 9.

図3は、図2の斜視図に対する正面図である。また、図3は本撮像装置の主たる使用姿勢における保持枠2の姿勢を表しており、下向きに重力が働く。図3以降の図において、同じ部品または部位は同じ番号で表すものとし、必要のある場合以外は特に説明しない。図4は図3のI−I断面図である。図4に示すように永久磁石9は2極に着磁されており、磁力線が矢印pの方向へ向かって存在する。大ヨーク7と小ヨーク8はこの磁力線の外部への漏れを抑える効果があり、永久磁石9の磁力線を効率よく使うことができる。   FIG. 3 is a front view of the perspective view of FIG. FIG. 3 shows the posture of the holding frame 2 in the main use posture of the imaging apparatus, and gravity works downward. In the drawings after FIG. 3, the same parts or parts are represented by the same numbers, and are not particularly described unless necessary. 4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. As shown in FIG. 4, the permanent magnet 9 is magnetized in two poles, and the lines of magnetic force exist in the direction of the arrow p. The large yoke 7 and the small yoke 8 have an effect of suppressing leakage of the magnetic field lines to the outside, and the magnetic field lines of the permanent magnet 9 can be used efficiently.

コイル10には磁力線に直交する方向へ電流を流すことができるので、フレミング左手の法則が示す方向へ電磁力が生ずる。具体的には、図4において、コイル10の磁力線と交差する部分に、紙面表側から裏側方向へ電流が流れると、コイル10には左方向へ、コイルの巻き数と、電流の大きさと、交差する磁束密度と、電線1本が磁力線と交差する長さの積で計算される力がコイルに発生する。電流の向きを反対にすると力の発生方向も反対になり、かつ、電流の大きさに応じて発生する力の大きさも変わるので、コイル10に流す電流の大きさ、向きを制御することで保持枠2をガイド軸4に沿って移動させることが可能となっている。   Since an electric current can flow through the coil 10 in a direction perpendicular to the magnetic field lines, an electromagnetic force is generated in the direction indicated by the Fleming's left-hand rule. Specifically, in FIG. 4, when a current flows from the front side to the back side in the portion intersecting the magnetic field lines of the coil 10, the number of turns of the coil, the magnitude of the current, The coil generates a force that is calculated by the product of the magnetic flux density and the length at which one electric wire intersects the magnetic field lines. If the direction of the current is reversed, the direction of force generation will also be reversed, and the magnitude of the generated force will change depending on the magnitude of the current, so it is maintained by controlling the magnitude and direction of the current flowing through the coil 10. The frame 2 can be moved along the guide shaft 4.

次に、嵌合ガタについて説明する。嵌合ガタは部品間での摺動のためには必ず必要であり、撮像装置の場合には様々な環境での使用を想定し、温度や湿度の変化による部品の膨張収縮、膨潤を考慮してガタ量を決定する。更には、部品の製造誤差といった要因も考慮せねばならない。本実施例においても、嵌合部3とガイド軸4、および回り止め部5と回り止め軸6はそれぞれ嵌合ガタを持っている。保持枠2はガタ分自由に動けるので、保持枠2に力が働かない場合、保持枠2の位置、姿勢は嵌合ガタの範囲内で不定となる。   Next, the fitting backlash will be described. Fitting play is absolutely necessary for sliding between parts. In the case of an imaging device, it is assumed to be used in various environments, taking into account the expansion and contraction and swelling of parts due to changes in temperature and humidity. Determine the amount of play. Furthermore, factors such as part manufacturing errors must be taken into account. Also in the present embodiment, the fitting portion 3 and the guide shaft 4, and the anti-rotation portion 5 and the anti-rotation shaft 6 each have fitting play. Since the holding frame 2 can move freely by the backlash, if no force is applied to the holding frame 2, the position and posture of the holding frame 2 are indefinite within the range of the fitting backlash.

図4において、11は、保持枠2に固定され、2極に着磁された永久磁石からなる片寄せ磁石である。片寄せ磁石11は、永久磁石9と互いに反発するように着磁されており、保持枠2の移動によらず、図4において常に下向きへの反発力をうけている。更に、この反発力は磁石によるものなので、板ばねといった弾性部材を用いた場合に必須となる摺動部がなく、摺動摩擦や、摺動面のばりや傷による引っ掛かりも原理的に発生しない。   In FIG. 4, 11 is a one-sided magnet made of a permanent magnet fixed to the holding frame 2 and magnetized to two poles. The one-sided magnet 11 is magnetized so as to repel each other with the permanent magnet 9, and is always subjected to a downward repulsive force in FIG. 4 regardless of the movement of the holding frame 2. Furthermore, since the repulsive force is generated by a magnet, there is no sliding portion that is essential when an elastic member such as a leaf spring is used, and sliding friction and sliding due to flashing or scratching of the sliding surface do not occur in principle.

図3に戻って、保持枠2に働く力について説明する。本撮像装置の主たる使用姿勢において、重力が図3の下向きに生ずるので、保持枠2はガイド軸4を中心に反時計回りに回転力が生ずる。更に、片寄せ磁石11による下向きの力が加わることで、より強く反時計回りに回転力が生じさせることができる。片寄せ磁石11がない場合、撮像装置外部からの振動や、保持枠2駆動時の振動により保持枠2がガタつくことがある。しかし、本実施例のように片寄せ磁石11を設けることで、保持枠2の回転力を強め、ガタつきを抑えることができる。また、ガタつきが抑えられているので、嵌合長を長くすることでガタつきの最大量を抑える必要がなく、従来に比べ短い嵌合長であっても、ガタつきのない安定したレンズ移動を行うことができる。   Returning to FIG. 3, the force acting on the holding frame 2 will be described. In the main use posture of the image pickup apparatus, gravity is generated downward in FIG. 3, so that the holding frame 2 is rotated counterclockwise around the guide shaft 4. Furthermore, by applying a downward force by the one-sided magnet 11, a rotational force can be generated more strongly counterclockwise. When the magnet 11 is not provided, the holding frame 2 may be rattled due to vibration from outside the imaging apparatus or vibration when the holding frame 2 is driven. However, by providing the one-sided magnet 11 as in the present embodiment, the rotational force of the holding frame 2 can be strengthened and rattling can be suppressed. In addition, since rattling is suppressed, it is not necessary to suppress the maximum amount of rattling by increasing the mating length, and even if the mating length is shorter than before, stable lens movement without rattling is performed. be able to.

なお、片寄せ磁石11の着磁方向を逆にし、吸着力によって保持枠2を片寄せすることもできる。この場合、重力による回転力の発生方向とは逆方向へ回転力が発生するので、保持枠2のガタつきを抑えるためには、片寄せ磁石11による吸着力を、レンズ1と保持枠2とコイル10に働く重力の合計よりも十分強くする必要がある。しかしながら、このように構成することにより、撮像装置の使用姿勢によらず、安定して保持枠2を移動させることができる。   Note that the magnetizing direction of the one-sided magnet 11 can be reversed, and the holding frame 2 can be one-sided by the attractive force. In this case, since the rotational force is generated in a direction opposite to the direction in which the rotational force is generated by gravity, in order to suppress the play of the holding frame 2, the attracting force by the one-sided magnet 11 is used as the lens 1 and the holding frame 2. It is necessary to make it sufficiently stronger than the total gravity acting on the coil 10. However, with this configuration, the holding frame 2 can be stably moved regardless of the usage posture of the imaging apparatus.

本実施形態において、保持枠2の駆動にはボイスコイルモータを使用したが、本発明は駆動方法を限定するものではない。但し、ボイスコイルモータを使用することで最小の部品の追加で、本発明が提案する摺動部なしの片寄せを実現できる。   In the present embodiment, a voice coil motor is used to drive the holding frame 2, but the present invention does not limit the driving method. However, the use of the voice coil motor can realize the offset without the sliding portion proposed by the present invention with the addition of the minimum parts.

(第2の実施形態)
図5は、本実施形態による撮像装置を構成する鏡筒の内部における、あるレンズの支持構造を示す概略正面図である。なお、本実施形態による撮像装置の概略構成は図1と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic front view showing the support structure of a certain lens inside the lens barrel constituting the imaging apparatus according to the present embodiment. The schematic configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.

図5において、21は支持されるレンズである。22はレンズ21を保持するレンズ保持枠である。23はレンズ保持枠に設けられ、後述するガイド軸24に嵌合する嵌合部である。24は嵌合部23に嵌合し、保持枠2を直線的かつ回転可能に支持するガイド軸であり、ガイド軸24は不図示の鏡筒本体に固定されている。25は保持枠22に設けられ、後述する回り止め軸26と嵌合する回り止め部である。26は不図示の鏡筒本体に対しガイド軸24に平行に固定され、回り止め部25に嵌合する回り止め軸であり、ガイド軸24を中心とした保持枠22の回転を止める働きをする。つまり、ガイド軸24と回り止め軸26により、保持枠22は直線運動可能に支持される。図4は本撮像装置の主たる使用姿勢における保持枠2の姿勢を表しており、下向きに重力が働く。   In FIG. 5, reference numeral 21 denotes a supported lens. Reference numeral 22 denotes a lens holding frame that holds the lens 21. Reference numeral 23 denotes a fitting portion that is provided on the lens holding frame and is fitted to a guide shaft 24 described later. Reference numeral 24 denotes a guide shaft that is fitted to the fitting portion 23 and supports the holding frame 2 linearly and rotatably. The guide shaft 24 is fixed to a lens barrel body (not shown). Reference numeral 25 denotes a detent portion that is provided on the holding frame 22 and fits with a detent shaft 26 described later. Reference numeral 26 denotes a rotation-preventing shaft that is fixed to the lens barrel body (not shown) in parallel to the guide shaft 24 and fits to the rotation-preventing portion 25, and serves to stop the rotation of the holding frame 22 around the guide shaft 24. . That is, the holding frame 22 is supported by the guide shaft 24 and the detent shaft 26 so as to be linearly movable. FIG. 4 shows the posture of the holding frame 2 in the main use posture of the imaging apparatus, and gravity works downward.

図6は、図5のJ−J断面図である。
27は鉄のような強磁性材料からなるヨークであり、鏡筒本体に固定されている。29は磁界発生部となる永久磁石であり、ヨーク27の内側に固定されている。30は保持枠22に固定され、電線が環状に巻かれたコイルであり、不図示であるが鏡筒本体外部にある鏡筒を制御するコントローラに電気的に接続されている。コイル30はヨーク27の1辺に貫通し、ヨーク27と永久磁石29に挟まれた空間を、保持枠22とともに直線移動するよう構成されている。永久磁石29は2極に着磁されており、磁力線が矢印qの方向へ向かって存在する。ヨーク27はこの磁力線の外部への漏れを抑える効果があり、永久磁石29の磁力線を効率よく使うことができる。
6 is a cross-sectional view taken along the line JJ of FIG.
A yoke 27 made of a ferromagnetic material such as iron is fixed to the lens barrel body. Reference numeral 29 denotes a permanent magnet serving as a magnetic field generator, which is fixed inside the yoke 27. Reference numeral 30 denotes a coil fixed to the holding frame 22 and wound in an annular shape, and is electrically connected to a controller (not shown) that controls the lens barrel outside the lens barrel body. The coil 30 penetrates one side of the yoke 27 and is configured to move linearly together with the holding frame 22 in a space between the yoke 27 and the permanent magnet 29. The permanent magnet 29 is magnetized in two poles, and the lines of magnetic force exist in the direction of the arrow q. The yoke 27 has an effect of suppressing leakage of the magnetic field lines to the outside, and the magnetic field lines of the permanent magnet 29 can be used efficiently.

コイル30には、磁力線に直交する方向へ電流を流すことができるので、フレミング左手の法則が示す方向へ電磁力が生ずる。電流の向きを反対にすると力の発生方向も反対になり、且つ電流の大きさに応じて発生する力の大きさも変わるので、コイル30に流す電流の大きさ、向きを制御することで保持枠22をガイド軸24に沿って移動させることが可能である。   Since an electric current can flow through the coil 30 in a direction perpendicular to the magnetic field lines, an electromagnetic force is generated in the direction indicated by the Fleming left-hand rule. If the direction of the current is reversed, the direction of force generation is also reversed, and the magnitude of the generated force changes according to the magnitude of the current. Therefore, the holding frame can be controlled by controlling the magnitude and direction of the current flowing through the coil 30. It is possible to move 22 along the guide shaft 24.

図6において、31は、保持枠22に固定された強磁性体の鉄片である。鉄片31は、永久磁石29により吸着力を受けるので、保持枠22の位置によらず、図6において常に下向きへの吸着力を受けている。更に、この吸着力は磁石によるものなので、板ばねといった弾性部材を用いた場合に必須となる摺動部がなく、摺動摩擦や、摺動面のばりや傷による引っ掛かりも原理的に発生しない。   In FIG. 6, 31 is a ferromagnetic iron piece fixed to the holding frame 22. Since the iron piece 31 receives the attracting force by the permanent magnet 29, it always receives the attracting force downward in FIG. 6 regardless of the position of the holding frame 22. Further, since this attractive force is generated by a magnet, there is no sliding portion that is essential when an elastic member such as a leaf spring is used, and sliding friction and sliding due to flashing and scratches do not occur in principle.

図5に戻って、保持枠22に働く力について説明する。本撮像装置の主たる使用姿勢において、重力が図5の下向きに生ずるので、保持枠22はガイド軸24を中心に時計回りに回転力が生ずる。更に、鉄片31による下向きの力が加わることで、より強く時計回りに回転力が生じさせることができる。鉄片11がない場合、撮像装置外部からの振動や、保持枠22駆動時の振動により保持枠22がガタつくことがある。しかしながら、本実施形態のように鉄片11を設けることにより、保持枠22の回転力を強め、ガタつきを抑えることができる。また、ガタつきが抑えられているので、嵌合長を長くすることでガタつきの最大量を抑える必要がなく、従来に比べ短い嵌合長であっても、ガタつきのない安定したレンズ移動を行うことができる。   Returning to FIG. 5, the force acting on the holding frame 22 will be described. Since gravity is generated downward in FIG. 5 in the main use posture of the imaging apparatus, the holding frame 22 generates a rotational force about the guide shaft 24 in the clockwise direction. Furthermore, the downward force by the iron piece 31 is added, and thereby a stronger rotational force can be generated in the clockwise direction. When the iron piece 11 is not present, the holding frame 22 may rattle due to vibration from outside the imaging apparatus or vibration when the holding frame 22 is driven. However, by providing the iron piece 11 as in the present embodiment, the rotational force of the holding frame 22 can be increased and rattling can be suppressed. In addition, since rattling is suppressed, it is not necessary to suppress the maximum amount of rattling by increasing the mating length, and even if the mating length is shorter than before, stable lens movement without rattling is performed. be able to.

なお、鉄片11の代わりに、永久磁石を永久磁石29に吸着するように配置しても良い。更に、本撮像装置の位置を逆転させて、図4の重力方向が上向きとなった場合でも、重力によって保持枠22に反時計回りの回転力が生ずるが、永久磁石の吸着力を、レンズ21と保持枠22とコイル30に働く重力の合計よりも十分強くすることで、撮像装置の使用姿勢によらず、安定して保持枠22を移動させることができる。   Instead of the iron piece 11, a permanent magnet may be arranged so as to be attracted to the permanent magnet 29. Further, even when the position of the image pickup device is reversed and the gravity direction in FIG. 4 is upward, the counterclockwise rotational force is generated in the holding frame 22 by gravity, but the attracting force of the permanent magnet is reduced to the lens 21. By making it sufficiently stronger than the sum of the gravitational forces acting on the holding frame 22 and the coil 30, the holding frame 22 can be moved stably regardless of the use posture of the imaging apparatus.

本発明による撮像装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the imaging device by this invention. 本発明の第1の実施形態におけるレンズの支持構造を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the support structure of the lens in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるレンズの支持構造を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the support structure of the lens in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるレンズの支持構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the support structure of the lens in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態におけるレンズの支持構造を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the support structure of the lens in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態におけるレンズの支持構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the support structure of the lens in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、21 レンズ
2、22 保持枠
3、23 嵌合部
4、24 ガイド軸
5、25 回り止め部
6、26 回り止め軸
7 大ヨーク
8 小ヨーク
9、29 永久磁石
10,30 コイル
11 片寄せ磁石
27 ヨーク
31 鉄片
1, 21 Lens 2, 22 Holding frame 3, 23 Fitting portion 4, 24 Guide shaft 5, 25 Anti-rotation portion 6, 26 Anti-rotation shaft 7 Large yoke 8 Small yoke 9, 29 Permanent magnet 10, 30 Coil 11 Magnet 27 Yoke 31 Iron piece

Claims (5)

光学部材と、
前記光学部材を移動可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を前記光学部材と共に移動せしめる駆動手段と、
前記保持手段に保持された第1の磁性体と、
前記保持手段とは別体に、当該保持手段に保持されることなく設けられた第2の磁性体と
を含み、
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体は、その少なくとも一方が磁界を発生する磁性体であるとともに、互いに前記保持手段の移動方向と略直交する方向へ吸着力又は反発力を及ぼし合うように構成されてなることを特徴とする撮像装置。
An optical member;
Holding means for movably holding the optical member;
Drive means for moving the holding means together with the optical member;
A first magnetic body held by the holding means;
A second magnetic body provided separately from the holding means without being held by the holding means,
At least one of the first magnetic body and the second magnetic body is a magnetic body that generates a magnetic field, and exerts an attractive force or a repulsive force in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the holding means. An image pickup apparatus configured as described above.
前記駆動手段は、
前記第2の磁性体である磁界発生手段と、
前記磁界発生手段の発生する同一磁界内に配置されるコイルと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The driving means includes
Magnetic field generating means that is the second magnetic body;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a coil disposed in the same magnetic field generated by the magnetic field generation unit.
前記駆動手段は、前記保持手段を支持する軸を有しており、
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体は、前記保持手段の移動方向と略直交し、且つ当該撮像装置の主たる使用姿勢における重力による前記軸周りの回転力の方向と同一の方向へ、吸着力又は反発力によって回転力を発生するように配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
The driving means has a shaft that supports the holding means;
The first magnetic body and the second magnetic body are substantially orthogonal to the moving direction of the holding means and in the same direction as the direction of the rotational force around the axis due to gravity in the main use posture of the imaging device. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is arranged to generate a rotational force by an adsorption force or a repulsive force.
前記駆動手段は、前記保持手段を支持する軸を有しており、
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体は、前記保持手段の移動方向と略直交し、且つ当該撮像装置の主たる使用姿勢における重力による前記軸周りの回転力の方向と逆の方向へ、吸着力又は反発力によって前記重力による前記軸回りの回転力より強い回転力を発生するように配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
The driving means has a shaft that supports the holding means;
The first magnetic body and the second magnetic body are substantially orthogonal to the moving direction of the holding means and in a direction opposite to the direction of the rotational force around the axis due to gravity in the main use posture of the imaging device. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is arranged to generate a rotational force stronger than a rotational force around the axis due to the gravity by an adsorption force or a repulsive force.
光学部材と、
前記光学部材を移動可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を前記光学部材と共に移動せしめる駆動手段と
を含み構成される撮像装置の制御方法であって、
少なくとも一方が磁界を発生する磁性体である第1の磁性体及び第2の磁性体について、前記保持手段に保持されるように前記第1の磁性体を配置するとともに、前記保持手段とは別体に当該保持手段に保持されることなく前記第2の磁性体を配置し、
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体を互いに前記保持手段の移動方向と略直交する方向へ吸着力又は反発力を及ぼし合うようにして、前記保持手段を片寄せすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
An optical member;
Holding means for movably holding the optical member;
And a driving means for moving the holding means together with the optical member.
For the first magnetic body and the second magnetic body, at least one of which is a magnetic body that generates a magnetic field, the first magnetic body is disposed so as to be held by the holding means, and is separate from the holding means. Arranging the second magnetic body on the body without being held by the holding means,
The holding means is biased so that the first magnetic body and the second magnetic body exert an attracting force or a repulsive force in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the holding means. Control method for imaging apparatus.
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