JP2016184132A - Optical driving device and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラや交換レンズ等の光学機器において光学素子や撮像素子を移動させて光学防振その他の動作を行うための光学駆動装置に関する。 The present invention relates to an optical drive device for performing optical image stabilization and other operations by moving an optical element and an imaging element in an optical apparatus such as a camera or an interchangeable lens.
光学駆動装置としては、例えば光学素子または撮像素子と一体的に移動可能なマグネットと、装置のベース部材に固定されてマグネットに対向するコイルとを有し、コイルへの通電により電磁力(駆動力)を発生させるボイスコイルモータが多く用いられる。このような光学駆動装置において、光学素子や撮像素子の移動位置の検出は、磁場の変化(同磁場)に応じた信号を出力するホール素子等の位置検出素子が用いられる。 The optical drive device includes, for example, a magnet that can move integrally with the optical element or the image pickup device, and a coil that is fixed to the base member of the device and faces the magnet. ) Is often used. In such an optical driving device, a position detection element such as a Hall element that outputs a signal corresponding to a change in the magnetic field (the same magnetic field) is used for detecting the movement position of the optical element or the imaging element.
特許文献1には、ベース部材に設けられたコイルの空芯部の内側にホール素子を配置した光学駆動装置(光学防振装置)が開示されている。この装置では、ホール素子はフレキシブル基板に実装されており、該フレキシブル基板の全体(ホール素子が実装された部分およびその周囲の配線部)をベース部材とコイルとの間に配置することで、ホール素子をコイルの空芯部の内側に配置している。 Patent Document 1 discloses an optical drive device (optical vibration isolation device) in which a Hall element is arranged inside an air core portion of a coil provided on a base member. In this apparatus, the Hall element is mounted on a flexible substrate, and the entire flexible substrate (the portion on which the Hall element is mounted and the surrounding wiring portion) is disposed between the base member and the coil, so that The element is arranged inside the air core part of the coil.
上記のような光学駆動装置において、ボイスコイルモータが発生する駆動力を増加させるための方法として、コイルの厚さ(特許文献1における光軸方向での寸法)を増やす方法がある。しかしながら、特許文献1のような構成では、ホール素子を、コイルの空芯部の内側のうちマグネットから最も離れた位置、すなわちコイルのうちマグネット側の端面とは反対側の端面に沿った位置にしか配置することができない。このため、コイルの厚さの増加によってホール素子とマグネットとの距離が大きくなり、ホール素子の出力信号の線形性が劣化して位置検出精度が低下し、光学素子または撮像素子の高精度な位置制御が行えなくなる(良好な防振性能が得られなく)なるおそれがある。 In the optical driving apparatus as described above, as a method for increasing the driving force generated by the voice coil motor, there is a method of increasing the thickness of the coil (the dimension in the optical axis direction in Patent Document 1). However, in the configuration as in Patent Document 1, the Hall element is located at the position farthest from the magnet inside the air core portion of the coil, that is, at the position along the end surface of the coil opposite to the end surface on the magnet side. Can only be placed. For this reason, the distance between the Hall element and the magnet is increased by increasing the thickness of the coil, the linearity of the output signal of the Hall element is deteriorated, the position detection accuracy is lowered, and the high-precision position of the optical element or the imaging element is reduced. There is a risk that control cannot be performed (good vibration isolation performance cannot be obtained).
本発明は、コイルの厚さが増加した場合でもホール素子等の位置検出素子とマグネットとの距離を適切に設定することができるようにした光学駆動装置およびこれを用いた光学機器を提供する。 The present invention provides an optical driving apparatus and an optical apparatus using the same, which can appropriately set the distance between a position detection element such as a Hall element and a magnet even when the thickness of the coil increases.
本発明の一側面としての光学駆動装置は、ベース部材と、光学素子または撮像素子を保持してベース部材に対して第1の方向に移動可能な可動部材と、ベース部材および可動部材のうち一方である第1の部材に取り付けられたマグネットと、ベース部材および可動部材のうち他方である第2の部材に、マグネットに対して第1の方向に直交する第2の方向にて対向するように取り付けられ、通電されることによりマグネットとの間に第1の方向に作用する電磁力を発生させるコイルと、第2の部材に取り付けられ、可動部材の第1の方向での位置を検出する位置検出素子と、第2の部材に、コイルに対してマグネットとは反対側に位置するように取り付けられた配線部および該配線部から延びて位置検出素子に電気的に接続された検出素子接続部を含むフレキシブル基板とを有する。コイルは空芯部を有しており、位置検出素子とフレキシブル基板の検出素子接続部とが、空芯部の内側であって第2の方向におけるコイルの両端よりも内側に配置されていることを特徴とする。 An optical driving device according to one aspect of the present invention includes a base member, a movable member that holds the optical element or the imaging element and is movable in the first direction with respect to the base member, and one of the base member and the movable member. The magnet attached to the first member and the second member, which is the other of the base member and the movable member, are opposed to the magnet in a second direction orthogonal to the first direction. A coil that is attached and energized to generate an electromagnetic force acting in the first direction with the magnet, and a position that is attached to the second member and detects the position of the movable member in the first direction. A detection element, a wiring portion attached to the second member so as to be located on the opposite side of the magnet from the coil, and a detection element connection extending from the wiring portion and electrically connected to the position detection element And a flexible substrate including a part. The coil has an air core part, and the position detection element and the detection element connection part of the flexible substrate are arranged inside the air core part and inside the both ends of the coil in the second direction. It is characterized by.
なお、上記光学駆動装置を用いた光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。 Note that an optical apparatus using the optical driving device also constitutes another aspect of the present invention.
本発明の光学駆動装置によれば、フレキシブル基板の検出素子接続部を、位置検出素子が配置されたコイルの空芯部の内側まで延ばすことができる。このため、コイルの厚さ(第2の方向での寸法)が増加しても、第2の方向での位置検出素子の位置、すなわち位置検出素子とマグネットとの間の距離を適切に設定することができる。したがって、可動部材の位置の検出精度の低下を防止しつつ、可動部材を移動させるための駆動力を増加させることができる。そして、この光学駆動装置を用いることで、可動部材により保持された光学素子または撮像素子の高精度な位置制御を行うことが可能な(例えば、良好な防振性能を得ることが可能な)光学機器を実現することができる。 According to the optical drive device of the present invention, the detection element connecting portion of the flexible substrate can be extended to the inside of the air core portion of the coil in which the position detection element is arranged. For this reason, even if the thickness of the coil (dimension in the second direction) increases, the position of the position detection element in the second direction, that is, the distance between the position detection element and the magnet is appropriately set. be able to. Therefore, it is possible to increase the driving force for moving the movable member while preventing a decrease in detection accuracy of the position of the movable member. By using this optical drive device, it is possible to perform highly accurate position control of the optical element or the image pickup element held by the movable member (for example, it is possible to obtain good vibration isolation performance). Equipment can be realized.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2および図3には、本発明の実施例1である光学駆動装置としての防振ユニット(光学防振装置)を含む光学機器としての交換レンズ200の構成を示している。図2は交換レンズ200の沈胴(格納)状態を示しており、図3は交換レンズ200の望遠端状態を示している。これらの図において、AXLは交換レンズ200内に収容された撮影光学系の光軸である。光軸AXLが延びる方向を、光軸方向という。 2 and 3 show a configuration of an interchangeable lens 200 as an optical apparatus including an image stabilization unit (optical image stabilization device) as an optical drive device that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows the retracted (retracted) state of the interchangeable lens 200, and FIG. 3 shows the telephoto end state of the interchangeable lens 200. In these drawings, AXL is the optical axis of the photographing optical system housed in the interchangeable lens 200. The direction in which the optical axis AXL extends is called the optical axis direction.
L1は1群レンズであり、1は1群レンズL1を保持する1群保持枠である。6は1群保持枠1が固定された1群鏡筒である。L2は光学素子(可動素子)としてのシフトレンズ(2群レンズ)であり、30はシフトレンズL2を保持する可動部材としてのシフト保持枠である。シフト保持枠30は、光軸AXLに対して直交する複数の方向を含む面内で移動可能である。シフトレンズL2を保持したシフト保持枠30を該面内で移動(シフト)させることにより、手振れに起因する像振れを低減する光学防振を行うことができる。 L1 is a first group lens, and 1 is a first group holding frame that holds the first group lens L1. Reference numeral 6 denotes a first group barrel to which the first group holding frame 1 is fixed. L2 is a shift lens (second group lens) as an optical element (movable element), and 30 is a shift holding frame as a movable member that holds the shift lens L2. The shift holding frame 30 is movable in a plane including a plurality of directions orthogonal to the optical axis AXL. By moving (shifting) the shift holding frame 30 holding the shift lens L2 within the plane, it is possible to perform optical image stabilization that reduces image blur due to camera shake.
L3は3群レンズであり、2は3群レンズL3を保持する3群保持枠である。L4は4群レンズであり、3は4群レンズL4を保持する4群保持枠である。4群保持枠3は、3群保持枠2に固定される。L5はフォーカスレンズ(5群レンズ)であり、13はフォーカスレンズL5を保持するフォーカス保持枠である。L6は6群レンズであり、4は6群レンズL6を保持する6群保持枠を示す。フォーカス保持枠13は、3群保持枠2に設けられた不図示の直進案内機構と駆動機構によって光軸方向に移動して焦点調節動作を行う。 L3 is a third group lens, and 2 is a third group holding frame that holds the third group lens L3. L4 is a 4-group lens, and 3 is a 4-group holding frame that holds the 4-group lens L4. The fourth group holding frame 3 is fixed to the third group holding frame 2. L5 is a focus lens (5 group lens), and 13 is a focus holding frame for holding the focus lens L5. L6 is a 6-group lens, and 4 is a 6-group holding frame that holds the 6-group lens L6. The focus holding frame 13 is moved in the optical axis direction by a straight guide mechanism (not shown) and a driving mechanism provided in the third group holding frame 2 to perform a focus adjustment operation.
L7は7群レンズであり、5は7群レンズを保持するとともに、交換レンズ200をカメラ本体500に装着するためのマウントである。7は絞りユニットであり、不図示の絞り羽根によって形成される絞り開口の大きさを変化させることにより光量調節を行う。絞りユニット7は、3群保持枠2に固定されている。1〜7群レンズL1〜L7および絞りユニット7により撮影光学系が構成される。なお、各群レンズは1枚のレンズで構成されてもよいし、複数枚のレンズにより構成されてもよい。 L7 is a 7-group lens, and 5 is a mount for holding the 7-group lens and mounting the interchangeable lens 200 to the camera body 500. A diaphragm unit 7 adjusts the amount of light by changing the size of a diaphragm aperture formed by diaphragm blades (not shown). The aperture unit 7 is fixed to the third group holding frame 2. The first to seventh lens groups L1 to L7 and the diaphragm unit 7 constitute a photographing optical system. Each group lens may be constituted by a single lens or a plurality of lenses.
9は移動案内筒である。10は移動案内筒9の外周に光軸AXLを中心とした回転方向(以下、周方向という)に回転可能に配置されたカム環である。11は交換レンズ200の本体を構成する固定筒であり、撮影光学系および防振ユニットを収容する。固定筒11には不図示のカム溝部が形成されており、該カム溝部にはカム環10に設けられた不図示のカム環コロが係合している。 Reference numeral 9 denotes a movement guide tube. A cam ring 10 is arranged on the outer periphery of the movement guide cylinder 9 so as to be rotatable in a rotation direction (hereinafter referred to as a circumferential direction) about the optical axis AXL. Reference numeral 11 denotes a fixed cylinder that constitutes the main body of the interchangeable lens 200, and accommodates a photographing optical system and an image stabilization unit. A cam groove portion (not shown) is formed in the fixed cylinder 11, and a cam ring roller (not shown) provided on the cam ring 10 is engaged with the cam groove portion.
12は固定案内筒であり、固定筒11にビスにより固定されている。固定案内筒12は、固定筒11の外周面に形成された直進溝部と移動案内筒9の内周面に設置された不図示の凸部とが係合することで、移動案内筒9を光軸方向に案内する。移動案内筒9には、後述するズーム動作において1群鏡筒6および3群保持枠2を光軸方向に直進案内する案内溝部が形成されている。 Reference numeral 12 denotes a fixed guide cylinder, which is fixed to the fixed cylinder 11 with screws. The fixed guide tube 12 engages a straight groove formed on the outer peripheral surface of the fixed tube 11 with a convex portion (not shown) installed on the inner peripheral surface of the move guide tube 9, so that the moving guide tube 9 is lightened. Guide in the axial direction. The moving guide tube 9 is formed with a guide groove portion that guides the first group barrel 6 and the third group holding frame 2 straight in the optical axis direction in a zoom operation described later.
21は交換レンズ200の各動作を制御するレンズマイクロコンピュータやIC等が実装されたメインプリント基板であり、固定筒11に3つのブッシュ25によって固定されている。 Reference numeral 21 denotes a main printed circuit board on which a lens microcomputer and an IC for controlling each operation of the interchangeable lens 200 are mounted, and is fixed to the fixed cylinder 11 by three bushes 25.
16はマニュアルフォーカス(MF)リングユニットである。14はマニュアルズーム(ZF)リングユニットである。これらのMZおよびMFリングユニット14,16は固定筒11に対してそれぞれの定位置にて周方向に回転可能に支持されている。 Reference numeral 16 denotes a manual focus (MF) ring unit. Reference numeral 14 denotes a manual zoom (ZF) ring unit. The MZ and MF ring units 14 and 16 are supported so as to be rotatable in the circumferential direction at fixed positions with respect to the fixed cylinder 11.
19は外装リングである。外装リング19は、固定筒11とマウント5とに挟まれてビスにより固定される。MFリングユニット16が回転すると、その回転量が不図示のセンサにより検出され、検出された回転量に応じて不図示のフォーカスアクチュエータが駆動されることで、フォーカス保持枠13がフォーカスレンズL5とともに光軸方向に移動する。 Reference numeral 19 denotes an exterior ring. The exterior ring 19 is sandwiched between the fixed cylinder 11 and the mount 5 and fixed with screws. When the MF ring unit 16 rotates, the amount of rotation is detected by a sensor (not shown), and a focus actuator (not shown) is driven according to the detected amount of rotation, so that the focus holding frame 13 and the focus lens L5 are light. Move in the axial direction.
15は接点ブロックであり、メインプリント基板21と不図示の配線(フレキシブル基板等)によって接続され、マウント5にビスにより固定される。 Reference numeral 15 denotes a contact block, which is connected to the main printed circuit board 21 by wiring (not shown) (flexible board or the like) and fixed to the mount 5 with screws.
本実施例の交換レンズ200は、カメラ本体500に対して、マウント5でのバヨネット結合によって取り外し可能に装着される。これにより、メインプリント基板21上のレンズマイクロコンピュータは、接点ブロック15を通してカメラ本体500と通信可能となる。600はカメラ本体500に搭載された撮像素子であり、撮影光学系により形成された被写体像を電気信号に変換するCMOSセンサやCCDセンサ等の光電変換素子である。 The interchangeable lens 200 of the present embodiment is detachably attached to the camera body 500 by bayonet coupling at the mount 5. Accordingly, the lens microcomputer on the main printed circuit board 21 can communicate with the camera body 500 through the contact block 15. Reference numeral 600 denotes an image sensor mounted on the camera body 500, which is a photoelectric conversion element such as a CMOS sensor or a CCD sensor that converts a subject image formed by the photographing optical system into an electric signal.
ズーム動作について説明する。MZリングユニット14はカム環10の外周面に設けられた不図示のコロを介してカム環10と連結されており、ユーザによりMZリングユニット14が周方向に回転操作されるとカム環10も周方向に回転する。1群保持枠1が固定された1群鏡筒6に設けられた不図示のコロは、カム環10に形成された1群カム溝部(図示せず)に係合している。このため、1群鏡筒6(1群レンズL1)は、カム環10の周方向での回転に伴って光軸方向に進退する。 The zoom operation will be described. The MZ ring unit 14 is connected to the cam ring 10 via a roller (not shown) provided on the outer peripheral surface of the cam ring 10, and when the MZ ring unit 14 is rotated in the circumferential direction by the user, the cam ring 10 is also Rotate in the circumferential direction. A roller (not shown) provided in the first group barrel 6 to which the first group holding frame 1 is fixed is engaged with a first group cam groove (not shown) formed in the cam ring 10. For this reason, the first group lens barrel 6 (first group lens L1) advances and retreats in the optical axis direction as the cam ring 10 rotates in the circumferential direction.
3群保持枠2に設けられた不図示のコロは、カム環10に形成された3群カム溝部に係合している。このため、3群保持枠2は、これに固定された防振ユニット(シフトレンズL2およびシフト保持枠30)、絞りユニット7、4群保持枠3、フォーカス保持枠13および6群保持枠4とともにカム環10の周方向での回転に伴って光軸方向に進退する。 A roller (not shown) provided on the third group holding frame 2 is engaged with a third group cam groove formed in the cam ring 10. For this reason, the third group holding frame 2 together with the image stabilizing unit (shift lens L2 and shift holding frame 30), the diaphragm unit 7, the fourth group holding frame 3, the focus holding frame 13 and the sixth group holding frame 4 fixed thereto. As the cam ring 10 rotates in the circumferential direction, it advances and retreats in the optical axis direction.
本実施例の交換レンズ200は、非使用時に使用時(撮影時)よりも全長を短くすることができる沈胴構造を有しており、図2に示す沈胴状態からMZリングユニット14を回転させることで交換レンズ200の全長が伸びて不図示の広角端状態となる。広角端状態からさらにMZリングユニット14を回転させることで、交換レンズ200の全長がさらに伸びて図3に示す望遠端状態となる。 The interchangeable lens 200 of the present embodiment has a collapsible structure that can be shortened in total length when not in use (when photographing), and the MZ ring unit 14 is rotated from the retracted state shown in FIG. Thus, the entire length of the interchangeable lens 200 is extended to a wide angle end state (not shown). By further rotating the MZ ring unit 14 from the wide-angle end state, the entire length of the interchangeable lens 200 is further extended to the telephoto end state shown in FIG.
MZリングユニット14の回転は前述したセンサによって検出され、その出力信号に基づいてメインプリント基板21上のレンズマイクロコンピュータがズーム位置を判断し、そのズーム位置に応じたフォーカス制御、防振制御および絞り制御を行う。 The rotation of the MZ ring unit 14 is detected by the above-described sensor, and the lens microcomputer on the main printed circuit board 21 determines the zoom position based on the output signal, and the focus control, anti-vibration control, and aperture according to the zoom position. Take control.
図5を用いて、交換レンズ200とカメラ本体500からなるカメラシステムの電気的構成について説明する。カメラ本体500において、501はマイクロコンピュータにより構成されるカメラCPUである。カメラCPU501は、カメラ本体500内の各部の動作を制御する。また、カメラCPU501は、電気接点102,202を介して、交換レンズ200内に設けられた上述したレンズマイクロコンピュータであるレンズCPU201と通信を行う。カメラCPU501がレンズCPU201に送信する情報(信号)には、絞り値およびフォーカス駆動量の情報や、カメラ本体500の内部で検出された平行振れの情報およびピント振れの情報が含まれる。また、レンズCPU201からカメラCPU501に送信する情報(信号)には、撮像倍率情報が含まれる。なお、電気接点102,202には、カメラ本体500から交換レンズ200に電源を供給するための電源接点も含まれている。 The electrical configuration of the camera system including the interchangeable lens 200 and the camera body 500 will be described with reference to FIG. In the camera body 500, reference numeral 501 denotes a camera CPU constituted by a microcomputer. The camera CPU 501 controls the operation of each unit in the camera body 500. The camera CPU 501 communicates with the lens CPU 201 which is the above-described lens microcomputer provided in the interchangeable lens 200 via the electrical contacts 102 and 202. Information (signals) transmitted from the camera CPU 501 to the lens CPU 201 includes information on the aperture value and focus drive amount, information on parallel shake detected in the camera body 500, and information on focus shake. The information (signal) transmitted from the lens CPU 201 to the camera CPU 501 includes imaging magnification information. The electrical contacts 102 and 202 include a power contact for supplying power from the camera body 500 to the interchangeable lens 200.
503はユーザにより操作可能な電源スイッチである。504はユーザにより操作可能なレリーズスイッチであり、撮影準備動作の開始を指示するための第1ストロークスイッチSW1と、撮影記録動作を指示するための第2ストロークスイッチSW2とを有する。 Reference numeral 503 denotes a power switch that can be operated by the user. Reference numeral 504 denotes a release switch that can be operated by the user, and includes a first stroke switch SW1 for instructing the start of a shooting preparation operation and a second stroke switch SW2 for instructing a shooting and recording operation.
カメラCPU501は、撮影準備動作として、測光部505による被写体輝度の測定と、焦点検出部506による撮影光学系の焦点状態の検出とを行わせる。カメラCPU501は、測光結果に基づいて絞りユニット7の絞り値や撮像素子600の露光量(シャッタ秒時)等を演算する。また、カメラCPU501は、焦点検出部506による撮影光学系の焦点状態の検出結果であるデフォーカス量に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズL5の駆動量(フォーカス駆動量)を算出する。カメラCPU501は、これら絞り値およびフォーカス駆動量の情報をレンズCPU201に送信し、レンズCPU201は、受信したこれらの情報に基づいて絞りユニット7やフォーカスアクチュエータを制御する。 The camera CPU 501 causes the photometry unit 505 to measure the subject brightness and the focus detection unit 506 to detect the focus state of the photographing optical system as a shooting preparation operation. The camera CPU 501 calculates the aperture value of the aperture unit 7, the exposure amount of the image sensor 600 (in shutter seconds), and the like based on the photometric result. In addition, the camera CPU 501 determines a drive amount (focus drive amount) of the focus lens L5 for obtaining a focused state with respect to the subject based on a defocus amount that is a detection result of the focus state of the photographing optical system by the focus detection unit 506. calculate. The camera CPU 501 transmits information on the aperture value and the focus drive amount to the lens CPU 201, and the lens CPU 201 controls the aperture unit 7 and the focus actuator based on the received information.
また、カメラCPU501は、所定の撮影モードになると、防振ユニットでのシフトレンズL2(シフト保持枠30)のシフト駆動、つまりは防振動作の制御を開始する。 Further, when the camera CPU 501 enters a predetermined shooting mode, the camera CPU 501 starts shift driving of the shift lens L2 (shift holding frame 30) in the image stabilization unit, that is, control of the image stabilization operation.
さらに、カメラCPU501は、撮影記録動作として、露光部507に露光開始命令を送信して、不図示のクイックリターンミラーの光路からの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせる。さらに、撮像素子600を含む撮像部508に被写体像の光電変換動作、すなわち露光動作を行わせる。 Further, the camera CPU 501 transmits an exposure start command to the exposure unit 507 as a photographing recording operation, and causes the quick return mirror (not shown) to be retracted from the optical path and the shutter (not shown) to be opened. Further, the image capturing unit 508 including the image sensor 600 is caused to perform a photoelectric conversion operation of the subject image, that is, an exposure operation.
撮像部508(撮像素子600)からの撮像信号は、カメラCPU501内の信号処理部にてデジタル変換され、さらにデジタル撮像信号に対する各種処理が行われることで画像信号(画像データ)が生成される。画像データは、画像記録部509にてフラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。 An imaging signal from the imaging unit 508 (imaging device 600) is digitally converted by a signal processing unit in the camera CPU 501 and further various processes are performed on the digital imaging signal to generate an image signal (image data). Image data is recorded and stored in a recording medium such as a semiconductor memory such as a flash memory, a magnetic disk, and an optical disk by an image recording unit 509.
交換レンズ200において、204はMFリングユニット回転検出部であり、MFリングユニット16とその回転検出部とを含む。 In the interchangeable lens 200, reference numeral 204 denotes an MF ring unit rotation detection unit, which includes the MF ring unit 16 and its rotation detection unit.
205はMZリングユニット回転検出部であり、MZリングユニット14の回転検出を行う不図示のセンサを含む。 Reference numeral 205 denotes an MZ ring unit rotation detector, which includes a sensor (not shown) that detects the rotation of the MZ ring unit 14.
206はIS駆動部であり、シフト保持枠30のピッチ方向およびヨー方向でのシフト駆動を行うピッチシフトアクチュエータおよびヨーシフトアクチュエータとその駆動回路とを含む。 Reference numeral 206 denotes an IS drive unit, which includes a pitch shift actuator and a yaw shift actuator that perform shift driving in the pitch direction and the yaw direction of the shift holding frame 30, and a drive circuit thereof.
209はAF駆動部であり、カメラCPU501からフォーカス駆動量の情報を受けたレンズCPU201からのフォーカス駆動命令に応じてフォーカスアクチュエータを駆動し、フォーカスレンズL5を光軸方向に移動させる。これにより、AFが行われる。 Reference numeral 209 denotes an AF drive unit that drives the focus actuator in accordance with a focus drive command from the lens CPU 201 that has received information on the focus drive amount from the camera CPU 501 to move the focus lens L5 in the optical axis direction. Thereby, AF is performed.
208は電磁絞り駆動部であり、カメラCPU501から絞り値の情報を受けたレンズCPU201からの絞り駆動命令に応じて絞りユニット7を駆動する。これにより、絞り値の情報に対応する絞り開口が設定される。 Reference numeral 208 denotes an electromagnetic aperture driving unit that drives the aperture unit 7 in response to an aperture driving command from the lens CPU 201 that receives aperture value information from the camera CPU 501. Thereby, the aperture opening corresponding to the aperture value information is set.
211は交換レンズ200に搭載され、メインプリント基板21に接続された振れ検出器としての角速度センサである。角速度センサ211は、交換レンズ200、つまりはカメラシステムの角度振れである縦(ピッチ方向)振れと横(ヨー方向)振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号をレンズCPU201に出力する。レンズCPU201は、角速度センサ211からのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量とヨー方向振れ量(以下、これらをまとめて角度振れ量ともいう)を演算する。そして、レンズCPU201は、上述した角度振れ量とカメラCPU501から送信された平行振れ量の合成変位量に基づいてIS駆動部206を制御してシフトレンズL2をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。 Reference numeral 211 denotes an angular velocity sensor as a shake detector mounted on the interchangeable lens 200 and connected to the main printed circuit board 21. The angular velocity sensor 211 outputs to the lens CPU 201 angular velocity signals indicating the angular velocities of the interchangeable lens 200, that is, the vertical (pitch direction) shake and the lateral (yaw direction) shake, which are the angular shakes of the camera system. The lens CPU 201 integrates the angular velocity signals in the pitch direction and the yaw direction from the angular velocity sensor 211, and the pitch direction shake amount and the yaw direction shake amount (hereinafter, these are collectively referred to as the angular shake amount). (Also called). Then, the lens CPU 201 controls the IS drive unit 206 based on the combined displacement amount of the above-described angular shake amount and the parallel shake amount transmitted from the camera CPU 501 to shift-drive the shift lens L2, thereby performing the angular shake correction and the parallel shake. Make corrections.
また、レンズCPU201は、カメラCPU501から送信されたピント振れ量に基づいてAF駆動部209を制御して、フォーカスレンズL5を光軸方向に駆動させてピント振れ補正を行う。 Further, the lens CPU 201 controls the AF driving unit 209 based on the amount of focus shake transmitted from the camera CPU 501 and drives the focus lens L5 in the optical axis direction to perform focus shake correction.
次に、本実施例における防振ユニットについて図4、図6および図7を用いて説明する。図4には、シフトベース(第2の部材)31と、シフトレンズL2と、これを保持するシフト保持枠(第1の部材)30と、図5に示したIS駆動部206に含まれるピッチおよびヨーシフトアクチュエータにより構成される防振ユニットを分解して示している。また、図4には、3群鏡筒2、絞りユニット7およびAF駆動部209に含まれるフォーカスアクチュエータ45も併せて示している。図6には、防振ユニット、3群鏡筒2、フォーカスアクチュエータ45等を光軸方向から見て示している。図7は、防振ユニットのうち組み立て後のシフト保持枠30を示している。 Next, the image stabilization unit in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 6, and 7. 4 includes a shift base (second member) 31, a shift lens L2, a shift holding frame (first member) 30 that holds the shift lens L2, and a pitch included in the IS drive unit 206 illustrated in FIG. 2 shows an exploded view of a vibration isolation unit including a yaw shift actuator. 4 also shows the third group barrel 2, the aperture unit 7, and the focus actuator 45 included in the AF drive unit 209. FIG. 6 shows the image stabilization unit, the third group barrel 2, the focus actuator 45, and the like as viewed from the optical axis direction. FIG. 7 shows the shift holding frame 30 after assembly in the vibration isolating unit.
シフト保持枠30における互いに周方向で90°位相が異なる2箇所にはそれぞれ、永久磁石であるマグネット36とヨーク(図1の44参照)とからなるマグネットセットが取り付けられている。31はベース部材としてのシフトベースであり、34は光軸方向(第2の方向)におけるシフトベース31とシフト保持枠30との間に配置された3つのボールである。35はシフトベース31との間に3つのボール34を挟んだシフト保持枠30をシフトベース31に向かって押し付ける付勢力を発生させる2つのコイルバネである。この付勢力によってシフト保持枠30が3つのボール34を介してシフトベース31に対して押し付けることで、シフト保持枠30のシフトベース31に対する光軸方向での位置決めがなされる。また、シフト保持枠30は、シフトベース31に対して、3つのボール34を転動させながら、光軸AXLに対して直交し、互いに直交するピッチおよびヨー方向(第1の方向)を含む面内で光軸AXLに対してシフトすることができる。 A magnet set composed of a magnet 36 as a permanent magnet and a yoke (see 44 in FIG. 1) is attached to each of two positions of the shift holding frame 30 that are 90 ° out of phase with each other in the circumferential direction. Reference numeral 31 denotes a shift base as a base member, and 34 denotes three balls arranged between the shift base 31 and the shift holding frame 30 in the optical axis direction (second direction). Reference numeral 35 denotes two coil springs that generate an urging force that presses the shift holding frame 30 with the three balls 34 interposed between the shift base 31 and the shift base 31. The shift holding frame 30 is pressed against the shift base 31 via the three balls 34 by this urging force, whereby the shift holding frame 30 is positioned with respect to the shift base 31 in the optical axis direction. The shift holding frame 30 is a surface that includes a pitch and a yaw direction (first direction) orthogonal to the optical axis AXL and orthogonal to each other while rolling the three balls 34 relative to the shift base 31. Can be shifted with respect to the optical axis AXL.
一方、シフトベース31における互いに周方向で90°位相が異なる2箇所にはそれぞれ、図7に示すようにコイル37が取り付けられている。これら2つのコイル37はそれぞれ、2つのマグネットセットのうち対応するマグネット36に光軸方向にて対向するように配置されている。各コイル37には、シフトベース31に取り付けられたフレキシブル基板であるシフトFPC38を介してレンズCPU201からの駆動信号(電流)が供給される。2つのコイル37のうち一方のコイル37は、通電されることによって、これに対応するマグネット36との間にピッチ方向に作用する電磁力を発生させる。また、他方のコイル37は、通電されることによって、これに対応するマグネット36との間にヨー方向に作用する電磁力を発生させる。 On the other hand, as shown in FIG. 7, a coil 37 is attached to each of two locations on the shift base 31 that are 90 ° out of phase with each other in the circumferential direction. Each of these two coils 37 is disposed so as to face the corresponding magnet 36 of the two magnet sets in the optical axis direction. A drive signal (current) from the lens CPU 201 is supplied to each coil 37 via a shift FPC 38 which is a flexible substrate attached to the shift base 31. When one of the two coils 37 is energized, an electromagnetic force acting in the pitch direction is generated between the coil 37 and the corresponding magnet 36. The other coil 37 is energized to generate an electromagnetic force acting in the yaw direction with the magnet 36 corresponding thereto.
シフトベース31は、3つのビス41により3群保持枠2に固定されて該3群保持枠2に組み込まれる。この際、シフトFPC38は、3つのビス41のうち1つによって、FPC固定板金42とともにシフトベース31に固定される。 The shift base 31 is fixed to the third group holding frame 2 by three screws 41 and incorporated into the third group holding frame 2. At this time, the shift FPC 38 is fixed to the shift base 31 together with the FPC fixing sheet metal 42 by one of the three screws 41.
33はゲル状の粘弾性部材である。31aはシフトベース31に設けられ、粘弾性部材33を溜めておくための流出防止壁である。32はシフト保持枠30に設けられた突起部である。突起部32は、シフト保持枠30がシフトベース31に対して組み込まれることで、図2および図3に示すように、流出防止壁31aの内側に溜められた粘弾性部材33に挿入される。これにより、粘弾性部材33がシフト保持枠30を駆動する際のダンパーとなる。 33 is a gel-like viscoelastic member. 31 a is an outflow prevention wall provided on the shift base 31 for storing the viscoelastic member 33. Reference numeral 32 denotes a protrusion provided on the shift holding frame 30. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the protrusion 32 is inserted into the viscoelastic member 33 stored inside the outflow prevention wall 31 a by incorporating the shift holding frame 30 into the shift base 31. Thereby, the viscoelastic member 33 becomes a damper when driving the shift holding frame 30.
39はシフトベースマスクであり、シフトベース31の前面(被写体側の面)にシフトFPC38およびFPC固定板金42を覆うように貼り付けられる。40はシフト可動マスクであり、シフト保持枠30の前面に貼り付けられる。これらのマスク39,40は、ユーザが1群レンズL1を通して防振ユニットの内部構造を視認できないようにするための目隠しであり、さらにダンパー効果を持つ粘弾性部材33が外部からの光により変質することを防振する役割も有する。 Reference numeral 39 denotes a shift base mask, which is attached to the front surface (subject side surface) of the shift base 31 so as to cover the shift FPC 38 and the FPC fixing sheet metal 42. Reference numeral 40 denotes a shift movable mask, which is attached to the front surface of the shift holding frame 30. These masks 39 and 40 are blindfolds for preventing the user from visually recognizing the internal structure of the image stabilizing unit through the first lens group L1, and the viscoelastic member 33 having a damper effect is altered by light from the outside. It also has a role to prevent vibrations.
3群保持枠2のうち防振ユニットおよび3群レンズL3に対して反対側(像側)には絞りユニット7が固定されている。また、3群保持枠2および絞りユニット7の側面には、フォーカスアクチュエータ45が配置されている。 A diaphragm unit 7 is fixed on the opposite side (image side) of the third group holding frame 2 with respect to the image stabilizing unit and the third group lens L3. A focus actuator 45 is disposed on the side surfaces of the third group holding frame 2 and the aperture unit 7.
図1には、防振ユニットのうちシフト保持枠30をピッチ方向にシフト駆動するピッチシフトアクチュエータ(マグネット36、ヨーク44およびコイル37)を示している。なお、防振ユニットのうちシフト保持枠30をヨー方向にシフト駆動するヨーシフトアクチュエータの構成は、ピッチシフトアクチュエータの構成と同じであるので、説明は省略する。図1には、防振ユニットが固定される3群鏡筒2と、該3群鏡筒2に固定された絞りユニット7も併せて示している。7aは絞りユニット7において絞り羽根を駆動する絞りモータである。 FIG. 1 shows a pitch shift actuator (magnet 36, yoke 44, and coil 37) that shift-drives the shift holding frame 30 in the pitch direction of the vibration isolation unit. Note that the configuration of the yaw shift actuator that shift-drives the shift holding frame 30 in the yaw direction in the image stabilization unit is the same as the configuration of the pitch shift actuator, and thus the description thereof is omitted. FIG. 1 also shows the third group lens barrel 2 to which the image stabilization unit is fixed and the aperture unit 7 fixed to the third group lens barrel 2. A diaphragm motor 7 a drives the diaphragm blades in the diaphragm unit 7.
マグネット36は、シフト保持枠30に固定されたヨーク44に磁力により吸着することによってシフト保持枠30に対して固定される。コイル37は、マグネット36を挟んでヨーク44とは反対側に、かつマグネット36に対して所定の間隔をあけて対向するようにシフトベース31に固定される。 The magnet 36 is fixed to the shift holding frame 30 by being attracted to the yoke 44 fixed to the shift holding frame 30 by a magnetic force. The coil 37 is fixed to the shift base 31 on the opposite side of the yoke 44 with the magnet 36 interposed therebetween and so as to face the magnet 36 with a predetermined interval.
コイル37は、空芯部(以下、コイル空芯部という)Sを有する矩形枠形状に形成され、コイル空芯部Sを中心として導通線材が多数回巻かれることで構成されている。導通線材が巻かれる方向に対して直交する方向を巻き軸方向というとき、コイル37は巻き軸方向が光軸方向と平行になるようにシフトベース31に固定されている。 The coil 37 is formed in a rectangular frame shape having an air core portion (hereinafter referred to as a coil air core portion) S, and is configured by winding a conductive wire around the coil air core portion S many times. When the direction perpendicular to the direction in which the conductive wire is wound is referred to as the winding axis direction, the coil 37 is fixed to the shift base 31 so that the winding axis direction is parallel to the optical axis direction.
43はコイル空芯部S内に配置された位置検出素子としてのホール素子である。コイル37に電流が流れると、この電流とマグネット36からの磁束との作用によってシフト保持枠30をシフト駆動する駆動力としてのローレンツ力が発生する。ホール素子43は、このときの磁束の変化(動磁界)を検出し、動磁界に応じた位置検出信号(電流)を出力する。図5に示したレンズCPU201は、ホール素子43からの位置検出信号を用いてシフト保持枠30(シフトレンズL2)のピッチ方向でのシフト位置を検出し、シフト保持枠30が目標位置にシフトするようにコイル37への通電量をフィードバック制御する。 Reference numeral 43 denotes a Hall element as a position detection element disposed in the coil air core S. When a current flows through the coil 37, a Lorentz force is generated as a driving force for shifting the shift holding frame 30 by the action of the current and the magnetic flux from the magnet 36. The Hall element 43 detects a change in magnetic flux (dynamic magnetic field) at this time, and outputs a position detection signal (current) corresponding to the dynamic magnetic field. The lens CPU 201 shown in FIG. 5 detects the shift position in the pitch direction of the shift holding frame 30 (shift lens L2) using the position detection signal from the hall element 43, and the shift holding frame 30 is shifted to the target position. In this way, the amount of current supplied to the coil 37 is feedback-controlled.
ヨーク44は、マグネット36から放射される磁束を整流して、より高密度にコイル37側に放射されるようにする役割を有する。また、ヨーク44には、絞りユニット7側への磁束の放射を防止する役割も有する。 The yoke 44 has a role of rectifying the magnetic flux radiated from the magnet 36 so as to be radiated to the coil 37 side with higher density. The yoke 44 also has a role of preventing the magnetic flux from being radiated to the aperture unit 7 side.
本実施例では、周方向において、マグネット36と絞りモータ7aとがおおよそ同じ位相に配置されている。このため、マグネット36と絞りモータ7aとの間にヨーク44を配置することで、マグネット36と絞りモータ7a内のマグネットとの相互間での磁気干渉を防止もしくは軽減し、シフトアクチュエータと絞りモータ7aの性能低下を回避することができる。 In the present embodiment, the magnet 36 and the aperture motor 7a are arranged in approximately the same phase in the circumferential direction. Therefore, by arranging the yoke 44 between the magnet 36 and the aperture motor 7a, magnetic interference between the magnet 36 and the magnet in the aperture motor 7a can be prevented or reduced, and the shift actuator and the aperture motor 7a can be prevented. It is possible to avoid performance degradation.
シフト保持枠30の周方向複数箇所にはメカ端部30aが設けられている。一方、3群鏡筒2におけるメカ端部30aよりも外周側の周方向複数個所にはストッパ部2aが、またメカ端部30aよりも内周側にはリング状のストッパ2bがそれぞれ設けられている。シフト保持枠30は、メカ端部30aがストッパ部2a,2bに突き当たる位置間でシフトベース31に対してシフト駆動される。 Mechanical end portions 30 a are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the shift holding frame 30. On the other hand, the third group barrel 2 is provided with stoppers 2a at a plurality of positions on the outer peripheral side of the mechanical end 30a and ring-shaped stoppers 2b on the inner peripheral side of the mechanical end 30a. Yes. The shift holding frame 30 is driven to shift with respect to the shift base 31 between positions where the mechanical end 30a abuts against the stoppers 2a and 2b.
図7に示すように、シフト保持枠30におけるシフトレンズL2を挟んで互いに反対側の2箇所には、切り欠き部30dが形成されている。シフト保持枠30のシフト駆動時に流出防止壁31aが切り欠き部30d内に入り込むことで、シフト保持枠30のシフト駆動範囲を大きく確保することができる。ただし、シフト保持部材30に切り欠き部30dを設けることでシフト保持枠30の強度が不足しないように、シフト保持部材30における切り欠き部30dに光軸方向にて隣接する部分にフランジ部30fを設けている。そして、このフランジ部30fに、前述したメカ端部30aを形成するとともに、ボール34を転動可能に受ける受け面30eを設けている。 As shown in FIG. 7, notches 30d are formed at two positions on the opposite sides of the shift holding frame 30 with the shift lens L2 interposed therebetween. When the shift holding frame 30 is driven to shift, the outflow prevention wall 31a enters the notch 30d, so that a large shift driving range of the shift holding frame 30 can be secured. However, the flange portion 30f is provided in a portion adjacent to the notch portion 30d in the shift holding member 30 in the optical axis direction so that the strength of the shift holding frame 30 is not insufficient by providing the notch portion 30d in the shift holding member 30. Provided. The flange portion 30f is provided with the above-described mechanical end portion 30a and a receiving surface 30e that receives the ball 34 in a rollable manner.
次に、図8、図9および図4を用いて、ホール素子43、シフトFPC38およびコイル37の関係について説明する。ホール素子43は、シフトベース31のうちコイル空芯部Sの内側に位置するホール素子圧入部31bに圧入されることで保持される。
シフトFPC38は、シフトベース31の前面(コイル37が取り付けられた面とは反対側の面)に配置されてFPC固定板金42とともにシフトベース31に固定される配線部38wを有する。また、シフトFPC38は、配線部38wから延びてホール素子43に接続されるホール素子実装部(検出素子接続部)38aを有する。ホール素子実装部38aは、配線部38wからシフトベース31を光軸方向に貫通してコイル空芯部S(ホール素子圧入部31b)の内側まで延び、さらにその奥(マグネット36側)に配置されたホール素子43に接続されている。
Next, the relationship among the Hall element 43, the shift FPC 38, and the coil 37 will be described with reference to FIGS. The hall element 43 is held by being press-fitted into the hall element press-fitting part 31 b located inside the coil air core part S of the shift base 31.
The shift FPC 38 includes a wiring portion 38 w that is disposed on the front surface of the shift base 31 (the surface opposite to the surface on which the coil 37 is attached) and is fixed to the shift base 31 together with the FPC fixing sheet metal 42. The shift FPC 38 has a hall element mounting part (detection element connection part) 38 a that extends from the wiring part 38 w and is connected to the hall element 43. The hall element mounting portion 38a extends from the wiring portion 38w through the shift base 31 in the optical axis direction to the inside of the coil air core portion S (hall element press-fit portion 31b), and is further disposed behind (on the magnet 36 side). Connected to the Hall element 43.
38bはホール素子実装部38aにおけるホール素子43とは反対側の面に貼り付けられ裏打ちである。FPC固定板金42は、裏打ち38bおよびホール素子実装部38aをホール素子圧入部31bの前端面に押し付ける押さえ部材としての押し付け部42aを有する。押し付け部42aによりホール素子実装部38aがホール素子圧入部31bの前端面に押し付けられることで、ホール素子43がホール素子圧入部31bの所定位置にて保持される(光軸方向への移動が阻止される)。 Reference numeral 38b denotes a backing that is attached to the surface of the Hall element mounting portion 38a opposite to the Hall element 43. The FPC fixing sheet metal 42 has a pressing portion 42a as a pressing member that presses the backing 38b and the Hall element mounting portion 38a against the front end surface of the Hall element press-fitting portion 31b. The Hall element mounting portion 38a is pressed against the front end surface of the Hall element press-fitting portion 31b by the pressing portion 42a, so that the Hall element 43 is held at a predetermined position of the Hall element press-fit portion 31b (preventing movement in the optical axis direction). )
本実施例では、ホール素子43およびホール素子実装部38aはともに、コイル空芯部S(ホール素子圧入部31b)の内側であって光軸方向におけるコイル37の両端よりも内側の範囲Wに配置されている。すなわち、ホール素子43は、コイル37のうちシフト保持枠30と当接する端面(以下、保持枠側コイル端面という)37aから距離dだけマグネット36に対向する端面(以下、マグネット側コイル端面という)37bに近い中間位置に配置されている。さらに、ホール素子実装部38aも、コイル空芯部Sの内側に挿入されてホール素子43に接続されている。 In the present embodiment, both the Hall element 43 and the Hall element mounting portion 38a are arranged in a range W inside the coil air core portion S (Hall element press-fit portion 31b) and inside both ends of the coil 37 in the optical axis direction. Has been. That is, the Hall element 43 has an end surface (hereinafter referred to as a magnet side coil end surface) 37b facing the magnet 36 by a distance d from an end surface (hereinafter referred to as a holding frame side coil end surface) 37a of the coil 37 that contacts the shift holding frame 30. It is arranged in the middle position near. Furthermore, the Hall element mounting portion 38 a is also inserted inside the coil air core portion S and connected to the Hall element 43.
ただし、ホール素子実装部38aには、図9に示すように、その幅内に複数(4本)の配線パターン38c〜38fが並行するように設けられている。具体的には、配線パターン38c〜38fは、図9中に点線で示すホール素子43に対する電力の供給と出力信号の取り出しを行うパターンである。配線パターン38c〜38fは、領域38gにおいて表面膜が除去されて露出し、ホール素子43の4つの端子に半田付けされる。これにより、レンズCPU201によるシフトFPC38(ホール素子実装部38aおよび配線部38w)を介したホール素子43の駆動とホール素子43からの出力信号の取り込みが可能となる。 However, as shown in FIG. 9, a plurality (four) of wiring patterns 38c to 38f are provided in parallel in the Hall element mounting portion 38a. Specifically, the wiring patterns 38c to 38f are patterns for supplying power to the Hall element 43 indicated by a dotted line in FIG. 9 and extracting an output signal. The wiring patterns 38 c to 38 f are exposed by removing the surface film in the region 38 g and are soldered to the four terminals of the Hall element 43. As a result, the lens CPU 201 can drive the Hall element 43 and capture an output signal from the Hall element 43 via the shift FPC 38 (Hall element mounting portion 38a and wiring portion 38w).
配線パターン38c,38dは、配線パターン38e,38fを迂回するように形成されており、これにより、ホール素子実装部38aの幅を広げる必要がある。本実施例では、ホール素子実装部38aの長手方向における一部に、他の部分よりも幅広の両凸部を設けている。 The wiring patterns 38c and 38d are formed so as to bypass the wiring patterns 38e and 38f, and it is necessary to increase the width of the Hall element mounting portion 38a. In the present embodiment, both convex portions that are wider than other portions are provided in a part of the hall element mounting portion 38a in the longitudinal direction.
これに対して、防振ユニットの小型化のために必要最小限に近い大きさで製作されているコイル37のコイル空芯部Sの幅(図9中の上下方向の内法)は、ホール素子実装部38aの幅よりも小さい。したがって、図9に示したままのホール素子実装部38aをコイル空芯部Sの内側に挿入することはできない。 On the other hand, the width of the coil air-core portion S of the coil 37 manufactured in a size close to the minimum necessary for downsizing the vibration-proof unit (internal method in the vertical direction in FIG. 9) is the hole It is smaller than the width of the element mounting portion 38a. Therefore, the Hall element mounting portion 38a as shown in FIG. 9 cannot be inserted inside the coil air core portion S.
このため、本実施例では、ホール素子実装部38aを、図8に示すように裏打ち38bを巻き込むように、図9に示した幅方向2箇所の「折り線」で折り畳んだ状態でコイル空芯部S内に挿入する。そして、図7に示すように、ホール素子実装部38aにおける折り畳み部分もFPC固定板金42の押し付け部42aによってホール素子圧入部31bに押し付ける。 For this reason, in this embodiment, the hall element mounting portion 38a is folded at two “fold lines” in the width direction shown in FIG. 9 so as to wind the backing 38b as shown in FIG. Insert into part S. As shown in FIG. 7, the folded portion of the Hall element mounting portion 38 a is also pressed against the Hall element press-fitting portion 31 b by the pressing portion 42 a of the FPC fixing sheet metal 42.
このような構成により、シフトアクチュエータの駆動力を増加させるためにコイル37の厚さ(幅W)を増加させても、ホール素子43をコイル空芯部Sの内側の上記中間位置に配置することができる。したがって、ホール素子43をコイル空芯部Sの内側のうちマグネット36から離れた位置に配置することでホール素子43の出力信号の線形性が劣化してシフト位置の検出精度が低下し、良好な防振性能が得られないという問題の発生を回避することができる。 With such a configuration, even if the thickness (width W) of the coil 37 is increased in order to increase the driving force of the shift actuator, the Hall element 43 is arranged at the intermediate position inside the coil air core S. Can do. Therefore, by arranging the Hall element 43 at a position away from the magnet 36 inside the coil air core S, the linearity of the output signal of the Hall element 43 is deteriorated and the detection accuracy of the shift position is lowered, which is good. Occurrence of the problem that the vibration proof performance cannot be obtained can be avoided.
なお、シフトFPC38のホール素子実装部38aを図10に示すように枠形状に形成してもよい。38hは枠形状のホール素子実装部38aの中央に形成された穴部である。4本の配線パターン38c〜38fのうち2本の配線パターン38e,38fは、配線部38wから直接延びてコイル空芯部Sの長手方向一方からホール素子43に接続される。これに対して、他の2本の配線パターン38c,38dは、配線部38wからホール素子実装部38aの迂回部38hを介してコイル空芯部Sの長手方向他方からホール素子43に接続される。そして、迂回部38hを図中に一点鎖線で示す1箇所の「折り線」でホール素子43側に折り畳んで図8に示した裏打ち38bを巻き込み、迂回部38hを含めてホール素子実装部38aをFPC固定板金42の押し付け部42aによって押さえる。これにより、ホール素子43をコイル空芯部Sの内側の上記中間位置に配置することができる。 The Hall element mounting portion 38a of the shift FPC 38 may be formed in a frame shape as shown in FIG. Reference numeral 38h denotes a hole formed in the center of the frame-shaped hall element mounting portion 38a. Of the four wiring patterns 38c to 38f, the two wiring patterns 38e and 38f extend directly from the wiring portion 38w and are connected to the hall element 43 from one longitudinal direction of the coil air core portion S. On the other hand, the other two wiring patterns 38c and 38d are connected to the hall element 43 from the other longitudinal direction of the coil air-core part S through the bypass part 38h of the hall element mounting part 38a from the wiring part 38w. . Then, the detour portion 38h is folded to the Hall element 43 side by one “fold line” indicated by a one-dot chain line in the drawing, and the backing 38b shown in FIG. 8 is wound, and the Hall element mounting portion 38a including the detour portion 38h is The FPC fixing sheet metal 42 is pressed by the pressing portion 42a. Thereby, the Hall element 43 can be disposed at the intermediate position inside the coil air core S.
なお、シフトFPC38のホール素子実装部38aを上述したように折り畳んだ状態ではなく、直角等に折り曲げた状態でコイル空芯部Sの内側に配置してもよい。 The Hall element mounting portion 38a of the shift FPC 38 may be disposed inside the coil air core portion S in a state of being folded at a right angle or the like instead of being folded as described above.
図11には、本発明の実施例2である防振ユニットにおけるホール素子43の配置構造を示している。本実施例において、実施例1と共通する機能(役割)を有する部分については、実施例1と同符号を付して詳しい説明は省略する。 FIG. 11 shows an arrangement structure of the Hall elements 43 in the image stabilization unit that is Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, portions having functions (roles) common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
本実施例でも、実施例1と同様にしてホール素子43をコイル空芯部S(ホール素子圧入部31b)の内側に配置する。ただし、本実施例では、ホール素子圧入部31bとシフトFPC38との間に位置変更手段としてのスペーサ48を配置する。そして、スペーサ48の厚さを変えることで、ホール素子43のコイル空芯部S内での光軸方向での位置を図中の矢印に示すように調整可能(変更可能)とする。これにより、ホール素子43に個体差による感度のばらつきがある場合でも、ホール素子43のマグネット36に対する距離が最適となるようにホール素子43の位置を調整することができる。 Also in the present embodiment, the Hall element 43 is disposed inside the coil air-core portion S (Hall element press-fit portion 31b) in the same manner as in the first embodiment. However, in the present embodiment, a spacer 48 as a position changing means is disposed between the Hall element press-fitting portion 31b and the shift FPC 38. Then, by changing the thickness of the spacer 48, the position of the hall element 43 in the coil air-core portion S in the optical axis direction can be adjusted (changed) as indicated by an arrow in the drawing. Thus, even when the Hall element 43 has a variation in sensitivity due to individual differences, the position of the Hall element 43 can be adjusted so that the distance between the Hall element 43 and the magnet 36 is optimal.
スペーサ48としては、材質や形状には特に限定はなく、例えばワッシャをスペーサ48として用いてもよい。 The material and shape of the spacer 48 are not particularly limited. For example, a washer may be used as the spacer 48.
上記各実施例では、シフトFPC38として片面に配線パターンが形成されたフレキシブル基板を用いる場合について説明したが、両面に配線パターンが形成された両面フレキシブル基板を用いてもよい。 In each of the embodiments described above, the case where a flexible substrate having a wiring pattern formed on one side is used as the shift FPC 38, but a double-sided flexible substrate having a wiring pattern formed on both sides may be used.
また、上記各実施例では、シフトベース31にコイル37を取り付け、シフト保持枠30にマグネット36を取り付ける場合について説明したか、シフトベース(第1の部材)にマグネットを取り付け、シフト保持枠(第2の部材)にコイルを取り付けてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the coil 37 is attached to the shift base 31 and the magnet 36 is attached to the shift holding frame 30 has been described. Alternatively, the magnet is attached to the shift base (first member) and the shift holding frame (first A coil may be attached to the second member.
また、上記各実施例では、シフトレンズ(光学素子)L2をシフトさせて光学防振を行う防振ユニットにおいてコイル空芯部Sの内側にホール素子43を配置する構成を用いる場合について説明した。しかし、シフトレンズL2に代えて撮像素子(シフト素子)600をシフトさせて光学防振を行う防振ユニットにおいてコイル空芯部Sの内側にホール素子43を配置する構成を用いてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the case where the configuration in which the Hall element 43 is disposed inside the coil air core portion S in the image stabilization unit that performs optical image stabilization by shifting the shift lens (optical element) L2 has been described. However, instead of the shift lens L2, a configuration in which the hall element 43 is disposed inside the coil air-core portion S in an image stabilization unit that performs optical image stabilization by shifting the image sensor (shift element) 600 may be used.
さらに、防振ユニットに限らず、光学素子または撮像素子を光軸方向に直交する方向または光軸方向に移動させて防振以外の光学的機能を果たす光学駆動装置に上記各実施例で説明したホール素子に関する構成を適用してもよい。防振以外の光学的機能としては、光学素子または撮像素子を光軸方向に直交する方向へのシフトによっていわゆる流し撮りをアシストする機能や、光学素子または撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカシングを行う機能等がある。 Further, the embodiments described above are not limited to the image stabilization unit, but are described in the above embodiments for the optical drive device that performs an optical function other than the image stabilization by moving the optical element or the image sensor in the direction orthogonal to the optical axis direction or the optical axis direction. A configuration related to the Hall element may be applied. Optical functions other than anti-vibration include a function that assists so-called panning by shifting the optical element or image sensor in a direction perpendicular to the optical axis direction, and focusing by moving the optical element or image sensor in the optical axis direction. There is a function to perform.
また、上記各実施例では、防振ユニットを備えた交換レンズについて説明したが、レンズ一体型カメラや双眼鏡等の各種光学機器に搭載される光学駆動装置に上記各実施例で説明したホール素子に関する構成を適用してもよい。さらに、ホール素子以外の位置検出素子、例えばMR素子を用いてもよい。 In each of the above embodiments, the interchangeable lens provided with the image stabilization unit has been described. However, the present invention relates to the Hall element described in each of the above embodiments in an optical driving device mounted on various optical devices such as a lens-integrated camera and binoculars. A configuration may be applied. Furthermore, a position detection element other than the Hall element, for example, an MR element may be used.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.
L2 シフトレンズ
30 シフト保持枠
31 シフトベース
36 マグネット
37 コイル
38 シフトFPC
38a ホール素子接続部
38w 配線部
L2 Shift lens 30 Shift holding frame 31 Shift base 36 Magnet 37 Coil 38 Shift FPC
38a Hall element connection part 38w Wiring part
Claims (8)
光学素子または撮像素子を保持して前記ベース部材に対して第1の方向に移動可能な可動部材と、
前記ベース部材および前記可動部材のうち一方である第1の部材に取り付けられたマグネットと、
前記ベース部材および前記可動部材のうち他方である第2の部材に前記マグネットに対して前記第1の方向に直交する第2の方向にて対向するように取り付けられ、通電されることにより前記マグネットとの間に前記第1の方向に作用する電磁力を発生させるコイルと、
前記第2の部材に取り付けられ、前記可動部材の前記第1の方向での位置を検出する位置検出素子と、
前記第2の部材に、前記コイルに対して前記マグネットとは反対側に位置するように取り付けられた配線部および該配線部から延びて前記位置検出素子に電気的に接続された検出素子接続部を含むフレキシブル基板とを有し、
前記コイルは空芯部を有しており、
前記位置検出素子と前記フレキシブル基板の前記検出素子接続部とが、前記空芯部の内側であって前記第2の方向における前記コイルの両端よりも内側に配置されていることを特徴とする光学駆動装置。 A base member;
A movable member that holds an optical element or an imaging element and is movable in a first direction with respect to the base member;
A magnet attached to a first member that is one of the base member and the movable member;
The magnet is attached to a second member which is the other of the base member and the movable member so as to face the magnet in a second direction orthogonal to the first direction, and is energized. A coil for generating an electromagnetic force acting in the first direction between
A position detection element attached to the second member and detecting a position of the movable member in the first direction;
A wiring portion attached to the second member so as to be positioned on the opposite side of the magnet with respect to the coil, and a detection element connecting portion extending from the wiring portion and electrically connected to the position detection element A flexible substrate including
The coil has an air core;
The optical device, wherein the position detecting element and the detecting element connecting portion of the flexible substrate are arranged inside the air core portion and inside the both ends of the coil in the second direction. Drive device.
前記検出素子接続部は、前記配線部から前記第2の部材を貫通して前記コイルの前記空芯部の内側まで延びていることを特徴とする請求項1に記載の光学駆動装置。 The wiring portion of the flexible substrate is attached to a surface of the second member opposite to the surface to which the coil is attached,
2. The optical drive device according to claim 1, wherein the detection element connecting portion extends from the wiring portion to the inside of the air core portion of the coil through the second member.
該光学駆動装置を収容する本体とを有することを特徴とする光学機器。 An optical driving device according to any one of claims 1 to 7,
An optical apparatus comprising: a main body that accommodates the optical driving device.
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