JP2003098420A

JP2003098420A - 光学素子駆動装置

Info

Publication number: JP2003098420A
Application number: JP2002218371A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakamura; 努中村; Naoki Fujii; 尚樹藤井
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁アクチュエータにより進退駆動されるよう
な光学素子駆動装置の光学素子の進退位置の検出精度が
高い装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤホルダ１４と、該ＣＣＤホルダ１４
を光軸Ｏ方向に摺動可能に支持するガイド軸８と、ＣＣ
Ｄホルダ１４にヨークを介して固着される磁石１６の配
設位置により、発生する推力の中心が光軸Ｏよりガイド
軸８に近づく方向にずれるように構成されているＣＣＤ
駆動用のＶＣＭ（ボイスコイルモータ）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子駆動装
置、詳しくは、光学素子保持部材を電磁アクチュエータ
により進退駆動する光学素子駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）等
の電磁アクチュエータを駆動源とし、光学素子であるレ
ンズ、または、撮像素子等を進退駆動する光学素子駆動
装置を内蔵するレンズ鏡胴が各種提案されている。例え
ば、特開平４−８６７１４号公報に開示のレンズ鏡胴
は、レンズの駆動を鏡胴内に設けられた固定部と、レン
ズ保持枠の一部である可動部を有し、磁気材料で形成さ
れたヨーク部分と、コイル部とからなるＶＣＭをその駆
動源としている。また、レンズ位置検出用の位置検出セ
ンサも内蔵している。

【０００３】また、別の従来例として、撮像素子を光軸
方向に進退せしめることにより合焦を行うレンズ鏡筒も
すでに提案されている。この鏡筒においては、軸に撮像
素子保持枠のスリーブ部を嵌入させ、該保持枠を摺動自
在に保持するものである。また、本レンズ鏡筒の撮像素
子を駆動するための可動側への電気接続としては、フレ
キシブル回路基板（以下、ＦＰＣと記載する）を適用し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の光学素子
駆動装置等においては、推力発生源となるマグネットが
光軸を中心としてほぼ上下左右対称にマグネットを配設
しているので、作用点となる駆動推力の中心は、あくま
でレンズ光軸中心にある。しかし、レンズ保持部材はガ
イド軸に嵌入しているスリーブが支点となって駆動され
るために、上記作用点と支点の距離が大きく、支点部で
こじり現象が発生する。

【０００５】また、軸とスリーブにガタがある場合、Ｖ
ＣＭの推力によって保持部材の可動枠に軸を中心にした
傾きが生じる。この傾きによるｆｃ（ピント調整）方向
のずれ量が光軸中心と位置検出センサ部とで異なり、駆
動特性のヒステリシスの原因となっていた。

【０００６】また、従来の撮像素子を光軸方向に進退せ
しめることにより合焦を行うレンズ鏡筒において、軸と
スリーブのガタにより撮像素子保持枠に傾きが生じた場
合、この傾きによって発生する撮像素子の結像面の偏心
は、直接画像の揺れとなって現れてしまう。

【０００７】また、上記従来例において、ＦＰＣによっ
て撮像素子と電気接続を行う場合、ＦＰＣの屈曲によっ
て発生する力によりスムーズな撮像素子の駆動が妨げら
れ、特に、進退方向によってその力の作用する方向が異
なり、進退位置精度を低下させていた。

【０００８】本発明は、上述の不具合を解決するために
なされたものであって、１つの目的は、電磁アクチュエ
ータにより進退駆動されるような光学素子駆動装置の光
学素子の進退位置の検出精度が高い装置を提供すること
である。

【０００９】また、本発明の他の目的は、光学素子駆動
装置の撮像素子の結像面の揺れを極力減らすことを可能
とする装置を提供することである。

【００１０】また、本発明の更に他の目的は、光学素子
駆動装置の撮像素子の進退時に作用するＦＰＣの屈曲に
よる負荷の変動が少ない構造を有する装置を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の光学素子
駆動装置は、光学素子保持部材と、光学素子保持部材を
光軸方向に摺動可能に支持するガイド部材と、光学素子
保持部材を電磁駆動により摺動させるための電磁アクチ
ュエータと、光学素子のガイド部材に沿った位置を検出
するものであって、発光素子および受光素子が、光学素
子の光軸が傾くことにより光軸中心の位置がガイド部材
に沿った方向にずれた場合にそのずれ量と略同じガイド
部材に沿った方向のずれを生ずる位置に配置されている
位置検出手段と、を具備したことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の第２の光学素子駆動装置
は、光学素子保持部材と、光学素子保持部材を光軸方向
に摺動可能に支持するガイド部材と、光学素子保持部材
のガイド部材との摺接部を光軸方向に略二等分する位置
に撮像面がくるように光学素子保持部材に保持された撮
像素子と、を具備したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の第３の光学素子駆動装置
は、撮像素子保持部材と、撮像素子保持部材を光軸方向
に摺動可能に支持するガイド部材と、撮像素子保持部材
に一端部が支持され、撮像素子保持部材の摺動の向きに
よって撮像素子保持部材にかかる負荷が変動しないよう
光軸と略直交する方向に引き出された後、光軸に向かう
付勢力が発生するよう曲げられて所定箇所が固定鏡枠に
支持された、撮像素子と所定の電気回路との信号の授受
を行うためのフレキシブル回路基板と、を具備したこと
を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。

【００１５】図１〜図４は、本発明の第１実施形態の撮
像装置に適用されるレンズ鏡筒の分解斜視図である。ま
た、図５は、上記レンズ鏡筒の縦断面図である。

【００１６】本実施形態の撮像装置のレンズ鏡筒は、４
群構成のズームレンズ鏡筒であって、ズーミングは、ス
テッパ（ステッピングモータ）を駆動源としてカム環３
を回動することによって各レンズ群保持枠を進退させて
行う。また、フォーカシングは、撮像素子であるＣＣＤ
を保持するＣＣＤホルダ１４自体を電磁アクチュエータ
であるＶＣＭ（ボイスコイルモータ）により進退駆動さ
せることによって行う。

【００１７】そして、本レンズ鏡筒は、上記の斜視図，
断面図等に示すように、主に後述する各固定枠を介して
カメラ本体に固着される外固定枠１と、１群レンズ４１
を保持し、３つのカムフォロワ２２ａを介してカム環３
のカム溝３ａにより進退自在な、所謂、３本吊り構造を
有するレンズ保持枠の１つである１群枠２と、各保持枠
を駆動するためのカム溝３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設
されている回動自在なカム環３と、カム環付勢用の波形
ワッシャ４と、上記外固定枠１に固着される内固定枠５
とを有している。

【００１８】更に、上記レンズ鏡筒は、１群枠２以外の
各鏡枠およびＣＣＤホルダ１４を進退自在に支持するガ
イド軸７，８と、２群レンズ４２を保持し、上記ガイド
軸７，８で支持される進退自在なレンズ保持枠である２
群枠９と、３群レンズ４３を保持し、上記ガイド軸７，
８で支持される進退自在なレンズ保持枠である３群枠１
０と、４群レンズ４４を保持し、上記ガイド軸７，８で
支持される進退自在なレンズ保持枠である４群枠１１
と、ＣＣＤ駆動用の電磁アクチュエータであるＶＣＭを
構成するヨーク１２と、上記ガイド軸７，８、上記ヨー
ク１２を支持する後固定枠１３と、上記ガイド軸７，８
で摺動自在に支持され、ＣＣＤ５５とＬＰＦ５４を保持
し、進退位置検出用の発光素子であるＬＥＤ６１が取付
けられ、また、自己を進退駆動するＶＣＭを構成する駆
動コイル１４ｂが巻回されているＣＣＤホルダ１４と、
上記ＬＰＦ５４と、上記ＣＣＤ５５と、上記ガイド軸
７，８の軸方向の規制を行う後カバ−１５と、上記カム
環の回動駆動用であって、ステッパ５１を駆動源とする
カム環駆動部と、上記ＣＣＤホルダ１４の進退位置を検
出する位置検出手段であって、後固定枠１３側に支持さ
れ、前記ＬＥＤ６１からの光を受光し、位置を検出する
ＰＳＤ６２とを有している。

【００１９】上記外固定枠１と内固定枠５と後固定枠１
３は、以下に説明する各構成部材を組み込んだ状態でそ
れぞれの取り付け穴１ａと５ａ′，５ａと１３ａを介し
ビスにより一体的に固着されるものとする。なお、該固
着時での上記各枠１，１３の回転方向の相対位置決め
は、位置決めピン１ｂ，１３ｂを内固定枠５の位置決め
穴５ｂに嵌入することによって行う。

【００２０】そして、上記外固定枠１には、上記１群枠
２が回動が規制された状態で進退自在に挿入されるが、
該回動規制は、外固定枠１の内周部に配設される直進案
内溝１ｊに１群枠２のピン２２に同軸的に設けられたボ
ス２３が嵌入して、その回動が規制される。ここで、ボ
ス２３の代わりにピン２２にローラを支持し、これを直
進案内溝１ｊに嵌入するようにしてもよい。なお、１群
枠２のズーミング時の進退駆動は、後述するカム環３の
回動によって行われる。

【００２１】また、外固定枠１の内周部には、進退方向
に沿って下方に線状の基準案内部となる凸部１ｄ，１ｅ
が、また、上方に線状の凸部１ｆ，１ｇがそれぞれ設け
られている。更に、上方の中央部の開口１ｉには、付勢
部材である板バネ２１が取り付け部１ｈにネジ止めされ
ている。上記１群枠２が凸部１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇに
対して機構上、または、部品精度上必要とされる嵌合ガ
タのある状態で嵌入されたとしても、該１群枠２が下方
に付勢され、その外周が上記凸部１ｄ，１ｅ側に当接し
た状態になる。ズーミング動作中は、この状態で１群枠
２は進退移動し、また、通常の撮影状態では、必ずこの
当接状態が保持され、１群レンズ４１の鏡筒光軸Ｏに対
する傾きの発生が皆無になる。

【００２２】また、１群枠２に上方向の外力が作用した
場合、１群枠２の外周が凸部１ｆ，１ｇに当接するまで
僅かに動くのみである。

【００２３】前記カム環３は、上記１群枠２の内周部に
回動自在に嵌入され、更に、カム環３の内周部に内固定
枠５が嵌入される。但し、上記内固定枠５の外周には波
形ワッシャ４が挿入されており、該波形ワッシャ４はカ
ム環３のフランジ部３ｈを外固定枠１のフランジ部１ｃ
に当接するように押圧する。この押圧付勢により上記１
群枠２が内外固定枠５，１に対してその光軸方向の位置
決めがなされる。また、上記波形ワッシャ４は、その内
周に設けられた溝４ａが内固定枠５の凸部５ｅに嵌入し
た状態で挿入されるので、その回転は規制される。

【００２４】上記カム環３のフランジ部外周に沿ってギ
ヤー部３ｉが設けられているが、このギヤー部３ｉには
後述するカム環駆動部の駆動ギヤー３４ａが固定枠１の
溝１ｍを通して噛合しており、該駆動部によりカム環３
がワイド位置からテレ位置まで回動される。

【００２５】該ワイド位置は、フランジ部に設けられた
遮閉リーフ部３ｊがその回動軌跡上の上記ワイド位置に
対応した回動位置に配設されているＰＩ（フォトインタ
ラプタ）５３により検出される。このワイド位置を基準
として各ズーミング位置の位置出しが行われる。

【００２６】カム環３のフランジ部に配設されている突
起状のストッパ３ｋは、外固定枠１のフランジ部１ｃに
配設される溝部１ｋに挿入されており、カム環３のワイ
ド端、または、テレ端の回動ストッパとして作用する。

【００２７】カム環３の外周部に設けられている１群枠
用カム溝３ａは３ヶ所あり、それぞれに前記１群枠２の
カムフォロワ２２ａが摺動自在に嵌入する。該１群枠２
は、その回動が規制されており、該カム環３が回動する
と光軸Ｏ方向に進退移動することになる。

【００２８】更に、カム環３の内周部には２，３，４群
枠用カム溝３ｂ，３ｃ，３ｄが設けられており、それぞ
れに前記２，３，４群枠９，１０，１１に固着されてい
るカムフォロワ９ｃ，１０ｃ，１１ｃが摺動自在に嵌入
する。該カム環３が回動すると上記各保持枠は、光軸Ｏ
方向に進退移動することになる。

【００２９】前記カム環駆動部は、ステッパ５１を駆動
源とするが、その出力ギヤーの回転は、ギヤー列を介し
て駆動ギヤー３４ａに伝達され、更に、前記カム環３の
ギヤー部３ｉに伝達される。

【００３０】前記ガイド軸７，８の支持構造としては、
上記内固定枠５に該ガイド軸７，８の前方（被写体側）
の端部を支持する支持穴５ｆ，５ｇが設けられており、
そこにガイド軸７，８の端部が挿入され、ラジアル方向
が位置決めされ、更に、被写体側方向の光軸方向の規制
がなされる。

【００３１】そして、該ガイド軸７，８の略中間部位
は、後固定枠１３の軸穴１３ｆ，１３ｇによりラジアル
方向の位置決めがなされた状態で支持される。上記軸穴
１３ｆと軸穴１３ｇの光軸方向の配設位置は、後述する
ようにレンズ保持枠やＣＣＤホルダの支持構造上、都合
がよいようにずらして配設し、軸穴１３ｇの方を前方、
即ち、被写体側に位置している。そして、ＣＣＤホルダ
１４を挿入後、該ガイド軸７，８の後方（ＣＣＤ側）の
端部は、該後固定枠１３に固着される後カバ−１５の有
底穴１５ｆ，１５ｇにて光軸方向の規制され、押さえら
れている。

【００３２】上記ガイド軸７，８は、内固定枠５と後固
定枠１３との間で２群枠９，３群枠１０，４群枠１１を
摺動自在に支持している。即ち、ガイド軸７には２群枠
９の２又部９ｆ，３群枠１０，４群枠１１の軸穴部１０
ｆ，１１ｆが嵌入する。ガイド軸８には２群枠９の軸穴
部９ｇ，３群枠１０，４群枠１１の２又部１０ｇ，１１
ｇが嵌入し、該枠９，１０，１１が上記内固定枠５の内
部に収納した状態で摺動自在に支持される。

【００３３】そして、前述したように２，３，４群枠
９，１０，１１に固着されているカムフォロワ９ｃ，１
０ｃ，１１ｃを内固定枠５の後述する開口部５ｃ，５ｄ
を貫通してカム環３のカム溝３ｂ，３ｃ，３ｄに摺動自
在に嵌入させる。そのフォロワ９ｃ，１０ｃ，１１ｃの
逃げ、また、上記ガイド軸７，８と２，３，４群枠９，
１０，１１の軸穴や２又部の逃げのために、上記内固定
枠５には光軸Ｏに沿って上記開口部５ｃ，５ｄが設けら
れているまた、該ＣＣＤホルダ１４は、後固定枠１３の
軸穴１３ｆ，１３ｇで支持されているガイド軸７，８に
反被写体側、即ち、ＣＣＤ側から挿入されて摺動自在に
嵌入される。その嵌入状態では、上記駆動コイル１４ｂ
は、開口部１３ｈから前方に挿通され、前記ヨーク１２
の内周部１２ｂと磁石１６とで囲われる部分に位置す
る。その後、後固定枠１３の後方に後カバ−１５を取り
付け、上記ガイド軸７，８は、該後カバ−１５により、
光軸方向の位置規制がなされた状態になる。

【００３４】一方、前述したように後固定枠１３の被写
体側、即ち、前方側には前述した４群枠１１が装着され
ており、ガイド軸７側に４群枠１１の光軸方向の長さが
比較的長い軸穴１１ｆを、また、ガイド軸８側に４群枠
１１の光軸方向の長さが比較的短い２又部１１ｇをそれ
ぞれ嵌入している。また、後固定枠１３の軸穴１３ｆ，
１３ｇの配設位置は、前述したようにガイド軸７が挿入
される軸穴１３ｆの方をガイド軸８が挿入される軸穴１
３ｇよりも光軸方向に沿って後方に位置している。

【００３５】上記ＣＣＤホルダ１４のガイド軸７，８へ
の取り付け状態では、該ホルダ１４の光軸方向の長さが
保持精度上比較的短くてもよい二又部１４ｆを軸穴１３
ｆで支持されるガイド軸７側に、また、光軸方向の長さ
が保持精度上比較的長い必要がある軸穴１４ｇを軸穴１
３ｇで支持されるガイド軸８側にそれぞれ挿通してい
る。

【００３６】前記ＶＣＭを構成するヨーク１２は、磁性
材料で形成され、その取り付け穴１２ａを通して上記後
固定枠１３の被写体側に取り付け穴１３ｃ，１３ｄにて
固着される。

【００３７】図６のヨーク部まわりの断面図であり、
（Ａ）は光軸と直交する断面図で、（Ｂ）はそのＣ−Ｃ
断面図である。本図に示すようにヨーク１２は、ヨーク
内周部１２ｂを有し、該内周部１２ｂに対向して上下左
右に４つの磁石１６が装着されている。それらの磁石１
６の幅はヨーク内周部１２ｂの１辺の３／５程度の寸法
とするが、特にこの寸法に限らず、種々の条件を満足す
るような適切な寸法を採用してよい。

【００３８】上記磁石１６のうち上下に配設されるもの
は、ＣＣＤ５５の水平走査方向に沿って取り付けられ、
また、磁石１６のうち左右に配設されるものは、ＣＣＤ
５５の垂直走査方向に沿って取り付けられている。更
に、水平方向に配設される磁石１６は光軸Ｏに対して右
寄りに、垂直方向に配設される磁石１６は光軸Ｏに対し
て下方寄りにそれぞれ取り付けられている。また、本実
施形態では、上記４つの磁石１６はヨーク１２の内周部
１２ｂの光軸Ｏを通る略対角線Ｌｃに対して対称状態に
配置される。このような磁石１６の配設状態は、後述す
るようにホルダ１４の軸穴１４ｇ部，二又部１４ｆ部の
位置に関連して定められる。従って、上記４つの磁石１
６の配置は必ずしも上述の配置に限られるものではな
い。

【００３９】前記ＣＣＤホルダ１４には、図５等に示す
ように後方、即ち、ＣＣＤ側からＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）５４とＣＣＤ５５が装着されている。更に、該Ｃ
ＣＤホルダ１４のＬＰＦ５４装着部の外側の筒部外周に
は、ＬＰＦ５４を取り囲むように駆動コイル１４ｂがＣ
ＣＤホルダ１４のボビン部に巻回されている。

【００４０】また、上記図６の（Ａ）のヨーク部まわり
の断面図には、ＣＣＤ側からみたヨーク１２とガイド軸
８，７の相対配設位置関係が示される。本図に示すよう
にホルダ１４のガイド軸８用嵌入軸穴１４ｇ部とガイド
軸７支持用の二又部１４ｆ部とは、上記磁石１６配設位
置の隙間に位置し、ヨーク１２部の光軸Ｏを通る略対角
線Ｌｃ上の右下位置と左上位置にある。従って、ガイド
軸８，７を結ぶ中心線とヨーク内周の対角線Ｌｃとは略
一致することになる。

【００４１】ＣＣＤ５５の進退位置検出部（位置検出手
段）を構成する発光素子のＬＥＤ６１と受光素子のＰＳ
Ｄ（光位置検出素子）６２の配設状態は、図７，８に示
すように、ガイド軸７，８を結ぶ中心線Ｌｃの側方に配
設されるが、詳しくは後で説明する。

【００４２】また、上記ＣＣＤホルダ１４とＣＣＤ５５
の光軸方向の関係位置としては、図１０のＣＣＤホルダ
の倒れ状態を示す作用図と、図１１のＣＣＤホルダまわ
りの光軸方向断面図に示すように、ＣＣＤホルダ１４の
ガイド軸用軸穴１４ｇ部のスリーブ１４ｈ長さの中心点
１４ｉを通る垂直線上に、略、ＣＣＤ５５の結像面５５
ａが位置するように配設されている。

【００４３】更に、上記図１１の断面図に示すように上
記ＣＣＤ５５に一端部が固着されている電気信号接続用
ＦＰＣ５６は、光軸Ｏと略直交する方向に延出して取り
付けられ、後固定枠１３の開口部１３ｉから外部に導出
されて、開口部１３ｉの近傍で固定される。そのとき、
ＦＰＣ５６を撓ませた状態としてＣＣＤホルダ１４を、
常時、光軸方向に押圧する押圧力ＦＦを与えておく。

【００４４】以上のように構成された本実施形態のレン
ズ鏡筒のうち、特に光学素子駆動装置部について、更
に、その構成、並びに、作用等について詳しく説明す
る。

【００４５】まず、ＣＣＤホルダ１４への推力の作用す
る状態について説明すると、該ＣＣＤホルダ１４は、上
述のようにガイド軸７，８に進退自在に支持されている
ので、上記ＶＣＭを構成する駆動コイル１４ｂに流す電
流により、ＣＣＤホルダ１４に光軸方向に推力Ｆ（図６
の（Ｂ）参照）が発生する。その推力Ｆにより、ＣＣＤ
ホルダ１４、従って、ＣＣＤ５５の進退駆動を行うこと
ができる。

【００４６】上記ＣＣＤホルダ１４に作用する駆動力の
合力となる推力Ｆの作用する点Ｐ1は、磁石１６が図６
の（Ａ）にて説明したように光軸Ｏに対して、右下方向
に片寄って配設される。しかも、対角線Ｌｃに対して線
対称に配設されていることから、上記略対角線Ｌｃ上で
あって、光軸Ｏからガイド軸８用嵌入軸穴１４ｇ寄りに
上記作用点Ｐ1 が位置することになる。

【００４７】ここで、上記ＶＣＭの駆動推力Ｆの作用点
Ｐ1 を具体的に求める。従来の一般的な例として、図１
３に示すように、ヨーク内周１２ａ部の周囲に光軸Ｏを
中心にして１辺長ａの磁石１６Ａを対称に配設する場合
を考えると、４方向の推力は、図中、作用点Ｑ0 （距離
ｂ）に働く。その４つの推力の合力は、光軸Ｏと一致す
る。その座標を（０，０）とする。そのときの各ｂ点で
作用する推力をｆ／４とすると、推力の合力はｆとな
る。

【００４８】一方、上記本実施形態のＣＤＤホルダ１４
におけるＶＣＭに作用する推力の合力Ｆの作用点Ｐ1 に
ついて検討してみると、図１４の磁石配置図に示すよう
に、各磁石１６の幅をヨーク内周１２ａの幅をａとし
て、ａ×３／５とすると、４方向の推力は、図中、作用
点Ｑ1 に働き、その距離はｂ、または、ａ／５で与えら
れる。

【００４９】光軸Ｏの座標を（０，０）とし、各推力の
合力の中心位置Ｐ1 を座標（ｘ，ｙ）として、この点の
基準にして各磁石１６と対向するヨークとで発生するモ
ーメントの釣合を考えると、次式が成立する。即ち、ｘ
方向に関して、（ｆ／４）×（３／５）×（（ａ／３）−ｘ）＋（ｆ／
４）×（３／５）×（ｂ−ｘ）＋（ｆ／４）×（３／
５）×（（ａ／５）−ｘ）＝（ｆ／４）×（３／５）×
（ｂ＋ｘ）が成立する。従って、上記ｘの値は、ｘ＝ａ／１０とな
る。

【００５０】また、ｙ方向に関して、（ｆ／４）×（３／５）×（ｙ＋ｂ）＝（ｆ／４）×
（３／５）×（（ａ／５）−ｙ）＋（ｆ／４）×（３／
５）×（ｂ−ｙ）＋（ｆ／４）×（３／５）×（ａ／５
−ｙ）が成立する。従って、上記ｙの値も同様に、ｙ＝ａ／１
０となる。

【００５１】よって、光軸Ｏからガイド軸８方向への推
力Ｆの作用点のずれ量ＯＰ1 は、寸法ａ＝１０ｍｍ，ｂ
＝６．８ｍｍとして、ずれ量ＯＰ1 ＝１．６ｍｍとな
る。

【００５２】このように推力Ｆが嵌入軸穴１４ｇ部寄り
に位置することから、前記図１３のように光軸Ｏに対し
て片寄らない磁石１６Ａの配設構造に比較して、ＣＣＤ
ホルダ１３の支点となる軸穴１４ｇ部に作用する回転モ
ーメントがより小さくなる。このようにＣＣＤホルダ１
４に作用する回転モーメントが小さければ、該ガイド軸
８とホルダ１４の軸穴１４ｇとに発生する「こじり」現
象が起きにくくなり、小さい推力でスムーズな進退駆動
が可能となる。

【００５３】次に、本実施形態のＣＣＤ５５の進退位置
検出部（位置検出手段）を構成する発光素子６１とＰＳ
Ｄ６２の配設状態と作用について詳細に説明する。

【００５４】図７は、ＣＣＤホルダ１４と進退位置検出
部の配設状態を示す斜視図であり、図８は、上記ＣＣＤ
ホルダ１４と進退位置検出部まわりをＣＣＤ側から見た
図である。本図に示すように、ＰＳＤ６２は、その受光
面６２ａは、光軸０を通り、ガイド軸７，８の中心を結
ぶ線Ｌｃに直交する線上に位置決めされた状態で後固定
枠１３に支持されている。ＣＣＤホルダ１４には、必ず
しも一体で成形される必要はないが、本実施形態では一
体で形成されているスリット１４ｉが上記ＰＳＤ６２に
対向した位置に設けられており、更に、該スリット１４
ｉの端部にはＬＥＤ６１がＣＣＤホルダ１４に支持され
て配設されている。

【００５５】上述の実施形態のように位置検出部を配置
することによって、ＣＣＤホルダ１４が光軸Ｏに沿って
上記推力Ｆで進退移動するとき、該ＣＣＤホルダ１４
は、図９に示すようにガイド軸穴１４ｇの隙間分だけ中
心線Ｌｃに沿って光軸方向に倒れたとしても、その倒れ
によるＣＣＤ５５の光軸中心の光軸方向移動量Ｄ0 は、
ＰＳＤ６２によって同一移動量として検出される。従っ
て、ＣＣＤホルダ１４の倒れによる移動量を含む光軸中
心の進退移動量そのものをＰＳＤ６２によって精度よく
検出できる。

【００５６】もし、図１８に示すように、位置検出部の
ＰＳＤ６２ＡとＬＥＤ６１ＡをＣＣＤホルダ１４の上部
に配設したとすると、図１９の断面図に示すようにＣＣ
Ｄホルダ１４が上記推力Ｆによりガイド軸用軸穴１４ｇ
部のガタ分だけ倒れた場合、ＣＣＤの結像面光軸中心５
５ａが移動量Ｄ0 だけ変動するが、位置検出部のＰＳＤ
６２Ａの位置では、増幅された量Ｄ1 の変動があったも
のとして検出され、位置検出精度が低下することにな
る。

【００５７】なお、本実施形態の構造では、前述したよ
うにガイド軸を結ぶ中心線Ｌｃに対して磁石１６が略対
称に配設され、駆動推力Ｆが該中心線Ｌｃ上に作用する
ことから、ＣＣＤホルダ１４が該線Ｌｃまわりの方向に
傾くことが少ないと考えられる。従って、ＣＣＤホルダ
１４の倒れの方向は、中心線Ｌｃに沿って光軸方向に倒
れる可能性が高く、上述のように位置検出部を配置する
ことによって精度の高い検出が行われる。なお、ＣＣＤ
ホルダ１４に駆動推力Ｆ以外の力が作用することを考慮
した位置検出部の適正配設位置については、後で変形例
として説明する。

【００５８】また、本実施形態のＣＣＤホルダ１４にお
いては、図１０，１１に示すように、ガイド軸８の軸穴
１４ｇのスリーブ部１４ｈの長さ方向の中心１４ｉを通
り、軸心と直交する延長線上にＣＣＤ５５の結像面中心
５５ａを位置させている。上記軸穴１４ｇの軸との隙間
をｄとして、スリーブ部１４ｈがその隙間分だけ駆動推
力Ｆによりガタついた場合、ＣＣＤ５５の結像面中心５
５ａと撮影レンズ系の光軸Ｏとのずれ量δ0 は、最大で
値ｄ／２となって、原理上最小となる。この光軸Ｏとの
ずれ量δ0 は、撮像画面のゆれに大きく影響するもので
あって、本実施形態ではその撮像画面のゆれが抑えられ
ることになる。

【００５９】もし、図２０の状態図に示すようにＣＣＤ
５５の結像面中心５５ａをスリーブ部１４ｈの中心１４
ｉからずれた位置に配設した場合、結像面中心５５ａと
撮影レンズ系の光軸Ｏとのずれ量δは、一方向に傾いた
ときは、図２０の（Ｃ）のずれ量δ2 に示すように小さ
くなるが、他方向に傾いたときは、図２０の（Ｂ）に示
すように、かなり大きいずれ量δ1 を与え、像揺れが大
きくなってしまう。更に、図２０の（Ｄ）に示すよう
に、ＣＣＤ５５の結像面中心５５ａをスリーブ部１４ｈ
の中心１４ｉから大きくずらした場合、上記ずれ量δ3
は、更に大きくなってしまう。

【００６０】以上の光学素子保持部材の支持構造は、撮
影素子保持部材において、特に有効である。これは、レ
ンズ保持の場合、光軸との傾き量そのものによりコマ収
差の悪影響がでるため、スリーブ部の長さを少しでも長
くしたいという事情があるのに対して、撮影素子保持の
場合は、そのような収差の発生がなく、画面ゆれ対策を
最優先で考えてよいからである。

【００６１】また、本実施形態のように、駆動時、保持
部材が光軸に対して傾き易い場合は、更に、有効であ
る。

【００６２】また、本実施形態においては、ＣＣＤ５５
に固着されている電気信号接続用ＦＰＣ５６を図１１に
示すように光軸と直交する上方向に延出して配設し、更
に、該ＦＰＣ５６を介して、延出方向に沿って押圧力Ｆ
ＦをＣＣＤホルダ１４に与えているために、ＣＣＤホル
ダ１４の軸穴１４ｇ部は、図１２に示すようにその上面
が一方的にガイド軸８に当接した状態を保つ。従って、
ＣＣＤ５５の光軸方向の進退に伴うホルダ１４に与える
力のヒステリシスを少なくすることができる。また、図
１２のように軸穴１４ｇ部が当接することからＣＣＤ５
５の結像面の光軸Ｏ方向に対する傾きが生じにくいこと
になる。

【００６３】もし、図２１に示す従来の接続構造のよう
に、ＣＣＤ５５に固着されている電気信号接続用ＦＰＣ
５６ＡがＵ字状に折り返されて装着されて、後カバ−１
５に固着されるような取付構造が取られたならば、ＣＣ
Ｄホルダ１４に常にＦＰＣ５６Ａを介して、前方向への
押圧力が作用する。そして、ＣＣＤホルダ１４の軸穴１
４ｇは、図２２に示すように傾いて保持され、ＣＣＤ５
５の結像面の光軸Ｏに対する傾き精度を劣化させること
になってしまう。

【００６４】以上の説明したような光学素子駆動装置を
内蔵する本レンズ鏡筒の駆動動作について説明する。

【００６５】まず、パワースイッチ（図示せず）がオン
になると、ステッパ５１が駆動され、カム環３がリセッ
ト位置であるワイド端位置まで回動し、１，２，３，４
群枠２，９，１０，１１をそれぞれワイド端位置まで移
動させる。ズーミングを行う場合、上記の状態からステ
ッパ５１を駆動し、カム環３を回動し、１，２，３，４
群枠２，９，１０，１１をそれぞれズーミングに伴って
移動させる。そして、電磁アクチュエータであるＶＣＭ
の駆動コイル１４ｂの電流を制御することによって、Ｃ
ＣＤホルダ１４に支持されたＣＣＤ５５を上記ズーミン
グ位置に対応した合焦位置であるズームトラッキング位
置まで追従して移動させる。即ち、合焦状態を保つため
にズーミング動作に応じてＣＣＤ５５が時時刻刻移動す
る。

【００６６】また、フォーカシングを行う場合、ＶＣＭ
によりＣＣＤホルダ１４を進退駆動し、ＣＣＤ５５を合
焦位置まで移動させる。

【００６７】そして、本実施形態のレンズ鏡筒において
は、ＶＣＭの駆動推力Ｆの作用点をガイド軸８に近づけ
ることによって、該軸８とホルダ１４の軸穴１４ｇとに
発生するＣＣＤホルダ１４のこじれによる抵抗力を減ら
し、駆動推力Ｆを有効に作用させることができる。

【００６８】また、ＣＣＤホルダ１４が進退時に僅かに
倒れた状態になったとしても、その倒れた状態を含めた
進退位置を位置検出部で検出可能とし、精度の高いＣＣ
Ｄ駆動を可能とする。

【００６９】更に、ＣＣＤホルダ１４のガイド軸用軸穴
１４ｇ部ガタつきによるＣＣＤ５５の結像面の揺れを極
力減らすことができる。

【００７０】また、ＣＣＤ５５の進退時に作用するＦＰ
Ｃ５６の屈曲による負荷の変動が少なく、安定してＣＣ
Ｄホルダ１４がガイド軸８に支持されるように構成し
た。

【００７１】次に、本実施形態のレンズ鏡筒に組み込ま
れる前記光学素子駆動装置のＶＣＭにおける駆動推力Ｆ
の作用点を前記実施形態のものよりも更にガイド軸８側
に寄せることが可能な第１の変形例について説明する。

【００７２】図１５は、上記第１の変形例のＶＣＭにお
けるヨーク部まわりの光軸と直交する断面の断面図であ
る。本図に示すようにヨーク内周部１２ｂに対向して下
側，右側に２つの磁石１６Ｂが装着されている。それら
の磁石１６の幅はヨーク内周部１２ｂ幅と等しい寸法と
する。また、上記２つの磁石１６Ｂはヨーク１２の内周
部１２ｂの光軸Ｏを通る略対角線Ｌｃに対して、必ずし
も対称に配置される必要はないが、本実施形態では対称
状態に配置される。他の構造は前記実施形態のものと同
様とする。

【００７３】上述のように構成されたＶＣＭにおいて
は、その駆動推力の作用点Ｐ2 は前記実施形態の場合よ
りも更にガイド軸８寄りに位置するので、ＣＣＤホルダ
１４の進退駆動時のこじりによる摺動抵抗の増大が少な
く、スムーズな進退駆動がなされる。

【００７４】次に説明する別のＶＣＭの第２の変形例
は、前記駆動推力の作用点Ｐ3 をガイド軸８の中心に位
置させるように、２つの磁石１６Ｃと、該磁石１６Ｃと
は逆方向に着磁された２つの磁石１６Ｄをヨーク１２に
配設したものである。

【００７５】図１６は、上記変形例のＶＣＭにおけるヨ
ーク部まわりの光軸と直交する断面の断面図である。ま
た、図１７は、上記図１６を対角線Ｌｃに沿った面から
みた推力の作用図である。上記２つの磁石１６Ｃは、前
記第１の変形例で適用した磁石１６Ｂに対して寸法，着
磁方向，取り付け位置共に同一とするが、他の２つの磁
石１６Ｄは、幅寸法が狭く、上述のように着磁方向が上
記磁石１６Ｃのものと逆向きとする。また、その装着位
置も１つは、図１６にて上方の左よりに装着され、他の
１つは左側の上寄りに装着される。

【００７６】従って、それぞれ磁石１６Ｃ，１６Ｄによ
って発生する推力Ｆ1 ，Ｆ2 は、図１７に示すように、
ガイド軸８から距離Ｌ1 、また、該Ｌ1 より長い距離Ｌ
2 の点で、しかも、互い違いの方向に作用させる。そし
て、推力Ｆ1 と推力Ｆ2 によるモーメントがガイド軸８
上で釣り合うように、上記距離Ｌ1 とＬ2 ，推力Ｆ1と
Ｆ2 が設定される。即ち、Ｆ1 ×Ｌ1 ＝Ｆ2 ×Ｌ2が成
立するように上記距離と推力が設定される。この場合に
ＣＣＤ１４に働く推力Ｆは、Ｆ＝Ｆ1 −Ｆ2 で示される。

【００７７】この変形例によると、ＶＣＭに発生する推
力Ｆ1 ，Ｆ2 により生じる、ＣＣＤホルダ１４をガイド
軸８まわりに倒そうとするモーメントが０となるので、
ＣＣＤホルダ１４の軸支持部であるスリーブ１４ｈでの
「こじれ」が発生せず、更に摺動抵抗の少ない状態での
スムーズな進退駆動が可能となる。

【００７８】次に、本実施形態の光学系素子駆動装置の
ＣＣＤ進退位置検出部（位置検出手段）の変形例につい
て説明する。

【００７９】前記実施形態においては、ＶＣＭの駆動推
力Ｆのみがガイド軸中心線Ｌｃ上に作用し、ＣＣＤホル
ダ１４が該中心線Ｌｃに沿って光軸方向に倒れるものと
したが、実際には、前記ＦＰＣ５６の屈曲力やＣＣＤホ
ルダ１４の軸スリーブ部１４ｈの摩擦力、あるいは、嵌
入ガタ等によって、必ずしも該中心線Ｌｃに沿って倒れ
るとは限定できない。

【００８０】そこで、本変形例の進退位置検出部は、上
述のようなＣＣＤホルダ１４の倒れ方を考慮し、ＣＣＤ
５５の光軸方向の位置がガイド軸に沿った方向にずれた
場合に、該ずれ量と略同一のずれ量を与えるＣＣＤホル
ダ１４上の位置に対向した部分に光位置検出素子である
ＰＳＤを配設するものである。この場合、上記ＰＳＤの
配設位置は、前記実施形態のように光軸Ｏを通るが、必
ずしも中心線Ｌｃに直交する延長線上に位置させるとは
限らない。

【００８１】この変形例によるとＣＣＤ５５の光軸中心
の光軸方向移動量は、ホルダ１４の倒れによる影響が少
ない状態でＰＳＤによって更に精度よく検出される。

【００８２】

【発明の効果】上述のように本発明の光学素子駆動装置
は、電磁アクチュエータにより光学素子を進退駆動する
装置であって、ガイド部材の摺動可能に支持される光学
素子保持部材が摺動抵抗の少ない状態でスムーズに進退
駆動され、電磁アクチュエータの必要推力も少なく抑え
ることが可能なものであり、また、光学素子進退位置検
出手段を適切な位置に配設することにより、光学素子の
正確な進退位置を検出し、精度の高い進退駆動を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す光学素子駆動装置を
内蔵したレンズ鏡筒の分解斜視図の一部。

【図２】上記図１のレンズ鏡筒の分解斜視図の一部。

【図３】上記図１のレンズ鏡筒の分解斜視図の一部。

【図４】上記図１のレンズ鏡筒の分解斜視図の一部。

【図５】上記図１のレンズ鏡筒の光軸に沿った縦断面
図。

【図６】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置のＶ
ＣＭのヨークまわりの断面図であって、（Ａ）は光軸と
直交する面の断面図であり、（Ｂ）は光軸に沿った断面
図である。

【図７】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の位
置検出部の斜視図。

【図８】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の位
置検出部をＣＣＤ側からみた図。

【図９】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置のＣ
ＣＤホルダがガタ分だけ倒れたときのＣＣＤ変位と位置
検出部ＰＳＤの位置検出状態を示す図。

【図１０】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＣＣＤホルダが倒れたときのＣＣＤの結像面の変位を示
す図。

【図１１】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＣＣＤホルダまわりの断面図。

【図１２】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＣＣＤホルダのガイド軸支持部の動作状態を示す断面
図。

【図１３】一般の光学素子駆動装置のＶＣＭにおける磁
石のヨークへの装着状態を示す図。

【図１４】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＶＣＭの磁石のヨークへの装着状態を示す図。

【図１５】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＶＣＭの変形例を示す磁石とガイド軸との相対位置関係
を示す図。

【図１６】上記図１のレンズ鏡筒の光学素子駆動装置の
ＶＣＭの別の変形例を示す磁石とガイド軸との相対位置
関係を示す図。

【図１７】上記図１６の変形例のＶＣＭの推力の作用状
態を示す図。

【図１８】従来の光学素子駆動装置における位置検出部
の光軸方向からの矢視図。

【図１９】上記図１８の光学素子駆動装置でのＣＣＤホ
ルダがガタ分だけ倒れたときのＣＣＤの変位量と位置検
出部の検出量の差を示す図。

【図２０】従来の光学素子駆動装置でのＣＣＤホルダが
ガタ分だけ倒れたときのＣＣＤ撮像面揺れ状態を
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す。

【図２１】従来の光学素子駆動装置でのＣＣＤホルダの
縦断面図。

【図２２】上記光学素子駆動装置のＣＣＤホルダのガタ
分だけ倒れた状態でのガイド軸支持部の状態を示す図。

【符号の説明】

８ …………………ガイド軸（ガイド部材）１２…………………ヨーク（電磁アクチュエータ）１３…………………後固定枠（固定鏡枠）１４…………………ＣＣＤホルダ（光学素子保持部材）１６…………………磁石（電磁アクチュエータ）１６Ｂ………………磁石（電磁アクチュエータ）１６Ｃ………………磁石（電磁アクチュエータ）５５…………………ＣＣＤ（光学素子）５６…………………ＦＰＣ（フレキシブル回路基板）６１…………………ＬＥＤ（発光素子，位置検出手段）６２…………………ＰＳＤ（受光素子，位置検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子保持部材と、光学素子保持部材を光軸方向に摺動可能に支持するガイ
ド部材と、光学素子保持部材を電磁駆動により摺動させるための電
磁アクチュエータと、光学素子のガイド部材に沿った位置を検出するものであ
って、発光素子および受光素子が、光学素子の光軸が傾
くことにより光軸中心の位置がガイド部材に沿った方向
にずれた場合にそのずれ量と略同じガイド部材に沿った
方向のずれを生ずる位置に配置されている位置検出手段
と、を具備したことを特徴とする光学素子駆動装置。
【請求項２】光学素子保持部材と、光学素子保持部材を光軸方向に摺動可能に支持するガイ
ド部材と、光学素子保持部材のガイド部材との摺接部を光軸方向に
略二等分する位置に撮像面がくるように光学素子保持部
材に保持された撮像素子と、を具備したことを特徴とする光学素子駆動装置。
【請求項３】撮像素子保持部材と、撮像素子保持部材を光軸方向に摺動可能に支持するガイ
ド部材と、撮像素子保持部材に一端部が支持され、撮像素子保持部
材の摺動の向きによって撮像素子保持部材にかかる負荷
が変動しないよう光軸と略直交する方向に引き出された
後、光軸に向かう付勢力が発生するよう曲げられて所定
箇所が固定鏡枠に支持された、撮像素子と所定の電気回
路との信号の授受を行うためのフレキシブル回路基板
と、を具備したことを特徴とする光学素子駆動装置。