JP2007171299A

JP2007171299A - レンズ鏡胴

Info

Publication number: JP2007171299A
Application number: JP2005365436A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Mori; 義孝森
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】防振レンズを駆動するＶＣＭ（ボイスコイルモータ）の推力を上げるためにＶＣＭを大型化した場合であってもフォーカスレンズを駆動するためのＶＣＭのスペースを利用して防振レンズのＶＣＭを配置することによってレンズ鏡胴の大型化を防止又は低減することができるレンズ鏡胴を提供する。
【解決手段】レンズ鏡胴１０において、防振レンズ２８を駆動するためのＶＣＭ７２とフォーカスレンズ３２を駆動するためのＶＣＭ１０４が配置されている。それらのＶＣＭ７２、１０４は、光軸Ｏ方向被写体側からみて重ならない位置に配置されており、光軸Ｏ横方向からみて光軸Ｏ方に関しては一部が重なり合う位置に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明はレンズ鏡胴に係り、特に像振れ補正用の防振レンズ及びそのアクチュエータを備えたレンズ鏡胴に関する。

民生用のビデオカメラ等において像振れ補正装置を搭載したものが使用される。像振れ補正装置には、光学式と電子式とが知られており、近年では光学式が多くの製品に採用されている。光学式の場合、例えば、撮影光学系内に光軸と直交する面内で上下左右に移動可能な防振レンズが配置されており、カメラに生じた振動に応じてその防振レンズがアクチュエータで上下左右に移動することによって像振れが補正されるようになっている。

特許文献１にはこのような像振れ補正装置を搭載したビデオカメラが開示されている。これによれば、防振レンズは磁気アクチュエータによって駆動されるようになっており、磁気アクチュエータは、防振レンズの保持枠に取り付けられ、光軸と平行な方向を軸として巻回された偏平型のコイルと、そのコイルの位置にコイルの軸に平行な方向（光軸と平行方向）の磁界を生成する磁気回路から構成されている。コイルに電流を流すことによって、コイルにより発生した磁界と磁気回路の磁界との作用で保持枠に光軸と直交する方向の推力が加わり、防振レンズが光軸と直交方向に移動する。

一方、特許文献１のような磁気アクチュエータでは防振レンズが比較的大きい場合に推力が不足し、振動に対する防振レンズの像振れ補正動作に関する応答が遅れるという欠点がある。そこで、類似の磁気アクチュエータとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用すると好適である。ＶＣＭで防振レンズを駆動する場合には、例えば、光軸と直交する方向を軸として巻回されたコイルが防振レンズの保持枠に取り付けられ、そのコイルの位置にコイルの軸と直交する方向（光軸と平行方向）の磁界が磁気回路によって生成される。磁気回路は、マグネット（永久磁石）とコ字状に形成されたヨークとから構成されており、ヨークの内側の対向する面の一方に永久磁石が固着される。これにより、ヨークの他方の面と永久磁石との間の空隙部に磁界が形成される。そして。その空隙部に保持枠のコイルの一部が挿入配置される。コイルに電流を流すと磁界と電流との作用（フレミングの左手の法則）によって保持枠に光軸と直交する方向の推力が加わり、防振レンズが移動する。
特開２０００−２２７６１４号公報

しかしながら、防振レンズを駆動するためのアクチュエータとしてＶＣＭを用いた場合であっても推力を上げるためにはＶＣＭが大型化する。そのため、レンズ鏡胴の全長が長くなることによってレンズ鏡胴が大型化し、カメラを小型化する場合の弊害となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、像振れ補正用の防振レンズを駆動するためのＶＣＭの推力を上げることによるレンズ鏡胴の大型化を防止又は低減することができるレンズ鏡胴を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ鏡胴は、鏡胴本体内において光軸に直交する方向に移動可能に支持された像振れ補正用の防振レンズと、前記鏡胴本体内において前記光軸方向に移動可能に支持されたフォーカス調整用のフォーカスレンズと、前記光軸に直交する第１の方向に前記防振レンズを移動させるための推力を発生させる第１のボイスコイルモータと、前記光軸に直交する方向であって、前記第１の方向に直交する第２の方向に前記防振レンズを移動させるための推力を発生させる第２のボイスコイルモータと、前記フォーカスレンズを前記光軸方向に移動させるための推力を発生させる第３のボイスコイルモータと、を備えたレンズ鏡胴であって、前記第１乃至第３のボイスコイルモータが前記光軸方向からみて重ならないように前記光軸の周りに配置されると共に、前記第１及び第２のボイスコイルモータの一部又は全体が前記光軸横方向からみて前記第３のボイスコイルモータと重なるように配置されたことを特徴としている。

本発明によれば、防振レンズを駆動するためのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が大型化しても、フォーカスレンズを駆動するためのＶＣＭの配置スペースを利用することができるため、防振レンズのＶＣＭの推力を上げるためにそのＶＣＭが大型化してもレンズ鏡胴の全長が長くなるという不具合を回避することができ、レンズ鏡胴の大型化を防止又は低減することができる。

請求項２に記載のレンズ鏡胴は、請求項１に記載のレンズ鏡胴において、前記第１及び第２のボイスコイルモータは、それぞれコ字状に形成された２つのヨークが隣接して配置された磁気回路を備えたことを特徴としている。本発明によれば、磁気回路の構成するヨークを２つ隣接配置してＶＣＭの推力を上げるようにした態様を示し、このような場合にＶＣＭは大型化するが、請求項１のようにフォーカスレンズのＶＣＭの配置スペースを利用することによってレンズ鏡胴の大型化を防止又は低減することができる。

請求項３に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、又は、２に記載の発明において、前記第１及び第２のボイスコイルモータは、前記光軸方向からみて前記光軸を中心として直交する方向に配置されたことを特徴としている。本発明は、防振レンズの２つのＶＣＭの配置態様を示している。

請求項４に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記第３のボイスコイルモータは、２つのボイスコイルモータから構成されることを特徴としている。本発明は、フォーカスレンズを駆動するためのＶＣＭの一態様を示している。

請求項５に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、２、３、又は、４に記載の発明において、前記第３のボイスコイルモータを構成する２つのボイスコイルモータは、それぞれ前記光軸方向からみて前記光軸を中心として前記第１及び第２のボイスコイルモータと対称の位置に配置されること特徴としている。本発明は、フォーカスレンズを駆動する２つのＶＣＭの配置態様を示しており、これによれば、防振レンズの２つのＶＣＭとフォーカスレンズの２つのＶＣＭが光軸方向からみて光軸の周りに略等間隔で配置されることになる。

請求項６に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、２、３、４、又は、５に記載のレンズ鏡胴において、前記防振レンズは、前記フォーカスレンズの前方に配置されたことを特徴としている。本発明は、例えばリアフォーカス式の撮影レンズを構成するレンズ鏡胴において、フォーカスレンズより前方（対物側）に防振レンズが配置されるような態様を示している。

本発明に係るレンズ鏡胴によれば、防振レンズを駆動するためのＶＣＭの大型化によるレンズ鏡胴の大型化を防止又は低減することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ鏡胴を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明が適用された例えば民生用の高級ビデオカメラ、テレビ放送用のＥＮＧカメラ、監視用カメラ等に使用されるリアフォーカス式で可変焦点距離の撮影レンズにおけるレンズ鏡胴を示した側面断面図である。尚、同図では、レンズ固定式のカメラに使用されるレンズ鏡胴を示しており、レンズ鏡胴１０の後端部には、レンズ交換式のカメラにおいてカメラ本体に搭載される色分解プリズム等の光学ブロックが一体的に取り付けられている。

同図においてレンズ鏡胴１０の固定筒（鏡胴本体）は、筒状に形成されて順に連結される前部固定筒１４、中部固定筒１６、後部固定筒１８によって構成されており、それらの固定筒１４、１６、１８によってレンズ鏡胴１０を構成する各部材が支持されるようになっている。

レンズ鏡胴１０の光軸Ｏ上には、被写体の像を結像する光学系として対物側から順に、固定レンズ（群）２０、ズーム（変倍）レンズ（群）２２、絞り２４、固定レンズ（群）２６、防振レンズ（群）２８、固定レンズ（群）３０、フォーカスレンズ（群）３２、固定レンズ（群）３４等が配置されている。

ズームレンズ２２は、光学系のズーム倍率（焦点距離）を変更するもので、保持枠４０に保持された状態で光軸方向に移動可能に中部固定筒１６の内部に配置されている。ズームレンズ２２の保持枠４０にはフランジ部４２が形成されており、そのフランジ部４２を介して移動筒４４に連結されている。中部固定筒１６の内周部には中間筒４６が固定され、その中間筒４６の内周部に回転筒４８が回動可能に保持されており、移動筒４４は、回転筒４８の内周部に保持されている。

また、中間筒４６の内周面には光軸方向の直進溝４６Ａが形成されると共に、回転筒４８にはカム溝（カム形状の孔）４８Ａが形成されており、移動筒４４に固定されたカムピン５０が、回転筒４８のカム溝４８Ａを挿通して中間筒４６の直進溝４６Ａに係合されている。これによって移動筒４４は、回転が規制された状態で光軸Ｏ方向に直進移動すると共に、カムピン５０がカム溝４８Ａに係合する位置に保持される。回転筒４８が回動すると、回転筒４８のカム溝４８Ａと中間筒４６の直進溝４６Ａとの交差位置がカム形状に応じた位置に変化し、その交差位置へのカムピン５０の移動によって移動筒４４が光軸Ｏ方向に進退移動する。

一方、中部固定筒１６の外周部には、ズームリング５２が回動可能に配置されており、そのズームリング５２の内周面の径方向内向きに棒状の連結軸５４が取り付けられている。この連結軸５４は、中部固定筒１６及び中間筒４６に形成された周方向の長孔を挿通して回転筒４８に連結されている。これにより、ズームリング５２を回動操作すると、それに連動して回転筒４８が回動する。回転筒４８が回動すると、上述のように移動筒４４が進退移動し、移動筒４４と連動してズームレンズ２２が光軸方向に移動する。従って、ズームリング５２の回動操作によりズーム倍率が変更されるようになっている。

絞り２４は、地板６０とカム板６２との間に配置された絞り羽根６４によって開閉動作可能に構成されている。中部固定筒１６と後部固定筒１８の間にはアイリスリング６６が回動可能に配設され、そのアイリスリング６６と、カム板６２との間が連結軸６８により連結されている。これにより、アイリスリング６６の回動操作により、絞り２４が開閉動作するようになっている。

防振レンズ２８は、レンズ鏡胴１０に生じた振動による像振れを補正（防止）するために配置されており、所定の支持機構により光軸に直交する面内で上下方向及び左右方向に移動可能に支持されている。防振レンズ２８は保持枠７０に保持されており、その保持枠７０の下側には、防振レンズ２８を上下方向に駆動するためのボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと記す）７２が連結されている。

図２は、防振レンズ２８を光軸Ｏ方向被写体側からみたときの概略正面図を示しており、防振レンズ２８の保持枠７０の下側にＶＣＭ７２が配置されている。このＶＣＭ７２によって防振レンズ２８が上下方向に変位すると、その変位に対応して撮影レンズにより最終的に結像される像の結像位置も上下方向に変位する。これによって、レンズ鏡胴１０が上下方向に振動した際に、その振動による像振れを打ち消すように防振レンズ２８を上下方向に変位させることによって、上下方向の像振れが防止されるようになっている。同様に防振レンズ２８の保持枠７０には、図２に示すように正面側（光軸方向被写体側）からみて右側にＶＣＭ７２と同一構造のＶＣＭ７４が保持枠７０に連結されて配置されている。防振レンズ２８が左右方向に振動した際に、その振動による像振れを打ち消すように、そのＶＣＭ７４によって防振レンズ２８を左右方向に変位させることによって左右方向の像振れが防止されるようになっている。

ここで、ＶＣＭ７２の構造について説明すると、図３に示すようにＶＣＭ７２は、コイル枠８０に巻回されたコイル８２が磁気回路８４内に配置されることによって構成されている。コイル枠８０は空洞部８０Ｃが形成されたコイル巻回部８０Ａと連結部８０Ｂとから形成されており、コイル巻回部８０Ａには外周部にコイル８２が巻回され、空芯のコイルがコイル枠８０に配置されるようになっている。

一方、磁気回路８４は、２つのコ字状に形成された２つのヨーク８６、８８を備えており、それらの２つのヨーク８６、８８が隣接して配置され後部固定筒１８内に設置されている。各ヨーク８６、８８の平行に形成された平行部８６Ａ、８６Ｂ、８８Ａ、８８Ｂのうち、平行部８６Ａと平行部８８Ａの内側面にそれぞれ板状のマグネット（永久磁石）９０、９２が固着されている。

これによって各ヨーク８６、８８の内側の空隙部８６Ｃ、８８Ｃに磁界が生成される。例えば、ヨーク８６の空隙部８６Ｃに露出したマグネット９０の露出面側がＳ極となっており、このとき、マグネット９０の露出面に対向する平行部８６Ｂの内側の面がＮ極となり、ヨーク８６の空隙部８６Ｃにおいて、平行部８６Ｂの内側の面からマグネット９０の露出面への向きの磁界が生成される。

同様に、ヨーク８８の空隙部８８Ｃに露出したマグネット９２の露出面側がＳ極となっており、マグネット９２の露出面に対向する平行部８８Ｂの内側の面がＮ極となり、ヨーク８８の空隙部８８Ｃにおいて、平行部８８Ｂの内側の面からマクネット９２の露出面への向きの磁界が生成される。

コイル枠８０のコイル巻回部８０Ａは、その空洞部８０Ｃに各ヨーク８６、８８の平行部８６Ｂ、８８Ｂが嵌入するようにして各ヨーク８６、８８の空隙部８６Ｃ、８８Ｃに挿入され、コイル巻回部８０Ａに巻回されたコイル８２が各空隙部８６Ｃ、８８Ｃに生成された磁界内に配置される。

これによってコイル８２に電流を流すと、その電流と磁界との作用（フレミングの左手の法則）によりコイル８２に上下方向の推力が生じ、コイル枠８０が上下方向に移動する。尚、コイル枠８０の移動の向きはコイル８２に流れる電流の向きによって変化する。

以上の如く構成されたＶＣＭ７２において、上記コイル枠８０の連結部８０Ｂには、貫通した長孔１３０が形成されており、図１、図２に示すように防振レンズ２８の保持枠７０に固着されたピン１３２がその長孔１３０に嵌入される。これによってコイル枠８０に対して保持枠７０が左右方向に移動可能に連結される。一方、後部固定筒１８にはガイド軸１３６、１３６が上下方向に突設されており、そのガイド軸１３６、１３６がコイル枠８０の両側面に突設された突部１３４、１３４、１３４の貫通孔に摺動可能に挿通される。これにより、コイル枠８０がガイド軸１３６、１３６に沿って上下方向に移動可能に支持される。ＶＣＭ７２によりコイル枠８０が上下方向に移動すると、これに連動して防振レンズ２８が上下方向に移動するようになっている。

防振レンズ２８を左右方向に駆動するＶＣＭ７４もＶＣＭ７２と向きが異なるだけで構造は完全に一致しているため説明は省略する。尚、ＶＣＭ７４によって左右方向に防振レンズ２８が駆動される場合、保持枠７０のピン１３２がコイル枠８０（連結部８０Ｂ）の長孔１３０を左右方向に移動することによって防振レンズ２８が左右方向に移動する。

フォーカスレンズ３２は、光学系の焦点位置を変更するもので光軸方向に移動可能に支持されている。また、フォーカスレンズ３２は、機械的に駆動されるのではなくＶＣＭの動力によって電動のみで駆動されるようになっている。図４は、光軸Ｏ方向被写体側からフォーカスレンズ３２をみたときの概略正面図である。同図に示すようにフォーカスレンズ３２の保持枠１００が、後部固定筒１８内に設置された光軸Ｏ方向のガイド棒１０２、１０３に係合しており、それらのガイド棒１０２、１０３に案内されてフォーカスレンズ３２が光軸Ｏ方向に進退移動するようになっている。フォーカスレンズ３２の駆動は、２つのＶＣＭ１０４、１０６により行われ、ＶＣＭ１０４、１０６を制御することによりフォーカスレンズ３２の位置が制御されるようになっている。

ＶＣＭ１０４は、保持枠１００の外周を囲むように巻回された空芯のコイル１１０と、磁気回路１１２から構成されている。磁気回路１１２は、図３に示したＶＣＭ７２における磁気回路８４の一つのヨーク（例えばヨーク８６）と略同様の構造を有しており、図１及び図４に示すようにコ字状に形成されたヨーク１１４の２つの平行部のうち一方の平行部の内側に板状のマグネット１１６が固着され、他方の平行部とマグネット１１６の間の空隙部に磁界が生成されるようになっている。このヨーク１１４の空隙部に保持枠１００に固定されたコイル１１０の上辺部分が挿入されてコイル１１０がヨーク１１４内に（磁気回路１１２によって）生成された磁界の中に配置される。尚、ヨーク１１４の前面には磁路をショートするためのショート部材１１８が固着されている。また、図４に示すＶＣＭ１０６もＶＣＭ１０４と向きが異なるだけで同一構造の磁気回路１２０を備えており、その磁気回路１２０においてヨーク１２２の空隙部に上記コイル１１０の左辺部分が挿入されてコイル１１０がこの磁気回路１２０で生成された磁界の中に配置される。

これにより、コイル１１０に電流を流すと、その電流と、磁気回路１１２及び磁気回路１２０における磁界との作用によりコイル１１０に光軸Ｏ方向の推力が生じ、保持枠１００を介してフォーカスレンズ３２が光軸Ｏ方向に進退移動するようになっている。

尚、詳細は省略するが、図１に示すようにレンズ鏡胴１０の先端部にはフォーカスリング１３０が設けられており、マニュアルフォーカスの際には、そのフォーカスリング１３０の回転位置が図示しないポテンショメータ等の位置センサにより検出され、検出されたフォーカスリング１３０の回転位置に対応した位置にフォーカスレンズ３２がＶＣＭ１０４、１０６によって移動するようになっている。また、オートフォーカスの際には、図示しない制御部におけるオートフォーカス制御に従ってフォーカスレンズ３２がＶＣＭ１０４、１０６によって合焦位置に移動するようになっている。

以上の如く構成されたレンズ鏡胴１０において、防振レンズ２８を駆動するためのＶＣＭ７２、７４と、フォーカスレンズ３２を駆動するためのＶＣＭ１０４、１０６は、光軸Ｏ方向被写体側からみて図５のように配置される。この図からも分かるようにレンズ鏡胴１０内において、光軸Ｏの周りに防振レンズ２８のＶＣＭ７２、７４とフォーカスレンズ３２のＶＣＭ１０４、１０６が重ならないように配置されている。即ち、光軸Ｏを中心としてＶＣＭ７２、７４、１０４、１０６が、反時計周りに略９０度となる角度ごとに順に配置されている。そのため、図１に示すように光軸Ｏを横方向からみたときに防振レンズ２８のＶＣＭ７２、７４と、フォーカスレンズ３２のＶＣＭ１０４、１０６とが光軸Ｏ方向に関して重なり合う位置（オーバーラップした位置）に配置することが可能となる。このようにＶＣＭ７２、７４、１０４、１０６を光軸Ｏ方向に関して重なり合うように配置することによって、フォーカスレンズ３２のＶＣＭ１０４、１０６を配置するスペースを有効利用して防振レンズ２８のＶＣＭ７２、７４を鏡胴内に配置することができ、防振レンズ２８の推力を上げるためにＶＣＭ７２、７４が大型化したとしても、レンズ鏡胴１０全体の大型化を防止又は軽減することができる。尚、図１では、フォーカスレンズ３２のＶＣＭ１０４（１０６）と防振レンズ２８のＶＣＭ７２（７４）が光軸Ｏ方向に一部が重なるように配置されているが、重なりの程度はＶＣＭの大きさやフォーカスレンズ３２と防振レンズ２８との間隔に応じて適宜変更することができる。例えば、フォーカスレンズ３２のＶＣＭ１０４（１０６）と防振レンズ２８のＶＣＭ７２（７４）のいずれか一方（光軸Ｏ方向の長さが短い方）のＶＣＭ全体を光軸Ｏ方向に関して他方のＶＣＭの設置範囲内で重なるように設置することも可能である。

以上、上記実施の形態では、フォーカスレンズ３２は２つのＶＣＭ１０４、１０６によって光軸方向に駆動される態様を示したが、１つのＶＣＭによって駆動される場合であっても本発明を適用できる。また、フォーカスレンズ３２を駆動するための機構は上記実施の形態の場合に限らない。

また、防振レンズ２８を駆動する機構も上記実施の形態の場合に限らず、本発明は２つのＶＣＭによって防振レンズ２８が光軸に対して直交する２つ方向に駆動される機構であれば適用できる。

図１は、本発明に係るレンズ鏡胴を示した側面断面図である。図２は、防振レンズを光軸方向被写体側からみたときの概略正面図である。図３は、ＶＣＭの構造を示した斜視図である。図４は、フォーカスレンズを光軸方向被写体側からみたときの概略正面図である。図５は、防振レンズ及びフォーカスレンズのＶＣＭを光軸方向被写体側からみたときの概略正面図である。

符号の説明

１０…レンズ鏡胴、１４…前部固定筒、１６…中部固定筒、１８…後部固定筒、２２…ズームレンズ、２４…絞り、２８…防振レンズ、３２…フォーカスレンズ、５２…ズームリング、６６…アイリスリング、７０、１００…保持枠、７２、７４、１０４、１０６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、８０…コイル枠、８０Ａ…コイル巻回部、８０Ｂ…連結部、８２、１１０…コイル、８４、１１２、１２０…磁気回路、８６、８８、１１４、１２２…ヨーク、９０、９２、１１６…マグネット

Claims

鏡胴本体内において光軸に直交する方向に移動可能に支持された像振れ補正用の防振レンズと、前記鏡胴本体内において前記光軸方向に移動可能に支持されたフォーカス調整用のフォーカスレンズと、前記光軸に直交する第１の方向に前記防振レンズを移動させるための推力を発生させる第１のボイスコイルモータと、前記光軸に直交する方向であって、前記第１の方向に直交する第２の方向に前記防振レンズを移動させるための推力を発生させる第２のボイスコイルモータと、前記フォーカスレンズを前記光軸方向に移動させるための推力を発生させる第３のボイスコイルモータと、を備えたレンズ鏡胴であって、
前記第１乃至第３のボイスコイルモータが前記光軸方向からみて重ならないように前記光軸の周りに配置されると共に、前記第１及び第２のボイスコイルモータの一部又は全体が前記光軸横方向からみて前記第３のボイスコイルモータと重なるように配置されたことを特徴とするレンズ鏡胴。
前記第１及び第２のボイスコイルモータは、それぞれコ字状に形成された２つのヨークが隣接して配置された磁気回路を備えたことを特徴とする請求項１のレンズ鏡胴。
前記第１及び第２のボイスコイルモータは、前記光軸方向からみて前記光軸を中心として直交する方向に配置されたことを特徴とする請求項１、又は、２のレンズ鏡胴。
前記第３のボイスコイルモータは、２つのボイスコイルモータから構成されることを特徴とする請求項１、２、又は、３のレンズ鏡胴。
前記第３のボイスコイルモータを構成する２つのボイスコイルモータは、それぞれ前記光軸方向からみて前記光軸を中心として前記第１及び第２のボイスコイルモータと対称の位置に配置されること特徴とする請求項１、２、３、又は、４のレンズ鏡胴。
前記防振レンズは、前記フォーカスレンズの前方に配置されたことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は、５のレンズ鏡胴。