JP2008015159A - レンズ鏡筒、光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出を正確に行うことができ、小型のレンズ鏡筒、光学機器を提供する。
【解決手段】シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２を有したシャッタユニット１０と、ホール素子３１，３２が実装された位置センサ基板ユニット３０との間に、遮蔽板２０を設ける。これにより、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２が発生する磁気がホール素子３１，３２に到達することを防止でき、正確な位置検出を行える。よって、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２とホール素子３１，３２とを近づけて配置でき、小型のレンズ鏡筒とできる。
【選択図】図４

Description

本発明は、測定対象物の移動の検出に、磁気検出を行う磁気センサを用いるレンズ鏡筒、光学機器に関するものである。

この種の装置として、可動レンズであるブレ補正光学系を光軸に略直交する面内でシフト移動させることによって、像のブレを補正するときに、ブレ補正光学系のシフト移動量を検出するためにホール素子を用いる装置が特許文献１に開示されている。

このような装置を、レンズ一体型の小型カメラに適用する場合、ブレ補正光学系がシャッタユニットや絞りユニットの近傍に配置される場合がある。
このような場合、シャッタや絞り等を駆動するアクチュエータが発生する磁気がホール素子に感知されると、ホール素子によるブレ補正光学系の位置検出精度が低下し、正確なブレ補正動作の妨げになるという問題があった。
また、これらのアクチュエータが発生する磁気がホール素子に影響を与えないようにアクチュエータを配置すると、装置の小型化を図れないという問題があった。
特開２００４−２４５７６５号公報

本発明の課題は、位置検出を正確に行うことができ、小型のレンズ鏡筒、光学機器を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、磁気を感知する磁気センサ（３１，３２）と、少なくとも駆動時に磁力を発生するアクチュエータ（１１，１２）と、前記磁気センサと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記アクチュエータから前記磁気センサに到達する磁気の強度を低減する磁気遮蔽部材（２０）と、を備えるレンズ鏡筒である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズ鏡筒において、前記磁気遮蔽部材（２０）は、光軸に沿った方向で前記磁気センサ（３１，３２）と前記アクチュエータ（１１，１２）とに挟まれる位置に配置されていること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒において、光軸に直交する方向に移動可能に設けられたブレ補正光学系（Ｌ３）を備え、前記磁気センサ（３１，３２）は、前記ブレ補正光学系の移動を検出する位置検出部（３１，３２，５１，５２，５５，５６）に用いられ、前記アクチュエータ（１１，１２）は、前記ブレ補正光学系を通過する光束を遮断するシャッタを駆動するシャッタアクチュエータ（１１）と、前記ブレ補正光学系を通過する光束を制限する絞りを駆動する絞りアクチュエータ（１２）との少なくとも一方であること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記光軸方向から見たときに、前記磁気センサ（３１，３２）と前記アクチュエータ（１１，１２）とは、光軸を通る直線（Ａ）により分割された２領域の一方に配置されていること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記磁気遮蔽部材（２０）は、高透磁率磁性合金により形成されていること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器である。
なお、符号を付した構成は適宜改良してもよい。また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよく、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らない。

本発明によれば、磁気センサとアクチュエータとの間に磁気遮蔽部材を設けたので、位置検出を正確に行うことができ、小型のレンズ鏡筒、光学機器とすることができる。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラの主要部を光軸で切断した断面図である。
なお、図１を含め、以下に示す図のうち座標軸を示すことが可能な図については、理解を容易にするために、カメラを正位置としたときの上方をＹプラス方向として設けたＸＹＺ直交座標を併記している。なお、光軸方向の被写体側から見たときの右側をＸプラス方向とし、光軸方向の被写体側をＺプラス方向とした。ここで、正位置とは、撮影光学系の光軸Ｏが水平であり、かつ、撮影画面の長手方向が水平方向となるカメラの姿勢を示すものとする。
本実施形態のレンズ鏡筒は、撮像素子１及びローパスフィルタ１ａを固定する撮像素子固定部２に固定され、カメラの主要部を形成している。
本実施形態のレンズ鏡筒は、固定筒３，カム筒４，１群筒５，３群筒６，中間筒７，２群筒８，４群枠９，シャッタＶＲユニット１００等を備え、第１レンズ群Ｌ１，第２レンズ群Ｌ２，第３レンズ群Ｌ３，第４レンズ群Ｌ４の４群構成の撮影光学系を有している。

固定筒３は、内周に雌ヘリコイドが形成され、撮像素子固定部２に固定されている。
カム筒４は、固定筒３の内周側に配置され、外周に設けられた雄ヘリコイドが固定筒３の雌ヘリコイドに螺合している。また、カム筒４の内周には、カム溝が螺旋状に設けられている。
１群筒５は、カム筒４の内周側に配置され、外周に不図示のカムフォロアを有し、このカムフォロアがカム筒４のカム溝にカム係合している。１群筒５は、１群枠５ａを介して第１レンズ群Ｌ１を保持している。また、１群筒５の被写体側先端部には、カメラの非使用状態（レンズ鏡筒の沈胴状態）において、第１レンズ群Ｌ１を覆い保護するバリア機構５ｂが設けられている。

３群筒６は、１群筒５の内周側に配置され、カム筒４の像側端部に対して相対的に回転可能、かつ、光軸方向にはカム筒４とともに移動するように設けられている。３群筒６の像側には、直進ガイド６ａが固定され、３群筒６の回転が規制されている。したがって、３群筒６は、回転することなく、カム筒４の移動に従い光軸方向に移動する。また、３群筒６には、シャッタＶＲユニット１００に含まれるＶＲ本体ユニット４０が固定されている。

中間筒７は、３群筒６の内周側に配置され、不図示のフォロアピンが固定されている。このフォロアピンは、３群筒６に光軸方向に沿って設けられた不図示の直進溝を介してカム筒４のカム溝と係合している。したがって、カム筒４が回転すると、中間筒７は、光軸方向に移動する。
２群筒８は、２群枠８ａを介して第２レンズ群Ｌ２を保持しており、中間筒７の内周側に配置され、中間筒７と不図示の嵌合部で嵌合することにより、中間筒７に対して光軸方向に移動可能となっている。２群筒８は、沈胴位置〜広角位置〜望遠位置で、中間筒７に対する光軸方向の位置が変化するようになっている。
４群枠９は、第４レンズ群Ｌ４を保持しており、不図示のガイド軸及び回転止め軸により支持され、光軸方向に沿って移動可能となっている。４群枠９は、不図示のステッピングモータから駆動力を得て、光軸方向に駆動される。

図２は、本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を組み立てた状態を示す斜視図である。
図３は、本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を被写体側から見た分解斜視図である。
図４は、本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を撮像素子側から見た分解斜視図である。
図５は、シャッタＶＲユニット１００をＹ軸に沿って切断した断面図である。
図６は、シャッタユニット１０とホール素子３１，３２とＶＣＭ用コイル５３，５４を光軸方向の像側から見た図である。
なお、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）とは、後述の可動ＶＲユニット５０を駆動する駆動力を発生するアクチュエータを示す。
シャッタＶＲユニット１００は、被写体側から順に、シャッタユニット１０，遮蔽板２０，位置センサ基板ユニット３０，ＶＲ本体ユニット４０，可動ＶＲユニット５０，蓋ユニット６０等を備えている。

シャッタユニット１０は、不図示のシャッタ羽根及びその駆動機構と、不図示の絞り羽根及びその駆動機構を備え、ＶＲ本体ユニット４０に固定されている。シャッタユニット１０には、シャッタの駆動機構を駆動する駆動力を発生するアクチュエータの一部であるシャッタ羽根駆動用コイル１１と、絞り羽根の駆動機構を駆動する駆動力を発生するアクチュエータの一部である絞り羽根駆動用コイル１２とが像側に露出して設けられている。図６に示すように、シャッタ羽根駆動用コイル１１は、光軸Ｏを基準としてＹプラス側に配置されており、絞り羽根駆動用コイル１２は、光軸Ｏを基準としてＸプラス側かつＹマイナス側となる位置に配置されている。
遮蔽板２０は、高透磁率磁性合金であるパーマロイにより形成された板状の部材である。遮蔽板２０は、シャッタユニット１０と位置センサ基板ユニット３０とに挟まれる位置に配置され、シャッタユニット１０とＶＲ本体ユニット４０とに挟まれて固定されている。遮蔽板２０の詳細については、後述する。

位置センサ基板ユニット３０は、後述の可動ＶＲユニット５０のＸＹ平面内での位置を検出するホール素子３１，３２が実装されたフレキシブル基板である。
ホール素子３１は、後述のホール素子用マグネット５１が発生する磁気の変化を検出して、可動ＶＲユニット５０のＹ軸方向の位置を検出するセンサである。ホール素子３１は、ＶＲ本体ユニット４０に設けられた穴４０ａに挿入されて固定されている。
ホール素子３２は、後述のホール素子用マグネット５２が発生する磁気の変化を検出して、可動ＶＲユニット５０のＸ軸方向の位置を検出するセンサである。ホール素子３２は、ホール素子３１と同様に、ＶＲ本体ユニット４０に設けられた穴４０ｂに挿入されて固定されている。
位置センサ基板ユニット３０は、不図示のレンズＣＰＵに接続されており、ホール素子３１，３２が検出した磁気に対応する信号をレンズＣＰＵに伝える。なお、レンズＣＰＵでは、得られた磁気に対応する信号を基に、可動ＶＲユニット５０の位置を演算する。

ＶＲ本体ユニット４０は、略円筒形状をしており、後述の可動ＶＲユニット５０を移動可能に保持し、ブレ補正機構のベースとなる部分である。先に述べたように、ＶＲ本体ユニット４０は、３群筒６に固定されており、３群筒６とともに光軸方向に移動する。ＶＲ本体ユニット４０には、上述したホール素子３１，３２の他に、像側の面にＶＣＭ用ヨーク４１，４２が固定されている。
ホール素子３１は、光軸Ｏを基準としてＹプラス側に配置され、ＶＣＭ用ヨーク４１は、光軸Ｏを基準としてＹマイナス側に配置されている。また、ホール素子３２は、光軸Ｏを基準としてＸプラス側に配置され、ＶＣＭ用ヨーク４２は、光軸Ｏを基準としてＸマイナス側に配置されている。

可動ＶＲユニット５０は、第３レンズ群Ｌ３を保持し、ＶＲ本体ユニット４０内に配置され、光軸Ｏに直交するＸＹ平面内で移動可能に設けられている。第３レンズ群Ｌ３は、光軸Ｏに直交する方向に移動することにより、撮像素子１上に結像する像の位置を移動させることができるブレ補正光学系である。本実施形態のレンズ鏡筒では、不図示の角速度センサ等を有した振れ検出部により検出した手振れによるカメラの振れに応じて、可動ＶＲユニット５０が保持する第３レンズ群Ｌ３を光軸Ｏに直交する面内で移動させることにより、像ブレを軽減するブレ補正動作を行う。

図７は、ＶＲ本体ユニット４０が可動ＶＲユニット５０を支持する部分を示す断面図である。
図８は、可動ＶＲユニット５０をＶＲ本体ユニット４０側に付勢する部分を示す断面図である。
可動ＶＲユニット５０とＶＲ本体ユニット４０との間には、ボール４３が３つ設けられている。また、可動ＶＲユニット５０とＶＲ本体ユニット４０とには、引っ張りコイルばね４４が掛け渡されており、ＶＲ本体ユニット４０を可動ＶＲユニット５０側へ付勢している。よって、可動ＶＲユニット５０は、ＶＲ本体ユニット４０に対してＸＹ平面内で滑らかに移動可能である。

図３〜図６に戻って、可動ＶＲユニット５０には、ホール素子３１に対応する位置に、ホール素子用マグネット５１及びホール素子用ヨーク５５が固定され、ホール素子３２に対応する位置に、ホール素子用マグネット５２及びホール素子用ヨーク５６が固定されている。ホール素子用マグネット５１，５２は、可動ＶＲユニット５０の被写体側に設けられ、ホール素子用ヨーク５５，５６は、可動ＶＲユニット５０の像側に設けられている。
また、可動ＶＲユニット５０には、ＶＣＭ用ヨーク４１に対応する位置に、ＶＣＭ用コイル５３が固定され、ＶＣＭ用ヨーク４２に対応する位置に、ＶＣＭ用コイル５４が固定されている。
さらに、可動ＶＲユニット５０の像側には、ＶＣＭ用コイル５３，５４への通電を行うためのＶＣＭ用フレキシブル基板５７，５８が設けられている。

蓋ユニット６０は、金属板をプレス加工して成形されており、可動ＶＲユニット５０を内包するＶＲ本体ユニット４０を像側から蓋をするように配置される部材である。蓋ユニット６０は、被写体側に突出して曲げられた係合部６０ａを３カ所有しており、この係合部６０ａがＶＲ本体ユニット４０の外周側に設けられた係合突起４０ｃと係合することにより固定されている。
蓋ユニット６０には、ＶＣＭ用コイル５３に対応する位置に、ＶＣＭ用マグネット６１とＶＣＭ用ヨーク６３が固定され、ＶＣＭ用コイル５４に対応する位置に、ＶＣＭ用マグネット６２とＶＣＭ用ヨーク６４が固定されている。ＶＣＭ用マグネット６１，６２は、蓋ユニット６０の被写体側に設けられ、ＶＣＭ用ヨーク６３，６４は、蓋ユニット６０の像側に設けられている。

以上説明した構成をまとめると、ＶＣＭ用ヨーク４１，ＶＣＭ用コイル５３，ＶＣＭ用マグネット６１，ＶＣＭ用ヨーク６３によりＹ軸方向の駆動力を発生するＶＣＭが形成され、ＶＣＭ用ヨーク４２，ＶＣＭ用コイル５４，ＶＣＭ用マグネット６２，ＶＣＭ用ヨーク６４によりＸ軸方向の駆動力を発生するＶＣＭが形成されている。また、ホール素子３１，ホール素子用マグネット５１，ホール素子用ヨーク５５により可動ＶＲユニット５０のＹ軸方向の位置を検出する位置検出部が形成され、ホール素子３２，ホール素子用マグネット５２，ホール素子用ヨーク５６により可動ＶＲユニット５０のＸ軸方向の位置を検出する位置検出部が形成されている。
したがって、可動ＶＲユニット５０は、ＶＲ本体ユニット４０に対して、位置制御されながら光軸Ｏに直交するＸＹ平面で駆動可能となり、ブレ補正動作を行うことができる。

ここで、ホール素子３１，３２は、上述したように、磁気の変化を検出することにより、可動ＶＲユニット５０の位置を検出するので、ホール素子用マグネット５１，５２が発生する磁気以外の磁気を検出すると、位置検出精度に影響が生じるおそれがある。本実施形態において、ホール素子用マグネット５１，５２以外で、ホール素子３１，３２に対して磁気の影響を与える可能性が考えられる構成としては、シャッタ羽根駆動用コイル１１、絞り羽根駆動用コイル１２、ＶＣＭ用コイル５３，５４、ＶＣＭ用マグネット６１，６２を挙げることができる。

先に示した図６を見て分かるように、ホール素子３１，３２は、ＶＣＭ用コイル５３，５４とは、ＸＹ平面方向で十分に距離が離れている。したがって、ホール素子３１，３２は、ＶＣＭ用コイル５３，５４及びＶＣＭ用マグネット６１，６２の磁気の影響を殆ど受けることはない。

しかし、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２は、図６中に示した光軸Ｏを通る直線Ａよりも左斜め上方側に集中して配置されており、特に、シャッタ羽根駆動用コイル１１とホール素子３１とは、図６上で重なるように配置されている。また、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２とホール素子３１，３２とは、光軸方向における距離も接近している（図５参照）。したがって、ホール素子３１，３２とシャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２をそのまま配置しただけでは、ホール素子３１，３２がシャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２から生じる磁気の影響を受けて、位置検出精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２を有したシャッタユニット１０と、ホール素子３１，３２が実装された位置センサ基板ユニット３０との間に、遮蔽板２０を設けている。
先に説明したように、遮蔽板２０は、高透磁率磁性合金であるパーマロイにより形成されている。このパーマロイは、透磁性が非常に高く、その内部を磁気が通り易いという特性を有している。遮蔽板２０がこの特性を有しているため、遮蔽板２０に到達した磁気は、そのまま通過するよりも遮蔽板２０内を進む方が進みやすいので、遮蔽板２０の板面方向に沿って遮蔽板２０内を進むことになる。したがって、遮蔽板２０に到達した磁気は、そのまま通過してホール素子３１，３２に到達してしまうようなことなく、遮蔽板２０は、磁気遮蔽部材として機能する。

図９は、光軸方向の撮像素子側からシャッタ羽根駆動用コイル１１、絞り羽根駆動用コイル１２、遮蔽板２０、ホール素子３１，３２、ＶＣＭ用コイル５３，５４を見た図である。
本実施形態では、遮蔽板２０は、光軸Ｏに直交するＸＹ平面上でシャッタ羽根駆動用コイル１１、絞り羽根駆動用コイル１２、ホール素子３１，３２の全てと重なるように配置されている。したがって、遮蔽板２０は、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２が発生する磁気がホール素子３１，３２に到達しないように遮蔽できる。

本実施形態によれば、磁気を発生するアクチュエータであるシャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２とホール素子３１，３２との間に遮蔽板２０を設けたので、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２が発生する磁気の影響を受けることなく、ホール素子３１，３２により正確な位置検出を行える。また、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２とホール素子３１，３２とを接近させることができるので、全体を小型にすることができる。
なお、ＶＣＭが形成される部分は、光軸方向に大きな配置空間を必要とするのに対して、ホール素子３１，３２が形成される部分は、光軸方向の配置空間が小さい。したがって、ＸＹ平面においてホール素子３１，３２とシャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２とが重なるように配置することは、全体を小型化するために都合がよい配置である。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施形態において、可動ＶＲユニット５０の位置を検出するセンサとしてホール素子３１，３２を使用する例を示したが、これに限らず、例えば、ＭＩ（Magneto Impedance）センサ、磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ（Magneto-Resistance）素子等、磁気を感知する他の磁気センサを用いてもよい。

（２）本実施形態において、デジタルカメラを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ビデオカメラ、フィールドスコープ、双眼鏡等、他の光学機器であってもよい。

（３）本実施形態において、遮蔽板２０は、シャッタ羽根駆動用コイル１１及び絞り羽根駆動用コイル１２が発生する磁気を遮蔽する例を示したが、これに限らず、例えば、ＶＣＭ用アクチュエータが発生する磁気を遮蔽してもよい。また、レンズを駆動するアクチュエータが発生する磁気に限らず、例えば、撮像素子を駆動してブレ補正動作を行うブレ補正機構を含むレンズ鏡筒において、撮像素子を駆動するアクチュエータが発生する磁気を遮蔽板により遮蔽してもよい。

（４）本実施形態において、遮蔽板２０の素材は、パーマロイを使用する例を示したが、これに限らず、ホール素子３１，３２に伝わる磁気を低減できる素材であればよい。

本実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラの主要部を光軸で切断した断面図である。 本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を組み立てた状態を示す斜視図である。 本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を被写体側から見た分解斜視図である。 本実施形態のシャッタＶＲユニット１００を撮像素子側から見た分解斜視図である。 シャッタＶＲユニット１００をＹ軸に沿って切断した断面図である。 シャッタユニット１０とホール素子３１，３２とＶＣＭ用コイル５３，５４を光軸方向の像側から見た図である。 ＶＲ本体ユニット４０が可動ＶＲユニット５０を支持する部分を示す断面図である。 可動ＶＲユニット５０をＶＲ本体ユニット４０側に付勢する部分を示す断面図である。 光軸方向の撮像素子側からシャッタ羽根駆動用コイル１１、絞り羽根駆動用コイル１２、遮蔽板２０、ホール素子３１，３２、ＶＣＭ用コイル５３，５４を見た図である。

符号の説明

１１：シャッタ羽根駆動用コイル、１２：絞り羽根駆動用コイル、３１，３２：ホール素子、２０：遮蔽板、５３，５４：ＶＣＭ用コイル

Claims (6)

1. 磁気を感知する磁気センサと、
   少なくとも駆動時に磁力を発生するアクチュエータと、
   前記磁気センサと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記アクチュエータから前記磁気センサに到達する磁気の強度を低減する磁気遮蔽部材と、
   を備えるレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
   前記磁気遮蔽部材は、光軸に沿った方向で前記磁気センサと前記アクチュエータとに挟まれる位置に配置されていること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒において、
   光軸に直交する方向に移動可能に設けられたブレ補正光学系を備え、
   前記磁気センサは、前記ブレ補正光学系の移動を検出する位置検出部に用いられ、
   前記アクチュエータは、前記ブレ補正光学系を通過する光束を遮断するシャッタを駆動するシャッタアクチュエータと、前記ブレ補正光学系を通過する光束を制限する絞りを駆動する絞りアクチュエータとの少なくとも一方であること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記光軸方向から見たときに、前記磁気センサと前記アクチュエータとは、光軸を通る直線により分割された２領域の一方に配置されていること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記磁気遮蔽部材は、高透磁率磁性合金により形成されていること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。
   

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