JP2020134651A - Lens device and optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ装置及び光学機器に関し、特に、固定レンズと、光軸方向へ進退可能に保持されたフォーカス群と、手ぶれ補正用アクチュエータとを備えるレンズ装置及び光学機器に関する。 The present invention relates to a lens device and an optical device, and more particularly to a lens device and an optical device including a fixed lens, a focus group held so as to be able to move forward and backward in the optical axis direction, and an actuator for camera shake correction.
撮像装置を構成するレンズ鏡筒内でレンズ群を光軸方向で進退させるための構成としては、カム筒と直進筒の作用により駆動する構成や、リードスクリュー等を用いてガイド軸に沿って駆動する構成等が知られている。また、各レンズ群の光軸を合わせる構成としては、カム溝とカムフォロアとを摺動可能に嵌合する方法や、ガイド軸(メインガイド、サブガイド)によりレンズ枠の光軸を位置決めして光軸まわりの回転を規制する構成等が知られている。 As a configuration for moving the lens group forward and backward in the optical axis direction in the lens barrel constituting the image pickup apparatus, a configuration in which the lens group is driven by the action of the cam cylinder and the straight-moving cylinder, or a drive along the guide axis using a lead screw or the like The configuration to be used is known. In addition, as a configuration for aligning the optical axes of each lens group, a method of slidably fitting the cam groove and the cam follower, or positioning the optical axis of the lens frame by a guide shaft (main guide, sub guide) and light A configuration that regulates rotation around the axis is known.
ここで、撮像装置を構成するレンズ鏡筒として、光軸方向に進退可能に保持されたレンズ群の移動距離を長く必要とするものがある。この場合、リードスクリューでレンズ枠を駆動し、ガイド軸により光軸を合わせる構成が、レンズ鏡筒の小型化に有効と考えられる。例えば、特許文献1には、駆動源の出力軸に設けたリードスクリューによりフォーカスレンズ枠を光軸方向へ駆動することで、フォーカス群の移動距離を確保する技術が開示されている。 Here, as a lens barrel constituting an image pickup apparatus, there is a lens barrel that requires a long moving distance of a lens group held so as to be able to move forward and backward in the optical axis direction. In this case, a configuration in which the lens frame is driven by the lead screw and the optical axis is aligned by the guide shaft is considered to be effective for miniaturization of the lens barrel. For example, Patent Document 1 discloses a technique for securing a moving distance of a focus group by driving a focus lens frame in the optical axis direction by a lead screw provided on an output shaft of a drive source.
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、フォーカス群の移動距離を確保するために固定レンズの周方向外側にガイド軸を配置しているため、レンズ鏡筒が大径化してしまう。また、フォーカス群内に手ぶれ補正レンズと磁気シールド板金を配置した、サブガイドを保持するために磁気シールド板金に穴を設けると、磁気シールド効果が低減してしまう。更に、フォーカス群の移動距離を確保しようとすると、サブガイドの圧入シロを確保することができず、その結果、フォーカス群の案内が不安定となって、光学性能を低下させてしまう。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the guide shaft is arranged on the outer side in the circumferential direction of the fixed lens in order to secure the moving distance of the focus group, the diameter of the lens barrel is increased. Further, if a hole is provided in the magnetic shield sheet metal to hold the sub-guide in which the image stabilization lens and the magnetic shield sheet metal are arranged in the focus group, the magnetic shield effect is reduced. Further, when trying to secure the moving distance of the focus group, it is not possible to secure the press-fitting white of the sub guide, and as a result, the guidance of the focus group becomes unstable and the optical performance is deteriorated.
本発明は、大径化を抑制しながら、磁気シールド性能を低減させることなく、光学性能を向上させたレンズ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a lens device having improved optical performance without reducing magnetic shielding performance while suppressing an increase in diameter.
本発明に係るレンズ装置は、固定レンズを保持する固定レンズ枠と、直進移動群と、前記直進移動群を前記固定レンズの光軸方向に案内する第1の案内手段と、振れ補正群と、
前記振れ補正群を駆動するコイルと、前記コイルと前記直進移動群との間に配置される磁気シールド部材と、を備え、前記固定レンズ枠は、前記直進移動群の移動を案内する第2の案内手段を有し、前記直進移動群と前記第2の案内手段は、前記光軸方向において前記固定レンズと前記磁気シールド部材の間に配置され、前記コイル、前記磁気シールド部材および前記第2の案内手段はそれぞれ少なくとも一部が、前記光軸方向から見て前記固定レンズと重複するように配置されていることを特徴とする。
The lens device according to the present invention includes a fixed lens frame for holding a fixed lens, a linear movement group, a first guide means for guiding the linear movement group in the optical axis direction of the fixed lens, and a shake correction group.
A second fixed lens frame comprising a coil for driving the runout correction group and a magnetic shield member arranged between the coil and the linear movement group, and the fixed lens frame guides the movement of the linear movement group. The linear moving group and the second guide means are arranged between the fixed lens and the magnetic shield member in the optical axis direction, and have the coil, the magnetic shield member, and the second guide means. Each of the guiding means is characterized in that at least a part thereof is arranged so as to overlap with the fixed lens when viewed from the optical axis direction.
本発明によれば、大径化を抑制しながら、磁気シールド性能を低減させることなく、光学性能を向上させたレンズ装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a lens device having improved optical performance without reducing magnetic shielding performance while suppressing an increase in diameter.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、実施形態に係るレンズ装置10の概略構成を示す断面図である。図2は、レンズ装置10の分解斜視図である。図3は、レンズ装置10を光軸方向から見た各種部品のレイアウト図である。ここでは、レンズ装置10は、一眼レフカメラの交換レンズ(レンズ鏡筒)に適用される光学機器として構成されているが、レンズ装置10の適用例はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
レンズ装置10は、固定レンズ群100、フォーカス群200、ベース群300、振れ補正群400、絞りユニット500、フォーカスアクチュエータ250、メインガイドバー260(第1の案内手段)、ボール450及びスラストバネ460を備える。
The
固定レンズ群100は、第1固定レンズ110、固定レンズ枠120及びカバー130を有する。フォーカス群200は、フォーカスレンズ210、フォーカスレンズ枠220、ラック230及びラック付勢バネ240を有し、後述するように、光軸まわりの回転が規制された状態で光軸方向(光軸Xと平行な方向)に沿って移動可能な直進移動群である。ベース群300は、第2固定レンズ310、ベース320(基部)、第1磁気シールド部材330、第2磁気シールド部材340、コイル350及びフレキシブル配線基板360を有する。振れ補正群400は、振れ補正レンズ410、振れ補正レンズ枠420、一対の振れ補正用磁石430、一対のヨーク440及び一対の位置検出用磁石470を有する。
The
固定レンズ群100は、レンズ装置10が撮像装置本体(不図示)に固定された際の結像面側に配置される。固定レンズ枠120は、第1固定レンズ110を保持する。固定レンズ枠120は、ねじ140によりベース320へ固定される。カバー130は、バヨネット結合により固定レンズ枠120に取り付けられる。第1固定レンズ110は、カバー130により固定レンズ枠120に保持される。レンズ装置10では、第1固定レンズ110はカバー130に設けられた腕部(不図示)のバネ性を利用して固定レンズ枠120に保持されているが、第1固定レンズ110を固定レンズ枠120に保持する構成はこれに限定されない。
The
図4は、固定レンズ枠120の斜視図である。固定レンズ枠120は、円筒形状を有する。固定レンズ枠120は、フォーカス群200の直進移動、つまり、光軸方向での進退を案内するメインガイドバー260の一端が圧入される保持部120bを有する。なお、メインガイドバー260は、本実施形態では、金属製で円柱状の棒状部材であり、軸方向が光軸Xと略平行となるように配置されている。
FIG. 4 is a perspective view of the
固定レンズ枠120の内周面には、フォーカスレンズ枠220の回転を規制すると共に、メインガイドバー260と対をなしてフォーカス群200の直進移動を案内するガイドとして機能する溝部122(第2の案内手段)を有する。そのため、溝部122は、フォーカス群200の駆動方向である光軸方向と平行に形成されている。また、溝部122とメインガイドバー260とは、光軸Xを挟んで径方向で対向する位置に配置されており、これにより、フォーカス群200を光軸方向にスムーズに移動させることが可能となっている。溝部122には、フォーカスレンズ枠220に設けられた回転止め部222の摺動面222aと摺動可能に係合する摺動部122aが設けられている。
On the inner peripheral surface of the
図5は、図3中に示す領域Aの拡大図であり、フォーカスレンズ枠220に設けられた回転止め部222と固定レンズ枠120に設けられた溝部122の詳細な構成を示している。図6は、フォーカスレンズ枠220の正面図である。図7は、フォーカスレンズ枠220の回転止め部222を、図6に示す矢印B方向から見た図である。図8は、図7に示す領域Cの拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of the region A shown in FIG. 3, showing a detailed configuration of a
フォーカス群200は、固定レンズ群100とベース群300の間に配置された直進移動群である。フォーカスレンズ枠220は、フォーカスレンズ210を保持する。フォーカスレンズ枠220は、メインガイドバー260と摺動可能に嵌合する嵌合部220aと、溝部122と摺動可能に係合する回転止め部222を有する。なお、図1は、メインガイドバー260と回転止め部222を結んだ平面での断面図である。回転止め部222は、幅t(図7)の厚みを有する摺動部122aと係合する摺動面222aを有する。ラック230は、フォーカスレンズ枠220に回動可能に保持され、ラック付勢バネ240の作用により、フォーカスアクチュエータ250の出力軸上に設けられたリードスクリュー251へ付勢される。
The
フレキシブル配線基板360を介してフォーカスアクチュエータ250に通電を行うと、フォーカス群200が、リードスクリュー251とラック230の送りを利用してメインガイドバー260と溝部122に案内され、光軸方向の任意の位置へ進退する。これにより、ピント調整が行われる。なお、フォーカスアクチュエータ250は、例えば、ステッピングモータであるが、フォーカス群200を任意の位置へ移動させることができる限りにおいて、その種類は問われない。
When the
ベース群300において、第2固定レンズ310はベース320に保持されている。ベース320は、振れ補正レンズ枠420に保持された振れ補正用磁石430及びヨーク440と同位相となるように、1対のコイル350及び1対の第1磁気シールド部材330を保持している。第1磁気シールド部材330は、薄板状の金属材料(板金)を加工して作製されている。コイル350は、振れ補正群の駆動源を構成している。また、ベース320には、3つのボール450と当接する3カ所のボール受面部(不図示)と、3つのスラストバネ460のそれぞれの一端が掛止される3つのフック320bが設けられている。更に、ベース320には、メインガイドバー260の他端が圧入される保持部320aが設けられている。こうして、メインガイドバー260は、一端が固定レンズ枠120保持部120bに保持され、他端がベース320の保持部320aに保持されている。第2磁気シールド部材340とフォーカスアクチュエータ250はそれぞれ、ねじ331,270によりベース320に固定される。なお、第2磁気シールド部材340は、薄板状の金属材料(板金)を加工して作製されている。レンズ装置10では、ベース320が第2固定レンズ310を保持しているが、光学設計上の必要がなければ、ベース320は必ずしもレンズを保持している必要はない。
In the
振れ補正群400において、振れ補正レンズ枠420は振れ補正レンズ410を保持する。一対の振れ補正用磁石430は、光軸Xと直交する面内で周方向に90°離間した位置において、振れ補正レンズ枠420に保持されている。また、一対のヨーク440は、光軸方向において振れ補正用磁石430と対向するように、振れ補正レンズ枠420に保持されている。一対の位置検出用磁石470は、一対の振れ補正用磁石430に対して光軸を挟んで径方向で対向する位置において、振れ補正レンズ枠420に保持されている。なお、レンズ装置10では、振れ補正用磁石430と位置検出用磁石470を別々に設けているが、振れ補正用磁石430で位置検出を行う構成としてすることも可能である。また、レンズ装置10では、2つの位置検出用磁石470を用いているが、振れ補正群400の位置検出が可能であれば、その数は限定されない。
In the
振れ補正レンズ枠420は、3つのボール450のそれぞれに当接するように3カ所に設けられたボール受面部420aと、3つのスラストバネ460のそれぞれの他端が掛止されるように3カ所に設けられたフック420bを有する。振れ補正レンズ枠420は、スラストバネ460の付勢力によって、ベース320のボール受面部と振れ補正レンズ枠420のボール受面部420aとの間に3つのボール450が挟持された状態となることで、光軸Xに直交する面内で変位可能となっている。絞りユニット500は、振れ補正群400の被写体側に配置され、2本のねじ510によってベース320に保持される。
The runout
次に、レンズ装置10での振れ補正方法について説明する。ベース320には、一対の振れ補正用磁石430と同位相に、一対のコイル350と、一対の第1磁気シールド部材330と、フレキシブル配線基板360が配置されている。フレキシブル配線基板360には、位置検出用磁石470と同位相に、一対の磁気検出素子(例えば、ホール素子(不図示))が実装されている。
Next, a shake correction method in the
コイル350への通電で発生する磁気と振れ補正用磁石430の磁気との相互作用によって発生するローレンツ力により、振れ補正群400はベース群300に対して光軸Xと直交する平面内で変位する。レンズ装置10の制御部(不図示)は、磁気検出素子による位置検出用磁石470の磁力検出結果に基づいて、ベース群300に対する振れ補正群400の位置(変位量)を求める。そして制御部は、ジャイロセンサ(不図示)の像ぶれ情報に基づき、コイル350に印加する電圧を制御して、光軸Xと直交する平面内で振れ補正群400を像ぶれ補正方向へ変位させる。これにより、レンズ装置10に手ぶれ等の振動が生じても、レンズ装置10が装着された撮像装置本体(不図示)に設けられた撮像素子に結像する被写体像の像ぶれを補正することができる。
The Lorentz force generated by the interaction between the magnetism generated by energizing the
像ぶれ補正時にコイル350への通電により発生する磁気は、撮像素子(不図示)へ悪影響を与える。そのため、コイル350に発生する磁気の撮像素子への影響を低減させるために、コイル350と同位相で結像面側へ第1磁気シールド部材330が配置されている。そして、撮像素子への磁気シールド効果を高めるため、第1磁気シールド部材330の結像面側に更に第2磁気シールド部材340が配置されている。なお、レンズ装置10では第2磁気シールド部材340が一対の第1磁気シールド部材330を覆うように1体化された構成となっているが、2部材で配置された構成であってもよい。
The magnetism generated by energizing the
次に、フォーカス群200、メインガイドバー260、コイル350、第1磁気シールド部材330、第2磁気シールド部材340、ボール450、スラストバネ460の周方向での配置について説明する。
Next, the arrangement of the
光軸方向から見て、レンズ装置10では、フォーカス群200の駆動に必要な部品群はフォーカスレンズ210の上側へ配置され、振れ補正群400の駆動に必要な部品群はフォーカスレンズ210の下側へ配置されている。フォーカス群200の駆動に必要な部品群とは、メインガイドバー260、フォーカスアクチュエータ250、ラック230及びラック付勢バネ240を指す。また、振れ補正群400の駆動に必要な部品群とは、コイル350、第1磁気シールド部材330、及び第2磁気シールド部材340を指す。なお、フォーカス群200の駆動に必要な部品群と振れ補正群400の駆動に必要な部品群とは、光軸方向から見たときにフォーカスレンズ210を挟んで対向するように配置されていればその位相に限定はなく、例えば、左右配置であってもよい。
When viewed from the optical axis direction, in the
3つのボール450と3つのスラストバネ460は互いに近い位置に配置され、光軸Xを中心として周方向で略均等に配置されている。3つのボール450は、3つのスラストバネ460に対して、光軸X寄り(中心寄り)に配置されている。コイル350、第1磁気シールド部材330、第2磁気シールド部材340、溝部122、フォーカス群200、メインガイドバー260の少なくとも一部は、第1固定レンズ110と重複し、且つ、最外径110a(図3参照)より内側に配置されている。
The three
前述したように、固定レンズ枠120には、フォーカスレンズ枠220の回転を規制するために、フォーカスレンズ枠220の回転止め部222が係合する溝部122が設けられている。そして、溝部122と回転止め部222は、光軸方向においてコイル350、第2磁気シールド部材340と周方向の位相が重なる位置に配置してある。また、回転止め部222の配置に注目すると、回転止め部222はコイル350と同位相に光軸方向で重なるように配置されている。よって、光軸方向では、結像面側からカバー130、第1固定レンズ110、回転止め部222、第2磁気シールド部材340、ベース320、第1磁気シールド部材330、コイル350の順に並んでいる。
As described above, the fixed
以上の構成により、レンズ装置10では、メインガイドバー260及びその他の構成部品を第1固定レンズ110の外周側へ配置しなくてもよいため、レンズ装置10の小径化が可能となっている。また、レンズ装置10では、先述の特許文献1(特開2018−77381号公報)に記載されているレンズ鏡筒が必須とするサブガイドを必要としない。そのため、サブガイドを保持するための穴部を第2磁気シールド部材340に設ける必要がなく、よって、第2磁気シールド部材340による磁気シールド効果が低減することもない。更に、サブガイドの圧入シロを確保しなくてもよいため、フォーカス群200の移動距離を最大限に確保することができることで、高い光学性能を得ることができる。
With the above configuration, in the
次に、レンズ装置10の具体的な光学機器への適用例として、レンズ装置10を一眼レフカメラのレンズ鏡筒(交換レンズ)に適用した構成について説明する。図9は、レンズ装置10を備える交換レンズ10Aの概略構成を示す断面図である。交換レンズ10Aは、直進筒600とカム筒700の作用により、ベース群300を光軸方向へ移動させることにより、フォーカス群200と固定レンズ群100を併せて光軸方向へ移動させることが可能な構造となっている。また、フォーカスアクチュエータ250を駆動することで、フォーカスアクチュエータ250の出力軸上に設けられたリードスクリュー251とラック230の送りを利用して、フォーカス群200を光軸方向の任意の位置へ進退させることができる。これらの動作により、交換レンズ10Aは、任意の焦点距離で良好な光学性能を得ることが可能となっている。
Next, as an example of application of the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、レンズ装置10は、撮像装置の交換レンズ10Aに限って適用可能なものではなく、望遠鏡、顕微鏡等の他の光学機器にも適用が可能である。
Although the present invention has been described in detail based on the preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various embodiments within the scope of the gist of the present invention are also included in the present invention. included. Further, each of the above-described embodiments shows only one embodiment of the present invention, and each embodiment can be appropriately combined. For example, the
10 レンズ装置
10A 交換レンズ
110 第1固定レンズ
120 固定レンズ枠
122 溝部
122a 摺動部
200 フォーカス群
210 フォーカスレンズ
222 回転止め部
250 フォーカスアクチュエータ
260 メインガイドバー
300 ベース群
320 ベース
330 第1磁気シールド部材
340 第2磁気シールド部材
350 コイル
400 振れ補正群
410 振れ補正レンズ
10
Claims (8)
直進移動群と、
前記直進移動群を前記固定レンズの光軸方向に案内する第1の案内手段と、
振れ補正群と、
前記振れ補正群を駆動するコイルと、
前記コイルと前記直進移動群との間に配置される磁気シールド部材と、を備え、
前記固定レンズ枠は、前記直進移動群の移動を案内する第2の案内手段を有し、
前記直進移動群と前記第2の案内手段は、前記光軸方向において前記固定レンズと前記磁気シールド部材の間に配置され、
前記コイル、前記磁気シールド部材および前記第2の案内手段はそれぞれ少なくとも一部が、前記光軸方向から見て前記固定レンズと重複するように配置されていることを特徴とするレンズ装置。 A fixed lens frame that holds the fixed lens and
Straight movement group and
A first guiding means for guiding the linear movement group in the optical axis direction of the fixed lens, and
Runout correction group and
The coil that drives the runout correction group and
A magnetic shield member arranged between the coil and the linear movement group is provided.
The fixed lens frame has a second guiding means for guiding the movement of the linear movement group.
The linear movement group and the second guiding means are arranged between the fixed lens and the magnetic shield member in the optical axis direction.
A lens device characterized in that at least a part of each of the coil, the magnetic shield member, and the second guide means is arranged so as to overlap with the fixed lens when viewed from the optical axis direction.
前記磁気シールド部材と前記アクチュエータは光軸を挟んで径方向において対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。 An actuator for driving the linear movement group is provided.
The lens device according to claim 1, wherein the magnetic shield member and the actuator are arranged at positions facing each other in the radial direction with the optical axis interposed therebetween.
前記第2の案内手段は、前記光軸方向と平行に前記固定レンズ枠の内周面に形成された溝部であり、
前記直進移動群は、前記溝部と係合して前記直進移動群の光軸まわりの回転を規制すると共に前記溝部に案内される回転止め部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ装置。 The fixed lens frame has a cylindrical shape and has a cylindrical shape.
The second guiding means is a groove formed on the inner peripheral surface of the fixed lens frame in parallel with the optical axis direction.
The first or second aspect of the present invention, wherein the straight movement group has a rotation stop portion that engages with the groove portion to regulate the rotation of the straight movement group around the optical axis and is guided by the groove portion. Lens device.
前記直進移動群は、前記棒状部材と摺動可能に嵌合する嵌合部を有し、
前記溝部と前記棒状部材は、前記レンズ装置の光軸を挟んで対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のレンズ装置。 The first guiding means is a rod-shaped member arranged so that its axial direction is parallel to the optical axis direction.
The straight-moving group has a fitting portion that slidably fits with the rod-shaped member.
The lens device according to claim 3, wherein the groove portion and the rod-shaped member are provided at positions facing each other with the optical axis of the lens device interposed therebetween.
前記コイルと前記磁気シールド部材は前記基部に保持されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレンズ装置。 The fixed lens frame is fixed, and a base portion for holding the shake correction group in a plane orthogonal to the optical axis direction is provided.
The lens device according to any one of claims 1 to 5, wherein the coil and the magnetic shield member are held by the base portion.
前記振れ補正群は、振れ補正レンズと、磁石と、を備え、
前記光軸方向において、前記フォーカスレンズは前記固定レンズと前記振れ補正レンズとの間に配置され、前記磁気シールド部材は前記コイルと前記第2の案内手段との間に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレンズ装置。 The straight movement group holds the focus lens and
The shake correction group includes a shake correction lens and a magnet.
In the optical axis direction, the focus lens is arranged between the fixed lens and the shake correction lens, and the magnetic shield member is arranged between the coil and the second guide means. The lens device according to any one of claims 1 to 6.
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