(57)【要約】【課題】レンズ保持部材とバー部材との間の係合ガタにより発生する振動に起因した騒音の発生やレンズ位置精度の低下を防止する。【解決手段】光学機器は、第１の可動レンズＬ４を保持し、光軸方向に移動可能な第１のレンズ保持部材４と、第１のレンズ保持部材を光軸方向に駆動するアクチュエータ４１，６３と、第１のレンズ保持部材に係合し、該第１のレンズ保持部材を光軸方向に案内する又は該第１のレンズ保持部材の回転を阻止するバー部材６５，６６と、アクチュエータを保持し、かつバー部材を支持するバー支持部６ａを有するアクチュエータ／バー保持部材６と、第２の可動レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第２のレンズ保持部材１，２と、第２のレンズ保持部材を光軸方向に移動可能に支持する鏡筒部材７とを有する。バー支持部と鏡筒部材との間に、制振部材６８が配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の可動レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第１のレンズ保持部材と、
前記第１のレンズ保持部材を前記光軸方向に駆動するアクチュエータと、
前記第１のレンズ保持部材に係合し、該第１のレンズ保持部材を前記光軸方向に案内する又は該第１のレンズ保持部材の回転を阻止するバー部材と、
前記アクチュエータを保持し、かつ前記バー部材を支持するバー支持部を有するアクチュエータ／バー保持部材と、
第２の可動レンズを保持し、前記光軸方向に移動可能な第２のレンズ保持部材と、
前記第２のレンズ保持部材を前記光軸方向に移動可能に支持する鏡筒部材とを有し、
前記バー支持部と前記鏡筒部材との間に、制振部材が配置されていることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記アクチュエータ／バー保持部材と前記鏡筒部材のそれぞれにおける前記光軸方向の像側端部を保持するベース部材を有し、
前記制振部材は、前記バー支持部のうち前記光軸方向における前記ベース部材とは反対側の端部と前記鏡筒部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記鏡筒部材に、前記バー支持部との間で前記制振部材を前記光軸方向にて挟む受け面を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記アクチュエータは、ボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイスコイルモータ等のアクチュエータにより可動レンズを光軸方向に移動させる光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置や交換レンズ等の光学機器には、変倍や焦点調節を行うために光学系の光軸方向に移動可能な可動レンズ及びこれを移動させるアクチュエータが設けられている。
【０００３】
アクチュエータとしては、ステッピングモータ、ＤＣモータ及び振動型モータが用いられるほか、特許文献１にて開示されているように、コイル、マグネット及びヨークにより構成されるボイスコイルモータ（リニアモータ）も使用される。
【０００４】
また、特許文献１にて開示された光学機器（レンズ鏡筒）では、ボイスコイルモータを構成するヨークと、レンズ鏡筒のベース部材（固定部材）との間に弾性部材を配置している。これにより、ボイスコイルモータのコイルに通電したときにマグネットに発生する振動を、ベース部材や該ベース部材によって保持された鏡筒部材に直接伝播させないようにして、振動による騒音を低減している。
【特許文献１】特開平０７−０３９１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示された光学機器では、ボイスコイルモータのマグネットに発生する振動が鏡筒部材等に伝播することを抑えることは可能であるが、以下のようにして発生する振動の伝播を抑えることができない。
【０００６】
一般的な光学機器では、レンズをレンズ保持部材によって保持し、該レンズ保持部材には、光軸方向に延びるバー部材に係合するスリーブ部や回転止め部（Ｕ溝部）が設けられる。これにより、レンズ保持部材が光軸方向に案内されたり、レンズ保持部材の光軸回りでの回転が阻止されたりする。そして、バー部材とスリーブ部及び回転止め部との間には、ある程度のガタが必要である。
【０００７】
ただし、光学機器の組み立て時のガタは小さくても、該光学機器の長期間の使用による摩耗によってガタが増加する。さらに、ボイスコイルモータにより発生される推力の方向が光軸方向と平行でない場合や、推力の中心とレンズを含むレンズ保持部材の重心とが一致しない場合もある。
【０００８】
これらの場合、スリーブ部又は回転止め部とバー部材との間にこじりが発生する。このため、ボイスコイルモータを動作させた場合に、該こじりによって光軸方向以外の方向の振動が発生し、バー部材を介して鏡筒部材に振動が伝播し、特定の周波数の騒音が発生する。しかも、その振動が、レンズの位置制御にも影響を及ぼし、レンズの位置精度を低下させるおそれもある。
【０００９】
本発明は、レンズ保持部材とバー部材との間の係合ガタにより発生する振動に起因した騒音の発生やレンズ位置精度の低下を防止できるようにした光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての光学機器は、第１の可動レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第１のレンズ保持部材と、第１のレンズ保持部材を光軸方向に駆動するアクチュエータと、第１のレンズ保持部材に係合し、該第１のレンズ保持部材を光軸方向に案内する又は該第１のレンズ保持部材の回転を阻止するバー部材と、アクチュエータを保持し、かつバー部材を支持するバー支持部を有するアクチュエータ／バー保持部材と、第２の可動レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第２のレンズ保持部材と、第２のレンズ保持部材を光軸方向に移動可能に支持する鏡筒部材とを有する。そして、バー支持部と鏡筒部材との間に、制振部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、制振部材を設けることによって、第１のレンズ保持部材とバー部材との間の係合ガタにより発生する振動に起因した騒音の発生やレンズ位置精度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１及び図２には、本発明の実施例である光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ又はビデオカメラ）のレンズ鏡筒部の構成を示している。図１はレンズ鏡筒部の沈胴位置での側面断面図であり、図２は沈胴位置での上面断面図である。
【００１４】
レンズ鏡筒部には、物体側から順に、第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニット（防振レンズである補正レンズ）Ｌ３及び第４レンズユニット（フォーカスレンズ）Ｌ４により構成された光学系が収容されている。ＡＸＬは、該光学系の光軸である。なお、フォーカスレンズＬ４が第１の可動レンズに、第１レンズユニットＬ１及び第２レンズユニットＬ２が第２の可動レンズに相当する。
【００１５】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１鏡筒である。第１鏡筒１の内周面における周方向３箇所にはカムピン１ａが取り付けられており、該カムピン１ａは、カム筒８の外周面に形成された３本のカム溝８ａにそれぞれ係合している。また、第１鏡筒１の内周面における周方向３箇所には、光軸方向に延びる直進溝（図示せず）が形成されており、該直進溝には、固定筒７の外周面に形成された直進キー（図５中の７ａ）が係合している。
【００１６】
２は第２レンズユニットＬ２を保持する第２鏡筒である。第２鏡筒２の外周面における周方向３箇所には、カムピン２ａが取り付けられている。該カムピン２ａは、カム筒８の内周面に形成された３本のカム溝８ｂにそれぞれ係合している。また、カムピン２ａは、固定筒７に光軸方向に延びるように形成された直進溝（図５中の７ｂ）に係合している。
【００１７】
鏡筒部材である固定筒７は、第１鏡筒１と第２鏡筒２を回転しないように、かつ光軸方向に移動可能なように保持する。固定筒７の外周面における周方向３箇所には、カムピン（図示せず）が取り付けられており、該カムピンは、カム筒８の内周面に形成された３本のカム溝８ｅにそれぞれ係合している。
【００１８】
なお、第１鏡筒１及び第２鏡筒２は、第２のレンズ保持部材に相当する。
【００１９】
５は絞りユニットである。絞りユニット５の外周面に設けられたカムピン５ａは、カム筒８の内周面に形成されたカム溝８ｄに係合している。絞りユニット５には、スリーブ部５ｂと不図示の回転止め部が形成されており、これらは第２鏡筒２と後述する撮像素子地板９とによって支持されたガイドバー２１，２２に光軸方向に移動可能に係合している。絞りユニット５は、静止画撮影においては、シャッタとしても機能する。
【００２０】
３は補正レンズＬ３を保持する第３保持枠である。補正レンズＬ３及び第３保持枠３は、防振ユニットの一部である。第３保持枠３は、防振ユニットのセンサ保持枠３２によって光軸ＡＸＬに対して直交する方向（以下、光軸直交方向）にシフト可能に保持されている。３１はセンサ保持枠３２とともに防振ユニットのベース部を構成するコイル保持枠である。
【００２１】
センサ保持枠３２の外周面にはカムピン３ａが設けられており、該カムピン３ａは、カム筒８の内周面に形成されたカム溝８ｃに係合している。また、センサ保持枠３２には、スリーブ部３ｂと回転止め部（図示せず）が形成されている。スリーブ部３ｂと回転止め部はそれぞれ、第２鏡筒２及び撮像素子地板９とによって支持されたガイドバー２１，２２に係合している。
【００２２】
第２鏡筒２によって支持されたガイドバー２１，２２は、前述したように、絞りユニット５と防振ユニットが回転しないようにこれらを光軸方向に移動可能に保持している。
【００２３】
４はフォーカスレンズＬ４を保持する第１のレンズ保持部材としての第４保持枠である。第４保持枠４は、図４に示すように、スリーブ部４ａと回転止め部４ｂを有する。スリーブ部４ａと回転止め部４ｂはそれぞれ、アクチュエータ／バー保持部材としてのフォーカスベース部材６とベース部材としての撮像素子地板９とによって支持されているガイドバー（バー部材）６５，６６に光軸方向に移動可能に係合している。
【００２４】
カム筒８の外周面には不図示のギア部が形成されており、不図示のズームモータ（ステッピングモータ等）からギア列を介して回転力が該ギア部に伝達される。これにより、カム筒８が回転駆動される。カム筒８が回転すると、カム筒８に形成されたカム溝８ｅと固定筒７のカムピンとの係合によって、カム筒８は回転しながら光軸方向に移動する。
【００２５】
第１鏡筒１は、該第１鏡筒１に設けられたカムピン１ａとカム筒８に形成されたカム溝８ａとの係合及び該第１鏡筒１に形成された直進溝と固定筒７に設けられた直進キー７ａとの係合によって、回転することなく光軸方向に移動する。
【００２６】
第２鏡筒２は、該第２鏡筒２に設けられたカムピン２ａとカム筒８に形成されたカム溝８ｂ及び固定筒７に形成された直進溝７ｂとの係合により、回転することなく光軸方向に移動する。第１鏡筒１及び第２鏡筒２、すなわち第１レンズユニットＬ１及び第２レンズユニットＬ２が光軸方向に移動することで、変倍が行われる。
【００２７】
絞りユニット５は、該絞りユニット５に設けられたカムピン５ａとカム筒８に形成されたカム溝８ｄとの係合及びスリーブ部５ｂと回転止め部５ｃがガイドバー２１，２２によってガイドされることにより、回転することなく光軸方向に移動する。
【００２８】
第３保持枠３は、該第３保持枠３に設けられたカムピン３ａとカム筒８に形成されたカム溝８ｃとの係合及びスリーブ部３ｂと回転止め部３ｃがガイドバー２１，２２によってガイドされることにより、回転することなく光軸方向に移動する。
【００２９】
撮像素子地板９は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子１１と、赤外カット／ローパスフィルタ１０を保持している。撮像素子地板９には、不図示のビスによって、固定筒７とフォーカスベース部材６が固定（結合）されている。すなわち、撮像素子地板９は、フォーカスベース部材６と固定筒７のそれぞれにおける光軸方向の像側端部を保持する。
【００３０】
次に、フォーカスレンズＬ４を保持する第４保持枠４を駆動するフォーカス駆動機構について、図３及び図４を用いて説明する。図３はフォーカス駆動機構の組み立て途中状態を示す斜視図であり、図４はフォーカス駆動機構の分解斜視図である。
【００３１】
第４保持枠４には、角筒形状を有する空芯コイル４１が固定される。コイル４１の空芯部分は、光軸方向に向かって開口している。該コイル４１には、フレキシブル基板４２が接続されている。
【００３２】
また、フォーカスベース部材６には、ヨーク６１，６２及びマグネット６３が固定される。ヨーク６１はＵ字形状に形成されて、上下面が光軸方向に延びるように配置される。ヨーク６１の内側には、マグネット６３が保持される。ヨーク６１は、空芯コイル４１の内側に挿入される。コイル４１とヨーク６１及びマグネット６３とは、所定の間隔を空けて配置されている。
【００３３】
マグネット６３は、光軸方向を長手方向として延び、光軸直交方向に磁化されている。ヨーク６１のＵ字の開放端には、Ｈ形状に形成されたヨーク６２が組み付けられる。コイル４１、ヨーク６１，６２及びマグネット６３により、フォーカスアクチュエータとしてのリニアアクチュエータ（ボイスコイルモータ）が構成される。
【００３４】
コイル４１に通電すると、ヨーク６１，６２及びマグネット６３により形成される磁気回路の作用によって、第４保持枠４（つまりはフォーカスレンズＬ４）が光軸方向に、すなわち光軸に沿って移動する。このとき、第４保持枠４は、スリーブ部４ａにおいてガイドバー６５によって光軸方向に案内され、回転止め部４ｂにおいてガイドバー６６によりガイドバー６５回りでの回転が阻止される。
【００３５】
第４保持枠４には、光軸方向に延びるエンコーダマグネット４３が取り付けられている。エンコーダマグネット４３に対向する位置には、フォーカスベース部材６に固定された磁気センサとしてのＭＲセンサ６７が配置されている。第４保持枠４とともにエンコーダマグネット４３がＭＲセンサ６７に対して移動することにより、ＭＲセンサ６７に作用する磁気が変化し、ＭＲセンサ６７からの出力も変化する。この出力変化に基づいて、不図示の制御回路は、第４保持枠４の位置を検出することができる。制御回路は、ＭＲセンサ６７を通じて検出された第４保持枠４の位置情報を参照しながらコイル４１に通電する電流を制御して、フォーカスレンズＬ４を目標位置（合焦位置）に移動させる。
【００３６】
また、フォーカスベース部材６には、ガイドバー６５の光軸方向の端部（撮像素子地板９とは反対側の端部）を支持するバー支持部６ａが設けられている。
【００３７】
一方、図５に示すように、固定筒７の内周には、バー支持部６ａに光軸方向にて対向するように突出した突出部（受け面）７ｄが形成されている。そして、バー支持部６ａと突出部７ｄとの間には、制振部材（弾性部材）としてのゴム部材６８が配置されている。つまり、ゴム部材６８は、バー支持部６ａと突出部７ｄとの間で光軸方向にて挟まれている。
【００３８】
ゴム部材６８を設けることで、第４保持枠４のスリーブ部４ａとガイドバー６５との間の係合ガタ又は回転止め部４ｂとガイドバー６６との間の係合ガタにより発生する光軸方向以外の方向での振動の発生（さらには固定筒７への伝播）を抑制することができる。また、ゴム部材６８によって、ボイスコイルモータを動作させるときにマグネット６３に発生した光軸方向での振動が固定筒７に伝播することも抑制することができる。すなわち、ボイスコイルモータの駆動周波数と、ガイドバー６５，６６及びフォーカスレンズＬ４を含む第４保持枠４の固有周波数とが一致する共振ポイントを、ゴム部材６８を設けることで高周波側に移動させ、これにより振動の発生を抑制することができる。
【００３９】
これにより、上記各振動に起因した騒音の発生やレンズ位置精度の低下を防止することができる。
【００４０】
フォーカスベース部材６自体の剛性を高めたり、フォーカスベース部材６と固定筒７とをビスにより固定して一体部品とすることで、これらの剛性を高めたりすることも可能ではある。しかし、前者の方法は、小型のレンズ鏡筒部においてはレイアウトの関係から困難である。また、後者の方法は、ビス固定することで固定筒７に変形や倒れが発生し、固定筒７が直進ガイドしている第１及び第２鏡筒１，２の位置精度を低下させたり倒れを生じさせたりするおそれがある。
【００４１】
これに対し、ゴム部材６８を設けた本実施例では、小型のレンズ鏡筒部に対しても無理なく適用することができ、固定筒７の変形や倒れも生じさせない。
【００４２】
図６には、ゴム部材６８を設けた本実施例の場合のボード線図を示している。図７には、ゴム部材６８を設けていない場合のボード線図を示している。これらの図において、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は上図では位相（degree）を、下図ではゲイン（db）を示している。
【００４３】
ゴム部材６８を設けていない場合（図７）では、７０Ｈｚ付近の１次共振点以外に２００Ｈｚ付近にもう１つ、振幅比のピークが発生し、位相も若干変化している。光軸方向での振動の共振点は１つしかないので、光軸方向以外の方向での振動が発生していると考えられる。すなわち、第４保持枠４のスリーブ部４ａとガイドバー６５との間又は回転止め部４ｂとガイドバー６６との間の係合ガタに起因する振動が発生していると考えられる。
【００４４】
これに対し、ゴム部材６８を設けた実施例の場合（図６）では、この係合ガタによる振動がゴム部材６８によって吸収されるため、図７に示したようなピークは発生せず、安定した特性が得られる。
【００４５】
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施例では、制振部材としてゴム部材を用いた場合について説明したが、他の弾性部材、例えばバネ部材を制振部材として用いてもよい。
【００４７】
また、上記実施例では、第４保持枠４をボイスコイルモータにより駆動する場合について説明したが、ボイスコイルモータ以外のアクチュエータを用いた場合でも、制振部材による同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、上記実施例では、補正レンズＬ３やフォーカスレンズＬ４の位置を検出するために磁気センサを用いた場合について説明したが、これに代えて、光学センサを使用してもよい。
【００４９】
さらに、上記実施例では、撮像装置について説明したが、本発明は交換レンズ（光学機器）にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例である撮像装置のレンズ鏡筒部（沈胴位置）の構成を示す側面断面図。
【図２】実施例のレンズ鏡筒部（沈胴位置）の構成を示す上面断面図。
【図３】実施例のレンズ鏡筒部におけるフォーカス駆動機構の斜視図。
【図４】上記フォーカス駆動装置の分解斜視図。
【図５】実施例のレンズ鏡筒部のフォーカス駆動機構と固定筒の組み付け状態を示す斜視図。
【図６】制振部材を設けた実施例におけるボード線図。
【図７】制振部材を設けていない場合のボード線図。
【符号の説明】
【００５１】
Ｌ１  第１レンズユニット
Ｌ２  第２レンズユニット
Ｌ３  第３レンズユニット（防振レンズ、補正レンズ）
Ｌ４ 第４レンズユニット（可動レンズ、フォーカスレンズ）
１  第１鏡筒
２  第２鏡筒
３  第３保持枠
３１  コイル保持枠
３２  センサ保持枠
３３ａ，３３ｂ  マグネット
３４ａ，３４ｂ  コイル
３７ａ，３７ｂ  ホールセンサ
４  第４保持枠
４１  空芯コイル
５  絞りユニット
６  フォーカスベース部材
６１，６２  ヨーク
６３  マグネット
６５，６６  ガイドバー
６８  ゴム部材
７  固定筒
９  撮像素子地板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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