DE3725464C2

DE3725464C2 - Linsenantriebsmechanismus

Info

Publication number: DE3725464C2
Application number: DE3725464A
Authority: DE
Inventors: Shigehisa Maruyama
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-08-02
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2007-08-01
Also published as: NL8701812A; FR2604038B1; JPS6326814U; JPH063369Y2; KR880004976U; GB8717934D0; DE3725464A1; KR930004518Y1; GB2196186A; GB2196186B; NL193572B; FR2604038A1; CA1306127C; NL193572C; US4828360A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Linsenantriebsmechanismus, insbesondere für einen Kamera-Linsenaufbau, der eine Antriebsmotor-Anordnung in sich aufweist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst eine typische Konstruktion eines Kamera-Linsenaufbaus und eines Linsenantriebsmechanismus nach dem Stand der Technik anhand von Fig. 1 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht, aus der ein Kamera-Linsenaufbau und ein Linsen-Antriebsmechanismus gemäß dem Stand der Technik hervorgehen.

Fig. 1 zeigt einen Kamera-Linsenaufbau zur Verwendung in Video-Kameras oder dergl., welche mit einem sog. Autofokus-System ausgestattet sind, das einen Permanentmagnet- (PM-) Schrittmotor enthält. Dieses System wurde beispielsweise in der (ungeprüften) Japanischen Patentanmeldungs-Druckschrift (Tokkai) Showa 60-151606, veröffentlicht am 9. August 1985, offenbart. Wie gezeigt, enthält diese Anordnung einen bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitt 1, einen feststehenden Linsenrohrabschnitt 2 und einen inneren Rotor-Linsenantriebs-PM-Schrittmotor 3, der dazwischen ausgebildet ist. Der vordere Linsenrohrabschnitt 1 enthält in dieser Anordnung innere und äußere, koaxiale und sich axial erstreckende und konzentrisch angeordnete zylindrische Teile 1a u. 1b. Das äußere zylindrische Teil 1a ist vorgesehen, um eine manuelle Fokussierung ("Manipulation") eines Linsenaufbaus 8a zu gestatten, während das innere Teil 1b mit einem Rotormagneten 4 auf seinem äußeren Umfang versehen ist. Dieser Magnet oder Rotormagnet 4 und das innere Teil 1b bilden den Rotor des Schrittmotors 3. Der feststehende Linsenrohrabschnitt enthält außerdem innere und äußere sich koaxial erstreckende und konzentrisch angeordnete Abschnitte 2a u. 2b. Die inneren Teile 1b u. 2b sind wirksam miteinander durch schneckenartige Verzahnungen 5, die zwischen diesen ausgebildet sind, verbunden. Der äußere Abschnitt 2b des feststehenden Linsenrohrabschnitts 2 trägt zwei axial angeordnete Spulen 6, 6, die einen Teil eines vielpoligen Jochteils 7 des Schrittmotors 3 bilden. Wenn der Schrittmotor 3 erregt wird, bewirkt die Drehung des Rotors (1b, 4), daß sich eine Fokussierungslinse 8 längs ihrer Fokusachse bewegt.

Diese bekannte Anordnung weist Nachteile dahingehend auf, daß es notwendig ist, einen Abstand zwischen dem Rotor und dem Jochteil 7 sowie zwischen dem inneren Umfang des äußeren Teils 1a und dem äußeren Umfang des Teils 1b vorzusehen, um die erforderliche gegenseitige Drehung zwischen diesen Elementen zu ermöglichen. Dies bewirkt im Zusammenhang mit dem Anordnen des Rotormagneten 4 auf dem äußeren Umfang des inneren Teils 1b ein Vergrößern des Durchmessers des Jochteils 7, was wiederum den Durchmesser der Einheit insgesamt vergrößert. Desweiteren wird aufgrund des Vorsehens der schneckenartigen Verzahnungen 5 zwischen dem inneren Umfang des inneren Teils 1b und dem äußeren Umfang des inneren Abschnitts 2b die Länge des bewegbaren ersten Linsenrohrabschnitts 1 unerwünscht erhöht.

Zusätzlich zu diesen Problemen bewirkt das Vorsehen des Rotormagneten 4 in der gezeigten Position, daß dessen Durchmesser kleiner als derjenige des Jochteils 7 ist und daher der Maximalbetrag des Drehmoments, das ausgeübt werden kann, um den vorderen Linsenrohrabschnitt 1 zu drehen und dadurch die Fokussierungslinse 8 zu bewegen, verringert wird. Darüber hinaus ist der Rotormagnet 4 aus einem kautschukartigen magnetischen Material hergestellt, und aufgrund der elastischen Eigenschaften dieses Materials ist es schwierig, sicherzustellen, daß dieses Element genau an seinem Ort gehalten wird, wodurch die Produktionseffizienz verringert werden kann.

Aus der JP 60-226732 ist ein Linsenantriebsmechanismus mit einem zylindrischen Spulenträger, der (gedruckte) Statorwicklungs-Spulen trägt, die auf einer äußeren Umfangsfläche des Spulenträgers angeordnet sind, einem Linsenhalter, der mit dem zylindrischen Spulenträger verbunden ist, und einem ringförmigen Rotormagneten, der in einer Weise auf dem Linsenhalter angeordnet ist, daß er an die äußere Oberfläche der Statorwicklungen-Spulen angrenzt, bekannt.

Weitere bekannte Linsenantriebsmechanismen sind in den Schriften JP 60-151606 und JP 59-94709 beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linsenantriebsmotor-Anordnung zu schaffen, die es ermöglicht, einen reduzierten Durchmesser und eine reduzierte Länge der Anordnung verglichen mit der Anordnung gemäß dem zuvor beschriebenen Stand der Technik zu erreichen, die ein verbessertes Drehmomenterzeugungs-Verhalten aufweist und leicht zu fertigen ist.

Die Aufgabe wird gemäß dem Hauptanspruch der Erfindung gelöst. Die Erfindung wird in ihren Unteransprüchen weitergebildet.

Vorzugsweise wird die zuvor genannte Aufgabe somit durch eine Linsenantriebsmotor-Anordnung gelöst, bei der die (Statorwicklungs-)Spulen eines Schrittmotors auf dem äußeren Umfang eines abgestuften Abschnitts eines stationären Rohrabschnitts des Linsenaufbaus (zylindrischer Spulenträger) in einer Weise angeordnet sind, daß ein Statorjoch gebildet wird. Die innere Oberfläche des abgestuften Abschnitts ist mit schneckenartigen Zähnen versehen, die mit korrespondierenden Zähnen, welche auf dem äußeren Umfang des drehbaren vorderen Rohrabschnitts des Linsenaufbaus (Linsenhalter) ausgebildet sind, zusammenwirken. Der Rotormagnet ist auf dem inneren Umfang eines sich nach hinten erstreckenden flanschähnlichen Abschnitts befestigt, welcher das Statorjoch umschließt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung gemäß dem Stand der Technik, wie sie zuvor beschrieben wurde.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung.

Fig. 2 zeigt, wie bereits erläutert, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Kamera-Linsenaufbau und einen Linsenantriebsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie beim Stand der Technik, wie er zuvor beschrieben wurde, enthält diese Anordnung einen bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitt (Linsenhalter) 1, der koaxial in einem feststehenden Linsenrohrabschnitt (zylindrischer Spulenträger) 2 angeordnet ist. In dieser Anordnung ist der feststehende Linsenrohrabschnitt (zylindrischer Spulenträger) 2 mit nur einem zylindrischen Ansatz oder einem Abschnitt 2b versehen. Dieser Abschnitt bildet den Statorjochabschnitt des Autofokus-PM-Schrittmotors 3 und ist vorgesehen, um ein Vielpol-Jochteil 7 zu tragen, das axial angeordnete Spulen (Statorwicklungs-Spulen) 6, 6 auf seinem äußeren Umfang aufweist. Der innere Umfang des Abschnitts 2b ist mit zumindest einem schneckenartigen Zahn 5 ausgebildet, der mit einem korrespondierenden Zahn zusammenwirkt, welcher auf dem äußeren Umfang eines inneren, sich axial erstreckenden Teils (zweiter zylindrischer Abschnitt) 1b des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) 1, in den eine Fokussierungslinse 8 eingesetzt ist, ausgebildet ist. Auf dem inneren Umfang eines äußeren, sich axial erstreckenden Teils (erster zylindrischer Abschnitt) 1a ist ein Rotormagnet 4 derart angeordnet, daß er an den äußeren Umfang des Vielpol-Jochteils 7 grenzt. Es ist ersichtlich, daß nur ein einziger Abstand notwendig ist, nämlich der Abstand zwischen dem inneren Umfang des Rotormagneten 4 und dem äußeren Umfang des Vielpol-Jochteils 7. Dies ermöglicht, daß der Durchmesser des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) im Vergleich mit dem betreffenden gemäß dem Stand der Technik, der in Fig. 1 gezeigt ist, verringert werden kann. Desweiteren ist es mit dieser Anordnung möglich, den schneckenartigen Zahn auf der äußeren Oberfläche des inneren sich axial erstreckenden Teils (zweiter zylindrischer Abschnitt) 1b in einer Weise auszubilden, daß er nahe dem vorderen Ende des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) 1 endet, was eine Verringerung der Länge desselben gestattet. Darüber hinaus vergrößert die Anordnung des Rotormagneten 4 in der gezeigten Position (nämlich in einer Außenrotor-Anordnung) den Durchmesser desselben und ermöglicht dadurch die Erzeugung eines höheren Drehmoments. Außerdem ist die Einheit leichter zusammenzubauen.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel enthält des weiteren einen sog. Zoom-Linsen- ("Gummilinsen"-) Antriebsaufbau. Dieser Aufbau enthält einen Innenrotor- Permantentmagnet-Schrittmotor 10. Dieser Motor enthält zwei axial angeordnete Spulen 11, 11, die einen Teil eines Vielpoljochs 12 bilden, welches in Kombination mit dem Teil des feststehenden Linsenrohrabschnitts (zylindrischer Spulenträger) 2, auf dem es angeordnet ist, den Stator des Schrittmotors 10 bildet. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Rotorjoch, das drehbar in der gezeigten Position durch nicht gezeigte Mittel angebracht ist. Dieses Rotorjoch 13 enthält einen Rotormagneten 14, der daran befestigt ist. Der Rotormagnet 14 in diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls aus demselben kautschukartigen magnetischen Material wie der Rotormagnet 4 des Autofokus-PM-Schrittmotors 3 hergestellt. Die Elemente 13 u. 14 bilden den Rotor des Schrittmotors 10.

Das zuvor genannte Rotorjoch 13 enthält integrale Nocken 13a, 13b. Diese Elemente arbeiten mit Nockenfolgern zusammen, die wirksam mit Variator- und Kompensatorlinsen (nicht gezeigt) verbunden sind. Über einen Stift 16 ist ein drehbar montiertes sog. Zoom-Glied 15 mit dem Rotorjoch 13 verbunden. An dem Außenende des Stifts 16 ist ein Knopf 17 angebracht, um ein manuelles Grobeinstellen zu ermöglichen.

An der Basis des feststehenden Linsenrohrabschnitts (zylindrischer Spulenträger) 2 ist ein sog. Iris-Mechanismus oder Abblend-Mechanismus (nicht gezeigt) angeordnet. Der feststehende Linsenrohrabschnitt (zylindrischer Spulenträger) ist mittels eines Flanschteils 18 an einem Hauptrohrabschnitt 19 befestigt, in welchem ein Hauptlinsenaufbau (nicht gezeigt) angeordnet ist.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, schafft die vorliegende Erfindung eine Linsenantriebsmotor-Anordnung, die es ermöglicht, daß die zusammengesetzte Einheit in Durchmesser und Länge verglichen mit dem zuvor beschriebenen Stand der Technik durch Anordnung des Statorjochs (Vierpol-Jochteils) auf dem äußeren Umfang des vorderen Rohrabschnitts (zylindrischer Ansatz oder Abschnitt des feststehenden Linsenrohrabschnitts (zylindrischer Spulenträger)) und Anordnung des Rotormagneten auf dem Linsenhalter (bewegbarer vorderer Linsenrohrabschnitt) in einer Weise, daß er an die äußere Oberfläche der Statorwicklung (Statorwicklungs-Spulen) grenzt, verkleinert ist. Desweiteren weist der Kameralinsenaufbau und der Linsenantriebsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung verbesserte Drehmomenterzeugungs-Eigenschaften durch Vorsehen eines größeren Durchmessers für den Rotormagneten auf. Zusätzlich kann, wie aus dem zuvor Ausgeführten ersichtlich, da der Rotormagnet innerhalb eines Fokusrings, der durch das außen sich axial erstreckender Teil (erster zylindrischer Abschnitt) 1a des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) gebildet wird, in einer Weise untergebracht werden kann, daß sich das vordere Ende des schneckenartigen Zahns mit dem inneren sich axial erstreckenden Teil (zweiter zylindrischer Abschnitt) 1b des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) überlappt, die axiale Länge des bewegbaren vorderen Linsenrohrabschnitts (Linsenhalter) wesentlich reduziert werden.

VERWENDETE BEZUGSZEICHEN Quelle Beschreibung Linsenantriebsmechanismus

1

bewegbarer vorderer Linsenrohrabschnitt

1

a (äußeres sich axial erstreckendes Teil)

1

b innere sich axial erstreckende Teil

2

feststehender Linsenrohrabschnitt

2

b zylindrischer Ansatz oder Abschnitt

3

Autofokus-PM-Schrittmotor

4

ringförmiger Rotormagnet schneckenartiger Zahn

5

schneckenartige Verzahnung

6

axial angeordete Spulen

7

Vierpol-Jochteil

8

Fokussierungslinse

10

Innenrotor-Permanentmagnet-Schrittmotor

11

axial angeordnete Spulen

12

Vielpoljoch

13

Rotorjoch

14

Rotormagnet

13

a,

13

b integrale Nocken

16

Stift

15

Zoom-Glied

17

Knopf

18

Flanschteil

19

Hauptrohrabschnitt

Quelle Ansprüche

1	Linsenhalter
1a	erster zylindrischer Abschnitt
1b	zweiter zylindrischer Abschnitt
2	zylindrischer Spulenträger
6	Statorwicklungs-Spulen

Claims

1. Linsenantriebsmechanismus, mit

- einem zylindrischen Spulenträger (2), der Statorwicklungs-Spulen (6) trägt, die auf einer äußeren Umfangsfläche des Spulenträgers (2) angeordnet sind,
- einem Linsenhalter (1), der mit dem zylindrischen Spulenträger (2) verbunden ist, und
- einem ringförmigen Rotormagneten (4), der in einer Weise auf dem Linsenhalter (1) angeordnet ist, daß er an die äußere Oberfläche der Statorwicklungs-Spulen (6) angrenzt,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Linsenhalter (1) derart wirksam mit dem zylindrischen Spulenträger (2) verbunden ist, daß er in Bezug auf diesen verdrehbar ist, und
daß die wirksame Verbindung zwischen dem zylindrischen Spulenträger (2) und dem Linsenhalter (1) mittels schneckenartiger Verzahnungen (5) hergestellt ist, wobei die schneckenartige Verzahnung (5) derart angeordnet ist, daß sie zwischen einer inneren Oberfläche der Statorwicklungs-Spulen (6) und einer nach außen gerichteten Oberfläche des Linsenhalters (1) vorgesehen ist.

2. Linsenantriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungs-Spulen (6) aus einem Paar von ringförmigen Wicklungen bestehen, die in axialer Richtung des zylindrischen Spulenträgers (2) angeordnet sind.

3. Linsenantriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (1) einen ersten und einen zweiten zylindrischen Abschnitt (1a, 1b) aufweist, welche Abschnitte konzentrisch angeordnet sind, wobei die Statorwicklungs- Spulen (6) zwischen diesen Abschnitten positioniert sind.

4. Linsenantriebsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste zylindrische Abschnitt (1a) radial auswärts von dem zweiten zylindrischen Abschnitt (1b) angeordnet ist, daß die schneckenartige Verzahnung (5) teilweise auf der äußeren Oberfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts (1b) und auf der inneren Oberfläche des zylindrischen Spulenträgers (2) ausgebildet ist und daß der ringförmige Rotormagnet (4) auf der inneren Oberfläche des ersten zylindrischen Abschnitts (1a) angeordnet ist.

5. Linsenantriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Spulenträger (2) erste schneckenartige Zähne auf seiner inneren Oberfläche aufweist und daß der Linsenhalter (1) zweite schneckenartige Zähne auf seiner äußeren Oberfläche aufweist, wobei die ersten und die zweiten schneckenartigen Zähne zusammenwirken, um die wirksame Verbindung zwischen dem zylindrischen Spulenträger (2) und dem Linsenhalter (1) zu schaffen.