JP2000131586A - 電磁モータ内蔵カメラ装置 - Google Patents

電磁モータ内蔵カメラ装置

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JP2000131586A
JP2000131586A JP10308710A JP30871098A JP2000131586A JP 2000131586 A JP2000131586 A JP 2000131586A JP 10308710 A JP10308710 A JP 10308710A JP 30871098 A JP30871098 A JP 30871098A JP 2000131586 A JP2000131586 A JP 2000131586A
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lens barrel
lens
electromagnetic motor
housing
camera device
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English (en)
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Toyoichi Aizawa
豊一 相澤
Masanobu Kimura
正信 木村
Tetsuya Ito
哲也 伊東
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、簡易な構成で駆動時の騒音が少な
い等、実用に適する電磁モータ内蔵カメラ装置を提供す
る。 【解決手段】レンズ鏡筒16の内面に設置された磁石2
0と、筐体11の外面に設置されたステータコイル19
a〜19fとを対向させて電磁モータを構成し、磁石2
0に与えられた駆動力で、直接、レンズ鏡筒16を所定
方向に駆動することで、モータの回転力を伝達する媒体
が必要ないばかりか、駆動時の騒音も減少できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばフォーカ
ス,絞り及びズーム等の各種の可動機構を、電磁モータ
によって駆動させる電磁モータ内蔵カメラ装置の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来のスチルカメラやビ
デオカメラ等は、そのフォーカス,絞り及びズーム等の
各種の可動機構を、モータによる駆動により自動化を図
っている。
【0003】この種のカメラは、モータを、レンズ側ま
たはカメラ本体側に設置し、その回転力をギヤ等の伝達
媒体を介して可動機構に伝達する構成とするのが、一般
的である。このため、構成が複雑化するとともに、駆動
時に騒音が発生し易い、という問題が生じている。
【0004】特に、モータをレンズ側に設置する構成で
は、カメラ本体側から駆動用の電力を供給する必要があ
る。レンズの小型化を図る場合には、モータの小型化も
必要で、十分なトルクを確保することが困難になる。レ
ンズは、用途によって交換するものであるから、レンズ
側にモータを設置するのは、経済的に不利になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、光学系
調整の各種可動機構をモータによって駆動させる従来の
カメラでは、構成が複雑化し駆動時に騒音が発生し易く
なるばかりか、モータに対する電力供給の点や、レンズ
の小型化に伴なうモータのトルクの点等、種々の点での
改良が望まれる。この発明は、簡易な構成で駆動時の騒
音が少ない等、実用に適する電磁モータ内蔵カメラ装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電磁モー
タ内蔵カメラ装置は、レンズを支持したレンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内面に沿って設置された磁石と、レン
ズ鏡筒が取り付けられる筒状の筐体と、この筐体に設置
されレンズを介して入射された光が受光される撮像素子
と、筐体の外面で磁石に対向する位置に配置されるステ
ータコイルとを備え、磁石とステータコイルとで構成さ
れる電磁モータにより、レンズ鏡筒を所定方向に駆動す
るものである。
【0007】上記の構成によれば、レンズ鏡筒の内面に
設置された磁石と、筐体の外面に設置されたステータコ
イルとを対向させて電磁モータを構成し、磁石に与えら
れた駆動力で直接レンズ鏡筒を所定方向に駆動させるの
で、モータの回転力を伝達するための伝達媒体を必要と
しない構成が実現でき、駆動時の騒音も少なくすること
が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態について図面を参照して詳細に説明する。この第1の
実施の形態では、カメラのフォーカス制御を行なう場合
について説明する。図1において、11はカメラ本体を
構成する一端に開口部を有する円筒形状の筐体である。
【0009】筐体11の開口部内には、円筒形状の支持
体12の一端部を圧入している。筐体11と支持体12
を、一体化する。筐体11と支持体12は、成型の都合
上、別々に形成する。
【0010】支持体12の他端部は、筐体11の開口端
面より外方に突出しており、その突出方向先端面には、
基板13を介して、固体撮像素子としてのCCD(Char
ge Coupled Device )14を取着する。CCD14の受
光面には、光学LPF(LowPass Filter )15を設置
する。
【0011】支持体12には、その筐体11の開口端面
より外方に突出する部分の外周面にねじ溝12aを形成
する。支持体12のねじ溝12aには、略円筒形状に形
成されたレンズ鏡筒16の、中央部内周面に形成された
ねじ溝16aを螺合する。
【0012】レンズ鏡筒16の一端部は、光学LPF1
5よりも前方側に突出し、その内部つまり光学LPF1
5の前面となる位置に、前玉レンズ17と後玉レンズ1
8の光軸を一致するように並設する。前玉レンズ17及
び後玉レンズ18の光軸は、レンズ鏡筒16の回転軸心
にも一致する。
【0013】レンズ鏡筒16の他端部は、その内周面
が、筐体11の外周面に対して、所定間隔を空けて対向
している。レンズ鏡筒16の他端部と対向する筐体11
の外周面には、図2(a)に展開して示すように、その
円周方向に沿って均等な間隔で複数(図示の場合は6
つ)のステータコイル19a〜19fを配置する。
【0014】ステータコイル19a〜19fに対向する
レンズ鏡筒16の内周面には、図2(b)に展開して示
すように、その円周方向に沿って帯状の永久磁石20を
敷設する。永久磁石20には、その円周方向に沿って均
等間隔で複数(図示の場合は8)極を着磁している。
【0015】ステータコイル19a〜19fと永久磁石
20の各極の位置関係は、図3に示すように設定する。
ステータコイル19a〜19fのうち、円周上で対向す
る位置となる2つのステータコイル(19a,19
d),(19b,19e),(19c,19f)同士
は、それぞれ直列接続する。
【0016】2つのステータコイル(19a,19
d),(19b,19e),(19c,19f)には、
それぞれ入力端子21a,21b,21cを介して、図
4(a),(b),(c)に示すように、120°づつ
位相のずれた駆動電流を周期的に供給する。
【0017】ステータコイル19a〜19fがそれぞれ
選択的に発生する磁界と、永久磁石20が発生する磁界
の相互作用により、永久磁石20に一方向の回転駆動力
を与えレンズ鏡筒16を回転する。ステータコイル19
a〜19fに供給する駆動電流の極性を逆にすれば、レ
ンズ鏡筒16が他方向に回転駆動する。
【0018】レンズ鏡筒16を一方または他方に回転さ
せると、ねじ溝12a,16aの作用により、レンズ鏡
筒16がその回転軸心方向に移動し、前玉レンズ17及
び後玉レンズ18がその光軸方向に移動し、フォーカス
制御が行なわれる。
【0019】上記した第1の実施の形態によれば、カメ
ラ本体側である筐体11の外周面に設置されたステータ
コイル19a〜19fと、レンズ側であるレンズ鏡筒1
6の内周面に設置された永久磁石20とを対向させて電
磁モータを構成し、永久磁石20に与えられた駆動力で
直接レンズ鏡筒16を回転させて、フォーカス制御を行
なっている。
【0020】モータの回転力を伝達するための伝達媒体
を必要としないので、構成が非常に簡易になり、駆動時
の騒音も少なくすることが可能となる。ステータコイル
19a〜19fをカメラ本体側である筐体11に設ける
ので、駆動電流の供給も容易となる。レンズ鏡筒16を
小型化しても、電磁モータとしては十分なトルクを確保
できる。レンズ鏡筒16には、永久磁石20が設置され
ているだけなので、レンズ交換が経済的に不利にならず
に可能となる。
【0021】図5は、上記した第1の実施の形態の変形
例を示している。図5において、図1と同一部分には同
一符号を付して説明する。前記永久磁石20を、筐体1
1のステータコイル19a〜19fを設置する部分を覆
う円筒形状の磁石保持部材22の内周面に固定し、磁石
保持部材22をねじ23によってレンズ鏡筒16に取り
付ける。
【0022】この構成によれば、ねじ23を外すことに
より、レンズ鏡筒16から永久磁石20を取り外すこと
ができるため、レンズ交換が一層効果的となる。図6
は、この発明の第2の実施の形態を示し、カメラの絞り
制御を行なう場合を説明するが、図1と同一部分には同
一符号を付して説明する。この実施の形態は、前記レン
ズ鏡筒16と支持体12が、互いに螺合されるのではな
く、レンズ鏡筒16の内部に支持体12が遊挿される構
成である。
【0023】支持体12の外周面に沿って形成されたガ
イド溝12bに、レンズ鏡筒16の外周側から挿入され
てねじ24によって締着されるピン25の先端部が挿入
されることにより、レンズ鏡筒16は、支持体12に対
して、回転は可能であるが、その回転軸心方向には移動
不可能に支持される。
【0024】支持体12のうち、筐体11の開口端面よ
り外方に突出された先端面には、複数(図示の場合は
2)本のアーム26a,26bを、基板13を挿通して
立設する。アーム26a,26bの先端部分は、光学L
PF15の前面にまで達し、レンズ鏡筒16を筐体11
に合体させたとき、レンズ鏡筒16にその内周面に沿っ
て回転自在に支持された略リング形状の取付部材27が
連結される。
【0025】取付部材27は、支持体12に支持された
アーム26a,26bに連結されて固定となり、レンズ
鏡筒16が取付部材27に対して回転可能になる。取付
部材27に、絞り機構28を支持する。絞り機構28
は、レンズ鏡筒16の回転によって、絞りが調整され
る。
【0026】絞り機構28は、図7(a),(b)に示
すように、軸ピン28bにより4枚の絞り羽根28aを
台座28cに可動自在に取り付ける構成である。絞り羽
根28aは、薄い銅版や合成樹脂等で形成する。絞り羽
根28aには、それぞれガイド孔28dを形成し、これ
に、回転板28eに設けられたガイドピン28fを、台
座28cの長孔28gを挿通した後で遊挿する。
【0027】回転板28eは、取付部材27に固定支持
される。レンズ鏡筒16の回転時に絞り羽根28aを駆
動する。レンズ鏡筒16の回転軸心28hを中心として
回転された各ガイドピン28fが、絞り羽根28aに設
けられているガイド孔28dを押すことによって、それ
ぞれの絞り羽根28aを軸ピン28bを中心にして回転
させる。
【0028】図8(a)は、絞りを開放した状態を示し
ている。ガイド孔28dは、レンズ鏡筒16の回転軸心
28hに対して放射方向に傾斜を持たせてあるから、ガ
イドピン28fが回転板28eとともに回転移動する
と、カムの作用により、絞り羽根28aを、軸ピン28
bを中心として回転させることが可能となる。
【0029】図8(a)あるいは同図(b)に示すよう
に、絞りを開いた状態や閉じた状態を作ることができ
る。光路の面積が調整されて光量調整を行なえる。絞り
機構28は、図7に示した構成に限らず、種々の構成の
ものを使用できる。
【0030】この実施の形態では、ねじ24をゆるめて
ピン25の位置を前後にスライドさせることにより、レ
ンズ鏡筒16をその回転軸心方向に移動でき、手動によ
るフォーカス制御を行なうことができる。
【0031】図9は、この発明の第3の実施の形態を示
している。この実施の形態では、カメラのズーム制御を
行なう場合を説明する。図6と同一部分には同一符号を
付して説明すると、前記アーム26a,26bの先端部
分には、レンズ鏡筒16を筐体11に合体させたとき、
レンズ鏡筒16にその内周面に沿って回転自在に支持さ
れた略円筒形状のレンズ支持部材29が、連結される。
【0032】レンズ支持部材29は、支持体12に支持
されたアーム26a,26bに連結されているため固定
となり、レンズ鏡筒16がレンズ支持部材29に対して
回転可能になる。
【0033】レンズ支持部材29の内部には、前記前玉
レンズ17に近い側から、変倍レンズ30と前記後玉レ
ンズ18を順次並設する。変倍レンズ30及び後玉レン
ズ18は、それぞれ、その周囲がリング状の保持部材3
0a,18aによって保持される。
【0034】保持部材30a,18aの外周から図中上
下方向に延出されたピン30b,18bが、上記レンズ
支持部材29の周側面に形成された、図10に示すカム
孔29a,29bをそれぞれ挿通して、レンズ鏡筒16
の内周面に、その回転軸心方向に形成された長溝16b
に遊嵌される。
【0035】レンズ鏡筒16が回転されると、ピン30
a,18aが長溝16bに押されて保持部材30a,1
8aが回転される。ピン30b,18bがカム孔29
a,29bにガイドされ、変倍レンズ30と後玉レンズ
18がそれぞれ前後方向に平行移動され、ズーム制御が
行なわれる。
【0036】図11は、この発明の第4の実施の形態を
示している。この実施の形態では、カメラのフォーカス
制御を行なう場合を説明する。図1と同一部分には同一
符号を付して説明すると、前記レンズ鏡筒16と支持体
12は、互いに螺合されず、レンズ鏡筒16の内周面に
その軸心方向に形成されたガイド溝16cに、支持体1
2の外周面に形成されたガイド部12cが遊嵌されて、
レンズ鏡筒16が図中矢印A,Bで示す軸心方向にのみ
移動可能となる。
【0037】支持体12の外周面には、図12(a)に
展開して示すように、支持体12の軸心方向に6つ並
び、支持体12の円周方向に4つ並ぶ、合計24個のス
テータコイル31を配置する。レンズ鏡筒16の、ステ
ータコイル31に対向する内周面には、図12(b)に
展開して示すように、軸心方向に8極に着磁された永久
磁石32を設置する。
【0038】先に図3及び図4を参照して行なった説明
と同様に、軸心方向に配列されたステータコイル31に
正または逆方向の駆動電流を流すことにより、レンズ鏡
筒16を軸心方向に駆動でき、フォーカス制御を行なえ
る。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、簡易な構成で駆動時
の騒音が少ない等、実用に適する電磁モータ内蔵カメラ
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す側断面図。
【図2】図1のステータコイルと永久磁石との間系につ
いて説明するための展開図。
【図3】図1のステータコイルと永久磁石との関係を示
す図。
【図4】図1のステータコイルに供給する駆動電流を示
す図。
【図5】図1の第1の実施の形態の変形例を示す側断面
図。
【図6】この発明の第2の実施の形態を示す側断面図。
【図7】図6の絞り機構を示す分解斜視図。
【図8】図6の絞り機構の動作を示す平面図。
【図9】この発明の第3の実施の形態を示す側断面図。
【図10】図9のズーム機構を示す上面図。
【図11】この発明の第4の実施の形態を示す側断面
図。
【図12】図11のステータコイルと永久磁石の関係に
ついて説明するための展開図。
【符号の説明】 11…筐体、 14…CCD、 16…レンズ鏡筒、 19a〜19f…ステータコイル、 20…永久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 哲也 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 Fターム(参考) 2H044 AG01 BA02 BE01 BF02 DA01 DA02 DA03 DB02 DD02 DD17 EC02 EC07

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズを支持したレンズ鏡筒と、このレ
    ンズ鏡筒の内面に沿って設置された磁石と、前記レンズ
    鏡筒が取り付けられる筒状の筐体と、この筐体に設置さ
    れ前記レンズを介して入射された光が受光される撮像素
    子と、前記筐体の外面で前記磁石に対向する位置に配置
    されるステータコイルとを具備し、前記磁石と前記ステ
    ータコイルとで構成される電磁モータにより、前記レン
    ズ鏡筒を所定方向に駆動することを特徴とする電磁モー
    タ内蔵カメラ装置。
  2. 【請求項2】 前記磁石は、前記レンズ鏡筒に対して着
    脱自在に設けられることを特徴とする請求項1記載の電
    磁モータ内蔵カメラ装置。
  3. 【請求項3】 前記電磁モータは、前記レンズ鏡筒に対
    して前記レンズの光軸の回りに回転させる駆動力を発生
    することを特徴とする請求項1記載の電磁モータ内蔵カ
    メラ装置。
  4. 【請求項4】 前記レンズ鏡筒は、前記筐体に螺合され
    ており、前記電磁モータの駆動力で回転されることによ
    り、前記レンズの光軸方向に移動されてフォーカス制御
    が行なわれることを特徴とする請求項3記載の電磁モー
    タ内蔵カメラ装置。
  5. 【請求項5】 前記レンズ鏡筒は、前記レンズを介して
    前記撮像素子に受光される光の光量を制御する絞り機構
    を有し、この絞り機構は、前記レンズ鏡筒が前記筐体に
    取り付けられ、前記電磁モータの駆動力で回転されるこ
    とにより、絞り制御を行なうことを特徴とする請求項3
    記載の電磁モータ内蔵カメラ装置。
  6. 【請求項6】 前記レンズ鏡筒は、前記レンズの光軸方
    向に移動されてズーム制御を行なうズーム機構を有し、
    このズーム機構は、前記レンズ鏡筒が前記筐体に取り付
    けられ、前記電磁モータの駆動力で回転されることによ
    り、ズーム制御を行なうことを特徴とする請求項3記載
    の電磁モータ内蔵カメラ装置。
  7. 【請求項7】 前記電磁モータは、前記レンズ鏡筒に対
    して前記レンズの光軸方向に直線移動させる駆動力を発
    生することを特徴とする請求項1記載の電磁モータ内蔵
    カメラ装置。
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