JP2000352656A - モータ内蔵カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータが小型になり小型カメラにも内蔵でき
るようになると摩擦によるモータ効率の低下、消費電力
の増大が問題になってきた。また、摩擦を減らすため、
嵌め合い精度を荒くすると光軸の精度が問題となる。 【解決手段】 レンズ鏡筒及び筐体の接触部分に滑り軸
受けを設けあるいは潤滑剤をコーテイングする。

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、レンズ鏡筒を光
軸方向に移動させてフォーカスを調整する機構を有する
モータ内蔵カメラ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラを小型にするとモータを内
蔵するのが困難になるため、フォーカス調整は手動で行
うことが常であった。このとき、光軸精度を向上させる
ためにレンズ鏡筒と筐体はある程度の嵌め合い精度を持
たせる必要があり、そこに摩擦が生じていた。しかし、
この摩擦抵抗は手動調整ならば調整のし易さという利点
を生み出しており、特に問題とはならなかった。ところ
が、モータが小型になり小型カメラにも内蔵できるよう
になると、摩擦抵抗が邪魔な存在になってきた。すなわ
ち、手動での調整のし易さは必要なくなったため摩擦損
失によるモータ効率の低下、消費電力の増大という短所
のみが残った。

【０００３】この問題を図面により説明する。図１０は
本出願人が先に出願（特願平10-308710）したモータ内
蔵カメラ装置の構造図であり、レンズ鏡筒１の内周面に
は例えば８極に着磁された永久磁石２が接着固定されて
おり、筐体３の外周面には、例えば６個のトラック形状
に巻かれた空芯コイルが配置されたステータコイル４
が、接着固定されている。レンズ鏡筒１と筐体３は螺合
によって連結されており、このとき永久磁石２とステー
タコイル４はわずかな隙間を空けて対向する。筐体３に
は基板５の上にＣＣＤ６及び光学ＬＰＦ７が設けられレ
ンズ鏡筒１の外から入ってくる光学像をレンズ８を介し
てＣＣＤに結像させる。上記ステータコイル４に通電す
ると、レンズ鏡筒は回転しながら光軸方向に移動し、こ
れによってフォーカス制御を行う。ところがレンズ鏡筒
１と筐体３との間に接触部があり、この部分で摩擦が生
ずる。

【０００４】嵌め合い精度を荒くして摩擦を減らすこと
が考えられるが、単純に嵌め合い精度を荒くしただけで
は、レンズ鏡筒と筐体との間に光軸ずれが発生してしま
う問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
モータ内蔵カメラ装置では、摩擦損失によってモータ効
率が低下し、消費電力が増大し、これらの欠点を除去し
ようとすると、レンズ鏡筒と筐体との間に光軸ずれが生
じてしまうという問題点があった。したがって本発明
は、レンズ鏡筒と筐体との光軸ずれがなく、しかも摩擦
抵抗が少なくてモータ効率がよく消費電力も少ないモー
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】上記目的を達成するため
に、本願発明の基本的な特徴によれば、一端部に光を受
ける撮像素子を配設された筒状の筐体と、この筐体の外
側にネジにより回転可能に取り付けられ、レンズを支持
するレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内周面に沿って設
けられた磁石又はステータコイル及び前記筐体の外面で
前記磁石又はステータコイルに対向する位置に配置され
たステータコイル又は磁石により構成される電磁モータ
と、前記レンズ鏡筒及び前記筐体の接触部分の前記レン
ズ鏡筒及び前記筐体のいずれかの側に設けられた滑り軸
受けとを備えてなるモータ内蔵カメラ装置を提供する。

【０００７】また、上記構成において、前記滑り軸受け
は前記筐体の前記撮像素子が配設された端部付近の周囲
に設けられた第１の滑り軸受けと、前記レンズ鏡筒の磁
石又はステータが設けられた付近に設けられた第２の滑
り軸受けとから成ることを特徴とするモータ内蔵カメラ
装置を提供する。

【０００８】また、本願発明の他の基本的な特徴によれ
ば、一端部に光を受ける撮像素子を配設された筒状の筐
体と、この筐体の外側にネジにより回転可能に取り付け
られ、レンズを支持するレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒
の内周面に沿って設けられた磁石又はステータコイル及
び前記筐体の外面で前記磁石又はステータコイルに対向
する位置に配置されたステータコイル又は磁石により構
成される電磁モータと、対向する前記磁石及び前記ステ
ータコイル上に設けられた滑り軸受けとを備えてなるモ
ータ内蔵カメラ装置を提供する。

【０００９】更にまた、本願発明の他の基本的な特徴に
よれば、一端部に光を受ける撮像素子を配設された筒状
の筐体と、この筐体の外側にネジにより回転可能に取り
付けられ、レンズを支持するレンズ鏡筒と、このレンズ
鏡筒の内周面に沿って設けられた磁石又はステータコイ
ル及び前記筐体の外面で前記磁石又はステータコイルに
対向する位置に配置されたステータコイル又は磁石によ
り構成される電磁モータと、前記筐体と前記レンズ鏡筒
の接触部分にコーティングされた潤滑剤とを備えてなる
モータ内蔵カメラ装置を提供する。

【００１０】更にまた、本願発明の他の基本的な特徴に
よれば、一端部に光を受ける撮像素子を配設された筒状
の基体と、この基体の外側にネジにより回転可能に取り
付けられ、レンズを支持するレンズ鏡筒と、前記基体の
外周に取り付けられ高周波の交流電圧を印加されて超音
波振動を発生するステータと、このステータとにより超
音波モ−タを構成し前記ステータに加圧接触されて回転
駆動するロータと、このロータの回転力を前記レンズ鏡
筒に伝達させる手段と、前記レンズ鏡筒と前記基体との
接触部分の前記レンズ鏡筒と前記基体のいずれかの側に
設けられた滑り軸受けとを備えてなるモータ内蔵カメラ
装置を提供する。

【００１１】上記構成において、前記滑り軸受けは、前
記基体の前記撮像素子が配設された付近の外周に設けら
れてなることを特徴とするモータ内蔵カメラ装置を提供
する。

【００１２】更にまた、本願発明の他の基本的な特徴に
よれば、一端部に光を受ける撮像素子を配設された筒状
の基体と、この基体の外側にネジにより回転可能に取り
付けられ、レンズを支持するレンズ鏡筒と、前記基体の
外周に取り付けられ高周波の交流電圧を印加されて超音
波振動を発生するステータと、このステータとにより超
音波モ−タを構成し前記ステータに加圧接触されて回転
駆動するロータと、このロータの回転力を前記レンズ鏡
筒に伝達させる手段と、前記レンズ鏡筒と前記基体との
接触部分にコーティングされた潤滑剤とを備えてなるモ
ータ内蔵カメラ装置を提供する。

【００１３】したがって、光軸の精度を落とすことなく
摩擦を減らすことができるモータ内蔵のカメラ装置が得
られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図１に本発明一実施例のモータ内
蔵カメラ装置１１の構造を示す。レンズ１２を内部に支
持するレンズ鏡筒１３の一部の内周面には円周方向に沿
って図２（ａ）に示すようにＳＮと交互に８極に均等着
磁された永久磁石１４が敷設されている。

【００１５】このレンズ鏡筒１３の内側には、一端に開
口部を有する筒状の筐体１５が設けられており、レンズ
鏡筒１３は筐体１５の外側でネジの螺合により回転可能
になっている。レンズ鏡筒１３のレンズ１２が設けられ
た側の筐体１５の一端部には、基板１６，撮像素子１
７，光学ＬＰＦ１８が積層して設置されている。

【００１６】筐体１５の外周面で、レンズ鏡筒１３の永
久磁石１４が設けられている内周面の対向する位置には
わずかな空隙を挟んで、図２（ｂ）に示すようにトラッ
ク形状に巻かれた空芯コイル２６が６個並べて配置され
た（２６ａ〜２６ｆ）ステータコイル１９が設けられ
る。このステータコイル１９と前記永久磁石１４は電磁
モータを構成しており、ステータコイル１９に通電する
ことによって相対的な回転力が生じ、レンズ鏡筒１３は
矢印２０に示す光軸方向に移動する。

【００１７】更にこの実施例では、筐体１５とレンズ鏡
筒１３の接触部分で基板１６に近い部分の筐体１５外側
には滑り軸受け２１ａが設けられ、また筐体１５とレン
ズ鏡筒１３の接触部分で永久磁石１４に近い部分のレン
ズ鏡筒１３内側には滑り軸受け２１ｂが設けられてい
る。

【００１８】滑り軸受け２１ａ，２１ｂは、各々筐体１
５，レンズ鏡筒１３の材料の上に摩擦の少ない材料、例
えばフッ素を焼結して構成する。

【００１９】この実施例の動作を説明する。８極に着磁
された永久磁石１４の各極に対してステータコイル１９
の各空芯コイル２６ａ〜２６ｆは図３のように配置され
ており、これらの空芯コイルは２個おきに共通接続され
る。そして、図４に示すように１２０°づつ位相がずれ
た３相の駆動電流ｉ１，ｉ２，ｉ３が上記コイルに流さ
れる。空芯コイル２６ａ〜２６ｆがそれぞれ選択的に発
生する磁界と、永久磁石１４が発生する磁界の相互作用
により、永久磁石１４に一方向の回転力を与え、レンズ
鏡筒１３は回転する。この回転によってレンズ鏡筒１３
は矢印２０の一方向に移動する。空芯コイル２６ａ〜２
６ｆに供給する駆動電流を逆にすれば、レンズ鏡筒１３
を逆方向に移動させることができる。この移動によって
レンズ１２から入射する映像に対してフォーカスを行
う。

【００２０】この実施例においては、固体撮像素子（Ｃ
ＣＤ）に近い位置に設けられた滑り軸受け２１ａはレン
ズ鏡筒１３内の筐体１５側に設けられ、電磁モータを形
成する永久磁石１４とステータコイル１９に近い位置に
設けられた滑り軸受け２１ｂも筐体１５側に設けられて
おり、構造上位置決めしやすく、組み立て易い利点があ
る。

【００２１】しかし本発明はこれに限られなく、レンズ
鏡筒１３側に溝を設けて滑り軸受け２１ａをこの溝に嵌
めこむようにし、滑り軸受け２１ｂを筐体１５側に設け
てもよい。両方の滑り軸受けを筐体１５側に設けてもよ
く、更に滑り軸受けを２つにせず１つにしてもよい。

【００２２】上記実施例では、電磁モータを構成する永
久磁石とステータコイルとは別のところに滑り軸受けを
設けていた。しかし、図５に示すように、永久磁石とス
テータコイルとの間に生ずる間隙の部分に滑り軸受け５
１ａ，５１ｂを設けることもできる。図５において図１
と同じ部分は同一番号により示した。

【００２３】滑り軸受け５１ａはステータコイル１９上
に設置し、滑り軸受け５１ｂは永久磁石１４上に設置さ
れている。この実施例においても、図１の場合と同じよ
うに永久磁石１４とステータコイル１９は電磁モータを
構成し、レンズ鏡筒１３の回転による左右方向の移動に
よってレンズ１２を介して入射する映像のフォーカス制
御を行う。

【００２４】この実施例によれば、滑り軸受けを永久磁
石１４とステータコイル１９を設けた部分に設置できる
ので、カメラ装置の長さが短くでき、更に小型化できる
利点がある。 また、図１及び図５に示した実施例では
いずれも永久磁石１４をレンズ鏡筒１３側に、ステータ
コイル１９を筐体１５側に設けている。このようにすれ
ば、回転しない筐体１５にステータコイル１９が設けら
れるので、駆動電流の供給が容易となる利点がある。し
かし、勿論、レンズ鏡筒１３側にステータコイル１９
を、筐体１５側に永久磁石１４を設けてもよい。

【００２５】ところで、図１に示した実施例では、レン
ズ鏡筒１３と筐体１５の接触部分に滑り軸受けを設けて
いるが、他のものを用いることもできる。図６に上記接
触部分に潤滑剤をコーティングした実施例を示す。図６
において図１と同じ部分は同一番号により示した。図１
の場合と同じように永久磁石１４とステータコイル１９
は電磁モータを構成し、レンズ鏡筒１３の回転による左
右方向の移動によって、レンズ１２を介して入射する映
像のフォーカス制御を行う。

【００２６】この実施例では、レンズ鏡筒１３と筐体１
５の接触部分６１ａ，６１ｂに点線で示すように潤滑剤
がコーティングされている。この実施例における潤滑剤
としては、フッ素を用いることができる。この実施例に
よっても、レンズの光軸の精度を落とすことなく、レン
ズ鏡筒１３と筐体１５の接触による摩擦を減らすことが
できる。

【００２７】上述の実施例ではいずれも、モータとして
電磁モータを用いた場合であるが、圧電モータを用いた
カメラ装置にも本発明は適用できる。本発明を圧電モー
タ内蔵のカメラ装置７１に適用した一実施例の構造を図
７に示す。図７においてレンズ鏡筒７２はレンズ７３を
支持しており、このレンズの光軸上に光学ＬＰＦ７４、
ＴＡＢ基板７５、ＣＣＤ７６を保持する基体７７とネジ
溝７８ａ，７８ｂで螺合している。基体７７の周囲には
ロータ８０、ステータ８１、板バネ８２、加圧部材８
３、筐体８４も設けられており、この筐体８４の一端は
レンズ鏡筒７２の一端と繋合している。筐体８４と基体
７７は固着されている。

【００２８】図８（ａ）に示すように、ステータ８１に
は円筒状の超音波振動子が用いられ、振動子の外周面に
４当分された分割電極８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ
が設けられている。この分割電極に図８（ｂ）のｐ１〜
ｐ４に示す駆動パルスが印加され、ステータ８１が励振
されると超音波振動を発生する。ステータ８１は板バネ
８２と加圧部材８３により、ロータ８０に加圧接触して
いるため、ステータ８１の超音波振動がロータ８０に回
転駆動力を与える。ロータ８０はレンズ鏡筒７２とピン
８６により結合されているので、ロータ８０が回転する
とレンズ鏡筒７２も回転し光軸方向に移動することによ
って、レンズ７３に対するＣＣＤ７６の距離が変化し、
フォーカス制御がなされることになる。この実施例にお
いて、基体７７の、レンズ鏡筒７２に当たる端部外周に
滑り軸受け８７が設けられている。この滑り軸受けもフ
ッ素を焼結することにより実現できる。なお、８８はワ
ッシャである。

【００２９】この実施例によれば、基体側の、レンズ鏡
筒に当たる端部外周に滑り軸受け８７が設けられている
ので製造が容易となる利点がある。レンズ鏡筒側に滑り
軸受けを設けてもよいことは、勿論である。

【００３０】この実施例においても、光軸の精度を落と
すことなく、摩擦を減らすことができる。

【００３１】図９は本発明を圧電モータ内蔵のカメラ装
置に適用した更に他の実施例の構造図である。図７と同
じ部分には同一の番号を付した。この実施例では、レン
ズ鏡筒７２と基体７７に設けられたネジ溝７８ａ，７８
ｂの両側の接触部分９１ａ，９１ｂに潤滑剤をコーティ
ングしている。この実施例によっても 光軸の精度を落
とすことなく、摩擦を減らすことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
軸ずれがなくしかも摩擦抵抗が少なくてモータ効率がよ
く消費電力も少ないモータ内蔵カメラ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を電磁モータ内蔵のカメラ装置に適用し
た一実施例の構造図。

【図２】図１の実施例に用いる永久磁石１４とステータ
コイル１９の構成の一例を示す図。

【図３】図１の実施例において永久磁石１４とステータ
コイル１９の関係及び空芯コイル２６ａ〜２６ｆの接続
[関係を示すための図。

【図４】図３の空芯コイル２６ａ〜２６ｆに供給する電
流の位相関係を示すための図。

【図５】本発明を電磁モータ内蔵のカメラ装置に適用し
た他の実施例の構造図。

【図６】本発明を電磁モータ内蔵のカメラ装置に適用し
た更に他の実施例の構造図。

【図７】本発明を超音波モータ内蔵のカメラ装置に適用
した一実施例の構造図。

【図８】図７の実施例に用いるステータ８１の構造及び
その各分割振動子に印加する駆動パルスの位相を示す
図。

【図９】本発明を超音波モータ内蔵のカメラ装置に適用
した他の実施例の構造図。

【図１０】先に出願したモータ内蔵カメラ装置の構造
図。

【符号の説明】

１２，７３・・・レンズ、１３，７２・・・レンズ鏡
筒、１４・・・永久磁石、１５，８４・・・筐体、１６
・・・基板、１７，７６・・・ＣＣＤ、１９・・・ステ
ータコイル、２１ａ，２１ｂ，５１ａ，５１ｂ，８７・
・・滑り軸受け、２６ａ〜２６ｆ・・・空芯コイル、６
１ａ，６１ｂ，９１ａ，９１ｂ・・・接触部分、７７・
・・基体、７８ａ，７８ｂ・・・ネジ溝、８０・・・ロ
ータ、８１・・・ステータ、８２・・・板バネ、８３・
・・加圧部材、８６・・・ピン

フロントページの続き (72)発明者 大井 一成 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 木村 正信 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (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センター内 (72)発明者 宮城 直樹 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H011 AA03 CA12 CA13 CA26 2H044 BE05 BE07 BE08 BE20 DA01 DB07 DC02 2H051 AA00 FA06 FA70 FA71 FA72 5C022 AB21 AC42 AC54 AC74 5H680 AA06 BB01 BB16 BC01 DD01 DD15 DD23 DD39 DD53 DD66 DD73 DD88 DD97 FF38

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に光を受ける撮像素子を配設され
   た筒状の筐体と、 この筐体の外側にネジにより回転可能に取り付けられ、
   レンズを支持するレンズ鏡筒と、 このレンズ鏡筒の内周面に沿って設けられた磁石又はス
   テータコイル及び前記筐体の外面で前記磁石又はステー
   タコイルに対向する位置に配置されたステータコイル又
   は磁石により構成される電磁モータと、 前記レンズ鏡筒及び前記筐体の接触部分の前記レンズ鏡
   筒及び前記筐体のいずれかの側に設けられた滑り軸受け
   とを備えてなることを特徴とするモータ内蔵カメラ装
   置。
2. 【請求項２】 前記滑り軸受けは、前記筐体の前記撮像
   素子が配設された端部付近の周囲に設けられた第１の滑
   り軸受けと、前記レンズ鏡筒の磁石又はステータが設け
   られた付近に設けられた第２の滑り軸受けとから成るこ
   とを特徴とする請求項１記載のモータ内蔵カメラ装置。
3. 【請求項３】 一端部に光を受ける撮像素子を配設され
   た筒状の筐体と、 この筐体の外側にネジにより回転可能に取り付けられ、
   レンズを支持するレンズ鏡筒と、 このレンズ鏡筒の内周面に沿って設けられた磁石又はス
   テータコイル及び前記筐体の外面で前記磁石又はステー
   タコイルに対向する位置に配置されたステータコイル又
   は磁石により構成される電磁モータと、 対向する前記磁石及び前記ステータコイル上に設けられ
   た滑り軸受けとを備えてなることを特徴とするモータ内
   蔵カメラ装置。
4. 【請求項４】 一端部に光を受ける撮像素子を配設され
   た筒状の筐体と、 この筐体の外側にネジにより回転可能に取り付けられ、
   レンズを支持するレンズ鏡筒と、 このレンズ鏡筒の内周面に沿って設けられた磁石又はス
   テータコイル及び前記筐体の外面で前記磁石又はステー
   タコイルに対向する位置に配置されたステータコイル又
   は磁石により構成される電磁モータと、 前記筐体と前記レンズ鏡筒の接触部分にコーティングさ
   れた潤滑剤とを備えてなることを特徴とするモータ内蔵
   カメラ装置。
5. 【請求項５】 一端部に光を受ける撮像素子を配設され
   た筒状の基体と、 この基体の外側にネジにより回転可能に取り付けられ、
   レンズを支持するレンズ鏡筒と、 前記基体の外周に取り付けられ高周波の交流電圧を印加
   されて超音波振動を発生するステータと、 このステータとにより超音波モ−タを構成し前記ステー
   タに加圧接触されて回転駆動するロータと、 このロータの回転力を前記レンズ鏡筒に伝達させる手段
   と、 前記レンズ鏡筒と前記基体との接触部分の前記レンズ鏡
   筒と前記基体のいずれかの側に設けられた滑り軸受けと
   を備えてなることを特徴とするモータ内蔵カメラ装置。
6. 【請求項６】 前記滑り軸受けは、前記基体の前記撮像
   素子が配設された付近の外周に設けられてなることを特
   徴とする請求項５記載のモータ内蔵カメラ装置。
7. 【請求項７】 一端部に光を受ける撮像素子を配設され
   た筒状の基体と、 この基体の外側にネジにより回転可能に取り付けられ、
   レンズを支持するレンズ鏡筒と、 前記基体の外周に取り付けられ高周波の交流電圧を印加
   されて超音波振動を発生するステータと、 このステータとにより超音波モ−タを構成し前記ステー
   タに加圧接触されて回転駆動するロータと、 このロータの回転力を前記レンズ鏡筒に伝達させる手段
   と、 前記レンズ鏡筒と前記基体との接触部分にコーティング
   された潤滑剤とを備えてなることを特徴とするモータ内
   蔵カメラ装置。