JP2881959B2 - カメラ用レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明カメラ用レンズ鏡筒を以下の項目に従って詳細
に説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術［第８図］ D.発明が解決しようとする課題［第８図］ E.課題を解決するための手段 F.実施例［第１図乃至第７図］ a.概要［第１図、第２図］ b.外殻、レンズの支持［第１図乃至第３図］ c.支持ベース［第１図、第３図乃至第６図］ d.後壁板［第１図、第３図、第４図、第６図］ e.レンズ保持部材［第１図、第３図、第４図、第６
図］ f.アクチュエータ［第１図、第３図乃至第６図］ g.検出手段［第１図、第３図乃至第６図］ h.位置検出手段の変形例［第７図］ G.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は新規なカメラ用レンズ鏡筒に関する。詳しく
は、可動レンズを移動させるための電磁式駆動手段と可
動レンズの位置を検出する位置検出手段とを備えたカメ
ラ用レンズ鏡筒に関するものであり、上記駆動手段や位
置検出手段の配置態様を工夫することにより、外殻を小
型で、かつ、部分的な出っ張りのない形状にすることが
できると共に、可動レンズが移動される際これにその光
軸が傾くようなモーメントを与えることの無いようにし
た新規なカメラ用レンズ鏡筒を提供しようとするもので
ある。

（B.発明の概要） 本発明カメラ用レンズ鏡筒は、可動レンズを保持した
レンズ保持部材の支持を当該可動レンズの光軸を挟んで
互いに略反対側に位置した２つの被案内部において行な
うと共に、駆動手段を構成する互いに同軸なコイル及び
マグネットを上記光軸の軸回りに配置し、外殻内のレン
ズ保持部材の２つの被案内部から略等間隔離れた所定の
位置に位置検出手段を配置し、このようにすることで、
レンズ鏡筒の外殻を小型で、かつ、部分的な出っ張りの
ない形状にすることができると共に、可動レンズが移動
される際これにその光軸が傾くようなモーメントを与え
ることの無いようにしたものである。

（C.従来技術）［第８図］ オートフォーカス機能や電動ズーム機能を備えたカメ
ラのレンズ鏡筒には、フォーカシング用の可動レンズや
ズーミング用の可動レンズをその光軸方向へ移動させる
ための駆動手段が設けられ、この種の駆動手段として
は、コイル及びマグネットを有する電磁駆動式のアクチ
ュエータが比較的多く用いられている。

第８図は、そのようなアクチュエータを備えたレンズ
鏡筒の一例ａを示すものである。尚、このレンズ鏡筒ａ
は特開平１−196011号公報に記載されたものである。

同図において、ｂはレンズ鏡筒ａの外殻であり、略円
筒状をし、その内部に、マスターレンズｃ及びその他の
図示しない所要のレンズがそれらの光軸が互いに一致す
るように配置されており、マスターレンズｃはレンズ保
持部材ｄの略円筒状をしたレンズ保持部ｅに保持されて
いる。

ｆは該レンズ保持部材ｄを移動させるためのアクチュ
エータである。ｇはアクチュエータｆのハウジングであ
り、その大部分が外殻ｂから側方へ突出するように位置
し、かつ、その内部空間が外殻ｂの内部空間と連続する
ように外殻ｂの周面部に取着されている。ｈは摺動軸で
あり、マスターレンズｃの光軸と平行な方向に沿って延
びるように、その両端部がハウジングｇの前後両端部に
固定された軸受ｉ、ｉに摺動自在に支持されている。ｊ
はその前端部を為す円板部ｋとその外周縁から後方へ向
って突出した円筒部ｌとからなるヨークであり、円板部
ｋの後面に略リング状をしたマグネットｍが円筒部ｌと
同軸なるように取着されており、これらマグネットｍ及
び円筒部ｌが摺動軸ｈの前端寄りの部分を囲繞するよう
に位置した状態で円板部ｋがハウジングｇに固定されて
いる。ｎはコイルボビンであり、互いに同軸なボス部ｏ
と円筒状をしたコイル巻付部ｐを備え、コイル巻付部ｐ
の外周面にコイルｑが巻装され、ボス部ｏが摺動軸ｈに
外嵌状に固定されており、コイルｑはヨークｊの円筒部
ｌとマグネットｍとの間に対応したところに位置されて
いる。そして、前記レンズ保持部材ｄは、そのレンズ保
持部ｅから突出した連結部ｒがコイルボビンｎの背面に
固定されると共に、腕ｓが外殻ｂに固定された案内軸ｔ
に摺動自在に支持されている。

しかして、コイルｑに駆動電流が供給されると、該コ
イルｑに駆動電流の方向に応じた方向への移動力が付勢
されるので、コイルボビンｎと摺動軸ｈとレンズ保持打
剤ｄとが一体的に前方又は後方へ移動され、それによ
り、マスターレンズｃが移動される。

（D.発明が解決しようとする課題）［第８図］ このようなレンズ鏡筒ａにあっては、マスターレンズ
ｃを移動させるためのアクチュエータｆが外殻ｂの周面
から側方へ突出するように位置するため、レンズ鏡筒の
外形は、部分的に出っ張りを有する形状となってしま
い、しかも、アクチュエータｆにはこれを覆うためのカ
バーが被着されるので、その出っ張りは意外に大きくな
り、結局、レンズ鏡筒ａのそのレンズ系の半径方向にお
ける寸法は、当該レンズ系の最大直径の寸法の割にはか
なり大きい寸法になってしまうという問題がある。

また、レンズ鏡筒ａのこのような出っ張りは、当該カ
メラのホールディングをやり難しくたり、あるいは、レ
ンズ鏡筒の周面部に配置される各種の操作部材に対する
操作をやり難くしてしまう等、カメラの使い勝手を悪く
する原因にもなる。

更に、コイルｑに生じた移動力は、レンズ保持部材ｄ
の連結部ｒ、即ち、可動レンズｃを保持しているレンズ
保持部ｅから一側方へ突出した部分に加えられるので、
レンズ保持部材ｄが移動されるときこれにモーメントが
生じ、このモーメントによって、レンズ保持部材ｄの動
きが重くなったり、あるいは、可動レンズｃの光軸が傾
いたりするという問題がある。

（E.課題を解決するための手段） そこで、本発明カメラ用レンズ鏡筒は、上記課題を解
決するために、可動レンズを保持したレンズ保持部材の
可動レンズの光軸を挟んで互いに略反対側に位置した２
つの被案内部を外殻の内部に設けられた２つの案内部に
摺動自在に支持させ、アクチュエータを構成するコイル
及びマグネットを上記光軸の軸回りに互いに同軸に配置
されるようにレンズ保持部材と外殻側の部材に各別に固
定し、上記外殻内の２つの被案内部から略等間隔離れた
所定の位置にレンズ保持部材の位置を検出するための位
置検出手段を設けたものである。

従って、本発明カメラ用レンズ鏡筒にあっては、可動
レンズとそれを移動させるアクチュエータを配置するた
めの空間の可動レンズの半径方向において必要な寸法は
当該可動レンズの直径よりひと回り大きい程度の寸法で
足りることになり、しかも、２つの案内部と位置検出手
段は可動レンズの光軸の軸回りに程良く分散して配置さ
れるので、これらにより、レンズ鏡筒の可動レンズの半
径方向における大きさをかなり小さくすることができる
と共に、部分的な出っ張りを有しない外形、あるいはそ
のような出っ張りがあってもそれが小さい外形にするこ
とができて意匠的効果に優れ、かつ、使い勝手の良い形
状とすることができ、更には、アクチュエータの移動要
素であるコイル又はマグネットに生じた移動力はレンズ
保持部材のうち可動レンズを環状に囲むように位置した
部分の全体に均等に加えられることになるため、レンズ
保持部材が移動される際これにその光軸が傾くようなモ
ーメントが生じることが無く、従って、レンズ保持部材
を可動レンズの光軸方向に沿ってスムーズに移動させる
ことができる。

（F.実施例）［第１図乃至第７図］ 以下に、本発明カメラ用レンズ鏡筒の詳細を図示した
実施例に従って説明する。

尚、図示した実施例は、本発明をビデオカメラのレン
ズ鏡筒に適用したものである。

（a.概要）［第１図、第２図］ １はビデオカメラ、２はその本体部、３はレンズ鏡筒
であり、該レンズ鏡筒３は前後方向に長い略角柱状の外
形を有する外殻４を備え、本体部２の前端面から前方へ
向って突出するように設けられている。

そして、外殻４の内部には、それぞれ所定の光制御作
用を有する多数のレンズ5a、5b、5c、6a、6b、6c、7a、
7b、8a、8b、９、10a、10b及び10cが互いに１つの光軸
ｘ−ｘを共有して前からこの順序で配列されており、レ
ンズ5a、5b、5c、6a、6b、6c、7a及び7bによってズーム
レンズ系が構成され、その余のレンズ8a、8b、９、10
a、10b及び10cによりフォーカスレンズ系が構成されて
おり、レンズ6a、6b及び6cがズーミング用の可動レンズ
になっている。また、後端側の３つのレンズ10a、10b、
10cから成るレンズ群11が所謂マスターレンズであり、
このマスターレンズ11がフォーカシング用の可動レンズ
になっており、該マスターレンズ11は外殻４に前後方向
へ移動自在に支持されたレンズ保持部材12に保持される
と共に、コイル13及びマグネット14を備えたアクチュエ
ータ15によって前後方向へ移動されるようになってい
る。

16は絞り羽根である。

尚、図示を省略してあるが、本体部２の内部には、テ
ープカセットが着脱自在に装着されるカセット装着部や
テープ走行機構、前記レンズ系が捉えた光学像を電機的
信号に変換してそれをテープカセットの磁気テープに磁
気記録する記録手段等が設けられている。

（b.外殻、レンズの支持）［第１図乃至第３図］ 上記したように、レンズ鏡筒３の外殻４は、略角柱状
の外形を有し、その内部には外殻４の前後両面に開口し
た空間17が形成されており、該空間17は光軸ｘ−ｘと直
交する断面形状が略正方形状を為し、その前端部に内嵌
状に配置された固定レンズ筒18にレンズ5a、5b、5cが保
持され、その中間部に配置された図示しない２つの固定
レンズ筒にレンズ7a、7bとレンズ8a、8bが各別に保持さ
れ、また、ズーミング用の可動レンズ6a、6b、6cは外殻
４に固定された図示しない案内軸に前後方向へ移動自在
なるように支持され、更に、レンズ９は後述する前側支
持ベースに保持される。

（c.支持ベース）［第１図、第３図乃至第６図］ 19は前記レンズ保持部材12やアクチュエータ15及び後
述する各種の検出手段等を支持するための支持ベースで
ある。

支持ベース19は、略正方形の板状をした基部20とその
後面から突出し互いに同軸な２つの環状壁21及び22と２
つの軸受部23、23及び１つの検出部材取付部24とが合成
樹脂により一体に形成されて成り、内側の環状壁21は基
部20の中央部から後方へ向って突出するように形成され
ると共に、その孔21aは前端が基部20の前面に開口した
光通過孔になっており、この光通過孔21aにレンズ９が
配置されている。

外側の環状壁22の直径は基部20の一辺の長さより稍小
さく、また、２つの軸受部23、23と検出部材取付部24は
それぞれ前後方向に長い筒状をし、軸受部23、23は基部
20の４つの隅角部のうち光通過孔21aを挟んで互いに反
対側に位置した２つの隅角部、即ち、前方から見て右上
と左下の２つの隅角部から後方へ向って突出するように
形成され、検出部材取付部24は左上の隅角部から後方へ
向って突出するように形成されており、これら軸受部2
3、23の孔23a、23a及び検出部材取付部24の孔24aの前端
は基部20の前面に開口されている。

25、25、・・・は円筒状をした軸受メタルであり、こ
れら軸受メタル25、25、・・・は軸受部23、23の孔23
a、23aの前後両端部に圧入固定されている。

22aは環状壁22の外周面のうち光通過孔21aの軸を挟ん
で検出部材取付部24と略反対の位置に形成された取付凹
部である。

26は外殻４の中間壁（第１図参照）である。該中間壁
26は外殻４の前後方向における略中間の位置にあって空
間17を前後に略２分するように位置されており、この中
間壁26の後面に支持ベース19の基部20が、例えば、ねじ
止め等の固定手段により固定されている。

26aは中間壁26の略中央部に形成された光通過孔であ
る。26b、26bは中間壁26の後面に軸受部23、23の孔23
a、23aに連通するように形成された穴である。

（d.後壁板）［第１図、第３図、第４図、第６図］ 27は後壁板であり、支持ベース19の基部20と略同じ大
きさを有する正方形の板状を為すように形成され、その
中央部に光通過孔27aが形成されている。

そして、このような後壁板27は、支持ベース19との間
に所定の間隔を有した状態で空間17の後端部に配置され
ると共に、外殻４に図示しない固定手段によって固定さ
れる。

（e.レンズ保持部材）［第１図、第３図、第４図、第６
図］ レンズ保持部材12は、後壁板27より略ひと回り小さい
略正方形の板状をした主部28と、該主部28の前面から突
出し互いに同軸なレンズ保持部29及びコイルボビン30
と、２つの取付ボス31、31と、これも主部28の前面から
突出した２つの検出部材取付部32、33とが合成樹脂によ
り一体に形成されており、レンズ保持部29及びコイルボ
ビン30は、それぞれ、直径の大きさの割には軸方向長さ
の短い略円筒状をしており、レンズ保持部29は主部28の
中央部から前方へ向って突出するように形成され、その
孔29aはその後面が主部28の後面に開口した光通過孔に
なっており、このようなレンズ保持部29にマスターレン
ズ11が保持されている。

そして、取付ボス31、31は主部28の右上の隅角部と左
下の隅角部に各別に配置されると共に、摺動軸34、34の
後端部が埋設状に固定されている。従って、駆動軸34、
34はレンズ保持部材12の互いに反対側に位置する隅角部
から前方に向って平行に突出される。そして、このよう
な摺動軸34、34が前記支持ベース19の軸受部23、23に支
持された軸受メタル25、25、・・・の孔25a、25a、・・
・に摺動自在に挿通される。

しかして、レンズ保持部材12は支持ベース19と後壁板
27との間にあって光軸ｘ−ｘと平行な方向へ移動自在な
るように支持される。

尚、２つの検出部材取付部32と33は主部28の右下と左
上の２つの隅角部に各別に配置されている。

（f.アクチュエータ）［第１図、第３図乃至第６図］ 前記アクチュエータ15は支持ベース19に支持されたヨ
ーク体35及び該ヨーク体35に支持されたマグネット14と
レンズ保持部材12に支持されたコイル13とから成る。

ヨーク体35は略リング状をした中間ヨーク35aと該中
間ヨーク35aの内周縁部から後方へ向けて突出した円筒
状をした内側ヨーク35bと中間ヨーク35aの外周縁部から
後方へ向けて突出した外側ヨーク35cとが透磁性の良好
な金属材料により一体に形成されて成り、その略前半部
が支持ベース19の２つの環状壁21と22との間に位置した
状態で基部20に固定されている。

また、マグネット14は軸方向に短い円筒状を為すよう
に形成されると共に、その軸と直交する方向で磁極が異
なるように着磁されており、外側ヨーク35cに内嵌状に
固定されている。

そして、コイル13はレンズ保持部材12のコイルボビン
30の外周面の前半部に巻回されていて、内側ヨーク35b
とマグネット14との間にこれらに対して稍間隙を有した
状態で位置されている。

しかして、マグネット14とヨーク体35とにより、マグ
ネット14から出た磁束が通る閉磁路、即ち、上記磁束
が、例えば、マグネット14−外側ヨーク35c−中間ヨー
ク35a−内側ヨーク35b−マグネット14という経路で通る
閉磁路が形成され、コイル13はこのような閉磁路上に位
置される。

従って、コイル13に駆動電流が供給されると、コイル
13から、その駆動電流の方向に応じた方向への磁束が発
生するので、それにより、コイル13に前方又は後方への
移動力が付勢され、この移動力によりレンズ保持部材12
がマスターレンズ11と一体的に移動される。

（g.検出手段）［第１図、第３図乃至第６図］ 36はレンズ保持部材12の位置、換言すればマスターレ
ンズ11の位置を検出するための位置検出手段であり、該
位置検出手段36はレンズ保持部材12に取着された傾斜マ
グネットと支持ベース19に取着されたホール素子とから
成る。即ち、37は長手方向と直交する断面形状が矩形を
為す傾斜マグネットであり、その後端部がレンズ保持部
材12に設けられた右下の検出部材取付部32に埋込状に支
持され、その光軸ｘ−ｘ側を向く−側面の前半部37aは
前端へ行くに従って光軸ｘ−ｘから遠くなるように傾斜
されている。38はリニアタイプのホール素子であり、支
持ベース19の環状壁22に形成された前記取付凹部22a内
に取着されており、このホール素子38に傾斜マグネット
37の上記傾斜面37aが対向される。従って、レンズ保持
部材12が移動すると、傾斜マグネット37とホール素子38
との間の間隔が変化して、傾斜マグネット37から出てい
る磁束のホール素子38に及ぶ密度が変化するので、ホー
ル素子38からはそのときの磁束密度に応じた値の電圧が
出力され、その電圧を検出することによりレンズ保持部
材12の位置が検出される。

また、39はレンズ保持部材12の移動速度を制御するた
めに該速度を検出する速度検出手段であり、該速度検出
手段39はレンズ保持部材12に設けられた移動マグネット
と支持ベース19に設けられた検出コイルとから成る。即
ち、40は略円柱状をした移動マグネットであり、その長
手方向で磁極が異なるように着磁されており、その一端
部がレンズ保持部材12の左上の検出部材取付部33に支持
されている。41は検出コイルであり、支持ベース19の検
出部材取付部24の孔24aに内嵌状に取着されており、こ
の検出コイル41の内側に移動マグネット40の前端部が位
置されている。従って、レンズ保持部材12が移動する
と、それと一体的に移動マグネット40が移動するので、
その移動の速度に応じた値の電流が検出コイル41に流
れ、この電流の値を検出することによってレンズ保持部
材12の移動速度が検出される。

尚、レンズ保持部材12が移動されてマスターレンズ11
が合焦位置に近づくと、レンズ保持部材12の移動速度が
遅くなるように制御され、それによって、フォーカシン
グ時にハンチングが生じないようにされる。

（h.位置検出手段の変形例）［第７図］ 上記位置検出手段36の変形例36Aを第７図に示す。

この位置検出手段36Aは前記傾斜マグネット37の代り
に交互着磁型の移動マグネット42を用いている。即ち、
この移動マグネット42はその長手方向に沿って磁極が交
互に異なるように着磁されている。また、前記ホール素
子38の替りに磁気抵抗効果素子（以下、「MRセンサ」と
言う。）43が支持ベース19の環状壁22の取付凹部22aに
取着されている。従って、レンズ保持部材12の移動に伴
なって移動マグネット42が移動すると、MRセンサ43に及
ぶ磁束密度が変化してMRセンサ43の示す抵抗値が変化す
るので、この変化をカウントすることによりレンズ保持
部材12の現在の位置を検出することができる。

更に、位置センサとしてポテンシオメータを置いても
良い。

（G.発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明カ
メラ用レンズ鏡筒は、可動レンズを保持し該可動レンズ
の光軸を挟んで互いに略反対側に位置した２つの被案内
部が外殻の内部に設けられた案内部に摺動自在に支持さ
れたレンズ保持部材と、上記光軸の軸回りに互いに同軸
に配置されると共に上記レンズ保持部材と外殻側の部材
に各別に固定されたコイル及びマグネットから成るアク
チュエータと、上記外殻内の２つの被案内部から略等間
隔離れた所定の位置に配置されレンズ保持部材の位置を
検出するための位置検出手段とを備えたことを特徴とす
る。

従って、本発明カメラ用レンズ鏡筒にあっては、可動
レンズとそれを移動させるアクチュエータを配置するた
めの空間の可動レンズの半径方向において必要な寸法は
当該可動レンズの直径よりひと回り大きい程度の寸法で
足りることになり、しかも、２つの被案内部及び案内部
と位置検出手段は可動レンズの光軸の軸回りに程良く分
散して配置されるので、これらにより、レンズ鏡筒の可
動レンズの半径方向における大きさをかなり小さくする
ことができると共に、部分的な出っ張りを有しない外
形、あるいはそのような出っ張りがあってもそれが小さ
い外形にすることができて意匠的効果に優れ、かつ、使
い勝手の良い形状とすることができ、更には、アクチュ
エータの移動要素であるコイル又はマグネットに生じた
移動力はレンズ保持部材のうち可動レンズを環状に囲む
ように位置した部分の全体に均等に加えられることにな
るため、レンズ保持部材が移動される際これにその光軸
が傾くようなモーメントが生じることが無く、従って、
レンズ保持部材を可動レンズの光軸方向に沿ってスムー
ズに移動させることができる。

また、請求項２の発明においては、可動レンズの移動
速度を検出するための速度検出手段を外殻内の可動レン
ズの光軸を挟んで位置検出手段と略反対側の所定位置に
配置するようにしたので、２つの被案内部及び案内部と
位置検出手段及び速度検出手段が可動レンズの光軸の軸
回りにおいて正方形の４つの角部を各別に占めるように
配置されることになる。したがって、可動レンズの直径
よりひと回り程度大きい長さの直径を有する円筒状の空
間や一辺が上記長さの矩形断面を有する角筒状の空間等
の中に所要の部材を高密度で配置することができるた
め、所要の機能を維持しながら外形を更に小形化するこ
とができる。

尚、前記実施例においては、レンズ保持部材に摺動軸
を固定し、この摺動軸を外殻側に設けられた軸受部に摺
動自在に支持させたが、案内軸を外殻側に固定してお
き、該案内軸にレンズ保持部材が摺動自在に支持される
ようにしても良い。

更に、前記実施例では、位置検出手段として磁気セン
サを用い、このセンサをアクチュエータの外側ヨーク、
即ち、コイル及びマグネットを囲繞するように配置され
たヨークの外側に配置するようにしたが、このようにす
ることによって、当該センサがアクチュエータにおいて
発生する磁束の影響を受けるのを防止することができる
ので、ノイズの入らない精度の高い位置検出を行なうこ
とができる。

その他、図面に示した各部の形状や位置関係あるいは
使用されるカメラの種類、可動レンズの種類等は本発明
を実施するに当ってのほんの一例を示したものに過ぎ
ず、これら形状等によって本発明の技術的範囲が限定的
に解釈されるもので無いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明カメラ用レンズ鏡筒をビデオ
カメラのレンズ鏡筒に適用した実施の一例を示すもので
あり、第１図は中央縦断面図、第２図はビデオカメラの
斜視図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第
４図は第３図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は支持ベ
ースとヨーク及びマグネットを一部切り欠いて示す要部
の分解斜視図、第６図は後壁板とレンズ保持部材を示す
要部の分解斜視図、第７図は位置検出手段の変形例を示
す要部の拡大断面図、第８図は従来のカメラ用レンズ鏡
筒の一例を示す一部切欠側面図である。 符号の説明 ３……カメラ用レンズ鏡筒、 ４……外殻、11……可動レンズ、 12……レンズ保持部材、 13……コイル、14……マグネット、 15……アクチュエータ、 19……外殻側の部材、 23……案内部、34……被案内部、 36……位置検出手段、 ｘ−ｘ……光軸、 36A……位置検出手段、39……速度検出手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動レンズを保持し該可動レンズの光軸を
   挟んで互いに略反対側に位置した２つの被案内部が外殻
   の内部に設けられた案内部に摺動自在に支持されたレン
   ズ保持部材と、 上記光軸の軸回りに互いに同軸に配置されると共に上記
   レンズ保持部材と外殻側の部材に各別に固定されたコイ
   ル及びマグネットから成るアクチュエータと、 上記外殻内の２つの被案内部から略等間隔離れた所定の
   位置に配置されレンズ保持部材の位置を検出するための
   位置検出手段とを備えた ことを特徴とするカメラ用レンズ鏡筒
2. 【請求項２】レンズ保持部材の移動速度を検出するため
   の速度検出手段を上記外殻内の可動レンズの光軸を挟ん
   で上記位置検出手段と略反対側の位置に配置した ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ用レンズ鏡筒