JP3489470B2

JP3489470B2 - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP3489470B2
Application number: JP04118399A
Authority: JP
Inventors: 直人弓木; 孝行林; 裕高橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2004-01-19
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP2000241694A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等に
用いられるレンズ鏡筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にビデオカメラ用のレンズ鏡筒は、
４つのレンズ群で構成されており、そのうちズームやフ
ォーカスのための移動レンズ群を、ステッピングモータ
を用いて光軸方向に駆動している。しかしながらこのス
テッピングモータは、所定のパルス数に対応した角度だ
け回転させることにより、所定位置に停止可能な構成と
なっているが、駆動制御方式がオープンループであるた
め、停止位置精度が悪く、ヒステリシス特性があると共
に、回転数が比較的低い等の問題があった。よって、ズ
ームやフォーカスのレンズ移動枠の送り機構の駆動源と
して、ステッピングモータが使用されている場合には、
ズームやフォーカス速度が遅いことが課題である。

【０００３】そこでこのフォーカスの応答性を高めるた
めに、ボイス型のリニアアクチュエータを用いて、フォ
ーカスレンズ群の位置変化に追随できる高速応答性と、
低消費電力化に優れたリニアアクチュエータシステムが
提案されている。

【０００４】またズームの応答性を高めるためには、特
開平８−２６６０９３号公報で開示されているように、
ステッピングモータの回転角を検出するセンサを取り付
けることにより、制御方式をクローズドループ制御に改
善し、高速回転駆動を可能とするエンコーダ付きステッ
ピングモータシステムが提案されている。

【０００５】そのシステムの位置検出センサとしては、
位置検出精度をアップさせるため、磁気抵抗効果型セン
サ（以下、磁気センサと略す）を用いることが一般的で
ある。しかし、高精度なリニアアクチュエータならびに
エンコーダ付きステッピングモータシステムを実現する
には、この磁気センサへ飛び込む外乱磁場の影響を抑え
る必要がある。

【０００６】図１０〜図１３を用いて、従来のレンズ鏡
筒について説明する。図１０は、従来のレンズ鏡筒を前
から見た概略斜視図、図１１は従来のレンズ鏡筒を後ろ
から見た概略斜視図、図１２はリニアアクチュエータの
ヨークからの漏れ磁束の流れを示す概念図、図１３はエ
ンコーダ付きステッピングモータへの漏れ磁束の流れを
示す概念図である。

【０００７】図１０、図１１に示すリニアアクチュエー
タ３３においては、コイル４０と一体となったフォーカ
スレンズ群３０を光軸方向（Ｘ方向）に直線移動させる
ことが可能であるが、光軸方向（Ｘ方向）に外乱磁場が
あると、磁気センサ４１の正弦波状の磁界強度変化パタ
ーンの信号に外乱磁場が重畳することで、信号波形がオ
フセットするため、出力信号の波形が歪み、位置検出の
誤差が増加する。さらに光軸に直交する方向（Ｚ方向）
では、磁気抵抗変化の感度が少ないものの、磁気抵抗変
化率が減少し、ＭＲ素子の感度が落ちるという問題が発
生する。そのため、リニアアクチュエータ３３において
は、Ｘ方向ならびにＺ方向における外乱磁場の影響、特
にメインマグネット３５からの影響を受けないようにす
る必要がある。

【０００８】そこでこの課題を解決するため、メインマ
グネット３５およびヨーク３６から構成される磁気回路
３８の磁気中心位置に磁気センサ４１を配置することに
より、漏れ磁束低減を図っている。

【０００９】つまり図１２（ａ）に示すように、磁気回
路３８は駆動方向（Ｘ方向）に略対称に構成されている
ことから、その対称中心に位置する磁気センサ４１のＸ
方向の漏れ磁束は微少な量となる。さらに図１２(ｂ)に
示すように、磁気回路３８を駆動方向から見て略左右対
称に構成したことによって、その対称中心に位置する磁
気センサ４１のＺ方向の漏れ磁束も微少な量となる。以
上のように、磁気センサ４１の配置位置を最適化するこ
とにより、磁気センサ４１への漏れ磁束の飛び込み量を
低減することができる。

【００１０】同様に図１０、図１１に示すエンコーダ付
きステッピングモータ４７においては、ステッピングモ
ータ４８の回転に伴うリードスクリュー部４９の回転に
よって、光軸方向（Ｘ）方向にズームレンズ群４５を直
線移動させることが可能であるが、エンコーダマグネッ
ト５０の回転方向の接線方向（Ｚ方向）と、磁気センサ
５１に流れる電流方向（Ｘ方向）の２方向について、外
乱磁場の影響を抑える必要がある。そこでリニアアクチ
ュエータ３３とエンコーダ付きステッピングモータ４７
を搭載したレンズ鏡筒においては、特にリニアアクチュ
エータ３３のメインマグネット３５からの影響を受けな
いようにする必要がある。

【００１１】そこでこの課題を解決するため、リニアア
クチュエータ３３の磁気回路３８の磁気中心位置に磁気
センサ５１を配置することにより、漏れ磁束の低減を図
っている。つまり図１３(ａ)に示すように、磁気回路３
８は駆動方向から見て左右対称に構成されているので、
その対称中心に位置する磁気センサ５１でのＺ方向の漏
れ磁束は微小な量となる。同様に、磁気回路３８はＸ方
向にも略対称に構成されていることから、その対称中心
に位置する磁気センサ５１のＸ方向の漏れ磁束も微小な
量となる。以上のように、磁気センサ５１の配置位置を
最適化することにより、漏れ磁束の低減を実現すること
ができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レンズ鏡筒においては、次のような問題点があった。

【００１３】（１）リニアアクチュエータを搭載したレ
ンズ鏡筒においては、前述した位置に磁気センサを配置
することにより、磁気センサへの外乱磁場の影響を低減
すること可能となるが、昨今のレンズ鏡筒の小型化に伴
い、レンズ鏡筒を構成する部品の間隔が狭くなってきて
いる。したがって、磁気センサやメインマグネットなど
の部品の配置について、より制約条件が多くなるため、
前述した位置に磁気センサを配置することが困難とな
る。そのため磁気センサへの漏れ磁束が多くなり、アク
チュエータの性能が劣化する。

【００１４】またこの漏れ磁束対策としては、磁気シー
ルド部品等を別途用いる方法があるが、磁気シールド部
品を用いるとコストアップにつながり、さらにレンズ鏡
筒の小型化を達成するためには、そのスペースがない。
そのため、小型、軽量化を図るレンズ鏡筒では、リニア
アクチュエータを搭載し、フォーカスレンズ駆動の高速
応答性、低消費電力化を図ったシステムを実現できない
という課題が発生する。

【００１５】（２) 同様に、リニアアクチュエータとエ
ンコーダ付きステッピングモータを搭載したレンズ鏡筒
においても、レンズ鏡筒の小型、軽量化に伴い、前述し
た位置にエンコーダ付きステッピングモータの磁気セン
サを配置することが困難となり、磁気センサへの漏れ磁
束が多くなることに伴い、アクチュエータの性能が劣化
するという課題が発生する。

【００１６】そこで、本発明は、リニアアクチュエータ
およびエンコーダ付きステッピングモータを搭載したレ
ンズ鏡筒において、小型、軽量化を図ったレンズ鏡筒を
提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のレンズ鏡筒は、駆動方向と垂直に磁化された
マグネットと、嵌合用の突起を少なくとも１つ有したヨ
ークと、マグネットと所定の空隙を有してマグネットの
発生する磁束と直交するように電流を通電することによ
り駆動方向に可動自在なコイルと、コイルと一体で移動
する磁気スケールと、磁気スケールの信号を検出する磁
気センサからなる位置検出手段とにより構成されたリニ
アアクチュエータと、嵌合用突起を固定する被嵌合部を
有した固定枠とを備え、マグネット及び嵌合用突起を有
したヨークとにより構成されるリニアアクチュエータの
磁気回路の駆動方向から見て略対称磁気中心位置に、位
置検出手段を配設したことを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明のレンズ鏡筒は、上記レンズ
鏡筒におけるヨークに設けられた嵌合用の突起の大きさ
に応じて、リニアアクチュエータの移動方向、あるいは
移動方向と直交する方向に、リニアアクチュエータの位
置検出手段の配設位置をずらすことを特徴とするもので
ある。

【００１９】また、本発明のレンズ鏡筒は、駆動方向と
垂直に磁化されたマグネットと、嵌合用の突起を少なく
とも１つ有したヨークと、マグネットと所定の空隙を有
してマグネットの発生する磁束と直交するように電流を
通電することにより駆動方向に可動自在なコイルと、位
置検出手段とにより構成されたリニアアクチュエータ
と、ステッピングモータと、円筒状あるいは円柱状であ
って、円周方向に多極着磁され、ステッピングモータに
同軸上に取り付けられたエンコーダマグネットと、エン
コーダマグネットの周縁に対向して配設され、エンコー
ダマグネットの信号を検出する磁気センサからなる位置
検出手段とにより構成されたエンコーダ付きステッピン
グモータと、嵌合用突起を固定する被嵌合部を有した固
定枠とを備え、マグネット及び嵌合用突起を有したヨー
クとにより構成されるリニアアクチュエータの磁気回路
の駆動方向から見て略対称磁気中心位置に、エンコーダ
付きステッピングモータの位置検出手段を配設したこと
を特徴とするものである。

【００２０】また、本発明のレンズ鏡筒は、上記レンズ
鏡筒のヨークに設けられた嵌合用の突起の大きさに応じ
て、リニアアクチュエータの移動方向、あるいは移動方
向と直交する方向に、エンコーダ付きステッピングモー
タの位置検出手段の配設位置をずらすことを特徴とする
ものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレンズ鏡筒につい
て、図１〜図５を用いて説明する。

【００２２】図１は本発明のリニアアクチュエータを搭
載したレンズ鏡筒の概略斜視図、図２はリニアアクチュ
エータのヨークの概略斜視図、図３は第１の実施の形態
におけるリニアアクチュエータのヨークからの漏れ磁束
の流れを示す概念図、図４は第２の実施の形態における
ヨークからの漏れ磁束の流れを示す概念図、図５は第３
の実施の形態によるヨークからの漏れ磁束の流れを示す
概念図である。（第１の実施の形態）第１の実施の形態について説明す
る。フォーカスレンズ移動枠３１はフォーカスレンズ群
３０を保持すると共に、光軸と平行に配設され、両端を
レンズ鏡筒（不図示）に固定されたガイドポール３２
ａ、３２ｂに沿って光軸方向（Ｘ方向）に摺動自在に構
成されている。このフォーカスレンズ移動枠３１を光軸
方向に駆動させるリニアアクチュエータ３３の固定子３
４は、駆動方向（Ｘ方向）と垂直に磁化されたメインマ
グネット３５と、コの字型のメインヨーク３６及び板状
のサイドヨーク３７とにより構成されている。さらにこ
のメインヨーク３６のＸ軸方向（＋）側には、上下に２
つの嵌合用突起３６ａが設けられ、レンズ鏡筒の固定枠
２９に設けられた被嵌合部２９ａに嵌合可能な構成とな
っている。またこの固定子３４からなる磁気回路３８
は、駆動方向から見て左右対称（Ｚ方向）で、かつ駆動
方向（Ｘ方向）にも略左右対称に成るよう構成されてい
る。

【００２３】一方、リニアアクチュエータ３３の可動子
３９の構成部品であるコイル４０は、メインマグネット
３５と所定の空隙を有するようにフォーカスレンズ移動
枠３１に固定されており、メインマグネット３５の発生
する磁束と直交するようコイル４０に電流を流すことに
より、フォーカスレンズ移動枠３１が光軸方向に駆動す
る仕組みになっている。また位置検出手段は、フォーカ
スレンズ移動枠３１に一体に構成された磁気スケール４
２と、この磁気スケール４２の信号を検出する磁気セン
サ４１とにより構成されている。したがってこの磁気セ
ンサ４１は、外乱磁場の影響を受けることなく、磁気ス
ケール４２の信号のみを検出すれば、位置検出精度をア
ップさせることができるので、高性能なリニアアクチュ
エータを実現することができる。

【００２４】次にヨーク３６に突起３６ａを設けた場合
の漏れ磁束の流れについて、図３を用いて説明する。ヨ
ーク３６には（ｂ）で示すように、Ｚ軸方向の高さがＢ
である嵌合用の突起３６ａが２つ設けられているため、
突起３６ａ部周辺にて外側に磁束が漏れる。したがっ
て、(ａ)で示すように、Ｘ軸（＋）側に設けた突起３６
ａ部周辺にて外側に磁束が漏れて磁気回路３８のバラン
スが崩れるため、従来例の図１２（ａ）で説明した突起
３６ａがない場合の磁気回路３８の磁気中心位置に比
べ、Ｘ軸（−）方向にａだけ磁気中心位置が移動する。
よって、ヨーク３６の外部への漏れ磁束の流れ方も変わ
る。そこで磁気中心位置が移動した距離ａだけ、磁気セ
ンサ４１もＸ軸（−）方向にずらした位置に配置する。

【００２５】その結果、Ｘ軸方向の漏れ磁束は微小な量
となるため、磁気センサ出力がひずむことはない。また
Ｚ軸方向については、（ｂ）に示すように、突起３６ａ
の形状を同一としたので、Ｚ軸方向の磁気中心位置は、
図１２（ｂ）で示した従来の状態と変わらないので、Ｚ
軸方向の漏れ磁束も微小な量である。

【００２６】ここで、Ｘ軸方向の磁気回路３８の磁気中
心位置は、突起３６ａのＸ軸方向の長さＡを可変するこ
とにより移動することになる。具体的には、突起３６ａ
の長さが（ａ）の状態より長い場合は、磁気中心位置は
Ｘ軸（−）方向にさらに移動し、（ａ）の状態より短い
場合は、磁気中心位置はＸ軸（＋）方向に移動する。つ
まり、この突起３６ａの長さＡと磁気中心位置の関係
は、容易に推定することができる。

【００２７】そこで本来ならば、従来例で示したよう
に、リニアアクチュエータ３３の磁気回路３８の磁気中
心位置に磁気センサ４１を配置することが理想である
が、レンズ鏡筒の小型化により、他の部品との間隔が狭
くなり、磁気センサ４１を理想位置に配置する設計の自
由度もますます狭くなる。よって、磁気センサ４１を従
来例で示した磁気回路３８の磁気中心位置に配置不可能
な場合でも、この突起３６ａの長さを最適化することに
より、Ｘ軸方向の磁気回路３８の磁気中心位置を移動さ
せることができる。したがって、磁気センサ４１が配置
可能な位置に、磁気回路３８の磁気中心位置を設定する
ことができるので、設計の自由度を拡げることが可能と
なる。

【００２８】以上のように本実施の形態によれば、ヨー
クに設けたＸ軸方向の突起の大きさを変えることによ
り、リニアアクチュエータの磁気回路の磁気中心位置
を、Ｘ軸方向の任意の位置に移動させることが可能とな
る。よってその磁気中心位置に磁気センサを配置するこ
とにより、磁気センサへの外乱磁場の影響を抑えること
ができる。したがって、高速応答性に加え、磁気センサ
を使用して高分解能と高精度なリニアアクチュエータを
搭載することが可能となり、優れたフォーカス特性を得
ることができる。

【００２９】また外乱磁場の低減については、従来法と
は異なり、シールド部品等を用いる必要がなく、磁気セ
ンサの配置位置を工夫しただけであるので、低コスト
化、さらには設置スペース増加に伴うレンズ鏡筒の大型
化を抑制することができ、磁気センサを配置する際の設
計自由度も増すため、小型、軽量化を図ったレンズ鏡筒
を提供することができる。さらにヨークに設けた突起を
レンズ鏡筒に設けた被嵌合部に嵌合するだけであるた
め、接着等の必要がなく、組立性に優れている。（第２の実施の形態）次に第２の実施の形態について、
図４を用いて説明する。ヨーク３６には、（ｂ）で示す
ように、Ｚ軸方向の高さがＢ₁、Ｂである突起３６ｂ、
３６ｃが上下に２つ設けられているため、突起３６ｂ、
３６ｃ部周辺にて外側に磁束が漏れる。特にＺ軸方向の
突起の長さが大きい３６ｂは、より外側に磁束が廻るた
め、下側の突起３６ｃに比べて漏れ磁束が大きい。した
がって磁気回路３８のバランスが崩れるため、従来例の
図１２（ｂ）で説明した磁気回路３８の磁気中心位置に
比べ、Ｚ軸（−）方向にｂだけ磁気中心位置が移動す
る。

【００３０】よって、ヨーク３６の外部への漏れ磁束の
流れ方も変わる。そこで磁気中心位置が移動した距離ｂ
だけ、磁気センサ４１もＺ軸（−）方向にずらした位置
に配置する。その結果、Ｚ軸方向の漏れ磁束は微小な量
となるため、磁気センサ出力がひずむことはない。また
Ｘ軸方向については、（ａ）に示すようにＸ軸方向の突
起の長さＡは同一であり、図３（ａ）の状態と変わらな
いので、Ｘ軸方向の漏れ磁束も微小な量である。

【００３１】ここで、Ｚ軸方向の磁気回路３８の磁気中
心位置は、突起３６ｂ、３６ｃのＺ軸方向の長さＢ、Ｂ
₁を可変することにより移動することになる。具体的に
は、突起３６ｂの長さが（ｂ）の状態より長い場合に
は、磁気中心位置はＺ軸（−）方向にさらに移動し、
（ｂ）の状態より短い場合には、磁気中心位置はＺ軸
（＋）方向に移動する。つまり、この突起３６ｂ、３６
ｃの長さＢ₁、Ｂと磁気中心位置の関係は、容易に推定
することができる。

【００３２】よって、磁気センサ４１を従来例で示した
磁気回路３８の磁気中心位置に配置不可能な場合でも、
この突起３６ｂ、３６ｃの長さを最適化することによ
り、Ｚ軸方向の磁気回路３８の磁気中心位置を移動させ
ることができる。したがって、磁気センサ４１が配置可
能な位置に、磁気回路３８の磁気中心位置を設定するこ
とができるので、設計の自由度を拡げることが可能とな
る。

【００３３】以上のように本実施の形態によれば、ヨー
クに設けた突起のＺ軸方向の形状が異なるようにするこ
とにより、リニアアクチュエータの磁気回路の磁気中心
位置を、第１の実施の形態のＸ軸方向に加え、さらにＺ
軸方向の任意の位置に移動させることが可能となる。よ
って、磁気センサを配置する際の設計の自由度がますま
す大きくなる。

【００３４】なお、本実施の形態によれば、Ｚ軸方向に
２つの突起を設けたが、どちらか片方に設ける構成とし
ても同様な効果が得られることは言うまでもない。

【００３５】さらに図５に示すように、突起の代わりに
貫通穴３６ｄを設けても、磁気回路のバランスが崩れ、
磁気中心位置をずらすことは可能である。したがって、
貫通穴３６ｄの配置位置により、磁気中心位置をＸ軸、
あるいはＺ軸方向に移動させることは可能となるため、
第１、第２の実施の形態と同様な効果が得られる。

【００３６】なお本実施の形態におけるリニアアクチュ
エータのメインマグネットの極性は、図３、図４に示し
たように向かって右側がＮ極となるようにしたが、反対
の着磁パターンであっても、漏れ磁束の流れの方向が逆
となるのみであるので、これまでと同様な効果が得られ
る。

【００３７】さらにリニアアクチュエータのヨークとメ
インマグネットがそれぞれ１つのシステムについて説明
したが、駆動するレンズ群などが重くなり、ヨークとメ
インマグネットがそれぞれ２つ必要となるシステムにお
いても、２つの磁気回路の磁気中心位置に磁気センサを
配置すれば、同様な効果が得られることは言うまでもな
い。

【００３８】また本実施の形態のリニアアクチュエータ
として、固定側のレンズ鏡筒に磁気センサを、可動側の
レンズ移動枠に磁気スケールを設けたが、反対に固定側
のレンズ鏡筒に磁気スケール、可動側のレンズ移動枠に
磁気センサを設けても、同様な効果が得られることは言
うまでもない。

【００３９】また本発明の実施の形態では、ＭＲ素子を
用いた磁気抵抗効果型の磁気センサ用いているが、磁力
の強さに対応した出力信号を出すものであればその種類
を問わず、あらゆる磁気センサに適用できる。（第３の実施の形態）次に、本発明の第３の実施の形態
におけるレンズ鏡筒について、図６〜図８を用い説明す
る。図６はリニアアクチュエータとエンコーダ付きステ
ッピングモータを搭載したレンズ鏡筒を前から見た概略
斜視図、図７は後ろから見た概略斜視図、図８は本実施
の形態によるリニアアクチュエータのヨークからの漏れ
磁束の流れを示す概念図である。なお、これまで説明し
たものは同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００４０】以下、説明する。エンコーダ付きステッピ
ングモータ４７は、ステッピングモータ４８と、このス
テッピングモータ４８の回転軸に一体的に設けられたリ
ードスクリュー部４９と、上記ステッピングモータ４８
の回転軸に取り付けられ、周方向に交互にＮ、Ｓ極が着
磁されたエンコーダマグネット５０と、このエンコーダ
マグネット５０に対向して固定配置された角度検出用の
磁気センサ５１とにより構成されている。リードスクリ
ュー部４９には、ズームレンズ群４５を保持したズーム
レンズ移動枠４６に係合されたネジ部材５２が、螺合さ
れる構成となっている。

【００４１】したがって、このリードスクリュー部４９
の回転によって、Ｘ軸方向にズームレンズ群４５が直線
移動されるようになっている。また位置検出手段は、エ
ンコーダマグネット５０と、このエンコーダマグネット
５０の信号を検出する磁気センサ５１とにより構成され
ている。したがってこの磁気センサ５１は、外乱磁場の
影響を受けることなく、エンコーダマグネット５０の信
号のみを検出すれば、位置検出精度をアップさせること
ができるので、高性能なエンコーダ付きステッピングモ
ータを実現することができる。エンコーダ付きステッピ
ングモータシステムの図示せぬＣＰＵは、磁気センサ５
１により出力された角度及び電気位相のカウンタ値に基
づいて、回転軸の角度情報及び電気位相角情報を算出す
る。そしてこのＣＰＵは、この角度情報及び電気位相角
情報により、ドライブ指令値を計算し、ドライバで駆動
電流を流すことにより、エンコーダ付きステッピングモ
ータ４７を制御する。

【００４２】次にリニアアクチュエータ３３のヨーク３
６に突起３６ａを設けた場合の漏れ磁束の流れについ
て、図８を用いて説明する。

【００４３】ヨーク３６には（ｂ）で示すように、Ｚ軸
方向の高さがＢである嵌合用の突起３６ａが２つ設けら
れているため、第１の発明にて説明したように、図１３
（ｂ）で説明した従来の突起３６ａがない場合の磁気回
路３８の磁気中心位置に比べ、Ｘ軸（−）方向にａだけ
移動する。そこで磁気中心位置が移動した距離ａだけ、
磁気センサ５１もＸ軸（−）方向にずらした位置に配置
する。その結果、Ｘ軸方向の漏れ磁束は微小な量となる
ため、磁気センサ出力がひずむことはない。またＺ軸方
向については、（ａ）で示すように、突起３６ａの形状
を同一としたので、Ｚ軸方向の磁気中心位置は、図１３
（ａ）で示した従来の状態と変わらないので、Ｚ軸方向
の漏れ磁束は微小な量である。

【００４４】ここで、Ｘ軸方向の磁気回路３８の磁気中
心位置は、突起３６ａのＸ軸方向の長さＡを可変するこ
とにより移動することは第１の発明にて説明したので、
この突起３６ａの長さＡと磁気中心位置の関係は、容易
に推定できる。

【００４５】そこで本来ならば、従来例で示したよう
に、リニアアクチュエータ３３の磁気回路３８の磁気中
心位置にエンコーダ付きステッピングモータ４７の磁気
センサ５１を配置することが理想であるが、レンズ鏡筒
の小型化により、他の部品との間隔が狭くなり、磁気セ
ンサ５１を搭載したエンコーダ付きステッピングモータ
４７を理想位置に配置する設計の自由度もますます狭く
なる。

【００４６】よって、磁気センサ５１を従来例で示した
リニアアクチュエータ３３の磁気回路３８の磁気中心位
置に配置不可能な場合でも、この突起３６ａの長さを最
適化することにより、Ｘ軸方向の磁気回路３８の磁気中
心位置を移動させることができる。したがって、磁気セ
ンサ５１が配置可能な位置に、リニアアクチュエータ３
３の磁気回路３８の磁気中心位置を設定することができ
るので、設計の自由度を拡げることが可能となる。

【００４７】以上のように本実施の形態によれば、リニ
アアクチュエータのヨークに設けたＸ軸方向の突起の大
きさを変えることにより、リニアアクチュエータの磁気
回路の磁気中心位置を、Ｘ軸方向の任意の位置に移動さ
せることが可能となる。よってその磁気中心位置にエン
コーダ付きステッピングモータの磁気センサを配置する
ことにより、磁気センサへの外乱磁場の影響を抑えるこ
とができる。

【００４８】その結果、従来のステッピングモータを用
いたシステムに変わり、ズームにはエンコーダ付きステ
ッピングモータを、フォーカスにはリニアアクチュエー
タを同時に用いたシステムを構築することができる。し
たがってズーム機能については、送り速度が約３０〜２
０００ｐｐｓまで対応できるため、超高速、あるいは超
低速ズームが可能となり、高機能化を図ったレンズ鏡
筒、かつそれを用いたビデオカメラを提供することがで
きる。

【００４９】さらにクローズドループ制御を行い、回転
角、トルクを制御することも可能となるため、消費電力
化、低騒音化も実現できる。またフォーカス機能につい
ては、高速応答性に加え、磁気センサを使用して高分解
能と高精度なリニアアクチュエータを実現することが可
能となり、優れたフォーカス特性を得ることができる。

【００５０】さらにエンコーダ付きステッピングモータ
とリニアアクチュエータを搭載したレンズ鏡筒であって
も、それぞれの磁気センサを配置する際の設計の自由度
が増すため、小型、軽量化を図ったレンズ鏡筒を提供す
ることができる。（第４の実施の形態）次に第４の実施の形態について、
図９を用いて説明する。図９は本実施の形態によるヨー
クからの漏れ磁束の流れを示す概念図である。ヨーク３
６には、（ａ）で示すように、Ｚ軸方向の高さがＢ₁，
Ｂである突起３６ｂ、３６ｃが上下に２つ設けられてい
るため、従来例の図１３（ａ）で説明した磁気回路３８
の磁気中心位置に比べ、Ｚ軸（＋）方向にｂだけ磁気中
心位置が移動する。そこで磁気中心位置が移動した距離
ｂだけ、磁気センサ５１もＺ軸（＋）方向にずらした位
置に配置する。

【００５１】その結果、Ｚ軸方向の漏れ磁束は微小な量
となるため、磁気センサ出力がひずむことはない。また
Ｘ軸方向については、（ｂ）に示すようにＸ軸方向の突
起の長さＡは同一であり、図８（ｂ）の状態変わらない
ので、Ｘ軸方向の漏れ磁束は微小な量である。

【００５２】ここで、Ｚ軸方向の磁気回路３８の磁気中
心位置は、突起３６ｂ，３６ｃのＺ軸方向の長さＢ₁，
Ｂを可変することにより移動することは第１の発明にて
説明したので、この突起３６ｂ，３６ｃの長さＢ₁，Ｂ
と磁気中心位置の関係は、容易に推定することができ
る。

【００５３】よって、磁気センサ５１を従来例で示した
リニアアクチュエータ３３の磁気回路３８の磁気中心位
置に配置不可能な場合でも、この突起３６ｂ，３６ｃの
長さを最適化することにより、Ｚ軸方向の磁気回路３８
の磁気中心位置は移動させることができる。したがっ
て、磁気センサ５１が配置可能な位置に、リニアアクチ
ュエータ３３の磁気回路３８の磁気中心位置を設定する
ことができるので、設計の自由度を拡げることができ
る。

【００５４】以上のように本実施の形態によれば、リニ
アアクチュエータのヨークに設けた突起のＺ軸方向の形
状が異なるようにすることにより、リニアアクチュエー
タの磁気回路の磁気中心位置を、第３の実施の形態のＸ
軸方向に加え、さらにＺ軸方向の任意の位置に移動させ
ることが可能となる。よって、エンコーダ付きステッピ
ングモータの磁気センサを配置する際の設計の自由度が
ますます大きくなる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明のレンズ鏡筒によ
れば、磁気センサを用いたリニアアクチュエータを搭載
してレンズ鏡筒を構成した場合、リニアアクチュエータ
のメインマグネットからの漏れ磁束が磁気センサへ影響
を及ぼさないので、フォーカスのレンズ駆動において、
高速、低消費電力化を図ることができる。

【００５６】また漏れ磁束の低減について、従来法とは
異なり、シールド部品等を用いる必要がないので、低コ
スト化、さらには設置スペース増加に伴う鏡筒の大型化
を抑制することができるので、小型、軽量化を図ったレ
ンズ鏡筒を提供できる。さらにヨークに設けられた突起
の形状を可変することにより、磁気センサの設置位置に
自由度が増すため、より小型化を図り、組立性に優れた
レンズ鏡筒を提供できるという顕著な効果が得られる。

【００５７】また、本発明のレンズ鏡筒によれば、上記
効果に加え、磁気センサを用いたエンコーダ付きステッ
ピングモータを搭載してレンズ鏡筒を構成した場合、リ
ニアアクチュエータからの漏れ磁束がエンコーダ付きス
テッピングモータの磁気センサへ影響を及ぼさないの
で、ズームおよびフォーカスのレンズ駆動において、高
速、低消費電力化を図ることができる。

【００５８】さらにエンコーダ付きステッピングモータ
の磁気センサの配置の自由度が増すため、より小型化を
図ったレンズ鏡筒を提供できるという顕著な効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるレンズ鏡筒
の概略斜視図

【図２】リニアアクチュエータのヨークの概略斜視図

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるヨークから
の漏れ磁束の流れを示す概念図

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるヨークから
の漏れ磁束の流れを示す概念図

【図５】本発明の第３の実施の形態におけるヨークから
の漏れ磁束の流れを示す概念図

【図６】本発明の第３の実施の形態におけるレンズ鏡筒
を前から見た概略斜視図

【図７】同後ろから見た概略斜視図

【図８】本発明の第３の実施の形態におけるヨークから
の漏れ磁束の流れを示す概念図

【図９】本発明の第４の実施の形態におけるヨークから
の漏れ磁束の流れを示す概念図

【図１０】従来のレンズ鏡筒を前から見た概略斜視図

【図１１】従来のレンズ鏡筒を後ろから見た概略斜視図

【図１２】リニアアクチュエータのヨークからの漏れ磁
束の流れを示す概念図

【図１３】エンコーダ付きステッピングモータへの漏れ
磁束の流れを示す概念図

【符号の説明】

２９固定枠３３リニアアクチュエータ３５メインマグネット３６ヨーク３６ａ、３６ｂ、３６ｃヨークの突起３８磁気回路４１、５１磁気センサ４７エンコーダ付きステッピングモータ

フロントページの続き (56)参考文献特開平10−225083（ＪＰ，Ａ) 特開平６−102447（ＪＰ，Ａ) 特開平８−266093（ＪＰ，Ａ) 特開平５−62383（ＪＰ，Ａ) 特開平６−3727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/10 G03B 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動方向と垂直に磁化されたマグネット
と、嵌合用の突起を少なくとも１つ有したヨークと、前
記マグネットと所定の空隙を有して前記マグネットの発
生する磁束と直交するように電流を通電することにより
駆動方向に可動自在なコイルと、前記コイルと一体で移
動する磁気スケールと、前記磁気スケールの信号を検出
する磁気センサからなる位置検出手段とにより構成され
たリニアアクチュエータと、前記嵌合用突起を固定する
被嵌合部を有した固定枠とを備え、前記位置検出手段に
対して、前記マグネット及び前記嵌合用突起を有したヨ
ークとにより構成される前記リニアアクチュエータの磁
気回路における略磁気中心が位置するように前記嵌合用
突起の形状を定めたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】駆動方向と垂直に磁化されたマグネット
と、嵌合用の突起を少なくとも１つ有したヨークと、前
記マグネットと所定の空隙を有して前記マグネットの発
生する磁束と直交するように電流を通電することにより
駆動方向に可動自在なコイルと、位置検出手段とにより
構成されたリニアアクチュエータと、ステッピングモー
タと、円筒状あるいは円柱状であって、円周方向に多極
着磁され、前記ステッピングモータに同軸上に取り付け
られたエンコーダマグネットと、前記エンコーダマグネ
ットの周縁に対向して配設され、前記エンコーダマグネ
ットの信号を検出する磁気センサからなる位置検出手段
とにより構成されたエンコーダ付きステッピングモータ
と、前記嵌合用突起を固定する被嵌合部を有した固定枠
とを備え、前記位置検出手段に対して、前記マグネット
及び前記嵌合用突起を有したヨークとにより構成される
前記リニアアクチュエータの磁気回路における略磁気中
心が位置するように前記嵌合用突起の形状を定めたこと
を特徴とするレンズ鏡筒。