JPH02114246A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラ、ステイルビデオカメラ等の光
学機器において、ズームレンズ等の撮像光学系における
オートフォーカス、及びオートアイリスを行うための光
学系駆動装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、ビデオカメラ等に用いられる撮像光学系の焦点調
整や絞り調整は、リニヤオートフォーカスの駆動装置、
例えば、焦点調整のレンズ駆動にはブラシ付モータによ
り減速ギヤ、又はベルト等を介して、レンズを実装して
いるフォーカスリングを回転させ、レンズの繰り出しや
繰り込みを行ない、一方、光量調整駆動には、コイル可
動型や、駆動、制動コイルを有したアクチュエータが使
用されていた。

第１１図はビデオカメラに装備される従来の撮像光学系
の平面図、第１２図はその側面図で、ａはオートフォー
カス用のブラシ付モータ、ｂはズーム用のブラシ付モー
タ、ｄはオートアイリス用のアクチュエータを示してい
る。

〔発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例では光学レンズ系を保持して
いるフォーカスリングを駆動するモータがブラシ付モー
タであることから、設置スペースや重量が大きく、その
ために電気部品の実装スペースが大ぎくなり、軽量、小
形化を図る上で困難であった。

又、駆動モータには、ブラシ付モータ等が使用されてい
るので、ブラシより発生する電気ノイズ等機構部品も含
めて信頼性、耐久性に不安があり、又、モータ回転の立
上り時間及び停止時間が遅い為、撮像素子からの出力信
号によりオートフォーカスを行う方式では、応答性が悪
い等の欠点が有った。

一方、光量調整装置に於いてもコイル可動又はマグネッ
ト可動タイプ等の種々の装置が提案されているが、いず
れもアナログ制御によってレンズを駆動及び光ｉ調整を
行なっている為、応答性の問題、特にビデオプリンター
等に接続して使用する場合等は瞬間的な映像を、鮮明に
プリントアウトする事が出来ない等の欠点があった。

又、ズームレンズを駆動する場合にも同様なモータが使
用されている為、ズーミングを停止する場合等は任意な
画面で停止することが困難、つまり微動操作が不可能等
の欠点が有った。

さらに、前述したように、撮像光学系及び光量調整系を
駆動するモータは第１２図に示す如く、光軸方向、特に
撮像素子センサー４５側に近く延在配置している為、前
記センサー４５の垂直、水平信号のタイミング及び同期
信号を発生する発振器や、前記信号を転送する２種類の
ドライバー等の信号ラインにノイズが発生しやすい。

一般的なノイズ対策として、モータのノイズ発生部分つ
まりブラシ実装部分からの距離を離したり、モータ部分
にシールド部材を付加したり、ノイズキャンセル用のダ
イオードやコンデンサーのＣ−Ｒ回路部品を基板上に実
装する等の様々な対策を施しており、その結果、コスト
アップ、大形化に成る等の欠点があった。

又、近年ズーム比がアップする傾向に対し、光学設計上
、光軸方向に長くせざるを得ない場合には、特に撮像素
子センサーに対して、ノイズ対策が増々不利になる等の
欠点が有った。

本発明の目的は、レンズの移動、停止を迅速に行なえる
と共に微調整可能で、さらには光学機器へのノイズの影
響を及ぼさず、しかもレンズ鏡筒を軽量小型化できる光
学機器の光学系駆動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的を達成するための要旨は、光軸に沿って配
置された撮像光学系と、光量調整用のアイリスとを夫々
パルスモータにより駆動するようにしたことを特徴とす
る光学機器の光学系駆動装置にある。

〔実　施　例〕

Ｓ１図乃至第１１図は、本発明の一実施例を示し、第１
図、第２図は各々の駆動装置がビデオカメラのレンズ鏡
筒に実装配置した平面図、側面図で、１００は前玉レン
ズ、２００は後玉レンズの撮像光学系を駆動するオート
フォーカス用、ズーム用の駆動装置、　３００は光量調
整用アイリスの駆動装置、１０１，２０１．３０１は上
記各駆動装置１００，２００，３００の駆動源であるパ
ルスモータである。

オートフォーカス用の駆動装置１００及びズーム用の駆
動装置２００は同一構造で、第３乃至第６図に基づいて
説明する。

１はプラスチック材料から成る異方性マグネットロータ
、２８〜２ｄは前記ロータの両側に対向配置されたステ
ータヨーク部材、３ａ、　３ｂは鉄心、４ａ、　４ｂは
前記ステータヨーク及び鉄心に磁界を発生させる励磁コ
イルで、これらの部材２８〜２ｄ、　３ａ、　３ｂ、　
４ａ、　４ｂによりパルスモータ１０１゜２０１の磁気
回路を構成している。ここで第６図に示すパルスモータ
の磁気回路をモデル化した図を参照してパルスモータの
動作原理について簡単に説明する。

励磁コイルに通電していない状態では、ロータの極（？
ｘ数）がステータヨークを介して磁路を形成する為、ス
テータヨーク２ａ、２ｂに対してロータの極が対向して
停止しており、その際ステータ２ｃ、　２ｄとロータの
極は対向しないで％ピッチ（電気角度で９０℃）ズして
いる０次にＡ方向より電流を流すと、ステータヨーク２
ｂ。

２ｄがＮ極、ステータ２ａ、２ｃにＳ極が発生する。

この為、ロータの外周にｓ　ＩｉｎされたＮ、Ｓ極と各
ステータとが反発、又は吸引し合い、ロータが反時計方
向に％ピッチ回転する０次にＡ相の通゛電を断ち、Ｂ相
のＢ方向より通電を行なうと、ステータ２ｄ＆：Ｎ極、
ステータ２ｃにＳ極が発生する為、ロータの極と吸引し
合い前記状態より更に％ピッチ反時計方向に回転する。

次にＡ相とＢ相のＢより通電を行なうとステータ２ｂ、
２ｃにＮ極が発生する為、前記同様ロータとステータと
が反発、又は吸引し合い更に属ピッチ回転する。この様
にロータとステータとが単一方向に反発し合う様にＡ相
、Ｂ相のコイルへの通電の組み合せを変える事により、
ロータを任意の角度だけ回転させることが可能であり、
且つ後記する制御回路よりの１パルスで１ステップ角度
分だけ回転可能である。又、通電パターンによってコイ
ルに流す電流の方向を変える事によって時計方向の回転
も当然の事ながら可能である。実際には、ビデオカメラ
の撮像素子の撮像面における撮像光のフォーカス状態を
検出し、制御回路に供給する。

前記ロータ１は上・下の地板１５とカバー１１との間で
軸支され、軸の端部にはビニオン歯車５が圧入固定され
て以下歯車６．歯車７へ噛合伝達される。歯車７の回転
軸７ａに回転可能に取付けられたフリクション歯車８は
、撮像光学系を包有しているフォーカスリングの外周の
歯車１３に噛合い、光学レンズを光軸方向に繰り出し又
は繰り込み可能な構造（図示せず）になフている。前記
フリクション歯車８は摩擦板１４ａ、１４ｂ間に介在し
、スプリング９、止めリング１２によって一定のトルク
値でフリクション機能をもたせである。

また前記磁気回路を構成している各部材を地板１５、及
びカバー１１間にビス１６ａ　、　１８ｂ　。

１７でネジ止め固定している。

また地板１５の上部に配置される歯車列及びフリクショ
ン機横部はカバー１０で覆われると共に、歯車６、歯車
７の軸端をスラスト方向に保持し且つ、防音を兼ねてい
る。

次に光量調整用アイリスの駆動装置３００を第８図乃至
第１０図に基づいて説明する。

ナオ、この駆動装置３００のパルスモータ３０１は、基
本的に前記撮像光学系を駆動するモータ１０１と磁気回
路及び動作原理も共通なので同一部材には同一の符号を
付してその説明を省略する。

ロータ１は前記同様上・下地板２６．２７に軸支しされ
、軸の端部にはビニオン歯車２１が圧入固定され、風車
２２の外周部の一部に設けた一部歯車２２ｇと噛合って
いる。風車２２は絞り地板２３に回転可能に嵌合し、ま
た風車２２の複数の穴部２２ａ〜２２ｄには複数枚の絞
り羽根２４ａ〜２４ｄの各嵌合ピン２４ｅが嵌合してい
る。

そして、前記ビニオン歯車２１の回転によって風車２２
を回転させる。一方、ハチ、ノスヶース２５の一部には
絞り羽根２４ａ〜２４ｄの枚数に相当するカム溝が有り
、前記絞り羽根の反対面に同様の凸部があり、へチノス
のカム溝に添って絞り羽根の開放開閉が可能な構造にな
っている。以下、前記撮像光学系を駆動するパルスモー
タ部と同様、時計及び反時計方向の回転も可能である為
、複数枚の絞り羽根を介して光量つまり絞り口径を任意
にステップ的に可変可能である。

なお、上記した各駆動装置１００，２００，３００にお
ける地板１５，２６．２７やカバー１０．１１はレンズ
鏡筒の外周面形状に合致した弧状に形成され、第７図は
前記した各駆動装置１００，２００゜３００の制御を行
う制御回路のブロック図で、閉ループ制御により撮像光
学系及び絞り調整系の光学系の制御を行なうようになっ
ている。

すなわち、撮像光４１はＡＰレンズ（前玉）４２、オー
トアイリス４３、ズームレンズ（後玉）４４を介して撮
像素子センサー４５（以下ＣＣＤと称す）に入射する。

５３はセンサー４５の垂直、水平信号のタイミング及び
同期信号を発生する発振器、５４これらの信号を転送す
るドライバーである。ＣＣＤ４５による圧力信号はフォ
ーカス検出回路６と光量検出回路４７に供給されると共
に、映像処理回路４８を介して出力される様に構成され
ている。前記フォーカス検出回路４６は撮像出力信号の
ある周波数帯域の成分を検出する事により、ＣＣＤ４５
の撮像面に於ける撮像光の焦点距離状態を検出し、その
検出信号をフォーカス制御回路４９に供給する。そして
、このフォーカス回路４９は前記検出信号に応じて指定
されたステップ数に変換し、ステップ数によってその論
理回路は、その制御回路を駆動し、前記撮像光学系駆動
のパルスモータ１０１のコイルに指定パルス数を通電し
前記Ａ、Ｆレンズ４２を繰り出し又は繰り込みを行ない
フォーカス状態となる様に駆動制御する。当然の事なが
らパルスモータ１０１への指定パルスに対してレンズ８
動量は決まった値に設定されている。

光量検出回路４７は撮像出力信号の信号レベルを検出す
る事によりＣＣＤ４５に入射する撮像光の光量を検出し
、その検出信号を絞り制御回路５０に供給する。更に絞
り制御回路５０は、前記検出信号に応じて指定されたス
テップ数に変換し、ステップ数によってその論理回路は
その制御回路を駆動し、光量調整系駆動のパルスモータ
３０１のコイルに指定パルス数を通電し、適正な光量（
口径）状態となる様に駆動制御する。前記の撮像光学系
と同様にパルスモータ３０１への指定パルスに対して、
絞り羽根の開閉の大きさが決まった値（口径値）に設定
されている。つまり、制御回路からのデジタル信号によ
って光量の調整がデジタル的に決定される。

前記後玉のレンズ４４の駆動はズーム操作用のマニュア
ル操作スイッチ５２によってズーム制御回路５１に望遠
側又は広角端側への変倍信号を供給し、ズームレンズ駆
動装置２００によってレンズを前後に操り出し、及び操
り込みを行なう。

〔発明の効果） 以上、説明したように、本発明によれば、撮像光学系及
び光量調整系を全てパルス駆動する事により軽量小型化
が図れ、しかも各駆動モータの制御回路及び６ｎ気回路
部品を共通化することができ、駆動装置のコストを下げ
る事が可能となる。

アナログ駆動と比較すると駆動モータの回転数の立上り
時間及び停止時間が数倍早い為、例えばビデオカメラに
使用した場合にはＣＣＤ　撮像面に於ける撮像光の検出
状態に応じて早くモータ駆動を行う制御回路へフィーバ
ツクでき、結果として映像出力信号を早く取り出しでき
てカメラ操作、例えばパン（水平）、ティルト（垂直）
等の動作ワークに対して複写体を、より鮮明に映像化す
る事が可能となる。

駆動装置のパルスモータ部分には、ブラシ等の接触部分
が少ない為、ノイズの発生がなくしかも信頼性、耐久性
、騒音に優れている。

駆動装置を鏡筒の外周面形状に合致した弧状とした為に
、電気実装部品等の実装スペースが充分にとれ、しかも
小形化及び軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動装置の一実施例を示す平面図、第
２図はその側面図、第３図はそのフォーカス用駆動装置
の平面図、第４図は第３図の断面図、第５図はその分解
斜視図、第６図は磁気回路のモデル図、第７図は制御回
路のブロック図、第８図はアイリス用駆動装置の平面図
、第９図はその側面図、第１０図はその分解斜視図、第
１１図は従来の駆動装置の平面図、第１２図はその側面
図である。 第６図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光軸に沿って配置された撮像光学系と、光量調整用
   のアイリスとを夫々パルスモータにより駆動するように
   したことを特徴とする光学機器の光学系駆動装置。 ２　前記パルスモータ及び駆動伝達系は光学系の鏡筒の
   外周面に沿って弧状に配置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の光学機器の光学系駆動装置。