JPH043523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明はビデオカメラ、テレビカメラ、一眼レ
フレツクスカメラ、シネカメラ、監視カメラ等の
レンズ鏡筒装置に関する。

［技術的背景］ 最近の一眼レフレツクスカメラなどに於いて
は、被写体に合焦するまで直流モータ［所謂サー
ボモータ］を利用してレンズ講体を有する可動側
レンズ鏡筒を光軸方向に前後移動させている。

この例として第１図に示すようなレンズ鏡筒装
置がある。

これはカメラレンズ鏡筒１の外周に歯刻部２を
設け、該歯刻部２をカメラレンズ鏡筒１の外部に
設けた円筒形の直流サーボモータ３の回転軸４に
固設した歯車５の歯刻部６に噛み合わさせ、直流
サーボモータ３を回転させることによつてカメラ
レンズ鏡筒１を回転させ、間接的にレンズ構体７
を有する可動側レンズ鏡筒８を光軸方向に前後移
動させる構造になつている。

しかし、このままでは製品デザインとして良く
ないので、プラスチツク等で形成した外観、タマ
ゴ形の化粧カバー９を設けて最終製品としてのレ
ンズ鏡筒１０をまとめている。

このような従来のレンズ鏡筒は、モータの占め
るスペース以上に大型のものとなり、形状も持ち
にくく、携帯、保管の際の収納にも不便であり、
単に製造コストが高くなるばかりでなく、製品価
値を決定する一要因であるインダストリアル・デ
ザインの面でも好ましいものでなかつた。またレ
ンズの繰り出し量を制御するためにはモータの回
転量検出機構が必要であるが、モータ自体より高
価なタコジエネレータやエンコーダを用いざるを
得ず、精度の良いものを求めれば求めるほどコス
ト高になり、性能は良いというものの、交換レン
ズとしての売上増、利益増には寄与できないもの
であつた。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的は従来のモータ内蔵のレンズ鏡筒１
０のような異様な形状でなく、第２図に示すよう
なすつきりしたデザインでありながら、精度の良
い回転量検出機構を合理的に組み込み、且つ構成
部分も多くならず、簡易に、安価に量産でき、長
寿命も期待できる小型のレンズ鏡筒装置を提供す
ることにある。

［発明の課題達成手段］ かかる本発明の課題は、レンズ構体を有する可
動側レンズ鏡筒を固定側レンズ鏡筒に相対的に回
動させながら光軸方向に前後移動できるように構
成し、可動側レンズ鏡筒の周面部にＮ極、Ｓ極の
磁極を交互に有する2P（Ｐは２以上の整数）極の
界磁マグネツトを固設し、該界磁マグネツトの周
面に沿つて細かなピツチで反射率の異なる２種の
彩色部を略等間隔に多数設け、上記固定側レンズ
鏡筒の上記界磁マグネツトと対向する面にコアレ
ス電機子を配設すると共に上記彩色部に投光する
発光素子を設け、該発光素子の上記彩色部からの
反射光を受光する光電変換素子を設けたレンズ鏡
筒装置を提供することによつて達成できる。

その他の課題達成手段については、以下の説明
で明らかにする。

［発明の実施例］ 第３図は本発明のレンズ鏡筒装置を適用した一
眼レフレツクスカメラ１１に交換可能に使用でき
るレンズ鏡筒１０′の縦断面図である。

レンズ鏡筒１０′は、外側に円筒状の固定側レ
ンズ鏡筒１２があり、該固定側レンズ鏡筒１２と
相対向する内面位置にレンズ構体１３を有する可
動側レンズ鏡筒１４が光軸方向に沿つて回動しな
がら前後に往復運動するように構成されている。

このためには、固定側レンズ鏡筒１２の内周部
適宜箇所に螺子部１５ａ，１５ｂを形成し、可動
側レンズ鏡筒１４の両端外周部に形成した突起部
１４ａ，１４ｂに上記螺子部１５ａ，１５ｂと螺
合する螺子部１４ｃ，１４ｄを設ければよい。

磁性体で形成した円筒１６を可動側レンズ鏡筒
１４の外周部に固設し、その外周に円環状に形成
した界磁マグネツト１７を固設する。該界磁マグ
ネツト１７は、Ｎ極、Ｓ極の磁極を交互等間隔に
形成した2P（Ｐは２以上の整数）極のものとなつ
ており、第４図では、Ｐ＝２、即ち４極のものを
例示している。

界磁マグネツト１７の外周部には、回転量検出
機構としての周波数検出用彩色部１８を設ける。

彩色部１８は、界磁マグネツト１７の外周面に
周方向に沿つて細かなピツチで反射率の異なる２
種の彩色部１９（例えば白色又は黄色）と20（例
えば黒色又は紅色）を交互に略等間隔に多数設け
て形成する。

磁性体で形成した円筒２１を固定側レンズ鏡筒
１２の内周面に界磁マグネツト１７と対向して固
設する。

電機子コイル２２は、トルク発生に寄与する導
体部２２ａと２２ｂの開角が上記界磁マグネツト
１７の一磁極幅の略（2n−１）倍になるように
空心型のものに形成することによつて、反トルク
が少なく効率良くトルクが稼げるように構成して
いる。尚、導体部２２ｃ，２２ｄは、トルク発生
に寄与しない部分となつている。

いま、３個の電機子コイル２２−１，２２−
２，２２−３は、第５図に示すように120°の等間
隔ピツチで互いに重畳しないように配設されて、
３相のブラシレスモータを構成するステータ電機
子２３を形成し、円筒２１の内周面に固設されて
界磁マグネツト１７と相対向させられる。

電機子コイル２２は、セメントワイヤを用いて
空心型のものに巻回形成すればコスト的にも安価
に量産でき、鉄心（コア）がないためコギングが
生じない上、後で述べるフオトリフレクタの組み
込みも合理的にでき、レンズ鏡筒１０′を軽量に
まとめることが可能になる。

第６図は、電機子コイル２２とその回転位置検
知用のホール素子、ホールIC等の磁電変換素子
２４の関係を示す展開図である。

同図下側に示すように電機子コイル２２に対応
する磁電変換素子２４をトルク発生に寄与する導
体部２２ａと同じ角度位置に配設したとすると、
電機子コイル２２と磁電変換素子２４は重なるこ
とになり、界磁マグネツト１７と円筒２１の間隔
は磁電変換素子２４の厚さ分だけ大きくしなけれ
ばならず鏡筒が大きくなるが、回転トルクはむし
ろ弱くなる。

そこで本発明では、磁電変換素子２４を電機子
コイル２２の枠内空洞部に配置することにした。

電機子コイル２２−１の導体部２２−１ａは、
界磁マグネツト１７のＮ極１７ａの中央付近に対
応しているが、これと同相位置であるＮ極１７ｂ
の中央部は電機子コイル２２−２の枠内空洞部３
２に対応している。ここに磁電変換素子２４−１
を配置すれば、界磁マグネツト１７と円筒２１を
間隔を増加させることなくまとめることができ、
同様に磁電変換素子２４−２，２４−３はそれぞ
れ電機子コイル２２−３，２２−１の枠内空洞部
３３，３４に配置できる。また３個の電機子コイ
ル２２のうちいずれか１個の枠内空洞部に回転速
度（角度）検出用として発光ダイオード等の発光
素子２５と、CdS、フオトダイオード、フオトト
ランジスタ等の光電変換素子２６とからなるフオ
トリフレクタ２７を配置する。該フオトリフレク
タ２７の発光素子２５は彩色部１８（１９，２
０）に投光するものであり、光電変換素子２６は
上記発光素子２５の彩色部１９，２０による強度
の変化する反射光を周期的に受光するものであ
る。光電変換素子２６は、上記反射光を周波数パ
ルスとしてとらえ、このパルスを図示しない増幅
回路を介して波形整形回路２８に送る。

整形されたパルスは、Ｆ（周波数）−Ｖ（電圧）
変換回路２９に入力される。該Ｆ−Ｖ変換回路２
９の出力（検出された）回転速度量信号を位置制
御回路を兼ねた速度制御回路３０に入力し、制御
信号と図示しない焦点検出装置からの信号と比較
して可動側レンズ鏡筒１４を所定量だけ駆動する
ように半導体整流装置（駆動装置）３１に位置制
御信号を兼ねた速度制御信号を出力する。半導体
整流装置３１は、可動側レンズ鏡筒１４を最適速
度で駆動し、合焦の位置で停止させる。速度制御
回路３０に入力される信号は、単なる可動側レン
ズ鏡筒１４を移動するための制御信号であつた
り、自動焦点信号であるなど種々のものを最適設
計して選択される。

上記３個の電機子コイル２２−１，２２−２，
２２−３それぞれの一方の端子は共通接続され、
他方の端子はそれぞれ半導体整流装置３１に接続
されている。符号３５，３６は、半導体整流装置
を含めた系の電源端子を示す。

本発明のレンズ鏡筒１０′は、上記構成からな
る。

［発明の作用］ 図示しない自動焦点機構からの焦点検出信号
が、速度制御回路３０に入力され、半導体整流装
置３１の電源が供給されていると、半導体整流装
置３１は速度制御回路３０からの信号に制御さ
れ、電機子コイル２２−１，２２−２，２２−３
を駆動する。第６図では、位置検知素子２４−
１，２４−２，２４−３はそれぞれ界磁マグネツ
ト１７のＮ，Ｓ，Ｎの磁極を検出しており、該検
出信号が半導体整流装置３１に伝達され、電源端
子の極性に従つて電機子コイル２２−１，２２−
２，２２−３には、可動側レンズ鏡筒１４を回転
させるべき方向の適した方向の電流が供給され
る。いま、ステータ電機子２３に矢印方向の電流
が流れると、フレミングの左手の法則に従つて、
Ｆ方向（左側へ）の回転力が生ずるが、ステータ
電機子２３は固定されているため、相対的に界磁
マグネツト１７が右側に動かされることになり、
可動側レンズ鏡筒１４を回転させながら光軸方向
に前進させる。

界磁マグネツト１７が回転すると、フオトリフ
レクタ２７が彩色部１８（１９，２０）からの反
射光の変化を、周波数パルスとして検出する。こ
の周波数パルスが波形整形回路２８及びＦ−Ｖ変
換回路２９によつて電圧に変換され速度制御回路
３０にフイードバツクされるので、正確な合焦作
動を行うことができる。

また、上記フオトリフレクタからのパルス信号
は、そのまま位置信号として利用できるので、自
動焦点機構の焦点検出信号と比較しながら、方向
判別回路を介して、界磁マグネツト１７を所定の
位置まで最適な速度で回動制御することによつ
て、可動側レンズ鏡筒１４を迅速且つ正確な位置
に移動、停止させることができる。

［発明の効果］ (イ) 可動側レンズ鏡筒を回転させながら光軸方向
に移動させるための直流モータ機構を組み込ん
でも、変換レンズの形状を従来のように変形す
ることがないため、モータ機構を組み込まない
交換レンズ同様に円筒状にできるので、携帯に
便利で、しかもインダストリアル・デザインの
優れたものとなる。

(ロ) 上記(イ)と関連して、可動側レンズ鏡筒を回転
させるための連結機構が不要になため、最適な
合焦位置に迅速に動かすことができ、装置が小
型化し重量を軽減できる。

(ハ) 直流モータがブラシレスモータとなつている
ため、整流子モータのようにブラシと整流子の
接触による消耗が無くなり、長寿命が期待で
き、またブラシと整流子の接触により発生する
ノイズも入りにくく、誤動作が生じない。

(ニ) ステータ電機子を構成する電機子コイル群に
突出する部材（コア）を用いないので、重量を
軽くでき、またコギングもなく、ハンチングを
防止した精度の良い小型のレンズ鏡筒装置が得
られる。

(ホ) 直流モータとして、電機子コイルに空心型の
ものを用いており、その枠内空洞部内に位置検
知素子として用いた磁電変換素子、回転量検知
素子として用いたフオトリフレクタを収納配設
して界磁マグネツトに形成した彩色部とで、所
謂ロータリエンコーダを収納しているため、こ
れらの装置を設けることによつて大型化するこ
となく、大きな回転力を得ることができる。

(ヘ) 上記フオトリフレクタと、界磁マグネツトに
形成した彩色部とで、所謂ロータリエンコーダ
を形成しているので、可動側レンズ鏡筒の移動
速度及び停止位置をも迅速且つ正確に決定でき
るため、精度の良い自動焦点機構に用いるに適
した有用なレンズ鏡筒装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流モータ機構を組み込んだ一
眼レフレツクスカメラ用交換レンズ鏡筒の説明
図、第２図は本発明を適用した一眼レフレツクス
カメラ用交換レンズ鏡筒の斜視図、第３図は同一
眼レフレツクスカメラ用交換レンズ鏡筒の縦断面
図、第４図は周波数検出用彩色部を施した界磁マ
グネツトの斜視図、第５図はステータ電機子の斜
視図、第６図は界磁マグネツトとステータ電機子
との展開図を示す。 ［符号の説明］、１……カメラレンズ鏡筒、２
……歯刻部、３……直流サーボモータ、４……回
転軸、５……歯車、６……歯刻部、７……レンズ
構体、８……可動側レンズ鏡筒、９……化粧カバ
ー、１０，１０′……レンズ鏡筒、１１……一眼
レフレツクスカメラ、１２……固定側レンズ鏡
筒、１３……レンズ構体、１４……可動側レンズ
鏡筒、１４ａ，１４ｂ……突起部、１４ｃ，１４
ｄ，１５ａ，１５ｂ……螺子部、１６……円筒、
１７……界磁マグネツト、１８……周波数検出用
彩色部、１９，２０……彩色部、２１……円筒、
２２……電機子コイル、２２ａ，２２ｂ……トル
ク発生に寄与する導体部、２２ｃ，２２ｄ……ト
ルク発生に寄与しない導体部、２３……ステータ
電機子、２４……磁電変換素子（位置検知素子）、
２５……発光素子、２６……光電変換素子、２７
……フオトリフレクタ、２８……波形整形回路、
２９……Ｆ−Ｖ変換回路、３０……位置制御回路
を兼ねた速度制御回路、３１……半導体整流装
置、３２，３３，３４……枠内空洞部、３５，３
６……電源端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レンズ構体を有する可動側レンズ鏡筒を固定
   側レンズ鏡筒に相対的に回動させながら光軸方向
   に前後移動できるように構成し、可動側レンズ鏡
   筒の周面部にＮ極、Ｓ極の磁極を交互に有する
   2P（Ｐは２以上の整数）極の界磁マグネツトを固
   設し、該界磁マグネツトの周面に沿つて細かなピ
   ツチで反射率の異なる２種の彩色部を略等間隔に
   多数設け、上記固定側レンズ鏡筒の上記界磁マグ
   ネツトと対向する面にコアレス電機子を配設する
   と共に上記彩色部に投光する発光素子を設け、該
   発光素子の上記彩色部からの反射光を受光する光
   電変換素子を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒
   装置。 ２ 上記コアレス電機子は、空心型の電機子コイ
   ル群を互いに重畳しないように配設して形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレ
   ンズ鏡筒装置。 ３ 上記電機子コイルは、トルクの発生に寄与す
   る導体部の開角の幅が上記界磁マグネツトの一磁
   極幅の略［2n−１］（ｎは１以上の整数）倍に巻
   回形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のレンズ鏡筒装置。 ４ 上記コアレス電機子は、界磁マグネツトの磁
   極を検出して、その検出信号に応じて当該コアレ
   ス電機子を構成する電機子コイル群の通電切換の
   ための位置検知信号を得るための位置検知素子群
   を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第３項いずれかに記載のレンズ鏡筒装
   置。