JPH0450906A - カメラレンズの調整機構 - 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） 本発明はカメラレンズの調整機構に関し、特にカメラレ
ンズのオートフォーカス、パワーズーム等の調整機構に
関する。

（従来の技術） 従来のカメラレンズの調整機構を第９図に示す。

カメラ、特にビデオカメラにおいては、撮影する構図を
近接の広角から遠方の望遠までを任意に設定するパワー
ズーム機構が設けられている。また、レンズの焦点距離
を被写体に対して自動的に最良に調整するオートフォー
カス機構や、被写体の明るさに応じて最適な光量が得ら
れようアイリスを自動的に調整するアイリス調整機構が
設けられている。これらの機構は複数枚のレンズを含む
レンズ機構１００のそれぞれ対応する可動部分の位置関
係を変化させて調整する。これらの可動部分を駆動する
ため、オートフォーカス機構及びパワーズーム機構には
小型整流子モータ又はステッピングモータ、あるいはへ
リコイド式の運動変換機構等から成るオートフォーカス
駆動用モータ１０２及びパワーズーム駆動用モータ１０
４が、場合によってはギア式減速機１１０と共に鏡ｔｉ
１０６の外周に設けられている。また、アイリス機構に
はロータリーソレノイド１０８等が設けられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来のカメラレンズの調整機構に
は次のような課題が有る。

近年、カメラは小型化と共に、オートフォーカス等の調
整機構を駆動する際の振動や騒音の防止が要求されてい
る。特にビデオカメラの場合、絶えず被写体の位置や撮
影条件が変化するため、それに対応する調整が上記モー
タ等を介して常時自動的に行われ、さらに、最近は同時
録音用マイクロホンが同じ本体に内蔵された構造が主流
となっているにもかかわらすモータやギア式減速機とい
う騒音や振動の発生源が本体内に存在することになり、
騒音・振動の防止対策が必要になるという課題が有る。

従って、本発明はカメラの騒音・振動の発生を抑制し得
るカメラレンズの調整機構を提供することを目的とする （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。

すなわち、鏡筒と、複数枚のレンズを含み、前記鏡筒内
に配され、フォーカシング、ズーミング等の際には機能
に対応する可動部分が鏡筒の軸線方向へ移動可能なレン
ズ機構と、前記鏡筒の外周面に、鏡筒の軸線と平行に配
設された１以上のガイドと、該ガイドに沿って移動可能
に設けられ、前記レンズ機構の所定の可動部分と一体に
連動可能に連結された可動マグネットと、前記鏡筒の外
周面であって、前記ガイドの両端近傍にそれぞれ配され
、電圧が印加された際には対向する前記可動マグネット
を吸引又は反発する磁極が現れる一対以上の電磁コイル
と、前記可動マグネットを該電磁コイルから離反する方
向へ付勢する付勢手段と、前記レンズ機構を所定の撮像
条件に合致すべく、前記可動マグネット又は前記可動部
分を移動させるため、電磁コイルへの印加電圧及び極性
を調整する制御手段とを具備することを特徴とする。

また、上記のカメラレンズの調整機構において、前記電
磁コイルへの電圧印加を停止した際に、前記付勢手段の
付勢力又は可動マグネットの磁力に抗して前記可動マグ
ネットを現在位置に保持する保持手段を具備することを
特徴とする。

（作用） 作用について説明する。

電磁コイルへの印加電圧及び極性を制御手段が変化させ
ることにより、電磁コイルと可動マグネットの磁力の関
係が変化し、可動マグネットは鏡筒の軸線方向へその位
置が変化する。その結果、可動マグネットと連結された
レンズ機構の可動部分の位置が変化するのでカメラレン
ズの自動調整が可能となる。その際、可動マグネットの
駆動は磁力によるため、騒音・振動の発生を防止可能と
なる。また、保持手段を用いると、電磁コイルへの電圧
印加を停止した場合でも可動マグネットひいてはレンズ
機構の可動部分のずれがない。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。なお、本実施例においてはビデオカメラのオー
トフォーカス機構を例に挙げて説明する。

第１図はビデオカメラのオートフォーカス機構の概略を
示した斜視図であり、第２図はその部分破断側面図であ
る。

まず、オートフォーカス機構１０の構成について説明す
る。

１４はレンズ機構であり、複数枚のレンズエ６・・・を
組み合わせたレンズ群を含んで成る。レンズ機構１４の
フォーカシング機能に対応する可動部分１８は、レンズ
機構１４を収容する鏡筒２０の軸線方向へ移動可能にな
っている。

２４は第１の電磁コイル、一方２６は第２の電磁コイル
であり、コア１２・・・に電線が巻回されて成り、鏡筒
２０の外周面に鏡筒２０の長さ方向へ適宜な間隔をおい
て固定されている。第１の電磁コイル２４及び第２の電
磁コイル２６に電圧が印加されると、鏡筒２０の軸方向
の端面に磁極が現れるようになっている。

２８はガイドの一例である第１のガイドバーであり、第
１の電磁コイル２４と第２の電磁コイル２６の中心孔内
に両端がそれぞれ固定されている。

第１のガイドバー２８は非磁性材料で形成され、後述す
る可動マグネットの移動を鏡筒２０の長さ方向ヘガイド
する。

３２は可動マグネットであり、リング状の永久磁石で形
成されている。可動マグネット３２は第１のガイドバー
２８へ移動可能に外嵌されている。

従って、可動マグネット３２は第１のガイドバー２８に
沿って鏡筒２０の長さ方向へ移動可能になっている。可
動マグネット３２は鏡筒２０の長さ方向の両端面には磁
極が配置されている。可動マグネット３２の両端面の磁
極は対向する第１の電磁コイル２４の端面に現れる磁極
と、第２の！磁コイル２６の端面に現れる磁極と同極に
なっている。つまり、可動マグネット３２は第１の電磁
コイル２４、第２の電磁コイル２６と反発し合う関係に
なっている。なお、第１及び第２の電磁コイル２４．２
６と可動マグネッ］・３２は反発し合う関係の他、吸引
し合う関係でもよい。さらには可動マグネット３２を一
方が吸引し他方が反発するようにしてもよい。可動マグ
ネット３２の外周からは連結部２２・・・が内側へ延設
され、鏡筒２０に、その長さ方向へ透設されたスリット
（不図示）を貫通して可動部分１８へ連結部２２・・・
の先端が固定されている（第４図鏡筒２０を省略した斜
視図参照）。従って、可動マグネット３２は鏡筒２０の
軸線方向へ移動可能であると共に、可動マグネット３２
と可動部分１８は一体となって同方向へ移動可能になっ
ている。

なお、可動マグネット３２の移動量（移動する位置）は
第３図に示すように第１の電磁コイル２４と第２の電磁
コイル２６への印加電圧に対して相関関係を有し、両グ
ラフの交点により可動マグネット３２のストローク上の
位置ＬＩ、Ｌ２、Ｌ、・・・が決まる。

３４．３６は付勢手段の一例であるコイルスプリングで
あり、第１の電磁コイル２４と可動マグネット３２及び
第２の電磁コイル２６と可動マグネット３２の間にそれ
ぞれ弾装されている。コイルスプリング３４．３６は第
１の電磁コイル２４と第２の！磁コイル２６へ電圧が印
加されていない時に可動マグネット３２が自らの磁力で
第１の電磁コイル２４又は第２の電磁コイル２６方向へ
偏倚するのを防止すべく可動マグネット３２を常時第１
の電磁コイル２４と第２のｉｉＭ！コイル２６から離反
する方向へ付勢している。

次に、第４図及び第５図と共に可動マグネット３２の保
持手段の一例について説明する。なお、両図においては
説明の都合上、鏡筒２０を省略する。

第１及び第２の１に磁コイル２４．２６へ電圧が印加さ
れると可動マグネット３２は第１及び第２の電磁コイル
２４．２６の磁力と反発し、コイルスプリング３４．３
６の付勢力に抗して移動するが、第１及び第２の電磁コ
イル２４．２６への通電を停止するとせっかく調整を行
ってもコイルスプリング３４．３６の付勢力により通電
前の位１へ戻ってしまう。そのため可動マグネット３２
及び可動部分１日の位置を保持するために保持手段（第
１図及び第２図には不図示）が設けられている。なお、
可動マグネット３２及び可動部分１８の位置保持の態様
としては、第１に常時可動マグネット３２又は可動部分
１８の移動を阻止し、第１及び第２の電磁コイル２４．
２６へ通電された際に解放する方式がある。第２に第１
及び第２の電磁コイル２４．２６へ通電され、その磁力
と可動マグネット３２の間の反発力又は吸引力がコイル
スプリング３４．３６の付勢力と均衡した状態になった
ら可動マグネット３２又は可動部分１８の移動を阻止す
る方式、第３に第１及び第２の電磁コイル２４．２６へ
通電され、その磁力と可動マグネット３２の間の反発力
又は吸引力がコイルスプリング３４．３６の付勢力と均
衡した状態を保持すべく第１及び第２の電磁コイル２４
．２６への通電を継続する方式がある。消費電力を考慮
した際には第１の方式が経済的であるため本実施例では
第１の方式を採用している。

３８は第２のガイドバーであり、鏡筒２０（第４図及び
第５図には不図示）の外周へ、鏡筒２０の長さ方向へ配
され固定されている。レンズ機構１４の可動部分１８か
らは延出部３０が鏡筒２０外へ不図示のスリットを経て
延設され、第２のガイドバー３８は延出部３０の中途に
貫挿されている。延出部３０は第２のガイドバー３８上
を移動可能になっており、可動マグネット３２をスムー
ズに移動させることができる。

４０は磁性材料で形成された保持片であり、図示の断面
形状を有しており、中途部で延出部３０に対して軸４２
を中心に回動可能に軸着されている。軸４２にはトーシ
ョンスプリング４４が巻回されており、保持片４０の屈
曲された一方の端部４６を常時第５図において反時計方
向へ付勢している。なお、延出部３０にはスリット４８
が開設されており、保持片４０の一端部４６はスリット
４８を通過して第２のガイドバー３８外周面へ押接可能
になっている。この押接力はトーションスプリング４４
に依る。

５０は電磁コイルであり、延出部３０の先端に固定され
ており、通電された際には保持片４０の他端部５４を吸
引する。従って、保持片４０の一端部４６は電磁コイル
５０４こ非通電の状態では第２のガイドバー３８を押接
して可動マグネット３２及び可動部分１８の移動を阻止
し、１ｉｖＬコイル５０へ通電された際に第２のガイド
バー３８との押接が解除され可動マグネット３２及び可
動部分１８の移動を可能にする。

次に、第６図のブロックダイアグラムと共にオートフォ
ーカス機能の制御系の構成について説明する。

５６は光電変換回路であり、通常ＣＯＤ素子等が使用さ
れ、レンズ機構１４が捕えた撮像の光の強さを電圧に変
換する。

５８はコントラスト検出回路であり、光電変換回路５６
において取り込んだ電圧を増幅してコントラストを示す
アナログ信号（電圧データ）として出力する。

６０はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ　）変換回路であっ
てコントラスト検出回路５８の出力であるアナログ信号
をデジタル信号に変換して出力する。

５２は制御手段であるマイクロプロセッサ（以下、ＭＰ
Ｕと記す）であり、詳しいオートフォーカス制御につい
ては後述するが、Ａ／Ｄ変換回路６０からのデジタル信
号等に基づきレンズ機構１４の駆動制御を行う。

６２はＲＯＭであり、ＭＰＵ５２のオペレーティングシ
ステム、オートフォーカス等の機能別プログラム及び、
第１及び第２の電磁コイル２４．２６への印加電圧及び
極性等の制御データが記憶されている。

６４はＲＡＭであり、ＭＰＵ５２が演算で求めた制′ａ
′Ｉｉ圧及び極性等のデータが記憶される。

６６．６８はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路で
あり、ＭＰＵ５２の指示によりＲＡＭ６４から与えられ
た印加電圧の電圧値や極性データをアナログ変換して第
１の電磁コイル２４と第２の！磁コイル２６の駆動回路
７０．７２へそれぞれ送る。なお、駆動回１Ｉｌｉ７０
．７２は受信したデ−夕に基づき第１及び第２の電磁コ
イル２４．２６へそれぞれ電圧を印加する。

７４　ハｏ　Ｎ１０　Ｆ　ＦｉｊＪ？１１回路テアリ、
ＭＰＵ５２の指示に基づき、Ｄ／Ａ変換回路６６．６８
及び保持手段の電磁コイル５０の駆動回路７６の０Ｎ１
０　Ｆ　Ｆを制御するスイッチング制御用の回路である
。

続いて上記のように構成されたオートフォーカス機構１
０の動作について第７図のフローチャートをさらに参照
して説明する。

例えばパワーズーム機構により被写体の構図が設定され
たら、ＭＰＵ５２はオートフォーカス機構１０を作動さ
せるためのプログラムをＲＯＭ６２から読み出し、ＲＡ
Ｍ６４をクリアする（ステップ２００）。

ＭＰＵ５２はＲＡＭ６２より可動マグネット３２をスト
ロークの中央位置に位置させるため予め定められている
第１の電磁コイル２４へ印加する電圧■１と第２の電磁
コイル２６へ印加する電圧■２の初期値をＲＯＭ６２よ
り読出し７てＲＡＭ６４へ記憶する（ステップ２０２）
。

ＭＰＵ５２は電圧■１、■２を第１の電磁コイル２４及
び第２の電磁コイル２６へそれぞれ印加し、可動マグネ
ット３２及び可動部分１８をストロークの中央へ移動さ
せる（ステップ２０４）。

電圧■１をＶｌｏ、　ｉｆ圧ｖ２をＶ２ｏとしてＲＡＭ
６４へ記憶する（ステップ２０６）。

可動マグネット３２が中央位置に在る状態の光電変換回
路５６の出力電圧をコントラスト検出回路５８を介して
コントラストを示す電圧データとして検出しデータＣｏ
としてＲＡＭ６４へ記憶する（ステップ２０日）。

可動マグネット３２を第１の電磁コイル２４又は第２の
電磁コイル２６の方向へ所定距離移動させて、移動前及
び移動後のコントラストを示す電圧データを比較してフ
ォーカスの最適位置を検出するが、その際、第１及び第
２の電磁コイル２４．２６への印加電圧を変化させるこ
とになる。しかし、所定距離移動させるために第１及び
第２の電磁コイル２４．２６への印加する変化電圧ΔＶ
１、Δｖ２の値は可動マグネット３２と第１及び第２の
電磁コイル２４．２６の位置関係により異る。

従って、可動マグネット３２の現在位置に対応する現在
の電圧■１、■２に応じて変化電圧ΔＶ１、Δ■２が予
めＲＯＭ６２に記憶されており、ＭＰＵ５２は現在の電
圧■１、■２に応じた変化電圧Δ■１、Δ■２を読出す
（ステップ２１０）。

次に、ＭＰＵ５２はＲＡＭ６４のＶｌの値を■１ｏ＋Δ
■１、■２の値をＶ２ｏ−Δ■２に更新する（ステップ
２１２）。

第１及び第２の電磁コイル２４．２６へ新たな電圧■１
、Ｖ２を印加する（ステップ２１４）。

この場合、現在の■１は先の■１の値より大きく、か・
つ現在のＶ２は先の■２より小さいので可動マグネット
３２は所定距離第２の電磁コイル２６方向へ移動する。

ここで、ＭＰＵ５２はコントラストを示す電圧データを
検出してデータＣ１としてＲＡＭ６４へ記憶する（ステ
ップ２１６）。

次に、Ｍ　Ｐ　Ｕ　５２はＲＡＭ６４（７）Ｖｌ（７）
値をＶｌｏ−Δｖｉ、■２の値をＶ２ｏ＋Δ■２に更新
する（ステップ２１８）。

第１及び第２の電磁コイル２４．２６へ新たな電圧Ｖ１
、ＩＶ２を印加する（ステップ２２０）。

この場合、現在の■１は前々回の■１より小さく、かつ
現在の■２は前々回の■２より大きいので可動マグネッ
ト３２は所定距離第１の電磁コイル２４方向へ移動する
。つまり、ステップ２１４とは逆方向へ可動マグネット
３２を移動する。

ここで、またＭＰＵ５２はコントラストを示す電圧デー
タを検出してデータＣ２としてＲＡＭ６４へ記憶する（
ステップ２２２）。この時点でＲＡＭ６４には可動マグ
ネット３２がストロークの中央位置に在った時のコント
ラストを示す電圧データＣＯと、可動マグネット３２が
所定距離第２の電磁コイル２６側へ移動した際のコント
ラストを示す電圧データＣ１と、可動マグネット３２が
所定距離第１の１ｉ磁コイル２４側へ移動した際のコン
トラストを示す電圧データＣ２とが記憶されている。

ここでＭＰＵ５２はＣ０１Ｃ１、Ｃ２を比較する（ステ
ップ２２４）。コントラストを示す電圧データの値が大
きい程焦点が合っていることを示すのでＣＩ　＞ＣＯか
つＣＩ＞Ｃ２であれば可動マグネット３２の最適位置は
ストロークの中央位置より第２の電磁コイル２６側とい
うことになるのでＲＡＭ６４の■１の値をＶｌｏ＋Δ■
１、■２の値をＶ２ｏ−Δ■２に更新しくステップ２２
６）、ステップ２０４へ戻り最適位置へ可動マグネット
３２を移動すべく一連の動作を繰返す。

一方、ステップ２２４において、Ｃ２＞ＣｏかつＣ２＞
ＣＩであれば可動マグネット３２の最適位置はストロー
クの中央位置より第１の電磁コイル２４側ということに
なるのでＲＡＭ６４の■１の値をＶｌｏ−Δ■１、■２
の値をＶ２ｏ＋ΔＶ２に更新しくステップ２２８）、ス
テップ２０４へ戻り最適位置へ可動マグネット３２を移
動すべく一連の動作を繰返す。

また、ステップ２２４において、Ｃｏ＞ＣＩかつＣｏ＞
Ｃ２の場合は、可動マグネット３２の現在位置が最適と
いうことになるので調整は終了する。その際、可動マグ
ネット３２及び可動部分１８を当該位置に保持すべく予
め通電されていた電磁コイル５０への通電を停止し、保
持片４０の一端部４６を第２のガイドバー３８へ押接し
て可動マグネット３２等の現在位置を保持する。電磁コ
イル５０への通電はオートフォーカス機構１０が始動し
たら再開するようになっている。

なお、割込処理（スッテプ２３０）はステップ２０４の
前に入る。

続いて第８図と共に他の実施例について説明する。第８
図は鏡筒を省略した概略図であって、ガイドである第１
のガイドバー２８ａ・・・が３本、鏡筒の外側に平行に
配されており、３個の可動マグネッ）３２ａ・・・が可
動部分１８ａと一体になって移動可能になっている。容
箱１のガイドバー２８ａ・・・の両端には電磁コイル２
４ａ・・２６ａ・・・が１対ずつ設けられ、付勢手段で
あるコイルスプリング３４ａ・・・　３６ａ・・・もそ
れぞれ弾装されている。この実施例においてガイドが複
数設けられているため可動部分１８ａの移動を安定させ
ることができる。その場合、第１のガイドバー２８ａ・
・・の必ずしも全てに電磁コイル、付勢手段を設けなく
てもよい。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果） 本発明に係るカメラレンズの調整機構を用いると、オー
トフォーカス機構やパワーズーム機構としてモータを用
いる必要がな（なる。そのため、減速機を含めモータを
使用しないため、モータ駆動に伴う騒音や振動の発生が
全（ないので、特にビデオカメラ用に好適である。また
、請求項２の保持手段を採用すればレンズ機構を調整し
た状態で保持可能となる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカメラレンズの調整機構の実施例
の概略を示した斜視図、第２図はその部分破断側面図、
第３図は電磁コイルへの印加電圧と可動マグネットの位
置についての関係を示したグラフ、第４図及び第５図は
保持手段について示した説明図、第６図はオートフォー
カス機能を制御する制御系のブロックダイアグラム、第
７図はＭＰＵのオートフォーカス機能の制御を示したフ
ローチャート、第８図は他の実施例の概略を示した説明
図、第９図は従来のカメラの調整機構を示した斜視図。 １０・・・オートフォーカス機構、 １４・・・レンズ機構、　　１６・・・レンズ、１８・
・・可動部分、　　２０・・・鏡筒、２４・・・第１の
電磁コイル、　　２６・・・第２の電磁コイル、　２８
・・・第１のガイドバー３２・・・可動マグネット、 ３４．３６・・・コイルスプリング、 ４０・・・保持片、　５０・・・電磁コイル。 第 図 第 ＺＩ 第 図 第 図 ２Ｌ３ 第 図 父 第 ド１ ６ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡筒と、 複数枚のレンズを含み、前記鏡筒内に配され、フォーカ
   シング、ズーミング等の際には機能に対応する可動部分
   が鏡筒の軸線方向へ移動可能なレンズ機構と、 前記鏡筒の外周面に、鏡筒の軸線と平行に配設された１
   以上のガイドと、 該ガイドに沿って移動可能に設けられ、前記レンズ機構
   の所定の可動部分と一体に連動可能に連結された可動マ
   グネットと、 前記鏡筒の外周面であって、前記ガイドの両端近傍にそ
   れぞれ配され、電圧が印加された際には前記可動マグネ
   ットを吸引又は反発する磁極が現れる１対以上の電磁コ
   イルと、前記可動マグネットを該電磁コイルから離反す
   る方向へ付勢する付勢手段と、 前記レンズ機構を所定の撮像条件に合致すべく、前記可
   動マグネット又は前記可動部分を移動させるため、電磁
   コイルへの印加電圧及び極性を調整する制御手段とを具
   備することを特徴とするカメラレンズの調整機構。 ２、前記電磁コイルへの電圧印加を停止した際に、前記
   付勢手段の付勢力に抗して前記可動マグネットを現在位
   置に保持する保持手段を具備することを特徴とする請求
   項１記載のカメラレンズの調整機構。 ３、前記保持手段は前記電磁コイルへ電圧が印加された
   際に前記可動マグネットの保持を解放することを特徴と
   する請求項２記載のカメラレンズの調整機構。 ４、前記ガイドは互いに鏡筒の周方向に間隔をおいて複
   数配設されていることを特徴とする請求項１、２または
   ３記載のカメラレンズの調整機構。