JPH0450907A - 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６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ンピングモータ、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と共に鏡筒１
０６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等が鏡筒１０６の外周に設
けられている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 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、カメラの小型軽量化はまずまず要求されているが
、オートフォーカス駆動用モータ、パワーズーム駆動用
モータ、減速機、ロータリーソレノイド等が鏡筒の外周
に層状に突出するよう配置することはスペースファクタ
ーを著しく悪化させ、カメラの小型化の障害になってい
る。また、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」
二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零体乙こ内蔵された構造
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同し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、本発明はカメラの小型化を図るに好適であると
共に、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、永久磁石で形成され、前記鏡筒の外周へ、鏡
筒の軸線方向へ移動可能に外嵌されると共に、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、前記可
動マグネットの移動ストロークの両端近傍にそれぞれ固
定され、電圧が印加された際には内側端面に、可動マグ
ネットを移動させるための磁極が現れる一対の電磁コイ
ルと、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。

（作用） 作用について説明する。

一対の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、一対の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・振動の発生防止が可能となる。

（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
り、第４図は制御系統のブロックダイアグラムである。

まず、オートフォーカス機構１０の構成についで説明す
る。

１４はレンズ機構であり、複数枚のレンズ１６・・・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。

３２は可動マグネットであり、永久磁石で形成され、鏡
筒２０の軸線と直角なラジアル方向に磁極が着磁されて
いる（第２図参照）。可動マグネット３２は鏡筒２０に
遊嵌状態で外嵌されており、鏡筒２０の軸線方向へ移動
可能になっている。可動マグネット３２の内壁面からは
連結部３４が内側へ延出され、鏡筒２０ｔこその長さ方
向へ透設されたスリット３６を貫通して可動部分１８へ
先端が固定されている。従って、可動マグ矛ット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。

２２ａ、２２ｂは一対の電磁コイルであり、磁性材料で
形成され、可動マグふット３２と外径が略同径で、断面
コ字状かつコの字の開放側が対向して配されたコア１２
・・・に電線が巻回されて成り、鏡筒２０の外周であっ
て、可動マグ矛ソト３２の移動ストロークの両端近傍乙
こ、通電した際に内周側及び外周側の磁極が対向する状
態でそれぞれ固定されている。電磁コイル２２ａ、２２
ｂに電圧が印加されると鏡筒２０の軸方向の内側端面に
磁極が現れるようになっている。その磁極は電磁コイル
２２ａ、２２ｂが対向している可動マグネット３２の磁
極と同一の磁極になるよう電磁コイル２２ａ、２２ｂは
それぞれ形成されている。

つまり、可動マグＸシト３２は電磁コイル２２ａ、２２
ｂと反発し合う関係ムニなっている。なお、可動マグ２
ツト３２を移動さゼるためには上記の反発式に代えて、
電磁コイル２２ａ、２２ｂの一方が可動マグネット３２
を吸引して（その際他の一方が可動マグネット３２を反
発してもよい）、移動させることも可能である。その場
合、可動マグネット３２の着磁は上記反発式の場合と極
性が逆になるのはもちろんである。本実施例においては
、反発式を例に挙げて説明する。

可動マグネット３２は電磁コイル２２ａ、２２ｂによっ
て移動されるが、その移動量（移動する位置）は第３図
に示すように電磁コイル２２ａと２２ｂ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ｉ１　（Ｌｌ、　Ｌ２＋
　Ｌ３　　・・・）が決まる。

２４ａ、２４ｂは付勢手段の一例であるコイルスプリン
グであり、の電磁コイル２２ａと可動マグネット３２及
び電磁コイル２２ｂ々可動マグネツト３２の間にそれぞ
れ弾装されている。コイルスプリング２４ａ、２４ｂは
電磁コイル２２ａと電磁コイル２２ｂへ電圧が印加され
ていない時に可動マグネット３２が自らの磁力でコア１
２・・・を吸引し、電磁コイル２２ａ又は電磁コイル２
２ｂ方向へ偏倚するのを防止すべく可動マグネット３２
を常時電磁コイル２２ａと第２の電磁コイル２２ｂから
離反する方向へ付勢している。

なお、可動マグネット３２がコア１２・・・へ接近する
のを防止するためには、付勢手段の他、非磁性材料製の
スペーサや、電磁コイル２２ａ、２２ｂへの電圧印加等
の手段を用いることもできる。

次に、第４図のブロックダイアク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。

２６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。

２８はコントラスト検出回路であり、光電変換回路２６
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。

３０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２８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１、Ｍ
ＰＵ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。

５４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、
電磁コイル２２ａ、２２ｂ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。

５６はＲＡＭであり、ＭＰＵ５２が演算で求めた制御電
圧及び磁性等のデータが記憶される。

５８．６２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ＲＡＭ５６から与えられ
た印加電圧の電圧値や極性のデータをアナログ変換して
Ｎｆｍコイル２２ａと電磁コイル２２ｂの駆動回路３日
、４０へそれぞれ送る。

なお、駆動回路３８．４０は受信したデータに基づき電
磁コイル２２ａ、２２ｂへそれぞれ電圧を印加する。

６４は○Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御回路であり、ＭＰＵ５２の
指示に基づき、Ｄ／Ａ変換回路５８．６０及び後述する
保持手段６０の駆動回路４２の０Ｎ１０ＦＦを制御する
スイッチング制御用の回路である。

上述の保持手段６０について述べる。電磁コイル２２ａ
、２２ｂへ電圧が印加されると可動マグネット３２は電
磁コイル２２ａ、２２ｂの磁力と反発し、コイルスプリ
ング２４ａ、２４ｂの付勢力に抗して移動するが、電磁
コイル２２ａ、２２ｂ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２４ａ、２４ｂの付勢
力により通電前の位置へ戻ってしまう。そのため可動マ
グネット３２及び可動部分１８の位置を保持するために
電気的に作動する保持手段６０（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
、電磁コイル２２ａ、２２ｂへ通電された際に解放する
方式がある。第２に電磁コイル２２ａ、２２ｂ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２４ａ、２４ｂ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１
８の移動を阻止する方式、第３に電磁コイル２２ａ、２
２ｂ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２４ａ、２４ｂの
付勢力と均衡した状態を保持すべく電磁コイル２２ａ、
２２ｂ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。

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５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、ＭＰＬＩ５２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ＲＯＭ５４から読み出し、Ｒ
ＡＭ５６をクリアする（ステップ２００）。

ＭＰＵ５２はＲＡＭ５４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
電磁コイル２２ａへ印加する電圧■１と電磁コイル２２
ｂへ印加する電圧■２の初期値をＲＯＭ５４より読出し
てＲＡＭ５６へ記憶する（ステップ２０２）。

ＭＰＵ５２は電圧■１、■２を電磁コイル２２ａ及び電
磁コイル２２ｂ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Ｖ１をＶｌｏ、電圧■２をＶ２ｏとしてＲＡＭ５６
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２６の出力電圧をコントラスト検出回路２８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ＲＡＭ５６へ記憶する（ステップ２０８）。

可動マグネット３２を電磁コイル２２ａ又は電磁コイル
２２ｂの方向へ所定距動移動させて、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、電磁コイル２２ａ、
２２ｂ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電磁コイル２２ａ、２２ｂへ
印加する変化電圧Δ■１、八■２の値は可動マグネ・７
ト３２と電磁コイル２２ａ、２２ｂの位置関係により異
る。従って、可動マクプツト３２の現在位置に対応する
現在の電圧Ｖ１、■２に応して変化電圧Δ■１、Δ■２
が予めＲＯＭ５４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ＲＡＭ５６の■１の値を■１ｏ＋Δ
■１、■２の値をＶ２ｏ−△■２に更新する（ステップ
２１２）。

電磁コイル２２ａ、２２ｂへ新たな電圧■１、■２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■２は先の■２より
小さいので可動マグ矛・ント３２は所定距離移動る〃コ
イル２２ｂ方向へ移動する。

ここで、ＭＰｔＪ５２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ＲＡＭ５６へ記憶する（ス
テップ２１６）。

次に、Ｍ　Ｐ　Ｕ　５２はＲＡＭ５６の■１の値を■１
ｏ−△■１、■２の値をＶ２ｏ＋ΔＶ２に更新する（ス
テップ２１８）。

電磁コイル２２ａ、２２ｂへ新たな電圧■１、■２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矛ット３２は所定距離電磁コイ
ル２２ａ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ＲＡＭ５６へ記憶する（
ステ、ブ２２２）。この時点でＲＡＭ５６には可動マグ
矛ット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、可動マグ矛ソト３２が
所定部！！１電磁コイル２２ｂ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
所定距離電磁コイル２２ａ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ＭＰＵ５６はＣｏ、ＣＩ、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Ｃ１＞Ｃｏかつ
Ｃ１＞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電磁コイル２２ｂ側ということ
になるのでＲＡＭ５６の■１のイ直をＶｌｏ＋Δ■１、
Ｖ２のイ直をＶ２ｏ−Δ■２に更新しくステップ２２６
）、ステップ２０４へ戻り最適位置へ可動マグネット３
２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＞
Ｃ１であれば可動マグネット３２の最適位置はストロー
クの中央位置より電磁コイル２２ａ側ということになる
のでＲＡＭ５６の■１の値をＶｌｏ−Δ■１、■２の値
をＶ２ｏ＋Δ■２に更新しくステップ２２Ｂ）、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、可動マグ名ット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
め通電されていた保持手段６０への通電を停止し、可動
マグふソト３２等の現在位置を保持する。保持手段６０
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、割入処理（ステップ２３０）はステップ２０４の
前に入る。

続いて、第６図と共に他の実施例について説明する。第
６図の例は電磁コイル８０ａ、８０ｂのコア８２・・・
の形状を断面り字状に形成したものである。前実施例と
同様、電磁コイル８０ａ、８０ｂへ通電された際にはコ
ア８２・・・の内端面に磁極が現れるようになっている
。なお、可動マグネット８４の磁極は図示のとおり、鏡
筒８８の軸線に平行な方向の端面に着磁されている。才
た、この実施例では前実施例の付勢手段に代えてストッ
パ８６・・・を設けて可動マグネット８４が自らの磁力
によりコア８２・・・へ接触、又は必要以上に接近する
のを規制している。

その他、可動マグネットの形状はリング状に限定されず
、馬蹄形状等、鏡筒上を移動可能な形状であればどのよ
うな形状でもよい。

以上、本発明の好適な実施例について種々性べて来たが
、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
いる必要がなくなる。そのため、減速機を含め、鏡筒の
外周に層状に突出する部材を省略できるため、カメラの
小型化をより一層図ることが可能となる。さら乙こ、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くないので、特にビデオカメラ用
に好適である。また、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ダラム、
第５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６図は他の実施例を示した部分破断
側面図、第７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、２２ａ、２２ｂ・・
・電磁コイル、 ２４ａ、２４ｂ・・・コイルスプリング、３２・・・可
動マグネット、　　５２・・・ＭＰＵ６く 第 図 ｌ ２Ｌ３ 第 ［イ：１ 第 図 第 ］ンＩ

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、 永久磁石で形成され、前記鏡筒の外周へ、 鏡筒の軸線方向へ移動可能に外嵌されると共に、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
   可動マグ ネットの移動ストロークの両端近傍にそれぞれ固定され
   、電圧が印加された際には内側端面に、可動マグネット
   を移動させるための磁極が現れる一対の電磁コイルと、 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、前記可動マグネットを前記電磁コイルから離反する
   方向へ付勢する付勢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、前記電磁コイルは磁性材料製のコアを有することを
   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、２又は３記載のカメラレンズの調整機構。 ５、、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１、２、３又は４記載のカメラレンズの調
   整機構。