JPH05196850A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ保持枠の傾きを防止し、案内棒との摩
擦を軽減して円滑に移動できるレンズ駆動装置をコンパ
クトに得ること。 【構成】 レンズ１ｂ，１ｄを保持するレンズ保持枠１
１、１４と、このレンズ保持枠１１ 、１４の外周部に
配置したマグネット１５およびコイル１６と、前記レン
ズ保持枠１１、１４と一体に構成されたスリーブ部１１
ａ，１４ａと、このスリーブ部１１ａ，１４ａに嵌合し
前記レンズ保持枠１１，１４を光軸方向にガイドする案
内棒３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂとを有するレンズ駆動装置
において、前記マグネット１５および前記コイル１６
を、その中心軸が光軸から前記スリーブ方向に偏心させ
て配置したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラ・ビデオカメラに
おける撮影レンズあるいは投影レンズ等のレンズ群を駆
動するレンズ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のレンズ駆動制御装置に
は、ＤＣモータやステッピングモータといったモータが
よく用いられている。

【０００３】図６は従来のビデオカメラ用ズームレンズ
のレンズ鏡筒を示す縦断面図、図７は図６のＣ−Ｃ線に
沿う縦断面図である。図６、図７において、１ａ〜１ｄ
は固定筒２内に収納した撮影レンズ、３，４ａ，４ｂは
固定筒２内に光軸５と平行に配設した案内棒、６は駆動
源としての直流モータであり、出力軸６ａ、ギア列７、
スクリュー溝８ａを有するスクリュー棒８、押圧ばね９
の押圧力でスクリュー溝８ａに押圧係合させたボール１
０を介して、画角変化を行わせるためのバリエーターレ
ンズである上記撮影レンズ１ｂを保持するレンズ保持枠
１１を上記案内棒３に沿って光軸方向に移動させる。１
２は駆動源としてのステッピングモータであり、出力軸
１２ａのねじ部に螺合するネジ部材１３を介して、画角
変化に伴うピント位置変化と合焦のための上記撮影レン
ズ１ｄを保持し、スリーブ部１４ａに上記ねじ部材１３
を一体的に組付けたレンズ保持枠１４を案内棒４ａ．４
ｂに沿って光軸方向に移動させる。１８はシャッタユニ
ットを駆動するステッピングモータである。

【０００４】近年カメラ・ビデオカメラにおいては、小
型化が進み、従来並あるいはそれ以上の機能を保ちつ
つ、体積・重量を低減させる必要が生じている。このた
めの一手段として、レンズを保持するレンズ保持枠の外
周部にマグネットを配設し、そのマグネットの外周にコ
イルとヨークを配設してボイスコイルモータを形成し、
このボイスコイルモータでレンズ保持枠を光軸方向に駆
動するシステムが例えば特願平２−２０６５９号公報に
記載されている。この公報に記載されたシステムでは、
ボイスコイル中心軸と光軸を略一致させることにより、
コンパクトなレンズ駆動アクチュエータを実現してい
る。

【０００５】図８はボイスコイルモータの適用例を示す
もので、図９は図８のＤ−Ｄ線に沿う縦断面である。図
８、図９において、前記図７と同一部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。レンズ１ｂ１〜１ｂ３を保
持したレンズ保持枠１１の外周にヨーク１７ａとボビン
１９に巻付けたコイル１６を配設し、ヨーク１７ａに対
向してコイル１６の外側にヨーク１７ｂとこれに接着し
たマグネット１５を配設し、このヨーク１７ａ．１７
ｂ、マグネット１５を固定筒２に取付けてある。上記レ
ンズ保持枠１１は光軸５と平行な２本の案内棒３ａ・３
ｂによって光軸方向に移動可能に保持されている。

【０００６】マグネット１５は図示のように着磁されて
いるので、ヨーク１７ａ・１７ｂの間には半径方向に磁
場が形成されている。コイル１６はヨーク１７ａ・１７
ｂの間に存在し、かつ円周方向に巻かれているので、こ
のコイル１６に電流を流すと、光軸方向への駆動力が発
生し、ボビン１９を一体に構成されているレンズ保持枠
１１及びレンズ群１ｂ１〜１ｂ３が光軸方向に駆動す
る。

【０００７】上記図８、図９はマグネット１５が固定さ
れ、コイル１６が移動するタイプであるのに対し、図１
０はコイルが固定され、マグネットが移動するタイプで
ある。この図１０のマグネット移動タイプは、レンズ１
ｂ１〜１ｂ３を保持するレンズ保持枠１１の外周部に、
半径方向に着磁されたマグネット１５が接着され、その
外周にマグネット１５と適当な空隙を設けてヨーク１７
ａ・１７ｂの内周に接着され、円周方向に巻かれたコイ
ル１６が設けられている。そして、上記レンズ保持枠１
１は２本の案内棒３ａ・３ｂで光軸方向に移動可能に保
持されているので、コイル１６に電流を流すと、レンズ
保持枠１１は光軸方向に移動する。

【０００８】図１１は以上説明したボイスコイルアクチ
ュエータを用いて、ビデオレンズシステムを形成した例
を示すもので、本図では変倍用バリエーターレンズのレ
ンズ群１ｂとフォーカスレンズのレンズ群１ｄをボイス
コイルアクチュエータを用いて駆動する構成であり、レ
ンズ群１ｂとレンズ群１ｄの絶体位置を検出するための
エンコーダ２０・２１が取り付けられている。

【０００９】このエンコーダ２０・２１はリニアタイプ
のボリュームやグレーコードパターンが形成された電極
をブラシでなぞるタイプのものや、レンズ保持枠と共に
動く等の光学素子とＰＳＤ等の光電変換素子とで位置検
出を行なうタイプのもの等が考えられる。

【００１０】エンコーダ２０・２１からの出力は、それ
ぞれの読み取り回路２２・２３で読み取られ、ＣＰＵ２
４に送られる。また、ＣＣＤ２５からのビデオ信号によ
ってピント状態に関する情報も読み取り回路２６を介し
てＣＰＵ２４に送られる。

【００１１】ＣＰＵ２４では、これらの情報とＲＯＭ２
７中に予め記憶された情報を基に各ボイスコイルに流す
べき電流値あるいはその波形を決定し、各々のドライバ
２８・２９を介して、コイル１６ａ・１６ｂに通電す
る。このシステムによって、レンズ群１ｂとレンズ群１
ｄは常に合焦が保たれるような位置に保持される。

【００１２】以上のように、ボイスコイルアクチュエー
タを用いてビデオレンズシステムを成り立たせるには、
レンズ位置エンコーダ２０・２１が必要となる。前記図
１１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略し
た図１２は、レンズ群１ｂを保持するレンズ保持枠１１
にブラシ３０を取り付けた従来例である。この例におけ
るブラシ３０はパターン基板或いはボリューム基板３１
に当接されており、レンズの位置信号をＯＮ−ＯＦＦ信
号あるいは電圧信号として出力するものである。

【００１３】

【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、ボイスコイルモータの推力は光軸を重心として
発生することになり、レンズ群の傾きや偏心はレンズ保
持枠１１，１４に一体成形されたスリーブ部１１ａ・１
４ａで規制されているので、このスリーブ１１ａ・１４
ａから遠い位置に力が加わると、レンズ保持枠１１・１
４が傾き易くなり、光学性能の劣化を招く恐れがある。
また、レンズ群１ｂ・１ｄの光軸方向の移動をガイドす
る案内棒３ａ・３ｂ，４ａ・４ｂとスリーブ部１１ａ・
１４ａがこじり易くなり、摩擦係数の増大を招き、レン
ズ保持枠１１・１４の動きが鈍くなる等の問題点があっ
た。

【００１４】また、レンズ群の移動ストロークが大きく
なると、レンズ保持枠１１・１４の外周部に配置したヨ
ーク１７ａ・１７ｂ、マグネット１５、コイル１６ａ・
１６ｂ等もそれに伴って光軸方向に長く設定しなくては
ならない。例えば、マグネットが移動するＭＭ型として
コイル１６ａ・１６ｂをマグネット外周部に配置した場
合には、コイル１６ａ・１６ｂの一部を切欠くといった
ことはなかなか困難である。従って例えばレンズの位置
検出部材であるブラシ３０とボリューム基板３１を設置
するためには、図１３に示すように光軸方向にレンズ保
持枠１１・１４と一体に長い腕を伸ばし、コイル１６ａ
をよける形で位置検出部材であるブラシ３０とボリュー
ム基板３１を設けなくてはならない。このことはビデオ
レンズの小型化に反するばかりでなく、部品点数の増大
や精度保証のためのコストアップ、組立の困難さ、設計
自由度の減少等に影響するという問題点があった。

【００１５】本発明は上記のような問題点を解消したレ
ンズ駆動装置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記のような構
成を有することを特徴とするレンズ駆動装置である。 （１）レンズ群を保持するレンズ保持枠と、このレンズ
保持枠の外周部に配置したマグネットおよびコイルと、
前記レンズ保持枠と一体に構成されたスリーブ部と、こ
のスリーブ部に嵌合し前記レンズ保持枠を光軸方向にガ
イドする案内棒とを有するレンズ駆動装置において、前
記マグネットおよび前記コイルを、その中心軸が光軸か
ら前記スリーブ方向に偏心させて配置したことにより、
推力発生中心をスリーブ部に近ずけ、レンズの傾きや偏
心を未然に防ぎ、光学性能劣化を用事ないようにしたも
のである。 （２）レンズ群を保持するレンズ保持枠と、このレンズ
保持枠の外周部に配置したマグネットおよびコイルと、
前記レンズ保持枠と一体に構成されたスリーブ部と、こ
のスリーブ部に嵌合し前記レンズ保持枠を光軸方向にガ
イドする案内棒とを有するレンズ駆動装置において、前
記スリーブ部が前記マグネットあるいは前記コイルより
も常に光軸方向外側に位置するように構成したことによ
り、鏡筒から位置エンコーダ等の付属品を取り付けるこ
とを容易にできる。

【００１７】

【実施例】

第１実施例 図１は本発明の特徴を最もよく表わす図面であり、前記
図１３におけるフォーカスレンズのレンズ群１ｄを保持
したレンズ保持部１４を示す正面図、図２は図１のＡ−
Ａ線に沿う縦断面図であり、図１、図２において前記図
１３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【００１８】マグネット１５は内周から外周に向かって
着磁されており、内周がＳ極であれば外周はＮ極、内周
がＮ極であれば外周はＳ極となっている。コイル１６は
マグネット１５の外周部に一定の間隔をおいて、円周方
向に巻かれているので、このコイル１６に通電すると、
マグネット１５には光軸５に沿った方向の力が加わるこ
とになる。

【００１９】このマグネット１５とレンズ保持枠１４及
びレンズ群１ｄは一体化されているので、コイル１６に
通電すると、結局、マグネット１５の着磁方向と電流の
流れる方向によって決まる方向に力が発生し、レンズ群
１ｄを保持したレンズ保持枠１４は光軸方向に移動する
ことになる。

【００２０】本実施例は図１から明らかなようにコイル
１６の中心０がレンズ保持枠１４のスリーブ部１４ａに
近ずくように偏心させ、コイル１６の推力中心がスリー
ブ部１４ａに近くなるようにしている。このように、レ
ンズ外周にコイル１６を偏心して配置することにより、
レンズ保持枠１４の傾きが抑えられ、コンパクトにまと
まったレンズ駆動用アクチュエータを構成することがで
きる。

【００２１】第２実施例 図３は第２実施例を示す正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線
に沿う縦断面図である。前記第１実施例はマグネット１
５が移動するタイプであったのに対し、本実施例ではコ
イル１６が移動するタイプであり、前記図１、図２と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００２２】本実施例も前記第１実施例と同様マグネッ
ト１５は内周から外周へと着磁されているので、コイル
１６に通電すると、その通電方向と着磁によって決る方
向に力が発生し、レンズ保持枠１４を駆動する。

【００２３】この時、図３に示すように、コイル１６の
中心０は光軸５からレンズ保持枠１４ａのスリーブ部方
向へ偏心しており、推力発生中心がスリーブ部側に近ず
いてレンズ保持枠１４の傾きが抑えられ、コンパクトに
まとまったレンズ駆動用アクチュエータを構成すること
ができる。

【００２４】第３実施例 図５は第３実施例を示すレンズ鏡筒の縦断面図であり、
前記図１２と同一部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。マグネット１５は半径方向に着磁されてお
り、コイル１６ａ・１６ｂはその外周部に適当な間隙を
保って円周方向に巻かれているので、コイル１６ａ・１
６ｂに電流を流すと、レンズ保持枠１１、１４は光軸方
向に移動する。

【００２５】本実施例はレンズ保持枠１１の駆動にはマ
グネット１５が移動するタイプを示したが、レンズ保持
枠１４の駆動にはコイル１６ｂが移動するタイプを示し
ている。すなわち、レンズ群１ｄのレンズ保持枠１４に
ボビン１９が一体に構成されており、コイル１６ｂが円
周方向に巻かれている。その外周に適切な間隙を設け
て、マグネット１５ｂとヨーク１７ａ・１７ｂが図のよ
うに配置されている。マグネット１５は図中に示すごと
く着磁されており、ヨーク１７ａ・１７ｂの間は半径方
向に磁場が生じており、コイル１６ｂに電流を流すこと
で、レンズ保持枠１４が光軸方向に移動する。

【００２６】図５はレンズ群１ｂが最も前玉レンズ群１
ａ側に近ずいた際の図を示してあるが、本実施例はこの
時点でもレンズ保持枠１１のスリーブ部１１ａの図中右
側の端は、コイル１６ａよりも光軸方向のＣＣＤ側に出
っ張るように構成しているので、エンコーダ用ブラシ３
０はスリーブ１１ａにビス締めあるいは接着等の方法に
よって容易に取付けることができる。

【００２７】また、レンズ群１ｄが最もＣＣＤ側に寄っ
た図を示しており、この状態でレンズ保持枠１４と一体
に構成したスリーブ部１４ａの図中左端がヨーク１７ａ
・１７ｂよりも光軸方向に前玉側に出っ張るように構成
しているので、エンコーダ用ブラシ３０を上記スリーブ
部１４ａに前記と同様の手段で容易に取付けることがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のよれば、ボイスコイルモータの中心軸をレンズ光軸
よりもレンズ保持枠のスリーブ部方向に偏心させるよう
に構成したので、レンズ保持枠の傾きが防止され、レン
ズ保持枠の摩擦を増大させることなく、十分な推力が得
られ、レンズ駆動装置をコンパクトにまとめることが可
能となった。

【００２９】また、請求項２記載の発明によれば、レン
ズ群保持枠の移動ストロークによって決定されるコイル
・ヨーク・マグネットの長さよりも、案内棒で保持され
ているレンズ保持枠のスリーブ部が、常に光軸方向の外
側に位置するように構成したので、エンコーダ等の付属
品をコンパクトに取り付けることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すレンズ鏡筒の正面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。

【図３】本発明の第２実施例を示すレンズ鏡筒の正面
図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図。

【図５】本発明の第３実施例を示すレンズ鏡筒の縦断面
図。

【図６】従来のレンズ鏡筒の縦断面図。

【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う縦断面図。

【図８】ボイスコイルモータを装着したレンズ鏡筒の正
面図。

【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿う縦断面図。

【図１０】ボイスコイルモータを装着したレンズ鏡筒の
分解斜視図。

【図１１】ボイスコイルアクチュエータを用いたビデオ
レンズシステムの構成図。

【図１２】レンズ保持枠にブラシを取り付けた従来のレ
ンズ鏡筒の縦断面図。

【符号の説明】

１ｂ，１ｄ レンズ ３ａ，３ｂ 案内棒 ４ａ，４ｂ 案内棒 １１，１４ レンズ保持枠 １５ マグネット １６ コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持するレンズ保持枠と、この
   レンズ保持枠の外周部に配置したマグネットおよびコイ
   ルと、前記レンズ保持枠と一体に構成されたスリーブ部
   と、このスリーブ部に嵌合し前記レンズ保持枠を光軸方
   向にガイドする案内棒とを有するレンズ駆動装置におい
   て、前記マグネットおよび前記コイルを、その中心軸が
   光軸から前記スリーブ方向に偏心させて配置したことを
   特徴とするレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 レンズ群を保持するレンズ保持枠と、こ
   のレンズ保持枠の外周部に配置したマグネットおよびコ
   イルと、前記レンズ保持枠と一体に構成されたスリーブ
   部と、このスリーブ部に嵌合し前記レンズ保持枠を光軸
   方向にガイドする案内棒とを有するレンズ駆動装置にお
   いて、前記スリーブ部が前記マグネットあるいは前記コ
   イルよりも常に光軸方向外側に位置するように構成した
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。