JPH05196853A - レンズ鏡筒の初期位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉型の鏡筒にレンズ初期位置検出装置を装
着し、鏡筒内への塵や埃等が入込むことを防止し、また
鏡筒自体の強度も向上させてレンズ鏡筒としての信頼性
を向上させる。 【構成】 レンズを保持したレンズホルダーを鏡筒内に
光軸に沿って移動自在に配設したレンズ鏡筒に取り付け
られ、レンズの初期位置を検出する初期位置検出装置と
して、レンズ鏡筒の外側に感磁センサ手段２４を配設
し、かつレンズホルダーがレンズ鏡筒内部を移動する際
に、感磁センサ手段と鏡筒壁面を隔てて対向することが
できるレンズホルダー上の所定位置に、マグネット２３
を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ鏡筒において、レ
ンズホルダー（レンズ）の初期位置を検出するための初
期位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばビデオカメラでは、フォーカス用
のマスターレンズ群やズーム用のバリエータレンズ群等
を光軸に沿って移動させてピントを合わせるインナーフ
ォーカス式のレンズ鏡筒が用いられている。これらのフ
ォーカス用レンズやスーム用レンズなどの可動レンズは
ステッピングモータによって光軸方向に移動されるよう
になされることが多いが、レンズの駆動動作や、インク
リメンタルなエンコーダを用いて位置制御を行なう場
合、まず現在のレンズ位置が判別されなければならな
い。

【０００３】そこで、この現在のレンズ位置（レンズを
保持するレンズホルダーの位置と同義）を検出するため
に、ある原点となるレンズ位置（初期位置）が定めら
れ、この初期位置からのパルスカウント数、例えばステ
ッピングモータの駆動パルスのカウント数を検出するこ
とによって、現在のレンズ位置が判別されるようになさ
れている。従って、まずレンズの初期位置が厳密に定め
なければならず、このため従来より、レンズ鏡筒には初
期位置検出装置が装着されている。

【０００４】従来の初期位置検出装置を図７〜図９によ
って説明する。なお、この例のズームレンズ鏡筒では、
ズーム用のレンズに対してフォーカス用のレンズの位置
が一義的に定まるものであり、ズーム用のレンズの位置
に対して、フォーカス用のレンズの焦点を合わせるよう
に駆動制御する際の基準となる初期位置を検出するため
の初期位置検出装置が搭載されている。

【０００５】図７において１はレンズ鏡筒であり、この
レンズ鏡筒１の円筒状の鏡筒２内において、フォーカシ
ングレンズ（群）３側の一対のガイド軸４ａ，４ａには
ズーム用のバリエータレンズ（群）５を保持したレンズ
ホルダー６が手動により光軸Ｃに沿って移動自在に設け
られている。

【０００６】また鏡筒２内のＣＣＤ７側の一対のガイド
軸４ｂ、及び駆動軸４ｃには、フォーカス用のマスター
レンズ（群）８を保持した円筒状のレンズホルダー９が
図示しないステッピングモータ等を介して光軸Ｃに沿っ
て移動自在に設けられている。つまり、モータによって
ねじ溝が設けられた駆動軸４ｃが回転されることによ
り、レンズホルダー９が駆動される。

【０００７】そして、マスターレンズ８側のレンズホル
ダー９と鏡筒２には、レンズホルダー９の初期位置、即
ちマスターレンズ８の初期位置を検出するために初期位
置検出装置５０が設けられている。

【０００８】この初期位置検出装置５０は、図７、図８
のように円筒状のレンズホルダー９の下部に遮光板５１
が取り付けられ、また、鏡筒２における、遮光板５１の
移動軌跡範囲内の所定位置にはフォトインタラプタ５２
が設けられている。

【０００９】このフォトインタラプタ５２は、上記遮光
板５１の移動軌跡を挟んで対向される発光素子５３（Ｌ
ＥＤ）及び受光素子５４（フォトトランジスタ）を備え
ており、発光素子５３から出射された光は受光素子５４
によって検出されるようになされている。そして、遮光
板５１がこの発光素子５３と受光素子５４の間隙部に位
置したときに、受光素子５４には発光素子５３からの光
は検出されず、このときの受光素子５４の出力信号によ
り、レンズホルダー９、即ちマスターレンズ８の初期位
置が検出されるようになされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この初期位
置検出装置５０を設けるために、鏡筒２には図９のよう
に孔部２ａが設けられ、レンズホルダー９に取り付けら
れた遮光板５１は、この孔部２ａ内を移動するようにな
されている。（なお、図９において、鏡筒２はレンズホ
ルダー９の可動範囲に相当する一部のみを図示してい
る）そして、インタラプタ５２は孔部２ａ上の一部に相
当する鏡筒２の外部位置に設けられて、遮光板５１によ
る遮光がなされるようにされている。もちろんフォトイ
ンタラプタ５２の各端子５２ａは図示しない回路系と接
続され、ＬＥＤ駆動信号の供給やフォトトランジスタの
出力がなされる。

【００１１】しかしながら、このような従来の初期位置
検出装置には次のような問題がある。まず、フォトイン
タラプタ等のセンサ手段は制御回路系と接続するために
鏡筒２の外部に配置する必要があり、一方、このセンサ
手段のオン／オフは鏡筒２内のレンズホルダー９に取り
付けられた遮光板５１によって行なうため、どうしても
上記のように鏡筒２に孔部２ａを設けることが必要にな
るが、これによって鏡筒２内にゴミや埃が入り込んだ
り、鏡筒２自体の強度が低下したりして、レンズ鏡筒の
動作の信頼性が低下する。

【００１２】また、フォトインタラプタ５２及び遮光板
５１は小型化が難しく、撮影レンズ機構全体の小型化や
コストダウンの障害になっている。さらに、発光素子
（ＬＥＤ）５３は常にオン状態になければならないた
め、消費電力が大きくなる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点にかんがみてなされたもので、レンズを保持したレン
ズホルダーを鏡筒内に光軸に沿って移動自在に配設した
レンズ鏡筒に取り付けられて、レンズの初期位置を検出
する初期位置検出装置として、レンズ鏡筒の外側に感磁
センサ手段が配設され、かつ、レンズホルダーがレンズ
鏡筒内部を移動する際に、感磁センサ手段と鏡筒壁面を
隔てて対向することができるレンズホルダー上の所定位
置にマグネットが配設されて構成されるようにするもの
である。

【００１４】また、特にレンズホルダー上に取り付けら
れるマグネットは、感磁センサ手段と鏡筒壁面を隔てて
対向することができるマグネット面上において、Ｎ極と
Ｓ極が、非着磁部分によって隔てられて着磁されている
ようにもする。

【００１５】

【作用】ホール素子、ホールＩＣ、コイル等による感磁
センサと、マグネットによって構成されるセンサ機構を
設け、マグネットと感磁センサの位置状態によって変化
する感磁センサ出力からレンズ初期位置を検出するよう
にすれば、鏡筒に孔部を設ける必要はなくなり、密閉型
の鏡筒を実現できる。

【００１６】

【実施例】以下、図１〜図４により本発明のレンズ鏡筒
の初期位置検出装置の一実施例について説明する。な
お、レンズ機構全体の構造は前記図７と同様とし、説明
を省略する。

【００１７】図１は本実施例の初期位置検出装置を有す
る鏡筒構造を示し、２０は鏡筒であり、鏡筒２０はレン
ズホルダー２１の可動範囲に相当する一部の円筒部分の
みを図示している。２２はマスターレンズである。な
お、レンズホルダー２１を光軸Ｃ方向に駆動するモー
タ、駆動軸、ガイド軸等の駆動機構は図示を省略する。

【００１８】２３はレンズホルダー２１の周面上に取り
付けられた板状のマグネットを示し、このマグネット２
３は図２に示すように光軸Ｃの方向にＳ極とＮ極が並ぶ
ように着磁されている。

【００１９】２４はホールＩＣを示し、このホールＩＣ
２４は鏡筒２０の外部周面上に配設されている。そし
て、この配設位置は、レンズホルダー２１が光軸Ｃ方向
に所定位置（即ち初期位置）に移動したときに、レンズ
ホルダー２１上のマグネット２３が鏡筒２０の壁面を隔
てて対向することになる位置とされている。

【００２０】ホールＩＣ２４は図３のようにホール素子
３０及びコンパレータ３１を有して構成されており、出
力端子３２からレンズ初期位置の検出信号を出力する。
例えば、図４に矢印Ｍで示すように、レンズホルダー２
２、即ちマグネット２３が最望遠位置から最広角位置ま
で移動していくとすると、ホール素子３０に対するマグ
ネット２３からの磁束の影響が変化していく。従ってコ
ンパレータ３１には、図４（ａ）のようなホール素子３
０の磁束検出に基づく出力（両端子の電圧差）が供給さ
れる。

【００２１】ここで、コンパレータ３１の比較動作のシ
ュレッショルドレベルがＶ_THであったとすると、コンパ
レータ３１の出力、即ち出力端子３２に得られる出力は
図４（ｂ）のようになる。従って、この出力波形の立ち
下がりタイミングをレンズ初期位置として、高精度で検
出できることになる。

【００２２】そして、このようにレンズ初期位置が検出
された時点で、例えばレンズ駆動手段として設けられて
いるステッピングモータのパルスカウント手段をリセッ
トし、以降パルスカウントを行なえば、当該初期位置を
原点としたマスターレンズ２１の現在位置が常に把握で
きることになる。

【００２３】つまりこの実施例では、初期位置検出装置
を構成するマグネット２３とホールＩＣ２４は鏡筒２０
の円筒壁面を隔てて配置されておればよく、鏡筒２０に
孔部を設ける必要はない。従って密閉型の鏡筒２０を用
いることができ、鏡筒２０内に塵や埃、ゴミ等が入り込
んだりすることはなく、また鏡筒２０自体の強度も向上
され、レンズ鏡筒としての信頼性を向上させることにな
る。

【００２４】また、マグネット２３とホールＩＣ２４で
初期位置検出装置を構成することにより小型化が可能に
なる。もちろんホールＩＣ２４はフレキシブルプリント
基板等にも実装可能であるため実装スペースの効率化も
実現できる。さらにマグネット２３も形状の自由度が大
きいため、同様に装着スペースの効率化や超小型化が可
能である。

【００２５】なお、ホールＩＣ２４を鏡筒２０上で、光
軸Ｃに平行方向にスライド移動可能に装着すれば、レン
ズ初期位置を変更させることもできることになる。な
お、以上の効果は、ホールＩＣに代えてホール素子やコ
イルを用いても実現することができる。

【００２６】ところで、前記図４のようにホールＩＣ２
４の出力として初期位置検出信号が得られるが、コンパ
レータ３１の温度特性により、スレッショルドレベルＶ
_THが多少変化することがある。例えばスレッショルドレ
ベルが図４（ａ）のＶ_TH1 まで変化してしまうと、コン
パレータ３１の出力、即ち初期位置検出信号は図４
（ｃ）のようになり、検出されるレンズ初期位置が僅か
であるがズレてしまう。

【００２７】そこで、本発明の他の実施例として、マグ
ネット２３を図５のようにすることが考えられる。つま
り、Ｓ極とＮ極の着磁部分を隣接させず、間隙部として
非着磁部分３５を設けるようにする。このマグネット２
３は一体で形成してもよいが、例えばホールＩＣ２４と
の対向面側がＳ極の着磁部分とされたマグネットとＮ極
の着磁部分とされたマグネットの別体によって非着磁部
分３５となるスペーサを介在させて形成してもよい。

【００２８】このようにマグネット２３の着磁部分が分
割されることにより、ホールＩＣ２４におけるホール素
子３０のレンズホルダー２２の望遠側から広角側までの
移動の際に得られる出力を、例えば図６（ａ）に示すよ
うに急峻な波形とすることができる。

【００２９】この場合、コンパレータ３１におけるスレ
ッショルドレベルが例えばＶ_THからＶ_TH1 まで変化して
も、コンパレータ３１の出力である初期位置検出信号に
よる初期位置のズレは、図６（ｂ）（ｃ）に示すように
非常に僅かなものとなるため、より高精度な初期位置検
出が可能になる。

【００３０】なお、以上の実施例においてはレンズホル
ダー２２の駆動手段としてステッピングモータを仮定し
ていたが、もちろんリニアモータ等の他の手段であって
もよい。さらに、本発明はフォーカスレンズの初期位置
検出のみならず、ズームレンズの初期位置検出装置や、
他の可動部分の初期位置検出装置として適用できること
はいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のレンズ鏡筒
の初期位置検出装置は、レンズ鏡筒の外側に感磁センサ
手段が配設し、かつ、レンズホルダーがレンズ鏡筒内部
を移動する際に、感磁センサ手段と鏡筒壁面を隔てて対
向することができるレンズホルダー上の所定位置に、マ
グネットを配設するようにしたため、鏡筒にレンズの初
期位置検出装置の動作ための孔部を設ける必要はなく密
閉型で形成でき、従って鏡筒内への塵や埃、ゴミ等が入
り込んだりすることを解消でき、また鏡筒自体の強度も
向上させることができるため、レンズ鏡筒としての信頼
性を向上させることができるという効果がある。また初
期位置検出装置をマグネットと感磁センサ手段で構成す
ることにより、実装スペースの効率化及び小型化、低コ
スト化を実現できるという利点もある。

【００３２】さらに、本発明においてマグネットのＮ極
とＳ極の着磁部分が非着磁部分によって隔てられている
ことにより、レンズ初期位置の検出精度を向上させるこ
とができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。

【図２】本実施例のマグネットの説明図である。

【図３】本実施例のホールＩＣのブロック図である。

【図４】本実施例の初期位置検出動作の説明図である。

【図５】本発明の他の実施例のマグネットの説明図であ
る。

【図６】他の実施例の初期位置検出動作の説明図であ
る。

【図７】レンズ鏡筒の構造の説明図である。

【図８】従来の初期位置検出装置の説明図である。

【図９】従来の初期位置検出装置の装着状態の説明図で
ある。

【符号の説明】

２０ 鏡筒 ２１ マスターレンズ ２２ レンズホルダー ２３ マグネット ２４ ホールＩＣ ３０ ホール素子 ３１ コンパレータ ３５ 非着磁部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持したレンズホルダーを鏡筒
   内に光軸に沿って移動自在に配設したレンズ鏡筒に取り
   付けられ、前記レンズの初期位置を検出する初期位置検
   出装置として、 前記レンズ鏡筒の外側に感磁センサ手段が配設され、 かつ、前記レンズホルダーが前記レンズ鏡筒内部を移動
   する際に、前記感磁センサ手段と鏡筒壁面を隔てて対向
   することができるレンズホルダー上の所定位置に、マグ
   ネットが配設され、 て成ることを特徴とするレンズ鏡筒の初期位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記マグネットは、前記感磁センサ手段
   と鏡筒壁面を隔てて対向することができるマグネット面
   上において、Ｎ極とＳ極が、非着磁部分によって隔てら
   れて着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の
   レンズ鏡筒の初期位置検出装置。