JPH0543133U - カメラ用レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステップモータを駆動源としてラチェット機
構によって位置決めされるカメラ用レンズ駆動装置にお
いて，オーバーシュート量を減少させる。 【構成】 ステップモータ１に正転パルスを加えてギア
連結された駆動リング４を左旋させると，レンズ駆動用
のカムリング５も従動して左旋する。目的の繰り出し位
置でステップモータ１を反転するとカムリング５はラチ
ェットクリック７ａに係合されて駆動リング４のみが右
旋する。この時の正転パルスの最終パルスでステップモ
ータの駆動電流を瞬時遮断することによりステップモー
タ１のロータステータ間の着磁力によるトルクが消滅す
るのでカムリング５のオーバーシュート量は減少する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，カメラ用レンズ駆動装置に関し，より詳細には例えばコンパクトカ メラ等に広く普及している単一のステップモータをシャッタ機構とレンズ駆動機 構の駆動源として共用する様にしたカメラ用レンズ駆動装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より正逆回転可能なステップモータをシャッタ機構とレンズ駆動機構の駆 動源として共用するようにした駆動機構が知られており，該種の機構は通常，正 逆回転可能なステップモータと，該ステップモータよって駆動される駆動部材と ，該駆動部材が正方向に走行する時に該駆動部材に従動して撮影レンズを所定位 置に駆動するカム部材と，該カム部材を合焦位置で係止する係止部材とを各々備 えており，ステップモータの正転時に駆動部材を介してカム部材を目的となる合 焦位置まで駆動して前記係止部材で係止した後にステップモータを逆転して前記 駆動部材を初期位置に向けて逆方向に走行させ，この駆動部材の初期位置に向け ての走行過程でシャッタ機構を開閉駆動する様になされている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところでステップモータは駆動パルスの位相順序に従って正転又は逆転し，駆 動パルスの位相を固定すると回転を停止するが，機構の慣性力のため瞬時には停 止せず，多少のオーバーシュートが発生する。この時カム部材を目的となる合焦 位置で係止する爪のピッチが大きい場合には，多少のオーバーシュートが発生し ても実害は生じないが，近年のコンパクトカメラはズーム化や多焦点化に伴って 合焦段数が細密化してきており，許容されるオーバーシュートの量が少なくなっ ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり，該種のカメラ用レンズ 駆動装置のオーバーシュート量を低減することを目的とするものである。

【０００５】 要約すれば，本考案のカメラ用レンズ駆動装置は：正逆回転可能なステップモ ータと：該ステップモータによって駆動される駆動部材と：該駆動部材が正方向 に走行する時に該駆動部材に従動して走行し，撮影レンズを所定位置に駆動する カム部材と：該カム部材の初期位置への復帰動作を所望の位置で規制する係止部 材とを各々具備し：前記ステップモータに駆動パルス列を供給することにより前 記カム部材を所望の位置まで走行させる様にしたカメラ用レンズ駆動装置を前提 として：前記駆動パルス列の最終パルスを前記ステップモータに供給して所定時 間経過後に前記ステップモータに対する駆動電流の供給を所定時間停止する様に したことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

一般にステップモータは，ステータに捲着されたコイルに供給される駆動電流 の方向を位相差のある駆動パルス列で制御することによりステータの着磁状態を 順次変遷させると，ステータとロータの磁極との着磁力によってロータに生じる トルクにより，ロータがステップ回転する。そして，本考案では駆動パルス列の 最終パルスが加えられた後に所定時間経過すると所定時間だけ駆動電流が遮断さ れるので，その間ステータとロータの磁極との着磁力によって生じるトルクが消 滅してオーバーシュートが低減される。

【０００７】

【実施例】

以下，図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。図１は単一のステッ プモータをシャッタ機構とレンズ機構の駆動源として兼用する様になされた本考 案の１実施例に係る駆動機構の初期状態における平面図であり，図面は物体側に 視点をおいて機構を見ている。

【０００８】 図面において，１はステップモータ，２はステップモータの出力ピニオンを示 し，ピニオン２は二段歯車を構成する大径ギア３ａと小径ギア３ｂを介して，駆 動リング４の外周部に形成されたラック４ａと歯合している。駆動リング４は露 出用アパーチュアを中心に弧回自在に支持されており，ピニオン２が回転すると 上記伝達列を介して駆動リング４も同方向に回転する。尚，本実施例では反時計 方向の回転を正転とする。

【０００９】 ５は駆動リング４と同様にアパーチュアを中心に弧回自在に支持されたカムリ ングであり，カムリング５はスプリング６（尚，図面の煩雑化を避けるため，図 面ではスプリングは全て付勢方向のみを矢印で示している。）によって初期復帰 方向の右旋習性を与えられているが，カムリング５の裏面に植設されたピン５ａ が図外のストッパ部材に当接した状態で右旋を規制されている。一方，駆動リン グ４の外縁部にはピン５ａと係合する突片４ｂが形成されており，駆動リング４ が初期位置から所定の自走角度だけ左旋すると，ピン５ａが突片４ｂに係合され て，カムリング５も左旋する。カムリング４の手前側面には１２０°間隔で３か 所のカム受５ｂが形成されており，このカム受５ｂは各々図外のレンズ鏡胴に設 けられたカム面に当接しており，カムリング４が左旋すると左旋角度に対応して レンズ鏡胴が繰り出されるようになされている。又，カムリング５の外周部には カムリング５を目的となる左旋角度で停止させるためのラチェットギア５ｃが形 成されている。

【００１０】 次に，７はラチェットギア５ｃを係止するためのラチェットレバーであり，ラ チェットレバー７は軸８に回動自在に支持されており，スプリング９から左旋習 性を与えられているが，初期状態では駆動リング４の突片４ｂの先端の曲部４ｃ によって左旋を抑止されている。そして，ラチェットレバー７は，駆動リング４ の左旋に伴って曲部４ｃから開放されると，スプリングと９によって左旋して， その先端のクリック７ａがラチェットギア５ｃの走行経路上に侵入する。

【００１１】 次に，１０は図外のシャッタ羽根を開閉駆動するための開閉レバーであり，開 閉レバー１０は，軸１１に回動自在に支持されており，スプリング１２から右旋 習性を与えられている。開閉レバー１０の裏面に植設されたピン１０ａは図外の シャッタ羽根と係合されており，開閉レバー１０が図示する初期状態から右旋す ることによって図外のシャッタ羽根が開口する様に，開閉レバー１０は図外のシ ャッタ羽根と関連付けられている。

【００１２】 駆動リング４の外周には開閉レバー１０を開閉駆動するための一連のカム縁４ ｄ・４ｅ・４ｆ・４ｇが形成されており，開閉レバー１０に設けられたカムフォ ロア１０ｂがカム縁４ｄからカム縁４ｅに沿って落下するときに開閉レバー１０ は右旋して図外のシャッタ羽根を開口し，カムフォロア１０ｂがカム縁４ｆに沿 ってカム縁４ｇに乗り上げる時に開閉レバー１０は左旋して図外のシャッタ羽根 を閉鎖する。尚，カムリング５の外縁部に形成された突片５ｄはカムフォロア１ ０ｂと当接して，駆動リング４が初期状態から左旋する時に開閉レバー１０が開 口作動（右旋）することを防止する。

【００１３】 次に，図２は上記実施例におけるステップモータ１の駆動回路例を示すもので あり，図中において１ａ及び１ｂは各々ステップモータ１のコイルを示す。

【００１４】 図示の回路は駆動パルスに応答して駆動電流の方向が切り替わるバイポーラ駆 動方式の回路例を示す。即ち，図示の回路ではトランジスタＴ１・Ｔ２がオンす るとコイル１ａに正方向電流が流れ，トランジスタＴ３・Ｔ４がオンするとコイ ル１ｂに逆方向電流が流れる。同様にトランジスタＴ５・Ｔ６がオンすると，コ イル１ｂに正方向電流が流れ，トランジスタＴ７・Ｔ８がオンするとコイル１ｂ に逆方向電流が流れる。

【００１５】 コイル１ａ・１ｂに流れる駆動電流は制御装置２０から加えられるパルスＰ１ ・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４によって制御される。パルスＰ１はインバータＮ１を介して トランジスタＴ１に加えられるとともにトランジスタＴ２に直接加えられ，パル スＰ１がオンの時にはトランジスタＴ１・Ｔ２がオンする。パルスＰ２はインバ ータＮ２を介してトランジスタＴ３に加えられるとともにトランジスタＴ４に直 接加えられ，パルスＰ２がオンの時にはトランジスタＴ３・Ｔ４がオンする。同 様に，パルスＰ３はインバータＮ３を介してトランジスタＴ１に加えられるとと もにトランジスタＴ２に直接加えられ，パルスＰ１がオンの時にはトランジスタ Ｔ１・Ｔ２がオンする。パルスＰ２はインバータＮ２を介してトランジスタＴ３ に加えられるとともにトランジスタＴ４に直接加えられ，パルスＰ２がオンの時 にはトランジスタＴ３・Ｔ４がオンする。尚，本実施例ではパルスＰ１とパルス Ｐ２，パルスＰ３とパルスＰ４は各々同位相で逆極性，又，パルスＰ１とパルス Ｐ３はステップモータ１の正転時にはパルスＰ３の位相が９０°進み，ステップ モータ１の逆転時にはパルスＰ１の位相が９０°進む。

【００１６】 図３はステップモータ１の構成例を示す原理図であり，１ａ・１ｂは既述のコ イルを各々示す。コイル１ａはステータ１ｃに捲着され，コイル１ｂはステータ １ｄに捲着されている。ステータ１ｃの先端には磁極Ｍ１・Ｍ２が，ステータ１ ｄの先端には磁極Ｍ３・Ｍ４が各々形成されている。ステータ１ｃ・１ｄはロー タ１ｅを中心として配置されており，ロータ１ｅの回転軸を中心とすると，磁極 Ｍ１・Ｍ２間及び磁極Ｍ３・Ｍ４間は各々９０°の間隔が，磁極Ｍ１・Ｍ３間は １３５°の間隔が，磁極Ｍ２・Ｍ４間は４５°の間隔が各々形成されている。更 に，コイル１ａはパルスＰ１が正の時に磁極Ｍ１がＳ極に着磁される様にステー １ｃに捲着され，コイル１ｂはパルスＰ３が正の時に磁極Ｍ３がＳ極に着磁され る様にステータ１ｄに捲着されている。

【００１７】 本実施例においては，制御装置２０は被写体距離に対応したステップだけ正転 用パルスをモータドライバＤ１・Ｄ２に供給してステップモータ１を正転させた 後にステップモータ１を逆転させるが，本実施例の特徴点として，制御装置２０ は正転時の駆動パルス列の最終パルスをモータドライバＤ１・Ｄ２に供給して所 定時間経過後に，この最終パルスを所定時間オフにし，更に同位相のパルスをモ ータドライバＤ１・Ｄ２に供給する様になされている。

【００１８】 次に，上記事項並びに図４・図５のタイムチャート及び図６乃至図９を参照し て，上記実施例の動作を説明する。尚，図６はカムリング５が最大繰り出し位置 まで正転した状態，図７は羽根開閉レバー１０が全開した状態を各々示し，図８ 及び図９らラチェット機構の拡大図である。

【００１９】 適宜のタイミングで制御装置２０には撮影距離情報が入力されており，制御装 置２０は撮影距離情報に対応してステップモータ１の回転量を制御する。例えば 図外のシャッタボタンが半押しされると，制御装置２０は図４に示す様なパルス Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４をモータドライバＤ３・Ｄ４に加え，ステップモータ１ の出力ピニオン２は反時計廻りに回転する。ピニオン２の回転はギア３ａ・３ｂ 及びラック４ａを介して駆動リング４に伝達されて駆動リング４も反時計廻りに 回動し，駆動リング４が回動する過程で駆動リング４に形成された突片４ｂがピ ン５ａを係合した時点からカムリング５も反時計廻りに回動していく。尚，この 様にして駆動リング４が左旋する過程で，駆動リング４に形成されたカム縁４ｆ ・４ｅが開閉レバー１０のカムフォロア１０ｂの箇所を通過するが，その時点で はカムレバー５のピン５ａは未だ駆動リング４の突片４ｂに係合されていないの で，カムリング５は初期位置にある。従って，開閉レバー１０は，カムフォロア １０ｂがカムリング５の突片５ｄに規制されて，右旋はしない。

【００２０】 制御装置２０はこの様にしてカムリング５を目的となる合焦位置まで回転させ るだけの正転用の駆動パルスをモータドライバＤ１・Ｄ２に供給し，図３及び図 ４のタイミングｔ１で正転パルスの最終パルスを出力すると，所定時間経過した タイミングｔ２で駆動パルスを全てオフにし，更に所定時間経過したタイミング ｔ３で同位相のパルスを出力する。従って，このタイミングｔ２からタイミング ｔ３に至る期間は全てのトランジスタＴ１〜Ｔ８がカットオフされ，コイル１ａ ・１ｂは双方とも無励磁状態になる。

【００２１】 さて，図４及び図５のタイミングｔ１の直前のパルス領域ではパルスＰ１及び パルスＰ３が共にＨレベルであるので，図３における磁極Ｍ１・Ｍ３がＳ極に着 磁され，磁極Ｍ２・Ｍ４がＮ極に着磁されているので，ロータ１ｅは図３に示す 状態にある。そして，図４及び図５のタイミングｔ１でパルスＰ３がＬレベルに なるので，磁極Ｍ３と磁極Ｍ４の極性が反転し，磁極Ｍ３とロータ１ｅの上側の Ｓ極との間の磁力及び磁極Ｍ４とロータ１ｅの左側のＮ極との間の磁力によって ロータ１ｅは反時計廻りのトルクが発生し，この磁力によるトルク及びそれまで の関連部材の慣性力によってロータ１ｅは反時計廻りに回転し，カムリング５は 目的となるＮ段ステップ位置を越える。

【００２２】 この時反時計廻りの回転力が大きいとカムリング５は図５に点線で示す様に目 的となるＮ段ステップ位置よりも大きくオーバーシュートするが，本実施例の場 合タイミングｔ２で全てのトランジスタＴ１〜Ｔ８をカットオフするので，磁力 による回転力が打ち切られ，図５に実線で示す様に僅かなオーバーシュートのみ が発生する。そして，タイミングｔ３で駆動パルスＰ１〜Ｐ４の位相をタイミン グｔ１〜ｔ２間と同一にする結果，カムリング５は目的となるＮ段ステップ位置 を僅かに越した状態で停止し，次に説明する反転パルスが加えられた以降にカム リング５は目的となるＮ段ステップ位置で係止される。

【００２３】 図４及び図５のタイミングｔ４以降はコイル１ａに供給されるパルスＰ１・Ｐ ２の位相がコイル１ｂに供給されるパルスＰ３・Ｐ４の位相よりも進むので，ロ ータ１ｅは反転して時計廻りに回転し，ロータ１ｅの回転は既述の伝達列を介し て，駆動リング４に伝達されて駆動リング４も時計廻りに回転するが，カムリン グ５はラチェットギア５ｃがラチェットクリック７ａに係合されて合焦位置で停 止する。図６はこの様にしてカムリング５が最大繰り出し位置で係合された状態 を示しており，図８・図９はラチェット機構の係合箇所の拡大図である。尚，図 ８は図５のタイミングｔ３〜タイミングｔ４までのカムリング５がＮ段ステップ 位置を僅かに越した位置で停止している状態を示し，図９は図５のタイミングｔ ４以降にステップモータ１のトルクがカムリング５に伝達されなくなって，カム リング５がラチェットクリック７ａに係合されて停止している状態を示す。即ち ，ステップモータ１のトルクが駆動リング４経由で伝達されなくなると，カムリ ング５はスプリング６の右旋力によって若干右旋してラチェットギア５ｃがラチ ェットクリック７ａに係合されて停止する。

【００２４】 図６の状態から駆動リング４が右旋する過程で開閉レバー１０に形成されたカ ムフォロア１０ｂが駆動リング４に形成されたカム縁４ｄからカム縁４ｅに落下 すると開閉レバー１０はスプリング１２によって右旋して図外のシャッタ羽根を 開口する。図７はこの様にして開閉レバー１０が右旋した状態を示す。その後駆 動リング４が更に右旋してカムフォロア１０ｂがカム縁４ｆからカム縁４ｇに乗 り上げると，開閉レバー１０はスプリング１２に抗して左旋して図外のシャッタ 羽根を閉じ，その後駆動リング４の曲部４ｃがラチェットレバー７のカム縁７ｂ を撥ね上げるとラチェットレバー７はスプリング９に抗して右旋してラチェット ギア５ｃを開放するので，カムリング５はスプリング６によって右旋して初期位 置に復帰する。

【００２５】 尚，上記ではモータドライバＤ１・Ｄ２に供給する駆動パルスを瞬時全てＬレ ベルにすることによりコイル１ａ・１ｂに対する通電を遮断する様にした例を示 したが，例えば図１０に示す様にコイル１ａ・１ｂに対する電源ラインにスイッ チング要素ＳＷを介在させて駆動電流自体を遮断する様にしてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明した様に本考案によれば，カムリングが目的となるステップ位置まで 回転すると，ステータの励磁電流がある時間遮断されるので，その間ステータと ロータの磁極との着磁力によってロータに生じるトルクが消滅するので，カムリ ングのオーバーシュート量が低減され，レンズの設定ピッチが細かいカメラでも 充分な設定精度を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るレンズ駆動機構の初期状
態の平面図。

【図２】モータドライバの回路例を示す回路図。

【図３】ステップモータの構成例を示す原理図。

【図４】図１に示す実施例のタイムチャート。

【図５】図４のタイムチャートの拡大図。

【図６】図１に示す実施例の最大繰り出し位置における
平面図。

【図７】図１に示す実施例の羽根開口位置における平面
図。

【図８】ステップモータが最大繰り出し位置にある時の
ラチェット機構の拡大図。

【図９】ステップモータが最大繰り出し位置から反転し
た以降におけるラチェット機構の拡大図

【図１０】図２に示す実施例回路の変形例を示す回路
図。

【符号の説明】

１ ステップモータ ４ 駆動リング ５ カムリング ５ｃ ラチェットギア ７ ラチェットレバー Ｄ１ モータドライバ Ｄ２ モータドライバ ＳＷ スイッチング要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7811−2Ｋ Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｐ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 正逆回転可能なステップモータと， 該ステップモータによって駆動される駆動部材と， 該駆動部材が正方向に走行する時に該駆動部材に従動し
   て走行し，撮影レンズを所定位置に駆動するカム部材
   と， 該カム部材の初期位置への復帰動作を所望の位置で規制
   する係止部材とを各々具備し， 前記ステップモータに駆動パルス列を供給することによ
   り前記カム部材を所望の位置まで走行させる様にしたカ
   メラ用レンズ駆動装置において， 前記駆動パルス列の最終パルスを前記ステップモータに
   供給して所定時間経過後に前記ステップモータに対する
   駆動電流の供給を所定時間停止する様にしたことを特徴
   とするカメラ用レンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカメラ用レンズ駆動装置
   において， 前記駆動パルス列の最終パルスを前記ステップモータに
   供給して所定時間経過後に該駆動パルスを所定時間オフ
   にした後に同位相のパルスを供給することを特徴とする
   カメラ用レンズ駆動装置。