JPH09127397A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアモータを用いたインナーフォーカス式
のレンズ駆動装置において、従来においてその構造が複
雑であったレンズ駆動装置を簡素化する。 【解決手段】 リニアモータは、両端にマグネット２を
有した鉄芯１と、該鉄芯１を軸とし移動する駆動コイル
５および速度検出コイル６の巻かれたボビン３とからな
り、レンズホルダ１０はレンズホルダシャフト１１に沿
って移動するようになっているレンズ駆動装置におい
て、ボビン３と一体化された接続シャフト７の先端に設
けた突起物８をレンズホルダ１０に設けたクランパ１４
によって挟持することで接続し、可動体たるボビン３の
動きをレンズホルダ１０に伝えるようにし、さらに、速
度検出コイル６に対する磁石は鉄芯１であり他に磁石を
設けていない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ駆動装置に
関し、より詳細には、インナーフォーカス方式などのズ
ーム機構において、ズーム動作時にピントがボケないよ
うに、ズームモータの移動に沿ってフォーカスレンズを
可動させるズーム機構装置に適用され得るレンズ駆動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の家庭用ビデオカメラレンズにおい
ては、小型軽量のためインナーフォーカス方式を用いた
商品が主流を占めるようになってきた。このインナーフ
ォーカス方式はピント面がズームの位置により移動する
ので、ズームレンズを動かす時はフォーカスレンズも動
かす必要が有る。よって、ズームのスピードはズームレ
ンズを移動するズームモータの制限だけでなく、フォー
カスレンズを駆動するフォーカスモータのスピードにも
影響を受けることになる。現在フォーカスレンズの駆動
モータとしては、主にステッピングモータが使用されて
いるが、消費電力や騒音の観点からフォーカスモータを
高速にするには限界が有り、一層高速化の可能なフォー
カスモータが必要になってきた。

【０００３】これを解決すべく従来例として、テレビジ
ョン学会技術報告ＶＯＬ１７．ＮＯ５の「ビデオカメラ
用リニアモータの開発」がある。図９は、上述の従来例
を説明するための図で、フォーカスレンズ４０の外周を
取り巻くようにボイスコイル４１、マグネット４２、ヨ
ーク４３を配置し、さらに速度センサとして、可動部で
あるフォーカスレンズ側にセンサコイル４４、そして、
固定側にレンズ駆動用とは別のマグネット４５が取付け
られている。このようにして、フォーカスレンズを直進
動作させる、高速でかつ騒音の少ないレンズ駆動モータ
が実現できた。

【０００４】しかし、この従来例では、レンズ全体に均
一に推力を与えることが可能であるが、駆動用コイルが
レンズと一体になっているため、レンズとモータを独立
に製造することができず、またその構造の複雑さからレ
ンズの製造を困難なものにし、センサ用コイルに駆動用
コイルとは別の磁石を必要としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、リニアモータを用いた
レンズ駆動装置において、従来においてその構造が複雑
であったレンズ駆動装置を簡素化したレンズ駆動装置の
提供をその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、両端
または片端に磁石を有する鉄芯と該鉄芯を軸とし移動す
る駆動用コイルが巻かれたボビンとを有するリニアモー
タと、該リニアモータによってレンズホルダを移動させ
るようになっているレンズ駆動装置において、前記ボビ
ンは前記鉄芯と接触する接触部と、前記レンズホルダの
一部と接続される接続部とを持ち、前記レンズホルダは
前記ボビンの一部と接続される接続部を持ち、前記両接
続部を接続することによって、前記ボビンの動きが前記
レンズホルダに伝えられるようにし、駆動モータがリニ
アモータで高速低音化され、かつ、駆動モータ全長が駆
動すべきレンズのストロークと同程度にすることがで
き、さらに、構成部品のレンズホルダとリニアモータは
簡素な構造にしたものである。

【０００７】請求項２の発明は、両端または片端に磁石
を有する鉄芯と該鉄芯を軸とし移動する駆動用コイルが
巻かれたボビンとを有するリニアモータと、該リニアモ
ータによってレンズホルダが移動するようになっている
レンズ駆動装置において、前記鉄芯と並行にガイド軸を
設け、前記ボビンは前記ガイド軸により案内されるよう
に前記ガイド軸との係合部を持つとともに前記レンズホ
ルダの一部と接続される接続部とを持ち、前記レンズホ
ルダは前記ボビンの一部と接続される接続部を持ち、前
記両接続部を接続することによって、前記ボビンの動き
が前記レンズホルダに伝えられるようにし、駆動モータ
がリニアモータで高速低音化され、かつ、駆動モータ全
長が駆動すべきレンズのストロークと同程度にすること
ができ、構成部品のレンズホルダとリニアモータは簡素
な構造にし、さらに、ボビンと鉄芯とは接触しないよう
にしたものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２において、前
記ボビンの片側端部に前記接続部を、また、前記ボビン
の他側端部に前記接続部に対向させて前記ガイド軸との
係合部を有するボビン延長部を設けるようにし、ボビン
は２ヵ所でガイド軸に支持されガイド軸へのボビンのガ
タを少なくするようにしたものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかにおいて、前記ボビンに速度検出コイルを有し、鉄
芯のほかに磁石を設けること無く速度変化を検出するよ
うにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

［請求項１の実施の形態］図１は、本発明が適用される
レンズ駆動装置のリニアモータ（以下モータ）の構造の
概略断面図、図２は、図１に示したモータの概略斜視
図、図３は、本発明のレンズ駆動装置を説明するための
概略斜視図で、図中、１は鉄芯、２は鉄芯１の両端に設
けた磁石（以下マグネット）、３は樹脂等で形成された
ボビン、４はボビン３に設けた鉄芯１との接触部、５は
ボビン３に巻いた駆動コイル、６は駆動コイル５を覆う
ように巻いた速度検出コイル、７はボビン３と一体化さ
れている接続シャフト、８はシャフト７の先端に設けた
樹脂等で形成された突起物、９はヨーク、１０はレンズ
ホルダ、１１はレンズホルダ及びレンズを支持し移動軸
たるレンズホルダシャフト、１２は受光センサ、１３は
発光センサ、１４は突起物８を挟持するクランパであ
る。

【００１１】レンズホルダ１０はレンズホルダシャフト
１１により支えられており、また、レンズホルダ１０に
はクランパ１４が形成されている。このクランパ１４と
接続シャフト７の先端の突起物８により、レンズホルダ
１０と、鉄芯１やボビン３等からなるリニアモータが結
合され、これにてボビン３（可動体）の移動をレンズホ
ルダ１０に伝えることができる。このように、リニアモ
ータはレンズホルダ１０と別体の構造であるため、レン
ズホルダ１０と独立して設計でき、構造が簡素化され
た。また、図３での受光センサ１２と発光センサ１３は
レンズホルダ１０の位置を検出するセンサの一例を示し
た（本発明の要旨ではないので詳細は省略する）。

【００１２】図４は、本発明に使用したモータの原理を
説明するための構成図である。鉄芯１の両端に取付けら
れたマグネット２により、磁力線は図４の点線のような
軌跡を描く。ボビン３に巻かれた駆動コイル５はこの磁
力線に対し、直角に位置するから、この駆動コイル５に
電流を流した場合、フレミングの右手の法則に従った方
向に力が作用し、ボビン３は鉄芯１の軸方向に移動する
ことになる。

【００１３】図５は、ステッピングモータでレンズホル
ダを駆動した従来技術の一例で、図中、２０はステッピ
ングモータ、２１はねじが切られたシャフト、２２はレ
ンズホルダ及びレンズ、２３はレンズホルダシャフト、
２４はクランパ、２５はフォトセンサ、２６は遮蔽板で
ある。この例は、ステッピングモータ２０の回転をねじ
が切られたシャフト２１とクランパ２４によりレンズホ
ルダ２２に伝達するというモータの特質の差は有るもの
の、モータとレンズホルダ２２の構成が、図３に示した
実施の形態と非常に似ている。このことにより、ステッ
ピングモータを用いた従来の設計と、本発明で提案する
モータを利用した場合とは、大いに共通化できるメリッ
トが有る。また、この例の駆動系のスペースは、駆動ス
トローク分のシャフト２１とステッピングモータ２０の
全長分が入るスペースが必要であるが、図３に示した実
施の形態は、モータ全長が駆動ストロークとほぼ同じで
あるため、図５に示した従来の例と比べるとステッピン
グモータ２０の全長分小さくすることができる。なお、
図６には、モータを制御するためのブロック図の一例を
示した（本発明の要旨ではないので詳細は省略する）。

【００１４】［請求項２の実施の形態］図７は、本発明
の他の実施の形態を説明するための図である。モータ
は、図１に示したモータを基本構成とし、可動部である
ボビン３は鉄芯１に接触部を持たず、鉄芯１と非接触の
構造としたものである。このボビン３の片側端部に取付
けられたシャフト７にはガイド軸との係合部としての穴
７ａがあいており、鉄芯１と並行に位置されたガイド軸
が通されている。そして、ボビン３はシャフト７の穴７
ａと図３で示したレンズホルダのクランパとで支持さ
れ、鉄芯１とは支点を有さないようにしてある。つま
り、可動部であるボビン３の鉄芯貫通穴と異なる部分で
レンズホルダとボビンを支えるため、鉄芯１とボビン３
とのクリアランスに関係無くレンズホルダとボビンを移
動でき、ボビンの嵌合によるキツツキ現象を抑えること
が可能である。

【００１５】［請求項３の実施の形態］図８は、本発明
の更に他の実施の形態を説明するための図である。この
実施の形態は、図７に示したモータを基本構成とし、ボ
ビン３上の突起物８を有するシャフト７を設けた片側端
部に対向した他側端部に、ガイド軸３０が挿通する穴を
有するシャフト３１を設け、ガイド軸３０はこの２つの
シャフト７，３１でボビン３を支持する。つまり、ガイ
ド軸３０とボビン３との支持関係が安定し、ガタが少な
くなり、一層走行がスムーズになる。また、図８のよう
な構造の場合、ボビン３にコイルを巻くことが容易であ
り、モータの生産上の自動化が容易である。

【００１６】［請求項４の実施の形態］上述の実施の形
態において、ボビン３の外周に巻き付けられた駆動コイ
ル５の、更に外周に、マグネット２の磁力線を検出する
速度検出コイル６が巻かれている。このコイル６は、可
動部であるボビン３が鉄芯上を軸方向に移動するとき、
マグネット２によって発生する鉄芯１上の磁力線を横切
るため、その単位時間あたりに横切る磁束の数に応じた
起電力がコイル６の両端に発生する。この起電力を信号
とし、アンプを通し、駆動コイル５の電流に負帰還すれ
ば、一定速度で駆動コイル５を動作させることができ
る。つまり、速度検出コイル６専用のマグネットを必要
とせず、図６の回路例に示した速度センサとして使用で
きる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に対応する効果：駆動モータの
全長が、駆動すべきレンズの可動ストロークとほぼ同じ
になるため、モータのスペースを小さくすることができ
ると共に、モータとレンズホルダが独立した部品として
構成されているため、各々の構造が簡素化され当該レン
ズ駆動装置を組み込んだ全体装置における設計の自由度
が大きくなり、別工程での組立が可能であり、生産性が
よい。

【００１８】請求項２に対応する効果：駆動モータの全
長が、駆動すべきレンズの可動ストロークとほぼ同じに
なるため、モータのスペースを小さくすることができる
と共に、モータとレンズホルダが独立しているため、各
々の構造が簡素化され当該レンズ駆動装置を組み込んだ
全体装置における設計の自由度が大きくなり、別工程で
の組立が可能であり、生産性がよく、可動部であるボビ
ンの鉄芯対向部（鉄芯貫通穴）とは異なる部分でレンズ
部材とボビンを支えるため、ボビンと鉄芯間でのキツツ
キ現象を抑えることができ、走行性が一層良くなる。

【００１９】請求項３に対応する効果：請求項２の効果
に加え、ボビンとガイド軸とは２点で支持する構造のた
め支えが安定し、さらに、ボビン上のコイル巻き付けが
容易となり、自動生産化も容易にできる。

【００２０】請求項４に対応する効果：請求項１乃至３
のいずれかの効果に加え、駆動コイルを覆うかたちで速
度検出コイルを巻き、ボビンの移動時に速度検出コイル
より鉄芯上の磁場変化を検出し速度制御にも利用可能と
なり、速度センサ用マグネットが不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるレンズ駆動装置の駆動部の
構造の概略断面図である。

【図２】図１に示したモータの概略斜視図である。

【図３】本発明のレンズ駆動装置を説明するための概略
斜視図である。

【図４】本発明に使用したモータの原理を説明するため
の構成図である。

【図５】ステッピングモータでレンズホルダ移動部を駆
動した従来技術の一例である。

【図６】モータを制御するためのブロック図の一例であ
る。

【図７】本発明の他の実施の形態を説明するための図で
ある。

【図８】本発明の更に他の実施の形態を説明するための
図である。

【図９】高速化の可能なフォーカスモータの従来例を説
明するための図である。

【符号の説明】

１…鉄芯、２…マグネット、３…ボビン、４…支点部、
５…駆動コイル、６…速度検出コイル、７…接続シャフ
ト、８…突起物、９…ヨーク、１０…レンズホルダ、１
１…レンズホルダシャフト、１２…受光センサ、１３…
発光センサ、１４…クランパ、２０…ステッピングモー
タ、２１…ねじが切られたシャフト、２２…レンズホル
ダ、２３…レンズホルダシャフト、２４…クランパ、２
５…フォトセンサ、２６…遮蔽板、３０…ガイド軸、３
１…ボビン延長部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端または片端に磁石を有する鉄芯と該
   鉄芯を軸とし移動する駆動用コイルが巻かれたボビンと
   を有するリニアモータと、該リニアモータによってレン
   ズホルダを移動させるようになっているレンズ駆動装置
   において、前記ボビンは前記鉄芯と接触する接触部と、
   前記レンズホルダの一部と接続される接続部とを持ち、
   前記レンズホルダは前記ボビンの一部と接続される接続
   部を持ち、前記両接続部を接続することによって、前記
   ボビンの動きが前記レンズホルダに伝えられるようにし
   たことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 両端または片端に磁石を有する鉄芯と該
   鉄芯を軸とし移動する駆動用コイルが巻かれたボビンと
   を有するリニアモータと、該リニアモータによってレン
   ズホルダが移動するようになっているレンズ駆動装置に
   おいて、前記鉄芯と並行にガイド軸を設け、前記ボビン
   は前記ガイド軸により案内されるように前記ガイド軸と
   の係合部を持つとともに前記レンズホルダの一部と接続
   される接続部とを持ち、前記レンズホルダは前記ボビン
   の一部と接続される接続部を持ち、前記両接続部を接続
   することによって、前記ボビンの動きが前記レンズホル
   ダに伝えられるようにしたことを特徴とするレンズ駆動
   装置。
3. 【請求項３】 前記ボビンの片側端部に前記接続部を、
   また、前記ボビンの他側端部に前記接続部に対向させて
   前記ガイド軸との係合部を有するボビン延長部を設ける
   ようにしたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆
   動装置。
4. 【請求項４】 前記ボビンに速度検出コイルを有したこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレン
   ズ駆動装置。