JPS6021014A - レンズ駆動装置 - 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】 本発明はレンズを光軸方向に直接直進させることによっ
て、従来の一眼レフレックスカメラ、シネカメラ、テレ
ビカメラ、ビデオカメラや帽ｉ視カメラ等で見られるよ
うに旋回直進するものに比較してレンズ駆動機構を安価
に量産できるようにすると共に、被写体を迅速にとらえ
、レンズを光軸方向に微妙なピッチで確実に移動させる
ことができ、簡単な構成の安価なデジタル回路によって
５ｆ動側レンズ鏡筒を確実に正確なピンチで光軸方向に
移動させ、また、可動側レンズ鏡筒ど固定側レンズ鏡筒
との接触部分をほとんどなくすることができ、構成が簡
素化され、応答特性が良好となり、長寿命化が期待され
、更にまた、設計目的に応じて可動側レンズ鏡筒の直進
運動ストロークを自由に設ｎ１形成できて小型のものも
、大型のものも適宜！２Ｈ１可能で手動操作も簡単であ
り、且つインダストリアル・デザインの優れたレンズ鏡
筒が得られるレンズ駆動装置を得ることを目的としてな
されたものである。

例えば、一般の一眼レフレックスカメラにおいては、被
写体のピントを合わせるのに当って、手動にて適宜なレ
ンズ鏡筒部を回動させて可動側レンズ鏡筒を旋回さぜっ
つレンズ構体を光軸方向に前後移動さ仕ていた。しかる
に、弱視や老眼等の人にとっては、１１で判断してピン
１−合せを行なうことは困短で、特にピン１〜合せをし
ないで済むカメラを購入する傾向にあった。また、一方
では連続的に被写体を写すようにするために、モータド
ライブ数構やワーｒンダ機構も開発され、−眼レフレッ
クスカメラ以外のシネカメラ、ビデオカメラ。

監視カメラ、テ１ノビカメラ等でも、被写体を自動検出
しようとする動きが盛んになっている。

このようなことか１゛）、識写体のピントを自動的に検
出するモータ機構が装置にイ」カ１１されたり、内蔵さ
れたりして、このモータ（机ηによりレンズ機１１育を
旋回させながら、光軸方向に前後移動させて、被写体を
合焦させるようにしている。

しかし、被写休作は常に静止体であるとは限らず、動体
であって常時動いている場合も多い。

従って、従来のように、回転モータを用いてレンズを旋
回駆動するものでは、合焦までに時間がかかりすぎ、的
確な写真撮影を行なうことができず、また、可動側レン
ズ鏡筒を旋回させるのに比較して、可動側レンズ鏡筒を
直線的駆動させる機構の方が安価に生産することが可能
となる。

従来、自動焦点機構を有する一眼レフカメラの場合、可
動側レンズ鏡筒を直進させるに当って、第１図のような
ものが出現しているので、これについて説明する。カメ
ラレンズ鏡筒１の外周に歯刻部２を設け、該歯刻部２と
カメラレンズ鏡筒１の外周部に設けた円筒型の回転モー
タ３の回転軸４に固設した歯車５の歯刻部６を歯合させ
、回転モータ３を回転させることで、歯刻部２をイイす
るレンズ鏡筒１部を回転させ、間接的にレンズ構体７を
有する可動側レンズ鏡筒８を旋回直進さする構造となっ
ていた。このままでは製品デザインとしては外観が良く
ないので、更に断面三角形状の筒体保護カバー９でカバ
ーし、モータ内蔵自動焦点用交換レンズ１０を形成して
いた。

この第１図から明らかなように、従来のモータ内蔵自動
焦点用交換レンズ１０は、正面方向がら見た断面形状が
楕円状三角形状となっている。このような形状は本来的
に不自然で、持ち運びに不便で、ともすると、高価な交
換レンズ１０を落して破損してしまう恐れもある。

本発明のレンズ駆動装置は、」１記技術背景を基にして
なされたもので、上記背景を基にした欠点を解決するだ
けでなく、他の効果をも具備するものである。

以下、図面第２図以下を参照しつつ、本発明の一実施例
を説明する。

図面第２図は本発明のレンズ駆動装置を適用した一眼レ
フレックス用交換レンズ鏡筒１１の側面方向から見た縦
断面図である。該レンズ鏡筒１１は、外側に円筒状の固
定側レンズ鏡筒１２を有し、該鏡筒１２と相対向する内
面位置に設けられたレンズ構体７を有する可動側レンズ
鏡筒８が光軸１３方向に沿って、直進往復運動するよう
に構成されている。このＪ：うにするたるには、例えば
、固定側レンズ鏡筒１１の内周部に適宜な間際をおいて
２箇所に突出部＋４８，１４ｂを設け、該２個の突出部
１４ａ、１４ｂにガイドバー１５の両端を固設し、上記
突出部１４ａと１４ｂ間位置の可動側レンズ鏡筒８の外
周部位置に設けた突部１６が有する透孔に上記ガイドバ
ー１５を摺動自在にすることで可能になる。

尚、ガイドバー１５の周囲の突出部１４ａ。

１４ｂ位置（この場合には図示せず）あるいは突部１Ｂ
位置（この場合は第４図参照）には、例えばオイルレス
メタル等からなる軸受１７を設けておくと良い。尚、軸
受１７として最適と思われる材質としては、四フッ化エ
チレン（商品名：テフロン）があげられる。またガイド
バー１５は１８０度対象位置に２本設けるのが安価で望
ましく、２本のガイドバー１５の一本の軸受１７を形成
する部分は、かじりを防ぐ等の理由からバカ孔１８（第
４図）に形成しておくのが望ましい。更にまた、第２図
及び第４図では、可動側レンズ鏡筒８を直線走行させる
ためのガイド体として、ガイドカバー１５を用いた場合
を余したが、必ずしも、この必要はなく、可動側レンズ
鏡筒８と固定側しンズ鏡筒１２どのそれぞれ相対向面部
にガイド溝を設け、該ガイド溝にガイドローラー鋼球を
介在させても良い。このようにすると、第３図に示すよ
うに、その外観は従来とまったく変わらない交換レンズ
１１となる。

第４図は、第２図及び第３図で示す交換レンズ１１から
固定側レンズ鏡筒１２を除去した場合を現わす本発明の
説明のための概略斜視図である。

この第４図を主に参照して本発明の一実施例を説明する
と、可動側レンズ鏡筒８の外周部の相対向する図示しな
い固定側レンズ鏡筒の内面部それぞれの部分に、光軸の
長手方向に沿って細かなピッチで等間隔の多数の突起を
有する磁性体からなるステータ歯１９を備えた固定部材
（スケール）２０が設けられている。

固定部材２０の固定側レンズ鏡筒の背面部は磁性体（図
示せず）にて形成し”Ｃいる。ステータ歯１９と対向す
る移動側レンズ鏡筒８の外周面には、その長手方向に沿
って」ユ記ステータ歯１９の突起幅と等しい幅の突起（
磁極）を有する磁性体からなる可動部材（スライダー）
２１が設けられ、可動部材２１の下面には磁性体板（図
示せず）を配し、固定部材２０と可動部材２１は所定の
間隔を保っている。また、可動部材２１の固定部材２０
と対向する側には励磁部２２が設置され、この励磁部２
２にパルス電流を流して磁気吸引力を生じさせ、該吸引
力を利用して可動部材２１を固定部材２０に対して相対
的に移動させる機構となっている。

上記した固定部材２０と励磁部２２を有する可動部材２
１とで永久磁石形リニアパルスモータを形成し、このリ
ニアパルスモータを固定側レンズ鏡筒１２と可動側レン
ズ鏡筒８間に配置している。

かかるリニアパルスモータは上記突起１６間に２個対称
に配置してなるが、１個であっても十分に目的を達成で
きる。このように、レンズの光軸１３と同心状にレンズ
構体７の外周にリニアパルスモータを組み込むことで第
６図に示すような外観のレンズ鏡筒にでき、リーアモー
タの可動部材２１を光軸１３方向に固定部材２０に対し
て前後移動させることで、可動側レンズ鏡筒８を光軸１
３方向に前後移動させることのできるレンズ駆動装置が
得られる。

第５図を参照して、」−記永久磁石形リニアパルスモー
タの詳細な構成及び原理動作を説明する。

可動部月２１は一刻の磁極を有する２個の鉄心を励磁部
２２で橋絡してなる。可動部材２１の励磁部２２は、Ｎ
極に第１磁極２３と第２磁極２４を、Ｓ極に第３磁極２
５と第４磁極２６をそれぞれ設けた１個の永久磁石２７
からなり、第１磁極２′５と第２磁険２４の間には第１
励磁コイル２８が、第３磁極２５と第４磁極２６の間に
は第２励磁コイル２日がそれぞれ巻装されている。

第１磁極２乙と第２磁ｔ＠２４間、第３磁極２５と第４
磁極２６間は、固定部材２０のステータ歯１日の２個分
の間隔だけあり、第１励磁コイル２８及び第２励磁コイ
ル２日は、共に磁極間の巻き方向が互に逆になるように
巻装され、コイル２８．２９は図示しない駆動回路に接
続されている。

各磁極２３，２４，２５，２Ｅｌは、固定部材２０のス
テータ歯１９の間隔を１ピツチとして、それぞれステー
タ歯１９に対して４分の１ピツチずつずれた位置に配置
固定されている。いま固定部材２０と可動部材２１とが
第５図（ａ）の状態にある場合において、第１励磁コイ
ル２８には電流を流さず、第２励磁コイル２Ｂに正方向
（矢印Ｘ）に符号３０で示すパルス電流を流すと、第１
磁極２３と第２磁極２４は永久磁石２７の磁力がそのま
まで、第３磁極２５は永久磁石２７の磁力とコイル２日
による電磁力とが総和された形で励磁され、一方第４磁
極２６は永久磁石２７の磁力がコイル２日による電磁力
で相殺される。

従って、第３磁極２５の磁力が一番強くなり、その磁気
吸引力により可動部材２１は第３磁極２５が固定部材２
０のステータ１１１９の真」二に来て停止する。次に同
図（ｂ）に示すように、第１励磁コイル２８に正方向（
矢印Ｘ）に符号３１で示すパルス電流を流すと、第１゛
磁極２３の磁力が相殺されて第２磁極２４が励磁され、
そのために可動部材２１は紙面に沿って左方向に４分の
１ピツチ移動し、第２磁極２４がステータ歯１９の真上
に来た所で停止する。

次に同図（ｃ）に示すように、第２励磁コイル２日に逆
方向（矢印Ｙ）のパルス電流を流して第４磁極２６を励
磁すると、ｉｉＪ動部材２１は左方向へ更に４分の１ピ
ツチ移動して停止する。また、同図（ｄ）を参照して、
第１励磁コイル２８に逆方向（矢印Ｙ）のパルス電流を
流して第１磁極２３を励磁すると、可動部材２１は左方
向へ更に４分の１ピツチ移動して停止する。

可動部材２１を逆方向に移動させるには、逆方向に駆動
するようにコイル２８．２９にパルス電流を流せば良い
。以上の動作を繰り返すことにより可動部月２１を固定
部材２ｏと相対的移動を行なわせることができ、結果ど
して、可動側レンズ鏡筒８を固定側レンズ鏡筒１２に対
して光軸１３方向に相対的に直線移動させることができ
る。

上記永久磁石形リニアパルスモータの場合には、２相交
互磁方式によるものであるが、２相同時励磁方式として
も良い。この２相同時励磁方式の方は、Ｎ、Ｓ極とも常
に励磁して、両者の磁気吸引力が釣り合った所を安定点
としているので、Ｎ極とＳ極のパーミアンスが違ってい
たり、あるいは、コイル２８．２９の抵抗値が違ってい
たりして、Ｎ極、Ｓ極のいずれか一方が他方の極より磁
気的吸引力が大きい場合、その方向に片寄った所で吸引
力が釣り合って可動部材が停止するが、この片寄量は常
に一定である。従って、この２相同時励磁方式の永久磁
石形リニアパルスモータを用いる方が有利な場合もある
が、これらは、設計仕様によって適宜決定されるもので
ある。

尚、本発明は、このような永久磁石形リニアパルスモー
タを用いているので、電流を通電しないときでも、永久
磁石２２の影響で、可動側レンズ鏡筒８が手動では、容
易に移動し得ないものとなっている。従って、固定形の
監視カメラ等に適するものであるが、固定部材２０と可
動部材２１間にエアーを流通させる等の手段を採用す九
ば丁・勅でも駆動できるものとなり、そのエア一手段を
す換えることで、可動側レンズ鏡筒８を手動操作可能と
、手動作動不能の状態に随時切換えることができる。

本発明は、上記から明らかなようにレンズの光軸と同心
状にレンズＶ＆構の外周にリニアパルスモータを組み込
んで、当該リニアパルスモータによって可動側レンズ鏡
筒を光軸方向に直接直線的に移動でき、１つ焦点検出機
構からの信号に基いて合焦位置に細かく且つ正確に移動
停止できるので、カメラのオー１−フォーカス機構、監
視カメラ、ビデオカメラ等に最適なものどなる。また、
従来のように、モータを内蔵しても、変形した外観にな
らず、モータを内蔵しない従来のレンズ鏡筒と同様の外
観にできるので、インダストリアルデザインの趣旨に沿
うばかりでなく、当該装置を有する交換レンズの携′４
１）′性を良好にし、また構成が簡単なので、安価に量
産できる。また、高価なヘリコイドを必要とせず、直接
レンズを直進させることができるので、迅速な合焦が可
能となると同時に、可動側レンズ鏡筒と固定側レンズ鏡
筒との接触部分をほとんどなくすることができるので構
成が簡素化され、応答性が良好となり、長寿命化が期待
できる。更に、設計目的に応じて可動側レンズ鏡筒の直
進運動ストロークを自由に選択し得るので、小型のもの
も大型のものも容易に適宜設計でき、更にまた、永久磁
石形リニアパルスモータを用いているので、固定形の監
視カメラ等に用いた場合には振動等により可動側レンズ
鏡筒が容易に動かないものが得られて好都合である。ま
た、必要に応じて手動で可動側レンズ鏡筒を動かすこと
ができるので多目的分野に適するレンズ駆動装置が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモータ機構を組み込んだ−・眼レフレッ
クスカメラ用交換レンズ機構の説明図、第２図は本発明
を適用した一眼レフレックスカメラ用交換レンズの縦断
面図、第３図はその外観を示す斜視図、第４図は本発明
を組み込んだ交換レンズから固定側レンズ鏡筒を省いた
状態を示す概略斜視図、第５図は第４図に用いたリニア
パルスモ−夕の動作原理説明図である。 １・・・カメラレンズｉ筒、２・・・型刻部、３・・・
回転モータ、４・・・回転軸、５・・・歯車、６・・型
刻部。 ７・・・レンズ構体、８・・・可動側レンズ鏡筒、９・
・・筒体保護カバー、１０・・・モータ内蔵自動焦点用
交換レンズ、１１・・・−眼レフレックス用交換レンズ
鏡筒、１２・・・固定側レンズ鏡筒、１′５・・・光軸
、　１　’４ａ、　１４ｂ・・・突出部、１５・・・ガ
イドバー。 １６・・突部、１７・・・軸受、１８・・バカ孔、１９
・・・ステータ歯、２０・・・固定部材、２１・・可動
部材、２２・・励磁部、２３・・・第１磁極、２４・・
・第２磁極、２５・・・第３磁極、２６・・第４磁極。 ２７・・・永久磁石、２８・・・第１励磁コイル、２日
・・第２励磁コイル。 特許出願人 第４図 どじ　どソ 第５図 （ａン （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 手続補正帯は却 昭和５８年１１月ｚ１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５８−１２７９９５号 ２、発明の名称 レンズ駆動装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都文京区大塚３丁目３ｔｉ１号 図面の「第５図（Ｃ）　、　（ｄ）　Ｊを別紙のとおり
補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可動側レンズ鏡筒ど固定側レンズ鏡筒に相対向して光軸
   方向に直線的往復移動できるように構成し、レンズの光
   軸と同心状にレンズ構体の外周の固定側レンズ鏡筒と可
   動側レンズ鏡筒間に永久磁石形リニアパルスモータを設
   け、該永久磁石形リニアパルスモータの固定子としての
   表面に歯部が長手方向に連続的に形成された磁性体から
   なる固定部材を可動側レンズ鏡筒と相対向する固定側レ
   ンズ鏡筒面に設け、一対の磁極を有する２個の鉄心を永
   久磁石にて橋絡し、」１記鉄心の磁極に励磁コイルを巻
   装してなる磁性体からなる可動部材を上記固定部月と相
   対向する可動側レンズ鏡筒面に設けてなることを特徴ど
   するレンズ駆動装置。