JPH0220815A - 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】 一産業上の利用分野− 本発明は例えばビデオカメラの自動焦点撮影レンズに用
いられるレンズ駆動装置に関する。

一発明の背景− 一般に、自動焦点機構を有するカメラにあっては、撮影
レンズとは別に、被写体に測定光を発射する発光素子及
び同被写体からの反射光を受光する測距素子を備え、同
測距素子の検出信号により撮影レンズのフロントコンポ
ーネントレンズを焦点位置まで移動させるのが普通であ
る。

しかしながら、このような構造、の自動焦点機構は、撮
影開始時のレリーズボタンに自動焦点機構を応動させれ
ばよいので、静止画像を撮影するスチルビデオカメラに
は効果的であるが、連続的な画像を撮影するビデオカメ
ラでは、発光素子の発光を繰返すことになるので、消費
電力の点で同自動焦点機構は不利になる。

このため、従来では、第５図示のような自動焦点機能付
撮影レンズが特願昭６２−９３２９３号出願により提案
されている。即ち、この撮影レンズは、ＣＣＤ素子等の
画像読取り素子Ａの表面に被写体像を結像させるもので
、同撮影レンズはレンズ光軸α方向に配列されたフロン
トコンポーネントレンズＢ１ズーミングレンズＣ１リヤ
コンポーネントレンズＤで構成されている。そして、前
記画像読取り素子Ａは前記レンズ光軸α方向に振動でき
る状態に支持され、この画像読取り素子Ａの振動前後の
画素情報に基すき、フロントコンポーネントレンズＢを
レンズ光軸α方向に移動させ、ターゲット位置の焦点合
せを行なう。したがって、このような構造の撮影レンズ
にあっては、撮影レンズとは別の自動焦点光学系を廃止
でき、自動焦点のために測定光を発射する必要がないの
で、連続的な被写体像を記録するのに都合がよい。

しかしながら、第５図示の撮影レンズでは、かなり重量
のある大口径のフロントコンポーネントレンズＢをレン
ズ光軸α方向に移動させる必要があるから、同フロント
コンポーネントレンズＢを駆動する電動モータの駆動ト
ルクが大きくなり、大型のレンズ駆動装置となり易い問
題がある。

このような従来のレンズ駆動装置の問題を考慮し、最近
では、第６図に示したような構造の自動焦点機能付撮影
レンズが本出願人等により計画されている。即ち、この
撮影レンズは、ＣＣＯ素子等の画像読取り素子Ａ１の表
面に被写体像を結像させるもので、同撮影レンズはレン
ズ光軸α方向に配列されたフロントコンポーネントレン
ズＢ１、ズーミングレンズＣＩ、リヤコンポーネントレ
ンズＤＩで構成される点では前述した撮影レンズと同様
である。そして、この１ｆｆｉｉレンズにあっては、画
像読取り素子Ａ、をレンズ光軸α方向に振動させる代わ
りに、比較的軽量でかつ小口径のリヤコンポーネントレ
ンズＤＩがレンズ光軸α方向に僅かに移動され、このリ
ヤコンポーネントレンズＤ、の移動前後の画像読取り素
子ＡＩに対する結像状態から焦点状態が判定され、この
判定結果に応じた方向に、リヤコンポーネントレンズＤ
、が駆動されることになる。詳しくいうと、リヤコンポ
ーネントレンズＤＩのレンズ枠Ｅは、レンズ光軸αに対
して平行な方向に延長した送りねじＦに支持され、この
送りねじＦは減速歯車Ｇ、Ｈを介して電動モータＩで駆
動される。

いい換えると、この自動焦点機能付撮影レンズにあって
は、リヤコンポーネントレンズＤ１の移動前の画像読取
り素子ＡＩのターゲット位置の画素情報が記憶され、同
画素情報とリヤコンポーネントレンズＤ、の穆動径の画
素情報とが比較され、同比較結果によりリヤコンポーネ
ントレンズＤ１が自動焦点位置に向って移動されること
になる。したがって、このような構造では、重量の小さ
なリヤコンポーネントレンズＤ、が送りピッチの小さな
送りねじＦで駆動されるから、電動モータＩとして低ト
ルクのステッピングモータを用いることができる。

一発明が解決しようとする課題− しかしながら、前述したような第６図示の撮影レンズに
用いるステッピングモータは、周知のように、駆動騒音
が非常に大きいので、撮影者の耳元に同ステッピングモ
ータを組込むと、リヤコンポーネントレンズＤ、のレン
ズ枠Ｅがステッピングモータで穆勤される際に、耳ぎわ
すな騒音が生じ、ビデオカメラとしての商品性が悪くな
る。詳しくいうと、本発明者の実験結果では、ステッピ
ングモータの駆動騒音は、駆動磁界で急速に発信・停止
を繰返されるステッピングモータのロータ、強いては駆
動軸の回転方向の振動によるもので、この振動は２次共
振減衰振動となる。事実、第６図に示すような構造で騒
音を測定したところ、ステッピングモータ単体では、さ
ほど気にならなかった駆動騒音がリヤコンポーネントレ
ンズＤＩのレンズ枠Ｅを結合することにより著しく拡大
された。この理由は、ステッピングモータの駆動軸の振
動がレンズ枠Ｅに伝達され、リヤコンポーネントレンズ
Ｄ、のレンズ枠Ｅがレンズ光軸α方向に振動するので、
この振動運動が撮影レンズの鏡胴に共鳴し、騒音が拡大
されることによるものと判断される。

本発明の目的は、以上に述べたような従来の実用に鑑み
、ステッピングモータによってリヤコンポーネントレン
ズのレンズ枠を静粛に駆動することかできるレンズ駆動
装置を得るにある。

一問題点を解決するための手段− この目的を達成するため、本発明は、リヤコンポーネン
トレンズの移動前後の画像読取り素子に対する結像状態
の比較によりピント状態を判定する自動焦点撮影レンズ
系であって、リヤコンポーネントレンズのレンズ枠を案
内手段によりレンズ光軸方向へ案内し、前記レンズ光軸
と略平行な方向に延長されかつステッピングモータで駆
動される送りねじで前記レンズ枠をレンズ光軸方向へ８
勤させ、前記ステッピングモータから送りねじに至る回
転軸に慣性能率のあるコマを自由に回転できる状態で液
合し、同コマと前記回転軸との間に粘性流体を介装する
ことを提案するものである。

一実施例 以下、第１図から第４図について本発明の実施例の詳細
を説明する。

第１図は本発明をビデオカメラの撮影レンズに施した場
合の実施例であり、同撮影レンズはレンズ光軸α方向に
整列したフロントコンポーネントレンズＩＡ、ズーミン
グレンズ１Ｂ、　　リヤコンポーネントレンズＩＣで構
成され、これらのレンズで結像される被写体の像は鏡胴
２の端部に位置されるＣＣＯ素子等の画像読取り素子３
の表面に結像される。即ち、フロントコンポーネントレ
ンズＩＡは鏡胴２の前部に固定され、図示を省略するズ
ーミング機構で駆動されるズーミングレンズＩＢはレン
ズ光軸αと平行な方向に延長するガイドロッド４Ａ、４
Ｂによりレンズ光軸αに移動可能に鏡胴２の内部に支持
される。そして、前記ｕ′を謂２にはレンズ光軸αに対
して厳密に平行な関係におかれた一対のガイドロッド５
Ａ、５Ｂが配置され、これらのガイドロッド５Ａ、５Ｂ
には、内部に前記リヤコンポーネントレンズＩＣを固定
されたレンズ枠６のアーム６ａ、６ｂが摺動自在に支持
しである。

また、前記鏡胴２の外部には低トルクのステッピングモ
ータ７が据付けられ、このステッピングモータ７の駆動
１１Ｉｌｌ１７ａの先端には送りねじ８が固定される。

この送りねじ８により第１図の左右方向に送られるナツ
ト９と前記レンズ枠６のアーム６ｂとの間は、詳細を第
２図に示す弾性部材１０で結合される。

即ち、この弾性部材１０は前記アーム６ｂに固定される
基部１０ａを有し、この基部１０ａから直角に折曲げら
れた舌片１０ｂの先端は、舌片１０ｂが含まれる平面を
前記ナツト９の接線方向に向けた状態で、溶着金属１１
によりナツト９に偏着される。したがって、この弾性部
材１０は、第１図の紙面内でナツト９から放射方向の力
を受けると自由に変形するが、ナツト９のＢ動方向には
ほとんど変形しない。

一方、第４図に拡大して示すように、前記ステッピング
モータフの駆動軸７ａの中間部には、互いの慣性能率を
異ならせた大小２個のコマ１２Ａ　、　１２Ｂが駆動軸
７ａに対して自由に回転できる状態で嵌合される。即ち
、これらのコマ１２Ａ　、　１２Ｂは、駆動軸７ａの長
さ方向へ移動しないようにステッピングモータフの軸受
７ｂと前記送りねじ８との間に介在させてあり、前記軸
受７ｂ、送りねじ８、コマ１２Ａ　、　１２Ｂの相互間
の接触面積を極力低減するため、゛°ソロパン玉”形状
に構成される。そして、前記駆動＠ｈ７ａの周面７ｃと
各コマ１２Ａ　、　１２Ｂの中心孔１２ａとの間には、
粘性の高い粘性流体１３が介在される。したがって、前
述したコマ１２Ａ　、　１２Ｂは、粘性流体１３を介し
て駆動軸７ａから回転方向の加速度を受けると、粘性流
体１３の粘性抵抗により慣性能率の小さなコマ１２Ｂが
加速度方向にまず追従し、同加速度が大なる場合に、残
るコマ１２Ａが加速度方向に追従することになる。

第３図は前述した撮影レンズの制御部のブロック線図で
あり、ビデオカメラのＣＦ４等で構成する制御装置１４
には画像撮影時に手動操作されるレリーズボタン１５か
らの出力が入力され、同制御装置１４は、同レリーズボ
タン１５が押圧された際（即ち、リヤコンポーネントレ
ンズＩＣの移動前）の前記画像読取り素子３のターゲッ
ト位置の画素情報をメモリ１６に記憶し、同記憶情報は
、レリーズボタン１５が押圧されている間、リヤコンポ
ーネントレンズＩＣの現在位置の画素情報に、常時、書
換えられる。また、制御装置１４は、レリーズボタン１
５の抑圧によりステッピングモータ７を一定回転角だけ
駆動し、リヤコンポーネントレンズＩＣのり動径の画像
読取り素子３のターゲット位置画素情報とメモリ１６の
内容とを比較し、リヤコンポーネントレンズＩＣの移動
後の位置が”後”ピント状態にあるか否かを判定し、判
定結果が”後”ピント状態である場合には、ステッピン
グモータ７を再び駆動してレンズ枠６を更に第１図の左
方向へ移動させる。

図示実施例は、以上のような構造であるから、ステッピ
ングモータ７の駆動軸７ａによりリヤコンポーネントレ
ンズＩＣのレンズ枠６がレンズ光軸αに対して平行な状
態におかれたガイドロッド５Ａ、５Ｂに沿って送られる
ことになる。即ち、ステッピングモータ７の駆動軸７ａ
の回転運動は送りねじ８及びナツト９によりナツト９の
レンズ光軸αに平行な方向の直線運動に変換されること
になる。この場合、ステッピングモータフの駆動軸７ａ
は２次減衰振動を伴うが、この２次減衰振動は駆動軸７
ａに設けたコマ１２Ａ　、　１２Ｂにより減衰されるこ
とになる。つまり、駆動軸７ａの回転運動には、高振動
数の２次振動が含まれているが、この高周波振動により
駆動軸７ａの接線方向に剪断力が粘性流体１３に作用さ
れると、駆動！１Ｉｌｌ１７ａの周面とコマ１２Ａ　、
　１２Ｂの中心孔１２ａの内面との間に生じる剪断力に
よって各コマ１２Ａ　、　１２Ｂは、同加速度運動を減
少させる方向に作用する。これらのコマ１２Ａ　、　１
２Ｂによる回転方向の抵抗力は、慣性モーメントが大き
なものほど大きく、慣性モーメントが小さなもの程、駆
動軸７ａの運動に容易に追従するので、振動数の異なる
２次振動を効果的に減衰させる。

次に、図示実施例の場合の具体例を挙げると、ステッピ
ングモータ７として駆動トルクが１０　ｇ−Ｃｍを用い
、６０ｐｐｓのパルスレートのパルス駆動を行なう場合
、粘性流体１３の動粘度を１１００　ｃｐとし、コマ１
２Ａ　、　１２Ｂの慣性モーメントをそれぞれ０．１６
７３−Ｃｍ２及び０．０８３　ｇ−ｃｍ”とすることに
より、駆動軸７ａの駆動騒音を充分に削減できた。

なお、図示実施例においては、慣性能率の異なる複数の
コマを用いる場合を例示したが、本発明にあっては、１
個のコマを用いてもよいのは、改めて説明するまでもな
い。

−発明の効果− 以上の説明から明らかなように、本発明のレンズ駆動装
置によれば、ステッピングモータの駆動時の駆！ｒ！Ｉ
Ｊ騒音を充分に低減できるので、実用性の高いレンズ駆
動装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を施した撮影レンズの断面図、第２図は
同撮影レンズに用いる弾性部材の拡大斜視図、第３図は
同撮影レンズの制御部のブロック線図、第４図は同撮影
レンズの要部拡大断面図、第５図は従来の自動焦点機能
付撮影レンズの略図、第６図は別の自動焦点機能付撮影
レンズの略図である。 α・・・レンズ光軸、 ＩＣ・・・リヤコンポーネントレンズ、２・・・ｉｕｉ
、 ３・・・画像読取り素子、 ５Ａ、５Ｂ・・・ガイドロッド、 ７・・・ステッピングモータ、 ７ａ・・・駆動軸、 ８・・・送りねじ、 １２八、　１２Ｂ・・・コマ、 １３・・・粘性流体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）リヤコンポーネントレンズの移動前後の画像読取り
   素子に対する結像状態の比較によりピント状態を判定す
   る自動焦点撮影レンズ系であって、リヤコンポーネント
   レンズのレンズ枠を案内手段によりレンズ光軸方向へ案
   内し、前記レンズ光軸と略平行な方向に延長されかつス
   テッピングモータで駆動される送りねじで前記レンズ枠
   をレンズ光軸方向へ移動させ、前記ステッピングモータ
   から送りねじに至る回転軸に慣性能率のあるコマを自由
   に回転できる状態で篏合し、同コマと前記回転軸との間
   に粘性流体を介装したことを特徴とするレンズ駆動装置
   。 ２）前記コマは複数のコマより構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のレンズ駆動装置。 ３）前記コマは互いに慣性能率の異なる複数のコマより
   構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のレンズ駆動装置。