JPH0493907A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電磁力によりズームレンズなどの撮影装置の
レンズを直線的に駆動し、合焦操作などを実現するレン
ズ駆動装置に関するものである。

従来の技術 近年、ビデオカメラやスチルカメラなどの撮影装置は市
場のニーズによってオートフォーカスの応答性や静音化
といった性能を維持、向上させつつ小型軽量化が図られ
ている。

従来のズームレンズ駆動装置は合焦レンズや変倍レンズ
を駆動するために、それぞれ専用にＤＣマイクロモータ
やステッピングモータなどを駆動源として使用したり、
１つの駆動源をクラッチなどの伝達経路切換手段を用い
て複数のレンズを駆動していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成では、（１）モータを
レンズ鏡筒に組み込む場合、モータ部が突出するのでカ
メラ一体型ＶＴＲの徹底的な小型化を図ることができな
い。

（２）モータ自身や減速機構が騒音、振動源となり、マ
イクへの飛び込み音や不快感を与える。またレンズを高
速に駆動することができず、オートフォーカスの応答性
の向上などレンズ性能を高めることが非常に困難である
。

（３）１個の駆動源で複数のレンズを駆動する場合、複
雑な伝達経路切換手段が必要であり、また複数のレンズ
を同時に駆動することができないなどの課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型軽量化
を図ると共に、レンズの応答性、静音化といった性能の
向上を実現するレンズ駆動装置を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のレンズ駆動装置は、
被写体の光学像を形成し、かつ光軸方向に移動可能な複
数の可動レンズ系を有する撮影レンズ系と、゛この複数
の可動レンズ系をそれぞれ保持する複数のレンズ枠と、
この複数のレンズ枠を光軸方向に移動可能に支持するガ
イド軸と、表面と裏面が着磁され、かつ前記ガイド軸回
りに配置した固定永久磁石と、この固定永久磁石の表面
と密着し、裏面と空隙を介して配した磁性材料製のバッ
クヨークと、前記ガイド軸回りに配置され、かつ前記固
定永久磁石の裏面と前記バックヨークの間の空隙部に配
置し、かつ前記複数のレンズ枠とそれぞれ一体的に光軸
方向に移動可能な複数の巻線とを具備するものである。

作用 本発明は、上記した構成により、複数のレンズ枠を光軸
方向に移動可能に支持するガイド軸の回りに配置した唯
一の磁気回路と、この磁気回路の磁束を横切る位置にガ
イド軸回りに駆動コイルを配置しているので、複数のレ
ンズ枠をそれぞれ独立に駆動することが可能になる。ま
たこのバックヨークをガイド軸と光軸を含む面とガイド
軸とに略々直交する方向に配置し、磁気回路を構成する
ことによって、ガイド軸とレンズの光軸との距離は磁気
回路の厚み相当分短く構成することが可能となる。また
駆動時の摩擦力などによるこじれのモーメントの影響を
低く押さえることができるので、駆動力の小さな小形の
アクチュエータを使用することによって小形で軽量なレ
ンズ駆動装置を実現することができる。

また、レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持するガイド
軸の回りに馬蹄形の永久磁石を用いた磁気回路を形成し
、この磁気回路の磁束を横切る位置にガイド軸回りに駆
動コイルを配置するこきによって、ガイド軸とレンズの
光軸との距離は磁気回路の厚み相当分短く構成すること
が可能となり、小形で軽量なレンズ駆動装置を実現する
ことができる。

また、磁気回路は永久磁石とバックヨークから成り、し
かも固定されているので、光軸方向に移動するレンズ枠
は基本的に磁性材料で構成する必要はない。したがって
、磁気回路の吸着力を受けることなく低負荷で駆動する
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるレンズ駆動装置
の側面図、第２図は同レンズ駆動装置の平面図、第３図
は第１図のＡ−Ｂ部の断面図である。第１図〜第３図に
おいて、撮影レンズ３０は物体側より順に正の屈折力を
持つ第１のレンズ群３１、光軸上を移動することにより
変倍作用を有する第２のレンズ群３２、集光作用を有す
る第３のレンズ群３３、第２のレンズ群３２の移動およ
び物体の移動によって変動する像面を基準面から一定の
位置に保つように光軸上を移動する第４のレンズ群３４
から成る。

固定枠３５と水晶枠３６に位置決め支持されたガイドポ
ール３７には第２のレンズ群３２を保持する第２のレン
ズ枠７４の軸受部７５ａ、７５ｂが光軸方向に移動可能
に挿入されている。同様に第４のレンズ群３４を保持す
る第４のレンズ枠３８の軸受３９ａ、３９ｂが光軸方向
に移動可能に挿入されている。またガイドポール７６に
は第２のレンズ枠７４に設けた切欠溝部７４ａが係合し
、第２のレンズ枠７４を光軸上に保持している。またガ
イドポール４０にはレンズ枠３８に設けた切欠溝部３８
ａが係合し、レンズ枠３８を光軸上に保持している。

次にアクチュエータについて説明する。

永久磁石４２．４３及び７７．７８はそれぞれ単極着磁
された面４４．４５と７９．８０（図示せず）に鉄など
の強磁性体から成る第１のヨーク４６．４７がそれぞれ
吸着している。また第１のバックヨーク４６．４７は固
定枠３５に固着された第２のバックヨーク４８．４９に
永久磁石４２゜４３及び７７．７８自身の磁場によりそ
れぞれ吸着されている。

このような構成にすることにより、永久磁石４２．４３
，７７．７８の単極着磁面５０，５１と８１．８２（図
示せず）から第２のバ・ンクヨーク４８．４９に飛び込
んだ磁束が第１のバックヨーク４６．４７に流れ永久磁
石４２．　４３．　７７゜７８に帰っていく閉じた磁路
が形成されることになる。第４のレンズ枠３８にはフィ
ル５３が固着されている。第３図に示すように、コイル
５３は第４のレンズ枠３８に固着したとき、貫通穴５４
゜５５を生しる形状であり、この貫通穴５４．５５に第
２のバックヨーク４８．４９を貫通して設けることによ
り、コイル５３は永久磁石４２．４３の磁束と鎖交して
いる状態になり、フィル５３に電流が流れた場合、フレ
ミングの左手の法則により光軸方向に推力が発生するこ
とになる。同様に第２のレンズ枠７４にはコイル８３が
固着され、固着した除虫じる貫通穴（図示せず）に第２
のバックヨーク４８．４９を貫通して設けることにより
、コイル８３は永久磁石７７．７８の磁束と鎖交してい
る状態になり、コイル８３に電流が流れた場合、フレミ
ングの左手の法則により光軸方向に推力が発生すること
になる。

ズームエンコーダ６８とフォーカスエンコーダ６９はそ
れぞれ第２のレンズ群３２．第４のレンズ群３４の位置
を検出するもので、抵抗素子上を端子が摺動し、印加電
圧が端子位置に比例して分圧されることを利用したポテ
ンショメータなどで構成される。

マイコン７２は測距手段７１で計測された被写体距離情
報を持つ出力信号Ｈｔと、ズームエンコーダ６８の出力
信号２１とを比較することによって、像面を定位置に保
つ第４のレンズ群３４の光軸上の位置を決定し、この位
置に対応する焦点信号Ｍｔを算出する。第２の駆動回路
７３はマイコン７２の指令によりコイル５３に電流を供
給し第４のレンズ枠３８を駆動するもので、マイコン７
２の焦点信号Ｍｔとフォーカスエンコーダ６９の出力信
号Ｆｔが一致するまで、マイコン７２により駆動される
。第１の駆動回路７６は外部スイ・ソチ（図示せず）に
より選択された方向に第２のレンズ枠７４を駆動するた
めにコイル８３に電流を供給する。

このように構成されたレンズ駆動装置の動作を説明する
。

実施例で説明したレンズ構成においては、第２のレンズ
群３２の位置や被写体距離が変化すると像面が光軸上を
移動し、ピントがぼけるので、常に第２のレンズ群３２
の位置や被写体距離を検出し、像面が移動しない第４レ
ンズ群３４の位置を算出し、第４のレンズ群３４をその
位置に保たねばならない。以下にピント調整に伴う動作
について説明する。外部スイッチ（図示せず）によって
ズーミング指令が第１の駆動回路７６に与えられると、
フィル８３はズーミング指令で与えられた方向に通電さ
れる。コイル８３の永久磁石７７゜７８と対向した有効
コイル部（図示せず）は常に磁束と鎖交している状態に
なっているので、コイル８３が通電された場合、フレミ
ングの左手の法則により光軸方向に推力が発生し、第２
のレンズ枠７４を光軸方向に移動させズーミングが行わ
れる。第２のレンズ枠７４が移動するとズームエンコー
ダ６８の信号２１が変化する。また被写体距離は常に測
距手段７１で計測しているので被写体距離が変化すると
その距離に応じた信号Ｈｔが算出される。これらの出力
信号Ｚｔ、Ｈｔはマイコン７２に入力され、マイコン７
２で像面を定位置に保つ第４のレンズ群３４の位置が算
出される。

また、この位置に対応した焦点信号Ｍｔが算出される。

さらに、マイコン７２にフォーカスエンコーダ６９の出
力信号Ｆｔが常に入力されているので第４のレンズ群３
４の現在位置を常に監視することができる。この第４の
レンズ群３４の現在位置を示す出力信号Ｆｔと焦点信号
Ｍｔを比較し、これらの信号が一致するまでマイコン７
２は第２の駆動回路７３を制御し、第４のレンズ群３４
を所定の位置に駆動する。コイル５３に電流か通電され
ると、コイル５３の永久磁石４２．４３と対向した有効
コイル部（図示せず）は常に磁束と鎖交している状態に
なっているのでフレミングの左手の法則により光軸方向
に推力が発生することになる。この際推力の合力はガイ
ドポール３７上に発生する。したがって、推力によるこ
しれのモーメントが発生しないので、少ない推力でレン
ズ枠を光軸方向に移動させることができる。

以上のように本実施例によれば、光軸方向に移動する複
数のレンズ枠の軸受部の回りにコイルを固着し、その左
右に共通のハックヨークとそれぞれのレンズ枠の可動範
囲に渡って設けた固定の磁気回路を配置することによっ
て、単純な構成要素でしかも部品点数を減らしたアクチ
ュエータを構成できる。また、ガイド軸とレンズの光軸
との距離を磁気回路の厚み相当分短くすることか可能と
なるので、小形で軽量のレンズ駆動装置となる。

また推力の合力はカイト軸上に発生ず名ので推力による
こじれのモーメントが原理的に発生せす、少ないパワー
でレンズ枠を駆動することが可能であるので、駆動効率
が高く、アクチュエータの小型軽量化に適し、組立の容
易なレンズ駆動装置となる。

また、移動する部材は磁性材料ではなくコイルだけなの
で、マグネットの吸着力を受けない。したがって、駆動
時の負荷がきわめて低い構成となる。

なお、本実施例ではガイドボールの左右に配置された第
１のバックヨーク、及び第２のバックヨークをそれぞれ
別部材で説明したが、同一部材で構成しても何ら問題な
い。

第４図は本発明の第２の実施例におけるレンズ駆動装置
の側面図、第５図は第４図のＣ−Ｄ部の断面図である。

第４図および第５図において、馬蹄形の永久磁石５６．
６４はそれぞれ単極着磁された面５７．６５に鉄などの
強磁性体から成る第１のバックヨーク５８に吸着してい
る。また第２のバックヨーク５９は固定枠３５にビス６
７ａ。

６７ｂで固着されている。第１のバックヨーク５８は馬
蹄形永久磁石５６自身の磁場により第２のヨーク５９に
吸着されている。馬蹄形永久磁石５６．６４の単極着磁
面６０，６７から第２のバックヨーク５９に飛び込んだ
磁束が第１のハックヨーク５８に流れ、馬蹄形永久磁石
５６．８４に帰っていく閉じた磁路が形成されることに
なる。第２のレンズ枠７４．第４のレンズ枠３８にはそ
れぞれ空芯コイル８４．６１が固着されている。第５図
に示すように、空芯コイル６１と第４のレンズ枠３８は
固着したとき、空間６２が生し、ここに第２のバックヨ
ーク５９が貫通して配置されている。第２のレンズ枠７
４も同様に配置されている。他の構成要素については第
１の実施例と同一であるので説明は省略する。

このように構成されたレンズ駆動装置の動作を説明する
。空芯コイル６１の馬蹄形永久磁石５６との対向した有
効コイル部６１ａは常に磁束と鎖交している状態になっ
ている。したがって、空芯コイル６１に電流が流れた場
合、フレミングの左手の法則により有効コイル部６１ａ
には光軸方向に推力が発生し、第４のレンズ枠３８は光
軸方向に駆動される。第２のレンズ枠７４も同様に駆動
される。

以上のように本実施例によれば、光軸方向に移動するレ
ンズ枠の軸受部の回りに円筒状の空芯フィルを固着し、
その回りに固定の磁気回路を配置することによって、推
力に寄与する有効コイル部を長く取ることができるので
電気エネルギーを機械エネルギーに効率良く変換するこ
とができる。

なお、第１及び第２の実施例では可動レンズにそれぞれ
対応した永久磁石を設けて説明したが、永久磁石が複数
の可動レンズの可動範囲を網羅するなら何個の永久磁石
を用いてもよい。

発明の効果 以上のように本発明のレンズ駆動装置は、被写体の光学
像を形成し、かつ光軸方向に移動可能な複数の可動レン
ズ系を有する撮影レンズ系と、この複数の可動レンズ系
をそれぞれ保持する複数のレンズ枠と、この複数のレン
ズ枠を光軸方向に移動可能に支持するガイド軸と、表面
と裏面が着磁され、かつ前記ガイド軸回りに配置した固
定永久磁石と、この固定永久磁石の表面と密着し、裏面
と空隙を介して配した磁性材料製のバックヨークと、前
記ガイド軸回りに配置され、かつ前記固定永久磁石の裏
面と前記バックヨークの間の空隙部に配置し、かつ前記
複数のレンズ枠とそれぞれ一体的に光軸方向に移動可能
な複数の巻線とを具備することにより、小型軽量でしか
も組立性のよいレンズ駆動装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるレンズ駆動装置
の側面図、第２図は同レンズ駆動装置の平面図、第３図
は第１図のＡ−Ｂ部の断面図、第４図は本発明の第２の
実施例におけるレンズ駆動装置の側面図、第５図は第４
図のＣ−Ｄ部の断面図である。 ３０・・・撮影レンズ、　　３７・・・ガイドボール、
３８・・・第４のレンズ枠、４２．　４３．　７７、　
７８・・・永久磁石、　　４Ｂ、４７．５８・・・第１
のヨーク、　　４８．　４９．　５９・・・第２のヨー
ク、　　５３゜８３・・・コイル、　　５６．６４・・
・馬蹄形永久磁石、７４・・・第２のレンズ枠。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はか１名城 第 図 ふ５ １１！定１陛 ５３、　１１３ フィル 城

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体の光学像を形成し、かつ光軸方向に移動可
   能な可動レンズ系を有する撮影レンズ系と、前記可動レ
   ンズ系を保持するレンズ枠と、 このレンズ枠を光軸方向に移動可能に支持するガイド軸
   と、 表面と裏面が着磁され、かつ前記ガイド軸回りに配置し
   た永久磁石と、 この永久磁石の表面と密着し、裏面と空隙を介して配し
   た磁性材料製のバックヨークと、 前記ガイド軸回りに、かつ前記永久磁石の裏面と前記バ
   ックヨークとの間の空隙部に配置され、かつ前記レンズ
   枠と一体的に光軸方向に移動可能なコイルとを具備した
   レンズ駆動装置。
2. （２）前記永久磁石は、レンズ枠の可動範囲に渡って配
   置されている請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. （３）前記永久磁石は、ガイド軸と光軸を含む面と前記
   ガイド軸とに略々直交する方向に、かつ前記ガイド軸に
   平行に配置した請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. （４）内面及び外面が着磁され、ガイド軸回りに配置し
   た馬蹄形永久磁石と、この永久磁石の外面と密着し、内
   面と空隙を介して配した磁性材料製のバックヨークと、
   前記ガイド軸回りに配置され、かつ前記永久磁石の内面
   と前記バックヨークの間に配置し、かつレンズ枠と一体
   的に光軸方向に移動可能なコイルとを具備した請求項１
   記載のレンズ駆動装置。