JPH0833385A

JPH0833385A - ボイスコイルモータの制御装置

Info

Publication number: JPH0833385A
Application number: JP6160430A
Authority: JP
Inventors: Shinji Araoka; 伸治荒岡; Masao Sato; 政雄佐藤; Tsutomu Nakamura; 努中村; Ryota Osumi; 良太大住
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】姿勢や位置により可動部の負荷が変化しても、
該可動部の位置を確実に保持する適正なバイアス電流を
設定できるボイスコイルモータの制御装置を提供するこ
とを目的とする。【構成】ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１０１における
直線移動可能な可動部の静止状態と移動状態とを検出す
る位置検出手段１０２と、上記可動部を駆動する電流を
供給するＶＣＭ駆動回路１０４と、上記位置検出手段１
０２からの出力に基づき、上記可動部の状態を変化させ
るに必要な駆動電流を検出する駆動電流検出手段を有す
ると共にこの駆動電流検出手段からの出力に基づいてバ
イアス駆動電流を演算するＣＰＵ１０３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイスコイルモータの
制御装置、詳しくは、ボイスコイルモータの可動部の負
荷が姿勢または位置により変化するボイスコイルモータ
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラ等の鏡枠ではフォー
カス・ズーム用のアクチュエータとしてコイルとマグネ
ットを有する電磁駆動式が多く使用されている。その一
例として特開平４−２５８１１号公報には、ボイスコイ
ルモータを使用したレンズ駆動ユニットが開示されてい
る。この技術手段は、シャフトに吊られたレンズ可動枠
を具備し、該レンズ可動枠の外周にコイルを配置し、さ
らに、該コイルに対向するようにマグネット・ヨーク部
を固定枠に配置して位置検出手段を構成したものであ
る。

【０００３】この技術手段は、従来に比べて出張りを有
しない外形及び光軸が傾くモーメントが生じない利点を
有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
ボイスコイルモータの特徴として応答性、消費電力等で
メリットがあるが位置保持力がないことが挙げられる。
つまり、不通電時、該ボイスコイルモータの可動枠に負
荷が加わると、該可動枠は負荷に負けドリフトする。す
なわち、ビデオカメラ等で使用される際には、撮影状態
によりカメラの姿勢が変化するが、この姿勢の変化によ
りボイスコイルモータの移動方向に可動枠の重心がかか
り、ボイスコイルモータの負荷が増加し、場合によっ
て、可動枠がドリフトする虞がある。

【０００５】また、一般的に可動枠には、ボイスコイル
モータコイル、速度センサコイル等の配線が必要とな
り、この配線接続のため可動枠と固定部の間にはフレキ
シブルプリント基板等の基板が介在する。このような構
成をなすボイスコイルモータの場合、該フレキシブルプ
リント基板の負荷に負け可動枠がドリフトすることが考
えられる。この場合、同フレキシブルプリント基板の厚
さ、材質等で該フレキシブルプリント基板の負荷をある
程度小さくすることはできるが、フレキシブルプリント
基板のピン数を減らすことは難しい。

【０００６】このように、カメラ等で使用されるボイス
コイルモータでは、姿勢や位置（フレキシブルプリント
基板負荷）により可動枠の負荷変動が発生し、該可動枠
がドリフト（位置保持できない）する虞がある。

【０００７】このドリフトを抑えるためには、負荷に対
向する方向にバイアス電流を流すことが考えられるが、
バイアス電流が適正でないと再び可動枠はドリフトする
ことになる。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、姿勢や位置により可動部の負荷が変化して
も、該可動部の位置を確実に保持する適正なバイアス電
流を設定できるボイスコイルモータの制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による第１のボイスコイルモータの制御装置
は、直線移動可能な可動部の静止状態と移動状態とを検
出する状態検出手段と、上記可動部を駆動する電流を供
給する駆動電流供給手段と、上記状態検出手段からの出
力に基づき、上記可動部の状態を変化させるに必要な駆
動電流を検出する駆動電流検出手段と、この駆動電流検
出手段からの出力に基づいてバイアス駆動電流を演算す
る演算手段とを具備する。

【００１０】上記の目的を達成するために本発明による
第２のボイスコイルモータの制御装置は、上記第１のボ
イスコイルモータの制御装置において、上記可動部が静
止しているときの上記バイアス駆動電流は、該可動部を
静止状態から一方の向きに駆動するに必要な駆動電流と
他方の向きに駆動するに必要な駆動電流との平均値を演
算することにより決定されることを特徴とする。

【００１１】上記の目的を達成するために本発明による
第３のボイスコイルモータの制御装置は、上記第１のボ
イスコイルモータの制御装置において、上記可動部が移
動しているときの上記バイアス駆動電流は、該可動部が
移動状態にあるときに静止方向の駆動電流をかけたとき
の同可動部を静止させるに必要な駆動電流と静止後再び
動き出すに必要な駆動電流との平均値を演算することに
より決定されることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明による第１のボイスコイルモータの制御
装置は、状態検出手段で直線移動可能な可動部の静止状
態と移動状態とを検出する。また、駆動電流供給手段で
上記可動部を駆動する電流を供給する。さらに、駆動電
流検出手段で上記状態検出手段からの出力に基づき、上
記可動部の状態を変化させるに必要な駆動電流を検出す
るとともに、演算手段で該駆動電流検出手段からの出力
に基づいてバイアス駆動電流を演算する。

【００１３】本発明による第２のボイスコイルモータの
制御装置は、上記第１のボイスコイルモータの制御装置
において、上記可動部が静止しているときの上記バイア
ス駆動電流は、該可動部を静止状態から一方の向きに駆
動するに必要な駆動電流と他方の向きに駆動するに必要
な駆動電流との平均値を演算することにより決定され
る。

【００１４】本発明による第３のボイスコイルモータの
制御装置は、上記第１のボイスコイルモータの制御装置
において、上記可動部が移動しているときの上記バイア
ス駆動電流は、該可動部が移動状態にあるときに静止方
向の駆動電流をかけたときの同可動部を静止させるに必
要な駆動電流と静止後再び動き出すに必要な駆動電流と
の平均値を演算することにより決定される。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１６】図１ないし図４は、本発明の第１実施例の
ボイスコイルモータの制御装置が適用されるレンズ鏡筒
の分解斜視図である。また、図５は、上記レンズ鏡筒の
縦断面図である。

【００１７】本実施例のボイスコイルモータの制御装置
が適用されるレンズ鏡筒は、４群構成のズームレンズ鏡
筒であって、ズーミングは、ステッパ（ステッピングモ
ータ）を駆動源としてカム環３を回動することによって
各レンズ群保持枠を進退させて行う。また、フォーカシ
ングは、撮像素子であるＣＣＤを保持するＣＣＤホルダ
１４自体を電磁アクチュエータであるボイスコイルモー
タ（ＶＣＭ）１０１（図１２参照）により進退駆動させ
ることによって行う。

【００１８】そして、本レンズ鏡筒は、上記の斜視図，
断面図等に示すように、主に後述する各固定枠を介して
カメラ本体に固着される外固定枠１と、１群レンズ４１
を保持し、３つのカムフォロワ２２ａを介してカム環３
のカム溝３ａにより進退自在な、所謂、３本吊り構造を
有するレンズ保持枠の１つである１群枠２と、各保持枠
を駆動するためのカム溝３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設
されている回動自在なカム環３と、カム環付勢用の波形
ワッシャ４と、上記外固定枠１に固着される内固定枠５
とを有している。

【００１９】更に、上記レンズ鏡筒は、１群枠２以外の
各鏡枠およびＣＣＤホルダ１４を進退自在に支持するガ
イド軸７，８と、２群レンズ４２を保持し、上記ガイド
軸７，８で支持される進退自在なレンズ保持枠である２
群枠９と、３群レンズ４３を保持し、上記ガイド軸７，
８で支持される進退自在なレンズ保持枠である３群枠１
０と、４群レンズ４４を保持し、上記ガイド軸７，８で
支持される進退自在なレンズ保持枠である４群枠１１
と、ＣＣＤ駆動用の電磁アクチュエータである上記ＶＣ
Ｍ１０１を構成するヨーク１２と、上記ガイド軸７，
８、上記ヨーク１２を支持する後固定枠１３と、上記ガ
イド軸７，８で摺動自在に支持され、ＣＣＤ５５とＬＰ
Ｆ５４を保持し、進退位置検出用の発光素子であるＬＥ
Ｄ６１が取付けられ、また、自己を進退駆動するＶＣＭ
１０１を構成する駆動コイル１４ｂが巻回されているＣ
ＣＤホルダ１４と、上記ＬＰＦ５４と、上記ＣＣＤ５５
と、上記ガイド軸７，８の軸方向の規制を行う後カバ−
１５と、上記カム環の回動駆動用であって、ステッパ５
１を駆動源とするカム環駆動部と、上記ＣＣＤホルダ１
４の進退位置を検出する位置検出手段であって、後固定
枠１３側に支持され、前記ＬＥＤ６１からの光を受光
し、位置を検出するＰＳＤ６２とを有している。

【００２０】上記外固定枠１と内固定枠５と後固定枠１
３は、以下に説明する各構成部材を組み込んだ状態でそ
れぞれの取り付け穴１ａと５ａ′，５ａと１３ａを介し
ビスにより一体的に固着されるものとする。なお、該固
着時での上記各枠１，１３の回転方向の相対位置決め
は、位置決めピン１ｂ，１３ｂを内固定枠５の位置決め
穴５ｂに嵌入することによって行う。

【００２１】そして、上記外固定枠１には、上記１群枠
２が回動が規制された状態で進退自在に挿入されるが、
該回動規制は、外固定枠１の内周部に配設される直進案
内溝１ｊに１群枠２のピン２２に同軸的に設けられたボ
ス２３が嵌入して、その回動が規制される。ここで、ボ
ス２３の代わりにピン２２にローラを支持し、これを直
進案内溝１ｊに嵌入するようにしてもよい。なお、１群
枠２のズーミング時の進退駆動は、後述するカム環３の
回動によって行われる。

【００２２】また、外固定枠１の内周部には、進退方向
に沿って下方に線状の基準案内部となる凸部１ｄ，１ｅ
が、また、上方に線状の凸部１ｆ，１ｇがそれぞれ設け
られている。更に、上方の中央部の開口１ｉには、付勢
部材である板バネ２１が取り付け部１ｈにネジ止めされ
ている。上記１群枠２が凸部１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇに
対して機構上、または、部品精度上必要とされる嵌合ガ
タのある状態で嵌入されたとしても、該１群枠２が下方
に付勢され、その外周が上記凸部１ｄ，１ｅ側に当接し
た状態になる。ズーミング動作中は、この状態で１群枠
２は進退移動し、また、通常の撮影状態では、必ずこの
当接状態が保持され、１群レンズ４１の鏡筒光軸Ｏに対
する傾きの発生が皆無になる。

【００２３】また、１群枠２に上方向の外力が作用した
場合、１群枠２の外周が凸部１ｆ，１ｇに当接するまで
僅かに動くのみである。

【００２４】前記カム環３は、上記１群枠２の内周部に
回動自在に嵌入され、更に、カム環３の内周部に内固定
枠５が嵌入される。ただし、上記内固定枠５の外周には
波形ワッシャ４が挿入されており、該波形ワッシャ４は
カム環３のフランジ部３ｈを外固定枠１のフランジ部１
ｃに当接するように押圧する。この押圧付勢により上記
１群枠２が内外固定枠５，１に対してその光軸方向の位
置決めがなされる。また、上記波形ワッシャ４は、その
内周に設けられた溝４ａが内固定枠５の凸部５ｅに嵌入
した状態で挿入されるので、その回転は規制される。

【００２５】上記カム環３のフランジ部外周に沿ってギ
ヤー部３ｉが設けられているが、このギヤー部３ｉには
後述するカム環駆動部の駆動ギヤー３４ａが固定枠１の
溝１ｍを通して噛合しており、該駆動部によりカム環３
がワイド位置からテレ位置まで回動される。

【００２６】該ワイド位置は、フランジ部に設けられた
遮閉リーフ部３ｊがその回動軌跡上の上記ワイド位置に
対応した回動位置に配設されているＰＩ（フォトインタ
ラプタ）５３により検出される。このワイド位置を基準
として各ズーミング位置の位置出しが行われる。カム環
３のフランジ部に配設されている突起状のストッパ３ｋ
は、外固定枠１のフランジ部１ｃに配設される溝部１ｋ
に挿入されており、カム環３のワイド端、または、テレ
端の回動ストッパとして作用する。

【００２７】カム環３の外周部に設けられている１群枠
用カム溝３ａは３ヶ所あり、それぞれに前記１群枠２の
カムフォロワ２２ａが摺動自在に嵌入する。該１群枠２
は、その回動が規制されており、該カム環３が回動する
と光軸Ｏ方向に進退移動することになる。

【００２８】更に、カム環３の内周部には２，３，４群
枠用カム溝３ｂ，３ｃ，３ｄが設けられており、それぞ
れに前記２，３，４群枠９，１０，１１に固着されてい
るカムフォロワ９ｃ，１０ｃ，１１ｃが摺動自在に嵌入
する。該カム環３が回動すると上記各保持枠は、光軸Ｏ
方向に進退移動することになる。

【００２９】前記カム環駆動部は、ステッパ５１を駆動
源とするが、その出力ギヤーの回転は、ギヤー列を介し
て駆動ギヤー３４ａに伝達され、更に、前記カム環３の
ギヤー部３ｉに伝達される。

【００３０】前記ガイド軸７，８の支持構造としては、
上記内固定枠５に該ガイド軸７，８の前方（被写体側）
の端部を支持する支持穴５ｆ，５ｇが設けられており、
そこにガイド軸７，８の端部が挿入され、ラジアル方向
が位置決めされ、更に、被写体側方向の光軸方向の規制
がなされる。

【００３１】そして、該ガイド軸７，８の略中間部位
は、後固定枠１３の軸穴１３ｆ，１３ｇによりラジアル
方向の位置決めがなされた状態で支持される。上記軸穴
１３ｆと軸穴１３ｇの光軸方向の配設位置は、後述する
ようにレンズ保持枠やＣＣＤホルダの支持構造上、都合
がよいようにずらして配設し、軸穴１３ｇの方を前方、
即ち、被写体側に位置している。そして、ＣＣＤホルダ
１４を挿入後、該ガイド軸７，８の後方（ＣＣＤ側）の
端部は、該後固定枠１３に固着される後カバ−１５の有
底穴１５ｆ，１５ｇにて光軸方向の規制がされ、押さえ
られている。

【００３２】上記ガイド軸７，８は、内固定枠５と後固
定枠１３との間で２群枠９，３群枠１０，４群枠１１を
摺動自在に支持している。即ち、ガイド軸７には２群枠
９の２又部９ｆ，３群枠１０，４群枠１１の軸穴部１０
ｆ，１１ｆが嵌入する。ガイド軸８には２群枠９の軸穴
部９ｇ，３群枠１０，４群枠１１の２又部１０ｇ，１１
ｇが嵌入し、該枠９，１０，１１が上記内固定枠５の内
部に収納した状態で摺動自在に支持される。

【００３３】そして、前述したように２，３，４群枠
９，１０，１１に固着されているカムフォロワ９ｃ，１
０ｃ，１１ｃを内固定枠５の後述する開口部５ｃ，５ｄ
を貫通してカム環３のカム溝３ｂ，３ｃ，３ｄに摺動自
在に嵌入させる。そのフォロワ９ｃ，１０ｃ，１１ｃの
逃げ、また、上記ガイド軸７，８と２，３，４群枠９，
１０，１１の軸穴や２又部の逃げのために、上記内固定
枠５には光軸Ｏに沿って上記開口部５ｃ，５ｄが設けら
れているまた、該ＣＣＤホルダ１４は、後固定枠１３の
軸穴１３ｆ，１３ｇで支持されているガイド軸７，８に
反被写体側、即ち、ＣＣＤ側から挿入されて摺動自在に
嵌入される。その嵌入状態では、上記駆動コイル１４ｂ
は、開口部１３ｈから前方に挿通され、前記ヨーク１２
の内周部１２ｂと磁石１６とで囲われる部分に位置す
る。その後、後固定枠１３の後方に後カバ−１５を取り
付け、上記ガイド軸７，８は、該後カバ−１５により、
光軸方向の位置規制がなされた状態になる。

【００３４】一方、前述したように後固定枠１３の被写
体側、即ち、前方側には前述した４群枠１１が装着され
ており、ガイド軸７側に４群枠１１の光軸方向の長さが
比較的長い軸穴１１ｆを、また、ガイド軸８側に４群枠
１１の光軸方向の長さが比較的短い２又部１１ｇをそれ
ぞれ嵌入している。また、後固定枠１３の軸穴１３ｆ，
１３ｇの配設位置は、前述したようにガイド軸７が挿入
される軸穴１３ｆの方をガイド軸８が挿入される軸穴１
３ｇよりも光軸方向に沿って後方に位置している。

【００３５】上記ＣＣＤホルダ１４のガイド軸７，８へ
の取り付け状態では、該ホルダ１４の光軸方向の長さが
保持精度上比較的短くてもよい二又部１４ｆを軸穴１３
ｆで支持されるガイド軸７側に、また、光軸方向の長さ
が保持精度上比較的長い必要がある軸穴１４ｇを軸穴１
３ｇで支持されるガイド軸８側にそれぞれ挿通してい
る。

【００３６】前記ＶＣＭ１０１を構成するヨーク１２
は、磁性材料で形成され、その取り付け穴１２ａを通し
て上記後固定枠１３の被写体側に取り付け穴１３ｃ，１
３ｄにて固着される。

【００３７】図６は、ヨーク部まわりの断面図であり、
（Ａ）は光軸と直交する断面図で、（Ｂ）はそのＣ−Ｃ
断面図である。本図に示すようにヨーク１２は、ヨーク
内周部１２ｂを有し、該内周部１２ｂに対向して上下左
右に４つの磁石１６が装着されている。それらの磁石１
６の幅はヨーク内周部１２ｂの１辺の３／５程度の寸法
とするが、特にこの寸法に限らず、種々の条件を満足す
るような適切な寸法を採用してよい。

【００３８】上記磁石１６のうち上下に配設されるもの
は、ＣＣＤ５５の水平走査方向に沿って取り付けられ、
また、磁石１６のうち左右に配設されるものは、ＣＣＤ
５５の垂直走査方向に沿って取り付けられている。更
に、水平方向に配設される磁石１６は光軸Ｏに対して右
寄りに、垂直方向に配設される磁石１６は光軸Ｏに対し
て下方寄りにそれぞれ取り付けられている。また、本実
施例では、上記４つの磁石１６はヨーク１２の内周部１
２ｂの光軸Ｏを通る略対角線Ｌｃに対して対称状態に配
置される。このような磁石１６の配設状態は、後述する
ようにホルダ１４の軸穴１４ｇ部，二又部１４ｆ部の位
置に関連して定められる。従って、上記４つの磁石１６
の配置は必ずしも上述の配置に限られるものではない。

【００３９】前記ＣＣＤホルダ１４には、図５等に示す
ように後方、即ち、ＣＣＤ側からＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）５４とＣＣＤ５５が装着されている。更に、該Ｃ
ＣＤホルダ１４のＬＰＦ５４装着部の外側の筒部外周に
は、ＬＰＦ５４を取り囲むように駆動コイル１４ｂがＣ
ＣＤホルダ１４のボビン部に巻回されている。

【００４０】また、上記図６の（Ａ）のヨーク部まわり
の断面図には、ＣＣＤ側からみたヨーク１２とガイド軸
８，７の相対配設位置関係が示される。本図に示すよう
にホルダ１４のガイド軸８用嵌入軸穴１４ｇ部とガイド
軸７支持用の二又部１４ｆ部とは、上記磁石１６の配設
位置の隙間に位置し、ヨーク１２部の光軸Ｏを通る略対
角線Ｌｃ上の右下位置と左上位置にある。従って、ガイ
ド軸８，７を結ぶ中心線とヨーク内周の対角線Ｌｃとは
略一致することになる。

【００４１】ＣＣＤ５５の進退位置検出部（位置検出手
段）を構成する発光素子のＬＥＤ６１と受光素子のＰＳ
Ｄ（光位置検出素子）６２の配設状態は、図７，８に示
すように、ガイド軸７，８を結ぶ中心線Ｌｃの側方に配
設される。

【００４２】また、上記ＣＣＤホルダ１４とＣＣＤ５５
の光軸方向の関係位置としては、図１０のＣＣＤホルダ
の倒れ状態を示す作用図と、図１１のＣＣＤホルダまわ
りの光軸方向断面図に示すように、ＣＣＤホルダ１４の
ガイド軸用軸穴１４ｇ部のスリーブ１４ｈ長さの中心点
１４ｉを通る垂直線上に、略、ＣＣＤ５５の結像面５５
ａが位置するように配設されている。

【００４３】更に、上記図１１の断面図に示すように上
記ＣＣＤ５５に一端部が固着されている電気信号接続用
ＦＰＣ５６は、Ｕ字状に折り返されて装着され、後カバ
ー１５より延出して固着されている。

【００４４】以上のように構成された本実施例が適用さ
れるレンズ鏡筒のうち、特に光学素子駆動装置部につい
て、更に、その構成、並びに、作用等について詳しく説
明する。

【００４５】まず、ＣＣＤホルダ１４への推力の作用す
る状態について説明すると、該ＣＣＤホルダ１４は、上
述のようにガイド軸７，８に進退自在に支持されている
ので、上記ＶＣＭ１０１を構成する駆動コイル１４ｂに
流す電流により、ＣＣＤホルダ１４に光軸方向に推力Ｆ
（図６の（Ｂ）参照）が発生する。その推力Ｆにより、
ＣＣＤホルダ１４、従って、ＣＣＤ５５の進退駆動を行
うことができる。

【００４６】次に、本実施例における、ＣＣＤ５５の進
退位置検出部（位置検出手段）を構成する発光素子６１
とＰＳＤ６２の配設状態と作用について詳細に説明す
る。

【００４７】図７は、ＣＣＤホルダ１４と進退位置検出
部の配設状態を示す斜視図であり、図８は、上記ＣＣＤ
ホルダ１４と進退位置検出部まわりをＣＣＤ側から見た
図である。

【００４８】本図に示すように、ＰＳＤ６２は、その受
光面６２ａは、光軸Ｏを通り、ガイド軸７，８の中心を
結ぶ線Ｌｃに直交する線上に位置決めされた状態で後固
定枠１３に支持されている。ＣＣＤホルダ１４には、必
ずしも一体で成形される必要はないが、本実施例では一
体で形成されているスリット１４ｉが上記ＰＳＤ６２に
対向した位置に設けられており、更に、該スリット１４
ｉの端部にはＬＥＤ６１がＣＣＤホルダ１４に支持され
て配設されている。

【００４９】上述の実施例のように位置検出部を配置す
ることによって、ＣＣＤホルダ１４が光軸Ｏに沿って上
記推力Ｆで進退移動するとき、該ＣＣＤホルダ１４は、
図９に示すようにガイド軸穴１４ｇの隙間分だけ中心線
Ｌｃに沿って光軸方向に倒れたとしても、その倒れによ
るＣＣＤ５５の光軸中心の光軸方向移動量Ｄ0 は、ＰＳ
Ｄ６２によって同一移動量として検出される。従って、
ＣＣＤホルダ１４の倒れによる移動量を含む光軸中心の
進退移動量そのものをＰＳＤ６２によって精度よく検出
できる。

【００５０】以上の説明したような光学素子駆動装置を
内蔵する本レンズ鏡筒の駆動動作について説明する。

【００５１】まず、パワースイッチ（図示せず）がオン
になると、ステッパ５１が駆動され、カム環３がリセッ
ト位置であるワイド端位置まで回動し、１，２，３，４
群枠２，９，１０，１１をそれぞれワイド端位置まで移
動させる。ズーミングを行う場合、上記の状態からステ
ッパ５１を駆動し、カム環３を回動し、１，２，３，４
群枠２，９，１０，１１をそれぞれズーミングに伴って
移動させる。そして、電磁アクチュエータであるＶＣＭ
１０１の駆動コイル１４ｂの電流を制御することによっ
て、ＣＣＤホルダ１４に支持されたＣＣＤ５５を上記ズ
ーミング位置に対応した合焦位置であるズームトラッキ
ング位置まで追従して移動させる。即ち、合焦状態を保
つためにズーミング動作に応じてＣＣＤ５５が時時刻刻
移動する。また、フォーカシングを行う場合、ＶＣＭ１
０１によりＣＣＤホルダ１４を進退駆動し、ＣＣＤ５５
を合焦位置まで移動させる。

【００５２】次に、本実施例のボイスコイルモータの制
御装置の構成についてさらに詳しく説明する。

【００５３】図１２は、本発明の一実施例であるボイス
コイルモータの制御装置の構成を示したブロック図であ
る。

【００５４】ＶＣＭ１０１は、撮像素子であるＣＣＤ５
５の駆動用電磁アクチュエータであるヨーク１２と、該
ヨーク１２を支持する後固定枠１３と、上記ガイド軸
７，８で摺動自在に支持され、上記ＣＣＤ５５とＬＰＦ
５４とを保持し、進退位置検出用の発光素子であるＬＥ
Ｄ６１が取付けられ、また、駆動コイル１４ｂが巻回さ
れているＣＣＤホルダ１４と、上記ＬＰＦ５４と、上記
ＣＣＤ５５と、上記ガイド軸７，８の軸方向の規制を行
う後カバ−１５とで主要部が構成されている。

【００５５】上述したように光学移動部材である上記Ｃ
ＣＤホルダ１４には、進退位置検出用の発光素子である
ＬＥＤ６１が配設されている。また、該ＬＥＤ６１と対
向する位置の後固定枠１３側には、位置検出用の受光素
子であるＰＳＤ６２が取付けられている。そして、ＶＣ
Ｍ１０１の駆動により該ＬＥＤ６１が光軸方向に移動す
ると、該ＬＥＤ６１の発光中心がＰＳＤ６２に対して相
対的にずれるため、同ＰＳＤ６２の出力が変化する。こ
のＰＳＤ６２の出力は位置検出回路１０２ａを経て後述
するＣＰＵ１０３へ送られるようになっている。なお、
上記ＬＥＤ６１，ＰＳＤ６２，位置検出回路１０２ａで
位置検出手段１０２を構成する。また、図示しないが、
該位置検出手段１０２には、上記ＣＣＤホルダ１４に配
設された、速度検出部を具備している。この速度検出部
を状態検出手段として用いることもできる。

【００５６】上記ＣＰＵ１０３の内部には、演算手段と
しての役目を果たすバイアス演算処理部１０３ａ，目標
位置・ウォブリング演算処理部１０３ｂが設けられてお
り、該ＣＰＵ１０３は、上記位置検出手段１０２からの
信号を受けて後述する演算・処理等を行い、駆動電流供
給手段としての役目を果たすＶＣＭ駆動回路１０４に対
してＶＣＭ制御命令を送出するようになっている。そし
て、該ＶＣＭ駆動回路１０４は、該ＣＰＵ１０３からの
命令に基づいて上記ＶＣＭ１０１を駆動制御するように
なっている。なお、このウォブリングとは、所定の光学
素子を合焦点付近で振動させることである。

【００５７】次に、本実施例におけるバイアス演算処理
の方法を図１３に示すフローチャートおよび図１４に示
す線図を参照して説明する。

【００５８】まず、上記ＰＳＤ６２の出力を位置検出回
路１０２ａで検出し、ＣＰＵ１０３でＶＣＭ１０１が静
止状態か否かを判定する（図１３のステップＳ１）。こ
こで、位置検出回路１０２ａおよびＣＰＵ１０３は、状
態検出手段の構成要素としての役目を果たしている。い
ま、撮影者が図１５（ｂ）に示す撮影姿勢をとり、上記
ＶＣＭ１０１が傾いた状態を考える。また、該ＶＣＭ１
０１の傾きを、図１６に示すようにθとし、摩擦係数を
μとする。このとき、 μ＜ｔａｎθ となると、該ＶＣＭ１０１は移動する。以下、この場
合、すなわちＶＣＭ１０１が静止状態にない場合のバイ
アス演算処理について説明する。

【００５９】このとき、上記ＶＣＭ１０１が移動、すな
わち上記ＣＣＤホルダ１４が移動するので上記ＰＳＤ６
２の出力は変化し、出力は一定ではなくなる。これによ
り、上記ＣＰＵ１０３は、上記ＶＣＭ駆動回路１０４に
対して、ＶＣＭ１０１の動きとは逆方向の推力を出すバ
イアス電流Ａを流す駆動命令を出力する（ステップＳ
４）。この駆動命令を受けて上記ＶＣＭ駆動回路１０４
は、図１４（ａ）に示すように、該バイアス電流Ａを徐
々に上昇させる。

【００６０】この後、上記ＣＣＤホルダ１４の停止、す
なわち、ＶＣＭ１０１の停止を上記ＰＳＤ６２の出力よ
り確認し、該停止したときバイアス電流Ａ1 をバイアス
演算処理部１０３ａに記憶する。上記ＣＰＵ１０３は、
上記ＶＣＭ駆動回路１０４に対して上記バイアス電流Ａ
をさらに上昇させる命令を出し、これにより、上記ＣＣ
Ｄホルダ１４は再び動き出す。上記ＣＰＵ１０３は、こ
のときのバイアス電流Ａ2 をバイアス演算処理部１０３
ａに記憶する。ここで、ＣＰＵ１０３，ＶＣＭ駆動回路
１０４，位置検出手段１０２ａは、駆動電流検出手段の
構成要素としての役目を果たしている。そして、該バイ
アス演算処理部１０３ａでは、上記バイアス電流Ａ1 と
Ａ2 との平均値を計算する（ステップＳ５）。

【００６１】この後、上記ＣＰＵ１０３は、上記平均値
を新たなバイアス電流として、ＶＣＭ駆動回路１０４に
対して駆動命令を出す（ステップＳ６）。なお、バイア
ス演算処理は一定間隔で繰り返す。

【００６２】次に、撮影者がたとえば図１５（ａ）に示
す撮影姿勢をとり、ＶＣＭ１０１が静止状態にある場合
のバイアス演算処理について説明する。なお、このと
き、該ＶＣＭ１０１の傾きをθ、摩擦係数をμとする
と、μ≧ｔａｎθの関係にある。

【００６３】このとき、上記ＶＣＭ１０１は静止、すな
わち上記ＣＣＤホルダ１４は静止している上記ＰＳＤ６
２の出力は一定となる。上記ＣＰＵ１０３は、上記ＣＣ
Ｄホルダ１４を被写体方向へ前後に微小範囲動かすバイ
アス電流Ａを出力するように、上記ＶＣＭ駆動回路１０
４に対して駆動命令を出す（ステップＳ２）。

【００６４】この後、該バイアス電流Ａを徐々に上げて
いき、上記ＰＳＤ６２で該ＣＣＤホルダ１４が動き出す
のを確認すると、動き出したときのバイアス電流Ａ2′
をバイアス演算処理部１０３ａに記憶する。次に、先述
とは逆に後固定枠１３（図１１参照）側に動かすバイア
ス電流−Ａ命令を出し、逆に動き出すのを確認し、動き
出したときのバイアス電流Ａ1′をバイアス演算処理部
１０３ａに記憶する。そして、バイアス電流処理部にお
いて上記バイアス電流Ａ1′とＡ2′との平均値を計算す
る（ステップＳ３）。

【００６５】この後、ＣＰＵ１０３は、上記平均値を新
たなバイアス電流とする命令をＶＣＭ駆動回路１０４に
出す（ステップＳ６）。なお、バイアス演算処理は一定
間隔で繰り返す。

【００６６】また、μ＜ｔａｎ｜θ｜，μ≧ｔａｎ｜θ
｜の判別は位置検出回路１０２ａの出力が一定のとき、
μ≧ｔａｎ｜θ｜（静止）とし、変化するときμ＜ｔａ
ｎ｜θ｜（滑り出す）とする。

【００６７】なお、撮影者が図１５（ｃ）に示す姿勢を
とったときも、上述したのと同様なバイアス演算処理を
行う。

【００６８】以上に示すように本実施例では、上述した
バイアス処理手段を設けることで、可動部（ＣＣＤホル
ダ１４）の位置を確実に保持できるための適正なバイア
ス電流を設定することが可能となり、次にどちらに動か
す場合でも均等した負荷となるためウォブリング時のド
リフトがないという効果を奏する。

【００６９】また、図１１に示すように、可動部（ＣＣ
Ｄホルダ１４）にフレキシブルプリント基板による負荷
がかかる場合も、上記位置検出手段１０２からの出力よ
り、該可動部が静止あるいは動いているかを判断し、静
止の場合は、上述した、μ≧ｔａｎ｜θ｜の場合と同様
に、動いている場合は、μ＜ｔａｎθの場合と同様なバ
イアス演算処理を行うことで、同様な効果を得ることが
できる。

【００７０】なお、本実施例において、上記ＣＣＤホル
ダ１４の位置検出用素子は磁気抵抗素子でも構わない。

【００７１】このような構成をなす本実施例によると、
可動部（ＣＣＤホルダ）の動きを確実に保持できるため
の適正なバイアス電流を設定することができ、次にどち
らの方向へ動かす場合でも均等な負荷となるためウォブ
リング時のドリフトがないという効果を奏する。

【００７２】[付記]以上詳述した如き本発明の実施態様
によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、（１）支持手段により直線に動く可動部と、該可動部上
に位置検出用の発光素子を有し、固定部には、上記発光
素子と対向する位置に位置検出用の受光部を有するボイ
スコイルモータと、上記受光部の出力を位置情報に変換
する位置検出回路と、上記ボイスコイルモータを駆動さ
せる駆動回路部と、を具備するボイスコイルモータの制
御装置において、上記位置検出回路からの情報をもとに
バイアス電流を設定する演算処理部を具備するボイスコ
イルモータの制御装置。

【００７３】（２）上記可動部が静止している際の、上
記演算処理部によるバイアス電流の演算処理は、該可動
部が前後に動き出す二つの電流値の平均値とする、上記
（１）に記載のボイスコイルモータの制御装置。

【００７４】（３）上記可動部が動作している際の、上
記演算処理部によるバイアス電流の演算処理は、該可動
部に静止方向に電流をかけ静止時と再び動き出す時の二
つの電流値の平均値とする、上記（１）に記載のボイス
コイルモータの制御装置。

【００７５】上記（１）に記載の、ボイスコイルモータ
の制御装置によると、可動部の動きを確実に保持できる
ための適正なバイアス電流を設定することができる。

【００７６】また、上記（２）および（３）に記載のボ
イスコイルモータの制御装置によると、次にどちらの方
向へ動かす場合でも均等な負荷となるためウォブリング
時のドリフトがないという効果を奏する。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、姿
勢や位置により可動部の負荷が変化しても、該可動部の
位置を確実に保持する適正なバイアス電流を設定できる
ボイスコイルモータの制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すボイスコイルモータの
制御装置を内蔵したレンズ鏡筒の一部を示した要部分解
斜視図である。

【図２】上記図１に示すレンズ鏡筒の一部を示す分解斜
視図である。

【図３】上記図１に示すレンズ鏡筒の一部を示す分解斜
視図である。

【図４】上記図１に示すレンズ鏡筒の一部を示す分解斜
視図である。

【図５】上記図１に示すレンズ鏡筒の光軸に沿った縦断
面図である。

【図６】上記図１に示すレンズ鏡筒の光学素子駆動装置
のボイスコイルモータのヨークまわりの断面図であっ
て、（Ａ）は光軸と直交する面の断面図であり、（Ｂ）
は光軸に沿った断面図である。

【図７】本実施例のボイスコイルモータの制御装置にお
ける位置検出部の斜視図である。

【図８】本実施例のボイスコイルモータの制御装置にお
ける位置検出部をＣＣＤ側からみた図である。

【図９】本実施例のボイスコイルモータの制御装置にお
けるＣＣＤホルダがガタ分だけ倒れたときのＣＣＤ変位
とＰＳＤの位置検出状態を示す図である。

【図１０】本実施例のボイスコイルモータの制御装置に
おけるＣＣＤホルダが倒れたときのＣＣＤの結像面の変
位を示す図である。

【図１１】本実施例のボイスコイルモータの制御装置に
おけるＣＣＤホルダまわりの断面図である。

【図１２】本実施例のボイスコイルモータの制御装置の
構成を示したブロック図である。

【図１３】本実施例のボイスコイルモータの制御装置に
おけるバイアス演算処理動作を説明するフローチャート
である。

【図１４】本実施例のボイスコイルモータの制御装置に
おけるバイアス演算処理動作を説明する線図である。

【図１５】本実施例のボイスコイルモータの制御装置が
適用されたカメラによる撮影姿勢の例を示した図であ
る。

【図１６】本実施例のボイスコイルモータの制御装置に
おけるボイスコイルモータの傾きθと、摩擦係数μとの
関係を示した図である。

【符号の説明】

１０１…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１０２…位置検出手段６１…発光素子（ＬＥＤ）６２…受光素子（ＰＳＤ）１０２ａ…位置検出回路１０３…ＣＰＵ１０３ａ…バイアス演算処理部１０３ｂ…目標位置・ウォブリング演算処理部１０４…ＶＣＭ駆動回路１３…後固定枠１４…ＣＣＤホルダ５５…ＣＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大住良太東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線移動可能な可動部の静止状態と移動状
態とを検出する状態検出手段と、上記可動部を駆動する電流を供給する駆動電流供給手段
と、上記状態検出手段からの出力に基づき、上記可動部の状
態を変化させるに必要な駆動電流を検出する駆動電流検
出手段と、この駆動電流検出手段からの出力に基づいてバイアス駆
動電流を演算する演算手段と、を具備したことを特徴とするボイスコイルモータの制御
装置。
【請求項２】上記可動部が静止しているときの上記バイ
アス駆動電流は、該可動部を静止状態から一方の向きに
駆動するに必要な駆動電流と他方の向きに駆動するに必
要な駆動電流との平均値を演算することにより決定され
ることを特徴とする、請求項１に記載のボイスコイルモ
ータの制御装置。
【請求項３】上記可動部が移動しているときの上記バイ
アス駆動電流は、該可動部が移動状態にあるときに静止
方向の駆動電流をかけたときの同可動部を静止させるに
必要な駆動電流と静止後再び動き出すに必要な駆動電流
との平均値を演算することにより決定されることを特徴
とする、請求項１に記載のボイスコイルモータの制御装
置。