JPH08338937A - Drive device and optical equipment using the same - Google Patents

Drive device and optical equipment using the same

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JPH08338937A
JPH08338937A JP7168201A JP16820195A JPH08338937A JP H08338937 A JPH08338937 A JP H08338937A JP 7168201 A JP7168201 A JP 7168201A JP 16820195 A JP16820195 A JP 16820195A JP H08338937 A JPH08338937 A JP H08338937A
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JP
Japan
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lens barrel
rotor
arm
driven body
guide
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Application number
JP7168201A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Chiaki
千明  達生
Koji Akata
弘司 赤田
Junichi Murakami
村上  順一
Hidekage Satou
秀景 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影レンズを保持するレンズ鏡筒を光軸方向
に小さな駆動力で迅速、静寂に移動させることができる
駆動装置及びそれを用いた光学機器を得ること。 【構成】 被駆動体をその一部に係合して移動自在にガ
イドするガイド手段と、該ガイド手段のガイド方向に略
直角な方向に回転軸を有するアームと、該アームの回転
運動を直進運動に変換する変換手段、そして該アームの
回転力を該変換手段を介して該被駆動体に伝達して該被
駆動体を該ガイド方向に移動させるために該アームを回
転させる動力手段とを用いて該被駆動体を移動させる
際、該被駆動体の移動範囲中の略中間位置で、該アーム
の中心軸が該ガイド方向と略直交するように各要素を設
定していること。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a driving device and an optical device using the driving device, which can quickly and silently move a lens barrel holding a taking lens in the optical axis direction with a small driving force. A guide means for engaging a part of a driven body and movably guiding the driven body, an arm having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to the guide direction of the guide means, and a linear motion of a rotary motion of the arm. Conversion means for converting into movement, and power means for transmitting the rotational force of the arm to the driven body via the conversion means to rotate the arm in order to move the driven body in the guide direction. When the driven body is moved by using each element, each element is set so that the central axis of the arm is substantially orthogonal to the guide direction at a substantially intermediate position in the movement range of the driven body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、駆動装置及びそれを用
いた光学機器に関し、特に被駆動体として撮影レンズの
少なくとも一部を保持するレンズ鏡筒をズーミングやフ
ォーカスの為にガイド手段を利用してガイド方向(光軸
方向)に円滑に移動させるようにした35mmフィルム
カメラやビデオカメラ等に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device and an optical apparatus using the driving device, and more particularly, to using a guide means for zooming or focusing a lens barrel which holds at least a part of a photographing lens as a driven body. It is suitable for a 35 mm film camera, a video camera, or the like, which is smoothly moved in the guide direction (optical axis direction).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、撮影レンズの少なくとも一部
を保持したレンズ鏡筒をズーミングやフォーカシングの
為に光軸方向に直線的に移動させるようにした駆動装置
が種々と提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various driving devices have been proposed in which a lens barrel holding at least a part of a photographing lens is linearly moved in the optical axis direction for zooming and focusing.

【0003】例えば、ステッピングモーターの出力軸に
リードスクリューを設けると共に、被駆動体であるフォ
ーカスレンズ鏡筒や変倍レンズ鏡筒にラックネジを係止
し、前記リードスクリューと、前記ラックネジをかみ合
わせている。これにより、ステッピングモーターの回転
をフォーカスレンズ鏡筒や変倍レンズ鏡筒の光軸方向の
動きに変換して、フォーカスレンズ鏡筒や変倍レンズ鏡
筒を、ステッピングモーターの歩進ステップ数をカウン
トすることによって、必要な量だけ光軸方向に動かして
いる。
For example, a lead screw is provided on the output shaft of a stepping motor, and a rack screw is locked on a driven lens such as a focus lens barrel or a variable power lens barrel, and the lead screw and the rack screw are engaged with each other. . As a result, the rotation of the stepping motor is converted into the movement of the focus lens barrel or the magnification varying lens barrel in the optical axis direction, and the focus lens barrel or the magnification varying lens barrel is counted by the stepping step number of the stepping motor. By doing so, the required amount of movement is made in the optical axis direction.

【0004】又、モーターの駆動力を減速機構で増幅し
て、そのトルクで、カムを設けたレンズ鏡筒を回転さ
せ、レンズ鏡筒を移動させるようにしている。そしてレ
ンズ鏡筒の移動量の制御はパルスエンコーダーを設け
て、その出力パルスをカウントすることによって行って
いる。
Further, the driving force of the motor is amplified by the speed reduction mechanism, and the torque is used to rotate the lens barrel having the cam to move the lens barrel. The movement amount of the lens barrel is controlled by providing a pulse encoder and counting the output pulses thereof.

【0005】又、所謂ボイスコイルモーターを用いて、
レンズ鏡筒を動かし、又、そのときのレンズ鏡筒の制御
を磁気抵抗効果のあるホール素子により該レンズ鏡筒の
位置を検出して行っている。
Further, by using a so-called voice coil motor,
The lens barrel is moved and the lens barrel at that time is controlled by detecting the position of the lens barrel by a Hall element having a magnetoresistive effect.

【0006】この他、複数極に着磁された永久磁石のつ
くる磁場中にコイルを設け、コイルに通電をすることに
より被駆動体を直線方向に駆動すると共に、着磁の境界
部の磁束をホール素子により検出し、被駆動体の移動に
対するホール素子からの出力が実質的に直線とみなせる
範囲で被駆動体を駆動するようにした位置監視装置を提
案している。
In addition to this, a coil is provided in the magnetic field created by a permanent magnet magnetized to a plurality of poles, and the driven body is driven in a linear direction by energizing the coil, and the magnetic flux at the boundary portion of the magnetization is A position monitoring device is proposed in which the driven body is driven within a range in which the output from the hall element detected by the hall element and the movement of the driven body can be regarded as a substantially straight line.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般に35mmフィル
ム用カメラやビデオカメラ等の光学機器においてフォー
カスやズーミングの為にレンズ鏡筒を光軸方向に移動さ
せる為の駆動装置にはその駆動条件として高速駆動が可
能であることや大きな推力を得られることや、振動や騒
音が少ないことや制御精度が高いこと等が要求されてい
る。
Generally, in a drive device for moving a lens barrel in the optical axis direction for focusing or zooming in an optical device such as a 35 mm film camera or a video camera, a high-speed drive is required as its drive condition. Is required, that large thrust can be obtained, that there is little vibration and noise, that control accuracy is high, etc.

【0008】一般にステッピングモーターを駆動動力源
とした駆動装置は、速い速度で被駆動体であるレンズ鏡
筒を駆動しようとすると、ステッピングモーターが脱調
して入力パルスに対するレンズ鏡筒の位置設定が難しく
なる傾向がある。
Generally, in a driving device using a stepping motor as a driving power source, when an attempt is made to drive a lens barrel which is a driven body at a high speed, the stepping motor loses synchronization and the position of the lens barrel relative to an input pulse is set. Tends to be difficult.

【0009】又、レンズ鏡筒をステップ動作により駆動
する為に振動が生じてくる。この為ビデオカメラ等では
その振動が直接マイクロフォンを振動させたり、騒音と
なってマイクロフォンを介してビデオカメラに録音され
てしまうという問題点があった。
Further, since the lens barrel is driven by step operation, vibration occurs. Therefore, in a video camera or the like, there is a problem that the vibration directly vibrates the microphone or becomes noise and is recorded by the video camera through the microphone.

【0010】又、所謂ボイスコイルモーターを用いて被
駆動体であるレンズ鏡筒を動かし、磁気抵抗効果素子に
よりレンズ鏡筒の位置を検出するレンズ駆動装置におい
ては、所謂ダイレクト駆動である為に、騒音の問題は解
決される。しかしながら移動重量には被駆動体であるレ
ンズ鏡筒の重量の他にボイスコイルモーターの可動部分
の重量も加算される為にレンズ鏡筒を動かすのに必要な
推力と較べて、より強力な推力が必要となる為に、ボイ
スコイルモーターを大型のものにしなければならなかっ
たり、大きな電力が必要になるという問題点があった。
Further, in a lens driving device in which a lens barrel, which is a driven body, is moved by using a so-called voice coil motor and the position of the lens barrel is detected by a magnetoresistive effect element, so-called direct driving is performed. The noise problem is solved. However, in addition to the weight of the lens barrel that is the driven body, the weight of the moving part of the voice coil motor is added to the moving weight, so the thrust required to move the lens barrel is stronger than the thrust required to move the lens barrel. Therefore, there is a problem in that the voice coil motor must be made large and a large amount of electric power is required.

【0011】本発明は、被駆動体を直進移動させる際の
ガイド手段、駆動源となる動力手段、そして動力手段か
らの回転駆動力を直進駆動力に変換させる変換手段等を
適切に設定することにより小さな駆動力で被駆動体を迅
速,円滑そして静寂に駆動させることのできる駆動装置
及びそれを用いた光学機器の提供を目的とする。
According to the present invention, the guide means for linearly moving the driven body, the power means serving as a drive source, and the conversion means for converting the rotational driving force from the power means into the straight driving force are properly set. An object of the present invention is to provide a drive device that can drive a driven body quickly, smoothly and silently with a small drive force, and an optical device using the drive device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の駆動装置は、
(1−1)被駆動体をその一部に係合して移動自在にガ
イドするガイド手段と、該ガイド手段のガイド方向に略
直角な方向に回転軸を有するアームと、該アームの回転
運動を直進運動に変換する変換手段、そして該アームの
回転力を該変換手段を介して該被駆動体に伝達して該被
駆動体を該ガイド方向に移動させるために該アームを回
転させる動力手段とを用いて該被駆動体を移動させる
際、該被駆動体の移動範囲中の略中間位置で、該アーム
の中心軸が該ガイド方向と略直交するように各要素を設
定していることを特徴としている。
The drive device of the present invention comprises:
(1-1) Guide means for movably guiding a driven body by engaging a part thereof, an arm having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to the guide direction of the guide means, and a rotary motion of the arm To a linear motion, and a power means for transmitting the rotational force of the arm to the driven body via the converting means to rotate the arm to move the driven body in the guide direction. When the driven body is moved by using and, each element is set so that the central axis of the arm is substantially orthogonal to the guide direction at a substantially intermediate position in the movement range of the driven body. Is characterized by.

【0013】(1−2)被駆動体をその一部に係合して
移動自在にガイドするガイド手段、複数極に着磁された
永久磁石を有するローターと界磁コイル、そして該界磁
コイルへ通電し、該ローターにトルクを発生させるステ
ータとを有した動力手段、該ローターの回転運動を直進
運動に変換して該被駆動体に伝達する変換手段、該ロー
ターの回転位置を検出する回転位置検出手段、そして外
部からの入力信号と該回転位置検出手段からの信号に基
づいて該ローターの回転位置を制御する制御手段とを用
いて該被駆動体を移動させる際、該界磁コイルに所定量
の電流を流したときに該ローターに発生するトルクが該
被駆動体の移動範囲中の略中間位置で最大となるように
各要素を設定していることを特徴としている。
(1-2) Guide means for movably guiding the driven body by engaging a part thereof, a rotor having permanent magnets magnetized to a plurality of poles, a field coil, and the field coil. Power means having a stator for energizing the rotor to generate torque in the rotor, conversion means for converting rotational motion of the rotor into linear motion and transmitting the linear motion to the driven body, rotation for detecting rotational position of the rotor When the driven body is moved by using position detecting means and control means for controlling the rotational position of the rotor based on an input signal from the outside and a signal from the rotational position detecting means, the field coil Each element is set so that the torque generated in the rotor when a predetermined amount of current is passed becomes maximum at a substantially intermediate position in the moving range of the driven body.

【0014】特に、前記ローターの回転角αを、ロータ
ーの永久磁石の隣接する1対のN極,S極の角度を36
0°とするいわゆる電気角で 24°<α<120° の範囲内に設定したことを特徴としている。
In particular, the rotation angle α of the rotor is defined as the angle between a pair of adjacent N poles and S poles of the permanent magnets of the rotor.
It is characterized in that the so-called electrical angle of 0 ° is set within the range of 24 ° <α <120 °.

【0015】本発明の光学機器は、 (2−1)撮影レンズの少なくとも一部を保持するレン
ズ鏡筒をその一部に係合して移動自在にガイドするガイ
ド手段と、該ガイド手段のガイド方向に略直角な方向に
回転軸を有するアームと、該アームの回転運動を直進運
動に変換する変換手段、そして該アームの回転力を該変
換手段を介して該レンズ鏡筒に伝達して該レンズ鏡筒を
該ガイド方向に移動させるために該アームを回転させる
動力手段とを用いて該レンズ鏡筒を移動させる際、該レ
ンズ鏡筒の移動範囲中の略中間位置で、該アームの中心
軸が該ガイド方向と略直交するように各要素を設定した
駆動装置を用いて該撮影レンズにより所定面上に画像情
報を形成するようにしたことを特徴としている。
The optical apparatus of the present invention comprises: (2-1) Guide means for movably guiding a lens barrel holding at least a part of a photographing lens by engaging with the part thereof, and a guide for the guide means. An arm having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to the direction, a conversion means for converting the rotational motion of the arm into a linear motion, and the rotational force of the arm is transmitted to the lens barrel through the conversion means. When the lens barrel is moved by using the power means for rotating the arm to move the lens barrel in the guide direction, the center of the arm is located at a substantially intermediate position within the moving range of the lens barrel. It is characterized in that image information is formed on a predetermined surface by the photographing lens by using a driving device in which each element is set so that its axis is substantially orthogonal to the guide direction.

【0016】(2−2)撮影レンズの少なくとも一部を
保持するレンズ鏡筒をその一部に係合して移動自在にガ
イドするガイド手段、複数極に着磁された永久磁石を有
するローターと界磁コイル、そして該界磁コイルへ通電
し、該ローターにトルクを発生させるステータとを有し
た動力手段、該ローターの回転運動を直進運動に変換し
て該レンズ鏡筒に伝達する変換手段、該ローターの回転
位置を検出する回転位置検出手段、そして外部からの入
力信号と該回転位置検出手段からの信号に基づいて該ロ
ーターの回転位置を制御する制御手段とを用いて該レン
ズ鏡筒を移動させる際、該界磁コイルに所定量の電流を
流したときに該ローターに発生するトルクが該レンズ鏡
筒の移動範囲中の略中間位置で最大となるように各要素
を設定した駆動装置を用いて該撮影レンズにより所定面
上に画像情報を形成するようにしたことを特徴としてい
る。
(2-2) Guide means for movably guiding a lens barrel for holding at least a part of the taking lens by engaging a part of the lens barrel, and a rotor having permanent magnets magnetized to a plurality of poles. A field coil and a power means having a stator for energizing the field coil to generate a torque in the rotor, a conversion means for converting a rotational movement of the rotor into a linear movement and transmitting the linear movement to the lens barrel, The lens barrel is constructed by using a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor, and a control means for controlling the rotational position of the rotor based on an input signal from the outside and a signal from the rotational position detecting means. When moving, a drive device in which each element is set so that the torque generated in the rotor when a predetermined amount of current is applied to the field coil is maximized at a substantially intermediate position in the moving range of the lens barrel. It is characterized in that so as to form an image information onto a predetermined surface by the photographing lens used.

【0017】特に、前記ローターの回転角αを、電気角
で 24°<α<120° の範囲内に設定したことを特徴としている。
In particular, the rotation angle α of the rotor is set within the range of electrical angle of 24 ° <α <120 °.

【0018】[0018]

【実施例】図1は本発明の駆動装置を光学機器に適用し
たときの実施例1の要部概略図である。図2は図1にお
いてローターの各位置におけるホール素子からの出力信
号との関係を示す説明図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 1 when the driving device of the present invention is applied to an optical device. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship with the output signal from the Hall element at each position of the rotor in FIG.

【0019】図中、1は永久磁石であり、例えばネオジ
ウム系のプラスチック永久磁石を円滑形状に成形して作
られ、その外径部が2極に着磁されており、その着磁波
形は正弦波状になっている。2極の正弦波状の着磁波形
は永久磁石1の外径に対して内径を小さくして平行磁場
中で着磁することにより得ている。2は第1のステータ
ーであり、例えばケイ素鋼板をプレス加工で打ち抜き積
層して作られ、永久磁石1と対向する磁極部2aと伸長
部2bとを有している。3は第2のステーターであり、
例えばケイ素鋼板をプレス加工で打ち抜き積層して作ら
れ、永久磁石1と対向する磁極部3aを有している。
In the figure, reference numeral 1 denotes a permanent magnet, which is formed by, for example, molding a neodymium plastic permanent magnet into a smooth shape, and its outer diameter portion is magnetized to have two poles, and its magnetizing waveform is a sine wave. It is wavy. The two-pole sinusoidal magnetizing waveform is obtained by magnetizing in a parallel magnetic field with the inner diameter smaller than the outer diameter of the permanent magnet 1. Reference numeral 2 denotes a first stator, which is formed by punching and stacking a silicon steel plate, for example, and has a magnetic pole portion 2a facing the permanent magnet 1 and an extension portion 2b. 3 is the second stator,
For example, it is made by punching and laminating a silicon steel plate by press working, and has a magnetic pole portion 3 a facing the permanent magnet 1.

【0020】4はコイル(界磁コイル)であり、中空の
ボビン(不図示)に銅線を捲回して作られており、第1
のステーター2の伸長部2bに貫装されている。5はア
ームであり、例えばポリカーボネート樹脂を成形して作
られ、回転軸6と摺動軸7が一体に設けられていると共
に、回転軸6側で永久磁石1が固定されており、これに
よりローター19を形成している。5aはアーム5の中
心軸である。
Reference numeral 4 is a coil (field coil), which is made by winding a copper wire around a hollow bobbin (not shown).
Is extended to the extension portion 2b of the stator 2. Reference numeral 5 denotes an arm, which is formed by molding polycarbonate resin, for example, and has a rotary shaft 6 and a sliding shaft 7 which are integrally provided, and the permanent magnet 1 is fixed on the rotary shaft 6 side. 19 is formed. 5a is a central axis of the arm 5.

【0021】アーム5と一体に作られている回転軸6は
不図示のケースの軸受けにより回動自在に軸支されてい
る。18はモーターであり、ローター19,第1のステ
ーター2,第2のステーター3,コイル4,そしてアー
ム5を有している。
A rotary shaft 6 formed integrally with the arm 5 is rotatably supported by a bearing of a case (not shown). Reference numeral 18 denotes a motor, which has a rotor 19, a first stator 2, a second stator 3, a coil 4, and an arm 5.

【0022】8は被駆動体としてのレンズ鏡筒であり、
例えばポリカーボネート樹脂を成形して作られ、その一
部に第1の摺動溝8a、摺動穴8b、第2の摺動溝8
c、バネ係止部8dが設けられており、更にその内周部
で移動体である撮影レンズの一部のレンズ(「撮影レン
ズ」ともいう。)11を保持している。
Reference numeral 8 is a lens barrel as a driven body,
For example, it is made by molding polycarbonate resin, and the first sliding groove 8a, the sliding hole 8b, and the second sliding groove 8 are formed in a part thereof.
c, a spring locking portion 8d is provided, and a lens 11 (also referred to as a "photographing lens") 11 which is a part of the photographing lens, which is a moving body, is held on the inner peripheral portion thereof.

【0023】レンズ鏡筒8の第1の摺動溝8aには、前
述のアーム5と一体に作られた摺動軸7が嵌合してい
る。レンズ鏡筒8のバネ係止部8dには、例えばりん青
銅をプレス加工して作られた、がたどりバネ17が固定
されている。該がたどりバネ17は摺動軸7をレンズ鏡
筒8の摺動溝8aの側面に付勢している。摺動軸7と摺
動溝8aはアーム5の回転運動を直進運動に変換してレ
ンズ鏡筒8に伝達する変換手段の一要素を構成してい
る。
In the first sliding groove 8a of the lens barrel 8, the sliding shaft 7 made integrally with the arm 5 is fitted. A trailing spring 17, which is made by pressing phosphor bronze, for example, is fixed to the spring locking portion 8d of the lens barrel 8. The trailing spring 17 urges the sliding shaft 7 to the side surface of the sliding groove 8 a of the lens barrel 8. The sliding shaft 7 and the sliding groove 8a constitute one element of conversion means for converting the rotational movement of the arm 5 into a linear movement and transmitting it to the lens barrel 8.

【0024】9,10は各々ガイド手段としての第1,
第2のガイドバーであり、撮影レンズ11の光軸と平行
に配置している。第1のガイドバー9は、例えばステン
レス鋼で作られており、その両端は固定レンズ鏡筒16
に圧入等の周知の手段により固定されている。更に第1
のガイドバー9はレンズ鏡筒8の摺動穴8bと嵌合し、
レンズ鏡筒8を第1のガイドバー9の長さ方向に移動自
在に支持している。
Reference numerals 9 and 10 respectively denote the first and the first guide means.
It is a second guide bar and is arranged parallel to the optical axis of the taking lens 11. The first guide bar 9 is made of, for example, stainless steel, and both ends thereof have a fixed lens barrel 16
It is fixed by well-known means such as press fitting. Furthermore the first
The guide bar 9 of is fitted into the sliding hole 8b of the lens barrel 8,
The lens barrel 8 is movably supported in the lengthwise direction of the first guide bar 9.

【0025】第2のガイドバー10は、例えばステンレ
ス鋼で作られており、その両端は固定レンズ鏡筒16に
圧入等の周知の手段により固定されている。更に第2の
ガイドバー10はレンズ鏡筒8の摺動溝8cと嵌合し、
レンズ鏡筒8を第2のガイドバーの長さ方向に移動自在
に支持している。
The second guide bar 10 is made of, for example, stainless steel, and both ends thereof are fixed to the fixed lens barrel 16 by known means such as press fitting. Further, the second guide bar 10 is fitted in the sliding groove 8c of the lens barrel 8,
The lens barrel 8 is movably supported in the length direction of the second guide bar.

【0026】12は回転位置検出手段としてのホール素
子であり、アーム6の回転位置を検出している。ホール
素子12は周知のホール素子より成り、永久磁石1の外
周部とわずかな空隙を介して対向する位置となるように
不図示のケースに固定されている。ホール素子12は永
久磁石1の回転に伴い、その表面の磁束密度に比例した
出力信号を出力している。
Reference numeral 12 is a Hall element as a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the arm 6. The hall element 12 is composed of a well-known hall element, and is fixed to a case (not shown) so as to face the outer peripheral portion of the permanent magnet 1 with a slight gap. The hall element 12 outputs an output signal proportional to the magnetic flux density on the surface of the permanent magnet 1 as the permanent magnet 1 rotates.

【0027】13は増幅回路であり、その入力端子13
aがホール素子12の出力端子と電気的に接続され、ホ
ール素子12の出力信号を増幅している。又増幅回路1
3にはホール素子12にバイアス電力を供給する回路も
含まれている。
Reference numeral 13 is an amplifier circuit, and its input terminal 13
a is electrically connected to the output terminal of the hall element 12, and amplifies the output signal of the hall element 12. Also amplifier circuit 1
3 also includes a circuit for supplying bias power to the Hall element 12.

【0028】14は制御回路であり、第1の入力端子1
4a、第2の入力端子14b、そして出力端子14cを
有している。制御回路14の第1の入力端子14aは、
例えばビデオカメラのフォーカス制御回路に電気的に接
続されている。
A control circuit 14 has a first input terminal 1
4a, a second input terminal 14b, and an output terminal 14c. The first input terminal 14a of the control circuit 14 is
For example, it is electrically connected to a focus control circuit of a video camera.

【0029】又制御回路14の第1の入力端子14aに
は移動体である撮影レンズ11の目標位置が制御指令信
号として、電圧値として入力される。制御回路14の第
2の入力端子14bは、増幅回路13の出力端子13b
に電気的に接続されている。又制御回路14の第2の入
力端子14bには、移動体である撮影レンズ11の現在
の位置が電圧値として入力される。制御回路14は、第
1の入力端子14aに入力されている撮影レンズ11の
目標位置に対応する電圧と、第2の入力端子14bに入
力されている撮影レンズ11の現在位置に対応する電圧
の差を増幅して、目標位置と、現在位置の差に対応する
電圧を出力端子14cに出力している。
Further, the target position of the photographing lens 11 which is a moving body is inputted to the first input terminal 14a of the control circuit 14 as a voltage value as a control command signal. The second input terminal 14b of the control circuit 14 is the output terminal 13b of the amplifier circuit 13.
Is electrically connected to Further, the current position of the taking lens 11, which is a moving body, is input as a voltage value to the second input terminal 14b of the control circuit 14. The control circuit 14 controls the voltage corresponding to the target position of the photographing lens 11 input to the first input terminal 14a and the voltage corresponding to the current position of the photographing lens 11 input to the second input terminal 14b. The difference is amplified and a voltage corresponding to the difference between the target position and the current position is output to the output terminal 14c.

【0030】15はドライブ回路であり、入力端子15
aと第1,第2の出力端子15b,15cを有してい
る。入力端子15aは制御回路14の出力端子14cと
電気的に接続されている。又第1,第2の出力端子15
b,15cは、それぞれコイル4と電気的に接続されて
いる。
Reference numeral 15 denotes a drive circuit, which has an input terminal 15
a and the first and second output terminals 15b and 15c. The input terminal 15a is electrically connected to the output terminal 14c of the control circuit 14. Also, the first and second output terminals 15
b and 15c are electrically connected to the coil 4, respectively.

【0031】ドライブ回路15は入力端子15aに印加
される電圧値が所定の電圧よりも高いときには第1の出
力端子15bに出力する電圧が、第2の出力端子15c
に出力する電圧よりも高くなるように、かつ前記所定の
電圧と入力端子15aに入力される電圧値の差の絶対値
に比例した電圧を第1,第2の出力端子15b,15c
を介してコイル4に印加している。
In the drive circuit 15, when the voltage value applied to the input terminal 15a is higher than a predetermined voltage, the voltage output to the first output terminal 15b is the second output terminal 15c.
A voltage proportional to the absolute value of the difference between the predetermined voltage and the voltage value input to the input terminal 15a so as to be higher than the voltage output to the first and second output terminals 15b and 15c.
Is applied to the coil 4 via.

【0032】又、ドライブ回路15は入力端子15aに
印加される電圧値が所定の電圧よりも低いときには第1
の出力端子15bに出力する電圧が、第2の出力端子1
5cに出力する電圧よりも低くなるように、かつ前記所
定の電圧と入力端子15aに入力される電圧値の差の絶
対値に比例した電圧を第1,第2の出力端子15b,1
5cを介してコイル4に印加している。
Further, the drive circuit 15 has the first voltage when the voltage value applied to the input terminal 15a is lower than a predetermined voltage.
Voltage output to the output terminal 15b of the second output terminal 1
A voltage proportional to the absolute value of the difference between the predetermined voltage and the voltage value input to the input terminal 15a is set to be lower than the voltage output to 5c, and the first and second output terminals 15b, 1
It is applied to the coil 4 via 5c.

【0033】Rはアーム5の長さであり、ローター19
の回転中心6から摺動軸7の中心までの距離を表してい
る。Lは被駆動体である撮影レンズ11の光軸方向のス
トローク量を示している。θはアーム5の回転軸6を中
心とする回転角を示している。
R is the length of the arm 5, and the rotor 19
The distance from the rotation center 6 to the center of the sliding shaft 7 is shown. L represents the stroke amount of the taking lens 11 which is a driven body in the optical axis direction. θ indicates a rotation angle about the rotation axis 6 of the arm 5.

【0034】次に本実施例の動作について説明する。制
御回路14の第1の入力端子14aに被駆動体であるレ
ンズ鏡筒8の目標位置に相当する指令信号が電圧として
入力されると制御回路14はホール素子12の出力信号
と指令信号の差を増幅してその差を0にしようとする電
圧をドライブ回路15に入力する。ドライブ回路15
は、このときの電圧をモーター18のコイル4に印加す
る。それに伴ってモーター18のローター19がホール
素子12の出力電圧が指令信号に対応する値を出力する
位置まで回転する。
Next, the operation of this embodiment will be described. When a command signal corresponding to the target position of the lens barrel 8 that is the driven body is input as a voltage to the first input terminal 14a of the control circuit 14, the control circuit 14 causes the difference between the output signal of the hall element 12 and the command signal. Is input to the drive circuit 15 so as to amplify the difference and reduce the difference to zero. Drive circuit 15
Applies the voltage at this time to the coil 4 of the motor 18. Accordingly, the rotor 19 of the motor 18 rotates to a position where the output voltage of the hall element 12 outputs a value corresponding to the command signal.

【0035】この際、ローター19の回転は、アーム5
を介してレンズ鏡筒8に伝達され、レンズ鏡筒8は指令
信号に相当する位置に移動する。このように、本実施例
ではアーム5を駆動動力源であるローターに直接固定し
て、レンズ鏡筒8を駆動させている。
At this time, the rotor 19 is rotated by the arm 5
Is transmitted to the lens barrel 8 through the lens barrel 8, and the lens barrel 8 moves to a position corresponding to the command signal. As described above, in this embodiment, the arm 5 is directly fixed to the rotor that is the driving power source to drive the lens barrel 8.

【0036】ところで、レンズ鏡筒8を駆動する為にモ
ーター18が発生するトルクとレンズ鏡筒8に作用する
推力の関係は、レンズ鏡筒8を駆動するための推力を
F、モーター18の発生するトルクをTとすると、 F=(T/R)×cosθ ‥‥‥(1) という関係になる。(1)式より明らかなように、アー
ム5の回転角度θが大きくなるほどレンズ鏡筒8を駆動
する為に必要なモーター18が発生すべきトルクは大き
くなる。図1に示す実施例1においてはレンズ鏡筒8を
駆動する為に必要なモーター18が発生すべきトルクを
最も少なくする為にレンズ鏡筒8の全ストロークLの1
/2の位置においてモーター18を構成するローター1
9の永久磁石1の磁極の境界が第1,第2のステーター
2,3の磁極部2a,3aの中心と対向し、その位置に
おいてアーム5がガイドバー9,10と直角になるよう
になっている。
By the way, the relationship between the torque generated by the motor 18 for driving the lens barrel 8 and the thrust acting on the lens barrel 8 is the thrust F for driving the lens barrel 8 and the generation of the motor 18. Letting T be the torque to be applied, the relationship F = (T / R) × cos θ (1) is established. As is clear from the equation (1), the larger the rotation angle θ of the arm 5, the larger the torque that should be generated by the motor 18 for driving the lens barrel 8. In the first embodiment shown in FIG. 1, in order to minimize the torque that should be generated by the motor 18 necessary for driving the lens barrel 8, the total stroke L of the lens barrel 8 is 1
1 which constitutes the motor 18 in the position of / 2
The boundary between the magnetic poles of the permanent magnet 1 of 9 is opposed to the centers of the magnetic pole portions 2a and 3a of the first and second stators 2 and 3, and the arm 5 is perpendicular to the guide bars 9 and 10 at that position. ing.

【0037】更に本実施例においてはモーター18が発
生するトルクTが図1に示すθに対して T=T0 cosθ ‥‥‥(2) と表される。ここで、T0 はモーター18が発生するト
ルクのピーク値である。又、レンズ鏡筒8のストローク
Lとアーム5の長さRとはレンズ鏡筒8のストローク端
でのアーム5の回転角をθ1 とすると L/2=Rsinθ1 ‥‥‥(3) という関係になり、式(1),(2),(3)によりモ
ーター18が発生すべきトルクのピーク値T0 とレンズ
鏡筒8のストローク量Lと、アーム長さRの関係はレン
ズ鏡筒8を駆動するのに必要な推力をF0 としたときに T0 =F0 ×R3 /(R2 −(L/2)2 ) ‥‥‥(4) と表せる。本実施例においてはモーター18の小型化を
図り、駆動装置を小型にする為にモーター18の出力ト
ルクが最小になるように、式(4)が極小となるストロ
ークLと長さRの関係、即ち
Further, in this embodiment, the torque T generated by the motor 18 is expressed as T = T 0 cos θ (2) with respect to θ shown in FIG. Here, T 0 is the peak value of the torque generated by the motor 18. Further, if the length R of the stroke L and the arm 5 of the lens barrel 8 the rotation angle of the arm 5 at the stroke end of the lens barrel 8 and θ 1 L / 2 = Rsinθ 1 ‥‥‥ that (3) The relationship between the peak value T 0 of the torque to be generated by the motor 18, the stroke amount L of the lens barrel 8 and the arm length R is expressed by the equations (1), (2) and (3). When the thrust required to drive 8 is F 0 , it can be expressed as T 0 = F 0 × R 3 / (R 2 − (L / 2) 2 ) ... (4). In the present embodiment, the relationship between the stroke L and the length R at which the formula (4) is minimized so that the output torque of the motor 18 is minimized in order to downsize the motor 18 and downsize the drive device, I.e.

【0038】[0038]

【数1】 になっており、このときのレンズ鏡筒8の全ストローク
に対するアーム5の回転角度は70.6°となってい
る。
[Equation 1] The rotation angle of the arm 5 with respect to the entire stroke of the lens barrel 8 at this time is 70.6 °.

【0039】ところで、本発明を応用する際に、応用す
る駆動装置によっては電力消費量よりもスペースを優先
する場合がある。この場合アーム5の長さを短くする必
要が生じる場合があるが、その際にもアーム5の回転角
度は電気角で120°以内にするのがレンズ鏡筒8を効
率良く駆動させるのに好ましい。又逆に簡単な構成の制
御回路を使用する必要が生じる場合がある。このときは
レンズ鏡筒の全ストローク中で所定の電流を流したとき
のモーターが発生するトルクの変化が少なくなるように
アームの長さを長くして、ローターの回転角度を減らす
ことが必要となってくる。
By the way, when the present invention is applied, space may be prioritized over power consumption depending on the driving device to which the present invention is applied. In this case, it may be necessary to shorten the length of the arm 5, but in that case also, it is preferable that the rotation angle of the arm 5 is within an electrical angle of 120 ° in order to drive the lens barrel 8 efficiently. . On the contrary, it may be necessary to use a control circuit having a simple structure. In this case, it is necessary to increase the arm length and reduce the rotation angle of the rotor so that the torque generated by the motor changes less when a predetermined current is applied during the entire stroke of the lens barrel. Is coming.

【0040】このような際にはアーム5の回転角度を2
4°から60°の範囲に選択することが望ましく、そう
すればモーターに発生させなければならないトルクは極
小値の2倍以内の値で済ませることができる。
In such a case, the rotation angle of the arm 5 is set to 2
It is preferable to select in the range of 4 ° to 60 °, so that the torque that must be generated in the motor can be less than twice the minimum value.

【0041】この結果、本実施例ではローター19の回
転角度が電気角換算で24°〜120°の範囲内に設定
するようにしている。
As a result, in this embodiment, the rotation angle of the rotor 19 is set within the range of 24 ° to 120 ° in terms of electrical angle.

【0042】次に本発明の実施例1の駆動装置の位置制
御について説明をする。この種の装置においては指令信
号に対して被駆動体であるレンズ鏡筒8の動きが線形性
を有していないとレンズ鏡筒8を精度良く位置制御する
ことが難しくなる。
Next, the position control of the drive unit according to the first embodiment of the present invention will be described. In this type of device, it is difficult to control the position of the lens barrel 8 with high accuracy unless the movement of the lens barrel 8 as a driven body is linear with respect to the command signal.

【0043】本発明の実施例1においては永久磁石1に
正弦波状の着磁を施し、アーム5とホール素子12の取
り付け角度を工夫することによってレンズ鏡筒8の位置
とホール素子12の出力電圧に線形性を持たせることで
レンズ鏡筒8の制御を容易にしている。
In the first embodiment of the present invention, the permanent magnet 1 is magnetized in a sinusoidal shape, and the mounting angle of the arm 5 and the hall element 12 is devised to adjust the position of the lens barrel 8 and the output voltage of the hall element 12. The linearity of the lens facilitates the control of the lens barrel 8.

【0044】次にレンズ鏡筒8の位置とホール素子12
の出力電圧に線形性を持たせる為の永久磁石1とアーム
5とホール素子12の取り付け角度について図1,図2
を用いて説明する。
Next, the position of the lens barrel 8 and the Hall element 12
1 and 2 about the mounting angles of the permanent magnet 1, the arm 5 and the hall element 12 for giving linearity to the output voltage of
Will be explained.

【0045】図1に図示した駆動装置の実施例において
アーム5の取り付け方向(中心軸5a方向)は永久磁石
1の磁極の境界の方向に一致している。又ホール素子1
2はアーム5が第1,第2のガイドバー9,10の長さ
方向の方向と直角な位置をなす角度にある際に永久磁石
1の磁極の境界と対向する位置に配置されている。
In the embodiment of the drive device shown in FIG. 1, the mounting direction of the arm 5 (direction of the central axis 5a) coincides with the direction of the boundary of the magnetic poles of the permanent magnet 1. Hall element 1
2 is arranged at a position facing the boundary of the magnetic poles of the permanent magnet 1 when the arm 5 is at an angle forming a position perpendicular to the longitudinal direction of the first and second guide bars 9, 10.

【0046】次にホール素子12の出力信号と、ロータ
ー19の回転角度とレンズ鏡筒8の位置について図2に
より説明する。図2において横軸θはローター19の回
転角度を示している。特にアーム5が第1,第2のガイ
ドバー9,10の長さ方向の方向と直角な方向にある位
置を0として表している。又縦軸eout はホール素子1
2からの出力信号を表している。更にxはレンズ鏡筒8
の位置をアーム5が第1,第2のガイドバー9,10の
長さ方向の方向と直角な方向にある位置を0として表し
ている。
Next, the output signal of the Hall element 12, the rotation angle of the rotor 19 and the position of the lens barrel 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis θ indicates the rotation angle of the rotor 19. Particularly, the position where the arm 5 is perpendicular to the longitudinal direction of the first and second guide bars 9 and 10 is represented as 0. The vertical axis eout is the Hall element 1
2 represents the output signal from 2. Furthermore, x is the lens barrel 8
The position where the arm 5 is in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the first and second guide bars 9 and 10 is represented as 0.

【0047】さて、永久磁石1に正弦波状の着磁が施さ
れている為に、ローター19の回転角度θに対するホー
ル素子12からの出力電圧eout は、図2(A)に示す
ように正弦波状になる。又、ローター19の回転角度θ
に対するレンズ鏡筒8の位置xは、図1により説明した
構成により摺動軸7の回転のアーム5が第1,第2のガ
イドバー9,10の長さ方向の方向の成分と等しくなる
為に、図2(B)に示すように正弦波状になる。
Since the permanent magnet 1 is magnetized in a sinusoidal shape, the output voltage eout from the Hall element 12 with respect to the rotation angle θ of the rotor 19 is sinusoidal as shown in FIG. 2 (A). become. Also, the rotation angle θ of the rotor 19
The position x of the lens barrel 8 with respect to is equal to the component of the rotation axis 5 of the sliding shaft 7 in the longitudinal direction of the first and second guide bars 9 and 10 due to the configuration described with reference to FIG. In addition, as shown in FIG.

【0048】ローター19の回転角度θに対してホール
素子12の出力電圧eout とレンズ鏡筒8の位置xがそ
れぞれ正弦波状になることにより、レンズ鏡筒8の位置
xに対するホール素子12からの出力電圧eout は図2
(C)に示すように直線になる。これによりホール素子
12からの出力電圧eout をもとにレンズ鏡筒8の位置
を容易に制御している。
Since the output voltage eout of the Hall element 12 and the position x of the lens barrel 8 are sinusoidal with respect to the rotation angle θ of the rotor 19, the output from the Hall element 12 with respect to the position x of the lens barrel 8 is changed. The voltage eout is shown in Fig. 2.
It becomes a straight line as shown in (C). As a result, the position of the lens barrel 8 is easily controlled based on the output voltage eout from the Hall element 12.

【0049】次に図3により本発明の実施例1の駆動回
路について説明する。図3において図1で説明した構成
要素と同一の要素には同一の符号を付してある。図3に
おいて12は図1により説明したホール素子、13は増
幅回路、14は制御回路、15はドライブ回路、4はコ
イルである。また21乃至48は抵抗、49乃至54は
オペアンプ、55はコンデンサーである。
Next, the drive circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same components as those described in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In FIG. 3, 12 is the Hall element described with reference to FIG. 1, 13 is an amplifier circuit, 14 is a control circuit, 15 is a drive circuit, and 4 is a coil. Further, 21 to 48 are resistors, 49 to 54 are operational amplifiers, and 55 is a capacitor.

【0050】抵抗21はホール素子12の第1の入力端
子と電源に接続され、ホール素子12のバイアス電流を
決定する。ホール素子12のバイアス電流はホール素子
12のゲインを決定する要因である為、ホール素子12
のゲインは抵抗21によって決定される。抵抗22,2
3,24,25,26,27とオペアンプ49は周知の
差動増幅器を構成している。差動増幅器の第1,第2の
入力端子にはホール素子12の第1,第2の出力端子が
接続されている。
The resistor 21 is connected to the first input terminal of the Hall element 12 and the power supply, and determines the bias current of the Hall element 12. Since the bias current of the Hall element 12 is a factor that determines the gain of the Hall element 12, the Hall element 12
The gain of is determined by the resistor 21. Resistors 22, 2
3, 24, 25, 26, 27 and the operational amplifier 49 constitute a well-known differential amplifier. The first and second input terminals of the differential amplifier are connected to the first and second output terminals of the Hall element 12.

【0051】抵抗32,33は基準電圧を作る為のもの
であり、これらと抵抗28,29,30,31とオペア
ンプ50は周知の差動増幅器を構成している。オペアン
プ50を含む差動増幅器の第1の入力端子14aは、本
実施例による駆動装置の入力端子であり、外部の、例え
ばビデオカメラにおける自動焦点検出装置のような指令
信号発生装置に接続されている。
The resistors 32 and 33 are for creating a reference voltage, and these resistors 28, 29, 30, 31 and the operational amplifier 50 constitute a well-known differential amplifier. The first input terminal 14a of the differential amplifier including the operational amplifier 50 is an input terminal of the driving device according to the present embodiment, and is connected to an external command signal generating device such as an automatic focus detecting device in a video camera. There is.

【0052】又オペアンプ50を含む差動増幅器の第2
の入力端子14bは、オペアンプ49を含む差動増幅器
の出力端子と接続され、オペアンプ50を含む差動増幅
器は外部より与えられる指令信号とローター19の回転
位置に相当する、ホール素子12からの出力信号を増幅
した信号の差を増幅する。抵抗34,35,36,3
7,38,39,40,41、コンデンサー55、オペ
アンプ52,53は速度信号増幅回路を構成している。
この速度信号増幅回路の入力端子は前記ホール素子12
からの出力信号を増幅するオペアンプ49を含む差動増
幅器の出力端子に接続され、速度信号増幅回路はロータ
ー19の回転速度を表す、ホール素子12からの出力信
号の変化を増幅している。
The second of the differential amplifier including the operational amplifier 50
Is connected to the output terminal of the differential amplifier including the operational amplifier 49, and the differential amplifier including the operational amplifier 50 outputs the command signal given from the outside and the output from the hall element 12 corresponding to the rotational position of the rotor 19. Amplify the difference between the amplified signals. Resistors 34, 35, 36, 3
7, 38, 39, 40, 41, the condenser 55, and the operational amplifiers 52, 53 constitute a speed signal amplifier circuit.
The input terminal of this speed signal amplifier circuit is the Hall element 12
The speed signal amplifier circuit is connected to the output terminal of a differential amplifier including an operational amplifier 49 for amplifying the output signal from the Hall element 12. The speed signal amplifier circuit amplifies a change in the output signal from the Hall element 12, which represents the rotation speed of the rotor 19.

【0053】抵抗42,43,44,45、オペアンプ
51は周知の増幅器を構成し、その入力端子15aは制
御回路14の第1の出力端子14cであるオペアンプ5
0を含む差動増幅回路の出力端子と制御回路14の第2
の出力端子である、速度信号増幅回路の出力端子とに接
続されている。
The resistors 42, 43, 44, 45 and the operational amplifier 51 constitute a well-known amplifier, the input terminal 15a of which is the first output terminal 14c of the control circuit 14 and the operational amplifier 5.
The output terminal of the differential amplifier circuit including 0 and the second of the control circuit 14
Is connected to the output terminal of the speed signal amplifier circuit, which is the output terminal of the.

【0054】オペアンプ51を含む増幅回路は指令信号
とレンズ鏡筒8の位置のずれに応じると共に、ローター
19の回転速度にも応じた基準電圧に対する電圧を出力
する。抵抗46,47,48、オペアンプ54は周知の
反転増幅器を構成し、その第1の入力端子はオペアンプ
51を含む増幅器の出力端子に接続され、基準電圧に対
してオペアンプ51を含む増幅器の出力電圧を反転した
電圧を出力する。
The amplifier circuit including the operational amplifier 51 outputs a voltage corresponding to the reference voltage corresponding to the command signal and the position shift of the lens barrel 8 and also to the rotation speed of the rotor 19. The resistors 46, 47, 48 and the operational amplifier 54 constitute a well-known inverting amplifier, the first input terminal of which is connected to the output terminal of the amplifier including the operational amplifier 51, and the output voltage of the amplifier including the operational amplifier 51 with respect to the reference voltage. Outputs the inverted voltage.

【0055】オペアンプ51を含む増幅回路の出力端子
は、ドライブ回路の第1の出力端子15bであり、コイ
ル4の第1の端子に接続される。オペアンプ54を含む
増幅回路の出力端子はドライブ回路の第2の出力端子1
5cであり、コイル4の第2の端子に接続される。
The output terminal of the amplifier circuit including the operational amplifier 51 is the first output terminal 15b of the drive circuit and is connected to the first terminal of the coil 4. The output terminal of the amplifier circuit including the operational amplifier 54 is the second output terminal 1 of the drive circuit.
5c, which is connected to the second terminal of the coil 4.

【0056】このような回路構成により本実施例の駆動
装置は指令信号に対して正確に被駆動体であるレンズ鏡
筒8を駆動することができる。ところで、これまで説明
してきた本発明の実施例1のように撮影レンズを本発明
による駆動装置で駆動する際には駆動回路のゲインを撮
影レンズを光軸方向に焦点外れ量が許容錯乱円径の半分
以下となる値だけで動かした際に、撮影レンズ8の重量
等による負荷を駆動し得るだけの電流がモーター18の
コイル4に流れるように設定するのが望ましい。そうす
ることにより、ピントのぼけのない映像を得ることがで
きる。
With such a circuit configuration, the driving apparatus of this embodiment can accurately drive the lens barrel 8 which is the driven body in response to the command signal. By the way, when the taking lens is driven by the driving device according to the present invention as in the first embodiment of the present invention described so far, the gain of the driving circuit is set so that the defocus amount of the taking lens in the optical axis direction is the allowable confusion circle diameter. It is desirable to set so that a current sufficient to drive a load due to the weight of the taking lens 8 or the like flows through the coil 4 of the motor 18 when the lens is moved by a value that is less than half of the above. By doing so, an image with no out-of-focus can be obtained.

【0057】図4は本発明の駆動装置を光学機器に適用
したときの一部分の概略図である。図4において図1に
より説明をした部分には同一の符号を付してある。
FIG. 4 is a schematic view of a part when the driving device of the present invention is applied to an optical device. In FIG. 4, the parts described with reference to FIG. 1 are given the same reference numerals.

【0058】図4において55は第1の固定鏡筒であ
り、第1の固定レンズ群が固定されている。56は第1
の移動レンズ群であり、変倍レンズが固定されている。
57は第2の固定レンズ鏡筒であり、第2の固定レンズ
群が固定されている。58,59は変倍レンズ用の第
1,第2のガイドバーであり、第1及び第2の固定鏡筒
に固定され、第1の移動レンズ鏡筒56に設けた摺動穴
及び摺動溝と嵌合し、第1の移動レンズ鏡筒56を光軸
方向に移動自在に支持する。
In FIG. 4, reference numeral 55 denotes a first fixed lens barrel, to which the first fixed lens group is fixed. 56 is the first
Is a movable lens group, and a variable power lens is fixed.
Reference numeral 57 denotes a second fixed lens barrel, to which the second fixed lens group is fixed. Reference numerals 58 and 59 denote first and second guide bars for the variable power lens, which are fixed to the first and second fixed lens barrels, and slide holes and slides provided in the first moving lens barrel 56. The first moving lens barrel 56 is fitted in the groove and movably supported in the optical axis direction.

【0059】61は第1のモーターであり、出力軸上に
ネジ軸61aが設けられている。60はラック部材で第
1の移動鏡筒56に設けられた取り付け穴56a,56
bに取り付けられると共に、ラックネジ部がモーターの
ネジ軸61aと噛み合っている。又62は第1の移動鏡
筒の位置をリセットするリセットセンサーである。この
ような構成により変倍レンズはモーター61の回転に伴
い光軸方向に移動する。63,64は絞りバネであり、
65は絞りバネの位置を規制する押え板である。
Reference numeral 61 is a first motor, and a screw shaft 61a is provided on the output shaft. Reference numeral 60 denotes a rack member, which is mounting holes 56a, 56 provided in the first movable lens barrel 56.
The rack screw portion is engaged with the screw shaft 61a of the motor while being attached to the motor b. A reset sensor 62 resets the position of the first movable lens barrel. With such a configuration, the variable power lens moves in the optical axis direction as the motor 61 rotates. 63 and 64 are diaphragm springs,
A pressing plate 65 regulates the position of the diaphragm spring.

【0060】66は絞り駆動用のモーターであり、その
回転に応じて絞り羽根63,64が開閉する。16は第
3の固定レンズ鏡筒であり、8はフォーカスコンペ用の
レンズが固定された第2の移動鏡筒である。9,10は
第1,第2のフォーカスコンペ用のレンズのガイドバー
であり、第2の固定鏡筒57と第3の固定鏡筒16に固
定されると共に第2の移動レンズ鏡筒8の摺動穴8b及
び第2の摺動溝8cと嵌合して、第2の移動レンズ鏡筒
8を光軸方向に移動自在に支持している。18は第2の
モーターであり、第3の固定レンズ鏡筒16に固定さ
れ、その出力軸は第2の移動レンズ鏡筒8の第1の摺動
溝8aと嵌合し、第2のモーター18の回転により第2
の移動レンズ鏡筒8は光軸方向に駆動される。
Reference numeral 66 denotes a diaphragm driving motor, and the diaphragm blades 63 and 64 open and close according to the rotation thereof. Reference numeral 16 is a third fixed lens barrel, and 8 is a second movable lens barrel on which a focus competition lens is fixed. Reference numerals 9 and 10 denote guide bars of lenses for the first and second focus competitions, which are fixed to the second fixed lens barrel 57 and the third fixed lens barrel 16 and of the second movable lens barrel 8. The second moving lens barrel 8 is movably supported by being fitted in the sliding hole 8b and the second sliding groove 8c. Reference numeral 18 denotes a second motor, which is fixed to the third fixed lens barrel 16 and has its output shaft fitted with the first sliding groove 8a of the second moving lens barrel 8 to provide the second motor. 2nd by rotation of 18
The moving lens barrel 8 is driven in the optical axis direction.

【0061】このような構成の駆動装置を用いることに
より、静かで、高速で、しかも正確にレンズ鏡筒の駆動
を行っている。
By using the driving device having such a structure, the lens barrel can be driven quietly, at high speed, and accurately.

【0062】図5(A),(B)は本発明の実施例2の
要部正面図と要部側面図である。本実施例では実施例1
に比べてアーム5を駆動させる動力源が異なっている。
図5において67,68,69,70は各々ギアであ
り、例えばポリアセタール樹脂のような摺動性に優れた
材料を成型して作られている。71は周知の直流モータ
ーである。又72は回転軸であり、73,74は地板で
ある。ローター19は円筒形の永久磁石1とアーム5と
回転軸6と嵌合軸7とギア67等により構成されてい
る。
5 (A) and 5 (B) are a front view and a side view of the essential parts of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the first embodiment
The power source for driving the arm 5 is different from that in FIG.
In FIG. 5, 67, 68, 69, and 70 are gears, respectively, which are made by molding a material having excellent slidability such as polyacetal resin. Reference numeral 71 is a known DC motor. Further, 72 is a rotating shaft, and 73 and 74 are base plates. The rotor 19 is composed of a cylindrical permanent magnet 1, an arm 5, a rotating shaft 6, a fitting shaft 7, a gear 67 and the like.

【0063】アーム5と回転軸6と嵌合軸7とは一体で
作られ、アーム5はレンズ鏡筒8の全ストロークの中央
の位置で第1のガイドバー9と直角な方向を向くように
なっている。回転軸6には永久磁石1とギア67が圧入
等、周知の手段で固定されている。ホール素子12はア
ーム5が第1のガイドバー9と直角な方向を向く位置で
永久磁石1の磁極の境界と対向する位置に設けられてい
る。ギア68とギア69は一体に成型されており、回転
軸72に圧入等の手段により固定されている。
The arm 5, the rotary shaft 6 and the fitting shaft 7 are integrally formed, and the arm 5 is oriented at a right angle to the first guide bar 9 at the center position of the entire stroke of the lens barrel 8. Has become. The permanent magnet 1 and the gear 67 are fixed to the rotary shaft 6 by known means such as press fitting. The Hall element 12 is provided at a position where the arm 5 faces a direction perpendicular to the first guide bar 9 and at a position facing the boundary of the magnetic poles of the permanent magnet 1. The gear 68 and the gear 69 are integrally molded and fixed to the rotating shaft 72 by means such as press fitting.

【0064】ギア70はモーター71の出力軸に圧入等
の周知の手段により固定されている。地板73,74は
それぞれ回転軸6,72を回転自在に軸支している。
又、地板73には不図示の固定手段によりホール素子1
2が固定されている。更に地板74には直流モーター7
1が固定されている。ローター19に固定されたギア6
7はギア69と噛み合い、ギア69と一体に回転するギ
ア68はモーター軸に固定されたギア70と噛み合って
いる。
The gear 70 is fixed to the output shaft of the motor 71 by known means such as press fitting. The base plates 73 and 74 rotatably support the rotary shafts 6 and 72, respectively.
Further, the hall element 1 is fixed to the main plate 73 by a fixing means (not shown).
2 is fixed. Further, the DC motor 7 is attached to the main plate 74.
1 is fixed. Gear 6 fixed to rotor 19
The numeral 7 meshes with the gear 69, and the gear 68 rotating integrally with the gear 69 meshes with the gear 70 fixed to the motor shaft.

【0065】このような構成によりモーター71の回転
はギア70,68,69,67を介してローター19に
伝達され、ローター19が回転することにより被駆動体
であるレンズ鏡筒8を光軸方向に駆動させている。更に
ホール素子12は前述の本発明の実施例1に示した永久
磁石に対する正弦波着磁を行う方法やレンズ鏡筒に設け
た摺動溝のカム形状を工夫する方法によってレンズ鏡筒
8の位置に応じた電圧値を出力する。このような構成に
することにより、図3で説明した駆動回路をそのまま使
用することができるようにしている。
With such a configuration, the rotation of the motor 71 is transmitted to the rotor 19 via the gears 70, 68, 69, 67, and the rotor 19 rotates so that the lens barrel 8 as a driven body is moved in the optical axis direction. Are driven to. Further, the Hall element 12 is positioned in the position of the lens barrel 8 by a method of performing sinusoidal magnetization on the permanent magnet described in the first embodiment of the present invention or a method of devising the cam shape of the sliding groove provided in the lens barrel. The voltage value corresponding to is output. With such a configuration, the drive circuit described in FIG. 3 can be used as it is.

【0066】以上説明した、本発明の実施例2において
は駆動動力源として直流モーターを用い、そのトルクを
ギアで増幅してレンズ鏡筒の駆動に用いることができる
ので被駆動体を強力な力で駆動することが可能であり、
特に、被駆動体の重量が重い場合に好適である。
In the second embodiment of the present invention described above, a DC motor is used as a driving power source, and its torque can be amplified by a gear to be used for driving the lens barrel. It is possible to drive with
In particular, it is suitable when the weight of the driven body is heavy.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明によれば以上のように、被駆動体
を直進移動させる際のガイド手段、駆動源となる動力手
段、そして動力手段からの回転駆動力を直進駆動力に変
換させる変換手段等を適切に設定することにより小さな
駆動力で被駆動体を迅速,円滑そして静寂に駆動させる
ことのできる駆動装置及びそれを用いた光学機器を達成
することができる。
As described above, according to the present invention, the guide means for linearly moving the driven body, the power means as the drive source, and the conversion for converting the rotational driving force from the power means into the straight driving force. By appropriately setting the means and the like, it is possible to achieve a drive device that can quickly, smoothly and quietly drive a driven body with a small drive force, and an optical device using the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のローターの各位置におけるホール素子か
らの出力信号を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory view showing an output signal from a Hall element at each position of the rotor shown in FIG.

【図3】図1の各要素の回路説明図FIG. 3 is a circuit explanatory diagram of each element in FIG.

【図4】本発明の実施例1の一部分の要部斜視図FIG. 4 is a perspective view of an essential part of a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例2の要部概略図FIG. 5 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 永久磁石 2,3 ステーター 4 コイル 5 アーム 8 レンズ鏡筒(被駆動体) 12 ホール素子 13 増幅回路 14 制御回路 15 ドライブ回路 16 ガイド手段 18 モーター 19 ローター 1 Permanent Magnet 2, 3 Stator 4 Coil 5 Arm 8 Lens Barrel (Driven Body) 12 Hall Element 13 Amplifying Circuit 14 Control Circuit 15 Drive Circuit 16 Guide Means 18 Motor 19 Rotor

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀景 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Front page continued (72) Inventor Hidekage Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被駆動体をその一部に係合して移動自在
にガイドするガイド手段と、該ガイド手段のガイド方向
に略直角な方向に回転軸を有するアームと、該アームの
回転運動を直進運動に変換する変換手段、そして該アー
ムの回転力を該変換手段を介して該被駆動体に伝達して
該被駆動体を該ガイド方向に移動させるために該アーム
を回転させる動力手段とを用いて該被駆動体を移動させ
る際、該被駆動体の移動範囲中の略中間位置で、該アー
ムの中心軸が該ガイド方向と略直交するように各要素を
設定していることを特徴とする駆動装置。
1. A guide means for movably guiding a driven body by engaging a part thereof, an arm having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to a guide direction of the guide means, and a rotary motion of the arm. To a linear motion, and a power means for transmitting the rotational force of the arm to the driven body via the converting means to rotate the arm to move the driven body in the guide direction. When the driven body is moved by using and, each element is set so that the central axis of the arm is substantially orthogonal to the guide direction at a substantially intermediate position in the movement range of the driven body. A drive device characterized by.
【請求項2】 被駆動体をその一部に係合して移動自在
にガイドするガイド手段、複数極に着磁された永久磁石
を有するローターと界磁コイル、そして該界磁コイルへ
通電し、該ローターにトルクを発生させるステータとを
有した動力手段、該ローターの回転運動を直進運動に変
換して該被駆動体に伝達する変換手段、該ローターの回
転位置を検出する回転位置検出手段、そして外部からの
入力信号と該回転位置検出手段からの信号に基づいて該
ローターの回転位置を制御する制御手段とを用いて該被
駆動体を移動させる際、該界磁コイルに所定量の電流を
流したときに該ローターに発生するトルクが該被駆動体
の移動範囲中の略中間位置で最大となるように各要素を
設定していることを特徴とする駆動装置。
2. A guide means for movably guiding a driven body by engaging a part of the driven body, a rotor having permanent magnets magnetized to a plurality of poles, a field coil, and energizing the field coil. Power means having a stator for generating torque in the rotor, conversion means for converting rotational motion of the rotor into linear motion and transmitting the linear motion to the driven body, rotational position detection means for detecting rotational position of the rotor Then, when the driven body is moved by using an input signal from the outside and a control means for controlling the rotational position of the rotor based on the signal from the rotational position detecting means, a predetermined amount is applied to the field coil. A drive device in which each element is set such that the torque generated in the rotor when an electric current is passed becomes maximum at a substantially intermediate position in the movement range of the driven body.
【請求項3】 前記ローターの回転角αを、電気角で 24°<α<120° の範囲内に設定したことを特徴とする請求項2の駆動装
置。
3. The drive device according to claim 2, wherein the rotation angle α of the rotor is set within an electrical angle range of 24 ° <α <120 °.
【請求項4】 撮影レンズの少なくとも一部を保持する
レンズ鏡筒をその一部に係合して移動自在にガイドする
ガイド手段と、該ガイド手段のガイド方向に略直角な方
向に回転軸を有するアームと、該アームの回転運動を直
進運動に変換する変換手段、そして該アームの回転力を
該変換手段を介して該レンズ鏡筒に伝達して該レンズ鏡
筒を該ガイド方向に移動させる動力手段とを用いて該レ
ンズ鏡筒を移動させる際、該レンズ鏡筒の移動範囲中の
略中間位置で、該アームの中心軸が該ガイド方向と略直
交するように各要素を設定した駆動装置を用いて該撮影
レンズにより所定面上に画像情報を形成するようにした
ことを特徴とする光学機器。
4. A guide means for movably guiding a lens barrel for holding at least a part of a photographing lens by engaging the lens barrel with a part thereof, and a rotary shaft in a direction substantially perpendicular to a guide direction of the guide means. An arm having the same, a conversion means for converting a rotational movement of the arm into a linear movement, and a rotational force of the arm transmitted to the lens barrel through the converting means to move the lens barrel in the guide direction. When the lens barrel is moved by using power means, the drive is set such that the central axis of the arm is substantially orthogonal to the guide direction at a substantially intermediate position within the moving range of the lens barrel. An optical apparatus characterized in that image information is formed on a predetermined surface by the taking lens using an apparatus.
【請求項5】 撮影レンズの少なくとも一部を保持する
レンズ鏡筒をその一部に係合して移動自在にガイドする
ガイド手段、複数極に着磁された永久磁石を有するロー
ターと界磁コイル、そして該界磁コイルへ通電し、該ロ
ーターにトルクを発生させるステータとを有した動力手
段、該ローターの回転運動を直進運動に変換して該レン
ズ鏡筒に伝達する変換手段、該ローターの回転位置を検
出する回転位置検出手段、そして外部からの入力信号と
該回転位置検出手段からの信号に基づいて該ローターの
回転位置を制御する制御手段とを用いて該レンズ鏡筒を
移動させる際、該界磁コイルに所定量の電流を流したと
きに該ローターに発生するトルクが該被駆動体の移動範
囲中の略中間位置で最大となるように各要素を設定して
いることを特徴とする駆動装置を用いて該撮影レンズに
より所定面上に画像情報を形成するようにしたことを特
徴とする光学機器。
5. A guide means for movably guiding a lens barrel for holding at least a part of a photographing lens by engaging with a part thereof, a rotor having permanent magnets magnetized to a plurality of poles, and a field coil. And a power means having a stator for energizing the field coil to generate torque in the rotor, a converting means for converting a rotational motion of the rotor into a linear motion and transmitting the linear motion to the lens barrel, and a rotor of the rotor. When moving the lens barrel by using a rotational position detecting means for detecting a rotational position, and a control means for controlling the rotational position of the rotor based on an input signal from the outside and a signal from the rotational position detecting means. , Each element is set such that the torque generated in the rotor when a predetermined amount of current is applied to the field coil is maximized at a substantially intermediate position in the moving range of the driven body. Tosu An optical device characterized in that image information is formed on a predetermined surface by the taking lens using a driving device.
【請求項6】 前記ローターの回転角αを、電気角で 24°<α<120° の範囲内に設定したことを特徴とする請求項5の光学機
器。
6. The optical device according to claim 5, wherein the rotation angle α of the rotor is set within an electrical angle range of 24 ° <α <120 °.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171684A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Citizen Electronics Co Ltd Lens driving mechanism for camera module

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