JPH08338937A - 駆動装置及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部概略図

【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

【図３】図１の各要素の回路説明図

【図４】本発明の実施例１の一部分の要部斜視図

【図５】本発明の実施例２の要部概略図

【符号の説明】

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

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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。