JPH11202185A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繰り返し長期間使用しても、レンズの移動距
離の長短に関わらず、正確にレンズの位置を検出するこ
とができる、レンズ駆動装置を提供する。 【解決手段】 開口のほぼ中心を通る直線を回転中心と
して回転移動するカム筒８と、カム筒８の内側にあっ
て、カム筒８と共に同一の方向に同じ距離直進する後群
規制環１０と、カム筒８の移動を制御する制御回路Ｍ
と、前記回転中心と光軸が一致するように後群規制環１
０の内側に位置し、カム筒８の回転角度に応じて光軸方
向に駆動される後レンズ群４とを備えるレンズ駆動装置
である撮影レンズ２において、後群規制環１０には、発
光素子と受光素子とを有する光検出素子１７が設けら
れ、カム筒８には反射板１４、１５…が設けられ、反射
板１４、１５…は、カム筒８の回転の際に、光検出素子
１７に対向する位置を通過し、制御回路Ｍは、光検出素
子１７から出射され反射板によって反射された光を前記
素子１７が検出することによって、カム筒８の回転位置
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの位置検出
機能を備えたレンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等の光学機器において、オートフ
ォーカス機能や、ズーム機能を有する場合、レンズを駆
動して、ピントや焦点距離を変化させるレンズ駆動装置
が装備される。このようなレンズ駆動装置では、レンズ
の位置や移動距離を検出しながら、所定の位置にレンズ
を駆動させるようになっている。従来のレンズ駆動装置
について、図６及び図７に基づいて説明する。図６及び
図７は、カメラ本体２０に取り付けられた状態の、レン
ズ駆動装置としての撮影レンズ３０の断面図である。こ
のカメラでは、固定環２１に、レンズ群の位置検出を行
うため、図示しない所定の電極パターンが形成された基
板２２が取り付けられている。また、カム筒２５の内周
面に形成されているカム溝には、後群のレンズ群２８と
一体に動作するピン２６の先端がはめこまれている。一
方、カム筒２５の内側にあるレンズ規制環２３には、ブ
ラシ状の接片が２４が、基板２２の電極パターンに接触
した状態で、固定されている。レンズ規制環２３には、
ピン２６が挿通する、前後方向に直線的に形成されてい
る図示しない直進ガイドが形成されている。

【０００３】焦点距離の調節時等において、カメラ本体
２０内に設けられている図示しない駆動モータからの回
転力が、ギア２７（図７）を介して、カム筒２５に伝達
されると、カム筒２５は回転しながら前後方向に移動
し、レンズ規制環２３は前後方向に直進する。このカム
筒２５とレンズ規制環２３の移動によって、レンズ群２
８も共に前後方向に直進するようになっている。その際
に、接片２４も前後方向に基板２２の電極パターン上を
摺動し、接片２４の電極パターンに対する接触位置によ
って、レンズ群２８の位置が検出されるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のレンズ駆動装置
においては、接片２４が基板２２にある電極パターンに
接触することで、レンズ群２８の位置を検出しているの
で、接片２４の接触力による接片２４の変形や基板２２
上の電極パターンの磨耗、さらに接触時のチャタリング
等が生じることがあるので、ある程度の期間使用してい
ると、レンズ群の位置の検出精度が低下し、安定した検
出が難しいという問題があった。このような問題を生じ
させないようにするには、検出を非接触で行うことが望
ましく、既に特開平８−１２２６０８号公報において、
光検出素子を用いて非接触な検出方法が提案されてい
る。しかし、この公報においては、特定の形状に形成さ
れた反射部材を用いなければならず、レンズの移動距離
が長い場合には、レンズの移動距離に対応するだけの長
さを有する、反射部材を製造するのは、容易なことでは
なかった。加えて、反射部材を設置するだけのスペース
を鏡胴内部に確保しなければならない。

【０００５】また、図６及び図７のレンズ駆動装置にお
いては、レンズ群２８の直線方向の移動は、カム筒２５
の回転運動を変換することで行われていて、回転運動の
動作距離と比較して、レンズ群２８の動作距離は極端に
短くなる。このレンズ駆動装置では、直線方向の移動か
ら直接的に位置を検出しているので、カム筒２５の回転
動作が短い場合、レンズ群２８の移動距離はわずかにな
り、正確な検出は行いにくいものであった。

【０００６】上記の問題点に鑑み、本発明は、繰り返し
長期間使用しても、レンズの移動距離の長短に関わらず
正確にレンズの位置を検出することができ、さらに、レ
ンズの位置を検出する機能を有していても容易に製造す
ることが可能で、コンパクトなレンズ駆動装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、本発明の請求項１に記載の発明は、円筒状であっ
て、開口のほぼ中心を通る直線を回転中心として、回転
しながら前記回転中心の方向（光軸方向）に移動する回
転部材と、円筒状であって、前記回転部材の内側又は外
側に、開口している方向を合わせるように位置し、前記
回転部材の移動と共に、同一の方向に、直線方向の移動
距離が同じであるように直進する直進部材と、前記回転
部材の移動を制御する制御手段と、前記回転中心と光軸
が一致するように前記回転部材と前記直進部材の内側に
位置し、前記回転部材と前記直進部材の動作によって、
前記回転部材の回転角度に応じて光軸方向に駆動される
レンズ部とを備えるレンズ駆動装置において、前記直進
部材には、光を発光し、かつ受光する機能を有し、発光
した前記光の反射光の有無または強弱を検出する光検出
手段が設けられ、前記回転部材には、前記回転部材の内
周面を主に形成する部材とは、異なる反射強度で光を反
射する特殊反射領域が設けられ、この特殊反射領域は、
前記回転部材の回転の際に、前記光検出手段に対向する
位置を通過し、前記制御手段は、前記光検出手段が、前
記光検出手段から出射された光を前記特殊反射領域が受
けたことに対応する、反射光の有無または強弱を検出す
ることによって、前記回転部材の回転位置を検出するこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載のレンズ駆動装置によれ
ば、制御手段の制御によって、円筒状の回転部材は、開
口のほぼ中心を通る直線を回転中心として回転しながら
回転中心の方向に移動し、同時に、この回転部材の移動
と共に、同一の方向に、直線方向の移動距離が同じであ
るように直進部材が直進し、回転部材の移動と直進部材
の直進によって、前記回転中心と光軸が一致するように
回転部材と直進部材の内側に位置する、レンズ部が光軸
方向に駆動される。回転部材が回転移動するときに、回
転部材に設けられている特殊反射領域も回転し、直進部
材に設けられている光検出手段に対向する位置を通過す
る。このとき、光検出手段が出射した光を、特殊反射領
域が反射し、その反射した光を光検出手段が検出する
と、制御手段によって回転部材の位置が検出されるよう
になっている。

【０００９】この作用を具体的に述べれば、例えば、金
属等の反射部材からなる特殊反射領域が回転部材の円周
方向に沿って相対する位置に２個設けられていて、それ
ぞれの特殊反射領域が光検出手段に対向する位置を通過
する際に光検出手段から出射された光を反射するとした
場合、回転部材が３６０゜回転すれば光検出手段は２回
反射光を検出することになる。つまり、回転部材の回転
角度に応じて、光検出手段による反射光の検出回数や検
出している時間が決まる。そして、回転部材の回転角度
に応じてレンズ部は駆動されることから、制御手段は、
光検出手段による反射光の検出から回転部材の回転位置
を検出すると、レンズ部の移動した距離を間接的に検出
することができる。上記とは逆に、特殊反射領域が、回
転部材を形成する主たる部材と比較して、光を反射しな
い、あるいは、ほとんど光を反射しない状態であり、光
検出手段が反射光を受光しない状態から、回転部材の回
転位置を検出するようにしてもよい。

【００１０】上記のように、レンズ部の移動した距離、
つまり移動後の位置を、光検出手段を利用して、非接触
で知ることができるので、繰り返し、長期間使用して
も、検出に関わる部材の磨耗等が生じにくく、またチャ
タリングのような接触による問題も発生せず、常に正確
な検出を行うことができる。また、レンズ部は回転部材
の回転角度に応じて、光軸方向に駆動されて直進するこ
とから、回転部材の回転による動作距離と比較して、レ
ンズ部の移動距離は短いが、請求項１においては回転部
材の回転角度を検出していることから、レンズ部の移動
距離がわずかであるときにも、その距離を正確に知るこ
とができる。逆に、レンズ部が長い距離移動するような
場合にも、光検出手段が設けられた直進部材と、特殊反
射領域が設けられた回転部材とは、直線方向において、
同じ距離移動することから、常に、回転部材と直進部材
の直線方向の位置関係は変わらず、特殊反射領域は光検
出手段に対向し得る位置からずれることなく、確実に検
出することができる。さらに、本来レンズ駆動装置を構
成する部材に、特殊反射領域や光検出手段を設けている
ことから、新たに部品等を加えることなく、容易に製造
することが可能であって、しかもコンパクトなレンズ駆
動装置となる。

【００１１】ここで、レンズ駆動装置とは、例えば、ス
チルカメラ、ビデオカメラ及びデジタルカメラ等に備え
られる撮影レンズ部等が挙げられる。回転部材、直進部
材としては、撮影レンズを例にすれば、撮影レンズを構
成する、数種類の環や筒のうち、回転するカム筒や、直
進するヘリコイドネジが形成された環などが挙げられ
る。また、レンズ部は、１つのレンズや、複数のレンズ
を組み合わせたレンズ群でもよいし、あるいは複数のレ
ンズを組み合わせたレンズ群を複数組み合わせたもので
あってもよい。

【００１２】また、特殊反射領域は、回転部材にどのよ
うに設けるか、また幾つ設けるかは、特に限定されな
い。例えば、回転部材に開口部を形成し、その中に金属
や白色シート等の反射効率の高い反射部材をはめ込んで
形成してもよい。あるいは、開口部は設けず、直接、反
射部材を取り付けたり、光を反射するような素材を塗布
したりしてもよい。さらに、回転部材を、２層構造と
し、２つの層のいずれかを反射効率の高い素材で成形
し、いずれかをほとんど光を反射しない素材で成形し、
光を反射しない方に穴を形成し、光を反射する方を露出
させるようにしたり、あるいは、２層の間に反射シート
を挟み込んだり、インサートした状態で成形し、回転部
材の一部にそれら反射シートが露出するように凹部を形
成してもよい。また、回転部材に、単に開口（穴）や、
凹凸を設け、段差による反射光の強度の違いを検出する
ようにしたり、回転部材を主に光を反射する部材で形成
し、特殊反射領域を逆に光を反射しない部材で形成する
ようにしてもよい。要は、特殊反射領域は、回転部材を
主に形成する部材と比較して、光に対する反射強度が異
なるようにすればよい。

【００１３】光検出手段は、発光素子である発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）等や、受光素子であるフォトトランジス
タやフォトダイオード等を備えていて、発光素子と受光
素子とを備えた１つの素子である、フォトリフレクター
やフォトインタラプタ等でもよいし、発光素子と受光素
子とを別々に組み合わせたものでもよい。光検出手段に
よる発光は、連続的であってもよいし、一定の間隔を有
する断続的なものであってもよい。また、制御手段は、
例えば、集積回路（ＩＣ）や、ワンチップマイクロコン
ピュータ等に形成される制御回路が挙げられる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のレンズ駆動装置において、前記回転部材には、前記回
転中心を囲むように、複数の開口部が形成され、前記特
殊反射領域は、前記複数の開口部のそれぞれに反射部材
を取り付けてなることを特徴とする。

【００１５】請求項２に記載のレンズ駆動装置によれ
ば、前記特殊反射領域は、回転中心を囲むように、回転
部材に形成された複数の開口部それぞれに、反射部材を
取り付けてなることから、回転部材の回転に伴って、開
口部に取り付けられた反射部材が１つずつ、光検出手段
に対向する位置を通過し、その度に光検出手段によって
反射光の検出が行われる。したがって、回転部材が１回
転しない間に、複数形成されている開口部の数だけ検出
することができ、検出頻度が高くなり、倍率等を細かく
多段階で設定するような場合にも、対応することが可能
となり、正確に検出することができる。ここで、反射部
材とは、金属光沢や、白色等の表面を有する、光を効率
良く反射する部材である。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のレンズ駆動装置において、前記特殊反射領域
を、前記レンズ部の焦点を合わせるための、基準位置と
することを特徴とする。

【００１７】請求項３に記載のレンズ駆動装置によれ
ば、特殊反射領域を、レンズ部の焦点（ピント）を合わ
せるための、基準位置として、ピント合わせの際にも、
非接触により、基準位置を定めることから、繰り返し、
長期間使用しても正確にピント合わせの基準位置を定め
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のレンズ駆動装置について
図１〜図５に基づいて説明する。

【００１９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態について、図１〜図４に基づいて説明する。図１
及び図２は、本発明のレンズ駆動装置の一例としての、
スチルカメラの撮影レンズを示す断面図である。このス
チルカメラは、ワイド（ＷＩＤＥ、最小倍率）からテレ
（ＴＥＬＥ、最大倍率）まで、全５段階の倍率設定が可
能であるステップ式ズームカメラで、レンズ群を適宜駆
動し、５段階の焦点距離が設定できるようになってい
る。さらに、このカメラは、オートフォーカス（ＡＦ）
機能を有し、所定の倍率が設定された状態で、ピント調
節のためにレンズ群の駆動を自動的に行うことができる
ようになっている。

【００２０】カメラ本体１に対して、レンズ駆動装置で
ある撮影レンズ２が取り付けられている。撮影レンズ２
は、主に、固定環５、回転環６、直進環７、カム筒８、
前群駆動環９、後群規制環１０からなり、これらの環は
円筒状であって、それぞれの環の開口のほぼ中心を通る
直線（中心線）がほぼ一致するような状態で重ねられて
いる。これら環の内部空間には、複数のレンズからなる
前レンズ群３及び後レンズ群４が、前記中心線と光軸が
一致するように設けられている。前レンズ群３は、前レ
ンズ保持環１８の内部に保持されていて、該環１８を介
して、前群駆動環９の移動と共に駆動されるようになっ
ている。後レンズ群４（レンズ部）は、後レンズ保持環
１９の内部に保持されていて、この後レンズ保持環１９
に差し込まれている移動ピン１３を介して、カム筒８の
移動と共に移動するようになっている。そして、後述す
るように、カメラ本体１に設けられている制御回路Ｍに
制御されて前記各環６、７、８、９、１０が動作するこ
とによって、前レンズ群３及び後レンズ群４は、カメラ
の前後方向（図１の左右方向）にそれぞれ駆動されるよ
うになっている。

【００２１】固定環５は、撮影レンズ２を構成する環の
中で、最も外側の環であり、カメラ本体１に対してネジ
等によって固定されている。固定環５の内周面には、回
転環６の外周面に形成されているヘリコイドネジ６ａと
螺合するヘリコイドネジ５ａが切られている。また、図
１、２に示すように、固定環５の下部であって内側に
は、前後方向に、直進環７の直進ガイド７ａが係合でき
る、直進ガイド溝５ｂが形成されている。また、固定環
５には、図２に示すように、固定環５を形成する円筒部
分を貫通するギア孔５ｃが形成されていて、このギア孔
５ｃに、駆動ギア１１が臨んでいる。一方、カメラ本体
１には、レンズを駆動するための、図示しないレンズ駆
動用モータが取り付けられている。該駆動ギア１１は、
前記レンズ駆動用モータが駆動されると、図示しない歯
車列から回転が伝達されて、回転するようになってい
る。

【００２２】回転環６は、固定環５の内側に、前記中心
線を回転軸として回転可能な状態で設けられていて、そ
の外周面には、前記ヘリコイドネジ５ａと螺合するヘリ
コイドネジ６ａが形成されている。また、回転環６の内
周面には、図２に示すように、カム筒８に取り付けられ
たピン１２の頭部がはめ込まれる、２つの凹部６ｂ、６
ｂが互いに対向する位置に形成されている。また、外周
面には、駆動ギア１１と噛み合う、ギア６ｄが形成され
ていて、回転環６は、このギアを介して駆動ギア１１か
ら回転力が伝達されて、回転するようになっている。回
転環６の後端部には、直進環７のフック係合部７ｂに係
合しているフック６ｃが、１個〜数個、形成されてい
る。

【００２３】直進環７は、回転環６の内側に設けられて
いて、その後端部には径方向に突出し、前記直進ガイド
溝５ｂに係合する直進ガイド７ａが形成されている。直
進環７は、直進ガイド７ａが直進ガイド溝５ｂに係合す
ることによって、進行方向が、レンズの光軸にほぼ平行
するように、規制されている。また、直進環７の外周面
の後部には、前記フック６ｃに係合される、フック６ｃ
に対応するフック係合部７ｂが、全周に形成されてい
る。直進環７は、フック係合部７ｂがフック６ｃに係合
されているので、回転環６が回転しながら前後に回転移
動すると、それによって、前後に直進するようになって
いる。直進環７の内周面には、カム筒８のヘリコイドネ
ジ８ａと螺合するヘリコイドネジ７ｃが形成されてい
る。また、内周面には、図２に示すように、後群規制環
１０の直進ガイド１０ｂによって係合され、前後方向に
細長く形成されている、４つの直進ガイド溝７ｄ、７ｄ
が設けられている。さらに、図２に示すように、直進環
７によってピン１２の動きが制限されないように、直進
環７を貫通する２つの逃げ穴７ｅ、７ｅが、互いに対向
する位置に形成されている。

【００２４】カム筒８（回転部材）は、直進環７の内側
に、前記中心線を回転軸として回転自在な状態で設けら
れていて、外周面には、直進環のヘリコイドネジ７ｃと
螺合するヘリコイドネジ８ａが形成されている。さら
に、外周面には、図２に示すように、ピン孔８ｂ、８ｂ
が形成されていて、該ピン孔８ｂ、８ｂにピン１２、１
２がはめ込まれている。カム筒８の後端部には、後群規
制環１０のフック係合部１０ｃに係合するフック８ｆ
が、１個〜数個、形成されている。カム筒８の内周面に
は、前群駆動環９のヘリコイドネジ９ａと螺合するヘリ
コイドネジ８ｅが形成されている。さらに、内周面に
は、前記移動ピン１３の先端部がはめ込まれていて、カ
ム筒８の内周面に沿って斜めに切り込まれた図示しない
カム溝が設けられている。

【００２５】カム筒８には、図２に示すように、円周方
向に沿って、開口部８ｃ、及び８ｄ、８ｄ…が形成され
ている。開口部８ｃは、開口部８ｄ、８ｄ…より円周方
向において長くなるように形成されている。これら開口
部８ｃ及び８ｄ…は、それぞれ、内部が、カム筒８の内
部に向かって細くなるように、階段状に形成されてい
て、その段によって形成される面上に主に金属からなる
特殊反射領域である反射板１４、１５、１５…が圧入に
より取り付けられている。反射板１４、１５…は、カム
筒８の回転時に、後群規制環１０の外周面に取り付けら
れている光検出素子１７の対向する位置を通過するよう
になっている。反射板１４、１５、１５…は、図３に示
すように、両端が、細かい、連続する三角形状の山谷部
を有するように形成されている。

【００２６】図４は、カム筒８に取り付けられた反射板
１４、１５、１５…を平面に展開した図である。図４の
最下段は、カム筒８の内周面に対する、光検出素子１７
の相対的な位置を示している。反射板１４は、開口部８
ｄに取り付けられる反射板１５…よりも、図３（ａ）の
矢印方向において、長く形成されていて（Ａ＞Ｂ）、ま
た、反射板１４、１５…のそれぞれの間隔（Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ）は、それぞれ所定の間隔で設定され、反射
板１４とその隣の反射板１５との間隔（Ｃ）は、他の間
隔（Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）よりも短くなっている。

【００２７】前群駆動環９は、カム筒８の内側に設けら
れていて、前述のように、内部に前レンズ群３を有す
る。前群駆動環９の外周面には、カム筒８のヘリコイド
ネジ８ｅと螺合するヘリコイドネジ９ａが形成されてい
る。また、内周面には、後述する後群規制環１０の直進
ガイド溝１０ａ…にはめ込まれる、３つの直進ガイド９
ｂ、９ｂ、９ｂが前後方向に細長く形成されている。前
群駆動環９は、カム筒８が回転すると、ヘリコイドネジ
９ａを介して、その回転力が伝達されるが、直進ガイド
９ｂ…が、直進ガイド溝１０ａ…にはめ込まれているこ
とにより、進行方向が規制されていて、直進することに
よって前後に移動するようになっている。さらに前群駆
動環９の図１のＣ部分には、図示しないシャッターが取
り付けられている。このシャッターは、カメラ本体１に
内蔵される図示しない制御回路Ｍに対して、フレキシブ
ルプリント基板（以下、ＦＰ基板という）１６を介して
接続され、前記制御回路Ｍによって制御されている。

【００２８】後群規制環１０（直進部材）は、前群駆動
環９の内側に設けられていて、その外周面には、図２に
示すように、前群駆動環９の前記直進ガイド９ｂ…がは
め込まれる、３つの直進ガイド溝１０ａ、１０ａ、１０
ａが、それぞれ前後方向に沿って、形成されている。

【００２９】また、後群規制環１０の後端部には、径方
向に延出する、直進ガイド１０ｂ、１０ｂ、１０ｂ、１
０ｂ（図１に一つのみ図示）が形成されている。この直
進ガイド１０ｂ…は、直進環７の直進ガイド溝７ｄ…に
係合している。さらに、後群規制環１０の外周面の後部
には、前記フック８ｆに係合される、フック係合部１０
ｃが、形成されている。後群規制環１０は、フック係合
部１０ｃがフック８ｆに係合され、かつ直進ガイド１０
ｂ…が直進ガイド溝７ｄ…に係合されて移動の方向が規
制されているので、、カム筒８が回転しながら前後に移
動すると、それによって、前後方向に直進するようにな
っている。

【００３０】さらに、後群規制環１０の後部には、該環
１０の円筒部分を貫通し、前記移動ピン１３が挿通して
いるガイド孔１０ｄが形成されている。このガイド孔１
０ｄは、前後方向に形成されている。移動ピン１３は、
その先端部がカム筒８の前記カム溝にはめ込まれてい
て、かつ、ガイド孔１０ｄによって移動方向が規制され
ているので、カム筒８の回転移動に応じて、前後方向に
直進するようになっていて、それによって、後レンズ群
４が前後に直進するようになっている。

【００３１】上記のように、カム筒８の回転移動によっ
て、前群駆動環９及び後群規制環１０がそれぞれ移動す
るようになっている。そして、それによって前レンズ群
３及び後レンズ群４が、前後方向に移動する。カム筒８
の回転角度に対する、各レンズ群３、４の直線方向の移
動距離は、前レンズ群３についてはヘリコイドネジ８ｅ
とヘリコイドネジ９ａの関係において決まっていて、後
レンズ群４についてはカム筒８のカム溝によって決まっ
ている。そして、カム筒８の回転した角度によって、各
レンズ群３、４の間隔やそれぞれの位置が、一義的に決
まるようになっている。

【００３２】また、後群規制環１０の外周面の上部に
は、光検出素子（光検出手段）１７が、ＦＰ基板１６上
に実装された状態で、取り付けられている。光検出素子
１７は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトダイオ
ードやフォトトランジスタ等の受光素子等からなり、Ｆ
Ｐ基板１６を介して、前記制御回路Ｍによって制御され
ている。カメラのメインスイッチがＯＦＦのとき、撮影
レンズ２は沈胴した状態であり、図４に示すように、光
検出素子１７の上方には、カム筒８の開口部８ｃに取り
付けられた反射板１４が位置するようになっている。カ
メラのメインスイッチがＯＮになったときや、カム筒８
が回転する際には、後群規制環１０も前進し、光検出素
子１７の上方を、前記反射板１４、１５、１５…が順に
通過するようになっている。この通過のときに、光検出
素子１７から発せられた光が、反射板１４、１５、１５
…のいずれかによって反射されて、その反射光が光検出
素子１７によって受光される。光検出素子１７は、反射
光を検出すると、反射光検出信号を制御回路Ｍに出力す
る。また、上方に反射板１４や１５が存在しないとき
は、反射光を検出せず、反射光検出信号を出力すること
はない。

【００３３】カメラ本体１には、図示しないワンチップ
マイクロコンピュータ（マイコン）が設けられていて、
該マイコン上に制御手段としての制御回路Ｍが形成され
ている。また、前述のレンズ駆動用モータの近傍には、
図示しないフォトリフレクターやフォトインタラプタ等
が配設されていて、これらは、制御回路Ｍと電気的に接
続されている。制御回路Ｍは、メインスイッチＯＮ時、
倍率設定時及びピント合わせ時において、これらフォト
リフレクターやフォトインタラプタ等を用いてレンズ駆
動用モータの回転する回数を確認しながら、レンズ駆動
用モータの動作を制御するようになっていて、間接的
に、カム筒８の回転角度、つまり、前レンズ群３、後レ
ンズ群４の移動を制御するようになっている。また、制
御回路Ｍは、光検出素子１７から出力される反射光検出
信号から、カム筒８の回転角度、つまり各レンズ群３、
４の位置を検出するようになっている。

【００３４】制御回路Ｍによる、メインスイッチＯＮ時
及び倍率設定時のレンズ駆動用モータの制御と、位置の
検出について、具体的に述べる。カメラのメインスイッ
チがＯＦＦのとき、撮影レンズ２は沈胴した状態であ
り、光検出素子１７の上方には、反射板１４が位置して
いる（図４）。この状態から、メインスイッチがＯＮに
なると、制御回路Ｍは、レンズ駆動用モータを駆動し、
カム筒８を回転移動させ（図４の左方向）、反射板１４
の隣の反射板１５の端が光検出素子１７の上方にかかっ
たときを基準の位置として（「基１」）、レンズ駆動用
モータの回転する回数をフォトリフレクターやフォトイ
ンタラプタ等によって確認しながら、この反射板１５が
光検出素子１７の上方を通り過ぎたところで、一旦モー
タを停止する。続けて、制御回路Ｍは、モータを逆回転
して、ＷＩＤＥ側に向かってカム筒８を回転させ（図４
の右方向）、前記モータの回転の回数を確認しつつ、カ
ム筒８が所定の位置に戻ったところで、前記モータを停
止させる。このとき、光検出素子１７は、カム筒８の内
周面に対して、「停１」に位置するようになっている。
メインスイッチがＯＮになると、光検出素子１７は連続
的に発光を開始していて、上記の一連動作において、図
４の最も右にある反射板１５が光検出素子１７に対向す
る位置にあるときには、光検出素子１７によって反射光
が検出され、制御回路Ｍに対して反射光検出信号が出力
される。これによって、制御回路Ｍは、カム筒８の回転
位置、すなわち、各レンズ群３、４の位置を検出しつ
つ、モータを駆動することができる。

【００３５】光検出素子１７が「停１」の状態が最小倍
率のＷＩＤＥであり、この状態を基準として、ＷＩＤ
Ｅ、２段目、３段目、４段目、ＴＥＬＥの５段階の撮影
倍率に変更できる。制御回路Ｍは、使用者によって操作
されるズームスイッチ等からの信号に基づいて、所定の
倍率に変更すべく、レンズ駆動用モータを駆動する。こ
の際、メインスイッチＯＮ時同様に、レンズ駆動用モー
タの回転の回数を、前記フォトリフレクタやフォトイン
タラプタ等によって確認しながら、回転させ、必要な回
数、回転したところで、モータを停止させる。

【００３６】ここで、図４に示すそれぞれの反射板１５
は、ＷＩＤＥ、２段目、３段目、４段目、ＴＥＬＥの５
段階の倍率に対応していて、倍率変更の際、カム筒８の
回転によって、光検出素子１７に対向する位置であっ
て、光検出素子１７の上方を、反射板１５は１つずつ通
過する。一方、制御回路Ｍは、反射板１５の通過数を検
出していて、ＴＥＬＥ側への回転の場合には、１つの反
射板１５の通過によってプラス、ＷＩＤＥ側への回転の
場合にはマイナスとしてカウントし、所定の倍率に対応
する反射板１５を認識し、各レンズ群３、４の位置の検
出と共に、所定の倍率の状態になったかどうかを確認し
ている。制御回路Ｍのモータの駆動により、後レンズ群
４と前レンズ群３が所定の位置に移動し、このとき、光
検出素子１７がカム筒８の内周面に対して、相対的に
「停２」、「停３」、「停４」、「停５」のいずれかに
位置するようになり、２段目〜ＴＥＬＥの倍率のいずれ
かの状態になる。なお、この場合、メインスイッチがＯ
Ｎになったとき同様、一旦それぞれの倍率に対応する反
射板１５は、光検出素子１７の上方を通過した後、前記
モータの逆回転により、戻って、停止するようになって
いる。また、ＴＥＬＥ側からＷＩＤＥ側に撮影倍率を変
更しようとする場合には、カム筒８は、ＷＩＤＥ側にの
み回転し（図４の右方向）、「停４」等で停止するよう
になっている。

【００３７】制御回路Ｍには、ピント合わせ時に、ＡＦ
機能の測距によって得られた被写体までの距離に応じ
て、各倍率において、被写体までの距離に対応する、レ
ンズ駆動用モータの回転の回数がメモリされている。そ
れぞれの倍率において、光検出素子１７がカム筒８の内
周面に対して「基１」、「基２」、「基３」、「基
４」、「基５」のいずれかに位置する状態を、基準とし
てモータの回転がカウントされて、ピント合わせが行わ
れるようになっている。ピント合わせは、常にカム筒８
をＴＥＬＥ側に回転させて行われる。光検出素子１７が
「基１」等に位置していることも、光検出素子１７が個
々の反射板１５からの反射光を検出することによって、
制御回路Ｍによって認識される。

【００３８】上記構成を有するスチルカメラの動作につ
いて説明する。メインスイッチ投入前、撮影レンズ２
は、沈胴状態であり、反射板１４の所定箇所に対向する
ように、光検出素子１７が位置している（図４）。ま
ず、使用者が、スチルカメラの図示しないメインスイッ
チをＯＮ状態にすると、制御回路Ｍによって、レンズ駆
動用モータが駆動され、カム筒８が、回転し、ＴＥＬＥ
側に繰り出され（図４の左方）、撮影倍率がＷＩＤＥと
なる、所定の位置で停止する。このとき光検出素子１７
は、カム筒８の内周面に対して、図４の「停１」にあ
る。また、メインスイッチがＯＮになると、光検出素子
１７が連続的に発光を始め、カム筒８が所定の位置で停
止した後、光検出素子１７の発光を止める。

【００３９】スチルカメラの使用者が、ＷＩＤＥ状態か
ら、例えば、テレ（ＴＥＬＥ）に倍率を変更すべく、カ
メラ本体に設けられている図示しないズームスイッチを
操作すると、制御回路Ｍの制御によって、光検出素子１
７が連続的に発光を始め、レンズ駆動用モータが駆動さ
れる。これによって図示しない歯車列から回転力が伝達
された駆動ギア１１が回転し、駆動ギア１１とギア結合
している回転環６が回転する。回転環６のヘリコイドネ
ジ６ａが固定環５のヘリコイドネジ５ａに螺合している
ことから、回転環６は、回転しながら前進する。このと
き、フック係合部７ｂを介して回転環６に係止されてい
る直進環７も、共に前進するが、直進環７は、直進ガイ
ド７ａが固定環５の直進ガイド溝５ｂにはまっているの
で、回転せずに直進しながら前進する。

【００４０】また、回転環６が回転すると、ピン１２、
１２を介して、カム筒８に対してもその回転力が伝達さ
れ、カム筒８はヘリコイドネジ８ａが直進環７のヘリコ
イドネジ７ｃに螺合していることから、回転しながら前
進する。このとき、フック８ｆを介してカム筒８に係止
されている後群規制環１０も、共に前進するが、該環１
０は、直進ガイド１０ｂ、１０ｂが直進環７の直進ガイ
ド溝７ｄ、７ｄにはまっているので、回転せずに直進し
ながら前進する。

【００４１】また、カム筒８が回転するようになると、
前群駆動環９にはヘリコイドネジ９ａを介して、その回
転力が伝達されるが、直進ガイド９ｂ…が、後群規制環
１０の直進ガイド溝１０ａ…にはめ込まれているので、
直進しながら前進する。

【００４２】カム筒８が回転すると、光検出素子１７の
上方を、反射板１５、１５…が１つずつ通り過ぎてい
き、そのたびに、光検出素子１７が発光した光が、反射
板１５によって反射されて、その反射光が光検出素子１
７によって検出され、制御回路Ｍによって前レンズ群３
及び後レンズ群４の位置が検出される。制御回路Ｍは、
各レンズ群３、４の位置を検出しつつ、テレ状態に対応
する数だけ、レンズ駆動用モータを回転させると、レン
ズ駆動用モータを停止し、これによって、各レンズ群３
及び４は停止し、テレ状態の倍率に設定される。このと
き光検出素子１７は、カム筒８の内周面に対して、「停
５」に位置する。モータが停止した後で、光検出素子１
７は発光を止める。

【００４３】次に、使用者がレリーズボタンを半押しす
ると、ＡＦ機能によって被写体までの距離が測定され
る。その距離と、既に設定されている倍率（ＴＥＬＥ）
に応じて、制御回路Ｍは、レンズ駆動用モータの回転の
回数を決定する。使用者がレリーズボタンを押し込む
と、光検出素子１７は発光を始め、反射板１５からの反
射光を光検出素子１７が検出し始めたポイント（「基
５」）を基準として、制御回路Ｍの制御によって、すで
に決定している数だけ前記モータが回転駆動され、その
後停止する。

【００４４】ピント合わせのためのモータの回転が停止
したら、シャッター羽が開放され、撮影が行われる。撮
影が終了すると、モータが逆転し、カム筒８がＷＩＤＥ
側に回転し、「停５」の位置にまで戻り、モータを停止
して、発光を止め、使用者からの指示待ちの状態にな
る。

【００４５】以上のレンズ駆動装置である撮影レンズ２
によれば、制御回路Ｍの制御によって、カム筒８は、開
口のほぼ中心を通る中心線を回転中心として回転しなが
ら移動し、同時に、カム筒８の移動と共に、同一の方向
に、直線方向の移動距離が同じであるように後群規制環
１０が直進し、カム筒８の回転移動と後群規制環１０の
直進によって、後レンズ群４が光軸方向に駆動される。
カム筒８が回転移動するときに、カム筒８に設けられて
いる反射板１４、１５…も回転し、後群規制環１０に設
けられている光検出素子１７に対向する位置を通過す
る。このとき、光検出素子１７が、出射した光を、反射
板１４、１５…が反射し、その反射した光を光検出素子
１７が検出する。この検出回数や検出時間は、カム筒８
の回転角度に応じて、決まり、また、カム筒８の回転角
度に応じて前レンズ群３、後レンズ群４は駆動されるこ
とから、制御回路Ｍは、光検出素子１７による反射光の
検出によって、各レンズ群３、４の移動した距離（移動
後の位置）を間接的に検出することができる。

【００４６】したがって、各レンズ群３、４の移動した
距離を、光検出素子１７を利用して、非接触で知ること
ができるので、繰り返し、長期間使用しても、検出に関
わる部材の磨耗等が生じにくく、またチャタリングのよ
うな接触による問題も発生せず、常に正確な検出を行う
ことができる。また、各レンズ群３、４はカム筒８の回
転角度に応じて、光軸方向に駆動されて直進することか
ら、カム筒８の回転による動作距離と比較して、後レン
ズ群４の移動距離は短いが、撮影レンズ２ではカム筒８
の回転角度を検出していることから、後レンズ群４の移
動距離がわずかであるときにも、その距離を正確に知る
ことができる。逆に、各レンズ群３、４が長い距離移動
するような場合にも、光検出素子１７が設けられた後群
規制環１０と、反射板１４、１５…が設けられたカム筒
８とは、直線方向において、同じ距離移動することか
ら、常に、カム筒８と後群規制環１０の直線方向の位置
関係は変わらず、反射板１４、１５…は光検出素子１７
に対向し得る位置からずれることなく、確実に後レンズ
群４の位置を検出することができる。

【００４７】さらに、本来撮影レンズ２を構成する部材
であるカム筒８や後群規制環１０に、反射板１４、１５
…や光検出素子１７を設けていることから、新たに部品
等を加えることなく、容易に製造することが可能であっ
て、しかもコンパクトな撮影レンズ２となる。

【００４８】また、撮影レンズ２では、回転軸を囲むよ
うに、カム筒８には６つの開口部８ｃ、８ｄ…が形成さ
れていて、それぞれに反射部１４、１５…が取り付けら
れていることから、カム筒８の回転に伴って、反射部１
４、１５…が１つずつ、光検出手段に対向する位置を通
過し、その度に受光素子によって反射光の検出が行われ
る。したがって、回転部材が１回転しない間に、６回検
出することができ、検出頻度が高く、撮影レンズ２のよ
うにレンズの倍率を多段階で設定するような場合にも、
対応することが可能となる。

【００４９】（第２〜第８の実施の形態）以下に、本発
明の第２〜第８の実施の形態について説明する。第２〜
第８の実施の形態は、第１の実施の形態とほぼ同様であ
るので、第１の実施の形態と異なる部分のみ、以下説明
する。

【００５０】第２の実施の形態としては、第１の実施の
形態のように、カム筒に開口部を設けず、カム筒８の後
部の内側に反射板を数個取付ける。

【００５１】第３の実施の形態としては、カム筒を内環
と外環から構成し、内環を黒く塗装し、外環を白い樹脂
で成形する。内環に、数個穴を形成し、外環の白い樹脂
を露出させる。後群規制環に取り付けられた光検出素子
は、内環の黒い内周面と、外環の白い内周面の、反射光
の強度の差を検出するようにする。

【００５２】第４の実施の形態としては、第３の実施の
形態同様カム筒を内環と外環から構成し、その間に反射
シートをはさみこむ。内環に数個穴を形成し、反射シー
トを露出させる。光検出素子は、穴から露出する反射シ
ートからの反射光を検出する。

【００５３】第５の実施の形態としては、カム筒を、反
射シートをインサートした状態で成形し、この反射シー
トが露出するように、カム筒に穴を形成する。

【００５４】第６の実施の形態としては、カム筒の内側
に、光を反射するようなもの、白色の塗料やシール、金
属を含む塗料やシールを、塗布あるいは取り付ける。

【００５５】第７の実施の形態としては、光検出素子１
７の代わりに、図５に示すように、フォトインタラプタ
３１をＦＰ基板１６に実装し、一方、カム筒３２の内周
面には、円周方向に沿って突条３３を形成し、フォトイ
ンタラプタ３１の発光素子と受光素子の間の設けられて
いる凹部３１ａに、突条３３が臨んだ状態とする。突条
３３には、円周方向に沿って、数カ所に信号用の溝が設
けられ、カム筒３２の回転によって、信号用の溝がフォ
トインタラプタ３１の間を通過すると、フォトインタラ
プタ３１によって、後レンズ群４の位置が検出されるよ
うになっている。

【００５６】第８の実施の形態としては、反射板等を一
切利用せず、カム筒に、円周方向に沿って、穴、又は凹
凸を形成し、穴の部分と穴以外の部分、あるいは凹部分
と凸部分の段差による反射光の強度の差を検出するよう
にする。

【００５７】以上の第２〜第８の実施の形態における、
レンズ駆動装置である撮影レンズによれば、第１の実施
の形態同様、光検出素子を利用して、非接触で検出する
ことができるので、後レンズ群の移動した距離を、常に
正確に検出することができる。また、本来撮影レンズ２
を構成する部材であるカム筒や後群規制環を利用してい
るので、新たに部品等を加えることなく、容易に製造す
ることが可能であって、しかもコンパクトな撮影レンズ
となる。

【００５８】また、上記第１〜第８の実施の形態では、
本発明をスチルカメラに適用した例について述べたが、
本発明はこれに限らず、ビデオカメラやデジタルカメラ
等の他の光学機器に適用することができる。

【００５９】さらに、上記の各部の具体的な構造や形状
等は、適宜変更可能であることは勿論であり、例えば、
レンズ繰り出しの方式は３段ヘリコイドによって繰り出
す方式であったが、２段ヘリコイドによって繰り出すよ
うになっていてもよいし、また、レンズの構成は前群及
び後群の２群によって構成されているが、３つ以上のレ
ンズ群から構成されていてもよい。

【００６０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、レンズ
部の移動した距離（移動後の位置）を、光検出手段を利
用して、非接触で知ることができるので、繰り返し、長
期間使用しても、検出に関わる部材の磨耗等が生じにく
く、またチャタリングのような接触による問題も発生せ
ず、常に正確な検出を行うことができる。また、レンズ
部は回転部材の回転角度に応じて、光軸方向に駆動さ
れ、直進することから、回転部材の回転による動作距離
と比較して、レンズ部の移動距離は短いが、回転部材の
回転角度を検出していることから、レンズ部の移動距離
がわずかであるときにも、その距離を正確に知ることが
できる。逆に、レンズ部が長い距離移動するような場合
にも、光検出手段が設けられた直進部材と、特殊反射領
域が設けられた回転部材とは、直線方向において、同じ
距離移動することから、常に、回転部材と直進部材の直
線方向の位置関係は変わらず、特殊反射領域は光検出手
段に対向し得る位置からずれることなく、確実に検出す
ることができる。さらに、本来レンズ駆動装置を構成す
る部材に、特殊反射領域や光検出手段を設けていること
から、新たに部品等を加えることなく、製造が容易であ
って、しかもコンパクトなレンズ駆動装置となる。

【００６１】請求項２に記載の発明によれば、回転部材
が１回転しない間に、複数形成されている開口部の数だ
け検出することができ、検出頻度が高くなり、倍率等を
細かく多段階で設定するような場合にも、対応すること
が可能となり、正確に検出することができる。

【００６２】請求項３に記載の発明によれば、特殊反射
領域を、レンズ部の焦点（ピント）を合わせるための、
基準位置とすることから、ピント合わせの際にも、非接
触により、基準位置を定めることから、繰り返し、長期
間使用しても正確にピント合わせの基準位置を定めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ駆動装置の一例として、スチル
カメラの撮影レンズの横断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。

【図３】図１の開口部と反射板とを示したもので、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図４】カム筒に取り付けられた反射板を平面に展開し
た図である。

【図５】本発明の実施形態の他の例として、光検出素子
としてフォトインタラプタを使用する場合の、要部のみ
示した断面図である。

【図６】従来のレンズ駆動装置を示す、スチルカメラの
撮影レンズの横断面図である。

【図７】図６における、Ａ−Ａ線に沿った矢視断面図で
ある。

【符号の説明】

１ カメラ本体 ２ 撮影レンズ（レンズ駆動装置） ３ 前レンズ群 ４ 後レンズ群（レンズ部） ５ 固定環 ６ 回転環 ７ 直進環 ８ カム筒（回転部材） ９ 前群駆動環 １０ 後群規制環（直進部材） １４、１５ 反射板（特殊反射領域） １７ 光検出素子（光検出手段） Ｍ 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 直幸 長野県諏訪市上川１丁目1538番地 日東光 学株式会社上諏訪工場内 (72)発明者 小川 晴巳 長野県諏訪市上川１丁目1538番地 日東光 学株式会社上諏訪工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状であって、開口のほぼ中心を通る
   直線を回転中心として、回転しながら前記回転中心の方
   向に移動する回転部材と、 円筒状であって、前記回転部材の内側又は外側に、開口
   している方向を合わせるように位置し、前記回転部材の
   移動と共に、同一の方向に、直線方向の移動距離が同じ
   であるように直進する直進部材と、 前記回転部材の移動を制御する制御手段と、 前記回転中心と光軸が一致するように前記回転部材と前
   記直進部材の内側に位置し、前記回転部材と前記直進部
   材の動作によって、前記回転部材の回転角度に応じて光
   軸方向に駆動されるレンズ部とを備えるレンズ駆動装置
   において、 前記直進部材には、光を発光し、かつ受光する機能を有
   し、発光した前記光の反射光の有無または強弱を検出す
   る光検出手段が設けられ、 前記回転部材には、前記回転部材の内周面を主に形成す
   る部材とは、異なる反射強度で光を反射する特殊反射領
   域が設けられ、この特殊反射領域は、前記回転部材の回
   転の際に、前記光検出手段に対向する位置を通過し、 前記制御手段は、前記光検出手段が、前記光検出手段か
   ら出射された光を前記特殊反射領域が受けたことに対応
   する、反射光の有無または強弱を検出することによっ
   て、前記回転部材の回転位置を検出することを特徴とす
   るレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記回転部材には、前記回転中心を囲む
   ように、複数の開口部が形成され、 前記特殊反射領域は、前記複数の開口部のそれぞれに反
   射部材を取り付けてなることを特徴とする請求項１に記
   載のレンズ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記特殊反射領域を、前記レンズ部の焦
   点を合わせるための、基準位置とすることを特徴とする
   請求項１または２に記載のレンズ駆動装置。