JPS60146207A - ステップ駆動とブラシレス駆動を切換え可能なモーター制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモーターを内蔵したレンズ鏡筒に関し、特に、
モーターのローターを円筒形永久磁石とし、前記円筒形
永久磁石をステ、プモーターの駆動によるステップ駆動
とブラシレスモーターの、駆動妊よる連続的円滑回転運
動によるブラシレス駆動とに使い分けて駆動し得るモー
ターを内蔵したレンズ鏡筒に関する。

近年、カメラとレンズの撮影システムにおいて、レンズ
鏡筒内のフォーカス用レンズを撮影者の人手に依らず自
動的に合焦点位置に移動制御する所謂、自動合焦装置が
組み込まれてカメラの自動化が促進されている。

前述の自動合焦装置はフォーカス用レンズをモーターの
回転力を利用して合焦点位置に移動制御するのであるが
、このモーターの＋１僅造に改良工夫が行なわれロータ
ーを中空状になし、この中空状ローターの中空部を撮影
光路又は各種光学系収納部とした中空モーターが例えば
特開昭５７．−１８６７．３８　、実開昭５７−２８４
２４として提案されて（・る。

前記中空モーターのモーター形式としてはリニアモータ
ー、ステップモー　ター（ステ、ピングモーター）、コ
ラレスモークー又はブラシレスモーターが考えらねる。

上記各種形式のモーターにお℃・てステップモーターは
１人力信号に対する回転角度の出力値（出力量）が正確
に定まり、フォーカスレンズをステップモーターで駆動
制御するとフォーカスレンズの移動量の制御性能を高め
ることができる。しかしながらステップモルタ−はパル
ス信号による階動的（ステップ的）回転運動を行なうこ
とを特徴とするものであり、７オーカスレンズの初期位
置から合焦点までの最終位置への駆動に要する時間が長
＜７ぶる。（駆動周波数を高くするとモーターが脱調す
る）更に又、ステ、プモーターの場合他のモーター例え
ばブラシレスモーターに比し起動トルクが弱く、フォー
カス用レンズの駆梨力が小さくなり、起動トルクをフォ
ーカス用レンズを動かすのに充分な大きさを確保しよう
とするとモーター形状が大きくなりレンズ鏡筒に組み込
むのにレンズ鏡筒の携帯性を考えた場合には電源エネル
ギー・形状寸法等の点で不都合がある。

又、フォーカス用レンズを回転運動を直送運動に変換す
る変換手段を介してブラシレスモーターに依って移動制
御する場合、フォーカス用レンズかスタート位置から合
焦点位置に移動するに際し、合焦点位置に正しく停止す
るようにするためにはローターの停止制御を高精度に行
なう必要がありそのためローターの偵性力の制御や、ロ
ーターのブレーキ制御が必要と１ぷりｆｒｉｌ！御系統
が複雑になる等の問題があ−たっ本発明は上記の問題点
を検討し、レンズ鏡筒に内蔵しフォーカス用レンズの移
動制御に最も好ましい形態のモーターを提供することを
目的とする。

上記目的のため本発明は前述ステップモーターの欠点な
’ｌ１ｌ−除し、利点を採用し、更に同様に、ブラシレ
スモーターの欠点を排し利点のみを利用しイ１）るモー
ターを内蔵したレンズ鏡筒を提供する１、 更に本発明は上記目的のため中空円筒型永久磁石をレン
ズ鏡筒内のレンズ光学系の光軸まわりに回転可能に保持
し、前記永久磁石の前記光軸の一端側に、全周にわたっ
てステップモーターのローターを構成するＳ極とＮ極を
多数着磁してステ、プ駆動用永久磁石部と成し、前記永
久磁石の前ＲｉＥ光軸の他端側には２種又は４種のブラ
シレスモーターのけ−ター用とのＳ極とＮ極を着磁１，
２てブラシレス駆動用永久磁石部と成し、前記ステップ
小動用永久磁石部の外側に２組のリング状コイル及び前
記リング状コイルにより励磁される極歯を設けたリング
状ヨーク部材を前記レンズ’Ｉｒｌ簡の固定部に保持前
記ブラシレス駆動用永久イ６ｉ石部の外側にブラシレス
駆動用コイル及びヨーク部拐を前記レンズ鏡筒の固定部
に保持する様構成して、前記ステップ駆動用コイルと前
記ブラシレス駆動用コイルへの通電切換制御によって前
記中空円筒型永久磁石のローターをブラシレスモークー
的回転運動とス用レンズを合焦点位置ＶＣ駆動しｉ！ｊ
　Ｚ）ようにしたものである。更に本発明の第２の目的
は、上記のステップモーターとブラシレスモーターのイ
］機的結合によるハイブリッドモーターを用（・て自動
合焦動作に要する時間を極力短がくし得るレンズ鏡筒を
提供する。即ち、フォーカス月ルンズと被写体間の距離
（被写体圧ＤＩ＆　）を測距１゜前記被写体距離が所定
値以」−ある岩倉にはフォーカス用レンズを合焦点位置
の：ｔｌ二ＩＫ！点までは０１ｒ記ブラシレス的駆動に
よって短時間に移動し、近像点より合焦点位１６′まで
の範囲はステップ的駆動を行なうことによりフォーカス
用レンズの移動に要する時間を短かくすることのできる
レンズ鏡筒を提供する１、 東に本発明の第三の目的は前述のハイブリ、２トモ−タ
ーを用いてレンズ鈴筒内のフォーカス用レンズの移動時
における現在位置を検出するエンコーダー機能を備えた
レンズ鏡筒を提供することにある。即ち、前記フォーカ
ス用レンズモーターを前記ハイブリッドモーターで移動
する際に、フォーカス用レンズを合焦点位置に移動する
ため測距手段にて被写体距離を測距り、、被写体距離が
所定圧ｉ’ｔｆ１以上ある場合にはローターをブラシレ
ス駆動によって高速制御する際にローターのステップ、
駆動側のステップ駆動用永久磁石部の回転によってステ
ップモーター用コイルに発生する逆起電力信号を検出し
、この送起電力信号をカウントすることによりフォー力
よ ス用レンズの移動力（を制御しγうとするものである。

第１図において、本発明のモーターの駆動方式を説明す
る。測距手段で被写体距離を測距し、この測距信号をフ
ォーカスレンズを合焦点位置に駆動するローターの回転
角θ１に変換する。ローターの駆動をステ、プ的に駆動
すると、フォーカス用レンズの駆動時間即ちフォーカス
用レンズの初期始動位置から合焦点位置までの移動時間
ｔ２は非常に侵（なる。これに比（７、ツメ−カス用し
ンズの始動位信から合ブを点位伺の手前θ８までをブラ
シレス的駆動によって移動しθ８の位置から合焦点位置
θ１までをステップモーター的に駆動することによりフ
ォーカス用レンズの移動時間ｔ１は前述のステップＪ１
■に動のみ拠よる所要時間ｔ２に比し短縮することがで
きろ。

第１図においてタテ軸はモーターの回転角度を表し、ヨ
コ軸は時間を示している。特性グラフ■はレンズの合焦
点位置の手前、すブｆわち、ｄ（ン定値θ８まではブラ
シレス的駆動を行い、そのＶθ、から合焦点位置θ１ま
ではステップ的駆動を行った例である。

第２図ＡＩＩＢＩＢ２は本発明のブラシレスモークーと
ステップモーターを組み合わせたハイブリッドモーター
のローターとスデーターを示す。

図において１は中空円筒型永久磁石であり、この永久磁
石１はレンズ鏡筒の固定筒内に軸受２によって回転自在
に保持する。前記永久磁石１にはフォーカス／、ｌルン
ズＬ、を固定し又、第２図Ａに示すようにレンズの光軸
に沿う方向の一端側ＩＡＫばＳ極とＮ極をステップモ〜
　ターとして機能するように多数極を着樹する。永久磁
石１の他端１１’ｉｌｌ　Ｉ　ＢにはＳ極とＮ極を２極
又は４極を着磁する。前記永久磁石のＩＡ側はステ、プ
駆動用永久磁石部とし、ＩＢ側はブラシレス駆動用永久
磁石部としてのローターとして作用する。２及び４はス
テップモーター用コイルとブラシレスモーター用コイル
を示し、コイル２は前記永久磁石１のステップ駆動用永
久磁石部ＩＡの外側に配置ｆｉして前記固定筒の内側に
後述コイルボビンを介し２て固定し、コイル４は前記ブ
ラシレス駆動用永久磁石部ＩＢの外側に配置して前記固
定筒に固定する。前記コイル２は紀２図Ｃに示したよラ
フ、（互いに噛み合う榎歯６Ａ・８Ａを有したコイルボ
ビンである。ステップ駆動用コイル２は前記クシ歯に磁
析を発生させるために、コイルボビン３の中にリング形
状に形成され、ブラシレス駆動用コイル４は第２図りに
示すように円弧形状に形成する。

第３図はブラシレス駆動とステップ駆動のａｉｌｌ　ｍ
ｌ１回路プロ、り図な示す。

第４図は第３図の制御回路ブロック図の各部のタイミン
グ図を示している。

１２は測距装置がらの信月に基づき結像レンズを合焦点
位置に移動するために砦する前記ローターの回転角度を
検出する回路である。この回転角度検出回路の出力信号
なθ、とする。１４（ま判別回路。１６は比較基準信号
θＳ／、：仇；生する回路で前記判別回路１４に入力す
る。比較７１１！′：逆信号θ８は前記ブラシレスコイ
ルに結ＩＴ、　ｆろレベル借上、判別回路１４は前記検
出回路の出力θ、と比較基準信号θ８の大小関係の比較
を行な（・、θ１−θ６の差信号θいが０９〉０が又は
θ９〈。

イも の判別信号を論理Ｚ号　高（’　Ｆｌ　）・低（Ｌ）で
示して出力する。今ここではθ、〉０のとぎＩ（、θＡ
り０のときＬになるようにする。１５は回転方向の判別
回路であり、ｃｗ　、　ｃ　ｃｗを判別することにより
論理Ｓ％　Ｉ（”又は５Ｌ”を出力する。１８はブラシ
レスモーター駆動回路を示し、２０はステップモーター
の分配回路、２２はステップモーター駆動回路である。

２４はステップモーターのコイルＬ３・Ｌ４に発生する
通起電力を検出する回路。２６は減算カウンターで該カ
ウンター２６はブラシレスモーターの作動に同期してカ
ウント開始し、所定のカウント数即ち、ブラシレスモー
ターに−よる駆動を停止するカウント数を計数した後、
キャリー仏月ＣＡを出力する。又、２７はクロック発生
回路である。

次に上記構成の作動について説明する。

まず測距動作により樟η体距離の測距が行なわれ続いて
前記測距動作に基づいた測距信号をローターの回転によ
り結像レンズを合焦位置に移動するための回動角θ−７
の検出動作が前記検出回路１２にて行なわれる。前記検
出回路１２からの’ｆｉ１ｍ号は判別回路１４に入力し
、θ１−θ８−θ９を算出するとともに、θえ〉０、又
はθ□≦００判別が行なわれ、判別の結果は論理信号′
Ｈ＃。

′Ｌ″として出力する。

被写体距離が遠くになる場合、θ、がθ８より充分に大
きい場合（θ、＞ｏ　）ＶＣは前記゛ｌｉＪ別回路１４
からはゝＨ”信号を出力する。さらに回転方向判別回路
１５によって、ドライブされるコイルが選択される。１
５からの信号ｅ１は（４ｊ■記ブラシレスモ一ター駆動
回路１８のトランジスターθ１又はθ２のベース幼子に
入力し、トランジスターθ１又はθ２　’ｊ：　乏Ｑ　
）亀しフ′ラシレスモークーのコイルＬ□ψＬ２のいず
れかに通電する１、こλ１により貨」記中空円筒ム２永
久磁石はつ’Ｃ：　ｎＱｉ＋まわりに回転し、この回転
４丁永久磁石と、結像レンズ（′・レンズ保持枠とのへ
リコイド機１１外（２−Ａｌン１示）により結像レンズ
を光軸に沿って駆動する。

前記水入磁石の回転にともなって前述のステ７プモータ
ー用コイルには逆起′電力を表わす波形ｅ２およびｅ３
が出力する。この逆起↑Ｆ力（２を号はステップモータ
ー用永久磁石のステップ角度によって定まり、永久磁石
がブラシレス駆動によって１８０°又は９０電回転する
間に、ステップモーターの永久磁石のステップ角度に相
応した波形を出力（２、この波形をカウンター２６にて
言１数する。前記カウンター２６には前記比較基準信号
θ、およびθ１に相応した信号がセットされ、逆起重力
出力パル、スと比較基準信号θ、を順次比較し、カウン
ト数が一致したときにキャリー信号ＣＡを出力し、この
キャリー信号によってブラシレス尼に動回路のトランジ
スタθ３・θ４のベース媒子に市川が印加されブラシレ
ス駆動回路を不作動状態にする。

また、前記キャリー信号ＣＡはクロック発生回路２７の
セット端子２７ａに入力されて、前記クロックパルス発
生回路２７を起動してクロ。

クバルスＣＰを発生させる。クロックパルスＣＰはパル
ス分配回路２０に入力され、ステ、プモーターコイルを
Ｊｇ＜ｉｌ山するｊこめのタイミングパルス〆１〜〆４
を出力する。前記タイミングパルス〆１〜〆４はステ、
プモーター駆動回路２２に入力されてステ、プモーター
コイルＬ３およびＬ４に通）（Ｌして、モータをステ、
プ駆動させる。

さらに前記クロ、クパルスＣＩ、は前記カウンタ回路２
６にも人力される９力ウンタ回路２６ｒ（よって、回転
角度が合焦点位欝０１に−・毀するまでカウントされθ
：０１になったところで、飽２のキャリー信号Ｃｎを発
生する。前記キャリー信号ＣＢは前記クロックパルス発
生回路２７のリセット端子２７ｂに入力され、クロック
パルス発生回路２７の動作をり七ットシて、クロ、クパ
ルスＣＰの発生を停止させ、ステ、プモーターの駆動回
路を非動作とする、 以上の説明を第・１図に示すタイミング財Ｉにもとすい
てもう一度説明すると、７４１４図においてθは回転角
度を示し、θ＝０１になった時か行Ｊ、Ｘ、点位置であ
るとする。第４図に示すようにθくθ８の時点ではｅｌ
によってブラシレスコイルか駆動され、ステップモータ
ーコイルにばｅ　２　＋　０３の沖起電力が発生してい
る。θ：θ、に−ＬＣると第１０キヤリー信号ＣＡが発
生して、ブラシレスコイルへの］１１電をやめると同時
にクロックパルスＣ１゜を発生させる。クロックパルス
ＣＰによってスデツブコイルは９６１〜ダ４のタイミン
グに従って通電されてステップ１ｉｒＩＩ作を行う。θ
＝０１Ｖｒなると、第２のキャリー信号ＣＩ＋が発生し
て、クロックパルスＣ２の発４［：をイ亭止させて、ス
テップ動作を停止する。

以上の様に本考案は一つのレンズ駆動装置の中ニブラシ
レスモーターの動作をする部分とステップモーターの動
作をする部分の両方を設けることにより、効率よくレン
ズを合焦点位着まで駆動することかできる。駆動する回
転角度が大きい場合には、初Ｊｊｊｌの駆動はブラシレ
スモーターによって加速され、駆動の終了が近づくとス
テップモーター駆動に切換えて、振動することなく所定
の位（至）１まで制御できる。つまりブラシレスモーク
ーによって脱調することな（加速して、ステ、ズモータ
ー駆動により、位置決めを行５という効率のよい、又、
精度の高い制御がｂ」能とプよる。

レンズ駆動装置の断面図およびステータ部と口回路のブ
ロック図。

第４図は、第３図の側弁回路ブロック図の各部のタイミ
ング図を示す。

１０　１ｎｌｌ　ｌＪｉ　装置　２２ステ、プモータ・
ドライブ回路１２　角度変換装置σ　２４ステツプモー
タコイルの１％ｉ号１４　コンパレータ　検出回路 １６　基準角度発生装置　２６力ウンタ回ｉ１６］５　
ＣＷ、ＣＣＷ判別回路　２７クロ、クパルスザ、′Ｉ牛
回路１８　ブラシレスコイルドライブ回路 ２０　パルス分配回路 出ｐ゛■人　キャノン４ｉＳ式会社 キャノン精機株式会社 千　糸売　７市　正　書（自発） １．事件の表示 昭和５９年　４６　許　願　第　２４２８　号２、発明
の名称 ステップ駆動とブラシレス駆動を切換え可能なモーター
を組み込んだレンズ鏡筒 ３、補正をする者 事件との関係　＠訂出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２名称　（１００
）キャノン株式会社 代表者　賀　来　龍　三　部 住所　東京都目黒区中根２−４Ｌ１９ 名称　キャノン精機株式会社 代表者　岩　鶴　勇 ４、代理人 居所　〒１４６東京都大田区下丸子３−３０−２キャノ
ン株式会社内（電話７５８−２１１１）５、補正の対象 明細書及び図面 ６、補正の内容 明頗］書全文及び図面を別紙の通り訂正する。

訂１１：明細書 １．　発明の名称 ステップ駆動とブラシレス駆動を切換え可能なモーター
を組み込んだレンズ鏡筒　ｑ；ｓ訪請求の範囲 レンズ鏡筒内に・ステップ駆動用永久磁石部とブラシレ
ス駆動用磁石部を有する中空円筒形永久磁石と、ステッ
プ駆動用コイルとブラシレス駆動用コイルを配置し、レ
ンズ系を前記中空円筒膨水り磁石の回転動作によって光
軸方向に移動する様構成し、前記レンズ鏡筒内の前記レ
ンズ光学系を合ブ、１人位置に駆動するための前記レン
ズ光学系の移動量か所定値以上の場合に前記ブラシレス
駆動用永久磁石部の回転動作に従って前記所定値まで前
記レンズ光学系を移動し、前記レンズ光学系と合焦点位
置が前記所定イ１ｈと等しいか又は前記所定値より小さ
い値の場合に前記ステップ駆動用永久磁石部の回転動作
に依って前記レンズ光学系を合焦点位置までステップ駆
動的に移動するようにしたことを特徴とするモーターを
内蔵したレンズ鏡筒。

３、発明の詳細な説明 く技術対象〉 本発明はモーターを内蔵したレンズ鏡筒に関し、４−＋
ｊ−に、モーターのロークーを円筒形水入磁石とし、前
記円筒形ｊＫ久磁石をステップモーターの駆動によりス
テップ駆動とブラシレスモーターの駆動による連続的円
消回転運動によ−るブラシレス駆動とに使い分けて駆動
しイ１するモーターを内蔵したレンズ鏡筒に関する。

〈従来技術の説明〉 近年、カメラとレンズの撮影システムにおいて、レンズ
鏡′、）内のフォーカス用しンズヲ（ｊｉ　影表の人ｒ
に依らす１モ１動的に合焦点位置に移動Ｆｌ）ｉ御する
所謂、自動合焦装置が組み込まれてカメラの自動化が伺
進されている。

前述の自動合焦装置はフォーカス用レンズをモーターの
回転力を利用して合焦点位置に移動制御するのであるが
、このモーターの構造に改良工夫が行なわれローターを
中空状になし、この中空状ローグーの中空γ１Ｂを撮影
光路又は各種光学系工ｌｙ納部とした中空モーターか例
えば特開＋１？＋　５７−１８’　６７３８　、実開閉
５７−２８４２４として提案されている。

＋ｉｉｆ記中空モーターのモーター形式としてはリニア
モーター、ステップモーター（ステッピングモーター）
、コラレスモーター又はブラシレスモーターが考えられ
る。１−記各種形式のモーターにおいてステップモータ
ーは１人力信号に対する回転角瓜の出力＆ｉ　（出力品
）が正確に定まり、フォーカスレンズをステップモータ
ーで駆動制御するとフォーカスレンズの移動ｚ、ｉの制
御１性能を高めることかできる。しかしなからステップ
モーターはパルス信−）による階動的（ステップ的）回
転連動を行なうことを特徴とするものであり、フォーカ
スレンズの初期位僅から合焦点までの最終位置への駆動
に要する時間が長くなる。（駆動周波数を高くするとモ
ーターか税調する）更に又、ステップモーターの場合化
のモーター例えばブラシレスモーターに比して起動トル
クが弱く、フォーカス用レンズの１９ス動力か小さくな
り、起動トルクをフォーカス用レンズを動かすのに充分
な大きさを確保しようとするとモーター形状が大きくな
りレンズ２Ｕ　Ｒ’ｈに組み込むのにレンズ鏡筒の携帯
性を考えたＪ、１合には屯源エネルギー・形状・１法零
の点で不都合がある。

又、フォーカス用レンズを回転連動を直送連動に変換す
る変換手段を介してブラシレスモーターに依って移動制
御する場合、フォーカス用レンズかスターＩ・位置から
合焦点位置に移動するに際し、合焦点位置に１１置、〈
停＋１−するようにするためにはローターの停止位ｊ２
１１を高精度に行なう必要かありそのためロークーの慣
性力の制御や、ローターのブレーキ制御か８黄となり制
御系統が複雑になる等の問題があった。

〈発明の課題〉 本発明は上記の問題点を検関し、レンズ鏡筒内 好ましい形態のモーターを提供することを目的とする。

１−記１・１的のため本発明は前述ステップモーターの
欠・（２、をＯ１除し、利点を採用し、更に同様に、ブ
ラシレスモーターの欠点を排し利点のみを利用し得るモ
ーターを内蔵したレンズ鏡筒を提供する。

更に本発明はに記［１的のため中空円筒型永久磁石をレ
ンス鏡狗内のレンズ光学系の光軸まわりに回転可能に保
持し、前記永久磁石の前記光＋ｋｌ＋の一端側に、全周
にわたってステップモーターのローターを構成するＳ８
ｉとＮ極を多数着磁してステップ駆動用永久ｉ石部と成
し、前記永久磁イ、の＋ｉｉｉ記九も１１の他端側には
２種又は４種のブラシレスモーターのローター用とのＳ
極とＮ極をＲ１６してブラシレス駆動用永久磁石部と成
し、前記ステンプ駆動用水入磁石部の外側に２組のリン
グ状コイル及び前記リング状コイルにより励磁される極
歯を設けたリング状ヨーク部材を前記レンズ鏡筒の固定
部に保持前記ブラシレス駆動用永久磁石部の外側にブラ
シレス駆動用コイル及びヨーク部材を前記レンズ鏡筒の
固定部に保持する様構成して、前記ステップ駆動用コイ
ルと前記ブラシレス駆動用コイルへの通電切換制御によ
って前記中空円筒型永久磁石のローターをブラシレスモ
ークー的回転運動とステップモーター的階動迂動とにν
）換えこのローターの回転圧動を直進移動に変換しフォ
ーカス用レンズを合焦点位置に駆動し得るようにしたも
のである。更に本発明の第２の１−１的は。

に記のステップモーターとブラシレスモーターの有機的
結合によるハイブリッドモーターを用いて自動合焦動作
に要する時間を極力短かくしイ１するレンズ鏡筒を提供
する。即ち、フォーカス用レンズと被写体間の距＃（被
写体距＃）を測距し前記被写体距離が所定イ１へ以上あ
る場合にはフォーカス用レンズを合焦点位置の近像点ま
では前記ブラシレス的駆動によって１１？時間に移動し
、近像点より合焦点位置までの範囲はステップ的駆動を
行なうことによりフォーカス用レンズの移動に要する時
間を短かくすることのできるレンズ鏡筒を提供する。

更に本発明の第三の目的は前述のハイブリッドモーター
を用いてレンズ鏡葡内のフォーカス用レンズの移動時に
おける現在位ｔを検出するエンコーター機能をり１１え
たレンズ鏡筒を提供することにある。即ち、前記フォー
カス用レンズモーターを＋ｉｉｉ記ハイブリットモータ
ーで移動する際に、フォーカス用レンズを合焦点位置に
移動するため測距り段にて被写体距離を測距し、被写体
距離が所定距離以−１−ある場合はローターをブラシレ
ス駆動によって高速制御する際にローターのステップ駆
動側のステップ駆動用永久磁イー１部の回転によってス
テップモーター用コイルに発生する逆起電力信号を検出
し、この送起電力信壮をカウントすることによりフォー
カス用レンズの移動、ｌｉｊを制御しようとするもので
ある。

〈実施例の説明〉 第１図において、本発明のモーターの駆動方式を説明す
る。測距−Ｌ段で被写体距離を測距し、この測距性はを
フォーカスレンズを合焦点位置に駆動するローグーの回
転角０１に変換する。ローターの駆動をステップ的に駆
動すると、フォーカス用レンズの駆動時間即ちフォーカ
ス用レンズの初期始動位置から合焦点位置までの移動時
間ｔ２は非１懇に長くなる。これに比し、フォーカス用
レンズの始動位置から合焦点位置の手前Ｏ５までをブラ
シレス的駆動によって移動しＯ５の（＜“ｒ置から合焦
点位置０１までをステップモーター的に駆動することに
よりフォーカス用レンズの移動時間ｔ１は前述のステッ
プ駆動のみによる所要１ｌＩｉｆｉｌ　ｔ　２に比レユ
（１縮することができる。第１図においてタテ＋ｌｌ＋
はモーターの回転角度を表し、ヨコ＋Ｉｊｂは時間をツ
バしている。特性グラフイリはレンズの合ブ、（１点位
置のｒ市、すなわち、Ｉ調定４＋ｔｉ　Ｏｓまではブラ
シレス的駆動を行い、その後Ｏ５から合焦点位置０１ま
ではステップ的駆動を行った例である。

第２図Ａ＠Ｂ１・Ｂ２は本発明のブラシレスモーターと
ステップモーターを組み合わせたハイブリッドモーター
のロークーとステーターを小す。図においてｌは中空円
筒型永久磁石であり、この永久磁イラ１はレンズ鏡筒の
固定筒９内に軸受９ａ・９ａに軸支された回転筒９Ａの
外周ｊ、に固７１される。９ＢはレンズＬ１を保持した
レンズホルタ−であり回転筒９Ａとへリコイド結合して
いる。９Ｃはレンズホルダー直進用のキ一部材である。

第一２図Ｂ１に示すようにレンズの光軸に沿う方向の一
端側ＩＡにはＳ極とＮ極をステップモーターとして機能
するように多数極を磁極する。永久磁石ｌの他端側ＩＢ
４こはＳ極とＮ極を２極又は４極を着磁する。前記永久
磁石のＩＡ側はステップ駆動用永久磁石部とし、ＩＢ側
はブラシレス駆動用永久磁石部としてのローターとして
作用する。２及び４はステップモーター用コイルとブラ
シレスモータ、−用コイルを示し、コイル２は前記永久
磁石ｌのステップ駆動用永久磁石部ＩＡの外側に配置し
て前記固定筒の内側に後述コイルボビンを介して固定し
、コイル４は前記ブラシレス駆動用永久磁石部ｌＢの外
側に配置して前記固定筒に固定する。前記コイル２は第
２図Ｃに示したような互いに噛み合う極ｉ６Ａ・８Ａを
右したコイルボビンである。ステップ駆動用コイル２は
前記クシ歯に磁極を発生させるために、コイルボビン３
の中にリング形状に形成され、ブラシレス駆動用コイル
４は第２図りに示すように円弧形状に形成する。

第３図はブラシレス駆動とステップ駆動の制御回路ブロ
ック図を示す。

第４図は第３図の制御回路ブロック図の各部のタイミン
グ図を示している。

１２は１ｌｌｌｌ距装置１０からの信号−に基つき結像
レンズを合焦点位置に移動するために要する前記ローグ
ーの回転角度を検出する回路である。

この回転角度検出回路１２の出力信号を０１とする。１
４は判別回路。１６は比較基べＦ信号Ｏ３を発生する回
路で前記判別回路１４に入力する。比較基準信号ＯＳは
前記ブラシレスコイルに結電するレベル信号を表わす。

判別回路１４は＋ｉｉｉ記検出回路の出力０１と比較基
準信号ＯＳの大小関係の比較を行ない、ｏｌ−ｏｓの差
信５）ＯＡがＯＡ〉０か又ハＯＡ　＜　Ｏノ’Ｅ　励信
ｓｓ−ヲ論理信５Ｊ−高（Ｈ）　・低（Ｔ、　）で示し
て出力する。今ここではＯＡ〉０のときＨ１ＯＡ≦０の
ときＬになるようにする。１５はモーターのローター回
転方向の゛Ｉ’ｌｌ別回路であり、ＣＷ（ＩＩ！ｒ１．
１方向）、ＣＣＷ（反時ＡＩ方向）を判別することによ
り論理”　Ｈ”又は“Ｌ゛を出力する。

１８はブラシレスモーター駆動回路を示し、２０はステ
ップモーターの分配回路、２２はステップモーター駆動
回路である。２４はステップモーターのコイルＬ３−Ｌ
４に発生する逆起゛重力を検出する回路。２６は誠算カ
ウンターで該カウンター２６はブラシレスモーターの作
動に同期してカウント開始し、所定のカウンｉ−数即ち
、ブラシレスモーターによる駆動を停止するカウント数
を旧数した後、キャリー信号ｃＡを出力する。又、２７
はクロック発生回路である。

ｌＮ−１、ｌＮ−２，ｌＮ−３はイン／＜−タを示し、
ＤＩ−０２はダイオ−Ｉ・からなるＯＲゲート、ＯＲＩ
はオアゲートをそれぞれ〉工、す。

次に−に記構成の作動について説明する。

まずＷｌ１１距動作により被写体距離の測距が行なわれ
続いて前記測距動作に基ついた？ＩＩＩＩ距信すをロー
ターの回転により結像レンズを合焦位置に移動するため
の回動角０１の検出動作か前記検出回路１２にて行なわ
れる。前記検出回路１２からの信号は判別回路１４に入
力し、０ｌ−ｏｓ＝ｏＡを算出するとともに、ＯＡ〉０
　又はｏＡ≦０の判別が行なわれ、判別の結果は論理信
号“Ｈ′”　、Ｌ“とじて出力する。

被写体距離が遠くに在る場合、０１がＯ５より充分に大
きい場合（ＯＡ＞ｏ）には前記゛ｒ１１別回路１４から
は“°Ｈ°゛信号を出力する。さらに回転方向判別回路
１５によって、ドライブされるコイルが選択される。回
転方向゛ｒ１別回路１５からの信号ｅ１は前記ブラシレ
スモーター駆動回路１８のトランジスターＱ１に又はイ
ンパータｌＮ−１を介してトランジスタのベース端子に
人力し、トランジスターＱｌ又はＱ２を導通しブラシレ
スモーターのコイルＬ１・Ｌ２のいずれかに通電する。

これにより前記中空円筒型永久磁石は光軸まわりに回転
し、この回転は永久磁石と、結像レンズのレンズ保持枠
とのへリコイド機構（２−Ａ図示）により結像レンズを
光軸に沿って移動する。

ｔ：９記永久磁石の回転にともなって前述のステップモ
ーター用コイルＬ３・Ｌ４には逆起゛心力を表わす波形
ｅ２およびｅ３が出力する。

この逆起電力信号はステップモーター川永久磁石のステ
ップ角度によって定まり、永久磁石かブラシレス駆動に
よって１８０°又は９０°回転する間に、ステップモー
ターの永久磁石のステップ角度に相応１．た波形を出力
し、この波形をカウンター２６にて割数する。前記カウ
ンター２６には前記比較基４１ｉ信号Ｏ５および０１に
相応した４４号がセットされ、逆起電力出力パルスと比
較基準信号θＳを順次比較し、カランし、このキャリー
信号はタイオートＤ１又はＤ２を介してブラシレス駆動
回路のトランジスタＱ３・Ｑ４のベース端子に電圧か印
加されブラシレス駆動１ｉｊ、回路を不作！ＰＩＪ状態
にする。ｌ！ＩＩちｒｉｉｆ記キャリーｃＡか出力した
状態はレンズしかブラシレス駆動域を脱したことを、低
味している。

また、前記キャリー信号ｃＡはＯＲゲートＯＲＩを経て
クロック発生回路２７のセラ！・端ｒ２７ａに入力され
て、前記クロックパルス発生回路２７を起動してクロッ
クパルスＣＰを発生させる。クロックパルスＣＰはパル
ス分配回路２０に人力され、ステップモーターコイルを
駆動するためのタイミングパルスφｌ〜φ４を出力する
。前記タイミングパルスφｌ〜φ４はステップモーター
駆動回路２′２に入力されてステップモーターコイルＬ
３およびＬ４に通電して、チークをステップ駆動させる
。さらに前記クロックパルスＣｐはイン／ヘータｌＮ−
３を通して前記カウンタ回路２６にも入力される。

カウンタ回路２６によって、回転角度が合焦点（、Ｉ、
置θ１に一致するまでカウントされθ＝０１になったと
ころで、第２のキャリー信号ＣＢを発生する。前記キャ
リー信号ｃＢは前記クロックパルス発生回路２７のリセ
ット端子２７ｂに人力され、クロックパルス発生回路２
７の動作をリセット端子て、クロックパルスＣＰの発生
ヲ停止させ、ステップモーターの駆動回路、を非動作と
する。

前記検出回路１２の出力信号θ１と基準信号Ｏ５の比較
の結果ＯＡくＯの場合には判別回路１４の出力はＬとな
る。

このＬ信号はインバータｌＮ−２にて反転し、ＯＲゲー
１−　ＯＲ１を通してクロック発生回路２７に入力して
クロックパルスＣＰを発生し、以後永久磁石ｌはステッ
プ駆動する。

以」−の説明を第４図に示すタイミング図にもとづいて
もう一度説明すると、第４図において０は回転角度を示
し、０＝０１になった時が合焦点位置であるとする。第
４図に示すようにｏ＜ｏ　Ｓの時点ではｅｌによってブ
ラシレスコイルが駆動され、ステップモーターコイルに
はｅ２　、ｅ３の逆起電力が発生している。０−θＳに
なると第１のキャリー信号ｃＡが発生して、ブラシレス
コイルへの通電をやめると同）１′Ｆにクロックパルス
Ｃｐを発生させる。グロックパルスＣｐによってステッ
プコイルはφ１〜φ４のタイミングに従って通電されて
ステップ動作を行う。０＝０１になると、第２のキャリ
ー信’ｆ　ＣＢか発生して、クロックパルスＣｐ中にブ
ラシレスモーターの動作をする部分とステップモーター
の動作をする部分の両方を設けることにより、効率よく
レンズを合焦点位２ｙｆまで駆動することができる。駆
動する回転角度が大きい場合には、初期の駆動はブラシ
レスモータ一覧こよって加速され、駆動の終了が近づく
とステップモーター駆動に切換えて、振゛動することな
く所定の位置まで制御できる。つまりプラシレスモータ
ーによって脱調することなく加速して、ステップ駆動モ
ーターにより、位置決めを行うといる効率のよい、又、
精度の高い制御か１１丁能となる。

尚、前記実施例の説明においてレンズＬ１を結像用レン
ズとして説明したが本発明のレンズ駆動システムは均−
力ウンタレンスでもスーミングしンズでもよいことはも
とよりである。

外因。第２図Ａ、第２図Ｂ＋、第２図Ｂ２．第２１Ｎ　
Ｃ及び第２図りは本発明の実施例における巴 回路６第４図は第３図の制御回路の各部のタイミング図
。

第２ＦＢｔ　鳥？■８２ 第２図Ｃ第？霞ｐ Ａ 第　３　ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ鏡筒内にステップ駆動用永久磁石部とブラ
   シレス駆動用磁石部を有する中空円筒形永久磁石と、ス
   テ、プ駆動用コイルとブラシレス駆動用コイルを配置し
   、結像用レンズ系を前記中空円筒形永久磁石の回転動作
   によって光軸方向に移動する様構成し、前記レンズψ筒
   内の前記レンズ光学系を合ヂ！位置に駆動するための前
   記レンズ光学系の移動量が所定値以上の場合に前記ブラ
   シレス駆動用永久磁石部の回転動作に従って前記所定値
   まで前記レンズ光学系を移動し、前記レンズ光学系と合
   焦点位置か前記所定値と等しいか又は前記所定値より小
   さい値の一作に掟って前記レンズ光学系を合焦点位置ま
   でステ、ブ駆動的に移動するようにしたことを特徴とす
   るモーターを内蔵したレンズ鏡筒。