JPH0429108A - カメラレンズの調整機構 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はカメラレンズの調整機構に関し、特にカメラレ
ンズのオートフォーカス、パワーズーム等の調整機構に
関する。

（従来の技術） 従来のカメラレンズの調整機構を第５図に示す。

カメラ、特にビデオカメラにおいては、撮影する構図を
近接の広角から遠方の望遠までを任意に設定するパワー
ズーム機構が設けられている。また、レンズの焦点距離
を被写体に対して自動的に最良に調整するオートフォー
カス機構や、被写体の明るさに応じて最適な光量が得ら
れようアイリスを自動的に調整するアイリス調整機構が
設けられている。これらの機構は複数枚のレンズを含む
レンズ機構１００のそれぞれ対応する可動部分の位置関
係を変化させて調整する。これらの可動部分を駆動する
ため、オートフォーカス機構及びバワーズ機構には小型
整流子モータやステッピングモータから成るオートフォ
ーカス駆動用モータ１０２及びパワーズーム駆動用モー
タ１０４が減速機１１０と共に鏡筒１０６の外周に設け
られている。また、アイリス機構にはロータリーソレノ
イド１０８等が鏡筒１０６の外周に設けられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来のカメラレンズの調整機構に
は次のような課題が有る。

近年、カメラの小型軽量化はますます要求されているが
、オートフォーカス駆動用モータ、パワーズーム駆動用
モータ、減速機、ロータリーソレノイド等が鏡筒の外周
に瘤状に突出するよう配置することはスペースファクタ
ーを著しく悪化させ、カメラの小型化の障害になってい
る。また、特にビデオカメラの場合、絶えず被写体の位
置や撮影条件が変化するため、それに対応する調整が上
記モータ等を介して常時自動的に行われ、さらに、最近
はマイクロホンが本体に内蔵された構造が主流となって
いるにもかかわらすモータや減速機という騒音や振動の
発生源が本体内に存在することになり、騒音・振動の対
策が必要になるという課題が有る。

従って、本発明はカメラの小型化を図るに好適であると
共に、騒音・振動の発生を抑制し得るカメラレンズの調
整機構を提供することを目的とする （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。

すなわち、鏡筒と、複数枚のレンズを含み、前記鏡筒内
に配され、フォーカシング、ズーミング等の際には機能
に対応する可動部分が鏡筒の軸線方向へ移動可能なレン
ズ機構と、前記鏡筒の外周面に設けられた固定部と、前
記鏡筒の外周面に固定され、電圧が印加された際には鏡
筒の軸線方向の端面に磁極が現れる電磁コイルと、永久
磁石で形成され、前記鏡筒外周面上であって前記固定部
と前記電磁コイルとの間に鏡筒の軸線方向へ移動可能に
外嵌され、前記レンズ機構の所定の可動部分と一体に連
動可能に連結され、電磁コイルの端面と対向する端面に
電磁コイルの磁極と同極の磁極が配置されているリンク
マグネットと、前記固定部と前記リングマグネットとの
間に介挿され、常時リンクマグネットを前記電磁コイル
方向へ付勢する付勢手段と、前記リングマグネット又は
前記可動部分の現在位置、又は特定位置に対する現在の
変位量を検出する位置検出手段と、前記レンズ機構を所
定の撮像条件に合致すべく、前記リングマグネット又は
前記可動部分を現在位置から、所定位置へ、又は所定の
変位量移動させるため、予め定められている前記電磁コ
イルの印加電圧とリングマグネットの変位量の関係に基
づいて！磁コイルへの印加電圧を調整する制御手段とを
具備することを特徴とする。また、上記のカメラレンズ
の調整機構において、前記電磁コイルへの電圧印加を停
止した際に、前記付勢手段の付勢力に抗して前記リング
マグネットを現在位置に保持する保持手段を具備するこ
とを特徴とする。

（作用） 作用について説明する。

電磁コイルへの印加電圧を制御手段が変化させることに
より、電磁コイルとリングマグネットの磁力の関係が変
化し、リングマグネットは鏡筒の軸線方向へその位置が
変化する。その結果、リングマグネットと連結されたレ
ンズ機構の可動部分の位置が変化するのでカメラレンズ
の自動調整が可能となる。その際、リングマグネットの
駆動は磁力によるため、騒音・振動を防止可能となる。

また、保持手段を用いると、電磁コイルへの電圧印加を
停止してもリングマグネットひいてはレンズ機構の可動
部分のずれを防止可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。なお、本実施例においてはビデオカメラのオー
トフォーカス機構を例に挙げて説明する。

第１図はビデオカメラのレンズ付近の構造を示した斜視
図であり、第２図はその部分破断側面図であり、第３図
は制御系統のブロックダイアグラムである。

まず、オートフォーカス機構１０の構成について説明す
る。

１４はレンズ機構であり、複数枚のレンズ１６・・・を
組み合わせたレンズ群を含んで成る。レンズ機構１４の
フォーカシング機能に対応する可動部分１８は、レンズ
機構１４を収容する鏡筒２０の軸線方向へ移動可能にな
っている。

２２は固定部であり、鏡筒２０の後部の外周に外嵌して
固定されている。固定部２２の上部は上方へ延設された
延設部２４になっている。

２６は電磁コイルであり、鏡筒２０の中途部の外周に外
嵌して固定された磁性材料製のコア部２８と、そのコア
部２８に外嵌して固定されたコイル部３０から成る。ｉ
ｉｉ磁コイル２６に電圧が印加（通電）されると電磁コ
イル２６の鏡筒２０の軸線方向の端面に磁極が現われる
ようになっている。

３２はリングマグネットであり、永久磁石で形成され、
電磁コイル２６の端面と対向する端面に対向する電磁コ
イル２６の端面に現われる磁極と同極の磁極が着磁され
ている。リングマグネット３２は鏡筒２０に遊嵌状態で
外嵌されており、鏡筒２０の軸線方向へ移動可能になっ
ている。リングマグネット３２の内壁面からは連結部３
４が内側へ延出され、鏡筒２０にその長さ方向へ透設さ
れたスリット３６を貫通して可動部分１８へ先端が固定
されている。従って、リングマグネット３２はスリット
３６の長さ分だけ鏡筒２０の軸線方向へ移動可能である
と共に、リングマグネット３２と可動部分１８は一体と
なって同方向へ移動可能になっている。

３８は挾持板であり、形状は固定部２２と路間−の板体
である。挾持板３８は鏡筒２０に外嵌されると共に、鏡
筒２０の軸線方向へは移動可能、かつ同軸線を中心にし
た回動は不能に設けられている。挾持板３８の上部にも
延設部４０が形成されている。

４２は付勢手段の一例であるコイルスプリングであり、
挾持板３８とリングマグ不ツ）　３２の間に弾装されて
いる。従って、コイルスプリング４２はリングマグネッ
ト３２を常時電磁コイル２６方向へ付勢している。

４４は位置検出手段の一例である圧力センサである。圧
力センサ４４は固定部２２の延設部２４と、挾持板３８
の延設部４０の対向面に挾持されている。圧力センサ４
４は挾持する前記対向面の何れか一方に貼着されている
。圧力センサ４４は挾持される圧力による機械的変位を
電気量の変位として出力する圧電変換素子を用いている
。この圧力センサ４４に加えられる圧力の大きさはリン
グマグネット３２及びレンズ機構１４の可動部分１８の
移動量と相関関係を有する。従って、この相関関係を利
用してリングマグネット３２及び可動部分１８の現在位
置及び両者の特定の位置（例えば電磁コイル２６に電圧
印加されていない場合の初期位置）に対する変位量を検
出することが可能となる。なお、本実施例においてはリ
ングマグネット３２の現在位置を検出する例を挙げて説
明するが、後述する制御を特定の位置に対する変位量に
基づいて行ってもよい。

次に、第３図のブロックダイアグラムと共にオートフォ
ーカス機能の制御系の構成について説明する。

４６は測距センサであり、例えば超音波反射式の測距セ
ンサである。測距センサ４６はビデオカメラと被写体と
の間の距離を測定する。

４８は位置データ変換回路であり、圧力センサ４４の出
力信号をリングマグネット３２の現在位置を示すデジタ
ル信号に変換する回路である。

５０は測距データ変換回路であり、測距センサ４６の出
力信号を被写体のビデオカメラからの距離を示すデジタ
ル信号に変換する回路である。

５２は制御手段であるマイクロプロセッサ（以下、ＭＰ
Ｕと記す）であり、オートフォーカス機能について詳し
くは後述するが位置データ変換回路４８からの信号と、
測距データ変換回路５０からの信号を受け、レンズ機構
１４の駆動制御を行つ。

５４はメモリであり、ＲＯＭとＲＡＭからなり、ＲＯＭ
にはＭＰＵ５２のオペレーティングシステム、オートフ
ォーカス等の機能別プログラム及び、電磁コイル２６へ
の印加電圧と、圧力センサ４４が検知するリングマグネ
ット３２の位置に関する相関データや、リングマグネッ
ト３２の位置とレンズの焦点距離との相関データ等の制
御データが記憶されている。ＲＡＭには圧力センサ４４
が検知したリングマグネット３２の現在位置や、測距セ
ンサ４６が検知した被写体までの距離等のデータが記憶
される。

５６はドライバ回路であり、Ｄ／Ａ変換部５８でアナロ
グ信号化されたＭＰＵ５２からの制御信号により電磁コ
イル２６への印加電圧を制御する。

６０は保持手段であり、第１図及び第２図には図示しな
いが、電磁コイル２６へ電圧が印加されると電磁コイル
２６とリングマグネット３２の互いの対向面は同極とな
りリングマグネット３２は電磁コイル２６の磁力と反発
してコイルスプリン４２の付勢力に抗して固定部２２方
向へ移動するが、電磁コイル２６への通電を停止すると
、コイルスプリング４２の付勢力により通電前の位置へ
戻ってしまう。そのためリングマグネット３２及び可動
部分１８の位置を保持するために設けられている。なお
、リングマグネット３２及び可動部分１日の位置保持の
態様としては、第１に常時リングマグネット３２又は可
動部分１８を、例えば電気式に駆動される無段チャッキ
ング装置等の保持手段６０で機械的に移動を阻止し、電
磁コイル２６へ通電された際に解放する方式がある。第
２に電磁コイル２６へ通電され、その磁力とリングマグ
ネット３２の間の反発力がコイルスプリング４２の付勢
力と均衡した状態になったら上記保持手段６０でリング
マグネット３２又は可動部分１日の移動を阻止する方式
、第３に電磁コイル２６へ通電され、その磁力とリング
マグネット３２の間の反発力がコイルスプリング４２の
付勢力と均衡した状態を保持すべく電磁コイル２６への
ｉ！ｌ電を継続する方式がある。消費電力を考慮した際
には第１の方式が経済的であるため本実施例では第１の
方式を採用している。従って、保持手段６０の駆動はＭ
ＰＬＩ５２０制御信号によりドライバ回路６２が保持手
段６０を電気的に駆動するようになっている。

上記のように構成されたオー）・フォーカス機構１０の
動作について第４図のフローチャートをさらに参照して
説明する。

例えばパワーズーム機構１２により被写体の構図が設定
されたら、ＭＰＵ５２はオートフォーカス機構１０を作
動させるためのプログラムをメモリ５４から読みｉ：ｌ
ｊＬ、ＲＡＭをクリアする（ステツブ２００）。

測距センサ４６により被写体のビデオカメラからの距離
を測り、測距データ変換回路５０で距離データ信号に変
換されＭＰＵ５２へ送られる（ステップ２０２）。ＭＰ
Ｕ５２は送られた測距データを測距値■としてＲＡＭに
記憶する（ステップ２０４）。

次に、圧力センサ４４の信号を、位置データ変換回路４
８を介してリングマグネット３２の現在位置として測定
しくステップ２０６）、ＭＰＵ５２は送られた現在位置
データを現在位置ＪとしてＲＡＭに記憶する（ステップ
２０８）。

ＭＰＵ５２は測距値■に対して焦点を合わせるに最適な
リングマグネット３２の位置Ｋをメモリ５４から読み出
しくステップ２１０）、続いてリングマグネット３２を
位置にへ移動させるに必要な電磁コイル２６へ印加電圧
Ｅをメモリ５４から読出す（ステップ２１２）。なお、
電圧値Ｅは値Ｋに基づき演算によって求めることもでき
る。

続いてＭＰＵ５２はドライバ回路５６を制御して電磁コ
イル２６へ電圧Ｅを印加する（ステ・ツブ２１４）。す
ると、電磁コイル２６は磁力を発生し、リングマグネッ
ト３２と反発を始める。両者の反発力がコイルスプリン
グ４２の付勢力より大きくなると、リングマグネット３
２は固定部２２方向へ移動する。その結果、圧力センサ
４４にかかる圧力はリングマグネット３２の移動に伴っ
て大きくなる。

ＭＰＵ５２は圧力センサ４４の圧力を測定しくステップ
２１６）、リングマグネット３２移動後のリングマグネ
ット３２の現在位置データを読み込み（ステップ２１Ｂ
）、位置にと位置りを比較する（ステップ２２０）。

ステップ２２０において、Ｋｆ−Ｌの場合はリングマグ
ネット３２が未だ位置に乙こ達していないので、さらに
電磁コイル２６への通電を継続すべくステップ２１４へ
戻る。一方、Ｋ＝Ｌの場合は、リングマグネット３２が
位置にへ達したことになるので、ドライバ回路６２を制
御して保持手段６０を駆動してリングマグネット３２を
位置にで保持しくステップ２２２）、電磁コイル２６へ
電圧印加を停止する（ステップ２２４）。その結果、リ
ングマグネット３２及び可動部分１８、ひいてはオート
フォーカス機構１０を好適位置へ駆動させ保持すること
が可能となる。

以上、オートフォーカス機構１０について述べたが、本
実施例のビデオカメラにおいては第１図に示すようにオ
ートフォーカス機構１０と路間−の構造のパワーズーム
機構１２がオートフォーカス機構１０と直列かつ対称に
設けられており、パワーズームスイッチ（不図示）がユ
ーザにより押されると電磁コイル７０への印加電圧が徐
々にト昇し、リングマグネット７２とリングマグネット
７２に連結されたレンズ機構１４のパワーズーム機構１
２に対応する可動部分（不図示）が固定部７４方１１ｉ
１へ移動し、パワーズーム機構・ノチを離すと、やはり
不図示の保持手段がコイルスプリング７６の付勢力に抗
してリングマグネット７２の現在位置を保持可能になっ
ている。

上述の実施例において位置検出手段としては圧力センサ
を用いたが、その他の例としてストレインゲージを用い
ることができる。ストレインゲージが検出するストレス
の大きさと、リングマグネット又は可動部分の位置と、
電磁コイルへの印加電圧との相関関係を制御することに
なる。また、光センサ等の光学的検知手段を位置検出手
段とする場合は光学的検知手段により検出されるリング
マグネット又は可動部分の位置と電磁コイルへの印加電
圧との相関関係を制御することになる。さらに、位置検
出手段としては、磁気抵抗素子やホール素子等の磁気手
段を用い、リングマグネットの移動に伴う磁力の変化を
磁気抵抗又は出力電圧の大きさの変化で捕え、電磁コイ
ルへの印加電圧との相関関係を制御することも可能であ
る。

以上、本発明は好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例え
ば付勢手段としてはコイルスプリングの他、ゴムブーツ
等でもよい等、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多
くの改変を施し得るのはもちろんである。

（発明の効果） 本発明に係るカメラレンズの調整機構を用いると、オー
トフォーカス機構やパワーズーム機構としてモータを用
いる必要がなくなる。そのため、減速機も含め、鏡筒の
外周に層状に突出する部材を省略できるため、カメラの
小型化をより一層図ることが可能となる。さらに、減速
機を含めモータを使用しないため、モータ駆動に伴う騒
音や振動の発生がまったくないので、特にビデオカメラ
用に好適である。また、請求項２の保持手段を採用すれ
ばレンズ機構を調整した状態で保持可能となる等の著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカメラレンズの調整機構の実施例
を示した斜視図、第２図はそのオートフォーカス機構の
部分破断側面図、第３図はオートフォーカス機能を制御
する制御系のブロックダイアグラム、第４図はＭＰＵの
オートフォーカス機能の制御を示したフローチャート、
第５図は従来のカメラの調整機構を示した斜視図。 １０・・・オートフォーカス機構、 １２・・・パワーズーム機構、　　１４・・・レンズ機
構、　　１６・・・レンズ、　　１８・・・可動部分、
　２０・・・鏡筒、　２２・・・固定部、２６・・・電
磁コイル、　３２・・・リングマグネット、　　４２・
・・コイルスプリング、４４・・・圧力センサ、　　５
２・・・ＭＰｔＪ、５４・・・メモリ、　６０・・・保
持手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡筒と、 複数枚のレンズを含み、前記鏡筒内に配さ れ、フォーカシング、ズーミング等の際には機能に対応
   する可動部分が鏡筒の軸線方向へ移動可能なレンズ機構
   と、 前記鏡筒の外周面に設けられた固定部と、 前記鏡筒の外周面に固定され、電圧が印加 された際には鏡筒の軸線方向の端面に磁極が現れる電磁
   コイルと、 永久磁石で形成され、前記鏡筒外周面上で あって前記固定部と前記電磁コイルとの間に鏡筒の軸線
   方向へ移動可能に外嵌され、前記レンズ機構の所定の可
   動部分と一体に連動可能に連結され、電磁コイルの端面
   と対向する端面に電磁コイルの磁極と同極の磁極が配置
   されているリングマグネットと、 前記固定部と前記リングマグネットとの間 に介挿され、常時リングマグネットを前記電磁コイル方
   向へ付勢する付勢手段と、 前記リングマグネット又は前記可動部分の 現在位置、又は特定位置に対する現在の変位量を検出す
   る位置検出手段と、 前記レンズ機構を所定の撮像条件に合致す べく、前記リングマグネット又は前記可動部分を現在位
   置から、所定位置へ、又は所定の変位量移動させるため
   、予め定められている前記電磁コイルの印加電圧とリン
   グマグネットの変位量の関係に基づいて電磁コイルへの
   印加電圧を調整する制御手段とを具備することを特徴と
   するカメラレンズの調整機構。 ２、前記電磁コイルへの電圧印加を停止した際に、前記
   付勢手段の付勢力に抗して前記リングマグネットを現在
   位置に保持する保持手段を具備することを特徴とする請
   求項１記載のカメラレンズの調整機構。 ３、前記保持手段は前記電磁コイルへ電圧が印加された
   際に前記リングマグネットの保持を解放することを特徴
   とする請求項２記載のカメラレンズの調整機構。 ４、前記位置検出手段は前記固定部と前記付勢手段との
   間に挾持された圧力センサであることを特徴とする請求
   項１、２または３記載のカメラレンズの調整機構。 ５、前記位置検出手段は前記付勢手段に設けられたスト
   レインゲージであることを特徴とする請求項１、２、ま
   たは３記載のカメラレンズの調整機構。 ６、前記位置検出手段は磁気的又は光学的手段を用いた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のカメラレ
   ンズの調整機構。