JPH0829656A

JPH0829656A - レンズ鏡胴

Info

Publication number: JPH0829656A
Application number: JP6162224A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Emura; 哲二江村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】量産時にガタが生じてもガタが吸収され、移
動鏡胴が光軸方向以外に移動することないレンズ鏡胴。【構成】レンズを担持し光軸方向に移動すると共に光
軸に平行な複数の第１ガイド溝を有する移動鏡胴と、第
１ガイド溝に夫々対向した光軸に平行な複数の第２ガイ
ド溝を有する固定鏡胴と、対向する第１ガイド溝と第２
ガイド溝とに挟着される夫々複数の硬球とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、各種のスチルカメラ
やビデオカメラ用のレンズ鏡胴に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オートフォーカス機能や電動ズーム機能
を備えたカメラのレンズ鏡胴には、フォーカシング用の
可動レンズやズーミング用の可動レンズをその光軸方向
へ移動させるための駆動手段が設けられ、この種の駆動
手段としての１つに特開平4-369608号公報（以下、第１
従来例と称す）に開示されているボイス・コイル・モー
タ（以下、ＶＣＭと称す）を用いたものがあり、その要
部を図１に示す。同図において、フォーカシング用レン
ズであるマスターレンズ21を保持したマスターレンズ枠
22にはコイル23が巻かれたコイルボビン24が取り付けら
れてある。また鏡胴底部25にはコの字断面形状を持つヨ
ーク26が取り付けられてある。また、ヨーク26の外側部
26ａの内径側には図のように永久磁石27が取り付けられ
てある。永久磁石27は光軸に対しラジアル方向に着磁さ
れてあるため、永久磁石27とヨーク26の内側部26ｂとの
間隙（ギャップ）に均一なラジアル方向の磁場が生じて
いる。また、マスターレンズ枠22はガイドブッシュ28と
一体化されており、ガイドピン29がガイドブッシュ28を
貫通し、ガイドピン29は鏡胴30の鏡胴底部25と、鏡胴30
の前部のしきり壁31によって支持されている。このよう
にして、マスターレンズ枠22は光軸方向に移動可能な状
態で保持されている。また、ガイドピン29を中心にした
マスターレンズ枠22の回動を防止するために、マスター
レンズ枠22における光軸に対して対称の位置に形成され
たＵ溝22ａと、ガイドピン29と同様に支持された別のガ
イドピン32と係合している。また、マスターレンズ枠22
がこのように正規の位置で光軸方向に移動可能な状態で
保持されたとき、コイルボビン24は前述のラジアル方向
の磁場ギャップ内に位置することになる。ここで、コイ
ル23に電流を流すと磁場方向と電流方向は空間的に直交
するため、コイル23は光軸方向に力を受けマスターレン
ズ枠22は光軸方向に移動することになる。なお、コイル
23に流す電流方向を変えることにより、マスターレンズ
枠22の移動方向を変えることが出来る。

【０００３】この他に、特開平4-93807号公報（以下、
第２従来例と称す。）に開示されている要図を図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）において、永
久磁石47によって内側ヨーク46と外側ヨーク45の間のギ
ャップ間にラジアル方向の均一磁場が生じている。ま
た、移動レンズ41を保持した移動レンズ枠42があり、図
２（Ｂ）に示すようにコイルボビン44が扇形状をした２
つの結合部48によって移動レンズ枠42に結合されてい
る。また、内側ヨーク46と外側ヨーク45は360°の全周
あるわけでなく、図２（Ｂ）に示すように扇形状になっ
ている。従って、内側ヨーク46と結合部48とは互い違い
に配設されており、互いに重ならない状態になってい
る。ここで、内側ヨーク46の外径側、即ちギャップの内
側の表面には潤滑処理がなされており、またコイルボビ
ン44の内径側も潤滑処理がなされており、互いに嵌合状
態になっているため、移動レンズ枠42は内側ヨーク46に
より光軸方向に移動可能な状態で保持されている。ここ
で、コイル43に電流を流すことにより移動レンズ枠42を
光軸方向に移動させることが出来ることは第１従来例と
同様である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のＶＣＭは
それ自体でその位置を保持しておく機能を持っていない
ので、一般には位置センサを用いて現在の位置を絶えず
監視し、位置指令と実際の位置との差を絶えず零にする
ことで位置を追従させる、所謂サーボ制御を行う。その
サーボ制御のブロックダイアグラムの一例を図３及び図
４に示す。位置指令と位置の差をＧ（ｓ）という伝達関
数によりＶＣＭを駆動し、それによる位置情報は位置セ
ンサによって検出され、絶えずフィードバックされるた
め、位置指令と位置は絶えず零となるようにＶＣＭは動
かされる。また、ＶＣＭの速度もフィードバックする必
要がある場合もあり、そのときは別途速度センサを用い
て速度を検出し、図３に示す所定の伝達関数Ｈ（ｓ）に
よりフィードバックされる。また、図４のように位置セ
ンサ出力の位置情報を微分して速度情報とする場合もあ
る。図中、Ｓは微分、１／Ｓは積分を表す。

【０００５】ここで位置指令に正弦波を広い範囲にわた
って入力し、ＶＣＭがその周波数に応じてどの様に追従
しているかを実験した結果を図５に示す。上段は位置指
令と実際のＶＣＭの位置の振幅比、下段はその位相差を
示すが、以下このグラフをボード線図と呼ぶ。周波数が
低い領域では振幅比は１：１であり、位相差も０°付近
であるが、このＶＣＭの一次共振点に近づくにつれ振幅
比は１を上回り、また位相は次第に遅れてくる。この一
次共振点で振幅比はピークを持ち、位相は大きく反転す
る。この一次共振点（本例では82Hz）以上の周波数では
振幅比は次第に減少し、位相も−180°付近から少しづ
つ更に遅れていく。しかし、これは極めて精度よくＶＣ
Ｍ、レンズ枠等が組み込まれた理想状態であり、例えば
従来例の図１及び図２の例では、ガイドピン29とガイド
ブッシュ28との間、並びにガイドピン32とＵ溝22ａとの
間に、ある程度のガタが生じることが量産時には十分に
考えられる。また、組み込み時には殆どガタがなかった
としても、使用期間が長くなるにつれガイドブッシュ
部、Ｕ溝部の摩耗により次第にガタが生じることもあ
る。また、そもそもガイドピンとガイドブッシュとの間
は、作動している以上クリアランスが全くないというこ
ともあり得ない。そのような状態でボード線図を描いて
みると、図６のように82Hzの一次共振点以外に200Hz付
近にもう一つの振幅比のピークが生じており、位相も大
きく変化している。光軸方向の振動の共振点は１つ以上
あるはずはなく、これは明らかに光軸方向以外になんら
かの寄生振動がこの200Hzにおいて生じていることを示
している。また、この200Hz付近ではＶＣＭ全体から大
きな音が発生していることから考えても、どこかのガタ
の部分が振動しているのではないかと原因を究明すべく
Ｕ溝の隙間の寸法をつめたところ、騒音もなくなり図５
に示す特性が得られた。光軸方向以外の振動があると大
きな騒音を発するだけでなく、レンズの制御に大きな影
響を及ぼし、その周波数の点だけ制御不能になることも
あり得る。このＵ溝若しくはガイドブッシュと、ガイド
ピンとの間のクリアランスの管理は非常に難しく、量産
上において多大な工数となる。

【０００６】また、全く同様のことが第２従来例にも当
てはまる。移動レンズ枠42を重心中心に保持しているこ
とは第１従来例よりは有利であるが、管理する径の寸法
がより大きいのでクリアランスの管理は更に難しくな
る。また、径の寸法が大きいことは、第１従来例ではほ
とんど問題にならなかった環境温度による寸法変化も考
慮しなければならず、問題は更に深刻であり、量産時に
図６の如き特性を有する移動レンズ枠42が現れてくるこ
とは充分に予想されることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本願発明にお
ける、レンズを担持し光軸方向に移動すると共に光軸に
平行な複数の第１ガイド溝を有する移動鏡胴と、前記第
１ガイド溝に夫々対向した光軸に平行な複数の第２ガイ
ド溝を有する固定鏡胴と、対向する前記第１ガイド溝と
前記第２ガイド溝とに挟着される夫々複数の硬球とを備
えたレンズ鏡胴により、達成される。

【０００８】

【実施例】本願発明におけるレンズ鏡胴の実施例を図７
に基づいて説明する。図７（Ｂ）はレンズ鏡胴の正面図
であり、図７（Ａ）は図７（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、図７
（Ｃ）は図７（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

【０００９】先ず、移動レンズ１を担持した移動レンズ
枠２にはコイルボビン３が一体的に固着され、コイルボ
ビン３にはコイル６が巻かれている。鏡胴４にはヨーク
５が固着されており、ヨーク５の外側部５ａには永久磁
石７が設置されている。また、各従来例と同様に、コイ
ル６が巻かれたコイルボビン３は、永久磁石７とヨーク
５の内側部５ｂとの間に形成されているラジアル方向の
磁場中に位置している。コイルボビン３には光軸を中心
に対称に、第１ガイド溝であるＶ形溝３ａ及び３ｂが光
軸に平行に形成されている。Ｖ形溝３ａ及び３ｂは比較
的高精度に加工され、平行度は略0.01である。また、鏡
胴４にはＶ形溝３ａに対向する位置に光軸に平行に第２
ガイド溝であるＶ形溝４ａが形成されている。この対向
するＶ形溝３ａ及びＶ形溝４ａの間には２個以上の硬球
８が挟まれている。また、鏡胴４には、光軸と直交する
方向に摺動自在に圧接部材９が設けられている。圧接部
材９にはＶ形溝３ｂに対向する位置に、光軸に平行に第
２ガイド溝であるＶ形溝９ａが形成されている。この対
向するＶ形溝３ｂ及びＶ形溝９ａの間にも２個以上の硬
球８が挟まれている。なお、Ｖ形溝４ａ及びＶ形溝９ａ
は、Ｖ形溝３ａ及び３ｂと同等の精度で加工されてい
る。

【００１０】圧接部材９の外側には鏡胴蓋11が設けら
れ、圧接部材９と鏡胴蓋11との間に挿入された付勢部材
である板バネ10により、圧接部材９はＶ形溝４ａの方向
に付勢されている。なお、板バネに代えて、つる巻きバ
ネや回転バネ等を用いてもよいし、ゴム等の弾性部材を
用いてもよい。この結果、移動レンズ１を担持した移動
レンズ枠２と共に、コイルボビン３はＶ形溝４ａの方向
に圧接される。ここで、Ｖ形溝３ａ，３ｂ，４ａ及び９
ａは前述の如く光軸に対して高い平行度で形成されてい
るため、バネ10による付勢圧力を適切な値にすることに
より、移動レンズ枠２は全くガタなく光軸方向に円滑に
移動可能な状態に保持される。

【００１１】なお、球は加工原理上最も精度を向上する
ことのできる機械要素であり、要求する耐久度により材
質を選定すればよい。また、それに応じて４箇所のＶ形
溝も適切な材料を選定すればよい。Ｖ形溝を転動する硬
球８の表面粗さ状態によって、上記のＶ形溝の摩耗状況
は左右される。しかし前述の如く、球は最も精度を向上
できる機械要素であり、寸法のみならず表面粗さも同時
に向上させることができ、鏡面仕上げも現在の技術では
全く問題がない。

【００１２】本実施例ではＶ形溝４ａ，３ａ，３ｂ及び
９ａはそれぞれ鏡胴４、コイルボビン３、圧接部材９と
一体にエンジニアリング・プラスチックスで一体成形
し、硬球８を鋼球とすることにより目的を達成した。

【００１３】本願発明によれば、従来例の如き光軸方向
以外に自由度がある構成ではないので、図６にあるよう
な高域振動が生じる心配は全くない。しかし、ガタをな
くすために板バネによる圧力を必要以上に高くすると転
がり摩擦が必要以上に大きくなり、作動性が悪くなる
が、介在している要素がきわめて表面摩擦係数の小さい
硬球であるので、その調整も比較的簡単である。

【００１４】また、図７（Ｂ）の下部に示す12〜16は、
移動レンズ１の位置情報を得るための位置センサであ
る。発光ダイオード14及びその基板16、ＰＳＤセンサ13
及びその基板15、コイルボビン３から延長されたマスク
受け部３ｃに取り付けられたマスク12からなり、マスク
12には図７（Ｃ）に示すようにスリット12ａが開けられ
ており、移動レンズ１が光軸方向に移動するとそのスリ
ット12ａにより発光ダイオード14の光がＰＳＤセンサ13
上を図の上下方向にスキャンすることにより、そのＰＳ
Ｄセンサ13の出力を検出する。従って、移動レンズ１の
位置情報を得ることができる。ＰＳＤセンサ13は直進性
が優れているので、この出力を微分して速度センサにも
使用している。このような本願発明の実施例により、図
５に示す理想的なボード線図が安定して得られるように
なった。

【００１５】

【発明の効果】請求項１によれば、光軸に平行なガイド
溝に硬球を用いたので、移動鏡胴は極めて円滑に進退す
ることができる。

【００１６】請求項２によれば、硬球とガイド溝を一方
に圧接しているので、量産時にガタが生じてもガタが吸
収され、移動鏡胴が光軸方向以外に移動することなく、
高域振動が生じることがない。

【００１７】請求項３によれば、移動鏡胴を電磁駆動す
るレンズ鏡胴においても、上記効果を奏するので、無駄
な電流消費がなく電池消耗が少ない。

【００１８】従って、本願発明は移動鏡胴を電磁駆動す
るレンズ鏡胴に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の従来例の図である。

【図２】第２の従来例の図である。

【図３】サーボ制御のブロックダイアグラムの一例であ
る。

【図４】サーボ制御のブロックダイアグラムの一例であ
る。

【図５】本願発明によるボード線図である。

【図６】従来例のボード線図である。

【図７】本実施例のレンズ鏡胴の図である。

【符号の説明】

１移動レンズ２移動レンズ枠３，24，44 コイルボビン４鏡胴５，26 ヨーク６，23，43 コイル７，27，47 永久磁石８硬球９圧接部材 10 板バネ 13 ＰＳＤセンサ 14 発光ダイオード 45 外側ヨーク 46 内側ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/34 Ｈ０４Ｎ 5/225 ＤＧ０３Ｂ 3/10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズを担持し光軸方向に移動すると共
に光軸に平行な複数の第１ガイド溝を有する移動鏡胴
と、前記第１ガイド溝に夫々対向した光軸に平行な複数
の第２ガイド溝を有する固定鏡胴と、対向する前記第１
ガイド溝と前記第２ガイド溝とに挟着される夫々複数の
硬球とを備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】２本の前記第１ガイド溝が光軸を中心に
対称に配設され、一方の前記第１ガイド溝に対向する前
記第２ガイド溝が前記固定鏡胴に設けられると共に、他
方の前記第１ガイド溝に対向する前記第２ガイド溝が光
軸と直交する方向に移動する圧接部材に設けられ、光軸
と直交する方向に付勢された付勢部材により、前記圧接
部材は前記複数の硬球と前記移動鏡胴とを前記固定鏡胴
の前記第２ガイド溝の方向に圧接することを特徴とする
請求項１に記載のレンズ鏡胴。
【請求項３】前記移動鏡胴と前記固定鏡胴との間に、
前記移動鏡胴を電磁駆動するコイルボビンと永久磁石と
を含む駆動手段と、前記移動鏡胴の移動位置を検出する
位置センサとを備えたことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載のレンズ鏡胴。