(57)【要約】【課題】簡単な構成により起動から短時間で所望する位置へレンズを移動できるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置１０は、レンズＬを保持した可動枠２を基準位置の近傍に保持する保持機構３０を有する。制御手段は、電源ＯＦＦ時に、可動枠２を基準位置に保持するように第１の駆動手段および第２の駆動手段１８を制御する。【選択図】図３
2017003742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズ保持部材と、
上記レンズ保持部材の光軸方向の移動をガイドするガイド部材と、
上記ガイド部材を保持する固定部材と、
上記レンズ保持部材と上記固定部材の一方に配置された磁石と、上記レンズ保持部材と上記固定部材の他方に配置されたコイルと、を含み、上記コイルに通電することにより発生する推力によって上記レンズ保持部材を上記ガイド部材に沿って上記光軸方向に移動させる第１の駆動手段と、
上記レンズ保持部材の基準位置を検出する基準位置検出部と、
上記基準位置検出部の出力に基づいて上記レンズ保持部材の基準位置が設定された後、当該基準位置に対する当該レンズ保持部材の駆動位置を出力する駆動位置出力部と、
電源遮断時またはスリープ状態を指示する信号が出力された際に、上記基準位置検出部及び上記駆動位置出力部の出力に基づいて、上記第１の駆動手段によって上記レンズ保持部材を上記基準位置に移動させ、上記基準位置検出部からの出力に同期して上記固定部材に上記レンズ保持部材を保持して当該レンズ保持部材の移動を禁止する禁止手段と、
を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
上記禁止手段は、
上記固定部材に配置され、上記レンズ保持部材に当接する規制部材であることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
上記禁止手段は、上記基準位置の近傍で上記レンズ保持部材を保持することにより当該レンズ保持部材の移動を禁止することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
上記レンズは撮影光学系の内のフォーカスに寄与するレンズであり、
上記基準位置は上記撮影光学系の無限位置に相当することを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
上記基準位置検出部はフォトインタラプター手段であり、上記駆動位置出力部は、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）センサー手段であることを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
上記禁止手段は、
上記固定部材に配置されている規制部材と、
上記規制部材を上記レンズ保持部材に当接する位置と上記レンズ保持部材から離間する位置とに駆動する第２の駆動手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
上記第２の駆動手段は、スッテップモーターと該スッテップモーターの回転を伝達するギヤ列を含むことを特徴とする請求項６記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カメラのフォーカスレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カメラのフォーカスレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置は、レンズを保持した可動枠、可動枠をスライド可能に収容した鏡筒、および可動枠を鏡筒に対して光軸方向に付勢するボイスコイルモーター（ＶＣＭ）を有する。ＶＣＭは、可動枠および鏡筒（固定枠）の一方に固設したコイル、および可動枠および鏡筒の他方に固設した磁石を有する。
【０００３】
そして、コイルに通電することで、磁石との間の電磁誘導作用により、可動枠を鏡筒に対して光軸方向に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２７４３３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のレンズ駆動装置において、ＶＣＭのコイルに通電していない状態では、可動枠は、鏡筒に対して自由に移動可能な状態にある。よって、この状態から、電源ＯＮにして可動枠を光軸方向の所望の位置へ移動させる場合、可動枠を一旦ホームポジションに戻して制御基準を取得し、その後、ホームポジションから所望の位置まで可動枠を移動させている。
【０００６】
このため、装置の起動時において、可動枠を所望の位置に移動するまでに多くの時間を要し、利便性に欠けていた。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成により起動から短時間で所望する位置へレンズを移動できるレンズ駆動装置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】
【０００８】
本発明のレンズ駆動装置の一態様は、レンズを保持するレンズ保持部材と、上記レンズ保持部材の光軸方向の移動をガイドするガイド部材と、上記ガイド部材を保持する固定部材と、上記レンズ保持部材と上記固定部材の一方に配置された磁石と、上記レンズ保持部材と上記固定部材の他方に配置されたコイルと、を含み、上記コイルに通電することにより発生する推力によって上記レンズ保持部材を上記ガイド部材に沿って上記光軸方向に移動させる第１の駆動手段と、上記レンズ保持部材の基準位置を検出する基準位置検出部と、上記基準位置検出部の出力に基づいて上記レンズ保持部材の基準位置が設定された後、当該基準位置に対する当該レンズ保持部材の駆動位置を出力する駆動位置出力部と、電源遮断時またはスリープ状態を指示する信号が出力された際に、上記基準位置検出部及び上記駆動位置出力部の出力に基づいて、上記第１の駆動手段によって上記レンズ保持部材を上記基準位置に移動させ、上記基準位置検出部からの出力に同期して上記固定部材に上記レンズ保持部材を保持して当該レンズ保持部材の移動を禁止する禁止手段と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成により起動から短時間で所望する位置へレンズを移動できるレンズ駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るレンズ駆動装置を備えたカメラを示す概略図である。
【図２】図２は、図１のレンズ駆動装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１のレンズ駆動装置の光軸と直交する方向の断面図である。
【図４】図４は、図３のＦ４−Ｆ４に沿った断面図である。
【図５】図５は、図３のＦ５−Ｆ５に沿った断面図である。
【図６】図６は、図３の可動部を保持した状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図６のＦ７−Ｆ７に沿った断面図である。
【図８】図８は、図６のＦ８−Ｆ８に沿った断面図である。
【図９】図９は、図１のレンズ駆動装置の電源ＯＦＦ時の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１のレンズ駆動装置の電源ＯＮ時の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１のレンズ駆動装置の電源ＯＮ時の制御動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１のレンズ駆動装置の基準センサーによる検出信号の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてある場合もあり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【００１３】
また、以下の説明において、カメラ本体２００から被写体（図示せず）に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。さらに、レンズユニット１００が構成する撮影光学系の光軸Ｏと一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸及びＹ軸とする。
【００１４】
図１は、カメラ本体２００の前方にレンズユニット１００を取り付けたカメラ１を示す概略図である。レンズユニット１００は、光軸Ｏに沿ってレンズＬをＺ軸方向に移動させるレンズ駆動装置１０を備えている。レンズＬは、撮影光学系の複数のレンズの内のフォーカスに寄与するレンズである。
【００１５】
図２は、レンズ駆動装置１０の動作を制御する制御系のブロック図である。制御手段２０は、レンズ駆動装置１０を制御して、図示しない被写体の像を撮像素子２０１に結像する。
【００１６】
図３は、レンズ駆動装置１０の要部を光軸Ｏと直交する面（ＸＹ平面）に沿って切断した断面図である。また、図４は、図３の構造をＦ４−Ｆ４に沿って切断した断面図であり、図５は、図３の構造をＦ５−Ｆ５に沿って切断した断面図である。
【００１７】
レンズ駆動装置１０は、レンズＬを保持する可動枠２（レンズ保持部材）、可動枠２の光軸Ｏ方向の移動をガイドするガイド部材４、ガイド部材４を保持する固定枠６（固定部材）、および２組のヨーク８を有する。固定枠６は、レンズユニット１００の鏡筒１０１に固設される。２組のヨーク８は、レンズＬを間に挟んだ両側で固定枠６の内側にそれぞれ固設される。
【００１８】
また、レンズ駆動装置１０は、可動枠２に配置したコイル１２、および固定枠６に配置した磁石１４を有する。コイル１２および磁石１４は、２組のヨーク８に対応してそれぞれ設けられている。本実施形態と逆に、可動枠２に磁石１４を配置して固定枠６にコイル１２を配置しても良い。
【００１９】
各組のコイル１２および磁石１４はヨーク８とともに第１の駆動手段１６（図２）を構成する。第１の駆動手段１６は、コイル１２に通電することにより発生する推力によって可動枠２をガイド部材４に沿って固定枠６に対して光軸Ｏ方向に移動させるボイスコイルモーター（ＶＣＭ）である。
【００２０】
また、レンズ駆動装置１０は、可動枠２の光軸Ｏ方向に沿った基準位置を検出する基準センサー２２（基準位置検出部）、およびこの基準センサー２２の出力に基づいて可動枠２の基準位置が設定された後、この基準位置に対する可動枠２の駆動位置を出力する位置センサー２４（駆動位置出力部）を有する。本実施形態では、可動枠２の基準位置は、撮影光学系の無限位置に相当する。
【００２１】
本実施形態では、基準センサー２２は、可動枠２に設けた被検出片２２ａおよび固定枠６に設けた検出器２２ｂを備えたフォトインタラプター手段であり、位置センサー２４は、可動枠２に設けた磁気スケール２４ａおよび固定枠６に設けた検出器２４ｂを備えたＧＭＲ（巨大磁気抵抗）センサー手段である。
【００２２】
フォトインタラプター手段の被検出片２２ａは、可動枠２とともに光軸Ｏ方向に移動する。検出器２２ｂは、被検出片２２ａの移動経路を挟んで対向する図示しない発光素子および受光素子を有する。そして、発光素子から出射した光ビームを受光素子で受光した状態をセンサー出力“明”とし、被検出片２２ａが光軸を遮った状態をセンサー出力“暗”とする。
【００２３】
図１２は、フォトインタラプター手段の検出器２２ｂによる検出信号の一例を示す。検出器２２ｂ（発光素子および受光素子）は、可動枠２の移動範囲の一方の端部（図示右側のメカ端）に近接して固定枠６に配置されている。このため、被検出片２２ａを検出したセンサー出力が“暗”の状態のまま可動枠２が一方のメカ端に到達する。なお、この場合、基準位置は、検出器２２ｂの光軸が被検出片２２ａの移動方向の中央と交差する位置に被検出片２２ｂが移動した位置に設定した。
【００２４】
また、磁気スケール２４ａは、Ｎ極とＳ極が光軸Ｏ方向に等ピッチで並んだ構造を有し、検出器２４ｂは、磁気スケール２４ａの磁束を検出する。制御手段２０は、検出器２４ｂで検出した磁束の変化量から可動枠２の基準位置からの移動量を算出する。
【００２５】
さらに、レンズ駆動装置１０は、電源遮断時またはスリープ状態を指示する信号が出力された際に、基準センサー２２及び位置センサー２４の出力に基づいて、第１の駆動手段１６によって可動枠２を基準位置に移動させ、基準センサー２２からの出力に同期して固定枠６に可動枠２を保持して可動枠２の固定枠６に対する移動を禁止する保持機構３０（禁止手段）を有する。第２の駆動手段１８は、保持機構３０を駆動する。
【００２６】
保持機構３０は、可動枠２に設けた係合凹部３２、および固定枠６に設けた係合片３４（規制部材）を有する。第２の駆動手段１８（図２）は、ステップモーター３６、およびステップモーター３６の回転を係合片３４に伝達するギヤ列３８を有する。第２の駆動手段１８は、係合片３４が係合凹部３２に係合する位置と係合片３４が係合凹部３２から離れる（係合を解除する）位置との間で係合片３４を移動させる。係合片３４が係合凹部３２に係合（当接）することで、可動枠２の固定枠６に対する光軸Ｏ方向に沿った移動が禁止される。係合凹部３２は、係合片３４が係合した状態で、可動枠２を基準位置の近傍（後述する位置Ｐ）に配置する位置に設けられている。
【００２７】
以下、図３乃至図１０を参照して、上述したレンズ駆動装置１０の動作について説明する。図３乃至図５は、可動枠２が光軸Ｏ方向に自由に移動可能な状態（非保持状態）を示し、図６乃至図８は、可動枠２を基準位置の近傍の保持位置Ｐに保持した状態（保持状態）を示す。ここで言う位置Ｐとは、上述した基準位置に対して予め決められた距離だけ予め決められた方向（図１２の左方向）に離間した位置であり、本実施形態では、可動枠２の移動経路の全長の１０％以下の距離で基準位置から離れた位置に設定してある。
【００２８】
図９は、電源ＯＦＦ時の制御動作を説明するためのフローチャートである。  
制御手段２０は、電源遮断時またはスリープ状態を指示する信号が出力された際に、電源ＯＦＦ信号を検出すると（ステップ１）、第１の駆動手段１６を制御して、可動枠２を位置Ｐの方向に駆動する（ステップ２）。可動枠２が位置Ｐに到達したことを判断すると（ステップ３；Ｙｅｓ）、制御手段２０は、第１の駆動手段１６を制御して、可動枠２を位置Ｐに停止する（ステップ４）。
【００２９】
この後、制御手段２０は、第２の駆動手段１８を制御して、保持機構３０の係合片３４を係合凹部３２に係合する（ステップ５）。これにより、可動枠２が位置Ｐに保持される。さらにこの後、制御手段２０は、第１の駆動手段１６の動作（コイル１２に対する給電）を停止して（ステップ６）、電源をＯＦＦにする（ステップ７）。
【００３０】
図１０は、電源ＯＮ時の制御動作を説明するためのフローチャートである。  
制御手段２０は、電源ＯＮ信号を検出すると（ステップ１１）、第１の駆動手段１６を付勢して、可動枠２を位置Ｐに保持する（ステップ１２）。この状態で、制御手段２０は、第２の駆動手段１８を制御して、係合片３４の係合凹部３２に対する係合を解除する（ステップ１３）。この状態で可動枠２は位置Ｐに保持されている。
【００３１】
制御手段２０は、この後、第１の駆動手段１６を制御して、可動枠２を基準位置に向けて移動させる（ステップ１４）。そして、制御手段２０は、可動枠２が基準位置に到達して基準センサー２２が切り替わったことを判断すると（ステップ１５；Ｙｅｓ）、通常の制御動作へ移行する（ステップ１６）。
【００３２】
以上のように、本実施形態によると、電源ＯＦＦ時に可動枠２を基準位置の近傍の位置Ｐに保持するようにしたため、電源ＯＮ時に可動枠２を瞬時に基準位置に移動でき、電源投入直後に通常の制御動作を開始でき、利便性を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、電源ＯＦＦ時に可動枠２を基準位置の近傍の位置Ｐに保持するようにしたが、保持位置Ｐは必ずしも基準位置の近傍でなくても良い。つまり、本実施形態のように、電源ＯＦＦ時に、少なくとも基準位置に対して予め決められた方向（本実施形態では、図１２の左方向）に離間した位置Ｐに可動枠２を保持することで、電源投入時に可動枠２を移動すべき方向を決めることができ、基準位置に向かう方向と逆方向に可動枠２を移動する無駄な制御動作を無くすことができる。
【００３４】
図１１は、電源ＯＮ時の制御動作の変形例を説明するためのフローチャートである。上述した実施形態では、電源ＯＦＦ時に可動枠２を基準位置の近傍の位置Ｐに保持したが、本変形例では、電源ＯＦＦ時に可動枠２を基準位置に保持することを前提としている。基準位置は、上述したように、可動枠２の移動範囲の一方のメカ端近くに設定してあるため、可動枠２を基準位置に配置した状態で、基準センサー２２のセンサー出力は通常“暗”となる。
【００３５】
制御手段２０は、電源ＯＮ信号を検出すると（ステップ２１）、第１の駆動手段１６を付勢して、可動枠２を位置Ｐに保持する（ステップ２２）。この状態で、制御手段２０は、第２の駆動手段１８を制御して、係合片３４の係合凹部３２に対する係合を解除する（ステップ２３）。この状態で可動枠２は基準位置に保持されている。
【００３６】
制御手段２０は、この後、基準センサー２２の状態（センサー出力）を確認し、基準センサー２２の出力が“暗”である場合（ステップ２４；Ｙｅｓ）、可動枠２が基準位置にあることを判断し、第１の駆動手段１６を制御して、可動枠２を基準位置から離れる方向（図１２で左方向）に移動させる（ステップ２５）。
【００３７】
一方、制御手段２０は、ステップ２４で基準センサー２２の出力が明であることを判断した場合（ステップ２４；Ｎｏ）、可動枠２が基準位置から外れていることを判断し、第１の駆動手段１６を制御して、可動枠２を基準位置に向けて（図１２で右方向へ）移動させる（ステップ２６）。
【００３８】
いずれにしても、制御手段２０は、可動枠２が基準位置に到達して（或いは基準位置から移動して）基準センサー２２が切り替わったことを判断すると（ステップ２７；Ｙｅｓ）、通常の制御動作へ移行する（ステップ２８）。
【００３９】
以上のように、本変形例によると、電源ＯＦＦ時に可動枠２を基準位置に保持するようにしたため、上述した実施形態と比較してより素早く制御動作を開始することができ、利便性をより向上させることができる。また、本変形例によると、電源ＯＮ時に可動枠２が基準位置から外れている場合であっても、瞬時に可動枠２を基準位置に移動することができ、通常の制御動作に瞬時に移行できる。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を超えることなく任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１…カメラ、  ２…可動枠、  ４…ガイド部材、  ６…固定枠、  ８…ヨーク、  １０…レンズ駆動装置、  １２…コイル、  １４…磁石、  １６…第１の駆動手段、  １８…第２の駆動手段、  ２０…制御手段、  ２２…基準センサー、  ２４…位置センサー、  ３０…保持機構、  ３２…係合凹部、  ３４…係合片、  ３６…ステップモーター、  ３８…ギヤ列、  １００…レンズユニット、  １０１…鏡筒、  ２００…カメラ本体、  ２０１…撮像素子、  Ｌ…レンズ、  Ｏ…光軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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