CN101246245A - 驱动装置、透镜镜筒以及照相机 - Google Patents

驱动装置、透镜镜筒以及照相机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种驱动装置、透镜镜筒以及照相机，该驱动装置不易与丝杠发生卡齿和脱齿。本发明的驱动装置(1)包括被旋转驱动的丝杠(2)、保持被驱动部件(L)且由于所述丝杠(2)的旋转而直线运动的从动部(3)，所述从动部(3)包括面向所述丝杠(2)的侧部且彼此相向的第1齿(31)和第2齿(32)、以及设置在与所述第1齿(31)和所述第2齿(32)不同位置上的第3齿(33)，当所述从动部(3)由于所述丝杠(2)的旋转而直线运动时，所述丝杠(2)与第1齿(31)相啮合，由此传送动力，且所述丝杠(2)与所述第2齿(32)和所述第3齿(33)为非接触状态。

Description

驱动装置、透镜镜筒以及照相机
技术领域
本发明涉及一种用于驱动被驱动部件的驱动装置、及利用此驱动装置来驱动透镜的透镜镜筒(Lens barrel)以及照相机。
背景技术
现有的驱动照相机透镜的驱动装置包括：进行旋转驱动的丝杠；以及透镜保持部，所述透镜保持部保持透镜，且连接在与所述丝杠相啮合并由于丝杠的旋转而直线运动的螺母部件上(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-205556号公报
然而，在使用了螺母部件的结构中，当透镜保持部到达驱动装置的端部时，例如，当因为某种原因而使丝杠未停止旋转时，有可能导致螺母部件与丝杠卡齿。为了防止出现所述卡齿现象，也有不使用螺母部件而是使用仅在一面上设置着接合齿的齿条(rack)部件的结构，但当使用所述结构时，有容易因撞击而产生脱齿的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不容易与丝杠发生卡齿和脱齿的驱动装置、透镜镜筒以及照相机。
本发明利用如下所述的解决手段来解决所述问题。而且，为了便于理解，标注了与本发明的实施方式相对应的符号来进行说明，但本发明并不限于此。
技术方案1中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于，包括：被旋转驱动的丝杠(2)、和保持被驱动部件(L)且由于所述丝杠(2)的旋转而直线运动的从动部(3)，所述从动部(3)面向所述丝杠(2)的侧部、且具有彼此相向的第1齿(31)和第2齿(32)、以及设置在与所述第1齿(31)和所述第2齿(32)不同位置上的第3齿(33)，当所述从动部(3)由于所述丝杠(2)的旋转而直线运动时，所述丝杠(2)与第1齿(31)相啮合，由此传送动力，所述丝杠(2)与所述第2齿(32)和所述第3齿(33)为非接触状态。
技术方案2中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案1所述的驱动装置(1)中，所述第1齿(31)与所述第3齿(33)设置在以所述丝杠(2)的旋转轴线(C2)为中心且分离成约90度的位置上。
技术方案3中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案1或2所述的驱动装置(1)中，与所述第1齿(31)和所述第2齿(32)相比，所述第3齿(33)设置在更接近所述被驱动部件(L)的位置上。
技术方案4中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案1～3中任一方案所述的驱动装置(1)中，所述从动部(3)具有内周面(23a)，所述内周面(23a)以一部分开放的状态包围所述丝杠(2)的所述侧部，所述第1齿(31)、所述第2齿(32)和所述第3齿(33)形成在所述内周面(23a)上，所述第3齿(33)进而设置成偏靠所述内周面(23a)的所述旋转轴线(C2)的方向的一侧。
技术方案5中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案1～4中任一方案所述的驱动装置(1)中，在所述丝杠(2)驱动所述被驱动部件(L)时不移动的固定部(35)设置着抵接部，在所述从动部(3)的可动范围的端部，所述从动部(3)抵接于所述抵接部，由此限制所述从动部(3)沿着所述丝杠(2)的移动。
技术方案6中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案4所述的驱动装置(1)，具有抵接部(36)，此抵接部(36)设置在所述丝杠(2)驱动所述被驱动部件(L)时不移动的固定部(35)，且与所述从动部(3)的如下部分(P)相抵接，所述部分(P)位于所述从动部(3)的与所述第3齿(33)所偏靠的所述一侧相对的另一侧、且是位于与所述第3齿(33)隔着所述丝杠(2)的所述旋转轴线(C2)的相反侧，在所述从动部(3)的可动范围的端部，所述从动部(3)的所述部分抵接于所述抵接部(36)，由此，限制所述从动部(3)沿着所述丝杠(2)的移动。
技术方案7中所述的发明的驱动装置(1)的特征在于：在技术方案1～6中任一方案所述的驱动装置(1)中，具有施力部件(20)，该施力部件将所述第1齿(31)向所述丝杠(2)推压。
技术方案8所述的发明的透镜镜筒的特征在于：利用技术方案1至技术方案7中任一技术方案所述的驱动装置(1)来驱动透镜。
技术方案9所述的发明的照相机的特征在于：利用技术方案1至技术方案7中任一技术方案所述的驱动装置(1)来驱动透镜。
另外，对于标注符号所说明的结构，可作适当的改良，也可将其中的至少一部分更换成其他结构。
根据本发明，可提供一种不容易与丝杠发生卡齿和脱齿的驱动装置、透镜镜筒以及照相机。
附图说明
图1是透镜驱动装置的立体图。
图2是从图1的箭头II的方向观察到的连结部以及臂部的向视图。
图3是从图1的箭头III的方向观察到的连结部以及臂部的向视图。
图4是透镜驱动装置通常运转时从图1所示的箭头IV的方向观察到的向视图。
图5是表示图1所示的箭头B的方向的透镜驱动装置的端部的图。
图6是表示照相机落下后，透镜保持部在图1所示的箭头A的方向上受到撞击时的示意图。
图7是表示与图5作比较的图，其中在与图5不同的位置上设置着抵接部。
[符号的说明]
1-透镜驱动装置；2-丝杠；2a-螺纹；3-从动部；5-透镜保持部；6-臂部；7-连结部；8-第1导轴；9-第1轴保持部；9a-通孔；10-第2导轴；11-第2轴保持部；11a-内周；14-第1相向部；15-第2相向部；16-连结轴；20-施力弹簧；22-基部；23-U字部；23a-内周面；31-第1齿；32-第2齿；33-第3齿；35、35′-固定部；36、36′-抵接部；C1-光轴；C2-旋转轴线；d、D-间隙；L-被驱动部件
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式中的透镜驱动装置1进行说明。再者，本实施方式虽是对AF(Auto Focus，自动聚焦)数码相机中的透镜驱动装置1进行说明，但本发明并不限于此，可适用于包括摄像机等在内的各种相机。
图1是透镜驱动装置1的立体图。透镜驱动装置1包括旋转驱动的丝杠2、以及保持透镜L且与丝杠2相啮合的从动部3。
丝杠2利用作为驱动源的步进电动机(stepping motor)或DC(directcurrent，直流)电动机等所传递的旋转力而旋转驱动。丝杠2的侧部设置有螺纹2a。
从动部3包括：保持透镜L的透镜保持部5、与丝杠2相啮合的臂部6、连结透镜保持部5与臂部6的连结部7、安装于连结部7且插有第1导轴8的第1轴保持部9、以及安装于透镜保持部5且插有第2导轴10的第2轴保持部11。
透镜保持部5大致呈圆筒状，内部安装着透镜L。安装在透镜保持部5中的透镜L的光轴C1平行于丝杠2的旋转轴线C2。
第1轴保持部9如上所述，是与连结部7相连接的矩形的部分。第1轴保持部9上设置着平行于丝杠2的旋转轴线C2的通孔9a，所述通孔9a内插有与丝杠2的旋转轴线C2平行地延伸的第1导轴8。
如上所述，第2轴保持部11是从透镜保持部5向透镜保持部5的外侧延伸且截面呈U字型的部件。而且，第2轴保持部11的U字部内周11a内，插有与丝杠2的旋转轴线C2平行地延伸的第2导轴10。另外，可利用第1导轴8以及第2导轴10来使从动部3沿着丝杠2稳定地移动。
图2是从图1的箭头II的方向观察到的连结部7以及臂部6的向视图，图3是从图1的箭头III的方向观察到的连结部7和臂部6的向视图。如图所示，连结部7是从透镜保持部5(如图2所示)的圆筒侧壁向丝杠2的方向延伸的部分。如图3所示，连结部7的丝杠2侧在沿着丝杠2的旋转轴线C2的方向上分为两个部分，从而形成第1相向部14和第2相向部15。另外，连结部7具有贯穿第1相向部14和第2相向部15的连结轴16。在连结轴16上，第1相向部14与第2相向部15之间插有施力弹簧20。而且，在连结轴16上的施力弹簧20的第1相向部14侧，插有臂部6的基部22。
如上所述，臂部6具有基部22和U字部23，所述基部22在第1相向部14与第2相向部15之间插有连结轴16，所述U字部23从基部22向丝杠2侧延伸。
U字部23的内周面23a具有第1齿31和第2齿32，所述第1齿31设置在丝杠2的侧部的一侧，所述第2齿32设置在与第1齿31隔着丝杠2相向的一侧。而且，内周面23a在丝杠2的侧部的透镜侧还具有第3齿33，其以丝杠2的旋转轴线C2为中心与第1齿31分离成约90度。
如图1和图2所示，第1齿31以与丝杠2的螺纹2a相啮合的方式设置在U字部23的内周面23a的一侧。而且，如图2所示，第1齿31并不设成与丝杠2的外周形状相对应的曲面，而是设为将螺纹展开的齿条状(Rack-shaped)。图4是当透镜驱动装置通常运转时从图1所示的箭头IV的方向观察到的向视图，切除丝杠2的一部分来表示第3齿33。而且，所谓透镜驱动装置1通常运转时，是指从动部3由于丝杠2的旋转而直线运动的状态，也就是并非照相机受到撞击等而导致丝杠2与齿之间出现卡齿等现象的状态。如图4所示，在U字部23的内周面23a上，第1齿31在沿着丝杠2的旋转轴线C2的两个位置处分别设有两个齿牙，且两个所述第1齿31之间不存在齿。而且通常运转时，第1齿31与丝杠2接触而与螺纹2a相啮合。
如图1、图2和图4所示，第2齿32设置在U字部23的内周面23a的与第1齿31相向的一侧。而且，如图2所示，第2齿32也不设成与丝杠2的外周形状相对应的曲面，而是设为将螺纹展开的齿条状。如图4所示，在U字部23的内周面23a上，第2齿32在沿着丝杠2的旋转轴线C2的两个位置处也分别设有两个齿牙，且两个所述第2齿32之间不存在齿。而且，与第1齿31不同的是，第2齿32的齿谷部分与丝杠2的螺纹2a的齿顶之间在通常的状态下存在间隙d，在通常运转时，第2齿32与丝杠2的螺纹2a处于非接触状态。另外，本实施方式中，第2齿32的高度为0.1mm，间隙d为0.04mm。
如图2和图3所示，第3齿33以丝杠2的旋转轴线C2为中心与第1齿31分离成约90度而设置在U字部23的内周面23a上。而且，如图2所示，第3齿33也不设成与丝杠2的外周形状相对应的曲面，而是设为将螺纹展开的齿条状。如图3所示，第3齿33设置成偏靠U字部23的内周面23a的一侧(图3中是下侧)，且U字部23的内周面23a的另一侧(图3中是上侧)的部分不存在第3齿33。而且，如图2和图3所示，第3齿33与螺纹2a之间，当通常运转时存在较第2齿32与丝杠2之间的间隙d还更大的间隙D，第3齿33与螺纹2a处于非接触状态。另外，本实施方式中，第3齿33的高度为0.19mm，间隙D为0.3mm。
如图2和图3所示，施力弹簧20的卷曲成螺旋状的一端一直延伸到U字部23上设置着第1齿31的部分的背面侧，将U字部23推向丝杠2侧，由此，向与丝杠2抵接的方向推压第1齿31。利用所述推压作用，使第1齿31可靠地与螺纹2a相啮合。
图5是表示透镜驱动装置1中向图1所示的箭头B的方向推进的端部的图。如图所示，透镜驱动装置1具有当利用丝杠2实施AF动作时不移动的抵接部36，所述抵接部36固定在例如用于固定CCD的CCD台或固定筒的固定部35上。抵接部36是从固定部35延伸到透镜驱动装置侧的矩形部件，当从动部3沿着丝杠2向固定部35侧直线运动时，所述抵接部36抵接于U字部23，以施加限制，使得从动部不进一步向前进方向移动。
所述抵接部36被设为与P位置相抵接，所述P位置位于从动部3的U字部23的与第3齿33所偏靠的一侧相对的另一侧(图3中是上侧)、并且是位于与第3齿33以旋转轴线C2为中心相对的相反侧(图3中是右侧)。
接着，对驱动装置的动作进行说明。图1～4所示的状态中，施力弹簧20从外侧将U字部23推向丝杠2侧，因此，向与丝杠2抵接的方向推压第1齿31。所以，第1齿31能可靠地与螺纹2a相啮合，另外如上所述，第2齿32与丝杠2的螺纹之间产生间隙d。在此状态下，如果丝杠2旋转，则可利用第1齿31与螺纹2a的啮合而使从动部3沿着丝杠2直线运动。此时，因施力弹簧20推压第1齿31，所以第1齿31能可靠地与螺纹2a相啮合，只要不施加过度的负荷，从动部3即可沿着丝杠2直线运动而不会产生脱齿等现象。
图6是表示例如照相机落下后，从动部3在图1所示的箭头A的方向上受到撞击时的图。当受到撞击时，从动部3因惯性的作用而在箭头A的方向上受力。但是，因从动部3的U字部23的第1齿31与丝杠2相啮合，所以仍要停留在所述啮合位置。另一方面，从动部3的透镜保持部5(图6中未图示)和连结部7因惯性的作用而要向箭头A的方向移动。因此，如图6所示，臂部6以点Q作为支点而倾斜。所述倾斜，使第1齿31与丝杠2的螺纹2a之间的啮合解除。但是，正常运转时未与丝杠2的螺纹2a啮合的第3齿33因臂部6倾斜而与螺纹2a相啮合。利用所述第3齿33与螺纹2a的啮合，可防止从动部3与丝杠2之间出现脱齿。
实际测定照相机落下后是否会产生脱齿的结果是，在未设置第3齿33的情况下，即使照相机从约2cm的高度落下时也会产生脱齿现象。然而，在使用具有设置着第3齿33的本实施方式的透镜驱动装置的照相机的情况下，即使从约40cm的高度落下也未产生脱齿现象。
另外，例如，当照相机在图1中箭头B所示的与箭头A相反的方向落下时，可利用插在连结轴16中的施力弹簧20的螺旋状部分的弹力来吸收落下的撞击，因此可缓冲从动部3所受到的惯量(inertia)，从而具有可充分地防止脱齿的效果。
接着，对从动部3到达丝杠2的端部的情形进行说明。如图5所示，当从动部3移动到丝杠2的端部时，从动部3的图5所示的P位置与抵接部36抵接。当通常运转时，通过未图示的传感器或编码器(Encoder)检测出从动部3到达丝杠2的端部后，丝杠2停止旋转。但是，有时也会因某种原因而导致丝杠2继续旋转。即使在这种情况下，根据本实施方式，抵接部36抵接在从动部3的P位置，因此臂部6不会倾斜。此时，虽然丝杠2空转，但因为丝杠2的螺纹2a与第2齿32之间存在图4所示的间隙d，因此不会产生脱齿及在第1齿31处产生过度卡齿的现象。另外，当在此位置上产生脱齿现象时，可检测电动机空转等而实施恢复动作。
此处，利用图7表示图5的比较例。与图5相同，图7是表示透镜驱动装置1中丝杠2的输送方向的一个端部的图。图7与图5的不同之处在于：设置在固定部35′的抵接部36′并不抵接于从动部3的臂部6，而是抵接于从动部3的连结部7的第1相向部14。在图6所示的结构中，当从动部3移动到丝杠2的端部时，第1相向部14与抵接部36′相抵接。此状态下，如果丝杠2继续旋转，则U字部23会沿着丝杠2移动，因此臂部6会产生倾斜。如果臂部6倾斜，则第3齿33与丝杠2的螺纹2a相啮合，由于在所述啮合状态下丝杠2继续旋转，因而会产生所谓的卡齿。
(变形方式)
本发明并不限于以上所述的实施方式，可进行多种变形或变更，这些变形或变更也属于本发明的范围。
(1)本实施方式中，虽然第1齿31、第2齿32、第3齿33均设置在同一个U字部23的内周面23a上，但本发明并不限于此，也可将这些齿设置在彼此独立的部件上。
(2)本实施方式中，第1齿31和第2齿32在沿着丝杠2的旋转轴线C2的两个位置上，分别设有两个齿牙，所述第1齿31和所述第2齿32之间不存在齿。但本发明并不限于此，也可使第1齿31和第2齿32连续地设置在内周面23a上。
(3)本实施方式中，使用施力弹簧20作为施力部件，但本发明并不限于此，也可使用具有推压第1齿31功能的其他施力部件。
(4)本实施方式中，抵接部36设置在CCD台等的透镜驱动装置1的端面上，但本发明并不限于此，只要能防止臂部6倾斜，那么所述抵接部36也可设置在其他部分。另外，本实施方式中，抵接部36是由矩形部件构成的，但并不限于此，也可由支柱或弹性部件构成。
(5)本实施方式中，从动部3是由臂部6、以及除此以外的具有连结部7和透镜保持部5的部件这两个部件构成的，但并不限于此，从动部3也可由三个以上的部件构成，或者由一个部件构成。

Claims (9)

1.一种驱动装置，其特征在于，
包括：丝杠，其被旋转驱动；以及从动部，其保持被驱动部件，且由于所述丝杠的旋转而直线运动；
所述从动部包括面向所述丝杠的侧部且彼此相向的第1齿及第2齿、以及设置在与所述第1齿和所述第2齿不同位置上的第3齿，
当所述从动部由于所述丝杠的旋转而直线运动时，所述丝杠与第1齿相啮合，由此传送动力，且所述丝杠与所述第2齿和所述第3齿为非接触状态。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：
所述第1齿与所述第3齿设置在以所述丝杠的旋转轴线为中心且分离成约90度的位置上。
3.如权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于：
与所述第1齿和所述第2齿相比，所述第3齿设置在更接近所述被驱动部件的位置上。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的驱动装置，其特征在于：
所述从动部具有内周面，所述内周面以一部分开放的状态包围所述丝杠的所述侧部，
所述第1齿、所述第2齿和所述第3齿形成在所述内周面上，所述第3齿进而设置成偏靠所述内周面的在所述丝杠的旋转轴线的方向上的一侧。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的驱动装置，其特征在于：
在所述丝杠驱动所述被驱动部件时不移动的固定部设置有抵接部，
在所述从动部的可动范围的端部，所述从动部抵接于所述抵接部，由此限制所述从动部沿着所述丝杠的移动。
6.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：
具有抵接部，所述抵接部设置在所述丝杠驱动所述被驱动部件时不移动的固定部，且与所述从动部的如下部分相抵接，所述部分位于所述从动部的与所述第3齿所偏靠的所述一侧相对的另一侧、且是位于与所述第3齿隔着所述丝杠的所述旋转轴线的相反侧，
在所述从动部的可动范围的端部，所述从动部的所述部分抵接于所述抵接部，由此，限制所述从动部沿着所述丝杠的移动。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的驱动装置，其特征在于：
具有施力部件，该施力部件将所述第1齿向所述丝杠推压。
8.一种透镜镜筒，其特征在于：
利用权利要求1至权利要求7中任一权利要求所述的驱动装置来驱动透镜。
9.一种照相机，其特征在于：
利用权利要求1至权利要求7中任一权利要求所述的驱动装置来驱动透镜。
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