JP2004170753A

JP2004170753A - Lens driving device

Info

Publication number: JP2004170753A
Application number: JP2002337694A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Fujii; 仁藤井; Keiji Iwasaki; 桂司岩崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP4211363B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens driving device consisting of a lead screw 8 and a nut 9 and constituted so that a mechanical lock state hardly occurs because the nut for feeding 9 exceeds a movable range and collides with a mechanical end or the device is surely restored from the mechanical lock state even if the mechanical lock state has occurred. <P>SOLUTION: By providing a hemispherical projection 9b on a plane on which the nut 9 abuts when it reaches the mechanical end, the area of the abutting part is reduced and a friction coefficient is effectively made small, thereby, the biting force of the nut 9 at the time of mechanical lock or mechanical lock releasing force after the mechanical lock is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器に用いられ、レンズを光軸方向に駆動するためのレンズ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズを光軸方向に直線的に移動させ、微小位置決めする装置の一例として、図１０に示すリードスクリューとナットを用いた送り装置が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この構成は、基台１に２本のガイドポール２ａ、２ｂを植立し、レンズ枠５には、一方のガイドポール２ａに貫挿される軸受部５ａと他方のガイドポール２ｂを両側から挟み込みレンズ枠５の回転を規制する回り止め部５ｂを設けており、このレンズ枠５はガイドポール２ａ、２ｂに沿って移動可能となっている。また、レンズ枠５の軸受部５ａの近くにレンズ光軸と垂直な平面を有するナット受け部５ｃを設けている。ナット９はこのナット受け部５ｃに当接して配され、ナット９の中心部に設けた雌ネジ部に螺合するようにリードスクリュー８を配置している。このリードスクリュー８の一端には基台１に固定されたステッピングモータ６が連結されている。また、ナット９の外周には凸形状９ｂを有し、この凸形状９ｂと所定のクリアランスを持った状態で嵌合する凹形状１ａを基台１に形成している。また、レンズ枠５の軸受部５ａが貫挿されるガイドポール２ａの根元には、内径がガイドポール２ａの直径よりも大きい圧縮コイルバネ４が貫挿されており、この圧縮コイルバネ４は基台１とレンズ枠５の間でバネ力が作用し、レンズ枠５を常にナット９に押し付けてナット９と一体とする働きを持っている。
【０００４】
以上の構成からなる従来のレンズ駆動装置の動作について説明する。
【０００５】
レンズ枠５を所定量送るためにステッピングモータ６を駆動すると、ステッピングモータ６に連結されたリードスクリュー８が回転する。するとこのリードスクリュー８に螺合されたナット９はリードスクリュー８と一体となってリードスクリュー８の軸回りに回転しようとする。ところがナット９外周部の凸形状９ｂが基台１に設けた凹形状１ａに嵌合しているためナット９の回転は規制される。その結果リードスクリュー８が回転するとナット９はリードスクリュー８の軸方向へ移動することになる。
【０００６】
この時、ナット９がステッピングモータ６に近づく方向へ移動すると、圧縮コイルバネ４によってナット９に押し付けられているレンズ枠５もナット９と一体となってステッピングモータ６に近づく方向へ移動し、逆にナット９がステッピングモータ６から遠ざかる方向へ移動すると、圧縮コイルバネ４によってナット９に押し付けられているレンズ枠５もナット９と一体となってステッピングモータ６から遠ざかる方向へ移動するものである。
【０００７】
【特許文献１】
実公平６−３７２２８号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ駆動装置では、次のような問題点がある。
【０００９】
ナット９をステッピングモータ６側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠５をステッピングモータ６側へ移動させたときに、目標通りナット９の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路（図示せず）のバグやその他の原因で制御不能となってナット９がステッピングモータ６側に移動し続けた場合には、ナット９は可動範囲の終端に到達しステッピングモータ６の取り付け板７に衝突して、リードスクリュー８にねじ込まれる状態でメカロックしてしまうことがある。この場合、通常カメラ全体を制御する制御回路（図示せず）で異常を検出し、システムリセット動作に入る。具体的には、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９が取り付け板７から離れる方向に回転駆動しようとする。ところが、ナット９とリードスクリュー８間、及びナット９と取り付け板７間の食い込み力（摩擦力）がモータ６のトルクよりも大きい場合にはナット９を逆方向に移動することが出来ず、カメラ本体及びレンズ鏡筒を分解修理する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決し、モータ制御回路のバグやその他の原因で制御不能となり、ナット９が可動範囲の終端に到達してリードスクリュー８にねじ込まれる状態となってもメカロックしない、もしくはメカロックしてもシステムリセットでロック解除し再びナット９が移動可能となるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の本発明のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能で、かつ、外周に凸部を有したネジ部材と、前記凸部と螺合する凹部を有する回転止基台と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、前記モータを固定する基台と前記回転止基台とは一体的に構成され、前記ネジ部材に前記規制手段と当接する突部を設けた構成としたものである。
【００１２】
また、請求項２記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項１記載のレンズ駆動装置であって、前記ネジ部材は、前記ネジ部材のネジ内径の中心から最も遠い前記凸部の端部と、前記ネジ内径の中心とを結ぶ直線上で前記凸部の端部から０．５ｍｍ以上前記ネジ内径側に近い距離、かつ、前記直線上で前記ネジ内径から０．５ｍｍ以上前記凸部端部側に近い距離に前記凸部の中心がある構成としたものである。
【００１３】
また、請求項３記載の本発明のレンズ駆動装置は、前記ネジ部材の厚みを１ｍｍ以下としたものである。
【００１４】
また、請求項４記載の本発明のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、前記規制手段に前記ネジ部材と当接する突部を設けた構造としたものである。
【００１５】
また、請求項５記載の本発明のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段と、前記ネジ部材と前記規制手段との間に配設した緩衝部材とを具備した構成としたものである。
【００１６】
また、請求項６記載の本発明のレンズ駆動装置は、前記緩衝部材に、前記ネジ部材と当接する突部を設けた構成としたものである。
【００１７】
また、請求項７記載の本発明のレンズ駆動装置は、前記ネジ部材に、前記緩衝部材と当接する突部を設けた構成としたものである。
【００１８】
また、請求項８記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項５〜７記載のレンズ駆動装置であって、前記緩衝部材を前記ネジ部材もしくは前記規制手段に付設した構成としたものである。
【００１９】
また、請求項９記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項１、４または６〜８記載のレンズ駆動装置であって、前記突部を複数設けた構成としたものである。
【００２０】
また、請求項１０記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項１、４または６〜８記載のレンズ駆動装置であって、前記突部を一つだけ設けた構成としたものである。
【００２１】
また、請求項１１記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項１、４または６〜９記載のレンズ駆動装置であって、前記複数個の突部の高さをそれぞれ異ならせた構成としたものである。
【００２２】
また、請求項１２記載の本発明のレンズ駆動装置は、請求項１、４または６〜１０記載のレンズ駆動装置であって、前記突部の形状を略半球状の突起とした構成としたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図２は本発明の実施の形態１によるレンズ駆動装置の一部構成を示す側面図である。図８は本発明の実施の形態１によるレンズ駆動装置のナット形状を示す斜視図である。図９は本発明の実施の形態１によるレンズ駆動装置のナット形状を示す平面図である。なお、図１０において説明した従来例の構成と同じ機能を持った部材は同一符号を付与している。
【００２５】
まず構成について説明する。基台１の中央部には被写体をレンズで結像させた画像を取り込むための撮像素子３を固定し、基台１の撮像素子３の周辺部に２本のガイドポール２ａ、２ｂを植立し、レンズ枠５には、一方のガイドポール２ａに貫挿される軸受部５ａと他方のガイドポール２ｂを両側から挟み込みレンズ枠５の回転を規制する回り止め部５ｂを設けており、このレンズ枠５はガイドポール２ａ、２ｂに沿って移動可能となっている。また、レンズ枠５の軸受部５ａの近くにレンズ光軸と垂直な平面を有するナット受け部５ｃを設けている。ナット９の中心部に設けた雌ネジ部に螺合するようにリードスクリュー８を配置し、ナット９はレンズ枠５のナット受け部５ｃに当接するようにしている。このリードスクリュー８の一端にはステッピングモータ６が取り付けられており、このモータ６はモータ取り付け板７と一体に構成されて、モータ取り付け板７が基台１にネジ（図示せず）で固定されている。この取り付け板７は、ナット９がステッピングモータ６方向へ移動する時の終端位置となるストッパーを兼ねている。また、ナット９の外周には凸形状９ａを有し、この凸形状９ａと所定のクリアランスを持った状態で嵌合する凹形状１ａを基台１に形成している。また、レンズ枠５の軸受部５ａが貫挿されるガイドポール２ａの根元には、内径がガイドポール２ａの直径よりも大きい圧縮コイルバネ４が貫挿されており、この圧縮コイルバネ４は基台１とレンズ枠５の間でバネ力が作用し、レンズ枠５を常にナット９に押し付けてナット９と一体とする働きを持っている。
【００２６】
また、ナット９のモータ取り付け板７と対向する面の凸形状９ａに半球状の突起９ｂを設けている。
【００２７】
このナット９の具体的な寸法は、外径Ｄ_１が直径４ｍｍ、雌ネジが切ってある内径Ｄ_２は直径２ｍｍ、突起９ｂの根元径Ｄ_３は直径０．５ｍｍである。さらに、突起９ｂをナット９に設ける場合、根元径Ｄ_３とナット９の外形との最短距離Ｈ_１、Ｖ_１、Ｖ_２を各々最低でも０．５ｍｍ以上確保する必要がある。その理由は、突起９ｂをプレス金型で作成した時にナット９の外形寸法が膨張し、外形寸法の精度が確保できなくなる。ナット９の外形寸法精度が確保できず、設計寸法よりも大きくなった場合には、基台１の凹部１ａとナット９の凸形状９ａとが嵌合しているクリアランスが無くなり、ナット９がリードスクリュー８の軸方向に沿って移動することができなくなる。また、根元径Ｄ_３とナット９の内径Ｄ_２との最短距離Ｈ_２は０．５ｍｍ以上確保する必要がある。その理由は、Ｈ_２が０．５ｍｍよりも小さいと、ナット９のネジ形状を変形させてしまい、リードスクリュー８と螺合しなくなりナット９が移動できなくなるからである。したがって、本実施の形態においては、ナット９の外形部に張り出して設けた凸形状９ａの面積を利用して、この領域に突起９ｂを設けている。これにより、最短距離Ｈ_１、Ｈ_２、Ｖ_１、Ｖ_２はそれぞれ０．５ｍｍ以上を確保した構成としている。
【００２８】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００２９】
本レンズ枠５は、フォーカス調整のために駆動するものであり、図示しないズームレンズ群のズーム位置と被写体の位置に応じて、レンズ枠５を所定量送るためにステッピングモータ６を駆動すると、ステッピングモータ６に連結されたリードスクリュー８が回転する。するとこのリードスクリュー８に螺合されたナット９はリードスクリュー８と一体となってリードスクリュー８軸回りに回転しようとする。ところがナット９外周部の凸形状９ａが基台１に設けた凹部１ａに嵌合しているためナット９のリードスクリュー８軸回りの回転は規制される。その結果リードスクリュー８が回転するとナット９はリードスクリュー８の軸方向へ移動することになる。
【００３０】
この時、ナット９がステッピングモータ６に近づく方向へ移動すると、圧縮コイルバネ４によってナット９に押し付けられているレンズ枠５もナット９と一体となってステッピングモータ６に近づく方向へ移動し、逆にナット９がステッピングモータ６から遠ざかる方向へ移動すると、圧縮コイルバネ４によってナット９に押し付けられているレンズ枠５もナット９と一体となってステッピングモータ６から遠ざかる方向へ移動するものである。
【００３１】
ここで、ナット９をステッピングモータ６側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠５をステッピングモータ６側へ移動させたときに、目標通りナット９の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路（図示せず）のバグやその他の原因で制御不能となりナット９がステッピングモータ６側に移動し続けた場合には、ナット９は可動範囲の終端に到達しステッピングモータ６の取り付け板７に衝突して位置規制され、リードスクリュー８にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路（図示せず）で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９が取り付け板７から離れる方向に回転駆動しようとする。
【００３２】
この時、ナット９をリードスクリュー８から解除するには、リードスクリュー８方向の食い込み力Ｆと、ナット９と取り付け板７との間の摩擦係数μ_ｎｔとを乗じたトルクが必要となる。ところで、摩擦係数は接触面積（実効面積）によって変化し、接触面積が小さいと小さく、接触面積が大きいと大きくなるという特性がある。本実施の形態のナット９には、取り付け板７と対向する外周部の凸形状９ａに半球状の突起９ｂを設けてあり、ナット９の板厚が１ｍｍであるのに対して、突起９ｂの凸高さは０．２ｍｍに設定してある。ここで、ナット９が食い込んだ状態で取り付け板７とナット９が接触しているのは、この突起９ｂとその１８０°反対方向のナット９の外周部の２点Ａ、Ｂのみとなっている。これは、突起９ｂが無い場合には、ナット９と取り付け板７が対向する面どうしで面接触しているのに対して、点接触しており、接触している実効面積は明らかに小さくなっている。すなわち、ナット９と取り付け板７との間の摩擦係数μ_ｎｔは、突起９ｂが無い場合に比べて突起９ｂがある場合の方が極めて小さく、ナット９をロック状態から解除するのに必要なトルクは小さくて済む。
【００３３】
したがって、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９が取り付け板７から離れる方向に回転駆動すると、ステッピングモータ６の小さな回転トルクでナット９のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【００３４】
さらに、突起９ｂをナット９の凸形状９ａ部分に設けたことにより、図９に示すＸ軸方向のナット９の断面係数が増加して曲げ剛性が強くなるので、ナット９がロック状態になって応力を受けた状態でのナット９の変形を抑制することが可能である。この効果は、ナットの厚みが１ｍｍ以下の場合に有効であり、好ましくは、ナットの厚みが０．５ｍｍ以下の場合に特に有効である。
【００３５】
なお、上記においては、ナット９の外周部の凸形状９ａに突起９ｂを設けたが、取り付け板７のナット９と対向しかつナット９と当接する面内に、突起を設けても同様の効果が得られるのは明らかである。
【００３６】
また、突起をナット９と取り付け板７の双方に設けても同様の効果が得られることは明らかである。
【００３７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２によるレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図４は本発明の実施の形態２によるレンズ駆動装置の一部構成を示す側面図である。なお、実施の形態１と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【００３８】
まず構成を説明する。中心にリードスクリュー８軸よりわずかに大きな内径を有する円盤状のポリスライダーワッシャー１０を、その内径をリードスクリュー８に貫挿し取り付け板７とナット９との間になるように配置している。このポリスライダーワッシャー１０はリードスクリュー８軸上を移動可能な状態となっている。
【００３９】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００４０】
ナット９をステッピングモータ６側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠５をステッピングモータ６側へ移動させたときに、目標通りナット９の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路（図示せず）のバグやその他の原因で制御不能となりナット９がステッピングモータ６側に移動し続けた場合には、ナット９は可動範囲の終端に到達する。すなわち、ポリスライダーワッシャー１０を取り付け板７との間に挟み込んだ状態で衝突して、リードスクリュー８にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路（図示せず）で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９がポリスライダーワッシャー１０から離れる方向に回転駆動しようとする。
【００４１】
この時、ナット９をリードスクリュー８から解除するには、リードスクリュー８方向の食い込み力Ｆと、ナット９とポリスライダーワッシャー１０との間の摩擦係数μ_ｎｗとを乗じたトルクが必要となる。ところで、メカロック状態では、取り付け板７とナット９に挟まれたポリスライダーワッシャー１０はナット９が衝突した時のリードスクリュー８軸方向の食い込み力によって圧縮された状態となっている。このポリスライダーワッシャー１０は弾性体であり、ナット９をステッピングモータ６から遠ざける方向へ移動させようとする（メカロック状態を解除しようとする）力が働いている。すなわち、ナット９のメカロック状態を解除する力は、ポリスライダーワッシャー１０がない場合にくらべて、ポリスライダーワッシャー１０がある場合の方が小さい力で済む。
【００４２】
したがって、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９がポリスライダーワッシャー１０から離れる方向に回転駆動すると、ポリスライダーワッシャー１０の弾性力の作用により、ステッピングモータ６の小さな回転トルクでナット９のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【００４３】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー１０を用いたが、金属や樹脂のスプリングワッシャーなど弾性を有する部材であれば、取り付け板７とナット９との間に介在させることで同様の効果が得られることは明らかである。
【００４４】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３によるレンズ駆動装置の一部構成を示す斜視図である。なお、実施の形態２と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【００４５】
まず構成について説明する。図５において、中心にリードスクリュー８軸よりわずかに大きな内径を有する円盤状の樹脂成形ワッシャー１１を、その内径をリードスクリュー８に貫挿し取り付け板７とナット９との間になるように配置している。この樹脂成形ワッシャー１１の取り付け板７と当接する面内に突起１１ｂを設けている。また、樹脂成形ワッシャー１１はリードスクリュー８軸上を移動可能な状態となっている。
【００４６】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００４７】
ナット９をステッピングモータ６側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠５をステッピングモータ６側へ移動させたときに、目標通りナット９の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路（図示せず）のバグやその他の原因で制御不能となりナット９がステッピングモータ６側に移動し続けた場合には、ナット９は可動範囲の終端に到達する。すなわち、樹脂成形ワッシャー１１を取り付け板７との間に挟み込んだ状態で衝突して、リードスクリュー８にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路（図示せず）で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９が樹脂成形ワッシャー１１から離れる方向に回転駆動しようとする。
【００４８】
この時、ナット９をリードスクリュー８から解除するには、リードスクリュー８方向の食い込み力Ｆと、ナット９と樹脂成形ワッシャー１１との間の摩擦係数μ_ｎｗとを乗じたトルクが必要となる。ところで、摩擦係数は接触面積（実効面積）によって変化し、接触面積が小さいと小さく、接触面積が大きいと大きくなるという特性がある。本実施の形態の樹脂成形ワッシャー１１には、ナット９と対向する面に半球状の突起１１ｂを設けてあり、突起１１ｂの凸高さは０．２ｍｍに設定してある。ここで、ナット９が食い込んだ状態で樹脂成形ワッシャー１１とナット９が接触しているのは、この突起１１ｂとその１８０°反対方向の樹脂成形ワッシャーの外形部の２点Ａ、Ｂのみとなっている。これは、突起１１ｂが無い場合には、ナット９と樹脂成形ワッシャー１１が対向する面どうしで面接触しているのに対して、点接触しており、接触している実効面積は明らかに小さくなっている。すなわち、ナット９と樹脂成形ワッシャー１１の間の摩擦係数μ_ｎｗは、突起１１ｂが無い場合に比べて突起１１ｂがある場合の方が極めて小さく、ナット９をロック状態から解除するのに必要なトルクは小さくて済む。
【００４９】
かつ、メカロック状態では、取り付け板７とナット９に挟まれた樹脂成形ワッシャー１１はナット９が衝突した時のリードスクリュー８軸方向の食い込み力によって圧縮された状態となっている。この樹脂成形ワッシャー１１は弾性体であり、ナット９をステッピングモータ６から遠ざける方向へ移動させようとする（メカロック状態を解除しようとする）力が働いている。すなわち、ナット９のメカロック状態を解除する力は、樹脂成形ワッシャー１１がない場合にくらべて、樹脂成形ワッシャー１１がある場合の方が小さい力で済む。
【００５０】
したがって、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９が樹脂成形ワッシャー１１から離れる方向に回転駆動すると、樹脂成形ワッシャー１１の弾性力と、突起１１ｂによる摩擦係数の低減の両方の作用により、ステッピングモータ６のより小さな回転トルクでナット９のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【００５１】
なお、上記においては、突起１１ｂを樹脂成形ワッシャー１１のナット９と当接する面内に設けたが、突起をナット９の樹脂成形ワッシャー１１と当接する面内に設けても同様の効果が得られることは明らかである。
【００５２】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４によるレンズ駆動装置の一部構成を示す分解斜視図である。なお、実施の形態２と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【００５３】
まず構成について説明する。ポリスライダーワッシャー１０をナット９の取り付け板７と対向する面に両面テープ（図示せず）で貼り付けてある。
【００５４】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００５５】
ポリスライダーワッシャー１０は、常にナット９に貼り付いた状態で、ナット９と一体となって駆動される。したがって、取り付け板７とナット９の中間でリードスクリュー８上を任意に移動することがなくなり、ポリスライダーワッシャー１０の内径部とリードスクリュー８との接触による磨耗や噛み込みを防止することができる。無論、実施の形態２と同様に、ナット９がメカロック状態となった場合でも、ナット９のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー８をナット９がポリスライダーワッシャー１０から離れる方向に回転駆動すると、ポリスライダーワッシャー１０の弾性力の作用により、ステッピングモータ６の小さな回転トルクでナット９のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能である。
【００５６】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー１０を両面テープでナット９に貼り付けたが、接着剤、溶着、カシメ等によって固着しても同様の効果が得られることは明らかである。
【００５７】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー１０をナット９の取り付け板７と対向する面に貼り付けた構成としたが、ポリスライダーワッシャー１０を取り付け板７のナット９と対向する面に貼り付ける構成としても同様の効果が得られることは明らかである。
【００５８】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５によるレンズ駆動装置のナット形状を示す斜視図である。なお、実施の形態１と同じ機能を持つ部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【００５９】
まず構成について説明する。ナット９は、略円盤状を成しその外形の一部に凸形状を有している。このナットの取り付け板７と対向する面内の同心円上に、１２０°間隔で３つの同一凸高さの突起が設けてある。
【００６０】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００６１】
ここで、ナット９が食い込んだ状態で取り付け板７とナット９が接触しているのは、この突起９ｂ、９ｃ、９ｄの３点のみとなっている。これは、突起９ｂが１個の場合に、突起９ｂ以外のもう一方の接点がほぼ１８０°対向したナット９の外周部付近に限定されるよりも、ナット９と取り付け板７が接触する個所が常に明確に限定されることによって食い込み状態がほぼ同条件で再現される。すなわち、食い込み力（摩擦力）のばらつきが抑制されて安定するので、ナット９の解除力も安定しステッピングモータ６の発生する回転トルクに対して、確実にナット９をメカロック状態から復帰させることが可能となる。
【００６２】
なお、上記においては、突起の数を３つとしたが、特に限定されるものではなく、更に複数個設けてもよい。
【００６３】
なお、上記においては、複数個の突起高さを同一高さとしたが、各突起の高さを異ならせることで、ナット９のメカロック状態での取り付け板７に対する当接角度を任意に設定することが可能となる。すなわち、この角度をナット９をメカロック状態から復帰させるのに適した角度に設定することで、より小さなステッピングモータ６の回転トルクでかつ確実にナット９のメカロック状態を解除することが可能である。
【００６４】
また、上記実施の形態１〜５において、突起の形状を半球状としたが、この形状に限定されるものではなく、平面同士の実効的な接触面積を低減することが可能な突起形状であれば、同様の各効果が得られることは明らかである。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ナット９に突起９ｂを設けたので、ナット９が可動範囲の終端に到達してリードスクリュー８にねじ込まれる（メカロック）状態となってもシステムリセットで容易にロック解除し再びナット９が移動可能となる。さらに、突起９ｂをナット９の凸形状９ａ部分に設けたことにより、ナット９の断面係数が増加して曲げ剛性が強くなるので、ナット９がロック状態になって応力を受けた状態でのナット９の変形を抑制することが可能である。
【００６６】
また、ナット９の平面にスペース的に突起９ｂが設けられなくても、ナット９と取り付け板７の間にポリスライダーワッシャー１０を介在させることで、ナット９がメカロック状態に入る時にポリスライダーワッシャー１０の弾性力が反発力として働き、メカロックしにくくなる。また、メカロックした時でもポリスライダーワッシャー１０の弾性力が、ナット９を解除する方向に作用するため、より小さなステッピングモータ６のトルクで確実にナット９をロック解除することができる。
【００６７】
また、ナット９と取り付け板７の間に介在させた樹脂成形ワッシャー１１に突起１１ｂを設けたことで、ナット９と樹脂成形ワッシャー１１との接触面積が大幅に減少し、実効的な摩擦係数が小さくなることによって、メカロックしたときでも極めて小さなステッピングモータ６のトルクで確実にロック解除が可能となるとともに、ロック解除時のステッピングモータ６の消費電力を抑制することができる。
【００６８】
また、ポリスライダーワッシャー１０をナット９に貼り付けたことで、あるいはポリスライダーワッシャー１０を取り付け板７に貼り付けたことで、ポリスライダーワッシャー１０とリードスクリュー８との接触を回避し、ポリスライダーワッシャー１０の磨耗やリードスクリュー８への噛み込みを防止することができる。
【００６９】
また、突起を複数個設けることにより、ナット９のメカロック状態での姿勢や接点の状態を任意にかつ安定に設定することができるので、確実にナット９をメカロック状態から解除可能としかつ各構成部品の設計自由度が増し、装置の小型化が可能となる。
【００７０】
また、突起の形状を半球状としたことで、接触個所が点接触となって実効的な接触面積が減り摩擦係数が小さくなるので、メカロックしたときでも極めて小さなステッピングモータ６のトルクで確実にロック解除が可能となる。かつ、半球状であれば、プレス品や成形品で容易に形状ができるので、低コストで部品を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図２】図１のレンズ駆動装置の一部を示す側面図
【図３】本発明の実施の形態２のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図４】図３のレンズ駆動装置の一部を示す側面図
【図５】本発明の実施の形態３のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図６】本発明の実施の形態４のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図７】本発明の実施の形態５のレンズ駆動装置のナットを示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態１のレンズ駆動装置のナットを示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態１のレンズ駆動装置のナットを示す平面図
【図１０】従来のレンズ駆動装置を示す分解斜視図
【符号の説明】
１基台
４圧縮コイルバネ
５レンズ枠
６ステッピングモータ
７取り付け板
８リードスクリュー
９ナット
９ｂ突起[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device used for an optical device such as a video camera or a digital still camera, for driving a lens in an optical axis direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of a device for linearly moving a lens in an optical axis direction and performing minute positioning, a feed device using a lead screw and a nut shown in FIG. 10 is known (for example, Patent Document 1).
[0003]
In this configuration, two guide poles 2a, 2b are erected on the base 1, and the lens frame 5 is provided with a bearing 5a inserted into one guide pole 2a and the other guide pole 2b sandwiched from both sides. A detent part 5b for regulating the rotation of the frame 5 is provided, and the lens frame 5 is movable along the guide poles 2a, 2b. Further, a nut receiving portion 5c having a plane perpendicular to the lens optical axis is provided near the bearing 5a of the lens frame 5. The nut 9 is disposed in contact with the nut receiving portion 5c, and the lead screw 8 is disposed so as to be screwed into a female screw portion provided at the center of the nut 9. A stepping motor 6 fixed to the base 1 is connected to one end of the lead screw 8. The base 1 has a convex shape 9b on the outer periphery of the nut 9, and a concave shape 1a fitted with the convex shape 9b with a predetermined clearance. A compression coil spring 4 whose inner diameter is larger than the diameter of the guide pole 2a is inserted through the base of the guide pole 2a through which the bearing portion 5a of the lens frame 5 is inserted. A spring force acts between the lens frames 5, and has a function of always pressing the lens frames 5 against the nuts 9 to integrate them with the nuts 9.
[0004]
The operation of the conventional lens driving device having the above configuration will be described.
[0005]
When the stepping motor 6 is driven to feed the lens frame 5 by a predetermined amount, the lead screw 8 connected to the stepping motor 6 rotates. Then, the nut 9 screwed to the lead screw 8 tries to rotate around the axis of the lead screw 8 integrally with the lead screw 8. However, since the convex shape 9b of the outer periphery of the nut 9 is fitted into the concave shape 1a provided on the base 1, the rotation of the nut 9 is restricted. As a result, when the lead screw 8 rotates, the nut 9 moves in the axial direction of the lead screw 8.
[0006]
At this time, when the nut 9 moves in the direction approaching the stepping motor 6, the lens frame 5 pressed against the nut 9 by the compression coil spring 4 also moves integrally with the nut 9 in the direction approaching the stepping motor 6, and conversely. When the nut 9 moves away from the stepping motor 6, the lens frame 5 pressed against the nut 9 by the compression coil spring 4 also moves integrally with the nut 9 in the direction away from the stepping motor 6.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-37228 (FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional lens driving device has the following problems.
[0009]
When the nut 9 is moved to the stepping motor 6 side, that is, when the lens frame 5 is moved to the stepping motor 6 side, there is no problem if the nut 9 stops at a predetermined position within the movable range of the nut 9 as intended. However, when the nut 9 continues to move to the stepping motor 6 side due to a motor control circuit (not shown) or control failure due to a bug or other causes, the nut 9 reaches the end of the movable range and the stepping motor 6 may be mechanically locked in a state where it collides with the mounting plate 7 and is screwed into the lead screw 8. In this case, a control circuit (not shown) that normally controls the entire camera detects an abnormality and starts a system reset operation. Specifically, in order to release the mechanical lock state of the nut 9, the lead screw 8 is driven to rotate in a direction in which the nut 9 is separated from the mounting plate 7. However, when the biting force (frictional force) between the nut 9 and the lead screw 8 and between the nut 9 and the mounting plate 7 is larger than the torque of the motor 6, the nut 9 cannot be moved in the reverse direction, and the camera cannot be moved. It is necessary to disassemble and repair the main body and lens barrel.
[0010]
The present invention solves the above-mentioned problem, and becomes uncontrollable due to a bug in the motor control circuit or other causes, and does not mechanically lock even when the nut 9 reaches the end of the movable range and is screwed into the lead screw 8, or It is an object of the present invention to provide a lens driving device in which even when mechanically locked, a lock is released by a system reset and the nut 9 can be moved again.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, the lens driving device according to the present invention according to claim 1 includes a lead screw, a motor that drives the lead screw, a base that fixes the motor, and a screw that is screwed to the lead screw. A screw member capable of reciprocating on the axis of the lead screw, and having a convex portion on the outer periphery, a rotation stop base having a concave portion screwed with the convex portion, and a lens holding frame for holding a lens. A biasing unit that presses and biases the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft, and a regulating unit that regulates a movable range of the screw member; The base for fixing the motor and the rotation stop base are integrally formed, and the screw member is provided with a protruding portion that comes into contact with the restricting means.
[0012]
The lens driving device according to the second aspect of the present invention is the lens driving device according to the first aspect, wherein the screw member has an end portion of the convex portion farthest from a center of a screw inner diameter of the screw member. A distance of at least 0.5 mm from the end of the projection on the straight line connecting the center of the inner diameter of the screw to the inner diameter of the screw, and at least 0.5 mm from the inner diameter of the screw on the straight line. The center of the projection is located at a distance close to the side.
[0013]
In a third aspect of the present invention, the screw member has a thickness of 1 mm or less.
[0014]
Further, the lens driving device of the present invention according to claim 4 is a lead screw, a motor for driving the lead screw, a base for fixing the motor, and screwed to the lead screw and on the axis of the lead screw. A screw member capable of reciprocating, a lens holding frame for holding a lens, and biasing means for pressing and biasing the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft. And a restricting means for restricting a movable range of the screw member, wherein the restricting means is provided with a projection which comes into contact with the screw member.
[0015]
Further, the lens driving device of the present invention according to claim 5 is a lead screw, a motor for driving the lead screw, a base for fixing the motor, and an axis of the lead screw screwed to the lead screw. A screw member capable of reciprocating, a lens holding frame for holding a lens, and biasing means for pressing and biasing the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft. And a restricting means for restricting a movable range of the screw member, and a buffer member disposed between the screw member and the restricting means.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the lens driving device of the present invention, the buffer member is provided with a protrusion that comes into contact with the screw member.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a lens driving device according to the present invention, wherein the screw member is provided with a protruding portion that contacts the buffer member.
[0018]
An eighth aspect of the present invention is the lens driving apparatus according to the fifth to seventh aspects, wherein the buffer member is attached to the screw member or the regulating means.
[0019]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a lens driving device according to the first, fourth or sixth to eighth aspects, wherein a plurality of the protrusions are provided.
[0020]
A lens driving device according to a tenth aspect of the present invention is the lens driving device according to the first, fourth, or sixth to eighth aspects, wherein only one of the protrusions is provided.
[0021]
An eleventh aspect of the present invention is the lens driving apparatus according to the first, fourth or sixth to ninth aspects, wherein the plurality of projections have different heights. Things.
[0022]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a lens driving device according to the first, fourth or sixth to tenth aspects, wherein the shape of the projection is a substantially hemispherical projection. It is.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
[0024]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side view showing a partial configuration of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing a nut shape of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing a nut shape of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention. Members having the same functions as those of the configuration of the conventional example described in FIG. 10 are given the same reference numerals.
[0025]
First, the configuration will be described. An image sensor 3 for capturing an image of a subject formed by a lens is fixed at the center of the base 1, and two guide poles 2 a and 2 b are erected around the image sensor 3 of the base 1. The lens frame 5 is provided with a rotation preventing portion 5b which sandwiches the bearing portion 5a inserted through the one guide pole 2a and the other guide pole 2b from both sides to regulate the rotation of the lens frame 5, and is provided with this lens frame. Reference numeral 5 is movable along the guide poles 2a and 2b. Further, a nut receiving portion 5c having a plane perpendicular to the lens optical axis is provided near the bearing 5a of the lens frame 5. The lead screw 8 is disposed so as to be screwed into a female screw portion provided at the center of the nut 9, and the nut 9 comes into contact with the nut receiving portion 5 c of the lens frame 5. A stepping motor 6 is attached to one end of the lead screw 8, and the motor 6 is integrally formed with a motor mounting plate 7, and the motor mounting plate 7 is fixed to the base 1 with screws (not shown). ing. The mounting plate 7 also serves as a stopper that serves as a terminal position when the nut 9 moves toward the stepping motor 6. Further, the base 9 has a convex shape 9a on the outer periphery of the nut 9, and a concave shape 1a fitted with the convex shape 9a with a predetermined clearance. A compression coil spring 4 whose inner diameter is larger than the diameter of the guide pole 2a is inserted through the base of the guide pole 2a through which the bearing portion 5a of the lens frame 5 is inserted. A spring force acts between the lens frames 5, and has a function of always pressing the lens frames 5 against the nuts 9 to integrate them with the nuts 9.
[0026]
Further, a hemispherical projection 9b is provided on the convex shape 9a on the surface of the nut 9 facing the motor mounting plate 7.
[0027]
The specific dimensions of the nut 9 are the outer diameter D ₁ Has a diameter of 4 mm and an inner diameter D with a female thread. ₂ Is a diameter of 2 mm, and a root diameter D of the protrusion 9b. ₃ Has a diameter of 0.5 mm. Further, when the projection 9b is provided on the nut 9, the root diameter D ₃ Shortest distance H between the nut and the outer shape of the nut 9 ₁ , V ₁ , V ₂ Must be at least 0.5 mm or more. The reason is that when the projections 9b are formed by a press die, the outer dimensions of the nut 9 expand, and the accuracy of the outer dimensions cannot be secured. If the external dimension accuracy of the nut 9 cannot be ensured and becomes larger than the design dimension, the clearance in which the concave portion 1a of the base 1 and the convex shape 9a of the nut 9 are fitted is lost, and the nut 9 becomes a lead. The screw 8 cannot move along the axial direction. Also, the root diameter D ₃ And the inner diameter D of the nut 9 ₂ Shortest distance H to ₂ Must be 0.5 mm or more. The reason is H ₂ If is smaller than 0.5 mm, the screw shape of the nut 9 will be deformed, and the nut 9 will not be screwed, and the nut 9 will not be able to move. Therefore, in the present embodiment, the projection 9b is provided in this region by utilizing the area of the convex shape 9a protruding from the outer portion of the nut 9. Thereby, the shortest distance H ₁ , H ₂ , V ₁ , V ₂ Are configured to secure 0.5 mm or more in each case.
[0028]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0029]
The lens frame 5 is driven for focus adjustment. When the stepping motor 6 is driven to feed the lens frame 5 by a predetermined amount in accordance with the zoom position of a zoom lens group (not shown) and the position of a subject, stepping is performed. The lead screw 8 connected to the motor 6 rotates. Then, the nut 9 screwed to the lead screw 8 tries to rotate around the axis of the lead screw 8 integrally with the lead screw 8. However, since the convex shape 9a of the outer periphery of the nut 9 is fitted into the concave portion 1a provided on the base 1, the rotation of the nut 9 around the lead screw 8 axis is restricted. As a result, when the lead screw 8 rotates, the nut 9 moves in the axial direction of the lead screw 8.
[0030]
At this time, when the nut 9 moves in the direction approaching the stepping motor 6, the lens frame 5 pressed against the nut 9 by the compression coil spring 4 also moves integrally with the nut 9 in the direction approaching the stepping motor 6, and conversely. When the nut 9 moves away from the stepping motor 6, the lens frame 5 pressed against the nut 9 by the compression coil spring 4 also moves integrally with the nut 9 in the direction away from the stepping motor 6.
[0031]
Here, when the nut 9 is moved to the stepping motor 6 side, that is, when the lens frame 5 is moved to the stepping motor 6 side, when the nut 9 is stopped at a predetermined position within the movable range of the nut 9 as a target, Although there is no problem, if the nut cannot be controlled due to a bug in the motor control circuit (not shown) or other causes and the nut 9 continues to move to the stepping motor 6, the nut 9 reaches the end of the movable range and the stepping is performed. The position is regulated by colliding with the mounting plate 7 of the motor 6, and is stopped in a mechanical lock state while being screwed into the lead screw 8. Then, an abnormality is detected by a control circuit (not shown) for controlling the entire camera, and a system reset operation is performed. Try to rotate.
[0032]
At this time, in order to release the nut 9 from the lead screw 8, the biting force F in the direction of the lead screw 8 and the friction coefficient μ between the nut 9 and the mounting plate 7 are required. _nt And a torque multiplied by By the way, the coefficient of friction varies depending on the contact area (effective area), and has a characteristic that it is small when the contact area is small and large when the contact area is large. In the nut 9 of the present embodiment, a hemispherical projection 9b is provided on a convex shape 9a on the outer peripheral portion facing the mounting plate 7, and the nut 9 has a plate thickness of 1 mm. The convex height is set to 0.2 mm. Here, the mounting plate 7 and the nut 9 are in contact with the nut 9 biting only at two points A and B on the outer periphery of the nut 9 in a direction opposite to the projection 9b by 180 °. . This is because, when there is no projection 9b, the nut 9 and the mounting plate 7 are in surface contact with each other on the opposite surfaces, but are in point contact, and the effective area in contact is clearly smaller. ing. That is, the friction coefficient μ between the nut 9 and the mounting plate 7 _nt Is extremely small when there is the projection 9b than when there is no projection 9b, and the torque required to release the nut 9 from the locked state is small.
[0033]
Therefore, when the lead screw 8 is rotationally driven in a direction in which the nut 9 is separated from the mounting plate 7 in order to release the mechanical lock state of the nut 9, the mechanical lock state of the nut 9 can be released with a small rotation torque of the stepping motor 6. After that, the camera can be operated normally.
[0034]
Further, by providing the projection 9b at the protruding portion 9a of the nut 9, the sectional modulus of the nut 9 in the X-axis direction shown in FIG. 9 is increased and the bending rigidity is increased, so that the nut 9 is locked. It is possible to suppress the deformation of the nut 9 under the stress. This effect is effective when the thickness of the nut is 1 mm or less, and is particularly effective when the thickness of the nut is 0.5 mm or less.
[0035]
In the above description, the protrusion 9 b is provided on the convex shape 9 a on the outer peripheral portion of the nut 9. Is clearly obtained.
[0036]
It is clear that the same effect can be obtained even if the projections are provided on both the nut 9 and the mounting plate 7.
[0037]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a side view showing a partial configuration of a lens driving device according to Embodiment 2 of the present invention. Members having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the configuration and the operation thereof will be omitted.
[0038]
First, the configuration will be described. A disc-shaped polyslider washer 10 having a slightly larger inner diameter than the eight axes of the lead screw 8 is arranged at the center so that the inner diameter is inserted through the lead screw 8 and between the mounting plate 7 and the nut 9. The polyslider washer 10 is in a state where it can move on eight axes of the lead screw.
[0039]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0040]
When the nut 9 is moved to the stepping motor 6 side, that is, when the lens frame 5 is moved to the stepping motor 6 side, there is no problem if the nut 9 stops at a predetermined position within the movable range of the nut 9 as intended. However, if control becomes impossible due to a bug in a motor control circuit (not shown) or other causes and the nut 9 continues to move toward the stepping motor 6, the nut 9 reaches the end of the movable range. That is, the collision occurs in a state where the polyslider washer 10 is sandwiched between the mounting plate 7 and the polyslider washer 10 is screwed into the lead screw 8 to stop in a mechanical lock state. Then, an abnormality is detected by a control circuit (not shown) for controlling the entire camera, and a system reset operation is started. Attempts to rotate in the direction.
[0041]
At this time, in order to release the nut 9 from the lead screw 8, the biting force F in the direction of the lead screw 8 and the friction coefficient μ between the nut 9 and the polyslider washer 10 are required. _nw And a torque multiplied by By the way, in the mechanical lock state, the polyslider washer 10 sandwiched between the mounting plate 7 and the nut 9 is in a state compressed by the biting force in the axial direction of the lead screw 8 when the nut 9 collides. The polyslider washer 10 is an elastic body, and exerts a force to move the nut 9 in a direction away from the stepping motor 6 (to release the mechanical lock state). That is, the force for releasing the mechanical lock state of the nut 9 is smaller when the polyslider washer 10 is provided than when the polyslider washer 10 is not provided.
[0042]
Therefore, when the nut 9 is rotationally driven in a direction in which the nut 9 is separated from the polyslider washer 10 in order to release the mechanical lock state of the nut 9, a small rotational torque of the stepping motor 6 is generated by the action of the elastic force of the polyslider washer 10. Thus, the mechanical lock state of the nut 9 can be released, and the camera can be operated normally thereafter.
[0043]
In the above description, the polyslider washer 10 is used, but similar effects can be obtained by interposing the elastic member such as a metal or resin spring washer between the mounting plate 7 and the nut 9. It is clear.
[0044]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a perspective view showing a partial configuration of a lens driving device according to Embodiment 3 of the present invention. Members having the same functions as in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description of the configuration and an operation thereof will be omitted.
[0045]
First, the configuration will be described. In FIG. 5, a disc-shaped resin-made washer 11 having a slightly larger inner diameter than the axis of the lead screw 8 is arranged at the center so that the inner diameter is inserted into the lead screw 8 and between the mounting plate 7 and the nut 9. ing. A projection 11b is provided on a surface of the resin-made washer 11 that comes into contact with the mounting plate 7. Further, the resin molding washer 11 is in a state where it can move on the axis of the lead screw 8.
[0046]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0047]
When the nut 9 is moved to the stepping motor 6 side, that is, when the lens frame 5 is moved to the stepping motor 6 side, there is no problem if the nut 9 stops at a predetermined position within the movable range of the nut 9 as intended. However, if control becomes impossible due to a bug in a motor control circuit (not shown) or other causes and the nut 9 continues to move toward the stepping motor 6, the nut 9 reaches the end of the movable range. That is, a collision occurs with the resin molding washer 11 sandwiched between the mounting plate 7, and a mechanical lock state stops when the resin molding washer 11 is screwed into the lead screw 8. Then, an abnormality is detected by a control circuit (not shown) that controls the entire camera, the system reset operation is started, and the nut 9 is moved away from the resin molding washer 11 in order to release the mechanical lock state of the nut 9. Attempts to rotate in the direction.
[0048]
At this time, in order to release the nut 9 from the lead screw 8, a biting force F in the direction of the lead screw 8 and a friction coefficient μ between the nut 9 and the resin molding washer 11 are required. _nw And a torque multiplied by By the way, the coefficient of friction varies depending on the contact area (effective area), and has a characteristic that it is small when the contact area is small and large when the contact area is large. The resin molded washer 11 of the present embodiment has a hemispherical projection 11b on the surface facing the nut 9, and the projection height of the projection 11b is set to 0.2 mm. Here, the resin molding washer 11 and the nut 9 are in contact with each other with the nut 9 biting only at the projection 11b and the two points A and B of the outer shape of the resin molding washer 180 ° in the opposite direction. ing. This is because, when there is no projection 11b, the nut 9 and the resin molding washer 11 are in point contact with each other, but are in point contact with each other, and the effective area in contact is clearly small. Has become. That is, the friction coefficient μ between the nut 9 and the resin molding washer 11 _nw Is extremely small when there is the projection 11b than when there is no projection 11b, and the torque required to release the nut 9 from the locked state is small.
[0049]
In the mechanical lock state, the resin molding washer 11 sandwiched between the mounting plate 7 and the nut 9 is compressed by the biting force in the axial direction of the lead screw 8 when the nut 9 collides. The resin molding washer 11 is an elastic body, and a force is applied to move the nut 9 in a direction away from the stepping motor 6 (to release the mechanical lock state). That is, the force for releasing the mechanical lock state of the nut 9 is smaller when the resin molding washer 11 is provided than when the resin molding washer 11 is not provided.
[0050]
Therefore, when the lead screw 8 is rotationally driven in a direction in which the nut 9 is separated from the resin molding washer 11 in order to release the mechanical lock state of the nut 9, both the elastic force of the resin molding washer 11 and the reduction of the coefficient of friction due to the protrusion 11b. By the operation described above, the mechanical lock state of the nut 9 can be released with a smaller rotation torque of the stepping motor 6, and the camera can be operated normally thereafter.
[0051]
In the above description, the projections 11b are provided on the surface of the resin molding washer 11 that comes into contact with the nut 9, but the same effects can be obtained by providing the projections on the surface of the nut 9 that comes into contact with the resin molding washer 11. It is clear.
[0052]
(Embodiment 4)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a partial configuration of a lens driving device according to Embodiment 4 of the present invention. Members having the same functions as in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description of the configuration and an operation thereof will be omitted.
[0053]
First, the configuration will be described. A polyslider washer 10 is attached to a surface of the nut 9 facing the mounting plate 7 with a double-sided tape (not shown).
[0054]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0055]
The poly-slider washer 10 is driven integrally with the nut 9 while always being attached to the nut 9. Accordingly, the lead screw 8 does not arbitrarily move between the mounting plate 7 and the nut 9, and wear and biting caused by contact between the inner diameter portion of the polyslider washer 10 and the lead screw 8 can be prevented. Of course, similarly to the second embodiment, even when the nut 9 is in the mechanical lock state, in order to release the mechanical lock state of the nut 9, when the lead screw 8 is rotationally driven in a direction in which the nut 9 is separated from the polyslider washer 10. By the action of the elastic force of the polyslider washer 10, the mechanical lock state of the nut 9 can be released with a small rotation torque of the stepping motor 6, and the camera can be operated normally thereafter.
[0056]
In the above description, the polyslider washer 10 is attached to the nut 9 with a double-sided tape, but it is apparent that the same effect can be obtained even if the polyslider washer 10 is fixed by an adhesive, welding, caulking, or the like.
[0057]
In the above description, the configuration in which the polyslider washer 10 is attached to the surface of the nut 9 facing the mounting plate 7 is used. However, the configuration in which the polyslider washer 10 is attached to the surface of the mounting plate 7 facing the nut 9 is used. It is apparent that the same effect can be obtained.
[0058]
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a perspective view showing a nut shape of a lens driving device according to Embodiment 5 of the present invention. The members having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description of the configuration and the operation thereof will be omitted.
[0059]
First, the configuration will be described. The nut 9 has a substantially disk shape and has a convex shape on a part of its outer shape. Three projections having the same convex height are provided at 120 ° intervals on a concentric circle in a plane facing the nut mounting plate 7.
[0060]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0061]
Here, only three protrusions 9b, 9c, and 9d are in contact with the mounting plate 7 and the nut 9 with the nut 9 biting. This is because when the number of the protrusions 9b is one, the point at which the nut 9 and the mounting plate 7 come into contact with each other is smaller than the case where the other contact point other than the protrusion 9b is limited to the vicinity of the outer peripheral portion of the nut 9 facing approximately 180 °. By always being clearly defined, the biting state is reproduced under almost the same conditions. That is, since the variation in the biting force (frictional force) is suppressed and stabilized, the releasing force of the nut 9 is also stabilized, and the nut 9 can be reliably returned from the mechanical lock state in response to the rotation torque generated by the stepping motor 6. It becomes.
[0062]
In the above description, the number of projections is three, but the number is not particularly limited, and a plurality of projections may be provided.
[0063]
In the above description, the height of the plurality of protrusions is set to be the same, but the contact angle of the nut 9 with respect to the mounting plate 7 in the mechanical lock state can be set arbitrarily by making the heights of the protrusions different. Becomes possible. That is, by setting this angle to an angle suitable for returning the nut 9 from the mechanical lock state, the mechanical lock state of the nut 9 can be reliably released with a smaller rotation torque of the stepping motor 6.
[0064]
In the first to fifth embodiments, the shape of the projection is hemispherical. However, the shape is not limited to this, and any shape that can reduce the effective contact area between planes can be used. It is clear that similar effects can be obtained.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the projections 9b are provided on the nut 9, even if the nut 9 reaches the end of the movable range and is screwed into the lead screw 8 (mechanical lock), it is easily locked by the system reset. The nut 9 is released and can be moved again. Furthermore, since the protrusion 9b is provided at the convex portion 9a of the nut 9, the sectional modulus of the nut 9 increases and the bending rigidity increases, so that the nut 9 is locked and is subjected to stress. 9 can be suppressed.
[0066]
Even if the projection 9b is not provided in the plane of the nut 9, the polyslider washer 10 is interposed between the nut 9 and the mounting plate 7 so that the polyslider washer 10 can be used when the nut 9 enters the mechanical lock state. The elastic force acts as a repulsive force, making it difficult to mechanically lock. Further, even when mechanical locking is performed, the elastic force of the polyslider washer 10 acts in the direction of releasing the nut 9, so that the nut 9 can be unlocked reliably with a smaller torque of the stepping motor 6.
[0067]
Also, by providing the protrusion 11b on the resin molding washer 11 interposed between the nut 9 and the mounting plate 7, the contact area between the nut 9 and the resin molding washer 11 is greatly reduced, and the effective friction coefficient is reduced. By reducing the size, it is possible to reliably release the lock with an extremely small torque of the stepping motor 6 even when the mechanical lock is performed, and it is possible to suppress the power consumption of the stepping motor 6 at the time of releasing the lock.
[0068]
Also, by attaching the polyslider washer 10 to the nut 9 or by attaching the polyslider washer 10 to the mounting plate 7, the contact between the polyslider washer 10 and the lead screw 8 is avoided, and the polyslider washer is removed. 10 can be prevented from being worn and biting into the lead screw 8.
[0069]
Further, by providing a plurality of protrusions, the posture and contact state of the nut 9 in the mechanical lock state can be set arbitrarily and stably, so that the nut 9 can be reliably released from the mechanical lock state and each component The degree of freedom of design of the device can be increased, and the size of the device can be reduced.
[0070]
In addition, since the shape of the protrusion is hemispherical, the contact point becomes a point contact, the effective contact area decreases, and the friction coefficient decreases. Release is possible. In addition, a hemispherical shape can be easily formed by a pressed product or a molded product, so that parts can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a part of the lens driving device of FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a lens driving device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a part of the lens driving device of FIG. 3;
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a nut of a lens driving device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a nut of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a nut of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a conventional lens driving device.
[Explanation of symbols]
1 base
4 Compression coil spring
5 Lens frame
6 Stepping motor
7 Mounting plate
8 Lead screw
9 nuts
9b protrusion

Claims

A lead screw, a motor that drives the lead screw, a base that fixes the motor, a screw that is screwed to the lead screw and that can reciprocate on the axis of the lead screw, and that has a protrusion on the outer periphery. A screw member, a rotation stop base having a concave portion screwed with the convex portion,
A lens holding frame for holding the lens, urging means for pressing the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft to urge the lens holding frame, and regulating a movable range of the screw member. Regulating means,
The base for fixing the motor and the rotation stop base are integrally formed,
A lens driving device, wherein a projection is provided on the screw member for contacting the regulating means.

The screw member is at least 0.5 mm from the end of the protrusion on a straight line connecting the end of the protrusion farthest from the center of the screw inside diameter of the screw member and the center of the screw inside diameter. 2. The lens driving device according to claim 1, wherein the center of the protrusion is located at a distance close to the distance from the screw inner diameter on the straight line by 0.5 mm or more and closer to the end of the protrusion.

The lens driving device according to claim 1, wherein a thickness of the screw member is 1 mm or less.

A lead screw, a motor for driving the lead screw, a base for fixing the motor, a screw member screwed to the lead screw and capable of reciprocating on the axis of the lead screw, and a lens for holding the lens A holding frame, biasing means for pressing the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft to urge the lens member, and regulating means for regulating a movable range of the screw member. And
A lens driving device, wherein the restricting means is provided with a protruding portion that comes into contact with the screw member.

A lead screw, a motor for driving the lead screw, a base for fixing the motor, a screw member screwed to the lead screw and capable of reciprocating on the axis of the lead screw, and a lens for holding the lens A holding frame, a biasing unit that presses and biases the lens holding frame against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft, a regulating unit that regulates a movable range of the screw member, A lens driving device, comprising: a buffer member disposed between the screw member and the regulating means.

6. The lens driving device according to claim 5, wherein the buffer member includes a protrusion that comes into contact with the screw member.

7. The lens driving device according to claim 5, wherein the screw member is provided with a protrusion that contacts the buffer member.

The lens driving device according to claim 5, wherein the buffer member is attached to the screw member or the regulating unit.

9. The lens drive device according to claim 1, wherein a plurality of the protrusions are provided.

9. The lens driving device according to claim 1, wherein only one protrusion is provided.

10. The lens drive device according to claim 1, wherein the plurality of protrusions have different heights.

11. The lens driving device according to claim 1, wherein the projection has a substantially hemispherical shape.