JP2005043671A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度が得られると共にコストの低減を可能にしたレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】モータ４は、取付板５をねじ止めすることによって鏡胴本体１に取り付けられ、出力軸にリードスクリュー６を取り付けている。可撓性を有する腕部１０ａ，１０ｂを形成した金属製の板部材１０は、リードスクリュー６の雄ねじに噛合する複数の歯部を形成しているが、それらの歯部は、リードスクリュー６の雄ねじの1ピッチの範囲内でリードスクリュー６の軸方向に異なる位置を占め、且つリードスクリュー６の雄ねじに対して異なる角度方向から所定の角度範囲で噛合するように形成されている。レンズ枠３は、鏡胴本体１に対し光軸方向へ直進可能に取り付けられていて、取付板５との間にばね９を掛けており、孔３ｆの近傍で板部材１０に接触している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、各種光学機器においてレンズを光軸方向に移動させるためのレンズ駆動装置に関する。

周知のように、カメラ，プロジェクタ，望遠鏡，顕微鏡などの各種光学機器においては、焦点調節やズーミングなどのために、レンズを光軸方向へ移動させることがあるが、そのようなレンズ駆動装置の一つとして、リードスクリューを用いた駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、この種の駆動装置の中には、特許文献１に記載されているように、リードスクリュー（通常は金属製）の回転によってナット部材を直進させ、そのナット部材の移動に連動してレンズ枠を光軸方向に移動させるようにしたものと、レンズ枠に雌ねじを形成し、それをリードスクリューの雄ねじに直接螺合させるようにしたものとがあるが、本発明は、前者の構成に関するものである。
特開２００２−１０７６００号公報（第３，４頁、図１−５）

特許文献１に記載されているタイプのレンズ駆動装置は、各種の光学機器に採用することが可能であるが、特にカメラへの採用に適している。ところが、最近のカメラは、デジタルカメラの急速な普及に伴って、レンズ駆動装置についても一層の高品質化と低コスト化が要求されている。そのような観点から上記のタイプの駆動装置を見てみると、ナット部材を金属製とした場合には、高精度な機能は得ることができるが、タップ（雌ねじ切り）加工が必要になるため、どうしても低コスト化ができない。また、ナット部材を合成樹脂製とした場合には、低コスト化は可能になるが、耐衝撃性や耐磨耗性の点で問題がないとは言えず、高精度を維持するためには、面倒な対策を講じなければならなくなる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のナット部材に代え、薄い金属製の板材からプレス機械によって加工することの可能な独特の形状をした板部材を採用することによって、高精度が得られ且つ低コスト化を可能にしたレンズ駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のレンズ駆動装置は、雄ねじが形成されていて往復回転可能に配置されているリードスクリューと、前記リードスクリューの軸方向に異なる位置を占め前記リードスクリューの雄ねじに対して異なる角度方向から所定の角度範囲で噛合する複数の歯部を有しており前記リードスクリューの回転によって直進作動をさせられる金属製の板部材と、ばねによって前記軸方向から前記板部材に接するように付勢されていて前記板部材の直進作動によって前記板部材と同じ方向へ直進作動を行ないレンズを光軸方向へ移動させるレンズ操作部材と、を備えているようにする。

その場合、前記レンズ操作部材が、前記リードスクリューを非接触で挿入させる孔を有しており、該孔の周辺部で前記板部材に接触しているようにしたり、前記リードスクリューが、モータで回転させられるようになっており、前記板部材が、前記リードスクリューの径方向へ張り出した複数の屈曲腕部を有していて、該板部材が一方向への所定の作動量を超えると、該屈曲腕部の先端が固定部材に接触して該屈曲腕部が撓まされるようにしたりすると、極めて実用的な構成となる。

本発明のレンズ駆動装置は、従来のナット部材に代えて、リードスクリューの軸方向に異なる位置を占め且つリードスクリューの雄ねじに対して異なる角度方向から所定の角度範囲で噛合する複数の歯部を有した金属製の板部材を使用するので、高精度が得られると共に低コストになるという特徴を有している。

本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。尚、図1は実施例の正面図であり、図２は図１の一部拡大図である。また、図３は図１における要部の構成を理解し易くするために都合よく作図した断面図である。また、図４及び図５は、実施例に用いられている板部材の形状を説明するためのものであって、図４は板部材とリードスクリューとの噛合状態を示した正面図であり、図５は、板部材に形成されている四つの歯部の説明図である。

先ず、実施例の構成を説明する。鏡胴本体１は、合成樹脂製であって、図1の略中央部には図示していない光路用開口部が形成されている。また、鏡胴本体１には、一体成形によってモータ取付部１ａが形成されていて、そこに二つの位置決めピン1ｂ，１ｃと、明示されていない二つのねじ孔とが設けられている。更に、鏡胴本体１には、二つのガイド軸１ｄ，１ｅが立設されており、図1における上記の光路用開口部の下方位置には、位置検出器としてのフォトセンサ（フォトインターラプタ）２が取り付けられている。

図1には、本発明のレンズ操作部材が、レンズを直接取り付けている合成樹脂製のレンズ枠３として示されている。このレンズ枠３は、上記のガイド軸１ｄ，１ｅに案内されて、光軸方向へ直進可能となっていて、図３において上方へ移動したとき、フォトセンサ２の光路を遮断する遮光部３ａを有している。そして、ガイド軸１ｅに嵌合している孔の近傍位置には、ばね掛け部３ｂが形成されている。更に、レンズ枠３は、光軸方向へ伸びている起立部３ｃと、その先端から直角方向に伸びている板部３ｄとを有していて、起立部３ｃには断面が凹状をしたガイド溝３ｅが形成され、板部３ｄには円形の孔３ｆが形成されている。

図３に示されているように、本実施例のモータ４は取付板５を一体的に取り付けており、その出力軸に金属製のリードスクリュー６を取り付けている。そして、取付板５は、図１及び図２に示されているように、二つの孔を上記の位置決めピン1ｂ，１ｃに挿入した後、ねじ７，８によって、モータ取付部１ａに螺着されている。また、取付板５には、ばね掛け部５ａ（図１では符号を省略）が設けられていて、レンズ枠３のばね掛け部３ｂとの間に、ばね９が掛けられている。

上記のリードスクリュー６には、板部材１０が取り付けられているが、その板部材１０の形状と取り付け構成を図２〜図５を用いて説明する。板部材１０は、金属製の板材をプレス機械によって製作したものであり、外径側には、二つの腕部１０ａ，１０ｂと突部１０ｃとを形成し、内径側には、四つの歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇを形成している。それらのうち、二つの腕部１０ａ，１０ｂは、図３に示されているように屈曲して長く張り出し、可撓性を有するように形成されており、それらの先端にはコンタクト部１０ｈ，１０ｉが形成されている。そして、突部１０ｃは、リードスクリュー６が回転したときの回り止めとして、レンズ枠３のガイド溝３ｅに挿入されている。

また、四つの歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇは、等角度間隔に配置されていて、リードスクリュー６の軸方向に異なる位置を占め、リードスクリュー６の雄ねじに対して異なる角度方向から所定の角度範囲で噛合するように形成されている。即ち、実際には、四つの歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇは、図４から分かるように、９０°の等角度間隔に形成されており、しかも、図５から分かるように、リードスクリュー６の軸方向に、雄ねじの1／４ピッチずつずれて形成されていて、図４から分かるように、各々は略４５°の角度範囲で雄ねじに噛合するようになっている。

次に、本実施例の作動を、焦点調節用レンズの駆動装置としてスチルカメラに採用されている場合で説明する。その場合、レンズは撮影のたびに初期位置から繰り出され、撮影が終了すると、初期位置へ復帰するようになっているが、図３は、レンズがその初期位置にある状態を示している。撮影に際して、レリーズボタンを押すと、モータ４が、所定の方向へ測距結果に対応した量だけ回転する。それによって、リードスクリュー６が回転させられると、板部材１０が、図３において下方へ直進作動をさせられ、ばね９の付勢力に抗して板部３ｄを押し、レンズ枠３を下方へ移動させる。そして、モータ４が停止すると、その状態で撮影が行なわれる。

撮影が終了すると、モータ４が上記とは反対方向に回転されるので、リードスクリュー６も反対方向へ回転させられ、板部材１０は、図３において上方へ作動させられる。そのため、レンズ枠３は、ばね９の付勢力によって、板部３ｄを板部材１０に接触させたまま上方へ作動し、レンズを繰り込んでいく。そして、レンズが初期位置に復帰すると、レンズ枠３の遮光部３ａがフォトセンサ２の光路を遮断し、その信号でモータ４が停止する。そして、次の撮影が行なわれるまで、この状態が保たれる。

ところで、この種のレンズ駆動装置は、機器（例えば、カメラ）が完成してからは殆ど問題となることがないが、製作時における検査段階などにおいて、電気制御回路などに支障があると、板部材１０が図３の初期位置に復帰してもモータ４が停止しないことがある。そのようなとき、もしも、板部材１０に腕部１０ａ，１０ｂが形成されていないと、板部材１０がリードスクリュー６から上方へ外れてしまうことになり、再度、両者を噛合状態にするための作業が非常に面倒になってしまう。

そのため、従来は別部材を設けてその対策を講じていたが、本実施例の場合には、板部材１０に上記のような形状の腕部１０ａ，１０ｂを形成することによって、そのような別部材を設けなくてよいようにしている。しかしながら、腕部１０ａ，１０ｂを設けた場合でも、それらを剛体とした場合には問題がある。即ち、板部材１０が初期位置で停止せず図３の位置より上方へ移動させられても、リードスクリュー６から外れることはなくなるが、板部材１０が停止しているにもかかわらず、リードスクリュー６が回転させられるため、リードスクリュー６の雄ねじと板部材１０の歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇが噛み付いてしまい、その後、板部材１０を下方へ作動させることができなくなってしまう。また、仮に作動できるようになったとしても、その噛み付きによって損傷を受け、安定した所定の作動が以後できなくなってしまうことがある。

ところが、本実施例の場合には、腕部１０ａ，１０ｂが可撓性を有しているため、板部材１０が初期位置より上方へ作動させられると、コンタクト部１０ｈ，１０ｉが取付板５に接触してからは、腕部１０ａ，１０ｂが撓まされ、板部材１０がリードスクリュー６から上方へ外れることになる。そのため、リードスクリュー６の回転が続いても空回りをするだけであって、リードスクリュー６の雄ねじと板部材１０の歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇとの噛み付きは防止できる。そして、電気制御回路などの不具合を解消した後、リードスクリュー６が反対方向へ回転させられた場合には、腕部１０ａ，１０ｂの弾性によって、板部材１０の歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇがリードスクリュー６の雄ねじに噛合させられ、板部材１０が好適に下方へ作動するようになっている。

尚、実施例の場合には、リードスクリュー６をモータ４で回転させているが、本発明は、手動で回転させるようにしても差し支えない。また、実施例の場合には、板部材３に二つの腕部１０ａ，１０ｂを形成しているが、本発明の板部材は、それらを形成したものに限定されず、また、形成する場合であっても二つである必要はなく、二つ以上であれば三つでも四つでも構わない。また、実施例の場合には、リードスクリュー６を、レンズ枠３に形成された円形の孔３ｆに挿入し、孔３ｆの周辺部を板部材１０に接触させているが、レンズ枠３と板部材１０との接触が好適に保てるのであれば、レンズ枠３に円形の孔３ｆを形成する必要はなく、例えば、板部３ｄを二股のフォーク状に形成しても構わない。

また、実施例においては、板部材１０に形成されている四つの歯部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇが、リードスクリュー６を中心にして等角度間隔に形成されているが、本発明は、必ずしもそのようにする必要はないし、歯部の数も四つに限定されない。更に、実施例の場合には、レンズ枠３を板部材１０に接触させているが、本発明におけるレンズ操作部材は、レンズ枠の場合に限定されず、レンズ枠と連動した部材であっても差し支えない。

実施例の正面図である。 図１の一部拡大図である。 図１における要部の構成を理解し易くするため、都合よく作図した断面図である。 実施例における板部材とリードスクリューとの噛合状態を示した正面図である。 実施例の板部材に形成されている四つの歯部の説明図である。

符号の説明

１ 鏡胴本体
１ａ モータ取付部
１ｂ，１ｃ 位置決めピン
１ｄ，１ｅ ガイド軸
２ フォトセンサ
３ レンズ枠
３ａ 遮光部
３ｂ，５ａ ばね掛け部
３ｃ 起立部
３ｄ 板部
３ｅ ガイド溝
３ｆ 孔
４ モータ
５ 取付板
６ リードスクリュー
７，８ ねじ
９ ばね
１０ 板部材
１０ａ，１０ｂ 腕部
１０ｃ 突部
１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ 歯部
１０ｈ，１０ｉ コンタクト部

Claims (3)

1. 雄ねじが形成されていて往復回転可能に配置されているリードスクリューと、前記リードスクリューの軸方向に異なる位置を占め前記リードスクリューの雄ねじに対して異なる角度方向から所定の角度範囲で噛合する複数の歯部を有しており前記リードスクリューの回転によって直進作動をさせられる金属製の板部材と、ばねによって前記軸方向から前記板部材に接するように付勢されていて前記板部材の直進作動によって前記板部材と同じ方向へ直進作動を行ないレンズを光軸方向へ移動させるレンズ操作部材と、を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記レンズ操作部材が、前記リードスクリューを非接触で挿入させる孔を有しており、該孔の周辺部で前記板部材に接触していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記リードスクリューが、モータで回転させられるようになっており、前記板部材が、前記リードスクリューの径方向へ張り出した複数の屈曲腕部を有していて、該板部材が一方向への所定の作動量を超えると、該屈曲腕部の先端が固定部材に接触して該屈曲腕部が撓まされるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。

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