JP2005055588A - レンズ駆動装置、レンズ鏡胴及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、部品点数を少なくして小型化を図るとともにレンズ群の傾きを抑えてガイド軸にかかる摩擦を少なくできるレンズ駆動装置、レンズ鏡胴及びカメラを提供することにある。
【解決手段】 撮影レンズ１７の光軸と平行に配設され且つレンズ１７を保持するガイド軸２１と、レンズ１７を保持するレンズ枠１９と、ステッピングモータ２９と、モータ２９の端部に設けられたリードスクリュー３１と、レンズ鏡胴１に固定されるフランジ部３７とを備え、モータ２９によりリードスクリュー３１を回転させてレンズ枠１９を前後方向に移動させるレンズ駆動装置において、フランジ部３７にはモータ２９が固定されると共にガイド軸２１の一端が固定されるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラのレンズ鏡胴に関し、特にレンズ駆動装置に関するものである。

近年、カメラの小型化が急速に進んでおり、カメラの中で大きな容積を占めるレンズ鏡胴の小型化は急務である。レンズ鏡胴内の各レンズ群の移動方法としては、回転筒に形成しているカムによって駆動する方法、円盤状のカムに従って駆動する方法、リードスクリューによって駆動させる方法等がある。また、レンズ群を光軸方向にあわせる方法としては、回転筒の内径とレンズ群を保持するレンズ枠とを嵌合する方法、カム形状とレンズ枠に設けられたカムフォロアとを嵌合する方法、レンズ鏡胴に設けられたガイド軸とレンズ枠に設けられたガイド軸と嵌合するレンズ枠に設けられたスリーブによる方法等がある。

その中で、リードスクリューでレンズ枠を駆動し、ガイド軸とレンズ枠のスリーブを嵌合させる方法は、スペースを大きく取らずにレンズ鏡胴の小型化を図れるため、非常に有効な手段として用いられている。これらは、組立性の問題から、ガイド軸にレンズ枠のスリーブを挿入した後、一方の固定部材を他方とは別部材で押さえる構造としている。

最近では、特許文献１に記載された従来技術のように、リードスクリューをモータの出力軸に配置し、モータの回転で直接リードスクリューに螺合するナットを駆動する方法や、特許文献２に記載された従来技術のように、リードスクリューやモータ等の駆動装置を鏡胴内に配置し、より小型化を進めたものがある。

特許文献２の従来技術では、モータのリードスクリューを撮像面側に向け、リードスクリュー突出面にフランジを設け、ベースから被写体側に突出している固定部にモータを取り付けている。この方法では、ガイド軸の長さを十分に取ることができ、その結果としてレンズ枠のスリーブがモータの長さ分だけ長く取ることができ、レンズ枠の傾きを防ぐには有効である。

さらに、特許文献３に記載された従来技術のように、リードスクリューと撮像面との間にガイド軸を配置したものや、特許文献４に記載の従来技術のように、フランジでリードスクリュー、ガイド軸の両端を挟み込み、ガイド軸にレンズ枠やナットを嵌合させたものがある。

特にデジタルカメラなどはカメラ自体の消費電流が大きく、低消費電流化の実現には高い要求がある。しかし、小型化を進めるため、モータを小さくしたり、モータに設けたリードスクリューで直接駆動したりすることは逆に消費電流が大きくなる。

特開平７−１５１９４７号公報 特開２０００−１４７３５３号公報 特開２０００−１２１９０７号公報 特開２００１−５９９３１号公報

しかし、特許文献１に記載された従来技術では、レンズ鏡胴内にリードスクリューを設けたモータを配置するためには撮像面の外側とレンズ鏡胴の内側の空間に配置するしかなく、モータの配置、固定部の位置やガイド軸、位置精度を出すためのレンズ枠をナットに付勢する付勢手段の固定等の配置に制限が出てくる。

また、被写体側からレンズ鏡胴を見て、撮像面上方にモータを配置したとすると、モータを固定するための固定部はモータを中心に左右に配置する必要があるとともに、どちらかにガイド軸を配置する空間が必要となる。また、光軸方向では小型化を進めるため、ガイド軸にレンズ枠のスリーブが嵌合する長さを十分に取れないため、レンズが傾き、光学性能が劣化する問題もある。さらに、ガイドを長く取るためにモータの側面にガイド軸を伸ばそうとしても、モータの固定部のさらに外側にガイド軸を設けることになる。このように、リードスクリューとガイド軸とが離れた位置にあると、リードスクリューの回転による推進力により、ガイド軸を支点とするモーメントが大きくなり、ガイド軸とレンズ枠のスリーブの嵌合部に非常に大きな力を発生させ、それが大きな摩擦力となり、モータに余計な出力が必要となるなどの問題がある。

また、特許文献２に記載された従来技術では、ガイド軸がモータ固定部を逃げる必要があるため、ガイド軸をモータの固定部から離れた位置に設ける必要がある。これは、特許文献１と同様にリードスクリューの回転による推進力によりガイド軸を支点とするモーメントが大きくなり、ガイド軸とスリーブの嵌合部に大きな摩擦力が発生し、モータに余計な出力が必要となり、モータの消費電流も大きくなるという問題がある。

特許文献３に記載された従来技術では、レンズ鏡胴内径と撮像面の外径との間がモータとレンズ枠のスリーブが入り込むスペースとなり、レンズ鏡胴の大型化を招くという問題がある。また特許文献４に記載の従来技術では、ガイド軸の嵌合長さが十分に取れなかったり、組立上の問題があり、別にレンズ枠嵌合用のガイド軸を必要とし、部品点数が多くなるという問題がある。

本発明は、前記従来の不具合を解消し、部品点数を少なくして小型化を図るとともにレンズ群の傾きを抑えてガイド軸にかかる摩擦を少なくできるレンズ駆動装置、レンズ鏡胴及びカメラを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、撮影レンズの光軸と平行に配設され且つ撮影レンズを保持するガイド軸と、撮影レンズを保持するレンズ枠と、モータと、モータの端部に設けられたリードスクリューと、レンズ鏡胴に固定されるフランジ部とを備え、モータによりリードスクリューを回転させてレンズ枠を前後方向に移動させるレンズ駆動装置において、フランジ部にはモータが固定されると共にガイド軸の一端が固定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ガイド軸はモータの側面の空間に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、フランジ部は、モータのリードスクリュー側端面に沿って設けられた先端部と、モータの両側面に沿う両側部と、両側部から外側に屈曲した屈曲部とを有しており、先端部と両側部と屈曲部とでモータを囲むキャップ状を成しており、ガイド軸は屈曲部に固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、フランジ部はモータ後端と面一に設けてあることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、レンズ鏡胴はその端部に鏡胴ベースを備え、鏡胴ベースはガイド軸の被写体側端部を固定するガイド軸固定部を有し、ガイド軸はガイド軸固定部とフランジ部との間に挟持されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置で駆動されるレンズ群がフォーカスレンズを備えるレンズ鏡胴であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置又は請求項６記載のレンズ鏡胴を用いたカメラであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、モータはレンズ鏡胴に固定されるフランジ部に固定されており、フランジ部にはさらにガイド軸の一端が固定されていることにより、ガイド軸を支持する部材を別途に必要とせず、部品点数を削減することができる。

また、モータを固定した同じフランジ部にガイド軸を固定するので、リードスクリューとガイド軸との距離を短くでき、リードスクリューが回転により発生する推進力によるガイド軸を支点とするモーメントを小さくし、ガイド軸とスリーブの嵌合部の摩擦力が小さくなり、モータにかかる負荷を小さくすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ガイド軸をモータの側面の空間に配置することで、リードスクリューとガイド軸との距離をさらに短くでき、摩擦力低減によるモータへの負荷の低減を維持しつつ、レンズ枠の倒れを抑えることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、フランジ部の形状をモータを囲むキャップ形状としたので、モータへの負荷を低減できるとともに、リードスクリューにかかる摩擦を低減することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、フランジ部をモータ後端と面一に固定できるので、モータのがたつきを抑えることができる。

また、フランジ部にガイド軸を固定することで、レンズ鏡胴、ガイド軸、リードスクリューの位置関係が精度良く保たれ、ガイド軸の倒れによるレンズの傾きやガイド軸に対するリードスクリューの倒れを抑えることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ガイド軸は鏡胴ベースのガイド軸固定部とフランジ部との間に挟持されて固定されることにより、ガイド軸固定部とフランジ部との間の位置関係を精度良く保たれ、ガイド軸の倒れの低減を少ない部品点数で実現できる。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置で駆動されるレンズ群が他のレンズ群とは独立して駆動するフォーカスレンズとすることにより、小型でモータへの負荷が少なく、光軸に対する位置精度の高いレンズ鏡胴を提供することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置又は請求項６記載のレンズ鏡胴をカメラに用いることで、小型で消費電流が低く、光学性能の高いカメラを提供することができる。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、図１乃至図４を参照して本発明の第１実施の形態について説明する。図１は第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の一部分を示す分解斜視図、図２は図１に係るレンズ駆動装置の一部分を示す斜視図、図３は図２に示すレンズ駆動装置の側面図、図４は図２に示すレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴を示す断面図である。

この第１実施の形態にかかるレンズ鏡胴１は、主にカメラに備えるものであり、図４に示すように変倍を行う第１レンズ群３及び第２レンズ群５と、被写体に最も近い位置に配置されて合焦を行う第３レンズ群７で構成されており、第３レンズ群７を前後に移動させることで被写体を撮像素子１０に結像させている。

レンズ鏡胴１は平板状の鏡胴ベース９と鏡胴ベース９の背面側に固定されている固定筒１１とを備えており、鏡胴ベース９と固定筒１１との間に挟み込まれたカム筒１３が図示していない駆動源より回転を与えられ回転するようになっている。このカム筒１３には、第１レンズ群３の位置を決める１群カム溝、２群レンズ群５の位置を決める２群カム溝が設けられており、第１レンズ群３および第２レンズ群５はそれぞれ１群駆動ピン、２群駆動ピンにより支えられている。

さらに固定筒１１には光軸方向に設けられ且つ第１レンズ群３および第２レンズ群５を回転させずに光軸方向に移動させる案内溝が設けられており、スプリング１５により第１レンズ群３および第２レンズ群５は相反する方向に負荷を受け各カム溝の精度面に各駆動ピンが係合するようになっている。

また、第１レンズ群３および第２レンズ群５の外径が固定筒１１の内径に嵌合し、光軸に対する倒れを抑えるようになっている。このようにカム筒１３のみが回転することによって、第１レンズ群３および第２レンズ群５は要求する光軸方向の位置関係を作りつつ回転せずに変倍を行うことができるようになっている。

一方、第３レンズ群７は、固定筒１１の内側と撮像素子１０の外側の空間に配置されたステッピングモータ（モータ）２９の出力軸に設けられたリードスクリュー３１に螺合するナット３３に係合し、主ガイド軸２１、副ガイド軸２３に嵌合しながら第１レンズ群３および第２レンズ群５とは独立して移動を行う構成となっている。以下に３群の駆動装置について詳細に説明する。

第３レンズ群７は、合焦を行うフォーカスレンズ（撮影レンズ）１７を有しており、フォーカスレンズ１７はその周がレンズ枠１９に保持されている。また、第３レンズ群７は光軸に平行に配置された主ガイド軸（ガイド軸）２１に嵌合するスリーブ部２５と、光軸に平行であり鏡胴ベース９に固定された副ガイド軸２３とを備え、副ガイド軸２３がレンズ枠１９の回転止め部２７に嵌合することでフォーカスレンズ１７の回転を規制し、フォーカスレンズ１７は自由に主ガイド軸２１に沿って光軸方向に移動が可能となっている。

第３レンズ群７には、フォーカスレンズ１７を駆動する駆動源としてのステッピングモータ２９を配置し、ステッピングモータ２９の出力軸にはリードスクリュー３１が設けられている。また、レンズ枠１９に近接する位置にステッピングモータ２９が配置されるようになっている。

さらに、ステッピングモータ２９の出力軸側にはリードスクリュー３１に螺合するナット３３を挿入するナット収納空間３４を有し、第３レンズ群７を後方に付勢するスプリング１５を配置することにより常にナット３３に係合するようになっている。

ナット３３は凸部３６を有しており、凸部３６がナット収納空間３４に設けられた凹部３５と係合することによって、ナット３３の回転止めを行っている。このため、ステッピングモータ２９が回転することにより、リードスクリュー３１が回転し、ナット３３に係合するレンズ枠１９が前後に移動できるようになっている。ステッピングモータ２９は、その後端をフランジ３７に固定しており、フランジ３７とモータ後端とが面一になっている。このように、フランジ３７をモータ後端と面一に固定できるので、ステッピングモータ２９のがたつきを抑えることができる。

フランジ３７には、主ガイド軸２１の一端を固定する固定穴４０と、鏡胴ベース９に固定するネジ止め部３９と、鏡胴ベース９に対する位置を決める位置決め部４１を備えている。

次に、本実施の形態にかかる第３レンズ群７の組付け方法及びその作用について説明する。第３レンズ群７の組付け時には、フランジ３７を鏡胴ベース９の後方から位置決めをしつつ、リードスクリュー３１とナット３３を螺合させ、ネジ止め部３９にネジ等で固定する。ステッピングモータ２９が回転すると、リードスクリュー３１と螺合するナット３３にレンズ枠１９が係合することで、レンズ枠１９は前後に移動する。

フランジ３７は、鏡胴ベース９に固定されたとき、ステッピングモータ２９の後方に配置され、ステッピングモータ２９が撮像面の外側と固定筒１１の内側の空間に入り込むようになっている。このとき、主ガイド軸２１の一方の端部は鏡胴ベース９から一体的に突出したスリーブ２５のガイド軸固定部４３で固定し、他方の端部をフランジ３７に設けた固定穴４０で挟み込んで固定する。

主ガイド軸２１は、ステッピングモータ２９の側面に形成された空間に配置されることにより、スリーブ部２５がステッピングモータ２９の光軸方向の長さ分だけ長くとることができ、このように、スリーブ部２５を長くすることにより第３レンズ群７のがたつきを少なくすることができる。

また、フランジ３７の位置決め部４１とネジ止め部３９を主ガイド軸２１の固定穴４０の外側に配置することにより、リードスクリュー３１と主ガイド軸２１との距離を短くすることができる。このように、主ガイド軸２１とリードスクリュー３１との距離を短くすることにより、モータの推進力によるスリーブ部２５にかかるモーメントを小さくでき、主ガイド軸２１とスリーブ部２５との間の摩擦力を低減し結果的にステッピングモータ２９の必要な消費電流を下げることができる。

さらに、第３レンズ群７を付勢しているスプリング１５の引掛け部４５をフランジ３７に設けることにより、ステッピングモータ２９の押さえ部材の役割を担うフランジ３７において、主ガイド軸２１、スプリング１５を固定することができ、別部材で押さえる必要がなく部品点数の削減となる。以上より、レンズの倒れを抑えつつモータの消費電流を抑え、部品点数を低減したレンズ駆動装置を、鏡胴の内部に配置できる小型のレンズ駆動装置を実現することができ、レンズ鏡胴、カメラの低消費電流化、小型化ができる。

次に図５及び図６を参照して本発明の第２実施の形態について説明する。図５は第２実施の形態に係るレンズ駆動装置の一部分を示す斜視図、図６は図５に示すレンズ駆動装置の側面図である。第２実施の形態では、フランジ３７の形状が上述した第１実施の形態と異なり、フランジ３７は、ステッピングモータ２９のリードスクリュー側端面に沿って設けられた先端部３７ａと、モータ２９の両側面に沿う両側部３７ｂと、両側部３７ｂから外側に屈曲した屈曲部３７ｃとを有しており、先端部３７ａと両側部３７ｂと屈曲部３７ｃとでステッピングモータ２９を囲むキャップ状を成している。また、主ガイド軸２１の一端が一方の屈曲部３７ｃに固定されている。

このように、フランジ３７の形状をステッピングモータ２９を囲むキャップ形状としたので、フランジ３７にモータ２９が保持されることで、モータ２９への負荷を低減できるとともに、リードスクリュー３１にかかる摩擦を低減することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、主ガイド軸２１は１本としたが、２本以上であっても良い。

ナット３３はレンズ枠１９とは別体としたが、レンズ枠１９にねじを形成したものであっても良い。

第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の一部分を示す分解斜視図である。 図１に係るレンズ駆動装置の一部分を示す斜視図である。 図２に示すレンズ駆動装置の側面図である。 図２に示すレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴を示す断面図である。 第２実施の形態に係るレンズ駆動装置の一部分を示す斜視図である。 図５に示すレンズ駆動装置の側面図である。

符号の説明

１ レンズ鏡胴
９ 鏡胴ベース
１７ フォーカスレンズ（撮影レンズ）
１９ レンズ枠
２１ 主ガイド軸（ガイド軸）
２９ ステッピングモータ（モータ）
３１ リードスクリュー
３７ フランジ（フランジ部）
３７ａ 先端部
３７ｂ 両側部
３７ｃ 屈曲部
４３ ガイド軸固定部

Claims (7)

1. 撮影レンズの光軸と平行に配設され且つ撮影レンズを保持するガイド軸と、撮影レンズを保持するレンズ枠と、モータと、モータの端部に設けられたリードスクリューと、レンズ鏡胴に固定されるフランジ部とを備え、モータによりリードスクリューを回転させてレンズ枠を前後方向に移動させるレンズ駆動装置において、フランジ部にはモータが固定されると共にガイド軸の一端が固定されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. ガイド軸はモータの側面の空間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. フランジ部は、モータのリードスクリュー側端面に沿って設けられた先端部と、モータの両側面に沿う両側部と、両側部から外側に屈曲した屈曲部とを有しており、先端部と両側部と屈曲部とでモータを囲むキャップ状を成しており、ガイド軸は屈曲部に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. フランジ部はモータ後端と面一に設けてあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. レンズ鏡胴はその端部に鏡胴ベースを備え、鏡胴ベースはガイド軸の被写体側端部を固定するガイド軸固定部を有し、ガイド軸はガイド軸固定部とフランジ部との間に挟持されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置で駆動されるレンズ群がフォーカスレンズであることを特徴とするレンズ鏡胴。
7. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置又は請求項６記載のレンズ鏡胴を用いていることを特徴とするカメラ。

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