JP2006174529A - モータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】制御プログラムの大規模な変更を伴うことなくモータ軸受けのガタを抑制することができ、モータ駆動時の騒音、光学部材の移動時等に発生するオーバーシュート、反転ヒス等を、低減させることが可能となるモータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器を提供する。
【解決手段】モータ出力軸１０５を回転自在に保持する保持装置において、前記モータ出力軸の一端を支持する第１の支持部材１０２と、モータ駆動部側に設けられ、前記モータ出力軸の他端を支持する第２の支持部材１０６ａ，１０６ｂと、前記モータ出力軸を前記第２の支持部材に向けて付勢する付勢手段１０７と、を備えた構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はモータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器に関し、例えば撮影面に銀塩フィルムを用いた写真カメラや撮像素子としてＣＣＤを用いたスチールカメラやビデオカメラなどに好適なレンズや絞り等の光学部材の駆動装置に好適なモータ出力軸の保持装置、あるいはそれらを備えた光学機器に関するものである。

従来のレンズ保持部材を、モータの駆動により光軸方向に移動させるようにしたレンズ鏡筒においては、例えば特許文献１において見られるように、モータをレンズ鏡筒へ取り付ける際に、モータ部の傾きにより発生する軸受けの芯ズレを、モータの出力軸とモータ駆動部側軸受けの間に軸受けガタを設けることによって緩和する構成が採られてきた。これを図４を用いて更に説明する。
図４（ａ）は出力軸８の先端を受け部の孔１５に設けられたコイルバネ１６で支持するようにしたモータ出力軸の保持装置、図４は（ｂ）モータ出力軸８の先端を受け部に設けられたボールベアリング９で支持するようにしたモータ出力軸の保持装置、図４（ｃ）はモータ出力軸８の先端を受け部における先細り凹部１４で支持するようにしたモータ出力軸の保持装置を示すものである。
これらの保持装置において、モータ出力軸８の先端はコイルバネ１６、ボールベアリング９等で支持されると共に、モータ出力軸８の中間部が軸受け１０を介して支持され、モータ出力軸８の後端は板ばね１１、押さえ板２３等により支持されている。その際、上記したようにモータ出力軸８とモータ出力軸８の中間部を支持する軸受け１０との間に軸受けガタを設けることによって、モータ部の傾きにより発生する軸受けの芯ズレの緩和が図られている。

ところで、このような軸受けガタを設けたレンズ鏡筒においては、モータ駆動による振動やこの振動によって発生するレンズ鏡筒の騒音、あるいはレンズを光軸方向に移動、反転、停止させる際に発生するオーバーシュート、反転ヒス等を、低減させる必要が生じる。
このため、従来においては、例えば特許文献２のようにモータの出力軸にウエイト部材を装着することによって、モータの回転軸の振動を低減させる提案がなされている。
また、これ以外にもモータに印加する駆動信号の波形を変更（Ｓｉｎ波形駆動）し、あるいは印加電流を小さくすることで、余剰トルクを極力削滅する方法等が知られている。
また、鏡筒の共振低減対策として、鏡筒とモータ間にゴム等のスペーサを配置し、モータの振動を極力鏡筒に伝えないようにし、あるいは共振周波数帯域での使用を避けるように制御する方法が知られている。
特開平０６−０３４８６４号公報 特開平１１−７２６８７号公報

しかしながら、上記特許文献２のようにモータの出力軸にウエイト部材を装着するものでは、マイコン等に設定された制御プログラムの変更を伴うため、量産開始または量産再開までに長時間を要することとなり、またコストアップにもなるという問題を有している。このような問題は駆動信号の変更、あるいは制御するものにおいても、同様に生じる問題である。
また、共振周波数帯域での使用を避けるような使い方をすることは、ズームやフォーカス速度の選択範囲を狭めてしまうので、実用的な対策とはいえない。
さらに、モータと鏡筒間にゴムスペーサを挟むことは、振動伝達低減に対し有効な対策ではあるが、ゴムスペーサはある程度圧縮した状態で使用されるため、モータにパイアス負荷がかかり、その結果、軸受けロスや取り付け板の変形等を引き起こす危険が生じる。

本発明は、上記課題に鑑み、制御プログラムの大規模な変更を伴うことなくモータ軸受けのガタを抑制することができ、モータ駆動時の騒音、光学部材の移動時等に発生するオーバーシュート、反転ヒス等を、低減させることが可能となるモータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器を提供することを目的とするものである。

本発明は、以下のように構成したモータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器を提供するものである。
すなわち、本発明のモータ出力軸の保持装置は、モータ出力軸を回転自在に保持する保持装置において、前記モータ出力軸の一端を支持する第１の支持部材と、モータ駆動部側に設けられ、前記モータ出力軸の他端を支持する第２の支持部材と、前記モータ出力軸を前記第２の支持部材に向けて付勢する付勢手段と、を備えることを特徴としている。本発明においては、前記付勢手段は前記モータ出力軸をスラスト方向に付勢すると共に、ラジアル方向にも付勢する構成を採ることができる。
また、本発明の光学部材の駆動装置は、上記したモータ出力軸の保持装置を備えた駆動手段を有することを特徴としている。
また、本発明の光学部材の光学機器は、上記した光学部材駆動装置を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、制御プログラムの大規模な変更を伴うことなく、モータ軸受けのガタの抑制が可能となるモータ出力軸の保持装置、光学部材の駆動装置、および光学機器を実現することができる。
また、本発明によれば、モータ回転軸のスラスト付勢手段をスラストと同時にラジアル付勢を兼ねる構成を採ることで、モータ軸受けのガタを抑制することができ、これによりモータ駆動時の騒音、光学部材の移動時等に発生するオーバーシュート、反転ヒス等を、低減させることが可能となる。

本発明は、上記構成により本発明の課題を達成することが可能となるが、本発明の実施の形態においては、このモータ出力軸の保持装置をより具体的には、マグネットを保持するモータ出力軸の一端をレンズ鏡筒に保持された軸受け部材で支持し、他端をモータ駆動部側の軸受けで回転自在に支持されるとともに、前記モータ出力軸は、前記モータ駆動部側軸受けに向かってスラスト付勢するように構成する。
すなわち、前記モータ出力軸を前記モータ駆動部側軸受けで回転自在に支持することで、前記モータ出力軸と前記駆動部側軸受けのガタを無くすようにする。これによってモータ出力軸の振動を抑え、モータ駆動時の振動や騒音を低く抑えることが可能となる。
また、モータ出力軸の頂点からずらした位置を押す付勢手段でスラスト付勢と同時にモータ出力軸先端側のラジアル付勢をする構成を採ることで、モータ出力軸両端の軸受けガタを無くすことができ、レンズを高速移動中から急停止させる際のオーバーシュートおよび反転移動させた際のヒス現象を低減させることが可能となる。
また、このような構成を絞り駆動装置に適用することで、絞り羽根を高速移動中から急停止させる際のオーバーシュートおよび絞り羽根を反転移動させた際の絞り口径ヒスを低減させることが可能となる。

以下に、本発明の実施例について説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１は、上記した本発明を適用してステッピングモータによるレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡筒を構成したものである。
図１に、本実施例のレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡筒の断面図を示す。図１（ａ）はモータ駆動部側のモータ出力軸の後端に形成された略Ｒ形状の突起部を備えた支持構造、図１（ｂ）はモータ出力軸先端の支持構造、図１（ｃ）はモータ駆動部側のモータ出力軸の後端に形成された略円錐形状の凹部を備えた支持構造を示す図である。

図１において、１０１はレンズ鏡筒、１０２はレンズ鏡筒に固定保持された先端軸受けであり、この先端軸受け１０２はレンズ鏡筒１０１と一体成型してもよい。
１０３はマグネット、１０４はモータ駆動部、１０５はモータ出力軸であり、モータ駆動部１０４はレンズ鏡筒１０１に固定保持されている。
１０５ａはモータ駆動部側のモータ出力軸１０５の後端に形成された略Ｒ形状の突起部、１０５ｂはモータ駆動部側のモータ出力軸１０５の後端に形成された略円錐形状の凹部である。
また、１０６ａは略円錐形状の後部軸受け、１０６ｂは略Ｒ突起形状の後部軸受け、１０７はスラストバネである。
このようにモータ出力軸１０５は、その先端がレンズ鏡筒に固定保持された先端軸受け１０２によって支持され、後端の略Ｒ形状の突起部１０５ａまたは略円錐形状の凹部１０５ｂが、略円錐形状の後部軸受け１０６ａまたは略Ｒ突起形状の後部軸受１０６ｂによって、回転自在に支持されている。

モータ出力軸１０５におけるモータ駆動部１０４から図１中左側に突出した先端部分は、送りネジとなっている。
モータ駆動部１０４内に配置されたマグネット１０３は、モータ出力軸１０５に固定保持されている。
スラストバネ１０７は、モータ出力軸１０５をモータ駆動部後端に位置する略Ｒ形状の突起部１０５ａまたは略円錐形状の凹部１０５ｂを、略円錐形状の後部軸受け１０６ａまたは略Ｒ突起形状の後部軸受軸受け１０６ｂに向かって、スラスト付勢することで、モータ出力軸１０５とモータ後部軸受け１０６ａ、１０６ｂのラジアルガタおよびモータ出力軸１０５自身のスラストガタを無くしている。また、スラストバネ１０７はモータ出力軸１０５の頂点からずらした位置を押すことによって、同時にモータ出力軸１０５と係合或いは略Ｖ字形状で係合している先端軸受け１０２のラジアルガタも無くすように作用している。

本実施例によれば、このようにモータ出力軸１０５両端の軸受けガタを一切無くすことによって、モータ駆動時における振動や、この振動により発生するレンズ鏡筒の騒音、あるいはモータ出力軸の振動およびレンズを高速移動中から急停止させる際のオーバーシュートおよび反転移動させた際のヒス現象を低減させることが可能となる。

［実施例２］
本発明の実施例２は、上記した本発明を適用してステッピングモータによる絞り羽根の駆動装置を備えたレンズ鏡筒を構成したものである。
図２に、本実施例の絞り羽根の駆動装置を備えたレンズ鏡筒の断面図を示す。
なお、本実施例の構成は、実施例１の送りネジを絞り駆動用アームに置き換えたこと、およびレンズ鏡筒１０１’の形状、モータ出力軸１０５’の形状が実施例１のものと異なる以外は、基本的に実施例１のものと異ならないから、共通部分には実施例１と同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。

図２において、２０１は実施例１の送りネジに代えて設けられた絞り駆動用アームである。また１０１’は実施例１と形状の異なるレンズ鏡筒であり、１０５’は実施例１と形状の異なるモータ出力軸である。
本実施例によれば、実施例１と同様にモータ出力軸１０５’両端の軸受けガタを一切無くすことによって、絞り羽根を高速移動中から急停止させた際のオーバーシュートおよび絞り羽根を反転移動させた際の絞り口径ヒスを低減させることができる。

［実施例３］
本発明の実施例３は、上記した実施例１及び実施例２を適用してステッピングモータによるレンズ駆動装置、絞り駆動装置を内蔵したレンズ鏡筒を構成したものである。
図３に、本実施例のレンズ駆動装置、絞り駆動装置を内蔵したレンズ鏡筒の断面図を示す。
図３において、３４は前群レンズ、３６は変倍レンズ、３７はアフオーカルレンズ、３８はフォーカスレンズである。
３５は固定鏡筒であり、前群レンズ３４、スラストバネ１０７を固定保持するとともに、モータ出力軸１０５の先端を保持している。
３２はアフォーカル鏡筒でありアフォーカルレンズ３７、スラストバネ１０７、絞り駆動装置を固定保持すると共に、モータ出力軸１０５の先端を保持している。なお、モータ駆動部は、固定鏡筒３５の後端に取り付けられたリレーホルダ３１にビス止めされている。

３３は変倍レンズ３６を保持するズーム移動環であり、３９はフォーカスレンズ３８を保持するフォーカス移動環である。これら移動環３３、３９はそれぞれラック１２ａ、１２ｂを有しており、これらラック１２ａ、１２ｂはそれぞれ出カ軸１０５の送りネジ部に螺合している。このため、モータが作動してモータ出力軸１０５が回転すると、各移動環３３、３９およびこれらに保持されたレンズ３６、３８は光軸方向に進退する。

このように本実施例によれば、マグネットを保持するモータ回転軸の一端をレンズ鏡筒に保持された軸受け部材で支持し、他端をモータ駆動部側の軸受けで回転自在に支持されるとともに、前記モータ回転軸は、前記モータ駆動部側軸受けに向かってスラスト付勢することで前記モータ回転軸と前記駆動部側軸受けのガタを完全に無くすものであり、ステッピングモータの駆動時に発生するモータ回転軸とモータ後部軸受けのガタによるモータ振動やこの振動により発生するレンズ鏡筒の共振およびこれらに伴う騒音の発生を低減することが可能となる。

また、モータ回転軸のスラスト付勢手段をスラストと同時にラジアル付勢を兼ねることから、モータ回転軸両端の軸受けガタが一切無くなり、レンズを高速移動中から急停止させる際のオーバーシュートおよび反転移動させた際のヒス現象を低減させることができる。
また、同様に絞り羽根を高速移動中から急停止させる際のオーバーシュートおよび絞り羽根を反転移動させた際の絞り口径ヒスを低減させることができる。
なお、本実施例では、レンズ駆動装置、絞り駆動装置を備えたレンズ鏡筒について説明したが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではなく、レンズ以外の光学素子を駆動する装置、カメラ、その他の光学機器等にも適用することができるものである。

本発明の実施例１におけるレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡筒の断面図であり、（ａ）はモータ駆動部側のモータ出力軸の後端に形成された略Ｒ形状の突起部を備えた支持構造、（ｂ）はモータ出力軸先端の支持構造、（ｃ）はモータ駆動部側のモータ出力軸の後端に形成された略円錐形状の凹部を備えた支持構造を示す。 本発明の実施例２における絞り羽根の駆動装置を備えたレンズ鏡筒の断面図であり、（ａ）はモータ駆動部側のモータ出力軸の後端に形成された略Ｒ形状の突起部を備えた支持構造、（ｂ）はモータ出力軸先端の支持構造を示す。 本発明の実施例３におけるレンズ駆動装置、絞り駆動装置を内蔵したレンズ鏡筒の断面図。 従来例である特許文献１による光学部材の駆動装置を備えたレンズ鏡筒の断面図であり、（ａ）は出力軸先端をコイルバネで支持するモータ出力軸の保持装置、（ｂ）は出力軸先端をボールベアリングで支持するモータ出力軸の保持装置、（ｃ）は出力軸先端を受け部における先細り凹部で支持するモータ出力軸の保持装置を示す。

符号の説明

１０１：レンズ鏡筒
１０１’：絞り鏡筒
１０２：先端軸受け
１０３：マグネット
１０４：モータ駆動部
１０５：モータ出力軸
１０５ａ：モータ出力軸の後端に形成された略Ｒ形状の突起部
１０５ｂ：モータ出力軸の後端に形成された略円錐形状の凹部
１０６ａ：略円錐形状の後部軸受け
１０６ｂ：略Ｒ突起形状の後部軸受け
１０７：スラストバネ

Claims (8)

1. モータ出力軸を回転自在に保持する保持装置において、前記モータ出力軸の一端を支持する第１の支持部材と、モータ駆動部側に設けられ、前記モータ出力軸の他端を支持する第２の支持部材と、前記モータ出力軸を前記第２の支持部材に向けて付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とするモータ出力軸の保持装置。
2. 前記付勢手段は、前記モータ出力軸をスラスト方向に付勢すると共に、ラジアル方向にも付勢することを特徴とする請求項１に記載のモータ出力軸の保持装置。
3. 前記付勢手段は、バネ部材を備え、該バネ部材によって前記モータ出力軸の一端における頂点位置からズレた位置を押圧することによって、前記モータ出力軸をスラスト方向及びラジアル方向に付勢することを特徴とする請求項２に記載のモータ出力軸の保持装置。
4. 前記モータ出力軸の他端を支持するモータ駆動部側の支持部材は、前記モータ出力軸の後端に形成された略Ｒ形状の突起部または略円錐形状の凹部を軸支する略円錐形状の受け部または略Ｒ突起形状の受け部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ出力軸の保持装置。
5. 前記モータ出力軸の一端を支持する支持部材は、レンズ鏡筒に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ出力軸の保持装置。
6. 前記モータ出力軸の一端を支持する支持部材は、前記レンズ鏡筒と一体成型されていることを特徴とする請求項５に記載のモータ出力軸の保持装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ出力軸の保持装置を備えた駆動手段を有することを特徴とする光学部材駆動装置。
8. 請求項７に記載の光学部材駆動装置を備えていることを特徴とする光学機器。

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