JP2007199468A - レンズ移動装置およびこれを搭載したビデオカメラ、カメラ、交換レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】軸受け部の移動に伴って従来発生していた振動（ハンチング運動）を低減でき、振動に伴う騒音を低減できるレンズ移動装置を提供する。
【解決手段】レンズ移動装置は、レンズ保持枠１２とガイド軸３１とモータ２１とリードスクリューとラック２３と圧縮コイルバネ３３とから構成される。レンズ保持枠１２は、レンズ１１を保持し、ガイド軸受け部１２１を有する。ガイド軸３１は、ガイド軸受け部１２１に挿入され、レンズ保持枠１２をスライド可能に保持する。モータ２１とリードスクリューとラック２３とからなる駆動手段は、レンズ保持枠１２をガイド軸３１に沿って駆動する。圧縮コイルバネ３３は、レンズ保持枠１２がガイド軸３１に沿って移動する際に、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態をほぼ一定に保つ接触状態保持手段として機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ移動装置に関し、特にガイド軸に沿ってレンズ保持枠を移動するレンズ移動装置に関する。また、このレンズ移動装置を備えるデジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ等に関する。

近年、ビデオカメラは小型化しており、搭載されるレンズ移動装置の小型化が必要である。このため、ズーム及びフォーカスのためのレンズ移動機構が小型化されている。

レンズ移動装置は、回転カム筒を用いる装置やリードスクリューを用いる装置などがある。リードスクリューを用いたレンズ移動装置の一例として、特許文献１記載のレンズ移動装置がある。図２にこのレンズ装置の概略図を示す。光軸方向に配置されたガイド軸２に勘合する軸受け部２ａ及び回り止め軸３に勘合する軸受け部１ａを備えたレンズ移動枠１が設けられている。レンズ移動枠１にはラック６が設けられ、モータユニット４のリードスクリュー５とかみ合っている。モータユニット４を動作させると、リードスクリュー５が回転することにより、レンズ移動枠１が光軸方向に移動する。
特開平４−１３６８０６号公報

しかしながら、従来のレンズ移動装置ではガイド軸２と軸受け部２ａとのわずかなクリアランスで、レンズ移動枠１の移動時にガイド軸２に対してレンズ移動枠１が振動し、騒音を発生させるという課題があった。

また、上記クリアランスにより、レンズ移動枠１の傾きが発生するという課題もあった。
本発明は上記課題を解決し、振動に起因する騒音を及び、レンズ移動枠の傾きのばらつきを防止するレンズ装置、及びこれを搭載した撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、レンズを保持し、軸受け部を有するレンズ保持枠と、前記軸受け部に挿入され、前記レンズ保持枠をスライド可能に保持するガイド軸と、前記レンズ保持枠を前記ガイド軸に沿って駆動する駆動手段と、前記レンズ保持枠が前記ガイド軸に沿って移動する際に、前記軸受け部と前記ガイド軸との接触状態をほぼ一定に保つ接触状態保持手段と、を備える。

これにより、軸受け部の移動に伴って従来発生していた振動（ハンチング運動）を低減できる。そのため、振動に伴う騒音を低減できる。

ここで、前記接触状態保持手段は、前記軸受け部において回転モーメントを発生させる回転モーメント発生手段としてもよい。これにより、軸受け部とガイド軸との接触状態を容易にほぼ一定に保つことができる。

また、前記回転モーメント発生手段は、前記レンズ保持枠のうち前記軸受け部から離間した部分を前記ガイド軸の軸方向に付勢する付勢手段で構成してもよい。これにより、軸受け部において回転モーメントを容易に発生させることができる。

また、前記レンズ保持枠は、前記ガイド軸と離間した部分に回り止め軸受け部を備え、前記回り止め軸受け部に挿入される回り止め軸を備えるレンズ移動装置であって、前記付勢手段は、前記回り止め軸上に設けられるようにしてもよい。これにより、レンズ保持枠がガイド軸を中心にして回転するのを防止できるとともに、付勢手段が圧縮時に座屈するのを防止できる。

また、前記付勢手段は、圧縮型又は引っ張り型のコイルバネで構成してもよい。

さらに、本発明のレンズ移動装置は、カメラや交換レンズに搭載してもよい。

以上のように本発明によれば、軸受け部の移動に伴って従来発生していた振動（ハンチング運動）を低減できる。そのため、振動に伴う騒音を低減できる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかるレンズ移動装置は、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ等に搭載可能である。図１は、本発明の実施の形態１にかかるレンズ移動装置の斜視図である。

レンズ保持枠１２はレンズ１１を保持する。レンズ１１は、ズームレンズやフォーカスレンズとして利用可能である。レンズ１１をズームレンズとして用いる場合、レンズ保持枠１２のストローク量は２０ｍｍ以上という長いものになる場合もある。

レンズ保持枠１２は、対角の２箇所にガイド軸受け部１２１及び回り止め軸受け部１２２が設けられている。ガイド軸受け部１２１には孔が設けられており、孔上部１２１ａから孔下部１２１ｂにかけてガイド軸３１が挿入されている。これにより、ガイド軸受け部１２１はガイド軸３１上をスライド可能である。ガイド軸受け部１２１に設けられた孔は、ガイド軸３１よりも少し大きく形成されている。そのため、ガイド軸受け部１２１のガイド軸３１上でのスライドをスムーズに行うことができる。

回り止め軸受け部１２２は、回り止め軸３２を挿入し、回り止め軸３２との係合によりレンズ保持枠１２がガイド軸３１を中心にして回転するのを防止するための部材である。ガイド軸３１及び回り止め軸３２は、それぞれ円柱状部材で構成される。

ラック２３は、ガイド軸受け部１２１に固定されている。そして、ラック２３は、リードスクリュー２２に螺合している。リードスクリュー２２は、モータ２１により回転駆動可能に構成されている。そのため、モータ３１が起動してリードスクリュー２２を回転させると、ラック２３は、矢印Ｘ方向又はＹ方向に移動する。

圧縮コイルバネ３３は、回り止め軸３２に設けられ、回り止め軸受け部１２２を矢印Ｘ方向に付勢する。

これにより、同一方向（本実施例では矢印Ｘ方向）に常にラック２３を付勢できるので、リードスクリュー２２とラック２３との接触状態を一定に保つことができる。そのため、リードスクリュー２２とラック２３とのガタツキを防止できる。

また、圧縮コイルバネ３３をガイド軸３１ではなく、ガイド軸３１から離れた回り止め軸３２上に設けたため、ガイド軸受け部１２１がガイド軸３１をスライドする際に従来生じていた振動（ハンチング運動）を防止できる。

この防止メカニズムについて、以下詳細に説明する。圧縮コイルバネ３３をガイド軸３１ではなく、ガイド軸３１から離れた回り止め軸３２上に設けたため、ガイド軸受け部１２１において、矢印ＣＷ方向の回転モーメントを発生させることができる。そのため、孔上部１２１ａ及び孔下部１２１ｂでのガイド軸３１との接触状態を一定に保つことができる。具体的には、孔上部１２１ａでは矢印Ｂ方向の端部でガイド軸３１と接触し、孔下部１２１ｂでは矢印Ａ方向の端部でガイド軸３１と接触する状態を保つことができる。そうすると、従来、これらの接触状態がガイド軸受け部１２１の移動に伴って変化することにより振動が発生していたのであるが、本実施の形態では、圧縮コイルバネ３３を回り止め軸３２上に設けることにより、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態を一定に保ち、ガイド軸受け部１２１の移動に伴って発生する振動を防止しているのである。

要するに、本発明はガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態を、ガイド軸受け部１２１が移動した場合でも一定に保つ手段を設けることを主眼としたものである。そのための具体的手段として、ガイド軸受け部１２１において回転モーメントを発生させる手段を設けたものである。さらに、回転モーメントを発生させる手段として、本実施例では、回り止め軸３２に設けた圧縮コイルバネ３３を例示するのである。

圧縮コイルバネ３３は、例えば、バネ定数が０．０８４ｃＮ／ｍｍ、線径が０．１ｍｍ、コイル径が２．１ｍｍ、巻き数が１１０回のものを用いることができる。このように、バネ定数が小さく、巻き数の多いものを用いるのは、モータ２１にかかる負荷を小さくするためである。圧縮コイルバネ３３により、ガイド軸受け部１２１には、矢印Ｘ方向のバネ付勢力の他に、矢印ＣＷ方向の回転モーメントが加わる。そのため、バネ定数が大きい場合には、モータ２１に大きな負荷がかかり過ぎてしまい、圧縮コイルバネ３３を圧縮していくと、モータ２１がガイド軸受け部１２１を駆動できない場合も発生する。本実施例では、バネ定数が小さく、巻き数の多いものを用いることにより、モータ２１の負荷を低減している。

また、このようなバネは、圧縮時に座屈しやすいので、それを防止するためバネガイドが必要となる。本実施の形態では、回り止め軸３２を座屈防止のバネガイドとして兼用するため、圧縮コイルバネ３３を回り止め軸３２に設けることとした。

なお、圧縮コイルバネ３３を設けることにより、上述したように、リードスクリュー２２とラック２３とのガタツキを防止できるとともに、ガイド軸受け部１２１がガイド軸３１をスライドする際に従来生じていた振動（ハンチング運動）を防止できるが、それに加えて、レンズ保持枠１２の光軸に対する傾きをほぼ一定に保つことも可能である。そのため、レンズ１１の傾きが変化することに伴う集光画像の劣化を防ぐことができる。

以上のように、本発明の実施の形態１にかかるレンズ移動装置は、レンズ保持枠１２とガイド軸３１とモータ２１とリードスクリューとラック２３と圧縮コイルバネ３３とから構成される。レンズ保持枠１２は、レンズ１１を保持し、ガイド軸受け部１２１を有する。ガイド軸３１は、ガイド軸受け部１２１に挿入され、レンズ保持枠１２をスライド可能に保持する。モータ２１とリードスクリューとラック２３とからなる駆動手段は、レンズ保持枠１２をガイド軸３１に沿って駆動する。圧縮コイルバネ３３は、レンズ保持枠１２がガイド軸３１に沿って移動する際に、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態をほぼ一定に保つ接触状態保持手段として機能する。

これにより、ガイド軸受け部１２１の移動に伴って従来発生していた振動（ハンチング運動）を低減できる。そのため、振動に伴う騒音を低減できる。

また、圧縮コイルバネ３３は、ガイド軸受け部１２１において回転モーメントを発生させる回転モーメント発生手段としても機能する。これにより、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態を一定に保つことで、ガイド軸受け部１２１の移動に伴って発生する振動を防止できる。

また、圧縮コイルバネ３３は、レンズ保持枠１２のうちガイド軸受け部１２１から離間した部分をガイド軸３１の軸方向に付勢する付勢手段として機能する。これにより、ガイド軸受け部１２１において回転モーメントを容易に発生させることができる。

また、レンズ保持枠１２は、ガイド軸３１と離間した部分に回り止め軸受け部１２２を備えるようにしてもよい。この場合、回り止め軸受け部１２２に挿入される回り止め軸３２を備える。そして、圧縮コイルバネ３３は、回り止め軸３２上に設けられる。これにより、レンズ保持枠１２がガイド軸３１を中心にして回転するのを防止できるとともに、圧縮コイルバネ３３が圧縮時に座屈するのを防止できる。

なお、ガイド軸受け部１２１は、本発明の軸受け部の一例である。モータ２１、リードスクリュー２２及びラック２３からなる構成は、本発明の駆動手段の一例である。圧縮コイルバネ３３は、本発明の接触状態保持手段の一例であるとともに、本発明の回転モーメント発生手段の一例でもあり、本発明の付勢手段の一例でもある。

また、本発明の実施の形態では、接触状態保持手段の一例として圧縮コイルバネ３３を例示したが、これには限らず、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態をほぼ一定に保つ手段であれば他の手段でも構わない。例えば、他の部材をガイド軸受け部１２１やレンズ保持枠１２に押し当てることにより、接触状態をほぼ一定に保つようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、回転モーメント発生手段の一例として圧縮コイルバネ３３を例示したが、これに限らず、ガイド軸受け部１２１において回転モーメントを発生させる手段であれば他の手段でも構わない。例えば、一端がガイド軸受け部１２１に固定され、他端が他の部材に固定された付勢手段で回転モーメントを発生させるようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、付勢手段の一例として圧縮コイルバネ３３を例示したが、これには限らず、レンズ保持枠１２を付勢するものであれば構わない。例えば、引っ張り型のコイルバネを用いてもよく、ゴム状の付勢手段を用いてもよい。引っ張り型のコイルバネを用いた場合、バネによる付勢力は矢印Ｙ方向になり、回転モーメントは矢印ＣＣ方向になるため、本実施の形態とは逆になるが、リードスクリュー２２とラック２３とのガタツキを防止できるとともに、ガイド軸受け部１２１がガイド軸３１をスライドする際に従来生じていた振動（ハンチング運動）を防止できるという効果は同様に奏することができる。リードスクリュー２２とラック２３との接触状態をほぼ一定に保つことができるとともに、ガイド軸受け部１２１とガイド軸３１との接触状態をほぼ一定に保つことができるからである。

また、本発明の実施の形態ではモータ２１、リードスクリュー２２、ラック２３からなる構成により、ガイド軸受け部１２１を駆動する構成としたが、これには限らず、レンズ保持枠１２をガイド軸１３に沿って駆動できる手段であれば他の手段であっても構わない。例えば、ガイド軸受け部１２１を駆動するのではなく、レンズ保持枠１２を直接駆動するようにしてもよい。また、リードスクリューではなく、例えば、直状歯車等を用いるものであっても構わない。

本発明は、軸受け部とガイド軸との接触状態をほぼ一定に保つことにより、レンズ保持枠の移動に伴う振動の発生を低減できるレンズ移動装置に適用可能であるため、ガイド軸を有する光学機器に適用できる。例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ、プロジェクタ等に適用できる。

本発明の実施の形態にかかるレンズ移動装置の構成を示す斜視図 従来のレンズ移動装置の構成を示す斜視図

符号の説明

１１ レンズ
１２ レンズ保持枠
１２１ ガイド軸受け部
１２１ａ 孔上部
１２１ｂ 孔下部
１２２ 回り止め軸受け部
２１ モータ
２２ リードスクリュー
２３ ラック
３１ ガイド軸
３２ 回り止め軸
３３ 圧縮コイルバネ

Claims (7)

1. レンズを保持し、軸受け部を有するレンズ保持枠と、
   前記軸受け部に挿入され、前記レンズ保持枠をスライド可能に保持するガイド軸と、
   前記レンズ保持枠を前記ガイド軸に沿って駆動する駆動手段と、
   前記レンズ保持枠が前記ガイド軸に沿って移動する際に、前記軸受け部と前記ガイド軸との接触状態をほぼ一定に保つ接触状態保持手段と、
   を備えるレンズ移動装置。
2. 前記接触状態保持手段は、前記軸受け部において回転モーメントを発生させる回転モーメント発生手段である、請求項１に記載のレンズ移動装置。
3. 前記回転モーメント発生手段は、前記レンズ保持枠のうち前記軸受け部から離間した部分を前記ガイド軸の軸方向に付勢する付勢手段である、請求項２に記載のレンズ移動装置。
4. 前記レンズ保持枠は、前記ガイド軸と離間した部分に回り止め軸受け部を備え、
   前記回り止め軸受け部に挿入される回り止め軸を備えるレンズ移動装置であって、
   前記付勢手段は、前記回り止め軸上に設けられる、請求項３に記載のレンズ移動装置。
5. 前記付勢手段は、圧縮型又は引っ張り型のコイルバネである、請求項３又は請求項４に記載のレンズ移動装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のレンズ移動装置を備えるカメラ。
7. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のレンズ移動装置を備える交換レンズ。

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