JP2007298718A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ枠が移動する際の傾きを確実に防止する。
【解決手段】レンズ（群）５１を取り付けたレンズ枠５２をこのレンズ（群）５１の光軸に対して光軸Ｋに対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向に移動する際に、ラック歯５５ｃ１を形成したラック部材５５をレンズ枠５２に光軸Ｋと直交する方向に揺動可能に軸支し、且つ、光軸Ｋに対して平行に設けられてラック歯５５ｃ１にリード角を持って噛合するリードスクリュー６２を回転自在に設けて、ラック歯５５ｃ１をバネ部材５４によりリードスクリュー６２側に押圧したレンズ駆動装置５０’において、リードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’の方向が第１，第２のガイドシャフト１３，１４間を結ぶ面内で交差するようにラック歯５５ｃ１を形成したことを特徴とするレンズ駆動装置５０’を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラなどのレンズ鏡筒内に設けられ、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠を光軸に対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフトに沿って光軸方向に移動するように構成したレンズ駆動装置に関するものである。

一般的に、携帯可能なビデオカメラなどでは、被写体を撮影するためのレンズ鏡筒を備えており、このレンズ鏡筒内に各種の光学部品が収納されている。

図６は一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部を説明するために摸式的に示した構成図である。

図６に示した如く、一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部１０では、外観を形成するレンズ鏡筒１１が内部に下記する複数の光学部材を収納するために少なくとも２つ以上に分割されているものであるが、ここでは概念的に説明するためにレンズ鏡筒１１を分割せずに図示している。

上記したレンズ鏡筒１１内には、前方側から後方側に向かって、被写体Ｈを撮影する前玉レンズ（群）１２と、前玉レンズ（群）１２により撮影した被写体像を変倍（ズーミング）するための変倍レンズ（群）２１を変倍レンズ枠２２に取り付けて、この変倍レンズ枠２２を光軸Ｋに対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向に移動する変倍レンズ駆動部２０と、被写体像の光量を調整するためのアイリス３１を開閉するアイリス駆動部３０と、固定マスターレンズ（群）４０と、固定マスターレンズ（群）４０と協働して被写体像のピントを調整するためのフォーカスレンズ（群）５１をフォーカスレンズ枠５２に取り付けて、このフォーカスレンズ枠５２を上記した第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向に移動するフォーカスレンズ駆動部５０と、被写体像の高域成分による偽似信号を防ぐための光学ローパスフィルタ７０と、光学ローパスフィルタ７０とラバー７１を介して取り付けられて、被写体像を光電変換する撮像素子７２とが順に設けられており、撮像素子７２を固定する撮像素子用ホルダ７３でレンズ鏡筒１１の後方側を閉蓋している。

この際、第１，第２のガイドシャフト１３，１４の各端部は、レンズ鏡筒１１内の前後に固定されている。

そして、前玉レンズ（群）１２，変倍レンズ（群）２１，固定マスターレンズ（群）４
０，フォーカスレンズ（群）５１により撮影した被写体像をＣＣＤなどの撮像素子７２に
結像させて、撮像素子７２で被写体像を光電変換する際に、各レンズ（群）１２，２１，
４０，５１は単レンズを用いたり、又は、複数枚のレンズよるレンズ群を用いている。

ここで、上記した一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部１０において、変倍レンズ（群）２１と一体に変倍レンズ枠２２を光軸方向に移動させる変倍レンズ駆動部２０と、フォーカスレンズ（群）５１と一体にフォーカスレンズ枠５２を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部５０は、略同じ構造を採用しているので、以下の説明ではレンズ（群）を取り付けたレンズ枠を光軸方向に移動するレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部５０を例に挙げて図７〜図９を用いて具体的に説明する。

図７は一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部を一部分解して示した一部分解斜視図、
図８（ａ），（ｂ）は一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部を示した正面図，Ｂ方向矢視図、
図９は一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたフォーカスレンズ駆動部を駆動させた状態を示した断面図であり、（ａ）はリードスクリュー正転時を示し、（ｂ）はリードスクリュー逆転時を示した図である。

図７及び図８（ａ），（ｂ）に示した如く、一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒１１（図６）内に設けられたフォーカスレンズ駆動部５０では、フォーカスレンズ（群）５１を取り付けたフォーカスレンズ枠５２が第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向に移動自在になっている。

上記したフォーカスレンズ枠５２は、黒色樹脂材を用いて成形加工により一体的に形成されており、フォーカスレンズ（群）５１を取り付けるレンズ取り付け部５２ａの外周部位から第１，第２アーム部５２ｂ，５２ｃが光軸Ｋを挟んで左右に分かれて延出されている。

この際、フォーカスレンズ枠５２の第１アーム部５２ｂは、光軸方向に所定の長さを有して内部に第１のガイドシャフト１３を挿通するための第１の孔（以下、丸孔と記す）５２ｂ１が貫通して光軸方向に沿って形成されており、丸孔５２ｂ１の直径φＤは第１のガイドシャフト１３の直径φｄよりも僅かに大径に形成されているために丸孔５２ｂ１と第１のガイドシャフト１３との間には微小な隙間Ｓ１が生じており、この微小な隙間Ｓ１は例えば丸孔５２ｂ１の下側に生じている。

一方、フォーカスレンズ枠５２の第２アーム部５２ｃは、第１アーム部５２ｂよりも短尺で内部に第２のガイドシャフト１４を挿通するための第２の孔（以下、矩形孔と記す）５２ｃ１が貫通して形成されており、矩形孔５２ｃ１のサイズは第２のガイドシャフト１４の直径φｄよりも僅かに大きなサイズに形成されているために矩形孔５２ｃ１と第２のガイドシャフト１４との間には微小な隙間Ｓ２が生じており、この微小な隙間Ｓ２は例えば矩形孔５２ｃ１の上側に生じている。尚、上記した矩形孔５２ｃ１に代えて図示しないＵ字孔でも良い。

また、フォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも上方で第１アーム部５２ｂの上部には、一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅが光軸方向に対して直交し且つ光軸方向に間隔を離して上方に向かって突出形成されており、これら一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅに一対の丸孔５２ｄ１，｛５２ｅ１…図８（ｂ）のみ図示｝が貫通して形成されている。

また、フォーカスレンズ枠５２の一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅ間には、ラック部材５３が揺動可能に軸着されており、ラック部材５３の前後に光軸方向に沿って形成した一対の軸部５３ａ，｛５３ｂ…図８（ｂ）のみ図示｝をフォーカスレンズ枠５２の一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅに形成した一対の丸孔５２ｄ１，｛５２ｅ１…図８（ｂ）のみ図示｝に軸支することで、ラック部材５３が光軸方向と直交する方向に揺動可能になっている。

また、ラック部材５３の上方部位には、ラック片５３ｃとリードスクリュー対向片５３ｄとが断面を略Ｕ字状に二股に分かれて上方に向かって略垂直に形成されており、ラック片５３ｃの内側に沿ってラック歯５３ｃ１が後述するリードスクリュー６２のリード角に合わせたリード角を持って形成されている。

また、フォーカスモータ組立体６０がフォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも上方に配置されてレンズ鏡筒１１（図６）に取り付けられており、このフォーカスモータ組立体６０はフォーカス用モータ６１の軸に取り付けたリードスクリュー６２をモータ取り付けブラケット６３に光軸方向に沿って回転自在に軸支し、且つ、このリードスクリュー６２をラック部材５３のラック片５３ｃとリードスクリュー対向片５３ｄとの間に挿入し、更に、ラック部材５３のラック片５３ｃをネジリバネ（バネ部材）５４の付勢力でリードスクリュー６２側に押圧することで、ラック片５３ｃの内側に形成したラック歯５３ｃ１にリードスクリュー６２を噛合させている。

ここで、ラック部材５３のラック歯５３ｃ１にリードスクリュー６２を噛合させた際に、リードスクリュー６２とラック部材５３のリードスクリュー対向片５３ｄとの間に僅かな隙間Ｓ３｛図８（ａ）のみ図示｝が生じている。

そして、フォーカス用モータ６１の軸に取り付けたリードスクリュー６２を正転又は逆転させると、リードスクリュー６２に噛合したラック歯５３ｃ１と一体なラック部材５３を支持したフォーカスレンズ枠５２が第１，第２のガイドシャフト１３，１４に案内されながら光軸方向の前方又は後方に向かって往復動自在になる。

この際、フォーカスレンズ枠５２が第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿ってスムーズに摺動するために、前述したように、フォーカスレンズ枠５２の第１アーム部５２ｂに形成した丸孔５２ｂ１と第１のガイドシャフト１３との間に微小な隙間Ｓ１を持たせ、且つ、フォーカスレンズ枠５２の第２アーム部５２ｃに形成した矩形孔５２ｃ１と第２のガイドシャフト１４との間に微小な隙間Ｓ２を持たせているものの、リードスクリュー６２の製作時の寸法誤差でリードスクリュー６２に偏心や反りが有ると、リードスクリュー６２が偏心しながら回転する。

そして、リードスクリュー６２が偏心しながら回転すると揺れが生じ、この揺れはラック部材５３を介してフォーカスレンズ枠５２に伝わることになるが、フォーカスレンズ枠５２に形成した丸孔５２ｂ１及び矩形孔５２ｃ１と第１，第２のガイドシャフト１３，１４との間に微小な隙間Ｓ１及び微小な隙間Ｓ２が有るため、何らかの対策を講じないと、フォーカスレンズ枠５２が揺動して、フォーカスレンズ（群）５１によって形成される像の画揺れが生じる。

そこで、このフォーカスレンズ駆動部５０では、ラック部材５３のラック片５３ｃに形成したラック歯５３ｃ１をネジリバネ５４の付勢力によってリードスクリュー６２側に押圧することで発生する後述のリードスクリュー６２によるラック歯５３ｃ１への反力Ｆ（図５）を利用してフォーカスレンズ枠５２にモーメントを与え、これによってフォーカスレンズ枠５２の揺れを抑えるようにしている。

しかしながら、フォーカス用モータ６１の軸に取り付けたリードスクリュー６２を正転又は逆転させた際、ラック部材５３のラック片５３ｃに形成したラック歯５３ｃ１とリードスクリュー６２は共にリード角を有しているために、リードスクリュー正転時に図９（ａ）に矢印で示す方向の力＋ｆが生じ、一方、リードスクリュー逆転時に図９（ｂ）に矢印で示す方向の力−ｆが生じ、その上下方向の分力がフォーカスレンズ枠５２を上下方向に動かそうとするため、フォーカスレンズ枠５２が例えば第１のガイドシャフト１３の軸方向に対して時計回り又は反時計回りに傾いてしまう。

特に、最近のオートフォーカス技術では、短時間にフォーカスレンズ（群）５１を小振幅で往復動させてオートフォーカス情報を得ようとする動作（ウォブリング動作と呼ばれる）が頻繁に行われるようになってきているが、リードスクリュー６２の正・逆回転により生じる力により、連続した画飛びが生じてしまう。

尚、このような問題は、フォーカスレンズ駆動部５０に限るものではなく、これと略同様な構造を採用した変倍レンズ駆動部２０（図６）においても、変倍レンズ（群）２１を取り付けた変倍レンズ枠２２の移動方向が反転すれば揺れが生じ、ウォブリング動作とは違って連続した揺れは生じないが、画飛びが生じる。

一方、光学素子を取り付けた移動枠の嵌合部に多少の嵌合ガタがあっても、移動枠を像揺れなくスムーズに光軸方向に移動させる光学装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１７４９９２号公報 図１０は従来の光学装置を示した正面図、図１１は従来の光学装置において、送りネジとラック歯の噛み合い部を拡大して示した図である。

図１０及び図１１に示した従来の光学装置１００は、上記した特許文献１（特開平６−１７４９９２号公報）に開示されているものであり、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。

図１０に示した従来の光学装置１００において、光学素子１０１を取り付けた移動枠１０２は、光学素子１０１の光軸Ｋに対して平行に設けられた第１，第２のガイドシャフト１０３，１０４に沿って光軸方向に移動可能になっている。

また、移動枠１０２には、ラック部材１０５が第１のガイドシャフト１０３よりも下方部位で光軸Ｋに対して直交する方向に揺動可能になっている。

上記したラック部材１０５の先端は、ラック片１０５ａとラック付勢片１０５ｂとに二股状に分かれており、ラック片１０５ａの内側に沿ってラック歯１０５ａ１が形成されている。

そして、モータ１０６の軸に取り付けた送りネジ１０７がラック部材１０５のラック片１０５ａとラック付勢片１０５ｂとの間に挿入されて、ネジリバネ１０８の付勢力でラック付勢片１０５ｂを送りネジ１０７側に押圧することで、送りネジ１０７がラック片１０５ａとラック付勢片１０５ｂとの間に挟持されながらラック歯１０５ａ１に噛合している。

この際、図１１はラック部材１０５のラック片１０５ａに形成したラック歯１０５ａ１と送りネジ１０７との噛み合い部の拡大図であるが、ラック歯１０５ａ１を送りネジ１０７に噛み合わせる際に、ラック付勢片１０５ｂの当接面１０５ｂ１をラック１０５ａ１の歯面に対し平行から多少ずらしてラック歯１０５ａ１に対してα°傾けることで、移動枠１０２に１０９の矢印方向の分力を発生させている。

そして、送りネジ１０７の反りや偏心によるブレ量を補正する際に、ラック部材１０５の揺動動作による移動枠１０２とラック部材１０５との間の揺動力（摩擦力）に対し、移動枠１０２の自重による落ち着き力と前記分力との和が、前記揺動力より大きい状態に設定することにより、嵌合部のガタが多少あっても、移動枠１０２はガタつくことなく光軸方向の移動が可能となる旨が開示されている。

ところで、上記した従来の光学装置１００では、ラック部材１０５のラック部材１０５のラック片１０５ａとラック付勢片１０５ｂとの間で送りネジ１０７を挟持する際に、ラック付勢片１０５ｂの当接面１０５ｂ１をラック１０５ａ１の歯面に対し平行から多少ずらしてラック歯１０５ａ１に対してα°傾ける必要があるために、ラック付勢片１０５ｂの傾き精度が悪いと送りネジ１０７に過負荷が加わるために、移動枠１０２をスムーズに光軸方向に移動できないという問題が新たに発生してしまう。

更に、従来の光学装置１００によれば、移動枠１０２に１０９の矢印方向の分力を発生させることで、移動枠１０２のガタつきを抑えているものの、送りネジ１０７を正転又は逆転させた際に、ラック部材１０５のラック片１０５ａに形成したラック歯１０５ａ１と送りネジ１０７とのリード角により発生する移動枠１０２の傾きに対して何等の考慮も図られていない。

そこで、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠を、このレンズ（群）の光軸に対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフトに沿って光軸方向に移動させるにあたって、レンズ枠が移動する際の傾きを確実に防止できるレンズ駆動装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠と、
前記レンズ（群）の光軸に対して平行に設けられ、且つ、前記レンズ枠に前記光軸を挟んで形成した第１，第２の孔に微小な隙間を有して嵌合されて該レンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する第１，第２のガイドシャフトと、
前記第１のガイドシャフトを嵌合した前記第１の孔の近傍に前記光軸と直交する方向に揺動可能に軸支され、且つ、ラック歯を形成したラック部材と、
前記光軸に対して平行に設けられて前記ラック歯にリード角を持って噛合され、モータの駆動力で正転又は逆転して前記レンズ枠を光軸方向に往復動させるリードスクリューと、
前記ラック歯を前記リードスクリュー側に押圧するバネ部材と、を備えたレンズ駆動装置において、
前記リードスクリューによる前記ラック歯への反力の方向が前記第１，第２のガイドシャフト間を結ぶ面内で交差するように前記ラック歯を形成したことを特徴とするレンズ駆動装置である。

また、請求項２記載の発明は、前記第１のガイドシャフト上で前記レンズ（群）を取り付けた前記レンズ枠の重心位置に近い前記第１の孔への接点を支点とした時に、前記リードスクリューによる前記ラック歯への反力の重力方向の分力により前記レンズ枠に加わるモーメントが、前記リードスクリューの前記リード角から受ける反力によるモーメントと、前記レンズ（群）を取り付けた前記レンズ枠の重力によるモーメントとの和より常に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置である。

請求項１記載のレンズ駆動装置によると、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠をこのレンズ（群）の光軸に対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフトに沿って光軸方向に移動する際に、ラック歯を形成したラック部材をレンズ枠に光軸と直交する方向に揺動可能に軸支し、且つ、光軸に対して平行に設けられてラック歯にリード角を持って噛合するリードスクリューを回転自在に設けて、ラック歯をバネ部材によりリードスクリュー側に押圧したレンズ駆動装置において、リードスクリューによるラック歯への反力の方向が第１，第２のガイドシャフト間を結ぶ面内で交差するようにラック歯を形成したので、このリードスクリューによるラック歯への反力によりレンズ枠を第１，第２のガイドシャフトに対して重力方向に押し付けるモーメンが作用するために、レンズ枠の光軸回りの回転を抑えることができる。

また、請求項２記載のレンズ駆動装置によると、第１のガイドシャフト上でレンズ（群）を取り付けたレンズ枠の重心位置に近い第１の孔への接点を支点とした時に、リードスクリューによるラック歯への反力の重力方向の分力によりレンズ枠に加わるモーメントが、リードスクリューのリード角から受ける反力によるモーメントと、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠の重力によるモーメントとの和より常に大きくなるように設定したので、リードスクリューの正転又は反転時にリード角から受ける反力によりレンズ枠が第１のガイドシャフトから浮き上がって支点まわりに傾くことがないために、画揺れや画飛びが生じることがない。

以下に本発明に係るレンズ駆動装置の一実施例について図１〜図５を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る実施例のレンズ駆動装置を示した斜視図、
図２は本発明に係る実施例のレンズ駆動装置において、フォーカスモータ組立体のフォーカス用モータ及びモータ取り付けブラケットを取り除いて示した斜視図、
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る実施例のレンズ駆動装置を示した正面図，側面図、
図４は本発明の実施例のレンズ駆動装置において、ラック歯に噛合したリードスクリューからの反力を説明するための斜視図、
図５は本発明の実施例に対する比較例として一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けたフォーカスレンズ駆動部において、ラック歯に噛合したリードスクリューからの反力を説明するための斜視図である。

本発明に係る実施例のレンズ駆動装置は、ビデオカメラなどのレンズ鏡筒内に設けられ、レンズ（群）を取り付けたレンズ枠を光軸方向に移動するように構成したものであり、且つ、先に図６を用いて説明した一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部１０に適用可能に構成されている。

上記した本発明に係る実施例のレンズ駆動装置は、先に図６を用いて説明した変倍レンズ駆動部２０又はフォーカスレンズ駆動部５０に置換して取り付けることが可能であり、この実施例ではレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部を例に挙げて以下説明する。

尚、図１及び図２に示した実施例のレンズ駆動装置５０’は、先に図６を用いて説明したフォーカスレンズ駆動部５０の構成に対して一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、先に示した構成部材は必要に応じて適宜説明し、異なる構成部材となるラック部材に新たな符号を付して説明する。

図１及び図２に示した如く、実施例のレンズ駆動装置の一例となるフォーカスレンズ駆動部５０’では、フォーカスレンズ（群）５１をフォーカスレンズ枠５２のレンズ取り付け部５２ａに取り付け、且つ、フォーカスレンズ枠５２にフォーカスレンズ（群）５１の光軸Ｋを挟んで形成した第１，第２の孔５２ｃ１，５２ｄ１に光軸Ｋに対して平行に設けた第１，第２のガイドシャフト１３，１４を僅かな隙間Ｓ１，Ｓ２を有して嵌合させることで、フォーカスレンズ枠５２が第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向に移動可能になっている。

具体的に説明すると、フォーカスレンズ枠５２のレンズ取り付け部５２ａの外周部位から第１，第２アーム部５２ｂ，５２ｃが光軸Ｋを挟んで左右に分かれて延出されており、この際、フォーカスレンズ枠５２の第１アーム部５２ｂは、光軸方向に所定の長さを有して内部に第１のガイドシャフト１３を挿通するための第１の孔（以下、丸孔と記す）５２ｂ１が貫通して光軸方向に沿って形成され、且つ、フォーカスレンズ枠５２の第２アーム部５２ｃは、第１アーム部５２ｂよりも短尺で内部に第２のガイドシャフト１４を挿通するための第２の孔（以下、矩形孔と記す）５２ｃ１が貫通して形成されている。尚、上記した矩形孔５２ｃ１に代えて図示しないＵ字孔でも良い。

この際、フォーカスレンズ（群）５１と一体にフォーカスレンズ枠５２を第１，第２のガイドシャフト１３，１４に沿って光軸方向にスムーズに摺動するために、図６で前述したと同様に、フォーカスレンズ枠５２の第１アーム部５２ｂに形成した丸孔５２ｂ１と第１のガイドシャフト１３との間に微小な隙間Ｓ１を持たせ、且つ、フォーカスレンズ枠５２の第２アーム部５２ｃに形成した矩形孔５２ｃ１と第２のガイドシャフト１４との間にも微小な隙間Ｓ２を持たせている。

また、フォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも上方で第１アーム部５２ｂの上部には、一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅが光軸方向に対して直交し且つ光軸方向に間隔を離して上方に向かって突出形成されており、これら一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅに一対の丸孔５２ｄ１，（５２ｅ１…図示せず）が貫通して形成されている。

また、フォーカスレンズ枠５２の一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅ間には、先に図６を用いて説明したラック部材５３に対して形状が一部僅かに異なるラック部材５５が揺動可能に軸着されている。

上記したラック部材５５は、一対の軸部５５ａ，（５５ｂ…図示せず）が光軸方向に沿って前後に形成されており、これら一対の軸部５５ａ，（５５ｂ）をフォーカスレンズ枠５２の一対のラック部材支持片５２ｄ，５２ｅに形成した一対の丸孔５２ｄ１，（５２ｅ１）に軸支することで、ラック部材５５が光軸方向と直交する方向に揺動可能になっている。

また、ラック部材５５の上方部位には、図２に示したようにラック片５５ｃとリードスクリュー対向片５５ｄとが断面を略Ｕ字状に二股に分かれて上方に向かって形成され、且つ、ラック片５５ｃの内側に沿ってラック歯５５ｃ１が後述するリードスクリュー６２のリード角に合わせたリード角を持って形成されている。

この際、図３（ａ）に示したように、ラック部材５５のラック片５５ｃ及びこのラック片５５ｃの内側に沿って形成したラック歯５５ｃ１は、重力方向（垂直方向）に対して傾いて形成されており、具体的にはラック歯５５ｃ１の背面側が第１，第２のガイドシャフト１３，１４の各中心を結んだ線上の略中間点に向かう方向に傾いて形成されている。

これを言い換えると、リードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’の方向が第１，第２のガイドシャフト１３，１４間を結ぶ面内で交差するようにラック歯５５ｃ１を形成しており、この実施例ではリードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’の方向が第１，第２のガイドシャフト１３，１４の各中心を結んだ線上の略中間点に向かっている。

図１に戻り、フォーカスモータ組立体６０がフォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも上方に配置されてレンズ鏡筒１１（図６）に取り付けられており、このフォーカスモータ組立体６０はフォーカス用モータ６１の軸に取り付けたリードスクリュー６２をモータ取り付けブラケット６３に光軸方向に沿って回転自在に軸支し、且つ、このリードスクリュー６２をラック部材５５のラック片５５ｃとリードスクリュー対向片５５ｄとの間に挿入し、更に、ラック部材５５のラック片５５ｃをネジリバネ（バネ部材）５４の付勢力でリードスクリュー６２側に押圧することで、ラック片５５ｃの内側に形成したラック歯５５ｃ１にリードスクリュー６２を噛合させている。

また、この実施例でも、ラック部材５５のラック歯５５ｃ１にリードスクリュー６２を噛合させた際に、リードスクリュー６２とラック部材５５のリードスクリュー対向片５５ｄとの間に僅かな隙間Ｓ３（図２のみ図示）が生じている。

ここで、フォーカス用モータ６１の軸に取り付けたリードスクリュー６２を正転又は逆転させてラック部材５５を介してフォーカスレンズ枠５２を光軸方向に往復動させる場合に、前述したように、ラック部材５５のラック片５５ｃ及びこのラック片５５ｃの内側に沿って形成したラック歯５５ｃ１が、第１，第２のガイドシャフト１３，１４の各中心を結んだ線上の略中間点に向かう方向に傾いて形成され、且つ、ラック歯５５ｃ１がネジリバネ５４の付勢力によってリードスクリュー６２側に押圧されているので、図３（ａ），（ｂ）及び図４に示したように、リードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’は第１，第２のガイドシャフト１３，１４の各中心を結んだ線上の略中間点に向かう方向を向いている。このリードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’によりフォーカスレンズ枠５２は第１，第２のガイドシャフト１３，１４に対して重力に逆らわない方向に付勢されるので、フォーカスレンズ枠５２の光軸回りの回転を抑えることができる。

これにより、フォーカスレンズ枠５２を第１，第２のガイドシャフト１３，１４に安定な姿勢で沿わせることができるために、ネジリバネ５４の付勢力を小さく設定でき、これに伴ってリードスクリュー６２に係る負荷トルクを小さくでき、フォーカス用モータ６１の消費電力を小さくすることができる。

更に、図３（ｂ）において、第１のガイドシャフト１３上でフォーカスレンズ（群）５１を取り付けたフォーカスレンズ枠５２の重心位置に近い丸孔５２ｂ１（図１，図２）への接点を支点Ｓとした時に、リードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’の重力方向の分力Ｆ’ｇによりフォーカスレンズ枠５２に加わるモーメントが、リードスクリュー正転時にリードスクリュー６２のリード角から受ける反力＋ｆによるモーメントと、フォーカスレンズ（群）５１を取り付けたフォーカスレンズ枠５２の重力Ｇによるモーメントとの和より常に大きくなるように設定している。この際、各モーメンは上記した各力と、支点Ｓから各力までの各腕長さとをかけをあせて計算すれば良いものである。

この結果、リードスクリュー６２のリード角から受ける反力＋ｆによりフォーカスレンズ枠５２が第１のガイドシャフト１３から浮き上がって支点Ｓまわりに傾くことがないために、画揺れや画飛びが生じることがない。

一方、リードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’の重力方向の分力Ｆ’ｇによるモーメントは、リードスクリュー逆転時にリードスクリュー６２のリード角から受ける反力−ｆによるモーメントと同じ方向であるので、リードスクリュー６２のリード角から受ける反力−ｆによりフォーカスレンズ枠５２が第１のガイドシャフト１３から浮き上がることはなく、当然支点Ｓまわりに傾くことがないために、画揺れや画飛びが生じることがない。

従って、実施例のフォーカスレンズ駆動部５０’によれば、フォーカスレンズ枠５２を短時間に小振幅で往復動させるウォブリング動作を行っても、画揺れや画飛びが生じることがない。

一方、上記した実施例の比較例として、先に図７及び図８（ａ），（ｂ）を用いて説明した一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒１１（図６）内に設けたフォーカスレンズ駆動部５０について説明すると、このフォーカスレンズ駆動部５０では前述したようにラック部材５３のラック片５３ｃが略垂直に形成されて、このラック片５３ｃの内側に沿って形成したラック歯５３ｃ１がネジリバネ５４の付勢力によってリードスクリュー６２側に押圧されているので、図５に示したように、リードスクリュー６２によるラック歯５３ｃ１への反力Ｆは第１，第２のガイドシャフト１３，１４に対して略平行な方向を向くために、リードスクリュー６２の正転又は反転時にリード角から受ける反力＋ｆ又は−ｆによるモーメントを抑制することができない。

即ち、この比較例の場合には、リードスクリュー６２によるラック歯５３ｃ１への反力Ｆが第１，第２のガイドシャフト１３，１４に対して略平行な方向を向いているので、フォーカスレンズ枠５２は第１，第２のガイドシャフト１３，１４に対して常に下方向に押さえ付けることができず、図８（ａ）に示したように第１のガイドシャフト１３がフォーカスレンズ枠５２の丸孔５２ｂ１の上部に当接しても第２のガイドシャフト１４がフォーカスレンズ枠５２の矩形５２ｃ１の下部に当接するように光軸回りに回転してしまうので、フォーカスレンズ枠５２に加わる重力に逆らうことなる。

従って、実施例の比較例となるフォーカスレンズ駆動部５０では、フォーカスレンズ枠５２を短時間に小振幅で往復動させるウォブリング動作を行った場合、画揺れや画飛びを生じてしまう。

上記から、比較例ではフォーカスレンズ枠５２が光軸方向に移動する他に光軸回りに回転するので２自由度系になってしまっているが、この実施例ではリードスクリュー６２によるラック歯５５ｃ１への反力Ｆ’をうまく利用することにより、フォーカスレンズ枠５２に対して光軸回りの回転方向の自由度をなくしてフォーカスレンズ枠５２を光軸方向にのみ移動可能となるように１自由度を持って設計をすることができるので、フォーカスレンズ５１と一体にフォーカスレンズ枠５２を傾くことなくスムーズに光軸方向に移動できる。

尚、この実施例では、フォーカスモータ組立体６０をフォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも上方に設けた例を説明したが、これに限ることなく、フォーカスモータ組立体６０をフォーカスレンズ枠５２の重心位置よりも下方に設けても良く、この場合においても図示を省略するものの、リードスクリューによるラック歯への反力の方向が第１，第２のガイドシャフト間を結ぶ面内で交差するようにラック歯を形成すれば良いものである。

本発明に係る実施例のレンズ駆動装置を示した斜視図である。 本発明に係る実施例のレンズ駆動装置において、フォーカスモータ組立体のフォーカス用モータ及びモータ取り付けブラケットを取り除いて示した斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る実施例のレンズ駆動装置を示した正面図，側面図である。 本発明の実施例のレンズ駆動装置において、ラック歯に噛合したリードスクリューからの反力を説明するための斜視図である。 本発明の実施例に対する比較例として一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けたフォーカスレンズ駆動部において、ラック歯に噛合したリードスクリューからの反力を説明するための斜視図である。 一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部を説明するために摸式的に示した構成図である。 一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部を一部分解して示した一部分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたレンズ駆動装置の一例としてフォーカスレンズ駆動部を示した正面図，Ｂ方向矢視図である。 一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒内に設けられたフォーカスレンズ駆動部を駆動させた状態を示した断面図であり、（ａ）はリードスクリュー正転時を示し、（ｂ）はリードスクリュー逆転時を示した図である。 従来の光学装置を示した正面図である。 従来の光学装置において、送りネジとラック歯の噛み合い部を拡大して示した図である。

符号の説明

１０…一般的なビデオカメラのレンズ鏡筒部、
１１…レンズ鏡筒、１２…前玉レンズ（群）、
１３，１４…第１，第２のガイドシャフト、
２０…変倍レンズ駆動部、
２１…変倍レンズ（群）、２２…変倍レンズ枠、
３０…アイリス駆動部、３１…アイリス、
４０…固定マスターレンズ（群）、
５０，５０’…レンズ駆動装置（フォーカスレンズ駆動部）、
５１…フォーカスレンズ（群）、
５２…フォーカスレンズ枠、５２ａ…レンズ取り付け部、
５２ｂ…第１アーム部、５２ｂ１…第１の孔（丸孔）、
５２ｃ…第２アーム部、５２ｃ１…第２の孔（矩形孔）、
５２ｄ，５２ｅ…一対ラック部材支持片、５２ｄ１，５２ｅ１…一対の丸孔、
５４…バネ部材（ネジリバネ）、
５５…ラック部材、５５ａ，５５ｂ…一対の軸部、
５５ｃ…ラック片、５５ｃ１…ラック歯、５５ｄ…リードスクリュー対向片、
６０…フォーカスモータ組立体、
６１…フォーカス用モータ、６２…リードスクリュー、
６３…モータ取り付けブラケット、
７０…光学ローパスフィルタ、７１…ラバー、
７２…撮像素子、７３…撮像素子用ホルダ、
Ｆ，Ｆ’…リードスクリューによるラック歯への反力、
Ｆ’ｇ…リードスクリューによるラック歯への反力の重力方向の分力、
＋ｆ，−ｆ…リードスクリューのリード角から受ける反力、
Ｇ…レンズ（群）を取り付けたレンズ枠の重力、
Ｋ…光軸。

Claims (2)

1. レンズ（群）を取り付けたレンズ枠と、
   前記レンズ（群）の光軸に対して平行に設けられ、且つ、前記レンズ枠に前記光軸を挟んで形成した第１，第２の孔に微小な隙間を有して嵌合されて該レンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する第１，第２のガイドシャフトと、
   前記第１のガイドシャフトを嵌合した前記第１の孔の近傍に前記光軸と直交する方向に揺動可能に軸支され、且つ、ラック歯を形成したラック部材と、
   前記光軸に対して平行に設けられて前記ラック歯にリード角を持って噛合され、モータの駆動力で正転又は逆転して前記レンズ枠を光軸方向に往復動させるリードスクリューと、
   前記ラック歯を前記リードスクリュー側に押圧するバネ部材と、を備えたレンズ駆動装置において、
   前記リードスクリューによる前記ラック歯への反力の方向が前記第１，第２のガイドシャフト間を結ぶ面内で交差するように前記ラック歯を形成したことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第１のガイドシャフト上で前記レンズ（群）を取り付けた前記レンズ枠の重心位置に近い前記第１の孔への接点を支点とした時に、前記リードスクリューによる前記ラック歯への反力の重力方向の分力により前記レンズ枠に加わるモーメントが、前記リードスクリューの前記リード角から受ける反力によるモーメントと、前記レンズ（群）を取り付けた前記レンズ枠の重力によるモーメントとの和より常に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
   
   

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