JP2009169160A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リードスクリューの安定した支持が可能で、さらには、レンズ停止位置の安定化を図るための調芯機能を有したまま、駆動負荷の低減を図ることができるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズ駆動装置は、撮影レンズ１１を保持するレンズ保持部材１０と、レンズ保持部材１０を撮影光軸方向に進退移動させるリードスクリュー７と、リードスクリュー７を回転支持する第一の支持部材１及び第二の支持部材８とを備える。そして、第二の支持部材８は、リードスクリュー７を支持する頂点を有する支持凹部８ａを有し、リードスクリュー７は、支持凹部８ａに点接触する支持部７ｄを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ズームレンズ群またはフォーカスレンズ群を撮影光軸方向に進退させるレンズ駆動装置に関し、特に、リードスクリューを介して駆動力を伝達するレンズ駆動装置に関する。

従来、この種のレンズ駆動装置には、ステッピングモータの回転力を、ギアを介してリードスクリューに伝達するものがある。

ステッピングモータの回転力を、ギアを介してリードスクリューに伝達するレンズ駆動装置について図１１を用いて説明する。

図１１は、第１の従来例に係るレンズ駆動装置の要部断面図である。

図１１に示すように、リードスクリュー１０７は、その一端側のオネジ１０７ａの根元１０７ｃに形成された嵌合部１０７ｂを、ＣＣＤ地板１０１に形成された支持孔１０１ａの一箇所のみで回転可能に支持している。

そして、リードスクリュー１０７の根元１０７ｃから隔置された位置に球Ｒ状の保持部１０７ｄが設けられ、この保持部１０７ｄがギアカバー１０８と当接することでＣＣＤ地板１０１にリードスクリュー１０７が保持されている。

即ち、リードスクリュー１０７のオネジ１０７ａ側の先端部は支持されておらず、リードスクリュー１０７は片持ち状態でＣＣＤ地板１０１に支持されている。また、リードスクリュー１０７の嵌合部１０７ｂと保持部１０７ｄとの間にギア１０６が固定されており、ステッピングモータの回転力が伝達される。

図１２は、第２の従来例（特許文献１）に係るレンズ駆動装置の要部断面図である。図１１の従来例の構成要素と同じ構成要素については同じ符号で表示する。

図１２においては、リードスクリュー１０７の根元１０７ｃから隔置された位置に円錐状の支持部２０７ｄが設けられ、ギアカバー２０８に形成された支持孔２０８ａと回転可能に嵌合支持している。そして、ＣＣＤ地板１０１とギアカバー２０８との間でリードスクリュー１０７を支持している。

このとき、リードスクリュー１０７の円錐状の支持部２０７ｄとギアカバー２０８の支持孔２０８ａの孔端部（エッジ）が当接する線接触状態となっている。また、当接することでリードスクリュー１０７をＣＣＤ地板１０１とギアカバー２０８との間で保持している。

以上の構成とすることで、リードスクリュー１０７を安定させた状態で支持することができ、リードスクリュー１０７の先端触れを防止するととともに、リードスクリュー１０７の倒れによる作動負荷変動の低減を図っている。
特開２００７−２１９１４７号公報

前者（図１１）の従来例においては、リードスクリュー１０７の嵌合部１０７ｂをＣＣＤ地板１０１の支持孔１０１ａの一箇所のみで支持している。このため、リードスクリュー１０７が回転する際、嵌合部１０７ｂと支持孔１０１ａとの間にて発生する嵌合ガタによりリードスクリュー１０７のオネジ１０７ａの先端が振れてしまい、レンズ停止位置の安定化を図ることができなかった。

後者（図１２）に記載したレンズ駆動装置では、前者の問題点を改善している。即ち、リードスクリュー１０７に円錐状の支持部２０７ｄが設けられ、ギアカバー２０８に形成された支持孔２０８ａと回転可能に嵌合支持させることで調芯機能を持たせ、レンズ停止位置の安定化を図っている。

上記レンズ駆動装置は、リードスクリュー１０７の円錐状の支持部２０７ｄがギアカバー２０８の支持孔２０８ａと線接触状態にて支持されている。このため、球Ｒ状の保持部１０７ｄがギアカバー１０８と当接して点接触状態であった前者のレンズ駆動装置に対して駆動負荷が増加してしまう問題があった。

本発明の目的は、リードスクリューの安定した支持が可能で、さらには、レンズ停止位置の安定化を図るための調芯機能を有したまま、駆動負荷の低減を図ることができるレンズ駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のレンズ駆動装置は、撮影レンズを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材を撮影光軸方向に進退移動させるリードスクリューと、前記リードスクリューを回転支持する第一の支持部材及び第二の支持部材とを備え、前記第二の支持部材は、前記リードスクリューを支持する頂点を有する支持凹部を有し、前記リードスクリューは、前記頂点を有する支持凹部に点接触する支持部を有することを特徴とする。

本発明のレンズ駆動装置によれば、リードスクリューの安定した支持が可能で、さらには、レンズ停止位置の安定化を図るための調芯機能を有したまま、駆動負荷の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

ここで、図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ駆動部の分解斜視図、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ駆動部の背面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ保持部材の分解斜視図、図４は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ保持部材の斜視図である。図５は、図２のＡ−Ａ断面図、図６は図５の要部拡大図、図７は、図２のＢ−Ｂ断面図、図８は、図６において嵌合ガタによりリードスクリューが振れた場合の状態を示す図である。

図１、図２、図５及び図６を用いてレンズ駆動部の構成について説明する。

図１及び図２に示すレンズ駆動部は、ＣＣＤ地板１（第一の支持部材）、ステッピングモータ２、減速ギア４、５、リードスクリュー７、ギアカバー８（第二の支持部材）で構成される。ＣＣＤ地板１（第一の支持部材）とギアカバー８（第二の支持部材）は、リードスクリュー７を回転支持する。

ＣＣＤ地板１には、不図示の光学ローパスフィルタと撮像素子を収納する撮像素子室１ａが撮影光軸中心部に形成され、不図示の鏡筒ユニットを支持する。

ステッピングモータ２は、減速ギア４、５とＣＣＤ地板１を介して対向する位置かつ撮影光軸と平行に配置され、固定ビス９によりギアカバー８を介してＣＣＤ地板１に固定される。

ステッピングモータ２の回転軸２ａの先端にはピニオンギア３が圧入されており、ＣＣＤ地板１に形成された孔１ｂを貫通して減速ギア４と噛合し、ステッピングモータ２の回転力が減速ギア４、５に伝達される。

減速ギア４、５は、ＣＣＤ地板１に形成された支持軸１ｃ、１ｄにそれぞれ回転可能に嵌合支持され、ギアカバー８によりＣＣＤ地板１に保持される。リードスクリュー７にはオネジ７ａが形成されており、撮影光軸方向に伸びるように撮影光軸と平行に配置される。

次に図５、６を用いて、リードスクリュー７の支持方法について説明する。

まず、リードスクリュー７のオネジ７ａの根元７ｂに形成した支持部７ｃをＣＣＤ地板１に形成された支持孔１ｅに回転可能に嵌合支持させる。さらに、リードスクリュー７の根元７ｂから隔置して形成した支持部７ｄを、ギアカバー８に形成された支持凹部８ａと回転可能に支持させて、ＣＣＤ地板１とギアカバー８との間でリードスクリュー７を支持している。

リードスクリュー７の下端に形成された支持部７ｄは詳しくは、円錐形状部７ｅと、円錐の接線からつながる球Ｒ形状部（球形状部）７ｆとからなる先端凸形状である。また、ギアカバー８の支持凹部８ａは詳しくは、リードスクリュー７の円錐形状部７ｅよりも鈍角となる円錐形状部８ｂと、その円錐接線からつながる球Ｒ形状部（球形状部）８ｃとからなり、その底部に頂点を有する凹形状である。球Ｒ形状部（球形状部）７ｆは、球Ｒ形状部（球形状部）８ｃより小径である。

さらには、リードスクリュー７の球Ｒ形状部７ｆの半径Ｒ７ｆは、ギアカバー８の球Ｒ形状部８ｃの半径Ｒ８ｃに対して、Ｒ７ｆ＜Ｒ８ｃとなる関係を持っている。このとき、リードスクリュー７の支持部７ｄの先端球Ｒ形状部７ｆとギアカバー８の支持凹部８ａの球Ｒ形状部８ｃは、頂点にて当接する点接触状態となっており、また、当接することでリードスクリュー７をＣＣＤ地板１とギアカバー８との間で保持している。

また、リードスクリュー７には、減速ギア５と噛合うギア６が、支持部７ｃと支持部７ｄとの間に挟まれる形で圧入されており、リードスクリュー７と一体で回転する。即ちステッピングモータ２の回転力は、ピニオンギア３から減速ギア４、減速ギア５、ギア６へと順番に伝達されリードスクリュー７が回転する。

図１に戻り、ギアカバー８は固定ビス９によりＣＣＤ地板１に固定されており、減速ギア４及び５をＣＣＤ地板１に保持し、また、リードスクリュー７をＣＣＤ地板１に保持すると共に支持している。

次に、図３乃至図５を用いてレンズ保持部材の支持構造の構成について説明する。

図３及び図４において、レンズ保持部材１０は、撮影レンズ１１、ナット１２、ガイドバー１３、引張りスプリング１４で構成されている。

レンズ保持部材１０は、撮影レンズ１１を保持し、ガイド孔１０ａをガイドバー１３と、回転止め孔１０ｂをＣＣＤ地板１に形成された回転止め軸１ｆと摺動可能に嵌合させることでＣＣＤ地板１に支持されている。

ナット１２は、リードスクリュー７のオネジ７ａと螺合するメネジ１２ａが形成されており、レンズ保持部材１０に形成された収納室１０ｃに収納される。リードスクリュー７の回転に伴い、ナット１２は、レンズ保持部材１０と共にリードスクリュー７のオネジ７ａのリードに沿って撮影光軸方向に進退移動する。

このとき、ナット１２に形成された長孔部１２ｂがレンズ保持部材１０に形成された不図示の回転止め軸に嵌合しているため、ナット１２の回転は抑制されるようになっている。ガイドバー１３は、リードスクリュー７の近傍かつ撮影光軸と平行に配置される。

また、図５に示すように、ガイドバー１３の一端側の先端は支持されておらず、他端側のみがＣＣＤ地板１の固定孔１ｇに圧入支持される片持ち状態でＣＣＤ地板１に支持されている。

引張りスプリング１４は、ガイドバー１３の近傍に配置され、一方がＣＣＤ地板１に形成されたフック１ｈに、他方がレンズ保持部材１０のガイド孔１０ａの近傍に形成されたフック１０ｄに係止される。

こうすることで、リードスクリュー７のオネジ７ａとナット１２のメネジ１２ａとの螺合ガタを吸収し、レンズ保持部材１０を繰込み方向に付勢している。また、引張りスプリング１４を設けることで、リードスクリュー７が回転して、ナット１２及びレンズ保持部材１０を光軸方向に進退移動させるときでも、リードスクリュー７の支持部７ｄはギアカバー８の支持凹部８ａに確実に当接するようになっている。

次に、図７を用いて本発明のレンズ駆動装置の動作について説明する。

ステッピングモータ２が回転すると、回転力はピニオンギア３、減速ギア４、５を介してギア６に伝達される。回転力が伝達されたギア６が回転すると、ギア６とリードスクリュー７が同方向に回転する。

リードスクリュー７が回転すると、ナット１２は、不図示のレンズ保持部材１０の回転止め軸により回転が抑制されているので、リードスクリュー７のオネジ７ａのリードに沿って撮影光軸方向に進退移動する（矢印）。

このとき、ナット１２は、レンズ保持部材１０の収納室１０ｃに収納されているので、ナット１２の動きは直接レンズ保持部材１０に伝達され、レンズ保持部材１０は、ガイドバー１３に沿って撮影光軸方向に進退移動する。

次に、図８を用いて、リードスクリュー７の支持部７ｃとＣＣＤ地板１の支持孔１ｅとの嵌合ガタによってリードスクリュー７が振れてしまった場合について説明する。

本発明では、リードスクリュー７の支持部７ｄをギアカバー８に対して点接触させるため、支持部７ｃとＣＣＤ地板１の支持孔１ｅとの嵌合ガタにより、例えば、ギアカバー８の組込み時等でリードスクリュー７が図８に示すように振れてしまうことが考えられる。

ギアカバー８に形成される支持凹部８ａの円錐形状部８ｂは、リードスクリュー７の支持部７ｄに設けられている円錐形状部７ｅより鈍角である。

そのため、そのような場合においては、リードスクリュー７の支持部７ｄの先端球Ｒ形状部７ｆは、ギアカバー８の支持凹部８ａの円錐形状部８ｂか球Ｒ形状部８ｃのいずれかの斜面にて常に点接触することになる。

即ち、リードスクリュー７が振れた場合においても支持部７ｄは点接触状態を保つことで、駆動負荷が増加することは無い。また、引張りスプリング１４によって、ナット１２と螺合しているリードスクリュー７は常にギアカバー８側へと付勢されることから、リードスクリュー７の球Ｒ形状部７ｆは斜面に沿ってギアカバー８の支持凹部８ａの底部頂点へと寄せられる。

即ち、リードスクリュー７が振れた場合においても、調芯機能によりリードスクリュー７の支持部７ｄはギアカバー８の支持凹部８ａの底部頂点へ寄せられるため、リードスクリュー７の安定した支持と、レンズ停止位置の安定化を図ることができる。

以上本実施の形態の構成では、リードスクリュー７の支持部７ｄを、円錐形状部７ｅと、円錐の接線からつながる球Ｒ形状部７ｆとからなる先端凸形状とする。また、ギアカバー８の支持凹部８ａを、リードスクリュー７の円錐形状部７ｅよりも鈍角となる円錐形状部８ｂと、その円錐接線からつながる球Ｒ形状部８ｃとからなり、その底部に頂点を有する凹形状とした。

さらには、リードスクリュー７の球Ｒ形状部７ｆの半径Ｒ７ｆを、ギアカバー８の球Ｒ形状部８ｃの半径Ｒ８ｃに対して、Ｒ７ｆ＜Ｒ８ｃとすることで、リードスクリュー７の安定した支持が可能となる。さらには、レンズ停止位置の安定化を図るための調芯機能を有したまま、駆動負荷の低減を図ることができる。

尚、リードスクリュー７の円錐形状部７ｅ及びギアカバー８の円錐形状部８ｂは、本発明での調芯機能を有するものであれば円錐形状に限定するものではなく、支持部７ｄが先端凸形状、支持凹部８ａが頂点を有する凹形状であれば、例えば放物線形状等であっても何ら問題は無い。

次に、本発明の第２の実施の形態について図９、図１０を参照して説明する。詳しくは、図９は、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置の部断面図（図５と対応する図）、図１０は、図９の拡大図である。図９、図１０において、第１の実施の形態と同じ部分は同符号で表す。

不図示の鏡筒ユニットの沈胴長短縮を図る場合、ギアカバー８は通常金属部品の板金で構成されるのが一般的である。図６において、第１の実施の形態では、ギアカバー８の支持凹部８ａを形成するために、レンズ駆動装置の裏側となるギアカバー８の背面８ｄに対して、支持凹部８ａの背面８ｅが飛び出しており、鏡筒ユニットの沈胴長短縮に対して好適ではない。

第２の実施の形態においては、ギアカバー５８のリードスクリュー側に隆起部５８ｆを設けている。隆起部５８ｆは、支持凹部５８ａ（円錐形状部５８ｂ、球Ｒ形状部５８ｃ）の周囲に形成される。隆起部５８ｆをレンズ駆動装置側に向かって隆起させることで、リードスクリュー７の支持部７ｄと支持凹部５８ａの係り量を第１の実施の形態と同等分確保するとともに、ギアカバー５８の背面５８ｄが凸とならない形状としている。

第２の実施の形態のような支持部７ｄ及び支持凹部５８ａ並びに隆起部５８ｆの形状としても、第１の実施例で説明したものと同等の効果を奏し、さらには鏡筒ユニットの沈胴長をより短縮することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ駆動部の分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ駆動部の背面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ保持部材の分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置のレンズ保持部材の斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図５の要部拡大図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図６において嵌合ガタによりリードスクリューが振れた場合の状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置の部断面図である。 図９の拡大図である。 第１の従来例に係るレンズ駆動装置の要部断面図である。 第２の従来例に係るレンズ駆動装置の要部断面図である。

符号の説明

１ ＣＣＤ地板（第一の支持部材）
７ リードスクリュー
７ｄ 支持部
８ ギアカバー（第二の支持部材）
８ａ 支持凹部
１０ レンズ保持部材
１１ 撮影レンズ
５８ ギアカバー（第二の支持部材）

Claims (4)

1. 撮影レンズを保持するレンズ保持部材と、
   前記レンズ保持部材を撮影光軸方向に進退移動させるリードスクリューと、
   前記リードスクリューを回転支持する第一の支持部材及び第二の支持部材とを備え、
   前記第二の支持部材は、前記リードスクリューを支持する頂点を有する支持凹部を有し、
   前記リードスクリューは、前記頂点を有する支持凹部に点接触する支持部を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記頂点を有する支持凹部と前記支持部はそれぞれ球形状部を有し、前記支持部に形成される前記球形状部は、前記頂点を有する支持凹部に形成される前記球形状部より小径であることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記支持部は、前記リードスクリューの下端に形成される円錐形状部と円錐接線からつながる球形状部とを有し、前記頂点を有する支持凹部は、前記支持部に形成される前記円錐形状部より鈍角となる円錐形状部と円錐接線からつながる球形状部とを有することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 前記第二の支持部材は、前記リードスクリュー側へ隆起している隆起部を有し、前記頂点を有する支持凹部が前記隆起部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレンズ駆動装置。

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