JP2010243900A - レンズ駆動装置及びそれを有するレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ保持枠を光軸に方向にガタなく、高精度に移動することができるレンズ駆動装置が得られる。
【解決手段】 レンズを保持し、光軸方向に移動する可動レンズ保持部材と、該可動レンズ保持部材を光軸と平行方向に移動可能に案内支持するガイド部材と、該可動レンズ保持部材を駆動させるために、送りねじを設けた出力軸に駆動力を伝達する駆動手段と、該可動レンズ保持部材に回動自在に保持され、前記送りねじに噛合するラック本歯と、前記送りねじを該ラック本歯と対向挟持して押える歯形状の凸部を有する押え歯とを持つラック部材とを有し、前記ラック部材のラック本歯もしくは押え歯のうち、どちらか一方は、該送りねじの回転軸に対して直交し、他方は噛合う送りねじのリード角と平行もしくはリード角と同方向に傾く角度で噛合しており、該駆動手段により該ラック部材を介して該可動レンズ保持部材を駆動させること。
【選択図】 図４

Description

本発明はレンズ駆動装置及びそれを有するレンズ鏡筒に関し、例えばレンズ鏡筒に収納保持した光学系（レンズ）を光軸方向に精度良く移動させる際に好適なビデオカメラやデジタルカメラ等に好適なものである。

ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮影装置に用いられるレンズ鏡筒には、変倍または合焦のためにレンズ保持枠を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が設けられている。レンズ保持枠を光軸方向にガタなく高精度に移動させるようにしたレンズ駆動装置が知られている（特許文献１〜３）。

特許文献１に記載されたレンズ駆動装置においては、ラック部材の送りねじに噛合する歯形状部（以下、ラック本歯）、押え部の凸形状部（以下、押え歯）が、製造の容易さから送りねじの回転軸と略直交する方向に形成されている。この場合、通常はレンズを保持する可動レンズ保持部材のガイド部材は光軸と略平行に配置され、送りねじも略平行もしくは平行に近い状態に配置されている。このため、ラック本歯と送りねじのねじ山は並行にあらず、相対角度を持っている。そのために、送りねじとラック本歯が噛合う際に、送りねじのリード角に沿ってラック本歯を噛合わせようとする力（以下、ねじり力と表記）が発生する。

特許文献２には、このねじり力による、駆動負荷を低減させるためガイド部材に対して送りねじを傾けたレンズ駆動装置が開示されている。レンズ鏡筒やそれを有する撮像装置においては、撮影中に連続的もしくは断続的な像ユレ現象が発生するのは好ましくない。

特許文献３では、像ユレ現象の原因となるレンズ保持部材とガイド部材との嵌合ガタの中で発生する、光軸と直行方向におけるレンズ保持部材の振幅運動を防止するために、レンズ保持部材に対して付勢手段を施した駆動装置を開示している。特許文献３では、レンズ保持部材のスリーブ嵌合穴の１つをレンズ重心近くに配置し、他方のスリーブ嵌合穴の近傍にラック部材を配置している。

この構成において、前記送りねじとラック部材によるねじり力が、レンズ自重による付勢方向と略逆方向に発生するような配置とすると、付勢効果すなわち像ユレ防止効果が低減されてしまう。そこで特許文献３では、レンズ自重による付勢力を相殺させない方向に、送りねじとラック部材によるねじり力が発生するように構成することでレンズ保持枠の付勢効果を高めた駆動装置を開示している。

特開平８−２４８２８４号公報 特開２００１−２１５３９４号公報 特開平８−１９００４１号公報

近年、レンズ鏡筒やそれを有する撮像装置の小型化にともない、レンズ系が小径化され、レンズ系そのものの重量が軽くなってきている。このため、例えば特許文献３の構成において、レンズ駆動中の負荷状況の変化等により、スリーブ嵌合穴に自重とは略逆方向に力が発生したとする。このとき、発生する力に勝るような、レンズ自重による付勢力が必要十分に確保出来ない場合が生じてくる。このような場合には、レンズ保持枠に対する付勢に、送りねじとラック部材によるねじり力の占める割合が、大きくなっている。

特許文献１では、送りねじを加圧するラック部材の押え部に凸形状の押え歯を設けている。この構成では、それがラック本歯と同様に送りねじの回転軸と略直交方向に形成された際、送りねじと押え歯によるねじり力が、ラック本歯によるねじり力とは逆方向に発生する。故に、互いのねじり力が相殺関係となり、送りねじとラック部材とで発生する全体のねじり力が減少してくる。そうすると、効果的な付勢力を得るのが難しくなってきてレンズ保持枠を光軸方向にガタなく移動させるのが困難になってくる。

本発明は、レンズ保持枠を光軸に方向にガタなく、高精度に移動することができるレンズ駆動装置及びそれを有するレンズ鏡筒の提供を目的とする。

本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持し、光軸方向に移動する可動レンズ保持部材と、該可動レンズ保持部材を光軸と平行方向に移動可能に案内支持するガイド部材と、該可動レンズ保持部材を駆動させるために、送りねじを設けた出力軸に駆動力を伝達する駆動手段と、該可動レンズ保持部材に回動自在に保持され、前記送りねじに噛合するラック本歯と、前記送りねじを該ラック本歯と対向挟持して押える歯形状の凸部を有する押え歯とを持つラック部材とを有し、前記ラック部材のラック本歯もしくは押え歯のうち、どちらか一方は、該送りねじの回転軸に対して直交し、他方は噛合う送りねじのリード角と平行もしくはリード角と同方向に傾く角度で噛合しており、該駆動手段により該ラック部材を介して該可動レンズ保持部材を駆動させることを特徴としている。

本発明によれば、レンズ保持枠を光軸に方向にガタなく、高精度に移動することができるレンズ駆動装置が得られる。

本発明の実施例であるレンズ鏡筒の断面図 実施例のレンズ鏡筒の分解斜視図 実施例のレンズ駆動装置の斜視図 実施例のレンズ駆動装置の分解斜視図。 実施例のレンズ駆動装置のラックとスクリュウ軸の噛合いを示す図 実施例のレンズ駆動装置のラック本歯とスクリュウ軸の噛合いを示す図 実施例のレンズ駆動装置のラック押え歯とスクリュウ軸の噛合いを示す図 従来例のレンズ駆動装置のラック押え歯とスクリュウ軸の噛合いを示す図 実施例の図３に示すレンズ駆動装置の正面図 実施例の図３に示すレンズ駆動装置の側面図 実施例のレンズ鏡筒を搭載したビデオカメラの電気回路構成を示すブロック図

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明のレンズ駆動装置は、フォーカス用又はズーム用のレンズを保持し、光軸と平行方向にガイド部材で案内支持されて移動する可動レンズ保持部材を有する。又、可動レンズ保持部材を駆動させるために、送りねじを設けた出力軸に駆動力を伝達する駆動手段を有している。出力軸の送りねじに噛合するラック本歯と、送りねじをラック本歯と対向挟持して押える歯形状の凸部を有する押え歯とを持つラック部材が可動レンズ保持部材に回動自在に保持されている。又、可動レンズ保持部材には、ガイド部材に嵌挿する嵌合穴が両端に形成されたスリーブが設けられている。

駆動手段によりラック部材とスリーブを介して可動レンズ保持部材を駆動させている。ラック部材の一方のラック本歯は、送りねじの回転軸に対して直交し、他方の押え歯は噛合う送りねじのリード角と平行もしくはリード角と同方向に傾く角度で噛合している。ラック部材のラック本歯と送りねじの噛合により発生する力によるモーメントが、スリーブの嵌合穴の内面をガイド部材に常時接触させるように一定方向に作用して、可動レンズ保持部材を付勢している。

図１、図２は本発明の実施例１のレンズ駆動装置を有するレンズ鏡筒の基本構成を示す要部概略図である。図１はレンズ鏡筒の要部縦断面を、図２はレンズ鏡筒を分解した斜視図である。これらの図において、１５はレンズ鏡筒に収納した光学系（ズームレンズ）の光軸である。Ｌ１は最も物体側の第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ群を含む第２レンズユニットである。Ｌ３は固定の第３レンズユニットである。Ｌ４は光軸方向に移動することで変倍に伴う焦点面変動（像面変動）の補正と焦点合わせを行うレンズ群を含む第４レンズユニットである。

１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１レンズ鏡筒であり、前端部に第１レンズユニットＬ１を保持する部分を有し、その後方には箱形状に形成された部分を有する。該箱形状に形成された部分は、光軸に直交する方向（図２における上方）に面する開口と後方に面する開口とが形成されている。第１レンズ鏡筒１の底面には、遮光線１ａが形成されており、該底面に入射した光の反射を抑えてゴーストの発生を防止している。５は後部鏡筒であり、光軸直交方向（図２における下方）に面する開口と前方に面する開口とを有する半円筒形状の上蓋部を有する。上蓋部の天井面には、図１に示すように、遮光線５ｏが形成されており、該天井面に入射した光の反射を抑えてゴーストの発生を防止している。後部鏡筒５（上蓋部）の後端には、後端壁部５ｌが形成されている。

後端壁部５ｌには、ローパスフィルターを保持するフィルタ保持部５ｍと、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を保持する撮像素子保持部５ｎとが形成されている。５ｋはローパスフィルター及び撮像素子への不要光の入射を遮る遮光部である。６ａ、６ｂは光軸と平行に延びて、その両端を第１レンズ鏡筒１と後部鏡筒５により保持されるガイドバー（ガイド部材）である。

尚、本実施例にいう「光軸と平行」とは、完全に平行である場合だけでなく、許容誤差等の範囲で平行からずれているが平行とみなせる場合を含む。「光軸に直交する」も同様である。ガイドバー６ａには、第２レンズユニットＬ２を保持する第２レンズ保持枠２に形成されたスリーブ部と第４レンズユニットＬ４を保持する第４レンズ保持枠４に形成されたＵ溝部とがそれぞれ移動可能に係合している。第２レンズ保持枠２と第４レンズ保持枠４は各々可動レンズ保持部材を構成している。

一方、ガイドバー６ｂには、第２レンズ保持枠２に形成されたＵ溝部と第４レンズ保持枠４に形成されたスリーブ部とがそれぞれ移動可能に係合している。第２レンズ保持枠２は、ガイドバー６ａによって光軸方向にガイドされるとともに、ガイドバー６ｂとＵ溝部との係合によりガイドバー６ａの回りでの回転が阻止されている。
第４レンズ保持枠４は、ガイドバー６ｂによって光軸方向にガイドされるとともに、ガイドバー６ａとＵ溝部との係合によりガイドバー６ｂ回りでの回転が阻止される。

第４レンズ保持枠４には、ラック（ラック部材）１２が光軸直交面内で回動可能に取り付けられている。このラック１２は、フォーカスモータ（駆動手段）７のスクリュウ軸（出力軸）７ａの送りネジに噛合う。これにより、フォーカスモータ７が作動してスクリュウ軸７ａが回転すると、第４レンズ保持枠４は光軸方向に駆動される。ラック１２は、ラックバネ１６によって、第４レンズ保持枠４の光軸方向端面に向けて付勢されているとともに、バネ部１６ａ、１６ｂによってスクリュウ軸７ａに噛合う方向に付勢されている。

これにより、第４レンズ保持枠４、ラック１２及びスクリュウ軸７ａ間でのガタが小さくなるようにしている。第４レンズ保持枠４（第４レンズユニットＬ４）の光軸１５方向に対する傾き（倒れ）は、スリーブ部４ａを光軸１５方向で十分な長さでガイドバー６ｂに係合させることで防止される。一方、第２レンズ保持枠２にも、ラック１２と同様なラック（不図示）が光軸直交面内で回動可能に取り付けられており、このラックは、ズームモータ８のスクリュウ軸８ａに噛合う。これにより、ズームモータ８が作動してスクリュウ軸８ａが回転すると、第２レンズ保持枠２は光軸方向に駆動される。ラックは、ラックバネ（不図示）によって、第２レンズ保持枠２の光軸方向端面に向けて付勢されているとともに、スクリュウ軸８ａに噛合う方向に付勢されている。

これにより、第２レンズ保持枠２、ラック及びスクリュウ軸８ａ間でのガタが小さくなるようにしている。第２レンズ保持枠２（第２レンズユニットＬ２）の光軸方向に対する傾き（倒れ）は、スリーブ部を十分な長さでガイドバー６ａに係合させることで防止されている。３は第３レンズユニットＬ３を保持する第３レンズ保持枠である。該第３レンズ保持枠３は、ガイドバー６ａに係合する基準位置決め用穴部と、ガイドバー６ｂに係合する回転止め用の穴部（長穴部）とを有する。これらの穴部とガイドバー６ａ、６ｂとの係合により、第３レンズ保持枠３、つまりは第３レンズユニットＬ３の光軸位置合わせを行っている。

ここで、第３レンズ保持枠３は、第２レンズ保持枠２と第４レンズ保持枠４との間に配置されているため、第３レンズ保持枠３のガイドバー６ａとの係合長を長くすることが難しい。このため本実施例では、第３レンズ保持枠３における周方向３個所に第１レンズ鏡筒１に係合する係止部を設けて該第３レンズ保持枠３（第３レンズユニットＬ３）の光軸方向に対する傾き（倒れ）を阻止している。

フォーカスモータ７及びズームモータ８はそれぞれ、ステッピングモータ等により構成されている。これらのモータ（駆動手段）７、８はそれぞれ、板金により製作されたモータ保持板７ｂ、８ｂにより保持されて、例えばビス（不図示）により第１レンズ鏡筒１に固定されている。９は、ビス（不図示）により後部鏡筒５に固定される光量調整ユニットである。光量調節ユニット９は、絞り羽根９ａを開閉して光が通過する開口の径を変化させることで撮像素子に入射する光量を調整する。

１０、１１はフォトインタラプタであり、それぞれ補強板１３、１４に接着されて該補強板１３、１４を介してビス（不図示）により第１レンズ鏡筒１に固定されている。第４及び第２レンズ保持枠４、２が光軸方向に移動すると、該第４、第２レンズ保持枠４、２に形成された遮光部がフォトインタラプタ１０、１１を構成する投光部と受光部との間に出入りする。

これにより遮光状態と受光状態とに切り換わる。フォトインタラプタ１０、１１は、この切り換わりを検出することにより、第４及び第２レンズ保持枠４、２がそれぞれ基準位置に位置しているか否かを検出している。２ａは、その第２レンズ保持枠２に形成された遮光部である。第４レンズ保持枠４にも、同様な遮光部（不図示）が形成されている。前記フォーカスモータ７、ズームモータ８、光量調節ユニット９、フォトインタラプタ１０、１１には、フレキシブルプリント板ＦＰＣ（不図示）が半田付けされている。このＦＰＣを通じて撮像装置(カメラ本体)との電気信号の通信を行なっている。

次に、本実施例のレンズ鏡筒におけるレンズ駆動装置の構成に関して、可動レンズ保持枠として第４レンズ保持枠４を例にとり、その駆動装置の構成を説明する。図３はレンズ駆動装置の要部斜視図、図４はレンズ駆動装置の各部材を分解した斜視図である。図５はレンズ駆動装置を構成するラックと送りねじの噛合い状態を示した概略図である。６ａ、６ｂは前述の光軸１５に平行又は略平行に配置されたガイドバーである。

第４レンズ保持枠４には、スリーブ部４ａが形成されている。スリーブ４ａには両端にガイドバー６ｂと係合するスリーブ穴（一端嵌合穴）４ｃ、４ｄが形成されている。４ｂはガイドバー６ａと係合する第４レンズ保持枠４に設けたＵ溝である。４ｅ、４ｆは、ラック１２と係合するスリーブ４ａ近傍に設けた支持穴である。ラック１２は、スクリュー軸７ａに設けた送りねじ７ａａと噛合するラック本歯１２ａと、それに対向する押え歯１２ｂ及び対向歯１２ｃ、１２ｄとを備えている。押え歯１２ｂは、送りねじ７ａａの谷の角度より大きい頂角を持つ歯形状の凸部を有している。

１２ｅ、１２ｆは第４レンズ保持枠４のスリーブ４ａ近傍の支持穴４ｅ、４ｆと係合するラック１２に設けた軸である。ラック１２はスリーブ４ａ近傍に第４レンズ保持枠４に光軸直交面内で回動可能に取り付けられる。対向歯１２ｃ、１２ｄは、スクリュー軸７ａの外径の外側に配置され、スクリュウ軸７ａの送りねじ７ａａには噛合っていない。送りねじ７ａａと噛合しているラック本歯１２ａが、衝撃等で歯飛びを起こしそうになった際に、対向歯１２ｃ、１２ｄが送りねじ７ａａのねじ山の斜面に当たることでラック１２の歯とびを防止する。

押え歯１２ｂは、ラックバネ１６に形成されたばね部１６ａにより、スクリュウ軸７ａに噛合う方向に加圧され、ラックバネ１６のばね部１６ｂは、ラック１２の部位（不図示）に引っ掛けられている。これにより、押え歯１２ｂとラック本歯１２ａでスクリュウ軸７ａを挟み込み、ラック本歯１２ａ、押え歯１２ｂが常時スクリュウ軸７ａの送りねじ７ａａと噛合う状態になっている。

押え歯１２ｂは、図９に示すようにラック本歯１２ａに対して所定角度θ５を有して配置されている。押さえ歯１２ｂはコイルバネ１６のばね部１６ａにより加圧されている時の分力が、図９に示す方向Ｆ１に働くような設定としている。また、ラックバネ１６は、ラック１２を第４レンズ保持枠４の光軸１５方向端面に向けた方向へも付勢して駆動の際に問題となるガタ付きを防止している。フォーカスモータ７の出力軸であるスクリュウ軸７ａは、レンズ鏡筒に組み込まれた状態において、光軸１５と略平行するように、もしくは平行に近い状態に配置されている。スクリュー軸７ａに形成した送りねじ７ａａによって、ズームモータ７が作動してスクリュウ軸７ａが回転すると第４レンズ保持枠４は光軸方向に駆動される。

図６は、スクリュウ軸７ａとラック本歯１２ａの噛合い状態を示した図である。押え歯１２ｂ、対向歯１２ｃ、１２ｄは不図示となっている。図中θ１は、ラック本歯１２ａとスクリュウ軸７ａの回転軸７ａｂとのなす角、θ２は送りねじ７ａａのリード角を示している。ラック本歯１２ａには、スクリュウ軸７ａの回転軸７ａｂと略直交する方向、すなわち図中角度θ１がほぼ９０度となる方向に複数本（本実施例においては４本）の歯形状部（ラック本歯）１２ａが形成されている。

一方、スクリュウ軸７ａの送りねじ７ａａのねじ山は、リード角θ２傾いている。故に、正規の組み込み状態においては、ラック本歯１２ａとスクリュー軸７ａの送りねじ７ａａのねじ山はねじれた状態となっている。それらの当接面においては、スクリュー軸７ａからラック本歯１２ａに対して、ねじれを補正しようとする方向、即ち、送りねじ７ａａのリード角θ２に沿おうとする方向に力（以下、ねじり力）が働く。このねじり力により矢印Ｍ１の方向にモーメントＭ１が発生している。このモーメントＭ１を後述する第４レンズ保持枠４の付勢手段として活用している。

図７は本実施例におけるスクリュウ軸７ａとラック１２の押え歯１２ｂの噛合い状態を示した説明図である。図８は従来例におけるスクリュウ軸８７ａと押え歯の噛合い状態を示した説明図である。図７、図８では共にラック本歯１２ａは不図示である。図中θ３、θ４は、押え歯の角度を示している。図８の従来例においては、押え歯８７ｂはスクリュウ軸８７ａの回転軸８７ａｂと略直交する方向、すなわち図中角度θ４がほぼ９０度となる方向に形成されている。それ故に、上記のラック本歯とスクリュウ軸８７ａｂの関係と同様にリード角に沿おうとする力が働き、矢印の方向にモーメントＭ２が発生する。

しかしながら、このモーメントＭ２は前記のラック本歯との噛合いで発生するモーメントＭ１とは逆方向であり、相殺関係にある。つまり、ラック８２とスクリュウ軸８７ａの噛合いで発生する全体でのモーメントが減少し、レンズ保持枠の付勢力が軽減されてしまうことになる。そこで、図７に示す本実施例においては、ラック１２の押え歯１２ｂを図中角度θ３傾けた方向に形成している。角度θ３とスクリュウ軸７ａのリード角θ２を同方向に向くように略一致させることで（略平行とさせることで）、スクリュウ軸７ａの送りねじ７ａａのねじ山とラック１２の押え歯１２ｂの噛合いでは、モーメントが発生しない。

したがって、従来例のようなラック本歯とスクリュウ軸の噛合いで発生するモーメントＭ２を発生させずに相殺させること無く、Ｍ１をレンズ保持枠４の付勢に利用すること出来る。また、角度θ３をリード角θ２以上に設定した場合には、発生するするモーメントが、ラック本歯１２ａとの噛合いによるモーメントＭ１と同方向に発生して加算されることになり、第４レンズ保持枠４に対する付勢力を増すことが出来る。角度θ３は、駆動負荷や必要とするモーメント（付勢力）に応じて、適宜設定すると良い。

図９は、図３に示すレンズ駆動装置の要部正面図である。第４レンズユニットＬ４の自重によるＵ溝４ｂへの付勢力が、方向Ｆ２に働いている。また、前述の通り、ラックバネ１６のばね部１６ａ、１６ｂによる加圧にて、方向Ｆ１の分力が発生している。これによりガイドバー６ｂ周りのモーメントが発生し、Ｕ溝４ｂに対して方向Ｆ２に付勢力が作用しており、第４レンズユニットＬ４の自重による付勢力に加算されている。

図１０は、図３に示すレンズ駆動装置の要部側面図である。スリーブ穴（一端面嵌合穴）４ｃは、第４レンズユニットＬ４の自重による付勢力がより多く配分されるように、第４レンズユニットＬ４の重心を通る光軸直交面に近い側に設定されている。スリーブ４ａの嵌合穴４ｃ、４ｄの内面はガイド部材６ｂと常時接触している。スリーブ穴（嵌合穴）４ｃには、第４レンズユニットＬ４の自重による力が作用している。また、ラック１２のラック本歯（歯形状部）１２ａおよび押え歯１２ｂとスクリュウ軸７ａの送りねじ７ａａの噛合いによりモーメントＭ（＝Ｍ１＋Ｍ２）が発生する。本実施例では、Ｍ２≒０である。このとき発生するモーメントＭによる力が、付勢力として自重による力に加算する方向であるＦ３に示す一定方向に働いている。

スリーブ４ａの中央部からスリーブ穴（他端側嵌合穴）４ｄの間には、ラック１２が設置されており、前述の図９に示す方向Ｆ１からの付勢力が、方向Ｆ４に働いている。このように本実施例においてスリーブ４ａの一端側の嵌合穴４ｃは、自重により発生する力がより多く配分させるように、可動レンズ保持部材４自身の重心を通る光軸直交面に近い側に設けられる。そして、スリーブ４ａの中央部からスリーブ４ａの他端側の嵌合穴４ｄとの間にラック部材１２が取り付けられている。可動レンズ保持部材４の自重により発生する力が多く配分される側のスリーブの嵌合穴４ｃにおいて、その自重による力に加算する方向に、モーメントＭによる付勢力が作用している。

本実施例のような構成のレンズ駆動装置とすることで、スリーブ４ａの嵌合穴４ｃ、４ｄの内面は、ガイド部材６ｂに常時接触している。これによりスリーブ穴４ｂ、４ｃ、Ｕ溝４ｂに必要十分な付勢力を一方向に作用させることが出来る。そして、第４レンズ保持枠４の移動中にガイドバー６ａ、６ｂとの嵌合ガタで発生する揺れ動作を抑制し、像ユレ現象を防止することができる。また、嵌合ガタが原因となって作動中における反転時などに起きるヒステリシスも、上記付勢力の効果で防止、軽減することができる。

ここまで、第４レンズ保持枠４に関するレンズ駆動装置に関して説明してきたが、第２レンズユニットＬ２に関しても同様なレンズ駆動装置の構成としている。なお、本実施例においては、ラック本歯１２ａをスクリュウ軸７ａの回転軸７ａｂに直交方向に配置し、押え歯１２ｂを送りねじ７ａａのリード角θ２に略一致させるように傾けているが、これに限定されるものでは無い。同様な効果が得られれば、ラック本歯を送りねじのリード角に略一致するように傾け、押え歯をスクリュウ軸の回転軸に直交するような構成としてもよい。さらに、本実施例では第２レンズ保持枠２、第４レンズ保持枠４の双方に前述したレンズ駆動装置を適用しているが、例えば第２レンズ保持枠２のみにするなど、該レンズ駆動装置を適用するユニットは適宜選択すればよい。

以上のように本実施例によればラック部材のラック本歯と押え歯が、駆動手段の送りねじと噛合う場合において、送りねじとラック部材によるねじり力を可動レンズ保持部材の付勢力として有効に活用できるレンズ駆動装置が得られる。これによって、撮影中の像ユレ現象の発生を防止して、それによる光学性能の劣化のないレンズ鏡筒を実現することができる。

図１１は、本実施例のレンズ鏡筒を用いて構成した撮像装置（ビデオカメラ）の要部ブロック図である。なお、この図中において、上述した実施例における構成要素と同じものには、同じ符号を付して説明に代える。２２１は後部鏡筒５により保持されるＣＣＤ等の撮像素子である。２２４は光量調整ユニット９に備えられている絞りアクチュエータであり、絞りばね９ａを駆動する。２２５はズームエンコーダ、２２７はフォーカスエンコーダである。これらのエンコーダ２２５、２２７はそれぞれ、第２レンズユニットＬ２、第４レンズユニットＬ４の光軸方向の絶対位置を検出する。

本実施例のように、フォーカスモータ７及びズームモータ８としてステッピングモータを用いる場合には、移動するレンズ保持枠に一体的に遮光板を設け、前述したフォトインタラプタ１０、１１により基準位置を検出する。そして、その後ステッピングモータに与える駆動パルス数をカウントすることによりレンズユニットの絶対位置を検出している。

但し、フォーカスモータ７及びズームモータ８としては、ステッピングモータ以外のアクチュエータ、例えばＤＣモータやボイスコイルモータ、振動型モータ、振動型リニアアクチュエータを用いてもよい。ＤＣモータを用いる場合には、エンコーダとして、ボリューム等の絶対位置エンコーダや磁気式エンコーダを用いることができる。２２６は絞りエンコーダであり、絞りアクチュエータ２２４の内部にホール素子を配置し、ローターとステータの回転位置関係を検出する方式のもの等を用いている。２２８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子２２１からの出力信号に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はＡＥゲート２２９、ＡＦゲート２３０を通過する。

すなわち、撮影範囲のうち露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲がこれらのゲート２２９、２３０で設定される。これらのゲート２２９、２３０による信号取り出し範囲は可変としてもよいし、複数設けてもよい。２３１はＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する１つ又は複数のＡＦ評価値信号を生成する。２３３はズームスイッチであり、その操作に応じたズーム信号を出力する。２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して被写体距離と第２レンズユニットＬ２の位置に応じた第４レンズユニットＬ４の像面変動補正位置データを記憶している。なお、ズームトラッキングメモリ２３４を後述するＣＰＵ２３２内に設けてもよい。

２３２は、撮像装置全体の制御を司るコントローラ（制御手段）としてのＣＰＵである。ズームスイッチ２３３が操作されてズーム信号がＣＰＵ２３２に入力されると、ＣＰＵ２３２は、ズームモータ８を制御して第２レンズユニットＬ２を移動させる。これと同時に、ズームトラッキングメモリ２３４のデータに基づいて第４レンズユニットＬ４の像面変動補正位置を算出し、フォーカスモータ７を制御して第４レンズユニットＬ４をその像面変動補正位置に移動させる。また、オートフォーカス（ＡＦ）では、ＣＰＵ２３２はＡＦ信号処理回路２３１からのＡＦ評価値信号がピークとなるようにフォーカスモータ７を制御して第４レンズユニットＬ４を移動させる。

さらに適正露出を得るためにＣＰＵ２３２は、ＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平均値が所定値となるように、絞りアクチュエータ２２４を制御して光量調整ユニット９の開口径をコントロールする。なお図１１ではビデオカメラについて説明したが、本発明のレンズ駆動装置は、デジタルスチルカメラやフィルムカメラ、交換レンズ等、他の光学機器（撮像装置）にも同様に適用することができる。また、図１〜図１０に示したレンズ鏡筒の構成は例にすぎず、各請求項の示す範囲において種々の変形や変更が可能である。

Ｌ１ 第１レンズユニット、Ｌ２ 第２レンズユニット、Ｌ３ 第３レンズユニット、Ｌ４ 第４レンズユニット、１ 第１レンズ鏡筒、２ 第２レンズ保持枠、３ 第３レンズ保持枠、４ 第４レンズ保持枠、５ 後部鏡筒、６ａ、６ｂ ガイドバー、７ フォーカスモータ、８ ズームモータ、９ 光量調節ユニット、１２ ラック、１６ ラックバネ

Claims (6)

1. レンズを保持し、光軸方向に移動する可動レンズ保持部材と、該可動レンズ保持部材を光軸と平行方向に移動可能に案内支持するガイド部材と、該可動レンズ保持部材を駆動させるために、送りねじを設けた出力軸に駆動力を伝達する駆動手段と、該可動レンズ保持部材に回動自在に保持され、前記送りねじに噛合するラック本歯と、前記送りねじを該ラック本歯と対向挟持して押える歯形状の凸部を有する押え歯とを持つラック部材とを有し、前記ラック部材のラック本歯もしくは押え歯のうち、どちらか一方は、該送りねじの回転軸に対して直交し、他方は噛合う送りねじのリード角と平行もしくはリード角と同方向に傾く角度で噛合しており、該駆動手段により該ラック部材を介して該可動レンズ保持部材を駆動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 光軸と平行方向に配置したガイド部材を有し、前記可動レンズ保持部材には、該ガイド部材に嵌挿する嵌合穴が両端に形成されたスリーブが設けられており、前記ラック部材の前記出力軸の送りねじの回転軸と直交するラック本歯と、前記送りねじの噛合により発生する力によるモーメントが、該スリーブの嵌合穴の内面を前記ガイド部材に常時接触させるように一定方向に作用して、前記可動レンズ保持部材を付勢していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記スリーブの一端側には、自重により発生する力がより多く配分させるように、該可動レンズ保持部材の重心を通る光軸直交面に近い側に嵌合穴を有し、前記スリーブの中央部から該スリーブの他端側の嵌合穴との間に前記ラック部材が取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記可動レンズ保持部材の自重により発生する力が多く配分される側の前記スリーブの嵌合穴において、その自重による力に加算する方向に、前記モーメントによる付勢力が作用していることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ駆動装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
6. 請求項５に記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする撮像装置。