JP2010276635A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックに落下等の衝撃がかかった際にその衝撃に耐え、レンズ所定位置からずれ難くし、ラックの歯がリードスクリュに乗り上げた際にはリードスクリュを回転し易くする。
【解決手段】押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５には、リードスクリュ１０のリード１０ａに噛み合う歯型形状部１４ａ、１５ｂが対向して設けられている。捩りコイルばね１６により、ラック１４とラック１５はリードスクリュ１０を押圧し、リードスクリュ１０との歯飛びを防止している。
ラック１４、１５には突起部１４ｂ、１５ｃが重なり合うように設けられ、これらの摺動面同士の間に、粘弾性体１７が介在されている。
衝撃が加わり、矢印Ａ、Ｂ方向に回転力が加わった場合に、粘弾性体１７の粘性抵抗が、摺動面１４ｃが矢印Ａ方向、摺動面１５ｄが矢印Ｂ方向に摺動する力を抑制し、リードスクリュ１０に対する歯飛びを抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ交換が可能又はレンズを一体に有するデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器におけるレンズ駆動装置に関するものである。

従来から、ビデオやデジタルカメラレンズに用いられ、ラックの落下等の衝撃による歯飛び防止機構が知られている。歯飛びとは、リードスクリュの軸方向にリードスクリュに噛み合っている歯が、リードスクリュのねじ山を乗り越えて移動し、ラックが所定位置からずれることを云う。

レンズをリードスクリュにより移動するレンズ駆動装置において、ラックは常時は完全にリードスクリュとは噛み合わず、レンズ鏡筒に衝撃が加えられた際に噛合い、リードスクリュとの歯飛びを防止する機構が特許文献１に開示されている。

また特許文献２には、リードスクリュを挟み込む状態で噛み合わされているラックに対して、リードスクリュの軸方向に沿った力が加わった場合に、ラックのリードスクリュを挟み込む力を増加させる挟持力増加手段を備えた機構が開示されている。

特開平７−４３５８０号公報 特開２００４−７００１３号公報

ラックにリードスクリュの挟持力増加手段を備えると、ラックに落下等の衝撃が加わった際に、ラックの歯飛びを防止し易くなる。しかし、ラックがリードスクリュから乗り上がるとばね圧により挟持力が増え、リードスクリュが回転し難くなる。

歯飛び時に、ラックの歯がリードスクリュに乗り上げ、リードスクリュのねじ山の上で止まったときに、リードスクリュの挟持力が大きくなり、リードスクリュが回転できずに喰い付く。更に、リードスクリュの挟持力を少なくすると、ラックがリードスクリュから乗り上がり易くなり、歯飛びの原因ともなる。

本発明の目的は、ラックに落下等の衝撃がかかった際にその衝撃に耐え、レンズ所定位置からずれ難くし、ラックの歯がリードスクリュに乗り上げた際には、リードスクリュが回転し易い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の本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズ鏡筒の光軸方向にレンズをリードスクリュにより移動するレンズ駆動装置において、前記リードスクリュのねじに噛み合う本歯側ラックと、該本歯側ラックに回転軸を介して回転可能に取り付けた押さえ歯側ラックと、前記本歯側ラックに対し前記押さえ歯側ラックを前記リードスクリュを挟み込むように付勢する捩りコイルばねとを備え、前記本歯側ラックと前記押さえ歯側ラックに相互に摺動する突起部を設け、これらの突起部の摺動面の間に粘弾性体を介在し、前記本歯側ラックと前記押さえ歯側ラックが前記回転軸を中心に回転する場合に前記粘弾性体による粘性抵抗が生ずるようにしたことを特徴とする。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、落下等の衝撃により、本歯、引込み歯がリードスクリュから乗り上がろうとすると粘性抵抗が発生し、本歯、引込み歯がリードスクリュから乗り上がり難く、かつレンズが所定位置からずれ難くなる。また、本歯、引込み歯がリードスクリュから乗り上がった後は粘性抵抗が発生せず、ばね圧のみの挟持力により、リードスクリュが回転可能となりラックと噛合った状態に戻り、ラックの歯とリードスクリュとの喰い付きを防止することができる。

実施例１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。 ブロック回路構成図である。 ２体型ラックの正面図である。 ２体型ラックの斜視図である。 実施例２の２体型ラックの正面図である。 ２体型ラックの斜視図である。 実施例３の２体型ラックの斜視図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１のレンズ駆動装置を分解斜視図である。前方から、鏡筒１、レンズ保持枠２、固定部材３、固定鏡筒４が配列されている。鏡筒１には固定板５、フォトインタラプタ６が固定されている。また、レンズ保持枠２にはレンズ群Ｌ２が保持され、その後方にはスリーブ７が突出されている。スリーブ７には端部を鏡筒１に取り付けたガイドバー８が挿通され、レンズ保持枠２はガイドバー８に沿って光軸方向に案内されるようになっている。ガイドバー８と平行にガイドバー９が設けられ、このガイドバー９はレンズ保持枠２の回動を防止している。固定部材３は鏡筒１に組み込まれ、ガイドバー９の他端が保持されている。固定鏡筒４は固定部材３と鏡筒１とにビス止めされて固定され、ガイドバー８の他端を保持している。

固定板５には、レンズ保持枠２を光軸方向に移動させるための駆動手段であるリードスクリュ１０、ステッピングモータ１１が取り付けられている。リードスクリュ１０の後端部には前後に軸受け形状を持ち、後部に多極に着磁されステッピングモータ１１により回転するロータマグネット１２が固定されている。レンズ保持枠２のラック保持部２ａには２体型ラック１３が組み込まれる。

押さえ歯側ラック１４は本歯側ラック１５に組み込まれて２体型ラック１３とされ、本歯側ラック１５の回転軸１５ａを略中心にして回動可能とされている。リードスクリュ１０は２体型ラック１３と噛み合っており、ロータマグネット１２の回転により、レンズ保持枠２を移動する。また、レンズ保持枠２、ガイドバー８、９、２体型ラック１３、リードスクリュ１０のそれぞれのがたが捩りコイルばね１６により付勢され片寄せされている。

鏡筒１に設けたフォトインタラプタ６は、レンズ保持枠２に形成された遮光部２ｂの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを電気的に検出し、レンズ保持枠２の基準位置を検出するためのリセットスイッチである。

図２は本実施例のレンズ駆動装置を有する光学機器のブロック回路構成図を示し、図１で説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図１と同じ符号を付している。

レンズ鏡筒のレンズ群Ｌ１〜Ｌ３を通る入射光を受光する撮像素子２０の出力は、カメラ信号処理回路２１に接続されている。カメラ信号処理回路２１の出力のＹ信号は、ＡＥゲート２２、ＡＦゲート２３に接続されている。ＡＥゲート２２の出力は制御回路２４に接続され、ＡＦゲート２３の出力はＡＦ信号処理回路２５を介して制御回路２４に接続されている。

制御回路２４には、レンズ群Ｌ２の光軸方向位置を検出するフォトインタラプタ６、光量調節部の開口径を検出する絞りエンコーダ２６、レンズ群Ｌ３の光軸方向位置を検出するフォーカスエンコーダ２７の出力が接続されている。

制御回路２４の出力はズーム駆動源３０、絞り駆動源３１、フォーカス駆動源３２に接続されている。ズーム駆動源３０はレンズ群Ｌ２を駆動するステッピングモータ１１、リードスクリュ１０等を含み、フォーカス駆動源３２はレンズ群Ｌ３を駆動するフォーカスモータ、リードスクリュ等を含んでいる。

カメラ信号処理回路２１は撮像素子２０の出力に対して特定の増幅やガンマ補正などを施こす。これらの特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２２、ＡＦゲート２３を通過する。ＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号処理回路２５は、映像信号の高周波成分に関する１つ又は複数の出力を生成する。

ズーム駆動源３０はレンズ群Ｌ２の駆動源である。フォーカス駆動源４３はレンズ群Ｌ３の駆動源である。絞り駆動源３１は光量調節ユニットの駆動源であり、ステッピングモータ等が用いられる。フォトインタラプタ６はレンズ群Ｌ２が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するズームリセットスイッチである。レンズ群Ｌ２が基準位置に位置したことが検出された後に、ステッピングモータ１１に入力するパルス信号数を連続して計数することにより、レンズ群Ｌ２の光軸方向の基準位置に対する移動量の検出を行うことができる。

絞りエンコーダ２６は絞り駆動源３１内にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。例えば、撮影者によりズームスイッチ２８が操作されると、制御回路２４はズームトラッキングメモリ２９の情報を基に算出したレンズ群Ｌ２とレンズ群Ｌ３の所定の位置関係が保たれるようにする。ズームモータ１７とフォーカス駆動源３３の駆動を制御する。即ち、現在のレンズ群Ｌ２の光軸方向の絶対位置を示す計数値と算出されたレンズ群Ｌ２のセットすべき位置とが一致し、かつ現在のレンズ群Ｌ３の光軸方向の絶対位置を示す計数値と算出されたレンズ群Ｌ３のセットすべき位置とが一致するようにする。

またオートフォーカス動作では、制御回路２４はＡＦ信号処理回路２５の出力がピークを示すようにフォーカス駆動源３３の駆動を制御する。

更に、適正露出を得るために、制御回路２４はＡＥゲート２２を通過したＹ信号の出力の平均値を基準値として、絞りエンコーダ２６の出力がこの基準値となるように、絞り駆動源３１の駆動を制御し光量を制御する。

図３は２体型ラック１３の正面図、図４はその斜視図である。２体型ラック１３を構成する押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５は、本歯側ラック１５と一体の回転軸１５ａを略中心にして回動可能とされている。押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５には、リードスクリュ１０のリード１０ａに噛み合うリードを持つ歯型形状部１４ａ、１５ｂが対向して設けられている。そして、捩りコイルばね１６により、押さえ歯側ラック１４と、本歯側ラック１５はリードスクリュ１０のリード１０ａを押圧し、リードスクリュ１０との歯飛びを防止している。

また、押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５には、回転軸１５ａと歯型形状部１４ａ、１５ｂとの間に、突起部１４ｂ、１５ｃが回転軸１５ａと歯型形状部１４ａ、１５ｂとを結ぶ方向に重なり合うように配置されている。突起部１４ｂ、１５ｃ同士が対向し、相互に摺動する摺動面１４ｃ、１５ｄ同士の間に、グリス等の粘弾性体１７が介在されている。

粘弾性体には、押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５同士が初期位置から摺動しようとすると粘弾性体の粘性が発生し、摺動力を抑制する効果があり、更に移動し停止した後は粘性が発生しないという性質がある。

このような構成により、衝撃が加わり、回転軸１５ａを略中心にして押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５に、リードスクリュ１０を押圧する方向と反対の力、つまり図３に示す矢印Ａ、Ｂ方向に回転力が加わった場合に、粘弾性体１７の粘性が作用する。つまり、粘弾性体１７の粘性抵抗が摺動面１４ｃが矢印Ａ方向、摺動面１５ｄが矢印Ｂ方向に摺動する力を抑制し、押さえ歯側ラック１４と本歯側ラック１５におけるリードスクリュ１０のリード１０ａに対する歯飛びを抑制することが可能となる。

衝撃が大きく歯飛びを抑制できないときは、２体型ラック１３がリードスクリュ１０のリード１０ａに対して歯飛びする。歯型形状部１４ａ、１５ｂがリードスクリュ１０のリード１０ａに乗り上げた状態で止まることがあるが、このときは本歯側ラック１５と押さえ歯側ラック１４は矢印Ａ、Ｂの方向に移動していない。従って、粘弾性体１７による粘性抵抗は発生せず、捩りコイルばね１６はリードスクリュ１０が回転可能な範囲での押圧力を有するのみである。そのため、リードスクリュ１０のリード１０ａに歯型形状部１４ａ、１５ｂが乗り上げても、リードスクリュ１０が回転し、歯型形状部１４ａ、１５ｂは再びリードスクリュ１０のリード１０ａと噛合った状態に戻ることができる。

図５は実施例２の２体型ラック１３に粘弾性体を介在させた正面図、図６は斜視図である。この実施例２は、実施例１よりも粘弾性体の粘性が作用し易い形状とされている。押さえ歯側ラック４１に歯型形状部４１ａ、本歯側ラック４２に回転軸４２ａ、歯型形状部４２ｂが設けられていることは実施例１と同様である。

押さえ歯側ラック４１において、粘弾性体１７を介在させるための突起部４１ｂは、押さえ歯側ラック４１、本歯側ラック４２の回転軸４２ａから最も外側に設けられている。つまり、本歯側ラック４２には押さえ歯側ラック４１に設けた突起部４１ｂを挟み込むように、突起部４２ｃ、４２ｄが２股に設けられている。

粘弾性体１７は突起部４１ｂの両側の摺動面４１ｃ、４１ｄと、突起部４２ｃ、４２ｄ同士の対向面である摺動面４２ｅ、４２ｆとの間に介在されている。

リードスクリュ１０のリード１０ａを歯型形状部４１ａ、４２ｂにより挟み込むと、押さえ歯側ラック４１の突起部４１ｂは本歯側ラック４２の突起部４２ｃ、４２ｄ間に入り込む。これにより、摺動面４１ｃと摺動面４２ｅ、摺動面４１ｄと摺動面４２ｆとの間に介在した粘弾性体１７が実施例１と同様に作用する。

図７は実施例３の２体型ラック１３に粘弾性体を介在させた斜視図を示している。この実施例３は実施例１、２よりも粘弾性体の粘性が作用し易い形状とされている。この場合の２体型ラック１３に粘弾性体１７を介在させる手段以外の構成については、実施例２と同様である。

押さえ歯側ラック５１には２個の突起部５１ｂ、５１ｃが、本歯側ラック５２に設けられた三股突起部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの２つの間隙に挟み込まれるようになっている。つまり、押さえ歯側ラック５１と、本歯側ラック５２がリードスクリュ１０と噛合った状態にあるとき、突起部５１ｂ、５１ｃは突起部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに対して櫛歯状態となる。

粘弾性体１７は突起部５１ｂ、５１ｃの両側の４つの摺動面５１ｄ〜５１ｇと、突起部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに設けられた４つの摺動面５２ｅ〜５２ｈとの間に介在されている。

これにより、粘弾性体１７を介在した摺動面が増加し、実施例１、２よりも粘性抵抗が大きい効果が得られる。

上述の説明では本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０ リードスクリュ
１１ ステッピングモータ
１２ ロータマグネット
１３ ２体型ラック
１４、４１、５１ 押さえ歯側ラック
１４ａ、１５ｂ、４１ａ、４２ｂ、５１ａ、５２ｂ 歯型形状部
１４ｂ、１５ｃ、４１ｃ、４２ｃ、４２ｄ、５１ｂ、５１ｃ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 突起部
１５、４２、５２ 本歯側ラック
１６ 捩りコイルばね
１７ 粘弾性体

Claims (3)

1. レンズ鏡筒の光軸方向にレンズをリードスクリュにより移動するレンズ駆動装置において、前記リードスクリュのねじに噛み合う本歯側ラックと、該本歯側ラックに回転軸を介して回転可能に取り付けた押さえ歯側ラックと、前記本歯側ラックに対し前記押さえ歯側ラックを前記リードスクリュを挟み込むように付勢する捩りコイルばねとを備え、前記本歯側ラックと前記押さえ歯側ラックに相互に摺動する突起部を設け、これらの突起部の摺動面の間に粘弾性体を介在し、前記本歯側ラックと前記押さえ歯側ラックが前記回転軸を中心に回転する場合に前記粘弾性体による粘性抵抗が生ずるようにしたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記回転軸と前記リードスクリュとの間に前記突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記回転軸と前記リードスクリュとの外側に前記突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。

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