JP2011059566A - 光学装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やすことなく、光学性能の調整精度の向上を図ること。
【解決手段】光軸方向に移動可能に設けられたレンズを備えたレンズ装置において、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸２０１と、リードスクリュー軸２０１を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーター１０１と、リードスクリュー軸２０１に螺合する螺合部を備え、リードスクリュー軸２０１の回転にともなってリードスクリュー軸２０１に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジ１０５と、を設け、キャリッジ１０５を、中央部分に螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が近づくように変形した状態で、保持部材の一例としてのレンズ枠１０２に連結した。
【選択図】図２

Description

この発明は、光軸方向に沿って移動することが可能な光学部材を備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に関する。

従来、たとえばズームレンズやフォーカスレンズなどのように、光軸方向に沿って移動することが可能な光学部材を備えた光学装置があった。このような光学装置においては、たとえば、移動対象とする光学部材を保持する保持部材を、モーターに連結されたリードスクリュー軸に螺合させたキャリッジ（噛合部材）に連結することによって構成された移動機構によって移動させるようにしたものがあった。

この移動機構において、キャリッジの内周面には、リードスクリュー軸の外周面に設けられたネジ山に螺合するネジ山が設けられている。キャリッジには、保持部材が連結されているため、モーターの駆動力によってリードスクリュー軸を回転させると、リードスクリュー軸の回転にともなってリードスクリュー軸に対するキャリッジの螺合位置が移動する。これにより、保持部材を介してキャリッジに連結されている光学部材を、光軸方向に移動させることができる。

リードスクリュー軸とキャリッジとの間にガタつき（バックラッシ）が生じている場合、移動後の保持部材の光軸方向における位置精度が低下する。保持部材がレンズなどの光学部材を保持している場合、保持部材すなわち光学部材の光軸方向における位置精度の低下は、ピント調整精度の低下の原因となる。この対策として、従来、弾性部材を用いてキャリッジを一方向に押しつけるように付勢することによって、リードスクリューとキャリッジ間のガタつき（バックラッシ）を抑えるようにした技術があった。

また、具体的には、従来、たとえば駆動源となる駆動モーターと、該駆動モーターの駆動力によって軸回り方向へ回転されるリードスクリューと、該リードスクリューに螺合しリードスクリューの軸方向において離隔して位置されると共に可動レンズを有する可動部に少なくとも一方が連結された一対のナット部と、該一対のナット部をリードスクリューの軸方向において離隔する方向へ付勢する付勢手段とを設けた技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

また、具体的には、従来、たとえばリードスクリューと螺合する第１の噛合部材および第２の噛合部材の間に、レンズホルダに備えられた連結部とバネを挟挿し、第２の噛合部材と連結部が接し、第１の噛合部材とバネが接するように配設すること、もしくはリードスクリューと螺合する第２の噛合部材と第１の噛合部材、およびバネを挟挿する形状の第１の連結部と第２の連結部をレンズホルダに備え、第１の連結部には第２の噛合部材が、第２の連結部にはバネが接するよう配設することにより、１つの弾性体でリードスクリューと噛合部材間のガタおよび噛合部材とレンズホルダ間のガタの２つを同時に付勢する構成とした技術があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）。

特開２００７−７９２５１号公報 特開２００５−２１５３０９号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、リードスクリュー軸とキャリッジ間のガタつき（バックラッシ）を抑えるために弾性部材を用いてキャリッジを付勢しているため、リードスクリュー軸に螺合するキャリッジの他に弾性部材が必要になり、部品点数が増加するという問題があった。

また、部品点数が増加することにより組み立てにかかる工数が増え、組み立て作業にかかる作業効率が低下するという問題があった。さらに、部品点数が増加することにより移動機構が大型化し、移動機構の小型化ひいては光学装置の小型化に支障をきたすという問題があった。

近年、ズーム機能やフォーカス機能を備えた光学装置の小型化にともない、光学装置を構成する各部の小型化の必要性が高まっている。一方で、広角化のためレンズを大径化する必要性も高まってきている。このような背景から、光路上に直接干渉しない移動機構の小型化は必須であった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、部品点数を増やすことなく、光学性能の調整精度の向上を図ることができる光学装置および撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる光学装置は、光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、前記リードスクリュー軸に螺合する螺合部を備え、前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、を備え、前記キャリッジが、中央部分に前記螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が近づくように変形した状態で、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる光学装置は、光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、前記リードスクリュー軸に螺合する螺合部を備え、前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、を備え、前記キャリッジが、中央部分に前記螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が離間するように変形した状態で、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記螺合部が、前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えており、前記キャリッジが、該一対の螺溝部が離間するように変形した状態で、前記リードスクリュー軸に螺合されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記螺合部が、前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えており、前記キャリッジは、該一対の螺溝部が近づくように変形した状態で、前記リードスクリュー軸に螺合されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記キャリッジが、前記螺合部と前記両端部とを接続するアーム部を備え、当該アーム部が、光軸方向において段差をつけるように屈曲した屈曲部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる光学装置は、光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、を備え、前記キャリッジは、前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えた螺合部と、該一対の螺溝部が前記リードスクリュー軸に螺合したときに、前記一対の螺溝部を前記リードスクリュー軸の軸心方向において相反する方向へ付勢する第１付勢力を発生するように弾性変形可能な第１弾性部と、光軸方向に沿って対向するように配置され、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結される両端部と、該両端部が前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されたときに、前記両端部を光軸方向において相反する方向へ付勢する第２付勢力を発生するように弾性変形可能な第２弾性部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる撮像装置は、上記の光学装置と、前記光学装置を通過した光が入射する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。

この発明にかかる光学装置および撮像装置によれば、リードスクリュー軸とキャリッジとの間のガタつき、および、光学部材あるいは保持部材とキャリッジとの間のガタつき、を１つのキャリッジによって抑制することができるので、部品点数を増やすことなく、光学性能の調整精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を示す説明図（その３）である。 キャリッジと固定部材との関係を示す説明図（その１）である。 キャリッジと固定部材との関係を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構の組み立て方法を示す説明図である。 この発明にかかる実施の形態２の移動機構を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態２の移動機構を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態３の移動機構を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態３の移動機構を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態３の移動機構を示す説明図（その３）である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光学装置および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
まず、この発明にかかる実施の形態１の光学装置の構成について説明する。この発明にかかる実施の形態１の光学装置は、たとえばズーム機能やフォーカス機能を実現するレンズを備えたレンズ装置によって実現することができる。この実施の形態１において、光学部材は、鏡筒内において光軸方向に移動可能に設けられたレンズ、具体的には、たとえばズーム機能やフォーカス機能を実現するレンズによって実現することができる。

この実施の形態１のレンズ装置は、略円筒形状をなす鏡筒を備えている。鏡筒内には、たとえばズームレンズやフォーカスレンズなどの光学部材を実現するレンズが設けられている。また、鏡筒内には、光学部材を実現するレンズに加えて、レンズ装置における焦点距離や画角の調整に寄与する一または複数のレンズが設けられていてもよい。

レンズ装置において、光学部材を実現するレンズは、レンズホルダなどの保持部材によって保持されている。保持部材は、光学部材を実現するレンズにおける光路に干渉しない位置において光学部材を実現するレンズの外周縁を保持する。具体的には、保持部材は、たとえば光学部材を実現するレンズの外周縁を保持する、光軸を中心とする略環形状をなす部材によって実現することができる。

レンズ装置は、光学部材を実現するレンズを光軸方向に移動させる移動機構を備えている。移動機構は、光学部材を実現するレンズを光軸方向に移動させる駆動力を発生させるアクチュエーター（図１を参照）を備えている。また、移動機構は、光学部材を実現するレンズあるいは当該レンズを保持するレンズ枠と、アクチュエーターと、を連結し、アクチュエーターが発生させた駆動力を光学部材を実現するレンズあるいは当該レンズを保持する保持部材に伝達する各種の部材（図１を参照）を備えている。

また、レンズ装置は、レンズ装置に入る光量を調整する絞り装置を備えている。絞り装置は、絞り開口を形成する１または複数枚の絞り羽根を備えている。絞り羽根は、光軸に交差する方向に移動可能に設けられている。絞り装置は、絞り羽根を移動させる駆動力を発生させるアクチュエーターを備えている。

絞り装置においては、アクチュエーターの駆動力によって絞り羽根を移動させることによって絞り開口の開口径を調整し、レンズ装置に入る光量を調整することができる。なお、レンズ装置が備える各部のうち、移動機構以外の構成については、公知の技術であるため説明を省略する。

レンズ装置は、図示を省略する撮像装置本体に連結され、図示を省略する撮像装置を構成する。この撮像装置本体は、撮像素子を備えている。撮像素子は、入射された光を電気に変換し、入射光の強度に応じた電気信号を出力する。

撮像素子は、具体的には、たとえばＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）などの公知の各種の固体撮像素子によって実現することができる。撮像装置本体は、撮像素子に代えて、レンズユニットを介して入射した光をフィルムに結像する構成であってもよい。

つぎに、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構について説明する。図１、図２および図３は、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を示す説明図である。図１においては、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を斜め方向から見た状態を示している。図２においては、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構を、光軸に直交する方向から見た状態を示している。図３においては、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構の一部を示している。

図１、図２および図３において、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構１００は、アクチュエーター１０１と、レンズ枠１０２と、を備えている。この実施の形態１においては、レンズ枠１０２によって保持部材を実現することができる。レンズ枠１０２は、光軸を中心とする略環形状をなしており、光学部材を実現するレンズ（図示を省略する）の外周縁を保持する。

レンズ枠１０２には、光軸方向を長手方向とする２本のポール１０３が嵌め込まれるポール受け部（図６における符号６０１を参照）が設けられている。ポール受け部は、具体的には、たとえばレンズ枠１０２の外周側から内側に向かって凹むように設けられた凹形状部や、光軸方向にレンズ枠１０２を貫通する穴などによって実現することができる。

レンズ枠１０２は、このポール受け部に嵌め込まれたポール１０３に沿って移動可能に設けられている。ポール１０３によってレンズ枠１０２の移動位置をガイドすることによって、レンズ装置の光軸に対してレンズ枠１０２が保持するレンズの光軸を傾けることなく、レンズ枠１０２を光軸にそって平行に移動させることができる。

アクチュエーター１０１は、モーター１０４と、リードスクリュー軸２０１と、キャリッジ１０５と、を備えている。モーター１０４は、コアやコイルなどによって構成されるローターやマグネット（いずれも図示を省略する）などを、ハウジング内に収容することによって構成されている。ローターは、ハウジングの外部に突出する、図示を省略するシャフト（駆動軸）を備えている。アクチュエーター１０１は、モーター１０４におけるシャフトの軸心方向が光軸方向に平行となるように配置されている。

モーター１０４には、図示を省略する制御回路が接続されている。モーター１０４は、制御回路からの駆動信号にしたがって所定方向（正回転方向および逆回転方向）に回転する。モーター１０４の回転方向は、制御回路から出力される駆動信号にしたがって適宜調整することができる。モーター１０４の駆動方法については、公知の技術であるため説明を省略する。

リードスクリュー軸２０１は、モーター１０４が備えるシャフトに連結されている。リードスクリュー軸２０１は、略コの字形状をなす支持部材１０６によって、長手方向の両端を支持されている。リードスクリュー軸２０１は、支持部材１０６に対して相対的に回転可能な状態で、当該支持部材１０６によって支持されている。リードスクリュー軸２０１の外周面には、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山（図示を省略する）が設けられている。

リードスクリュー軸２０１は、リードスクリュー軸２０１の軸心がシャフトの軸心と一致する状態でシャフトに連結されている。すなわちリードスクリュー軸２０１は、軸心方向が光軸方向に平行となるように配置されている。上記の支持部材１０６は、モーター１０４のシャフトには干渉しない状態で、モーター１０４のハウジングに固定されている。これにより、リードスクリュー軸２０１は、モーター１０４の駆動すなわちシャフトの回転にともなって、リードスクリュー軸２０１の軸心を中心として回転する。

リードスクリュー軸２０１には、キャリッジ１０５が設けられている。この実施の形態１において、キャリッジ１０５は、略コの字形状をなす板バネによって実現することができる。キャリッジ１０５は、レンズ枠１０２（あるいはレンズ枠１０２が保持するレンズ）の方向に向かって両端側の部分が折り曲げられた形状をなしている。

折り曲げられた部分は、キャリッジ１０５の中央部分と、キャリッジ１０５の両端部とを接続するアーム部３０１を構成している。アーム部３０１は、光軸方向において段差をつけるように屈曲した屈曲部３０１ａを備えている。屈曲部３０１ａは、それぞれ、キャリッジ１０５の中央部分とキャリッジ１０５の両端部との間の一部分において、光軸方向において互いに近づくように屈曲することによって、光軸方向において段差をつけている。キャリッジ１０５は、キャリッジ１０５の両端部すなわち各アーム部３０１の端部が、光軸方向に沿って対向するような状態で設けられている。

キャリッジ１０５における中央部分には、リードスクリュー軸２０１に螺合する（噛み合う）螺合部３０２が設けられている。螺合部３０２は、リードスクリュー軸２０１に対向する側からレンズ枠１０２（あるいはレンズ枠１０２が保持するレンズ）の方向に凹んだ凹部３０２ａと、当該凹部３０２ａに設けられたネジ山（図示を省略する）と、によって構成されている。ネジ山は、リードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合する形状とされている。

この実施の形態においては、凹部３０２ａに設けられたネジ山によって螺溝部が実現されている。螺溝部は、リードスクリュー軸２０１に螺合し、リードスクリュー軸２０１の軸心方向において離隔して配置されている。また、螺溝部は、リードスクリュー軸の軸心方向において対をなしている。ここに、一対の螺溝部を実現することができる。

キャリッジ１０５は、凹部３０２ａに設けられたネジ山をリードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合させるように、リードスクリュー軸２０１の外周部から凹部３０２ａを嵌め込むことによってリードスクリュー軸２０１に取り付けられている。リードスクリュー軸２０１が回転した場合、リードスクリュー軸２０１に螺合しているキャリッジ１０５は、リードスクリュー軸２０１の回転にともなってリードスクリュー軸２０１の軸心を中心として回転しようとする。

一方で、キャリッジ１０５は、固定部材を介してレンズ枠１０２に固定されているため、リードスクリュー軸２０１の回転にともなう回転はせずに、リードスクリュー軸２０１の外周面にそって当該リードスクリュー軸２０１の軸心方向に移動する。このときのキャリッジ１０５の移動方向は、リードスクリュー軸２０１すなわちモーター１０４の回転方向によって適宜決定される。

キャリッジ１０５の両端部は、リードスクリュー軸２０１から離間し、レンズ枠１０２に設けられた固定部材１０７側に向かって突出している。固定部材１０７は、光軸方向に沿って所定の間隔を空けて配置された一対の板状部材を備えている。固定部材１０７は、レンズ枠１０２に一体に設けられている。あるいは、固定部材１０７は、レンズ枠１０２に固定された、レンズ枠１０２とは別の部材であってもよい。移動機構１００を構成する前のキャリッジ１０５の両端部どうしの間隔は、固定部材１０７における一対の板状部材どうしの間隔よりも広い。

キャリッジ１０５におけるアーム部３０１には、固定部材１０７に設けられた穴１０７ａに係合可能な突起３０１ｂが設けられている。キャリッジ１０５は、突起３０１ｂを穴１０７ａに係合させることによって、固定部材１０７に対する位置決めがなされている。

図４および図５は、キャリッジ１０５と固定部材１０７との関係を示す説明図である。図４および図５において、キャリッジ１０５は、両端部どうしの間隔が狭くなるように、固定部材１０７によって外側から圧縮するように付勢（図４における矢印４００を参照）された状態で固定部材１０７の間に嵌め込まれている。

これによって、固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ１０５は、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が、互いに近づくように変形した状態とされる。また、これによって、固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ１０５は、一対の螺溝部がリードスクリュー軸２０１の軸心方向に沿って離間するように変形した状態で、リードスクリュー軸２０１に螺合されている。

変形した状態で固定部材１０７に固定されているキャリッジ１０５においては、元の形状に戻ろうとする復元力が作用している。この復元力は、両端部においては固定部材１０７を互いに離反させる方向への付勢力（以下「第１の付勢力」という）として作用する（図５における矢印５００Ａを参照）。また、この復元力は、第１の復元力の方向に加えて、レンズ枠１０２から離反する方向への付勢力（以下「第２の付勢力」という）として作用する（図５における矢印５００Ｂを参照）。

第１の復元力は、固定部材１０７とキャリッジ１０５との間のガタつきをなくすようにキャリッジ１０５を固定部材１０７の方向に付勢する付勢力として作用する。第２の復元力は、キャリッジ１０５とリードスクリュー軸２０１との間のガタつきをなくすようにキャリッジ１０５をリードスクリュー軸２０１の方向に付勢する付勢力として作用する。これによって、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ１０５と、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７との間のガタつきを防止することができる。

図６は、この発明にかかる実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構１００の組み立て方法を示す説明図である。図６において、符号６０１は、ポール１０３が嵌め込まれるポール受け部を示している。図６においては、レンズ枠１０２の外周側から内側に向かって凹むように設けられた凹形状をなすポール受け部６０１を示している。

移動機構１００は、レンズ枠１０２に取り付けられた固定部材１０７に固定したキャリッジ１０５の凹部３０２ａに、アクチュエーター１０１内に組み込まれたリードスクリュー軸２０１を嵌め込むことによって構成されている。凹部３０２ａは、リードスクリュー軸２０１に対向する側からレンズないしレンズ枠１０２の方向に凹んだ形状をなしているため、アクチュエーター１０１の組み立てに際してリードスクリュー軸２０１にキャリッジ１０５を取り付ける必要がない。

これによって、固定部材１０７が設けられたレンズ枠１０２にキャリッジ１０５を固定した後、当該キャリッジ１０５と別途組み立てをおこなったアクチュエーター１０１とを連結する、という順序で組み立てをおこなうことができる。このように、ユニット化された部材どうしを連結することにより、組み立て作業にかかる作業負担の軽減を図り、組み立て作業の容易化を図ることができる。

また、このような順序で組み立てることにより、移動機構１００および移動機構１００を備えたレンズ装置の組み立て作業の容易化を図ることができる。なお、移動機構１００の組み立て順序は図６に示したものに限るものではない。

以上説明したように、この実施の形態１のレンズ装置は、光軸方向に移動可能に設けられた光学部材の一例としてのレンズを備え、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸２０１と、リードスクリュー軸２０１を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーター１０１と、リードスクリュー軸２０１に螺合する螺合部３０２を備え、リードスクリュー軸２０１の回転にともなってリードスクリュー軸２０１に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジ１０５と、を備え、キャリッジ１０５が、中央部分に螺合部３０２を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が近づくように変形した状態で、保持部材の一例としてのレンズ枠１０２に連結されていることを特徴としている。

この実施の形態１のレンズ装置によれば、キャリッジ１０５自身に弾性を持たせることによって、キャリッジ１０５における両端部を固定部材１０７側（外側）へ押しつける付勢力を作用させ、レンズ枠１０２に対してガタつきがない状態で、キャリッジ１０５を固定部材１０７（レンズ枠１０２）に固定することが出来る。また、キャリッジ１０５自身に弾性を持たせることによって、キャリッジ１０５における螺合部３０２をリードスクリュー軸２０１側へ押しつける付勢力を作用させ、リードスクリュー軸２０１に対してガタつきがない状態（バックラッシを抑えた状態）で、キャリッジ１０５をリードスクリュー軸２０１に連結することができる。

これによって、レンズ枠１０２すなわち当該レンズ枠１０２が保持するレンズを、ガタつかせることなく光軸方向に移動させることができるとともに、所望する任意の位置において精度よく停止させることができる。そして、これによって、レンズ装置における光学性能の向上を図ることができる。

また、この実施の形態１のレンズ装置は、キャリッジ１０５が、螺合部３０２と両端部とを接続するアーム部３０１を備え、当該アーム部３０１が、光軸方向において互いに段差をつけるように屈曲した屈曲部３０１ａを備えたことを特徴としている。

具体的に、この実施の形態１のレンズ装置において、屈曲部３０１ａは、光軸方向において互いに近づくように屈曲している。より具体的には、この実施の形態１のレンズ装置におけるアーム部３０１は、屈曲部３０１ａにより光軸方向において互いに近づくように屈曲した後、光軸方向において互いに離間するように屈曲している。

なお、屈曲部３０１ａは、これに限らず、たとえば、当該アーム部３０１が、光軸方向において互いに離間するように屈曲して形成してもよい。より具体的には、屈曲部３０１ａにより光軸方向において互いに近づくように屈曲した後、再度屈曲せずにその幅間のまま形成してもよい。また、屈曲部３０１ａは、光軸方向において一方が他方に近づくように屈曲し他方が一方から離間するように屈曲して形成しても構わない。

この実施の形態のレンズ装置によれば、キャリッジ１０５に屈曲部３０１ａ（段差）を設けることによって、キャリッジ１０５を変形させることによって発生する付勢力を、キャリッジ１０５における両端部を固定部材１０７側へ押しつける付勢力と、キャリッジ１０５における螺合部３０２をリードスクリュー軸２０１側へ押しつける付勢力と、の２方向に作用させることができる。これによって、リードスクリュー軸２０１からレンズ枠１０２までの間に発生しうるガタつきを１部材のキャリッジ１０５によって抑制することができる。

これによっても、レンズ枠１０２すなわち当該レンズ枠１０２が保持するレンズを、ガタつかせることなく光軸方向に移動させることができるとともに、所望する任意の位置において精度よく停止させることができる。そして、これによって、レンズ装置における光学性能の向上を図ることができる。

このように、モーター１０４とリードスクリュー軸２０１を備え、リードスクリュー軸２０１を回転させることによってレンズ枠１０２とリードスクリュー軸２０１との間に設けられるキャリッジ１０５を移動させ、当該キャリッジ１０５を介してレンズ枠１０２を移動させる移動機構１００において、従来は、リードスクリュー軸２０１とキャリッジ１０５との間に生じるガタつき（バックラッシ）によって、キャリッジ１０５の移動精度すなわちレンズ枠１０２の移動精度が低下していた。レンズ枠１０２が、たとえばフォーカスレンズを保持している場合、レンズ枠１０２の移動精度が低下することにより、当該レンズ枠１０２が保持するフォーカスレンズの移動精度が低下するため、ピント調整精度が低下するなどの悪影響を生じていた。

これに対し、この実施の形態１のレンズ装置が備える移動機構１００によれば、リードスクリュー軸２０１とキャリッジ１０５との間に生じるガタつき（バックラッシ）と、キャリッジ１０５とレンズ枠１０２との間に生じるガタつきと、を１つのキャリッジ１０５で確実に防止することができる。これによって、部品点数を増やすことなく、レンズ枠１０２を高精度に移動させることができる移動機構１００を備えたレンズ装置を提供することができる。

また、この実施の形態１のレンズ装置によれば、部品点数を増やすことがないので、組み立て工程数を増やすことなく、レンズ枠１０２を高精度に移動させることができる。さらに、この実施の形態のレンズ装置によれば、部品点数を増やすことがないので、部品製造や当該部品の管理にかかるコストを増やすことなく、レンズ枠１０２を高精度に移動させることができる。

また、この実施の形態１のレンズ装置と、レンズ装置を通過した光が入射する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置を構成することにより、レンズ枠１０２すなわちレンズ枠１０２が保持するレンズをガタつかせることなく、当該レンズを光軸方向に移動させることができる。これによって、光学性能を精度良く調整し、撮像をおこなうことができ、良好な画像を撮像することができる。

なお、上述した実施の形態１においては、レンズ枠１０２がフォーカスレンズを保持している場合を例にして説明したが、レンズ枠１０２が保持するレンズはフォーカスレンズに限るものではない。フォーカスレンズに代えて、ズームレンズをレンズ枠によって保持してもよい。フォーカスレンズをズームレンズに代えた場合も、当該ズームレンズの移動精度が向上する点では同様である。

また、光学部材は、フォーカスレンズやズームレンズなどのレンズを保持する部材に限るものではない。フォーカシングやズーミングの動作に際して移動するその他のレンズによって光学部材を実現してもよい。あるいは、光軸方向に移動する部材であればレンズ以外であってもよい。

（実施の形態２）
つぎに、この発明にかかる実施の形態２の移動機構について説明する。この発明にかかる実施の形態２の移動機構は、上述した実施の形態１の移動機構１００に代えて、上述した実施の形態１のレンズ装置に設けられる。実施の形態２においては、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。

図７および図８は、この発明にかかる実施の形態２の移動機構を示す説明図である。図７においては、この発明にかかる実施の形態２のレンズ装置が備える移動機構の一部を示している。図８においては、この発明にかかる実施の形態２のレンズ装置が備える移動機構の組み立て方法を示している。

図７および図８において、この発明にかかる実施の形態２の移動機構が備えるキャリッジ７０１は、当該キャリッジ７０１の両端部を連結する中央部分に、リードスクリュー軸２０１に螺合する（噛み合う）螺合部７０２を備えている。螺合部７０２は、リードスクリュー軸２０１と固定部材１０７との対向方向に平行な一方の辺から他方の辺に向かって凹んだ凹部７０２ａと、当該凹部７０２ａに設けられたネジ山（螺溝部：図示を省略する）と、によって構成されている。ネジ山は、リードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合する形状とされている。

キャリッジ７０１は、凹部７０２ａに設けられたネジ山をリードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合させるように、リードスクリュー軸２０１の外周部から、引っ掛けるようにして凹部７０２ａを嵌め込むことによって、リードスクリュー軸２０１に取り付けられている。リードスクリュー軸２０１が回転した場合、リードスクリュー軸２０１に螺合している。キャリッジ７０１は、リードスクリュー軸２０１の外周面にそって当該リードスクリュー軸２０１の軸心方向に移動する。このときのキャリッジ７０１の移動方向は、リードスクリュー軸２０１すなわちモーター１０４の回転方向によって適宜決定される。

リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７に連結されたキャリッジ７０１においては、第１の付勢力と第２の付勢力とが作用している、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ７０１と、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７との間のガタつきを防止することができる。

（実施の形態３）
つぎに、この発明にかかる実施の形態３の移動機構について説明する。この発明にかかる実施の形態３の移動機構は、上述した実施の形態１および実施の形態２の移動機構に代えて、上述した実施の形態１のレンズ装置に設けられる。実施の形態３においては、上述した実施の形態１および実施の形態２と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。

図９、図１０および図１１は、この発明にかかる実施の形態３の移動機構を示す説明図である。図９においては、この発明にかかる実施の形態３のレンズ装置が備える移動機構を斜め方向から見た状態を示している。図１０および図１１においては、この発明にかかる実施の形態３のレンズ装置が備える移動機構における、キャリッジと固定部材との関係を示している。

図９、図１０および図１１において、この発明にかかる実施の形態３の移動機構９０１が備えるキャリッジ９０２は、略コの字形状をなす板バネによって実現することができる。キャリッジ９０２は、レンズ枠１０２（あるいはレンズ枠１０２が保持するレンズ）の方向に向かって両端部が折り曲げられた形状をなし、当該両端部が光軸方向に沿って対向するような状態で設けられている。

キャリッジ１０５において、両端部を連結する中央部分には、リードスクリュー軸２０１に螺合する（噛み合う）螺合部が設けられている。この螺合部は、上述した実施の形態１のキャリッジ９０２と同様に、リードスクリュー軸２０１に対向する側からレンズないしレンズ枠１０２の方向に凹んだ凹部を備えている。

あるいは、螺合部は、上述した実施の形態２のキャリッジ７０１と同様に、リードスクリュー軸２０１と固定部材１０７との対向方向に平行な一方の辺から他方の辺に向かって凹んだ凹部を備えていてもよい。螺合部における凹部には、リードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合するネジ山（螺溝部）が設けられている。

この実施の形態においては、螺合部における凹部に設けられたネジ山によって螺溝部が実現されている。螺溝部は、リードスクリュー軸２０１に螺合し、リードスクリュー軸２０１の軸心方向において離隔して配置されている。また、螺溝部は、リードスクリュー軸の軸心方向において対をなしている。ここに、一対の螺溝部を実現することができる。

キャリッジ９０２は、凹部に設けられたネジ山をリードスクリュー軸２０１の外周側に設けられたネジ山に螺合させるように、リードスクリュー軸２０１の外周部から凹部を嵌め込むことによってリードスクリュー軸２０１に取り付けられている。リードスクリュー軸２０１が回転することによるキャリッジ９０２の移動方向は、リードスクリュー軸２０１すなわちモーター１０４の回転方向によって適宜決定される。

キャリッジ９０２の両端部は、リードスクリュー軸２０１から離間し、レンズ枠１０２に設けられた固定部材１０７側に向かって突出している。移動機構９０１を構成する前のキャリッジ９０２の両端部どうしの間隔は、固定部材１０７における一対の板状部材どうしの間隔よりも狭い。キャリッジ９０２は、両端部どうしの間に固定部材１０７を挟み込むことによって、固定部材１０７に固定されている。

移動機構９０１を構成する前のキャリッジ９０２の両端部どうしの間隔は、固定部材１０７における一対の板状部材どうしの間隔よりも狭いため、固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ９０２は、両端部どうしの間隔を広げるように（両端部が離間するように）変形した状態で（図１０における矢印１０００を参照）、固定部材１０７に固定されている。また、固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ９０２は、一対の螺溝部がリードスクリュー軸２０１の軸心方向に沿って離間するように変形した状態で、リードスクリュー軸２０１に螺合されている。

変形した状態で固定部に固定されているキャリッジ９０２においては、元の形状に戻ろうとする復元力が作用している。この復元力は、両端部においては固定部材１０７を互いに近づける方向への付勢力（以下「第３の付勢力」という）として作用する（図１１における矢印１１００Ａを参照）。また、この復元力は、屈曲部３０１ａの存在により、第３の復元力の方向に加えて、レンズ枠１０２から離反する方向への付勢力（以下「第４の付勢力」という）として作用する（図１１における矢印１１００Ｂを参照）。

第３の復元力は、固定部材１０７とキャリッジ９０２との間のガタつきをなくすようにキャリッジ９０２を固定部材１０７の方向に付勢する付勢力として作用する。第４の復元力は、キャリッジ９０２とリードスクリュー軸２０１との間のガタつきをなくすようにキャリッジ９０２をリードスクリュー軸２０１の方向に付勢する付勢力として作用する。これによって、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７に連結された状態のキャリッジ９０２と、リードスクリュー軸２０１および固定部材１０７との間のガタつきを防止することができる。

この実施の形態３においては、固定部材１０７に対して、キャリッジ９０２における両端部を固定部材１０７側（内側）へ押しつけることによってキャリッジ９０２と固定部材１０７とを固定している。このため、この実施の形態３における突起３０１ｂは、キャリッジ９０２における両端部どうしが対向する方向に、すなわち内側方向に突出している。

以上説明したように、この実施の形態３のレンズ装置は、光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸２０１と、リードスクリュー軸２０１を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーター１０１と、リードスクリュー軸２０１に螺合する螺合部を備え、リードスクリュー軸２０１の回転にともなってリードスクリュー軸２０１に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジ９０２と、を備え、キャリッジ９０２が、中央部分に螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が離間するように変形した状態で、レンズ枠１０２に連結されていることを特徴としている。

この実施の形態のレンズ装置によれば、キャリッジ９０２自身に弾性を持たせることによって、キャリッジ９０２における両端部を固定部材１０７側（内側）へ押しつける付勢力を作用させ、レンズ枠１０２に対してガタつきがない状態で、キャリッジ９０２を固定部材１０７（レンズ枠１０２）に固定することが出来る。また、キャリッジ９０２自身に弾性を持たせることによって、キャリッジ９０２における螺合部をリードスクリュー軸２０１側へ押しつける付勢力を作用させ、リードスクリュー軸２０１に対してガタつきがない状態（バックラッシを抑えた状態）で、キャリッジ９０２をリードスクリュー軸２０１に連結することができる。

以上のように、この発明にかかる光学装置および撮像装置は、光軸方向に沿って移動することが可能な光学部材を備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に有用であり、特に、ズームレンズやフォーカスレンズを備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に適している。

１００ 移動機構
１０１ アクチュエーター
１０２ レンズ枠
１０５ キャリッジ
２０１ リードスクリュー軸
３０１ アーム部
３０１ａ 屈曲部
３０２ 螺合部
９０１ 移動機構
９０２ キャリッジ

Claims (7)

1. 光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、
   光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、
   前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、
   前記リードスクリュー軸に螺合する螺合部を備え、前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、
   を備え、
   前記キャリッジは、中央部分に前記螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が近づくように変形した状態で、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されていることを特徴とする光学装置。
2. 光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、
   光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、
   前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、
   前記リードスクリュー軸に螺合する螺合部を備え、前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、
   を備え、
   前記キャリッジは、中央部分に前記螺合部を備えた略コの字形状の板バネであって、光軸方向に沿って対向するように配置された両端部が離間するように変形した状態で、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されていることを特徴とする光学装置。
3. 前記螺合部は、前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えており、
   前記キャリッジは、該一対の螺溝部が離間するように変形した状態で、前記リードスクリュー軸に螺合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 前記螺合部は、前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えており、
   前記キャリッジは、該一対の螺溝部が近づくように変形した状態で、前記リードスクリュー軸に螺合されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
5. 前記キャリッジは、前記螺合部と前記両端部とを接続するアーム部を備え、当該アーム部は、光軸方向において段差をつけるように屈曲した屈曲部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学装置。
6. 光軸方向に移動可能に設けられた光学部材を備えた光学装置において、
   光軸方向を軸心方向とする螺旋状のネジ山が外周面に設けられ、軸心を中心として回転可能に設けられたリードスクリュー軸と、
   前記リードスクリュー軸を回転させる回転駆動力を発生させるアクチュエーターと、
   前記リードスクリュー軸の回転にともなって前記リードスクリュー軸に沿って光軸方向に移動可能なキャリッジと、
   を備え、
   前記キャリッジは、
   前記リードスクリュー軸に螺合しリードスクリュー軸の軸心方向において離隔して配置された一対の螺溝部を備えた螺合部と、
   該一対の螺溝部が前記リードスクリュー軸に螺合したときに、前記一対の螺溝部を前記リードスクリュー軸の軸心方向において相反する方向へ付勢する第１付勢力を発生するように弾性変形可能な第１弾性部と、
   光軸方向に沿って対向するように配置され、前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結される両端部と、
   該両端部が前記光学部材あるいは当該光学部材を保持する保持部材に連結されたときに、前記両端部を光軸方向において相反する方向へ付勢する第２付勢力を発生するように弾性変形可能な第２弾性部と、
   を備えたことを特徴とする光学装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学装置と、
   前記光学装置を通過した光が入射する撮像素子と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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