JP2012003253A - Imaging apparatus with autofocus mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に搭載されるフォーカス機構およびズーム機構に関し、特にレンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動装置およびそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to a focus mechanism and a zoom mechanism mounted on an imaging apparatus, and more particularly to a lens driving apparatus that moves a lens along an optical axis and an imaging apparatus using the same.
近年の撮像装置、とりわけ一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラにおいては、撮影レンズの一部または全てを電気的に動かす機構が組み入れられているのが一般的である。 In recent imaging apparatuses, in particular, single-lens reflex cameras, compact cameras, and video cameras, a mechanism for electrically moving a part or all of a photographing lens is generally incorporated.
例えば、オートフォーカス機構またはパワーフォーカス機構では、カメラが発する指令または撮影者の操作に応じて発行される電気的な信号に応じて、撮像装置に内蔵されたアクチュエータによってフォーカシングレンズが移動される。 For example, in an autofocus mechanism or a power focus mechanism, a focusing lens is moved by an actuator built in the imaging apparatus in response to an electrical signal issued in response to a command issued by a camera or a photographer's operation.
また、特にコンパクトカメラにおいて、ズーム駆動を撮影者による手動ではなく、撮影者の操作に応じた駆動を内蔵されたアクチュエータによって行う、いわゆるパワーズーム機構がある。 In particular, in a compact camera, there is a so-called power zoom mechanism in which zoom driving is not performed manually by a photographer but by a built-in actuator according to the operation of the photographer.
ここでは、まず撮像装置におけるレンズ駆動に用いられるアクチュエータについて述べる。続いて撮像装置のオートフォーカス機構について述べ、次にアクチュエータとしてステッピングモータを用いたオートフォーカス機構について述べる。 Here, an actuator used for lens driving in the imaging apparatus will be described first. Next, an autofocus mechanism of the imaging apparatus will be described, and then an autofocus mechanism using a stepping motor as an actuator will be described.
撮像装置におけるレンズの駆動に用いるアクチュエータとして、ステッピングモータ、DCモータ、リニアモータ、および超音波モータ(振動波モータ)などがある。これらのアクチュエータは、大きさ、形状、出力、速度、精度、動作音、消費電力など諸条件を考慮して適宜選択される。このうち、ステッピングモータは前述の諸条件を高いレベルで満たすことから、フォーカス機構およびズーム機構に広く用いられている。 As an actuator used for driving a lens in an imaging apparatus, there are a stepping motor, a DC motor, a linear motor, an ultrasonic motor (vibration wave motor), and the like. These actuators are appropriately selected in consideration of various conditions such as size, shape, output, speed, accuracy, operation sound, and power consumption. Of these, stepping motors are widely used in focus mechanisms and zoom mechanisms because they satisfy the above-mentioned conditions at a high level.
続いて撮像装置のオートフォーカス機構の動作について述べる。オートフォーカス機構は、レリーズボタンの半押し操作(第1レリーズ)によって動作開始されるのが一般的である。また、レリーズボタンの半押し操作以外にオートフォーカス機構の動作を割り当てた任意の機能を設定可能なボタンや、オートフォーカス機構の動作専用ボタンが設けられており、その押圧により動作開始されるものもある。オートフォーカス機構の動作開始の指示がされると、後述する機構によってピントの合うフォーカシングレンズ位置までフォーカシングレンズが駆動され、合焦を得ることが出来る。 Next, the operation of the autofocus mechanism of the imaging apparatus will be described. The autofocus mechanism is generally started by a half-press operation (first release) of a release button. In addition to the half-press operation of the release button, there are buttons that can be set with any function assigned to the operation of the autofocus mechanism, and buttons that are dedicated to the operation of the autofocus mechanism. is there. When an instruction to start the operation of the autofocus mechanism is given, the focusing lens is driven to the in-focus focusing lens position by a mechanism described later, and focusing can be obtained.
撮像装置のオートフォーカス機構として、位相差検出方式オートフォーカス機構がある。位相差検出方式オートフォーカス機構は、主に一眼レフカメラに用いられる方式であり、専用に設けられた位相差オートフォーカスセンサを用いる。位相差検出方式オートフォーカス機構の一般型について述べる。ミラーやプリズムによって導光された被写体の光束を位相差オートフォーカスセンサによって受け、測距点に対応する基準部と参照部のラインセンサから出力される信号値からデフォーカス量を演算する。算出されたデフォーカス量と、焦点距離等のレンズ固有の情報とからフォーカシングレンズの移動量を算出し、フォーカシングレンズを移動することでピント合わせを行う。 As an autofocus mechanism of an imaging apparatus, there is a phase difference detection type autofocus mechanism. The phase difference detection type autofocus mechanism is a method mainly used for a single-lens reflex camera, and uses a phase difference autofocus sensor provided for exclusive use. A general type of phase difference detection type autofocus mechanism will be described. The light flux of the subject guided by the mirror or prism is received by the phase difference autofocus sensor, and the defocus amount is calculated from the signal values output from the line sensor of the reference unit and reference unit corresponding to the distance measuring point. The amount of movement of the focusing lens is calculated from the calculated defocus amount and information unique to the lens such as the focal length, and focusing is performed by moving the focusing lens.
また、撮像装置のオートフォーカス機構として、主にコンパクトデジタルカメラにおいて多く用いられる、コントラスト検出方式オートフォーカス機構がある。コントラスト検出方式オートフォーカス機構は、フォーカシングレンズを駆動しながら撮像素子によって測距点上のコントラストを順次取り込み、コントラストピークとなるフォーカシングレンズ位置を検出し、コントラストピークとなる位置までフォーカシングレンズ位置を移動してピント合わせを行う方式である。コントラストピークを探すためのフォーカシングレンズ駆動は高速かつ高精度に行われる必要があるため、フォーカシングレンズ駆動に用いてられるアクチュエータに対する要求が高くなるだけでなく、アクチュエータとフォーカシングレンズとの間で動力を伝達する機構も高い要求に応えるものでなくてはならない。 Further, as an autofocus mechanism of an image pickup apparatus, there is a contrast detection type autofocus mechanism that is mainly used in compact digital cameras. Contrast detection method The autofocus mechanism sequentially captures the contrast at the distance measuring point by the image sensor while driving the focusing lens, detects the focusing lens position at which the contrast peak is reached, and moves the focusing lens position to the position at which the contrast peak is reached. This is a method for focusing. Focusing lens driving to find the contrast peak needs to be performed at high speed and with high accuracy, which not only increases the demand for the actuator used to drive the focusing lens, but also transmits power between the actuator and the focusing lens. The mechanism to do this must meet high demands.
続いて、アクチュエータとしてステッピングモータを用いたオートフォーカス機構について述べる。先述の通り、ステッピングモータはフォーカシングレンズ駆動を行うアクチュエータに求められる諸条件を満たすが、フォーカシングレンズに動力を伝達する機構そのものも高精度、省スペース、静音を考慮したものでなければならない。 Next, an autofocus mechanism using a stepping motor as an actuator will be described. As described above, the stepping motor satisfies various conditions required for the actuator that drives the focusing lens, but the mechanism itself that transmits power to the focusing lens must also take into account high precision, space saving, and quietness.
図4に示すレンズ駆動機構は、フォーカシングレンズを保持する鏡枠を移動するリードシャフトが、リードシャフトと同軸に設けられたモータによって回転されて鏡枠を移動する機構の最も基本的な構成の一例である。 The lens driving mechanism shown in FIG. 4 is an example of the most basic configuration of a mechanism in which a lead shaft that moves a lens frame that holds a focusing lens is rotated by a motor provided coaxially with the lead shaft to move the lens frame. It is.
図4において、400はレンズ構成体のひとつであるフォーカシングレンズであり、401はレンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段であり、402はレンズ保持手段401を駆動する駆動モータであり、403は駆動モータ402の出力軸と同軸に設けられたリードシャフトであり、404はレンズ保持手段401の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトである。
In FIG. 4,
図4に示すレンズ駆動機構は、フォーカシングレンズとステッピングモータとの間で動力を伝達する部品点数が少ないため、複数のギアを用いた駆動力を伝達する機構のバックラッシュが極めて小さく高精度な駆動が可能である。一方、減速機構を用いないためにフォーカシングレンズ駆動に供するトルクが不足する傾向があるために、より高トルクを出力する大型のモータを用いたり、光学設計そのものを見直してフォーカシングレンズの重量を軽くすることでモータが担う負荷を減らしたりするなどの対策が求められる。しかし、このような対策を行うことは、レンズ鏡筒の大型化や、光学設計にさらなる制約を設けることにつながる不都合があった。 Since the lens driving mechanism shown in FIG. 4 has a small number of parts for transmitting power between the focusing lens and the stepping motor, the backlash of the mechanism for transmitting the driving force using a plurality of gears is extremely small and highly accurate. Is possible. On the other hand, the torque used to drive the focusing lens tends to be insufficient because no deceleration mechanism is used, so a large motor that outputs higher torque is used, or the optical design itself is reviewed to reduce the weight of the focusing lens. Therefore, measures such as reducing the load of the motor are required. However, taking such measures has disadvantages that lead to an increase in the size of the lens barrel and further restrictions on the optical design.
特許文献1に示すレンズ駆動機構は、図4に示したレンズ駆動機構を応用したものであり、リードシャフトとモータの出力軸とをウォーム機構でつなぐことで、互いに交差する構成としている。しかし、減速機構を用いないため出力の大きいモータを用いなければならないこと、レンズ鏡筒全長、外径の拡大などの不都合は依然として解決されていない。 The lens driving mechanism shown in Patent Document 1 is an application of the lens driving mechanism shown in FIG. 4 and is configured to cross each other by connecting the lead shaft and the output shaft of the motor with a worm mechanism. However, inconveniences such as the need to use a motor with a large output because no reduction mechanism is used, the overall length of the lens barrel, and the expansion of the outer diameter have not been solved.
特許文献2に示すレンズ駆動機構は、フォーカシングレンズとステッピングモータとの間に減速機構を組み入れて動力を伝達する構造であり、小さいモータで駆動が可能であり、配置の自由度も高い。駆動されるレンズ鏡枠は別に設けられたカムやヘリコイド等によって光軸方向にのみ移動するよう動きが規制される。しかし、フォーカシングレンズとモータとの間で動力を伝達する部品点数が多いため、バックラッシュが大きくなり、高精度な駆動を実現しにくい構造である。また、機構が大きくなる傾向があり、小型化が図りにくいという欠点がある。さらに、部品点数が多いため、コストの上昇や組み立て工数の増加が避けられない。 The lens driving mechanism shown in Patent Document 2 has a structure in which a speed reduction mechanism is incorporated between a focusing lens and a stepping motor to transmit power, can be driven by a small motor, and has a high degree of freedom in arrangement. The movement of the lens barrel to be driven is restricted so as to move only in the optical axis direction by a cam or helicoid provided separately. However, since there are a large number of parts that transmit power between the focusing lens and the motor, the backlash is large and it is difficult to achieve high-accuracy driving. Further, there is a drawback that the mechanism tends to be large, and it is difficult to reduce the size. Furthermore, since the number of parts is large, an increase in cost and an increase in assembly man-hours are inevitable.
そのため、特許文献2に示すレンズ駆動機構を有する撮影レンズでコントラスト検出方式のオートフォーカスを行う場合、予めバックラッシュを補正する処理を組み入れなくてはならない。しかし、このような処理を行っていない旧来のレンズではコントラスト検出方式のオートフォーカス機構には用いることができないという課題がある。 For this reason, when performing contrast detection autofocus with a photographic lens having a lens driving mechanism described in Patent Document 2, it is necessary to incorporate a process for correcting backlash in advance. However, there is a problem that conventional lenses that do not perform such processing cannot be used for a contrast detection type autofocus mechanism.
さらに特許文献2に示すレンズ駆動機構は、減速機構を用いることで比較的小さい出力のモータで駆動できる一方、モータの駆動回転数が上がり、減速機構に含まれるギア同士の摩擦も相まって駆動音が大きくなる問題も生じる。 Furthermore, the lens drive mechanism shown in Patent Document 2 can be driven by a motor with a relatively small output by using a speed reduction mechanism, while the drive rotational speed of the motor is increased, and the driving sound is generated due to friction between gears included in the speed reduction mechanism. There is also a growing problem.
これは、近年一般的になった動画撮影機能を有する撮像装置において致命的な問題を生じさせている。特に動画撮影中の高速かつ高精度なオートフォーカスの動作を実現するため、フォーカシングレンズ駆動にステッピングモータを用い、励磁モードも一般的な1−2相励磁や2相励磁ではなく、マイクロステップ駆動を用いることがある。これにより、駆動音の低減も図っているものの、機構由来の騒音が生じ、オートフォーカスの動作の度に駆動音が録音されてしまうという問題がある。 This causes a fatal problem in an imaging apparatus having a moving image shooting function that has become common in recent years. In particular, in order to realize high-speed and high-accuracy autofocus operation during video recording, a stepping motor is used to drive the focusing lens, and the excitation mode is not a general 1-2 phase excitation or 2 phase excitation, but a micro step drive. May be used. As a result, although the drive sound is reduced, there is a problem that the noise derived from the mechanism is generated and the drive sound is recorded every time the autofocus operation is performed.
さらに、近年の撮像装置は小型軽量化が進んでおり、静粛性を求めるために遮音材を用いることは難しい。また小型化の観点から、高速なオートフォーカス機構の実現のために大型のアクチュエータを内蔵することは出来ず、小型のアクチュエータを用いた場合でもより小型化を図れる配置としなければならない。 Furthermore, recent image pickup devices are becoming smaller and lighter, and it is difficult to use a sound insulating material in order to obtain quietness. From the viewpoint of miniaturization, a large actuator cannot be built in to realize a high-speed autofocus mechanism, and the arrangement must be able to be miniaturized even when a small actuator is used.
上述したように、特に動画対応を考慮した撮像装置に用いるレンズ駆動装置は、ステッピングモータを用いることで出力、速度、精度、動作音、消費電力等に優れる機構でありながら、ステッピングモータの配置に自由度が高く、バックラッシュの小さい機構であり、駆動音の低減も図れるような機構でなければならない。 As described above, the lens driving device used in an imaging device that particularly takes into account the support of moving images is a mechanism that is excellent in output, speed, accuracy, operation sound, power consumption, etc. by using a stepping motor, but in the arrangement of the stepping motor. The mechanism must have a high degree of freedom and a small backlash, and can reduce driving noise.
本発明は、上述した課題を考慮してなされたもので、高速かつ高精度なオートフォーカス機構を有しながら静粛性に優れたコンパクトなレンズ駆動装置、これを備えた撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a compact lens driving device that has a high-speed and high-precision autofocus mechanism and is excellent in quietness, and an imaging device including the same. Objective.
そこで請求項1に示す本発明においては、レンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段を駆動するモータと、前記モータの出力軸と同軸に設けられたウォームギアと、前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、前記ウォームギアに螺合するウォームホイールを円弧に有する扇型ギアとを備え、前記扇型ギアの前記円弧の他端と前記レンズ保持手段とは回転軸によって軸着され、前記扇型ギアは前記円弧と前記回転軸の間に設けられた固定軸によって位置決めされることを特徴とする構成とした。 Accordingly, in the present invention described in claim 1, at least one lens component is held in the lens barrel, and the lens holding means provided to be movable in the optical axis direction in the lens barrel, and the lens holding A motor for driving the means, a worm gear provided coaxially with the output shaft of the motor, and restricting movement of the lens holding means in the optical axis direction, and provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other. And at least one guide shaft and a fan-shaped gear having a worm wheel threadedly engaged with the worm gear in a circular arc, and the other end of the circular arc of the fan-shaped gear and the lens holding means are axially attached by a rotating shaft. The sector gear is positioned by a fixed shaft provided between the arc and the rotating shaft.
また請求項2に示す本発明においては、レンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段を駆動するモータと、前記モータの出力軸と同軸に設けられたウォームギアと、前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、前記ウォームギアに螺合し固定軸によって位置決めされるウォームホイールと、前記レンズ保持手段は前記ウォームホイールと螺合するラックを備えることを特徴とする構成とした。 According to a second aspect of the present invention, at least one lens component is held in the lens barrel, and the lens holding means provided so as to be movable in the optical axis direction in the lens barrel; A motor for driving the means, a worm gear provided coaxially with the output shaft of the motor, and restricting movement of the lens holding means in the optical axis direction, and provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other. Further, at least one guide shaft, a worm wheel screwed to the worm gear and positioned by a fixed shaft, and the lens holding means include a rack screwed to the worm wheel.
また請求項3に示す本発明においては、レンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段を駆動するモータと、前記モータの出力軸と同軸に設けられたハイポイドピニオンと、前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、前記ハイポイドピニオンに螺合し固定軸によって位置決めされるハイポイドギアと、前記レンズ保持手段は前記ギアと螺合するラックを備えることを特徴とする構成とした。 According to a third aspect of the present invention, at least one lens component is held in the lens barrel, and the lens holding means is provided so as to be movable in the optical axis direction in the lens barrel; A motor for driving the means, a hypoid pinion provided coaxially with the output shaft of the motor, and the movement of the lens holding means are restricted in the optical axis direction, and provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other. The at least one guide shaft, a hypoid gear screwed to the hypoid pinion and positioned by a fixed shaft, and the lens holding means include a rack screwed to the gear.
また請求項4に示す本発明においては、前記レンズ保持手段と前記レンズ構成体とを一体的に構成することを特徴とする構成とした。 According to a fourth aspect of the present invention, the lens holding means and the lens structure are integrally formed.
また請求項5に示す本発明においては、前記レンズ保持手段を光軸方向に付勢する付勢力付与手段を備えたことを特徴とする構成とした。
The present invention according to
また請求項6に示す本発明においては、レンズ鏡筒内に配置された複数のレンズ構成体と、前記複数のレンズ構成体の少なくとも一部のレンズ構成体を光軸方向に変位させるレンズ駆動装置とを備え、前記レンズ駆動装置を請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ駆動装置で構成したことを特徴とする構成とした。
Further, in the present invention described in
また請求項7に示す本発明においては、レンズ鏡筒内に配置された複数のレンズ構成体と、前記複数のレンズ構成体の少なくとも一部のレンズ構成体を光軸方向に変位させるレンズ駆動装置と、前記レンズ駆動装置により前記レンズ構成体を光軸方向に変位させ、結像された被写体の像を受光面で受像する撮像素子とを備え、前記レンズ駆動装置を請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ駆動装置で構成したことを特徴とする構成とした。 According to a seventh aspect of the present invention, a plurality of lens structures disposed in a lens barrel, and a lens driving device that displaces at least a part of the plurality of lens structures in the optical axis direction. And an image sensor that receives the image of the formed subject on a light receiving surface by displacing the lens structure in the optical axis direction by the lens driving device, and the lens driving device. The lens driving device according to any one of the above is used.
本発明によれば、高速かつ高精度なオートフォーカス機構を有しながら静粛性に優れたコンパクトなレンズ駆動装置、これを備えた撮像装置を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a compact lens driving device that has a high-speed and high-accuracy autofocus mechanism and that is excellent in quietness, and an imaging device including the same.
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。 The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を適用して構成された一眼レフカメラの要部構造と制御系の概略図である。同図において、1はカメラ本体、2は該カメラ本体1に着脱自在に装着されたレンズ鏡筒2である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a main part structure and a control system of a single-lens reflex camera constructed by applying the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a camera body, and 2 denotes a lens barrel 2 detachably attached to the camera body 1.
レンズ鏡筒2には以下の装置が搭載されている。 The lens barrel 2 is equipped with the following devices.
3はレンズ構成体、4は絞り装置、5は本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ、6は絞り装置の駆動源たるステップモータを駆動する絞りモータ駆動回路、7はフォーカシングレンズ駆動機構のモータを駆動するフォーカシングモータ駆動回路、8は該回路6及び7を制御するとともにカメラ本体側のCPU(以下、カメラCPUと略記する)と情報通信可能なレンズ内蔵のCPU(以下、レンズCPUと略記する)である。
3 is a lens structure, 4 is an aperture device, 5 is a focusing lens drive mechanism and a focusing lens according to the present invention, 6 is an aperture motor drive circuit that drives a step motor as a drive source of the aperture device, and 7 is a focusing lens drive mechanism. A focusing motor drive circuit 8 for driving the motor controls the
一方、カメラ本体1には以下の装置が搭載されている。 On the other hand, the following device is mounted on the camera body 1.
9は公知の昇降動可能なミラー、10は前記ミラー9を昇降動させるためのミラー駆動モータ、11は該モータ10を駆動するミラー駆動回路、12は公知のペンタプリズム、13はファインダ接眼レンズ、14はSPC(シリコンフォトダイオード)等から成る公知の測光素子、15は該素子14の出力信号に基づいて被写界輝度を演算する測光回路、16はCCDラインセンサ等から成る公知の測距素子、17は該素子16の出力から被写体に対する焦点距離を検出する焦点検出回路、18はフォーカルプレーンシャッター(以下、シャッターと略記)、19は該シャッターの駆動源を制御するシャッター駆動回路、20はフイルムカメラにおけるフイルムあるいはデジタルカメラにおける固体撮像素子が位置する撮像面、21は公知の液晶装置等から成る表示器、22は撮影者によって押し込み動作によって信号を発信するレリーズボタン、23はカメラの露出モード等を切り替えるモードダイヤル、24は電源、25はカメラ本体1とレンズ鏡筒2とを接続するマウント26に設けられた電気接点27及び28を介してシリアル伝送線でレンズCPU8に接続されたカメラCPUである。
9 is a known mirror that can be moved up and down, 10 is a mirror drive motor for moving the mirror 9 up and down, 11 is a mirror drive circuit that drives the
ここで、撮影者の操作に応じて、オートフォーカス機構によるフォーカシングレンズの駆動が行われる流れについて簡単に述べる。レリーズボタン22は撮影者の押し込み動作に応じてオートフォーカス機構の動作を開始する旨の信号を発信する。該信号を受信したカメラCPUは測距素子16から焦点情報を取得してデフォーカス量を算出する。算出したデフォーカス量をカメラ本体1とレンズ鏡筒2とを接続するマウント26に設けられた電気接点27及び28を介してシリアル伝送線でレンズCPU8に送信する。レンズCPU8は受信したデフォーカス量をレンズの駆動量に換算し、該レンズの駆動量を充足するフォーカシングレンズ駆動モータの駆動パルスと回転方向に変換し、駆動パルスをフォーカシングレンズ駆動回路7に送信する。フォーカシングレンズ駆動回路7は受信した駆動パルス分だけフォーカシングレンズ駆動モータを駆動し、フォーカシングレンズを光軸方向に移動する。
Here, the flow in which the focusing lens is driven by the autofocus mechanism according to the operation of the photographer will be briefly described. The
次に、本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構について説明する。図2は、図1において本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5として示された、フォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズを描いた斜視図である。
Next, the focusing lens driving mechanism according to the present invention will be described. FIG. 2 is a perspective view depicting the focusing lens driving mechanism and the focusing lens shown in FIG. 1 as the focusing lens driving mechanism and the focusing
図2において、200はレンズ構成体のひとつであるフォーカシングレンズであり、201はレンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段であり、202は前記レンズ保持手段を駆動する駆動モータであり、203は駆動モータ202の出力軸と同軸に設けられたウォームギアであり、204は前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトであり、205は前記ウォームギアに螺合するウォームホイールを円弧に有する扇型ギアであり、206は前記扇型ギアの前記円弧の他端と前記レンズ保持手段とを軸着する回転軸であり、207は前記扇型ギアを前記円弧と前記回転軸の間に位置決めする固定軸である。
In FIG. 2,
フォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5は、駆動モータ202の駆動力をフォーカシングレンズに伝達するために、駆動源側から駆動モータ202、ウォームギア203、扇型ギア205、レンズ保持手段201の順に配設されている。
The focusing lens driving mechanism and the focusing
フォーカシングレンズ200はレンズ保持手段201に保持され、レンズ保持手段201に貫通した少なくともひとつのガイドシャフト204によって光軸と平行方向に動くように規制される。また、レンズ保持手段201には一方に付勢するばね208が取り付けられており、レンズ保持手段201を常に一方向に片寄せすることで、フォーカシングレンズ駆動機構のバックラッシュ等による駆動精度の低下を防止している。
The focusing
扇型ギア205は、その円弧にウォームホイールを有し、他端にレンズ保持手段201と軸着する回転軸207を備える。該ウォームホイールはウォームギア203と噛合し、駆動モータ202の駆動力をレンズ保持手段201に伝達する。扇形ギア205の回転中心には扇形ギア205を所定の位置に軸支する固定軸を有する。
The
続いて、図2を用いて、本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5の動作について述べる。
Next, the operation of the focusing lens driving mechanism and the focusing
まず、フォーカシングレンズ駆動回路7がレンズCPU8から受信した駆動パルス分だけフォーカシングレンズ駆動モータ202を駆動する。同時にフォーカシングレンズ駆動モータ202に同軸に取り付けられたウォームギア203が回転し、ウォームギア203に噛合した扇型ギア205を固定軸207まわりに回転させ、回転軸206によって軸着されたレンズ保持手段201が光軸方向に移動する。
First, the focusing
本実施例によれば、フォーカシングレンズ駆動機構を少ないギアで構成することで高速かつ高精度な動作を実現しつつ、ウォーム機構を組み入れることで全長の短いレンズ駆動装置、これを備えた撮像装置を提供することが出来る。 According to the present embodiment, a lens driving device having a short overall length by incorporating a worm mechanism and an imaging device including the same while realizing a high-speed and high-precision operation by configuring the focusing lens driving mechanism with a small number of gears. Can be provided.
図3は本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズを描いた斜視図である。本実施例は実施例1と同様に一眼レフカメラおよびそのレンズ鏡筒に適用される。 FIG. 3 is a perspective view depicting the focusing lens driving mechanism and the focusing lens according to the present invention. This embodiment is applied to a single-lens reflex camera and its lens barrel as in the first embodiment.
図3において、300はレンズ構成体のひとつであるフォーカシングレンズであり、301はレンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段であり、302はレンズ保持手段301を駆動する駆動モータであり、303は駆動モータ302の出力軸と同軸に設けられたウォームギアであり、304はレンズ保持手段301の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトであり、305はウォームギア303に螺合するウォームホイールであり、306はレンズ保持手段301の端部に一体に形成され、ウォームギア303に螺合するラックギアであり、307はウォームホイール305を位置決めすると共に回転可能に軸支する固定軸である。
In FIG. 3,
フォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5は、駆動モータ302の駆動力をフォーカシングレンズ300に伝達するために、駆動源側から駆動モータ302、ウォームギア303、ウォームホイール305、ラックギア306、レンズ保持手段301の順に配設されている。
The focusing lens driving mechanism and the focusing
フォーカシングレンズ300はレンズ保持手段301に保持され、レンズ保持手段301に貫通した少なくともひとつのガイドシャフト304によって光軸と平行方向に動くように規制される。また、レンズ保持手段301には一方に付勢するばね308が取り付けられており、レンズ保持手段301を常に一方向に片寄せすることで、フォーカシングレンズ駆動機構のバックラッシュ等による駆動精度の低下を防止している。
The focusing
ウォームホイール305はウォームギア303と噛合し、駆動モータ302の駆動力をレンズ保持手段301に伝達する。ウォームホイール305の回転中心にはウォームホイール305を所定の位置に軸支する固定軸307を有する。ラックギア306は、レンズ保持手段30、1の端部に一体に形成されるが、別の部品として作られたものを、後から取り付けても良い。ラックギア306は、光軸と平行に形成されている。
The
続いて、図3を用いて、本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5の動作について述べる。
Next, the operation of the focusing lens driving mechanism and the focusing
まず、フォーカシングレンズ駆動回路7がレンズCPU8から受信した駆動パルス分だけフォーカシングレンズ駆動モータ302を駆動する。同時にフォーカシングレンズ駆動モータ302に同軸に取り付けられたウォームギア303が回転し、ウォームギア303に噛合したウォームホイール305を固定軸307まわりに回転させ、ウォームホイール305に噛合したラックギア306を送ることにより、レンズ保持手段301は光軸方向に移動される。
First, the focusing
本実施例によれば、フォーカシングレンズ駆動機構を少ないギアで構成することで高速かつ高精度な動作を実現しつつ、ウォーム機構を組み入れることで全長の短いレンズ駆動装置、これを備えた撮像装置を提供することが出来る。 According to the present embodiment, a lens driving device having a short overall length by incorporating a worm mechanism and an imaging device including the same while realizing a high-speed and high-precision operation by configuring the focusing lens driving mechanism with a small number of gears. Can be provided.
図5は本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズを描いた斜視図である。本実施例は実施例1と実施例2と同様に一眼レフカメラおよびそのレンズ鏡筒に適用される。 FIG. 5 is a perspective view illustrating the focusing lens driving mechanism and the focusing lens according to the present invention. The present embodiment is applied to a single-lens reflex camera and its lens barrel in the same manner as the first and second embodiments.
図5において、500はレンズ構成体のひとつであるフォーカシングレンズであり、501はレンズ鏡筒内において少なくともひとつのレンズ構成体を保持すると共に、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動可能に設けられたレンズ保持手段であり、502はレンズ保持手段501を駆動する駆動モータであり、503は駆動モータ502の出力軸と同軸に設けられたハイポイドピニオンであり、504はレンズ保持手段501の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトであり、505はハイポイドピニオン503に螺合するハイポイドギアであり、506はレンズ保持手段501の端部に一体に形成され、ハイポイドピニオン503に螺合するラックギアであり、507はハイポイドギア505を位置決めすると共に回転可能に軸支する固定軸である。
In FIG. 5,
フォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5は、駆動モータ502の駆動力をフォーカシングレンズ500に伝達するために、駆動源側から駆動モータ502、ハイポイドピニオン503、ハイポイドギア505、ラックギア506、レンズ保持手段501の順に配設されている。
In order to transmit the driving force of the driving
フォーカシングレンズ500はレンズ保持手段501に保持され、レンズ保持手段501に貫通した少なくともひとつのガイドシャフト504によって光軸と平行方向に動くように規制される。また、レンズ保持手段501には一方に付勢するばね508が取り付けられており、レンズ保持手段501を常に一方向に片寄せすることで、フォーカシングレンズ駆動機構のバックラッシュ等による駆動精度の低下を防止している。
The focusing
ハイポイドギア505はハイポイドピニオン503と噛合し、駆動モータ502の駆動力をレンズ保持手段501に伝達する。ハイポイドギア505の回転中心にはウォームホイール505を所定の位置に軸支する固定軸507を有する。ラックギア506は、レンズ保持手段501の端部に一体に形成されるが、別の部品として作られたものを、後から取り付けても良い。ラックギア506は、光軸と平行に形成されている。
The
続いて、図3を用いて、本発明に係るフォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ5の動作について述べる。
Next, the operation of the focusing lens driving mechanism and the focusing
まず、フォーカシングレンズ駆動回路7がレンズCPU8から受信した駆動パルス分だけフォーカシングレンズ駆動モータ502を駆動する。同時にフォーカシングレンズ駆動モータ502に同軸に取り付けられたハイポイドピニオン503が回転し、ハイポイドピニオン503に噛合したハイポイドギア505を固定軸507まわりに回転させ、ハイポイドギア505に噛合したラックギア506を送ることにより、レンズ保持手段501は光軸方向に移動される。
First, the focusing
本実施例によれば、フォーカシングレンズ駆動機構を少ないギアで構成することで高速かつ高精度な動作を実現しつつ、ハイポイドギヤを用いた連結機構を組み入れることで全長の短いレンズ駆動装置、これを備えた撮像装置を提供することが出来る。
According to the present embodiment, the focusing lens driving mechanism is configured with a small number of gears, and a high-speed and high-precision operation is achieved, and a lens driving device with a short overall length is provided by incorporating a coupling mechanism using a hypoid gear. An imaging device can be provided.
1 カメラ本体
2 レンズ鏡筒
3 レンズ構成体
4 絞り装置
5 フォーカシングレンズ駆動機構およびフォーカシングレンズ
6 絞りモータ駆動回路
7 フォーカシングモータ駆動回路
8 レンズCPU
9 ミラー
10 ミラー駆動モータ
11 ミラー駆動回路
12 ペンタプリズム
13 ファインダ接眼レンズ
14 測光素子
15 測光回路
16 測距素子
17 焦点検出回路
18 フォーカルプレーンシャッター
19 シャッター駆動回路
20 撮像面
21 表示器
22 レリーズボタン
23 モードダイヤル
24 電源
25 カメラCPU
26 マウント
27 電気接点
28 電気接点
200 フォーカシングレンズ
201 レンズ保持手段
202 駆動モータ
203 ウォームギア
204 ガイドシャフト
205 扇型ギア
206 回転軸
207 固定軸
208 ばね
300 フォーカシングレンズ
301 レンズ保持手段
302 駆動モータ
303 ウォームギア
304 ガイドシャフト
305 ウォームホイール
306 ラックギア
307 固定軸
308 ばね
400 フォーカシングレンズ
401 レンズ保持手段
402 駆動モータ
403 リードシャフト
404 ガイドシャフト
500 フォーカシングレンズ
501 レンズ保持手段
502 駆動モータ
503 ハイポイドピニオン
504 ガイドシャフト
505 ハイポイドギア
506 ラックギア
507 固定軸
508 ばね
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera main body 2 Lens barrel 3 Lens structure 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9
26
Claims (7)
前記レンズ保持手段を駆動するモータと、
前記モータの出力軸と同軸に設けられたウォームギアと、
前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、
前記ウォームギアに螺合するウォームホイールを円弧に有する扇型ギアとを備え、
前記扇型ギアの前記円弧の他端と前記レンズ保持手段とは回転軸によって軸着され、
前記扇型ギアは前記円弧と前記回転軸の間に設けられた固定軸によって位置決めされることを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens holding means provided to hold at least one lens component in the lens barrel and to be movable in the optical axis direction in the lens barrel;
A motor for driving the lens holding means;
A worm gear provided coaxially with the output shaft of the motor;
Restricting the movement of the lens holding means in the optical axis direction, and at least one guide shaft provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other;
A fan-shaped gear having an arc of a worm wheel screwed to the worm gear,
The other end of the arc of the sector gear and the lens holding means are attached by a rotation shaft,
The lens driving device, wherein the fan gear is positioned by a fixed shaft provided between the arc and the rotating shaft.
前記レンズ保持手段を駆動するモータと、
前記モータの出力軸と同軸に設けられたウォームギアと、
前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、
前記ウォームギアに螺合し固定軸によって位置決めされるウォームホイールと、
前記レンズ保持手段は前記ウォームホイールと螺合するラックを備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens holding means provided to hold at least one lens component in the lens barrel and to be movable in the optical axis direction in the lens barrel;
A motor for driving the lens holding means;
A worm gear provided coaxially with the output shaft of the motor;
Restricting the movement of the lens holding means in the optical axis direction, and at least one guide shaft provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other;
A worm wheel screwed into the worm gear and positioned by a fixed shaft;
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens holding unit includes a rack screwed with the worm wheel.
前記レンズ保持手段を駆動するモータと、
前記モータの出力軸と同軸に設けられたハイポイドピニオンと、
前記レンズ保持手段の移動を光軸方向に規制すると共に、光軸方向と軸方向が概ね一致するように設けられた少なくともひとつのガイドシャフトと、
前記ハイポイドピニオンに螺合し固定軸によって位置決めされるハイポイドギアと、
前記レンズ保持手段は前記ギアと螺合するラックを備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens holding means provided to hold at least one lens component in the lens barrel and to be movable in the optical axis direction in the lens barrel;
A motor for driving the lens holding means;
A hypoid pinion provided coaxially with the output shaft of the motor;
Restricting the movement of the lens holding means in the optical axis direction, and at least one guide shaft provided so that the optical axis direction and the axial direction substantially coincide with each other;
A hypoid gear screwed into the hypoid pinion and positioned by a fixed shaft;
The lens driving device, wherein the lens holding means includes a rack screwed with the gear.
前記複数のレンズ構成体の少なくとも一部のレンズ構成体を光軸方向に変位させるレンズ駆動装置とを備え、
前記レンズ駆動装置を請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ駆動装置で構成したことを特徴とするレンズ鏡筒。 A plurality of lens structures disposed in the lens barrel;
A lens driving device for displacing at least some of the plurality of lens structures in the optical axis direction;
A lens barrel comprising the lens driving device according to any one of claims 1 to 5.
前記複数のレンズ構成体の少なくとも一部のレンズ構成体を光軸方向に変位させるレンズ駆動装置と、
前記レンズ駆動装置により前記レンズ構成体を光軸方向に変位させ、結像された被写体の像を受光面で受像する撮像素子とを備え、
前記レンズ駆動装置を請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ駆動装置で構成したことを特徴とする撮像装置。 A plurality of lens structures disposed in the lens barrel;
A lens driving device that displaces at least some of the plurality of lens structures in the optical axis direction; and
An image sensor that displaces the lens structure in the optical axis direction by the lens driving device and receives an image of the imaged subject on a light receiving surface;
An imaging apparatus comprising the lens driving device according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020098294A (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 日本電産コパル株式会社 | Blade drive device and electronic apparatus |
CN111780236A (en) * | 2020-07-13 | 2020-10-16 | 马鞍山瑞美塑业有限公司 | Air conditioner exhaust volute assembly |
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JP2007256320A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | Lens drive device and imaging apparatus using the same |
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- 2011-05-17 JP JP2011110128A patent/JP2012003253A/en active Pending
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