JP2016099373A - ラックおよびそれを駆動する駆動装置およびそれを有する光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックの噛合部と対向歯部との位置精度を向上させること。
【解決手段】ラックは、リードスクリューと噛合する噛合部を有するラック部材（７０）と、前記リードスクリューを挟んで前記噛合部と対向する対向歯部を有する対向歯部材（４０）と、前記噛合部に対する前記対向歯部の位置を決める位置決め機構（７３ａ_１，４２ａ）と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ラックに関し、特に光学素子を保持する保持部材に設けられ、リードスクリューによって光軸方向に移動可能なラックに関する。

特許文献１には、リードスクリューと噛合する噛合部を有するラック部材と、落下等の衝撃による歯飛びを防止するための対向歯部を有する対向歯部材を、別体として構成したラックについて開示がある。

特開２０１２−２５２２８８号公報

しかしながら、特許文献１では、ラック部材と対向歯部材とが別体で構成されるため、これらを組んでラックを構成した場合に、噛合部と対向歯部の位置精度が悪化するという問題があった。このため、対向歯部がリードスクリューに当接した場合における耐衝撃強度を安定して設定することができなかった。

そこで、本発明は、噛合部と対向歯部との位置精度の向上に有利なラックおよびそれを駆動する駆動装置およびそれを有する光学機器を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としてのラックは、リードスクリューと噛合する噛合部を有するラック部材と、前記リードスクリューを挟んで前記噛合部と対向する対向歯部を有する対向歯部材と、前記噛合部に対する前記対向歯部の位置を決める位置決め機構と、を有することを特徴とする。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、噛合部と対向歯部との位置精度の向上に有利なラックおよびそれを駆動する駆動装置およびそれを有する光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態にかかる撮像装置（光学機器）のブロック図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、図１に示す第２レンズ群を駆動するレンズ駆動装置を異なる角度から見た斜視図である。 図２に示すレンズ駆動装置の部分拡大平面図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、異なる角度から見たレンズ駆動装置の部分分解斜視図であり、図４（ｃ）はレンズ駆動装置の概略部分断面図である。 図５（ａ）はレンズ駆動装置の部分平面図であり、図５（ｂ）と（ｃ）は、異なる角度から見たレンズ駆動装置の部分斜視図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる撮像装置（光学機器）のブロック図である。本実施例では、レンズ一体型の撮像装置に適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、レンズ交換型の撮像装置に適用することも可能である。レンズ交換型の撮像装置に適用した場合は、交換レンズ（レンズ装置）に適用することができる。また、本発明は、双眼鏡や顕微鏡、プロジェクター等の他の光学機器に適用することも可能である。

図１において、Ｌ１は変倍時に固定の正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍動作を行う変倍レンズ群としての負の屈折力の第２レンズ群である。Ｌ３は固定の正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は光軸方向に移動することにより合焦動作を行う正の屈折力の第４レンズ群である。第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４は被写体の光学像を形成する撮影光学系を構成している。

また、図１において、１は第１レンズ群Ｌ１を保持する前玉鏡筒である。２は第２レンズ群Ｌ２（光学素子）を保持する第１の保持部材（レンズ保持枠）である。３は第３レンズ群Ｌ３を保持する固定部材である。４は第４レンズ群Ｌ４（光学素子）を保持する第２の保持部材（レンズ保持枠）である。第１の保持部材２と第２の保持部材４は、撮影光学系の光軸方向に移動可能に支持されている。また、第１の保持部材２と第２の保持部材４には、後述するラックが設けられている。

５は、光学系の開口径を変化させる絞り装置であり、駆動部６により２枚の絞り羽根を互いに逆方向に移動させて開口径を変化させるギロチン式の絞り装置である。

３０は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等からなる撮像手段である。撮像手段３０は、不図示の後部鏡筒により固定保持されている。撮像手段３０より撮影信号がカメラ信号処理回路３１に出力される。

カメラ信号処理回路３１は、撮像手段３０の出力に増幅やガンマー補正などを施す。カメラ信号処理回路３１で増幅やガンマー補正などを施された信号がマイコン３２に出力される。

マイコン３２は、多数の信号を取り入れて信号処理を行うと共に、入力信号に応じて多数の信号を出力し、光学機器の制御等を施す。３３は、マイコン３２で信号処理された画像信号や、その他、記録条件などを記録する記録手段である。

３４は、駆動部６の駆動磁石の回転位置をホール素子で検出する絞りセンサー回路である。マイコン３２は、カメラ信号処理回路３１からの入力信号と絞りセンサー回路３４からの駆動部６の回転量などの入力信号に応じて、絞り駆動回路３７に絞り駆動の信号出力を出し、光量調整を行う。

５０は変倍動作を指示するズームスイッチ、５１は撮影者が意識的にマニュアルフォーカス動作（合焦動作）を指示するフォーカススイッチ、５２は電源スイッチである。

第１の保持部材（レンズ保持枠）２はレンズ駆動装置によって光軸方向に移動される。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、保持部材（レンズ保持枠）を駆動するレンズ駆動装置を異なる角度から見た斜視図である。図３は、レンズ駆動装置の部分拡大平面図である。

図４（ａ）と（ｂ）はレンズ駆動装置の部分分解斜視図であり、リードスクリュー８ａは省略されている。図４（ｃ）はレンズ駆動装置の概略部分断面図である。図５（ａ）はレンズ駆動装置の部分平面図であり、図５（ｂ）と（ｃ）は異なる角度から見たレンズ駆動装置の部分斜視図であり、リードスクリュー８ａは省略されている。

図２（ａ）に示すように、第１の保持部材２は、光軸方向に平行に延びる一対のガイドバー１０１，１０２により撮影光学系の光軸方向に移動可能に支持されている。また、第１の保持部材２は、図２（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）に示すように、スリーブ部２ａ、回り止め係合凹部２ｂ、一対の係合穴部２ｃ、２ｄ、ストッパー２ｅを有する。

レンズ駆動装置は、ラック７、ズームモータ８、リードスクリュー（送りネジ）８ａを有する。図２に示すように、ラック７は第１の保持部材２に設けられ、リードスクリュー８ａはラック７と係合（噛合）し、ズームモータ８はリードスクリュー８ａを回転可能に保持している。リードスクリュー８ａとズームモータ８は、ラック７を駆動する駆動手段として構成される。ズームモータ８（リードスクリュー８ａ）を回転させることにより、ラック７（第１の保持部材２）を光軸方向（リードスクリュー８ａの軸方向、第１の保持部材２の移動方向）に駆動（移動）させることができる。

ラック７は、第１の保持部材２と結合し、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ラック部材７０、対向歯部材４０、ねじりコイルバネ（第１の弾性部材）４６、バネ部材（第２の弾性部材）４７を有する。なお、本実施例では、対向歯部材４０は、ラック部材７０と別体で構成される。また、対向歯部材４０がラック部材７０に対し回転可能に構成される。

ラック部材７０は、本歯部（噛合部）７１、係止部７２、軸部７３、バネ保持部７４、軸部７５、テーパー部７６、係合部７７、係止凹部７８、回転規制部７９を有する。

本歯部７１は、ラック部材７０に形成され、図３と図４（ｃ）に示すように、リードスクリュー８ａのネジ部と噛み合う（係合する）噛合部として機能する。このように、本実施例のラック部材７０（第１の歯部材）は、リードスクリュー８ａのネジ部と噛合する噛合部（第１の歯部）を有する。

係止部７２は、凹部形状を有して凹部の窪みにねじりコイルバネ４６の一端４６ａを係止し、ねじりコイルバネ４６によって図４（ｃ）に示すように付勢力Ｆ１が加えられる。この結果、付勢力Ｆ１によってラック部材７０の本歯部７１は、常時はリードスクリュー８ａに押し付けられている。換言すれば、ねじりコイルバネ４６は、ラック部材７０をリードスクリュー８ａに付勢する第１の付勢部材として機能する。なお、第１の付勢部材（第１の弾性部材）はねじりコイルバネには限定されず、他の弾性部材でもよい。

ズームモータ８は、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動し変倍動作を行わせるアクチュエータ（駆動手段）であり、ズーム駆動回路３５からの駆動信号によって駆動される。

リードスクリュー（送りネジ）８ａには、ラック７（本歯部７１）が噛み合い、ズームモータ８の回転により第１の保持部材２は光軸方向に移動する。リードスクリュー８ａは、ズームモータ８のロータと同軸でズームモータ８によって回転される。リードスクリュー８ａは、その長手方向が撮影光学系（または第２レンズ群Ｌ２）の光軸と平行になるように配置されている。図３に示すように、リードスクリュー８の最外径（山部先端の径）はＤ１であり、最内径（谷部最深部の径）はＤ３である。

軸部７３は、対向歯部材４０が回転可能に係合し、対向歯部材４０の回転軸として機能する。換言すれば、ラック部材７０は、対向歯部材４０が回転可能に係合し、対向歯部材４０が該ラック部材７０に対し回転する回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）を含む軸部７３を有している。軸部７３は、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）と直交する断面形状が、回転軸となる円柱形状と、斜面を有する突起形状（ストッパー）７３ａおよび突起形状（延長部）７３ｂを結合した略Ｌ字型の形状を有する。

対向歯部材４０は、落下等の外乱衝撃による歯飛びを防止するための対向歯部４１と、軸部７３に回転可能に係合する一対の係合穴部４２と、を有する。対向歯部材４０（第２の歯部材）は、対向歯部４１（第２の歯部）がリードスクリュー８ａを挟んで本歯部７１（噛合部、第１の歯部）と対向するように配置される。

図３及び図４（ｃ）に示すように、本歯部７１と対向歯部４１とはリードスクリュー８ａに対向するように設けられている。後述するように、対向歯部材４０が回転可能にラック部材７０に固定されているので、本歯部７１と対向歯部４１の間隔は変更可能に構成されている。

図４（ｃ）に概略的に示すように、本歯部７１と対向歯部４１の稜線は略平行である。また、図３及び図４（ｃ）に示すように、本歯部７１はリードスクリュー８ａと常時接触しているのに対して対向歯部４１とリードスクリュー８ａとは常時接触しておらず離れている（即ち、図３に示すように空隙がある）。そして、対向歯部４１は、本歯部７１がネジ山を乗り越えるときにのみ、リードスクリュー８ａのネジ歯と当接するように構成されている。

落下衝撃等により、ラック部材７０（ラック７）へ光軸方向の負荷が発生し、本歯部７１がリードスクリュー８ａから離れようとした場合、対向歯部４１がリードスクリュー８ａに噛合うことによって歯飛びによる位置ズレを防止することができる。

また、本歯部７１の山部先端と対向歯部４１の山部先端との距離はＤ２である。この時、以下の条件式（数式１）が満足される。数式１によって簡易な構成で本歯部７１とリードスクリュー８ａとの位置ずれを防止することができる。

Ｄ１＞Ｄ２≧Ｄ３ (数式１）
一対の係合穴部４２（係合部）は、対向歯部４１の両側に設けられ、略Ｕ字形状の断面穴形状を有し、軸部７３に、軸部７３の中心軸である図４（ａ）に示す光軸とほぼ平行なＸ１−Ｘ１軸の周りに回転可能に係合される。ただし、一対の係合穴部４２（係合部）は、軸部７３の周りを第１の方向（図４（ｃ）のＣ２方向）に回転している途中で、ラック部材７０のストッパー７３ａと係合（当接）するように構成されている。また、一対の係合穴部４２（係合部）は、軸部７３の周りを第１の方向とは逆の第２の方向（図４（ｃ）のＣ１方向）に回転している途中で、ラック部材７０の延長部７３ｂと係合（当接）するように構成されている。

ラック部材７０の軸部７３が固定されている場合、図４（ｃ）に示すように、係合穴部４２を有する対向歯部材４０が反時計回り方向Ｃ２（第１の方向）に回転しようとしても、軸部７３のストッパー７３ａがそれを妨げ、時計回り方向Ｃ１のみの回転を許容する。換言すれば、ストッパー７３ａは、対向歯部材４０の回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）周りの回転を規制する規制部として機能し、係合穴部４２の斜面４２ａがストッパー７３ａと当接したときＣ２方向（第１の方向）の回転を制限する。

このように、ストッパー７３ａは、対向歯部４１がリードスクリュー８ａ（および本歯部７１）に近づく方向に変位することを防止し、対向歯部４１がリードスクリュー８ａ（および本歯部７１）から離れる方向に変位することを許容する。この結果、常時、距離Ｄ２は一定に維持されている。

また、係合穴部４２を有する対向歯部材４０が時計回り方向Ｃ１（第２の方向）に所定量だけ回転すると、係合穴部４２の平面部４２ｂが延長部７３ｂと接触して、対向歯部材４０の時計回り方向Ｃ１における一定角度以上の回転を防止する。換言すれば、延長部７３ｂは、対向歯部材４０の回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）周りの回転を規制する規制部として機能し、係合穴部４２の平面部４２ｂが延長部７３ｂと当接したときＣ１方向（第２の方向）の回転を制限する。

バネ保持部７４は、ねじりコイルバネ４６の中空穴４６ｃに挿入されてねじりコイルバネ４６を保持し、ラック部材７０の端面７４ａから光軸方向に突出した突出部である。ねじりコイルバネ４６の一端４６ａは係止部７２に係止され、他端４６ｂは第１の保持部材２のストッパー２ｅに係止される。この結果、コイルバネ４６は、図５（ｂ）に示すように、付勢力Ｆ１を加える。

バネ保持部７４が挿入されているねじりコイルバネ４６のバネ部は圧縮バネとしても作用する。このバネ部は、図５（ａ）に示すように、一端がラック部材７０の端面７４ａに係止され、他端が第１の保持部材２の係合穴部２ｄの内側（ラック部材７０側）の端部２ｄ_１に係止されている。この結果、図５（ｂ）に示すように、ねじりコイルバネ４６は、ラック部材７０（ラック７）と第１の保持部材２との間に付勢力Ｆ４を加えるバネ部を有する。ねじりコイルバネ４６が２つの付勢力Ｆ１とＦ４を加えて多機能化されているので、これらを別々に加える２つのバネ部材を設けるよりも小型化とコストダウンを図ることができる。

一対の軸部７５と７４ｂは略円柱形状の突起であり、第１の保持部材２の係合穴部２ｃ、２ｄが回転可能に係合され、これによってラック７と第１の保持部材２が結合される。軸部７５と７４ｂの中心軸はＸ１−Ｘ１軸と平行にあるＸ２−Ｘ２軸である。軸部７４ｂはバネ保持部７４の端部に設けられる。

バネ保持部７４とは反対側にある軸部７５はテーパー部７６に設けられている。図５（ｂ）に示すように、ねじりコイルバネ４６の付勢力Ｆ４によってテーパー部７６が係合穴部２ｃに光軸方向に付勢され、ガタ付きがなく第１の保持部材２をラック７と共に光軸方向に連動させることができる。

また、対向歯部材４０は、断面が略Ｊ字形状を有する板ばねとしてのバネ部材４７と係合している。バネ部材４７は、係合溝４７ａ、付勢部４７ｂ、係止部４７ｃを有する。バネ部材４７は、対向歯部４１が本歯部７１（またはリードスクリュー８ａ）に近づくように対向歯部材４０をラック部材７０に付勢する第２の付勢部材として機能する。バネ部材４７によって付勢された対向歯部材４０は、本歯部７１に近づくように移動（回転）するが、上述したようにストッパー７３ａによって移動が制限され、対向歯部４１とリードスクリュー８ａが当接しない所定の位置に位置決めされる。なお、バネ部材４７はトーションバネ等の線バネなど他の弾性部材でもよい。

係合部７７は、図４（ａ）に示す軸部７３の下（本歯部７１と反対側）に設けられて内側に（対向歯部材４０の方向に）突出している突出部である。係合部７７の図４（ａ）に示す下部はバネ部材の係合溝４７ａ内に配置され、係止部４７ｃは係止凹部７８に挿入されて係止される。また、付勢部４７ｂが図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように対向歯部４１の裏面と接触してこれをリードスクリュー８ａの方向に付勢力Ｆ２で付勢する。

軸部７３のストッパー７３ａは、本歯部（噛合部）７１を挟む様に、光軸方向に離れた位置に２箇所設けられており、光軸直交面対称となる斜面（お互いの面が平行でないストッパー面）７３ａ_１を有している。換言すれば、ストッパー７３ａの斜面７３ａ_１は、図４（ａ）に示すように、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向に離れた対称形状を有する一対の傾斜面（回転軸が延びる方向に対して傾斜した傾斜面）を有する。一対の傾斜面は、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向において互いに反対に傾斜している。このように、ストッパー７３ａは、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向と直交する面における断面形状をみたとき、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向において高さが変化する変化部を有する。本実施例では、ストッパー７３ａは、軸部７３と一体に形成されているが、軸部７３とは別体に形成されてもよい。

また、対向歯部４１を挟む様に設けられた２箇所の係合穴部４２には、ストッパー７３ａの斜面７３ａ_１に当接する斜面４２ａをそれぞれ有している。対向歯部材４０の斜面４２ａは、図４（ｂ）に示すように、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向に離れた一対の傾斜面からなる。一対の傾斜面は、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向において互いに反対に傾斜する。係合穴部４２の斜面４２ａは、ストッパー７３ａの斜面７３ａ_１と係合可能に構成されることから、ストッパー７３ａの形状に応じた形状（すなわち、ストッパー７３ａと係合可能な形状）を持ち、光軸直交面対称な形状を持つ。このように、係合穴部４２は、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向と直交する面における断面形状をみたとき、回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向において高さが変化する変化部を有する。

バネ部材４７の付勢力Ｆ２により、対向歯部４１はリードスクリュー８ａの側に図４（ｃ）反時計回り方向Ｃ２に付勢され、ストッパー７３ａの斜面部によって回転が規制されている。即ち、対向歯部４１は、斜面４２ａがストッパー７３ａの斜面７３ａ_１に付勢力Ｆ２により付勢され、斜面４２ａとストッパー７３ａの斜面７３ａ_１により本歯部（噛合部）７１と対向歯部４１の光軸方向相対位置が決められることとなる。このように、斜面７３ａ_１を有するストッパー７３ａと斜面４２ａを有する係合穴部４２は、本歯部７１（噛合部）に対する対向歯部４１の位置を決める位置決め機構として機能する。位置決め機構は、対向歯部材４０がラック部材７０に対し回転する回転軸（Ｘ１−Ｘ１軸）が延びる方向に形状が変化する変化部（斜面４２ａ，７３ａ_１）を有し、これにより本歯部７１に対する対向歯部４１の位置決めを行うことができる。具体的には、ラック部材７０のストッパー７３ａに形成される第１の傾斜面（７３ａ_１）に、対向歯部材４０の係合穴部４２に形成される第２の傾斜面（４２ａ）が係合することで、本歯部７１に対する対向歯部４１の位置を決めることができる。このように、本実施例の位置決め機構は、軸部７３のストッパー７３ａと係合穴部４２ａとに形成される。ただし、本発明の位置決め機構は、ラック部材７０と対向歯部材４０との間に設けられれば、軸部７３上に設けられていなくてもよく、軸部７３とは異なる位置に設けられていてもよい。

さらに、上述したように、通常、対向歯部４１は、リードスクリュー８ａに非接触な位置に固定されている。

ここで、以下に示す数式２はラック部材７０の本歯部７１とリードスクリュー８ａとの位置ずれ、および喰い付きを防止するための条件式である。第１の弾性部材４６が本歯部７１に加える第１の付勢力Ｆ１よりも第２の弾性部材４７が加える第２の付勢力Ｆ２の方が大きいことによって、強い衝撃を受けた場合に歯跳び（位置ずれ）を防止することができる。また、第２の付勢力Ｆ２は力Ｆ３よりも小さく設定される。力Ｆ３はそれを本歯部７１とリードスクリュー８ａとの間に加えた場合に本歯部７１と対向歯部４１の少なくとも一方が破壊する力により発生する開き力である。この結果、対向歯部材４０はラック部材７０に対して離れる方向に回転（対向歯部４１は本歯部７１から離れる方向に変位）し、ラック７の食い付きを防止することができる。

０＜Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３ （数式２）
回転規制部７９は、長方形の薄板形状を有し、図２（ｂ）、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）に示すように、本歯部７１とは反対側の端部に設けられ、第１の保持部材２のストッパー２ｅへ接触可能に構成される。

第１の保持部材２の仮組み状態では、ラック７はねじりコイルバネ４６の付勢力Ｆ１によって、Ｘ２−Ｘ２軸の回りに付勢され、ラック７の回転規制部７９がストッパー２ｅに付き当てられている。

ズームモータ８を組み込むと、本歯部７１がリードスクリュー８ａに噛合わされ、ラック７の回転規制部７９がストッパー２ｅから外れることで、付勢力Ｆ１によって本歯部７１がリードスクリュー８ａに付勢される。

強い落下衝撃力によって、図３に示すように、リードスクリュー８ａから対向歯部４１が外れる方向に発生する力Ｆ３が付勢力Ｆ２を超えると、対向歯部材４０はＸ１−Ｘ１軸回りにリードスクリュー８ａから離れる。これにより、対向歯部４１および本歯部７１の破壊および喰い付きを防止する。

図１に戻り、９は、ズーム初期位置センサーとしてのフォトインタラプタである。フォトインタラプタ９は、第１の保持部材２に形成された不図示の遮光部の光軸方向への移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出し、第１の保持部材２の光軸方向における基準位置を検出する。

電源スイッチ５２が入れられるとズームモータ８は、マイコン３２からの信号によりズーム駆動回路３５から駆動信号を受ける。そして、フォトインタラプタ９が第１の保持部材２の初期位置を検出し、第１の保持部材２は予め決められた初期位置に移動し待機する。ズームモータ８は、初期位置からのズームスイッチ５０の操作に対応したステップ数だけ駆動される。即ち、ズームスイッチ５０が操作されると、移動方向がどちらに操作されているかをマイコン３２が判断し、ズーム動作が行なわれる。

１１は、第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動し合焦動作を行わせるアクチュエータ（駆動手段）としてのフォーカスモータである。フォーカスモータ１１は、フォーカス駆動回路３６からの駆動信号によって駆動される。

第２の保持部材４も同様に、光軸方向に平行に延びる一対のガイドバー１０１，１０２により撮影光学系の光軸方向に移動可能に支持されている。第２の保持部材４も第１の保持部材２と同様の構成を有し、第２の保持部材４も第１の保持部材２と同様のレンズ駆動装置によって光軸方向に移動される。

リードスクリュー（送りネジ）１１ａには、光軸方向への移動が自在に案内保持された第２の保持部材４に設置されたラック１０が噛み合っており、フォーカスモータ１１の回転により第２の保持部材４は光軸方向に移動する。リードスクリュー１１ａは、フォーカスモータ１１のロータと同軸かつ撮影光学系（または第４レンズ群Ｌ４）の光軸と平行に配置されている。

１２は、フォーカス初期位置センサーとしてのフォトインタラプタである。フォトインタラプタ１２は、第２の保持部材４に形成された不図示の遮光部の光軸方向への移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出し、第２の保持部材４の光軸方向における基準位置を検出する。

電源スイッチ５２が入れられるとフォーカスモータ１１は、マイコン３２からの信号によりフォーカス駆動回路３６から駆動信号を受ける。そして、フォトインタラプタ１２が第２の保持部材４の初期位置を検出し、第２の保持部材４は、予め決められた初期位置に移動し待機する。フォーカスモータ１１は、初期位置からのズームスイッチ５０およびフォーカススイッチ５１の操作に対応したステップ数だけ駆動される。また、オートフォーカス時、フォーカス駆動回路３６は、マイコン３２からの入力信号に応じてフォーカスモータ１１に通電し、第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に駆動する。

本実施形態では、ラック部材７０と対向歯部材４０が別体で、対向歯部材４０はラック部材７０に軸部７３の回りに回転可能に取り付けられている。しかし、ラック部材７０と対向歯部材４０は一体で全体として断面Ｕ字形状を有し、例えば、弾性変形などにより対向歯部材４０に相当する部分がラック部材７０に相当する部分に対して変位可能であってもよい。

以上、本発明によれば、リードスクリュー８ａに対してラック部材７０の本歯部７１を径方向に押しつける第１の弾性部材４６と、ラック部材７０のストッパー７３ａに対向歯部４１を押しつける第２の弾性部材４７と、を別部材に分けている。そして、本歯部７１がリードスクリュー８ａから離れた場合にのみ、対向歯部４１がリードスクリュー８ａに当接する構造とする事で、リードスクリュー８ａに常時掛かる負荷と、対向歯部４１による耐衝撃強度を、別々に設定する事が出来る。

さらに、本発明によれば、斜面部（７３ａ_１，４２ａ）による調芯機構により、ラック部材７０（本歯部７１）に対する対向歯部４１の光軸方向相対位置の寸法精度が出せる構造とする事で、安定した耐衝撃強度を設定する事が出来る。これにより、本歯部７１（噛合部）と対向歯部４１との位置精度の向上に有利なラックおよびそれを駆動する駆動装置およびそれを有する光学機器を提供することができる。

また、本発明によれば、第１の付勢力Ｆ１よりも第２の付勢力Ｆ２が高いので本歯部７１とリードスクリュー８ａとの間の位置ずれ（歯跳び）を防止することができる。また、第２の付勢力Ｆ２が力Ｆ３よりも低いので本歯部７１とリードスクリュー８ａとの間の喰い付きを防止して、対向歯部４１および本歯部７１の破損を防止することができる。

本実施例のレンズ駆動装置は、ズーム用のレンズ保持枠、フォーカス用のレンズ保持枠以外のレンズ保持枠または他の光学素子の保持部材の移動にも適用することができる。本実施形態の光学機器は、デジタルカメラなど携帯性が高い装置であるため、落下などの衝撃を受け易く、特に本実施形態の効果は大きい。但し、携帯型電子機器でなくても地震などの衝撃を受ける場合があるので携帯型電子機器に限定されず、広く被移動体（可動部材）の駆動装置（移動装置）に適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本実施例のレンズ駆動装置はレンズを移動する用途に適用することができ、撮像装置（光学機器）に適用することができる。

４０ 対向歯部材
７０ ラック部材
４２ａ，７３ａ_１ 位置決め機構

Claims (15)

1. リードスクリューと噛合する噛合部を有するラック部材と、
   前記リードスクリューを挟んで前記噛合部と対向する対向歯部を有する対向歯部材と、
   前記噛合部に対する前記対向歯部の位置を決める位置決め機構と、
   を有することを特徴とするラック。
2. 前記位置決め機構は、前記対向歯部材が前記ラック部材に対し回転する回転軸が延びる方向に形状が変化する変化部を有することを特徴とする請求項１に記載のラック。
3. 前記変化部は、前記回転軸が延びる方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載のラック。
4. 前記位置決め機構は、前記ラック部材に形成される第１の傾斜面に、前記対向歯部材に形成される第２の傾斜面が係合することで、前記対向歯部の位置を決めることを特徴とする請求項３に記載のラック。
5. 前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面は、前記回転軸が延びる方向に離れた一対の傾斜面からなることを特徴とする請求項４に記載のラック。
6. 前記一対の傾斜面は、前記回転軸が延びる方向において互いに反対に傾斜することを特徴とする請求項５に記載のラック。
7. 前記対向歯部材は、前記ラック部材と別体で構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のラック。
8. 前記対向歯部は、前記対向歯部材が前記ラック部材に対し回転可能に構成されることで、前記ラック部との間隔が変化することを特徴とする請求項７に記載のラック。
9. 前記ラック部材は、前記対向歯部材が前記ラック部材に対し回転する回転軸を含む軸部と、前記対向歯部材の回転を規制する規制部と、を有し、
   前記対向歯部材は、前記軸部および前記規制部と係合する係合部を有し、
   前記位置決め機構は、前記規制部および前記係合部に形成されることを特徴とする請求項８に記載のラック。
10. 前記規制部は、前記回転軸が延びる方向と直交する面における断面形状が、前記回転軸が延びる方向において変化する変化部を有することを特徴とする請求項９に記載のラック。
11. 前記規制部は、前記軸部と一体に形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載のラック。
12. 前記ラック部材を前記リードスクリューに付勢する第１の付勢部材と、
    前記対向歯部が前記噛合部に近づくように前記対向歯部材を前記ラック部材に付勢する第２の付勢部材と、を有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のラック。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のラックと、
    前記ラックを駆動する駆動手段と、
    を有することを特徴とする駆動装置。
14. 前記駆動手段は、
    前記ラックと係合するリードスクリューと、
    前記リードスクリューを回転させるモータと、
    を有することを特徴とする請求項１３に記載の駆動装置。
15. 請求項１３または１４に記載の駆動装置と、
    前記ラックが設けられ、光学素子を保持する保持部材と、
    を有することを特徴とする光学機器。