JP2017040872A - Lens driving device, optical instrument, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ駆動装置、光学機器及び電子機器に関する。 The present invention relates to a lens driving device, an optical apparatus, and an electronic apparatus.
レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置として、駆動歯車(ウォーム)と、当該駆動歯車と噛み合う歯車を備えるカム部材と、レンズ枠の外周に設けたフォロワとを備える装置が知られている(特許文献1)。 As a lens driving device that moves a lens in the optical axis direction, a device that includes a driving gear (worm), a cam member that includes a gear meshing with the driving gear, and a follower provided on the outer periphery of the lens frame is known ( Patent Document 1).
当該レンズ駆動装置では、モータにより回転するウォームが、カム部材を回転させると、フォロワは、カム部材のカム作用を及ぼすカム部に当接しながら移動する。フォロワが、カム部材のカム作用によりレンズの光軸方向に移動することにより、レンズも光軸方向に移動する。 In the lens driving device, when the worm rotated by the motor rotates the cam member, the follower moves while contacting the cam portion that exerts the cam action of the cam member. When the follower moves in the optical axis direction of the lens by the cam action of the cam member, the lens also moves in the optical axis direction.
従来のレンズ駆動装置においては、ウォームの回転軸のガタツキを抑制するために、当該回転軸を一定の方向に付勢するバネ部材等の付勢部材を用いている。しかしながら、ウォームのねじれ方向と当該ウォームにより駆動されるカム部材との関係によっては、ウォームを付勢する一定の方向とは、反対方向に力が加わることがある。このような場合には、付勢部材であるバネ部材は収縮することになり、ウォームの回転軸にガタツキが発生することになる。このような回転軸のガタツキが発生すると、カム部材を回転されるギアとウォームとの噛み合いにズレが生じたり、フォロワが取り付けられたレンズ枠の位置を検出する検出手段の精度に悪影響を与える等の不都合が生じる。さらに、この不都合によりレンズ駆動装置を搭載する小型カメラ等の光学機器において、ユーザが調整できるピントの範囲が制限されたり、オートフォーカスの焦点精度が劣化するおそれがある。 In a conventional lens driving device, an urging member such as a spring member that urges the rotating shaft in a certain direction is used in order to suppress rattling of the rotating shaft of the worm. However, depending on the relationship between the twist direction of the worm and the cam member driven by the worm, a force may be applied in a direction opposite to a certain direction for biasing the worm. In such a case, the spring member as the urging member contracts, and rattling occurs on the rotating shaft of the worm. If such a backlash of the rotating shaft occurs, the meshing between the gear rotating the cam member and the worm may be displaced, or the accuracy of the detecting means for detecting the position of the lens frame to which the follower is attached may be adversely affected. Inconvenience occurs. Further, due to this inconvenience, in an optical device such as a small camera equipped with a lens driving device, the focus range that can be adjusted by the user may be limited, or the focus accuracy of autofocus may be deteriorated.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、カム部材を駆動させるウォームの回転軸のガタツキを抑制するとともに、レンズの位置検出の精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to suppress rattling of a rotating shaft of a worm that drives a cam member and to improve the accuracy of lens position detection.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るレンズ駆動装置は、
モータにより回転軸を中心に回転するウォームと、
前記ウォームを回転軸に沿った一定の方向に付勢する付勢部材と、
前記ウォームに対して前記一定の方向に位置して前記ウォームの回転軸を支持する支持部材と、
前記ウォームと噛み合うギアと、
内部にレンズを保持するレンズ筒の外周から突出するフォロワと、
前記ギアと同軸に固定されており、前記フォロワを案内して前記レンズ筒を前記レンズの光軸方向に移動させるカム部材と、
前記カム部材に形成され、第1の方向に回転する前記カム部材の回転を、前記フォロワと当接することで阻止する阻止部と、
を備え、
前記ウォームと前記ギアとは、前記ウォームが第2の方向に回転すると前記ウォームに前記一定の方向に向かう力が加わるように噛合され、
前記ウォームが前記第2の方向に回転すると、前記フォロワが前記阻止部に当接するとともに、前記支持部材と、前記支持部材に対向する、前記ウォームの端部または前記回転軸の端部とが当接する。
In order to achieve the above object, a lens driving device according to the first aspect of the present invention provides:
A worm that rotates around a rotation axis by a motor;
A biasing member that biases the worm in a certain direction along the rotation axis;
A support member that is positioned in the fixed direction with respect to the worm and supports a rotating shaft of the worm;
A gear meshing with the worm;
A follower that protrudes from the outer periphery of the lens barrel that holds the lens inside;
A cam member that is coaxially fixed with the gear and guides the follower to move the lens tube in the optical axis direction of the lens;
A blocking portion formed on the cam member and blocking rotation of the cam member rotating in a first direction by contacting the follower;
With
The worm and the gear are meshed so that when the worm rotates in the second direction, a force in the fixed direction is applied to the worm,
When the worm rotates in the second direction, the follower comes into contact with the blocking portion, and the support member and the end of the worm or the end of the rotating shaft facing the support member abut against each other. Touch.
前記阻止部は、前記カム部材の前記ギアが固定された端部と反対側の端部から、前記カム部材の軸方向に起立する壁面部であり、
前記カム部材は、前記壁面部の低い位置の一端部と高い位置の他端部とを結んで形成され、当該カム部材の軸を中心に前記他端部から前記一端部に向けて傾斜する傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記フォロワは、前記カム部材が前記第1の方向に回転することで、前記傾斜面部に案内されて前記壁面部に当接し、前記カム部材の回転を阻止する、こととしてもよい。
The blocking portion is a wall surface portion that rises in an axial direction of the cam member from an end portion on the opposite side to an end portion to which the gear of the cam member is fixed.
The cam member is formed by connecting one end portion at a low position of the wall surface portion and the other end portion at a high position, and is inclined so as to incline from the other end portion toward the one end portion around the axis of the cam member. An inclined surface portion having a surface;
The follower may be configured such that when the cam member rotates in the first direction, the cam member is guided by the inclined surface portion and abuts against the wall surface portion to prevent the cam member from rotating.
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、反時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて右にねじれた駆動ギアを備えるウォームであってもよい。
The inclined surface is formed so as to be inclined counterclockwise from the other end portion toward the one end portion when the shaft of the cam member is viewed from the follower.
The worm may be a worm having a drive gear twisted to the right when viewed from the follower.
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて左にねじれた駆動ギアを備えるウォームであってもよい。
The inclined surface is formed so as to be inclined from the other end portion toward the one end portion in a clockwise direction when the shaft of the cam member is viewed from the follower.
The worm may include a drive gear that is twisted to the left as viewed from the follower.
前記レンズ筒の外周から突出する被検出片と、
前記被検出片の光軸方向の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記被検出片の光軸方向の位置に基づいて、前記モータの駆動量を制御する制御部と、
を更に備えてもよい。
A detected piece protruding from the outer periphery of the lens tube;
A detection unit for detecting a position of the detected piece in the optical axis direction;
A control unit for controlling the drive amount of the motor based on the position of the detected piece detected by the detection unit in the optical axis direction;
May be further provided.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る光学機器は、上記第1の観点に係るレンズ駆動装置を備える。 In order to achieve the above object, an optical apparatus according to a second aspect of the present invention includes the lens driving device according to the first aspect.
上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係る電子機器は、上記第1の観点に係るレンズ駆動装置を備える。 In order to achieve the above object, an electronic apparatus according to a third aspect of the present invention includes the lens driving device according to the first aspect.
本発明によれば、カム部材を駆動させるウォームの回転軸のガタツキを抑制するとともに、レンズの位置検出の精度を向上させることができる。このレンズの移動範囲を大きくすることにより、本発明のレンズ駆動装置を含む光学機器や電子機器において、フォーカスを調整できる範囲を広げることが可能となる。したがって、光学機器や電子機器のユーザは、フォーカス調整の操作がしやすくなる。 According to the present invention, it is possible to suppress rattling of the rotating shaft of the worm that drives the cam member and improve the accuracy of lens position detection. By enlarging the moving range of the lens, it is possible to widen the range in which the focus can be adjusted in the optical apparatus and electronic apparatus including the lens driving device of the present invention. Therefore, the user of the optical device or electronic device can easily perform the focus adjustment operation.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す全図において、同一の要素には同一の符号を付す。水平方向に前後及び左右、鉛直方向に上下を用いて説明するが、これらの方向は説明のために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings shown below, the same elements are denoted by the same reference numerals. Although the description will be made by using front and rear and left and right in the horizontal direction and up and down in the vertical direction, these directions are used for explanation and are not intended to limit the present invention.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置1は、図1〜3に示すように、本体ケース10と、本体ケース10の前面を覆う前面カバー20と、本体ケース10内に収容されるレンズ筒30と、レンズ筒30を光軸方向に移動させるカム作用を及ぼすカム部材40と、カム部材40と一体に形成されたギア50と、ギア50と噛み合いカム部材40を駆動させる駆動装置60と、レンズ筒30の光軸方向の位置を検出する位置検出部70と、コントローラ80と、を備える。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本体ケース10は、図1または図2に示すように、光軸方向Lに開口する第1の開口部11と、底部12と、底部12から光軸方向Lに向かって起立する第1のガイドシャフト13と、同じく第2のガイドシャフト14と、同じく第3のガイドシャフト15と、同じくバネ保持柱16と、を備える。また、本体ケース10の周囲には、間隔を隔てて、4つのねじ孔17a、17b、17c、17dが形成されている。本体ケース10は、本体ケース10の開口部11を介して、レンズ筒30、カム部材40、ギア50、駆動装置60を、本体ケース10内に収納する。
As shown in FIG. 1 or 2, the
前面カバー20は、図1または図2に示すように、光軸方向Lの前方に突出する突出部21を備え、突出部21には、光軸方向Lに開口する第2の開口部22が形成されている。また、前面カバー20の周囲には、前面カバー20を本体ケース10に取り付けたときに、本体ケース10のねじ孔17a、17b、17c、17dのそれぞれの対応する位置に、ねじ孔24a、24b、24c、24dが形成されている。本体ケース10と前面カバー20を対応するねじ孔同士を重ねて、ねじ25a、25b、25c、25dを、それぞれのねじ孔に挿入して螺合することにより、前面カバー20は、本体ケース10に固定される。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the
レンズ筒30は、図2または図4に示すように、レンズ31を保持する円筒部32、円筒部32の外周に形成されたバネ保持部材34、同じく円筒部32の外周に形成された案内部材35と、案内部材35から光軸方向Lと垂直な方向に突出するフォロワ36と、を備える。また、レンズ筒30には、第3のガイドシャフト15と摺動自在に係合する貫通孔(図示せず)が設けられている。
As shown in FIG. 2 or 4, the
バネ保持部材34は、光軸方向Lに貫通するバネ挿入孔34aを有し、バネ部材33をバネ挿入孔34a内で摺動自在に保持する。案内部材35は、光軸方向Lに貫通する貫通孔35aを有し、貫通孔35a内で摺動自在に第1のガイドシャフト13と係合する。
The
バネ部材33は、図1に示すように、コイル状の引っ張りバネであり、その一端部が本体ケース10の底部12に係合され、バネ保持部材34のバネ挿入孔34aにその外周を保持されて、前面カバー20を第1の開口部11に取り付けることで、レンズ筒30に設けられたフォロワ36をカム部材40に常時接触させるように作用させる。
As shown in FIG. 1, the
レンズ筒30は、カム部材40のカム作用を受けて、レンズ31の光軸方向Lに移動し、レンズ31は、前面カバー20の突出部21内で光軸方向Lの前後に移動する。
The
カム部材40は、図1〜4に示すように、円筒状の立体カムの一つであり、カム部材40の端面が光軸方向Lに垂直な面と傾斜する面(傾斜面44)を有し、この傾斜する面とフォロワ36とが係ることにより、フォロワ36にカム作用を及ぼす。そして、カム作用を受けたフォロワ36が光軸方向Lに沿って移動することでレンズ筒30を光軸方向に移動させる。
1-4, the
カム部材40には、光軸方向Lと平行に配置される回転軸40aに沿って貫通する貫通孔41と、光軸方向Lと垂直な面に対して傾斜する傾斜面部42を有する。貫通孔41には、第1のガイドシャフト13が挿入され、カム部材40を光軸方向Lに対して位置決めをする。また、カム部材40は、貫通孔41に挿入された第1のガイドシャフト13と略同一軸である回転軸40aを中心に駆動装置60により回転される。
The
また、カム部材40の一端部の外周には、回転軸40aと同軸に形成されたギア50が設けられる。カム部材40は、駆動装置60によりギア50が駆動されることにより、回転軸40aを中心に回転する。フォロワ36は、カム部材40の回転にともなって、傾斜面部42に沿って移動し、光軸方向Lの前後方向に向けて移動する。なお、カム部材40の詳細な形状については、後述する。
A
駆動装置60は、図1〜5に示すように、ウォーム61と、ウォーム61を駆動させるモータ62とを備える。モータ62は、ウォーム61の下方に配置され、回転軸62aを中心に回転して、ウォーム61を駆動させる。モータ62は、例えば、ステッピングモータが適用される。モータ62は、ステッピングモータに限定されるものではなく、サーボモータ、その他のモータを適用してもよい。なお、本実施の形態1で適用するステッピングモータは、2相励磁方式を使用するが、これに限られず、1相励磁方式等の他の励磁方式を適用してもよい。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ウォーム61は、モータ62の回転軸62aと同軸に一体的形成され、ウォーム61を貫通する回転軸62aを備える。ウォーム61には、光軸方向Lをフォロワ側からみて、駆動ギアが右方向にねじれた右ねじれウォームと、駆動ギアが左方向にねじれた左ねじれウォームとがあるが、本実施の形態1では、駆動ギア61aが左にねじれた左ねじれウォームを使用する。
The
ウォーム61の下端部とモータ62の上端部との間には、付勢部材63が、介在している。付勢部材63は、ウォーム61に対して一定の方向、本実施の形態1では、上方向に付勢力を加える。付勢部材63が上方向に付勢力を加えることにより、回転軸62aのガタツキを抑制する。付勢部材63には、例えば円錐コイルバネが適用される。付勢部材63は、円錐コイルバネに限定されるものではなく、板バネ、その他のバネ等を適用してもよい。
A biasing
ウォーム61の上端部より貫通した回転軸62aの軸端は、軸受64により支持される。軸受64は、下方に開口する凹部64aを有し、この凹部64aに回転軸62aの端部を受け入れることで、回転軸62aを支持する。軸受64は、軸に加わる荷重を支持できるものであれば、玉軸受、ころがり軸受など種々の軸受を適用することができる。また、本実施の形態1における軸受64の凹部64aは、底部64bを備える形状であるが、このような形状に限定されない。例えば、底部64bを備えず、回転軸62aの端部が軸受64を貫通する形状とすることもできる。
The shaft end of the
位置検出部70は、図2、4に示すように、円筒部32の外周に光軸方向Lと垂直に設けられた被検出片37と、被検出片37の光軸方向Lの位置を検出するセンサ71を備える。センサ71は、発光素子(図示せず)と受光素子(図示せず)を一定間隔をあけて対向させ、発光素子から受光素子へ向けて検出光を照射して、その間の物体の位置を検出する透過型フォトセンサである。センサ71は、レンズ筒30の被検出片37が、発光素子と受光素子との間で、検出光を遮断するか否かで、二値情報を出力する。すなわち、検出光を遮断するときには、Lレベルの信号を出力し、検出光を遮断しないときには、Hレベルの信号を出力する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
コントローラ80は、プロセッサ、メモリ等から構成され、メモリ(図示せず)にレンズ駆動装置1の制御プログラムを記憶している。コントローラ80は、この制御プログラムに従って、レンズ駆動装置1全体を制御する。
The
コントローラ80は、位置検出部70から出力される二値情報に基づき、この二値の切り替わりのポイントである基準点と、本来の切り替わりポイントである原点位置とのずれ量を算出する。そして、そのずれ量に応じて駆動装置60の駆動量を制御する。制御の詳細については、後述する。
Based on the binary information output from the
次に、カム部材40の形状について、図3、4、11を参照して説明する。
Next, the shape of the
カム部材40のフォロワ36側の端部、すなわち、ギア50が設けられた端部と反対側の端部には、図3、4に示すように、その端部からカム部材40の軸方向に向けて起立する壁面部43が形成されている。壁面部43は、起立する部分の一端部43aと、一端部と対向する他端部43bを備える。すなわち、壁面部43は、光軸方向Lにおいて、低い位置の一端部43aと、高い位置の他端部43bを備える。そして、この一端部43aと他端部43bと結んで、カム部材40の回転軸40aを中心に傾斜する傾斜面44を有する傾斜面部42が形成される。すなわち、回転軸40aを中心にして、高い位置の他端部43bから低い位置の一端部43aに向けて螺旋状の傾斜面部42が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the end of the
傾斜面部42は、高い位置の他端部43bから低い位置の一端部43aに向けて傾斜面44を有する。傾斜面44は、高い位置の他端部43bから低い位置の一端部43aに向けてカム部材40の周囲を一周する傾斜面でもよいし、周囲の一部に形成された傾斜面であってもよい。
The
カム部材40の形状は、一般的には、カム線図を用いて表すことができる。本実施の形態1のカム部材40のカム線図として、カム部材40の回転軸40aを中心として展開した図を図11に示す。
The shape of the
傾斜面部42の低い位置である一端部43aを、カムボトム(CB)とし、高い位置の他端部43bをカムトップ(CT)として、以後説明する。カム部材40は、カムボトム(CB)から続く所定の長さの平坦部(F1)と、平坦部(F1)の終点部からカムトップ(CT)に向けて上昇する傾斜部(T、傾斜面44)と、傾斜部(T)の終端部から続く所定の長さの平坦部(F2)と、からなる形状で表現される。
The following description will be made assuming that the
フォロワ36が、カム部材40の回転によりカム部材40のカムボトム(CB)から平坦部(F1)、傾斜部(T)、平坦部(F2)を経てカムトップ(CT)まで、移動することで、レンズ筒30は、光軸方向Lの前方に移動する。また、フォロワ36が、カム部材40の回転によりカム部材40のカムトップ(CT)から平坦部(F2)、傾斜部(T)、平坦部(F1)を経てカムボトム(CB)まで、移動することで、レンズ筒30は、光軸方向Lの後方に移動する。
The
なお、カム線図により示されるカム部材40の形状は、図11に示される形状に限定されるものではない。図11の平坦部(F1)の長さ、平坦部(F2)の長さ、傾斜部(T)の傾斜角は、レンズ駆動装置1が適用される光学機器の大きさ、性能等に応じて、適宜変更して設計することができる。
In addition, the shape of the
傾斜面部42の傾斜面44の傾斜の方向は、図3、4に示すように、光軸方向Lのフォロワ36からみて反時計回りに、カムトップである他端部43bからカムボトムである一端部43aに向けて傾斜している。
The inclined direction of the
本実施の形態1において、ウォーム61は左ねじれウォームであり、ウォーム61を、モータ62の回転軸62aを下方向からみたときに時計回りに回転させることで、カム部材40は時計回りに回転し、フォロワ36がカムボトムで壁面部43と当接することで、カム部材40は回転を阻止される。
In the first embodiment, the
また、ウォーム61を、モータ62の回転軸62aを下方向からみたときに反時計回りに回転させることで、カム部材40は、カムボトムからカムトップに反時計回りに回転する。
Further, the
次に、カム部材40と、位置検出部70により検出される二値情報、モータ62の駆動量との関係を、図11、12を用いて説明する。
Next, the relationship between the
図11、12のカム線図の横軸は、ステッピングモータのモータの駆動量(パルス)を示す。本実施の形態1では、位置検出部70のセンサ71により検出されるLレベルとHレベルの信号の切り替えポイントを基準点として、増減する数値で表示する。位置検出部70により検出される信号は、図11の信号線110に示すように、フォロワ36により検出光が遮蔽されたか否かによって、基準点Pを基準としてLレベルとHレベルとに切り替わる。この基準点Pを基準として駆動量が増加する値と減少する値で表示する。縦軸は、カムの高さに対応するが、本実施の形態1では、カム部材40により光軸方向Lに移動されるレンズ筒30の移動量を示す。レンズ筒30の移動量は、位置検出部70のセンサ71により検出されるLレベルとHレベルの信号の切り替えポイントを基準点として、増減する数値で表示する。すなわち、光軸方向Lの前方に移動する方向を増加する値とし、後方に移動する方向を減少する値として示す。
The horizontal axis of the cam diagrams in FIGS. 11 and 12 indicates the drive amount (pulse) of the motor of the stepping motor. In the first embodiment, an L / H level signal switching point detected by the
モータ62が、ウォーム61を介してカム部材40を回転させ、フォロワ36を光軸方向Lに移動させるときに、モータ62の駆動量に応じてカム部材40が回転すれば、レンズ筒30を設定通りに光軸方向Lに移動させることができる。しかしながら、モータ62の回転軸62aのガタツキ等により、モータ62の駆動量に応じてカム部材40の回転ができなければ、位置検出部70によるLレベルとHレベルの信号の切り替えの基準点Pは、本来の基準点(原点位置Q)との間にずれが生じる。
When the
図12において、本来の切り替わり点(原点位置Q)でLレベルとHレベルの信号が切り替わる場合を、信号線120で示し、LレベルとHレベルの信号が切り替わる基準点が原点位置からずれている場合を、信号線121で示す。信号線121では、切り替わりポイントである基準点Pが、原点位置Qと比較して、−10パルス分だけカムボトム側にずれた位置に位置している。したがって、ずれた分だけ補正することが必要となる。
In FIG. 12, a
コントローラ80は、ずれ量αだけ基準点Pを原点位置Qに補正するように制御する。このような制御をすることで、レンズ筒30の移動を正確に制御することができる。
The
実際にレンズ駆動装置1を駆動させるにあたっては、このようなずれ量αを考慮して、モータ62の駆動量を制御する必要がある。すなわち、モータ62の駆動量に上限値と下限値を設定して、カム部材40が所定の範囲内で回動するように制御する。このような上限値と下限値は、いわゆるソフトリミットと称される。このようなソフトリミットにより、フォロワ36がカム部材40から脱落する等の不都合を解消することができる。
When actually driving the
具体的には、コントローラ80が、ずれ量αに対するモータ62の駆動量の上限値と下限値を、メモリに記憶されたずれ量αと駆動量の上限値・下限値の対応表を参照して決定する。
Specifically, the
図13は、ずれ量αとモータ62の駆動量の上限値・下限値との対応表である。ずれ量αが小さいほど上限値・下限値の値は大きく、ずれ量が大きいほど上限値・下限値の値は小さく設定されている。コントローラ80は、位置検出部70により検出されたフォロワ36の光軸方向の位置に基づいてずれ量αを算出し、算出されたずれ量αをもとに、ずれ量αとモータ62の駆動量の上限値・下限値との対応表を参照して、モータ62の駆動量の上限値と下限値を決定する。図12に示すモータ62の駆動量は、当該対応表を参照して、モータ62のソフトリミット上限値は、+100パルスと、ソフトリミット下限値は−50パルスと決定されている。また、コントローラ80は、決定されたモータ62の駆動量の上限値と下限値を参照して、レンズ筒30の移動の上限値と下限値を決定する。図12に示すレンズ筒30の光軸方向の移動は、モータ62のソフトリミットに対応して、+0.6mmをソフトリミット上限値とし、−0.4mmをソフトリミット下限値と設定されている。
FIG. 13 is a correspondence table between the deviation amount α and the upper limit value / lower limit value of the drive amount of the
なお、モータ62の駆動量の上限値・下限値が決定された後は、レンズ駆動装置1の製造者が決定された値にもとづいて、手動で設定してもよいし、コントローラ80が自動で設定してもよい。
After the upper limit value and the lower limit value of the driving amount of the
切り替えの基準点が原点位置との間に大きなずれが生じる場合として、以下のような構成を備えるレンズ駆動装置がある。このようなレンズ駆動装置について、本発明の比較例として、図6、9、10を用いて説明する。 As a case where a large shift occurs between the switching reference point and the origin position, there is a lens driving device having the following configuration. Such a lens driving device will be described as a comparative example of the present invention with reference to FIGS.
比較例におけるカム部材400は、図9、10に示すように、傾斜面部402の傾斜面404の傾斜の方向は、光軸方向Lをフォロワ36から見て時計回りに、高い位置の他端部403bから低い位置の一端部403aに向けて傾斜している。すなわち、カムトップからカムボトムに至るまでの傾斜面404の傾斜の方向が、本実施の形態1とは逆である。また、ウォーム61の駆動ギア61aのねじれ方向は、実施の形態1と同様に左にねじれた左ねじれウォームである。それ以外の構成は、実施の形態1と同様であるので、同一の符号を付して、説明は省略する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
このような構成を備えるレンズ駆動装置1において、ウォーム61が、図6に示すように、モータ62の回転軸62aを下から見て反時計回りに回転し、ウォーム61に噛合するギア50が回転すると、カム部材400は、フォロワ36を光軸方向Lから見て反時計回りに回転される。したがって、フォロワ36は、カムトップから傾斜面404を案内されてカムボトムまで移動し、壁面部43と当接する。フォロワ36が壁面部43と当接すると、カム部材400は回転が阻止されて、回転が停止する。
In the
この状態で、さらにモータ62が回転すると、左ねじれウォームは反時計回りに回転しているので、図6に示すように、ウォーム61には下方向の力が働くことになる。すると、付勢部材63である例えば円錐コイルバネは下方向に力を受けて収縮する。したがって、バネが収縮した分、回転軸62aは下方向に下がり、図6、10に示すように、回転軸62aの軸端はモータ62の下部から突出する。したがって、モータ62の回転軸62aにガタツキが生じることになる。そして、付勢部材63であるバネが収縮している間、左ねじれウォームであるウォーム61とギア50との間で空転が生じる。
When the
このような構成を備える比較例のレンズ駆動装置1は、バネが収縮する間、モータ62の回転軸62aが回転するので、切り替わりの基準点Pと原点位置Qとのずれ量αも大きくなる。したがって、コントローラ80により決定されるモータの駆動量の上限値・下限値の値も小さくなる。このようなカム部材400は、傾斜面部402の傾斜面404を有効に使用できず、レンズ筒30の移動範囲を大きくとることができない。
In the
次に、本実施の形態1のレンズ駆動装置1の動作について、図3〜5を参照して説明する。
Next, the operation of the
レンズ駆動装置1のスイッチ(図示せず)がオンされ、レンズ31を光軸方向Lの前方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ62は、モータ62の回転軸62aを下方向からみたときに時計回りに回転し、モータ62の回転軸62aと同軸に形成されたウォーム61も回転する。左ねじれウォームであるウォーム61の駆動ギア61aと、ギア50とが噛み合うことで、カム部材40が、カム部材40の回転軸40aを中心に、光軸方向Lをフォロワ36から見たときに時計回りに回転する。カム部材40の回転に伴い、フォロワ36がカム部材40の傾斜面部42に沿って、壁面部43の他端部43bであるカムトップから傾斜面44を通過し、一端部43aであるカムボトムまで移動する。フォロワ36は、カム部材40の傾斜面部42を移動することで、光軸方向Lの前方に移動し、レンズ筒30を光軸方向Lの前方に移動させる。
When a switch (not shown) of the
フォロワ36が、カムボトムで壁面部43に当接すると、カム部材40は壁面部43により回転を阻止される。カム部材40の回転が阻止されて、さらにモータ62が回転すると、図5に示すように、左ねじれウォームのウォーム61は、モータ62の回転軸62aを下方向から見て時計回りに回転することから、ウォーム61には、付勢部材63を収縮させる方向ではなく、軸受64に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、回転軸62aの軸受64側の端部と、軸受64の凹部64aの底部64bが接触する。このようにモータ62の回転軸62aの端部と、軸受64の底部64bが接触することにより、モータ62の回転は停止する。
When the
軸受64は、上述した通り底部64bを備えず、回転軸62aが軸受64を貫通する構成としてもよい。このような構成の場合も、カム部材40の回転がフォロワ36により阻止された後、さらに回転軸62aが回転すると、ウォーム61には、付勢部材63を収縮させる方向ではなく、軸受64に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、ウォーム61の軸受64に対向する端部と、軸受64のウォーム61に対向する端部とが接触し、回転軸62aの回転が停止する。
The
また、底部64bを備える軸受64において、カム部材40の回転がフォロワ36により阻止された後、回転軸62aの軸受64側の端部と、軸受64の凹部64aの底部64bとの接触、及びウォーム61の軸受64に対向する端部と、軸受64のウォーム61に対向する端部との接触との、双方の接触、あるいはどちらか一方の接触により、モータ62の回転軸62aの回転を停止させてもよい。
Further, in the
一方、レンズ31を光軸方向Lの後方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ62は、モータ62の回転軸62aを下方向からみたときに反時計回りに回転し、モータ62の回転軸62aと同軸に形成されたウォーム61も回転する。左ねじれウォームであるウォーム61の駆動ギア61aと、ギア50とが噛み合うことで、カム部材40が、カム部材40の回転軸40aを中心に、光軸方向Lをフォロワ36から見たときに反時計回りに回転する。カム部材40の回転に伴い、フォロワ36がカム部材40の傾斜面部42に沿って、壁面部43の一端部43aであるカムボトムから傾斜面44を通過し、他端部43bであるカムトップまで移動する。フォロワ36は、カム部材40の傾斜面部42を移動することで、光軸方向Lの後方に移動し、レンズ筒30を光軸方向Lの後方に移動させる。
On the other hand, when the photographer operates the
本実施の形態1によれば、カム部材40の壁面部43にフォロワ36が当接した後、ウォーム61に付勢部材63の付勢する方向と同一の方向の力が加わるように、ウォーム61とギア50とは噛みあっているので、付勢部材63の収縮によるモータ62の回転軸62aのガタツキを低減することができる。また、ウォーム61が空転することはない。
According to the first embodiment, after the
また、本実施の形態1によれば、カム部材40の回転がフォロワ36により阻止された後、ウォーム61に、付勢部材63が付勢する力と同一の方向の力が加わるので、回転軸62aの軸受64側の端部と、軸受64の凹部64aの底部64bとの接触、またはウォーム61の軸受64に対向する端部と、軸受64のウォーム61に対向する端部との接触により、モータ62の回転が確実に停止される。したがって、付勢部材63の収縮分のずれも生じず、モータ62が空転することもない。
Further, according to the first embodiment, after the rotation of the
さらに、付勢部材63の収縮分のずれが発生しないことにより、基準点から原点位置に補正する度合を小さくすることができる。それに伴い、コントローラ80により決定されるモータ62の駆動量のソフトリミットの上限値と下限値との幅を大きくとることができるので、オートフォーカス動作時におけるレンズの移動幅を広くとることができる。
Furthermore, since the deviation of the contraction of the biasing
(実施の形態2)
実施の形態2に係るレンズ駆動装置1の構成について、図1、2、7、8を参照して説明する。
(Embodiment 2)
The configuration of the
レンズ駆動装置1は、実施の形態1と同様に、図1、2に示すように、本体ケース10と、本体ケース10の前面を覆う前面カバー20と、本体ケース10内に収容されるレンズ筒30と、レンズ筒30をレンズの光軸方向に移動させるカム作用を及ぼすカム部材40と、カム部材40と一体に形成されたギア50と、ギア50と噛み合いカム部材を駆動させる駆動装置60と、レンズ筒30の光軸方向の位置を検出する位置検出部70と、コントローラ80と、を備える。実施の形態1と実施の形態2とは、カム部材40と駆動装置60の構成が相違し、その他の構成は同一であるので、同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
As in the first embodiment, the
カム部材40のフォロワ36側の端部には、図7、8に示すように、実施の形態1と同様に、その端部からカム部材40の軸方向に向けて起立する壁面部43が形成されている。そして、壁面部43は、光軸方向Lにおいて、低い位置の一端部43aと、高い位置の他端部43bを備える。この一端部43aと他端部43bと結んで、カム部材40の回転軸40aを中心に傾斜する傾斜面44を有する傾斜面部42が形成される。
As shown in FIGS. 7 and 8, a
傾斜面部42の傾斜面44の傾斜の方向は、図7、8に示すように、実施の形態1と相違して、光軸方向Lのフォロワ36からみて時計回りに、カムトップである他端部43bからカムボトムである一端部43aに向けて傾斜している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the direction of inclination of the
駆動装置60は、図1、7、8に示すように、ウォーム61と、ウォーム61を駆動させるモータ62とを備える。ウォーム61は、実施の形態1と相違して、光軸方向Lをフォロワ側からみて、駆動ギア61aが右方向にねじれた右ねじれウォームを適用する。
As shown in FIGS. 1, 7, and 8, the
次に、本実施の形態2のレンズ駆動装置1の動作について、図7、8を参照して説明する。
Next, the operation of the
レンズ駆動装置1のスイッチ(図示せず)がオンされ、レンズ31を光軸方向Lの前方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ62は、モータ62の回転軸62aを下方向からみたときに時計回りに回転し、モータ62の回転軸62aと同軸に形成されたウォーム61も回転する。右ねじれウォームであるウォーム61の駆動ギア61aと、ギア50とが噛み合うことで、カム部材40が、カム部材40の回転軸40aを中心に、光軸方向Lをフォロワ36から見たときに反時計回りに回転する。カム部材40の回転に伴い、フォロワ36がカム部材40の傾斜面部42に沿って、壁面部43の他端部43bであるカムトップから傾斜面44を通過し、一端部43aであるカムボトムまで移動する。フォロワ36は、カム部材40の傾斜面部42を移動することで、光軸方向Lの前方に移動し、レンズ筒30を光軸方向Lの前方に移動させる。
When a switch (not shown) of the
フォロワ36が、カムボトムで壁面部43に当接すると、カム部材40は壁面部43により回転を阻止される。カム部材40の回転が阻止されて、さらにモータ62が回転すると、ウォーム61は右ねじれウォームであり、モータ62の回転軸62aを下方向から見て時計回りに回転することから、ウォーム61には、付勢部材63を収縮させる方向ではなく、軸受64に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、モータ62の回転軸62aの端部と、軸受64の底部64bが接触することにより、モータ62の回転は停止する。
When the
軸受64の構成は、実施の形態1と同様に、底部64bを備えず回転軸62aが軸受64を貫通する構成としてもよい。このような構成の場合は、ウォーム61の軸受64に対向する端部と、軸受64のウォーム61に対向する端部とが接触し、回転軸62aの回転が停止する。
The configuration of the
本実施の形態2によれば、カム部材40の回転がフォロワ36により阻止された後、ウォーム61に、付勢部材63が付勢する力と同一の方向の力が加わるので、回転軸62aの軸受64側の端部と、軸受64の凹部64aの底部64bとの接触により、モータ62の回転が確実に停止される。したがって、付勢部材63の収縮分のずれが発生することはなく、モータ62の回転軸62aのガタツキを抑制することができる。さらに、モータ62の駆動量のソフトリミットの範囲を大きくとることができるので、レンズ筒30の稼働範囲を広く設定することができる。
According to the second embodiment, after the
また、既存品である右ねじれウォームを使用することで、容易に、本発明の効果を奏することができる。 Moreover, the effect of this invention can be easily show | played by using the right-handed twist worm which is an existing product.
上記の実施の形態においては、センサ71として、透過型のフォトセンサを適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、二値情報を検出できるのであればよく、反射型のフォトセンサ、ホール素子、機械式のスイッチ等を適用してもよい。
In the above embodiment, a transmissive photosensor is applied as the
上記の実施の形態においては、カム部材40としては円筒状の立体カムを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものでない。端面にカム部材の回転を阻止する阻止部が備えられた形状のカム部材であれば、種々のカム部材を適用することができる。
In the above embodiment, a cylindrical solid cam is used as the
本発明の実施の形態1及び2に係るレンズ駆動装置1は、光学機器、電子機器などに搭載されるユニットであって、画像を撮影するためのものである。光学機器の例としては、デジタルカメラなどの民生用カメラ、車載カメラ、監視カメラ、内視鏡などに搭載される医療用カメラ、動画撮影を行うカムコーダー(ムービーカメラ)、各種検査用カメラ、ロボット用カメラなどがある。電子機器の例としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどがある。
The
上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲とみなされる。 The above-described embodiments are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications made within the scope of the claims and the meaning of the equivalent invention are considered as the scope of the present invention.
1 レンズ駆動装置
10 本体ケース
11 第1の開口部
12 底部
13 第1のガイドシャフト
14 第2のガイドシャフト
15 第3のガイドシャフト
16 バネ保持柱
17a〜17d ねじ孔
20 前面カバー
21 突出部
22 第2の開口部
23 溝
24a〜24d ねじ孔
25a〜25d ねじ
30 レンズ筒
31 レンズ
32 円筒部
33 バネ部材
34 バネ保持部材
34a バネ挿入孔
35 案内部材
35a 貫通孔
36 フォロワ
37 被検出片
40 カム部材
40a 回転軸
41 貫通孔
42 傾斜面部
43 壁面部
43a 一端部
43b 他端部
44 傾斜面
50 ギア
60 駆動装置
61 ウォーム
61a 駆動ギア
62 モータ
62a 回転軸
63 付勢部材
64 軸受
64a 凹部
64b 底部
70 位置検出部
71 センサ
80 コントローラ
110、120、121 信号線
400 カム部材
402 傾斜面部
403a 一端部
403b 他端部
404 傾斜面
1 Lens drive device
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ウォームを回転軸に沿った一定の方向に付勢する付勢部材と、
前記ウォームに対して前記一定の方向に位置して前記ウォームの回転軸を支持する支持部材と、
前記ウォームと噛み合うギアと、
内部にレンズを保持するレンズ筒の外周から突出するフォロワと、
前記ギアと同軸に固定されており、前記フォロワを案内して前記レンズ筒を前記レンズの光軸方向に移動させるカム部材と、
前記カム部材に形成され、第1の方向に回転する前記カム部材の回転を、前記フォロワと当接することで阻止する阻止部と、
を備え、
前記ウォームと前記ギアとは、前記ウォームが第2の方向に回転すると前記ウォームに前記一定の方向に向かう力が加わるように噛合され、
前記ウォームが前記第2の方向に回転すると、前記フォロワが前記阻止部に当接するとともに、前記支持部材と、前記支持部材に対向する、前記ウォームの端部または前記回転軸の端部とが当接する、レンズ駆動装置。 A worm that rotates around a rotation axis by a motor;
A biasing member that biases the worm in a certain direction along the rotation axis;
A support member that is positioned in the fixed direction with respect to the worm and supports a rotating shaft of the worm;
A gear meshing with the worm;
A follower that protrudes from the outer periphery of the lens barrel that holds the lens inside;
A cam member that is coaxially fixed with the gear and guides the follower to move the lens tube in the optical axis direction of the lens;
A blocking portion formed on the cam member and blocking rotation of the cam member rotating in a first direction by contacting the follower;
With
The worm and the gear are meshed so that when the worm rotates in the second direction, a force in the fixed direction is applied to the worm,
When the worm rotates in the second direction, the follower comes into contact with the blocking portion, and the support member and the end of the worm or the end of the rotating shaft facing the support member abut against each other. A lens driving device in contact.
前記カム部材は、前記壁面部の低い位置の一端部と高い位置の他端部とを結んで形成され、当該カム部材の軸を中心に前記他端部から前記一端部に向けて傾斜する傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記フォロワは、前記カム部材が前記第1の方向に回転することで、前記傾斜面部に案内されて前記壁面部に当接し、前記カム部材の回転を阻止する、
請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The blocking portion is a wall surface portion that rises in an axial direction of the cam member from an end portion on the opposite side to an end portion to which the gear of the cam member is fixed.
The cam member is formed by connecting one end portion at a low position of the wall surface portion and the other end portion at a high position, and is inclined so as to incline from the other end portion toward the one end portion around the axis of the cam member. An inclined surface portion having a surface;
The follower is guided by the inclined surface portion by the cam member rotating in the first direction and abuts against the wall surface portion to prevent the cam member from rotating.
The lens driving device according to claim 1.
前記ウォームは、前記フォロワからみて右にねじれた駆動ギアを備えるウォームである、
請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The inclined surface is formed so as to be inclined counterclockwise from the other end portion toward the one end portion when the shaft of the cam member is viewed from the follower.
The worm is a worm having a drive gear twisted to the right when viewed from the follower.
The lens driving device according to claim 2.
前記ウォームは、前記フォロワからみて左にねじれた駆動ギアを備えるウォームである、
請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The inclined surface is formed so as to be inclined from the other end portion toward the one end portion in a clockwise direction when the shaft of the cam member is viewed from the follower.
The worm is a worm having a drive gear twisted to the left as viewed from the follower.
The lens driving device according to claim 2.
前記被検出片の光軸方向の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記被検出片の光軸方向の位置に基づいて、前記モータの駆動量を制御する制御部と、を更に備えた、
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。 A detected piece protruding from the outer periphery of the lens tube;
A detection unit for detecting a position of the detected piece in the optical axis direction;
A control unit that controls the driving amount of the motor based on the position of the detected piece detected by the detection unit in the optical axis direction;
The lens driving device according to claim 1.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107728284A (en) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 长春长光圆辰微电子技术有限公司 | A kind of zoom mechanism for the switching of the visual field of infrared optical imaging system two |
WO2024021044A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Camera assembly and electronic device |
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- 2015-08-21 JP JP2015163907A patent/JP2017040872A/en active Pending
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