JP2775979B2

JP2775979B2 - レンズ移動装置

Info

Publication number: JP2775979B2
Application number: JP2097985A
Authority: JP
Inventors: 正高伊崎; 明夫安藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH03294810A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、レンズに連結されたラック部材が駆動の回
転により直線移動して自動焦点調節が行われるビデオカ
メラ，電子スチールカメラ等のレンズ移動装置に関す
る。

従来の技術従来、ビデオカメラ等における撮影レンズ系の基本構
成は、前玉レンズ群（フォーカシングレンズ），コンペ
ンセータレンズ群，バリエータレンズ群，マスターレン
ズ群よりなる。このような撮影レンズ系を具備したビデ
オカメラの焦点調節方法としては、撮影レンズ系の中の
マスターレンズ群をセラミックアクチュエーターなどで
微小振動させ、撮像素子より得られる信号の高周波成分
レベルを設定することによって前ピン，後ろピンを検出
し、レンズ駆動系にフィードバックして画像がもっとも
シャープになるように前玉レンズ群の位置を調節する方
式が用いられていた（ナショナルテクニカルレポート
31巻６号 1958年65〜67項参照）。

最近は光路長微小振動とフォーカシングを兼用可能と
する装置も提案され（特開閉１−265215号公報参照）、
焦点調節には前玉レンズ以外のレンズたとえばマスター
レンズの位置を移動させるようになってきている。以
下、このような従来のレンズ移動装置の構成について第
５図を参照しながら説明する。図に示すように、外筒１
はマスターレンズ群２を固定した内筒３を光軸方向に摺
動可能に保持しており、外筒１と内筒３の間にはボール
ベアリング４挿入されている。ステッピングモータ５に
設けた駆動軸６は先端が振れ止め要のガイド板７で保持
されており、駆動６に螺合する移動片８と内筒３はアー
ム９によって結合されている。以上の構成により、ステ
ッピングモータ５が回転することによって移動片８が直
線運動し、内筒３に固定されたマスターレンズ群２が光
軸方向に移動して被写体に合焦させている。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、駆動軸６と移動
片８との摺動性を向上させるためねじ部にグリス等を塗
布する必要があり、移動片８の内周全体がねじによって
駆動軸に接しているため、衝撃が加わっても移動片８が
駆動軸６のねじからずれることはないが、グリスの粘性
のためステッピングモー５の負荷が増大し、低温での温
度特性も悪化するため高トルクもモータが必要であり、
屋外で使用するビデオカメラでは重要な要素である消費
電力，重量，体積等が共に増加するという課題を有して
いた。また駆動軸６と移動片８との間には摺動するため
のクリアランスが必要であり、このクイアランスのため
ステッピングモータの回転に対するマスターレンズ群の
移動にヒステリシスが発生し、ステッピングモータの回
転角に対応して正確にレンズが動作しないため合焦動作
が不安定になる問題もあった。

本発明は上記課題を解決するもので、衝撃が加わって
も移動片がステッピングモータの駆動軸のねじ部からは
ずれることがなく、ステッピングモータの負荷を低減さ
せ低トルクのモータが使用可能で、ヒステリシスの発生
も防止したレンズ移動装置を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明のレンズ移動装置
は、レンズを保持し固定鏡筒内に設けた２本のガイドポ
ールによって光軸方向に移動可能及び小振幅で振動可能
なレンズ枠と、送りねじ部を有し軸芯が光軸と略平行に
設置された駆動軸と、駆動軸を直接駆動するため正逆方
向に微小回転可能なモータと、駆動軸のねじピッチと略
同一ピッチを有し駆動軸のねじの側面に常時係合するよ
う付勢されレンズ枠と連結されたラック部材と、ラック
部材と略同一のラック形状を有しラック部材の係合位置
に対し駆動軸を介して対向する側から係合可能なガイド
部材とを備え、ガイド部材は、駆動軸のねじに対してわ
ずかに離間させかつラック部材とガイド部材のラック形
状の山部同士の間隔が駆動軸のねじの外径より狭い位置
でラック部材と略凹字状に一体的に構成し、略凹字状の
開口方向から送りねじ部を挿入可能にしたものである。

作用本発明は上述した構成によって、衝撃が加わっても第
１ラック部材がステッピングモータの駆動軸のねじ部か
らはずれることなく、送りねじ部とラック部材の接触面
積も少なくなることにより、グリスの粘性による負荷の
増加を防止することができ、低トルクのモータの使用が
可能であり、低消費電力，小型軽量が達成できる。また
ラック部材を送りねじ部に押圧しているため、モータの
回転に対するレンズ枠の移動のヒステリシスを減少させ
ることができ、正確に合焦動作を行うことができる。

実施例以下、本発明の一実施例のレンズ移動装置について、
第１図〜第４図を参照しながら説明する。

第１図および第２図において、合焦レンズ11,12は樹
脂製のレンズ枠13に熱かしめ等の手段によって固定され
ている。固定鏡筒14の内部には２本のガイドポール15,1
6か設けられており、レンズ枠13の一端の孔部13a,13bが
ガイドポール15と、レンズ枠13の他端のＵ字溝13cがガ
イドポール16と摺動可能に係合することによって合焦レ
ンズ11,12は光軸17の方向に移動可能にガイドされてい
る。レンズ枠13にはラックユニット18（詳細は後述す
る）がビス19によって固定されており、ラックユニット
18の先端はステッピングモータ（駆動手段）20の駆動軸
21に係合している。駆動軸21のねじ部の表面にはグリス
（図示せず）が塗布されている。駆動軸21は、ステッピ
ングモータ20のメタル軸受22とガイド板23に設けられた
スラストベアリング24によって保持されており、ステッ
ピングモータ20の内部に設けられた板ばね（図示せず）
によりスラストベアリング24の方向に付勢することによ
り、駆動軸21のスラスト方向のがたを防止している。ス
テッピングモータ20は、ガイド板23を介してビス25,26
により固定鏡筒14に固定されている。

次に、ラックユニット18（ラック部材）詳細について
説明する。第３図において、駆動軸21のねじピッチと略
同一ピッチを有する樹脂製のラック部27は板ばね28の先
端に固定されており、ラック部27はばね28により、駆動
軸21に片側より押圧されている。また第４図に示すよう
に、駆動軸21をはさんでラック部27の対向位置には、駆
動軸21のねじ部とわずかな空間を介して離間させた位置
ずれ防止ラック（ガイド部材）29がラック部27と一体的
に設けられている。位置ずれ防止ラック29も駆動軸21の
ねじ部と略同一ピッチを有して係可能な係合手段を構成
している。ラック部27側には、駆動軸21のねじ部に当接
する当接部30もラック部27と一体的に設けられており、
板ばね28により、駆動軸21に押圧されている。さらにラ
ック部27と逆側には樹脂製の押圧片31が板ばね32の先端
に固定されており、板ばね32は押圧片31を駆動軸21側に
付勢している。板ばね28と板ばね32は略同一付勢力に設
定されており、ラック部27と当接部30が駆動軸21を押圧
する力と押圧31が駆動軸21を押圧する力のバランスをと
ることにより、ステッピングモータ20のメタル軸樹22の
ラジアル方向の負荷を減少させている。板ばね28と板ば
ね32はレンズ枠13への取付部で、補強板33とともにスポ
ット溶接等で一体的に結合されている。補強板33には位
置決め孔34,35が設けられており、レンズ枠13の突起36,
37に挿入されている。

以上のように構成されたレンズ移動装置について、以
下その動作を説明する。

通常はラック部27が板ばね28によって駆動軸21のねじ
部に押圧されており、位置ずれ防止ラック29は駆動軸21
のねじ部から離間している。ステッピングモータ20は１
パルス当たり９゜回転するように構成されており、駆動
軸21のねじピッチは0.4mmに設定されているため、ステ
ッピングモータ20が１パルス回転した場合、駆動軸21は
９゜回転し、駆動軸21に係合したラック部27は10μｍ移
動し、ラック部27は板ばね28によってレンズ枠13と一体
的に固定されているため、合焦レンズ11,12も光軸17の
方向へ10μｍ移動する。つぎにレンズ枠13に衝撃が加わ
った場合、板ばね28が駆動軸21から離れる方向に変形す
るが、位置ずれ防止ラック29が駆動軸21のねじ部に係合
するため、ラック部27が駆動軸21から離れるだけで、レ
ンズ枠13がずれることを防止できる。従って、衝撃が加
わってもモータ20が正逆方向に回転することにより、確
実に合焦レンズ11,12を前後に移動させ、合焦動作を行
なうことができる。

以上のように本実施例によれば、ステッピングモータ
の駆動軸のねじ部にラック部材を係合させ、ラック部材
によってレンズを駆動させ駆動軸の逆側にもねじ部とわ
ずかに離間させたガイド部材をラック部材と一体的に設
けることにより、衝撃が加わってもラック部材がステッ
ピングモータの駆動軸のねじ部からはずれることがな
く、ステッピングモータの負荷を低減させ、低トルクの
モータが使用可能で、ヒステリシスの発生も防止したレ
ンズ移動装置を提供することができる。

なお、実施例ではモータとして、ステッピングモータ
を使用したが、ブラシレスDCモータ等用いてもよい。

発明の効果以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、
レンズを保持し光軸方向に移動可能にガイドされたレン
ズ枠とともに直線運動するラック部材を、ステッピング
モータによって回転する駆動軸に係合させ、駆動軸を挟
んで対向する側にガイド部材を設けているので、衝撃が
加わってもラック部材がステッピングモータの駆動軸の
ねじ部からはずれることなく、通常時は送りねじ部とラ
ック部材の接触面積も少で、グリスの粘性による負荷の
増加を防止することができ、低トルクのモータの使用が
可能であり、低消費電力，小型軽量が達成できる。また
ラック部材を送りねじ部に押圧しているため、モータの
回転に対するレンズ枠の移動のヒステリシスを減少させ
る事ができ、正確に合焦動作を行なうことができるとい
ったすぐれた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるレンズ移動装置の構
成を示す要部断面図、第２図は同装置における主要部分
の分解斜視図、第３図も同装置における駆動軸とラック
ユニットの係合状態を示す要部平面図、第４図は第３図
におけるラック部のＡ−Ａ線断面図、第５図は従来のレ
ンズ移動装置の要部断面図である。 11,12……合焦レンズ（レンズ）、13……レンズ枠、17
……光軸、18……ラックユニット（ラック部材）、20…
…ステッピングモータ（駆動手段）、21……駆動軸、27
……ラック部、29……位置ずれ防止ラック（ガイド部
材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/04 G03B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズを保持し固定鏡筒内に設けた２本の
ガイドポールによって光軸方向に移動可能及び小振幅で
振動可能なレンズ枠と、送りねじ部を有し軸芯が光軸と
略平行に設置された駆動軸と、前記駆動軸を直接駆動す
るため正逆方向に微小回転可能なモータと、前記駆動軸
のねじピッチと略同一ピッチを有し前記駆動軸のねじの
側面に常時係合するよう付勢され前記レンズ枠と連結さ
れたラック部分材と、前記ラック部材と略同一のラック
形状を有し前記ラック部材の係合位置に対し前記駆動軸
を介して対向する側から係合可能なガイド部材とを備
え、前記ガイド部材は、前記駆動軸のねじに対してわず
かに離間させかつ前記ラック部材と前記ガイド部材のラ
ック形状の山部同士の間隔が前記駆動軸のねじの外径よ
り狭い位置で前記ラック部材と略凹字状に一体的に構成
し、前記略凹字状の開口方向から前記送りねじ部を挿入
可能なレンズ移動装置。