JP3301261B2 - レンズ駆動装置及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

レンズ駆動装置及びそれを用いた光学機器

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JP3301261B2 JP06695595A JP6695595A JP3301261B2 JP 3301261 B2 JP3301261 B2 JP 3301261B2 JP 06695595 A JP06695595 A JP 06695595A JP 6695595 A JP6695595 A JP 6695595A JP 3301261 B2 JP3301261 B2 JP 3301261B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレンズ駆動装置及びそれ
を用いた光学機器に関し、特にレンズを保持する移動環
をフォーカスや変倍の為に駆動手段により光軸方向に直
線状に移動させる際に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレンズを保持した移動環をレン
ズ鏡筒内においてフォーカスや変倍の為に光軸方向に直
線状に移動させるレンズ駆動装置が種々と提案されてい
る。
【0003】図6は従来のレンズ駆動装置の要部斜視図
である。同図におけるレンズ駆動装置は2本のガイドバ
ー61,62により保持される移動環63を駆動源であ
るモーター64、モーター64からの出力軸65にネジ
加工を施し、送りネジ65aとし、この送りネジ65a
に噛み合うギアを有するラック66により構成してい
る。63aは移動環63に設けたU溝ガイド部であり、
ガイドバー61が嵌入している。ラック66自身は移動
環63に施された2つのフランジ部67a,67bに夫
々設けられた穴68a,68bに嵌合し、ラック66及
び移動環63のフランジ67a,67bに設けられたコ
イルスプリング69によりスラスト方向にガタ無く付勢
することでモーター64の回転力をラック66に伝え、
これにより一体的に移動環63を駆動するよう、成して
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のレンズ駆動装置
ではラック66が移動環63のフランジ67a,67b
に設けられた穴68a,68bに嵌合し、回転可能に保
持されているがスラスト方向にバネ付勢されている為、
ラック66と移動環63による摩擦、バネ足と移動環に
よる摩擦によりラック66の回転トルクとしては比較的
大きなものとなっている。
【0005】この時モーター64の送りネジ65aに加
工上どうしても発生する曲り、偏心成分があると送りネ
ジ65aの回転による振れにラック66が回転して追従
する以前に移動環63がスリーブ穴63bを中心として
U溝63a側嵌合ガタ分だけ変位してくる。つまり振れ
を持ったモーター64,出力軸65の回転に伴い移動環
63がU溝ガタ方向に連動的に微小振動し、撮影画面
上、有害な像揺れ現象を引き起こす場合があった。
【0006】本発明は、駆動手段からの回動力をラック
を利用してレンズを保持する移動環に伝達する際、該ラ
ックやラック周辺部の各要素を適切に設定することによ
り移動環を光軸方向に円滑に高精度に移動させることの
できるレンズ駆動装置及びそれを用いた光学機器の提供
を目的とする。
【0007】例えば、 (1−1)ラックの回転トルクを正回転,逆回転におい
て差を生じさせ、円滑な移動を行うこと。
【0008】(1−2)引張りラックを用いることによ
るU溝付勢方向にはラックの回転トルクを重く、U溝付
勢と逆方向にはラックの回転トルクを軽くして安定的に
U溝ガタによる像揺れを防止すること。
【0009】(1−3)移動環の自重によるU溝付勢方
向にはラックの回転トルクを重く、U溝付勢と逆方向に
はラックの回転トルクを軽くして安定的にU溝ガタによ
る像揺れを防止すること。等の少なくとも1つを目的と
したレンズ駆動装置及びそれを用いた光学機器の提供に
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明のレンズ
駆動装置は光軸に沿って平行な一対のガイドバーと、レ
ンズを保持し、前記ガイドバーの一方を嵌入するU溝ガ
イド部と前記ガイドバーの他方を嵌入する軸受部と一対
のフランジ部とを有する移動環と、送りネジが形成さ
れ、駆動手段の駆動により回転する出力軸と、前記移動
環のフランジ部に回動自在に設けられ、前記出力軸の送
りネジに噛合するラックギアを有するラック部材と、前
記フランジ部と前記ラック部材との間に該ラック部材を
スラスト方向に付勢するコイルスプリングとを備え、前
記ラック部材は前記送りネジに当接する当接面と、この
当接面を該ラック部材の基部から先端部に向けて該送り
ネジへの間隔が狭くなるテーパ面を有し、前記コイルス
プリングが当接する前記一方のフランジ部のフランジ面
は、前記一対のフランジ部の先端から基部に向けて該一
対のフランジ部の間隔が狭くなる傾斜面より成り、前記
フランジ部の傾斜面に当接する該コイルスプリングの先
端にバネ足を有し、前記コイルスプリングは前記ラック
部材の前記当接面を前記送りネジに向けて付勢すること
により前記移動環を前記軸受部に嵌入した前記ガイドバ
ーを中心にして前記U溝ガイド部を前記光軸に直交する
一方の方向に付勢してガイドバーに当接しており、前記
コイルスプリングのバネ足は前記ラック部材の回転によ
り、前記フランジ部の前記傾斜面に対し該一対のフラン
ジ部の間隔が狭くなる方向に回転するとき前記コイルス
プリングの付勢力が大きくなって該ラック部材の回転ト
ルクが重くなり、前記フランジ部の前記傾斜面に対し該
一対のフランジ部の間隔が広くなる方向に回転するとき
前記コイルスプリングの付勢力が小さくなって該ラック
部材の回転トルクが軽くなることを特徴としている。
【0011】請求項2の発明のレンズ駆動装置は光軸に
沿って水平な一対のガイドバーと、レンズを保持し、前
記ガイドバーの一方を嵌入するU溝ガイド部と前記ガイ
ドバーの他方を嵌入する軸受部と一対のフランジ部とを
有する移動環と、送りネジが形成され、駆動手段の駆動
により回転する出力軸と、前記移動環のフランジ部に回
動自在に設けられ、前記出力軸の送りネジに噛合するラ
ックギアを有するラック部材と、前記フランジ部と前記
ラック部材との間に該ラック部材をスラスト方向に付勢
するコイルスプリングとを備え、前記コイルスプリング
が当接する前記一方のフランジ部のフランジ面は、前記
一対のフランジ部の先端から基部に向けて該一対のフラ
ンジ部の間隔が狭くなる傾斜面より成り、前記フランジ
部の傾斜面に当接する該コイルスプリングの先端にバネ
足を有し、前記移動環は、該移動環の自重により前記軸
受部に嵌入した前記ガイドバーを中心にして前記U溝ガ
イド部を前記光軸に直交する一方の方向に付勢してガイ
ドバーに当接しており、前記コイルスプリングのバネ足
は前記ラック部材の回転により、前記フランジ部の前記
傾斜面に対し該一対のフランジ部の間隔が狭くなる方向
に回転するとき前記コイルスプリングの付勢力が大きく
なって該ラック部材の回転トルクが重くなり、前記フラ
ンジ部の前記傾斜面に対し該一対のフランジ部の間隔が
広くなる方向に回転するとき前記コイルスプリングの付
勢力が小さくなって該ラック部材の回転トルクが軽くな
ることを特徴としている。
【0012】請求項3の発明の光学機器は請求項1又は
2のレンズ駆動装置を有していることを特徴としてい
る。
【0013】
【0014】
【0015】
【実施例】図1,図2,図3は各々本発明の実施例1の
要部斜視図、要部正面図、要部上面図である。
【0016】図中、1は円棒状のU溝側ガイドバーであ
り、レンズLGを有する移動環3のU溝ガイド部3aに
嵌入しており、移動環3を回動規制している。2はスリ
ーブ側ガイドバーでU溝側ガイドバー1と略平行であ
り、移動環3の一部に設けた軸受部(スリーブ穴)2a
に嵌入し、移動環3を直線状に移動自在に支持してい
る。移動環3には2つのフランジ部4a,4bが一体成
形されている。フランジ部4a,4bにはラック7の前
後軸7b,7cと嵌入する嵌入穴5a,5bが設けられ
ている。6はフランジ部4bに設けたフランジ面に対し
て傾いている傾斜面である。
【0017】ラック7は、その前後端の軸7b,7cが
フランジ4a,4bに設けた嵌入穴5a,5bと嵌入
し、フランジ4a,4bに対して(光軸と直交方向)回
転可能に保持されている。8は弾性部材としてのコイル
スプリングであり、ラック7と移動環3のフランジ部4
bとの間に挟持し、その付勢力でラック7と移動環3の
スラスト方向(光軸方向)のガタを取り除いている。
【0018】この時コイルスプリング8のバネ足8aが
フランジ部4bの傾斜面6に当接するようにコイルスプ
リング8の付勢力が効率的にラック7に伝わるようにし
ている。9は円棒状の出力軸(スクリュー軸)でその外
周にはラック7のラックギアと噛合する送りネジ9aが
形成されており、モーター10からの駆動力を伝達して
いる。
【0019】モーター10の駆動によりその出力軸9が
回転するとコイルスプリング8に付勢された出力軸9と
噛合しているラック7がラックギアの軸方向に移動し、
それに伴って移動環3がガイドバー1,2に規制されて
移動する。
【0020】本実施例においてコイルスプリング8のバ
ネ足8aはフランジ部4bの傾斜面6に当接している。
そしてラック7とコイルスプリング8とが一体的に回転
する際には傾斜面6に逆らう方向A(図2中で矢印A方
向)には重く、傾斜に順ずる方向B(図2中で矢印B方
向)には軽く回転することになる。
【0021】図2に示すようにラック7の一部の当接面
7aは出力軸9の送りネジ9aと当接している。この当
接面7aを所定の角度θを有するテーパー面としてコイ
ルスプリング8により付勢力Fで出力軸9を挟み込んで
いる。この時ラック7は付勢力をF7とした時 F7=F×sin θ×cos で出力軸9に引き込まれる。
【0022】この結果、移動環3のスリーブ側ガイドバ
ー2を回転中心としてU側ガイドバー1とU溝ガイド部
3aとの嵌合ガタは初期状態において矢印C方向にガタ
取りされるように付勢されている。ラック7の回転トル
クはA方向には重く、B方向には軽い為にA方向の回転
時にはラック7の引き込みによる初期の付勢力(C方
向)に順ずる為にU溝側ガイドバー1のU溝ガイド部3
aとの嵌合ガタを片寄せするための付勢力は強くなる。
【0023】ラック7のB方向の回転時はラック7の回
転トルクが初期付勢力(C方向)を消去する方向(付勢
方向と逆方向)に働くが、その回転トルクは極めて小さ
い。この為、移動環3をU溝側ガイドバー1に付勢する
には十分である。
【0024】以上のような構成により移動環3はラック
7の振れによらずに常に安定してU溝側ガイドバー1に
付勢して、これによりU溝ガタによる移動環3の揺れを
防止している。
【0025】図4,図5は本発明の実施例2の要部斜視
図、要部正面図である。図中、図1で示した要素と同一
要素には同符番を付している。
【0026】本実施例では移動環3を支持する2つのガ
イドバー1,2はレンズLGの光軸Laに対して略水平
方向に配置している。この為、レンズの水平状態におい
てはU溝ガタとスリーブガタは図5に示すように移動環
3の自重により各々C方向とD方向に片寄せ付勢してい
る。
【0027】レンズにある姿勢差を加えた場合、付勢力
(C方向)は初期水平状態に比べて小さくなってくる。
この時ラック7の回転トルクが高いと付勢力(C方向)
がキャンセルして移動環3はU溝ガタ分だけ振動して移
動方向に揺れが発生してくる。
【0028】本実施例では移動環3のフランジ部4bの
コイルスプリング8のバネ足8aとの当接部を傾斜面6
としている。これにより図5に示すようにラック7の回
転トルクがA方向には重く、B方向に軽くなるようにし
て回転するようにしている。
【0029】A方向の回転時は付勢力(C方向)に順ず
る為に付勢力が強くなり、B方向の回転時は付勢力(C
方向)を消去する方向に働くが、その回転トルクが極め
て小さい。
【0030】この為、通常使用される姿勢差においては
U溝ガイド部3aはガイドバー1に対して十分付勢され
ており、また姿勢差においても安定的にU溝ガタによる
移動方向の揺れの発生を防止している。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、駆動手段
からの回動力をラックを利用してレンズを保持する移動
環に伝達する際、該ラックやラック周辺部の各要素を適
切に設定することにより移動環を光軸方向に円滑に高精
度に移動させることのできるレンズ駆動装置及びそれを
用いた光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の要部斜視図
【図2】本発明の実施例1の要部正面図
【図3】本発明の実施例1の要部上面図
【図4】本発明の実施例2の要部斜視図
【図5】本発明の実施例2の要部正面図
【図6】従来のレンズ駆動装置の要部斜視図
【符号の説明】
1 U溝側ガイドバー 2 スリーブ側ガイドバー 3 移動環 4a,4b フランジ部 5a,5b 嵌入穴 6 傾斜面 7 ラック 7a 当接面 8 弾性部材 9 出力軸 9a 送りネジ 10 モーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/02 - 7/105

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸に沿って平行な一対のガイドバー
    と、 レンズを保持し、前記ガイドバーの一方を嵌入するU溝
    ガイド部と前記ガイドバーの他方を嵌入する軸受部と一
    対のフランジ部とを有する移動環と、 送りネジが形成され、駆動手段の駆動により回転する出
    力軸と、 前記移動環のフランジ部に回動自在に設けられ、前記出
    力軸の送りネジに噛合するラックギアを有するラック部
    材と、 前記フランジ部と前記ラック部材との間に該ラック部材
    をスラスト方向に付勢するコイルスプリングとを備え、 前記ラック部材は前記送りネジに当接する当接面と、こ
    の当接面を該ラック部材の基部から先端部に向けて該送
    りネジへの間隔が狭くなるテーパ面を有し、 前記コイルスプリングが当接する前記一方のフランジ部
    のフランジ面は、前記一対のフランジ部の先端から基部
    に向けて該一対のフランジ部の間隔が狭くなる傾斜面よ
    り成り、 前記フランジ部の傾斜面に当接する該コイルスプリング
    の先端にバネ足を有し、 前記コイルスプリングは前記ラック部材の前記当接面を
    前記送りネジに向けて付勢することにより前記移動環を
    前記軸受部に嵌入した前記ガイドバーを中心にして前記
    U溝ガイド部を前記光軸に直交する一方の方向に付勢し
    てガイドバーに当接しており、 前記コイルスプリングのバネ足は前記ラック部材の回転
    により、前記フランジ部の前記傾斜面に対し該一対のフ
    ランジ部の間隔が狭くなる方向に回転するとき前記コイ
    ルスプリングの付勢力が大きくなって該ラック部材の回
    転トルクが重くなり、前記フランジ部の前記傾斜面に対
    し該一対のフランジ部の間隔が広くなる方向に回転する
    とき前記コイルスプリングの付勢力が小さくなって該ラ
    ック部材の回転トルクが軽くなることを特徴とするレン
    ズ駆動装置。
  2. 【請求項2】 光軸に沿って水平な一対のガイドバー
    と、 レンズを保持し、前記ガイドバーの一方を嵌入するU溝
    ガイド部と前記ガイドバーの他方を嵌入する軸受部と一
    対のフランジ部とを有する移動環と、 送りネジが形成され、駆動手段の駆動により回転する出
    力軸と、 前記移動環のフランジ部に回動自在に設けられ、前記出
    力軸の送りネジに噛合するラックギアを有するラック部
    材と、 前記フランジ部と前記ラック部材との間に該ラック部材
    をスラスト方向に付勢するコイルスプリングとを備え、 前記コイルスプリングが当接する前記一方のフランジ部
    のフランジ面は、前記一対のフランジ部の先端から基部
    に向けて該一対のフランジ部の間隔が狭くなる傾斜面よ
    り成り、 前記フランジ部の傾斜面に当接する該コイルスプリング
    の先端にバネ足を有し、 前記移動環は、該移動環の自重により前記軸受部に嵌入
    した前記ガイドバーを中心にして前記U溝ガイド部を前
    記光軸に直交する一方の方向に付勢してガイドバーに当
    接しており、 前記コイルスプリングのバネ足は前記ラック部材の回転
    により、前記フランジ部の前記傾斜面に対し該一対のフ
    ランジ部の間隔が狭くなる方向に回転するとき前記コイ
    ルスプリングの付勢力が大きくなって該ラック部材の回
    転トルクが重くなり、前記フランジ部の前記傾斜面に対
    し該一対のフランジ部の間隔が広くなる方向に回転する
    とき前記コイルスプリングの付勢力が小さくなって該ラ
    ック部材の回転トルクが軽くなることを特徴とするレン
    ズ駆動装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2のレンズ駆動装置を有し
    ていることを特徴とする光学機器。
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