JP3766379B2 - フォーカス調整装置、光学機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動軸に螺合される従動部材の移動により、光学レンズ部を光軸方向に移動させてフォーカス調整するフォーカス調整装置、光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、従来から、カメラなどの光学機器には光学レンズ部１０３をその光軸方向に移動させてフォーカス調整をするフォーカス調整装置１００が搭載されている。このフォーカス調整装置１００では、特にデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等高度な駆動精度が要求されるため、ＤＣモータよりもステッピングモータ１０１が用いられる。このステッピングモータ１０１の出力軸１０５には、ネジ溝が刻設されたリードスクリュー１０２が軸受１０４に軸支されて設けられ、出力軸１０５とともに回転するようになっている。また、光学レンズ部１０３は、光学レンズ１０９とこの光学レンズ１０９を保持するレンズ保持部１１０とナット１１１で構成されている。ナット１１１はレンズ保持部１１０に支持されているとともに、リードスクリュー１０２に螺合されている。したがって、ステッピングモータ１０１の駆動によりリードスクリュー１０２が回転すると、出力軸１０５の軸方向、すなわち光学レンズ１０９の光軸方向に光学レンズ部１０３が移動する。
【０００３】
また、従来技術として、ガイドシャフトにより光軸方向に移動可能に案内される鏡枠と、該鏡枠を光軸方向に沿って駆動するための駆動源と、該駆動源に取付けられたリードスクリューと、該リードスクリューに螺合し回転規制部によって回転を規制され前記リードスクリューの回転に伴って光軸方向にのみ移動するナット部と、該ナット部の動きに対して前記鏡枠が追従動作するように、前記鏡枠の一部を前記ナット部に圧接させる付勢バネと、を備え、該リードスクリューの先端部及び根元部は、該ネジ部の谷の径より細い径を有した非ネジ部となし、かつ該根元部にはまり込んだ該ナットを該スクリュウの先端方向へ押し出す如く付勢するコイルバネを該根元部近傍に介挿した光学機器が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−８４２０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す機構では、不図示の制御部からステッピングモータ１０１に所定の駆動パルスを与えることにより、ナット１１１の移動範囲を制限している。しかしながら、制御部の動作不良により必要以上の駆動パルスを与えてしまうと、図１１に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の先端部１０６にまで暴走する場合がある。
【０００６】
この場合、図１２に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の先端部１０６にねじ込まれるとナット１１１の端面１１２が軸受１０４に当接して、リードスクリュー１０２の先端部１０６とナット１１１が締結してしまい、ナット１１１とリードスクリュー１０２との食い付きが生じることとなる。
【０００７】
同様に、図１３に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の後端部１０７に暴走すると、図１４に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の後端部１０７にねじ込まれ、レンズ保持部１１０が支持板１１３に当接して、リードスクリュー１０２の先端部１０６とナット１１１とが締結してしまい、ナット１１１とリードスクリュー１０２との食い付きが生じることとなる。
【０００８】
したがって、このような食い付き状態からステッピングモータ１０１を逆回転させても、ステッピングモータ１０１の駆動トルクがリードスクリュー１０２とナット１１１との締め付けトルクよりも低いためトルク不足となり、リードスクリュー１０２の両端部１０６，１０７から中途部１０８へナット１１１が戻らない場合がある。この場合、光学レンズ部１０３がリードスクリュー１０２の両端部１０６，１０７に留まった状態となり、フォーカス調整をすることができないこととなる。
【０００９】
また、上記特許文献１においても、図１２と同様なリードスクリューとナットを用いており、リードスクリューの先端部及び根元部において食い付きが生じてしまうため、リードスクリュー端部から中途部へナットが戻らない場合があり、光学レンズ部がリードスクリューの先端部及び根元部に留まった状態となることとなる。
【００１０】
更に、上記特許文献１では、ナットをリードスクリューの先端側に押し出すためのコイルバネと鏡枠をナットに付勢するための付勢バネとを備えているため、光学レンズ部の移動範囲が狭くなり、部品点数が増加し、光学機器が大型化することとなる。
【００１１】
また、上記特許文献１では、両方のバネから常時レンズの光軸方向に付勢されているため、ナットを移動させるためにはステッピングモータの駆動トルクを大きくしなければならない。したがって、この必要トルクを得るためにモータを大型化したり、消費電力を大きくしなければならない。
【００１２】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、本発明は、簡単な構成により、フォーカス調整における光学レンズ部を、その移動許容範囲外から移動許容範囲内へのスムーズな移動を図ることを目的とする。また、この簡単な構成を採用することによりフォーカス調整装置の小型化を図ることを目的とする。更に、このようなフォーカス調整機構を設けて光学機器の小型化を図ることを目的とする。また、駆動軸の製造作業の効率化を図ることを目的とし、またこれにより駆動軸を量産することができる駆動軸の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるフォーカス調整装置は、回転駆動する駆動軸と、該駆動軸に螺合される従動部材と、該従動部材に設けられる光学レンズ部と、を備え、前記従動部材の移動が許容される移動許容範囲内において前記従動部材の移動により前記光学レンズ部を光軸方向に移動させてフォーカス調整するフォーカス調整装置であって、前記移動許容範囲外において、ネジ溝が形成されている前記駆動軸端部の外周面とネジ山が形成されている前記従動部材の内周面との間にガタを生じさせる空隙を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項１の発明によれば、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１５】
また、請求項２の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項１に記載のフォーカス調整装置であって、前記駆動軸端部の外周面は、前記移動許容範囲における有効径よりも、前記移動許容範囲外における有効径が小さい小径領域を有することを特徴とする。
【００１６】
この請求項２の発明によれば、従動部材が移動許容範囲外に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるためガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１７】
また、請求項３の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２に記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域における前記駆動軸端部の外径は、前記従動部材の内径よりも大きいことを特徴とする。
【００１８】
この請求項３の発明によれば、従動部材が移動許容範囲外に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙を形成され、かつ駆動軸と従動部材とが螺合されるため、ガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１９】
また、請求項４の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２または３に記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域は、前記従動部材の厚みよりも狭いことを特徴とする。
【００２０】
この請求項４によれば、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材とが一部食い付くことにより、移動許容範囲外においても光学レンズ部を安定した状態で移動させることができる。また、移動許容範囲外において駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるため、ガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００２１】
また、請求項５の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２〜４のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域は、前記駆動軸端部に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この請求項５の発明によれば、従動部材が駆動軸の先端部又は／及び後端部に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるため、ガタが生じる。これにより、駆動軸の先端部又は／及び後端部において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００２３】
また、請求項６の発明にかかるフォーカス調整装置のように、請求項１〜５のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置において、更に、前記駆動軸に前記光学レンズ部の移動に必要な駆動トルクを伝達する伝達手段を設けてもよい。また、請求項７の発明にかかるフォーカス調整装置のように、請求項６に記載のフォーカス調整装置において、前記伝達手段としてステッピングモータを設けることが好ましい。
【００２４】
この請求項７の発明によれば、ステッピングモータの脱調により駆動軸が振動することで、駆動軸と従動部材との締め付けトルクに抗し、食い付きが解除される。したがって、光学レンズ部を移動規制範囲から移動許容範囲へ移動させる場合、必要な駆動トルクを伝達するだけでガタが生じ、従動部材が駆動軸と螺合した状態で簡単に移動許容範囲へ戻すことができる。
【００２５】
また、請求項８の発明にかかる光学機器は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置を具備することを特徴とする。
【００２６】
この請求項８の発明によれば、光学機器内部の省スペース化を図ることができる。
【００２７】
また、光学レンズを光軸方向に移動させる駆動軸の製造方法であって、予め駆動軸の端部の径をその中途部の径よりも小さく加工し、該加工された前記駆動軸の周面にネジ溝を形成することとしてもよい。
【００２８】
これによれば、ガタつきを生じさせることが可能な駆動軸を簡単な手法で製造することができる。なお、駆動軸の端部をテーパ状に加工してもよく、これによれば、予め駆動軸の端部をテーパ状に加工するだけで、従動部材との間にガタつきを生じさせるための空隙を形成するネジ溝を形成することができる。また、駆動軸の周面に形成されたネジ溝は、転造により形成することとしてもよい。これによれば、駆動軸の中途部と端部の両方のネジ溝を同時に形成することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるフォーカス調整装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。このフォーカス調整装置は、フィルムカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、望遠鏡及び顕微鏡などの各種の光学機器に適用されるものである。
【００３０】
図１〜図３は、本実施の形態のフォーカス調整装置１を示す概略部分側断面図である。このフォーカス調整装置１は、駆動部２と光学レンズ部３とで略構成される。
【００３１】
駆動部２は、伝達手段としてのＡＦモータ４と、駆動軸としてのリードスクリュー５と、軸受６と、支持板７と、ガイドシャフト８と、で略構成されている。
【００３２】
ＡＦモータ４は例えばステッピングモータやＤＣモータであり、モータ本体１０と出力軸１１で構成されている。このＡＦモータ４は不図示の制御部からの駆動指令に基づいて出力軸１１を回転させる。ＡＦモータ４としてはステッピングモータを用いることがこのましく、ＡＦモータ４を小型化でき、消費電力を低減することができる。
【００３３】
リードスクリュー５はＡＦモータ４の出力軸１１から伝達される回転力により回転駆動する。このリードスクリュー５の周面にはネジ溝が形成されている。リードスクリュー５の両端部１３，１４の両端縁１７，２０は略テーパ状に形成されている。リードスクリュー５の先端部１３の端面（先端面１８）にはリードスクリュー５と同軸な突出軸２２が設けられており、軸受６に嵌合されている。すなわち、リードスクリュー５は出力軸１１に対し相対回転不能に保持されている。また、リードスクリュー５の後端部１４の端面（後端面２１）からも軸方向に突出部２３が設けられている。この突出部２３とリードスクリュー５の後端部１４には、同軸上に嵌合孔１５が形成されており、ＡＦモータ４の出力軸１１が嵌挿されるようになっている。
【００３４】
軸受６は、リードスクリュー５の先端部１３側に設けられている。軸受６の端面２４はリードスクリュー５の先端面１８と対面している。この端面２４には凹部２５が形成されており、突出軸２２と嵌合するようになっている。
【００３５】
支持板７は、例えば金属製とされており、両端部が屈曲して略コ字状に形成されている。支持板７の水平板部２６はリードスクリュー５の長さと略同等とされている。支持板７の両端部はともに水平板部２６に垂直な垂直板部２７，２８とされており、リードスクリュー５の先端部１３側の垂直板部２７は、リードスクリュー５の後端部１４側の垂直板部２８よりも短く形成されている。リードスクリュー５の先端部１３側の垂直板部２７には、開口部３０が形成されており、軸受６を保持するようになっている。また、リードスクリュー５の後端部１４側の垂直板部２８にも開口部３１が形成されており、後端面２１の突出部２３が嵌合されている。またこの開口部３１の下方には貫通孔３２が形成されており、ガイドシャフト８が貫通するようになっている。なお、このガイドシャフト８は、リードスクリュー５の中心軸Ｃ（図４〜図６参照）と平行とされている。なお、ガイドシャフト８は光学機器内部にて保持されている。これにより、この駆動部２は、出力軸１１の回転に伴ってリードスクリュー５も自身の軸回りに回転するようになっている。
【００３６】
光学レンズ部３は、撮影レンズ３３と、レンズ保持部３４と、従動部材としてのナット３５と、回転規制シャフト３６と、で略構成されている。
【００３７】
撮影レンズ３３はその正面から入射光を受光して撮像素子へ導く。なお、本実施の形態では撮影レンズ３３の光軸はリードスクリュー５の中心軸Ｃと平行とされている。
【００３８】
レンズ保持部３４の下部にはレンズ枠３７が突出形成されており、撮影レンズ３３の周縁を保持するようになっている。また、レンズ保持部３４には撮影レンズ３３の光軸方向に貫通孔３８が形成されており、ガイドシャフト８が貫通するようになっている。更に、レンズ保持部３４の上部には、一対の垂直片４０，４１が設けられている。一方の垂直片４０の先端には略Ｕ字状の切欠部４３が形成されており、その切欠部４３にはリードスクリュー５が遊挿されている。一方の垂直片４０の前面４４は、ＡＦモータ４側の側面４２と面一とされている。
【００３９】
一方の垂直片４０の背面４５には従動部材としてのナット３５が設けられている。ナット３５はリードスクリュー５に螺合されている。ナット３５の前面４６は一方の垂直片４０の背面４５に密着されている。
【００４０】
両垂直片４０，４１には一対の挿通孔５０，５１が形成されており、回転規制シャフト３６が支持されている。この回転規制シャフト３６は、ナット３５に形成されている貫通孔４７を貫通しており、リードスクリュー５の回転に伴うナット３５の回転を阻止している。
【００４１】
このフォーカス調整装置１では、リードスクリュー５を一方の方向（例えば時計回り）に回転させると、光学レンズ部３がナット３５及びガイドシャフト８に案内されて先端部１３側に移動し、図２に示すように、ナット３５とリードスクリュー５の先端部１３とが螺合して、ナット３５の背面４８が軸受６の端面２４と当接する。本実施の形態ではナット３５がリードスクリュー５の先端部１３と螺合する位置では、ナット３５とリードスクリュー５の先端部１３側への移動が軸受６の端面２４により規制される。すなわち、この位置ではリードスクリュー５の先端部１３方向への移動が許容されず、移動許容範囲から外れることとなる。
【００４２】
同様に、リードスクリュー５を他方の方向（例えば反時計回り）に回転させると、光学レンズ部３がナット３５及びガイドシャフト８に案内されて後端部１４側に移動し、図３に示すように、ナット３５とリードスクリュー５の後端部１４とが螺合して、レンズ保持部３４の垂直片４０の前面４４が支持板７と当接する。本実施の形態ではナット３５とリードスクリュー５の後端部１４とが螺合する位置も、ナット３５のリードスクリュー５の後端部１４への移動が支持板７により規制される。すなわち、この位置ではリードスクリュー５の後端部１４方向への移動が許容されず、移動許容範囲から外れることとなる。
【００４３】
これに対し、リードスクリュー５の中心軸Ｃのいずれの方向へも移動が規制されていない位置に位置する場合は、ナット３５はリードスクリュー５の中心軸Ｃ方向への移動が許容される。たとえば、図１に示すように、ナット３５がリードスクリュー５の中途部１６に位置する場合は、中心軸Ｃ方向のいずれの方向へも移動が可能であるため、図１の状態ではナット３５は移動許容範囲に位置することとなる。
【００４４】
次に本実施の形態の特徴であるリードスクリュー５の両端部１３，１４について説明する。図４及び図５に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒ（ｒ1〜ｒ16）は、リードスクリュー５の中途部１６の有効径Ｒよりも小さく形成されている。この有効径ｒの小さい領域が小径領域である。この有効径ｒはリードスクリュー５の中途部１６から離れるに従って減少するようになっている（Ｒ＞ｒ1＞ｒ2＞ｒ3＞ｒ4＞ｒ5＞ｒ6＞ｒ7＞ｒ8，Ｒ＞ｒ9＞ｒ10＞ｒ11＞ｒ12＞ｒ13＞ｒ14＞ｒ15＞ｒ16）。すなわち、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒにより形成される仮想曲面はテーパ面となる。
【００４５】
また、リードスクリュー５の両端部１３，１４のネジ外径ｓ（ｓ1〜ｓ16）は、ナット３５のネジ内径Ｓよりも大きく形成されている。このネジ外径ｓもリードスクリュー５の中途部１６から離れるに従って減少するようになっている（Ｓ＞ｓ1＞ｓ2＞ｓ3＞ｓ4＞ｓ5＞ｓ6＞ｓ7＞ｓ8，Ｓ＞ｓ9＞ｓ10＞ｓ11＞ｓ12＞ｓ13＞ｓ14＞ｓ15＞ｓ16）。これにより、リードスクリュー５の先端部１３では、ナット３５のネジ山はリードスクリュー５の両端部１３，１４のネジ溝に進入するため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５とは螺合するようになるが、リードスクリュー５の両端部１３，１４の外周面とナット３５の内周面とが接触せず、各リードの空隙が連続した波形状の空隙Ｇａ，Ｇｂが形成される。このため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和される。
【００４６】
したがって、図４及び図５に示すリードスクリューの両端部１３，１４とナット３５との螺合状態にてナット３５をリードスクリュー５の中途部１６へ戻す方向にＡＦモータ４を駆動すると、この空隙Ｇａ，Ｇｂによりリードスクリュー５とナット３５との間にガタつきが生じる。また、締め付けトルク及び摩擦抵抗が駆動トルクよりも少ないため、ＡＦモータ４の駆動トルクにより締め付けトルク及び摩擦抵抗に抗する。これにより、ナット３５をリードスクリュー５の中途部１６側へスムーズに移動させることができ、光学レンズ部３の移動をスムーズに行うことができる。
【００４７】
ここで、このリードスクリュー５の製造方法について説明する。まず、予め、ネジ溝形成前のリードスクリュー、すなわち、ねじブランクの両端縁を面取り加工する。これにより、ねじブランクの両端縁をテーパ面とすることができる。そして、このテーパ面を有するねじブランクを転造する。転造の方式は、平ダイス式、プラネタリ式、丸ダイス式など各種の転造方式を採用できる。これにより、一度の転造処理で、ねじブランクの中途部の周面及び両端のテーパ面にネジ溝が形成することができ、リードスクリュー５を製造することができる。これにより、加工効率及び量産性を向上することができる。
【００４８】
また、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒが、リードスクリュー５の中途部１６の有効径Ｒよりも小さく形成されていれば、図４及び図５に示す形状には限定されず、図６及び図７に示すような形状であってもよい。図６及び図７に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４では有効径ｒにより形成される仮想曲面は円筒の周面となる。この形状の場合でも、リードスクリュー５の両端部１３，１４の周面とナット３５の内周面との間に波形状の空隙Ｇｃ，Ｇｄが形成される。このため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５の内周面との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和される。
【００４９】
したがって、図６及び図７に示すリードスクリューの両端部１３，１４とナット３５との螺合状態にてナット３５をリードスクリュー５の中途部１６へ戻す方向にＡＦモータ４を駆動すると、この空隙Ｇｃ，Ｇｄによりリードスクリュー５とナット３５との間にガタつきが生じる。また、締め付けトルク及び摩擦抵抗が駆動トルクよりも少ないため、ＡＦモータ４の駆動トルクにより締め付けトルク及び摩擦抵抗に抗する。これにより、ナット３５をリードスクリュー５の中途部１６側へスムーズに移動させることができ、光学レンズ部３の移動をスムーズに行うことができる。
【００５０】
なお、図４〜図７では、リードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域の長さｔをナット３５の長さＴよりも長く形成した例について説明したが、図８及び図９に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域の長さｔをナット３５の長さＴよりも短く形成することとしてもよい。これによれば、ナット３５の一部がリードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域と螺合せず、リードスクリュー５の中途部１６と同一有効径である大径領域に密着した状態で螺合することとなる。この小径領域の長さｔと大径領域の長さｕとの比率は、ＡＦモータ４の駆動トルクよりも大径領域における締め付けトルクや摩擦抵抗よりも小さくなるように調整すればよい。これによれば、リードスクリュー５の中途部１６から両端部１３，１４にナット３５を移動させると、ナット３５がリードスクリュー５の先端部１３又は後端部１４に位置する場合でも大径領域による螺合により、リードスクリュー５の先端部１３又は後端部１４においても光学レンズ部３がぶれずにフォーカス調整をすることができる。
【００５１】
また、大径領域での摩擦抵抗及び締め付けトルクにより食い付きが生じることとなるが、この程度の食い付きであれば、ＡＦモータ４としてステッピングモータを用いることにより、ステッピングモータが脱調する。この脱調により、リードスクリュー５が振動するためガタが生じ、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが解除される。したがって、光学レンズ部３をリードスクリュー５の両端部１３，１４から中途部１６へ移動させる場合、駆動トルクを伝達するだけで、ナット３５がリードスクリュー５と螺合した状態で簡単にリードスクリュー５の中途部１６へ戻すことができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態では、移動許容範囲外となる位置をリードスクリュー５の両端部１３，１４としたが、先端部１３又は後端部１４のいずれか一方であってもよい。また、ナット３５の移動が中心軸Ｃ方向の一方のみに規制される位置であれば、移動許容範囲外となる位置はリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４に限定されることはない。例えば、ナット３５の移動を規制する規制部材（不図示）をリードスクリュー５の中途部１６近傍に設けることにより、リードスクリュー５の中途部１６の一部を移動許容範囲外とすることもできる。
【００５３】
本実施の形態のフォーカス調整装置１によれば、フォーカス調整の際に、リードスクリュー５の中途部１６から先端部１３又は／及び後端部１４へ光学レンズ部３が移動した場合であっても、リードスクリュー５とナット３５との空隙によりガタが生じ、ナット３５とリードスクリュー５が螺合してもその締め付けトルクが弱く、ナット３５とリードスクリュー５との食い付きが緩和される。これにより、光学レンズ部３をリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４から中途部１６へ戻す場合、光学レンズ部３をスムーズに移動させることができる。
【００５４】
また、ＡＦモータ４の駆動トルクのみで光学レンズ部３をリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４から中途部１６へ戻すことができるため、食い付きを解除するためのバネなどの付勢部材を別途取り付ける必要もなく、部品点数を減少することができる。これにより、光学レンズ部３の移動範囲を長く確保することができるとともに、製造容易となり、安価な装置を提供することができる。
【００５５】
また、ＡＦモータ４の駆動トルクを大きくする必要もないため、小型のＡＦモータ４を採用することができ、また、ＡＦモータ４の消費電力を低減することができる。
【００５６】
更に、制御部の動作不良に基づいてナット３５が暴走しても、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和されているため、駆動トルクが比較的小さいステッピングモータを採用しても光学レンズ部３をリードスクリュー５の両端部１３，１４から中途部１６へスムーズに移動させることができる。
【００５７】
また、このフォーカス調整装置１を光学機器に組み込む場合、食い付きを解除するためのバネなどの付勢部材が不要であり、ＡＦモータ４も小型化できるため、光学機器内部の省スペース化を図ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフォーカス調整装置によれば、光学レンズ部の移動許容範囲外から移動許容範囲へのスムーズな移動を図ることができるという効果を奏する。また、簡単な構成としたことによりフォーカス調整装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。更に、このフォーカス調整装置を適用することにより光学機器の小型化を実現することができるという効果を奏する。また、本発明の駆動軸の製造方法によれば、予め駆動軸の端部を加工することにより光学レンズ部をスムーズに移動させる駆動軸を簡単に製造することができ、製造作業の効率化を図ることができる。これにより駆動軸を量産することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図である。
【図２】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の先端部に移動したときの図である。
【図３】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の後端部に移動したときの図である。
【図４】 図２における駆動軸の先端部を拡大した拡大側断面図である。
【図５】 図３における駆動軸の後端部を拡大した拡大側断面図である。
【図６】 駆動軸の先端部の変形例を示す拡大側断面図である。
【図７】 駆動軸の後端部の変形例を示す拡大側断面図である。
【図８】 駆動軸の先端部の他の変形例を示す拡大側断面図である。
【図９】 駆動軸の後端部の他の変形例を示す拡大側断面図である。
【図１０】 従来のフォーカス調整装置を示す部分側断面図である。
【図１１】 従来のフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の先端部に移動したときの図である。
【図１２】 図１１における駆動軸の先端部を拡大した拡大側断面図である。
【図１３】 従来のフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の後端部に移動したときの図である。
【図１４】 図１３における駆動軸の後端部を拡大した拡大側断面図である。
【符号の説明】
１ フォーカス調整装置
３ 光学レンズ部
４ 伝達手段（ＡＦモータ，ステッピングモータ）
５ 駆動軸（リードスクリュー）
１３ 先端部
１４ 後端部
３５ 従動部材（ナット）
Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄ 空隙
ｒ（ｒ1〜ｒ16） 駆動軸（リードスクリュー）の両端部の有効径
ｓ（s1〜s16） 駆動軸（リードスクリュー）の両端部のネジ外径
Ｒ 駆動軸（リードスクリュー）の中途部の有効径
Ｓ 従動部材（ナット）のネジ内径
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動軸に螺合される従動部材の移動により、光学レンズ部を光軸方向に移動させてフォーカス調整するフォーカス調整装置、光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、従来から、カメラなどの光学機器には光学レンズ部１０３をその光軸方向に移動させてフォーカス調整をするフォーカス調整装置１００が搭載されている。このフォーカス調整装置１００では、特にデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等高度な駆動精度が要求されるため、ＤＣモータよりもステッピングモータ１０１が用いられる。このステッピングモータ１０１の出力軸１０５には、ネジ溝が刻設されたリードスクリュー１０２が軸受１０４に軸支されて設けられ、出力軸１０５とともに回転するようになっている。また、光学レンズ部１０３は、光学レンズ１０９とこの光学レンズ１０９を保持するレンズ保持部１１０とナット１１１で構成されている。ナット１１１はレンズ保持部１１０に支持されているとともに、リードスクリュー１０２に螺合されている。したがって、ステッピングモータ１０１の駆動によりリードスクリュー１０２が回転すると、出力軸１０５の軸方向、すなわち光学レンズ１０９の光軸方向に光学レンズ部１０３が移動する。
【０００３】
また、従来技術として、ガイドシャフトにより光軸方向に移動可能に案内される鏡枠と、該鏡枠を光軸方向に沿って駆動するための駆動源と、該駆動源に取付けられたリードスクリューと、該リードスクリューに螺合し回転規制部によって回転を規制され前記リードスクリューの回転に伴って光軸方向にのみ移動するナット部と、該ナット部の動きに対して前記鏡枠が追従動作するように、前記鏡枠の一部を前記ナット部に圧接させる付勢バネと、を備え、該リードスクリューの先端部及び根元部は、該ネジ部の谷の径より細い径を有した非ネジ部となし、かつ該根元部にはまり込んだ該ナットを該スクリュウの先端方向へ押し出す如く付勢するコイルバネを該根元部近傍に介挿した光学機器が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−８４２０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す機構では、不図示の制御部からステッピングモータ１０１に所定の駆動パルスを与えることにより、ナット１１１の移動範囲を制限している。しかしながら、制御部の動作不良により必要以上の駆動パルスを与えてしまうと、図１１に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の先端部１０６にまで暴走する場合がある。
【０００６】
この場合、図１２に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の先端部１０６にねじ込まれるとナット１１１の端面１１２が軸受１０４に当接して、リードスクリュー１０２の先端部１０６とナット１１１が締結してしまい、ナット１１１とリードスクリュー１０２との食い付きが生じることとなる。
【０００７】
同様に、図１３に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の後端部１０７に暴走すると、図１４に示すように、ナット１１１がリードスクリュー１０２の後端部１０７にねじ込まれ、レンズ保持部１１０が支持板１１３に当接して、リードスクリュー１０２の先端部１０６とナット１１１とが締結してしまい、ナット１１１とリードスクリュー１０２との食い付きが生じることとなる。
【０００８】
したがって、このような食い付き状態からステッピングモータ１０１を逆回転させても、ステッピングモータ１０１の駆動トルクがリードスクリュー１０２とナット１１１との締め付けトルクよりも低いためトルク不足となり、リードスクリュー１０２の両端部１０６，１０７から中途部１０８へナット１１１が戻らない場合がある。この場合、光学レンズ部１０３がリードスクリュー１０２の両端部１０６，１０７に留まった状態となり、フォーカス調整をすることができないこととなる。
【０００９】
また、上記特許文献１においても、図１２と同様なリードスクリューとナットを用いており、リードスクリューの先端部及び根元部において食い付きが生じてしまうため、リードスクリュー端部から中途部へナットが戻らない場合があり、光学レンズ部がリードスクリューの先端部及び根元部に留まった状態となることとなる。
【００１０】
更に、上記特許文献１では、ナットをリードスクリューの先端側に押し出すためのコイルバネと鏡枠をナットに付勢するための付勢バネとを備えているため、光学レンズ部の移動範囲が狭くなり、部品点数が増加し、光学機器が大型化することとなる。
【００１１】
また、上記特許文献１では、両方のバネから常時レンズの光軸方向に付勢されているため、ナットを移動させるためにはステッピングモータの駆動トルクを大きくしなければならない。したがって、この必要トルクを得るためにモータを大型化したり、消費電力を大きくしなければならない。
【００１２】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、本発明は、簡単な構成により、フォーカス調整における光学レンズ部を、その移動許容範囲外から移動許容範囲内へのスムーズな移動を図ることを目的とする。また、この簡単な構成を採用することによりフォーカス調整装置の小型化を図ることを目的とする。更に、このようなフォーカス調整機構を設けて光学機器の小型化を図ることを目的とする。また、駆動軸の製造作業の効率化を図ることを目的とし、またこれにより駆動軸を量産することができる駆動軸の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるフォーカス調整装置は、回転駆動する駆動軸と、該駆動軸に螺合される従動部材と、該従動部材に設けられる光学レンズ部と、を備え、前記従動部材の移動が許容される移動許容範囲内において前記従動部材の移動により前記光学レンズ部を光軸方向に移動させてフォーカス調整するフォーカス調整装置であって、前記移動許容範囲外において、ネジ溝が形成されている前記駆動軸端部の外周面とネジ山が形成されている前記従動部材の内周面との間にガタを生じさせる空隙を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項１の発明によれば、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１５】
また、請求項２の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項１に記載のフォーカス調整装置であって、前記駆動軸端部の外周面は、前記移動許容範囲における有効径よりも、前記移動許容範囲外における有効径が小さい小径領域を有することを特徴とする。
【００１６】
この請求項２の発明によれば、従動部材が移動許容範囲外に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるためガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１７】
また、請求項３の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２に記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域における前記駆動軸端部の外径は、前記従動部材の内径よりも大きいことを特徴とする。
【００１８】
この請求項３の発明によれば、従動部材が移動許容範囲外に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙を形成され、かつ駆動軸と従動部材とが螺合されるため、ガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００１９】
また、請求項４の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２または３に記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域は、前記従動部材の厚みよりも狭いことを特徴とする。
【００２０】
この請求項４によれば、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材とが一部食い付くことにより、移動許容範囲外においても光学レンズ部を安定した状態で移動させることができる。また、移動許容範囲外において駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるため、ガタが生じる。これにより、移動許容範囲外において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００２１】
また、請求項５の発明にかかるフォーカス調整装置は、請求項２〜４のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置において、前記小径領域は、前記駆動軸端部に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この請求項５の発明によれば、従動部材が駆動軸の先端部又は／及び後端部に位置する場合、駆動軸と従動部材との間に空隙が形成されるため、ガタが生じる。これにより、駆動軸の先端部又は／及び後端部において、駆動軸と従動部材との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、駆動軸と従動部材との食い付きが緩和される。
【００２３】
また、請求項６の発明にかかるフォーカス調整装置のように、請求項１〜５のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置において、更に、前記駆動軸に前記光学レンズ部の移動に必要な駆動トルクを伝達する伝達手段を設けてもよい。また、請求項７の発明にかかるフォーカス調整装置のように、請求項６に記載のフォーカス調整装置において、前記伝達手段としてステッピングモータを設けることが好ましい。
【００２４】
この請求項７の発明によれば、ステッピングモータの脱調により駆動軸が振動することで、駆動軸と従動部材との締め付けトルクに抗し、食い付きが解除される。したがって、光学レンズ部を移動規制範囲から移動許容範囲へ移動させる場合、必要な駆動トルクを伝達するだけでガタが生じ、従動部材が駆動軸と螺合した状態で簡単に移動許容範囲へ戻すことができる。
【００２５】
また、請求項８の発明にかかる光学機器は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置を具備することを特徴とする。
【００２６】
この請求項８の発明によれば、光学機器内部の省スペース化を図ることができる。
【００２７】
また、光学レンズを光軸方向に移動させる駆動軸の製造方法であって、予め駆動軸の端部の径をその中途部の径よりも小さく加工し、該加工された前記駆動軸の周面にネジ溝を形成することとしてもよい。
【００２８】
これによれば、ガタつきを生じさせることが可能な駆動軸を簡単な手法で製造することができる。なお、駆動軸の端部をテーパ状に加工してもよく、これによれば、予め駆動軸の端部をテーパ状に加工するだけで、従動部材との間にガタつきを生じさせるための空隙を形成するネジ溝を形成することができる。また、駆動軸の周面に形成されたネジ溝は、転造により形成することとしてもよい。これによれば、駆動軸の中途部と端部の両方のネジ溝を同時に形成することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるフォーカス調整装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。このフォーカス調整装置は、フィルムカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、望遠鏡及び顕微鏡などの各種の光学機器に適用されるものである。
【００３０】
図１〜図３は、本実施の形態のフォーカス調整装置１を示す概略部分側断面図である。このフォーカス調整装置１は、駆動部２と光学レンズ部３とで略構成される。
【００３１】
駆動部２は、伝達手段としてのＡＦモータ４と、駆動軸としてのリードスクリュー５と、軸受６と、支持板７と、ガイドシャフト８と、で略構成されている。
【００３２】
ＡＦモータ４は例えばステッピングモータやＤＣモータであり、モータ本体１０と出力軸１１で構成されている。このＡＦモータ４は不図示の制御部からの駆動指令に基づいて出力軸１１を回転させる。ＡＦモータ４としてはステッピングモータを用いることがこのましく、ＡＦモータ４を小型化でき、消費電力を低減することができる。
【００３３】
リードスクリュー５はＡＦモータ４の出力軸１１から伝達される回転力により回転駆動する。このリードスクリュー５の周面にはネジ溝が形成されている。リードスクリュー５の両端部１３，１４の両端縁１７，２０は略テーパ状に形成されている。リードスクリュー５の先端部１３の端面（先端面１８）にはリードスクリュー５と同軸な突出軸２２が設けられており、軸受６に嵌合されている。すなわち、リードスクリュー５は出力軸１１に対し相対回転不能に保持されている。また、リードスクリュー５の後端部１４の端面（後端面２１）からも軸方向に突出部２３が設けられている。この突出部２３とリードスクリュー５の後端部１４には、同軸上に嵌合孔１５が形成されており、ＡＦモータ４の出力軸１１が嵌挿されるようになっている。
【００３４】
軸受６は、リードスクリュー５の先端部１３側に設けられている。軸受６の端面２４はリードスクリュー５の先端面１８と対面している。この端面２４には凹部２５が形成されており、突出軸２２と嵌合するようになっている。
【００３５】
支持板７は、例えば金属製とされており、両端部が屈曲して略コ字状に形成されている。支持板７の水平板部２６はリードスクリュー５の長さと略同等とされている。支持板７の両端部はともに水平板部２６に垂直な垂直板部２７，２８とされており、リードスクリュー５の先端部１３側の垂直板部２７は、リードスクリュー５の後端部１４側の垂直板部２８よりも短く形成されている。リードスクリュー５の先端部１３側の垂直板部２７には、開口部３０が形成されており、軸受６を保持するようになっている。また、リードスクリュー５の後端部１４側の垂直板部２８にも開口部３１が形成されており、後端面２１の突出部２３が嵌合されている。またこの開口部３１の下方には貫通孔３２が形成されており、ガイドシャフト８が貫通するようになっている。なお、このガイドシャフト８は、リードスクリュー５の中心軸Ｃ（図４〜図６参照）と平行とされている。なお、ガイドシャフト８は光学機器内部にて保持されている。これにより、この駆動部２は、出力軸１１の回転に伴ってリードスクリュー５も自身の軸回りに回転するようになっている。
【００３６】
光学レンズ部３は、撮影レンズ３３と、レンズ保持部３４と、従動部材としてのナット３５と、回転規制シャフト３６と、で略構成されている。
【００３７】
撮影レンズ３３はその正面から入射光を受光して撮像素子へ導く。なお、本実施の形態では撮影レンズ３３の光軸はリードスクリュー５の中心軸Ｃと平行とされている。
【００３８】
レンズ保持部３４の下部にはレンズ枠３７が突出形成されており、撮影レンズ３３の周縁を保持するようになっている。また、レンズ保持部３４には撮影レンズ３３の光軸方向に貫通孔３８が形成されており、ガイドシャフト８が貫通するようになっている。更に、レンズ保持部３４の上部には、一対の垂直片４０，４１が設けられている。一方の垂直片４０の先端には略Ｕ字状の切欠部４３が形成されており、その切欠部４３にはリードスクリュー５が遊挿されている。一方の垂直片４０の前面４４は、ＡＦモータ４側の側面４２と面一とされている。
【００３９】
一方の垂直片４０の背面４５には従動部材としてのナット３５が設けられている。ナット３５はリードスクリュー５に螺合されている。ナット３５の前面４６は一方の垂直片４０の背面４５に密着されている。
【００４０】
両垂直片４０，４１には一対の挿通孔５０，５１が形成されており、回転規制シャフト３６が支持されている。この回転規制シャフト３６は、ナット３５に形成されている貫通孔４７を貫通しており、リードスクリュー５の回転に伴うナット３５の回転を阻止している。
【００４１】
このフォーカス調整装置１では、リードスクリュー５を一方の方向（例えば時計回り）に回転させると、光学レンズ部３がナット３５及びガイドシャフト８に案内されて先端部１３側に移動し、図２に示すように、ナット３５とリードスクリュー５の先端部１３とが螺合して、ナット３５の背面４８が軸受６の端面２４と当接する。本実施の形態ではナット３５がリードスクリュー５の先端部１３と螺合する位置では、ナット３５とリードスクリュー５の先端部１３側への移動が軸受６の端面２４により規制される。すなわち、この位置ではリードスクリュー５の先端部１３方向への移動が許容されず、移動許容範囲から外れることとなる。
【００４２】
同様に、リードスクリュー５を他方の方向（例えば反時計回り）に回転させると、光学レンズ部３がナット３５及びガイドシャフト８に案内されて後端部１４側に移動し、図３に示すように、ナット３５とリードスクリュー５の後端部１４とが螺合して、レンズ保持部３４の垂直片４０の前面４４が支持板７と当接する。本実施の形態ではナット３５とリードスクリュー５の後端部１４とが螺合する位置も、ナット３５のリードスクリュー５の後端部１４への移動が支持板７により規制される。すなわち、この位置ではリードスクリュー５の後端部１４方向への移動が許容されず、移動許容範囲から外れることとなる。
【００４３】
これに対し、リードスクリュー５の中心軸Ｃのいずれの方向へも移動が規制されていない位置に位置する場合は、ナット３５はリードスクリュー５の中心軸Ｃ方向への移動が許容される。たとえば、図１に示すように、ナット３５がリードスクリュー５の中途部１６に位置する場合は、中心軸Ｃ方向のいずれの方向へも移動が可能であるため、図１の状態ではナット３５は移動許容範囲に位置することとなる。
【００４４】
次に本実施の形態の特徴であるリードスクリュー５の両端部１３，１４について説明する。図４及び図５に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒ（ｒ1〜ｒ16）は、リードスクリュー５の中途部１６の有効径Ｒよりも小さく形成されている。この有効径ｒの小さい領域が小径領域である。この有効径ｒはリードスクリュー５の中途部１６から離れるに従って減少するようになっている（Ｒ＞ｒ1＞ｒ2＞ｒ3＞ｒ4＞ｒ5＞ｒ6＞ｒ7＞ｒ8，Ｒ＞ｒ9＞ｒ10＞ｒ11＞ｒ12＞ｒ13＞ｒ14＞ｒ15＞ｒ16）。すなわち、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒにより形成される仮想曲面はテーパ面となる。
【００４５】
また、リードスクリュー５の両端部１３，１４のネジ外径ｓ（ｓ1〜ｓ16）は、ナット３５のネジ内径Ｓよりも大きく形成されている。このネジ外径ｓもリードスクリュー５の中途部１６から離れるに従って減少するようになっている（Ｓ＞ｓ1＞ｓ2＞ｓ3＞ｓ4＞ｓ5＞ｓ6＞ｓ7＞ｓ8，Ｓ＞ｓ9＞ｓ10＞ｓ11＞ｓ12＞ｓ13＞ｓ14＞ｓ15＞ｓ16）。これにより、リードスクリュー５の先端部１３では、ナット３５のネジ山はリードスクリュー５の両端部１３，１４のネジ溝に進入するため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５とは螺合するようになるが、リードスクリュー５の両端部１３，１４の外周面とナット３５の内周面とが接触せず、各リードの空隙が連続した波形状の空隙Ｇａ，Ｇｂが形成される。このため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和される。
【００４６】
したがって、図４及び図５に示すリードスクリューの両端部１３，１４とナット３５との螺合状態にてナット３５をリードスクリュー５の中途部１６へ戻す方向にＡＦモータ４を駆動すると、この空隙Ｇａ，Ｇｂによりリードスクリュー５とナット３５との間にガタつきが生じる。また、締め付けトルク及び摩擦抵抗が駆動トルクよりも少ないため、ＡＦモータ４の駆動トルクにより締め付けトルク及び摩擦抵抗に抗する。これにより、ナット３５をリードスクリュー５の中途部１６側へスムーズに移動させることができ、光学レンズ部３の移動をスムーズに行うことができる。
【００４７】
ここで、このリードスクリュー５の製造方法について説明する。まず、予め、ネジ溝形成前のリードスクリュー、すなわち、ねじブランクの両端縁を面取り加工する。これにより、ねじブランクの両端縁をテーパ面とすることができる。そして、このテーパ面を有するねじブランクを転造する。転造の方式は、平ダイス式、プラネタリ式、丸ダイス式など各種の転造方式を採用できる。これにより、一度の転造処理で、ねじブランクの中途部の周面及び両端のテーパ面にネジ溝が形成することができ、リードスクリュー５を製造することができる。これにより、加工効率及び量産性を向上することができる。
【００４８】
また、リードスクリュー５の両端部１３，１４の有効径ｒが、リードスクリュー５の中途部１６の有効径Ｒよりも小さく形成されていれば、図４及び図５に示す形状には限定されず、図６及び図７に示すような形状であってもよい。図６及び図７に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４では有効径ｒにより形成される仮想曲面は円筒の周面となる。この形状の場合でも、リードスクリュー５の両端部１３，１４の周面とナット３５の内周面との間に波形状の空隙Ｇｃ，Ｇｄが形成される。このため、リードスクリュー５の両端部１３，１４とナット３５の内周面との間の摩擦抵抗や締め付けトルクが低減され、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和される。
【００４９】
したがって、図６及び図７に示すリードスクリューの両端部１３，１４とナット３５との螺合状態にてナット３５をリードスクリュー５の中途部１６へ戻す方向にＡＦモータ４を駆動すると、この空隙Ｇｃ，Ｇｄによりリードスクリュー５とナット３５との間にガタつきが生じる。また、締め付けトルク及び摩擦抵抗が駆動トルクよりも少ないため、ＡＦモータ４の駆動トルクにより締め付けトルク及び摩擦抵抗に抗する。これにより、ナット３５をリードスクリュー５の中途部１６側へスムーズに移動させることができ、光学レンズ部３の移動をスムーズに行うことができる。
【００５０】
なお、図４〜図７では、リードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域の長さｔをナット３５の長さＴよりも長く形成した例について説明したが、図８及び図９に示すように、リードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域の長さｔをナット３５の長さＴよりも短く形成することとしてもよい。これによれば、ナット３５の一部がリードスクリュー５の両端部１３，１４の小径領域と螺合せず、リードスクリュー５の中途部１６と同一有効径である大径領域に密着した状態で螺合することとなる。この小径領域の長さｔと大径領域の長さｕとの比率は、ＡＦモータ４の駆動トルクよりも大径領域における締め付けトルクや摩擦抵抗よりも小さくなるように調整すればよい。これによれば、リードスクリュー５の中途部１６から両端部１３，１４にナット３５を移動させると、ナット３５がリードスクリュー５の先端部１３又は後端部１４に位置する場合でも大径領域による螺合により、リードスクリュー５の先端部１３又は後端部１４においても光学レンズ部３がぶれずにフォーカス調整をすることができる。
【００５１】
また、大径領域での摩擦抵抗及び締め付けトルクにより食い付きが生じることとなるが、この程度の食い付きであれば、ＡＦモータ４としてステッピングモータを用いることにより、ステッピングモータが脱調する。この脱調により、リードスクリュー５が振動するためガタが生じ、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが解除される。したがって、光学レンズ部３をリードスクリュー５の両端部１３，１４から中途部１６へ移動させる場合、駆動トルクを伝達するだけで、ナット３５がリードスクリュー５と螺合した状態で簡単にリードスクリュー５の中途部１６へ戻すことができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態では、移動許容範囲外となる位置をリードスクリュー５の両端部１３，１４としたが、先端部１３又は後端部１４のいずれか一方であってもよい。また、ナット３５の移動が中心軸Ｃ方向の一方のみに規制される位置であれば、移動許容範囲外となる位置はリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４に限定されることはない。例えば、ナット３５の移動を規制する規制部材（不図示）をリードスクリュー５の中途部１６近傍に設けることにより、リードスクリュー５の中途部１６の一部を移動許容範囲外とすることもできる。
【００５３】
本実施の形態のフォーカス調整装置１によれば、フォーカス調整の際に、リードスクリュー５の中途部１６から先端部１３又は／及び後端部１４へ光学レンズ部３が移動した場合であっても、リードスクリュー５とナット３５との空隙によりガタが生じ、ナット３５とリードスクリュー５が螺合してもその締め付けトルクが弱く、ナット３５とリードスクリュー５との食い付きが緩和される。これにより、光学レンズ部３をリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４から中途部１６へ戻す場合、光学レンズ部３をスムーズに移動させることができる。
【００５４】
また、ＡＦモータ４の駆動トルクのみで光学レンズ部３をリードスクリュー５の先端部１３又は／及び後端部１４から中途部１６へ戻すことができるため、食い付きを解除するためのバネなどの付勢部材を別途取り付ける必要もなく、部品点数を減少することができる。これにより、光学レンズ部３の移動範囲を長く確保することができるとともに、製造容易となり、安価な装置を提供することができる。
【００５５】
また、ＡＦモータ４の駆動トルクを大きくする必要もないため、小型のＡＦモータ４を採用することができ、また、ＡＦモータ４の消費電力を低減することができる。
【００５６】
更に、制御部の動作不良に基づいてナット３５が暴走しても、リードスクリュー５とナット３５との食い付きが緩和されているため、駆動トルクが比較的小さいステッピングモータを採用しても光学レンズ部３をリードスクリュー５の両端部１３，１４から中途部１６へスムーズに移動させることができる。
【００５７】
また、このフォーカス調整装置１を光学機器に組み込む場合、食い付きを解除するためのバネなどの付勢部材が不要であり、ＡＦモータ４も小型化できるため、光学機器内部の省スペース化を図ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフォーカス調整装置によれば、光学レンズ部の移動許容範囲外から移動許容範囲へのスムーズな移動を図ることができるという効果を奏する。また、簡単な構成としたことによりフォーカス調整装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。更に、このフォーカス調整装置を適用することにより光学機器の小型化を実現することができるという効果を奏する。また、本発明の駆動軸の製造方法によれば、予め駆動軸の端部を加工することにより光学レンズ部をスムーズに移動させる駆動軸を簡単に製造することができ、製造作業の効率化を図ることができる。これにより駆動軸を量産することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図である。
【図２】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の先端部に移動したときの図である。
【図３】 この発明の本実施の形態にかかるフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の後端部に移動したときの図である。
【図４】 図２における駆動軸の先端部を拡大した拡大側断面図である。
【図５】 図３における駆動軸の後端部を拡大した拡大側断面図である。
【図６】 駆動軸の先端部の変形例を示す拡大側断面図である。
【図７】 駆動軸の後端部の変形例を示す拡大側断面図である。
【図８】 駆動軸の先端部の他の変形例を示す拡大側断面図である。
【図９】 駆動軸の後端部の他の変形例を示す拡大側断面図である。
【図１０】 従来のフォーカス調整装置を示す部分側断面図である。
【図１１】 従来のフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の先端部に移動したときの図である。
【図１２】 図１１における駆動軸の先端部を拡大した拡大側断面図である。
【図１３】 従来のフォーカス調整装置の部分側断面図であり、光学レンズ部が駆動軸の後端部に移動したときの図である。
【図１４】 図１３における駆動軸の後端部を拡大した拡大側断面図である。
【符号の説明】
１ フォーカス調整装置
３ 光学レンズ部
４ 伝達手段（ＡＦモータ，ステッピングモータ）
５ 駆動軸（リードスクリュー）
１３ 先端部
１４ 後端部
３５ 従動部材（ナット）
Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄ 空隙
ｒ（ｒ1〜ｒ16） 駆動軸（リードスクリュー）の両端部の有効径
ｓ（s1〜s16） 駆動軸（リードスクリュー）の両端部のネジ外径
Ｒ 駆動軸（リードスクリュー）の中途部の有効径
Ｓ 従動部材（ナット）のネジ内径
Claims (8)
- 回転駆動する駆動軸と、該駆動軸に螺合される従動部材と、該従動部材に設けられる光学レンズ部と、を備え、前記従動部材の移動が許容される移動許容範囲内において前記従動部材の移動により前記光学レンズ部を光軸方向に移動させてフォーカス調整するフォーカス調整装置であって、
前記移動許容範囲外において、ネジ溝が形成されている前記駆動軸端部の外周面とネジ山が形成されている前記従動部材の内周面との間にガタを生じさせる空隙を設けたことを特徴とするフォーカス調整装置。 - 前記駆動軸端部の外周面は、前記移動許容範囲における有効径よりも、前記移動許容範囲外における有効径が小さい小径領域を有することを特徴とする請求項１に記載のフォーカス調整装置。
- 前記小径領域における前記駆動軸端部の外径は、前記従動部材の内径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のフォーカス調整装置。
- 前記小径領域の長さは、前記従動部材の長さよりも短いことを特徴とする請求項２または３に記載のフォーカス調整装置。
- 前記小径領域は、前記駆動軸端部に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置。
- 更に、前記駆動軸に前記光学レンズ部の移動に必要な駆動トルクを伝達する伝達手段を具備することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置。
- 前記伝達手段は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項６に記載のフォーカス調整装置。
- 請求項１〜７のいずれか一つに記載のフォーカス調整装置を具備することを特徴とする光学機器。
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