JP3860719B2

JP3860719B2 - レンズ駆動装置及びレンズ鏡胴

Info

Publication number: JP3860719B2
Application number: JP2001096244A
Authority: JP
Inventors: 和彦恩田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: US20020141081A1; US6650488B2; JP2002296480A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、特にピント調節を行うフォーカスレンズを光軸方向に移動させるためのレンズ駆動装置、及びレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−２７５４９４号公報には、光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動機構が開示されている。このレンズ駆動機構は、光軸方向に伸びるリードスクリューを回転駆動軸とするモータと、リードスクリューのネジ部に螺合するネジ孔を有するコマと、コマに連結されレンズを保持するレンズ保持枠と、を備えている。リードスクリューの回転によりコマは光軸方向に移動し、これによってレンズ保持枠を光軸方向に移動することが可能となっている。このレンズ保持枠は、光軸方向に伸びるガイド軸に対して滑動可能に取り付けられており、これによって、レンズ保持枠は光軸方向へ移動するように案内されている。
【０００３】
また、特許第３０３１１２７号公報にも、光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置が開示されている。このレンズ駆動装置は、光軸方向に伸びるリードスクリューを回転駆動軸とするモータと、リードスクリューのネジ部に螺合するナットと、ナットを収容する収容部が形成されレンズを保持するレンズ保持枠と、を備えている。リードスクリューの回転によりナットは光軸方向に移動し、これによってレンズ保持枠を光軸方向に移動することが可能になっている。
【０００４】
更に、特開２０００−１９４０４５号公報には、複数のレンズ筒を有し、これらを収納位置と使用開始位置との間で多段的に繰出し・繰込み可能なレンズ鏡胴、が開示されている。このレンズ鏡胴の内部には、光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来型のレンズ駆動機構では、リードスクリューに螺合するコマ或いはナットと、ガイド軸に対して滑動可能に取り付けられたレンズ保持枠とは連結或いは収納されており、実質的には一体となっている。このため、リードスクリューの軸方向がガイド軸の軸方向に対してずれていた場合、ひっかかりが生じて動作不良を起こしたり、各部材が変形したり、光軸がずれる、といった不具合が発生することがあった。更に、螺合部におけるバックラッシに基づく「がたつき」が発生しやすい、といった問題もあった。
【０００６】
また、上記したような従来型のレンズ鏡胴では、収納位置に各レンズ筒を繰込む際に、レンズ駆動装置のレンズが他部材と接触しないように電気的な制御が行われていた。このため、装置構成が複雑化するといった問題や、また収納動作の際に時間がかかるといった不具合があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、動作不良、部材の変形、又は光軸のずれ、といった不具合の発生が抑制されたレンズ駆動装置、を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、収納動作の際に他部材と接触しないようにするための電気的制御を不要とするレンズ鏡胴、を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるレンズ駆動装置は、光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置であって、駆動源により回転されるリードスクリューと、リードスクリューのネジ部に対して螺合するネジ部が形成され、リードスクリューの回転によって光軸方向に移動する成形品であるナット板と、ナット板に当接すると共に、光軸方向に伸びるガイド軸に対して滑動可能に設けられ、レンズを保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠をナット板に対して付勢する付勢手段とを備えて構成され、ナット板のネジ部が１ピッチ未満であることを特徴とする。
【００１０】
このようなレンズ駆動装置によれば、レンズ保持枠はナット板に当接しかつ付勢手段によりナット板に対して付勢されているので、ナット板の移動によって光軸方向に移動する。
【００１１】
また、付勢手段による付勢作用は、レンズ保持枠を介してナット板に伝えられるため、ナット板はリードスクリューとの間のバックラッシ分だけ移動し片寄せされる。
【００１２】
ナット板のネジ部は、１ピッチ未満であることが望ましい。これにより、リードスクリューの各ピッチ幅に誤差があっても、リードスクリューの回転にあたって、その誤差に起因する摩擦・負荷の発生が抑制される。
【００１３】
また、ネジ部を１ピッチ未満に形成することにより、ナット板を成形する際の型抜き工程が簡単になる。
【００１４】
更に、装置全体の小型化に貢献する。
【００１５】
レンズ保持枠は、リードスクリューの周囲でナット板に当接していることが望ましい。リードスクリューに対してナット板が螺合される際には、その間のバックラッシにより「がたつき」が発生する。しかしながら、このようにレンズ保持枠とナット板とがリードスクリューの周囲で当接し、この当接部からナット板の移動がレンズ保持枠に伝達されるように設計することにより、「がたつき」の影響を低減することが可能となる。
【００１６】
ナット板は、ガイド軸が貫通される貫通孔を有することが望ましい。これにより、リードスクリューの回転に際して、ナット板がリードスクリューと一体に回転されることを防止することが可能となる。
【００１７】
貫通孔は例えば長穴である。これにより、リードスクリューの軸方向とガイド軸の軸方向との間のずれが吸収され、軸ずれによる作動不良が防止される。
【００１８】
レンズは、撮影光学系においてピント調節を行うフォーカスレンズであってもよい。
【００１９】
本発明によるレンズ鏡胴は、上記したレンズ駆動装置を光軸方向に沿って収納位置へと移動させる移動手段と、移動手段によりレンズ駆動装置が収納位置へと移動される際にレンズ保持枠に当接して所定位置でレンズ保持枠をナット板から離間させる離間手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このようなレンズ鏡胴では、レンズ駆動装置の収納動作において、離間手段がレンズ保持枠に当接しナット板から離間するので、レンズを所定の位置で停止させ衝突などの発生を防止することが可能となる。
【００２１】
離間手段としては、例えば、レンズ保持枠の収納位置に設けられ光軸方向に所定量突出したボス、又はレンズ保持枠に設けられ光軸方向に所定量突出したボス、が挙げられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置及びレンズ鏡胴について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
図１は、実施形態に係るレンズ駆動装置の断面図である。図２は、図１においてＢ方向から見たレンズ駆動装置の正面図である（厳密には、図１で示すＢの範囲より広い）。このレンズ駆動装置１は、撮影光学系に対するピント調節を行うフォーカスレンズ１０を光軸方向Ｏに移動するレンズ駆動装置である。レンズ駆動装置１は、駆動源としてのフォーカスモータ２と、フォーカスモータ２の駆動により光軸方向Ｏに移動する移動するナット板４と、フォーカスレンズ１０を保持しナット板４の移動により光軸方向Ｏに移動するレンズ保持枠３と、を備えている。
【００２４】
フォーカスモータ２は、保持板２１を介して第２レンズ群枠７５（後述）に対してネジ２２により固定されている。これにより、フォーカスモータ２の駆動に際してフォーカスモータ２の位置が移動しにくい構造になっている。
【００２５】
フォーカスモータ２は、光軸方向Ｏに伸び光軸方向Ｏと平行な軸を回転中心軸として駆動回転するリードスクリュー１１、を有している。ナット板４は、リードスクリュー１１のネジ部１２に螺合する雌ネジ部１４を有しており、この雌ネジ部１４によってリードスクリュー１１のネジ部１２に対し所定量のバックラッシをもってそれぞれ螺合されている。このように、ナット板４は所定量のバックラッシをもってそれぞれ螺合されているため、ナット板４，リードスクリュー１１の製品ばらつきが吸収され、螺合した状態でひっかかりが生じて動かなくなる、といった不具合についても防止される。なお、雌ネジ部１４の形状は必ずしも円環型である必要はなく、リードスクリュー１１の各溝に対して噛み合えばＵ字型に形成することも可能である。
【００２６】
ナット板４の雌ネジ部１４のピッチ数は、１ピッチ未満に設定されている。これにより、リードスクリュー１１のネジ部１２と噛み合う部分が減るため更に製品ばらつきが吸収され易くなり、リードスクリュー１１のネジ部１２の各ピッチ幅に誤差があっても、その誤差に起因する摩擦・負荷が発生しにくいものとなっている。更に、１ピッチ未満に構成することにより、ナット板４を成型する際の型抜き工程において回し抜きする必要がなくなるため、製造工程が簡単化するという利点や、レンズ駆動装置１のサイズを小型化するという利点もある。
【００２７】
ナット板４にはリードスクリュー１１の周囲でレンズ保持枠３が当接している。このレンズ保持枠３は、付勢手段としての圧縮バネ５により光軸方向Ｏにナット板４に対して付勢されている。これにより、レンズ保持枠３はナット板４に当接した状態が保たれ、ナット板４が光軸方向Ｏに移動する際に、レンズ保持枠３もナット板４と一体に光軸方向Ｏに移動するようになっている（ガイド軸２５は、第２レンズ群枠７５と止め板７６との間に設けられている）。なお、このレンズ保持枠３は、光軸方向Ｏに伸びるガイド軸２５に対して滑動可能に設置されているため、より正確に光軸方向Ｏに移動するようになっている。また、このガイド軸はガタ取りバネ２７によって光軸方向Ｏに片寄せされており、ガイド軸２５自身の光軸方向Ｏへの移動防止が成されている。
【００２８】
図にも示されているように、レンズ保持枠３とナット板４とはそれぞれ別体に設けられている。また、レンズ保持枠３は、リードスクリュー１１のネジ部１２に螺合してリードスクリュー１１の回転駆動を直接受けて光軸方向Ｏに移動するのではなく、当接するナット板４の作用を受けてガイド軸２５に沿って光軸方向Ｏに移動するように設計されている。このため、リードスクリュー１１の軸方向が光軸方向Ｏに対してずれていても、作動不良を起こしたり、各部材を変形させたり、光学性能が悪化することを防止できるようになっている。
【００２９】
なお、上述したようにリードスクリュー１１に対してナット板４が螺合される際には、その間のバックラッシにより「がたつき」が発生する。本実施形態では、圧縮バネ５による付勢作用により、レンズ保持枠３を介してナット板４を押圧するため、ナット板４はリードスクリュー１１との間のバックラッシ分だけ移動し片寄せされる。これにより、ナット板４の「がたつき」の発生が抑制され、レンズ保持枠３の位置決め精度が向上されるようになっている。また、レンズ保持枠３は、リードスクリュー１１の周囲でナット板４に当接するように設計されているため、バックラッシに基づくナット板４の「がたつき」や「傾斜」の影響を受け難いようにもなっている。
【００３０】
また、ナット板４には、ガイド軸２５が貫通される貫通孔４ａが形成されている。これにより、リードスクリュー１１の回転に際して、ナット板４がリードスクリュー１１と一体に回転することが防止されている。因みに、この貫通孔４ａは長穴に形成されている。これにより、リードスクリュー１１の軸方向とガイド軸２５の軸方向との間のずれが吸収され、軸ずれによる作動不良などが発生しないようになっている。
【００３１】
図３及び図４は、本実施形態によるレンズ駆動装置が組み込まれたレンズ鏡胴の断面図である。図３は、各中間筒８３，移動筒８４が繰り出された状態を示している。図４は、各中間筒８３，移動筒８４が繰り込まれた状態を示している。本実施形態によるレンズ鏡胴８０は、デジタルカメラの撮影光学系に用いられるものである。レンズ鏡胴８０は、回転筒８１と、光電変換を行うＣＣＤ(Charged Coupled Device)８５がＣＣＤ保持枠８９を介して取り付けられた固定枠８２と、第２レンズ群８７及びレンズ駆動装置１が第２レンズ群枠７５を介して設置された中間筒８３と、第１レンズ群８６が設置された移動筒８４と、を備えている。第１レンズ群８６、第２レンズ群８７及びフォーカスレンズ１０は、デジタルカメラの撮影光学系を構成している。
【００３２】
各レンズ群８６，８７を通して取り込まれた画像の光情報は、受光面８８から受光されＣＣＤ８５によって電気信号に変換され、電気信号パターンが形成される。この電気信号パターンによって形成される画像は、デジタルカメラ本体９０に設置された液晶モニターなどを通じて見ることが出来る。フォーカスレンズ１０は、この撮影光学系においてピント調節を行っている。本実施形態によるレンズ鏡胴８０は、このようなデジタルカメラにおいて、中間筒８３，移動筒８４を繰り出し、繰り込むことによりズーム機能を実現している。以下、この繰り出し動作、繰り込み動作を行うための各構成について説明する。
【００３３】
固定枠８２の周面には、カム溝９５が形成されている。カム溝９５は、固定枠８２の周面内外を貫通して形成され、周面に沿って螺旋状に形成されている。カム溝９５には、中間筒８３のカムフォロワ９２が挿入されている。カムフォロワ９２は、中間筒８３の外周面に形成され外周面から外側へ突出する突起体である。カムフォロワ９２の先端部には、ピン９３が取り付けられている。ピン９３は、回転筒８１に形成されている縦溝９４に挿入されており、回転筒８１が回転する際に、その回転力を中間筒８３に伝達する。回転筒８１は、固定枠８２の外側に配設される筒状部材であり、デジタルカメラ本体９０に設置された図示しない繰出し繰込みモータの駆動を受けて回転する。なお、縦溝９４は、回転筒８１の内周面を凹まして形成されたもので、撮影光学系の光軸方向Ｏに向けて延びている。
【００３４】
回転筒８１を回転することにより、ピン９３及びカムフォロワ９２は固定枠８２に螺旋状に形成されたカム溝９５に沿って周方向に移動し、かつカム溝９５に沿って光軸方向Ｏへ移動する。これにより、中間筒８３は回転しながら光軸方向Ｏへ移動し、固定枠８２に対し繰り出し又は繰り込まれる。
【００３５】
中間筒８３の後端部には、中間筒８３とほぼ同径の環状部材である直進キーリング９７が、中間筒８３に対し相対回転可能に掛止されている。固定枠８２の内周面には光軸方向Ｏへ延びる縦溝９６が形成されており、直進キーリング９７はこの縦溝９６にも嵌合している。この嵌合により、直進キーリング９７は回転を止められ光軸方向Ｏに案内されるようになっている。このため、直進キーリング９７は中間筒８３とは一体に回転しない状態で中間筒８３と共に光軸方向Ｏへと移動する。
【００３６】
直進キーリング９７には、光軸方向前方に延びる支持部９７ａが形成されている。支持部９７ａは、移動筒８４の後端部に掛止され、これによって移動筒８４の回転を防止している。移動筒８４の後端には、外周面から突出するピン９８が設けられている。ピン９８は、中間筒８３の内周面に形成されるカム溝９９に挿入されている。カム溝９９は、中間筒８３の内周面に沿って螺旋状に形成されている。
【００３７】
中間筒８３が回転した際、移動筒８４は、直進キーリング９７の支持部９７ａによって支持されているため中間筒８３と一体に回転することはない。しかしながら、これによってピン９８はカム溝９９の螺旋形状に従って光軸方向Ｏへと移動する。これにより、移動筒８４は、中間筒８３の回転に伴って光軸方向Ｏに移動し、中間筒８３に対して繰り出し又は繰り込まれる。
【００３８】
本実施形態では、繰出し繰込みモータ、及び繰出し繰込みモータの回転を受けて中間筒８３，移動筒８４の繰り出し、繰り込みを実現している各構成要素（カム溝９５，９９、カムフォロワ９２，ピン９３，９８、直進キーリング９７、他）が、移動手段として機能する。この移動手段を駆動することにより、各レンズ群８６，８７、及び受光面８８について、その離間距離を調整することが可能となり、これによってズーム機能が実現される（なお、第２レンズ群８７及びフォーカスレンズ１０は、中間筒８３に対しても相対的に光軸方向Ｏに移動することが可能である）。
【００３９】
中間筒８３に設置されたレンズ駆動装置１を収納位置へ移動する際には、中間筒８３及び移動筒８４は、この移動手段により光軸方向Ｏに移動され、固定枠８２内へと繰り込まれる。この際、レンズ駆動装置１のレンズ保持枠３が収納される位置には、レンズ保持枠３とナット板４とを離間させるための離間手段９０が設けられている。本実施形態では、この離間手段は、ＣＣＤ保持枠８９上に形成され光軸方向Ｏに所定量突出したボス９０である。中間筒８３及び移動筒８４が固定枠８２内へと繰り込まれる際、ボス９０は、レンズ保持枠３のボス受け部９１に当接してレンズ保持枠３を所定位置に停止させ、ナット板４から離間させる（図４参照）。これにより、レンズ１０を他の部材と衝突又は接触しない安全位置に停止させることが可能となる。ボス９０はレンズ保持枠３のボス受け部９１に当接することにより、レンズ保持枠３をナット板４から離間させるので、電気的な制御無しでレンズ１０を早く的確に安全位置に停止させることができる。このような効果は、レンズ保持枠３とナット板４とが別体に設けられていることにより実現されているものである。なお、離間手段として、ボス９０をレンズ保持枠３に設け、ＣＣＤ保持枠８９上に形成されたボス受け部９１に対して当接するように構成することも可能である。
【００４０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、本発明を実施するにあたって前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項の範囲内に該当する発明の全ての変更を包含し、形状、サイズ、配置、構成などについて変更が可能である。
【００４１】
例えば、レンズ駆動装置１をデジタルカメラ本体に対して適用する例を示したが、銀塩フィルムを用いて撮影するカメラや、その他の光学機器のレンズ光学系に適用することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるレンズ駆動装置では、レンズを保持するレンズ保持枠はナット板に当接しかつ付勢手段によりナット板に対して付勢されているので、ナット板の移動によって光軸方向に移動するものとなっている。これにより、リードスクリューの軸方向が光軸方向に対してずれていても、作動不良を起こしたり、各部材を変形させたり、光学性能が悪化することを防止することができる。
【００４３】
また、本発明によるレンズ鏡胴では、レンズ駆動装置の収納動作において、離間手段がレンズ保持枠に当接しナット板から離間させることで、レンズを所定の位置で停止させ衝突などの発生を防止することが可能となる。当接によりレンズを所定位置で停止させるので、レンズ収納動作において所定位置で停止させるための電気的な制御も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態に係るレンズ駆動装置の断面図である。
【図２】図２は、図１においてＢ方向から見たレンズ駆動装置の正面図である。
【図３】図３は、本実施形態によるレンズ駆動装置が組み込まれたレンズ鏡胴の断面図である。
【図４】図４は、本実施形態によるレンズ駆動装置が組み込まれたレンズ鏡胴の断面図である。
【符号の説明】
１…レンズ駆動装置、２…フォーカスモータ（駆動源）、３…レンズ保持枠、４…ナット板、４ａ…貫通孔、５…圧縮バネ（付勢手段）、１０…フォーカスレンズ、１１…リードスクリュー、１２，１４…ネジ部、２５…ガイド軸、８０…レンズ鏡胴、９０…ボス、Ｏ…光軸方向。

Claims

光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置であって、
駆動源により回転されるリードスクリューと、
前記リードスクリューのネジ部に対して螺合するネジ部が形成され、前記リードスクリューの回転によって光軸方向に移動する成形品であるナット板と、
前記ナット板に当接すると共に、光軸方向に伸びるガイド軸に対して滑動可能に設けられ、前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記ナット板に対して付勢する付勢手段と、
を備えて構成され、
前記ナット板の前記ネジ部は、１ピッチ未満であること、
を特徴とするレンズ駆動装置。
前記レンズ保持枠は、前記リードスクリューの周囲で前記ナット板に当接している請求項１に記載のレンズ駆動装置。
前記ナット板は、前記ガイド軸が貫通される貫通孔を有する請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
前記貫通孔は長穴である請求項３に記載のレンズ駆動装置。
前記レンズは、撮影光学系においてピント調節を行うフォーカスレンズである請求項１〜４の何れか１項に記載のレンズ駆動装置。
請求項１〜５の何れか１項に記載のレンズ駆動装置を、光軸方向に沿って収納位置へと移動させる移動手段と、
前記移動手段により前記レンズ駆動装置が収納位置へと移動される際に、前記レンズ保持枠に当接して所定位置で前記レンズ保持枠を前記ナット板から離間させる離間手段と、を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。
前記離間手段は、前記レンズ保持枠の収納位置に設けられ光軸方向に所定量突出したボスである請求項６に記載のレンズ鏡胴。
前記離間手段は、前記レンズ保持枠に設けられ光軸方向に所定量突出したボスである請求項６に記載のレンズ鏡胴。