JP4050930B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸方向においてレンズを移動させるレンズ駆動装置に関し、特に、駆動機構としてカム溝とカムフォロワとを含むレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持したレンズ保持枠にカムフォロワを設け、レンズ保持枠を収容する鏡筒の内周面においてカムフォロワを受け入れるカム溝を設け、鏡筒を回転させることで、カム溝がカムフォロワにカム作用を及ぼしてレンズ保持枠を光軸方向に移動させるものが知られている。
また、二つの鏡筒を同軸にて入れ子状に配置し、外側の鏡筒の内周面においてカム溝を設け、内側の鏡筒の外周面においてカム溝に挿入されるカムフォロワを設け、一方の鏡筒に回転駆動力を及ぼすことで、内側の鏡筒を光軸方向に移動させるものが知られている。
これらカム溝とカムフォロワとを用いた駆動機構においては、カムフォロワがカム溝の終端部に達した時点で、レンズ保持枠あるいは鏡筒の光軸方向への繰り出し移動が規制されるようになっている。
【０００３】
一方、最近のレンズ駆動装置においては、落下強度を向上させ又は像ゆれ現象を抑制するために、カムフォロワが設けられるレンズ保持枠あるいは鏡筒とカム溝が設けられる鏡筒との取り付けガタを極力小さく設定する傾向にある。
その結果、相対的な移動を生じる領域での摩擦力等の増大により駆動負荷が大きくなるため、ギヤ比等を高めにして駆動力を大きくした設定となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のレンズ駆動装置においては、レンズ保持枠あるいは鏡筒の繰り出し移動（繰り出し位置）を規制するのは、カムフォロワがカム溝の終端部に達してその終端壁面に衝突することにより規制されていたため、駆動力を大きく設定すると、カムフォロワがカム溝の終端部を乗り上げて過移動し、レンズの位置決めが正確に行なわれなくなり、又、カムフォロワの喰い込みにより復帰動作が困難になる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、所望の機械的強度を確保し又像ゆれ等を抑えた所望の光学特性を確保しつつ、簡略な構造にて確実な駆動動作が得られるレンズ駆動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向においてカム作用をなすカム溝を有するカム部材と、レンズを保持すると共にカム溝に挿入されて案内されるカムフォロワを有するフォロワ部材とを備え、カム部材とフォロワ部材とを相対的に移動させることでレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、上記カム部材は、レンズの繰り出し状態においてカム溝と隣接した光軸方向後方側に設けられたカムフォロワの光軸方向後方への抜け落ちを規制する抜け止め壁及び抜け止め壁に連続して配置されたストッパを有し、上記フォロワ部材は、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、ストッパと当接する当接片を有する、ことを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、カム部材に対してフォロワ部材が相対的に移動すると、カムフォロワは抜け止め壁により抜け落ちが規制されつつカム溝に案内されて、フォロワ部材（レンズ）は光軸方向に移動させられる。そして、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、フォロワ部材の当接片が、抜け止め壁に連続して形成されたストッパに当接し、レンズを移動範囲の端部位置に位置決めする。したがって、カムフォロワとカム溝の終端部との衝突が避けられ、カム溝からのカムフォロワの抜け落ちが防止され、確実な駆動動作が行なわれる。
【０００８】
上記構成において、ストッパ及び当接片は、レンズの最大繰り出し位置において、カム部材とフォロワ部材との相対的な移動を規制するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、カム部材に対してフォロワ部材が相対的に移動し、カムフォロワがカム溝に案内されて、フォロワ部材（レンズ）が最大繰り出し位置に移動させられる場合において、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、当接片がストッパに当接して、レンズを最大繰り出し位置に位置決めする。したがって、カムフォロワと繰り出し側におけるカム溝の終端部との衝突が避けられ、カム溝からのカムフォロワの抜け落ちが防止され、確実な駆動動作が行なわれる。
【０００９】
上記構成において、ベースと、ベースに固定されて光軸方向に軸心をもつ固定筒と、固定筒の内側において光軸方向に往復動自在に支持されてレンズを保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠を駆動する駆動源とを備え、カム部材は、内周面にカム溝を形成した上記固定筒であり、フォロワ部材は、カムフォロワを形成した上記レンズ保持枠であり、ストッパは、固定筒の内周面において突出した抜け止め壁に連続して形成され、当接片は、レンズ保持枠に形成されている、構成を採用できる。
【００１０】
この構成によれば、駆動源により、レンズ保持枠（フォロワ部材）が固定筒（カム部材）に対して相対的に移動させられると、カムフォロワがカム溝に案内されて、レンズ保持枠（レンズ）は光軸方向に移動させられる。そして、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、当接片がストッパに当接して、レンズを移動範囲の端部位置（例えば、最大繰り出し位置）に位置決めする。したがって、カムフォロワとカム溝の終端部との衝突が避けられ、カム溝からのカムフォロワの抜け落ちが防止され、確実な駆動動作が行なわれる。
【００１１】
また、上記構成において、ベースと、ベースに固定されて光軸方向に軸心をもつ固定筒と、固定筒に対し光軸方向に出没自在に固定筒の内側に支持されかつカム作用をもつ円筒カムと、レンズを保持すると共に円筒カムの内側に配列され円筒カムのカム作用により光軸方向に移動させられる複数のレンズ保持枠と、円筒カムに回転駆動力を及ぼす駆動源とを備え、カム部材は、内周面にカム溝を形成した上記固定筒であり、フォロワ部材は、外周面にカムフォロワを形成した上記円筒カムであり、ストッパは、固定筒の内周面において突出した抜け止め壁に連続して形成され、当接片は、円筒カムの外周面において突出して形成されている、構成を採用できる。
【００１２】
この構成によれば、駆動源により、円筒カム（フォロワ部材）が固定筒（カム部材）に対して相対的に移動させられると、カムフォロワがカム溝に案内されて、円筒カム及び複数のレンズ保持枠（複数のレンズ）は光軸方向に移動させられる。そして、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、当接片がストッパに当接して円筒カムと固定筒との相対的な移動を規制し、レンズを移動範囲の端部位置（例えば、最大繰り出し位置）に位置決めする。
したがって、カムフォロワとカム溝の終端部との衝突が避けられ、カム溝からのカムフォロワの抜け落ちが防止され、確実な駆動動作が行なわれる。また、円筒カムの過移動が規制されるため、円筒カムのカム作用により駆動される複数のレンズ保持枠についても、過移動することなく確実な駆動動作が行なわれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示し、図１は装置の正面図、図２及び図３は装置の断面図、図４及び図５は固定筒の断面図及び展開図、図６及び図７は円筒カム側面図及び正面図並びに背面図である。
【００１４】
このレンズ駆動装置は、図１及び図２に示すように、略矩形形状の輪郭をなしローパスフィルタ１１、撮像素子としてのＣＣＤ１２等が取り付けられるベース１０、ベース１０に固着された固定筒２０、固定筒２０の内側において回転及び直進自在に支持された円筒カム３０、円筒カム３０の内側において光軸方向Ｌに移動自在に支持された第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０、ベース１０に対して光軸方向Ｌに移動自在に支持された第３レンズ群６０、円筒カム３０を駆動する駆動機構７０、第３レンズ群６０を駆動する駆動機構等を備えている。
【００１５】
カム部材としての固定筒２０は、図１ないし図３に示すように、光軸方向Ｌに軸心をもつ円筒状に形成されて、ベース１０に固着されている。固定筒２０の内周面には、図４及び図５に示すように、等間隔に配置された３つのカム溝２１、３つの抜け止め壁２２、一つの抜け止め壁２２に連続して配置されたストッパ２３等が設けられている。
【００１６】
３つのカム溝２１は、後述する３つのカムフォロワ３１に対してカム作用を及ぼす。３つの抜け止め壁２２は、カムフォロワ３１がカム溝２１から光軸方向Ｌの後方に向けて抜け落ちるのを規制する。ストッパ２３は、後述する当接片３２が当接して、固定筒２０に対する円筒カム３０の相対的な回転（移動）を規制するものである。
【００１７】
ストッパ２３と当接片３２とは、図５中の符号３１´´で示すように、カム溝２１の終端部２１ｅにカムフォロワ３１が衝突するよりも若干手前（以前）において、お互いに当接して円筒カム３０の一方向Ｒ１への回転を規制するように形成されている。
すなわち、ストッパ２３と当接片３２とは、カムフォロワ３１がカム溝２１の終端部２１ｅに達する以前に固定筒２０に対する円筒カム３０の回転を規制する規制手段として機能する。
尚、カムフォロワ３１が終端部２１ｅに達する以前とは、カムフォロワ３１がカム溝２１を乗り上げるのを防止できるものであれば、カムフォロワ３１が終端部２１ｅの壁面に接触した状態も含まれる。
【００１８】
フォロワ部材としての円筒カム３０は、図２、図３、図６、図７に示すように、円筒状に形成されて固定筒２０の内側に同軸に配置されている。
円筒カム３０の外周面には、図６及び図７に示すように、等間隔に配置されたピン形状をなす３つのカムフォロワ３１、径方向外側に突出してＬ字状をなす規制手段としての当接片３２、弧状歯車部３３等が形成されている。
【００１９】
円筒カム３０の内周面には、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０にカム作用を及ぼすカム溝３４，３５が形成され、又、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０の回転を規制しつつ光軸方向Ｌへの案内を行なうガイド筒３６が配置されている。そして、３つのカムフォロワ３１は、固定筒２０の３つのカム溝２１に挿入されており、円筒カム３０は、駆動機構７０により回転させられることで、光軸方向Ｌにおいて自ら前進及び後退すると共に、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０を光軸方向Ｌに移動させて変倍駆動を行なう。
【００２０】
第１レンズ群４０は、図２及び図３に示すように、レンズＧ１を保持するレンズ保持枠４１、レンズ保持枠４１に形成されカム溝３４に挿入された３つのカムフォロワ４２（尚、図３においては１つを省略）等を備えている。そして、第１レンズ群４０は、円筒カム３０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００２１】
第２レンズ群５０は、図２及び図３に示すように、レンズＧ２を保持するレンズ保持枠５１、レンズ保持枠５１に形成されカム溝３５に挿入された３つのカムフォロワ５２（尚、図３においては１つを省略）、レンズ保持枠５１に固定されたシャッタユニットＳ等を備えている。そして、第２レンズ群５０は、円筒カム３０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００２２】
第３レンズ群６０は、図２及び図３に示すように、レンズＧ３を保持するレンズ保持枠６１を備える。レンズ保持枠６１は、固定筒２０の外側に配置されたモータ８１、モータ８１により駆動されるリードスクリュー、レンズ保持枠６１に保持されリードスクリューに螺合したナット等を含む駆動機構により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退して合焦動作を行なう。
【００２３】
駆動機構７０は、図２及び図３に示すように、ベース１０に固定されたモータ７１、その駆動軸に固着されたウォーム７２、ベース１０に支持されウォーム７２に噛合するウォームホイール７３、ウームホイール７３と同軸にて一体的に形成されたウォーム７４、ベース１０に支持されウォーム７４に噛合するウォームホイール７５、ウォームホイール７５と同軸にて一体的に形成された歯車７６、ベース１０に支持され歯車７６及び弧状歯車部３３に噛合する歯車７７等により形成されている。
【００２４】
すなわち、モータ７１が回転すると、ウォーム７２、ウォームホイール７３、ウォーム７４、ウォームホイール７５、歯車７６、歯車７７を介して、フォロワ部材としての円筒カム３０がカム部材としての固定筒２０に対して相対的に回転する。そして、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、光軸方向Ｌにおいてそれぞれ繰り出して（前進して）又は繰り込んで（後退して）、例えば、望遠端撮影位置から図３に示す広角端撮影位置までの間を移動して、幅広い撮影が行なえるように所望の変倍位置に移動させられる。
【００２５】
次に、上記のレンズ駆動装置がデジタルカメラに搭載された場合の一般的な動作について説明する。先ず、非撮影の沈胴状態において、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、光軸方向Ｌの後方に向けて後退した沈胴位置にある。
このとき、カムフォロワ３１は、カム溝２１に対して図５中の符号３１´で示す位置に位置しており、カム溝２１の他方側の終端部には接触していない。
すなわち、円筒カム３０の繰り込み側における停止位置（沈胴位置）は、他の規制手段（不図示）により規制されている。
また、当接片３２は、図５中の符号３２´で示す位置に位置しており、固定筒２０のストッパ２３及び抜け止め壁２２から離隔した位置にある。
【００２６】
この沈胴状態から、駆動機構７０により円筒カム３０が回転させられると、カムフォロワ３１がカム溝２１に案内されて移動し、円筒カム３０は光軸方向Ｌ前方に向かって繰り出し、又、円筒カム３０の回転により、カムフォロワ４２，５２がそれぞれカム溝３４，３５に案内されて、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０が、先ず望遠端撮影位置に繰り出し、続けて図３に示すように、最大繰り出し位置である広角端撮影位置に至る。
一方、第３レンズ群６０は、駆動機構（モータ８１等）により、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０の位置に応じた合焦点位置に移動する。
【００２７】
この繰り出し動作において、第１レンズ群４０及び円筒カム３０は、最大繰り出し位置に近づくと、カムフォロワ３１がカム溝２１の終端部２１ｅに達する以前に、当接片３２は、ストッパ２３に近づいて当接する（図５中の符号３２´´で示す位置）。この当接により、円筒カム３０が最大繰り出し位置に位置決めされる。
【００２８】
このように、当接片３２が予めストッパ２３に当接してカムフォロワ３１の過移動が規制されるため、駆動機構７０による駆動力が大きい場合でも、カムフォロワ３１がカム溝２１を乗り上げて喰い込んだりあるいは抜け落ちたりするのを防止することができ、確実な駆動動作を得ることができる。
【００２９】
また、固定カム２０から円筒カム３０を経てレンズ保持枠４１，５１に伝達される駆動力伝達経路において、規制手段（ストッパ２３、当接片３２）により予め円筒カム３０の過回転が規制されるため、レンズ保持枠４１，５１のカムフォロワ４２，５２と円筒カム３０のカム溝３４，３５との関係においては、規制手段を設けなくても、カムフォロワ４２，５２の抜け落ちを防止することができ、確実な駆動動作を得ることができる。
【００３０】
上記実施形態においては、カム部材としての固定筒２０の内側にフォロワ部材としての円筒カム３０を設け、円筒カム３０の内側にさらに複数のレンズ群４０，５０を設けたレンズ駆動装置において、本発明に係る構成を採用したが、これに限定されるものではなく、円筒カム３０に対して一つのレンズ群を直接保持させて、円筒カム３０をレンズ保持枠として機能させる構成において、本発明に係る構成を採用してもよい。
【００３１】
また、上記実施形態においては、規制手段としてのストッパ及び当接片が、レンズの最大繰り出し位置において、固定筒２０（カム部材）と円筒カム３０（フォロワ部材）との相対的な移動を規制するものを示したが、レンズの最大繰り込み位置（沈胴位置）において両者の相対的な移動を規制するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置によれば、光軸方向においてカム作用をなすカム溝を有するカム部材（固定筒）と、レンズを保持すると共にカム溝に挿入されて案内されるカムフォロワを有するフォロワ部材（円筒カム）とを備える構成において、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に、カム部材とフォロワ部材との相対的な移動を規制する規制手段として、カム部材に対して抜け止め壁に連続して配置されたストッパ及びフォロワ部材に対してストッパと当接し得る当接片を設けたことにより、変倍駆動等の際に、カムフォロワがカム溝の終端部に達する以前に両者の相対的な移動が規制されるため、カムフォロワとカム溝の終端部との衝突が避けられる。したがって、駆動力が大きい場合でも、カムフォロワがカム溝から抜け落ちるのが防止され、確実な駆動動作が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す展開断面図である。
【図３】円筒カム及びレンズ保持枠（レンズ）が最大繰り出し位置にある状態を示す縦断面図である。
【図４】カム部材としての固定筒を示す断面図である。
【図５】固定筒の内周面を示す展開図である。
【図６】フォロワ部材としての円筒カムを示すものであり、（ａ）は外周面を示す側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】フォロワ部材としての円筒カムを示すものであり、（ａ）は外周面を示す側面図、（ｂ）は背面図である。
【符号の説明】
１０ ベース
２０ 固定筒（カム部材）
２１ カム溝
２２ 抜け止め壁
２３ ストッパ（規制手段）
３０ 円筒カム（フォロワ部材）
３１ カムフォロワ
３２ 当接片（規制手段）
３３ 弧状歯車部
３４，３５ カム溝
４０ 第１レンズ群
Ｇ１ レンズ
４１ レンズ保持枠
４２ カムフォロワ
５０ 第２レンズ群
Ｇ２ レンズ
５１ レンズ保持枠
５２ カムフォロワ
６０ 第３レンズ群
Ｇ３ レンズ
６１ レンズ保持枠
７０ 駆動機構
７１ モータ（駆動源）
７２，７４ ウォーム
７３，７５ ウォームホイール
７６，７７ 歯車
８１ モータ（駆動機構）
Ｌ 光軸方向

Claims (4)

1. 光軸方向においてカム作用をなすカム溝を有するカム部材と、レンズを保持すると共に前記カム溝に挿入されて案内されるカムフォロワを有するフォロワ部材とを備え、前記カム部材と前記フォロワ部材とを相対的に移動させることで、前記レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、
   前記カム部材は、前記レンズの繰り出し状態において前記カム溝と隣接した光軸方向後方側に設けられた前記カムフォロワの光軸方向後方への抜け落ちを規制する抜け止め壁及び前記抜け止め壁に連続して配置されたストッパを有し、
   前記フォロワ部材は、前記カムフォロワが前記カム溝の終端部に達する以前に、前記ストッパと当接する当接片を有する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記ストッパ及び当接片は、前記レンズの最大繰り出し位置において、前記カム部材と前記フォロワ部材との相対的な移動を規制するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. ベースと、前記ベースに固定されて光軸方向に軸心をもつ固定筒と、前記固定筒の内側において光軸方向に往復動自在に支持されてレンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動する駆動源とを備え、
   前記カム部材は、内周面に前記カム溝を形成した前記固定筒であり、
   前記フォロワ部材は、前記カムフォロワを形成した前記レンズ保持枠であり、
   前記ストッパは、前記固定筒の内周面において突出した前記抜け止め壁に連続して形成され、
   前記当接片は、前記レンズ保持枠に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. ベースと、前記ベースに固定されて光軸方向に軸心をもつ固定筒と、前記固定筒に対し光軸方向に出没自在に前記固定筒の内側に支持されかつカム作用をもつ円筒カムと、レンズを保持すると共に前記円筒カムの内側に配列され前記円筒カムのカム作用により光軸方向に移動させられる複数のレンズ保持枠と、前記円筒カムに回転駆動力を及ぼす駆動源とを備え、
   前記カム部材は、内周面に前記カム溝を形成した前記固定筒であり、
   前記フォロワ部材は、外周面に前記カムフォロワを形成した前記円筒カムであり、
   前記ストッパは、前記固定筒の内周面において突出した前記抜け止め壁に連続して形成され、
   前記当接片は、前記円筒カムの外周面において突出して形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。

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