JP4349855B2

JP4349855B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP4349855B2
Application number: JP2003191207A
Authority: JP
Inventors: 靖彦田中
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-07-03
Also published as: JP2005024968A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送りネジ（リードスクリュー）を用いてレンズを移動する光学機器のレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ駆動装置としては、レンズの光軸と平行に配置された送りネジと、この送りネジを回転駆動するモータと、送りネジのネジ部と螺合するネジ穴を有するナット部材と、ナット部材と連結されレンズを保持するレンズ保持枠と、このレンズ保持枠を光軸方向に移動自在に保持するガイド軸を設け、モータにより送りネジを回転駆動することにより、ナット部材が光軸方向に移動してレンズ保持枠を光軸方向に進退移動させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、前記特許文献１に記載のレンズ駆動装置では、ナット部材と送りネジとが連結されており、ナット部材と送りネジとが相対移動することはなく、常に一体となって移動する。このため、レンズ保持枠に衝撃等が加わった時に、ナット部材のネジ山と送りネジのネジ山に負荷がかかり、ネジ山が破損して作動不良を起こしたり、食い付いて作動しなくなるという問題があった。このような問題を解決するために、ナット部材とレンズ保持枠とを連結せずに別体とし、レンズ保持枠がナット部材と当接するように、レンズ保持枠を光軸方向に付勢する付勢部材を設け、送りネジの回転によりナット部材が移動してレンズ保持枠を光軸方向に移動させ、レンズ保持枠に衝撃等が加わった際に、レンズ保持枠がナット部材に対して相対的に移動して、ナット部材と送りネジのネジ山に負荷がかかることを防止する技術が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２７５４９４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９６４８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献２記載のレンズ駆動装置では、ナット部材が送りネジの回転により従動回転することを防止する回転止めが必要であり、回転止めとしてガイド軸を設けている。このため、レンズ保持枠を移動させる時には、ナット部材とこのガイド軸とが相対移動するので、ナット部材にバリがあったり、ガイド軸の表面に傷がある場合に、作動不良を起こすという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、衝撃等に強く、作動不良の発生を防止したレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持し、光軸方向に進退移動自在のレンズ保持枠と、光軸と平行に配され回転駆動される送りネジと、送りネジに螺合するネジ穴が設けられ、送りネジの回転により光軸方向に進退移動するナット部材と、レンズ保持枠に設けられ、ナット部材と係合して送りネジの回転によりナット部材が従動回転することを防止する第１の回転止めと、送りネジを回転自在に保持する保持枠に設けられ、ナット部材と係合して送りネジの回転によりナット部材が従動回転することを防止する第２の回転止めと、レンズ保持枠が前記ナット部材と当接するように付勢する付勢部材とを備え、レンズ保持枠が、付勢部材の付勢に抗してナット部材と相対移動自在にされていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、第２の回転止めは、第１の回転止めよりも僅かに大きなクリアランスを有しており、第１の回転止めは、光軸方向に沿って形成され、ナット部材とレンズ保持枠との相対移動範囲よりも短い溝であり、溝の端部には外側に向かって溝の幅が広くなるように傾斜部を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、第１の回転止めは、ナット部材とレンズ保持枠との相対移動範囲の全てを許容する長さにしても良い。
【００１０】
上記問題点を解決するために、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持し、光軸方向に進退移動自在のレンズ保持枠と、光軸と平行に配され回転駆動される送りネジと、送りネジに螺合するネジ穴が設けられ、送りネジの回転により光軸方向に進退移動するナット部材と、レンズ保持枠に設けられ、送りネジの回転によりナット部材が従動回転することを防止する回転止めと、レンズ保持枠がナット部材と当接するように付勢する付勢部材とを備え、レンズ保持枠が、付勢部材の付勢に抗してナット部材と相対移動自在にされていることを特徴とするものである。
【００１１】
前述の回転止めは、ナット部材とレンズ保持枠との相対移動範囲の全てを許容する長さを有することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態であるレンズ駆動装置１０の斜視図であり、図２は、レンズ駆動装置１０の分解斜視図である。レンズ駆動装置１０は、アパーチャ１１が形成されカメラ等の光学機器本体に固定されるベース部材１２と、レンズ１３を保持するレンズ枠１４と、レンズ枠１４の光軸方向の移動をガイドするガイド軸１５，１６と、送りネジ１７と、この送りネジ１７と螺合するナット部材１８と、ベース部材１２に一体に形成され、ガイド軸１５及び送りネジ１７を保持する保持部１９と、ガイド軸１５に挿通され、レンズ枠１４を光軸方向前方側に付勢してナット部材１８と当接させる付勢バネ２０とで構成されている。
【００１３】
ベース部材１２には、アパーチャ１１の上方に嵌合穴２１が形成されており、ガイド軸１６が嵌め込まれて固定される。また、アパーチャ１１の下方には、送りネジ１７の一端が嵌め込まれる嵌合穴２２が形成されており、他端は、保持部１９に設けられた嵌合穴２３に嵌め込まれ、送りネジ１７が回転自在に保持される。この送りネジ１７には、ナット部材１８が螺合する。また、嵌合穴２２の右方には、嵌合穴２４が形成されており、ガイド軸１５が嵌め込まれて固定され、付勢バネ２０が挿通される。
【００１４】
ベース部材１２の左下方には、モータ２５が設けられている。このモータ２５の駆動が、ベース部材１２の裏面に配列されたギヤ列（図示せず）に伝達され、このギア列の回転伝達により送りネジ１７が回転する。また、アパーチャ１１の左方には、フォトインタラプタ（ＰＩ）２６が設けられている。このＰＩ２６は、レンズ１３のホームポジション（光軸方向の最後端位置）を検出するために設けられている。
【００１５】
図３に示すように、レンズ枠１４は、その中央部にレンズ１３を保持している。レンズ枠１４の上方には、ガイド軸１６と係合するガイド溝３０が先端に形成されたガイド突起３１が一体に形成されている。このガイド溝３０と前述のガイド軸１６が係合し、レンズ枠１４の光軸方向の移動がガイドされる。また、レンズ枠１４の下方には、ガイド軸１５が挿通されるガイド筒３２が一体に形成されており、ガイド軸１６及び保持部１９と共にレンズ枠１４の光軸方向の移動をガイドする。また、このガイド筒３２の左方には、ナット部材１８と係合し、ナット部材１８が送りネジ１７の回転に対して従動回転する（共回りする）ことを防止する第１回転止め溝３３が一体に形成されている。この第１回転止め溝３３は、ナット部材１８とレンズ枠１４との相対移動範囲よりも短くされている。ナット部材１８は、正面形状が略十字型の形状にされており、上方に突出した突起部１８ａがこの第１回転止め溝と係合する。この第１回転止め溝３３の前端部は、光軸方向前方側に溝の幅が広くなるように左右に傾斜部３３ａが設けられている。
【００１６】
この傾斜部３３ａは、レンズ枠１４が衝撃等により光軸方向後方側に移動し、第１回転止め溝３３と突起部１８ａとの係合が一旦外れた場合でも、付勢バネ２０の付勢によりレンズ枠１４が光軸方向前方に戻されて、傾斜部３３ａによりガイドされ、突起部１８ａと確実に再度係合するという効果がある。また、この第１回転止め溝３３の下方には、付勢バネ２０の付勢によりナット部材１８と当接する被押圧部３７が一体に形成されている。
【００１７】
また、レンズ枠１４の左側端部には、遮光蓋３４が一体に形成されており、この裏面には、光軸後方側に突出した遮蔽突起３５が形成されている。レンズ枠１４が光軸方向最後端のホームポジションに移動した時に、この遮蔽突起３５が前述のＰＩ２６の投光部と受光部との間に挿入される。これにより、ＰＩ２６がレンズ１３がホームポジションにあることを検出する。また、遮蔽蓋３４は、レンズ枠１４がホームポジションに移動した時に、ＰＩ２６を前面側から覆って遮光することにより、ＰＩ２６の受光部に外光が入射してノイズが発生することを防止する。
【００１８】
また、保持部１９には、ナット部材１８の下方に突出した突起部１８ｂと係合し、ナット部材１８が送りネジ１７の回転に対して従動回転する（共回りする）ことを防止する第２回転止め溝３６が一体に形成されている。この第２回転止め溝３６は、突起部１８ｂの形状よりも大きく、突起部１８ａと係合する第１回転止め溝３３よりもクリアランスが確保されガタ付きがある。このガタ付きによりナット部材１８の横方向の微少な動きが許容される一方で、このクリアランスは、前記第１回転止め溝３３の前端部に設けられた傾斜部３３ａの前端部における幅（最も広い幅）でのクリアランスよりも小さく設定されているので、第１回転止め溝３３とナット部材１８の突起部１８ａとの係合が外れた後、再係合する際に傾斜３３ａにガイドされて係合し易いという効果がある。
【００１９】
次に、上記構成のレンズ駆動装置１０の作用について図４を用いて説明を行う。レンズ枠１４は、付勢バネ２０の付勢により常に光軸方向前方側に付勢され、被押圧部３７にてナット部材１８と当接している。このため、ナット部材１８が、保持部１９内の最前端にある時には、レンズ枠１４は光軸方向の最前端位置（図４（Ａ）に示す位置）にある。モータ２５の駆動がベース部材１２の裏面に設けられたギヤ列に伝達され、このギヤ列により送りネジ１７が回転する。この時、ナット部材１８は、第１回転止め溝３３と、第２回転止め溝３６とにより回転が防止されているので、送りネジ１７の回転により、光軸方向に進退移動する。ナット部材１８が、光軸方向後方に移動する場合には、ナット部材１８が被押圧部３７を押圧する。
【００２０】
レンズ枠１４は、ガイド軸１５，１６に光軸方向の移動がガイドされているので、ナット部材１８の押圧により付勢バネ２０の付勢に抗して光軸方向後方に移動し、ナット部材１８が最後端位置まで移動した時に、レンズ枠１４は、図４（Ｂ）に示す最後端位置に移動する。
【００２１】
逆に、ナット部材１８が、光軸方向前方に移動した時には、レンズ枠１４は、付勢バネ２０の付勢により被押圧部３７がナット部材１８と当接しながら、ナット部材１８と共に光軸方向前方側に移動する。このように、レンズ枠１４は、図４（Ａ）に示す最前端部と図４（Ｂ）に示す最後端位置との間で、光軸方向に沿って進退移動を行う。
【００２２】
また、ナット部材１８は移動せずに、外部からの衝撃によりレンズ枠１４が光軸方向後方に移動した時には、付勢バネ２０の付勢により被押圧部３７がナット部材１８と当接する位置に復帰する。このような外部からの衝撃により、第１回転止め溝３３とナット部材１８の突起部１８ａとの係合が外れる位置（図４（Ｃ）に示す位置）までレンズ枠１４が移動した場合には、付勢バネ２０の付勢によりレンズ枠１４が光軸方向前方に移動し、傾斜部３３ａによりガイドされてナット部材１８の突起部１８ａと第１回転止め溝３３とが確実に係合し、元の位置（図４（Ａ）に示す位置）に復帰する。このように、ナット部材１８と、レンズ枠１４が相対移動することができるようにしたので、衝撃を受けた時に、送りネジ１７のネジ山に衝撃が加わって、ネジ山が損傷することが防止されている。
【００２３】
さらに、ナット部材１８の回転止めとして、レンズ枠１４に第１回転止め溝３３を設け、保持部１９に第２回転止め溝３６を設けたので、回転止め用のガイド軸を設ける必要がない。このため、ナット部材１８のバリやガイド軸の表面に付いた傷等により、ナット部材１８の動きに支障を与えることがないので作動不良が防止される。さらに、第１回転止め溝３３の長さは、ナット部材１８と第１回転止め溝３３との相対移動範囲よりも短くされており、レンズ駆動装置１０の小型化が可能になる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態であるレンズ駆動装置４０ついて説明を行う。図５に示すように、レンズ駆動装置４０は、レンズ駆動装置１０のレンズ枠１４に形成された第１回転止め溝３３を長くしたものであり、レンズ枠４１に、ナット部材１８とレンズ枠１４との相対移動距離を全て許容する長さの第１回転止め溝４２を一体に形成する。この場合には、第１の実施形態のレンズ駆動装置１０のようにナット部材１８と第１回転止め溝４２の係合が外れることがないので、第１回転止め溝４２の前端部に傾斜部を設けない。また、第２回転止め溝３６は設けても良いし、設けなくても良い。また、レンズ駆動装置１０を構成するものと同じものには、図中に同一の符号を付してあり、詳しい説明を省略する。
【００２５】
次に、第２の実施形態であるレンズ駆動装置４０の作用について図５を用いて説明を行う。ナット部材１８が、保持部１９内の最前端部にある時には、レンズ枠４１は図５（Ａ）に示すように最前端部にある。この状態から、モータ２５の駆動がベース部材１２の裏面に設けられたギヤ列に伝達され、このギヤ列により送りネジ１７が回転する。この時、ナット部材１８は、第１回転止め溝４２により回転が防止されているので、送りネジ１７の回転により、光軸方向に移動する。ナット部材１８が、光軸後方に移動する場合には、ナット部材１８がレンズ枠１４の被押圧部４３を付勢バネ２０の付勢に抗して押圧する。
【００２６】
レンズ枠１４は、ガイド軸１５，１６に光軸方向の移動がガイドされているので、ナット部材１８の押圧により光軸方向後方に移動し、ナット部材１８が保持部１９内の最後端位置まで移動した時に、レンズ枠１４は、図５（Ｂ）に示す最後端位置に移動する。
【００２７】
逆に、ナット部材１８が、光軸方向前方に移動した時には、レンズ枠１４は、付勢バネ２０の付勢により被押圧部４３がナット部材１８と当接しながら、ナット部材１８と共に光軸方向前方に移動する。このように、レンズ枠１４は、図５（Ａ）に示す最前端部と図５（Ｂ）に示す最後端位置との間で、光軸方向に沿って進退移動を行う。
【００２８】
また、ナット部材１８は移動せずに、外部からの衝撃によりレンズ枠４１が光軸方向後方に移動した時には、付勢バネ２０の付勢により被押圧部４３がナット部材１８と当接する位置に復帰する。このような外部からの衝撃によりレンズ枠４１が移動した場合、第１回転止め溝４２は、ナット部材１８と最も離れた位置（図５（Ｃ）に示す位置）に移動した時でも突起部１８ａとの係合が外れない長さを有しているため、係合が外れることはないのでレンズ枠４１は元の位置（図５（Ａ）に示す位置）まで確実に復帰することができる。このように、ナット部材１８と、レンズ枠１４が相対移動することができるようにしたので、衝撃を受けた時に、送りネジ１７のネジ山に衝撃が加わって、ネジ山が損傷することが防止されている。
【００２９】
また、第１の実施形態のレンズ駆動装置１０の場合と同様に、ナット部材１８の回転止めとして、レンズ枠１４に第１回転止め溝を設け、保持部１９に第２回転止め溝を設けたので、回転止め用のガイド軸を設ける必要がない。このため、ナット部材１８のバリやガイド軸の表面に付いた傷等により、ナット部材１８の動きに支障を与えることがないので作動不良が防止される。
【００３０】
なお、第１の実施形態のレンズ駆動装置１０、及び第２の実施形態のレンズ駆動装置４０において、付勢バネ２０をレンズ枠１４，４１の光軸方向後方に配置したが、これに限るものではなく、例えば、付勢バネ２０をレンズ枠１４，４１よりも光軸方向前方に配置して、レンズ枠１４，４１を光軸方向後方に付勢しても良い。この場合は、ナット部材１８をレンズ枠１４，４１よりも光軸方向後方に配置すれば良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置は、ナット部材とレンズ保持枠とが相対移動可能であり、外部からの衝撃等によりレンズ保持枠が移動した時にナット部材と送りネジのネジ山に衝撃が加わってネジ山が損傷することはない。また、ナット部材の回転止め用にガイド軸を使用しないため、ナット部材のバリやガイド軸の表面の傷による作動不良が発生することはない。さらに、第１の実施形態のレンズ駆動装置において、第１回転止め溝の長さは、ナット部材と第１回転止め溝との相対移動範囲よりも短くされており、レンズ駆動装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図２】レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】レンズ枠の構成を示す正面図である。
【図４】レンズ駆動装置の作用を示す断面図である。
【図５】変形例のレンズ駆動装置の作用を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，４０レンズ駆動装置
１３レンズ
１４，４１レンズ枠
１５，１６ガイド軸
１７送りネジ
１８ナット部材
１８ａ，１８ｂ突起部
１９保持部
２０付勢バネ
３３，４２第１回転止め溝
３３ａ傾斜部
３６第２回転止め溝
３７，４３被押圧部

Claims

レンズを保持し、光軸方向に進退移動自在のレンズ保持枠と、
光軸と平行に配され回転駆動される送りネジと、
前記送りネジに螺合するネジ穴が設けられ、前記送りネジの回転により光軸方向に進退移動するナット部材と、
前記レンズ保持枠に光軸方向に沿って前記ナット部材との相対移動範囲よりも短く形成された溝と、溝の端部に溝の幅が外側に向かって広くなるように設けられた傾斜部とからなり、前記ナット部材と係合して前記送りネジの回転により前記ナット部材が従動回転することを防止する第１の回転止めと、
前記送りネジを回転自在に保持する保持枠に設けられ、前記ナット部材と常に係合して前記送りネジの回転により前記ナット部材が従動回転することを防止する第２の回転止めと、
前記レンズ保持枠が前記ナット部材と当接するように付勢する付勢部材とを備え、
前記レンズ保持枠が、前記付勢部材の付勢に抗して前記ナット部材と相対移動自在にされていることを特徴とするレンズ駆動装置。
前記第２の回転止めは、前記第１の回転止めよりも僅かに大きなクリアランスを有することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。