JP4401510B2 - レンズ駆動装置およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動レンズ群を有するレンズ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなレンズ駆動装置では、可動レンズ群を保持するレンズ保持部材を、２本のガイドバー（うち１本はレンズ保持部材の他の１本のガイドバー回りでの回転を阻止する役割をも有する）により光軸方向にガイド可能とし、レンズ保持部材に取り付けたラックをモータ駆動される送りネジに噛み合わせて送りネジを回転させることで、光軸方向駆動するよう構成されている。
【０００３】
ここで、従来、２本のガイドバーと送りネジは、３次元的に互いに平行にかつ光軸に平行に保持されている。一方、送りネジに噛合しているラックはモールド成形品であり、その歯部は、型等による作製上、光軸に直角な方向が歯幅方向となるように形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ラックと送りネジとの噛み合いガタ防止のためにラックを送りネジに対して付勢した場合、ラックには、送りネジのネジ山面に沿って光軸方向に倒れるような回転が発生し、結果的にラックが取り付けられているレンズ保持部材とガイドバーとの間にこじり力が作用することになる。
【０００５】
そして、この現象により、レンズ保持部材の駆動負荷が増え、駆動電圧のアップ、耐久性の劣化、騒音増大等の問題が生じている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に延びるガイド部材によって光軸方向に移動ガイドされるレンズ移動鏡筒と、レンズ移動鏡筒に取り付けられた送り歯および送り歯に対向する腕部を有するラック部材と、送り歯と噛み合い、回転されることによりラック部材を介してレンズ移動鏡筒を光軸方向に駆動する送りネジ軸と、ラック部材を送りネジ軸に噛み合わせる方向に付勢する付勢手段とを有する。そして、光軸を含む面内においてラック部材の歯幅方向が光軸に直交する方向であり、光軸を含む面内において送りネジ軸のリード方向がラック部材の歯幅方向に対して傾いており、光軸を含む面内において、送りネジ軸のリード方向とラック部材の歯幅方向とのなす角度が小さくなる側に、送りネジ軸をガイド部材に対して傾けている。
【０００７】
これにより、ラック部材を送りネジ軸に対して噛み合い方向に付勢した場合でも、このラック部材を送りネジ軸のネジ山面に沿って光軸方向に倒す向きに発生する反力を減少させることが可能になる。このため、上記反力による移動鏡筒のガイド部材に対する倒れを少なくして、移動鏡筒の駆動負荷を軽減でき、駆動電圧の上昇や耐久性の劣化や騒音増加等の問題を解消することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施した形態であるビデオカメラ（光学機器）用のズームレンズ部（レンズ駆動装置）の構成（一点鎖線で示した光軸を含む面での構成）を示している。１は第１群レンズＬ１を保持した固定鏡筒、２はローパスフィルタ３を保持した後部鏡筒を示し、さらに後方には図示しないＣＣＤセンサが取り付けられている。
【０００９】
４は第３群レンズＬ３を保持したアフォーカルレンズ鏡筒を示し、固定鏡筒１と後部鏡筒２に挟持され、ビスによって固定されている。
【００１０】
５は第２群移動鏡筒を示し、ズーミングを行う第２群レンズＬ２を保持している。第２群移動鏡筒５は、前後端を固定鏡筒１と後部鏡筒２もしくはアフォーカル鏡筒４とに保持されている２本のガイドバー（図示せず）によって光軸方向へ移動自在に保持されている。
【００１１】
７はフォーカス調節を行う第４群レンズＬ４を保持した第４移動鏡筒を示し、ガイドバー６ａ、６ｂによって光軸方向へ移動自在に保持されている。ガイドバー６ａ、６ｂ及び上記不図示のガイドバーは、光軸を挟んで設けられており、これらガイドバーによって第２群鏡筒５と第４群移動鏡筒７の光軸方向の案内と光軸直交面内での回り止めとを行っている。
【００１２】
８は電磁アクチュエータによって絞り羽根８ａ、８ｂを駆動するＩＧメータを示し、固定鏡筒１とブレアフォーカル鏡筒４もしくは、後部鏡筒２によって挟持されている。
【００１３】
９はフォーカスモータユニットを示し、略Ｕ字形をした板金部材にモータ９ｂとこのモータ９ｂの出力軸上に形成された送りネジ部９ａとが一体的に保持されてユニット化されている。このフォーカスモータユニット９は後部鏡筒２もしくは固定鏡筒１の一部に、ユニット全体がガイドカバー（つまり光軸方向）６ａ、６ｂに対して傾斜するようビスで固定されている。
【００１４】
また、第４群移動鏡筒７には、ラック１０が取り付けられており、このラック１０がフォーカスモータユニット９の送りネジ部９ａと噛合した状態でモータ９ｂが回転することにより、第４群移動鏡筒はラック１０とともに光軸方向に駆動される。この際、ラック１０は、ばね１１によって噛合方向と光軸方向とに付勢されており、これによりラック１０と送りネジ部９ａとの噛み合いガタとスラストガタを取り除くようにしている。
【００１５】
また、第２群移動鏡筒５にも同じようにラック（図示せず）が取り付けられており、このラックが不図示のズームモータユニットの送りネジ部に噛合することで光軸方向に駆動されるように構成されている。
【００１６】
ラック１０は、第４群移動鏡筒７に光軸方向に延びるように形成された穴部７ａ、７ｂに、軸部１０ａ、１０ｂを嵌合させることによって第４群移動鏡筒７に取り付けられ、第４群移動鏡筒７に対して上記軸部１０ａ、１０ｂを中心に揺動可能となっている。このため、ガイドバー６ａ、６ｂと送りネジ部９ａとの平行度にずれがあっても第４群移動鏡筒７のスムーズな移動が確保できる。
【００１７】
また、ラック１０は第４群移動鏡筒７に取り付けられたばね１１によって、揺動方向一方に付勢され、これによりラック１０の噛合部は送りネジ部９ａに圧接し、ラック１０の噛合部とモータ送りネジ部９ａの雄ネジとを確実に噛合させることができる。
【００１８】
ここで、ラック１０の歯の部分は、型構造上の複雑化を防ぐため、ラック１０の揺動軸１０ａ、１０ｂと垂直な方向（光軸直交方向）を歯幅方向として形成されている。
【００１９】
これに対し、噛合相手の送りネジ部９ａのネジ山は軸方向に対してリード角分の傾きを示しており、ラック１０の歯１０ｅとこれに対向する腕部１０ｆとで挟みこまれることで、ラック１０を送りネジ山面に沿って光軸方向に倒すような力が作用する。
【００２０】
そして、この力が大きいと、第４群移動鏡筒７とガイドバー６ａ、６ｂとの嵌合部にこじり力として働き、スムーズな第４群移動鏡筒７に妨げとなり、その結果、駆動電力の増大、騒音の増大、耐久性の劣化等の問題が生ずる。
【００２１】
しかし、本実施形態では、送りネジ部９ａをそのリード方向（送りネジ部９ａが延びる方向に対してリード角を持った方向）Ａがラック１０の歯幅方向Ｂとの差（角度）αが小さくなる側にガイドバー６ａ、６ｂ（つまりは、光軸方向）に対して傾けているため、ラック１０の歯が、送りネジ部９ａのネジ山面に対して垂直方向に近い方向から当接することになり、ラック１０を倒すように作用する反力を減少させることができる。これにより、上記こじる力を小さくすることができ、前述の問題を解消することができる。
【００２２】
図２には、送りネジ部９ａとラック１０を光軸方向からみて示している。この図において、ラック１０は軸１０ｂを中心に１０ｄ、１０ｅの方向に揺動可能であり、ばね１１の腕部１１ａ、１１ｂでラック１０に送りネジ部９ａを挟ませるための付勢力を発生している。
【００２３】
この間において、送りネジ部９ａは、ラック１０の歯幅方向Ｂである上下方向に傾いている。
【００２４】
図１中の角度θは、ガイドバー６ａ、６ｂに対し、送りネジ部９ａの軸のなす角、つまり傾けた角度である。
【００２５】
ここで、例えば送りネジ部９ａのネジ径を２ｍｍ、ピッチを０．４ｍｍとした場合、ネジ山のリード角は３．６度である。これに対し、送りネジ部９ａを傾ける角度は、３．６度まで大きくする必要はなく、例えば１．５度から２．０度程度傾けるだけでも、上記こじり力を軽減することができる。
【００２６】
また、なお、この程度の送りネジ部９ａの傾きの第４群移動鏡筒７の送り精度に対する影響は、０．０６％程であり、無視できる値である。
【００２７】
なお、本実施形態では、フォーカスモータユニット９の送りネジ部９ａを、ガイドバー６ａ、６ｂに対して、ラック１０の歯の歯幅方向と送りネジ部９ａとの差が小さくなる側に傾けた場合を中心に説明したが、同様にズームモータユニットの送りネジ部を、第２群移動鏡筒５をガイドするガイドバーに対して傾けてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、ビデオカメラ用ズームレンズ部について説明したが、本発明は、これ以外の可動レンズを有するレンズ駆動装置や光学機器に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送りネジ軸のリード方向とラック部材の歯幅方向とのなす角度が小さくなる側に、送りネジ軸をガイド部材に対して傾けているので、ラック部材を送りネジ軸に対して噛み合い方向に付勢した場合でも、このラック部材を送りネジ軸のネジ山面に沿って光軸方向に倒す向きに発生する反力を減少させることができる。したがって、上記反力による移動鏡筒のガイド部材に対する倒れを少なくして、移動鏡筒の駆動負荷を軽減でき、駆動電圧の上昇や耐久性の劣化や騒音増加等の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるズームレンズ部の構成を示す断面図である。
【図２】上記ズームレンズ部の送りネジ部とラック部の噛み合い位置周辺を示す光軸方向に直交する面における断面図である。
【符号の説明】
１固定鏡筒
２後部鏡筒
３ローパスフィルター
４アフォーカルレンズ鏡筒
５第２群（バリエーターレンズ群）移動鏡筒
６ａ，６ｂ ガイドバー
７第４群（フォーカスレンズ群）移動鏡筒
８ＩＧメーター
９フォーカスモータユニット
９ａ 送りネジ部
１０ フォーカス用ラック
１１ ばね

Claims (2)

1. 光軸方向に延びるガイド部材によって光軸方向に移動ガイドされるレンズ移動鏡筒と、前記レンズ移動鏡筒に取り付けられた送り歯および前記送り歯に対向する腕部を有するラック部材と、前記送り歯と噛み合い、回転されることにより前記ラック部材を介して前記レンズ移動鏡筒を光軸方向に駆動する送りネジ軸と、前記ラック部材を前記送りネジ軸に噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、を有するレンズ駆動装置において、
   光軸を含む面内において前記ラック部材の歯幅方向が光軸に直交する方向であり、
   前記光軸を含む面内において前記送りネジ軸のリード方向が前記ラック部材の前記歯幅方向に対して傾いており、
   前記光軸を含む面内において、前記送りネジ軸の前記リード方向と前記ラック部材の前記歯幅方向とのなす角度が小さくなる側に、前記送りネジ軸を前記ガイド部材に対して傾けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１に記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とする光学機器。