JP4506379B2 - レンズ駆動装置および情報コード読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置およびこのレンズ駆動装置を使用した情報コード読取装置に関する。

ビデオカメラやバーコードなどの情報コード読取装置においては、焦点の整合方式としていわゆるオートフォーカス方式が採用されている。このオートフォーカスのために用いられるレンズ駆動装置としては、特許文献１に記載されたものがある。
この特許文献１のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズ保持枠にラックを取り付け、このラックのラック歯と噛み合うリードスクリューをモータによって回転させることでレンズ保持枠を移動させる構成のもので、特に、ラックがガタなくリードスクリューと噛み合うようにするために、ラックにラック歯と対向する突片を設け、この突片とラック歯との間に弾発力を及ぼすねじりコイルばねを設けてラック歯をリードスクリューに押圧するようにしている。
特許公報第２７２５４９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたレンズ駆動装置では、ラック歯をリードスクリューにガタなく噛合させるために、ねじりコイルばねを用いているので、部品点数が増加し、それだけ組み立て工数も増加する。特に、最近では、製品の小型化が推進されているため、勢いねじりコイルばねも小型のものとなって扱い難くなっており、その小さなねじりコイルばねをつまんで組み付ける作業は非常に困難且つ手間のかかるものとなっている。

しかも、情報コード読取装置は業務用として使用されるので、その使用頻度は高く、取り扱い時に、手がすべって落としてしまうようなことも間々ある。そして、上記のようなレンズ駆動装置を組み込んだ情報コード読取装置では、落下時の衝撃でねじりコイルばねが外れる恐れがあり、外れた場合には、レンズ保持枠がガタついて焦点位置に狂いを生じてしまうという問題を生ずる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ねじりコイルばねなどの別部品を用いることなく、ラックをリードスクリューにガタなく噛合させることができるレンズ駆動装置および情報コード読取装置を提供するにある。

本発明の請求項１のレンズ駆動装置では、レンズを保持したレンズ保持枠と、このレンズ保持枠を光軸方向にガイドするガイドバーと、前記レンズ保持枠を光軸方向に駆動するために駆動源によって回転されるリードスクリューと、前記レンズ保持枠に取り付けられ、前記リードスクリューに噛合して当該リードスクリューの回転に伴い前記レンズ保持枠を光軸方向に移動させるラックとを具備し、前記ラックは、弾性材料により形成され、前記リードスクリューに噛合する第１のラック歯を有した平板状のラック主部と、このラック主部に対向するように一体に形成され前記リードスクリューの軸方向で離間した一対の突板部と、この一対の突板部間に位置して前記ラック主部に対向するように一体に形成された弾性突片部とを有し、前記一対の突板部には、前記第１のラック歯と向かい合う位置に前記リードスクリューに噛合する第２のラック歯が形成され、前記弾性突片部には、前記第２のラック歯よりリードスクリュー内径側にずれて位置し且つ前記リードスクリューの軸方向にずれて位置する第３のラック歯が形成され、前記第１のラック歯及び第２のラック歯の前記リードスクリューへの噛合時に前記弾性突片部が弾性変形して当該弾性突片部の第３のラック歯が前記リードスクリューに噛合されることにより前記第１のラック歯及び第２のラック歯を前記リードスクリューに押圧するところに特徴を有する。
これによれば、ラック歯をリードスクリューにガタなく噛合させるための別体のばね部材が不要となる。

又、ラック歯がリードスクリューに対して片面だけの接触でガタなく噛合できるので、リードスクリューの回転抵抗が少なくなる

また、本発明では、ラックのラック歯の先端部は、リードスクリューのねじ山が乗り上げる平坦面のない、尖った形状に形成することができる。これによれば、落下などによって衝撃力が作用して、ラックのラック歯がリードスクリューから外れたような場合、ラック歯の先端に平坦面が存在していると、リードスクリューのねじ山がラック歯の平坦面に乗り上げたままとなるが、ラック歯を尖った形状にしておくことにより、ねじ山がラック歯の頂部に乗り上げたままとなる恐れがない（請求項２）。

以上のようなレンズ駆動装置は、情報コード読取装置のレンズ駆動装置に適用することができる。特に手持式の情報コード読取装置は、業務用として長時間使用され、落下などをし易い事情があるが、本発明のレンズ駆動装置を採用することによって耐久性を向上させることができる。

［第１の実施例］
以下、本発明を情報コード読取装置のレンズ駆動装置に適用した第１の実施例につき図１ないし図６を参照しながら説明する。
まず、図６は情報コード読取装置を一部破断して示す。この図６において、情報コード読取装置１は、本体２の下部に握り部３を設けてなる手持式のもので、握り部３には、読み取り動作を開始させるためのトリガースイッチ４が設けられている。

本体２内には、第１および第２のレンズ群５および６を設けた光学モジュール７が配設されている。この光学モジュール７の前部には、照明用のＬＥＤ８が設けられている。このＬＥＤ８は、読取対象である情報コード、例えばバーコードに代表される一次元コードやＱＲコードなどの二次元コードを照明するためのもので、このＬＥＤ８から発せられ光は情報コード部分で反射し、その反射光が第１のレンズ群５および第２のレンズ群６を通って光学モジュール７の後部に設けられた受光素子９により受光される。受光素子９の受光信号は、図示しない制御装置によって画像情報として認識され、解読される。

さて、第１および第２のレンズ群５および６は、オートフォーカス方式によって焦点を整合させて情報コードからの反射光を受光素子９上に結像させるために、光軸方向に動かされる。この焦点整合のために、第１および第２のレンズ群５および６のそれぞれについてレンズ駆動装置が設けられている。ここで、このレンズ駆動装置について説明するが、第１および第２のレンズ群５および６のレンズ駆動装置は同一構成であるので、第１のレンズ群５のレンズ駆動装置について説明し、第２のレンズ群６のレンズ駆動装置については説明を省略することとする。

図４および図５は第１のレンズ群５のレンズ駆動装置１０を示している。図４および図５に示すように、第１のレンズ群５を構成する複数のレンズ１１を保持したレンズ保持枠１２は、光軸と平行に配置された一対のガイドバー１３，１３によって移動可能に支持されている。このレンズ保持枠１２の一側部には、ラック１４が取り付けられている。そして、ラック１４は、光軸と平行に配置されたリードスクリュー１５と噛合しており、リードスクリュー１５がその駆動源であるモータ１６により回転駆動されることによってラック１４ひいてはレンズ保持枠１２が光軸方向に移動される。

上記ラック１４とリードスクリュー１５とは、後述の構成によってガタなく噛合している。仮に、両者間にガタがあるとすれば、焦点整合後にレンズ保持枠１２がガタの範囲内で微小移動してしまい、焦点整合した意味がなくなってしまう。このため、ラック１４とリードスクリュー１５とは、ガタなく噛合する必要があるのである。次に、このラック１４とリードスクリュー１５とをガタなく噛合させるための構成について述べる。

即ち、ラック１４は、弾性材料、つまり変形させると、元に戻ろうとする弾発力（弾性復元力）を生じる性質を持った材料、本実施例では、ポリカーボネートなどのプラスチックによって形成されている。このラック１４は、図２および図３に示すように、平板状のラック主部１７と、このラック主部１７の左右方向（リードスクリュー１５の軸方向、光軸方向）両側から後方に一体に延長された一対の連結アーム１８，１８と、連結アーム１８，１８の上部から前方に一体に延長されてラック主部１７と対向する一対の突板部１９，１９とを有しており、ラック主部１７の上面の左右両側と一対の突板部１９，１９の下面には、リードスクリュー１５と噛合するラック歯１７ａ（第１のラック歯），ラック歯１９ａ（第２のラック歯）がそれぞれ突設されている。前記一対の突板部１９，１９は図１及び図５から分かるようにリードスクリュー１５の軸方向で離間している。

なお、ラック１４をレンズ保持枠１２に連結する構成は、レンズ保持枠１２の外側部に一対の支持片２０，２０を突設すると共に、ラック１４の一対の連結アーム１８，１８の外側面にそれぞれ軸突起１８ａ，１８ａを突設し、これら軸突起１８ａ，１８ａをレンズ保持枠１２の支持片２０，２０に形成された小孔２０ａ，２０ａに嵌合するというものである（図４および図５参照）。

さて、ラック主部１７には、一対の連結アーム１８，１８の他に、これら連結アーム１８，１８間（つまり図１、図２及び図５から分かるように一対の突板部１９，１９間）に位置するようにして、弾性突片部２１が突設されている。この弾性突片部２１は、ラック主部１７から後方に延び、そして途中でＵ字状に折返されて前方に延びて、その先端部分はラック主部１７と対向している。そして、その弾性突片部２１の先端部分には、リードスクリュー１５と噛合するラック歯２１ａ（第３のラック歯）が突設されている。なお、ラック主部１７、突板部１９、弾性突片部２１のラック歯１７ａ，１９ａ，２１ａの頂部は、図１に示すように平坦面に形成されている。

上記弾性突片部２１は、Ｕ字状の折返し部２１ｂの存在によって弾性変形し易くなっている。また、弾性突片部２１の先端部分は、図３（ｂ）に示すように、ほぼ「へ」字状に屈折して斜め下方を向いている。そして、ラック１４をリードスクリュー１５に噛合させる前の状態にあっては、弾性突片部２１の先端部分のラック歯２１ａは、図１に破線で示すように、一対の突板部１９，１９のラック歯１９ａ，１９ａの存する高さレベルよりもラック主部１７側に下がった位置にずれて位置していると共に、一対の突板部１９，１９の中央よりも図１で左側（一方側、図１から分かるようにリードスクリュー１の軸方向）にずれて位置している（図１でａ＜ｂ）。

このようなラック１４をリードスクリュー１５に噛合させると、図１に示すように、噛合前に上記の状態にあった弾性突片部２１のラック歯２１ａは、リードスクリュー１５のねじ山１５ａの左側面（一方の側面）に当たることによって、破線で示す位置から、上向き（リードスクリュー１５の径方向外向き）で且つリードスクリュー１５の軸方向に沿って右方（リードスクリュー１５の両端のうち一端側に向く方向）に変位して一対の突板部１９，１９間の中央に位置するようになる。この弾性突片部２１のラック歯２１ａの変位は、勿論、弾性突片部２１の弾性変形を伴って行われるから、弾性突片部２１は、元に戻ろうとする弾性復元力を発生し、この弾性復元力によって、ラック主部１７をリードスクリュー１５の径方向内向き（矢印Ａ方向）に付勢すると共に、リードスクリュー１５の軸方向に沿って右方（リードスクリュー１５の両端のうち一端側に向く方向）に付勢する。

この結果、弾性突片部２１は、自身のラック歯２１ａを、リードスクリュー１５のねじ山１５ａの左側面（一方の側面）に押圧し、ラック主部１７および突板部１９のラック歯１７ａおよび１９ａを、リードスクリュー１５のねじ山１５ａの右側面（他方の側面）に押圧する。このようにラック歯２１ａとラック歯１７ａ、１９ａとが互いにねじ山１５ａの反対側の側面に押圧されることによって、ラック１４は、リードスクリュー１５にガタなく噛合した状態となる。また、弾性突片部２１は、自身のラック歯２１ａとラック主部１７のラック歯１７ａとでリードスクリュー１５を挟み込むようになってリードスクリュー１５の径方向外側に弾性変形し難くする。

このように本実施例によれば、ラック１４の弾性突片部２１の弾性復元力によってラック１４とリードスクリュー１５とをガタなく噛合させることができるので、別途ばね部材を設ける必要がない。このため、部品点数を減少させることができ、組み立てに要する手間も省くことができる。
そして、ガタ止めのためのばね部材をなくすことができることから、特に業務用で使用頻度が高く、取り扱い時に、手がすべって落としてしまうようなことも間々あるという事情がある手持ち式の情報コード読取装置１にあっては、落とした際にばね部材が外れるといった不具合の発生が本来的になくなり、耐久性の高いものとなる。

［第１参考例］
図７は第１参考例を示すもので、上記第１の実施例との相違は、突板部１９，１９をなくし、弾性突片部２１のラック歯２１ａをラック主部１７の左右両側のラック歯１７ａの中央に位置させ、そしてラック１４をリードスクリュー１５に噛合させたとき、弾性突片部２１が図７に破線で示す位置からリードスクリュー１５の径方向外側に弾性変形して実線で示す位置に変移するようにしたところにある。

これによれば、弾性突片部２１がリードスクリュー１５の径方向外側に向かって断線変形するので、その弾性復元力によって、ラック主部１７のラック歯１７ａと弾性突片部２１のラック歯２１ａとの間にリードスクリュー１５を挟み付けるようになって、それらラック歯１７ａ，２１ａの両側がリードスクリュー１５の隣り合うねじ山１５ａの側面に押圧されるので、ラック１４がガタなくリードスクリュー１５に噛合するものである。

［第２参考例］
図８は第２参考例を示す。この第１参考例と第２参考例との相違は、弾性突片部２１のラック歯２１ａをなくし、弾性突片部２１がリードスクリュー１５のねじ山の頂部に接するようにしたところにある。
この第２参考例では、ラック主部１７のラック歯１７ａをリードスクリュー１５に噛合させたとき、弾性突片部２１が二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に弾性変形するので、ラック主部１７のラック歯１７ａの両側がリードスクリュー１５の隣り合うねじ山１５ａの側面に押圧されるので、ラック１４がガタなくリードスクリュー１５に噛合するものである。

［第２の実施例］
図９は本発明の第２の実施例を示す。この実施例は、第１の実施例の各ラック歯１７ａ，１９ａ，２１ａの先端部を尖った形状、例えば三角形状に形成して平坦部をなくしたところにある。
このようにラック歯１７ａ，１９ａ，２１ａの先端部を尖った形状にすれば、何らかの原因でラック歯１７ａ，１９ａ，２１ａがリードスクリュー１５のねじ山１５ａに乗り上げるような状態となった場合、先端部が平坦面であるものとは異なり、ラック歯１７ａ，１９ａ，２１ａは、直ちにねじ山１５ａの側面をすべり降りて元の噛合状態に戻るようになるので、レンズ保持枠１２が駆動不能になることがない。

［その他の実施例］
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、次のような拡張或いは変更が可能である。
第１の実施例において、弾性突片部２１のラック歯２１ａを、意図的にリードスクリュー１５の径方向外向きに変位させるようにすると、ラック歯２１ａとラック主部１７のラック歯１７ａとでリードスクリュー１５を挟み込むようになるので、リードスクリュー１５に対するラック歯２１ａの噛合いが外れ難くなるが、特にこのようにしなくとも良い。
本発明のレンズ駆動装置は、情報コード読取装置のそれに限られない。
図１において、突板部１９も弾性突片部２１と同様に弾性変形する構成としても良い。

本発明の第１の実施例を示す要部の断面図 ラックの斜視図 （ａ）はラックを突板部で切断して示す縦断側面図、（ｂ）はラックを弾性突片部で切断して示す縦断側面図 レンズ駆動装置の平面図 レンズ駆動装置の分解斜視図 情報コード読取装置を一部破断して示す側面図 第１参考例を示す要部の図１相当図 第２参考例を示す要部の図１相当図 本発明の第２の実施例を示す要部の図１相当図

符号の説明

図面中、１は情報コード読取装置、５，６は第１および第２のレンズ群、１０はレンズ駆動装置、１２はレンズ保持枠、１３はガイドバー、１４はラック、１５はリードスクリュー、１６はモータ（駆動源）、１７はラック主部、１９は突板部、２１は弾性突片部、１７ａ，１９ａ，２１ａはラック歯である。

Claims (3)

1. レンズを保持したレンズ保持枠と、
   このレンズ保持枠を光軸方向にガイドするガイドバーと、
   前記レンズ保持枠を光軸方向に駆動するために駆動源によって回転されるリードスクリューと、
   前記レンズ保持枠に取り付けられ、前記リードスクリューに噛合して当該リードスクリューの回転に伴い前記レンズ保持枠を光軸方向に移動させるラックとを具備し、
   前記ラックは、弾性材料により形成され、前記リードスクリューに噛合する第１のラック歯を有した平板状のラック主部と、このラック主部に対向するように一体に形成され前記リードスクリューの軸方向で離間した一対の突板部と、この一対の突板部間に位置して前記ラック主部に対向するように一体に形成された弾性突片部とを有し、
   前記一対の突板部には、前記第１のラック歯と向かい合う位置に前記リードスクリューに噛合する第２のラック歯が形成され、
   前記弾性突片部には、前記第２のラック歯よりリードスクリュー内径側にずれて位置し且つ前記リードスクリューの軸方向にずれて位置する第３のラック歯が形成され、
   前記第１のラック歯及び第２のラック歯の前記リードスクリューへの噛合時に前記弾性突片部が弾性変形して当該弾性突片部の第３のラック歯が前記リードスクリューに噛合されることにより前記第１のラック歯及び第２のラック歯を前記リードスクリューに押圧することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第１ないし第３のラック歯の先端部は、前記リードスクリューのねじ山が乗り上げる平坦面のない、尖った形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置を備えた情報コード読取装置。

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