JP4555582B2

JP4555582B2 - レンズ移動機構

Info

Publication number: JP4555582B2
Application number: JP2004027356A
Authority: JP
Inventors: 啓光佐々木
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: JP2005221592A; US20050168847A1; US7126763B2

Description

本発明は、回転駆動されるリードスクリューによってレンズを光軸方向に直進進退させるレンズ移動機構に関する。

リードスクリューによるレンズ移動機構は、レンズを保持したレンズ枠を光軸と平行なガイド軸に回転を拘束してスライド自在に案内し、このレンズ枠に、ガイド軸と平行をなすリードスクリューとの螺合部を設けるという基本構成を有する。

このレンズ移動機構では、リードスクリューとレンズ枠とのバックラッシュを除去するため、レンズ枠を光軸方向に移動付勢する圧縮コイルばねを設けることが行われていた（特許文献１）。しかし、圧縮コイルばねは、レンズ枠が移動するに伴って、その圧縮量が変化するため、リードスクリューを駆動するモータに加えられる負荷が変化してしまう。また、圧縮コイルばねを光軸方向に配設するためのスペースを必要とするので、レンズ移動機構を小型化することが困難であった。

リードスクリューとの螺合体をレンズ枠とは別部材として設けるタイプも知られているが、このタイプでは螺合体とレンズ枠との間の遊びをとるために別の圧縮ばねを必要とする（特許文献２）。このため、圧縮コイルばねを光軸方向に配設するためのスペースと従動螺合体の支持軸を支持するためのスペースを必要とするので、レンズ移動機構を小型化することが困難であった。この種のレンズ移動機構を搭載するカメラは、止まることのない小型化が要求されており、これらの従来のレンズ移動機構では小型化の要求に応えることができない。
特開平５−３４１１６８号公報特開平５−２７１４９号公報

本発明は、十分な小型化を達成した上で、レンズ枠を精度良く移動させることができるレンズ移動機構を提供することを目的とする。

本発明は、レンズを保持したレンズ枠を光軸と平行なガイド軸に回転を拘束してスライド自在に案内し、該レンズ枠を上記ガイド軸と平行をなすリードスクリューの回転駆動力で直線駆動するレンズ移動機構において、上記レンズ枠に、ガイド軸と平行な方向に離間させて一対の軸受アームを形成し、上記リードスクリューに噛み合う螺合部と、上記ガイド軸を相対摺動自在に挿通する挿通部とを有する、上記レンズ枠とは別部材からなる合成樹脂製の従動螺合体を、上記一対の軸受アームの間に上記挿通部が位置するように配置し、上記一対の軸受アームと従動螺合体の上記挿通部に跨らせて上記ガイド軸を相対摺動自在に挿通し、上記合成樹脂製の従動螺合体の挿通部に、上記ガイド軸と平行な方向の一端と他端に位置させて、上記一対の軸受アームのいずれか一方の内面に弾接して該従動螺合体と一対の軸受アーム間の遊びをとる弾性脚と、この弾性脚の弾接に従い上記一対の軸受アームの他方の内面に弾接して該従動螺合体と一対の軸受アーム間の遊びをとる上記ガイド軸と平行な方向に延びる円柱状の軸受部とを一体に成形し、上記弾性脚と円柱状軸受部にそれぞれ、互いに同一軸線上に位置する、上記ガイド軸に緩く挿通される緩挿通孔と同ガイド軸に密に挿通される密挿通孔を形成したことを特徴としている。

また、従動螺合体の挿通部に備えられた弾性脚と、該弾性脚が当接する軸受アームの少なくとも一方には、他方に当接して弾性を付与する弾性付与突起を突出形成するのが好ましい。

従動螺合体の螺合部は、完全な雌ねじ部とすることも可能であるが、過負荷がかかったときの逃げを可能にするには、リードスクリューを挟むコ字状断面部の一対の平行板部の対向内面の少なくとも一方に、該リードスクリューに螺合する（噛み合う）ラック歯を形成して螺合部とすることができる。

本発明のレンズ移動機構によれば、レンズ枠に形成した一対の軸受アームと、リードスクリューに螺合して該スクリューの回転に伴って進退する従動螺合体とが、単一のガイド軸に案内されており、しかも従動螺合体は合成樹脂材料からなっていて、該従動螺合体と一対の軸受アームとの間の遊びをとる弾性脚を備えているので、省スペースを図り、小型のレンズ移動機構を得ることができる。

本実施形態のレンズ移動機構１は例えばカメラの撮影レンズ鏡筒の一部に用いられるもので、図１、図２に示すように、レンズ２を保持するレンズ枠３、レンズ枠３を挟んでカメラ本体に固定された、光軸と平行な一対のガイド軸４、５、ガイド軸４に隣接させて該ガイド軸４と平行に配設したリードスクリュー（送りねじ）６を備えている。リードスクリュー６は、光軸Ｘに対し、ガイド軸４とほぼ同一の周方向位置またはレンズ鏡筒の径方向と直交する方向に位置している。

レンズ枠３は、図３に最もよく示されるように、レンズ枠３の外縁部から光軸と平行な方向に延出するように形成された支持腕２１を有し、この支持腕２１上に、ガイド軸４に対応する光軸方向に距離（内寸）Ｐだけ離間した一対の軸受アーム１１、１２が形成されている。軸受アーム１１、１２には、ガイド軸４が相対摺動自在に挿通される挿通孔２５、２６が形成されている。

レンズ枠３には、光軸Ｘを挟んで支持腕２１の反対側に、ガイド軸５に対応する二股状アーム１３が形成されている。二股状アーム１３には、ガイド軸５がスライド自在に挿入される径方向の挿通溝１３ａ（図１）が形成されている。軸受アーム１１、１２の間隔Ｐと挿通孔２５、２６の内径、及び二股状アーム１３の挿通溝１３ａは、レンズ枠３がガイド軸４、５に沿って光軸Ｘ方向に十分な精度で移動できるように定められている。

リードスクリュー６を回転駆動するステッピングモータ（駆動源）７は、カメラ本体に取り付けられるブラケット１４に固定されている。ブラケット１４は、リードスクリュー６と平行をなす底板１５と、この底板１５の両縁から折曲された側壁１６、１７とを有するコ字状をなしており、一方の側壁１６にステッピングモータ７が固定されている。側壁１６にはリードスクリュー６が通過する貫通孔１８が備えられ、側壁１７には、リードスクリュー６の支持孔１９が備えられている。２０は、ブラケット１４をカメラ本体に固定するための底板１５に形成した取り付け孔である。

この一対の軸受アーム１１と１２の間には、図４、図５に単体形状を示す、リードスクリュー６の回転駆動によってガイド軸４に沿って直進移動するラック体（従動螺合体）８が位置する。ラック体８は、合成樹脂材料の成形品からなっており、リードスクリュー６に螺合するリードスクリュー係合部９と、ガイド軸４がスライド自在に挿通される挿通部１０とを一体に有している。別言すると、ガイド軸４とリードスクリュー６は、ラック体８の挿通部１０とリードスクリュー係合部９の間隔に対応する間隔で配置されている。

リードスクリュー係合部９は、挿通部１０の反対側が開いた断面コ字状をなし、その相対向する一対の平行板部３１、３２のうちの一方の平行板部３１には、中間部に切欠によって弾性舌片３４が形成されている。平行板部３２の内面には、この弾性舌片３４の対向部を除いてリードスクリュー６に螺合する（噛み合う）ラック歯３３が形成されている。このリードスクリュー係合部９は、通常時には、回転を拘束されているラック体８が、リードスクリュー６と螺合するラック歯３３により、該スクリュー６の回転により直進移動するが、ラック体８がブラケット１４の側壁１６又は１７に当接した後さらにリードスクリュー６が同方向に回転したとき（過負荷が掛かったとき）には、平行板部３１、３２がリードスクリュー６に対して弾性変形して破損を防止する。

挿通部１０は、軸受アーム１１と１２との間に収納されるもので、スリット２７によって分けられた、軸受部（円柱状軸受部）２９と、軸受アーム１２の内面に当接してこのラック体８を一対の軸受アーム１１、１２の間に遊びなく保持する弾性脚２８とを有している。この軸受部２９と弾性脚２８には、同一軸線上に位置する、ガイド軸４を相対摺動自在に嵌合させる挿通孔（密挿通孔）３０と緩通孔（緩挿通孔）３８が形成されている。挿通孔３０は、ラック体８が十分な精度で光軸と平行な方向に移動できるようにガイド軸４とのクリアランスを可及的に小さくされているのに対し、緩通孔３８は弾性脚２８がガイド軸４に対して自由に弾性変形できるようにガイド軸４とのクリアランスが大きい。

弾性脚２８は、リードスクリュー係合部９と反対側の端部が最も大きく弾性変形可能な自由端部であり、その先端部には、軸受アーム１１の内面との対向部に、該軸受アーム１１に当接する弾性付与突起３９が備えられている。この弾性付与突起３９の先端からラック体８の端面４０までの自由状態における全長Ｌ（図５）は、一対の軸受アーム１１、１２の間隔Ｐ（図３）よりも僅かに広く形成されており、挿通部１０の全体を軸受アーム１１、１２間に収納するときには、弾性脚２８を軸受部２９側に弾性変形させる。従って収納状態では、ラック体８と軸受アーム１１、１２との間の遊びが除去される。また、弾性舌片３４がリードスクリューを押し付けることにより、ラック歯３３の歯面とリードスクリューのねじ山面が密着し、リードスクリュー６とラック歯３３との螺合ガタの発生が抑制される。

すなわち、上記構成の本レンズ移動機構は、ステッピングモータ７によりリードスクリュー６が正逆に駆動されると、その回転がリードスクリュー係合部９のラック歯３３を介して、ガイド軸４に直進案内されているラック体８の直進運動に変換される。ラック体８は、その挿通部１０がレンズ枠３の軸受アーム１１と１２との間に収納されていて、挿通部１０は、軸受部２９と弾性脚２８とにより、遊びなくレンズ枠３に係合しているので、ラック体８の動きが遊びなくレンズ枠３に伝達されることとなる。そして、レンズ枠３（の一対の軸受アーム１１、１２）とラック体８（の挿通部１０）は同一のガイド軸４に案内されており、このラック体８の弾性脚２８と軸受アーム１１との間で遊びが除去されるので、小型のレンズ移動機構を得ることができる。

以上の実施形態では、弾性脚２８に弾性付与突起３９を設けているが、軸受アーム１１の内面に弾性脚２８に当接する弾性付与突起を形成してもよい。また以上の実施形態では、過負荷が掛かったときの逃げとして、ラック体８のリードスクリュー係合部９を一対の平行板部３１、３２を有する断面コ字状としたが、このようなおそれのない場合には、単にリードスクリュー６との螺合部として形成することもできる。

また、本実施例では、カメラに内蔵されるレンズ駆動機構について説明したが、カメラ以外の光学機器にも適用することができる。

本発明によるレンズ移動機構の一実施形態を示す斜視図である。同レンズ移動機構のラック体の取り付け構造を表す断面図である。同レンズ移動機構のレンズ枠の単体形状を示す斜視図である。同レンズ移動機構のラック体単体の斜視図である。同ラック体単体の断面図である

符号の説明

１レンズ移動機構
２レンズ
３レンズ枠
４５ガイド軸
６リードスクリュー
７ステッピングモータ
８ラック体（従動螺合体）
９リードスクリュー係合部
１０挿通部
１１１２軸受アーム
１４ブラケット
２５２６２７挿通孔
２８弾性脚
２９軸受部（円柱状軸受部）
３０挿通孔（密挿通孔）
３１３２平行板部
３３ラック歯
３４弾性舌片
３８緩通孔（緩挿通孔）
３９弾性付与突起

Claims

レンズを保持したレンズ枠を光軸と平行なガイド軸に回転を拘束してスライド自在に案内し、
該レンズ枠を上記ガイド軸と平行をなすリードスクリューの回転駆動力で直線駆動するレンズ移動機構において、
上記レンズ枠に、ガイド軸と平行な方向に離間させて一対の軸受アームを形成し、
上記リードスクリューに噛み合う螺合部と、上記ガイド軸を相対摺動自在に挿通する挿通部とを有する、上記レンズ枠とは別部材からなる合成樹脂製の従動螺合体を、上記一対の軸受アームの間に上記挿通部が位置するように配置し、
上記一対の軸受アームと従動螺合体の上記挿通部に跨らせて上記ガイド軸を相対摺動自在に挿通し、
上記合成樹脂製の従動螺合体の挿通部に、上記ガイド軸と平行な方向の一端と他端に位置させて、上記一対の軸受アームのいずれか一方の内面に弾接して該従動螺合体と一対の軸受アーム間の遊びをとる弾性脚と、この弾性脚の弾接に従い上記一対の軸受アームの他方の内面に弾接して該従動螺合体と一対の軸受アーム間の遊びをとる上記ガイド軸と平行な方向に延びる円柱状の軸受部とを一体に成形し、上記弾性脚と円柱状軸受部にそれぞれ、互いに同一軸線上に位置する、上記ガイド軸に緩く挿通される緩挿通孔と同ガイド軸に密に挿通される密挿通孔を形成したことを特徴とするレンズ移動機構。
請求項１記載のレンズ移動機構において、
上記従動螺合体の挿通部に備えられた弾性脚と、該弾性脚が当接する軸受アームの少なくとも一方に、他方に当接して弾性を付与する弾性付与突起が突出形成されているレンズ移動機構。
請求項１または２記載のレンズ移動機構において、
従動螺合体の上記螺合部は、リードスクリューを挟むコ字状断面部を有し、このコ字状断面部の一対の平行板部の対向内面の少なくとも一方に、該リードスクリューに螺合するラック歯を有しているレンズ移動機構。