JP5717457B2 - Lens barrel and digital camera - Google Patents
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Description
本発明はデジタルカメラなど撮像装置の、鏡筒の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a lens barrel of an imaging apparatus such as a digital camera.
デジタルカメラの光学系は撮影レンズの一部、多くはその後端のレンズをフォーカスレンズとし単独で高精度に駆動し、補うことで、各焦点位置でピントがずれるバリフォーカルレンズでズームレンズと同等の操作感を得、カメラの小型化を達成している。 The digital camera's optical system is a varifocal lens that is part of the photographic lens, most of which has the rearmost lens as the focus lens and is driven with high precision and compensates for it. A feeling of operation has been obtained and the miniaturization of the camera has been achieved.
そこでフォーカスレンズはバリフォーカルレンズのピント位置の移動を正確に補い、かつ使用者に作動が鈍いと感じさせないよう、正確で早く作動するフォーカス機構と組み合わせる必要がある。 Therefore, the focus lens needs to be combined with a focus mechanism that operates accurately and quickly so as to accurately compensate for the movement of the focus position of the varifocal lens and not cause the user to feel that the operation is slow.
そこで、正確に駆動するためにフォーカス機構の駆動モーターにはステッピングモーターが採用されている。とくに中間に介在する機構を省きステッピングモーターの回転軸にリードスクリューを設け、レンズ側のレンズ保持枠にナットを設けるダイレクト駆動方式を採用している。これは、オープンループ制御でも正確な駆動量が得られるようにして駆動制御時間の短縮を図るためである。 Therefore, a stepping motor is adopted as the drive motor of the focus mechanism in order to drive accurately. In particular, a direct drive system is adopted in which a mechanism intervening in the middle is omitted, a lead screw is provided on the rotating shaft of the stepping motor, and a nut is provided on the lens holding frame on the lens side. This is for shortening the drive control time so that an accurate drive amount can be obtained even in open loop control.
しかしリードスクリューとナットといった結合部には必ず遊びのガタが有り、高精度化の妨げとなっている。 However, there is always play in the joints such as the lead screw and nut, which hinders high accuracy.
そこで、特許文献1にはナットを2部品化しその間をバネで反発させることでリードスクリューとナットの間の遊びのガタを取り除く技術が示されている。そしてレンズ保持枠は光軸方向の精度を確保する第1ガイド軸と第1ガイド軸を中心にレンズ保持枠が回転することを防止する第2ガイド軸が示されている。
Therefore,
上述の特許文献に開示された従来技術では、リードスクリューとナットとの間の遊びのガタを取ることはできる。しかしながら、レンズ保持枠の駆動に伴う振動により、停止位置や制御位置の精度が足りない場合がある。なぜなら、第1ガイド軸にそってレンズ保持枠が動くためにはレンズ保持枠の軸受けと第1ガイド軸には遊びのガタが必要であるからである。また、第2ガイド軸でレンズ保持枠の回転止めを行うためにはレンズ保持枠の回転止めとレンズ保持枠の回転止めの溝の間でも遊びのガタが必要であるからである。 In the prior art disclosed in the above-mentioned patent document, play play between the lead screw and the nut can be removed. However, there is a case where the accuracy of the stop position or the control position is insufficient due to vibration accompanying the driving of the lens holding frame. This is because in order for the lens holding frame to move along the first guide shaft, play of the lens holding frame and the first guide shaft requires play play. Further, in order to prevent the lens holding frame from rotating with the second guide shaft, play play is also required between the rotation of the lens holding frame and the rotation stopping groove of the lens holding frame.
上記目的を達成するために、本願技術思想の鏡筒は、駆動源によって回転運動が与えられるリードスクリューと、前記リードスクリューと係合するナットと、前記ナットと係合する前記リードスクリューの回転に伴って光軸方向に沿って移動するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠の移動を光軸方向にガイドする第1のガイド軸及び第2のガイド軸と、前記第1のガイド軸及び前記第2のガイド軸を保持する外枠と、光軸方向から見た場合、前記第1のガイド軸を挟んで前記リードスクリューの反対側に位置して、前記第2のガイド軸に前記レンズ保持枠を当接させるとともに前記レンズ保持枠の光軸方向の移動に伴ってチャージされる付勢手段と、を有する鏡筒であって、
前記付勢手段は、前記レンズ保持枠の掛け部と前記外枠の掛け部に前記光軸に対して傾けて取り付けられており、
前記光軸方向から見た場合、前記レンズ保持枠の掛け部は、前記第1のガイド軸と前記リードスクリューを結んだ直線より光軸側に位置する。
To achieve the above object, a lens barrel of the present technical idea, a lead screw which is given rotational motion by a driving source, a nut engaging said lead screw, the rotation of the lead screw that engages the nut Accordingly, the lens holding frame that moves along the optical axis direction, the first guide shaft and the second guide shaft that guide the movement of the lens holding frame in the optical axis direction, the first guide shaft, and the first guide shaft. An outer frame that holds the two guide shafts, and when viewed from the optical axis direction, the lens holding frame is located on the second guide shaft and is positioned on the opposite side of the lead screw with the first guide shaft interposed therebetween. And a biasing means charged with movement of the lens holding frame in the optical axis direction ,
The biasing means is attached to the hanging portion of the lens holding frame and the hanging portion of the outer frame so as to be inclined with respect to the optical axis,
When viewed from the optical axis direction, the hanging portion of the lens holding frame is located closer to the optical axis than the straight line connecting the first guide shaft and the lead screw .
また、別の側面の本願技術思想の鏡筒は、駆動源によって回転運動が与えられるリードスクリューと、前記リードスクリューと係合するナットと、レンズとを保持し、当該ナットと係合する前記リードスクリューの被写体側からみて時計周りの回転に伴って被写体側に光軸方向に沿って移動するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠の移動を光軸方向にガイドする第1、第2のガイド軸と、前記第1、第2のガイド軸を保持する外枠と、前記第1のガイド軸を挟んで前記リードスクリューの反対側に位置して、前記第2のガイド軸に前記レンズ保持枠を当接させるとともに前記レンズ保持枠の光軸方向の移動に伴ってチャージされる付勢手段であって、前記レンズ保持枠と前記外枠とに光軸に対して傾いて固定された付勢手段とを有する。 The lens barrel according to another aspect of the present invention includes a lead screw that is rotated by a drive source, a nut that engages with the lead screw, and a lens, and the lead that engages with the nut. A lens holding frame that moves along the optical axis direction toward the subject side as the screw rotates clockwise as viewed from the subject side of the screw, and first and second guide shafts that guide the movement of the lens holding frame in the optical axis direction And an outer frame that holds the first and second guide shafts, and the lens holding frame that is positioned on the opposite side of the lead screw with the first guide shaft interposed therebetween. An urging unit that is abutted and charged with movement of the lens holding frame in the optical axis direction, the urging unit being fixed to the lens holding frame and the outer frame while being inclined with respect to the optical axis. And have.
本発明によれば、レンズ保持枠を安定させて、停止位置、制御位置の精度を向上した鏡筒を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens barrel in which the lens holding frame is stabilized and the accuracy of the stop position and the control position is improved.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<鏡筒の断面図について>
図1は、本発明の実施形態にかかわるデジタルカメラの鏡筒の断面図である。
<About the sectional view of the lens barrel>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens barrel of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
図1において、鏡筒の後端に結像した像を電気信号に変換する撮像素子1が有る。
In FIG. 1, there is an
撮像素子1はセンサープレート2に接着され、図示しないビスでセンサーホルダーを兼ねた外枠3に固定される。撮像素子1は、鏡筒を通過した被写体からの反射光を撮像する。
The
外枠3には撮影レンズの一つの3群レンズ4やレンズ保持枠5などで構成するフォーカス機構が組み込まれている。フォーカス機構は後に実施例の中で詳しく説明する。
The
外枠3には固定筒6が図示しないビスで取り付けられ、光学系の焦点距離を変える変倍動作や、鏡筒の収納動作を行うモーターやギアが組み込んである。
A fixed
このギアのうちの最終段のギアが、カム筒7の駆動ギア7aを回し、カム筒7の図示しないカムピンが固定筒6のカム溝6aをなぞり回転しながら光軸方向に移動する。
Of these gears, the last gear rotates the
このカム筒7の内側に直進筒8が有る。直進筒8にはキー8aが有り、固定筒6の図示されていないキー溝6bに入っている。直進筒8とカム筒7は図示しない方法でカム筒7に回転可能に保持され、キー8aに回転を拘束され、回転しないでカム筒7と一緒に、光軸方向に移動する。
There is a
カム筒7には、2群レンズ9を保持する2群レンズホルダー10を駆動する2群カム7bと、1群レンズ11やレンズバリア12を保持する1群レンズホルダー13を駆動する1群カム7cが有る。
The
2群レンズホルダー10は、2群レンズホルダー10のカムピン10aが2群カム7bをなぞり、直進筒8によって、光軸周りの回転の規制を受けて、カム筒7の中を光軸方向に移動する。
The second
1群レンズホルダー13は直進筒8の外側にあり、図示しない係止部で回転方向が規制されている。1群レンズホルダー13の図示しないカムピンは1群カム7cに駆動されカム筒7の中を光軸方向に移動する。
The first
カム筒の2群カム7bと1群カム7cとによって、2群レンズ9と1群レンズ11の光軸位置が変わり、焦点距離が可変なバリフォーカルレンズが構成される。
The
<フォーカス機構について>
次にフォーカス機構を説明する。図2は、フォーカス機構を示す被写体側からみた正面図である。図2(a)はセンサーホルダーを兼ねる外枠3を含む図である。図2(b)は、外枠3を消して、主要な構成が見えやすくした図である。ただし、図2(b)において、第2ガイド軸3aは残し、図示してある。
<About the focus mechanism>
Next, the focus mechanism will be described. FIG. 2 is a front view showing the focus mechanism as seen from the subject side. FIG. 2A is a diagram including an
図2(a)、(b)に示すように外枠3にフォーカス機構が組み込まれている。外枠3と一体に第2ガイド軸3aが有る。この第2ガイド軸3aは、レンズ保持枠5のガイド溝5eの中に位置している。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a focus mechanism is incorporated in the
外枠3には駆動源14であるステッピングモーターが固定されておりその右側に第1ガイド軸15が有る。なお、駆動源14としては、ステッピングモーターを例示して説明するが、例えばボイスコイルモーターや、DCモーターであってもよい。
A stepping motor, which is a
ここでは、第1ガイド軸15を挟んで駆動源14の反対側にレンズ保持枠5のバネ掛け5fがある。このバネ掛け5fに付勢手段16が掛けられている。したがって、レンズ保持枠5の光軸方向の移動に伴って、付勢力がチャージされる。なお、ここでは、付勢手段16として、コイルスプリングも用いて説明するが、ゴムであってもよい。
Here, there is a
駆動源14、第1ガイド軸15、レンズ保持枠5のバネ掛け5fは固定筒6の外側に配置している。鏡筒をコンパクトに構成するためである。一方で、できるだけ光軸に近づけるため、固定筒6に張り付くよう近接して並べられている。この点、鏡筒の径がレンズの径に対して大きい場合などは、駆動源14、第1ガイド軸15、レンズ保持枠5のバネ掛け5fが、固定筒6の内側に配置してもよい。
The
レンズ保持枠5は光軸中心に3群レンズ4を保持している。そして、レンズ保持枠5は、第1ガイド軸15で傾かないように光軸方向にガイドされ、また、第2ガイド軸3aで回転止めされる。このことで、3群レンズ4の光軸は、鏡筒の光軸に対して傾かずに移動するようになっている。
The
図3は、フォーカス機構を示す斜視図である。図3(a)はフォーカス機構を左斜め上から見た図である。図3(b)は駆動源14の取付け板金を外し、ナット19とリードスクリュー18を見やすくした図である。図3(c)はレンズ保持枠5の形状を理解しやすくするため、外枠3も取り外した図である。本実施例では、ナット19は、非金属の樹脂で成形されている。板金に比べて、複雑な形状を作りやすいからである。
FIG. 3 is a perspective view showing the focus mechanism. FIG. 3A is a view of the focus mechanism as viewed from the upper left. FIG. 3B is a view in which the mounting plate of the
図3(a)に示すように駆動源14は、支持板金14aに取付けられ外枠3にビス17で固定されている。
As shown in FIG. 3A, the
支持板金14aを除いた図3(b)に見える支持板金14aの位置決めのための軸3bで位置決めし、ビス穴3cにビス17をねじ込んで固定されている。
Positioning is performed by a
駆動源14の回転軸にはリードスクリュー18が設けられ、リードスクリュー18は、回転運動を駆動源14から受ける。なお、この点、駆動源14の回転軸に直接リードスクリュー18を設けず、回転軸からギアを介してリードスクリュー18に回転力を伝えるようにしてあってもよい。ただし、このギアを介す場合、音ノイズが大きくなったりガタが発生しやすくなったりする。
A
リードスクリュー18には、ナット19が螺合している。このナット19を、レンズ保持枠5のナット保持部5aが挟んでいる。付勢手段16は、レンズ保持枠5を光軸方向に付勢して、このナット19とリードスクリュー18とを当接させている。
A
ここで、リードスクリュー18とナット19は右ネジとして説明する。したがって、リードスクリュー18が紙面に向かって時計回り方向に回転させるとナット19は矢印Zの方向に繰り出される。この矢印Zの方向は、被写体が存在する被写体側の方向で、撮像素子1がある撮像側と反対方向である。
Here, the
なお、ナット19は鋼板や真鍮板あるいはプラスティック等の樹脂の成型品などで構成可能である。柔らかい材料で作るほど駆動音が静かにできる傾向にあるので、プラスティック等の樹脂の成型品の場、静穏化になる。これは、プラスティックの成型品の場合には、リードスクリュー18とプラスティック同士になり、両者の摩擦は少なくなるからである。
The
レンズ保持枠5には第1ガイド軸15に嵌合する光軸に沿った上下一対の軸受け5bが有る。この軸受けで保持することで、レンズ保持枠5は傾くことなく光軸方向に移動することができる。一対の軸受けとしているのは、3群レンズ4の光軸が鏡筒の光軸に対して傾かないようにするためである。
The
第1ガイド軸15は外枠3に設けたガイド軸穴3bに圧入され固定されている。ガイド軸穴3bは図示していないが、第1ガイド軸15の下端も圧入するよう一対で設けている。
The
レンズ保持枠5は、腕部5cで3群レンズ4を取り付けるレンズ保持部5dにつながっている。腕部5cは鏡筒を沈胴したとき、カム筒7や直進筒8の下に位置する。
The
そこで鏡筒の収納状態の長さを短くするため、外枠3に腕部5cの退避用の穴を設け、鏡筒を収納する際に、ここに腕部5cが退避するようにしている。腕部5cは3群レンズ4の位置精度を保つための剛性が要求される一方、鏡筒の収納状態での長を短くするため、腕部5cは、精度が保てるぎりぎりの厚さとなっている。この結果、3群レンズ4を光軸方向に移動させるときレンズ保持部5dはフォーカス精度に影響を与える振幅で振動することになる。この点、後述するように、第2ガイド軸3aとガイド溝5eとの摩擦で、当該振動を抑制する。レンズ保持枠5のレンズ保持部5dの周辺に第2ガイド軸3aに嵌合する回転止めのガイド溝5eが有る。レンズ保持枠5は第1ガイド軸15に保持されガイド溝5eに第2ガイド軸3aを挟んで回転しないよう回転止めする。このことで、3群レンズ4の光軸を鏡筒の光軸に対して傾かないようにしつつ移動させることができる。
Therefore, in order to shorten the length of the storage state of the lens barrel, a retracting hole for the
レンズ保持枠5の上側の軸受け5bの近傍にバネ掛け5fがあり、外枠3のバネ掛け3cとの間に付勢手段16を掛けている。外枠3のバネ掛け3cはとレンズ保持枠5のバネ掛け5fとの位置関係は、光軸に水平方向に位置するのではなく、付勢手段16が斜めに掛かるような位置関係にある。したがって、付勢手段16により、光軸方向に対して角度を有する成分のモーメントが発生することになる。
There is a
図4は、図2(a)のB−B断面である。B−B断面としたのは、バネの掛け方を示す断面図とする意図である。バネ掛け5f、付勢手段16、バネ掛け3cは、図4のように横から見ると、光軸方向に対して傾いている。
FIG. 4 is a BB cross section of FIG. The BB cross section is intended to be a cross-sectional view showing how to apply the spring. The
またレンズ保持枠5のバネ掛け5fは、図2より、リードスクリュー18と第1ガイド軸15を結んだ線を延長した線Lより光軸側にある。
Further, as shown in FIG. 2, the
付勢手段16を斜めにかけることと、バネ掛け5fを線Lより光軸側とすることで、レンズ保持枠5は、3群レンズ4を被写体側に押すのと同じ方向の回転モーメントを受けている。以下、これについて詳しく説明する。
By urging the biasing means 16 obliquely and by setting the
<同じ方向の回転モーメントを受けていることについて>
まず静的なつり合いと遊びのガタ寄せについて説明する。
<Receiving rotational moment in the same direction>
First, static balance and play play will be explained.
レンズ保持枠5は、3群レンズ4を保持し、第1ガイド軸15と第2ガイド軸3aに支持されて、光軸方向に移動可能である。
The
このレンズ保持枠5は、付勢手段16に引っ張られているので、ナット保持部5aがナット19を外枠3に向けて押しつけている。したがって、ナット19のネジの下面が、リードスクリュー18のネジの上面を押すような力が働いている状態になっている。
Since the
ここで、付勢手段16を斜めにかけていて、その傾きは10分の1度程度なので、光軸に垂直な面での力はバネの力の10分の1となる。付勢手段16の力をxグラムとするとx/10グラムが垂直な面での分力で、バネ掛け5fの腕の長さがymm程度なので、レンズ片寄バネ16の作る回転モーメントはxy/10グラム×ミリメートルとなる。
Here, the biasing means 16 is applied obliquely, and its inclination is about 1/10 degree, so that the force on the plane perpendicular to the optical axis is 1/10 of the spring force. Assuming that the force of the biasing means 16 is x gram, x / 10 gram is a component force in a vertical plane, and the length of the arm of the
ここで、回転モーメントの一部はリードスクリュー18と第1ガイド軸15にも加わる。これはリードスクリュー18とナット19とナット保持部5aが、摩擦力のため最大静止摩擦以下の力しか受けない場合、あたかも一体であるかのごとく機能するからである。一方で、これはリードスクリュー18とナット19とナット保持部5aのそれぞれの係合は、わずかではあるがガタが存在する。そのため、そのガタの存在と上述の一体視できることとが相まって、回転モーメントの一部がリードスクリュー18と第1ガイド軸15に加わるのである。したがって時計回り方向の回転モーメントは、レンズ保持枠5とバネ掛け5fとの間では、第1ガイド軸15を支点としての回転力として働くことになる。
Here, part of the rotational moment is also applied to the
また、回転モーメントは第1ガイド軸15と第2ガイド軸3aにも加わる。レンズ保持枠5には、図2に向かって、第1ガイド軸15を支点として、時計まわり方向のモーメントが加わる。この時計まわりのモーメントは、ガイド溝5eを介して第2ガイド軸3aに働く。このモーメントの方向は、光軸と第2ガイド軸3aを結んだ線のバネ掛け5f側から押しガイド溝5eとの遊びのガタを寄せる方向である。上述のように遊びのガタの大きさの関係などから、第1ガイド軸15を支点としての時計周りの回転モーメントが働くからである。
The rotational moment is also applied to the
さらに、付勢手段16を図4のように斜めにかけることで、レンズ保持枠5は、3群レンズ4を被写体方向に押すのと同じ方向の小さな回転モーメントを受けることになる。レンズ保持枠5のバネ掛け5fは、リードスクリュー18と第1ガイド軸15を結んだ線Lよりわずかに光軸側にあるからである。したがって、やはり、第1ガイド軸15を支点としての時計周りの回転モーメントが働くからである。なお、付勢手段16を図4のように斜めにかけることで、レンズ保持枠5の上側の軸受け5bが、第1ガイド軸15を光軸方向に向けてモーメントが働き、遊びのガタが寄せられる。ただし、このモーメントは光軸に垂直な面に働くモーメントと比べ作用する腕部が短いので小さい。したがって、レンズ保持枠5の下側の軸受け5bも、光軸に垂直な面に働くモーメントの力で、第1ガイド軸15光軸の方向に押すようにガタが寄せられている。
Furthermore, when the biasing means 16 is applied obliquely as shown in FIG. 4, the
<動作について>
次に作動時を説明する。駆動源14に通電してリードスクリュー18を図2に向かって(被写体側からみて)、時計回り方向に回転させる。すると、ナット19は、レンズ保持枠5に回転しないように保持されているため、図3にある矢印Zの方向(被写体側)に付勢手段16の付勢力に反して押し上げられる。したがって、ナット19の被写体側への移動に伴い、付勢手段16の付勢力はチャージされる。本実施例では、レンズ保持枠5と3群レンズ4の精度が必要な駆動は、レンズ保持枠5と3群レンズ4が被写体側に移動する方向の一方向となる。撮像側への移動は、精度がない不安定な駆動となる。
<About operation>
Next, the operation will be described. The
ここで、腕部5cは3群レンズ4の位置精度を保つためのぎりぎりの剛性しかない。そのため、レンズ保持枠5は駆動源14の駆動により、静止した状態から少しずつスピードを上げ、その後一定速を保持し、制動のためスピードを落としてゆく過程のなかで振動を起こす。スピードを上げる加速中と、止めるための減速中に3群レンズ4が光軸方向に揺れる振動を起こし得るのである。この振動に対する対策については、後述する。
Here, the
また、レンズ保持枠5は、上述したように、駆動中はリードスクリュー18から、本実施例では、図2に向かって、第1ガイド軸15を支点としての時計回り方向の回転モーメントを受ける。したがって駆動源14がなめらかに回っているとレンズ保持枠5に、図2に向かって時計まわり方向のモーメントが加わり、第1ガイド軸15はレンズの光軸の方向に押される。ここで、レンズ保持枠5が、駆動中、リードスクリュー18から、図2に向かって第1ガイド軸15を支点としての時計回り方向の回転モーメントを受ける理由を改めて説明する。すなわち、第1ガイド軸15とガイド軸5bとのガタに対して、リードスクリュー18とナット19とナット保持部5aとはガタが大きいので、第1ガイド軸15が回転の支点となる。そして第1ガイド軸15が回転の支点となって、レンズ保持枠5が図2に向かって時計回りに回転力が働く。別言すれば、第2ガイド軸3aは、ガイド溝5eに対して、光軸と第2ガイド軸3aを結んだ線の第1ガイド軸15側から押す方向にガタ寄せされる。
Further, as described above, the
この方向は、付勢部材16を斜めにかけて発生させた静的なつり合いでのモーメントを打ち消さない方向である。
This direction is a direction in which the moment in the static balance generated by applying the biasing
また、レンズ保持枠5にはリードスクリューの軸方向の駆動力に対するリード分が回転力として伝わる。なお、リードスクリュー18のリードは、駆動源14が駆動していない場合でも付勢手段16による付勢力で、レンズ保持枠5が移動しない摩擦力が発生する角度となっている。撮影状態においても、3群レンズ4の光軸方向の移動が必要にない場合に、駆動源14への通電を停止する場合があるからである。かかる場合に、3群レンズ4が付勢手段16による付勢力にしたがって、移動すると、撮影レンズのフォーカスレンズ位置が移動してしまう。このような移動は、ライブビュー表示においては、見苦しい画像となるからである。駆動力は加わる付勢手段16の力とレンズ保持枠5と3群レンズ4の重さとほぼ同じとなる。
In addition, a lead component with respect to the driving force in the axial direction of the lead screw is transmitted to the
ここで、リードスクリューは、付勢手段16の力とレンズ保持枠5と3群レンズ4の重さに比例した摩擦力を与えると仮定する。
Here, it is assumed that the lead screw gives a frictional force proportional to the force of the urging means 16 and the weight of the
付勢手段16は直接レンズ保持枠5にかかっているので力は安定的で、駆動源14から伝わる回転モーメントが不安定でもその変動を吸収し、ガイド溝5eの一方の壁が第2ガイド軸3aを安定して押しつける状態ができる。
Since the urging means 16 is directly applied to the
本実施例では、レンズ時枠5の剛性から、ガイド溝5eとレンズ保持部5dはほぼ同じ運動をしている。したがって、このときガイド溝5eの一方の壁は、ガイド溝5eの一方の壁の運動、即ちレンズ保持部5dの運動の反対方向の摩擦力を受ける。
In the present embodiment, due to the rigidity of the
この摩擦力が、加速駆動中にレンズ保持部5dに発生した振動エネルギーを吸収するので、振動が少ない安定した状態で減速に入ることができる。また、この摩擦力が、減速中にレンズ保持部5dに発生した振動も、駆動源14の運動停止後も安定して加わる。したがって、この摩擦力で、レンズ保持枠5に発生し得る振動エネルギーを奪い、振動の収束を早める。
This frictional force absorbs vibration energy generated in the
ここで、鏡筒を収納した際の鏡筒の全長を短くするため、ナット19やレンズ保持枠5の下側の軸受け5bやガイド溝5eは、収納状態において、外枠3に張り付くような位置にある。そのため、ナット19やレンズ保持枠5の下側の軸受け5bやガイド溝5eは、光軸に垂直なほぼ同一の平面上に位置する。したがって、リードスクリュー18とナット19が駆動の際に発生する回転モーメントは、3群レンズ4やレンズ保持部5dが、腕部5cの剛性が低いことに起因する振動を規制し、安定させる機能まではない。ナット19やレンズ保持枠5の下側の軸受け5bやガイド溝5eは、光軸に垂直なほぼ同一の平面上に位置するため、この面内で力のバランスがとられるからである。
Here, in order to shorten the total length of the lens barrel when the lens barrel is stored, the
この点、上述したように、回転モーメントの一部がかかることにより、第1ガイド軸15に加わるので、第1ガイド軸15と軸受け5bとの遊びのガタは取り除かれる。また、上述したように、第2ガイド軸3aとガイド溝5eとの遊びのガタは取り除かれる。したがって、次の2つの効果が得られる。
In this regard, as described above, a part of the rotational moment is applied to the
1番目は、駆動後の静止状態で、安定して遊びのガタを一方向に押し付ける力が発生するようにすることである。押し付ける力がある場合、駆動直後の振動がレンズ保持枠の回転止めと第2ガイド軸との摩擦力で、レンズ保持枠の振動が止まることになる。そこで、振動の止まるタイミングでレンズが静止する位置が変わることを避けることができ、停止位置は安定的になる。併せて、制動するまでの時間的な不正確さもなくなる。 The first is to generate a force that stably pushes play play in one direction in a stationary state after driving. When there is a pressing force, the vibration of the lens holding frame is stopped by the friction force between the rotation of the lens holding frame and the second guide shaft. Therefore, it is possible to avoid changing the position where the lens stops at the timing when the vibration stops, and the stop position becomes stable. In addition, there is no time inaccuracy until braking.
2番目は、駆動中の状態を不安定にさせないことである。基本的にガタのある機構をステッピングモーターのように必ずしもなめらかとは言えない矩形波型の駆動力で動かすと、遊びのガタの部分で同期しレンズ保持枠はガタガタと共振しながら運動することになる。この振動はレンズ保持枠の回転止めと第2ガイド軸がこすれあわせ、その摩擦力で振動エネルギーを奪いその振幅が大きくならないようにすることができる。 The second is not to make the driving state unstable. Basically, if a mechanism with backlash is moved with a rectangular wave type driving force that is not necessarily smooth like a stepping motor, the lens holding frame will move while resonating with the backlash. Become. This vibration can prevent the rotation of the lens holding frame and the second guide shaft from rubbing and take away vibration energy by the frictional force so that the amplitude does not increase.
なお、上記の説明では付勢手段16を斜めにかけることで光軸と垂直な面上に、図2に向かって時計周り方向の回転モーメントを発生させることを説明した。この点、例えば、付勢手段16を構成するコイルスプリングの一端に捻りを加えるようにして、上記付勢手段16を斜めにかけるのと同様の回転モーメントをかけるようにしてもよい。このようにすれば、斜めに付勢手段16を設けるのにスペースの余裕が生じる。ただし、組み立てる際の手間や確認作業が煩雑になる。 In the above description, it has been described that the rotational moment in the clockwise direction toward FIG. 2 is generated on the surface perpendicular to the optical axis by applying the biasing means 16 obliquely. In this respect, for example, a twisting moment may be applied to one end of a coil spring that constitutes the biasing means 16 to apply a rotational moment similar to that applied to the biasing means 16 obliquely. In this way, a sufficient space is provided for providing the biasing means 16 obliquely. However, labor and confirmation work during assembly are complicated.
また、上述の説明と反対方向、すなわち撮像側に3群レンズ4を移動させた場合、3群レンズ4を繰り出した後、次の撮影レンズの焦点距離や、被写体距離によるピントの位置によってはレンズ保持枠5を被写体側(撮像側と反対側)に移動させる必要がある。このときは一度大きく撮像側に移動させ、当該移動後、3群レンズ4の停止位置は、被写体側に移動する動作で終わるようにする。これにより、遊びのガタを吸収し、精度が高く駆動後の振動の収束の速いレンズ駆動機構を構成する。
Further, when the
ここで、上述の説明において、被写体側に3群レンズ4を移動させた場合の、3群レンズ4の停止位置や制御位置の精度を撮像側に移動させた場合に対して挙げている理由について説明する。インナーフォーカスレンズの場合、フォーカスレンズである3群レンズ4が撮像側にあると無限遠側にフォーカスする。一方、フォーカスレンズである3群レンズ4が被写体側にあると近側にフォーカスする。一方で、AF制御を行う際に、無限遠にある被写体から所謂コントラストAFを行うようにすることで、被写体への合焦までの時間を短くしている。これは、経験的に、無限遠からコントラスを探索した方が、主被写体を捉えるまでの時間が短いからである。したがって、上記の鏡筒においても、無限遠側である撮像側から近側である被写体側に向かって3群レンズ4が移動するときに精度を出す構成としている。
Here, in the above description, when the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
特に左ネジのリードスクリューやナットを用いて、反時計回りでシステムを構成したり、繰り込み方向で精度を確保するように反時計回り方向のモーメントが発生したりするようにバネを傾ける等は要旨の範囲である。 In particular, the left-handed lead screw or nut is used to configure the system counterclockwise, or to tilt the spring so that a counterclockwise moment is generated to ensure accuracy in the retraction direction, etc. Range.
1 撮像素子
2 センサープレート
3 外枠
3a 第2ガイド軸
3b ガイド軸穴
3c バネ掛け
4 3群レンズ
5 レンズ保持枠
5a ナット保持部
5b 軸受け
5c 腕部
5d レンズ保持部
5e ガイド溝
5f バネ掛け
6 固定筒
6a カム溝
6b キー溝
7 カム筒
7a 駆動ギア
7b 2群カム
7c 1群カム
8 直進筒
8a キー
9 2群レンズ
10 2群レンズホルダー
10a カムピン
11 1群レンズ
12 レンズバリア
13 1群レンズホルダー
14 駆動源
15 第1ガイド軸
16 付勢手段
17 ビス
18 リードスクリュー
19 ナット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記付勢手段は、前記レンズ保持枠の掛け部と前記外枠の掛け部に前記光軸に対して傾けて取り付けられており、
前記光軸方向から見た場合、前記レンズ保持枠の掛け部は、前記第1のガイド軸と前記リードスクリューを結んだ直線より光軸側に位置することを特徴とする鏡筒。 A lead screw which is given rotational motion by a driving source, a nut engaging said lead screw, a lens holding frame that moves along the optical axis direction along with the rotation of the lead screw that engages the nut, the A first guide shaft and a second guide shaft that guide the movement of the lens holding frame in the optical axis direction, an outer frame that holds the first guide shaft and the second guide shaft, and a view from the optical axis direction. The lens holding frame is brought into contact with the second guide shaft, and the lens holding frame is moved in the optical axis direction, on the opposite side of the lead screw across the first guide shaft. An urging means to be charged along with the lens barrel ,
The biasing means is attached to the hanging portion of the lens holding frame and the hanging portion of the outer frame so as to be inclined with respect to the optical axis,
When viewed from the optical axis direction, the lens holding frame hanging portion is positioned closer to the optical axis than the straight line connecting the first guide shaft and the lead screw.
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