JP6313166B2 - レンズ駆動装置及び光学装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、このレンズ駆動装置においては、リードスクリューとハーフナットを噛合(螺合)するように配置するだけであり、雄ネジと雌ネジのバックラッシュ等によるガタツキを生じ、レンズ枠を高精度に駆動することが困難である。
しかしながら、このレンズ駆動装置においては、レンズ枠に対してラックを着脱自在に連結するべくレンズ枠に連結用のスリーブ等を設けかつ付勢用のコイルバネを設ける構造であるため、レンズ枠の大型化、可動重量の増加化等を招き、又、重量増の分だけ駆動負荷の増加等を招く。
この構成によれば、モータの起動によりリードスクリューが回転すると、リードスクリュー及び雌ネジ部の噛合(螺合)関係によりレンズ枠に駆動力が及ぼされ、レンズ枠が光軸方向に移動する。
ここで、リードスクリューを直結したモータが、支持機構により光軸方向に対して所定角度をなす方向(例えば、光軸方向に垂直な方向、垂直近傍の斜め方向等を含む方向)に可動に支持されると共に付勢部材によりその可動方向に付勢されているため、その可動方向においてリードスクリューと雌ネジ部とのガタ寄せが行われると共に、リードスクリューの雄ネジと雌ネジ部の雌ネジとのくさび作用によりリードスクリューの軸線方向(光軸方向)においてもガタ寄せが行われる。これにより、リードスクリュー(雄ネジ)と雌ネジ部(雌ネジ)の噛合(螺合)のガタツキを防止して、駆動力を確実に伝達でき、又、レンズ枠の駆動ストロークに関係なく安定した駆動力を及ぼすことができ、レンズ枠を所望の位置に高精度に駆動することができる。
この構成によれば、モータ(及びリードスクリュー)は、モータホルダを介して、ベースの位置決め部により光軸方向の位置が位置決めされつつ、(ベースに設けた)支持部により可動に支持される。このような支持機構を採用することにより、構造の簡素化、小型化、軽量化等を達成しつつ、確実な噛合(螺合)関係を得るべくモータ(及びリードスクリュー)を可動に支持することができる。
この構成によれば、モータ(及びリードスクリュー)が、光軸方向に垂直な平面内で回動自在に支持されるため、リードスクリューが一方向及び他方向のいずれの回転方向に回転させられても、雄ネジと雌ネジとが同一の条件下で噛合(螺合)するため、レンズ枠の送り(移動)方向に関係なく、レンズ枠を安定して高精度に駆動することができる。
この構成によれば、付勢部材として捩りコイルバネを採用することにより、部品の集約化、装置の小型化等を達成しつつ、モータ(及びリードスクリュー)に対して容易に付勢力を及ぼすことができる。
この構成によれば、ガイドシャフトがモータ(及びリードスクリュー)を可動に支持する支持部を兼ねるため、ガイドシャフトを基準として、レンズ枠の雌ネジ部とモータに直結されたリードスクリューを高精度に位置決めすることができ、それ故に、雄ネジと雌ネジの噛合(螺合)関係をより高精度に設定することができる。
この構成によれば、付勢部材としてガイドシャフト周りに配置される捩りコイルバネを採用することにより、部品の集約化、装置の小型化等を達成しつつ、モータ(及びリードスクリュー)に対して、ガイドシャフト回りの回転付勢力のみを及ぼすことができる。
この構成によれば、雌ネジ部が略U字状のハーフナットであるため、雌ネジ部に対してリードスクリューを落とし込むだけで両者の噛合(螺合)関係を得ることができ、それ故に組付け作業を容易に行うことができ、又、ハーフナットの一方の内側面にのみ雌ネジを設けるため、樹脂材料等を用いてレンズ枠及び雌ネジ部を一体成型するような場合に、その成型性を向上させることができる。
この構成によれば、モータホルダの長孔にベースの位置決めピンを嵌合させるだけで、光軸方向の位置決めができるため、組付け作業の容易化等を達成することができる。
この構成によれば、上記の構成をなすレンズ駆動装置を含む光学装置とすることにより、カメラ、光ピックアップ等の光学装置において、構造の簡素化、小型化、軽量化等を達成しつつ、リードスクリュー(雄ネジ)と雌ネジ部(雌ネジ)の噛合(螺合)のガタツキを防止して、駆動力を確実に伝達でき、又、レンズ枠の駆動ストロークに関係なく安定した駆動力を及ぼすことができ、それ故に、カメラ等においては合焦動作やズーム動作を高精度に行うことができ、又、光ピックアップ等では情報の記録や再生等を高精度に行うことができる。
このレンズ駆動装置Mは、図1ないし図7に示すように、外輪郭を画定するベースとしての筐体10、ガイドシャフト21,22、可動レンズ群G1(レンズ枠30)、その他のレンズ群(光軸L1を光軸L2に屈曲させるプリズムG2、固定レンズ群G3,G4、像振れ補正レンズ群G5等)、可動レンズ群G1を光軸L2方向に駆動する駆動源としてのモータ40及びリードスクリュー41、モータ40を固定するモータホルダ50、モータ40を光軸L2方向に対して所定角度をなす方向に付勢する付勢部材としての捩りコイルバネ60等を備えている。
尚、その他のレンズ群(プリズムG2、固定レンズ群G3,G4、像振れ補正レンズ群G5等)は、一例であって、その他の構成をなすレンズ群を備えていてもよい。
後壁12は、図2に示すように、ガイドシャフト21,22を光軸L2と平行に配置して固定する2つの嵌合孔12a、光軸L2上に開口する略矩形の開口部12b、撮像素子を実装した基板等を取り付ける取付け部12c等を備えている。
底壁15は、図7に示すように、モータホルダ50を光軸L2方向において位置決めする位置決め部として突出して形成された(モータホルダ50の長孔54に嵌合される)位置決めピン15a等を備えている。
補助部材16は、ガイドシャフト21,22の先端部を嵌合させる2つの嵌合孔16a、ネジBを通す3つの貫通孔16b、捩りコイルバネ60のコイル部61の他端面を受ける受け部16c等を備えている。
そして、ガイドシャフト21は、光軸L2に平行な軸線Sを画定すると共に、可動レンズ群G1のレンズ枠30を光軸L2方向にガイドすると共に、可動レンズ群G1、プリズムG2、固定レンズ群G4、像振れ補正レンズ群G5、及び後壁12の取付け部12cに取り付けられる撮像素子(不図示)の光軸合わせを行うようになっている。
また、ガイドシャフト21は、図7に示すように、モータホルダ50を光軸L2方向に垂直な面内において移動自在に(ここでは、光軸L2方向に平行な軸線S回りに)支持する支持部を兼ねるようになっている。
さらに、ガイドシャフト22は、可動レンズ群G1のレンズ枠30がガイドシャフト21回りに回転するのを規制しつつ光軸L2方向にガイドすると共に、可動レンズ群G1、プリズムG2、固定レンズ群G4、像振れ補正レンズ群G5、及び後壁12の取付け部12cに取り付けられる撮像素子(不図示)の光軸合わせを行うようになっている。
レンズ枠30は、図4、図5(a),(b)、図7に示すように、レンズGを嵌合させて保持する環状保持部31、環状保持部31から一方向に延出して形成されガイドシャフト21に摺動自在に連結される円筒状の連結円筒部32、環状保持部31から他方向に延出して形成されガイドシャフト22に摺動自在に連結される連結長孔部33、連結円筒部32から延出して形成された雌ネジ部としてのハーフナット34、環状保持部31から延出して形成され検出センサ(不図示)により検出され得る検出片35等を備えている。
連結長孔部33は、ガイドシャフト21を中心とする回転方向においてガイドシャフト22を摺動自在に密接嵌合させ、ガイドシャフト21及びガイドシャフト22が配列される方向において所定の隙間をなしてガイドシャフト22を受け入れるように形成されている。
そして、ハーフナット34は、その雌ネジ34aがリードスクリュー41の雄ネジ41aと噛合して、送りねじ構造による駆動力が伝達されるようになっている。
ここでは、雌ネジ部として、略U字状のハーフナット34が採用されるため、リードスクリュー41を落とし込むだけで両者の噛合(螺合)関係を得ることができ、それ故に組付け作業を容易に行うことができ、又、ハーフナット34の一方の内側面にのみ雌ネジ34aを設けるため、樹脂材料等を用いてレンズ枠及び雌ネジ部を一体成型するような場合に、その成型性を向上させることができる。
リードスクリュー41は、図6に示すように、レンズ枠30のハーフナット34(の雌ネジ34a)に噛合する螺旋状の雄ネジ41aを有する。
そして、モータホルダ50は、モータ40を固定すると共にリードスクリュー41の先端部を回動自在に支持した状態で、2つの嵌合孔53にガイドシャフト21が嵌合され、かつ、長孔54に位置決めピン15aが嵌合されることにより、モータ40及びリードスクリュー41を、光軸L2方向の所定位置に位置決めしつつ、光軸L2方向に平行な軸線S回りに回動自在に(光軸L2方向に垂直な面内において移動自在に)支持するようになっている。
このような支持機構を採用することにより、構造の簡素化、小型化、軽量化等を達成しつつ、確実な噛合(螺合)関係を得るべくモータ40(及びリードスクリュー41)を可動に支持することができる。
また、ガイドシャフト21がモータ40(及びリードスクリュー41)を可動に支持する支持部を兼ねるため、ガイドシャフト21を基準として、レンズ枠30の雌ネジ部(ハーフナット34)とモータ40に直結されたリードスクリュー41を高精度に位置決めすることができ、それ故に、雄ネジ41aと雌ネジ34aの噛合(螺合)関係をより高精度に設定することができる。さらに、モータホルダ50の長孔54に筐体10の位置決めピン15aを嵌合させるだけで、光軸L2方向の位置決めができるため、組付け作業の容易化等を達成することができる。
そして、捩りコイルバネ60は、コイル部61がガイドシャフト21の周りに配置された状態(コイル部61にガイドシャフト21が挿通された状態)で、一端部62がモータ40のケース40aに掛止され、他端部63が筐体10の掛止壁17に掛止され、モータ40(及びリードスクリュー41)を軸線S回りの矢印R方向に回転付勢する付勢力を及ぼすようになっている。
ここでは、付勢部材としてガイドシャフト21周りに配置される捩りコイルバネ60を採用することにより、部品の集約化、装置の小型化等を達成しつつ、モータ40(及びリードスクリュー41)に対して、ガイドシャフト21回りの回転付勢力のみを及ぼすことができる。
また、支持部としてのガイドシャフト21により、モータホルダ50は光軸L2方向に平行な軸線S回りに回動自在に支持される、すなわち、モータ40(及びリードスクリュー41)が、光軸L2方向に垂直な平面内で回動自在に支持されるため、リードスクリュー41が一方向及び他方向のいずれの回転方向に回転させられても、雄ネジ41aと雌ネジ34aとが同一の条件下で噛合(螺合)するため、レンズ枠30の送り(移動)方向に関係なく、レンズ枠30を安定して高精度に駆動することができる。
組み付けに先立って、固定レンズ群G3等が組付けられた筐体10(及びプリズムG2が組付けられた補助部材16、カバー19)、2つのガイドシャフト21,22、可動レンズ群G1、固定レンズ群G4、像振れ補正レンズ群G5、モータモジュール(モータホルダ50にモータ40を固定しつつリードスクリュー41を回動自在に支持したモジュール)捩りコイルバネ60等を準備する。
これにより、モータ40(及びリードスクリュー41)を軸線S回りの矢印R方向に回転付勢する付勢力が及ぼされ、その可動方向(光軸L2に垂直な方向PL)においてリードスクリュー41とハーフナット34とのガタ寄せが行われると共に、リードスクリュー41の雄ネジ41aとハーフナット34の雌ネジ34aとのくさび作用によりリードスクリュー41の軸線S方向(光軸L2方向)においてもガタ寄せが行われる。
最後に、筐体10の開口部18を覆うようにカバー部材19が取り付けられる。
尚、上記レンズ駆動装置が、カメラ等の撮像装置に適用される場合は、筐体10の後壁12に対して、撮像素子を実装した基板等が取り付けられる。
上記実施形態においては、付勢部材として、捩りコイルバネ60を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、可動方向に付勢力を及ぼすものであれば、引張りバネ、あるいは、モータのケース等を磁力等により付勢する磁石等を筐体内に設けてもよい。また、捩りコイルバネ60をガイドシャフト21の周りに配置した場合を示したが、これに限定されるものではなく、その他の配置構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、支持機構として、モータホルダ50、支持部(ガイドシャフト21)、位置決めピン15a等を備えた構成を示したが、これに限定されるものではなく、その他の構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、リードスクリュー41に噛合(螺合)する雌ネジ部として、レンズ枠30に一体的に形成されたハーフナット34を示したが、これに限定されるものではなく、環状のナットでもよく、又、レンズ枠とは別個に形成されたナットやラックをその後レンズ枠に固定した構成を採用してもよい。
10 筐体
15a 位置決めピン(位置決め部、支持機構)
21 ガイドシャフト(支持部、支持機構)
22 ガイドシャフト
S 軸線
30 レンズ枠
32 連結円筒部
33 連結長孔部
34 ハーフナット(雌ネジ部)
34a 雌ネジ
40 モータ
41 リードスクリュー
41a 雄ネジ
50 モータホルダ(支持機構)
54 長孔
60 捩りコイルバネ(付勢部材)
61 コイル部
62 一端部
63 他端部
Claims (9)
- ベースと、雌ネジ部を有し光軸方向に移動自在に支持されるレンズ枠と、前記雌ネジ部に噛合するリードスクリューを直結したモータと、を備えたレンズ駆動装置であって、
前記モータを前記光軸方向に対して所定角度をなす方向に可動に支持する支持機構と、
前記モータをその可動方向に付勢する付勢部材を含む、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記支持機構は、前記モータを固定するモータホルダと、前記モータホルダを前記光軸方向に垂直な面内において移動自在に支持する支持部と、前記モータホルダを前記光軸方向に位置決めするべく前記ベースに設けられた位置決め部を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 - 前記支持部は、前記モータホルダを前記光軸方向に平行な軸線回りに回動自在に支持する、
ことを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。 - 前記付勢部材は、一端部が前記モータに掛止され他端部が前記ベースに掛止される捩りコイルバネである、
ことを特徴とする請求項3に記載のレンズ駆動装置。 - 前記レンズ枠を前記光軸方向にガイドするガイドシャフトを含み、
前記ガイドシャフトは、前記支持部を兼ねる、
ことを特徴とする請求項3に記載のレンズ駆動装置。 - 前記付勢部材は、一端部が前記モータに掛止され他端部が前記ベースに掛止されかつコイル部が前記ガイドシャフトの周りに配置された捩りコイルバネである、
ことを特徴とする請求項5に記載のレンズ駆動装置。 - 前記雌ネジ部は、略U字状に形成されたハーフナットであり、
前記ハーフナットは、一方の内側面にのみ雌ネジが形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載のレンズ駆動装置。 - 前記モータホルダは、前記光軸方向に垂直な方向に伸長する長孔を含み、
前記位置決め部は、前記長孔に嵌合されるべく前記ベースから突出して形成された位置決めピンである、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のレンズ駆動装置。 - 請求項1ないし8いずれか一つに記載のレンズ駆動装置を含む、
ことを特徴とする光学装置。
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