JPH06180418A - レンズの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、引伸機，望遠鏡，顕微鏡等におい
てレンズ群を移動するために配置されるレンズの駆動装
置に係わり、第１の可動レンズ群と第２の可動レンズ群
とを、予め定められた所定の関係で迅速，確実に、高い
精度で移動することを目的とする。 【構成】 光軸方向に沿って移動される第１の可動レン
ズ群に対して、第２の可動レンズ群を前記光軸方向に沿
って所定の関係で移動するためのレンズの駆動装置にお
いて、前記第１の可動レンズ群を前記光軸方向に沿って
移動する第１の移動手段と、前記第２の可動レンズ群を
前記光軸方向に沿って移動する第２の移動手段と、前記
第２の移動手段により移動される第２の可動レンズ群の
移動量の所定移動量からのずれ量を補正する補正手段と
を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、引伸機，望遠鏡，顕微
鏡等においてレンズ群を移動するために配置されるレン
ズの駆動装置に係わり、特に、ズームレンズ等の複数の
可動レンズ群を所定の関係で移動するためのレンズの駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、引伸機，望遠鏡，顕微鏡
等において可動レンズ群を駆動し、所定の位置に位置決
めするために、円筒状のカムが使用されており、円筒状
のカムの回転角度を制御することによりレンズ位置が制
御されている。

【０００３】また、可動レンズ群を高速で移動すること
が要求される場合には、円筒カムのかわりに送り螺子等
が使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒状
のカムを用いて可動レンズ群を駆動する場合には、円筒
状のカムを回転させる必要があるため、駆動力の損失が
大きく、また摩擦による損失が大きいため、可動レンズ
群の高速駆動や高耐久性に対応することが困難であると
いう問題があった。

【０００５】さらに、円筒状のカムは加工が難しく、高
価であり、また、一度加工してしまうとその後の組立時
の修正、補正等が困難であるという問題があった。一
方、送り螺子を用いて可動レンズ群を駆動する場合に
は、複数の可動レンズ群に対して各々に駆動源が必要で
あり、また、各可動レンズ群を精密に関連して移動させ
るために、相互に関連させるための制御が必要となり、
高価かつ複雑な構造になるという問題があった。

【０００６】また、送り螺子による場合には、高速での
可動レンズ群の駆動が可能ではあるが、送り螺子自体が
高価であり、さらに、レンズ群の可動範囲の両端におい
て、駆動制御の不具合等により、移動部材同士又は移動
部材と固定部材とが衝突する虞れがあるという問題があ
った。

【０００７】そして、このような場合には、停止位置精
度が確保できなくなることは勿論であるが、機構の破壊
が起こることのないように、衝撃を吸収して停止させる
ための手段が必要であるという問題があった。

【０００８】そこで、リンク機構を用いてレンズ群を駆
動することが考えられるが、この場合には、可動レンズ
群の移動量の調節をすることが困難であるという問題が
あった。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、可動レンズ群を迅速，確実に移動
することができるレンズの駆動装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズの駆動装
置は、光軸方向に沿って移動される第１の可動レンズ群
に対して、第２の可動レンズ群を前記光軸方向に沿って
所定の関係で移動するためのレンズの駆動装置におい
て、前記第１の可動レンズ群を前記光軸方向に沿って移
動する第１の移動手段と、前記第２の可動レンズ群を前
記光軸方向に沿って移動する第２の移動手段と、前記第
２の移動手段により移動される第２の可動レンズ群の移
動量の所定移動量からのずれ量を補正する補正手段とを
有するものである。

【００１１】

【作用】本発明のレンズの駆動装置では、第１の移動手
段により第１の可動レンズ群が移動され、第２の移動手
段により第２の可動レンズ群が移動される。

【００１２】そして、第２の可動レンズ群の移動量の所
定移動量からのずれ量が、補正手段により補正される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により詳細に
説明する。図１は本発明のレンズの駆動装置の一実施例
を示すもので、符号１１は、第１の可動レンズ群１３と
第２の可動レンズ群１４とが所定の関係で光軸上を移動
することにより変倍、または合焦等の機能をする光学系
の一部を示している。

【００１４】なお、この実施例のレンズの駆動装置で
は、第１の可動レンズ群１３の移動速度が、第２の可動
レンズ群１４の移動速度より速くなるように構成され、
また、第１の可動レンズ群１３の移動ストロ−クが、第
２の可動レンズ群１４の移動ストロ−クより長くなるよ
うに構成され、さらに、第１の可動レンズ群１３の位置
誤差の許容量が、第２の可動レンズ群１４の位置誤差の
許容量より小さく構成されている。

【００１５】第１の可動レンズ群１３および第２の可動
レンズ群１４は、円筒状のレンズ鏡筒１５，１６内に収
容されている。レンズ鏡筒１５，１６の両側には、鏡筒
支持部１５ａ，１６ａが形成され、これ等の鏡筒支持部
１５ａ，１６ａには、光軸方向に平行にガイド軸１７，
１９が挿通されている。

【００１６】ガイド軸１７，１９の一端は、それぞれ円
環状の支持板２１に固定されている。第１の可動レンズ
群１３の一方の鏡筒支持部１５ａには、リンク部材２３
の一端が連結部材２５により回動自在に連結されてい
る。

【００１７】リンク部材２３の他端は、駆動用クランク
２７の一端に連結部材２９により回動自在に連結されて
いる。従って、この実施例では、駆動用クランク２７，
リンク部材２３，ガイド軸１７によりスライダクランク
機構が構成されている。

【００１８】駆動用クランク２７には、ステッピングモ
ータからなる駆動モータ３３のモータ軸３３ａが直接固
定されている。なお、この実施例では、駆動モータ３３
は、オープンループ制御により駆動を制御される。

【００１９】駆動用クランク２７のリンク部材２３と反
対側端には、バランサー３５が連結部材３７により回転
自在に配置されている。この実施例では、支持板２１に
は、ブラケット３６を介して、補正用カム固定部材３４
が固定されている。

【００２０】補正用カム固定部材３４の上部には、補正
用カム３９が着脱自在に固定されている。補正用カム３
９には、カム溝３９ａが形成されている。

【００２１】このカム溝３９ａには、カムフォロアー３
２が嵌挿されている。カムフォロアー３２は、補正用レ
バー３０の一端に回動可能に固定されている。

【００２２】補正用レバー３０は、Ｌ字形状をしてお
り、補正用レバー３０の他端は、第２の可動レンズ群１
４の鏡筒支持部１６ａに、連結部材２８により回動自在
に連結されている。

【００２３】補正用レバー３０の連結部材２８側には、
リンク部材２６の一端が、連結部材２４により回動自在
に連結されている。リンク部材２６の他端は、駆動用ク
ランク２７に、連結部材２２により回動自在に連結され
ている。

【００２４】図２は、上述した駆動モータ３３の支持機
構の詳細を示すもので、符号２７は、上述した駆動用ク
ランクを示している。駆動モータ３３は、所定間隔を置
いて平行に配置される駆動モータ支持部材４１，４３の
間に配置され、これ等の駆動モータ支持部材４１，４３
は、支持板２１に固定されている。

【００２５】駆動モータ３３の両側には、モータ軸３３
ａ，３３ｂが突設され、これ等のモータ軸３３ａ，３３
ｂは、ベアリング４７，４９を介して駆動モータ支持部
材４１，４３に支持されている。

【００２６】一側のモータ軸３３ａは、駆動用クランク
２７に挿通され、モータ軸３３ａの先端に固定される連
結部材５１がボルト５３により駆動用クランク２７に固
定されている。

【００２７】駆動モータ３３の一側には、駆動モータ回
転止め板５５の一端が固定されている。この駆動モータ
回転止め板５５の他端には、図３に示すように、Ｕ字状
の切り欠き部５５ａが形成されている。

【００２８】この切り欠き部５５ａには、駆動モータ支
持部材４１に一端を固定される駆動モータ回転止め棒５
７が嵌挿されている。駆動モータ回転止め板５５には、
駆動モータ支持棒５９の一端が固定されており、この駆
動モータ支持棒５９は、駆動モータ回転止め棒５７に、
引っ張りバネ６１を介して支持されている。

【００２９】なお、引っ張りバネ６１の位置は、駆動モ
ータ３３の非回転部分，駆動モータ回転止め板５５，駆
動モータ支持棒５９を含めた重心位置Ｇ₁ の垂直上方位
置とされている。

【００３０】また、引っ張りバネ６１のバネ力は、駆動
モータ３３の吊り下げ状態において駆動モータ３３内の
軸受け部分に対する負荷が最小になるように設定されて
いる。

【００３１】駆動モータ３３の他側には、モータ軸３３
ｂの回転角度を検出するためのポテンショメーター６３
が配置されている。ポテンショメーター６３の回転軸６
３ａは、連結部材６５によりモータ軸３３ｂに連結され
ている。

【００３２】ポテンショメーター６３は、ポテンショメ
ーター回転止め板６７に固定されている。ポテンショメ
ーター回転止め板６７には、駆動モータ回転止め板５５
と同様に、図示しないＵ字状の切り欠き部が形成されて
いる。

【００３３】この切り欠き部には、駆動モータ支持部材
４３に一端を固定されるポテンショメーター回転止め棒
６９が嵌挿されている。ポテンショメーター回転止め板
６７には、ポテンショメーター支持棒７１の一端が固定
されており、このポテンショメーター支持棒７１は、ポ
テンショメーター回転止め棒６９に、引っ張りバネ７３
を介して支持されている。

【００３４】なお、引っ張りバネ７３の位置は、ポテン
ショメーター６３の非回転部分，ポテンショメーター回
転止め板６７およびポテンショメーター支持棒７１を含
めた重心位置Ｇ₂ の垂直上方位置とされている。

【００３５】図４および図５は、レンズ鏡筒１５の鏡筒
支持部１５ａへのリンク部材２３の連結部の詳細を示す
もので、リンク部材２３は、ベアリング７５を介して、
連結部材２１により鏡筒支持部１５ａに固定されてい
る。

【００３６】連結部材２１には、ベアリング７５に隣接
してベアリング７７が被嵌されており、ベアリング７７
は、ビス７９により抜けを防止されている。ベアリング
７７には、スリーブ８１が被嵌されており、このスリー
ブ８１には、捩じりバネ８３の一端が係合されている。

【００３７】捩じりバネ８３の他端は、リンク部材２３
に固定されるピン部材８５に係止され、捩じりバネ８３
により、連結部材２１がピン部材８５側に常時付勢され
ている。

【００３８】図６は、補正用カム固定部材３４への補正
用カム３９の取り付け構造の詳細を示すもので、補正用
カム３９は補正用カム固定部材３４に対して調整自在に
固定されている。

【００３９】すなわち、補正用カム３９は、補正用カム
３９の上部，中間部および下部に挿通される３本のボル
ト８７，８８，８９により補正用カム固定部材３４に固
定されている。

【００４０】そして、補正用カム３９には、ボルト８
７，８８，８９の近傍の位置に、それぞれ調整用長孔９
０，９１，９２が形成されている。調整用長孔９０，９
２は、補正用カム３９の上下方向に、調整用長孔９１
は、左右方向に向けて形成されている。

【００４１】調整用長孔９０，９１，９２には、外径の
中心と回転軸の位置が異なっている偏心カム９３，９
４，９５が嵌挿されており、これ等の偏心カム９３，９
４，９５は、それぞれボルト９６により補正用カム固定
部材３４に固定されている。

【００４２】従って、偏心カム９３を回動させると、補
正用カム３９は、ほぼ偏心カム９５を中心にして回動す
る。また、偏心カム９５を回動させると、補正用カム３
９は、ほぼ偏心カム９３を中心にして回動する。

【００４３】さらに、偏心カム９１を回動させると、補
正用カム３９は上下に移動する。上述したレンズの駆動
装置では、第２の可動レンズ群１４の動きはガイド軸１
７により光軸方向に規制されており、一方、補正用カム
３９も補正用カム固定部材３４に固定されているため、
補正用レバー３０の動きも制限され、補正用レバー３０
の位置が決定されることにより、第２の可動レンズ群１
４の位置も決定される。

【００４４】すなわち、駆動用クランク２７が回動する
ことにより、リンク部材２６の支点の１つである連結部
材２２の位置が決定され、一方、補正用レバー３０とリ
ンク部材２６は、連結部材２４によりリンクされている
ため、補正用レバー３０の位置が決定され、第２の可動
レンズ群１４の位置が決定される。

【００４５】すなわち、この機構では、リンク部材２６
は第２の可動レンズ群１４の位置を、正確な設定位置に
対して近似的に位置決めする役割を果たし、一方、補正
用レバー３０が、補正用カム３９により補正分の移動量
を設定する役割を果たしている。

【００４６】そして、この補正用カム３９により補正さ
れる第２の可動レンズ群１４の光軸方向の変位量は、実
際の補正用カム３９のカム溝３９ａによるカムフォロア
ー３２の変位量とならず、カムフォロアー３２と連結部
材２４間の距離ａと、連結部材２４と連結部材２８の間
の距離ｂの比率ｂ／ａに近くなり、てこの原理により、
拡大又は縮小が可能になる。

【００４７】この実施例では、距離ａが距離ｂの約５倍
とされ、補正用カム３９でのカムフォロアー３２の変位
量が、１／５程度に縮小され、第２の可動レンズ群１４
の位置が補正されている。

【００４８】しかして、以上のように構成されたレンズ
の駆動装置では、駆動モータ３３を回動すると、駆動用
クランク２７が回動され、リンク部材２３によりレンズ
鏡筒１５がガイド軸１７に沿って移動され、レンズ鏡筒
１５内の第１の可動レンズ群１３が光軸方向に沿って移
動され、同時に、リンク部材２６により補正用レバー３
０が移動され、これにより第２の可動レンズ群１４が、
第１の可動レンズ群１３に対して所定の関係をもって移
動されるため、第１の可動レンズ群１３と第２の可動レ
ンズ群１４とを予め定められた所定の関係で迅速，確実
に、高い精度で移動することが可能になる。

【００４９】すなわち、第２の可動レンズ群１４をスラ
イダクランク機構で近似的に送り、一方、補正用カム３
９を用いて第２の可動レンズ群１４の位置決めを行うよ
うにしたので、第２の可動レンズ群１４を高い精度で、
確実に移動することが可能になる。

【００５０】また、駆動用クランク２７あるいはリンク
部材２６等の可動部材の一部にカムを形成せずに、カム
溝３９ａの形成される補正用カム３９を固定したので、
関連する各部材間の関係の変更が容易になり、製造段階
でのカム変更が有利になるという利点がある。

【００５１】さらに、補正用カム３９を補正用カム固定
部材３４に着脱自在に外付けしたので、整備および補正
用カム３９に関連する第２の可動レンズ群１４の位置補
正が容易になる。

【００５２】また、補正用カム３９の位置を調整可能と
したので、他の可動レンズ群との関係や、自群の位置を
変化させたり、補正することが容易に可能になる。さら
に、リンク部材２６の一端を支点とし、補正用レバー３
０が補正用カム３９と係合するカムフォロアー３２を力
点とし、また、補正用レバー３０が第２の可動レンズ群
１４と連結する部分を作用点とするてこの原理を利用
し、力点と支点間距離を作用点と支点間距離よりも大き
くしたので、第２の可動レンズ群１４の位置の許容精度
に対し、カム溝３９ａの加工精度を数倍緩くすることが
可能になる。

【００５３】この結果、第２の可動レンズ群１４へのカ
ム溝３９ａの埃などによる外乱に対しての影響を小さく
抑えることができ、また、カム面の摩耗、変形等に対し
ての影響も小さく抑えることが可能になる。

【００５４】また、てこの原理を利用したので、カム溝
３９ａに与える駆動のための負荷が数分の１となり、カ
ム溝３９ａ及びカムフォロアー３２部の耐久性を向上す
ることができる。

【００５５】さらに、この実施例では、第１の可動レン
ズ群１３の位置誤差の許容量を、第２の可動レンズ群１
４の位置誤差の許容量より小さくしたので、要求される
位置誤差の範囲を容易に満たすことが可能になる。

【００５６】また、この実施例では、第１の可動レンズ
群１３の移動速度または移動ストロ−クを、第２の可動
レンズ群１４の移動速度または移動ストロ−クより、速
くまたは長くしたので、移動精度を向上することができ
る。

【００５７】また、この実施例では、駆動用クランク２
７にバランサー３５を配置したので、可動レンズ群１
３，１４を特定の位置に維持するときの駆動源のトルク
が非常に少なくてすむようになる。

【００５８】さらに、この実施例では、スライダクラン
ク機構を使用して、可動レンズ群１３，１４の移動範囲
を抑制したので、移動範囲の両端において安全のための
停止機構が不要になり、コストダウンを図ることが可能
になり、また、可動レンズ群１３，１４の位置のリセッ
トが必要な場合には、両端を使用することにより位置の
検出が容易に可能になる。

【００５９】また、上述したレンズの駆動装置では、動
力の伝達を、摺動する関係を全て排除し、ベアリングを
用いた回転機構により行うことが可能になるため、伝達
効率を向上し、駆動源を小型化することができ、また、
伝達機構も小型化することができる。

【００６０】また、滑り機構がないため摩耗が少なく、
耐久性が高く、高精度を確実に維持することができる。
さらに、各構成部材の結合部分のガタを取る手段がほぼ
内力となる方向であるため、他の構成部品に与える影響
や、駆動のロスを充分に低減することができる。

【００６１】また、駆動用クランク２７に駆動モータ３
３のモータ軸３３ａを直接固定したので、駆動用クラン
ク２７にモータ軸３３ａを連結するための結合部材が不
要になり、結合による軸の精度維持の機構が不要になる
等機構が簡単になる。そして、結合による駆動力の不要
な損失がなくなり、また、部品代などのコストを低減す
ることができる。

【００６２】さらに、鏡筒支持部１５ａへのリンク部材
２３の連結部分に生ずるガタを抑制するために、捩じり
バネ８３を配置したので、ガタによる位置ズレ、あるい
は、ガタ内での各部材の衝突による打痕の発生がなくな
り、高精度と高耐久性を備えたレンズの駆動装置を容易
に実現することができる。

【００６３】また、この実施例では、ステッピングモー
タからなる駆動モータ３３をオープンループ制御したの
で、駆動モータ３３の制御を容易，迅速に行うことが可
能になる。

【００６４】さらに、この実施例では、駆動モータ３３
の回転をポテンショメーター６３により検出するように
したので、駆動モータ３３の脱調を確実に検出すること
ができる。

【００６５】また、この実施例では、駆動モータ回転止
め板５５と駆動モータ回転止め棒５７の係合部分を駆動
モータ３３からできるだけ離して位置させたので、駆動
モータ３３の回転時や停止時に発生するトルクによる係
合部分の押圧力を小さくすることが可能になり、係合部
分の強度を下げることができ、また、変形，摩耗の減少
による高耐久化を実現することができる。

【００６６】なお、上述した実施例では、第２の可動レ
ンズ群１４の停止状態では、第２の可動レンズ群１４に
重力が働いているために、カムフォロアー３２は補正用
カム３９のカム溝３９ａの右側面に接触しており、第２
の可動レンズ群１４の移動中においても垂直上方に一定
以上の加速度を与えない限りは常に同じカム面と接触状
態にある。

【００６７】しかしながら、第２の可動レンズ群１４を
垂直上方に一定以上の加速度を与えた場合には、カムフ
ォロアー３２が補正用カム３９のカム溝３９ａの右側の
カム面から離れる現象が生ずる。

【００６８】この場合には、第２の可動レンズ群１４の
移動途中に、第１の可動レンズ群１３と第２の可動レン
ズ群１４の位置関係が狂い、性能が低下するばかりか、
カムフォロアー３２と補正用カム３９の再接触時の衝突
による打痕の発生により、停止時においても位置の狂い
が発生する等、打痕に起因する性能劣化および寿命低下
が避けられない。

【００６９】そこで、このような現象を防止するために
は、実際に第２の可動レンズ群１４が最大加速度で移動
している状態でもカム面からカムフォロアー３２が離れ
ることのないように、カムフォロアー３２と補正用カム
３９の間をバネ等で付勢することが必要である。

【００７０】なお、以上述べた実施例では、駆動用クラ
ンク２７にモータ軸３３ａを直接固定した例について説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、例えば、リンク部材等を介して駆動用クランク２
７を駆動するようにしても良いことは勿論である。

【００７１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のレンズの駆
動装置では、第１の移動手段により第１の可動レンズ群
が移動され、第２の移動手段により第２の可動レンズ群
が移動され、同時に、第２の可動レンズ群の移動量の所
定移動量からのずれ量が、補正手段により補正されるた
め、第１の可動レンズ群と第２の可動レンズ群とを、予
め定められた所定の関係で迅速，確実に、高い精度で移
動することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズの駆動装置の一実施例を示す斜
視図である。

【図２】図１の駆動用クランクを回動するモータの支持
機構を示す側面図である。

【図３】図２のモータ回転止め板の先端を示す説明図で
ある。

【図４】図１のリンク部材のレンズ鏡筒への連結部分の
詳細を示す断面図である。

【図５】図４の正面図である。

【図６】図１の補正用カム固定部材への補正用カムの取
り付け構造を示す正面図である。

【符号の説明】

１３ 第１の可動レンズ群 １４ 第２の可動レンズ群 １７ ガイド軸 ２３，２６ リンク部材 ２７ 駆動用クランク ３０ 補正用レバー ３２ カムフォロアー ３３ 駆動モータ ３９ 補正用カム ３９ａ カム溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向に沿って移動される第１の可動
   レンズ群に対して、第２の可動レンズ群を前記光軸方向
   に沿って所定の関係で移動するためのレンズの駆動装置
   において、 前記第１の可動レンズ群を前記光軸方向に沿って移動す
   る第１の移動手段と、 前記第２の可動レンズ群を前記光軸方向に沿って移動す
   る第２の移動手段と、 前記第２の移動手段により移動される第２の可動レンズ
   群の移動量の所定移動量からのずれ量を補正する補正手
   段と、を有することを特徴とするレンズの駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレンズの駆動装置におい
   て、 前記第１の移動手段は、スライダクランク機構であるこ
   とを特徴とするレンズの駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のレンズの駆動装
   置において、 前記第２の移動手段は、スライダクランク機構であるこ
   とを特徴とするレンズの駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
   レンズの駆動装置において、 前記補正手段は、前記第２の可動レンズ群に一端を回動
   自在に連結される補正用レバーと、 前記補正用レバーの他端に配置されるカムフォロアー
   と、 前記カムフォロアーを案内するカム溝が形成されるカム
   部材と、を有することを特徴とするレンズの駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のレンズの駆動装置におい
   て、 前記カム部材は、位置調節自在に配置されていることを
   特徴とするレンズの駆動装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載のレンズの駆動装
   置において、 前記カム部材は、他のカム部材に交換可能に配置されて
   いることを特徴とするレンズの駆動装置。