JPH0727099B2

JPH0727099B2 - レンズ駆動装置を有する光学機器

Info

Publication number: JPH0727099B2
Application number: JP2265351A
Authority: JP
Inventors: 千明　　達生
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH04141609A; US5150260A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はレンズ駆動装置を有する光学機器に関する。

［従来の技術］従来、ビデオカメラ用撮影レンズにおけるオートフォー
カス機構には赤外光を発光して被写体に当って反射光を
測光したオートフォーカス装置や、撮影光学系を通った
光のコントラストをCCD（固体撮像素子）で測光し、コ
ントラスト値がピークになったことにより合焦判断する
オートフォーカス機構があった。これらはいずれも測距
装置から来る指示によってフオーカスレンズをアクチュ
エータによって駆動し合焦動作をさせるものである。

特に後者のコントラスト検知方式のオートフォーカス装
置においては、近年光学系のコンパクト化を追求したイ
ンナーフォーカス光学系との組合せが多くなって来た。
このとき従来例として第５図にある様にウォーカス用レ
ンズ保持枠200が２本のガイド軸300,400によって光軸方
向に平行移動出来るようになっている。レンズ保持枠20
0の一部には、ステッピングモータ900の軸に切られたリ
ードスクリュー800と噛合されたラック500が取り付けら
れていた。

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、これらの構造によると、レンズ移動様の
２本のガイド軸300,400及びステッピングモータ900の軸
であるリードスクリュー800とが平行になっていない
と、ラック500に回転モーメントが発生し、これにより
レンズ保持枠200の動きがスムーズでなくなってしまう
ため、各々の平行度を出すため部品精度を上げたり、調
整の機構を設けたりしており、組立に時間がかかった
り、部品精度を上げるため高精度で高価な部品成形機が
必要になっていた。

そこでこの様な問題を解決するために実開平２−71155
号公報に開示される様な装置が考案されている。

この装置は、可撓性を有する連結体によって、ラックと
レンズ保持枠を連結するもので、連結体は例えば比較的
薄いバネ材より成り、レンズの光軸方向の動きに対して
は、剛性を有し、光軸と垂直な方向には可撓性を持たせ
様としてものである。

しかしながら、この装置では、充分な可撓性を得るため
には、連結体を薄くする必要があり、また光軸方向に充
分な剛性を得るためには、連結体の光軸方向の長さを十
分長くする必要がある。この装置ではラックの位置とリ
ードスクリューの位置にズレがあっても、バネ材からな
る連結体の変形によってそのズレは吸収できるが、連結
体の変形による反力がリードスクリューやガイド軸に与
えられてしまい、この反力は駆動抵抗として作用する。
さらに、駆動初期などにバネ材からなる連結体に曲げ方
向のたわみが生じてしまい、これも駆動抵抗となってレ
ンズ保持枠の駆動効率を低下させる。そのため、実開平
２−7115号公報により開示された装置を用いてレンズ鏡
筒等の光学機器を作る際には機器の大型化や、駆動部に
かかる負荷による、駆動効率の悪化を考慮しなくてはな
らない。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためのもの
で、ラックへの回転モーメントの発生を有効に防止し
て、レンズ保持枠の移動をスムースに行うことのできる
レンズ駆動装置を有する光学機器を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段および作用］請求項１に記載される発明は上記目的を達成するため
に、レンズを保持したレンズ保持部材と、レンズ保持部
材の光軸方向での移動をガイドするガイド部材と、レン
ズ保持部材を光軸方向に駆動するために駆動源により回
転されるネジ軸と、ネジ軸に噛合可能なラック部を有
し、前記レンズ保持部材と光軸方向で係合するラック部
材と、ラック部材のラック部をネジ軸に噛合する方向に
付勢する付勢部とを有し、ネジ軸の回転に応じてラック
部材を光軸方向に移動させることによって、レンズ保持
部材を光軸方向に移動するレンズ駆動装置を有する光学
機器において、ラック部材をガイド部材に回転自在に軸
支したことによって、ガイド部材に対するネジ軸の位置
誤差をラック部材の回転により吸収できるので、ガイド
部材に対するネジ軸の位置精度が悪くてもレンズ保持部
材の移動をスムースに行うことができる。

請求項２に記載される発明は上記目的を達成するため
に、レンズを保持したレンズ保持部材と、レンズ保持部
材の光軸方向での移動をガイドするガイド部材と、レン
ズ保持部材を光軸方向に駆動するために駆動源により回
転されるネジ軸と、ネジ軸に噛合可能なラック部を有
し、前記レンズ保持部材と光軸方向で係合するラック部
材と、ラック部材のラック部をネジ軸に噛合する方向に
付勢する付勢部とを有し、ネジ軸の回転に応じてラック
部材を光軸方向に移動させることによって、レンズ保持
部材を光軸方向に移動するレンズ駆動装置を有する光学
機器において、ラック部材をレンズ保持部材に回転自在
に軸支したことによって、レンズ保持部材に対するネジ
軸の位置誤差をラック部材の回転により吸収できるの
で、レンズ保持部材に対するネジ軸の位置精度が悪くて
もレンズ保持部材の移動をスムースに行うことができ
る。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は光学機器としてビデオカメラ用のレンズ鏡筒を用いた
本発明の一実施例の全体構成を説明するための一部断面
側面図である。

同図において、１はレンズ鏡筒本体でリヤーフォーカス
のズームレンズで光学系が内蔵されている。２は、レン
ズ保持部材であるフォーカスレンズ保持枠で光軸と平行
であるガイド軸３に嵌合している。４も同じくガイド軸
でレンズ保持枠２の回転を規制している。５はモータ９
の回転を出力するネジ軸であるリードスクリュー８とか
み合っているラックである。10は光学系像位置にあるCC
Dである。

次に、第１図のフォーカス機構部分であるレンズ駆動部
分の詳細を第２図の斜視図を用いて説明する。

同図において、Ｇはフォーカシングレンズでレンズ保持
枠２に保持されており、レンズ保持枠２はスリーブ部に
よって光軸と平行であるガイド軸３と嵌合すると共に、
他方のＵ字ガイド部2bは光軸と平行であるガイド軸４に
よって回転規制されている。５は、5a及び5bなるラック
部としてのラックギア部の有したラックであり、レンズ
保持枠２のスリーブ部の左右をガタなく挾持しガイド軸
３にそってレンズ保持枠２と光軸方向に一体的に移動可
能としている。

さらに、ラック５にはＬ字形に曲げられた板バネ６がビ
ス７によって取り付けられており、ラックギア部5a,5b
と板バネ６によってモータ軸であるリードスクリュー８
を弾性的にはさみ込むよう構成している。リードスクリ
ュー８のネジピッチは、ラックギア部5a,5bとピッチが
合っており、リードスクリュー８が回転することにより
ラック５が光軸方向に移動する。９はフォーカスレンズ
１を駆動するためのスラッピングモータで上述のリード
スクリュー８を有すると共にコの字金具10によって保持
されている。コの字金具10には、ベアリング11が固着さ
れており、リードスクリュー８の回転及びスラスト方向
の位置を規制している。12はモータ９に給電するケーブ
ルで、13はコネクタである。

次に動作説明を行う。CCD10に結像した像のボケ具合を
検出しその程度に応じてフォーカスレンズ駆動モータの
回転指示をするいわゆるオートフォーカス装置（不図
示）とモータ９とがコネクター13とハーネス12によって
結合されている。

オートフォーカス測距装置によって指示された回転量だ
けモータ９のリードスクリュー８が回転される。リード
スクリュー８にかみ合わされたラックギア部5a,5bが軸
方向に移動することによって、リードスクリュー８と平
行に配置されているガイド軸３にスリーブ嵌合している
ラック５が光軸と平行に移動する。さらにレンズ保持枠
２はガイド軸３とスリーブによって嵌合されるとともに
ラック５の切欠部によってはさまれているため、光軸と
平行方向にはガタなく移動できる。一方ガイド軸４には
レンズ保持枠２のＵ字部2bによって回転規制されている
ためラック５が光軸方向に移動することによってレンズ
保持枠２に取付けてあるフォーカス調整用レンズＧが光
軸方向に動くことになる。この際、ラックギア部5aとリ
ードスクリュー８とは板バネ６によって圧接されている
ためバックラッシュなくかみあうことができる。また、
ラック５はガイド軸３と光軸方向の移動自在に系含して
いるためガイド軸３とリードスクリュー８との平行度が
多少ズレていてもラック５がガイド軸３を中心に回転す
ることによって、引っかかる等の移動に際しての不具合
の発生が防止される。

すなわち、光学性能を出しているガイド軸３及び４に対
してリードスクリュー８の平行度が多少くるっていても
動きには何ら影響がない。一般的にモータユニット９は
光学系を組立てた後に取付けるものであり、その際何の
調整もせずモータユニット９を取付ければよいことにな
る。もちろんガイド軸３とリードスクリュー８との平行
度が大幅にくるっていては問題だが一般的に何の注意も
せずに取付けても平行度は１〜２゜程度しかくるわな
い。この程度の平行度のくるいではフォーカスレンズＧ
の光軸方向の変化量はsin1〜２゜にしか変化なくほとん
ど問題にはならない。

また、この実施例ではラック５の回転中心とレンズ保持
枠２の保持中心がガイド軸３と同軸上であるが、原理的
にはレンズ保持枠２の一部に光軸と平行なラック５の回
転軸を設ける構成にすればよい。

第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。

同図に示すように、この実施例では、ラック51を直接ガ
イド軸31と嵌合させずに、レンズ保持枠21に回転自在に
嵌合させるようにしたものである。レンズ保持枠21はガ
イド軸31とスリープ21aを介して嵌合し光軸方向へ平行
移動を可能にしている。スリーブ21aの外周にはボス21
e,21fとがありラック51の穴51c,51dとで回転自在に嵌合
している。さらにラック51の薄肉部51eは軸方向に弾性
を有しており、面51f,51gでレンズ保持枠21の面21c,21d
をはさみ込み軸方向にはガタのない様に構成している。
これらのことにより、ラック51はレンズ保持枠21と光軸
方向にはガタはないが光軸と直角方向には自在に回転出
来るように構成されている。もちろん51fと21d又は51g
と21cの間に弾性部材を介しても同じ効果は得られる。
ラック51は嵌合とレンズ保持枠21の嵌合部とが逆の構成
も考えらるが、光軸との平行度はレンズ保持枠21とガイ
ド軸31とを嵌合させておいた方が出しやすい。

第４図は、本発明の第３実施例の要部を示す図である。
第４図において、第１図、第２図に示した本案の第１の
実施例と同一の構成の部分には、同一の符号を付し、説
明は省略する。

この実施例におけるラック150は例えばポリアセタール
樹脂の様な摺動性と優れた材質で作られ、第１及び第２
の穴150a,150b（第２の穴150bは不図示）が設けられ、
第１及び第２の穴150a,150bには、ガイド軸３が嵌合さ
れている。ラック150には、凹部150cが設けられてお
り、凹部150cは、レンズ保持枠２の厚さ方向と、嵌合す
る寸法、形状を成している。ラック150には、第１、第
２、第３のバネ性を有する伸長部150d,150f,150hが設け
られ、第１、第２の伸長部の先端部にはそれぞれラック
ギア部150e,150gが設けられており、ラックギア部は、
リードスクリュー８のネジとかみ合っている。ラック15
0の第１、第２、第３の伸長部150d,150f,150hは第１、
第２の伸長部の先端部に設けられたラックギア部150e,1
50gと第３の伸長部150hとの間でネジ部にガタが発生し
ないような所定の力でリードスクリュー８をはさみ込む
寸法形状を成している。

この実施例では、リードスクリュー８をはさみ込むバネ
をラックに一体に設けた事によりレンズをコンパクトな
構成にでき、またガイド軸３に対して、リードスクリュ
ー８が傾いていて取り付けられた場合にも、例えば第１
の伸長部150dと第３の伸長部150hの間のバネチャージ力
が増大する様にリードスクリュー８が傾いて取り付けら
れて、第２の伸長部150fと第３の伸長部150hの間のバネ
チャージ力が減少するために、常に安定したネジ部のガ
タ取り力を得ることができる。

上述した各実施例では、レンズ保持枠のスリーブ部とラ
ックの回転中心とが同軸に嵌合され、かつ軸方向にはガ
タなく一体的に動くが、ラック先端はモータのリードス
クリューに圧接されて、ラックギア部とのバックラッシ
ュもなくフォーカスレンズに動かすことが出来ると同時
にモータ取付は容易であるが、組立後の動きはスムース
に動かすことができる。さらにラックが回転可能に軸支
されているから、ラック部に回転モーメント（ラックギ
ア部とリードスクリューとがくっついたりはなれたりす
る力）が発生したりせず常に安定した駆動がある。

なお、上述した各実施例では、ラックをレンズ保持枠自
体、あるいはガイド軸に回転自在に軸支された構成とし
たが、ガイド軸近傍あるいはレンズ保持枠等に別体に配
設した軸に、ラックを回転自在に軸支させてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、レ
ンズを保持したレンズ保持部材と、レンズ保持部材の光
軸方向での移動をガイドするガイド部材と、レンズ保持
部材を光軸方向に駆動するために駆動源により回転され
るネジ軸と、ネジ軸に噛合可能なラック部を有し、前記
レンズ保持部材と光軸方向で係合するラック部材と、ラ
ック部材のラック部をネジ軸に噛合する方向に付勢する
付勢部とを有し、ネジ軸の回転に応じてラック部材を光
軸方向に移動させることによって、レンズ保持部材を光
軸方向に移動するレンズ駆動装置を有する光学機器にお
いて、ラック部材をガイド部材に回転自在に軸支したこ
とによって、実質的にラック部材はレンズ保持部材に対
して回転自在であり、ガイド部材に対するネジ軸の位置
誤差をラック部材の回転により吸収できるので、ガイド
部材に対するネジ軸の位置精度が悪くてもレンズ保持部
材の移動をスムースに行うことができるとともに、従来
の問題点である装置の大型化、駆動抵抗の発生をも解決
することができる。

また、ラック部材はガイド部材に回転自在に軸支される
ので、ラック部材の回転中心は一般的に高精度な位置決
めがされるガイド部材に対してずれることがなく、特別
な回転中心を新たに設ける必要がないだけでなく、ラッ
ク部材の位置はラック部材が光軸方向に移動したとして
も常に高い位置精度が得られ、ラック部材としレンズ保
持部材の係合を常に安定して行うことができる。

一方、請求項２記載の発明によれば、レンズを保持した
レンズ保持部材と、レンズ保持部材の光軸方向での移動
をガイドするガイド部材と、レンズ保持部材を光軸方向
に駆動するために駆動源により回転されるネジ軸と、ネ
ジ軸に噛合可能なラック部を有し、前記レンズ保持部材
と光軸方向で係合するラック部材と、ラック部材のラッ
ク部をネジ軸に噛合する方向に付勢する付勢部とを有
し、ネジ軸の回転に応じてラック部材を光軸方向に移動
させることによって、レンズ保持部材を光軸方向に移動
するレンズ駆動装置を有する光学機器において、ラック
部材をレンズ保持部材に回転自在に軸支したことによっ
て、ラック部材がレンズ保持部材に対して回転自在であ
るので、レンズ保持部材に対するネジ軸の位置誤差をラ
ック部材の回転によって吸収でき、レンズ保持部材に対
するネジ軸の位置精度が悪くてもレンズ保持部材の移動
をスムースに行うことができるとともに、従来の問題点
である装置の大型化、駆動抵抗の発生をも解決すること
ができる。さらに、ラック部材は光軸方向に移動するレ
ンズ保持部材に回転自在に軸支されているので、ラック
部材に生じる駆動力を効率よくレンズ保持部材に伝える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の全体構成を示す一部断
面側面図、第２図は第１図の要部の斜視図、第３図は第２の実施例を示す断面図、第４図は第３の実施例を示す斜視図、第５図は従来のレンズ駆動装置を示す斜視図である。１はレンズ鏡筒本体、２はレンズ保持枠、 3,4はガイド軸、５はラック、６は板バネ、８はラードスクリュー、９はモータ、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズを保持したレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材の光軸方向での移動をガイドするガ
イド部材と、前記レンズ保持部材を前記光軸方向に駆動するために駆
動源により回転されるネジ軸と、前記ネジ軸に噛合可能
なラック部を有し、前記レンズ保持部材と光軸方向で係
合するラック部材と、該ラック部材のラック部を該ネジ
軸に噛合する方向に付勢する付勢部とを有し、該ネジ軸
の回転に応じて前記ラック部材を光軸方向に移動させる
ことによって、前記レンズ保持部材を光軸方向に移動す
るレンズ駆動装置を有する光学機器において、前記ラック部材を前記ガイド部材に回転自在に軸支した
ことを特徴とするレンズ駆動装置を有する光学機器。
【請求項２】レンズを保持したレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材の光軸方向での移動をガイドするガ
イド部材と、前記レンズ保持部材を前記光軸方向に駆動するために駆
動源により回転されるネジ軸と、前記ネジ軸に噛合可能
なラック部を有し、前記レンズ保持部材と光軸方向で係
合するラック部材と、該ラック部材のラック部を該ネジ
軸に噛合する方向に付勢する付勢部とを有し、該ネジ軸
の回転に応じて前記ラック部材を光軸方向に移動させる
ことによって、前記レンズ保持部材を光軸方向に移動す
るレンズ駆動装置を有する光学機器において、前記ラック部材を前記レンズ保持部材に回転自在に軸支
したことを特徴とするレンズ駆動装置を有する光学機
器。