JPH07336938A

JPH07336938A - 可動部材移動装置

Info

Publication number: JPH07336938A
Application number: JP15528694A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Yamawaki; 隆太山脇
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動モータの特性を変える必要がなく、高性
能を維持しつつ、且つ、材質も自由に選択できる可動部
材移動装置を提供する。【構成】ステッピングモータ１と、リードスクリュー
溝３が形成されていてステッピングモータ１により回転
する伝達軸２とは、支持部材４により支持されて、本体
固定側に取り付けられる。支持部材４の、後端面４ａと
前端面４ｂとをつなぐ平面４ｃには段差部７が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラやスチル
カメラ等に用いられるレンズ移動装置におけるレンズ群
等の可動部材や、記録装置等に用いられる磁気ヘッド移
動装置あるいは光学ヘッド移動装置におけるヘッド部等
の可動部材のように、高精度な移動制御を要求される可
動部材移動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラやスチルカメラ
等に用いられる自動焦点調節（オートフォーカス）機構
や変倍（ズームあるいはズーミング）機構におけるレン
ズ移動装置のレンズ群等の可動部材や、記録装置等に用
いられる磁気ヘッド移動装置あるいは光学ヘッド移動装
置におけるヘッド部等の可動部材を、移動制御させるも
のとして、図７に示すような、駆動モータ１１の伝達軸
１２にリードスクリュー溝１３を形成し、支持部材１４
によって駆動モータ１１と伝達軸１２とを支持するよう
にした構成からなる駆動機構が知られている。そして、
レンズ群等やヘッド部等の可動部材は、直接にあるいは
係合部材を介してリードスクリュー溝１３に、係合する
ようになっている。係合方法として、リードスクリュー
溝１３と螺合する溝が形成された螺合部材を用いる方
法、リードスクリュー溝１３に追従する小ボールを用い
る方法等がある。この駆動機構による作動は、駆動回路
からの所定の信号等によって駆動モータ１１が所定角度
を回転すると、リードスクリュー溝１３も同じ角度を回
転し、リードスクリュー溝１３のネジ溝に案内されて、
リードスクリュー溝１３と係合されたレンズ群等やヘッ
ド部等の可動部材が、リードスクリュー溝１３の軸方向
に直線的に移動する。駆動モータ１１の回転運動が可動
部材の直線的移動に変換される構成となっている。これ
により、レンズ群等においては光軸方向、ヘッド部等に
おいては走査方向あるいはトラッキング方向に移動する
ようになっている。

【０００３】ところで、このような駆動機構を用いた場
合に、ビデオカメラ用のレンズ移動装置においては、例
えばズーミングのため可動部材であるレンズ群等が鏡筒
内を移動するとき、移動中に駆動モータからの振動によ
り可動部材が影響を受けて、撮影中に画像ユレが生じ
る。また、スチルカメラ用のレンズ移動装置において
は、可動部材であるレンズ群等の停止後に駆動モータか
らの振動が余韻として残留し、このような振動余韻が生
じると、合焦後直ちにシャッタ作動を行うことができ
ず、所望のシャッタチャンスを得るのが難しくなる。こ
うした不都合を避けるため、従来より種々の方法が提案
されてきている。また、このような不都合は、記録装置
等に用いられる磁気ヘッド移動装置あるいは光学ヘッド
移動装置におけるヘッド部等の可動部材においても、正
確なトラッキング作動を得るとともにトラッキング時間
の短縮を図るという点から問題であり、その対策が必要
であることは同様である。

【０００４】特に、可動部材とリードスクリュー溝１３
との係合部に関しては、多々提案されているが、可動部
材とリードスクリュー溝１３との係合部での改善をして
も、次のような問題を有するものであった。すなわち、
駆動モータ１１の起動・回動・停止の際の振動によっ
て、支持部材１４全体が微振動を起こし、これが他の部
材や筺体全体の微振動となって、可動部材へ悪影響を及
ぼしていた。このような微振動があると、上述のような
画像ユレ等の問題が改善されず、不都合であった。また
筺体全体の振動により騒音発生となることもあった。

【０００５】特に、位置制御が容易なため上述のような
可動部材移動装置に対して一般に好んで用いられること
が多いステッピングモータを駆動源とするとき、こうし
た不都合は、より明らかな傾向を示すことが多い。これ
を防止するため、従来においては、ステッピングモータ
のトルクや駆動周波数を低くしたり、支持部材１４の材
質を変更したりすることにより、調整し対応していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステッ
ピングモータのトルクを低くすると可動部材等の負荷に
対して不利となって立ち上がりが鈍くなり、また駆動周
波数を低くすると可動部材の移動速度が遅くなる等、い
ずれにしても応答速度・移動速度が悪くなるという性能
の低下となり、きわめて不都合であった。支持部材の材
質を変更することは、材質によってはコスト・アップと
なる、あるいは加工を難しくするなどの点から得策でな
いことが多く、結局選択範囲が狭く不都合であるという
欠点を有していた。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものでなり、その目的とするところは、駆動モータの特
性を変える必要がなく、且つ支持部材の材質も規制を受
けることなく幅広い素材の中から選択できて、製造を容
易にし、確実に振動や騒音を防止した安定した可動部材
移動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の可動部材移動装置は、可動部材を移動可能に
支持した固定部材と、可動部材を移動させるための駆動
モータと、リードスクリュー溝が設けられ駆動モータに
より回転させられる伝達軸と、可動部材と伝達軸とに係
合して伝達軸の回転を可動部材の移動に変換伝達する係
合部と、駆動モータと伝達軸とを支持し固定部材に取付
けられる支持部材とを備えていて、支持部材には振動を
抑制するための段差部が設けられるようにしたものであ
る。また、本発明の他の解決手段は、前記段差部は、プ
レスにより形成された複数の凹部であることとしたもの
である。さらに、本発明の他の解決手段は、可動部材は
光学的可動部材であり、固定部材は鏡筒部材であること
としたものである。

【０００９】

【作用】段差部の形成により、支持部材の共振周波数が
所定の値に変更され、駆動モータ等からの振動に応答し
なくなり、他部材への振動伝達が防止される。また、段
差部の形成により、支持部材の機械的強度が増して制振
作用を増大させる。段差部を、プレスにより形成された
複数の凹部とすることにより、複数の共振周波数に対応
することができ、従って複数の共振現象が抑制防止され
る。

【００１０】

【実施例】本発明は、種々の可動部材移動装置に適用さ
れるものであるが、好適なる一実施例として、ビデオカ
メラ用のレンズ移動装置に適用した場合について説明す
る。そこで、本発明の特徴的な部分についての説明の先
立って、まず、ビデオカメラ用のレンズ移動装置の一般
的に知られている全体的な構成について、図１及び図２
を用いて説明する。図１はビデオカメラ用のレンズ移動
装置の概略断面図で、ここでは模式的に示してある。図
２はビデオカメラ用のレンズ移動装置の斜視図で、特に
駆動機構部を分解した状態で示している。

【００１１】１０１はレンズ鏡胴本体で、固定枠１０１
ａにより最も被写体側に配される第一群レンズである対
物レンズ１０２を周知の方法・手段により固定してい
る。固定枠１０１ｂは、レンズ鏡胴本体１０１と一体に
形成されていて、第三群レンズ１０３を固着している。
マスターフランジ鏡胴部１０１ｄは、レンズ鏡胴本体１
０１に一体に形成されている。１０４はガイドポール
で、レンズ鏡胴本体１０１に一体に形成された補助枠１
０１ｃと固定枠１０１ａとの間に架設され、第二群レン
ズである変倍レンズ１０５を保持した移動枠１０６がガ
イド部１０６ａにて摺動自在に配設されている。１０７
は同じくガイドポールで、レンズ鏡胴本体１０１に一体
に形成された補助枠１０１ｃと固定枠１０１ａとの間に
架設され、第二群レンズである変倍レンズ１０５を保持
した移動枠１０８がガイド部１０８ａ，１０８ｂにて摺
動自在に配設されている。

【００１２】１０９はズーム用駆動モータである。ズー
ム用駆動モータ１０９の回転軸１１０はモータケース１
１１の外部に所定の長さだけ延設されていて、この延設
部にリードスクリュー溝１１２が形成されている。な
お、リードスクリュー溝を有するシャフト部材を独立に
形成して、回転軸と嵌合するようにした構成としてもよ
い。１１３は支持部材で、ズーム用駆動モータ１０９お
よび回転軸１１０とを支持していて、レンズ鏡胴本体１
０１に取付けられている。このようにズーム駆動機構部
が構成されている。

【００１３】１１４はナット体で、リードスクリュー溝
１１２に螺合する溝が形成されていて、ガイドポール１
０７に摺動案内される。ナット体１１４のガイドポール
１０７側の一端は、移動枠１０８のガイド部１０８ａ，
１０８ｂに挟持されて、移動枠１０８とナット体１１４
とが一体に移動することができるようになっている。ま
た、ナット体１１４のガイドポール１０７側の一端と、
ガイド部１０８ａまたは１０８ｂとの間でスプリングバ
ネ又はゴム部材等を介在させて、弾性的に片寄せさせた
係合状態とするようにしてもよい。いずれの構成におい
ても、ズーム用駆動モータ１０９が回転すると、ナット
体１１４を介して移動枠１０８がその光軸方向に移動し
て、従って、第二群レンズである変倍レンズ１０５が、
光軸方向に直線線的に移動する。なお、ナット体１１４
と移動枠１０８との係合方法については、この実施例に
限定されるものではなく、例えばナット体１１４をガイ
ドポール１０７に摺動案内させずに適宜の手段により移
動枠１０８と係合させたり、あるいはナット体１１４と
移動枠１０８とを一体に形成するようにしてもよい。こ
のように、ナット体１１４は、ズーム用駆動モータ１０
９の回転運動を変倍レンズ１０５の光軸方向の直線的移
動に変換するように作用している。

【００１４】１１５は、図示しない制御回路からの信号
により所定の絞り作動を行う絞り羽根である。

【００１５】１１６はガイドポールで、レンズ鏡胴本体
１０１に一体に形成された固定枠１０１ｂと補助枠１０
１ｅとの間に架設され、第四群レンズであるフォーカス
レンズ１１７を保持した移動枠１１８がガイド部１１８
ａにて摺動自在に配設されている。１１９は同じくガイ
ドポールで、レンズ鏡胴本体１０１に一体に形成された
固定枠１０１ｂと補助枠１０１ｅとの間に架設され、第
四群レンズであるフォーカスレンズ１１７を保持した移
動枠１２０がガイド部１２０ａ，１２０ｂにて摺動自在
に配設されている。

【００１６】１２１はフォーカス用駆動モータである。
フォーカス用駆動モータ１２１の回転軸１２２はモータ
ケース１２３の外部に所定の長さだけ延設されていて、
この延設部にリードスクリュー溝１２４が形成されてい
る。なお、リードスクリュー溝を有したシャフト部材を
独立に形成して、回転軸と嵌合するようにした構成とし
てもよい。１２５は支持部材で、フォーカス用駆動モー
タ１２１および回転軸１２２とを支持していて、レンズ
鏡胴本体１０１に取付けられている。このようにフォー
カス駆動機構部が構成されている。

【００１７】１２６はナット体で、リードスクリュー溝
１２４に螺合する溝が形成されていて、ガイドポール１
１９に摺動案内される。ナット体１２６のガイドポール
１１９側の一端は、移動枠１２０のガイド部１２０ａ，
１２０ｂに挟持されて、移動枠１２０とナット体１２６
とが一体に移動することができるようになっている。ま
た、ナット体１２６のガイドポール１１７側の一端と、
ガイド部１２０ａまたは１２０ｂとの間でスプリングバ
ネ又はゴム部材等を介在させて、弾性的に片寄せさせた
係合状態とするようにしてもよい。いずれの構成におい
ても、フォーカス用駆動モータ１２１が回転すると、ナ
ット体１２６を介して移動枠１２０がその光軸方向に移
動して、従って、第四群レンズであるフォーカスレンズ
１１９が、光軸方向に直線的に移動する。なお、ナット
体１２６と移動枠１２０との係合については、この実施
例に限定されるものではなく、例えばナット体１２６を
ガイドポール１１７に摺動案内させずに適宜の手段によ
り移動枠１２０と係合させたり、あるいはナット体１２
６と移動枠１２０とを一体に形成するようにしてもよ
い。このように、ナット体１２６は、フォーカス用駆動
モータ１２１の回転運動をフォーカスレンズ１１９の光
軸方向の直線的移動に変換するように作用している。

【００１８】なお、この実施例では、各レンズ群はそれ
ぞれ単一のレンズで構成されているが、必要に応じ、そ
の必要なレンズ群を複数のレンズで構成するようにして
も同様である。

【００１９】ズーム用駆動モータ１０９のレンズ鏡胴本
体１０１への取り付けは、リードスクリュー溝１１２に
ナット体１１４を係合させた状態として、支持部材１１
３をレンズ鏡胴本体１０１に配し、支持部材１１３の孔
１１３ａをレンズ鏡胴本体１０１のネジ穴１０１ｆに合
わせて、図示しないネジで固定することにより行われ
る。同様に、フォーカス用駆動モータ１２１のレンズ鏡
胴本体１０１への取り付けは、リードスクリュー溝１２
４にナット体１２６を係合させた状態として、支持部材
１２５をレンズ鏡胴本体１０１に配し、支持部材１２５
の孔１２５ａをレンズ鏡胴本体１０１のネジ穴１０１ｇ
に合わせて、図示しないネジで固定することにより行わ
れる。

【００２０】以上のような構成において、撮影において
は、例えば所望の変倍に応じて第二群レンズである変倍
レンズ１０５がズーム用駆動モータ１０９により光軸方
向に直線的に移動させられ、それに連関して第四群レン
ズであるフォーカスレンズ１１７がフォーカス用駆動モ
ータ１２１により光軸方向に直線的に移動させられる。
そして、ビデオカメラにおいてこれらの移動が撮影中に
多く行われることは、通常のことである。

【００２１】次に、図３〜図５により、駆動機構部の詳
細について説明する。ズーム駆動機構部とフォーカス駆
動機構部とは、基本的な構成は同様であるので、共通し
て説明する。１はステッピングモータで、駆動機構部の
駆動源となる。この駆動源の出力軸である伝達軸２には
リードスクリュー溝３が形成されている。４は支持部材
で、ＳＵＳ等の材質から成っていて、ステッピングモー
タ１を支持する後端面４ａと伝達軸２を支持する前端面
４ｂと、これらの面をつなぐ平面４ｃとを備えて支持し
ている。ステッピングモータ１と支持部材４との取り付
けは、図５に示すように取り付け孔４ｄを利用してネジ
５等を用いるとともに、支持部材４の後端面４ａの孔４
ｅに伝達軸２の軸受６を固設して行われる。なお、取り
付け孔４ｄを利用してネジ５等を用いるのみのもので
も、あるいは支持部材４の後端面４ａの孔４ｅに伝達軸
２の軸受６を固設して軸受６とステッピングモータ１と
を嵌合するのみのものであってもよい。

【００２２】７は、この実施例では、プレスにより複数
形成された凹部にて構成した段差部で、支持部材４の伝
達軸２と平行な面４ｃに形成されていて、この実施例で
は、凹部となる側は、伝達軸２が配されている側の面と
なっている。段差部７がこのように支持部材４の面４ｃ
に形成されることによって、実質的に支持部材４の共振
周波数が、段差部７が形成される前の共振周波数の値と
異なる値に変化する。この変化により支持部材４の共振
周波数とステッピングモータ１の共振周波数とが相対的
に異なるようになり、従来のような振動が発生しなくな
る。なお、この実施例では、凹部となる側は伝達軸２が
配されている側の面となっていて、面４ｃの伝達軸２と
は反対の面が凸部となっているが、伝達軸２が配されて
いる側が凸部となるように形成してもよく、省スペース
等の点から考慮されて形成される等、その選択の自由が
ある。また、各凹部の形状・大きさは全てを同一にする
ことなく互いに異なるようにしてもよく、その組合せは
種々多数採用することが可能である。

【００２３】なお、ここで、本発明の特徴との比較をす
る意味で、従来の方法について確認する。従来において
は、弾性部材など振動吸収部材等の他部材を用いずに振
動を抑制防止する方法には、まず、支持部材を重くする
ことが挙げられる。支持部材を重くするには、厚さを増
したり等の体積を増大させる方法、密度の大きい材質の
材料を用いる方法等があるが、いずれにしても、軽量化
において不利であり、体積を増すのはスペース的にも不
利となる。次の方法として、用いる材料として材質の固
さの異なる材料に変更する方法で、一般的にはよりやわ
らかい材質のものが用いられる。しかしながら、強度の
点から不利であり、その選択幅は小さくなる。その他に
も、支持部材の外周縁部を例えば曲げ加工等により折り
曲げてリブを形成する方法があるが、共振しやすい振動
の条件（面積や長さ）は変わらないため、振動源の振動
が大きいとやはり共振が起こりやすく、また、このよう
な曲げ加工は支持部材の平面性を低下させ、さらに外周
縁部にリブを形成することは省スペースの点から不利で
ある。以上のように、これらの方法は、あらゆる振動に
対してある程度の防振作用が得られる反面、部材として
の共振の条件は変わらず共振しやすい因子を保有したま
まであり、、また上述のような不都合な点を有するもの
である。

【００２４】一方、本発明に用いられる共振周波数を変
更する方法は、共振を起こし問題となっているその特定
の周波数に共振する部位の振動に着目して、その振動の
節となる部分を消失させるもので、この共振を起こす要
因となっている所定の面積や所定の長さを適切に分割し
て振動の節となる部分を消失させるものである。これに
より、その特定の周波数に対して何ら共振等の反応をす
ることがなくなる。従って、本発明の方法においては、
支持部材の形状・大きさが変更されても、それに対応し
て共振周波数を異なるものとすることが容易にできる。

【００２５】この実施例のように、駆動モータを、例え
ばズーム用とフォーカス用との２箇所に用いる場合、そ
れぞれの可動部材であるレンズあるいはレンズ群の鏡胴
内の移動距離が異なるため、ズーム用駆動モータとフォ
ーカス用駆動モータとでは、その延設された伝達軸の長
さは異なる。従って、支持部材もその長さや大きさ等が
異なるが、本発明によれば、同一の材料にて形成し、上
述のようにそれぞれの共振周波数に対応して段差部７を
形成するだけで済むという利点がある。

【００２６】従って、段差部７の形状・大きさ・高さや
その配置は、図３や図４に示されるものに限定されるこ
とはなく、さまざまに選択でき、例えば六角形状のハニ
カム形状とすることもよい。単に段差部を１箇所設けた
だけのものであってもよい。また、プレスによる形成に
限ることなく、研削・切削加工や酸化，エッチング等の
化学処理による肉抜き処理による形成であってもよい。
いずれにしても、段差部７は、段差部７が形成された支
持部材４の共振周波数ｆ₁、該共振周波数ｆ₁の整数
倍、および該共振周波数ｆ₁の既約分数倍のいずれも
が、ステッピングモータ１の共振周波数ｆ₀と異なるよ
うに、形状および配置がなされるようにすることによ
り、完全に振動を防止することができる。従って、レン
ズ鏡胴本体側へ振動が伝達されることがなく、可動部材
の移動作動において何らその影響を与えない。

【００２７】段差部７を、プレスにて構成することの、
より大きな利点は、その形成がきわめて容易であり、そ
の数や配置の変更もきわめて容易に且つ迅速に行え、ま
た、所定の剛性が必要とされる支持部材への影響がきわ
めて小さく、適切な形状・大きさの凹部とすることによ
りさらに剛性の向上になる等の点が挙げられる。

【００２８】また、図６に示す支持部材８のように、半
抜き加工（絞り加工）により１つの段差部８ｄを形成す
る構成として、適正に形状・大きさ・高さ等を設定する
ことにより、共振が確実に解消されるとともに、支持部
材の各面の面精度及び各面同士の角度関係等が確保され
る。なお、段差部８ｄを形成する際、平面８ｃのどちら
側の面に段差部８ｄの例えば凸部面を配するかは他部品
への装着等を考慮して適宜決定する事項であり、例えば
省スペース等の理由により選択される。図６において、
後端面８ａにステッピングモータ部が取り付けられ、前
端面８ｂに図示しない回転軸の先端側が支持される。ま
た、８ｅは、支持部材８を図示しない本体側に取付固定
するためのネジ等の部材のための孔である。なお、広い
面積を有する凹部面等の形成は例えば半抜き加工（絞り
加工）等により行われるが、面積が広くなると段差のあ
る部分での力の歪みが大きくなり腐食が発生しやすくな
るが、その場合には分割して段差部を複数形成する等の
変更が容易で、設計の自由度が大きい。

【００２９】また、この実施例では、段差部７は、支持
部材４のうち最も大きな面積を有して共振を最も起こし
やすい面に形成されているので、支持部材４の機械的強
度が増強される点からも、振動に影響されることが少な
くなり、駆動モータ部と支持部材４とより成る構造物
（アセンブリ）としての全体の振動も制御されて、制振
作用が施される。

【００３０】また、このような段差部７を形成されるだ
けでよいので、部材間の空いた空間を用いることが可能
で、省スペースとなり、従来と同様の大きさで振動防止
が可能で、大型とならない。特に、上述した実施例を始
めレンズ移動装置等のレンズ鏡胴のように、円筒状の固
定部材の外周部に駆動機構部を配設する場合には、省ス
ペースの点から凹凸の少ない構成とすることが望まれ、
本発明の構成はこの点においてもきわめて有利である。

【００３１】以上のように、本発明が、撮影中のズーミ
ングが多く行われるビデオカメラ用レンズ移動装置にお
いて、撮影中の画像ユレ防止にきわめて効果を奏するこ
とはもちろんであるが、スチルカメラ用レンズ移動装
置、磁気ヘッド移動装置あるいは光学ヘッド移動装置に
おいても、その効果はきわめて大である。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の可動部材移動装
置を用いることにより、駆動モータの振動は支持部材に
伝達されなくなる。したがって、可動部材への振動も防
止されて、高品質の画像が得られるとともに高速対応と
なる。また、機械的強度も向上されて、全体的な制振効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として用いられるビデオカメ
ラ用のレンズ移動装置の模式的に示した概略断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例として用いられるビデオカメ
ラ用のレンズ移動装置の斜視図で、特に駆動機構部を分
解した状態を示している。

【図３】本発明の実施例の駆動部を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施例の駆動部を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例の駆動部を示す断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の要部を示し、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は一部を省略した側面図である。

【図７】従来例の駆動部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ステッピングモータ２伝達軸３リードスクリュー溝４支持部材５ネジ６軸受７段差部８支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可動部材を移動可能に支持した固定部材
と、前記可動部材を移動させるための駆動モータと、リ
ードスクリュー溝が設けられ前記駆動モータにより回転
させられる伝達軸と、前記可動部材と前記伝達軸とに係
合して前記伝達軸の回転を前記可動部材の移動に変換伝
達する係合部と、前記駆動モータと前記伝達軸とを支持
し前記固定部材に取付けられる支持部材とを備えてい
て、前記支持部材には振動を抑制するための段差部が設
けられたことを特徴とする可動部材移動装置。
【請求項２】前記段差部は、プレスにより形成された
複数の凹部により構成されることとした請求項１記載の
可動部材移動装置。
【請求項３】可動部材は光学的可動部材であり、固定
部材は鏡筒部材であることとした請求項１または２記載
の可動部材移動装置。