JPH0943475A - 光学機器のレンズ駆動装置 - Google Patents

光学機器のレンズ駆動装置

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JPH0943475A
JPH0943475A JP19688995A JP19688995A JPH0943475A JP H0943475 A JPH0943475 A JP H0943475A JP 19688995 A JP19688995 A JP 19688995A JP 19688995 A JP19688995 A JP 19688995A JP H0943475 A JPH0943475 A JP H0943475A
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JP
Japan
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screw shaft
lens
arm member
lens holding
holding member
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JP19688995A
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English (en)
Inventor
Fumio Nihei
文雄 仁平
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 レンズ保持部材3とネジ軸5とを結ぶア
ーム部材10の頭部を長孔15aを介してボックス13
に取付けたことを特徴とする。 【効果】 ネジ軸5に曲りやうねりがあっても、アーム
部材10の揺れを、長孔15でカットすることができ、
「画揺れ」の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学機器のレンズ駆
動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オートフォーカス機能を備えたビデオカ
メラや光学カメラ等の光学機器は、レンズを移動させる
レンズ駆動装置が不可欠である。レンズ駆動装置に係る
技術には、例えば特公平7−27099号公報の「レン
ズ駆動装置を有する光学機器」がある。この技術は、同
公報の第2図に示される通り、レンズ保持枠2を2本の
ガイド軸3,4でガイドするとともに、レンズ保持枠2
にラック5の一端を係合し、ラック5の他端をリードス
クリュー8に螺着し、リードスクリュー8をモータ9で
回動することにより、レンズ保持枠2を光軸方向に移動
するというものであり、ラック5の一端を前記ガイド軸
3に軸支させたことを特徴とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等が検討した
ところでは、上記従来の技術に次の2つの問題のあるこ
とが分かった。先ず、リートスクリューの製作誤差によ
りネジ山にはうねりがあり、そこに噛み合うラック部材
とリードスクリューとの距離は、リードスクリューが回
転し駆動されたラック部材の位置により変化する。する
と複数のラック間にはリードスクリューとの距離に差が
生じ、ラック部材は、レンズ保持部材係合部とリードス
クリューとを結ぶ最短距離に垂直な平面内で回転モーメ
ントを受ける。この回転モーメントがレンズ保持部材を
介してレンズを微少変動させるため、被写体像が揺れた
ように見える「画像揺れ」と呼ばれる現象が起きるとい
う問題があった。
【0004】又、バックラッシュを避けるため、ラック
部をリードスクリューに対して噛み合い方向へ付勢する
のだが、大きな付勢力を加えるとリードスクリューとの
摩擦トルクが増大し、消費電力の増加や、モーターの大
型化をもたらす為、その付勢力はバックラッシュを避け
られる必要最小限度に抑えることが必要である。しか
し、レンズに衝撃等が加わり光軸方向の加速度が発生し
た場合、リードスクリューの歯とラックの歯との噛み合
いがずれることがある。この噛み合いのズレを避けるた
めには、ラック部のリードスクリューへの付勢力をなる
べく大きくする必要がある。従って、従来の技術では耐
衝撃性と低消費電力/小型モーターとは両立できないと
いう問題があった。
【0005】そこで、本発明は、光学機器のレンズ駆動
装置において、ネジ軸(リードスクリュー)のうねりの
影響を抑えることができる装置、及びバックラッシュの
影響を抑えることができる装置を提供し、消費電力の少
ない、「画揺れ」の少ない、耐久性に富む装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、光学機器のレンズ駆動装置におい
て、アーム部材の一端側をネジ軸に対して捩れを許容す
るように回動させたことを特徴とする。ネジ部材にうね
りがあっても、アーム部材の変位を許容する構造である
から、レンズ保持部材に前記うねりによる影響を与えな
い。従って、「画揺れ」の発生を効果的に防止できる。
【0007】請求項2の発明は、光学機器のレンズ駆動
装置において、アーム部材の他端側に形成したラック部
をネジ軸の軸方向に沿って複数に分割し、且つ分割した
複数のラック部をネジ軸の軸方向に互いに近接又は離間
させるように付勢したことを特徴とする。ラック部をネ
ジ軸の軸方向に互いに近接又は離間させるように付勢し
たので、バックラッシュを除去する最小限度の付勢力を
加えるのみであるから、ネジ軸に過大な摩擦トルクを発
生させず、モーターの小型化や低消費電力化が図れる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係るレンズ駆動装置(第1
実施例)の分解斜視図であり、レンズ駆動装置1は、レ
ンズ2を保持するレンズ保持部材3と、このレンズ保持
部材3を光軸に沿って移動するように案内するガイド部
材4,4と、前記レンズ保持部材3を光軸に沿って移動
させるためのネジ軸5及びネジ軸回動手段6と、前記レ
ンズ保持部材3側から延出し、ラック部8,9を介して
前記ネジ軸5に噛合するアーム部材10と、前記ラック
部8,9をネジ軸5に押圧するために前記アーム部材1
0に取付けた付勢部材11とからなり、前記レンズ保持
部材3にボックス13を付設し、このボックス13にガ
イド通孔14を開けるとともに、長孔15aと丸孔15
bを開け、これら長孔15a及び丸孔15bにピン16
を介して、アーム部材10の頭部10aを揺動可能に連
結した構成物である。17はブラケット、18はスプリ
ングである。
【0009】図2は本発明に係るレンズ駆動装置(第1
実施例)の側面図であり、前記ピン16にスプリング1
8を付設し、このスプリング18でボックス13に対す
るアーム部材10の位置を決めることができる構造を採
用している。2個のラック部8,9は適当な距離離間し
ており、これらのほぼ中間位置に付勢部材11は取付け
られていることを示す。
【0010】図3は図2の3−3線断面図であり、ネジ
軸5をラック部8,9と付勢部材11とで挟持した形態
を示し、また、ボックス13に開けた長孔15aはネジ
軸5の略回転方向に延びたものであり、アーム部材10
がほぼ垂直であれば長孔15aは水平に延びる。
【0011】以上の構成からなる第1実施例の作用を次
に説明する。図2において、パルスモータ等のネジ軸回
動手段6を正転又は逆転させることにより、アーム部材
10を図右又は左に移動させ、レンズ保持部材3をガイ
ド部材4に沿って移動させる。この際に、ネジ軸5にう
ねりがあるとガイド部材10が好しく変位する。
【0012】図4(a),(b)は第1実施例の作用説
明図であり、(a)に示す様にネジ軸5にうねりがある
と、ラック部8,9及び付勢部材11を介して、(b)
に示すアーム部材10の頭部10aが角度δだけ捩られ
る。頭部10aを支えるピン16は、丸孔15bを起点
に長孔15a内を自由に移動できるので、頭部10a
(すなわちアーム部材10)は、ネジ軸5のうねりに追
従して水平に揺動する。従って、ネジ軸5のうねりの影
響がレンズ保持部材3及びレンズ2に及ぶ心配はない。
なお、ネジ軸5の上下方向変位はネジ軸5とラック部
8,9との間で逃すことが出来る。ラック部8,9はネ
ジがほぼ縦向きであるためネジ軸5に対して上下方向に
はある程度フリーであるからである。従って、第1実施
例によればネジ軸5のネジ山にある程度のうねりがあっ
ても、「画揺れ」を防止できる。
【0013】更に、第1実施例ではボックス13に長孔
15aと丸孔15bとを開けたので、次のような効果も
得られる。コストダウンを目指して、図1に示したピン
16をアーム部材10に一体形成する場合がある。ピン
16が一体であっても、先ず長孔15aにピン16の一
端を深く差込み、その後にピン16の他端を丸孔15b
に差込むことができるので、組込みは容易である。
【0014】図5は本発明に係るレンズ駆動装置(第2
実施例)の分解斜視図であり、第1実施例と共通する部
分については符号を流用し、詳しい説明は省略する。第
1実施例に対して第2実施例は、ボックス13に開け
た、ピン16を通すためのピン孔21を正円の孔とした
こと、アーム部材10の下部を4脚構造のクランパ20
とし、クランパ20の脚部22,23,24,25(2
5は24の陰のため不図示。図8参照)にともにラック
部26を備え、前2脚と後2脚との間をバネ部材27を
介して連結したことを特徴とする。
【0015】図6は本発明に係るレンズ駆動装置(第2
実施例)の側面図、図7は図6の7−7線断面図であり
であり、アーム部材10がネジ軸5に噛合した形態を示
す。しかし、この噛合形態がやや分かり難いので次図で
補足する。
【0016】図8は第2実施例のネジ軸を下から見た図
であり、4個の脚部22〜25ともにラック部26・・・
を介してネジ軸5に噛合し、且つ前2脚と後2脚との間
をバネ部材27で連結したことを示す。さて、バネ部材
27は、前2脚のラック部26Fと後2脚のラック部2
6R(便宜上「F」、「R」を付した。)との間を、ネ
ジ軸5に噛合しないフリーの状態で約0.5ピッチ短く
又は長くする部材である。
【1017】以上の構成からなる第2実施例の作用を述
べる。図9は本発明の第2実施例の作用説明図であり、
ラック部26F,26F,26R,26Rをネジ軸5に
噛合すると、約0.5ピッチ分だけラック部26F,2
6R同士が近づくか又は離れる。ラック部26F,26
R同士が離れた場合にはその反力作用により、図中、矢
印,の如く脚部22,24及び(23,25)が付
勢され、バックラッシュが除去されるので、ガタつくこ
となくアーム部材00はネジ軸5上を移動する。
【1018】ラック部26F,26Rをネジ軸5に対し
て噛み合い方向に付勢するのみでは、例えば使用者がビ
デオカメラを持って走った場合など、レンズに加速度が
発生した場合、ネジ軸5とラック部26F,26Rとの
噛み合い部分に、ネジ軸方向の力が生じ、噛み合いがず
れてしまい「ピンボケ」となるおそれがある。ラック部
26F,26Rをネジ軸5に対し噛み合い方向に付勢す
る力をW、ラック部26F,26R/ネジ軸2間噛み合
い部の摩擦係数をμとしたとき、ネジ軸5の歯型が一般
に使用される頂角60゜のメートル細目ネジの場合、噛
み合いズレ耐力Fは次の式(1)で表わせる。
【1019】
【数1】
【0020】良好に潤滑されたラック部26F,26R
/ネジ軸2間ではμは0.1程度の値を取るので、噛み
合いズレ耐力Fは2.22W程度になる。従って、例え
ばレンズとレンズ保持部材の合計質量が0.003kg
のレンズが光軸方向に196m/s2(20G)の加速
度に耐えるためには、2.22W>3×10-3kg*1
96m/s2より、W>0.265N(27.0g)と
なる。ビデオカメラなどで使用されている小型ステップ
モータのトルクは9.8×10-5〜19.6×10-5
−m程度であり、ラック部26F,26R/ネジ軸2間
の摩擦力のみで、ほぼ動作不能となる。よって現実には
Wを0.03N程度の値に設定せざるを得ないため、光
軸方向の加速度には弱い構造となっている。この点を改
良したのが第2実施例である。よって、第2実施例によ
ればモーターの小型化や低消費電力を維持したまま耐衝
撃性を向上できる。
【0021】なお、第1実施例と第2実施例を適宜組合
わせることは差支えなく、例えば第2実施例において、
ピン孔を第1実施例の長孔に変更してもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1の発明は、光学機器のレンズ駆動装置に
おいて、アーム部材の一端側をネジ軸に対して捩れを許
容するように回動させたことを特徴とする。ネジ部材に
うねりがあっても、アーム部材の捩れを許容する構造で
あるから、レンズ保持部材に前記うねりによる影響を与
えない。従って、「画揺れ」の発生を効果的に防止で
き、ネジ軸回動手段の消費電力を下げることができる。
【0023】請求項2の発明は、光学機器のレンズ駆動
装置において、アーム部材の他端側に形成したラック部
をネジ軸の軸方向に沿って複数に分割し、且つ分割した
複数のラック部をネジ軸の軸方向に互いに近接又は離間
させるように付勢したことを特徴とする。ラック部をネ
ジ軸の軸方向に互いに近接又は離間させるように付勢し
たので、必要最小限の付勢力でバックラッシュを除去で
き、回転手段の低消費電力化や小型化を維持したまま、
耐衝撃力を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンズ駆動装置(第1実施例)の
分解斜視図
【図2】本発明に係るレンズ駆動装置(第1実施例)の
側面図
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】第1実施例の作用説明図
【図5】本発明に係るレンズ駆動装置(第2実施例)の
分解斜視図
【図6】本発明に係るレンズ駆動装置(第2実施例)の
側面図
【図7】図6の7−7線断面図
【図8】第2実施例のネジ軸を下から見た図
【図9】本発明の第2実施例の作用説明図
【符号の説明】
1…レンズ駆動装置、2…レンズ、3…レンズ保持部
材、4…ガイド部材、5…ネジ軸、6…ネジ軸回動手
段、8,9…ラック部、10…アーム部材、11…付勢
部材、15a…長孔、16…ピン、20…クランパ、2
2〜25…脚部、26…バネ部材。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズを保持するレンズ保持部材と、こ
    のレンズ保持部材を光軸に沿って移動するように案内す
    るガイド部材と、前記レンズ保持部材を光軸に沿って移
    動させるための回転自在なネジ軸と、一端側を前記レン
    ズ保持部材に回動自在に保持され、且つ、他端側に前記
    ネジ軸と噛合するラック部及びこのラック部を噛合する
    方向に付勢する付勢部を形成したアーム部材とからな
    り、前記ネジ軸の回転に応じて前記アーム部材を介して
    前記レンズ保持部材を光軸に沿って移動させる光学機器
    のレンズ駆動装置において、 前記アーム部材の一端側を前記ネジ軸に対して捩れを許
    容するように回動させたことを特徴とする光学機器のレ
    ンズ駆動装置。
  2. 【請求項2】 レンズを保持するレンズ保持部材と、こ
    のレンズ保持部材を光軸に沿って移動するように案内す
    るガイド部材と、前記レンズ保持部材を光軸に沿って移
    動させるための回転自在なネジ軸と、一端側を前記レン
    ズ保持部材に回動自在に保持され、且つ、他端側に前記
    ネジ軸と噛合するラック部を形成したアーム部材とから
    なり、前記ネジ軸の回転に応じて前記アーム部材を介し
    て前記レンズ保持部材を光軸に沿って移動させる光学機
    器のレンズ駆動装置において、 前記アーム部材の他端側に形成した前記ラック部を前記
    ネジ軸の軸方向に沿って複数に分割し、且つ分割した複
    数のラック部を前記ネジ軸の軸方向に互いに近接又は離
    間させるように付勢したことを特徴とする光学機器のレ
    ンズ駆動装置。
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