JPH0996755A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ鏡胴の移動レンズ枠を内蔵する駆動源
により、スムーズに振動や騒音を発することなく移動さ
せることを可能とし、簡単な構造でコストを安く、しか
もレンズ鏡胴の小型化を可能とするレンズ駆動装置を提
供する。 【構成】 レンズを保持した移動レンズ枠と、該移動レ
ンズ枠を光軸方向へ案内するガイドと、前記移動レンズ
枠を光軸方向へ駆動するために駆動源により回転される
リードスクリュと、該リードスクリュの回転運動を前記
ガイドと平行な直進運動に変換するための変換機構とを
有するレンズ駆動装置において、前記変換機構と前記リ
ードスクリュとの圧接する圧接箇所位置を、該リードス
クリュの軸に直交する平面に投影したとき、前記変換機
構と前記リードスクリュとの圧接箇所位置の投影像は少
なくとも３箇所である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ光学系を有
するレンズ鏡胴に係わり、特にレンズ鏡胴のレンズ駆動
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭用のビデオカメラにおけるオー
トフォーカス機構は撮影光学系を通った光のコントラス
トを撮像素子であるＣＣＤから取り出し、そのコントラ
スト値がピークになるように光学系のフォーカスレンズ
を動かす方法が最も一般的であるが、そこで用いられる
光学系はコンパクト化に有利なインナーフォーカス光学
系が用いられている。この光学系でのフォーカスレンズ
の駆動方法はさまざまな方法が開示されているが、その
なかでもリードスクリュ（ねじ軸）を用いた方法が最も
一般的である。

【０００３】その一例を特開平２−２６６３１１号公報
に開示された図７（ａ）：中央断面図、（ｂ）：正面図
に示す。図７において、ステッピングモータ２１の出力
軸に形成されたリードスクリュ１０には、該リードスク
リュ１０の回転運動を光軸方向と平行な直進運動に変換
するための変換機構としてナット１７が螺合されてお
り、また移動レンズ枠１１に設けられたブッシュ１２、
Ｕ溝１２１は、レンズ鏡胴本体に光軸と平行に固定され
た２本のガイドバー３１，３２に係合されている。

【０００４】そして、光軸方向に移動可能な前記移動レ
ンズ枠１１に形成された連結部２２を、前記ナット１７
にバネ１９による付勢力によって絶えず押圧することに
より、前記ステッピングモータ２１による前記リードス
クリュ１０の回転にともない前記移動レンズ枠１１は光
軸方向に移動することになる。このバネ１９はナット１
７のリードスクリュ１０とのバックラッシュを消去する
役目がある。

【０００５】またもう一つの例として実開平２−７１１
５５号公報に開示された図８（ａ）：斜視図、（ｂ）：
正面図を示す。図８において、移動レンズ枠１１に設け
られたブッシュ１２とＵ溝１２１に、ガイドバー３１，
３２を系合させて光軸方向に移動可能になっていること
と、ステッピングモータ２１の出力軸に形成されたリー
ドスクリュ１０の回転によって前記移動レンズ枠１１を
光軸方向に移動させることは先の従来例と同じである。

【０００６】そして、リードスクリュ１０に螺合してい
るものがナットではなくて図に示すように噛合体１８
と、またそれを絶えず前記リードスクリュ１０に噛み合
わせておくためのバネ１９からなるクランパーを、光軸
とリードスクリュ１０の軸を同時に含む面と平行方向に
は剛性を有し、光軸とリードスクリュ１０の軸を同時に
含む面に直交する方向にはやわらかな連結部材２０（例
えば板バネ）をもって移動レンズ枠１１と結合させるも
のが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の第１の従来例で
は、リードスクリュ１０にナット１７を螺合させる際に
はリードスクリュ１０の先端から所定の位置までリード
スクリュ１０をねじこんでいかなければならず組立に時
間がかかる。また完成時には図示のようにリードスクリ
ュ１０の先端はピボット軸受２３に支えられるため、完
成品からはナット１７は分解しないかぎり取り外すこと
が出来ない。またバネ１９の作用により、レンズ位置に
よってステッピングモータ２１に必要な駆動トルクが変
化する等の問題があった。

【０００８】また第２の従来例ではクランパーがリード
スクリュ１０の軸に対して垂直方向に自由になっている
ため、リードスクリュ１０のどの位置でも取り付け、取
り外しが自由となり、第１の従来例のような不便さはな
いが、リードスクリュ１０が光軸に（ガイドバー３１
に）厳密に平行になっていなければ連結部材である板バ
ネ２０にねじり力が働き駆動抵抗が急激に増加するの
で、製品の大量生産時には前記平行度のばらつきを考慮
して十分トルクに余裕のあるステッピングモータ２１を
選択しておく必要があり、カメラの大型化やステッピン
グモータ２１による振動、騒音の問題を引き起こしてい
た。

【０００９】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものである。即ち、レンズ鏡胴の移動レンズ枠を内
蔵する駆動源により、スムーズに振動や騒音を発するこ
となく移動させることを可能とし、簡単な構造でコスト
を安く、しかもレンズ鏡胴の小型化を可能とするレンズ
駆動装置を提供することを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成を採ることによって達成される。

【００１１】即ち、レンズ駆動装置において、レンズを
保持した移動レンズ枠と、該移動レンズ枠を光軸方向へ
案内するガイド部材と、前記移動レンズ枠を前記光軸方
向に移動させるためのリードスクリュウと、該リードス
クリュウを回転させるための駆動源と、前記リードスク
リュウの前記駆動源による回転運動を前記ガイド部材と
平行な方向への直進運動に変換するためのキャリッジ部
とよりなる構成を有し、該キャリッジ部と前記リードス
クリュウとの圧接箇所を該リードスクリュウの回転軸と
直交する平面に投影したとき、前記圧接箇所の投影像は
少なくとも３箇所であることを特徴とするレンズ駆動装
置。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
した図面、図１〜図６及び図９により説明する。但し本
発明は、以下に説明する本実施の形態に限定されるもの
ではない。

【００１３】先ず、図１、図２及び図３により本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は全体の概略斜視図である。図２は本
発明の主要部のリードスクリュウと係合するキャリッジ
部を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、
（ｃ）は（ｂ）のＥ―Ｅ矢視断面図、（ｄ）はリードス
クリュを含めた場合の（ｂ）のＥ―Ｅ矢視断面図であ
る。図３は本発明の主要部の移動レンズ枠にキャリッジ
部を連結する連結部の図で、（ａ）はキャリッジ部を逆
にした場合の右側面図、（ｂ）は同キャリッジ部の背面
図、（ｃ）は移動レンズ枠の連結部の左側面図、（ｄ）
は同連結部の正面図である。

【００１５】図１、図２において、移動レンズ枠１１
は、移動レンズ枠１１を光軸方向に案内するガイド部材
であるガイドバー３１，３２により光軸方向へ移動可能
な状態で保持されている。駆動源であるステッピングモ
ータ２１の出力軸と一体になったリードスクリュ１０に
キャリッジ部４０が系合しており、このキャリッジ部４
０を移動レンズ枠１１に系合することにより、リードス
クリュ１０の回転運動が直進運動に変換され、この移動
レンズ枠１１は光軸上を移動する。

【００１６】リードスクリュウ１０のリードＬとは、リ
ードスクリュウ１０が１回転したときにキャリッジ部４
０が移動する距離を言う。実施の形態ではリードスクリ
ュウ１０の１回転あたり０．６ｍｍキャリッジ部４０が
移動する。駆動源はステッピングモータ２１が採用され
ており、実施の形態では１パルスあたりδ＝９°回転す
るように制御することができる。

【００１７】図２に示すように、本発明のキャリッジ部
４０はキャリッジ部ネジ部１ａ，１ｂとリードスクリュ
突き当て部７ａ，７ｂとリードスクリュ押圧部４と移動
レンズ枠１１との連結部材であるキャリッジ部連結足部
５ａ，５ｂとキャリッジ部回転止め部６とキャリッジ部
脱落防止部２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂとが設けられてい
る。本例ではキャリッジ部４０はすべて一体の成形部品
であるが、個々の別々の部品の集合であってもよい。

【００１８】このキャリッジ部４０にリードスクリュ１
０を係合するためには、図２（ｄ）に示す系合方向にリ
ードスクリュ１０を押し込むと、キャリッジ部脱落防止
部２ａ，３ａと２ｂ，３ｂを押し広げて、図のようにリ
ードスクリュ１０がセットされる。この時リードスクリ
ュ押圧部４のバネ性によりリードスクリュ１０がキャリ
ッジ部ネジ部１ａ，１ｂとリードスクリュ突き当て部７
ａ，７ｂに押さえつけられる。このことはキャリッジ部
４０はリードスクリュ１０に対し、キャリッジ部ネジ部
１ａ，１ｂとリードスクリュ突き当て部７ａ，７ｂとリ
ードスクリュ押圧部４の５点で圧接し、リードスクリュ
１０の回転運動をレンズ光軸と平行な直進運動に変換す
るための変換機構を構成していることになる。

【００１９】そして、リードスクリュ１０の軸外面に圧
接するキャリッジ部４０の前記５点の圧接箇所位置を、
リードスクリュ１０の軸に直交する平面に投影したと
き、投影像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の少なくとも３箇所とな
る。図６に示すように、この３箇所の内の各々の隣接す
る２箇所のなす角度（α，β，γ）は１８０°未満とな
っている。このためキャリッジ部４０はリードスクリュ
１０を軸中心の回転支持となし、リードスクリュ１０の
回転をスムーズにし、従来のナットと同じ効果を持つこ
とになる。更にリードスクリュ押圧部４によりキャリッ
ジ部ネジ部１ａ，１ｂがリードスクリュ１０に押さえつ
けられているため、このキャリッジ部４０はリードスク
リュ１０とのバックラッシュも消去された状態となって
いる。

【００２０】圧接箇所の投影像が３箇所ある場合の利点
について述べる。圧接箇所の投影像が２箇所の場合、そ
れだけではキャリッジ部４０を保持できないため、キャ
リッジ部４０の保持機能を設置する必要がある。鏡枠側
（移動レンズ枠）に保持機能を設置する場合、例えば図
９に示す従来例（特公平７−２７０９９号公報）のよう
な構成を考えた場合、キャリッジ部４０のガイドバー３
１に対する保持機能としての摺動部１２１を設けている
が、ガイドバー３１とのクリアランスが大きいとキャリ
ッジ部４０の傾きによるバックラッシュが大きくなるた
め部品精度が必要である。又、両摺動部１２１の通し穴
としての同一軸精度が必要であり、この同一軸精度が出
ないとキャリッジ部４０がガイドバー３１を移動時の摺
動抵抗がモータ２１１の負荷となり良くない。

【００２１】またキャリッジ部脱落防止部２ａ，３ａと
２ｂ，３ｂは振動衝撃等によりこのキャリッジ部４０が
リードスクリュ１０から脱落しないように防御するため
のものであり、キャリッジ部４０がリードスクリュ１０
に正しくセットされた状態ではこのキャリッジ部脱落防
止部２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂはリードスクリュ１０とわ
ずかなクリアランスを持っている。

【００２２】前述したように、このキャリッジ部４０は
リードスクリュ押圧部４によりリードスクリュ１０を５
点をもって押さえつけてはいるが、その圧力は必要最小
限にすべきであり必要以上の圧力はリードスクリュ１０
の駆動トルクの増大につながり望ましくない。即ち、こ
のリードスクリュ押圧部４は振動衝撃等によるキャリッ
ジ部４０がリードスクリュ１０からの脱落防止までの任
務は負っていない。従って、もし本発明をきわめて静的
な状態のみで使用するものとするならば、このキャリッ
ジ部脱落防止部２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂは省略してもか
まわない。

【００２３】本発明のこの構成によれば、前述した第１
の従来例のようにナット１７をリードスクリュ１０の先
端よりねじこんでいく必要がなく、セットしたい位置に
すばやくリードスクリュ１０の横方向からセットするこ
とができる。またこのようにセットした状態で、前述し
たようにリードスクリュ押圧部４の効果によりこのキャ
リッジ部４０はバックラッシュが消去された状態になっ
ているので、あとは移動レンズ枠１１にこのキャリッジ
部４０を連結すればよい。その連結部の詳細図を図３に
示す。

【００２４】図３において移動レンズ枠１１の一部であ
るブッシュ１２に設けられた連結係止部１３ａ，１３ｂ
にキャリッジ部連結足部５ａ，５ｂを挿入し、また同時
にキャリッジ部回転止め部６を同じくブッシュ１２に設
けられた回転係止部１４ａ，１４ｂに挿入すればよい。
寸法Ａは寸法Ｂに対しわずかに長く設定されており、挿
入時にキャリッジ部連結足部５ａ，５ｂが光軸方向に弾
性変形をしてセットされるためこのキャリッジ部４０は
ブッシュ１２に対して光軸方向（ガイドバー３１，３２
軸方向）にはガタのない状態となる。また寸法Ｃは寸法
Ｄに対してわずかに小さく設定されており、キャリッジ
部回転止め部６を回転係止部１４ａ，１４ｂに挿入後も
キャリッジ部４０の回転止めの役目だけを負い、キャリ
ッジ部４０やブッシュ１２には無理な力がかからないよ
うになっている。

【００２５】ここが前述した第２の従来例と異なるポイ
ントであって、第２の従来例ではまず先に噛合体１８と
板バネ１９からなるクランパーを移動レンズ枠１１と連
結部材２０をもって結合させておいて、そののちリード
スクリュ１０をクランパーに噛み合わせる組立順序をと
るのであるが、移動レンズ枠１１とクランパーとの連結
部材２０が板バネであるため、リードスクリュ１０とガ
イドバー３１，３２が厳密に平行になっていなければ連
結部材２０である板バネがねじれ、クランパーやブッシ
ュ１２に大きな力が加わり駆動抵抗が増大していたもの
が、本発明の構成の場合は光軸方向（ガイドバー３１，
３２軸方向）以外に拘束要素はなく、多少リードスクリ
ュ１０とガイドバー３１，３２との平行度が狂っていた
としても駆動抵抗が増大することはない。従って移動レ
ンズ枠１１は、スムーズにバックラッシュなく、振動や
騒音を発することなく移動する。

【００２６】次に図３に示す通り、キャリッジ部連結足
部５ａ，５ｂと移動レンズ枠に設けられた連結係止部１
３ａ，１３ｂとのクリアランスについて述べる。

【００２７】先述したようにキャリッジ部連結足部５
ａ，５ｂは光軸方向に弾性変形をして連結係止部１３
ａ，１３ｂにセットされるが、ここで前記キャリッジ部
連結足部５ａ，５ｂが弾性変形をせずに前記連結係止部
１３ａ，１３ｂとが、光軸方向に下記の式を満足するク
リアランスａをもって、着脱自在に係合している場合は
以下の利点がある。

【００２８】クリアランスを有していない場合は、リー
ドスクリュウの回転によりキャリッジ部４０は振動する
のに対し、クリアランスをもっているとこの振動が直接
移動レンズ枠に伝わりにくくなり、移動レンズ枠の振動
による画像の乱れ、騒音、レンズ鏡胴全体の振動を防ぐ
ことができる。つまり、これらの問題が最終的に商品と
して問題となる場合はキャリッジ部連結足部５ａ，５ｂ
を弾性変形せず、クリアランスを持って連結係止部１３
ａ，１３ｂにセットするとよい。しかしあまりクリアラ
ンスが大きいとガタついて精密な制御ができない。

【００２９】Ｌ：リードスクリュウのリード δ：駆動源（ステッピングモータ）の１パルスでの回転
角 ａ＜Ｌ・δ／３６０° 又図３（ａ）のＡと図３（ｃ）のＢとの差、Ｂ−Ａがク
リアランスａに相当し、実施の形態ではＬ・δ／３６０
＝０．０１５ｍｍ（１５μｍ）であり、クリアランスａ
はＬ・δ／３６０未満となるようバラツキを考慮し１０
μｍ以下としている。

【００３０】図１で説明すると、本発明ではガイドバー
３１の軸方向をＺ軸とし、リードスクリュ１０のＹ方向
の平行位置ずれ、φ方向の回転位置ずれにはほとんど影
響を及ぼすことがなく、Ｘ方向の平行位置ずれ、θ方向
の回転位置ずれにわずかに影響を及ぼすのみである。第
２の従来例ではこの４つの位置ずれがすべて駆動に大き
く影響を及ぼしていた。このことは、生産現場の工程管
理が少なくて済み、コスト上も大変有利となる。

【００３１】この連結部構造はこれに限ったことはなく
図４に示すようにキャリッジ部連結足部５ａ，５ｂにキ
ャリッジ部回転止め部６を兼ねてしまう方法もある。即
ち、ブッシュ１２に設けられた連結係止部１３ａ，１３
ｂに回転係止部１４ａ，１４ｂの代わりに回転係止部１
３ｃ、１３ｄを設けてしまい、キャリッジ部連結足部５
ａ，５ｂの幅を（ｂ）で示すように寸法Ｃとした例で、
寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係は図１乃至図３で説明した第
１の実施例と同じである。キャリッジ部連結足部５ａ，
５ｂの形状に関しても目的を達成すればこの形に限られ
るものではないことは言うまでもない。

【００３２】また、別の実施例として図５に示すように
ブッシュ１２に図３、図４の連結係止部１３ａ，１３
ｂ、回転係止部１４ａ，１４ｂ，１３ｃ，１３ｄをあら
ためて設けることなく、キャリッジ部連結足部５ａ，５
ｂを図のように５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの４本にして、
ブッシュ１２の内壁１２ａ，１２ｂを連結係止部に、同
じくブッシュ１２の内壁１２ｃ，１２ｄを回転係止部に
兼用してしまう方法もある。この場合、ガイドバー３１
との摩擦力が働くブッシュ１２のガイドバー３１の通過
穴部のごく近傍に、キャリッジ部連結足部５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄが挿入されることになるので、ブッシュ１２
を回転させるモーメントを非常に小さくすることにきわ
めて有効であり、又必要とする全体のスペースもかなり
小さくて済む。

【００３３】そして又、前記説明でも分かるように本発
明のレンズ駆動装置において、リードスクリュウ１０の
回転運動を光軸と平行な（ガイドバー３１，３２と平行
な）直進運動に変換する変換機構と、移動レンズ枠１１
とは、ガイドバー３１，３２を移動レンズ枠１１から取
り外した時は着脱自在となっており、組み立てを容易に
し組み立てコストを安価にすることを可能にしている。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、レンズ鏡胴の移動レンズ
枠を内蔵する駆動源で、スムーズにバックラッシュな
く、振動や騒音を発することなく移動させることが可能
となった。そして簡単な構造で又組み立てやすく従って
コストを安く、しかもレンズ鏡胴の小型化を可能とする
レンズ駆動装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施の形態の全体の概略斜視
図。

【図２】本発明の主要部のリードスクリュウと係合する
キャリッジ部の図。

【図３】本発明の主要部の移動レンズ枠にキャリッジ部
を連結する連結部の図。

【図４】本発明に基づく別の実施の形態の主要部の図。

【図５】本発明に基づく更に別の実施の形態の主要部の
図。

【図６】本発明に基づく実施の形態の、３箇所の圧接箇
所の投影像を示す図。

【図７】従来例の中央断面図と正面図。

【図８】別の従来例の斜視図と正面図。

【図９】更に別の従来例のキャリッジ保持機構を示す
図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ キャリッジ部ネジ部 ４ リードスクリュ押圧部 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ キャリッジ部連結足部 ６ キャリッジ部回転止め部 ７ａ，７ｂ リードスクリュ突き当て部 １０ リードスクリュ １１ 移動レンズ枠 １２ ブッシュ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 内壁 １３ａ，１３ｂ 連結係止部 １３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂ 回転係止部 ２１ ステッピングモータ ３１，３２ ガイドバー ４０ キャリッジ部 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 投影像

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ駆動装置において、レンズを保持
   した移動レンズ枠と、該移動レンズ枠を光軸方向へ案内
   するガイド部材と、前記移動レンズ枠を前記光軸方向に
   移動させるためのリードスクリュウと、該リードスクリ
   ュウを回転させるための駆動源と、前記リードスクリュ
   ウの前記駆動源による回転運動を前記ガイド部材と平行
   な方向への直進運動に変換するためのキャリッジ部とよ
   りなる構成を有し、該キャリッジ部と前記リードスクリ
   ュウとの圧接箇所を該リードスクリュウの回転軸と直交
   する平面に投影したとき、前記圧接箇所の投影像は少な
   くとも３箇所であることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記３箇所の圧接箇所の投影像の各々隣
   接する２箇所の投影像の角度は、１８０度未満であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記キャリッジ部と前記移動レンズ枠
   は、着脱自在に係合していることを特徴とする請求項１
   に記載のレンズ駆動装置。
4. 【請求項４】 前記キャリッジ部は、前記光軸方向に弾
   性変形可能な連結部材を有していることを特徴とする請
   求項１に記載のレンズ駆動装置。
5. 【請求項５】 前記移動レンズ枠は、前記連結部材を係
   合するための連結係止部を有していることを特徴とする
   請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 【請求項６】 前記連結部材と前記連結係止部材とのク
   リアランスａは、下記の式を満足することを特徴とする
   請求項５に記載のレンズ駆動装置。 ａ＜Ｌ・δ／３６０° 尚、Ｌ：前記リードスクリュウのリード δ：前記駆動源の１パルスでの回転角（°）