JP2006337884A - Lens driving device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a lens driving device mounted on a projector or the like small in size and thin in thickness. <P>SOLUTION: The lens driving device is equipped with: a plurality of lens groups 30, 40 and 50 arrayed in an optical axis direction L between two parallel guide shafts 21 and 22 extended in the optical axis direction L; a variable power driving mechanism 60 driving the lens groups for variable power 40 and 50 out of the plurality of lens groups; and a focusing driving mechanism 70 driving the lens group for focusing 30 out of the plurality of lens groups. The variable power driving mechanism 60 is arranged adjacently to one guide shaft 21 and the focusing driving mechanism 70 is arranged adjacently to the other guide shaft 22. Thus, respective component parts are put together on both sides putting the plurality of lens groups in between, and the contour of the device is made flat to achieve thinning, whereby the device is applied as a lens driving device for a thin digital camera or projector or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルカメラ、プロジェクター等に搭載され、複数のレンズを光軸方向に移動させて変倍動作及び合焦動作を行うレンズ駆動装置に関する。   The present invention relates to a lens driving device that is mounted on a digital camera, a projector, etc., and performs a zooming operation and a focusing operation by moving a plurality of lenses in the optical axis direction.

プロジェクターに適用される従来のレンズ駆動装置としては、円筒状の固定部材、固定部材の前方においてヘリコイド結合された合焦（フォーカシング）用の第１レンズ群、固定部材の内部において光軸方向に移動自在に配列された変倍（ズーミング）用の複数のレンズ群、固定部材の周りに回動自在に外嵌され複数のレンズ群のフォロワと係合する複数のカム溝をもつ円筒状の回動部材等を備え、回動部材を回転させて変倍動作を行い、第１レンズ群を回転させて合焦動作を行うように形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このレンズ駆動装置においては、円筒状の固定部材及び回動部材が、同軸上において入れ子状に配置されているため、必要とされるレンズの外径寸法に対して、装置の外輪郭の寸法が大きくなり、装置の大径化、大型化を招く。 As a conventional lens driving device applied to a projector, a cylindrical fixing member, a first lens group for focusing that is helicoid-coupled in front of the fixing member, and moving in the optical axis direction inside the fixing member A plurality of lens groups for zooming that are arranged freely, and a cylindrical rotation having a plurality of cam grooves that are rotatably fitted around a fixed member and engage with a follower of the plurality of lens groups. There is known a member that includes a member and the like, is configured to perform a zooming operation by rotating a rotating member, and to perform a focusing operation by rotating a first lens group (see, for example, Patent Document 1). .
In this lens driving device, since the cylindrical fixing member and the rotating member are coaxially arranged in a nested manner, the outer contour size of the device is smaller than the required outer diameter size of the lens. This increases the diameter and the size of the device.

また、他のレンズ駆動装置としては、テレビ等に適用されるものとして、多段に形成された円筒状の鏡筒と、鏡筒内の前方において光軸方向に移動自在に支持された合焦（フォーカシング）用の第１レンズ群、第１レンズ群よりも後方の鏡筒内において光軸方向に移動自在に支持された変倍（フォーカシング）用の第２レンズ群及び第３レンズ群、鏡筒の側部から径方向外向きに延出して一体形成された筐体内において光軸と平行に回動自在に支持され外周に第２レンズ群及び第３レンズ群のフォロワピンを受け入れる二つのカム溝をもつ円筒カム等を備え、円筒カムを回転させて変倍動作を行い、第１レンズ群を移動させて合焦動作を行うように形成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
このレンズ駆動装置においては、円筒カムは鏡筒と同軸ではなく平行に配列されているため、前述の装置のように入れ子状に配置することによる大径化を防止できるものの、光軸方向へのガイド溝をもつ円筒状の鏡筒内にレンズ群が配置されるため、前述同様に必要とされるレンズの外径寸法に対して、装置の外輪郭の寸法が大きくなり、装置の大径化、大型化を招く。また、第１レンズ群の駆動機構については何ら開示されておらず、この駆動機構の構造如何によってはさらに大型化を招くことになる。 In addition, as another lens driving device, which is applied to a television or the like, a multi-stage cylindrical barrel and a focusing (movable in the optical axis direction) supported in front of the barrel ( The first lens group for focusing, the second lens group for focusing, the third lens group, and the lens barrel supported so as to be movable in the optical axis direction in the lens barrel behind the first lens group. Two cam grooves that are rotatably supported in parallel with the optical axis and receive follower pins of the second lens group and the third lens group in an integrally formed housing that extends radially outward from the side of the first lens group. And a cylindrical cam that is configured to rotate the cylindrical cam to perform a zooming operation and move the first lens group to perform a focusing operation (see, for example, Patent Document 2). ).
In this lens driving device, since the cylindrical cams are arranged not in the same axis as the lens barrel but in parallel, it is possible to prevent an increase in diameter due to the nested arrangement as in the above-described device, but in the optical axis direction. Since the lens group is arranged in a cylindrical lens barrel having a guide groove, the outer contour of the device is larger than the required outer diameter of the lens in the same manner as described above, and the diameter of the device is increased. Incurs an increase in size. In addition, there is no disclosure about the drive mechanism of the first lens group, and the size of the drive mechanism is further increased depending on the structure of the drive mechanism.

特開２００３−２０２４７９号公報JP 2003-202479 A 特開２００４−１２８４７号公報JP 2004-12847 A

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、合焦（フォーカシング）機能及び変倍（ズーミング）機能を備える構成において、構造の簡略化及び集約化を図りつつ、装置の小型化、薄型化（又は扁平化）等が図れ、小型で薄型のデジタルカメラあるいはプロジェクター等に容易に搭載できるレンズ駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The object of the present invention is to simplify the structure and provide a focusing function and a zooming function. An object of the present invention is to provide a lens driving device which can be easily mounted on a small and thin digital camera or a projector, etc., while reducing the size and thinning (or flattening) of the device while integrating.

本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に伸長する平行な２つのガイドシャフトと、二つのガイドシャフトの間において光軸方向に配列される複数のレンズ群と、複数のレンズ群のうち変倍用レンズ群を駆動する変倍駆動機構と、複数のレンズ群のうち合焦用レンズ群を駆動する合焦駆動機構と、を備え、上記変倍駆動機構は２つのガイドシャフトの一方に隣接して配置され、上記合焦駆動機構は２つのガイドシャフトの他方に隣接して配置されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、複数のレンズ群を２つのガイドシャフトにより光軸方向に案内し、変倍駆動機構が一方のガイドシャフトに隣接して配置され、合焦駆動機構が他方のガイドシャフトに隣接して配置されているため、複数のレンズ群を挟んだ両側において、それぞれの構成部品が集約され、装置の輪郭を、扁平にして薄型化できる。これにより、薄型のデジタルカメラ、プロジェクター等のレンズ駆動装置として適用することができる。
また、共通のガイドシャフトにより、複数のレンズ群が光軸方向に案内されるため、各レンズ群の光軸合せ（芯合せ）を高精度にかつ容易に行うことができ、又、各レンズ群を容易に組み立てることができる。 The lens driving device according to the present invention includes two parallel guide shafts extending in the optical axis direction, a plurality of lens groups arranged in the optical axis direction between the two guide shafts, and a magnification change among the plurality of lens groups. A zoom drive mechanism for driving the lens group for focusing, and a focus drive mechanism for driving the focusing lens group among the plurality of lens groups, the zoom drive mechanism being adjacent to one of the two guide shafts. The focusing drive mechanism is arranged adjacent to the other of the two guide shafts.
According to this configuration, a plurality of lens groups are guided in the optical axis direction by two guide shafts, the zooming drive mechanism is disposed adjacent to one guide shaft, and the focusing drive mechanism is adjacent to the other guide shaft. Therefore, on both sides of the plurality of lens groups, the respective components are gathered, and the outline of the device can be made flat and thin. Accordingly, it can be applied as a lens driving device such as a thin digital camera or projector.
In addition, since a plurality of lens groups are guided in the optical axis direction by a common guide shaft, optical axis alignment (center alignment) of each lens group can be performed with high accuracy and easily. Can be assembled easily.

上記構成において、変倍駆動機構は、変倍用レンズ群に設けられた複数のフォロワピンと、一方のガイドシャフトと平行な軸線回りに回動自在に配置され外周面においてフォロワピンを受け入れる複数のカム溝をもつ円柱カムとを含み、合焦駆動機構は、合焦用レンズ群に連結されたナットと、他方のガイドシャフトと平行な軸線回りに回動自在に配置されナットに螺合するリードスクリューとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、円柱カムが回転すると、各々のカム溝及びフォロワピンを介して、変倍用レンズ群が光軸方向に移動して広角〜望遠の変倍動作が行われ、又、リードスクリューが回転すると、ナットを介して合焦用レンズ群が光軸方向に移動して合焦動作が行われる。すなわち、変倍駆動機構を小径化が可能な円柱カム等で形成し、合焦駆動機構を小径化が可能なリードスクリュー等で形成することにより、構造の簡略化、集約化、薄型化を達成することができる。 In the above-described configuration, the zoom drive mechanism includes a plurality of follower pins provided in the zoom lens group and a plurality of cam grooves that are rotatably disposed about an axis parallel to one guide shaft and receive the follower pins on the outer peripheral surface. A focusing cam driving mechanism including a nut coupled to the focusing lens group, and a lead screw that is rotatably disposed about an axis parallel to the other guide shaft and screwed into the nut. It is possible to adopt a configuration including:
According to this configuration, when the cylindrical cam rotates, the zooming lens group moves in the optical axis direction through the cam grooves and the follower pins to perform the zooming operation from wide angle to telephoto, and the lead screw Is rotated, the focusing lens group is moved in the optical axis direction through the nut, and the focusing operation is performed. In other words, the variable power drive mechanism is formed with a cylindrical cam that can be reduced in diameter, and the focusing drive mechanism is formed with a lead screw that can be reduced in diameter, thereby simplifying, consolidating, and reducing the thickness of the structure. can do.

上記構成において、複数のレンズ群は、光軸方向において前方側から順に配列された、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群を含み、合焦用レンズ群は第１レンズ群であり、変倍用レンズ群は第２レンズ群及び第３レンズ群である、構成を採用することができる。
この構成によれば、変倍駆動機構により第２レンズ群及び第３レンズ群が駆動されて変倍動作が行われ、合焦駆動機構により第１レンズ群が駆動されて合焦動作が行われる。このように、簡単な構造にて、変倍及び合焦動作を確実に行わせることができる。 In the above configuration, the plurality of lens groups includes a first lens group, a second lens group, and a third lens group that are arranged in order from the front side in the optical axis direction, and the focusing lens group is the first lens group. In addition, it is possible to adopt a configuration in which the variable power lens group is the second lens group and the third lens group.
According to this configuration, the second lens group and the third lens group are driven by the zoom driving mechanism to perform the zooming operation, and the first lens group is driven by the focusing driving mechanism to perform the focusing operation. . In this way, the zooming and focusing operations can be reliably performed with a simple structure.

上記構成において、第１レンズ群は、変倍用レンズ群と一緒に、変倍動作を兼ねるように駆動される、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ群が、合焦動作の他に、第２レンズ群及び第３レンズ群と一緒に移動して変倍動作も行うように駆動されるため、より確実に変倍及び合焦が行われる。 In the above configuration, the first lens group can be driven together with the zoom lens group so as to perform a zooming operation.
According to this configuration, the first lens group is driven so as to move together with the second lens group and the third lens group in addition to the focusing operation to perform the zooming operation. Double and focus are performed.

上記構成において、第２レンズ群と第３レンズ群との間には、光軸方向において付勢力を及ぼすコイルスプリングが配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つのコイルスプリングにより、第２レンズ群及び第３レンズ群の光軸方向のガタ寄せを行うことができ、変倍動作をより高精度に行わせることができる。 In the above configuration, a configuration in which a coil spring that exerts an urging force in the optical axis direction is disposed between the second lens group and the third lens group can be employed.
According to this configuration, it is possible to perform backlash in the optical axis direction of the second lens group and the third lens group with one coil spring, and it is possible to perform the zooming operation with higher accuracy.

上記構成において、第１レンズ群を光軸方向に付勢する第２のコイルスプリングを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、第２のコイルスプリングにより、第１レンズ群の光軸方向のガタ寄せを行うことができ、合焦動作（又は合焦動作及び変倍動作）をより高精度に行わせることができる。 In the above configuration, a configuration including a second coil spring that biases the first lens group in the optical axis direction can be employed.
According to this configuration, the second coil spring can shift the first lens group in the optical axis direction, and the focusing operation (or focusing operation and zooming operation) can be performed with higher accuracy. be able to.

上記構成をなす本発明のレンズ駆動装置によれば、構造の簡略化及び集約化を図りつつ、装置の小型化、薄型化（又は扁平化）等を達成でき、小型で薄型のデジタルカメラあるいはプロジェクター等に容易に搭載できるレンズ駆動装置を提供することができる。   According to the lens driving device of the present invention having the above-described configuration, the device can be reduced in size and thinned (or flattened) while simplifying and integrating the structure, and a small and thin digital camera or projector. Thus, it is possible to provide a lens driving device that can be easily mounted on the camera.

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図１０は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の外観斜視図、図２ないし図４は装置の分解斜視図、図５は装置の断面図、図６は装置の正面図、図７及び図８は装置の動作状態を示す断面図、図９は円柱カムのカム溝を示す展開図、図１０は第１レンズ群の動作を説明する図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 10 show an embodiment of a lens driving device according to the present invention. FIG. 1 is an external perspective view of the device, FIGS. 2 to 4 are exploded perspective views, and FIG. 6 is a front view of the apparatus, FIGS. 7 and 8 are sectional views showing the operation state of the apparatus, FIG. 9 is a development view showing a cam groove of a cylindrical cam, and FIG. 10 explains the operation of the first lens group. It is a figure to do.

このレンズ駆動装置は、図１ないし図５に示すように、筐体の一部を形成するベース１０及びカバー１１、ベース１０及びカバー１１に固定される２つの平行なガイドシャフト２１，２２、２つのガイドシャフト２１，２２の間において光軸方向Ｌに配列された複数のレンズ群としての第１レンズ群３０，第２レンズ群４０，及び第３レンズ群５０、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０を駆動する変倍駆動機構６０、第１レンズ群３０を駆動する合焦駆動機構７０、コイルスプリング８０，９０等を備えている。
また、このレンズ駆動装置に、コンデンサレンズ１００、画像を表示するＤＭＤ１１０等を加えて、プロジェクターが構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the lens driving device includes a base 10 and a cover 11 that form a part of a housing, and two parallel guide shafts 21, 22, 2 fixed to the base 10 and the cover 11. A first lens group 30, a second lens group 40, a third lens group 50, a second lens group 40, and a third lens group as a plurality of lens groups arranged in the optical axis direction L between the two guide shafts 21 and 22. A zooming drive mechanism 60 for driving the lens group 50, a focusing drive mechanism 70 for driving the first lens group 30, coil springs 80, 90, and the like are provided.
Further, a projector is configured by adding a condenser lens 100, a DMD 110 for displaying an image, and the like to the lens driving device.

ベース１０には、図２、図４、図５に示すように、光軸Ｌを挟む横方向の両側において光軸Ｌに平行に２つのガイドシャフト２１，２２が固定されている。そして、一方のガイドシャフト２１に隣接して、変倍駆動機構６０が配置され、他方のガイドシャフト２２に隣接して、合焦駆動機構７０が配置されている。   As shown in FIGS. 2, 4, and 5, two guide shafts 21 and 22 are fixed to the base 10 in parallel with the optical axis L on both sides in the lateral direction across the optical axis L. A variable power drive mechanism 60 is disposed adjacent to one guide shaft 21, and a focusing drive mechanism 70 is disposed adjacent to the other guide shaft 22.

２つのガイドシャフト２１，２２は、光軸方向Ｌに伸長すると共に光軸Ｌに平行に配置されており、第１レンズ群３０，第２レンズ群４０，及び第３レンズ群５０を光軸方向Ｌに案内するものである。   The two guide shafts 21 and 22 extend in the optical axis direction L and are arranged parallel to the optical axis L, and the first lens group 30, the second lens group 40, and the third lens group 50 are arranged in the optical axis direction. Guide to L.

第１レンズ群３０は、合焦用レンズ群であり、最も前方（投影側）に配置され、図１ないし図３、図５に示すように、レンズＧ１を保持する第１レンズ枠３１、第１レンズ枠３１に形成された連結部３２，３３、連結部３２に一体的に形成された検出片３４、連結部３３に一体的に形成されたナット保持部３５等を備えている。
そして、第１レンズ群３０は、連結部３３，３４がガイドシャフト２１，２２に案内されつつ、合焦駆動機構７０の駆動力により光軸方向Ｌに前進及び後退する。 The first lens group 30 is a focusing lens group, and is disposed in the foremost (projection side), and as shown in FIGS. 1 to 3 and 5, a first lens frame 31 that holds a lens G 1, and a first lens frame 31. 1 is provided with connecting portions 32 and 33 formed in one lens frame 31, a detection piece 34 formed integrally with the connecting portion 32, a nut holding portion 35 formed integrally with the connecting portion 33, and the like.
The first lens group 30 moves forward and backward in the optical axis direction L by the driving force of the focusing drive mechanism 70 while the connecting portions 33 and 34 are guided by the guide shafts 21 and 22.

第２レンズ群４０は、変倍用レンズ群であり、光軸方向Ｌにおいて第１レンズ群３０の後方に配置され、図１ないし図３、図５に示すように、レンズＧ２を保持する第２レンズ枠４１、第２レンズ枠４１に形成され第１カム溝６１ａに挿入されるフォロワピン４２、連結部４３，４４等を備えている。
そして、第２レンズ群４０は、連結部４３，４４がガイドシャフト２１，２２に案内されつつ、変倍駆動機構６０の駆動力により（後述する円柱カム６１の第１カム溝６１ａがフォロワピン４２に及ぼすカム作用により）、光軸方向Ｌに前進及び後退する。 The second lens group 40 is a zooming lens group, and is disposed behind the first lens group 30 in the optical axis direction L, and holds the lens G2 as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. The second lens frame 41, the follower pin 42 formed in the second lens frame 41 and inserted into the first cam groove 61a, connecting portions 43, 44, and the like are provided.
In the second lens group 40, the connecting portions 43 and 44 are guided by the guide shafts 21 and 22, and the driving force of the zoom driving mechanism 60 (a first cam groove 61 a of a cylindrical cam 61 described later becomes a follower pin 42. Due to the cam action), it moves forward and backward in the optical axis direction L.

第３レンズ群５０は、変倍用レンズ群であり、光軸方向Ｌにおいて第２レンズ群４０の後方に配置され、図１ないし図３、図５に示すように、レンズＧ３を保持する第３レンズ枠５１、第３レンズ保持枠５１に形成され第２カム溝６１ｂに挿入されるフォロワピン５２、連結部５３，５４、連結部５４に一体的に形成された検出片５５等を備えている。
そして、第３レンズ群５０は、連結部５３，５４がガイドシャフト２１，２２に案内されつつ、変倍駆動機構６０の駆動力により（後述する円柱カム６１の第２カム溝６１ｂがフォロワピン５２に及ぼすカム作用により）、光軸方向Ｌに前進及び後退する。 The third lens group 50 is a lens group for zooming, and is disposed behind the second lens group 40 in the optical axis direction L, and holds the lens G3 as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. A third lens frame 51, a follower pin 52 formed in the third lens holding frame 51 and inserted into the second cam groove 61b, connecting portions 53 and 54, a detecting piece 55 formed integrally with the connecting portion 54, and the like. .
In the third lens group 50, the connecting portions 53 and 54 are guided by the guide shafts 21 and 22, and the driving force of the zoom driving mechanism 60 (a second cam groove 61 b of a cylindrical cam 61 described later becomes a follower pin 52. Due to the cam action), it moves forward and backward in the optical axis direction L.

コイルスプリング８０は、張設タイプのスプリングであり、ガイドシャフト２２の周りに外嵌されると共に、第２レンズ群４０の連結部４４と第３レンズ群５０の連結部５４との間に掛止されて、光軸方向Ｌに引っ張り付勢力を及ぼす。このように、一つのコイルスプリング８０により、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０を光軸方向Ｌにおいてガタ寄せすることができ、変倍動作（ズーミング）をより高精度に行わせることができる。また、コイルスプリング８０は、ガイドシャフト２２と同軸に配置されているため、別の配置スペースが不要になり、部品の集約化による小型化を達成できる。   The coil spring 80 is a tension type spring and is fitted around the guide shaft 22 and is hooked between the connecting portion 44 of the second lens group 40 and the connecting portion 54 of the third lens group 50. Thus, a tensile biasing force is exerted in the optical axis direction L. In this way, the second lens group 40 and the third lens group 50 can be loosely moved in the optical axis direction L by one coil spring 80, and the zooming operation (zooming) can be performed with higher accuracy. it can. In addition, since the coil spring 80 is disposed coaxially with the guide shaft 22, a separate arrangement space is not required, and a reduction in size can be achieved by integrating components.

変倍駆動機構６０は、図１、図２、図４、図５に示すように、円柱カム６１、歯車列６２、ＤＣモータ６３、位置センサ６４、回転センサ６５等により形成されている。
円柱カム６１は、図１、図５、図６に示すように、ガイドシャフト２１（光軸Ｌ）と平行な軸線回りに回動するように、ガイドシャフト２１の下方に隣接して配置されており、その外周面において、第１カム溝６１ａ及び第２カム溝６１ｂを有し、その後端面に歯車６１ｃを有する。
第１カム溝６１ａは、第２レンズ群４０のフォロワピン４２を受け入れて、光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすものであり、第２カム溝６１ｂは、第３レンズ群５０のフォロワピン５２を受け入れて、光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすものである。 As shown in FIGS. 1, 2, 4, and 5, the variable power drive mechanism 60 is formed by a cylindrical cam 61, a gear train 62, a DC motor 63, a position sensor 64, a rotation sensor 65, and the like.
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the cylindrical cam 61 is disposed adjacent to and below the guide shaft 21 so as to rotate about an axis parallel to the guide shaft 21 (optical axis L). The outer peripheral surface has a first cam groove 61a and a second cam groove 61b, and a rear end surface has a gear 61c.
The first cam groove 61a receives the follower pin 42 of the second lens group 40 and exerts a cam action in the optical axis direction L. The second cam groove 61b receives the follower pin 52 of the third lens group 50. The cam action is exerted in the optical axis direction L.

ＤＣモータ６３は、図１、図５、図６に示すように、その回転軸に結合された駆動歯車６３ａを有し、回転軸がガイドシャフト２１と平行になるように配置されて、ベース１０に固定されている。
歯車列６２は、図１、図５、図６に示すように、ガイドシャフト２１と平行な軸線回りに回動するように、ベース１０に支持されており、ＤＣモータ６３の駆動歯車６３ａと円柱カム６１の歯車６１ｃとの間に介在して、ＤＣモータ６３の回転駆動力を減速しつつ円柱カム６１に伝達するようになっている。歯車列６２には、羽根をもつ歯車６２ａが含まれており、歯車６２ａの回転量を回転量センサ６５が検出するようになっている。 As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the DC motor 63 has a drive gear 63 a coupled to the rotation shaft thereof, and is disposed so that the rotation shaft is parallel to the guide shaft 21. It is fixed to.
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the gear train 62 is supported by the base 10 so as to rotate about an axis parallel to the guide shaft 21, and a drive gear 63 a of the DC motor 63 and a cylinder. It is interposed between the gear 61c of the cam 61 and transmits the rotational driving force of the DC motor 63 to the cylindrical cam 61 while decelerating. The gear train 62 includes a gear 62a having blades, and the rotation amount sensor 65 detects the rotation amount of the gear 62a.

位置センサ６４は、発光素子及び受光素子を備える光透過型のフォトインタラプタであり、図５に示すようにベース１０に固定されている。そして、位置センサ６４は、第３レンズ群５０に設けられた検出片５５の有無を検出することにより、変倍動作（ズーミング）の基点（初期位置）を検出するようになっている。
回転量センサ６５は、発光素子及び受光素子を備える光透過型のフォトインタラプタであり、図５に示すようにベース１０に固定されている。そして、回転量センサ６５は、歯車６２ａの羽根を検出することにより、変倍動作（ズーミング）の際の基点（初期位置）からの回転量（すなわち移動量）を検出するようになっている。 The position sensor 64 is a light transmission type photo interrupter including a light emitting element and a light receiving element, and is fixed to the base 10 as shown in FIG. The position sensor 64 detects the base point (initial position) of the zooming operation (zooming) by detecting the presence / absence of the detection piece 55 provided in the third lens group 50.
The rotation amount sensor 65 is a light transmission type photo interrupter including a light emitting element and a light receiving element, and is fixed to the base 10 as shown in FIG. The rotation amount sensor 65 detects the rotation amount (that is, the movement amount) from the base point (initial position) at the time of zooming (zooming) by detecting the blade of the gear 62a.

したがって、ＤＣモータ６３が回転すると、歯車列６２及び歯車６１ｃを介して円柱カム６１が回転し、第１カム溝６１ａがフォロワピン４２にカム作用を及ぼし、第２カム溝６１ｂがフォロワピン５２にカム作用を及ぼす。すなわち、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０は、位置センサ６４及び回転量センサ６５の検出信号に基づいて駆動制御されつつ、光軸方向Ｌにおいて相対的に移動して、広角〜望遠の変倍動作（ズーミング）を行うようになっている。   Therefore, when the DC motor 63 rotates, the cylindrical cam 61 rotates via the gear train 62 and the gear 61c, the first cam groove 61a cams the follower pin 42, and the second cam groove 61b cams the follower pin 52. Effect. That is, the second lens group 40 and the third lens group 50 are relatively controlled in the optical axis direction L while being driven and controlled based on the detection signals of the position sensor 64 and the rotation amount sensor 65, so that the wide-angle to the telephoto range. A zooming operation is performed.

上記のように、円柱カム６１は、第２レンズ群４０、第３レンズ群５０を取り囲むように同軸に配置されるのではなく、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０の外側の一方側に隣接して平行に配置されるため、円柱カム６１の外径を小さくすることができ、装置を薄型化、扁平化できる。   As described above, the cylindrical cam 61 is not arranged coaxially so as to surround the second lens group 40 and the third lens group 50, but on one side outside the second lens group 40 and the third lens group 50. Since the cylindrical cam 61 can be reduced in outer diameter, the apparatus can be made thinner and flatter.

合焦駆動機構７０は、図２、図４、図５に示すように、第１レンズ群３０に回転不能に連結されたナット７１、ナット７１に螺合するリードスクリュー７２、リードスクリュー７２に直結されて回転駆動力を及ぼすステッピングモータ７３、位置センサ７４等により形成されている。
ナット７１は、図５に示すように、第１レンズ群３０のナット保持部３５に回動不能に連結（保持）されている。
リードスクリュー７２は、図１、図５、図６に示すように、ガイドシャフト２２（光軸Ｌ）と平行な軸線回りに回動するように、ガイドシャフト２２の下方に隣接して配置されている。 As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the focusing drive mechanism 70 is directly connected to a nut 71 that is non-rotatably connected to the first lens group 30, a lead screw 72 that is screwed into the nut 71, and a lead screw 72. The stepping motor 73, the position sensor 74, and the like exerting a rotational driving force are formed.
As shown in FIG. 5, the nut 71 is non-rotatably connected (held) to the nut holding portion 35 of the first lens group 30.
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the lead screw 72 is disposed adjacent to and below the guide shaft 22 so as to rotate about an axis parallel to the guide shaft 22 (optical axis L). Yes.

ステッピングモータ７３は、図１、図５、図６に示すように、その回転軸がガイドシャフト２２（光軸Ｌ）と平行となるように、ガイドシャフト２２の下方に隣接して配置されると共にリードスクリュー７２に直結されて、ベース１０に固定されている。
位置センサ７４は、発光素子及び受光素子を備える光透過型のフォトインタラプタであり、図５及び図６に示すようにベース１０に固定されている。そして、位置センサ７４は、第１レンズ群３０に設けられた検出片３４の有無を検出することにより、合焦動作（フォーカシング）の基点（初期位置）を検出するようになっている。
また、ここでは、ステッピングモータ７３は、ＤＣモータ６３と共に駆動制御されて、変倍（ズーミング）機能も果たすようになっている。
上記のように、リードスクリュー７２及びステッピングモータ７３は、第１レンズ群３の外側の一方側においてガイドシャフト２２に隣接して平行に配置されるため、装置を薄型化、扁平化できる。 As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the stepping motor 73 is disposed adjacent to the lower side of the guide shaft 22 so that the rotation axis thereof is parallel to the guide shaft 22 (optical axis L). It is directly connected to the lead screw 72 and fixed to the base 10.
The position sensor 74 is a light transmission type photo interrupter including a light emitting element and a light receiving element, and is fixed to the base 10 as shown in FIGS. The position sensor 74 detects the base point (initial position) of the focusing operation (focusing) by detecting the presence or absence of the detection piece 34 provided in the first lens group 30.
Further, here, the stepping motor 73 is driven and controlled together with the DC motor 63 so as to perform a zooming function.
As described above, since the lead screw 72 and the stepping motor 73 are arranged in parallel adjacent to the guide shaft 22 on one side outside the first lens group 3, the apparatus can be thinned and flattened.

コイルスプリング（第２のコイルスプリング）９０は、圧縮タイプのスプリングであり、カバー１１と第１レンズ群３０のナット保持部３５との間に配置されて、第１レンズ群３０（すなわち、ナット７１）を光軸方向Ｌに付勢する付勢力を及ぼす。これにより、第１レンズ群３０を光軸方向Ｌにおいてガタ寄せすることができ、合焦動作（又は合焦動作及び変倍動作）をより高精度に行わせることができる。
また、コイルスプリング９０は、ガイドシャフト２２及びリードスクリュー７２に隣接して配置されているため、部品の集約化がなされ、装置の小型化、薄型化が達成される。 The coil spring (second coil spring) 90 is a compression type spring, and is disposed between the cover 11 and the nut holding portion 35 of the first lens group 30, and the first lens group 30 (that is, the nut 71). ) Is applied in the optical axis direction L. Thereby, the first lens group 30 can be loosely moved in the optical axis direction L, and the focusing operation (or focusing operation and zooming operation) can be performed with higher accuracy.
Further, since the coil spring 90 is disposed adjacent to the guide shaft 22 and the lead screw 72, the parts are integrated, and the apparatus is reduced in size and thickness.

すなわち、上記構成においては、図６に示すように、第１レンズ群３０、第２レンズ群４０、及び第３レンズ群５０が、共通のガイドシャフト２１，２２により光軸方向Ｌに案内され、変倍駆動機構６０が一方のガイドシャフト２１に隣接して配置され、合焦駆動機構７０が他方のガイドシャフト２２に隣接して配置されているため、複数のレンズ群３０，４０，５０を挟んだ両側において、それぞれの構成部品が集約され、輪郭の高さ寸法Ｈを小さくすることができ、装置を扁平にして薄型化できる。これにより、薄型のデジタルカメラあるいはプロジェクター等のレンズ駆動装置として適用することができる。
また、共通のガイドシャフト２１，２２により、複数のレンズ群３０，４０，５０が光軸方向Ｌに案内されるため、各レンズ群３０，４０，５０の光軸合せ（芯合せ）を高精度にかつ容易に行うことができ、又、各レンズ群３００，４０，５０を容易に組み立てることができる。 That is, in the above configuration, as shown in FIG. 6, the first lens group 30, the second lens group 40, and the third lens group 50 are guided in the optical axis direction L by the common guide shafts 21 and 22. Since the zoom drive mechanism 60 is disposed adjacent to one guide shaft 21 and the focusing drive mechanism 70 is disposed adjacent to the other guide shaft 22, the plurality of lens groups 30, 40, and 50 are sandwiched therebetween. However, on both sides, the respective components are integrated, the contour height dimension H can be reduced, and the apparatus can be made flat and thin. Thereby, it can be applied as a lens driving device such as a thin digital camera or a projector.
Further, since the plurality of lens groups 30, 40, 50 are guided in the optical axis direction L by the common guide shafts 21, 22, the optical axis alignment (center alignment) of each lens group 30, 40, 50 is highly accurate. The lens groups 300, 40, and 50 can be easily assembled.

次に、上記のレンズ駆動装置がプロジェクターに搭載された場合の一般的な動作について説明する。
先ず、初期位置において、第１レンズ群３０は、その検出片３４が位置センサ７４により検出される位置にあり、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０は、検出片５５が位置センサ６４により検出される位置にある。
また、第１レンズ群３０、第２レンズ群４０、及び第３レンズ群５０は、図７に示す広角端の位置と、図８に示す望遠端の位置との間を移動して変倍動作を行うと共に、第１レンズ群３０は、変倍動作に応じた合焦動作を行う。 Next, a general operation when the lens driving device is mounted on a projector will be described.
First, in the initial position, the first lens group 30 is in a position where the detection piece 34 is detected by the position sensor 74, and the second lens group 40 and the third lens group 50 are provided with the detection piece 55 by the position sensor 64. It is in the position to be detected.
The first lens group 30, the second lens group 40, and the third lens group 50 move between the wide-angle end position shown in FIG. 7 and the telephoto end position shown in FIG. In addition, the first lens group 30 performs a focusing operation corresponding to the zooming operation.

すなわち、ＤＣモータ６３及びステッピングモータ７３が起動すると、図９に示すように、第１レンズ群３０及び第２レンズ群４０は、一旦後方（ＤＭＤ１１０側）に移動した後に前方（投影スクリーン側）に移動し、第３レンズ群５０は、後方から前方に向けて移動する。
ここで、第１レンズ群３０は、図１０に示すように、広角端〜望遠端での焦点距離に応じて適宜移動すると共に投影距離に応じても適宜移動して、変倍動作（ズーミング）及び合焦動作（フォーカシング）を行うようになっている。 That is, when the DC motor 63 and the stepping motor 73 are activated, as shown in FIG. 9, the first lens group 30 and the second lens group 40 are moved backward (DMD 110 side) and then forward (projection screen side). The third lens group 50 moves from the rear to the front.
Here, as shown in FIG. 10, the first lens group 30 is appropriately moved according to the focal length from the wide-angle end to the telephoto end, and is also appropriately moved according to the projection distance to perform a zooming operation (zooming). In addition, a focusing operation is performed.

このように、第１レンズ群３０は、合焦動作（フォーカシング）の他に、変倍用レンズ群である第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０と一緒に、変倍動作（ズーミング）を兼ねるように駆動されるため、より確実で高精度な変倍動作及び合焦動作が行われる。   As described above, the first lens group 30 performs the zooming operation (zooming) together with the second lens group 40 and the third lens group 50 which are the zooming lens groups in addition to the focusing operation (focusing). Since it is driven so as to be combined, a more reliable and highly accurate zooming operation and focusing operation are performed.

上記実施形態においては、変倍駆動機構６０（円柱カム６１）により駆動されるレンズ群として、第２レンズ群４０及び第３レンズ群５０を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つのレンズ群又は３つ以上のレンズ群を駆動する構成であってもよい。   In the above embodiment, the case where the second lens group 40 and the third lens group 50 are employed as the lens group driven by the zoom driving mechanism 60 (cylindrical cam 61) is shown, but the present invention is not limited to this. Instead, it may be configured to drive one lens group or three or more lens groups.

上記実施形態においては、レンズ駆動装置をプロジェクターに適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、薄型化、小型化を要望されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置としても採用できる。   In the above-described embodiment, the case where the lens driving device is applied to the projector has been described. However, the present invention is not limited to this, and the lens driving device such as a digital still camera or a digital video camera that is required to be thin and small is used. Can also be adopted.

以上述べた本発明のレンズ駆動装置は、合焦（フォーカシング）機能及び変倍（ズーミング）機能を備える構成において、構造の簡略化及び集約化、装置の小型化、薄型化等が達成されるため、小型で薄型のデジタルカメラあるいはプロジェクター等に容易に適用できるのは勿論のこと、小型化及び薄型化等が要望される光学機器であれば、その他のレンズ光学系にも有用である。   Since the lens driving device of the present invention described above has a focusing function and a zooming function, the structure can be simplified and integrated, the device can be made smaller, and the thickness can be reduced. Of course, the present invention can be easily applied to small and thin digital cameras or projectors, and is also useful for other lens optical systems as long as it is an optical device that is required to be reduced in size and thickness.

本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the lens drive device which concerns on this invention. 本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the lens drive device which concerns on this invention. 図２に示すレンズ駆動装置の一部を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of the lens driving device shown in FIG. 2. 図２に示すレンズ駆動装置の一部を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of the lens driving device shown in FIG. 2. 図１に示すレンズ駆動装置を示す平面図である。It is a top view which shows the lens drive device shown in FIG. 図１に示すレンズ駆動装置の一部を示す正面図である。It is a front view which shows a part of lens drive apparatus shown in FIG. レンズ駆動装置が広角端の位置にある状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state which has a lens drive device in the position of a wide angle end. レンズ駆動装置が望遠端の位置にある状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state which has a lens drive device in the position of a telephoto end. 第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群の移動軌跡を示す軌跡図である。It is a locus diagram showing the movement locus of the 1st lens group, the 2nd lens group, and the 3rd lens group. 第１レンズ群の動作を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating operation | movement of a 1st lens group.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ベース
１１ カバー
２１，２２ ガイドシャフト
３０ 第１レンズ群
Ｇ１ レンズ
３１ 第１レンズ枠
３２，３３ 連結部
３４ 検出片
３５ ナット保持部
４０ 第２レンズ群
Ｇ２ レンズ
４１ 第２レンズ枠
４２ フォロワピン
４３，４４ 連結部
５０ 第３レンズ群
Ｇ３ レンズ
５１ 第３レンズ枠
５２ フォロワピン
５３，５４ 連結部
５５ 検出片
６０ 変倍駆動機構
６１ 円柱カム
６１ａ 第１カム溝
６１ｂ 第２カム溝
６１ｃ 歯車
６２ 歯車列
６３ ＤＣモータ
６３ａ 駆動歯車
６４ 位置センサ
６５ 回転量センサ
７０ 合焦駆動機構
７１ ナット
７２ リードスクリュー
７３ ステッピングモータ
７４ 位置センサ
８０ コイルスプリング
９０ コイルスプリング
１００ コンデンサレンズ
１１０ ＤＭＤ
Ｌ 光軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base 11 Cover 21, 22 Guide shaft 30 1st lens group G1 Lens 31 1st lens frames 32 and 33 Connection part 34 Detection piece 35 Nut holding part 40 2nd lens group G2 Lens 41 2nd lens frame 42 Follower pins 43 and 44 Connecting portion 50 Third lens group G3 Lens 51 Third lens frame 52 Follower pins 53, 54 Connecting portion 55 Detection piece 60 Scaling drive mechanism 61 Cylindrical cam 61a First cam groove 61b Second cam groove 61c Gear 62 Gear train 63 DC motor 63a Drive gear 64 Position sensor 65 Rotation amount sensor 70 Focus drive mechanism 71 Nut 72 Lead screw 73 Stepping motor 74 Position sensor 80 Coil spring 90 Coil spring 100 Condenser lens 110 DMD
L Optical axis direction

Claims (6)

光軸方向に伸長する平行な２つのガイドシャフトと、前記二つのガイドシャフトの間において光軸方向に配列される複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群のうち変倍用レンズ群を駆動する変倍駆動機構と、前記複数のレンズ群のうち合焦用レンズ群を駆動する合焦駆動機構と、を備え、
前記変倍駆動機構は、前記２つのガイドシャフトの一方に隣接して配置され、
前記合焦駆動機構は、前記２つのガイドシャフトの他方に隣接して配置されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 Two parallel guide shafts extending in the optical axis direction, a plurality of lens groups arranged in the optical axis direction between the two guide shafts, and a variable power lens group among the plurality of lens groups are driven. A variable power drive mechanism, and a focus drive mechanism for driving a focus lens group among the plurality of lens groups,
The variable power drive mechanism is disposed adjacent to one of the two guide shafts,
The focusing drive mechanism is disposed adjacent to the other of the two guide shafts,
A lens driving device. 前記変倍駆動機構は、前記変倍用レンズ群に設けられた複数のフォロワピンと、前記ガイドシャフトと平行な軸線回りに回動自在に配置され外周面において前記フォロワピンを受け入れる複数のカム溝をもつ円柱カムと、を含み、
前記合焦駆動機構は、前記合焦用レンズ群に連結されたナットと、前記ガイドシャフトと平行な軸線回りに回動自在に配置され前記ナットに螺合するリードスクリューと、を含む、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。 The zoom drive mechanism includes a plurality of follower pins provided in the zoom lens group and a plurality of cam grooves that are rotatably disposed about an axis parallel to the guide shaft and receive the follower pins on an outer peripheral surface. A cylindrical cam, and
The focusing drive mechanism includes a nut coupled to the focusing lens group, and a lead screw that is rotatably disposed about an axis parallel to the guide shaft and is screwed to the nut.
The lens driving device according to claim 1. 前記複数のレンズ群は、光軸方向において前方側から順に配列された、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群を含み、
前記合焦用レンズ群は、前記第１レンズ群であり、
前記変倍用レンズ群は、前記第２レンズ群及び第３レンズ群である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。 The plurality of lens groups includes a first lens group, a second lens group, and a third lens group arranged in order from the front side in the optical axis direction,
The focusing lens group is the first lens group;
The zoom lens group is the second lens group and the third lens group,
The lens driving device according to claim 1 or 2, wherein 前記第１レンズ群は、前記変倍用レンズ群と一緒に、変倍動作を兼ねるように駆動される、
ことを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。 The first lens group is driven so as to perform a zooming operation together with the zoom lens group.
The lens driving device according to claim 3. 前記第２レンズ群と第３レンズ群との間には、光軸方向において付勢力を及ぼすコイルスプリングが配置されている、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のレンズ駆動装置。 A coil spring that exerts a biasing force in the optical axis direction is disposed between the second lens group and the third lens group.
The lens driving device according to claim 3 or 4, wherein 前記第１レンズ群を光軸方向に付勢する第２のコイルスプリングを含む、
ことを特徴とする請求項３ないし５いずれか一つに記載のレンズ駆動装置。 A second coil spring that biases the first lens group in the optical axis direction;
The lens driving device according to claim 3, wherein the lens driving device is a lens driving device.

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