JP4211363B2 - Lens drive device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器に用いられ、レンズを光軸方向に駆動するためのレンズ駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、レンズを光軸方向に直線的に移動させ、微小位置決めする装置の一例として、図10に示すリードスクリューとナットを用いた送り装置が知られている(例えば特許文献1)。
【0003】
この構成は、基台1に2本のガイドポール2a、2bを植立し、レンズ枠5には、一方のガイドポール2aに貫挿される軸受部5aと他方のガイドポール2bを両側から挟み込みレンズ枠5の回転を規制する回り止め部5bを設けており、このレンズ枠5はガイドポール2a、2bに沿って移動可能となっている。また、レンズ枠5の軸受部5aの近くにレンズ光軸と垂直な平面を有するナット受け部5cを設けている。ナット9はこのナット受け部5cに当接して配され、ナット9の中心部に設けた雌ネジ部に螺合するようにリードスクリュー8を配置している。このリードスクリュー8の一端には基台1に固定されたステッピングモータ6が連結されている。また、ナット9の外周には凸形状9bを有し、この凸形状9bと所定のクリアランスを持った状態で嵌合する凹形状1aを基台1に形成している。また、レンズ枠5の軸受部5aが貫挿されるガイドポール2aの根元には、内径がガイドポール2aの直径よりも大きい圧縮コイルバネ4が貫挿されており、この圧縮コイルバネ4は基台1とレンズ枠5の間でバネ力が作用し、レンズ枠5を常にナット9に押し付けてナット9と一体とする働きを持っている。
【0004】
以上の構成からなる従来のレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0005】
レンズ枠5を所定量送るためにステッピングモータ6を駆動すると、ステッピングモータ6に連結されたリードスクリュー8が回転する。するとこのリードスクリュー8に螺合されたナット9はリードスクリュー8と一体となってリードスクリュー8の軸回りに回転しようとする。ところがナット9外周部の凸形状9bが基台1に設けた凹形状1aに嵌合しているためナット9の回転は規制される。その結果リードスクリュー8が回転するとナット9はリードスクリュー8の軸方向へ移動することになる。
【0006】
この時、ナット9がステッピングモータ6に近づく方向へ移動すると、圧縮コイルバネ4によってナット9に押し付けられているレンズ枠5もナット9と一体となってステッピングモータ6に近づく方向へ移動し、逆にナット9がステッピングモータ6から遠ざかる方向へ移動すると、圧縮コイルバネ4によってナット9に押し付けられているレンズ枠5もナット9と一体となってステッピングモータ6から遠ざかる方向へ移動するものである。
【0007】
【特許文献1】
実公平6−37228号公報(図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ駆動装置では、次のような問題点がある。
【0009】
ナット9をステッピングモータ6側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠5をステッピングモータ6側へ移動させたときに、目標通りナット9の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路(図示せず)のバグやその他の原因で制御不能となってナット9がステッピングモータ6側に移動し続けた場合には、ナット9は可動範囲の終端に到達しステッピングモータ6の取り付け板7に衝突して、リードスクリュー8にねじ込まれる状態でメカロックしてしまうことがある。この場合、通常カメラ全体を制御する制御回路(図示せず)で異常を検出し、システムリセット動作に入る。具体的には、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9が取り付け板7から離れる方向に回転駆動しようとする。ところが、ナット9とリードスクリュー8間、及びナット9と取り付け板7間の食い込み力(摩擦力)がモータ6のトルクよりも大きい場合にはナット9を逆方向に移動することが出来ず、カメラ本体及びレンズ鏡筒を分解修理する必要がある。
【0010】
本発明は、上記課題を解決し、モータ制御回路のバグやその他の原因で制御不能となり、ナット9が可動範囲の終端に到達してリードスクリュー8にねじ込まれる状態となってもメカロックしない、もしくはメカロックしてもシステムリセットでロック解除し再びナット9が移動可能となるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の第1のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、前記ネジ部材は、前記規制手段と対向する面に突起を有する。
【0012】
また、本発明の第2のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、前記規制手段は、前記ネジ部材と対向する面に突起を有する構成としたものである。
【0013】
また、本発明の第3のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段と、前記ネジ部材と前記規制手段との間に配設した緩衝部材とを具備し、前記緩衝部材は、前記ネジ部材と対向する面に突起を有する。
【0014】
また、本発明の第4のレンズ駆動装置は、リードスクリューと、前記リードスクリューを駆動するモータと、前記モータを固定する基台と、前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段と、前記ネジ部材と前記規制手段との間に配設した緩衝部材とを具備し、前記ネジ部材は、前記緩衝部材と対向する面に突起を有する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。
【0024】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1によるレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図2は本発明の実施の形態1によるレンズ駆動装置の一部構成を示す側面図である。図8は本発明の実施の形態1によるレンズ駆動装置のナット形状を示す斜視図である。図9は本発明の実施の形態1によるレンズ駆動装置のナット形状を示す平面図である。なお、図10において説明した従来例の構成と同じ機能を持った部材は同一符号を付与している。
【0025】
まず構成について説明する。基台1の中央部には被写体をレンズで結像させた画像を取り込むための撮像素子3を固定し、基台1の撮像素子3の周辺部に2本のガイドポール2a、2bを植立し、レンズ枠5には、一方のガイドポール2aに貫挿される軸受部5aと他方のガイドポール2bを両側から挟み込みレンズ枠5の回転を規制する回り止め部5bを設けており、このレンズ枠5はガイドポール2a、2bに沿って移動可能となっている。また、レンズ枠5の軸受部5aの近くにレンズ光軸と垂直な平面を有するナット受け部5cを設けている。ナット9の中心部に設けた雌ネジ部に螺合するようにリードスクリュー8を配置し、ナット9はレンズ枠5のナット受け部5cに当接するようにしている。このリードスクリュー8の一端にはステッピングモータ6が取り付けられており、このモータ6はモータ取り付け板7と一体に構成されて、モータ取り付け板7が基台1にネジ(図示せず)で固定されている。この取り付け板7は、ナット9がステッピングモータ6方向へ移動する時の終端位置となるストッパーを兼ねている。また、ナット9の外周には凸形状9aを有し、この凸形状9aと所定のクリアランスを持った状態で嵌合する凹形状1aを基台1に形成している。また、レンズ枠5の軸受部5aが貫挿されるガイドポール2aの根元には、内径がガイドポール2aの直径よりも大きい圧縮コイルバネ4が貫挿されており、この圧縮コイルバネ4は基台1とレンズ枠5の間でバネ力が作用し、レンズ枠5を常にナット9に押し付けてナット9と一体とする働きを持っている。
【0026】
また、ナット9のモータ取り付け板7と対向する面の凸形状9aに半球状の突起9bを設けている。
【0027】
このナット9の具体的な寸法は、外径D1が直径4mm、雌ネジが切ってある内径D2は直径2mm、突起9bの根元径D3は直径0.5mmである。さらに、突起9bをナット9に設ける場合、根元径D3とナット9の外形との最短距離H1、V1、V2を各々最低でも0.5mm以上確保する必要がある。その理由は、突起9bをプレス金型で作成した時にナット9の外形寸法が膨張し、外形寸法の精度が確保できなくなる。ナット9の外形寸法精度が確保できず、設計寸法よりも大きくなった場合には、基台1の凹部1aとナット9の凸形状9aとが嵌合しているクリアランスが無くなり、ナット9がリードスクリュー8の軸方向に沿って移動することができなくなる。また、根元径D3とナット9の内径D2との最短距離H2は0.5mm以上確保する必要がある。その理由は、H2が0.5mmよりも小さいと、ナット9のネジ形状を変形させてしまい、リードスクリュー8と螺合しなくなりナット9が移動できなくなるからである。したがって、本実施の形態においては、ナット9の外形部に張り出して設けた凸形状9aの面積を利用して、この領域に突起9bを設けている。これにより、最短距離H1、H2、V1、V2はそれぞれ0.5mm以上を確保した構成としている。
【0028】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0029】
本レンズ枠5は、フォーカス調整のために駆動するものであり、図示しないズームレンズ群のズーム位置と被写体の位置に応じて、レンズ枠5を所定量送るためにステッピングモータ6を駆動すると、ステッピングモータ6に連結されたリードスクリュー8が回転する。するとこのリードスクリュー8に螺合されたナット9はリードスクリュー8と一体となってリードスクリュー8軸回りに回転しようとする。ところがナット9外周部の凸形状9aが基台1に設けた凹部1aに嵌合しているためナット9のリードスクリュー8軸回りの回転は規制される。その結果リードスクリュー8が回転するとナット9はリードスクリュー8の軸方向へ移動することになる。
【0030】
この時、ナット9がステッピングモータ6に近づく方向へ移動すると、圧縮コイルバネ4によってナット9に押し付けられているレンズ枠5もナット9と一体となってステッピングモータ6に近づく方向へ移動し、逆にナット9がステッピングモータ6から遠ざかる方向へ移動すると、圧縮コイルバネ4によってナット9に押し付けられているレンズ枠5もナット9と一体となってステッピングモータ6から遠ざかる方向へ移動するものである。
【0031】
ここで、ナット9をステッピングモータ6側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠5をステッピングモータ6側へ移動させたときに、目標通りナット9の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路(図示せず)のバグやその他の原因で制御不能となりナット9がステッピングモータ6側に移動し続けた場合には、ナット9は可動範囲の終端に到達しステッピングモータ6の取り付け板7に衝突して位置規制され、リードスクリュー8にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路(図示せず)で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9が取り付け板7から離れる方向に回転駆動しようとする。
【0032】
この時、ナット9をリードスクリュー8から解除するには、リードスクリュー8方向の食い込み力Fと、ナット9と取り付け板7との間の摩擦係数μntとを乗じたトルクが必要となる。ところで、摩擦係数は接触面積(実効面積)によって変化し、接触面積が小さいと小さく、接触面積が大きいと大きくなるという特性がある。本実施の形態のナット9には、取り付け板7と対向する外周部の凸形状9aに半球状の突起9bを設けてあり、ナット9の板厚が1mmであるのに対して、突起9bの凸高さは0.2mmに設定してある。ここで、ナット9が食い込んだ状態で取り付け板7とナット9が接触しているのは、この突起9bとその180°反対方向のナット9の外周部の2点A、Bのみとなっている。これは、突起9bが無い場合には、ナット9と取り付け板7が対向する面どうしで面接触しているのに対して、点接触しており、接触している実効面積は明らかに小さくなっている。すなわち、ナット9と取り付け板7との間の摩擦係数μntは、突起9bが無い場合に比べて突起9bがある場合の方が極めて小さく、ナット9をロック状態から解除するのに必要なトルクは小さくて済む。
【0033】
したがって、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9が取り付け板7から離れる方向に回転駆動すると、ステッピングモータ6の小さな回転トルクでナット9のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【0034】
さらに、突起9bをナット9の凸形状9a部分に設けたことにより、図9に示すX軸方向のナット9の断面係数が増加して曲げ剛性が強くなるので、ナット9がロック状態になって応力を受けた状態でのナット9の変形を抑制することが可能である。この効果は、ナットの厚みが1mm以下の場合に有効であり、好ましくは、ナットの厚みが0.5mm以下の場合に特に有効である。
【0035】
なお、上記においては、ナット9の外周部の凸形状9aに突起9bを設けたが、取り付け板7のナット9と対向しかつナット9と当接する面内に、突起を設けても同様の効果が得られるのは明らかである。
【0036】
また、突起をナット9と取り付け板7の双方に設けても同様の効果が得られることは明らかである。
【0037】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2によるレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図4は本発明の実施の形態2によるレンズ駆動装置の一部構成を示す側面図である。なお、実施の形態1と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【0038】
まず構成を説明する。中心にリードスクリュー8軸よりわずかに大きな内径を有する円盤状のポリスライダーワッシャー10を、その内径をリードスクリュー8に貫挿し取り付け板7とナット9との間になるように配置している。このポリスライダーワッシャー10はリードスクリュー8軸上を移動可能な状態となっている。
【0039】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0040】
ナット9をステッピングモータ6側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠5をステッピングモータ6側へ移動させたときに、目標通りナット9の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路(図示せず)のバグやその他の原因で制御不能となりナット9がステッピングモータ6側に移動し続けた場合には、ナット9は可動範囲の終端に到達する。すなわち、ポリスライダーワッシャー10を取り付け板7との間に挟み込んだ状態で衝突して、リードスクリュー8にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路(図示せず)で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9がポリスライダーワッシャー10から離れる方向に回転駆動しようとする。
【0041】
この時、ナット9をリードスクリュー8から解除するには、リードスクリュー8方向の食い込み力Fと、ナット9とポリスライダーワッシャー10との間の摩擦係数μnwとを乗じたトルクが必要となる。ところで、メカロック状態では、取り付け板7とナット9に挟まれたポリスライダーワッシャー10はナット9が衝突した時のリードスクリュー8軸方向の食い込み力によって圧縮された状態となっている。このポリスライダーワッシャー10は弾性体であり、ナット9をステッピングモータ6から遠ざける方向へ移動させようとする(メカロック状態を解除しようとする)力が働いている。すなわち、ナット9のメカロック状態を解除する力は、ポリスライダーワッシャー10がない場合にくらべて、ポリスライダーワッシャー10がある場合の方が小さい力で済む。
【0042】
したがって、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9がポリスライダーワッシャー10から離れる方向に回転駆動すると、ポリスライダーワッシャー10の弾性力の作用により、ステッピングモータ6の小さな回転トルクでナット9のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【0043】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー10を用いたが、金属や樹脂のスプリングワッシャーなど弾性を有する部材であれば、取り付け板7とナット9との間に介在させることで同様の効果が得られることは明らかである。
【0044】
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3によるレンズ駆動装置の一部構成を示す斜視図である。なお、実施の形態2と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【0045】
まず構成について説明する。図5において、中心にリードスクリュー8軸よりわずかに大きな内径を有する円盤状の樹脂成形ワッシャー11を、その内径をリードスクリュー8に貫挿し取り付け板7とナット9との間になるように配置している。この樹脂成形ワッシャー11の取り付け板7と当接する面内に突起11bを設けている。また、樹脂成形ワッシャー11はリードスクリュー8軸上を移動可能な状態となっている。
【0046】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0047】
ナット9をステッピングモータ6側へ移動させたとき、すなわちレンズ枠5をステッピングモータ6側へ移動させたときに、目標通りナット9の可動範囲内で所定の位置に停止した場合には問題はないが、モータ制御回路(図示せず)のバグやその他の原因で制御不能となりナット9がステッピングモータ6側に移動し続けた場合には、ナット9は可動範囲の終端に到達する。すなわち、樹脂成形ワッシャー11を取り付け板7との間に挟み込んだ状態で衝突して、リードスクリュー8にねじ込まれる状態でメカロック状態となって停止する。すると、カメラ全体を制御する制御回路(図示せず)で異常を検出し、システムリセット動作に入り、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9が樹脂成形ワッシャー11から離れる方向に回転駆動しようとする。
【0048】
この時、ナット9をリードスクリュー8から解除するには、リードスクリュー8方向の食い込み力Fと、ナット9と樹脂成形ワッシャー11との間の摩擦係数μnwとを乗じたトルクが必要となる。ところで、摩擦係数は接触面積(実効面積)によって変化し、接触面積が小さいと小さく、接触面積が大きいと大きくなるという特性がある。本実施の形態の樹脂成形ワッシャー11には、ナット9と対向する面に半球状の突起11bを設けてあり、突起11bの凸高さは0.2mmに設定してある。ここで、ナット9が食い込んだ状態で樹脂成形ワッシャー11とナット9が接触しているのは、この突起11bとその180°反対方向の樹脂成形ワッシャーの外形部の2点A、Bのみとなっている。これは、突起11bが無い場合には、ナット9と樹脂成形ワッシャー11が対向する面どうしで面接触しているのに対して、点接触しており、接触している実効面積は明らかに小さくなっている。すなわち、ナット9と樹脂成形ワッシャー11の間の摩擦係数μnwは、突起11bが無い場合に比べて突起11bがある場合の方が極めて小さく、ナット9をロック状態から解除するのに必要なトルクは小さくて済む。
【0049】
かつ、メカロック状態では、取り付け板7とナット9に挟まれた樹脂成形ワッシャー11はナット9が衝突した時のリードスクリュー8軸方向の食い込み力によって圧縮された状態となっている。この樹脂成形ワッシャー11は弾性体であり、ナット9をステッピングモータ6から遠ざける方向へ移動させようとする(メカロック状態を解除しようとする)力が働いている。すなわち、ナット9のメカロック状態を解除する力は、樹脂成形ワッシャー11がない場合にくらべて、樹脂成形ワッシャー11がある場合の方が小さい力で済む。
【0050】
したがって、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9が樹脂成形ワッシャー11から離れる方向に回転駆動すると、樹脂成形ワッシャー11の弾性力と、突起11bによる摩擦係数の低減の両方の作用により、ステッピングモータ6のより小さな回転トルクでナット9のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能となる。
【0051】
なお、上記においては、突起11bを樹脂成形ワッシャー11のナット9と当接する面内に設けたが、突起をナット9の樹脂成形ワッシャー11と当接する面内に設けても同様の効果が得られることは明らかである。
【0052】
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4によるレンズ駆動装置の一部構成を示す分解斜視図である。なお、実施の形態2と同じ機能を持った部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【0053】
まず構成について説明する。ポリスライダーワッシャー10をナット9の取り付け板7と対向する面に両面テープ(図示せず)で貼り付けてある。
【0054】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0055】
ポリスライダーワッシャー10は、常にナット9に貼り付いた状態で、ナット9と一体となって駆動される。したがって、取り付け板7とナット9の中間でリードスクリュー8上を任意に移動することがなくなり、ポリスライダーワッシャー10の内径部とリードスクリュー8との接触による磨耗や噛み込みを防止することができる。無論、実施の形態2と同様に、ナット9がメカロック状態となった場合でも、ナット9のメカロック状態を解除するために、リードスクリュー8をナット9がポリスライダーワッシャー10から離れる方向に回転駆動すると、ポリスライダーワッシャー10の弾性力の作用により、ステッピングモータ6の小さな回転トルクでナット9のメカロック状態を解除することができ、以降カメラを正常に動作させることが可能である。
【0056】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー10を両面テープでナット9に貼り付けたが、接着剤、溶着、カシメ等によって固着しても同様の効果が得られることは明らかである。
【0057】
なお、上記においては、ポリスライダーワッシャー10をナット9の取り付け板7と対向する面に貼り付けた構成としたが、ポリスライダーワッシャー10を取り付け板7のナット9と対向する面に貼り付ける構成としても同様の効果が得られることは明らかである。
【0058】
(実施の形態5)
図7は、本発明の実施の形態5によるレンズ駆動装置のナット形状を示す斜視図である。なお、実施の形態1と同じ機能を持つ部材は同一符号を付与し、かつ詳細な構成の説明およびその動作の説明は省略する。
【0059】
まず構成について説明する。ナット9は、略円盤状を成しその外形の一部に凸形状を有している。このナットの取り付け板7と対向する面内の同心円上に、120°間隔で3つの同一凸高さの突起が設けてある。
【0060】
以上の構成からなるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【0061】
ここで、ナット9が食い込んだ状態で取り付け板7とナット9が接触しているのは、この突起9b、9c、9dの3点のみとなっている。これは、突起9bが1個の場合に、突起9b以外のもう一方の接点がほぼ180°対向したナット9の外周部付近に限定されるよりも、ナット9と取り付け板7が接触する個所が常に明確に限定されることによって食い込み状態がほぼ同条件で再現される。すなわち、食い込み力(摩擦力)のばらつきが抑制されて安定するので、ナット9の解除力も安定しステッピングモータ6の発生する回転トルクに対して、確実にナット9をメカロック状態から復帰させることが可能となる。
【0062】
なお、上記においては、突起の数を3つとしたが、特に限定されるものではなく、更に複数個設けてもよい。
【0063】
なお、上記においては、複数個の突起高さを同一高さとしたが、各突起の高さを異ならせることで、ナット9のメカロック状態での取り付け板7に対する当接角度を任意に設定することが可能となる。すなわち、この角度をナット9をメカロック状態から復帰させるのに適した角度に設定することで、より小さなステッピングモータ6の回転トルクでかつ確実にナット9のメカロック状態を解除することが可能である。
【0064】
また、上記実施の形態1〜5において、突起の形状を半球状としたが、この形状に限定されるものではなく、平面同士の実効的な接触面積を低減することが可能な突起形状であれば、同様の各効果が得られることは明らかである。
【0065】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ナット9に突起9bを設けたので、ナット9が可動範囲の終端に到達してリードスクリュー8にねじ込まれる(メカロック)状態となってもシステムリセットで容易にロック解除し再びナット9が移動可能となる。さらに、突起9bをナット9の凸形状9a部分に設けたことにより、ナット9の断面係数が増加して曲げ剛性が強くなるので、ナット9がロック状態になって応力を受けた状態でのナット9の変形を抑制することが可能である。
【0066】
また、ナット9の平面にスペース的に突起9bが設けられなくても、ナット9と取り付け板7の間にポリスライダーワッシャー10を介在させることで、ナット9がメカロック状態に入る時にポリスライダーワッシャー10の弾性力が反発力として働き、メカロックしにくくなる。また、メカロックした時でもポリスライダーワッシャー10の弾性力が、ナット9を解除する方向に作用するため、より小さなステッピングモータ6のトルクで確実にナット9をロック解除することができる。
【0067】
また、ナット9と取り付け板7の間に介在させた樹脂成形ワッシャー11に突起11bを設けたことで、ナット9と樹脂成形ワッシャー11との接触面積が大幅に減少し、実効的な摩擦係数が小さくなることによって、メカロックしたときでも極めて小さなステッピングモータ6のトルクで確実にロック解除が可能となるとともに、ロック解除時のステッピングモータ6の消費電力を抑制することができる。
【0068】
また、ポリスライダーワッシャー10をナット9に貼り付けたことで、あるいはポリスライダーワッシャー10を取り付け板7に貼り付けたことで、ポリスライダーワッシャー10とリードスクリュー8との接触を回避し、ポリスライダーワッシャー10の磨耗やリードスクリュー8への噛み込みを防止することができる。
【0069】
また、突起を複数個設けることにより、ナット9のメカロック状態での姿勢や接点の状態を任意にかつ安定に設定することができるので、確実にナット9をメカロック状態から解除可能としかつ各構成部品の設計自由度が増し、装置の小型化が可能となる。
【0070】
また、突起の形状を半球状としたことで、接触個所が点接触となって実効的な接触面積が減り摩擦係数が小さくなるので、メカロックしたときでも極めて小さなステッピングモータ6のトルクで確実にロック解除が可能となる。かつ、半球状であれば、プレス品や成形品で容易に形状ができるので、低コストで部品を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図2】図1のレンズ駆動装置の一部を示す側面図
【図3】本発明の実施の形態2のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図4】図3のレンズ駆動装置の一部を示す側面図
【図5】本発明の実施の形態3のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図6】本発明の実施の形態4のレンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図
【図7】本発明の実施の形態5のレンズ駆動装置のナットを示す斜視図
【図8】本発明の実施の形態1のレンズ駆動装置のナットを示す斜視図
【図9】本発明の実施の形態1のレンズ駆動装置のナットを示す平面図
【図10】従来のレンズ駆動装置を示す分解斜視図
【符号の説明】
1 基台
4 圧縮コイルバネ
5 レンズ枠
6 ステッピングモータ
7 取り付け板
8 リードスクリュー
9 ナット
9b 突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device that is used in an optical apparatus such as a video camera or a digital still camera and drives a lens in the optical axis direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a feed device using a lead screw and a nut shown in FIG. 10 is known as an example of a device that moves a lens linearly in the optical axis direction and performs micropositioning (for example, Patent Document 1).
[0003]
In this configuration, two guide poles 2a and 2b are planted on the
[0004]
The operation of the conventional lens driving device having the above configuration will be described.
[0005]
When the stepping
[0006]
At this time, when the
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-37228 (FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional lens driving device has the following problems.
[0009]
When the
[0010]
The present invention solves the above-mentioned problems, and is not controllable due to a bug in the motor control circuit or other causes, and does not mechanically lock even when the
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, the present invention First The lens driving device is capable of reciprocating on the lead screw shaft by screwing with the lead screw, a motor for driving the lead screw, a base for fixing the motor, and the lead screw. Na Screw member and , Les A lens holding frame for holding the lens; an urging means for urging the lens holding frame by pressing against the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft; and restricting a movable range of the screw member. Regulatory means ,in front Screw member Is The regulating means and Has a protrusion on the opposite surface .
[0012]
In addition, the present invention Second The lens driving device A lead screw, a motor that drives the lead screw, a base that fixes the motor, a screw member that is screwed into the lead screw and can reciprocate on the axis of the lead screw, and a lens that holds the lens A holding frame; an urging unit that urges the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft; and a regulating unit that regulates a movable range of the screw member. The restricting means has a protrusion on the surface facing the screw member. It is a configuration.
[0013]
In addition, the present invention Third The lens driving device A lead screw, a motor that drives the lead screw, a base that fixes the motor, a screw member that is screwed into the lead screw and can reciprocate on the axis of the lead screw, and a lens that holds the lens A holding frame, an urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft, a regulating means for regulating a movable range of the screw member, A buffer member disposed between the screw member and the restricting means, the buffer member having a protrusion on a surface facing the screw member; .
[0014]
In addition, the present invention 4th The lens driving device A lead screw, a motor that drives the lead screw, a base that fixes the motor, a screw member that is screwed into the lead screw and can reciprocate on the axis of the lead screw, and a lens that holds the lens A holding frame, an urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft, a regulating means for regulating a movable range of the screw member, A buffer member disposed between the screw member and the restricting means, the screw member having a protrusion on a surface facing the buffer member; .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to
[0025]
First, the configuration will be described. An image sensor 3 for capturing an image formed by imaging a subject with a lens is fixed at the center of the
[0026]
Further, a hemispherical projection 9b is provided on the convex shape 9a of the surface of the
[0027]
The specific dimensions of this
[0028]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0029]
The
[0030]
At this time, when the
[0031]
Here, when the
[0032]
At this time, in order to release the
[0033]
Therefore, when the
[0034]
Furthermore, by providing the projection 9b on the convex 9a portion of the
[0035]
In the above description, the protrusion 9b is provided on the convex shape 9a on the outer peripheral portion of the
[0036]
It is obvious that the same effect can be obtained even if the protrusions are provided on both the
[0037]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the lens driving device according to
[0038]
First, the configuration will be described. A disc-shaped
[0039]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0040]
When the
[0041]
At this time, in order to release the
[0042]
Accordingly, when the
[0043]
In the above description, the
[0044]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a perspective view showing a partial configuration of a lens driving device according to Embodiment 3 of the present invention. Members having the same functions as those in the second embodiment are given the same reference numerals, and detailed description of the configuration and description of its operation are omitted.
[0045]
First, the configuration will be described. In FIG. 5, a disk-shaped resin molded washer 11 having an inner diameter slightly larger than the
[0046]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0047]
When the
[0048]
At this time, in order to release the
[0049]
In the mechanical lock state, the resin-molded washer 11 sandwiched between the mounting
[0050]
Therefore, when the
[0051]
In the above description, the protrusion 11b is provided on the surface of the resin molded washer 11 that makes contact with the
[0052]
(Embodiment 4)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a partial configuration of the lens driving device according to Embodiment 4 of the present invention. Members having the same functions as those in the second embodiment are given the same reference numerals, and detailed description of the configuration and description of its operation are omitted.
[0053]
First, the configuration will be described. A
[0054]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0055]
The
[0056]
In the above description, the
[0057]
In the above description, the
[0058]
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a perspective view showing a nut shape of the lens driving device according to
[0059]
First, the configuration will be described. The
[0060]
The operation of the lens driving device having the above configuration will be described.
[0061]
Here, the
[0062]
In the above description, the number of protrusions is three. However, the number of protrusions is not particularly limited, and a plurality of protrusions may be provided.
[0063]
In the above, the height of the plurality of protrusions is the same height, but by varying the height of each protrusion, the contact angle of the
[0064]
In the first to fifth embodiments, the shape of the protrusion is hemispherical. However, the shape is not limited to this shape, and the protrusion shape may reduce the effective contact area between the flat surfaces. It is clear that similar effects can be obtained.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the protrusion 9b is provided on the
[0066]
Even if the projection 9b is not provided in a space on the plane of the
[0067]
Further, by providing the projection 11b on the resin molded washer 11 interposed between the
[0068]
Also, by attaching the
[0069]
Also, by providing a plurality of protrusions, the posture and contact state of the
[0070]
In addition, since the shape of the protrusion is hemispherical, the point of contact becomes a point contact, the effective contact area is reduced, and the friction coefficient is reduced. Therefore, even when mechanically locked, the stepping
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a part of the lens driving device of FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a side view showing a part of the lens driving device of FIG. 3;
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens driving device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of a lens driving device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a nut of a lens driving device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a nut of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a nut of the lens driving device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a conventional lens driving device.
[Explanation of symbols]
1 base
4 Compression coil spring
5 Lens frame
6 Stepping motor
7 Mounting plate
8 Lead screw
9 Nut
9b Protrusion
Claims (9)
前記リードスクリューを駆動するモータと、
前記モータを固定する基台と、
前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、
レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、
前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、
前記ネジ部材は、前記規制手段と対向する面に突起を有することを特徴とするレンズ駆動装置。A lead screw;
A motor for driving the lead screw;
A base for fixing the motor;
And a screw member capable of reciprocally moving on the axis of screwed the lead screw to the lead screw,
A lens holding frame for holding the lenses,
An urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft;
A regulating means for regulating a movable range of the screw member ,
Before Symbol threaded member, the lens driving apparatus characterized by having a projection on said restriction means and a surface facing.
前記リードスクリューを駆動するモータと、 A motor for driving the lead screw;
前記モータを固定する基台と、 A base for fixing the motor;
前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、 A screw member that is screwed into the lead screw and capable of reciprocating on the lead screw shaft;
レンズを保持するレンズ保持枠と、 A lens holding frame for holding the lens;
前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、 An urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft;
前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段とを具備し、 A regulating means for regulating a movable range of the screw member,
前記規制手段は、前記ネジ部材と対向する面に突起を有することを特徴とするレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 1, wherein the restricting means has a protrusion on a surface facing the screw member.
前記リードスクリューを駆動するモータと、 A motor for driving the lead screw;
前記モータを固定する基台と、 A base for fixing the motor;
前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、 A screw member that is screwed into the lead screw and capable of reciprocating on the lead screw shaft;
レンズを保持するレンズ保持枠と、 A lens holding frame for holding the lens;
前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、 An urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft;
前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段と、 Restriction means for restricting the movable range of the screw member;
前記ネジ部材と前記規制手段との間に配設した緩衝部材とを具備し、 Comprising a buffer member disposed between the screw member and the restricting means;
前記緩衝部材は、前記ネジ部材と対向する面に突起を有することを特徴とするレンズ駆動装置。 The said buffer member has a processus | protrusion in the surface facing the said screw member, The lens drive device characterized by the above-mentioned.
前記リードスクリューを駆動するモータと、 A motor for driving the lead screw;
前記モータを固定する基台と、 A base for fixing the motor;
前記リードスクリューに螺合し前記リードスクリューの軸上を往復移動が可能なネジ部材と、 A screw member that is screwed into the lead screw and capable of reciprocating on the lead screw shaft;
レンズを保持するレンズ保持枠と、 A lens holding frame for holding the lens;
前記レンズ保持枠を前記リードスクリュー軸と略同一な方向に沿って前記ネジ部材に圧接して付勢する付勢手段と、 An urging means for urging the lens holding frame in pressure contact with the screw member along substantially the same direction as the lead screw shaft;
前記ネジ部材の可動範囲を規制する規制手段と、 Restriction means for restricting the movable range of the screw member;
前記ネジ部材と前記規制手段との間に配設した緩衝部材とを具備し、 Comprising a buffer member disposed between the screw member and the restricting means;
前記ネジ部材は、前記緩衝部材と対向する面に突起を有することを特徴とするレンズ駆動装置。 The lens driving device, wherein the screw member has a protrusion on a surface facing the buffer member.
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