(57)【要約】 【課題】小型で、駆動の高速化、安定化を図ることができるレンズ駆動機構を提供する。【解決手段】最も繰り込んだ状態でのレンズ保持部材とセンサー保持部材の2つの取り付け部の間にかけられる片寄せばねの長さが長い程、ばね定数を小さくすることができるため、センサー保持部材の取り付け部と鏡筒保持部材は、光軸方向に重なるように構成する。【選択図】  図1
2015096900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの焦点合わせを行う撮影レンズ107と、前記撮影レンズ107を保持するレンズ保持部材100と、前記レンズ保持部材100を保持するセンサー保持部材104と、前記レンズ保持部材100と前記センサー保持部材104の間に取り付けられる弾性部材103と、前記レンズ保持部材100を撮影光軸方向に進退移動させる該光軸方向に伸びるリードスクリュー102と、前記レンズ保持部材100を直進案内する直進案内軸109とを備えるレンズ駆動機構であって、弾性部材103の取り付け部110は、鏡筒保持部材112と光軸方向に重なっていることを特徴とするレンズ駆動機構。
【請求項２】
前記弾性部材103の取り付け部110は、カメラ筐体10から飛び出すように構成された凸形状の前面カバー部113と光軸方向に重なっていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動機構。
【請求項３】
前記リードスクリュー102を備えた駆動モータ108は、前記鏡筒保持部材112と光軸方向に重なっていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動機構。
【請求項４】
請求項1に記載のレンズ駆動機構を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を備える撮像装置に関し、特に、焦点調整を行う、所謂フォーカス機構に多く利用されているレンズ駆動機構及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銀塩フィルムを用いるフィルムカメラや撮像素子を用いるデジタルカメラなどの撮像装置には、従来からレンズ鏡筒が広く利用されている。レンズ鏡筒は、非撮像時(即ち、カメラの電源がOFFのとき)の小型化や、撮像時(即ち、カメラの電源がONのとき)の焦点距離の変更のために、撮影(撮像)レンズの繰り出し及び繰り込みが可能となっている。
【０００３】
このレンズ鏡筒を用いることによって、例えば、撮影レンズの焦点距離を変更することができるズームカメラのみならず、焦点距離を固定した単焦点カメラであっても、非撮影時にカメラを小型化することが可能になる。
【０００４】
近年、市場の要求に伴い、ズームカメラは焦点距離の比（いわゆるズーム倍率）が大きくなる傾向にある。それ故に、カメラに備えられる撮影レンズの移動量（即ち、レンズの繰り出し量・繰り込み量）が大きくなる傾向にある。
【０００５】
同じくカメラの携帯性の向上という市場の要求に伴い、カメラの小型化が求められており、様々な小型化技術も開示されている。つまり、小型で高倍率のカメラの提供が求められている。
【０００６】
小型で高倍率のカメラを実現するためには、カメラに備えられるレンズ鏡筒の小型・高倍率化が必須である。前述のように、ズーム倍率の大きなカメラは、撮影レンズの移動距離が大きいことから、撮影レンズの駆動機構（レンズ駆動機構）も大型化してしまう傾向にある。この傾向はカメラの小型化（レンズ鏡筒の小型化）に対する傾向とは相反している。
【０００７】
また、撮影レンズの移動距離が大きくなるに伴って、撮影レンズの一つである焦点調整レンズ（いわゆるフォーカスレンズ。以降、焦点調整をフォーカスとする）の移動距離も大きくなっている。
【０００８】
フォーカスレンズの移動距離が大きくなると、フォーカスレンズを駆動するフォーカス機構の駆動時間が長くなってしまう。そして、フォーカス機構の駆動時間が長くなってしまうと、ユーザーは折角のシャッターチャンスを逃してしまうこととなり、使い難いカメラとなってしまう。
【０００９】
フォーカス機構は、撮影時にピントを調節するため、フォーカスレンズの駆動・停止を行うが、フォーカスレンズを保持する部材の位置決めや機構的ガタがあると、安定した駆動・停止時に適切なピントを得られない。そして、ピントがずれるといわゆるピンボケ写真となる。それを防ぐためにも、フォーカス機構は駆動中にガタつくことなく安定した動作をする必要がある。
【００１０】
従って、市場の要求から、フォーカス機構は小型で高速動作を行う必要が生じており、また、フォーカス機構の動作は安定していなければならない。
【００１１】
以上の流れから、フォーカス機構は、高速化・安定化のために様々な技術が開示されている。
【００１２】
特許文献1には、フォーカス駆動機構に生じやすいスリップスティックの発生を防ぎ、安定した駆動動作を行い、良好な制御性を有する鏡筒が開示されている。
【００１３】
また、特許文献2には、沈胴式のレンズ鏡筒において、フォーカス機構を駆動スクリューにて動作させるレンズ駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平7-151947号公報
【特許文献２】特開2007-219147号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記特許文献1に開示された技術では、リードスクリューと片寄せばねを同軸に配置するため、フォーカス機構が大型化してしまい、ひいてはカメラの大型化につながってしまうという課題があった。
【００１６】
また、上記特許文献2に開示された技術では、次のような課題がある。
【００１７】
以下、図7から図10を用いてその課題に関する技術のみ説明する。
【００１８】
図7は、従来例に係るレンズ駆動機構(フォーカス機構)の正面図である。レンズ駆動機構は、レンズ保持部材100、直進案内軸101、リードスクリュー102、弾性部材（片寄せばね）103、センサー保持部材104を備える。
【００１９】
図8は、図7におけるレンズ保持部材が最も繰り込んだ位置での上面図である。  ナット105は、レンズ保持部材100に備えられる突部に保持される。
【００２０】
図9は、図7のZ-Z線断面図である。説明を容易にするため、レンズ保持部材100、直進案内軸101、リードスクリュー102のみ示す。
【００２１】
図9において、一般に、レンズ駆動機構は、直進案内軸101とレンズ保持部材100の嵌合長Eが長いほど安定した駆動が可能となる。
【００２２】
これをわかり易く説明した概念図が図10である。
【００２３】
レンズ保持部材100には、弾性部材(片寄せばね)の取り付け部110Bに片寄せばねがかけられているため、F方向に回転する。これにより、レンズ保持部材100と直進案内軸101は嵌合しているが、微視的見地に立つと図10のように隙間Gが生じている。しかしながら、リードスクリュー102とナット105とは送りねじにて結合しているため、ガタは非常に小さい。
【００２４】
上記の隙間Gを無くし、送りねじ機構の動作を安定させるために、片寄せばね103が配置されているが、レンズ保持部材１００は、撮影時には光軸方向に進退するために、片寄せばね力は常に変化する。特に、最も繰り込んだレンズ保持部材１００の位置と、最も繰り出したレンズ保持部材１００の位置では、片寄せばねのばね力には大きな差が生まれてしまう。一般に、片寄せばね力が強いほどレンズ保持部材１００の駆動が安定するため、片寄せばね１０３のばね力は強いほど良い。
【００２５】
しかし、最も繰り込んだ状態で十分なばね力を発生させる片寄せばね１０３は、最も繰り出した状態でばね力が強くなり過ぎてしまうという課題があった。
【００２６】
レンズ保持部材１００を駆動するための駆動モータは、通常、ステッピングモータが利用されている。ステッピングモータは、発生トルクが大きくなるほどに回転速度が遅くなってしまう傾向にある。
【００２７】
そのため、前述のように、最も繰り出した状態で片寄せばねのばね力が大きいと、駆動モータの回転速度を遅くせざるを得なくなり、その結果として、片寄せばねによる安定化と引き換えにレンズ保持部材１００の駆動速度が遅くなってしまうという課題があった。
【００２８】
つまり、レンズ保持部材１００を最も繰り込んだ状態では駆動の安定化、レンズ保持部材１００を最も繰り出した状態では駆動の高速化という状況を両立させる技術的課題があった。
【００２９】
本発明の目的は、小型で、駆動の高速化と安定化を図ることができるレンズ駆動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、次のように構成したレンズ撮像装置を提供するものである。
少なくとも一つの焦点合わせを行う撮影レンズと、前記撮影レンズを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材を保持するセンサー保持部材と、前記レンズ保持部材と前記センサー保持部材の間に取り付けられる弾性部材と、前記レンズ保持部材を撮影光軸方向に進退移動させる該光軸方向に伸びるリードスクリューと、前記レンズ保持部材を直進案内する直進案内軸とを備えるレンズ駆動機構であって、前記弾性部材の取り付け部は、鏡筒保持部材と光軸方向に重なっていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のレンズ駆動機構によれば、小型で、駆動の高速化と安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】上記実施形態1のフォーカス機構の下面図
【図２】上記実施形態1の取り付け部の拡大図
【図３】上記実施形態2のフォーカス機構の下面図
【図４】上記実施形態2の撮像装置としてのカメラの外観上面図
【図５】上記実施形態2の前面カバー部の断面図
【図６】上記実施形態3のフォーカス機構の下面図
【図７】従来例に係るレンズ駆動機構(フォーカス機構)の正面図
【図８】図７におけるレンズ保持部材が最も繰り込んだ位置での上面図
【図９】図７のZ-Z線断面図
【図１０】従来例に係るレンズ駆動機構の駆動の概念図
【図１１】本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのカメラの外観斜視図
【図１２】フォーカス機構の前面斜視図
【図１３】フォーカス機構のうち、レンズ保持部材、ナット、リードスクリュー及び駆動モータのみを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
尚、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
図11は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのカメラの外観斜視図である。
【００３６】
被写体を撮影するカメラ1は、図11に示すように、カメラ筐体10と、レンズ鏡筒20と、レンズバリア部30と、発光部40と、レリーズボタン50とを備える。
【００３７】
カメラ筐体10は、シャッター機構を始めとする構成部材を収納する。レンズ鏡筒20は、撮影レンズの焦点距離を変更可能とし、カメラ筐体10の前面に配置される。レンズバリア部30は、レンズ鏡筒20の前面に配置され、カメラ1の電源状態(即ち、ON又はOFF)に応じて、少なくとも一つの焦点合わせを行う撮影レンズの光路を開閉する。
【００３８】
発光部は、被写体に照明光を照射するストロボ装置の一部を構成し、カメラ筐体10の中に収納できるように配置される。
【００３９】
レリーズボタン50は、カメラ筐体10の上面に配置され、撮像準備動作(焦点調節動作及び測光動作)及び撮影動作(フィルムやCCD等の撮像素子への露光)を開始させるためのボタンである。
【００４０】
尚、図11に示す構成はカメラの代表的な構成であるが、本発明の構成は図11に示す構成に限定するものではない。
【００４１】
以下、レンズ駆動装置、特に、レンズ駆動装置の中でフォーカス機構に対して有効な発明であるので、フォーカス機構について説明する。
【００４２】
図12は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動機構としてのフォーカス機構の前面斜視図である。
【００４３】
図12において、フォーカス機構60は、センサー保持部材104を備える。センサー保持部材104は、後述するレンズ保持部材100の振れ止め部106Aを備える。レンズ保持部材100は、撮影レンズ107を保持する。
【００４４】
駆動モータ108は、レンズ保持部材100を駆動するために取り付けられるステッピングモータである。直進案内軸109は、レンズ保持部材100を直進案内する。リードスクリュー102は、後述のナットとねじ結合し、レンズ保持部材100を駆動する。片寄せばねは、センサー保持部材104とレンズ保持部材100に設けられている取り付け部110の間にかけられている弾性部材である。
【００４５】
尚、本説明において、光軸方向とは、撮影レンズ107が移動するA方向である。
【００４６】
レンズ保持部材100はセンサー保持部材104の振れ止め部106Aと嵌合するように振れ止め部106Bを備えている。つまり、レンズ保持部材100は、直進案内軸109と振れ止め部106Aによって平面方向の位置が規制されており、光軸方向にのみ進退可能に保持されている。
【００４７】
図13は、図12のフォーカス機構のうち、レンズ保持部材、ナット、リードスクリュー及び駆動モータのみを示す斜視図である。
【００４８】
図13において、ナット105は、レンズ保持部材100のナット保持凸部111に保持される。ナット105は、リードスクリュー102のおねじと嵌合するめねじ部105Aを備える。
【００４９】
組み立て状態では、ナット105は、リードスクリュー102とねじ結合し、かつ、レンズ保持部材100のナット保持凸部111と嵌合し、取り付け部110にかけられている片寄せばね(弾性部材)にて、Aの(-)方向に付勢されている。そのため、リードスクリュー102が回転すると、送りねじ機構によって光軸方向(A方向)へ進退する。
【００５０】
さらに、本図では説明を容易にするため、不図示としているが、駆動モータ108に電源を供給するためのフレキシブルプリント基板が備えられている。
【００５１】
以上説明した機構によって、カメラ1がフォーカス機構を駆動するべく駆動モータ108に通電をすると、駆動モータ108が回転し、その回転に従って、リードスクリュー102が回転する。
【００５２】
前述のように、レンズ保持部材100は、直進案内軸109と振れ止め部106によって、光軸方向にのみ進退可能に保持されているため、リードスクリュー102が回転すると送りねじ機構によって光軸方向に進退することができる。
【００５３】
カメラ1のレンズ保持部材100の駆動制御や駆動方法については公知の技術であるため、本実施の形態において詳しい説明は省略する。
【００５４】
次に、本発明の特徴について説明する。本発明の特徴は、取り付け部110、鏡筒保持部材112、駆動モータ108及び前面カバー部113の配置にある。
【００５５】
［実施例１］
図1、図2は、本発明の第1の実施の形態を示したものであり、レンズ保持部材100が最も繰り込んだ状態を示している。最も繰り込んだ状態で、駆動の安定化をはかるためには、できるだけ片寄せばね103のばね力を強くする必要がある。また、最も繰り出した状態では、駆動の高速化をはかるためには、できるだけ片寄せばね103のばね力を弱くする必要がある。そのためには、最も繰り込んだ状態での2つの取り付け部110の間にかけられる片寄せばね103の長さが長い程、ばね定数を小さくすることができるため有利となる。そのため、取り付け部110Aと鏡筒保持部材112は、光軸方向に重なるように構成されている。
【００５６】
鏡筒保持部材112は、センサー保持部材104とはネジなどにより結合し、一般的には金属材料で構成されており、カメラ本体の骨格を成す部材である。鏡筒保持部材112は、基板、表示パネル等の部材を保持しており、鏡筒保持部材112を基準にして各部材が組み立てられている。
【００５７】
このような配置関係にしておくことで、最も繰り込んだ状態での片寄せばねのばね力を強くして駆動の安定化を図り、最も繰り出した状態での片寄せばねのばね力を弱くして駆動の高速化を実現している。
【００５８】
また、図2は、図1の取り付け部110の拡大図である。落下衝撃時に片寄せばね103が取り付け部110Aから外れることを防ぐために、取り付け部110Aと鏡筒保持部材112は、光軸方向に重なるように構成されている。このような配置関係にしておくことで、片寄せばねが光軸方向に外れにくくなり、さらに鏡筒保持部材112にて光軸方向に規制される構成となっている。
【００５９】
［実施例2］
図3、図4、図5は、本発明の第2の実施の形態を示したものであり、図3はレンズ保持部材100が最も繰り出した状態を示している。図4は、カメラの外観上面図であり、前面カバー部113がカメラ筐体から飛び出している外観を示している。カメラの高倍率化に伴い、レリーズボタン50が配置されている面の厚み(図中矢印部分)は従来と同じに保ちつつ、レンズ駆動機構部のみ外観に飛び出す形状にし、高倍率化と小型化の両立を図っている。本実施例での前面カバー部113とは、レリーズボタン50が配置されている面の厚み部分(図中矢印部分)から光軸方向に飛び出している部分のことである。
【００６０】
そして、最も繰り込んだ状態での片寄せばね103長さが長い程、ばね定数を小さくすることができるため、取り付け部110Bと前面カバー部113は、光軸方向に重なるように構成されている。図5は、前面カバー部113の断面図である。前面カバー部113は一部切り欠かれており、取り付け部110Bが外観部品である前面キャップ部114に出来るだけ近づけるように構成されている。このような配置関係にすることで、最も繰り込んだ状態での片寄せばねのばね力を強くして駆動の安定化を図り、最も繰り出した状態での片寄せばねのばね力を弱くして駆動の高速化を実現している。
【００６１】
［実施例3］
図6は、本発明の第３の実施の形態を示したものであり、レンズ保持部材100が最も繰り込んだ状態を示している。最も繰り込んだ状態での、レンズ保持部材100の位置を鏡筒保持部材112の位置に出来る限り近づけるために、リードスクリューを備えた駆動モータ108は、鏡筒保持部材112と光軸方向に重なるように構成されている。このような配置関係にすることで、レンズ駆動機構の小型化を実現している。
【符号の説明】
【００６２】
1カメラ
10カメラ筐体
20レンズ鏡筒
30レンズバリア部
40発光部
50レリーズボタン
60フォーカス機構
100レンズ保持部材
101直進案内軸
102リードスクリュー
103弾性部材（片寄せばね）
104センサー保持部材
105ナット
105Aナットめねじ部
106振れ止め部
107撮影レンズ
108駆動モータ
109直進案内軸
110取り付け部
111ナット保持凸部
112鏡筒保持部材
113前面カバー部
114前面キャップ部
【図１】
2015096900.tif 000003
【図２】
2015096900.tif 000004
【図３】
2015096900.tif 000005
【図４】
2015096900.tif 000006
【図５】
2015096900.tif 000007
【図６】
2015096900.tif 000008
【図７】
2015096900.tif 000009
【図８】
2015096900.tif 000010
【図９】
2015096900.tif 000011
【図１０】
2015096900.tif 000012
【図１１】
2015096900.tif 000013
【図１２】
2015096900.tif 000014
【図１３】
2015096900.tif 000015