(57)【要約】【課題】レンズ駆動装置の薄型化、デジタルカメラの薄型化を図る。【解決手段】レンズを保持するレンズ保持枠４１，５１、レンズ保持枠４１，５１を光軸方向に案内するガイド部材３１、光軸方向においてカム作用をなすカム溝８１，８２を有するカム部材８０、カム溝に挿入されるべくレンズ保持枠に設けられたフォロワピン４２，５２、カム部材８０に回転駆動力を及ぼす駆動手段９０を備えるレンズ駆動装置において、カム部材８０として、レンズ保持枠４１，５１の外側においてその中心軸が光軸方向と平行に伸長するように配置された円柱カムを採用する。これにより、レンズ保持枠と入れ子状に配置される円筒状のカムを採用する場合に比べて、装置を薄型化、扁平化できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内するガイド部材と、光軸方向においてカム作用をなすカム溝を有するカム部材と、前記カム溝に挿入されるべく前記レンズ保持枠に設けられたフォロワピンと、前記カム部材に回転駆動力を及ぼす駆動手段とを備え、
前記カム部材は、前記レンズ保持枠の外側において、その中心軸が光軸方向と平行に伸長するように配置された円柱カムである、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記レンズ保持枠は、光軸方向において、被写体寄りに配置された第１レンズ保持枠と、前記第１レンズ保持枠の後方に配置された第２レンズ保持枠と、を含み、
前記円柱カムは、前記第１レンズ保持枠に設けられた第１フォロワピンを受け入れる第１カム溝と、前記第２レンズ保持枠に設けられた第２フォロワピンを受け入れる第２カム溝と、を有する、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記第２レンズ保持枠の後方に配置された第３レンズ保持枠と、前記第３レンズ保持枠を光軸方向に案内する第２のガイド部材と、前記第２レンズ保持枠を駆動する第２の駆動手段と、を含む、
ことを特徴とする請求項２記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記円柱カム、前記駆動手段、及び前記ガイド部材は、前記レンズ保持枠の外側の一方側において隣接して配置され、
前記第２の駆動手段及び前記第２のガイド部材は、前記レンズ保持枠の他方側において隣接して配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記カム溝の終端部には、前記フォロワピンを停止させるストッパ壁が形成され、
前記フォロワピンには、前記ストッパ壁に面接触にて当接し得る当接面が形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ等に搭載されて光軸方向にレンズを移動させるレンズ駆動装置に関し、特に、駆動機構としてカム溝とフォロワピンとを含むレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレンズ駆動装置としては、図７に示すように、カメラの本体１に固定される固定筒（鏡筒）２、固定筒２の内側に入れ子状に配置される円筒カム（カム鏡筒）３、円筒カム３の内側に入れ子状に配置されてレンズＧを保持するレンズ保持筒４、固定筒２と円筒カム３との間及び円筒カム３とレンズ保持筒４との間に設けられるカム溝及びフォロワピン等の駆動機構、固定筒２の内側に配置され円筒カム３を回転駆動する駆動源等を備えたものが知られている。
この装置は、固定筒２の内側に設けられた駆動源により、円筒カム３が回転させられると、円筒カム３が光軸方向に出没すると同時に、円筒カム３のカム作用によりレンズ保持筒４が光軸方向に出没して、広角〜望遠の変倍動作を行なうようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のレンズ駆動装置においては、固定筒２、円筒カム３、レンズ保持筒４からなる複数の鏡筒が、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Ｇの外径寸法に対して、外輪郭を画定する固定筒２の外径寸法が大きくなり、装置の大径化、大型化を招く。
したがって、このレンズ駆動装置をカメラに搭載すると、カメラ本体１への取り付け構造、その他全体のレイアウト等の制約により、カメラ本体１の高さ寸法Ｈ及びレンズ保持筒４及び円筒カム３が突出した状態でのカメラの奥行き寸法Ｄは共に大きな値になり、小型化、薄型化等を図るには限界があった。
また、カム溝、フォロワピン等を含む駆動機構においては、フォロワピンがカム溝に食い込んで作動不能になる場合があるため、この食い込みを防止する必要がある。
【０００４】
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、構造の簡略化を図りつつ、装置の薄型化、この装置を搭載するデジタルカメラ等の薄型化、扁平化が図れ、確実な駆動動作が得られるレンズ駆動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠を光軸方向に案内するガイド部材と、光軸方向においてカム作用をなすカム溝を有するカム部材と、カム溝に挿入されるべくレンズ保持枠に設けられたフォロワピンと、カム部材に回転駆動力を及ぼす駆動手段とを備え、上記カム部材は、レンズ保持枠の外側において、その中心軸が光軸方向と平行に伸長するように配置された円柱カムである、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動手段により円柱カムが回転させられると、レンズ保持枠（レンズ）がガイド部材に沿って光軸方向に移動する。ここで、カム部材が、レンズ保持枠と入れ子状に配置される円筒状のカムではなく、レンズ保持枠の外側において光軸と平行に配置される円柱カムであるため、レンズの径方向における装置の（高さ）寸法を小さくして、装置を薄型化（扁平化）できる。
【０００６】
上記構成において、レンズ保持枠は、光軸方向において、被写体寄りに配置された第１レンズ保持枠と、第１レンズ保持枠の後方に配置された第２レンズ保持枠とを含み、円柱カムは、第１レンズ保持枠に設けられた第１フォロワピンを受け入れる第１カム溝と、第２レンズ保持枠に設けられた第２フォロワピンを受け入れる第２カム溝とを有する、構成を採用できる。
この構成によれば、一つの円柱カムが回転すると、第１カム溝及び第１フォロワピンを介して第１レンズ保持枠が光軸方向に移動し、第２カム溝及び第２フォロワピンを介して第２レンズ保持枠が光軸方向に移動し、広角〜望遠の変倍動作を行なう。すなわち、一つの円柱カムで、二つのレンズ保持枠を駆動することにより、構造の簡略化、装置の薄型化を行なえる。
【０００７】
上記構成において、第２レンズ保持枠の後方に配置された第３レンズ保持枠と、第３レンズ保持枠を光軸方向に案内する第２のガイド部材と、第２レンズ保持枠を駆動する第２の駆動手段とを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、第２の駆動手段により、第３レンズ保持枠を適宜移動させることで、第１レンズ保持枠及び第２レンズ保持枠による変倍動作に伴なって、合焦動作を行なうことができる。
【０００８】
上記構成において、円柱カム、駆動手段、及びガイド部材は、レンズ保持枠の外側の一方側において隣接して配置され、第２の駆動手段及び第２のガイド部材は、レンズ保持枠の他方側において隣接して配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ保持枠を挟んだ両側において、それぞれの構成部品が配置されるため、装置の輪郭をより扁平にして、薄型化できる。
【０００９】
上記構成において、カム溝の終端部には、フォロワピンを停止させるストッパ壁が形成され、フォロワピンには、ストッパ壁に面接触にて当接し得る当接面が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、駆動手段により、円柱カムが回転させられて、レンズ保持枠が光軸方向に移動させられ、フォロワピンがカム溝の移動端に達する際に、フォロワピンの当接面がストッパ壁に当接して停止する。これにより、フォロワピンの食い込みが防止され、安定した駆動が行なわれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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５は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示し、図１ないし図３は装置の斜視図、図４は装置の一部を示す斜視図、図５は円柱カムの展開図及び断面図である。
【００１１】
このレンズ駆動装置は、図１ないし図３に示すように、横方向に長尺な略矩形形状の輪郭をなしローパスフィルタ１１、撮像素子としてのＣＣＤ１２等が取り付けられるベース１０、ベース１０に連結される扁平な直方体形状をなすケース２０、ベース１０とケース２０との間に固定されたガイド部材３１及びガイドを兼ねる回り止め部材３２、ガイド部材３１及び回り止め部材３２により光軸方向Ｌに案内される第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０、ベース１０に固定された第２のガイド部材６１及びガイドを兼ねる回り止め部材６２、第２のガイド部材６１及び回り止め部材６２により光軸方向Ｌに案内される第３レンズ群７０、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０に隣接して配置されたカム部材としての円柱カム８０、円柱カム８０に回転駆動力を及ぼす駆動手段９０、第３レンズ群を駆動する第２の駆動手段１００等を備えている。
【００１２】
第１レンズ群４０は、最も被写体寄りに配置され、図１ないし図３、図４に示すように、レンズＧ１を保持する第１レンズ保持枠４１、第１レンズ保持枠４１に形成され第１カム溝８１に挿入される第１フォロワピン４２、連結部４３，４４等を備えている。そして、第１レンズ群４０は、円柱カム８０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００１３】
第２レンズ群５０は、光軸方向Ｌにおいて、第１レンズ群４０の後方に配置され、図１ないし図３、図４に示すように、レンズＧ２を保持する第２レンズ保持枠５１、第２レンズ保持枠５１に形成され第２カム溝８２に挿入される第２フォロワピン５２、連結部５３，５４、シャッタユニット（不図示）等を備えている。そして、第２レンズ群５０は、円柱カム８０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００１４】
第２フォロワピン５２には、図５（ｂ）に示すように、後述するストッパ壁８２ａ（８２ｂ）に面接触にて当接する当接面５２ａが形成されている。これにより、第２フォロワピン５２が第２カム溝８２の終端部にて停止する際に、食い込みが防止され、ロック現象等を生じることなく、安定した動作が行なわれる。
【００１５】
円柱カム８０は、図１ないし図５に示すように、レンズ保持枠４１等に比べて小径に形成され、第１レンズ保持枠４１及び第２レンズ保持枠５１の外側の一方側において、その中心軸Ｓが光軸方向Ｌと平行に伸長するように配置されている。円柱カム８０の外周面には、第１カム溝８１と、第２カム溝８２とが形成され、第２カム溝８２の終端部には、図５に示すように、第２フォロワピン５２を停止させるストッパ壁８２ａ，８２ｂが形成されている。また、円柱カム８０の一端部には、歯車８３が形成されている。
【００１６】
ここで、第１カム溝８１と第２カム溝８２との関係は、第２フォロワピン５２がストッパ壁８２ａ，８２ｂに当接する時点で、第１カム溝８１の終端部が第１フォロワピン４２に接触しないように、第１カム溝８１は両側の終端部において余裕代をもって形成されている。
これにより、第２フォロワピン５２が第２カム溝８２の終端部にてストッパ壁８２ａ，８２ｂに当接して円柱カム８０の回転が止まると、第２レンズ保持枠５１が停止すると同時に、第１レンズ保持枠４１は、第１フォロワピン４２が第１カム溝８１の終端部に当接することなく、停止する。
【００１７】
上記のように、円柱カム８０は、第１レンズ保持枠４１、第２レンズ保持枠５１等を取り囲むように同軸に配置されるのではなく、第１レンズ保持枠４１、第２レンズ保持枠５１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８０の外径を小さくすることができ、装置の薄型化、扁平化を行なえる。
【００１８】
駆動手段９０は、図１ないし図３に示すように、ベース１０又はケース２０に固定されるＤＣモータ９１、ＤＣモータ９１のピニオン９１ａと歯車８３との間に配列されて回転駆動力を伝達する歯車列９２等により形成されている。また、駆動手段９０は、円柱カム８０の後方において、第２レンズ保持枠５１及び第３レンズ保持枠７１の一方側に隣接して配置されている。
【００１９】
そして、ＤＣモータ９１が回転すると、歯車列９２、歯車８３を介して円柱カム８０が回転し、第１カム溝８１が第１フォロワピン４２にカム作用を及ぼし、第２カム溝８２が第２フォロワピン５２にカム作用を及ぼす。これにより、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、光軸方向Ｌにおいて相対的に移動して、広角〜望遠の変倍動作を行なう。
【００２０】
第３レンズ群７０は、図１ないし図３に示すように、レンズＧ３を保持する第３レンズ保持枠７１、第３レンズ保持枠７１に形成された連結部７２，７３、ナット部７４等を備えている。
第２の駆動手段１００は、図１ないし図３に示すように、ベース１０又はケース２０に固定されるステップモータ１０１、ステップモータ１０１に直結され第３レンズ保持枠７１のナット部７４に螺合するリードスクリュー１０２等により形成されている。また、第２の駆動手段１００は、第２のガイド部材６１と共に、第２レンズ保持枠５１及び第３レンズ保持枠７１の他方側に隣接して配置されている。
そして、ステップモータ１０１が回転すると、リードスクリュー１０２及びナット部７４を介して、第３レンズ群７０は、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退して合焦動作を行なう。
【００２１】
上記のように、レンズ保持枠４１，５１，７１の一方側には、円柱カム８０、ガイド部材３１、及び駆動手段９０が隣接して配置され、又、レンズ保持枠４１，５１，７１の他方側には、第２のガイド部材６１及び第２の駆動手段１００が隣接して配置されているため、ケース２０を扁平な直方体とすることができ、装置を薄型化できる。
【００２２】
上記のレンズ駆動装置ＭをデジタルカメラＣに搭載した場合、図６に示すように、背丈寸法Ｈ１が、従来のカメラに比べて小さくなり、薄型化、扁平化され、衣服のポケット等に収納できる携帯性に優れたデジタルカメラを得ることができる。
【００２３】
次に、上記のレンズ駆動装置がデジタルカメラ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、非撮影の待機状態において、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、図１に示すように、光軸方向Ｌの後方に向けて後退した広角端撮影位置にある。
このとき、第１フォロワピン４２及び第２フォロワピン５２は、第１カム溝８１及び第２カム溝８２に対して図５中の符号４２，５２で示す位置に位置しており、第２フォロワピン５２の当接面５２ａがストッパ壁８２ｂに当接している。
【００２４】
この状態から、駆動手段９０により、円柱カム８０が回転させられると、フォロワピン４２，５２がそれぞれカム溝８１，８２に案内されて、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、図２に示す中間撮影位置に移動する。
このとき、第１フォロワピン４２及び第２フォロワピン５２は、第１カム溝８１及び第２カム溝８２に対して図５中の符号４２´，５２´で示す位置に位置している。
【００２５】
さらに、駆動手段９０により、円柱カム８０が同一方向に回転させられると、フォロワピン４２，５２がさらにカム溝８１，８２に案内されて、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、図３に示す望遠端撮影位置に移動する。
このとき、第１フォロワピン４２及び第２フォロワピン５２は、第１カム溝８１及び第２カム溝８２に対して図５中の符号４２´´，５２´´で示す位置に位置しており、第２フォロワピン５２の当接面５２ａがストッパ壁８２ａに当接している。
一方、第３レンズ群７０は、第２の駆動手段１００により、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０の位置に応じた合焦点位置に適宜移動する。
【００２６】
この繰り出し動作において、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０が、望遠端撮影位置に近づくと、第２フォロワピン５２が第２カム溝８２の終端部にあるストッパ壁８２ａに当接するため、第２フォロワピン５２の食い込み等が防止される。これにより、駆動手段９０が逆向きに作動して円柱カム８０が逆回転させられる場合、円滑に回転することができ、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、逆の経路を辿って、図１に示す広角端撮影位置に移動する。
【００２７】
このように、第２フォロワピン５２の当接面５２ａが予めストッパ壁８２ａ，８２ｂに当接して第２カム溝８２への食い込み、ロックが防止されるため、制御シーケンスにエラーが発生した場合、あるいは、ＤＣモータ９１による駆動力が大きい場合でも、安定した確実な駆動動作が行なわれる。
【００２８】
上記実施形態においては、円柱カム８０により駆動されるレンズ保持枠として、第１レンズ保持枠４１及び第２レンズ保持枠５１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、一つのレンズ保持枠（一つのレンズ群）を駆動する構成であってもよい。
【００２９】
また、上記実施形態においては、第２フォロワピン５２に当接面５２ａを設け、第２カム溝８２の終端部にストッパ壁８２ａ，８２ｂを設ける場合を示したが、第１フォロワピン４２に当接面を設け、第１カム溝８１の終端部にストッパ壁を設ける構成を採用しても、同様の効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置によれば、光軸方向においてカム作用を及ぼしてレンズ保持枠を光軸方向に移動させるカム部材として、レンズ保持枠の外側において、その中心軸が光軸方向と平行に伸長するように配置された円柱カムを採用したことにより、レンズ保持枠の外周に配置される円筒状のカムを用いる場合に比べて、装置を薄型化（扁平化）でき、この装置を搭載するデジタルカメラ等を薄型化（扁平化）できる。
また、円柱カムのカム溝の終端部にストッパ壁を設け、フォロワピンに当接面を設けることにより、フォロワピンの食い込み、ロック等を防止でき、安定した駆動動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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、広角端撮影位置にある状態を示す斜視図である。
【図２】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、中間撮影位置にある状態を示す斜視図である。
【図３】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、望遠端撮影位置にある状態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るレンズ駆動装置の一部を示す斜視図である。
【図５】円柱カムを示すものであり、（ａ）は展開図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅにおける断面図である。
【図６】本発明に係るレンズ駆動装置を搭載したデジタルカメラの外観図である。
【図７】従来のレンズ駆動装置を搭載したデジタルカメラの外観図である。
【符号の説明】
１０　ベース
２０　ケース
３１　ガイド部材
３２　回り止め部材
４０　第１レンズ群
Ｇ１　レンズ
４１　第１レンズ保持枠
４２　第１フォロワピン
５０　第２レンズ群
Ｇ２　レンズ
５１　第２レンズ保持枠
５２　第２フォロワピン
５２ａ　当接面
６１　第２のガイド部材
６２　第２の回り止め部材
７０　第３レンズ群
Ｇ３　レンズ
７１　第３レンズ保持枠
７４　ナット部
８０　円柱カム（カム部材）
８１　第１カム溝
８２　第２カム溝
８２ａ，８２ｂ　ストッパ壁
８３　歯車
９０　駆動手段
１００　第２の駆動手段
Ｌ　光軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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