(57)【要約】【課題】フォロワピン及びカム溝をもつレンズ駆動装置において、両者間のガタを容易に解消できるようにする。【解決手段】光軸方向Ｌに往復動自在に案内されると共にレンズＧ１，Ｇ２を保持するレンズ枠４０，５０、レンズ枠に設けられたフォロワピン４４，５４、レンズ枠を光軸方向に移動させるべくフォロワピンに対してカム作用をなすカム溝７１，７２をもつ円柱カム７０を備え、カム溝７１，７２は、溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成され、フォロワピン４４，５４は、カム溝に係合する先端部４４ａ，５４ａが球面状に形成されている。これにより、フォロワピン４４，５４とカム溝７１，７２との間においてガタが生じ難く、又、ガタを生じてもフォロワピンの球面上の二点でカム溝と接触するように組み付ければよいため、そのガタ取りのための調整を容易に行うことができる。【選択図】  図７ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に往復動自在に案内されると共にレンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠に設けられたフォロワピンと、前記レンズ枠を光軸方向に移動させるべく前記フォロワピンに対してカム作用をなすカム溝をもつカム部材と、を備え、
前記カム溝は、溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成され、
前記フォロワピンは、前記カム溝に係合する先端部が球面状に形成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記カム部材は、外周面に前記カム溝が形成され光軸方向に平行な回転中心軸をもつ円柱カムである、
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】
前記レンズ枠は、光軸方向において相対的に移動可能に配列された第１レンズ枠及び第２レンズ枠を含み、
前記カム部材は、前記第１レンズ枠に設けられた第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、含み、
前記第１フォロワピン及び第２フォロワピンは、前記第１カム溝及び第２カム溝に係合する先端部がそれぞれ球面状に形成されている、
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。
【請求項４】
前記第１フォロワピンの軸線と前記第２フォロワピンの軸線とは、略垂直となるように配置されている、
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】
前記フォロワピンの軸線は、前記カム部材の回転中心軸と交差しないように、配置されている、
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に搭載されるレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関し、特に、デジタルカメラ等に搭載されてレンズのズーミング等を行なうレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズ光学系を構成する複数のレンズ群を備える従来のレンズ駆動装置としては、各々のレンズ群を保持する複数のレンズ枠、各々のレンズ枠に設けられたフォロワピン、レンズ枠を取り囲むように円筒状に形成された円筒カム、円筒カムの内周面に形成されて各々のフォロワピンを受け入れ光軸方向にカム作用を及ぼす複数のカム溝等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他のレンズ駆動装置としては、各々のレンズ群を保持する複数のレンズ枠、各々のレンズ枠に設けられたフォロワピン、光軸方向においてレンズ枠と平行に配置され円柱状に形成された円柱カム、円柱カムの外周面に形成されて各々のフォロワピンを受け入れ光軸方向にカム作用を及ぼす複数のカム溝等を備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０８８８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来のレンズ駆動装置において、カム溝が溝底に向かってテーパ状に細くなった断面をなすように形成され、レンズ枠に設けられたフォロワピンは、先端が円錐形状に形成されているため、フォロワピンの円錐面がカム溝に確実に接触するように組み付けるのが難しく、両者の間にガタ（不要な隙間）があると、駆動動作の再現性が得られず、あるいは、動作が円滑に行われない虞がある。円筒カムの場合は通常３本のフォロワピンを用いるため、いずれかのフォロワピンがガタを生じないように係合することも可能であるが、円柱カムの場合にはフォロワピンを一方向からカム溝に係合させるだけであるため、ガタを生じると、フォロワピンがカム溝から離れて所望のカム作用が得られなくなる虞がある。
【０００６】
このようなガタを解消するために、従来はフォロワピンの突き出し量を調整することで対応していたが、ガタが、カム溝のテーパ角とフォロワピンのテーパ角との不一致に起因するのか、あるいは、カム溝に対するフォロワピンの食い込み量不足に起因するのかを判断する必要があり、個々に調整量を求めるのが容易ではなく、調整作業が面倒で、生産性の低下を招いていた。
また、従来の円錐形状をなすフォロワピンを採用する場合、機構学的に、フォロワピンの軸線は円筒カムあるいは円柱カムの回転中心軸と交差する関係に配置される必要があり、この配置関係が、その他の部材を配置する際の自由なレイアウトを規制する要因となっていた。その結果、装置の小型化等を図るのが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記の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、フォロワピンとカム溝との間にガタを生じないような組み付け作業が容易に行え、歩留まりの向上、生産性の向上、装置の小型化等を図れるレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に往復動自在に案内されると共にレンズを保持するレンズ枠と、レンズ枠に設けられたフォロワピンと、レンズ枠を光軸方向に移動させるべくフォロワピンに対してカム作用をなすカム溝をもつカム部材と、を備え、上記カム溝は、溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成され、上記フォロワピンは、カム溝に係合する先端部が球面状に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、フォロワピンがカム溝に係合した状態で、カム部材が駆動されると、レンズ枠はカム溝のカム作用により光軸方向に移動する。ここで、フォロワピンの先端部は球面状に形成されているため、ガタが生じ難く、又、ガタを生じてもフォロワピンの球面上の二点でカム溝と接触するように組み付ければよいため、そのガタ取りのための調整を容易に行うことができる。
【０００９】
上記構成において、カム部材は、外周面にカム溝が形成され光軸方向に平行な回転中心軸をもつ円柱カムである、構成を採用することができる。
この構成によれば、レンズ枠と平行に配置される円柱カムであっても、フォロワピンの先端部が球面状に形成されているため、ガタが生じ難く、又、ガタを生じてもそのガタ取りのための調整を容易に行うことができ、確実なカム駆動が得られる。
【００１０】
上記構成において、レンズ枠は、光軸方向において相対的に移動可能に配列された第１レンズ枠及び第２レンズ枠を含み、カム部材は、第１レンズ枠に設けられた第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カム溝とを含み、第１フォロワピン及び第２フォロワピンは、第１カム溝及び第２カム溝に係合する先端部がそれぞれ球面状に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１フォロワピンが第１カム溝にかつ第２フォロワピンが第２カム溝にそれぞれ係合した状態で、カム部材が駆動されると、第１レンズ枠は第１カム溝のカム作用により又第２レンズ枠は第２カム溝のカム作用によりそれぞれ光軸方向に相対的に移動して、広角〜望遠の変倍駆動がなされる。ここで、第１フォロワピン及び第２フォロワピンの先端部はそれぞれ球面状に形成されているため、ガタが生じ難く、又、ガタを生じても第１フォロワピン及び第２フォロワピンそれぞれの球面上の二点でカム溝と接触するように組み付ければよいため、そのガタ取りのための調整を容易に行うことができる。
【００１１】
上記構成において、第１フォロワピンの軸線と第２フォロワピンの軸線とは、略垂直となるように配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１フォロワピン及び第２フォロワピンは、それぞれの係合方向が異なるため、それぞれの先端部が球面状に形成されていることも相俟って、それぞれのカム溝と確実に係合することができる。
【００１２】
上記構成において、フォロワピンの軸線は、カム部材の回転中心軸と交差しないように配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、フォロワピンの先端部を球面状に形成したことにより、機構学的に、フォロワピンの軸線とカム部材の回転中心軸とを交差しないように配置でき、このような配置が可能なことで、他の部材は制約を受けず自由な配置が可能になり、装置の小型化に寄与する。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成のレンズ駆動装置によれば、レンズを保持するレンズ枠に設けられたフォロワピンと、フォロワピンに対してカム作用をなすカム溝をもつカム部材とを備える構成において、カム溝を溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成し、フォロワピンの先端部を球面状に形成したことにより、フォロワピンをカム溝に組み付けた際に、ガタが生じ難く、又、ガタを生じてもフォロワピンの球面上の二点でカム溝と接触するように組み付ければよいため、そのガタ取りのための調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７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は装置の正面図、図２及び図３は装置の断面図、図４及び図５は装置の一部をなすカム部材及びフォロワピンを示す部分断面図、図６はカム部材の展開図、図７はカム部材及び駆動機構を示す断面図である。
【００１５】
このレンズ駆動装置は、図１ないし図５に示すように、種々の部品を組み付ける際の基準となり装置全体を覆う合成樹脂製のケース１０、ケース１０に固定され光軸方向Ｌに伸長する丸棒状の金属製のガイド軸２０，３０、ガイド軸２０により光軸方向Ｌに往復動自在に案内される第１レンズ枠４０及び第２レンズ枠５０、ケース１０に固定された第３レンズ枠６０、第１レンズ枠４０及び第２レンズ枠５０に対して光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすカム部材としての円柱カム７０、円柱カム７０を駆動する駆動機構８０等を備えている。
【００１６】
第１レンズ枠４０は、合成樹脂製であり、図１ないし図４に示すように、レンズＧ１を保持する筒部４１、筒部４１と一体成形された連結部４２，４３、筒部４１に嵌合により設けられた第１フォロワピン４４等により形成されている。
連結部４２は、二箇所においてガイド軸２０に外嵌され、光軸方向Ｌに摺動自在に支持されている。
連結部４３は、略Ｕ字形状に形成されてガイド軸３０を挟むように連結され、筒部４１の回転を規制しつつ光軸方向Ｌに摺動自在に支持されている。
第１フォロワピン４４は、筒部４１の一部に対して突出量を調整できるように着脱自在に取り付けられており、その先端部４４ａは球面状に形成されている。
【００１７】
第２レンズ枠５０は、合成樹脂製であり、図１ないし図３、図５に示すように、レンズＧ２を保持する筒部５１、筒部５１と一体成形された連結部５２，５３、筒部５１から突出する部分又は連結部５２の外壁に嵌合により設けられた二つの第２フォロワピン５４等により形成されている。
連結部５２は、二箇所においてガイド軸２０に外嵌され、光軸方向Ｌに摺動自在に支持されている。
連結部５３は、略Ｕ字形状に形成されてガイド軸３０を挟むように連結され、筒部５１の回転を規制しつつ光軸方向Ｌに摺動自在に支持されている。
二つの第２フォロワピン５４は、それぞれ筒部５１の一部に対して突出量を調整できるように着脱自在に取り付けられており、それぞれの先端部５４ａは球面状に形成されている。
【００１８】
第３レンズ枠６０は、図２及び図３に示すように、レンズＧ３を保持して合成樹脂製のケース１０に一体成形されている。上記構成において、第１レンズ枠４０（レンズＧ１）が第１レンズ群を、第２レンズ枠５０（レンズＧ２）が第２レンズ群を、第３レンズ枠６０（レンズＧ３）が第３レンズ群をそれぞれ構成する。
【００１９】
また、上記構成において、第１フォロワピン４４と第２フォロワピン５４とは、図１に示すように、それぞれの軸線Ｍと軸線Ｎとが、お互いに垂直となるように配置されている。すなわち、第１フォロワピン４４及び第２フォロワピン５４は、後述する円柱カム７０のカム溝７１，７２への係合方向が異なるため、それぞれの先端部４４ａ、５４ａが球面状に形成されていることも相俟って、それぞれのカム溝７１，７２と確実に係合することができる。
【００２０】
円柱カム７０は、合成樹脂製であり、図１、図４及び図５に示すように、光軸方向Ｌに伸長する回転中心軸７０ａ´をもつ回転軸７０ａに対して回動自在に支持され、その外周面において螺旋形状に形成された第１カム溝７１及び第２カム溝７２、一端部に一体成形された歯車７３等により形成されている。
第１カム溝７１は、溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成されており、第１レンズ枠４０の第１フォロワピン４４を受け入れるようになっている。
第２カム溝７２は、溝底に向けて先細りのテーパ面をもつ断面形状に形成されており、第２レンズ保持部材５０の二つの第２フォロワピン５４を同時に受け入れるようになっている。
【００２１】
尚、ここでは、二つの第２フォロワピン５４が設けられており、図６に示すように、一方の第２フォロワピン５４が第１カム溝７１と交差する領域に位置するとき、他方の第２フォロワピン５４が第２カム溝７２に係合する領域に位置して、第２フォロワピン５４が第２カム溝７２から脱落するのを防止して、第２レンズ枠５０に対して確実なカム作用が得られるようになっている。
【００２２】
駆動機構８０は、図７に示すように、円柱カム７０の歯車７３に噛合する歯車を含む減速歯車列８１と、減速歯車列８１の端部に位置する歯車と噛合する駆動歯車８２ａが直結されたモータ８２等により形成されている。
したがって、モータ８２が回転すると、駆動歯車８２ａ、減速歯車列８１、歯車７３を介して、円柱カム７０が回転し、第１カム溝７１及び第２カム溝７２がそれぞれ第１フォロワピン４４及び第２フォロワピン５４にカム作用を及ぼして、第３レンズ枠６０（レンズＧ３）が固定された状態で、第１レンズ枠４０（レンズＧ１）と第２レンズ枠５０（レンズＧ２）とが、光軸方向Ｌに相対的に移動して、図２に示す広角端（短焦点距離）〜図３に示す望遠端（長焦点距離）の範囲で移動するようになっている。
【００２３】
上記構成をなすレンズ駆動装置においては、第１フォロワピン４４の先端部４４ａが球面状に形成され、かつ、第２フォロワピン５４の先端部５４ａが球面状に形成されているため、装置が組み付けられた際にフォロワピン４４，５４とカム溝７１，７２との間にガタが発生し難く、又、ガタを生じたとしても、フォロワピン４４，５４の球面上の二点でカム溝７１，７２と接触するように、フォロワピン４４，５４を組み付ければよいため、そのガタ取りのための調整を容易に行うことができ、生産性も向上する。
【００２４】
図８は、本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
この装置において、第１レンズ枠４０に設けられた第１フォロワピン４４´は、その先端部４４ａ´が球面状に形成され、かつ、その軸線Ｍ´が円柱カム７０´の回転中心軸７０ａ´と交差しないように、距離Ｄだけ偏倚して配置されている。また、円柱カム７０´には、第１フォロワピン４４´の先端部４４ａ´を受け入れるテーパ面をもつ第１カム溝７１´が形成されている。
【００２５】
すなわち、第１フォロワピン４４´の先端部４４ａ´を球面状に形成したが故に、その軸線Ｍ´を回転中心軸７０ａ´から偏倚させることができ、又、このような偏倚配置が可能になることで、第２レンズ枠５０の第２フォロワピン５４との間隔を広くすることができ、両者の配置の自由度が増すと共に、その他の部材を配置する際のレイアウトも、その広くなった間隔分だけ自由に行うことができる。また、配置の自由度が増すことで、各々の部品を集約的に配置して、装置を小型化することができる。
【００２６】
上記実施形態においては、カム部材として円柱カム７０，７０´を示したが、これ限定されるものではなく、内周面にカム溝をもつ円筒カムにおいて本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、光軸方向Ｌに駆動されるレンズ枠として、第１レンズ枠４０及び第２レンズ枠５０を備える構成において、本発明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、一つのレンズ枠あるいは三つ以上のレンズ枠を備える構成において本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、第１フォロワピン４４´の軸線Ｍ´を円柱カム７０´の回転中心軸７０ａ´から偏倚させた構成を示したが、これに限定されるものではなく、二つの第２フォロワピン５４の間に位置する中心軸線を回転中心軸７０ａ´から偏倚させる構成において本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、フォロワピンをレンズ枠とは別体に形成した後にレンズ枠に取り付ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、取り付けのガタ等を解消できる限り、フォロワピンをレンズ枠と一体成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置では、組み付け及び調整作業が容易になり、確実な駆動動作が得られるため、光学機器全般のレンズを駆動するのに有効であり、特に、量産されるカメラ等に搭載されるレンズの駆動装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】レンズ駆動装置の一部をなす第１レンズ枠と円柱カムとの関係を示す部分断面図である。
【図５】レンズ駆動装置の一部をなす第２レンズ枠と円柱カムとの関係を示す部分断面図である。
【図６】レンズ駆動装置の一部をなす円柱カムを示す展開図である。
【図７】レンズ駆動装置の一部をなす駆動機構を示す部分断面図である。
【図８】本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｌ  光軸方向
１０  ケース
２０，３０  ガイド軸
４０  第１レンズ枠
Ｇ１  レンズ
４１  筒部
４２，４３  連結部
４４，４４´  第１フォロワピン
Ｍ，Ｍ´  第１フォロワピンの軸線
４４ａ，４４ａ´  球面状の先端部
５０  第２レンズ枠
Ｇ２  レンズ
５１  筒部
５２，５３  連結部
５４  第２フォロワピン
Ｎ  第２フォロワピンの軸線
５４ａ  球面状の先端部
６０  第３レンズ枠
Ｇ３  レンズ
７０，７０´  円柱カム（カム部材）
７０ａ´  回転中心軸
７１，７１´  第１カム溝
７２  第２カム溝
７３  歯車
８０  駆動機構
８１  減速歯車列
８２  モータ
８２ａ  駆動歯車
【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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【図８】
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