(57)【要約】【課題】組み立て時に生じる誤差や、使用に伴う経時的な位置ずれズレを防ぎ、レンズを精度良く移動させることが可能なレンズ移動機構を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、撮像装置用のレンズを保持するレンズ保持枠をモータを用いて光軸方向に移動させるレンズ移動装置であって、レンズを保持し、モータからの駆動力を伝達するためのラック部を外縁に有するレンズ保持枠と、光軸に平行に配置されたガイドポールと、モータユニットとを備え、当該レンズ保持枠は、ガイドポールに係合されて、光軸方向に摺動可能に支持され、当該モータユニットは、前記ガイドポールと係合する位置決めガイド部を有し、当該レンズ保持枠及びモータユニットを、それぞれガイドポールに係合させて配置することにより、レンズ保持枠とモータユニットとを位置決めすることを特徴とするレンズ移動装置と、これを用いた撮像装置を採用した。【選択図】図１
2012053373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置用のレンズを保持するレンズ保持枠をモータを用いて光軸方向に移動させるレンズ移動装置であって、
レンズを保持し、モータからの駆動力を伝達するためのラック部を外縁に有するレンズ保持枠と、光軸に平行に配置されたガイドポールと、モータユニットとを備え、
当該レンズ保持枠は、ガイドポールに係合されて、光軸方向に摺動可能に支持され、
当該モータユニットは、ガイドポールと係合する位置決めガイド部を有し、
当該レンズ保持枠及びモータユニットを、それぞれガイドポールに係合させて配置することにより、レンズ保持枠とモータユニットとを位置決めすることを特徴とするレンズ移動装置。
【請求項２】
前記モータユニットは、レンズ保持枠の光軸方向への移動領域の側方に位置し、
モータの出力軸に連結されたピニオンと、前記レンズ保持枠の外縁に設けられたラック部とが噛合することにより、モータの駆動力をレンズ保持枠側に伝えて、当該レンズ保持枠を光軸方向に移動させる請求項１に記載のレンズ移動装置。
【請求項３】
前記レンズ保持枠は、ガイドポールと係合するガイド部を備え、
前記ラック部は、前記レンズ保持枠のガイド部の外面に形成され、
当該ガイド部と前記位置決めガイド部とを、同一のガイドポールに係合させる請求項１又は請求項２に記載のレンズ移動装置。
【請求項４】
前記モータの出力軸は、光軸と直交する方向に設けられ、
当該モータの出力軸に、当該モータの出力軸の回転に応じて回転可能にピニオンが連結され、
前記ラック部は、レンズ保持枠のガイド部の外面のうち、レンズ保持枠をガイドポールに係合した状態において、前記ガイドポールと前記モータの出力軸との間となる位置に形成され、
当該ピニオンとラック部とを噛合させて配置することにより、モータの回転駆動をレンズ保持枠に伝達する請求項２または請求項３のいずれかに記載のレンズ移動装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレンズ移動装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、ズーミングレンズまたはフォーカシングレンズを光軸方向に移動させるためのレンズ移動装置と、当該レンズ移動装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の変倍光学系では、ズームレンズ、フォーカスレンズを備え、これらを光軸方向に移動させて、ズーミングやフォーカシングを行う方式が多く採用されている。この場合に、ズームレンズならびにフォーカスレンズをレンズ保持枠で保持し、これを光軸を揃えて直列に配置し、当該レンズ保持枠を光軸方向に移動可能とするレンズ移動機構を備える。近年、撮像装置は、携帯電話機等の小型の通信機器においても、高性能な画質が求められている。そのため、小型・高性能な撮像装置のニーズに対応するレンズ移動機構が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、従来のレンズ移動機構が二種類開示されている。図５に従来のレンズ移動機構の一例を示す。図５に示すレンズ移動機構ａは、レンズ保持枠ｂにレンズｃが保持され、モータｉの駆動力によって移動体ｄが移動される構成である。レンズ保持枠ｂの上下両端部にはそれぞれ被支持突部ｆ，ｇが設けられ、上方側の被支持突部ｆの先端部には螺溝部ｈが形成されている。一方、モータｉのモータ軸としてリードスクリューｊが設けられ、リードスクリューｊとレンズ保持枠ｂの螺溝部ｈとが螺合するように配置される。リードスクリューｊが回転されることによって螺溝部ｈがリードスクリューｊの回転方向に応じた方向へ送られ、移動体ｄが移動される。特許文献１に開示の他の例の移動機構は、図５のレンズ移動機構に用いるリードスクリューを必要とせず、セラミック振動子と移動体とを、圧着板を介して圧着させ、セラミック振動子の作動力を移動体側に伝達させて、移動体を移動させる機構を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型且つ軽量で高性能なレンズ移動機構とするためには、レンズが円滑に移動可能であること、レンズの光軸を精度良く揃えることが望まれる。また、製造誤差を極力排除して生産効率を高めることも当然に求められる。
【０００６】
図５に示したレンズ移動機構は、リードスクリューｊと、レンズ保持枠ｂの螺溝部ｈとが適正な位置で螺合することを前提としているが、実際の製造段階では、取付位置に多少の誤差が生じることがある。同様に、特許文献１に開示の移動機構は、駆動源と移動体とを圧着板を介して接続する際、バネを用いて圧着状態を補助する構成としているが、実際の製造段階では、部品の取付位置に多少の誤差が生じ、圧着面が光軸とずれた状態となることがある。例えば、上記二つの従来技術では、ガイド軸に沿ってレンズ保持枠が移動するが、このガイド軸の固定位置がずれると、リードスクリューまたはセラミック振動子とレンズ保持枠との相対位置もずれてがたつきが生じて制御が不安定となる。また、リードスクリューｊとレンズ保持枠ｂの螺溝部ｈとを螺合させる構成の場合、トルクが大きくなり、レンズ移動の敏捷性が低下したり、消費電力が増大する。この他、レンズ移動機構は、可動部分を備えるために、使用時における動作に伴って取付位置に多少のずれが生じる場合がある。
【０００７】
このように配置にずれが生じた場合、リードスクリューｊの回転が適正に伝わらず、円滑な動作を妨げてバックラッシュが生じる。バックラッシュが生じると、移動速度や移動距離の精度が低下する。また、消費電力が増大し、充電池式のカメラ等の場合は、使用可能時間が短くなる。
【０００８】
そこで、本件発明は、組み立て時に生じる誤差や、使用に伴う経時的な位置ずれを防ぎ、レンズを精度良く移動させることが可能なレンズ移動機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下のレンズ移動装置及び撮像装置を採用することで上記目的を達成するに到った。
【００１０】
本件発明に係るレンズ移動装置は、撮像装置用のレンズを保持するレンズ保持枠をモータを用いて光軸方向に移動させるレンズ移動装置であって、レンズを保持し、モータからの駆動力を伝達するためのラック部を外縁に有するレンズ保持枠と、光軸に平行に配置されたガイドポールと、モータユニットとを備え、当該レンズ保持枠は、ガイドポールに係合されて、光軸方向に摺動可能に支持され、当該モータユニットは、前記ガイドポールと係合する位置決めガイド部を有し、当該レンズ保持枠及びモータユニットを、それぞれガイドポールに係合させて配置することにより、レンズ保持枠とモータユニットとを位置決めすることを特徴とする。
【００１１】
本件発明に係るレンズ移動装置は、前記モータユニットは、レンズ保持枠の光軸方向への移動領域の側方に位置し、モータの出力軸に連結されたピニオンと、前記レンズ保持枠の外縁に設けられたラック部とが噛合することにより、モータの駆動力をレンズ保持枠側に伝えて、当該レンズ保持枠を光軸方向に移動させるものがより好ましい。
【００１２】
本件発明に係るレンズ移動装置は、前記レンズ保持枠は、ガイドポールと係合するガイド部を備え、前記ラック部は、前記レンズ保持枠のガイド部の外面に形成され、当該ガイド部と、前記位置決めガイド部とを、同一のガイドポールに係合させるものがより好ましい。
【００１３】
本件発明に係るレンズ移動装置は、前記モータの出力軸は、光軸と直交する方向に設けられ、当該モータの出力軸に、当該モータの出力軸の回転に応じて回転可能にピニオンが連結され、前記ラック部は、レンズ保持枠のガイド部の外面のうち、レンズ保持枠をガイドポールに係合した状態において、前記ガイドポールと前記モータの出力軸との間となる位置に形成され、当該ピニオンとラック部とを噛合させて配置することにより、モータの回転駆動をレンズ保持枠に伝達するものがより好ましい。
【００１４】
本件発明に係る撮像装置は、上記レンズ移動装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本件発明に係るレンズ移動装置は、光軸と平行に配置されたガイドポールにレンズ保持枠及びモータユニットとそれぞれ係合させることにより、ガイドポールを軸としてレンズ保持枠とモータユニットとが位置決めされる。その結果、レンズ保持枠とモータユニットとの配置を容易に適正な状態に保つことが可能となり、レンズ移動装置の組立精度を高めることができる。また、レンズ保持枠とモータのバックラッシュを減少させることができ、駆動源となるモータの位置が安定し、レンズ位置の精度を向上させることができる。そして、本件発明に係る撮像装置は、上記レンズ移動装置を備えることにより、レンズ位置の精度が高く、高性能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本件発明に係るレンズ移動装置を備える撮像装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のレンズ移動装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示すレンズ移動装置の部分斜視図である。
【図４】本件発明に係るレンズ移動装置の一例を示す斜視図である。
【図５】従来のレンズ移動装置の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るレンズ移動装置及び撮像装置の好ましい実施の形態を説明する。本件発明に係るレンズ移動装置の一実施の形態を図１〜図３に示す。なお、本件発明は、図示した形態に制限されるものではない。
【００１８】
図１に示すように、本件発明に係るレンズ移動装置１は、光軸Ｌに平行に配置されたガイドポール２と、モータユニット３と、レンズ５を保持し、モータ３１からの駆動力を伝達するためのラック部を外縁に有するレンズ保持枠４とを備える。このレンズ移動装置１は、レンズ保持枠４をモータユニット３を用いてレンズの光軸Ｌ方向に沿ってスライド移動させるものである。そして、本件発明に係るレンズ移動装置１は、レンズ保持枠４及びモータユニット３を、それぞれガイドポール２に係合させて配置することにより、レンズ保持枠４とモータユニット３とを位置決めすることを特徴とする。
【００１９】
ガイドポール２は、円柱状の長尺なポールであり、光軸Ｌと平行に配置され、筺体７に固定される。本実施の形態では、図１及び図２に示すように、レンズ保持枠４の周辺に３本のガイドポール２１，２２，２３を有する。モータユニット３を配置する側に第１ガイドポール２１及び第２ガイドポール２２を配し、レンズ保持枠４を挟んで反対の側方に第３ガイドポール２３を配置する。このガイドポール２にレンズ保持枠４を係合させることにより、レンズ保持枠４の移動方向を光軸Ｌ方向に規制しながら、レンズ保持枠４を支持させる。なお、本実施の形態では、レンズ保持枠４を安定してスライド移動させるために３本のガイドポール２１，２２，２３を用いるが、ガイドポール２は２本としても良い。あるいはガイドポール２は１本とし、レンズ保持枠４を光軸Ｌ方向に摺動可能に補助的に支持する構成を筺体等に備えても良い。
【００２０】
ところで、本実施の形態では、ガイドポール２を筺体７に固定させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、固定レンズに対して、移動レンズの位置調整（調芯）が必要とされる場合に、ガイドポール２の一方の端部を筺体７に固定し、他方の端部は、光軸と直交する仮想平面上において移動可能な状態にして配置しても良い。その際に、レンズ保持枠及びモータユニットはガイドポールに係合しているので、ガイドポール２が移動しても、ラック部とモータとの相対的な位置関係は崩れることが無く、移動レンズを精度よく移動させることが可能となる。
【００２１】
図１に示すように、レンズ保持枠４は、レンズ５の外縁を囲むようにしてレンズ５を固定し、別途設けられた固定レンズ６と光軸Ｌを揃えてレンズ５を配置して保持する。本実施の形態では、複数枚のレンズを組み合わせ、これらを光軸Ｌを揃えて配置したものであり、例えば、フォーカスレンズ、ズームレンズ等を保持し、レンズ保持枠４をスライド移動させることにより、光学ズーム機能やフォーカス機能を発揮することができる。
【００２２】
レンズ保持枠４は、図２の分解斜視図に示すように、ガイドポール２と係合させるためのガイド部４１，４３をレンズ保持枠４の外縁に有する。ガイド部４１は、少なくともガイドポール２との接触部分が、ガイドポール２の外周形状に対応する円弧状軌道の凹部を備える形状とすると、スライド移動を安定させることができる。本実施の形態では、第１ガイドポール２１に係合させる第１ガイド部４１は、第１ガイドポール２１が挿通可能な管状形状とし、この管状部分に第１ガイドポール２１を挿通させて摺動させる構成とした。このように、ガイド部４１は管状形状とすると、レンズ保持枠４を安定して支持することができる。この他、第２ガイドポール２２ならびに第３ガイドポール２３と係合する第２ガイド部（不図示）、第３ガイド部４３は、円弧状軌道の凹部を備えて、摺動を円滑にし、且つ組み立て易くした。
【００２３】
更に、レンズ保持枠４は、図２及び図３に示すように、モータ３１からの駆動力を伝達するためのラック部８を有する。本実施の形態では、第１ガイド部４１の外面であって、レンズ移動装置を組み立てた状態において、第１ガイドポール２１とモータ３１の出力軸３２との間となる位置に設けられる。そして、ラック部８は、後述するモータユニット３のピニオン３３と噛合するピッチで形成される。ラック部８の長さは、レンズ保持枠４の移動範囲に応じて設定する。このラック部８とピニオン３３とが噛合した状態となるようにレンズ保持枠４及びモータユニット３が配置される。その結果、モータ３１の出力軸３２が回転すると、ピニオン３３を介して、ラック部８に駆動力が伝わり、レンズ保持枠４が光軸Ｌに沿って移動する。ラック部８の形成位置については、特開２００９−２２９６８１号公報に開示した本件出願人による出願の構成を採用すると良い。図２に示すように、本実施の形態におけるレンズ移動装置１では、モータ３１の出力軸３２は、レンズ保持枠４の側方において、光軸Ｌと直交する方向に延出して配置される。そして、ラック部８は、第１ガイド部４１の外面のうち、ピニオン３３側の面に形成することにより、ガイドポール２１とモータ３１の出力軸３２との間に配置する構成とした。
【００２４】
モータユニット３について説明する。モータユニット３は、モータ３１と、モータ３１の出力軸３２に連結されるピニオン３３と、モータ３１を固定する固定部３４とを備える。固定部３４は、モータ３１を固定し、レンズ保持枠４の側方において、位置決めガイド部３５をガイドポール２に係合させた状態で筺体７に当接させて配置する。固定部３４は、モータ３１を当接配置して固定する平板部３４ａと、モータ３１の出力軸３２を挿通させるための貫通孔３４ｂと、ガイドポール２に係合させる位置決めガイド部３５とを有する。平板部３４ａは、図１及び図２に示すように、モータ３１を当接配置可能な略平板状であり、一辺が筺体７の底面７ａと当接する。
【００２５】
また、図１及び図２に示すように、固定部３４には、平板部３４ａの端部が、モータ３１を配置しない面側に曲折して形成された爪部３４ｃを有する。爪部３４ｃには、筺体７に取り付けた場合にガイドポール２と干渉する位置まで延出し、ガイドポール２が挿通可能な開口を有する位置決めガイド部３５を設ける。この位置決めガイド部３５を第１ガイドポール２１に挿通し、固定部３４を筺体７と当接させることにより、モータユニット３が固定される。そして、位置決めガイド部３５は、ガイドポール２と係合させることにより、モータ３１とレンズ保持枠４との相対位置を規制する。
【００２６】
本実施の形態では、位置決めガイド部３５は、ガイドポール２の外周形状に沿った形状の筒状とし、ガイドポール２を挿通可能とした。ここで、固定部３４は、端部において筺体７と当接しながら、位置決めガイド部３５でガイドポール２と係合する。そのため、位置決めガイド部３５をガイドポール２の外周形状に沿った筒形状とすることにより、モータ３１を筺体７に安定して固定できる。この状態で、モータユニット３は筺体７に安定配置可能であるが、補助的に、ビスや接着剤等の固定手段を用いて筺体７に固定すると、より安定する。
【００２７】
さらに、本実施の形態では、図２に示すように、平板部３４ａの爪部３４ｃを有する辺と対向する辺側の端部を略直角に曲折させて第２平面部３４ｄを形成している。この第２平面部３４ｄを、筺体７の一部と面接触させると、固定部３４の位置決めが容易となり、且つ、モータユニット３を安定配置できる。
【００２８】
なお、平板部３４ａは、モータ３１を固定するだけでなく、モータ３１とレンズ保持枠４との間の隔壁として機能する。すなわち、モータ３１は作動させると塵埃を寄せ付け易く、レンズ５，６の近傍に配置すると、レンズ５，６に塵埃が付着しやすくなる。そこで、平板部３４ａに設けた貫通孔３４ｂにモータ３１の出力軸３２を挿通した状態でモータ３１を平板部３４ａに取り付け、その後、出力軸３２にピニオン３３を取り付ける構成として、モータ３１とレンズ５，６とを隔離配置する。しかも、ガイドポール２を介して、モータユニット３とレンズ保持枠４とが位置決めされるので、モータユニット３を筺体７に固着させることなく、安定的に配置させることができる。
【００２９】
モータ３１は、出力軸３２を回転駆動させる周知のモータを使用可能である。本実施の形態では、扁平モータを採用し、レンズ保持枠４の側方に配置する構成として小型化を図った。モータ３１の出力軸３２は、光軸Ｌと略垂直となる方向に突出する位置に配置される。モータ３１は、固定部３４に設けられた貫通孔３４ｂに出力軸３２を挿通した状態で平板部３４ａに当接させて、ビス等により固定する。貫通孔３４ｂに挿通させた出力軸３２には、ピニオン３３が、当該出力軸３２の回転に応じて回転可能に連結される。
【００３０】
本件発明に係るレンズ移動装置１は、第１ガイドポール２１を基準として、レンズ保持枠４とモータユニット３とが適正な位置に配置される。この結果、レンズ保持枠４とモータユニット３との配置を精度良く組み立てることが容易となる。また、ガイドポール２により、レンズ保持枠４とモータユニット３との相対位置が規制されるので、使用時のがたつきを防ぎ、レンズを安定して移動させることができる。なお、固定部３４は、一体成型したものを用いると、位置ずれを防ぐことができる。
【００３１】
本実施の形態では、位置決めガイド部３５は、第１ガイドポール２１のみと係合する構成としたが、これに限定されるものではく、更に第２ガイドポール２２とも係合する構成にしても良い。また、本実施の形態では、位置決めガイド部３５を管状形状としたが、ガイドポール２に係合させる構成であれば良い。例えば、図４（１）に示すように、位置決めガイド部３５ｂをガイドポール２の外周形状に対応する半円形状として、図４（２）に示すように、ガイドポール２に当接させる構成としても良い。この他、固定部３４の爪部３４ｃを光軸Ｌと直交する方向に延出させ、爪部３４ｃにガイドポール２の外周形状に沿った貫通孔や、円弧状の凹部を形成して位置決めガイド部３５としても良い。ただし、位置決めガイド部は、本実施の形態のように、ガイドポール２を挿通可能な管状形状とすると、モータユニット３を安定して固定できる。
【００３２】
また、モータユニット３は、平板部３４ａに貫通孔を設けてモータ３１の出力軸３２を挿通する構成としたので、レンズ保持枠４とモータ３１との間に隔壁が設けられることとなり、モータ３１周辺で発生しやすい塵埃がレンズ側に侵入するのを防ぐ効果もある。
【００３３】
すなわち、従来のレンズ移動装置は、ガイドポールは、レンズ保持枠を光軸方向に移動させるための部材であり、駆動源となるモータは、筺体等の別の部材に固定させる構成だった。そのため、モータの位置は筺体等に規定され、レンズ保持枠はガイドポールに規定されるので、ガイドポールを筺体等に固定する際に、固定位置がずれると、レンズ保持枠とモータとの相対位置にズレが生じやすかった。これに対し、本件発明に係るレンズ移動装置１は、モータユニット３とレンズ保持枠４との相対位置を、ガイドポール２により規制するので、ラック部８とピニオン３３との噛合を適正な状態に保つことが容易となる。そして、レンズ保持枠４に対するモータ３１のバックラッシュを防ぐことができる。
【００３４】
本件発明に係る撮像装置１０は、図１に示すように、上述のレンズ移動装置１を備え、固定レンズ６とズームレンズあるいはフォーカスレンズとなる移動可能なレンズ５とを光軸Ｌを揃えて配置される。そして、図示しない制御機構により、モータ３１の駆動を制御して、レンズ５を移動させる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本件発明に係るレンズ移動装置は、小型且つ簡易な構成でありながら、ガイドポールを介して、レンズ保持枠とモータユニットとを位置決めするので、両者を適正な位置関係に保つことができて、レンズ移動時も光軸がずれにくい。したがって、携帯電話機等の携帯用端末や特殊用途の小型カメラにおける高性能なズーム機能、フォーカス機能が求められる機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・レンズ移動装置
２・・・ガイドポール
３・・・モータユニット
４・・・レンズ保持枠
５・・・レンズ
８・・・ラック部
１０・・撮像装置
３１・・モータ
３３・・ピニオン
３５，３５ｂ・・位置決めガイド部
Ｌ・・・光軸
【図１】
2012053373.tif 000003
【図２】
2012053373.tif 000004
【図３】
2012053373.tif 000005
【図４】
2012053373.tif 000006
【図５】
2012053373.tif 000007