(57)【要約】【課題】  スクリュウとラック部材を確実に付勢し、好適なレンズ駆動を実現する駆動機構を提供すること。【解決手段】  ラックとレンズ群との間で回転力を発生するための弾性部材を持ち、弾性部材はラックの略中央を付勢することでスクリュウにラックを沿わせることを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2012093497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動するレンズ保持枠と
レンズ保持枠を進退自在に駆動するモータと、
前記モータと、前記レンズ保持枠とを回転自在に連結するラック部材とを有し、
前記ラック部材には前記モータのスクリュウに噛み合う複数の噛み合い歯を持ち、前記ラック部材を回転方向に付勢する捻りコイルバネを持ち、前記ラック部材に対する、前記捻りコイルバネの加圧位置が前記ラック部材の回転基準に対しラック部材の噛合い歯の間に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置
【請求項２】
前記捻りコイルバネは、前記モータに対する片寄せ力を発生させることを特徴とする請求項１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、撮像面に銀塩フィルムを用いた写真カメラや撮像素子としてＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサを用いたスチルカメラやビデオカメラなどに好適な光学系駆動制御装置およびそれを用いた光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からレンズ鏡筒においてレンズを保持した移動環を、変倍や合焦のために光軸方向に直進移動させるレンズ駆動装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１ではレンズ群を光軸方向に進退させるレンズ群を有するレンズ駆動機構として、ステッピングモータとラックを持つ構成において、ラックとレンズ群の間のガタを取るために一つのバネを用いて光軸方向、光軸直交方向両方に付勢力を持たせる機構を提案している。
【０００４】
また、特許文献２ではレンズ群を光軸方向に進退させるレンズ群を有するレンズ駆動機構として、ステッピングモータとラックを持つ構成において、ラック部材は光軸直交方向に対する回転力を持たせるために、ラック部材から弾性部を延伸し、レンズ枠との間で付勢力を発生させることでステッピングモータのいわゆるスクリュウにラック部材を抑えつけるための機構構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０２７１４９号公報
【特許文献２】特開２０００−１８７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、ラック部材とスクリュウの各々の噛み合う歯部において付勢圧力が均一にならずに回転方向によって付勢状態が異なってしまう問題が生じていた。
【０００７】
例えば特許文献１の構成の場合には、ラックの一部をバネ等の弾性体で付勢することでラックを変形させ、スクリュウとラックが沿うように荷重を掛ける構成となっているが、付勢箇所が一点のみとなっていることからスクリュウの正転／反転と言った回転方向の変化に対してネジリ方向のモーメントを受けることで、付勢部そのものに変形が生じることでラック部材がスクリュウに対してネジリモーメントを持って付勢されることがある。
【０００８】
また特許文献２の構成の場合には、ラック部材から延伸された弾性部が塑性変形を起こすことで回転方向の付勢力が不足し、また弾性部がスクリュウの回転モーメントによって変形する問題が生じるため、スクリュウとラック部材の抑えつけ力が不足し、レンズ群の光軸方向への好適な移動を阻害することあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ラック部材の回転モーメントをスクリュウに対して均一に発生させることで確実に付勢し、好適なレンズ駆動を実現するための駆動力伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ラックとレンズ群との間で回転力を発生するための弾性部材を持ち、弾性部材はラックの持つ複数のスクリュウとの噛み合い歯の間に付勢位置を設けることでネジリモーメントの発生を抑制しスクリュウにラックを好適に沿わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によればレンズ群とラック部材とモータのスクリュウの間でネジリモーメントを持つことが無く、ガタが生じない駆動機構を実現することが可能となり、レンズ群の光軸方向の移動を好適に行うことが出来る駆動機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における駆動機構
【図２】本発明における分解斜視図
【図３】本発明における断面図
【図４】本発明における電気的構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図２、図３は本発明を凸凹凸凸の４群構成の変倍光学系を有するレンズ鏡筒に適用した場合の説明図であり、図２はその分解斜視図、図３は主要断面図である。なお、説明のために一部の形状は省略されている。尚、レンズ鏡筒が有する光学形はどのような光学系でも良い。
【００１５】
Ｌ１は光軸方向に固定（不動）の第１群レンズである。
【００１６】
Ｌ２は光軸方向に移動して変倍動作を行う第２群レンズ群である。Ｌ３は光軸と直交する方向つまり後述する縦方向及び横方向に移動して振れ補正（像ブレ補正）を行う可動の防振用光学素子を含む第３群レンズである。Ｌ４は光軸方向に移動し変倍に伴って変動する像面の補正作用及び合焦作用を行う第４群レンズである。
【００１７】
第１群レンズＬ１は固定鏡筒１により保持されている。第２群レンズＬ２は２群移動枠２により保持されている。第３群レンズＬ３はシフトユニット３により保持されている。第４群レンズＬ４は４群移動枠４により保持されている。
【００１８】
また、４群移動枠４の後方（像側）には、ＣＣＤ等から成る撮像素子を固定する撮像素子ホルダ５が設けられている。固定鏡筒１は前部固定筒６にビス止めされ、撮像素子ホルダ５と前部固定筒６は後部固定筒７にビス止めされている。
【００１９】
２群移動枠２はガイドバー８、９により光軸方向に移動可能に支持されている。ガイドバー８，９は前部固定筒６と後部固定筒７により位置決めされて固定されている。また、４群移動枠４はガイドバー１０、１１により光軸方向に移動可能に支持されている。ガイドバー１０，１１は撮像素子ホルダ５と後部固定筒７により位置決めされて固定されている。
【００２０】
シフトユニット３は後部固定筒７に対して位置決めされ、ビスにより固定されている。第３群レンズＬ３内には、撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニット１２が配置されている。光量調節ユニット１２は、２枚以上の複数枚の絞り羽根を有する。  絞り羽根に連結する駆動レバーをガルバノメータ１２ａにより駆動することで、絞り羽根を光軸直交方向に移動させて開口径を変化させる。また、光量調節ユニット１２には、ＮＤフィルタが絞り羽根とは独立して光路に対して進退できるように構成されている。ＮＤフィルタも同様にガルバノメータ１２ｂを用いて駆動している。
【００２１】
第４群レンズＬ４はボイスコイルモータ１３により光軸方向に駆動されている。ボイスコイルモータ１３はマグネット１３ａ、ヨーク１３ｂ、ヨーク１３ｃ、コイル１３ｄとを有している。ボイスコイルモータ１３ではヨーク１３ｂが後部固定筒７に圧入固定され、ヨーク１３ｂにマグネット１３ａとヨーク１３ｃが磁力によって固定されている。コイル１３ｄに電流を流すことで、コイル１３ｄにローレンツ力が発生し、コイル１３ｄが光軸方向に駆動可能となる。コイル１３ｄは４群移動枠４に固定されており、コイル１３ｄの駆動により４群移動枠４が光軸方向に駆動される。
【００２２】
後部固定筒７に固定される光学式センサ１６は発光部と受光部とから成る。光学式センサ１６は４群移動枠４に接着固定された光学スケール１７に発光部から射出する光を照射し、反射光を受光部で読み取ることで、第４群レンズＬ４の光軸方向の絶対位置を検出している。
【００２３】
後部固定筒７には、ズームモータ１４がビスにより固定され、第２群レンズＬ２はズームモータ（ステッピングモータ）１４により光軸方向に駆動され変倍動作を行う。ズームモータ１４は回転するロータと同軸のリードスクリュー１４ａを有し、リードスクリュー１４ａには２群移動枠２に設けられたラック１９が噛合している。ロータの回転により第２群レンズＬ２が光軸方向に駆動される。また、ガイドバー８，９、ラック１９及びリードスクリュー１４ａは、ねじりコイルばねによりそれぞれ、ガタが寄せられ、９合又は噛合のガタを防止している。
【００２４】
次に、駆動装置について説明する。
【００２５】
図１は第２レンズ群Ｌ２、変倍移動枠２及び駆動装置を構成するズームモータ１４、ラック１９コイルばね１８の分解斜視図である。１９はラック部材であり、回転基準軸１９ａ、１９ｂを回転基準として回動可能に変倍移動枠２の基準穴２ｃ、２ｄに嵌合される。
【００２６】
変倍移動枠２とラック１９の間にはコイルバネ１８が取り付けられており、変倍移動枠２とコイルバネ１８ａを支点、コイルバネ１８ｂとラック１９を力点としてラック１９を回転させる回転モーメントを発生させることでステッピングモータ１４のリードスクリュー１４ｂに付勢する機構となっている。
【００２７】
コイルバネ１８ｂとラック１９で構成される力点は、回転基準軸１９ａ、１９ｂの略中央に配置されているため回転モーメントの発生方向と回転方向が一致するため好適な回転動作が行われることでラック１９とスクリュウ１４ｂの間にガタが生じない最適な付勢状態が実現出来る。
【００２８】
図４には、本実施例における光学機器の電気的構成を示しており、以下にその説明をする。２０はＣＣＤ等の固体撮像素子、２２２は変倍レンズ群Ｌ２の駆動源である。２２３は合焦レンズ群Ｌ４の駆動源である。
【００２９】
２２４は絞り駆動源である。２２５はバリエータである変倍レンズ群Ｌ２の光軸方向位置を検出するためのズームエンコーダ、２２６は合焦レンズ群Ｌ４の光軸方向位置を検出するフォーカスエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ変倍レンズＬ２、合焦レンズＬ４の光軸方向の絶対位置を検出するものである。また、本発明ではフォトインタラプタから成る前記ズームリセットスイッチ１２及び光学式センサ１６、光学スケール１７より構成されている。
【００３０】
なお、ズーム駆動源２２２及びフォーカス駆動源２２３としては、ステッピングモータやボイスコイルモータに限らず、ＤＣモータや振動型モータを用いることもでき、第２及び第４レンズ群Ｌ２、Ｌ４の位置を検出するためにエンコーダ以外の検出方式を採用してもよい。
【００３１】
２２６は絞りエンコーダであり、鏡筒外に配置された絞り駆動源であるメータ１２ａ内部にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが知られている。
【００３２】
絞り駆動源１２ａにより２枚の絞り羽根１２ｃ、１２ｄが駆動され、光量調節を行う。
２２８はカメラ信号処理回路であり、ＣＣＤ２０の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はＡＥゲート２２９、ＡＦゲート２３０を通過する。即ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲が全画面内のうちこのゲートで設定される。このゲートの大きさは可変であったり、複数設けられる場合もあるが、ここでは簡単のためにその詳細は記述しない。
【００３３】
２３１はＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する一つもしくは複数の出力を生成する。２３３はズームスイッチ、２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して被写体距離と変倍レンズ位置に応じてとるべきフォーカシングレンズ位置の情報を記憶する。尚、ズームトラッキングメモリとしてはＣＰＵ内のメモリを使用してもよい。２３２はＣＰＵである。
【００３４】
例えば撮影者によりズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２はズームトラッキングメモリ２３４の情報をもとに算出した変倍レンズ群Ｌ２と合焦レンズ群Ｌ４の所定の位置関係が保たれるように、駆動制御する。すなわち、ズームエンコーダ２２５の検出結果より得られる第２レンズ群Ｌ２の光軸方向絶対位置と、算出された位置が一致するように、ズーム駆動源２２２とフォーカシング駆動源２２３を駆動制御するものである。同様に、フォーカスエンコーダ２２５の検出結果より得られる合焦レンズ群Ｌ４の光軸方向絶対位置と算出された位置、が一致するように、ズーム駆動源２２２とフォーカシング駆動源２２３を駆動制御するものである。
【００３５】
また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号処理回路２３１の出力がピークを示すように、ＣＰＵ２３２はフォーカシング駆動源２２３を駆動制御する。
【００３６】
さらに、適正露出を得る為にＣＰＵ２３２はＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平均値の所定値及び絞りエンコーダ２２６の出力所定値となるように、絞り駆動源２２４を駆動制御して開口径をコントロールするものである。
【００３７】
上記実施例では、第２レンズ群Ｌ２を駆動する駆動装置がステッピングモータ、第４レンズ群Ｌ４を駆動する駆動装置がボイスコイルモータの構成を成しているが、第４レンズ群の駆動装置がステッピングモータの構成をとっていても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
２    ：変倍移動レンズ枠
２ｃ  ：回転基準穴
２ｄ  ：回転基準穴
１２    ：絞り駆動機構
１４  ：ステッピングモータ
１８  ：コイルバネ
１８ａ：バネ支点
１８ｂ：バネ力点
１９  ：ラック
１９ａ：回転基準軸
１９ｂ：回転基準軸
２０  ：撮像素子
２２２：ズーム駆動源
２２３：フォーカス駆動源
【図１】
2012093497.tif 000003
【図２】
2012093497.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012093497.tif 000006