(57)【要約】【課題】カム部材を駆動させるウォームの回転軸のガタツキを抑制するとともに、レンズの位置検出の精度を向上させる。【解決手段】ウォーム６１とギア５０とは、ウォーム６１が回転するとウォーム６１に一定の方向に向かう力が加わるように噛合されている。ウォーム６１が回転して、フォロワ３６が壁面部４３に当接するとともに、軸受６４と、軸受６４に対向する、ウォーム６１の端部またはモータ６２の回転軸の端部とが当接することで、モータ６２の回転が停止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転軸を中心に回転するウォームと、
前記ウォームを回転軸に沿った一定の方向に付勢する付勢部材と、
前記ウォームに対して前記一定の方向に位置して前記ウォームの回転軸を支持する支持部材と、
前記ウォームと噛み合うギアと、
内部にレンズを保持するレンズ筒の外周から突出するフォロワと、
前記ギアと同軸に固定されており、前記フォロワを案内して前記レンズ筒を前記レンズの光軸方向に移動させるカム部材と、
前記カム部材に形成され、第１の方向に回転する前記カム部材の回転を、前記フォロワと当接することで阻止する阻止部と、
を備え、
前記ウォームと前記ギアとは、前記ウォームが第２の方向に回転すると前記ウォームに前記一定の方向に向かう力が加わるように噛合され、
前記ウォームが前記第２の方向に回転すると、前記フォロワが前記阻止部に当接するとともに、前記支持部材と、前記支持部材に対向する、前記ウォームの端部または前記回転軸の端部とが当接する、レンズ駆動装置。
【請求項２】
前記阻止部は、前記カム部材の前記ギアが固定された端部と反対側の端部から、前記カム部材の軸方向に起立する壁面部であり、
前記カム部材は、前記壁面部の低い位置の一端部と高い位置の他端部とを結んで形成され、当該カム部材の軸を中心に前記他端部から前記一端部に向けて傾斜する傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記フォロワは、前記カム部材が前記第１の方向に回転することで、前記傾斜面部に案内されて前記壁面部に当接し、前記カム部材の回転を阻止する、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、反時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて右にねじれた駆動ギアを備えるウォームである、
請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて左にねじれた駆動ギアを備えるウォームである、
請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記レンズ筒の外周から突出する被検出片と、
前記被検出片の光軸方向の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記被検出片の光軸方向の位置に基づいて、前記モータの駆動量を制御する制御部と、を更に備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を含む、光学機器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置、光学機器及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置として、駆動歯車（ウォーム）と、当該駆動歯車と噛み合う歯車を備えるカム部材と、レンズ枠の外周に設けたフォロワとを備える装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
当該レンズ駆動装置では、モータにより回転するウォームが、カム部材を回転させると、フォロワは、カム部材のカム作用を及ぼすカム部に当接しながら移動する。フォロワが、カム部材のカム作用によりレンズの光軸方向に移動することにより、レンズも光軸方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５４８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレンズ駆動装置においては、ウォームの回転軸のガタツキを抑制するために、当該回転軸を一定の方向に付勢するバネ部材等の付勢部材を用いている。しかしながら、ウォームのねじれ方向と当該ウォームにより駆動されるカム部材との関係によっては、ウォームを付勢する一定の方向とは、反対方向に力が加わることがある。このような場合には、付勢部材であるバネ部材は収縮することになり、ウォームの回転軸にガタツキが発生することになる。このような回転軸のガタツキが発生すると、カム部材を回転されるギアとウォームとの噛み合いにズレが生じたり、フォロワが取り付けられたレンズ枠の位置を検出する検出手段の精度に悪影響を与える等の不都合が生じる。さらに、この不都合によりレンズ駆動装置を搭載する小型カメラ等の光学機器において、ユーザが調整できるピントの範囲が制限されたり、オートフォーカスの焦点精度が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、カム部材を駆動させるウォームの回転軸のガタツキを抑制するとともに、レンズの位置検出の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るレンズ駆動装置は、
モータにより回転軸を中心に回転するウォームと、
前記ウォームを回転軸に沿った一定の方向に付勢する付勢部材と、
前記ウォームに対して前記一定の方向に位置して前記ウォームの回転軸を支持する支持部材と、
前記ウォームと噛み合うギアと、
内部にレンズを保持するレンズ筒の外周から突出するフォロワと、
前記ギアと同軸に固定されており、前記フォロワを案内して前記レンズ筒を前記レンズの光軸方向に移動させるカム部材と、
前記カム部材に形成され、第１の方向に回転する前記カム部材の回転を、前記フォロワと当接することで阻止する阻止部と、
を備え、
前記ウォームと前記ギアとは、前記ウォームが第２の方向に回転すると前記ウォームに前記一定の方向に向かう力が加わるように噛合され、
前記ウォームが前記第２の方向に回転すると、前記フォロワが前記阻止部に当接するとともに、前記支持部材と、前記支持部材に対向する、前記ウォームの端部または前記回転軸の端部とが当接する。
【０００８】
前記阻止部は、前記カム部材の前記ギアが固定された端部と反対側の端部から、前記カム部材の軸方向に起立する壁面部であり、
前記カム部材は、前記壁面部の低い位置の一端部と高い位置の他端部とを結んで形成され、当該カム部材の軸を中心に前記他端部から前記一端部に向けて傾斜する傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記フォロワは、前記カム部材が前記第１の方向に回転することで、前記傾斜面部に案内されて前記壁面部に当接し、前記カム部材の回転を阻止する、こととしてもよい。
【０００９】
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、反時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて右にねじれた駆動ギアを備えるウォームであってもよい。
【００１０】
前記傾斜面は、前記カム部材の軸を前記フォロワからみて、時計回りに前記他端部から前記一端部に向けて傾斜するように形成され、
前記ウォームは、前記フォロワからみて左にねじれた駆動ギアを備えるウォームであってもよい。
【００１１】
前記レンズ筒の外周から突出する被検出片と、
前記被検出片の光軸方向の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記被検出片の光軸方向の位置に基づいて、前記モータの駆動量を制御する制御部と、
を更に備えてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る光学機器は、上記第１の観点に係るレンズ駆動装置を備える。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る電子機器は、上記第１の観点に係るレンズ駆動装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カム部材を駆動させるウォームの回転軸のガタツキを抑制するとともに、レンズの位置検出の精度を向上させることができる。このレンズの移動範囲を大きくすることにより、本発明のレンズ駆動装置を含む光学機器や電子機器において、フォーカスを調整できる範囲を広げることが可能となる。したがって、光学機器や電子機器のユーザは、フォーカス調整の操作がしやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の全体構成及び要部を一部拡大した要部構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るレンズ駆動装置の前面カバーを取り外した状態の斜視図である。
【図４】実施の形態１に係るレンズ駆動装置の要部の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置のウォームと、バネと、モータの構成を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ−Ｘ’線での模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）は、比較例に係るレンズ駆動装置のウォームと、バネと、モータの構成を示す図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＹ−Ｙ’線での模式的断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置の前面カバーを取り外した状態の斜視図である。
【図８】実施の形態２に係るレンズ駆動装置の要部の斜視図である。
【図９】比較例に係るレンズ駆動装置の前面カバーを取り外した状態の斜視図である。
【図１０】図９のレンズ駆動装置において、ウォームの回転軸が下方に突出した状態を示す斜視図である。
【図１１】本実施の形態１のカム線図と、位置検出部により検出される二値情報との対応を示す図である。
【図１２】本実施の形態１において、二値情報の切り替え位置にずれが生じた場合のカム線図と位置検出部により検出される二値情報との対応を示す図である。
【図１３】本実施の形態１における、二値情報のずれ量と、ずれ量に対応するモータの上限値と下限値との対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す全図において、同一の要素には同一の符号を付す。水平方向に前後及び左右、鉛直方向に上下を用いて説明するが、これらの方向は説明のために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置１は、図１〜３に示すように、本体ケース１０と、本体ケース１０の前面を覆う前面カバー２０と、本体ケース１０内に収容されるレンズ筒３０と、レンズ筒３０を光軸方向に移動させるカム作用を及ぼすカム部材４０と、カム部材４０と一体に形成されたギア５０と、ギア５０と噛み合いカム部材４０を駆動させる駆動装置６０と、レンズ筒３０の光軸方向の位置を検出する位置検出部７０と、コントローラ８０と、を備える。
【００１８】
本体ケース１０は、図１または図２に示すように、光軸方向Ｌに開口する第１の開口部１１と、底部１２と、底部１２から光軸方向Ｌに向かって起立する第１のガイドシャフト１３と、同じく第２のガイドシャフト１４と、同じく第３のガイドシャフト１５と、同じくバネ保持柱１６と、を備える。また、本体ケース１０の周囲には、間隔を隔てて、４つのねじ孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが形成されている。本体ケース１０は、本体ケース１０の開口部１１を介して、レンズ筒３０、カム部材４０、ギア５０、駆動装置６０を、本体ケース１０内に収納する。
【００１９】
前面カバー２０は、図１または図２に示すように、光軸方向Ｌの前方に突出する突出部２１を備え、突出部２１には、光軸方向Ｌに開口する第２の開口部２２が形成されている。また、前面カバー２０の周囲には、前面カバー２０を本体ケース１０に取り付けたときに、本体ケース１０のねじ孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄのそれぞれの対応する位置に、ねじ孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが形成されている。本体ケース１０と前面カバー２０を対応するねじ孔同士を重ねて、ねじ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを、それぞれのねじ孔に挿入して螺合することにより、前面カバー２０は、本体ケース１０に固定される。
【００２０】
レンズ筒３０は、図２または図４に示すように、レンズ３１を保持する円筒部３２、円筒部３２の外周に形成されたバネ保持部材３４、同じく円筒部３２の外周に形成された案内部材３５と、案内部材３５から光軸方向Ｌと垂直な方向に突出するフォロワ３６と、を備える。また、レンズ筒３０には、第３のガイドシャフト１５と摺動自在に係合する貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００２１】
バネ保持部材３４は、光軸方向Ｌに貫通するバネ挿入孔３４ａを有し、バネ部材３３をバネ挿入孔３４ａ内で摺動自在に保持する。案内部材３５は、光軸方向Ｌに貫通する貫通孔３５ａを有し、貫通孔３５ａ内で摺動自在に第１のガイドシャフト１３と係合する。
【００２２】
バネ部材３３は、図１に示すように、コイル状の引っ張りバネであり、その一端部が本体ケース１０の底部１２に係合され、バネ保持部材３４のバネ挿入孔３４ａにその外周を保持されて、前面カバー２０を第１の開口部１１に取り付けることで、レンズ筒３０に設けられたフォロワ３６をカム部材４０に常時接触させるように作用させる。
【００２３】
レンズ筒３０は、カム部材４０のカム作用を受けて、レンズ３１の光軸方向Ｌに移動し、レンズ３１は、前面カバー２０の突出部２１内で光軸方向Ｌの前後に移動する。
【００２４】
カム部材４０は、図１〜４に示すように、円筒状の立体カムの一つであり、カム部材４０の端面が光軸方向Ｌに垂直な面と傾斜する面（傾斜面４４）を有し、この傾斜する面とフォロワ３６とが係ることにより、フォロワ３６にカム作用を及ぼす。そして、カム作用を受けたフォロワ３６が光軸方向Ｌに沿って移動することでレンズ筒３０を光軸方向に移動させる。
【００２５】
カム部材４０には、光軸方向Ｌと平行に配置される回転軸４０ａに沿って貫通する貫通孔４１と、光軸方向Ｌと垂直な面に対して傾斜する傾斜面部４２を有する。貫通孔４１には、第１のガイドシャフト１３が挿入され、カム部材４０を光軸方向Ｌに対して位置決めをする。また、カム部材４０は、貫通孔４１に挿入された第１のガイドシャフト１３と略同一軸である回転軸４０ａを中心に駆動装置６０により回転される。
【００２６】
また、カム部材４０の一端部の外周には、回転軸４０ａと同軸に形成されたギア５０が設けられる。カム部材４０は、駆動装置６０によりギア５０が駆動されることにより、回転軸４０ａを中心に回転する。フォロワ３６は、カム部材４０の回転にともなって、傾斜面部４２に沿って移動し、光軸方向Ｌの前後方向に向けて移動する。なお、カム部材４０の詳細な形状については、後述する。
【００２７】
駆動装置６０は、図１〜５に示すように、ウォーム６１と、ウォーム６１を駆動させるモータ６２とを備える。モータ６２は、ウォーム６１の下方に配置され、回転軸６２ａを中心に回転して、ウォーム６１を駆動させる。モータ６２は、例えば、ステッピングモータが適用される。モータ６２は、ステッピングモータに限定されるものではなく、サーボモータ、その他のモータを適用してもよい。なお、本実施の形態１で適用するステッピングモータは、２相励磁方式を使用するが、これに限られず、１相励磁方式等の他の励磁方式を適用してもよい。
【００２８】
ウォーム６１は、モータ６２の回転軸６２ａと同軸に一体的形成され、ウォーム６１を貫通する回転軸６２ａを備える。ウォーム６１には、光軸方向Ｌをフォロワ側からみて、駆動ギアが右方向にねじれた右ねじれウォームと、駆動ギアが左方向にねじれた左ねじれウォームとがあるが、本実施の形態１では、駆動ギア６１ａが左にねじれた左ねじれウォームを使用する。
【００２９】
ウォーム６１の下端部とモータ６２の上端部との間には、付勢部材６３が、介在している。付勢部材６３は、ウォーム６１に対して一定の方向、本実施の形態１では、上方向に付勢力を加える。付勢部材６３が上方向に付勢力を加えることにより、回転軸６２ａのガタツキを抑制する。付勢部材６３には、例えば円錐コイルバネが適用される。付勢部材６３は、円錐コイルバネに限定されるものではなく、板バネ、その他のバネ等を適用してもよい。
【００３０】
ウォーム６１の上端部より貫通した回転軸６２ａの軸端は、軸受６４により支持される。軸受６４は、下方に開口する凹部６４ａを有し、この凹部６４ａに回転軸６２ａの端部を受け入れることで、回転軸６２ａを支持する。軸受６４は、軸に加わる荷重を支持できるものであれば、玉軸受、ころがり軸受など種々の軸受を適用することができる。また、本実施の形態１における軸受６４の凹部６４ａは、底部６４ｂを備える形状であるが、このような形状に限定されない。例えば、底部６４ｂを備えず、回転軸６２ａの端部が軸受６４を貫通する形状とすることもできる。
【００３１】
位置検出部７０は、図２、４に示すように、円筒部３２の外周に光軸方向Ｌと垂直に設けられた被検出片３７と、被検出片３７の光軸方向Ｌの位置を検出するセンサ７１を備える。センサ７１は、発光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）を一定間隔をあけて対向させ、発光素子から受光素子へ向けて検出光を照射して、その間の物体の位置を検出する透過型フォトセンサである。センサ７１は、レンズ筒３０の被検出片３７が、発光素子と受光素子との間で、検出光を遮断するか否かで、二値情報を出力する。すなわち、検出光を遮断するときには、Ｌレベルの信号を出力し、検出光を遮断しないときには、Ｈレベルの信号を出力する。
【００３２】
コントローラ８０は、プロセッサ、メモリ等から構成され、メモリ（図示せず）にレンズ駆動装置１の制御プログラムを記憶している。コントローラ８０は、この制御プログラムに従って、レンズ駆動装置１全体を制御する。
【００３３】
コントローラ８０は、位置検出部７０から出力される二値情報に基づき、この二値の切り替わりのポイントである基準点と、本来の切り替わりポイントである原点位置とのずれ量を算出する。そして、そのずれ量に応じて駆動装置６０の駆動量を制御する。制御の詳細については、後述する。
【００３４】
次に、カム部材４０の形状について、図３、４、１１を参照して説明する。
【００３５】
カム部材４０のフォロワ３６側の端部、すなわち、ギア５０が設けられた端部と反対側の端部には、図３、４に示すように、その端部からカム部材４０の軸方向に向けて起立する壁面部４３が形成されている。壁面部４３は、起立する部分の一端部４３ａと、一端部と対向する他端部４３ｂを備える。すなわち、壁面部４３は、光軸方向Ｌにおいて、低い位置の一端部４３ａと、高い位置の他端部４３ｂを備える。そして、この一端部４３ａと他端部４３ｂと結んで、カム部材４０の回転軸４０ａを中心に傾斜する傾斜面４４を有する傾斜面部４２が形成される。すなわち、回転軸４０ａを中心にして、高い位置の他端部４３ｂから低い位置の一端部４３ａに向けて螺旋状の傾斜面部４２が形成される。
【００３６】
傾斜面部４２は、高い位置の他端部４３ｂから低い位置の一端部４３ａに向けて傾斜面４４を有する。傾斜面４４は、高い位置の他端部４３ｂから低い位置の一端部４３ａに向けてカム部材４０の周囲を一周する傾斜面でもよいし、周囲の一部に形成された傾斜面であってもよい。
【００３７】
カム部材４０の形状は、一般的には、カム線図を用いて表すことができる。本実施の形態１のカム部材４０のカム線図として、カム部材４０の回転軸４０ａを中心として展開した図を図１１に示す。
【００３８】
傾斜面部４２の低い位置である一端部４３ａを、カムボトム（ＣＢ）とし、高い位置の他端部４３ｂをカムトップ（ＣＴ）として、以後説明する。カム部材４０は、カムボトム（ＣＢ）から続く所定の長さの平坦部（Ｆ１）と、平坦部（Ｆ１）の終点部からカムトップ（ＣＴ）に向けて上昇する傾斜部（Ｔ、傾斜面４４）と、傾斜部（Ｔ）の終端部から続く所定の長さの平坦部（Ｆ２）と、からなる形状で表現される。
【００３９】
フォロワ３６が、カム部材４０の回転によりカム部材４０のカムボトム（ＣＢ）から平坦部（Ｆ１）、傾斜部（Ｔ）、平坦部（Ｆ２）を経てカムトップ（ＣＴ）まで、移動することで、レンズ筒３０は、光軸方向Ｌの前方に移動する。また、フォロワ３６が、カム部材４０の回転によりカム部材４０のカムトップ（ＣＴ）から平坦部（Ｆ２）、傾斜部（Ｔ）、平坦部（Ｆ１）を経てカムボトム（ＣＢ）まで、移動することで、レンズ筒３０は、光軸方向Ｌの後方に移動する。
【００４０】
なお、カム線図により示されるカム部材４０の形状は、図１１に示される形状に限定されるものではない。図１１の平坦部（Ｆ１）の長さ、平坦部（Ｆ２）の長さ、傾斜部（Ｔ）の傾斜角は、レンズ駆動装置１が適用される光学機器の大きさ、性能等に応じて、適宜変更して設計することができる。
【００４１】
傾斜面部４２の傾斜面４４の傾斜の方向は、図３、４に示すように、光軸方向Ｌのフォロワ３６からみて反時計回りに、カムトップである他端部４３ｂからカムボトムである一端部４３ａに向けて傾斜している。
【００４２】
本実施の形態１において、ウォーム６１は左ねじれウォームであり、ウォーム６１を、モータ６２の回転軸６２ａを下方向からみたときに時計回りに回転させることで、カム部材４０は時計回りに回転し、フォロワ３６がカムボトムで壁面部４３と当接することで、カム部材４０は回転を阻止される。
【００４３】
また、ウォーム６１を、モータ６２の回転軸６２ａを下方向からみたときに反時計回りに回転させることで、カム部材４０は、カムボトムからカムトップに反時計回りに回転する。
【００４４】
次に、カム部材４０と、位置検出部７０により検出される二値情報、モータ６２の駆動量との関係を、図１１、１２を用いて説明する。
【００４５】
図１１、１２のカム線図の横軸は、ステッピングモータのモータの駆動量（パルス）を示す。本実施の形態１では、位置検出部７０のセンサ７１により検出されるＬレベルとＨレベルの信号の切り替えポイントを基準点として、増減する数値で表示する。位置検出部７０により検出される信号は、図１１の信号線１１０に示すように、フォロワ３６により検出光が遮蔽されたか否かによって、基準点Ｐを基準としてＬレベルとＨレベルとに切り替わる。この基準点Ｐを基準として駆動量が増加する値と減少する値で表示する。縦軸は、カムの高さに対応するが、本実施の形態１では、カム部材４０により光軸方向Ｌに移動されるレンズ筒３０の移動量を示す。レンズ筒３０の移動量は、位置検出部７０のセンサ７１により検出されるＬレベルとＨレベルの信号の切り替えポイントを基準点として、増減する数値で表示する。すなわち、光軸方向Ｌの前方に移動する方向を増加する値とし、後方に移動する方向を減少する値として示す。
【００４６】
モータ６２が、ウォーム６１を介してカム部材４０を回転させ、フォロワ３６を光軸方向Ｌに移動させるときに、モータ６２の駆動量に応じてカム部材４０が回転すれば、レンズ筒３０を設定通りに光軸方向Ｌに移動させることができる。しかしながら、モータ６２の回転軸６２ａのガタツキ等により、モータ６２の駆動量に応じてカム部材４０の回転ができなければ、位置検出部７０によるＬレベルとＨレベルの信号の切り替えの基準点Ｐは、本来の基準点（原点位置Ｑ）との間にずれが生じる。
【００４７】
図１２において、本来の切り替わり点（原点位置Ｑ）でＬレベルとＨレベルの信号が切り替わる場合を、信号線１２０で示し、ＬレベルとＨレベルの信号が切り替わる基準点が原点位置からずれている場合を、信号線１２１で示す。信号線１２１では、切り替わりポイントである基準点Ｐが、原点位置Ｑと比較して、−１０パルス分だけカムボトム側にずれた位置に位置している。したがって、ずれた分だけ補正することが必要となる。
【００４８】
コントローラ８０は、ずれ量αだけ基準点Ｐを原点位置Ｑに補正するように制御する。このような制御をすることで、レンズ筒３０の移動を正確に制御することができる。
【００４９】
実際にレンズ駆動装置１を駆動させるにあたっては、このようなずれ量αを考慮して、モータ６２の駆動量を制御する必要がある。すなわち、モータ６２の駆動量に上限値と下限値を設定して、カム部材４０が所定の範囲内で回動するように制御する。このような上限値と下限値は、いわゆるソフトリミットと称される。このようなソフトリミットにより、フォロワ３６がカム部材４０から脱落する等の不都合を解消することができる。
【００５０】
具体的には、コントローラ８０が、ずれ量αに対するモータ６２の駆動量の上限値と下限値を、メモリに記憶されたずれ量αと駆動量の上限値・下限値の対応表を参照して決定する。
【００５１】
図１３は、ずれ量αとモータ６２の駆動量の上限値・下限値との対応表である。ずれ量αが小さいほど上限値・下限値の値は大きく、ずれ量が大きいほど上限値・下限値の値は小さく設定されている。コントローラ８０は、位置検出部７０により検出されたフォロワ３６の光軸方向の位置に基づいてずれ量αを算出し、算出されたずれ量αをもとに、ずれ量αとモータ６２の駆動量の上限値・下限値との対応表を参照して、モータ６２の駆動量の上限値と下限値を決定する。図１２に示すモータ６２の駆動量は、当該対応表を参照して、モータ６２のソフトリミット上限値は、＋１００パルスと、ソフトリミット下限値は−５０パルスと決定されている。また、コントローラ８０は、決定されたモータ６２の駆動量の上限値と下限値を参照して、レンズ筒３０の移動の上限値と下限値を決定する。図１２に示すレンズ筒３０の光軸方向の移動は、モータ６２のソフトリミットに対応して、＋０．６mmをソフトリミット上限値とし、−０．４mmをソフトリミット下限値と設定されている。
【００５２】
なお、モータ６２の駆動量の上限値・下限値が決定された後は、レンズ駆動装置１の製造者が決定された値にもとづいて、手動で設定してもよいし、コントローラ８０が自動で設定してもよい。
【００５３】
切り替えの基準点が原点位置との間に大きなずれが生じる場合として、以下のような構成を備えるレンズ駆動装置がある。このようなレンズ駆動装置について、本発明の比較例として、図６、９、１０を用いて説明する。
【００５４】
比較例におけるカム部材４００は、図９、１０に示すように、傾斜面部４０２の傾斜面４０４の傾斜の方向は、光軸方向Ｌをフォロワ３６から見て時計回りに、高い位置の他端部４０３ｂから低い位置の一端部４０３ａに向けて傾斜している。すなわち、カムトップからカムボトムに至るまでの傾斜面４０４の傾斜の方向が、本実施の形態１とは逆である。また、ウォーム６１の駆動ギア６１ａのねじれ方向は、実施の形態１と同様に左にねじれた左ねじれウォームである。それ以外の構成は、実施の形態１と同様であるので、同一の符号を付して、説明は省略する。
【００５５】
このような構成を備えるレンズ駆動装置１において、ウォーム６１が、図６に示すように、モータ６２の回転軸６２ａを下から見て反時計回りに回転し、ウォーム６１に噛合するギア５０が回転すると、カム部材４００は、フォロワ３６を光軸方向Ｌから見て反時計回りに回転される。したがって、フォロワ３６は、カムトップから傾斜面４０４を案内されてカムボトムまで移動し、壁面部４３と当接する。フォロワ３６が壁面部４３と当接すると、カム部材４００は回転が阻止されて、回転が停止する。
【００５６】
この状態で、さらにモータ６２が回転すると、左ねじれウォームは反時計回りに回転しているので、図６に示すように、ウォーム６１には下方向の力が働くことになる。すると、付勢部材６３である例えば円錐コイルバネは下方向に力を受けて収縮する。したがって、バネが収縮した分、回転軸６２ａは下方向に下がり、図６、１０に示すように、回転軸６２ａの軸端はモータ６２の下部から突出する。したがって、モータ６２の回転軸６２ａにガタツキが生じることになる。そして、付勢部材６３であるバネが収縮している間、左ねじれウォームであるウォーム６１とギア５０との間で空転が生じる。
【００５７】
このような構成を備える比較例のレンズ駆動装置１は、バネが収縮する間、モータ６２の回転軸６２ａが回転するので、切り替わりの基準点Ｐと原点位置Ｑとのずれ量αも大きくなる。したがって、コントローラ８０により決定されるモータの駆動量の上限値・下限値の値も小さくなる。このようなカム部材４００は、傾斜面部４０２の傾斜面４０４を有効に使用できず、レンズ筒３０の移動範囲を大きくとることができない。
【００５８】
次に、本実施の形態１のレンズ駆動装置１の動作について、図３〜５を参照して説明する。
【００５９】
レンズ駆動装置１のスイッチ（図示せず）がオンされ、レンズ３１を光軸方向Ｌの前方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ６２は、モータ６２の回転軸６２ａを下方向からみたときに時計回りに回転し、モータ６２の回転軸６２ａと同軸に形成されたウォーム６１も回転する。左ねじれウォームであるウォーム６１の駆動ギア６１ａと、ギア５０とが噛み合うことで、カム部材４０が、カム部材４０の回転軸４０ａを中心に、光軸方向Ｌをフォロワ３６から見たときに時計回りに回転する。カム部材４０の回転に伴い、フォロワ３６がカム部材４０の傾斜面部４２に沿って、壁面部４３の他端部４３ｂであるカムトップから傾斜面４４を通過し、一端部４３ａであるカムボトムまで移動する。フォロワ３６は、カム部材４０の傾斜面部４２を移動することで、光軸方向Ｌの前方に移動し、レンズ筒３０を光軸方向Ｌの前方に移動させる。
【００６０】
フォロワ３６が、カムボトムで壁面部４３に当接すると、カム部材４０は壁面部４３により回転を阻止される。カム部材４０の回転が阻止されて、さらにモータ６２が回転すると、図５に示すように、左ねじれウォームのウォーム６１は、モータ６２の回転軸６２ａを下方向から見て時計回りに回転することから、ウォーム６１には、付勢部材６３を収縮させる方向ではなく、軸受６４に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、回転軸６２ａの軸受６４側の端部と、軸受６４の凹部６４ａの底部６４ｂが接触する。このようにモータ６２の回転軸６２ａの端部と、軸受６４の底部６４ｂが接触することにより、モータ６２の回転は停止する。
【００６１】
軸受６４は、上述した通り底部６４ｂを備えず、回転軸６２ａが軸受６４を貫通する構成としてもよい。このような構成の場合も、カム部材４０の回転がフォロワ３６により阻止された後、さらに回転軸６２ａが回転すると、ウォーム６１には、付勢部材６３を収縮させる方向ではなく、軸受６４に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、ウォーム６１の軸受６４に対向する端部と、軸受６４のウォーム６１に対向する端部とが接触し、回転軸６２ａの回転が停止する。
【００６２】
また、底部６４ｂを備える軸受６４において、カム部材４０の回転がフォロワ３６により阻止された後、回転軸６２ａの軸受６４側の端部と、軸受６４の凹部６４ａの底部６４ｂとの接触、及びウォーム６１の軸受６４に対向する端部と、軸受６４のウォーム６１に対向する端部との接触との、双方の接触、あるいはどちらか一方の接触により、モータ６２の回転軸６２ａの回転を停止させてもよい。
【００６３】
一方、レンズ３１を光軸方向Ｌの後方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ６２は、モータ６２の回転軸６２ａを下方向からみたときに反時計回りに回転し、モータ６２の回転軸６２ａと同軸に形成されたウォーム６１も回転する。左ねじれウォームであるウォーム６１の駆動ギア６１ａと、ギア５０とが噛み合うことで、カム部材４０が、カム部材４０の回転軸４０ａを中心に、光軸方向Ｌをフォロワ３６から見たときに反時計回りに回転する。カム部材４０の回転に伴い、フォロワ３６がカム部材４０の傾斜面部４２に沿って、壁面部４３の一端部４３ａであるカムボトムから傾斜面４４を通過し、他端部４３ｂであるカムトップまで移動する。フォロワ３６は、カム部材４０の傾斜面部４２を移動することで、光軸方向Ｌの後方に移動し、レンズ筒３０を光軸方向Ｌの後方に移動させる。
【００６４】
本実施の形態１によれば、カム部材４０の壁面部４３にフォロワ３６が当接した後、ウォーム６１に付勢部材６３の付勢する方向と同一の方向の力が加わるように、ウォーム６１とギア５０とは噛みあっているので、付勢部材６３の収縮によるモータ６２の回転軸６２ａのガタツキを低減することができる。また、ウォーム６１が空転することはない。
【００６５】
また、本実施の形態１によれば、カム部材４０の回転がフォロワ３６により阻止された後、ウォーム６１に、付勢部材６３が付勢する力と同一の方向の力が加わるので、回転軸６２ａの軸受６４側の端部と、軸受６４の凹部６４ａの底部６４ｂとの接触、またはウォーム６１の軸受６４に対向する端部と、軸受６４のウォーム６１に対向する端部との接触により、モータ６２の回転が確実に停止される。したがって、付勢部材６３の収縮分のずれも生じず、モータ６２が空転することもない。
【００６６】
さらに、付勢部材６３の収縮分のずれが発生しないことにより、基準点から原点位置に補正する度合を小さくすることができる。それに伴い、コントローラ８０により決定されるモータ６２の駆動量のソフトリミットの上限値と下限値との幅を大きくとることができるので、オートフォーカス動作時におけるレンズの移動幅を広くとることができる。
【００６７】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るレンズ駆動装置１の構成について、図１、２、７、８を参照して説明する。
【００６８】
レンズ駆動装置１は、実施の形態１と同様に、図１、２に示すように、本体ケース１０と、本体ケース１０の前面を覆う前面カバー２０と、本体ケース１０内に収容されるレンズ筒３０と、レンズ筒３０をレンズの光軸方向に移動させるカム作用を及ぼすカム部材４０と、カム部材４０と一体に形成されたギア５０と、ギア５０と噛み合いカム部材を駆動させる駆動装置６０と、レンズ筒３０の光軸方向の位置を検出する位置検出部７０と、コントローラ８０と、を備える。実施の形態１と実施の形態２とは、カム部材４０と駆動装置６０の構成が相違し、その他の構成は同一であるので、同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６９】
カム部材４０のフォロワ３６側の端部には、図７、８に示すように、実施の形態１と同様に、その端部からカム部材４０の軸方向に向けて起立する壁面部４３が形成されている。そして、壁面部４３は、光軸方向Ｌにおいて、低い位置の一端部４３ａと、高い位置の他端部４３ｂを備える。この一端部４３ａと他端部４３ｂと結んで、カム部材４０の回転軸４０ａを中心に傾斜する傾斜面４４を有する傾斜面部４２が形成される。
【００７０】
傾斜面部４２の傾斜面４４の傾斜の方向は、図７、８に示すように、実施の形態１と相違して、光軸方向Ｌのフォロワ３６からみて時計回りに、カムトップである他端部４３ｂからカムボトムである一端部４３ａに向けて傾斜している。
【００７１】
駆動装置６０は、図１、７、８に示すように、ウォーム６１と、ウォーム６１を駆動させるモータ６２とを備える。ウォーム６１は、実施の形態１と相違して、光軸方向Ｌをフォロワ側からみて、駆動ギア６１ａが右方向にねじれた右ねじれウォームを適用する。
【００７２】
次に、本実施の形態２のレンズ駆動装置１の動作について、図７、８を参照して説明する。
【００７３】
レンズ駆動装置１のスイッチ（図示せず）がオンされ、レンズ３１を光軸方向Ｌの前方向に移動させるように撮影者が操作すると、モータ６２は、モータ６２の回転軸６２ａを下方向からみたときに時計回りに回転し、モータ６２の回転軸６２ａと同軸に形成されたウォーム６１も回転する。右ねじれウォームであるウォーム６１の駆動ギア６１ａと、ギア５０とが噛み合うことで、カム部材４０が、カム部材４０の回転軸４０ａを中心に、光軸方向Ｌをフォロワ３６から見たときに反時計回りに回転する。カム部材４０の回転に伴い、フォロワ３６がカム部材４０の傾斜面部４２に沿って、壁面部４３の他端部４３ｂであるカムトップから傾斜面４４を通過し、一端部４３ａであるカムボトムまで移動する。フォロワ３６は、カム部材４０の傾斜面部４２を移動することで、光軸方向Ｌの前方に移動し、レンズ筒３０を光軸方向Ｌの前方に移動させる。
【００７４】
フォロワ３６が、カムボトムで壁面部４３に当接すると、カム部材４０は壁面部４３により回転を阻止される。カム部材４０の回転が阻止されて、さらにモータ６２が回転すると、ウォーム６１は右ねじれウォームであり、モータ６２の回転軸６２ａを下方向から見て時計回りに回転することから、ウォーム６１には、付勢部材６３を収縮させる方向ではなく、軸受６４に向う方向に力が加わる。このような力が作用することにより、モータ６２の回転軸６２ａの端部と、軸受６４の底部６４ｂが接触することにより、モータ６２の回転は停止する。
【００７５】
軸受６４の構成は、実施の形態１と同様に、底部６４ｂを備えず回転軸６２ａが軸受６４を貫通する構成としてもよい。このような構成の場合は、ウォーム６１の軸受６４に対向する端部と、軸受６４のウォーム６１に対向する端部とが接触し、回転軸６２ａの回転が停止する。
【００７６】
本実施の形態２によれば、カム部材４０の回転がフォロワ３６により阻止された後、ウォーム６１に、付勢部材６３が付勢する力と同一の方向の力が加わるので、回転軸６２ａの軸受６４側の端部と、軸受６４の凹部６４ａの底部６４ｂとの接触により、モータ６２の回転が確実に停止される。したがって、付勢部材６３の収縮分のずれが発生することはなく、モータ６２の回転軸６２ａのガタツキを抑制することができる。さらに、モータ６２の駆動量のソフトリミットの範囲を大きくとることができるので、レンズ筒３０の稼働範囲を広く設定することができる。
【００７７】
また、既存品である右ねじれウォームを使用することで、容易に、本発明の効果を奏することができる。
【００７８】
上記の実施の形態においては、センサ７１として、透過型のフォトセンサを適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、二値情報を検出できるのであればよく、反射型のフォトセンサ、ホール素子、機械式のスイッチ等を適用してもよい。
【００７９】
上記の実施の形態においては、カム部材４０としては円筒状の立体カムを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものでない。端面にカム部材の回転を阻止する阻止部が備えられた形状のカム部材であれば、種々のカム部材を適用することができる。
【００８０】
本発明の実施の形態１及び２に係るレンズ駆動装置１は、光学機器、電子機器などに搭載されるユニットであって、画像を撮影するためのものである。光学機器の例としては、デジタルカメラなどの民生用カメラ、車載カメラ、監視カメラ、内視鏡などに搭載される医療用カメラ、動画撮影を行うカムコーダー（ムービーカメラ）、各種検査用カメラ、ロボット用カメラなどがある。電子機器の例としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどがある。
【００８１】
上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００８２】
１  レンズ駆動装置    
１０  本体ケース
１１  第１の開口部
１２  底部
１３  第１のガイドシャフト
１４  第２のガイドシャフト
１５  第３のガイドシャフト
１６  バネ保持柱
１７ａ〜１７ｄ  ねじ孔
２０  前面カバー
２１  突出部
２２  第２の開口部
２３  溝
２４ａ〜２４ｄ  ねじ孔
２５ａ〜２５ｄ  ねじ
３０  レンズ筒
３１  レンズ
３２  円筒部
３３  バネ部材
３４  バネ保持部材
３４ａ  バネ挿入孔
３５  案内部材
３５ａ  貫通孔
３６  フォロワ
３７  被検出片
４０  カム部材
４０ａ  回転軸
４１  貫通孔
４２  傾斜面部
４３  壁面部
４３ａ  一端部
４３ｂ  他端部
４４  傾斜面
５０  ギア
６０  駆動装置
６１  ウォーム
６１ａ  駆動ギア
６２  モータ
６２ａ  回転軸
６３  付勢部材
６４  軸受
６４ａ  凹部
６４ｂ  底部
７０  位置検出部
７１  センサ
８０  コントローラ
１１０、１２０、１２１  信号線
４００  カム部材
４０２  傾斜面部
４０３ａ  一端部
４０３ｂ  他端部
４０４  傾斜面
【図１】
2017040872.tif 000003
【図２】
2017040872.tif 000004
【図３】
2017040872.tif 000005
【図４】
2017040872.tif 000006
【図５】
2017040872.tif 000007
【図６】
2017040872.tif 000008
【図７】
2017040872.tif 000009
【図８】
2017040872.tif 000010
【図９】
2017040872.tif 000011
【図１０】
2017040872.tif 000012
【図１１】
2017040872.tif 000013
【図１２】
2017040872.tif 000014
【図１３】
2017040872.tif 000015