(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを光軸に沿って移動自在に支持する支持機構と、
前記レンズを光軸に沿って移動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構には相対的に大きいばね力を有する第１のアームと、相対的に小さいばね力を有する第２のアームとが、前記レンズの移動方向に沿って並設され、
前記支持機構には前記第１のアームおよび第２のアームが挿入される単一のアーム挿入口が設けられており、
前記駆動機構は、前記第１および第２のアームを介して前記レンズを移動させ、
前記レンズが目的位置に停止する時は常に一定の移動方向であり、前記第１のアームが前記一定の移動方向の前方に位置し、前記第２のアームが前記一定の移動方向の後方に位置することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記第１および第２のアームが前記アームの挿入口の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記第１のアームおよび前記第２のアームの先端部が前記アーム挿入口と接触する面の方向に膨出していることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記第１のアームのレンズ移動方向の幅が相対的に広く、前記第２のアームのレンズ移動方向の幅が相対的に狭い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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラ等において、撮影レンズを光軸方向に沿って駆動するレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来デジタルカメラのレンズ駆動装置として、モータの出力軸に直結する送りねじに螺合されたナットを、撮影レンズのレンズ枠に連結し、測距結果に応じて撮影レンズを目的位置に移動させるものが知られている。この装置においてレンズ枠とナットとの連結は、ナットに配設されたアーム部をレンズ枠に設けられたアーム挿入口に挿入することによって行なわれる。したがってモータの駆動力は、アーム部を介してレンズ枠および撮影レンズに伝達される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このアーム部のばね力が小さい場合、レンズ枠等の重量負荷に対してたわみが大きくなり、レンズ枠および撮影レンズがモータの駆動に対する追従に遅れが生じる。すなわちレンズの目的位置までの移動量に対応したモータの駆動力が撮影レンズに正確に伝達されない。したがってレンズの移動によるたわみを抑えるためには、ばね力が大きいアーム部が適する。ところが、装置の組立においてアーム部をアーム挿入口に挿入する際にはアーム部をたわませて挿入するため、アーム部のばね力が大きすぎると組立が困難となる。
【０００４】
本願発明は以上の問題点から、撮影レンズの位置の正確な制御に資するためにばね力が大きくかつ、組立作業の容易なレンズ駆動装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを光軸に沿って移動自在に支持する支持機構と、レンズを光軸に沿って移動させる駆動機構とを備え、駆動機構には相対的に大きいばね力を有する第１のアームと、相対的に小さいばね力を有する第２のアームとが、レンズの移動方向に沿って並設され、支持機構には第１のアームおよび第２のアームが挿入される単一のアーム挿入口が設けられることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、第１および第２のアームがアームの挿入口の側壁にそれぞれ係合する。
【０００７】
例えば、第１のアームおよび第２のアームの先端部がアーム挿入口と接触する面の方向に膨出している。
【０００８】
好ましくは、レンズが目的位置に停止する時は常に一定の移動方向であり、第１のアームが目的位置に停止する時により大きい負荷がかかる一定の移動方向の前方に位置し、第２のアームが一定の移動方向の後方に位置する。
【０００９】
好ましくは、第１のアームのレンズ移動方向の幅が相対的に広く、第２のアームのレンズ移動方向の幅が相対的に狭いことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本願発明の実施形態であるデジタルカメラの撮影レンズをフォーカシングのため撮影レンズの光軸方向に沿って移動させるレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【００１１】
レンズ１１はレンズ枠１２に固定されている。このレンズ枠１２は環状を有し、その外周には案内突起１３と連結部材１４が形成されている。案内突起１３と連結部材１４はレンズ枠１２の中心点を挟んで相互に反対側に位置している。連結部材１４の側面にはレンズ１１の光軸と平行に延びる管状部材１５が一体的に形成されている。連結部材１４には管状部材１５の穴（図示せず）と同軸の円形の穴１９が形成されている。また連結部材１４には、レンズ１１の光軸に対して垂直方向に開口し、長方形断面を有するアーム挿入口１７が形成されている。
【００１２】
案内部材１８とレンズ案内軸１６がレンズ１１の光軸方向と平行に配置されている。案内部材１８の断面はコの字型であり、案内部材１８には案内突起１３がレンズ１１の光軸方向に移動自在に係合している。連結部材１４に形成された円形の穴１９およびこれと同軸の管状部材１５の穴にはレンズ案内軸１６が摺動自在に挿通されている。したがって、レンズ枠１２はレンズ案内軸１６と案内部材１８に支持され、レンズ１１の光軸方向に移動自在である。すなわち案内突起１３、案内部材１８、連結部材１４、管状部材１５、レンズ案内軸１６により支持機構が構成される。
【００１３】
モータ２０は、コの字状に折曲されたモータ取付板２１の外側面に設けられている。モータ２０の出力軸はモータ取付板２１内部に挿通し、送りネジ２２に直結している。送りネジ２２はレンズ案内軸１６、案内部材１８と平行に配置されている。送りネジ２２にはナット２３が螺合している。ナット２３には円筒状の移動部材２４が一体的に連結されている。移動部材２４には円形断面の穴が形成されており、この穴にはナット案内軸２５が挿通している。ナット案内軸２５の両端部はモータ取付板２１に固定されており、送りねじ２２に平行に配置されている。したがってモータ２０の駆動により送りネジ２２が回転すると、ナット２３が送りネジ２２の長手方向に沿って変位し、また移動部材２４がナット案内軸２５に沿って移動する。
【００１４】
移動部材２４には、ナット案内軸２５に対して垂直に延びる第１および第２のアーム２６、２７が一体的に連結されている。アーム２６、２７はアーム挿入口１７に挿入され、これにより、レンズ枠１２と移動部材２４が連結される。すなわちモータ２０が回転すると移動部材２４が移動し、これによりレンズ１１とレンズ枠１２が駆動される。すなわちモータ２０、送りネジ２２、ナット２３、移動部材２４、ナット案内軸２５により駆動機構が構成される。
【００１５】
図２はナット２３と移動部材２４を拡大して示している。
第１および第２のアーム２６、２７はナット案内軸２５に対して垂直に延びるが、図２におけるアーム挿入口１７に挿入された状態では内側にたわんでいる。第１、第２のアーム２６、２７の先端部２６ａ、２７ａはアーム挿入口１７の側壁１７ａ、１７ｂに向って膨出し、側壁１７ａ、１７ｂにそれぞれ当接している。
【００１６】
レンズ１１がカメラ本体の前方へ移動する方向を前進方向（図１、２において左方向）、カメラ本体の後方へ移動する方向を後退方向（図１、２において右方向）とすると、図２に示されるように、前進方向に位置する第１のアーム２６の幅Ｂ１は相対的に広く、後退方向に位置する第２のアーム２７の幅Ｂ２は相対的に狭い。したがって第１および第２のアーム２６、２７の移動方向への曲げ弾性に関し、第１のアーム２６のばね力の方が、第２のアーム２７のばね力より大きい。
【００１７】
図１〜図４を参照して本願実施形態の作用を説明する。図３は本願実施形態におけるレンズの移動を模式的に示し、図４はレンズ移動時における送りねじ２２とナット２３の螺合する部分の位置関係を拡大して示す。
【００１８】
レンズ１１の移動はモータ２０によって制御される。モータ２０の回転方向と駆動量は、測距センサ（図示せず）により検出された被写体までの距離情報に基づいて演算されたレンズの位置に応じて設定される。一定の方向に連続してレンズ１１が移動するとき、モータ２０の駆動力は常に送りネジの２２を介してナット２３に伝わる。これに対して、レンズ１１の移動方向を逆転させるときは、送りネジ２２とナット２３の間に遊びＰが存在するために送りネジ２２の駆動に対してナット２３が追従するまでに遊びＰの分だけ遅れが生じ、モータ２０が空転する。このため、レンズ１１の目標停止位置（目的位置）と実際の停止位置との間にはモータ２０が空転した分だけのずれが生じる。そこで本実施形態では以下のように制御して、レンズ１１の停止位置の精度を高めている。
【００１９】
レンズ枠１２と移動部材２４を連結する第１及び第２のアーム２６、２７において、相対的にばね力の大きい第１のアーム２６は前進方向側に位置している。そしてレンズ１１の停止状態では、送りネジ２２の前進方向側面２２ａとナット２３の後退方向側面２３ａが当接する状態に保たれる（図４の〔停止時〕）。
【００２０】
レンズ１１が目的位置より後退方向側に位置するときは、図３に示すように目的位置に向って連続的に移動し、目的位置において停止する。このとき送りネジ２２とナット２３の位置関係は停止時の状態（図４参照）を保ったまま移動するため、モータ２０は空転することなく、モータ２０の駆動力はナット２３を介してレンズ１１に伝わる。
【００２１】
レンズ１１が目的位置より前進方向側に位置するときは、図３に示すように所定の位置まで後退方向に移動した後（符号ａ〜ｃ）、方向を逆転して前進方向に移動する（符号ｄ）。レンズ１１が停止しているとき（符号ａ）、送りネジ２２の前進方向側面２２ａはナット２３の後退方向側面２３ａに当接している（図４の〔停止時〕）。レンズ１１が後退方向に移動を開始すると（符号ｂ）、モータ２０の回転により送りネジ２２は駆動されるが、送りねじ２２のねじ山が進む方向には、隙間Ｑが存在するため、ナット２３にはモータ２０の後退方向に対する駆動力は伝わらず、ナット２３は停止したままである。すなわち、モータ２０は空転する。そして送りネジ２２のねじ山は、停止したままのナット２３のねじ山から離れ、送りネジ２２前進方向側面２２ａとナット２３の後退方向側面２２ａの間に隙間Ｓが生じる（図４の〔後退方向移動開始時〕）。送りねじ２２のねじ山が遊びＰの大きさだけ後退方向に進むと、送りネジ２２の後退方向側面２２ｂとナット２３の前進方向側面２３ｂが当接する。これにより送りねじ２２の前進方向側面２２ａとナット側面２３の後退方向側面２３ａの間に遊びＰが生じる（図４の〔後退方向移動時〕）。この状態では、モータ２０の駆動力はナット２３に伝達され、レンズ１１はナット２３を介して後退方向へ移動する。レンズ１１は目的位置では停止せず、目的位置より所定の距離ｒの位置まで後退方向に移動して停止する（符号ｃ）。このときの送りネジ２２とナット２３との位置関係は後退方向移動時の状態を保っている。ここで距離ｒは遊びＰの大きさに対して十分大きな量である。
【００２２】
目的位置より距離ｒだけ後退方向に位置したレンズ１１は、移動方向を逆転し、目的位置に向って距離ｒだけ前進方向に移動する。レンズ１１が前進方向に逆転を始めたとき（符号ｄ）、後退方向移動開始時の状態と同様に隙間Ｑ、Ｓが生じ、ナット２３には前進方向に対する駆動力は伝わらず、ナット２３は停止したままである。すなわちモータ２０は空転する。その後、送りねじ２２のねじ山が遊びＰの大きさだけ前進方向に進むと、送りねじ２２の前進方向側面２２ａとナット２３の後退方向側面２３ａが当接し、停止時と同じ状態になる。この状態ではモータ２０の駆動力はナット２３に伝達され、レンズはナット２３を介して前進方向に移動する。レンズ１１は距離ｒだけ移動して目的位置に停止する。
【００２３】
以上のように、レンズ１１が目的位置より後退方向側にある場合には、送りねじ２２とナット２３の位置関係は、レンズの移動において遊びＰが影響しない状態に保たれているため、レンズ１１は正確に目的位置に移動することができる。また、レンズ１１が目的位置より前進方向側にある場合には、遊びＰより大きい距離ｒだけ後退方向にレンズ１１を移動させた後、前進方向に移動させることによりレンズ１１を目的位置に正確に位置決めすることができる。
【００２４】
本実施形態におけるレンズ１１の移動は上述のように、常に前進方向に移動して目的位置に停止する。前進動作では第１のアーム２６に負荷がかかるが、第１のアーム２６は相対的に大きいばね力を有するので、たわみ量は小さく、レンズ１１は正確に目的位置に停止することができる。これに対し、もし第１のアーム２６のばね力が相対的に小さいと、前進動作において発生するたわみ量が大きく、レンズ１１は目的位置とずれた位置で停止してしまう。本実施形態では、後退動作時にこのような現象が生じるが、目的位置を通過した先の所定の位置で、前進動作に逆転し、レンズ１１の目的位置では前進動作で停止するため、たわみ量は相対的に小さく抑えられる。
【００２５】
次に図２を参照して本実施形態の組立作業について説明する。
アーム２６、２７の先端部２６ａ、２７ａはアーム挿入口１７の側壁１７ａ、１７ｂに向って膨出している。第１および第２のアーム２６、２７がアーム挿入口１７に挿入される際、アーム先端部２６ａ、２７ａがアーム挿入口１７の側壁１７ａ、１７ｂに当接しながら挿入される。アーム先端部２６ａから２７ａまでの幅はアーム挿入口１７の幅より広いため、第１および第２のアーム２６、２７内側にたわませる必要がある。相対的にばね力の小さい第２のアーム２７を設けることによって、一方のアームを少量の負荷でたわませることが可能であるため、アーム挿入口１７との接続は容易に行なうことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、撮影レンズの位置決めを正確に行なうために、ばね力が大きくかつ、組立作業の容易なレンズ駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様であるレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図２】ナットと移動部材の拡大図である。
【図３】レンズの移動を模式的に示す図である。
【図４】送りねじとナットの螺合する部分の位置関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１１  レンズ
１２  レンズ枠
１７  アーム挿入口
２０  モータ
２２  送りネジ
２３  ナット
２６  第１のアーム
２７  第２のアーム
【図１】
0003831579.tif 000002
【図２】
0003831579.tif 000003
【図３】
0003831579.tif 000004
【図４】
0003831579.tif 000005