レンズ駆動装置および光学機器
【課題】２方向に付勢されるラックを容易にレンズ保持部材に組み込む。
【解決手段】ラック１０およびレンズ保持部材２は、使用位相にあるラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置からラックばね１１の第１の付勢力によって移動することを阻止する第１の移動阻止部２ｅ，１０ｃと、組込位相にあるラックが、第１の位置よりもラックばねを圧縮する第２の位置から第１の付勢力によって第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部２ｉ，１０ｈと、組込位相と使用位相との間の中間位相において第１の位置にあるラックが第２の付勢力によって回転することを阻止する回転阻止部２ｈ，１０ｈとを有する。組込位相から中間位相に回転されたラックは、第１の付勢力によって第２の位置から第１の位置に移動され、回転阻止部により中間位相にて保持される。
【解決手段】ラック１０およびレンズ保持部材２は、使用位相にあるラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置からラックばね１１の第１の付勢力によって移動することを阻止する第１の移動阻止部２ｅ，１０ｃと、組込位相にあるラックが、第１の位置よりもラックばねを圧縮する第２の位置から第１の付勢力によって第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部２ｉ，１０ｈと、組込位相と使用位相との間の中間位相において第１の位置にあるラックが第２の付勢力によって回転することを阻止する回転阻止部２ｈ，１０ｈとを有する。組込位相から中間位相に回転されたラックは、第１の付勢力によって第２の位置から第１の位置に移動され、回転阻止部により中間位相にて保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置に関し、特に送りねじとラックを用いたレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなレンズ駆動装置は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよび交換レンズ等の光学機器に搭載され、電動ズームやオートフォーカスを可能とする。特許文献１にて開示されたレンズ駆動装置は、モータにより回転される送りねじと、レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材に取り付けられ、送りねじに係合するラックとにより構成されている。ラックは送りねじの回転を光軸方向への駆動力に変換し、レンズ保持部材を光軸方向に移動させる。レンズ保持部材は、光軸方向に延びるガイドバーに摺動可能に係合している。
【０００３】
ラックは、レンズ保持部材に対して、光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持される。そして、ラックは、ねじりコイルばねが発生するねじり方向の付勢力によって回転方向に付勢され、送りねじとガイドバーに対してそれらの径方向のうち一方向から押圧されている。また、ラックは、ねじりコイルばねが発生する光軸方向の付勢力によって付勢され、レンズ保持部材に対して、光軸方向のうち一方向から押圧されている。これらの付勢力によってラック、送りねじ、ガイドバーおよびレンズ保持部材が互いに押圧されて、これらの間のガタつきが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０２６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にて開示されたレンズ駆動装置では、ねじりコイルばねによって光軸方向と回転方向の２つの方向に付勢された状態のラックをレンズ保持部材に組み込むため、その組み込みが困難である。しかも、ラックをレンズ保持部材に組み込めたとしても、そのラックを送りねじに係合させるために、回転方向に付勢されたラックを特定の回転位相に手や工具で保持しておく必要がある。特許文献１には、ラックの組み込み方法やラックを送りねじに係合させる方法については具体的に説明されていない。
【０００６】
本発明は、ラックばねによって付勢されたラックを容易にレンズ保持部材に組み込むことができ、さらにレンズ保持部材に組み込まれたラックと送りねじとを容易に係合させることもできるようにしたレンズ駆動装置およびこれを備えた光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのレンズ駆動装置は、レンズを保持し、光軸方向に移動可能なレンズ保持部材と、レンズ保持部材により光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持され、送りねじに係合して該送りねじの回転を光軸方向にレンズ保持部材を移動させる駆動力に変換するラックと、ラックがレンズ保持部材に組み込まれるときの該レンズ保持部材に対する該ラックの上記軸を中心とした回転位相を組込位相とし、レンズ保持部材に組み込まれたラックが送りねじの回転を駆動力に変換することが可能な使用状態でのレンズ保持部材に対する該ラックの上記軸を中心とした回転位相を使用位相とするとき、ラックとレンズ保持部材との間で光軸方向に圧縮されてラックをレンズ保持部材に対して光軸方向のうち第１の付勢方向に付勢する第１の付勢力を発生するとともに、該ラックをレンズ保持部材に対して使用位相から組込位相に向かう第２の付勢方向に回転させるよう付勢する第２の付勢力を発生するラックばねとを有する。ラックおよびレンズ保持部材は、使用位相にある該ラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置から第１の付勢力によって第１の付勢方向に移動することを阻止する第１の移動阻止部と、組込位相にある該ラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置よりもラックばねを圧縮する第２の位置から、第１の付勢力によって第１の付勢方向にある第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部と、組込位相と使用位相との間の中間位相において第１の位置にある該ラックが第２の付勢力によって第２の付勢方向に回転することを阻止する回転阻止部とを有する。そして、組込位相から中間位相に回転されたラックは、第１の付勢力によって第２の位置から第１の位置に移動され、回転阻止部により中間位相にて保持されることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記レンズ駆動装置と、ラックが係合する送りねじと、該送りねじを回転させるモータとを有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ラックを組込位相から使用位相に向かって回転させると、中間位相にてラックがラックばねの第１の付勢力によって自動的に第２の位置から使用状態に対応する第１の位置に配置される。そして、中間位相において回転阻止部により第２の付勢力によるラックの組込位相への戻りが阻止された（中間位相に保持された）状態のラックと送りねじとを係合させることも可能となる。このため、レンズ保持部材とラックとラックばねをユニット化した状態でレンズ駆動装置の組み立てを容易に行うことができるとともに、ラックと送りねじとを容易に係合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１であるレンズ鏡筒におけるレンズ保持枠に対するラックの組み込みを説明する図。
【図２】実施例１のレンズ鏡筒の断面図。
【図３】実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図４】実施例１のレンズ駆動装置の斜視図。
【図５】本発明の実施例２であるレンズ鏡筒におけるレンズ保持枠に対するラックの組み込みを説明する図。
【図６】本発明の実施例３であるレンズ駆動装置の正面図および斜視図。
【図７】実施例３のレンズ駆動装置に対するズームモータの組み込みを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の構成を、図２および図３を用いて説明する。本実施例のレンズ鏡筒は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載される。レンズ鏡筒および撮像装置はいずれも、光学機器に相当する。また、本発明は、光学機器の１つである交換レンズにも適用することができる。
【００１３】
図２はレンズ鏡筒の断面を、図３はレンズ鏡筒を分解して示している。Ｌ１は第１レンズユニットであり、Ｌ２は光軸方向に移動して変倍を行う第２レンズユニットである。Ｌ３は光軸方向に対して直交する平面内で移動（シフト）することで、手振れ等によるレンズ鏡筒の振れに起因した像振れを低減する第３レンズユニットである。Ｌ４は光軸方向に移動して変倍に伴う焦点変動の補正と焦点調節とを行う第４レンズユニットである。１３は光量を調節するための絞りユニットである。第１〜第４レンズユニットＬ１〜Ｌ４および絞りユニット１３により、撮影光学系が構成される。
【００１４】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１レンズ保持枠であり、前部固定鏡筒５に位置決め固定される。２は第２レンズユニットＬ２を保持する第２レンズ保持枠（レンズ保持部材）であり、光軸方向に移動可能である。光軸方向に延びるガイドバー８ａ，８ｂはその両端を前部固定鏡筒５と後部固定鏡筒６とによって保持されている。ガイドバー８ａは、第２レンズ保持枠２に設けられたスリーブ部２ａに光軸方向に移動可能に係合して該第２のレンズ保持枠２の光軸方向への移動をガイドする。また、ガイドバー８ｂは、第２レンズ保持枠２に設けられたＵ溝部２ｂに光軸方向に移動可能に係合して、第２レンズ保持枠２のガイドバー８ａ回りでの回転を阻止する。
【００１５】
第２レンズ保持枠２には、光軸方向に対して直交する平面内において回転可能にラック１０が取り付けられている。ラック１０は、内側にラック歯が形成されたＵ字形状の係合部と、該係合部から光軸方向両側に突出した２つの軸部とを有する。係合部のラック歯は、後述する送りねじ１２ａに係合する。また、２つの軸部は、第２レンズ保持枠２に光軸方向に離れて形成された２つの軸受け部（ラック保持部）に、光軸方向に対して直交する平面内において回転可能に保持される。
【００１６】
ラック１０の２つの軸部のうち一方と係合部との間には光軸方向に延びるばね支持部が形成されており、該ばね支持部の外周には、ねじりコイルばねであるラックばね１１のコイル部が取り付けられている。ラックばね１１は、コイル部がラック１０（係合部の端面）と第２レンズ保持枠２（ラック保持部）との間で光軸方向において圧縮される。圧縮されたコイル部は、ラック１０を光軸方向（被写体方向および像面方向）のうち一方の方向である第１の付勢方向に付勢して、第２レンズ保持枠２（一方の軸受け部）に押圧する付勢力を発生する。このラック１０を第１の付勢方向に付勢する付勢力を、以下、第１の付勢力という。
【００１７】
また、ラックばね１１は、その腕部を介してコイル部が捻られることにより、ラック１０を回転方向（時計回り方向および反時計回り方向）のうち一方の方向である第２の付勢方向に付勢して、係合部のラック歯を送りねじ１２ａに押圧する付勢力を発生する。このラック１０を第２の付勢方向に付勢する付勢力を、以下、第２の付勢力という。
【００１８】
１２はステッピングモータ等により構成されるズームモータであり、モータホルダ１２ｂによって保持されている。モータホルダ１２ｂは、前部固定鏡筒５にビスにより取り付けられ、これによりズームモータ１２が前部固定鏡筒５に対して固定される。
【００１９】
ズームモータ１２の出力軸に形成された送りねじ１２ａには、前述したように、ラック１０の係合部（ラック歯）が係合している。ズームモータ１２が駆動されて送りねじ１２ａが回転すると、これに係合しているラック１０が送りねじ１２ａの回転を光軸方向への駆動力に変換する。これにより、ラック１０を保持している第２レンズ保持枠２が光軸方向に移動される。
【００２０】
１４はズームリセットスイッチであり、第２レンズ保持枠２に形成された遮光部の光軸方向への移動を光学的に検出するフォトインタラプタにより構成されている。ズームリセットスイッチ１４は、第２レンズ保持枠２（第２レンズユニットＬ２）が基準位置に位置していることを検出するために設けられている。
【００２１】
３は第３レンズユニットＬ３を保持するとともに、光軸方向に直交する平面内でシフトさせるシフトユニットである。シフトユニット３は、後部固定鏡筒６に位置決めされて固定される。
【００２２】
４は第４レンズユニットを保持する第４レンズ保持枠であり、光軸方向に移動可能である。光軸方向に延びるガイドバー９ａ，９ｂはその両端を後部固定鏡筒６と撮像素子ホルダ７とによって保持されている。ガイドバー９ａは、第４レンズ保持枠４に設けられたスリーブ部４ａに光軸方向に移動可能に係合して、第４レンズ保持枠４の光軸方向への移動をガイドする。また、ガイドバー９ｂは、第４レンズ保持枠４に設けられたＵ溝部４ｂに光軸方向に移動可能に係合して、第４レンズ保持枠４のガイドバー９ａ回りでの回転を阻止する。
【００２３】
第４レンズ保持枠４には、ボイスコイルモータ１３を構成するコイル１３ａが取り付けられている。コイル１３ａに電流を流すことで、後部固定鏡筒６に固定されたマグネットとヨークからなる磁気回路１３ｂとの電磁作用によって第４レンズ保持枠４は光軸方向に移動される。
【００２４】
撮像素子ホルダ７には、ローパスフィルタと、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子とが保持されている。撮像素子ホルダ７は、後部固定鏡筒６に位置決めされて固定される。
【００２５】
次に、図１および図４を用いて本実施例におけるラック１０の形状と、該ラック１０のレンズ駆動装置（第２レンズ保持枠２）に対する組み込み手順について説明する。図１には、第２レンズ保持枠２へのラック１０の組み込み手順を段階的に示している。また、図４には、レンズ駆動装置の使用状態を示している。使用状態は、前記固定鏡筒５に固定されたズームモータ１２の送りねじ１２ａにラック１０が係合し、送りねじ１２ａの回転によりラック１０を介して第２レンズ保持枠２を移動させることが可能な状態である。
【００２６】
図１（ａ）に示す１０ａはラック１０のうち前述した係合部の内側に形成されたラック歯である。１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、ラック１０のうち第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｄ，２ｅによって保持される前述した軸部である。軸部１０ｃには、軸受け部２ｅに近づくほど径が小さくなる円錐台面が形成されている。
【００２７】
１０ｄはラック１０の軸部１０ｂに光軸方向にて隣り合って形成され、その外周にラックばね１１のコイル部が配置されるばね支持部である。１０ｆはラック１０の係合部のうち、ラックばね１１のコイル部における第１の付勢方向の端面が当接するばね受け部である。コイル部における第１の付勢方向とは反対方向の端面は、第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｄの端面に形成されたばね受け部２ｇに当接する。つまり、ラックばね１１のコイル部は、ラック１０のばね受け部１０ｆと第２レンズ保持枠２のばね受け部２ｇとの間で圧縮される。これにより、ラックばね１１は、前述したようにラック１０の軸部１０ｃの円錐台面を第１の付勢方向にある第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｅに押圧する第１の付勢力を発生する。
【００２８】
１０ｅはラック１０の係合部の外側に形成され、ラックばね１１の２つの腕部１１ａ，１１ｂのうち可動腕部１１ａを係止するためのばね係止部である。さらに、２ｆは第２レンズ保持枠２に形成され、図４に示す使用状態においてラックばね１１の固定腕部１１ｂを係止するばね係止部である。使用状態では、ラック１０が第２レンズ保持枠２に対して、後述する使用位相に回転されることで、腕部１１ａ，１１ｂを介してラックばね１１のコイル部が捻られ、前述したようにラック１０（ラック歯）を送りねじ１２ａに押圧する第２の付勢力を発生させる。また、第２の付勢力の反力は、第２レンズ保持枠２のスリーブ部とＵ溝部をそれぞれガイドバー８ａ，８ｂに押圧する付勢力となる。
【００２９】
このようにラックばね１１が発生する第１および第２の付勢力により、ラック１０と第２レンズ保持枠２との間の光軸方向でのがたや、ラック１０と送りねじ１２ａとの間の係合がたを除去することができる。さらに、第２レンズ保持枠２とガイドバー８ａ，８ｂとの間の係合がたも除去することができる。
【００３０】
このように構成されたラック１０は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で示す手順で第２レンズ保持枠２に組み込まれる。図１（ａ）〜（ｄ）の各図において、左から右に順に、被写体側から見た図、側面図、像面側から見た図および斜視図を示す。そして、この組み込みを容易に行うために、ラック１０には、軸部１０ｃを中心とする周方向の一部に直方体形状の突起であるストッパ部１０ｈを設けている。
【００３１】
図１（ａ）は、ラック１０をレンズ保持枠２に組み込む前の状態を示している。この状態では、ラック１０のばね支持部１０ｄの外周にラックばね１１のコイル部が配置され、ている。
【００３２】
次に、図１（ｂ）に示すように、ラック１０の軸部１０ｂが第２レンズ枠２の軸受け部２ｄに挿入される。軸部１０ｂは互いに平行な２つの平面と該２つの平面の間をつなぐ２つの円弧面とを外周面として有し、軸受け部２ｄにはこの軸部１０ｂを導入するための平行溝が形成されている。軸部１０ｂの２つの平面が軸受け部２ｄの平行溝に合うようにラック１０の第２レンズ枠２に対する回転位相をセットすることで、軸部１０ｂを軸受け部２ｄに挿入して係合させることできる。このときのラック１０の回転位相が、組込位相に相当する。組込位相において、ラック１０の軸部１０ｃは、第２レンズ枠２の軸受け部２ｅに対向する位置にあるものの、軸受け部２ｅには挿入されない。このときのラック１０の第２レンズ枠２に対する光軸方向での位置が、第２の位置に相当する。
【００３３】
一方、ラックばね１１のコイル部は、ラック１０のばね受け部１０ｆと第２レンズ保持枠２のバネ受け部２ｇとの間において圧縮される。このときのコイル部の圧縮状態は、ラック１０が後述する第１の位置にある場合よりも圧縮された状態である。コイル部が圧縮されることで、ラック１０は、図１（ｂ）に示す矢印方向である第１の付勢方向に第１の付勢力を受ける。ただし、ラック１０に設けられたストッパ部１０ｈが第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｅの外周に円弧状に形成された第１のストッパ受け部２ｉに第１の付勢方向にて当接するため、軸部１０ｃは軸受け部２ｅに挿入されない状態に保持される。ストッパ部１０ｈと第１のストッパ受け部２ｉとにより、第２の移動阻止部が構成される。
【００３４】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示した組込位相から、ラック１０を使用状態の方向に向かって１５度回転させた状態を示す。この状態（回転位相）が、中間位相に相当する。この中間位相では、ラック１０のストッパ部１０ｈが第２レンズ枠２における第１のストッパ受け部２ｉが形成された範囲から外れる。このため、ラックばね１１の第１の付勢力を受けているラック１０は、自動的に第２の位置から、軸部１０ｃが軸受け部２ｅに挿入される位置、すなわち第１の位置に移動される。前述したように軸部１０ｃは円錐台面を有し、この円錐台面が軸受け部２ｅに第１の付勢方向にて当接することで、ラック１０のそれ以上の第１の付勢方向への移動が阻止される。軸部１０ｃの円錐台面と軸受け部２ｅとにより、第１の移動阻止部が構成される。
【００３５】
また、この中間位相では、第１の位置に移動し、かつラックばね１１からの第２の付勢力を受けているラック１０のストッパ部１０ｈが、軸受け部２ｅ上の第１のストッパ受け部２ｉの周方向端面として形成された第２のストッパ受け部２ｈに当接する。このため、ラック１０の中間位相から組込位相に戻る方向への回転が阻止される。言い換えれば、ラック１０は中間位相に保持される。ストッパ部１０ｈと第２のストッパ受け部２ｈとにより、回転阻止部が構成される。一方、ラック１０の軸部１０ｂは、該軸部１０ｂの２つの平面の回転位相が軸受け部２ｄの平行溝からずれているので、軸受け部２ｄから外れることはない。こうして、ラック１０の第２レンズ枠２への組み込みを容易に行うことができる。
【００３６】
このようにして中間位相に保持されたラック１０は、第２レンズ枠２が前部固定鏡筒５内に組み込まれるのと同時に、前部固定鏡筒５に既に固定されたズームモータ１２の送りねじ１２ａに係合される（つまり、送りねじ１２ａがラック１０の係合部内に挿入される）。ラック１０の送りねじ１２ａとの係合位相である中間位相にてラック１０が上述した回転阻止部によって保持されているので、ラック１０の送りねじ１２ａへの係合を容易に行うことができる。
【００３７】
図１（ｄ）は、前述した使用状態でのラック１０を示す。ラック１０を図１（ｃ）の中間位相から回転させることで、図１（ｄ）に示す使用状態となる。このときのラック１０の第２レンズ枠２に対する回転位相が、使用位相に相当する。
【００３８】
なお、ラック１０が中間位相から使用位相に回転する途中でラックばね１１の固定腕部１１ｂが第２レンズ保持枠２のばね係止部２ｆにより係止され、そこからラック１０が使用位相まで回転する。これにより、ラックばね１１のコイル部が可動および固定腕部１１ａ，１１ｂを介して捻られ、前述した第２の付勢力をラック１０に作用させる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例では、図１（ｄ）に示したように、ラックばね１１によって第２の付勢方向に付勢されたラック１０を、組込位相への戻りを阻止して中間位相にて保持することができる。このため、第２レンズ保持枠２とラック１０とラックばね１１とをユニット化することができる。そして、これらがユニット化された状態では、ラック１０が容易に第２レンズ保持枠２から外れることがない。
【００４０】
また、図１（ｂ）に示したラック１０の第２レンズ保持枠２への組込み時には、ラックばね１１には捻れが加わっていないため、第２の付勢力が作用していない状態でラック１０を組むことができる。このため、ラック１０の第２レンズ保持枠２への組込みを容易に行うことができる。これらの２点から分かるように、本実施例は、第２レンズ保持枠２に対するラック１０の組込み易さと外れ難さを同時に実現することができる。従来はラックの組込み難さがラックの小型化を妨げていたが、本実施例によって組込み性が改善されたことで、ラックの小型化が可能となる。
【００４１】
そして、ラック１０が中間位相に保持されることで、ラック１０をズームモータ１２の送りねじ１２ａに容易に係合させることができる。
【００４２】
また、本実施例において、ラック１０が図１（ｃ）に示す中間位相から図１（ｄ）に示す使用位相に回転されるまでの間に、ラックばね１１の捩れが開始される。これにより、使用状態でのラックばね１１の捩れ角度を広く設定することができ、設計自由度を高くすることができる。特に、ラックばね１１の捩れ角度を大きくすることで使用位相のばらつきによる第２の付勢力の差を小さくすることができる。さらに、ラックばね１１の捩れ角度を大きくするために、図１（ｂ）に示した組込み時に、組込みに影響しない程度の第２の付勢力が発生するように設定することもできる。
【００４３】
なお、本実施例では、ラックばねとしてねじりコイルばねを用いた場合について説明したが、第１の付勢力と第２の付勢力を発生することができればねじりコイルばね以外のばねをラックばねとして用いてもよい。また、ラックばねは、ねじりコイルばねのように一体の１つのばねに限らず、２つのばねにより構成されていてもよい。
【実施例２】
【００４４】
図５には、本発明の実施例２であるレンズ駆動装置におけるラック１０と第２レンズ枠２（軸受け部２ｄ，２ｅ）の形状を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４５】
図５（ａ）には、実施例１において図１（ｃ）に示したようにラック１０が中間位相にて保持されている状態を示している。すなわち、ラック１０のストッパ部１０ｈ′が第２レンズ枠２の軸受け部２ｅの外周に形成された第１のストッパ受け部２ｉ′の周方向端面である第２のストッパ受け部２ｈ′に当接して、組込位相への戻りが阻止されている状態である。
【００４６】
本実施例では、ラック１０の中間位相（ストッパ部１０ｈ′に当接する第２のストッパ受け部２ｈ′の位置）を、実施例１における中間位相よりも、図５（ｂ）および図１（ｄ）に示す使用位相に近くなるように設定している。例えば、実施例１では使用位相との差が４５度になるように中間位相を設定したが、本実施例では使用位相との差が１０度になるように中間位相を設定している。これにより、ラック１０の回転スペースの制約等によって中間位相と使用位相との差を大きくとることができない場合でも、中間位相にてラック１０をズームモータ１２の送りねじ１２ａに容易に係合させることができ、組込み性を改善することができる。
【実施例３】
【００４７】
図６および図７には、本発明の実施例３であるレンズ駆動装置の構成を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４８】
実施例１では、図４に示すように、使用位相にあるラック１０におけるＵ字形状の係合部の開口（送りねじ１２ａが挿入される開口）が、レンズ鏡筒の下面に配置されるモータホルダ１２ｂにおける送りねじ１２ａに面する平面部に対向していた。つまり、使用位相のラック１０の係合部の開口が、下方を向いていた。これに対して、本実施例では、使用位相にあるラック１０の係合部の開口が、レンズ鏡筒の側面に配置されるモータホルダ１２ｂの平面部に対して概ね平行な方向（上方）を向いている。
【００４９】
本実施例では、図７（ａ）に示すように、レンズ鏡筒の側方（図の右側）からズームモータ１２を組み込み、該ズームモータ１２の送りねじ１２ａと中間位相にて保持されたラック１０とを係合させる。そして、図７（ｂ）に示すように、そのままズームモータ１２を図の左側に向かって押し込んでラック１０を第２レンズ枠２に対して使用位相に回転させることで、レンズ駆動装置を使用状態とすることができる。本実施例では、実施例１と同様に、ラック１０の中間位相を使用位相に対して４５度の差を有するように設定したので、本実施例のような組み込みも容易に行うことができる。
【００５０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
カメラ等の光学機器に搭載されるレンズ駆動装置であって、送りねじとラックとの組込みが容易なレンズ駆動装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ２ 第２レンズユニット
２ 第２レンズ保持枠
２ｉ，２ｈ ストッパ受け部
８ａ，８ｂ ガイドバー
１０ ラック
１０ｈ ストッパ部
１１ ラックばね
１２ａ 送りねじ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置に関し、特に送りねじとラックを用いたレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなレンズ駆動装置は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよび交換レンズ等の光学機器に搭載され、電動ズームやオートフォーカスを可能とする。特許文献１にて開示されたレンズ駆動装置は、モータにより回転される送りねじと、レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材に取り付けられ、送りねじに係合するラックとにより構成されている。ラックは送りねじの回転を光軸方向への駆動力に変換し、レンズ保持部材を光軸方向に移動させる。レンズ保持部材は、光軸方向に延びるガイドバーに摺動可能に係合している。
【０００３】
ラックは、レンズ保持部材に対して、光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持される。そして、ラックは、ねじりコイルばねが発生するねじり方向の付勢力によって回転方向に付勢され、送りねじとガイドバーに対してそれらの径方向のうち一方向から押圧されている。また、ラックは、ねじりコイルばねが発生する光軸方向の付勢力によって付勢され、レンズ保持部材に対して、光軸方向のうち一方向から押圧されている。これらの付勢力によってラック、送りねじ、ガイドバーおよびレンズ保持部材が互いに押圧されて、これらの間のガタつきが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０２６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にて開示されたレンズ駆動装置では、ねじりコイルばねによって光軸方向と回転方向の２つの方向に付勢された状態のラックをレンズ保持部材に組み込むため、その組み込みが困難である。しかも、ラックをレンズ保持部材に組み込めたとしても、そのラックを送りねじに係合させるために、回転方向に付勢されたラックを特定の回転位相に手や工具で保持しておく必要がある。特許文献１には、ラックの組み込み方法やラックを送りねじに係合させる方法については具体的に説明されていない。
【０００６】
本発明は、ラックばねによって付勢されたラックを容易にレンズ保持部材に組み込むことができ、さらにレンズ保持部材に組み込まれたラックと送りねじとを容易に係合させることもできるようにしたレンズ駆動装置およびこれを備えた光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのレンズ駆動装置は、レンズを保持し、光軸方向に移動可能なレンズ保持部材と、レンズ保持部材により光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持され、送りねじに係合して該送りねじの回転を光軸方向にレンズ保持部材を移動させる駆動力に変換するラックと、ラックがレンズ保持部材に組み込まれるときの該レンズ保持部材に対する該ラックの上記軸を中心とした回転位相を組込位相とし、レンズ保持部材に組み込まれたラックが送りねじの回転を駆動力に変換することが可能な使用状態でのレンズ保持部材に対する該ラックの上記軸を中心とした回転位相を使用位相とするとき、ラックとレンズ保持部材との間で光軸方向に圧縮されてラックをレンズ保持部材に対して光軸方向のうち第１の付勢方向に付勢する第１の付勢力を発生するとともに、該ラックをレンズ保持部材に対して使用位相から組込位相に向かう第２の付勢方向に回転させるよう付勢する第２の付勢力を発生するラックばねとを有する。ラックおよびレンズ保持部材は、使用位相にある該ラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置から第１の付勢力によって第１の付勢方向に移動することを阻止する第１の移動阻止部と、組込位相にある該ラックが、レンズ保持部材に対して、第１の位置よりもラックばねを圧縮する第２の位置から、第１の付勢力によって第１の付勢方向にある第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部と、組込位相と使用位相との間の中間位相において第１の位置にある該ラックが第２の付勢力によって第２の付勢方向に回転することを阻止する回転阻止部とを有する。そして、組込位相から中間位相に回転されたラックは、第１の付勢力によって第２の位置から第１の位置に移動され、回転阻止部により中間位相にて保持されることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記レンズ駆動装置と、ラックが係合する送りねじと、該送りねじを回転させるモータとを有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ラックを組込位相から使用位相に向かって回転させると、中間位相にてラックがラックばねの第１の付勢力によって自動的に第２の位置から使用状態に対応する第１の位置に配置される。そして、中間位相において回転阻止部により第２の付勢力によるラックの組込位相への戻りが阻止された（中間位相に保持された）状態のラックと送りねじとを係合させることも可能となる。このため、レンズ保持部材とラックとラックばねをユニット化した状態でレンズ駆動装置の組み立てを容易に行うことができるとともに、ラックと送りねじとを容易に係合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１であるレンズ鏡筒におけるレンズ保持枠に対するラックの組み込みを説明する図。
【図２】実施例１のレンズ鏡筒の断面図。
【図３】実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図４】実施例１のレンズ駆動装置の斜視図。
【図５】本発明の実施例２であるレンズ鏡筒におけるレンズ保持枠に対するラックの組み込みを説明する図。
【図６】本発明の実施例３であるレンズ駆動装置の正面図および斜視図。
【図７】実施例３のレンズ駆動装置に対するズームモータの組み込みを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の構成を、図２および図３を用いて説明する。本実施例のレンズ鏡筒は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載される。レンズ鏡筒および撮像装置はいずれも、光学機器に相当する。また、本発明は、光学機器の１つである交換レンズにも適用することができる。
【００１３】
図２はレンズ鏡筒の断面を、図３はレンズ鏡筒を分解して示している。Ｌ１は第１レンズユニットであり、Ｌ２は光軸方向に移動して変倍を行う第２レンズユニットである。Ｌ３は光軸方向に対して直交する平面内で移動（シフト）することで、手振れ等によるレンズ鏡筒の振れに起因した像振れを低減する第３レンズユニットである。Ｌ４は光軸方向に移動して変倍に伴う焦点変動の補正と焦点調節とを行う第４レンズユニットである。１３は光量を調節するための絞りユニットである。第１〜第４レンズユニットＬ１〜Ｌ４および絞りユニット１３により、撮影光学系が構成される。
【００１４】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１レンズ保持枠であり、前部固定鏡筒５に位置決め固定される。２は第２レンズユニットＬ２を保持する第２レンズ保持枠（レンズ保持部材）であり、光軸方向に移動可能である。光軸方向に延びるガイドバー８ａ，８ｂはその両端を前部固定鏡筒５と後部固定鏡筒６とによって保持されている。ガイドバー８ａは、第２レンズ保持枠２に設けられたスリーブ部２ａに光軸方向に移動可能に係合して該第２のレンズ保持枠２の光軸方向への移動をガイドする。また、ガイドバー８ｂは、第２レンズ保持枠２に設けられたＵ溝部２ｂに光軸方向に移動可能に係合して、第２レンズ保持枠２のガイドバー８ａ回りでの回転を阻止する。
【００１５】
第２レンズ保持枠２には、光軸方向に対して直交する平面内において回転可能にラック１０が取り付けられている。ラック１０は、内側にラック歯が形成されたＵ字形状の係合部と、該係合部から光軸方向両側に突出した２つの軸部とを有する。係合部のラック歯は、後述する送りねじ１２ａに係合する。また、２つの軸部は、第２レンズ保持枠２に光軸方向に離れて形成された２つの軸受け部（ラック保持部）に、光軸方向に対して直交する平面内において回転可能に保持される。
【００１６】
ラック１０の２つの軸部のうち一方と係合部との間には光軸方向に延びるばね支持部が形成されており、該ばね支持部の外周には、ねじりコイルばねであるラックばね１１のコイル部が取り付けられている。ラックばね１１は、コイル部がラック１０（係合部の端面）と第２レンズ保持枠２（ラック保持部）との間で光軸方向において圧縮される。圧縮されたコイル部は、ラック１０を光軸方向（被写体方向および像面方向）のうち一方の方向である第１の付勢方向に付勢して、第２レンズ保持枠２（一方の軸受け部）に押圧する付勢力を発生する。このラック１０を第１の付勢方向に付勢する付勢力を、以下、第１の付勢力という。
【００１７】
また、ラックばね１１は、その腕部を介してコイル部が捻られることにより、ラック１０を回転方向（時計回り方向および反時計回り方向）のうち一方の方向である第２の付勢方向に付勢して、係合部のラック歯を送りねじ１２ａに押圧する付勢力を発生する。このラック１０を第２の付勢方向に付勢する付勢力を、以下、第２の付勢力という。
【００１８】
１２はステッピングモータ等により構成されるズームモータであり、モータホルダ１２ｂによって保持されている。モータホルダ１２ｂは、前部固定鏡筒５にビスにより取り付けられ、これによりズームモータ１２が前部固定鏡筒５に対して固定される。
【００１９】
ズームモータ１２の出力軸に形成された送りねじ１２ａには、前述したように、ラック１０の係合部（ラック歯）が係合している。ズームモータ１２が駆動されて送りねじ１２ａが回転すると、これに係合しているラック１０が送りねじ１２ａの回転を光軸方向への駆動力に変換する。これにより、ラック１０を保持している第２レンズ保持枠２が光軸方向に移動される。
【００２０】
１４はズームリセットスイッチであり、第２レンズ保持枠２に形成された遮光部の光軸方向への移動を光学的に検出するフォトインタラプタにより構成されている。ズームリセットスイッチ１４は、第２レンズ保持枠２（第２レンズユニットＬ２）が基準位置に位置していることを検出するために設けられている。
【００２１】
３は第３レンズユニットＬ３を保持するとともに、光軸方向に直交する平面内でシフトさせるシフトユニットである。シフトユニット３は、後部固定鏡筒６に位置決めされて固定される。
【００２２】
４は第４レンズユニットを保持する第４レンズ保持枠であり、光軸方向に移動可能である。光軸方向に延びるガイドバー９ａ，９ｂはその両端を後部固定鏡筒６と撮像素子ホルダ７とによって保持されている。ガイドバー９ａは、第４レンズ保持枠４に設けられたスリーブ部４ａに光軸方向に移動可能に係合して、第４レンズ保持枠４の光軸方向への移動をガイドする。また、ガイドバー９ｂは、第４レンズ保持枠４に設けられたＵ溝部４ｂに光軸方向に移動可能に係合して、第４レンズ保持枠４のガイドバー９ａ回りでの回転を阻止する。
【００２３】
第４レンズ保持枠４には、ボイスコイルモータ１３を構成するコイル１３ａが取り付けられている。コイル１３ａに電流を流すことで、後部固定鏡筒６に固定されたマグネットとヨークからなる磁気回路１３ｂとの電磁作用によって第４レンズ保持枠４は光軸方向に移動される。
【００２４】
撮像素子ホルダ７には、ローパスフィルタと、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子とが保持されている。撮像素子ホルダ７は、後部固定鏡筒６に位置決めされて固定される。
【００２５】
次に、図１および図４を用いて本実施例におけるラック１０の形状と、該ラック１０のレンズ駆動装置（第２レンズ保持枠２）に対する組み込み手順について説明する。図１には、第２レンズ保持枠２へのラック１０の組み込み手順を段階的に示している。また、図４には、レンズ駆動装置の使用状態を示している。使用状態は、前記固定鏡筒５に固定されたズームモータ１２の送りねじ１２ａにラック１０が係合し、送りねじ１２ａの回転によりラック１０を介して第２レンズ保持枠２を移動させることが可能な状態である。
【００２６】
図１（ａ）に示す１０ａはラック１０のうち前述した係合部の内側に形成されたラック歯である。１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、ラック１０のうち第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｄ，２ｅによって保持される前述した軸部である。軸部１０ｃには、軸受け部２ｅに近づくほど径が小さくなる円錐台面が形成されている。
【００２７】
１０ｄはラック１０の軸部１０ｂに光軸方向にて隣り合って形成され、その外周にラックばね１１のコイル部が配置されるばね支持部である。１０ｆはラック１０の係合部のうち、ラックばね１１のコイル部における第１の付勢方向の端面が当接するばね受け部である。コイル部における第１の付勢方向とは反対方向の端面は、第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｄの端面に形成されたばね受け部２ｇに当接する。つまり、ラックばね１１のコイル部は、ラック１０のばね受け部１０ｆと第２レンズ保持枠２のばね受け部２ｇとの間で圧縮される。これにより、ラックばね１１は、前述したようにラック１０の軸部１０ｃの円錐台面を第１の付勢方向にある第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｅに押圧する第１の付勢力を発生する。
【００２８】
１０ｅはラック１０の係合部の外側に形成され、ラックばね１１の２つの腕部１１ａ，１１ｂのうち可動腕部１１ａを係止するためのばね係止部である。さらに、２ｆは第２レンズ保持枠２に形成され、図４に示す使用状態においてラックばね１１の固定腕部１１ｂを係止するばね係止部である。使用状態では、ラック１０が第２レンズ保持枠２に対して、後述する使用位相に回転されることで、腕部１１ａ，１１ｂを介してラックばね１１のコイル部が捻られ、前述したようにラック１０（ラック歯）を送りねじ１２ａに押圧する第２の付勢力を発生させる。また、第２の付勢力の反力は、第２レンズ保持枠２のスリーブ部とＵ溝部をそれぞれガイドバー８ａ，８ｂに押圧する付勢力となる。
【００２９】
このようにラックばね１１が発生する第１および第２の付勢力により、ラック１０と第２レンズ保持枠２との間の光軸方向でのがたや、ラック１０と送りねじ１２ａとの間の係合がたを除去することができる。さらに、第２レンズ保持枠２とガイドバー８ａ，８ｂとの間の係合がたも除去することができる。
【００３０】
このように構成されたラック１０は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で示す手順で第２レンズ保持枠２に組み込まれる。図１（ａ）〜（ｄ）の各図において、左から右に順に、被写体側から見た図、側面図、像面側から見た図および斜視図を示す。そして、この組み込みを容易に行うために、ラック１０には、軸部１０ｃを中心とする周方向の一部に直方体形状の突起であるストッパ部１０ｈを設けている。
【００３１】
図１（ａ）は、ラック１０をレンズ保持枠２に組み込む前の状態を示している。この状態では、ラック１０のばね支持部１０ｄの外周にラックばね１１のコイル部が配置され、ている。
【００３２】
次に、図１（ｂ）に示すように、ラック１０の軸部１０ｂが第２レンズ枠２の軸受け部２ｄに挿入される。軸部１０ｂは互いに平行な２つの平面と該２つの平面の間をつなぐ２つの円弧面とを外周面として有し、軸受け部２ｄにはこの軸部１０ｂを導入するための平行溝が形成されている。軸部１０ｂの２つの平面が軸受け部２ｄの平行溝に合うようにラック１０の第２レンズ枠２に対する回転位相をセットすることで、軸部１０ｂを軸受け部２ｄに挿入して係合させることできる。このときのラック１０の回転位相が、組込位相に相当する。組込位相において、ラック１０の軸部１０ｃは、第２レンズ枠２の軸受け部２ｅに対向する位置にあるものの、軸受け部２ｅには挿入されない。このときのラック１０の第２レンズ枠２に対する光軸方向での位置が、第２の位置に相当する。
【００３３】
一方、ラックばね１１のコイル部は、ラック１０のばね受け部１０ｆと第２レンズ保持枠２のバネ受け部２ｇとの間において圧縮される。このときのコイル部の圧縮状態は、ラック１０が後述する第１の位置にある場合よりも圧縮された状態である。コイル部が圧縮されることで、ラック１０は、図１（ｂ）に示す矢印方向である第１の付勢方向に第１の付勢力を受ける。ただし、ラック１０に設けられたストッパ部１０ｈが第２レンズ保持枠２の軸受け部２ｅの外周に円弧状に形成された第１のストッパ受け部２ｉに第１の付勢方向にて当接するため、軸部１０ｃは軸受け部２ｅに挿入されない状態に保持される。ストッパ部１０ｈと第１のストッパ受け部２ｉとにより、第２の移動阻止部が構成される。
【００３４】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示した組込位相から、ラック１０を使用状態の方向に向かって１５度回転させた状態を示す。この状態（回転位相）が、中間位相に相当する。この中間位相では、ラック１０のストッパ部１０ｈが第２レンズ枠２における第１のストッパ受け部２ｉが形成された範囲から外れる。このため、ラックばね１１の第１の付勢力を受けているラック１０は、自動的に第２の位置から、軸部１０ｃが軸受け部２ｅに挿入される位置、すなわち第１の位置に移動される。前述したように軸部１０ｃは円錐台面を有し、この円錐台面が軸受け部２ｅに第１の付勢方向にて当接することで、ラック１０のそれ以上の第１の付勢方向への移動が阻止される。軸部１０ｃの円錐台面と軸受け部２ｅとにより、第１の移動阻止部が構成される。
【００３５】
また、この中間位相では、第１の位置に移動し、かつラックばね１１からの第２の付勢力を受けているラック１０のストッパ部１０ｈが、軸受け部２ｅ上の第１のストッパ受け部２ｉの周方向端面として形成された第２のストッパ受け部２ｈに当接する。このため、ラック１０の中間位相から組込位相に戻る方向への回転が阻止される。言い換えれば、ラック１０は中間位相に保持される。ストッパ部１０ｈと第２のストッパ受け部２ｈとにより、回転阻止部が構成される。一方、ラック１０の軸部１０ｂは、該軸部１０ｂの２つの平面の回転位相が軸受け部２ｄの平行溝からずれているので、軸受け部２ｄから外れることはない。こうして、ラック１０の第２レンズ枠２への組み込みを容易に行うことができる。
【００３６】
このようにして中間位相に保持されたラック１０は、第２レンズ枠２が前部固定鏡筒５内に組み込まれるのと同時に、前部固定鏡筒５に既に固定されたズームモータ１２の送りねじ１２ａに係合される（つまり、送りねじ１２ａがラック１０の係合部内に挿入される）。ラック１０の送りねじ１２ａとの係合位相である中間位相にてラック１０が上述した回転阻止部によって保持されているので、ラック１０の送りねじ１２ａへの係合を容易に行うことができる。
【００３７】
図１（ｄ）は、前述した使用状態でのラック１０を示す。ラック１０を図１（ｃ）の中間位相から回転させることで、図１（ｄ）に示す使用状態となる。このときのラック１０の第２レンズ枠２に対する回転位相が、使用位相に相当する。
【００３８】
なお、ラック１０が中間位相から使用位相に回転する途中でラックばね１１の固定腕部１１ｂが第２レンズ保持枠２のばね係止部２ｆにより係止され、そこからラック１０が使用位相まで回転する。これにより、ラックばね１１のコイル部が可動および固定腕部１１ａ，１１ｂを介して捻られ、前述した第２の付勢力をラック１０に作用させる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例では、図１（ｄ）に示したように、ラックばね１１によって第２の付勢方向に付勢されたラック１０を、組込位相への戻りを阻止して中間位相にて保持することができる。このため、第２レンズ保持枠２とラック１０とラックばね１１とをユニット化することができる。そして、これらがユニット化された状態では、ラック１０が容易に第２レンズ保持枠２から外れることがない。
【００４０】
また、図１（ｂ）に示したラック１０の第２レンズ保持枠２への組込み時には、ラックばね１１には捻れが加わっていないため、第２の付勢力が作用していない状態でラック１０を組むことができる。このため、ラック１０の第２レンズ保持枠２への組込みを容易に行うことができる。これらの２点から分かるように、本実施例は、第２レンズ保持枠２に対するラック１０の組込み易さと外れ難さを同時に実現することができる。従来はラックの組込み難さがラックの小型化を妨げていたが、本実施例によって組込み性が改善されたことで、ラックの小型化が可能となる。
【００４１】
そして、ラック１０が中間位相に保持されることで、ラック１０をズームモータ１２の送りねじ１２ａに容易に係合させることができる。
【００４２】
また、本実施例において、ラック１０が図１（ｃ）に示す中間位相から図１（ｄ）に示す使用位相に回転されるまでの間に、ラックばね１１の捩れが開始される。これにより、使用状態でのラックばね１１の捩れ角度を広く設定することができ、設計自由度を高くすることができる。特に、ラックばね１１の捩れ角度を大きくすることで使用位相のばらつきによる第２の付勢力の差を小さくすることができる。さらに、ラックばね１１の捩れ角度を大きくするために、図１（ｂ）に示した組込み時に、組込みに影響しない程度の第２の付勢力が発生するように設定することもできる。
【００４３】
なお、本実施例では、ラックばねとしてねじりコイルばねを用いた場合について説明したが、第１の付勢力と第２の付勢力を発生することができればねじりコイルばね以外のばねをラックばねとして用いてもよい。また、ラックばねは、ねじりコイルばねのように一体の１つのばねに限らず、２つのばねにより構成されていてもよい。
【実施例２】
【００４４】
図５には、本発明の実施例２であるレンズ駆動装置におけるラック１０と第２レンズ枠２（軸受け部２ｄ，２ｅ）の形状を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４５】
図５（ａ）には、実施例１において図１（ｃ）に示したようにラック１０が中間位相にて保持されている状態を示している。すなわち、ラック１０のストッパ部１０ｈ′が第２レンズ枠２の軸受け部２ｅの外周に形成された第１のストッパ受け部２ｉ′の周方向端面である第２のストッパ受け部２ｈ′に当接して、組込位相への戻りが阻止されている状態である。
【００４６】
本実施例では、ラック１０の中間位相（ストッパ部１０ｈ′に当接する第２のストッパ受け部２ｈ′の位置）を、実施例１における中間位相よりも、図５（ｂ）および図１（ｄ）に示す使用位相に近くなるように設定している。例えば、実施例１では使用位相との差が４５度になるように中間位相を設定したが、本実施例では使用位相との差が１０度になるように中間位相を設定している。これにより、ラック１０の回転スペースの制約等によって中間位相と使用位相との差を大きくとることができない場合でも、中間位相にてラック１０をズームモータ１２の送りねじ１２ａに容易に係合させることができ、組込み性を改善することができる。
【実施例３】
【００４７】
図６および図７には、本発明の実施例３であるレンズ駆動装置の構成を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４８】
実施例１では、図４に示すように、使用位相にあるラック１０におけるＵ字形状の係合部の開口（送りねじ１２ａが挿入される開口）が、レンズ鏡筒の下面に配置されるモータホルダ１２ｂにおける送りねじ１２ａに面する平面部に対向していた。つまり、使用位相のラック１０の係合部の開口が、下方を向いていた。これに対して、本実施例では、使用位相にあるラック１０の係合部の開口が、レンズ鏡筒の側面に配置されるモータホルダ１２ｂの平面部に対して概ね平行な方向（上方）を向いている。
【００４９】
本実施例では、図７（ａ）に示すように、レンズ鏡筒の側方（図の右側）からズームモータ１２を組み込み、該ズームモータ１２の送りねじ１２ａと中間位相にて保持されたラック１０とを係合させる。そして、図７（ｂ）に示すように、そのままズームモータ１２を図の左側に向かって押し込んでラック１０を第２レンズ枠２に対して使用位相に回転させることで、レンズ駆動装置を使用状態とすることができる。本実施例では、実施例１と同様に、ラック１０の中間位相を使用位相に対して４５度の差を有するように設定したので、本実施例のような組み込みも容易に行うことができる。
【００５０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
カメラ等の光学機器に搭載されるレンズ駆動装置であって、送りねじとラックとの組込みが容易なレンズ駆動装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ２ 第２レンズユニット
２ 第２レンズ保持枠
２ｉ，２ｈ ストッパ受け部
８ａ，８ｂ ガイドバー
１０ ラック
１０ｈ ストッパ部
１１ ラックばね
１２ａ 送りねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持し、光軸方向に移動可能なレンズ保持部材と、
前記レンズ保持部材により前記光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持され、送りねじに係合して該送りねじの回転を前記光軸方向に前記レンズ保持部材を移動させる駆動力に変換するラックと、
前記ラックが前記レンズ保持部材に組み込まれるときの該レンズ保持部材に対する該ラックの前記軸を中心とした回転位相を組込位相とし、前記レンズ保持部材に組み込まれた前記ラックが前記送りねじの回転を前記駆動力に変換することが可能な使用状態での前記レンズ保持部材に対する該ラックの前記軸を中心とした回転位相を使用位相とするとき、前記ラックと前記レンズ保持部材との間で前記光軸方向に圧縮されて前記ラックを前記レンズ保持部材に対して前記光軸方向のうち第１の付勢方向に付勢する第１の付勢力を発生するとともに、該ラックを前記レンズ保持部材に対して前記使用位相から前記組込位相に向かう第２の付勢方向に回転させるよう付勢する第２の付勢力を発生するラックばねとを有し、
前記ラックおよび前記レンズ保持部材は、
前記使用位相にある該ラックが、前記レンズ保持部材に対して、第１の位置から前記第１の付勢力によって前記第１の付勢方向に移動することを阻止する第１の移動阻止部と、
前記組込位相にある該ラックが、前記レンズ保持部材に対して、前記第１の位置よりも前記ラックばねを圧縮する第２の位置から、前記第１の付勢力によって前記第１の付勢方向にある前記第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部と、
前記組込位相と前記使用位相との間の中間位相において前記第１の位置にある該ラックが前記第２の付勢力によって前記第２の付勢方向に回転することを阻止する回転阻止部とを有し、
前記組込位相から前記中間位相に回転された前記ラックは、前記第１の付勢力によって前記第２の位置から前記第１の位置に移動され、前記回転阻止部により前記中間位相にて保持されることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記中間位相にて保持された前記ラックと前記送りねじとが係合し、
該送りねじと係合した前記ラックが前記使用位相に回転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２の移動阻止部は、
前記ラックにおける前記軸を中心とする周方向の一部に設けられたストッパ部と、
前記レンズ保持部材に設けられ、前記ラックが前記中間位相および前記使用位相にあるときは前記ストッパ部が前記第１の付勢方向にて当接せず、前記ラックが前記組込位相にあるときに前記ストッパ部が前記第１の付勢方向にて当接する第１のストッパ受け部とにより構成され、
前記回転阻止部は、
前記ラックに設けられた前記ストッパ部と、
前記レンズ保持部材に設けられ、前記ラックが前記中間位相および前記使用位相にあるときに前記ストッパ部が前記第２の付勢方向にて当接する第２のストッパ受け部とにより構成されてい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４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置と、
前記ラックが係合する送りねじと、
該送りねじを回転させるモータとを有することを特徴とする光学機器。
【請求項１】
レンズを保持し、光軸方向に移動可能なレンズ保持部材と、
前記レンズ保持部材により前記光軸方向に延びる軸を中心として回転可能に保持され、送りねじに係合して該送りねじの回転を前記光軸方向に前記レンズ保持部材を移動させる駆動力に変換するラックと、
前記ラックが前記レンズ保持部材に組み込まれるときの該レンズ保持部材に対する該ラックの前記軸を中心とした回転位相を組込位相とし、前記レンズ保持部材に組み込まれた前記ラックが前記送りねじの回転を前記駆動力に変換することが可能な使用状態での前記レンズ保持部材に対する該ラックの前記軸を中心とした回転位相を使用位相とするとき、前記ラックと前記レンズ保持部材との間で前記光軸方向に圧縮されて前記ラックを前記レンズ保持部材に対して前記光軸方向のうち第１の付勢方向に付勢する第１の付勢力を発生するとともに、該ラックを前記レンズ保持部材に対して前記使用位相から前記組込位相に向かう第２の付勢方向に回転させるよう付勢する第２の付勢力を発生するラックばねとを有し、
前記ラックおよび前記レンズ保持部材は、
前記使用位相にある該ラックが、前記レンズ保持部材に対して、第１の位置から前記第１の付勢力によって前記第１の付勢方向に移動することを阻止する第１の移動阻止部と、
前記組込位相にある該ラックが、前記レンズ保持部材に対して、前記第１の位置よりも前記ラックばねを圧縮する第２の位置から、前記第１の付勢力によって前記第１の付勢方向にある前記第１の位置に移動することを阻止する第２の移動阻止部と、
前記組込位相と前記使用位相との間の中間位相において前記第１の位置にある該ラックが前記第２の付勢力によって前記第２の付勢方向に回転することを阻止する回転阻止部とを有し、
前記組込位相から前記中間位相に回転された前記ラックは、前記第１の付勢力によって前記第２の位置から前記第１の位置に移動され、前記回転阻止部により前記中間位相にて保持されることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記中間位相にて保持された前記ラックと前記送りねじとが係合し、
該送りねじと係合した前記ラックが前記使用位相に回転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２の移動阻止部は、
前記ラックにおける前記軸を中心とする周方向の一部に設けられたストッパ部と、
前記レンズ保持部材に設けられ、前記ラックが前記中間位相および前記使用位相にあるときは前記ストッパ部が前記第１の付勢方向にて当接せず、前記ラックが前記組込位相にあるときに前記ストッパ部が前記第１の付勢方向にて当接する第１のストッパ受け部とにより構成され、
前記回転阻止部は、
前記ラックに設けられた前記ストッパ部と、
前記レンズ保持部材に設けられ、前記ラックが前記中間位相および前記使用位相にあるときに前記ストッパ部が前記第２の付勢方向にて当接する第２のストッパ受け部とにより構成されてい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４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置と、
前記ラックが係合する送りねじと、
該送りねじを回転させるモータとを有することを特徴とする光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８８６８８（Ｐ２０１３−８８６８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０３５２（Ｐ２０１１−２３０３５２）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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