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技術 レンズ駆動装置、レンズ鏡筒および光学機器

出願人 キヤノン株式会社
発明者 佐藤功二
出願日 2014年4月28日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2014-092366
公開日 2015年11月24日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2015-210409
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒
主要キーワード スリーブ穴 回転ブレ 回転規制溝 磁気吸着力 ラック部材 質量増加 像揺れ ラック構成
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

レンズ群倒れ回転ブレの抑制を可能にしたレンズ駆動装置等の提供。

解決手段

レンズ駆動装置は、光学レンズを保持するレンズ保持部4gと、レンズ保持部4gに設けられ、モータ駆動力をレンズ保持部4gに伝達するラック部材10と、レンズ保持部4gを光軸方向に進退可能に支持する第1のガイド部材11と、レンズ保持部4gを光軸方向に進退可能に支持し、光軸と直交する方向において第1のガイド部材11よりもラック部材から離れている第2のガイド部材12と、レンズ保持部4gに設けられ、第1のガイド部材11及び第2のガイド部材12がそれぞれ当接する、第1の当接部4a、4gおよび第2の当接部4cと、第2の当接部4cを第2のガイド部材12の方に付勢する付勢部材14と、を備える。付勢部材14は、レンズ保持部4gの第2の当接部4cから、第2のガイド部材12の長手方向に離れた位置で付勢力が発生するように設けられる。

概要

背景

従来、デジタルスチルカメラビデオカメラなどの光学機器交換レンズなどとして用いられるレンズ鏡筒には、変倍動作や合焦動作の際にステッピングモータを用いてレンズ群を移動させるレンズ駆動装置が搭載されている。このようなレンズ駆動装置では、レンズの進退時にレンズの移動を案内するガイドレンズ保持枠とがガタつかないよう移動することが求められる。特許文献1は、ラック部にモータネジを狭持する挟み歯を持つラック構成回転ブレ規制を達成する構成を開示している。また、特許文献2は、ラックをモータネジに押し当てる構成で回転ブレ規制を達成する構成を開示している。

概要

レンズ群の倒れ回転ブレの抑制を可能にしたレンズ駆動装置等の提供。レンズ駆動装置は、光学レンズを保持するレンズ保持部4gと、レンズ保持部4gに設けられ、モータ駆動力をレンズ保持部4gに伝達するラック部材10と、レンズ保持部4gを光軸方向に進退可能に支持する第1のガイド部材11と、レンズ保持部4gを光軸方向に進退可能に支持し、光軸と直交する方向において第1のガイド部材11よりもラック部材から離れている第2のガイド部材12と、レンズ保持部4gに設けられ、第1のガイド部材11及び第2のガイド部材12がそれぞれ当接する、第1の当接部4a、4gおよび第2の当接部4cと、第2の当接部4cを第2のガイド部材12の方に付勢する付勢部材14と、を備える。付勢部材14は、レンズ保持部4gの第2の当接部4cから、第2のガイド部材12の長手方向に離れた位置で付勢力が発生するように設けられる。

目的

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、モータの回転負荷を増加させることなくレンズ群を安定的に付勢し、意図しない倒れや回転ブレを抑制することを可能にしたレンズ駆動装置等を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光学レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に設けられ、モータ駆動力を前記レンズ保持部に伝達するラック部材と、前記レンズ保持部を光軸方向に進退可能に支持する第1のガイド部材と、前記レンズ保持部を光軸方向に進退可能に支持し、光軸方向に直交する方向において前記第1のガイド部材よりも前記ラック部材から離れている第2のガイド部材と、前記レンズ保持部に設けられ、前記第1のガイド部材及び前記第2のガイド部材がそれぞれ当接する、第1の当接部及び第2の当接部と、前記第2の当接部を前記第2のガイド部材の方に付勢する付勢部材と、を備え、前記付勢部材は、前記レンズ保持部の第2の当接部から、前記第2のガイド部材の長手方向に離れた位置で付勢力が発生するように設けられることを特徴とするレンズ駆動装置

請求項2

前記付勢部材によって、前記第2のガイド部材に前記第2の当接部が当接される方向に付勢されることにより、前記第1の当接部としての2つ開口の両端はそれぞれ、前記第1のガイド部材に対して光軸方向に直交する方向であって互いに反対向きにそれぞれ付勢され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

前記付勢部材は、弾性材料で構成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4

前記付勢部材は、磁性材料で構成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5

レンズ駆動装置を有するレンズ鏡筒であって、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。

請求項6

レンズ駆動装置を有する光学機器であって、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とする光学機器。

技術分野

0001

本発明は、レンズ駆動装置レンズ鏡筒、および光学機器に関する。

背景技術

0002

従来、デジタルスチルカメラビデオカメラなどの光学機器に交換レンズなどとして用いられるレンズ鏡筒には、変倍動作や合焦動作の際にステッピングモータを用いてレンズ群を移動させるレンズ駆動装置が搭載されている。このようなレンズ駆動装置では、レンズの進退時にレンズの移動を案内するガイドレンズ保持枠とがガタつかないよう移動することが求められる。特許文献1は、ラック部にモータネジを狭持する挟み歯を持つラック構成回転ブレ規制を達成する構成を開示している。また、特許文献2は、ラックをモータネジに押し当てる構成で回転ブレ規制を達成する構成を開示している。

先行技術

0003

特開平6−174992号公報
特開2007−298718号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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、レンズ群の質量が大きい場合に、例えば姿勢を変化した際に安定した吊り合いを構成することが出来ずに、レンズ群の倒れ回転ブレが生じる可能性がある。そして結果的に像揺れなど光学性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば特許文献1ではラック部にモータネジを狭持する挟み歯を持ち、挟み歯にある角度を設けることでレンズ群に付勢力を持たせる構成である。ここでレンズ群の質量に見合うだけ付勢力を増加させるためには狭持力を増加させるか、又は挟み歯の角度を増加する必要がある。このため、いずれの場合もモータの回転を阻害する負荷が高くなる課題がある。また特許文献2では、特許文献1に比べてモータに対する負荷を小さくすることが可能ではあるが、レンズ群の質量増加に伴いラックの付勢力を増加させる必要があることには変わりが無いことから、同様の課題を避けることは困難である。

0005

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、モータの回転負荷を増加させることなくレンズ群を安定的に付勢し、意図しない倒れや回転ブレを抑制することを可能にしたレンズ駆動装置等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

0006

上記課題を解決するために、本発明におけるレンズ駆動装置は、光学レンズを保持するレンズ保持部と、レンズ保持部に設けられ、モータ駆動力をレンズ保持部に伝達するラック部材と、レンズ保持部を光軸方向に進退可能に支持する第1のガイド部材と、レンズ保持部を光軸方向に進退可能に支持し、光軸方向に直交する方向において第1のガイド部材よりもラック部材から離れている第2のガイド部材と、レンズ保持部に設けられ、第1のガイド部材及び第2のガイド部材がそれぞれ当接する、第1の当接部及び第2の当接部と、第2の当接部を第2のガイド部材の方に付勢する付勢部材と、を備え、付勢部材は、前記レンズ保持部の第2の当接部から、第2のガイド部材の長手方向に離れた位置で付勢力が発生するように設けられることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、例えば、モータの回転負荷を増加させることなくレンズ群を安定的に付勢し、意図しない倒れや回転ブレを抑制することを可能にしたレンズ駆動装置等を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の第1実施形態に係るレンズ駆動装置を搭載可能なレンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図である。
第1実施形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。
第1実施形態に係るレンズ駆動装置の作用説明図であって、同図(a)は側面図であり、同図(b)は正面図である。
本発明の第2実施形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。
第2実施形態に係るレンズ駆動装置の作用説明図であって、同図(a)は側面図であり、同図(b)は正面図である。

実施例

0009

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

0010

(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るレンズ駆動装置を搭載可能なレンズ鏡筒(レンズ装置)について説明する。図1は、第1実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図であり、各々の部品を固定する固定筒は説明を簡略化する目的で図示していない。本実施形態に係るレンズ鏡筒は、一例として、撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ、または銀塩フィルムを使用するスチルカメラなどの撮像装置(光学機器)に対して着脱可能な交換レンズとする。ただし、本実施形態に係るレンズ鏡筒は、撮像装置に内蔵するものであってもよいし、撮像装置に限らず、例えば、いわゆるプロジェクターなどの投射装置に着脱する交換レンズ、または投射装置に内蔵するものであってもよい。図1に示すように、レンズ鏡筒は、光学レンズ群1、変倍レンズ群2、コンペ群3、合焦レンズ群4、およびホルダ13を備え、ホルダ13の後部に不図示の撮像素子を配置することで撮影が可能となる。

0011

次に、レンズ群を光軸方向Kに移動させるレンズ駆動装置について説明する。図2は、本実施形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。ここでは上述した合焦レンズ群を駆動する場合を例に挙げる。このようなレンズ駆動装置は、合焦レンズ群4、ラック(ラック部材)10、ガイドバー11(第1のガイド部材)、ガイドバー12(第2のガイドバー)、およびバネ14(付勢部材、弾性材料)を備える。また、合焦レンズ群4は、レンズLおよびそのレンズを保持するレンズ保持枠(レンズ保持部)4gを備える。ラック10は、レンズ保持枠4gに取り付けられ、モータ9のネジ部と噛合し、モータ9の回転(モータ駆動力)をレンズ保持枠4gに伝達することにより合焦レンズ群4を光軸方向Kに進退駆動することが可能となっている。レンズ保持枠4gにはガイドバー11を案内するように当接するスリーブ穴(開口、第1の当接部)4a、およびスリーブ穴(開口、第1の当接部)4bが設けられており、ガイドバー11によって光軸方向Kに進退可能に保持(支持)されている。回転規制部(回転規制溝、第2の当接部)4cにはガイドバー12が狭持(当接)されており、レンズ保持枠4gの光軸方向Kに直交する回転方向位置規制と共に、進退時に生じる回転ブレを規制する働きを持っている。ガイドバー12は、レンズ保持枠4gを光軸方向Kに進退可能に保持し、光軸方向Kに直交する方向においてガイドバー11よりもラックから離れている。バネ14は、レンズ保持枠4gに設けた略円筒状のバネ掛け部4eを中心に取り付けられたトーションバネである。バネ14は、バネ受け部4dに設けたバネ受け溝4fにバネ14の片端を保持し、他端をガイドバー12に掛けて配置することで、レンズ保持枠4gとガイドバー12の間に付勢力を発生させている。

0012

このようなレンズ駆動装置の作用について、図3を参照して詳細に説明する。図3は、本実施形態に係るレンズ駆動装置の作用説明図であって、同図(a)は側面図であり、同図(b)は正面図である。図3(a)、(b)に示すように、バネ14は、レンズ保持枠4gに設けられたバネ受け溝4fとガイドバー12の間で付勢力Aを生じることができる。付勢力Aによって生じるレンズ保持枠4gを押し下げる力は、回転規制部4cとガイドバー12とを押しつける付勢力Bとしての働きを有する。回転規制部4cは、付勢力Bによりガイドバー12を押し下げる力を有するが、ガイドバー12は、不図示の受け部によりその両端を固定支持されているため位置の変化は無く反力B’が発生する。図3(a)で示すように、バネ14で付勢された付勢力Aは、回転規制部4cからガイドバー12の長手方向に離れた位置(本図では紙面向かって右側に付勢力Aがずれている)に発生する。このため、付勢力Aは、回転規制部4cを支点としてレンズ保持枠4gを紙面向かって時計回りに回転させる力を有する。この力によりスリーブ穴4aには持ちあげ方向の付勢力C、スリーブ穴4bには押し下げ方向光の付勢力Dが生じており、ガイドバー11に対して各々の付勢力を持ってレンズ保持枠4gをガタ無く押し付けることができる。さらに、ガイドバー11は、不図示の固定筒によって保持されているため、レンズ保持枠4gの付勢力C、Dで位置が変化することは無い。したがって、スリーブ穴4aには反力C’、スリーブ穴4bには反力D’が発生し、反力B’、C’、D’と付勢力Aとの間で生じる吊り合いで位置は保持される。前述したように、スリーブ穴4a、スリーブ穴4b、回転規制部4cは、各々に付勢力を持って保持されているため、ラック10から特段の付勢力を加えることなく付勢することが出来る。

0013

以上のように、本実施形態によれば、レンズ保持枠4gの回転ブレ規制のために必要な付勢力と、ラック10をモータネジに押しつけるための付勢力を各々別個に設定することが出来る。したがって、モータの回転負荷を増加させること無くレンズ群の回転ブレを規制することが可能となる。また、このレンズ駆動装置を有することで、像揺れなどが生じづらい光学性能に優れたレンズ鏡筒および光学機器を提供することができる。

0014

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るレンズ駆動装置について説明する。第1実施形態では付勢部材としてバネを用いたが、本実施形態に係るレンズ駆動装置は、付勢部材として磁石(Mg、磁性材料)を用いる点で異なる。なお、本実施形態のレンズ鏡筒自体の構成は、基本的には第1実施形態のレンズ鏡筒と同様であるので、レンズ駆動装置に関連する部分以外についてはその詳細な説明を省略する。

0015

ここでは、図4を参照して、本発明の第2実施形態に係るレンズ駆動装置の構成について説明する。本実施形態のレンズ駆動装置は、合焦レンズ群4、ラック10、ガイドバー11(第1のガイド部材)、ガイドバー12(第2のガイド部材)、および磁石15(付勢部材、磁性材料)を備える。なお、第1実施形態に係るレンズ駆動装置と同一構成のものには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。磁石15は、レンズ保持枠4gに設けられた磁石受け部40dに対して一体的に保持されており、ガイドバー12との間で磁気吸着力を有する。

0016

このようなレンズ駆動装置の作用について、図5を参照して詳細に説明する。図5は、第2実施形態に係るレンズ駆動装置の作用説明図であって、同図(a)は側面図であり、同図(b)は正面図である。図5(a)、(b)に示すように、磁石15は、レンズ保持枠4gに一体的に保持されており、ガイドバー12との間に生じる磁気吸着力が付勢力Eを発生させる。付勢力Eによって生じるレンズ保持枠4gを押し下げる力は、回転規制部4cとガイドバー12との間で付勢力Fとして働く。回転規制部4cは、付勢力Fによりガイドバー12を押し下げる力を有するが、ガイドバー12は、不図示の受け部によりその両端を固定支持されているため位置の変化は無く反力F’が発生する。図5(a)で示すように、磁石15で付勢された付勢力Eは、回転規制部4cからガイドバー12の長手方向に離れた位置(本図では紙面向かって右側に付勢力Eがずれている)に発生する。このため、付勢力Eは、回転規制部4cを支点として合焦レンズ群4を紙面向かって時計回りに回転させる力を有する。この力によりスリーブ穴4aには持ちあげ方向の付勢力G、スリーブ穴4bにはGとは反対向きの押し下げ方向の付勢力Hが生じており、ガイドバー11に対して各々の付勢力を持ってレンズ保持枠4gをガタ無く押し付けることができる。さらに、ガイドバー11は、不図示の固定筒によって保持されているため、レンズ保持枠4gの付勢力G、Hで位置が変化することは無い。したがって、スリーブ穴4aには反力G’、スリーブ穴4bには反力H’が発生し、反力F’、G’、H’と付勢力Eとの間で生じる吊り合いで位置は保持される。前述したように、スリーブ穴4a、スリーブ穴4b、回転規制部4cは、各々に付勢力を持って保持されているため、ラック10から特段の付勢力を加えることなく付勢することが出来る。

0017

以上のように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、レンズ保持枠4gの回転ブレ規制のために必要な付勢力と、ラック10をモータネジに押しつけるための付勢力を各々別個に設定することが出来る。このため、モータの回転負荷を増加すること無くレンズ群の回転ブレを規制することが可能となる。なお、本実施形態では、付勢部材としての磁石をガイドバー12の上に設けた(時計回りの回転を規制する)場合について説明したが、これに限られるものではなく、ガイドバー12の下に設けてもよい。

0018

なお、第1および第2実施形態では本発明を合焦レンズ群を駆動する場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば変倍レンズ群など、他のレンズ群を駆動することも可能である。

0019

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

0020

4aスリーブ穴(第1の当接部、開口)
4b スリーブ穴(第1の当接部、開口)
4c回転規制部(第2の当接部)
4gレンズ保持枠(レンズ保持部)
10 ラック(ラック部材)
11ガイドバー(第1のガイド部材)
12 ガイドバー(第2のガイド部材)
14バネ(付勢部材)
15磁石(付勢部材)

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