JP2004347920A

JP2004347920A - Lens device and linear drive device

Info

Publication number: JP2004347920A
Application number: JP2003145902A
Authority: JP
Inventors: Seiji Uchiumi; 清治内海; Manabu Kobayashi; 学小林
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the failure that a carriage bites a screw thread due to the malfunction of a stepping motor in the conventional clipping type carriage. <P>SOLUTION: The lens device 100 is equipped with: a lens support member, that is, a main lens barrel 120; the screw thread 122 which is rotatable with respect to the lens support member 120; the stepping motor 124 for rotating the screw thread 122; a lens frame 126 which can be moved by the rotation of the screw thread 122; a movable lens frame 126 which is attached to the lens frame 126; and a movement limiting device which limits the moving range of the movimg lens 114. The movement limiting device includes: a screw rotation stopping member which is fixed to the screw thread 122 and stops the rotation of the screw thread 122; and a rotation stopping and resting member for stopping the rotation of the screw thread 122 by being brought into contact with the screw rotation stopping member. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動レンズを含むレンズ系を有するレンズ装置であって、リニア駆動装置を用いた撮影レンズのようなレンズ装置に関する。特に、本発明は、ステッピングモータを用いてレンズ系の一部又は全部を光軸方向に移動させるためのリニア駆動装置を備えたレンズ装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、撮影レンズ、工作機械、組立装置、印刷装置、分配装置、搬送装置、計測装置、表示装置などに広く適用することができるリニア駆動装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラまたはデジタルスチールカメラにおいて、フォーカスレンズの摺動方式がポール式である場合、スクリューねじ付きのステッピングモータによりキャリッジを介してレンズ移動枠を駆動する方法が広く使用されている。このようなレンズ移動枠を駆動するキャリッジには、いわゆる挟み込み式キャリッジと、いわゆるナット式キャリッジとが知られている。
【０００４】
従来の挟み込み式キャリッジにおいては、プラスチック製のねじ山が付いているＵ字形キャリッジでステッピングモータのスクリューねじを挟み込む。ステッピングモータの回転により、スクリューねじが回転して、キャリッジはスクリューねじのねじ山に沿って移動する。キャリッジは、プラスチックの弾性により、スクリューねじを挟んでいる。したがって、キャリッジとスクリューねじとの間のねじがたは吸収される。キャリッジがスクリューねじを挟む挟み圧力は１０ｇから２０ｇ位である。この挟み込み式キャリッジにおいては、キャリッジがメカ端を過ぎると、キャリッジが変形して歯とびが発生する。したがって、このような歯とびにより、キャリッジがスクリューねじに食いつくことを防止することができる。
【０００５】
従来のナット式キャリッジにおいては、ステッピングモータの回転により、スクリューねじが回転して、キャリッジはスクリューねじのねじ山に沿って移動する。キャリッジがメカ端を過ぎると、キャリッジはスクリューねじに締めつけられる。したがって、キャリッジがスクリューねじに食いついてしまい、キャリッジは作動不能になる。このようなナット式キャリッジでは、ステッピングモータを駆動させるためのソフトウェアにおいて、キャリッジがメカ端を過ぎる前にステッピングモータの駆動を停止させることにより、キャリッジがスクリューねじに食いつくことを防止している。
【０００６】
さらに、特許文献１に開示されている従来のレンズ駆動装置は、外周にねじ部を有し、支持部材に回転自在に支持されたスクリュと、このスクリュを回転駆動するステッピングモータと、スクリュのねじ部に係合し、スクリュの回転によりスクリュの上を移動する移動体と、この移動体に係合してレンズの光軸方向に移動するレンズ枠とを備えている。レンズ枠がストッパに当接し機械的停止位置となる時の移動体の位置より先方のスクリュには、ねじ部よりも小径の小径部が設けられている。レンズ駆動装置は、さらに、移動体をスクリュの小径部上の空転位置から、ねじ部に係合する方向に付勢する付勢部材を備える。
【０００７】
【特許文献１】
実開平５−５５１１６号公報（第４〜６頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の挟み込み式キャリッジにおいては、キャリッジの位置精度を向上させるのが困難であった。
また、従来のナット式キャリッジにおいては、ステッピングモータの誤作動により、キャリッジがスクリューねじに食いつくことがあった。
さらに、特許文献１に開示されている従来のレンズ駆動装置では、スクリュの構造が複雑で、付勢部材が必要であった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、レンズ枠を移動させるためのキャリッジがスクリューねじに食いつくことがないように構成されたレンズ装置を提供することにある。また、本発明の目的は、移動部材を移動させるためのキャリッジがスクリューねじに食いつくことがないように構成されたリニア駆動装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、レンズ枠の位置を高精度で保証することができるレンズ装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、移動部材の位置を高精度で保証することができるリニア駆動装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、簡単な形状で、容易に製造することができるレンズ装置およびリニア駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動レンズを含むレンズ系を有するレンズ装置であって、レンズ系を支持するためのレンズ支持部材と、外周部にねじ部を有しかつレンズ支持部材に対して回転可能なように構成されたスクリューねじと、スクリューねじを回転させるための駆動部と、スクリューねじが回転することによって、レンズ系の光軸方向に移動可能なように構成されたレンズ枠と、レンズ枠に取り付けられた移動レンズと、移動レンズが移動する範囲を制限するための移動制限装置とを備えるように構成した。本発明のレンズ装置において、移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるためのねじ回転停止部材と、このねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための回転止め静止部材とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明のレンズ装置において、移動制限装置は、移動レンズが被写体の方向に向かって移動する範囲を制限するための第１移動制限装置と、移動レンズが結像位置の方向に向かって移動する範囲を制限するための第２移動制限装置とを含む。第１移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるための第１ねじ回転停止部材と、第１ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための第１回転止め静止部材とを含むように構成することができる。第２移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるための第２ねじ回転停止部材と、第２ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための第２回転止め静止部材とを含むように構成することができる。
この構成により、レンズ枠を移動させるためのキャリッジが、スクリューねじに食いつくことを効果的に阻止することができる。また、この構成により、レンズ枠の位置を高い精度に確保することができる。
【００１２】
本発明のレンズ装置において、ねじ回転停止部材は、スクリューねじに固定されたストッパに設けられたストッパ突起で構成され、回転止め静止部材は、レンズ枠に設けられたレンズ枠突起で構成され、ストッパ突起がレンズ枠突起に接触することによりスクリューねじの回転を停止させることができるように構成されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明のレンズ装置において、第１ねじ回転停止部材は、スクリューねじに固定された第１ストッパに設けられた第１ストッパ突起で構成され、第１回転止め静止部材は、レンズ枠に設けられた第１レンズ枠突起で構成され、第１ストッパ突起が第１レンズ枠突起に接触することによりスクリューねじの回転を停止させることができるように構成されるのが好ましい。この構成では、移動レンズが被写体の方向に向かって移動する範囲を制限することができる。
【００１４】
また、本発明のレンズ装置において、第２ねじ回転停止部材は、スクリューねじに固定された第２ストッパに設けられた第２ストッパ突起で構成され、第２回転止め静止部材は、レンズ枠に設けられた第２レンズ枠突起で構成され、第２ストッパ突起が第２レンズ枠突起に接触することにより前記スクリューねじの回転を停止させることができるように構成されるのが好ましい。この構成では、移動レンズが結像位置の方向に向かって移動する範囲を制限することができる。
この構成により、部品点数が少なく、部品の形状が簡素で、部品製造および組立が容易なレンズ装置を実現することができる。
【００１５】
さらに、本発明は、リニア駆動装置において、外周部にねじ部を有しかつ支持部材に対して回転可能なように構成されたスクリューねじと、スクリューねじを回転させるための駆動部と、スクリューねじが回転することによって、支持部材に対して移動可能なように構成された移動部材と、移動部材が移動する範囲を制限するための移動制限装置とを備えるように構成した。本発明のリニア駆動装置において、移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるためのねじ回転停止部材と、このねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための回転止め静止部材とを含む。
【００１６】
本発明のリニア駆動装置では、移動制限装置は、移動部材が第１の方向に向かって移動する範囲を制限するための第１移動制限装置と、移動部材が第１の方向と反対の第２の方向に向かって移動する範囲を制限するための第２移動制限装置とを含む。第１移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるための第１ねじ回転停止部材と、第１ねじ回転停止部材に接触することにより前記スクリューねじの回転を停止させるための第１回転止め静止部材とを含むように構成することができる。第２移動制限装置は、スクリューねじに固定されかつスクリューねじの回転を停止させるための第２ねじ回転停止部材と、第２ねじ回転停止部材に接触することにより前記スクリューねじの回転を停止させるための第２回転止め静止部材とを含むように構成することができる。この構成により、移動部材の位置を高精度で保証することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のレンズ装置では、レンズ枠を移動させるためのキャリッジがスクリューねじに食いつくおそれがない。また、本発明のリニア駆動装置では、移動部材を移動させるためのキャリッジがスクリューねじに食いつくおそれがない。
また、本発明のレンズ装置では、レンズ枠の位置を高精度で保証することができる。また、本発明のリニア駆動装置では、移動部材の位置を高精度で保証することができる。
さらに、本発明のレンズ装置およびリニア駆動装置は、部品点数が少なく、部品の形状が簡素であるので、部品製造および組立が容易である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（１）レンズ装置の構成
以下に、本発明のレンズ装置およびリニア駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する本発明の実施の形態は、レンズ装置が、スチルカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ等のカメラに使用される撮影レンズである場合の構造を示している。本発明のレンズ装置は、カメラだけでなく、双眼鏡、望遠鏡、顕微鏡、ＯＨＰプロジェクタ、液晶プロジェクタ、映写機、投光機、距離測定機などの光学機器に幅広く適用することができる。
【００１９】
図１および図２を参照すると、本発明のレンズ装置の実施の形態において、レンズ装置１００はレンズ系１１０を有する。レンズ系１１０は、４枚のレンズ１１２ａ〜１１２ｄからなる固定レンズ１１２と、３枚のレンズ１１４ａ〜１１４ｃからなる移動レンズ１１４とを含む。レンズ系１１０は光軸１１０Ａを有する。固定レンズ１１２は、主鏡胴１２０に対して移動できないように支持される。移動レンズ１１４は、主鏡胴１２０に対して移動できるように支持される。主鏡胴１２０は、レンズ系１１０を支持するためのレンズ支持部材を構成する。図１に示す実施の形態では、レンズ系１１０は、固定レンズ及び移動レンズを含むように構成されているけれども、本発明のレンズ装置１００においては、レンズ系１１０が移動レンズだけを含むように構成することもできる。
【００２０】
レンズ装置１００が可変焦点距離のズームレンズまたはバリフォーカルレンズである場合、移動レンズはレンズ系１１０の焦点距離を変えるために移動するように構成することもできるし、レンズ系１１０を合焦させるために移動するように構成することもできる。レンズ装置１００が、焦点距離が一定の単焦点レンズである場合、移動レンズはレンズ系１１０を合焦させるために移動するように構成される。スクリューねじ１２２が、主鏡胴１２０に対して回転可能なように配置される。スクリューねじ１２２は、その外周部の一部分に雄ねじ部１２２ｂを有する。スクリューねじ１２２は、炭素鋼、ステンレス鋼などの金属で形成するのがよい。
【００２１】
駆動部を構成するステッピングモータ１２４が、スクリューねじ１２２を回転させるために設けられる。ステッピングモータ１２４の回転軸は、スクリューねじ１２２と一体になるように構成される。ステッピングモータ１２４を駆動するための電子回路（図示せず）は、レンズ装置１００に配置することもできるし、カメラボディに配置することもできる。ステッピングモータ１２４を駆動するための電源（図示せず）は、レンズ装置１００に配置することもできるし、カメラボディに配置することもできる。ステッピングモータ１２４の作動を制御するためのスイッチ（図示せず）は、レンズ装置１００に配置することもできるし、カメラボディに配置することもできる。
【００２２】
レンズ枠１２６が、ガイドポール１２８に沿って移動可能なように配置される。移動レンズ１１４は、レンズ枠１２６に取り付けられる。振れ止めポール１３０が、レンズ枠１２６を移動可能なように案内するために設けられる。ガイドポール１２８の中心軸と、振れ止めポール１３０の中心軸とは、光軸１１０Ａに対してほぼ反対側の位置に配置するのがよい。レンズ枠１２６は、ガイドポール１２８および振れ止めポール１３０に案内されて、光軸１１０Ａに沿って移動することができる。片寄せばね１３２が、レンズ枠１２６を被写体の方向に向かって付勢するように配置される。片寄せばね１３２はコイルばねで構成するのが好ましい。図１において、被写体の方向を「外側」と称し、被写体と反対の方向、すなわち、結像位置の方向を「内側」と称する。
【００２３】
キャリッジ１３６が、スクリューねじ１２２の回転によりスクリューねじ１２２の軸線にそって移動するように配置される。キャリッジ１３６は雌ねじ部１３６ｃを有する。キャリッジ１３６の雌ねじ部１３６ｃは、スクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂと噛合うように構成される。
レンズ枠１２６は、第１外側受け部１２６ａと、第２外側受け部１２６ｂと、第１内側受け部１２６ｃと、第２内側受け部１２６ｄとを有する。レンズ枠１２６は、ポリカーボネートなどのプラスチックで形成することができる。第１外側受け部１２６ａおよび第２外側受け部１２６ｂは、第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄに対して、被写体側（すなわち、外側）に形成される。第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄは、変形可能な形状に形成するのがよい。
【００２４】
キャリッジ１３６は、第１外側受け部１２６ａおよび第２外側受け部１２６ｂと、第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄとの間に配置される。すなわち、キャリッジ１３６は、第１外側受け部１２６ａおよび第２外側受け部１２６ｂの内側で、第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄの外側に位置する。片寄せばね１３２のばね力により、第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄはキャリッジ１３６に押し当てられる。キャリッジ１３６は、スクリューねじ１２２の中心軸線を中心として回転しないように、レンズ枠１２６に対して位置決めされる。スクリューねじ１２２に対するキャリッジ１３６の回転を防止するために、回転止め溝１３６ｇがキャリッジ１３６に設けられ、また、回転止めリブ１２６ｆがレンズ枠１２６に設けられる。回転止め溝１３６ｇに回転止めリブ１２６ｆを嵌めることにより、キャリッジ１３６の回転を防止することができる。
【００２５】
ステッピングモータ１２４を作動させてスクリューねじ１２２を回転させることによって、キャリッジ１３６はスクリューねじ１２２の中心軸線にそって移動し、レンズ枠１２６はレンズ系１１０の光軸１１０Ａにそって移動することができる。レンズ枠１２６が光軸１１０Ａにそって移動することにより、移動レンズ１１４は光軸１１０Ａにそって移動する。
レンズ装置１００は、さらに、移動レンズ１１４が光軸１１０Ａにそって移動する範囲を制限するための移動制限装置を備える。移動制限装置は、スクリューねじ１２２に固定され、スクリューねじ１２２の回転を停止させるためのねじ回転停止部材と、このねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための回転止め静止部材とを含むように構成されるのがよい。
【００２６】
レンズ装置１００において、移動制限装置は、移動レンズ１１４が被写体の方向に向かって移動する範囲を制限するための第１移動制限装置と、移動レンズ１１４が結像位置の方向に向かって移動する範囲を制限するための第２移動制限装置とを含む。第１移動制限装置は、スクリューねじ１２２に固定され、スクリューねじ１２２の回転を停止させるための第１ねじ回転停止部材と、第１ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじ１２２の回転を停止させるための第１回転止め静止部材とを含む。第２移動制限装置は、スクリューねじ１２２に固定され、スクリューねじ１２２の回転を停止させるための第２ねじ回転停止部材と、第２ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじ１２２の回転を停止させるための第２回転止め静止部材とを含む。
【００２７】
図３を参照すると、第１ストッパ１４０は、第１ベース部分１４０ａと、第２ベース部分１４０ｂと、連結部分１４０ｃと、嵌め込み部分１４０ｄと、受け入れ部分１４０ｅとを有する。第１ベース部分１４０ａには、スクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂに第１ストッパ１４０を取り付けるための第１円形部分１４０ｈが設けられる。第２ベース部分１４０ｂにも、スクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂに第１ストッパ１４０を取り付けるための第２円形部分１４０ｊが設けられる。第１突起１４０ｍが第１ベース部分１４０ａに設けられる。第２突起１４０ｎが第２ベース部分１４０ｂに設けられる。
【００２８】
図１、図２、図４、図６〜図９を参照すると、第１ねじ回転停止部材は、第１突起１４０ｍおよび第２突起１４０ｎで構成される。第１突起１４０ｍおよび第２突起１４０ｎが第１ストッパ１４０の内側に配置されるように、第１ストッパ１４０はスクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂに取り付けられる。第１ストッパ１４０の第１円形部分１４０ｈおよび第２円形部分１４０ｊがスクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂに嵌められ、嵌め込み部分１４０ｄが受け入れ部分１４０ｅに嵌まることによって、第１ストッパ１４０はスクリューねじ１２２の雄ねじ部１２２ｂに固定される。
【００２９】
第１回転止め静止部材は、レンズ枠１２６に設けられた第１レンズ枠突起１２６ｊと、第２レンズ枠突起１２６ｋとで構成される。第１レンズ枠突起１２６ｊは、レンズ枠１２６の第１外側受け部１２６ａの外側に形成される。第２レンズ枠突起１２６ｋは、レンズ枠１２６の第２外側受け部１２６ｂの外側に形成される。第１外側受け部１２６ａおよび第２外側受け部１２６ｂは、変形可能な形状に形成するのがよい。第１ストッパ１４０は、レンズ枠１２６の外側のメカ端に相当する位置に配置される。第１ストッパ１４０は、スクリューねじ１２２のねじ部１２２ｂを挟むようにしてスクリューねじ１２２に対して固定される。
【００３０】
スクリューねじ１２２の回転により、レンズ枠１２６が外側に向かって移動し、第１ストッパ１４０の第１突起１４０ｍが第１レンズ枠突起１２６ｊに接触し、及び／又は、第１ストッパ１４０の第２突起１４０ｎが第２レンズ枠突起１２６ｋに接触することによって、スクリューねじ１２２の回転を停止させることができる。スクリューねじ１２２の回転が停止すると、ステッピングモータ１２４の回転は止まるように構成される。
【００３１】
本発明の実施形態では、第１ストッパ１４０と第２ストッパ１４４は、寸法・形状が同じものであるのがよい。しかしながら、第１ストッパ１４０をスクリューねじ１２２に固定する方向は、第２ストッパ１４４をスクリューねじ１２２に固定する方向と逆方向である。すなわち、第１ストッパ１４０は、２つの突起（第１突起１４０ｍ、第２突起１４０ｎ）が内側を向くようにして、スクリューねじ１２２に固定される。これに対して、第２ストッパ１４４は、２つの突起が外側を向くようにして、スクリューねじ１２２に固定される。第１ストッパ１４０と第２ストッパ１４４は、ポリアセタール、ポリプロピレンなどのプラスチックで形成することができる。上述した実施形態では、第１ストッパ１４０と第２ストッパ１４４には、それぞれ２個の突起が設けられているが、突起の数は３個以上であってもよい。
【００３２】
それぞれの突起の背面には、斜面を設けるのが好ましい。それぞれの突起の背面に斜面を設けることにより、スクリューねじ１２２が或る１つの方向に回転したときにスクリューねじ１２２の回転をロックすることができ、スクリューねじ１２２が逆の方向に回転したときにスクリューねじ１２２の回転をロックしないように構成することができる。
【００３３】
図１、図２、図５〜図９を参照すると、第２ねじ回転停止部材は、第３突起１４４ｍおよび第４突起１４４ｎで構成される。第３突起１４４ｍおよび第４突起１４４ｎは、第２ストッパ１４４の外側に配置される。第２回転止め静止部材は、レンズ枠１２６に設けられた第３レンズ枠突起１２６ｍと、第４レンズ枠突起１２６ｎとで構成される。第３レンズ枠突起１２６ｍは、レンズ枠１２６の第１内側受け部１２６ｃの内側に形成される。第４レンズ枠突起１２６ｎは、レンズ枠１２６の第２内側受け部１２６ｄの内側に形成される。第２ストッパ１４４は、レンズ枠１２６の内側のメカ端に相当する位置に配置される。第２ストッパ１４４は、スクリューねじ１２２のねじ部１２２ｂを挟むようにしてスクリューねじ１２２に対して固定される。
【００３４】
スクリューねじ１２２の回転により、レンズ枠１２６が内側に向かって移動し、第２ストッパ１４４の第３突起１４４ｍが第３レンズ枠突起１２６ｍに接触し、及び／又は、第２ストッパ１４４の第４突起１４４ｎが第４レンズ枠突起１２６ｎに接触することによりスクリューねじ１２２の回転を停止させることができる。スクリューねじ１２２の回転が停止すると、ステッピングモータ１２４の回転は止まるように構成される。
上述した実施形態では、第１ストッパ１４０および第２ストッパ１４４がスクリューねじ１２２のねじ部１２２ｂを挟むように構成したけれども、スクリューねじ１２２にストッパを取り付けるための穴、Ｄカット、溝などを設け、それらの穴、Ｄカット、溝に対して第１ストッパ１４０、第２ストッパ１４４を固定するように構成することもできる。
【００３５】
（２）レンズ装置の作用
次に、移動レンズがレンズ系１１０の焦点距離を変えるために移動するように構成した場合において、本発明のレンズ装置の作用を説明する。
図１および図４を参照すると、ステッピングモータ１２４の作動を制御するためのスイッチ（図示せず）を作動させると、電子回路（図示せず）から駆動信号がステッピングモータ１２４に出力される。この駆動信号により、ステッピングモータ１２４が動作し、例えば、スクリューねじ１２２を、ステッピングモータ１２４側から見て反時計回り方向（左回り方向、すなわち、第１方向）に回転させる。スクリューねじ１２２が第１方向に回転すると、キャリッジ１３６はスクリューねじ１２２の中心軸線にそって、外側のメカ端に相当する位置に向かって移動する。キャリッジ１３６が移動すると、レンズ枠１２６はレンズ系１１０の光軸１１０Ａにそって、被写体（外側）に向かって移動する。レンズ枠１２６が移動することにより、移動レンズ１１４は光軸１１０Ａにそって、被写体（外側）に向かって移動し、レンズ系１１０の焦点距離は変化する。
【００３６】
前述したように、移動制限装置を構成する第１ストッパ１４０が、レンズ枠１２６の外側のメカ端に相当する位置に配置されている。スクリューねじ１２２が第１方向に回転することにより、レンズ枠１２６が外側のメカ端に相当する位置に近づくと、第１ストッパ１４０の第１突起１４０ｍが第１レンズ枠突起１２６ｊに接触し、及び／又は、第１ストッパ１４０の第２突起１４０ｎが第２レンズ枠突起１２６ｋに接触することによって、スクリューねじ１２２の回転を停止させる。スクリューねじ１２２の回転が停止すると、ステッピングモータ１２４の回転は止まる。
【００３７】
図１、図４および図５を参照すると、ステッピングモータ１２４の作動を制御するためのスイッチ（図示せず）を作動させ、電子回路（図示せず）から駆動信号をステッピングモータ１２４に出力して、スクリューねじ１２２を、ステッピングモータ１２４側から見て時計回り方向（右回り方向、すなわち、前記第１方向と反対の第２方向）に回転させる。スクリューねじ１２２が第２方向に回転すると、キャリッジ１３６はスクリューねじ１２２の中心軸線にそって、内側のメカ端に相当する位置に向かって移動する。この状態において、それぞれの突起の背面には斜面が設けられているので、スクリューねじ１２２が第２方向に回転したとき、レンズ枠１２６の第１外側受け部１２６ａおよび第２外側受け部１２６ｂは、第１ストッパ１４０の突起に接触して内側に変形することができる。
【００３８】
キャリッジ１３６が結像位置の方向（内側）に向かって移動すると、レンズ枠１２６はレンズ系１１０の光軸１１０Ａにそって、結像位置の方向（内側）に向かって移動する。レンズ枠１２６が移動することにより、移動レンズ１１４は光軸１１０Ａにそって、結像位置の方向（内側）に向かって移動し、レンズ系１１０の焦点距離は変化する。
【００３９】
前述したように、移動制限装置を構成する第２ストッパ１４４が、レンズ枠１２６の内側のメカ端に相当する位置に配置されている。スクリューねじ１２２が第２方向に回転することにより、レンズ枠１２６が内側のメカ端に相当する位置に近づくと、第２ストッパ１４４の第３突起１４４ｍが第３レンズ枠突起１２６ｍに接触し、及び／又は、第２ストッパ１４４の第４突起１４４ｎが第４レンズ枠突起１２６ｎに接触することによりスクリューねじ１２２の回転を停止させる。スクリューねじ１２２の回転が停止すると、ステッピングモータ１２４の回転は止まる。この状態において、それぞれの突起の背面には斜面が設けられているので、スクリューねじ１２２が第１方向に回転したとき、レンズ枠１２６の第１内側受け部１２６ｃおよび第２内側受け部１２６ｄは、第２ストッパ１４４の突起に接触して外側に変形することができる。
【００４０】
本発明のレンズ装置は、上記のように構成されているので、レンズ枠を移動させるためのキャリッジがスクリューねじに食いつくおそれがない。また、本発明のレンズ装置では、レンズ枠の位置を高精度で保証することができる。また、本発明のレンズ装置は、部品点数が少なく、部品の形状が簡素であり、部品製造および組立が容易である。
【００４１】
（３）リニア駆動装置
以上説明した本発明の実施の形態では、リニア駆動装置を適用したレンズ装置について説明した。更に、本発明のリニア駆動装置の他の実施の形態を以下に説明する。以下に説明する本発明のリニア駆動装置の実施の形態は、リニア駆動装置が、直線移動する工具を備えた工作機械である場合の構造を示している。なお、以下の説明は、本発明のリニア駆動装置の実施形態が、前述した本発明のレンズ装置の実施形態におけるリニア駆動装置と異なる点を主に述べる。したがって、以下に記載がない個所は、前述した本発明のレンズ装置の実施形態についての説明をここに準用する。
更に、本発明のリニア駆動装置は、レンズ装置や工作機械だけでなく、組立装置、印刷装置、分配装置、搬送装置、計測装置、表示装置などに広く適用することができる。
【００４２】
図１０を参照すると、本発明のリニア駆動装置の実施の形態において、リニア駆動装置２００は、工具、例えばバイト２１０を有する。スクリューねじ２２２が、支持部材２２０に対して回転可能なように配置される。スクリューねじ２２２は、その外周部の一部分に雄ねじ部２２２ｂを有する。
ステッピングモータ２２４が、スクリューねじ２２２を回転させるために設けられる。工具保持部材２２６が、ガイドポール２２８に沿って移動可能なように配置される。バイト２１０は工具保持部材２２６に取り付けられる。振れ止めポール２３０が、工具保持部材２２６を移動可能なように案内するために設けられる。ガイドポール２２８の中心軸と、振れ止めポール２３０の中心軸とは、平行に配置するのがよい。工具保持部材２２６は、ガイドポール２２８および振れ止めポール２３０に案内されて移動することができる。片寄せばね２３２が、工具保持部材２２６を、ステッピングモータ２２４から遠ざかる第１方向に向かって付勢するように配置される。図１において、左に向かう方向を「第１方向」と称し、第１方向と反対の方向を「第２方向」と称する。
【００４３】
キャリッジ２３６が、スクリューねじ２２２の回転によりスクリューねじ２２２の軸線にそって移動するように配置される。キャリッジ２３６の雌ねじ部は、スクリューねじ２２２の雄ねじ部２２２ｂと噛合うように構成される。
工具保持部材２２６は、第１外側受け部２２６ａと、第２外側受け部２２６ｂと、第１内側受け部２２６ｃと、第２内側受け部２２６ｄとを有する。キャリッジ２３６は、第１外側受け部２２６ａおよび第２外側受け部２２６ｂと、第１内側受け部２２６ｃおよび第２内側受け部２２６ｄとの間に配置される。すなわち、キャリッジ２３６は、第１外側受け部２２６ａおよび第２外側受け部２２６ｂの内側で、第１内側受け部２２６ｃおよび第２内側受け部２２６ｄの外側に位置する。片寄せばね２３２のばね力により、第１内側受け部２２６ｃおよび第２内側受け部２２６ｄはキャリッジ２３６に押し当てられる。
【００４４】
キャリッジ２３６は、スクリューねじ２２２の中心軸線を中心として回転しないように、工具保持部材２２６に対して位置決めされる。スクリューねじ２２２に対するキャリッジ２３６の回転を防止するために、回転止め溝（図示せず）がキャリッジ２３６に設けられ、また、回転止めリブ（図示せず）が工具保持部材２２６に設けられる。回転止め溝に回転止めリブを嵌めることにより、キャリッジ２３６の回転を防止することができる。
ステッピングモータ２２４を作動させてスクリューねじ２２２を回転させることによって、キャリッジ２３６はスクリューねじ２２２の中心軸線にそって移動し、工具保持部材２２６はスクリューねじ２２２の中心軸線と平行に移動することができる。工具保持部材２２６が移動することにより、バイト２１０はスクリューねじ２２２の中心軸線と平行に移動する。
【００４５】
リニア駆動装置２００は、さらに、工具保持部材２２６が移動する範囲を制限するための移動制限装置を備える。移動制限装置は、スクリューねじ２２２に固定され、スクリューねじ２２２の回転を停止させるためのねじ回転停止部材と、このねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじの回転を停止させるための回転止め静止部材とを含むように構成されるのがよい。
リニア駆動装置２００において、移動制限装置は、工具保持部材２２６が第１方向に向かって移動する範囲を制限するための第１移動制限装置と、工具保持部材２２６が第２方向に向かって移動する範囲を制限するための第２移動制限装置とを含む。第１移動制限装置は、スクリューねじ２２２に固定され、スクリューねじ２２２の回転を停止させるための第１ねじ回転停止部材と、第１ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじ２２２の回転を停止させるための第１回転止め静止部材とを含む。第２移動制限装置は、スクリューねじ２２２に固定され、スクリューねじ２２２の回転を停止させるための第２ねじ回転停止部材と、第２ねじ回転停止部材に接触することによりスクリューねじ２２２の回転を停止させるための第２回転止め静止部材とを含む。
【００４６】
第１ストッパ２４０は、工具保持部材２２６の第１方向のメカ端に相当する位置に配置される。第１ストッパ２４０は、スクリューねじ２２２のねじ部２２２ｂを挟むようにしてスクリューねじ２２２に対して固定される。第２ストッパ２４４は、工具保持部材２２６の第２方向のメカ端に相当する位置に配置される。第２ストッパ２４４は、スクリューねじ２２２のねじ部２２２ｂを挟むようにしてスクリューねじ２２２に対して固定される。
リニア駆動装置２００の第１移動制限装置および第２移動制限装置の構成と作用は、上述したレンズ装置１００の第１移動制限装置および第２移動制限装置の構成と作用と同様である。
【００４７】
本発明のリニア駆動装置は、上記のように構成されているので、工具保持部材などの移動部材の位置を高精度で保証することができる。また、本発明のリニア駆動装置は、部品点数が少なく、部品の形状が簡素であり、部品製造および組立が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ装置の実施の形態において、レンズ装置の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明のレンズ装置の実施の形態において、キャリッジの部分の構造を示す横断面図である。
【図３】本発明のレンズ装置の実施の形態において、ストッパを示す図である。図３において、図３（ａ）は、ストッパの左側面図であり、図３（ｂ）は、ストッパの正面図であり、図３（ｃ）は、ストッパの右側面図である。
【図４】本発明のレンズ装置の実施の形態において、図１の４Ａの部分を示す拡大部分断面図である。
【図５】本発明のレンズ装置の実施の形態において、図１の５Ａの部分を示す拡大部分断面図である。
【図６】本発明のレンズ装置の実施の形態において、図２の６Ａの部分を示す拡大部分断面図である。
【図７】本発明のレンズ装置の実施の形態において、前方の上斜め方向から見たレンズ枠、ガイドポール、振れ止めポール、ステッピングモータ等を示す斜視図である。
【図８】本発明のレンズ装置の実施の形態において、前方の上斜め方向から見たレンズ枠を示す斜視図である。
【図９】本発明のレンズ装置の実施の形態において、後方の上斜め方向から見たレンズ枠を示す斜視図である。
【図１０】本発明のリニア駆動装置の実施の形態において、リニア駆動装置の全体構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１００レンズ装置
１１０レンズ系
１１２固定レンズ
１１４移動レンズ
１２０主鏡胴
１２２スクリューねじ
１２４ステッピングモータ（駆動部）
１２６レンズ枠
１２８ガイドポール
１３０振れ止めポール
１３２片寄せばね
１３６キャリッジ
１４０第１ストッパ
１４４第２ストッパ
２００リニア駆動装置
２１０バイト
２２０支持部材
２２２スクリューねじ
２２４ステッピングモータ
２２６工具保持部材
２２８ガイドポール
２３０振れ止めポール
２３２片寄せばね
２３６キャリッジ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens device having a lens system including a moving lens, such as a photographic lens using a linear driving device. In particular, the present invention relates to a lens device provided with a linear driving device for moving a part or all of a lens system in an optical axis direction using a stepping motor.
[0002]
In addition, the present invention relates to a linear drive device that can be widely applied to a photographic lens, a machine tool, an assembly device, a printing device, a distribution device, a transport device, a measurement device, a display device, and the like.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a video camera or a digital still camera, when a sliding type of a focus lens is a pole type, a method of driving a lens moving frame via a carriage by a stepping motor having a screw screw has been widely used. As a carriage for driving such a lens moving frame, a so-called sandwich type carriage and a so-called nut type carriage are known.
[0004]
In a conventional pinch type carriage, a screw screw of a stepping motor is pinched by a U-shaped carriage having plastic threads. The rotation of the stepping motor rotates the screw screw, and the carriage moves along the thread of the screw screw. The carriage sandwiches the screw screw due to the elasticity of the plastic. Thus, the thread between the carriage and the screw thread is absorbed. The pinching pressure at which the carriage pinches the screw is about 10 to 20 g. In this sandwiching type carriage, when the carriage passes beyond the mechanical end, the carriage is deformed and tooth skipping occurs. Therefore, it is possible to prevent the carriage from biting by the screw screw due to such tooth skipping.
[0005]
In a conventional nut-type carriage, the screw is rotated by the rotation of the stepping motor, and the carriage moves along the thread of the screw. Once the carriage has passed the mechanical end, the carriage is tightened to a screw screw. Therefore, the carriage bites into the screw screw, and the carriage becomes inoperable. In such a nut type carriage, the software for driving the stepping motor stops driving of the stepping motor before the carriage passes the mechanical end, thereby preventing the carriage from biting into the screw screw.
[0006]
Further, the conventional lens driving device disclosed in Patent Document 1 has a screw having a screw portion on the outer periphery and rotatably supported by a support member, a stepping motor for driving the screw to rotate, and a screw for the screw. A movable body that engages with the section and moves on the screw by rotation of the screw; and a lens frame that engages with the movable body and moves in the optical axis direction of the lens. The screw located ahead of the position of the moving body when the lens frame comes into contact with the stopper and comes to the mechanical stop position is provided with a small diameter portion smaller in diameter than the screw portion. The lens driving device further includes an urging member that urges the moving body from the idle position on the small-diameter portion of the screw in a direction engaging with the screw portion.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-55116 (pages 4 to 6, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been difficult to improve the positional accuracy of the carriage in the conventional sandwiching type carriage.
Further, in a conventional nut type carriage, the carriage sometimes bites into the screw screw due to a malfunction of the stepping motor.
Furthermore, in the conventional lens driving device disclosed in Patent Document 1, the screw structure is complicated, and an urging member is required.
[0009]
[Object of the invention]
An object of the present invention is to provide a lens device configured such that a carriage for moving a lens frame does not bite into a screw screw. Another object of the present invention is to provide a linear drive device configured such that a carriage for moving a moving member does not bite into a screw screw.
Another object of the present invention is to provide a lens device that can guarantee the position of a lens frame with high accuracy. Another object of the present invention is to provide a linear drive device that can guarantee the position of the moving member with high accuracy.
Still another object of the present invention is to provide a lens device and a linear drive device that can be easily manufactured with a simple shape.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a lens device having a lens system including a moving lens, which has a lens support member for supporting the lens system, a screw portion on an outer peripheral portion, and is rotatable with respect to the lens support member. A configured screw screw, a driving unit for rotating the screw screw, a lens frame configured to be movable in the optical axis direction of the lens system by rotating the screw screw, and attached to the lens frame. And a movement restricting device for restricting a moving range of the moving lens. In the lens device of the present invention, the movement restricting device is fixed to the screw screw and stops the rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member for stopping the rotation of the screw screw. And a non-rotating stationary member.
[0011]
In the lens device of the present invention, the movement limiting device includes a first movement limiting device for limiting a range in which the moving lens moves toward the subject, and a range in which the moving lens moves in the direction of the imaging position. And a second movement restriction device for restricting the movement. The first movement restricting device includes a first screw rotation stop member fixed to the screw screw and stopping rotation of the screw screw, and a first screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw by contacting the first screw rotation stop member. It can be configured to include a first rotation stop stationary member. The second movement limiting device is fixed to the screw screw and stops rotation of the screw screw by stopping the rotation of the screw screw by contacting the second screw rotation stop member. It can be configured to include a second rotation stop stationary member.
With this configuration, it is possible to effectively prevent the carriage for moving the lens frame from biting into the screw screw. Further, with this configuration, the position of the lens frame can be secured with high accuracy.
[0012]
In the lens device of the present invention, the screw rotation stop member is constituted by a stopper protrusion provided on a stopper fixed to the screw screw, and the rotation stop stationary member is constituted by a lens frame protrusion provided on the lens frame. It is preferable that the rotation of the screw screw can be stopped by the projection coming into contact with the lens frame projection.
[0013]
In the lens device of the present invention, the first screw rotation stop member is constituted by a first stopper protrusion provided on a first stopper fixed to the screw screw, and the first rotation stop stationary member is provided on the lens frame. It is preferable that the first lens frame projection is provided so that the rotation of the screw screw can be stopped by the first stopper projection contacting the first lens frame projection. With this configuration, the range in which the moving lens moves toward the subject can be limited.
[0014]
In the lens device of the present invention, the second screw rotation stop member is constituted by a second stopper projection provided on a second stopper fixed to the screw screw, and the second rotation stop stationary member is provided on the lens frame. It is preferable that the second screw is provided with a second lens frame projection, and the second stopper projection is brought into contact with the second lens frame projection to stop the rotation of the screw screw. With this configuration, the range in which the moving lens moves in the direction of the imaging position can be limited.
With this configuration, it is possible to realize a lens device with a small number of parts, a simple shape of the parts, and easy manufacture and assembly of the parts.
[0015]
Further, the present invention provides a linear drive device, comprising: a screw screw having a screw portion on an outer peripheral portion and configured to be rotatable with respect to a support member; a drive unit for rotating the screw screw; Is configured to include a moving member configured to be movable with respect to the support member by rotating the moving member, and a movement restricting device for restricting a moving range of the moving member. In the linear drive device of the present invention, the movement limiting device is fixed to the screw screw and stops the rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member for stopping the rotation of the screw screw. And a stationary member for stopping rotation.
[0016]
In the linear drive device of the present invention, the movement restricting device includes a first movement restricting device for restricting a range in which the moving member moves in the first direction, and a second movement restricting device configured to move the moving member in a second direction opposite to the first direction. And a second movement restricting device for restricting the range of movement in the direction of. The first movement restriction device is fixed to the screw screw and stops the rotation of the screw screw by contacting the first screw rotation stop member and the first screw rotation stop member for stopping the rotation of the screw screw. And the first rotation stop stationary member. The second movement restricting device is fixed to the screw screw and stops the rotation of the screw screw by contacting the second screw rotation stop member and the second screw rotation stop member for stopping the rotation of the screw screw. And the second rotation stop stationary member. With this configuration, the position of the moving member can be guaranteed with high accuracy.
[0017]
【The invention's effect】
In the lens device of the present invention, there is no possibility that the carriage for moving the lens frame will bite into the screw screw. Further, in the linear drive device of the present invention, there is no possibility that the carriage for moving the moving member will bite into the screw screw.
Further, in the lens device of the present invention, the position of the lens frame can be guaranteed with high accuracy. Further, in the linear drive device of the present invention, the position of the moving member can be guaranteed with high accuracy.
Furthermore, since the lens device and the linear drive device of the present invention have a small number of components and simple component shapes, component production and assembly are easy.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1) Configuration of lens device
Hereinafter, embodiments of a lens device and a linear drive device of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention described below shows a structure in which the lens device is a photographic lens used for a camera such as a still camera, a digital camera, a video camera, and a TV camera. The lens device of the present invention can be widely applied to not only cameras but also optical devices such as binoculars, telescopes, microscopes, OHP projectors, liquid crystal projectors, projectors, light projectors, and distance measuring devices.
[0019]
Referring to FIGS. 1 and 2, in an embodiment of the lens device of the present invention, the lens device 100 has a lens system 110. The lens system 110 includes a fixed lens 112 including four lenses 112a to 112d and a moving lens 114 including three lenses 114a to 114c. The lens system 110 has an optical axis 110A. The fixed lens 112 is supported so as not to move with respect to the main lens barrel 120. The moving lens 114 is supported so as to be movable with respect to the main lens barrel 120. The main lens barrel 120 forms a lens supporting member for supporting the lens system 110. In the embodiment shown in FIG. 1, the lens system 110 is configured to include a fixed lens and a moving lens, but in the lens apparatus 100 of the present invention, the lens system 110 is configured to include only a moving lens. You can also.
[0020]
If the lens device 100 is a variable focal length zoom lens or varifocal lens, the moving lens can be configured to move to change the focal length of the lens system 110, or to focus the lens system 110. It can also be configured to move to. When the lens device 100 is a fixed focal length lens having a fixed focal length, the moving lens is configured to move to focus the lens system 110. A screw screw 122 is disposed so as to be rotatable with respect to the main lens barrel 120. The screw screw 122 has a male screw part 122b at a part of the outer peripheral part. The screw 122 is preferably formed of a metal such as carbon steel or stainless steel.
[0021]
A stepping motor 124 constituting a driving unit is provided to rotate the screw 122. The rotation axis of the stepping motor 124 is configured to be integral with the screw screw 122. An electronic circuit (not shown) for driving the stepping motor 124 can be arranged in the lens device 100 or in the camera body. A power supply (not shown) for driving the stepping motor 124 can be provided in the lens device 100 or in the camera body. A switch (not shown) for controlling the operation of the stepping motor 124 can be disposed on the lens device 100 or on the camera body.
[0022]
The lens frame 126 is arranged so as to be movable along the guide pole 128. The moving lens 114 is attached to the lens frame 126. A steady rest pole 130 is provided for movably guiding the lens frame 126. It is preferable that the center axis of the guide pole 128 and the center axis of the steady rest pole 130 are disposed at positions substantially opposite to each other with respect to the optical axis 110A. The lens frame 126 is guided by the guide pole 128 and the steady rest pole 130 and can move along the optical axis 110A. The bias spring 132 is arranged to bias the lens frame 126 toward the subject. The bias spring 132 is preferably formed by a coil spring. In FIG. 1, the direction of the subject is referred to as “outside”, and the direction opposite to the subject, that is, the direction of the imaging position is referred to as “inside”.
[0023]
The carriage 136 is arranged to move along the axis of the screw screw 122 by the rotation of the screw screw 122. The carriage 136 has a female screw portion 136c. The female screw portion 136c of the carriage 136 is configured to mesh with the male screw portion 122b of the screw screw 122.
The lens frame 126 has a first outer receiving portion 126a, a second outer receiving portion 126b, a first inner receiving portion 126c, and a second inner receiving portion 126d. The lens frame 126 can be formed of a plastic such as polycarbonate. The first outer receiving portion 126a and the second outer receiving portion 126b are formed on the subject side (ie, the outer side) with respect to the first inner receiving portion 126c and the second inner receiving portion 126d. The first inner receiving portion 126c and the second inner receiving portion 126d are preferably formed in deformable shapes.
[0024]
The carriage 136 is disposed between the first outer receiving portion 126a and the second outer receiving portion 126b and the first inner receiving portion 126c and the second inner receiving portion 126d. That is, the carriage 136 is located inside the first outside receiving portion 126a and the second outside receiving portion 126b and outside the first inside receiving portion 126c and the second inside receiving portion 126d. The first inner receiving portion 126c and the second inner receiving portion 126d are pressed against the carriage 136 by the spring force of the biasing spring 132. The carriage 136 is positioned with respect to the lens frame 126 so as not to rotate about the central axis of the screw 122. In order to prevent rotation of the carriage 136 with respect to the screw screw 122, a rotation stop groove 136g is provided on the carriage 136, and a rotation stop rib 126f is provided on the lens frame 126. The rotation of the carriage 136 can be prevented by fitting the rotation stop rib 126f into the rotation stop groove 136g.
[0025]
By actuating the stepping motor 124 to rotate the screw screw 122, the carriage 136 moves along the central axis of the screw screw 122, and the lens frame 126 can move along the optical axis 110A of the lens system 110. . As the lens frame 126 moves along the optical axis 110A, the moving lens 114 moves along the optical axis 110A.
The lens device 100 further includes a movement restricting device for restricting a range in which the moving lens 114 moves along the optical axis 110A. The movement limiting device is fixed to the screw screw 122, and a screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw 122, and a rotation stop stationary for stopping rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member. And a member.
[0026]
In the lens device 100, the movement limiting device includes a first movement limiting device for limiting a range in which the moving lens 114 moves toward the subject, and a range in which the moving lens 114 moves in the direction of the imaging position. And a second movement restriction device for restricting the movement. The first movement restricting device is fixed to the screw screw 122, and stops the rotation of the screw screw 122 by contacting the first screw rotation stopping member for stopping the rotation of the screw screw 122 and the first screw rotation stopping member. And a first rotation stop stationary member for causing the rotation to stop. The second movement restricting device is fixed to the screw screw 122, and stops the rotation of the screw screw 122 by contacting the second screw rotation stop member for stopping the rotation of the screw screw 122 and the second screw rotation stop member. And a second rotation stop stationary member for causing the rotation to stop.
[0027]
Referring to FIG. 3, the first stopper 140 has a first base portion 140a, a second base portion 140b, a connecting portion 140c, a fitting portion 140d, and a receiving portion 140e. The first base portion 140a is provided with a first circular portion 140h for attaching the first stopper 140 to the male screw portion 122b of the screw screw 122. The second base portion 140b is also provided with a second circular portion 140j for attaching the first stopper 140 to the male screw portion 122b of the screw screw 122. The first protrusion 140m is provided on the first base portion 140a. The second protrusion 140n is provided on the second base portion 140b.
[0028]
Referring to FIGS. 1, 2, 4, and 6 to 9, the first screw rotation stop member includes a first protrusion 140 m and a second protrusion 140 n. The first stopper 140 is attached to the male screw portion 122b of the screw screw 122 such that the first protrusion 140m and the second protrusion 140n are arranged inside the first stopper 140. When the first circular portion 140h and the second circular portion 140j of the first stopper 140 are fitted into the male screw portion 122b of the screw screw 122, and the fitted portion 140d is fitted into the receiving portion 140e, the first stopper 140 is fixed to the screw screw 122. It is fixed to the male screw part 122b.
[0029]
The first rotation stop stationary member includes a first lens frame protrusion 126j provided on the lens frame 126 and a second lens frame protrusion 126k. The first lens frame protrusion 126j is formed outside the first outer receiving portion 126a of the lens frame 126. The second lens frame protrusion 126k is formed outside the second outer receiving portion 126b of the lens frame 126. The first outer receiving portion 126a and the second outer receiving portion 126b are preferably formed in deformable shapes. The first stopper 140 is disposed at a position corresponding to a mechanical end outside the lens frame 126. The first stopper 140 is fixed to the screw screw 122 so as to sandwich the screw portion 122b of the screw screw 122.
[0030]
Due to the rotation of the screw 122, the lens frame 126 moves outward, the first protrusion 140m of the first stopper 140 contacts the first lens frame protrusion 126j, and / or the second protrusion of the first stopper 140. The rotation of the screw screw 122 can be stopped by the 140n contacting the second lens frame protrusion 126k. When the rotation of the screw 122 stops, the rotation of the stepping motor 124 stops.
[0031]
In the embodiment of the present invention, it is preferable that the first stopper 140 and the second stopper 144 have the same size and shape. However, the direction in which the first stopper 140 is fixed to the screw screw 122 is opposite to the direction in which the second stopper 144 is fixed to the screw screw 122. That is, the first stopper 140 is fixed to the screw 122 with the two protrusions (the first protrusion 140m and the second protrusion 140n) facing inward. On the other hand, the second stopper 144 is fixed to the screw 122 with the two protrusions facing outward. The first stopper 140 and the second stopper 144 can be formed of a plastic such as polyacetal or polypropylene. In the embodiment described above, the first stopper 140 and the second stopper 144 are each provided with two projections, but the number of projections may be three or more.
[0032]
It is preferable to provide a slope on the back surface of each projection. By providing a slope on the back surface of each projection, the rotation of the screw screw 122 can be locked when the screw screw 122 rotates in one direction, and when the screw screw 122 rotates in the opposite direction. The configuration can be such that the rotation of the screw 122 is not locked.
[0033]
Referring to FIGS. 1, 2, 5 to 9, the second screw rotation stop member includes a third protrusion 144 m and a fourth protrusion 144 n. The third protrusion 144m and the fourth protrusion 144n are arranged outside the second stopper 144. The second rotation stop stationary member includes a third lens frame protrusion 126m provided on the lens frame 126 and a fourth lens frame protrusion 126n. The third lens frame protrusion 126m is formed inside the first inner receiving portion 126c of the lens frame 126. The fourth lens frame protrusion 126n is formed inside the second inner receiving portion 126d of the lens frame 126. The second stopper 144 is arranged at a position corresponding to a mechanical end inside the lens frame 126. The second stopper 144 is fixed to the screw screw 122 so as to sandwich the screw portion 122b of the screw screw 122.
[0034]
Due to the rotation of the screw 122, the lens frame 126 moves inward, the third protrusion 144m of the second stopper 144 contacts the third lens frame protrusion 126m, and / or the fourth protrusion of the second stopper 144. The rotation of the screw screw 122 can be stopped by the contact of the 144n with the fourth lens frame protrusion 126n. When the rotation of the screw 122 stops, the rotation of the stepping motor 124 stops.
In the embodiment described above, although the first stopper 140 and the second stopper 144 are configured to sandwich the screw portion 122b of the screw screw 122, a hole, a D cut, a groove, and the like for attaching the stopper to the screw screw 122 are provided. The first stopper 140 and the second stopper 144 may be fixed to these holes, D-cuts, and grooves.
[0035]
(2) Function of lens device
Next, the operation of the lens apparatus of the present invention in the case where the moving lens is configured to move to change the focal length of the lens system 110 will be described.
Referring to FIGS. 1 and 4, when a switch (not shown) for controlling the operation of the stepping motor 124 is operated, a drive signal is output from the electronic circuit (not shown) to the stepping motor 124. The drive signal causes the stepping motor 124 to operate, for example, to rotate the screw 122 in a counterclockwise direction (counterclockwise, that is, a first direction) when viewed from the stepping motor 124 side. When the screw screw 122 rotates in the first direction, the carriage 136 moves along the central axis of the screw screw 122 toward a position corresponding to the outer mechanical end. When the carriage 136 moves, the lens frame 126 moves toward the subject (outside) along the optical axis 110A of the lens system 110. As the lens frame 126 moves, the moving lens 114 moves toward the subject (outside) along the optical axis 110A, and the focal length of the lens system 110 changes.
[0036]
As described above, the first stopper 140 constituting the movement restricting device is arranged at a position corresponding to the mechanical end outside the lens frame 126. When the screw 122 rotates in the first direction and the lens frame 126 approaches the position corresponding to the outer mechanical end, the first protrusion 140m of the first stopper 140 contacts the first lens frame protrusion 126j, and And / or the rotation of the screw screw 122 is stopped by the second protrusion 140n of the first stopper 140 contacting the second lens frame protrusion 126k. When the rotation of the screw 122 stops, the rotation of the stepping motor 124 stops.
[0037]
Referring to FIGS. 1, 4 and 5, a switch (not shown) for controlling the operation of the stepping motor 124 is operated, and a drive signal is output from the electronic circuit (not shown) to the stepping motor 124. Then, the screw 122 is rotated clockwise as viewed from the stepping motor 124 side (clockwise direction, that is, a second direction opposite to the first direction). When the screw 122 rotates in the second direction, the carriage 136 moves along the central axis of the screw 122 toward a position corresponding to the inner mechanical end. In this state, since a slope is provided on the back surface of each projection, when the screw screw 122 rotates in the second direction, the first outer receiving portion 126a and the second outer receiving portion 126b of the lens frame 126 The first stopper 140 can be deformed inward by contacting the protrusion.
[0038]
When the carriage 136 moves toward the image formation position (inside), the lens frame 126 moves along the optical axis 110A of the lens system 110 toward the image formation position (inside). When the lens frame 126 moves, the moving lens 114 moves along the optical axis 110A toward the image forming position (inside), and the focal length of the lens system 110 changes.
[0039]
As described above, the second stopper 144 constituting the movement restriction device is disposed at a position corresponding to the mechanical end inside the lens frame 126. When the screw frame 122 approaches the position corresponding to the inner mechanical end by rotating the screw screw 122 in the second direction, the third protrusion 144m of the second stopper 144 contacts the third lens frame protrusion 126m, and And / or the rotation of the screw screw 122 is stopped by the fourth protrusion 144n of the second stopper 144 coming into contact with the fourth lens frame protrusion 126n. When the rotation of the screw 122 stops, the rotation of the stepping motor 124 stops. In this state, since a slope is provided on the back surface of each projection, when the screw screw 122 rotates in the first direction, the first inner receiving portion 126c and the second inner receiving portion 126d of the lens frame 126 The second stopper 144 can be deformed outward by contacting the protrusion.
[0040]
Since the lens device of the present invention is configured as described above, there is no possibility that the carriage for moving the lens frame will bite into the screw screw. Further, in the lens device of the present invention, the position of the lens frame can be guaranteed with high accuracy. Further, the lens device of the present invention has a small number of components, has a simple component shape, and is easy to manufacture and assemble.
[0041]
(3) Linear drive
In the embodiment of the present invention described above, the lens device to which the linear driving device is applied has been described. Further, another embodiment of the linear drive device of the present invention will be described below. The embodiment of the linear drive device of the present invention described below shows a structure in which the linear drive device is a machine tool provided with a tool that moves linearly. Note that the following description mainly describes differences between the linear drive device according to the embodiment of the present invention and the linear drive device according to the above-described embodiment of the lens device according to the present invention. Therefore, the description of the embodiment of the lens apparatus of the present invention described above applies mutatis mutandis to places not described below.
Further, the linear drive device of the present invention can be widely applied to not only a lens device and a machine tool but also an assembly device, a printing device, a distribution device, a transport device, a measuring device, a display device, and the like.
[0042]
Referring to FIG. 10, in the embodiment of the linear driving device of the present invention, the linear driving device 200 has a tool, for example, a cutting tool 210. A screw 222 is rotatably disposed with respect to the support member 220. The screw screw 222 has a male screw part 222b at a part of its outer peripheral part.
A stepping motor 224 is provided for rotating the screw 222. The tool holding member 226 is arranged so as to be movable along the guide pole 228. The cutting tool 210 is attached to the tool holding member 226. A steady rest pole 230 is provided for movably guiding the tool holding member 226. The center axis of the guide pole 228 and the center axis of the steady rest pole 230 are preferably arranged in parallel. The tool holding member 226 can be guided and moved by the guide pole 228 and the steady rest pole 230. A bias spring 232 is arranged to urge the tool holding member 226 in a first direction away from the stepping motor 224. In FIG. 1, a direction toward the left is referred to as a “first direction”, and a direction opposite to the first direction is referred to as a “second direction”.
[0043]
The carriage 236 is arranged so as to move along the axis of the screw 222 by the rotation of the screw 222. The female screw portion of the carriage 236 is configured to mesh with the male screw portion 222b of the screw screw 222.
The tool holding member 226 has a first outer receiving portion 226a, a second outer receiving portion 226b, a first inner receiving portion 226c, and a second inner receiving portion 226d. The carriage 236 is disposed between the first outer receiving portion 226a and the second outer receiving portion 226b, and the first inner receiving portion 226c and the second inner receiving portion 226d. That is, the carriage 236 is located inside the first outside receiving portion 226a and the second outside receiving portion 226b and outside the first inside receiving portion 226c and the second inside receiving portion 226d. The first inner receiving portion 226 c and the second inner receiving portion 226 d are pressed against the carriage 236 by the spring force of the biasing spring 232.
[0044]
The carriage 236 is positioned with respect to the tool holding member 226 so as not to rotate about the central axis of the screw 222. In order to prevent rotation of the carriage 236 with respect to the screw 222, a rotation stop groove (not shown) is provided on the carriage 236, and a rotation stop rib (not shown) is provided on the tool holding member 226. The rotation of the carriage 236 can be prevented by fitting the detent rib into the detent groove.
By actuating the stepping motor 224 to rotate the screw screw 222, the carriage 236 moves along the central axis of the screw screw 222, and the tool holding member 226 can move parallel to the central axis of the screw screw 222. . As the tool holding member 226 moves, the cutting tool 210 moves parallel to the central axis of the screw 222.
[0045]
The linear drive device 200 further includes a movement restricting device for restricting a range in which the tool holding member 226 moves. The movement restricting device is fixed to the screw screw 222 and has a screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw 222 and a rotation stop stationary for stopping rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member. And a member.
In the linear drive device 200, the movement restriction device includes a first movement restriction device for restricting a range in which the tool holding member 226 moves in the first direction, and the tool holding member 226 moves in the second direction. A second movement restriction device for restricting the range. The first movement restricting device is fixed to the screw screw 222, and stops the rotation of the screw screw 222 by contacting the first screw rotation stopping member for stopping the rotation of the screw screw 222 and the first screw rotation stopping member. And a first rotation stop stationary member for causing the rotation to stop. The second movement restricting device is fixed to the screw screw 222, and stops the rotation of the screw screw 222 by contacting the second screw rotation stopping member for stopping the rotation of the screw screw 222 and the second screw rotation member. And a second rotation stop stationary member for causing the rotation to stop.
[0046]
The first stopper 240 is disposed at a position corresponding to a mechanical end of the tool holding member 226 in the first direction. The first stopper 240 is fixed to the screw screw 222 so as to sandwich the screw portion 222b of the screw screw 222. The second stopper 244 is disposed at a position corresponding to a mechanical end of the tool holding member 226 in the second direction. The second stopper 244 is fixed to the screw screw 222 so as to sandwich the screw portion 222b of the screw screw 222.
The configuration and operation of the first movement restriction device and the second movement restriction device of the linear driving device 200 are the same as the configuration and operation of the first movement restriction device and the second movement restriction device of the lens device 100 described above.
[0047]
Since the linear drive device of the present invention is configured as described above, the position of the moving member such as the tool holding member can be guaranteed with high accuracy. Further, the linear drive device of the present invention has a small number of components, has a simple component shape, and is easy to manufacture and assemble.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall structure of a lens device in an embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a carriage portion in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a stopper in the embodiment of the lens device of the present invention. 3A is a left side view of the stopper, FIG. 3B is a front view of the stopper, and FIG. 3C is a right side view of the stopper.
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing a portion 4A in FIG. 1 in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged partial sectional view showing a portion 5A of FIG. 1 in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing a portion 6A of FIG. 2 in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a lens frame, a guide pole, a steady rest pole, a stepping motor, and the like as viewed from an upper front diagonal direction in the embodiment of the lens apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a lens frame viewed from a front upper oblique direction in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a lens frame viewed from an upper rear oblique direction in the embodiment of the lens device of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of the linear drive device in the embodiment of the linear drive device of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 lens device
110 lens system
112 Fixed lens
114 Moving lens
120 Primary lens barrel
122 screw screw
124 stepper motor (drive unit)
126 lens frame
128 guide pole
130 steady rest pole
132 One-sided spring
136 carriage
140 1st stopper
144 second stopper
200 linear drive
210 bytes
220 support member
222 screw screw
224 stepping motor
226 Tool holding member
228 Guide pole
230 steady rest pole
232 One-sided spring
236 carriage

Claims

A lens device having a lens system including a moving lens,
A lens support member for supporting the lens system,
A screw screw having a screw portion on the outer periphery and configured to be rotatable with respect to the lens support member,
A driving unit for rotating the screw screw,
By rotating the screw screw, a lens frame configured to be movable in the optical axis direction of the lens system,
A moving lens attached to the lens frame,
A movement limiting device for limiting a range in which the moving lens moves,
The movement restriction device,
A screw rotation stop member fixed to the screw screw and for stopping rotation of the screw screw,
A rotation stop stationary member for stopping rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member,
A lens device characterized by the above-mentioned.

The movement limiting device includes a first movement limiting device for limiting a range in which the moving lens moves toward the subject, and a second movement limiting device for limiting a range in which the moving lens moves toward the image forming position. Movement restriction device,
The first movement restricting device is fixed to the screw screw and stops the rotation of the screw screw. The first screw rotation stop member, and the rotation of the screw screw by contacting the first screw rotation stop member. A first rotation stop stationary member for stopping the
The second movement restricting device is fixed to the screw screw, and a second screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw, and rotating the screw screw by contacting the second screw rotation stop member. A second rotation stop stationary member for stopping the
The lens device according to claim 1, wherein:

The screw rotation stop member is configured by a stopper protrusion provided on a stopper fixed to the screw screw, and the rotation stop stationary member is configured by a lens frame protrusion provided on the lens frame, and the stopper protrusion is provided. The lens device according to claim 1, wherein the lens device is configured to stop rotation of the screw screw by contacting the lens frame protrusion.

The first screw rotation stop member includes a first stopper protrusion provided on a first stopper fixed to the screw screw, and the first rotation stop stationary member includes a first lens provided on the lens frame. The first stopper projection is configured to stop the rotation of the screw screw by contacting the first lens frame projection, whereby the moving lens moves in the direction of the subject. You can limit the range of movement toward
The second screw rotation stop member includes a second stopper protrusion provided on a second stopper fixed to the screw screw, and the second rotation stop stationary member includes a second lens provided on the lens frame. The second stopper projection is configured to stop rotation of the screw screw by coming into contact with the second lens frame projection, whereby the movable lens is positioned at an imaging position. Configured to be able to limit the range of movement in the direction,
The lens device according to claim 2, wherein:

A screw screw having a screw portion on the outer periphery and configured to be rotatable with respect to the support member,
A driving unit for rotating the screw screw,
A moving member configured to be movable with respect to the support member by the rotation of the screw screw,
A movement limiting device for limiting a range in which the moving member moves,
The movement restriction device,
A screw rotation stop member fixed to the screw screw and for stopping rotation of the screw screw,
A rotation stop stationary member for stopping rotation of the screw screw by contacting the screw rotation stop member,
A linear drive device characterized by the above-mentioned.

The movement restricting device includes a first movement restricting device for restricting a range in which the moving member moves in the first direction, and a range in which the moving member moves in a second direction opposite to the first direction. And a second movement restriction device for restricting
The first movement restricting device is fixed to the screw screw, a first screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw, and a rotation of the screw screw by contacting the first screw rotation stop member. A first rotation stop stationary member for stopping the
The second movement restricting device is fixed to the screw screw, a second screw rotation stop member for stopping rotation of the screw screw, and a rotation of the screw screw by contacting the second screw rotation stop member. A second rotation stop stationary member for stopping the
The linear drive device according to claim 5, wherein: