JP2001045777A - 移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 当該移動機構の小型化を図る。 【解決手段】 通電されて発生する振動に基づいて作動
力を発揮するセラミック振動子１３と、該セラミック振
動子の作動力によって移動される移動体４と、該移動体
の移動位置を検出する検出手段２１とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動機構に関する。
詳しくは、セラミック振動子を用いて移動体を移動させ
る移動機構に関する技術分野である。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機器には移動体が移動する移
動機構が設けられており、このような移動機構として、
例えば、ビデオカメラに移動体として設けられたレンズ
が移動するレンズ移動機構がある。

【０００３】ビデオカメラに設けられた従来のレンズ移
動機構の一例を図７に示す。尚、レンズ移動機構として
は、レンズを光軸方向に移動させて焦点を合わせるフォ
ーカシング調整機構及びレンズを光軸方向に移動させて
倍率を変化させるズーミング機構がある。

【０００４】レンズ移動機構ａはレンズ保持枠ｂにレン
ズｃが保持されて成る移動体ｄがガイド軸ｅ、ｅに案内
されて移動する機構である。

【０００５】レンズ保持枠ｂの上下両端部にはそれぞれ
被支持突部ｆ、ｇが設けられ、上方側の被支持突部ｆの
先端部には螺溝部ｈが形成されている。そして、レンズ
保持枠ｂは被支持突部ｇと被支持突部ｆの一部とが平行
に配置されたガイド軸ｅ、ｅの軸受部として機能し、ガ
イド軸ｅ、ｅに案内されて光軸方向に移動可能とされて
いる。

【０００６】移動体ｄはモータｉの駆動力によって移動
されるようになっており、モータｉのモータ軸としてリ
ードスクリューｊが設けられている。そして、リードス
クリューｊはその両端部が支持板ｋに回転自在に支持さ
れており、該支持板ｋが図示しない取付部に取り付けら
れている。

【０００７】リードスクリューｊとレンズ保持枠ｂの螺
溝部ｈとが螺合され、リードスクリューｊが回転される
ことによって螺溝部ｈがリードスクリューｊの回転方向
に応じた方向へ送られ、移動体ｄが移動される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来のビデオカメラに設けられたレンズ移動機構ａにあっ
ては、モータｉのモータ軸として設けられたリードスク
リューｊの回転によって移動体ｄを移動させているた
め、リードスクリューｊの長さを移動体ｄの移動範囲以
上の長さにする必要があり、その分、レンズ移動機構ａ
が大型になってしまうという問題がある。

【０００９】また、モータ軸としてリードスクリューｊ
が設けられているため、モータｉとリードスクリューｊ
との配置スペースとして一方向、即ち、リードスクリュ
ーｊの軸方向に大きなスペースが必要となり、配置スペ
ースの制約によるレンズ移動機構ａの大型化という問題
もある。

【００１０】そこで、本発明移動機構は、上記した問題
点を克服し、当該移動機構の小型化を図ることを課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明移動機構は、上記
した課題を解決するために、通電されて発生する振動に
基づいて作動力を発揮するセラミック振動子と、該セラ
ミック振動子の作動力によって移動される移動体と、該
移動体の移動位置を検出する検出手段とを備えたもので
ある。

【００１２】従って、本発明移動機構にあっては、移動
体に対するセラミック振動子の配置位置の選択の幅が大
きい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明移動機構の実施の
形態を添付図面を参照して説明する。尚、以下に示した
実施の形態は、本発明移動機構をビデオカメラに設けら
れたレンズ移動機構に適用したものである。

【００１４】ビデオカメラは図示しない外筐内に所要の
各機構及び各部材が配置されて成り、内部にレンズ移動
機構１を備えている（図１乃至図４参照）。

【００１５】外筐内には支持部材としての役割を果たす
鏡筒２が配置され、該鏡筒２の上端部中央に挿入孔２ａ
が形成されている。そして、鏡筒２の上端部には、挿入
孔２ａの前方にバネ掛け孔２ｂと配置孔２ｃとが前後に
離間して形成され、挿入孔２ａの後方に調整用螺孔２ｄ
が形成されている。

【００１６】鏡筒２内には可動側ユニット３が光軸方向
に移動可能に支持されている。可動側ユニット３は移動
体４と圧着板５と被検出素子として機能する被検出板６
とを有している。

【００１７】移動体４はレンズ保持枠７にレンズ８が保
持されて成り、レンズ保持枠７は円環状の保持部７ａと
被支持突部７ｂ、７ｃと取付部７ｄとが一体に形成され
て成る。被支持突部７ｂ、７ｃはそれぞれ保持部７ａの
上下両端部から突設され、上側の被支持突部７ｂに連続
して平板状の取付部７ｄが設けられている。

【００１８】取付部７ｄの上面には左右に隣接した状態
で圧着板５と被検出板６とが取り付けられている。そし
て、圧着板５と被検出板６とは、ともに光軸方向、即
ち、移動体４の移動方向に長い矩形状を為し、長手方向
の長さが移動体４の移動範囲に対応した長さに形成され
ている。また、被検出板６の上面には左右方向に延びる
複数の凹部６ａ、６ａ、・・・が移動体４の移動方向に
並ぶようにして形成されている。

【００１９】鏡筒２内には光軸方向に沿って平行なガイ
ド軸９、９が配置され、該ガイド軸９、９にレンズ保持
枠７の被支持突部７ｂ、７ｃが摺動自在に支持されてい
る。そして、移動体４はガイド軸９、９に案内されて光
軸方向に移動可能とされている。尚、ガイド軸９、９
は、その両端部が図示しない軸受部に保持されている。

【００２０】固定側ユニット１０は取付板１１とホルダ
ー１２とセラミック振動子１３と検出素子として機能す
る検出板１４とから成る。

【００２１】取付板１１の前端部にはバネ掛け孔１１ａ
が形成され、その直ぐ後方に配置孔１１ｂが形成されて
いる。そして、取付板１１の後端寄りの位置には、ネジ
挿通孔１１ｃが形成されている。

【００２２】ホルダー１２は取付板１１の下面から下方
へ突設され、前後に離間して位置された２つのアーム部
１２ａ、１２ａを有している。そして、アーム部１２
ａ、１２ａの先端部は、互いに近づく方向へ突出された
挟持部１２ｂ、１２ｂとして形成されている。

【００２３】セラミック振動子１３は板状のセラミック
材料が積層されることにより上下方向に長く形成され、
電極Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２、Ｒ１、Ｒ２が埋設状に設
けられている（図５及び図６参照）。電極Ｐ１、Ｐ２
は、それぞれセラミック振動子１３の前後両端部の中央
部に配置されている。電極Ｑ１、Ｑ２はともにセラミッ
ク振動子１３の前端部に配置され、電極Ｐ１を挟んで互
いに反対側に離間して配置されている。電極Ｒ１、Ｒ２
はともにセラミック振動子１３の後端部に配置され、電
極Ｐ２を挟んで互いに反対側に離間して配置されてい
る。そして、電極Ｐ１と電極Ｒ２が前後方向において対
向するように配置され、電極Ｐ２と電極Ｒ１が前後方向
において対向するように配置されている。

【００２４】セラミック振動子１３は電極Ｐ１、Ｐ２が
配置された部分が、ホルダー１２の挟持部１２ｂ、１２
ｂによって摺動可能に挟持された状態で保持されてい
る。そして、セラミック振動子１３の一端面と取付板１
１との間には付勢部材１５、例えば、圧縮コイルバネが
縮設され、付勢部材１５の付勢力によってセラミック振
動子１３が取付板１１から離間する方向、即ち、下方へ
付勢されている。

【００２５】セラミック振動子１３は交流電源１６から
通電が為されることにより、長さ方向に定在波を励起す
る屈曲振動の曲げモードと長さ方向に伸縮する縦振動モ
ードの２つのモードとから成る合成振動が発生し、セラ
ミック振動子１３にこの合成振動に基づく作動力が発揮
される。

【００２６】検出板１４は取付板１１の下面から下方へ
突出されて設けられ、その先端部に図示しない白金抵抗
体が設けられている。

【００２７】固定側ユニット１０は鏡筒２に傾動可能に
支持される。鏡筒２の配置孔２ｃと固定側ユニット１０
の取付板１１の配置孔１１ｂとの間に、該配置孔２ｃ、
１１ｂより径の大きな球状体１７が介在され、この状態
でバネ掛け孔２ｂ、１１ａ間に第１のバネ部材である引
張コイルバネ１８が張設されると共に調整用螺孔２ｄの
開口縁とネジ挿通孔１１ｃの開口縁との間に第２のバネ
部材である圧縮コイルバネ１９が縮設される。そして、
取付板１１の上方からネジ挿通孔１１ｃに調整用ネジ１
９が挿通され、該調整用ネジ２０が圧縮コイルバネ１９
を貫通した状態で調整用螺孔２ｄに螺合される。

【００２８】上記のようにして、球状体１７を介在させ
引張コイルバネ１８を張設すると共に圧縮コイルバネ１
９を縮設させて調整用ネジ２０を調整用螺孔２ｄに螺合
することにより、固定側ユニット１０が球状体１７を支
点として鏡筒２に対して傾動可能に支持される。そし
て、固定側ユニット１０が鏡筒２に支持された状態にお
いては、ホルダー１２とセラミック振動子１３と検出板
１４とが鏡筒２の挿入孔２ａに上方から挿入され、セラ
ミック振動子１３が付勢部材１５の付勢力によって可動
側ユニット３の圧着板５に圧着され、検出板１４の先端
と被検出板６の上面とが僅かに離間した状態とされる。

【００２９】検出板１４と被検出板６とによって移動体
４の移動位置を検出するための検出手段２１が構成され
る。そして、検出板１４と被検出板６との間には所定の
間隔が形成されていることが必要である。

【００３０】検出板１４と被検出板６との間隔は、上記
調整用ネジ２０の調整用螺合２ｄへの捩じ込み量を変化
させて固定側ユニット１０の傾斜角度を変化させること
により調整することができる。即ち、調整用ネジ２０の
調整用螺合２ｄへの捩じ込み量を大きくすることによ
り、固定側ユニット１０は取付板１１の後端側が下方へ
変位する方向へ傾動され検出板１４が被検出板６に近づ
く方向へ移動される。逆に、調整用ネジ２０の調整用螺
合２ｄへの捩じ込み量を小さくすることにより、固定側
ユニット１０は取付板１１の後端側が上方へ変位する方
向へ傾動され検出板１４が被検出板６から遠去かる方向
へ移動される。

【００３１】このように、レンズ移動機構１にあって
は、検出板１４と被検出板６との間隔を調整することが
できるため、常に検出板１４と被検出板６との適正な間
隔が保持され、移動体４の移動位置の検出の適正化を図
ることができる。

【００３２】また、検出板１４と被検出板６との間隔調
整は、調整用ネジ２０の調整用螺孔２ｄに対する捩じ込
み量を変化させるだけであるため、極めて容易に間隔調
整を行うことができる。

【００３３】さらに、固定側ユニット１０の鏡筒２に対
する支持を、傾動支点を基準として互いに反対側に配置
される引張コイルバネ１８と圧縮コイルバネ１９とによ
って行うため、固定側ユニット１０の鏡筒２に対する支
持作業が非常に容易であり、また、引張コイルバネ１８
と圧縮コイルバネ１９とによって鏡筒２と取付板１１と
の間隔が保持されるため、検出板１４と被検出板６との
間隔調整の精度の向上を図ることができる。

【００３４】しかして、交流電源１６から交流電圧が電
極Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｒ１を介してセラミック振動子１
３に印加されると、該セラミック振動子１３に圧着板５
を前方へ移動させるための第１の合成振動が発生する
（図５参照）。そして、第１の合成振動の発生により、
圧着板５が前方へ送られ、これにより移動体４がガイド
軸９、９に案内されて前方へ移動される。

【００３５】また、交流電源１６から交流電圧が電極Ｐ
１、Ｐ２、Ｑ２、Ｒ２を介してセラミック振動子１３に
印加されると、該セラミック振動子１３に圧着板５を後
方へ移動させるための第２の合成振動が発生する（図６
参照）。そして、第２の合成振動の発生により、圧着板
５が後方へ送られ、これにより移動体４がガイド軸９、
９に案内されて後方へ移動される。

【００３６】上記のように移動体４が前後方向へ移動さ
れるときには、検出手段２１による移動体４の移動位置
の検出が行われる。この検出方法の概略を以下に説明す
る。

【００３７】検出板１４の先端には、上記したように、
白金抵抗体が設けられ通電可能とされており、通電され
ると発熱による等温線が形成される。移動体４が移動さ
れると、被検出板６に凹部６ａ、６ａ、・・・が形成さ
れていることから、移動体４の移動に伴って検出板６の
先端付近の空気の圧力が変化する。そして、空気の圧力
の変化によって、通電されている白金抵抗体の等温線の
形状が変化する。

【００３８】等温線の形状の変化に基づいて検出板１４
が空気の圧力変化を検出し、この圧力変化に応じた信号
を図示しない信号処理部に送出する。そして、信号処理
部において入力された信号に応じて信号処理部から図示
しない制御部へ出力信号が送出され、制御部においてこ
の出力信号をカウントすることにより移動体４の移動位
置を判断するようになっている。

【００３９】尚、一般に、移動位置の検出を、マグネッ
ト、コイル、コア等を用いた磁気検出方式によって行う
場合には、これらのマグネット等の多くの磁気回路要素
が必要であり、検出手段の小型化に限界があると共に検
出分解能にも限界があるという問題がある。また、着磁
作業を行うための設備の必要性がありコスト高となり、
さらには、磁気変化を利用するために電子回路に影響が
生じ得るという問題もある。

【００４０】しかしながら、上記したレンズ移動機構１
にあっては、上記のように、検出板１４と被検出板６と
から成る検出手段２１によって移動体４の移動位置を検
出することにより、上記磁気検出方式が有する問題を解
決することが可能である。

【００４１】以上に記載した通り、レンズ移動機構１に
あっては、通電されて発生する合成振動に基づいて作動
力を発揮するセラミック振動子１３によって移動体４を
移動させているため、従来のレンズ移動機構ａのよう
に、移動体ｄの移動範囲以上の長さのリードスクリュー
ｊを必要とせず、その分、レンズ移動機構１を小型にす
ることができる。

【００４２】また、レンズ移動機構１の各構成要素を直
列状に配置する必要がなく、レンズ移動機構１の一層の
小型化を図ることができる。

【００４３】さらに、レンズ移動機構１は、各構成要素
を可動側ユニット３又は固定側ユニット１０として設け
ているため、レンズ移動機構１の組立作業の容易化を図
ることができると共に当該レンズ移動機構１のさらなる
小型化を図ることができる。

【００４４】尚、上記には、可動側ユニット３の構成要
素として圧着板５を設けると共に固定側ユニット１０の
構成要素としてホルダー１２及びセラミック振動子１３
を設けた場合を示したが、逆に、可動側ユニット３の構
成要素としてホルダー１２及びセラミック振動子１３を
設けると共に固定側ユニット１０の構成要素として圧着
板５を設けるようにしてもよい。

【００４５】また、上記には、可動側ユニット３の構成
要素として被検出板６を設けると共に固定側ユニット１
０の構成要素として検出板１４を設けた場合を示した
が、逆に、可動側ユニット３の構成要素として検出板１
４を設けると共に固定側ユニット１０の構成要素として
被検出板６を設けるようにしてもよい。

【００４６】上記した実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明の実施を行うに
際しての具体化のほんの一例を示したものにすぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【００４７】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明移動機構は、通電されて発生する振動に基づ
いて作動力を発揮するセラミック振動子と、該セラミッ
ク振動子の作動力によって移動される移動体と、該移動
体の移動位置を検出する検出手段とを備えたことを特徴
とする。

【００４８】従って、従来のレンズ移動機構のように、
移動体の移動範囲以上の長さのリードスクリューを必要
とせず、その分、レンズ移動機構を小型にすることがで
きる。

【００４９】また、レンズ移動機構の各構成要素を直列
状に配置する必要がなく、レンズ移動機構の一層の小型
化を図ることができる。

【００５０】請求項２に記載した発明にあっては、上記
検出手段は検出素子と該検出素子と所要の間隔を有して
位置される被検出素子とから成り、セラミック振動子は
圧着板に圧着され該圧着板を介して移動体に作動力を付
与し、固定側ユニットと上記移動体を有する可動側ユニ
ットとを設け、該固定側ユニットは取付板と該取付板に
設けられたセラミック振動子又は圧着板と取付板に設け
られた検出素子又は被検出素子とを有し、可動側ユニッ
トは移動体に設けられた圧着板又はセラミック振動子と
移動体に設けられた被検出素子又は検出素子とを有する
ので、レンズ移動機構の組立作業の容易化を図ることが
できると共に当該レンズ移動機構のさらなる小型化を図
ることができる。

【００５１】請求項３に記載した発明にあっては、検出
素子と被検出素子との間隔を調整する間隔調整手段を設
けたので、常に検出素子と被検出素子との適正な間隔が
保持され、移動体の移動位置の検出の適正化を図ること
ができる。

【００５２】請求項４に記載した発明にあっては、上記
移動体は調整用螺孔を有する支持部材に対して所定の方
向へ移動され、上記取付板は調整用ネジが挿通されるネ
ジ挿通孔を有すると共に支持部材に傾動自在に支持さ
れ、ネジ挿通孔を挿通された調整用ネジが調整用螺孔に
螺合され、調整用ネジの調整用螺孔に対する捩じ込み量
を変化させて取付板の支持部材に対する傾動角度を変化
させることにより検出素子と被検出素子との間隔を調整
するようにしたので、極めて容易に間隔調整を行うこと
ができる。

【００５３】請求項５に記載した発明にあっては、取付
板の支持部材に対する傾動支点を基準として、一方の側
に取付板と支持部材との間に第１のバネ部材を張設する
と共に他方の側に取付板と支持部材との間に第２のバネ
部材を縮設したので、取付板の支持部材に対する支持作
業が非常に容易である。

【００５４】また、傾動支点を基準として互いに反対側
に配置される第１のバネ部材と第２のバネ部材とによっ
て支持部材と取付板との間隔が保持されるため、検出素
子と被検出素子との間隔調整の精度の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図６と共に本発明移動機構を適用した
レンズ移動機構の実施の形態を示すものであり、本図は
一部を分解して示す斜視図である。

【図２】斜視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。

【図５】図６と共にセラミック振動子に通電するための
回路構成を示すものであり、本図は一の状態を示す図で
ある。

【図６】回路が切り換えられた状態を示す図である。

【図７】従来のレンズ移動機構を一部を分離して示す斜
視図である。

【符号の説明】

１…レンズ移動機構（移動機構）、２…鏡筒（支持部
材）、２ｄ…調整用螺孔、３…可動側ユニット、４…移
動体、５…圧着板、６…被検出板（被検出素子）、１０
…固定側ユニット、１１…取付板、１１ｃ…ネジ挿通
孔、１３…セラミック振動子、１４…検出板（検出素
子）、１８…引張コイルバネ（第１のバネ部材）、１９
…圧縮コイルバネ（第２のバネ部材）、２０…調整用ネ
ジ、２１…検出手段

フロントページの続き (72)発明者 香山 俊 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 片岡 安弘 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 野地 孝義 東京都北区滝野川７丁目17番11号 株式会 社タムロン内 (72)発明者 井上 道夫 東京都北区滝野川７丁目17番11号 株式会 社タムロン内 Ｆターム(参考） 2H044 BE04 5H680 AA00 AA19 BB01 BB13 BC01 CC02 DD01 DD15 DD23 DD39 DD59 DD74 DD82 DD95 EE07 EE10 EE22 FF04 FF24 FF30 FF33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電されて発生する振動に基づいて作動
   力を発揮するセラミック振動子と、 該セラミック振動子の作動力によって移動される移動体
   と、 該移動体の移動位置を検出する検出手段とを備えたこと
   を特徴とする移動機構。
2. 【請求項２】 上記検出手段は検出素子と該検出素子と
   所要の間隔を有して位置される被検出素子とから成り、 セラミック振動子は圧着板に圧着され該圧着板を介して
   移動体に作動力を付与し、 固定側ユニットと上記移動体を有する可動側ユニットと
   を設け、 該固定側ユニットは取付板と該取付板に設けられたセラ
   ミック振動子又は圧着板と取付板に設けられた検出素子
   又は被検出素子とを有し、 可動側ユニットは移動体に設けられた圧着板又はセラミ
   ック振動子と移動体に設けられた被検出素子又は検出素
   子とを有することを特徴とする請求項１に記載の移動機
   構。
3. 【請求項３】 検出素子と被検出素子との間隔を調整す
   る間隔調整手段を設けたことを特徴とする請求項２に記
   載の移動機構。
4. 【請求項４】 上記移動体は調整用螺孔を有する支持部
   材に対して所定の方向へ移動され、 上記取付板は調整用ネジが挿通されるネジ挿通孔を有す
   ると共に支持部材に傾動自在に支持され、 ネジ挿通孔を挿通された調整用ネジが調整用螺孔に螺合
   され、 調整用ネジの調整用螺孔に対する捩じ込み量を変化させ
   て取付板の支持部材に対する傾動角度を変化させること
   により検出素子と被検出素子との間隔を調整するように
   したことを特徴とする請求項３に記載の移動機構。
5. 【請求項５】 取付板の支持部材に対する傾動支点を基
   準として、一方の側に取付板と支持部材との間に第１の
   バネ部材を張設すると共に他方の側に取付板と支持部材
   との間に第２のバネ部材を縮設したことを特徴とする請
   求項４に記載の移動機構。