JP2006220750A - 鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学部材の駆動及び位置検出を正確に行うことができると共に小型化を図ることができる鏡筒を提供する。
【解決手段】 鏡筒１００は、鏡枠１と、鏡枠１内に配設され、撮影光を撮像素子に結像させる不図示の撮影レンズと、撮影レンズを保持するレンズホルダ２と、レンズホルダ２の上部に設けられた溝部２ｃと摺動自在に係合してレンズホルダ２が傾くことを防ぐ振れ止めバー３と、鏡枠１及びレンズホルダ２間に配設され、レンズホルダ２を撮影レンズの光軸方向Ａに沿って進退させるべく超音波振動を発生する電歪効果型圧電素子を備える圧電振動子４と、レンズホルダ２の位置を検出する位置検出用基板５と、レンズホルダ２を圧電振動子４に圧接させるべく位置検出用基板５を圧電振動子４に向かって押圧する弾性押圧部材６とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鏡筒に関し、特に、ビデオカメラ等の光学機器に用いられる鏡筒に関する。

ビデオカメラ等の光学機器に用いられる鏡筒として、レンズ等の光学部材と、光学部材を保持する保持手段と、保持手段をステッピングモータを用いて駆動する駆動装置とを備えるものがある。この駆動装置は、光学部材の光軸方向に沿って延設されたリードスクリュと、リードスクリュを回転駆動するステッピングモータと、リードスクリュと螺合し、且つリードスクリュの回転に応じて光学部材の光軸方向に沿って進退するナットを備える。保持手段はナットに固定されており、ナットと一体となって光学部材の光軸方向に沿って進退する。

上記鏡筒は、さらに、光学部材の位置（即ち、保持手段の位置）を検出する位置検出装置を備える。位置検出装置は、鏡筒の固定枠等に配設され、保持手段の位置信号を検出するフォトインタラプタと、光学部材の光軸方向に沿って移動する保持手段の一部として形成され、フォトインタラプタの赤外光発光部及び赤外光受光部の間を遮る位置検出用突部とを備え、この位置検出装置を備える鏡筒は、初期位置信号を検出した後、ステッピングモータの送りステップ数により保持手段の送り制御を行う（第１の従来技術）。

さらに、他の鏡筒として、光軸方向と平行なスリーブ、弾性押圧部、及び該弾性押圧部に対向するＬ型形状の係合部を有すると共に、レンズを保持するレンズ保持部材と、スリーブに貫挿しレンズ保持部材を光軸方向に沿って移動可能に保持するガイドバーと、レンズ保持部材を内蔵する鏡筒の内面において、光軸方向と平行に且つ弾性押圧部とＬ型形状の係合部との間に位置するように設けられた横断面Ｌ型形状の突条部と、突条部の面が光軸方向と平行な片の内面に施した反射防止処理部と、片の外面に施した位置検出用のエンコーダパターンと、エンコーダパターンに当接するようにＬ型形状の係合部に設けた位置検出部材とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）（第２の従来技術）。
特開平０５−０７２４６２号公報

しかしながら、上記第１の従来技術の鏡筒は、ステッピングモータが保持手段の位置をオープン制御するので、初期位置を検出した後にステッピングモータが何らかの原因により脱調を起こすと、保持手段の送り制御を正確に行うことができずに、保持手段の位置を目的とする位置に駆動制御することができなくなり、装置の光学性能に著しい悪影響を及ぼす。また、位置検出装置とは別にステッピングモータを配置するスペースが必要となり、鏡筒の大型化を招く。

また、第２の従来技術の鏡筒は、レンズ保持部材を駆動する駆動装置を位置検出部材とは別に設けることが必要となり、大型化を招く。

本発明の目的は、光学部材の駆動及び位置検出を正確に行うことができると共に小型化を図ることができる鏡筒を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の鏡筒は、鏡枠と、前記鏡枠内に配設された光学部材と、前記光学部材の光軸方向に延設された中空部を有し、前記光学部材を保持する保持手段と、前記鏡枠及び前記保持手段間に配設され、前記保持手段を前記光学部材の光軸方向に沿って駆動させる駆動手段と、前記中空部内に配設され、前記保持手段の位置を検出する位置検出手段とを備える鏡筒において、前記中空部内に貫挿された状態で前記鏡枠に取り付けられ、前記保持手段を前記駆動手段に圧接させるべく前記位置検出手段を前記駆動手段に向かって押圧する弾性押圧手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、弾性押圧手段が中空部内に貫挿された状態で鏡枠に取り付けられ、保持手段を駆動手段に圧接させるべく位置検出手段を駆動手段に向かって押圧するので、光学部材の駆動及び位置検出を正確に行うことができると共に小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る鏡筒を示す分解斜視図である。

図１において、鏡筒１００は、鏡枠１と、鏡枠１内に配設され、撮影光を撮像素子に結像させる不図示の撮影レンズと、撮影レンズを保持するレンズホルダ２と、レンズホルダ２の上部に設けられた溝部２ｃと摺動自在に係合してレンズホルダ２が傾くことを防ぐ振れ止めバー３と、鏡枠１及びレンズホルダ２間に配設され、レンズホルダ２を撮影レンズの光軸方向Ａに沿って進退（駆動）させるべく超音波振動を発生する電歪効果型圧電素子を備える圧電振動子４（駆動手段）と、レンズホルダ２の位置を検出する位置検出用基板５と、レンズホルダ２を圧電振動子４に圧接させるべく位置検出用基板５を圧電振動子４に向かって押圧する弾性押圧部材６とを備える。

鏡枠１は、レンズホルダ２を摺動自在に支持するための内径方向突条部１ａ，１ｂ、弾性押圧部材６を螺子等により鏡枠１に取り付けるための取り付け面１ｃ、及び圧電振動子４を鏡枠１に固定するための組み込み部１ｄをその内周面に有する。

レンズホルダ２は、下部に一体的に形成され、撮影レンズの光軸方向Ａに延びた腕部２ａを有する。腕部２ａは、内径方向突条部１ａ，１ｂと摺動自在に係合する被係合部２ｂ、圧電振動子４の表面に形成された突部４ａ，４ｂと接触する被接触部２ｄ、及び位置検出用基板５が固着される基板取り付け部２ｅを有し、撮影レンズの光軸方向Ａに延設され、弾性押圧部材６が貫挿される中空部２ｆが形成されている。

位置検出用基板５は、その表面に、撮影レンズの光軸方向Ａに沿って形成された摺動抵抗パターン５ａ及び信号検出用の導電パターン５ｂを有する。導電パターン５ｂは、レンズホルダ２の位置情報を読み取る。

弾性押圧部材６は、導電性材料から成り、摺動抵抗パターン５ａ及び導電パターン５ｂに接触すると共に、被接触部２ｄを圧電振動子４の表面に形成された突部４ａ，４ｂに圧接させるべく、位置検出用基板５を圧電振動子４に向かって付勢して押圧する腕部６ａ，６ｂ（付勢手段）を有する。

以下、鏡筒１００が収納状態である場合のレンズホルダ２の駆動制御及び位置情報検出について説明する。

図２は、図１の鏡筒の斜視図であり、鏡筒が収納状態にある場合を示す。

図２において、鏡筒１００が収納状態にあるときは、レンズホルダ２、振れ止めバー３、圧電振動子４、位置検出用基板５、及び弾性押圧部材６は鏡枠１内に収納されている。

圧電振動子４が備える電歪効果型圧電素子に交流電圧を適宜印加すると、超音波振動が発生し、この発生した超音波振動により、圧電振動子４の表面に形成された突部４ａ，４ｂが円運動又は楕円運動する。

上述したように、被接触部２ｄは、弾性押圧部材６により、突部４ａ，４ｂに圧接されているので、突部４ａ，４ｂの円運動又は楕円運動により、被接触部２ｄは撮影レンズの光軸方向Ａに沿って摩擦駆動され、もってレンズホルダ２が撮影レンズの光軸方向Ａに沿って進退するように駆動制御される。

上記撮影レンズの光軸方向Ａに沿った駆動制御は、リニア型超音波モータの駆動原理を用いたものである。

以下、位置検出用基板５によるレンズホルダ２の位置検出について説明する。

図３は、図１における位置検出用基板による位置検出の原理を説明する図である。

図３において、位置検出用基板５上に形成された摺動抵抗パターン５ａ及び信号検出用の導電パターン５ｂと、弾性押圧部材６とが模式的に示されている。

位置検出用基板５と一体となって光軸方向Ａに沿って進退する撮影レンズが線Ｂで停止したとき、弾性押圧部材６における腕部６ａ，６ｂは、夫々、線Ｂ上の位置で摺動抵抗パターン５ａ及び信号検出用の導電パターン５ｂと接触する。

摺動抵抗パターン５ａは、一端から基準印加電圧であるＫＶＣが印加されると共に、他端はＧＮＤとして接地されている。一方、導電パターン５ｂは、一端のＳＧＮ端から位置信号を検出できるようになっている。斯かる状態において、摺動抵抗パターン５ａのＫＶＣ端から線Ｂ（即ち、接触部）までの抵抗値をＲ１とし、該接触部からＧＮＤ端までの抵抗値をＲ２としたとき、導電パターン５ｂのＳＧＮ端に発生する信号電圧Ｖ（ＳＧＮ）は、下記式（１）として表すことができる。

Ｖ（ＳＧＮ）＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×ＫＶＣ …（１）
摺動抵抗パターン５ａの総抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）が既知の値であると共に、基準印加電圧ＫＶＣも既知の値であるから、信号電圧Ｖ（ＳＧＮ）を総抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）に対する抵抗値Ｒ２の比率に基準印加電圧ＫＶＣを掛けた値として算出することができる。この算出された信号電圧Ｖ（ＳＧＮ）に基づいて、以下のように、接触部の位置を求めることができる。

摺動抵抗パターン５ａのＧＮＤ端からＫＶＣ端までの総長さをＬとし、摺動抵抗パターン５ａのＧＮＤ端から線Ｂまでの長さをＬ（Ｂ）とした場合（図３）、下記式（２）により、線Ｂの光軸方向Ａの位置（即ち、レンズホルダ２の停止位置）を正確に検出することができる。これは、摺動抵抗パターン５ａが長さＬに亘って抵抗層が均一に施されていることによる。

Ｌ（Ｂ）＝｛Ｖ（ＳＧＮ）／ＫＶＣ｝×Ｌ …（２）
本実施の形態によれば、弾性押圧部材６が中空部２ｆ内に貫挿された状態で鏡枠１の取り付け面１ｃに取り付けられ、弾性押圧部材６における腕部６ａ，６ｂがレンズホルダ２の被接触部２ｄを圧電振動子４に圧接させるべく位置検出用基板５を圧電振動子４に向かって付勢して押圧するので、撮影レンズの駆動及び位置検出を正確に行うことができると共に小型化を図ることができる。

本実施の形態では、撮影レンズを保持するレンズホルダ２の駆動及び位置検出について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光学部材として、撮影レンズ以外のもの、例えば、光学フィルタ等を使用してもよく、特許請求の範囲に記載された内容から離れない範囲であれば、如何なる構成や形態であっても構わない。

また、前述したところは開示した装置の好ましい実施態様であり、数多の変更と変形とをこの発明の精神およびその範囲から逸脱することなく行うことが出来ることは当業者の当然とするところである。

本発明の実施の形態に係る鏡筒を示す分解斜視図である。 図１の鏡筒の斜視図であり、鏡筒が収納状態にある場合を示す。 図１における位置検出用基板による位置検出の原理を説明する図である。

符号の説明

１ 鏡枠
２ レンズホルダ
３ 振れ止めバー
４ 圧電振動子
５ 位置検出用基板
６ 弾性押圧部材
１００ 鏡筒

Claims (5)

1. 鏡枠と、前記鏡枠内に配設された光学部材と、前記光学部材の光軸方向に延設された中空部を有し、前記光学部材を保持する保持手段と、前記鏡枠及び前記保持手段間に配設され、前記保持手段を前記光学部材の光軸方向に沿って駆動させる駆動手段と、前記中空部内に配設され、前記保持手段の位置を検出する位置検出手段とを備える鏡筒において、前記中空部内に貫挿された状態で前記鏡枠に取り付けられ、前記保持手段を前記駆動手段に圧接させるべく前記位置検出手段を前記駆動手段に向かって押圧する弾性押圧手段を備えることを特徴とする鏡筒。
2. 前記弾性押圧手段は、前記位置検出手段を前記駆動手段に向かって付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１記載の鏡筒。
3. 前記位置検出手段は、前記光学部材の光軸方向に沿って形成された抵抗パターン及び導電パターンを有することを特徴とする請求項１又は２記載の鏡筒。
4. 前記弾性押圧手段は、導電性材料から成り、前記抵抗パターン及び前記導電パターンと接触することを特徴とする請求項３記載の鏡筒。
5. 前記導電パターンは、前記保持手段の位置情報を読み取ることを特徴とする請求項３又は４記載の鏡筒。

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