JP2013003331A - レンズ鏡筒およびカメラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】直動タイプの振動アクチュエータの圧接部から発生する摩耗粉が光学素子へ飛散するのを抑制したレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能なレンズ群を保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠を光軸方向に案内する第一の案内部材と、光軸方向に延びた駆動軸と、駆動軸の長手方向に摺動可能に圧接する圧接部、および、レンズ保持枠に連結する連結部を備えたスライダーと、スライダーを光軸方向に案内する第二の案内部材と、駆動軸とスライダーのいずれか一方に設けられた振動子と、駆動軸および第二の案内部材を保持する駆動ケースと、駆動ケースに固定されることで、スライダーの圧接部を覆い、かつ連結部を外部に突出させるカバー部材とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】レンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能なレンズ群を保持するレンズ保持枠と、レンズ保持枠を光軸方向に案内する第一の案内部材と、光軸方向に延びた駆動軸と、駆動軸の長手方向に摺動可能に圧接する圧接部、および、レンズ保持枠に連結する連結部を備えたスライダーと、スライダーを光軸方向に案内する第二の案内部材と、駆動軸とスライダーのいずれか一方に設けられた振動子と、駆動軸および第二の案内部材を保持する駆動ケースと、駆動ケースに固定されることで、スライダーの圧接部を覆い、かつ連結部を外部に突出させるカバー部材とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、振動アクチュエータを用いてレンズ群を移動させるレンズ鏡筒に関する。
従来から、レンズ鏡筒における移動レンズ群に対し、圧電素子等の振動子で構成された振動体に被駆動体を圧接させ、この振動体を振動させることで、圧接部の摩擦力により移動レンズ群を相対的に移動させる振動アクチュエータが知られている。このような振動アクチュエータは、振動体と被駆動部の摺動により、圧接部において摩耗粉が発生する場合がある。
特許文献1には、回転タイプの振動アクチュエータが開示されている。しかし特許文献1のような回転タイプの振動アクチュエータを用いると、回転運動を直進移動へ変換するためのカムピンと対になるカムスロープ等の変換機構が必要となる。このため、装置全体が大型化してしまう。また、移動レンズ群を高速に移動させたい場合、回転リングをさらに高速回転する必要がありエネルギー効率が悪く、回転リングの高速回転に伴う騒音の発生等の問題が生じる可能性がある。
特許文献2には、光軸方向に延びる駆動軸に沿って移動する直動タイプの振動アクチュエータを用いて、移動レンズ群を光軸方向へ移動させる構成が開示されている。直動タイプの振動アクチュエータを用いると、被駆動体は移動方向に移動レンズ群と一体的に移動するため、回転リングタイプと比較して装置全体の大型化を避けることができる。また、回転タイプのような変換部材は不要であるため、良好なエネルギー効率を有し、かつ静音なレンズ鏡筒を提供することができる。
しかしながら、直動タイプの振動アクチュエータは、移動レンズ群の位置に応じて圧接部の位置が変化する。このため、摩耗粉の飛散を防ぐこと目的として圧接部を含む空間を塞ぐことは困難である。
特許文献2に開示された直動タイプの振動アクチュエータは、振動体である駆動軸と被駆動体の圧接部が露出している。このため、圧接部で発生した摩耗粉がレンズや画像センサ等の光学素子に飛散し、出力画像に悪影響を及ぼす可能性がある。
そこで本発明は、直動タイプの振動アクチュエータの圧接部から発生する摩耗粉が光学素子へ飛散するのを抑制したレンズ鏡筒を提供する。
本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能なレンズ群を保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に案内する第一の案内部材と、前記光軸方向に延びた駆動軸と、前記駆動軸の長手方向に摺動可能に圧接する圧接部、および、前記レンズ保持枠に連結する連結部を備えたスライダーと、前記スライダーを前記光軸方向に案内する第二の案内部材と、前記駆動軸と前記スライダーのいずれか一方に設けられた振動子と、前記駆動軸および前記第二の案内部材を保持する駆動ケースと、前記駆動ケースに固定されることで、前記スライダーの前記圧接部を覆い、かつ前記連結部を外部に突出させるカバー部材とを有する。
本発明の他の側面としてのカメラシステムは、前記レンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を着脱可能に搭載するカメラ本体とを有する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、直動タイプの振動アクチュエータの圧接部から発生する摩耗粉が光学素子へ飛散するのを抑制したレンズ鏡筒を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
まず、図1乃至図8を参照して、本発明の実施例1におけるレンズ鏡筒について説明する。これらの図において、光軸方向をZ軸、光軸直交方向のうち任意の方向をX軸、および、光軸直交方向のうちX軸と垂直な方向をY軸と定義する。
図1は、本実施例における移動レンズである第四レンズ群5、第四レンズ群5を移動させる駆動ユニット10(直動タイプの振動アクチュエータ)、および、それらの周辺構造を示す分解図である。図2は、本実施例におけるレンズ鏡筒1の断面図である。図3は、第四レンズ群5、第四レンズ群5を移動させる駆動ユニット10、および、それらの周辺構造を示す斜視図である。図4は、第四レンズ群5の周辺構造をY軸方向から見た断面図である。図5は、図4中の切断面A−Aを示す断面図である。図6は、図5中の領域102aの拡大図である。図7は、第四レンズ群の周辺構造をZ軸方向から見た断面図である。図8は、図7中の切断面B−Bを示す断面図である。
レンズ鏡筒1は、第一レンズ群2、第二レンズ群3、第三レンズ群4、および、第四レンズ群5の4群構成である。またレンズ鏡筒1は、第三レンズ群4を構成するレンズの間に光量調整絞り機構6を備え、第四レンズ群5の後段(像側)に撮像素子(不図示)を備えている。これらのレンズ群のうち、第二レンズ群3は変倍用の光学系であり、光軸方向(Z軸方向)に移動可能に構成されている。また第三レンズ群4は手振れ補正用の光学系であり、光軸直交面内(XY面内)において移動可能に構成されている。第四レンズ群5は合焦用の光学系であり、光軸方向(Z軸方向)に移動可能に構成されている。本実施例では、これらの光学系のうち、合焦用の光学系である第四レンズ群5に適用した場合を例として以下に説明する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、例えば変倍用の光学系である第二レンズ群3等にも適用可能である。
第四レンズ保持枠51(レンズ保持枠)は、第四レンズ群5を保持し、メイン案内軸8(第一の案内部材)とサブ案内軸9によって光軸方向(Z軸方向)に移動可能に保持されている。メイン案内軸8は、第四レンズ保持枠51を光軸方向に案内する。メイン案内軸8とサブ案内軸9は、撮像素子保持枠71(固定部材)と、第三レンズ群4が固定される部材41によって固定されている。第四レンズ保持枠51は、位置検出用のセンサ52と駆動ユニット10からの出力を伝達する箇所にコの字形の連結部受け板バネ53を備え、目標位置とセンサ52の出力に基づいてアクチュエータの出力を決定して位置制御されている。
図1に示されるように、駆動ユニット10は、駆動ケース101、駆動軸102、圧電素子103(振動子)、案内軸104、駆動軸受け板金105、被駆動体106(スライダー)、予圧板バネ107、および、カバー部材108の各部品から構成されている。駆動ケース101は、光軸方向に延びた駆動軸102に圧電素子103が連結して構成された連結部材を、シリコン系の接着剤等により駆動軸保持部101dにて接着し保持している。また駆動ケース101は、被駆動体106を移動方向(光軸方向)に案内する案内軸104(第一の案内部材)を案内軸保持部101eにおいて保持している。そして駆動ケース101には、駆動軸保持部101dと案内軸保持部101eとの間に駆動ケース101内の空間を仕切る壁101aが設けられている。駆動ケース101は、締結部101b、101cを撮像素子保持枠71(固定部材)の締結部71a、71bにそれぞれビス11、12で締結することにより、取り付けられている。
被駆動体106は、駆動軸受け板金105を有する。予圧板バネ107は、駆動軸受け板金105と予圧板バネ107が駆動軸102を垂直に挟み込むように、駆動軸102に対して所定の力で付勢して被駆動体106に固定されている。本実施例では、被駆動体106が有する爪部106bに予圧板バネ107の穴部107bを掛けることで、予圧板バネ107は被駆動体106に固定されている。また被駆動体106は、保持部106cにおいて、案内軸104に対して光軸方向(Z軸方向)に摺動可能に保持されている。これにより、図5および図6に示されるように、駆動軸102と駆動軸受け板金105の圧接部13、および、駆動軸102と予圧板バネ107の圧接部14のそれぞれに圧接力が生じる。そして圧電素子103に連結した駆動軸102が振動すると、圧接された被駆動体106が案内軸104に沿って移動する。
被駆動体106の圧接部13、14は、駆動軸102の長手方向に摺動可能に圧接する。図6に示されるように、本実施例の圧接部13、14は駆動軸102を2箇所の平面において圧接している。ただしこれに限定されるものではなく、V溝と平面等の組み合わせによって2箇所以上で圧接するように構成してもよい。なお、2箇所所以上で圧接する場合には、案内軸104と駆動軸102との平行出し調整を行う必要がある。
また被駆動体106は、図5に示されるように、圧接部13、14(駆動軸102)と案内軸保持部106c(案内軸104)との間に仕切り壁101a(壁部)を避ける凹部106dを有する。すなわち駆動ケース101の仕切り壁101aは、被駆動体106の凹部106dに挿入するように配置されている。さらに被駆動体106は、仕切り壁101aに対して案内軸104側(第二の案内部材側)において第四レンズ保持枠51に連結する連結部106aを有する。連結部106aは球状、または、連結部受け板バネ53と接触する箇所が球面である形状を有する。
連結部106aは、第四レンズ保持枠51に設けられた連結部受け板バネ53に対して、図8に示されるように組み込まれる。連結部受け板バネ53は、Z軸方向において、保持部53a、53bの2点で球状の連結部106aを保持する。また、連結部受け板バネ53の保持部53aは、第四レンズ保持枠51と連結部受け板バネ53との間に距離Δdのクリアランスを設けた状態で、連結部106aをZ軸方向に弾性力Fで保持している。この弾性力Fにより、第四レンズ保持枠51は駆動ユニット10に対して常にZ方向に付勢される。このような連結部106aと連結部受け板バネ53との連結機構により、連結部106aはXY平面上での位置とX軸、Y軸、Z軸周りの回転誤差が許容される。
以上のように、駆動ユニット10は、圧電素子103に連結した駆動軸102が振動することによって圧接された被駆動体106が案内軸104に沿って光軸方向に移動する、直動タイプの振動アクチュエータである。被駆動体106は、圧電素子103の振動により、案内軸104に沿って移動する。そして、駆動ユニット10から突出している連結部106aが連結部受け板バネ53を介して駆動力を第四レンズ保持枠51に伝達することで、第四レンズ保持枠51はメイン案内軸8に沿って移動可能に構成されている。
このとき圧接部13、14では、駆動軸102と軸受板金105の摺動、駆動軸102と予圧板バネ107の摺動により、駆動軸102や軸受板金105、予圧板バネ107から摩耗粉や削りカスが生じる場合がある。そこで、駆動ケース101には圧接部13、14と案内軸保持部106cとの間に切り壁101aが設けられ、且つ、駆動ケース101を覆うカバー部材108が設けられている。駆動ケース101の爪部101gにカバー部材108の穴部108aを掛けることにより、カバー部材108は駆動ケース101に固定される。このようにカバー部材108は、駆動ケース101に固定されることで、被駆動体106の圧接部13、14を覆い、かつ連結部106aを外部に突出させる。
このように、仕切り壁101aが設けられていることで、摩耗粉が案内軸104に飛散して生じる駆動への悪影響を回避することができる。また被駆動体106は、仕切り壁101a側に連結部106aを備えることで、圧接部13、14と連結部106aとの間の距離を離し、かつ、カバー部材108を用いて駆動ケース101に蓋をしている。このような構成により、駆動ケース101の外側に摩耗粉が飛散して光学素子に付着するのを抑制することができる。また、駆動ケース101の内側に粘着材を塗布すれば、摩耗粉等が駆動ケース101の外側に飛散するのをより効果的に抑制することができる。
次に、図9乃至図12を参照して、本発明の実施例2におけるレンズ鏡筒について説明する。本実施例のレンズ鏡筒は、実施例1における被駆動体106の変形例として被駆動体1106を有している。被駆動体1106以外の構成は実施例1のレンズ鏡筒と同様であるため、実施例1と共通の説明は省略する。
図9は、本実施例における第四レンズ群の斜視図である。図10は、第四レンズ群の周辺構造をY軸方向から見た断面図である。図11は、図10中の切断面C−Cを示す断面図である。図12は第四レンズ群の斜視図であり、図12(a)は被駆動体が+Z方向のメカ端に位置している場合、図12(b)は被駆動体が−Z方向のメカ端に位置している場合をそれぞれ示す。
図9乃至図12に示されるように、被駆動体1106には、駆動ケース101と連結部106aとの間に板状の遮へい部106dが設けられている。遮へい部106dは光軸方向(Z軸方向)に延び、図12(a)、(b)に示されるように、駆動ストロークの全域において駆動ケース101の内部が露出するのを防止している。これにより、仮に駆動ケース101の外側に摩耗粉等が飛散した場合でも、連結部106aを伝わって摩耗粉等が更に拡散し、レンズ鏡筒内の光学素子に付着するのを防止することができる。また、遮へい部106dの駆動ケース101側の面106eに粘着剤を塗布することで、摩耗粉の拡散をより効果的に防止することが可能である。
上記各実施例によれば、直動タイプの振動アクチュエータの圧接部から発生する摩耗粉が光学素子へ飛散するのを抑制したレンズ鏡筒を提供することができる。このため、小型かつ静音のレンズ鏡筒を提供することができる。
上記各実施例の振動アクチュエータは、連結部を突出した状態でユニット化されている。このユニット化には、アクチュエータ側の故障等による部品交換や修理を容易に行うだけでなく、アクチュエータ単体で動作テストを可能し、レンズ鏡筒の組立や分解を繰り返す手間を省くことができる。また、上記各実施例では、駆動軸に圧電素子(振動子)を設けているが、これに限定されるものではなく、被駆動体(スライダー)に振動子を設けてもよい。すなわち、圧電素子は、駆動軸または被駆動体のいずれか一方に設けることができる。また上記各実施例のレンズ鏡筒は、カメラ本体(撮像装置本体)に着脱可能に搭載され、カメラシステムを構成し得る。
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及び変更が可能である。
1 レンズ鏡筒
5 第四レンズ群(移動レンズ群)
8 メイン案内軸(第一の案内部材)
13、14 圧接部
51 第四レンズ群保持枠(レンズ保持枠)
71 撮像素子保持枠(固定部)
101 駆動ケース
102 駆動軸
103 圧電素子(振動子)
104 案内軸(第二の案内部材)
106 被駆動体(スライダー)
106a 連結部
108 カバー部材
5 第四レンズ群(移動レンズ群)
8 メイン案内軸(第一の案内部材)
13、14 圧接部
51 第四レンズ群保持枠(レンズ保持枠)
71 撮像素子保持枠(固定部)
101 駆動ケース
102 駆動軸
103 圧電素子(振動子)
104 案内軸(第二の案内部材)
106 被駆動体(スライダー)
106a 連結部
108 カバー部材
Claims (4)
- 光軸方向に移動可能なレンズ群を保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を前記光軸方向に案内する第一の案内部材と、
前記光軸方向に延びた駆動軸と、
前記駆動軸の長手方向に摺動可能に圧接する圧接部、および、前記レンズ保持枠に連結する連結部を備えたスライダーと、
前記スライダーを前記光軸方向に案内する第二の案内部材と、
前記駆動軸と前記スライダーのいずれか一方に設けられた振動子と、
前記駆動軸および前記第二の案内部材を保持する駆動ケースと、
前記駆動ケースに固定されることで、前記スライダーの前記圧接部を覆い、かつ前記連結部を外部に突出させるカバー部材と、を有することを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記スライダーは、前記駆動軸と前記第二の案内部材との間に凹部を有し、
前記駆動ケースは、前記凹部に挿入される壁部を有し、
前記連結部は、前記壁部に対して前記第二の案内部材側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。 - 前記駆動軸、前記スライダー、前記振動子、および、前記駆動ケースは、該振動子の振動により該スライダーが該駆動軸に沿って前記光軸方向に移動する振動アクチュエータを構成し、
前記スライダーは、前記振動子の振動により、前記第二の案内部材に沿って移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を着脱可能に搭載するカメラ本体と、を有することを特徴とするカメラシステム。
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