JP2014202908A - Optical member driving device and imaging apparatus - Google Patents

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増田 晋一
Shinichi Masuda
晋一 増田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mitigate or avoid an impulsive force applied to an ultrasonic motor at the time of drop or collision, without adding a new component.SOLUTION: An optical member driving device drives an optical member 70 by an ultrasonic motor including a vibrating member 10 vibrating by an ultrasonic wave and a slide member 50 to which the vibrating member is pressed. A frictional force between the vibrating member and the slide member in a state where the vibrating member does not vibrate is larger in a front side range 52 and a rear side range 53 on the outside of a driving range 51 in which the optical member is driven by the ultrasonic motor, than in the driving range 51.

Description

本発明は、超音波モータによってレンズなどの光学部材を駆動する光学部材駆動装置および撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an optical member driving apparatus and an imaging apparatus that drive an optical member such as a lens by an ultrasonic motor.

近時、可変発振器により所定の周波数の駆動信号を生成し、前記駆動信号を電力増幅器を介して圧電素子に印加することで、圧電素子に接合した振動体に進行波を発生させ、振動体に所定の圧力で接触する移動体を可動させる超音波モータを用いたレンズ駆動装置が知られている。   Recently, a drive signal having a predetermined frequency is generated by a variable oscillator, and the drive signal is applied to a piezoelectric element via a power amplifier, thereby generating a traveling wave in a vibrating body joined to the piezoelectric element, A lens driving device using an ultrasonic motor that moves a moving body that makes contact with a predetermined pressure is known.

また、電磁式リニアアクチュエータを用いたレンズ駆動装置も知られている(特許文献1,2)。   A lens driving device using an electromagnetic linear actuator is also known (Patent Documents 1 and 2).

特開2010−44166公報JP 2010-44166 A 特開2002−199690公報JP 2002-199690 A

上述の特許文献1に開示された従来技術では、無通電時であっても、レンズ保持枠の固定部材との衝突を防止する為に、ガイド軸20には、ガイド軸20を鏡筒本体10に固定する固定部材25とレンズユニット14との衝突を防止する衝突防止部材40が設けられる。   In the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, the guide shaft 20 is connected to the lens barrel main body 10 in order to prevent a collision with the fixing member of the lens holding frame even when no power is supplied. A collision preventing member 40 for preventing a collision between the fixing member 25 and the lens unit 14 is provided.

しかしながら、衝突を防止して破損させない為に、新たな部品(衝突防止部材40)が追加され、コストアップと、装置の大型化する問題があった。   However, in order to prevent collision and prevent damage, a new part (collision preventing member 40) is added, resulting in a problem of cost increase and apparatus enlargement.

また、上記の特許文献2に開示された技術では、駆動範囲の両端での衝突を吸収する為に、ガイド40は、ベース上に固定された円筒状のブッシュ42と、ブッシュに下端部が圧入されるガイドシャフト41と、ガイドシャフトの上端側および下端側に、衝撃吸収の弾性部材である上側ダンパ43と下側ダンパ44が配置されている。   In the technique disclosed in Patent Document 2, the guide 40 includes a cylindrical bush 42 fixed on the base and a lower end press-fitted into the bush in order to absorb collisions at both ends of the driving range. An upper damper 43 and a lower damper 44, which are elastic members for shock absorption, are disposed on the guide shaft 41 and the upper and lower ends of the guide shaft.

しかしながら、リング状軸受324の両端に新たな弾性吸収部材であるダンパ43,44を配置している為に、コストアップと、装置の大型化する問題があった。   However, since the dampers 43 and 44, which are new elastic absorbing members, are arranged at both ends of the ring-shaped bearing 324, there are problems that the cost is increased and the size of the apparatus is increased.

(発明の目的)
本発明の目的は、新たな部品を追加せずに、誤って落下したり、外部の物へ衝突したりした時に、超音波モータへ加わる衝撃力を緩和もしくは回避することができる光学部材駆動装置および撮像装置を提供することである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an optical member driving device capable of reducing or avoiding an impact force applied to an ultrasonic motor when it is accidentally dropped or collides with an external object without adding new parts. And providing an imaging device.

上記目的を達成するために、本発明の光学部材駆動装置は、超音波で振動する振動部材と前記振動部材が圧接される摺動部材とを備え、前記振動部材と前記摺動部材が相対的に移動する超音波モータと、光軸方向に移動可能に保持された光学部材とを有し、前記超音波モータによって前記光学部材を駆動する光学部材駆動装置であって、前記振動部材が振動しない状態での前記振動部材と前記摺動部材との間の摩擦力が、前記光学部材が前記超音波モータにより駆動される駆動範囲よりも、該駆動範囲より外側の前側範囲および後側範囲の方がそれぞれ大きいことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, an optical member driving device according to the present invention includes a vibrating member that vibrates with ultrasonic waves and a sliding member that press-contacts the vibrating member, and the vibrating member and the sliding member are relative to each other. And an optical member driving device that drives the optical member by the ultrasonic motor, and the vibration member does not vibrate. The frictional force between the vibrating member and the sliding member in the state is greater in the front range and the rear range outside the drive range than the drive range in which the optical member is driven by the ultrasonic motor. Is characterized in that each is large.

本発明によれば、新たな部品を追加せずに、誤って落下したり、外部の物へ衝突したりした時に、超音波モータへ加わる衝撃力を緩和もしくは回避することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce or avoid the impact force applied to the ultrasonic motor when it is accidentally dropped or collides with an external object without adding new parts.

本発明の実施例1に係るレンズ駆動装置が組み込まれたカメラを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the camera incorporating the lens drive device based on Example 1 of this invention. 実施例1における超音波モータの一部をなす振動体ユニットを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a vibrating body unit that forms part of the ultrasonic motor according to the first embodiment. 実施例1における超音波モータとフォーカスレンズの正面図である。3 is a front view of an ultrasonic motor and a focus lens in Embodiment 1. FIG. 図3の側面図である。FIG. 4 is a side view of FIG. 3. 図3の上面図である。FIG. 4 is a top view of FIG. 3. 図3のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施例1の落下衝撃後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the drop impact of Example 1. FIG. 本発明の実施例2における超音波モータとフォーカスレンズの上面図である。It is a top view of the ultrasonic motor and focus lens in Example 2 of the present invention. 図8の側面図である。It is a side view of FIG. 図8の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 実施例2の落下衝撃後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the drop impact of Example 2. FIG. 本発明の実施例3における超音波モータとフォーカスレンズの正面図である。It is a front view of the ultrasonic motor and focus lens in Example 3 of the present invention. 図12のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施例3の落下衝撃後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the drop impact of Example 3.

本発明を実施するための形態は、以下の実施例1ないし3に記載される通りである。   The mode for carrying out the present invention is as described in Examples 1 to 3 below.

以下、図1から図7を参照して本発明の実施例1である光学部材駆動装置としてのレンズ駆動装置を説明する。このレンズ駆動装置はカメラなどの撮像装置に使用される。   A lens driving device as an optical member driving device that is Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. This lens driving device is used in an imaging device such as a camera.

実施例1は超音波モータによるレンズ駆動装置である。図1はその超音波モータを内蔵するレンズ鏡筒がカメラボディに取り付けられた状態の断面図である。図1において、レンズ70はフォーカシング時に光軸方向に移動する光学系であり、超音波モータユニット1が、レンズ70を光軸方向に駆動させる。レンズ鏡筒2はカメラボディ3に装着される。超音波モータユニット1は、レンズ鏡筒2に固定されたレール50に対して移動する力を発生し、メインガイドバー(後述)およびサブガイドバー100に案内されてレンズ70とともに移動する。   Example 1 is a lens driving device using an ultrasonic motor. FIG. 1 is a cross-sectional view of a state in which a lens barrel incorporating the ultrasonic motor is attached to a camera body. In FIG. 1, a lens 70 is an optical system that moves in the optical axis direction during focusing, and the ultrasonic motor unit 1 drives the lens 70 in the optical axis direction. The lens barrel 2 is attached to the camera body 3. The ultrasonic motor unit 1 generates a moving force with respect to the rail 50 fixed to the lens barrel 2, and moves with the lens 70 while being guided by a main guide bar (described later) and a sub guide bar 100.

先ず図2で、超音波モータユニット1で使用される振動体ユニットの構造を説明する。振動体ユニットで構造の核となる部品である振動体10は、磁性材料の長方形薄板形状で、中央2箇所に円筒形状をした突起部11、12が存在する。振動体10の長手方向の両端に設けられた穴部13、14は、後述する支持部材40に位置決め固定する為の丸穴である。その穴部13、14の内側には、角穴部15、16が有り、前述した突起部11と穴部13間の振動体10の剛性を弱め、突起部12と穴部14間の剛性を弱める為の穴形状のものである。   First, referring to FIG. 2, the structure of the vibrating body unit used in the ultrasonic motor unit 1 will be described. The vibrating body 10 that is a component that is the core of the structure of the vibrating body unit is a rectangular thin plate shape of a magnetic material, and there are cylindrical projecting portions 11 and 12 at two centers. Holes 13 and 14 provided at both ends in the longitudinal direction of the vibrating body 10 are round holes for positioning and fixing to a support member 40 described later. Inside the holes 13 and 14, there are square holes 15 and 16, and the rigidity of the vibrating body 10 between the protrusion 11 and the hole 13 described above is weakened, and the rigidity between the protrusion 12 and the hole 14 is increased. It has a hole shape for weakening.

振動体10の突起部11、12が存在しない反対面には、所定の分極処理がされたピエゾ素子20が貼り付けられ、加える高周波電圧を制御することで、側面から見た突起部11、12を各々異なるタイミングで、楕円運動させる事が可能である。   A piezoelectric element 20 that has been subjected to a predetermined polarization treatment is attached to the opposite surface of the vibrating body 10 where the protrusions 11 and 12 do not exist, and the protrusions 11 and 12 viewed from the side are controlled by controlling the applied high-frequency voltage. Can be elliptically moved at different timings.

長方形をした磁石30は、長手方向両端がS極31とN極32に磁化された磁石であり、接着硬化後も弾性がある接着剤でピエゾ素子20の表面に接着されている。側面から見て、S極31の先端は突起部11の中心と一致し、N極32の先端は突起部12の中心と一致している。   The rectangular magnet 30 is a magnet whose longitudinal ends are magnetized to the S pole 31 and the N pole 32, and is bonded to the surface of the piezo element 20 with an adhesive that is elastic even after adhesive curing. When viewed from the side, the tip of the S pole 31 coincides with the center of the protrusion 11, and the tip of the N pole 32 coincides with the center of the protrusion 12.

次に図3から図7で、超音波モータユニット1とそれによって駆動されるフォーカスレンズの構造を説明する。   Next, the structure of the ultrasonic motor unit 1 and the focus lens driven by the ultrasonic motor unit 1 will be described with reference to FIGS.

レンズ鏡筒2のフォーカシング時に駆動するレンズ70の支持状態について、説明する。図3(正面図で図4のB−B断面図)と図4(図3の側面図)と図5(図3の上面図)に示されているように、レンズ70は、レンズホルダー80の中央に接着固定されることによって保持されている。レンズ鏡筒2内に固定されているメインガイドバー90に、レンズホルダー80の上方にあるリブ部82中のバー用嵌合穴部84と、リブ部83中のバー用嵌合穴部85(不図示)が、メインガイドバー90の軸方向に摺動可能に嵌合している。また、レンズ鏡筒2内に固定されているサブガイドバー100に、レンズホルダー80の下方にあるバー用嵌合溝86が、サブガイドバー100の軸方向に摺動可能にやや隙間がある状態で嵌合している。これにより、振動体10とレール50が相対的に移動する。メインガイドバー90およびサブガイドバー100は、図6で示されるようにバー支持部材160、161により支持されている。   The support state of the lens 70 that is driven when the lens barrel 2 is focused will be described. As shown in FIG. 3 (front sectional view taken along the line BB of FIG. 4), FIG. 4 (side view of FIG. 3), and FIG. 5 (top view of FIG. 3), the lens 70 includes a lens holder 80. It is held by being glued and fixed in the center of. In the main guide bar 90 fixed in the lens barrel 2, a bar fitting hole 84 in the rib portion 82 above the lens holder 80 and a bar fitting hole 85 in the rib portion 83 ( (Not shown) is slidably fitted in the axial direction of the main guide bar 90. Further, the sub guide bar 100 fixed in the lens barrel 2 has a slight gap so that the bar fitting groove 86 below the lens holder 80 is slidable in the axial direction of the sub guide bar 100. Are mated. Thereby, the vibrating body 10 and the rail 50 move relatively. The main guide bar 90 and the sub guide bar 100 are supported by bar support members 160 and 161 as shown in FIG.

超音波モータユニット1の核となる部品である支持部材40には、図6で示されている凸部45、46が配置され、図2で説明した振動体ユニットの穴部13、14に嵌入されて接着固定されている。支持部材40の嵌合部44は、レンズホルダー80の上方にあるリブ部82、83によって支持されている支持軸60に回転可能に嵌合している。そして、嵌合部44は連結部43によって、素子支持部41、42と繋がっている。   The support member 40, which is a core component of the ultrasonic motor unit 1, is provided with the convex portions 45 and 46 shown in FIG. 6, and is fitted into the holes 13 and 14 of the vibrator unit described with reference to FIG. Have been glued and fixed. The fitting portion 44 of the support member 40 is rotatably fitted to the support shaft 60 supported by the rib portions 82 and 83 above the lens holder 80. The fitting portion 44 is connected to the element support portions 41 and 42 by the connecting portion 43.

レンズ鏡筒2内に固定されているレール50は、正面から見て長方形形状の磁性材料であり、その上面の摺動面に、振動体10の突起部11、12の先端が圧接し、摺動する位置関係にある。   The rail 50 fixed in the lens barrel 2 is made of a magnetic material having a rectangular shape when viewed from the front. The tips of the projections 11 and 12 of the vibrating body 10 are in pressure contact with the sliding surface of the upper surface, and the slide is made. It is in a positional relationship that moves.

図6(図3のA−A断面図)により、磁力線の状態を説明する。   The state of the lines of magnetic force will be described with reference to FIG. 6 (AA cross-sectional view in FIG. 3).

磁力線の多くは、磁石30のN極32の先端からピエゾ素子20を通過し、振動体10の突起部12の先端から、接しているレール50内を通る。そして、レール50に接している突起部11の先端から振動体10を通り、ピエゾ素子20を通過し、磁石30のS極31の先端へ戻る。この事により、振動体10の突起部11、12が、レール50の摺動面に磁力により吸着される。   Most of the magnetic lines of force pass through the piezo element 20 from the tip of the N pole 32 of the magnet 30, and pass through the rail 50 in contact with the tip of the protrusion 12 of the vibrating body 10. Then, from the tip of the projection 11 in contact with the rail 50, it passes through the vibrating body 10, passes through the piezo element 20, and returns to the tip of the S pole 31 of the magnet 30. As a result, the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 are attracted to the sliding surface of the rail 50 by a magnetic force.

次に、超音波モータによるレンズ70の光軸方向への進退駆動の動きを説明する。   Next, the movement of the lens 70 to advance and retract in the optical axis direction by the ultrasonic motor will be described.

所定の分極処理がされたピエゾ素子20に加える高周波電圧を制御することで、振動体10の伸び振動と曲げ振動の組合せにより、突起部11、12の先端は、図2(c)に示すような楕円運動を、各々異なる位相で行う。図6で示されているように、突起部11、12の先端は、レール50の表面との間で磁力による吸引力を受けているので、突起部11、12の先端には、レール50の摺動面で楕円運動をしながら蹴り進む力が働く。この蹴り進む力によって、レンズ70を繰り出す動きとなる。また、楕円運動の回転を逆回転になるように、ピエゾ素子20へ加える電圧波形を制御する事で、レンズ70を繰り込む事が可能となる。この詳細な仕組みは、公開されている特開2001−292584号公報等に記載されている仕組みと同様である。   By controlling the high-frequency voltage applied to the piezo element 20 that has been subjected to a predetermined polarization treatment, the tips of the protrusions 11 and 12 are formed as shown in FIG. Each ellipse motion is performed in different phases. As shown in FIG. 6, the tips of the protrusions 11 and 12 are attracted by the magnetic force between the surfaces of the rails 50, so The force of kicking while doing elliptical motion on the sliding surface works. The kicking force causes the lens 70 to move out. Further, the lens 70 can be retracted by controlling the voltage waveform applied to the piezo element 20 so that the rotation of the elliptical motion is reversed. This detailed mechanism is the same as the mechanism described in the published Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-292584.

図6において、振動体10の突起部11、12が接触するレール50の表面の内、フォーカス駆動範囲51は、被写体にピントを合わせる動作の際、振動体10の突起部11、12が接触移動する範囲であり、非常に滑らかな表面粗さで、駆動速度や駆動力が均一に発生し易い表面状態になっている。   In FIG. 6, the focus drive range 51 of the surface of the rail 50 with which the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 are in contact is moved by the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 during the operation of focusing on the subject. The surface state is such that the driving speed and the driving force are easily generated with a very smooth surface roughness.

フォーカス駆動範囲51の外側の前側範囲52は、至近距離にピントが合うようにレンズ70が、図6の左方向へ繰り出された際でも、振動体10の突起部11、12が接触しない範囲であり、通常撮影時は、振動体10の突起部11、12が侵入しない範囲である。ここの表面の荒さは、フォーカス使用範囲51よりも荒く、摩擦係数μが高くなっている。   The front range 52 outside the focus drive range 51 is a range in which the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 do not contact even when the lens 70 is extended to the left in FIG. 6 so that the close range is in focus. There is a range in which the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 do not enter during normal photographing. The surface roughness here is rougher than the focus use range 51, and the friction coefficient μ is high.

フォーカス駆動範囲51の外側の後側範囲53は、∞距離にピントが合うようにレンズ70が、図6の右方向へ繰り込まれた際でも、振動体10の突起部11、12が接触しない範囲であり、通常撮影時は、振動体10の突起部11、12が侵入しない範囲である。ここの表面の荒さは、フォーカス使用範囲51よりも荒く、摩擦係数μが高くなっている。   The rear range 53 outside the focus drive range 51 is not in contact with the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 even when the lens 70 is retracted in the right direction in FIG. This is a range in which the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 do not enter during normal photographing. The surface roughness here is rougher than the focus use range 51, and the friction coefficient μ is high.

次に、誤って落下させ、落下衝撃を受けた時の作用を説明する。   Next, the action when the vehicle is accidentally dropped and receives a drop impact will be described.

レンズ鏡筒2がカメラボディ3に取り付けられ、カメラの電源スイッチがオフの状態で、使用者が誤って、地面に落下させてしまう場合を想定する。レンズ鏡筒2の先端部が地面に激突した瞬間において、フォーカス用のレンズ70には、自らの慣性力によって、図6の左側へ動かそうとする力F1が発生する。   It is assumed that the lens barrel 2 is attached to the camera body 3 and the user accidentally drops it on the ground with the camera power switch turned off. At the moment when the tip of the lens barrel 2 collides with the ground, the focusing lens 70 generates a force F1 that tends to move to the left in FIG. 6 due to its own inertial force.

図6において、レンズ70に働く力F1に抗して、レール50の表面に加圧されている振動体10の突起部11にこの位置に留まろうとする摩擦力F2と、突起部12に摩擦力F3が発生するが、F1>F2+F3の為、レンズ70は図6の左方向にズレ始める。   In FIG. 6, the friction force F <b> 2 that tries to stay at this position on the protrusion 11 of the vibrating body 10 pressed against the surface of the rail 50 against the force F <b> 1 acting on the lens 70, and the friction on the protrusion 12. Although the force F3 is generated, since F1> F2 + F3, the lens 70 starts to shift to the left in FIG.

そして、レンズ70がズレて、図7の位置の瞬間には、振動体10の突起部11が、摩擦係数が高いレールの前側範囲52に侵入している。その為、振動体10の突起部11の摩擦力F2は、図6の状態の時よりも大きくなり、F1<F2+F3となって、つまり抵抗力の合力F2+F3は図7の左側へ動かそうとする力F1より大きくなり、この場に停止する。   Then, at the moment of the position shown in FIG. 7, the lens 70 is displaced, and the protrusion 11 of the vibrating body 10 enters the front range 52 of the rail having a high friction coefficient. Therefore, the frictional force F2 of the protrusion 11 of the vibrating body 10 becomes larger than that in the state of FIG. 6, and F1 <F2 + F3, that is, the resultant force F2 + F3 of the resistance force tries to move to the left side of FIG. It becomes larger than force F1 and stops at this place.

よって、素子支持部41が、バー支持部材160と衝突する事を回避できる。   Therefore, it is possible to avoid the element support portion 41 from colliding with the bar support member 160.

以上により、レンズ鏡筒を誤って落下させたり、外部の物へ激突させたりした時に、超音波モータユニットへ加わる衝撃を回避することが可能となる。   As described above, it is possible to avoid an impact applied to the ultrasonic motor unit when the lens barrel is accidentally dropped or collided with an external object.

図8から図11を参照して、本発明の実施例2を説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図8により、超音波モータユニットの構造を説明する。振動体10とピエゾ素子20の構造は、実施例1と同一の為、ここでは説明を省略する。   The structure of the ultrasonic motor unit will be described with reference to FIG. Since the structures of the vibrating body 10 and the piezoelectric element 20 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

実施例1と異なる機構は、振動体10の突起部11、12をレール250の表面に押圧する構造が、磁力ではなく、加圧バネ210である点である。加圧バネ250が弾性部材を構成する。   The mechanism different from the first embodiment is that the structure for pressing the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 against the surface of the rail 250 is not a magnetic force but a pressure spring 210. The pressure spring 250 forms an elastic member.

図8において、ねじりコイルバネである加圧バネ10の中間で2周巻かれた巻き線部212は、リブ部82から突き出た支持軸60に嵌め込まれている。加圧バネの一端である固定部213は、リブ部82のバネ固定穴88に嵌入している。加圧バネ210の他端である先端部211は、支持部材40の表面を押圧している。図10において、この先端部211は、支持部材40を図10の下方に押圧している為、支持部材40に連結されている振動体10の突起部11、12は、レール250の表面に押圧されている。   In FIG. 8, a winding portion 212 wound twice in the middle of the pressurizing spring 10 that is a torsion coil spring is fitted into the support shaft 60 protruding from the rib portion 82. The fixing portion 213 that is one end of the pressure spring is fitted into the spring fixing hole 88 of the rib portion 82. A tip end 211 that is the other end of the pressure spring 210 presses the surface of the support member 40. In FIG. 10, since the tip 211 presses the support member 40 downward in FIG. 10, the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 connected to the support member 40 press against the surface of the rail 250. Has been.

レール250の形状は、図10において、レール250の中央部のフォーカス駆動範囲251では、その表面は平面で光軸と水平であるが、左側の前側範囲252の表面は斜面となり、図10の上方へ上がっている。また右側の後側範囲253の表面も斜面となり、図10の上方へ上がっている。つまり、レール250の摺動面の位置は、フォーカス駆動範囲251よりも前側範囲252および後側範囲253の方が振動体10に接近している。   In the focus drive range 251 at the center of the rail 250 in FIG. 10, the surface of the rail 250 is flat and is horizontal with the optical axis, but the surface of the left front range 252 is an inclined surface, It is going up. Further, the surface of the rear region 253 on the right side is also an inclined surface and rises upward in FIG. That is, the position of the sliding surface of the rail 250 is closer to the vibrating body 10 in the front range 252 and the rear range 253 than in the focus drive range 251.

次に、誤って落下させ、地面と衝突した際の作用を説明する。   Next, the action when the vehicle is accidentally dropped and collides with the ground will be described.

このレンズ鏡筒2は図1のカメラボディ3に取り付けられ、カメラの電源スイッチがオフの状態で、使用者が誤って、地面に落下させてしまったと想定する。レンズ鏡筒2の先端部が地面に衝突した瞬間において、フォーカス用のレンズ70には、自らの慣性力によって図1の左側へ動かそうとする力F1が発生する。   This lens barrel 2 is attached to the camera body 3 of FIG. 1, and it is assumed that the user accidentally dropped it on the ground with the power switch of the camera turned off. At the moment when the tip of the lens barrel 2 collides with the ground, the focusing lens 70 generates a force F1 that tends to move to the left in FIG. 1 due to its own inertial force.

図10において、レンズ70に働く力F1に抗して、レール250の表面に加圧されている振動体10の突起部11に、この位置に留まろうとする摩擦力F2と、突起部12に摩擦力F3が発生するが、F1>F2+F3の為、レンズ70は図10の左方向へズレ始める。   In FIG. 10, against the force F <b> 1 acting on the lens 70, the frictional force F <b> 2 trying to stay at this position on the protrusion 11 of the vibrating body 10 pressed on the surface of the rail 250, and the protrusion 12 Although the frictional force F3 is generated, since F1> F2 + F3, the lens 70 starts to shift to the left in FIG.

そして、レンズ70がズレて、図11の位置まで移動した際には、振動体10の突起部11が、前側範囲252の斜面上に達し、振動体10が連結されている支持部材40は上方に持ち上げられ、支持部材40を押圧している加圧バネ210の先端部211も上方に持ち上げられる。この加圧バネ210の先端部211の変形により、押圧力が高まり、突起部11の摩擦力F2と突起部12の摩擦力F3は大きくなり、F1<F2+F3となって、つまり抵抗力の合力F2+F3は、図11の左側へ動かそうとする力F1より大きくなり、この場に停止する。   When the lens 70 is displaced and moved to the position of FIG. 11, the protrusion 11 of the vibrating body 10 reaches the slope of the front range 252, and the support member 40 to which the vibrating body 10 is connected is upward. The tip portion 211 of the pressure spring 210 that presses the support member 40 is also lifted upward. Due to the deformation of the tip 211 of the pressure spring 210, the pressing force is increased, and the frictional force F2 of the protrusion 11 and the frictional force F3 of the protrusion 12 are increased, and F1 <F2 + F3, that is, the resultant force F2 + F3 of the resistance force. Becomes larger than the force F1 trying to move to the left side of FIG. 11, and stops at this point.

よって、素子支持部41が、バー支持部材160(図6)と衝突する事を回避できる。   Therefore, it can avoid that the element support part 41 collides with the bar support member 160 (FIG. 6).

以上により、レンズ鏡筒を誤って落下させたり、外部の物へ衝突させたりしたときに、超音波モータユニットへ加わる衝撃を回避し、緩和することが可能となる。   As described above, when the lens barrel is accidentally dropped or collided with an external object, the impact applied to the ultrasonic motor unit can be avoided and alleviated.

図12から図14を参照して、本発明の実施例3を説明する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図12で、超音波モータユニットの構造を説明する。振動体10とピエゾ素子20の構造は、実施例1と同一の為、ここでは説明を省略する。   The structure of the ultrasonic motor unit will be described with reference to FIG. Since the structures of the vibrating body 10 and the piezoelectric element 20 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

実施例1と異なる機構は、振動体10の突起部11、12をレール50の摺動面に押圧する構造が、磁力ではなく、加圧バネ340である点である。加圧バネ340が弾性部材を構成する。   The mechanism different from the first embodiment is that the structure for pressing the protrusions 11 and 12 of the vibrating body 10 against the sliding surface of the rail 50 is not a magnetic force but a pressure spring 340. The pressure spring 340 constitutes an elastic member.

図12において、圧縮コイルバネである加圧バネ340は、支持部材40の上面とバネ支持部材310の上部313に挟まれている。バネ支持部材310は、下方に延長され、そこにはローラ軸311とローラ軸312が固定されている。ローラ軸312にはローラ330が回転可能に固定されている。ローラ軸311にはローラ320が回転可能に固定されている。ローラ330とローラ320は、レール50の下面に接している。図13においてバネ支持部材310のガイド軸314は、支持部材40のガイド穴47へ、上下に移動可能に嵌入している。また、バネ支持部材310のガイド軸315は、支持部材40のガイド穴48へ、上下に移動可能に嵌入している。したがって、加圧バネ340の一端を支持するバネ支持部材310の上部313は変位可能となる。この構造により、支持部材40とバネ支持部材310の上部313の間隔が変化して、加圧バネ340の伸縮に追従し、加圧バネ340の力をローラ320、330に伝える事が可能となる。   In FIG. 12, a pressure spring 340 that is a compression coil spring is sandwiched between the upper surface of the support member 40 and the upper portion 313 of the spring support member 310. The spring support member 310 extends downward, and a roller shaft 311 and a roller shaft 312 are fixed thereto. A roller 330 is rotatably fixed to the roller shaft 312. A roller 320 is rotatably fixed to the roller shaft 311. The rollers 330 and 320 are in contact with the lower surface of the rail 50. In FIG. 13, the guide shaft 314 of the spring support member 310 is fitted into the guide hole 47 of the support member 40 so as to be movable up and down. Further, the guide shaft 315 of the spring support member 310 is fitted into the guide hole 48 of the support member 40 so as to be movable up and down. Accordingly, the upper portion 313 of the spring support member 310 that supports one end of the pressure spring 340 can be displaced. With this structure, the distance between the support member 40 and the upper portion 313 of the spring support member 310 is changed to follow the expansion and contraction of the pressure spring 340, and the force of the pressure spring 340 can be transmitted to the rollers 320 and 330. .

そして、圧縮されている加圧バネ340の押圧力によって、振動体10の突起部11と突起部12は、レール50の表面に押圧されている。また、加圧バネ340のバネ力によって、ローラ320、330は、レール50の下面に押圧されている。   Then, the protrusion 11 and the protrusion 12 of the vibrating body 10 are pressed against the surface of the rail 50 by the pressing force of the compressed pressure spring 340. Further, the rollers 320 and 330 are pressed against the lower surface of the rail 50 by the spring force of the pressure spring 340.

図12において、内壁部材350は、このレンズ鏡筒2の内部に固定されている構造部材であって、バネ支持部材310の上方に位置している。図13(図12のA−A断面図)において、内壁部材350の下面の中央部のフォーカス駆動範囲351では、その表面は平面で光軸と水平であるが、左側の前側範囲352の表面は斜面となり、図13の下方へ下がっている。また右側の後側範囲353の表面も斜面となり、図13の下方へ下がっている。   In FIG. 12, the inner wall member 350 is a structural member fixed inside the lens barrel 2 and is located above the spring support member 310. In FIG. 13 (AA sectional view of FIG. 12), in the focus drive range 351 at the center of the lower surface of the inner wall member 350, the surface is flat and horizontal to the optical axis, but the surface of the left front range 352 is It becomes a slope and goes down in FIG. Further, the surface of the rear region 353 on the right side is also an inclined surface and is lowered downward in FIG.

次に、誤って落下させ、地面と衝突した際の作用を説明する。   Next, the action when the vehicle is accidentally dropped and collides with the ground will be described.

このレンズ鏡筒2は図1のカメラボディ3に取り付けられ、カメラの電源スイッチがオフの状態で、使用者が誤って、地面に落下させてしまったと想定する。レンズ鏡筒2の先端部が地面に衝突した瞬間において、フォーカス用のレンズ70には、自らの慣性力によって図1の左側へ動かそうとする力F1が発生する。   This lens barrel 2 is attached to the camera body 3 of FIG. 1, and it is assumed that the user accidentally dropped it on the ground with the power switch of the camera turned off. At the moment when the tip of the lens barrel 2 collides with the ground, the focusing lens 70 generates a force F1 that tends to move to the left in FIG. 1 due to its own inertial force.

図13において、レンズ70に働く力F1に抗して、レール50の表面に加圧されている振動体10の突起部11に、この位置に留まろうとする摩擦力F2と、突起部12に摩擦力F3が発生するが、F1>F2+F3の為、レンズ70は図13の左方向へズレ始める。   In FIG. 13, against the force F <b> 1 acting on the lens 70, the frictional force F <b> 2 that tries to stay at this position on the protrusion 11 of the vibrating body 10 pressed on the surface of the rail 50, and the protrusion 12 Although the frictional force F3 is generated, since F1> F2 + F3, the lens 70 starts to shift to the left in FIG.

そして、レンズ70がズレて、図14の位置まで移動した際には、バネ支持部材310の上部313の左角が、内壁部材350の前側範囲352の斜面に当接し、バネ支持部材310は斜面に沿って変位し、押し下げられている。この為、加圧バネ340は圧縮される。それにより増加した圧縮バネ力(弾性力)により、突起部11の摩擦力F2と突起部12の摩擦力F3は大きくなり、F1<F2+F3となって、つまり抵抗力の合力F2+F3は、図14の左側へ動かそうとする力F1より大きくなり、この場に停止する。   When the lens 70 is displaced and moved to the position of FIG. 14, the left corner of the upper portion 313 of the spring support member 310 abuts on the slope of the front range 352 of the inner wall member 350, and the spring support member 310 Is displaced along and pushed down. For this reason, the pressure spring 340 is compressed. Due to the increased compression spring force (elastic force), the frictional force F2 of the protrusion 11 and the frictional force F3 of the protrusion 12 increase, and F1 <F2 + F3, that is, the resultant force F2 + F3 of the resistance force is as shown in FIG. It becomes larger than the force F1 trying to move to the left and stops at this place.

よって、素子支持部41が、バー支持部材160(図6)と衝突する事を回避できる。   Therefore, it can avoid that the element support part 41 collides with the bar support member 160 (FIG. 6).

以上により、レンズ鏡筒を誤って落下させたり、外部の物へ衝突させたりしたときに、超音波モータユニットへ加わる衝撃を回避し、緩和することが可能となる。   As described above, when the lens barrel is accidentally dropped or collided with an external object, the impact applied to the ultrasonic motor unit can be avoided and alleviated.

なお、実施例1ないし3では、超音波リニアモータに適用した例を示したが、超音波ロータリモータに適用することもできる。その場合には、振動体(振動部材)やレール(摺動部材)などは環状となる。また、フォーカス駆動範囲51、前側範囲52および後側範囲53の合計角度は360°以内の場合に限られる。   In the first to third embodiments, an example is shown in which the present invention is applied to an ultrasonic linear motor. However, the present invention can also be applied to an ultrasonic rotary motor. In that case, the vibrating body (vibrating member), the rail (sliding member) and the like are annular. Further, the total angle of the focus drive range 51, the front range 52, and the rear range 53 is limited to a case of 360 ° or less.

また、超音波モータはくさび型に限らず、進行波型であってもよい。   The ultrasonic motor is not limited to the wedge type, and may be a traveling wave type.

1 超音波モータユニット
10 振動体
20 ピエゾ素子
50、250 レール
51、251、351 フォーカス駆動範囲
52、252、352 前側範囲
53、253、353 後側範囲
70 レンズ
210、340 加圧バネ
350 内壁部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic motor unit 10 Vibrating body 20 Piezo element 50, 250 Rail 51, 251, 351 Focus drive range 52, 252, 352 Front side range 53, 253, 353 Rear side range 70 Lens 210, 340 Pressure spring 350 Inner wall member

Claims (7)

超音波で振動する振動部材と前記振動部材が圧接される摺動部材とを備え、前記振動部材と前記摺動部材が相対的に移動する超音波モータと、
光軸方向に移動可能に保持された光学部材とを有し、
前記超音波モータによって前記光学部材を駆動する光学部材駆動装置であって、
前記振動部材が振動しない状態での前記振動部材と前記摺動部材との間の摩擦力は、前記光学部材が前記超音波モータにより駆動される駆動範囲よりも、該駆動範囲より外側の前側範囲および後側範囲の方がそれぞれ大きいことを特徴とする光学部材駆動装置。
An ultrasonic motor that includes a vibration member that vibrates with ultrasonic waves and a sliding member to which the vibration member is pressed, and the vibration member and the sliding member relatively move;
An optical member held movably in the optical axis direction,
An optical member driving device for driving the optical member by the ultrasonic motor,
The frictional force between the vibrating member and the sliding member in a state where the vibrating member does not vibrate is a front range outside the driving range than the driving range in which the optical member is driven by the ultrasonic motor. An optical member driving device characterized in that the rear range is larger.
前記摺動部材の摩擦係数は、前記駆動範囲よりも前記前側範囲および前記後側範囲の方がそれぞれ大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学部材駆動装置。   2. The optical member driving device according to claim 1, wherein a friction coefficient of the sliding member is larger in each of the front side range and the rear side range than the driving range. 前記振動部材は、前記摺動部材に弾性部材で押圧され、前記弾性部材による押圧力は、前記駆動範囲よりも前記前側範囲および前記後側範囲の方がそれぞれ大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学部材駆動装置。   2. The vibration member is pressed against the sliding member by an elastic member, and the pressing force by the elastic member is larger in the front range and the rear range than in the driving range, respectively. An optical member driving apparatus according to claim 1. 前記摺動部材の摺動面の位置は、前記駆動範囲よりも前記前側範囲および前記後側範囲の方が前記振動部材に接近していることを特徴とする請求項3に記載の光学部材駆動装置。   4. The optical member drive according to claim 3, wherein the sliding surface of the sliding member is closer to the vibration member in the front range and the rear range than in the drive range. apparatus. 前記弾性部材の一端を支持する変位可能な支持部材と、
前記前側範囲および前記後側範囲で前記支持部材に当接する構造部材とを有し、
前記支持部材は、前記前側範囲および前記後側範囲で前記構造部材に当接されたときに、前記弾性部材の弾性力を増加させる方向に変位することを特徴とする請求項3に記載の光学部材駆動装置。
A displaceable support member for supporting one end of the elastic member;
A structural member that contacts the support member in the front range and the rear range,
The optical device according to claim 3, wherein the support member is displaced in a direction in which an elastic force of the elastic member is increased when the support member is in contact with the structural member in the front range and the rear range. Member drive device.
前記摺動部材は、固定されたレールであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光学部材駆動装置。   The optical member driving apparatus according to claim 1, wherein the sliding member is a fixed rail. 前記光学部材駆動装置を有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, further comprising the optical member driving device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10734923B2 (en) 2016-06-17 2020-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave motor and optical device using vibration wave motor
WO2022201702A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-29 株式会社ニコン Lens barrel and imaging device

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