JP4365926B2 - 振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型駆動装置を備えた機器に関し、特に、オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作とを特別な切り替え操作を要せずにほぼ連続的に行わせることができるように構成されたレンズ鏡筒等の機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、振動型駆動装置を内蔵し、オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作とを特別な切り替え操作を要せずにほぼ連続に行わせることができるように構成されたレンズ鏡筒を提案している。
【0003】
上記のレンズ鏡筒の中には、遊星機構にローラーを使用した差動機構を利用したものがある。上記遊星機構のローラーは、光軸に対して直交する放射方向に回転軸を有しており、マニュアルフォーカス動作を行うためのマニュアルリングからの出力端面とオートフォーカス動作を行うための振動型駆動装置からの出力端面との間に挟まれるように配置されている。さらに、ローラーの公転より回転駆動される出力環を設け、これによりその出力環を最終出力とする差動機構が構成される。
【0004】
そして、出力環によりフォーカシングレンズを駆動する構成とし、特にマニュアルフォーカス動作の際には、振動型駆動装置の構造の特徴が充分に活かされている。
【0005】
振動型駆動装置は、電歪素子等による電気−機械エネルギー変換によって進行波が形成される円環形状の金属製弾性体(振動体)に対し、出力部材をなす円環形状のロータ(駆動体)をバネ等の加圧部材により圧接させ、該弾性体に形成される進行波によってロータを摩擦駆動するものである。
【0006】
上記差動機構を用いたレンズ鏡筒では、加圧部材の加圧力を光軸方向に受けている出力部材が回転してもマニュアルリングが非回転状態を維持するように加圧部材の加圧力が作用し、逆にマニュアルリングを回転してマニュアルフォーカスを行う際には、振動型駆動装置のロータがステータに圧接状態であるために、ロータの非回転状態が維持される。これにより、何らかの切り替え機構を用いることなくオートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作の切り替えが行える。
【0007】
差動機構を用いたレンズ鏡筒の一例を図3を用いて説明する。101はフォーカス駆動ユニットの各構成部品を保持するためのユニット支持筒である。102は横断面形状が台形である環状の振動体(以下、ステータという)である。103はステータ102の一端面に接合されて振動体を振動させるための電歪素子である。
【0008】
104は電歪素子103の表面に圧接されたフェルト等からなる環状の振動吸収体である。105は加圧部材であり振動吸収体104を光軸方向に付勢する弾性部材である。
【0009】
106はユニット支持筒101の外径に形成されたネジ部に螺合し、弾性部材105の加圧力を調整するナットである。107はユニット支持筒101の外径に一体的に保持されると共に、ステータ102の回転を規制するための回り止めである。
【0010】
108はステータ102により光軸を中心に回転力を受ける回転体(以下、ロータという)である。110はゴムリング109を介してロータ102と一体的に回転し、後述のローラー112に当接される連結板である。
【0011】
111は光軸に対し放射方向に延びる複数本の軸111aを有する出力回転筒であり、各軸111aにはローラー112が回転可能に取り付けられている。ローラー112は、上記連結板110と不図示のフォーカスリングより回転を伝えられるマニュアル連結板113とに挟まれている。連結板110、ローラー112およびマニュアル連結板113は、加圧部材105の加圧力により互いに摩擦力により力を伝達する差動機構を構成している。なお、114はマニュアル連結板113を回転可能に保持する保持環であり、ユニット支持筒101に取り付けられている。
【0012】
このように構成されるレンズ鏡筒において、ロータ108の回転が伝達されて連結板110が回転すると、又はフォーカスリングの回転が伝達されてマニュアル連結板113が回転すると、ローラー112が自転しながら公転し、この公転力を受けた出力回転筒111が光軸を中心に回転する。出力回転筒111の回転は、フォーカスキー115を介して不図示のカム環に伝達され、これによりレンズのフォーカス駆動が行われる。
【0013】
また、上記のように、ステータ102にロータ108を圧接させる加圧部材105を、差動機構部の摩擦力の発生のための加圧部材として共用することができるので、構成が簡単になる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成のレンズ鏡筒に落下等の衝撃が加わると、振動型駆動装置を構成している各部材に、加圧部材の加圧力に抗する方向の力が加わる場合がある。そして、その力が加圧部材の加圧力より大きいときには、各部材が加圧部材側に移動して弾性部材である加圧部材105をへたらせ、その本来の加圧力を発生することができなくなるおそれがある。加圧部材105の加圧力が小さくなると、各部材間で十分な摩擦が確保できなくなり、振動型駆動装置の性能劣化につながる。
【0015】
このような不具合を解消するため、例えばロータをボールレース等の保持手段で回転可能に保持し、ロータを加圧方向に移動しないように規制する構成も提案されている。しかし、この場合、ロータとステータとを圧接させための加圧部材の加圧力が保持手段(ボールレース等)によって遮断されて差動機構部に伝達されなくなるため、差動機構部に摩擦力を発生させるための加圧部材を別途設けなくてはならず、構成が複雑になる。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本願発明では、電気−機械エネルギー変換により振動が励起される振動体と、該振動体に圧接して駆動力を受ける駆動体と、該駆動体からレンズ駆動部材に摩擦により駆動力を伝達する動力伝達機構と、前記振動体を前記駆動体に圧接させるとともに前記振動体および前記駆動体を介して前記動力伝達機構に摩擦を発生させるための加圧力を付与する加圧部材とを有して構成される振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒において、振動体、駆動体および動力伝達機構を含む被加圧部材の加圧部材の加圧力に抗する方向への所定量を超える移動を、被加圧部材のうち少なくとも1つに当接して規制する規制部材を有しており、上記所定量が、加圧部材に加圧力の低下を生じさせない範囲の量に設定されており、振動体は加圧部材の当接を受けるための振動吸収体を有しており、振動吸収体が規制部材に当接することを特徴とする。
【0018】
これにより、レンズ鏡筒の落下等によって振動体や駆動体や動力伝達機構が加圧部材の加圧力方向と逆方向に移動して、弾性部材等からなる加圧部材を変形させた場合でも、移動量は加圧部材に加圧力の低下を生じさせない範囲若しくは加圧部材の弾性変形範囲内の量に確実に規制されるため、振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒の性能劣化を防止することが可能となる。なお、振動体に振動吸収体を取り付けて、この振動吸収体を規制部材に当接させるようにして、振動体と振動吸収体との間に配置された電歪素子の破損等を防止するのが望ましい。また、上記移動量を、駆動体を振動体の回転を規制する回転規制部材に当接させない範囲の量に設定して、駆動体の破損等を防止できるようにしてもよい。
【0019】
なお、規制部材は、振動型駆動装置を収容する固定部材や、振動型駆動装置を支持する支持部材や、この支持部材に加圧部材の加圧力を調節するために設けられた加圧力調節部材等に取り付けたり一体的に形成したりすればよい。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態である振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒を示している。1はフォーカスレンズ群、2は固定レンズ群である。3はフォーカスレンズ群1を保持し、案内筒5およびカム筒6に係合する駆動用コロ3aを有する第1群鏡筒である。4は固定レンズ群2を保持する第2群鏡筒であり、第1群鏡筒3に一体的に保持される。
【0021】
案内筒5は第1群鏡筒3を光軸方向に摺動可能に支持し、この案内筒5にはカム環6が回転可能に嵌合している。また、案内筒5には、カム環6の光軸方向の移動を規制する爪5aおよび駆動用コロ3aが係合する直進溝5bが形成されている。
【0022】
カム環6は、第1群鏡筒3の駆動用コロ3aが係合するカム6aを有するとともに、フォーカス駆動ユニットの出力回転筒21に係合して回転が伝達される突起6bを有する。7は絞りユニットであり、第2群鏡筒4に保持されている。
【0023】
8は固定筒であり、マウント10が一体的に取り付けられている。また、固定筒8は、案内筒5およびフォーカス駆動ユニットのユニット支持筒11を保持する。この固定筒8の内径には、連結板(第1駆動部材)20が弾性部材15の加圧力に抗して移動することを規制する当接部(規制部材)8aが一体に形成されている。
【0024】
9はフォーカス操作環であり、案内筒5と固定筒8に挟まれることで回転可能に保持され、連結爪9aを介してフォーカス駆動ユニットのマニュアル連結板(第2駆動部材)23に回転を伝達する。マウント10は固定筒8に取り付けられており、不図示のカメラボディにメカニカルに結合する。
【0025】
11〜25はフォーカス駆動ユニット(振動型駆動装置)を構成する部品である。11はフォーカス駆動ユニットの各構成部品を保持するためのユニット支持筒(支持部材)であり、固定筒8に保持される。12は横断面形状が台形をなした環状の振動体(以下、ステータという)である。
【0026】
13はステータ12の一端面に接合され、このステータ12を振動させるための電歪素子である。14は電歪素子13の表面に圧接されたフェルト等からなる環状の振動吸収体である。
【0027】
弾性部材15は、本実施形態ではバネであり、その加圧力を振動吸収体14を介してステータ12に付与し、このステータ12をロータ18に光軸方向に圧接させる。さらに、この加圧力は、ロータ18を介して、フォーカス駆動ユニットの各構成部品の当接部に所要の摩擦を生じさせるための力としても作用している。
【0028】
16はユニット支持筒11の外径に形成されたネジ部に螺合し、弾性部材15の加圧力を調節するナット(加圧力調節部材)である。このナット16のネジ部上での位置を調節することにより、フォーカス駆動ユニットの性能が最大限引き出せるような最適な加圧力が得られる。
【0029】
17はユニット支持筒11の外径に一体的に保持されると共に、ステータ12の回転を規制するための回り止めである。18はステータ12により光軸を中心に回転力を受ける回転体(駆動体、以下ロータという)であり、弾性部18aがステータ12に当接している。
【0030】
連結板20は、ゴムリング19を介してロータ18と一体的に回転可能であり、フォーカスリング9よりマニュアル回転操作力を伝えられるマニュアル連結板23とともに遊星ローラ22を挟持する。
【0031】
21は光軸に対し放射方向に延びる複数本の軸21aを有する出力回転筒(出力部材)であり、各軸21aには遊星ローラ22が回転可能に取り付けられている。なお、連結板20、ローラー22、マニュアル連結板23は、加圧部材15の加圧力をステータ12およびロータ18を介して受け、互いに摩擦力によって力を伝達する差動機構(動力伝達機構)を構成している。
【0032】
24はマニュアル連結板23を回転可能に保持する保持環であり、ユニット支持筒11に嵌合している。25はフォーカスキーであり、出力回転筒21に取り付けられている。このフォーカスキー25には、カム環6に設けられた突起6bに、このカム環6の光軸方向移動を許容するように係合している。
【0033】
次に、上記レンズ鏡筒のフォーカシング動作について説明する。レンズ鏡筒ないしこれが取り付けられたカメラの使用者がオートフォーカスモードにて不図示のフォーカシングスイッチを操作すると、不図示の制御回路の作動により不図示のプリント基板を介して電歪素子13に電圧が印加される。これにより、ステータ12に円周方向に進行する振動が生じ、このステータ12の振動によってロータ18、ゴムリング19、連結板20が光軸を中心に回転駆動される。このとき、マニュアル連結板23は保持環24との摩擦力によって回転が規制されるため、遊星ローラ22は出力回転筒21上の軸21aの回りで自転しながらマニュアル連結板23の端面に沿って公転する。ローラ22が公転すると、この公転力により出力回転筒21も光軸回りで回転する。
【0034】
出力回転筒21が回転すると、この出力回転筒21に取り付けられたフォーカスキー25を介してカム筒6が回転駆動され、これにより第1群鏡筒3、これと一体の第2群鏡筒および絞りユニット7が光軸方向に駆動され、オートフォーカシングがなされる。
【0035】
一方、レンズ鏡筒使用者がマニュアルでフォーカシングするときには、不図示のフォーカシングスイッチを操作せずにフォーカス操作環9を回転させると、その回転はマニュアル連結板23に伝えられる。そのとき、フォーカス駆動ユニットは駆動されていないため、ロータ18および連結板20はロータ18とステータ12との接触摩擦により静止しており、遊星ローラー22のみが出力回転筒21の軸21aを中心に自転しながらマニュアル連結板23に沿って公転する。ローラ22が公転すると、この公転力により出力回転筒21も光軸回りで回転する。
【0036】
出力回転筒21が回転すると、この出力回転筒21に取り付けられたフォーカスキー25を介してカム筒6が回転駆動され、これにより第1群鏡筒3、これと一体の第2群鏡筒および絞りユニット7が光軸方向に駆動され、マニュアルフォーカシングがなされる。
【0037】
このように構成されたレンズ鏡筒に落下等の衝撃が加わると、フォーカス駆動ユニットを構成している各部材に弾性部材15による加圧力に抗する方向に力が加わり、その力が加圧力より大きい場合は、弾性部材15より前方の振動吸収体14〜保持環24が、振動吸収体14が固定筒8上の当接部8aに当接するまで移動し、その移動量だけ弾性部材15はたわむこととなる。ただし、移動前の振動吸収体14と固定筒8上の当接部8aとの間隔は、その間隔分、弾性部材15がたわんでもへたらないような距離、言い換えれば、弾性部材15の弾性変形範囲内の距離に設定されている。
【0038】
このため、レンズ鏡筒に衝撃が加わっても、弾性部材15による加圧力が低下することがなく、フォーカス駆動ユニットひいてはレンズ鏡筒の性能劣化を招くことがない。なお、振動吸収体14を当接部8aに当接させるようにしているので、当接部8aとの衝突によって電歪素子13が破損するような不都合を回避することができる。
【0039】
また、移動前の振動吸収体14と固定筒8上の当接部8aとの間隔は、上記条件に加え、ロータ18が移動しても回り止め17に弾性部18aが衝突しない距離に設定されている。これにより、レンズ鏡筒に衝撃が加わった際のフォーカス駆動ユニットの移動によるロータ18上の強度の弱い弾性部18aの破損等を防止することができる。
【0040】
(第2実施形態)
図2には、本発明の第2実施形態であるレンズ鏡筒を示している。上記第1実施形態では、振動吸収体14が固定部材8の内径に設けた当接部材8aに当接して衝撃時の移動規制を行う場合について説明したが、本実施形態では、固定筒58の内径に設けた当接部58aが連結板20に当接して衝撃時の移動規制を行う場合を示している。
【0041】
上記構成により、レンズ鏡筒に衝撃が加わった際には、連結板20と一体のロータ18までが当接部58aにより移動を規制され、弾性部材15にはステータ12より後方の部材に加わる力のみかかる。衝撃時に加わる力は、力の加わる部材の自重に比例するため、相当大きな衝撃でも加わらない限り、弾性部材15がへたり、フォーカス駆動ユニットの性能劣化を招くおそれはない。
【0042】
なお、上記各実施形態では、固定筒8,58に規制部材である当接部8a,58aを設けた場合について説明したが、規制部材をユニット支持筒11に設けたり、ナット16に設けたりしてもよい。
【0043】
また、上記各実施形態では、加圧部材として弾性部材であるバネを用いた場合について説明したが、本発明は、例えば第1実施形態においてロータ18上の強度の弱い弾性部18aの回り止め17との衝突を回避できる点を考慮すると、他の加圧部材を用いる場合にも有効である。
【0044】
さらに、上記各実施形態では、振動型駆動装置を備えた機器としてレンズ鏡筒を例に説明したが、本発明は、レンズ鏡筒以外の機器にも適用可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ鏡筒の落下等によって振動体や駆動体や動力伝達機構が加圧部材の加圧力方向と逆方向に移動して、弾性部材等からなる加圧部材が変形した場合でも、その移動量は加圧部材に加圧力の低下を生じさせない範囲若しくは加圧部材の弾性変形範囲内の量に確実に規制されるため、振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒の性能劣化を防止できる。
【0046】
なお、振動体に振動吸収体を取り付けて、この振動吸収体を規制部材に当接させるようにすれば、振動体と振動吸収体との間に配置された電歪素子の破損等を防止することができる。
【0047】
また、上記移動量を、駆動体を振動体の回転を規制する回転規制部材に当接させない範囲の量に設定すれば、駆動体の破損等をも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態であるレンズ鏡筒の横断面図。
【図2】本発明の第2実施形態であるレンズ鏡筒の横断面図。
【図3】従来のフォーカス駆動ユニットを示した横断面図。
【符号の説明】
1:フォーカスレンズ群
2:固定レンズ群
3:第1群鏡筒
4:第2群鏡筒
5:案内筒
6:カム環
7:絞りユニット
8、58:固定筒
9:フォーカス操作環
10:マウント
11:ユニット支持筒
12:ステータ
13:電歪素子
14:振動吸収体
15:弾性部材
16:ナット
17:回り止め
18:ロータ
19:ゴムリング
20:連結板
21:出力回転筒
22:遊星ローラ
23:マニュアル連結板
24:保持環
25:フォーカスキー
Claims (8)
- 電気−機械エネルギー変換により振動が励起される振動体と、該振動体に圧接して駆動力を受ける駆動体と、該駆動体からレンズ駆動部材に摩擦により駆動力を伝達する動力伝達機構と、前記振動体を前記駆動体に圧接させるとともに前記振動体および前記駆動体を介して前記動力伝達機構に摩擦を発生させるための加圧力を付与する加圧部材とを有して構成される振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒において、
前記振動体、駆動体および動力伝達機構を含む被加圧部材の前記加圧部材の加圧力に抗する方向への所定量を超える移動を、前記被加圧部材のうち少なくとも1つに当接して規制する規制部材を有しており、
前記所定量が、前記加圧部材に加圧力の低下を生じさせない範囲の量に設定されており、
前記振動体は前記加圧部材の当接を受けるための振動吸収体を有しており、前記振動吸収体が前記規制部材に当接することを特徴とするレンズ鏡筒。 - 電気−機械エネルギー変換により振動が励起される振動体と、該振動体に圧接して駆動力を受ける駆動体と、該駆動体からレンズ駆動部材に摩擦により駆動力を伝達する動力伝達機構と、前記振動体を前記駆動体に圧接させるとともに前記振動体および前記駆動体を介して前記動力伝達機構に摩擦を発生させるための加圧力を付与する加圧部材とを有して構成される振動型駆動装置を備えたレンズ鏡筒において、
前記振動体、駆動体および動力伝達機構を含む被加圧部材の前記加圧部材の加圧力に抗する方向への所定量を超える移動を、前記被加圧部材のうち少なくとも1つに当接して規制する規制部材を有しており、
前記所定量が、前記加圧部材に加圧力の低下を生じさせない範囲の量に設定されており、
前記動力伝達機構が前記規制部材に当接することを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記加圧部材が弾性部材であり、
前記所定量が、前記加圧部材の弾性変形範囲内の量に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ鏡筒。 - 前記振動型駆動装置が円環形状に構成されているとともに、前記振動体のレンズ鏡筒本体に対する加圧方向への移動を許容しつつ回転を規制する回転規制部材を有しており、
前記所定量が、前記駆動体を前記回転規制部材に当接させない量に設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記振動型駆動装置を収容する固定部材を有しており、
前記規制部材が前記固定部材に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記振動型駆動装置を支持する支持部材を有しており、
前記規制部材が、前記支持部材に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記振動型駆動装置を支持する支持部材に位置調節可能に取り付けられ、前記加圧部材の加圧力を調節するための加圧力調節部材を有しており、
前記規制部材が前記加圧力調節部材に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記動力伝達機構は、
前記駆動体によって駆動される第1駆動部材と、
この第1駆動部材との間に遊星ローラを挟持し、マニュアル操作力によって駆動される第2駆動部材と、
前記遊星ローラを回転自在に支持し、前記第1駆動部材および第2駆動部材の選択的駆動により前記遊星ローラが公転することによって駆動され、前記レンズ駆動部材を駆動する出力部材とを有して構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のレンズ鏡筒。。
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