JP5927977B2 - Actuator device, lens barrel and camera - Google Patents
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Description
本発明は、電子カメラなどに装着されるレンズ鏡筒に搭載されるアクチュエータ装置、レンズ鏡筒およびカメラに関するものである。 The present invention relates to an actuator device mounted on a lens barrel mounted on an electronic camera or the like, a lens barrel, and a camera.
近年のカメラは、CCDの画像数が大きくなり、画像が非常に大きく引き伸ばされることが多くなっている。そのため、レンズ鏡筒には、より良いコントラストや鮮鋭感、また、より高度なAF精度も求められる様になってきている。
従来、レンズ鏡筒におけるレンズの位置精度の向上のため、レンズ駆動を行う振動アクチュエータを、粗動駆動と微動駆動とに分ける方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent cameras, the number of images on the CCD has increased, and the images are often stretched very greatly. Therefore, the lens barrel is required to have better contrast and sharpness and higher AF accuracy.
Conventionally, in order to improve the positional accuracy of a lens in a lens barrel, a method of dividing a vibration actuator that performs lens driving into coarse motion driving and fine motion driving has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかし、従来の方法では、微動駆動がバースト駆動のため、バースト音が発生し、振動アクチュエータ駆動の特長である静寂を損なう。また、粗動した後に微動させる方式のため、位置決めまで時間を要してしまうといった課題がある。 However, in the conventional method, since the fine movement drive is a burst drive, a burst sound is generated, and the silence that is a feature of the vibration actuator drive is impaired. In addition, there is a problem that it takes time until positioning because of the method of fine movement after coarse movement.
本発明の課題は、AF精度が向上し、静寂で、かつ短時間でAFレンズの位置決めが可能なアクチュエータ装置、レンズ鏡筒およびカメラを提供することである。 An object of the present invention is to provide an actuator device, a lens barrel, and a camera that improve AF accuracy, are quiet, and can position an AF lens in a short time.
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。 The present invention is, that solve the problems by following such a solution.
アクチュエータ装置を、繰り返し変動する電圧が印加された第一電気機械変換素子による駆動力により移動体を移動させる第一アクチュエータと、直流電圧が印加された第二電気機械変換素子による駆動力により移動体を移動させる第二アクチュエータと、前記第一アクチュエータにより前記移動体を移動させ、前記第二アクチュエータにより前記第一アクチュエータによる移動の移動量よりも小さい移動量で前記移動体を移動させる制御部を備える構成とした。
また、レンズ鏡筒を、上記アクチュエータ装置を備え、カメラ本体に着脱可能なレンズ鏡筒であって、前記移動体はレンズ群であり、前記カメラ本体から静止画撮影を行う信号を受信すると、前記第二アクチュエータを駆動させる構成とした。
さらに、カメラを、上記レンズ鏡筒を備える構成とした。
The actuator device, that by a first actuator for moving the moving member by by that driving force to the first electromechanical transducer voltage to repeatedly change is applied, to the second electromechanical transducer DC voltage is applied driven A second actuator that moves the moving body by force, and the first actuator moves the moving body, and the second actuator moves the moving body by a movement amount smaller than a movement amount of the first actuator. It was set as the structure provided with a control part .
Further, the lens barrel includes the actuator device, and is a lens barrel that can be attached to and detached from the camera body, wherein the movable body is a lens group, and when receiving a signal for taking a still image from the camera body, The second actuator is driven.
Furthermore, the camera is configured to include the lens barrel.
本発明によれば、AF精度が向上し、静寂で、かつ短時間でAFレンズの位置決めが可能なアクチュエータ装置、レンズ鏡筒およびカメラを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an actuator device, a lens barrel, and a camera that improve the AF accuracy, can be positioned silently, and can position the AF lens in a short time.
(第一実施形態)
以下、本発明にかかるアクチュエータ装置を備える電子カメラの第一実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第一実施形態のアクチュエータ装置を備える電子カメラ1を説明する図である。
電子カメラ1は、撮像光学系(レンズ鏡筒)20と、カメラ本体40とを備える。カメラ本体40は、撮像素子30と、AFE(Analog front end)回路60と、画像処理部70と、音声検出部80と、を備える。さらに電子カメラ1は、操作部材90と、バッファメモリ110と、記録インターフェイス120と、メモリ130と、モニタ140と、CPU100とを備え、外部機器のPC150との接続が可能となっている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an electronic camera including an actuator device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an
The
レンズ鏡筒20は、複数の光学レンズ群により構成され、被写体像を撮像素子30の受光面に結像させる。図1では光学レンズ系を簡略化して、単レンズとして図示している。また、後述するが、光学レンズ系の内、AF用の光学レンズL1の駆動部は、第一アクチュエータ10の移動子15に第二アクチュエータ50が搭載される構造となっている。
The
撮像素子30は、受光面に受光素子が二次元的に配列されたCMOSイメージセンサ等によって構成される。撮像素子30は、撮像光学系20を通過した光束による被写体増を光電変換してアナログ画像信号を生成する。アナログ画像信号は、AFE回路60に入力される。
撮像素子30への露光時間(シャッタースピード)は、操作部材90または画像の状況により決定される。
The
The exposure time (shutter speed) to the
AFE回路60は、アナログ画像信号に対するゲイン調整(ISO感度に応じて信号増幅)行う。具体的には、CPU100からの感度設定指示に応じて、撮像感度を所定範囲内で変更する。AFE回路60は、さらに、内蔵するA/D変換回路によってアナログ処理後の画像信号をデジタルデータに変換する。そのデジタルデータは、画像処理部70に入力される。
The
画像処理部70は、デジタル画像データに対して、各種の画像処理を行う。
The
音声検出部80は、マイクと信号増幅部から構成され、主に動画撮影時に被写体方向からの音声を検出して取り込み、そのデータをCPU100へ伝達する。音声検出部80は電子カメラ1の内臓マイクの場合と、外部マイクを電子カメラ1の接点に取り付ける場合とがあり、外部マイクを取り付けた場合には、それが検知可能となっている。
The
操作部材90は、モードダイヤル、十字キー、決定ボタンやレリーズボタンを示し、各操作に応じた操作信号をCPU100へ送出する。
静止画撮影や動画撮影の選択も、該操作部材90により行われ、選択操作に応じた操作信号はCPU100へ送出される。
The
Selection of still image shooting or moving image shooting is also performed by the
CPU100は、不図示のROMに格納されたプログラムを実行することによって電子カメラ1が行う動作を統括的に制御する。例えば、AF(オートフォーカス)動作制御、AE(自動露出)動作制御、オートホワイトバランス制御等を行う。
The
バッファメモリ110は、画像処理部70による画像処理の前工程や後工程での画像データを一時的に記録する。
記録インターフェイス120は、不図示のコネクタを有し、該コネクタに記録媒体が接続され、接続された記録媒体に対して、データの書き込みや、記録媒体からのデータの読み込みを行う。
The
The
メモリ130は、画像処理した一連の画像データを記録する。
この様な構成の電子カメラ1において、本発明は、動画に対応した画像を取り込む。
モニタ140は、液晶パネルによって構成され、CPU100からの指示に応じて画像や操作メニュー等を表示する。
The memory 130 records a series of image data subjected to image processing.
In the
The
図2は、本発明の第一実施形態のレンズ鏡筒20を説明する図であり、第一アクチュエータ10および第二アクチュエータ50をレンズ鏡筒20に組み込んだ状態の図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
まず、第一アクチュエータ10の構成を説明する。
振動子11は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気機械変換素子(以下、圧電体と称する)13と、圧電体13を接合した弾性体12とから構成されている。振動子11には進行波が発生するが、本実施形態では一例として9波の進行波として説明する。
First, the configuration of the
The
弾性体12は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、図3に記載の様に、円環形状となっており、圧電体13が接合される反対面には溝が切ってある。突起部分(溝がない箇所)の先端面が駆動面12aとなり移動子15の摺動面15aに加圧接触される。溝を切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体13側に近づけ、これにより駆動面12aの進行波の振幅を増幅させるためである。弾性体12の駆動面12aの表面には、駆動性能確保および耐久性向上のために潤滑塗装膜が施されている。
The
圧電体13は、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に分極が交互となった要素が並べられ、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空いている。
The
圧電体13は、一般的には通称PZTと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
The
圧電体13における、移動子15が配置されている側の反対側には、不織布16、加圧板17、加圧部材18が配置されている。
不織布16は、フェルトを例としたものであり、圧電体13に隣接して配置され、振動体の振動の加圧板17や加圧部材18への伝達を防止する。
A
The
加圧板17は、加圧部材18の加圧を受ける。
加圧部材18は、加圧板17の下に配置されていて、加圧力を発生させるものである。本実施形態では、加圧部材18を皿バネとしたが、皿バネでなくともコイルバネやウェーブバネでもよい。加圧部材18は、押さえ環19を介して固定部材21に固定されることで、保持される。
The
The
移動子15は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面15aの表面には耐摩耗性向上のための摺動材料が設けられている(図3参照)。
移動子15における振動子側と反対側には、移動子15の縦方向の振動を吸収するために、ゴム等な振動吸収部材22が配置され、さらに出力伝達部材23が配置されている。
The
A
出力伝達部材23は、固定部材21に設けられたベアリング24により、加圧方向と径方向とを規制し、これにより移動子15の加圧方向と径方向とが規制されるようにされている。
出力伝達部材23は、突起部25があり、該突起部25には、カム環26に接続されたフォーク27がかん合しており、出力伝達部材23の回転とともに、カム環26が回転される。
The
The
カム環26には、キー溝26aが斜めに切られており、AF環28に設けられた固定ピン28aが、キー溝26aにかん合していて、カム環26が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向にAF環28が駆動され、所望の位置に停止可能となっている。AF環28には第二アクチュエータ50が搭載されている。
A
固定部材21には、押さえ環19がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部材23から移動子15、振動子11、バネまでを1つのモータユニットとして構成できるようになる。
The holding
次に、AF環28に搭載された第二アクチュエータ50を説明する。
第二アクチュエータ50は、AF環28とAFレンズ保持部29との間に設けられている。これらの第二アクチュエータ50、AF環28、およびAFレンズ保持部29が一体に回転しながら光軸方向に駆動される。
なお、本実施形態のレンズ鏡筒20は、ズームレンズであり、ズームレンズ群L2も有している。
Next, the
The
Note that the
図4は、本実施形態の第二アクチュエータ50を説明する図である。
分極方向を厚さ方向に処理した方形状の圧電体板51を4層重ね、各厚さの間に電圧を与えて厚さ方向に伸縮させる。
図4(a)は電圧=0Vの状態である。図4(b)は端子Aに−、端子BをGNDとし、光軸方向に縮めた状態、(c)は端子Aに+、端子BをGNDとし、光軸方向に伸ばした状態である。電圧と伸縮量はほぼ比例関係であるため、伸縮量は電圧値により制御する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
Four layers of rectangular
FIG. 4A shows a state where the voltage = 0V. FIG. 4B shows a state in which the terminal A is − and the terminal B is GND and is contracted in the optical axis direction, and FIG. 4C is a state in which the terminal A is + and the terminal B is GND and is extended in the optical axis direction. Since the voltage and the expansion / contraction amount are substantially proportional, the expansion / contraction amount is controlled by the voltage value.
図5は、第二アクチュエータ50の配置を説明する図である。
AF環28の端面とAFレンズ保持部29の端面の間に接合され、4箇所設置されている。
本実施形態では、第二アクチュエータ50を4層としたが、6層、8層・・・・と何十層でも同様な作用となる。層が多く、厚さが薄ければ、低電圧で大伸縮量が得られる。
FIG. 5 is a view for explaining the arrangement of the
Joined between the end face of the
In the present embodiment, the
図6は、第一アクチュエータ10および第二アクチュエータ50を備えるアクチュエータ装置160を説明するブロック図である。
まず、第一アクチュエータ10の駆動/制御について説明する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an
First, driving / control of the
発振部112は、制御部111の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
移相部113は、発振部112で発生した駆動信号を位相の異なる2つの駆動信号に分ける。
第一増幅部114は、移相部113によって分けられた2つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
第一増幅部114からの駆動信号は、第一アクチュエータ10に伝達され、この駆動信号の印加により振動子11に進行波が発生し、移動子15が駆動される。
The
The
The
A drive signal from the
検出部115は、光学式エンコーダや磁気エンコ−ダ等により構成され、移動子15の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部111に伝達する。また、動画撮影時にはコントラスト情報も検出され、制御部111に伝達される。
The
制御部111は、カメラ1より撮影情報(静止画モード/動画モード等)や駆動指令を受け、第一アクチュエータ10の駆動および第二アクチュエータ50の駆動を制御する。
制御部111は、第一アクチュエータ10に対しては、発振部112への周波数制御、移相部113への位相差制御、第一増幅部114への電圧制御を行なう。
第二アクチュエータ50に対しては、DC発生部152への電圧制御を行なう。
The
The
For the
本実施形態の構成によれば、第一アクチュエータ10および第二アクチュエータ50を備えるアクチュエータ装置160は以下の様にして動作する。
According to the configuration of the present embodiment, the
(1)粗動駆動(第一アクチュエータ10)
まず、カメラ1からの撮影情報や焦点距離情報が伝達されると、第一アクチュエータ10によるレンズL1の粗動駆動を行う。
粗動駆動において、レンズ鏡筒20、カメラ本体40または検出部115からの情報を基に、制御部111から発振部112に設定周波数が伝達される。発振部112からは駆動信号が発生し、その信号は位相部により90度位相の異なる2つの駆動信号に分割され、第一増幅部114により所望の電圧に増幅される。
(1) Coarse motion drive (first actuator 10)
First, when shooting information and focal length information from the
In the coarse driving, a set frequency is transmitted from the
駆動信号は、第一アクチュエータ10の圧電体13に印加され、圧電体13は励振され、その励振によって弾性体12には9次の曲げ振動が発生する。圧電体13はA相とB相とに分けられており、駆動信号はそれぞれA相とB相に印加される。
The drive signal is applied to the
A相から発生する9次曲げ振動とB相から発生する9次曲げ振動とは位置的な位相が1/4波長ずれるようになっており、また、A相駆動信号とB相駆動信号とは90度位相がずれているため、2つの曲げ振動は合成され、9波の進行波となる。 The positional difference between the 9th order bending vibration generated from the A phase and the 9th order bending vibration generated from the B phase is ¼ wavelength, and the A phase drive signal and the B phase drive signal are different from each other. Since the phase is shifted by 90 degrees, the two bending vibrations are combined into nine traveling waves.
進行波の波頭には楕円運動が生じている。従って、駆動面12aに加圧接触された移動子15は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。移動子15の駆動により駆動された駆動体には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部111に伝達される。
Elliptic motion occurs at the front of the traveling wave. Therefore, the moving
制御部111は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となり、これらの位置情報、速度情報および目標位置情報を基に、発振部112の駆動周波数は制御される。
そして、ほぼ目標位置になったと検出された時、第一アクチュエータ10は停止される。
The
When it is detected that the target position is almost reached, the
なお、正方向に駆動する場合には、移相部113での2つの駆動信号(周波電圧信号)の位相差を+値、例えば+90度にし、逆方向に駆動する場合には、移相部113での2つの駆動信号(周波電圧信号)の位相差を−値、例えば−90度にすればよい。
In the case of driving in the forward direction, the phase difference between the two drive signals (frequency voltage signals) in the
(2)微動駆動(第二アクチュエータ)
第一アクチュエータ10の駆動が終了した後に、目標位置と現在の位置の差を検出し、その検出値を基に第二アクチュエータ50に印加する直流電圧を決定する。目標位置が現在位置より正方向にある場合には、正の直流電圧を印加し、目標位置が現在位置より負方向にある場合には、負の直流電圧を印加する。
(2) Fine movement drive (second actuator)
After the driving of the
第二アクチュエータ50は印加電圧にほぼ比例して変位を発生するため、目標位置と現在の位置が大きい場合には、大きな電圧値を印加する必要があり、目標位置と現在の位置が小さい場合には、小さな電圧印加となる。また、目標位置と現在の位置との差がないと判断される場合には、電圧印加が必要ない。
Since the
図7は、第一実施形態のアクチュエータ装置160のレンズ駆動制御を説明するフローチャートである。以下の説明においてステップをSで表す。
まず、カメラ1のレリーズボタン(操作部材90)が半押しされると、CPU100よりカメラ1の制御部111は、その信号を受信する(S01)。
制御部111は、動画モードか静止画モードかを区別する(S02)。動画モードの場合には、別駆動方式となる(S02,YES)。本実施形態は静止画モード特有の駆動方式となる。
制御部111はAFレンズ目標位置(合焦位置)に関する信号を受信する(S03)。
制御部111は第一アクチュエータ10の電源をONにする(S04)。
第一アクチュエータ10の速度を設定し、制御を開始する(S05)。
サンプリング時間毎に、検出部115において現在位置と目標位置との差を検出し、目標位置に達したかどうかを判断する(S06)。
目標位置との差に応じて第一アクチュエータ10の速度を決定する(S07)。
FIG. 7 is a flowchart illustrating lens drive control of the
First, when the release button (operation member 90) of the
The
The
The
The speed of the
At each sampling time, the
The speed of the
ここで、第一アクチュエータ10はバースト駆動を行わないので、レンズL1を目標位置で正確に停止させることは容易ではない。このため、レンズL1の位置が、目標位置を含む一定範囲、例えば被写界深度により合焦していると許容できる範囲内に入ったら(S06,YES)、第一アクチュエータ10を停止し、第一アクチュエータ10の電源OFFにする(S08)。
Here, since the
次に、レンズL1の目標位置と現位置との差を検出する(S09)。
S09において検出された目標位置と現位置との差より、第二アクチュエータ50に印加する電圧値を決定する(S10)。そして、第二アクチュエータ50に電圧を加えて変位させ(S11)、AFレンズL1を微動させ、目標位置に移動させる。
Next, the difference between the target position of the lens L1 and the current position is detected (S09).
A voltage value to be applied to the
レリーズ90が全押しされると(S12,YES)、静止画像を取り込む(S13)。
その後、第二アクチュエータの電源をOFFにする(S14)。
S12において、レリーズ90が全押しされていない場合(S12,NO)、半押しが解除されていれば(S15,YES)終了し、半押しが解除されていなければ(S15,NO)、S12に戻る。
When the
Thereafter, the power supply of the second actuator is turned off (S14).
In S12, if the
この様に、第一アクチュエータ10と第二アクチュエータ50との2つを備え、第一アクチュエータ10で粗動を行い、AFレンズの目標位置と僅かな差を第二アクチュエータ50で微動させて補正させることで、より高度な位置決めが出来る。本実施形態によると、従来では、AFレンズL1の位置は焦点深度の範囲に入っていれば可としていたが、正確に合焦位置にAFレンズL1を位置決めすることが可能となる。
In this manner, the
また、第二アクチュエータ50は、高応答性のため、電圧を印加後、1msec以下で変位が発生する。従って、微動をバースト駆動していた従来方式比べ、位置決め時間を大幅に短く出来て、さらに静寂に駆動させることも可能となる。
Further, the
(第二実施形態)
図8は、第二実施形態のアクチュエータ装置160のレンズ駆動制御を説明するフローチャートである。第二実施形態のアクチュエータ装置の構成は第一実施形態と同じであるが、第二アクチュエータ50に電圧を加える時間を静止画撮影時に限定していることが第一実施形態と異なり、このようにすることによって、省電力化を図っている。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a flowchart illustrating lens drive control of the
S201〜S210は第一実施形態のS01〜S11と同じのため説明を省略する。
第二実施形態では、第二アクチュエータ50の電圧値を算出すると(S210)、第二アクチュエータ50に電圧を印加する前に、レリーズ90が全押しかどうか判断する(S211)。全押しされている場合に(S211,YES)、第二アクチュエータ50に電圧を加えて変位させる(S212)。そしてAFレンズL1を微動させ、目標位置に移動させ、静止画像を取り込む(S213)。
その後、第二アクチュエータの電源をOFFにする(S214)。
Since S201 to S210 are the same as S01 to S11 of the first embodiment, description thereof is omitted.
In the second embodiment, when the voltage value of the
Thereafter, the power supply of the second actuator is turned off (S214).
レリーズ90が全押しされていない場合(S211,NO)、半押しが解除されていれば(S215,YES)終了し、半押しが解除されていなければ(S215,NO)、S211に戻る。
If the
第一実施形態では、第二アクチュエータ50に変位を発生させるためには、常に電圧が印加されているが、本実施形態では、画像を撮影する時のみに第二アクチュエータ50を駆動させるようにしたため、省電力を図ることができる。
In the first embodiment, a voltage is always applied in order to generate a displacement in the
(第三実施形態)
図9は、第三実施形態のアクチュエータ装置160のレンズ駆動制御を説明するフローチャートである。本実施形態は、半押ししながら移動する被写体を追い続ける場合を想定したものである。本実施形態は、第一、第二実施形態と同様に第一アクチュエータ10によりレンズL1を粗動させる。その後、半押しが継続している間、被写体を追い続け、被写体に合焦する、レンズL1の新たな目標位置と現位置との差の検出を継続し、第二アクチュエータ50によりレンズL1を駆動し続ける。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a flowchart illustrating lens drive control of the
S301〜S311は第一実施形態と同じのため説明を省略する。
S312において、制御部111は、カメラ1が全押しされたかどうかを判断する。全押しされた場合(S312,YES)、静止画像を取り込み(S313)、第二アクチュエータの電源をOFFにする(S314)。
Since S301 to S311 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
In step S312, the
S312において、カメラ1が全押しされていない場合(S312,NO)、半押しが解除されていなければ(S315,NO)、再度、新たな目標位置を決定し(S316)、S309に戻る。これは、被写体が動くものである場合等、被写体までの距離が変化する場合は、再度、新たな目標位置を決定(S316)することが必要だからである。
そしてS315において、カメラ1の半押しが解除されていれば(S315,YES)、第二アクチュエータの電源をOFFにする(S314)。
本実施形態によると、被写体が移動する場合も、合焦させることができる。
In S312, if the
In S315, if the half-press of the
According to the present embodiment, it is possible to focus even when the subject moves.
(第四実施形態)
次に、第四実施形態(図示せず)を説明する。第二実施形態に説明した様に、第二アクチュエータは、変位を発生させるためには、常に電圧を印加していなくてはならず、電力を消費する。そこで、本実施形態では、焦点深度が深くなる焦点距離が小さい場合には、または、絞りを絞ってF値を大きくした場合には、第一アクチュエータ10の駆動のみとして、第二アクチュエータの駆動はさせないようにする。
構成は、第一実施形態のレンズ鏡筒と同一であるが、ズームレンズ群による焦点距離値を検出できる焦点距離検出部が設けられ、焦点距離がある値よりも小さい場合には、制御部は第二アクチュエータの駆動を実施しないこととする。これにより、より省電力化が図られる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment (not shown) will be described. As described in the second embodiment, the second actuator must always apply a voltage in order to generate displacement, and consumes electric power. Therefore, in the present embodiment, when the focal length at which the depth of focus is deep is small, or when the F value is increased by narrowing the aperture, only the
Although the configuration is the same as the lens barrel of the first embodiment, a focal length detection unit that can detect the focal length value by the zoom lens group is provided, and when the focal length is smaller than a certain value, the control unit The second actuator is not driven. Thereby, further power saving can be achieved.
(第五実施形態)
図10は、本発明の第五実施形態のレンズ鏡筒220を説明する図であり、リニア型の第一アクチュエータ210をレンズ鏡筒220に組み込んだ状態の図である。
振動子211は、図11および図12に説明するように、圧電素子213および出力取出用の突部251,252から構成される。弾性体212の設計は縦1次振動と曲げ2次振動との共振周波数が一致するようにする。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the
As will be described with reference to FIGS. 11 and 12, the
圧電素子213にこの周波数の電圧(駆動信号)を加え、かつ双方の振動の位相を90゜ずらすと、突部251,252には励起された縦振動と曲げ振動との合成により楕円運動が生じる。突部251,252は相対運動部材に加圧接触されているので、摩擦により駆動力が生じる。突部251,252には耐摩耗性材が用いられており、摩擦摩耗をおさえている。
When a voltage (drive signal) of this frequency is applied to the
圧電素子213は、一般的には通称PZTと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
次に第五実施形態のレンズ鏡筒220の構成を説明する。
振動子211は、固定部材221に設けられた板バネ218により、振動子211中央部を長手方向に支持される。
The
Next, the configuration of the
The
板バネ218は、加圧部材でもあり、振動子211を移動子215に加圧接触する。
固定部材221は、固定筒222に取り付けられ、取り付けることで、移動子215、振動子211、板バネ218までを、1つのモータユニットとして構成できるようになる。
移動子215は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための摺動メッキが設けられている。また、移動子215は、リニアガイド223に固定され、リニアガイド223は固定筒222に固定され、移動子215は固定筒222に対して直線方向に移動可能となっている。
The
The fixing
The
移動子215は、突起部225があり、そこからAF環228に接続されたフォーク227がかん合しており、AF環228が直進駆動される。
AF環228は、固定鏡筒232に設けられた直線レール230に沿って可動な構造となっている。直線レール230には、AF環228に設けられたガイド部231がかん合し、移動子215の直進駆動に伴って、光軸方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
The
The
次に、AF環228に搭載された第二アクチュエータ250を説明する。
第二アクチュエータ250は、AF環228とAFレンズ保持部29の間に設けられており、これら第二アクチュエータ250、AF環228、およびAFレンズ保持部229が一体に回転しながら光軸方向に駆動される。
なお、本実施形態のレンズ鏡筒220は、ズームレンズであり、ズームレンズ群も有する。
Next, the
The
Note that the
第二アクチュエータ250の配置は、図5と同様にAF環228の端面とAFレンズ保持部29の端面の間に接合され、4箇所設置されている。また、駆動回路も、第一実施形態と同様な構成、作用である。
As in FIG. 5, the
本実施形態では、リニア型の第一アクチュエータ10であるが、第一〜第三実施形態と同様に、粗動を第一アクチュエータ10で行い、第二アクチュエータで補正を行う。リニア型第一アクチュエータ10でダイレクトにAFレンズを駆動させる場合、その位置決め精度は、回転型の場合より厳しくなる。従って、本発明の様な粗動を第一アクチュエータ10で行い、第二アクチュエータで位置を補正するといった方式がより効果的になる。
また、本実施形態では、直進駆動するAF環をリニア型第一アクチュエータ10によりダイレクトに駆動するため、第一実施形態の円環型超音波モータを搭載した場合の様に、回転→直進に変換する時に生じる損失がなくなるため、変換効率が向上する。そのため、駆動システム全体として効率向上できる。
In the present embodiment, the linear
Further, in this embodiment, since the linearly driven AF ring is directly driven by the linear
1:カメラ、10:第一アクチュエータ、12:弾性体、12a:駆動面、13:圧電体、15:移動子、20:レンズ鏡筒、50:第二アクチュエータ、51:圧電体板、111:制御部、115:検出部、160:アクチュエータ装置 1: Camera, 10: First actuator, 12: Elastic body, 12a: Driving surface, 13: Piezoelectric body, 15: Mover, 20: Lens barrel, 50: Second actuator, 51: Piezoelectric plate, 111: Control unit, 115: detection unit, 160: actuator device
Claims (9)
直流電圧が印加された第二電気機械変換素子による駆動力により移動体を移動させる第二アクチュエータと、
前記第一アクチュエータにより前記移動体を移動させ、前記第二アクチュエータにより前記第一アクチュエータによる移動の移動量よりも小さい移動量で前記移動体を移動させる制御部を備えるアクチュエータ装置。 A first actuator for moving the moving body by the first electromechanical conversion element by that driving force to the voltage to be repeatedly change is applied,
A second actuator for moving the moving member by by that driving force to the second electromechanical transducer DC voltage is applied,
An actuator device comprising: a control unit that moves the moving body by the first actuator and moves the moving body by a movement amount smaller than a movement amount of the movement by the first actuator by the second actuator .
前記第一アクチュエータは、
前記第一電気機械変換素子に接触し、前記第一電気機械変換素子により駆動面に進行性振動波を生じる弾性体と、
前記弾性体の前記駆動面に加圧接触される摺動面を有し、前記進行性振動波によって駆動される第一相対運動部材と、を有し、
前記第二アクチュエータは、
前記第二電気機械変換素子の伸縮により変位する第二相対運動部材と、を有すること、
を特徴とするアクチュエータ装置。 The actuator device according to claim 1,
The first actuator is:
Contact before Symbol first electromechanical conversion element, an elastic member causing progression vibration waves to the drive surface by said first electro-mechanical conversion element,
A first relative motion member having a sliding surface in pressure contact with the drive surface of the elastic body and driven by the progressive vibration wave;
The second actuator is
A second relative motion member that is displaced by expansion and contraction of the second electromechanical transducer,
An actuator device characterized by the above.
前記第一アクチュエータは、前記第二アクチュエータを移動させることにより前記移動体を移動させること、
を特徴とするアクチュエータ装置。 The actuator device according to claim 2,
The first actuator moves the moving body by moving the second actuator;
An actuator device characterized by the above.
前記移動体の位置を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記第一アクチュエータにより前記移動体を前記第1位置まで移動させ、
前記検出部は、前記第一アクチュエータで移動された後の前記移動体の位置を検出し、
前記制御部は、前記第二アクチュエータにより前記移動体を前記第1位置から前記第2位置まで移動させること、
を特徴とするアクチュエータ装置。 In the actuator device according to any one of claims 1 to 3,
A detection unit for detecting the position of the moving body;
Wherein, the pre-Symbol first actuator moving said movable body until the first position,
Wherein the detection unit detects the position of the movable body after being moved by the first actuator,
Wherein the control unit moves the front Stories the moving member by the second actuator to said second position from said first position,
An actuator device characterized by the above.
前記移動体はレンズ群であり、
前記カメラ本体から静止画撮影を行う信号を受信すると、前記第二アクチュエータを駆動させること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 A lens barrel comprising the actuator device according to any one of claims 1 to 4 and detachable from a camera body,
The moving body is a lens group;
Receiving a signal for taking a still image from the camera body, driving the second actuator;
A lens barrel characterized by
前記移動体はレンズ群であり、 The moving body is a lens group;
記第二アクチュエータは、前記レンズ群の光軸方向に変位するレンズ鏡筒。 The second actuator is a lens barrel that is displaced in the optical axis direction of the lens group.
前記レンズ群のズーム機構を有し、
前記制御部は、該レンズ鏡筒の焦点距離が、所定の焦点距離より大きい場合には、第一アクチュエータと第二アクチュエータとを駆動させ、
前記所定の焦点距離よりも小さい場合には、前記第一アクチュエータのみを駆動させること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 In the lens barrel according to claim 5 or 6 ,
A zoom mechanism for the lens group;
The control unit drives the first actuator and the second actuator when the focal length of the lens barrel is larger than a predetermined focal length,
If less than the predetermined focal length, drive only the first actuator;
A lens barrel characterized by
前記第一アクチュエータはリニア型の振動波アクチュエータであること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 In the lens barrel according to any one of claims 1 to 7 ,
The first actuator is a linear vibration wave actuator;
A lens barrel characterized by
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