JPH0821946A

JPH0821946A - 電気−機械変換素子を使用したレンズ装置駆動機構

Info

Publication number: JPH0821946A
Application number: JP6179741A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; 眞一鈴木; Tetsuo Kanbara; 哲郎神原; Minoru Kuwana; 稔桑名; Hitoshi Hagimori; 仁萩森; Junji Hashimura; 淳司橋村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23
Also published as: US5633763A

Abstract

(57)【要約】【目的】電気−機械変換素子によるレンズ装置の駆動
装置を提供する。【構成】レンズの沈胴鏡筒に適用された駆動装置で
は、第１鏡筒１１のフランジ１３のカラ−１３ａが適当
な圧接力で駆動軸２２に摩擦接触する。第２鏡筒２１内
部の駆動軸２２は、軸受け２３と鍔２１ｂにより軸方向
に移動可能に支持され、圧電素子２５の一端が駆動軸２
２の端部に固着され、他の端部は鏡筒２１の他の端部に
固着される。鋸歯状波駆動パルスを印加された圧電素子
２５の急速な伸び変位では駆動軸２２は矢印ａと反対方
向へ急速に移動するが、カラ−１３ａを介して駆動軸２
２に摩擦接触している第１鏡筒１１はその慣性力が摩擦
力に打ち勝ち移動せず、圧電素子２５の緩やかな伸び変
位では駆動軸１３の矢印ａ方向の変位により第１鏡筒１
１は駆動軸２２と共に矢印ａ方向に移動し鏡筒を収納方
向に移動する。鏡筒を伸長するときは逆の波形のパルス
を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気−機械変換素子
を使用したレンズ装置の駆動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】焦点距離の長い撮影レンズなど鏡筒の長
いレンズでは、鏡筒を複数部分に分割して構成し、使用
しない時には鏡筒を縮めておき、使用時に鏡筒を伸長す
ることができる沈胴式の鏡筒が使用されることがある。
また、レンズに設定される焦点距離を変更することがで
きるズ−ムレンズでは、レンズを構成する複数の光学要
素（レンズ群）の一部を光軸方向に移動させて焦点距離
を変更するように構成されている。さらに、このような
ズ−ムレンズでは、設定された焦点距離に応じて画角が
変化するので、画角の変化に応じてフ−ドの光軸方向の
位置を変更できる伸縮可能なレンズフ−ドが使用される
ことがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の沈胴式
の鏡筒の駆動、ズ−ムレンズの光学要素の駆動、レンズ
フ−ドの駆動等には、複数の複雑なカム機構を利用して
いた。このため、全体の構成が大型となり、コストの点
でも不利であつた。また、ズ−ムレンズを構成する光学
要素の駆動には、複数のカム機構が使用されるが、中に
は微小な移動量を必要とするものがある。しかし、微小
な移動量をカム機構で実現することは精度の点から困難
であつた。このため、レンズを構成する鏡筒、光学要
素、レンズフ−ドなどの駆動に、大きなスペ−スを必要
とせず、微小な移動も大きな移動も自在に達成できる効
率のよい駆動手段が求められていた。なお、ここでは、
レンズを構成する鏡筒、光学要素、レンズフ−ドなどの
各種部材を「レンズ部材」と呼び、これ等のレンズ部材
から構成されるレンズ組み立て体を「レンズ装置」と呼
ぶことにする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、レンズ装置を構成するレンズ部材と、電
気−機械変換素子と、前記電気−機械変換素子に結合し
て電気−機械変換素子と共に変位する駆動部材と、前記
レンズ部材に固着結合され、且つ前記駆動部材に摩擦結
合した被駆動部材とから構成され、電気−機械変換素子
に印加される駆動パルスにより生ずる電気−機械変換素
子の伸縮により駆動部材を変位させ、これに摩擦結合し
た被駆動部材に固着結合された前記レンズ部材を駆動す
ることを特徴とする。

【０００５】

【作用】レンズ装置を構成するレンズ部材の駆動に電気
−機械変換素子を使用することによりレンズ装置の構成
を小型に纏めることができ、また、カム機構では実現困
難であつた微小な移動を精度よく達成することができ
る。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。

【０００７】〔第１実施例〕第１実施例はこの発明をレ
ンズの沈胴鏡筒に適用した例である。

【０００８】図１はレンズの沈胴鏡筒の断面図で、１１
はレンズ１１ａ、１１ｂを保持する第１鏡筒、２１は第
１鏡筒１１を内部に収納する第２鏡筒、３１は第２鏡筒
２１を内部に収納する第３鏡筒、４１は第３鏡筒３１を
内部に収納する第４鏡筒で、各鏡筒は同軸上に配置さ
れ、口径の小さい鏡筒が隣接する口径の大きい鏡筒内を
軸方向に移動可能に構成されている。

【０００９】図１は各鏡筒を最も引き伸ばした状態を示
している。今、第４鏡筒４１に第３鏡筒３１を収納し、
第３鏡筒３１に第２鏡筒２１を収納し、第２鏡筒２１に
第１鏡筒１１を収納すると、図２に示す状態となり、レ
ンズを構成する鏡筒の長さは最も短くなる。なお、ここ
に示すように口径の小さい鏡筒が隣接する口径の大きい
鏡筒内に収納できる構成を沈胴鏡筒と呼んでいる。

【００１０】次に、鏡筒の駆動機構について説明する。
第１鏡筒１１を第２鏡筒２１内で移動させる駆動機構、
第２鏡筒２１を第３鏡筒３１内で移動させる駆動機構、
第３鏡筒３１を第４鏡筒４１内で移動させる駆動機構は
同一であるから、ここでは、第１鏡筒１１を第２鏡筒２
１内で移動させる駆動機構について説明する。

【００１１】第２鏡筒２１内部には、軸受け２３と、第
２鏡筒２１の一方の端部の鍔２１ｂにより支持された駆
動軸２２が軸方向に移動可能に配置されている。駆動軸
２２の軸受け２３側の端部は軸方向に厚み変位を生ずる
圧電素子２５に接着固定され、圧電素子２５は第２鏡筒
２１の端部の鍔２１ａに接着固定されている。

【００１２】また、第２鏡筒２１内部には、駆動軸２２
と反対側に案内軸２８が配置されており、鍔２１ａ、２
１ｂにより支持されている。案内軸２８は固定軸であ
り、第２鏡筒２１に対して第１鏡筒１１の光軸方向への
移動を許すが、回転を禁止するための案内軸である。

【００１３】一方、第１鏡筒１１の一方の端部外側には
フランジ１３が設けてあり、前記駆動軸２２と案内軸２
８とがフランジ１３を貫通している。図３は図１のＸ−
Ｘ線に沿つた断面図で、フランジ１３と駆動軸２２、案
内軸２８との貫通部分の構成を示すものである。

【００１４】駆動軸２２はフランジ１３のカラ−１３ａ
に設けた孔１４を貫通しており、カラ−１３ａと駆動軸
２２とはＵ字型スプリング１５により適当な圧接力で摩
擦結合している。また、前記案内軸２８はフランジ１３
に設けた切欠き１７を貫通しており、フランジ１３に設
けたＬ字型スプリング１８と切欠き１７が適当な圧接力
で案内軸２８を挟み込むことで、第１鏡筒１１の光軸回
りの回転を禁止している。

【００１５】次に、鏡筒を軸方向に移動させる駆動動作
を説明する。まず、第１鏡筒１１と第２鏡筒２１とは図
１に示す伸長位置にあり、第１鏡筒１１を第２鏡筒２１
内の収納位置に移動させる動作を行う場合を例として説
明する。

【００１６】図４に示すような急速な立ち上がり部とこ
れに続く緩やかな立ち下がり部からなる波形の駆動パル
スを圧電素子２５に印加すると、駆動パルスの急速な立
ち上がり部では、圧電素子２５が急速に厚み方向の伸び
変位を生じ、駆動軸２２は軸方向に矢印ａ方向と反対方
向へ急速に移動する。

【００１７】このとき、第１鏡筒１１のフランジ１３は
カラ−１３ａを通して駆動軸２２に摩擦結合している
が、第１鏡筒１１及びフランジ１３は、その慣性力によ
り駆動軸２２との間の摩擦力に打ち勝つて実質的にその
位置に留まり、第１鏡筒１１は移動しない。

【００１８】駆動パルスの緩やかな立ち下がり部では、
圧電素子２５が緩やかに厚み方向の縮み変位を生じ、駆
動軸２２は軸方向に矢印ａ方向へ緩やかに移動する。こ
のとき第１鏡筒１１のフランジ１３に設けたカラ−１３
ａは駆動軸２２に摩擦結合しているので第１鏡筒１１は
実質的に駆動軸２２と共に矢印ａ方向に移動する。

【００１９】なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向
と、これと反対方向のいずれにおいても第１鏡筒１１の
フランジ１３が駆動軸２２との間に滑りを生じつつ追動
し、駆動時間の差によつて全体として矢印ａ方向に移動
するものも含むことを意味している。どのような移動形
態になるかは、与えられた摩擦条件に応じて決定され
る。

【００２０】上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子
２５に印加することにより、第１鏡筒１１を矢印ａで示
す方向へ連続して移動させ、第２鏡筒２１内の収納位置
に移動させることができる。

【００２１】第１鏡筒１１を収納位置から伸長位置に移
動させるには、緩やかな立ち上がり部とこれに続く急速
な立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子２
５に印加することで達成することができる。

【００２２】第２鏡筒２１を第３鏡筒３１内で移動させ
る場合、第３鏡筒３１を第４鏡筒４１内で移動させる場
合も、前記した第１鏡筒１１を前記第２鏡筒２１内で移
動させる場合と全く同一である。また、必要があれば、
第１鏡筒１１、第２鏡筒２１、第３鏡筒３１を同時に駆
動することもできる。

【００２３】〔第２実施例〕次に、この発明の第２実施
例について説明する。第２実施例はこの発明をズ−ムレ
ンズのフ−ドの駆動及びレンズ素子の駆動に適用した例
である。

【００２４】［ａ．ズ−ムレンズにおけるレンズフ−
ド］まず、ズ−ムレンズにおけるレンズフ−ドにおける
問題点を説明する。

【００２５】従来のズ−ムレンズは設定可能な焦点距離
範囲が限られており、望遠側の画角と広角側の画角との
差がそれほど大きくないから、設定可能な焦点距離範囲
内において入射する迷光を遮断するようにフ−ドの直径
や光軸方向の長さを設定しても、レンズの直径、全長に
対して著しく大きくなることはなかつた。

【００２６】図５は従来のズ−ムレンズにおける画角
と、フ−ドの外径の関係を示したもので、５１はレン
ズ、５２はレンズ鏡筒、５３はフ−ドを示す。また、Ｔ
は望遠側の入射光、Ｗは広角側の入射光を示している。
この図から明らかなように、従来のズ−ムレンズでは望
遠側の画角と広角側の画角との差がそれほど大きくない
から、フ−ドの直径をｄａとし、このフ−ドの先端をレ
ンズ面からＬだけ離れた位置に置けば、広角側、望遠側
いずれにおいても迷光を遮断することができる。

【００２７】一方、最近のズ−ムレンズは設定可能な焦
点距離範囲が広がり、望遠側の画角と広角側の画角との
差が大きくなつてきた。このため、設定可能な焦点距離
範囲内において入射する迷光を遮断するようにフ−ドの
直径や光軸方向の位置を設定すると、フ−ドの直径はレ
ンズの直径に対して著しく大きくなつてしまう。

【００２８】図６は上記した設定可能な焦点距離範囲の
広いズ−ムレンズにおける画角と、フ−ドの直径の関係
を示したものである。この図から明らかなように、広角
側の入射光の画角に合わせてフ−ドの直径を設定する
と、フ−ドは符号５３で示すものとなり、その直径ｄｂ
はレンズの５１の直径に対して著しく大きくなる。この
ため、実用的なフ−ドとしては符号５４で示す直径ｄｃ
のフ−ドを採用している。但し、フ−ド５４はフ−ド先
端がレンズ面からＬだけ離すことができず、特に望遠側
における入射光に対しては迷光を遮断するのに十分では
ない。

【００２９】このため、光軸方向に伸縮可能なフ−ドが
提案されている。図７は設定可能な焦点距離範囲の広い
ズ−ムレンズにおける画角と、伸縮可能なフ−ドの直径
の関係を示したものである。レンズの焦点距離が広角側
に設定されているときはフ−ド５５を光軸方向に縮めて
図７の実線位置に設定し、レンズの焦点距離が望遠側に
設定されているときはフ−ド５５を光軸方向に伸長して
図７の１点鎖線位置に設定する。これにより、広角側に
おいても望遠側においても、入射光を蹴ることなく迷光
を遮断することができる。

【００３０】［ｂ．全体構成］図８は、第２実施例のズ
−ムレンズの断面図である。図において、６１はズ−ム
レンズの外筒、６２はズ−ムレンズをカメラ本体へ取り
付けるマウント部、６３は外筒６１上で回転するズ−ム
操作環で、この実施例ではパワ−ズ−ム機構を採用して
いるので、ズ−ム機構の駆動量を入力する操作環であ
る。また、６４は光軸方向に伸縮可能なレンズフ−ドで
ある。

【００３１】［ｃ．レンズフ−ドの構成］まず、レンズ
フ−ド６４とこれを駆動するフ−ドアクチユエ−タＦＡ
から説明する。フ−ドアクチユエ−タＦＡはレンズフ−
ド６４を光軸方向に駆動する駆動軸６５、駆動源の圧電
素子６６、レンズフ−ド６４の光軸方向の移動は許す
が、回転を禁止するための案内軸６７を備え、フ−ド駆
動軸６５の一方の端部は外筒６１に接着固定された圧電
素子６６に接着固定され、他方の端部は外筒６１の先端
部６１ａに軸方向に移動自在に支持されている。案内軸
６７は両端が外筒６１に支持されている。

【００３２】レンズフ−ド６４の端部にはフ−ド駆動軸
６５及び案内軸６７が貫通するフランジ部６４ａが形成
されている。図示しない圧接バネによりフ−ド駆動軸６
５とフランジ部６４ａとは圧接され、適当な摩擦力で摩
擦結合している。また、案内軸６７とフランジ部６４ａ
も、図示しない圧接バネにより圧接され、適当な摩擦力
で摩擦結合している。

【００３３】上記したフ−ドアクチユエ−タＦＡの駆動
部分の構成は、第１実施例において図３に示した構成と
同様の構成であり、圧電素子６６による駆動動作も第１
実施例のものと同様である。なお、フ−ドアクチユエ−
タＦＡによるレンズフ−ド６４の駆動は、後述するズ−
ムレンズのズ−ム操作に連動して行なわれる。

【００３４】［ｄ．ズ−ムレンズの構成］次に、ズ−ム
レンズの構成を説明する。ズ−ムレンズは第１レンズ群
Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 からなる前方レンズ群ＬＦ
と、第３レンズ群Ｌ3 からなる後方レンズ群ＬＲとから
構成される。

【００３５】外筒６１の内部には、外筒６１に固定され
た固定内筒７１が配置され、外筒６１と固定内筒７１と
の間には、光軸方向には移動しないが回転自在なカム環
７２とフオ−カス環７３が配置されている。フオ−カス
環７３はカメラ本体側のフオ−カスピンと結合するカプ
ラ−８１と図示されていない駆動ギヤ機構で結合されて
おり、カメラ本体側の合焦操作に基づくフオ−カスピン
の回転は、カプラ−８１を介してフオ−カス環７３に伝
達され、フオ−カス環７３を回転させるように構成され
ている。また、カム環７２はズ−ム操作環６３の操作に
より設定された駆動量に応じて回転するズ−ムモ−タ８
７、駆動ギヤ８８を経て駆動されるように構成されてい
る。

【００３６】前方レンズ群ＬＦを構成する第１レンズ群
Ｌ1 は第１群保持枠７５により保持されており、また、
前方レンズ群ＬＦの第２レンズ群Ｌ2 は第２群保持枠７
６により保持されている。第２群保持枠７６は、さら
に、支持部材７６ａとレンズ群Ｌ2 を保持するレンズ保
持枠７６ｂから構成され、第１群保持枠７５と第２群保
持枠７６の支持部材７６ａとはヘリコイドねじ７７によ
り結合している。

【００３７】第２群保持枠７６には、第２レンズ群Ｌ2
を微小距離移動するレンズアクチユエ−タＬＡが設けら
れている。これについては、後で説明する。

【００３８】［ｅ．フオ−カス機構］フオ−カス機構を
説明する。フオ−カス環７３には光軸方向に沿つて前方
（被写体側）に伸びた延長部７３ａがあり、その先端に
ピン７３ｂが設けられている。一方、前方レンズ群ＬＦ
を構成する第１レンズ群Ｌ1 が保持されている第１群保
持枠７５には光軸方向に沿つて後方（カメラ本体側）に
伸びた延長部７５ａがあり、延長部７５ａには光軸方向
に沿つた溝７５ｂが形成され、フオ−カス環７３のピン
７３ｂが溝７５ｂと係合している。

【００３９】この構成により、フオ−カス環７３が回転
するとピン７３ｂが第１群保持枠７５の溝７５ｂを円周
方向に押し、第１群保持枠７５は回転するが、第１群保
持枠７５は第２群保持枠７６の支持部材７６ａとヘリコ
イドねじ７７により結合しているので、第１群保持枠７
５、即ち第１レンズ群Ｌ1 はヘリコイドねじ７７に沿つ
て光軸方向に前進或いは後退し、合焦動作を行うことが
できる。

【００４０】［ｆ．ズ−ム機構］次に、ズ−ム機構を説
明する。図９は図８に示したズ−ムレンズの固定内筒７
１に形成された直進溝７１ａ、７１ｂと、カム環７２に
形成されたカム溝７２ａ、７２ｂの関係を示す図で、円
筒状の固定内筒７１、及びカム環７２を平面に展開して
示したものである。カム環７２はズ−ム操作環６３の操
作により回転し、以下説明するように、前方レンズ群Ｌ
Ｆ及び後方レンズ群ＬＲを光軸方向に移動するズ−ム操
作が行われる。

【００４１】即ち、固定内筒７１には直進溝７１ａと７
１ｂが形成されており、一方、カム環７２にはカム溝７
２ａと７２ｂが形成されている。第２群保持枠７６に設
けられたピン７６ｐは直進溝７１ａとカム溝７２ａとを
貫通しているので、カム環７２の回転に応じて第２群保
持枠７６を光軸方向に移動させる。このとき、第２群保
持枠７６とヘリコイドねじ７７により結合している第１
群保持枠７５も移動するから、カム環７２の回転に応じ
て前方レンズ群ＬＦが光軸方向に移動する。

【００４２】また、第３群保持枠７７に設けられたピン
７７ｐは直進溝７１ｂとカム溝７２ｂとを貫通している
ので、カム環７２の回転に応じて第３群保持枠７７を光
軸方向に移動させる。即ち、カム環７２の回転に応じて
後方レンズ群ＬＲが光軸方向に移動する。

【００４３】第２群保持枠７６には、第２レンズ群Ｌ2
を微小距離移動するレンズアクチユエ−タＬＡが設けら
れている。これは、ズ−ム操作の際のピントズレを補正
するために第２レンズ群Ｌ2 を微小移動させるものであ
る。

【００４４】［ｇ．レンズアクチユエ−タ］図９で説明
したとおり、前方レンズ群ＬＦ及び後方レンズ群ＬＲ
は、固定内筒７１に形成された直進溝７１ａ、７１ｂ
と、カム環７２に形成されたカム溝７２ａ、７２ｂによ
り移動する。前方レンズ群ＬＦを構成する第１レンズ群
Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 、及び後方レンズ群ＬＲの第３
レンズ群Ｌ3 の移動軌跡は図１０のようになり、第１レ
ンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 は一体となつて移動す
る。しかしながら、第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ
2 とを一体として移動させると、設定される焦点距離の
望遠側の終端付近でピントずれが生じるから、これを補
正するためには、第１レンズ群Ｌ1 に対する第２レンズ
群Ｌ2 の軌跡をＬ2aで示すように、第１レンズ群Ｌ1 に
僅かに接近させることが必要となる。

【００４５】このような動きを実現するため、第１レン
ズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 とに別々のカムを設けるこ
とは、レンズ鏡筒内の限られた空間では困難であるた
め、この発明では、以下説明するレンズアクチユエ−タ
を使用した。

【００４６】図８によりレンズアクチユエ−タＬＡの構
成を説明する。第２レンズ群Ｌ2 の支持部材７６ａに
は、レンズ保持枠７６ｂを光軸方向に駆動する駆動軸７
６ｃと、レンズ保持枠７６ｂの光軸方向の移動は許すが
回転を禁止する案内溝７６ｄが設けられている。駆動軸
７６ｃの一方の端部は支持部材７６ａに一端が接着固定
された圧電素子７６ｅの他の端部に接着固定され、駆動
軸７６ｃの他方の端部は支持部材７６ａの先端部７６ｆ
に軸方向に移動自在に支持されている。

【００４７】レンズ保持枠７６ｂには駆動軸７６ｃが貫
通し、レンズ保持枠７６ｂと駆動軸７６ｃとは図示しな
い圧接バネにより圧接し、適当な摩擦力で摩擦結合して
いる。また、レンズ保持枠７６ｂには突起７６ｇが設け
られており、案内溝７６ｄに係合している。ズ−ムレン
ズのズ−ム操作の際のピントズレの補正は、以下説明す
る制御回路により実行される。

【００４８】［ｈ．ズ−ムレンズの制御］ズ−ムレンズ
の制御について説明する。図１１はズ−ムレンズ制御回
路のブロツク図である。制御回路はＣＰＵ１０２と、Ｃ
ＰＵ１０２の入力ポ−トに接続されたズ−ム操作環６３
の回転角を検出するズ−ム操作環エンコ−ダ１０３、カ
ム環７２の回転角を検出するカム環エンコ−ダ１０４、
第２群保持枠７６におけるレンズ保持枠７６ｂの支持部
材７６ａに対する位置を検出するレンズ位置センサ１０
５、ＣＰＵ１０２の出力ポ−トに接続されたズ−ムモ−
タ駆動回路１０６、レンズアクチユエ−タ駆動回路１０
７、フ−ドアクチユエ−タ駆動回路１０８から構成され
る。

【００４９】なお、これ等のエンコ−ダ、センサの構
成、レンズ装置内における配置等は図示してないが、公
知のエンコ−ダ、センサが使用でき、またその配置も当
業者が適宜配置できる事項である。

【００５０】図１２は図１１に示したズ−ムレンズ制御
回路のＣＰＵ１０２で実行されるズ−ムレンズの制御動
作を説明するフロ−チヤ−トである。制御動作が開始さ
れると、まずズ−ム操作環エンコ−ダ１０３で検出され
たズ−ム操作環６３の回転角の入力を受付け（ステツプ
Ｐ１）、ズ−ム操作環６３の回転角に応じたズ−ムモ−
タ８７の回転量を算出し、ズ−ムモ−タ８７を駆動する
（ステツプＰ２）。

【００５１】カム環エンコ−ダ１０４は常時カム環７２
の回転角を検出しているから、カム環７２の回転角から
現在のズ−ム位置、即ち焦点距離ｆを求め（ステツプＰ
３）、焦点距離ｆがレンズに設定可能な望遠側焦点距離
ｆ_TLと所定の焦点距離ｆ₁の間にあるか否かを判定する
（ステツプＰ４）。

【００５２】ステツプＰ４の判定で、望遠側焦点距離ｆ
_TL所定の焦点距離ｆ₁の間にあるときは、ズ−ムモ−タ
８７の回転量と焦点距離ｆからレンズアクチユエ−タＬ
Ａの駆動量を算出し（ステツプＰ５）、算出した駆動量
だけズ−ムモ−タ及びレンズアクチユエ−タＬＡを駆動
し（ステツプＰ６）、第１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群
Ｌ2 、第３レンズ群Ｌ3 を図１０に示す軌跡に沿つて変
位させるズ−ミングを行う。レンズアクチユエ−タＬＡ
による第２レンズ群Ｌ2 の駆動は、ＲＯＭに焦点距離ｆ
に応じた第２レンズ群Ｌ2 の駆動量を記憶させておき、
焦点距離ｆから該当する駆動量を読出だすようにする
か、或いは駆動量を焦点距離ｆの関数として演算により
求めるようにするとよい。

【００５３】ステツプＰ４の判定で、望遠側焦点距離ｆ
_TLと所定の焦点距離ｆ₁の間にないとき（広角側焦点距
離ｆ_WDと所定の焦点距離ｆ1 の間にあるとき）は、ズ−
ムモ−タ８７を駆動して第１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ
群Ｌ2 を一体で変位させる通常のズ−ミングを行う（ス
テツプＰ７）。

【００５４】ついで、ステツプＰ３で検出したカム環７
２の回転角から求めた焦点距離ｆに基づいてフ−ドアク
チユエ−タＦＡを駆動し、レンズフ−ドを焦点距離ｆに
応じた位置に設定し（ステツプＰ８）、ズ−ミング操作
を終了する。

【００５５】〔第３実施例〕この発明の第３実施例を説
明する。第３実施例は、ズ−ミング操作によるレンズ群
の移動において、第２レンズ群Ｌ2 と第３レンズ群Ｌ3
の移動をカム環により行い、第２レンズ群Ｌ2 に対する
第１レンズ群Ｌ1 の移動をレンズアクチユエ−タＬＡで
駆動するように構成したものである。また、フオ−カス
操作は、レンズアクチユエ−タＬＡにより第１レンズ群
Ｌ1 を第２レンズ群Ｌ2 に対して移動させることで実行
される。

【００５６】図１３は第３実施例のズ−ムレンズの断面
図である。１６１はズ−ムレンズの外筒、１６２はズ−
ムレンズをカメラへ取り付けるマウント部、１６３は外
筒１６１上で回転するズ−ム操作環で、この実施例では
パワ−ズ−ム機構を採用しているので、ズ−ム機構の駆
動量を入力する操作環である。１６４は後述するパワ−
フオ−カス（ＰＦ）操作スイツチ、６４は光軸方向に伸
縮可能なレンズフ−ドである。

【００５７】レンズフ−ド６４とこれを駆動するフ−ド
アクチユエ−タＦＡは、第２実施例と同一構成であるか
ら、ここでは第２実施例と同一部材には同一符号を付
し、説明は省略する。

【００５８】なお、フ−ドアクチユエ−タＦＡによるレ
ンズフ−ド６４の駆動は、ズ−ムレンズのズ−ム操作に
連動して行なわれる。

【００５９】ズ−ムレンズの構成を説明する。ズ−ムレ
ンズは第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 からなる
前方レンズ群ＬＦと、第３レンズ群Ｌ3 からなる後方レ
ンズ群ＬＲとから構成される。前方レンズ群ＬＦを構成
する第１レンズ群Ｌ1 は第１群保持枠１７５により保持
されており、また、前方レンズ群ＬＦの第２レンズ群Ｌ
2 は第２群保持枠１７６により保持されている。

【００６０】次に、ズ−ム機構を説明する。外筒１６１
の内部には外筒１６１に固定された固定内筒１７１が配
置され、外筒１６１と固定内筒１７１との間には光軸方
向には移動しないが回転自在なカム環１７２が配置され
ている。カム環１７２はズ−ムモ−タ１８７、駆動ギヤ
機構１８８により回転するように構成されている。

【００６１】固定内筒１７１には直進溝１７１ａ、１７
１ｂが、カム環１７２にはカム溝１７２ａ、１７２ｂが
形成されており、直進溝とカム溝との関係は図９に示し
た第２実施例と同様である。

【００６２】第２群保持枠１７６に設けられたピン１７
６ｐは直進溝１７１ａとカム溝１７２ａとを貫通してい
るので、カム環１７２の回転に応じて第２群保持枠１７
６（第２レンズ群Ｌ2 を保持）を光軸方向に移動させ
る。

【００６３】また、第３群保持枠１７７に設けられたピ
ン１７７ｐは直進溝１７１ｂとカム溝１７２ｂとを貫通
しているので、カム環１７２の回転に応じて第３群保持
枠１７７（第３レンズ群Ｌ3 を保持）を光軸方向に移動
させる。

【００６４】第１群保持枠１７５と第２群保持枠１７６
との間には、第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 とを
光軸方向に相対的に移動するレンズアクチユエ−タＬＡ
が設けられている。

【００６５】レンズアクチユエ−タＬＡの構成を説明す
る。第２群保持枠１７６には、第１群保持枠１７５を光
軸方向に駆動する駆動軸１７６ｃと、第１群保持枠１７
５の光軸方向の移動は許すが回転を禁止する案内溝１７
６ｇが設けられている。駆動軸１７６ｃは第２群保持枠
１７６の支持部１７６ｅ、及び１７６ｆにより軸方向に
移動自在に支持されるとともに、駆動軸１７６ｃの一方
の端部は、第２群保持枠１７６に一端が接着固定された
圧電素子１７６ｄの他の端部に接着固定されている。

【００６６】第１群保持枠１７５から延長された摩擦係
合部１７５ａが駆動軸１７６ｃを貫通し、摩擦係合部１
７５ａと駆動軸１７６ｃとは図示しないバネ等により圧
接し、適当な摩擦力で摩擦結合している。また、第１群
保持枠１７５から延長された部分１７５ｈが案内溝１７
６ｇに係合している。

【００６７】上記したとおり、レンズアクチユエ−タＬ
Ａの構成は第１実施例、第２実施例と同様の構成であ
り、圧電素子１７６ｄによる駆動動作も第１実施例、第
２実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００６８】レンズの焦点調節は、図示しない制御回路
において、これも図示しない自動焦点調節機構（ＡＦ機
構）から出力されるデフオ−カス信号に基づいてレンズ
アクチユエ−タ駆動量が算出され、算出された駆動量に
よりレンズアクチユエ−タＬＡを駆動し、第２レンズ群
Ｌ2 を保持する第２群保持枠１７６に対して第１レンズ
群Ｌ1 を保持する第１群保持枠１７５を移動して実行さ
れる。

【００６９】マニユアルフオ−カスは、この実施例では
レンズアクチユエ−タＬＡを駆動して行うパワ−フオ−
カス（ＰＦ）による。ＰＦスイツチ１６４を回転する
と、図示しない周知のエンコ−ダにより、回転量、回転
方向などの情報が制御回路に入力され、レンズアクチユ
エ−タを駆動する。

【００７０】また、ズ−ム操作は、図示しない制御回路
において、図示しないエンコ−ダで検出されたズ−ム操
作環１６３の回転角に基づいてズ−ムモ−タ１８７の回
転量を算出し、ズ−ムモ−タ１８７を駆動する。カム環
１７２の回転角は図示しないエンコ−ダで検出され、設
定焦点距離ｆを求めることができる。

【００７１】設定焦点距離ｆから、第１レンズ群Ｌ1 に
対する第２レンズ群Ｌ2 の位置を補正する必要があると
判断されたときは、レンズアクチユエ−タＬＡを作動さ
せ、第１レンズ群Ｌ1 に対する第２レンズ群Ｌ2 の位置
を補正する。

【００７２】この構成によれば、カメラ本体側のフオ−
カスピンに結合するカプラ−、フオ−カス環、第１レン
ズ群Ｌ1 を保持する第１群保持枠と第２レンズ群Ｌ2 を
保持する保持枠との間に形成されるヘリコイドねじなど
の複雑な構成を省くことができ、また、ヘリコイドねじ
の製作誤差に基づく第１レンズ群と第２レンズ群との偏
心誤差の生ずることがない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レンズ装置を構成する可動部材、例えば沈胴鏡筒、
レンズフ−ド、ズ−ムレンズを構成するレンズ群などの
光学要素の駆動手段を電気−機械変換素子を使用して構
成したから、従来の複数の複雑なカム機構を使用してい
たたために大型であつたレンズ装置を小型に纏めること
ができスペ−ス効率が良くなるばかりでなく、カム機構
では達成困難な微小な移動も容易に達成でき、また光学
要素などの位置制御が電気制御により行われるから、精
度の高い制御が容易となるなど、従来のものに見らない
優れたレンズ装置の駆動手段を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した第１実施例のレンズの沈胴
鏡筒の構成を示す断面図。

【図２】図１に示すレンズの沈胴鏡筒を収納した状態を
示す断面図。

【図３】図１に示すレンズの沈胴鏡筒のＸ−Ｘ線に沿つ
た断面図。

【図４】圧電素子に印加する駆動パルスの波形の一例を
示す波形図。

【図５】ズ−ムレンズの画角とフ−ドの関係を説明する
図。

【図６】設定可能な焦点距離範囲の広いズ−ムレンズの
画角とフ−ドの関係を説明する図。

【図７】設定可能な焦点距離範囲の広いズ−ムレンズの
画角と伸縮可能フ−ドの関係を説明する図。

【図８】この発明を適用した第２実施例のズ−ムレンズ
の構成を示す断面図。

【図９】図８に示すズ−ムレンズのカム溝を説明する展
開図。

【図１０】図８に示すズ−ムレンズの各レンズ群の移動
軌跡を説明する図。

【図１１】図８に示すズ−ムレンズの制御回路のブロツ
ク図。

【図１２】図１１に示すズ−ムレンズの制御回路で実行
される制御動作を説明するフロ−チヤ−ト。

【図１３】この発明を適用した第３実施例のズ−ムレン
ズの構成を示す断面図。

【符号の説明】

１１第１鏡筒１３フランジ１５Ｕ字型スプリング１７切欠き２１第２鏡筒２２駆動軸（駆動部材）２５圧電素子（電気−機械変換素子）２８案内軸３１第３鏡筒４１第４鏡筒６１ズ−ムレンズ外筒６２マウント部６３ズ−ム操作環６４伸縮可能レンズフ−ド７１固定内筒７２カム環７３フオ−カス環７５第１群保持枠７６第２群保持枠７７第３群保持枠１６１ズ−ムレンズ外筒１６２マウント部１６３ズ−ム操作環１７１固定内筒１７２カム環１７５第１群保持枠１７６第２群保持枠１７７第３群保持枠ＬＦ前方レンズ群ＬＲ後方レンズ群Ｌ₁ 第１レンズ群Ｌ₂ 第２レンズ群Ｌ₃ 第３レンズ群ＦＡフ−ドアクチユエ−タＬＡレンズアクチユエ−タ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑名稔大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者萩森仁大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者橋村淳司大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ装置を構成するレンズ部材と、電
気−機械変換素子と、前記電気−機械変換素子に結合し
て電気−機械変換素子と共に変位する駆動部材と、前記
レンズ部材に固着結合され、且つ前記駆動部材に摩擦結
合した被駆動部材とから構成され、電気−機械変換素子に印加される駆動パルスにより生ず
る電気−機械変換素子の伸縮により駆動部材を変位さ
せ、これに摩擦結合した被駆動部材に固着結合された前
記レンズ部材を駆動することを特徴とする電気−機械変
換素子を使用したレンズ装置駆動機構。