JPH10115759A - 超音波モーター駆動式レンズ鏡筒 - Google Patents

超音波モーター駆動式レンズ鏡筒

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JPH10115759A
JPH10115759A JP8285852A JP28585296A JPH10115759A JP H10115759 A JPH10115759 A JP H10115759A JP 8285852 A JP8285852 A JP 8285852A JP 28585296 A JP28585296 A JP 28585296A JP H10115759 A JPH10115759 A JP H10115759A
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勝 山本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は生産性及び信頼性の高い超音波モー
ターを得るために最も適した形状である小型扁平超音波
モーターをレンズ駆動用に用いレンズ形状を損なわない
設置方法で実現するAF交換レンズの鏡筒を提供する。 【構成】 本発明は、扁平型超音波モーターを外筒と内
筒の間にできる円弧状空間に駆動軸を光軸に対して垂直
になるよう設置し、レンズ移動のための回動筒を内、外
筒の間に設置し、該モーターの出力軸と連結し、駆動可
能な構成とした超音波モーター駆動式レンズ鏡筒であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシステムカメラ、特
に一眼レフカメラの交換レンズの鏡筒に関し、さらに詳
しくは、レンズ駆動式AF一眼レフカメラのレンズ鏡筒
の超音波モーター駆動に関する。
【0002】
【従来の技術】従来においては、レンズ内モーターによ
る距離環駆動式AF専用交換レンズの駆動モーターに超
音波モーターを用いる場合、円環型モーターが一般であ
り商品化されている。超音波モーターは環状構造にでき
ることから、レンズ鏡枠の構成上適していた(例えば、
特開昭59−111117号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、35m
m以上の写真感光フィルムを用いるカメラレンズの鏡筒
は直径寸法が大きく、有用とされる望遠系のレンズ鏡筒
では特に大きくなることは周知の通りである。この寸法
に従って、モーターの環状直径も60ミリ以上と大きく
なり、ローターとステータの圧着面の加工精度や組立時
の平均加圧が得られないなどで、必要とするモーター特
性が得られないことや、異音が発生するなどで品質面や
生産及びコスト面で問題があった。
【0004】一方、直径寸法の小さい円筒型の超音波モ
ーターを内蔵したレンズ鏡筒も市販されているが、円環
構造と異なり、特殊な構造によって円筒型モーターを構
成しているため、モーターの回転数が上がり、これを多
数の歯車による減速機構で、所望の回転数とトルクを得
るようにしている。これは従来の円筒型DCモーターを
用いたものと大差なく、歯車の連動騒音が無視出来な
く、静粛回転及び低速回転、高トルクの超音波モーター
の特徴を有効に活用していない問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するため、生産性が高く、超音波モーターの特
性を発揮させるに最も適した形状寸法(直径20ミリ〜
30ミリ)と扁平構造を有する小型単体モーターをレン
ズ鏡筒の外筒部とレンズを保持している中心部の内筒と
の空隙にモーター軸をレンズ光軸に対して垂直になるよ
う設置し、該扁平モーターをレンズ駆動用に用いられる
ようにしたことを特徴し、外観形状を損なうことなく構
成したレンズ鏡筒を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】扁平型超音波モーターを外筒と内
筒の間にできる円弧状空間に駆動軸を光軸に対して垂直
になるよう設置し、レンズ移動のための回動筒を内、外
筒の間に設置し、該モーターの出力軸と連結することに
より駆動可能にする。
【0007】
【実施例】以下、図面等を参照して本発明の最も良好な
実施形態を説明する。
【0008】図1と図2は本発明の実施例の構成の概略
図であり、図において同じ部材は同じ符号で示す。1は
本発明に用いる超音波モーターで、ステータ11とロー
タ12から構成され、これらを圧接した状態からなって
いる。詳細構造は図3に示す。
【0009】超音波モータの設置位置は図1で示すよう
に、外筒2と内筒3との間にできる円弧状空間にモータ
軸14のピニオン13を上にし、且つ当該軸14を鏡筒
中心すなわち光軸に対し垂直になるよう設置しモーター
の取り付け面23で取り付け部材を通して外筒に固定さ
れる。外筒2と内筒3の中間に回動筒4が回動可能な状
態で設置されている。回動筒4の端面部は図のように歯
形を形成した、いわゆるクラウンギヤー42となってい
て、超音波モータ1のピニオン13と噛み合い、モータ
の回転動力を回動筒4の回転に伝えている。また、回動
筒4には図のようなネジ状の長溝穴41が刻まれ、内側
の固定内筒3には光軸に沿った直進長溝穴31が刻まれ
ている。この両長溝穴の交差点の位置は内筒3と回動筒
4との相対位置関係にある。この両鏡筒の二つの長溝穴
41と31の交差点には光軸中心位置にある移動レンズ
群と一体で移動可能な移動ピン7が貫通している。
【0010】図2は本発明鏡筒の構成断面図を示すが、
内筒3の右側には保持枠9に支えられた固定レンズ群8
が固定され、左側には保持枠6に支えられた可動レンズ
群5があり、保持枠6には前記移動ピン7が植立されて
いて、前記回動筒のスクリュー長溝穴41と内筒の直進
長溝穴31の交差点に貫通している。この移動ピン7が
光軸に平行に移動することにより、内筒3の内面を可動
レンズ群5と一体で保持枠6がスライド出来るようにな
っている。このため固定レンズ群8と可動レンズ群5と
の間隔が可変出来、内焦式焦点調整が可能となる。
【0011】回動筒4は端面ギヤー部42と超音波モー
タ1の回転軸14のピニオン13と噛み合い、モータか
らの回転動力により内側の内筒に沿って回りを回転で
き、前記両長溝穴31と41の交差位置を可変するよう
になっている。
【0012】図3は参考のため本発明に用いる扁平型超
音波モータ1の詳細断面図を示している。本体の約上半
分がステータ11で約下半分がローター12で構成され
ている。ローター12の中心に回転軸14が固定され、
ステータ11の中心に設置するベアリング25を通して
上側に出力軸として突出している。この軸14にピニオ
ン13が固定されている。軸14の途中に溝24があ
り、ローター12とステータ11面とを耐磨耗性のある
スライダー盤22を介して圧接状態に保つために、Eリ
ング16で止められている。ローターの底は中心から周
辺にかけて、図のような薄厚円弧状に加工され、ステー
タと接触する周縁部に中心に対してバネ性を持たせ、ス
テータとの接触圧を適度に保っている。一方、ステータ
11は超音波振動を増幅させる目的で設けられている櫛
歯状溝のある面を接触面にし、この背面に分極された圧
電セラミック21が貼付されている。このセラミック2
1にそれぞれ位相の異なる超音波振動電圧を加えること
により、このステータ11の圧接面に進行波振幅が発生
し、接触しているローター12に回転動力が与えられる
ことになる。この回転出力を軸14から取り出せる構造
となっている。
【0013】以上のような単純な構成により生産性及び
信頼性の高い超音波モーターが得られ、商品化されてい
る。
【0014】超音波モーター1はローター12の下面と
若干の間隔を保ち、比較的直径の大きいギヤー17が軸
14に固定されていて、ローターと一体で回転するよう
になっている。図1に示すようにこのギヤー17には他
端はスリット円盤19が固定された軸18に繋がる増速
ピニオン10が噛み合っていているため、モータ軸14
の回転に合わせて、スリット円盤19は増速された回転
が得られるようになっている。このスリットをカウント
出来るようにフォトインターラプタ20が設けられ、回
動する回動筒4の回転移動量を計測し、レンズの移動量
を算出するエンコーダの役を果たしている。
【0015】つぎに、このような構成における動作につ
いて説明する。今、図示していないAFセンサーからの
信号により被写体の距離を判定し、現在のレンズのデフ
ォーカス量からレンズの移動量すなわち、エンコーダパ
ルス数が算出され、カメラからレンズ側の超音波モータ
ーに駆動信号が送られて来る。例えば適正焦点位置が図
1の固定レンズ群8に対して、レンズ群5をさらに間隔
を広げる方向、すなわち左側に移動する必要がある場
合、超音波モータ1は左回転の信号を受け、ローター1
2の左回転に従い、ピニオン13の回転から噛み合って
いるクラウンギヤー42によって回転伝達方向を90°
変え、回動筒4を左回転せしめる。
【0016】図2で示す移動レンズ群5の保持枠6に植
立するピン7が前述のように回動筒4のネジ状長溝穴4
1に嵌合し、貫通しているため回動筒の回転に従って、
一体で左回転しようとするがピン7は固定内筒の直進長
溝穴31に貫通しているため、回転方向に対して移動出
来ないようになっている。このため回動筒4の回転に従
ってネジ状溝の側面からピン7の右側面を斜めから押す
ことになり、ピン7は内筒3の直進長溝穴に沿って、直
線的に左側に移動していくことになる。従って、ピン7
を固定しているレンズ保持枠6をレンズ群5と共に光軸
と平行に左に移動させることが出来る。
【0017】レンズ群5の移動量は超音波モータ1の回
転角度に比例するため、ローター軸14に固定するギヤ
ー17に連なる増速ピニオン10をローター12の回転
に対して増速回転せしめ、ピニオン軸18を通して一体
で回転するスリット円盤19のスリット数をホトインタ
ーラプター20で計数すればローター12の回転角度、
すなわちレンズ群5の移動量が計測できる。逆に、予め
移動に必要なスリット数が判ればホトインターラプター
20が必要なスリットを計数した時点で、モーターに与
えている超音波振動信号を遮断すればモーター1がスト
ップし、移動レンズ群5を所望の適正焦点位置で停止さ
せることが出来る。またレンズ群5を右側に移動させる
ためには圧電セラミック21に今までと反対の位相信号
を与えればステータ面の進行波が反転するため、ロータ
ー12の逆回転により、回動筒4が右回転し、今度は回
動筒4のネジ状長溝穴41の側面はピン7の左側面を押
すことになり、ピン7と一緒にレンズ群5を右側に移動
することができることは前記と同じである。なお、本発
明の構成に対して、回動筒と内筒に設けられている長溝
穴を回動筒側のネジ状溝を内筒に、内筒の直進溝を回動
筒に入れ替えても効果は同じである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、超音波モータの特徴である静粛な作動と高速応答の
レンズ駆動に最適な性能をフルに適応でき、生産性と品
質の高いレンズ駆動型AFレンズを安価に提供すること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の超音波モーターの設置構造を示す鏡
筒部分断面斜視図である。
【図2】本実施例の駆動構造を示すレンズ鏡筒断面図で
ある。
【図3】本実施例の超音波モーターの部分断面図であ
る。
【符号の説明】
1 扁平型超音波モーター 2 レンズ外筒 3 レンズ内筒 4 回動筒 5 移動レンズ群 6 移動レンズ保持枠 7 移動ピン 8 固定レンズ群 9 固定レンズ保持枠 10 増速ピニオン 11 ステータ 12 ローター 13 モーターピニオン 14 モーター軸 15 モーター取り付け板 16 Eリング 17 ギヤー 18 スリット盤軸 19 スリット盤 20 ホトインターラプタ 21 圧電セラミック板 22 スライダー 23 モーター取り付け面 24 軸溝 25 ベアリング 31 直進長溝穴 41 ネジ状長溝穴 42 クラウンギヤー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸を同心とした制止側の固定筒と回転
    可能な回動筒を有し、前記固定筒と前記回動等の間に生
    じる回転角度差によって、中心に設置せるレンズ群を前
    記光軸に沿って直進移動せしめる構造のレンズ鏡筒にお
    いて、直径の大きい外筒と中心のレンズ群を保持する内
    筒との間に出来る円弧状空間に、扁平型超音波モーター
    駆動軸が前記鏡筒の光軸に対して垂直で、前記回動筒端
    面に対して直角に交わるよう設置することにより、レン
    ズ駆動を可能にしたことを特徴とする超音波モーター駆
    動式レンズ鏡筒。
  2. 【請求項2】 駆動軸の一端にピニオン、他端にギヤー
    を有する扁平型超音波モーターにおいて、回動筒の端面
    周囲を歯形加工したクラウンギヤーと前記ピニオンと噛
    み合わせて成るレンズ駆動機構と、前記ギヤーに連結す
    る増速装置によって得られるエンコーダー信号でレンズ
    群の移動量を制御する制御機構で構成したことを特徴と
    する請求項1記載の超音波モーター駆動式レンズ鏡筒。
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