JPS59111117A - 振動波モ−タ駆動式レンズ鏡筒 - Google Patents

振動波モ−タ駆動式レンズ鏡筒

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JPS59111117A
JPS59111117A JP57219531A JP21953182A JPS59111117A JP S59111117 A JPS59111117 A JP S59111117A JP 57219531 A JP57219531 A JP 57219531A JP 21953182 A JP21953182 A JP 21953182A JP S59111117 A JPS59111117 A JP S59111117A
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JP
Japan
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ring
lens barrel
lens
vibration
moving
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Application number
JP57219531A
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Hidekazu Okajima
岡島 秀和
Makoto Katsuma
勝間 真
Hiroyasu Murakami
村上 博泰
Akira Hiramatsu
平松 明
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焦與合せ用距離環・焦点距離変位用ズーム環・
絞り径調定用絞り環などの作動環をモータで駆動制御す
る方式のレンズ鏡筒に関する。
従来、この種のモータ駆動式レンズ鏡筒は各作動環の外
周部に駆動用ギヤ部を設け、従来公知の円筒状直流モー
タを各作動環外周部に配設して」二記作動環ギヤ部とギ
ヤ連結させることにより作動環゛をモータ駆動する構成
であった。即ち例えばオートフォーカス可能なレンズ鏡
筒は測距装置及び七の制御装置より出力されるモータ制
御信号にょリモータを正転・逆転制御してその回転力を
上記連結ギヤを介して焦点合せ用光学素子の移動環に伝
達して計理を回動させヘリコイド機構によりレンズのく
り出しパ<り込みを行わせるものであ   ゛る。
第1図はオートフォーカス機能を具備させた従来の一モ
ータ駆動式しンズ鏡簡の一例を示すもので、■は固定鏡
筒、3は合焦用撮影レンズ4を保持させた移動環で、固
定鏡筒lの先端側外周にヘリコイド結合1a・3bして
嵌着してあり、該移動環3を正転又は逆転回転させると
計理3が回転しながら固定鏡筒lに関して前進動又は後
退勤して計理と一体のレンズ4が位置変位する。即ちレ
ンズ4のくり出し・〈り込みがなされる。5はレンズ4
の移動環3に対する取付は押え環、3aは!、記1?・
動部3の外JL1に形成した外周ギヤ部、】5はし/フ
鏡筒の外側下ini部に図に省略した支持γイ144(
を介して)■−装配設した移動環駆動用モータ、161
寸そのモータの駆動軸に1−11着したギヤで、F記移
動部3の外周ギヤrR(3aに減速用2段ギヤ17を介
してギヤ結合している。181オ」−記!q<動部15
〜17のカバ一体てめる。28・291まスーム用の変
倍レンズと補i1E L−ンズで、固定鏡筒1に外嵌し
た回動環30を止転・逆11四操作することにより両レ
ンズ28・29が夫々関係的に光軸方向に進退位置変4
)’tl、てスーミンクがなされるようになっている。
2は鏡R:+の後端部に1没けた、カメラ本体(図に省
略)に対する結合相でクンl一部材(例えばバヨネット
マウント)である。
14記のレンズ鏡筒をカメラ本体に製箔すると原本体側
とレンツ鏡筒側の電気回路接点(図に省略)が接続状態
となる。而してカメラ本体側のAF ;+111 y+
1系及び制御回路によりレンズ鏡筒側のモータ15に制
御電流が流されると該モータ15が正Φム又は逆転して
これに連動して移動環3が正転又1寸逆転!1]ス動ご
れてレンズ4のくり出し・〈り込みかなされる。即−ち
オートフォーカ5ン、シングが実行されるものである。
ところで−1−記のような従来鏡筒は円筒形鏡筒外周r
x++にモータ15及びj戒速機構16・17を必要と
するため該駆動機構15〜18が円?、<+鏡筒外周r
<++より異形な形に出張り、全体か人きくなると共に
、その異形突出γ、′[(の存在によりレンズの保士′
j、B? イ’+′f〕Iに不具合を生していた。また
鏡筒のモータ作動に際し、モータの駆動音、減速機構部
16・17てのギヤ噛合騒音が発生し、静がさを安来す
るJl、1合には表4;だ不具合なものであった。
、+、発明は1−記に鑑みて提案されたもので、駆動源
たるモータとして振動波モータを利用し、■−っそのδ
]1込み構成を下火することにより、上記のような欠点
のない、即ち円筒鏡筒の外周部に異形突出?)[;の存
在かなく、又駆動騒音が極めて小さく、しかも機構的に
1)(1素で小型・軽;Mなモータ駆動式レンズ鏡LC
Tを提供することを目的とする。
先才木発明で利用する振動波モータ1」体の構成 駆動
原理について説明する。
振動波モータは電歪素子(圧電素子)に周波電属を印加
したときに生しる振動連動を振動部に接f独させた移動
体のl1jl動連動又は−次元連動に変換するものであ
る。
Q’52図に於て、3及び6はイ(1,!7)部材或は
自重力で11’いにjj7擦圧接状yハ;にした移動体
と振動子・とする。XlllllIt士振動イ6の表1
nj上に起きる表面波の進行方向を示し、zliIII
lをその法線方向とする。
振動子表面に電歪素子により振動をグーえると振動波が
発生し振動イ表面トを伝播していく。この振動波はAf
t波と横波を伴った表面波で、その質点Aの連動は楕円
軌道を画く振動となる。質−飄Aについて、?’jlI
すると、1.((振++] u 、横振14] wの怜
円匣動を行っており、表面波の振動方向を+X方自とす
ると141円連動は反時計方向に回転している。この表
面波は一波長ごとに頂点A −A’・・・・を有しぞの
頂点速度VはX成分のみであってV=2πf(1(但し
fは振動数)である。そこでこの表面に移動体3の表面
を加圧接触させると、移動体表面は頂点A−A・・・・
のみに接触するのであるから移動体3は振動子6との摩
擦力により矢印Nの方向に駆動することになる。
矢印N方向の移動体3の速度は振動数fに比例する。又
加圧接触による摩擦駆動を行うため纜娠rl uばかり
でなく横振巾Wにも依存する。即ち移動体3の速度は楕
円連動の大きさに比例し、楕円連動の大きい方が速度が
速い。従って移動体速度は電歪素子に加える電圧に比例
する。
第3図は振動子6と、該振動子を振動させるために該振
動子に接着等で固着した例えばPzTM19の′屯↑素
子7a・7bの配列と、定在波および進行性振動波の発
生状態の相関関係を示すものである。
・1L歪2に子7aと7bは振動体6の共振周波数から
11※も効率よ〈夕11性波をfGることのできる様な
間11#Aて振動体6の裏面に貼りつけである。即ち電
歪素r7a・7bは7a又は7bだけを駆動すると振動
子6か共振するような状態、すなわち定在波が存在する
ような配置がとられ、電歪素子7aによる定在波長と、
電歪素子7bによる定在波長は等しく、互いの定在波に
対して900位相のずれるすなわち入(波長)/4の物
理的位置になるように配置されている。
31はこのモータの駆動用の電源であり、V;V、)s
inωtという電圧を供給する。駆動時は電歪素子7a
に配線Llを介してV=VO’s inωtの電圧が加
わる。又電歪素子7bには配線L2を介し−r900位
相器32によりV’=VOsin(ωt±π/2)の電
圧が加えられる。士、−は移動体の移動方向により切換
る。即ち900位。
相姦32によって+900位相をずらす場合と、−90
0位相をずらす場合によって移動体進行方向が異なる。
(イ)〜(ニ)は時間に応じた振動子6の振動状態を示
し、(イ)はt=2nπ/ω、(ロ)はt=t/2ω+
2nπ/ω、(ハ)はt=π/ω+2nπ/ω、(ニ)
はt=3π/2ω+2nπ/ωの状態である。進行性振
動波は右方向に進むが振動子6の駆動面の任意の質点は
反時計方向の楕円連動を行う。したがって駆動面に圧接
される不図示の移動体は左方向に移動する。
第4φ5図は上記原理で駆動する振動波モータの一例の
構成を示す断面図と、分解斜面図である。3はリング状
の回転体(移動体、ロータ)、6はリング状の振動子(
ステータ)、7(a−b)はそのリング状振動子の裏面
にリングに沿って接着して配、役した電歪素子群、33
はその振動子の電歪素子配設面に貼合せたフェルト等・
の振動絶縁部材、34は取付は台である。
電歪素子群7(δ・b)及び振動絶縁部材33と一体の
振動子6は振動絶縁部材33側を取付は台34面に貼合
せることにより取付は台34にステークとして固定しで
ある。回転体3は振動子6の自由面上に重ね合せて図に
省略したばね等の付勢部材、或は自重で加圧摩擦接触自
体に保たせである。
而して第4図のような組立て状態に於て、電歪素子7(
a−b)に対して図に省略した給電回路から周波電圧を
印加すると電歪素子群7 (a−b’)の振動運動に基
づき振動子6の表面にリングに沿って進行性振動波が生
じ、その面に加圧接触されている回転体3が軸線O−0
を中心に正転方向或は逆転方向に摩擦回転駆動される。
振動絶縁部材33は振動子6側の振動が取付は台34側
へ伝播するのを防1トする役目をする。
本発明は」二記のような作動原理の振動波モータを、・
モータ椰動方式のレンズ鏡筒に於ける駆動源として合理
的に組込んで前記の目的を達成したものである。
即ち本発明は固定鏡筒に外嵌或は内嵌した光学素子変位
用移動環の、光軸と直角の面に対して電歪素子を有する
振動リングを付勢部材により常時圧接させて設け、電歪
素子に対する通電に基づき振動リングに生じる進行性振
動波により振動リングとこれに圧接している移動環との
間に生じる相外的回動運動力で移動環又は振動リングを
正転又は逆転連動させ、それに連動させて光学素子を所
要に変位駆動させるように構成した、ことを特徴とする
振動波モータ駆動式レンズ鏡筒を要旨とする。
第6図以下は上記本発明の一実施例を示すもので、本例
のものはオートフォーカス機能と、ノ々ワーズーム機能
とを具備させたものである。
a、オートフォーカス ■は固定鎖部、3は合焦用ti影レンズ4を保持させた
移動環(第1移動環)で、固定鏡筒1の先端側外周にヘ
リコイド結合1a・3bさせて嵌着しである。
上記の第1移動環3の後端側の内径は大径にして固定鏡
筒1の外周との間に環状隙間3Cを形成し、その移動環
3の先端側小径内径部と後端側大径内径部との境界に形
成される環状の段差面3dに硬質ゴム等の摩擦計数の高
いリング状の摩擦板8aを貼合せである。
6aは固定鏡筒lに外嵌した振動リング(共振体リング
)で、このリン1グはその内周側に形成した突起部6a
′(第7図)を固定鏡筒lの外面に光軸方向に形成した
直進案内溝1bに係合させてあり、光軸周りには回動し
ないが、光軸O−0方向には才多動自由である。
1.記の(駆動リンク6aの裏面にはリングに沿って電
歪素子7(a−b)を接着等で固着して配設しである。
第7図はその数例は状態を示すものであり、aは第3図
の電歪素子群7(a−b)のうち、一番左端の素子7a
(±)を左側に十で、又左端より3番面の素子7aを右
側に−で示し、その一対の素子7a(+)・・7a(−
)のみの範囲を示すもので、その範囲内を銀ペースト等
で勇通し、その一部に接片ブラシ11(第3図に於ける
配線し1に対応)の基部をハンダ付は等で固定しである
。bは第3図の電歪素子群7(a−b)のうち、左側よ
り2番目の素子7b(+)を左側に十で、又左端より4
番目の素子7b(+)を左側に−で示し、その一対の素
子7b(+)・7b(−)のみの範囲を示すもので、そ
の範囲内を銀ペースト等で導通し、その一部に接片ブラ
シ11(第3図に於ける配線L2に対応)の基部をハン
ダ付は等で固定しである。Cは上記素子7aの範囲aと
素子7bの範囲すの共通のグランド部で各素子7a・7
bの裏面部に導通しており、このグランド部(こ接片ブ
ラシ11の基部を)\ンダ付は等で固定しである。
9は第1移動環3の後端部大径内周に形成した環状i1
13 aに嵌着した割すワ・ンシャlOとに記振動リン
グ6a0″)裏面間に縮設したコイルばねで、このばね
9による光軸方向押圧力で振動リング6aは第1移動環
3の前記リング状歴擦板8a面に常時圧接状態にされて
いる。
12は固定鏡筒lの外面に形成した光軸0−0力向に長
いストライプ状の電極パターン板で1.1−記振動リン
グ6a側の各接片ブラシ11の先端部はこの電極パター
ン板12の各対応電極ノくターンに常時圧力接触してい
る。
13aは固定鏡筒1の後端側の端面に設けた受電端子で
、該端子はばね14aで常時外方へ伺勢されていてその
先端部が固定鏡筒の後端面から外方へ常時突出している
。13aは該受電端子と一上記電極パターン板12とを
電気的に結んだ導線である。
而して1、記レンズ鏡↑、)のマウント部2と不図示の
カメラ本体側のマウント部とを係合させてレンズ鏡筒を
カメラ本体に装着すると、レンズ鏡筒側のに記受電端子
L3aがカメラ本体側の対応給電☆11d子(不図示)
に圧接して゛iff気的に接続状態となる。カメラ本体
側のA F /!lll距系及び制御回路により−に記
受電端子13aに給電かなされると、該端子13a→導
線13a→電極パタ一ン板12→接片ブラシ11の経路
で電歪素子7a・7bに給電がなされ、電歪素子7a・
7bの振動現象で振動リング表面に進行性振動波が発生
する。この振動リング6aは第2〜5図に於ける振動子
6に該当する。そしてこの振動リング6aに生じる進行
性振動波が該リング6aと抑圧接触している第1移動環
3に貼合せたリング状摩擦板8aに作用し、振動リング
6aと第1移動環3に光軸0−Oを中心とする相対的回
転駆動力が生じる。この場合振動リング6aは前記のよ
うに突起部6 a’と案内溝1bとの係合により固定鏡
筒の外側を光軸O−0方向には移動自由であるが、光軸
周りの回転は阻止されているから、第1移動環3が第2
〜5図に於ける移動体(ロータ)3として固定鏡筒外周
周りを正転又は逆転駆動される。この第1移動環3は固
定鏡筒1に対して−・リコイド結合1a・3bで嵌着さ
れているから上記正転又は逆転駆動に伴ない回転しなが
ら固定鏡筒lに関し111f進動又は後退勤し、レンズ
4のくり出し・〈り込みがなされ、オートフォーカスか
実行されるものである。
上記の第1移動環3の正転又は逆転駆動に伴なう該移動
環の前進動又は後退勤過程中、駆動リング6aは常にコ
イルばね9により第1移動環3側のリング状摩捺板8a
面に対して抑圧接触が保たれなから移動環3の前進動又
は後退勤に伴ない固定鏡筒1の外側を直進案内溝1bに
沿って前進動又は後退勤する。又接片ブラシ11は電極
パターン杉y12の長手に治って摺動して該電極パター
ン板との接触が常に保たれる。
b、パワースーム 20(第6図)は後群レンズ(ズーミング用レンズ)1
9を保持させた移動環(第2移動環)で、1.’J )
i、鏡t5ゴIの後端+’1lll内5ニー(こ1h:
入させてあり、り)周1;1;に突出させI:ピン21
か固)i鏡筒1の内周]r+iに形成した光軸方向の案
内溝1cに係合していて光−1111周りにはni1転
しないか光軸O−0方向には(ず7動移動自11+であ
る。
1ユ記の第2移動環20の後端側の外径は小径にして固
:ii!鏡筒lの内周との間に環状隙間を形成し、その
移動環の先端側大径外径部と後端側小径外径部との境界
に形成される環状の段差面に硬質ゴム等の摩擦係数の高
いリング状の摩擦板8bを貼合せである。
6b−23・24は1−記第2移動環20の後端側小径
外径部に順に嵌めた振動リング・導電性プリントリング
板・押え環である。
−1−記摺動リング6bの裏面にはリングに沿って電歪
素子7(a−b)を接着等で固着して配設しである。第
8図はその取付は状態を示すものであり、aは第3図に
於ける素子7aに対応する電歪素子を+・−交互に配列
した4個一組の第1素子群で、その群全体の素子を銀ペ
ースト等で導通し、その−、°;Bにりtj M、接J
1ブラシ22 a ノ、1.(部を固定しである。bは
第3図に於ける。(ζ子7bに対応する電歪素子を+−
−交))−に配列した4個一組の第2素j′一群で、七
の群全体の素−rを銀ペースト“9で導通し、その一部
に接片ブラシ22bのノ、(部を固定しである。Cは第
1素子群aと第2未り者1bとの共面のグランド部で各
素子群の裏面部に導通しており、このグランド部に弾性
接片ブラシ22cの基γ;1(をハンダ付は等で固定し
である。に記のり)1外接片ブラシ22a及び22bは
第3図に於ける配線し1・L2に夫々対応する。
・9電性プリントリング板23は第2移動環20の小径
外径部に周り止めして嵌合させてあり、その表面側に第
9図示のように同心状に導電性パターン23a・23b
・23cが形成しである。押え環24は導電性プリント
リング板23を抜けILめるもので、第2移動環20の
小径外径部後端部に軸着させである。組立て状態に於て
振動リング6L+の弾性接片ブラシ22ae22b*2
2cがプリントリング板23との間に挾まれてたわんだ
状態で、11つ各弾性接片ブラシの先端がプリントリン
ク板23の同心状導電性パターン23a・23b・23
cに夫々圧接した状態にあり、各弾性接片ブラシ22a
・22b・22cのたわみ反力で振動リング6bの表面
側が第2移動環20側のI前記リング状芹擦板8b面に
常時抑圧接触状態に保たれる。その押圧力は押え環24
のねじ込みを加減することにより調節される。
又振動リング6bはその外周部に突出部6 b’(第8
(閾)を形成してあり、その突起部を固定鏡1fflJ
の内周面に形成したヘリカル溝1dに係合させである。
25a・25b・25cは夫々ノ、(部をプリントリン
グ板23に固着して、前記の各同心状導電性パターン2
3a・23b・23cに対する給電子としての弾性接片
ブラシ、26は固定鏡vilの内面に形成した光軸O−
O方向に長いストライプ状の電極パターン板で、上記弾
性接片ブラシ25a・25b・25cの先端部が夫々こ
の電極パターン板26の各対応電極パターンに常時圧力
接触している。
13bは固定鏡筒lの後端側の端1面に設けた受′1F
端子で、該端子ばばね14bで常時外方へ(=J勢され
ていてその先端部が固定鏡筒の後端面から外方へ常時突
出している。13bは該受電端子と−に記電極パターン
板26とを電気的に結んだ導線である。
而して上記レンズ鏡筒をマウンi・部2を介してカメラ
本体に装着すると、上記の受電端子13bがカメラ本体
側の対応給電端子(不1Δ示)に圧接して電気的に接続
状態となる。カメラ本体側のズーミング操作によりカメ
ラ本体側の制御回路により1−記受電端子13bに給電
がなされると該端子13b+導線13b→電極パターン
板26→りi+性接片ブラシ25a・25b・25c→
同心状導電性パターン23ae23b−23c→弾性接
片ブラシ22a#22b#22cの経路で第1及び第2
の電歪素子群a拳b(?a・7b)に給電され、電子、
に子の振動現象で振動リング表面に進行性振動波が発生
する。この振動リング6bに生じる進行iノ1振動波か
該リング6bと抑圧接触している第2移動環20に貼合
せたリング状I!7:擦板8bに作用し、 JAヶ動リ
ンク6bと第2移動環2oに光+711t O−0を中
心とする相対的回転j517動カが生じる。この場合第
2移動環20は前記したようにピン21と案内1+W 
I Cとの係合により光軸0−o方向には移動自由であ
るが、光軸周りの回転は阻止されており、一方振動リン
ク6bは第2移動環2oにM薩し、目、っ[J、]定鏡
筒1内周面のへりカル猫1 dに沿って光軸周りに回動
自由であるから、rEk 4a動リすグ自体が振動子コ
(町ロータとして第2移動環2゜の小径外1イア;l(
周りを正転又は逆転駆動ネれる。そしてこの摺動リンク
6bの正転又は逆転IL41(動に伴なう該リング6b
のへりカル溝1dに沿う光軸方向の前進動又は後退勤に
基づき第2移動環2oが連動して前進駆動又は後退駆動
されパワーズーミングが実行される。
以上本発明はレンズ鏡筒の光学素子変位用の移動環の駆
動を電歪素子を利用して振動波モータ機構で行うように
したがら鏡筒の外周或は内周にそのモーフ機構を鏡筒と
同心に且つ薄型に、円筒形鏡筒外周部への突出なく組込
んで納めることができる。その結果第1図の従来例のよ
なものに比−1て異形突出部がなくなるから操作性の向
上が図られ、1没計自由度も増す。
又振動波モータは巻線がなくそれ自体構成部品の少ない
簡素・コンパクトなものであり、移動環に対する動力伝
達系に)賊速機構を必要としないからレンズ鏡筒全体を
小型・軽量なものにすることが可能である。
そして減速機構を必要としないこと、振動波モータ自体
も!5[に動音か極めて小さいことから、低騒音形鏡f
、Gを構成し41jる、等の効果があり、所期の目的が
よく達成される。
・4、図面の簡単な説明 第1図は従来のモータ駆動式レンズ鏡筒の一例の縦断側
面図、第2図は振動波モータの原理説明図、第3図は振
動子と電歪素子の配列と、定在波及び進行性振動波の発
生状y2!1の相関図、第4図は振動波モークユニント
の一例の断面図、第5図は分解j、III′li図、’
−(’S6図は本発明の一実施例レンズ鏡t−1の4i
t断側面図、第7図は第1移動環を駆動する振動リンク
の裏面図、第8図は第2移動環を駆動する振動リングの
裏面図、第9図は導電性プリントリング板のW面図であ
る。
1は固定鏡t、)、3・20は移動環、6.・6a・6
bは振動f又は振動リング、7(a−b)は電歪素子。
第5図 第4図       N 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固′)r:鏡筒に外嵌或は内嵌した光学素子変位
    用移動環の、光軸と直角の面に対して電歪素子を有する
    振動リングを伺勢部材により常時圧接させて1、ジけ、
    電歪素子に対する通電に基づき振動リングに生しる進行
    性振動波により振動リングとこれに圧接している移動環
    との間に生じる相対的回動運動力で移動環又は振動リン
    グを正転又は逆転連動させ、それに連動させて光学素子
    を所要に変位駆動ごせるように構成した、ことを#4f
    徴とする振動波モータ駆動式レンズm筒。
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