JP2005156892A - Lens moving mechanism - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens moving device which can reduce the cost while using a shape memory alloy. <P>SOLUTION: A shape memory alloy wire 9 is wound around an interrupted toothing gear wheel 8, and the interrupted toothing gear wheel 8 is rotated by the variation in the line length of the shape memory alloy wire 9. The interrupted toothing gear wheel 8 of the internal teeth gear is meshed with a small gear wheel 18 of the external gear wheel, and the rotation of the small gear wheel 18 is converted into the movement of a lens by a conversion mechanism constituted by a switch lever 19, a variable power lens slide bar 21, and a focusing lens slide bar 31. The variation in the line length of the shape memory alloy wire 9, which is expanded between the interrupted toothing gear wheel 8 and the external gear wheel 18, is transmitted to the lens. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カメラに備えられるレンズ移動装置に関し、特に、形状記憶合金を備えた装置に関する。   The present invention relates to a lens moving device provided in a camera, and more particularly, to a device provided with a shape memory alloy.

従来より、カメラ撮影装置に備えられるレンズ移動装置にて、駆動装置部分に形状記憶合金を使用することが提案されている。従来装置は、コイル状に成形加工された形状記憶合金とバイアススプリングで光軸方向の両側からレンズを挟む構成を有しており、コイルの伸縮によってレンズが直接動かされる（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−１２７３９８号公報（第３頁、第１図） Conventionally, it has been proposed to use a shape memory alloy for a driving device portion in a lens moving device provided in a camera photographing apparatus. The conventional apparatus has a configuration in which a lens is sandwiched from both sides in the optical axis direction by a shape memory alloy formed in a coil shape and a bias spring, and the lens is directly moved by expansion and contraction of the coil (for example, see Patent Document 1). ).
JP 09-127398 A (page 3, FIG. 1)

しかしながら、従来のレンズ移動装置は、形状記憶合金をコイル状に成形加工することで大きな変位量を生じさせており、このような構成では、形状記憶合金の成形加工に費用がかかり、また、高価な形状記憶合金を多量に使用しなければならないので、装置自体が高価になるという問題があった。   However, the conventional lens moving device generates a large amount of displacement by forming the shape memory alloy into a coil shape. With such a configuration, the shape memory alloy is expensive to form and expensive. Since a large amount of a shape memory alloy has to be used, there is a problem that the device itself is expensive.

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、形状記憶合金を使いながらもコストを低減できるレンズ移動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a lens moving device that can reduce the cost while using a shape memory alloy.

本発明のレンズ移動装置は、内歯歯車と、線長の変化によって前記内歯歯車を回動させるように前記内歯歯車に巻き付けられた形状記憶合金線と、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、前記外歯歯車の回動をレンズの移動に変換する変換機構とを備える。   The lens moving device of the present invention includes an internal gear, a shape memory alloy wire wound around the internal gear so as to rotate the internal gear according to a change in wire length, and an external tooth meshing with the internal gear. A gear, and a conversion mechanism that converts rotation of the external gear into movement of the lens.

この構成により、内歯歯車に形状記憶合金線を巻き付けるとともに、内歯歯車と噛み合う外歯歯車の回動をレンズの移動に変換する機構を設けたので、形状記憶合金線のひずみを拡大してレンズに伝えることができ、したがって、形状記憶合金を線材のままの状態で使用でき、これにより加工コストを削減でき、また、形状記憶合金の使用量も低減でき、レンズ移動装置のコストを低減することが可能となる。   With this configuration, a mechanism for winding the shape memory alloy wire around the internal gear and converting the rotation of the external gear meshing with the internal gear into the movement of the lens is provided. Therefore, the shape memory alloy can be used in the state of the wire, thereby reducing the processing cost, and the amount of the shape memory alloy can be reduced, thereby reducing the cost of the lens moving device. It becomes possible.

また、本発明のレンズ移動装置において、前記内歯歯車は欠歯歯車である。この構成により、欠歯歯車を使うことで内歯歯車の占めるスペースを小さくでき、同じスペースでもより大きな内歯歯車を備えることが可能となり、形状記憶合金線の変形をより一層拡大できる。   In the lens moving device of the present invention, the internal gear is a missing gear. With this configuration, the space occupied by the internal gear can be reduced by using the partial gear, and a larger internal gear can be provided in the same space, and the deformation of the shape memory alloy wire can be further expanded.

また、本発明のレンズ移動装置において、前記変換機構は、前記外歯歯車とともに回動するレバーと、前記レバーに回動自在に連結され、変倍レンズとともにスライドする変倍レンズ用スライドバーと、前記外歯歯車を挟んで前記変倍レンズ用スライドバーと反対側で前記レバーに回動自在に連結され、フォーカスレンズとともにスライドするフォーカスレンズ用スライドバーとを備える。   In the lens moving device of the present invention, the conversion mechanism includes a lever that rotates together with the external gear, a zoom bar that is rotatably connected to the lever, and slides together with the zoom lens. And a focus lens slide bar that is pivotally connected to the lever on the opposite side of the variable magnification lens slide bar with the external gear interposed therebetween, and slides together with the focus lens.

この構成により、レバーと変倍レンズ用スライドバーとフォーカスレンズ用スライドバーで構成される差動型のリンク機構を外歯歯車に連結したことで、形状記憶合金線のひずみをさらに拡大してレンズに伝達できる。また、レバーの中心から変倍レンズ用スライドバーおよびフォーカス用スライドバーまでの距離の寸法比を変えることにより、変倍レンズとフォーカスレンズの動作遷移を任意に変化させることができる。   With this configuration, a differential link mechanism composed of a lever, a zoom lens slide bar, and a focus lens slide bar is connected to the external gear, thereby further expanding the distortion of the shape memory alloy wire. Can communicate to. Further, by changing the dimensional ratio of the distance from the center of the lever to the zoom bar slide bar and the focus slide bar, the operation transition of the zoom lens and the focus lens can be arbitrarily changed.

また、本発明の別態様のレンズ移動装置は、駆動側部材の回動角を被駆動側部材へ増大して伝達する回動伝達機構と、前記回動伝達機構の前記駆動側部材に、線長の変化によって前記駆動側部材を回動させるように取り付けられた形状記憶合金線と、前記回動伝達機構の前記被駆動側部材の回動をレンズの移動に変換する変換機構とを備える。   The lens moving device according to another aspect of the present invention includes a rotation transmission mechanism that increases and transmits a rotation angle of the driving side member to the driven side member, and a wire to the driving side member of the rotation transmission mechanism. A shape memory alloy wire attached to rotate the driving side member according to a change in length; and a conversion mechanism for converting the rotation of the driven side member of the rotation transmitting mechanism into movement of a lens.

この構成によっても、形状記憶合金線のひずみを拡大してレンズに伝えることができ、レンズ移動装置のコストを低減できる。この構成では、回動伝達機構は上記の内歯歯車および外歯歯車でもく、また他の構成でもよい。例えば、回動伝達機構の駆動側部材および被駆動側部材が共に外歯歯車でもよく、この場合は駆動側よりも被駆動側が小型の歯車で構成される。また、回動伝達機構は３つ以上の歯車で構成されてもよい。また、回動伝達機構はベルト等の他のタイプでもよい。   Also with this configuration, the distortion of the shape memory alloy wire can be expanded and transmitted to the lens, and the cost of the lens moving device can be reduced. In this configuration, the rotation transmission mechanism may be the above-described internal gear and external gear, or other configurations. For example, both the driving side member and the driven side member of the rotation transmission mechanism may be external gears, and in this case, the driven side is configured with a smaller gear than the driving side. The rotation transmission mechanism may be composed of three or more gears. The rotation transmission mechanism may be another type such as a belt.

また、本発明の別態様のレンズ移動装置は、形状記憶合金線が線長の変化によって回動を生じさせるように取り付けられた回動機構と、前記回動機構とともに回動するレバーと、前記レバーに回動自在に連結され、レンズとともにスライドするスライドバーとを備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a lens movement device comprising: a rotation mechanism attached so that a shape memory alloy wire is rotated by a change in wire length; a lever that rotates together with the rotation mechanism; And a slide bar that is pivotally connected to the lever and slides together with the lens.

この構成によっても、形状記憶合金線のひずみを拡大してレンズに伝えることができ、レンズ移動装置のコストを低減できる。この構成では、回動機構は、上記の歯車機構を備えてもよいが、備えなくてもよい。例えば、回動機構は単なる円板でもよい。また、レバーの回動軸に形状記憶合金線が取り付けられてもよく、この場合はレバーが回動機構に相当する。また、この構成において、スライドバーは例えば上記の変倍レンズ用スライドバーおよびフォーカスレンズ用スライドバーであり、レバーの回動中心を挟んで両側に配置される。   Also with this configuration, the distortion of the shape memory alloy wire can be expanded and transmitted to the lens, and the cost of the lens moving device can be reduced. In this configuration, the rotation mechanism may or may not include the gear mechanism described above. For example, the rotation mechanism may be a simple disk. Further, a shape memory alloy wire may be attached to the pivot shaft of the lever, and in this case, the lever corresponds to the pivot mechanism. In this configuration, the slide bars are, for example, the zoom lens slide bar and the focus lens slide bar described above, and are arranged on both sides of the lever rotation center.

また、本発明のカメラ装置は上述したレンズ移動装置を備える。この構成により、カメラ装置のコストを低減できる。   The camera device of the present invention includes the lens moving device described above. With this configuration, the cost of the camera device can be reduced.

本発明は、内歯歯車に形状記憶合金線を巻き付けるとともに、内歯歯車と噛み合う外歯歯車の回動をレンズの移動に変換する機構を設けたことにより、形状記憶合金線のひずみを拡大してレンズに伝えることができ、したがって、形状記憶合金を線材のままの状態で使用でき、これにより加工コストを削減でき、また、形状記憶合金の使用量も低減でき、コストを低減できるという効果を有するレンズ移動装置を提供することができるものである。   The present invention increases the distortion of the shape memory alloy wire by wrapping the shape memory alloy wire around the internal gear and providing a mechanism for converting the rotation of the external gear meshing with the internal gear into the movement of the lens. Therefore, the shape memory alloy can be used in the state of the wire, which can reduce the processing cost, and the amount of the shape memory alloy can be reduced, thereby reducing the cost. It is possible to provide a lens moving device having the same.

以下、本発明の実施の形態のレンズ移動装置について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, a lens moving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態のレンズ移動装置の平面図を図１に、分解図を図２に、斜視図を図３および図４に示す。   FIG. 1 is a plan view of the lens moving device according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view, and FIGS. 3 and 4 are perspective views.

レンズ移動装置１００は、下鏡胴１と上鏡胴４１からなる鏡胴内に、固定レンズ付カメラ３と共に備えられて、カメラ装置を構成している。下鏡銅１と上鏡銅４１は半円筒であり、これらが組み合わされて、下鏡胴１に形成された雌ネジ部４６、４７、４８、４９に上鏡胴４１のボス部を介してネジ４２、４３、４４、４５が締め付けられている。これにより下鏡胴１と上鏡胴４１が固定され、円筒形の鏡銅が構成されている。固定レンズ付きカメラ２は、下鏡胴１の中央よりやや後方に設けられた固定部３に固定されている。   The lens moving device 100 is provided in a lens barrel composed of a lower lens barrel 1 and an upper lens barrel 41 together with a camera 3 with a fixed lens to constitute a camera device. The lower mirror copper 1 and the upper mirror copper 41 are semi-cylindrical, and these are combined so that the female thread portions 46, 47, 48 and 49 formed in the lower lens barrel 1 are connected to the upper lens barrel 41 via the boss portion. Screws 42, 43, 44 and 45 are tightened. As a result, the lower lens barrel 1 and the upper lens barrel 41 are fixed to form a cylindrical mirror copper. The camera 2 with a fixed lens is fixed to a fixing portion 3 provided slightly behind the center of the lower lens barrel 1.

なお、以下の説明において、後方とは、鏡胴の撮影窓から遠い方をいい、前方とは撮影窓に近い方をいう。前後方向は光軸方向と一致している。また、前後方向と交差する方向を横方向といい、そして、カメラ後方から前方を見たときの右手を右方向、左手を左方向という。   In the following description, the term “rear” refers to a direction far from the photographing window of the lens barrel, and the term “front” refers to a direction closer to the photographing window. The front-rear direction coincides with the optical axis direction. A direction intersecting the front-rear direction is referred to as a lateral direction, and the right hand when looking forward from the rear of the camera is referred to as a right direction, and the left hand is referred to as a left direction.

レンズ移動装置１００は、概略的には、欠歯歯車８と、欠歯歯車８に巻き付けられた形状記憶合金線９と、欠歯歯車８と噛み合う小歯車１８と、小歯車１８に結合された変換機構で構成されている。変換機構は、切り替えレバー１９、変倍レンズ用スライドバー２１およびフォーカスレンズ用スライドバー３１で構成され、小歯車１８の回動をレンズの光軸方向の移動に変換する。欠歯歯車８および小歯車１８がそれぞれ内歯歯車および外歯歯車である。以下、レンズ移動装置１００の各構成を詳細に説明していく。   The lens moving device 100 is generally coupled to the toothless gear 8, the shape memory alloy wire 9 wound around the toothless gear 8, the small gear 18 that meshes with the toothless gear 8, and the small gear 18. It consists of a conversion mechanism. The conversion mechanism includes a switching lever 19, a zoom lens slide bar 21, and a focus lens slide bar 31, and converts the rotation of the small gear 18 into movement of the lens in the optical axis direction. The partial gear 8 and the small gear 18 are an internal gear and an external gear, respectively. Hereinafter, each configuration of the lens moving device 100 will be described in detail.

図５を参照すると、形状記憶合金線９は、内歯の欠歯歯車８の外形面に周方向に巻きつけられ、欠歯歯車８の外形面に設けた突起部１０により折り返されている。形状記憶合金線９の両先端には、割りピン１１、１２がカシメにより固定されており、割りピン１１、１２は下鏡胴１の穴部１３、１４に夫々圧入で固定されている。   Referring to FIG. 5, the shape memory alloy wire 9 is wound around the outer peripheral surface of the internal toothless gear 8 in the circumferential direction, and is turned back by a protrusion 10 provided on the outer peripheral surface of the intermittent gear 8. Split pins 11 and 12 are fixed to both ends of the shape memory alloy wire 9 by caulking, and the split pins 11 and 12 are fixed to the holes 13 and 14 of the lower barrel 1 by press-fitting, respectively.

ここで、形状記憶合金について説明すると、記憶熱処理された形状記憶合金は、低温で変形させても、高温にすると記憶された元の形に戻る性質を持っている。ただし、繰り返し利用できる曲げ方向、ねじり方向、長さ方向の運動ひずみは１％前後と小さい。そこで、通常は形状記憶合金の線材をコイルバネに成形して使用しており、これにより変形量を拡大している。これに対して、本実施の形態では、コイル成形品は使わず、線材状態のままの形状記憶合金線９が備えられている。   Here, the shape memory alloy will be described. The shape memory alloy subjected to the memory heat treatment has a property of returning to the original shape stored at a high temperature even if it is deformed at a low temperature. However, the kinematic strain in the bending direction, torsional direction, and length direction that can be used repeatedly is as small as about 1%. Therefore, usually, a shape memory alloy wire is formed into a coil spring and used, thereby increasing the amount of deformation. On the other hand, in the present embodiment, the shape memory alloy wire 9 is provided without using a coil molded product and remains in a wire state.

図１および図２に戻り、欠歯歯車８は、固定レンズ付カメラ２の後側に配置されている。欠歯歯車８は、下鏡胴１の固定部７に固定された欠歯歯車用シャフト６を中心に旋廻するように、欠歯歯車用シャフト６に止め輪１７を用いて取り付けられている。欠歯歯車８に形成した突起部５１と下鏡胴１に形成した突起部１６は、ねじりコイルバネ１５にて与圧されている。ねじりコイルばね１５は、欠歯歯車８の中央のボスに嵌められており、両端が突起部１５および突起部１６に掛けられており、図１で半時計回りに欠歯歯車８を付勢している。   Returning to FIGS. 1 and 2, the toothless gear 8 is disposed on the rear side of the camera 2 with a fixed lens. The partial gear 8 is attached to the partial gear shaft 6 using a retaining ring 17 so as to rotate around the partial gear shaft 6 fixed to the fixing portion 7 of the lower barrel 1. The protruding portion 51 formed on the toothless gear 8 and the protruding portion 16 formed on the lower lens barrel 1 are pressurized by a torsion coil spring 15. The torsion coil spring 15 is fitted to a boss at the center of the toothless gear 8, and both ends are hooked on the protrusion 15 and the protrusion 16, and urges the toothless gear 8 counterclockwise in FIG. ing.

形状記憶合金線９は、常温では、ねじりコイルバネ１５にの付勢力により、永久ひずみを起こさない範囲で延ばされている。また、図示されないが、形状記憶合金線９の両端の割りピン１１、１２は電源に接続されており、割りピン１１、１２の間には電圧が印加される。電圧は直流電圧でもよく、パルス電圧でもよい。直流電圧が加わると、電流によるジュール熱で形状記憶合金線９が加熱され、形状記憶合金線９は記憶された形状へもどり、短くなる。   The shape memory alloy wire 9 is extended at a normal temperature by a biasing force applied to the torsion coil spring 15 within a range in which permanent deformation does not occur. Although not shown, the split pins 11 and 12 at both ends of the shape memory alloy wire 9 are connected to a power source, and a voltage is applied between the split pins 11 and 12. The voltage may be a DC voltage or a pulse voltage. When a DC voltage is applied, the shape memory alloy wire 9 is heated by Joule heat due to current, and the shape memory alloy wire 9 returns to the memorized shape and becomes shorter.

下鏡胴１の固定部５に固定された小歯車用シャフト４は、欠歯歯車８の長穴部５０を突き抜けており、小歯車用シャフト４に小歯車１８が止め輪２０で旋廻可能に取り付けられており、欠歯歯車８と小歯車１８が噛み合っている。小歯車１８は図示のように外歯歯車であり、欠歯歯車８の歯部と中央のボスの間に収まる程度の小さなサイズを有している。   The small gear shaft 4 fixed to the fixed portion 5 of the lower lens barrel 1 penetrates the elongated hole portion 50 of the toothless gear 8 so that the small gear 18 can be rotated by the retaining ring 20 on the small gear shaft 4. The segmented gear 8 and the small gear 18 are meshed with each other. The small gear 18 is an external gear as shown in the figure, and has a small size that fits between the tooth portion of the intermittent gear 8 and the central boss.

小歯車１８には切り替えレバー１９が固定されており、切り替えレバー１９は小歯車１８と共に小歯車用シャフト４を中心に旋廻する。本実施の形態では、小歯車１８と切り替えレバー１９が一体に構成され、これにより両者が固定されている。小歯車１８に切り替えレバー１９が取り付けられてもよい。   A switching lever 19 is fixed to the small gear 18, and the switching lever 19 rotates around the small gear shaft 4 together with the small gear 18. In the present embodiment, the small gear 18 and the switching lever 19 are integrally formed, and both are fixed thereby. A switching lever 19 may be attached to the small gear 18.

切り替えレバー１９は、回転中心である小歯車１８から横方向に両側に延びており、両端が鏡胴内壁の近傍に達している。切り替えレバー１９には、下記のように、小歯車１８を挟んで両側に変倍レンズ用スライドバー２１およびフォーカスレンズ用スライドバー３１が回動自在に取り付けられている。   The switching lever 19 extends laterally from the small gear 18 that is the center of rotation to both sides, and both ends reach the vicinity of the inner wall of the lens barrel. As described below, a zoom lens slide bar 21 and a focus lens slide bar 31 are rotatably attached to both sides of the switching lever 19 with the small gear 18 interposed therebetween.

変倍レンズ用スライドバー２１の後方の端部には、円板形状の結合板２７がネジ部で固定されており、結合板２７は横方向の長穴を有する。結合板２７が切り替えレバー１９の右側の端部と重ねられており、切り替えレバー１９の円形の穴と結合板２７の長穴に切替えレバー用ピン２８が通されており、切替えレバー用ピン２８の両端に止め輪２９、３０が取り付けられ、これにより、変倍レンズ用スライドバー２１は切替えレバーピン２８の中心に対して動作が自由になっている。   A disc-shaped coupling plate 27 is fixed to the rear end portion of the zoom lens slide bar 21 with a screw portion, and the coupling plate 27 has a laterally elongated hole. The coupling plate 27 is overlapped with the right end of the switching lever 19, and the switching lever pin 28 is passed through the circular hole of the switching lever 19 and the long hole of the coupling plate 27. Retaining rings 29 and 30 are attached to both ends, so that the zoom lens slide bar 21 can freely move with respect to the center of the switching lever pin 28.

同様に、フォーカスレンズ用スライドバー３１の後方の端部には、円板形状の結合板３７がネジ部で固定されており、結合板３７は横方向の長穴を有する。結合板３７が、切り替えレバー１９の左側の端部と重ねられており、切り替えレバー１９の円形の穴と結合板３７の長穴に切替えレバー用ピン３８が通されており、切替えレバー用ピン３８の両端に止め輪３９、４０が取り付けられ、これにより、フォーカスレンズ用スライドバー３１は切替えレバーピン３８の中心に対して動作が自由になっている。   Similarly, a disc-shaped coupling plate 37 is fixed to the rear end portion of the focus lens slide bar 31 with a screw portion, and the coupling plate 37 has a laterally elongated hole. The coupling plate 37 is overlapped with the left end of the switching lever 19, and the switching lever pin 38 is passed through the circular hole of the switching lever 19 and the long hole of the coupling plate 37. Retaining rings 39 and 40 are attached to both ends of the lens, so that the focus lens slide bar 31 is free to operate with respect to the center of the switching lever pin 38.

次に、変倍レンズ用スライドバー２１の構成を説明する。変倍レンズ用スライドバー２１は、右側の鏡胴内壁の付近で鏡胴内壁に沿って光軸方向に移動可能に配置されている。変倍レンズ用スライドバー２１は、下鏡胴１に設けた軸受け穴２２、２３に挿入されており、軸受け穴２２、２３内を直線的に摺動する。変倍レンズ用スライドバー２１には止め輪２５が取り付けられており、この止め輪２５が、軸受け穴２２の設けられた壁部に突き当たることで、変倍レンズ用スライドバー２１の摺動動作が規制される。すなわち、変倍レンズ用スライドバー２１の前方への可動範囲が止め輪２５の突当て構造で規定されている。   Next, the configuration of the zoom lens slide bar 21 will be described. The zoom lens slide bar 21 is arranged in the vicinity of the right inner lens barrel wall so as to be movable in the optical axis direction along the inner lens barrel wall. The zoom lens slide bar 21 is inserted into bearing holes 22 and 23 provided in the lower lens barrel 1 and slides linearly in the bearing holes 22 and 23. A retaining ring 25 is attached to the variable magnification lens slide bar 21, and the sliding movement of the variable magnification lens slide bar 21 is performed when the retaining ring 25 abuts against a wall portion where the bearing hole 22 is provided. Be regulated. That is, the movable range to the front of the zoom lens slide bar 21 is defined by the abutment structure of the retaining ring 25.

一方、フォーカスレンズ用スライドバー３１は、レンズを挟んで変倍レンズ用スライドバー２１と反対側に備えられており、その構成は変倍レンズ用スライドバー２１とほぼ同様である。フォーカスレンズ用スライドバー３１は、左側の鏡胴内壁の付近で鏡胴内壁に沿って光軸方向に移動可能に配置されている。フォーカスレンズ用スライドバー３１は、下鏡胴１に設けた軸受け穴３２、３３に挿入されており、軸受け穴３２、３３内を直線的に摺動する。フォーカスレンズ用スライドバー３１には止め輪３５が取り付けられており、この止め輪３５が、軸受け穴３２の設けられた壁部に突き当たることで、フォーカスレンズ用スライドバー３１の摺動動作が規制される。したがって、フォーカスレンズ用スライドバー３１の前方への可動範囲が止め輪３５の突当て構造で規定されている。   On the other hand, the focus lens slide bar 31 is provided on the opposite side of the zoom lens slide bar 21 across the lens, and the configuration thereof is substantially the same as the zoom lens slide bar 21. The focus lens slide bar 31 is arranged to be movable in the optical axis direction along the lens barrel inner wall in the vicinity of the left lens barrel inner wall. The focus lens slide bar 31 is inserted into the bearing holes 32 and 33 provided in the lower lens barrel 1 and slides linearly in the bearing holes 32 and 33. A retaining ring 35 is attached to the focus lens slide bar 31, and the sliding operation of the focus lens slide bar 31 is restricted when the retaining ring 35 abuts against a wall portion provided with the bearing hole 32. The Therefore, the movable range of the focus lens slide bar 31 forward is defined by the retaining structure of the retaining ring 35.

次にレンズの取付け部分の構成について説明する。レンズとしては変倍レンズ群２６とフォーカスレンズ群３６が設けられており、以下に説明するように、変倍レンズ群２６が変倍レンズ用スライドバー２１に取り付けられ、フォーカスレンズ群３６がフォーカスレンズ用スライドバー３１に取り付けられている。   Next, the configuration of the lens mounting portion will be described. As the lenses, a variable power lens group 26 and a focus lens group 36 are provided. As will be described below, the variable power lens group 26 is attached to the slide bar 21 for the variable power lens, and the focus lens group 36 is the focus lens. It is attached to the slide bar 31 for use.

変倍レンズ群２６は、下鏡胴１の前方に設けられた撮影窓に近い位置に配置されている。変倍レンズ群２６は、レンズを保持するカラーを有し、カラーからアームが両側に延びている。右側のアームの端部には円形の穴が設けられ、この穴に変倍レンズ用スライドバー２１が通され、アームが変倍レンズ用スライドバー２１の先端付近に止めネジ２４で固定されている。変倍レンズ群２６の左側のアームの端部には長穴５３が設けられており、この長穴５３にはフォーカスレンズ用スライドバー３１が摺動可能に通されている。   The variable power lens group 26 is disposed at a position close to a photographing window provided in front of the lower lens barrel 1. The variable magnification lens group 26 has a collar that holds the lens, and arms extend from the collar on both sides. A circular hole is provided at the end of the right arm, and the zoom lens slide bar 21 is passed through the hole, and the arm is fixed near the tip of the zoom lens slide bar 21 with a set screw 24. . A long hole 53 is provided at the end of the left arm of the zoom lens group 26, and the focus lens slide bar 31 is slidably passed through the long hole 53.

一方、フォーカスレンズ群３６は、変倍レンズ群２６よりも撮影窓から離れて配置されている。フォーカスレンズ群３６も変倍レンズ群２６と同様の構成を有しており、レンズを保持するカラーからアームが両側に延びている。そして、左側のアームの端部には円形の穴にフォーカスレンズ用スライドバー３１が通され、アームがフォーカスレンズ用スライドバー３１に止めネジ３４で固定されている。フォーカスレンズ群３６の右側のアームの端部には長穴５２が設けられており、この長穴５２には変倍レンズ用スライドバー２１が摺動可能に通されている。   On the other hand, the focus lens group 36 is arranged farther from the photographing window than the zoom lens group 26. The focus lens group 36 has the same configuration as the variable power lens group 26, and arms extend from both sides of the collar that holds the lens. A focus lens slide bar 31 is passed through a circular hole at the end of the left arm, and the arm is fixed to the focus lens slide bar 31 with a set screw 34. An elongated hole 52 is provided at the end of the right arm of the focus lens group 36, and the variable magnification lens slide bar 21 is slidably passed through the elongated hole 52.

図６は、レンズ移動装置１００が備えられるカメラ装置を例示している。カメラ装置１１０は、本実施の形態では監視カメラである。カメラ装置１１０は、樹脂製のハウジング１１２を有し、このハウジング１１２には透明な半球型のドーム１１４が備えられており、ドーム１１４内に、レンズ移動装置１００が、鏡胴およびカメラ部といった他の構成と共に配置されている。監視対象は、ドーム１１４を通し、そして、鏡胴先端の開口を通し、レンズ群を用いて撮影される。   FIG. 6 illustrates a camera device in which the lens moving device 100 is provided. The camera device 110 is a surveillance camera in the present embodiment. The camera device 110 includes a resin housing 112, and a transparent hemispherical dome 114 is provided in the housing 112. Inside the dome 114, the lens moving device 100 includes a lens barrel and a camera unit. It is arranged with the configuration. The object to be monitored is photographed using a lens group through the dome 114 and through the opening at the tip of the lens barrel.

以上のように構成されたレンズ移動機構について、図７を用いてその動作を説明する。図７は、図１の状態からレンズが移動したときのレンズ移動装置１００を示している。以下に説明するように、レンズ移動装置１００は、２焦点レンズとして機能する。   The operation of the lens moving mechanism configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the lens moving device 100 when the lens is moved from the state of FIG. As will be described below, the lens moving device 100 functions as a bifocal lens.

まず、図１では、形状記憶合金線９が常温状態にある。ねじりコイルバネ１５により欠歯歯車８が半時計回りに付勢されている。欠歯歯車８と噛みあう小歯車１８にも半時計回りの回転力が作用しており、切替えレバー１９にも同様の回転力が作用している。これにより、変倍レンズ用スライドバー２１は前方へ向かって押されており、同時にフォーカスレンズ用スライドバー３１が後方へ引かれている。変倍レンズ用スライドバー２１に取り付けられた止め輪２５が、軸受け穴２３が備えられた壁部に突き当たり、これにより動作が規制されている。そして、変倍レンズ用スライドバー２１およびフォーカスレンズ用スライドバー３１が位置決めされており、変倍レンズ群２６およびフォーカスレンズ群３６も位置決めされている。   First, in FIG. 1, the shape memory alloy wire 9 is in a normal temperature state. The toothless gear 8 is biased counterclockwise by the torsion coil spring 15. A counterclockwise rotational force acts on the small gear 18 that meshes with the partial gear 8, and a similar rotational force acts on the switching lever 19. As a result, the zoom lens slide bar 21 is pushed forward, and at the same time, the focus lens slide bar 31 is pulled backward. The retaining ring 25 attached to the zoom lens slide bar 21 abuts against the wall portion provided with the bearing hole 23, and the operation is restricted thereby. The zoom lens slide bar 21 and the focus lens slide bar 31 are positioned, and the zoom lens group 26 and the focus lens group 36 are also positioned.

図１の状態では、ねじりコイルばね１５により欠歯歯車８が半時計回りに付勢されており、これに伴い、形状記憶合金線９は、永久ひずみを起こさない範囲で延びている。この状態から、形状記憶合金線９の両端の割りピン１１、１２に電圧が加えられる。電圧は例えば直流電圧またはパルス電圧である。例えば、遠隔操作でフォーカスの切替えが指示されると、図示しないカメラ制御コンピュータにより電圧供給線のスイッチが閉じられ、電圧が加えられる。電圧が加わると、電流によるジュール熱が生じ、これにより形状記憶合金線９が加熱される。   In the state of FIG. 1, the toothless gear 8 is biased counterclockwise by the torsion coil spring 15, and accordingly, the shape memory alloy wire 9 extends in a range in which permanent distortion does not occur. From this state, a voltage is applied to the split pins 11 and 12 at both ends of the shape memory alloy wire 9. The voltage is, for example, a DC voltage or a pulse voltage. For example, when the focus switching is instructed by remote operation, a switch of the voltage supply line is closed and a voltage is applied by a camera control computer (not shown). When voltage is applied, Joule heat is generated due to electric current, thereby heating the shape memory alloy wire 9.

図７は、形状記憶合金線９が加熱されたときのレンズ移動装置１００を示している。形状記憶合金線９は、加熱により、記憶された形状へ戻る。ここでは、形状記憶合金線９が縮み、欠歯歯車８の突起部１０を引き、これにより欠歯歯車８は時計方向に旋回する。   FIG. 7 shows the lens moving device 100 when the shape memory alloy wire 9 is heated. The shape memory alloy wire 9 returns to the memorized shape by heating. Here, the shape memory alloy wire 9 is contracted, and the protrusion 10 of the toothless gear 8 is pulled, whereby the toothless gear 8 turns clockwise.

このとき、形状記憶合金線９のひずみは小さく、前述のように１％程度である。したがって、線長の変化も小さく、欠歯歯車８の回動方向の変位（旋回の移動量）も小さい。しかし、この微小な変位は小歯車１８で拡大される。すなわち、欠歯歯車８と小歯車１８のギア比に応じて欠歯歯車８の変位量が小歯車１８で拡大される。小歯車１８も欠歯歯車８と同じく時計回りに回動する。   At this time, the distortion of the shape memory alloy wire 9 is small and is about 1% as described above. Therefore, the change in the line length is small, and the displacement (the amount of turning movement) in the rotational direction of the toothless gear 8 is also small. However, this minute displacement is magnified by the small gear 18. That is, the displacement amount of the partial gear 8 is enlarged by the small gear 18 in accordance with the gear ratio between the partial gear 8 and the small gear 18. The small gear 18 also rotates in the clockwise direction, similarly to the toothless gear 8.

そして、この拡大された変位が、切り替えレバー１９を介して変倍レンズ用スライドバー２１およびフォーカスレンズ用スライドバー３１に伝達される。切り替えレバー１９が小歯車１８と共に時計回りに旋回し、変倍レンズ用スライドバー２１が後方に引かれ、フォーカスレンズ用スライドバー３１が前方に押される。このとき、レバー長さと小歯車１８の径との比率に応じて小歯車１８の変位が拡大される。このようにレバーを設けた構成により、形状記憶合金線９の変位がさらに拡大されている。   The enlarged displacement is transmitted to the zoom lens slide bar 21 and the focus lens slide bar 31 via the switching lever 19. The switching lever 19 rotates clockwise together with the small gear 18, the zoom lens slide bar 21 is pulled backward, and the focus lens slide bar 31 is pushed forward. At this time, the displacement of the small gear 18 is enlarged according to the ratio between the lever length and the diameter of the small gear 18. Thus, the displacement of the shape memory alloy wire 9 is further expanded by the structure provided with the lever.

切り替えレバー１９が時計回りに回ると、フォーカスレンズ用スライドバー３１に固定された止め輪３５が、軸受け穴３３が備えられた壁部に突き当たり、これにより動作が規制され、そして、フォーカスレンズ用スライドバー３１および変倍レンズ用スライドバー２１が位置決めされ、変倍レンズ群２６およびフォーカスレンズ群３６も位置決めされる。   When the switching lever 19 rotates clockwise, the retaining ring 35 fixed to the focus lens slide bar 31 comes into contact with the wall portion provided with the bearing hole 33, thereby restricting the operation, and the focus lens slide. The bar 31 and the zoom lens slide bar 21 are positioned, and the zoom lens group 26 and the focus lens group 36 are also positioned.

次に、形状記憶合金線９への電流供給を停止すると、形状記憶合金線９の温度が下がり、形状記憶合金線９は再びねじりスプリング１５の付勢力で延び、欠歯歯車８および小歯車１８が半時計回りに回り、レンズ移動装置１００は図１の状態に戻る。   Next, when the current supply to the shape memory alloy wire 9 is stopped, the temperature of the shape memory alloy wire 9 is lowered, the shape memory alloy wire 9 is again extended by the urging force of the torsion spring 15, and the toothless gear 8 and the small gear 18. Turns counterclockwise, and the lens moving device 100 returns to the state shown in FIG.

以上の動作において、図１と図７を比較すると、図７では、変倍レンズ群２６が後方に下がり、フォーカスレンズ群３６が前方に出ており、両者の間隔が狭まっている。図１が広角側の配置に相当し、図７が望遠側に相当する。このように、本実施の形態では２つのレンズ配置を切り替えることができる。変倍レンズ用スライドバー２１とフォーカスレンズ用スライドバー３１は差動式に動作しており、変倍レンズ群２６とフォーカスレンズ群３６は相対的に動作しており、２焦点レンズの機能を果たすことができている。   In the above operation, when FIG. 1 is compared with FIG. 7, in FIG. 7, the variable power lens group 26 is lowered to the rear and the focus lens group 36 is protruded to the front, and the distance between the two is reduced. 1 corresponds to the arrangement on the wide angle side, and FIG. 7 corresponds to the telephoto side. Thus, in the present embodiment, the two lens arrangements can be switched. The variable magnification lens slide bar 21 and the focus lens slide bar 31 operate in a differential manner, and the variable magnification lens group 26 and the focus lens group 36 operate relatively, and serve as a bifocal lens. Is able to.

以上に説明したように、本発明の実施の形態のレンズ移動装置は、形状記憶合金線をコイルバネ形状に成形せず、永久変形を起こさないひずみ量の範囲内で線材としてそのまま使用している。そのために、形状記憶合金線自体が生じる変位量は小さい。しかし、本実施の形態では、形状記憶合金線の変位量を機構的に拡大しているので、レンズ移動装置として充分な変位量を持つことができる。高価な形状記憶合金の使用量を減らし、成形加工コストを低減することができ、これらによってレンズ移動装置のコストを低減できる。   As described above, in the lens moving device according to the embodiment of the present invention, the shape memory alloy wire is not formed into a coil spring shape, and is used as it is as a wire within a range of a strain amount that does not cause permanent deformation. Therefore, the amount of displacement generated by the shape memory alloy wire itself is small. However, in the present embodiment, since the displacement amount of the shape memory alloy wire is mechanically enlarged, the lens moving device can have a sufficient displacement amount. The amount of expensive shape memory alloy used can be reduced and the molding process cost can be reduced, thereby reducing the cost of the lens moving device.

なお、上記の実施の形態において、切り替えレバー１９の中心と変培レンズ用スライドバー側の距離と、切り替えレバー１９の中心とフォーカスレンズ用スライドバー３１側の距離の比率を変化させてもよい。この比率を変化させると、変倍レンズ群２６とフォーカスレンズ群３６の夫々の動作遷移を変化させることができる。   In the above embodiment, the distance between the center of the switching lever 19 and the change lens slide bar side and the distance between the center of the switching lever 19 and the focus lens slide bar 31 side may be changed. When this ratio is changed, the operation transitions of the variable power lens group 26 and the focus lens group 36 can be changed.

また、上記の実施の形態の変形例として、形状記憶合金線は、一端が歯車に取り付けられ、他端が鏡胴等に取り付けられてもよい。この例のように、形状記憶合金線の取付の構成は上記の実施の形態に限定されず、変形によって回動を起こすことができればよい。ただし、上記の実施の形態の構成、すなわち、形状記憶合金線を回動部材で折り返す構成は、両端に電流を供給することで形状記憶合金線を容易に加熱できる点で有利である。   As a modification of the above embodiment, the shape memory alloy wire may have one end attached to a gear and the other end attached to a lens barrel or the like. As in this example, the configuration of attaching the shape memory alloy wire is not limited to the above-described embodiment, and it is sufficient that the shape memory alloy wire can be turned by deformation. However, the configuration of the above-described embodiment, that is, the configuration in which the shape memory alloy wire is folded by the rotating member is advantageous in that the shape memory alloy wire can be easily heated by supplying current to both ends.

また、上記の実施の形態の変形例として、欠歯歯車の代わりに、円形の歯車が備えられてもよい。ただし、欠歯歯車を使うことで、内歯歯車の占めるスペースを小さくでき、同じスペースでもより大きな内歯歯車を備えることが可能となり、形状記憶合金線の変形をより大きく拡大できる。   In addition, as a modification of the above-described embodiment, a circular gear may be provided instead of the missing gear. However, by using the toothless gear, the space occupied by the internal gear can be reduced, and a larger internal gear can be provided even in the same space, and the deformation of the shape memory alloy wire can be greatly expanded.

また、上記の実施の形態の変形例として、内歯歯車と外歯歯車の組合せの代わりに別のタイプの回動伝達機構が備えられてもよい。この回動伝達機構は、駆動側の回動を被駆動側で増大する機構であればよい。例えば、２つの外歯歯車が噛みあわされてもよく、この場合は、駆動側よりも被駆動側が小型の歯車で構成され、また、駆動側歯車には、例えば、周方向の溝が側面に設けられ、この溝に形状記憶合金線が巻き付けられる。また、回動伝達機構は中継歯車を含む３つ以上の歯車で構成されてもよい。また、回動伝達機構はベルト、チェーン等の他のタイプでもよい。   As a modification of the above embodiment, another type of rotation transmission mechanism may be provided instead of the combination of the internal gear and the external gear. This rotation transmission mechanism may be a mechanism that increases the rotation on the driving side on the driven side. For example, two external gears may be engaged with each other. In this case, the driven side is configured with a smaller gear than the driving side, and the driving side gear has, for example, a circumferential groove on the side surface. A shape memory alloy wire is wound around the groove. Further, the rotation transmission mechanism may be composed of three or more gears including a relay gear. The rotation transmission mechanism may be another type such as a belt or a chain.

また、上記の実施の形態では、レバーおよびスライドバーがリンク機構を構成しており、本発明の変換機構として、形状記憶合金線のひずみに起因する回動をレンズの移動に変換している。これに対して、変換機構は、上述のようなレバーおよびスライドバーでなくてもよい。本発明の範囲内で変換機構は例えば他のリンク機構でもよく、また、ピニオンギアでもよく、回転運動をレンズの光軸方向の直線運動に変換できればよい。   Moreover, in said embodiment, the lever and the slide bar comprise the link mechanism, and the rotation resulting from the distortion | strain of a shape memory alloy wire is converted into the movement of a lens as a conversion mechanism of this invention. On the other hand, the conversion mechanism may not be the lever and the slide bar as described above. Within the scope of the present invention, the conversion mechanism may be, for example, another link mechanism, or may be a pinion gear, as long as it can convert rotational motion into linear motion in the optical axis direction of the lens.

さらに、上記の実施の形態の変形例として、内歯歯車と外歯歯車のような回動伝達機構が廃止されてもよい。一例としては、単なる円板が回動機構として設けられ、円板に形状記憶合金線が巻き付けられるとともに、切り替えレバーが一体に設けられる。形状記憶合金線は、切り替えレバーの回動軸に直接巻き付けられてもよく、この場合にはレバーそのものが回動機構である。このような構成では、回動伝達部分での変位拡大効果は得られないが、レバーを備えたリンク機構による変位拡大効果は得ることができる。同様の観点で、回動伝達機構が設けられているものの、回動の変位を増大しない構成であってもよい。   Furthermore, as a modification of the above embodiment, a rotation transmission mechanism such as an internal gear and an external gear may be eliminated. As an example, a simple disk is provided as a rotation mechanism, a shape memory alloy wire is wound around the disk, and a switching lever is integrally provided. The shape memory alloy wire may be directly wound around the rotation shaft of the switching lever, and in this case, the lever itself is the rotation mechanism. In such a configuration, the displacement expansion effect at the rotation transmission portion cannot be obtained, but the displacement expansion effect by the link mechanism including the lever can be obtained. From the same point of view, although a rotation transmission mechanism is provided, a configuration that does not increase the displacement of rotation may be used.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that those skilled in the art can modify the above-described embodiments within the scope of the present invention.

以上のように、本発明にかかるレンズ移動装置は、形状記憶合金を備えながらも低コストに構成でき、カメラ撮影装置等のレンズ移動装置として有用である。   As described above, the lens moving device according to the present invention can be configured at a low cost while having a shape memory alloy, and is useful as a lens moving device for a camera photographing device or the like.

本発明の実施の形態におけるレンズ移動装置の平面図The top view of the lens moving device in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態におけるレンズ移動装置の分解図Exploded view of a lens moving device in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるレンズ移動装置の斜視図The perspective view of the lens movement apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるレンズ移動装置の斜視図The perspective view of the lens movement apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における欠歯歯車部の詳細図Detailed view of the toothless gear portion in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるカメラ装置の斜視図The perspective view of the camera apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるレンズ移動装置の平面図The top view of the lens moving device in an embodiment of the invention

符号の説明Explanation of symbols

１ 下鏡胴
２ 固定レンズ付カメラ部
８ 欠歯歯車
９ 形状記憶合金線
１５ ねじりコイルバネ
１８ 小歯車
１９ 切り替えレバー
２１ 変倍レンズ用スライドバー
２６ 変倍レンズ群
３１ フォーカスレンズ用スライドバー
３６ フォーカスレンズ群
４１ 上鏡胴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower lens barrel 2 Camera part with a fixed lens 8 Partial gear 9 Shape memory alloy wire 15 Torsion coil spring 18 Small gear 19 Switching lever 21 Zoom lens slide bar 26 Variable lens group 31 Focus lens slide bar 36 Focus lens group 41 Upper lens barrel

Claims (6)

内歯歯車と、
線長の変化によって前記内歯歯車を回動させるように前記内歯歯車に巻き付けられた形状記憶合金線と、
前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、
前記外歯歯車の回動をレンズの移動に変換する変換機構と、
を備えることを特徴とするレンズ移動装置。 An internal gear,
A shape memory alloy wire wound around the internal gear so as to rotate the internal gear according to a change in wire length;
An external gear meshing with the internal gear;
A conversion mechanism that converts rotation of the external gear into movement of a lens;
A lens moving device comprising: 前記内歯歯車は欠歯歯車であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動装置。   The lens moving device according to claim 1, wherein the internal gear is a toothless gear. 前記変換機構は、
前記外歯歯車とともに回動するレバーと、
前記レバーに回動自在に連結され、変倍レンズとともにスライドする変倍レンズ用スライドバーと、
前記外歯歯車を挟んで前記変倍レンズ用スライドバーと反対側で前記レバーに回動自在に連結され、フォーカスレンズとともにスライドするフォーカスレンズ用スライドバーと、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ移動装置。 The conversion mechanism is
A lever that rotates together with the external gear;
A variable-power lens slide bar that is pivotally connected to the lever and slides together with the variable-power lens;
A focus lens slide bar that is pivotally connected to the lever on the opposite side of the external gear to the zoom lens slide bar and slides together with the focus lens;
The lens moving device according to claim 1, further comprising: 駆動側部材の回動角を被駆動側部材へ増大して伝達する回動伝達機構と、
前記回動伝達機構の前記駆動側部材に、線長の変化によって前記駆動側部材を回動させるように取り付けられた形状記憶合金線と、
前記回動伝達機構の前記被駆動側部材の回動をレンズの移動に変換する変換機構と、
を備えることを特徴とするレンズ移動装置。 A rotation transmission mechanism that increases and transmits the rotation angle of the driving side member to the driven side member;
A shape memory alloy wire attached to the drive side member of the rotation transmission mechanism so as to rotate the drive side member according to a change in wire length;
A conversion mechanism that converts rotation of the driven member of the rotation transmission mechanism into movement of a lens;
A lens moving device comprising: 形状記憶合金線が線長の変化によって回動を生じさせるように取り付けられた回動機構と、
前記回動機構とともに回動するレバーと、
前記レバーに回動自在に連結され、レンズとともにスライドするスライドバーと、
を備えることを特徴とするレンズ移動装置。 A turning mechanism attached so that the shape memory alloy wire is turned by changing the wire length;
A lever that rotates together with the rotation mechanism;
A slide bar that is pivotally connected to the lever and slides with the lens;
A lens moving device comprising: 請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ移動装置を備える監視カメラ。   A surveillance camera comprising the lens moving device according to claim 1.

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