JP3205031B2 - レンズ鏡筒およびモーター駆動装置 - Google Patents

レンズ鏡筒およびモーター駆動装置

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JP3205031B2
JP3205031B2 JP04886192A JP4886192A JP3205031B2 JP 3205031 B2 JP3205031 B2 JP 3205031B2 JP 04886192 A JP04886192 A JP 04886192A JP 4886192 A JP4886192 A JP 4886192A JP 3205031 B2 JP3205031 B2 JP 3205031B2
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モーターを内蔵したレ
ンズ鏡筒及びモーター駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、オートフォーカス動作とマニュア
ルフォーカス動作とを選択的に行なえるように構成され
ている公知のオートフォーカスカメラにおいては、オー
トフォーカス動作からマニュアルフォーカス動作への切
換えやマニュアルフォーカス動作からオートフォーカス
動作への切換えをカメラ使用者が行なおうとする場合に
は、カメラ外部に設けてある切換え操作部材を操作する
ことが必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では撮影時において、自動合焦モードを選択していた
場合、自動合焦不能になった時、または自動合焦後微調
整したい時には外部操作部材の操作により手動合焦モー
ドに切換えて手動合焦操作させる必要がある為、速写性
に劣り撮影チャンスを逃がしてしまうという欠点があっ
た。
【0004】一方円環形状の超音波モーターをオートフ
ォーカスの駆動源としてレンズ鏡筒に使用する場合、ギ
ヤ等の伝達機構を用いずに、回転出力を直接フォーカス
レンズに付与することができ、例えばオート駆動と、マ
ニュアル駆動とを何等の切り換え操作を行なうことなく
可能とする為にフォーカスレンズとモーターとの間に差
動機構を設けたりすることが提案されている。
【0005】しかしながら円環形状の形式の超音波モー
ターは、製作コストの点において不利である為、棒状超
音波モーターをオートフォーカスの駆動源としたものが
提案されている。
【0006】この棒状超音波モーターは円環形状の超音
波モーターのようにレンズを取り囲むように配置するこ
とができないため、伝達機構を介して出力部材の回転力
をフォーカスレンズに伝達している。このような棒状超
音波モーター搭載のレンズ鏡筒では上述した外部操作に
よる切換えなしにオートフォーカス、マニュアルフォー
カスの切換えができる方式は提案されていない。
【0007】本発明の目的は、棒状超音波モーター等を
駆動源とし、無操作によってオートとマニュアルフォー
カスの切換ができるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の駆動に好
適なモーター駆動装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、モーター
からの回転力を伝達する第一ギヤと、手動操作手段から
の回転力を伝達する第二ギヤと、前記第一ギヤ、第二ギ
ヤにより挟持される複数の回転部材と、前記回転部材を
支持すると共に被駆動部材と連結される第三ギヤと、前
記第一ギヤ、第二ギヤ、第三ギヤを同軸に配置させギヤ
ると共に、前記第一ギヤと前記第二ギヤを前記回転部材
を介して加圧する加圧部材とを有し、前記モーター又は
前記手動操作手段で、前記第一ギヤ又は前記第二ギヤを
回転させることによって、前記回転部材を前記第1ギ
ヤ、第2ギヤ、第3ギヤの回転中心に対して公転させて前
記第三ギヤを該回転中心に対して従動回転させ、前記被
駆動部材を駆動させることを特徴としたレンズ鏡筒にあ
る。第2の発明は、上記第1の発明で、前記モーター
は、ステータとローターとの摩擦力により回転駆動する
棒状超音波モーターであり、該棒状超音波モーターの出
力により前記第一ギヤが回転駆動される時には、前記第
二ギヤが回転しないように前記手動操作手段の摩擦抵抗
が決定されており、また、該手動操作手段により前記第
二ギヤが回転される時には、前記棒状超音波モーターの
前記ステータとローター間の摩擦抵抗により前記第一ギ
ヤが回転しないように構成されていることを特徴とし
た。第3の発明は、上記第1の発明で、前記被駆動部材
はフォーカスレンズを光軸方向に移動させるための部材
であることを特徴とする。第4の発明は、モーターから
の回転力を伝達する第一ギヤと、手動操作手段からの回
転力を伝達する第二ギヤと、前記第一ギヤ、第二ギヤに
より挟持される複数の回転部材と、前記回転部材を支持
すると共に被駆動部材と連結される第三ギヤと、前記第
一ギヤ、第二ギヤ、第三ギヤを同軸に配置させると共
に、前記第一ギヤと前記第二ギヤを前記回転部材を介し
て加圧する加圧部材とを有し、前記モーター又は前記手
動操作手段で、前記第一ギヤ又は前記第二ギヤを回転さ
せることによって、前記回転部材を前記第1ギヤ、第
2、第3ギヤの回転中心に対して公転させて前記第三ギ
ヤを該回転中心に対して従動回転させ、前記被駆動部材
を駆動させることを特徴としたモーター駆動装置にあ
る。
【0009】
【実施例】以下本発明を図1及び図2に示す実施例に基
づいて説明する。
【0010】図1は棒状超音波モーターの出力を伝達す
るギヤユニットの断面図である。図においてBは棒状超
音波モーターであり、その内部の構造を説明する。
【0011】51は金属材料からなる円柱形状の振動弾
性体、52は振動弾性体51の外径と同径の外径を有す
る金属材料からなる押え体、53a〜53dは振動弾性
体51の外径と同径の外径に形成された円環形状の圧電
素子板、54a〜54dは圧電素子板53a〜53dの
電極板であり、振動弾性体1と押え体52との間に、該
電極板54a〜54d、圧電素子板53a〜53dを配
設し、ボルト55を押え体52を通して振動弾性体51
に螺着することにより、これらを一体に固定し、超音波
モーターBのステータ(振動子)を構成している。
【0012】超音波モーターBは、ステータの電極板5
4a〜54dに不図示の電源回路から位相の異なる交流
電圧を印加することにより、圧電素子板53a〜53d
が機械的振動をステータに形成し、これら振動の合成に
よってステータに縄飛びのような運動を励起し、ステー
タの前端部に摩擦接触する後記のローター56を摩擦駆
動する。56はローターで、後端部(摩擦接触部)56
aを振動弾性体51の平面部51aに当接させ、後記す
る加圧バネ60による加圧により適切な摩擦力を得てい
る。
【0013】57は歯車57aを有する回転出力部材
で、ローター56との間で一体化している。この歯車5
7aは、ローター56の回転を外部に伝達するためのも
のである。
【0014】また、回転出力部材57の内径部にベアリ
ング58を設け、このベアリング58の内径部に中空の
軸59を嵌入することで、ローター56及び回転出力部
材57とを回転可能としている。
【0015】軸59は、ボルト55の摺動部55aに嵌
合することで、ステータの軸心と一致させている。60
は加圧バネであり、軸59の段部59aを押圧すること
で、フランジ部59bによりベアリング58を押圧し、
その押圧力で振動弾性体51とローター56との間に摩
擦力が発生するように構成している。
【0016】加圧バネ60の加圧力は、平板形状の保持
部材61の孔部61aをボルト55の先端部に形成され
たピン部55bに挿入し、例えば接着剤により固着する
といった周知の方法で固定することで発生させている。
以上が超音波モーターBの構成である。
【0017】この超音波モーターBは、保持部材61を
固定部材であるモーター地板72にビス14,15によ
りビス止めすることにより固定される。なお、超音波モ
ーターのステータを支持するに際し、ステータに励起さ
れる振動に影響を与えないようにすることが必要であ
り、ステータの端は振動の腹位置となり、径方向におけ
る変位があるのみで、しかも該変位は実際には微小であ
るため、ステータの一端であるピン部55bで固定する
ことにより、ステータの振動に影響を与えることはな
い。
【0018】回転出力部材57とローター56とのフリ
クション結合のフリクション力は、加圧バネ60により
発生し、その力は振動弾性体51とローター56との摩
擦力よりも小さく(摩擦係数が小さくなるように)設定
されている。
【0019】すなわち、回転出力部材57に外部から回
転力を与えても、ローター56はステータに対する摩擦
力が出力部材57に対する摩擦力よりも大きいために回
転することはなく、回転出力部材57のみが回転するこ
とになる。
【0020】図1において、76は回転出力部材57の
回転をAF駆動ギヤ77に伝達するギヤで、77はギヤ
76からの回転を回転部材としてのボール部材79に伝
達するAF駆動ギヤ、78はマニュアル操作手段からの
回転をギヤ83→ギヤ84と伝達してボール部材79に
伝達するギヤ、79はギヤ77とギヤ78によって挟持
され、ギヤ77、ギヤ78の回転力をギヤ77との摩擦
力、ギヤ78との摩擦力によりギヤ軸82を中心にころ
がり公転をすることによって、ギヤ81を従動回転させ
るボール部材、80は加圧部材でギヤ77とボール部材
79、ギヤ78とボール部材79との間に摩擦力を発生
させている。81は、ボール部材79を円周上の穴に持
ちボール部材79のころがり公転によって従動回転し、
ギヤ86→ギヤ87→レンズ移動手段と伝達するギヤ、
82は前記のギヤ77、ギヤ78、ギヤ81を同軸に配
するためのギヤ軸で、ギヤ77、ギヤ78、ギヤ81は
嵌合しており、自由に回転するようになっている。ギヤ
83はギヤ84の固定軸に固定され、マニュアル操作手
段からの回転を伝達する。ギヤ87は、ギヤ83と同
様、ギヤ86の固定軸に固定され、ギヤ81からの回転
をレンズ移動手段に伝達する。
【0021】次に、図2において、85はマニュアル操
作筒で、マニュアル駆動のために、マニュアル操作筒8
5に設けられたギヤ部85aにギヤ83が噛合してい
る。88は回転筒で、出力駆動のために設けられたギヤ
部88bにギヤ87が噛合し、定位置回転するようにな
っている。また、ストッパーキー91により回転角が規
制されている。また、この回転筒88の設けられたヘリ
コイドネジ部88aに、レンズLを有するフォーカスズ
ームを行なう直進筒89のヘリコイドネジ部89aがヘ
リコイド結合している。また、この直進筒89には回転
を禁止する直進キー92が嵌挿している。90は固定筒
で、モーター地板72、直進キー92が固定されてい
る。
【0022】以下、モーター駆動装置及びレンズ鏡筒の
動きを詳細に説明する。
【0023】まず、自動合焦の際には、不図示のカメラ
に設けられた不図示の駆動回路により、レンズ駆動信号
を受けると、モーターBの電極板54a〜54dに交流
電圧が印加されることになり、前述した如くローター5
6が所定方向に回転することになる(回転方向は、印加
する例えば位相の異なる2つの交流電圧の位相の進みを
逆にすることにより行われる)。ローター56の回転に
より、ローター56と摩擦結合している回転出力部材5
7も回転することになり、その回転出力がギヤ76→ギ
ヤ77と伝達される。この際、ギヤ77とギヤ軸82の
接触部77aにおける摩擦抵抗は回転筒88の摩擦抵抗
よりも小さくなるよう設定されている。そして、ボール
部材79はギヤ77とギヤ78に挟持され、加圧部材8
0によって加圧されているため、ギヤ77とボール部材
79、ボール部材79とギヤ78との間に摩擦力が働
く。ここで、ギヤ78と連動しているマニュアル操作筒
85には、ギヤ78とボール部材79との間の摩擦抵抗
よりも大きな摩擦抵抗を持っており、自動合焦動作の時
には、マニュアル操作筒85は回転しない。したがって
ギヤ78は回転せず、ギヤ77の回転がボール部材79
に伝達され、ボール部材79がギヤ軸を中心にころがり
公転をすることによってギヤ81が従動回転する。そし
て、ギヤ81→ギヤ86→ギヤ87と回転が出力され
る。ギヤ87から出力された回転により、回転筒88は
定位置回転し、この回転筒88にヘリコイド結合してい
る直進筒89は、直進キー92によって案内されて直進
し、自動合焦動作が行われる。この場合、直進キー92
はビス94にて固定筒90に固定されている。
【0024】一方、手動合焦の際には、マニュアル操作
筒85に外部から回転力が付与されると、マニュアル操
作筒85のギヤ部85aに噛合しているギヤ83に回転
され、ギヤ84→ギヤ78と伝達される。そして、自動
合焦の際とは逆に、今度は超音波モーターBのローター
とステータとの摩擦抵抗がギヤ77とボール部材79と
の摩擦抵抗よりも大きいため、ギヤ77は回転せず、ギ
ヤ78とボール部材79との摩擦力によってギヤ78の
回転がボール部材79に伝達され、ボール部材79がギ
ヤ軸を中心にころがり公転をすることによってギヤ81
が従動回転する。そして、自動合焦の際と同様に、ギヤ
86→ギヤ87と伝達され、回転筒88が定位置回転
し、直進筒89が直進し、手動合焦動作が行われる。
【0025】なお、本実施例では、ギヤ77とギヤ81
との回転比及びギヤ78とギヤ81との回転比はそれぞ
れ2:1となるように設計されている。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、同軸に3つのギヤを配
置すると共に真中のギヤに複数の回転部材を配置したに
より、フォーカスレンズ等の被駆動部材のモーター駆動
とマニュアル駆動との切り換えを自動‐手動切換操作部
材を操作する必要なしに行なうことができ、特にモータ
ーに棒状の超音波モーターを用いる場合には、モーター
駆動とマニュアル駆動との切換のための構成を簡単化で
き、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すモーターユニットの断面
図。
【図2】図1のモーターユニットを組込んだレンズ鏡筒
の断面図。
【符号の説明】
B…棒状超音波モーター 51…振動弾性体(ステータ) 53…圧電素子板 56…ローター 57…回転出力部材 60…加圧バネ 65〜67…ギヤ 76,77,78…ギヤ 79…ボール部材 81…ギヤ 83,84,86,87…ギヤ 85…マニュアル操作筒 88…回転筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−182709(JP,A) 特開 平1−124808(JP,A) 特開 平2−253214(JP,A) 特開 昭63−311221(JP,A) 特開 昭63−226610(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/04 - 7/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モーターからの回転力を伝達する第一ギ
    ヤと、 手動操作手段からの回転力を伝達する第二ギヤと、 前記第一ギヤ、第二ギヤにより挟持される複数の回転部
    材と、 前記回転部材を支持すると共に被駆動部材と連結される
    第三ギヤと、 前記第一ギヤ、第二ギヤ、第三ギヤを同軸に配置させ
    と共に、前記第一ギヤと前記第二ギヤを前記回転部材を
    介して加圧する加圧部材とを有し、 前記モーター又は前記手動操作手段で、前記第一ギヤ又
    は前記第二ギヤを回転させることによって、前記回転部
    材を前記第1ギヤ、第2ギヤ、第3ギヤの回転中心に対し
    公転させて前記第三ギヤを該回転中心に対して従動回
    転させ、前記被駆動部材を駆動させることを特徴とした
    レンズ鏡筒。
  2. 【請求項2】 請求項において、前記モーターは、ス
    テータとローターとの摩擦力により回転駆動する棒状超
    音波モーターであり、該棒状超音波モーターの出力によ
    り前記第一ギヤが回転駆動される時には、前記第二ギヤ
    が回転しないように前記手動操作手段の摩擦抵抗が決定
    されており、また、該手動操作手段により前記第二ギヤ
    が回転される時には、前記棒状超音波モーターの前記ス
    テータとローター間の摩擦抵抗により前記第一ギヤが回
    転しないように構成されていることを特徴としたレンズ
    鏡筒。
  3. 【請求項3】 前記被駆動部材はフォーカスレンズを光
    軸方向に移動させるための部材であることを特徴とする
    請求項1のレンズ鏡筒。
  4. 【請求項4】 モーターからの回転力を伝達する第一ギ
    ヤと、 手動操作手段からの回転力を伝達する第二ギヤと、 前記第一ギヤ、第二ギヤにより挟持される複数の回転部
    材と、 前記回転部材を支持すると共に被駆動部材と連結される
    第三ギヤと、 前記第一ギヤ、第二ギヤ、第三ギヤを同軸に配置させる
    と共に、前記第一ギヤと前記第二ギヤを前記回転部材を
    介して加圧する加圧部材とを有し、 前記モーター又は前記手動操作手段で、前記第一ギヤ又
    は前記第二ギヤを回転 させることによって、前記回転部
    材を前記第1ギヤ、第2、第3ギヤの回転中心に対して
    公転させて前記第三ギヤを該回転中心に対して従動回転
    させ、前記被駆動部材を駆動させることを特徴としたモ
    ーター駆動装置。
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