JPH11160599A - レンズ駆動装置 - Google Patents
レンズ駆動装置Info
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- JPH11160599A JPH11160599A JP9322987A JP32298797A JPH11160599A JP H11160599 A JPH11160599 A JP H11160599A JP 9322987 A JP9322987 A JP 9322987A JP 32298797 A JP32298797 A JP 32298797A JP H11160599 A JPH11160599 A JP H11160599A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide shaft
- lens
- driving device
- shaft
- frame
- Prior art date
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- Lens Barrels (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 案内軸をセラミック圧電素子等で微少振動さ
せることで、案内軸とレンズの移動枠のブッシュ部等と
の間に働く摩擦抵抗を低減できるレンズ駆動装置を提供
する。 【解決手段】 移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記
案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッ
シュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動
装置において、前記案内軸の一端に前記案内軸方向と平
行に振動する電気−機械エネルギ変換手段を備えたこと
を特徴とするレンズ駆動装置である。
せることで、案内軸とレンズの移動枠のブッシュ部等と
の間に働く摩擦抵抗を低減できるレンズ駆動装置を提供
する。 【解決手段】 移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記
案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッ
シュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動
装置において、前記案内軸の一端に前記案内軸方向と平
行に振動する電気−機械エネルギ変換手段を備えたこと
を特徴とするレンズ駆動装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレンズ駆動装置に係
わり、更に詳しくはカメラやビデオカメラあるいは複写
機等に用いるレンズ駆動装置の改良に関する。
わり、更に詳しくはカメラやビデオカメラあるいは複写
機等に用いるレンズ駆動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、移動レンズ枠を案内する案内
軸と、前記案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動
可能なブッシュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有する
レンズ駆動装置が知られている。従来例の一例として、
特開平４−１７７２０６号に開示されたレンズ駆動装置
により説明する。図７は従来例のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの要部構成断面図である。更に詳しく
は、図７（ａ）はレンズ駆動装置を有する要部構成光軸
断面図で、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ断面図であ
る。図７で、ビデオカメラに搭載されるレンズ駆動装置
を有するレンズユニットで、光学系は固定レンズ群と可
動レンズ群で構成されている。光学系の最先端に位置す
る第１レンズ群Ｌ１１と、被写体側から数えて３番目に
位置する第３レンズ群Ｌ１３と、５番目に位置する第５
レンズ群Ｌ１５とがいずれも固定レンズ群として構成さ
れいる。また、被写体側から数えて２番目と４番目に位
置する第２レンズ群（バリエータ）Ｌ１２と、第４レン
ズ群（マスターレンズ）Ｌ１４とが共に可動レンズ群と
して構成されている。更に、結像側に位置する光学部品
はＣＣＤ光学部品１０２として構成されている。
軸と、前記案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動
可能なブッシュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有する
レンズ駆動装置が知られている。従来例の一例として、
特開平４−１７７２０６号に開示されたレンズ駆動装置
により説明する。図７は従来例のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの要部構成断面図である。更に詳しく
は、図７（ａ）はレンズ駆動装置を有する要部構成光軸
断面図で、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ断面図であ
る。図７で、ビデオカメラに搭載されるレンズ駆動装置
を有するレンズユニットで、光学系は固定レンズ群と可
動レンズ群で構成されている。光学系の最先端に位置す
る第１レンズ群Ｌ１１と、被写体側から数えて３番目に
位置する第３レンズ群Ｌ１３と、５番目に位置する第５
レンズ群Ｌ１５とがいずれも固定レンズ群として構成さ
れいる。また、被写体側から数えて２番目と４番目に位
置する第２レンズ群（バリエータ）Ｌ１２と、第４レン
ズ群（マスターレンズ）Ｌ１４とが共に可動レンズ群と
して構成されている。更に、結像側に位置する光学部品
はＣＣＤ光学部品１０２として構成されている。
【０００３】光軸Ｏ上に位置する前面壁１０５には第１
レンズ群Ｌ１１を保持する円形枠部１０６が、また、光
軸上に位置する後面壁には第５レンズ群Ｌ１５を保持す
る円形枠部１０８がそれぞれ形成されている。
レンズ群Ｌ１１を保持する円形枠部１０６が、また、光
軸上に位置する後面壁には第５レンズ群Ｌ１５を保持す
る円形枠部１０８がそれぞれ形成されている。
【０００４】案内軸支持部１１１から１１４は各々の端
部に軸支凹部１１１ａから１１４ａを形成している。前
方の案内軸支持部１１１と１１２は、前面壁１０５の内
側面にあって、それぞれ光軸Ｏを挟んで上下に設けられ
ている。また、後方の案内軸支持部１１３と１１４は、
後面壁１０７の内側面にあって、それぞれ光軸Ｏを挟ん
で上下に設けられている。
部に軸支凹部１１１ａから１１４ａを形成している。前
方の案内軸支持部１１１と１１２は、前面壁１０５の内
側面にあって、それぞれ光軸Ｏを挟んで上下に設けられ
ている。また、後方の案内軸支持部１１３と１１４は、
後面壁１０７の内側面にあって、それぞれ光軸Ｏを挟ん
で上下に設けられている。
【０００５】４箇所の案内軸支持部１１１から１１４
は、上側に位置する一対の案内軸支持部１１１，１１３
が案内軸１２１の両端部支持用として、また、下側に位
置する一対の案内軸支持部１１２，１１４が案内軸１２
２の両端部の支持用として構成されている。
は、上側に位置する一対の案内軸支持部１１１，１１３
が案内軸１２１の両端部支持用として、また、下側に位
置する一対の案内軸支持部１１２，１１４が案内軸１２
２の両端部の支持用として構成されている。
【０００６】上側の２つの軸支凹部１１１ａ，１１３ａ
は上側の案内軸１２１の両端部と嵌合するように構成さ
れ、下側の２つの軸支凹部１１２ａ，１１４ａは下側の
案内軸１２２の両端部と嵌合するように構成されてい
る。そして、案内軸１２１，１２２がそれぞれの軸支凹
部１１１ａから１１４ａに係合して、光軸Ｏと平行にな
っている。
は上側の案内軸１２１の両端部と嵌合するように構成さ
れ、下側の２つの軸支凹部１１２ａ，１１４ａは下側の
案内軸１２２の両端部と嵌合するように構成されてい
る。そして、案内軸１２１，１２２がそれぞれの軸支凹
部１１１ａから１１４ａに係合して、光軸Ｏと平行にな
っている。
【０００７】第１の移動レンズ枠１２３は第２レンズ群
Ｌ１２を光軸Ｏに沿って移動可能に保持するための枠
で、上側には、案内軸１２１にスライド可能に係合する
ブッシュ部１２３ａが、また下側には案内軸１２２とス
ライド可能な回転規制案内穴部１２３ｂが設けられてい
る。この第１の移動レンズ枠１２３には、ズーム用ナッ
ト１４３とワッシャ１４５との間に挟持されるフォーク
状突起１２３ｃが形成されている。
Ｌ１２を光軸Ｏに沿って移動可能に保持するための枠
で、上側には、案内軸１２１にスライド可能に係合する
ブッシュ部１２３ａが、また下側には案内軸１２２とス
ライド可能な回転規制案内穴部１２３ｂが設けられてい
る。この第１の移動レンズ枠１２３には、ズーム用ナッ
ト１４３とワッシャ１４５との間に挟持されるフォーク
状突起１２３ｃが形成されている。
【０００８】固定保持枠１２４は第３レンズ群Ｌ１３を
保持し、下側には案内軸１２２に係合するブッシュ部１
２４ａが、上側には案内軸１２１とに回転規制案内穴部
１２４ｂが設けられている。そして、固定保持枠は外枠
１０３に固定されている。
保持し、下側には案内軸１２２に係合するブッシュ部１
２４ａが、上側には案内軸１２１とに回転規制案内穴部
１２４ｂが設けられている。そして、固定保持枠は外枠
１０３に固定されている。
【０００９】次に、第２の移動レンズ枠１２５は第４レ
ンズ群（マスターレンズ）Ｌ１４を光軸Ｏに沿って移動
可能に保持する枠で、下側には案内軸１２２にスライド
可能に係合するブッシュ部１２５ａが、上側には案内軸
１２１とスライド可能に回転規制案内穴部１２５ｂが設
けられている。また、この第２の移動レンズ枠１２５に
はＡＦ用ナット１６３と接触するフォーク状突起１２５
ｃが形成されている。
ンズ群（マスターレンズ）Ｌ１４を光軸Ｏに沿って移動
可能に保持する枠で、下側には案内軸１２２にスライド
可能に係合するブッシュ部１２５ａが、上側には案内軸
１２１とスライド可能に回転規制案内穴部１２５ｂが設
けられている。また、この第２の移動レンズ枠１２５に
はＡＦ用ナット１６３と接触するフォーク状突起１２５
ｃが形成されている。
【００１０】ズーム用ステッピングモータ１４１は第１
の移動レンズ枠１２３を光軸に沿って移動させるための
モータで外枠１０３に固定されている。ズーム用リード
スクリュー１４２はズーム用ステッピングモータ１４１
の出力軸に固定されたスクリューで、ズーム用ナット１
４３，１４４はズーム用リードスクリュー１４２にネジ
嵌合している。また、第１の移動レンズ枠１２３はズー
ムナット１４３，１４４の突起１４３ａ，１４５ａと嵌
合している。第１フライホィール１４６はズーム用ステ
ッピングモータ１４１の過渡現象を消去するためのホイ
ールである。
の移動レンズ枠１２３を光軸に沿って移動させるための
モータで外枠１０３に固定されている。ズーム用リード
スクリュー１４２はズーム用ステッピングモータ１４１
の出力軸に固定されたスクリューで、ズーム用ナット１
４３，１４４はズーム用リードスクリュー１４２にネジ
嵌合している。また、第１の移動レンズ枠１２３はズー
ムナット１４３，１４４の突起１４３ａ，１４５ａと嵌
合している。第１フライホィール１４６はズーム用ステ
ッピングモータ１４１の過渡現象を消去するためのホイ
ールである。
【００１１】次に、ＡＦ用ステッピングモータ１６１は
第２の移動レンズ枠１２５を光軸Ｏに沿って移動させる
ためのモータで外枠１０３に固定されている。ＡＦ用リ
ードスクリュー１６２はこのＡＦ用ステッピングモータ
１６１の出力軸に固定されたスクリューである。また、
ＡＦ用ナット１６３はこのＡＦ用リードスクリュー１６
２にネジ嵌合するナットである。第２の移動レンズ枠１
２５はＡＦ用ナットの突起１６３ａと嵌合している。第
２フライホイール１６４はＡＦ用ステッピングモータ１
６１の過渡現象を消去するためのホイールである。また
第２コイルバネは１６６はＡＦ用リードスクリュー１６
２とＡＦ用ナット１６３とのガタ取りである。
第２の移動レンズ枠１２５を光軸Ｏに沿って移動させる
ためのモータで外枠１０３に固定されている。ＡＦ用リ
ードスクリュー１６２はこのＡＦ用ステッピングモータ
１６１の出力軸に固定されたスクリューである。また、
ＡＦ用ナット１６３はこのＡＦ用リードスクリュー１６
２にネジ嵌合するナットである。第２の移動レンズ枠１
２５はＡＦ用ナットの突起１６３ａと嵌合している。第
２フライホイール１６４はＡＦ用ステッピングモータ１
６１の過渡現象を消去するためのホイールである。また
第２コイルバネは１６６はＡＦ用リードスクリュー１６
２とＡＦ用ナット１６３とのガタ取りである。
【００１２】検知手段として、第１の移動レンズ枠１２
３のためのズーム用光電位置検出手段１７０と、第２の
レンズ移動枠１２５のためのＡＦ用光電位置検出手段１
７５とを設けている。そして、それぞれ光軸に沿って移
動したときの位置を検出している。なお、オートアイリ
ス１９１はズームレンズの絞り装置である。
３のためのズーム用光電位置検出手段１７０と、第２の
レンズ移動枠１２５のためのＡＦ用光電位置検出手段１
７５とを設けている。そして、それぞれ光軸に沿って移
動したときの位置を検出している。なお、オートアイリ
ス１９１はズームレンズの絞り装置である。
【００１３】以上のようにして、レンズ駆動装置はズー
ム用ステッピングモータ１４１，ＡＦ用ステッピングモ
ータ１６１によるリードスクリューの回転によってそれ
ぞれ移動レンズ枠１２３，１２５を案内軸１２１、１２
２に沿ってそれぞれ移動する。
ム用ステッピングモータ１４１，ＡＦ用ステッピングモ
ータ１６１によるリードスクリューの回転によってそれ
ぞれ移動レンズ枠１２３，１２５を案内軸１２１、１２
２に沿ってそれぞれ移動する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、案内軸
１２１，１２２の表面とブッシュ部１２３ａ，１２５ａ
および回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂの内面の表
面荒さを出来るだけ小さくし、さらに、両者接触面に適
当なグリース等を塗布するなどして両者間に働く摩擦を
出来るだけ少なくするようにしているが、レンズ駆動装
置には必ず摩擦による負荷が発生し、このレンズ駆動装
置では、案内軸１２１，１２２に嵌合しているブッシュ
部１２３ａ，１２５ａおよび回転規制案内穴部１２３
ｂ、１２５ｂとの間に働く摩擦負荷をいかに小さくする
かが問題となる。
１２１，１２２の表面とブッシュ部１２３ａ，１２５ａ
および回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂの内面の表
面荒さを出来るだけ小さくし、さらに、両者接触面に適
当なグリース等を塗布するなどして両者間に働く摩擦を
出来るだけ少なくするようにしているが、レンズ駆動装
置には必ず摩擦による負荷が発生し、このレンズ駆動装
置では、案内軸１２１，１２２に嵌合しているブッシュ
部１２３ａ，１２５ａおよび回転規制案内穴部１２３
ｂ、１２５ｂとの間に働く摩擦負荷をいかに小さくする
かが問題となる。
【００１５】レンズ駆動にステッピングモータを使った
ものは、その動きが間欠運動であるため、図６に示す、
速度と摩擦係数の関係を示す模式図のように、縦軸を摩
擦係数μとし、横軸を速度ｖとしたとき速度が０である
ときの摩擦係数の静止摩擦係数μｓと、速度が０以外の
ときの動摩擦係数μｋとの違い（静止摩擦係数μｓ＞動
摩擦係数μｋ）によって発生するスティック・スリップ
（びびり）現象が問題となっていた。
ものは、その動きが間欠運動であるため、図６に示す、
速度と摩擦係数の関係を示す模式図のように、縦軸を摩
擦係数μとし、横軸を速度ｖとしたとき速度が０である
ときの摩擦係数の静止摩擦係数μｓと、速度が０以外の
ときの動摩擦係数μｋとの違い（静止摩擦係数μｓ＞動
摩擦係数μｋ）によって発生するスティック・スリップ
（びびり）現象が問題となっていた。
【００１６】移動レンズ枠を円滑にスライドさせるため
には摩擦係数がより少ないことが望まれ、また、例え
ば、ステッピングモータによる間欠運動により生ずる静
止摩擦係数と動摩擦係数との違いにより発生する、例え
ば後述するスティック・スリップ（びびり）現象をなく
すことが望ましい。特に、ビデオカメラで録音機能を有
するものにあっては前記びびり現象がノイズとなるおそ
れがある。
には摩擦係数がより少ないことが望まれ、また、例え
ば、ステッピングモータによる間欠運動により生ずる静
止摩擦係数と動摩擦係数との違いにより発生する、例え
ば後述するスティック・スリップ（びびり）現象をなく
すことが望ましい。特に、ビデオカメラで録音機能を有
するものにあっては前記びびり現象がノイズとなるおそ
れがある。
【００１７】本発明は上記の課題に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、移動レンズ枠に案内軸をセラミッ
ク圧電素子等で微少振動させることで、案内軸とレンズ
移動枠のブッシュ部、回転規制案内穴部等との間に働く
摩擦抵抗を低減させたレンズ駆動装置を提供することに
ある。
で、本発明の目的は、移動レンズ枠に案内軸をセラミッ
ク圧電素子等で微少振動させることで、案内軸とレンズ
移動枠のブッシュ部、回転規制案内穴部等との間に働く
摩擦抵抗を低減させたレンズ駆動装置を提供することに
ある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の手段
により達成される。即ち、（１）移動レンズ枠を案内す
る案内軸と、前記案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向
に移動可能なブッシュ部を備えた前記移動レンズ枠とを
有するレンズ駆動装置において、前記案内軸の一端に前
記案内軸方向と平行に振動する電気−機械エネルギ変換
手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。又は、
（２）移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記案内軸に
嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッシュ部を
備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動装置にお
いて、前記案内軸の軸上の一つの位置に前記案内軸の軸
方向と直角に振動する電気−機械エネルギ変換手段を備
えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
により達成される。即ち、（１）移動レンズ枠を案内す
る案内軸と、前記案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向
に移動可能なブッシュ部を備えた前記移動レンズ枠とを
有するレンズ駆動装置において、前記案内軸の一端に前
記案内軸方向と平行に振動する電気−機械エネルギ変換
手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。又は、
（２）移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記案内軸に
嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッシュ部を
備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動装置にお
いて、前記案内軸の軸上の一つの位置に前記案内軸の軸
方向と直角に振動する電気−機械エネルギ変換手段を備
えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】（実施形態１）請求項１から３に
係わる実施形態のレンズ駆動装置について図面を参照し
て説明する。図１は実施形態１のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの構成断面図で、図２は実施形態１の
要部説明斜視図である。なお、図１で断面ＡＡ′は機構
的、機能的に同一な図７（ｂ）を示す。また、前述の図
７で説明の従来例と機構的、機能的に同一部材は同一の
符号、同一名称を付け説明を一部省略する。
係わる実施形態のレンズ駆動装置について図面を参照し
て説明する。図１は実施形態１のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの構成断面図で、図２は実施形態１の
要部説明斜視図である。なお、図１で断面ＡＡ′は機構
的、機能的に同一な図７（ｂ）を示す。また、前述の図
７で説明の従来例と機構的、機能的に同一部材は同一の
符号、同一名称を付け説明を一部省略する。
【００２０】図１で、電気−機械エネルギ変換手段は電
気エネルギにより機械エネルギに変換する手段で、例え
ば、セラミック圧電材料（ＰＺＴ系、ＰＴ系，ＰＬＺＴ
系等）、セラミック電歪材料（ＰＭＮ系、ＢａＴｉＯ3
系等）、高分子圧電材料（ＰＶＤＦ系等）、高分子複合
材料（ＰＺＴ複合系等）等である。
気エネルギにより機械エネルギに変換する手段で、例え
ば、セラミック圧電材料（ＰＺＴ系、ＰＴ系，ＰＬＺＴ
系等）、セラミック電歪材料（ＰＭＮ系、ＢａＴｉＯ3
系等）、高分子圧電材料（ＰＶＤＦ系等）、高分子複合
材料（ＰＺＴ複合系等）等である。
【００２１】案内軸１２１，１２２はそれぞれどちらか
の一端に、本実施形態では電気−機械エネルギ変換手段
のセラミック圧電材料である例えば、セラミック圧電素
子２０１，２０２が取り付けられているが、これに限定
されるものではない。
の一端に、本実施形態では電気−機械エネルギ変換手段
のセラミック圧電材料である例えば、セラミック圧電素
子２０１，２０２が取り付けられているが、これに限定
されるものではない。
【００２２】図２でその詳細を説明すると、案内軸１２
１，１２２には図示の矢印方向に共振するセラミック圧
電素子２０１，２０２が共振方向と案内軸１２１，１２
２の軸方向と一致するように取り付けてある。このセラ
ミック圧電素子２０１，２０２を取り付けた案内軸１２
１，１２２の長さＫ１に対して、この案内軸１２１，１
２２を保持する鏡胴本体に設置された案内軸支持部３０
１ａ，３０１ｂ間、及び案内軸支持部３０２ａ，３０２
ｂ間の長さＫ２の方が僅かに長くできている。そしてセ
ラミック圧電素子２０１，２０２の案内軸１２１，１２
２に取り付けた側の端面Ｘ１は案内軸支持部３０１ａ，
３０２ａの端面Ｘ２に公知の技術で固定されている。こ
こで図示しない電線によってセラミック圧電素子２０
１，２０２に共振周波数の交流を印可すると、セラミッ
ク圧電素子２０１，２０２は共振方向に共振周波数で伸
縮する。その伸縮量は例えば本実施形態では１ミクロン
程度であり、また共振周波数は好ましくは１０ｋＨｚか
ら１０ＭＨｚであり、より好ましくは２０ｋＨｚから５
００ｋＨｚである。従って、構成された案内軸１２１，
１２２はこのセラミック圧電素子２０１，２０２によっ
て、例えば、１００ｋＨｚの周波数で、１ミクロン程度
の伸び縮みする軸方向に動くことになる。
１，１２２には図示の矢印方向に共振するセラミック圧
電素子２０１，２０２が共振方向と案内軸１２１，１２
２の軸方向と一致するように取り付けてある。このセラ
ミック圧電素子２０１，２０２を取り付けた案内軸１２
１，１２２の長さＫ１に対して、この案内軸１２１，１
２２を保持する鏡胴本体に設置された案内軸支持部３０
１ａ，３０１ｂ間、及び案内軸支持部３０２ａ，３０２
ｂ間の長さＫ２の方が僅かに長くできている。そしてセ
ラミック圧電素子２０１，２０２の案内軸１２１，１２
２に取り付けた側の端面Ｘ１は案内軸支持部３０１ａ，
３０２ａの端面Ｘ２に公知の技術で固定されている。こ
こで図示しない電線によってセラミック圧電素子２０
１，２０２に共振周波数の交流を印可すると、セラミッ
ク圧電素子２０１，２０２は共振方向に共振周波数で伸
縮する。その伸縮量は例えば本実施形態では１ミクロン
程度であり、また共振周波数は好ましくは１０ｋＨｚか
ら１０ＭＨｚであり、より好ましくは２０ｋＨｚから５
００ｋＨｚである。従って、構成された案内軸１２１，
１２２はこのセラミック圧電素子２０１，２０２によっ
て、例えば、１００ｋＨｚの周波数で、１ミクロン程度
の伸び縮みする軸方向に動くことになる。
【００２３】次に、図１にもどり、それぞれ移動レンズ
枠１２３，１２５のブッシュ部１２３ａ、１２５ａ及び
回転規制案内穴部１２３ｂ，１２５ｂに構成の案内軸１
２１，１２２を貫通させると、このレンズ移動枠が駆動
されていない静止した状態であっても、このブッシュ部
１２３ａ、１２５ａ及び回転規制案内穴部１２３ｂ，１
２５ｂと案内軸１２１，１２２との間には、絶えず１ミ
クロン程度の軸方向の振幅で滑っていることになる。つ
まり、絶えずこのような状態にしておけば、ブッシュ部
及び回転規制案内穴部の内面と案内軸１２１，１２２と
の間の摩擦係数は絶えず動摩擦係数μkの状態が保たれ
るわけで、従来のように静止摩擦係数μsが働くことが
なく、スティック・スリップ（ビビリ現象）が発生しな
い。
枠１２３，１２５のブッシュ部１２３ａ、１２５ａ及び
回転規制案内穴部１２３ｂ，１２５ｂに構成の案内軸１
２１，１２２を貫通させると、このレンズ移動枠が駆動
されていない静止した状態であっても、このブッシュ部
１２３ａ、１２５ａ及び回転規制案内穴部１２３ｂ，１
２５ｂと案内軸１２１，１２２との間には、絶えず１ミ
クロン程度の軸方向の振幅で滑っていることになる。つ
まり、絶えずこのような状態にしておけば、ブッシュ部
及び回転規制案内穴部の内面と案内軸１２１，１２２と
の間の摩擦係数は絶えず動摩擦係数μkの状態が保たれ
るわけで、従来のように静止摩擦係数μsが働くことが
なく、スティック・スリップ（ビビリ現象）が発生しな
い。
【００２４】更に詳しくは、セラミック圧電素子２０
１，２０２は伸縮振動を繰り返しているので、方向が変
わる伸長と縮長の切り替わる瞬間には極めて短い時間、
静止した状態も存在するので、レンズ移動枠を駆動する
瞬間がそのタイミングと合致したときは、静止摩擦係数
μsが働いてしまうことになるが、先に述べたように、
このセラミックス圧電素子２０１，２０２の振動周波数
は１００ｋＨｚで、即ち、１０万分の１秒程度の振動で
あるから、その振動方向が変わる伸長と縮長の切り替わ
る極めて短い時間の静止した時間は、モータの立ち上が
り時間に比べれば限りなく０に等しい。また、本実施形
態のセラミック圧電素子による案内軸の振動はその振動
数が人間の可聴上周波数２０ｋＨｚを越えているのでそ
の振動音は聞こえず騒音とはならない。
１，２０２は伸縮振動を繰り返しているので、方向が変
わる伸長と縮長の切り替わる瞬間には極めて短い時間、
静止した状態も存在するので、レンズ移動枠を駆動する
瞬間がそのタイミングと合致したときは、静止摩擦係数
μsが働いてしまうことになるが、先に述べたように、
このセラミックス圧電素子２０１，２０２の振動周波数
は１００ｋＨｚで、即ち、１０万分の１秒程度の振動で
あるから、その振動方向が変わる伸長と縮長の切り替わ
る極めて短い時間の静止した時間は、モータの立ち上が
り時間に比べれば限りなく０に等しい。また、本実施形
態のセラミック圧電素子による案内軸の振動はその振動
数が人間の可聴上周波数２０ｋＨｚを越えているのでそ
の振動音は聞こえず騒音とはならない。
【００２５】なお、本実施形態はビデオカメラ用のレン
ズユニットに適用した例について説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば、複写機等他の精密機器
にも同様に応用できる。また、本実施形態ではレンズ駆
動にステッピングモータを有する例であるが、この駆動
源はＤＣモータ、超音波モータ等であってもよい。
ズユニットに適用した例について説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば、複写機等他の精密機器
にも同様に応用できる。また、本実施形態ではレンズ駆
動にステッピングモータを有する例であるが、この駆動
源はＤＣモータ、超音波モータ等であってもよい。
【００２６】（実施形態２）次に、請求項４から６に係
わる実施形態のレンズ駆動装置について、図面を参照し
て説明する。図３は実施形態２のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの構成断面図で、図４は実施形態２の
要部説明斜視図で、図５は実施形態２の他の要部説明斜
視図である。なお、図３で断面ＡＡ′は機構的、機能的
に同一な図７（ｂ）を示す。また、前述の図７で説明の
従来例と機構的、機能的に同一部材は同一の符号、同一
名称を付け説明を一部省略する。
わる実施形態のレンズ駆動装置について、図面を参照し
て説明する。図３は実施形態２のレンズ駆動装置を有す
るレンズユニットの構成断面図で、図４は実施形態２の
要部説明斜視図で、図５は実施形態２の他の要部説明斜
視図である。なお、図３で断面ＡＡ′は機構的、機能的
に同一な図７（ｂ）を示す。また、前述の図７で説明の
従来例と機構的、機能的に同一部材は同一の符号、同一
名称を付け説明を一部省略する。
【００２７】図３で、電気−機械エネルギ変換手段は前
記実施形態１に記載の変換手段で、電気−機械エネルギ
変換手段の一例である例えばセラミック圧電素子２０
１，２０２は１端が外枠１０３に固定され、他端は案内
軸１２１，１２２の軸上の所定位置に固定されている。
記実施形態１に記載の変換手段で、電気−機械エネルギ
変換手段の一例である例えばセラミック圧電素子２０
１，２０２は１端が外枠１０３に固定され、他端は案内
軸１２１，１２２の軸上の所定位置に固定されている。
【００２８】次に、図４で、案内軸１２１，１２２の長
手方向の例えば、中央位置に案内軸の軸と直角方向に接
触させてセラミック圧電素子２０１，２０２を励起させ
前記案内軸１２１，１２２を弦のように横振動させた例
であり、この案内軸は両端が節Ｑとなり、中央位置が腹
Ｐとなる。なお、これを第１次振動モードという。
手方向の例えば、中央位置に案内軸の軸と直角方向に接
触させてセラミック圧電素子２０１，２０２を励起させ
前記案内軸１２１，１２２を弦のように横振動させた例
であり、この案内軸は両端が節Ｑとなり、中央位置が腹
Ｐとなる。なお、これを第１次振動モードという。
【００２９】また、図５で、他の例としてセラミック圧
電素子２０１，２０２を案内軸１２１，１２２の長手方
向に４分割する位置で励起させた例を説明する。この場
合、腹Ｐの位置が２箇所できる。このように両端支持の
案内軸を２ｎ分割する位置で軸と直進方向に案内軸を励
起するとｎ個の腹Ｐを持つ第ｎ次振動モードが得られ
る。このときの振動数：ｆｎは ｆｎ＝｛（ｎπ）2／２πＬ2｝×｛ＥＩ／ρＡ｝1/2 ただし、Ｌ：長さ、Ｅ：縦弾性係数、Ｉ：断面２次モー
メント、ρ：密度、Ａ：断面積である。
電素子２０１，２０２を案内軸１２１，１２２の長手方
向に４分割する位置で励起させた例を説明する。この場
合、腹Ｐの位置が２箇所できる。このように両端支持の
案内軸を２ｎ分割する位置で軸と直進方向に案内軸を励
起するとｎ個の腹Ｐを持つ第ｎ次振動モードが得られ
る。このときの振動数：ｆｎは ｆｎ＝｛（ｎπ）2／２πＬ2｝×｛ＥＩ／ρＡ｝1/2 ただし、Ｌ：長さ、Ｅ：縦弾性係数、Ｉ：断面２次モー
メント、ρ：密度、Ａ：断面積である。
【００３０】次に、図３にもどり、それぞれ移動レンズ
枠１２３，１２５のブッシュ部１２３ａ，１２５ａ及び
回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂに、この構成の案
内軸１２１，１２２を貫通させる。このブッシュ部及び
回転規制案内穴部と案内軸との間に、例えば１〜２ミク
ロン程度の振幅の第ｎ次横振動モードを励起すると、そ
の腹Ｐの部分でブッシュ部１２３ａ，１２５ａ及び回転
規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂの内面と案内軸１２
１，１２２とが衝突を繰り返すことになる。そして、そ
の衝突が移動レンズ枠１２３，１２５の駆動速度に比べ
非常に早い速度で行われるとすれば、ブッシュ部１２３
ａ，１２５ａ及び回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂ
の内面が案内軸１２１，１２２に対し、半分浮上したよ
うな状態となり、全く接触のない摩擦０の状態と静止摩
擦係数μsによる摩擦力が働く状態が時間的に半分ず
つ、即ち摩擦係数としては静止摩擦係数μsの約半分に
なる。これは、動摩擦係数μkよりもさらに小さな値で
あり、摩擦低減に大きな効果となる。しかし、この効果
が有効に生まれるのは振動の腹の部分周辺であるから、
あまりｎ数が小さい、つまり腹Ｐの数が少ないと、案内
軸の全域に渡って有効に使えないので、ｎ数はできるだ
け大きい振動モードにして、腹の数を出来るだけ多くし
たほうが良い。そして、腹Ｐと腹Ｐの間隔距離がブッシ
ュ部の長さより短くなれば、ブッシュ部と案内軸との摩
擦に関しては全域にわたって有効に使えることになる。
しかも高ｎ次振動モードになり振動数が可聴上限周波数
２０ｋＨｚを超えると、人間の耳ではこの振動の音も聞
こえなくなる。また、全域を使うとき、ブッシュ部及び
回転規制案内穴部がセラミック圧電素子２０１，２０２
の本体と衝突しないようにブッシュ部及び回転規制案内
穴部に適宜逃げを設けておくことが実施上必要である。
枠１２３，１２５のブッシュ部１２３ａ，１２５ａ及び
回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂに、この構成の案
内軸１２１，１２２を貫通させる。このブッシュ部及び
回転規制案内穴部と案内軸との間に、例えば１〜２ミク
ロン程度の振幅の第ｎ次横振動モードを励起すると、そ
の腹Ｐの部分でブッシュ部１２３ａ，１２５ａ及び回転
規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂの内面と案内軸１２
１，１２２とが衝突を繰り返すことになる。そして、そ
の衝突が移動レンズ枠１２３，１２５の駆動速度に比べ
非常に早い速度で行われるとすれば、ブッシュ部１２３
ａ，１２５ａ及び回転規制案内穴部１２３ｂ、１２５ｂ
の内面が案内軸１２１，１２２に対し、半分浮上したよ
うな状態となり、全く接触のない摩擦０の状態と静止摩
擦係数μsによる摩擦力が働く状態が時間的に半分ず
つ、即ち摩擦係数としては静止摩擦係数μsの約半分に
なる。これは、動摩擦係数μkよりもさらに小さな値で
あり、摩擦低減に大きな効果となる。しかし、この効果
が有効に生まれるのは振動の腹の部分周辺であるから、
あまりｎ数が小さい、つまり腹Ｐの数が少ないと、案内
軸の全域に渡って有効に使えないので、ｎ数はできるだ
け大きい振動モードにして、腹の数を出来るだけ多くし
たほうが良い。そして、腹Ｐと腹Ｐの間隔距離がブッシ
ュ部の長さより短くなれば、ブッシュ部と案内軸との摩
擦に関しては全域にわたって有効に使えることになる。
しかも高ｎ次振動モードになり振動数が可聴上限周波数
２０ｋＨｚを超えると、人間の耳ではこの振動の音も聞
こえなくなる。また、全域を使うとき、ブッシュ部及び
回転規制案内穴部がセラミック圧電素子２０１，２０２
の本体と衝突しないようにブッシュ部及び回転規制案内
穴部に適宜逃げを設けておくことが実施上必要である。
【００３１】なお、本実施形態ではビデオカメラ用レン
ズユニットに適用した例であるが、これに限定されるも
のではなく、例えば、複写機等他の精密機器にも同様に
応用できる。また、本実施形態では駆動源にステッピン
グモータ、リードスクリュー、ナットからなる例である
が、この駆動源はＤＣモータ、超音波モータ等であって
もよい。
ズユニットに適用した例であるが、これに限定されるも
のではなく、例えば、複写機等他の精密機器にも同様に
応用できる。また、本実施形態では駆動源にステッピン
グモータ、リードスクリュー、ナットからなる例である
が、この駆動源はＤＣモータ、超音波モータ等であって
もよい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように構成されたので、以下のよ
うな効果を奏する。
うな効果を奏する。
【００３３】請求項１に記載の発明によれば、案内軸の
一端に前記案内軸方向と平行に振動する電気−機械エネ
ルギ変換手段を備えたので、案内軸をセラミック圧電素
子等で微少振動させることで、案内軸とレンズの移動枠
のブッシュ部、回転規制案内部等との間に働く摩擦抵抗
を大巾に低減でき、前記びびり現象をなくすことができ
る。
一端に前記案内軸方向と平行に振動する電気−機械エネ
ルギ変換手段を備えたので、案内軸をセラミック圧電素
子等で微少振動させることで、案内軸とレンズの移動枠
のブッシュ部、回転規制案内部等との間に働く摩擦抵抗
を大巾に低減でき、前記びびり現象をなくすことができ
る。
【００３４】請求項２に記載の発明によれば、案内軸の
軸方向と平行に振動する電気−機械エネルギ変換手段の
振動数が１０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下であるので、
摩擦抵抗が低減でき、さらに、振動数が人間の可聴上周
波数を越えてその振動音は聞こえなくなる。特に、２０
ｋＨｚ以上になると、振動音は全く聞こえなくなる。
軸方向と平行に振動する電気−機械エネルギ変換手段の
振動数が１０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下であるので、
摩擦抵抗が低減でき、さらに、振動数が人間の可聴上周
波数を越えてその振動音は聞こえなくなる。特に、２０
ｋＨｚ以上になると、振動音は全く聞こえなくなる。
【００３５】請求項３に記載の発明によれば、電気−機
械エネルギ変換手段が少なくともセラミック圧電材料、
セラミック電歪材料、高分子圧電材料、高分子複合材料
の１つであるので、変換効率が良く、レンズ駆動装置が
ローコストで、小型化できる。
械エネルギ変換手段が少なくともセラミック圧電材料、
セラミック電歪材料、高分子圧電材料、高分子複合材料
の１つであるので、変換効率が良く、レンズ駆動装置が
ローコストで、小型化できる。
【００３６】請求項４に記載の発明によれば、案内軸の
軸上の一つの位置に前記案内軸の軸方向と直角に振動す
る電気−機械エネルギ変換装置を備えたので、案内軸を
セラミックス圧電素子等で微少振動させることで、案内
軸とレンズの移動枠のブッシュ部、回転規制案内部等と
の間に働く摩擦抵抗を大巾に低減でき、前記びびり現象
をなくすことができる。
軸上の一つの位置に前記案内軸の軸方向と直角に振動す
る電気−機械エネルギ変換装置を備えたので、案内軸を
セラミックス圧電素子等で微少振動させることで、案内
軸とレンズの移動枠のブッシュ部、回転規制案内部等と
の間に働く摩擦抵抗を大巾に低減でき、前記びびり現象
をなくすことができる。
【００３７】請求項５に記載の発明によれば、案内軸の
軸方向と直角方向に振動する電気−機械エネルギ変換手
段によって励起され横振動する前記案内軸の振動数が１
０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下であるので、その振動音
は聞こえなくなる。特に、２０ｋＨｚ以上になると、ほ
とんど振動音は聞こえなくなる。
軸方向と直角方向に振動する電気−機械エネルギ変換手
段によって励起され横振動する前記案内軸の振動数が１
０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下であるので、その振動音
は聞こえなくなる。特に、２０ｋＨｚ以上になると、ほ
とんど振動音は聞こえなくなる。
【００３８】請求項６に記載の発明によれば、電気−機
械エネルギ変換手段が少なくともセラミック圧電材料、
セラミック電歪材料、高分子圧電材料、高分子複合材料
の１つであるので、変換効率が良く、レンズ駆動装置が
ローコストで、小型化できる。
械エネルギ変換手段が少なくともセラミック圧電材料、
セラミック電歪材料、高分子圧電材料、高分子複合材料
の１つであるので、変換効率が良く、レンズ駆動装置が
ローコストで、小型化できる。
【図１】実施形態１のレンズ駆動装置を有するレンズユ
ニットの構成断面図である。
ニットの構成断面図である。
【図２】実施形態１の要部説明斜視図である。
【図３】実施形態２のレンズ駆動装置を有するレンズユ
ニットの構成断面図である。
ニットの構成断面図である。
【図４】実施形態２の要部説明斜視図である。
【図５】実施形態２の他の要部説明斜視図である。
【図６】速度と摩擦係数の関係を示す模式図である。
【図７】従来例のレンズ駆動装置を有するレンズユニッ
トの要部構成断面図である。
トの要部構成断面図である。
１２１，１２２ 案内軸 １２３ 移動レンズ枠 １２３ａ ブッシュ部 １２３ｂ 回転規制案内穴部 １２５ 移動レンズ枠 １２５ａ ブッシュ部 １２５ｂ 回転規制案内穴部 １６１ ＡＦ用ステッピングモータ（ステッピングモー
タ） １６２ ＡＦ用リードスクリュー ２０１，２０２ セラミック圧電素子 ３０１ａ，３０１ｂ 案内軸支持部 ３０２ａ，３０２ｂ 案内軸支持部 Ｋ１，Ｋ２ 長さ Ｘ１，Ｘ２ 端面 Ｐ 腹 Ｑ 節
タ） １６２ ＡＦ用リードスクリュー ２０１，２０２ セラミック圧電素子 ３０１ａ，３０１ｂ 案内軸支持部 ３０２ａ，３０２ｂ 案内軸支持部 Ｋ１，Ｋ２ 長さ Ｘ１，Ｘ２ 端面 Ｐ 腹 Ｑ 節
Claims (6)
- 【請求項１】 移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記
案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッ
シュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動
装置において、前記案内軸の一端に前記案内軸の軸方向
と平行に振動する電気−機械エネルギ変換手段を備えた
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 【請求項２】 前記案内軸の軸方向と平行に振動する電
気−機械エネルギ変換手段の振動数が１０ｋＨｚ以上、
１０ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載
のレンズ駆動装置。 - 【請求項３】 電気−機械エネルギ変換手段が少なくと
もセラミック圧電材料、セラミック電歪材料、高分子圧
電材料、高分子複合材料の１つであることを特徴とする
請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。 - 【請求項４】 移動レンズ枠を案内する案内軸と、前記
案内軸に嵌合して前記案内軸の軸方向に移動可能なブッ
シュ部を備えた前記移動レンズ枠とを有するレンズ駆動
装置において、前記案内軸の軸上の一つの位置に前記案
内軸の軸方向と直角に振動する電気−機械エネルギ変換
手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 【請求項５】 前記案内軸の軸方向と直角方向に振動す
る電気−機械エネルギ変換手段によって励起され横振動
する前記案内軸の振動数が１０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ
以下であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆
動装置。 - 【請求項６】 電気−機械エネルギ変換手段が少なくと
もセラミック圧電材料、セラミック電歪材料、高分子圧
電材料、高分子複合材料の１つであることを特徴とする
請求項４又は５に記載のレンズ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9322987A JPH11160599A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | レンズ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9322987A JPH11160599A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | レンズ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160599A true JPH11160599A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18149886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9322987A Pending JPH11160599A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | レンズ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11160599A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035581A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Kyocera Corporation | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを用いた携帯端末 |
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| JP2007093754A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Fujifilm Corp | 駆動装置，光制御器、および撮影装置 |
| JP2007181384A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 駆動装置及び駆動素子 |
| KR101050852B1 (ko) | 2005-08-31 | 2011-07-21 | 삼성테크윈 주식회사 | 압전 모터용 렌즈 구동장치 |
| JP2011209364A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Konica Minolta Opto Inc | 撮像装置 |
| KR101483782B1 (ko) * | 2014-06-17 | 2015-01-16 | (주)태극기전 | 압전형 추력구조를 갖는 렌즈의 초점거리 조절모듈 |
| CN109073990A (zh) * | 2016-04-20 | 2018-12-21 | Asml荷兰有限公司 | 衬底支撑件、光刻设备和装载方法 |
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| US12032301B2 (en) | 2016-04-20 | 2024-07-09 | Asml Netherlands B.V. | Substrate support, lithographic apparatus and loading method |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP9322987A patent/JPH11160599A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101483782B1 (ko) * | 2014-06-17 | 2015-01-16 | (주)태극기전 | 압전형 추력구조를 갖는 렌즈의 초점거리 조절모듈 |
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