JP4976885B2 - Lens barrel turning mechanism - Google Patents
Lens barrel turning mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP4976885B2 JP4976885B2 JP2007051742A JP2007051742A JP4976885B2 JP 4976885 B2 JP4976885 B2 JP 4976885B2 JP 2007051742 A JP2007051742 A JP 2007051742A JP 2007051742 A JP2007051742 A JP 2007051742A JP 4976885 B2 JP4976885 B2 JP 4976885B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens barrel
- vibrator
- turning mechanism
- sliding member
- gimbal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Description
本発明は、撮像装置を旋回させて追尾動作等を行ったり、手ぶれ振動等を補正したりするための鏡筒の旋回機構に関する技術である。 The present invention relates to a lens barrel turning mechanism for turning an imaging apparatus to perform a tracking operation or correcting camera shake vibration or the like.
従来の鏡筒の旋回機構として、図16に示すような機構(特許文献1参照)、図17に示すような機構(特許文献2参照)などが知られている。 As a conventional lens barrel turning mechanism, a mechanism as shown in FIG. 16 (see Patent Document 1), a mechanism as shown in FIG. 17 (see Patent Document 2), and the like are known.
図16では、レンズ鏡筒101及び撮像素子102を直交2自由度の2軸ジンバル111で支持し、その回転軸103a、103b及び110にウオームホイール106、109を設置している。さらに、ウオームギア105、108つきの回転モータ104、107を直交方向に接続してギアを介して駆動している。
In FIG. 16, the lens barrel 101 and the
また図17では、鏡筒155を直交2自由度の2軸ジンバル151で支え、偏平ブラシレスモータ150、152、158に設置した回転シャフト154、157が各軸とも直接ジンバル151あるいは鏡筒155にネジ153、156でネジ止めされている。この機構においては、モータと回転軸が直結しているためダイレクトに駆動することができる。なお垂直回動は重力によりモーメントが生じるので軸の両側に150、158という二つのモータをつけてより大きなトルクを稼いでいる。
In FIG. 17, the
これらの機構により特許文献1では手ブレなどにより像がぶれることを防ぎ、特許文献2では光線の光軸の追尾が可能となる。 With these mechanisms, in Patent Document 1, it is possible to prevent an image from being blurred due to camera shake or the like, and in Patent Document 2, tracking of the optical axis of a light beam is possible.
追尾やロボットの目として撮像素子の旋回機構を用いる場合、頻繁に小さい角度を瞬時に位置決めする必要がある。また頻繁に正転反転を繰り返すようなシーンが予測される。 When a turning mechanism of an image sensor is used for tracking or robot eyes, it is necessary to instantly position a small angle frequently. In addition, a scene that repeats normal inversion frequently is predicted.
このような用途に対して例えば特許文献1に開示される構成では、トルクの小さい回転モータ104、107に対してウオームギア105、108で大きな減速を行い加速トルクを稼いでいる。しかしながら、通常ウオームギアの遊びが大きいため、短距離の位置決めを行おうとすると、ギアがかみ合っている状態と遊んでいる状態の負荷変動が大きく、所望の位置に高速に制御することは困難である。
In such a configuration, for example, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the
また反転時にはかみ合い側も反転しその間トルクが伝達できない時間が生じる。さらにはモータの角度が同じでも遊びの分だけ、鏡筒の位置が不確定になってしまう。 At the time of reversal, the meshing side is also reversed, and there is a time during which torque cannot be transmitted. Furthermore, even if the motor angle is the same, the position of the lens barrel becomes uncertain by the amount of play.
一定方向の巡視など回転方向があらかじめ定まっているか、反転時にインターバルを取れ、かつ次の回転方向が確実に予測できる場合、ばねなどの付勢部材またはモータ自身により片寄せすることによって、見かけ上遊びを無くすことはできる。しかしながら、いずれも片寄せのため、または定常負荷が大幅に増加するため高速性は大きく損なわれ、さらに付勢機構を付けた場合は機構が複雑化大型化する。 If the rotation direction is fixed in advance, such as patrol in a certain direction, or if the interval can be taken when reversing and the next rotation direction can be predicted reliably, it can be apparently played by biasing with a biasing member such as a spring or the motor itself. Can be eliminated. However, in either case, the high speed performance is greatly impaired due to the shifting or the steady load is greatly increased. Further, when an urging mechanism is attached, the mechanism becomes complicated and large.
また、特許文献2に開示された旋回機構では、偏平ブラシレスモータ150、152、158とジンバル151あるいは鏡筒155が直結されている。したがって特許文献1に示された機構に見られるような伝達機構の遊びに由来する問題はない。
Further, in the turning mechanism disclosed in Patent Document 2, the flat
しかしながら、偏平ブラシレスモータ150、152、158などの電磁モータは体積−トルク比が小さいため、低速時のトルクが小さく、ダイレクト駆動でトルクを出そうとするとモータの形状が大きくなってしまう。特に偏平モータの場合には軸方向の制約があるため径方向でトルクを稼ぐため、径が大型化し、慣性モーメントが増え、速い応答には向かなくなってしまう。
However, electromagnetic motors such as the flat
また電磁モータは逆起電力の作用により高速回転での効率が良いのであるが、小さい角度の駆動の場合効率が良い速度に達しないので非常に非効率である。さらには減速無しで低速領域の駆動はコイルと磁石の配置によるコギングの影響を直に受けて、角度によりトルクが不安定である。 Electromagnetic motors have good efficiency at high speed rotation due to the action of back electromotive force, but they are very inefficient because they do not reach efficient speeds when driving at a small angle. Furthermore, driving in the low speed region without deceleration is directly affected by cogging due to the arrangement of the coil and magnet, and the torque is unstable depending on the angle.
もう一つの問題は図18に示すようにモータ201と鏡筒203という二つの大きな慣性体の間をねじり剛性202の小さい細いシャフトでつなぐような2慣性系となっているため、低い帯域で捩れ共振を起こしやすい。この場合、制御性悪化または定常的な振動の発生の原因となる。
Another problem is that, as shown in FIG. 18, a two-inertia system in which two large inertia bodies such as a
さらにはギア等による適度な摩擦がないために停止保持を行うためには、常時サーボを行っていなければならず、電力や制御システムの演算負荷の面で負担が大きい。したがって一般には電磁モータは減速器を付けて用いられる。 Furthermore, since there is no appropriate friction due to gears or the like, in order to perform stop and hold, the servo must be constantly operated, which is heavy in terms of power and calculation load of the control system. Therefore, generally, an electromagnetic motor is used with a speed reducer.
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、小型な構成で高加速度、高精度な制御が可能な鏡筒の旋回機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens barrel turning mechanism capable of high-acceleration and high-precision control with a small configuration.
本発明の鏡筒の旋回機構は、画像情報を取得する鏡筒部を含む撮像部と、前記撮像部の光軸が可変となるように少なくとも1自由度以上の回転自由度を持つ支持部と、前記撮像部の光軸を可変させるアクチュエータとを備える鏡筒の旋回機構であって、前記アクチュエータは、直線方向の楕円振動を発生する振動子で構成され、前記振動子に相対し前記振動子がそれに接触しながら移動する摺動部材と、前記鏡筒部の回転軸に対して垂直かつ、前記支持部に対して平行かつ、前記振動子の支持が可能な幅を有する梁とを有し、前記支持部は前記撮像部の正面視でコの字型のジンバルであり、当該ジンバル側に前記摺動部材が取り付けられ、前記梁は、前記回転軸より張り出したトラス型であり、当該梁の前記回転軸と垂直な部分は前記摺動部材の取り付け面に対して略水平となっており、前記摺動部材と相対する側に前記振動子が固定されていることを特徴とする。
また、本発明の鏡筒の旋回機構は、画像情報を取得する鏡筒部を含む撮像部と、前記撮像部の光軸が可変となるように少なくとも1自由度以上の回転自由度を持つ支持部と、前記撮像部の光軸を可変させるアクチュエータとを備える鏡筒の旋回機構であって、前記アクチュエータは、直線方向の楕円振動を発生する振動子で構成され、前記振動子に相対し前記振動子がそれに接触しながら移動する摺動部材と、前記鏡筒部の回転軸に対して垂直かつ、前記支持部に対して平行かつ、前記振動子の支持が可能な幅を有する柱状体とを有し、前記支持部は前記撮像部の正面視でコの字型のジンバルであり、当該ジンバル側に前記摺動部材が取り付けられ、前記柱状体は、前記鏡筒部の外周面より前記摺動部材の取り付け面側に向かって突設され、当該柱状体の前記回転軸と垂直な部分は前記摺動部材の取り付け面に対して略水平となっており、前記摺動部材と相対する側に前記振動子が固定されていることを特徴とする。
The lens barrel turning mechanism of the present invention includes an imaging unit including a lens barrel unit that acquires image information, and a support unit having at least one degree of freedom of rotation so that the optical axis of the imaging unit is variable. A lens barrel turning mechanism including an actuator that varies the optical axis of the imaging unit, wherein the actuator is configured by a vibrator that generates elliptical vibration in a linear direction, and is opposed to the vibrator. A sliding member that moves while being in contact therewith, and a beam that is perpendicular to the rotation axis of the lens barrel portion, is parallel to the support portion, and has a width capable of supporting the vibrator. The support portion is a U-shaped gimbal in a front view of the imaging unit, the sliding member is attached to the gimbal side, and the beam is a truss type projecting from the rotating shaft. The part perpendicular to the rotation axis is the sliding part Of which is substantially horizontal to the mounting surface, characterized in that the vibrator on opposite side to the sliding member is fixed.
In addition, the lens barrel turning mechanism according to the present invention includes an imaging unit including a lens barrel unit that acquires image information and a support having at least one degree of freedom of rotation so that the optical axis of the imaging unit is variable. And a pivoting mechanism of a lens barrel that includes an actuator that varies the optical axis of the imaging unit, and the actuator includes a vibrator that generates elliptical vibration in a linear direction, and is opposed to the vibrator. A sliding member that moves while the vibrator is in contact therewith, and a columnar body that has a width that is perpendicular to the rotation axis of the lens barrel portion, parallel to the support portion, and capable of supporting the vibrator. The support part is a U-shaped gimbal in front view of the imaging unit, the sliding member is attached to the gimbal side, and the columnar body is formed from the outer peripheral surface of the lens barrel part. Projected toward the mounting surface side of the sliding member, Said rotation shaft perpendicular portions of the columnar body has a substantially horizontal to the mounting surface of said sliding member, and wherein the vibrator is fixed to opposite side to the sliding member To do.
本発明によれば、小型な構成で高加速度、高精度な制御が可能となる。また小型であるが剛性が高いのでねじりなどによる振動の発生が少なく、確実な制御が可能となる。この結果例えばロボットの目などに用いて追尾制御などを行う場合、小型で凹凸が少ないので組み込みが容易であると共に瞬時の位置決めが可能なので、より早く対象を捉えることができる。また防振装置などに用いた場合では高速かつ広いダイナミックレンジという効果がある。さらには無通電時の保持トルクにより省電力を図ることもできる。 According to the present invention, high-acceleration and high-precision control can be performed with a small configuration. In addition, since it is small but has high rigidity, vibrations due to torsion and the like are less likely to occur and reliable control is possible. As a result, when tracking control or the like is performed using, for example, the eyes of a robot, the object can be captured more quickly because it is small and has little unevenness, so that it can be easily incorporated and can be positioned instantaneously. Further, when used in a vibration isolator or the like, there is an effect of a high speed and a wide dynamic range. Furthermore, it is possible to save power by holding torque when no power is supplied.
(第1の実施の形態)
図1に本発明の第1の実施の形態に係る旋回機構の斜視図を示す。また図2に本発明の第1の実施の形態に係る旋回機構の正面図を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a turning mechanism according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a front view of the turning mechanism according to the first embodiment of the present invention.
ここで1、13は以下に動作を説明する直線方向の楕円振動を発生する矩形板状振動子(以下、単に振動子とも称す)である。また2、12は適度な摩擦係数を持った材質でドーナッツ型(或いはリング状)に形成され、正面視でコの字型のジンバル7上に固定された摺動部材であり、矩形板状振動子1、13と相対して設置され振動子と接触することによって相対的な駆動力を発生する。なお、本実施の形態においてジンバル7は、2自由度のジンバル機構で構成されて、内ジンバルと外ジンバルとを含んでなる。また、ジンバル7は、本発明でいう、1自由度以上の回転自由度を持つ支持部に相当する。
3、14はロータリエンコーダなどの角度センサで、対向するジンバル側の相対運動するスケールとの組み合わせで角度をセンシングする。
4、15は互いに直交する回転軸であり、ジンバル7、または固定部位8に対して回転自由になっている。回転軸4及び15により、後述のレンズ6が入射される光軸を可変させることができる。
5、6、10は撮像部である撮像センサモジュールに含まれる部材であり、5が鏡筒(鏡筒部)、6がレンズ、10がCCDなどの撮像素子が搭載された基板を表している。これら部材を備えた撮像センサモジュールによって画像情報を取得する。
9は鏡筒の周上に接触して固定するためのクランプ部(クランプ部材)であり、シャフトに対して固定または一体形成されている。 Reference numeral 9 denotes a clamp portion (clamp member) for contacting and fixing on the periphery of the lens barrel, and is fixed or integrally formed with the shaft.
また11はクランプ部9及び回転軸4より張り出したトラス型の梁であり、クランプ部9及び回転軸4に対して固定または一体で形成されている。また梁11の回転軸(旋回軸)と垂直な部分はジンバル7の摺動部材取り付け面に対して、略水平になるようになっていて、梁11のジンバル側に振動子1が取り付けられている。
以上のような機構は最小限の構造部材で構成され、振動子と摺動部材間の摩擦力を使うことによって以下に示すような、各種の効果を得ることができる。 The mechanism as described above is composed of a minimum number of structural members, and various effects as described below can be obtained by using the frictional force between the vibrator and the sliding member.
まずここで振動子と摺動部材による運動の原理を説明する。図3は薄板状の振動子の一例の模式図である。ここで16は曲げ振動が可能な薄板、17は薄板の曲げ中心に対してオフセットを持った位置に一体化された、たて振動子であり、薄板16と直角方向に伸縮する。18はたて振動子17の先端の質点を模式的に表したものである。
First, the principle of movement by the vibrator and the sliding member will be described here. FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a thin plate-like vibrator. Here, 16 is a thin plate capable of bending vibration, and 17 is a vertical vibrator integrated at a position having an offset with respect to the bending center of the thin plate, and expands and contracts in a direction perpendicular to the
灰色の点(図中、ハッチングされた円をいう)及び矢印は過去の質点の軌跡を示す。また図3(a)〜(e)は駆動の手順を表したものである。 Gray points (referred to as hatched circles in the figure) and arrows indicate the trajectories of past mass points. 3A to 3E show the driving procedure.
図3(a)では、たて振動子17は最小に縮んでおり、薄板曲げ振動子は真っ直ぐな状態になっている。
In FIG. 3A, the
図3(b)では、薄板16が上に凸に曲がり、たて振動子17の長さは中立の長さとなる。この結果質点18は左上方に移動する。
In FIG. 3B, the
次に図3(c)では、薄板16が真っ直ぐになり、たて振動子17の長さは最大となる。この結果質点18は右上方に移動する。
Next, in FIG. 3C, the
次に図3(d)では、薄板16が下に凸に曲がり、たて振動子17の長さは中立の長さとなる。この結果質点18は右下方に移動する。
Next, in FIG. 3D, the
最後に図3(e)では、薄板16が真っ直ぐになり、たて振動子17の長さは最小となり、図3(a)と同じ状態に戻る。図3(a)〜(e)で示した運動がステップ状に行われるように見えるが、実際にはサイン振動を使って調和振動的に駆動される。
Finally, in FIG. 3 (e), the
このように図3(a)〜(e)で示した手順を滑らかに繰り返すことによって質点18は紙面上で楕円の軌跡を動くことになる。
In this way, by smoothly repeating the procedure shown in FIGS. 3A to 3E, the
このような振動子を用いて図3(b)〜(d)で示した手順の間、質点18に接触するように振動子を適当な加圧で押し当てる事によって推力を取り出すことができる。
During the procedure shown in FIGS. 3B to 3D using such a vibrator, the thrust can be taken out by pressing the vibrator with an appropriate pressure so as to contact the
また振動の周期を超音波領域の高周波とすることによって滑らかな駆動が可能となる。なお薄板振動子で楕円振動を得る方法は上記例に限定するものではない。例えば特許文献3において開示された技術を、本実施の形態において使用してもよい。
In addition, smooth driving is possible by setting the period of vibration to a high frequency in the ultrasonic region. The method for obtaining elliptical vibration with a thin plate vibrator is not limited to the above example. For example, the technique disclosed in
このような振動子19を図4のように回転軸20と一体の板材21の適当な位置に固定する。また振動子19と対向する側に適当な摩擦係数を持った摺動部材22を固定し配する。振動子19、摺動部材22は適当な加圧力で押し付けられる。
Such a
振動子19は直線方向の推力Fを発生するが、回転軸20によって並進方向が拘束されているため推力が接線力となって回転運動を生じる。
The
例えば図4の破線で示された位置に振動子と板材が移動したときの力F'も回転の接線力となっている。なお図で、摺動部材22は紙面の都合上、円弧状となっているが、これに限定されるものではない。
For example, the force F ′ when the vibrator and the plate material are moved to the position indicated by the broken line in FIG. 4 is also a rotational tangential force. In the figure, the sliding
回転範囲に応じて摺動部材の大きさを変えることができる。例えば円形の摺動部材を用いれば一回転以上の運動をすることができる。また摺動部材が円形でない時、例えば扇型等の場合には駆動範囲に応じて適当なストッパを設けてオーバーランによる破損を防ぐこともできる。 The size of the sliding member can be changed according to the rotation range. For example, if a circular sliding member is used, it can move more than one rotation. In addition, when the sliding member is not circular, for example, in the case of a fan shape, an appropriate stopper can be provided according to the driving range to prevent breakage due to overrun.
円環型のモータと比較して、このようなユニットの特徴として構成部材を必要最低限とすることができるので軽量化や慣性の低下が図れること、また板材に取り付ける位置により、ある程度、トルク−速度の比を選ぶことが可能である。 Compared to an annular motor, the structural members can be minimized as a feature of such a unit, so that weight can be reduced and inertia can be reduced. It is possible to choose the speed ratio.
特に回転軸から最も離れた位置、換言すれば最外周部に振動子を設置することによってトルクを最も大きくすることができる。また振動子を複数設置することによって、トルクを倍増させることも可能である。 In particular, the torque can be maximized by installing the vibrator at a position farthest from the rotation axis, in other words, at the outermost periphery. Further, it is possible to double the torque by installing a plurality of vibrators.
さらには電磁モータと比較して、コイルが不要なので薄型化が容易である。軸と接触部の2箇所で慣性体を受けるため、ねじり剛性が大きく、回転軸が仮に細くても、ねじり振動が発生しにくく高加速化が可能である。 Furthermore, compared with an electromagnetic motor, it is easy to reduce the thickness because a coil is unnecessary. Since the inertial body is received at two locations of the shaft and the contact portion, the torsional rigidity is large, and even if the rotating shaft is thin, it is difficult to generate torsional vibration and high acceleration is possible.
以上のような特徴を生かすことにより、軽量で薄いユニットにより高加速度な駆動が可能である。 By taking advantage of the above features, high-speed driving is possible with a light and thin unit.
図4のようなユニットを用いて撮像モジュールの2軸駆動を行うのが図1及び図2に示した機構である。小型軽量で高加速度の特徴を生かして眼球運動による対象物の追従動作やロボットの目などの用途に最適である。 The mechanism shown in FIGS. 1 and 2 performs two-axis driving of the imaging module using a unit as shown in FIG. Utilizing the features of small size, light weight and high acceleration, it is most suitable for applications such as tracking of objects by eye movements and robot eyes.
なお図1及び図2ではクランプ部、鏡筒、回転軸が別体で構成されているが、樹脂成型などにより一体で作ることも可能である。この場合部品点数の削減や組立工数の削減、剛性のアップ等の効果を有する。 In FIG. 1 and FIG. 2, the clamp part, the lens barrel, and the rotation shaft are configured as separate bodies, but they can be integrally formed by resin molding or the like. In this case, there are effects such as a reduction in the number of parts, a reduction in assembly man-hours, and an increase in rigidity.
また図1及び図2では、チルト軸のみ図4の機構を用いた例を示している。すなわちパン軸は固定側に振動子、回転側に摺動部材となっている。しかしこれに限定するものではなく、ジンバル7の剛性や強度が許せばパン軸もジンバル側に振動子を付けて、ジンバル7の下部を振動子が取り付け可能な細い梁状の板とすることも可能である。即ち、ジンバル7の内ジンバル及び外ジンバルの少なくとも一方に振動子を設けるようにすればよい。
1 and 2 show examples in which only the tilt axis uses the mechanism of FIG. That is, the pan shaft is a vibrator on the fixed side and a sliding member on the rotation side. However, the present invention is not limited to this, and if the rigidity and strength of the
以上の2回転軸にはロータリエンコーダなど角度センサ3、14が付けられているためフィードバック制御技術などを用いて正確な位置決めができるようになる。なお角度センサは鏡筒に対してアクチュエータと反対側に設置しても良い。全体の大きさは少し大きくなるが、スケール径に余裕ができるので分解能を上げることができる。
Since the
このような構成は例えばロボットの目に用いて追尾動作を行う場合、小型かつ凹凸が少ないので組み込みが容易である。また高トルクの特性を生かして早い加速で文字通り瞬時の位置決めが可能となるため、より早い追従対象に用いることができる。 Such a configuration is easy to incorporate because it is small and has few irregularities when, for example, a tracking operation is performed using the eyes of a robot. In addition, since it is possible to literally position instantaneously with fast acceleration utilizing the characteristics of high torque, it can be used for a faster follow-up target.
また防振装置に用いた場合は、高速性の他に従来のピエゾ式や液体プリズム方式と比較してダイナミックレンジが大きいという特徴がある。また、従来の先行技術の問題点であった、伝達機構の遊びによる諸問題がなく、低速で大きなトルクを発生するため大径化の必要がなく、また高速−低速で効率はほとんど変わらず、また位置によるトルクむらも小さい。 Further, when used in a vibration isolator, in addition to high speed, there is a feature that a dynamic range is large as compared with a conventional piezo type or liquid prism type. In addition, there are no problems due to play of the transmission mechanism, which is a problem of the conventional prior art, and it is not necessary to increase the diameter because a large torque is generated at low speed, and the efficiency is almost unchanged at high speed-low speed, Also, the torque unevenness due to the position is small.
さらにはねじり剛性も高く振動を起こしにくく、電源を切ると摩擦力による大きな保持トルクがあるため常時サーボのような電力の無駄もない。以上のように、本発明でよれば、従来技術の問題点をほぼ解決できる。 Furthermore, the torsional rigidity is high and vibrations are difficult to occur. When the power is turned off, there is a large holding torque due to frictional force, so there is no waste of electric power as in the case of a servo at all times. As described above, according to the present invention, the problems of the prior art can be almost solved.
(第2の実施の形態)
図5は本発明の第2の実施の形態に係る旋回機構の斜視図、図6は正面図である。ここで23はクランプ24と一体に固定された柱状体である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a perspective view of a turning mechanism according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a front view.
柱状体23の先端には、第1の実施の形態と同様の矩形薄板状の振動子25が取り付けられていて、ジンバル側に設置された摺動部材26と対向しており、互いに適当な加圧力で加圧され接触している。これにより、第1の実施の形態と同様に、振動子に楕円振動を起こしてやることにより鏡筒を回転することができる。
A rectangular thin plate-
本実施の形態では、基板27の横幅が狭くなっていて鏡筒からジンバルまでの距離が小さく、柱状体でも剛性が確保できるためこのような構成が可能となる。
In the present embodiment, since the lateral width of the
図6では、柱状体23が回転軸に接触しているが、必ずしもこの構成は必要ない。振動子25(もしくはそれに足して角度センサ)を搭載できる幅があればよい。
In FIG. 6, the
また図6中においてXで示された長さは0またはマイナスであっても良い、基板27の出っ張りがない時には、図7のようにすることも可能であるし、図8のように鏡筒28の光軸方向の長さと柱状体23の幅を略一致させても良い。
Further, the length indicated by X in FIG. 6 may be 0 or minus. When there is no protrusion of the
なお図8は、同一の構成を右前と左前から見た斜視図である。この図に示されるように、鏡筒と柱状体を一体で成型することも可能である。 FIG. 8 is a perspective view of the same configuration viewed from the right front and the left front. As shown in this figure, the lens barrel and the columnar body can be integrally molded.
また振動子25、26と反対の側の形状は任意であるので鏡筒全体を直方体の形状で覆うことも可能である。さらには鏡筒の長さがあらかじめ分かっている場合、図15のように鏡筒61の光軸と平行に柱状体64を設けて,その上面に回転軸65、アクチュエータ62、63(振動子)を配する構成も可能である。
Further, since the shape on the side opposite to the
このような構成によれば出っ張りをより少なくすることが可能である。なおこの場合柱状体63は鏡筒61と一体で形成されていることが望ましい。
According to such a configuration, it is possible to further reduce the protrusion. In this case, the
(第3の実施の形態)
図9は第3の実施の形態に係る旋回機構の構成を示す図である。ここで29は回転軸37と垂直でジンバルの軸受け部36と平行な梁部である。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a turning mechanism according to the third embodiment. Here, 29 is a beam portion perpendicular to the
梁29はトラス型を上下に2つ繋げたような構造となっていて、ジンバルと対向する側に図3に一例が示されるような矩形薄板状振動子30、31が搭載されていてジンバル側の摺動部材32に加圧接触している。
The
ここで振動子30、31は、図10のように回転軸に対してほぼ対称になるように設置されていて、回転中心と接触位置の距離はほぼ等しい。このような構成により第1及び第2の実施の形態と比較してトルクを倍増させることが可能となる。
Here, the
また3点で慣性を支えるため、軸受け部36の負荷が軽くなり、剛性も高くなるので、ねじり振動も起こしにくくなる。さらに停止時の保持力も倍となるメリットがある。
In addition, since the inertia is supported at three points, the load on the bearing
なお38は、角度センサの検出ヘッド、39はインデックススケールを示していて、角度を検出してフィードバック制御を行うことによって高精度の位置決めが可能である。
また図15のように鏡筒61の長さが固定の場合は光軸と平行に柱状体64または梁を渡して、2つのアクチュエータ62、63を配置することも可能である。この場合は柱状体64または梁は鏡筒61と一体で形成されていることが望ましい。図11、12はこの構成のバリエーションで図11では振動子40〜43が4つ、回転軸に対して対称で対の組が対向する位置に複数組設置されている。
Further, when the length of the
このような構成により一つの振動子を用いた時と比較してトルクをおよそ4倍とすることができる。 With such a configuration, the torque can be increased approximately four times as compared with the case of using one vibrator.
また各組は対称な位置に配置されているため、バランスが取れていてねじれなどが生じにくい。44、45は角度センサであり、その検出ヘッドが示されている。梁の対称性を利用して互いに回転軸に対して対称な位置に設置されている。2つの検出ヘッドで検出される角度の平均を取ることによってスケールの偏心等非対称性に起因する角度誤差を取り除くことが出来、フィードバック制御を行うと非常に高精度な制御が可能となる。 Moreover, since each group is arrange | positioned in the symmetrical position, it is balanced and it is hard to produce a twist. 44 and 45 are angle sensors, and their detection heads are shown. They are installed at symmetrical positions with respect to the rotation axis by utilizing the symmetry of the beam. By taking the average of the angles detected by the two detection heads, it is possible to remove angular errors caused by asymmetry such as eccentricity of the scale, and very accurate control is possible by performing feedback control.
なお梁部46は十字形状になっているがこれに限定されない。例えば図12の梁部99ように8角形形状にしたり、円形としたりすることもできる。
The
また、第2の実施の形態と同様に基板等が小さく干渉がなくて鏡筒とジンバル部が近い場合は、梁のない単なる柱状体を対称位置に複数設置して駆動することも可能である。 Similarly to the second embodiment, when the substrate or the like is small and there is no interference and the lens barrel and the gimbal portion are close to each other, it is possible to drive a plurality of simple columnar bodies without beams at symmetrical positions. .
図13は、振動子47〜49の3つの振動子を回転軸に対して点対象に配置したものである。すなわち回転軸に対してそれぞれが120°の角度をなし、回転中心から接触点までの各距離が等しい。この場合も振動子が2つや4つの場合と同様にして剛性や停止時の保持力が上がり、トルクも3倍となる。
FIG. 13 shows three
なお各梁の回転中心から等距離の位置に角度センサ50〜52を設け、それらの検出角度の平均を取ることにより図11の場合と同様にしてインデックススケールの偏心の影響を取り除くことができる。
In addition, by providing the
(第4の実施の形態)
図14は第4の実施の形態に係る鏡筒の旋回機構を示す模式図である。ここで53は光学素子が内蔵されたレンズ鏡筒であり、54はレンズ鏡筒に固定された梁であり、ジンバル58に平行に対向している。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a schematic diagram showing a lens barrel turning mechanism according to the fourth embodiment. Here,
55は受光素子などが実装されている回路基板である。56は鏡筒53に固定された回転軸でジンバル58に対して回転自由となっている。57は楕円振動を発生する薄板状の振動子で梁54上のジンバルと対向する側に固定されている。59は円弧状の摺動部材であり、振動子57の楕円振動子の楕円運動部と適当な加圧力で接触している。
また、60は水平方向の回転ユニットである。このユニットでは鏡筒53と水平軸60の干渉のため、回転軸56回りの回転角度はおよそ120°に制限されている。したがってアクチュエータの駆動角度もおよそ120°あればよい。
この場合、摺動部材59は、第1〜3の実施の形態のように円環状とするのではなく、円弧状、即ち円弧角をもったリング状又はリングの一部となっている。このため摺動部材59を支えるジンバル58の投影面積及び積を大幅に小さくすることができる。この結果小型軽量化が可能となり、高速化も図ることができる。
In this case, the sliding
なお第2の実施の形態のように梁に代えて柱状体上に振動子を設ける構成としても良い。また図14では角度センサが不図示であるが、この構成でも回転軸56回りの回転角を検出してフィードバック制御を行うことが可能である。その場合、角度センサのインデックススケールは、アクチュエータの摺動部材59と最低限、同じ角度あればよい。
In addition, it is good also as a structure which replaces with a beam and provides a vibrator | oscillator on a columnar body like 2nd Embodiment. Further, although an angle sensor is not shown in FIG. 14, it is possible to perform feedback control by detecting the rotation angle around the
またスケールとヘッドの取り付け位置はアクチュエータと同じ側でも良いし、鏡筒を挟んで軸の反対側でも良い。また角度が制限されているのでオーバーランを防ぐために摺動部材59の両端に振動子57の移動を制限するストッパを設けても良い。この場合一旦振動子57をストッパに押し当てて、回転の基準点を求めるような動作も可能である。
The scale and head may be attached on the same side as the actuator, or on the opposite side of the axis with the lens barrel in between. Further, since the angle is limited, stoppers for limiting the movement of the
1、13、19、25、30、31、33、34、40、41、42、43、47、48、49、57、62、63 矩形板状振動子(振動子)
2、12、22、26、32、35、59 摺動部材
3、14、38、44、45、50、51、52 角度センサ
4、15、20、37、56、65 回転軸
5、28、53、61 鏡筒
6 レンズ
7、36、58 ジンバル
8 固定部位
9、24クランプ
10、27、55 基板
11、21、46、54、64 梁
16 薄板
17 たて振動子
18 質点
23 柱状体
29 梁部
1, 13, 19, 25, 30, 31, 33, 34, 40, 41, 42, 43, 47, 48, 49, 57, 62, 63 Rectangular plate vibrator (vibrator)
2, 12, 22, 26, 32, 35, 59 Sliding
Claims (12)
前記アクチュエータは、直線方向の楕円振動を発生する振動子で構成され、
前記振動子に相対し前記振動子がそれに接触しながら移動する摺動部材と、
前記鏡筒部の回転軸に対して垂直かつ、前記支持部に対して平行かつ、前記振動子の支持が可能な幅を有する梁とを有し、
前記支持部は前記撮像部の正面視でコの字型のジンバルであり、当該ジンバル側に前記摺動部材が取り付けられ、
前記梁は、前記回転軸より張り出したトラス型であり、当該梁の前記回転軸と垂直な部分は前記摺動部材の取り付け面に対して略水平となっており、前記摺動部材と相対する側に前記振動子が固定されていることを特徴とする鏡筒の旋回機構。 An imaging unit including a lens barrel unit that acquires image information, a support unit having at least one degree of freedom of rotation so that the optical axis of the imaging unit is variable, and the optical axis of the imaging unit are varied. A swivel mechanism for a lens barrel including an actuator,
The actuator is composed of a vibrator that generates elliptical vibration in a linear direction,
A sliding member that moves relative to the vibrator while the vibrator is in contact with the vibrator;
A beam perpendicular to the rotation axis of the lens barrel, parallel to the support, and having a width capable of supporting the vibrator;
The support portion is a U-shaped gimbal in front view of the imaging unit, and the sliding member is attached to the gimbal side,
The beam is a truss type projecting from the rotating shaft, and a portion perpendicular to the rotating shaft of the beam is substantially horizontal with respect to the mounting surface of the sliding member and is opposed to the sliding member. A lens barrel turning mechanism characterized in that the vibrator is fixed to the side.
前記アクチュエータは、直線方向の楕円振動を発生する振動子で構成され、
前記振動子に相対し前記振動子がそれに接触しながら移動する摺動部材と、
前記鏡筒部の回転軸に対して垂直かつ、前記支持部に対して平行かつ、前記振動子の支持が可能な幅を有する柱状体とを有し、
前記支持部は前記撮像部の正面視でコの字型のジンバルであり、当該ジンバル側に前記摺動部材が取り付けられ、
前記柱状体は、前記鏡筒部の外周面より前記摺動部材の取り付け面側に向かって突設され、当該柱状体の前記回転軸と垂直な部分は前記摺動部材の取り付け面に対して略水平となっており、前記摺動部材と相対する側に前記振動子が固定されていることを特徴とする鏡筒の旋回機構。 An imaging unit including a lens barrel unit that acquires image information, a support unit having at least one degree of freedom of rotation so that the optical axis of the imaging unit is variable, and the optical axis of the imaging unit are varied. A swivel mechanism for a lens barrel including an actuator,
The actuator is composed of a vibrator that generates elliptical vibration in a linear direction,
A sliding member that moves relative to the vibrator while the vibrator is in contact with the vibrator;
A columnar body having a width that is perpendicular to the rotation axis of the lens barrel portion, parallel to the support portion, and capable of supporting the vibrator;
The support portion is a U-shaped gimbal in front view of the imaging unit, and the sliding member is attached to the gimbal side,
The columnar body protrudes from the outer peripheral surface of the lens barrel portion toward the mounting surface side of the sliding member, and a portion of the columnar body perpendicular to the rotation axis is with respect to the mounting surface of the sliding member. A lens barrel turning mechanism characterized by being substantially horizontal and having the vibrator fixed to a side facing the sliding member .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007051742A JP4976885B2 (en) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Lens barrel turning mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007051742A JP4976885B2 (en) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Lens barrel turning mechanism |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008216477A JP2008216477A (en) | 2008-09-18 |
| JP2008216477A5 JP2008216477A5 (en) | 2010-04-15 |
| JP4976885B2 true JP4976885B2 (en) | 2012-07-18 |
Family
ID=39836615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007051742A Expired - Fee Related JP4976885B2 (en) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Lens barrel turning mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4976885B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8281491B2 (en) | 2004-03-11 | 2012-10-09 | The Gillette Company | Shaving razor and shaving cartridges |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5551903B2 (en) * | 2009-08-11 | 2014-07-16 | 日本電産サンキョー株式会社 | Optical equipment |
| JP7263566B2 (en) * | 2017-06-02 | 2023-04-24 | キヤノン株式会社 | Imaging device and moving body |
| JP7005177B2 (en) * | 2017-06-02 | 2022-02-10 | キヤノン株式会社 | Imaging device and mobile body |
| RS63750B1 (en) * | 2017-08-23 | 2022-12-30 | Komax Holding Ag | PROCEDURE FOR REMOVING A PORTION OF THE PROTECTIVE FOIL OF AN INSULATED AND SHEATHED CABLE AND A DEVICE FOR REMOVING A PART OF THE PROTECTIVE FOIL OF AN INSULATED AND SHEATHED CABLE AT A PREDETERMINED BREAK LOCATION OF AN INSULATED AND SHEATHED CABLE |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3790829B2 (en) * | 1995-04-21 | 2006-06-28 | 株式会社ニコン | Vibration prevention device using ultrasonic actuator |
| JPH11235062A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Nikon Corp | Vibration actuator drive device and lens barrel |
| JP4661111B2 (en) * | 2004-07-07 | 2011-03-30 | コニカミノルタオプト株式会社 | Shake correction mechanism and imaging apparatus using the same |
| JP2007010730A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Fujifilm Holdings Corp | Shake correction device |
| JP2007041418A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Konica Minolta Opto Inc | Rotation support mechanism and imaging apparatus using the same |
-
2007
- 2007-03-01 JP JP2007051742A patent/JP4976885B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8281491B2 (en) | 2004-03-11 | 2012-10-09 | The Gillette Company | Shaving razor and shaving cartridges |
| US8286354B2 (en) | 2004-03-11 | 2012-10-16 | The Gillette Company | Shaving razors and shaving cartridges |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008216477A (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7812507B2 (en) | Piezoelectric motor and camera device | |
| US6397008B2 (en) | Driving system with elastically supporting units | |
| US8368268B2 (en) | Optical-device switching apparatus for microscope | |
| JP5184839B2 (en) | Piezoelectric motor and camera device | |
| JP5109450B2 (en) | Blur correction device and optical apparatus | |
| JP4976885B2 (en) | Lens barrel turning mechanism | |
| CN103186011A (en) | Anti-vibration actuator, lens unit and camera furnished therewith, and manufacturing method for same | |
| US5978137A (en) | Image stabilizing apparatus | |
| JP3790829B2 (en) | Vibration prevention device using ultrasonic actuator | |
| JP5884242B2 (en) | Actuator, lens unit, and camera | |
| JP2006113874A (en) | Positioning device | |
| JP2011039501A (en) | Galvanometer scanner | |
| WO2016002917A1 (en) | Vibration-type actuator, lens barrel, image-capturing device, and automatic stage | |
| EP3910401B1 (en) | Optical beam intensity control system with piezoelectric actuator | |
| US20170285364A1 (en) | Image stabilization apparatus, lens apparatus having image stabilization apparatus, and image pickup apparatus having image stabilization apparatus | |
| JP2017200357A (en) | Vibration wave motor and electronic device equipped with vibration wave motor | |
| JP6262349B2 (en) | Image pickup apparatus equipped with moving device for digital microscope and digital microscope | |
| JP5137036B2 (en) | Image blur correction apparatus and imaging apparatus | |
| US11852803B2 (en) | Large aperture, single axis, reactionless fast steering mirror | |
| KR20070016910A (en) | Image stabilization device and imaging device having the same | |
| KR102658547B1 (en) | Scanning device operated using electromagnetic force | |
| JP4689194B2 (en) | OPTICAL ELEMENT DRIVE DEVICE, OPTICAL SPACE TRANSMISSION DEVICE USING THE DRIVE DEVICE, AND LENS DEVICE | |
| JP2020029934A (en) | Driving force transmission device | |
| JPH08220454A (en) | Optical control element and optical space transmission device | |
| JP2024178579A (en) | Driving device and driving method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100301 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100301 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120312 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120410 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120413 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4976885 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |