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JP6685786B2 - Anti-vibration device - Google Patents
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Description

本発明は、レンズ装置の像振れ補正のための防振装置に関し、特に超音波モータを複数用いた防振装置に関するものである。   The present invention relates to an image stabilization device for image blur correction of a lens device, and more particularly to an image stabilization device using a plurality of ultrasonic motors.

従来、映像を取得するカメラに搭載される、レンズ系と撮像素子とから構成されるカメラモジュールにおいて、レンズをレンズ系の光軸と垂直な方向に駆動することにより、映像撮影時に発生する手振れの影響を低減する技術が知られている。これら手振れ補正機能を備えた光学系においては、レンズを光軸と垂直な方向に高速かつ高精度に駆動する必要があるため、ボイスコイルモータからなる防振装置が数多く提案されている。   Conventionally, in a camera module including a lens system and an image sensor mounted on a camera for capturing an image, by driving the lens in a direction perpendicular to the optical axis of the lens system, a camera shake generated during image capturing can be prevented. Techniques for reducing the influence are known. In these optical systems having a camera shake correction function, it is necessary to drive the lens in a direction perpendicular to the optical axis at high speed and with high accuracy, and therefore, a large number of image stabilizing devices including voice coil motors have been proposed.

そして近年では、更なる高精度化を目的として、電気−機械エネルギー変換素子(圧電素子や電歪素子)などの振動子の振動を利用した超音波モータを用いた防振装置が提案されている。超音波モータは、電気−機械エネルギー変換素子が接合された金属弾性体等により形成された振動体と、該振動体に加圧接触する接触体とを有する。位相差を有する複数の周波信号を圧電素子に印加すると、振動体に振動が励起され、該振動体と接触体とが相対移動して駆動力が発生する。このような振動型モータの駆動制御方法には圧電素子に印加する周波信号の周波数を変化させる方法(以下、周波数制御)や、圧電素子に印加する複数の周波信号の位相差を変化させる方法(以下、位相差制御)がある。上記超音波モータを複数配置して駆動を組み合わせることで、移動体の2次元方向への移動を可能として2次元駆動装置を実現し、それらを用いて防振装置として使用している。   Further, in recent years, for the purpose of further improving the accuracy, a vibration isolation device using an ultrasonic motor that utilizes vibration of a vibrator such as an electro-mechanical energy conversion element (piezoelectric element or electrostrictive element) has been proposed. . The ultrasonic motor has a vibrating body formed of a metal elastic body or the like to which an electro-mechanical energy conversion element is joined, and a contact body that comes into pressure contact with the vibrating body. When a plurality of frequency signals having a phase difference are applied to the piezoelectric element, vibration is excited in the vibrating body, and the vibrating body and the contact body move relatively to generate a driving force. Such a drive control method of the vibration type motor includes a method of changing the frequency of the frequency signal applied to the piezoelectric element (hereinafter referred to as frequency control) and a method of changing the phase difference of a plurality of frequency signals applied to the piezoelectric element ( Hereinafter, there is phase difference control). By arranging a plurality of the above ultrasonic motors and combining the driving, a two-dimensional drive device is realized by which the moving body can be moved in the two-dimensional direction, and these are used as a vibration isolator.

超音波モータは、摩擦により駆動力を発生させる構成であるため、構成部品のばらつきにより駆動性能のばらつきが生じたり、また使用していくとともに特性が変化していくという性質をもつ。そのため例えば超音波モータを装置に組み込む前に特性を取得しておき、個別に制御パラメータを変更したり、また長時間の使用で特性が劣化したモータを特定し、交換もしくは修理したりする必要がある。上記課題に対して、以下の技術が提案されている。   Since the ultrasonic motor is configured to generate a driving force by friction, it has a property that driving performance varies due to variations in constituent parts, and characteristics change as it is used. Therefore, for example, it is necessary to acquire the characteristics before incorporating the ultrasonic motor into the device, change the control parameters individually, and identify the motor whose characteristics have deteriorated due to long-term use, and replace or repair it. is there. The following techniques have been proposed for the above problems.

例えば、特許文献1では、摩擦部材の摩擦仕事量を積算し、予め決められたしきい値と比較することで、超音波モータの寿命を判別するという技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique of determining the life of the ultrasonic motor by integrating the friction work of the friction member and comparing it with a predetermined threshold value.

特許4731146号公報Japanese Patent No. 4731146

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、複数の超音波モータで駆動された駆動物の速度、加速度より仕事量を算出するため、超音波モータ単体の特性を判別することが出来ない。   However, in the conventional technology disclosed in the above-mentioned patent documents, since the work amount is calculated from the speed and acceleration of the driving object driven by the plurality of ultrasonic motors, the characteristics of the ultrasonic motor alone cannot be discriminated. .

そこで、本発明の目的は、超音波モータを複数用いた防振装置において、装置に組み込まれた状態でも、超音波モータ単体の特性を取得することを可能にした防振装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an anti-vibration device that makes it possible to acquire the characteristics of a single ultrasonic motor even in a state where the anti-vibration device uses a plurality of ultrasonic motors. is there.

上記目的を達成するために、本発明の防振装置は、駆動方向に垂直な方向に突出した係合部を備えた駆動部材を有する3つ以上の超音波モータと、前記超音波モータが固定される固定筒と、前記超音波モータの駆動方向に直交する方向に延在する係合溝を備え、該係合溝に前記係合部が前記延在する方向に移動可能に係合し、前記駆動方向に平行な平面内で移動可能に前記固定筒に支持されたレンズ移動枠と、前記駆動部材の変位に対応する物理量を測定するセンサと、を有するレンズ装置の防振装置において、前記係合溝の前記延在する方向の端部は、対応する前記超音波モータの所定の駆動範囲の駆動において、該超音波モータの前記係合部が前記レンズ移動枠を前記駆動方向に押圧しない逃げ部と接続している、ことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the vibration damping device of the present invention has three or more ultrasonic motors having a driving member provided with an engaging portion protruding in a direction perpendicular to the driving direction, and the ultrasonic motor is fixed. A fixed cylinder and an engaging groove extending in a direction orthogonal to the driving direction of the ultrasonic motor, and the engaging portion is movably engaged in the extending direction, A vibration control device for a lens device, comprising: a lens moving frame supported by the fixed barrel so as to be movable in a plane parallel to the driving direction; and a sensor for measuring a physical quantity corresponding to a displacement of the driving member. The end portion of the engaging groove in the extending direction does not press the lens moving frame in the driving direction by the engaging portion of the ultrasonic motor when driving the corresponding ultrasonic motor in a predetermined driving range. It is characterized in that it is connected to the escape portion.

本発明によれば超音波モータを複数用いた防振装置において、装置に組み込まれた状態でも、超音波モータ単体の特性を取得することを可能にした防振装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an anti-vibration device using a plurality of ultrasonic motors, which makes it possible to acquire the characteristics of a single ultrasonic motor even when incorporated in the device.

実施例1に係る超音波モータ50の斜視図1 is a perspective view of an ultrasonic motor 50 according to a first embodiment. 図1の状態より固定板51を外した時の超音波モータ50の斜視図Perspective view of the ultrasonic motor 50 when the fixing plate 51 is removed from the state of FIG. 図2の状態より駆動スライダ52、ボール53を外した時の超音波モータ50の斜視図2 is a perspective view of the ultrasonic motor 50 when the drive slider 52 and the ball 53 are removed from the state of FIG. 実施例1に係る防振装置1を被写体側から見た図The figure which looked at the vibration isolator 1 which concerns on Example 1 from the subject side. 実施例1に係る防振装置1の分解斜視図Exploded perspective view of the vibration damping device 1 according to the first embodiment. 図4の状態よりF2方向へレンズ移動枠2を移動させたときの防振装置1の図FIG. 4 is a view of the image stabilizing device 1 when the lens moving frame 2 is moved in the F2 direction from the state of FIG. 図4のA部拡大図Part A enlarged view of FIG. 実施例2に係る防振装置101の分解斜視図Exploded perspective view of the vibration damping device 101 according to the second embodiment. 実施例2に係る防振装置101を被写体側から見た図The figure which looked at the anti-vibration device 101 which concerns on Example 2 from the to-be-photographed object side. 図9の状態よりF5方向へレンズ移動枠2を移動させたときの防振装置101の図9 is a view of the image stabilizing device 101 when the lens moving frame 2 is moved in the F5 direction from the state of FIG. 係合溝2a、逃げ溝2bの第1の変形例First modification of engaging groove 2a and escape groove 2b 係合溝2a、逃げ溝2bの第2の変形例Second modification of engagement groove 2a and escape groove 2b 係合溝2a、逃げ溝2bの第3の変形例Third modification of engaging groove 2a and escape groove 2b 実施例2の変形例Modification of Example 2 図14の状態よりF7方向へレンズ移動枠20を移動させたときの図Diagram when the lens moving frame 20 is moved in the F7 direction from the state of FIG.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

以下、図1から図7を参照して、本発明の第1の実施例による、複数の超音波モータを用いた防振装置について説明する。   Hereinafter, a vibration isolation device using a plurality of ultrasonic motors according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

(超音波モータの構造)
まずは図1〜3を用いて、本実施例1の防振装置で使用される超音波モータについて説明する。図1は、超音波モータ50の斜視図を示している。図2は図1に示される超音波モータ50に対して、固定板51を外したときの超音波モータ50の斜視図、図3は図2に対して更に駆動スライダ52とボール53を外したときの超音波モータ50の斜視図を示している。
(Structure of ultrasonic motor)
First, the ultrasonic motor used in the vibration isolator of the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a perspective view of the ultrasonic motor 50. 2 is a perspective view of the ultrasonic motor 50 shown in FIG. 1 with the fixing plate 51 removed, and FIG. 3 shows the ultrasonic motor 50 shown in FIG. 2 with the drive slider 52 and balls 53 further removed. The perspective view of the ultrasonic motor 50 at this time is shown.

超音波モータ50のベースとなるモータベース54には、振動子55が固定される(図3)。さらにその上部に駆動スライダ52(駆動部材)が、振動子55の突起部55a、55bに接触し配置される(図2)。またモータベース54には後述する固定筒3(図4、5)に固定するための穴54aが複数設けられている。駆動スライダ52には、駆動方向F1に対して垂直な方向に突出して、駆動力をレンズ移動枠2(図4)に伝達するための出力軸52a(係合部)が設けられる。また、駆動スライダ52には、ボール53が転動する転動溝52bが複数設けられる。転動溝52bにボール53が配置され、その上部から固定板51がボール53を介して駆動スライダ52を振動子55の突起部55a、55bに押圧するように配置され、固定板51はモータベース54に不図示のネジにより固定される。駆動スライダ52は、振動子55の突起部55a、55bに当接し、固定板51によって突起部55a、55bに押圧接触する。図示はしていないが、固定板51の裏側にもボール53が転動する転動溝が、駆動スライダ52の転動溝52bに対向するように設けられている。この転動溝52bとボール53の案内作用により、駆動スライダ52の駆動方向F1が矢印の方向に規制される。不図示の電圧供給手段により電圧を印加することで、振動子55は振動を発生させ、突起部55a、55bに押圧接触した、駆動スライダ52に対し矢印の方向(駆動方向F1)への駆動力を生じさせることが出来る。   A vibrator 55 is fixed to a motor base 54 which is a base of the ultrasonic motor 50 (FIG. 3). Further, the drive slider 52 (driving member) is arranged on the upper portion thereof in contact with the protrusions 55a and 55b of the vibrator 55 (FIG. 2). Further, the motor base 54 is provided with a plurality of holes 54a for fixing to a fixed cylinder 3 (FIGS. 4 and 5) described later. The drive slider 52 is provided with an output shaft 52a (engagement portion) that projects in a direction perpendicular to the driving direction F1 and transmits the driving force to the lens moving frame 2 (FIG. 4). Further, the drive slider 52 is provided with a plurality of rolling grooves 52b in which the balls 53 roll. The ball 53 is arranged in the rolling groove 52b, and the fixing plate 51 is arranged from above to press the drive slider 52 against the projections 55a and 55b of the vibrator 55 via the ball 53. It is fixed to 54 with a screw (not shown). The drive slider 52 is in contact with the protrusions 55a and 55b of the vibrator 55, and is pressed into contact with the protrusions 55a and 55b by the fixing plate 51. Although not shown, a rolling groove on which the ball 53 rolls is also provided on the back side of the fixed plate 51 so as to face the rolling groove 52b of the drive slider 52. Due to the guiding action of the rolling groove 52b and the ball 53, the driving direction F1 of the driving slider 52 is regulated in the arrow direction. By applying a voltage by a voltage supply means (not shown), the vibrator 55 generates vibration, and the driving force in the direction of the arrow (driving direction F1) with respect to the driving slider 52 that is in pressure contact with the protrusions 55a and 55b. Can be generated.

(防振装置の構成)
図4、5を用いて、上記超音波モータ50が複数構成された防振装置について説明する。図4は防振装置1をレンズ移動枠2が移動する面に垂直な方向(被写体側)から見た図、図5は防振装置1の分解斜視図を示す。不図示の防振レンズ群は、レンズ移動枠2に保持される。レンズ移動枠2には、超音波モータ50の駆動力を伝達する出力軸52aと係合する係合溝2aが、超音波モータ50それぞれの駆動方向F1に直交するように複数設けられている。また係合溝2aが延在する方向の一端側には、後述する超音波モータ50の特性を判別するための、逃げ溝2bが係合溝2aに接続して設けられている。逃げ溝2bそれぞれは、係合溝2aと係合している出力軸52aの超音波モータ50の駆動方向F1に垂直な方向の幅は出力軸52aの径よりも大きな幅であり、また該駆動方向F1と平行な方向に延在する溝が形成されている。逃げ溝2bは、対応して配置されている超音波モータ50が所定の駆動範囲を駆動しても、該超音波モータ50の出力軸52aがレンズ移動枠2(係合溝2a)を駆動方向に押圧しないような大きさで形成されている。ここで、所定の駆動範囲は、出力軸52aが逃げ溝2bにある超音波モータ50と同じ方向の駆動方向を有する他の超音波モータ50、すなわち、本実施例においては、保持されるレンズを挟んで反対側に配置される超音波モータ50が駆動する範囲であることが好ましい。
(Structure of anti-vibration device)
A vibration isolation device including a plurality of the ultrasonic motors 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view of the vibration isolator 1 viewed from a direction (subject side) perpendicular to the surface on which the lens moving frame 2 moves, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the vibration isolator 1. The anti-vibration lens group (not shown) is held by the lens moving frame 2. The lens moving frame 2 is provided with a plurality of engagement grooves 2a that engage with the output shaft 52a that transmits the driving force of the ultrasonic motor 50 so as to be orthogonal to the driving direction F1 of each ultrasonic motor 50. An escape groove 2b is provided on one end side in the extending direction of the engaging groove 2a so as to determine the characteristics of the ultrasonic motor 50, which will be described later, connected to the engaging groove 2a. In each of the escape grooves 2b, the width of the output shaft 52a engaged with the engagement groove 2a in the direction perpendicular to the driving direction F1 of the ultrasonic motor 50 is larger than the diameter of the output shaft 52a, and A groove extending in a direction parallel to the direction F1 is formed. Even if the corresponding ultrasonic motor 50 drives a predetermined drive range, the escape groove 2b causes the output shaft 52a of the ultrasonic motor 50 to drive the lens moving frame 2 (engagement groove 2a) in the driving direction. It is formed so that it will not be pressed against. Here, the predetermined drive range is determined by another ultrasonic motor 50 having the same drive direction as the ultrasonic motor 50 in which the output shaft 52a is located in the escape groove 2b, that is, the lens to be held in this embodiment. It is preferable that the ultrasonic motor 50 arranged on the opposite side of the sandwiching device is driven.

今回の実施例おいて係合溝2a、逃げ溝2bは貫通溝としているが、貫通溝に限られたものではなく、貫通していない溝でもよい。また逃げ溝2bを係合溝2aに対して、光軸Z側に設けたが、逆側の端部に設けてもよい。また、逃げ溝2bは、出力軸52aが逃げ溝2b内で駆動方向F1に移動したときに出力軸52aが逃げ溝2bの端を押圧してレンズ移動枠2を移動させないような大きさを有する切欠き(逃げ部)であればよい。   Although the engaging groove 2a and the escape groove 2b are through-grooves in the present embodiment, they are not limited to through-grooves, and may be grooves that do not penetrate. Although the escape groove 2b is provided on the optical axis Z side with respect to the engagement groove 2a, it may be provided on the opposite end. The escape groove 2b has a size such that the output shaft 52a does not move the lens moving frame 2 by pressing the end of the escape groove 2b when the output shaft 52a moves in the drive direction F1 in the escape groove 2b. Any cutout (relief part) will do.

図5に示すように固定筒3に対しレンズ移動枠2が移動する平面内で直交する方向をX軸、Y軸方向としたとき、固定筒3には、レンズ移動枠2のX軸、Y軸方向の位置検出を行うためのエンコーダ4が固定される。またレンズ移動枠2にはエンコーダ4の対向する面にスケール5が付設されている。エンコーダ4とスケール5とで、レンズ移動枠2の固定筒3に対する変位を検出する位置センサを構成する。レンズ移動枠2に固定される防振レンズ群の光軸は、X軸及びY軸に垂直な方向であるZ軸(防振装置が設置される不図示のレンズ装置の光軸)と平行となる。固定筒3には、周溝3aが光軸方向であるZ軸周りに光軸(Z軸)と垂直方向に延在するように複数設けられおり、レンズ移動枠2にネジ6によって複数固定されたカムフォロワ7と係合することで、レンズ移動枠2の光軸方向であるZ軸方向の動きを規制する。したがって、レンズ移動枠2は、超音波モータ50の駆動方向に平行な平面内のカムフォロワ7と周溝3aで規制された範囲内で移動可能な態様で固定筒3に支持される。超音波モータ50は、モータ固定部材8に不図示のネジによりバカ穴54a(図1)を介して固定され、またモータ固定部材8は、不図示のネジにより固定筒3に固定される。   As shown in FIG. 5, when the directions orthogonal to the plane in which the lens moving frame 2 moves with respect to the fixed barrel 3 are the X-axis and Y-axis directions, the fixed barrel 3 has the X-axis and Y-axis of the lens moving frame 2. The encoder 4 for detecting the axial position is fixed. The lens moving frame 2 is provided with a scale 5 on the surface facing the encoder 4. The encoder 4 and the scale 5 constitute a position sensor that detects the displacement of the lens moving frame 2 with respect to the fixed barrel 3. The optical axis of the anti-vibration lens group fixed to the lens moving frame 2 is parallel to the Z axis (the optical axis of a lens device (not shown) in which the anti-vibration device is installed) which is a direction perpendicular to the X axis and the Y axis. Become. A plurality of circumferential grooves 3a are provided on the fixed barrel 3 so as to extend around the Z axis, which is the optical axis direction, in the direction perpendicular to the optical axis (Z axis), and a plurality of them are fixed to the lens moving frame 2 with screws 6. By engaging with the cam follower 7, the movement of the lens moving frame 2 in the Z axis direction, which is the optical axis direction, is restricted. Therefore, the lens moving frame 2 is supported by the fixed barrel 3 in such a manner that it can move within a range regulated by the cam follower 7 and the circumferential groove 3a in a plane parallel to the driving direction of the ultrasonic motor 50. The ultrasonic motor 50 is fixed to the motor fixing member 8 by screws (not shown) through the fool holes 54a (FIG. 1), and the motor fixing member 8 is fixed to the fixed barrel 3 by screws (not shown).

以上の構成から、4つの超音波モータ50の駆動力を組み合わせることで、防振レンズ群を抱えたレンズ移動枠2を、X軸、Y軸方向へと駆動させることが可能となる。防振装置1は不図示の撮影レンズの像揺れした映像に対し、レンズ移動枠2を駆動し、上下左右などの方向に振ることで、光学的な補正を行うことができる。これを用いることで、揺れのない良好な撮影映像を提供することが可能となる。   With the above configuration, by combining the driving forces of the four ultrasonic motors 50, it becomes possible to drive the lens moving frame 2 holding the image stabilizing lens group in the X-axis and Y-axis directions. The image stabilizing device 1 can perform optical correction by driving the lens moving frame 2 and shaking in a vertical, horizontal, or other direction with respect to an image in which an image of a photographing lens (not shown) is shaken. By using this, it is possible to provide a good captured image without shaking.

(超音波モータの特性判別方法)
上記構成の防振装置1において、通常、防振機能(いわゆる手振れ補正機能)が有効の場合、図7で示されるように、出力軸52aは係合溝2aのL1の範囲を使用制限範囲として移動する(図7は図4のA部拡大図)。すなわち、図7に示されている出力軸52aの駆動方向はF1aとして示される方向である。出力軸52aは係合溝2aの範囲L1の中のどの部分を押圧してレンズ移動枠2をF1aで示す方向に移動させるかは、該出力軸52aとZ軸を中心として±90度の位置に配置された出力軸52aによって確定する方向F1bにおける位置に依存する。そのため防振機能が有効とされている状態においては、レンズ移動枠2を移動させる際に、2つ以上の超音波モータ50を同期して駆動させる必要があり、単独の超音波モータ50だけでレンズ移動枠2を移動させることはできない。
(Method of distinguishing characteristics of ultrasonic motor)
In the vibration isolator 1 having the above-described configuration, when the anti-vibration function (so-called camera shake correction function) is normally effective, as shown in FIG. 7, the output shaft 52a sets the range of L1 of the engagement groove 2a as the use restriction range. It moves (FIG. 7 is an enlarged view of part A in FIG. 4). That is, the driving direction of the output shaft 52a shown in FIG. 7 is the direction shown as F1a. Which part of the range L1 of the engagement groove 2a is pressed by the output shaft 52a to move the lens moving frame 2 in the direction indicated by F1a depends on the position of the output shaft 52a and the Z axis of ± 90 degrees. Depends on the position in the direction F1b defined by the output shaft 52a arranged at. Therefore, in a state where the image stabilization function is enabled, it is necessary to drive two or more ultrasonic motors 50 in synchronization when the lens moving frame 2 is moved, and only one ultrasonic motor 50 is used. The lens moving frame 2 cannot be moved.

以上の前提を踏まえ、超音波モータ50の特性判別方法について図4、6を用いて説明する。図6は、レンズ移動枠2を図4の状態よりF2方向へ移動させた状態を示す。図6の状態になると、左下に配置された超音波モータ50の出力軸52aが係合溝2aとの係合を外れ、逃げ溝2b内に位置することになる。そのため右上の超音波モータ50単独でレンズ移動枠2をF3方向へ駆動させることが可能となる。レンズ移動枠2には上記にあるようにスケール5が設けられているため、右上の超音波モータ50単体でレンズ移動枠2を移動させ、その位置変位より速度特性を取得することが可能となる。ここでいう速度特性とは、例えば周波数制御を行う際の、周波数(入力)とレンズ移動枠2の速度(出力)の関係、または位相差制御を行う際の、位相差(入力)とレンズ移動枠2の速度(出力)の関係である。この速度特性は超音波モータ50の特性を図る上で重要な指標となる。上記動作を繰り返すことにより配置された全て(本実施例においては4つ)の超音波モータ50単体の特性を判別することが可能となる。この超音波モータ50の特性を判別するというフローは、例えば通常モード、測定モードと分けてもよい。通常モード時は、上記にあるように超音波モータ50の動作範囲がL1として制限された状態で、防振機能が有効時を示す。測定モード時は、出力軸52aが逃げ溝2bに位置するように超音波モータ50を駆動させ、複数の超音波モータ50の特性を判別していくことを示す。   Based on the above assumptions, a method for determining the characteristics of the ultrasonic motor 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a state in which the lens moving frame 2 is moved in the F2 direction from the state shown in FIG. In the state of FIG. 6, the output shaft 52a of the ultrasonic motor 50 arranged at the lower left is disengaged from the engagement groove 2a and is positioned in the escape groove 2b. Therefore, the lens moving frame 2 can be driven in the F3 direction by the ultrasonic motor 50 on the upper right alone. Since the lens moving frame 2 is provided with the scale 5 as described above, it becomes possible to move the lens moving frame 2 by the ultrasonic motor 50 alone on the upper right and obtain the velocity characteristic from the position displacement. . The speed characteristic referred to here is, for example, the relationship between the frequency (input) and the speed (output) of the lens movement frame 2 when performing frequency control, or the phase difference (input) and the lens movement when performing phase difference control. This is the relationship of the speed (output) of the frame 2. This speed characteristic is an important index for achieving the characteristics of the ultrasonic motor 50. By repeating the above operation, it is possible to determine the characteristics of all the ultrasonic motors 50 (four in this embodiment) arranged. The flow for determining the characteristics of the ultrasonic motor 50 may be divided into, for example, the normal mode and the measurement mode. In the normal mode, the operation range of the ultrasonic motor 50 is limited to L1 as described above, and the vibration isolation function is effective. In the measurement mode, the ultrasonic motor 50 is driven so that the output shaft 52a is located in the escape groove 2b, and the characteristics of the plurality of ultrasonic motors 50 are determined.

上記構成を用いることで、例えば防振装置1の性能が変化したときに、特性が変化した超音波モータ50を装置に組み込まれた状態で特定することが可能となるため、メンテナンス性が向上する。また製造工程時に装置に組み込まれた状態で、各超音波モータのパラメータ調整を行うことが出来るため、組立性が向上する。また防振装置1の運用時に定期的に測定モードに入り、超音波モータ50の特性を取得し、その内容を基に超音波モータ50のパラメータを再設定することで、製品の性能がより向上する。   By using the above configuration, for example, when the performance of the vibration isolator 1 changes, it is possible to identify the ultrasonic motor 50 with the changed characteristics in a state of being incorporated in the apparatus, and thus maintainability is improved. . Further, since the parameters of each ultrasonic motor can be adjusted in the state of being incorporated in the apparatus during the manufacturing process, the assembling property is improved. In addition, the performance of the product is further improved by periodically entering the measurement mode during operation of the vibration isolation device 1, acquiring the characteristics of the ultrasonic motor 50, and resetting the parameters of the ultrasonic motor 50 based on the contents. To do.

以下、図8〜図10を用いて、本発明の第2の実施例について説明する。但し、実施例1と同様の箇所については、同じ番号を付与し、説明は省略する。図8は実施例2における防振装置101の分解斜視図である。実施例1における防振装置1と異なる箇所は、超音波モータ60、エンコーダ61、スケール62の部分となる。超音波モータ60(実施例1の超音波モータ50に相当)の各駆動スライダ63には、不図示のネジにより、エンコーダ61が取り付けられている。またレンズ移動枠2には、各エンコーダ61の対向する位置に、スケール62が取り付けられている。エンコーダ61とスケール62とで、駆動スライダ63のモータベース54(固定筒3)に対する変位を検出する位置センサを構成する。   The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, the same parts as those in the first embodiment are given the same numbers, and the description thereof will be omitted. FIG. 8 is an exploded perspective view of the vibration damping device 101 according to the second embodiment. The parts different from the vibration isolator 1 in the first embodiment are the ultrasonic motor 60, the encoder 61, and the scale 62. An encoder 61 is attached to each drive slider 63 of the ultrasonic motor 60 (corresponding to the ultrasonic motor 50 of the first embodiment) with a screw (not shown). A scale 62 is attached to the lens moving frame 2 at a position facing each encoder 61. The encoder 61 and the scale 62 constitute a position sensor that detects the displacement of the drive slider 63 with respect to the motor base 54 (fixed cylinder 3).

(超音波モータの特性判別方法)
次に実施例2における超音波モータの特性判別方法について説明する。防振装置101をレンズ移動枠2が移動する面に垂直な方向(被写体側)より見た図を図9に示す。図9の状態は図4の状態と同様で、駆動スライダ63に設けられた出力軸63aと、係合溝2aが係合した状態であり、いわゆる防振機能が有効の状態を示す。超音波モータ60の駆動方向は矢印F4で示す。図9の状態から超音波モータ60をF5方向へ駆動させた後の状態を図10に示す。図10の状態は、図6の状態と同様である。この時、実施例1においては、右上の超音波モータ50をF3方向へ駆動させ、レンズ移動枠2を移動させることで、図6の右上に配置された超音波モータ50の速度特性を取得した。しかし実施例2においては、左下に配置された超音波モータ60をF6方向へ駆動させ、駆動スライダ63に取り付けられたエンコーダ61の出力より速度特性を取得する。以上のフローを繰り返すことで、各超音波モータ60の速度特性を取得することが可能となる。
(Method of distinguishing characteristics of ultrasonic motor)
Next, a method of determining characteristics of the ultrasonic motor according to the second embodiment will be described. FIG. 9 shows a view of the image stabilizing device 101 viewed from a direction (subject side) perpendicular to the surface on which the lens moving frame 2 moves. The state of FIG. 9 is the same as the state of FIG. 4, and is a state in which the output shaft 63a provided in the drive slider 63 and the engagement groove 2a are engaged with each other, and a so-called anti-vibration function is effective. The driving direction of the ultrasonic motor 60 is indicated by an arrow F4. FIG. 10 shows a state after the ultrasonic motor 60 is driven in the F5 direction from the state shown in FIG. The state of FIG. 10 is similar to the state of FIG. At this time, in Example 1, by driving the ultrasonic motor 50 on the upper right in the F3 direction and moving the lens moving frame 2, the speed characteristics of the ultrasonic motor 50 arranged on the upper right in FIG. 6 were acquired. . However, in the second embodiment, the ultrasonic motor 60 arranged at the lower left is driven in the F6 direction, and the speed characteristic is acquired from the output of the encoder 61 attached to the drive slider 63. By repeating the above flow, it is possible to acquire the speed characteristics of each ultrasonic motor 60.

実施例2における効果として、実施例1と同様の効果が得られるとともに、超音波モータ60の特性取得時にレンズ移動枠2を移動させる必要がなくなるために、超音波モータ60への負荷を低減することが出来るため、長寿命化に繋げることが可能となる。   As the effect of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since it is not necessary to move the lens moving frame 2 when acquiring the characteristics of the ultrasonic motor 60, the load on the ultrasonic motor 60 is reduced. Therefore, it is possible to extend the service life.

実施例1、2において、レンズ移動枠2に設けられた逃げ溝2bは図7で示されるような形状にしたが、これに限定されるものではなく、例えば図11〜図13のような形状でもよい。図11に示した第1の変形例においては、係合溝2aと逃げ溝2bとを接続する部分にテーパ形状2cを設けた。また図12に示した第2の変形例においては、係合溝2aと逃げ溝2bとを接続する部分にR形状2dを設けた。このような形状を設けることで、出力軸52aが逃げ溝2bから、係合溝2aに戻る際の引っ掛かりを防止し、通常モードへの移行をスムーズにさせることができる。また、出力軸52aが係合溝2aに戻る際に、角部2e(図7)に当たることで、出力軸52aが損傷や摩耗するつくことを防止する。また図13に示した第3の変形例のように係合溝2aの端部に切欠き2fを設けてもよい。切欠き2fを設けることで、レンズ移動枠2を軽量化し、超音波モータ50への負荷を低減することが出来る。   In Embodiments 1 and 2, the escape groove 2b provided in the lens moving frame 2 has the shape shown in FIG. 7, but the shape is not limited to this, and for example, the shapes shown in FIGS. But it's okay. In the first modification shown in FIG. 11, the tapered shape 2c is provided at the portion connecting the engagement groove 2a and the escape groove 2b. Further, in the second modification shown in FIG. 12, the R shape 2d is provided in the portion connecting the engagement groove 2a and the escape groove 2b. By providing such a shape, it is possible to prevent the output shaft 52a from being caught when the output shaft 52a returns from the escape groove 2b to the engagement groove 2a, and to smoothly shift to the normal mode. Further, when the output shaft 52a returns to the engagement groove 2a, the output shaft 52a is prevented from being damaged or worn by hitting the corner portion 2e (FIG. 7). Moreover, you may provide the notch 2f in the edge part of the engagement groove 2a like the 3rd modification shown in FIG. By providing the notch 2f, it is possible to reduce the weight of the lens moving frame 2 and reduce the load on the ultrasonic motor 50.

また、実施例2における、逃げ溝2bは図14で示されるように設けてもよい。図14は、図9で示されるレンズ移動枠2を、レンズ移動枠20に置き換えた図である。レンズ移動枠20の変更点としては、レンズ移動枠2における逃げ溝2bの位置である。対向する超音波モータの出力軸63aが係合する係合溝に形成される逃げ溝20aは、係合溝の同一の方向の端側に形成されている。このような形状に変更することで、レンズ移動枠20の位置を変更することなく、超音波モータ60の特性を2つ同時に取得することが可能となる。具体的には、レンズ移動枠20を図14の状態からF7方向に動作させ、図15の状態にする。図15の状態において、右上と左下の出力軸63aは、逃げ溝20aに位置するため、それぞれ個別に独立してF8方向に移動することが可能となり、それぞれの駆動スライダ63に取り付けられたエンコーダ61の出力より独立して速度特性を取得することができる。このような構成にすることで、レンズ移動枠20の一回の移動で、2つの超音波モータの特性を取得することが可能となり、特性を判別するフローの短縮に繋げることが出来る。   Further, the escape groove 2b in the second embodiment may be provided as shown in FIG. FIG. 14 is a diagram in which the lens moving frame 2 shown in FIG. 9 is replaced with a lens moving frame 20. The change point of the lens moving frame 20 is the position of the escape groove 2b in the lens moving frame 2. The escape groove 20a formed in the engaging groove with which the output shaft 63a of the opposing ultrasonic motor engages is formed on the end side in the same direction of the engaging groove. By changing to such a shape, it is possible to obtain two characteristics of the ultrasonic motor 60 at the same time without changing the position of the lens moving frame 20. Specifically, the lens moving frame 20 is moved in the F7 direction from the state of FIG. 14 to the state of FIG. In the state of FIG. 15, since the upper right and lower left output shafts 63a are located in the escape groove 20a, it is possible to move independently in the F8 direction, and the encoders 61 attached to the respective drive sliders 63 are provided. The speed characteristic can be obtained independently from the output of. With such a configuration, it is possible to acquire the characteristics of the two ultrasonic motors with one movement of the lens moving frame 20, and it is possible to shorten the flow for determining the characteristics.

実施例で例示した超音波モータの速度特性を取得するために位置変化を検出するエンコーダ4を使用する場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはない。位置の変化を検出する実施例を例示したが、位置以外であっても、位置、速度、又は、加速度等の駆動部材やレンズ移動枠の変位に対応する物理量を測定するようにしても本発明の効果を享受することができる。   The case where the encoder 4 for detecting the position change is used to acquire the speed characteristic of the ultrasonic motor illustrated in the embodiment is illustrated, but the present invention is not limited to this. Although the embodiment for detecting the change in the position is illustrated, the present invention is also applicable to the case where the physical quantity corresponding to the displacement of the driving member or the lens moving frame such as the position, the speed, or the acceleration is measured even if the position is other than the position. You can enjoy the effect of.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.

1 防振装置
2 レンズ移動枠
2a 係合溝
2b 逃げ溝
4 エンコーダ(センサ)
5 スケール(センサ)
50 超音波モータ
52 駆動スライダ(駆動部材)
52a 出力軸(係合部)
55 振動子
1 Vibration Isolator 2 Lens Moving Frame 2a Engaging Groove 2b Escape Groove 4 Encoder (Sensor)
5 scale (sensor)
50 ultrasonic motor 52 drive slider (drive member)
52a Output shaft (engagement part)
55 oscillator

Claims (8)

駆動方向に垂直な方向に突出した係合部を備えた駆動部材を有する3つ以上の超音波モータと、
前記超音波モータが固定される固定筒と、
前記超音波モータの駆動方向に直交する方向に延在する係合溝を備え、該係合溝に前記係合部が前記延在する方向に移動可能に係合し、前記駆動方向に平行な平面内で移動可能に前記固定筒に支持されたレンズ移動枠と、
前記駆動部材の変位に対応する物理量を測定するセンサと、
を有するレンズ装置の防振装置において、
前記係合溝の前記延在する方向の端部は、対応する前記超音波モータの所定の駆動範囲の駆動において、該超音波モータの前記係合部が前記レンズ移動枠を前記駆動方向に押圧しない逃げ部と接続している、
ことを特徴とする防振装置。
Three or more ultrasonic motors having a driving member having an engaging portion that projects in a direction perpendicular to the driving direction;
A fixed tube to which the ultrasonic motor is fixed,
An engaging groove extending in a direction orthogonal to the driving direction of the ultrasonic motor is provided, and the engaging portion is movably engaged in the extending direction and is parallel to the driving direction. A lens movement frame supported by the fixed barrel so as to be movable in a plane,
A sensor for measuring a physical quantity corresponding to the displacement of the driving member,
In a vibration control device for a lens device having
The end portion of the engaging groove in the extending direction presses the lens moving frame in the driving direction by the engaging portion of the ultrasonic motor when driving the corresponding ultrasonic motor in a predetermined driving range. Not connected to the escape area,
Anti-vibration device characterized by the above.
前記逃げ部は、該逃げ部と対応する前記超音波モータではない他の前記超音波モータの駆動によって、該逃げ部と対応する前記超音波モータの前記係合部が前記係合溝から前記逃げ部へ移動可能な位置に、形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の防振装置。   The escape portion is configured such that the engagement portion of the ultrasonic motor corresponding to the escape portion escapes from the engagement groove by driving the ultrasonic motor other than the ultrasonic motor corresponding to the escape portion. The anti-vibration device according to claim 1, wherein the anti-vibration device is formed at a position where it can be moved to the portion. 前記センサは、前記レンズ移動枠の位置、又は、速度、又は、加速度を測定するセンサであることを特徴とする請求項1又は2に記載の防振装置。   The anti-vibration device according to claim 1, wherein the sensor is a sensor that measures a position, a speed, or an acceleration of the lens moving frame. 前記センサは、前記駆動部材の前記レンズ移動枠に対する位置、又は、速度、又は、加速度を測定するセンサであることを特徴とする請求項1又は2に記載の防振装置。   The anti-vibration device according to claim 1, wherein the sensor is a sensor that measures a position, a speed, or an acceleration of the driving member with respect to the lens moving frame. 1つ以上の前記超音波モータの前記係合部が前記逃げ部に位置するように他の前記超音波モータを駆動して前記レンズ移動枠を移動させた状態において、前記逃げ部に位置する前記係合部の前記超音波モータと異なる1つの超音波モータを駆動して、前記センサによって前記レンズ移動枠の前記物理量を取得するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の防振装置。   In the state where the other ultrasonic motor is driven to move the lens moving frame so that the engaging portion of one or more of the ultrasonic motors is located in the escape portion, the lens is located in the escape portion. The control means for driving one ultrasonic motor different from the ultrasonic motor of the engaging portion to control the sensor to acquire the physical quantity of the lens moving frame is provided. Anti-vibration device described. 1つ以上の前記超音波モータの前記係合部が前記逃げ部に位置するように他の前記超音波モータを駆動して前記レンズ移動枠を移動させた状態において、前記逃げ部に位置する前記係合部の前記超音波モータを駆動し、前記センサによって前記物理量を取得するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の防振装置。   In the state where the other ultrasonic motor is driven to move the lens moving frame so that the engaging portion of one or more of the ultrasonic motors is located in the escape portion, the lens is located in the escape portion. The vibration control device according to claim 4, further comprising a control unit that drives the ultrasonic motor of the engagement unit and controls the sensor to acquire the physical quantity. 前記係合溝は、前記逃げ部に向かうに従い幅が広がるようなテーパ形状を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の防振装置。   The vibration isolator according to any one of claims 1 to 6, wherein the engagement groove has a tapered shape such that the width of the engagement groove widens toward the relief portion. 前記係合溝は、前記係合溝と前記逃げ部が接続する角部がR形状である、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の防振装置。   The vibration isolator according to any one of claims 1 to 6, wherein a corner portion of the engagement groove, which connects the engagement groove and the relief portion, is R-shaped.
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