2021-196581 レンズユニット、及びそれを備えたカメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-196581(P2021-196581A)

(43)【公開日】2021年12月27日

(54)【発明の名称】レンズユニット、及びそれを備えたカメラ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20210101AFI20211129BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20211129BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20211129BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20211129BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 B

   G03B17/02

   G02B7/04 E

   H04N5/225 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-105474(P2020-105474)

(22)【出願日】2020年6月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100123630

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】菅原 望

【テーマコード（参考）】

2H044

2H100

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H044BE02

2H044BE10

2H044BE20

2H044DA01

2H044DB00

2H044DE07

2H100EE02

5C122EA54

5C122EA68

5C122FB08

5C122GE11

5C122HA82

(57)【要約】

【課題】電源オフ時において、レンズユニット内の可動部が、可動端に衝突するのを緩和することができるレンズユニット、及びそれを備えたカメラを提供する。
【解決手段】本発明は、アクチュエータを備えたレンズユニット(2)であって、レンズ鏡筒(6)と、光学部品が取り付けられた可動部(17)と、この可動部を、所定範囲内で移動可能に支持する案内機構(8)と、駆動用マグネット(30)及び駆動用コイル(32)を備え、可動部を駆動するアクチュエータ(10)と、駆動用コイルに流す電流を制御することにより、可動部を駆動する制御部(14)と、この制御部から供給される電流が停止されたとき、可動部が重力によって移動され、可動部が可動端に衝突するのを緩和する緩衝機構(20)と、を有し、緩衝機構は、可動部が重力によって移動される際に、駆動用コイルによって生成される電流により作動することを特徴としている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学部品を駆動するためのアクチュエータを備えたレンズユニットであって、
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に配置され、光学部品が取り付けられた可動部と、
この可動部を、所定範囲内で移動可能に支持する案内機構と、
駆動用マグネット及び駆動用コイルを備え、上記案内機構によって支持されている上記可動部を駆動するアクチュエータと、
上記駆動用コイルに流す電流を制御することにより、上記可動部を駆動する制御部と、
この制御部から供給される電流が停止されたとき、上記可動部が重力によって移動され、上記可動部が可動端に衝突するのを緩和する緩衝機構と、を有し、
上記緩衝機構は、上記可動部が重力によって移動される際に、上記駆動用コイルによって生成される電流により作動することを特徴とするレンズユニット。

【請求項2】

上記光学部品は、フォーカス調整用のフォーカスレンズであり、上記案内機構は、上記フォーカスレンズを、その光軸方向に移動可能に案内する請求項１記載のレンズユニット。

【請求項3】

上記アクチュエータは更に、上記駆動用マグネットの磁束を導くヨークを備え、上記可動部に取り付けられた上記駆動用コイルが、上記ヨークに沿って直線移動される請求項１又は２に記載のレンズユニット。

【請求項4】

上記緩衝機構は、緩衝用マグネット及び上記可動部に取り付けられた緩衝用コイルを備え、上記緩衝用コイルには、上記可動部が重力によって移動される際に、上記駆動用コイルによって生成された電流が供給され、上記緩衝用コイルと上記緩衝用マグネットの間に働く反発力により、上記可動部の、上記可動端への衝突が緩和される請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズユニット。

【請求項5】

上記緩衝機構は、電気を供給することにより変形する電気変形素子を備え、上記電気変形素子には、上記可動部が重力によって移動される際に、上記駆動用コイルによって生成された起電力が付与され、上記電気変形素子の変形により、上記可動部の移動に制動力が作用し、上記可動部の上記可動端への衝突が緩和される請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズユニット。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか１項に記載のレンズユニットと、
このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、
を有することを特徴とするカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズユニットに関し、特に、光学部品を駆動するためのアクチュエータを備えたレンズユニット、及びそれを備えたカメラに関する。

【背景技術】

【0002】

レンズユニットには、レンズ鏡筒内でフォーカス調整用レンズ等の光学部品を移動させるためのアクチュエータ等、光学部品を駆動するためのアクチュエータが備えられている。アクチュエータの作動中においては、光学部品が取り付けられた可動部は、アクチュエータの駆動力により保持されているが、アクチュエータの電源がオフにされると、可動部を保持するための保持力が失われてしまう。このため、電源をオフにしたレンズユニットを傾けると、レンズ鏡筒内で移動可能に支持された可動部が移動され、可動端に衝突して異音を発する場合がある。このような異音の発生により、レンズユニットの高級感が損なわれるばかりでなく、可動部が可動端に繰り返し衝突していると、レンズユニットの光学性能が低下する虞がある。

【0003】

特開２０１９−１０９４２７号公報（特許文献１）には、レンズ鏡筒及びカメラ装置が記載されている。このレンズ鏡筒（レンズユニット）には、光軸に沿って移動可能な可動レンズ群が内蔵されており、この可動レンズ群がボイスコイルモータ（アクチュエータ）によって駆動される。ボイスコイルモータをオフにする際は、可動レンズ群をレンズ鏡筒の前端まで移動させ、次いで、駆動モータを駆動して回動ストッパを回動させ、回動ストッパの係止突起を係止凹部に挿入することで、可動レンズ群が保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９−１０９４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載のレンズ鏡筒（レンズユニット）においては、ボイスコイルモータをオフにした際、駆動モータによって回動ストッパを回動させ、可動レンズ群（可動部）を保持している。このため、特許文献１記載の発明では、可動レンズ群の保持用に別途モータを設ける必要があり、可動レンズ群を係止する機構が複雑となり、大型化するという問題がある。また、特許文献１記載の発明では、電源スイッチをオフにする操作が行われたとき、可動レンズ群を前端まで移動させた後、これを係止し、その後ボイスコイルモータがオフにされるため、電源オフ時の処理に時間を要するという問題がある。

【0006】

従って、本発明は、電源オフ時において、レンズユニット内の可動部が、可動端に衝突するのを緩和することができるレンズユニット、及びそれを備えたカメラを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明は、光学部品を駆動するためのアクチュエータを備えたレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置され、光学部品が取り付けられた可動部と、この可動部を、所定範囲内で移動可能に支持する案内機構と、駆動用マグネット及び駆動用コイルを備え、案内機構によって支持されている可動部を駆動するアクチュエータと、駆動用コイルに流す電流を制御することにより、可動部を駆動する制御部と、この制御部から供給される電流が停止されたとき、可動部が重力によって移動され、可動部が可動端に衝突するのを緩和する緩衝機構と、を有し、緩衝機構は、可動部が重力によって移動される際に、駆動用コイルによって生成される電流により作動することを特徴としている。

【0008】

このように構成された本発明においては、光学部品が取り付けられた可動部が、案内機構によって支持され、駆動用マグネット及び駆動用コイルを備えたアクチュエータによって駆動される。また、制御部は、駆動用コイルに流す電流を制御することにより、可動部を駆動する。さらに、緩衝機構は、制御部からの電流が停止されたとき、可動部が重力によって移動される際に、駆動用コイルによって生成される電流により作動して、可動部が可動端に衝突するのを緩和する。

【0009】

このように構成された本発明によれば、可動部の可動端への衝突が、緩衝機構によって緩和されるので、電源がオフにされた後、可動部が可動端に衝突することによる異音の発生等を抑制することができる。また、緩衝機構は、可動部が重力によって移動される際に、駆動用コイルによって生成される電流により作動するので、特別な電源を設けることなく緩衝機構を作動させることができる。このため、電源スイッチをオフにする操作直後に、アクチュエータへの電源供給を停止させることができる。

【0010】

また、本発明は、本発明のレンズユニットと、このレンズユニットが取り付けられたカメラボディと、を有すカメラである。

【発明の効果】

【0011】

本発明のレンズユニット、及びそれを備えたカメラによれば、電源オフ時において、レンズユニット内の可動部が、可動端に衝突するのを緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態によるレンズユニットを備えたカメラの断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態によるレンズユニットに備えられたレンズ案内装置及びアクチュエータの断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるレンズユニットに備えられたレンズ案内装置及びアクチュエータの分解斜視図である。

【図4】本発明の第１実施形態のレンズユニットにおいて、緩衝機構を作動させるための回路図である。

【図5】本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられたレンズ案内装置及びアクチュエータの断面図である。

【図6】本発明の第２実施形態のレンズユニットにおいて、緩衝機構を作動させるための回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるカメラを説明する。
図１は本発明の第１実施形態によるレンズユニットを備えたカメラの断面図である。

【0014】

図１に示すように、カメラ１は、レンズユニット２と、カメラボディ４と、を有する。レンズユニット２は、レンズ鏡筒６と、このレンズ鏡筒６の中に配置された複数のレンズ７と、光学部品であるフォーカス調整用のフォーカスレンズ１６と、このフォーカスレンズ１６が取り付けられた可動部であるレンズ枠１７と、を有する。さらに、レンズユニット２は、レンズ枠１７をレンズユニット２の光軸Ａ方向に案内する案内機構であるレンズ案内装置８と、このレンズ案内装置８に駆動力を作用させるアクチュエータ１０と、を有する。

【0015】

レンズユニット２は、カメラボディ４に取り付けられ、入射した光を撮像素子面４ａに結像させるように構成されている。概ね円筒形のレンズ鏡筒６は、内部に複数のレンズ７を保持しており、フォーカスレンズ１６をレンズ案内装置８によって移動させることによりフォーカス調整を可能としている。

【0016】

また、レンズ鏡筒６の周囲には、フォーカスレンズ１６を手動で移動させるために操作される筒状のフォーカスリング１２が回動可能に取り付けられている。撮影者が手動でフォーカスリング１２を回動操作すると、フォーカスレンズ１６がレンズ案内装置８によって案内されて光軸Ａ方向に移動され、手動でフォーカス調整が行われる。

【0017】

一方、カメラボディ４には、フォーカスレンズ１６を自動で移動させる自動フォーカスによる焦点合わせを始動させるために操作される自動フォーカス操作部が設けられている。また、カメラボディ４には制御部である自動フォーカス制御部１４が内蔵されており、この自動フォーカス制御部１４からの信号に基づいて、アクチュエータ１０がフォーカスレンズ１６を移動させ、自動焦点合わせを行うことができる。即ち、撮影者がカメラボディ４に設けられた自動フォーカス操作部であるレリーズボタン４ｂを半押しにすると、自動フォーカスによる焦点合わせが始動され、自動フォーカス制御部１４は、被写体の像が撮像素子面４ａに合焦するようにフォーカスレンズ１６の位置を調整する。アクチュエータ１０は、自動フォーカス制御部１４からの制御信号に基づいて、指令された位置にフォーカスレンズ１６を移動させる。

【0018】

次に、図２乃至図４を参照して、本発明の第１実施形態によるレンズユニット２に備えられたレンズ案内装置８及びアクチュエータ１０を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態によるレンズユニット２に備えられたレンズ案内装置８及びアクチュエータの断面図である。図３は、本発明の第１実施形態によるレンズユニット２に備えられたレンズ案内装置８及びアクチュエータ１０の分解斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態のレンズユニット２において、緩衝機構を作動させるための回路図である。

【0019】

図２及び図３に示すように、レンズ案内装置８は、レンズ枠１７を取り囲むように設けられた第１フレーム１８ａと、この第１フレーム１８ａに取り付けられる第２フレーム１８ｂと、レンズ枠１７を光軸Ａ方向に案内する第１のガイド軸２２及び第２のガイド軸２４と、を有する。さらに、図２に示すように、レンズ案内装置８には、レンズ枠１７が重力によって移動され、レンズ枠１７が可動端に衝突するのを緩和する緩衝機構２０が設けられている。

【0020】

即ち、本実施形態においては、レンズ枠１７が被写体側の可動端に到達すると、レンズ枠１７又はレンズ枠１７に取り付けられた部品の一部と、第１フレーム１８ａの内側の面又は第１フレーム１８ａの内側に取り付けられた部品の一部が当接し、それ以上移動することができなくなる。また、レンズ枠１７が撮像面側の可動端に到達すると、レンズ枠１７又はレンズ枠１７に取り付けられた部品の一部と、第２フレーム１８ｂの内側の面又は第２フレーム１８ｂの内側に取り付けられた部品の一部が当接し、それ以上移動することができなくなる。緩衝機構２０は、このように、レンズ枠１７が可動端まで移動したときの部品同士の衝突を緩和するように構成されている。

【0021】

また、レンズ枠１７には、第１のガイド軸２２上を摺動する第１摺動部１７ａと、第２のガイド軸２４上を摺動する第２摺動部１７ｂが設けられている。この構成により、レンズ案内装置８は、可動部であるレンズ枠１７を、第１、第２のガイド軸に沿って所定範囲内で移動可能に支持すると共に、光軸Ａ方向に案内することができる。

【0022】

図３に示すように、レンズ枠１７は、概ねドーナツ板状の部材であり、中央の開口部にフォーカスレンズ１６が取り付けられている。また、レンズ枠１７の外周には、概ね円筒形に形成された第１摺動部１７ａ及び第２摺動部１７ｂが設けられ、これらは、可動部の重心を挟んで点対称の位置に配置されている。第１摺動部１７ａ及び第２摺動部１７ｂは、夫々、それらの中心軸線がレンズ枠１７と直交するように、光軸Ａと平行に形成されている。また、これら第１摺動部１７ａ及び第２摺動部１７ｂの中心には、第１のガイド軸２２及び第２のガイド軸２４が、夫々摺動可能に受け入れられている。なお、可動部の重心から第１摺動部１７ａ、第２摺動部１７ｂまでの距離は異なっていても良い。

【0023】

図３に示すように、第１フレーム１８ａは、レンズ枠１７を取り囲むように設けられた、一方の端面が閉塞された概ね円筒状の部材である。また、第１フレーム１８ａの閉塞された端面には、入射光を透過させるための円形の開口が設けられている。
第２フレーム１８ｂは、第１フレーム１８ａの開放された端部に取り付けられる概ね円板状の部材であり、入射光を透過させるための円形の開口が中央に設けられている。

【0024】

また、第１のガイド軸２２及び第２のガイド軸２４は、円形断面の棒状の部材であり、第１フレーム１８ａの閉塞された端面と第２フレーム１８ｂと、を接続するように取り付けられている。第１のガイド軸２２及び第２のガイド軸２４は、互いに平行に、且つ光軸Ａと平行に取り付けられている。また、第１のガイド軸２２は、レンズ枠１７の第１摺動部１７ａを摺動可能に支持し、第２のガイド軸２４は、レンズ枠１７の第２摺動部１７ｂを摺動可能に支持している。これにより、レンズ枠１７は、第１のガイド軸２２及び第２のガイド軸２４によって、光軸Ａに沿って移動可能に支持される。

【0025】

なお、本実施形態において、レンズ枠１７は、第１摺動部１７ａの前端面が第１フレーム１８ａの閉塞された端面に当接する前側の可動端と、第１摺動部１７ａの後端面が第２フレーム１８ｂに当接する後側の可動端の間の範囲で移動可能に支持されている。即ち、図２は、レンズ枠１７が、第１摺動部１７ａの後端面と第２フレーム１８ｂが当接する、後側の可動端に当接した状態を示している。一方、前側の可動端においては、第１摺動部１７ａの前端面が第１フレーム１８ａの端面に当接する。

【0026】

次に、アクチュエータ１０は、レンズ枠１７を直線移動させるボイスコイルモータとして構成され、レンズ枠１７に取り付けられたフォーカスレンズ１６を光軸Ａ方向に駆動するように構成されている。
図２に示すように、アクチュエータ１０は、駆動用マグネット３０と、駆動用コイル３２と、駆動用マグネット３０の磁気を駆動用コイル３２に導くためのヨーク３４と、を有する。

【0027】

駆動用マグネット３０は、長方形プレート状の永久磁石であり、ヨーク３４の内側に取り付けられている。また、本実施形態において、駆動用マグネット３０は、その厚さ方向に磁極が反転するように構成されている。従って、駆動用マグネット３０の一方の面がＳ極である場合には、他方の面はＮ極にされている。

【0028】

駆動用コイル３２は、角の丸い長方形状に多数回巻回された細い導線から構成され、レンズ枠１７の延出部１７ｃに直接固定されている。延出部１７ｃは、ドーナツ板状のレンズ枠１７から上方に延出した部分であり、延出部１７ｃには、ヨーク３４を貫通させるための細長い開口が形成されている。また、駆動用コイル３２は、延出部１７ｃに形成された細長い開口を取り囲むように取り付けられており、ヨーク３４は、駆動用コイル３２の内側を光軸Ａ方向に延びている。このため、駆動用コイル３２に電流が流れると、レンズ枠１７を移動させる駆動力が発生する。

【0029】

自動フォーカス制御部１４は、駆動用コイル３２の導線に流す電流を制御することにより、駆動用コイル３２が取り付けられたレンズ枠１７を、光軸Ａ方向に駆動する。

【0030】

ヨーク３４は、磁性体材料製の部材であり、駆動用マグネット３０の磁気を、駆動用コイル３２に導くように構成されている。本実施形態において、ヨーク３４は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を環状に形成することにより構成され、閉磁路が構成されている。具体的には、図２に示すように、ヨーク３４は、厚さ約２ｍｍの細長い長方形の薄板を逆Ｕ字形に湾曲させることにより形成されたヨーク本体３４ａと、ヨーク本体３４ａに取り付けられたカバーヨーク３４ｂから構成されている。カバーヨーク３４ｂは、細長い長方形板状に形成され、駆動用コイル３２の内側を貫通して、逆Ｕ字形の両側の脚部を接続するように取り付けられている。従って、駆動用コイル３２の導線は、ヨーク３４のカバーヨーク３４ｂを取り囲むように巻回されている。また、本実施形態においては、カバーヨーク３４ｂも、ヨーク本体３４ａと同一の材料、板厚で形成されているが、板厚は異なっていても良い。

【0031】

さらに、逆Ｕ字形のヨーク本体３４ａは、直線状に延びる細長い直線部と、この直線部の両端を、直線部に対して直角に湾曲させることにより形成された脚部から構成されている。ヨーク本体３４ａの直線部は、カバーヨーク３４ｂと概ね平行に延びるように構成されている。また、ヨーク本体３４ａの直線部の、カバーヨーク３４ｂに対向する側の面には、駆動用マグネット３０が取り付けられている。これにより、駆動用マグネット３０は、その一方の面が駆動用コイル３２と対向するように配置されている。このように、本実施形態においては、逆Ｕ字形のヨーク本体３４ａの両端に脚部が形成され、これらの脚部を接続するようにカバーヨーク３４ｂが取り付けられ、閉磁路が形成されている。

【0032】

次に、緩衝機構２０は、図２に示すように、レンズ枠１７に取り付けられた緩衝用コイル３６と、第１フレーム１８ａに取り付けられた第１緩衝用マグネット３８ａと、第２フレーム１８ｂに取り付けられた第２緩衝用マグネット３８ｂと、リレー素子４０と、から構成されている。これらのうち、緩衝用コイル３６、第１緩衝用マグネット３８ａ、及び第２緩衝用マグネット３８ｂは、光軸Ａ方向に、概ね一直線上に配置されるように取り付けられている。

【0033】

緩衝用コイル３６は、円板状に巻回されたコイルであり、その中心軸線が光軸Ａ方向に向けられるように、レンズ枠１７に取り付けられている。後述するように、この緩衝用コイル３６は、アクチュエータ１０を構成する駆動用コイル３２と、リレー素子４０を介して電気的に接続されている。

【0034】

第１緩衝用マグネット３８ａは、四角形のプレート状に形成された永久磁石であり、緩衝用コイル３６と対向するように、第１フレーム１８ａの端面の内側の表面に取り付けられている。また、第１緩衝用マグネット３８ａは、その厚さ方向に磁極が反転するように着磁されている。例えば、第１緩衝用マグネット３８ａの、緩衝用コイル３６と対向する側の面がＮ極に着磁されている場合には、その裏側の面は、Ｓ極に着磁される。

【0035】

第２緩衝用マグネット３８ｂは、四角形のプレート状に形成された永久磁石であり、緩衝用コイル３６と対向するように、第２フレーム１８ｂの内側の表面に取り付けられている。また、第２緩衝用マグネット３８ｂも、その厚さ方向に磁極が反転するように着磁されている。さらに、第１緩衝用マグネット３８ａ及び第２緩衝用マグネット３８ｂは、同一の磁極が、緩衝用コイル３６に対向するように取り付けられている。例えば、第１緩衝用マグネット３８ａの、緩衝用コイル３６と対向する側の面がＮ極に着磁されている場合には、第２緩衝用マグネット３８ｂの、緩衝用コイル３６と対向する側の面もＮ極に着磁され、その裏側の面は、Ｓ極に着磁される。

【0036】

次に、図４を参照して、緩衝用コイル３６の電気的接続を説明する。図４は、緩衝機構２０を作動させるための回路図である。
図４に示すように、自動フォーカス制御部１４は、リレー素子４０を介して駆動用コイル３２に接続されている。リレー素子４０は、アクチュエータ１０の作動中において、駆動用コイル３２と自動フォーカス制御部１４を接続する側（図４の(i)側）に切り替えられている。即ち、アクチュエータ１０の作動中は、自動フォーカス制御部１４から出力された制御電流が駆動用コイル３２に流れ、これにより、駆動用コイル３２と駆動用マグネット３０（ヨーク３４）の間に駆動力が発生する。自動フォーカス制御部１４は、駆動用コイル３２に流す制御電流により、レンズ枠１７を所定の位置に駆動して、自動フォーカス調整を実行するように構成されている。

【0037】

また、リレー素子４０は、カメラ１の電源スイッチ（図示せず）がオフにされた場合等に、自動フォーカス制御部１４から駆動用コイル３２に供給される電流が停止されると、駆動用コイル３２と緩衝用コイル３６を接続する側（図４の(ii)側）に切り替わるように構成されている。即ち、自動フォーカス制御部１４は、リレー素子４０のコイル（図示せず）にも電流を供給しており、電流の供給によりリレー素子４０を、駆動用コイル３２と自動フォーカス制御部１４を接続する側（図４の(i)側）に切り替えている。

【0038】

リレー素子４０は、そのコイル（図示せず）に供給される電流が停止されると、駆動用コイル３２と緩衝用コイル３６を接続する側（図４の(ii)側）に切り替えられるように構成されている。自動フォーカス制御部１４は、駆動用コイル３２に供給する電流を停止させる際、リレー素子４０のコイルに供給する電流も停止させるように構成されている。このため、駆動用コイル３２に供給される電流が停止されると共に、リレー素子４０は、駆動用コイル３２と緩衝用コイル３６を接続する側（図４の(ii)側）に切り替えられる。なお、本実施形態においては、コイルを備えたリレー素子が使用されているが、半導体リレー等、任意の電気的な切り替え素子を本発明に適用することができる。

【0039】

次に、図１及び図４を参照して、本発明の第１実施形態によるカメラ１の作用を説明する。
まず、撮影者がカメラボディ４に設けられたレリーズボタン４ｂを半押しにすると、自動フォーカスによる焦点合わせが始動される。焦点合わせが始動されると、カメラボディ４に内蔵された自動フォーカス制御部１４は、アクチュエータ１０に制御信号を送り、被写体の像が撮像素子面４ａに合焦するようにフォーカスレンズ１６の光軸Ａ方向の位置を調整する。即ち、自動フォーカス制御部１４は、アクチュエータ１０の駆動用コイル３２に制御電流を流し、レンズ枠１７を光軸Ａ方向に移動させる。

【0040】

次に、撮影者がカメラボディ４に設けられた電源スイッチ（図示せず）をオフにすると、自動フォーカス制御部１４は、駆動用コイル３２への電流供給を停止させると共に、リレー素子４０のコイル（図示せず）への電流の供給も停止させる。これにより、リレー素子４０は、駆動用コイル３２と緩衝用コイル３６を接続する側に切り替えられる。

【0041】

また、駆動用コイル３２への電流供給が停止されると、レンズ枠１７には、その位置を保持するための駆動力（保持力）が作用しなくなる。このため、カメラ１が傾けられると、レンズ枠１７は、重力により可動端に向けて光軸Ａ方向に移動し始める。レンズ枠１７が移動すると、これに取り付けられた駆動用コイル３２も移動する。ここで、駆動用コイル３２は駆動用マグネット３０によって生成された磁界中に配置されているため、レンズ枠１７と共に移動されることにより、駆動用コイル３２には誘導電流が発生する。この際、リレー素子４０は駆動用コイル３２と緩衝用コイル３６を接続する側に切り替えられているため、駆動用コイル３２において生成された誘導電流は、緩衝用コイル３６に流れる。

【0042】

このように、レンズ枠１７が重力により移動し始めると、レンズ枠１７に取り付けられた駆動用コイル３２に誘導電流が流れ、この誘導電流が緩衝用コイル３６に流れる。即ち、レンズ枠１７と共に可動端に向けて移動する緩衝用コイル３６には誘導電流が流れ、緩衝用コイル３６は磁界を生成する。例えば、カメラ１が、レンズユニット２の先端が下方に向くように傾けられた場合には、レンズ枠１７は、前側の可動端に向けて移動する。これにより、緩衝用コイル３６は、第１フレーム１８ａに取り付けられた第１緩衝用マグネット３８ａに向けて移動する。

【0043】

ここで、誘導電流によって緩衝用コイル３６に生成される磁界は、第１緩衝用マグネット３８ａが生成する磁界と反発する方向に生成される。このため、レンズ枠１７が前側の可動端に接近すると、緩衝用コイル３６と第１緩衝用マグネット３８ａの間に反発力が発生し、レンズ枠１７と前側の可動端との衝突が回避、又は緩和（遅い速度で衝突）される。

【0044】

逆に、カメラ１が、レンズユニット２の基端が下方に向くように傾けられた場合には、レンズ枠１７は、後側の可動端に向けて移動する。これにより、緩衝用コイル３６は、第２フレーム１８ｂに取り付けられた第２緩衝用マグネット３８ｂに向けて移動する。ここで、レンズ枠１７が後側の可動端に向けて移動する際に緩衝用コイル３６に流れる電流の向きは、レンズ枠１７が前側の可動端に向けて移動する場合とは逆向きになる。従って、緩衝用コイル３６によって生成される磁界の方向も、レンズ枠１７が前側の可動端に向けて移動する場合とは逆向きになり、この磁界は、第２緩衝用マグネット３８ｂが生成する磁界と反発する方向になる。これにより、レンズ枠１７が後側の可動端に接近すると、緩衝用コイル３６と第２緩衝用マグネット３８ｂの間に反発力が発生し、レンズ枠１７と後側の可動端との衝突が回避、又は緩和（遅い速度で衝突）される。

【0045】

本発明の第１実施形態のレンズユニット２によれば、可動部であるレンズ枠１７の可動端への衝突が、緩衝機構２０によって緩和されるので、電源がオフにされた後、レンズ枠１７が可動端に衝突することによる異音の発生等を抑制することができる。また、緩衝機構２０は、レンズ枠１７が重力によって移動される際に、駆動用コイル３２によって生成される電流により作動するので、特別な電源を設けることなく緩衝機構２０を作動させることができる。このため、電源スイッチをオフにする操作直後に、アクチュエータ１０への電源供給を停止させることができる。

【0046】

また、本実施形態のレンズユニット２によれば、レンズ案内装置８が、フォーカスレンズ１６を、その光軸方向Ａに移動可能に案内し、フォーカスレンズ１６を取り付けたレンズ枠１７が、可動端に衝突するのを緩和する。これにより、レンズ枠１７が可動端に衝突を繰り返すことにより、焦点合わせの性能が低下するのを防止することができる。

【0047】

さらに、本実施形態のレンズユニット２によれば、アクチュエータ１０が、駆動用マグネット３０の磁束を導くヨーク３４を備えており、レンズ枠１７に取り付けられた駆動用コイル３２が、ヨーク３４に沿って直線移動される。このような構造のリニアアクチュエータでは、駆動用コイル３２への電流の供給が停止されると、レンズ枠１７の位置を保持する保磁力が大きく低下する。しかしながら、緩衝機構２０により、レンズ枠１７の可動端への衝突が緩和されるので、異音の発生や、性能の低下を抑制することができる。

【0048】

また、本実施形態のレンズユニット２によれば、緩衝用コイル３６には、レンズ枠１７が重力によって移動される際に、駆動用コイル３２によって生成された電流が供給される。このため、緩衝用コイル３６に流す電流を生成するための特別な素子を設けることなく、緩衝用コイル３６に電流を流すことができる。さらに、電流が流れた緩衝用コイル３６と緩衝用マグネット３８ａ、３８ｂの間に働く反発力により、レンズ枠１７の、可動端への衝突を緩和することができる。また、本実施形態のレンズユニット２によれば、駆動用コイル３２及び緩衝用コイル３６が、何れもレンズ枠１７に取り付けられているので、駆動用コイル３２で生成された電流を、容易に緩衝用コイル３６に導くことができる。

【0049】

次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態によるレンズユニット、及びそれを備えたカメラを説明する。
本実施形態のレンズユニットは、緩衝機構の構成が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。

【0050】

図５は、本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられたレンズ案内装置及びアクチュエータの断面図である。図６は、本発明の第２実施形態のレンズユニットにおいて、緩衝機構を作動させるための回路図である。

【0051】

図５に示すように、本実施形態においても、光学部品であるフォーカスレンズ１６が、可動部であるレンズ枠１７に取り付けられ、案内機構であるレンズ案内装置８によって光軸Ａ方向に案内される。レンズ案内装置８は、第１フレーム１８ａ、第２フレーム１８ｂ、第１のガイド軸２２、及び第２のガイド軸（図５には図示せず）を有し、レンズ枠１７を光軸Ａ方向に摺動可能に支持している。

【0052】

また、アクチュエータ１０は、駆動用マグネット３０、駆動用コイル３２、及びヨーク３４を備え、駆動用コイル３２が取り付けられたレンズ枠１７を光軸Ａ方向に駆動するように構成されている。さらに、緩衝機構１２０は、レンズ枠１７に取り付けられた電気変形素子である人工筋肉部材１３６と、制動用シャフト１３８と、を備えている。

【0053】

人工筋肉部材１３６は、レンズ枠１７に取り付けられた円柱形の部材であり、その中心軸線に沿って制動用シャフト１３８を通すための円形の貫通穴１３６ａが形成されている。即ち、人工筋肉部材１３６は、中心軸線が光軸Ａ方向に向くようにレンズ枠１７に取り付けられ、中央の貫通穴１３６ａの中に制動用シャフト１３８を受け入れている。

【0054】

制動用シャフト１３８は、第１フレーム１８ａの端面と、第２フレーム１８ｂとの間を接続するように光軸Ａ方向に延びる円形断面のシャフトである。制動用シャフト１３８は、レンズ枠１７に取り付けられた人工筋肉部材１３６を貫通して延びている。アクチュエータ１０の作動中において、人工筋肉部材１３６は、制動用シャフト１３８に沿って、極めて小さな摺動抵抗で移動可能に構成されている。なお、本実施形態においては、第１のガイド軸、第２のガイド軸とは別に制動用シャフト１３８が設けられているが、変形例として、制動用シャフト１３８をガイド軸と兼用にすることもできる。

【0055】

本実施形態においては、人工筋肉部材１３６として、電圧を印加することにより変形する高分子材料が使用され、電圧を印加することにより中央の貫通穴１３６ａの直径が収縮するように構成されている。また、人工筋肉部材１３６を構成する電気変形素子は、電場応答性高分子材料や、イオン導電性高分子ゲル、誘電エラストマー等の高分子系材料や、バイオメタル（登録商標）等の金属系材料を使用して構成することができる。

【0056】

次に、図６を参照して、緩衝機構１２０を作動させるための回路を説明する。
図６に示すように、自動フォーカス制御部１４は、リレー素子４０を介して駆動用コイル３２に接続されている。リレー素子４０は、アクチュエータ１０の作動中において、駆動用コイル３２と自動フォーカス制御部１４を接続する側（図６の(i)側）に切り替えられている。即ち、アクチュエータ１０の作動中は、自動フォーカス制御部１４の制御電流により、駆動用コイル３２と駆動用マグネット３０（ヨーク３４）の間に駆動力が発生する。

【0057】

また、リレー素子４０は、カメラ１の電源スイッチ（図示せず）がオフにされた場合等に、自動フォーカス制御部１４から駆動用コイル３２に供給される電流が停止されると、駆動用コイル３２と人工筋肉部材１３６を接続する側（図６の(ii)側）に切り替わるように構成されている。

【0058】

次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態によるカメラの作用を説明する。
まず、自動フォーカスによる焦点合わせ中においては、自動フォーカス制御部１４がアクチュエータ１０に制御信号を送り、被写体の像が撮像素子面４ａに合焦するようにフォーカスレンズ１６の光軸Ａ方向の位置を調整する。即ち、自動フォーカス制御部１４は、アクチュエータ１０の駆動用コイル３２に制御電流を流し、レンズ枠１７を光軸Ａ方向に移動させる。

【0059】

次に、撮影者がカメラボディ４に設けられた電源スイッチ（図示せず）をオフにすると、自動フォーカス制御部１４は、駆動用コイル３２への電流供給を停止させると共に、リレー素子４０のコイル（図示せず）への電流の供給も停止させる。これにより、リレー素子４０は、駆動用コイル３２と人工筋肉部材１３６を接続する側に切り替えられる。

【0060】

また、駆動用コイル３２への電流供給が停止された状態において、カメラ１が傾けられると、レンズ枠１７は、重力により可動端に向けて光軸Ａ方向に移動し始める。レンズ枠１７が移動することにより、駆動用コイル３２には起電力が発生する。この際、リレー素子４０は駆動用コイル３２と人工筋肉部材１３６を接続する側に切り替えられているため、駆動用コイル３２において生成された起電力は、人工筋肉部材１３６に印加される。

【0061】

このように、レンズ枠１７が重力により移動し始めると、レンズ枠１７に取り付けられた駆動用コイル３２に起電力が発生し、この起電力が人工筋肉部材１３６に印加される。人工筋肉部材１３６に電圧が印加されると、人工筋肉部材１３６は、その貫通穴１３６ａの直径が収縮するように変形する。これにより、貫通穴１３６ａの内壁面と、貫通穴１３６ａの中を貫通している制動用シャフト１３８の表面が接触して摺動抵抗が大きくなり、レンズ枠１７に制動力が付与される。このように、レンズ枠１７に制動力が付与されることにより、重力により移動し始めたレンズ枠１７が停止され、又は、レンズ枠１７と可動端との衝突が緩和（遅い速度で衝突）される。

【0062】

また、レンズ枠１７が停止すると、駆動用コイル３２は起電力を発生しなくなり、これにより、人工筋肉部材１３６は元の形状に復帰する。人工筋肉部材１３６が元の形状に復帰するとレンズ枠１７の摺動抵抗が小さくなるため、レンズ枠１７は再び重力により移動可能な状態となる。しかしながら、重力によりレンズ枠１７が再び移動し始めた場合には、駆動用コイル３２が起電力を発生し、人工筋肉部材１３６が変形されるので、レンズ枠１７には制動力が付与され、レンズ枠１７と可動端との衝突が回避、又は緩和される。

【0063】

本発明の第２実施形態のレンズユニットによれば、電気変形素子である人工筋肉部材１３６には、レンズ枠１７が重力によって移動される際に、駆動用コイル３２によって生成された起電力が付与され、人工筋肉部材１３６の変形により、レンズ枠１７の移動に制動力が作用し、レンズ枠１７の可動端への衝突が緩和される。このため、緩衝機構１２０は、簡単な機構で大きな制動力を発生させることができ、効果的に、レンズ枠１７と可動端の衝突を回避することができる。

【0064】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、光学部品としてフォーカス調整用のフォーカスレンズがアクチュエータにより移動されていたが、画角調整用のレンズ等、他の任意の光学部品を駆動するアクチュエータを備えたレンズユニットに本発明を適用することができる。

【0065】

また、上述した実施形態においては、可動部に駆動用コイルが取り付けられ、駆動用マグネットは固定されていたが、可動部に駆動用マグネットを取り付け、駆動用コイルを固定するように、本発明を構成することもできる。また、上述した実施形態においては、可動部に緩衝用コイルが取り付けられ、各緩衝用マグネットが固定されていたが、可動部に緩衝用マグネットを取り付け、緩衝用コイルを固定するように、本発明を構成することもできる。さらに、上述した実施形態においては、可動部に電気変形素子である人工筋肉部材が取り付けられていたが、固定された電気変形素子が可動部に制動力を加えるように本発明を構成することもできる。

【符号の説明】

【0066】

１ カメラ
２ レンズユニット
４ カメラボディ
４ａ 撮像素子面
４ｂ レリーズボタン
６ レンズ鏡筒
７ レンズ
８ レンズ案内装置（案内機構）
１０ アクチュエータ
１２ フォーカスリング
１４ 自動フォーカス制御部（制御部）
１６ フォーカスレンズ（光学部品）
１７ レンズ枠（可動部）
１７ａ 第１摺動部
１７ｂ 第２摺動部
１７ｃ 延出部
１８ａ 第１フレーム
１８ｂ 第２フレーム
２０ 緩衝機構
２２ 第１のガイド軸
２４ 第２のガイド軸
３０ 駆動用マグネット
３２ 駆動用コイル
３４ ヨーク
３４ａ ヨーク本体
３４ｂ カバーヨーク
３６ 緩衝用コイル
３８ａ 第１緩衝用マグネット
３８ｂ 第２緩衝用マグネット
４０ リレー素子
１２０ 緩衝機構
１３６ 人工筋肉部材（電気変形素子）
１３６ａ 貫通穴
１３８ 制動用シャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】