特許 5800510 レンズ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5800510

(24)【登録日】2015年9月4日

(45)【発行日】2015年10月28日

(54)【発明の名称】レンズ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20060101AFI20151008BHJP

   G02B 7/08 20060101ALI20151008BHJP

   G02B 7/02 20060101ALI20151008BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20151008BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20151008BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/04 E

   G02B7/04 D

   G02B7/08 A

   G02B7/02 E

   H04N5/225 F

   H04N5/232 Z

   H04N5/225 D

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-8177(P2011-8177)

(22)【出願日】2011年1月18日

(65)【公開番号】特開2012-150234(P2012-150234A)

(43)【公開日】2012年8月9日

【審査請求日】2014年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100147692

【弁理士】

【氏名又は名称】下地 健一

(72)【発明者】

【氏名】川合 澄夫

【審査官】 居島 一仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０５７９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５３８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９８６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３３０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０２８１６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０５７８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ７／０２−７／１６

Ｈ０４Ｎ５／２２２−５／２５７

Ｈ０２Ｎ１／００−２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガイド軸を有する固定部材と、
レンズを保持し、前記固定部材に配置された前記ガイド軸により案内される可動部材と、
前記可動部材を前記ガイド軸に沿って移動させる駆動部と、
前記可動部材に固定され、前記ガイド軸に当接する当接面の法線方向に振動可能な振動子と、
前記振動子を前記ガイド軸に対して前記当接面の法線方向に付勢する付勢機構と
を備え、
前記可動部材を移動させないときは前記振動子を振動させないで前記可動部材を前記ガイド軸の所定の位置に保持し、前記可動部材を前記ガイド軸に沿って移動させるときには前記振動子を振動させ、
前記振動子が振動する際の振動周期は、前記振動子が前記付勢機構により付勢されて前記ガイド軸と接触する期間と、前記振動子と前記ガイド軸との摩擦力が０となって前記振動子と前記ガイド軸とが接触しない期間とを有する
ことを特徴とするレンズ駆動装置。

【請求項2】

前記レンズ駆動装置は、フォーカスレンズ群を有するレンズユニットと撮像素子を有するカメラ本体との間に装着可能な中間レンズユニット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】

前記ガイド軸は、前記可動部材を前記レンズの光軸方向に案内する軸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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置およびこれを用いた中間レンズユニット並びにレンズユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、静止画のみならず動画の撮影が可能なデジタルカメラが製品化されているが、そのカメラに用いられる撮影レンズは、フォーカシングやズーミング等を行なう場合に電気的に駆動されるレンズ等の光学素子を保持した可動枠を持っている。可動枠の電気的駆動は撮影チャンスを的確に捉えるために高速で、精密に行うことが求められている。一方、可動枠の電気的駆動を必要としない場合は電池の消費を無くし、所定の位置に可動枠が精密に停止保持されていることが求められている。

【0003】

電動の可動枠を持っている撮影レンズの駆動機構としては、例えば特開平４−３２４４０８号公報に開示されているように、可動枠である移動レンズをボイスコイル型リニア・アクチュエータ（以下、ＶＣＭと呼ぶ）で直接駆動するものがある。この文献の駆動機構では、電気的な駆動をしない場合は、一端を固定枠に固定したジンバルバネで移動レンズを中立位置に保持する構成としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４−３２４４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

撮影レンズにおいて、フォーカシングやズーミングは高速、精密に行なわれないと、撮影機会を逃すことになったり、画質が悪くなったりするので、高速、精密に可動枠を駆動する必要がある。一方でフォーカシングやズーミングで可動枠を所定の位置に止め、その状態で長時間にわたって、静止画撮影を行なったり、動画を撮影し続ける場合もあり、この場合は電気を消費せずに、多少の外乱（外部からの振動衝撃等）が加わっても所定の位置に、正確に停止していることが要求される。

【0006】

例えば、特開平４−３２４４０８号公報に開示されている撮影レンズでは、可動枠である移動レンズが、ＶＣＭにより電気的に駆動している。移動レンズのスリーブが固定枠である外筒に設置された案内バーに嵌合することで、精密に光軸方向にガイドされている。ＶＣＭは直接に移動レンズを駆動するため、機械的なガタが少なく、より精密な制御が出来ている。また、直接駆動のためにエネルギーの損失が少なく、高速に移動レンズを駆動することも可能である。さらに、外筒に一端を固定されたジンバルバネの一端が移動レンズに固定されており、ＶＣＭに電気入力がない場合でもジンバルバネの中立位置に移動レンズは保持されている。

【0007】

しかしながら、ジンバルバネがあるために移動レンズが中立位置から移動しようとすると、移動レンズはジンバルバネからバネの力を受ける。そして、ジンバルバネの反力分、移動レンズの駆動のエネルギー効率が悪化したり、応答遅れが発生して高速駆動できないことになる。さらに、ジンバルバネの変位が大きくなると反力もその変位に比例して大きくなり、ＶＣＭの制御も複雑なものとなる。一方、上述の反力を小さくしようとするとジンバルバネの剛性を小さくする必要がある。すると電気駆動しないときには移動レンズはジンバルバネで位置決めされているので、小さな外乱（振動とか衝撃）によって移動レンズの位置は変化してしまい、精密な位置保持ができないことになる。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、撮像装置等に利用される駆動装置において、可動部を任意の位置に精密に保持することが可能な駆動装置提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成する請求項１に係るレンズ駆動装置の発明は、
ガイド軸を有する固定部材と、
レンズを保持し、前記固定部材に配置された前記ガイド軸により案内される可動部材と、
前記可動部材を前記ガイド軸に沿って移動させる駆動部と、
前記可動部材に固定され、前記ガイド軸に当接する当接面の法線方向に振動可能な振動子と、
前記振動子を前記ガイド軸に対して前記当接面の法線方向に付勢する付勢機構と
を備え、
前記可動部材を移動させないときは前記振動子を振動させないで前記可動部材を前記ガイド軸の所定の位置に保持し、前記可動部材を前記ガイド軸に沿って移動させるときには前記振動子を振動させ、
前記振動子が振動する際の振動周期は、前記振動子が前記付勢機構により付勢されて前記ガイド軸と接触する期間と、前記振動子と前記ガイド軸との摩擦力が０となって前記振動子と前記ガイド軸とが接触しない期間とを有する
ことを特徴とするものである。

【0010】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
前記レンズ駆動装置は、フォーカスレンズ群を有するレンズユニットと撮像素子を有するカメラ本体との間に装着可能な中間レンズユニットであることを特徴とするものである。

【0011】

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
前記ガイド軸は、前記可動部材を前記レンズの光軸方向に案内する軸であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、ガイド軸に沿って移動する可動部材を容易に制御することが可能であるとともに、可動部材を移動させないときには当該可動部材をガイド軸の任意の位置に精密に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係る駆動装置を用いた中間レンズユニットを含むカメラシステムの構成を説明する図である。

【図2】図１の可動レンズを駆動する駆動装置の構成を説明する正面図である。

【図3】図１の中間レンズユニットの図２に示したＡ−Ａ線による断面図である。

【図4】図２のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の構成を説明する図である。

【図5】図２の振動子およびガイド軸を含む部分を拡大して示す図である。

【図6】図５の圧電体の構成とその制御回路との接続を説明する図である。

【図7】図２のガイド軸に対して振動子を付勢する付勢機構の構成を説明する概念図である。

【図8】図７の振動子による摩擦低減を説明する図である。

【図9】図８の各時間に対する圧電体への入力信号を示す図である。

【図10】圧電体の制御回路を概略的に示す回路図である。

【図11】図１０の制御回路の信号のタイムチャートを示す図である。

【図12】図１のカメラシステムの動作を説明するフローチャートである。

【図13】図１２のオートフォーカス（ＡＦ）動作を説明するフローチャートである。

【図14】本発明の変形例に係る駆動装置の可動枠およびガイド軸を含む断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

【0018】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置を用いた中間レンズユニットを含むカメラシステムの構成を説明する図である。カメラシステム１０は、図１に示すように、ボディユニット１００と、被写体の光学像を結像するための撮影レンズであるレンズユニット２００と、ボディユニット１００とレンズユニット２００との間に配置される中間レンズユニット３００とから構成されている。ボディユニット１００と中間レンズユニット３００との間、および、中間レンズユニットとレンズユニット２００との間は、それぞれ着脱可能に構成されている。

【0019】

以下の説明において、ボディユニット１００から被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。また、レンズユニット２００及び中間レンズユニット３００が構成する撮像光学系の光軸Ｏ１と一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸及びＹ軸とする。

【0020】

まず、このカメラシステムの詳細な構成について説明する。図１に示すように、ボディユニット１００に中間レンズユニット３００を装着し、中間レンズユニット３００にレンズユニット２００を装着した状態で、レンズユニット２００は、被写体の光学像を結像するための撮影レンズ２０２を有する。また、中間レンズユニットは、撮影レンズ２０２の後ろ側（結像面側）に中間レンズ３０２を有する。さらに、ボディユニット１００は、撮影レンズ２０２と中間レンズ３０２で構成される撮像光学系の結像位置に、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）やＣＭＯＳセンサ等と称される撮像素子を具備してなる撮像部１１７を有している。なお、中間レンズユニット３００は、例えば光学倍率等倍であり、中間レンズ３０２の可動レンズ３０２ａを光軸方向に変位させると、被写体の光学像倍率は殆ど変化させずに結像位置を変位するように構成されている。

【0021】

本実施形態では、レンズユニット２００の動作は、レンズユニット２００に配設されたレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）２０１によって制御される。また、ボディユニット１００の動作は、ボディユニット１００に配設されたボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）１０１によって制御される。さらに、中間レンズユニット３００の動作は、中間レンズユニット３００に配設された中間レンズユニット制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｔｕｃｏｍ”と称する）３０１によって制御される。但し、中間レンズユニット３００にＴｕｃｏｍ３０１を設けずに、中間レンズユニット３００の制御をＢｕｃｏｍ１０１、あるいはＬｕｃｏｍ２０１で行なっても良い。

【0022】

ボディユニット１００に中間レンズユニット３００を装着した状態において、Ｔｕｃｏｍ３０１とＢｕｃｏｍ１０１とは、通信コネクタ１０２ａを介して互いに通信可能に電気的に接続される。

【0023】

本実施形態ではボディユニット１００に中間レンズユニット３００が装着された状態では撮影可能な状態とはならないので、中間レンズユニット３００の可動レンズ３０２ａは電気的に非可動の状態で所定位置に保持されたままとなる（後で詳述）。

【0024】

さらにボディユニット１００に中間レンズユニット３００が装着された状態で、中間レンズユニット３００にレンズユニット２００を装着した状態において、Ｌｕｃｏｍ２０１とＴｕｃｏｍ３０１は、通信コネクタ１０２ｂを介して互いに通信可能に電気的に接続される。そして、Ｔｕｃｏｍ３０１およびＬｕｃｏｍ２０１は、Ｂｕｃｏｍ１０１に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。また、通信コネクタ１０２ａ，１０２ｂを通して各ユニットに必要な電力はボディユニット１００に設置された電源回路１３５から供給される。

【0025】

なお、中間レンズユニット３００は、ボディユニット１００と一体に構成される形態であってもよいし、中間レンズユニット３００の動作は、Ｂｕｃｏｍ１０１のみによって制御される構成であってもよい。また、中間レンズユニット３００は、レンズユニット２００と一体に構成される形態であってもよいし、その場合、中間レンズユニット３００の動作は、Ｌｕｃｏｍ２０１のみによって制御される構成であってもよい。

【0026】

さらに、中間レンズユニット３００とレンズユニット２００は、ボディユニット１００と一体に構成される形態であってもよい。その場合、中間レンズユニット３００とレンズユニット２００の動作は、Ｂｕｃｏｍ１０１のみによって制御される構成であってもよい。

【0027】

撮像レンズ２０２は、レンズユニット２００内に保持されている。レンズユニット２００は、中間レンズユニット３００の前側（被写体側）に設けられた不図示のボディマウントとレンズユニット２００の後ろ側（撮像子側）に設けられた不図示のレンズマウントを介して着脱自在である。この着脱機構はいわゆるバヨネット形式であり、この構成により、カメラシステム１０は、レンズユニット２００を様々に交換して装着し、撮影することができる。例えば、後に述べるウォブリング機能を持ったレンズユニットや、持たないレンズユニットを装着することが可能で、中間レンズユニットのウォブリング機能を用いて、ウォブリング機能を持たないレンズユニットでの高速なコントラストオートフォーカスが可能となっている。そして、本実施形態では何れのレンズユニットを用いても高速、高精度なコントラストオートフォーカスを行なうことが可能となる。

【0028】

本実施形態では、撮影レンズ２０２は、フォーカスレンズ２０２ａと変倍レンズ２０２ｂとによって構成されている。フォーカスレンズ２０２ａは、レンズ駆動機構２０４内に設けられた図示しないステッピングモータやＶＣＭ等のアクチュエータによって駆動される。変倍レンズ２０２ｂは、ズーム駆動機構２０６内に設けられた図示しないステッピングモータやＶＣＭ等のアクチュエータによって駆動される。ここで、フォーカスレンズ２０２ａあるいは変倍レンズ２０２ｂを駆動する駆動機構に本実施形態の可動枠の駆動機構を用いることができるのは勿論である。

【0029】

また、レンズユニット２００のフォーカスレンズ２０２ａと変倍レンズ２０２ｂとの間には、絞り２０３が配設されている。絞り２０３は、絞り駆動機構２０５内に設けられた図示しないステッピングモータ等のアクチュエータによって駆動される。撮影レンズ２０２の合焦距離、焦点距離、及び絞り値等のレンズユニット２００の情報は、図示しない位置エンコーダ等によって検出され、Ｌｕｃｏｍ２０１及び通信コネクタ１０２ｂを介して中間レンズユニット３００に入力され、通信コネクタ１０２ａを介して、Ｂｕｃｏｍ１０１に入力される。一方、中間レンズユニット３００の可動レンズ３０２ａの位置等の情報は位置エンコーダ（後に詳述）によって検出され、通信コネクタ１０２ａを介して、Ｂｕｃｏｍ１０１に入力される。

【0030】

撮像部１１７は、後述する撮像部移動機構部１５９を介してボディユニット１００内に保持されている。

【0031】

なお本実施形態では、撮像部１１７の前側には、ローパスフィルタ等の光学フィルタ１１８及び防塵フィルタ１１９が配設されている。防塵フィルタ１１９の周縁部には、圧電体１２０ａ，１２０ｂが取り付けられている。圧電体１２０ａ，１２０ｂは、防塵フィルタ制御回路１２１によって、防塵フィルタ１１９を寸法や材質によって定まる所定の周波数で振動させるように構成されている。圧電体１２０ａ，１２０ｂの振動によって、防塵フィルタ１１９に付着した塵埃を除去することができる。

【0032】

防塵フィルタ１１９の前側には、一般にフォーカルプレーンシャッタと称される形態を有するシャッタ１０８が配設されている。また、ボディユニット１００内には、シャッタ１０８の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッターチャージ機構１１２と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１１３が設けられている。なお、光学フィルタ１１８、防塵フィルタ１１９及びシャッタ１０８は、必要に応じて適宜に配設されるものであり、カメラシステム１０はこれらを具備しない構成であってもよい。

【0033】

撮像部１１７は、撮像部１１７の動作を制御する撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６に電気的に接続されている。画像処理部１２６は、撮像部１１７から出力される信号に基づいて画像を生成する構成を有する。

【0034】

画像処理部１２６は、ＳＤＲＡＭ１２４やＦｌａｓｈＲＯＭ１２５等の記憶領域を使用して、画像に対して所定の画像処理を行う構成を有する。画像処理部１２６は、いわゆるコントラスト検出方式によるオートフォーカスを行うために、フォーカスレンズ２０２ａあるいは可動レンズ３０２ａを変位させて生成した複数の画像について、所定の領域（フォーカスエリア）におけるコントラスト値を算出して、最良のコントラストとなる像位置を検出している。

【0035】

画像処理部１２６は、ボディユニット１００の後方に配設されたＬＣＤモニタ等の画像表示装置１２３に電気的に接続されており、画像表示装置１２３に画像を表示することができる。画像表示装置１２３は、カメラシステム１０による撮影構図をリアルタイムに表示する、いわゆる電子ビューファインダとしても機能する。また、本実施形態では光学式のファインダを持たない構成となっているが、いわゆる一眼レフ形式の光学式ファインダを設けても良い。

【0036】

記録メディア１２７は、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記録媒体であり、ボディユニット１００内に着脱可能に設けられている。記録メディア１２７は、カメラシステム１０で撮像された画像等（動画の場合は音声も含む）のデータを記録する。

【0037】

不揮発性メモリ１２８は、カメラシステム１０の制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる記憶部である。不揮発性メモリ１２８は、Ｂｕｃｏｍ１０１からアクセス可能に設けられている。

【0038】

Ｂｕｃｏｍ１０１には、カメラシステム１０の動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＥＤ１３０と、カメラ操作ＳＷ１３１と、内蔵ストロボ１３２及び図示しない外部ストロボを駆動するストロボ制御回路１３３と、が接続されている。カメラ操作ＳＷ１３１は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなど、カメラシステム１０を操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。

【0039】

さらに、該ボディユニット１００内には、電源としての電池１３４と、該電池１３４の電圧を、当該カメラシステム１０を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１３５が設けられ、また、外部電源から不図示のジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路（図示せず）も設けられている。

【0040】

本実施形態のカメラシステム１０は、手ブレを補正するために撮像部１１７をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることが可能に構成され、撮像部移動機構部１５９を具備している。撮像部移動機構部１５９を介して撮像部１１７を保持していることによって、本実施形態のカメラシステム１０は、撮像部１１７を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に機械的に移動させることができる。

【0041】

具体的に撮像部移動機構部１５９は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１、防振制御回路１６２、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４、Ｘ枠１６５、Ｙ枠１６６、フレーム１６７、位置検出センサ１６８及びアクチュエータ駆動回路１６９を具備して構成されている。

【0042】

フレーム１６７は、ボディユニット１００に固定されており、該フレーム１６７によって、Ｘ枠１６５がＸ軸方向に移動可能に支持されている。また、Ｘ枠１６５によって、撮像部１１７を保持するＹ枠１６６が、Ｙ軸方向に移動可能に支持されている。そして、Ｘ軸アクチュエータ１６３及びＹ軸アクチュエータ１６４は、Ｘ枠１６５及びＹ枠１６６をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する構成を有する。Ｘ枠１６５及びＹ枠１６６の位置制御は、Ｘ枠１６５及びＹ枠１６６の位置を検出する位置検出センサ１６８と、Ｘ軸アクチュエータ１６３及びＹ軸アクチュエータ１６４の動作を制御するアクチュエータ駆動回路１６９によって行われる。

【0043】

なお、このＸ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４は、それぞれＸ枠１６５をＸ軸方向に、Ｙ枠１６６をＹ方向に直進駆動するので、これらのＸ軸アクチュエータ１６３およびＹ軸アクチュエータ１６４にも、本実施形態の駆動機構を適用することは可能である。

【0044】

Ｘ軸ジャイロ１６０は、カメラシステム１０のＸ軸回りの回動（ブレ）の角速度を検出し、Ｙ軸ジャイロ１６１は、カメラシステム１０のＹ軸周りの回動の角速度を検出する。防振制御回路１６２は、検出されたカメラシステム１０の角速度から、手ブレ補償量を演算し、第１撮像部１１７を、ブレを補償するように変位移動させる。なお、撮像部移動機構部１５９において、撮像部１１７を移動させるアクチュエータには、回転モータ、リニアモータ、超音波モータ等、種々のアクチュエータを利用することができる。

【0045】

以上のような構成により、撮像素子移動機構部１５９は、カメラシステム１０の動きに応じて撮像部１１７を移動させることによって、カメラシステム１０の動きに起因する撮像部１１７での被写体像のブレを抑制する機能、いわゆる撮像素子シフト方式の手振れ補正機能を有する。

【0046】

カメラシステム１０のボディユニット１００には、結合部１８０が設けられている。結合部１８０は、外部ストロボ装置（不図示）又は電子ビューファインダ（不図示）等を固定可能な、一般にアクセサリーシュー又はホットシュー等と称される形状を有する。

【0047】

本実施形態では、結合部１８０には、外部ストロボ装置と、ボディユニット１００内に配設されたストロボ制御回路１３３とを電気的に接続するためのストロボ接点１３６が設けられている。

【0048】

次に中間レンズユニット３００の詳細について、図２から図５を用いて説明する。図２は図１の中間レンズユニット３００の可動レンズ３１２ａを駆動する駆動装置の構成を説明する正面図である。図において、中間レンズ３００の固定枠３１４ａ，３１４ｂおよび基板３２９を二点鎖線により示している。図３は、図１の中間レンズユニットの図２に示したＡ−Ａ線による断面図である。図４は、図２のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３５０ａ，３５０ｂの構成を説明する図であり、図４（ａ）はその正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図５は、図２の振動子３２４およびガイド軸３１８を含む部分を拡大して示す図であり、図５（ａ）はその正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。なお、第１部材は固定枠３１４ａ，３１４ｂを、第２部材は可動枠３１３を、ガイド部はガイド軸３１８を、駆動部はＶＣＭ３１４ａ，３１４ｂをそれぞれ含んで構成される。

【0049】

図２および図３に示すように、固定枠３１４ａ，３１４ｂは、中間レンズユニット３００の外筒を構成する部材である。また、可動枠３１３は、中間レンズユニット３００内でレンズ３１２ａを光軸方向に移動可能に保持する部材である。

【0050】

固定枠３１４ａの前端には不図示のネジ等で、Ｂマウント３１５が固定されている。Ｂマウント３１５と、不図示のレンズユニット２００のＬマウント２１６が、いわゆるバヨネット機構により着脱自在に構成されている。なお、図１の通信コネクタ１０２ｂは、図３のレンズユニット２００のＬ接点２１０に接続されるＢ接点３１０、および、Ｂ接点をレンズユニット２００に向けて押圧する接点バネ３１１を含んで構成されている。接点バネ３１１は、図３において不図示のＴｕｃｏｍ３０１が接続された基板３２９に接続されている。固定枠３１４ａの前方中央部には、レンズ３１２ｂの外周部が接着等で固定保持されている。

【0051】

一方、固定枠３１４ａの後端には不図示のネジ等で固定枠３１４ｂが固定され、固定枠３１４ｂの後端にはＬマウント３１６が、不図示のネジ等で固定されている。Ｌマウント３１６にはボディユニット１００のＢマウント１１５が、バヨネット機構により着脱自在に構成されている。なお、図１の通信コネクタ１０２ａは、Ｌ接点３１７を含んで構成されている。固定枠３１４ｂの中央部にもレンズ３１２ｂと同様にレンズ３１２ｃが固定保持されている。

【0052】

中間レンズユニット３００のウォブリング用のレンズ３１２ａは正の屈折力を有し、物体側のレンズ３１２ｂと像側のレンズ３１２ｃとは、負の屈折力を有する。これによって、ウォブリングレンズに必要とされる正屈折力を確保しつつ、収差変動の低減に有利となる。さらに、中間レンズユニット３００の光学的な倍率をほぼ等倍にすることが可能となり、中間レンズユニット３００をレンズユニット２００に装着してもレンズユニット２００の焦点距離を変えることがない。

【0053】

また、固定枠３１４ａと固定枠３１４ｂの凹部に、各端部が嵌合し、接着等の固定手段で固定された光軸方向Ｏ１に沿うガイド軸３１８、回転止軸３１９には夫々、可動枠３１３に設けられた穴３１３ａと切り欠３１３ｂが挿通している。

【0054】

可動枠３１３の穴３１３ａの内周側には、圧電体３２４ａに接触体３２４ｂを取付けて構成した振動子３２４が、接触体３２４ｂを穴３１３ａに突出させるように、可動枠３１３に接着等で固定されている（図５参照）。また、可動枠３１３の外周端部に設けられた突起３１３ｃと固定枠３１４ａに設けられた突起３１４ｃに引っ張りコイルバネである付勢バネ３２０がかけられ、接触体３２４ｂの円筒面（凹面）をガイド軸３１８の円筒面に押圧するように接触している。一方、付勢バネ３２０は、可動枠３１３が上記の接触体３２４ｂとの接触部回りに回転するモーメントが若干かかる方向に引張されており、切り欠３１３ｂの一方の壁が回転止軸３１９に押圧され、固定枠３１４ａに対して可動枠３１３が位置決めされている。なお、付勢機構は付勢バネ３２０を含んで構成される。

【0055】

光軸Ｏ１に対称に２つのＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂが配置され、可動枠３１３には、ＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂを構成するトラック形状に絶縁被服された銅線を巻いたコイル３２１ａ、３２１ｂの直線部が接着等で固定されている。一方、固定枠３１４ａには折れ曲ってコの字形状をなす磁性体からなるヨーク３２２ａ、３２２ｂがビスで固定され、ヨーク３２２ａ、３２２ｂの内側には矩形板状の磁石３２３ａ、３２３ｂが接着固定されている。そして、コイル３２１ａ、３２１ｂの固定されていない直線部分が磁石３２３ａ、３２３ｂと対向するヨーク３２２ａ、３２２ｂに挟まれた空間に配置されている。ヨーク３２２ａ、３２２ｂのコの字形状の開放端には矩形板状の磁性体ヨーク３２２ａ２、３２２ｂ２が取り付けられて、磁石３２３ａ、３２３ｂの発生する磁束がヨークが囲む空間以外の空間に漏れないようにいわゆる磁気回路を形成している（図４参照）。ここでコイルは２つ用いられているが、前記ヨークが囲む空間にコイルが通過するようにレンズ３１２ａの外周に、レンズ３１２ａを囲むように銅線を巻いたものにしても良い。

【0056】

磁石３２３ａの磁束のベクトルは図４に示すように対向するヨーク３２２ａ１に向っている。一方、コイル３２１ａにはこの磁束に直交する方向に電流が流れるので、コイル３２１ａは磁石３２３ａに対して、磁束のベクトルの方向と電流の方向に直交する方向、すなわち、光軸Ｏ１方向に力Ｆｃを受ける。ここでは１つのＶＣＭ３５０ａについて説明したが、他方のＶＣＭ３５０ｂについても同じ方向に力を受けるように磁石３２３ｂの磁束の向きとコイル３２３ｂに流れる電流の向きを決めると、コイル３２１ａ、３２１ｂは同じ向きに力を受け、それらが固着されている可動枠３１３が、その力Ｆｃ×２を受ける。

【0057】

その時、可動枠３１３は接触体３２４ｂの円筒面で、ガイド軸３１８に付勢バネ３２０の付勢力Ｆｐで接触している。接触体３２４ｂとガイド軸３２０の接触面との摩擦係数をμとすれば、接触体３２４ｂとガイド軸３２０の間には摩擦力Ｆｆ＝μ×Ｆｐが生じており、Ｆｃ×２＞Ｆｆならば可動枠３１３はコイル３２１ａ、３２１ｂの受ける力の方向（駆動方向）に動く。

【0058】

さらに、可動枠３１３には重力が駆動方向にかかる場合が考えられ、その場合は可動枠３１３の重量Ｗｋ、重力加速度ｇ（＝9.8ｍ/ｓ²）とするとＦｃ×２＞Ｆｆ+Ｗｋ×ｇであれば可動枠３１３を動かすことが可能となる。実際に可動枠３１３の位置を制御する場合には上記の駆動力の２倍以上の駆動力が発生するようにＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂを構成するのが良い。

【0059】

本実施形態では、後に述べる方法で振動子３２４の振動方向３４０を付勢力Ｆｐの加わる方向とほぼ一致させることにより、振動子３２４を振動させて接触体３２４ｂとガイド軸３２０に働く摩擦力Ｆｆを小さくし、可動枠３１３をＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂで制御可能とし、可動枠を移動させないときは、振動子３２４を振動させず、摩擦力Ｆｆによって可動枠３１３がガイド軸３２０の所定の位置に保持されるように構成されている。

【0060】

可動枠３１３の光軸方向の位置は、可動枠３１３の一部に板状のセンサ突起３１３ｄを設け、センサ突起３１３ｄの所定位置を検出する絶対位置センサ３２５を固定枠３１４ａに設けることで基準位置を検出している。ここに示したセンサ突起３１３ｄは遮光板であり、絶対位置センサ３２５はホトインターラプタであり、ホトインターラプタの発光素子の光線を遮光板で遮光する位置あるいは遮光を解除する位置を検出している。ここでは光センサを用いているが、磁気センサ、静電容量センサ等でも勿論良い。

【0061】

一方、可動枠３１３に取り付けられたスケール３２７と、固定枠３１４ａに取り付けられたセンサ３２６は可動枠３１３の固定枠３１４ａに対する光軸方向の相対位置を検出するもので、絶対位置センサ３２５よりも位置検出精度が高い。具体的にはスケール３２７は可動枠３１３の移動方向にＮ極、Ｓ極を同じ間隔で着磁された磁性体シートであり、センサ３２６はＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子であり、スケール３２７の着磁間隔で正弦波電圧を出力するものである。この時、着磁間隔は数μｍから数１００μｍであり、着磁間隔より位置検出精度を上げる場合はセンサ３２６の制御回路に正弦波信号の逓倍回路を組み込むことにより、正弦波の１周期分を多分割して出力信号がでるようにして、より小さな間隔で位置検出ができる。

【0062】

絶対位置センサ３２５で可動枠３１３の基準位置を検出し、センサ３２６で基準位置からの相対位置を検出することで可動枠３１３の位置を高精度で検出することが可能となる。また、回路が動作していない状態で振動や衝撃などの外力により、可動枠３１３の位置が変化した場合でも、絶対位置センサ３２５に基準位置を通過させて基準位置を検出する動作を可動枠３１３に行なわせることにより、可動枠３１３の正確な位置を検出できる。

【0063】

図６（ａ）は圧電体３２４ａの詳細を示す分解斜視図である。圧電体３２４ａはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスで作られた圧電体単板を多数枚積み重ねて構成された積層圧電体からなっている。基本構成４１０は内部電極である電極Ｃ４０１ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ａ４０１と内部電極である電極Ｃ４０２ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ｂ４０２がペアとなり、これらが複数ペア積層されている。各電極Ｃ４０１ｃ、４０２ｃは異なる側面位置に引き出され、圧電体板Ａ４０１、圧電体板Ｂ４０２が積層され、さらに内部電極を持たない圧電体板Ｃ４０１ｃ，４０２ｃが積層されて焼成されたものの側面に形成された電極Ａ４０１ａ，４０２ａ、および、電極Ｂ４０１ｂ，４０２ｂにより圧電体板１枚おきに内部電極が接続され、最外面の圧電体板Ｃ４０３の表面に２つの電極、すなわち、電極Ａ４０３ａ，電極Ｂ４０３ｂが形成されている。図６（ａ）では圧電体単板を複数枚積み重ねているが、圧電体単板を折り畳んだ形態で製作しても同様な構成が可能である。

【0064】

このように形成された積層圧電体は電極Ａ４０３ａ、電極Ｂ４０３ｂ間に高電圧を印加することで各圧電体板Ａ、Ｂが板厚方向で同じ方向に分極される。従って、図６（ｂ）に示すように分極された圧電体３２４ａの電極Ａ，電極Ｂの一方の配線４０６をグランドにつなぎ、他方を制御回路４０５の信号出力端子につなげて周波電圧を印加すると板厚方向に圧電体３２４ａは伸び縮みする。

【0065】

次に、本実施形態の機構での接触体とガイド軸との間の摩擦力の低減について図７、図８、図９を参照して説明する。図７は、図２のガイド軸に対して振動子を付勢する付勢機構の構成を説明する概念図であり、図２、図３の可動枠３１３および固定枠３１４ａ，３１４ｂ並びに振動子３２４をガイド軸３１８へ付勢する機構を簡略化して示している。図７では圧電体３２４ａは非振動状態であり、接触体３２４ｂはガイド軸３１８と当接している。圧電体３２４ａは、このガイド軸３１８と当接する方向、すなわち、圧電体３２４ａとガイド軸３１８との当接面の法線方向に振動する。また、付勢バネ３２０は、接触体３２４ｂをガイド軸３１８に当接する方向に付勢している。図８は、図７の振動子による摩擦低減を説明する図であり、図７で圧電体３２４ａに周波電圧を与えて振動させた場合のガイド軸３１８と振動子３２４の様子を所定の時間Ｔ０〜Ｔ６ごとに表示している。図９は図８の（ａ）から（ｆ）までに対応する各時間Ｔ０〜Ｔ６に対する圧電体３２４ａへの入力電圧信号を示す図である。

【0066】

圧電体に正弦波の２０ｋＨｚ以上の電圧を加え、接触体３２４ｂのガイド軸３１８との接触面に１μｍ程度の振幅の超音波振動を発生させると、図８に示すように接触体３２４ｂは殆どガイド軸３１８には接触しない状態となる。詳しく説明すると、圧電体３２４ａに電圧が印加されない初期状態の図８（ａ）では接触体３２４ｂはガイド軸３１８に付勢バネ３２０の付勢力で付勢されて接触している。圧電体３２４ａを振動させると、接触体３２４ｂには超音波振動による数万ｍ/ｓ²レベルの加速度が加わる。従って、接触体３２４ｂは剛性の高い金属やセラミックスが好ましく、可聴音の抑制のためには剛性の高いＰＰＳ等の樹脂にセラミック粉、ガラス繊維、炭素繊維等の材料を混ぜたものがより好ましい。また、接触体３２４ｂと圧電体３２４ａの接合は剛性の高いエポキシ系の接着剤等で行なうのが良い。一方、接触するガイド軸３１８は剛性の高い金属にするのが好ましく、本実施形態の場合には近くにＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂの磁石が配置されることから非磁性のステンレスなどがより好ましい。

【0067】

次に圧電体３２４ａが伸びるように圧電体３２４ａに電圧が印加されると圧電体３２４ａが変位する加速度と可動枠３１３および振動子３２４の合計質量との積の力があらたに加わった状態で接触体３２４ｂはガイド軸３１８に付勢され、変位加速度は次第に減少して０となり、最大電圧が印加されて圧電体３２４ａが最大に伸張した状態になる（図８（ｂ））。初期の発生加速度が非常に大きな場合は、条件によってはこの状態で接触体３２４ｂがガイド軸３１８に接触しない場合も発生する。

【0068】

最大に変形した後に圧電体３２４ａは縮みはじめ、初期状態に戻る。この時、圧電体が発生した加速度による変位を付勢バネ３２０は充分引き戻すことは出来ない（圧電体は時定数が小さいが付勢バネは時定数が相対的に非常に大きいため応答遅れが生ずる）ので接触体３２４ｂはガイド軸３１８に接触しない状態が実現する（図８（ｃ））。

【0069】

圧電体３２４ａには続いて圧電体３２４ａを縮める方向の最大電圧印加状態でも接触体３２４ｂはガイド軸３１８には接触しない状態が継続する（図８（ｄ））。

【0070】

次に圧電体３２４ａに印加される電圧は小さくなって０になり、圧電体３２４ａは初期状態の変位に戻るが、接触体３２４ｂはガイド軸３１８に接触しない（図８（ｅ））。

【0071】

さらに圧電体３２４ａに伸張する方向に電圧が加わり、圧電体３２４ａが延びると所定のところで接触体３２４ｂはガイド軸３１８に接触し、可動枠３１３に接触体３２４ｂがガイド軸３１８から離れる方向に加速度が加えられる（図８（ｆ））。

【0072】

再び圧電体３２４ａに縮む方向に電圧が加わり、圧電体３２４ａが初期状態の変位に戻ると、接触体３２４ｂとガイド軸３１８は再び接触しない状態になる（図８（ｇ））。圧電体の振動時には、図８の（ｃ）から（ｇ）までを１周期として圧電体３２４ａの伸縮が繰り返されることになる。図８（ａ）から（ｃ）までは静止状態から定常振動発生までの過渡特性の状態となるので定常状態では図８（ｃ）から（ｇ）が繰り返される。

【0073】

図８の（ｃ）から（ｇ）までの１周期で接触体３２４ｂがガイド軸３１８に接触するのは図８（ｆ）の付近の一瞬のみとなり、１周期の大部分の時間は非接触状態であり、その間は摩擦力Ｆｆは０となる。従って１周期の平均の摩擦力Ｆｆは非常に小さくなる。実際には非接触時にＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂが動作すれば、摩擦力Ｆｆは０で動作し、圧電体の振動周期の間隔で図８（ｆ）の状態のときに瞬間的に摩擦力が発生するが、振動周期が非常に小さいために摩擦力が定常的に小さくなったように滑らかに動作する。この動作からもわかるように、圧電体の振動振幅を変えることで、接触体３２４ｂのガイド軸３１８との接触時間が変化する。振動振幅を非常に小さくする（振幅を０に近い値とする）と接触体３２４ｂとガイド軸３１８は常時接触した状態と殆ど変わりなくなり、摩擦力Ｆｆ≒μＦｐとなる。ここで、μは接触体３２４ｂとガイド軸３１８の接触面の摩擦係数であり、Ｆｐは付勢バネ３２０の付勢力である。

【0074】

図１０は、カメラシステム１０の中間レンズユニット３００における圧電体３２４ａの制御回路４０５の構成を概略的に示す回路図である。図１１は、図１０の制御回路４０５における各構成要素から出力される各信号を示すタイムチャートである。ここで制御回路４０５は図１の可動枠駆動機構３０３の一部を構成している。

【0075】

ここに例示した制御回路４０５は図１０に示す如くの回路構成を有し、その各部において、図１１のタイムチャートで表わす波形の信号（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４）が生成され、それらの信号に基づいて次のように制御される。

【0076】

制御回路４０５は、図１０に例示の如く、Ｎ進カウンタ１８２、１／２分周回路１８３、インバータ１８４、複数のＭＯＳトランジスタＱ００，Ｑ０１，Ｑ０２、トランス１８５及び抵抗Ｒ００から構成されている。

【0077】

上記トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１及びＭＯＳトランジスタＱ０２のＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１８５の２次側に所定周期の信号（Ｓｉｇ４）が発生するように構成されており、この所定周期の信号に基づき圧電体３２４ａを駆動させ、図８に示すような振動を発生させるようになっている。

【0078】

Ｔｕｃｏｍ３０１は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔ及びＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＴｕｃｏｍ３０１内部に存在するクロックジェネレータ１８６を介して制御回路４０５を次のように制御する。クロックジェネレータ１８６は、圧電体３２４ａへ印加する信号周波数より充分に早い周波数でパルス信号（基本クロック信号）をＮ進カウンタ１８２へ出力する。この出力信号が、図１１中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ１である。そしてこの基本クロック信号はＮ進カウンタ１８２へ入力される。

【0079】

Ｎ進カウンタ１８２は、当該パルス信号をカウントし所定の値“Ｎ”に達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が、図１１中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。

【0080】

この分周されたパルス信号はＨｉｇｈとＬｏｗのデューティ比が１：１ではない。そこで、１／２分周回路１８３を通してデューティ比を１：１へ変換する。尚、この変換されたパルス信号は、図１１中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。

【0081】

この変換されたパルス信号のＨｉｇｈ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０１がＯＮする。一方、ＭＯＳトランジスタＱ０２へはインバータ１８４を経由してこのパルス信号が印加される。従って、パルス信号のＬｏｗ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０２がＯＮする。トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１とＭＯＳトランジスタＱ０２が交互にＯＮすると、２次側には図１１中の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。

【0082】

トランス１８５の巻き線比は、電源回路１３５のユニットの出力電圧と圧電体３２４ａの駆動に必要な電圧とから決定される。尚、抵抗Ｒ００はトランス１８５に過大な電流が流れることを制限するために設けられている。また、電源回路１３５の出力電圧は通信コネクタ１０２ａを通してボディユニット１００から中間レンズユニット３００に供給される。

【0083】

圧電体３２４ａを駆動するに際しては、ＭＯＳトランジスタＱ００がＯＮ状態にあり、且つ、電源回路１３５からトランス１８５のセンタータップに電圧が印加されていなければならない。そして、この場合において、ＭＯＳトランジスタＱ００のＯＮ／ＯＦＦ制御は、Ｔｕｃｏｍ３０１のＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われるようになっている。Ｎ進カウンタ１８２の設定値“Ｎ”は、Ｔｕｃｏｍ３０１のＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定でき、よって、Ｔｕｃｏｍ３０１は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電体３２４ａの駆動周波数を任意に変更可能である。また、駆動周波数を振動子３２４の共振周波数として振動子３２４の振動振幅を拡大し、低い電圧で動作するようにしても良い。共振周波数とする場合は圧電体３２４ａの振動状態を検出し、共振周波数を追尾する制御が必要となる。振動状態の検出は、例えば圧電体３２４ａに入力される電流を検知することで検出可能である。

【0084】

このとき、次の（７）式によって周波数は算出可能である。即ち、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ …（７）
但し、ＮはＮ進カウンタ１８２への設定値、ｆｐｌｓはクロックジェネレータ１８６の出力パルスの周波数、ｆｄｒｖは圧電体３２４ａに印加される信号の周波数である。尚、この（７）式に基づいた演算は、Ｔｕｃｏｍ３０１のＣＰＵ（制御手段）で行われる。

【0085】

また、ｆｄｒｖは本実施形態では２０ｋＨｚ以上の周波数とするのが良い。圧電体３２４ａは、ｆｄｒｖの周波数で振動することになるが、この周波数帯は超音波領域であり、人間には聞こえない。カメラシステム１０は動画の撮影にも使われるが、その時は音声を同時に記録する場合があり、駆動音が小さいことが求められる。超音波帯の音は人間の可聴域を超えるため、通常のマイクが検出することがない。さらに、本実施例形態では圧電体３２４に入力される印加電圧は正弦波であるが、矩形波や三角波などでも勿論良い。

【0086】

以下図１２および１３のフローチャートを参照して、カメラシステム１０の動作を説明する。図１２は、図１のカメラシステムの動作を説明するフローチャートである。また、図１３は図１２の中のオートフォーカス（ＡＦ）の動作を説明するフローチャートである。

【0087】

図１２に示すカメラシステムの撮影シーケンスの動作制御は、主にＢｕｃｏｍ１０１の制御によって行われる。

【0088】

まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステム１０のカメラ操作ＳＷ１３１のパワーＳＷが操作されると、あらかじめ定められたカメラシステム起動時の初期設定シーケンスを実行する（ステップＳ１０１）。この初期設定シーケンスでは、Ｂｕｃｏｍ１０１は、不揮発性メモリ１２８から必要な制御パラメータを読み出す。

【0089】

次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、結合部１８０に接続されているストロボや電子ビューファインダ等の有無を検出する（ステップＳ１０２）。

【0090】

さらに、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラ操作ＳＷ１３１の各スイッチの状態を検出する（ステップＳ１０３）。状態を検出するスイッチとしては、録画・再生モードの切り替え、動画・静止画の切り替え等を行うスイッチを含む。なお、カメラ操作ＳＷには、ハードウェアにより実現されるスイッチに限られず、ソフトウェア的に切り替えられるスイッチをも含む。

【0091】

その後、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステムが、再生モードと録画モードの何れであるかを検出し（ステップＳ１０４）、再生モードの場合には、動画または静止画の再生用プログラムが起動され、画像表示装置１２３に再生可能な画像の選択画面が表示され、使用者の指示に従って画像の再生を実行する（ステップＳ１０５）。再生モードの詳細は、本願に直接の関係がないので説明を省略する。

【0092】

次に、再生モードで無い場合は、静止画撮影モードと動画撮影モードのいずれのモードにあるかが検出される。具体的には、カメラ操作ＳＷ１３１のうち動画・静止画の切り換えを行うスイッチである動画ボタンのＯＮ／ＯＦＦが検出される（ステップＳ１０６）。動画ボタンがＯＮされた場合は、動画が記録中か否かを示す記録中フラグが反転される（ステップＳ１０７）。すなわち、動画ボタンがＯＮされる度に、記録中フラグのＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。次に、記録中フラグが検出され（ステップＳ１０８）、ＯＮの場合は、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１０９）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１０）。

【0093】

図１３は、図１２のＡＦ動作（ステップＳ１１０およびＳ１１６）を説明するフローチャートである。このＡＦ動作は、ウォブリング用レンズである中間レンズユニットの可動レンズ３０２ａを光軸Ｏ１方向に微小移動させることが、フォーカスレンズ２０２ａを光軸方向に微小移動させることと光学的に等価になるように撮像光学系を構成し、可動レンズ３０２ａを光軸方向に微小移動した位置でのＡＦ評価値（コントラスト値）により、フォーカシングレンズ２０２ａの合焦位置が存在する方向を認識して、フォーカシングレンズ２０２ａの移動を行うものである。

【0094】

まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステムがＡＦモード状態にあるか検出する（ステップＳ２０１）。ＡＦモード状態に無い場合は、非ＡＦモード用の動作を行う。非ＡＦモード用処理は、本発明の内容と直接的に関連しないので省略する。

【0095】

カメラシステムがＡＦモード状態の場合は、次にＡＦ開始状態にあるかが検出される（ステップＳ２０２）。このステップでは、例えば、静止画撮影の場合は、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態にあるか否か等を検出して、ＡＦ開始状態か否かが判定される。ＡＦ開始状態の場合は、Ｂｕｃｏｍ１０１の指示により、Ｔｕｃｏｍ３０１は、振動子３２４の圧電体３２４ａを振動駆動させ、接触体３２４ｂとガイド軸３２０に働く摩擦力Ｆｆを低減する。

【0096】

圧電体３２４ａの駆動により摩擦力Ｆｆが低減されると、Ｔｕｃｏｍ３０１は可動枠駆動機構３０３によりＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂを駆動して、可動レンズ３０２ａのウォブリングを行う（ステップＳ２０４）。摩擦力Ｆｆが低減された状態のため、可動レンズ３０２ａの移動が容易に制御できる。

【0097】

Ｂｕｃｏｍ１０１は、ウォブリングによりレンズ３０２ａの位置を移動させ、撮像部１１７により複数回（例えば３回）の画像の取り込みを行う（ステップＳ２０５）。取り込んだ画像から、画像処理部１２６が各画像のコントラスト値を検出する（ステップＳ２０６）。コントラスト値の最大値と最小値との差異を許容値と比較し（ステップＳ２０７）、許容値より大きい場合、コントラスト値の差異によって、フォーカシングレンズ２０２ａの合焦位置のある方向が分かるので、Ｂｕｃｏｍ１０１は、Ｌｕｃｏｍ２０１を介してレンズ駆動機構２０４によりフォーカシングレンズ２０２ａを合焦位置の方向へ駆動させる（ステップＳ２０８）。これによって、フォーカシングレンズ２０２ａを合焦位置に近づけることができる。

【0098】

Ｂｕｃｏｍ１０１は、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０８の処理を繰り返し行いつつ、得られたコントラスト値の差が所定の許容値以下になった場合（ステップＳ２０７）は、コントラストが最良の状態、すなわち合焦状態にあると判断してＡＦ処理を終了する。このとき、Ｔｕｃｏｍ３０１によりまずウォブリングが停止し（ステップＳ２０９）、すなわち、可動枠駆動機構３０３が停止され、ＶＣＭ３５０ａ，３５０ｂが停止する。さらに、振動子３２４の圧電体３２４ａの駆動も停止し（ステップＳ２１０）、接触体３２４ｂとガイド軸３２０との間に生じる摩擦力Ｆｆにより、可動レンズ３１２ａが、更なる電気入力無しに合焦位置で精密に保持される。

【0099】

次に図１２に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１０）が完了すると、動画撮影（ステップＳ１１１）を行う。撮影された動画は、画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１２）、記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１１３）。

【0100】

その後、電源ＯＦＦ操作をしない限り、電源がＯＮであることが判断され（ステップＳ１２１）、Ｂｕｃｏｍ１０１の処理は、ステップＳ１０４に戻る。特段の操作を行わない場合は、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８を経て、ＡＥ動作（ステップＳ１０９）から画像記録（ステップＳ１１３）までの動作が繰り返され、動画撮影が継続する。

【0101】

次に、上述の動画撮影モードから動画ボタンが操作されると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、動画ボタンがＯＮになったことを検出し（ステップＳ１０６）、記録中フラグを反転させる（ステップＳ１０７）。これによって、動画記録状態ではないと判断され（ステップＳ１０８）、静止画撮影モードに移行し、動画の撮影・記録は終了する。ただし、画像表示装置は、ステップＳ１２１で電源ＯＦＦとなるまで動画表示（ライブビュー表示）を続ける。

【0102】

静止画撮影モードにおいて、Ｂｕｃｏｍ１０１は、撮影者によりレリーズＳＷが半押し動作、すなわちファーストレリーズボタンがＯＮに変化したかを検出する（ステップＳ１１４）。ファーストレリーズボタンがＯＮになったことが検出されると、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１１５）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６では、図１３に示したＡＦ動作が行われる。その際、画像表示装置１２３には、ステップＳ２０５で取り込んだ画像が表示される。

【0103】

次に、図１２に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１６）が完了すると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、電源ＯＦＦを検出するステップＳ１１７を経てステップＳ１０４に戻る。使用者がモードの変更をしない限り、ステップＳ１０４、ステップＳ１０６、ステップＳ１０８を経て、ステップＳ１１４で、再び１ｓｔレリーズボタンがＯＮに変化したかが検出される。ここで、１ｓｔレリーズボタンは、既にＯＮになっているので「ＮＯ」に分岐する。

【0104】

次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、レリーズＳＷの全押し動作であるセカンドレリーズボタンの動作を検出し（ステップＳ１１７）、セカンドレリーズボタンがＯＮされると、静止画像の撮影（ステップＳ１１８）を行う。ステップＳ１１８で撮像した画像データは、撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１９）、画像表示装置１２３に表示されると共に記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１２０）。

【0105】

一方、ステップＳ１１７において、セカンドレリーズボタンがＯＦＦの場合は、ステップＳ１２１を経て、ステップＳ１０４に戻り、特段の操作をしない限り、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１４，Ｓ１１７，Ｓ１２１の処理が繰り返される。静止画撮影モードでは、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態では、画像表示装置１２３にＡＦ動作（ステップＳ１１６）により取り込んだ画像が表示され、セカンドレリーズボタンがＯＮされる度に、１コマずつ静止画の撮影・記録（ステップＳ１１８〜Ｓ１２０）を実行する。

【0106】

カメラシステム１０は、動画または静止画撮影における画像記録（ステップＳ１１３およびステップＳ１２０）後、電源ＯＦＦが検出されるまで（ステップＳ１２１）画像再生、静止画、動画の撮影を行う。

【0107】

以上説明したように本実施形態によれば、撮像装置のウォブリングによるＡＦを行う中間レンズユニットに、可動枠に固定された振動子と、この振動子をガイド軸に対して振動方向に付勢する付勢機構とを有する駆動装置を用いて、振動子を振動させた状態では、ガイド軸と可動枠との接触面の摩擦力が、振動部が振動していない状態よりも、小さくしたので、レンズの可動枠を高速かつ精密に駆動しできるとともに、電気入力無しに任意の位置に可動枠を保持し続けることができる。より具体的には撮影レンズのフォーカシングやズーミングを高速、精密に実現できるとともに、フォーカシング位置やズーミング位置を電気入力無しに任意の位置で持続的に、精密に保持することが可能で、非常に使い勝手の良いレンズを提供できる。

【0108】

（変形例）
図１４は振動子Ａ３３０と振動子Ｂ３３１とをガイド軸３１８に沿って配置したもので、２つの接触体３３０ｂ、３３１ｂがガイド軸に安定して接触することになる。また、圧電体が複数になることでより大きな振動を低い電圧で発生することができる。さらに、振動子Ａ３３０と振動子Ｂ３３１は付勢バネ３２０に対して対称に配置されているため、動作がより安定する。

【0109】

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本願発明に係る駆動装置は、カメラシステムに限らず、可動部を有するプリンタやスキャナ等の種々の電子機器に適用することができる。

【0110】

また、上述の実施形態では、ウォブリング用のレンズに本発明に係る駆動機構を適用したが、その他のレンズ、例えばフォーカス用や変倍用のレンズに適用することも可能である。また、レンズの移動方向は、光軸方向に限られず、光軸と垂直方向に沿うガイド部を設け、これに沿ってレンズを駆動することも可能である。

【0111】

また、上述の実施の形態で、レンズと呼ぶものには、１枚のレンズに限られず、複数枚により構成されるレンズ群や、複数枚のレンズを接合して構成したレンズをも含むものとする。

【0112】

さらに、上記実施の形態では、第１部材を固定枠、第２部材を可動枠としたが、第１部材を可動枠、第２部材を固定枠とする構成も可能である。その場合、例えば、可動枠が固定枠の穴に挿通されたガイド軸を有し、固定枠には、このガイド軸に当接する方向に振動する振動子が固定される。また、駆動部により可動部は固定部に対して移動される。すなわち、固定部は可動部に対して相対移動される。

【0113】

また、中間レンズユニットは、レンズユニットと一体化されていてもよく、その場合、レンズユニットのレンズ制御用マイクロコンピュータは、カメラ本体から通信部を介して可動レンズをウォブリング動作させる指示を受け、駆動部により可動枠を光軸方向に往復移動させるとともに、前記可動枠の前記固定枠に対する位置を通信部からカメラ本体の制御用マイクロコンピュータへ送信する。カメラ本体の制御用マイクロコンピュータは、通信部を介して、レンズユニットのレンズ制御用マイクロコンピュータにフォーカスレンズ群を駆動させて、ＡＦ動作が実行される。

【産業上の利用可能性】

【0114】

本発明は、上述の実施形態で説明したデジタルカメラのレンズの形態に限らず、撮影機能を備えた録音機器、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピューター、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤー、テレビ、ＧＰＳ、時計等の電子機器にも適用可能である。

【符号の説明】

【0115】

１０ カメラシステム、
１００ カメラボディ、
１０１ ボディ制御用マイクロコンピュータ（制御部、識別部、算出部）、
１１７ 撮像部、
１２６ 画像処理部、
１２８ 不揮発性メモリ（記憶部）、
１３５ 電源回路、
１５９ 撮像部移動機構部、
１８０ 結合部、
２００ レンズユニット、
２０１ レンズ制御用マイクロコンピュータ、
２０２ 撮影レンズ、
３００ 中間レンズユニット、
３０２ 中間レンズ、
３１３ 可動枠
３１４ａ、３１４ｂ 固定枠
３１８ ガイド軸
３２０ 付勢バネ
３２４ 振動子
３２４ａ 圧電体
３２４ｂ 接触体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】