特開 2023-135802 レンズ枠のガイド装置及び撮影装置

(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】P2023135802

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】レンズ枠のガイド装置及び撮影装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20230922BHJP

   H02N 2/04 20060101ALI20230922BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

G02B7/04 E

H02N2/04

H04N5/225 400

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022041076

(22)【出願日】2022-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】311015207

【氏名又は名称】リコーイメージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100166408

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 邦陽

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 栄一

【テーマコード（参考）】

2H044

5C122

5H681

【Ｆターム（参考）】

2H044BE04

2H044BE10

5C122EA01

5C122FB03

5C122GE11

5C122HA82

5H681BB13

5H681BC01

5H681DD02

5H681DD15

5H681DD23

5H681DD37

5H681DD55

5H681DD66

5H681DD83

5H681EE20

(57)【要約】

【課題】レンズ枠の偏芯微動を防止することができるレンズ枠のガイド装置及び撮影装置を得る。
【解決手段】圧電素子と直列接続された可動体ガイド軸と、前記可動体ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持された可動体と、前記可動体ガイド軸と平行に延びるレンズ枠ガイド軸と、前記レンズ枠ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持されたレンズ枠と、前記可動体ガイド軸及び前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるとともに、前記可動体と前記レンズ枠を回転方向に移動可能に連結する連結軸と、軸方向から見たとき、前記可動体ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線と、前記レンズ枠ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で、かつ、前記鈍角を維持する方向に、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する付勢部材と、を有することを特徴とするレンズ枠のガイド装置。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電素子と直列接続された可動体ガイド軸と、
前記可動体ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持された可動体と、
前記可動体ガイド軸と平行に延びるレンズ枠ガイド軸と、
前記レンズ枠ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持されたレンズ枠と、
前記可動体ガイド軸及び前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるとともに、前記可動体と前記レンズ枠を回転方向に移動可能に連結する連結軸と、
軸方向から見たとき、前記可動体ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線と、前記レンズ枠ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で、かつ、前記鈍角を維持する方向に、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する付勢部材と、
を有することを特徴とするレンズ枠のガイド装置。

【請求項2】

前記付勢部材は、前記鈍角を０°方向または１８０°方向に向けるように、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ枠のガイド装置。

【請求項3】

前記可動体及び前記レンズ枠を軸方向に付勢する圧縮コイルバネをさらに有し、
前記付勢部材は、前記圧縮コイルバネと同軸に位置する回転付勢つるまきバネからなる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ枠のガイド装置。

【請求項4】

前記圧縮コイルバネ及び前記回転付勢つるまきバネは、前記連結軸を中心とする同軸に位置する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ枠のガイド装置。

【請求項5】

前記レンズ枠は、前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるサブガイド軸を収容する収容溝部を有し、
前記付勢部材が前記可動体及び前記レンズ枠を付勢することによって、前記レンズ枠の前記収容溝部に前記サブガイド軸が浮遊状態で収容される、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のレンズ枠のガイド装置。

【請求項6】

前記レンズ枠は、フォーカスレンズを支持するフォーカスレンズ枠である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレンズ枠のガイド装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれかに記載のレンズ枠のガイド装置を有する、
ことを特徴とする撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ枠のガイド装置及び撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、一眼レフカメラレンズのオートフォーカス用のレンズ駆動に積層型超音波素子を使用したフォーカシング機構が知られている。また、パルスモータとリードスクリューを組み合わせたリニア駆動方式によるフォーカシング機構も知られている。

【0003】

特許文献１には、電気機械変換素子を使用した駆動装置が記載されている。この駆動装置は、静止部材と、静止部材にその伸縮方向の一端を固定された電気機械変換素子と、電気機械変換素子の伸縮方向のもう一端に結合されて電気機械変換素子の伸縮方向に移動できるように支持された駆動部材と、駆動部材に摩擦結合されて電気機械変換素子の伸縮方向に移動できるように支持された移動部材と、駆動部材と移動部材間に摩擦力を発生させる摩擦力付加部材と、電気機械換素子の伸びと縮みを異なる速度で行うように電気機械変換素子に電流を供給できる電気回路とを有している。駆動部材が所定の目的方向とこれと逆方向のいずれの方向に動くときも、駆動部材と移動部材間に滑りを生じさせて駆動するとき、自由端に駆動部材を固定し、もう一端を固定端とした場合の電気機械変換素子の共振周波数ｆ１に対して電気機械変換素子の駆動周波数ｆを、ｆ１／３≦ｆ≦２ｆ１／３に設定する。

【0004】

特許文献１では、圧電素子と駆動軸が直列接続されており、駆動軸には、レンズ保持枠の一部であるスライダブロックが貫通している。駆動回路を介して圧電素子に電流を流すと、圧電素子が伸縮することで、レンズ保持枠が駆動軸に沿って移動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３１７１０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、レンズ保持枠が駆動軸に沿って移動する際に、レンズ保持枠が駆動軸を中心として回転してしまうという問題がある。レンズ保持枠がフォーカスレンズ枠である場合、フォーカスレンズに偏芯方向の微動が生じ、撮像素子上の画像も微動する結果、撮影画像の品質劣化に繋がってしまう。

【0007】

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、レンズ枠の偏芯微動を防止することができるレンズ枠のガイド装置及び撮影装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態のレンズ枠のガイド装置は、圧電素子と直列接続された可動体ガイド軸と、前記可動体ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持された可動体と、前記可動体ガイド軸と平行に延びるレンズ枠ガイド軸と、前記レンズ枠ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持されたレンズ枠と、前記可動体ガイド軸及び前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるとともに、前記可動体と前記レンズ枠を回転方向に移動可能に連結する連結軸と、軸方向から見たとき、前記可動体ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線と、前記レンズ枠ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で、かつ、前記鈍角を維持する方向に、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、レンズ枠の偏芯微動を防止することができるレンズ枠のガイド装置及び撮影装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ガイド装置のフォーカシングユニットに注目した軸直交方向から見た図である。

【図2】ガイド装置のフォーカシングユニットに注目した軸方向から見た図である。

【図3】ガイド装置のフォーカシングユニットに注目した第１の斜視図である。

【図4】ガイド装置のフォーカシングユニットに注目した第２の斜視図である。

【図5】ガイド装置のフォーカシングユニットに注目した可動体の拡大斜視図である。

【図6】ガイド装置の連結シャフト周辺に注目した詳細図である。

【図7】ガイド装置の可動体周辺に注目した軸方向から見た図である。

【図8】圧電素子の電圧印加による可動体ひいてはフォーカスレンズ枠の駆動方法の第１の例を示す往路に対応する図である。

【図9】圧電素子の電圧印加による可動体ひいてはフォーカスレンズ枠の駆動方法の第１の例を示す復路に対応する図である。

【図10】圧電素子の電圧印加による可動体ひいてはフォーカスレンズ枠の駆動方法の第２の例を示す往路に対応する図である。

【図11】圧電素子の電圧印加による可動体ひいてはフォーカスレンズ枠の駆動方法の第２の例を示す復路に対応する図である。

【図12】フォーカスレンズ枠のＵ字溝に収容されたサブガイド軸の位置の一例を示す図である。

【図13】回転付勢つるまきバネによる可動体とフォーカスレンズ枠の付勢構造の第１の例を示す図である。

【図14】回転付勢つるまきバネによる可動体とフォーカスレンズ枠の付勢構造の第２の例を示す図である。

【図15】本実施形態のガイド装置を搭載した撮影装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本実施形態に係るレンズ枠のガイド装置（以下単にガイド装置）及び撮影装置について詳細に説明する。なお、本実施形態のように、積層型圧電素子とガイド棒を直列に接続し、ガイド棒に可動枠を付勢し、圧電素子に三角波（電圧）を入力することにより、ガイド棒に対して可動枠を直線駆動するタイプのＡＦ駆動機構を、例えば、キツツキ型ＡＦ駆動機構と呼んでもよい。

【0012】

図１～図５はガイド装置のフォーカシングユニットに注目した図であって、図１は軸直交方向から見た図、図２は軸方向から見た図、図３は第１の斜視図、図４は第２の斜視図、図５は可動体の拡大斜視図である。図６は、ガイド装置の連結シャフト周辺に注目した詳細図である。図７は、ガイド装置の可動体周辺に注目した軸方向から見た図である。

【0013】

ガイド装置は、撮影装置（カメラ）の筐体内に支持されたフレーム１０を有している。フレーム１０には、圧電素子台２１を介して圧電素子（積層型圧電素子、積層型超音波素子）２０が支持されている。圧電素子２０には、可動体ガイド軸（ガイド棒）３０が直列接続されている。圧電素子台２１と圧電素子２０と可動体ガイド軸３０は、互いに接合（接着）されて一体化されている。圧電素子２０には、圧電素子台２１を介して、圧電素子２０に駆動電圧（駆動電流）を供給するための制御装置２２が電気的に接続されている。圧電素子２０に供給される駆動電圧に応じて、圧電素子２０の厚さが変化する。可動体ガイド軸３０は、その一端部が圧電素子２０に直列接続されており、その他端部がフレーム１０に設けられた可動体ガイド軸受（ガイド棒受）１１に支持されている。

【0014】

可動体ガイド軸３０には、軸方向及び回転方向に移動可能に可動体４０が支持されている。可動体４０は、可動体ガイド軸３０の寸法に対応させた寸法のガイド溝４１を有しており、このガイド溝４１に可動体ガイド軸３０が支持されている。ガイド溝４１は、一端が開放されたＶ字溝からなり、Ｖ字溝に可動体ガイド軸３０が支持され、且つ、Ｖ字溝の開放側から与圧バネ４２によって可動体ガイド軸３０がガイド溝４１に付勢されている（互いに当て付けられている）。このため、可動体ガイド軸３０とガイド溝（Ｖ字溝）４１の間には摩擦力が作用する。

【0015】

ガイド装置は、可動体ガイド軸３０と平行に延びるフォーカスレンズ枠ガイド軸（レンズ枠ガイド軸）５０を有している。また、ガイド装置は、可動体ガイド軸３０及びフォーカスレンズ枠ガイド軸５０と平行に延びるサブガイド軸５１を有している。本実施形態では、可動体ガイド軸３０、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０及びサブガイド軸５１の延在方向を軸方向と呼ぶ。

【0016】

フォーカスレンズ枠ガイド軸５０には、軸方向及び回転方向に移動可能にフォーカスレンズ枠（レンズ枠、フォーカシング鏡枠）６０が支持されている。フォーカスレンズ枠６０は、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０の寸法に対応させた寸法のガイド孔６１を有しており、このガイド孔６１にフォーカスレンズ枠ガイド軸５０が挿通されている。また、フォーカスレンズ枠６０は、サブガイド軸５１の寸法よりも若干大きい寸法のＵ字溝（収容溝部）６２を有しており、このＵ字溝６２にサブガイド軸５１が収容されている。フォーカスレンズ枠６０は、フォーカスレンズ（図示略）を支持している。フォーカスレンズ枠６０に支持されたフォーカスレンズの中心を通り、且つ、可動体ガイド軸３０、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０及びサブガイド軸５１の延在方向と平行な軸を光軸と呼ぶ。フォーカスレンズを支持したフォーカスレンズ枠６０が光軸方向に移動（進退）することにより、撮像素子（図示略）上のピント位置を移動させて、無限遠から近距離への合焦（フォーカシング）が行われる。

【0017】

可動体４０とフォーカスレンズ枠６０は、連結軸７０によって回転方向に移動可能に連結されている。連結軸７０は、可動体ガイド軸３０、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０及びサブガイド軸５１の延在方向と平行な方向に延びる軸部材である。フォーカスレンズ枠６０は、連結軸７０の挿通孔が形成された一対の支持部６３を有しており、可動体４０は、一対の支持部６３の間に入り込むとともに連結軸７０の挿通孔が形成された連結軸係合部４３を有している。連結軸７０は、フォーカスレンズ枠６０の一対の支持部６３と、可動体４０の連結軸係合部４３とにそれぞれ形成された挿通孔に挿通されて支持される。

【0018】

特に図６に示すように、フォーカスレンズ枠６０の一対の支持部６３の間には、連結軸７０の周囲に配置されたバネ押さえコマ７１が設けられている。フォーカスレンズ枠６０の一対の支持部６３の間には、連結軸７０の周囲に位置するようにして、バネ押さえコマ７１と可動体４０の連結軸係合部４３の間に位置して可動体４０とフォーカスレンズ枠６０を軸方向に付勢する圧縮コイルバネ８０が設けられている。圧縮コイルバネ８０によって可動体４０がフォーカスレンズ枠６０を所定方向（図１、図６の右方向）に付勢しており、この付勢力によって光軸方向（フォーカシング方向）のガタが除去されている。さらに、フォーカスレンズ枠６０の一対の支持部６３の間には、連結軸７０及びバネ押さえコマ７１の外周に位置するようにして、回転付勢つるまきバネ（付勢部材）９０が設けられている。このように、圧縮コイルバネ８０と回転付勢つるまきバネ９０は、連結軸７０を中心とする同軸に位置している。

【0019】

回転付勢つるまきバネ９０は、円環状の本体から径方向の外側に突出する可動体着力部９１とフォーカスレンズ枠着力部９２とを有している。回転付勢つるまきバネ９０のうち、可動体着力部９１が可動体４０を付勢し、フォーカスレンズ枠着力部９２がフォーカスレンズ枠６０を付勢することにより、フォーカスレンズ枠６０がフォーカスレンズ枠ガイド軸５０を中心として回転微動することを防止することができる。このメカニズムについては、後に詳細に説明する。

【0020】

図８、図９は、圧電素子２０の電圧印加による可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の駆動方法の第１の例を示している。図８は往路（光軸方向の一方）の駆動を示しており、図９は復路（光軸方向の他方）の駆動を示している。圧電素子２０に電圧を印加することにより、圧電素子２０の積層方向の寸法が増加する。

【0021】

図８に示すように、時間ｔ０から時間ｔ１までは圧電素子２０への印加電圧を０Ｖとし、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて圧電素子２０への印加電圧をＶ１まで引き上げる。この電圧印加パターンを交互に繰り返すことによって、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０を光軸方向の一方に向けて駆動する。印加電圧を０ＶからＶ１まで引き上げる間は、圧電素子２０の厚さが上昇するに連れて、可動体ガイド軸３０が光軸方向の一方に向けて移動し、可動体ガイド軸３０と摩擦係合している可動体４０も光軸方向の一方に向けて移動する。印加電圧をＶ１から０Ｖまで引き下げた後は、急速な電圧変化によって圧電素子２０の厚さが高速で縮み、与圧バネ４２による摩擦力＜慣性力となる結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０はその場にとどまる。

【0022】

図９に示すように、時間ｔ０から時間ｔ１までは圧電素子２０への印加電圧をＶ１から０Ｖに引き下げ、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて圧電素子２０への印加電圧を０Ｖに維持する。この電圧印加パターンを交互に繰り返すことによって、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０を光軸方向の他方に向けて駆動する。印加電圧を０ＶからＶ１まで急速に引き上げるときは、可動体ガイド軸３０が軸方向に高速に移動し、与圧バネ４２による摩擦力＜慣性力となる結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０はその場にとどまる。印加電圧をＶ１から０Ｖまで引き下げる間は、印加電圧が徐々に減少し、それとともに圧電素子２０の厚さが減少し、可動体ガイド軸３０が光軸方向の他方に向けて移動する。可動体ガイド軸３０と摩擦係合している可動体４０も光軸方向の他方に向けて移動する。

【0023】

図１０、図１１は、圧電素子２０の電圧印加による可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の駆動方法の第２の例を示している。図１０は往路（光軸方向の一方）の駆動を示しており、図１１は復路（光軸方向の他方）の駆動を示している。第２の例の駆動方法は、中間電圧を中心として、中間電圧から高電圧側への制御、中間電圧から低電圧側への制御により、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０を光軸方向の一方と他方に駆動するものである。

【0024】

図１０に示すように、時間ｔ０から時間ｔ１までは圧電素子２０への印加電圧をＶ０に維持し、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて圧電素子２０への印加電圧をＶ０からＶ１まで引き上げる。この電圧印加パターンを交互に繰り返すことによって、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０を光軸方向の一方に向けて駆動する。印加電圧をＶ０からＶ１まで引き上げる間は、圧電素子２０の厚さが上昇するに連れて、可動体ガイド軸３０が光軸方向の一方に向けて移動し、可動体ガイド軸３０と摩擦係合している可動体４０も光軸方向の一方に向けて移動する。印加電圧をＶ１からＶ０まで引き下げた後は、急速な電圧変化によって圧電素子２０の厚さが高速で縮み、与圧バネ４２による摩擦力＜慣性力となる結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０はその場にとどまる。

【0025】

図１１に示すように、時間ｔ０から時間ｔ１までは圧電素子２０への印加電圧をＶ０からＶ２に引き下げ、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて圧電素子２０への印加電圧をＶ０に維持する。この電圧印加パターンを交互に繰り返すことによって、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０を光軸方向の他方に向けて駆動する。印加電圧をＶ０からＶ２まで引き下げるときは、印加電圧が徐々に減少し、それとともに圧電素子２０の厚さが減少し、可動体ガイド軸３０が光軸方向の他方に向けて移動する。可動体ガイド軸３０と摩擦係合している可動体４０も光軸方向の他方に向けて移動する。印加電圧をＶ２からＶ０まで引き上げた後は、可動体ガイド軸３０が軸方向に高速に移動し、与圧バネ４２による摩擦力＜慣性力となる結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０はその場にとどまる。

【0026】

図８、図９において、Ｖ１－０Ｖの電圧差を増加することにより、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の移動速度を大きくすることができる。図１０、図１１において、Ｖ１－Ｖ０、Ｖ２－Ｖ０の電圧差を増加することにより、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の移動速度を大きくすることができる。図８～図１１において、（ｔ２－ｔ１）/（ｔ２－ｔ０）を増加することにより、加速度を低下して滑りを抑制することになる結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の移動速度を大きくすることができる。図８～図１１において、（ｔ２－ｔ１）/（ｔ２－ｔ０）を減少させると、加速度が高くなり、摩擦力による保持が負けてしまい滑ってしまう結果、可動体４０ひいてはフォーカスレンズ枠６０の移動速度が小さくなる。

【0027】

図１２Ａ、図１２Ｂは、フォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２に収容されたサブガイド軸５１の位置の一例を示す図である。図１２Ａではフォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２の中央部にサブガイド軸５１が浮遊状態で収容されており、図１２Ｂではフォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２の端部にサブガイド軸５１が当て付いて収容されている。

【0028】

図１２Ａに示すように、サブガイド軸５１はＵ字溝６２に収容されており、Ｕ字溝６２の幅寸法はサブガイド軸５１よりも若干大きいサイズ（余裕、遊びを持ったサイズ）となっている。加工精度の限界もあるが、サブガイド軸５１とＵ字溝６２のサイズを近付けすぎると、材質の違いによる温度変化により、隙間がなくなる事象も発生してしまう（隙間が無い状態では摩擦負荷が増大して摺動不可能となってしまう）。このため、Ｕ字溝６２の幅寸法はサブガイド軸５１よりも若干大きいサイズとせざるを得ない。

【0029】

図１２Ｂは、図１２Ａの状態からフォーカスレンズ枠６０がフォーカスレンズ枠ガイド軸５０を中心として回転することにより、Ｕ字溝６２の片側にフォーカスレンズ枠６０が寄った状態となっている。フォーカスレンズ枠６０への重力の影響、及び／又は、可動体ガイド軸３０とフォーカスレンズ枠ガイド軸５０の平行誤差等によって、フォーカスレンズ枠６０に対して偏芯する力が作用する。Ｕ字溝６２の端部にサブガイド軸５１が当て付いた状態では、そのガタ相当分だけフォーカスレンズ枠６０が傾き、フォーカスレンズ枠６０の中心が偏芯する。フォーカスレンズ枠６０が偏芯すると、フォーカスレンズ枠６０支持された光学部材（フォーカスレンズ）が偏芯し、撮像素子上の画像が微動してしまう。

【0030】

このように、フォーカスレンズ枠６０は、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０及びサブガイド軸５１に沿って光軸方向に移動可能となっているが、フォーカスレンズ枠６０のＵ字溝（収容溝部）６２は、サブガイド軸５１よりも周方向に若干の遊びを持っている。このため、厳密には（理論的には）、フォーカスレンズ枠６０は、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０を中心とした若干の回転微動が発生する可能性がある。仮に、回転微動が発生すると、フォーカスレンズに偏芯方向の微動が生じ、撮像素子上の画像も微動する結果、撮影画像の品質劣化に繋がってしまう。

【0031】

本実施形態では、上記の問題点を重要な技術課題として捉えて、回転付勢つるまきバネ（付勢部材）９０による可動体４０とフォーカスレンズ枠６０の付勢構造を最適設定することで、フォーカスレンズ枠６０の偏芯微動を防止して、高品質な撮影画像を得ることに成功している。

【0032】

図１３は、回転付勢つるまきバネ（付勢部材）９０による可動体４０とフォーカスレンズ枠６０の付勢構造の第１の例を示す図である。

【0033】

図１３に示すように、軸方向から見たとき、可動体ガイド軸３０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線と、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で交わっている。回転付勢つるまきバネ９０は、可動体着力部９１によって可動体４０を図中の矢印の反時計方向に付勢し、フォーカスレンズ枠着力部９２によってフォーカスレンズ枠６０を図中の時計方向に付勢する。その結果、回転付勢つるまきバネ９０は、上記２つの直線がなす鈍角を維持する方向、すなわち、上記鈍角を１８０°方向に向けるように（２つの直線が離れて一直線となるように）、可動体４０とフォーカスレンズ枠６０を付勢する。回転付勢つるまきバネ９０がこのように可動体４０とフォーカスレンズ枠６０を付勢することで、フォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２の中央部にサブガイド軸５１が浮遊状態で収容され、フォーカスレンズ枠６０の偏芯微動を防止して、高品質な撮影画像を得ることができる。可動体ガイド軸３０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線の長さと、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線の長さは不変であり、回転付勢つるまきバネ９０による付勢力が作用しているため、フォーカスレンズ枠６０は設計中心にてガタなく保持される。また、フォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２にサブガイド軸５１が付勢されることがないため、摩擦負荷も発生しない。

【0034】

図１４は、回転付勢つるまきバネ（付勢部材）９０による可動体４０とフォーカスレンズ枠６０の付勢構造の第２の例を示す図である。

【0035】

図１４に示すように、軸方向から見たとき、可動体ガイド軸３０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線と、フォーカスレンズ枠ガイド軸５０の中心と連結軸７０の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で交わっている。回転付勢つるまきバネ９０は、可動体着力部９１によって可動体４０を図中の矢印の時計方向に付勢し、フォーカスレンズ枠着力部９２によってフォーカスレンズ枠６０を図中の反時計方向に付勢する。その結果、回転付勢つるまきバネ９０は、上記２つの直線がなす鈍角を維持する方向、すなわち、上記鈍角を０°方向に向けるように（２つの直線が近づいて一直線となるように）、可動体４０とフォーカスレンズ枠６０を付勢する。フォーカスレンズ枠６０はフォーカスレンズ枠ガイド軸５０を中心にして回転付勢されており、フォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２にサブガイド軸５１が当て付くことで、回転ガタが除去される。ただし、フォーカシング時はフォーカスレンズ枠６０のＵ字溝６２にサブガイド軸５１が当て付きながら摺動するので、摩擦負荷が発生し、モータの必要なトルクや消費電力が増大する。

【0036】

最後に、図１５を参照して、本実施形態のガイド装置を搭載した撮影装置（デジタルカメラ）１００について説明する。

【0037】

図１５に示すように、デジタルカメラ１００は、そのカメラボディ１０１に着脱自在に装着された撮影レンズ１０２を備えており、撮影レンズ１０２は、被写体側（図の左側）から順に、撮影光学系としての撮影レンズ群１０３及び絞り１０４を備え、カメラボディ１０１は、シャッタ１０５及び２次元の撮像素子（エリアセンサ、イメージセンサ）１０６を備えている。撮影レンズ群１０３から入射し、絞り１０４及び開放されたシャッタ１０５を通った被写体光束による被写体像が、撮像素子１０６の受光面に形成され、露光される。撮像素子１０６の受光面に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像信号としてＣＰＵ（Central Processing Unit）１０７に出力される。ＣＰＵ１０７は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）と読み替えられてもよい。

【0038】

ＣＰＵ１０７は、画像信号に所定の処理を施して、これを表示部材１０８に表示し、着脱可能なメモリカード１０９に書き込む。ＣＰＵ１０７は、電源スイッチ、レリーズスイッチ、ダイヤルスイッチなどの操作部材１１０、絞り１０４とシャッタ１０５を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路１１１、撮像素子駆動機構１１２を介して撮像素子１０６を駆動する撮像素子駆動回路１１３、及びカメラ機能に関する各種プログラムが書き込まれたメモリ１１４と接続されている。

【0039】

撮影レンズ１０２は、絞り１０４の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群１０３の解像力（ＭＴＦ）情報を記憶したメモリ１１４を搭載していて、これらの情報がＣＰＵ１０７に読み込まれる。撮影レンズ群１０３は、通常、絞り１０４を光軸方向に挟んで複数のレンズ群を有する（図１では単レンズとして簡略化して描いている）。撮影レンズ群１０３は、撮影時に光軸方向に移動しない固定レンズ（群）、変倍時に光軸方向に移動するズームレンズ（群）、合焦時に光軸方向に移動するフォーカスレンズ群等を含み得る。上述した本実施形態のガイド装置は、例えば、撮影レンズ群１０３の一部であるフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ枠６０のガイド装置とすることができる。

【0040】

また、撮像素子１０６は、撮影レンズ１０２の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に撮像素子駆動機構１１２に搭載されている。ＣＰＵ１０７は、像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）時に、図示しない角速度センサによりデジタルカメラ１００の振れを検出して、撮像素子１０６に対して被写体像が相対移動しないように撮像素子振動回路１１３を介して撮像素子駆動機構１１２の可動ステージ（撮像素子１０６）を像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）させる。

【0041】

ＣＰＵ１０７は、絞り／シャッタ駆動回路１１１や撮像素子駆動回路１１３を駆動制御する駆動制御部と、撮像素子１０６による撮影画像に対して所定の画像処理を施す画像処理部とを有している（駆動制御部と画像処理部の図示は省略している）。

【0042】

このように、本実施形態のレンズ枠のガイド装置は、圧電素子と直列接続された可動体ガイド軸と、前記可動体ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持された可動体と、前記可動体ガイド軸と平行に延びるレンズ枠ガイド軸と、前記レンズ枠ガイド軸に軸方向及び回転方向に移動可能に支持されたレンズ枠と、前記可動体ガイド軸及び前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるとともに、前記可動体と前記レンズ枠を回転方向に移動可能に連結する連結軸と、軸方向から見たとき、前記可動体ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線と、前記レンズ枠ガイド軸の中心と前記連結軸の中心を結んだ直線とが鈍角をなす状態で、かつ、前記鈍角を維持する方向に、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する付勢部材と、を有している。これにより、レンズ枠の偏芯微動を防止することができる。すなわち、可動体と可動体ガイド軸の間に予期せぬ回転力が発生した場合でも、レンズ枠（例えばフォーカシングユニット）の偏芯微動を防止することができる。

【0043】

前記付勢部材は、前記鈍角を０°方向または１８０°方向に向けるように、前記可動体及び前記レンズ枠を付勢する。これにより、特別な当て付け部を設けることなく、且つ、ガタを発生させることなく、可動体とレンズ枠の回転付勢を行うことができる。

【0044】

本実施形態のレンズ枠のガイド装置は、前記可動体及び前記レンズ枠を軸方向に付勢する圧縮コイルバネをさらに有し、前記付勢部材は、前記圧縮コイルバネと同軸に位置する回転付勢つるまきバネからなる。前記圧縮コイルバネ及び前記回転付勢つるまきバネは、前記連結軸を中心とする同軸に位置する。これにより、レンズ枠のガイド装置の構成要素をコンパクトかつ高いスペース効率で配置することができる。

【0045】

前記レンズ枠は、前記レンズ枠ガイド軸と平行に延びるサブガイド軸に収容される収容溝部を有し、前記付勢部材が前記可動体及び前記レンズ枠を付勢することによって、前記レンズ枠の前記収容溝部に前記サブガイド軸が浮遊状態で収容される。レンズ枠の収容溝部にサブガイド軸がぶつかることは、レンズ枠（例えばフォーカシングユニット）の偏芯微動が発生したことを意味するので、レンズ枠の収容溝部にサブガイド軸が浮遊状態で収容されることで、レンズ枠（例えばフォーカシングユニット）の偏芯微動を防止することができる。

【0046】

本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【0047】

例えば、上記の実施形態では、レンズ枠が、フォーカスレンズを支持するフォーカスレンズ枠である場合を例示して説明した。しかし、レンズ枠は、フォーカスレンズ以外のレンズ（例えば変倍時に光軸方向に移動するズームレンズ）を支持するレンズ枠（例えばズームレンズ枠）であってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０ フレーム
１１ 可動体ガイド軸受（ガイド棒受）
２０ 圧電素子（積層型圧電素子、積層型超音波素子）
２１ 圧電素子台
２２ 制御装置
３０ 可動体ガイド軸（ガイド棒）
４０ 可動体
４１ ガイド溝（Ｖ字溝）
４２ 与圧バネ
４３ 連結軸係合部
５０ フォーカスレンズ枠ガイド軸（レンズ枠ガイド軸）
５１ サブガイド軸
６０ フォーカスレンズ枠（レンズ枠、フォーカシング鏡枠）
６１ ガイド孔
６２ Ｕ字溝（収容溝部）
６３ 支持部
７０ 連結軸
７１ バネ押さえコマ
８０ 圧縮コイルバネ
９０ 回転付勢つるまきバネ（付勢部材）
９１ 可動体着力部
９２ フォーカスレンズ枠着力部
１００ 撮影装置（デジタルカメラ）
１０３ 撮影レンズ群（フォーカスレンズ）

【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】

【図15】