(57)【要約】  駆動装置であって、予め定められた方向を軸方向として延在して設けられる第１の軸部材と、前記第１の軸部材に対して前記軸方向に生じる第１の駆動力と、前記第１の軸部材に対して前記軸方向と交差する方向に生じる第２の駆動力とを発生することができる駆動手段とを備える。
2013005442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた方向を軸方向として延在して設けられる第１の軸部材と、
前記第１の軸部材に対して前記軸方向に生じる第１の駆動力と、前記第１の軸部材に対して前記軸方向と交差する方向に生じる第２の駆動力とを発生することができる駆動手段と
を備える駆動装置。
【請求項２】
前記第１の駆動力は、前記第１の軸部材に対して前記軸方向の直進運動を生じさせ、前記第２の駆動力は、前記第１の軸部材に対して前記軸方向を中心とする回転運動を生じさせる請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、
前記軸方向に対して傾斜した方向の駆動力を前記第１の軸部材に対して発生する第１駆動部と、
前記第１の軸部材の周方向について前記第１駆動部と異なる位置に配され、前記軸方向に対して傾斜した方向の駆動力を前記第１の軸部材に対して発生する第２駆動部と
を備える請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１駆動部の発生する駆動力の方向と、前記第２駆動部の発生する駆動力の方向とは、互いに平行である請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１駆動部の仕事量と前記第２駆動部の仕事量の差分により、前記第１の軸部材に対して前記軸方向を中心とする回転運動を生じる請求項３または請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記第１の駆動力と前記第２の駆動力とを択一的に発生することができる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記第１の駆動力と前記第２の駆動力とを同時に発生することができる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の駆動装置と、
レンズを保持し、前記第１の軸部材に結合された保持部材と
を備える光学装置。
【請求項９】
前記第１の軸部材とは異なる位置で前記保持部材と結合され、前記軸方向と平行な方向に延在して設けられる第２の軸部材と、
前記第２の軸部材を前記軸方向に移動可能に係合して支持する支持部材と
を備える請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記第２の駆動力により、前記第２の軸部材を前記軸方向と交差する方向に移動させ、前記第２の軸部材と前記支持部材との間のガタ寄せを行う請求項９記載の光学装置。
【請求項１１】
前記第１の駆動力により、前記第１の軸部材を前記軸方向に移動させ、前記レンズを含む光学系の合焦および変倍のいずれかの動作をする請求項９または請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記第２の軸部材の前記軸方向と交差する方向の位置を検出する検出部を備え、
前記検出部による検出結果に基づいて、第２の駆動力により、前記第２の軸部材を前記軸方向と交差する方向における予定の位置に移動させる制御を行う制御部を備える請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記予定の位置は、前記第２の軸部材の前記軸方向位置に応じて予め決められている請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記レンズとは別の他のレンズを備え、
前記第２の駆動力により、前記保持部材を前記他のレンズによる光路から退避させる請求項８または請求項９に記載の光学装置。
【請求項１５】
請求項８から請求項１４までのいずれか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置を通じて入射した像光を撮像する撮像部と
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、光学装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対のガイドバーで案内する部材を軸方向に移動させる駆動機構がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］特開平０７−１０４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記駆動機構は、駆動力を伝達させる目的で、振動波アクチュエータの振動子を駆動対象に対して押し付ける構成となっている。そのため、駆動対象が一方のガイドバーに向かって押し付けられので、駆動対象と当該ガイドバーとはガタ寄せされる。しかしながら、この駆動機構は、他方のガイドバーに対するガタの抑制には寄与しない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様として、所定の方向を軸方向として延在して設けられる第１の軸部材と、第１の軸部材に対して軸方向に生じる第１の駆動力と、第１の軸部材に対して軸方向と交差する方向に生じる第２の駆動力とを発生することができる駆動手段とを備える駆動装置が提供される。【０００５】
本発明の第二態様として、駆動装置と、レンズを保持し、第１の軸部材に結合された保持部材とを備える光学装置が提供される。【０００６】
本発明の第三態様として、光学装置と、光学装置を通じて入射した像光を撮像する撮像部とを備える撮像装置が提供される。【０００７】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】駆動装置１０１の模式的斜視図である。
【図２】リニアアクチュエータ１２０の配置を示す模式図である。
【図３】リニアアクチュエータ１２０を単独で示す模式図である。
【図４】リニアアクチュエータ１２０の駆動信号の一例を示すグラフである。
【図５】リニアアクチュエータ１２０の動作を示す模式図である。
【図６】リニアアクチュエータ１２０の作用を示す模式図である。
【図７】リニアアクチュエータ１２０の駆動方法を例示する図である。
【図８】位置検出部１１７の構成、動作を示す図である。
【図９】スリット部材１１８の側面図である。
【図１０】スリット２３２の部分拡大図である。
【図１１】スリット２３４の部分拡大図である。
【図１２】位置検出部１１７の動作を説明するグラフである。
【図１３】駆動制御部１６０のブロック図である。
【図１４】駆動制御部１６０による駆動方法を例示する図である。
【図１５】駆動装置の別の実施形態を示す図である。
【図１６】駆動装置１０３の模式的断面図である。
【図１７】一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、駆動装置１０１の模式的斜視図である。駆動装置１０１は、基台１１０と、基台１１０上に固定された一対のリニアアクチュエータ１２０および固定レンズ保持枠１４０と、基台１１０に対して移動可能な一対の軸部材１３２、１３４とを備える。固定レンズ保持枠１４０は、光軸Ｊを有する固定レンズ１４２を含む光学部品を保持する。軸部材１３２、１３４は、光軸Ｊと平行な軸方向に延在して設けられる。
【００１１】
基台１１０は、一対の嵌合支持部１１２と、単一の係合支持部１１４と、一対のリニアアクチュエータ支持部１１６とを有する。一対の嵌合支持部１１２は、一方の軸部材１３２の断面と相補的な形状の嵌合穴１１３を有し、軸部材１３２を光軸Ｊと平行な方向に摺動可能に支持する。係合支持部１１４の内周面は、他方の軸部材１３４の側周面に当接する係合面１１５（図１における基台１１０側の面）、係合面１１９（図１における基台１１０と反対側の面）を有する。
【００１２】
リニアアクチュエータ支持部１１６は、それぞれ、リニアアクチュエータ１２０を支持する。リニアアクチュエータ支持部１１６に支持された一対のリニアアクチュエータ１２０は一方の軸部材１３２を挟む。一対のリニアアクチュエータ１２０は、それぞれリニアアクチュエータ支持部１１６に対して固定されているので、リニアアクチュエータ１２０が動作した場合は、駆動力を伝達された軸部材１３２が基台１１０に対して移動する。
【００１３】
軸部材１３２の一端には、移動レンズ保持枠１５０が固定される。よって、軸部材１３２がリニアアクチュエータ１２０により駆動された場合、移動レンズ保持枠１５０は軸部材１３２と共に移動する。
【００１４】
移動レンズ保持枠１５０には、移動レンズ１５２が保持される。移動レンズ１５２は、固定レンズ１４２と共通の光軸Ｊを有する。これにより、固定レンズ１４２および移動レンズ１５２は光学系を形成する。
【００１５】
移動レンズ保持枠１５０には、他方の軸部材１３４の一端も固定される。よって、移動レンズ保持枠１５０が移動した場合、軸部材１３４も共に移動する。また、軸部材１３４は、軸部材１３２と平行に配置され、光軸Jと直交する面内において上記軸部材１３２とは異なる位置に配置される。本実施形態では、軸部材１３４は光軸Jに対して軸部材１３２と対称な位置付近に配置される。軸部材１３４の側面は、係合支持部１１４の係合面１１５、または１１５ｂに当接する。これにより、移動レンズ保持枠１５０が、一方の軸部材１３２を回転軸として、回転することが規制される。
【００１６】
位置検出部１１７は、基台１１０あるいは係合支持部１１４に結合されて設けられており、軸部材１３４と一体に設けられたスリット部材１１８を用いて、軸部材１３４の光軸J方向の位置および図１中の上下方向（Ｚ方向）の位置を検出する。位置検出部１１７およびスリット部材１１８の構成については、後で詳述する。
【００１７】
図２は、駆動装置１０１における一対のリニアアクチュエータ１２０と軸部材１３２との位置関係を示す模式図である。図２において、括弧書きで示す符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、リニアアクチュエータ１２０に対する視線の方向を表す。
【００１８】
ここで、圧電アクチュエータであるリニアアクチュエータ１２０は、振動体１２２、電極１２４、接触部１２６および与圧部１２８をそれぞれ有する。振動体１２２は、ＰＺＴ等の圧電材料により形成される。
【００１９】
電極１２４は、振動体１２２の表面に複数配される。電極１２４は振動体１２２の裏面にも配される。電極１２４は、振動体１２２の表面に印刷された金属層により形成され、外部から駆動電圧を印加されて、振動体１２２に作用させる電界を発生する。
【００２０】
接触部１２６は、振動体１２２端面の一部に設けられ、軸部材１３２に当接する。接触部１２６は一対設けられる。振動体１２２が振動した場合は、接触部１２６も共に振動し、接触部１２６の変位が駆動力として軸部材１３２に伝達される。接触部１２６は、耐磨耗性の高いチタン酸カリウム含有樹脂材料等（例えば、ポチコン（登録商標））により形成される。
【００２１】
軸部材１３２の基材の硬度は、接触部１２６の硬度以上であることが好ましい。このことは、駆動時の振動による破壊を防ぐために有効である。また、接触部１２６の硬度を軸部材１３２の基材の硬度以下とすることで、外乱による衝撃による吸収能力を高めることができ、軸部材１３２を保持している状態における耐衝撃性が向上する。
【００２２】
軸部材１３２の表面は、軸部材１３２の基材よりも高くすることが好ましい。このことにより、接触部１２６に対しての摺動による耐摩耗性を高めることができる。以上のことから、たとえば、軸部材１３２の基材をステンレス鋼であるＳＵＳ３０４とし、その表面を窒化処理して表面に硬い膜を形成することが考えられる。
【００２３】
与圧部１２８は弾性を有し、図１に示したリニアアクチュエータ支持部１１６と振動体１２２との間に圧縮された状態で介在する。これにより、振動体１２２が付勢され、接触部１２６が軸部材１３２に押し付けられる。また、与圧部１２８は、振動体１２２の長手方向中央付近で振動体１２２に当接する。
【００２４】
なお、リニアアクチュエータ１２０は、各々が電極１２４を備えた薄板状の振動体１２２を積層して形成してもよい。これにより、比較的低電圧で効率よく振動体１２２を振動させることができる。
【００２５】
上記のような一対のリニアアクチュエータ１２０は、軸部材１３２を挟んで互いに平行に配される。また、一対のリニアアクチュエータ１２０は、図１に示したＹ−Ｚ平面においてＹ軸に対して傾く。このため、一対のリニアアクチュエータ１２０のそれぞれが発生する駆動力は、軸部材１３２の軸方向の成分と、軸部材１３２の周方向の成分とを含む。
【００２６】
言い換えると、一対のリニアアクチュエータ１２０の駆動力の発生方向が図１のＹ軸（軸部材１３２の軸方向）に対して傾くように、一対のリニアアクチュエータ１２０が配置されていることになる。この傾き角度は、５°〜１０°であることが好ましい。そして、一対のリニアアクチュエータ１２０のそれぞれの駆動力の発生方向が互いに平行となるように、一対のリニアアクチュエータ１２０が配置されている。
【００２７】
図３は、単一のリニアアクチュエータ１２０を単独で示す模式図である。ここで、リニアアクチュエータ１２０が、軸部材１３２に対して平行に配されているものとする。
【００２８】
図示のように、電極１２４は、振動体１２２の表面を、軸部材１３２の軸方向および軸方向に直交する方向にそれぞれ２分割して形成される。よって、電極１２４は、振動体１２２の表面に２対形成される。
【００２９】
電極１２４に対しては、振動体１２２の対角線方向に配された一対の電極１２４に対して共通の駆動電圧が印加される。よって、４つの電極１２４を有するリニアアクチュエータ１２０に対しては、Ａ相およびＢ相の２相の駆動電圧が印加される。
【００３０】
図４は、リニアアクチュエータ１２０の駆動信号の一例を示すグラフである。図示のように、駆動電極１２４に印加されるＡ相およびＢ相の駆動電圧は、互いに位相が９０°ずれた正弦波状の信号波形を有する。
【００３１】
これにより、Ａ相の駆動電圧を印加された電極１２４が配された領域と、Ｂ相の駆動電圧を印加された領域とにおいては、圧電材料により形成された振動体１２２が互いに異なるタイミングで伸縮する。以降の説明においては、振動体１２２においてＡ相信号を印加される領域をＡ相領域、振動体１２２においてＢ相信号を印加される領域をＢ相領域とそれぞれ記載する。
【００３２】
図５は、図４に示した駆動電圧を印加されたリニアアクチュエータ１２０の単一の動作を示す模式図である。図中の丸付き数字は、図４に示した丸付き数字と対応する。図中には、接触部１２６が軸部材１３２に接する接触点Ｃも示す。
【００３３】
タイミング１（丸付き数字１により示す）においては、Ａ相信号の電圧は零であり、Ｂ相信号の電圧を負の電圧を有する。よって、振動体１２２においては、Ａ相領域が伸縮せず、Ｂ相領域が収縮する。このため、振動体１２２は、それぞれＢ相領域を内側にして屈曲する。振動体１２２が上記のように変形した場合は接触部１２６における接触点Ｃも変位する。
【００３４】
次に、タイミング２（丸付き数字２により示す）においては、Ａ相信号は正の電圧を有し、Ｂ相信号の電圧は零になる。よって、振動体１２２においては、Ａ相領域が伸長し、Ｂ相領域は伸縮しない。このため、振動体１２２は、Ｂ相領域を内側にして屈曲するが、振動体１２２全体もタイミング１の状態に比較すると伸長している。接触部１２６における接触点Ｃも、振動体１２２の変形に伴って変位する。
【００３５】
続いて、Ａ相信号およびＢ相信号がいずれも正の電圧を有し、振動体１２２全体が屈曲することなく伸長する期間Ｌを経て、タイミング３（丸付き数字３により示す）が到来する。この期間Ｌにおいても、振動体１２２の伸長に伴って接触点Ｃは変位する。
【００３６】
次に、タイミング３においては、Ａ相信号の電圧は零となり、Ｂ相信号は正の電圧を有する。よって、振動体１２２においては、Ａ相領域が伸縮せず、Ｂ相領域が伸長する。このため、振動体１２２は、Ａ相領域を内側にして屈曲するが、振動体１２２全体もタイミング１の状態に比較すると伸長している。ただし、期間Ｌにおける振動体１２２よりは収縮している。接触点Ｃは振動体１２２の変形に伴って変位する。
【００３７】
続くタイミング４（丸付き数字４により示す）においては、Ａ相信号は負の電圧を有し、Ｂ相信号の電圧は零となる。よって、振動体１２２においては、Ａ相領域が収縮し、Ｂ相領域は伸縮しない。このため、振動体１２２は、Ａ相領域を内側にして屈曲する。また、振動体１２２全体の長さは、タイミング３における振動体１２２よりも短くなっている。接触点Ｃは振動体１２２の変形に伴って変位する。
【００３８】
続いて、Ａ相信号およびＢ相信号がいずれも負の電圧を有し、振動体１２２全体が屈曲することなく収縮する期間Ｓを経て、Ａ相信号およびＢ相信号は、再びタイミング１と同じ状態になる。振動体１２２は、Ａ相およびＢ相の周期的な駆動信号を供給されることにより、タイミング１〜４の状態を繰り返す。
【００３９】
図６は、リニアアクチュエータ１２０の作用を示す模式図である。図中の丸付き数字は、図４および図５に示した丸付き数字と対応する。
【００４０】
図示のように、タイミング１からタイミング４までの一連の動作により、接触点Ｃは楕円状の軌跡を描く運動を生じる。よって、接触点Ｃにおいて接触部１２６に接触する軸部材１３２には、タイミング３からタイミング４までの期間に接触部１２６から駆動力が作用する。
【００４１】
ただし、図１および図２を参照して既に説明した通り、駆動装置１０１において、リニアアクチュエータ１２０は、軸部材１３２の軸方向に対して傾きを有する。このため、一対のリニアアクチュエータ１２０の各々は、下記の式１に示すように、軸部材１３２を長手方向に並進させる軸方向推力Ｆｇ（Ｎ）と、軸部材１３２を長手方向の回転軸の回りに回転させる軸回転トルクＴｇ（Ｎｍ）とを同時に発生する。
【数１】
2013005442.tif 000003
【００４２】
ただし、上記式１において、「ψ」は、リニアアクチュエータ１２０の駆動力と軸部材１３２との傾き（単位はｒａｄ）を、「μｇ」は、接触部１２６と軸部材１３２表面との間の動摩擦係数（無単位）、「ＦＣ」は、与圧部１２８による与圧力（単位はＮ）、「ｄ」は、軸部材１３２の直径（単位はｍｍ）をそれぞれ示す。
【００４３】
上記式１において、各右辺の符号は、リニアアクチュエータ１２０に印加するＡ相およびＢ相の駆動信号の位相が１８０°ずれた場合、即ち駆動信号の正負が反転した場合に反転する。よって、一対のリニアアクチュエータ１２０が発生する軸方向推力Ｆｇおよび軸回転トルクＴｇは、各々個別に反転させることができる。
【００４４】
図７は、リニアアクチュエータ１２０の駆動方法の一部を例示する図であり、上記のように駆動信号の符号を変化させた場合に変化する軸部材１３２の運動を示す。一対のリニアアクチュエータ１２０について、それぞれの軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２と軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ１とを区別して表した場合、図示のように、一対のリニアアクチュエータ１２０に個別の駆動信号を供給して、駆動方向を変化させることにより、軸部材１３２をいずれかの方向に並進または回転させることができる。
【００４５】
即ち、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに同じ方向の軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２を発生する場合、一対のリニアアクチュエータ１２０の軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２の合計により駆動されて軸部材１３２は並進する。また、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに反対方向の軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２を発生する場合は、軸部材１３２に作用する軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２が打ち消し合うので軸部材１３２は並進しない。
【００４６】
同様に、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに同じ方向の軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ２を発生する場合、一対のリニアアクチュエータ１２０の軸方向推力Ｔｇ１、Ｔｇ２の合計により駆動されて軸部材１３２は回転する。また、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに反対方向の軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ２を発生する場合は、軸部材１３２に作用する軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ２が打ち消し合うので軸部材１３２は回転しない。
【００４７】
このように、駆動装置１０１は、一対のリニアアクチュエータ１２０を備えることにより、軸部材１３２を軸方向に並進させることも、軸部材１３２を回転させることもできる。よって、図１に示した駆動装置１０１において、軸部材１３２を軸方向に並進駆動することにより、移動レンズ１５２を光軸Ｊ方向に並進させることができる。また、軸部材１３２を回転駆動することにより、他方の軸部材１３４を係合面１１５あるいは１１５ｂに押し付けてガタ寄せをすることができる。
【００４８】
ここで、軸部材１３４と係合支持部１１４との間にはガタが存在する。たとえば、軸部材１３４が係合面１１５に接触しているときは、係合面１１９には接触していない状態となる。つまり、ガタがあることにより、軸部材１３４は、係合面１１５と係合面１１９との間の空間での位置が変化し得る。
【００４９】
移動レンズ１５２が停止したときに、軸部材１３４はガタの範囲内でどの位置にあるかによって、光軸Jと垂直な面内における移動レンズ１５２の位置も変化してしまう。したがって、ガタは光学性能に影響を与える。
【００５０】
なお、軸部材１３４と係合支持部１１４との間のガタとしては、図１中のＸ方向のガタ（上記のガタと交差する方向のガタ）も存在し得る。しかしながら、軸部材１３２を一対のリニアアクチュエータ１２０によってＸ方向から挟み込んでいるので、Ｘ方向のガタ取りがなされている。また、軸部材１３２に対して傾いて当接した単一のリニアアクチュエータ１２０により、軸部材１３２に回転運動と並進運動とを同時に生じさせてガタ寄せする構造にすることもできる。
【００５１】
図７に示した制御方法では、一対のリニアアクチュエータ１２０に対して印加する駆動信号において、Ａ相信号およびＢ相信号の位相差が互いに等しく、一対のリニアアクチュエータ１２０が発生する軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２および軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ１が互いに等しいことを前提としている。しかしながら、リニアアクチュエータ１２０の各々においてＡ相信号およびＢ相信号の位相差を変化させた場合、リニアアクチュエータ１２０が生じる軸方向推力Ｆｇ１、Ｆｇ２および軸回転トルクＴｇ１、Ｔｇ１は変化する。
【００５２】
ここで、一対のリニアアクチュエータ１２０の接触部１２６が軸部材１３２に接触している間の速度をそれぞれν１、ν２とする。リニアアクチュエータ１２０は、軸部材１３２に対して角度ψ（ｒａｄ）傾いているので、リニアアクチュエータ１２０から軸部材１３２に対して与えられる軸方向の速度νｇ１、νｇ２と、周方向の角速度ωｇ１、ωｇ２は、下記の式２のように表すことができる。
【数２】
2013005442.tif 000004
【００５３】
一対のリニアアクチュエータ１２０以外に、軸部材１３２作用する力はないものとすると、リニアアクチュエータ１２０の各々の仕事量は相互につり合いを持たなければならない。よって、上記の式２から、下記の式３を導くことができる。
【数３】
2013005442.tif 000005
【００５４】
ただし、上記式３において、「Ｖｇ」は一対のリニアアクチュエータ１２０から駆動される軸部材１３２の軸方向速度、「ωｇ」は一対のリニアアクチュエータ１２０から駆動される軸部材１３２の軸方向角速度をそれぞれ示す。
【００５５】
ここで、同摩擦係数μｇ１、μｇ２、与圧力ＦＣ１、ＦＣ２および傾きψ１、ψ２、がそれぞれ下記の式４のように等しいと仮定する。
【数４】
2013005442.tif 000006
【００５６】
これにより、上記式３から、下記の式５を導くことができる。
【数５】
2013005442.tif 000007
【００５７】
上記式５から、速度ν１、ν２を制御することにより、一対のリニアアクチュエータ１２０から駆動される軸部材１３２の軸方向速度Ｖｇおよび角速度ωｇを制御できることが判る。リニアアクチュエータ１２０における接触部１２６の速度νｇは、図６に示した接触点Ｃの楕円運動のＸ方向の振幅ＡＸと駆動周波数ｆとに比例する。即ち、駆動周波数を一定にした場合は、振幅ＡＸを変化させることにより、接触部の速度νｇを変化させることができる。
【００５８】
ここで、再び図４および図５を参照すると、Ｂ相信号のＡ相信号に対する位相差を、図示の９０°から増加させると、接触点Ｃの楕円運動における図中縦の振幅ＡＹが増加し、図中水平方向の振幅ＡＸが減少する。また、Ｂ相信号のＡ相信号に対する位相差を、図示の９０°から増加させると、接触点Ｃの楕円運動における図中縦の振幅ＡＹが減少し、図中水平方向の振幅ＡＸが増加する。
【００５９】
図８から図１２までは、図１で示した位置検出部１１７の構成および機能を示す図である。図８は、位置検出部１１７を、軸部材の軸方向から見た図であり、位置検出部１１７には、受光センサ２２１、２２２、２２３、２２４、発光部２２５が設けられている。
【００６０】
そして、軸部材１３４には、スリット部材１１８が設けられている。発光部２２５は、スリット部材１１８に対して、受光センサ２２１、２２２、２２３、２２４とは反対の側に設けられている。
【００６１】
図９は、スリット部材１１８を図８のＸ方向から見た図であり、平板状のスリット部材１１８には、軸部材１３４の軸方向（Ｙ方向）に沿って等間隔に互いに平行に形成された複数のスリット２３２と、軸部材１３４の軸方向と交差する方向（Ｚ方向、スリット２３２と交差する方向）に沿って等間隔に互いに平行に形成された複数のスリット２３４とが形成されている。
【００６２】
以上のような構成により、発光部２２５から射出された光のうち、スリット部材のスリット２３２を通過した光が一対の受光センサ２２１、２２２により受光される。また、発光部２２５から射出された光のうち、スリット２３４を通過した光が一対の受光センサ２２３、２２４により受光される。
【００６３】
図１０は、スリット２３２に対する受光センサ２２１、２２２の配置位置を示す図である。図１０に示すように、一方の受光センサ２２１が一本のスリットからの光を受光面全面で受光する位置となるとき、他方の受光センサ２２２が隣接するスリットからの光を受光面の一部が受光する位置となるように、受光センサ２２１、２２２が配置される。
【００６４】
同様に、図１１は、スリット２３４に対する受光センサ２２３、２２４の配置位置を示す図である。図１１に示すように、一方の受光センサ２２３が一本のスリットからの光を受光面全面で受光する位置となるとき、他方の受光センサ２２４が隣接するスリットを通過した光を受光面の一部で受光する位置に、受光センサ２２３、２２４が配される。それぞれの受光センサ２２１、２２２、２２３、２２４は、受光面で受光した光量に応じた電気信号が出力される。
【００６５】
図１２は、スリット部材１１８の移動に伴うそれぞれの受光センサからの出力信号の変化を示す図である。すなわち、スリット部材１１８が軸部材１３４の軸方向と垂直な方向（Ｚ方向）に移動した場合の受光センサ２２１、２２２からの出力信号の変化、および、スリット部材１１８が軸部材１３４の軸方向（Ｙ方向）に移動した場合の受光センサ２２３、２２４からの出力信号の変化を示す図である。
【００６６】
図１２に示す一対の受光センサのそれぞれの出力信号は、スリット部材１１８の移動に伴い正弦波状に変化するが、それぞれの出力信号の位相がずれている。これは、一対の受光センサが図１０、図１１に示した位置関係に配置されているからである。
【００６７】
図１２に示す２つ信号波形のある時点でのレベルの違いにより、スリット部材１１８（すなわち軸部材１３４）の位置（軸方向、および軸方向と垂直な方向）を認識できる。また、信号波形のレベルの時間的変化により、スリット部材１１８（すなわち軸部材１３４）の移動量（軸方向、および軸方向と垂直な方向）を認識できる。
【００６８】
上記の位置検出部１１７は、後述するレンズ側制御部２５０と接続されている。これにより、レンズ側制御部２５０は、受光センサからの信号により、軸部材１３４の位置、移動量を認識できる。なお、スリット部材１１８を用いた形態を例にあげて説明したが、スリット部材１１８に換えて反射型のリニアースケール等を用いて位置検出部１１７を形成することもできる。また、軸部材１３２にロータリースケールを設けて軸部材１３２の回転位置を検出することもできる。更に、周期的に磁化した磁気スケールと磁気センサを用いる等、光学センサ以外のセンサにより位置検出部１１７を形成することもできる。
【００６９】
図１３は、上記のような制御を実行しつつリニアアクチュエータ１２０に駆動電圧を供給する駆動制御部１６０のブロック図である。駆動制御部１６０は、駆動信号発生部１６１、駆動電圧発生部１６２、１６３、位相差信号制御部１６４、スイッチ制御部１６５およびスイッチ部１６６を有する。駆動制御部１６０は、図１の駆動装置１０１の近傍に設けられている。また、駆動制御部１６０は、レンズ側制御部２５０によって動作の制御がなされる。
【００７０】
移動レンズ１５２を駆動する場合（合焦時、変倍時等）にレンズ側制御部２５０から、駆動信号発生部１６１、位相差信号制御部１６４、スイッチ制御部１６５に対して指令信号が出される。それによって、駆動制御部１６０は、以下のような動作を行う。
【００７１】
駆動信号発生部１６１は、振幅が一定の正弦波を発生して、駆動装置１０１に供給する駆動信号の駆動周波数を決定する。駆動電圧発生部１６２、１６３は、駆動信号発生部１６１から供給される駆動信号に応じて変化する駆動電圧をそれぞれ発生する。
【００７２】
一方の駆動電圧発生部１６２は、駆動信号発生部１６１から供給された駆動信号と同位相で変化する駆動電圧を発生する。他方の駆動電圧発生部１６３は、位相差信号制御部１６４から供給される位相差信号が示す位相差Δθの多寡に応じて、駆動信号に対して変化する位相差Δθを有する駆動電圧を発生する。位相差信号制御部１６４は、−π／２からπ／２までの間の位相差信号Δθを発生する。よって、駆動電圧発生部１６２、１６３が出力する駆動電圧は、−π／２からπ／２の範囲で位相差を有する。
【００７３】
駆動電圧発生部１６２、１６３が出力する駆動電圧は、Ａ相駆動電圧およびＢ相駆動電圧としてリニアアクチュエータ１２０に印加される。ここで、一方のリニアアクチュエータ１２０の電極Ｍ、Ｎには、一方の駆動電圧発生部１６２から出力された駆動電圧が直接に印加される。他方のリニアアクチュエータ１２０の電極Ｐ、Ｑには、スイッチ部１６６を介して駆動電圧が印加される。
【００７４】
スイッチ部１６６は、スイッチ制御部１６５から切替信号を受けて、Ａ相駆動電圧およびＢ相駆動電圧が、他方のリニアアクチュエータ１２０の電極Ｐ、Ｑのいずれに印加されるかを切り替える。これにより、他方のリニアアクチュエータ１２０に印加される駆動電圧は、一方のリニアアクチュエータ１２０の電極Ｍ、Ｎに印加される駆動電圧に対して、同相または逆相となる。
【００７５】
このように、駆動制御部１６０は、一対のリニアアクチュエータ１２０に対して共通な駆動信号を発生する駆動信号発生部１６１を備える。よって、複数のリニアアクチュエータ１２０を駆動するにも関わらず、回路規模が小さく、駆動装置１０１の小型化に寄与する。
【００７６】
また、駆動制御部１６０は、駆動信号発生部１６１を制御することにより駆動周波数を決定できる。更に、駆動制御部１６０は、位相差信号制御部１６４を制御することにより、Ａ相駆動信号およびＢ相駆動信号の位相差を変化させることができる。また更に、駆動制御部１６０は、スイッチ制御部１６５を制御することにより、一対のリニアアクチュエータ１２０を同相または逆相で駆動できる。
【００７７】
図１４は、駆動制御部１６０によるリニアアクチュエータ１２０の駆動方法を例示する図である。図示のように、駆動制御部１６０において位相差信号制御部１６４が発生する位相差信号Δの値が正の場合と負の場合とで、軸部材１３２には異なる運動が生じる。また、駆動制御部１６０においてスイッチ部１６６がａ側に投入されている場合とｂ側に投入されている場合とで、軸部材１３２には異なる運動が生じる。
【００７８】
よって、これらを組み合わせることにより、駆動装置１０１において、軸部材１３２に双方向の並進運動と、双方向の回転運動とを生じさせることができる。更に、位相差信号を零からπ／２または−π／２から零の範囲で変化させることにより、軸部材１３２の運動速度を変化させることができる。なお、スイッチ部１６６の状態に応じて、軸部材１３２には図７に示した通りの運動が生じる。
【００７９】
このように、駆動装置１０１においては、一対のリニアアクチュエータ１２０の各々におけるＡ相信号およびＢ相信号の位相差を変化させることにより、接触部１２６の振幅ＡＸ、ＡＹを変化させることができる。更に、接触部１２６の振幅の変化によりリニアアクチュエータ１２０による速度νｇ１、νｇ２を変化させて、軸部材１３２の軸方向並進速度νｇまたは回転の角速度ωｇを変化させることができる。
【００８０】
これは、一対のリニアアクチュエータ１２０の仕事量の差分に応じて軸部材１３２が駆動されることを意味する。また、駆動装置１０１では、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに平行に配されている。よって、回転方向の如何に関わらず、同じように駆動力が生じるので制御が容易になる。ただし、一対のリニアアクチュエータ１２０が、軸部材に対して互いに異なる傾きを有する場合であっても、一対のリニアアクチュエータ１２０の仕事量の差分に応じて軸部材１３２が駆動されることに変わりはない。
【００８１】
なお、上記の例では、固定されたリニアアクチュエータ１２０が軸部材１３２を駆動して、軸部材１３２に対して固定された移動レンズ保持枠１５０を移動させる構造を有する。しかしながら、固定された軸部材１３２、１３４に対して、リニアアクチュエータ１２０を搭載した移動レンズ保持枠１５０が移動する構造としても差し支えない。
【００８２】
また、上記の例では、リニアアクチュエータ１２０として圧電アクチュエータを用いた。しかしながら、リニアアクチュエータ１２０が圧電アクチュエータに限られるわけではなく、電磁力等を用いた他の型式のリニアアクチュエータを用いてもよい。
【００８３】
更に、上記の例では、一対のリニアアクチュエータ１２０が、軸部材１３２を挟んで対向する位置に配されていた。しかしながら、一対のリニアアクチュエータ１２０は、軸部材１３２の少なくとも一部を挟むように配されていればよい。
【００８４】
以下、リニアアクチュエータ１２０による移動レンズ１５２の駆動制御について説明する。リニアアクチュエータ１２０による駆動制御に関して、以下に４通りの方式を説明する。
【００８５】
いずれの駆動制御方式の場合でも、リニアアクチュエータ１２０は、駆動電圧が印加されていないときは動作せず、自己位置保持機能により軸部材１３２に対して付勢した状態が保たれる。そのため、衝撃等の外乱がなければ、軸部材１３４は軸方向に移動することはなく、軸方向周りに回転することもなく、固定された状態となる。
【００８６】
そして、レンズ側制御部２５０は、移動レンズ１５２の駆動を開始する場合に、駆動信号発生部１６１、位相差信号制御部１６４、スイッチ制御部１６５に指令信号を出力する。
【００８７】
（１）第１の駆動制御方式
まず、レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２を軸方向に駆動する駆動力の制御を行う。駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、位相差信号制御部１６４に、駆動方向に応じて、例えば９０°（あるいは−９０°）の位相差信号を発生させる。そして、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をａ側にする制御をさせる。この結果軸部材１３２は軸方向に駆動され、軸部材１３４も軸方向に移動する。
【００８８】
レンズ側制御部２５０は、位置検出部１１７からの信号を入力し、受光センサ２２３、２２４からの信号に基づき、軸部材１３４の軸方向の移動距離をモニタする。そして、目標位置までの移動が完了したことが検出されたら、駆動信号発生部１６１に対して駆動信号の発生を止める指令信号を出力する。
【００８９】
次にレンズ側制御部２５０は、位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づき、軸部材１３４の軸方向と垂直な方向（Ｚ方向）の位置を検出する。レンズ側制御部２５０には、予め、軸部材１３４が係合面１１５と接する場合の位置、１１５ｂと接する場合の位置が記憶されている。
【００９０】
次にレンズ側制御部２５０は、軸部材１３２を回転駆動する駆動力の制御を行う。駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、位相差信号制御部１６４に、駆動方向に応じて、例えば９０°（あるいは−９０°）の位相差信号を発生させる。そして、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をｂ側にする制御をさせる。ここでは、軸部材１３４を係合面１１５に接触させて、ガタ寄せをする。
【００９１】
上記の制御を行うことで、軸部材１３２が軸周りに回転をする。その結果、軸部材１３４が軸方向と交差する方向、例えば垂直方向に移動する。レンズ側制御部２５０は、位置検出部１１７の位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づき、軸部材１３４の軸方向との垂直方向の位置をモニタする。そして、予め記憶された軸部材１３４と係合面１１５とが接触する位置まで移動したことが検出されたら、駆動信号発生部１６１に対して駆動信号の発生を止める指令信号を出力する。
【００９２】
以上のようにして、軸部材１３２を軸方向駆動、回転駆動をさせることにより、移動レンズ１５２を予め定められた光軸方向位置まで移動させ、軸部材１３４のガタ寄せを行うことができる。このように、レンズ側制御部２５０は、軸方向に駆動する駆動力と回転駆動させる駆動力とを択一的に発生させてもよい。
【００９３】
なお、上記の駆動制御では、軸部材１３４を係合面１１５に接触させる制御をすることとした。その理由は、係合面１１５に接触させてガタ寄せを行ったときに、ガタ寄せを行わないときと比べて、光学系の性能が良くなるように調整されているからである。
【００９４】
係合面１１９に接触させる方が光学系の性能がよくなるのであれば、係合面１１９に接触させる制御をすればよい。ここでの、光学系の性能とは、レンズユニットあるいはレンズ鏡筒を構成するすべて、あるいは一部の光学系の光学性能を意味している。
【００９５】
また、上記の駆動制御では、軸部材１３２の軸方向駆動を開始するときの、軸部材１３４の軸方向と垂直方向の位置は考慮していない。軸部材１３４が係合面１１５（または１１９）に接触した状態で移動することが、摩耗等の問題を起こす可能性がある場合は、軸方向駆動前に、回転駆動を行い、位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づいて、軸部材１３４が係合面１１５、１１９に接触しない位置まで移動させてから、軸方向の移動を開始してもよい。
【００９６】
（２）第２の駆動制御方式
前述の第１の駆動制御方式では、軸部材１３２を軸方向の目標位置まで軸方向に移動させて移動を停止した後、軸部材１３２を回転駆動させて、軸部材１３４を係合面１１５に接触させることにより、軸部材１３４のガタ寄せを行うこととした。
【００９７】
第２の駆動制御方式においては、軸部材１３２を軸方向の目標位置まで移動させる間に、軸方向への駆動と回転方向への駆動を繰り返し行う。すなわち、移動の途中でガタ寄せを行いながら、軸部材１３２を軸方向の目標位置まで移動させる。このように、レンズ側制御部２５０は、軸方向に駆動する駆動力と回転駆動させる駆動力とを同時に発生させてもよい。
【００９８】
まず、第１の駆動制御方式の場合と同様に、レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２を軸方向に駆動する制御を開始する。すなわち、駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、位相差信号制御部１６４に位相差信号を発生させ、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をａ側にする制御させる。
【００９９】
そして、位置検出部１１７の受光センサ２２３、２２４からの信号により、軸部材１３２が軸方向に予め決められた所定距離だけ移動したことが検出されたら、レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２の軸方向の駆動を停止する。すなわち、駆動信号発生部１６１に対して駆動信号の発生をやめる指令信号を出力する。
【０１００】
次に、レンズ側制御部２５０は、第１の駆動制御方式の場合と同様に、軸部材１３２を回転駆動させ、軸部材１３４を係合面１１５の接触させ、ガタ寄せを行う。すなわち、駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をｂ側にする制御を行う。位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づき、軸部材１３４と係合面１１５とが接触する位置まで軸部材１３２を回転駆動させたら、駆動信号発生部１６１からの駆動信号の発生を止め、回転駆動を止める。
【０１０１】
以上のような軸方向駆動、回転駆動を繰り返し、軸方向の移動距離が目標位置までの距離に達したら、軸方向駆動を止め、最後にもう一度回転駆動を行い、ガタ寄せを行う。
【０１０２】
（３）第３の駆動制御方式
前述のように、第１の駆動制御方式、第２の駆動制御方式は、軸部材１３２に対して、軸方向の駆動をした後、その駆動を停止させてから、軸部材１３２に対して回転駆動を行うことにより、軸部材１３４と係合支持部１１４とのガタ寄せを行う方式である。
【０１０３】
これに対して、第３の駆動制御方式は、軸方向の駆動を行いながら、ガタ寄せも同時に行う方式である。図７で説明したように、図７（上記第１の駆動制御方式、第２の駆動制御方式も同様）では、一対のリニアアクチュエータ１２０に対して印加する駆動信号のＡ相信号、Ｂ相信号の位相差が互いに等しいことを前提にしている。
【０１０４】
この場合、一対のリニアアクチュエータ１２０が発生する軸方向推力が互いに等しく、軸回転トルクも互いに等しい。したがって、図１３において、スイッチ部１６６をａ側にした場合は、一対のリニアアクチュエータ１２０の軸方向の推力が同方向に等しく発生し、軸回転トルクは逆方向に等しく発生する。このため、軸方向トルクは打ち消し合い、軸部材１３２は回転方向には駆動されず、軸方向だけに駆動される。
【０１０５】
しかしながら、一対のリニアアクチュエータ１２０に対する駆動信号のＡ相信号、Ｂ相信号の位相差を互いに異ならせる（例えば、６０°と１２０°等）ことにより、軸回転トルクを互いに異ならせることができる。こうすることにより、逆方向に発生する軸方向トルクは相殺されず、軸部材１３２は回転方向に駆動されることになる。この場合、一対のリニアアクチュエータ１２０の軸方向の推力は、互いに異なるが、同じ方向に発生するため、軸部材１３２は、軸方向に駆動される。したがって、軸部材１３２を回転させながら軸方向に駆動することができる。
【０１０６】
第３の駆動制御方式では、上記のような制御をすることにより、軸部材１３２を回転させながら軸方向に駆動する。そして、軸部材１３２を軸方向に移動させている間、同時に発生する回転駆動により、軸部材１３４を係合面１１５に付勢し続けることができる。すなわち、軸部材１３２を軸方向に駆動しながら、軸部材１３４のガタ寄せを行うことができる。
【０１０７】
第３の駆動制御方式では、図１３の駆動電圧発生部１６３は、それぞれのリニアアクチュエータに出力する駆動電圧の位相を異ならせて出力する構成とする。例えば、それぞれのリニアアクチュエータに出力する駆動電圧の位相を、駆動電圧発生部１６２から出力される駆動電圧と比べて６０°の位相差の駆動電圧と１２０°の位相差の駆動電圧とすればよい。
【０１０８】
レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２を軸方向に駆動する制御を開始する。すなわち、駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、位相差信号制御部１６４に位相差信号を発生させ、駆動電圧発生部１６３が上記のような動作をするように制御する。さらに、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をａ側にする制御させる。
【０１０９】
軸部材１３２は、軸方向に駆動され、同時に回転方向にも駆動される。回転方向に駆動されると、軸部材１３４は係合面１１５方向に付勢される。軸部材１３４が係合面１１５に接触すると、軸部材１３２は、それ以上回転することはできなくなるが、回転方向の付勢力は発生し続ける。
【０１１０】
そして、位置検出部１１７の受光センサ２２３、２２４からの信号により、軸部材１３２が軸方向に予め決められた所定距離だけ移動したことが検出されたら、レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２の駆動を停止する。すなわち、駆動信号発生部１６１に対して駆動信号の発生をやめる指令信号を出力する。
【０１１１】
そして、軸部材１３２の軸方向の駆動は停止されるが、軸部材１３２の駆動中、軸部材１３４は、係合面１１５に付勢された状態であったので、その状態は停止されてからも維持される。したがって、停止されたときに軸部材１３４のガタ寄せがなされている。
【０１１２】
（４）第４の駆動制御方式
以上の３つの駆動制御方式では、軸部材１３２を軸方向の移動が終了したとき、すなわち、移動レンズ１５２の光軸方向の移動が終了したときに、軸部材１３４のガタ寄せがなされている状態にする制御を行なっている。これは、前述のように、ガタ寄せをしたときに光学系の性能が良くなるように調整がなされていることを前提としているからである。
【０１１３】
しかしながら、本実施形態では、位置検出部１１７により軸部材１３４の位置を検出しながら一対のリニアアクチュエータ１２０を駆動することにより、軸部材１３４の軸方向と垂直な方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を制御することができる。すなわち、移動レンズ１５２の光軸Jと直交する方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を可動範囲内において、任意に設定することができる。
【０１１４】
第４の駆動制御方式では、予め光学系の調整時に、移動レンズ１５２の光軸J方向の位置ごとに、移動レンズ１５２の可動範囲内で光学系の性能が最良となる光軸Jと直交する方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を調べ、それに対応する軸部材１３４の位置を記憶しておく。これらの位置データはレンズ側制御部２５０の記憶しておけばよい。
【０１１５】
移動レンズ１５２の可動範囲内で光学系の性能が最良となる位置は、図１のような２つの移動レンズ１５２および固定レンズ１４２について考えた場合、一般には、２つのレンズの光軸が一致する位置またはそれに近い位置である。
【０１１６】
なお、図１の駆動装置１０１を含むレンズユニットは２つのレンズしか記載されていないが、実際にレンズ鏡筒にこのレンズユニットが組み込まれる場合は、レンズ鏡筒内に他のレンズも設けられる。したがって、それらの他のレンズも含めた光学系全体での性能が最良となる位置を記憶することになる。
【０１１７】
また、変倍光学系の場合は、変倍時に移動レンズ１５２以外のレンズの光軸方向位置が変化する。したがって、変倍時の各焦点距離ごとに、移動レンズ１５２の光軸方向位置ごとの最良のＺ方向位置を記憶しておいてもよい。
【０１１８】
第４の駆動制御方式における動作としては以下のようになる。軸部材１３２を軸方向に駆動して停止させるまでの動作は、第１の駆動制御方式と同様である。第２の駆動方式、第３の駆動制御方式と同様としてもよいが、本方式ではガタ寄せをする必要はないので、第１の駆動方式の方が効率がよい。
【０１１９】
次にレンズ側制御部２５０は、位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づき、軸部材１３４の軸方向と垂直な方向の位置を検出する。そして、現在の軸方向位置における予め記憶された軸部材の軸方向と垂直方向の位置を読み出す。
【０１２０】
そして、レンズ側制御部２５０は、軸部材１３２を回転駆動する制御を行う。駆動信号発生部１６１に駆動信号を発生させ、位相差信号制御部１６４に、駆動方向に応じて、例えば９０°（あるいは−９０°）の位相差信号を発生させる。そして、スイッチ制御部１６５にスイッチ部１６６をｂ側にする制御をさせる。
【０１２１】
上記の制御を行うことで、軸部材１３２が軸周りに回転をする。その結果、軸部材１３４が軸方向と垂直方向に移動する。レンズ側制御部２５０は、位置検出部１１７の位置検出部１１７の受光センサ２２１、２２２からの信号に基づき、軸部材１３４の軸方向との垂直方向の位置をモニタする。そして、予め記憶された位置まで移動したことが検出されたら、駆動信号発生部１６１に対して駆動信号の発生を止める指令信号を出力する。
【０１２２】
以上説明したような４通りの駆動制御方式のいずれかを用いて一対のリニアアクチュエータ１２０の駆動制御を行うことにより、移動レンズ１５２の光軸J方向の移動と、軸部材１３４のガタ寄せとを行うことができる。
【０１２３】
図１５は、他の実施形態に係る駆動装置１０２を示す図である。図１５において、図１と同一部材は同一符号を付してある。この実施形態の駆動装置１０２と図１の実施形態の駆動装置１０１との違いは、図１５の係合支持部２１４は、片側が開放されていることである。そのため、軸部材１３２を図中時計回りに回転駆動させることにより、軸部材１３２を回転軸として、移動レンズ１５２を光軸Ｊから退避させて、固定レンズ１４２を含む光学系の特性を変化させることができる。
【０１２４】
なお、ガタ寄せに関しては、図１の実施形態で説明したのと同様に、第１〜第３の駆動制御方式により、軸部材１３４を係合面１１５に接触させることができるので、軸部材１３４のガタ寄せを行うことができる。
【０１２５】
図１６は、駆動装置１０３の模式的断面図である。駆動装置１０１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【０１２６】
駆動装置１０３は、軸部材１３２と、軸部材１３２に対して移動する移動子とを含む。移動子は、一対のリニアアクチュエータ１２０に加えて、摺動部材１７０、付勢部材１８０およびフレキシブル基板１９０を有する。
【０１２７】
一対のリニアアクチュエータ１２０単独の構造は、駆動装置１０１と等しい。即ち、リニアアクチュエータ１２０の各々は、振動体１２２、電極１２４、接触部１２６および与圧部１２８をそれぞれ有する。リニアアクチュエータ１２０の各々において、接触部１２６が軸部材１３２に当接する。
【０１２８】
ここで、リニアアクチュエータ１２０の各々は、軸部材１３２の軸方向に対して傾斜すると共に、リニアアクチュエータ１２０相互にも傾きを有する。このため、一対のリニアアクチュエータ１２０の接触部１２６は、互いに対向してはいるものの、軸部材１３２を挟んではいない。
【０１２９】
断面においてリニアアクチュエータ１２０から開放されている軸部材１３２の下面には、摺動部材１７０が当接する。摺動部材１７０は、軸部材１３２に対する摺動抵抗が小さな材料、例えば、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等により形成される。よって、軸部材１３２が摺動部材１７０に対して摺動する場合も、大きな摺動抵抗は生じない。
【０１３０】
付勢部材１８０は弾性材料により形成され、一対のリニアアクチュエータ１２０および付勢部材１８０を外側から包囲して、これらの部材を軸部材１３２に向かって押し付ける。よって、軸部材１３２は、一対のリニアアクチュエータ１２０の間から逃げることはない。
【０１３１】
更に、フレキシブル基板１９０は、与圧部１２８の周囲でリニアアクチュエータ１２０の電極１２４に結合される。これにより、フレキシブル基板１９０を通じて、電極１２４に駆動電圧を印加できる。このような構造を有する駆動装置１０３は、簡単な構造でありながら、駆動装置１０１と同様に、軸部材１３２に対して軸方向の並進運動と、軸部材１３２を回転軸とする回転運動とを発生させることができる。
【０１３２】
なお、上記の例では、リニアアクチュエータ１２０が軸部材１３２の軸方向に傾いた上に、リニアアクチュエータ１２０相互にも傾いた形態について例示した。しかしながら、図１および図２に示したように、一対のリニアアクチュエータ１２０が互いに平行に対向している場合であっても、摺動部材１７０を省いて、付勢部材１８０によりリニアアクチュエータ１２０を軸部材１３２に押し付ける構造を形成することができる。
【０１３３】
図１７は、一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、レンズユニットである交換レンズ２００およびカメラボディ３００を含む。
【０１３４】
交換レンズ２００は、固定レンズ１４２、移動レンズ１５２、固定筒２１０、レンズ側制御部２５０およびレンズ側マウント部２６０を有する。固定筒２１０の一端には、レンズ側マウント部２６０が設けられる。レンズ側マウント部２６０は、カメラボディ３００のボディ側マウント部３６０と嵌合して、交換レンズ２００をカメラボディ３００に結合する。
【０１３５】
レンズ側マウント部２６０およびボディ側マウント部３６０の結合は特定の操作により解除できる。よって、同じ規格のレンズ側マウント部２６０を有する他の交換レンズ２００をカメラボディ３００に装着できる。
【０１３６】
固定レンズ１４２および移動レンズ１５２は、他の光学部品と共に、固定筒２１０の内側において光軸Ｊに沿って配列されて光学系を形成する。固定レンズ１４２は、固定筒２１０に対して固定される。移動レンズ１５２は、光軸Ｊに沿って移動する。これにより、光学系の焦点距離または焦点位置が変化する。
【０１３７】
レンズ側制御部２５０は、交換レンズ２００自体の制御を司ると共に、カメラボディ３００のボディ側制御部３２２との通信も担う。これにより、カメラボディ３００に装着された交換レンズ２００は、カメラボディ３００と連携して動作する。
【０１３８】
交換レンズ２００において、移動レンズ１５２は、移動レンズ保持枠１５０に支持される。移動レンズ保持枠１５０は、一対の軸部材１３２、１３４の先端に固定される。軸部材１３２は、固定筒２１０に設けられた一対の嵌合支持部１１２に挿通され、光軸Ｊと平行な方向に摺動可能に支持される。
【０１３９】
また、軸部材１３２は、一対の嵌合支持部１１２の間に配された一対のリニアアクチュエータ１２０により駆動される。他方の軸部材１３４は、固定筒２１０に形成された係合支持部１１４に当接する。これにより、交換レンズ２００には、駆動装置１０１が形成される。
【０１４０】
上記のような交換レンズ２００においては、駆動装置１０１が、軸部材１３２を光軸Ｊと平行な方向に並進駆動することにより、光学系が合焦または変倍される。また、交換レンズ２００においては、駆動装置１０１が軸部材１３２を回転駆動することにより、他方の軸部材１３４を係合支持部１１４の係合面１１５あるいは１１５ｂに押し付ける。これにより、軸部材１３２、１３４と固定筒２１０との間はガタ寄せされて、移動レンズ１５２は光軸Ｊ上に精度よく位置決めされる。
【０１４１】
カメラボディ３００において、ボディ側マウント部３６０を挟んで交換レンズ２００の反対側にミラーユニット３７０が配される。ミラーユニット３７０の上方にはフォーカシングスクリーン３５２が水平に配される。
【０１４２】
フォーカシングスクリーン３５２の更に上方にはペンタプリズム３５４が、ペンタプリズム３５４の後方にはファインダ光学系３５６が、それぞれ配される。ファインダ光学系３５６の後端は、カメラボディ３００の背面にファインダ３５０として露出する。
【０１４３】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３７０の後方には、フォーカルプレンシャッタ３１０、光学フィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。フォーカルプレンシャッタ３１０は開閉して、撮像素子３３０に入射する被写体光束を導入または遮断する。
【０１４４】
光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の直前に設置され、撮像素子３３０に入射する被写体光束から赤外線および紫外線を除去する。また、光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の表面を保護する。
【０１４５】
更に、光学フィルタ３３２は、ローパスフィルタとして被写体光束の空間周波数を減じる。これにより、撮像素子３３０のナイキスト周波数を越える空間周波数を有する被写体光束が撮像素子３３０に入射した場合にモアレの発生が抑制される。
【０１４６】
光学フィルタ３３２の背後に配される撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成される。撮像素子３３０の更に背後には、主基板３２０、背面表示部３４０が順次配される。主基板３２０には、ボディ側制御部３２２および画像処理部３２４等が実装される。背面表示部３４０は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ３００の背面に露出する。
【０１４７】
ミラーユニット３７０は、メインミラー保持枠３７２およびメインミラー３７１を有する。メインミラー保持枠３７２は、メインミラー３７１を保持しつつ、メインミラー回動軸３７３により軸支される。
【０１４８】
ミラーユニット３７０は、サブミラー保持枠３７５およびサブミラー３７４も有する。サブミラー保持枠３７５は、サブミラー３７４を保持しつつ、サブミラー回動軸３７６によりメインミラー保持枠３７２から軸支される。
【０１４９】
これにより、サブミラー３７４は、メインミラー保持枠３７２に対して回動できる。メインミラー保持枠３７２が回動した場合、サブミラー３７４およびサブミラー保持枠３７５はメインミラー保持枠３７２と共に移動しつつ、メインミラー保持枠３７２に対して回動する。
【０１５０】
図示のミラーユニット３７０において、降下したメインミラー３７１は、被写体光束の光軸Ｊを斜めに横切る観察位置に位置決めされる。観察位置にあるメインミラー３７１に入射した被写体光の一部は、メインミラー３７１の一部に形成されたハーフミラー領域を透過してサブミラー３７４に入射する。サブミラー３７４に入射した被写体光の一部は、合焦光学系３８０に向かって反射され、やがて、合焦位置センサ３８２に入射する。
【０１５１】
合焦位置センサ３８２は、交換レンズ２００の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部３２２に通知する。ボディ側制御部３２２は、レンズ側制御部２５０と通信して、検知されたデフォーカス量を打ち消すように、移動レンズ１５２等を移動させる。こうして、交換レンズ２００は、撮像素子３３０の素子配列面に被写体像を結ぶべく合焦する。
【０１５２】
観察位置にあるメインミラー３７１は、被写体光束の大半をフォーカシングスクリーン３５２に向かって反射する。フォーカシングスクリーン３５２は、撮像素子３３０の素子配列面と光学的に共役な位置に配され、交換レンズ２００の光学系が形成した被写体像を可視化する。
【０１５３】
フォーカシングスクリーン３５２に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から観察される。ペンタプリズム３５４を通じた被写体像は、ファインダ３５０から正立正像として観察される。
【０１５４】
ペンタプリズム３５４から射出される被写体光束の一部は、ファインダ光学系３５６の上方に配された測光センサ３９０に受光される。カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ３９０は、受光した入射光束の一部から被写体輝度を検出する。
【０１５５】
ボディ側制御部３２２は、検出された被写体輝度に応じて、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等の撮像条件を算出する。これにより、一眼レフカメラ１００は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
【０１５６】
一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが押された場合、メインミラー保持枠３７２はメインミラー３７１と共に図中時計回りに回動し、退避位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー３７１は、交換レンズ２００の光学系を通じて入射した被写体光束の光路から退避する。
【０１５７】
メインミラー３７１が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠３７５も、メインミラー保持枠３７２と上昇すると共に、サブミラー回動軸３７６の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー３７４も被写体光束の光路から退避する。
【０１５８】
メインミラー３７１およびサブミラー３７４が撮影位置に移動すると、カメラボディ３００においては続いてフォーカルプレンシャッタ３１０が開く。これにより、交換レンズ２００の光学系を通じて入射した入射光束は、光学フィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に受光される。撮影が完了すると、フォーカルプレンシャッタ３１０の後膜が閉じ、メインミラー３７１およびサブミラー３７４は再び観察位置に復帰する。こうして、撮影に係る一連の動作が一巡する。
【０１５９】
ここまで、一眼レフカメラ１００の交換レンズ２００を例にあげて説明したが、駆動装置１０１は、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等、様々な撮像装置のレンズユニットにおいて、光学部材を移動させる場合に使用できる。更に，撮像装置に限らず、光学部材を備えた顕微鏡等の光学機器をはじめ、高い位置決め精度で位置決めされた部材を並進させる場合に広く利用できる。
【０１６０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１６１】
１００  一眼レフカメラ、１０１、１０２、１０３  駆動装置、１１０  基台、１１２  嵌合支持部、１１３  嵌合穴、１１４、２１４  係合支持部、１１５、１１９  係合面、１１６  リニアアクチュエータ支持部、１１７  位置検出部、１１８  スリット部材、１２０  リニアアクチュエータ、１２２  振動体、１２４  電極、１２６  接触部、１２８  与圧部、１３２、１３４  軸部材、１４０  固定レンズ保持枠、１４２、  固定レンズ、１５０  移動レンズ保持枠、１５２  移動レンズ、１６０  駆動制御部、１６１  駆動信号発生部、１６２、１６３  駆動電圧発生部、１６４  位相差信号制御部、１６５  スイッチ制御部、１６６  スイッチ部、１７０  摺動部材、１８０  付勢部材、１９０  フレキシブル基板、２００  交換レンズ、２１０  固定筒、２２１、２２２、２２３、２２４  受光センサ、２２５  発光部、２３２、２３４  スリット、２５０  レンズ側制御部、２６０  レンズ側マウント部、３００  カメラボディ、３１０  フォーカルプレンシャッタ、３２０  基板、３２２  ボディ側制御部、３２４  画像処理部、３３０  撮像素子、３３２  光学フィルタ、３４０  表示部、３５０  ファインダ、３５２  フォーカシングスクリーン、３５４  ペンタプリズム、３５６  ファインダ光学系、３６０  ボディ側マウント部、３７０  ミラーユニット、３７１  メインミラー、３７２  メインミラー保持枠、３７３  メインミラー回動軸、３７４  サブミラー、３７５  サブミラー保持枠、３７６  サブミラー回動軸、３８０  合焦光学系、３８２  合焦位置センサ、３９０  測光センサ
【図１】
2013005442.tif 000008
【図２】
2013005442.tif 000009
【図３】
2013005442.tif 000010
【図４】
2013005442.tif 000011
【図５】
2013005442.tif 000012
【図６】
2013005442.tif 000013
【図７】
2013005442.tif 000014
【図８】
2013005442.tif 000015
【図９】
2013005442.tif 000016
【図１０】
2013005442.tif 000017
【図１１】
2013005442.tif 000018
【図１２】
2013005442.tif 000019
【図１３】
2013005442.tif 000020
【図１４】
2013005442.tif 000021
【図１５】
2013005442.tif 000022
【図１６】
2013005442.tif 000023
【図１７】
2013005442.tif 000024
【国際調査報告】
2013005442.tif 000025
2013005442.tif 000026
2013005442.tif 000027
2013005442.tif 000028