(57)【要約】【課題】構成が簡単である移動レンズ進退のためのマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置を提供すること。【解決手段】レンズ駆動鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置１は、固定枠２に取り付け板１１を介して取り付けられる超音波アクチュエータ３０を有しており、固定枠２の外周部には、超音波アクチュエータ３０の振動子３５が圧接する移動枠４が進退可能に嵌入している。さらに、移動枠４の外周部に従動枠６が嵌入し、従動枠６の外周部には外枠５がそれぞれ進退可能に嵌入している。従動枠６には移動枠４と外枠５に圧接する状態でローラ７が組み込まれており、移動枠４がアクチュエータ３０によって電動駆動された場合、その進退に伴ってローラ７を介して従動枠６が進退駆動され、一方、外枠５がマニュアル操作により進退駆動された場合、その進退に伴ってローラ７を介して従動枠６が進退駆動される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲定在波振動と縦振動との合成による楕円振動を発生する少なくとも１つの振動子と、
上記振動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に光軸方向に沿って直進駆動される電動用駆動部材と、
手動操作に応じて、光軸方向に沿って移動可能に設けられた手動用駆動部材と、
上記電動用駆動部材の外面と上記手動用駆動部材の内面とに圧接接触して光軸方向に沿って転動可能な転動体が配設されていて、上記電動用駆動部材と上記手動用駆動部材との相対的な光軸方向に沿う移動を受けて回転しながら移動する上記転動体と一緒に光軸方向に沿って直進移動する被駆動部材と、
を有することを特徴とするレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項２】
上記振動子は、上記電動用駆動部材の内面に対して押圧接触するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項３】
上記転動体は、その回動軸が光軸に対して垂直な面に平行な方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項４】
さらに、上記転動体を内面及び外面に露呈するように、上記被駆動部材の内外面にわたって貫通して形成された窓部と、
上記被駆動部材と光軸方向に沿って一体的に移動可能に、且つ、上記被駆動部材に対して相対的に回動可能に上記転動体を支持する支持手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項５】
上記振動子は、光軸に対して略垂直方向の軸周りに回動自在に軸支持されて配設されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項６】
上記振動子を上記電動用駆動部材に常時当接するように、光軸に対して略垂直方向に圧接付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項７】
さらに、手動操作される手動回転操作部材と、
上記手動回転操作部材の回動操作に応じて、上記手動用駆動部材を光軸方向に沿って直進移動するように変換する駆動変換機構と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項８】
駆動される上記被駆動部材の直進移動により移動レンズを駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【請求項９】
上記電動用駆動部材、上記手動用駆動部材及び上記被駆動部材は、光軸方向に沿う直進移動のみ可能に支持された円環状の部材であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子を用いた駆動源を有するレンズ鏡枠駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ進退駆動のための駆動源として超音波振動子モータを適用するものであって、マニュアル操作、電動駆動とが可能なレンズ鏡筒として特許文献１に開示されたものがある。このレンズ鏡筒は、環状の回転型振動モータを内蔵しており、マニュアルフォーカス動作を行うための円環状のマニュアルリングがレンズ鏡筒の外周部に設けられている。該マニュアルリングは、その内周部にてオートフォーカスを行うための振動型モータの出力端部に対して遊星機構を介して連結されている。このレンズ鏡筒では上記遊星機構を介してレンズのマニュアルフォーカス駆動とオートフォーカス駆動によるフォーカシングが可能である。
【特許文献１】特許文献１は、特開平９−３１８８６１号公報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１には、上述のように回転型振動モータを適用する回転駆動型のレンズ鏡筒について記載されており、このような回転駆動型のレンズ鏡筒では、レンズ枠を進退させるための変換機構を必要とし、レンズ鏡筒構造が複雑化することは避けられない。そして、この特許文献１には、リニア型振動モータを適用して直接レンズを進退駆動するレンズ鏡筒についての記載はなされていない。
【０００４】
本発明は、上述のような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成を有する移動レンズ進退のためのマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載のレンズ鏡枠駆動装置は、屈曲定在波振動と縦振動との合成による楕円振動を発生する少なくとも１つの振動子と、上記振動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に光軸方向に沿って直進駆動される電動用駆動部材と、手動操作に応じて、光軸方向に沿って移動可能に設けられた手動用駆動部材と、上記電動用駆動部材の外面と上記手動用駆動部材の内面とに圧接接触して光軸方向に沿って転動可能な転動体が配設されていて、上記電動用駆動部材と上記手動用駆動部材との相対的な光軸方向に沿う移動を受けて回転しながら移動する上記転動体と一緒に光軸方向に沿って直進移動する被駆動部材とを有する。
【０００６】
本発明の請求項２に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子は、上記電動用駆動部材の内面に対して押圧接触するように設けられている。
【０００７】
本発明の請求項３に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記転動体は、その回動軸が光軸に対して垂直な面に平行な方向となるように配置されている。
【０００８】
本発明の請求項４に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、さらに、上記転動体を内面及び外面に露呈するように、上記被駆動部材の内外面にわたって貫通して形成された窓部と、上記被駆動部材と光軸方向に沿って一体的に移動可能に、且つ、上記被駆動部材に対して相対的に回動可能に上記転動体を支持する支持手段とを有する。
【０００９】
本発明の請求項５に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子は、光軸に対して略垂直方向の軸周りに回動自在に軸支持されて配設されている。
【００１０】
本発明の請求項６に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項５に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子を上記電動用駆動部材に常時当接するように、光軸に対して略垂直方向に圧接付勢する付勢手段を有する。
【００１１】
本発明の請求項７に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、さらに、手動操作される手動回転操作部材と、上記手動回転操作部材の回動操作に応じて、上記手動用駆動部材を光軸方向に沿って直進移動するように変換する駆動変換機構とを有する。
【００１２】
本発明の請求項８に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、駆動される上記被駆動部材の直進移動により移動レンズを駆動する。
【００１３】
本発明の請求項９に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項１に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記電動用駆動部材、上記手動用駆動部材及び上記被駆動部材は、光軸方向に沿う直進移動のみ可能に支持された円環状の部材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動レンズを進退させるマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置において、構成が簡単であるレンズ鏡枠駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の第一の実施形態であるレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。図２は、上記鏡枠装置の固定枠に超音波アクチュエータを装着した状態を示す斜視図である。図３は、上記鏡枠装置の超音波アクチュエータを装着状態の固定枠に対して移動枠を嵌入させた状態を示す斜視図である。図４は、上記鏡枠装置の従動枠に駆動ローラを挿入した状態を示す斜視図である。図５は、上記鏡枠装置の斜視図（一部を断面で示す）であって、駆動初期状態を示す。図６は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。図７は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。図８は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図５に対応する状態を示す。図９は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図６に対応する状態を示す。図１０は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図７に対応する状態を示す。但し、図５〜７においては、図面が煩雑になるのを避けるため、図１に示されている後述のレンズ保持枠９と撮影レンズ１０とが省略されている。
【００１６】
本実施形態の鏡枠装置１は、電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であり、図１，５に示すように固定部材である固定枠２と、固定枠２の外周の嵌入して固着される支持枠３と、電動用駆動部材である移動枠４と、手動用駆動部材である外枠５と、被駆動部材である従動枠６と、従動枠６の固着され、移動レンズである撮影レンズ１０を保持するレンズ保持枠９と、固定枠２に対して付勢手段であるアクチュエータ支持板１１を介して装着される超音波アクチュエータ３０と、従動枠６の円環部上の貫通する穴部内に支持される転動体としてのローラ７とを具備している。なお、以下の説明において、撮影レンズ光軸をＯとし、その光軸Ｏの沿った方向をＯｚ方向とし、その被写体側を＋Ｏｚ側、結像側を−Ｏｚ側とする。また、光軸Ｏに対するラジアル方向をＲ方向とし、光軸Ｏまわりの外周接線方向をＴ方向とする。
【００１７】
固定枠２は、カメラ本体等に固定支持される円環形状の枠部材であって、外周部下方にガイドピン２ａが固着して配され、円環部の上方位置に超音波モータ部取り付け用開口部２ｂが設けられている。
【００１８】
支持枠３は、固定枠２の後方外周部に嵌入固着される段付き円環形状の枠部材であって、前方内周部には摩擦潤滑シート部材８が貼付して配置されており、その摩擦潤滑シート部材８の内周部に外枠５が摺動可能に嵌入する。
【００１９】
移動枠４は、固定枠２の外周部に嵌入するＯｚ方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、移動枠４の内周部にＯｚ方向の直進ガイド溝４ａと外周部上方にＯｚ方向のローラガイド溝４ｂとが設けられる。移動枠４が固定枠２の外周に嵌入した状態では固定枠２のガイドピン２ａが直進ガイド溝４ａに嵌入し、移動枠４は、固定枠２に対して直進ガイドされる状態となる。
【００２０】
従動枠６は、移動枠４の外周部に嵌入するＯｚ方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、その前方部に撮影レンズ１０を保持するレンズ保持枠９が固着されている。また、円環部上方に内外周を貫通する開口の窓部となるローラ挿入穴６ａが設けられる（図５）。ローラ挿入穴６ａのＴ方向両端には、後述するローラ７の軸部７ａを支持する支持手段となるＶ字状、または、Ｕ字状の軸支溝６ｂが設けられている（図４）。
【００２１】
外枠５は、Ｏｚ方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、従動枠６の外周部に嵌入し、かつ、固定枠２側支持枠３内の摩擦潤滑シート部材８の内周部に嵌入する。また、外枠５の内周部上部には、Ｏｚ方向のローラガイド溝５ｂが設けられる。外枠５と摩擦潤滑シート部材８との間は、該シート部材８による摩擦力が存在し、外枠５は固定枠２に対して移動抵抗力を受ける状態で保持される。
【００２２】
ローラ７は、貫通する軸部７ａを有するローラ部材であって、ローラガイド溝接触面に対して高摩擦係数の高い状態で接する外周面を有するものとする。ローラ７は、従動枠６のローラ挿入穴６ａに挿入され、軸部７ａが軸支溝６ｂに嵌入され、光軸Ｏと垂直な面に平行な状態に取り付けられる。従って、ローラ７は、従動枠６に対して回転可能で、Ｏｚ方向に一体的に移動するように支持される。
【００２３】
そして、図５に示すように従動枠６が移動枠４の外周に嵌入される。従動枠６の外周に外枠５が嵌入された状態では、ローラ７は、移動枠４のローラガイド溝４ｂと外枠５のローラガイド溝５ｂに嵌入し、当接する。ローラ７の幅とローラガイド溝４ｂ，５ｂの幅は、同一であるので移動枠４と外枠５とは、従動枠６に対して回転規制される。
【００２４】
上記嵌入状態でローラ７の外周は、ローラガイド溝４ｂと５ｂの摺動面に所定の付勢力で当接して挟持された状態で保持される。移動枠４、または、外枠５がそれぞれＯｚ方向に相対移動した場合、ローラ７は、その外周とローラガイド溝４ｂと５ｂの摺動面の間の滑りの少ない状態で転動するので、従動枠６は、移動枠４または外枠５の相対移動方向と同一方向におよそ１／２の量だけ移動する。言い換えると、ローラ７と従動枠６とは、移動枠４、または、外枠５に対して従動枠６が差動的にＯｚ方向に駆動される駆動変換機構を構成する。
【００２５】
超音波アクチュエータ３０は、リニア型の超音波アクチュエータであって、図１１に示すように振動子３５と、接続基板であるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４２とからなる。振動子３５は、積層圧電板３５Ａ（図１６）からなり、さらに、該積層圧電板３５Ａを貫通し、振動の節に固着配置される支持軸（ピン）３６と、振動子３５の上面（図１上）側楕円振動の腹部に支持軸方向と垂直な上方向に固着される一対の駆動子３９とが設けられる。
【００２６】
駆動子３９の接触面は円弧状の凸面であって、その曲率は、移動枠４の内周面の曲率と同一となっている。但し、駆動子３９の接触面を円弧状ではなく、平面とし、かつ、移動枠４の内周面のうち、駆動子３９が接触する部分を平面に形成するようにして、均一な接触状態を保つようにすることも可能である。
【００２７】
振動子３５に超音波駆動電圧を印加すると、縦屈曲振動が励起され、駆動子３９が楕円振動を行う。この超音波アクチュエータ３０の詳細な構成については後で説明する。
【００２８】
アクチュエータ支持板１１は、金属板で形成される部材であって、斜め上方に延び、Ｒ方向に弾性変形可能な４つの腕部１１ｂと、腕部１１ｂの先端部に配されるビス挿通穴１１ａと、中央部にてＴ方向に対向して配される２つの起立部１１ｃと、該起立部先端に配される上記アクチュエータの支持軸３６を支持するための切り欠き部１１ｄとを有している。
【００２９】
アクチュエータ支持板１１は、切り欠き部１１ｄに支持軸３６を嵌入させた装着状態で振動子３５を保持し、ビス１２をビス挿通穴１１ａを挿通させて固定枠２の内周側からビス穴２ｃの螺着し、固定枠２の開口部２ｂの内周側に取り付けられる（図２）。上記取り付け状態で振動子３５は、光軸Ｏに対して垂直なＴ方向の支持軸３６によって回動可能に支持される。また、振動子３５は、４つの腕部１１ｂによって光軸Ｏに対して略垂直な方向のＲ方向（外周側に向けて）に付勢され、駆動子３９を移動枠４の内周面に常時当接させる。
【００３０】
ここで、超音波アクチュエータ３０の詳細は構成について図１１〜１８を用いて説明する。  
図１１は、上記超音波アクチュエータの振動子にフレキシブルプリント基板を固着した状態を支持軸方向からみた図である。図１２は、図１１のＡ矢視図である。図１３は、図１１の振動子からフレキシブルプリント基板を外した状態を支持軸方向から見た図である。図１４は、図１３のＢ矢視図である。図１５は、図１３のＣ矢視図である。図１６は、上記振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼き付け処理前の分解斜視図である。図１７は、上記振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動時の変形状態を拡大して示した図であって、振動子が図１７（Ａ）の屈曲状態から図１７（Ｂ）の伸張状態、図１７（Ｃ）の屈曲状態、図１７（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。図１８は、上記振動子を駆動するための駆動制御回路のブロック構成図である。なお、図中のＯｚ，Ｒ，Ｔ方向は、鏡枠装置取り付け状態での方向を示している。
【００３１】
上記超音波アクチュエータ３０を構成する振動子３５は、図１４，１６等に示すように複数の２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと２枚の絶縁板３７Ａ，３７Ｂからなる積層圧電体３５Ａと、導電性銀ペーストからなる電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′とで形成され、さらに、前述した支持軸３６と一対の駆動子３９とが取り付けられる。
【００３２】
２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙは、それぞれ厚さ１００μｍ程度の矩形の圧電素子からなる。圧電シート３７Ｘには、その前面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向（Ｏｚ方向）の端面位置まで上記各内部電極の上側端部が伸びている（図１６）。
【００３３】
一方、圧電シート３７Ｙには、その前面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向（Ｏｚ方向）の端面位置まで上記内部電極の下側端部が伸びている（図１６）。
【００３４】
互いに隣接する上記圧電シート３７Ｘ，３７Ｙ同士の第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′と第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′とは形状が同じで、電極端部が上下が逆になり、積層されたときに矩形電極面が互いに重なる位置に配置されている。このような内部電極が施された２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙを交互に４０層程度積層される。
【００３５】
図１６に示すように積層された圧電素子の左側端面には、第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃおよび第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄの端部が積層状態で露呈する内部電極露呈部が形成されている（図示せず）。積層された圧電素子の右側端面には、第一内部電極３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′および第二内部電極３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′の端部が積層状態で端面に露呈する内部電極露呈部が形成される（図示せず）。さらに、上記内部電極露呈部上にそれぞれ導電性銀ペーストからなる各４つの独立した外部電極が両側面部に形成され、該内部電極と導通するようになっている（図１４）。
【００３６】
上記積層された圧電素子の前後面に圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと同一矩形形状の絶縁板３７Ａ，３７Ｂが配され、積層圧電体３５Ａが形成される。前面側の絶縁板３７Ａの表面には図１３に示されるように導電銀ペーストからなる電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′が形成される。
【００３７】
上記絶縁板３７Ａ上の電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′は、上記各積層された圧電シート毎の両側に露呈した積層状態の両側面内部電極にそれぞれにより電気接続される。すなわち、電極４１ａには、第一内部電極３７Ｘａが電気接続される。電極４１ｂは、第二内部電極３７Ｙｂと電気接続される。電極４１ｃには、第一内部電極３７Ｘｃおよび第一内部電極３７Ｘｃ′が電気接続される。電極４１ｄには、第二内部電極３７Ｙｄおよび第二内部電極３７Ｙｄ′が電気接続される。電極４１ａ′には、第一内部電極３７Ｘａ′が電気接続される。電極４１ｂ′には、第二内部電極３７Ｙｂ′が電気接続される。
【００３８】
上記電極接続状態の積層された圧電シート３７Ｘ，３７Ｙに絶縁板３７Ａ，３７Ｂを重ねた状態の積層圧電体３５Ａを焼き付け処理し、上記各電極を利用して分極を行うと振動子３５となる。
【００３９】
振動子３５の積層方向と直交する方向（Ｒ方向）の端面上であって、長手方向（Ｏｚ方向）の振動の腹位置に一対の駆動子３９が接着固着される。なお、該駆動子３９は、高分子材料にアルミナを分散して形成されている。
【００４０】
さらに、振動子３５の略中央部、すなわち、振動子の振動中立点である節となる位置には積層方向（Ｔ方向）に貫通穴が穿設されており、該貫通穴には、ステンレス材等よりなる支持軸３６が貫通して接着固定される（図１４）。
【００４１】
振動子３５の絶縁板３７Ａに設けられた各電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′上には、接続パターンを有する接続基板であるＦＰＣ４２が各電極と電気接続された状態で装着される（図１１）。
【００４２】
詳しくは、接続ＦＰＣ４２は、図１１に示すように信号ライン４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの接続パターンを有しており、信号ライン４２ａ（Ａ１＋側）には、絶縁板３７Ａの電極４１ａと４１ａ′とが共に接続される。信号ライン４２ｂ（Ａ１−側）には、絶縁板３７Ａの電極４１ｂと４１ｂ′とが共に接続される。信号ライン４２ｃ（Ａ２＋側）には、絶縁板３７Ａの電極４１ｃが接続される。信号ライン４２ｄ（Ａ２−側）には、絶縁板３７Ａの電極４１ｄが接続される。そして、該信号ライン４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、後述する振動子駆動回路２４に接続される。
【００４３】
なお、振動子駆動回路２４は、発振部４５，移相部４６，駆動部４７等を有してなり、後述するように駆動部４７を介して位相制御された駆動電圧（周波信号）が振動子３５に印加される。
【００４４】
上記駆動電圧が印加された振動子３５は、図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す屈曲定在波振動と縦振動が合成された振動が生じ、駆動子３９の先端に位相のずれた楕円振動（図１１に示す軌跡Ｅ1 ，Ｅ2 の楕円振動）を発生させる。駆動子３９の接触面には移動枠４が押圧されているので、上記楕円振動によって移動枠４が相対的にＯｚ方向に移動する。
【００４５】
次に、超音波アクチュエータ３０の振動子３５の動作について図１７，１８等を用いて詳しく説明する。  
超音波アクチュエータ３０の振動子３５は、鏡枠装置１が装着されるカメラボディに内蔵される図１８のボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと記載する）５０の制御部からの制御信号と、鏡枠装置１側に内蔵されるレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと記載する）２０の振動情報検出部である位相差検出部４８および電流検出部４９の検出信号に基づいて制御され、図１８に示す発振部４５，移相部４６，駆動部４７からなる振動子駆動回路２４によって駆動される。
【００４６】
図１８の駆動回路において、発振部４５からの信号は、１つの信号ライン４２ａ，４２ｂ（Ａ１＋，−）にはそのままの信号を、他方の信号ライン４２ｃ，４２ｄ（Ａ２＋，−）には移相部４６により９０°位相を変えた信号が駆動部４７に入力される。
【００４７】
すなわち、移相部４６を通らない信号入力のうち、１つは、そのままの位相で電圧増幅された信号が第一の信号（Ａ１＋）として接続ＦＰＣ４２の信号ライン４２ａに出力される。他の１つは、第一の出力とは出力を反転し（マイナスの電圧）、すなわち、位相を１８０°ずらして電圧増幅された出力が第二の信号（Ａ１−）として信号ライン４２ｂに出力される。
【００４８】
一方、移相部４６を通った９０°位相を変えた信号入力のうち、１つはそのままの位相で電圧増幅された信号が第三の信号（Ａ２＋）として信号ライン４２ｃに出力され、他の１つは第三の信号とは出力を反転し（マイナスの電圧）、すなわち、位相を１８０°ずらして電圧増幅された出力が第四の信号（Ａ２−）として信号ライン４２ｄに出力される。
【００４９】
上述した第一〜四の信号を振動子３５に入力することによって、振動子３５は屈曲振動と縦振動が合成された振動が生じ（図１７（Ａ）〜（Ｄ））、駆動子３９の先端に位相のずれた楕円振動（図１１の軌跡Ｅ1 ，Ｅ2 に示される）を発生させる。振動子３５の駆動子３９の先端には被駆動体である移動枠４が押圧されているので、駆動子３９を介して楕円振動の回転方向に沿ったＯｚ方向の相対駆動力が移動枠４に与えられる。
【００５０】
なお、上記駆動子３９の楕円振動の回転方向によって移動枠４に与える駆動力の方向が定まるが上記楕円振動の回転方向は、移相部４６での位相ずれによって設定される。
【００５１】
振動子３５の駆動信号ラインには振動状態を表すパラメータである振動子に印加される周波信号の電流を検出するＬμｃｏｍ２０内の電流検出部４９が接続されている。さらに、電流検出部４９には発振部４５からの周波信号の電圧と電流検出部４９で検出した電流との位相差を検出するＬμｃｏｍ２０内の位相差検出部４８が接続されている。また、位相差検出部４８には、検出した電流と電圧との位相差信号を取り込むためにＢμｃｏｍ５０内の制御部が接続されている。上記制御部には、発振部４５が接続されている。
【００５２】
位相差検出部４８により、振動子３５の振動状態のパラメータである電流と電圧との位相差が検出され、検出された電流と電圧との位相差を利用して上記制御部では、外部環境により振動状態が変化した振動子３５の共振周波数付近の周波数を検出することができる。また、検出された共振周波数付近の周波数を発振部４５にフィードバックする。
【００５３】
なお、本実施形態の場合、振動子３５に印加する駆動信号を周波信号としたが、矩形波、正弦波信号、または、鋸波信号とすることもできる。また、本実施形態の場合、位相差検出部４８で検出される位相差は、発振部４５の周波信号の電圧と振動子に印加される周波信号の電流との位相差としたが、これに限定するものではなく振動子に印加する周波信号の電圧と電流との位相差であっても良い。
【００５４】
上述したように、本実施形態における超音波アクチュエータ３０では、位相差検出部４８で検出した振動子３５に印加する周波信号の電流と発振部４５からの周波信号の電圧との位相差を上記Ｂμｃｏｍ５０の制御部に入力して、周波数検出動作を行った時点での振動子３５の共振周波数近傍の周波数が検出される。その結果を発振部４５にフィードバックすることにより、外部要因の変化に伴い振動子３５の共振状態が変化した場合でも共振周波数付近の周波数を検出して該周波数で駆動することができるため、駆動効率の良い状態で振動子３５を駆動できるという効果が得られる。
【００５５】
上述の構成を有する鏡枠装置１において、移動枠４は、アクチュエータ支持板１１を介して超音波アクチュエータ３０が装着されている固定枠２の外周部に嵌入され、固定枠２のガイドピン２ａが移動枠４の直進ガイド溝４ａに摺動可能に嵌入する（図３）。従って、移動枠４は、固定枠２に対して回転規制され、進退可能に支持される。その取り付け状態で振動子３５の駆動子３９は、移動枠４の内周部に所定の当接圧で接触する。その当接圧は、アクチュエータ支持板１１の腕部１１ｂの弾性変形により得られる。
【００５６】
さらに、移動枠４の外周部に従動枠６が嵌入され、従動枠６の外周部に外枠５が嵌入される。外枠５の外周部は、固定枠２に固定される支持枠３の内側に配される摩擦潤滑シート部材８の内周に嵌入される（図５）。上記嵌入状態でローラ７は、従動枠６のローラ挿入穴６ａに挿入され、回転可能に支持される。そして、ローラ７の外周部は、移動枠４と外枠５とのローラガイド溝４ｂ，５ｂに嵌入し、該溝により所定の当接圧で径方向に挟持されて保持される。
【００５７】
ここで、鏡枠装置１の進退動作について説明すると、いま、鏡枠装置１が図５，８に示す初期状態（繰り込み状態）にあるとし、電動によるフォーカス駆動を行うため、超音波アクチュエータ３０の振動子３５に上述した周波信号を印加すると、駆動子３９が図１１に示す方向の楕円振動される。駆動子３９に圧接している移動枠４に＋Ｏｚ方向の駆動力が作用し、同方向に繰り出される。外枠５が支持枠３によって定位置に保持されているとすれば、移動枠４の繰り出しに伴ってローラ７が外枠５と移動枠４の間で転動しながら＋Ｏｚ方向に移動し、図６，９に示すように従動枠６がローラ７と共に繰り出される。レンズ保持枠９も一体で繰り出され、電動によるフォーカシングが行われる。
【００５８】
一方、鏡枠装置１が図５，８に示す初期状態（繰り込み状態）にあるとき、マニュアルフォーカス操作を行うため、外枠５を＋Ｏｚ方向に手動によって繰り出した場合、移動枠４が内面側に当接している駆動子３９によって定位置に保持されていることから、ローラ７が外枠５と移動枠４の間で転動しながら＋Ｏｚ方向に移動し、図７，１０に示すように従動枠６がローラ７と共に繰り出される。レンズ保持枠９も一体で繰り出され、マニュアルフォーカシングが行われる。
【００５９】
なお、レンズ保持枠９を逆に−Ｏｚ方向に繰り込む電動、または、マニュアルによるフォーカス駆動は、上述の動作と逆の動作によって行うことができる。
【００６０】
上述した本実施形態の鏡枠装置１によれば、電動による進退駆動とマニュアル操作による進退駆動を従動枠６にローラ７を組み込むことによって、直進駆動を回転動作に変換することなく直接的進退駆動を行わせることができ、鏡枠装置のコンパクト化や小型化を実現できる。
【００６１】
なお、本鏡枠装置１を構成する固定枠２、移動枠４、外枠５等は、回転駆動されないことから上述した円環形状の枠部材に限らず、楕円環形状や四角柱形状の枠部材であっても本発明の要旨は、適用することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、鏡枠装置１は、電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作を可能とするものとして説明したが、同様の構成で電動およびマニュアルによるズーミングが可能な鏡枠装置にも適用可能である。
【００６３】
次に、本発明の第二の実施形態の鏡枠装置について、図１９〜２５を用いて説明する。  
本第二の実施形態の鏡枠装置は、前記第一の実施形態と同様に電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であるが、マニュアルフォーカス操作用外枠が回動操作可能になっている。その他の構成は、第一の実施形態と同様であり、同一の構成部材には同一の符号を付し、以下、主に異なる部分について説明する。
【００６４】
図１９は、本実施形態であるレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。図２０は、上記鏡枠装置の斜視図（一部を断面で示す）であって、駆動初期状態を示す。図２１は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。図２２は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。図２３は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図２０に対応する状態を示す。図２４は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図２１に対応する状態を示す。図２５は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図２２に対応する状態を示す。但し、図２０〜２２においては、図面が煩雑になるのを避けるため、図１９に示されている後述のレンズ保持枠９と撮影レンズ１０とが省略されている。
【００６５】
本実施形態の鏡枠装置５１も電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であり、図１９，２０に示すように固定部材である固定枠２と、固定枠２の外周の嵌入して固着される支持枠５３と、電動用駆動部材である移動枠４と、手動用駆動部材（手動回動操作部材）である回動操作枠５７と、外枠５５と、被駆動部材である従動枠６と、従動枠６の固着され、移動レンズである撮影レンズ１０を保持するレンズ保持枠９と、固定枠２に対してアクチュエータ支持板１１を介して装着される超音波アクチュエータ３０と、従動枠６の円環部上の貫通する穴部内に支持される転動体としてのローラ７とを具備している。
【００６６】
本鏡枠装置５１の構成部材として上述の支持枠５３，回動操作枠５７，外枠５５が第一の実施形態の鏡枠装置１と異なり、他の構成部材は、同様の部材で構成される。
【００６７】
支持枠５３は、固定枠２の後方外周部に嵌入固着される段付き円環形状の枠部材であって、先端部内周に沿って回動操作枠５７との連結用係合部５３ｃが設けられる。
【００６８】
外枠５５は、従動枠６の外周部に嵌入するＯｚ方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、外枠５５の内周部上部にＯｚ方向のローラガイド溝５５ｂが設けられ、さらに、外周部にはネジ穴５５ｃに螺着されるピン５５ａが設けられる。
【００６９】
回動操作枠５７は、回動操作が可能な円環形状の枠部材であって、後端部には支持枠５３の連結用係合部５３ｃに係合可能な回動操作枠側係合部５７ｃが設けられ、また、円環部にＯｚ方向に対して斜行する斜行ガイド溝５７ａが設けられる。
【００７０】
上述した外枠５５は、固定枠２および超音波アクチュエータ３０、移動枠４等がその内周部に組み込まれた従動枠６の外周部に摺動可能に嵌入される。そして、ローラ７を外枠５５のローラガイド溝５５ｂに嵌入させる。さらに、回動操作枠５７は、外枠５５の外周部に回転可能に嵌入され、後端部の係合部５７ｃを支持枠５３の連結用係合部５３ｃに係合させる。さらに、ピン５５ａを斜行ガイド溝５７ａに嵌入させ、外枠５５の外周に螺着させる。
【００７１】
上述の構成を有する鏡枠装置５１における進退動作について説明すると、いま、鏡枠装置５１が図２０，２３に示す初期状態（繰り込み状態）にあるとき、電動によるフォーカス駆動を行うため、超音波アクチュエータ３０の振動子３５に上述した周波信号を印加すると、駆動子３９が図１１に示す方向の楕円振動される。第一の実施形態の場合と同様に駆動子３９に圧接している移動枠４に＋Ｏｚ方向の駆動力が作用し、同方向に繰り出される。そのとき、外枠５５はピン５５ａが回動操作枠５７の斜行ガイド溝５７ａに嵌入しているためにその摩擦抵抗を受けて定位置に保持されている。従って、上述した移動枠４の繰り出しに伴ってローラ７が外枠５５と移動枠４の間で転動しながら＋Ｏｚ方向に移動し、図２１，２４に示すように従動枠６がローラ７と共に繰り出される。レンズ保持枠９も一体で繰り出され、電動によるフォーカシングが行われる。
【００７２】
一方、鏡枠装置５１が図２０，２３に示す初期状態（繰り込み状態）にあるとき、マニュアルフォーカス操作を行うため、回動操作枠５７を＋Ｄ方向（被写体側から見て反時計回り）に手動によって回動操作すると、外枠５５が斜行ガイド溝５７ａによって＋Ｏｚ方向に繰り出される。移動枠４が内面側に当接している駆動子３９によって定位置に保持されていることから、上述した外枠５５の繰り出し移動によってローラ７が外枠５５と移動枠４の間で転動しながら＋Ｏｚ方向に移動する。そして、図２２，２５に示すように従動枠６がローラ７と共に繰り出される。レンズ保持枠９も一体で繰り出され、マニュアルフォーカシングが行われる。
【００７３】
なお、レンズ保持枠９を逆に−Ｏｚ方向に繰り込む電動、または、マニュアルによるフォーカス駆動は、上述の動作と逆の動作によって行うことができる。
【００７４】
上述した本実施形態の鏡枠装置５１によれば、前述した第一の実施形態の場合と同様の効果を奏し、特にマニュアルフォーカス操作のための回動操作枠５７を外周部に設けたのでマニュアルフォーカス操作がやりやすく、使い勝手のよい鏡枠装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によるレンズ鏡枠駆動装置は、撮影レンズ進退させるためのマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置において、構成が簡単なレンズ鏡枠駆動装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第一の実施形態であるレンズ鏡枠駆動機構を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。
【図２】図１の鏡枠装置の固定枠に超音波アクチュエータを装着した状態を示す斜視図である。
【図３】図１の鏡枠装置の超音波アクチュエータ装着状態の固定枠に移動枠を嵌入させた状態を示す斜視図である。
【図４】図１の鏡枠装置の従動枠に駆動ローラを挿入した状態を示す斜視図である。
【図５】図１の鏡枠装置の斜視図（一部を断面で示す）であって、駆動初期状態を示す。
【図６】図１の鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。
【図７】図１の鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。
【図８】図１の鏡枠装置の部分断面図であって、図５に対応する状態を示す。
【図９】図１の鏡枠装置の部分断面図であって、図６に対応する状態を示す。
【図１０】図１の鏡枠装置の部分断面図であって、図７に対応する状態を示す。
【図１１】図１の鏡枠装置に適用される超音波アクチュエータの振動子にフレキシブルプリント基板を固着した状態を支持軸方向からみた図である。
【図１２】図１１のＡ矢視図である。
【図１３】図１１の振動子からフレキシブルプリント基板を外した状態を支持軸方向から見た図である。
【図１４】図１３のＢ矢視図である。
【図１５】図１３のＣ矢視図である。
【図１６】図１１の振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼き付け処理前の分解斜視図である。
【図１７】図１１の振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動時の変形状態を拡大して示した図であって、振動子が図１７（Ａ）の屈曲状態から図１７（Ｂ）の伸張状態、図１７（Ｃ）の屈曲状態、図１７（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。
【図１８】図１１の振動子を駆動するための駆動制御回路のブロック構成図である。
【図１９】本発明の第二の実施形態であるレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。
【図２０】図１９の鏡枠装置の斜視図（一部を断面で示す）であって、駆動初期状態を示す。
【図２１】図１９の鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。
【図２２】図１９の鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。
【図２３】図１９の鏡枠装置の部分断面図であって、図２０に対応する状態を示す。
【図２４】図１９の鏡枠装置の部分断面図であって、図２１に対応する状態を示す。
【図２５】図１９の鏡枠装置の部分断面図であって、図２２に対応する状態を示す。
【符号の説明】
【００７７】
４  …移動枠（電動用駆動部材，円環状の部材）
５  …外枠
（手動用駆動部材，円環状の部材）
６  …従動枠
（被駆動部材，駆動変換機構，
円環状の部材）
６ａ…ローラ挿入穴（窓部）
６ｂ…軸支溝（支持手段）
７  …ローラ（転動体，駆動変換機構）
１０  …撮影レンズ（移動レンズ）
１１  …アクチュエータ取り付け板（付勢手段）
３５  …振動子
５７  …回動操作枠
（手動用駆動部材，手動回動操作部材，
円環状の部材）
代理人      弁理士    伊  藤    進
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006071942.tif 000007
【図６】
2006071942.tif 000008
【図７】
2006071942.tif 000009
【図８】
2006071942.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006071942.tif 000012
【図１１】
2006071942.tif 000013
【図１２】
2006071942.tif 000014
【図１３】
2006071942.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006071942.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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