(57)【要約】相対的な移動のために一箇所に収容される一対のチューブ要素に取り付けられた複数のレンズによって構成されるデジタルカメラであって、移動は圧電アクチュエータによって駆動され、圧電アクチュエータは支持チューブの外側に設置される。それぞれのレンズチューブにはレンズチューブの長さより少なくとも部分的に突出し各々のチューブの半径方向外側に向かって突き出す駆動レールが備えられている。レールはそれぞれのチューブに駆動力を伝達することを可能にする圧電アクチュエータの係合パッドに近接するように構成される。
2005529371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体であって、
長手方向に走る軸を有すると共にカメラに固定される支持チューブと、
少なくとも一つのレンズ素子が固定され、前記支持チューブ上での同軸上での相対的な移動のために取り付けられた第一のレンズチューブと、
前記第一のレンズチューブに固定され、前記支持チューブに形成されたスロットを通過してレンズチューブの半径方向外側に向かって突き出す駆動レール、および
前記駆動レールに作動関連する前記支持チューブに取り付けられる少なくとも一つの圧電素子であって、前記第一のレンズチューブが前記軸に沿って移動するよう前記駆動レールに係合する少なくとも一つの圧電素子と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラの調整可能な支持体。
【請求項２】
前記少なくとも一つの圧電アクチュエーターが可撓プリント回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３】
前記可撓プリント回路基板が実質的にＵ字型形状に形成されているのに加えて、Ｕ字型可撓プリント回路基板の対向する面に一対の圧電アクチュエーターが搭載され、前記アクチュエータのあいだに突出する前記駆動レールとともに前記支持チューブに取り付けられる前記Ｕ字型可撓プリント回路基板を備えることを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項４】
前記レンズチューブと支持チューブのあいだの接触面が前記駆動素子それぞれの係合パッドに近接するように構成されているあるいは接触面が係合パッド部に集中して配置されるとことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項５】
前記レンズチューブがバネ式機構で発現される半径外側方向の力によって前記支持チューブに押しつけられることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの調整可能な支持体。
【請求項６】
前記レンズチューブが磁気を利用して発現される半径外側方向の力によって前記支持チューブに押しつけられることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項７】
前記駆動レールが楔型断面をもつ形に形成され傾斜面が作用面となることから、少なくともひとつは有するとされる前記圧電アクチュエーターが作用する際に半径方向外側に向かう力がレールに働くことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項８】
軸上における前記第一レンズチューブの位置を観測するために、機能発揮に必要な第一レンズチューブとの連関を維持しながら前記支持チューブに搭載される位置センサーを有していることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項９】
前記位置センサーが光センサーを利用する形式のものであり第一レンズチューブとのあいだには支持チューブを通り抜けて直線的空間によるつながりが保たれ光センサーによる目視的な観測が可能であることを特徴とする請求項８記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１０】
前記位置センサーが可撓プリント回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項８記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１１】
前記駆動レールが楔型断面をもつ形に形成され傾斜面が作用面となる事に加えて、
前記Ｕ字型プリント回路基板が前記支持チューブにバネ式クリップで固定され、バネ式クリップが加える力の一部成分がＵ字型プリント回路基板にバイアス力として加わり結果として圧電アクチュエーターが前記駆動レールと一層安定して係合させる効果を発現すると共に駆動レールを半径方向外側に向かって引き出す方向の力を加えることを特徴とする請求項３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１２】
少なくとも一つのレンズ素子が固定され、前記支持チューブ上に前記第一のレンズチューブに相対して軸移動するために取り付けられた第二のレンズチューブと、
前記第二のレンズチューブに固定され、前記支持チューブに形成されたスロットを通過してレンズチューブの半径方向外側に向かって突き出す第二の駆動レール、および
前記第二の駆動レールに作動関連する前記支持チューブに取り付けられる少なくとも一つの圧電素子であって、前記第二のレンズチューブが前記第一のレンズチューブに相対的に前記軸に沿って移動するよう前記第二の駆動レールに係合する少なくとも一つの圧電素子と、
とを備えることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１３】
前記第二のレンズチューブに固定され半径方向外側に向かって突出する複数の突起翼と、
前記第一のレンズチューブに形成される、前記第二のレンズチューブの突起翼と係合し軸方向の運動をガイドするための複数のガイド溝
からなることを特徴とする請求項１２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１４】
前記ガイド溝と突起翼は、第二のレンズチューブが第一のレンズチューブの内側にあって半径方向に安定して所定の位置に留まることを確保するため傾斜していることを特徴とする請求項１３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１５】
前記少なくとも一つは含まれるとされた、第二のレンズチューブを駆動できるように第二のレンズチューブに作用を及ぼせる圧電アクチュエーターが第二の可撓プリント回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１６】
前記第二の可撓プリント回路基板が実質的にＵ字型形状に形成されているのに加えて、Ｕ字型可撓プリント回路基板の対向する面に一対の圧電アクチュエーターが搭載され、前記アクチュエータのあいだに突出する前記第二の駆動レールとともに前記支持チューブに取り付けられる前記Ｕ字型可撓プリント回路基板を備えることを特徴とする、請求項１５記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１７】
前記第二の駆動レールが楔型断面をもつ形に形成され傾斜面が作用面となることから、第二の駆動レールには少なくともひとつは有するとされる前記圧電アクチュエーターが作用する際に半径方向外側に向かう力が働くことを特徴とする請求項１２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１８】
軸上における前記第二のレンズチューブの位置を観測するために、機能発揮に必要な第二のレンズチューブとの連関を維持しながら前記支持チューブに搭載される第二の位置センサーを有していることを特徴とする請求項１２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項１９】
前記第二の位置センサーが光センサーを利用する形式のものであり第二レンズチューブとのあいだには支持チューブを通り抜けて直線的空間によるつながりが保たれ光センサーによる目視的な観測が可能であることを特徴とする請求項１８記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２０】
前記第二の位置センサーが第二の可撓プリント回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項１８記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２１】
前記第二の駆動レールが楔型断面をもつ形に形成され駆動レールの傾斜側面が作用面となる事に加えて、
前記第二のＵ字型プリント回路基板が前記支持チューブにバネ式クリップで固定され、バネ式クリップが加える力の一部成分が第二のＵ字型プリント回路基板にバイアス力として加わり結果として圧電アクチュエーターが前記第二の駆動レールと一層安定して係合させる効果を発現すると共に第二の駆動レールを半径方向外側に向かって引き出す方向の力を加えることを特徴とする請求項１６記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２２】
前記第一ならびに第二の駆動レールは前記支持チューブの円の周囲にその軸を中心として円対称となる位置に配置されることを特徴とする請求項１２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２３】
デジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体であって、
長手方向に走る軸を有すると共にカメラに固定される支持チューブと、
それぞれのレンズシステムが固定され、前記支持チューブ上での同軸上での相対的な移動のために取り付けられた第一および第二のレンズチューブと、
前記第一および第二のレンズチューブにそれぞれ固定され、それぞれが前記支持チューブに形成されたスロットを通過してレンズチューブの半径方向外側に向かって突き出す第一および第二の駆動レール、および
前記第一および第二の駆動レールに作動関連する前記支持チューブに取り付けられる少なくとも二つの圧電素子であって、前記第一および第二のレンズチューブが前記支持チューブに相対的に前記軸移動するよう前記第一および第二の駆動レールに係合する少なくとも二つの圧電素子と、
を備えることを特徴とする、デジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２４】
前記第一ならびに第二の駆動レールは前記支持チューブの円の周囲にその軸を中心として円対称となる位置に配置されることを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２５】
前記第一ならびに第二の駆動レールは前記支持チューブの円の周囲にその軸を中心として円対称となる位置に配置されることを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２６】
前記支持チューブ内への第二のレンズチューブの組み込みを可能にするため、前記支持チューブと前記第一のレンズチューブの壁面それぞれが重なり合うような位置に空隙が設けられ、前記第二のレンズチューブをその空隙を通して支持チューブの軸を横切る方向に挿入できることを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２７】
前記第一と第二のレンズチューブの各々に固定され半径方向外側に向かって突出する各一つの突起翼、および
前記支持チューブに形成され前記第一と第二のレンズチューブの各々一つの突起翼を受け入れ軸方向の運動を確保する二本のガイド溝からなり、加えて
前記二本の突起翼と前記二本のガイド溝は、第一および第二のレンズチューブそれぞれが支持チューブ内にあって半径方向に安定して所定の位置に確実にとどめるために、突起翼とガイド溝との接触しある部分において傾斜していることを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２８】
前記第一と第二の駆動レールそれぞれが楔型断面をもつ形に形成され傾斜面が作用面となる事に加えて、前記圧電アクチュエーターが接触し所与の作用を及ぼす時に第一と第二の駆動レールそれぞれに半径外側方向に向かう力を加えることになり、その結果第一と第二のレンズチューブに形成された突起翼と前記ガイド溝との係合がより正確に維持されることを特徴とする請求項２７記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項２９】
前記第一と第二のレンズチューブのそれぞれを駆動できるように配置される前記複数の圧電アクチュエーターは、前記支持チューブに搭載・固定される前記可撓プリント回路基板に配置され設置されること特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３０】
前記可撓プリント回路基板の各々は実質的にＵ字型形状に形成されているのに加えて、Ｕ字型可撓プリント回路基板の対向する面に一つずつの圧電アクチュエーターが搭載され、向い合う一対の圧電アクチュエーターあたり一つずつ前記突出する第一と第二の駆動レールが挿入された配置をとるようにして可撓プリント回路基板は前記支持チューブに固定されることを特徴とする請求項２９記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３１】
前記複数の駆動レールが楔型断面をもつ形に形成され傾斜面が作用面となることから、駆動レールそれぞれに前記圧電アクチュエーターが作用する際に半径方向外側に向かう力が働くことを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３２】
軸上における前記第一と第二のレンズチューブそれぞれの位置を観測するために、機能発揮に必要な第一と第二のレンズチューブそれぞれとの連関を維持しながら前記支持チューブに搭載される二本の位置センサーを有していることを特徴とする請求項２３記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３３】
前記二本の位置センサーそれぞれが光センサーを利用する形式のものであり第一と第二レンズチューブとのあいだには支持チューブを通り抜けて直線的空間によるつながりが保たれ光センサー各々による目視的な観測が可能であることを特徴とする請求項３２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３４】
前記二本の位置センサーが前記第一と第二の可撓プリント回路基板に搭載・固定されていることを特徴とする請求項３２記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【請求項３５】
前記第一と第二の駆動レールそれぞれが楔型断面をもつ形に形成され駆動レールの傾斜側面が作用面となる事に加えて、
前記第二のＵ字型プリント回路基板が前記支持チューブにバネ式クリップで固定され、バネ式クリップが加える力の一部成分が第二のＵ字型プリント回路基板にバイアス力として加わり、結果として圧電アクチュエーターが前記第二の駆動レールと一層安定して係合させる効果を発現すると共に第二の駆動レールを半径方向外側に向かって引き出す方向の力を加えることを特徴とする請求項３０記載のデジタルカメラの光学系のための調整可能な支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は２００２年６月５日付で出願された米国特許出願第１０／１６３，１１１号に関連した一部継続出願であり、本件出願人はこの優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は小型デジタルカメラに用いる光学部品のアセンブリに関するものであり、アセンブリは焦点調節やズーム機構などの機能を果たすために光学部品を駆動するための圧電アクチュエーターをも具備する。より具体的には、外形寸法の小型化ならびに当該組み立て作業の簡素化を達成するための光学部品構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子カメラの部品には消費電力が小さいことと軽量であること並びに価格対性能比に優れることが求められる。これら要求される特性を自動焦点機構あるいは光学的ズーム機構あるいはその両方を備えるような光学的調節機能付きのカメラにおいて実現していくことが本分野技術者の課題となる。これらの要求特性を満たすにはいずれにしろ当該光学部品の複数の要素部品が相対的に位置移動動作を起こすことが必要となる。これら動作の主なものは直線的な移動であり、そのためにはモーターをその回転運動を送りネジ等の運動変換機構と共に利用することが必要になります。これら動作にあって必要な移動距離はミリメートル単位に留まる。本発明の目的はこのような電子カメラの光学部品要素の移動位置にかかわる調節機構を提供することにある。
【０００４】
この種の分野にあって広く利用されている要素部品のひとつにバイモルフ圧電素子がある。バイモルフ圧電素子とはそれぞれが別々に動作できるべく個々に独立しで結線された圧電材料の層を多層構造に重ね合わせて形成される。米国特許第４２９１９５８号明細書にはバイモルフ圧電素子型カンチレバー軸をレバー機構と併用してなるカメラの焦点調節機構が記載されている。しかしながら、焦点調節デバイスによって実現できる動作は必要とされる剛性をもつものとはいえない。電子カメラへの応用を前提とする限りにおいてこのような部品要素が占める容積は非常に重要な意味をもつ。すなわち本分野にあっては、狭く限られた空間内で少ない数の機械的支持部品によって支えられるだけであっても機能を発揮するような簡単な機構の駆動エレメントが強く求められているといえる。以上のことから、本発明はデジタルカメラの光学システムを構成するレンズの位置の移動調節用機構にバイモルフ圧電素子を利用する技術を提供することを目的とする。
【０００５】
圧電アクチュエーターを具備した構造のカメラについては本発明と関連し、かつ本発明と出願人が共通している米国特許出願第１０／１６３，１１１号に記載があり、ここにこの旨記載することで本明細書による開示の一部分とする。本発明にあってはレンズ要素が円筒形状部品に保持されカメラに組み込まれることになる。すなわちレンズチューブはさらに支持円筒内に取り付けられ、円筒形状部品の長手方向への位置移動が可能となる。レンズチューブはその焦点調節のために複数個のバイモルフ圧電素子によって駆動されるものであり、たとえば前記支持円筒の円周を三等分する各位置に圧電素子を計３個設置することで駆動することが可能になる。これら圧電素子は一体の可撓プリント回路基板に連結されかつ取り付けられることになる。また可撓プリント回路基板にはレンズの駆動エレメントを構成する上記以外の電子部品も搭載され得る。可撓プリント回路基板は支持チューブに物理的に取り付けられる一方電気的には電池等の駆動電源に連結される。可撓プリント回路基板によって基板を支持円筒の形状に沿って配置する事が可能になると共に圧電素子がレンズチューブと係合することが可能となる。
【０００６】
前記引用出願に開示した機構にあっては、具備されるバイモルフ圧電素子は少なくとも二層の圧電材料で形成されており各層は個々に独立した駆動電圧を印加できるものであり印加される電圧に応じて素子の二層間に相対的な形状変化が励起される。この圧電素子は柱形状をしておりその中央部から素子の面を横切る方向に突き出る様に伸びる係合パッドが形成されている。柱形状部品は前記回路基板の端部ないし節部分の近辺に固定さる。柱形状部品はバイモルフ圧電素子の一対で構成され、係合パッドの両側に延伸する様に構成されている。またこの柱形状部品を構成する一対のバイモルフ素子のそれぞれは互いに独立した動きができる二層の圧電材料で形成される。この内の一方の圧電材料層のみに変形を発生させ素子に相対的な形状変化を惹起すると一対の圧電素子は屈曲し係合パッドの外側末端が、可動性のレンズチューブに接触することになる。この一対の圧電素子に印加する電圧を変更することで前記支持脚が軸方向の動きを起しレンズの位置を調節することが可能となる。印加される励起のパターンは段階的な動きとなるように設計される。
【０００７】
引用出願のシステムにあってはプロセッサーがプリント回路基板上に連結されており当該デジタルカメラのための制御の主要部分を分担しかつレンズの望ましい動きを実現するために必要な変化パターンに沿った駆動電圧を形成するものである。
【０００８】
圧電素子により生じる動きは精度の高いものであるが、正確にその動きを再現させる構造的特徴を有する躯体部分は存在しない。たとえば圧電素子が発生するある動きの距離はその動きの発生方法や発生時の環境に依存するものである。光学的設計にあって必要な精度を達成するために位置を監視するための位置センサーが採用される。これに伴い反射面の観察には光センサーを可動チューブに設置することも必要となる。反射面は階調で形成されるものであり、また可動チューブの表面処理工程に組み込まれた形で反射面に形成される。この様な構成によってそれに必要な精度を満たしたこの可動チューブの位置測定が可能となる。
【０００９】
本発明の目的は上述のような小型デジタルカメラを提供することにある。この様なシステムにおいては、アセンブリ後の容積が小さくなるような部品を揃えることが主眼となる。本発明のもうひとつの目的は圧電アクチュエーターに係合するためのレールをレンズの支持チューブの外側にまで露出させる方式を提供することにある。
【００１０】
デジタルカメラは複数のレンズが一対の筒状部品に構成される。これら筒状部品は互いに入れ子構造とし軸方向に相対的な位置移動を起こすことでズーム機能を発揮する。またこれらレンズチューブのアセンブリはさらに支持チューブに取付けられる。レンズチューブのアセンブリは支持チューブ内で画像形成面に対してその相対的な位置を変化させ、自動焦点機能を発現するための動きが可能である。これらの運動は圧電アクチュエーターによって駆動されるもので、圧電アクチュエーターは前記支持チューブの外側に設置される可撓プリント回路基板の上に装着されることになる。各々のチューブにはその長さ方向に走る一定長部分を有しレンズチューブ側壁からその半径方向外部にむかって突き出る形の駆動レールが形成されている。このレール各々には前記した圧電アクチュエーターの係合パッドが接続し一対のレンズチューブをそれぞれ駆動することになる。レールはレンズチューブ支持チューブの側壁に形成されたスロットを通りその外側に露出している。圧電アクチュエーターはレンズチューブ駆動レールの一方に一対のアクチュエーターによって係合されるように取り付けられるに。
【００１１】
駆動レールの断面は楔形になっておりその刃先側がシステムの光学システム部分の軸側にくるように軸形成される。圧電素子の各々はそれぞれが一つの前記レールを挟んで向き合う配置をとるようにＵ字型可撓プリント回路基板上の対向する面に取り付けされる。ここで、一対の圧電素子はそのいずれもが各レールのテーパーされた側面部分に係合するように配置される。可撓プリント回路基板は取り付けブラケットで固定される。クリップのような取り付けブラケットは圧電素子がレールと係合するようバイアス方向の力を加えるためにプリント回路基板上または圧電素子自体にバネの作用力を付勢する。可撓プリント回路基板このバイアス方向の力はそれに伴う半径方向成分が前記チューブ要素に作用することで軸軸が正確に整列を維持し、作用効果を最小限にする。位置センサーは各々のレンズチューブの反射面と光学的に通じあえるようＵ型の可撓プリント回路基板に取り付けられるレンズチューブ。
【００１２】
本発明の一実施例にあっては、レールはチューブアセンブリの軸に配置される。第二の実施例にあってはレールはチューブのアセンブリ円周の同一の四分円に配置されることになる。この第二の実施例にあっては係合する力が偏心的に働くことになる。チューブの整列配置を保つためにレンズチューブのアセンブリおよび支持チューブが係合する面に、楔型断面の溝および噛合面が形成される。
【００１３】
図１に示したとおり、デジタルカメラ１はチューブ形状をもつ一対の部品４および５の内部域に一対のレンズシステムおよび２３を設置することで構成される。レンズチューブ４および５は自動焦点調節およびズーム機能などの複数の光学的機能を提供するよう軸ｘ−ｘに沿う相対的な移動のために一箇所に収容されている。レンズチューブ４および５が組立てられたアセンブリ６は支持チューブ７に取り付けられ、アセンブリ６がその全体として、支持チューブの内部において軸方向にかつ画像形成面８に対して相対的に移動することが可能となる。フィルター９は画像形成面８の前面に設置することもできる。画像センサー１０は主回路基板１１上に取り付けられ、デジタルカメラの制御および処理部品も搭載できる。レンズチューブ２および３は複数枚の協働レンズを収容することもできる。
【００１４】
支持チューブ７はレンズチューブ４および５をその内部空域１２に収容するものである。レンズチューブ４および５の移動は可撓プリント回路基板要素１７および１８上の支持チューブの外側に取り付けられた可撓プリント回路基板圧電アクチュエーター１３−１６により提供される。バネクリップ式取り付けブラケット１９および２０は圧電モジュールをカバーチューブ２１の内側の位置に固定する。
【００１５】
図２において、一対のレンズチューブ４および５はすべり移動するために一箇所に収容されている。図に示されたとおりレンズチューブ５は三枚の突起翼２３−２５の外縁部である円形面２２により構成すされている。突起翼２３−２５はスロット２６−２８を通ってレンズチューブ４まで延伸している。スロット２６−２８は突起翼２３−２５に対向するテーパーする面３０に係合するテーパーする面２９により構成される。
【００１６】
レンズチューブ４および５には各々に駆動レール３１および３２が一つずつ付与されている。駆動レール３１および３２は双方ともそれらが固定されているレンズチューブ４および５それぞれの全長の少なくとも一部分に相当する長さを有しレンズチューブの長さ方向に配置されており、さらにはレンズチューブそれそれの外周面から半径方向外側に突出する形状をしている。図３に示されるとおり、駆動レール３１および３２には各圧電アクチュエーター１３−１６の係合パッド３３−３６が届く位置にあり、これらチューブ４、５それぞれを駆動する力が加えられる。支持チューブ７にはスロット３７が形成されており、駆動用レール３１、３２は支持チューブ７の外側に露出することになる。
【００１７】
図３に示されるとおり、各圧電アクチュエーター１３−１６は個別に可撓プリント回路基板３８、３９に設置される。プリント回路基板３８、３９はそれぞれがＵ字型をしており、一対の腕４０、４１が向い合う形をしている。このプリント回路基板には圧電アクチュエーター１３〜１６に駆動電力を印加するための配電経路（図示されてはいない）も形成されている。光学的センサ４２、４３はプリント回路基板３８、３９に設置することができる。図示されているごとくアクチュエーター１３−１６は一対ごとに一プリント回路基板の互いに向い合う一対の腕４０、４１にそれぞれ搭載される。アセンブリはレール３１、３２の一方に位置する１５、１６などの圧電アクチュエーターの各対によって係合されうるように支持チューブ７に連結固定される。
【００１８】
レンズチューブ４、５は駆動される時の支持チューブ７とのあいだに発生する摩擦が可能な限り低いレベルに留まるように配列されることが必要となる。摩擦はトルクがレンズチューブを軸配列から離れて回転させる結果となるレンズチューブ軸。もしレンズチューブ４、５と支持チューブ７間の支持面のそれぞれが駆動要素の係合パッドに近接している、あるいは係合パッドの近辺に集中しているとトルクはてこのレバー長が短くなることの効果によって低くなる。このような理想的状況を現出するためには、レンズチューブ４、５が制御された力で支持チューブ７に対して押しつけられていることが必要となる。このような半径方向に働く所望なバイアス力を発生させるための構成は各々の利点および不利な点に応じたいくつかの手段によって実現されうる。このバイアス力を発生させる構成のひとつは最小限の軸方向に作用する力でレンズチューブを支持チューブに押し付けるたとえば鋼やゴムなど柔軟なバネ（図示されていない）によって実現されるレンズチューブ支持体。柔軟なバネは、レンズチューブと摩擦接触するつまりレンズチューブが支持チューブに設けたスロットの範囲内で動くことにする、あるいはレンズチューブに直接固定するつまり細い金属線で軸方向の力に対しては簡単に曲がるようにするでも良い。特別な場合において用いられる更なる方法としては、永久磁石を用いてこのバイアス力を発生させることもできる。
【００１９】
図４ａに示した一実施例にあってはレール３１、３２の断面が楔形になっており本システムの軸側に来るほど断面の幅が狭くなるように形成されている。圧電素子対１３−１６はそれぞれが一つの前記レール３１または３２を挟んで向き合う配置をとるようにＵ字型可撓プリント回路基板の対向する面１８または１９の互いに向き合う腕部分上に取り付けられる。この様にして圧電素子は一つレールのテーパーされたに係合するように配置される。バネ式クリップ２０、２１はプリント回路基板１８、１９に固定されるように配置される。バネ式クリップ２０、２１はプリント回路基板に搭載された圧電素子にバイアス力を加えそれぞれのレールと係合を達成するようにプリント回路基板にばね力を付勢する。このバイアス力は半径方向外側に向かうの力の成分をもつものであり、レンズチューブがその運動を拘束されることのない様にレンズチューブを軸整列を維持し軸連結を最小限にする。光センサー４２、４３は各々のレンズチューブ４、５の反射面４４、４５と光学的通信が可能なようにＵ字型プリント回路基板に取り付けられる。レンズチューブ図３に示すとおり光学的センサー４２、４３にアクセスを提供するためにセンサー用窓孔４６（図示されていない）、４７が支持チューブ７に設けられている。これら光学的センサーは圧電アクチュエーターによって移動させられるレンズチューブに反応し位置情報を提供する。光学的センサーが図示されているが、他の位置センサー、たとえば抵抗値測定型の位置センサーを用いることもできる。
【００２０】
基本的構成を示すことを目的として、ここではレンズチューブ二本のレンズチューブが示されているが、より一層複雑なレンズ構成ではより多くのレンズチューブが必要である。複数のレンズチューブが順次隣のレンズチューブの内部に入り込める形式とし、上記において図を用い説明したと様の方法でレンズチューブ間の相対的な位置移動を生起させることになる。またそれぞれのレンズチューブに複数枚のレンズ要素部品を収納することもできる。
【００２１】
実施例１にあっては、図１に示したとおりレールがチューブアセンブリ上にその共通の軸を中心として配置される。第二の実施例にあっては複数本のレールは、図５、図６に示したとおりチューブアセンブリ上の同一の四分円に配置される。後者の実施例では、係合する力がレンズチューブチューブエレメント軸に対し偏って作用する。したがってこれらチューブの並びを維持するために、図６に示されるとおり、楔型の溝１５０、１５１とそれに係合する面１５２、１５３のそれぞれを互いに接し合うレンズチューブ面と支持チューブの面に配置する。
【００２２】
図５に示されるとおり、第二の実施例における光学システム１０１は二本のレンズチューブ１０４、１０５で構成される。一対のレンズチューブ１０４は支持チューブ１０７内に取り付けられた光学システム１０１のレンズを収納するレンズチューブ支持体。カバーチューブ１２１は光学システムアセンブリを包み込む。レンズチューブさらに複雑な光学システム、つまりさらに多くのレンズを使用する場合には、さらにレンズチューブを使用することも可能である。
【００２３】
最初の実施例の場合と同様に、光学システム１０１は画像形成面１１１において被写体（図示されていない）からの光を画像センサー１１０に伝達するためにプリント回路基板１０８に取り付けられる。プリント回路基板はデジタルカメラの制御回路１６２を搭載できるほか光学システムをバッテリー等の電源に接続する手段ともなり得る。
【００２４】
レンズチューブ１０４、１０５は支持チューブ１０７の内部で軸ｙｙに沿って移動するように収容されている。この位置変更の動きにはレンズチューブ１０５のレンズチューブ１０４に対する相対的な滑り移動および支持チューブ７の内部でのレンズチューブ１０４の移動が含まれるレンズチューブ支持体。図５、図６に示した実施例にあってはレンズチューブは異なった様式で収容されている。レンズチューブ１０４はそのチューブ部品がそれに相当する全円筒の一部分に相当する部分１５２のみで形成されている。レンズチューブ１０４を形成する部分１５２には突起した突起翼１５０が形成されており、この突起翼１５０は支持チューブ１０７の空洞部１１２内壁面に形成された溝１５１と係合する。これら互いに係合する面は圧電素子１１５、１１６によって駆動され移動するレンズチューブ１０４の移動路を規定する。図６に示されるとおり、レール１３１は表面１５２に設置されておりチューブ円周の半径方向外側に向かって突出している。レール１３１は支持チューブ１０７に形成されたその目的のためのスロット１３７を通り抜け支持チューブ１０７のさらに外側にまで露出される。レール１３１はその断面が楔型に形作られ圧電アクチュエーター１１５、１１６と係合する。傾斜面１５５、１５６はレンズチューブレンズチューブ１０４を溝１５１内で整列させる半径方向外側に向かって引き出す方向の力を加えるための圧電アクチュエーター１１５、１１６の係合する力の原因となる。
【００２５】
レンズチューブ１０５は軸ｙｙを横断する方向に支持チューブ１０７の開口１５７の支持体を通してレンズチューブ挿入することで組み立てられる。またレンズチューブ１０５は係合用の突起平面１５４が円筒外壁上に配置されレンズチューブ軸突起翼ている。溝１５３は空洞部１１２内壁面、溝１５２から約９０度をなす位置に形成されておりこの溝は係合する面１５４と接する。レンズチューブレール１３２は突起平面１５４から支持チューブ１０７のスロット１５８を通過してチューブの円の半径方向外側に支持する。
【００２６】
第一の実施例の場合と同様に圧電アクチュエーター１１３−１１６はＵ字型プリント回路基板１１７、１１８の対向する面に取り付けられる。回路基板１１７、１１８は支持チューブ１０７にバネ式クリップ１１９、１２０によって固定されている。支持チューブ１０７にはさらに外に向かって突き出る一対のフランジ１６０、１６１を設け、プリント回路基板１１７、１１８を収容するようにもできる。クリップ１１９、１２０がこれらフランジと係合することで回路基板が所定の位置に固定されるようにする。図６に示されるとおり、圧電アクチュエーター１１５、１１６はレール１３１の傾斜面１５５、１５６と係合し、バネ式クリップ１１９で付勢されたバイアス方向力によってその係合が一層確かなものになる。半径方向成分はレンズチューブ１０４を外側方向に引き出しレンズチューブに形成された溝１５２における係合をより確かなものとする。これと同一のアセンブリによって圧電アクチュエーター１１３、１１４は支持チューブ１０７に固定され、レール１３２との係合を確かなものとなる。
【００２７】
本明細書において既に引用文献として示しかつ本発明開示事項の一部とするとした本発明の親出願において、ここで採用された圧電素子の構成とその動作の詳細は説明されている。
【００２８】
本発明になるデジタルカメラのシステムの更なる詳細を添付図を使用して以下に説明する。なお、使用する添付図は次のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例になるカメラ・システムを、その軸方向に分解・分離された状態における斜視図として示すものである。
【図２】図１中に含まれるレンズ要素部品をその分解・分離された状態における斜視図とし、それを拡大表示するものである。
【図３】図１中に含まれる圧電素子駆動システム部分をその分解・分離された状態における斜視図とし、それを拡大表示するものである。
【図４ａ】本発明の図１に示した実施例について、図４ｂにＡ−Ａで示した全幅に渡る切断面を見る断面図である。
【図４ｂ】図１に示した組み立て完成時の光学要素部品アセンブリの側面図である。
【図５】上記と別の本発明の実施例になるカメラ・システムを、その軸方向に分離・分解された状態における斜視図として示すものである。
【図６】図５に別の実施例として示したものを全幅に渡る切断面で見る断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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