(57)【要約】【課題】昨今の小型化要請に応えるべく一層の小型化が図られた、レンズの移動に電気―機械変換素子が採用されたレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】１本の駆動シャフトに結合させた、フォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持枠と、ズームレンズを保持するズームレンズ保持枠とを、光軸上の目標にそれぞれ位置させるために各レンズ枠に駆動シャフトとの結合状態を制御する結合状態切替機構を設けた。【選択図】　　　　図３
2004004321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群を光軸方向に互いに異なる移動量だけ移動させるレンズ駆動装置において、
光軸方向に延びる駆動ロッドと、
前記複数のレンズ群それぞれを保持する複数のレンズ保持枠であって、これら複数のレンズ保持枠のうちの高々１つのレンズ保持枠が前記駆動ロッドに所定の摩擦力を以って接するとともに、これら複数のレンズ保持枠のうちの高々１つのレンズ保持枠を除く残りの各レンズ保持枠が、前記駆動ロッド保持枠との間の結合状態を、前記駆動ロッドに所定の摩擦力を以って接する被駆動状態と前記駆動ロッドに固定された固定状態とに各レンズ保持枠ごとに独立に変化させる結合状態切替機構を介して前記駆動ロッドに接する複数のレンズ保持枠と、
前記駆動ロッドを駆動ロッドの延びる方向に往復移動させることにより、
前記複数のレンズ保持枠のうちの前記結合状態切替機構により前記固定状態に切り替えられているレンズ保持枠を除く各レンズ保持枠を該各レンズ保持枠と前記駆動ロッドとの間の摩擦力を利用して光軸方向に移動させる電気―機械変換素子とを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記結合状態切替機構は、前記被駆動状態と前記固定状態との切り替えを電気―機械変換素子により行なうものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレンズ群を光軸方向に互いに異なる移動量だけ移動させるレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オートフォーカス機能およびオートズーム機能を備えた、カメラあるいはビデオカメラなどでは、被写体までの距離をあらわす距離情報、固体撮像素子上に結像された被写体像のコントラスト情報、ズームレバーに対する操作量を基に、フォーカスレンズおよびズームレンズを移動させてフォーカシングおよびズーミングが行われている。
【０００３】
これらの中には、レンズを保持するレンズ保持枠ごとに設けられたネジ孔に螺合させたリードスクリュを別々のモータで回転させてフォーカスレンズおよびズームレンズの光軸方向への移動を行なっているものがある。
【０００４】
しかし、このように、モータを使用してレンズの移動を行なうレンズ駆動装置は、構造が複雑になり小型化が難しいという問題がある。
【０００５】
そこで、印加電圧の変化に応じて所定方向に伸縮する電気―機械変換素子をフォーカスレンズおよびズームレンズそれぞれに与え、これによってフォーカスレンズおよびズームレンズの移動を行なうレンズ駆動装置が特開平９−１９１６７６号公報に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に提案されているレンズ駆動装置は、モータを採用する場合に比べ小型化が図られているものの、その小型化は、この装置が採用されるカメラおよびビデオカメラなどに対する昨今の小型化の要請を鑑みるとまだまだ不十分と言わざるを得ない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、昨今の小型化要請に応えるべく一層の小型化が図られた、レンズの移動に電気―機械変換素子が採用されたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のレンズ駆動装置は、
複数のレンズ群を光軸方向に互いに異なる移動量だけ移動させるレンズ駆動装置において、
光軸方向に延びる駆動ロッドと、
上記複数のレンズ群それぞれを保持する複数のレンズ保持枠であって、これら複数のレンズ保持枠のうちの高々１つのレンズ保持枠が上記駆動ロッドに所定の摩擦力を以って接するとともに、これら複数のレンズ保持枠のうちの高々１つのレンズ保持枠を除く残りの各レンズ保持枠が、上記駆動ロッド保持枠との間の結合状態を、上記駆動ロッドに所定の摩擦力を以って接する被駆動状態と上記駆動ロッドに固定された固定状態とに各レンズ保持枠ごとに独立に変化させる結合状態切替機構を介して上記駆動ロッドに接する複数のレンズ保持枠と、
上記駆動ロッドを駆動ロッドの延びる方向に往復移動させることにより、
上記複数のレンズ保持枠のうちの上記結合状態切替機構により上記固定状態に切り替えられているレンズ保持枠を除く各レンズ保持枠をこの各レンズ保持枠と上記駆動ロッドとの間の摩擦力を利用して光軸方向に移動させる電気―機械変換素子とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のレンズ駆動装置では、レンズ保持枠は、駆動ロッドとの結合状態を、所定の摩擦力を以って駆動ロッドに接する被駆動状態と、駆動ロッドに固定された固定状態とのいずれかに切り替える結合状態切替機構を介して駆動ロッドに接している。これにより、駆動ロッドに対するレンズ保持枠の状態が所定の摩擦力を以って駆動ロッドに接する被駆動状態にあって、駆動ロッドがその所定の摩擦力を上回る慣性力を引き起こす所定のレベル以上の加速度をもって動作する時にのみ、レンズ枠は、駆動ロッド上を移動することができる。また、駆動ロッドに対するレンズ保持枠の状態が固定状態にあると、レンズ保持枠は、駆動ロッドがいかなる加速度を以って動作しても駆動ロッド上の同じ位置にとどまることができる。したがって、本発明のレンズ駆動装置では、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群それぞれに駆動ロッドを与えなくても、これら複数のレンズ群を光軸上の目標の位置にそれぞれ移動させることができるため、本発明のレンズ駆動装置によれば、本発明のレンズ駆動装置ではレンズ群それぞれに結合状態切替機構を備えているものの、これら結合状態切替機構を備えるよりもはるかにスペースを必要とする駆動ロッドの数を従来よりも少なくすることができるため、一層の小型化を図ることができる。
【００１０】
ここで、上記結合状態切替機構は、上記被駆動状態と上記固定状態との切り替えを電気―機械変換素子により行なうものであることが好ましい。
【００１１】
このように、結合状態切替機構に電気―機械変換素子を採用するものであってよい。
【００１２】
尚、ここにいうレンズ群には、一枚のレンズである場合も含まれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明のレンズ駆動装置の第１実施形態を採用するカメラの正面図である。
【００１５】
尚、このカメラ１は、レンズ鏡胴が備えられた、オートフォーカスおよびオートズーム機能付のデジタルカメラである。ただし、このレンズ鏡胴は、フォーカシングおよびズーミングの際にも長さは不変のものである。
【００１６】
図１に示されるカメラ１の前面には、前面レンズ１１を内包するレンズ鏡胴１２が中央付近に、フラッシュ発光窓１５がレンズ鏡胴１２の上方に、ファインダ対物窓１３ａがフラッシュ発光窓１５の左（図１においては右）に、マイクロフォン１６がファインダ対物窓１３ａとレンズ鏡胴１２との間に、および、レリーズボタン１４が右上端（図１においては左上端）に備えられている。
【００１７】
図２は、図１に示されるカメラの背面図である。
【００１８】
図２に示されるカメラ１の背面には、液晶パネル１８が中央付近に、スピーカ２０が液晶パネルの右に、ズームスイッチ１９がスピーカ２０の上方に、機能スイッチ１７ａおよび撮影モードスイッチ１７ｂが液晶パネル１８の上方に、ファインダ接眼窓１３ｂが左上端に備えられている。
【００１９】
このカメラ１は、‘撮影記録’機能および‘画像データ再生’機能の２つの機能を有しており、機能スイッチ１７ａによりいずれかの機能が選択される。　さらに、‘撮影記録’機能は、‘人物撮影’モード、‘スポーツ撮影’モード、および‘風景撮影’モードを有しており、これらのうちのいずれかのモードが撮影モードスイッチ１７ｂによって選択される。尚、ズームスイッチ１９の、上向きの三角形部分を操作することで望遠側にズームされ、下向きの三角形部分を操作することで広角側にズームされる。
【００２０】
図３は、本発明のレンズ駆動装置の一実施形態を採用するカメラの内部構成図である。
【００２１】
図３には、本実施形態のレンズ駆動機構１００が示されており、このレンズ駆動機構１００は、所定の方向に伸縮する駆動シャフト用圧電素子１３０と、駆動シャフト用圧電素子１３０に接合された駆動シャフト１４０と、駆動シャフト用圧電素子ドライバ１３０ａと、カメラの前面側に位置するズームレンズ群を含む第１駆動部１１０と、第１駆動部の後方の、フォーカスレンズ群を含む第２駆動部１２０と、第１および第２駆動部の安定的な駆動を補助する案内シャフト１５０とで構成されている。
【００２２】
さらに、第１駆動部１１０は、ズームレンズ保持枠１１１と、ズームレンズ群１１３と、第１圧電素子１１２と、第１圧電素子ドライバ１１２ａとで構成されており、第２駆動部１２０は、フォーカスレンズ保持枠１２１と、フォーカスレンズ群１２３と、第２圧電素子１２２と、第２圧電素子ドライバ１２２ａとで構成されている。
【００２３】
図３には、図１にも示すレンズ鏡胴１２が示されており、案内シャフト１５０はレンズ鏡胴内部の上方に、駆動シャフト用圧電素子１３０の一方の端部はレンズ鏡胴内部の下方に固定されている。これにより、駆動シャフト用圧電素子１３０は、カメラの光軸方向に伸縮することとなる。
【００２４】
図３に示されるレンズ鏡胴内には、第１駆動部１１０の構成要素であるズームレンズ保持枠１１１が駆動シャフト１４０を挟み込む一方で案内シャフト１５０に貫通されている様子や、第２駆動部１２０の構成要素であるフォーカスレンズ保持枠１２１が、駆動シャフト１４０を挟み込む一方で案内シャフト１５０に貫通されている様子が示されている。
【００２５】
また、図３に示されるレンズ鏡胴の前面側には、図１にも示される前面レンズ１１が嵌め込まれており、図３に示されるレンズ鏡胴の後面側には、後面レンズ１０が嵌め込まれている。
【００２６】
図４は、カメラの前面側から第１駆動部を見た場合を示す図である。
【００２７】
図４には、第１駆動部１１０を構成するズームレンズ群１１３を取り囲むように保持するズームレンズ保持枠１１１が示されており、ズームレンズ保持枠１１１が、可動部１１１ｂを有している様子が示されている。ズームレンズ保持枠１１１には、可動部１１１ｂと、可動部１１１ｂを除いた他の部分とで、駆動シャフト１４０を挟み込むための凹部１１１ａが形成されており、図４には、その凹部１１１に、第１圧電素子１１２が、カメラ１の上下方向に伸縮するように配備されると共に、駆動シャフト１４０が挟み込まれている様子が示されている。このレンズ駆動機構１００では、第１圧電素子１１２および第２圧電素子１２２の伸縮によって駆動シャフト１４０に対する摩擦力が決定されている。尚、上述したことは第２駆動部１２０についても同様であり、第２駆動部のフォーカスレンズ保持枠１２１においても、可動部１２１ｂと、可動部１２１ｂを除いた他の部分とで、駆動シャフト１４０を挟み込むための凹部１２１ａが形成されている。
【００２８】
さらに、図３には、このカメラ１の光軸方向に備えられたＣＣＤ撮像素子２１０、この撮像素子から得られたアナログ画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２１１、このカメラ１全体を制御するＣＰＵ２１６、ワークエリアとしても使用されるバッファメモリ２１３、このバッファメモリ２１３にデジタル画像データを格納する画像入力コントローラ２１４、バッファメモリに格納されているデジタル画像データを圧縮可能なように処理する画像信号処理回路２１２、圧縮可能に処理されたデジタル画像データを圧縮する圧縮処理回路２２０、ＣＰＵ２１６によってファイル形式に変換された圧縮済みのデジタル画像データを外部記憶装置２２３に記録するメディアコントローラ２２１、バッファメモリ２１３から転送された圧縮前のデジタル画像データを格納するメモリ２１８、メモリ２１８に格納されている圧縮前のデジタル画像データに同期信号を付加してビデオ信号を作成し、このビデオ信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して増幅する画像表示制御装置２２２も示されている。この画像表示制御回路２２２の制御によって液晶パネル１８には画像が表示される。
【００２９】
また、図３には、ＣＣＤ撮像素子２１０から出力される画像信号を基とする画像から、輝度情報およびコントラスト情報を検出するＡＦ／ＡＥ演算回路２１５、ズームスイッチ１９、機能スイッチ１７ａ、撮影モードスイッチ１７ｂ、レリーズスイッチ１４、これらスイッチに対する操作を検出するキーコントローラ２１９、および、以上に述べてきた各回路が接続されているバス２１７が示されている。
【００３０】
ここで、カメラ１の撮影におけるフォーカシングおよびズーミングに関する動作について説明する。
【００３１】
このカメラ１では、図示しないメインスイッチが投入され、機能スイッチ１７ａによって‘撮影記録’が選択されると、本撮影の前の予備撮影が行なわれる。
【００３２】
その予備撮影では、ＣＣＤ撮像素子２１０から出力された画像信号がＡ／Ｄ変換回路２１１に送られてデジタル信号に変換された後、画像入力コントローラ２１４に送られ、画像入力コントローラ２１４からＡＦ／ＡＥ演算回路に送られる。
【００３３】
ＡＦ／ＡＥ演算回路２１５では、画像信号のコントラストが測定され、被写体までの測距情報が算出される。この測距情報はＣＰＵ３１に送られる。尚、このＡＦ／ＡＥ演算回路２１５ではデジタル処理を想定しているが、このＡＦ／ＡＥ演算回路２１５がアナログ信号を処理するものであってもよい。
【００３４】
ズームスイッチ１９で設定されたズームレベルは、ＣＰＵ３１に送られる。
【００３５】
このようにして、ＣＰＵ３１では、送られた測距情報から合焦位置が、ズームレベルから焦点距離が算出される。
【００３６】
このカメラ１では、駆動シャフト用圧電素子ドライバ１３０ａ、第１圧電素子ドライバ１２２ａ、および第２圧電素子ドライバ１１２ａはＣＰＵ２１６によって制御されており、ＣＰＵ２１６は、算出された合焦位置および焦点距離に応じた位置にズームレンズ群およびフォーカスレンズ群が配置されるようにこれらドライバに指示を出す。その後、これらレンズ群が目標位置に移動されてから本撮影が行なわれる。
【００３７】
ここで、電気―機械変換素子である圧電素子について説明する。
【００３８】
圧電素子は、電圧の増加に伴なって所定の方向に伸長し、その伸長の度合いは電圧の増加の度合いに比例し、電圧が減少に転じると短縮し始め、その短縮の度合いは電圧の減少の度合いに比例する。したがって、電圧をゆっくり上昇あるいは下降させると、圧電素子はゆっくり伸長あるいは短縮し、電圧を急速に上昇あるいは下降させると、圧電素子は急激に伸長あるいは短縮する。
【００３９】
さらに、上記圧電素子を利用したレンズの移動について簡単に説明する。
【００４０】
まず、駆動部１１０をカメラ前方側に移動させる場合について説明する。尚、以下では、特開平９−１９１６７６号公報に提案されている原理について説明する。
【００４１】
図５は、カメラ前方側への駆動原理を示す図である。
【００４２】
図６は、この場合の、駆動シャフト用圧電素子に印加する電圧の変化を示す図である。
【００４３】
図６には、緩やかに増加し、所定電圧に達するとしばらくして急激に減少する印加電圧の変化の様子が示されている。
【００４４】
駆動シャフト用圧電素子１３０に、図６に示されるように変化する電圧を印加すると、電圧がなだらかに増加する部分では、駆動シャフト用圧電素子１３０が図５（ａ）に示す状態からその厚みがゆっくりと厚くなり図５（ｂ）に示す状態となる。このため、駆動シャフト１４０は、その圧電素子１３０に押されてカメラ前方方向（図５の左側方向）に移動する。すると、駆動シャフトに対し被駆動状態に置かれている駆動部１１０は、図５（ｂ）に示されるように、駆動シャフト１４０がかなりゆっくりとした速度でカメラ前方方向（図５の左側方向）に移動することから、駆動シャフト１４０に対しすべることなくカメラ前方方向に移動する。
【００４５】
しかし、この印加電圧は、値Ｖ１に到達した後は、しばらくして値０まで急激な減少に転じるため、圧電素子１３０の厚みが急激に縮まる。すると、駆動シャフト１４０も、（ｃ）に示されるように一気に図５の右方向に移動する。この急激な駆動シャフト１４０の移動により、駆動部１１０は、駆動シャフト１４０が急激に移動する前の図５（ｂ）に示す位置にそのままとどまることとなり、これにより、駆動部１１０は、図５に示される距離ｘだけカメラ前面方向に進んだこととなる。
【００４６】
次に、この駆動部１１０をカメラ背面側に移動させる場合について説明する。
【００４７】
図７は、カメラ背面側への駆動原理を示す図である。
【００４８】
この場合の、駆動シャフト用圧電素子１３０に対する印加電圧は、図８に示すような変化を有するものが考えられる。
【００４９】
図８は、駆動部をカメラ背面側に移動させる場合の、駆動シャフト用圧電素子に印加される電圧の変化を表すグラフ図である。
【００５０】
図８には、印加電圧が、急激に増加し、その後なだらかに減少する様子が示されている。
【００５１】
この場合に、図７（ａ）に示されている状態の圧電素子１３０は、図８に示される急激な立ち上りの駆動電圧の供給を受け、急激にカメラ前方方向（図７の左側方向）に伸長する。これにより、駆動シャフト１４０も急激にカメラ前方方向に移動するため、駆動部１１０は、図７（ｂ）に示されるように駆動シャフト１４０上をカメラの背面方向にすべることとなる。その後、なだらかに減少する駆動電圧の供給により、図７（ｃ）に示されるように、圧電素子１３０はカメラ背面方向（図７の右側）にゆっくりと縮み、これにともなって駆動シャフトもカメラ背面方向に移動する。この駆動シャフト１４０の動作はゆっくりしているため、駆動部１１０も駆動シャフトに対しすべることなく駆動シャフトと共にカメラ背面側に移動する。これにより、駆動部１１０は、カメラ背面側に距離Ｙだけ移動したこととなる。
【００５２】
本実施形態の駆動シャフト用圧電素子ドライバ１３０ａは、ＣＰＵ２１６からの指示を受けると、駆動シャフト用圧電素子１３０の伸縮のスピードを制御し、第１および第２圧電素子ドライバ１１２ａ、１２２ａは、第１および第２圧電素子１１２、１２２の伸縮を、それぞれのレンズ保持枠を駆動シャフトに対し、所定の摩擦力を以って接触させる被駆動状態と、固定させる固定状態とのうちのいずれかの状態におくように制御する。
【００５３】
図３に示される駆動シャフト用圧電素子１３０は、その右端面がレンズ鏡胴内に固定されているため、電圧が増加するとカメラ１の前方方向に伸長し、電圧が低下するとカメラの背面方向に短縮する。これに伴って、駆動シャフト１４０は、カメラ１の光軸方向に往復運動する。
【００５４】
これら第１および第２駆動部をどのように移動させるか、すなわちズームおよびフォーカスレンズ群をどのように光軸方向に移動させるかは公知であるので、詳細な説明は避け、以下に簡単に説明する。
【００５５】
まず、図３に示されるレンズ鏡胴内に示されている、第１駆動部のみをカメラ前方側に移動させ、第２駆動部をそのままの位置に据え置く場合について説明する。
【００５６】
この場合は、第２圧電素子の伸縮を制御して、駆動シャフト１４０に対するフォーカスレンズ枠１２２の駆動シャフト１４０に対する接触状態を固定状態にすると共に、第１圧電素子の伸縮を制御して駆動シャフト１４０に対するズームレンズ枠１１１の接触状態を所定以上の加速度でその駆動シャフトが動作したときのみ、その駆動シャフトに対する位置を変化させることのできる被駆動状態におく。
【００５７】
駆動シャフト用圧電素子１３０に、図６に示されるように変化する電圧を印加すると、電圧がなだらかに増加する部分では、駆動シャフトに対し被駆動状態に置かれているズーム１レンズ枠１１１は、駆動シャフト１４０が所定の加速度以下の加速度で伸長することからフォーカスレンズ枠１２１と共にカメラ前方方向に移動する。
【００５８】
しかし、この印加電圧は、値Ｖ１に到達した直後には、値０まで急激な減少に転じるため、駆動シャフト１４０は一気に短縮される。この急激な駆動シャフトの短縮により、この駆動シャフト１４０の動作には、所定の以上の加速度が発生するため、駆動シャフト１４０に対するフォーカスレンズ枠１２１の位置は不変であるものの、駆動シャフト１４０に対するズームレンズ枠１１１の位置は駆動シャフト１４０の左（図３における）端側に移動し、結果的にカメラ前方方向に移動する。
【００５９】
次に、図３に示されるレンズ鏡胴内に示されている、第１駆動部のみをカメラ背面側に移動させ、第２駆動部をそのままの位置に据え置く場合について説明する。
【００６０】
この場合は、駆動シャフト１４０に対するズームおよびフォーカスレンズ枠の接触状態は、上述と同じで、駆動シャフト用圧電素子の動作を、今度は、急激にカメラの前方方向に駆動シャフト１４０を伸長させることで実現することができる。
【００６１】
したがって、この場合の、駆動シャフト用圧電素子１３０に対する印加電圧は、図８に示すような変化を有するものが考えられる。
【００６２】
この急激な駆動シャフトの伸長により、駆動シャフト１４０の動作には、所定以上の加速度が発生するため、駆動シャフト１４０に対するフォーカスレンズ枠１２１の位置は不変であるものの、駆動シャフト１４０に対するズームレンズ枠１１１の位置は駆動シャフト１４０の根元側（図３における右側）に移動することとなる。
【００６３】
さらに、第２駆動部のみをカメラ前方側、あるいは背面側に移動させ、第１駆動部をそのままの位置に据え置く場合については、上記とは逆に、第２圧電素子の伸縮を制御して、駆動シャフト１４０に対するフォーカスレンズ枠１２２の接触状態を被駆動状態にすると共に、第１圧電素子の伸縮を制御して駆動シャフト１４０に対するズームレンズ枠１１１の接触状態を固定状態におくことで、上記と同様の考え方で実現することができる。尚、ズームレンズおよびフォーカスレンズの目標位置への到達の確認については、各レンズ枠およびレンズ鏡胴内部に取り付けられた図示しないエンコーダによって監視されている。
【００６４】
図９は、予備撮影が終了すると実行されるルーチンのフローチャートである。
【００６５】
図９に示されるルーチンのステップＳ１では、ズーミングおよびフォーカシングにおいて、ズームレンズ群を移動させるか否かが判定される。
【００６６】
ステップＳ１において、ズームレンズ群を移動させると判定されると、ステップＳ２に進み、ズームレンズ保持枠のみを被駆動状態に置くために、駆動シャフトに対するフォーカスレンズ保持枠の固定が行なわれる。その後、ステップＳ４に進む。
【００６７】
一方、ステップＳ１において、ズームレンズ群を移動させないと判定されると、ステップＳ３に進み、フォーカスレンズ保持枠のみを被駆動状態に置くために、駆動シャフトに対するズームレンズ群の固定が行なわれる。その後、ステップＳ４に進み、被駆動状態のレンズ保持枠をカメラの前方方向および背面方向のいずれに移動させるかが判定される。
【００６８】
ステップＳ４において、移動方向がカメラの前方方向であると判定されると、ステップＳ５に進み、駆動シャフト用圧電素子に対し図６に示されるような緩やかな立ち上がりを有する電圧が印加され、ステップＳ６において、図６に示されるような急激な立下りを有する電圧が印加される。これにより、レンズ枠のカメラ前方方向への移動が行なわれる。その後、ステップＳ９に進む。
【００６９】
一方、ステップＳ４において、移動方向がカメラの背面方向であると判定されると、ステップＳ７に進み、駆動シャフト用圧電素子に対し図８に示されるような急激な立ち上がりを有する電圧が印加され、ステップＳ８において、図８に示されるるような緩やかな立下りを有する電圧が印加される。これにより、レンズ枠のカメラ背面方向への移動がが行なわれる。その後、ステップＳ９に進む。
【００７０】
ステップＳ９では、被駆動状態にあるレンズ保持枠が目標の位置に到達したか否か判定される。これは、前述したエンコーダによって得られたデータを参照することで行なわれている。
【００７１】
ステップＳ９において、レンズ保持枠を目標の位置まで移動させたと判定されると、ステップＳ１０に進み、ズームレンズと共にフォーカスレンズが目標位置に到達したか否かが判定され、双方共に到達していると判定されると、このルーチンを終了し、双方ともには到達していないと判定されると、ステップＳ１１に進み、駆動シャフトに対するズームレンズおよびフォーカスレンズ保持枠の固定状態を解除し、ステップＳ１に戻る。
【００７２】
以上に説明した本実施形態のレンズ駆動機構１００によれば、１本の駆動シャフトに結合された、第１および第２駆動部のズームおよびフォーカスレンズ保持枠をカメラ光軸上の目標の位置にそれぞれ移動させることができるため、一層の小型化を図ることができる。
【００７３】
次に、本発明のレンズ駆動装置の第２実施形態について説明する。
【００７４】
第２実施形態であるレンズ駆動装置３００も、第１実施形態のレンズ駆動装置１００と同様にカメラに採用されているとして話を進める。尚、このレンズ駆動図３に示されるレンズ駆動装置１００の第２駆動部１２０に備えられている第２圧電素子１２２および第２圧電素子ドライバ１２２ａが省かれただけの状態のものと同じものであるので、図示は省略し、図３を参照しながら説明する。
【００７５】
このレンズ駆動機構３００の第２駆動部には、上述したように、駆動ロッドに対する結合状態を切り替えるための結合状態切替機構が備えられていないため、この第２駆動部のフォーカスレンズ保持枠は、常時、所定の摩擦力を以って駆動ロッドに結合されている。したがって、このレンズ駆動機構３００において、ズームレンズ群およびフォーカスレンズ群を光軸上の目標位置に移動するには、最初に第１駆動部を目標位置に移動し、これを固定状態においた後、第２駆動部を移動させる。尚、これら第１および第２駆動部の移動のさせ方については、第１実施形態のレンズ駆動装置２００においてした説明と重複するので省略する。
【００７６】
図１０は、本実施形態が採用されているカメラにおいて、予備撮影が終了すると起動されるルーチンのフローチャートである。
【００７７】
図１０に示されるステップＳ１では、本実施形態では、先に目標位置に配置しておかなければならないズームレンズ群、すなわち第１駆動部が目標位置に到達しているか否かが判定される。
【００７８】
ステップＳ１において、まだ到達していないと判定されると、ステップＳ２に進み、目標位置がカメラ前方方向にあるか否かが判定される。尚、ステップＳ３からステップＳ６までは、第１実施形態においてした説明と重複するので省略し、ステップＳ７に進んだところから説明する。
【００７９】
ステップＳ７では、ズームレンズ群が目標位置に到達したか否かが判定され、到達していないと判定されると、ステップＳ２に戻り、到達したと判定されると、ステップＳ１６に進む。
【００８０】
一方、ステップＳ１において、すでにズームレンズ群が目標位置に到達していると判定されると、ステップＳ８に進み、駆動シャフトに対しズームレンズ保持枠を固定状態に置く。その後、ステップＳ９に進み、フォーカスレンズ群の目標位置がカメラの前方方向にあるか否かが判定される。尚、ステップＳ１０からステップＳ１３までは、第１実施形態においてした説明と重複するので省略し、ステップＳ１５に進んだところか説明する。
【００８１】
ステップＳ１５では、ズームレンズ保持枠の固定状態の解除が行なわれる。その後、ステップＳ１６に進む。
【００８２】
ステップＳ１６では、ズームレンズ群およびフォーカスレンズ群双方共に目標位置に到達しているか否かが判定され、双方ともには到達していないと判定されと、ステップＳ１に戻り、到達していると判定されると、このルーチンを終了する。
【００８３】
以上に説明した第２実施形態であるレンズ駆動装置３００によっても、１本の駆動シャフトに結合された、第１および第２駆動部のズームレンズ群およびフォーカスレンズ群をカメラ光軸上の目標の位置にそれぞれ移動させることができるため、一層の小型化を図ることができる。
【００８４】
尚、本実施形態では、デジタルカメラに採用された場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、ロール状の写真フィルムに写真撮影を行なう通常のカメラ、あるいはビデオカメラに採用されるものであってよく、また、駆動シャフトに対するズームおよびフォーカスレンズ保持枠の接触状態の制御に圧電素子が採用されている例を挙げて説明したが、これに限らず、レンズ保持枠に電磁石を備え、この電磁石により引きつけて、この引きつけたものによって駆動シャフトに対する摩擦力を制御するものであってよく、あるいは、その電磁石の磁力によって駆動シャフトとの結合状態を制御するものであってもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、複数のレンズ群を１本の駆動シャフトに結合した例を挙げて説明しているが、複数のレンズ群それぞれに駆動シャフトが備えられるののでさえなければ、複数のレンズ群が複数本の駆動シャフトに分けて結合されるものであっても本発明の効果には影響なく、また、１本の駆動シャフトに複数個のレンズ枠が結合されている場合、その複数個のレンズ枠すべてに結合状態切替機構が備えられるか、あるいは、結合状態切替機構が備えられていないレンズ枠が、その複数個のレンズ枠のうち、多くても１つであれば、これら複数個のレンズ枠を目標位置に移動させることができる。このことが、本発明にいう「高々１つ」の意味である。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置によれば、一層の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ駆動装置の一実施形態を採用するカメラの正面図である。
【図２】図１に示されるカメラの背面図である。
【図３】本発明のレンズ駆動装置の一実施形態を採用するカメラの内部構成図である。
【図４】カメラの前面側から第１駆動部を見た場合を示す図である。
【図５】カメラ前方側への駆動原理を示す図である。
【図６】駆動シャフト用圧電素子に印加する電圧の変化を示す図である。
【図７】カメラ背面側への駆動原理を示す図である。
【図８】駆動シャフト用圧電素子に印加される電圧の変化を表すグラフ図である。
【図９】予備撮影が終了すると実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】本実施形態が採用されているカメラにおいて、予備撮影が終了すると起動されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１　カメラ
１０　後面レンズ
１１　前面レンズ
１２　レンズ鏡胴
１３ａ　ファインダ対物窓
１３ｂ　ファインダ接眼窓
１４　レリーズボタン
１５　フラッシュ発光窓
１６　マイクロフォン
１７ａ　機能スイッチ
１７ｂ　モードスイッチ
１８　液晶パネル
１９　ズームスイッチ
２０　スピーカ
１１０　第１駆動部
１１１　ズームレンズ保持枠
１１１ａ　凹部
１１１ｂ　可動部
１１２　第１圧電素子
１１２ａ　第１圧電素子ドライバ
１２０　第２駆動部
１２１　フォーカスレンズ保持枠
１２１ａ　凹部
１２１ｂ　可動部
１２２　第２圧電素子
１２２ａ　第２圧電素子ドライバ
１３０　駆動シャフト用圧電素子
１３０ａ　駆動シャフト用圧電素子ドライバ
１４０　駆動シャフト
１５０　案内シャフト
２１０ＣＣＤ撮像素子
２１１　Ａ／Ｄ変換回路
２１２　画像信号処理回路
２１３　バッファメモリ
２１４　画像入力コントローラ
２１５　ＡＦ／ＡＥ演算回路
２１６　ＣＰＵ
２１７　バス
２１８　メモリ
２１９　キーコントローラ
２２０　圧縮処理回路
２２１　メディアコントローラ
２２２　画像表示制御回路
２２３　外部記憶装置
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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