(57)【要約】【課題】動画撮影時に確実なウォブリング動作が可能な電子カメラを提供する。【解決手段】本発明の電子カメラ１は、第一電気機械変換素子５１に直流電圧を与えて伸縮させることにより、該第一電気機械変換素子５１に一端が接合されるとともに撮影用レンズＬ１を保持する第一移動体２９，２２９を移動させる第一アクチュエータ５０，２５０を有するレンズ鏡筒２０，２２０と、動画撮影モードを選択可能な撮影設定部９０を有するカメラ本体４０と、前記レンズ鏡筒２０，２２０及び前記カメラ本体４０の一方に設けられた制御部１００と、を備えた電子カメラ１において、前記制御部１００は、前記カメラ本体４０の前記撮影設定部９０において前記動画撮影モードが選択された場合に、前記レンズ鏡筒２０，２２０において前記第一アクチュエータ５０，２５０を用いた前記撮影用レンズＬ１のウォブリング駆動を行わせること、を特徴とする。【選択図】図１
2013188069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電気機械変換素子に直流電圧を与えて伸縮させることにより、該第一電気機械変換素子に一端が接合されるとともに撮影用レンズを保持する第一移動体を移動させる第一アクチュエータを有するレンズ鏡筒と、
動画撮影モードを選択可能な撮影設定部を有するカメラ本体と、
前記レンズ鏡筒及び前記カメラ本体の一方に設けられた制御部と、
を備えた電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記カメラ本体の前記撮影設定部において前記動画撮影モードが選択された場合に、前記レンズ鏡筒において前記第一アクチュエータを用いた前記撮影用レンズのウォブリング駆動を行わせること、
を特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１記載の電子カメラにおいて、
前記レンズ鏡筒は、
駆動信号により励振される第二電気機械変換素子と、
該第二電気機械変換素子に接合され、前記励振により駆動面に進行性振動波を生じる弾性体と、
前記弾性体の駆動面に加圧接触される摺動面を有し、前記進行性振動波によって駆動され、該駆動により前記撮影用レンズの駆動力を発生する第二移動体と、
を有し、
前記撮影用レンズのウォブリング駆動が可能な第二アクチュエータをさらに備え、
前記制御部は、前記第一アクチュエータまたは前記第二アクチュエータを切り替えて、いずれか一方により前記ウォブリング駆動を行わせること、
を特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項２に記載の電子カメラにおいて、
前記レンズ鏡筒はズームレンズ機構を有し、
前記制御部は、
所定の焦点距離よりも大きい場合には、前記第一アクチュエータによりウォブリング駆動を行わせ、
前記所定の焦点距離以下の場合には、前記第二アクチュエータによりウォブリング駆動を行わせること、
を特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、
前記第一アクチュエータに対しては、単一の駆動信号の電圧の変更により前記第一移動体の位置を制御し、
前記第二アクチュエータに対しては、２つの周波的な駆動信号の位相差値および駆動周波数値を変更することにより、前記第二移動体の速度を制御すること、
を特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
第一電気機械変換素子に直流電圧を与えて伸縮させることにより、該第一電気機械変換素子に一端が接合されるとともに撮影用レンズを保持する第一移動体を移動させる第一アクチュエータを備えること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズ鏡筒であって、
該レンズ鏡筒は、動画撮影モードを選択可能な撮影設定部を有するカメラ本体に着脱可能であり、
該カメラ本体の前記撮影設定部において前記動画撮影モードが選択された場合に、
前記第一アクチュエータを用いた前記撮影用レンズのウォブリング駆動が行われること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子カメラおよびレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動波モータを搭載した交換レンズを有した電子カメラにおいて、近年、静止画のみならず動画の撮影も行われるものがある（例えば特許文献１参照）。このような動画を行う電子カメラでは、動画撮影特有の動作であるはウォブリング動作が行われる。
このウォブリング動作において、焦点距離が大きい場合には焦点深度が浅いため、小さいウォブリング振幅が要求される。また、焦点距離が小さい場合には焦点深度が深いため、大きなウォブリング振幅が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、焦点距離が大きい場合に、小さいウォブリング振幅となり、機械的なガタ等が存在することから、位置精度や速度制御が非常に難しくなるといった課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題点を解決し、動画撮影時に確実なウォブリング動作が可能な電子カメラおよびレンズ鏡筒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】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、第一電気機械変換素子（５１）に直流電圧を与えて伸縮させることにより、該第一電気機械変換素子（５１）に一端が接合されるとともに撮影用レンズ（Ｌ１）を保持する第一移動体（２９，２２９）を移動させる第一アクチュエータ（５０，２５０）を有するレンズ鏡筒（２０，２２０）と、動画撮影モードを選択可能な撮影設定部（９０）を有するカメラ本体（４０）と、前記レンズ鏡筒（２０，２２０）及び前記カメラ本体（４０）の一方に設けられた制御部（１００）と、を備えた電子カメラ（１）において、前記制御部（１００）は、前記カメラ本体（４０）の前記撮影設定部（９０）において前記動画撮影モードが選択された場合に、前記レンズ鏡筒（２０，２２０）において前記第一アクチュエータ（５０，２５０）を用いた前記撮影用レンズ（Ｌ１）のウォブリング駆動を行わせること、を特徴とする電子カメラ（１）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子カメラ（１）において、前記レンズ鏡筒（２０，２２０）は、駆動信号により励振される第二電気機械変換素子（１３，２１３）と、該第二電気機械変換素子（１３，２１３）に接合され、前記励振により駆動面（１２ａ）に進行性振動波を生じる弾性体（１２，２１２）と、前記弾性体（１２，２１２）の駆動面（１２ａ）に加圧接触される摺動面（２０，２２０）を有し、前記進行性振動波によって駆動され、該駆動により前記撮影用レンズ（Ｌ１）の駆動力を発生する第二移動体（１５，２１５）と、を有し、前記撮影用レンズ（Ｌ１）のウォブリング駆動が可能な第二アクチュエータ（１０，２１０）をさらに備え、前記制御部（１００）は、前記第一アクチュエータ（５０，２５０）または前記第二アクチュエータ（１０，２１０）を切り替えて、いずれか一方により前記ウォブリング駆動を行わせること、を特徴とする電子カメラ（１）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子カメラ（１）において、前記レンズ鏡筒（２０，２２０）はズームレンズ機構を有し、前記制御部（１００）は、所定の焦点距離よりも大きい場合には、前記第一アクチュエータ（５０，２５０）によりウォブリング駆動を行わせ、前記所定の焦点距離以下の場合には、前記第二アクチュエータ（１０，２１０）によりウォブリング駆動を行わせること、を特徴とする電子カメラ（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の電子カメラ（１）において、前記制御部（１００）は、前記第一アクチュエータ（５０，２５０）に対しては、単一の駆動信号の電圧の変更により前記第一移動体（２９，２２９）の位置を制御し、前記第二アクチュエータ（１０，２１０）に対しては、２つの周波的な駆動信号の位相差値および駆動周波数値を変更することにより、前記第二移動体（１５，２１５）の速度を制御すること、を特徴とする電子カメラ（１）である。
請求項５に記載の発明は、第一電気機械変換素子（５１）に直流電圧を与えて伸縮させることにより、該第一電気機械変換素子（５１）に一端が接合されるとともに撮影用レンズ（Ｌ１）を保持する第一移動体（２９，２２９）を移動させる第一アクチュエータ（５０，２５０）を備えること、を特徴とするレンズ鏡筒（２０，２２０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレンズ鏡筒（２０，２２０）であって、該レンズ鏡筒（２０，２２０）は、動画撮影モードを選択可能な撮影設定部（９０）を有するカメラ本体（４０）に着脱可能であり、該カメラ本体（４０）の前記撮影設定部（９０）において前記動画撮影モードが選択された場合に、前記第一アクチュエータ（５０，２５０）を用いた前記撮影用レンズ（Ｌ１）のウォブリング駆動が行われること、を特徴とするレンズ鏡筒（２０，２２０）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動画撮影時に確実なウォブリング動作が可能な電子カメラおよびレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態の電子カメラを説明する図である。
【図２】第一実施形態のレンズ鏡筒を説明する図である。
【図３】弾性体と移動子の斜視図である。
【図４】第一実施形態の第一アクチュエータを説明する図であり、（ａ）は電圧＝０Ｖ、（ｂ）は端子Ａに−、端子ＢをＧＮＤとし、光軸方向に縮めた状態、（ｃ）は端子Ａに＋、端子ＢをＧＮＤとし、光軸方向に伸ばした状態である。
【図５】第一アクチュエータの配置を説明する図である。
【図６】第一実施形態の第二アクチュエータおよび第一アクチュエータの駆動装置を説明するブロック図である。
【図７】本実施形態においてレンズやカメラからの撮影情報や焦点距離情報に対する制御方法の切換えを説明するフローチャートである。
【図８】第二アクチュエータの位相差および周波数と回転速度の関係を示す図である。
【図９】動画モードを選択し、焦点距離がｄより大きい場合の、第二アクチュエータ、第一アクチュエータ、レンズの移動速度・位置の関係を時系列に説明する図である。
【図１０】動画モードを選択し、焦点距離がｄより小さい場合の、第二アクチュエータ、第一アクチュエータ、レンズの移動速度・位置の関係を時系列に説明する図である。
【図１１】本発明の第二実施形態のレンズ鏡筒を説明する図である。
【図１２】第二実施形態の第二アクチュエータを説明する図である。
【図１３】第二実施形態の第二アクチュエータの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる電子カメラ１の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態の電子カメラ１を説明する図である。
本実施形態の電子カメラ１は、撮像光学系（レンズ鏡筒）２０と、カメラ本体４０とを備える。カメラ本体４０は、撮像素子３０と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  ｆｒｏｎｔ  ｅｎｄ）回路６０と、画像処理部７０と、音声検出部８０と、を備える。さらに電子カメラ１は、操作部材９０と、バッファメモリ１１０と、記録インターフェイス１２０と、メモリ１３０と、モニタ１４０と、ＣＰＵ１００とを備え、外部機器のＰＣ１５０との接続が可能となっている。
【００１１】
レンズ鏡筒２０は、複数の光学レンズ群により構成され、被写体像を撮像素子３０の受光面に結像させる。図１では光学レンズ系を簡略化して、単レンズとして図示している。また、後述するが、光学レンズ系の内、ＡＦ用の光学レンズＬ１の駆動部は、第二アクチュエータ１０の移動子１５に第一アクチュエータ５０が搭載される構造となっている。
【００１２】
撮像素子３０への露光時間（シャッタースピード）は、操作部材９０または画像の状況により決定される。
撮像素子３０は、受光面に受光素子が二次元的に配列されたＣＭＯＳイメージセンサ等によって構成される。撮像素子３０は、撮像光学系２０を通過した光束による被写体増を光電変換してアナログ画像信号を生成する。アナログ画像信号は、ＡＦＥ回路６０に入力される。
【００１３】
ＡＦＥ回路６０は、アナログ画像信号に対するゲイン調整（ＩＳＯ感度に応じて信号増幅）行う。具体的には、ＣＰＵ１００からの感度設定指示に応じて、撮像感度を所定範囲内で変更する。ＡＦＥ回路６０は、さらに、内蔵するＡ／Ｄ変換回路によってアナログ処理後の画像信号をデジタルデータに変換する。そのデジタルデータは、画像処理部７０に入力される。
【００１４】
画像処理部７０は、デジタル画像データに対して、各種の画像処理を行う。
バッファメモリ１１０は、画像処理部７０による画像処理の前工程や後工程での画像データを一時的に記録する。
【００１５】
音声検出部８０は、マイクと信号増幅部から構成され、主に動画撮影時に被写体方向からの音声を検出して取り込み、そのデータをＣＰＵ１００へ伝達する。音声検出部８０は電子カメラ１の内臓マイクの場合と、外部マイクを電子カメラ１の接点に取り付ける場合とがあり、外部マイクを取り付けた場合には、それが検知可能となっている。
【００１６】
操作部材９０は、モードダイヤル、十字キー、決定ボタンやレリーズボタンを示し、各操作に応じた操作信号をＣＰＵ１００へ送出する。
静止画撮影や動画撮影の選択も、該操作部材９０により行われ、選択操作に応じた操作信号はＣＰＵ１００へ送出される。
【００１７】
ＣＰＵ１００は、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって電子カメラ１が行う動作を統括的に制御する。例えば、ＡＦ（オートフォーカス）動作制御、ＡＥ（自動露出）動作制御、オートホワイトバランス制御等を行う。
ここで、ＡＦ（オートフォーカス）動作制御は、操作部材９０から送出された操作信号や焦点距離に基づき、後述するレンズ鏡筒２０の駆動装置１６０に、第二アクチュエータ１０または第一アクチュエータ５０のどれを駆動するかという動作制御も含むものとする。
【００１８】
記録インターフェイス１２０は、不図示のコネクタを有し、該コネクタに記録媒体が接続され、接続された記録媒体に対して、データの書き込みや、記録媒体からのデータの読み込みを行う。
【００１９】
メモリ１３０は、画像処理した一連の画像データを記録する。
この様な構成の電子カメラ１において、本発明は、動画に対応した画像を取り込む。
モニタ１４０は、液晶パネルによって構成され、ＣＰＵ１００からの指示に応じて画像や操作メニュー等を表示する。
【００２０】
図２は、本発明の第一実施形態のレンズ鏡筒２０を説明する図であり、第二アクチュエータ１０および第一アクチュエータ５０をレンズ鏡筒２０に組み込んだ状態の図である。
【００２１】
まず、第二アクチュエータ１０の構成を説明する。
振動子１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気機械変換素子（以下、圧電体と称する）１３と、圧電体１３を接合した弾性体１２とから構成されている。振動子１１には進行波が発生するが、本実施形態では一例として９波の進行波として説明する。
【００２２】
弾性体１２は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、図３に記載の様に、円環形状となっており、圧電体１３が接合される反対面には溝が切ってある。突起部分（溝がない箇所）の先端面が駆動面１２ａとなり移動子１５の摺動面１５ａに加圧接触される。溝を切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体１３側に近づけ、これにより駆動面１２ａの進行波の振幅を増幅させるためである。弾性体１２の駆動面１２ａの表面には、駆動性能確保および耐久性向上のために潤滑塗装膜が施されている。
【００２３】
圧電体１３は、円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）に分かれている。各相においては、１／２波長毎に分極が交互となった要素が並べられ、Ａ相とＢ相との間には１／４波長分間隔が空いている。
【００２４】
圧電体１３は、一般的には通称ＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
【００２５】
圧電体１３における、移動子１５が配置されている側の反対側には、不織布１６、加圧板１７、加圧部材１８が配置されている。
不織布１６は、フェルトを例としたものであり、圧電体１３に隣接して配置され、振動体の振動の加圧板１７や加圧部材１８への伝達を防止する。
【００２６】
加圧板１７は、加圧部材１８の加圧を受ける。
加圧部材１８は、加圧板１７の下に配置されていて、加圧力を発生させるものである。本実施形態では、加圧部材１８を皿バネとしたが、皿バネでなくともコイルバネやウェーブバネでもよい。加圧部材１８は、押さえ環１９を介して固定部材２１に固定されることで、保持される。
【００２７】
移動子１５は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面１５ａの表面には耐摩耗性向上のための摺動材料が設けられている（図３参照）。
移動子１５における振動子側と反対側には、移動子１５の縦方向の振動を吸収するために、ゴム等な振動吸収部材２２が配置され、さらに出力伝達部材２３が配置されている。
【００２８】
出力伝達部材２３は、固定部材２１に設けられたベアリング２４により、加圧方向と径方向とを規制し、これにより移動子１５の加圧方向と径方向とが規制されるようにされている。
出力伝達部材２３は、突起部２５があり、該突起部２５には、カム環２６に接続されたフォーク２７がかん合しており、出力伝達部材２３の回転とともに、カム環２６が回転される。
【００２９】
カム環２６には、キー溝２６ａが斜めに切られており、ＡＦ環２８に設けられた固定ピン２８ａが、キー溝２６ａにかん合していて、カム環２６が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向にＡＦ環２８が駆動され、所望の位置に停止可能となっている。ＡＦ環２８には第一アクチュエータ５０が搭載されている。
【００３０】
固定部材２１には、押さえ環１９がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部材２３から移動子１５、振動子１１、バネまでを１つのモータユニットとして構成できるようになる。
【００３１】
次に、ＡＦ環２８に搭載された第一アクチュエータ５０を説明する。
第一アクチュエータ５０は、ＡＦ環２８とＡＦレンズ保持部２９との間に設けられている。これらの第一アクチュエータ５０、ＡＦ環２８、およびＡＦレンズ保持部２９が一体に回転しながら光軸方向に駆動される。
なお、本実施形態のレンズ鏡筒２０は、ズームレンズであり、ズームレンズ群Ｌ２も有している。
【００３２】
図４は、本実施形態の第一アクチュエータ５０を説明する図である。
分極方向を厚さ方向に処理した方形状の圧電体板５１を４層重ね、各厚さの間に電圧を与えて厚さ方向に伸縮させる。
図４（ａ）は電圧＝０Ｖの状態である。図４（ｂ）は端子Ａに−、端子ＢをＧＮＤとし、光軸方向に縮めた状態。（ｃ）は端子Ａに＋、端子ＢをＧＮＤとし、光軸方向に伸ばした状態である。電圧と伸縮量はほぼ比例関係であるため、伸縮量は電圧値により制御する。
【００３３】
図５は、第一アクチュエータ５０の配置を説明する図である。
ＡＦ環２８の端面とＡＦレンズ保持部２９の端面の間に接合され、４箇所設置されている。
本実施形態では、第一アクチュエータ５０を４層としたが、６層、８層・・・・と何十層でも同様な作用となる。層が多く、厚さが薄ければ、低電圧で大伸縮量が得られる。
【００３４】
図６は、第一実施形態の第二アクチュエータ１０および第一アクチュエータ５０の駆動装置１６０を説明するブロック図である。
まず、第二アクチュエータ１０の駆動／制御について説明する。
【００３５】
第二発振部１１２は、制御部１１１の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
移相部１１３は、第二発振部１１２で発生した駆動信号を位相の異なる２つの駆動信号に分ける。
第二増幅部１１４は、移相部１１３によって分けられた２つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
第二増幅部１１４からの駆動信号は、第二アクチュエータ１０に伝達され、この駆動信号の印加により振動子１１に進行波が発生し、移動子１５が駆動される。
【００３６】
検出部１１５は、光学式エンコーダや磁気エンコ−ダ等により構成され、移動子１５の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部１１１に伝達する。また、動画撮影時にはコントラスト情報も検出され、制御部１１１に伝達される。
【００３７】
制御部１１１は、レンズやカメラより撮影情報（静止画モード／動画モード等）や駆動指令を受け、第二アクチュエータ１０の駆動および第一アクチュエータ５０の駆動を制御する。
制御部１１１は、第二アクチュエータ１０に対しては、第二発振部１１２への周波数制御、移相部１１３への位相差制御、第二増幅部１１４への電圧制御を行なう。
第一アクチュエータ５０に対しては、第一発振部１５２への電圧制御を行なう。
また、レンズやカメラからの焦点距離情報により、第一アクチュエータ５０および第二アクチュエータ１０の駆動切換えも行なう。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、第二アクチュエータ１０および第一アクチュエータ５０の駆動装置１６０は以下の様にして動作する。
【００３９】
まず、レンズやカメラからの撮影情報や焦点距離情報が伝達される。
【００４０】
（１）動画モードで焦点距離が所定値より大きい場合
第一アクチュエータ５０および第二アクチュエータ１０の双方を駆動する様に設定する。第一アクチュエータ５０は、ウォブリング駆動のため、電圧０、＋Ｖ、−Ｖを繰り返し与えられる。
【００４１】
電圧値は焦点距離に応じて決められる。つまり、焦点距離が大きいほど、ウォブリング振幅が小さくなるため、Ｖ値の値は小さく設定される。Ｖ値の設定は、焦点距離に応じたＶ値を駆動装置１６０の制御部１１１が予め持っており、焦点距離に応じて設定される。
【００４２】
第二アクチュエータ１０については、レンズ、カメラまたは検出部１１５からのコントラスト情報を基に、制御部１１１から第二発振部１１２に設定周波数が伝達される。第二発振部１１２からは駆動信号が発生し、その信号は位相部により９０度位相の異なる２つの駆動信号に分割され、第二増幅部１１４により所望の電圧に増幅される。
【００４３】
駆動信号は、第二アクチュエータ１０の圧電体１３に印加され、圧電体１３は励振され、その励振によって弾性体１２には９次の曲げ振動が発生する。圧電体１３はＡ相とＢ相とに分けられており、駆動信号はそれぞれＡ相とＢ相に印加される。
【００４４】
Ａ相から発生する９次曲げ振動とＢ相から発生する９次曲げ振動とは位置的な位相が１／４波長ずれるようになっており、また、Ａ相駆動信号とＢ相駆動信号とは９０度位相がずれているため、２つの曲げ振動は合成され、９波の進行波となる。
【００４５】
進行波の波頭には楕円運動が生じている。従って、駆動面１２ａに加圧接触された移動子１５は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。移動子１５の駆動により駆動された駆動体には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部１１１に伝達される。
【００４６】
制御部１１１は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となり、これらの位置情報、速度情報および目標位置情報を基に、第二発振部１１２の駆動周波数は制御される。
【００４７】
また、正方向に駆動する場合には、移相部１１３での２つの駆動信号（周波電圧信号）の位相差を＋値、例えば＋９０度にし、逆方向に駆動する場合には、移相部１１３での２つの駆動信号（周波電圧信号）の位相差を−値、例えば−９０度にすればよい。
【００４８】
（２）動画モードで焦点距離が所定値より小さい場合
第一アクチュエータ５０は駆動せず、第二アクチュエータ１０のみを駆動する様に切り換える。
まず、制御部１１１は、第二発振部１１２に駆動周波数を指示、第二発振部１１２からは駆動信号が発生する。さらに、制御部１１１は、移相部１１３に位相差を指示、駆動信号の位相差を制御して、ウォブリング駆動を発生させる。
【００４９】
一方、レンズ、カメラまたは検出部１１５からのコントラスト情報を基に、制御部１１１は第二アクチュエータ１０の粗動も制御する。
制御部１１１は、第二発振部１１２に駆動周波数を指示、第二発振部１１２からは駆動信号が発生し、その信号は位相部により所定位相の異なる２つの駆動信号に分割される。位相差は制御部１１１により制御される。２つの駆動信号は、第二増幅部１１４により所望の電圧に増幅される。
電圧値は制御部１１１により制御される。駆動信号は、第二アクチュエータ１０の圧電体１３に印加され、圧電体１３は励振され、その励振によって弾性体１２に進行波が発生する。
【００５０】
（３）静止画撮影モードの場合
第一アクチュエータ５０は駆動せず、第二アクチュエータ１０のみを駆動するように切り替える。
レンズ、カメラまたは検出部１１５からの情報を基に、制御部１１１は、第二発振部１１２に駆動周波数を指示、第二発振部１１２からは駆動信号が発生し、その信号は位相部により所定位相の異なる２つの駆動信号に分割される。位相差は制御部１１１により制御される。
【００５１】
２つの駆動信号は、第二増幅部１１４により所望の電圧に増幅される。電圧値は制御部１１１により制御される。駆動信号は、第二アクチュエータ１０の圧電体１３に印加され、圧電体１３は励振され、その励振によって弾性体１２に進行波が発生する。
【００５２】
図７は、本実施形態においてレンズやカメラからの撮影情報や焦点距離情報に対する制御方法の切換えを説明するフローチャートである。
【００５３】
ステップ１（Ｓ１）で静止画モードが選択された場合（Ｓ１，ＮＯ）、静止画撮影の駆動となる。即ち、第二アクチュエータ１０のみの駆動制御で、速度は駆動信号の周波数にて制御する。正転・反転の切換えは２つの駆動信号の位相差を＋９０度／−９０度に切り換える。
【００５４】
動画モードが選択された場合（Ｓ１，ＹＥＳ）Ｓ２に進む。
Ｓ２において、焦点距離が所望の値ｄより大きい場合（Ｓ２，ＹＥＳ）には、第一アクチュエータ５０でウォブリング駆動を行う。ウォブリング駆動は第一アクチュエータ５０に入力する駆動信号を電圧制御で行なう。第二アクチュエータ１０は粗動を行い、粗動は駆動信号の周波数と電圧、２つの駆動信号の位相差にて制御する。
また、焦点距離が所望の値ｄより小さい場合（Ｓ２，ＮＯ）には、第二アクチュエータ１０にてウォブリング駆動と粗動とを行う。駆動制御は、駆動信号の周波数と電圧、２つの駆動信号の位相差にて行なう。
【００５５】
図８は、第二アクチュエータ１０の位相差および周波数と回転速度の関係を示す図である。
位相差＋９０度では正回転の最大速度、−９０度では逆回転の最大速度となり、その中間の位相差は、中間的な速度値を示す。
また、駆動周波数は、小さくしていくと回転速度が大きくなり、周波数を大きくすると回転速度は低下していき、０となる。
例えば、位相差＋９０度とした時、駆動周波数が小さい方が、回転速度は高くなる。
第二アクチュエータ１０では、速度制御は駆動周波数、位相差の双方を個別にまたは合わせて使用して実施することが可能である。
【００５６】
図９は、本実施形態において動画モードを選択し、焦点距離がｄより大きい場合の、第二アクチュエータ１０の駆動周波数・駆動電圧・位相差、第一アクチュエータ５０の電圧、レンズの移動速度・位置の関係を時系列に説明する図である。
【００５７】
まず、駆動周波数はｆ０（最大周波数）、駆動電圧はＶ０（最小電圧）と設定される。
第二アクチュエータ１０の位相差を０度に設定し、駆動信号をＯＮにする。：ｔ０
第二アクチュエータ１０の駆動電圧を増加させる。：ｔ１
第二アクチュエータ１０の駆動電圧をＶ１に設定する。：ｔ２
【００５８】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧を０より印加開始：ｔ４
ウォブリング駆動が開始し、レンズの移動が開始。
【００５９】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧が＋Ｖ：ｔ５
レンズが＋位置で停止し、コントラスト検出（Ｗｂｅ位置）。
【００６０】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧を負電圧の印加開始：ｔ６
レンズが負方向側へ移動開始。
【００６１】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧が−Ｖ：ｔ７
レンズが−位置で停止し、コントラスト検出（Ｗａｆ位置）。
【００６２】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧を正電圧の印加開始：ｔ８
レンズが正方向へ移動開始。
【００６３】
第一アクチュエータ５０の駆動電圧が０：ｔ９
レンズが０位置で停止し、コントラスト検出（Ｗ０位置）。
【００６４】
第一アクチュエータ５０のウォブリング駆動は、これの繰り返しで、１サイクルは約５０ｍｓｅｃである。
【００６５】
ｔ９〜ｔ１０間においては、Ｗｂｅ位置、Ｗａｆ位置、およびＷ０位置のコントラストの検出結果により、被写体の位置を算出し、第二アクチュエータ１０の駆動を決める。
ｔ９〜ｔ１０間のコントラストの結果では、被写体位置は焦点深度の中にある結果なので、第二アクチュエータ１０の駆動は行なわない。
【００６６】
なお、図９での被写体検出結果では、コントラストがよい方を小さい値で示すようにしてある（コントラストがよい＝焦点が合っている＝１、とし、焦点が合っていない程数値が小さくなる様に示してある。）。
【００６７】
第二アクチュエータ１０の粗動を説明する。例えば、ｔ１７〜ｔ２２間のウォブリング動作の１サイクルでのコントラスト検出結果、被写体は現在のレンズ位置から＋方向にあるものと判定された時、
第二アクチュエータ１０の駆動周波数ｆ１を徐々に変更開始。同時に位相差を徐々に＋９０度へ変更：ｔ２２
レンズは駆動し、レンズ位置は正方向へ移動する。
【００６８】
位相差を徐々に０度へ変更：ｔ２３
レンズは所定位置に停止する。
【００６９】
また、ｔ４０〜ｔ４５間のウォブリング動作の１サイクルでのコントラスト検出結果、被写体を大幅に＋方向にあるものと判定された時、第二アクチュエータ１０駆動周波数ｆ２とさらに小さくし、レンズ移動速度を大きくし、レンズの駆動量を大きくする。
本実施形態においては、レンズを正方向に粗動する例を示したが、レンズを負方向に粗動する場合には、位相差を−９０に設定すればよい。
【００７０】
焦点距離が大きい場合、焦点深度が浅くなる。動画時のウォブリング振幅は、ほぼ焦点深度との大きさと一致させていることもあり、焦点距離の大きい場合には、ウォブリング振幅が小さくなる。
【００７１】
ウォブリング振幅が非常に小さい場合、例えば、第二アクチュエータ１０の回転駆動量として、角度数分以下になると、ＡＦレンズ環までの機械的な結合ガタの影響で速度制御や位置制御が難しくなり、制御が複雑となる。従って、ウォブリング駆動を、ＡＦレンズ近傍に設けた第一アクチュエータ５０で行なうことで精度のよい駆動が可能となる。
【００７２】
また、小刻みな往復運動の繰り返しであるウォブリング駆動を、第一アクチュエータ５０を用いたことで、時系列的に＋電圧、０電圧、−電圧を与えるといった様に、簡単に電圧制御することができるとった利点もある。
【００７３】
図１０は、本実施形態において動画モードを選択し、焦点距離がｄより小さい場合の、第二アクチュエータ１０の駆動周波数・駆動電圧・位相差、第一アクチュエータ５０の電圧、レンズの移動速度・位置の関係を時系列に説明する図である。
【００７４】
まず、駆動周波数をｆ０（最大周波数）、駆動電圧をＶ０（最小電圧）、位相差を＋９０度と設定し、駆動信号をＯＮにする。：ｔ０
駆動電圧を増加させる。：ｔ１
駆動電圧をＶ１に設定する。：ｔ２
駆動周波数を最大周波数ｆ０より挿引を開始：ｔ３
駆動周波数が挿引されている途中で、第二アクチュエータ１０が駆動開始。
【００７５】
周波数ｆ１に設定：ｔ４‘
ｔ４〜ｔ５は位相差＋９０度で、正回転、速度はＶ。
ｔ５〜ｔ６は位相０度で、Ｗｂｅ位置でのコントラスト検出。
ｔ６〜ｔ７は位相差−９０度で、周波数ｆ２で逆回転駆動し、速度−２Ｖ（Ｖの２倍）。速度を大きくする分周波数をｆ１より小さいｆ２とする。
【００７６】
ウォブリング動作の逆転時の速度が正回転の２倍なのは、レンズ位置の移動量が２倍だからである。
【００７７】
ｔ７〜ｔ８は位相０度で、Ｗａｆ位置でのコントラスト検出。
ｔ８〜ｔ９は位相差＋９０度で周波数ｆ１、正回転駆動で速度はＶ。
ｔ９〜ｔ１０は位相０度で、Ｗ０位置でのコントラスト検出。
【００７８】
以下、繰り返しで、第二アクチュエータ１０によるウォブリング動作を実施する。なお、１サイクル（例ｔ４とｔ１０間）は２０Ｈｚの間隔（＝約５０ｍｓｅｃ）である。
【００７９】
ｔ９〜ｔ１０間においては、Ｗｂｅ位置、Ｗａｆ位置、およびＷ０位置のコントラストの検出結果により、被写体の位置を算出し、次のウォブリング動作を決定する。
【００８０】
決定するためのパラメータは、
ｔ１０〜ｔ１１間の周波数ｆｓ
ｔ１２〜ｔ１３間の周波数ｆｂ
ｔ１４〜ｔ１５間の周波数ｆｓ２である。
【００８１】
例えば、ｔ４〜ｔ１０間のウォブリング動作の１サイクルでのコントラスト検出結果、被写体はウォブリング振幅の間（＋１〜−１）にあるものと判定された場合、次のウォブリング動作の１サイクルにおいても、ウォブリング振幅は＋１〜−１となり、周波数ｆｓ＝ｆ１、周波数ｆｂ＝ｆ２、周波数ｆｓ２＝ｆ１となる。
また、本ケースでは、第一アクチュエータ５０は駆動させないため、印加電圧は０のままである。
【００８２】
また、例えば、ｔ１７〜ｔ２２間のウォブリング動作の１サイクルでのコントラスト検出結果、被写体は現在のレンズ位置から＋方向にあるものと判定された場合、次のウォブリング動作、ｔ２２〜ｔ２３での速度は３Ｖとして、ウォブリング振幅の３倍のレンズの移動と判定する。その場合、周波数ｆｓ＝ｆ３（ｆ２よりさらに小さい周波数）、周波数ｆｂ＝ｆ２、周波数ｆｓ２＝ｆ１となる。
【００８３】
さらに、別のケースとして、ｔ３４〜ｔ４０のウォブリング動作の１サイクルでのコントラスト検出結果、被写体は現在のレンズ位置から大きく＋方向にあるものと判定された場合、次のウォブリング動作、ｔ４０〜ｔ４１での速度は４Ｖとして、ウォブリング振幅の３倍のレンズの移動と判定する。その場合、周波数ｆｓ＝ｆ４（ｆ３よりさらに小さい周波数）、周波数ｆｂ＝ｆ２、周波数ｆｓ２＝ｆ１となる。
この様にして、振動モータを用いても、ウォブリング駆動と粗動とを同時に行なうことが可能である。
【００８４】
焦点距離が小さい場合、焦点深度が深くなるので、ウォブリング振幅が大きく。ウォブリング振幅が大きい場合、例えば数十μｍ程度が必要になると、第一アクチュエータ５０の駆動電圧が大きくなり、消費電力が増加する。
場合によっては、第一アクチュエータ５０の限界変位を超えることもあるので、第二アクチュエータ１０によりウォブリング駆動と粗動との双方を行なう方が、効率的に有利となる。
【００８５】
ウォブリング振幅が大きい場合には、必要振幅量に対してＡＦレンズ環までの機械的な結合ガタの影響を無視することが可能なので、第二アクチュエータ１０での実施が可能となる。
この様に、第二アクチュエータ１０と圧電圧クチュエータとの２つを備え、焦点距離に応じて、駆動方法を切り換えることで、適性で効率的なウォブリング駆動が可能となる。
【００８６】
（第二実施形態）
図１１は、本発明の第二実施形態のレンズ鏡筒２２０を説明する図であり、リニア型の第二アクチュエータ２１０をレンズ鏡筒２２０に組み込んだ状態の図である。
振動子２１１は、図１２および図１３に説明するように、圧電素子２１３および出力取出用の突部２５１，２５２から構成される。弾性体２１２の設計は縦１次振動と曲げ２次振動との共振周波数が一致するようにする。
【００８７】
圧電素子２１３にこの周波数の電圧（駆動信号）を加え、かつ双方の振動の位相を９０゜ずらすと、突部２５１，２５２には励起された縦振動と曲げ振動との合成により楕円運動が生じる。突部２５１，２５２は相対運動部材に加圧接触されているので、摩擦により駆動力が生じる。突部２５１，２５２には耐摩耗性材が用いられており、摩擦摩耗をおさえている。
【００８８】
圧電素子２１３は、一般的には通称ＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
【００８９】
次に第二実施形態のレンズ鏡筒２２０の構成を説明する。
振動子２１１は、固定部材２２１に設けられた板バネ２１８により、振動子２１１中央部を長手方向に支持される。
【００９０】
板バネ２１８は、加圧部材でもあり、振動子２１１を移動子２１５に加圧接触する。
固定部材２２１は、固定筒２２２に取り付けられ、取り付けることで、移動子２１５、振動子２１１、板バネ２１８までを、１つのモータユニットとして構成できるようになる。
移動子２１５は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための摺動メッキが設けられている。また、移動子２１５は、リニアガイド２２３に固定され、リニアガイド２２３は固定筒２２２に固定され、移動子２１５は固定筒２２２に対して直線方向に移動可能となっている。
【００９１】
移動子２１５は、突起部２２５があり、そこからＡＦ環２２８に接続されたフォーク２２７がかん合しており、ＡＦ環２２８が直進駆動される。
ＡＦ環２２８は、固定鏡筒２３２に設けられた直線レール２３０に沿って可動な構造となっている。直線レール２３０には、ＡＦ環２２８に設けられたガイド部２３１がかん合し、移動子２１５の直進駆動に伴って、光軸方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
【００９２】
次に、ＡＦ環２２８に搭載された第一アクチュエータ２５０を説明する。
第一アクチュエータ２５０は、ＡＦ環２２８とＡＦレンズ保持部２９の間に設けられており、これら第一アクチュエータ２５０、ＡＦ環２２８、およびＡＦレンズ保持部２２９が一体に回転しながら光軸方向に駆動される。
なお、本実施形態のレンズ鏡筒２２０は、ズームレンズであり、ズームレンズ群も有する。
【００９３】
第一アクチュエータ２５０の配置は、図５と同様にＡＦ環２２８の端面とＡＦレンズ保持部２９の端面の間に接合され、４箇所設置されている。また、駆動回路も、第一実施形態と同様な構成、作用である。
【００９４】
本実施形態では、リニア型の第二アクチュエータ２１０であるが、第一実施形態と同様に、動画モードを選択された場合、焦点距離が所望の値ｄより大きい場合には、第一アクチュエータ２５０でウォブリング駆動を行う。ウォブリング駆動は第一アクチュエータ２５０に入力する駆動信号を電圧制御で行なう。第二アクチュエータ２１０は粗動を行い、粗動は駆動信号の周波数と電圧、２つの駆動信号の位相差にて制御する。
【００９５】
また、焦点距離が所望の値ｄより小さい場合には、第二アクチュエータ２１０にてウォブリング駆動と粗動とを行う。駆動制御は、駆動信号の周波数と電圧、２つの駆動信号の位相差にて行なう。
この様にすることで、第一実施形態と同様な効果が得られる。
【００９６】
また、本実施形態では、直進駆動するＡＦ環２２８をリニア型第二アクチュエータ２１０によりダイレクトに駆動するため、第一実施形態の円環型超音波モータを搭載した場合の様に、回転から直進に変換する時に生じる損失がなくなるため、変換効率が向上する。そのため、駆動システム全体として効率向上できる。
【符号の説明】
【００９７】
１：カメラ、１０，２１０：第二アクチュエータ、１１，２１１：振動子、１２，２１２：弾性体、１３，２１３：圧電体、１５，２１５：移動子、１５ａ：摺動面、２０，２２０：レンズ鏡筒、２９，２２９：レンズ保持部、５０，２５０：第一アクチュエータ、１６０：駆動装置
【図１】
2013188069.tif 000003
【図２】
2013188069.tif 000004
【図３】
2013188069.tif 000005
【図４】
2013188069.tif 000006
【図５】
2013188069.tif 000007
【図６】
2013188069.tif 000008
【図７】
2013188069.tif 000009
【図８】
2013188069.tif 000010
【図９】
2013188069.tif 000011
【図１０】
2013188069.tif 000012
【図１１】
2013188069.tif 000013
【図１２】
2013188069.tif 000014
【図１３】
2013188069.tif 000015