(57)【要約】【課題】レンズや撮像素子等の光学部材の光軸方向への微小振動駆動において、大振幅で高速且つ精密に効率良く光学部材を駆動制御が可能で、大きな振動や音が発生しない小型な駆動装置を提供すること。【解決手段】可動レンズ１０３が一端に固定されると共に他端で固定部材に支持され、電圧印加に応じて少なくとも光軸方向に屈曲変位する複数のアクチュエータ１１１と、上記可動レンズ１０３と上記複数のアクチュエータ１１１とで構成される屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるように上記複数のアクチュエータ１１１を駆動することにより、上記可動レンズ１０３を上記光軸方向に振動変位させるアクチュエータ制御回路１１２と、を備える。【選択図】図１
2013235044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対して光学部材を光軸方向に振動的に駆動する駆動装置であって、
上記光学部材が一端に固定されると共に他端で上記固定部材に支持され、電圧印加に応じて少なくとも上記光軸方向に屈曲変位する複数のアクチュエータと、
上記複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ制御回路と、
を具備し、
上記アクチュエータ制御回路は、上記光学部材と上記複数のアクチュエータとで構成される屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるように上記複数のアクチュエータを駆動することにより、上記光学部材を上記光軸方向に振動変位させることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記アクチュエータは、
板状をなし、板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向に伸縮する第１の圧電体からなる、または、
上記第１の圧電体と、板状をなし、上記第１の圧電体と長手方向及び板圧方向が揃えて固着され、上記板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向で且つ上記第１の圧電体と逆方向に伸縮する、第２の圧電体と、からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記アクチュエータは、さらに、板状をなし、少なくとも上記第１の圧電体の伸縮状態に応じた電荷を発生する第３の圧電体を有することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記光学部材は、撮影レンズを構成する複数のレンズの内の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項５】
上記光学部材は、撮像素子であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置と、
撮影レンズが形成する光学像から撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、
上記オートフォーカス処理部からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、
上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つ、または、上記撮像素子であることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項７】
複数のレンズを含む撮影レンズと、撮像素子と、を備える画像機器であって、
請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置と、
上記撮影レンズが形成する光学像から上記撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、
上記オートフォーカス処理部からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、
上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つ、または、上記撮像素子であることを特徴とする画像機器。
【請求項８】
撮像素子を備える画像機器であって、
請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置と、
上記撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、
上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記光学部材は、上記撮像素子であることを特徴とする画像機器。
【請求項９】
複数のレンズを含む撮影レンズを備えるレンズ装置であって、
請求項１乃至３の何れかに記載の駆動装置と、
上記撮影レンズが形成する光学像から検出された合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を受け、該フォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、
を具備し、
上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つであることを特徴とするレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部材に対して光学部材を光軸方向に振動的に駆動する駆動装置、及び、それを用いたオートフォーカス装置、画像機器及びレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画のみならず動画の撮影が可能なデジタルカメラが製品化されている。そして、そのようなカメラは、ほぼ全て、オートフォーカス装置を搭載している。このオートフォーカス装置では、撮影レンズを構成する一部のレンズや撮像素子などの光学部材を、撮影レンズの光軸方向に、振動的に駆動するいわゆるウォブリングをすることにより、撮像素子によって異なる光軸上の位置で撮像した画像のコントラストから合焦点位置を検出してフォーカスレンズを駆動して合焦させることが行なわれる。この場合、光学部材の振動的駆動は、撮影チャンスを的確に捉えるために、高速で且つ精密に駆動することが求められている。一方、光学部材の振動的駆動により、振動や音が発生し、撮影者に不快感を与えたり、動画撮影時に音を記録してしまったりするなどの問題があり、光学部材を高速に振動駆動した場合でも、振動や音が低減、あるいは無くすことが求められている。
【０００３】
カメラのオートフォーカス装置において、フォーカスレンズをウォブリングしながら撮像された画像から焦点位置を評価して合焦位置にフォーカスレンズを駆動する機構が、特許文献１に開示されている。具体的には、フォーカスレンズをステッピングモータでウォブリング駆動するものある。
【０００４】
一方、特許文献２には、バイモルフ型圧電素子により、フォーカスレンズを光軸方向に駆動するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７００５１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カメラにおいて、オートフォーカスは高速、精密に行なわれないと、撮影機会を逃すことになったり、画質が悪くなったりするので、高速、精密にフォーカスレンズを駆動する必要がある。一方で、オートフォーカスの高速化のために撮影レンズの一部のレンズや撮像素子などの光学部材を高速で所定の振幅で振動的に駆動する、いわゆるウォブリングにより焦点位置を検出することが行なわれるが、大振幅で高速なウォブリング動作制御をしようとすると、制御が外れて、光学部材の動作が不安定になり、精密な位置や速度の制御が出来ない問題があった。また、例えウォブリング制御が安定して出来たとしても、摺動部があるために高速なウォブリングにより振動が発生してカメラやレンズに伝わり、使用者に不快感を与えたり、動画を撮影の場合に、振動により発生した可聴音を録音してしまったりするなどの問題も発生していた。そのため、大振幅で高速に光学部材をウォブリング駆動した場合に、安定した駆動制御が可能で、不要な振動を無くしたり、減少させたりすることが要求されている。
【０００７】
例えば、上記特許文献１に開示されている撮像装置では、フォーカスレンズを光軸方向に振動的に移動して異なるフォーカスレンズ位置で撮像した画像から焦点位置を検出してフォーカスレンズを合焦位置に制御している。そして、フォーカスレンズを光軸方向に振動的に駆動するいわゆるウォブリングには、ステッピングモータが用いられている。ステッピングモータで高速なウォブリングをしようとすると、当然、ステッピングモータが高速動作されることになるが、所定以上の高速になると、脱調が発生して駆動制御が出来なくなってしまう。また、ステッピングモータは、摺動部を持つので、高速に駆動すると、不要な振動や音が発生する。同様に、他の電磁式のアクチュエータ、例えばボイスコイルモータとしても、高速駆動すると、脱調と同じ原理で制御系が発振し、また、摺動動作するので、振動や音が発生する。
【０００８】
一方、上記特許文献２に開示されている撮像装置では、レンズユニットをバイモルフ型圧電素子に所定の電圧を印加することにより、光軸方向に変位させてフォーカスを合わせている。圧電素子の変位はもともと非常に小さいので、変位量を大きくするために、長いバイモルフ型圧電素子を用いている。すると、レンズユニットを支えているバイモルフ型圧電素子の剛性が低くなるため、レンズユニットに加わる重力等の外力によるレンズユニットの変位が発生し、その変位を補正してレンズユニットの光軸位置を精密に制御している。そのために、制御は大変複雑なものとなっている。また、バイモルフ型圧電素子の長さが長いために、撮像装置は大型なってしまう。さらに、バイモルフ型圧電素子を光軸方向に移動するためのバイモルフ先端とレンズ枠との係合部は摺動する機構となっており、不要な振動が発生したり、可聴音が発生したりするなどの問題もあった。
【０００９】
なお、以上のような問題は、カメラに限らず、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクタ、顕微鏡など、オートフォーカス装置を備えた画像機器においても同様である。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、大振幅で高速且つ精密に光学部材を振動駆動が可能で、振動駆動しても可動枠の運動によって発生する振動や音が小さい駆動装置、及び、そのような駆動装置を搭載したオートフォーカス装置、画像機器及びレンズ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】
【００１１】
本発明の駆動装置の一態様は、固定部材に対して光学部材を光軸方向に振動的に駆動する駆動装置であって、上記光学部材が一端に固定されると共に他端で上記固定部材に支持され、電圧印加に応じて少なくとも上記光軸方向に屈曲変位する複数のアクチュエータと、上記複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ制御回路と、を具備し、上記アクチュエータ制御回路は、上記光学部材と上記複数のアクチュエータとで構成される屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるように上記複数のアクチュエータを駆動することにより、上記光学部材を上記光軸方向に振動変位させることを特徴とする。  
また、本発明のオートフォーカス装置の一態様は、上記本発明の駆動装置の一態様と、撮影レンズが形成する光学像から撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、上記オートフォーカス処理部からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備し、上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つ、または、上記撮像素子であることを特徴とする。  
また、本発明の画像機器の一態様は、複数のレンズを含む撮影レンズと、撮像素子と、を備える画像機器であって、上記本発明の駆動装置の一態様と、上記撮影レンズが形成する光学像から上記撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、上記オートフォーカス処理部からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備し、上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つ、または、上記撮像素子であることを特徴とする。  
また、本発明の画像機器の別の態様は、撮像素子を備える画像機器であって、上記本発明の駆動装置の一態様と、上記撮像素子によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するオートフォーカス処理部と、上記撮像素子の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路による上記アクチュエータの駆動タイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備し、上記光学部材は、上記撮像素子であることを特徴とする。  
また、本発明のレンズ装置の一態様は、複数のレンズを含む撮影レンズを備えるレンズ装置であって、上記本発明の駆動装置の一態様と、上記撮影レンズが形成する光学像から検出された合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を受け、該フォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズを駆動する合焦駆動手段と、を具備し、上記光学部材は、上記撮影レンズを構成する複数のレンズの内の一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学部材を振動駆動する場合に、光学部材と複数のアクチュエータとで構成した屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるようにしたので、光学部材を大振幅で高速且つ精密に駆動制御可能で、光学部材を振動駆動しても振動や音の発生が少ない駆動装置、及び、そのような駆動装置を搭載したオートフォーカス装置、画像機器及びレンズ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置を用いた本発明の第１実施形態に係るレンズ装置としての交換レンズを含む、本発明の第１実施形態に係る画像機器としてのカメラシステムの構成を説明するためのブロック図である。
【００１４】
【図２】図２（Ａ）は、交換レンズのウォブリング機構の構成を説明する正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のウォブリング機構のＡＡ線側断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のウォブリング機構のＢＢ線側断面図である。
【００１５】
【図３】図３は、アクチュエータの腕長さと可動レンズの質量変更による共振周波数付近の可動レンズの振動振幅との関係を示す図である。
【００１６】
【図４】図４は、アクチュエータへの入力電圧と可動レンズの振動振幅との関係を示す図である。
【００１７】
【図５】図５は、アクチュエータの構成を説明する分解斜視図である。
【００１８】
【図６】図６は、アクチュエータの構造の詳細を説明するための部分拡大斜視図である。
【００１９】
【図７】図７は、アクチュエータの構成とアクチュエータ制御回路を説明する図である。
【００２０】
【図８】図８は、アクチュエータへの入力信号と可動レンズの位置との位相差、及び、アクチュエータへの入力信号と撮像動作との位相差を説明するための図である。
【００２１】
【図９】図９は、アクチュエータへの入力電圧と可動レンズの振動の位相差を示す図である。
【００２２】
【図１０】図１０は、アクチュエータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【００２３】
【図１１】図１１は、図１０のアクチュエータ制御回路の各構成部材から出力される信号により動作を説明するタイムチャートを示す図である。
【００２４】
【図１２】図１２は、カメラシステムの動作を説明するフローチャートである。
【００２５】
【図１３】図１３は、オートフォーカスの動作を説明するフローチャートである。
【００２６】
【図１４】図１４（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置における撮像素子のウォブリング機構の構成を説明する正面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のウォブリング機構のＡＡ線側断面図であり、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）のウォブリング機構のＢＢ線側断面図であり、図１４（Ｄ）は、図１４（Ｃ）のウォブリング機構のＣＣ線側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。  
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。  
また、以下の説明において、カメラ本体２００から被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。さらに、交換レンズ１００が構成する光学系の光軸Ｏ１と一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸及びＹ軸とする。
【００２８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置を搭載した本発明の第１実施形態に係る画像機器としてのカメラシステム１０の構成例を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示したカメラシステム１０は、本発明の第１実施形態に係るレンズ装置としての交換レンズ１００と、カメラ本体２００とを含み、それらがＩ／Ｆ２１９を介して通信可能に接続されている。
【００３０】
交換レンズ１００は、被写体像を形成する撮影レンズ１１３を構成するフォーカスレンズ１０１、変倍レンズ１０２、可動レンズ１０３と、絞り１０４と、フォーカスレンズ１０１を焦点合わせのために光軸Ｏ１方向に駆動制御するドライバ１０５と、絞り１０４を構成する絞りハネを駆動制御するドライバ１０６と、変倍レンズ１０２を光軸方向に駆動制御するドライバ１０７と、カメラ本体２００内のボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、「Ｂｕｃｏｍ」と称する）２１４とＩ／Ｆ２１９を介して通信して交換レンズ１００内の各ドライバや制御回路を制御するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、「Ｌｕｃｏｍ」と称する）１０８と、制御回路の制御に必要な情報を記憶しているＦｌａｓｈメモリ１０９と、可動レンズ１０３の位置を検出する位置センサ１１０と、可動レンズ１０３を駆動する複数のアクチュエータ１１１と、アクチュエータ１１１を駆動するための電気信号を発生するアクチュエータ制御回路１１２と、を含む。
【００３１】
カメラ本体２００は、撮像時にシャッタハネをシャッタ駆動機構２２０により駆動制御して露出制御するシャッタ２０１、防塵フィルタ制御回路２２２により超音波振動させて画像に写る塵埃を除去する防塵フィルタ２２１、撮影レンズ１１３が作る光学像の空間周波数の高い成分を除去する光学ローパスフィルタ２２３、撮影レンズ１１３が作る光学像を電気信号に変換する撮像素子２０２、撮像素子２０２の電気信号のノイズ除去等のアナログ処理するアナログ処理部２０３、アナログ処理部２０３のアナログ出力をデジタル画像信号に変換するアナログ／デジタル変換部（以下「Ａ／Ｄ変換部」と記す）２０４、被写体からの光を測光して撮影時の画像の露出を制御する情報を出力するＡＥ処理部２０５、撮影された画像に画像処理をして最終出力される画像情報を出力する画像処理部２０６、撮影レンズが作る光学像の合焦点位置を検出してフォーカスを制御するためのフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７、撮影された画像の情報を圧縮したり、圧縮されたものを元の情報に戻したりする画像圧縮展開部２０８、撮影された画像や撮影時の情報等を表示するＬＣＤ２１０を制御するＬＣＤドライバ２０９、撮影された画像や撮影時の情報を記録媒体２１２に記録したり、呼び出したりするメモリインターフェース（以下「メモリＩ／Ｆ」と記す）２１１、撮影された画像等の情報を一次的に記憶するためのＳＤＲＡＭ２１３、カメラシステムの電気回路をバス２１７等を通して制御するＢｕｃｏｍ２１４、制御用の情報等を記憶するＦｌａｓｈメモリ２１５、レリーズやダイヤル、ボタン等のカメラ本体２００を操作するための操作部２１６、及び、電池２２４、電源回路２１８を含む。
【００３２】
また、カメラ本体２００には、手ブレ防止機構が搭載されており、Ｘ軸回りの角速度を検出するＸ軸ジャイロ２２５、Ｙ軸回りの角速度を検出するＹ軸ジャイロ２２６、撮像素子２０２が保持されるホルダ２２８のＸ軸、Ｙ軸方向の位置を検出する位置検出センサ２２７、各ジャイロからの検出値と位置検出センサ２２７の位置情報に応じてアクチュエータの制御をする防振制御回路２２９、防振制御回路２２９からの制御値に応じてＸ軸アクチュエータ２３０とＹ軸アクチュエータ２３１を駆動するアクチュエータ駆動回路２３２、Ｘ軸アクチュエータ２３０でＸ軸方向に、Ｙ軸アクチュエータ２３１でＹ軸方向に駆動される撮像素子２０２が保持されたホルダ２２８、ホルダ２２８をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動自在に保持してカメラ本体２００に固定されるフレーム２３３を含む。さらに、カメラ本体２００には内蔵のストロボ２３４、Ｂｕｃｏｍ２１４の指示に従いストロボ２３４の発光を制御するストロボ制御回路２３５を含む。
【００３３】
なお、Ｌｕｃｏｍ１０８及び／又はＢｕｃｏｍ２１４は、制御手段の一例であり、異なる回路構成としても良い。
【００３４】
また、図１では、フォーカスレンズ１０１、変倍レンズ１０２、可動レンズ１０３は、それぞれ単一のレンズで表記されているが、複数のレンズ構成であっても良いし、光学的なフィルタ等の光学素子を含んでいても勿論良い。
【００３５】
以上の構成の内、既知のデジタルカメラと同様であって、本発明と関連の無い構成については、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
フォーカスレンズ１０１は、被写体の光学像を撮像素子２０２の受光面に集光させる。変倍レンズ１０２は、撮影レンズ１１３の焦点距離を変えることにより、被写体の光学像の倍率を変える。また、フォーカスレンズ１０１も光学像を変倍するときに、動作される構成の交換レンズ１００であっても、勿論良い。撮影レンズ１１３の焦点位置を振動的に変位させるために振動的に変位する可動レンズ１０３は、フォーカスレンズ１０１や変倍レンズ１０２や、それらのレンズを構成するレンズの１つであっても良い。
【００３７】
Ｌｕｃｏｍ１０８は、ドライバ１０５，１０６，１０７、Ｉ／Ｆ２１９、Ｆｌａｓｈメモリ１０９、位置センサ１１０、アクチュエータ制御回路１１２と接続されている。Ｌｕｃｏｍ１０８は、Ｆｌａｓｈメモリ１０９に記憶されている情報の読み込み・書き込みを行うとともに、ドライバ１０５，１０６，１０７、アクチュエータ制御回路１１２を制御する。Ｌｕｃｏｍ１０８は、また、Ｉ／Ｆ２１９を介して、Ｂｕｃｏｍ２１４と通信することができ、様々な情報をＢｕｃｏｍ２１４へ送信し、また、Ｂｕｃｏｍ２１４から様々な情報を受信する。例えば、Ｌｕｃｏｍ１０８は、レンズの操作部材（不図示）の状態に応じた情報や位置センサ１１０の出力信号（検出信号）や、フォーカスレンズ、変倍レンズ、絞りの位置や状態信号に応じた情報をＢｕｃｏｍ２１４へ送信する。また、例えば、Ｌｕｃｏｍ１０８は、アクチュエータ制御回路１１２の制御情報をＢｕｃｏｍ２１４から受信する。Ｌｕｃｏｍ１０８は、さらに、Ｂｕｃｏｍ２１４から受信した制御情報に基づいて、アクチュエータ制御回路１１２を制御する。
【００３８】
ドライバ１０５は、Ｌｕｃｏｍ１０８の指示を受けて、フォーカスレンズ１０１を駆動させて焦点位置の変更を行う。ドライバ１０６は、Ｌｕｃｏｍ１０８の指示を受けて、変倍レンズ１０２を駆動させて焦点距離の変更を行い、ドライバ１０７は、Ｌｕｃｏｍ１０８の指示により、絞り１０４を駆動して被写体の光量を調節する。より具体的には、フォーカスレンズ１０１は、ドライバ１０５内に設けられた図示しないステッピングモータやＶＣＭや超音波モータ等のアクチュエータによって駆動される。また、変倍レンズ１０２は、ドライバ１０６内に設けられた図示しないステッピングモータやＶＣＭや超音波モータ等のアクチュエータによって駆動される。さらに、絞り１０４は、ドライバ１０７内の図示しないステッピングモータ等で駆動される。
【００３９】
アクチュエータ制御回路１１２は、Ｌｕｃｏｍ１０８の制御の下、アクチュエータ１１１を駆動する。アクチュエータ１１１は、アクチュエータ制御回路１１２からの制御信号を受けて、アクチュエータ１１１を駆動し、アクチュエータ１１１の一端に取り付けられた可動レンズ１０３の運動を制御し、撮影レンズ１１３の焦点位置を検出するために、微小な光軸方向の振動動作であるウォブリングをする。すなわち、アクチュエータ１１１は、アクチュエータ制御回路１１２を介してＬｕｃｏｍ１０８によって制御される。なお、アクチュエータ１１１は、詳しくは後述するように、例えば、積層された圧電体により構成され、電圧を印加することにより、光軸方向に屈曲するバイモルフとなっている。
【００４０】
位置センサ１１０は、可動レンズ１０３の位置を検出し、その検出信号をＬｕｃｏｍ１０８へ出力する。なお、位置センサ１１０は、可動レンズ１０３に求められる検出範囲や精度や構成を持つものである。詳しくは後述するように、例えば、可動レンズ１０３を構成する枠に設けた磁石に対向して、固定枠に設けるホール素子により構成される。勿論、可動レンズ１０３の位置検出に、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗素子）を用いたり、光学的なものや静電的なものを用いたりしても良い。また、図示されていないが、フォーカスレンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０４には可動機構が用いられており、可動部材の位置を検出するための位置検出機構を夫々持っている。
【００４１】
シャッタ２０１は、Ｂｕｃｏｍ２１４の指示を受けて駆動し、撮像素子２０２に被写体を露光する時間を制御する。例えば、シャッタ２０１は、先幕と後幕の２つのシャッタ幕を持ち、２つの幕が形成するスリットを撮像素子２０２の短辺側あるいは長辺側に走らせることで露光をする。ここでは、シャッタ２０１は、機械式のものであるが、電子的なものであっても構わない。例えば、撮像素子への所定時間の露光後に撮像素子の全画素の電気信号を一斉に読み込む、いわゆるグローバルシャッタで合ってもよいし、画素の水平ラインごとに読み込む方式であっても良い。
【００４２】
撮像素子２０２は、各画素を構成するフォトダイオードの前面に、ベイヤー配列のカラーフィルタが配置された撮像素子である。ベイヤー配列は、水平方向にＲ画素とＧ（Ｇｒ）画素が交互に配置されたラインと、Ｇ（Ｇｂ）画素とＢ画素が交互に配置されたラインとを有し、さらにその２つのラインを垂直方向にも交互に配置することで構成されている。この撮像素子２０２は、フォーカスレンズ１０１及び変倍レンズ１０２、可動レンズ１０３により集光された光を、画素を構成するフォトダイオードで受光して光電変換することで、光の量を電荷量としてアナログ処理部２０３へ出力する。なお、撮像素子２０２は、ＣＭＯＳ方式のものでもＣＣＤ方式のものでも良い。
【００４３】
アナログ処理部２０３は、撮像素子２０２から読み出された電気信号（アナログ画像信号）に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに目的の明るさとなるように、ゲインアップを行う。Ａ／Ｄ変換部２０４は、アナログ処理部２０３から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号（以後、画像データという）に変換する。
【００４４】
バス２１７は、カメラ本体２００内部で発生した各種データをカメラ本体２００内の各部に転送するための転送路である。バス２１７は、ＡＥ処理部２０５、画像処理部２０６、ＡＦ処理部２０７、画像圧縮展開部２０８、ＬＣＤドライバ２０９、メモリＩ／Ｆ２１１、ＳＤＲＡＭ２１３、Ｂｕｃｏｍ２１４に接続されている。Ａ／Ｄ変換部２０４から出力される画像データは、バス２１７を介して一旦ＳＤＲＡＭ２１３に記憶される。
【００４５】
ＡＦ処理部２０７は、画像データから高周波成分の信号を取り出し、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）積算処理により、画像のコントラスト等の合焦評価値を取得する。この時、可動レンズ１０３が光軸方向に振動的に駆動しており、焦点位置が被写体に近づいた位置で撮影した画像と離れた位置近傍で撮影した画像とを用いてこのＡＦ処理することにより、合焦評価値を比較することで焦点位置のある方向を判定することが可能となっている。焦点位置がある方向が判ることにより、より高速でＡＦ駆動をすることが出来る。
【００４６】
Ｂｕｃｏｍ２１４は、カメラ本体２００の各種シーケンスを統括的に制御する。Ｂｕｃｏｍ２１４には、操作部２１６およびＦｌａｓｈメモリ２１５が接続されている。
【００４７】
操作部２１６は、電源ボタン、レリーズボタン、再生ボタン、メニューボタン、動画ボタン、各種入力キー等の操作部材である。ユーザによって、操作部２１６の何れかの操作部材が操作されることにより、Ｂｕｃｏｍ２１４は、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。レリーズボタンは、ファーストレリーズスイッチとセカンドレリーズスイッチの２段スイッチを有して構成されている。レリーズボタンが半押しされて、ファーストレリーズスイッチがオンされた場合に、Ｂｕｃｏｍ２１４は、ＡＥ処理やＡＦ処理等の撮影準備シーケンスを行う。また、レリーズボタンが全押しされて、セカンドレリーズスイッチがオンされた場合に、Ｂｕｃｏｍ２１４は、撮影シーケンスを実行して撮影を行う。
【００４８】
Ｆｌａｓｈメモリ２１５は、Ｂｕｃｏｍ２１４にて実行する各種プログラムも記憶している。Ｂｕｃｏｍ２１４は、Ｆｌａｓｈメモリ２１５に記憶されているプログラムに従い、またＦｌａｓｈメモリ２１５から各種シーケンスに必要なパラメータを読み込み、各処理を実行する。
【００４９】
本実施形態の交換レンズ１００とカメラ本体２００からなるカメラシステム１０は、ＡＦ動作で焦点位置検出のために可動レンズ１０３を光軸方向に振動的に動作させるウォブリングをしている。ウォブリングの周波数は、１秒間にカメラシステム１０が撮像する周波数にするのが一般的である。動画が撮影可能なカメラシステムであれば３０フレーム／秒であり、３０Ｈｚでウォブリングをすることになる。しかし、３０Ｈｚでは１回の検出に約３３ｍｓの時間が最低でもかかり、この周波数を上げないとＡＦの動作を速くすることが出来ない。そこで、撮像の周波数を上げるとともに、ウォブリング周波数を上げることが必要になる。
【００５０】
ウォブリングの動作中、ＡＦ処理部２０７は、撮像された画像のコントラストから撮影レンズ１１３の焦点位置を検出しているが、デジタルカメラでは撮影された画像はＬＣＤ２１０に表示され、撮影者がファインダ像として観察することになる。従って、ウォブリングの動作量をあまり大きくするとボケが大きくなり、許容できないレベルとなる。今、許容錯乱円径δ、撮影レンズ１１３の絞り値（有効Ｆナンバー）Ｆ、焦点深度ｄとすると、
ｄ＝Ｆ・δ                                              ・・・（１）
ウォブリング駆動量ｄｗは、焦点深度ｄの１／４〜３／４と一般的に言われているので、
Ｆ・δ／４≦ｄｗ≦３・Ｆ・δ／４                        ・・・（２）
許容錯乱円径δは、撮像素子２０２の画素ピッチ以下では分解能が無いので、最小でも画素ピッチ以上であり、上限は４画素以下と一般的に言われている。すなわち、画素ピッチをｐとすると、
ｐ≦δ≦４・ｐ                                          ・・・（３）
となる。
【００５１】
より具体的には、画素ピッチｐ＝５μｍ、絞り値Ｆ＝８とすると、ウォブリング駆動量ｄｗは、
１０μｍ≦ｄｗ≦１２０μｍ
となり、最大の駆動量としては、１２０μｍ程度が確保できれば良いことがわかる。この駆動量以下であれば、撮影者には、ウォブリングを行っていても、該ウォブリングによる像変化が判別できない。
【００５２】
一方、アクチュエータ１１１をバイモルフ式の板状圧電体で構成し、直流電圧印加して１２０μｍ程度の変位をさせるためには、圧電体の長さを大きくする必要がある。例えば、可動レンズ１０３の質量５ｇとして、１２０Ｈｚ駆動すると、可動レンズ１０３を制御するのに必要な力は０．１Ｎ（ニュートン）から０．２Ｎである。１２０μｍの変位幅を得るのには、変位量が大きなソフト系の圧電体材料を用い、さらに以下に説明する本実施形態のように３つのアクチュエータ１１１を用いたとしても、圧電体バイモルフの形状は幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ６０ｍｍ（支持固定の長さを含まない）が最低限でも必要なサイズであり、この大きさでも約０．１Ｎの力しか発生ができない。
【００５３】
次に、交換レンズ１００に設けられた可動レンズ１０３の駆動機構の詳細について、図２を用いて説明する。ここで、図２（Ａ）は、可動レンズ１０３の駆動機構を被写体側から見た主要部概要を示す正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡＡ線側断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＢＢ線側断面図である。なお、各部材に付したハッチングは、各部材を判別し易いように付したに過ぎず、断面や材質等を表わすものではない（他の図においても同様）。
【００５４】
可動レンズ１０３の駆動機構は、固定枠３０１と、それぞれ固定枠３０１に一端を支持された複数の矩形板状のアクチュエータ１１１（アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）と、それらアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの他端に外周部が固定された可動枠３０２と、で構成されている。
【００５５】
可動レンズ１０３は、可動枠３０２と、可動枠３０２に保持されたレンズ３０３と、から構成されている。可動枠３０２へのアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの端部の固定は、接着等で行われる。また、可動レンズ１０３は、可動枠３０２を無くしレンズ３０３のみで構成して、レンズ３０３を直接アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの端部に接着等で固定して保持しても良い。さらに、レンズ３０３は、図では凸レンズで構成されているが、撮影レンズ１１３の焦点位置をその動作によって変えることが可能であれば、凹レンズや回折格子等の光学素子であっても良い。
【００５６】
アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、その長手方向が可動枠３０２の外周に沿うように光軸Ｏ１回りに等角度配置に配置され、長手方向両端部は夫々固定枠３０１、可動枠３０２に取り付けられている。アクチュエータの形状は、図では矩形の板で示されているが、円弧状等の別の形であっても良い。また、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと固定枠３０１は、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの端部が固定枠３０１の切り欠き部に嵌合し、金属等の板状弾性体の押え３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃの両端をビス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃで固定枠３０１に固定することで、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを固定枠３０１に押圧して支持している。ここで、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと押え３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃとの間には、絶縁シート３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを配することで、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから押え３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ側へ漏れ電流が流れることを防止している。
【００５７】
なお、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの固定及び支持は、接着や押圧以外の、例えば、カシメや溶着などを用いても良い。
【００５８】
以上のように構成された可動レンズ１０３の駆動機構において、可動レンズ１０３がアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃによって駆動された場合に、可動レンズ１０３の光軸方向位置を検出するために、可動枠３０２の外周部に磁石からなるスケール３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃが固定され、各スケールに対向して磁気を検出するホール素子からなる位置センサ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃが固定枠３０１に配置されている。スケールと位置センサは３セット使われているが１セットでも良いし、使用せずにオープンループでの制御をしても良い。本実施形態では、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの最大変位部の近くに夫々スケール３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃと位置センサ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃを配置したことにより、より精密に可動レンズ１０３の位置を検出可能である。そして、アクチュエータを１つずつ独立に駆動するようにすれば、可動レンズ１０３の光軸Ｏ１に対する傾きも含めて補正して、極めて高精度にウォブリングをすることが出来る。すなわち、ウォブリングを行う可動レンズ１０３では、レンズ駆動量が極めて微小であるため、レンズ３０３としてはパワーの大きなレンズを使用する。従って、このレンズ３０３が傾いていると、結像光線が大きく角度を変えられてしまうため、傾きがないように精度よく組み込むことが必要となる。しかしながら、本実施形態では、可動レンズ１０３のレンズ３０３の傾きを補正することも可能となるので、組み込み精度をそれほど要求されない。
【００５９】
アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃや位置センサ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃは、フレキシブルプリント基板からなるフレキ３１０により、交換レンズ１００内の電気回路に接続されている。
【００６０】
さらに、ウォブリングをしない場合でも、各アクチュエータに異なる直流電圧を印加することで、可動レンズ１０３と他のレンズの光軸の傾きやレンズ間隔を極めて高精度に補正することも可能である。また、この補正変位を与える補正電圧をウォブリングの場合にウォブリング駆動信号にオフセット値として加えてウォブリング制御をすれば、ウォブリング制御がより簡単なものとなる。
【００６１】
実際にこの機構を駆動させて駆動周波数ｆと可動レンズ１０３の振動振幅Ｚを計測して示したのが図３である。アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さは２３ｍｍと２８ｍｍの場合を示してある。ここでのアクチュエータ長さは、図２（Ａ）におけるアクチュエータ長さＬのことで、支持長さは含めていない。一方、可動レンズ１０３の質量は、６ｇ、１２ｇ、２５ｇである。アクチュエータ長さＬ＝２８ｍｍのアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと質量６ｇの可動レンズ１０３とで構成される屈曲振動子と、アクチュエータ長さＬ＝２３ｍｍのアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと質量１２ｇの可動レンズ１０３とで構成される屈曲振動子では、１２０Ｈｚで共振屈曲振動が発生し、振動振幅は最大になっている。この共振付近では、振動振幅は１００μｍを越えており、変位としては倍の２００μｍを越える動作が実現している。従って、このようにアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと可動レンズ１０３で構成される屈曲振動子の共振周波数付近にウォブリングの周波数１２０Ｈｚを設定することで、ウォブリングに必要な振動振幅が実現できる。この場合のアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと可動レンズ１０３で構成される屈曲振動子の共振周波数ｆｒは、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの屈曲の剛性Ｋｂ、可動レンズ１０３の質量Ｍとすれば、
ｆｒ∝（Ｋｂ／Ｍ）1/2                                ・・・（４）
となる。図３にアクチュエータ長さＬ＝２３ｍｍで可動レンズ１０３の質量が１２ｇと２５ｇの屈曲振動子のグラフが示されているが、上記（４）式に示す通りの結果になっている。すなわち、可動レンズ１０３の質量が１２ｇの屈曲振動子が共振周波数１２０Ｈｚであったのが、質量２５ｇの屈曲振動子では８０Ｈｚ付近になっている。このことから、ウォブリングの狙いの周波数で屈曲振動子を共振するには、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの剛性や可動レンズ１０３の質量を調整すれば良いことが判る。より具体的には、アクチュエータ長さＬを可動枠３０２への固定位置や固定枠３０１への固定位置を変えることで調整することが可能である。また、図４は、アクチュエータ長さＬ＝２８ｍｍ、可動レンズ質量５ｇの屈曲振動子の場合のアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへの印加電圧と振動振幅Ｚとの関係を測定したものである。このように、電圧に対しては、線形的に変化するので、アクチュエータ制御回路１１２では、比例定数のみパラメータとして記憶していれば、振動振幅に応じた駆動電圧を演算して出力することが可能である。
【００６２】
次に、本実施形態に用いられるアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの構造について説明する。図５は、同一構造をしたアクチュエータ１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）の詳細を示す分解斜視図である。
【００６３】
アクチュエータ１１１は、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスで作られた圧電体板を多数枚積み重ねて構成された積層圧電体からなっている。また、アクチュエータ１１１は、３つの異なる動作をする第１圧電体４１３、第２圧電体４１６、第３圧電体４１４から構成されている。
【００６４】
第１圧電体４１３は、基本構成として、内部電極４０１ａが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板４０１と、内部電極４０２ａが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板４０２とがペアとなり積層体Ｍ４１２を形成し、この積層体Ｍ４１２が複数積層されて構成されている。各内部電極４０１ａ、４０２ａは、異なる側面位置（図のＸ方向の異なる位置）に引き出されている。圧電体板が積層されて焼成されたものの側面に形成された外部電極Ｓｐ４１９と外部電極Ｇｍ４２１により、圧電体板１枚おきに内部電極が接続されている。また、外部電極Ｓｐ４１９と外部電極Ｇｍ４２１は、最上面にある上板４１１の側面にも形成されて、端部は上板４１１の上面側に引き回されている。
【００６５】
第２圧電体４１６も第１圧電体４１３と同様な構成をとっているので、異なる部分のみここでは説明する。１つは、内部電極４０３ａ、４０４ａの側面引き出し位置であり、内部電極４０３ａの引き出し位置は、内部電極４０１ａ、４０２ａの引き出し位置の間に設けられ、内部電極４０４ａの引き出し位置は、内部電極４０２ａの引き出し位置の左側に設けられている。もう１つ異なることは、最下層の下板４１７は、ペアを構成しない１枚の圧電体板で、第２圧電体４１６の最上層の圧電体板４０３の内部電極４０３ａと同じ内部電極が形成されている。内部電極の引き出し位置に対応して形成された外部電極Ｓｍ４２０、外部電極Ｇｐ４２２は、第１圧電体４１３と同様な構成となっている。
【００６６】
第３圧電体４１４は、アクチュエータ１１１のほぼ中央に位置し、上中央層４１４ｕと下中央層４１４ｄとからなり、夫々の内部電極４１４ｕａ、４１４ｄａは、内部電極の引き出し位置が異なっている。すなわち、内部電極４１４ｕａは、第１圧電体４１３の最上部の内部電極４０１ａと同じであり、内部電極４１４ｄａの内部電極の引き出し位置は、最も左側に形成されている。なお、第３圧電体４１４は、ここでは２枚の圧電体板で構成されているが、１枚でも、３枚以上で構成しても良く、配置位置も積層方向の中央位置でなくても良い。この第３圧電体４１４は、アクチュエータ１１１の振動状態を電圧信号として検出するために設けられている。
【００６７】
また、アクチュエータ１１１の最も下の層には、薄い金属板で構成された補強板４１８が設けられている。補強板４１８は、セラミックで形成されたアクチュエータ１１１の外力に対する割れを防止するもので、セラミック自体で充分な強度がある場合は、補強板４１８は設ける必要はない。
【００６８】
このように形成された積層圧電体は、外部電極Ｓｐ４１９と外部電極Ｇｍ４２１とに高電圧源に接続された接触ピンを接触させて両電極間に高電圧を印加することで、第１圧電体４１３を図６に矢印で示した分極方向４２４に分極する。なおここで、「Ｓ」は信号、「Ｇ」はグランド、「ｐ」はプラス、「ｍ」はマイナスを意味し、上記印加される高電圧は、外部電極Ｓｐ４１９側がプラス、外部電極Ｇｍ４２１側がマイナスとなるように印加される。ただし、このプラス、マイナスは相対的なものであり、プラス側は通常グランドとなる。次に、外部電極Ｓｍ４２０と外部電極Ｇｐ４２２の間に高電圧を印加することで、第２圧電体４１６を図６に矢印で示した分極方向４２４に分極する。さらに、外部電極Ｓｐ４１９、外部電極Ｓｍ４２０と外部電極Ｖｐ４２３の間に高電圧を印加することで、第３圧電体４１６を図６に矢印で示した分極方向４２４に分極する。その後、このアクチュエータ１１１の各外部電極４１９、４２０、４２１、４２２、４２３に対応しているフレキ３１０の各パターン４０５ａ、４０５ｂ、４０５ｃ、４０５ｄ、４０５ｅが電気的に接続される。なお、図５に示すように、パターンＳｐ４０５ａとパターンＳｍ４０５ｂ、パターンＧｍ４０５ｃとパターンＧｐ４０５ｄは、フレキ３１０上で電気的に接続されている。
【００６９】
図６は、アクチュエータ１１１の分極状態を示すための部分拡大図である。このアクチュエータ１１１は、図５で示した補強板４１８は持っていない。第１圧電体４１３のペア（積層体Ｍ４１２）を構成する圧電体板４０１、４０２の分極方向４２４は、ペアの接触面に向って分極され、第２圧電体４１６のペア（積層体Ｎ４１５）を構成する圧電体板４０３、４０４の分極方向４２４は、非接触面に向って分極されている。また、第３圧電体４１４を構成する２枚の圧電体板（上中央層４１４ｕ、下中央層４１４ｄ）は、アクチュエータ１１１の屈曲の中立面を挟んで配置され、分極方向４２４は同じ向きとなっている。このように、第３圧電体４１４は、中立面を挟んで配置されており、アクチュエータ１１１が屈曲すると、一方は引張の歪みを発生させ、他方は圧縮の歪みを発生する。従って、分極方向４２４を互いに逆方向にすると歪みによって発生する電荷が中立面では正と負となり相殺されて信号が出てこないので、分極方向を同じにしている。
【００７０】
次に、アクチュエータ１１１の駆動について図７で説明をする。  
フレキ３１０のパターンＳｐ４０５ａ，パターンＧｍ４０５ｃの一方をアクチュエータ制御回路１１２のグランドにつなぎ、他方にアクチュエータ制御回路１１２の信号出力端子に接続して、アクチュエータ制御回路１１２より信号電圧をアクチュエータ１１１に印加すると、上述のようにパターンＳｐ４０５ａとパターンＳｍ４０５ｂが接続され、パターンＧｍ４０５ｃとパターンＧｐ４０５ｄが接続されているので、第１圧電体４１３と第２圧電体４１６の一方は長手方向（Ｘ方向）に伸び、他方は縮む。ここで、アクチュエータ１１１は、第１圧電体４１３、第２圧電体４１６、第３圧電体４１４が一体に焼成されているので、アクチュエータ１１１は板厚方向（Ｚ方向）に屈曲する。
【００７１】
一方、このアクチュエータ１１１の屈曲により、第３圧電体４１４も屈曲させられて、歪みが発生する。この歪みにより、第３圧電体４１４の電極４１４ｄａには電荷が発生し、アクチュエータ１１１の屈曲状態を電圧信号として出力する。この電圧信号が、フレキ３１０のパターンＶｐ４０５ｅを通じてアクチュエータ制御回路１１２に入力されて、アクチュエータ１１１の動作を制御するための信号として用いられる。
【００７２】
ここでは、アクチュエータ１１１を屈曲させるために、第１圧電体４１３と第２圧電体４１６を用いたバイモルフとしているが、第１圧電体４１３のみのモノモルフにして、第１圧電体４１３の下側にセラミックスや金属等の材料で出来た矩形板状の弾性体を固着しても、屈曲するアクチュエータを形成することができる。この場合は、第１圧電体４１３がＸ方向に延びると、弾性体自体はほとんど伸びないため、第１圧電体４１３側が凸になるように屈曲し、反対に第１圧電体４１３がＸ方向に縮むと、弾性体はほとんど縮まないために、第１圧電体４１３側が凹になるように屈曲する。この形態の場合は、弾性体そのものが圧電体を補強しているため、当然、補強板４１８は必要としない。
【００７３】
次に、可動レンズ１０３をウォブリングする場合の駆動信号と、可動レンズ１０３の動作と、焦点位置検出時の撮像動作と、の関係を図８で説明する。  
図８（１）は、アクチュエータ１１１に印加される駆動信号を示している。この駆動信号の周波数はとしては、アクチュエータ１１１の一端を可動レンズ１０３に固定し、他端を固定枠３０１で支持したときに、該アクチュエータ１１１と可動レンズ１０３で構成される屈曲振動子の屈曲共振の近くで、なお且つ、撮像の周波数となるような周波数が選定される。この駆動信号は、正弦波であり、屈曲共振が効率良く発生できる。正弦波以外の矩形波、三角波、台形波等の波形であっても、駆動可能である。屈曲共振については後に詳細に説明する。
【００７４】
図８（２）は、図８（１）の駆動信号をアクチュエータ１１１に印加した場合に発生する屈曲共振で可動レンズ１０３が光軸方向に振動するが、その時の可動レンズ１０３の位置を示した図である。屈曲共振しているために、駆動電圧に対して可動レンズ１０３の動作は、位相差Δθｐだけ位相がずれる。さらに、可動レンズ１０３の所定の位置で撮像をしないと充分な画像コントラストが得られなくなり、ＡＦ処理部２０７において合焦評価値が正しく判定できなくなる。従って、判定のための許容コントラスト域の範囲にある状態で撮像する必要がある。
【００７５】
具体的にアクチュエータ１１１と可動レンズ１０３で構成される屈曲振動子の屈曲共振周波数付近の駆動信号の周波数ｆと可動レンズ１０３の振動振幅と上述の位相差Δθｐを示したのが、図９である。  
共振周波数１２０Ｈｚでは、振動振幅は最大となり、位相差Δθｐは９０°付近になっている。共振周波数以下の非共振の状態では、位相差Δθｐは０°付近になり、共振周波数以上で非共振の場合は、位相差Δθｐは１８０°付近になっている。理想的な共振であれば、位相差Δθは、共振の手前の０°から共振点に向って９０°に滑らかに変化し、共振点では９０°であり、共振の後では１８０°に滑らかに変化する。実際には、図９に示すように理想状態にはならず、また、部品の材質、形状のバラツキや組立てのバラツキによって変化するので、精密な制御をする場合には、この位相差Δθｐは制御で補正する必要がある。
【００７６】
図８（３）は、撮像動作を示した図で、図８（２）の許容コントラスト域に夫々対応するタイミングで撮像が行なわれる。撮影は、可動レンズ１０３が前側位置にある状態で撮影する前側位置撮像期間と、可動レンズ１０３が後側位置にある状態で撮影する後側位置撮像期間とが、交互になされる。このとき、アクチュエータ１１１の駆動信号と撮像のタイミングとのズレは、位相差Δθとなる。この位相差Δθには、位相差Δθｐを含み、ウォブリング機構に関連する部品のバラツキや組立のバラツキにより変化するので、交換レンズ１００製造時に予め位相差Δθを測定して、交換レンズ１００のＦｌａｓｈメモリ１０９等に記憶させ、ウォブリングする場合にその値を呼び出してアクチュエータ制御回路１１２の駆動信号の位相を補正している。
【００７７】
図１０は、アクチュエータ制御回路１１２の概要を示す図であり、図１１は、図１０に対応した回路の主要な構成要素からの信号をタイミングチャートで表した図である。  
Ｌｕｃｏｍ１０８からは、Ｂｕｃｏｍ２１４より受信した撮像の同期信号を基準にして位相差Δθを補正した信号Ｓｉｇ１がＤ／Ａコンバータ制御回路４３２に入力される。Ｄ／Ａコンバータ制御回路４３２では、信号Ｓｉｇ１がＨｉｇｈの場合にＤＡＴＡとして＋Ａが出力され、信号Ｓｉｇ１がＬｏｗの場合はＤＡＴＡとして−Ａが出力されて、Ｄ／Ａコンバータ４３３に入力される。ここで、Ａは駆動信号の振幅値となるが、Ｌｕｃｏｍ１０８によりバス４３１を経由して指示される。Ｄ／Ａコンバータ４３３の出力信号Ｓｉｇ２は、アンプ４３５に入力されて増幅された後、ローパスフィルタ４３６に入力され、高周波成分が除かれて、擬似的な正弦波として出力される。ローパスフィルタ４３６から出力された信号は、アンプ４３７により増幅され、アクチュエータ１１１の第１圧電体４１３、第２圧電体４１６に駆動信号Ｓｉｇ３として加えられる。
【００７８】
一方、アクチュエータ１１１の第３圧電体４１４からの屈曲振動子の振動状態に対応した電圧信号は、ローパスフィルタ４３８に入力され、高周波成分が除去されて検出信号Ｓｉｇ４となる。この検出信号Ｓｉｇ４は、Ａ／Dコンバータ４３９でデジタルデータに変換された後、上記信号Ｓｉｇ１との位相差Δθが位相差検出回路４４０で検出され、デジタルデータとしてＬｕｃｏｍ１０８に入力され、上記信号Ｓｉｇ１の同期信号との位相の補正が行なわれる。
【００７９】
このようなアクチュエータ制御回路１１２の構成にすることにより、可動レンズ１０３とアクチュエータ１１１で構成される屈曲振動子の共振付近で駆動する場合でも、駆動信号に対する可動レンズ１０３の振動の位相差を補正する駆動が可能となり、高速で精度の高い位置制御が可能となる。
【００８０】
なお、このアクチュエータ制御回路１１２では、Ｄ／Ａコンバータ制御回路４３２を設けたが、Ｌｕｃｏｍ１０８から直接Ｄ／Ａコンバータ４３３を制御しても良いし、アンプ４３５、４３７は必須のものでは無く、必要に応じて設ければよい。さらに、振動状態を検出するのにアクチュエータ１１１の第３圧電体４１４からの信号を用いていたが、可動レンズ１０３の位置を検出している位置センサ１１０からの信号を用いて位相差を検出しても良い。
【００８１】
次に、図１２に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるカメラシステム１０の動作について説明する。電源ボタンが操作され、電源ＯＮとなると、Ｂｕｃｏｍ２１４は、図１２に示すメインフローの動作を開始する。
【００８２】
動作を開始すると、まず、Ｂｕｃｏｍ２１４は、システム起動時の初期化を行ない、この中で、記録中フラグをＯＦＦに初期化する（ステップＳ１）。この記録中フラグは、動画の記録中であるか否かを示すフラグであり、ＯＮの場合は動画を記録中であることを示し、ＯＦＦであれば動画の記録を行なっていないことを示す。
【００８３】
システム起動時の初期化が終了すると、次に、Ｂｕｃｏｍ２１４は、カメラ本体２００に接続されている交換レンズ１００等のアクセサリの検出を行ない（ステップＳ２）、再生ボタン等の操作スイッチの検出を行ない（ステップＳ３）、ライブビュー表示をする（ステップＳ４）。ここでは、撮像素子２０２によって画像信号を取得し、ライブビュー表示用に画像処理を行い、ＬＣＤ２１０にライブビュー表示を行なう。次に、再生ボタンが押されたか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定の結果、再生ボタンが押された場合には、再生を行なう（ステップＳ１１）。ここでは、記録媒体２１２から画像データを読み出し、ＬＣＤ２１０に表示させる。
【００８４】
上記ステップＳ１１において再生を実行した後、または上記ステップＳ５において再生ボタンが押されていなかった場合には、次に、動画ボタンが押されたか否かの判定を行なう（ステップＳ６）。このステップでは、操作部２１６において、動画ボタンの操作状態を検知し、この検知結果に基づいて判定する。この判定の結果、動画ボタンが押された場合には、上記記録中フラグの反転を行なう（ステップＳ１２）。前述したように、動画ボタンは押されるたびに、動画撮影開始と終了を交互に繰り返すので、このステップでは、記録中フラグがＯＦＦであった場合にはＯＮに、また、ＯＮであった場合にはＯＦＦに、記録中フラグを反転させる。
【００８５】
上記ステップＳ１２において記録中フラグを反転させた後、または上記ステップＳ６における判定の結果、動画ボタンが押されていなかった場合には、次に、動画記録中か否かの判定を行なう（ステップＳ７）。記録フラグがＯＮであれば動画記録中であることから、ここでは、記録フラグがＯＮであるか否かに基づいて判定する。
【００８６】
上記ステップＳ７における判定の結果、動画記録中でなかった場合には、次に、ファーストレリーズが押されたか否か、言いかえると、ファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮとなったか否かの判定を行なう（ステップＳ８）。この判定は、レリーズボタンに連動するファーストレリーズスイッチの状態を操作部２１６によって検知し、この検知結果に基づいて行なう。なお、このステップでは、ファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮに変化したかを判定し、ＯＮ状態が維持されている場合には、判定結果はＮＯになる。
【００８７】
上記ステップＳ８における判定の結果、ファーストレリーズが押された場合には、ファーストレリーズが押された時点の画像撮影を行ない、ＡＥを行なう（ステップＳ９）。ここでの画像撮影は、撮像素子２０２によって画像信号を取得し、画像処理を行い、ＡＥに使われる画像データを取得するもので、画像データを記録媒体２１２に記録することはない。
【００８８】
このＡＥでは、ＡＥ処理部２０５によって、画像データから被写体輝度を測定し、絞り値やシャッタ速度等の露出制御値を決め、また、ＬＣＤ２１０に表示するライブビュー表示を適正露光で行なうための制御値を決める。
【００８９】
こうしてＡＥを行なうと、次に、ＡＦを行なう（ステップＳ１０）。ここでは、可動レンズ１０３をウォブリングさせて、ＡＦ処理部２０７によって、撮像素子２０２によって取得された画像データのコントラストを評価して焦点位置の方向を検出しながら、Ｌｕｃｏｍ１０８によりフォーカスレンズ１０１を検出方向に移動させ、画像が最高のコントラストになるようにフォーカスレンズ１０１が駆動制御される。詳細は、図１３を用いて後述する。
【００９０】
また、上記ステップＳ８における判定の結果、レリーズボタンが押されずにファーストレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮに遷移しなかった場合には、次に、セカンドレリーズが押されたか否か、言いかえると、レリーズボタンが全押しされ、セカンドレリーズスイッチがＯＦＦからＯＮになったか否かの判定を行なう（ステップＳ１３）。このステップでは、レリーズボタンに連動するセカンドレリーズスイッチの状態を操作部２１６によって検知し、この検知結果に基づいて判定を行なう。
【００９１】
上記ステップＳ１３における判定の結果、セカンドレリーズが押された場合には、静止画撮影を行なう（ステップＳ１４）。ここでは、撮像素子２０２において露光を行い、被写体像に応じた画像信号を取得して、ＳＤＲＡＭ２１３に一時的に記憶する。こうして静止画撮影を行なうと、次に、画像処理部２０６により、ＳＤＲＡＭ２１３から画像信号を読み出し、この画像信号に基づく静止画の画像データについて画像処理をし（ステップＳ１５）、さらに、画像圧縮展開部２０８によって、画像圧縮処理を行なった後、記録媒体２１２に記録する（ステップＳ１６）。
【００９２】
また、上記ステップＳ７における判定の結果、動画記録中であった場合には、次に、上記ステップＳ９と同様にＡＥ処理部２０５によってＡＥ動作を行なう（ステップＳ１７）。続いて、ＡＦ処理部２０７によってＡＦ動作を行い（ステップＳ１８）、その後、動画撮影を行なう（ステップＳ１９）。ここでは、撮像素子２０２によって動画の画像信号を取得し、この画像データについて画像処理部２０６で画像処理を行い（ステップＳ２０）、画像圧縮展開部２０８において動画の画像圧縮を行なった後、動画の画像データを記録媒体２１２に記録する（ステップＳ２１）。
【００９３】
そして、上記ステップＳ１０でＡＦ動作が終了した場合、また、上記ステップＳ１３における判定の結果、レリーズボタンの全押しがなされていなかった場合、あるいは、上記ステップＳ１６で静止画の画像データの記録媒体２１２への記録が終了した場合、または上記ステップＳ２１で動画の画像データの記録媒体２１２への記録が終了した場合は、操作部２１６の電源スイッチがＯＦＦされているか否かが判定される（ステップＳ２２）。この判定の結果、電源がＯＦＦでなかった場合には、上記ステップＳ５に戻る。一方、判定の結果、電源がＯＦＦであった場合には、メインのフローの終了動作を行なった後に、メインフローを終了する。
【００９４】
次に、図１３に示すフローチャートを用いて、本発明と関係のあるウォブリングがあるＡＦの動作について説明する。  
上記ステップＳ１０でＡＦ動作がコールされると、Ｂｕｃｏｍ２１４は、まず、カメラシステム１０のＡＦモード設定状態がウォブリングを動作させるモードに操作部２１６によって設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定がウォブリングを動作させるモードでない場合は、詳細は省くが一般的な撮影画像のコントラストを判定してコントラストが最大となる位置にフォーカスレンズ１０１を制御する動作が行なわれる。
【００９５】
一方、上記ステップＳ１０１の判定がウォブリングを動作させるＡＦモードであった場合は、ウォブリングの周波数、ウォブリングの振幅に対応する電圧値Ａ（図１１のＤＡＴＡ参照）、及び位相差θをＦｌａｓｈメモリ１０９から読み出して、Ｉ／Ｆ２１９を介してＬｕｃｏｍ１０８に設定する（ステップＳ１０２）。
【００９６】
このステップＳ１０２のウォブリングの設定に応じて、Ｌｕｃｏｍ１０８は、アクチュエータ制御回路１１２によりアクチュエータ１１１を駆動し、可動レンズ１０３を光軸方向にウォブリングする（ステップＳ１０３）。このウォブリング動作は、撮影の同期信号と位相差θを持って同期しているので、可動レンズ１０３が被写体に近い位置（前側位置）で撮影する状態と、可動レンズ１０３が被写体から遠い位置（後側位置）で撮影する状態とが、交互に繰り返される（ステップＳ１０４）。
【００９７】
こうして撮影された前側位置の画像データと後側位置の画像データは、ＡＦ処理部２０７によってコントラストが比較されて、焦点位置の方向が順次検出される（ステップＳ１０６）。次ぎに、Ｂｕｃｏｍ２１４は、撮影された画像データから検出されたコントラストが合焦点の許容差内であるか判定し（ステップＳ１０７）、許容差内でない場合は、Ｉ／Ｆ２１９を介してＬｕｃｏｍ１０８に、フォーカスレンズ１０１を検出された焦点位置の方向に所定量駆動させるよう指示して（ステップＳ１０８）、上記ステップＳ１０３に戻る。
【００９８】
一方、判定が許容差内であった場合は、Ｉ／Ｆ２１９を介してＬｕｃｏｍ１０８に、可動レンズ１０３のウォブリングと、フォーカスレンズ１０１の駆動を停止するよう指示して（ステップＳ１０９）、メインのフローに戻る。
【００９９】
上記ステップＳ１０７での許容のコントラストか否かの判定は、前側位置で撮影された画像データと、後側位置で撮影された画像データのコントラストの比較で行われ、仮にコントラスト差が０であれば、その前側位置と後側位置のほぼ中間位置に可動レンズ１０３がある状態で焦点が合うことになる。従って、ウォブリングをその状態で停止すると可動レンズ１０３は焦点が合った位置に停止することになる。
【０１００】
以上のように、本第１実施形態によれば、固定部材である固定枠３０１に対して光学部材である可動レンズ１０３を光軸方向に振動的に駆動する駆動装置において、上記可動レンズ１０３が一端に固定されると共に他端で上記固定枠３０１に支持され、電圧印加に応じて少なくとも上記光軸方向に屈曲変位する複数のアクチュエータ１１１と、上記可動レンズ１０３と上記複数のアクチュエータ１１１とで構成される屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるように上記複数のアクチュエータ１１１を駆動することにより、上記可動レンズ１０３を上記光軸方向に振動変位させるアクチュエータ制御回路１１２と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、可動レンズ１０３を高速且つ精密に駆動制御可能で、可動レンズ１０３を振動駆動しても振動や音の発生が少ない駆動装置を提供することができる。
【０１０１】
ここで、上記アクチュエータ１１１は、板状をなし、板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向に伸縮する第１圧電体４１３と第１圧電体４１３に固着された弾性体とからなるモノモルフであっても良いし、上記第１圧電体４１３と、板状をなし、上記第１圧電体４１３と長手方向及び板圧方向が揃えて固着され、上記板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向で且つ上記第１圧電体４１３と逆方向に伸縮する、第２圧電体４１６と、からなるバイモルフであっても良い。
【０１０２】
また、上記アクチュエータ１１１は、さらに、板状をなし、少なくとも上記第１の圧電体の伸縮状態に応じた電荷を発生する第３圧電体４１４を有することで、該第３圧電体４１４の出力信号を、上記アクチュエータ１１１の動作を制御するための信号として用いることが可能となる。
【０１０３】
なお、上記可動レンズ１０３は、撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内の一つであれば良く、フォーカスレンズ１０１や変倍レンズ１０２に組み込まれていても良い。
【０１０４】
また、本第１実施形態によれば、上記第１実施形態に係る駆動装置と、撮影レンズ１１３が形成する光学像から撮像素子２０２によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７と、上記ＡＦ処理部２０７からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズ１０１を駆動する合焦駆動手段としてのＬｕｃｏｍ１０８及びドライバ１０５と、上記撮像素子２０２の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路１１２による上記アクチュエータ１１１の駆動タイミングを制御するタイミング制御手段としてのＢｕｃｏｍ２１４と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって可動レンズ１０３を高速且つ精密に駆動制御可能で、可動レンズ１０３を振動駆動しても振動や音の発生が少ないオートフォーカス装置を提供することができる。
【０１０５】
また、本第１実施形態によれば、複数のレンズを含む撮影レンズ１１３と、撮像素子２０２と、を備えるカメラシステム１０等の画像機器において、上記第１実施形態に係る駆動装置と、上記撮影レンズ１１３が形成する光学像から上記撮像素子２０２によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７と、上記ＡＦ処理部２０７からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズ１０１を駆動する合焦駆動手段としてのＬｕｃｏｍ１０８及びドライバ１０５と、上記撮像素子２０２の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路１１２による上記アクチュエータ１１１の駆動タイミングを制御するタイミング制御手段としてのＢｕｃｏｍ２１４と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって可動レンズ１０３を高速且つ精密に駆動制御可能で、可動レンズ１０３を振動駆動しても振動や音の発生が少ない画像機器を提供することができる。
【０１０６】
また、本第１実施形態によれば、複数のレンズを含む撮影レンズ１１３を備えるレンズ装置において、上記第１実施形態に係る駆動装置と、上記撮影レンズ１１３が形成する光学像から検出された合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を受け、該フォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズ１０１を駆動する合焦駆動手段としてのＬｕｃｏｍ１０８及びドライバ１０５と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって可動レンズ１０３を高速且つ精密に駆動制御可能で、可動レンズ１０３を振動駆動しても振動や音の発生が少ないレンズ装置を提供することができる。
【０１０７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図１４を用いて説明する。  
上記第１実施形態では固定部材である固定枠３０１に対して光学部材である可動レンズ１０３をウォブリングしていたが、本第２実施形態では、固定部材であるホルダ２２８に対して光学部材である撮像素子２０２をウォブリングしている。動作等は上記第１実施形態と同じとなるので、ここでは、機構について説明をし、動作等の説明は省略する。
【０１０８】
図１４（Ａ）は、第２実施形態に係る駆動装置における撮像素子のウォブリング機構の構成を説明する正面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のウォブリング機構のＡＡ線側断面図であり、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）のウォブリング機構のＢＢ線側断面図であり、図１４（Ｄ）は、図１４（Ｃ）のウォブリング機構のＣＣ線側断面図である。
【０１０９】
撮像素子２０２は、受光素子５０１、ケース５０２、及び保護ガラス５０３から構成される。直方体の箱形状をなすケース５０２の底面に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子５０１が配置され、受光素子５０１からケース５０２の後側に引き出された電気端子は、ケース５０２の後ろに配置された回路基板５０４に電気的に接続される。一方、ケース５０２の前側は、透明のガラス、樹脂等で作られた矩形板状の保護ガラス５０３が、受光素子５０１を密閉するように固着されている。アルミニウムやステンレス等の金属板で作られた保持板５０５の中心付近に形成された前側に突出させた面に、ケース５０２の後側の面が接着等で固着されている。
【０１１０】
また、短冊板状のアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが、保持板５０５の後ろ側に撮像素子２０２の長辺方向（Ｘ方向）に沿うように配置され、一方の端部が保持板５０５から後ろ側面に一部突出した面に接着等で固定されている。その固定位置は、保持板５０５の一方の短辺側のＹ方向端部に２ヶ所設けられ、他方の短辺側で、短辺の中心位置付近に１ヶ所設けられている。さらに、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの他方の端部は、ホルダ２２８から前側に一部突出した面に対し、押さえ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃにより挟み込むようにビス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃで押さえ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃをホルダ２２８に固定することで、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃをホルダ２２８に押圧して支持している。
【０１１１】
このような構成にすると、ＸＹ平面に広がるアクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを小さなスペースに配置することが可能である。また、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが保持板５０５を支持する位置が正三角形に近い形で、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの発生力をバランス良く保持板５０５に作用させることが出来、共振させた場合、不要な振動が発生せず、大きな振幅が得られる。この場合、２等辺三角形状に配置したり、非２等辺三角形状に配置したりしても、作用する力やモーメントが対称になるようにすれば同じ効果が得られる。
【０１１２】
本第２実施形態では、撮像素子２０２をウォオブリングしているので、例え、交換レンズ１００にウォブリング機構を持たないような場合でも、ウォブリングにより、焦点位置情報を検出することが可能である。なおこの場合、アクチュエータ１１１を駆動するアクチュエータ制御回路１１２の制御は、Ｂｕｃｏｍ２１４が実施する。
【０１１３】
また、アクチュエータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに直流の電圧値を個別に与えることで、撮像素子２０２の傾きや、光軸方向（Ｚ方向）の位置を精密に調整することが可能であり、従来、スペーサやネジ送り機構等で調整していた撮像素子２０２の位置調整が非常に簡単に実施することができる。この調整は、調整値をＦｌａｓｈメモリ等の記憶素子に記憶することになるので、撮像素子２０２の位置を、交換レンズ１００を外した状態で計測すれば、カメラ状態での調整も可能となる。従来は、カメラの組立て途中でしか調整が可能でなかったために、調整以後の組立て作業により、調整が変化してしまうことも発生していた。さらに、カメラの使用環境によって部材が膨張、収縮して撮像素子２０２の位置が変化するような場合でも、事前に温度変化による撮像素子２０２の位置の変化を計測し、そのデータを撮像素子補正データとして持ては、カメラの持っている温度センサの計測温度に応じて撮像素子２０２の位置を調整することも可能である。
【０１１４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うレンズ、カメラ及びカメラシステムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１１５】
以上のように、本第２実施形態によれば、固定部材であるホルダ２２８に対して光学部材である撮像素子２０２を光軸方向に振動的に駆動する駆動装置において、上記撮像素子２０２が一端に固定されると共に他端で上記ホルダ２２８に支持され、電圧印加に応じて少なくとも上記光軸方向に屈曲変位する複数のアクチュエータ１１１と、上記撮像素子２０２と上記複数のアクチュエータ１１１とで構成される屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させるように上記複数のアクチュエータ１１１を駆動することにより、上記撮像素子２０２を上記光軸方向に振動変位させるアクチュエータ制御回路１１２と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、撮像素子２０２を高速且つ精密に駆動制御可能で、撮像素子２０２を振動駆動しても振動や音の発生が少ない駆動装置を提供することができる。
【０１１６】
ここで、上記アクチュエータ１１１は、板状をなし、板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向に伸縮する第１圧電体４１３と第１圧電体４１３に固着された弾性体からなるモノモルフであっても良いし、上記第１圧電体４１３と、板状をなし、上記第１圧電体４１３と長手方向及び板圧方向が揃えて固着され、上記板厚方向に電圧を加えると、該板厚方向と直交する方向で且つ上記第１圧電体４１３と逆方向に伸縮する、第２圧電体４１６と、からなるバイモルフであっても良い。
【０１１７】
また、上記アクチュエータ１１１は、さらに、板状をなし、少なくとも上記第１の圧電体の伸縮状態に応じた電荷を発生する第３圧電体４１４を有することで、該第３圧電体４１４の出力信号を、上記アクチュエータ１１１の動作を制御するための信号として用いることが可能となる。
【０１１８】
また、本第２実施形態によれば、上記第２実施形態に係る駆動装置と、撮影レンズ１１３が形成する光学像から撮像素子２０２によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７と、上記ＡＦ処理部２０７からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズ１０１を駆動する合焦駆動手段としてのＬｕｃｏｍ１０８及びドライバ１０５と、上記撮像素子２０２の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路１１２による上記アクチュエータ１１１の駆動タイミングを制御するタイミング制御手段としてのＢｕｃｏｍ２１４と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって撮像素子２０２を高速且つ精密に駆動制御可能で、撮像素子２０２を振動駆動しても振動や音の発生が少ないオートフォーカス装置を提供することができる。
【０１１９】
また、本第２実施形態によれば、複数のレンズを含む撮影レンズ１１３と、撮像素子２０２と、を備えるカメラシステム１０等の画像機器において、上記第２実施形態に係る駆動装置と、上記撮影レンズ１１３が形成する光学像から上記撮像素子２０２によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７と、上記ＡＦ処理部２０７からのフォーカス制御情報に従って、上記撮影レンズ１１３を構成する複数のレンズの内のフォーカスレンズ１０１を駆動する合焦駆動手段としてのＬｕｃｏｍ１０８及びドライバ１０５と、上記撮像素子２０２の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路１１２による上記アクチュエータ１１１の駆動タイミングを制御するタイミング制御手段としてのＢｕｃｏｍ２１４と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって撮像素子２０２を高速且つ精密に駆動制御可能で、撮像素子２０２を振動駆動しても振動や音の発生が少ない画像機器を提供することができる。
【０１２０】
また、本第２実施形態によれば、撮像素子２０２を備えるカメラ本体１００等の画像機器において、上記第２実施形態に係る駆動装置と、上記撮像素子２０２によって取得した画像データを基に合焦点位置を検出し、該検出した合焦点位置に基づくフォーカス制御情報を出力するＡＦ処理部２０７と、上記撮像素子２０２の上記画像データの取得動作に対して所定の位相差を持って同期するように、上記アクチュエータ制御回路１１２による上記アクチュエータ１１１の駆動タイミングを制御するタイミング制御手段としてのＢｕｃｏｍ２１４と、を備えることにより、上記屈曲振動子を屈曲振動共振付近の周波数で振動させることで、大きな変位量でもって撮像素子２０２を高速且つ精密に駆動制御可能で、撮像素子２０２を振動駆動しても振動や音の発生が少ない画像機器を提供することができる。
【０１２１】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１２２】
例えば、実施形態は、カメラ本体２００に対して交換レンズ１００を交換可能なカメラシステム１０を例に説明したが、レンズ交換不能なカメラであっても良い。
【０１２３】
また、本発明は、上述の実施形態で説明したデジタルカメラのレンズの形態に限らず、撮影機能を備えた録音機器、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤ、テレビ、ＧＰＳ、時計等の電子機器にも適用可能である。
【０１２４】
また、撮影機能を有しい、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクタ、顕微鏡など、オートフォーカス装置を備えた画像機器においても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…カメラシステム、  １００…交換レンズ、  １０１…フォーカスレンズ、  １０２…変倍レンズ、  １０３…可動レンズ、  １０５，１０６，１０７…ドライバ、  １０８…レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）、  １０９…Ｆｌａｓｈメモリ、  １１０…位置センサ、  １１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…アクチュエータ、  １１２…アクチュエータ制御回路、  １１３…撮影レンズ、  ２００…カメラ本体、  ２０２…撮像素子、  ２０７…ＡＦ処理部、  ２１４…ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）、  ２２８…ホルダ、  ３０１…固定枠、  ３０２…可動枠、  ３０３…レンズ、  ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ…ビス、  ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ…絶縁シート、  ３０８ａ，３０８ｂ，３０８ｃ…スケール、  ３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ…位置センサ、  ３１０…フレキ、  ４１２…積層体Ｍ、  ４１９…外部電極Ｓｐ、  ４２１…外部電極Ｇｍ、  ４２０…外部電極Ｓｍ、  ４２２…外部電極Ｇｐ、  ４２３…外部電極Ｖｐ、  ４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４１４ｕａ，４１４ｄａ…内部電極、  ４０１，４０２，４０３，４０４…圧電体板、  ４０５ａ…パターンＳｐ、  ４０５ｂ…パターンＳｍ、  ４０５ｃ…パターンＧｍ、  ４０５ｄ…パターンＧｐ、  ４０５ｅ…パターンＶｐ、  ４１１…上板、  ４１３…第１圧電体、  ４１４…第３圧電体、  ４１４ｕ…上中央層、  ４１４ｄ…下中央層、  ４１６…第２圧電体、  ４１７…下板、  ４１８…補強板、  ４２４…分極方向、  ４３１…バス、  ４３２…Ｄ／Ａコンバータ制御回路、  ４３３…Ｄ／Ａコンバータ、  ４３５，４３７…アンプ、  ４３６，４３８…ローパスフィルタ、  ４３９…Ａ／Ｄコンバータ、  ４４０…位相差検出回路、  ５０１…受光素子、  ５０２…ケース、  ５０３…保護ガラス、  ５０４…回路基板、  ５０５…保持板。
【図１】
2013235044.tif 000003
【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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【図１１】
2013235044.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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