(57)【要約】  レンズ鏡筒（１０）は、固定枠（３０）と、固定枠に固定された主軸ガイド（４０）と、主軸ガイド（４０）に沿って移動する可動枠（３３）と、可動枠（３３）を主軸ガイド（４０）に沿って固定枠（３０）に対して相対移動させる駆動部（マグネット（３２）、駆動コイル（３３ｃ））と、主軸ガイド（４０）に対して振動を付与する振動付与部（３６）とを備えている。
2019146771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠と、
前記固定枠に保持されたガイド軸と、
前記ガイド軸に沿って移動する可動枠と、
前記可動枠を前記ガイド軸に沿って前記固定枠に対して相対移動させる駆動部と、
前記ガイド軸に対して振動を付与する振動付与部と、
を備えている光学機器用アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動付与部は、前記ガイド軸に対して前記振動を付与して、前記可動枠と前記ガイド軸との間に生じる摩擦抵抗を低減する、
請求項１に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項３】
前記振動付与部は、前記ガイド軸と前記可動枠とが一体的に動かず相対的に滑るように前記振動を付与する、
請求項２に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項４】
前記振動付与部から前記ガイド軸に対して付与される前記振動の加速度α、前記可動枠の質量ｍｋ、前記ガイド軸と前記可動枠との間に作用する摩擦力Ｔとすると、
前記振動付与部は、前記ガイド軸に対して、以下の関係式（１）を満たすように、前記振動を付与する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｔ＜α×ｍｋ  ・・・・・（１）
【請求項５】
前記振動付与部から付与される前記振動は、前記駆動部が前記可動枠を駆動するのと同時か、それよりも前に付与が開始される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項６】
前記振動は、前記ガイド軸に対して付与状態と非付与状態を選択的に切り替えられる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項７】
前記振動の前記付与状態と前記非付与状態との選択において、前記可動枠の速度方向が変化する往復動作時には、前記付与状態が選択される、
請求項６に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項８】
前記往復動作時の方向反転点、または方向反転点の前、または方向反転点近傍では、前記付与状態が選択される、
請求項７に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項９】
前記振動の前記付与状態と前記非付与状態との選択において、前記可動枠の移動開始点近傍または移動停止点近傍では、前記付与状態が選択される、
請求項６に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動の前記付与状態と前記非付与状態の選択において、前記可動枠の速度が０になる箇所、または速度が０になる前、または速度が０になる近傍では、前記付与状態が選択される、
請求項７に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動部および前記振動付与部は、
前記振動付与部および前記駆動部の両方がＯＮ状態である第１の状態と、
前記振動付与部はＯＦＦ状態、前記駆動部がＯＮ状態である第２の状態と、
を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項１２】
前記振動付与部で付与される前記振動の振幅をＳ、撮像素子の画素間隔で決まる解像限界量をδｇ、レンズのＦ値をＦ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比をｋとすると、以下の関係式（２）を満たす、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｓ＜Ｆ×δｇ×ｋ  ・・・・・（２）
【請求項１３】
前記振動付与部で付与される前記振動の振幅をＳ、人間の目の特性から決まる許容錯乱円で決まる量をδｒ、レンズのＦ値をＦ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比をｋとすると、以下の関係式（３）を満たす、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｓ＜Ｆ×δｒ×ｋ  ・・・・・（３）
【請求項１４】
前記振動付与部で付与される前記振動の振幅をＳ、フォーカス用レンズの制御可能な最小移動量をＥとすると、Ｓ＜Ｅの関係を満たす、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項１５】
前記振動付与部で付与される前記振動の振幅をＳ、前記可動枠の速度方向が変化する往復動作の振幅をＷとすると、Ｓ＜Ｗの関係を満たす、
請求項７に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項１６】
速度方向が変化する前記往復動作の往復周波数をＶｗ、前記振動付与部から付与される振動の周波数をＶｓ、ｎを整数とすると、以下の関係式（４）を満たす、
請求項７に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｖｗ≠Ｖｓ、またはＶｓ＞Ｖｗ、またはＶｗ≠ｎ×Ｖｓ、またはＶｗ≠（１／ｎ）×Ｖｓ  ・・・・・（４）
【請求項１７】
固定枠と、
前記固定枠に保持された第１のガイド軸と、前記固定枠に保持された第２のガイド軸と、
前記第１のガイド軸が挿通する第１のガイド穴と、前記第２のガイド軸が挿通する第２のガイド穴と、を有し、前記第１のガイド軸または前記第２のガイド軸に沿って移動する可動枠と、
前記第１のガイド軸または前記第２のガイド軸に沿って前記可動枠を前記固定枠に対して相対移動させる駆動部と、
前記第１のガイド軸に対して振動を付与する第１の振動付与部と、
前記第２のガイド軸に対して振動を付与する第２の振動付与部と、
を備えている光学機器用アクチュエータ。
【請求項１８】
前記第１のガイド軸に付与される振動の周波数をＶｍ、前記第２のガイド軸に付与される振動の周波数をＶｆ、ｎを整数とすると、以下の関係式（５）を満たす、
請求項１７に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｖｍ≠Ｖｆ、またＶｍ≠ｎ×Ｖｆ、Ｖｍ≠（１／ｎ）×Ｖｆ  ・・・・・（５）
【請求項１９】
前記振動付与部は、圧電素子と、前記圧電素子を光軸方向に略平行な方向に押し付けるスプリングと、を有している、
請求項１から１６のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２０】
前記振動付与部から前記ガイド軸に対して付与される前記振動の加速度α、前記スプリングのバネ乗数Ｋ、前記振動付与部から付与される前記振動の振幅ｘ、前記ガイド軸の質量ｍｓ、前記ガイド軸と前記可動枠との間に作用する摩擦力Ｔとすると、
前記スプリングのバネ乗数Ｋは、以下の関係式（２）を満たす、
請求項１９に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｋｘ＞＞α×ｍｓ＋Ｔ  ・・・・・（２）
【請求項２１】
前記スプリングのバネ乗数Ｋ、前記振動付与部から付与される前記振動の振幅ｘ、前記ガイド軸と前記可動枠との間に作用する摩擦力Ｔとすると、
前記スプリングのバネ乗数Ｋは、以下の関係式（３）を満たす、
請求項１９に記載の光学機器用アクチュエータ。
Ｋｘ＞＞Ｔ  ・・・・・（３）
【請求項２２】
前記振動付与部は、前記ガイド軸の軸方向に略平行な方向に沿って、前記ガイド軸に対して前記振動を付与する、
請求項１から１６、１９から２１のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２３】
前記振動付与部は、時間軸方向において略左右対称な振動波形を有する前記振動を前記ガイド軸に付与する、
請求項１から１６、１９から２２のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２４】
前記振動付与部は、時間軸方向において左右非対称な振動波形を有する前記振動を前記ガイド軸に付与する、
請求項１から１６、１９から２２のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２５】
前記可動枠と前記ガイド軸との間の摩擦負荷を発生させる弾性体を、さらに備えている、
請求項１から１６、１９から２４のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２６】
前記駆動部は、前記固定枠に取り付けられたマグネットと、前記可動枠に取り付けられ電流が流れることで前記マグネットによって生じる磁力によってローレンツ力を発生させて前記可動枠を前記ガイド軸の軸方向に沿って移動させるコイルと、を有している、
請求項１から１６、１９から２５のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２７】
前記振動付与部は、前記ガイド軸に対して、超音波振動を付与する、
請求項１から１６、１９から２６のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２８】
前記可動枠は、レンズを保持している、
請求項１から２７のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータ。
【請求項２９】
請求項１から２８のいずれか１項に記載の光学機器用アクチュエータと、
光軸方向に沿って配置された複数のレンズ群と、
を備えたレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学機器用アクチュエータおよびこれを備えたレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ等の光学部品を光軸方向に沿って移動させる光学機器用アクチュエータとして、様々な機構が用いられている。
例えば、特許文献１には、駆動用マグネットと駆動用コイルとを有するリニアアクチュエータの構成において、駆動電圧が印加されて変形するとともに変形時に被駆動体の移動を規制する圧電素子を備えた撮像装置の移動機構について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５００９２号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、上記従来の撮像装置の移動機構では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された撮像装置の移動機構では、省電力で移動位置における被駆動体の位置を保持するために圧電素子が用いられている。しかし、この構成では、被駆動体を移動させる際にガイド軸との間に生じる摩擦抵抗について考慮されていない。このため、摩擦抵抗が大きい場合には、被駆動体の位置制御を高精度に実施することが難しい。
【０００５】
また、静止摩擦と動摩擦とが存在する場合には、静止摩擦状態から動摩擦状態に遷移することで、いわゆるスティックスリップ現象も発生し、被駆動体の位置制御を高精度に実施することが更に難しい。
【０００６】
つまり、リニアアクチュエータにおいて付与される駆動力によって被駆動体の移動を高精度に制御するためには、被駆動体を移動させる際に、ガイド軸との間に生じる摩擦抵抗をできるだけ小さくすることが望ましい。また、スティックスリップ現象の発生をできるだけ小さくすることが望ましい。
【０００７】
特に、近年の撮像装置に搭載される撮像素子の高画質化に伴って、撮影時にフォーカス調整を行うためにレンズ枠を移動させるときの目標位置への収束性、また動画撮影時のフォーカス走査動作のために付与される周期振動（ウォブリング動作）への追従性にさらなる高精度が求められている。
本開示の課題は、ガイド軸に対する可動枠の摩擦抵抗を低減して、また、スティックスリップ現象を低減して、高速かつ高精度に可動枠の位置制御を実施することが可能な光学機器用アクチュエータおよびこれを備えたレンズ鏡筒を提供することにある。
【０００８】
（課題を解決するための手段）
本開示に係る光学機器用アクチュエータは、固定枠と、固定枠に保持されたガイド軸と、ガイド軸に沿って移動する可動枠と、可動枠をガイド軸に沿って固定枠に対して相対移動させる駆動部と、ガイド軸に対して振動を付与する振動付与部と、を備えている。
【０００９】
（発明の効果）
本開示に係る光学機器用アクチュエータによれば、ガイド軸に対する可動枠の摩擦抵抗を低減して、高速かつ高精度に可動枠の位置制御を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施形態に係る光学機器用アクチュエータを備えたレンズ鏡筒が装着されたカメラの構成示す全体斜視図。
【図２】図１のカメラに装着されたレンズ鏡筒の構成を示す斜視図。
【図３Ａ】図２のレンズ鏡筒の断面図。
【図３Ｂ】図２のレンズ鏡筒に含まれる光学系が、図３Ａの広角側（ＷＩＤＥ側）から望遠側（ＴＥＬＥ側）へ移行した状態を示す断面図。
【図４】図２のレンズ鏡筒を構成する各部品の分解図。
【図５】図４のレンズ鏡筒に含まれる４群ユニットを構成する各部品の分解図。
【図６】図５の４群ユニットにおいて可動枠に推進力を付与する構成を示す断面図。
【図７】図５の４群ユニットにおいて主軸ガイドに振動を付与する振動付与部の構成を示す側面図。
【図８】図７の振動付与部の構成を示す側面図。
【図９Ａ】図７の振動付与部の構成を示す分解図。
【図９Ｂ】図９Ａの振動付与部に含まれるスプリング押さえの断面図。
【図１０Ａ】図５の４群ユニットに含まれる振動付与部によって付与される振動の波形の一例を示すグラフ。
【図１０Ｂ】図５の４群ユニットに含まれる振動付与部によって付与される振動の波形の一例を示すグラフ。
【図１０Ｃ】図５の４群ユニットに含まれる振動付与部によって付与される振動の波形の一例を示すグラフ。
【図１１】図５の４群ユニットに含まれるバイアスバネを示す斜視図。
【図１２】図１１のバイアスバネが配置された部分の断面図。
【図１３】本開示の他の実施形態に係るレンズ鏡筒に搭載された振動付与部の構成を示す側面図。
【図１４Ａ】図１３の振動付与部の構成を示す分解図。
【図１４Ｂ】図１４Ａの振動付与部に含まれるスプリング押さえの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
（実施形態１）
本開示の一実施形態に係る光学機器用アクチュエータを備えたレンズ鏡筒１０について、図１〜図１２を用いて説明すれば以下の通りである。
（１）カメラの構成
本実施形態に係るカメラ１００は、図１に示すように、カメラ本体５０と、レンズ鏡筒１０とを備えている。
（２）カメラ本体の構成
カメラ本体５０は、撮像素子と、記憶部と、制御部とを備えている。撮像素子は、レンズ鏡筒１０からの光を電気信号に変換する。制御部は、撮像素子やレンズ鏡筒１０に含まれる光学系を制御する。記憶部は、撮像素子によって生成された電気信号をデジタルデータとして記憶する。
（３）レンズ鏡筒の構成
本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、レンズＬ１〜Ｌ１８を含む光学系と、１群ユニット１１と、２群ユニット１２と、カム枠１３と、固定枠１４と、３群ユニット１５と、４群ユニット１６と、５群ユニット１７と、マウントベース１８と、外装ユニット１９と、後枠２０と、三脚ベースリング２１と、三脚ロックねじ２２と、回路基板２５と、レンズフード２６とを備えている。そして、レンズ鏡筒１０は、図１に示すように、カメラ本体５０のマウント部に装着される。
【００１４】
ここで、図１に示す光軸ＡＸ方向は、レンズ鏡筒１０の光学系の光軸方向である。以下、光軸方向における被写体側とは、カメラ本体５０の撮像素子が配置された像面側とは反対側を意味する。以下、レンズ鏡筒１０の光学系の光軸方向を、光軸ＡＸ方向とする。
【００１５】
レンズ鏡筒１０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、内蔵された光学系が、広角側（ＷＩＤＥ位置）と望遠側（ＴＥＬＥ位置）との間において、光軸ＡＸ方向に沿って移動する。これにより、変倍撮影を行うことができる。
【００１６】
レンズ鏡筒１０は、図３Ａに示すＷＩＤＥ位置にある状態では、後述する光学系の１群ユニット１１が外装ユニット１９の内周面側に収納された状態となる。
一方、レンズ鏡筒１０は、図３Ｂに示すＴＥＬＥ位置にある状態では、１群ユニット１１が光軸ＡＸ方向に沿って被写体側へ移動し、外装ユニット１９から被写体寄りに突出した状態となる。
【００１７】
（３−１）光学系の構成
レンズ鏡筒１０の光学系は、図４に示すように、１群ユニット１１、２群ユニット１２、カム枠１３、固定枠１４、３群ユニット１５、４群ユニット１６、５群ユニット１７、マウントベース１８、外装ユニット１９、および後枠２０等によって構成されている。
【００１８】
１群ユニット１１は、筒状の部材であって、その内部には、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、被写体側にレンズＬ１〜レンズＬ３が配置されている。１群ユニット１１は、被写体側にレンズＬ１〜レンズＬ３を保持した状態で、光軸ＡＸ方向に沿って前進および後退する。
【００１９】
これにより、レンズＬ１〜Ｌ１８の間の距離が変化して、広角撮影および望遠撮影を行うことができる。
２群ユニット１２は、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すように、１群ユニット１１の内周面側に配置された円筒状の部材である。２群ユニット１２は、レンズＬ４〜レンズＬ９を保持している。レンズＬ４〜レンズＬ９は、レンズＬ１〜レンズＬ３よりも光軸ＡＸ方向における像面側に配置されている。
【００２０】
３群ユニット１５は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、レンズＬ１０〜レンズＬ１５を保持している。３群ユニット１５は、２群ユニット１２よりも光軸ＡＸ方向における像面側に配置されている。さらに、３群ユニット１５は、図４に示すように、円筒状の４群ユニット１６の内周側に配置されている。３群ユニット１５は、アクチュエータによって駆動されることで、レンズＬ１０〜レンズＬ１５を保持した状態で、光軸ＡＸ方向に前後に移動する。
【００２１】
４群ユニット１６は、略円筒形状の部材であって、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、レンズＬ１６を保持している。そして、４群ユニット１６は、図４に示すように、光軸ＡＸ方向における被写体側から見て、３群ユニット１５の下流側に配置されている。レンズＬ１６は、レンズＬ１０〜レンズＬ１５よりも光軸ＡＸ方向における像面側に配置されている。
【００２２】
なお、４群ユニット１６の詳細な構成については、後段にて詳述する。
５群ユニット１７は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、レンズＬ１７およびレンズＬ１８を保持している。５群ユニットは、図４に示すように、円筒状の４群ユニット１６の内周側に配置されている。レンズＬ１７およびレンズＬ１８は、レンズＬ１６よりも光軸ＡＸ方向における像面側に配置されている。
【００２３】
また、５群ユニット１７は、光軸ＡＸ方向に移動可能である。具体的には、５群ユニット１７は、レンズＬ１７およびレンズＬ１８を保持した状態で、アクチュエータによって駆動されることで、光軸ＡＸ方向に前後に移動する。
【００２４】
カム枠１３は、図４に示すように、円筒状の部材であって、カム溝が形成されている。カム枠１３は、２群ユニット１２と、３群ユニット１５と、４群ユニット１６と、固定枠１４との外周面側に配置される。そして４群ユニット１６の外周面に設けられたカムピンが、カム枠１３のカム溝に嵌合される。
【００２５】
４群ユニット１６のカムピンは、回転駆動源から付与される回転駆動力を受けて、カム溝に沿って移動する。これにより、１群ユニット１１から５群ユニット１７を光軸ＡＸ方向において前後に移動させることができる。
【００２６】
これにより、１群ユニット１１から５群ユニット１７に含まれるレンズＬ１〜レンズＬ１８間の距離を調整できるため、広角撮影や望遠撮影等を行うことができる。
固定枠１４は、図４に示すように、円筒状の部材であって、３群ユニット１５および４群ユニット１６の外周側に配置される。固定枠１４は、カム枠１３の内周側に配置される。
【００２７】
マウントベース１８は、図４に示すように、レンズ鏡筒１０のベースとなる略円筒状の部材である。マウントベース１８の内周面側には、４群ユニット１６が固定される。また、マウントベース１８には、相対回転可能な状態でカム枠１３が取り付けられる。
【００２８】
外装ユニット１９は、図２および図４に示すように、レンズ鏡筒１０の外装部分を構成する円筒状の部材である。外装ユニット１９の外周面には、円環状のフォーカスリング、ズームリング等が回転可能な状態で取り付けられている。
【００２９】
後枠２０は、外装ユニット１９における像面側の端部に取り付けられている。後枠２０は、外装ユニット１９とともにレンズ鏡筒１０の外装部分を構成している。そして、後枠２０は、マウントベース１８および外装ユニット１９に対して相対回転するように取り付けられている。
【００３０】
また、後枠２０は、図３Ａおよび図３Ｂに示す回路基板２５と、回路基板２５に電気的に接続されたフレキシブル基板及びスイッチ等とを内包している。
なお、後枠２０の外周面には、図２に示すように、三脚ベースリング２１が取り付けられる。三脚ベースリング２１は、三脚が接続される台座部分である。
【００３１】
また、後枠２０の外周面には、図２に示すように、三脚ロックねじ２２が取り付けられる。後枠２０は、マウントベース１８や外装ユニット１９に対して相対回転可能な状態で取り付けられている。このため、三脚ロックねじ２２は、その後枠２０の相対回転を所定の位置において規制する。具体的には、三脚ロックねじ２２は、光軸ＡＸ方向に交差する方向に押圧力を付与することで後枠２０の相対回転を規制する。
【００３２】
（３−２）４群ユニット１６の構成
本実施形態では、可動枠３３によって保持されたレンズＬ１６を、光軸ＡＸ方向において前後に移動させるレンズユニットであって、図５に示すように、４群ユニット１６が、固定枠３０、メインヨーク３１、マグネット（駆動部）３２、可動枠３３、主軸ガイド（ガイド軸）４０、副軸ガイド４１、バックヨーク３４、ガイド保持枠３５、振動付与部３６、バイアスバネ（弾性体）３７を備えている。
【００３３】
固定枠３０は、４群ユニット１６の外郭を構成する略円筒状の部材であって、メインヨーク３１、マグネット３２、可動枠３３、主軸ガイド（ガイド軸）４０、副軸ガイド４１等が内周面側に配置される。
【００３４】
メインヨーク３１は、図５および図６に示すように、側面から見て略Ｕ字状の部材であって、固定枠３０の内周面側における互いに対向する位置に２つ設けられている。
マグネット３２は、図５および図６に示すように、メインヨーク３１の略Ｕ字状の部分の間に設けられており、後述する駆動コイル３３ｃとともに可動枠３３を駆動するアクチュエータを構成する。そして、マグネット３２は、図６に矢印で示すＺ方向（径方向内側）に磁場Ｍを発生させる。より詳細には、図６に示す上側に配置されたマグネット３２は、図中下向きに磁場Ｍを発生させ、下側に配置されたマグネット３２は、図中上向きに磁場Ｍを発生させる。
【００３５】
可動枠３３は、図５および図６に示すように、固定枠３０に対して相対的に光軸ＡＸ方向へ前後に移動可能であって、主軸フォロア（主ガイド穴）３３ａ、副軸フォロア（副ガイド穴）３３ｂ、駆動コイル（駆動部）３３ｃ、本体部３３ｄを有している。
【００３６】
主軸ガイド４０は、主軸フォロア（主ガイド穴）３３ａに摺動可能に係合し、図５および図６に示すように、固定枠３０に対して可動枠３３を相対的に移動させる際のガイド部材として、光軸ＡＸ方向に沿って配置されている。そして、主軸ガイド４０は、光軸ＡＸの方向における一端を後述する振動付与部３６を介して後述するガイド保持枠３５に保持され、もう一端を固定枠３０に保持されている。また、主軸ガイド４０は、可動枠３３を移動させる際に、後述する振動付与部３６から所定の振動が付与される（図７参照）。
【００３７】
また、主軸ガイド４０は、振動付与部３６から付与される所定の振動によって軸方向において振動するため、固定枠３０に対して振動可能に保持されている。具体的には、主軸ガイド４０は、固定枠３０の穴に嵌合し、固定枠３０に対して振動付与部３６から付与される振動方向において摺動可能に保持、あるいは固定枠３０の主軸ガイド４０保持部が振動付与部３６から付与される振動方向において変形可能に保持されている。
【００３８】
副軸ガイド４１は、副軸フォロア（副ガイド穴）３３ｂに挿通され、図５および図６に示すように、主軸ガイド４０に略平行に配置されており、光軸ＡＸ方向における一端を後述するガイド保持枠３５に保持され、もう一端を固定枠３０に保持されている。そして、副軸ガイド４１は、主軸ガイド４０に沿って光軸ＡＸ方向において可動枠３３が前後に移動する際に、主軸ガイド４０と共に可動枠３３の姿勢を維持できるよう、可動枠３３のガイド部材として機能する。
【００３９】
駆動コイル３３ｃは、図６に示すように、可動枠３３の本体部３３ｄ側に固定されており、固定枠３０側に固定されたメインヨーク３１およびマグネット３２の近傍に配置されている。そして、可動枠３３を可動させる際には、駆動コイル３３ｃには、図６に示すように、図面に垂直なＸ軸方向に電流が流れる。
【００４０】
これにより、図６に示すように、マグネット３２によって生じる径方向内側への磁場と、駆動コイル３３ｃを流れる電流とによって、可動枠３３に図中Ｙ軸方向（左方向）へのローレンツ力Ｆ１を発生させることができる。よって、駆動コイル３３ｃに電流が流れることで、可動枠３３は、光軸ＡＸ方向において前後に移動する。
【００４１】
なお、本実施形態のレンズ鏡筒１０では、可動枠３３に対して付与される推力は、マグネット３２、駆動コイル３３ｃによって発生するローレンツ力Ｆ１に依存する。つまり、本実施形態では、可動枠３３の推力は、後述する振動付与部３６から付与される振動には依存しない。
【００４２】
本体部３３ｄは、図６に示すように、中心部分においてレンズＬ１６を保持している。そして、本体部３３ｄのレンズＬ１６を保持する部分の外周には、主軸ガイド４０および副軸ガイド４１が挿通される、主軸フォロア（主ガイド穴）３３ａ、および副軸フォロア（副ガイド穴）３３ｂが配置されている。
【００４３】
バックヨーク３４は、略Ｕ字状のメインヨーク３１の開口部分を覆うように取り付けられている。
ガイド保持枠３５は、図５に示すように、可動枠３３の光軸ＡＸ方向における被写体側に配置されている。そして、ガイド保持枠３５は、固定枠３０の被写体側の端面との間において、バックヨーク３４等を挟み込むように固定する。ガイド保持枠３５は、後述する振動付与部３６、および副軸ガイド４１を保持し、振動付与部３６を介して主軸ガイド４０を保持している。
【００４４】
振動付与部３６は、図７および図８に示すように、主軸ガイド４０に対して、主軸ガイド４０の軸方向に略平行な方向に沿って振動を付与する機構であって、主軸ガイド４０の被写体側の端部が当接する位置に配置されている。そして、振動付与部３６は、主軸ガイド４０と可動枠３３とが一体的に動かず、相対的に滑るように振動を付与する。また、振動付与部３６は、図９Ａに示すように、圧電素子３６ａ、円板３６ｂ、スプリング３６ｃ、スプリング押さえ３６ｄを有している。
【００４５】
圧電素子３６ａは、電圧が印加されると力を発生させる圧電性を有する素子であって、交流電圧が印加されて伸縮を繰り返すことで、超音波振動を発生させる。そして、圧電素子３６ａは、可動枠３３（本体部３３ｄ）と主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を低減するために、主軸ガイド４０に対して所定の超音波振動を付与する超音波振動子として用いられている。
【００４６】
ここで、印加電圧周波数での振動を発生させるために、人間の耳には聞こえない、または聞こえにくい高い振動数、すなわち、２０ｋＨｚ以上の高い周波数である超音波周波数の電圧が印加される。これにより、人間の耳には聞こえにくくなるため、使用者の不快感を軽減することができる。
【００４７】
具体的には、圧電素子３６ａは、可動枠３３（本体部３３ｄ）と主軸ガイド４０との間に生じる静止摩擦が動摩擦に変化するように、図７に示すように、主軸ガイド４０に対して軸方向に略平行な方向に沿って所定の超音波振動を付与する。
【００４８】
ここで、超音波振動により主軸ガイド４０が振動する加速度をα、可動枠３３の質量をｍｋとすると、可動枠３３が主軸ガイド４０と同じ加速度αで振動をするために必要な力は、α×ｍｋとなる。また、主軸ガイド４０から可動枠３３に伝達できる力は、主軸ガイド４０と可動枠３３の間で作用する摩擦力Ｔとなる。
【００４９】
Ｔ≧α×ｍｋの状態では、主軸ガイド４０と可動枠３３が略一体的に動く。
すなわち、可動枠３３は、圧電素子３６ａによる主軸ガイド４０の加速度αの振動に合わせて、加速度αで振動する。この時、可動枠３３に伝達できる力（摩擦力Ｔ）は、可動枠３３が加速度αで振動をするために必要な力（α×ｍｋ）と同じか、大きい。このため、主軸ガイド４０の振動が同じ加速度αで可動枠３３に伝わり、主軸ガイド４０と可動枠３３とは、略一体的に動き、相対的に滑らない。
【００５０】
一方、Ｔ＜α×ｍｋ（関係式（１））の状態では、主軸ガイド４０と可動枠３３は、一体的に動かず相対的に滑りが発生する。
すなわち、圧電素子３６ａによって主軸ガイド４０が加速度αで振動しても、可動枠３３は加速度αでは振動できず、振動しない、あるいは加速度αより小さな加速度で振動する。加速度αより小さな加速度で振動する場合は、可動枠３３の振幅は、主軸ガイド４０の振幅より小さくなる。この時、可動枠３３に伝達できる力（摩擦力Ｔ）は、可動枠３３が加速度αで振動するために必要な力（α×ｍｋ）より小さい。このため、主軸ガイド４０の振動が同じ加速度αでは、可動枠３３に伝わることができず、主軸ガイド４０と可動枠３３との間には、相対的な滑りが発生する。
【００５１】
また、Ｔ＜α×ｍｋの状態では、圧電素子３６ａによる振動が続いている間はずっと、主軸ガイド４０と可動枠３３の間に相対的な滑りが発生し続ける。その状態では、主軸ガイド４０と可動枠３３との間の摩擦は、静止摩擦ではなく、動摩擦になる。
【００５２】
つまり、Ｔ＜α×ｍｋの状態で圧電素子３６ａによる振動が続いている間はずっと、主軸ガイド４０と可動枠３３の間では、動摩擦状態が維持される。一般的に、動摩擦力は、静止摩擦力よりも小さい。よって、動摩擦が発生している状態が維持されている場合には、静止摩擦が発生している状態よりも小さい駆動力で可動枠３３を駆動することができる。
【００５３】
また、動摩擦状態が維持されている場合は、物体が動き出す時、静止摩擦状態から動摩擦状態に遷移することで発生する、いわゆるスティックスリップ現象も発生しない。これにより、動摩擦状態が維持されていることで、小さい駆動力でスティックスリップが発生することなく物体を移動させることができるため、微小移動量の高精度駆動に有利となる。
【００５４】
さらに、Ｔ＜α×ｍｋの状態では、可動枠３３は、加速度αより小さな加速度で振動する。すなわち、可動枠３３は、主軸ガイド４０より小さい振幅で振動する場合がある。この振動量は、主軸ガイド４０の振幅より小さく、圧電素子３６ａの振幅より小さい。圧電素子３６ａの振幅は、被駆動体（可動枠３３）の位置制御に必要な精度よりも十分小さく、例えば、１／１０以下である。従って、被駆動体（可動枠３３）は、圧電素子３６ａによって振動しても、位置制御として問題となることはない。
【００５５】
これにより、圧電素子３６ａから主軸ガイド４０に対して付与される超音波振動は、可動枠３３の本体部３３ｄと主軸ガイド４０とが接触する部分における摩擦抵抗を効果的に低減することができる。この結果、アクチュエータ（マグネット３２と駆動コイル３３ｃ）（本実施形態では、リニアアクチュエータ）によって生じるローレンツ力Ｆ１（図６参照）によって、高速かつ高精度に可動枠３３を所望の位置へ移動させることができる。
【００５６】
ここで、圧電素子３６ａから主軸ガイド４０に対して付与される超音波振動は、主軸ガイド４０に対して付与状態と非付与状態を選択的に切り替えられ、リニアアクチュエータ等のアクチュエータが可動枠３３の本体部３３ｄを主軸ガイド４０に沿って駆動する際の摩擦抵抗を低減する目的で付与される。従って、この超音波振動は、アクチュエータによる駆動と同時、あるいはアクチュエータによる駆動に先立って開始される必要がある。電気的には、アクチュエータへの電圧印加と同時、あるいはアクチュエータへの電圧印加より前に、圧電素子３６ａへ電圧が印加される。
【００５７】
これにより、可動枠３３の本体部３３ｄと主軸ガイド４０との摩擦抵抗が下がった状態で、リニアアクチュエータ等のアクチュエータへの駆動力が可動枠３３に与えられるため、高速かつ高精度の移動量制御、または位置、速度、加速度の制御が可能となる。
【００５８】
ここで、超音波振動がＯＦＦ状態、すなわち圧電素子３６ａへの電圧印加がＯＦＦの状態でアクチュエータの駆動力が可動枠３３に付与され、可動枠３３が移動する間であっても、高速または高精度の移動量制御が必要となる場合には、そのタイミングと同時、あるいは先立って、またはその位置と同じ位置かその移動手前の位置から、超音波振動を開始、すなわち圧電素子３６ａへの電圧印加をＯＮにすればよい。
【００５９】
逆に、超音波振動がＯＮ状態、すなわち圧電素子３６ａへの電圧印加がＯＮの状態、でアクチュエータの駆動力が可動枠３３に付与され、可動枠３３が移動している間であっても、移動精度が不要の場合、または特に必要でない場合には、そのタイミングと同時か先立って、またはその位置と同じ位置かその移動手前の位置から、超音波振動を停止、すなわち圧電素子３６ａへの電圧印加をＯＦＦにすればよい。その場合、圧電素子３６ａへの電圧印加が無くなる分、電力が節約され、電池等の電源の小型化や長寿命化に寄与できる。可動枠３３の移動の必要精度と電力消費等を考慮して、超音波振動のＯＮとＯＦＦ、すなわち振動付与状態と振動非付与状態とを選択的に切り替えればよい。
【００６０】
圧電素子３６ａから主軸ガイド４０に対して付与される超音波振動と、リニアアクチュエータ等のアクチュエータとの組合せで、可動枠３３を駆動する場合、以下の２つの状態がある。
【００６１】
第１の状態は、超音波振動とアクチュエータ駆動との両方がＯＮ状態、すなわち圧電素子３６ａとアクチュエータとの両方に電圧が印加されている状態である。この状態では、常に摩擦抵抗が小さい状態で可動枠３３が移動できるため、高速かつ高精度の移動量制御が可能となる。特に、ウォブリングのような可動枠３３の速度方向が変化する往復動作時には、往復１周期につき２回、速度が０になる箇所がある。このため、速度が０になる箇所での静止摩擦から動摩擦に変化による移動遅れ、位相遅れ、スティックスリップが問題となる。しかし、可動枠３３の速度が０になる箇所またはその直前、すなわち可動枠３３の往復動作の方向反転点またはその直前において、この第１の状態にすれば、上記問題を軽減することができる。
【００６２】
この場合、速度が０になる箇所を通り過ぎれば、次の方向反転点までは動摩擦状態で移動可能である。よって、その区間は、超音波振動をＯＦＦにしても、高精度の移動量制御は維持可能である。このように速度が０になる箇所、またはその直前、またはその近傍のみ超音波振動をＯＮにすれば、圧電素子３６ａへ印加される電力を少なくでき、電力を節約することができる。ウォブリングのような速度方向が変化する可動枠３３の往復動作時には、可動枠３３の速度が０になる箇所、またはその近傍だけでなく、ウォブリング動作時、または速度方向が変化する往復動作時には、常時第１の状態としてもよい。これにより、回路構成または制御プログラムを簡素化することができる。
【００６３】
第１の状態の場合、超音波振動がＯＦＦの場合と比べて、主軸ガイド４０と可動枠３３と摩擦抵抗が小さくなる。よって、アクチュエータ駆動力、すなわちアクチュエータに印加される電圧または電力を小さく設定してもよい。
【００６４】
第２の状態は、超音波振動はＯＦＦでアクチュエータ駆動がＯＮ状態、すなわち圧電素子３６ａには電圧が印加されておらず、アクチュエータに電圧が印加されている状態である。可動枠３３が一定方向に速度変化がない状態で動いている時は、この第２の状態でも主軸ガイド４０と可動枠３３とは、動摩擦状態が継続されている。このため、静止摩擦から動摩擦に変化することによる移動遅れ、位相遅れ、スティックスリップが問題となることは無い。その動摩擦抵抗と同等以上のアクチュエータ駆動力で駆動すれば、上記問題が起きにくくなり、高速、高精度に安定して動作させることができる。
【００６５】
可動枠３３の速度変更時、または低速移動時、特に、可動枠３３の移動開始点近傍や移動停止点近傍では、その他の区間と比べて低い速度になる。よって、アクチュエータ駆動力が動摩擦抵抗と同等または小さくなると、静止摩擦から動摩擦に変化することによる移動遅れ、位相遅れ、スティックスリップ問題が起きやすくなるため、安定して高精度に移動することが困難になる。従って、この可動枠３３の速度変更時、または低速移動時、特に、可動枠３３の移動開始点近傍や移動停止点近傍では、第１の状態とすることが望ましい。
【００６６】
なお、第２の状態の場合には、超音波振動がＯＮの場合に比べて、圧電素子３６ａへ印加される電力を少なくすることができるため、消費電力を節約することができる。
本実施形態では、以上のように、振動の付与状態と非付与状態との選択において、可動枠３３の速度方向が変化する往復動作時には、付与状態が選択される。
【００６７】
また、可動枠３３の往復動作時の方向反転点、または方向反転点の前、または方向反転点近傍では、振動の付与状態が選択される。
さらに、振動の付与状態と非付与状態との選択において、可動枠３３の移動開始点近傍または移動停止点近傍では、付与状態が選択される。
【００６８】
さらにまた、振動の付与状態と非付与状態の選択において、可動枠３３の速度が０になる箇所、または速度が０になる前、または速度が０になる近傍では、付与状態が選択される。
【００６９】
次に、超音波振動のピントボケへの影響について述べる。
この超音波振動によるピントボケが目立たない様に超音波振動量、すなわち超音波振動の振幅は、小さい値が求められる。上述したように、可動枠３３は、圧電素子３６ａによって主軸ガイド４０が振動しても振動しない、あるいは振動が残存し、主軸ガイド４０の振幅、すなわち超音波振動量よりも小さく振動する。
【００７０】
このピントボケに関して、ピント方向、すなわち光軸方向とボケ方向、すなわち光軸と直交方向の変換式は、ピント方向量＝Ｆ値×ボケ方向量の関係がある。このため、この可動枠３３の残存振動量によるピントボケが目立たないようにするには、超音波振動量をＳ、レンズのＦ値をＦ、目立つボケ量をδ、ピント移動量、すなわち像面移動量に対するフォーカス用レンズ移動量の比をｋとすると、Ｓ＜Ｆ×δ×ｋの関係を満たす必要がある。
【００７１】
ここでの目立つボケ量δとは、撮像素子の画素間隔で決まる撮像素子の解像限界量、または人間の目の特性から決まる許容錯乱円で決まる量によって定義される。具体的には、レンズのＦ値を１．２、目立つボケ量を４μｍ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比を１／２とすると、Ｓ＜２．４μｍの関係を満たすことが必要となる。
【００７２】
すなわち、振動付与部３６から付与される振動の振幅をＳ、撮像素子の画素間隔で決まる解像限界量をδｇ、レンズのＦ値をＦ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比をｋとすると、以下の関係式（２）を満たすことが好ましい。
【００７３】
Ｓ＜Ｆ×δｇ×ｋ  ・・・・・（２）
さらに、振動付与部３６から付与される振動の振幅をＳ、人間の目の特性から決まる許容錯乱円で決まる量をδｒ、レンズのＦ値をＦ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比をｋとすると、以下の関係式（３）を満たすことが好ましい。
【００７４】
Ｓ＜Ｆ×δｒ×ｋ  ・・・・・（３）
可動枠３３の残存振動量は、フォーカス用レンズの移動精度を決める制御分解能、すなわち制御可能最小移動量をＥとすると、Ｅよりも小さい方がよい。そのためには超音波振動量を、制御分解能、すなわち制御可能最小移動量Ｅよりも小さく設定してもよい。具体的には、制御分解能をＥ、残存振動量をＹ、超音波振動量をＳとすると、Ｅ＞１０×Ｙ、またはＥ＞１０×Ｓ、が望ましいが、Ｅ＞２〜１０×Ｙ、またはＥ＞２〜１０×Ｓでもよい。
【００７５】
上述したが、動画撮影時のピント調整のために、レンズを周期振動（ウォブリング動作）させることがある。これは、レンズをウォブリング動作させることで発生する撮像素子上の像のコントラスト変化を用いて、コントラストの高い方向にレンズを動かしていくことでピント位置を見つける方法である。
【００７６】
ウォブリング動作によるピントボケが目立たないように、ウォブリング量、すなわち周期振動の振幅は、小さい値が求められる。このピントボケに関して、ピント方向、すなわち光軸方向とボケ方向、すなわち光軸と直交方向の変換式は、ピント方向量＝Ｆ値×ボケ方向量の関係がある。よって、ウォブリング量をＷ、レンズのＦ値をＦ、目立つボケ量をδ、ピント移動量、すなわち像面移動量に対するレンズ移動量の比をｋとすると、Ｗ＜Ｆ×δ×ｋの関係を満たすことが必要となる。
【００７７】
ここでの目立つボケ量δとは、撮像素子の画素間隔で決まる撮像素子の解像限界量、または人間の目の特性から決まる許容錯乱円で決まる量によって定義される。具体的には、レンズのＦ値を１．２、目立つボケ量を４μｍ、ピント移動量に対するレンズ移動量の比を１／２とすると、Ｗ＜２．４μｍの関係を満たすことが必要となり、静止摩擦と動摩擦が存在する摺動摩擦状態においては、位置制御がほぼ不可能な量となる。このウォブリング動作時にも、超音波振動を用いることで、高い移動精度を得ることができる。この時、超音波振動による可動枠３３の残存振動量が、ウォブリング動作によるピント調整精度に影響しないように、残存振動量は、ウォブリング量、すなわちウォブリングの振幅よりも更に小さくなるように、超音波振動量、すなわち超音波振動の振幅が設定されていることが好ましい。
【００７８】
具体的には、ウォブリング量をＷ、残存振動量をＹ、超音波振動量をＳとすると、Ｗ＞１０×Ｙ、またはＷ＞１０×Ｓの関係を満たすことが望ましいが、Ｗ＞２〜１０×Ｙ、またはＷ＞２〜１０×Ｓの関係を満たしていればよい。
【００７９】
ウォブリングの周波数（速度方向が変化する往復動作の往復周波数）をＶｗ、振動付与部３６から付与される超音波振動の周波数をＶｓ、ｎを整数とすると、ウォブリングと超音波振動とが波動として相互干渉することを防ぐ観点では、以下の関係式（４）を満たすように設定されていることが好ましい。
【００８０】
Ｖｗ≠Ｖｓ、またはＶｓ＞Ｖｗ、またはＶｗ≠ｎ×Ｖｓ、またはＶｗ≠（１／ｎ）×Ｖｓ  ・・・・・（４）
また、ウォブリング精度に超音波振動が影響することを防ぐという観点では、Ｖｓ＞Ｖｗとなるように設定されていることが好ましい。具体的には、Ｖｓ＞１０００〜１００×Ｖｗの関係を満たすことが望ましいが、Ｖｓ＞１０〜１００×Ｖｗの関係を満たしていればよい。
【００８１】
ここで、圧電素子３６ａは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb(ZrTi）O3）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、チタン酸鉛（PbTiO3）等の圧電セラミックス等が用いられる。
なお、超音波振動とは、人間の耳には聞こえない高い振動数（例えば、振動数が２０ｋＨｚ以上の定常音として耳に感じない音）を持つ弾性振動波（音波）であって、広義の意味では、人が聞くこと以外の目的で利用される音を意味し、人間に聞こえるかどうかは問わない。ここでいう振動数は、一般的には周波数とも表現される。
【００８２】
円板３６ｂは、図９Ａに示すように、圧電素子３６ａとスプリング３６ｃとの間に配置されている。そして、円板３６ｂは、圧電素子３６ａおよびスプリング３６ｃとともに、スプリング押さえ３６ｄの円筒状の部分の内部に内包される。
【００８３】
なお、円板３６ｂは、押圧力が伝達される相手側の部材等に制限されることなくスプリング３６ｃの押圧力を主軸ガイド４０に対して適切に伝達するために、スプリング３６ｃと主軸ガイド４０の押圧側の端部との間に設けられている。
【００８４】
スプリング３６ｃは、図９Ａに示すように、ワッシャタイプのバネ部材であって、円板３６ｂとスプリング押さえ３６ｄとの間に配置されている。そして、スプリング３６ｃは、円板３６ｂを介して圧電素子３６ａを光軸ＡＸ方向に略平行な方向へ押し付ける。すなわち、スプリング３６ｃは、主軸ガイド４０を振動させる際に生じる反作用力に対抗する方向に圧電素子３６ａを付勢するために設けられている。
【００８５】
圧電素子３６ａは、主軸ガイド４０を振動させている状態、すなわち主軸ガイド４０を加速させている状態では、その反作用を受ける。主軸ガイド４０の質量をｍｓとすると、α×ｍｓ＋Ｔの反作用を受ける。スプリング３６ｃのバネ乗数Ｋ、圧電素子３６ａから付与される振動の振幅ｘ、スプリング３６ｃの力量をＦｓとすると、Ｆｓ＝Ｋｘであって、Ｆｓ（＝Ｋｘ）がα×ｍｓ＋Ｔより十分大きい場合、スプリング３６ｃは、ほとんどたわまない。その場合、圧電素子３６ａおよび主軸ガイド４０は、超音波振動しても、スプリング押さえ３６ｄ、ガイド保持枠３５および固定枠３０に対して相対的にほとんど動かない。この場合、被駆動体（可動枠３３）の位置制御に必要な精度を達成できる。
【００８６】
一方、Ｆｓ（＝Ｋｘ）がＴよりは十分大きいがα×ｍｓ＋Ｔよりは十分大きくない場合、スプリング３６ｃは、可動枠３３駆動するときの摩擦力Ｔではほとんどたわまないが、圧電素子３６ａの超音波振動の反作用ではたわむ。この場合でも、超音波振動の反作用によりたわむ量は、圧電素子３６ａの振幅と同じかそれより小さい量となるので、可動枠３３の位置制御に必要な精度を達成できる。
【００８７】
なお、Ｆｓ（＝Ｋｘ）がＴより十分大きくない場合、可動枠３３駆動中の摩擦力よりスプリング３６ｃが許容量以上たわむことになり、可動枠３３の位置制御に必要な精度が達成できなくなる。
【００８８】
スプリング押さえ３６ｄは、図８に示すように、圧電素子３６ａ等を内包する円筒状の部分の外周に円板状のつば部を有しており、ガイド保持枠３５に対して固定されている。そして、スプリング押さえ３６ｄは、図９Ａに示すように、圧電素子３６ａ、円板３６ｂおよびスプリング３６ｃを、円筒状の部分において内包する。また、スプリング押さえ３６ｄは、図９Ｂに示すように、円筒状の部分の底面（光軸ＡＸ方向に略垂直な面）の中心部分に形成された穴部３６ｄａを有している。
【００８９】
本実施形態では、振動付与部３６は、例えば、２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲内の振動を付与するように制御される。
また、振動付与部３６から主軸ガイド４０に対して付与される超音波振動は、例えば、図１０Ａに示すように、グラフの時間軸（横軸）方向において左右対称な正弦波駆動波形を有する振動（３８Ｖ／６０ｋＨｚ）であればよい。
【００９０】
ここで、グラフの時間軸方向において左右対称な波形とは、時間軸方向において電圧値（Ｖ）が最大値、最小値となる時間を中心軸として左右に同じ勾配を持つ左右対称な波形を意味している。
【００９１】
なお、振動付与部３６から主軸ガイド４０に対して付与される超音波振動は、図１０Ａに示す正弦波駆動波形以外に、図１０Ｂに示す方形波駆動波形を有する振動（３８Ｖ／６０ｋＨｚ）であってもよいし、図１０Ｃに示す三角波駆動波形を有する振動（３８Ｖ／６０ｋＨｚ）であってもよい。
【００９２】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、グラフの時間軸（横軸）方向において左右対称な波形を有する振動が軸方向に略平行な方向に沿って主軸ガイド４０に対して付与されることで、可動枠３３と主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を効果的に低減することができる。
【００９３】
本実施形態では、振動付与部３６による振動付与は、可動枠３３を特定の方向に移動させるために付与されるものではなく、可動枠３３と主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を低減するために付与される。そして、可動枠３３は、主軸ガイド４０に沿って光軸ＡＸ方向に前後に移動する。よって、本実施形態では、特定の方向に偏った左右非対称な波形を有する振動を付与する必要はない。
【００９４】
また、本実施形態のレンズ鏡筒１０では、静止状態における可動枠３３の位置を安定的に保持するために、図１１に示すように、可動枠３３と主軸ガイド４０の間に、バイアスバネ３７が設けられている。
【００９５】
バイアスバネ３７は、図１２に示すように、主軸ガイド４０と交差する方向に付勢力Ｆ２を付与することで、可動枠３３の本体部３３ｄの一部を、主軸ガイド４０に対して押し付ける。
【００９６】
これにより、可動枠３３は、静止状態において、レンズ鏡筒１０に対して衝撃等が付与された場合でも、主軸ガイド４０との間において大きな静止摩擦力により安定的に保持される。
【００９７】
一方、可動枠３３を固定枠３０に対して移動させる際には、上述した振動付与部３６から主軸ガイド４０の軸方向に略平行な方向に沿って付与される超音波振動によって、可動枠３３の本体部３３ｄと主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を低減する。
【００９８】
これにより、可動枠３３を移動させる際には、振動付与部３６によって効果的に可動枠３３と主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を低減して、従来よりも小さい力で可動枠３３を高速かつ高精度に所望の方向へ移動させることができる。
【００９９】
そして、可動枠３３を所望の位置へ移動させた後は、上述した振動付与部３６の振動を停止させ、バイアスバネ３７によって、可動枠３３の本体部３３ｄと主軸ガイド４０との間に生じる摩擦抵抗を大きくすることで、可動枠３３を所望の位置において安定的に保持することができる。
【０１００】
［他の実施形態］
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１０１】
（Ａ）
上記実施形態では、振動付与部３６を構成する部材として、圧電素子３６ａ、円板３６ｂ、ワッシャタイプのススプリング３６ｃおよびスプリング押さえ３６ｄを例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
【０１０２】
例えば、ワッシャタイプのスプリング３６ｃの代わりに、ソレノイドタイプのスプリング１３６ｃを含む圧電素子１３６ａへのバイアス固定構造を有する振動付与部１３６を採用してもよい。
【０１０３】
具体的には、振動付与部１３６は、図１３および図１４Ａに示すように、圧電素子１３６ａ、円板１３６ｂ、スプリング１３６ｃ、スプリング押さえ１３６ｄを有している。
圧電素子１３６ａは、上述した実施形態の圧電素子３６ａと同様の構成を有している。
【０１０４】
円板１３６ｂは、図１４Ａに示すように、圧電素子１３６ａとスプリング１３６ｃとの間に配置されている。そして、円板１３６ｂは、圧電素子１３６ａおよびスプリング１３６ｃとともに、スプリング押さえ１３６ｄの円筒状の部分の内部に内包される。
【０１０５】
スプリング１３６ｃは、図１４Ａに示すように、ソレノイドタイプのバネ部材であって、円板１３６ｂとスプリング押さえ１３６ｄとの間に配置されている。そして、スプリング１３６ｃは、円板１３６ｂを介して圧電素子１３６ａを光軸ＡＸ方向に略平行な方向へ押し付ける。
【０１０６】
スプリング押さえ１３６ｄは、図１３に示すように、ガイド保持枠３５に対して固定されている。そして、スプリング押さえ１３６ｄは、図１４Ａに示すように、圧電素子１３６ａ、円板１３６ｂおよびスプリング１３６ｃを内包するために、図１４Ｂに示すように、径の異なる２つの穴部１３６ｄａ，１３６ｄｂを有している。
以上の構成により、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
（Ｂ）
上記実施形態では、複数のレンズ群を備えたレンズ鏡筒１０に含まれる４群ユニット１６に対して、本開示の光学機器用アクチュエータを適用した例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
【０１０８】
本開示の光学機器用アクチュエータを適用される対象としては、例えば、レンズ鏡筒の４群ユニットに限定されるものではなく、撮像素子や他のレンズ枠を駆動するアクチュエータであってもよい。例えば、本開示の内容は、手振れ補正の目的で動かされるレンズや撮像素子に用いられるアクチュエータに適用されてもよい。その場合には、レンズ光軸と直交する方向にレンズを動かす場合もあるが、同様の構成で同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
（Ｃ）
上記実施形態では、振動付与部３６から主軸ガイド４０に対して、主軸ガイド４０の軸方向に略平行な方向に沿って振動が付与される例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
振動付与部から主軸ガイドに対して付与される振動としては、例えば、動摩擦抵抗を低減する際には、軸方向に交差する方向に沿って付与されてもよい。
【０１１０】
（Ｄ）
上記実施形態では、振動付与部３６から主軸ガイド４０に対して超音波振動が付与される例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
振動付与部から付与される振動は、超音波振動に限られるものではなく、可動枠と主軸ガイドとの間に生じる摩擦抵抗を低減する振動であれば、例えば、可聴域の振動が付与されてもよい。
また、振動付与部から付与される超音波振動は、上記実施形態で説明した２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲に限らず、範囲外の超音波振動が付与されてもよい。
【０１１１】
（Ｅ）
上記実施形態では、振動付与部３６から付与される振動として、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、グラフの時間軸（横軸）方向において左右対称な振動波形を有する振動を例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
例えば、振動付与部から付与される振動の波形は、グラフの時間軸（横軸）方向において左右対称であることが必須ではなく、左右非対称な波形であってもよい。
【０１１２】
この場合、振動波形の左側と右側とにおける振動速度または振動加速度が異なっている。この時の左側の加速度をα１、右側の加速度をαｒ、可動枠の質量ｍｋ、ガイド軸と可動枠との間に作用する摩擦力をＴとし、αl×ｍｋ＞Ｔ＞αr×ｍｋの関係を満たす場合には、波形左側ではガイド軸と可動枠の連結力となる摩擦力Ｔよりも大きな加速度α１が掛かるため、ガイド軸と可動枠とは相対的に滑り、波形右側ではガイド軸と可動枠との連結力となる摩擦力Ｔよりも小さな加速度αｒが掛かるため、ガイド軸と可動枠とは一体的に動く。すなわち、可動枠には、右側波形のαｒの加速方向に推力が作用する。
【０１１３】
このように、左右非対称な波形の振動により可動枠へ推力が付与される場合があるが、その場合は、マグネットと駆動コイルで発生するローレンツ力による推力とこの振動による推力との合算で、可動枠は移動する。この２つの推力の発生方向は同じである方が、エネルギー効率が良く、駆動効率も良くなる。
【０１１４】
この場合、左右非対称な波形の振動加速度の遅い側の加速方向、すなわちαrの加速方向に推力が発生するため、マグネットと駆動コイルとで構成されるアクチュエータの推力方向を合わせればよい。
【０１１５】
（Ｆ）
上記実施形態では、可動枠３３と主軸ガイド４０との間に摩擦抵抗を発生させる弾性体として、板状のバイアスバネ３７を用いた例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
例えば、可動枠と主軸ガイドとの間に摩擦抵抗を生じさせる弾性体として、スプリングバネ、ゴム等の弾性力を有する他の弾性体を用いてもよい。
【０１１６】
（Ｇ）
上記実施形態では、主軸ガイド４０のガイド保持枠３５への保持を、振動付与部３６を介して行う例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
主軸ガイド４０と振動付与部３６とを各々ガイド保持枠３５へ保持し、更に主軸ガイド４０と振動付与部３６が連結する構成であってもよい。
【０１１７】
（Ｈ）
上記実施形態では、主軸ガイド４０に対して振動付与部３６からの超音波振動が付与される例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
副軸ガイド４１に対して新たな振動付与部が設けられており、副軸ガイドに対して超音波振動を付与する構成であってもよい。
副軸ガイド４１においても、被駆動体を移動させる際に、ガイド軸との間に生じる摩擦抵抗をできるだけ小さくすることが望ましい。また、スティックスリップ現象の発生をできるだけ小さくすることが望ましい。
【０１１８】
主軸ガイド４０に圧電素子３６ａまたは１３６ａが保持される構成と同様に、新たな圧電素子を副軸ガイド４１に対して所定の超音波振動を付与する超音波振動子として取付ければ、可動枠３３と副軸ガイド４１との間に生じる摩擦抵抗を低減させることができる。その際、主軸ガイド４０に付与される超音波振動の周波数をＶｍ、副軸ガイド４１に付与される超音波振動の周波数をＶｆ、ｎを整数とすると、主軸ガイド４０および副軸ガイド４１の超音波振動が波動として相互干渉することを防ぐ目的で、以下の関係式（５）を満たすように設定されていることが好ましい。
【０１１９】
Ｖｍ≠Ｖｆ、またＶｍ≠ｎ×Ｖｆ、Ｖｍ≠（１／ｎ）×Ｖｆ  ・・・・・（５）
また、回路に掛かるコストを低減する観点では、Ｖｍ＝Ｖｆの関係を満たすように設定されていることが好ましい。これにより、主軸ガイド４０および副軸ガイド４１の超音波振動を作り出す圧電素子への印加電圧周波数の共通化が可能となる。このため、印加電圧周波数の共通化によって、回路規模、またはプログラム規模を小さくすることができ、コストを削減することができる。
【０１２０】
（Ｉ）
上記実施形態では、リニアアクチュエータと超音波振動との組み合わせの例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
例えば、駆動源としてリニアアクチュエータの代わりにステッピングモータ、ＤＣモータ、超音波モータ、ボイスコイルアクチュエータ等の駆動力を発生可能なアクチュエータ全般に対して超音波振動を組み合わせた構成であってもよい。この場合には、リニアアクチュエータと超音波振動とを組み合わせた構成と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本開示の光学機器用アクチュエータは、ガイド軸に対する可動枠の摩擦抵抗を低減して、高速かつ高精度に可動枠の位置制御を実施することができるという効果を奏することから、各種光学機器に搭載されるアクチュエータとして広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０      レンズ鏡筒
１１      １群ユニット
１１ａ    ねじ部
１２      ２群ユニット
１３      カム枠
１４      固定枠
１５      ３群ユニット
１６      ４群ユニット
１７      ５群ユニット
１８      マウントベース
１９      外装ユニット
２０      後枠
２１      三脚ベースリング
２２      三脚ロックねじ
２５      回路基板
２６      レンズフード
３０      固定枠
３１      メインヨーク
３２      マグネット（駆動部）
３３      可動枠
３３ａ    主軸フォロア（主ガイド穴）
３３ｂ    副軸フォロア（副ガイド穴）
３３ｃ    駆動コイル（駆動部）
３３ｄ    本体部
３４      バックヨーク
３５      ガイド保持枠
３６      振動付与部
３６ａ    圧電素子
３６ｂ    円板
３６ｃ    スプリング
３６ｄ    スプリング押さえ
３６ｄａ  穴部
３７      バイアスバネ（弾性体）
４０      主軸ガイド（主ガイド軸）
４１      副軸ガイド（副ガイド軸）
５０      カメラ本体
１００    カメラ
１３６    振動付与部
１３６ａ  圧電素子
１３６ｂ  円板
１３６ｃ  スプリング
１３６ｄ  スプリング押さえ
１３６ｄａ，１３６ｄｂ  穴部
Ｆ１    ローレンツ力
Ｆ２    付勢力
Ｌ１〜Ｌ１８  レンズ
Ｍ      磁力
ＡＸ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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