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技術 光学機器

出願人 キヤノン株式会社
発明者 佐藤武彦中嶋茂雄
出願日 2005年4月22日 (15年3ヶ月経過) 出願番号 2005-125750
公開日 2006年11月2日 (13年9ヶ月経過) 公開番号 2006-301453
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒
主要キーワード 外平面 円錐穴 四角穴 略点対称 回転位置関係 球状突起 位置検出対象 回転変形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年11月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

光量調節ユニットリニアアクチュエータによって駆動されるレンズ、さらには該レンズの位置を検出するための検出器を有する光学機器を、従来に比べてより小型化する。

解決手段

光学機器は、一対の遮光部材光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニット15と、レンズ2を光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータ18,19と、該レンズを光軸方向にガイドするガイド部材10と、該レンズの位置を検出する検出器28,29とを有する。そして、光軸方向視において、振動型リニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器を、光量調節ユニットの第1の方向に直交する第2の方向の外面に沿って配置する。

概要

背景

光学機器において、レンズを駆動する駆動源として電磁型リニアアクチュエータ振動型リニアアクチュエータを使用したものがある(例えば、特許文献1,2,3参照)。このうち振動型リニアアクチュエータを用いた特許文献1,2にて提案の光学機器では、電気機械エネルギー変換作用によって振動が形成される振動子と、該振動子に圧接する接触部材とにより振動型リニアアクチュエータを構成する。そして、例えば振動子をレンズ保持部材に固定し、接触部材をレンズ鏡筒固定部材に固定して、該振動子に駆動振動励起することにより、振動子と一体でレンズ保持部材を移動させる。

一般に、特許文献3に開示されているような電磁型リニアアクチュエータに比べて、振動型リニアアクチュエータは小型に構成できることから、光学機器の小型化に有効である。
特開平8−179184号公報(段落0027〜0037、図5)
特開平10−90584号公報(段落0015〜0016、図1)
特開2004−046234号公報(段落0024〜0025、図1)

概要

光量調節ユニットリニアアクチュエータによって駆動されるレンズ、さらには該レンズの位置を検出するための検出器を有する光学機器を、従来に比べてより小型化する。 光学機器は、一対の遮光部材光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニット15と、レンズ2を光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータ18,19と、該レンズを光軸方向にガイドするガイド部材10と、該レンズの位置を検出する検出器28,29とを有する。そして、光軸方向視において、振動型リニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器を、光量調節ユニットの第1の方向に直交する第2の方向の外面に沿って配置する。

目的

そこで、本発明は、光量調節ユニットとリニアアクチュエータによって駆動されるレンズ、さらには該レンズの位置を検出するための検出器を有する光学機器であって、従来に比べてより小型化することができるようにした光学機器を提供することを目的の1つとしている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

一対の遮光部材光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニットと、レンズと、電気機械エネルギー変換作用により励起された振動を用いて前記レンズを光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータと、該レンズを光軸方向にガイドするガイド部材と、該レンズの位置を検出する検出器とを有し、光軸方向視において、前記振動型リニアアクチュエータ、前記ガイド部材および前記検出器が、前記光量調節ユニットの前記第1の方向に直交する第2の方向の外面に沿うように配置されていることを特徴とする光学機器

請求項2

前記レンズは、前記光量調節ユニットよりも物体側に配置された第1のレンズ、および、前記光量調節ユニットよりも像面側に配置された第2のレンズを含み、前記振動型リニアアクチュエータは、前記第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向に駆動する第1および第2の振動型リニアアクチュエータを含み、前記ガイド部材は、前記第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向にガイドする第1および第2のガイド部材を含み、前記検出器は、前記第1および第2のレンズの位置をそれぞれ検出する第1および第2の検出器を含み、光軸方向視において、前記第1の振動型リニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器が、前記光量調節ユニットにおける前記第1の方向に直交する第2の方向の第1の外面に沿うように配置されており、前記第2の振動型リニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器が、前記光量調節ユニットにおける前記第1の外面とは反対側の第2の外面に沿うように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。

請求項3

光軸直交方向視において、前記第1および第2の振動型リニアアクチュエータの前記光軸方向における設置範囲の少なくとも一部が相互に重複していることを特徴とする請求項2に記載の光学機器。

請求項4

光軸方向視において、前記第1の振動型リニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器と、前記第2の振動型リニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器とが、光軸を通って前記第1の方向に延びる軸に対して対称となるように配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の光学機器。

請求項5

光軸方向視において、前記第1の振動型リニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器と、前記第2の振動型リニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器とが、光軸を中心とした点対称となるように配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の光学機器。

請求項6

一対の遮光部材を光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニットと、該光量調節ユニットよりも物体側に配置された第1のレンズと、前記光量調節ユニットよりも像面側に配置された第2のレンズと、前記第1のレンズを光軸方向に駆動する第1のリニアアクチュエータと、前記第2のレンズを光軸方向に駆動する第2のリニアアクチュエータと、該第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向にガイドする第1および第2のガイド部材と、該第1および第2のレンズの位置をそれぞれ検出する第1および第2の検出器とを有し、光軸方向視において、前記第1のリニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器が、前記光量調節ユニットの前記第1の方向に直交する第2の方向の第1の外面に沿うように配置されており、前記第2のリニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器が、前記光量調節ユニットにおける前記第1の外面とは反対側の第2の外面に沿うように配置されていることを特徴とする光学機器。

請求項7

光軸直交方向視において、前記第1および第2のリニアアクチュエータの前記光軸方向における設置範囲の少なくとも一部が相互に重複していることを特徴とする請求項6に記載の光学機器。

請求項8

光軸方向視において、前記第1のリニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器と、前記第2のリニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器とが、光軸を通って前記第1の方向に延びる軸に対して対称となるように配置されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の光学機器。

請求項9

光軸方向視において、前記第1のリニアアクチュエータ、前記第1のガイド部材および前記第1の検出器と、前記第2のリニアアクチュエータ、前記第2のガイド部材および前記第2の検出器とが、光軸を中心とした点対称となるように配置されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の光学機器。

請求項10

前記第1および第2のリニアアクチュエータのうち少なくとも一方が、電気−機械エネルギー変換作用により励起された振動により駆動力を発生する振動型アクチュエータであることを特徴とする請求項6から9のいずれか1つに記載の光学機器。

技術分野

0001

本発明は、レンズ光軸方向に駆動する駆動源を有する光学機器に関し、特に駆動源として振動型又は電磁型のリニアアクチュエータを用いる光学機器に関するものである。

背景技術

0002

光学機器において、レンズを駆動する駆動源として電磁型リニアアクチュエータ振動型リニアアクチュエータを使用したものがある(例えば、特許文献1,2,3参照)。このうち振動型リニアアクチュエータを用いた特許文献1,2にて提案の光学機器では、電気機械エネルギー変換作用によって振動が形成される振動子と、該振動子に圧接する接触部材とにより振動型リニアアクチュエータを構成する。そして、例えば振動子をレンズ保持部材に固定し、接触部材をレンズ鏡筒固定部材に固定して、該振動子に駆動振動励起することにより、振動子と一体でレンズ保持部材を移動させる。

0003

一般に、特許文献3に開示されているような電磁型リニアアクチュエータに比べて、振動型リニアアクチュエータは小型に構成できることから、光学機器の小型化に有効である。
特開平8−179184号公報(段落0027〜0037、図5)
特開平10−90584号公報(段落0015〜0016、図1
特開2004−046234号公報(段落0024〜0025、図1

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1にて提案されている光学機器のように、リニアアクチュエータを光量調節ユニット絞りユニット)の外周側に大きく離して配置すると、光学機器の大型化につながる。特に、光量調節ユニットの物体側と像面側にそれぞれリニアアクチュエータによって駆動されるレンズが存在する場合にこのような配置を採ると、仮に小型の振動型リニアアクチュエータを用いたとしても、光学機器の大型化が避けられない。

0005

また、リニアアクチュエータが光量調節ユニットに対して光軸方向で干渉し得る配置関係にあるために、レンズの移動量を大きく確保することが難しい。

0006

そこで、本発明は、光量調節ユニットとリニアアクチュエータによって駆動されるレンズ、さらには該レンズの位置を検出するための検出器を有する光学機器であって、従来に比べてより小型化することができるようにした光学機器を提供することを目的の1つとしている。

課題を解決するための手段

0007

1つの側面としての本発明の光学機器は、一対の遮光部材を光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニットと、電気−機械エネルギー変換作用により励起された振動を用いてレンズを光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータと、該レンズを光軸方向にガイドするガイド部材と、該レンズの位置を検出する検出器とを有する。そして、光軸方向視において、振動型リニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器が、光量調節ユニットにおける第1の方向に直交する第2の方向の外面に沿うように配置されていることを特徴とする。

0008

ここで、上記光学機器において、レンズとして光量調節ユニットよりも物体側に配置された第1のレンズおよび光量調節ユニットよりも像面側に配置された第2のレンズを含み、振動型リニアアクチュエータが、第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向に駆動する第1および第2の振動型リニアアクチュエータを含み、ガイド部材が、第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向にガイドする第1および第2のガイド部材を含み、検出器が、第1および第2のレンズの位置をそれぞれ検出する第1および第2の検出器を含むように構成し、光軸方向視において、第1の振動型リニアアクチュエータ、第1のガイド部材および第1の検出器が、光量調節ユニットにおける第1の方向に直交する第2の方向の第1の外面に沿うように配置されており、第2の振動型リニアアクチュエータ、第2のガイド部材および第2の検出器が、光量調節ユニットにおける第1の外面とは反対側の第2の外面に沿うように配置されるようにしてもよい。

0009

また、他の側面としての本発明の光学機器は、一対の遮光部材を光軸方向に直交する第1の方向に平行移動させて光量を調節する光量調節ユニットと、該光量調節ユニットよりも物体側に配置された第1のレンズと、光量調節ユニットよりも像面側に配置された第2のレンズと、第1のレンズを光軸方向に駆動する第1のリニアアクチュエータと、第2のレンズを光軸方向に駆動する第2のリニアアクチュエータと、該第1および第2のレンズをそれぞれ光軸方向にガイドする第1および第2のガイド部材と、該第1および第2のレンズの位置をそれぞれ検出する第1および第2の検出器とを有する。そして、光軸方向視において、第1のリニアアクチュエータ、第1のガイド部材および第1の検出器が、光量調節ユニットにおける第1の方向に直交する第2の方向の第1の外面に沿うように配置されており、第2の振動型リニアアクチュエータ、第2のガイド部材および第2の検出器が、光量調節ユニットにおける第1の外面とは反対側の第2の外面に沿うように配置されていることを特徴とする。この場合において、第1および第2のリニアアクチュエータのうち少なくとも一方が振動型アクチュエータであることが好ましい。

発明の効果

0010

本発明によれば、第1の方向に長い形状を有する光量調節ユニットの第2の方向における外面に沿って、すなわち第1の方向に比べて短い第2の方向での光量調節ユニットの外側に形成されるスペースを有効利用して、リニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器を配置するので、これらをコンパクトにまとめることができ、光学機器を小型化することができる。

0011

また、第1のレンズに関わるリニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器と、第2のレンズに関わるリニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器とをバランス良く第2の方向に振り分けることができるので、リニアアクチュエータ、ガイド部材および検出器を2組有しながらも、小型の光学機器を実現することができる。特に、2つのリニアアクチュエータのうち少なくとも1つとして振動型リニアアクチュエータを用いれば、2つとも電磁型リニアアクチュエータを用いる場合に比べて、光学機器をより小型化することができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

0013

図1(A)〜(D)は、本発明の実施例1である撮影装置(光学機器)のレンズ鏡筒を、外装を取り除いて前方、右側方後方および左側方の4方向から見た図である。また、図2は該レンズ鏡筒の光軸を含む面で切断した断面図、図3は該レンズ鏡筒の分解斜視図である。さらに、図4A図4Bは該レンズ鏡筒を構成する第2レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの部分拡大図図5A図5Bは該レンズ鏡筒を構成する第4レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの部分拡大図である。図5Cは、該レンズ鏡筒を構成する光量調節ユニットの概略構成を示す図、図6は本実施例の撮影装置の電気的構成を示した図である。

0014

これらの図において、物体側から順に、1は固定された第1レンズユニット、2は変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、15は光量調節ユニット、3は固定された第3レンズユニット、4は変倍に伴う像面変動補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットである。

0015

5は後述する撮像素子ローパスフィルタLPF)を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。6は第1レンズユニット1を保持し、ビス7,8,9により後部鏡筒5に固定された第1レンズ保持部材である。

0016

10,11は後部鏡筒5と第1レンズ保持部材6により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー(ガイド部材)である。

0017

12は第2レンズユニット2を保持する第2レンズ保持部材であり、不要光をカットするマスク32が固定されている。この第2レンズ保持部材12は、係合部12aにおいてガイドバー10に係合して光軸方向にガイドされ、係合部12bにおいてガイドバー11に係合してガイドバー10回りでの回転が阻止されている。13は第3レンズユニット3を保持し、ビス16により後部鏡筒5に固定された第3レンズ保持部材である。14は第4レンズユニット4を保持する第4レンズ保持部材であり、係合部14aにおいてガイドバー11に係合して光軸方向にガイドされ、係合部14bにおいてガイドバー10に係合してガイドバー11回りでの回転が阻止されている。

0018

光量調節ユニット15は、光軸方向から見て左右方向(第2の方向)よりも上下方向(第1の方向)に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット15は、ビス17により後部鏡筒5に固定されている。ここで、図5Cに示すように、光量調節ユニット15は、一対の絞り羽根15a,15bをメータ15dにより回動されるレバー15cによって上下方向に略平行移動させることにより、開口径増減させるいわゆるギロチン型の絞りである。15fは光量調節ユニット15の地板に形成された開口部である。絞り羽根15a,15bは、左右に設けられたガイドピン15eによって上下方向にガイドされる。このギロチン型の絞りは、いわゆる虹彩型や鋏型とは異なり、絞り羽根15a,15bを上下方向に略平行移動させるため、左右方向の寸法は上下方向の寸法よりも大幅に小さい。

0019

18は磁石摩擦材とを接合して構成されたスライダ(接触部材)であり、第2レンズ保持部材12に形成された溝部12c内に接着等で固定されている。19は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される振動子である。ここで、該振動子18の弾性部材は強磁性体であり、該強磁性体がスライダ18の磁石と引き合うことにより、スライダ18の摩擦材の圧接面18aと振動子19の弾性部材において光軸方向2箇所に形成された圧接面19a,19bとが圧接される。

0020

これらスライダ18および振動子19によって構成される第1の振動型リニアアクチュエータでは、フレキシブル配線板20を介して2つの位相が異なる周波信号パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子19の圧接面19a,19bに略楕円運動が発生し、スライダ18の圧接面18aに光軸方向の駆動力が発生する。

0021

21は振動子19が固定されるスペーサ、22はスペーサ21が固定される板バネである。該板バネ22は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。また、板バネ22は、その面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、該変形により振動子19の圧接面19a,19bをスライダ18の圧接面18aに対して平行に維持する。板バネ22が面内方向に変形しにくいことにより、振動子19の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0022

23は、ビス26,27により第1レンズ保持部材6に固定された振動子保持部材であり、この振動子保持部材23には、ビス24、25により板バネ22が固定されている。28は第2レンズ保持部材12の移動量(位置)を検出するためのスケールであり、第2レンズ保持部材12に形成された溝部12d内に接着等で固定されている。29はスケール28に対して投光し、スケール28からの反射光受光して第2レンズ保持部材12の移動量を検出するための投受光素子である。これら投受光素子29およびスケール28により検出器としての第1のリニアエンコーダが構成されている。30は投受光素子29に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス31により第1レンズ保持部材6に固定されている。

0023

ガイドバー10と、振動子19およびスライダ18により構成される第1の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子29およびスケール28により構成される第1のリニアエンコーダとは、図1(A)に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット15の外周面のうち該光量調節ユニット15の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の右側面(光軸方向視において直線状の右長辺部)に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー10を挟むように該ガイドバー10に隣接して配置されている。

0024

33は第4レンズ保持部材14に固定された板バネである。34は磁石と摩擦材とが接合されて構成されたスライダ(接触部材)であり、板バネ33に接着等で固定されている。板バネ33は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。この板バネ33は、面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、これによりスライダ34の圧接面34aを振動子35の圧接面35a,35bに対して平行に維持する。板バネ33が面内方向に変形しにくいことにより、スライダ34の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0025

振動子35は、電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される。ここで、該振動子35の弾性部材は強磁性体であり、該強磁性体がスライダ34の磁石と引き合うことにより、スライダ34の摩擦材の圧接面34aと振動子35の弾性部材において光軸方向2箇所に形成された圧接面35a,35bとが圧接される。

0026

これらスライダ34および振動子35によって構成される第2の振動型リニアアクチュエータでは、フレキシブル配線板36を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子35の圧接面35a,35bに略楕円運動が発生し、スライダ34の圧接面34aに光軸方向の駆動力が発生する。

0027

ここで、図2に示すように、光軸直交方向視において、第2レンズ保持部材12(ガイドバー10との係合部12a)の光軸方向での可動範囲L2は、光量調節ユニット15よりも物体側(図2の左側)から像面側に延びている。また、第4レンズ保持部材14(ガイドバー11との係合部14a)の光軸方向での可動範囲L4は、光量調節ユニット15よりも像面側から光量調節ユニット15の厚み内まで延びている。すなわち、第2レンズ保持部材12と第4レンズ保持部材14の可動範囲の一部は、光軸方向において相互に重複している。また、これに対応して、第1の振動型リニアアクチュエータの設置範囲(スライダ18が設けられた範囲)の一部と第2の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ34が設けられた範囲)の一部は、光軸方向において互いに重複している。

0028

37は振動子35が固定されるスペーサ、38はスペーサ37が固定される板バネである。該板バネ38は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。この板バネ38は、面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、これにより、振動子35の圧接面35a,35bをスライダ34の圧接面34aに対して平行に維持する。板バネ38が面内方向に変形しにくいことにより、振動子35の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0029

39はビス46,47により後部鏡筒5に固定された振動子保持部材であり、この振動子保持部材39には、ビス42,43により板バネ38が固定されている。

0030

48は第4レンズ保持部材14の移動量(位置)を検出するためのスケールであり、第4レンズ保持部材14に形成された溝部14d内に接着等で固定されている。49はスケール48に対して投光し、スケール48からの反射光を受光して第4レンズ保持部材14の移動量を検出するための投受光素子である。これら投受光素子49およびスケール48により検出器としての第2のリニアエンコーダが構成されている。50は投受光素子49に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス51により後部鏡筒5に固定されている。

0031

ガイドバー11と、振動子35およびスライダ34により構成される第2の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子49およびスケール48により構成される第2のリニアエンコーダとは、図1(A)に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット15の外周面のうち該光量調節ユニット15の光軸位置から最も近いもう1つの外平面である左側面(光軸方向視において直線状の左長辺部)に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー11を挟むように該ガイドバー11に隣接して配置されている。

0032

さらに、第1の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー10および第1のリニアエンコーダと、第2の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー11および第2のリニアエンコーダとが、光軸中心を通って上下方向に延びる軸に対して略対称となるように配置されている。

0033

図6において、101はCCDセンサおよびCMOSセンサ等により構成される撮像素子、102は第2レンズユニット2(第2レンズ保持部材12)の駆動源であり、スライダ18および振動子19を含む第1の振動型リニアアクチュエータである。103は第4レンズユニット4(第4レンズ保持部材14)の駆動源であり、スライダ34および振動子35を含む第2の振動型リニアアクチュエータである。

0034

104は光量調節ユニット15の駆動源としてのメータである。105はスケール28および投受光素子29を含む第1のリニアエンコーダとしての第2レンズエンコーダ、106はスケール48および投受光素子49を含む第2のリニアエンコーダとしての第4レンズエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ、第2レンズユニット2および第4レンズユニット4の光軸方向での相対位置(基準位置からの移動量)を検出する。本実施例では、エンコーダとして光学式エンコーダを用いているが、磁気式エンコーダを用いてもよいし、電気抵抗を用いて絶対位置を検出するエンコーダ等を用いてもよい。

0035

107は絞りエンコーダであり、例えば、光量調節ユニット15の駆動源であるメータ104の内部に設けられたホール素子によって該メータ104のロータステータ回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。

0036

117は該撮影装置の動作の制御を司るコントローラとしてのCPUである。108はカメラ信号処理回路であり、撮像素子101の出力に対して増幅ガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号コントラスト信号は、AEゲート109およびAFゲート110を通過する。これらのゲート109,110により、露出決定およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲が全画面内から設定される。これらのゲート109,110の大きさは可変であったり、複数設けられたりする場合もある。

0037

114はオートフォーカス(AF)のためのAF信号処理回路であり、映像信号の高周波成分を抽出してAF評価値信号を生成する。115はズーム操作を行うためのズームスイッチである。116はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して合焦状態を維持するために、被写体距離と第2レンズユニット2の位置とに応じた、第4レンズユニット4を駆動すべき目標位置情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしては、CPU117内のメモリを使用してもよい。

0038

上記構成において、撮影者によりズームスイッチ115が操作されると、CPU117は第2レンズユニット2を駆動するために第1の振動型リニアアクチュエータ102を制御するとともに、第1のズームトラッキングメモリ116の情報と第2レンズユニットエンコーダ105の検出結果から求めた現在の第2レンズユニット2の位置とに基づいて第4レンズユニット4の目標駆動位置を算出し、該目標駆動位置に第4レンズユニット4を駆動するよう第2の振動型リニアアクチュエータ103を制御する。第4レンズユニット4が目標駆動位置に達したか否かは、第4レンズユニットエンコーダ106の検出結果から求められた現在の第4レンズユニット4の位置と目標駆動位置とが一致したか否かによって判別される。

0039

また、オートフォーカスにおいては、CPU117は、AF信号処理回路114で得られたAF評価値ピークを示す位置を探索するように第4レンズユニット4を駆動するため、第2の振動型リニアアクチュエータ103を制御する。

0040

さらに、適正露出を得るために、CPU117は、AEゲート109を通過した輝度信号平均値所定値となるように、つまりは絞りエンコーダ107の出力が該所定値に対応した値となるように、光量調節ユニット15のメータ104を制御して開口径をコントロールする。

0041

上記構成において、スライダ18は磁石を用いて構成され、振動子19を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第2レンズ保持部材12には作用しない。これにより、第2レンズ保持部材12におけるガイドバー10,11との係合部12a,12bに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ22にて発生する力は小さいので、該板バネ22からガイドバー10,11との係合部12a,12bに作用する力も小さく、係合部12a,12bに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0042

また、大きな圧接力が第2レンズ保持部材12に作用することがないので、第2レンズ保持部材12におけるガイドバー10,11との係合部12a,12bに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータ102を大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部12a,12bのガイドバー10,11との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第2レンズ保持部材12(第2レンズユニット2)の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ22が変形して振動子19の位置や傾き(向き)が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ22は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータ102が本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0043

一方、スライダ34は磁石を用いて構成され、振動子35を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第4レンズ保持部材14には作用しない。これにより、第4レンズ保持部材14におけるガイドバー11,10との係合部14a,14bに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ33,38にて発生する力は小さいので、該板バネ33,38からガイドバー11,10との係合部14a,14bに作用する力も小さく、係合部14a,14bに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0044

また、大きな圧接力が第4レンズ保持部材14に作用することがないので、第4レンズ保持部材14におけるガイドバー11,10との係合部14a,14bに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第2の振動型リニアアクチュエータ103を大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部14a,14bのガイドバー11,10との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第4レンズ保持部材14(第4レンズユニット4)の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ33,38が変形して振動子34の位置や傾き(向き)が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ33,38は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第2の振動型リニアアクチュエータ103が本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0045

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー10と第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット15のうち光軸から最も近い平面の1つである右側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー10の上下に隣接するように第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダが配置されている。さらに、光軸方向視において、ガイドバー11と第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット15のうち光軸から最も近い平面の1つである左側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー11の上下に隣接するように第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダが配置されている。

0046

したがって、光量調節ユニット15と、該光量調節ユニット15の物体側および像面側に配置された第2および第4レンズ保持部材12,14(第2および第4レンズユニット2,4)をそれぞれ駆動する2つの振動型リニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材12,14をそれぞれ光軸方向にガイドする2つのガイドバーおよびこれらレンズ保持部材12,14のそれぞれの位置を検出する2つのリニアエンコーダを有しながらも小型に構成することができる。

0047

また、ガイドバー10,11に隣接してスライダ18,34が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材12,14をスムーズに駆動することができる。しかも、ガイドバー10,11に隣接してスケール28,48が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材12,14におけるガイドバー10,11への係合部12a,12b,14a,14bのがたによるスケール28,48の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

0048

なお、リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーに対して、光軸を挟んだ反対側に配置されていると、該ガイドバーに対するレンズ保持部材の係合部の係合がたによって、駆動開始時に該ガイドバーを支点としてリニアエンコーダが駆動方向とは反対側に変位する可能性がある。これは、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では、リニアアクチュエータとリニアエンコーダがこれらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーと同じ側に配置されているので、そのような問題は生じず、精度良く位置検出を行うことができる。

0049

図7には、本発明の実施例2である撮影装置のレンズ鏡筒を光軸に平行で、かつ振動型リニアアクチュエータのスライダと振動子との圧接面に垂直な面で切断したときの断面図を示している。また、図8には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第2レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。また、図9には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第4レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。さらに、図10には、本実施例のレンズ鏡筒を分解して示している。なお、本実施例の撮影装置における電気的な構成は、実施例1と同様である。

0050

これらの図において、物体側から順に、201は固定された第1レンズユニット、202は変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、215は光量調節ユニット、203は固定された第3レンズユニット、204は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットである。

0051

205は撮像素子やローパスフィルタ(LPF)を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。206は第1レンズユニット201を保持し、ビス207,208,209により後部鏡筒205に固定された第1レンズ保持部材である。

0052

210,211は後部鏡筒205と第1レンズ保持部材206により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー(ガイド部材)である。

0053

212は第2レンズユニット202を保持する第2レンズ保持部材であり、この第2レンズ保持部材212には不要光をカットするマスク232が固定されている。この第2レンズ保持部材212は、係合部212aにおいてガイドバー210に係合して光軸方向にガイドされ、係合部212bにおいてガイドバー211に係合してガイドバー210回りでの回転が阻止されている。213は第3レンズユニット203を保持し、ビス216により後部鏡筒205に固定された第3レンズ保持部材である。214は第4レンズユニット204を保持する第4レンズ保持部材であり、係合部214aにおいてガイドバー211に係合して光軸方向にガイドされ、係合部214bにおいてガイドバー210に係合してガイドバー211回りでの回転が阻止されている。

0054

光量調節ユニット215は、光軸方向から見て左右方向(第2の方向)よりも上下方向(第1の方向)に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット215は、ビス217により後部鏡筒205に固定されている。また、光量調節ユニット215の構成は、実施例1において図5Cに示したものと同様である。

0055

218は摩擦材からなるスライダであり、219は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とから構成される振動子である。220は振動子219に接続され、電気−機械エネルギー変換素子に信号を伝えるフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板220は、第2レンズ保持部材212が光軸方向に移動するのに伴って曲げ部(変形部)220aが変形する。

0056

これらスライダ218および振動子219によって構成される第1の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ218および振動子219が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板220を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子219の圧接面219a(実施例1のように光軸方向2箇所に形成されている)に略楕円運動が発生し、スライダ218の圧接面218aに光軸方向の駆動力が発生する。

0057

221は振動子219を固定するスペーサであり、その中央に形成された穴部221aに第2レンズ保持部材212に形成された球状突起部212eが係合することによって、スペーサ221は、光軸方向(すなわち、駆動方向)への移動は阻止(制限)され、かつ回転および光軸方向以外への移動は許容された状態で保持される。また、第2レンズ保持部材212に形成された突起部212b,212cと不図示の突起部によってスペーサ221の外周をある程度のがたを許容して保持される。これにより、スペーサ221は、振動子219の圧接面219aがスライダ218の圧接面218aに対して平行になるように移動できる。

0058

222はスライダ218における圧接面218aとは反対側の面を押さえ圧接バー、224はスペーサ221の突起部221bと圧接バー222との間に掛けられるコイルバネ、225はスペーサ221の突起部221cと圧接バー222との間に掛けられるコイルバネである。圧接バー222とスペーサ221とは、コイルバネ224,225の引張力によって引き合い、圧接バー222により押されたスライダ218とスペーサ221に固定された振動子219は、それぞれの圧接面218a,219a同士が圧接される。

0059

223はスライダ218が保持部223aに接着等で固定され、ビス226,227により第1レンズ保持部材206に固定されたスライダ保持部材である。

0060

228は第2レンズ保持部材212の位置を検出するために用いられるスケールであり、第2レンズ保持部材212に形成された溝部212d内に接着等で固定されている。229はスケール228に投光し、該スケール228からの反射光を受光して第2レンズ保持部材212の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール228および投受光素子229とにより検出器としての第1のリニアエンコーダが構成される。

0061

230は投受光素子229に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス231により第1レンズ保持部材206に固定されている。

0062

ガイドバー210と、振動子219およびスライダ218により構成される第1の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子229およびスケール228により構成される第1のリニアエンコーダとは、図8に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット215の外周面のうち該光量調節ユニット215の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の左側面(光軸方向視において直線状の左長辺部)に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー210を挟むように該ガイドバー210に隣接して配置されている。

0063

233は圧接バーであり、240,241は圧接バー233に一端が掛けられたコイルバネである。234は圧接バー223によって押される摩擦材からなるスライダであり、第4レンズ保持部材214の溝部214eに固定されている。

0064

235は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成された振動子である。236は振動子235の電気−機械エネルギー変換素子に接続されたフレキシブル配線板である。これらスライダ234および振動子235によって構成される第2の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ234および振動子235が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板236を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子235の圧接面235a(実施例1のように光軸方向2箇所に形成されている)に略楕円運動が発生し、スライダ234の圧接面234aに光軸方向の駆動力が発生する。

0065

ここで、図7に示すように、光軸直交方向視において、第1の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ218が設けられた範囲)および第2レンズ保持部材212の光軸方向での可動範囲L2は、光量調節ユニット215よりも物体側(図7の左側)から像面側に延びている。一方、第2の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ234が設けられた範囲)および第4レンズ保持部材214の光軸方向での可動範囲L4は、光量調節ユニット315よりも像面側から物体側まで延びている。すなわち、第1および第2の振動型リニアアクチュエータの設置範囲(第2および第4レンズ保持部材212,214の可動範囲)の一部は光軸方向において互いに重複している。

0066

237は振動子235を保持するスペーサであり、該スペーサ237の突起部237b,237cには、コイルバネ240,241の他端が掛かっている。コイルバネ240,241は圧接バー233とスペーサ237とを引っ張っており、圧接バー233はスライダ234を押し、またスペーサ237は振動子235を押しているので、スライダ234の圧接面234aと振動子235の圧接面235aとが圧接される。

0067

239は振動子235を保持する振動子保持部材である。この振動子保持部材239において物体側および像側にそれぞれ延びる軸部239a,239bは、後部鏡筒205の軸受け部205a,205bにより回転自在に係合している。また、振動子保持部材239の内側に形成された球状突起部239cは、スペーサ237に形成された円錐穴部237aに係合している。この振動子保持部材239は、軸部239b上に配置されたねじりコイルバネ238によって物体側に片寄せされることにより、光軸方向にがたなく保持される。また、振動子保持部材239はねじりコイルバネ238によって軸部239a,239bを中心として内側への回転方向に付勢され、これにより球状突起部239cが円錐穴部237aに押し付けられる。これにより、スペーサ237およびこれに保持された振動子235は、光軸方向(すなわち、駆動方向)の移動が阻止(制限)され、球状突起部239c回りでの回転および圧接面235aに略垂直な方向への移動が許容された状態で保持される。

0068

248は第4レンズ保持部材214の位置を検出するために用いられるスケールであり、第4レンズ保持部材214に形成された溝部214d内に接着等で固定されている。249はスケール248に投光し、該スケール248からの反射光を受光して第2レンズ保持部材214の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール248および投受光素子249とにより検出器としての第2のリニアエンコーダが構成される。

0069

250は投受光素子249に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス251により後部鏡筒205に固定されている。

0070

ガイドバー211と、振動子235およびスライダ234により構成される第2の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子249およびスケール248により構成される第2のリニアエンコーダとは、図9に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット215の外周面のうち該光量調節ユニット215の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の右側面(光軸方向視において直線状の右長辺部)に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー211を挟むように該ガイドバー211に隣接して配置されている。

0071

さらに、第1の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー210および第1のリニアエンコーダと、第2の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー211および第2のリニアエンコーダとが、光軸中心を通って上下方向に延びる軸に対して略対称となるように配置されている。

0072

上記構成において、コイルバネ224,225が圧接バー222とスペーサ221とを引っ張り、スライダ218と振動子219を押すことによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力は第2レンズ保持部材212には作用しない。これにより、第2レンズ保持部材212におけるガイドバー210,211との係合部212a,212bに発生する摩擦力が大きくならず、該摩擦による駆動負荷が大きくならない。

0073

ここで、スライダ218はスライダ保持部材223に固定されている。一方、スペーサ221は第2レンズ保持部材212の球状突起部212eと係合しており、光軸方向にはがたなく第2レンズ保持部材212の駆動に必要な力を伝えるが、駆動方向以外の移動方向と回転方向については小さい力しか伝えない。このため、圧接力が第2レンズ保持部材212に作用することはない。

0074

したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
さらに、振動子219を保持するスペーサ221の穴部221aが第2レンズ保持部材212の球状突起部212eと契合し、球状突起部212eを中心とした回転および光軸方向以外の方向への移動が可能に保持されているので、製造誤差等でいずれかの圧接面の位置や傾きが光軸方向において変化した場合でも、振動子219の位置や傾き(向き)が変化して両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。このため、スペーサ221の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0075

また、大きな圧接力が第2レンズ保持部材212に作用することがないので、第2レンズ保持部材212におけるガイドバー210,211との係合部212a,212bに発生する摩擦力は大きくならない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部212a,212bのガイドバー210,211との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第2レンズ保持部材212(第2レンズユニット202)の微小駆動も正確に行うことができる。

0076

一方、コイルバネ240,241が圧接バー233とスペーサ237とを引っ張り、スライダ234と振動子235を押すことによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力は第4レンズ保持部材214には作用しない。これにより、第4レンズ保持部材214におけるガイドバー211,210との係合部214a,214bに発生する摩擦力が大きくならず、該摩擦による駆動負荷が大きくならない。

0077

ここで、スライダ234は第4レンズ保持部材214の溝部214eに固定されている。一方、スペーサ237には、円錐穴部237aで振動子保持部材239の球状突起部239cと係合することによって、がたなくスペーサ237を支えるのに必要な押さえ力が作用するだけである。がたなくスペーサ237を支えるのに必要な押さえ力は上記圧接力よりも小さいため、第4レンズ保持部材214におけるガイドバー210,211との係合部214a、214bに発生する摩擦力は、ほとんど大きくならず、該摩擦による駆動負荷はほとんど大きくならない。

0078

したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0079

また、前述したように、スライダ234の圧接面234aと振動子235の圧接面235aとはコイルバネ240,241の引張り力によって圧接され、振動子保持部材239の球状突起部239cがスペーサ237の円錐穴部237aにコイルバネ238の付勢力によってがたなく係合するように押し当てられている。これにより、振動子235は、球状突起部239a回りでの回転が可能であり、さらに振動子保持部材239が軸部239a,239bを中心して回転することにより振動子235は圧接面235aに略垂直な方向や球状突起部239a回りで傾くように移動できるので、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、振動子235の位置や傾き(向き)が変化することによって両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。

0080

コイルバネ238で発生する力は、振動子保持部材239の球状突起部239cがスペーサ237の円錐穴部237aにがたなく係合できる程度の大きさでよく、スライダ234と振動子235が駆動力を発生するためにこれらを圧接させる力よりも小さくてよい。したがって、圧接面の位置が変化した場合でも圧接力は大きく変わらない。

0081

したがって、第2の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0082

また、大きな圧接力が第4レンズ保持部材214に作用することがないので、第4レンズ保持部材214におけるガイドバー211,210との係合部214a,214bに発生する摩擦力も大きくならない。したがって、第2の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部214a,214bのガイドバー211,210との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第4レンズ保持部材214(第2レンズユニット204)の微小駆動も正確に行うことができる。

0083

さらに、レンズ保持部材の移動量が大きいと必要なスライダの長さが長くなり、この長いスライダの光軸方向移動を許容するためには該スライダの移動スペースを光軸方向において長く確保する必要がある。

0084

しかし、本実施例では、第4レンズ保持部材214に比べて移動量が大きい第2レンズ保持部材212を駆動する第1の振動型リニアアクチュエータにおいて、第2の振動型リニアアクチュエータのスライダ234よりも光軸方向長さが長いスライダ218が固定され、振動子219が第2レンズ保持部材212と光軸方向に一体的に移動する。このように、長いスライダ218が光軸方向に移動しないので、第1の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における配置スペースが短くて済み、これによりレンズ鏡筒を小型化することができる。

0085

また、本実施例では、第2レンズ保持部材212に比べて移動量が小さい第4レンズ保持部材214を駆動する第2の振動型アクチュエータのうちスライダ234が第4レンズ保持部材214に固定されて光軸方向に移動し、振動子235が固定されて光軸方向には移動しない。このため、フレキシブル配線板250に変形部を設ける必要がなく、フレキシブル配線板250の取り回しを容易とし、設計自由度を高めることができる。これにより、レンズ鏡筒を小型化することができる。

0086

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー210と第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット215のうち光軸から最も近い平面の1つである左側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー210の上下に隣接するように第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダが配置されている。

0087

さらに、光軸方向視において、ガイドバー211と第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット215のうち光軸から最も近い平面の1つである右側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー211の上下に隣接するように第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダが配置されている。

0088

したがって、光量調節ユニット215と、該光量調節ユニット215の物体側および像面側に配置された第2および第4レンズ保持部材212,214(第2および第4レンズユニット202,204)をそれぞれ駆動する2つの振動型リニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材212,214をそれぞれ光軸方向にガイドする2つのガイドバー210,211およびこれらレンズ保持部材212,214のそれぞれの位置を検出する2つのリニアエンコーダを有しながらも、レンズ鏡筒を小型に構成することができる。

0089

また、ガイドバー210,211に隣接してスライダ218,234が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材212,214をスムーズに駆動することができる。しかも、ガイドバー211,210に隣接してスケール228,248が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材212,214におけるガイドバー210,211への係合部212a,212b,214a,214bのがたによるスケール228,248の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

0090

なお、リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーに対して、光軸を挟んだ反対側に配置されていると、該ガイドバーに対するレンズ保持部材の係合部の係合がたによって、駆動開始時に該ガイドバーを支点としてリニアエンコーダが駆動方向とは反対側に変位する可能性がある。これは、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では、リニアアクチュエータとリニアエンコーダがこれらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーと同じ側に配置されているので、そのような問題は生じず、精度良く位置検出を行うことができる。

0091

図11から図14には、本発明の実施例3である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を示している。図11には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に平行で、かつ振動型リニアアクチュエータのスライダと振動子との圧接面に垂直な面で切断したときの断面図を示している。また、図12には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第2レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。また、図13には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第4レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。さらに、図14には、本実施例のレンズ鏡筒を分解して示している。なお、本実施例の撮影装置における電気的な構成は、実施例1と同様である。

0092

これらの図において、物体側から順に、301は固定された第1レンズユニット、302は変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、315は光量調節ユニット、303は固定された第3レンズユニット、304は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットである。

0093

305は後述する撮像素子やローパスフィルタ(LPF)を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。306は第1レンズユニット1を保持し、ビス307,308,309により後部鏡筒305に固定された第1レンズ保持部材である。

0094

310,311は後部鏡筒305と第1レンズ保持部材306により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー(ガイド部材)である。

0095

312は第2レンズユニット302を保持する第2レンズ保持部材であり、該第2レンズ保持部材312には、不要光をカットするマスク332が固定されている。この第2レンズ保持部材312は、係合部312aにおいてガイドバー310に係合して光軸方向にガイドされ、係合部312bにおいてガイドバー311に係合してガイドバー310回りでの回転が阻止されている。313は第3レンズユニット303を保持し、ビス316により後部鏡筒305に固定された第3レンズ保持部材である。314は第4レンズユニット304を保持する第4レンズ保持部材であり、係合部314aにおいてガイドバー311に係合して光軸方向にガイドされ、係合部314bにおいてガイドバー310に係合してガイドバー311回りでの回転が阻止されている。

0096

光量調節ユニット315は、光軸方向から見て左右方向(第2の方向)よりも上下方向(第1の方向)に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット315は、ビス317により後部鏡筒305に固定されている。光量調節ユニット315は、図5Cに示したものと同様のものである。

0097

318は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダであり、319は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とから構成される振動子である。該振動子319の弾性部材は強磁性体であり、スライダ318の磁石と引き合うことにより、スライダ318の摩擦材の圧接面318aと振動子319の弾性部材の圧接面319a(実施例1のように光軸方向2箇所に形成されている)とが圧接される。

0098

320は振動子319に接続され、電気−機械エネルギー変換素子に信号を伝えるフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板320は、第2レンズ保持部材312が光軸方向に移動するのに伴って曲げ部(変形部)320aが変形する。

0099

これらスライダ318および振動子319によって構成される第1の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ318および振動子319が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板320を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子319の圧接面319aに略楕円運動が発生し、スライダ318の圧接面318aに光軸方向の駆動力が発生する。

0100

321は振動子319を固定するスペーサであり、322はスペーサ321を固定する板バネである。板バネ322は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を有し、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心に回転変形しやすい形状を有する。板バネ322が面内方向に変形しにくいことにより、振動子319の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0101

324,325は板バネ322を第2レンズ保持部材312に固定するビスである。323は振動子枠であり、この振動子枠323には、スライダ318が接着等で固定されている。振動子枠323は、ビス326,327により第1レンズ保持部材306に固定されている。

0102

328は第2レンズ保持部材312の位置検出をするためのスケールであり、第2レンズ保持部材312の四角穴部312dに接着等で固定されている。

0103

329はスケール328に対して投光し、該スケール328からの反射光を受光して第2レンズ保持部材312の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール328および投受光素子329とにより検出器としての第1のリニアエンコーダが構成される。

0104

330は投受光素子329に対して信号を入出力するための信号を伝達するフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板330は、ビス331により第1レンズ保持部材306に固定されている。

0105

ガイドバー310と、振動子319およびスライダ318により構成される第1の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子329およびスケール328により構成される第1のリニアエンコーダとは、図12に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット315の外周面のうち該光量調節ユニット315の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の左側面(光軸方向視において直線状の左長辺部)に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー310を挟むように該ガイドバー310に隣接して配置されている。

0106

334は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダであり、第4レンズ保持部材314の四角枠部314cに接着等で固定されている。335は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される振動子である。該振動子335の弾性部材は強磁性体であり、スライダ334の磁石と引き合うことにより、スライダ334の摩擦材の圧接面334aと振動子335の弾性部材の圧接面335a(実施例1のように光軸方向2箇所に形成されている)とが圧接される。

0107

336は振動子235の電気−機械エネルギー変換素子に接続されたフレキシブル配線板である。これらスライダ334および振動子335によって構成される第2の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ334および振動子335が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板336を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子335の圧接面335aに略楕円運動が発生し、スライダ334の圧接面334aに光軸方向の駆動力が発生する。

0108

ここで、図11に示すように、光軸直交方向視において、第1の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ318が設けられた範囲)および第2レンズ保持部材312の光軸方向での可動範囲L2は、光量調節ユニット315よりも物体側(図11の左側)から像面側に延びている。一方、第2の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ334が設けられた範囲)および第4レンズ保持部材314の光軸方向での可動範囲L4は、光量調節ユニット315よりも像面側から物体側まで延びている。すなわち、第1および第2の振動型リニアアクチュエータの設置範囲(第2および第4レンズ保持部材312,314可動範囲)の一部は光軸方向において互いに重複している。

0109

337は振動子335を保持するスペーサ、338はスペーサ337を保持する板バネである。板バネ338は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を持ち、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心として回転変形しやすい形状を有する。板バネ338が面内方向に変形しにくいことにより、振動子335の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0110

339は板バネ338を保持する振動子保持部材であり、ビス346,347によって板バネ338が取り付けられている。この振動子保持部材339は、ビス342,343により後部鏡筒305に固定されている。

0111

348は第4レンズ保持部材314の位置を検出するためのスケールであり、該スケール348は第4レンズ保持部材314の四角穴部314dに接着等で固定されている。349は投受光素子であり、スケール348に投光して、該スケール348からの反射光を受光することにより第4レンズ保持部材314の移動量を検出する。350は投受光素子349に対して信号を入出力するために用いられるフレキシブル配線板であり、ビス351により後部鏡筒305に固定されている。

0112

ガイドバー311と、振動子335およびスライダ334により構成される第2の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子349およびスケール348により構成される第2のリニアエンコーダとは、図13に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット315の外周面のうち該光量調節ユニット315の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の右側面(光軸方向視において直線状の右長辺部)に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー311を挟むように該ガイドバー311に隣接して配置されている。

0113

さらに、第1の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー310および第1のリニアエンコーダと、第2の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー311および第2のリニアエンコーダとが、光軸中心を通って上下方向に延びる軸に対して略対称となるように配置されている。

0114

上記構成において、スライダ318は磁石を用いて構成され、振動子319を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第2レンズ保持部材312には作用しない。これにより、第2レンズ保持部材312におけるガイドバー310,311との係合部312a,312bに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ322にて発生する力は小さいので、該板バネ322からガイドバー310,311との係合部312a,312bに作用する力も小さく、係合部312a,312bに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0115

また、大きな圧接力が第2レンズ保持部材312に作用することがないので、第2レンズ保持部材312におけるガイドバー310,311との係合部312a,312bに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部312a,312bのガイドバー310,311との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第2レンズ保持部材312(第2レンズユニット302)の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ322が変形して振動子319の位置や傾き(向き)が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ322は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第1の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0116

一方、スライダ334は磁石を用いて構成され、振動子335を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第4レンズ保持部材314には作用しない。これにより、第4レンズ保持部材314におけるガイドバー311,310との係合部314a,314bに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ338にて発生する力は小さいので、該板バネ338からガイドバー311,310との係合部314a,314bに作用する力も小さく、係合部314a,314bに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0117

また、大きな圧接力が第4レンズ保持部材314に作用することがないので、第4レンズ保持部材314におけるガイドバー311,310との係合部314a,314bに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第2の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部314a,314bのガイドバー311,310との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第4レンズ保持部材314(第4レンズユニット304)の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ338が変形して振動子335の位置や傾き(向き)が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ338は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第2の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0118

さらに、レンズ保持部材の移動量が大きいと必要なスライダの長さが長くなり、この長いスライダの光軸方向移動を許容するためには該スライダの移動スペースを光軸方向において長く確保する必要がある。しかし、本実施例では、第4レンズ保持部材314に比べて移動量が大きい第2レンズ保持部材312を駆動する第1の振動型リニアアクチュエータにおいて、第2の振動型リニアアクチュエータのスライダ334よりも光軸方向長さが長いスライダ318が固定され、振動子319が第2レンズ保持部材312と光軸方向に一体的に移動する。このように、長いスライダ318が光軸方向に移動しないので、第1の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における配置スペースが短くて済み、これによりレンズ鏡筒を小型化することができる。

0119

また、本実施例では、第2レンズ保持部材312に比べて移動量が小さい第4レンズ保持部材314を駆動する第2の振動型アクチュエータのうちスライダ334が第4レンズ保持部材314に固定されて光軸方向に移動し、振動子335が固定されて光軸方向には移動しない。このため、フレキシブル配線板350に変形部を設ける必要がなく、フレキシブル配線板350の取り回しを容易とし、設計自由度を高めることができる。これにより、レンズ鏡筒を小型化することができる。

0120

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー310と第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット315のうち光軸から最も近い平面の1つである左側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー310の上下に隣接するように第1の振動型リニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダが配置されている。

0121

さらに、光軸方向視において、ガイドバー311と第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット315のうち光軸から最も近い平面の1つである右側面に沿うように(近接するように)配置されている。また、ガイドバー311の上下に隣接するように第2の振動型リニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダが配置されている。

0122

したがって、光量調節ユニット315と、該光量調節ユニット315の物体側および像面側に配置された第2および第4レンズ保持部材312,314(第2および第4レンズユニット3002,304)をそれぞれ駆動する2つの振動型リニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材312,314をそれぞれ光軸方向にガイドする2つのガイドバー310,311およびこれらレンズ保持部材312,314のそれぞれの位置を検出する2つのリニアエンコーダを有しながらも、レンズ鏡筒を小型に構成することができる。

0123

また、ガイドバー310,311に隣接してスライダ318,334が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材312,314をスムーズに駆動することができる。しかも、ガイドバー311,310に隣接してスケール328,348が配置されているので、第2および第4レンズ保持部材312,314におけるガイドバー310,311への係合部312a,312b,314a,314bのがたによるスケール328,348の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

0124

なお、リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーに対して、光軸を挟んだ反対側に配置されていると、該ガイドバーに対するレンズ保持部材の係合部の係合がたによって、駆動開始時に該ガイドバーを支点としてリニアエンコーダが駆動方向とは反対側に変位する可能性がある。これは、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では、リニアアクチュエータとリニアエンコーダがこれらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーと同じ側に配置されているので、そのような問題は生じず、精度良く位置検出を行うことができる。

0125

図15から図19には、本発明の実施例4である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を示している。図15(A)〜(D)は、本実施例のレンズ鏡筒を、外装を取り除いて右側方、後方、左側方および前方の4方向から見た図である。また、図16には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に平行で、かつ振動型リニアアクチュエータのスライダと振動子との圧接面に垂直な面で切断したときの断面図を示している。また、図17には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第2レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。また、図18には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第4レンズユニットを駆動するリニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。さらに、図19には、本実施例のレンズ鏡筒を分解して示している。また、図20には、本実施例の撮影装置における電気的な構成を示している。

0126

これらの図において、物体側から順に、401は固定された第1レンズユニット、402は変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、415は光量調節ユニット、403は固定された第3レンズユニット、404は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットである。

0127

405は後述する撮像素子やローパスフィルタ(LPF)を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。406は第1レンズユニット1を保持し、ビス407,408,409により後部鏡筒405に固定された第1レンズ保持部材である。

0128

410,411は後部鏡筒405と第1レンズ保持部材406により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー(ガイド部材)である。

0129

412は第2レンズユニット402を保持する第2レンズ保持部材であり、該第2レンズ保持部材412には、不要光をカットするマスク432が固定されている。この第2レンズ保持部材412は、係合部412aにおいてガイドバー410に係合して光軸方向にガイドされ、係合部412bにおいてガイドバー411に係合してガイドバー410回りでの回転が阻止されている。413は第3レンズユニット403を保持し、ビス416により後部鏡筒405に固定された第3レンズ保持部材である。414は第4レンズユニット404を保持する第4レンズ保持部材であり、係合部414aにおいてガイドバー411に係合して光軸方向にガイドされ、係合部414bにおいてガイドバー410に係合してガイドバー411回りでの回転が阻止されている。

0130

光量調節ユニット415は、光軸方向から見て左右方向(第2の方向)よりも上下方向(第1の方向)に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット415は、ビス417により後部鏡筒405に固定されている。光量調節ユニット415は、図5Cに示したものと同様のものである。

0131

418は磁石と摩擦材を接合して構成されたスライダであり、第2レンズ保持部材412の四角穴部412cに接着等で固定されている。

0132

419は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とから構成される振動子である。該振動子419の弾性部材は強磁性体であり、スライダ418の磁石と引き合うことにより、スライダ418の摩擦材の圧接面418aと振動子419の弾性部材において光軸方向2箇所に形成された圧接面419a,419bに圧接される。

0133

420は振動子419に接続され、電気−機械エネルギー変換素子に信号を伝えるフレキシブル配線板である。

0134

これらスライダ418および振動子419によって構成される第1のリニアアクチュエータ(振動型リニアアクチュエータ)では、スライダ418および振動子419が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板420を介して2つの位相が異なる周波信号(パルス信号又は交番信号)が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子419の圧接面419a,419bに略楕円運動が発生し、スライダ418の圧接面418aに光軸方向の駆動力が発生する。

0135

421は振動子419を固定するスペーサであり、422はスペーサ421を固定する板バネである。板バネ422は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を有し、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心に回転変形しやすい形状を有する。板バネ422が面内方向に変形しにくいことにより、振動子419の光軸方向(すなわち、駆動方向)への変位は制限される。

0136

423は振動子枠であり、この振動子枠423には、ビス424,425により板バネ422が固定されている。振動子枠423は、ビス426,427により第1レンズ保持部材406に固定されている。

0137

428は第2レンズ保持部材412の位置検出をするためのスケールであり、第2レンズ保持部材412の四角穴部412dに接着等で固定されている。

0138

429はスケール428に対して投光し、該スケール428からの反射光を受光して第2レンズ保持部材412の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール428および投受光素子429とにより検出器としての第1のリニアエンコーダが構成される。

0139

430は投受光素子429に対して信号を入出力するための信号を伝達するフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板430は、ビス431により第1レンズ保持部材406に固定されている。

0140

ガイドバー410と、振動子419およびスライダ418により構成される第1のリニアアクチュエータと、投受光素子429およびスケール428により構成される第1のリニアエンコーダとは、図17に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット415の外周面のうち該光量調節ユニット415の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の左側面(光軸方向視において直線状の左長辺部)に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、本実施例では、下側から、ガイドバー410、第1のリニアエンコーダおよび第1のリニアアクチュエータの順で互いに隣接して配置されている。

0141

433は第4レンズ保持部材414に固定されたコイル、434はコイル433に信号を伝えるためのフレキシブル配線板である。該フレキシブル配線板434は、第4レンズ保持部材414が光軸方向に移動することに伴って変形する。

0142

435はマグネット、436はヨークである。コイル433とマグネット435とヨーク436とにより磁気回路が構成され、コイル433に通電することにより光軸方向への駆動力を発生させる電磁型リニアアクチュエータである第2のリニアアクチュエータ(ボイスコイルモータ)を構成している。439はヨーク436を保持するヨーク保持部材であり、ビス442,443により後部鏡筒405に固定されている。

0143

ここで、図16に示すように、光軸直交方向視において、第1のリニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(スライダ418が設けられた範囲)および第2レンズ保持部材412の光軸方向での可動範囲L2は、光量調節ユニット415よりも物体側(図17の左側)から像面側に延びている。一方、第2のリニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲(マグネット435が設けられた範囲)および第4レンズ保持部材414の光軸方向での可動範囲L4は、光量調節ユニット415よりも像面側から物体側まで延びている。すなわち、第1および第2のリニアアクチュエータの設置範囲(第2および第4レンズ保持部材412,414可動範囲)の一部は光軸方向において互いに重複している。

0144

448は第4レンズ保持部材414の位置を検出するためのスケールであり、該スケール448は第4レンズ保持部材414の四角穴部414dに接着等で固定されている。449は投受光素子であり、スケール448に投光して、該スケール448からの反射光を受光することにより第4レンズ保持部材414の移動量を検出する。450は投受光素子449に対して信号を入出力するために用いられるフレキシブル配線板であり、ビス451により後部鏡筒405に固定されている。

0145

ガイドバー411と、コイル433、マグネット435およびヨーク436により構成される第1のリニアアクチュエータと、投受光素子449およびスケール448により構成される第2のリニアエンコーダとは、図18に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット415の外周面のうち該光量調節ユニット415の光軸位置から最も近い外面の1つである平面状の右側面(光軸方向視において直線状の右長辺部)に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、本実施例では、上側から、ガイドバー411、第2のリニアアクチュエータおよび第2のリニアエンコーダの順で互いに隣接して配置されている。

0146

さらに、ガイドバー410、第1のリニアアクチュエータおよび第1のリニアエンコーダと、ガイドバー411、第2のリニアアクチュエータおよび第2のリニアエンコーダとが、光軸を中心とした略点対称となるように配置されている。厳密な点対称とする場合には、例えば、ガイドバー411側において、上側からガイドバー411、第2のリニアエンコーダおよび第2のリニアアクチュエータの順で配置されるべきであるが、ガイドバーと、リニアアクチュエータおよびリニアエンコーダとに分けて考えれば、本実施例の配置も略点対称と言える。本実施例のように、ガイドバー411と第2のリニアアクチュエータとを隣接配置することにより、後述するように、ガイドバー411と第2のリニアアクチュエータとを離して配置する場合に比べて、第4レンズ保持部材414をよりスムーズに駆動することができる。但し、厳密な点対称配置としても構わない。

0147

図20において、471はCCDセンサおよびCMOSセンサ等により構成される撮像素子、472は第2レンズユニット402(第2レンズ保持部材412)の駆動源であり、スライダ418および振動子419を含む振動型リニアアクチュエータである。473は第4レンズユニット404(第4レンズ保持部材414)の駆動源であり、コイル433、マグネット435およびヨーク436により構成される電磁型リニアアクチュエータである。

0148

474は光量調節ユニット15の駆動源としてのメータである。475はスケール428および投受光素子429を含む第1のリニアエンコーダとしての第2レンズエンコーダ、476はスケール448および投受光素子449を含む第2のリニアエンコーダとしての第4レンズエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ、第2レンズユニット2および第4レンズユニット4の光軸方向での相対位置(基準位置からの移動量)を検出する。本実施例では、エンコーダとして光学式エンコーダを用いているが、磁気式エンコーダを用いてもよいし、電気抵抗を用いて絶対位置を検出するエンコーダ等を用いてもよい。

0149

477は絞りエンコーダであり、例えば、光量調節ユニット415の駆動源であるメータ474の内部に設けられたホール素子によって該メータ474のロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。

0150

487は該撮影装置の動作の制御を司るコントローラとしてのCPUである。478はカメラ信号処理回路であり、撮像素子471の出力に対して増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、AEゲート479およびAFゲート480を通過する。これらのゲート479,480により、露出決定およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲が全画面内から設定される。これらのゲート479,480の大きさは可変であったり、複数設けられたりする場合もある。

0151

484はオートフォーカス(AF)のためのAF信号処理回路であり、映像信号の高周波成分を抽出してAF評価値信号を生成する。485はズーム操作を行うためのズームスイッチである。486はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して合焦状態を維持するために、被写体距離と第2レンズユニット2の位置とに応じた、第4レンズユニット4を駆動すべき目標位置情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしては、CPU487内のメモリを使用してもよい。

0152

上記構成において、撮影者によりズームスイッチ485が操作されると、CPU487は第2レンズユニット402を駆動するために振動型リニアアクチュエータ472を制御するとともに、ズームトラッキングメモリ486の情報と第2レンズユニットエンコーダ475の検出結果から求めた現在の第2レンズユニット402の位置とに基づいて第4レンズユニット404の目標駆動位置を算出し、該目標駆動位置に第4レンズユニット404を駆動するよう電磁型リニアアクチュエータ473を制御する。第4レンズユニット404が目標駆動位置に達したか否かは、第4レンズユニットエンコーダ476の検出結果から求められた現在の第4レンズユニット404の位置と目標駆動位置とが一致したか否かによって判別される。

0153

また、オートフォーカスにおいては、CPU487は、AF信号処理回路484で得られたAF評価値がピークを示す位置を探索するように第4レンズユニット404を駆動するため、電磁型リニアアクチュエータ473を制御する。

0154

さらに、適正露出を得るために、CPU487は、AEゲート479を通過した輝度信号の平均値が所定値となるように、つまりは絞りエンコーダ477の出力が該所定値に対応した値となるように、光量調節ユニット415のメータ474を制御して開口径をコントロールする。

0155

上記構成において、スライダ418は磁石を用いて構成され、振動子419を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第2レンズ保持部材412には作用しない。これにより、第2レンズ保持部材414におけるガイドバー410,411との係合部412a,412bに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ422にて発生する力は小さいので、該板バネ422からガイドバー410,411との係合部412a,412bに作用する力も小さく、係合部412a,412bに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

0156

また、大きな圧接力が第2レンズ保持部材412に作用することがないので、第2レンズ保持部材414におけるガイドバー410,411との係合部414a,414bに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第1のリニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部414a,414bのガイドバー410,411との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第2レンズ保持部材412(第4レンズユニット402)の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ422が変形して振動子419の位置や傾き(向き)が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ422は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第1のリニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

0157

また、振動型リニアアクチュエータは、その振動子とスライダとが常に圧接されているので、通電をしなくても位置がずれることがない。特に、第2レンズユニット402は変倍時にしか移動せず、止まっていることも多いので、第2レンズユニットの駆動に振動型リニアアクチュエータを用いることにより、電磁力を用いたリニアアクチュエータを用いる場合よりも省電力化できる。

0158

一方、電磁力を用いたリニアアクチュエータでは、接触部がなく、摩耗する部分がない。また、駆動方向以外に力が発生せず、被駆動部材(第4レンズ保持部材414)に側圧が作用しないので、該被駆動部材のガイドバー411,410との係合部414a,414bに側圧が作用せず、該係合部414a,414bの摩耗もほとんどない。特に、第4レンズユニットは、変倍時と焦点調節時とで移動し、しかもAF動作によって第2レンズユニットよりも移動量が多い。このため、第4レンズユニットの駆動については、振動型リニアアクチュエータを用いるよりも電磁型リニアアクチュエータを用いた方が耐久性を高めるのに有効である。

0159

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー410と第1のリニアアクチュエータと第1のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット415のうち光軸から最も近い平面の1つである左側面に沿うように(近接するように)相互に隣接して配置されている。さらに、光軸方向視において、ガイドバー411と第2のリニアアクチュエータと第2のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット415のうち光軸から最も近い平面の1つである右側面に沿うように(近接するように)相互に隣接して配置されている。したがって、光量調節ユニット415と、該光量調節ユニット415の物体側および像面側に配置された第2および第4レンズ保持部材412,414(第2および第4レンズユニット402,404)をそれぞれ駆動する2つのリニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材412,414をそれぞれ光軸方向にガイドする2つのガイドバー410,411およびこれらレンズ保持部材412,414のそれぞれの位置を検出する2つのリニアエンコーダを有しながらも、レンズ鏡筒を小型に構成することができる。

0160

また、ガイドバー410に隣接して第1のリニアエンコーダのスケール428が配置されているので、第2レンズ保持部材412におけるガイドバー410,411への係合部412a,412bのがたによるスケール428の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

0161

なお、リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーに対して、光軸を挟んだ反対側に配置されていると、該ガイドバーに対するレンズ保持部材の係合部の係合がたによって、駆動開始時に該ガイドバーを支点としてリニアエンコーダが駆動方向とは反対側に変位する可能性がある。これは、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では、リニアアクチュエータとリニアエンコーダがこれらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーと同じ側に配置されているので、そのような問題は生じず、精度良く位置検出を行うことができる。

0162

また、ガイドバー411に隣接して第2のリニアアクチュエータが配置されているので、第4レンズ保持部材414をスムーズに駆動することができる。

0163

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例にて説明した構成に限定されず、特許請求の範囲内で、上記各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

0164

また、上記実施例では、レンズ一体型の撮影装置について説明したが、本発明は、撮影装置本体に対して着脱可能な交換レンズ(光学機器)にも適用することができる。また、撮影装置に限らず、レンズを振動型リニアアクチュエータによって駆動する各種光機器にも本発明を適用することができる。

0165

さらに、上記実施例では、振動子およびスライダの位置および傾きの双方を可変とする保持機構について説明したが、位置および傾きのうち一方を可変とする保持機構を設けてもよい。

図面の簡単な説明

0166

本発明の実施例1である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を4方向から見て示す図。
実施例1のレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。
実施例1のレンズ鏡筒の分解斜視図。
実施例1のレンズ鏡筒における第2レンズ保持部材の斜視図。
実施例1のレンズ鏡筒における第1の振動型リニアアクチュエータの斜視図。
実施例1のレンズ鏡筒における第4レンズ保持部材の斜視図。
実施例1のレンズ鏡筒における第2の振動型リニアアクチュエータの斜視図。
実施例1のレンズ鏡筒における光量調節ユニットの概略構成図。
実施例1の撮影装置の電気的構成を示したブロック図。
本発明の実施例2であるレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。
実施例2のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例2のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例2のレンズ鏡筒の分解斜視図。
本発明の実施例3であるレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。
実施例3のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例3のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例3のレンズ鏡筒の分解斜視図。
本発明の実施例4である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を4方向から見て示す図。
実施例4のレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。
実施例4のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例4のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。
実施例4のレンズ鏡筒の分解斜視図。
実施例4の撮影装置の電気的構成を示したブロック図。

符号の説明

0167

1,201,301,401 第1レンズユニット
2,202,302,402 第2レンズユニット
3,203,303,303 第3レンズユニット
4,204,304,404 第4レンズユニット
5,205,305,405後部鏡筒
6,206,306,406 第1レンズ保持部材
10,11,210,211,310,311,410,411ガイドバー
12,212,312,412 第2レンズ保持部材
14,214,314,414 第4レンズ保持部材
15,215,315,415光量調節ユニット
18,34,218,234,318,334,418スライダ
19,35,219,235,319,335,419振動子
22,38,322,338,422板バネ
28,48,228,248,328,348,428,448スケール
29,49,229,249,329,349,429,449投受光素子
101撮像素子
240,241,224,225コイルバネ
433コイル
435マグネット
436 ヨーク

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