JP2012022349A

JP2012022349A - 光学機器

Info

Publication number: JP2012022349A
Application number: JP2011242427A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayakawa; 誠早川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】振動部材と接触部材との面接触状態を常に安定に維持し、耐久性に優れ、小型化が可能な振動型リニアアクチュエータを得る。
【解決手段】撮影レンズを移動させる振動型リニアアクチュエータを有し、この振動型リニアアクチュエータは電気−機械エネルギ変換作用により振動を励起する振動子５０と、この振動子５０に対し圧接するスライダ４９とを有する。振動子５０とスライダ４９との間の圧接面の少なくとも一方を、移動方向を中心軸とする円弧形状とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、撮影レンズを光軸方向に駆動するアクチュエータを有し、特にアクチュエータとして振動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。

光学機器において、例えば特許文献１のように、レンズを駆動する駆動源として振動型リニアアクチュエータを使用したものが知られている。

この特許文献１で開示の光学機器では、電気−機械エネルギ変換作用によって振動が形成される振動部材と、この振動部材に接触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している。

そして、振動部材をレンズ保持部材に固定し、接触部材をレンズ鏡筒の固定部材に固定して、振動部材に駆動振動を励起することにより、振動部材と共にレンズ保持部材を移動させる。

或いは、接触部材をレンズ保持部材に固定し、振動部材をレンズ鏡筒の固定部材に固定して、振動部材に駆動振動を励起することにより、接触部材と共にレンズ保持部材を移動させている。

図２４は特許文献１で開示の振動型リニアアクチュエータであり、図２４（ａ）〜（ｄ）において、レンズ保持枠１はレンズを保持し、ガイドバー２はレンズ保持枠１を光軸方向に案内している。

また、支持部３は振動部材４を支持し、接触部材５は振動部材４により圧接され、付勢部材６は振動部材４と接触部材５との圧接力を発生している。

一方、図２５においてレンズ保持枠１１はレンズを保持し、ガイドブッシュ１２はレンズ保持枠１１に取り付けられ、ガイドバー１３に光軸方向に移動可能に係合する。

振動子支持枠１４はガイドブッシュ１２上に設けられ、支持部１５ａ、１５ｂは振動部材１６を支持している。

更に、接触部材１７は鏡筒本体１８に固定され、ばね１９は振動部材１６を接触部材１７に圧接させる付勢力を発生する。

特開平１０−９０５８４号公報

図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、振動部材４又は接触部材５を付勢部材６のみによって支持した場合に、振動部材４と接触部材５との圧接は確保される。

しかし、振動部材４又は接触部材５を光軸方向において支持する構成がないために、レンズ駆動時において付勢部材６が駆動方向に変形し、レンズ保持枠１の駆動位置精度が悪化する。

また、図２４（ｃ）、（ｄ）及び図２５に示すように、振動部材４、１６を支持部３又は１５ａ、１５ｂによって圧接面に対して垂直な方向にのみ可動な状態で保持している。そのため、ガイドバー２、１３、支持部３、１５ａ、１５ｂ、接触部材５、１７が傾いて取り付けられた場合に、振動部材４、１６と接触部材５、１７とが所謂点接触又は線接触した状態となる。

これにより、本来これらが面接触することによって得られる駆動力よりも、小さな駆動力しか得られなくなる。

図２６は接触部材５、１７が光軸方向回りに傾いた状態を示し、スライダ加圧面を平面で構成した場合のスライダ２１と振動子２２の構成を光軸方向から見た説明図である。スライダ２１はその加圧面を平面で構成し、Ｌはスライダ加圧面の幅、φはスライダ加圧面と振動子加圧面の相対傾き角を示している。

図２６（ａ）はφ＝０の場合を示している。スライダ２１の加圧面を平面で構成した場合に、スライダ２１と振動子２２の加圧面が平面接触することで、圧接力が均等に分布し、振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能を引き出すことができる。

また、振動型リニアアクチュエータの耐久性は、振動子２２とスライダ加圧面の圧接応力に大きく左右される。振動型リニアアクチュエータは前述したように、振動子加圧面に生成した楕円運動と、スライダ２１と振動子２２間の圧接力によって摩擦駆動を行っている。

この際に、スライダ２１と振動子２２の加圧面に磨耗が発生し、この磨耗度合いが耐久性を決める大きな要因となる。

スライダ２１と振動子２２間の応力が均一かつ適切な値であれば、振動型アクチュエータは十分な耐久性を発揮できる。

しかし、実際の製品では製造ばらつきや組立誤差等により、図２６（ｂ）に示すように、スライダ２１と振動子２２が相対的に傾き角φの状態で取り付けられる。

この場合に、スライダ２１のエッジのみが振動子２２と接触し、スライダ２１と振動子２２間に十分な摩擦力を得ることができず、振動型リニアアクチュエータの性能は低下してしまうことになる。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、振動型アクチュエータの振動部材と接触部材間の圧接力が常に安定し、レンズ駆動を安定して行え、耐久性に優れ、従来よりも小型化が可能な光学機器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る光学機器の技術的特徴は、撮影レンズと、前記撮影レンズを光軸方向に移動させる振動型アクチュエータと、を備えた光学機器であって、
前記振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換作用により振動を励起する振動部材と、前記振動部材に対し圧接する接触部材とを有し、前記振動部材と前記接触部材との間の圧接面の一方を前記撮影レンズの光軸方向を中心軸とする円弧形状とし、前記振動部材と前記接触部材との間の圧接面の他方を前記撮影レンズの光軸と直交する面内において平面形状とし、前記振動部材又は前記接触部材の前記撮影レンズの光軸と直交する面内において定義される前記圧接面の幅をＬ、前記円弧形状の曲率半径をＲとしたとき、０．５≦Ｒ／Ｌ≦１０であり、前記撮影レンズの光軸と直交する面内において、前記中心軸は、前記円弧形状である部材側に位置し、前記撮影レンズの光軸と直交する面内において前記円弧形状である部材の前記圧接面を構成する面の幅は、前記撮影レンズの光軸と直交する面内において前記平面形状である部材の前記圧接面を構成する面の幅よりも小さいことにある。

本発明に係る光学機器によれば、振動部材と接触部材の相対的な光軸回りの傾きが変化しても、振動部材と接触部材の接触点の形状が変化しないので、常に駆動力を得るための良好な圧接状態を安定的に維持できる。従って、振動型リニアアクチュエータの本来の性能に応じた出力を安定的に引き出し得る。

実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図である。レンズ鏡筒の正面図である。レンズ鏡筒の右側面図である。図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。図３のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。図２のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図２のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。撮影装置のブロック回路構成図である。スライダを光軸方向から見た説明図である。スライダと振動子の関係を光軸方向から見た説明図である。 θとＲ／Ｌ比との関係を表したグラフ図である。第１の振動型リニアアクチュエータの構成図である。第２の振動型リニアアクチュエータの構成図である。実施例２の振動子の斜視図である。光軸方向から見た正面図である。側面図である。スライダと振動子の関係を光軸方向から見た正面図である。側面図である。実施例３のスライダと振動子の関係を光軸方向から見た正面図である。側面図である。実施例４のスライダと振動子の関係を光軸方向から見た正面図である。側面図である。従来の振動型リニアアクチュエータの説明図である。従来例のレンズ鏡筒の説明図である。加圧面を平面で構成した場合のスライダと振動子の関係を光軸方向から見た説明図である。

本発明を図１〜図２３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１〜図８は実施例１の機械的構成図を示している。

物体側から順に、固定の第１レンズユニット３１、変倍のために光軸方向に移動する第２レンズユニット３２、固定の第３レンズユニット３３、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３４が配列されている。そして、各レンズユニットは撮影レンズを有している。そして、第２レンズユニット３２と第３レンズユニット３３の間に光量調節ユニット３５が配置されている。

第１レンズユニット３１を保持する第１レンズ保持部材３６は、ビス３７、３８、３９により後部鏡筒４０に固定され、後部鏡筒４０は後述する撮像素子やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を保持し、図示しないカメラ本体に固定されている。

後部鏡筒４０と第１レンズ保持部材３６の間には、ガイドバー４１、４２が光軸方向に平行に保持されている。

第２レンズユニット３２は第２レンズ保持部材４３により保持され、不要光をカットするマスク３２ａが固定されている。この第２レンズ保持部材４３は係合部４３ａにおいて、ガイドバー４１に係合して光軸方向に案内され、係合部４３ｂにおいてガイドバー４２に係合して、ガイドバー４１の回りでの回転が規制されている。

光量調節ユニット３５は光軸方向から見て左右方向よりも上下方向に長い外形形状を有し、ビス４４により後部鏡筒４０に固定され、光量調節ユニット３５にはフレキシブル配線板４５が接続されている。この光量調節ユニット３５は詳細な図示は省略するが、一対の絞り羽根をステッピングモータにより回動されるレバーによって、上下方向に平行移動させることにより、開口径を増減させるギロチン型の絞り機構とされている。

第３レンズユニット３３は、ビス４６により後部鏡筒４０に固定された第３レンズ保持部材４７に保持されている。第４レンズユニット３４は第４レンズ保持部材４８により保持され、係合部４８ａにおいてガイドバー４２に係合して光軸方向に案内され、係合部４８ｂにおいてガイドバー４１に係合してガイドバー４２の回りでの回転が規制されている。

第１レンズ保持部材３６と後部鏡筒４０の間にスライダ４９が固定されている。スライダ４９は磁石と弾性部材とを接合して構成され、スライダ４９の圧接面４９ａは円弧形状とされており、詳細な形状については後述するが両端４９ｂ、４９ｃにおいて固定されている。電気−機械エネルギ変換作用により振動を励起する振動子５０は、電気−機械エネルギ変換素子と、この変換素子により振動が励起される板状の強磁性体から成る弾性部材とにより構成されている。振動子５０の弾性部材はスライダ４９の磁石と引き合うことにより、スライダ４９の弾性部材の圧接面４９ａと振動子５０の弾性部材において、光軸方向の２個所に形成された平面形状の圧接面５０ａ、５０ｂとが圧接される。

これらスライダ４９及び振動子５０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５１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−機械エネルギ変換素子に入力される。これにより、振動子５０の圧接面５０ａ、５０ｂに楕円運動が発生し、これとスライダ４９と振動子５０間の圧接力によって生ずる摩擦力によって、スライダ４９の圧接面４９ａに光軸方向の駆動力が発生する。

板ばね５２のばね５２ａとスペーサ５３、ばね５２ｂとスペーサ５４がそれぞれ接着剤により固定されている。また、板ばね５２は部分５２ｃ、５２ｄを第２レンズ保持部材４３の部分４３ｄ、４３ｅに接着剤で固定されている。更に、振動子５０はスペーサ５３、５４にそれぞれ位置決めピン５３ａ、５４ａを介して接着剤で固定されている。

第２レンズ保持部材４３に形成された部分４３ｄ内には、第２レンズ保持部材４３の光軸方向での移動量を検出するスケール５５が接着剤により固定されている。スケール５５の近傍に配置した投受光素子５６はスケール５５に対して投光し、スケール５５からの反射光を受光して第２レンズ保持部材４３の移動量を検出する。これら投受光素子５６及びスケール５５により、位置検出器としての第１のリニアエンコーダが構成されている。投受光素子５６はフレキシブル配線板５７により信号を送受信して、フレキシブル配線板５７はビス５８により第１レンズ保持部材３６に固定されている。

ガイドバー４１と、第１の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子５６及びスケール５５により構成される第１のリニアエンコーダは、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット３５の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４１を挟むようにガイドバー４１に隣接して配置されている。

第４レンズ保持部材４８に形成された溝にスライダ５９が接着剤で固定されている。スライダ５９は磁石と弾性部材とを接合して構成され、スライダ５９の圧接面５９ａは円弧形状にされており、詳細な形状については後述する。振動子６０は電気−機械エネルギ変換素子と、この変換素子により振動が励起される板状の強磁性体の弾性部材とにより構成されている。ここで、振動子６０の弾性部材がスライダ５９の磁石と引き合うことにより、スライダ５９の弾性部材の圧接面５９ａと、振動子６０の弾性部材において光軸方向２個所に形成された圧接面６０ａ、６０ｂとが圧接されている。

これらのスライダ５９及び振動子６０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６１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−機械エネルギ変換素子に入力される。これにより、振動子６０の圧接面６０ａ、６０ｂに楕円運動が発生し、スライダ５９と振動子６０間の圧接力によって生ずる摩擦力によってスライダ５９の圧接面５９ａに光軸方向の駆動力が発生する。

板ばね６２の部分６２ａはスペーサ６３の位置決めピン６３ａを介して振動子６０に接着剤で固定され、板ばね６２の部分６２ｂはスペーサ６４の位置決めピン６４ａを介して振動子６０に接着剤で固定されている。更に、アクチュエータカバー６５が止めビス６６、６７により第１レンズ保持部材３６と後部鏡筒４０に固定されている。板ばね６２の部分６２ｃ、６２ｄがアクチュエータカバー６５の６５ａ、６５ｂにそれぞれ接着剤により固定されている。これにより、振動子６０、スペーサ６３、スペーサ６４、板ばね６２、アクチュエータカバー６５は一体とされている。

第４レンズ保持部材４８の移動量を検出するスケール６８が第４レンズ保持部材４８に形成された溝部４８ｄ内に接着剤で固定されている。スケール６８の近くに配置された投受光素子６９はスケール６８に対して投光し、スケール６８からの反射光を受光して第４レンズ保持部材４８の移動量を検出する。これらの投受光素子６９及びスケール６８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。後部鏡筒４０には投受光素子６９に対して信号を送受信するフレキシブル配線板７０がビス７１により固定されている。

ガイドバー４２と、第２の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子６９及びスケール６８により構成される第２のリニアエンコーダとは、光軸方向の前方から見て、光量調節ユニット３５の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４２を挟むようにガイドバー４２に隣接して配置されている。

更に、第１の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー４１及び第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４２及び第２のリニアエンコーダとは、光軸中心を通って上下方向に延在する軸に対して対称に配置されている。

ここで、図４に示すように、第２レンズ保持部材４３の光軸方向での可動範囲は、光量調節ユニット３５よりも左側の物体側から右側の像面側に延在している。また、第４レンズ保持部材４８の光軸方向での可動範囲は、光量調節ユニット３５よりも像面側から光量調節ユニット３５の厚み内まで延在している。即ち、第２レンズ保持部材４３と第４レンズ保持部材４８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。なお、第２レンズ保持部材４３の可動範囲は、第４レンズ保持部材４８の光軸方向での可動範囲よりも大きい。

これに対応して、第１の振動型リニアアクチュエータの光軸方向の設置範囲つまりスライダ４９の長さ範囲と第２の振動型リニアアクチュエータの設置範囲つまりスライダ５９の長さ範囲は、光軸方向において互いに重複している。

図９は撮影装置のブロック回路構成図を示している。

第１レンズユニット３１〜第４レンズユニット３４の光軸上の後方の後部鏡筒４０内にＣＣＤセンサやＭＯＳセンサから成る撮像素子８１が配置され、この撮像素子８１の出力はカメラ処理回路８２に接続されている。カメラ処理回路８２の一方の出力はＡＥゲート８３を介してＣＰＵ８４に接続され、他方の出力はＡＦゲート８５、ＡＦ信号処理回路８６を介してＣＰＵ８４に接続されている。

第２レンズユニット３２の位置を検出する第１のリニアエンコーダ８７、光量調節ユニット３５の絞りを検出する絞りエンコーダ８８、第４レンズユニット３４の位置を検出する第２のリニアエンコーダ８９の出力はＣＰＵ８４に接続されている。また、ＣＰＵ８４にはズームスイッチ９０、ズームトラッキングメモリ９１が接続されている。

ＣＰＵ８４の出力はスライダ４９、振動子５０を含む第１の振動型リニアアクチュエータ９２を介して第２レンズ保持部材４３に接続して、更にメータ９３を介して光量調節ユニット３５に接続されている。また、ＣＰＵ８４の出力はスライダ５９、振動子６０を含む第２の振動型リニアアクチュエータ９４を介して第４レンズ保持部材４８に接続されている。

ＣＰＵ８４は撮影装置の動作の制御を行う制御回路であり、カメラ処理回路８２は撮像素子８１の出力に対して増幅やガンマ補正などを施こす。特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８３及びＡＦゲート８５を通過する。これらのゲート８３、８５により、露出決定及びピント合わせのために最適な信号の取出範囲が全画面内から設定される。これらのゲート８３、８５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。ＡＦ信号処理回路８６はオートフォーカス（ＡＦ）用であり、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。

ズームスイッチ９０はズーム操作を行い、ズームトラッキングメモリ９１は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３２の位置とに応じた第４レンズユニット３４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９１には、ＣＰＵ８４内のメモリを使用してもよい。

メータ９３は光量調節ユニット３５の駆動源であり、第１のリニアエンコーダ８７はスケール３０及び投受光素子３１を含み、第２のリニアエンコーダ８９はスケール４４及び投受光素子４５を含んでいる。これらのリニアエンコーダ８７、８９はそれぞれ第２レンズユニット３２及び第４レンズユニット３４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。

なお、リニアエンコーダ８７、８９に光学式エンコーダを用いているが、例えば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としてもよい。絞りエンコーダ８８は例えばメータ９３の内部に設けられたホール素子によって、メータ９３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。

上記の構成において、撮影者によりズームスイッチ９０が操作されると、ＣＰＵ８４は第２レンズユニット３２を駆動するために第１の振動型リニアアクチュエータ９２を制御する。これに伴い、第１のズームトラッキングメモリ９１の情報と第１のリニアエンコーダ８７の検出結果から求めた現在の第２レンズユニット３２の位置とに基づいて、第４レンズユニット３４の目標駆動位置を算出する。そして、この目標駆動位置に第４レンズユニット３４を駆動するように第２の振動型リニアアクチュエータ９４を制御する。第４レンズユニット３４が目標駆動位置に達したか否かは、第２のリニアエンコーダ８９の検出結果から求められた現在の第４レンズユニット３４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。

また、オートフォーカスにおいては、ＣＰＵ８４はＡＦ信号処理回路８６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３４を駆動するため、第２の振動型リニアアクチュエータ９４を制御する。

適正露出を得るために、ＣＰＵ８４はＡＥゲート８３を通過した輝度信号の平均値が特定値、つまり絞りエンコーダ８８の出力が特定値に対応した値となるように、光量調節ユニット３５のメータ９３を制御して開口径を制御する。

図１０は本実施例のように加圧面を円弧形状にしたスライダ４９を光軸方向から見た説明図である。図１１は振動子５０に対するスライダ４９の角度が変化した場合の光軸方向から見た説明図である。スライダ４９は圧接面４９ａを円弧形状にし、振動子５０の撮影レンズの光軸と直交する面内において定義される圧接部である圧接面４９ａの幅をＬとし、圧接面４９ａにエッジ４９ｄ、４９ｅが設けられている。

スライダ４９の圧接面４９ａの曲率半径Ｒの円弧の中心Ｏから圧接面４９ａの中点に引いた線分と、円弧の中心Ｏからエッジ４９ｅに引いた線分との成す角度をθとすると、Ｒ、Ｌ、θの間には、２Ｒ／Ｌ＝ｓｉｎθの関係がある。

図１１において、φはスライダ４９と振動子５０の製造誤差による傾き角であり、円弧の中心Ｏから圧接面４９ａの中点へ引いた線分と、圧接面４９ｃの中点から引いた垂線との成す角度を示している。

図１１（ａ）はφ＝０の場合を示し、この場合に振動子５０とスライダ４９は圧接面４９ａの中点において圧接されている。図１１（ｂ）はφ≦θの場合を示し、接触点は圧接面４９ａの中点からφ分ずれた円弧上の位置となっており、図１１（ａ）と同様な接触状態を得ることができる。

図１１（ｃ）はφ＞θの場合を示し、スライダ４９と振動子５０はエッジ４９ｅで圧接される。この状態では、スライダ４９と振動子５０の間に十分な摩擦力が得られず、第１の振動型リニアアクチュエータ９２の駆動性能、耐久性は共に低下してしまう。

図１１（ａ）、（ｂ）のとき、スライダ４９と振動子５０の接触状態は円弧部と平面の接触になるが、スライダ４９と振動子５０はそれぞれ弾性を持っているため線接触ではなく、面接触をしている。従って、図１１（ａ）又は（ｂ）の状態（φ≦θ）であれば、第１の振動型リニアアクチュエータ９２を良好に動作できる。ここで、接触面積は半径Ｒが大きくなるほど大きくなり、駆動特性・耐久性共に向上させることができる。

逆に、スライダ４９を円柱で構成した場合には、スライダ幅の制約から半径Ｒが小さくつまり曲率が大きくなり、駆動特性・耐久性を低下させてしまうことになる。従って、ここではスライダ４９の傾き可能性範囲内で曲率半径Ｒをできるだけ大きく設定することが望ましい。

更に、本実施例のように振動子５０の圧接部とスライダ４９間の加圧力が磁石による場合は、曲率半径Ｒを大きくするとエッジ４９ｄ、４９ｅで振動子５０との間隙が大きくなり、加圧力が低下してしまう。このことからも、半径Ｒは大きい方が望ましいと云える。

図１２は曲率半径Ｒと幅ＬによるＲ／Ｌ比とθの関係のグラフ図である。製造誤差や組立誤差により生ずる振動子５０とスライダ４９の相対傾き角度は、２．５度は見込まれる。角度θはスライダ４９の円弧部での接触を維持するために、見込まれるスライダ４９の傾き以上に設定する必要がある。従って、角度θが２．５度以上になるように、Ｒ／Ｌ比を設定することが好ましい。Ｒ／Ｌ＝１０のとき角度θは、２．８７度であり、Ｒ／Ｌ≦１０と設定することが望ましい。なお、幅Ｌは曲率半径Ｒの２倍以上にはなり得ないので、Ｒ／Ｌの下限は０．５となる。

この図１０〜図１２による説明は、スライダ５９、振動子６０による第２の振動型リニアアクチュエータ９４においても同様である。

上記構成において、製造誤差等でスライダ４９と振動子５０の何れかの圧接面に光軸に平行な軸に対し、図１３（ａ）〜（ｂ）のように傾きが発生することがある。このような場合でも、スライダ４９の圧接面４９ａが円弧形状であるので、スライダ４９と振動子５０の接触点の形状に変化がなく、性能劣化を防止することができる。圧接面４９ａ方向のずれが生じた場合も、板ばね５２が変形することで圧接位置の調整ができる。

圧接面４９ａに平行で、光軸に垂直な軸回りの回転ずれに対しては、板ばね５２が軸回りに回転することで、振動子５０の長手方向の２個所の圧接面５０ａ、５０ｂの圧接状態を良好に維持できる。板ばね５２の変形によるばね力は、スライダ４９と振動子５０の圧接力に対して小さいので、その圧接面５０ａ、５０ｂの加圧力の変化が小さく、第１の振動型リニアアクチュエータ９２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。

スライダ４９は磁石を用いて構成され、振動子５０を吸着することによって、第１の振動型リニアアクチュエータ９２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４３には作用しないので、第２レンズ保持部材４３におけるガイドバー４１、４２との係合部４３ａ、４３ｂ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。従って、低出力で小型の第１の振動型リニアアクチュエータ９２が得られ、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第２レンズ保持部材４３に作用することがないので、第２レンズ保持部材４３におけるガイドバー４１、４２との係合部４３ａ、４３ｂに発生する摩擦力が大きくならない。従って、係合部４３ａ、４３ｂのガイドバー４１、４２との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第２レンズユニット３２の第２レンズ保持部材４３の微小駆動も正確に行うことができる。

一方、スライダ５９も同様に磁石を用いて構成され、振動子６０を吸着することによって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４８には作用せず、ガイドバー４２、４１との係合部４８ａ、４８ｂに発生する摩擦力が大きくならない。従って摩擦による摩耗も低減し、第４レンズ保持部材４８、第４レンズユニット３４の微小駆動も正確に行うことができ、低出力で小型の第２の振動型リニアアクチュエータ９４を駆動することができる。

スライダ５９と振動子６０の間が図１４（ａ）に示すような状態にあるものが、製造誤差等により、図１４（ｂ）に示すように光軸と平行な軸回りに回転ずれが生ずることがある。このとき、スライダ５９の圧接面５９ａが円弧形状になっているので、スライダ５９の接触点は変わるものの、接触点の形状に変化がないため性能劣化を防止することができる。

スライダ５９と振動子６０の何れかに圧接面５９ａと垂直な方向のずれが生じた場合でも、板ばね６２が変形することによってそのずれを調節して、スライダ５９と振動子６０の圧接状態を維持できる。

同様に、光軸に垂直で圧接面に平行な軸回りの回転ずれが、スライダ５９と振動子６０の間に生じた場合でも、板ばね６２がその軸回りに捩れて回転することで、圧接状態を良好に保つことができる。このとき、板ばね５２はばね長を長くしているので、変形に伴う反力が小さく、圧接面５９ａの圧接力変化も小さくできるので、第２の振動型リニアアクチュエータ９４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。

上述したように、本実施例では光軸方向から見て、ガイドバー４１と第１の振動型リニアアクチュエータ９２と第１のリニアエンコーダ８７とは、光量調節ユニット３５の右側面に沿うように、かつガイドバー４１の上下に隣接するように配置されている。更に、光軸方向から見て、ガイドバー４２と第２の振動型リニアアクチュエータ９４と第２のリニアエンコーダ８９とは、光量調節ユニット３５の左側面に沿うように、かつガイドバー４２の上下に隣接するように配置されている。

従って、光量調節ユニット３５と、第２、第４レンズ保持部材４３、４８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９２、９４、２つのガイドバー４１、４２及びリニアエンコーダ８７、８９を有しながらも、小型化が実現できる。

また、ガイドバー４１、４２に隣接してスライダ４９、５９が配置されているので、第２、第４レンズ保持部材４３、４８を円滑に駆動することができる。しかも、ガイドバー４１、４２に隣接してスケール５５、６８が配置されているので、第２、第４レンズ保持部材４３、４８の係合部４３ａ、４３ｂ、４８ａ、４８ｂのがたによるスケール５５、６８の変位が少なく、精度良く位置検出を行い得る。

振動型リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象及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することも考えられる。この場合に、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り、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では振動型リニアアクチュエータ９２、９４とリニアエンコーダ８７、８９がこれらの駆動対象及び位置検出対象である第２、第４レンズ保持部材４３、４８を案内するガイドバーと同じ側に配置されており、この問題が発生することはない。

本実施例では、第１の振動型リニアアクチュエータ９２について、振動子５０を第２レンズ保持部材４３に設け、スライダ４９をレンズ鏡筒の固定部に設けた場合について説明した。しかし、振動子５０及びその保持機構を固定部に設け、スライダ４９及びその保持機構を第２レンズ保持部材４３に設けてもよい。また、第２の振動型リニアアクチュエータ９４についても、スライダ５９及びその保持機構を固定部に設け、スライダ４９及びその保持機構を第４レンズ保持部材４８に設けてもよい。

また実施例では、第１、第２の振動型リニアアクチュエータ９２、９４と共にスライダ４９、５９を磁石で構成して、圧接力を発生させたが、ばね部材等の弾性部材で圧接を行う振動型アクチュエータとしてもよい。

実施例では、撮影レンズ一体型の撮影装置について説明したが、撮影装置本体に対して着脱可能な交換レンズにも適用することができる。

また、本実施例の構成を採ることで、振動部材又は接触部材そのものに、円弧形状による光軸回りの傾きを調整する機能があるため、外部に調整機構を別途に設ける必要がなく、振動型リニアアクチュエータを小型化することができる。

更に、本実施例では、円弧形状の曲率半径を適切に設定しているので、振動部材と接触部材の圧接応力が局部的に著しく大きくなることを防止し、振動型リニアアクチュエータの耐久性を向上させることができる。

図１５は実施例２の振動子の斜視図、図１６は光軸方向から見た正面図、図１７は側面図である。実施例１では、スライダ４９、５９の圧接面が円弧形状で、振動子５０、６０の圧接面が平面形状であったが、本実施例２ではその構成が逆になっている。振動子１０１は実施例１の振動子５０に相当し、スライダ１０２は実施例１のスライダ４９に相当する。振動子１０１とスライダ１０２以外は実施例１と同様の構成とされている。振動子１０１には円弧形状の圧接面１０１ａ、１０１ｂが形成されている。

図１８はスライダ１０２と振動子１０１の関係を光軸方向から見た正面図、図１９は側面図であり、スライダ１０２の圧接面は平面形状とされ、振動子１０１の円弧形状の圧接面１０１ａ、１０１ｂと接するようになっている。Ｒは圧接面１０１ａ、１０１ｂの円弧形状の曲率半径、Ｌは撮影レンズの光軸と直交する面内において定義されるスライダ１０２の接触部（圧接面）の幅である。また、θは振動子１０１の円弧形状の中点から円弧形状の中心Ｏに引いた線分と、スライダ１０２の１０２ｅから円弧形状の中心Ｏに引いた線分との成す角度を示している。

実施例１で説明したように、振動子１０１とスライダ１０２の相対傾き角度がθよりも小さければ、スライダ１０２の圧接面は振動子１０１の圧接面１０１ａ、１０１ｂに接触できる。従って、第１の振動型リニアアクチュエータ９２の性能を安定的に引き出すことができ、実施例１と同様な効果を得ることができる。

図２０は実施例３のスライダと振動子の関係の光軸方向から見た正面図、図２１は側面図である。振動子１１１は円弧形状の圧接面１１１ａ、１１１ｂを有し、スライダ１１２の圧接面は平面形状になっており、実施例２との相違点は、振動子１１１の円弧形状の幅Ｌがスライダ１１２の圧接面の幅よりも狭くなっていることである。θは振動子１１１の圧接面１１１ａ、１１１ｂの円弧形状の中点Ｏとこれらのエッジとの成す角度として定義される。

この実施例３は実施例１と同様に、スライダ１１２と振動子１１１の相対傾き角度がθよりも小さい場合は、スライダ１１２の圧接面と振動子１１１の円弧形状の圧接面１１１ａ、１１１ｂで接触できる。従って、第１の振動型リニアアクチュエータ９２の性能を安定的に引き出すことができる。

図２２は実施例４のスライダと振動子の関係の光軸方向から見た正面図、図２３は側面図である。振動子１２１は円弧形状の圧接面１２１ａ、１２１ｂを有し、スライダ１２２の圧接面１２２ａも円弧形状にされている。

この構成により、スライダ１２２と振動子１２１の間に相対的に傾きが生じた場合も、その圧接状態は変らずに、スライダ１２２の円弧形状と、振動子１２１の円弧形状との接触を保つことができる。また、スライダ１２２と振動子１２１の双方の圧接面を円弧形状にすることで、より大きな傾きに対して許容できる効果もある。

以上の説明では本発明の好ましい実施例について述べたが、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述の各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

３１第１レンズユニット
３２第２レンズユニット
３３第３レンズユニット
３４第４レンズユニット
３５光量調節ユニット
３６第１レンズ保持部材
４０後部鏡筒
４１、４２ガイドバー
４３第２レンズ保持部材
４７第３レンズ保持部材
４８第４レンズ保持部材
４９、５９、１０２、１１２、１２２スライダ
５０、６０、１０１、１１１、１２１振動子
５５、６８スケール
５６、６９投受光素子
８１撮像素子
８２カメラ処理回路
８４ＣＰＵ
８６ＡＦ信号処理回路
８７、８８、８９エンコーダ
９２、９４振動型リニアアクチュエータ
９３メータ

Claims

撮影レンズと、前記撮影レンズを光軸方向に移動させる振動型アクチュエータと、を備えた光学機器であって、
前記振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換作用により振動を励起する振動部材と、前記振動部材に対し圧接する接触部材とを有し、
前記振動部材と前記接触部材との間の圧接面の一方を前記撮影レンズの光軸方向を中心軸とする円弧形状とし、
前記振動部材と前記接触部材との間の圧接面の他方を前記撮影レンズの光軸と直交する面内において平面形状とし、
前記振動部材又は前記接触部材の前記撮影レンズの光軸と直交する面内において定義される前記圧接面の幅をＬ、前記円弧形状の曲率半径をＲとしたとき、０．５≦Ｒ／Ｌ≦１０であり、
前記撮影レンズの光軸と直交する面内において、前記中心軸は、前記円弧形状である部材側に位置し、
前記撮影レンズの光軸と直交する面内において前記円弧形状である部材の前記圧接面を構成する面の幅は、前記撮影レンズの光軸と直交する面内において前記平面形状である部材の前記圧接面を構成する面の幅よりも小さいことを特徴とする光学機器。
前記円弧形状である部材は、前記振動部材であり、前記平面形状である部材は、前記接触部材である請求項１に記載の光学機器。