JP3417390B2 - 電気機械変換素子を使用したアクチエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気機械変換素
子を使用したアクチエータに関し、特に１個のアクチエ
ータにより、複数の被駆動部材をそれぞれ独立に駆動す
ることができる電気機械変換素子を使用したアクチエー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等の撮影レンズの焦点調節におい
ては、レンズ全体を繰出して焦点合わせを行う全体繰出
し方式、撮影レンズを構成する一部のレンズ群だけを繰
出して焦点合わせを行うインナーフオーカス方式などの
手段がある。

【０００３】インナーフオーカス方式では、焦点調節に
よる収差の発生を防止するため、撮影レンズを構成する
複数のレンズ群をそれぞれ別々の所定の軌跡に沿つて移
動させる、フローテイング方式と呼ばれるフオーカス方
式を採用するものがある。

【０００４】撮影レンズを構成する複数のレンズ群をそ
れぞれ別々の所定の軌跡に沿つて移動させるには、従来
からカム筒に所定の移動軌跡のカム溝を設け、レンズ保
持枠のピンをこのカム溝により案内するカム機構が採用
されてきたが、この構成では通常、全焦点距離にわたつ
てフローテイング比は一定で、焦点距離に応じてフロー
テイング比を変更することは構成が複雑となり、実施が
困難であつた。

【０００５】このため、レンズを構成する複数のレンズ
群にそれぞれ独立した駆動機構を設け、複数のレンズ群
を個別に制御してフローテイング移動をさせるものが本
出願人により提案されている（一例として特開平８−２
１９４７号公報参照）。

【０００６】即ち、レンズを構成する複数のレンズ群に
それぞれ独立した電気機械変換素子を使用したアクチエ
ータを取り付け、複数のレンズ群に予め設定されている
所定の移動軌跡を辿つて移動するように、各アクチエー
タを制御するものである。

【０００７】図６は、上記した電気機械変換素子を使用
したアクチエータ（以下、アクチエータという）により
複数のレンズ群を個別に移動させるように構成されたズ
ームレンズの断面図である。その詳細は、特開平８−２
１９４７号公報に開示されているから、ここでは詳細な
説明は省略し、アクチエータにより複数のレンズ群を個
別に移動させる構成部分の概略を説明する。

【０００８】図６において、５１はズームレンズの外
筒、５２はズームレンズをカメラ本体へ取り付けるマウ
ント部、５３は外筒５１上で回転するズーム操作環であ
る。

【０００９】ズームレンズは第１レンズ群Ｌa 、第２レ
ンズ群Ｌb 、第３レンズ群Ｌc 、及び第４レンズ群Ｌd
から構成される。第１レンズ群Ｌa は第１レンズ群保持
枠７１に、第２レンズ群Ｌb は第２レンズ群保持枠７２
に、第３レンズ群Ｌc は第３レンズ群保持枠７３に、第
４レンズ群Ｌd は第４レンズ群保持枠７４に、それぞれ
保持されている。

【００１０】第１レンズ群移動枠８１にはアクチエータ
８２が一体的に設けられており、第１レンズ群保持枠７
１はアクチエータ８２を介して第１レンズ群移動枠８１
に、光軸方向に移動自在に保持されている。また、第２
レンズ群移動枠９１にはアクチエータ９２が一体的に設
けられており、第２レンズ群保持枠７２はアクチエータ
９２を介して第２レンズ群移動枠９１に、光軸方向に移
動自在に保持されている。

【００１１】図７は第１レンズ群Ｌa を移動するアクチ
エータ８２の構成を示す一部を切り欠いた斜視図であ
る。図６及び図７を参照してレンズアクチエータ８２の
構成を説明する。第１レンズ群移動枠８１には第１レン
ズ群保持枠７１を光軸方向に駆動する駆動軸８２ａと、
第１レンズ群保持枠７１の光軸方向の移動は許すが回転
を禁止する案内溝８１ｄが設けられている。駆動軸８２
ａは第１レンズ群移動枠８１の先端部の受け８１ａと中
間部の受け８１ｂにより光軸方向に移動可能に支持され
ており、駆動軸８２ａの一端には電気機械変換素子８２
ｂが固定され、電気機械変換素子８２ｂの他の端部は第
１レンズ群移動枠８１のフランジ８１ｃに固定されてい
る。

【００１２】第１レンズ群保持枠７１には駆動軸８２ａ
が貫通する接触部材７１ａが設けられており、接触部材
７１ａと駆動軸８２ａとは圧接バネ７１ｂにより圧接
し、適当な摩擦力で摩擦結合している。図８は接触部材
７１ａの付近の断面を示す図で、第１レンズ群保持枠７
１の接触部材７１ａと駆動軸８２ａとが圧接バネ７１ｂ
により圧接している状態を示す。また、第１レンズ群保
持枠７１には突起７１ｃが形成されており、第１レンズ
群移動枠８１の案内溝８１ｄに係合している。

【００１３】以上の構成において、図９に示すような緩
やかな立ち上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部か
らなる波形の駆動パルスを電気機械変換素子８２ｂに印
加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部では、電
気機械変換素子８２ｂが緩やかに厚み方向の伸び変位を
生じ、駆動軸８２ａは軸方向に矢印ａ方向へ移動する。
このため、駆動軸８２ａに圧接バネ７１ｂにより圧接し
て摩擦結合している第１レンズ群保持枠７１の接触部材
７１ａも矢印ａ方向へ移動するので、第１レンズ群Ｌa
を矢印ａ方向へ移動させることができる。

【００１４】駆動パルスの急速な立ち下がり部では、電
気機械変換素子８２ｂが急速に厚み方向の縮み変位を生
ずる。このとき、駆動軸８２ａに圧接バネ７１ｂにより
圧接している第１レンズ群保持枠７１は、その慣性力に
より駆動軸８２ａとの間の摩擦力に打ち勝つて実質的に
その位置に留まるので第１レンズ群Ｌa は移動しない。

【００１５】なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向
とこれと反対方向のいずれにおいても第１レンズ群保持
枠７１と駆動軸８２ａとの間に滑りを生じつつ追動し、
駆動時間の差によつて全体として矢印ａ方向に移動する
ものも含むことを意味している。どのような移動形態に
なるかは与えられた摩擦条件に応じて決定される。

【００１６】上記波形の駆動パルスを連続して電気機械
変換素子８２ｂに印加することにより、第１レンズ群Ｌ
a を矢印ａで示す方向へ連続して移動させることができ
る。

【００１７】第１レンズ群Ｌa を矢印ａと反対方向へ移
動させるときは、急速な立ち上がり部とこれに続く緩や
かな立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを電気機械
変換素子８２ｂに印加することで達成できる。

【００１８】第２レンズ群Ｌ2 を移動するアクチエータ
９２の構成もアクチエータ８２の構成と同様である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成において
は、第１レンズ群Ｌa 及び第２レンズ群Ｌb を相互に独
立に駆動するために、第１レンズ群Ｌa 及び第２レンズ
群Ｌb にそれぞれ専用のアクチエータ８２及びアクチエ
ータ９２が設けられている。即ち、従来は複数の被駆動
部材を相互に独立に駆動するためには、それぞれの被駆
動部材に専用のアクチエータを設けていた。

【００２０】しかしながら、このような構成では、被駆
動部材の数だけのアクチエータを必要とするばかりでな
く、複数のアクチエータを、例えばレンズ鏡筒のように
狭い空間内部に配置するために制約条件が多く、難しい
設計が要求されていた。この発明は上記課題を解決する
ことを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するもので、請求項１の発明は、電気機械変換素子
と、前記電気機械変換素子に固定結合して電気機械変換
素子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結
合した複数個の摩擦結合部材と、前記複数個の摩擦結合
部材のそれぞれに対応した相互に波形が異なる複数の駆
動パルスであって、一の摩擦結合部材は移動するが他の
摩擦結合部材は移動しない波形の駆動パルスを発生する
ことができる駆動パルス供給手段と、制御手段とを備
え、前記制御手段は、前記摩擦結合部材のそれぞれに対
応した駆動パルスを選択的に前記電気機械変換素子に印
加することにより、前記複数個の摩擦結合部材を選択的
に駆動することを特徴とする電気機械変換素子を使用し
たアクチエータである。

【００２２】そして、前記駆動パルスは、前記複数個の
摩擦結合部材のそれぞれに対応して周波数、振幅のいず
れか１又は双方が異なる鋸歯状波の駆動パルスである。

【００２３】また、前記制御手段は、それぞれの摩擦結
合部材に対応した相互に波形が異なる複数の駆動パルス
を時分割で順次前記電気機械変換素子に印加する。

【００２４】そして、前記複数個の摩擦結合部材には、
それぞれ被駆動部材を固定するものとする。

【００２５】請求項５の発明は、電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子に固定結合して電気機械変換素子
と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合し
た第１及び第２の摩擦結合部材と、前記第１及び第２の
摩擦結合部材のそれぞれに対応した相互に波形が異なる
第１及び第２の駆動パルスであって、一方の摩擦結合部
材は移動するが他方の摩擦結合部材は移動しない波形の
駆動パルスを発生することができる駆動パルス供給手段
と、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の摩
擦結合部材を駆動するときはこれに対応した第１の駆動
パルスを前記電気機械変換素子に印加し、前記第２の摩
擦結合部材を駆動するときはこれに対応した第２の駆動
パルスを前記電気機械変換素子に印加して、前記第１及
び第２の摩擦結合部材を選択的に駆動することを特徴と
する電気機械変換素子を使用したアクチエータである。

【００２６】そして、前記駆動パルスは、前記第１及び
第２の摩擦結合部材のそれぞれに対応して周波数、振幅
のいずれか１又は双方が異なる鋸歯状波の駆動パルスと
するとよい。

【００２７】また、前記制御手段は、前記第１及び第２
の駆動パルスを時分割で順次前記電気機械変換素子に印
加する。

【００２８】そして、前記第１及び第２の摩擦結合部材
には、それぞれ被駆動部材を固定する。被駆動部材とし
ては、例えばズームレンズを構成するレンズ群の保持部
材であってもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。以下に説明するこの発明の実施の形態
は、この発明をズームレンズを構成する２つのレンズ群
の駆動に適用した例であるが、この発明はこれに限られ
るものではなく、その他、複数の被駆動部材が相互に独
立して駆動される各種の装置に適用できるものである。

【００３０】図１はズームレンズの駆動機構を説明する
断面図、図２は第１レンズ群保持枠及び第２レンズ群保
持枠と駆動軸との摩擦接触部の構成を説明する正面図で
ある。以下、図１及び図２を参照して、ズームレンズの
駆動機構を説明する。

【００３１】図１において、１１はズームレンズの外
筒、１２はズームレンズをカメラ本体へ取り付けるマウ
ント部である。ズームレンズは第１レンズ群Ｌ1 、第２
レンズ群Ｌ2 から構成される。第１レンズ群Ｌ1 は第１
レンズ群保持枠２１に保持され、第２レンズ群Ｌ2 は第
２レンズ群保持枠２２に保持されている。

【００３２】ズームレンズ外筒１１の内部には、電気機
械変換素子の一つである圧電変換素子１４と駆動軸１５
から構成されるアクチエータ１３が配置されている。ズ
ームレンズ外筒１１の内部には、その先端部に受け部材
１１ｃが、中間部に受け部材１１ｂが形成されており、
前記駆動軸１５が、先端部受け部材１１ｃと中間部受け
部材１１ｂとにより光軸方向に沿つて移動可能に支持さ
れている。駆動軸１５の一方の端部には圧電変換素子１
４の一方の端部が接着固定され、圧電変換素子１４の他
方の端部はズームレンズ外筒１１のマウント部１２のフ
ランジ１１ａに固定されている。

【００３３】図２は第１レンズ群保持枠２１の正面図
で、第２レンズ群保持枠２２も全く同様の構成を備えて
いる。

【００３４】第１レンズ群保持枠２１には、駆動軸１５
が貫通する接触部材２１ａが形成されており、駆動軸１
５と接触部材２１ａとは圧接バネ２１ｂにより圧接し、
適当な摩擦力で摩擦結合している。また、第２レンズ群
保持枠２２には、駆動軸１５が貫通する接触部材２２ａ
が形成されており、駆動軸１５と接触部材２２ａとは圧
接バネ２２ｂにより圧接し、適当な摩擦力で摩擦結合し
ている。

【００３５】また、ズームレンズ外筒１１の内部には、
第１レンズ群保持枠２１及び第２レンズ群保持枠２２の
光軸方向の移動は許すが回転を禁止する案内軸１６が配
置されており、第１レンズ群保持枠２１及び第２レンズ
群保持枠２２には案内軸１６に係合する係合部材２１ｃ
及び係合部材２２ｃが摺動自在に係合している。

【００３６】案内軸１６は、第１レンズ群Ｌ1 及び第２
レンズ群Ｌ2 の位置を検出するＭＲセンサの着磁ロッド
１６ａとして機能させるため、所定間隔でＮ極Ｓ極に着
磁されており、一方、第１レンズ群保持枠２１及び第２
レンズ群保持枠２２の係合部材２１ｃ及び係合部材２２
ｃには、案内軸１６に接近してセンサ部材Ｓ１及びＳ２
が取り付けられている。着磁ロッド１６ａとセンサ部材
Ｓ１とでＭＲセンサ３５が、着磁ロッド１６ａとセンサ
部材Ｓ２とでＭＲセンサ３６が構成される。

【００３７】ＭＲセンサ３５を構成する着磁ロッド１６
の磁極をセンサ部材Ｓ１で検出することにより第１レン
ズ群Ｌ1 の光軸方向の位置を検出し、ＭＲセンサ３６を
構成する着磁ロッド１６ａの磁極をセンサ部材Ｓ２で検
出することにより、第２レンズ群Ｌ2 の光軸方向の位置
を検出することができる。

【００３８】なお、この実施の形態では第１レンズ群Ｌ
1 及び第２レンズ群Ｌ2 の位置を検出するためにＭＲセ
ンサを使用しているが、これは例示であり、この他の適
宜の位置検出センサを使用することができることはいう
までもない。

【００３９】次に、ズームレンズの制御について説明す
る。図３はズームレンズに設定される焦点距離と、ズー
ムレンズを構成する第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群
Ｌ2の移動軌跡を説明する図である。図３において横軸
は第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 の光軸方向の
位置を示し、縦軸はズームレンズに設定される焦点距離
の長さを示し、線Ｌ11は第１レンズ群Ｌ1 の移動軌跡
を、線Ｌ21は第２レンズ群Ｌ2 の移動軌跡を示す。

【００４０】第１レンズ群Ｌ1 を位置ｆ11に、第２レン
ズ群Ｌ2 を位置ｆ21に設定すると、ズームレンズの焦点
距離を望遠側に設定することができる。この位置から、
第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 を、それぞれ線
Ｌ11及び線Ｌ21に沿つて移動させ、第１レンズ群Ｌ1 を
位置ｆ12に、第２レンズ群Ｌ2 を位置ｆ22に設定する
と、ズームレンズの焦点距離を望遠側と広角側の中間の
位置に設定することができる。

【００４１】さらに、この位置から、第１レンズ群Ｌ1
及び第２レンズ群Ｌ2 を、それぞれ線Ｌ11及び線Ｌ21に
沿つて移動させ、第１レンズ群Ｌ1 を位置ｆ13に、第２
レンズ群Ｌ2 を位置ｆ23に設定すると、ズームレンズの
焦点距離を広角側に設定することができる。

【００４２】第１レンズ群Ｌ1 を位置ｆ11と位置ｆ13と
の間、第２レンズ群Ｌ2 を位置ｆ21と位置ｆ23との間に
設定すれば、設定された位置に応じた焦点距離がズーム
レンズに設定されることは、言うまでもない。

【００４３】図４はズームレンズ制御回路３０のブロツ
ク図である。制御回路３０はＣＰＵ３１を中心に構成さ
れ、ＣＰＵ３１の入力ポートには、ズームスイッチ３
２、ＭＲセンサ３５のセンサ部材Ｓ１、ＭＲセンサ３６
のセンサ部材Ｓ２、記憶装置３３が接続され、ＣＰＵ３
１の出力ポートには、圧電変換素子１４に駆動パルスを
供給する駆動回路３４が接続されている。駆動パルスの
波形については、後で説明する。

【００４４】記憶装置３３には、後述するように、ズー
ムレンズに設定可能な望遠側から広角側までの焦点距離
を複数の焦点距離領域に分割し、各焦点距離領域毎に第
１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群Ｌ2 の光軸方向の位置情
報が格納される。

【００４５】ズームレンズの制御動作を説明する。前記
したとおり、アクチエータ１３は圧電変換素子１４と駆
動軸１５から構成されており、第１レンズ群保持枠２１
の接触部材２１ａと駆動軸１５との摩擦結合力は、圧接
バネ２１ｂにより調整でき、また、第２レンズ群保持枠
２２の接触部材２２ａと駆動軸１５との摩擦結合力も、
圧接バネ２２ｂにより調整でき、両者の摩擦結合力は、
それぞれ相互に独立に調整可能である。

【００４６】図５は、駆動回路３４から圧電変換素子１
４に供給される駆動パルスの波形の一例を示す図で、第
１レンズ群保持枠２１を図１（図４でも同じ）において
左に移動させるときは、図５の（ａ）に示す緩やかな立
ち上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波
形の駆動パルスが圧電変換素子１４に供給される。この
とき、第２レンズ群保持枠２２は移動しないように設定
しておくものとする。この手法については後で説明す
る。

【００４７】その動作の態様は、先に従来技術において
説明した動作態様と同じで、駆動軸１５に発生する速度
の異なる往復振動により第１レンズ群保持枠２１を矢印
ａ方向へ移動させることができる。

【００４８】即ち、図５の（ａ）に示す駆動パルスの緩
やかな立ち上がり部では、圧電変換素子１４が緩やかに
厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸１５は矢印ａ方向へ
移動する。このため、駆動軸１５に圧接バネ２１ｂによ
り圧接して摩擦結合している第１レンズ群保持枠２１も
矢印ａ方向へ移動し、第１レンズ群Ｌ1 を矢印ａ方向へ
移動させることができる。

【００４９】駆動パルスの急速な立ち下がり部では、圧
電変換素子１４が急速に厚み方向の縮み変位を生ずる。
このとき、駆動軸１５に圧接バネ２２ｂにより圧接して
いる第１レンズ群保持枠２１は、その慣性力により駆動
軸１５との間の摩擦力に打ち勝つて実質的にその位置に
留まるので、第１レンズ群Ｌ1 は移動しない。

【００５０】第１レンズ群保持枠２１を矢印ａと反対方
向へ移動させるときは、図５の（ａ）とは逆の波形、即
ち急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立ち下がり
部からなる波形の駆動パルスを圧電変換素子１４に供給
することで達成できる。

【００５１】図５の（ａ）に示す波形の駆動パルスが圧
電変換素子１４に供給されたとき、駆動軸１５に発生す
る速度の異なる往復振動によつて第１レンズ群保持枠２
１は矢印ａ方向に移動するが、第２レンズ群保持枠２２
は移動しないようにする必要がある。

【００５２】これは、駆動パルスの波形の設定、即ち駆
動パルスの周波数、振幅の選択と、第１レンズ群保持枠
２１の接触部材２１ａと駆動軸１５との摩擦結合力の調
整、及び第２レンズ群保持枠２２の接触部材２２ａと駆
動軸１５との摩擦結合力の調整により達成する。駆動パ
ルスの波形と摩擦結合力の調整は、予め実験により決定
しておくものとし、駆動パルスの波形に関するパラメー
タは記憶装置３３に格納しておくものとする。

【００５３】第２レンズ群保持枠２２を図１（図４でも
同じ）において右に移動させるときは、図５の（ｂ）に
示す急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立ち下が
り部からなる波形の駆動パルスを圧電変換素子１４に供
給する。

【００５４】その動作の態様は、図５の（ａ）に示す駆
動パルスによる第１レンズ群保持枠２１の動作態様と同
様で、駆動軸１５に発生する速度の異なる往復振動によ
り第２レンズ群保持枠２２を矢印ｂ方向（矢印ａと反対
方向）へ移動、即ち第２レンズ群Ｌ2 を矢印ｂ方向へ移
動させることができる。

【００５５】第２レンズ群保持枠２２を矢印ｂと反対方
向へ移動させるときは、図５の（ｂ）とは逆の波形、即
ち緩やかな立ち上がり部とこれに続く急速な立ち下がり
部からなる波形の駆動パルスを圧電変換素子１４に供給
することで達成できる。

【００５６】図５の（ｂ）に示す波形の駆動パルスが圧
電変換素子１４に供給されたとき、駆動軸１５に発生す
る速度の異なる往復振動によつて第２レンズ群保持枠２
２は矢印ｂ方向に移動するが、第１レンズ群保持枠２１
は移動しないようにする必要がある。

【００５７】この場合も、駆動パルスの波形の設定、即
ち駆動パルスの周波数、振幅の選択と、第１レンズ群保
持枠２１の接触部材２１ａと駆動軸１５との摩擦結合力
の調整、及び第２レンズ群保持枠２２の接触部材２２ａ
と駆動軸１５との摩擦結合力の調整により達成する。

【００５８】以上は、第１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群
Ｌ2 の移動の態様の説明であるが、次に、図４に示す制
御回路による第１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群Ｌ2 を図
３に示す移動軌跡に沿つて移動させる制御について説明
する。

【００５９】記憶装置３３には、予めズームレンズに設
定可能な望遠側から広角側までの焦点距離を複数の焦点
距離領域に分割し、分割された各焦点距離領域毎に第１
レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群Ｌ2 の光軸方向の位置情報
を格納しておく。

【００６０】ＣＰＵ３１は、ＭＲセンサ３５により検出
された第１レンズ群保持枠２１、即ち第１レンズ群Ｌ1
の光軸方向の位置情報、及びＭＲセンサ３６により第２
レンズ群保持枠２２、即ち第２レンズ群Ｌ2 の光軸方向
の位置情報と、記憶装置３３に格納されている各焦点距
離領域毎の第１レンズ群Ｌ1 、第２レンズ群Ｌ2 の位置
情報、及び光軸方向の位置情報ズームスイッチ３２から
入力されたズーミング操作情報とに基づいて、第１レン
ズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 の現在位置、即ち分割さ
れた焦点距離領域のどの領域に位置しているか、及び移
動方向及び移動距離を決定する。

【００６１】そして、第１レンズ群Ｌ1 の移動に対して
は、決定された移動方向と移動距離に基づいて図５の
（ａ）に示す駆動パルス（駆動方向が反対の場合は反転
波形の駆動パルス）と、駆動パルスの供給時間或いは供
給する駆動パルスの個数を計算して圧電変換素子１４を
駆動し、また、第２レンズ群Ｌ2 の移動に対しては、決
定された移動方向と移動距離に基づいて図５の（ｂ）に
示す駆動パルス（駆動方向が反対の場合は反転波形の駆
動パルス）と、駆動パルスの供給時間或いは供給する駆
動パルスの個数を計算して圧電変換素子１４を駆動す
る。

【００６２】第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ2 の
両方を移動させるときは、図５の（ａ）に示す駆動パル
スによる第１レンズ群Ｌ1 の移動と、図５の（ｂ）に示
す駆動パルスによる第２レンズ群Ｌ2 の移動とを交互に
時分割で実行し、第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2
とを交互に微小距離づつ移動させながら、所望の焦点距
離領域に対応した位置に移動させる。

【００６３】第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 の移
動制御は、上記したように駆動パルスの供給時間或いは
供給する駆動パルスの個数を計算し、計算された供給時
間或いは駆動パルス個数だけ駆動するオープン制御のほ
か、第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 の位置を検出
して所望の焦点距離領域との差が零になるように制御す
るフィードバック制御によることもできる。

【００６４】なお、この実施の形態では、第１レンズ群
Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 とは相互に独立して移動するか
ら、レンズ群の移動中はピントずれが発生する。このた
め、各レンズ群の一回の移動量が大きい場合には、ファ
インダーを覗いているとピントずれが目立つ場合があ
る。これを避けるため、各レンズ群の一回の移動量を小
さくしてピントずれが目立ないようにするとよい。

【００６５】また、第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ
2 とを同時に移動させたり、一方のみを移動させるよう
に構成してもよい。この場合は、所定の波形と周波数の
駆動パルスで第１レンズ群Ｌ1 と第２レンズ群Ｌ2 とを
同時に駆動し、別の波形と周波数の駆動パルスでいずれ
か一方のレンズ群のみを駆動する。

【００６６】このような駆動は、駆動パルスの波形と周
波数が、予め決定された所定の第１の波形と周波数の範
囲では第１レンズ群保持枠２１の接触部材２１ａ及び第
２レンズ群保持枠２２の接触部材２２ａとの両方が駆動
軸１５と摩擦結合し、また、これとは異なる所定の第２
の波形と周波数の範囲では第１レンズ群保持枠２１の接
触部材２１ａ或いは第２レンズ群保持枠２２の接触部材
２２ａとのいずれか一方だけが駆動軸１５と摩擦結合す
るように、摩擦結合力を調整することで実現することが
できる。

【００６７】この手法によれば、複数のレンズ群等、複
数の被駆動部材を同時に駆動することができ、複数の被
駆動部材を１個づつ駆動する場合よりも迅速に、且つ簡
単に駆動することができる。

【００６８】以上、この発明に係る圧電変換素子を使用
したアクチエータを、ズームレンズを構成する２つのレ
ンズ群の駆動に適用した実施の形態により説明したが、
この発明に係る圧電変換素子を使用したアクチエータ
は、ズームレンズへの適用ばかりでなく、複数の被駆動
部材が相互に独立して駆動される各種の装置に適用でき
ることは言うまでもない。

【００６９】なお、ここでは電気機械変換素子として圧
電変換素子を使用した例で説明したが、これ以外の同様
の作動をする適当な電気機械変換素子を使用することが
できることは言うまでもない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電気機
械変換素子を使用したアクチエータによれば、１個のア
クチエータにより複数の被駆動部材を相互に独立に駆動
することが可能となり、従来の構成のように被駆動部材
の数だけのアクチエータを必要としないから、装置を構
成する部品点数を削減することができるばかりでなく、
複数の相互に独立に駆動する被駆動部材が狭い空間内部
に配置されているような制約条件が多い場合でもアクチ
エータの個数を減らすことができ、アクチエータの配置
や装置の構成が容易に行える等、顕著な作用効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用したズームレンズの駆動機構を
説明する断面図。

【図２】図１に示すズームレンズの第１レンズ群保持枠
及び第２レンズ群保持枠と駆動軸との摩擦接触部の構成
を説明する正面図。

【図３】ズームレンズに設定される焦点距離と、ズーム
レンズを構成する第１レンズ群Ｌ1 及び第２レンズ群Ｌ
2 の移動軌跡を説明する図。

【図４】ズームレンズ制御回路のブロツク図。

【図５】アクチエータに供給される駆動パルスの波形の
一例を示す図。

【図６】従来のアクチエータによる複数レンズ群を個別
に駆動する構成のズームレンズの断面図。

【図７】図６に示すズームレンズの第１レンズ群を移動
するアクチエータの構成を示す一部を切り欠いた斜視
図。

【図８】図７に示すアクチエータの接触部材付近の断面
図。

【図９】従来のアクチエータに供給される駆動パルスの
波形の一例を示す図。

【符号の説明】

１１ ズームレンズ外筒 １２ マウント部 １３ アクチエータ １４ 圧電変換素子（電気機械変換素子） １５ 駆動軸 １６ 案内軸 １６ａ 着磁ロッド ２１ 第１レンズ群保持枠 ２２ 第２レンズ群保持枠 ２１ａ、２２ａ 接触部材 ２１ｂ、２２ｂ 圧接バネ ２１ｃ、２２ｃ 係合部材 ３０ 制御回路 ３１ ＣＰＵ ３２ ズームスイッチ ３３ 記憶装置 ３４ 駆動回路 ３５、３６ ＭＲセンサ Ｌ1 第１レンズ群 Ｌ2 第２レンズ群 Ｓ１、Ｓ２ センサ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｎ (56)参考文献 特開 平11−265212（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−341579（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−155892（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 2/00 G02B 7/04 G02B 7/08 H01L 41/083

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に固定結合して電気機械変換素子
   と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した複数個の摩擦結合部材と、 前記複数個の摩擦結合部材のそれぞれに対応した相互に
   波形が異なる複数の駆動パルスであって、一の摩擦結合
   部材は移動するが他の摩擦結合部材は移動しない波形の
   駆動パルスを発生することができる駆動パルス供給手段
   と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記摩擦結合部材のそれぞれに対応し
   た駆動パルスを選択的に前記電気機械変換素子に印加す
   ることにより、前記複数個の摩擦結合部材を選択的に駆
   動することを特徴とする電気機械変換素子を使用したア
   クチエータ。
2. 【請求項２】 前記駆動パルスは、前記複数個の摩擦結
   合部材のそれぞれに対応して周波数、振幅のいずれか１
   又は双方が異なる鋸歯状波駆動パルスであることを特徴
   とする請求項１記載の電気機械変換素子を使用したアク
   チエータ。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、それぞれの摩擦結合部
   材に対応した相互に波形が異なる複数の駆動パルスを時
   分割で順次前記電気機械変換素子に印加することを特徴
   とする請求項１記載の電気機械変換素子を使用したアク
   チエータ。
4. 【請求項４】 前記複数個の摩擦結合部材には、それぞ
   れ被駆動部材が固定されていることを特徴とする請求項
   １記載の電気機械変換素子を使用したアクチエータ。
5. 【請求項５】 電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に固定結合して電気機械変換素子
   と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した第１及び第２の摩擦結合部
   材と、 前記第１及び第２の摩擦結合部材のそれぞれに対応した
   相互に波形が異なる第１及び第２の駆動パルスであっ
   て、一方の摩擦結合部材は移動するが他方の摩擦結合部
   材は移動しない波形の駆動パルスを発生することができ
   る駆動パルス供給手段と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第１の摩擦結合部材を駆動すると
   きはこれに対応した第１の駆動パルスを前記電気機械変
   換素子に印加し、前記第２の摩擦結合部材を駆動すると
   きはこれに対応した第２の駆動パルスを前記電気機械変
   換素子に印加して、前記第１及び第２の摩擦結合部材を
   選択的に駆動することを特徴とする電気機械変換素子を
   使用したアクチエータ。
6. 【請求項６】 前記駆動パルスは、前記第１及び第２の
   摩擦結合部材のそれぞれに対応して周波数、振幅のいず
   れか１又は双方が異なる鋸歯状波の駆動パルスであるこ
   とを特徴とする請求項５記載の電気機械変換素子を使用
   したアクチエータ。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記第１及び第２の駆
   動パルスを時分割で順次前記電気機械変換素子に印加す
   ることを特徴とする請求項５記載の電気機械変換素子を
   使用したアクチエータ。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２の摩擦結合部材には、
   それぞれ被駆動部材が固定されていることを特徴とする
   請求項５記載の電気機械変換素子を使用したアクチエー
   タ。
9. 【請求項９】 前記被駆動部材は、ズームレンズを構成
   するレンズ群の保持部材であることを特徴とする請求項
   ４又は請求項８記載の電気機械変換素子を使用したアク
   チエータ。