JP3847629B2 - 光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学装置、詳しくはカメラ等に適用される光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の光学素子（レンズ群）等を有する撮影光学系に入射する被写体からの光束（以下、被写体光束という）に基づいて形成される被写体像を所定の位置に配置した被写体像取得手段、例えば写真撮影用フイルムもしくは電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等の撮像素子等の受光面上に結像させることで、所望の被写体像を取得し、これを所定の形態で記録し得るように構成された、いわゆるフイルムカメラもしくは電子スチルカメラ・ビデオカメラ等の電子カメラについては、一般的に実用化され広く普及している。
【０００３】
このような従来のフイルムカメラや電子カメラ（以下、両者をカメラと総称する）においては、被写体像を所定の位置に結像させるために光学素子（複数のレンズ）等の撮影光学系からなる光学装置（以下、レンズユニットという）を備えて構成されているのが普通である。
【０００４】
また、一般的なカメラの主な使用方法としては、使用者によって野外等に持ち出されて使用されるのが普通である。このことから、カメラの携帯性については、従来より重要視されている点であり、カメラ自体のより一層の薄型化及び小型化が要望されている。
【０００５】
近年においては、特に電子的静止画像データを取得するのを主な目的として構成される電子カメラが急速に普及しているが、このような電子カメラでは、レンズユニットの一部を構成する部材であって、変倍動作や焦点調節動作等のために撮影光学系を構成する一部の光学素子（以下、レンズ群という）等を所定の方向へ移動させるための駆動機構やアクチュエータ及びこれを制御する電気回路等を実装した回路基板等の各種構成部材を備えてなるのが普通である。
【０００６】
したがって、カメラ自体を小型化するためには、カメラの内部に配設するべき各種の構成部材を当該カメラ内部において適切に配設すると共に、各構成部材自体の小型化についても考慮する必要が生じている。
【０００７】
一方、従来のカメラにおけるレンズユニットとしては、例えば複数のレンズ群を介してカメラの内部に向けて入射する被写体光束を、撮像素子等の受光面上に導くために、その光路中に反射鏡やプリズム等の所定の反射手段を配置して、被写体光束の光路を所定の方向、例えば入射光軸に対して略直角方向へと折り曲げるように構成されたもの等、様々な形態のものが一般的に知られている。
【０００８】
そして、上述したようないわゆる折り曲げ光学系を適用したレンズユニットについては、例えば特開２００１−７５１６２号公報等によって、種々の提案がなされている。
【０００９】
上記特開２００１−７５１６２号公報等によって開示されているレンズユニットは、被写体光束が透過する撮影光学系の光路中に被写体光束の光軸を略直角方向に折り曲げる反射手段を配置することで、画像を取得するのに必要となる光路長を確保しながら電子カメラ自体の小型化を実現している。
【００１０】
このように、電子カメラの撮影光学系の光路中に反射手段等を配置したいわゆる折り曲げ光学系を採用することは、電子カメラ自体の小型化を実現する上で非常に有利な手段であるといえる。
【００１１】
他方、従来におけるカメラにおいては、撮影光学系を構成する複数のレンズ群のうち変倍動作や焦点調節動作に寄与するレンズ群のそれぞれを各別に駆動するためのアクチュエータとして小型のステッピングモータやＤＣモータ等（以下、単に小型モータという）が広く利用されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、変倍動作や焦点調節動作に寄与するレンズ群を駆動するのに際して、小型モータ等の一般的なアクチュエータを利用した場合には、当該小型モータの回転駆動力を伝達するための駆動力伝達機構が複雑化してしまうという問題点がある。
【００１３】
即ち、変倍動作や焦点調節動作を行なうためには、所定のレンズ群のそれぞれを撮影光学系の光軸に沿う方向に直線的に移動させる必要があるが、小型モータの駆動力は、回転方向に働くのが普通である。したがって、駆動源である小型モータから被駆動部材となる変倍用レンズ群又は焦点調節用レンズ群へと駆動力を伝達すると共に、駆動力の駆動方向を変換する駆動力変換機構や駆動力伝達機構等が必要となる。
【００１４】
この場合において、駆動力伝達機構等は、例えば歯車等によって構成されるのが普通であるが、駆動力を確実に損失無く被駆動部材へと伝達させるためには、歯車等の構成部材は、機械的に精密に製造される必要がある。
【００１５】
しかし、より小型化を要求されているカメラにおいて、駆動力伝達機構等を構成する歯車等の構成部材を精密にかつ安価に量産することは、困難が伴うという問題点がある。したがって、より小型の駆動力伝達機構等を構成するためには、より高度な精密加工技術が必要となり、よって製造コストが上昇してしまう傾向にある。
【００１６】
また、駆動力伝達機構等を歯車等によって構成した場合、駆動力を機械的に伝達することになるために、駆動力の伝達過程において駆動力の損失を伴うことは免れない。その上に、駆動音の発生を完全に抑えることは、不可能であるという問題点がある。
【００１７】
さらに、一般的なカメラにおいては、その駆動電源として、電力容量の小さな乾電池やリチウム電池等の二次電池を利用するのが一般的である。このことから、カメラの内部に設けられる電気的な構成部材については、その消費電力の省電化が要求されている。
【００１８】
しかし、従来のカメラの駆動源として一般的に用いられる小型モータ等は、これを駆動させるために必要となる電力が大きいという問題点がある。例えば、カメラにおいて用いられる一般的な小型モータの場合、３Ｖ／３００ｍＡ（およそ１Ｗ）の電力が必要とされている。
【００１９】
そこで、従来のカメラでは、カメラの制御系を工夫して、小型モータの駆動時間を少なくする等によって、消費電力の消耗を防ぐようにしているのが普通である。この場合において、例えば焦点調節動作（ＡＦ動作）は、撮影時において必要な時期にしか行なわないような制御としたり、焦点調節動作と変倍動作とが同時に実行されることのないように制御する等の工夫がなされている。したがって、このような制御を行なうと一連の撮影動作に必要となる作動時間が長くなってしまう傾向にある。そのために、カメラの使用者がシャッターレリースボタンを操作した時点と、実際にシャッターが駆動されて露出動作が実行される時点との間に時差（タイムラグ）が長くなってしまう等の問題が生ずる傾向がある。
【００２０】
このように、カメラにおける駆動源（アクチュエータ）として従来の小型モータ等を利用した場合において、カメラの小型化及び省電力化を実現するためには限界があると言える。
【００２１】
ところで、近年においては、超小型精密機器等に用いられる駆動源（アクチュエータ）として、上述の小型モータとは異なる駆動方式のアクチュエータについて種々のものが開発されつつある。
【００２２】
例えば、「平成１２年度 マイクロマシン技術の研究開発（発電施設用高機能メンテナンス技術開発）委託研究成果報告書」（財団邦人マイクロマシンセンター．平成１３年３月刊）には、電歪アクチュエータについての記述が見られる。
【００２３】
図１７は、上述の文献に記載の電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図である。
【００２４】
図１７に示すように、この電歪アクチュエータ１００は、薄膜状に形成される重合体であるポリマー材（polymer）１０１と、このポリマー材１０１の表面に一体的に形成される導電性の部材からなる電極層１０２・１０３とによって構成されるものである。
【００２５】
ここで、ポリマー材１０１は、例えばシリコーンゴム（silicone elastomer）・アクリルゴム（acrylic elastomer）・ポリウレタン（polyurethane）等、外力を受けると容易に変形可能で柔軟な材質の部材によって形成されているものである。
【００２６】
なお、エラストマー（elastomer）とは、エラスティックポリマー材（elastic polymer）の略であって、常温付近においてゴム状弾性を示す高分子材料、即ち伸び率が１００％以上の弾性体からなり、外力を与えると容易に変化するが、この外力を除去すると直ちに原形に回復するような性質を備え、弾性の顕著な高分子物質の総称である。
【００２７】
また、電極層１０２・１０３は、例えばカーボン含有グリース等の材質からなり、ポリマー材１０１に一体に形成された場合には、当該ポリマー材１０１の変形方向と同方向に変形可能に形成されてなるものである。
【００２８】
このように構成される電歪アクチュエータ１００において、一方の電極層１０２に対してプラス（＋）の電圧を、他方の電極層１０３に対してマイナス（−）の電圧をそれぞれかけると、両電極層１０２・１０３には互いに引き合う方向（図１７の矢印Ｘ方向）への力量が働くことになる。これによって、ポリマー材１０１は、押し潰されるように変形するようになっている。
【００２９】
この場合において、ポリマー材１０１自体は、上述したように柔軟な材質の部材からなるものであるので、当該ポリマー材１０１は、自身の体積を保持するために、図１７に示す矢印Ｙ方向、即ち当該ポリマー材１０１の平面方向に沿う方向（水平方向）に向けて伸長するようになっている。
【００３０】
さらに、両電極層１０２・１０３への給電を停止すると、ポリマー材１０１に働く矢印Ｘ方向への力量が除去されることになるので、当該ポリマー材１０１は、元の形態に復帰するようになっている。なお、このような性質を電歪効果といい、電歪アクチュエータは、この電歪効果を利用して駆動力を生ぜしめるようにしたものである。
【００３１】
図１８は、電歪アクチュエータに電圧を印加した場合における電圧と歪み量との関係を示す図である。この図１８に示すように、電歪アクチュエータの歪み量（ΔＬ／Ｌ０(％)）は、与えた電圧Ｅ（Ｖ）に対して非線形で変位するようになっているが、原形に復元する際には、ヒステリシスを生じないような性質を有している。なお、ここで、ΔＬは、電歪アクチュエータの伸び量を示し、Ｌ０は、電圧を印加していない状態における電歪アクチュエータの変形（伸長）方向の長さを示している。
【００３２】
このような電歪アクチュエータ１００は、自身が変形することによって駆動力を生じさせることができるようになっていることから、複雑な駆動力伝達機構等を必要とせず、従来の小型モータ等のアクチュエータに比較して、非常に小型でかつ単純な構成で所望の駆動力を得ることができるというものである。また、歯車等の駆動力伝達機構を必要としないことから、省電力化及び静音化を実現することができるというものである。
【００３３】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来のカメラ等において一般的に利用されている小型モータ等のアクチュエータに代えて、電歪効果を利用する電歪アクチュエータによって、駆動力伝達機構等を簡略化し、装置の小型化に寄与し得ると共に、省電力化にも寄与することのできる光学装置を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による光学装置は、光学素子と、上記光学素子を特定の方向に案内する軸部材を有する案内手段と、表裏に形成された電極への電圧印加により、予め伸長処理された方向と直交する方向に伸長する性質を有するポリマー材からなり電歪効果を利用して上記光学素子を駆動するための駆動手段と、を備え、上記駆動手段は、上記電圧印加による電界が上記軸部材の径方向に一致し、かつ電圧印加により軸部材の軸方向に伸縮するよう、上記軸部材の外周に巻きつけて配置されることを特徴とする。
【００３５】
したがって、第１の発明による光学装置は、主としてポリマー材からなり電歪効果を利用して光学素子を駆動するための駆動手段を用いたことにより少ない電力で駆動することができる。また、この駆動方式の駆動手段は、機械的な駆動力伝達機構を簡略化することができるので静音化に寄与することができると共に、小型化に寄与することができる。
【００３６】
また、第２の発明は、上記第１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、円筒状の形態で上記軸部材の外周を囲み、円筒状の一方の端面が上記光学素子を押圧して駆動することを特徴とする。
【００３７】
また、第３の発明は、上記第２の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記電極への非通電時には、上記円筒状の一方の端面が上記光学素子に対して隙間を供えることを特徴とする。
【００３８】
また、第４の発明は、上記第３の発明による光学装置において、上記駆動手段の電極への非通電時に、上記光学素子が上記案内手段の一部に当接して、上記駆動手段の一方の端面に対して隙間を空けることを特徴とする。
【００３９】
また、第５の発明は、上記第１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、薄膜状のポリマー材が積層されてなるものであることを特徴とする。
【００４０】
第６の発明は、上記第２の発明〜上記第５の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記ポリマー材は、シリコーンゴム又はアクリルゴム又はポリウレタンのいずれかであることを特徴とする。
【００４１】
第７の発明は、上記第３の発明又は上記第４の発明のいずれかによる光学装置において、上記電極層に電圧を印加して上記光学素子を駆動させる駆動制御手段を備えてなることを特徴とする。
【００４２】
第８の発明は、上記第１の発明〜上記第７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記光学素子は、レンズからなり、上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００４３】
第９の発明は、上記第８の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする。
【００４４】
したがって、第９の発明による光学装置は、変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００４５】
第１０の発明は、上記第８の発明による光学装置において、上記レンズ以外の他のレンズを駆動すべく、上記駆動手段とは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段を、さらに具備することを特徴とする。
【００４６】
したがって、第１０の発明による光学装置は、大きな移動量を必要とするレンズに対応するために、異なる駆動方式からなる第２の駆動手段を利用するように構成したので、駆動に適した方式の駆動手段を複数組み合わせて使用することで、より広い用途に対応することができる。
【００４７】
第１１の発明は、上記第１〜第７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、上記光学素子の移動方向に対して平行となるように設けられ、上記駆動手段は、上記案内手段に沿わせて配設されていることを特徴とする。
【００４８】
したがって、第１１の発明による光学装置は、
案内手段の同軸上に駆動手段を配設することができるので、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【００４９】
第１２の発明は、上記第１１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記光学素子を当該光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで、当該光学素子を駆動するようになされていることを特徴とする。
【００５０】
したがって、第１２の発明による光学装置は、駆動手段と被駆動部材との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がないので、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上に寄与することができる。
【００５１】
第１３の発明は、上記第１２の発明による光学装置において、上記駆動手段による上記光学素子の駆動方向とは反対の方向に向けて当該光学素子を付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする。
【００５２】
したがって、第１３の発明による光学装置は、付勢手段を備えたことで、被駆動部材を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【００５３】
第１４の発明は、上記第１３の発明による光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記付勢手段は、上記軸部材を巻回するように形成される弦巻き状のばね部材であることを特徴とする。
【００５４】
したがって、第１４の発明による光学装置は、付勢部材を単純な形態のばね部材によって形成することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【００５５】
第１５の発明は、上記第１１の発明又は上記第１２の発明又は上記第１３の発明のいずれかによる光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする。
【００５６】
第１６の発明は、上記第１５の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする。
【００５７】
第１７の発明は、上記第１１〜第１６の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記光学素子は、レンズからなり、上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００５８】
第１８の発明は、上記第１７の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする。
【００５９】
したがって、第１８の発明による光学装置は、上述の第９の発明と同様に変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００６０】
第１９の発明は、上記第１〜第１７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、複数の光学素子のそれぞれを各別に移動自在となるよう案内し、上記駆動手段は、上記複数の光学素子のそれぞれに応じて各別に複数設けられ、かつそれぞれ上記案内部材に沿わせて配設されていることを特徴とする。
【００６１】
したがって、第１９の発明による光学装置は、光軸に沿う方向に並べて配置される複数の光学素子のそれぞれを各別に移動自在となるように光学素子を案内部材に嵌合させ、この案内部材に沿うように複数の光学素子のそれぞれに応じた駆動手段を各別に配設したので、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【００６２】
第２０の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記駆動手段は、それぞれ対応する上記光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで上記光学素子を駆動することを特徴とする。
【００６３】
したがって、第２０の発明による光学装置は、駆動手段と被駆動部材との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がないので、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上に寄与することができる。
【００６４】
第２１の発明は、上記第１９の発明又は上記第２０の発明又は上記第１３の発明のいずれかによる光学装置において、上記複数の光学素子をそれぞれの駆動方向に抗する方向に付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする。
【００６５】
したがって、第２１の発明による光学装置は、上述の第１３の発明と同様に付勢手段を備えたことで、被駆動部材を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【００６６】
第２２の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記付勢手段は、上記軸部材に巻回される弦巻状のばね部材からなり、上記複数の光学素子によって挟まれる位置に配置されていることを特徴とする。
【００６７】
したがって、第２２の発明による光学装置は、上述の第１４の発明と同様に付勢部材を単純な形態のばね部材によって形成することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【００６８】
第２３の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記複数の駆動手段は、上記複数の光学素子を挟むようにして配置されていることを特徴とする。
【００６９】
第２４の発明は、上記第１９〜第２３の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする。
【００７０】
第２５の発明は、上記第２４の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする。
【００７１】
第２６の発明は、上記第１７の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであり、上記駆動手段は、上記複数のレンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００７２】
したがって、第２６の発明による光学装置は、上述の第９の発明又は上記第１８の発明と同様に変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００７３】
第２７の発明は、上記第１〜第２６の発明のいずれか一つによる光学装置において、カメラの撮影光学系に供されるものであることを特徴とする。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
本発明の光学装置は、写真撮影用フイルムを用いて写真撮影を行なういわゆるフイルムカメラや、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子を用いて電子的な静止画像又は動画像を取得し、これをデジタルデータ等の形態で記録媒体に記録するように構成される電子スチルカメラやビデオカメラ等の電子カメラ等に適用することができるものである。以下の説明においては、主に静止画像の取得及び記録を行ない得る電子スチルカメラ（以下、単に電子カメラという）に対して本発明の光学装置を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００７５】
図１〜図７は、本発明の第１の実施形態を示す図であって、このうち、図１は、本実施形態の光学装置を適用した電子カメラの外観斜視図である。図２は、本電子カメラの主な内部構成部材を概略的に示す透視図である。図３は、本電子カメラの主に電気的な内部構成部材を概略的に示すブロック構成図である。図４は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図である。図５は、図４の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。図６は、図４の光学装置（レンズユニット）の所定の部位（案内手段及び駆動手段の部位）の断面を示す縦断面図である。図７は、図４の光学装置（レンズユニット）の所定の部位の断面、即ち図６のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【００７６】
まず、本実施形態の光学装置が適用される電子カメラについて、図１・図２を用いて説明する。
図１・図２に示すように、本実施形態の光学装置が適用される電子カメラ１は、各種の構成部材を内部に備え、奥行方向の寸法が比較的小さくなるように形成される外装部材１１によってその筐体が構成されている。この外装部材１１の上面には、露出動作の実行を指示する操作部材であるレリーズボタン１２等、各種の操作部材が複数配設されている。なお、図１・図２においては、レリーズボタン１２以外の操作部材の図示は省略している。
【００７７】
また、外装部材１１の前面には、閃光発光装置の一部を構成するストロボ光照射窓１３が上縁部近傍の所定の位置に配設されている（図２には図示せず）。そして、このストロボ光照射窓１３に隣接する所定の位置には、対物光学系窓である撮影レンズ窓１４が設けられている。この撮影レンズ窓１４は、撮影光学系等によって構成される光学装置である撮影レンズユニット（図２参照；以下、単にレンズユニットという）２の一部、即ち対物光学系の前面を保護する等の目的を備えると共に、被写体光束を当該電子カメラ１の外装部材１１の内部に導き得る開口部の役目をしている。
【００７８】
本電子カメラ１の内部には、図２に示すように略中央部の所定の位置に、複数の回路基板１５が当該電子カメラ１の奥行方向に沿って積層するように配設されている。
【００７９】
この回路基板１５には、レリーズボタン１２等、外装部材１１の外表面上に配設される各種の操作部材に連動し、対応する所定の指示信号を発生させる各種の操作スイッチ（図示せず）等が実装されている。これにより、レリーズボタン１２等の操作部材が操作されると、その操作に応じて所定の指示信号が発生するようになっている。
【００８０】
また、回路基板１５には、レンズユニット２に設けられ撮像素子２８ｃ（図２では図示せず。図３参照）等が実装される撮像基板２８等が所定の手段（図２では図示せず。図４のコネクタ部２８ａ及びフレキシブルプリント基板２８ｂ等を参照）によって電気的に接続されている。
【００８１】
本電子カメラ１の内部であって、一端部近傍の所定の位置、即ち上述の回路基板１５の両端部に形成される空間のうち一方の端部の空間には、当該電子カメラ１の主電源となる電池１６が配置されている。この電池１６と回路基板１５とは、所定の電源接続線（特に図示せず）によって電気的に接続されている。これによって、電池１６の電力は、所定の電源回路等を介して回路基板１５へと供給されるようになっている。
【００８２】
また、本電子カメラ１の内部空間における他方の端部には、本実施形態の光学装置、即ちレンズユニット２が固設されている。
【００８３】
次に、本電子カメラ１における電気的な内部構成部材のうち主要なものについての概略構成を図３によって、以下に説明する。
本電子カメラ１は、被写体からの光束（以下、被写体光束という）の進行方向を変換する光学素子である反射部材２１ａや変倍動作に寄与する光学素子である変倍用レンズ群２２ａ及び焦点調節動作に寄与する光学素子である焦点調節用レンズ群２３ａ等、複数の光学素子等によって構成される撮影光学系２０と、撮像基板２８（図２参照）に実装され、撮影光学系２０を透過した被写体光束により形成される被写体像を受けて光電変換を行なう電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子２８ｃと、この撮像素子２８ｃからの出力信号を受けてＣＤＳ（相関二重サンプリング；Ｃorrelated Ｄouble Ｓampling）信号処理やＡＧＣ（Ａuto ＧainＣontrol）信号処理・ＡＤ（Ａnalog−Ｄigital）信号変換処理等、各種の信号処理を施して所定の形態の画像データを生成する撮像回路２８ｄと、この撮像回路２８ｄによって生成された画像データを一時的に保存する記録部であるＤＲＡＭ（Ｄynamic Ｒandom Ａccess Ｍemory）４１と、本電子カメラ１の動作制御を行なうためのプログラムを格納した記録媒体であるフラッシュメモリ（flash memory）４３と、画像データの外部記録媒体であり、当該電子カメラ１に対して着脱自在に設けられ、取得した画像データを保存するための記録媒体４４（例えば半導体メモリや磁気記録媒体・光記録媒体等）と、画像データの圧縮伸長処理や記録媒体４４との間で画像データの読み出し及び書き込み等を行なう画像処理回路４２と、画像データを表示するのに最適な形態の表示用データに変換すると共に、この表示用データに基づいく画像を表示する液晶表示（ＬＣＤ；Ｌiquid Ｃrystal Ｄisplay）装置等の表示装置４５と、本電子カメラ１の外装部材１１の外表面上に配設される各種の操作部材（レリーズボタン１２（図１・図２参照）やズームレバー・各種モード切換ダイヤル等）を含み、これに連動して所定の指示信号を発生させる各種の操作スイッチ等からなる操作部４６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ・電源回路等を含み電池１６から給電される電力を受けてこれを制御し各電気部材へと配電する電源部４７と、主電源であり乾電池やリチウム電池等の二次電池等からなる電池１６と、焦点調節動作に寄与するＡＦ（Ａuto Foucus）回路３１ａを含み
本電子カメラ１の全体の電気的な制御を統括的に行なう制御回路（ＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit）；中央演算回路：以下、単にＣＰＵという）３１と、焦点調節用レンズ群２３ａを駆動する焦点調節用アクチュエータ３６と、ＣＰＵ３１からの指令を受けて焦点調節用アクチュエータ３６の駆動制御を行なって焦点調節動作に寄与する駆動制御手段である第１ドライバ３５と、焦点調節用レンズ群２３ａの基準位置を検出する検出部材である位置基準用センサ３７と、変倍用レンズ群２２ａを駆動する変倍用アクチュエータ３３と、ＣＰＵ３１からの指令を受けて変倍用アクチュエータ３３の駆動制御を行なって変倍動作に寄与する駆動制御手段である第２ドライバ３２と、変倍用レンズ群２２ａの変位を検出する検出部材であるエンコーダ３４等によって構成されている。
【００８４】
なお、上述の画像処理回路４２によって行なわれる圧縮伸張処理とは、撮像回路２８ｄによって生成された画像データを記録媒体４４の所定の記録領域に記録するのに最適な形態の圧縮データに変換し書き込む（記録する）圧縮処理と、記録媒体４４において圧縮された形態で記録されている画像データを読み出して所定の形態の画像データとなるように変換する伸張処理等の信号処理である。
【００８５】
次に、本電子カメラに適用される本実施形態のレンズユニットの構成について図４〜図７を用いて、以下に詳述する。
上述したように本電子カメラ１の内部には、レンズユニット２が所定の位置に配設されている。このレンズユニット２は、図４に示すように撮影（被写体像の形成）に寄与する光学素子である複数のレンズ群（２２ａ・２３ａ・２４ａ）と、これらの光学素子（レンズ群）をそれぞれ保持する複数の枠部材（２２・２３・２４）と、これらの枠部材のうちの一部を所定の方向（光軸Ｏ２に沿う方向）へと移動させるためのレンズ枠駆動部材としてのアクチュエータ（３３・３６）と、当該レンズユニット２の内部へと入射する被写体光束の光路を折り曲げて、所定の位置に配置される撮像素子２８ｃ（図４では図示せず。図３参照）の受光面の側へと導く光学素子である反射部材２１ａ等によって構成される。
【００８６】
なお、ここで反射部材２１ａにおける光束の入射側（被写体側）の光軸は、図３に示すように符号Ｏ１で示し、この符号Ｏ１で示される光軸を第１の光軸というものとする。また、この第１の光軸Ｏ１に対して直交する光軸は、図３に示すように符号Ｏ２で示し、この符号Ｏ２で示される光軸を第２の光軸というものとする。この第２の光軸Ｏ２は、上述の変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ群２３ａ・固定レンズ群２４ａの略中心を透過して撮像基板２８上の撮像素子２８ｃ（図３参照）の受光面へと至る光束の中心軸を示している。
【００８７】
レンズユニット２の具体的な構成は、次に示す通りである。即ち、レンズユニット２を構成する各種の構成部材は、レンズユニット基台（以下、単に基台という）２５の上面の所定の位置にそれぞれ配設されている。
【００８８】
レンズユニット２の撮影光学系２０（図３参照）は、折り曲げ光学系を構成している。この撮影光学系２０は、光学ガラス等からなるプリズムや反射鏡等の反射部材２１ａと、所定の指示信号に基づいて光軸Ｏ２に沿う方向に移動することで変倍動作に寄与する変倍用レンズ群２２ａと、焦点調節動作を行なうと共に、変倍動作に伴って生じる焦点調節状態のずれ等を補正する焦点調節用レンズ群２３ａと、被写体像を撮像素子２８ｃ（図４では図示せず。図３参照）の受光面上に結像させる固定レンズ群２４ａとの複数の光学素子（レンズ群）等によって構成されている。
【００８９】
そして、これらの光学素子（レンズ群）等は、最も被写体寄りの位置から反射部材２１ａ・変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ群２３ａ・固定レンズ群２４ａの順に並べて配置されていて、固定レンズ群２４ａの後方の所定位置であって光軸Ｏ２と直交する位置に撮像素子２８ｃ（図３参照）を実装した撮像基板２８が配設されている。
【００９０】
撮像基板２８の実装面上の所定の位置には、コネクタ部２８ａが実装されており、このコネクタ部２８ａに接続されるフレキシブルプリント基板２８ｂ等を介して撮像基板２８は、画像信号処理回路等を実装した回路基板１５の一部と電気的に接続されている。
【００９１】
反射部材２１ａは、反射部材支持枠２１ｂによって保持されており、この反射部材支持枠２１ｂは、基台２５の一端部近傍に固設される支持壁２１に対して一体的に固設されている。つまり、支持壁２１には、反射部材２１ａが保持された反射部材支持枠２１ｂがネジ部材等の締結手段によって固設されている。これにより、反射部材２１ａは、基台２５の上面の所定の位置に固定保持されている。
【００９２】
ここで、反射部材２１ａは、本電子カメラ１の前面に対向する位置に存在する被写体からの光束、即ち被写体光束を略直角に折り曲げて、撮像基板２８（撮像素子２８ｃ；図示せず）の側へと導くようにする光学素子である。
【００９３】
反射部材支持枠２１ｂに取り付けられる反射部材２１ａは、図４に示す光軸Ｏ１及び光軸Ｏ２のそれぞれに対して角度略４５度の傾斜角度を有するように配置される反射面を備えて形成されている。この反射面は、光軸Ｏ１の延長線上に位置する被写体と、光軸Ｏ２の延長線上に位置する各レンズ（２２ａ・２３ａ・２４ａ）及び撮像基板２８上の撮像素子２８ｃ（図示せず）に対向するように配置されている。
【００９４】
一方、固定レンズ群２４ａは、基台２５の他端部近傍に固設される固定枠２４によって基台２５の上面の所定の位置に固設保持されている。
【００９５】
そして、支持壁２１と固定枠２４との間には、変倍用レンズ枠２２（変倍用レンズ群２２ａ）と焦点調節用レンズ枠２３（焦点調節用レンズ群２３ａ）とを所定の方向、即ち光軸Ｏ２に沿う方向へと移動自在に案内する案内手段の一部を構成する案内部材であって、直線状に形成される二本の軸部材からなる主副ガイド軸（２６・２７）が懸架されている。
【００９６】
つまり、主副ガイド軸（２６・２７）は、光軸Ｏ２に沿う方向に並べて配置される複数の光学素子（２２ａ・２３ａ）を保持するレンズ枠（２２・２３）のそれぞれを各別に移動自在となるように当該各レンズ枠（２２・２３）に対して嵌合している。
【００９７】
この案内手段を構成する二本の案内部材（主副ガイド軸２６・２７）のうち一方の主ガイド軸２６は、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが光軸Ｏ２方向へと移動するのを案内する役目をしているものである。
【００９８】
また、他方の副ガイド軸２７は、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが主ガイド軸２６を中心として回転してしまうことを防ぐ役目をすると共に、両レンズ枠２２・２３が光軸Ｏ２に沿う方向へと移動する際の移動を案内する役目をするものである。
【００９９】
そのために、主副ガイド軸２６・２７は、両レンズ枠２２・２３の移動方向（光軸Ｏ２に沿う方向）に対して平行となるように設けられている。そして、この主副ガイド軸２６・２７には、両レンズ枠２２・２３が移動可能に嵌合している。
【０１００】
主ガイド軸２６は、図５〜図７に示すように構成されている。即ち、主ガイド軸２６は、短軸部材２６ａ及び長軸部材２６ｂとによって形成される軸部材である。このうち短軸部材２６ａは、支持壁２１に対して固設され得る突状部２６ｅを一端に有しており、他端には、長軸部材２６ｂと連結するためのネジ穴２６ｄが形成されている。そして、この短軸部材２６ａの外周側には、変倍用アクチュエータ３３が配設されるようになっている。
【０１０１】
また、長軸部材２６ｂは、例えば伸長性の弦巻（コイル）状のばね部材等からなる付勢手段である付勢部材２９が外周に巻回され、かつ変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが摺動自在に配設される細径部２６ｃと、焦点調節用アクチュエータ３６が外周側に配設される太径部２６ｂｂとが一体となって形成されている軸部材である。この場合において、太径部２６ｂｂの直径は、短軸部材２６ａの直径と略同径となるように形成されている。
【０１０２】
そして、細径部２６ｃの一端には、短軸部材２６ａのネジ穴２６ｄに対して螺合し得るネジ部２６ｄｄが形成されている。また、太径部２６ｂｂの他端には、固定枠２４に対して固設され得る突状部２６ｆが形成されている。
【０１０３】
つまり、主ガイド軸２６は、短軸部材２６ａと長軸部材２６ｂとがネジ穴２６ｄとネジ部２６ｄｄとの螺合によって一体化されることにより一本の軸部材を形成している。そして、このように構成された主ガイド軸２６は、その両端に形成される突状部２６ｅ・２６ｆがそれぞれ支持壁２１と固定枠２４とによって固定支持されている。
【０１０４】
また、図４・図６に示すように主ガイド軸２６の長軸部材２６ｂの細径部２６ｃには、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが摺動自在に配設され、かつ両レンズ枠２２・２３との間の空間には、両レンズ枠２２・２３によって挟持されるように付勢部材２９が細径部２６ｃの外周側に巻回されている。
【０１０５】
したがって、通常の状態では、両レンズ枠２２・２３は、付勢部材２９の伸長方向への付勢力によって所定の方向、即ち図６に示す矢印Ｘ１・Ｘ２方向にそれぞれが付勢されている。つまり、付勢部材２９の伸長方向への付勢力によって変倍用レンズ枠２２は図６に示す矢印Ｘ１方向へ、焦点調節用レンズ枠２３は図６に示す矢印Ｘ２方向へと付勢されている。
【０１０６】
なお、付勢部材２９の付勢力は、後述するように駆動手段（アクチュエータ３３・３６）による両レンズ枠２２・２３の駆動方向とは反対の方向へ向けて両レンズ枠２２・２３を付勢するように作用している。
【０１０７】
そして、両レンズ枠２２・２３は、それぞれが短軸部材２６ａの他端部２６ｇ及び長軸部材２６ｂの太径部２６ｂｂの一端部２６ｈに当接することで、所定の位置に位置決めされている。
【０１０８】
したがって、付勢部材２９は、変倍用及び焦点調節用の両アクチュエータ３３・３６が駆動していない通常状態において、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とを所定の位置に位置決めする役目をしている。
【０１０９】
また、短軸部材２６ａの外周側には変倍用アクチュエータ３３が配置され、長軸部材２６ｂの太径部２６ｂｂには焦点調節用アクチュエータ３６が配置されている。この場合において、両アクチュエータ３３・３６は、それぞれが短軸部材２６ａ・長軸部材２６ｂの外周側に巻回されるように設けられている。
【０１１０】
そして、変倍用アクチュエータ３３の一端部は、支持壁２１に当接するように、焦点調節用アクチュエータ３６の他端部は、固定枠２４に当接するように配置されている。
【０１１１】
さらに、両アクチュエータ３３・３６に対して通電されていない通常の状態では、変倍用アクチュエータ３３の他端部は変倍用レンズ枠２２との間に若干の隙間ｄ１を有するように、そのサイズが設定されている。また、同状態において、焦点調節用アクチュエータ３６の一端部は、焦点調節用レンズ枠２３との間に若干の隙間ｄ２を有するように、そのサイズが設定されている。
【０１１２】
つまり、両アクチュエータ３３・３６は、主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で設けられており、両アクチュエータ３３・３６のそれぞれの一方の端部は、支持壁２１又は固定枠２４のうちの各対応する側の固定部に当接している。また、両アクチュエータ３３・３６のそれぞれの他方の端部は、変倍用レンズ枠２２又は焦点調節用レンズ枠２３のうちの各対応する側のレンズ枠を押圧し得る位置に配置されていて、通電されていない状態では、各対応する側のレンズ枠（２２・２３）との間に所定の隙間ｄ１・ｄ２を有するように配設されている。
【０１１３】
この場合において、変倍用アクチュエータ３３に対して通電すると、変倍用アクチュエータ３３の他端部は、変倍用レンズ枠２２の主ガイド軸２６との嵌合部近傍に当接してこれを押圧することで当該変倍用レンズ枠２２を光軸Ｏ２に沿う方向であって、矢印Ｘ１に抗する方向へと移動させるようになっている。
【０１１４】
また、焦点調節用アクチュエータ３６に対して通電すると、焦点調節用アクチュエータ３６の他端部は、焦点調節用レンズ枠２３の主ガイド軸２６との嵌合部近傍に当接してこれを押圧することで当該焦点調節用レンズ枠２３を光軸Ｏ２に沿う方向であって、矢印Ｘ２に抗する方向へと移動させるようになっている。
【０１１５】
さらにまた、この主ガイド軸２６及び両アクチュエータ３３・３６の外周側を覆うようにしてカバー部材３８が配設されている（図５・図６・図７参照。他の図４では図示を省略している）。このカバー部材３８は、両アクチュエータ３３・３６の意図しない方向、主に主ガイド軸２６の径方向への変形を抑止すると共に両アクチュエータ３３・３６の外面を保護する等の目的を有して設置されているものである。
【０１１６】
他方、副ガイド軸２７の両端部も支持壁２１と固定枠２４とによって固定支持されている。
【０１１７】
主副ガイド軸２６・２７と変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３とは、次に示すような手段によって嵌合している。
【０１１８】
即ち、焦点調節用レンズ枠２３の一端部２３ｂには、第２の光軸Ｏ２に沿う貫通孔が穿設されている。この貫通孔に対して主ガイド軸２６が挿通している。このようにして焦点調節用レンズ枠２３は、主ガイド軸２６に対して嵌合しており、かつ摺動自在に支持されている。
【０１１９】
また、焦点調節用レンズ枠２３の他端部２３ｃには、断面が略Ｕ字形状となる軸受部が形成されており、この軸受部の内部に副ガイド軸２７が配置されている。これにより副ガイド軸２７は、主ガイド軸２６を回転中心とする焦点調節用レンズ枠２３の回転を防ぐと共に、同焦点調節用レンズ枠２３が第２の光軸Ｏ２に沿う方向へと移動するのを案内する役目をしている。
【０１２０】
一方、変倍用レンズ枠２２の一端部２２ｂには、上述の焦点調節用レンズ枠２３の貫通孔と同様の貫通孔が第２の光軸Ｏ２に沿う方向に穿設されている。この貫通孔に対して主ガイド軸２６が挿通している。このようにして変倍用レンズ枠２２は、主ガイド軸２６に対して嵌合しており、かつ摺動自在に支持されている。
【０１２１】
また、変倍用レンズ枠２２の他端部２２ｃには、上述の焦点調節用レンズ枠２３と同様に、断面が略Ｕ字形状となる軸受部が形成されており、この軸受部の内部に副ガイド軸２７が配置されている。これにより、副ガイド軸２７は、主ガイド軸２６を回転中心とする変倍用レンズ枠２２の回転を防ぐと共に、同変倍用レンズ枠２２が第２の光軸Ｏ２に沿う方向へと移動するのを案内する役目をしているのは、上述の焦点調節用レンズ枠２３の軸受部と全く同様である。
【０１２２】
このようにして主ガイド軸２６及び副ガイド軸２７は、変倍用レンズ群２２ａを固定保持する変倍用レンズ枠２２と、焦点調節用レンズ群２３ａを固定保持する焦点調節用レンズ枠２３とのそれぞれに対して嵌合しており、両レンズ枠２２・２３が第２の光軸Ｏ２に沿う方向にそれぞれ独立して移動し得るように支持している。
【０１２３】
上述したように、主ガイド軸２６には、被駆動部材である変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３を第２の光軸Ｏ２に沿う方向にそれぞれ独立して移動させるための駆動手段、即ちレンズ枠駆動部材としてのアクチュエータ３３・３６が、当該主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で配設されている。
【０１２４】
つまり、本実施形態におけるアクチュエータ（３３・３６）は、主ガイド軸２６に沿わせて設けられ、かつ変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３のそれぞれに応じて各別に配設されている。
【０１２５】
そして、このアクチュエータ３３・３６は、電歪効果を利用して駆動力を得るように構成された電歪アクチュエータ（図１７参照）からなるものであって、変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３を駆動するための駆動手段である。
【０１２６】
アクチュエータ３３・３６は、所定の接続手段によって回路基板１５と電気的に接続されており、この回路基板１５に実装されるＣＰＵ３１からの指令に基づいて、所定の動作が制御されるようになっている。
このように本実施形態の光学装置（レンズユニット２）は構成されている。
【０１２７】
ところで、一般的な電子カメラ等における光学装置において実行される変倍動作や焦点調節動作は、それぞれに対応する所定のレンズ群を光軸に沿う方向へと移動させることで実現しているのが普通である。
【０１２８】
図１９は、一般的な電子カメラ等における光学装置の撮影光学系の構成と、この撮影光学系を構成する複数のレンズ群が動作した場合の配置状態を示す図である。
【０１２９】
図１９において、第１レンズ群Ｌ１は対物レンズ群であり、第２レンズ群Ｌ２は変倍用レンズ群であり、第３レンズ群Ｌ３は焦点調節用レンズ群であり、第４レンズ群Ｌ４は固定レンズ群である。
【０１３０】
このような構成の撮影光学系を備えた電子カメラにおいて、変倍動作が実行される際の作用は、次のようになる。なお、本実施形態の電子カメラ１の作用は、以下に説明する電子カメラの作用と略同様のものである。したがって、以下の説明においては、図１〜図３の電子カメラ１の構成を参照するものとする。
【０１３１】
例えば、使用者が所望のときに変倍動作を実行するための所定の操作部材（ズームレバー（図示せず）等）を操作することにより開始される。これにより、所定の指示信号（この場合には変倍指示信号）が操作部（４６）より発生する。この変倍指示信号は、短焦点（ｗｉｄｅ）側から長焦点（ｔｅｌｅ）側へ向けて変倍動作を行なうズームアップ指示や長焦点（ｔｅｌｅ）側から短焦点（ｗｉｄｅ）側へ向けて変倍動作を行なうズームダウン指示等である。そして、この変倍指示信号は、制御回路（ＣＰＵ３１）へと伝達される。
【０１３２】
すると、制御回路（ＣＰＵ３１）は、これを受けて変倍用ドライバ（第２ドライバ３２）を介して変倍用アクチュエータ（３３）の駆動制御を行なうと同時に、これに共働させて焦点調節用ドライバ（第１ドライバ３５）を介して焦点調節用アクチュエータ（３６）の駆動制御を行なう。
【０１３３】
これにより、第２レンズ群Ｌ２（変倍用レンズ群２２ａ）を保持する変倍用レンズ枠（２２）及び第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）は、それぞれが光軸Ｏ２に沿う所定の方向へ所定量だけ移動することになる。
【０１３４】
この場合において、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）をも同時に駆動制御しているのは、変倍動作に伴う焦点位置の変位を補正するための補正動作を行なわしめるためである。
【０１３５】
この補正動作は、撮像素子（２８ｃ）によって取得される被写体像を制御回路（ＣＰＵ３１）内のＡＦ回路（３１ａ）によって解析しつつ、この被写体像のコントラストが最大となるように第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）の位置を変位させる（フィードバック）といった動作である。これは、従来の電子カメラ等において一般的に行なわれている制御である。
【０１３６】
なお、一般的な電子カメラ等の光学装置において変倍動作を行なう際には、第２レンズ群Ｌ２（変倍用レンズ群２２ａ）を保持する変倍用レンズ枠（２２）と第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）とは、それぞれ約１０ｍｍ程度移動させるようにするのが普通である。
【０１３７】
一方、一般的な電子カメラの撮影光学系において実行される焦点調節動作は、通常の場合、露出動作を実行する直前に行なう撮影準備動作に含まれる動作である。
【０１３８】
つまり、通常の電子カメラ等においては、撮影動作を実行する際には、まずレリーズボタン（１２）の第一段目の操作によって測光動作や焦点調節動作が行なわれ、これに続いてレリーズボタン（１２）の第二段目の操作を行なうことで露出動作、即ち絞り装置やシャッター装置等の駆動制御が実行されるようになっているのが一般的である。
【０１３９】
つまり、使用者が所望のときに撮影準備動作を実行するための所定の操作部材（レリーズボタン１２の第一段目の操作等）を履行することで、焦点調節動作等の撮影準備動作が開始されることになる。
【０１４０】
この場合において、レリーズボタン（１２）等の操作部材が操作されると所定の指示信号（この場合には焦点調節指示信号等）が操作部（４６）より発生する。この焦点調節指示信号は、制御回路（ＣＰＵ３１）へと伝達される。
【０１４１】
すると、制御回路（ＣＰＵ３１）は、これを受けて焦点調節用ドライバ（第１ドライバ３５）を介して焦点調節用アクチュエータ（３６）の駆動制御を行なう。これにより、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）は、光軸Ｏ２に沿う所定の方向へ所定量だけ移動する。
【０１４２】
この焦点調節動作は、撮像素子（２８ｃ）によって取得される被写体像を制御回路（ＣＰＵ３１）のＡＦ回路（３１ａ）によって解析し、この被写体像のコントラストが最大となるように第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）の位置を変位させる（フィードバック）動作である。このような焦点調節動作は、従来の電子カメラ等において一般的に行なわれている制御である。
【０１４３】
なお、一般的な電子カメラ等の光学装置において焦点調節動作を行なう際には、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）をプラス及びマイナス方向（±）に約１ｍｍ程度移動させるようにするのが普通である。
【０１４４】
一方、本実施形態の光学装置におけるアクチュエータ（３３・３６）は、所定のポリマー材を使用して構成されてるものである（図１７参照）。この場合において、例えば、ポリマー材として
「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」（＊）
（＊）「ＨＳ３ silicone」は製品名。ここで「シリコーン（silicone）」は、有機珪素化合物の重合体を指す。また「プリストレイン(Prestrain）」は、予備伸長の意である。したがって、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」は、薄膜状の「ＨＳ３ シリコーン」という材料を、平面上において予めｘ方向に２８０％伸長させた形態のものを指している。
【０１４５】
を使用した電歪アクチュエータに対して、予備伸長（Prestrain）された方向とは略直交する方向に１２８Ｖ／μｍの電圧を印加した場合の相対的な伸長（Relative Strain）率は１１７％となり、当該電歪アクチュエータが伸長する際に発生する有効圧力（Effective Compressive Stress）は、これらのデータより、０．４ＭＰａ（メガパスカル）と算出される。以上の実験計算の結果は、「ＳＲＩインターナショナル」（非営利の独立研究機関）によって公表されている（「平成１２年度 マイクロマシン技術の研究開発（発電施設用高機能メンテナンス技術開発）委託研究成果報告書」（財団邦人マイクロマシンセンター．平成１３年３月刊）第５４０頁〜第５４１頁及び第５４０頁の表４．１−２参照）。
【０１４６】
なお、この場合においてポリマー材が変形（伸長）する方向は、電極層に与えられる電界の方向、即ち電圧によって生じる圧力方向に対して略直交する方向に沿う平面上、即ちポリマー材の平面上において、予備伸長方向（ｘ方向）に対して略直交する方向（ｙ方向）である。
【０１４７】
ここで、上述した条件の電歪アクチュエータの長さ寸法を約１０ｍｍとした場合において、この電歪アクチュエータに対して１２８Ｖ／μｍの電圧を印加することで、長さ１０ｍｍの当該電歪アクチュエータは、予備伸長方向（ｘ方向）に略直交する所定の方向（ｙ方向）に向けて約１１．７ｍｍの長さだけ伸長（変形）することになることは、上述の実験データより導き出すことができる。
【０１４８】
他方、一般的な電子カメラ等の小型機器における電源電圧の条件としては、例えば１００Ｖ以下に抑えるように構成するのが普通である。
【０１４９】
したがって、このことを考慮すると、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」に対して１００Ｖの電圧を印加した場合において、１２８Ｖ／μｍの電圧を印加した場合と同等の結果（１１７％の相対伸長率）を得るためのポリマー材の厚み寸法の条件は、次の式から求めることができる。
【０１５０】
１２８(V)／１(μm)＝１００(V)／Ｔ(μｍ)
Ｔ(μｍ)＝０．７８(μｍ)
即ち、電歪アクチュエータの厚さ方向の寸法（膜厚）Ｔ＝０．７８μｍとすればよい。１００Ｖの電圧で駆動制御するようにした場合でも、所望の伸長（変形）を得るように構成することができることになる。
【０１５１】
また、本実施形態の光学装置（レンズユニット２）においては、上述したように変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とのそれぞれに対して付勢部材２９の付勢力が常に作用している状態にある。したがって、付勢部材２９の付勢力に抗して両レンズ枠２２・２３を所定量だけ所定方向に移動させるためには、当該付勢部材２９の付勢力以上の駆動力が必要となる。
【０１５２】
なお、本実施形態の光学装置におけるアクチュエータ３３・３６による駆動力は、所定のポリマー材が変形（伸長）することにより生じるようになっているものである。
【０１５３】
そこで、例えば本実施形態のレンズユニット２において、付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆであるものとした場合、アクチュエータ３３・３６が付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗して両レンズ枠２２・２３を移動させるために必要となる駆動力を得るには、当該アクチュエータ３３・３６長さ寸法の条件を次のように設定する必要がある。
【０１５４】
この場合において、電歪アクチュエータは、０．７８μｍの膜厚を有する「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」のポリマー材からなるものとする。また、上述したように付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆとする。そして、電歪アクチュエータに与える電圧を１００Ｖとすると、当該電歪アクチュエータが伸長する際の有効圧力は０．４ＭＰａとなるから、求めるべきアクチュエータ３３・３６の長さ寸法Ｌ（ｍ）は、次式より求めることができる。
【０１５５】
０．４(MPa)×（０．７８×１０−６(m)）×Ｌ(m)
＞（２０×１０−３(kg)×９．８(m/s2)
∴Ｌ(m)＞０．６(m)
つまり、上述の条件を備えた電歪アクチュエータを用いて付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗し得るためには、少なくともＬ＝６０ｃｍ以上の長さ寸法が必要になることがわかる。
【０１５６】
しかし、本実施形態の光学装置では、小型の機器に適用するものであることを考慮すると、Ｌ＝６０ｃｍをそのまま採用することはできない。そこで、適用する装置の小型化を維持しながら、長さ寸法６０ｃｍの電歪アクチュエータを適用するためには、例えば電歪アクチュエータを積層した形態の多層化構造にすることで、容易に問題を解決することができる。
【０１５７】
図８は、本実施形態の光学装置に適用するべく、多層化構造とした場合の電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図である。また、図９は、この多層化構造とした電歪アクチュエータにおける電気的接続を概略的に示す図である。
【０１５８】
図８に示す電歪アクチュエータ１００Ａは、図１７と同様に薄膜状に形成される重合体であるポリマー材１０１と電極層１０２とから構成されており、さらにこのアクチュエータ１００Ａでは、ポリマー材１０１と電極層１０２とが交互に配置された多層化構造を備えて形成されている。
【０１５９】
この場合において、電極層１０２は、電圧を印加する層（図８において「（＋）」で示す層）と接地する層（図８において「０」（ゼロ）で示す層）とが交互に配置されることになる。つまり、多層化構造とするのに際して各層を構成する電歪アクチュエータは、図９に示すようにそれぞれが並列接続されることになる。
【０１６０】
また、電歪アクチュエータを多層化構造で形成するに際しては、例えば図１０・図１１・図１２に示すように、様々な形態とすることが可能である。
【０１６１】
本実施形態のレンズユニット２においては、変倍用及び焦点調節用の二つのアクチュエータ３３・３６は、上述したように主ガイド軸２６に嵌合し得るように、即ち主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で設けられている。
【０１６２】
したがって、アクチュエータ３３・３６自体の形状は、略円筒形状を有して形成されるものとなる。ここで、当該円筒形状のアクチュエータ３３・３６の直径Ｄ＝５ｍｍであるとすると、その外周面に沿う長さは、Ｄ(mm)×π＝約１５ｍｍとなる。したがって、次式より層数を求めると、
６０(cm)／１．５(cm)＝４０(層)
となる。このことから、当該アクチュエータ３３・３６において、長さ寸法Ｌ＝６０ｃｍの材料を直径Ｄ＝５ｍｍの略円筒形状に形成した場合には、少なくとも４０層の多層化構造となることがわかる。
【０１６３】
なお、各層における厚さ寸法（膜厚）Ｔ（図８参照）は、上述したように、およそ０．７８μｍに設定されることになるので、多層化構造のアクチュエータ３３・３６自体の厚さ寸法ｔは、
ｔ＝４０×０．７８(μm)＝約３５(μm)
となる。
【０１６４】
以上のことを考慮すると、本実施形態のレンズユニット２に適用するアクチュエータ３３・３６は、次のような形態のものとすればよい。
【０１６５】
図１３は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）に適用されるアクチュエータのみを取り出して拡大して示す概略斜視図である。
【０１６６】
このアクチュエータ３３・３６は、少なくとも４０層からなる多層化構造に形成されており、各層の膜厚はＴ＝０．７８μｍに設定されているので、アクチュエータ３３・３６自身の厚さ方向の寸法ｔは、少なくともｔ＝３５μｍとなる。
【０１６７】
また、アクチュエータ３３・３６の直径は、Ｄ＝５ｍｍに設定されており、その伸長方向の長さ寸法は、Ｌ０＝１０ｍｍに設定されている。なお、ポリマー材としては、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」を用いる。
【０１６８】
そして、このように形成されたアクチュエータ３３・３６において、１００Ｖの電圧を印加した場合には、付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗して相対伸長率＝１１７％で所定の伸長方向（主ガイド軸２６に沿う方向であり光学素子の移動方向）に伸長する。
【０１６９】
したがって、このときのアクチュエータ３３・３６の伸び量は、ΔＬ＝１１．７ｍｍとなる。これによって、当該アクチュエータ３３・３６は、これを適用する光学装置（レンズユニット２）における変倍動作及び焦点調節動作を実行するのに必要充分な伸び量を確保している。
【０１７０】
以上のように構成された本実施形態の光学装置を適用する電子カメラ１の作用の概略を、以下に簡単に説明する。
まず、電子カメラ１の使用者は、所定の操作部材、例えば電源スイッチに連動する電源操作部等（図示せず）を操作して、当該電子カメラ１を起動させる。
【０１７１】
次に、使用者は、撮影を所望する被写体を決定すると共に、その被写体を含む所望の撮影範囲をカバーする撮影光学系の撮影画角を決定する。そのために、使用者は、所定の操作部材、例えばズームレバー等を操作する。この操作によって、変倍動作を実行すべき旨の変倍指示信号が発生する。そして、この変倍指示信号はＣＰＵ３１へと伝達される。これを受けてＣＰＵ３１では、変倍動作を実行すべく、各種の制御の実行が開始される。
【０１７２】
ＣＰＵ３１は、まず、第２ドライバ３２を介して変倍用アクチュエータ３３の駆動制御を行なって、ズームレバーによって指示された変倍方向に指示変倍量だけ変倍用レンズ群２２ａを移動させる。つまり、第２ドライバ３２は、変倍用アクチュエータ３３に対して所定の電圧を印加する。これにより、変倍用アクチュエータ３３は、所定の方向に所定量だけ伸長することになる。したがって、変倍用レンズ群２２ａを保持する変倍用レンズ枠２２は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと移動し所望の変倍位置で停止する。この位置における停止状態を維持するために、第２ドライバ３２は電圧の印加を継続して行なう。
【０１７３】
この変倍動作に並行してＣＰＵ３１は、ＡＦ回路３１ａを制御して撮像素子２８ｃにより取得される被写体像を解析し、この被写体像のコントラストが最大となるように焦点調節用レンズ群２３ａの位置を変位させるための焦点位置の補正制御を行なう。つまり、ＣＰＵ３１は、第１ドライバ３５を介して焦点調節用アクチュエータ３６の駆動制御を行なって、常に明確な状態の画像が表示装置４５に表示されるように制御する。
【０１７４】
この場合において、第１ドライバ３５は、焦点調節用アクチュエータ３６に対して所定の電圧を印加することで、焦点調節用アクチュエータ３６を所定の方向に所定量だけ伸長させる駆動制御を行なう。これにより、焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと変倍動作に連動して移動し、焦点が合致した状態となる所定の位置で停止する。この停止位置を維持するために、第１ドライバ３５は電圧の印加を継続して行なう。
【０１７５】
このようにして所望の変倍動作が完了した後、本電子カメラ１の使用者は、続いて撮影動作を実行すべくレリーズボタン１２の操作を行なう。即ち、レリーズボタン１２の第一段目の操作が行なわれることにより、所定の撮影準備動作を実行すべき旨の指示信号が発生する。当該指示信号はＣＰＵ３１へと伝達される。
【０１７６】
これを受けてＣＰＵ３１では、所定の測光動作や焦点調節動作を実行すべく、各種の制御の実行が開始される。なお、以下の説明では、焦点調節動作についてのみ説明する。
【０１７７】
電子カメラ１がこの状態にあるときには、被写体光束は、撮影光学系２０を透過して撮像素子２８ｃへと至り、その受光面上の所定の位置に被写体像が形成されている。このとき撮像素子２８ｃは、当該被写体像を光電変換し、これにより得られる電気的な信号を撮像回路２８ｄを介してＡＦ回路３１ａへと伝送する。
【０１７８】
ＡＦ回路３１ａは、受信した被写体像に基づく電気信号を解析する。この解析結果に基づいて、ＣＰＵ３１は、第１ドライバ３５を介して焦点調節用アクチュエータ３６を駆動制御する。つまり、第１ドライバ３５は、焦点調節用アクチュエータ３６に対して所定の電圧を印加する。これにより、当該焦点調節用アクチュエータ３６は、所定の方向に所定量だけ伸長する。
【０１７９】
これを受けて、焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと移動して焦点が合致した状態となる所定の位置に停止する。この停止位置は、第１ドライバ３５への電圧の印加を継続して行なうことにより維持される。
【０１８０】
この焦点調節動作に続いて、又は並行してＣＰＵ３１は、所定の測光手段（図示せず）を制御して所望の被写体像を含む撮影画像に適した露出値を演算し、算出した露出値のデータを所定の記憶手段に一時的に記録する。こうして撮影準備動作が完了する。
【０１８１】
次いで、使用者がレリーズボタン１２の第二段目の操作を行なうと、これに応じた露出指示信号が発生する。これを受けてＣＰＵ３１は、算出された露出値に応じて絞り装置やシャッター装置（図示せず）及び撮像素子２８ｃ等を駆動制御して、所望の画像を取得するための露出動作が実行される。
【０１８２】
その後、ＣＰＵ３１は、撮像回路２８ｄ・画像処理回路４２等を制御して、記録媒体４４に記録するのに最適となる形態の画像データを生成し、これを記録媒体４４に記録する。
【０１８３】
これと同時に、ＣＰＵ３１は、画像処理回路４２・表示装置４５等を制御して、取得された画像信号に基づく画像を表示するのに最適となる形態の画像データを生成し、これを表示装置４５の表示画面上に所定の時間表示する。
【０１８４】
以上説明したように上記第１の実施形態によれば、主としてポリマー材からなり電歪効果を利用して光学素子（変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ枠２３ａ）を駆動するための駆動手段（変倍用アクチュエータ３３・焦点調節用アクチュエータ３６）を適用したことにより、少ない電力で両レンズ群（２２ａ・２３ａ）を光軸Ｏ２に沿う方向に移動させることができ、よって省電力化に寄与することができる。
【０１８５】
また、この駆動方式の駆動手段（３３・３６）は、機械的な駆動力伝達機構を簡略化することができるので静音化に寄与することができると共に、これを適用する光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【０１８６】
また、案内部材（主副ガイド軸２６・２７）は、光学素子（２２ａ・２３ａ）の移動方向であって、光軸Ｏ２に沿う方向に対して平行となるように設け、この案内部材（のうち主ガイド軸２６）に光学素子（２２ａ・２３ａ）を移動可能に嵌合させて配置し、さらに一方の案内部材（２６）に沿わせて同軸上となるように駆動手段（３３・３６）を配設したことから、部材配置の効率化を図ることができ、よって光学装置の小型化に寄与することができる。
【０１８７】
そして、駆動手段（３３・３６）は、光学素子（２２ａ・２３ａ）を保持するレンズ枠（２２・２３）と案内手段（のうち主ガイド軸２６）とが嵌合する嵌合部近傍において、両レンズ枠（２２・２３）のそれぞれを直接押圧することで、光学素子（２２ａ・２３ａ）を移動させるようにしたので、駆動手段（３３・３６）と被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がない。したがって、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上にも寄与することができる。
【０１８８】
また、駆動手段（３３・３６）による光学素子（２２ａ・２３ａ）の駆動方向とは反対の方向に向けて当該光学素子（２２ａ・２３ａ）を付勢する付勢手段（付勢部材２９）を案内手段（のうち主ガイド軸２６）に配設したので、被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【０１８９】
さらに、この付勢手段（付勢部材２９）を単純な形態のばね部材、即ち弦巻状のばね部材によって形成すると共に、複数の光学素子（２２ａ・２３ａ）によって挟まれる位置に配置したので、機構を単純化することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【０１９０】
また、複数の被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）のそれぞれに対応するように複数の駆動手段（３３・３６）をそれぞれ配設したので、例えば単一の駆動手段によって複数の被駆動部材を駆動させるための駆動力伝達機構等を必要とせず、伝達経路の複雑化を抑えることができる。したがって、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【０１９１】
ところで、上述の第１の実施形態では、変倍用レンズ群２２ａと焦点調節用レンズ群２３ａとをそれぞれ独立して移動し得るように構成した光学装置において、二つのレンズ群２２ａ・２３ａをそれぞれ別に保持する変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とを、それぞれ独立して光軸Ｏ２に沿う方向へと移動させるための駆動手段として、電歪効果を利用して駆動力を発生させる方式の二つのアクチュエータ３３・３６を適用して構成している。
【０１９２】
しかしながら、この例に限らず、例えば変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるレンズ群、即ち変倍用レンズ群２２ａ又は焦点調節用レンズ群２３ａのいずれか一方の駆動手段に電歪アクチュエータを適用する一方、この電歪アクチュエータによって駆動されるレンズ群以外のレンズ群に対応する駆動手段として電歪アクチュエータとは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段、例えば従来より一般的に利用されているステッピングモータ等を適用するようにしてもよい。
【０１９３】
この場合において、必要とする移動量が比較的少ない被駆動部材（レンズ群）の側の駆動手段に電歪アクチュエータを用いる一方、必要とする移動量が大となる被駆動部材（レンズ群）の側の駆動手段として第２の駆動手段（ステッピングモータ等）を適用するのが望ましい選択と考えられる。
【０１９４】
このことは、次に示すような理由による。即ち、必要とする移動量が大きい場合には、ステッピングモータ等の駆動手段を用いることで大きな駆動力を得る一方、必要とする移動量が少ない場合には、電歪アクチュエータを利用することによって、わずかな駆動電力で必要な駆動力を得ることができ、かつ駆動する際に発生する駆動音も抑えることができるという利点がある。
【０１９５】
上述の第１の実施形態に示すように構成され電子カメラ１に適用される光学装置２の撮影光学系２０では、変倍用レンズ群２２ａ（変倍用レンズ枠２２）は、設定し得る最も短焦点（ｗｉｄｅ）側の位置から設定し得る最も長焦点（ｔｅｌｅ）側の位置までの間を移動することになる。このときの変倍用レンズ群２２ａ（変倍用用レンズ枠２２）の移動量は、上述したように、約１０ｍｍ程となるのが一般的である。
【０１９６】
一方、上述の焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）は、変倍時の結像位置補正用としては、設定し得る最も短焦点側の位置から設定し得る最も長焦点側の位置との間で、図１９に示すような非線形な移動を行ない、例えば５ｍｍ以下の移動を行なう。また、焦点調節用としては、設定し得る最も近距離側の近距離位置から設定し得る最も遠距離側の無限遠（∞）位置となるまでの間で移動することになる。このときの焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）の移動量は、例えば約１ｍｍ程度となるので、変倍動作時のレンズ群の移動量と比較して、極めてわずかの移動量で所望の作用を得ることができるのが一般的である。
【０１９７】
したがって、変倍用レンズ群（２２ａ）の側の駆動手段としては、一般的なステッピングモータ等を適用する一方、焦点調節用レンズ群（２３ａ）の側の駆動手段としては、上述の電歪アクチュエータ（３６）を適用するように構成すればよい。このように構成した例を、本発明の第２の実施形態として、以下に説明する。
【０１９８】
図１４は、本発明の第２の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図である。また、図１５は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。そして、図１６は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）の構成部材のうち変倍用レンズ枠のみを取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。
【０１９９】
本実施形態の光学装置であるレンズユニット２Ａの基本的な構成は、上述の第１の実施形態と略同様であって、駆動手段の形態が異なるのみである。したがって、以下の説明においては、上述の第１の実施形態と異なる構成のみについて詳述し、同様の構成部材については、同じ符号を附してその説明は省略する。
【０２００】
なお、本実施形態の光学装置（レンズユニット２Ａ）も、図１〜図３に示される電子カメラに適用されるものである。
【０２０１】
本実施形態のレンズユニット２Ａにおいては、図１４に示すように焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３を駆動する駆動手段として電歪アクチュエータからなる焦点調節用アクチュエータ３６Ａを適用し、変倍用レンズ群２２ａを保持する変倍用レンズ枠２２Ａは、上記駆動手段とは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段であるステッピングモータ５１によって駆動するように構成されている。
【０２０２】
両レンズ枠２２Ａ・２３を光軸Ｏ２に沿う方向に移動自在に案内する主ガイド軸２６Ａは、図１５に示すように焦点調節用アクチュエータ３６Ａが外周側に巻き付けた形態で配設される太径部２６Ａｂと、付勢部材２９が外周側に巻回して配置されると共に変倍用レンズ枠２２Ａと焦点調節用レンズ枠２３とが移動自在に嵌合する細径部２６Ａｃとによって形成されている。
【０２０３】
焦点調節用レンズ枠２３は、上述の第１の実施形態と全く同様に形成されている一方、変倍用レンズ枠２２Ａは、図１４及び図１６に示すような形態で構成されている。
【０２０４】
即ち、変倍用レンズ枠２２Ａの一端部２２Ａｂには、主ガイド軸２６の細径部２６Ａｃが摺動自在に嵌合する嵌合孔２２ｉが穿設されており、この嵌合孔２２ｉの近傍には、ステッピングモータ５１からの回転駆動力を当該変倍用レンズ枠２２Ａへと伝達し、これを光軸Ｏ２に沿う方向に向けて移動させるための連結部材２２ｄが一体的に取り付けられている。
【０２０５】
この連結部材２２ｄの一端部近傍には、貫通孔２２ｇが穿設されている。これに対応して変倍用レンズ枠２２Ａの一端部２２Ａｂには、孔２２ｈが形成されている。そして、孔２２ｈ及び貫通孔２２ｇには、ピン２２ｆが嵌合することで、変倍用レンズ枠２２Ａと連結部材２２ｄとが一体となるように連結している。
【０２０６】
また、連結部材２２ｄの先端部は略円筒形状に形成されていて、その内周面には内ネジ２２ｅが形成されている。この内ネジ２２ｅは、ステッピングモータ５１の回転軸５２の外周面に形成されるネジ部が螺合している。
【０２０７】
このような構成によって、ＣＰＵ３１の制御によって所定のときにステッピングモータ５１が駆動されて、その回転軸５２が回転すると、その回転駆動力は、回転軸５２のネジ部と連結部材２２ｄの内ネジ２２ｅとを介して変倍用レンズ枠２２Ａに伝達されるようになっている。
【０２０８】
つまり、ステッピングモータ５１の回転駆動に連動して変倍用レンズ枠２２Ａは、光軸Ｏ２に沿う所定の方向、即ち主ガイド軸２６Ａに沿う所定の方向に移動するようになっている。
【０２０９】
ステッピングモータ５１は、固定金具５３によって基台２５の上面の所定の位置に固設されるようになっている。この固定金具５３は、薄板状の部材よりなり、一端にはステッピングモータ５１の一端面を固設するモータ支持部５３ｂを備え、他端には回転軸５２を回動自在に軸支する軸支持部５３ａを備えて形成されている。
【０２１０】
主ガイド軸２６の太径部２６Ａｂには、上述したように焦点調節用アクチュエータ３６Ａが配設されている。この焦点調節用アクチュエータ３６Ａは、略円筒形状に形成されていて、太径部２６Ａｂの外周側に巻き付けた形態で配設されている。
【０２１１】
そして、この焦点調節用アクチュエータ３６Ａの外面側には、カバー部材５５が配置されている。このカバー部材５５は、断面が略チャンネル形状に形成される板状部材であって、その一端が固定枠２４の側面部に固設されるようになっている。この場合において、カバー部材５５の固設手段は、例えばネジ等の締結手段が用いられる。即ち、図１４に示すように、カバー部材の一端部近傍に孔５５ａを設けると共に、固定枠２４の側面部には、これに対応するネジ穴２４ｂが形成されている。そして、ネジ部材５６がカバー部材５５の孔５５ａを介してネジ穴２４ｂに螺合することで、当該カバー部材５５を固定枠２４の側面部に固設している。
【０２１２】
そして、焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）を駆動する駆動手段である焦点調節用アクチュエータ３６Ａは、第１ドライバ３５（図３参照）によって駆動制御されるようになっている一方、変倍用レンズ群２２ａ（変倍用レンズ枠２２）を駆動する第２の駆動手段である変倍用アクチュエータとしてのステッピングモータ５１は、第２ドライバ３２（図３参照）によって駆動制御されるようになっている。その他の構成については、上述の第１の実施形態と全く同様であり、また、その作用についても上述の第１の実施形態と同様である。
【０２１３】
以上説明したように上記第２の実施形態においては、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１４】
さらに、本実施形態では、焦点調節用レンズ枠２３を移動させる駆動手段として電歪アクチュエータ（焦点調節用アクチュエータ３６Ａ）を用いる一方、より大きな移動量を必要とする被駆動部材（変倍用レンズ枠２２）には、異なる駆動方式からなる他のアクチュエータ（ステッピングモータ５１）を利用するように構成している。
【０２１５】
このように、複数のレンズ枠をそれぞれ独立して移動させるために必要となる複数の駆動手段として、電歪アクチュエータ（駆動手段；焦点調節用アクチュエータ３６Ａ）と、これとは異なる他の駆動方式のアクチュエータ（第２の駆動手段；変倍用アクチュエータとしてのステッピングモータ５１）とを利用して、両者を組み合わせた形態で構成するようにしたので、複数の駆動手段を用途に応じて最適となるように適材適所に配置することができる。したがって、これにより効率的な部材配置による効率的な作用を行なうことができると共に、光学装置（レンズユニット２）自体の小型化に寄与することができる。
【０２１６】
なお、上述の各実施形態の光学装置は、主に静止画像を取得し記録するための電子カメラに適用する場合を例に挙げて説明しているが、本発明の光学装置は、電子カメラのみに限らず、例えば写真撮影用フイルムを使用するいわゆるフイルムカメラや映画撮影機、電子的な動画像を取得するビデオカメラ等のほかに、顕微鏡や双眼鏡・望遠鏡等の光学機器のほか、光記録装置等の光ピックアップ装置等等において具備される光学装置に対しても容易に適用することができる。
【０２１７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、従来のカメラ等において一般的に利用されている小型モータ等のアクチュエータに代えて、電歪アクチュエータの電歪効果を利用することによって、駆動力伝達機構等を簡略化し小型化に寄与し得ると共に、省電力化にも寄与することのできる光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学装置を適用した電子カメラの外観斜視図。
【図２】図１の電子カメラの主な内部構成部材を概略的に示す透視図。
【図３】図１の電子カメラの主に電気的な内部構成部材を概略的に示すブロック構成図。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図。
【図５】図４に示す光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図６】図４に示す光学装置（レンズユニット）の所定の部位（案内手段及び駆動手段の部位）の断面を示す縦断面図。
【図７】図４に示す光学装置（レンズユニット）の所定の部位であって、図６のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。
【図８】図４に示す光学装置に適用される多層化構造の電歪アクチュエータを示す概略構成図。
【図９】図８に示す多層化構造の電歪アクチュエータにおける電気的接続を示す概略図。
【図１０】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合の一形態を示す断面図。
【図１１】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合の他の一形態を示す断面図。
【図１２】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合のさらに他の一形態を示す断面図。
【図１３】図４の光学装置（レンズユニット）に適用されるアクチュエータのみを取り出して拡大して示す概略斜視図。
【図１４】本発明の第２の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図。
【図１５】図１４の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図１６】図１４の光学装置（レンズユニット）の構成部材のうち変倍用レンズ枠のみを取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図１７】電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図。
【図１８】図１７の電歪アクチュエータに電圧を印加した場合における電圧と歪み量との関係を示す図。
【図１９】従来の一般的な電子カメラ等における光学装置の撮影光学系の構成と、この撮影光学系を構成する複数のレンズ群が動作した場合の配置状態を示す図。
【符号の説明】
１……電子カメラ
２・２Ａ……光学装置（レンズユニット）
１１……外装部材
１２……レリーズボタン（操作部材）
２０……撮影光学系
２１……支持壁
２１ａ……反射部材（プリズム）
２１ｂ……反射部材支持枠
２２・２２Ａ……変倍用レンズ枠
２２ａ……変倍用レンズ群（光学素子）
２３……焦点調節用レンズ枠
２３ａ……焦点調節用レンズ群（光学素子）
２４……固定枠
２４ａ……固定レンズ群
２５……基台
２６・２６Ａ……主ガイド軸（案内手段；案内部材）
２７……副ガイド軸（案内手段；案内部材）
２８……撮像基板
２８ｃ……撮像素子
２９……付勢部材
３１……ＣＰＵ（制御回路）
３２……第１ドライバ
３２……第２ドライバ
３３……変倍用アクチュエータ（駆動手段）
３４……エンコーダ
３５……第１ドライバ（変倍用）
３６……焦点調節用アクチュエータ（駆動手段）
３６Ａ……焦点調節用アクチュエータ
３７……位置基準用センサ
３８……カバー部材（アクチュエータ）
５１……ステッピングモータ（第２の駆動手段；変倍用アクチュエータ）
５２……回転軸
５５……カバー部材（アクチュエータ）
１００……電歪アクチュエータ
１０１……ポリマー材
１０２・１０３……電極層
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学装置、詳しくはカメラ等に適用される光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の光学素子（レンズ群）等を有する撮影光学系に入射する被写体からの光束（以下、被写体光束という）に基づいて形成される被写体像を所定の位置に配置した被写体像取得手段、例えば写真撮影用フイルムもしくは電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等の撮像素子等の受光面上に結像させることで、所望の被写体像を取得し、これを所定の形態で記録し得るように構成された、いわゆるフイルムカメラもしくは電子スチルカメラ・ビデオカメラ等の電子カメラについては、一般的に実用化され広く普及している。
【０００３】
このような従来のフイルムカメラや電子カメラ（以下、両者をカメラと総称する）においては、被写体像を所定の位置に結像させるために光学素子（複数のレンズ）等の撮影光学系からなる光学装置（以下、レンズユニットという）を備えて構成されているのが普通である。
【０００４】
また、一般的なカメラの主な使用方法としては、使用者によって野外等に持ち出されて使用されるのが普通である。このことから、カメラの携帯性については、従来より重要視されている点であり、カメラ自体のより一層の薄型化及び小型化が要望されている。
【０００５】
近年においては、特に電子的静止画像データを取得するのを主な目的として構成される電子カメラが急速に普及しているが、このような電子カメラでは、レンズユニットの一部を構成する部材であって、変倍動作や焦点調節動作等のために撮影光学系を構成する一部の光学素子（以下、レンズ群という）等を所定の方向へ移動させるための駆動機構やアクチュエータ及びこれを制御する電気回路等を実装した回路基板等の各種構成部材を備えてなるのが普通である。
【０００６】
したがって、カメラ自体を小型化するためには、カメラの内部に配設するべき各種の構成部材を当該カメラ内部において適切に配設すると共に、各構成部材自体の小型化についても考慮する必要が生じている。
【０００７】
一方、従来のカメラにおけるレンズユニットとしては、例えば複数のレンズ群を介してカメラの内部に向けて入射する被写体光束を、撮像素子等の受光面上に導くために、その光路中に反射鏡やプリズム等の所定の反射手段を配置して、被写体光束の光路を所定の方向、例えば入射光軸に対して略直角方向へと折り曲げるように構成されたもの等、様々な形態のものが一般的に知られている。
【０００８】
そして、上述したようないわゆる折り曲げ光学系を適用したレンズユニットについては、例えば特開２００１−７５１６２号公報等によって、種々の提案がなされている。
【０００９】
上記特開２００１−７５１６２号公報等によって開示されているレンズユニットは、被写体光束が透過する撮影光学系の光路中に被写体光束の光軸を略直角方向に折り曲げる反射手段を配置することで、画像を取得するのに必要となる光路長を確保しながら電子カメラ自体の小型化を実現している。
【００１０】
このように、電子カメラの撮影光学系の光路中に反射手段等を配置したいわゆる折り曲げ光学系を採用することは、電子カメラ自体の小型化を実現する上で非常に有利な手段であるといえる。
【００１１】
他方、従来におけるカメラにおいては、撮影光学系を構成する複数のレンズ群のうち変倍動作や焦点調節動作に寄与するレンズ群のそれぞれを各別に駆動するためのアクチュエータとして小型のステッピングモータやＤＣモータ等（以下、単に小型モータという）が広く利用されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、変倍動作や焦点調節動作に寄与するレンズ群を駆動するのに際して、小型モータ等の一般的なアクチュエータを利用した場合には、当該小型モータの回転駆動力を伝達するための駆動力伝達機構が複雑化してしまうという問題点がある。
【００１３】
即ち、変倍動作や焦点調節動作を行なうためには、所定のレンズ群のそれぞれを撮影光学系の光軸に沿う方向に直線的に移動させる必要があるが、小型モータの駆動力は、回転方向に働くのが普通である。したがって、駆動源である小型モータから被駆動部材となる変倍用レンズ群又は焦点調節用レンズ群へと駆動力を伝達すると共に、駆動力の駆動方向を変換する駆動力変換機構や駆動力伝達機構等が必要となる。
【００１４】
この場合において、駆動力伝達機構等は、例えば歯車等によって構成されるのが普通であるが、駆動力を確実に損失無く被駆動部材へと伝達させるためには、歯車等の構成部材は、機械的に精密に製造される必要がある。
【００１５】
しかし、より小型化を要求されているカメラにおいて、駆動力伝達機構等を構成する歯車等の構成部材を精密にかつ安価に量産することは、困難が伴うという問題点がある。したがって、より小型の駆動力伝達機構等を構成するためには、より高度な精密加工技術が必要となり、よって製造コストが上昇してしまう傾向にある。
【００１６】
また、駆動力伝達機構等を歯車等によって構成した場合、駆動力を機械的に伝達することになるために、駆動力の伝達過程において駆動力の損失を伴うことは免れない。その上に、駆動音の発生を完全に抑えることは、不可能であるという問題点がある。
【００１７】
さらに、一般的なカメラにおいては、その駆動電源として、電力容量の小さな乾電池やリチウム電池等の二次電池を利用するのが一般的である。このことから、カメラの内部に設けられる電気的な構成部材については、その消費電力の省電化が要求されている。
【００１８】
しかし、従来のカメラの駆動源として一般的に用いられる小型モータ等は、これを駆動させるために必要となる電力が大きいという問題点がある。例えば、カメラにおいて用いられる一般的な小型モータの場合、３Ｖ／３００ｍＡ（およそ１Ｗ）の電力が必要とされている。
【００１９】
そこで、従来のカメラでは、カメラの制御系を工夫して、小型モータの駆動時間を少なくする等によって、消費電力の消耗を防ぐようにしているのが普通である。この場合において、例えば焦点調節動作（ＡＦ動作）は、撮影時において必要な時期にしか行なわないような制御としたり、焦点調節動作と変倍動作とが同時に実行されることのないように制御する等の工夫がなされている。したがって、このような制御を行なうと一連の撮影動作に必要となる作動時間が長くなってしまう傾向にある。そのために、カメラの使用者がシャッターレリースボタンを操作した時点と、実際にシャッターが駆動されて露出動作が実行される時点との間に時差（タイムラグ）が長くなってしまう等の問題が生ずる傾向がある。
【００２０】
このように、カメラにおける駆動源（アクチュエータ）として従来の小型モータ等を利用した場合において、カメラの小型化及び省電力化を実現するためには限界があると言える。
【００２１】
ところで、近年においては、超小型精密機器等に用いられる駆動源（アクチュエータ）として、上述の小型モータとは異なる駆動方式のアクチュエータについて種々のものが開発されつつある。
【００２２】
例えば、「平成１２年度 マイクロマシン技術の研究開発（発電施設用高機能メンテナンス技術開発）委託研究成果報告書」（財団邦人マイクロマシンセンター．平成１３年３月刊）には、電歪アクチュエータについての記述が見られる。
【００２３】
図１７は、上述の文献に記載の電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図である。
【００２４】
図１７に示すように、この電歪アクチュエータ１００は、薄膜状に形成される重合体であるポリマー材（polymer）１０１と、このポリマー材１０１の表面に一体的に形成される導電性の部材からなる電極層１０２・１０３とによって構成されるものである。
【００２５】
ここで、ポリマー材１０１は、例えばシリコーンゴム（silicone elastomer）・アクリルゴム（acrylic elastomer）・ポリウレタン（polyurethane）等、外力を受けると容易に変形可能で柔軟な材質の部材によって形成されているものである。
【００２６】
なお、エラストマー（elastomer）とは、エラスティックポリマー材（elastic polymer）の略であって、常温付近においてゴム状弾性を示す高分子材料、即ち伸び率が１００％以上の弾性体からなり、外力を与えると容易に変化するが、この外力を除去すると直ちに原形に回復するような性質を備え、弾性の顕著な高分子物質の総称である。
【００２７】
また、電極層１０２・１０３は、例えばカーボン含有グリース等の材質からなり、ポリマー材１０１に一体に形成された場合には、当該ポリマー材１０１の変形方向と同方向に変形可能に形成されてなるものである。
【００２８】
このように構成される電歪アクチュエータ１００において、一方の電極層１０２に対してプラス（＋）の電圧を、他方の電極層１０３に対してマイナス（−）の電圧をそれぞれかけると、両電極層１０２・１０３には互いに引き合う方向（図１７の矢印Ｘ方向）への力量が働くことになる。これによって、ポリマー材１０１は、押し潰されるように変形するようになっている。
【００２９】
この場合において、ポリマー材１０１自体は、上述したように柔軟な材質の部材からなるものであるので、当該ポリマー材１０１は、自身の体積を保持するために、図１７に示す矢印Ｙ方向、即ち当該ポリマー材１０１の平面方向に沿う方向（水平方向）に向けて伸長するようになっている。
【００３０】
さらに、両電極層１０２・１０３への給電を停止すると、ポリマー材１０１に働く矢印Ｘ方向への力量が除去されることになるので、当該ポリマー材１０１は、元の形態に復帰するようになっている。なお、このような性質を電歪効果といい、電歪アクチュエータは、この電歪効果を利用して駆動力を生ぜしめるようにしたものである。
【００３１】
図１８は、電歪アクチュエータに電圧を印加した場合における電圧と歪み量との関係を示す図である。この図１８に示すように、電歪アクチュエータの歪み量（ΔＬ／Ｌ０(％)）は、与えた電圧Ｅ（Ｖ）に対して非線形で変位するようになっているが、原形に復元する際には、ヒステリシスを生じないような性質を有している。なお、ここで、ΔＬは、電歪アクチュエータの伸び量を示し、Ｌ０は、電圧を印加していない状態における電歪アクチュエータの変形（伸長）方向の長さを示している。
【００３２】
このような電歪アクチュエータ１００は、自身が変形することによって駆動力を生じさせることができるようになっていることから、複雑な駆動力伝達機構等を必要とせず、従来の小型モータ等のアクチュエータに比較して、非常に小型でかつ単純な構成で所望の駆動力を得ることができるというものである。また、歯車等の駆動力伝達機構を必要としないことから、省電力化及び静音化を実現することができるというものである。
【００３３】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来のカメラ等において一般的に利用されている小型モータ等のアクチュエータに代えて、電歪効果を利用する電歪アクチュエータによって、駆動力伝達機構等を簡略化し、装置の小型化に寄与し得ると共に、省電力化にも寄与することのできる光学装置を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による光学装置は、光学素子と、上記光学素子を特定の方向に案内する軸部材を有する案内手段と、表裏に形成された電極への電圧印加により、予め伸長処理された方向と直交する方向に伸長する性質を有するポリマー材からなり電歪効果を利用して上記光学素子を駆動するための駆動手段と、を備え、上記駆動手段は、上記電圧印加による電界が上記軸部材の径方向に一致し、かつ電圧印加により軸部材の軸方向に伸縮するよう、上記軸部材の外周に巻きつけて配置されることを特徴とする。
【００３５】
したがって、第１の発明による光学装置は、主としてポリマー材からなり電歪効果を利用して光学素子を駆動するための駆動手段を用いたことにより少ない電力で駆動することができる。また、この駆動方式の駆動手段は、機械的な駆動力伝達機構を簡略化することができるので静音化に寄与することができると共に、小型化に寄与することができる。
【００３６】
また、第２の発明は、上記第１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、円筒状の形態で上記軸部材の外周を囲み、円筒状の一方の端面が上記光学素子を押圧して駆動することを特徴とする。
【００３７】
また、第３の発明は、上記第２の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記電極への非通電時には、上記円筒状の一方の端面が上記光学素子に対して隙間を供えることを特徴とする。
【００３８】
また、第４の発明は、上記第３の発明による光学装置において、上記駆動手段の電極への非通電時に、上記光学素子が上記案内手段の一部に当接して、上記駆動手段の一方の端面に対して隙間を空けることを特徴とする。
【００３９】
また、第５の発明は、上記第１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、薄膜状のポリマー材が積層されてなるものであることを特徴とする。
【００４０】
第６の発明は、上記第２の発明〜上記第５の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記ポリマー材は、シリコーンゴム又はアクリルゴム又はポリウレタンのいずれかであることを特徴とする。
【００４１】
第７の発明は、上記第３の発明又は上記第４の発明のいずれかによる光学装置において、上記電極層に電圧を印加して上記光学素子を駆動させる駆動制御手段を備えてなることを特徴とする。
【００４２】
第８の発明は、上記第１の発明〜上記第７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記光学素子は、レンズからなり、上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００４３】
第９の発明は、上記第８の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする。
【００４４】
したがって、第９の発明による光学装置は、変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００４５】
第１０の発明は、上記第８の発明による光学装置において、上記レンズ以外の他のレンズを駆動すべく、上記駆動手段とは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段を、さらに具備することを特徴とする。
【００４６】
したがって、第１０の発明による光学装置は、大きな移動量を必要とするレンズに対応するために、異なる駆動方式からなる第２の駆動手段を利用するように構成したので、駆動に適した方式の駆動手段を複数組み合わせて使用することで、より広い用途に対応することができる。
【００４７】
第１１の発明は、上記第１〜第７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、上記光学素子の移動方向に対して平行となるように設けられ、上記駆動手段は、上記案内手段に沿わせて配設されていることを特徴とする。
【００４８】
したがって、第１１の発明による光学装置は、
案内手段の同軸上に駆動手段を配設することができるので、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【００４９】
第１２の発明は、上記第１１の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記光学素子を当該光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで、当該光学素子を駆動するようになされていることを特徴とする。
【００５０】
したがって、第１２の発明による光学装置は、駆動手段と被駆動部材との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がないので、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上に寄与することができる。
【００５１】
第１３の発明は、上記第１２の発明による光学装置において、上記駆動手段による上記光学素子の駆動方向とは反対の方向に向けて当該光学素子を付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする。
【００５２】
したがって、第１３の発明による光学装置は、付勢手段を備えたことで、被駆動部材を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【００５３】
第１４の発明は、上記第１３の発明による光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記付勢手段は、上記軸部材を巻回するように形成される弦巻き状のばね部材であることを特徴とする。
【００５４】
したがって、第１４の発明による光学装置は、付勢部材を単純な形態のばね部材によって形成することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【００５５】
第１５の発明は、上記第１１の発明又は上記第１２の発明又は上記第１３の発明のいずれかによる光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする。
【００５６】
第１６の発明は、上記第１５の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする。
【００５７】
第１７の発明は、上記第１１〜第１６の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記光学素子は、レンズからなり、上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００５８】
第１８の発明は、上記第１７の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする。
【００５９】
したがって、第１８の発明による光学装置は、上述の第９の発明と同様に変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００６０】
第１９の発明は、上記第１〜第１７の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、複数の光学素子のそれぞれを各別に移動自在となるよう案内し、上記駆動手段は、上記複数の光学素子のそれぞれに応じて各別に複数設けられ、かつそれぞれ上記案内部材に沿わせて配設されていることを特徴とする。
【００６１】
したがって、第１９の発明による光学装置は、光軸に沿う方向に並べて配置される複数の光学素子のそれぞれを各別に移動自在となるように光学素子を案内部材に嵌合させ、この案内部材に沿うように複数の光学素子のそれぞれに応じた駆動手段を各別に配設したので、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【００６２】
第２０の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記駆動手段は、それぞれ対応する上記光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで上記光学素子を駆動することを特徴とする。
【００６３】
したがって、第２０の発明による光学装置は、駆動手段と被駆動部材との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がないので、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上に寄与することができる。
【００６４】
第２１の発明は、上記第１９の発明又は上記第２０の発明又は上記第１３の発明のいずれかによる光学装置において、上記複数の光学素子をそれぞれの駆動方向に抗する方向に付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする。
【００６５】
したがって、第２１の発明による光学装置は、上述の第１３の発明と同様に付勢手段を備えたことで、被駆動部材を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【００６６】
第２２の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記付勢手段は、上記軸部材に巻回される弦巻状のばね部材からなり、上記複数の光学素子によって挟まれる位置に配置されていることを特徴とする。
【００６７】
したがって、第２２の発明による光学装置は、上述の第１４の発明と同様に付勢部材を単純な形態のばね部材によって形成することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【００６８】
第２３の発明は、上記第１９の発明による光学装置において、上記複数の駆動手段は、上記複数の光学素子を挟むようにして配置されていることを特徴とする。
【００６９】
第２４の発明は、上記第１９〜第２３の発明のいずれか一つによる光学装置において、上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする。
【００７０】
第２５の発明は、上記第２４の発明による光学装置において、上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする。
【００７１】
第２６の発明は、上記第１７の発明による光学装置において、上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであり、上記駆動手段は、上記複数のレンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする。
【００７２】
したがって、第２６の発明による光学装置は、上述の第９の発明又は上記第１８の発明と同様に変倍動作又は焦点調節動作を少ない電力によって実行することができ、装置の省電力化に寄与することができる。
【００７３】
第２７の発明は、上記第１〜第２６の発明のいずれか一つによる光学装置において、カメラの撮影光学系に供されるものであることを特徴とする。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
本発明の光学装置は、写真撮影用フイルムを用いて写真撮影を行なういわゆるフイルムカメラや、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子を用いて電子的な静止画像又は動画像を取得し、これをデジタルデータ等の形態で記録媒体に記録するように構成される電子スチルカメラやビデオカメラ等の電子カメラ等に適用することができるものである。以下の説明においては、主に静止画像の取得及び記録を行ない得る電子スチルカメラ（以下、単に電子カメラという）に対して本発明の光学装置を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００７５】
図１〜図７は、本発明の第１の実施形態を示す図であって、このうち、図１は、本実施形態の光学装置を適用した電子カメラの外観斜視図である。図２は、本電子カメラの主な内部構成部材を概略的に示す透視図である。図３は、本電子カメラの主に電気的な内部構成部材を概略的に示すブロック構成図である。図４は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図である。図５は、図４の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。図６は、図４の光学装置（レンズユニット）の所定の部位（案内手段及び駆動手段の部位）の断面を示す縦断面図である。図７は、図４の光学装置（レンズユニット）の所定の部位の断面、即ち図６のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【００７６】
まず、本実施形態の光学装置が適用される電子カメラについて、図１・図２を用いて説明する。
図１・図２に示すように、本実施形態の光学装置が適用される電子カメラ１は、各種の構成部材を内部に備え、奥行方向の寸法が比較的小さくなるように形成される外装部材１１によってその筐体が構成されている。この外装部材１１の上面には、露出動作の実行を指示する操作部材であるレリーズボタン１２等、各種の操作部材が複数配設されている。なお、図１・図２においては、レリーズボタン１２以外の操作部材の図示は省略している。
【００７７】
また、外装部材１１の前面には、閃光発光装置の一部を構成するストロボ光照射窓１３が上縁部近傍の所定の位置に配設されている（図２には図示せず）。そして、このストロボ光照射窓１３に隣接する所定の位置には、対物光学系窓である撮影レンズ窓１４が設けられている。この撮影レンズ窓１４は、撮影光学系等によって構成される光学装置である撮影レンズユニット（図２参照；以下、単にレンズユニットという）２の一部、即ち対物光学系の前面を保護する等の目的を備えると共に、被写体光束を当該電子カメラ１の外装部材１１の内部に導き得る開口部の役目をしている。
【００７８】
本電子カメラ１の内部には、図２に示すように略中央部の所定の位置に、複数の回路基板１５が当該電子カメラ１の奥行方向に沿って積層するように配設されている。
【００７９】
この回路基板１５には、レリーズボタン１２等、外装部材１１の外表面上に配設される各種の操作部材に連動し、対応する所定の指示信号を発生させる各種の操作スイッチ（図示せず）等が実装されている。これにより、レリーズボタン１２等の操作部材が操作されると、その操作に応じて所定の指示信号が発生するようになっている。
【００８０】
また、回路基板１５には、レンズユニット２に設けられ撮像素子２８ｃ（図２では図示せず。図３参照）等が実装される撮像基板２８等が所定の手段（図２では図示せず。図４のコネクタ部２８ａ及びフレキシブルプリント基板２８ｂ等を参照）によって電気的に接続されている。
【００８１】
本電子カメラ１の内部であって、一端部近傍の所定の位置、即ち上述の回路基板１５の両端部に形成される空間のうち一方の端部の空間には、当該電子カメラ１の主電源となる電池１６が配置されている。この電池１６と回路基板１５とは、所定の電源接続線（特に図示せず）によって電気的に接続されている。これによって、電池１６の電力は、所定の電源回路等を介して回路基板１５へと供給されるようになっている。
【００８２】
また、本電子カメラ１の内部空間における他方の端部には、本実施形態の光学装置、即ちレンズユニット２が固設されている。
【００８３】
次に、本電子カメラ１における電気的な内部構成部材のうち主要なものについての概略構成を図３によって、以下に説明する。
本電子カメラ１は、被写体からの光束（以下、被写体光束という）の進行方向を変換する光学素子である反射部材２１ａや変倍動作に寄与する光学素子である変倍用レンズ群２２ａ及び焦点調節動作に寄与する光学素子である焦点調節用レンズ群２３ａ等、複数の光学素子等によって構成される撮影光学系２０と、撮像基板２８（図２参照）に実装され、撮影光学系２０を透過した被写体光束により形成される被写体像を受けて光電変換を行なう電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子２８ｃと、この撮像素子２８ｃからの出力信号を受けてＣＤＳ（相関二重サンプリング；Ｃorrelated Ｄouble Ｓampling）信号処理やＡＧＣ（Ａuto ＧainＣontrol）信号処理・ＡＤ（Ａnalog−Ｄigital）信号変換処理等、各種の信号処理を施して所定の形態の画像データを生成する撮像回路２８ｄと、この撮像回路２８ｄによって生成された画像データを一時的に保存する記録部であるＤＲＡＭ（Ｄynamic Ｒandom Ａccess Ｍemory）４１と、本電子カメラ１の動作制御を行なうためのプログラムを格納した記録媒体であるフラッシュメモリ（flash memory）４３と、画像データの外部記録媒体であり、当該電子カメラ１に対して着脱自在に設けられ、取得した画像データを保存するための記録媒体４４（例えば半導体メモリや磁気記録媒体・光記録媒体等）と、画像データの圧縮伸長処理や記録媒体４４との間で画像データの読み出し及び書き込み等を行なう画像処理回路４２と、画像データを表示するのに最適な形態の表示用データに変換すると共に、この表示用データに基づいく画像を表示する液晶表示（ＬＣＤ；Ｌiquid Ｃrystal Ｄisplay）装置等の表示装置４５と、本電子カメラ１の外装部材１１の外表面上に配設される各種の操作部材（レリーズボタン１２（図１・図２参照）やズームレバー・各種モード切換ダイヤル等）を含み、これに連動して所定の指示信号を発生させる各種の操作スイッチ等からなる操作部４６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ・電源回路等を含み電池１６から給電される電力を受けてこれを制御し各電気部材へと配電する電源部４７と、主電源であり乾電池やリチウム電池等の二次電池等からなる電池１６と、焦点調節動作に寄与するＡＦ（Ａuto Foucus）回路３１ａを含み
本電子カメラ１の全体の電気的な制御を統括的に行なう制御回路（ＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit）；中央演算回路：以下、単にＣＰＵという）３１と、焦点調節用レンズ群２３ａを駆動する焦点調節用アクチュエータ３６と、ＣＰＵ３１からの指令を受けて焦点調節用アクチュエータ３６の駆動制御を行なって焦点調節動作に寄与する駆動制御手段である第１ドライバ３５と、焦点調節用レンズ群２３ａの基準位置を検出する検出部材である位置基準用センサ３７と、変倍用レンズ群２２ａを駆動する変倍用アクチュエータ３３と、ＣＰＵ３１からの指令を受けて変倍用アクチュエータ３３の駆動制御を行なって変倍動作に寄与する駆動制御手段である第２ドライバ３２と、変倍用レンズ群２２ａの変位を検出する検出部材であるエンコーダ３４等によって構成されている。
【００８４】
なお、上述の画像処理回路４２によって行なわれる圧縮伸張処理とは、撮像回路２８ｄによって生成された画像データを記録媒体４４の所定の記録領域に記録するのに最適な形態の圧縮データに変換し書き込む（記録する）圧縮処理と、記録媒体４４において圧縮された形態で記録されている画像データを読み出して所定の形態の画像データとなるように変換する伸張処理等の信号処理である。
【００８５】
次に、本電子カメラに適用される本実施形態のレンズユニットの構成について図４〜図７を用いて、以下に詳述する。
上述したように本電子カメラ１の内部には、レンズユニット２が所定の位置に配設されている。このレンズユニット２は、図４に示すように撮影（被写体像の形成）に寄与する光学素子である複数のレンズ群（２２ａ・２３ａ・２４ａ）と、これらの光学素子（レンズ群）をそれぞれ保持する複数の枠部材（２２・２３・２４）と、これらの枠部材のうちの一部を所定の方向（光軸Ｏ２に沿う方向）へと移動させるためのレンズ枠駆動部材としてのアクチュエータ（３３・３６）と、当該レンズユニット２の内部へと入射する被写体光束の光路を折り曲げて、所定の位置に配置される撮像素子２８ｃ（図４では図示せず。図３参照）の受光面の側へと導く光学素子である反射部材２１ａ等によって構成される。
【００８６】
なお、ここで反射部材２１ａにおける光束の入射側（被写体側）の光軸は、図３に示すように符号Ｏ１で示し、この符号Ｏ１で示される光軸を第１の光軸というものとする。また、この第１の光軸Ｏ１に対して直交する光軸は、図３に示すように符号Ｏ２で示し、この符号Ｏ２で示される光軸を第２の光軸というものとする。この第２の光軸Ｏ２は、上述の変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ群２３ａ・固定レンズ群２４ａの略中心を透過して撮像基板２８上の撮像素子２８ｃ（図３参照）の受光面へと至る光束の中心軸を示している。
【００８７】
レンズユニット２の具体的な構成は、次に示す通りである。即ち、レンズユニット２を構成する各種の構成部材は、レンズユニット基台（以下、単に基台という）２５の上面の所定の位置にそれぞれ配設されている。
【００８８】
レンズユニット２の撮影光学系２０（図３参照）は、折り曲げ光学系を構成している。この撮影光学系２０は、光学ガラス等からなるプリズムや反射鏡等の反射部材２１ａと、所定の指示信号に基づいて光軸Ｏ２に沿う方向に移動することで変倍動作に寄与する変倍用レンズ群２２ａと、焦点調節動作を行なうと共に、変倍動作に伴って生じる焦点調節状態のずれ等を補正する焦点調節用レンズ群２３ａと、被写体像を撮像素子２８ｃ（図４では図示せず。図３参照）の受光面上に結像させる固定レンズ群２４ａとの複数の光学素子（レンズ群）等によって構成されている。
【００８９】
そして、これらの光学素子（レンズ群）等は、最も被写体寄りの位置から反射部材２１ａ・変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ群２３ａ・固定レンズ群２４ａの順に並べて配置されていて、固定レンズ群２４ａの後方の所定位置であって光軸Ｏ２と直交する位置に撮像素子２８ｃ（図３参照）を実装した撮像基板２８が配設されている。
【００９０】
撮像基板２８の実装面上の所定の位置には、コネクタ部２８ａが実装されており、このコネクタ部２８ａに接続されるフレキシブルプリント基板２８ｂ等を介して撮像基板２８は、画像信号処理回路等を実装した回路基板１５の一部と電気的に接続されている。
【００９１】
反射部材２１ａは、反射部材支持枠２１ｂによって保持されており、この反射部材支持枠２１ｂは、基台２５の一端部近傍に固設される支持壁２１に対して一体的に固設されている。つまり、支持壁２１には、反射部材２１ａが保持された反射部材支持枠２１ｂがネジ部材等の締結手段によって固設されている。これにより、反射部材２１ａは、基台２５の上面の所定の位置に固定保持されている。
【００９２】
ここで、反射部材２１ａは、本電子カメラ１の前面に対向する位置に存在する被写体からの光束、即ち被写体光束を略直角に折り曲げて、撮像基板２８（撮像素子２８ｃ；図示せず）の側へと導くようにする光学素子である。
【００９３】
反射部材支持枠２１ｂに取り付けられる反射部材２１ａは、図４に示す光軸Ｏ１及び光軸Ｏ２のそれぞれに対して角度略４５度の傾斜角度を有するように配置される反射面を備えて形成されている。この反射面は、光軸Ｏ１の延長線上に位置する被写体と、光軸Ｏ２の延長線上に位置する各レンズ（２２ａ・２３ａ・２４ａ）及び撮像基板２８上の撮像素子２８ｃ（図示せず）に対向するように配置されている。
【００９４】
一方、固定レンズ群２４ａは、基台２５の他端部近傍に固設される固定枠２４によって基台２５の上面の所定の位置に固設保持されている。
【００９５】
そして、支持壁２１と固定枠２４との間には、変倍用レンズ枠２２（変倍用レンズ群２２ａ）と焦点調節用レンズ枠２３（焦点調節用レンズ群２３ａ）とを所定の方向、即ち光軸Ｏ２に沿う方向へと移動自在に案内する案内手段の一部を構成する案内部材であって、直線状に形成される二本の軸部材からなる主副ガイド軸（２６・２７）が懸架されている。
【００９６】
つまり、主副ガイド軸（２６・２７）は、光軸Ｏ２に沿う方向に並べて配置される複数の光学素子（２２ａ・２３ａ）を保持するレンズ枠（２２・２３）のそれぞれを各別に移動自在となるように当該各レンズ枠（２２・２３）に対して嵌合している。
【００９７】
この案内手段を構成する二本の案内部材（主副ガイド軸２６・２７）のうち一方の主ガイド軸２６は、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが光軸Ｏ２方向へと移動するのを案内する役目をしているものである。
【００９８】
また、他方の副ガイド軸２７は、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが主ガイド軸２６を中心として回転してしまうことを防ぐ役目をすると共に、両レンズ枠２２・２３が光軸Ｏ２に沿う方向へと移動する際の移動を案内する役目をするものである。
【００９９】
そのために、主副ガイド軸２６・２７は、両レンズ枠２２・２３の移動方向（光軸Ｏ２に沿う方向）に対して平行となるように設けられている。そして、この主副ガイド軸２６・２７には、両レンズ枠２２・２３が移動可能に嵌合している。
【０１００】
主ガイド軸２６は、図５〜図７に示すように構成されている。即ち、主ガイド軸２６は、短軸部材２６ａ及び長軸部材２６ｂとによって形成される軸部材である。このうち短軸部材２６ａは、支持壁２１に対して固設され得る突状部２６ｅを一端に有しており、他端には、長軸部材２６ｂと連結するためのネジ穴２６ｄが形成されている。そして、この短軸部材２６ａの外周側には、変倍用アクチュエータ３３が配設されるようになっている。
【０１０１】
また、長軸部材２６ｂは、例えば伸長性の弦巻（コイル）状のばね部材等からなる付勢手段である付勢部材２９が外周に巻回され、かつ変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが摺動自在に配設される細径部２６ｃと、焦点調節用アクチュエータ３６が外周側に配設される太径部２６ｂｂとが一体となって形成されている軸部材である。この場合において、太径部２６ｂｂの直径は、短軸部材２６ａの直径と略同径となるように形成されている。
【０１０２】
そして、細径部２６ｃの一端には、短軸部材２６ａのネジ穴２６ｄに対して螺合し得るネジ部２６ｄｄが形成されている。また、太径部２６ｂｂの他端には、固定枠２４に対して固設され得る突状部２６ｆが形成されている。
【０１０３】
つまり、主ガイド軸２６は、短軸部材２６ａと長軸部材２６ｂとがネジ穴２６ｄとネジ部２６ｄｄとの螺合によって一体化されることにより一本の軸部材を形成している。そして、このように構成された主ガイド軸２６は、その両端に形成される突状部２６ｅ・２６ｆがそれぞれ支持壁２１と固定枠２４とによって固定支持されている。
【０１０４】
また、図４・図６に示すように主ガイド軸２６の長軸部材２６ｂの細径部２６ｃには、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とが摺動自在に配設され、かつ両レンズ枠２２・２３との間の空間には、両レンズ枠２２・２３によって挟持されるように付勢部材２９が細径部２６ｃの外周側に巻回されている。
【０１０５】
したがって、通常の状態では、両レンズ枠２２・２３は、付勢部材２９の伸長方向への付勢力によって所定の方向、即ち図６に示す矢印Ｘ１・Ｘ２方向にそれぞれが付勢されている。つまり、付勢部材２９の伸長方向への付勢力によって変倍用レンズ枠２２は図６に示す矢印Ｘ１方向へ、焦点調節用レンズ枠２３は図６に示す矢印Ｘ２方向へと付勢されている。
【０１０６】
なお、付勢部材２９の付勢力は、後述するように駆動手段（アクチュエータ３３・３６）による両レンズ枠２２・２３の駆動方向とは反対の方向へ向けて両レンズ枠２２・２３を付勢するように作用している。
【０１０７】
そして、両レンズ枠２２・２３は、それぞれが短軸部材２６ａの他端部２６ｇ及び長軸部材２６ｂの太径部２６ｂｂの一端部２６ｈに当接することで、所定の位置に位置決めされている。
【０１０８】
したがって、付勢部材２９は、変倍用及び焦点調節用の両アクチュエータ３３・３６が駆動していない通常状態において、変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とを所定の位置に位置決めする役目をしている。
【０１０９】
また、短軸部材２６ａの外周側には変倍用アクチュエータ３３が配置され、長軸部材２６ｂの太径部２６ｂｂには焦点調節用アクチュエータ３６が配置されている。この場合において、両アクチュエータ３３・３６は、それぞれが短軸部材２６ａ・長軸部材２６ｂの外周側に巻回されるように設けられている。
【０１１０】
そして、変倍用アクチュエータ３３の一端部は、支持壁２１に当接するように、焦点調節用アクチュエータ３６の他端部は、固定枠２４に当接するように配置されている。
【０１１１】
さらに、両アクチュエータ３３・３６に対して通電されていない通常の状態では、変倍用アクチュエータ３３の他端部は変倍用レンズ枠２２との間に若干の隙間ｄ１を有するように、そのサイズが設定されている。また、同状態において、焦点調節用アクチュエータ３６の一端部は、焦点調節用レンズ枠２３との間に若干の隙間ｄ２を有するように、そのサイズが設定されている。
【０１１２】
つまり、両アクチュエータ３３・３６は、主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で設けられており、両アクチュエータ３３・３６のそれぞれの一方の端部は、支持壁２１又は固定枠２４のうちの各対応する側の固定部に当接している。また、両アクチュエータ３３・３６のそれぞれの他方の端部は、変倍用レンズ枠２２又は焦点調節用レンズ枠２３のうちの各対応する側のレンズ枠を押圧し得る位置に配置されていて、通電されていない状態では、各対応する側のレンズ枠（２２・２３）との間に所定の隙間ｄ１・ｄ２を有するように配設されている。
【０１１３】
この場合において、変倍用アクチュエータ３３に対して通電すると、変倍用アクチュエータ３３の他端部は、変倍用レンズ枠２２の主ガイド軸２６との嵌合部近傍に当接してこれを押圧することで当該変倍用レンズ枠２２を光軸Ｏ２に沿う方向であって、矢印Ｘ１に抗する方向へと移動させるようになっている。
【０１１４】
また、焦点調節用アクチュエータ３６に対して通電すると、焦点調節用アクチュエータ３６の他端部は、焦点調節用レンズ枠２３の主ガイド軸２６との嵌合部近傍に当接してこれを押圧することで当該焦点調節用レンズ枠２３を光軸Ｏ２に沿う方向であって、矢印Ｘ２に抗する方向へと移動させるようになっている。
【０１１５】
さらにまた、この主ガイド軸２６及び両アクチュエータ３３・３６の外周側を覆うようにしてカバー部材３８が配設されている（図５・図６・図７参照。他の図４では図示を省略している）。このカバー部材３８は、両アクチュエータ３３・３６の意図しない方向、主に主ガイド軸２６の径方向への変形を抑止すると共に両アクチュエータ３３・３６の外面を保護する等の目的を有して設置されているものである。
【０１１６】
他方、副ガイド軸２７の両端部も支持壁２１と固定枠２４とによって固定支持されている。
【０１１７】
主副ガイド軸２６・２７と変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３とは、次に示すような手段によって嵌合している。
【０１１８】
即ち、焦点調節用レンズ枠２３の一端部２３ｂには、第２の光軸Ｏ２に沿う貫通孔が穿設されている。この貫通孔に対して主ガイド軸２６が挿通している。このようにして焦点調節用レンズ枠２３は、主ガイド軸２６に対して嵌合しており、かつ摺動自在に支持されている。
【０１１９】
また、焦点調節用レンズ枠２３の他端部２３ｃには、断面が略Ｕ字形状となる軸受部が形成されており、この軸受部の内部に副ガイド軸２７が配置されている。これにより副ガイド軸２７は、主ガイド軸２６を回転中心とする焦点調節用レンズ枠２３の回転を防ぐと共に、同焦点調節用レンズ枠２３が第２の光軸Ｏ２に沿う方向へと移動するのを案内する役目をしている。
【０１２０】
一方、変倍用レンズ枠２２の一端部２２ｂには、上述の焦点調節用レンズ枠２３の貫通孔と同様の貫通孔が第２の光軸Ｏ２に沿う方向に穿設されている。この貫通孔に対して主ガイド軸２６が挿通している。このようにして変倍用レンズ枠２２は、主ガイド軸２６に対して嵌合しており、かつ摺動自在に支持されている。
【０１２１】
また、変倍用レンズ枠２２の他端部２２ｃには、上述の焦点調節用レンズ枠２３と同様に、断面が略Ｕ字形状となる軸受部が形成されており、この軸受部の内部に副ガイド軸２７が配置されている。これにより、副ガイド軸２７は、主ガイド軸２６を回転中心とする変倍用レンズ枠２２の回転を防ぐと共に、同変倍用レンズ枠２２が第２の光軸Ｏ２に沿う方向へと移動するのを案内する役目をしているのは、上述の焦点調節用レンズ枠２３の軸受部と全く同様である。
【０１２２】
このようにして主ガイド軸２６及び副ガイド軸２７は、変倍用レンズ群２２ａを固定保持する変倍用レンズ枠２２と、焦点調節用レンズ群２３ａを固定保持する焦点調節用レンズ枠２３とのそれぞれに対して嵌合しており、両レンズ枠２２・２３が第２の光軸Ｏ２に沿う方向にそれぞれ独立して移動し得るように支持している。
【０１２３】
上述したように、主ガイド軸２６には、被駆動部材である変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３を第２の光軸Ｏ２に沿う方向にそれぞれ独立して移動させるための駆動手段、即ちレンズ枠駆動部材としてのアクチュエータ３３・３６が、当該主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で配設されている。
【０１２４】
つまり、本実施形態におけるアクチュエータ（３３・３６）は、主ガイド軸２６に沿わせて設けられ、かつ変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３のそれぞれに応じて各別に配設されている。
【０１２５】
そして、このアクチュエータ３３・３６は、電歪効果を利用して駆動力を得るように構成された電歪アクチュエータ（図１７参照）からなるものであって、変倍用レンズ枠２２及び焦点調節用レンズ枠２３を駆動するための駆動手段である。
【０１２６】
アクチュエータ３３・３６は、所定の接続手段によって回路基板１５と電気的に接続されており、この回路基板１５に実装されるＣＰＵ３１からの指令に基づいて、所定の動作が制御されるようになっている。
このように本実施形態の光学装置（レンズユニット２）は構成されている。
【０１２７】
ところで、一般的な電子カメラ等における光学装置において実行される変倍動作や焦点調節動作は、それぞれに対応する所定のレンズ群を光軸に沿う方向へと移動させることで実現しているのが普通である。
【０１２８】
図１９は、一般的な電子カメラ等における光学装置の撮影光学系の構成と、この撮影光学系を構成する複数のレンズ群が動作した場合の配置状態を示す図である。
【０１２９】
図１９において、第１レンズ群Ｌ１は対物レンズ群であり、第２レンズ群Ｌ２は変倍用レンズ群であり、第３レンズ群Ｌ３は焦点調節用レンズ群であり、第４レンズ群Ｌ４は固定レンズ群である。
【０１３０】
このような構成の撮影光学系を備えた電子カメラにおいて、変倍動作が実行される際の作用は、次のようになる。なお、本実施形態の電子カメラ１の作用は、以下に説明する電子カメラの作用と略同様のものである。したがって、以下の説明においては、図１〜図３の電子カメラ１の構成を参照するものとする。
【０１３１】
例えば、使用者が所望のときに変倍動作を実行するための所定の操作部材（ズームレバー（図示せず）等）を操作することにより開始される。これにより、所定の指示信号（この場合には変倍指示信号）が操作部（４６）より発生する。この変倍指示信号は、短焦点（ｗｉｄｅ）側から長焦点（ｔｅｌｅ）側へ向けて変倍動作を行なうズームアップ指示や長焦点（ｔｅｌｅ）側から短焦点（ｗｉｄｅ）側へ向けて変倍動作を行なうズームダウン指示等である。そして、この変倍指示信号は、制御回路（ＣＰＵ３１）へと伝達される。
【０１３２】
すると、制御回路（ＣＰＵ３１）は、これを受けて変倍用ドライバ（第２ドライバ３２）を介して変倍用アクチュエータ（３３）の駆動制御を行なうと同時に、これに共働させて焦点調節用ドライバ（第１ドライバ３５）を介して焦点調節用アクチュエータ（３６）の駆動制御を行なう。
【０１３３】
これにより、第２レンズ群Ｌ２（変倍用レンズ群２２ａ）を保持する変倍用レンズ枠（２２）及び第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）は、それぞれが光軸Ｏ２に沿う所定の方向へ所定量だけ移動することになる。
【０１３４】
この場合において、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）をも同時に駆動制御しているのは、変倍動作に伴う焦点位置の変位を補正するための補正動作を行なわしめるためである。
【０１３５】
この補正動作は、撮像素子（２８ｃ）によって取得される被写体像を制御回路（ＣＰＵ３１）内のＡＦ回路（３１ａ）によって解析しつつ、この被写体像のコントラストが最大となるように第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）の位置を変位させる（フィードバック）といった動作である。これは、従来の電子カメラ等において一般的に行なわれている制御である。
【０１３６】
なお、一般的な電子カメラ等の光学装置において変倍動作を行なう際には、第２レンズ群Ｌ２（変倍用レンズ群２２ａ）を保持する変倍用レンズ枠（２２）と第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）とは、それぞれ約１０ｍｍ程度移動させるようにするのが普通である。
【０１３７】
一方、一般的な電子カメラの撮影光学系において実行される焦点調節動作は、通常の場合、露出動作を実行する直前に行なう撮影準備動作に含まれる動作である。
【０１３８】
つまり、通常の電子カメラ等においては、撮影動作を実行する際には、まずレリーズボタン（１２）の第一段目の操作によって測光動作や焦点調節動作が行なわれ、これに続いてレリーズボタン（１２）の第二段目の操作を行なうことで露出動作、即ち絞り装置やシャッター装置等の駆動制御が実行されるようになっているのが一般的である。
【０１３９】
つまり、使用者が所望のときに撮影準備動作を実行するための所定の操作部材（レリーズボタン１２の第一段目の操作等）を履行することで、焦点調節動作等の撮影準備動作が開始されることになる。
【０１４０】
この場合において、レリーズボタン（１２）等の操作部材が操作されると所定の指示信号（この場合には焦点調節指示信号等）が操作部（４６）より発生する。この焦点調節指示信号は、制御回路（ＣＰＵ３１）へと伝達される。
【０１４１】
すると、制御回路（ＣＰＵ３１）は、これを受けて焦点調節用ドライバ（第１ドライバ３５）を介して焦点調節用アクチュエータ（３６）の駆動制御を行なう。これにより、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）は、光軸Ｏ２に沿う所定の方向へ所定量だけ移動する。
【０１４２】
この焦点調節動作は、撮像素子（２８ｃ）によって取得される被写体像を制御回路（ＣＰＵ３１）のＡＦ回路（３１ａ）によって解析し、この被写体像のコントラストが最大となるように第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）の位置を変位させる（フィードバック）動作である。このような焦点調節動作は、従来の電子カメラ等において一般的に行なわれている制御である。
【０１４３】
なお、一般的な電子カメラ等の光学装置において焦点調節動作を行なう際には、第３レンズ群Ｌ３（焦点調節用レンズ群２３ａ）を保持する焦点調節用レンズ枠（２３）をプラス及びマイナス方向（±）に約１ｍｍ程度移動させるようにするのが普通である。
【０１４４】
一方、本実施形態の光学装置におけるアクチュエータ（３３・３６）は、所定のポリマー材を使用して構成されてるものである（図１７参照）。この場合において、例えば、ポリマー材として
「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」（＊）
（＊）「ＨＳ３ silicone」は製品名。ここで「シリコーン（silicone）」は、有機珪素化合物の重合体を指す。また「プリストレイン(Prestrain）」は、予備伸長の意である。したがって、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」は、薄膜状の「ＨＳ３ シリコーン」という材料を、平面上において予めｘ方向に２８０％伸長させた形態のものを指している。
【０１４５】
を使用した電歪アクチュエータに対して、予備伸長（Prestrain）された方向とは略直交する方向に１２８Ｖ／μｍの電圧を印加した場合の相対的な伸長（Relative Strain）率は１１７％となり、当該電歪アクチュエータが伸長する際に発生する有効圧力（Effective Compressive Stress）は、これらのデータより、０．４ＭＰａ（メガパスカル）と算出される。以上の実験計算の結果は、「ＳＲＩインターナショナル」（非営利の独立研究機関）によって公表されている（「平成１２年度 マイクロマシン技術の研究開発（発電施設用高機能メンテナンス技術開発）委託研究成果報告書」（財団邦人マイクロマシンセンター．平成１３年３月刊）第５４０頁〜第５４１頁及び第５４０頁の表４．１−２参照）。
【０１４６】
なお、この場合においてポリマー材が変形（伸長）する方向は、電極層に与えられる電界の方向、即ち電圧によって生じる圧力方向に対して略直交する方向に沿う平面上、即ちポリマー材の平面上において、予備伸長方向（ｘ方向）に対して略直交する方向（ｙ方向）である。
【０１４７】
ここで、上述した条件の電歪アクチュエータの長さ寸法を約１０ｍｍとした場合において、この電歪アクチュエータに対して１２８Ｖ／μｍの電圧を印加することで、長さ１０ｍｍの当該電歪アクチュエータは、予備伸長方向（ｘ方向）に略直交する所定の方向（ｙ方向）に向けて約１１．７ｍｍの長さだけ伸長（変形）することになることは、上述の実験データより導き出すことができる。
【０１４８】
他方、一般的な電子カメラ等の小型機器における電源電圧の条件としては、例えば１００Ｖ以下に抑えるように構成するのが普通である。
【０１４９】
したがって、このことを考慮すると、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」に対して１００Ｖの電圧を印加した場合において、１２８Ｖ／μｍの電圧を印加した場合と同等の結果（１１７％の相対伸長率）を得るためのポリマー材の厚み寸法の条件は、次の式から求めることができる。
【０１５０】
１２８(V)／１(μm)＝１００(V)／Ｔ(μｍ)
Ｔ(μｍ)＝０．７８(μｍ)
即ち、電歪アクチュエータの厚さ方向の寸法（膜厚）Ｔ＝０．７８μｍとすればよい。１００Ｖの電圧で駆動制御するようにした場合でも、所望の伸長（変形）を得るように構成することができることになる。
【０１５１】
また、本実施形態の光学装置（レンズユニット２）においては、上述したように変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とのそれぞれに対して付勢部材２９の付勢力が常に作用している状態にある。したがって、付勢部材２９の付勢力に抗して両レンズ枠２２・２３を所定量だけ所定方向に移動させるためには、当該付勢部材２９の付勢力以上の駆動力が必要となる。
【０１５２】
なお、本実施形態の光学装置におけるアクチュエータ３３・３６による駆動力は、所定のポリマー材が変形（伸長）することにより生じるようになっているものである。
【０１５３】
そこで、例えば本実施形態のレンズユニット２において、付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆであるものとした場合、アクチュエータ３３・３６が付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗して両レンズ枠２２・２３を移動させるために必要となる駆動力を得るには、当該アクチュエータ３３・３６長さ寸法の条件を次のように設定する必要がある。
【０１５４】
この場合において、電歪アクチュエータは、０．７８μｍの膜厚を有する「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」のポリマー材からなるものとする。また、上述したように付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆとする。そして、電歪アクチュエータに与える電圧を１００Ｖとすると、当該電歪アクチュエータが伸長する際の有効圧力は０．４ＭＰａとなるから、求めるべきアクチュエータ３３・３６の長さ寸法Ｌ（ｍ）は、次式より求めることができる。
【０１５５】
０．４(MPa)×（０．７８×１０−６(m)）×Ｌ(m)
＞（２０×１０−３(kg)×９．８(m/s2)
∴Ｌ(m)＞０．６(m)
つまり、上述の条件を備えた電歪アクチュエータを用いて付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗し得るためには、少なくともＬ＝６０ｃｍ以上の長さ寸法が必要になることがわかる。
【０１５６】
しかし、本実施形態の光学装置では、小型の機器に適用するものであることを考慮すると、Ｌ＝６０ｃｍをそのまま採用することはできない。そこで、適用する装置の小型化を維持しながら、長さ寸法６０ｃｍの電歪アクチュエータを適用するためには、例えば電歪アクチュエータを積層した形態の多層化構造にすることで、容易に問題を解決することができる。
【０１５７】
図８は、本実施形態の光学装置に適用するべく、多層化構造とした場合の電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図である。また、図９は、この多層化構造とした電歪アクチュエータにおける電気的接続を概略的に示す図である。
【０１５８】
図８に示す電歪アクチュエータ１００Ａは、図１７と同様に薄膜状に形成される重合体であるポリマー材１０１と電極層１０２とから構成されており、さらにこのアクチュエータ１００Ａでは、ポリマー材１０１と電極層１０２とが交互に配置された多層化構造を備えて形成されている。
【０１５９】
この場合において、電極層１０２は、電圧を印加する層（図８において「（＋）」で示す層）と接地する層（図８において「０」（ゼロ）で示す層）とが交互に配置されることになる。つまり、多層化構造とするのに際して各層を構成する電歪アクチュエータは、図９に示すようにそれぞれが並列接続されることになる。
【０１６０】
また、電歪アクチュエータを多層化構造で形成するに際しては、例えば図１０・図１１・図１２に示すように、様々な形態とすることが可能である。
【０１６１】
本実施形態のレンズユニット２においては、変倍用及び焦点調節用の二つのアクチュエータ３３・３６は、上述したように主ガイド軸２６に嵌合し得るように、即ち主ガイド軸２６の外周側の所定の位置に巻き付けた形態で設けられている。
【０１６２】
したがって、アクチュエータ３３・３６自体の形状は、略円筒形状を有して形成されるものとなる。ここで、当該円筒形状のアクチュエータ３３・３６の直径Ｄ＝５ｍｍであるとすると、その外周面に沿う長さは、Ｄ(mm)×π＝約１５ｍｍとなる。したがって、次式より層数を求めると、
６０(cm)／１．５(cm)＝４０(層)
となる。このことから、当該アクチュエータ３３・３６において、長さ寸法Ｌ＝６０ｃｍの材料を直径Ｄ＝５ｍｍの略円筒形状に形成した場合には、少なくとも４０層の多層化構造となることがわかる。
【０１６３】
なお、各層における厚さ寸法（膜厚）Ｔ（図８参照）は、上述したように、およそ０．７８μｍに設定されることになるので、多層化構造のアクチュエータ３３・３６自体の厚さ寸法ｔは、
ｔ＝４０×０．７８(μm)＝約３５(μm)
となる。
【０１６４】
以上のことを考慮すると、本実施形態のレンズユニット２に適用するアクチュエータ３３・３６は、次のような形態のものとすればよい。
【０１６５】
図１３は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）に適用されるアクチュエータのみを取り出して拡大して示す概略斜視図である。
【０１６６】
このアクチュエータ３３・３６は、少なくとも４０層からなる多層化構造に形成されており、各層の膜厚はＴ＝０．７８μｍに設定されているので、アクチュエータ３３・３６自身の厚さ方向の寸法ｔは、少なくともｔ＝３５μｍとなる。
【０１６７】
また、アクチュエータ３３・３６の直径は、Ｄ＝５ｍｍに設定されており、その伸長方向の長さ寸法は、Ｌ０＝１０ｍｍに設定されている。なお、ポリマー材としては、「ＨＳ３ silicone（Prestrain(x,y)(%)＝(280,0)」を用いる。
【０１６８】
そして、このように形成されたアクチュエータ３３・３６において、１００Ｖの電圧を印加した場合には、付勢部材２９の付勢力Ｆ＝２０ｇｆに抗して相対伸長率＝１１７％で所定の伸長方向（主ガイド軸２６に沿う方向であり光学素子の移動方向）に伸長する。
【０１６９】
したがって、このときのアクチュエータ３３・３６の伸び量は、ΔＬ＝１１．７ｍｍとなる。これによって、当該アクチュエータ３３・３６は、これを適用する光学装置（レンズユニット２）における変倍動作及び焦点調節動作を実行するのに必要充分な伸び量を確保している。
【０１７０】
以上のように構成された本実施形態の光学装置を適用する電子カメラ１の作用の概略を、以下に簡単に説明する。
まず、電子カメラ１の使用者は、所定の操作部材、例えば電源スイッチに連動する電源操作部等（図示せず）を操作して、当該電子カメラ１を起動させる。
【０１７１】
次に、使用者は、撮影を所望する被写体を決定すると共に、その被写体を含む所望の撮影範囲をカバーする撮影光学系の撮影画角を決定する。そのために、使用者は、所定の操作部材、例えばズームレバー等を操作する。この操作によって、変倍動作を実行すべき旨の変倍指示信号が発生する。そして、この変倍指示信号はＣＰＵ３１へと伝達される。これを受けてＣＰＵ３１では、変倍動作を実行すべく、各種の制御の実行が開始される。
【０１７２】
ＣＰＵ３１は、まず、第２ドライバ３２を介して変倍用アクチュエータ３３の駆動制御を行なって、ズームレバーによって指示された変倍方向に指示変倍量だけ変倍用レンズ群２２ａを移動させる。つまり、第２ドライバ３２は、変倍用アクチュエータ３３に対して所定の電圧を印加する。これにより、変倍用アクチュエータ３３は、所定の方向に所定量だけ伸長することになる。したがって、変倍用レンズ群２２ａを保持する変倍用レンズ枠２２は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと移動し所望の変倍位置で停止する。この位置における停止状態を維持するために、第２ドライバ３２は電圧の印加を継続して行なう。
【０１７３】
この変倍動作に並行してＣＰＵ３１は、ＡＦ回路３１ａを制御して撮像素子２８ｃにより取得される被写体像を解析し、この被写体像のコントラストが最大となるように焦点調節用レンズ群２３ａの位置を変位させるための焦点位置の補正制御を行なう。つまり、ＣＰＵ３１は、第１ドライバ３５を介して焦点調節用アクチュエータ３６の駆動制御を行なって、常に明確な状態の画像が表示装置４５に表示されるように制御する。
【０１７４】
この場合において、第１ドライバ３５は、焦点調節用アクチュエータ３６に対して所定の電圧を印加することで、焦点調節用アクチュエータ３６を所定の方向に所定量だけ伸長させる駆動制御を行なう。これにより、焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと変倍動作に連動して移動し、焦点が合致した状態となる所定の位置で停止する。この停止位置を維持するために、第１ドライバ３５は電圧の印加を継続して行なう。
【０１７５】
このようにして所望の変倍動作が完了した後、本電子カメラ１の使用者は、続いて撮影動作を実行すべくレリーズボタン１２の操作を行なう。即ち、レリーズボタン１２の第一段目の操作が行なわれることにより、所定の撮影準備動作を実行すべき旨の指示信号が発生する。当該指示信号はＣＰＵ３１へと伝達される。
【０１７６】
これを受けてＣＰＵ３１では、所定の測光動作や焦点調節動作を実行すべく、各種の制御の実行が開始される。なお、以下の説明では、焦点調節動作についてのみ説明する。
【０１７７】
電子カメラ１がこの状態にあるときには、被写体光束は、撮影光学系２０を透過して撮像素子２８ｃへと至り、その受光面上の所定の位置に被写体像が形成されている。このとき撮像素子２８ｃは、当該被写体像を光電変換し、これにより得られる電気的な信号を撮像回路２８ｄを介してＡＦ回路３１ａへと伝送する。
【０１７８】
ＡＦ回路３１ａは、受信した被写体像に基づく電気信号を解析する。この解析結果に基づいて、ＣＰＵ３１は、第１ドライバ３５を介して焦点調節用アクチュエータ３６を駆動制御する。つまり、第１ドライバ３５は、焦点調節用アクチュエータ３６に対して所定の電圧を印加する。これにより、当該焦点調節用アクチュエータ３６は、所定の方向に所定量だけ伸長する。
【０１７９】
これを受けて、焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３は、主副ガイド軸２６・２７に案内されながら光軸Ｏ２に沿う所定の方向へと移動して焦点が合致した状態となる所定の位置に停止する。この停止位置は、第１ドライバ３５への電圧の印加を継続して行なうことにより維持される。
【０１８０】
この焦点調節動作に続いて、又は並行してＣＰＵ３１は、所定の測光手段（図示せず）を制御して所望の被写体像を含む撮影画像に適した露出値を演算し、算出した露出値のデータを所定の記憶手段に一時的に記録する。こうして撮影準備動作が完了する。
【０１８１】
次いで、使用者がレリーズボタン１２の第二段目の操作を行なうと、これに応じた露出指示信号が発生する。これを受けてＣＰＵ３１は、算出された露出値に応じて絞り装置やシャッター装置（図示せず）及び撮像素子２８ｃ等を駆動制御して、所望の画像を取得するための露出動作が実行される。
【０１８２】
その後、ＣＰＵ３１は、撮像回路２８ｄ・画像処理回路４２等を制御して、記録媒体４４に記録するのに最適となる形態の画像データを生成し、これを記録媒体４４に記録する。
【０１８３】
これと同時に、ＣＰＵ３１は、画像処理回路４２・表示装置４５等を制御して、取得された画像信号に基づく画像を表示するのに最適となる形態の画像データを生成し、これを表示装置４５の表示画面上に所定の時間表示する。
【０１８４】
以上説明したように上記第１の実施形態によれば、主としてポリマー材からなり電歪効果を利用して光学素子（変倍用レンズ群２２ａ・焦点調節用レンズ枠２３ａ）を駆動するための駆動手段（変倍用アクチュエータ３３・焦点調節用アクチュエータ３６）を適用したことにより、少ない電力で両レンズ群（２２ａ・２３ａ）を光軸Ｏ２に沿う方向に移動させることができ、よって省電力化に寄与することができる。
【０１８５】
また、この駆動方式の駆動手段（３３・３６）は、機械的な駆動力伝達機構を簡略化することができるので静音化に寄与することができると共に、これを適用する光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【０１８６】
また、案内部材（主副ガイド軸２６・２７）は、光学素子（２２ａ・２３ａ）の移動方向であって、光軸Ｏ２に沿う方向に対して平行となるように設け、この案内部材（のうち主ガイド軸２６）に光学素子（２２ａ・２３ａ）を移動可能に嵌合させて配置し、さらに一方の案内部材（２６）に沿わせて同軸上となるように駆動手段（３３・３６）を配設したことから、部材配置の効率化を図ることができ、よって光学装置の小型化に寄与することができる。
【０１８７】
そして、駆動手段（３３・３６）は、光学素子（２２ａ・２３ａ）を保持するレンズ枠（２２・２３）と案内手段（のうち主ガイド軸２６）とが嵌合する嵌合部近傍において、両レンズ枠（２２・２３）のそれぞれを直接押圧することで、光学素子（２２ａ・２３ａ）を移動させるようにしたので、駆動手段（３３・３６）と被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）との間に駆動力変換手段や駆動力伝達手段を設ける必要がない。したがって、伝達する駆動力の損失や機械的な誤差等を抑えることができ、よって安定した駆動力の伝達を行なうことができ、さらに駆動精度の向上にも寄与することができる。
【０１８８】
また、駆動手段（３３・３６）による光学素子（２２ａ・２３ａ）の駆動方向とは反対の方向に向けて当該光学素子（２２ａ・２３ａ）を付勢する付勢手段（付勢部材２９）を案内手段（のうち主ガイド軸２６）に配設したので、被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）を常に安定した状態で位置決めすることができる。
【０１８９】
さらに、この付勢手段（付勢部材２９）を単純な形態のばね部材、即ち弦巻状のばね部材によって形成すると共に、複数の光学素子（２２ａ・２３ａ）によって挟まれる位置に配置したので、機構を単純化することができ、よって製造コストの低減化に寄与することができる。
【０１９０】
また、複数の被駆動部材（光学素子２２ａ・２３ａ）のそれぞれに対応するように複数の駆動手段（３３・３６）をそれぞれ配設したので、例えば単一の駆動手段によって複数の被駆動部材を駆動させるための駆動力伝達機構等を必要とせず、伝達経路の複雑化を抑えることができる。したがって、光学装置自体の小型化に寄与することができる。
【０１９１】
ところで、上述の第１の実施形態では、変倍用レンズ群２２ａと焦点調節用レンズ群２３ａとをそれぞれ独立して移動し得るように構成した光学装置において、二つのレンズ群２２ａ・２３ａをそれぞれ別に保持する変倍用レンズ枠２２と焦点調節用レンズ枠２３とを、それぞれ独立して光軸Ｏ２に沿う方向へと移動させるための駆動手段として、電歪効果を利用して駆動力を発生させる方式の二つのアクチュエータ３３・３６を適用して構成している。
【０１９２】
しかしながら、この例に限らず、例えば変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるレンズ群、即ち変倍用レンズ群２２ａ又は焦点調節用レンズ群２３ａのいずれか一方の駆動手段に電歪アクチュエータを適用する一方、この電歪アクチュエータによって駆動されるレンズ群以外のレンズ群に対応する駆動手段として電歪アクチュエータとは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段、例えば従来より一般的に利用されているステッピングモータ等を適用するようにしてもよい。
【０１９３】
この場合において、必要とする移動量が比較的少ない被駆動部材（レンズ群）の側の駆動手段に電歪アクチュエータを用いる一方、必要とする移動量が大となる被駆動部材（レンズ群）の側の駆動手段として第２の駆動手段（ステッピングモータ等）を適用するのが望ましい選択と考えられる。
【０１９４】
このことは、次に示すような理由による。即ち、必要とする移動量が大きい場合には、ステッピングモータ等の駆動手段を用いることで大きな駆動力を得る一方、必要とする移動量が少ない場合には、電歪アクチュエータを利用することによって、わずかな駆動電力で必要な駆動力を得ることができ、かつ駆動する際に発生する駆動音も抑えることができるという利点がある。
【０１９５】
上述の第１の実施形態に示すように構成され電子カメラ１に適用される光学装置２の撮影光学系２０では、変倍用レンズ群２２ａ（変倍用レンズ枠２２）は、設定し得る最も短焦点（ｗｉｄｅ）側の位置から設定し得る最も長焦点（ｔｅｌｅ）側の位置までの間を移動することになる。このときの変倍用レンズ群２２ａ（変倍用用レンズ枠２２）の移動量は、上述したように、約１０ｍｍ程となるのが一般的である。
【０１９６】
一方、上述の焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）は、変倍時の結像位置補正用としては、設定し得る最も短焦点側の位置から設定し得る最も長焦点側の位置との間で、図１９に示すような非線形な移動を行ない、例えば５ｍｍ以下の移動を行なう。また、焦点調節用としては、設定し得る最も近距離側の近距離位置から設定し得る最も遠距離側の無限遠（∞）位置となるまでの間で移動することになる。このときの焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）の移動量は、例えば約１ｍｍ程度となるので、変倍動作時のレンズ群の移動量と比較して、極めてわずかの移動量で所望の作用を得ることができるのが一般的である。
【０１９７】
したがって、変倍用レンズ群（２２ａ）の側の駆動手段としては、一般的なステッピングモータ等を適用する一方、焦点調節用レンズ群（２３ａ）の側の駆動手段としては、上述の電歪アクチュエータ（３６）を適用するように構成すればよい。このように構成した例を、本発明の第２の実施形態として、以下に説明する。
【０１９８】
図１４は、本発明の第２の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図である。また、図１５は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。そして、図１６は、本実施形態の光学装置（レンズユニット）の構成部材のうち変倍用レンズ枠のみを取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図である。
【０１９９】
本実施形態の光学装置であるレンズユニット２Ａの基本的な構成は、上述の第１の実施形態と略同様であって、駆動手段の形態が異なるのみである。したがって、以下の説明においては、上述の第１の実施形態と異なる構成のみについて詳述し、同様の構成部材については、同じ符号を附してその説明は省略する。
【０２００】
なお、本実施形態の光学装置（レンズユニット２Ａ）も、図１〜図３に示される電子カメラに適用されるものである。
【０２０１】
本実施形態のレンズユニット２Ａにおいては、図１４に示すように焦点調節用レンズ群２３ａを保持する焦点調節用レンズ枠２３を駆動する駆動手段として電歪アクチュエータからなる焦点調節用アクチュエータ３６Ａを適用し、変倍用レンズ群２２ａを保持する変倍用レンズ枠２２Ａは、上記駆動手段とは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段であるステッピングモータ５１によって駆動するように構成されている。
【０２０２】
両レンズ枠２２Ａ・２３を光軸Ｏ２に沿う方向に移動自在に案内する主ガイド軸２６Ａは、図１５に示すように焦点調節用アクチュエータ３６Ａが外周側に巻き付けた形態で配設される太径部２６Ａｂと、付勢部材２９が外周側に巻回して配置されると共に変倍用レンズ枠２２Ａと焦点調節用レンズ枠２３とが移動自在に嵌合する細径部２６Ａｃとによって形成されている。
【０２０３】
焦点調節用レンズ枠２３は、上述の第１の実施形態と全く同様に形成されている一方、変倍用レンズ枠２２Ａは、図１４及び図１６に示すような形態で構成されている。
【０２０４】
即ち、変倍用レンズ枠２２Ａの一端部２２Ａｂには、主ガイド軸２６の細径部２６Ａｃが摺動自在に嵌合する嵌合孔２２ｉが穿設されており、この嵌合孔２２ｉの近傍には、ステッピングモータ５１からの回転駆動力を当該変倍用レンズ枠２２Ａへと伝達し、これを光軸Ｏ２に沿う方向に向けて移動させるための連結部材２２ｄが一体的に取り付けられている。
【０２０５】
この連結部材２２ｄの一端部近傍には、貫通孔２２ｇが穿設されている。これに対応して変倍用レンズ枠２２Ａの一端部２２Ａｂには、孔２２ｈが形成されている。そして、孔２２ｈ及び貫通孔２２ｇには、ピン２２ｆが嵌合することで、変倍用レンズ枠２２Ａと連結部材２２ｄとが一体となるように連結している。
【０２０６】
また、連結部材２２ｄの先端部は略円筒形状に形成されていて、その内周面には内ネジ２２ｅが形成されている。この内ネジ２２ｅは、ステッピングモータ５１の回転軸５２の外周面に形成されるネジ部が螺合している。
【０２０７】
このような構成によって、ＣＰＵ３１の制御によって所定のときにステッピングモータ５１が駆動されて、その回転軸５２が回転すると、その回転駆動力は、回転軸５２のネジ部と連結部材２２ｄの内ネジ２２ｅとを介して変倍用レンズ枠２２Ａに伝達されるようになっている。
【０２０８】
つまり、ステッピングモータ５１の回転駆動に連動して変倍用レンズ枠２２Ａは、光軸Ｏ２に沿う所定の方向、即ち主ガイド軸２６Ａに沿う所定の方向に移動するようになっている。
【０２０９】
ステッピングモータ５１は、固定金具５３によって基台２５の上面の所定の位置に固設されるようになっている。この固定金具５３は、薄板状の部材よりなり、一端にはステッピングモータ５１の一端面を固設するモータ支持部５３ｂを備え、他端には回転軸５２を回動自在に軸支する軸支持部５３ａを備えて形成されている。
【０２１０】
主ガイド軸２６の太径部２６Ａｂには、上述したように焦点調節用アクチュエータ３６Ａが配設されている。この焦点調節用アクチュエータ３６Ａは、略円筒形状に形成されていて、太径部２６Ａｂの外周側に巻き付けた形態で配設されている。
【０２１１】
そして、この焦点調節用アクチュエータ３６Ａの外面側には、カバー部材５５が配置されている。このカバー部材５５は、断面が略チャンネル形状に形成される板状部材であって、その一端が固定枠２４の側面部に固設されるようになっている。この場合において、カバー部材５５の固設手段は、例えばネジ等の締結手段が用いられる。即ち、図１４に示すように、カバー部材の一端部近傍に孔５５ａを設けると共に、固定枠２４の側面部には、これに対応するネジ穴２４ｂが形成されている。そして、ネジ部材５６がカバー部材５５の孔５５ａを介してネジ穴２４ｂに螺合することで、当該カバー部材５５を固定枠２４の側面部に固設している。
【０２１２】
そして、焦点調節用レンズ群２３ａ（焦点調節用レンズ枠２３）を駆動する駆動手段である焦点調節用アクチュエータ３６Ａは、第１ドライバ３５（図３参照）によって駆動制御されるようになっている一方、変倍用レンズ群２２ａ（変倍用レンズ枠２２）を駆動する第２の駆動手段である変倍用アクチュエータとしてのステッピングモータ５１は、第２ドライバ３２（図３参照）によって駆動制御されるようになっている。その他の構成については、上述の第１の実施形態と全く同様であり、また、その作用についても上述の第１の実施形態と同様である。
【０２１３】
以上説明したように上記第２の実施形態においては、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１４】
さらに、本実施形態では、焦点調節用レンズ枠２３を移動させる駆動手段として電歪アクチュエータ（焦点調節用アクチュエータ３６Ａ）を用いる一方、より大きな移動量を必要とする被駆動部材（変倍用レンズ枠２２）には、異なる駆動方式からなる他のアクチュエータ（ステッピングモータ５１）を利用するように構成している。
【０２１５】
このように、複数のレンズ枠をそれぞれ独立して移動させるために必要となる複数の駆動手段として、電歪アクチュエータ（駆動手段；焦点調節用アクチュエータ３６Ａ）と、これとは異なる他の駆動方式のアクチュエータ（第２の駆動手段；変倍用アクチュエータとしてのステッピングモータ５１）とを利用して、両者を組み合わせた形態で構成するようにしたので、複数の駆動手段を用途に応じて最適となるように適材適所に配置することができる。したがって、これにより効率的な部材配置による効率的な作用を行なうことができると共に、光学装置（レンズユニット２）自体の小型化に寄与することができる。
【０２１６】
なお、上述の各実施形態の光学装置は、主に静止画像を取得し記録するための電子カメラに適用する場合を例に挙げて説明しているが、本発明の光学装置は、電子カメラのみに限らず、例えば写真撮影用フイルムを使用するいわゆるフイルムカメラや映画撮影機、電子的な動画像を取得するビデオカメラ等のほかに、顕微鏡や双眼鏡・望遠鏡等の光学機器のほか、光記録装置等の光ピックアップ装置等等において具備される光学装置に対しても容易に適用することができる。
【０２１７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、従来のカメラ等において一般的に利用されている小型モータ等のアクチュエータに代えて、電歪アクチュエータの電歪効果を利用することによって、駆動力伝達機構等を簡略化し小型化に寄与し得ると共に、省電力化にも寄与することのできる光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学装置を適用した電子カメラの外観斜視図。
【図２】図１の電子カメラの主な内部構成部材を概略的に示す透視図。
【図３】図１の電子カメラの主に電気的な内部構成部材を概略的に示すブロック構成図。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図。
【図５】図４に示す光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図６】図４に示す光学装置（レンズユニット）の所定の部位（案内手段及び駆動手段の部位）の断面を示す縦断面図。
【図７】図４に示す光学装置（レンズユニット）の所定の部位であって、図６のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。
【図８】図４に示す光学装置に適用される多層化構造の電歪アクチュエータを示す概略構成図。
【図９】図８に示す多層化構造の電歪アクチュエータにおける電気的接続を示す概略図。
【図１０】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合の一形態を示す断面図。
【図１１】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合の他の一形態を示す断面図。
【図１２】図８に示す電歪アクチュエータを多層化構造とした場合のさらに他の一形態を示す断面図。
【図１３】図４の光学装置（レンズユニット）に適用されるアクチュエータのみを取り出して拡大して示す概略斜視図。
【図１４】本発明の第２の実施形態の光学装置（レンズユニット）を取り出して示す斜視図。
【図１５】図１４の光学装置（レンズユニット）の一部の構成部材（案内手段（主ガイド軸）及び駆動手段（アクチュエータ）等）を取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図１６】図１４の光学装置（レンズユニット）の構成部材のうち変倍用レンズ枠のみを取り出して拡大して示す要部拡大分解斜視図。
【図１７】電歪アクチュエータの概略的な構成を示す図。
【図１８】図１７の電歪アクチュエータに電圧を印加した場合における電圧と歪み量との関係を示す図。
【図１９】従来の一般的な電子カメラ等における光学装置の撮影光学系の構成と、この撮影光学系を構成する複数のレンズ群が動作した場合の配置状態を示す図。
【符号の説明】
１……電子カメラ
２・２Ａ……光学装置（レンズユニット）
１１……外装部材
１２……レリーズボタン（操作部材）
２０……撮影光学系
２１……支持壁
２１ａ……反射部材（プリズム）
２１ｂ……反射部材支持枠
２２・２２Ａ……変倍用レンズ枠
２２ａ……変倍用レンズ群（光学素子）
２３……焦点調節用レンズ枠
２３ａ……焦点調節用レンズ群（光学素子）
２４……固定枠
２４ａ……固定レンズ群
２５……基台
２６・２６Ａ……主ガイド軸（案内手段；案内部材）
２７……副ガイド軸（案内手段；案内部材）
２８……撮像基板
２８ｃ……撮像素子
２９……付勢部材
３１……ＣＰＵ（制御回路）
３２……第１ドライバ
３２……第２ドライバ
３３……変倍用アクチュエータ（駆動手段）
３４……エンコーダ
３５……第１ドライバ（変倍用）
３６……焦点調節用アクチュエータ（駆動手段）
３６Ａ……焦点調節用アクチュエータ
３７……位置基準用センサ
３８……カバー部材（アクチュエータ）
５１……ステッピングモータ（第２の駆動手段；変倍用アクチュエータ）
５２……回転軸
５５……カバー部材（アクチュエータ）
１００……電歪アクチュエータ
１０１……ポリマー材
１０２・１０３……電極層
Claims (27)
- 光学素子と、
上記光学素子を特定の方向に案内する軸部材を有する案内手段と、
表裏に形成された電極への電圧印加により、予め伸長処理された方向と直交する方向に伸長する性質を有するポリマー材からなり電歪効果を利用して上記光学素子を駆動するための駆動手段と、
を備え、
上記駆動手段は、上記電圧印加による電界が上記軸部材の径方向に一致し、かつ電圧印加により軸部材の軸方向に伸縮するよう、上記軸部材の外周に巻きつけて配置されることを特徴とする光学装置。 - 上記駆動手段は、円筒状の形態で上記軸部材の外周を囲み、円筒状の一方の端面が上記光学素子を押圧して駆動することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
- 上記駆動手段は、上記電極への非通電時には、上記円筒状の一方の端面が上記光学素子に対して隙間を供えることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
- 上記駆動手段の電極への非通電時に、上記光学素子が上記案内手段の一部に当接して、上記駆動手段の一方の端面に対して隙間を空けることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
- 上記駆動手段は、薄膜状のポリマー材が積層されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
- 上記ポリマー材は、シリコーンゴム又はアクリルゴム又はポリウレタンのいずれかであることを特徴とする請求項２〜請求項５のうちのいずれか一つに記載の光学装置。
- 上記電極層に電圧を印加して上記光学素子を駆動させる駆動制御手段を備えてなることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の光学装置。
- 上記光学素子は、レンズからなり、
上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか一つに記載の光学装置。 - 上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
- 上記レンズ以外の他のレンズを駆動すべく、上記駆動手段とは異なる駆動方式からなる第２の駆動手段を、さらに具備することを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
- 上記案内手段は、上記光学素子の移動方向に対して平行となるように設けられ、上記駆動手段は、上記案内手段に沿わせて配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか一つに記載の光学装置。
- 上記駆動手段は、上記光学素子を当該光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで、当該光学素子を駆動するようになされていることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
- 上記駆動手段による上記光学素子の駆動方向とは反対の方向に向けて当該光学素子を付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする請求項１２に記載の光学装置。
- 上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、
上記付勢手段は、上記軸部材を巻回するように形成される弦巻き状のばね部材であることを特徴とする請求項１３に記載の光学装置。 - 上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、
上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２又は請求項１３のいずれか一つに記載の光学装置。 - 上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする請求項１５に記載の光学装置。
- 上記光学素子は、レンズからなり、
上記駆動手段は、上記レンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする請求項１１〜請求項１６のうちのいずれか一つに記載の光学装置。 - 上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであることを特徴とする請求項１７に記載の光学装置。
- 上記案内手段は、複数の光学素子のそれぞれを各別に移動自在となるように案内し、
上記駆動手段は、上記複数の光学素子のそれぞれに応じて各別に複数設けられ、かつそれぞれ上記案内部材に沿わせて配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか一つに記載の光学装置。 - 上記駆動手段は、それぞれ対応する上記光学素子の上記案内手段との嵌合部近傍を押圧することで上記光学素子を駆動することを特徴とする請求項１９に記載の光学装置。
- 上記複数の光学素子をそれぞれの駆動方向に抗する方向に付勢する付勢手段を具備したことを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の光学装置。
- 上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、
上記付勢手段は、上記軸部材に巻回される弦巻状のばね部材からなり、上記複数の光学素子によって挟まれる位置に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の光学装置。 - 上記複数の駆動手段は、上記複数の光学素子を挟むようにして配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の光学装置。
- 上記案内手段は、直線状に形成される軸部材からなり、
上記駆動手段は、上記軸部材の外周側に巻き付けた形態に設けられ、当該駆動手段の一方の端部は固定部に当接し、他方の端部は上記光学素子を押圧し得る位置に配置されていることを特徴とする請求項１９〜請求項２３のいずれか一つに記載の光学装置。 - 上記駆動手段は、上記軸部材に嵌合し得る円筒形状からなることを特徴とする請求項２４に記載の光学装置。
- 上記レンズは、少なくとも変倍動作又は焦点調節動作のいずれか一方の用途に供されるものであり、上記駆動手段は、上記複数のレンズを当該レンズの光軸に沿う方向へと移動させ得るように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の光学装置。
- カメラの撮影光学系に供されるものであることを特徴とする請求項１〜請求項２６のうちのいずれか一つに記載の光学装置。
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