JP4653509B2 - 移動装置および光学部材移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作部材により移動部材を移動させる移動装置、及び、操作部材により光学系部材を移動させる光学部材移動装置に関する。

従来、カメラのレンズマニュアル操作装置に関して、特許文献１に示されるフォーカシング操作装置、及び、特許文献２に示されるズーム装置等がある。これらの装置におけるマニュアル操作は、操作対象であるレンズ枠と操作部材とは連結しており、該操作部材の操作力量は駆動のメカニズムに依存している。上記操作部材に対して一定の操作力量の負荷を与えて、操作感を得るようにしている。

また、特許文献３にはフォーカスレンズの停止位置を事前に設定し、その位置に上記フォーカスレンズを止める機構について開示されている。

さらに、特許文献４には超音波モータを用いた撮影レンズのマニュアルフォーカスとオートフォーカスの切り替えにおいてマニュアル駆動のときに定在波を超音波モータの振動子に発生させて駆動時の摩擦抵抗を低減する方法が開示されている。

一方、特許文献５には同じく超音波モータを用いた撮影レンズのマニュアルフォーカスとオートフォーカスの切り替えに関する機械的な機構が開示されている。
特許文献１は、特開平８−３３４６６９号公報である。 特許文献２は、特開平８−２８６０９０号公報である 特許文献３は、特開平１０−１４８７５２号公報である。 特許文献４は、特開昭５９−１０１６０８号公報である。 特許文献５は、特公平６−６４２２４号公報である。

しかしながら、カメラのレンズマニュアル操作装置において上述した機械的な構成を採用したものの場合、マニュアルの操作力量は、その操作力量を一定にするためには重い操作力量側に揃える必要がある。また、そもそも設定してある力量自体が操作者にとって最適なものとは限らない。ある操作者にとっては軽すぎる操作力量でも他の操作者にとっては重すぎるいったことになりかねない。さらに、操作部材を特定の場所に保持固定し、レンズのフォーカスを一定に保ったり、ズームの焦点距離を一定に保ったりすることが求められるような場合、機械的な構成を採用するものは、複雑な機構によってしか実現できなかった。また、上述したように超音波モータを用いたものも提案されているが、レンズの駆動と手動操作が一体の機構であるためにオートフォーカシング動作（以下、ＡＦと呼ぶ）の時に手動操作環が回転することからレンズを持つ手に回転している該手動操作環が接触し、操作感が良くなかった。また、超音波モータを用いた鏡筒においてＡＦとマニュアルフォーカス操作の切り替えを機械機構の工夫により行う方式は、複雑な機械的な手段で操作の切り替えをするものであった。

本発明の目的は、移動部材の操作力量を軽い側も含めた広い範囲での設定が可能であり、さらに、操作部材を所定の位置に固定保持しておくことも可能な移動装置、あるいは、光学系部材の移動装置を提供することにある。

本発明の請求項１記載の移動装置は、移動部材を移動させるために、手動操作される手動操作部材と、上記手動操作部材に摩擦接触力を付加するように、上記手動操作部材に近接する方向に加圧されている振動体と、上記摩擦接触力を変更可能に上記振動体を駆動制御することによって、上記手動操作部材を手動操作する際の手動操作力量を任意に調節制御する操作力量調節制御手段と、を具備し、上記操作力量調節制御手段は、少なくとも圧接方向の振動振幅を変更設定させて上記振動体を駆動制御する。

本発明の請求項２記載の移動装置は、請求項１記載の移動装置において、上記操作力量調節制御手段は、上記手動操作部材の操作方向への操作を補助する力を発生させるように上記振動体を振動制御する。

本発明の請求項３記載の移動装置は、請求項１記載の移動装置において、上記移動部材は、光学部材である。

本発明の請求項４記載の光学部材移動装置は、光学部材を移動させる光学部材移動装置において、上記光学部材を連動移動させる手動操作可能な操作部材と、超音波振動を発生する振動体と、上記操作部材に対して上記振動体を摩擦接触させるために加圧する加圧手段と、上記操作部材を手動操作する際における手動操作力量に関わる上記振動体を摩擦接触される摩擦接触力を変更するように、上記振動体の振動状態を可変駆動制御する振動体制御手段と、を具備する。

本発明の請求項５記載の光学部材移動装置は、請求項４記載の光学部材移動装置において、上記振動体制御手段は、上記操作部材が手動操作されていないときには上記振動体を非駆動状態にして上記操作部材を摩擦接触力により固定保持し、また、上記操作部材が手動操作開始されたことを検出したときには上記振動体を駆動状態にすることで摩擦接触力を軽減して上記操作部材を移動可能に、上記振動体を制御する。

本発明によれば、移動部材の操作力量を自在に電気的に設定可能であり、また、移動部材を所定の位置に固定状態で保持することが可能な移動装置、または、撮影光学系の移動装置の提供が可能となる．

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態としての移動装置を内蔵する一眼レフデジタルカメラシステムのブロック構成図である。図２は、上記カメラシステムに適用される超音波アクチュエータの振動子にフレキシブルプリント基板を固着した状態を支持軸方向からみた図である。図３は、図２のＡ矢視図である。図４は、図２の振動子からフレキシブルプリント基板を外した状態を支持軸方向から見た図である。図５は、図４のＢ矢視図である。図６は、図４のＣ矢視図である。図７は、上記振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼き付け処理前の分解斜視図である。図８は、上記振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動状態を拡大して示した図であって、振動子が図８（Ａ）の屈曲状態から図８（Ｂ）の伸張状態、図８（Ｃ）の屈曲状態、図８（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。図９は、上記振動子を駆動するための駆動制御回路のブロック構成図を示す。図１０は、本実施形態のカメラシステムにおけるレンズユニットのレンズ鏡筒の要部を示す光軸に沿った断面図である。図１１は、図１０のＤ−Ｄ断面図である。図１２は、図１０のレンズ鏡筒をＥ方向からみた展開図である。図１３は、図１２のＦ−Ｆ断面図である。

上記一実施形態の移動装置を内蔵する一眼レフデジタルカメラシステム１００は、図１の本カメラシステムのブロック構成図に示すようにカメラ本体側のボディユニット１０１と、交換レンズ鏡筒部であるレンズユニット１０２とからなる。

上記カメラシステム１００のレンズユニット１０２は、オートフォーカス（ＡＦ）駆動とマニュアルフォーカス駆動とが可能であり、いずれも超音波アクチュエータを駆動源、または、補助駆動源として利用する。なお、上記マニュアルフォーカス駆動には、操作環力量調節モードを有し、該モードでは２つの調節モードが選択可能である。１つのモードは、操作環操作力補助モードであって、マニュアルフォーカス時にユーザによって回動操作される操作環７（図１０）に対して超音波アクチュエータによって補助的駆動力を与え、僅かな操作力で操作環７を回動操作可能とするモードである。他の１つのモードは、操作環回動摩擦力軽減モードであって、操作環７に固着される距離環６の回動摩擦力（負荷トルク）の大きい状態（固定状態）から回動摩擦力の少ない状態の範囲に設定できるように超音波アクチュエータの駆動によって上記摩擦力を変化させ、操作環７を固定状態から容易に回動できる状態に切り換えられるモードである。ただし、カメラシステム１００としては、上記操作環力量調節モードの２つの調節モードのうち、一方のモードのみを適用するように構成してもよい。

上記一眼レフデジタルカメラシステム１００の詳細な説明に先立って、上記移動装置であるレンズユニット（レンズ鏡筒部）の駆動源、または、補助駆動源である超音波アクチュエータの構成および作用について図１〜１３等を用いて説明する。
なお、以下の説明において、レンズユニットの撮影レンズ光軸Ｏと平行な方向をＺ方向とする。Ｚ方向の被写体側を前方とし、Ｚ方向のカメラボディ側を後方とする。また、光軸Ｏに対するラジアル方向をＲ方向とし、光軸Ｏに対する円周接線方向をＴ方向とする。

レンズユニット１０２に内蔵される光学部材の移動装置に組み込まれる超音波アクチュエータは、図１０に示すフォーカス駆動用第二の駆動機構（駆動部材）である円周上に略等間隔で配置された３台の超音波アクチュエータ（第二）２８と、操作環力量調節用第一の駆動機構（駆動機構）である円周上に略等間隔で配置された３台の超音波アクチュエータ（第一）２９とである。

上記超音波アクチュエータ２８は、図１０に示すように振動子３０と、支持軸３１と、駆動子３２、ケース３４とからなり、レンズユニット１０２のレンズのフォーカス駆動（ＡＦ駆動）を行う。

上記超音波アクチュエータ２９は、図１０，１３に示すように振動体である振動子３５と、支持軸３６と、駆動子３９と、ケース４４とからなるアクチュエータであり、マニュアルフォーカス時に駆動される。

次に上記振動子について説明するが、超音波アクチュエータ２８の振動体である振動子３０は、振動子３５と同様の構成を有し、同様の動作を行う。したがって、以下、主に超音波アクチュエータ２９の振動子３５について詳細に説明する。

振動子３５は、図４，７等に示すように複数の２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと２枚の絶縁板３８Ａ，３８Ｂと、導電性銀ペーストからなる電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′と、１本の支持軸３６と、２つの駆動子を有してなる。

２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙは、それぞれ厚さ１００μｍ程度の矩形の圧電素子からなる。

圧電シート３７Ｘには、その前面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向の端面位置まで上記各内部電極の上側端部が伸びている（図７）。

一方、圧電シート３７Ｙには、その前面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向の端面位置まで上記内部電極の下側端部が伸びている。

図７に示すように、互いに隣接する上記圧電シート３７Ｘ，３７Ｙ同士の第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′と第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′とは形状が同じで、電極端部が上下が逆になり、積層されたときに矩形電極面が互いに重なる位置に配置されている。このような内部電極が施された２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙを交互に４０層程度積層して、積層圧電素子部３５Ａが形成される。

積層圧電素子部３５Ａの左側端面には、第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃおよび第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄの端部が積層状態で露呈した内部電極露呈部が形成されている（図示せず）。積層圧電素子部３５Ａの右側端面には、第一内部電極３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′および第二内部電極３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′の端部が積層状態で端面に露呈し、内部電極露呈部が形成される（図示せず）。さらに、上記内部電極露呈部上にそれぞれ導電性銀ペーストからなる各４つの独立した外部電極が両側面部に形成され、該内部電極と導通するようになっている（図５）。

上記積層圧電素子部３５Ａ前後面に圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと同じ矩形形状の絶縁板３８Ａ，３８Ｂが配設され、振動子３５の表面を形成する。前面側の絶縁板３８Ａの表面には図４に示される導電銀ペーストからなる電極４１ａ（Ａ１＋），４１ｂ（Ａ１−），４１ｃ（Ａ２＋），４１ｄ（Ａ２−），４１ａ′（Ｂ１＋），４１ｂ′（Ｂ１−）が形成される。

上記絶縁板３７Ａ上の電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′は、上記各積層された圧電シート毎の両側に露呈した積層状態の両側面内部電極にそれぞれにより電気接続される。すなわち、電極４１ａには、第一内部電極３７Ｘａが電気接続される。電極４１ｂは、第二内部電極３７Ｙｂと電気接続される。電極４１ｃには、第一内部電極３７Ｘｃおよび第一内部電極３７Ｘｃ′が電気接続される。電極４１ｄには、第二内部電極３７Ｙｄおよび第二内部電極３７Ｙｄ′が電気接続される。電極４１ａ′には、第一内部電極３７Ｘａ′が電気接続される。電極４１ｂ′には、第二内部電極３７Ｙｂ′が電気接続される。

上記電極接続状態の積層された圧電シート３７Ｘ，３７Ｙからなる積層圧電素子部３５Ａに絶縁板３７Ａ，３７Ｂを重ねた状態で焼き付け処理し、上記各電極を利用して分極を行うと振動子３５が形成される（図４）。

振動子３５のＺ方向底部には、２つの駆動子３９がＴ方向に沿って接着剤により固着される。なお、該駆動子３９は、高分子材料にアルミナを分散して形成されている。

さらに、振動子３５の略中央部、すなわち、振動子の振動の節となる位置には積層方向に貫通穴が穿設されており、該貫通穴には、ステンレス材等よりなる支持軸３６がＲ方向に貫通して接着固定されている。

振動子３５の絶縁板３７Ａに設けられた各電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′上には、接続パターンを有する接続フレキシブルケーブル（以下、ＦＰＣと記載）４２が各電極と電気接続された状態で装着される。

すなわち、接続ＦＰＣ４２は、図２に示すように信号ライン４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの接続パターンを有しており、信号ライン４２ａ（Ａ１＋側）には、絶縁板３７Ａの電極４１ａと４１ａ′とが共に接続される。信号ライン４２ｂ（Ａ１−側）には、電極４１ｂと４１ｂ′とが共に接続される。信号ライン４２ｃ（Ａ２＋側）には、電極４１ｃが接続される。信号ライン４２ｄ（Ａ２−側）には、電極４１ｄが接続される。そして、該信号ライン４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、後述する振動子駆動回路２４に接続される。

超音波アクチュエータ２９は、図１０〜１３に示すように振動子３５の支持軸３６をスペーサ４３を挟んだ状態でケース４４のＶ字溝４４ｂにて回動自在に支持され、ケース４４の取り付け部４４ａを２本のビス４５で固定枠２に固着して取り付けられる。そして、被駆動部材である距離環６の摺動部６ｂに振動子３５に固着されている２つの駆動子３９を圧接させてアクチュエータ装着状態とする。その取り付け位置は、上記固定枠２のスラスト面上の周方向３箇所とする（図１１）。

一方、超音波アクチュエータ２８は、図１０に示すように振動子３５同様の構成を有する振動子３０の支持軸３１がスペーサ３３を挟んだ状態でレンズユニット１０２の固定枠２に固着して取り付けられる。その取り付け位置は、レンズユニット１０２の固定枠２のスラスト面上の周方向３箇所とする。そして、被駆動部材である内駆動環４の摺動部４ｂに振動子３０側の２つの駆動子３２を圧接した状態する。

また、上記超音波アクチュエータ２８にも振動子３０の圧電シートの内部電極に接続される接続ＦＰＣが設けられており、該接続ＦＰＣは、後述する振動子駆動回路２３に接続される。

次に、上記超音波アクチュエータの振動子の動作について図８，９等を用いて説明する。
超音波アクチュエータ２９の振動子３５は、ボディユニット１０１側に内蔵され、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと記載する）５０の制御部からの制御信号と、レンズユニット１０２側に内蔵されるレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと記載する）２０の振動情報検出部である位相差検出部４８および電流検出部４９の検出信号に基づいて制御され、図９に示す発振部４５，移相部４６，駆動部４７からなる第一の力量切換手段（振動体制御手段）である振動子駆動回路２４によって駆動される。

なお、超音波アクチュエータ２８の振動子３０も同様にＢμｃｏｍ５０，Ｌμｃｏｍ２０によって制御され、略同様の構成の第二の力量切換手段である振動子駆動回路２３（図１）等からなる回路によって駆動される。

図９の駆動回路において、発振部４５からの信号は、１つの信号ライン４２ａ，４２ｂ（Ａ１＋，−）にはそのままの信号を、他方の信号ライン４２ｃ，４２ｄ（Ａ２＋，−）には移相部４６により９０°位相を変えた信号が駆動部４７に入力される。

すなわち、移相部４６を通らない信号入力のうち、１つは、そのままの位相で電圧増幅された信号が第一の信号（Ａ１＋）として接続ＦＰＣ４２の信号ライン４２ａに出力される。他の１つは、第一の出力とは時間的に位相を１８０°ずらして電圧増幅された出力が第二の信号（Ａ１−）として信号ライン４２ｂに出力される。

一方、移相部４６を通った９０°位相を変えた信号入力のうち、１つはそのままの位相で電圧増幅された信号が第三の信号（Ａ２＋）として信号ライン４２ｃに出力され、他の１つは、第三の信号と時間的に位相を１８０°ずらして電圧増幅した出力が第四の信号（Ａ２−）として信号ライン４２ｄに出力される。

上述した第一〜四の信号を振動子３５に入力することによって、振動子３５は屈曲振動と縦振動が合成された振動が生じ（図８（Ａ）〜（Ｄ））、駆動子３９の先端に位相のずれた楕円振動（図２の軌跡Ｅ1 ，Ｅ2 に示される）を発生させる。駆動子３９の先端には被駆動体である距離環６が押圧されているので、楕円振動の回転方向に振動子３５の駆動子３９を介して被駆動体である距離環６に相対駆動力が与えられる。

なお、上記駆動子３９の楕円振動の回転方向によって距離環６に与える駆動力の回動方向が定まるがその回転方向は、移相部４６で位相をずらす方向によって設定される。

また、上述のように移相部４６により９０°位相をずらす場合は、振動子３５は屈曲振動と縦振動が合成された振動を発生させる場合であって、屈曲振動のみを発生させ、駆動子３９にスラスト方向のみの振動を発生させる場合は、移相部４６により０°、または、１８０°位相をずらせるように制御することになる。これらの駆動動作状態は後で詳細に説明する。

振動子３５の駆動信号ラインには振動状態を表すパラメータである振動子に印加される周波信号の電流を検出するＬμｃｏｍ２０内の電流検出部４９が接続されている。さらに、電流検出部４９には発振部４５からの周波信号の電圧と電流検出部４９で検出した電流との位相差を検出するＬμｃｏｍ２０内の位相差検出部４８が接続されている。また、位相差検出部４８には、検出した電流と電圧との位相差信号を取り込むためにＢμｃｏｍ５０内の制御部が接続されている。上記制御部には、発振部４５が接続されている。

位相差検出部４８により、振動子３５の振動状態のパラメータである電流と電圧との位相差が検出され、検出された電流と電圧との位相差を利用して上記制御部では、外部環境により振動状態が変化した振動子３５の共振周波数付近の周波数を検出することができる。また、検出された共振周波数付近の周波数を発振部４５にフィードバックする。

なお、本実施形態の場合、振動子３５に印加する信号を周波信号としたが、矩形波，正弦波信号，鋸波信号とすることもできる。また、本実施形態の場合、位相差検出部４８で検出される位相差は、発振部４５の周波信号の電圧と振動子に印加される周波信号の電流との位相差としたが、これに限定するものではなく振動子に印加する周波信号の電圧と電流との位相差であっても良い。

上述したように、本実施形態における超音波アクチュエータ２８では、位相差検出部４８で検出した振動子３５に印加する周波信号の電流と発振部４５からの周波信号の電圧との位相差を上記Ｂμｃｏｍ５０の制御部に入力して、周波数検出動作を行った時点での振動子３５の共振周波数近傍の周波数が検出される。その結果を発振部４５にフィードバックすることにより、外部要因の変化に伴い振動子３５の共振状態が変化した場合でも共振周波数付近の周波数を検出して該周波数で駆動することができるため、駆動効率の良い状態で振動子３５を駆動できるという効果が得られる。なお、この駆動制御は、超音波アクチュエータ２８の振動子３０に対しても同様の制御が行われる。

なお、上述のように移相部４６にて９０°位相を変える場合は、マニュアルフォーカス時の操作環力量調節モードのうち、操作環操作力補助モードでの駆動制御を行う場合である。あるいは、振動子３０によりＡＦ駆動を行う場合である。一方、操作環力量調節モードのうち、操作環回動摩擦力軽減モードでは、移相部４６にて０°、または、１８０°位相を変えるように制御され、振動子３５は、縦振動のない屈曲定在波振動のみで駆動される。

次に、本実施形態の光学部材移動装置を内蔵する一眼レフデジタルカメラシステムの構成と作用について、図１，１０〜１３等を用いて詳細に説明する。
本実施形態の一眼レフデジタルカメラシステム１００は、前述したようにカメラ本体としてのボディユニット１０１と、交換レンズ鏡筒部としてのレンズユニット１０２とを有してなり、ボディユニット１０１の前面に所望のレンズユニット１０２が着脱可能である。

レンズユニット１０２の制御は、Ｌμｃｏｍ２０が行う。ボディユニット１０１の制御は、Ｂμｃｏｍ５０が行う。なお、Ｌμｃｏｍ２０とＢμｃｏｍ５０とは、レンズ鏡筒装着状態で通信コネクタ６９を介して通信可能に電気的接続がなされる。そして、デジタルカメラシステムとしてＬμｃｏｍ２０は、Ｂμｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するようになっている。Ｂμｃｏｍ５０とＬμｃｏｍ２０は、上記ユニットの制御する制御部の他に超音波アクチュエータ２８，２９の駆動状態を制御する制御手段を内蔵しており、超音波アクチュエータ２９，２８の振動体を制御する振動体制御手段や超音波アクチュエータ２９を制御することによって操作環７を固定状態、または、操作可能な非固定状態に切り換え制御する切換制御手段（第一）および超音波アクチュエータ２８を制御することによって第二の連結機構を固定状態に、または、第二の連結機構を介してレンズ枠５を駆動状態とする非固定状態に切り換え制御する切換制御手段（第二）や超音波アクチュエータ２９を制御することによって操作環７の手動操作力を調節する力量調節手段などを内蔵している。

レンズユニット１０２内にはレンズユニット内の制御を司り、Ｌμｃｏｍ２０と、図１に示すように固定枠２や手動操作部材（操作部材）である操作環７および距離環６、また、駆動機構である内外駆動環３，４、さらに、移動部材であるレンズ枠５およびレンズ駆動機構（第一の駆動機構，第二の駆動機構）等を有する枠部材と、上記駆動環等によって進退自在に支持される撮影レンズおよび該レンズ以外の光学部材であるレンズ１、および、絞り８と、上記枠部材駆動用の超音波アクチュエータ２８，２９と、枠部材（操作環，内駆動環）回動位置検出用位置センサ２６，２７と、絞り駆動用の絞り駆動機構２２，上記アクチュエータ駆動用の振動子駆動回路２３，２４等が設けられている。

レンズ１は、フォーカス用レンズであってレンズ枠５に保持され、該レンズ枠５は、レンズ駆動機構が内蔵される固定枠２内に在る後述の超音波アクチュエータ２８（図２，１０）によって進退駆動され、ＡＦフォーカシング（自動合焦）駆動が可能であり、また、操作環７を操作することによりマニュアルフォーカシング駆動も可能である。上記レンズ駆動機構については後で詳細に説明する。なお、レンズユニット１０２には、レンズ１以外の撮影レンズも組み込まれているが図１には図示していない。

操作環７は、マニュアルフォーカシング時に回動操作されるが、レンズユニット１０２の外周部に回転操作可能な状態で配置され、その外周部にゴム環７ａと内周部に距離環６が固着されている。距離環６には、固定枠２内に在る後述の超音波アクチュエータ２９（図２，１０）の振動体である振動子３５が後述する操作環力量調節機構を介してＺ方向から押圧されている。

上記距離環６に押圧される振動子３５は、マニュアルフォーカス駆動時に前述した振動子駆動回路２４からの出力を受けて振動するが、前述した２つの操作環力量調節モードのうち、操作環操作力補助モード時には、屈曲振動と縦振動駆動させることによって操作環７の回動操作を補助する駆動力を発生させてより軽く回動できるようにする。また、上記２つのモードのうち、操作環回動摩擦力軽減モード時には振動子３５を屈曲定在波振動させて距離環６に接触している振動子３５の駆動子３９との摩擦接触力を変化させ、距離環６と一体の操作環７の操作力量を任意に設定できるようにする。

操作環７の操作力量，距離環の接触摩擦力の設定は、ボディユニット１０１の操作環力量設定手段である操作環力量設定スイッチ８０（以下、スイッチは、ＳＷと記載する）により設定値がＢμｃｏｍ５０に入力されて記憶され、カメラ操作ＳＷ群７９中のマニュアルフォーカス設定ＳＷがオン状態で、かつ、操作環７が操作状態にある時、レンズユニット１０２側に上記設定値が出力されて、Ｌμｃｏｍ２０に入力される。Ｌμｃｏｍ２０は、振動子駆動回路２４を制御して、超音波アクチュエータ２９の振動子３５を制御して、距離環６の補助回動力、または、距離環６との接触摩擦力が調節される。

絞り８は、絞り駆動機構２２内に在る図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ２０の指令に従って上記モータが制御される。

一方、ボディユニット１０１内には図１に示すように次の各構成部材が配設されている。すなわち、カメラ全体の制御を司り、また、操作力量調節制御手段を内蔵するＢμｃｏｍ５０と、撮影系としてクイックリターンミラー５１と、シャッタ装置５３と、光学ローパスフィルタ５４と、被写体像を光電変換するための光電変換素子を有するＣＣＤユニット５５と、スクリーン５６，ペンタプリズム５７，アイピース５８と、ミラー駆動機構５９と、シャッタチャージ機構６０と、シャッタ制御回路６１と、合焦開始信号出力手段であるＡＦ（オートフォーカス）センサユニット６３と、ＡＦセンサ駆動回路６２と、測光センサ６４と、測光回路６５と、ストロボ６７と、ストロボ制御回路６６とが配設される。表示操作系等として、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ７８と、カメラ操作ＳＷ群７９と、操作力量設定手段である操作力量設定ＳＷ８０とが配設される。さらに、撮像処理，表示系としてＣＣＤユニット５５に接続されるＣＣＤインターフェース回路７２と、画像処理コントローラ７３と、記憶領域として設けられるＳＤＲＡＭ７６，ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ７５，記録メディア７４と、撮影画像等を表示する液晶モニタ７７とが配設される。また、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する不揮発性記憶手段として、例えば、ＥＥＰＲＯＭから成り、Ｂμｃｏｍ５０からのアクセス可能な不揮発性メモリ７１と、電源系として電池８１と、電池電圧を当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路８２とが配設されている。

レンズユニット１０２が装着されたボディユニット１０１においては、ファインダ観察状態では、クイックリターンミラー５１で垂直方向に曲げられたレンズ１からの被写体光は、スクリーン５６上に結像する。該像からの光線はペンタプリズム５７により、上記スクリーン５６上の被写体像を観察するために設けられたアイピース５８に導かれ、被写体像を観察することができる。上記スクリーン５６からの光に対して電気信号を出力する測光センサ６４の電気信号に基づいて、測光回路６５により測光処理がなされ、その出力は、Ｂμｃｏｍ５０へ送信されて撮影時の露光制御がなされる。レンズ１の光束の一部は半透過鏡であるクイックリターンミラー５１を透過し、サブミラ−５１ａにより導かれてＡＦセンサユニット６３へ入射される。ＡＦセンサユニット６３内のＡＦセンサからの出力（焦点合わせ情報）は、ＡＦセンサ駆動回路６２を介してＢμｃｏｍ５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、撮影状態では上記クイックリターンミラー５１は、撮影光路から退避した位置にミラー駆動機構５９により退避駆動され、レンズ１の光線はＣＣＤユニット５５の撮像面上に結像する。シャッタ装置５３の先幕と後幕の駆動ばねは、シャッタチャージ機構６０によってチャージされ、撮影時に上記先幕と後幕の動きは、シャッタ制御回路６１によって制御される。

画像処理コントローラ７３は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェース回路７２を制御してＣＣＤユニット５５から撮影画像データを取り込む。この画像データは、画像処理コントローラ７３でビデオ信号に変換され、液晶モニタ７７にて表示される。ユーザは、液晶モニタ７７の表示像から撮影した画像イメージを確認できる。

ＳＤＲＡＭ７６は、画像データの一時的記憶メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、この画像データはＪＰＥＧデータに変換された後、記録メディア７４に記録される。

なお、撮影レンズ光軸Ｏ上に配設されるＣＣＤユニット５５とレンズ１との間に光学ローパスフィルタ５４が配されている。該フィルタによって上記ＣＣＤに入射する像の高周成分が除去され、また、上記ＣＣＤが保護されている。

また、上記カメラ操作ＳＷ群７９は、例えば、レリーズＳＷと、オートフォーカスとマニュアルフォーカスのモード切り換え（ＡＦ／ＭＦモード切換）、あるいは、操作環力量調節モードの選択を行うモード変更ＳＷと、パワーＳＷなどの当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。

ここで、レンズユニット１０２のレンズ鏡筒部および該鏡筒に組み込まれる操作環力量調節機構とフォーカス駆動機構の詳細について図１０〜１３等により説明する。
前述したように図１０は、本実施形態のカメラシステムにおけるレンズユニットのレンズ鏡筒の要部を示す光軸に沿った断面図である。図１１は、図１０のＤ−Ｄ断面図である。図１２は、図１０のレンズ鏡筒をＢ方向からみた展開図である。図１３は、図１２のＦ−Ｆ断面図である。

上記レンズ鏡筒部は、図１０に示すようにように固定枠２と、固定枠２の外周部に回動自在に支持される距離環６と、距離環６の外周に固着嵌合するマニュアルフォーカス操作用の操作環７と、固定枠２の内周部に回動自在に嵌入する外駆動環３と、外駆動環３の内周部に回動自在に嵌入する内駆動環４と、内駆動環４の内周部に回動，進退自在に嵌入するレンズ枠５と、レンズ枠５にレンズ押さえ５ｂによって押さ付けて保持されるフォーカスレンズであるレンズ１と、固定枠２，距離環６に組み込まれ、超音波アクチュエータ２９を含む操作環力量調節機構と、固定枠２，外駆動環３，内駆動環４に組み込まれ、超音波アクチュエータ２８を含むフォーカス駆動機構とを有してなる。

操作環７には、その外周部にゴム環７ａが固着され、内周部に距離環６がビス（不図示）で固着されている。距離環６の内周には光軸Ｏに沿った直進ガイド溝６ａが設けられている。

外駆動環３には、レンズ１をフォーカシング駆動するための光軸Ｏに対して斜行するカム溝３ａが設けられ、また、外周部には駆動ピン（第一の連結機構）３ｂが固着されている。この駆動ピン３ｂは、固定枠２に周方向に沿って設けられる円周溝２ｃを摺動自在に挿通して距離環６の直進ガイド溝６ａに摺動自在に嵌入する。

内駆動環４には、光軸Ｏに沿った直進ガイド溝４ａが設けられる。レンズ枠５には、外周部に従動ピン（第二の連結機構）５ａが固着されている。従動ピン５ａは、直進ガイド溝４ａを摺動自在に挿通して外駆動環３のカム溝３ａに摺動自在に嵌入する。

上記操作環力量調節機構おいては、図１０，１２，１３に示すように距離環６が固定枠２の外周にボールベアリング１２を介在して回動自在に保持され、かつ、スラスト方向であるＺ方向の後端面は、ベアリング受け１９に対してボールベアリング１３を介在し、回動自在の状態で相対的に位置決めされている。ベアリング受け１９の後端面には、加圧手段であるリング状でバネ変形当接部１８ａを有する押圧バネ１８が当接している。押圧バネ１８の後面のバネ変形当接部１８ａには、固定枠２の外周にネジ部２ｂに螺合して装着された押さえリング１７が当接し、押圧バネ１８を前方に押圧している。従って、距離環６は、Ｚ方向の前方に向けて付勢された状態となる。上記ボールベアリング１３は、リング状の板に円周方向等間隔にボールベアリング１３を保持する穴をもつリテーナ１３ａによって保持されている。ボールベアリング１２も同様に形状の異なるリテーナ（図示せず）によって保持されているものとする。

一方、超音波アクチュエータ２９は、図１０，１１に示すように固定枠２の外周の前方スラスト面に周方向３分割位置（１２０°間隔）に取り付けられている。そして、超音波アクチュエータ２９の振動子３５は、すでに説明したように支持軸３６を固定枠２の前方にビス４５によってビス止めされるアクチュエータケース４４（図１２）のＶ字溝４４ｂにて、スペーサ４３を挟んで回動自在に支持した状態で取り付けられている。そして、振動子３５の後端面に固着される２つの駆動子３９は、Ｚ方向後方に向け、距離環６の前面対向する位置にある。上述したように距離環６は、Ｚ方向前方に押圧付勢されていることかから距離環６の前面（後述する摺動部６ｂ）と駆動子３９とが当接する状態（摩擦接触力を付加した状態）となる。

上記距離環６の前面部には、セラミック等の耐摩耗性の材質で作られたリング形状の摺動部６ｂが固着されている。

上記フォーカス駆動機構においては、図１０に示すように外駆動環３の前後のスラスト面がボールベアリング１１Ｂ，１１Ａを介在した状態でベアリング受け１６と内駆動環４のフランジ部で回動自在状態で支持されている。ベアリング受け１６の前端面には、加圧手段であるリング状でバネ変形部を有する押圧バネ１５が当接している。押圧バネ１５の前面のバネ変形部には、固定枠２の外周にネジ部２ａに螺合して装着された押さえリング１４が当接し、押圧バネ１５を後方に押圧している。従って、外駆動環３はＺ方向の後方に向けて付勢され、内駆動環４は、その付勢力を受けて同様に後方に付勢される。なお、上記ボールベアリング１１Ａ，１１Ｂは、リテーナ（図示せず）によって保持されているものとする。

一方、超音波アクチュエータ２８は、図１０に示すように固定枠２の内周の後方スラスト面に超音波アクチュエータ２９と同様に周方向３分割位置（１２０°間隔）に取り付けられている。そして、超音波アクチュエータ２８の振動子３０は、すでに説明したように支持軸３１を固定枠２の後方にビスによってビス止めされるアクチュエータケース３４のＶ字溝にて、スペーサ３３を挟んで回動自在に支持した状態で取り付けられている。そして、振動子３０の前端面に固着される２つの駆動子３２は、Ｚ方向前方に向け、内駆動環４の後端面と対向する状態に支持される。一方、内駆動環４がＺ方向後方に押圧付勢されていることかから内駆動環４の後端の摺動部４ｂ（後述）と駆動子３２とが当接する状態となる。

上記内駆動環４の後端面部には、セラミック等の耐摩耗性の材質で作られたリング形状の摺動部４ｂが固着されている。また、押さえリング１４も同様にセラミック等の耐摩耗性の材質で形成されている。

上述した構成を有するレンズ鏡筒部において、ＡＦ（オートフォーカス）駆動を行う場合、操作環７を回動させず固定した状態（超音波アクチュエータ２９の停止状態）のもとで超音波アクチュエータ２８が駆動される。振動子３０が屈曲，縦振動駆動されると、駆動子３２が楕円軌跡に沿って駆動され、上記フォーカス駆動機構により駆動子３２が所定の付勢力で当接している内駆動環４がフォーカシング対応量だけ固定枠２に対して相対回動駆動される。内駆動環４の回動に伴い、従動ピン５ａがカム溝３ａに沿いながら直進ガイド溝４ａ上を相対移動し、レンズ枠５がレンズ１のフォーカシング位置まで光軸Ｏ方向に移動し、フォーカシングが行われる。

なお、上述の超音波アクチュエータ２９が停止した状態では、距離環６の摺動部６ｂと駆動子３９とが強く当接し、摩擦力が大きい状態となっているので、距離環６，操作環７は、確実に固定された状態に保持される。

一方、マニュアルフォーカス駆動を行う場合、内駆動環４を固定した状態（超音波アクチュエータ２８の停止状態）のもとで操作環７を回動操作する。超音波アクチュエータ２８の動作の停止状態では、内駆動環４が振動子３０の駆動子３２に摩擦接触しているので固定枠２に固定された状態に保持される。このマニュアルフォーカス操作が上記操作環力量調節モードのうちの操作環回動摩擦力軽減モードである場合、まず、操作環７を所望のフォーカシング方向に微小量手動により回動させたとき、操作環７に設けられたスケール２６ａの動きが、固定枠２に設けられた位置センサ２６により検出され、超音波アクチュエータ２９の振動子３５に屈曲定在波振動のみを発生させて駆動子３９をスラスト方向にのみ振動させる。この振動によって距離環６の駆動子３９との摩擦力が減り、操作環７の操作力量を軽減して手動操作しやすい状態にセットする。そこで、操作環７を手動回転させると、距離環６に設けられた直進ガイド溝６ａと固定枠２の円周溝２ｃとに外駆動環３に固着された駆動ピン３ｂが係合しているので、外駆動環３が回転する。外駆動環３が回転すると、レンズ枠５に設けられた従動ピン５ａが、外駆動環３のカム溝３ａと内駆動環４に設けられた直進ガイド溝４ａに係合しているので、レンズ枠５が光軸Ｏ方向の前方、または、後方に向けて移動し、マニュアルフォーカス駆動が行われる。

上述のように振動子３５に屈曲定在波振動のみを行わせた場合、駆動子３９は、Ｚ方向（スラスト方向）にのみ振動するが、このスラスト方向の振動により距離環６の摺動部６ｂと駆動子３９との接触摩擦力が減る。例えば、上記スラスト方向の振動により摩擦力を１／１０〜１／１００にすることができる。この摩擦力の減少によって振動子３５が非振動状態にある時よりも距離環６の回転力量が小さくなり、操作環７の回動操作が容易になる。また、距離環６の摺動部６ｂと駆動子３９との接触摩擦力の減少の度合いは、振動子３５の屈曲定在波振動の振幅が大きい方が大きく、距離環６の回転力量がより小さくなる。逆に上記振幅を小さくしてくと操作環７を回動操作する必要力量が大きくなっていく。従って、一旦セットしたフォーカス位置を固定した状態で撮影を続行するような場合には、振動子３５の屈曲定在波振動の振幅を極めて小さくするか、あるいは、振動子３５の振動を停止すれば、操作環７を略ロック状態に保持することができる。

なお、振動子３５に縦振動成分がなく屈曲振動のみを発生させるには、図９の振動子駆動回路において、基準信号となる信号ライン４２ａ（Ａ１＋）の信号に対して移相部４６を通る信号ライン４２ｃ（Ａ２＋）の信号は、０°、または、１８０°だけ位相を変えるように制御する。また、振動子３５の振幅を変化させるには、振動子３５の駆動周波数を共振周波数からずらすことで簡単に変更することができる。あるいは、印加電圧を変化させることにより振幅を変更することが可能である。また、印加信号をバースト信号とすることにより振動が距離環６に作用する時間を変化させて摩擦力を変更することも可能である。

一方、マニュアルフォーカス操作を上記操作環力量調節モードのうちの操作環操作力補助モードで行う場合、同様に操作環７を所望のフォーカシング方向に微小量手動により回動させ、操作環７に設けられたスケール２６ａの動き（回動方向を含む）が、固定枠２に設けられた位置センサ２６により検出され、超音波アクチュエータ２９の振動子３５に屈曲振動と縦振動を発生させ、駆動子３９が所望の方向の楕円振動を行う。駆動子３９の楕円振動によって距離環６は、上記所望の方向の回動力を受け、操作環７の操作力を補助する状態（距離環６の回動力が操作環７の回動操作力に付加した状態）で操作環７，距離環６が回動駆動され、マニュアルフォーカス駆動が行われる。この場合、振動子３５の回動力によってのみ距離環６が回動されることはない。また、振動子３５による回動駆動力を変化させるには、同様に駆動周波数を共振周波数からずらす、あるいは、印加電圧を変化させるとか、あるいは、印加信号をバースト信号とすることにより振動が距離環６に作用する時間を変化させて摩擦力を変更することも可能である。

次に本実施形態のカメラシステム１００における撮影シーケンスの処理について、図１のブロック構成図，図１４，１５のフローチャート等を用いて説明する。
図１４，１５に示す撮影シーケンス処理は、上述のＢμｃｏｍ５０の制御のもとでＬμｃｏｍ２０が協働して実行される処理である。

まず、ボディユニット１０１の電源ＳＷ（カメラ操作ＳＷ群７９に含まれる）がオンされると、Ｂμｃｏｍ５０は処理動作を開始し、ステップＳ０１でカメラシステムを起動するための処理が実行される。すなわち、電源回路８２を制御してこのカメラシステムを構成する各回路ユニットへ電力を供給し、さらに、各回路の初期設定を行う。

ステップＳ０２は、周期的に実行されるステップであり、Ｌμｃｏｍ２０と通信動作を行うことでレンズユニット１０２の装着状態を検出するステップである。ステップＳ０３にて、レンズユニット１０２がボディユニット１０１に装着されたことが検出されると、ステップＳ０６へ移行する。一方、レンズユニット１０２がボディユニット１０１から外されたことが検出されたときは、ステップＳ０４からステップＳ０５へ移行する。そして制御フラグＦ ＬＥＮＳをリセットする。そして、ステップＳ０８に移行する。

ステップＳ０６では、制御フラグＦ ＬＥＮＳをセットし、ステップＳ０７に移行する。上記制御フラグＦ ＬＥＮＳは、当該カメラのボディユニット１０１にレンズユニット１０２が装着されている期間は、“１”となり、レンズユニット１０２が外されている期間は、“０”となる。

ステップＳ０７では、実際のマニュアルフォーカス、または、ＡＦ駆動の実行に先立って図９に示した駆動制御回路の電流検出部４９および位相差検出部４８とにより環境状態に対する振動子３０，３９の共振周波数（共振点周波数）を検出しておく。その後、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８では、カメラ操作ＳＷ群７９の状態を検出する。そして、カメラ操作ＳＷ群７９中のの１つであるフォーカシングモード切換ＳＷ（ＡＦ／ＭＦモード切換スイッチ、不図示）の状態変化が次のステップＳ０９で検出されると、ステップＳ１６へ移行し、マニュアルフォーカス動作を行う。上記ＡＦ／ＭＦモード切換スイッチの状態変化が検出されなかった場合、ＡＦ駆動による撮影を行うためにステップＳ１０以下に移行する。

ステップＳ１６では、操作環力量設定ＳＷ８０の状態が検出される。ステップＳ１７では、Ｆ ＬＥＮＳの状態を判定して、“１”であれば、ステップＳ１８へ、“１”以外であれば、ステップＳ０２に移行する。

ステップＳ１８では、操作環の操作状態（手が操作環に触れているとか、回転力が加えられている状態）が検出されるのを待って、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、操作環７によるマニュアルフォーカスのための回動操作に応じて超音波アクチュエータ２９の振動子３５を駆動し、操作環７の回動操作を補助する。マニュアルフォーカス駆動終了に応じてステップＳ２０に移行し、カメラ操作ＳＷ群７９の１ｓｔレリーズＳＷ（図示せず）が操作されたか否かを判定し、操作されていなければ、ステップＳ０２に戻る。操作されたならば、ステップＳ２１で振動子の振動を停止させた後、ステップＳ２２に移行して測光回路６５から被写体の輝度情報を入手する。上記輝度情報からＣＣＤユニット５５の露光時間（Ｔｖ値）とレンズ１の絞り設定値（Ａｖ値）を算出する。そして、後述するステップＳ１５に移行する。

一方、ステップＳ１０に移行した場合、上記１ｓｔレリーズＳＷが操作されたか否かを判定する。もし、１ｓｔレリーズＳＷがオンしているならば、ステップＳ１１へ移行するが、オフならば、上記ステップＳ０２へ戻る。

ステップＳ１１では、測光回路６５から被写体の輝度情報を入手する。上記輝度情報からＣＣＤユニット５５の露光時間（Ｔｖ値）とレンズ１の絞り設定値（Ａｖ値）を算出する。

続いて、ステップＳ１２では、ＡＦセンサ駆動回路６２を経由してＡＦセンサユニット６３の検知データを入手する。この検知データに基づきピントのズレ量を算出する。ステップＳ１３にて、制御フラグＦ ＬＥＮＳの状態を判定する。制御フラグＦ ＬＥＮＳが“０”ならばレンズユニット１０２が非装着状態を意味するので、次のステップＳ１４以降の撮影動作は実行せずにステップＳ０２へ戻る。制御フラグＦ ＬＥＮＳが“１”ならば、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、Ｌμｃｏｍ２０に対してピントのズレ量データを送信して、このズレ量に基づくレンズ１の駆動を指令する。超音波アクチュエータ２８によるレンズ枠５の進退駆動が行われる。その後、ステップＳ１５に移行する。

マニュアルフォーカス駆動後、あるいは、ＡＦ駆動後のいずれの場合もステップＳ１５に移行し、カメラ操作ＳＷ群７９の１つである２ｎｄレリーズＳＷ（不図示）が操作されたか否かを判定する。この２ｎｄレリーズＳＷのオン状態が検出されると、ステップＳ２３へ移行して所定の撮影動作を行う。上記２ｎｄレリーズＳＷがオフ状態が検出されると、上記ステップＳ０２へ戻る。

ステップＳ２３以後、まず、Ｌμｃｏｍ２０へ上記Ａｖ値を送信し、絞り８の駆動を指令し、ステップＳ２４にてクイックリターンミラー５１を退避位置であるアップ位置へ移動させる。ステップＳ２５にてシャッタ装置５３の先幕走行を開始させ、ステップＳ２６にて画像処理コントローラ７３に対して撮像動作の実行を指令する。上記Ｔｖ値で示される時間だけＣＣＤユニット５５への露光が終了すると、ステップＳ２７において、シャッタ装置５３の後幕走行を開始させてシャッタ閉状態とする。ステップＳ２８にてクイックリターンミラー５１をファインダー観察位置であるダウン位置へ駆動する。これと並行してシャッタ装置５３のチャージ動作を行う。

そして、ステップＳ２９では、Ｌμｃｏｍ２０に対して絞り８を開放位置へ復帰させるように指令する。ステップＳ３０では、画像処理コントローラ７３に対して、撮影した画像データを記録メディア７４へ記録するように指令する。その画像データの記録が終了すると、上記ステップＳ０２へ戻る。

以上、説明したように本実施形態のカメラシステム１００によれば、操作環７を回動操作してマニュアルフォーカスを行う場合、必要に応じて操作環操作力補助モード、あるいは、操作環回動摩擦力軽減モードを選択し、操作環７を回動操作するとき（該回動操作を行わないときを含め）、レンズユニット１０２に組み込まれている超音波アクチュエータ２９を駆動、または、停止させる。この動作によって操作環７とそれに固着される距離環６の回動力量を調節することができ、あるいは、操作環７を固定状態に保持することができる。従って、上記マニュアル操作を重く、あるいは、軽くすることができ、使用者の好みに合わせたマニュアルフォーカスを行うことができる。また、操作環７を固定保持することで撮影中、フォーカス位置を変化させないで撮影を実行することも容易になる。

なお、本実施形態における超音波アクチュエータ２９は、図１１に示すように固定枠２の円周上に１２０°ごとの角度で３つ配置されているが、１つ、または、２つの超音波アクチュエータ２９のみを組み込む構成でもよい。１つ、または、２つの超音波アクチュエータ２９にした場合は、他の超音波アクチュエータ２９が配されていた円周上の位置に該アクチュエータに代えてスラスト方向を位置決めガイドするベアリングボールとか、ローラを入れ、より安定した保持機構にすることもできる。

また、上述した実施形態では操作環７は、レンズ枠５を機械的に駆動できる機構を採用しているが、この実施形態の構成と異るものとして操作環７を機械的にレンズ枠と連動しない単独回動するような構成とし、操作環の回動動作量をスケールと位置センサで検出し、その出力信号によってレンズ枠５を電気的アクチュエータで駆動するようなマニュアルフォーカシングシステムに対しても本発明の要旨を適用可能である。この場合も操作環７に対して上記実施形態の場合と同様に操作環操作時の回転負荷抵抗の大きい場合から小さい場合まで選択的に設定可能とすることができる。さらに、上述した実施形態では操作環７は、マニュアルフォーカス用操作環であったが、これに限らずズーム駆動のための操作環に対しても同様の移動装置を適用することが可能である。

また、操作環７の操作力量の変更は、該操作環７の操作を検出して自動的に負荷抵抗を切り換えるように制御するようにしてもよい。例えば、操作環７の操作スピードを検出してその操作スピードに応じて、超音波アクチュエータ２９の振動条件を電気的に変更制御して、より感触よくスムーズに操作できるようにすることも可能である。

さらに、上述した実施形態では、超音波アクチュエータ２９は、距離環６に当接する構成として説明しているが、それと異なり操作環７から外駆動環３までの手動操作用の連動機構の間、例えば、実質上に手動操作部材にも相当する外駆動環３に超音波アクチュエータ２９を当接させる構成を採用してもよく、この場合も同様な機能を有する。また、上述の実施形態では、２つの超音波アクチュエータ２９，２８に直接当接して駆動さるＡＦ用及びＭＦ用の枠部材（図１０に示す内駆動環４、距離環６）は、回転駆動するものであったが、これに替えて、枠部材の少なくとも１つが光軸方向に直進移動する、所謂、リニア駆動される枠部材の構成を有する装置においても、ラジアル方向で超音波アクチュエータを当接させるようにしてその振動状態を制御すれば、本実施形態で述べた同様な機能を達成することができる。

次に、本発明の第二の実施形態である光学系部材（移動部材）移動装置である一眼レフデジタルカメラシステム用レンズユニットの構成と作用について、図１６〜１８を用いて説明する。
図１６は、本実施形態のレンズユニットのレンズ鏡筒駆動部の要部を示す光軸に沿った断面図である。図１７は、上記レンズユニットに適用される押圧バネの斜視図である。図１８は、上記レンズユニットのレンズ鏡筒駆動部の要部の分解斜視図である。

図１６に示す本実施形態のレンズユニット（レンズ鏡筒）１０２Ａは、前記第一の実施形態のレンズユニット１０２と同様にカメラ本体としてのボディユニット１０１に着脱可能であるが、マニュアルフォーカスを行う場合に特にＡＦ（オートフォーカス）／ＭＦ（マニュアルフォーカス）の切り換え操作を必要とせず、ＭＦ操作時には、単に手動操作環を手動操作するだけで直接的にレンズ枠を進退駆動を行うことができる。ＡＦ時は、超音波アクチュエータの電動駆動によるレンズ枠の進退駆動が行われる。

ＡＦ／ＭＦの切換が可能なレンズ駆動装置として、例えば、特開平２−２５３２１６号や特開平１０−１８６２０６号等の公報に開示のものは、振動型モータの駆動力を伝達する動力伝達部材と、マニュアル操作の駆動力を伝達する操作力伝達部材と、これら伝達部材を連動させる機構として遊星機構を採用したものであった。特に前者のレンズ駆動装置は、構成部品が多く機構が複雑である。また、動作においても、フォーカス駆動部材と操作部材の回転量が１：２になってしまい、操作回転量が多くなり、ＭＦ時の手動操作力量は軽いが、必要操作回転量が大きい。ＡＦ時には、駆動速度が減速されてＡＦ速度が遅くなるといった問題があった。一方、後者のレンズ駆動装置は、遊星機構のローラを光軸方向二箇所に増やして設け、ＡＦ駆動速度を上げるとともに、ＭＦは微調整が可能なように操作量を多くしたものである。しかし、枠部材やローラ等の部材が前者に対してさらに多く必要となり、機構が複雑化し、大きい占有スペースも必要とするといった問題があった。

そこで、本実施形態のレンズユニット１０２Ａは、第一の実施形態のレンズユニット１０２に対して力量設定用の超音波アクチュエータの代わりに操作環の駆動回転力を摩擦バネを介して直接的にレンズ枠側に伝達する簡単な連動機構部を採用することによって、ＭＦ時の操作回転量を大きくすることなく、ＡＦ駆動速度も低下することないカメラシステムを構成し、かつ、機構が簡単でコンパクト化も可能なレンズユニット（レンズ鏡筒）を提供するものである。以下、その詳細について、前記第一の実施形態に対して異なる部分を説明するが、同様の構成に対しては、同一の符号を付して説明する。

このレンズユニット１０２Ａが装着可能なボディユニットは、前述したボディユニット１０１と同一のものでもよい。しかし、ボディユニットに内蔵されるＢμｃｏｍ５０（図１）に対して超音波アクチュエータ２９用の振動体制御手段と、操作環７を固定状態、または、操作可能な非固定状態に切り換え制御する切換制御手段と、操作環７の手動操作力を調節する力量調節手段と、操作力量設定ＳＷ８０とカメラ操作ＳＷ７９中のＡＦ／ＭＦモード切換スイッチは必ずしも必須ではない。本実施形態の説明では、上記ＡＦ／ＭＦモード切換スイッチを装備していないものとして説明する。

レンズユニット１０２Ａにおいては、内蔵されるＬμｃｏｍ２０（図１）に対して超音波アクチュエータ２９用の振動体制御手段や操作環７を固定状態、または、操作可能な非固定状態に切り換え制御する切換制御手段や操作環７の手動操作力を調節する力量調節手段が不要である。さらに、レンズユニット１０２には内蔵されていた超音波アクチュエータ２９や該アクチュエータ駆動用の振動子駆動回路２４や操作環７の回動検出用の位置センサ２６，スケール２６ａも設けないものとする。

レンズユニット１０２Ａの機構部は、図１６に示すようにレンズユニット１０２と同様に周方向に沿った円周溝２ｃを有する固定枠２と、固定枠２に嵌入し、斜行カム溝３ａおよびカムフォロアである駆動ピン（手動レンズ変位手段）３ｂを有する外駆動環（手動駆動環，第一の駆動伝達機構）３と、外駆動環３に嵌入し、直進ガイド溝４ａを有しており、電気的駆動源である超音波アクチュエータ２８により回動駆動される内駆動環（電動駆動環，電動移動体，第二の駆動伝達機構）４と、内駆動環４に嵌入し、撮影レンズの一部であるレンズ１を保持し、かつ、カムフォロアである従動ピン（第二の連結機構，電動レンズ変位手段）５ａが固着されるレンズ枠５と、さらに、レンズユニット外周部に回動操作可能な操作環（手動操作部材）７とを有している。そして、レンズユニット１０２と異なる機構部として操作環７の内周に固着され、固定枠２の外周に回動可能に嵌合する距離環（手動操作部材）６Ａと、距離環６Ａを摩擦板６Ａｂを介して光軸Ｏ方向に付勢する押圧バネ（操作力量調節機構，負荷手段）１８Ａとを有している。

距離環６Ａは、光軸Ｏ方向に沿った直進ガイド溝６Ａａを有している。距離環６Ａの後端面は、固定枠２のネジ部２ｂに螺合して固定されるスラストリング（操作力量調節機構）１７に当接する。距離環６Ａの前端面には摩擦板６Ａｂが押圧バネ１８Ａの付勢力を受けて当接している。

なお、外駆動環３の駆動ピン３ｂは、固定枠２の円周溝２ｃを摺動可能に挿通して距離環６Ａの直進ガイド溝（手動レンズ変位機構）６Ａａに摺動可能に嵌入している。レンズ枠５の従動ピン５ａは、内駆動環４の直進ガイド溝（電動レンズ変位機構）４ａを摺動可能に挿通し、外駆動環３のカム溝（手動レンズ変位機構，電動レンズ変位機構）３ａに摺動可能に嵌入している。

摩擦板６Ａｂは、リング状の板部材であり、固定枠２に対して回動が規制され、かつ、光軸Ｏ方向に移動可能な状態で固定枠２に装着されている。

押圧バネ１８Ａは、図１７に示すように金属板製のリング形状部材であって、外周辺に３つの舌状のバネ変形当接部１８Ａａが設けられる。バネ変形当接部１８Ａａは、光軸Ｏ方向に弾性変形可能である。押圧バネ１８Ａは、固定枠２の段部に当接して嵌入し、バネ変形当接部１８Ａａが摩擦板６Ａｂに当接する。このようにバネ変形当接部１８Ａａが摩擦板６Ａｂに当接することによって距離環６Ａは、摩擦板６Ａｂの摩擦力を受け、適切な回動摩擦負荷のある状態で固定枠２に支持され、操作環７が適切な回動操作力で操作可能となる。同時に、ＡＦ動作時、超音波アクチュエータ２８で駆動される内駆動環４の回動動作による距離環６Ａの回動が規制され、正常なＡＦ動作が実行される。

なお、摩擦板６Ａｂの距離環６Ａに対する光軸Ｏ方向の押圧力は、押圧バネ１８Ａを取り換えることによって変更可能であり、あるいは、スラストリング１７の固定枠２のネジ部２ｂに対するねじ込み位置を調整することによっても上記押圧力を調節することが可能である。さらにはスペーサを挿入して上記押圧力の調節を行うことも可能である。押圧バネ１８Ａには、波形ワッシャー、あるいは、皿バネを適用することも可能である。

また、ＡＦ動作時に駆動される超音波アクチュエータ２８の構造およびその駆動制御は、第一実施形態の場合と同様である。

なお、レンズユニット１０２ＡにおけるＡＦ／ＭＦ動作では、前述したようにカメラボディ側にＡＦ／ＭＦモード切換スイッチが配されていないので、図１４の撮影シーケンスのフローチャートにおけるステップＳ０９の処理がなく、ステップ１０の１ｓｔレリーズＳＷの状態検出が行われる。１ｓｔレリーズＳＷのオンが検出された後、操作環７の回動操作がなく、通常のＡＦ動作実行可能な状態であれば、そのままＡＦモードでの撮影が行われる。しかし、操作環７が操作されて強制的にフォーカスレンズであるレンズ１が進退駆動された場合には、操作環７の操作によるレンズ１の進退位置での撮影が行われるものとする。

次に、上述した構成を有する本実施形態のレンズユニット１０２ＡにおけるＡＦ／ＭＦ動作時の各枠部材の移動状態について、図１４，１８，１９を用いて説明する。
図１９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図１８のレンズ鏡筒駆動部の要部（ガイド溝，駆動／従動ピン等）を外周側から見た部分展開図であって、図１９（Ａ）は、フォーカシング駆動の初期状態を示し、図１９（Ｂ）は、手動フォーカシング駆動状態を示し、図１９（Ｃ）は、電動フォーカシング駆動状態を示す。

上述したＭＦモード（手動フォーカシング）時には、超音波アクチュエータ２８が停止しており、内駆動環４が静止状態にあって、距離環６Ａ，外，内駆動環３，４，レンズ枠５が初期位置にあるとする（図１８，１９（Ａ））。そこで、操作環７が光軸Ｏまわり（Ｓ1 ）に回動操作されると、外駆動環３が駆動ピン３ｂを介して同じく光軸Ｏまわりに回動駆動される。外駆動環３の回転に伴って従動ピン５ａが斜行するカム溝３ａによって駆動され、静止状態にある内駆動環４の直進ガイド溝に沿って光軸Ｏ方向に移動し、レンズ枠５が所望のフォーカシング位置に繰り出される（図１９（Ｂ））。

ＡＦモード（電動フォーカシング）時には、操作環７および距離環６Ａは、静止し、外駆動環３の静止しており、外，内駆動環３，４，レンズ枠５が初期位置にあるとする（図１８，１９（Ａ））。そこで、超音波アクチュエータ２８が駆動され、内駆動環４が光軸Ｏまわり（Ｓ1 ）に回動操作されると、外駆動環３が静止していることから従動ピン５ａが内駆動環４の直進ガイド溝４ａにガイドされながら斜行する外駆動環３のカム溝３ａに沿って斜行方向Ｓ2 に摺動し、レンズ枠５が光軸Ｏまわりに回転しながら光軸Ｏ方向に移動して、ＡＦフォーカシング位置に繰り出される。

なお、上述した第二の実施形態は、操作環７の回動検出用の位置センサ２６，スケール２６ａを設けない構成を採用したが、その変形例として位置センサ２６，スケール２６ａ（図１０）をＭＦ操作検出手段として設けるものも提案できる。

この変形例では、位置センサ２６によって操作環７の操作が検知された場合は、その直後、カメラの撮影モードが自動的にＭＦモードに切り換えられる。従って、操作環７の操作後は、ＡＦモードに戻ることなく１ｓｔ、または、２ｎｄレリーズ操作待ち状態となる。そして、撮影終了後、あるいは、所定時間経過後、ＡＦモードに戻る。

本実施形態のレンズユニット１０２Ａによれば、直接的にレンズ枠側に伝達する簡単な連動機構部を採用することによって、ＭＦ時の操作回転量が大きくなく、ＡＦ駆動速度も低下することないカメラシステムを構成し、かつ、機構が簡単でコンパクト化も可能なレンズユニット（レンズ鏡筒）を提供することができる。

上述の各実施形態の他にＡＦ／ＭＦのようなフォーカシング動作の切り換えに限らず、電動ズームと手動ズームの切り換えを行うカメラシステムにも本発明の要旨は適用可能である。さらに、上述の各実施形態は、デジタルカメラシステムに適用したものであるが、銀塩カメラシステムにおける光学部材移動装置にも同様の構成が適用可能である。

さらには光学部材以外の移動部材を手動操作部材および電動部材により切り換えて移動させる移動部材移動装置にも本発明の要旨を適用することができる。

本発明による移動装置は、移動部材の操作力量を軽い側も含め、広い範囲で設定が可能であって、また、操作部材を所定の位置に固定保持することが可能な移動装置、あるいは、光学部材，他の移動部材の移動装置として利用することができる。

本発明の第一の実施形態である移動装置を内蔵する一眼レフデジタルカメラシステムのブロック構成図である。 図１のカメラシステムに適用される超音波アクチュエータの振動子にフレキシブルプリント基板を固着した状態を支持軸方向からみた図である。 図２のＡ矢視図である。 図２の振動子からフレキシブルプリント基板を外した状態を支持軸方向から見た図である。 図４のＢ矢視図である。 図４のＣ矢視図である。 図２の振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼き付け処理前の分解斜視図である。 図２の振動子における屈曲振動，縦振動の合成振動状態の拡大図である。 図２の振動子を駆動するための駆動制御回路のブロック構成図である。 図１のカメラシステムにおけるレンズユニットのレンズ鏡筒部の要部を示す光軸に沿った断面図である。 図１０のＤ−Ｄ断面図である。 図１０をＥ方向からみた展開図である。 図１２のＦ−Ｆ断面図である。 図１のカメラシステムにおける撮影シーケンスのフローチャートの一部である。 図１のカメラシステムにおける撮影シーケンスのフローチャートの他の一部である。 本発明の第二の実施形態のレンズユニットのレンズ鏡筒駆動部の要部を示す光軸に沿った断面図である。 図１６のレンズユニットに適用される押圧バネの斜視図である。 図１６のレンズユニットのレンズ鏡筒駆動部の要部の分解斜視図である。 図１８のレンズ鏡筒駆動部の要部（ガイド溝，駆動／従動ピン等）を外周側から見た部分展開図であって、図１９（Ａ）は、フォーカシング駆動の初期状態を示し、図１９（Ｂ）は、手動フォーカシング駆動状態を示し、図１９（Ｃ）は、電動フォーカシング駆動状態を示す。

符号の説明

１ …レンズ（光学部材）
３ …外駆動環（第一の駆動伝達機構，手動駆動環，駆動機構）
３ａ…カム溝（手動レンズ変位機構，電動レンズ変位機構）
３ｂ…駆動ピン（カムフォロア，第一の連結機構，手動レンズ変位手段）
４ …内駆動環（第二の駆動伝達機構，電動駆動環，電動移動体）
４ａ…直進ガイド溝（電動レンズ変位機構）
５ …レンズ枠（移動部材）
５ａ…従動ピン（カムフォロア，第二の連結機構，電動レンズ変位手段）

６ …距離環（手動操作部材，操作部材）
７ …操作環（手動操作部材，操作部材）
１７ …スラストリング（操作力量調節機構）
１８ …押圧バネ（加圧手段）
１８Ａ…押圧バネ（操作力量調節機構，負荷手段）
２０ …Ｌμｃｏｍ（操作力量調節制御手段，振動体制御手段，力量調節制御手段，第一，第二の切換制御手段）
２３…振動子駆動回路（第一の力量切換手段）
２４…振動子駆動回路（第二の力量切換手段，振動体制御手段）
２８…超音波アクチュエータ（第二の超音波アクチュエータ，第二の駆動機構，駆動部材）
２９…超音波アクチュエータ（第一の超音波アクチュエータ，第一の駆動機構，駆動機構）
３５ …振動子（振動体）
５０ …Ｂμｃｏｍ（操作力量調節制御手段，振動体制御手段，力量調節制御手段，第一，第二の切換制御手段）
６３…ＡＦセンサユニット（合焦開始信号出力手段）
８０ …操作力量設定ＳＷ（操作力量切換設定手段，操作力量設定手段）
１０２，１０２Ａ
…レンズユニット（レンズ鏡筒）

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (5)

1. 移動部材を移動させるために、手動操作される手動操作部材と、
   上記手動操作部材に摩擦接触力を付加するように、上記手動操作部材に近接する方向に加圧されている振動体と、
   上記摩擦接触力を変更するように上記振動体を駆動制御することによって、上記手動操作部材を手動操作する際の手動操作力量を調節制御する操作力量調節制御手段と、
   を具備し、
   上記操作力量調節制御手段は、少なくとも圧接方向の振動振幅を変更設定させて上記振動体を駆動制御することを特徴とする移動装置。
2. 上記操作力量調節制御手段は、上記手動操作部材の操作方向への操作を補助する力を発生させるように上記振動体を振動制御することを特徴とする請求項１記載の移動装置。
3. 上記移動部材は、光学部材であることを特徴とする請求項１記載の移動装置。
4. 光学部材を移動させる光学部材移動装置において、
   上記光学部材を連動移動させる手動操作可能な操作部材と、
   超音波振動を発生する振動体と、
   上記操作部材に対して上記振動体を摩擦接触させるために加圧する加圧手段と、
   上記操作部材を手動操作する際における手動操作力量に関わる上記振動体を摩擦接触される摩擦接触力を変更するように、上記振動体の振動状態を可変駆動制御する振動体制御手段と、
   を具備することを特徴とする光学部材移動装置。
5. 上記振動体制御手段は、上記操作部材が手動操作されていないときには上記振動体を非駆動状態にして上記操作部材を摩擦接触力により固定保持し、また、上記操作部材が手動操作開始されたことを検出したときには上記振動体を駆動状態にすることで摩擦接触力を軽減して上記操作部材を移動可能に、上記振動体を制御することを特徴とする請求項４記載の光学部材移動装置。

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