JP7204526B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等のレンズ鏡筒に備えられ、振動波モータを用いてレンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

近年、合焦動作の高精度化やアクチュエータの省電力化を目的として、駆動負荷の少ないレンズ駆動装置が注目されている。レンズの重量が大きい際にアクチュエータの回転負荷を低減することを目的として、レンズ保持枠がベアリングを介してガイドプレートに当接することで、摩擦力を低減した光学装置が提案されている。

特開２０１７－０１５７９９号公報

しかしながら、特許文献１では、落下衝撃等の大きな外力が加わると、レンズ保持枠がガイドプレートに対して大きく変位する。そのため、レンズ保持枠とアクチュエータの連結部や、アクチュエータ自身に外力が伝達し、アクチュエータ自身がダメージを受けるという課題がある。

本発明の目的は、振動波モータへ外力が伝達することを抑制したレンズ駆動装置を提供することである。

本発明のレンズ駆動装置は、移動部材と、固定部材と、案内機構を備える振動波モータと、前記移動部材に備えられ、前記振動波モータと連結する連結部と、案内軸と、少なくとも１つの転動部材と、規制部と、を備え、前記移動部材は、前記少なくとも１つの転動部材を備え、光学素子を保持し前記固定部材に対して前記光学素子の光軸の方向に相対移動し、前記連結部は、前記振動波モータの前記案内機構まわりの回転を規制し、前記連結部は、付勢力を発生する付勢部材を備え、前記案内軸は、前記移動部材の前記相対移動を案内し、前記規制部は、第１の規制部と第２の規制部とを含み、前記振動波モータは、前記第１の規制部を備え、前記移動部材又は前記固定部材のいずれか一方は、前記第２の規制部を備え、前記移動部材の前記光軸の方向に直交する方向への移動は、前記移動部材への外力が第１の力以下の場合、前記第１の規制部によって規制され、前記外力が前記第１の力を超え第２の力を超えない場合、前記付勢部材によって規制され、前記外力が前記第２の力を超える場合、前記第２の規制部によって規制されることを特徴とする。

振動波モータへ外力が伝達することを抑制したレンズ駆動装置を提供することができる。

第１の実施例に係るレンズ駆動装置１０のブロック線図である。 （Ａ）第１の実施例に係るレンズ駆動装置１０の駆動機構を示す断面図である。（Ｂ）は連結部１６の構成を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）第１の実施例に係る振動波モータ１００の構成を示す断面図である。 （Ａ）～（Ｄ）第１の実施例に係るレンズ駆動装置１０において外力Ｆの発生時の動作を示す模式図である。 （Ａ）～（Ｃ）第１の実施例に係るレンズ駆動装置１０において外力Ｆの発生時の連結部１６の動作を示す模式図である。 第１の実施例に係る振動波モータ１００の制御シーケンスを示すフローチャートである。 （Ａ）第２の実施例に係るレンズ駆動装置２０の駆動機構を示す断面図である。（Ｂ）は、転動部材２５を示す模式図である。

（第１の実施例）
本発明の第１の実施例における振動波モータ（超音波モータ）１００を備えるレンズ駆動装置１０について説明する。なお、図面において、振動波モータ１００の駆動移動の方向をＸ方向、加圧方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。

図１は、本発明のレンズ駆動装置１０のブロック線図であり、光軸Ｏａが一点鎖線で示されている。撮影光学系の一部である光学素子２及び光学素子２を駆動する振動波モータ１００を含む鏡筒１と、撮像素子４を有するカメラ本体３でレンズ駆動装置１０が構成される。カメラ本体３は、ピント検出手段５を備え、ピント検出手段５によって撮像素子４に結像される像のピント状態が検出され、その信号が制御手段７に入力される。また、鏡筒１は、位置検出手段６を備え、位置検出手段６によって光学素子２の現在位置が検出され、その信号が制御手段７に入力される。制御手段７はそれらの信号をもとに、振動波モータ駆動手段８に信号を出力し、振動波モータ１００を駆動する。この構成により、光学素子２は、振動波モータ１００によって目標位置まで駆動され、ピントずれを補正することが可能となり、良好な画像を撮影することができる。

次に、振動波モータ１００により光学素子２を駆動する駆動機構の構成について図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）は、光学素子２の光軸Ｏａの方向から見た、第１の実施例に係るレンズ駆動装置１０の駆動機構を示す断面図であって、振動波モータ１００の構成は簡略化して示されている。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の断面線ＩＩＢ－ＩＩＢにおける連結部１６の構成を示す断面図である。

固定部材１１は、概略筒形状であり、鏡筒１に固定されている。固定部材１１は、振動波モータ１００、及び後述する第１の案内軸１３ａ、第２の案内軸１３ｂを含む案内軸１３をそれぞれ保持している。

移動部材１２は、光学素子２を保持し、固定部材１１に対して光軸Ｏａの方向に相対移動する部材である。移動部材１２には、第１の案内軸１３ａが貫くように、丸穴１２ａが形成されており、後述する転動部材１５を保持する軸部１２ｂ、及び後述する連結部１６と接続する接続部１２ｃが設けられている。

案内軸１３は、第１の案内軸１３ａ及び第２の案内軸１３ｂで構成され、移動部材１２の相対移動を案内する部材である。第１の案内軸１３ａは、丸穴１２ａを介して移動部材１２と当接する棒状の部材であり、すなわちメインガイドバーである。この第１の案内軸１３ａにより、光軸Ｏａに直交する方向における移動部材１２の平行移動が規制される。第２の案内軸１３ｂは、転動部材１５を介して移動部材１２と当接する棒状の部材であり、すなわちサブガイドバーである。この第２の案内軸１３ｂにより、第１の案内軸１３ａを中心とする移動部材１２の回転移動が規制される。

転動部材１５は、ボールベアリング等の内部に転動機構を有する部材であり、移動部材１２に設けられた軸部１２ｂに保持され、第２の案内軸１３ｂに当接する。第１の案内軸１３ａ及び第２の案内軸１３ｂにより、移動部材１２は光軸Ｏａの方向へ平行移動するように案内される。また、転動部材１５の内輪側が軸部１２ｂを介して移動部材１２と一体となり、外輪側が第２の案内軸１３ｂとすべりなく当接することで、移動部材１２と第２の案内軸１３ｂの間に発生する摩擦力を低減することができる。しかしながら、もし移動部材１２と第２の案内軸１３ｂの間が離間してしまうと、移動部材１２が正確に光軸Ｏａの方向に案内されなくなってしまう。この離間を防止するため、固定部材１１にその一端が固定されたバネ等の付勢手段１４によって、移動部材１２が第２の案内軸１３ｂに当接するように、付勢手段１４が付勢力Ｂ１を発生する。

図２（Ｂ）に示すように、連結部１６は、突起部１６ｐを有する係合部材１６ａと付勢部材１６ｂで構成され、移動部材１２と振動波モータ１００を連結する。付勢部材１６ｂは、圧縮ばね等であって弾性を有し、光軸Ｏａの方向に付勢力Ｂ２を発生する部材である。そして、付勢部材１６ｂは、係合部材１６ａを光軸Ｏａの方向に付勢して、係合部材１６ａと振動波モータ１００の構成部材である後述の第２の保持筐体１０８をガタなく連結させる。突起部１６ｐは、第２の保持筐体１０８に形成された溝部１０８ｂと係合する。図２（Ａ）に示すように、溝部１０８ｂは長穴状に形成されており、通常は長穴の長手方向（Ｙ方向）に係合部材１６ａの移動が案内される。

規制部１７は、第１の規制部１７ａと第２の規制部１７ｂで構成される。第１の規制部１７ａは、第２の保持筐体１０８に備えられるため、詳細は後述する。第２の規制部１７ｂは、移動部材１２又は固定部材１１のいずれか一方に備えられる部位であり、本実施例では移動部材１２の一部として突出形状等で構成される。移動部材１２に後述の外力Ｆが加わり、転動部材１５と第２の案内軸１３ｂが離間する方向に移動部材１２が移動しようとした場合、第２の規制部１７ｂと第２の案内軸１３ｂが当接することで変位量を規制することができる。本実施例では移動部材１２の一部であるとしたが、第２の規制部１７ｂが固定部材１１に設けられ、移動部材１２に当接するという構成でもよく、転動部材１５と第２の案内軸１３ｂが離間する方向への移動部材１２の移動量を規制する機能を備えていればよい。

上述のような構成とすることで、振動波モータ１００が発生する駆動力が連結部１６を介して移動部材１２に伝達される。その結果、移動部材１２は、案内軸１３及び転動部材１５によって光軸Ｏａの方向に案内され、固定部材１１に対して相対移動する構成が実現される。

次に、振動波モータ１００の構成について図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、Ｘ－Ｚ平面における振動波モータ１００の断面図、図３（Ｂ）はＹ－Ｚ平面における同断面図である。

振動波モータ１００は、振動子１０１、摩擦部材１０４、固定側保持筐体１０５、可動側保持筐体１０６、加圧手段１１０及び案内機構１１５等で構成される。案内機構１１５は、振動子１０１が摩擦部材１０４に対して相対移動ができるように案内するとともに、後述の可動部１１９が案内機構１１５を軸として回転できるように構成される。振動波モータ１００の駆動方向は、案内方向（Ｘ方向）である。

振動子１０１は、振動板１０２と圧電素子１０３を接着して構成される。振動板１０２には、突起部１０２ｐと後述する第１の保持筐体１０７に固定するための固定部１０２ａが長手方向に沿って２個形成されている。また、圧電素子１０３にはフレキシブル基板である不図示の給電部材が電気的に接続されている。そして、給電部材から特定の振幅及び位相差を有する超音波領域の周波数の高周波電圧が圧電素子１０３に印加されると、振動板１０２が変形して突起部１０２ｐに楕円運動が発生する。

摩擦部材１０４は、振動子１０１に摩擦接触する部材であり、固定側保持筐体１０５に固定されている。振動子１０１に高周波電圧が印加され、突起部１０２ｐが楕円運動すると、摩擦部材１０４との間に摩擦力が断続的に発生し、振動子１０１が摩擦部材１０４に対して相対移動するＸ方向（光軸Ｏａの方向）への推力が発生する。この推力により可動側保持筐体１０６が固定側保持筐体１０５に対して相対移動することになる。

固定側保持筐体１０５は、摩擦部材１０４及び第１の案内部材１１６を保持する部材であり、不図示の鏡筒１に固定される概略板形状の部材である。固定側保持筐体１０５には、締結穴１０５ａが設けられ、摩擦部材１０４、第１の案内部材１１６は締結部材１０５ｂで締結穴１０５ａに締結され、保持される。

可動側保持筐体１０６は、第１の保持筐体１０７、第２の保持筐体１０８、薄板１０９で構成され、振動子１０１を保持する機能を有する。第１の保持筐体１０７は、長手方向に沿って２個の突起部１０７ａを有し、それぞれが振動子１０１の固定部１０２ａと係合することで振動子１０１が保持される。また、上述のとおり、第１の規制部１７ａを備え、外力Ｆ等により振動子１０１と摩擦部材１０４が相対移動するＸ方向以外の方向に動いた場合、可動側保持筐体１０６と当接することで可動部１１９の移動を規制する。第２の保持筐体１０８は、後述する第２の案内部材１１７を保持する。また、上述のように長穴状の溝部１０８ｂを備え、連結部１６の突起部１６ｐと係合する。薄板１０９は、後述する加圧手段１１０の加圧方向であるＺ方向に剛性が低く、Ｘ方向とＹ方向に剛性が高い弾性を有する部材であり、第１の保持筐体１０７及び第２の保持筐体１０８を連結する。この構成より、振動子１０１及び摩擦部材１０４の当接状態が各部材の部品ばらつきによってばらついた場合でも、薄板１０９が変形することでこのばらつきを吸収し、安定した当接状態を維持し高効率で推力を発生することができる。

案内機構１１５は、振動子１０１が摩擦部材１０４に対して相対移動するように案内するための機構であり、第１の案内部材１１６、第２の案内部材１１７及び転動体１１８で構成され、光軸Ｏａと平行な方向に延在する。転動体１１８は、二つの球状部材１１８ａ及び１１８ｂで構成され、第１の案内部材１１６と第２の案内部材１１７で保持される。

第１の案内部材１１６は、締結穴１１６ａを有し、締結部材１０５ｂによって固定側保持筐体１０５に締結され、保持されているので、摩擦部材１０４に対して相対移動しない部材である。また、第１の案内部材１１６は、Ｖ溝１１６ｂを有し、二つの球状部材１１８ａ及び１１８ｂと当接する。

第２の案内部材１１７は、後述する加圧手段１１０と係合する係合部１１７ｃを有しており、加圧手段１１０と係合することにより加圧手段１１０の加圧方向であるＺ方向に付勢される。更に、第２の案内部材１１７は、可動側保持筐体１０６と一体となって、固定側保持筐体１０５に対して相対移動する部材である。また、第２の案内部材１１７は、２つのＶ溝１１７ａ、１１７ｂを有し、それぞれが球状部材１１８ａ、１１８ｂと当接する。

図３（Ａ）に示すように、球状部材１１８ａは、第１の案内部材１１６に設けられたＶ溝１１６ｂと、第２の案内部材１１７に設けられたＶ溝１１７ａに挟持される。また、球状部材１１８ｂは、第１の案内部材１１６に設けられたＶ溝１１６ｂと、第２の案内部材１１７に設けられたＶ溝１１７ｂに挟持される。第１の案内部材１１６が有するＶ溝１１６ｂによって、転動体１１８が相対移動のＸ方向にのみ移動できるように規制され、第２の案内部材１１７も同様に相対移動のＸ方向にのみ移動できるように規制される。また、転動体１１８が転動することで、第１の案内部材１１６と第２の案内部材１１７が低摩擦で相対移動することができる。更に、第１の案内部材１１６と第２の案内部材１１７は、Ｘ方向（光軸Ｏａの方向）から見て転動体１１８を中心として回動できる構成となるため、振動子１０１も同様に一体となって回動できる。

図３（Ｂ）に示すように、溝部１０８ｂの長手方向が案内機構１１５を中心とする円の法線方向となるように溝部１０８ｂが形成されているので、突起部１６ｐが第２の保持筐体１０８の溝部１０８ｂと係合することでＺ方向に振動波モータ１００は規制される。すなわち、連結部１６は、移動部材１２と振動波モータ１００を連結し、振動子１０１の案内機構１１５まわりの回動を規制する。以上の構成から、第１の案内部材１１６に対して第２の案内部材１１７が相対移動のＸ方向に案内されるため、固定側保持筐体１０５に対して可動側保持筐体１０６が相対移動のＸ方向へ案内される。

加圧手段１１０は、第１の伝達部材１１１、第２の伝達部材１１２、第３の伝達部材１１３及び弾性部材１１４で構成され、振動子１０１を摩擦部材１０４に加圧するための加圧機構である。弾性部材１１４は、振動子１０１を摩擦部材１０４に摩擦接触させるための加圧力を発生させるバネであり、本実施例では４本配置される。なお、弾性部材１１４の数はこれに限定されない。弾性部材１１４の一方の端部は、第１の伝達部材１１１の保持部１１１ａと係合し、他方の端部は上述のとおり第２の案内部材１１７の係合部１１７ｃに係合することで、第１の伝達部材１１１と第２の案内部材１１７は互いに近づくようにＺ方向に加圧される。第１の伝達部材１１１は、弾性部材１１４を保持する保持部１１１ａを有し、第２の伝達部材１１２に加圧力を伝達する。第２の伝達部材１１２は、第１の伝達部材１１１と当接する円弧部１１２ａを有し、第３の伝達部材１１３に加圧力を伝達する。円弧部１１２ａと第１の伝達部材１１１が当接することで、製造ばらつきによって当接する向きがばらついた場合でも、効率よく加圧力を伝達することができる。第３の伝達部材１１３は、振動を吸収しやすい弾性を有する部材であり、振動子１０１と第２の伝達部材１１２に挟まれるように配置され、振動子１０１からの振動が他の部材に伝搬するのを防ぐ。加圧方向であるＺ方向において、第１の伝達部材１１１、第２の伝達部材１１２、第３の伝達部材１１３、振動子１０１、摩擦部材１０４、第１の案内部材１１６、転動体１１８、第２の案内部材１１７が積層されて加圧される。以上の構成から、弾性部材１１４の加圧力が伝達部材を介して効率よく伝達され、振動子１０１を摩擦部材１０４に摩擦接触させている。

振動波モータ１００は、不図示の給電部材によって印加される高周波電圧によって振動子１０１と摩擦部材１０４の間で推力が発生し、振動子１０１を保持する可動側保持筐体１０６が固定側保持筐体１０５に対して相対移動する。また、その推力は連結部１６を介して移動部材１２に伝達され、光学素子２を光軸Ｏａの方向（相対移動のＸ方向）に駆動する。

次に、図４（Ａ）～（Ｄ）及び図５（Ａ）～（Ｃ）を用いて、本発明の特徴である大きな外力Ｆが発生した時の動作について説明する。図４（Ａ）～（Ｄ）は、大きな外力Ｆが発生した時の移動部材１２の動作を示す模式図である。なお、振動波モータ１００の内部の可動する部分である振動子１０１、可動側保持筐体１０６、加圧手段１１０、第２の案内部材１１７は、可動部１１９として模式的に示されている。更に、第１の規制部１７ａが可動部１１９の移動を規制する部材として模式的に示されている。図５（Ａ）～（Ｃ）は、大きな外力Ｆが発生した時の連結部１６の動作を示す模式図である。

レンズ駆動装置１０に落下衝撃等による外力Ｆが加わると、移動部材１２に慣性力が発生して、光軸Ｏａに直交する方向に移動部材１２を移動させようとする。このとき、外力Ｆの発生方向によって、移動部材１２、連結部１６、可動部１１９は、以下のように動作する。

まず、外力Ｆの発生方向が光軸Ｏａの方向から見て移動部材１２の右方向（＋Ｙ方向）や下方向（－Ｚ方向）の場合、図４（Ａ）に示すように移動部材１２を第１の案内軸１３ａの周りに回転させる左周りのモーメントＭ１が発生する。このとき、転動部材１５と第２の案内軸１３ｂが当接することで反力Ｒ１が発生し、移動部材１２は第１の案内軸１３ａの周りには回転しない。

次に、外力Ｆの発生方向が光軸Ｏａの方向から見て移動部材１２の左方向（－Ｙ方向）や上方向（＋Ｚ方向）の場合、図４（Ｂ）に示すように移動部材１２を第１の案内軸１３ａまわりに回転させる右回りのモーメントＭ２が発生する。なお、外力Ｆは、図４（Ｂ）～図４（Ｄ）において、移動部材１２に対して上方向に作用するように示されている。この外力Ｆによって、転動部材１５と第２の案内軸１３ｂが離間する方向に移動部材１２が移動するため、図４（Ａ）に示すような転動部材１５からの反力Ｒ１は発生しない。しかしながら、転動部材１５には、付勢手段１４によって付勢力Ｂ１が作用しており、この付勢力Ｂ１に対向する方向の外力Ｆの分力は、付勢力Ｂ１により低減される。そして、もし外力Ｆの分力が付勢力Ｂ１よりも小さければ、移動部材１２は第１の案内軸１３ａの周りに回転しない。

次に、外力Ｆが非常に大きく、付勢手段１４の付勢力Ｂ１による転動部材１５と第２の規制部１７ｂの当接が解除される場合について述べる。図４（Ｃ）に示すように、過大な外力Ｆにより移動部材１２が第１の案内軸１３ａの周りに回転しようとすると、外力Ｆが連結部１６にも作用して、振動波モータ１００に伝達される。このとき、移動部材１２、連結部１６、可動部１１９が一体で右回りのモーメントＭ２の方向に回転するように移動する。しかしながら、可動部１１９は案内機構１１５を軸として回転できるように案内機構１１５により案内されているので、最初に可動部１１９が第１の規制部１７ａに当接する。そして、外力Ｆが所定の力である第１の力以下（Ｆ１以下）の場合、第１の規制部１７ａから受ける反力Ｒ２のみで移動部材１２の移動を規制する。図５（Ａ）に示すように、連結部１６の係合部材１６ａは、付勢部材１６ｂの付勢力Ｂ２により付勢された状態で変位しない。すなわち、振動波モータ１００は、連結部１６により連結された状態で、移動部材１２と相対移動をしない。

次に、外力Ｆが第１の力Ｆ１を超える場合、図５（Ｂ）に示すように突起部１６ｐが溝部１０８ｂから離間するように変位し、付勢部材１６ｂが圧縮されて付勢力Ｂ２が増加した付勢力Ｂ２’となる。しかしながら、外力Ｆが第１の力Ｆ１を超え、所定の力である第２の力Ｆ２を超えない範囲においては、突起部１６ｐが溝部１０８ｂから変位するものの、溝部１０８ｂから外れることはない。すなわち、突起部１６ｐが変位するので、振動波モータ１００は、移動部材１２と相対移動をする。

そして、外力Ｆが更に大きく第２の力Ｆ２を超える場合、連結部１６に作用する外力Ｆも大きくなり、図５（Ｃ）に示すように突起部１６ｐが溝部１０８ｂを乗り上げるように変位する。そして、付勢部材１６ｂが圧縮されて付勢力Ｂ２が増加した付勢力Ｂ２”となる。図４（Ｄ）に示すように、振動波モータ１００は、移動部材１２と相対移動をするが、上述のように連結部１６の係合部材１６ａが溝部１０８ｂを乗り上げるように変位するため、更に移動部材１２がモーメントＭ２の方向に移動する。そして、移動部材１２に備えられた第２の規制部１７ｂが第２の案内軸１３ｂに当接することで反力Ｒ３が発生し、移動部材１２の移動が規制される。

このような構成とすることで、落下衝撃等による過大な外力Ｆの発生時には、転動部材１５、付勢部材１６ｂ、第１の規制部１７ａ、第２の規制部１７ｂのいずれかで移動部材１２の第１の案内軸１３ａまわりの回転を規制することができる。また、連結部１６の突起部１６ｐが振動波モータ１００に対して移動することで振動波モータ１００へ衝撃が伝達されるのを抑制し、振動波モータ１００の破損を防ぐことができる。なお、第１の力Ｆ１は、付勢部材１６ｂが係合部材１６ａを付勢する付勢力Ｂ２（圧縮される前の付勢力Ｂ２）であり、第２の力Ｆ２は、突起部１６ｐが溝部１０８ｂを乗り上げ脱落する直前に付勢部材１６ｂが発生する付勢力Ｂ２”である。

以上から、移動部材１２は、連結部１６へ加わる光軸Ｏａの方向以外への外力Ｆが第１の力Ｆ１以下の場合、第１の規制部１７ａによって光軸Ｏａの方向に直交する方向への移動が規制される。また、連結部１６へ加わる光軸Ｏａの方向以外への外力Ｆが第１の力Ｆ１を超え第２の力Ｆ２を超えない場合、付勢部材１６ｂによって光軸Ｏａの方向に直交する方向への移動が規制される。また、連結部１６へ加わる光軸Ｏａの方向以外の方向への外力Ｆが第２の力Ｆ２を超える場合、第２の規制部１７ｂによって光軸Ｏａの方向に直交する方向への移動が規制される。また、第１の力Ｆ１及び第２の力Ｆ２は、付勢部材１６ｂの付勢力Ｂ２によって決定される。

次に、図６を用いて、レンズ駆動装置１０の制御方法について説明する。図６は、レンズ駆動装置１０の動作を示すフローチャートであり、合焦動作の開始から合焦動作の終了までを示している。

ステップＳ１では、ピント検出手段５によって、撮像素子４に結像される像のピント状態が検出され、その信号が制御手段７に入力され、移動部材１２が移動すべき目標位置を算出して更新する。ステップＳ２では、位置検出手段６によって、レンズ駆動装置１０に含まれる移動部材１２の位置が検出され、その信号が制御手段７に入力され、現在位置を更新する。ステップＳ３では、ステップＳ１で更新した目標位置とステップＳ２で更新した現在位置の差分を算出し、振動波モータ１００への通電を決定し、振動波モータ駆動手段８へ信号を入力する。ステップＳ４では、入力された差分をもとに振動波モータ１００を駆動し、移動部材１２を駆動する。ステップＳ５では、動作停止か否かの判別を行い、停止でなければステップＳ１に戻り、目標位置と移動部材１２の現在位置の差分がなくなるように制御を継続することとなる。

次に、本発明の効果について説明する。特許文献１に開示された光学装置では、ベアリングを介してレンズ保持枠とガイドプレートを当接させることで、摩擦力の低減をしている。しかしこの構成では、落下衝撃等による力でレンズ保持枠がガイドプレートに直交する方向に移動した場合、変位量が大きくアクチュエータに衝撃が伝達してしまうことがある。

上述に対し、本発明のレンズ駆動装置１０では、光学素子２を光軸Ｏａの方向に案内する機構において、案内軸１３と移動部材１２の摩擦力を低減することで停止精度向上やアクチュエータの省電力化が可能になる。そして、移動部材１２にかかる外力Ｆが第１の力Ｆ１以下の場合は、振動波モータ１００の内部に設けられた第１の規制部１７ａによって、移動部材１２の光軸Ｏａに直交方向への移動が規制される。移動部材１２にかかる外力Ｆが第１の力Ｆ１を超え第２の力Ｆ２を超えない場合、付勢部材１６ｂによって移動部材１２の光軸Ｏａに直交方向への移動が規制される。同時に連結部１６の突起部１６ｐが溝部１０８ｂから変位することで振動波モータ１００と移動部材１２が分離するため、振動波モータ１００への外力Ｆの伝達が抑制される。移動部材１２にかかる外力Ｆが第２の力Ｆ２を超える場合、第２の規制部１７ｂによって移動部材１２の光軸Ｏａの方向に直交方向への移動が規制される。同時に連結部１６の突起部１６ｐが溝部１０８ｂから分離することで振動波モータ１００と移動部材１２が分離するため、振動波モータ１００へ外力Ｆの伝達が抑制される。

以上の構成から、振動波モータ１００を用い、転動案内するレンズ駆動装置１０において、大きな外力Ｆが加わった際に振動波モータ１００への外力Ｆの伝達を抑制したレンズ駆動装置１０を提供することができる。

（第２の実施例）
本発明の第２の実施例における振動波モータ１００を備えるレンズ駆動装置２０について説明する。第１の実施例と同じ部材については、同じ番号を付することで説明を省略すし、第１の実施例と異なる部材についてのみを説明する。また、振動波モータ１００の構成及びレンズ駆動装置２０の制御方法については、第１の実施例と同様のため省略する。

次に、振動波モータ１００で光学素子２を駆動する駆動機構の構成について図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図７（Ａ）は、光学素子２を光軸Ｏａの方向から見た、第２の実施例に係るレンズ駆動装置２０の駆動機構を示す断面図であって、振動波モータ１００の構成は簡略化して示されている。また、図７（Ｂ）は、光軸Ｏａに直交する方向から見た、後述する第１の案内軸２３ａ及び転動部材２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを示す図である。第１の実施例と同様である固定部材２１、移動部材２２は、その説明を省略する。

案内軸２３は、第１の案内軸２３ａと第２の案内軸２３ｂで構成され、移動部材２２の相対移動を案内する部材である。第１の案内軸２３ａは、転動部材２５を介して移動部材２２と当接する棒状の部材であり、すなわちメインガイドバーである。この第１の案内軸２３ａにより、光軸Ｏａに直交する方向における移動部材２２の平行移動が規制される。第２の案内軸２３ｂは、転動部材２５を介して移動部材２２と当接する棒状の部材であり、すなわちサブガイドバーである。この第２の案内軸２３ｂにより、第１の案内軸２３ａを中心とする移動部材２２の回転が規制される。

転動部材２５は、ボールベアリング等の内部に転動機構を有する部材であり、第１の案内軸２３ａに当接する転動部材２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、第２の案内軸２３ｂに当接する転動部材２５ｅで構成される。また、転動部材２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅは、移動部材２２に設けられた軸部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅにそれぞれ保持される。そして、不図示の付勢手段により、第１の案内軸２３ａに転動部材２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを当接させる。更に第１の案内軸２３ａの周りに回転モーメントが付与されており、転動部材２５ｅを第２の案内軸２３ｂに付勢する構成となっている。

第１の案内軸２３ａ及び第２の案内軸２３ｂにより、移動部材２２は光軸Ｏａの方向へ平行移動するように案内される。また、転動部材２５の内輪側が移動部材２２と一体となり、外輪側が案内軸２３とすべりなく当接することで、移動部材２２と案内軸２３の間に発生する摩擦力を低減することができる。

規制部２７は、第１の規制部２７ａと第２の規制部２７ｂで構成される。第１の規制部２７ａは、第１の実施例と同様に振動波モータ１００内に備えられるため、詳細は省略する。第２の規制部２７ｂは、移動部材２２又は固定部材２１のいずれか一方に備えられる部位であり、本実施例では移動部材２２の一部として突出形状等で構成される。移動部材２２に外力Ｆが加わり、転動部材２５と案内軸２３が離間する方向に移動部材２２が移動しようとした場合、規制部２７と案内軸２３が当接することで変位量を低減することができる。ここで、本実施例では移動部材２２の一部であるとしたが、規制部２７が固定部材２１に設けられ、移動部材２２に当接するという構成でもよく、転動部材２５と案内軸２３が離間する方向への移動部材２２の移動量を規制する機能を備えていればよい。

上述のような構成とすることで、振動波モータ１００が発生する駆動力が連結部２６を介して移動部材２２に伝達される。その結果、移動部材２２は、案内軸２３及び転動部材２５によって光軸Ｏａの方向に案内され、固定部材２１に対して相対移動する構成が実現される。

本実施例の効果は、第１の実施例と同様な効果に加え、以下に説明する優れた効果も併せ持つ。第１の実施例に比べて摩擦力を更に低減することができるため、停止精度向上や省電力化の効果が得られる。また、本実施例では第１の案内軸２３ａと当接する転動部材２５ａ～２５ｄを４つとしたが、外輪にＶ溝を形成した２つの転動機構に置き換えてもよく、転動機構の数や形状に限定されない。

外力Ｆの発生時の動作については、第１の実施例では第１の案内軸１３ａまわりの回動についてのみ述べたが、第２の実施例では第１の案内軸２３ａ及び第２の案内軸２３ｂともに離間するため、平行移動も発生する。ただし、その他の関係については第１の実施例と同様のため、説明は省略する。

２ 光学素子
１０、２０ レンズ駆動装置
１１、２１ 固定部材
１２、２２ 移動部材
１３ａ、２３ａ 第１の案内軸（案内軸）
１３ｂ、２３ｂ 第２の案内軸（案内軸）
１５、２５ 転動部材
１６、２６ 連結部
１６ａ 係合部材
１６ｂ 付勢部材
１６ｐ 突起部
１７ａ、２７ａ 第１の規制部（規制部）
１７ｂ、２７ｂ 第２の規制部（規制部）
１００ 振動波モータ
１０１ 振動子
１０４ 摩擦部材
１０８ｂ 溝部
１１５ 案内機構
１１８ 転動体
１１９ 可動部
Ｂ１、Ｂ２ 付勢力
Ｆ 外力
Ｆ１ 第１の力
Ｆ２ 第２の力
Ｏａ 光軸

Claims (9)

1. 移動部材と、
   固定部材と、
   案内機構を備える振動波モータと、
   前記移動部材に備えられ、前記振動波モータと連結する連結部と、
   案内軸と、
   少なくとも１つの転動部材と、
   規制部と、を備え、
   前記移動部材は、前記少なくとも１つの転動部材を備え、光学素子を保持し前記固定部材に対して前記光学素子の光軸の方向に相対移動し、
   前記連結部は、前記振動波モータの前記案内機構まわりの回転を規制し、
   前記連結部は、付勢力を発生する付勢部材を備え、
   前記案内軸は、前記移動部材の前記相対移動を案内し、
   前記規制部は、第１の規制部と第２の規制部とを含み、
   前記振動波モータは、前記第１の規制部を備え、
   前記移動部材又は前記固定部材のいずれか一方は、前記第２の規制部を備え、
   前記移動部材の前記光軸の方向に直交する方向への移動は、
   前記移動部材への外力が第１の力以下の場合、前記第１の規制部によって規制され、
   前記外力が前記第１の力を超え第２の力を超えない場合、前記付勢部材によって規制され、
   前記外力が前記第２の力を超える場合、前記第２の規制部によって規制されることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記案内機構は、前記振動波モータの可動部が前記案内機構を軸として回転ができるように、２つの転動体を備え、前記軸は、光軸と平行な方向であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記第１の力及び前記第２の力は、前記付勢部材の付勢力により決定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記連結部は、前記振動波モータの駆動方向と加圧方向とにおいて、前記振動波モータと前記移動部材とを相対移動させず、前記振動波モータの駆動方向と加圧方向とに直交する方向において、前記振動波モータと前記移動部材とを相対移動させることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記連結部は、突起部を有する係合部材を備え、
   前記振動波モータは、前記係合部材が係合する溝部を備え、
   前記溝部は、前記振動波モータの駆動方向と加圧方向とに直交する方向に長穴の形状になっていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記溝部は、前記案内機構を中心とする円の法線方向に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のレンズ駆動装置。
7. 前記案内軸は、第１の案内軸と第２の案内軸とを含み、前記第２の案内軸が前記移動部材の移動を規制することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記振動波モータは、振動子及び摩擦部材で構成され、前記案内機構は、前記振動子を前記摩擦部材に対して案内することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記振動波モータは、超音波領域の周波数で振動する超音波モータであることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。

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