JP4731977B2

JP4731977B2 - 光学機器

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Publication number: JP4731977B2
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Inventors: 中嶋　　茂雄; 武彦佐藤
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Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2011-07-27
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Description

本発明は、レンズを光軸方向に駆動する駆動源を有する光学機器に関し、特に駆動源として振動型のリニアアクチュエータを用いる光学機器に関するものである。

光学機器において、レンズを駆動する駆動源として振動型リニアアクチュエータを使用したものがある（例えば、特許文献１参照）。該特許文献１にて提案の光学機器では、電気−機械エネルギー変換作用によって振動が形成される振動部材と、該振動部材に圧接する接触部材とにより振動型リニアアクチュエータを構成する。そして、振動部材をレンズ保持部材に固定し、接触部材をレンズ鏡筒の固定部材に固定して、該振動部材に駆動振動を励起することにより、振動部材とともにレンズ保持部材を移動させたり、接触部材をレンズ保持部材に固定し、振動部材をレンズ鏡筒の固定部材に固定して、該振動部材に駆動振動を励起することにより、接触部材とともにレンズ保持部材を移動させたりする。

以下、図１７および図１８を用いて、特許文献１にて提案のレンズ鏡筒について説明する。図１７（Ａ）〜（Ｄ）において、９０１はレンズを保持するレンズ保持枠、９０２はレンズ保持枠９０１を光軸方向にガイドするガイドバーである。また、９０４は振動部材、９０５は振動部材９０４を支持する支持部、９０６は振動部材９０４が圧接する接触部材、９０７は振動部材９０４と接触部材９０６との圧接力を発生する付勢部材である。

一方、図１８において、９１１はレンズを保持するレンズ保持枠、９１３はレンズ保持枠９１１に取り付けられ、ガイドバー９３０に光軸方向に移動可能に係合するガイドブッシュである。９２０はガイドブッシュ９１３上に設けられた振動子支持枠であり、９２５ａ，９２５ｂは振動部材９２３を支持する支持部である。さらに、９２２は鏡筒本体に固定された接触部材であり、９２６は振動部材９２３を接触部材９２２に圧接させる付勢力を発生するバネである。
特開平１０−９０５８４号公報（段落００１５〜００１６、００３３〜００３５、図１および図２等）

しかしながら、図１７（Ａ）〜（Ｄ）および図１８に示すように、振動部材９０４，９２３と接触部材９０６，９２２との圧接力が付勢部材９０７，９２６により付与されていると、該圧接力の反力がレンズ保持枠９０１，９１１とガイドバー９０２，９３０との係合部に作用し、該係合部に圧接力に応じた側圧がかかる。振動型リニアアクチュエータにおける圧接力はかなり大きく、係合部にそのような側圧が作用すると該係合部での摩擦が大きくなり、レンズ保持枠の駆動負荷が増加する。したがって、振動型リニアアクチュエータの出力を大きくする必要がある。また、摩擦が大きいと、該係合部での摩耗が発生したり、レンズ保持枠の微小な駆動を正確に行うことが難しくなったりする。

本発明は、振動部材と接触部材とを圧接させるための力をこれらの間で発生させて、圧接力の反力が外部に伝わらないようにした光学機器を提供することを目的の１つとしている。

本発明の１つの側面としての光学機器は、レンズを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材に係合して、該レンズ保持部材を光軸方向にガイドするガイド部材と、電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子によって振動が励起される圧接面を含む弾性部材とを有する振動部材と、該振動部材と圧接する圧接面を含む磁性接触部材とを有し、前記レンズ保持部材を光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータと、板バネと、を有し、前記弾性部材の圧接面と前記磁性接触部材の圧接面は、それぞれ平面を有し、前記板バネは、前記圧接面と平行な面に含まれる任意の軸周りの回転方向に変形可能であり、前記弾性部材の圧接面を前記磁性接触部材の圧接面に対して平行に維持し、前記弾性部材は、強磁性体によって形成され、前記磁性接触部材は、前記振動部材による振動と前記弾性部材と該磁性接触部材の間で働く磁力とによって前記弾性部材の圧接面と前記磁性接触部材の圧接面に生じる摩擦力に応じて、前記レンズ保持部材を前記光軸方向にガイドし、前記板バネによる前記振動部材と前記磁性接触部材との圧接力は、前記弾性部材と該磁性接触部材の間で働く磁力による圧接力よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、振動部材と接触部材の圧接面と平行な面内に含まれる軸を中心とした回転方向の変形が可能な板バネによって振動部材の圧接面と接触部材の圧接面を平行に維持して適正な面接触状態を確保できるとともに、振動部材と接触部材とを圧接させるための力をこれらの間に作用する磁力によって発生させるため、圧接力の反力が外部に伝わらないようにすることができる。したがって、レンズ保持部材とこれを光軸方向にガイドするガイド部材とが係合する場合においては、該係合部での摩擦が大きくならず、レンズ保持枠の駆動負荷が増加することを防止できる。したがって、振動型リニアアクチュエータとしての低出力で小型のものを使用することができ、その結果、光学機器を小型化することができる。また、該係合部での摩耗の発生を抑制することができ、さらにレンズ保持枠の微小な駆動を正確に行うことができる。

以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施例１である撮影装置（光学機器）のレンズ鏡筒を、外装を取り除いて前方、右側方、後方および左側方の４方向から見た図である。また、図２は該レンズ鏡筒の光軸を含む面で切断した断面図、図３は該レンズ鏡筒の分解斜視図である。さらに、図４Ａ，図４Ｂは該レンズ鏡筒を構成する第２レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの部分拡大図、図５Ａ，図５Ｂは該レンズ鏡筒を構成する第４レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの部分拡大図である。図５Ｃは、該レンズ鏡筒を構成する光量調節ユニットの概略構成を示す図、図６は本実施例の撮影装置の電気的構成を示した図である。

これらの図において、物体側から順に、１は固定された第１レンズユニット、２は変倍のために光軸方向に移動する第２レンズユニット、１５は光量調節ユニット、３は固定された第３レンズユニット、４は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第４レンズユニットである。

５は後述する撮像素子やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。６は第１レンズユニット１を保持し、ビス７，８，９により後部鏡筒５に固定された第１レンズ保持部材である。

１０，１１は後部鏡筒５と第１レンズ保持部材６により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー（ガイド部材）である。

１２は第２レンズユニット２を保持する第２レンズ保持部材であり、不要光をカットするマスク３２が固定されている。この第２レンズ保持部材１２は、係合部１２ａにおいてガイドバー１０に係合して光軸方向にガイドされ、係合部１２ｂにおいてガイドバー１１に係合してガイドバー１０回りでの回転が阻止されている。１３は第３レンズユニット３を保持し、ビス１６により後部鏡筒５に固定された第３レンズ保持部材である。１４は第４レンズユニット４を保持する第４レンズ保持部材であり、係合部１４ａにおいてガイドバー１１に係合して光軸方向にガイドされ、係合部１４ｂにおいてガイドバー１０に係合してガイドバー１１回りでの回転が阻止されている。

光量調節ユニット１５は、光軸方向から見て左右方向（第２の方向）よりも上下方向（第１の方向）に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット１５は、ビス１７により後部鏡筒５に固定されている。ここで、図５Ｃに示すように、光量調節ユニット１５は、一対の絞り羽根１５ａ，１５ｂをメータ１５ｄにより回動されるレバー１５ｃによって上下方向に略平行移動させることにより、開口径を増減させるいわゆるギロチン型の絞りである。１５ｆは光量調節ユニット１５の地板に形成された開口部である。絞り羽根１５ａ，１５ｂは、左右に設けられたガイドピン１５ｅによって上下方向にガイドされる。このギロチン型の絞りは、いわゆる虹彩型や鋏型とは異なり、絞り羽根１５ａ，１５ｂを上下方向に略平行移動させるため、左右方向の寸法は上下方向の寸法よりも大幅に小さい。

１８は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダ（接触部材）であり、第２レンズ保持部材１２に形成された溝部１２ｃ内に接着等で固定されている。１９は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される振動子である。ここで、該振動子１９の弾性部材は強磁性体であり、該強磁性体がスライダ１８の磁石と引き合うことにより、スライダ１８の弾性部材の圧接面１８ａと振動子１９の弾性部材において光軸方向２箇所に形成された圧接面１９ａ，１９ｂとが圧接される。

これらスライダ１８および振動子１９によって構成される第１の振動型リニアアクチュエータでは、フレキシブル配線板２０を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子１９の圧接面１９ａ，１９ｂに略楕円運動が発生し、スライダ１８の圧接面１８ａに光軸方向の駆動力が発生する。

２１は振動子１９が固定されるスペーサ、２２はスペーサ２１が固定される板バネである。該板バネ２２は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。また、板バネ２２は、その面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、該変形により振動子１９の圧接面１９ａ，１９ｂをスライダ１８の圧接面１８ａに対して平行に維持する。板バネ２２が面内方向に変形しにくいことにより、振動子１９の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

２３は、ビス２６，２７により第１レンズ保持部材６に固定された振動子保持部材であり、この振動子保持部材２３には、ビス２４、２５により板バネ２２が固定されている。２８は第２レンズ保持部材１２の移動量（位置）を検出するためのスケールであり、第２レンズ保持部材１２に形成された溝部１２ｄ内に接着等で固定されている。２９はスケール２８に対して投光し、スケール２８からの反射光を受光して第２レンズ保持部材１２の移動量を検出するための投受光素子である。これら投受光素子２９およびスケール２８により検出器としての第１のリニアエンコーダが構成されている。３０は投受光素子２９に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス３１により第１レンズ保持部材６に固定されている。

ガイドバー１０と、振動子１９およびスライダ１８により構成される第１の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子２９およびスケール２８により構成される第１のリニアエンコーダとは、図１（Ａ）に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット１５の外周面のうち該光量調節ユニット１５の光軸位置から最も近い外面の１つである平面状の右側面（光軸方向視において直線状の右長辺部）に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー１０を挟むように該ガイドバー１０に隣接して配置されている。

３３は第４レンズ保持部材１４に固定された板バネである。３４は磁石と摩擦材とが接合されて構成されたスライダ（接触部材）であり、板バネ３３に接着等で固定されている。板バネ３３は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。この板バネ３３は、面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、これによりスライダ３４の圧接面３４ａを振動子３５の圧接面３５ａ，３５ｂに対して平行に維持する。板バネ３３が面内方向に変形しにくいことにより、スライダ３４の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

振動子３５は、電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される。ここで、該振動子３５の弾性部材は強磁性体であり、該強磁性体がスライダ３４の磁石と引き合うことにより、スライダ３４の摩擦材の圧接面３４ａと振動子３５の弾性部材において光軸方向２箇所に形成された圧接面３５ａ，３５ｂとが圧接される。

これらスライダ３４および振動子３５によって構成される第２の振動型リニアアクチュエータでは、フレキシブル配線板３６を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子３５の圧接面３５ａ，３５ｂに略楕円運動が発生し、スライダ３４の圧接面３４ａに光軸方向の駆動力が発生する。

ここで、図２に示すように、光軸直交方向視において、第２レンズ保持部材１２（ガイドバー１０との係合部１２ａ）の光軸方向での可動範囲Ｌ２は、光量調節ユニット１５よりも物体側（図２の左側）から像面側に延びている。また、第４レンズ保持部材１４（ガイドバー１１との係合部１４ａ）の光軸方向での可動範囲Ｌ４は、光量調節ユニット１５よりも像面側から光量調節ユニット１５の厚み内まで延びている。すなわち、第２レンズ保持部材１２と第４レンズ保持部材１４の可動範囲の一部は、光軸方向において相互に重複している。また、これに対応して、第１の振動型リニアアクチュエータの設置範囲（スライダ１８が設けられた範囲）の一部と第２の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲（スライダ３４が設けられた範囲）の一部は、光軸方向において互いに重複している。

３７は振動子３５が固定されるスペーサ、３８はスペーサ３７が固定される板バネである。該板バネ３８は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。この板バネ３８は、面内に含まれる任意の軸を中心とした回転方向の変形が容易であり、これにより、振動子３５の圧接面３５ａ，３５ｂをスライダ３４の圧接面３４ａに対して平行に維持する。板バネ３８が面内方向に変形しにくいことにより、振動子３５の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

３９はビス４２，４３により後部鏡筒５に固定された振動子保持部材であり、この振動子保持部材３９には、ビス４６，４７により板バネ３８が固定されている。

４８は第４レンズ保持部材１４の移動量（位置）を検出するためのスケールであり、第４レンズ保持部材１４に形成された溝部１４ｄ内に接着等で固定されている。４９はスケール４８に対して投光し、スケール４８からの反射光を受光して第４レンズ保持部材１４の移動量を検出するための投受光素子である。これら投受光素子４９およびスケール４８により検出器としての第２のリニアエンコーダが構成されている。５０は投受光素子４９に対して信号を入出力するためのフレキシブル配線板であり、ビス５１により後部鏡筒５に固定されている。

ガイドバー１１と、振動子３５およびスライダ３４により構成される第２の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子４９およびスケール４８により構成される第２のリニアエンコーダとは、図１（Ａ）に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット１５の外周面のうち該光量調節ユニット１５の光軸位置から最も近いもう１つの外平面である左側面（光軸方向視において直線状の左長辺部）に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー１１を挟むように該ガイドバー１１に隣接して配置されている。

さらに、第１の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー１０および第１のリニアエンコーダと、第２の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー１１および第２のリニアエンコーダとが、光軸中心を通って上下方向に延びる軸に対して略対称となるように配置されている。

図６において、１０１はＣＣＤセンサおよびＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子、１０２は第２レンズユニット２（第２レンズ保持部材１２）の駆動源であり、スライダ１８および振動子１９を含む第１の振動型リニアアクチュエータである。１０３は第４レンズユニット４（第４レンズ保持部材１４）の駆動源であり、スライダ３４および振動子３５を含む第２の振動型リニアアクチュエータである。

１０４は光量調節ユニット１５の駆動源としてのメータである。１０５はスケール２８および投受光素子２９を含む第１のリニアエンコーダとしての第２レンズエンコーダ、１０６はスケール４８および投受光素子４９を含む第２のリニアエンコーダとしての第４レンズエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ、第２レンズユニット２および第４レンズユニット４の光軸方向での相対位置（基準位置からの移動量）を検出する。本実施例では、エンコーダとして光学式エンコーダを用いているが、磁気式エンコーダを用いてもよいし、電気抵抗を用いて絶対位置を検出するエンコーダ等を用いてもよい。

１０７は絞りエンコーダであり、例えば、光量調節ユニット１５の駆動源であるメータ１０４の内部に設けられたホール素子によって該メータ１０４のロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。

１１７は該撮影装置の動作の制御を司るコントローラとしてのＣＰＵである。１０８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子１０１の出力に対して増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート１０９およびＡＦゲート１１０を通過する。これらのゲート１０９，１１０により、露出決定およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲が全画面内から設定される。これらのゲート１０９，１１０の大きさは可変であったり、複数設けられたりする場合もある。

１１４はオートフォーカス（ＡＦ）のためのＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。１１５はズーム操作を行うためのズームスイッチである。１１６はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して合焦状態を維持するために、被写体距離と第２レンズユニット２の位置とに応じた、第４レンズユニット４を駆動すべき目標位置情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしては、ＣＰＵ１１７内のメモリを使用してもよい。

上記構成において、撮影者によりズームスイッチ１１５が操作されると、ＣＰＵ１１７は第２レンズユニット２を駆動するために第１の振動型リニアアクチュエータ１０２を制御するとともに、第１のズームトラッキングメモリ１１６の情報と第２レンズユニットエンコーダ１０５の検出結果から求めた現在の第２レンズユニット２の位置とに基づいて第４レンズユニット４の目標駆動位置を算出し、該目標駆動位置に第４レンズユニット４を駆動するよう第２の振動型リニアアクチュエータ１０３を制御する。第４レンズユニット４が目標駆動位置に達したか否かは、第４レンズユニットエンコーダ１０６の検出結果から求められた現在の第４レンズユニット４の位置と目標駆動位置とが一致したか否かによって判別される。

また、オートフォーカスにおいては、ＣＰＵ１１７は、ＡＦ信号処理回路１１４で得られたＡＦ評価値がピークを示す位置を探索するように第４レンズユニット４を駆動するため、第２の振動型リニアアクチュエータ１０３を制御する。

さらに、適正露出を得るために、ＣＰＵ１１７は、ＡＥゲート１０９を通過した輝度信号の平均値が所定値となるように、つまりは絞りエンコーダ１０７の出力が該所定値に対応した値となるように、光量調節ユニット１５のメータ１０４を制御して開口径をコントロールする。

上記構成において、スライダ１８は磁石を用いて構成され、振動子１９を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第２レンズ保持部材１２には作用しない。これにより、第２レンズ保持部材１２におけるガイドバー１０，１１との係合部１２ａ，１２ｂに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ２２にて発生する力は小さいので、該板バネ２２からガイドバー１０，１１との係合部１２ａ，１２ｂに作用する力も小さく、係合部１２ａ，１２ｂに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第２レンズ保持部材１２に作用することがないので、第２レンズ保持部材１２におけるガイドバー１０，１１との係合部１２ａ，１２ｂに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第１の振動型リニアアクチュエータ１０２を大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部１２ａ，１２ｂのガイドバー１０，１１との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第２レンズ保持部材１２（第２レンズユニット２）の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ２２が変形して振動子１９の位置や傾き（向き）が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ２２は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第１の振動型リニアアクチュエータ１０２が本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

一方、スライダ３４は磁石を用いて構成され、振動子３５を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第４レンズ保持部材１４には作用しない。これにより、第４レンズ保持部材１４におけるガイドバー１１，１０との係合部１４ａ，１４ｂに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ３３，３８にて発生する力は小さいので、該板バネ３３，３８からガイドバー１１，１０との係合部１４ａ，１４ｂに作用する力も小さく、係合部１４ａ，１４ｂに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第４レンズ保持部材１４に作用することがないので、第４レンズ保持部材１４におけるガイドバー１１，１０との係合部１４ａ，１４ｂに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第２の振動型リニアアクチュエータ１０３を大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部１４ａ，１４ｂのガイドバー１１，１０との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第４レンズ保持部材１４（第４レンズユニット４）の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ３３，３８が変形して振動子３４の位置や傾き（向き）が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ３３，３８は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第２の振動型リニアアクチュエータ１０３が本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー１０と第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット１５のうち光軸から最も近い平面の１つである右側面に沿うように（近接するように）配置されている。また、ガイドバー１０の上下に隣接するように第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダが配置されている。さらに、光軸方向視において、ガイドバー１１と第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット１５のうち光軸から最も近い平面の１つである左側面に沿うように（近接するように）配置されている。また、ガイドバー１１の上下に隣接するように第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダが配置されている。

したがって、光量調節ユニット１５と、該光量調節ユニット１５の物体側および像面側に配置された第２および第４レンズ保持部材１２，１４（第２および第４レンズユニット２，４）をそれぞれ駆動する２つの振動型リニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材１２，１４をそれぞれ光軸方向にガイドする２つのガイドバーおよびこれらレンズ保持部材１２，１４のそれぞれの位置を検出する２つのリニアエンコーダを有しながらも小型に構成することができる。

また、ガイドバー１０，１１に隣接してスライダ１８，３４が配置されているので、第２および第４レンズ保持部材１２，１４をスムーズに駆動することができる。しかも、ガイドバー１０，１１に隣接してスケール２８，４８が配置されているので、第２および第４レンズ保持部材１２，１４におけるガイドバー１０，１１への係合部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂのがたによるスケール２８，４８の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

なお、リニアアクチュエータとリニアエンコーダとが、これらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーに対して、光軸を挟んだ反対側に配置されていると、該ガイドバーに対するレンズ保持部材の係合部の係合がたによって、駆動開始時に該ガイドバーを支点としてリニアエンコーダが駆動方向とは反対側に変位する可能性がある。これは、位置検出精度を悪化させる原因になる。しかし、本実施例では、リニアアクチュエータとリニアエンコーダがこれらの駆動対象および位置検出対象であるレンズ保持部材をガイドするガイドバーと同じ側に配置されているので、そのような問題は生じず、精度良く位置検出を行うことができる。

図７から図１０には、本発明の実施例２である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を示している。図７には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に平行で、かつ振動型リニアアクチュエータのスライダと振動子との圧接面に垂直な面で切断したときの断面図を示している。また、図８には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第２レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。また、図９には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第４レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。さらに、図１０には、本実施例のレンズ鏡筒を分解して示している。なお、本実施例の撮影装置における電気的な構成は、実施例１と同様である。

これらの図において、物体側から順に、３０１は固定された第１レンズユニット、３０２は変倍のために光軸方向に移動する第２レンズユニット、３１５は光量調節ユニット、３０３は固定された第３レンズユニット、３０４は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第４レンズユニットである。

３０５は後述する撮像素子やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。３０６は第１レンズユニット１を保持し、ビス３０７，３０８，３０９により後部鏡筒３０５に固定された第１レンズ保持部材である。

３１０，３１１は後部鏡筒３０５と第１レンズ保持部材３０６により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー（ガイド部材）である。

３１２は第２レンズユニット３０２を保持する第２レンズ保持部材であり、該第２レンズ保持部材３１２には、不要光をカットするマスク３３２が固定されている。この第２レンズ保持部材３１２は、係合部３１２ａにおいてガイドバー３１０に係合して光軸方向にガイドされ、係合部３１２ｂにおいてガイドバー３１１に係合してガイドバー３１０回りでの回転が阻止されている。３１３は第３レンズユニット３０３を保持し、ビス３１６により後部鏡筒３０５に固定された第３レンズ保持部材である。３１４は第４レンズユニット３０４を保持する第４レンズ保持部材であり、係合部３１４ａにおいてガイドバー３１１に係合して光軸方向にガイドされ、係合部３１４ｂにおいてガイドバー３１０に係合してガイドバー３１１回りでの回転が阻止されている。

光量調節ユニット３１５は、光軸方向から見て左右方向（第２の方向）よりも上下方向（第１の方向）に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット３１５は、ビス３１７により後部鏡筒３０５に固定されている。光量調節ユニット３１５は、図５Ｃに示したものと同様のものである。

３１８は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダであり、３１９は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とから構成される振動子である。該振動子３１９の弾性部材は強磁性体であり、スライダ３１８の磁石と引き合うことにより、スライダ３１８の摩擦材の圧接面３１８ａと振動子３１９の弾性部材の圧接面３１９ａ（実施例１のように光軸方向２箇所に形成されている）とが圧接される。

３２０は振動子３１９に接続され、電気−機械エネルギー変換素子に信号を伝えるフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板３２０は、第２レンズ保持部材３１２が光軸方向に移動するのに伴って曲げ部（変形部）３２０ａが変形する。

これらスライダ３１８および振動子３１９によって構成される第１の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ３１８および振動子３１９が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板３２０を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子３１９の圧接面３１９ａに略楕円運動が発生し、スライダ３１８の圧接面３１８ａに光軸方向の駆動力が発生する。

３２１は振動子３１９を固定するスペーサであり、３２２はスペーサ３２１を固定する板バネである。板バネ３２２は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を有し、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心に回転変形しやすい形状を有する。板バネ３２２が面内方向に変形しにくいことにより、振動子３１９の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

３２４，３２５は板バネ３２２を第２レンズ保持部材３１２に固定するビスである。３２３は振動子枠であり、この振動子枠３２３には、スライダ３１８が接着等で固定されている。振動子枠３２３は、ビス３２６，３２７により第１レンズ保持部材３０６に固定されている。

３２８は第２レンズ保持部材３１２の位置検出をするためのスケールであり、第２レンズ保持部材３１２の四角穴部３１２ｄに接着等で固定されている。

３２９はスケール３２８に対して投光し、該スケール３２８からの反射光を受光して第２レンズ保持部材３１２の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール３２８および投受光素子３２９とにより検出器としての第１のリニアエンコーダが構成される。

３３０は投受光素子３２９に対して信号を入出力するための信号を伝達するフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板３３０は、ビス３３１により第１レンズ保持部材３０６に固定されている。

ガイドバー３１０と、振動子３１９およびスライダ３１８により構成される第１の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子３２９およびスケール３２８により構成される第１のリニアエンコーダとは、図８に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット３１５の外周面のうち該光量調節ユニット３１５の光軸位置から最も近い外面の１つである平面状の左側面（光軸方向視において直線状の左長辺部）に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー３１０を挟むように該ガイドバー３１０に隣接して配置されている。

３３４は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダであり、第４レンズ保持部材３１４の四角枠部３１４ｃに接着等で固定されている。３３５は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される振動子である。該振動子３３５の弾性部材は強磁性体であり、スライダ３３４の磁石と引き合うことにより、スライダ３３４の摩擦材の圧接面３３４ａと振動子３３５の弾性部材の圧接面３３５ａ（実施例１のように光軸方向２箇所に形成されている）とが圧接される。

３３６は振動子３３５の電気−機械エネルギー変換素子に接続されたフレキシブル配線板である。これらスライダ３３４および振動子３３５によって構成される第２の振動型リニアアクチュエータでは、スライダ３３４および振動子３３５が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板３３６を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子３３５の圧接面３３５ａに略楕円運動が発生し、スライダ３３４の圧接面３３４ａに光軸方向の駆動力が発生する。

ここで、図７に示すように、光軸直交方向視において、第１の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲（スライダ３１８が設けられた範囲）および第２レンズ保持部材３１２の光軸方向での可動範囲Ｌ２は、光量調節ユニット３１５よりも物体側（図７の左側）から像面側に延びている。一方、第２の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲（スライダ３３４が設けられた範囲）および第４レンズ保持部材３１４の光軸方向での可動範囲Ｌ４は、光量調節ユニット３１５よりも像面側から物体側まで延びている。すなわち、第１および第２の振動型リニアアクチュエータの設置範囲（第２および第４レンズ保持部材３１２，３１４可動範囲）の一部は光軸方向において互いに重複している。

３３７は振動子３３５を保持するスペーサ、３３８はスペーサ３３７を保持する板バネである。板バネ３３８は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を持ち、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心として回転変形しやすい形状を有する。板バネ３３８が面内方向に変形しにくいことにより、振動子３３５の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

３３９は板バネ３３８を保持する振動子保持部材であり、ビス３４６，３４７によって板バネ３３８が取り付けられている。この振動子保持部材３３９は、ビス３４２，３４３により後部鏡筒３０５に固定されている。

３４８は第４レンズ保持部材３１４の位置を検出するためのスケールであり、該スケール３４８は第４レンズ保持部材３１４の四角穴部３１４ｄに接着等で固定されている。３４９は投受光素子であり、スケール３４８に投光して、該スケール３４８からの反射光を受光することにより第４レンズ保持部材３１４の移動量を検出する。３５０は投受光素子３４９に対して信号を入出力するために用いられるフレキシブル配線板であり、ビス３５１により後部鏡筒３０５に固定されている。

ガイドバー３１１と、振動子３３５およびスライダ３３４により構成される第２の振動型リニアアクチュエータと、投受光素子３４９およびスケール３４８により構成される第２のリニアエンコーダとは、図９に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット３１５の外周面のうち該光量調節ユニット３１５の光軸位置から最も近い外面の１つである平面状の右側面（光軸方向視において直線状の右長辺部）に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダは、上下方向においてガイドバー３１１を挟むように該ガイドバー３１１に隣接して配置されている。

さらに、第１の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー３１０および第１のリニアエンコーダと、第２の振動型リニアアクチュエータ、ガイドバー３１１および第２のリニアエンコーダとが、光軸中心を通って上下方向に延びる軸に対して略対称となるように配置されている。

上記構成において、スライダ３１８は磁石を用いて構成され、振動子３１９を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第２レンズ保持部材３１２には作用しない。これにより、第２レンズ保持部材３１２におけるガイドバー３１０，３１１との係合部３１２ａ，３１２ｂに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ３２２にて発生する力は小さいので、該板バネ３２２からガイドバー３１０，３１１との係合部３１２ａ，３１２ｂに作用する力も小さく、係合部３１２ａ，３１２ｂに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第２レンズ保持部材３１２に作用することがないので、第２レンズ保持部材３１２におけるガイドバー３１０，３１１との係合部３１２ａ，３１２ｂに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第１の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部３１２ａ，３１２ｂのガイドバー３１０，３１１との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第２レンズ保持部材３１２（第２レンズユニット３０２）の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ３２２が変形して振動子３１９の位置や傾き（向き）が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ３２２は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第１の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

一方、スライダ３３４は磁石を用いて構成され、振動子３３５を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第４レンズ保持部材３１４には作用しない。これにより、第４レンズ保持部材３１４におけるガイドバー３１１，３１０との係合部３１４ａ，３１４ｂに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ３３８にて発生する力は小さいので、該板バネ３３８からガイドバー３１１，３１０との係合部３１４ａ，３１４ｂに作用する力も小さく、係合部３１４ａ，３１４ｂに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第４レンズ保持部材３１４に作用することがないので、第４レンズ保持部材３１４におけるガイドバー３１１，３１０との係合部３１４ａ，３１４ｂに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第２の振動型リニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部３１４ａ，３１４ｂのガイドバー３１１，３１０との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第４レンズ保持部材３１４（第４レンズユニット３０４）の微小駆動も正確に行うことができる。
また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ３３８が変形して振動子３３５の位置や傾き（向き）が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ３３８は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第２の振動型リニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

さらに、レンズ保持部材の移動量が大きいと必要なスライダの長さが長くなり、この長いスライダの光軸方向移動を許容するためには該スライダの移動スペースを光軸方向において長く確保する必要がある。しかし、本実施例では、第４レンズ保持部材３１４に比べて移動量が大きい第２レンズ保持部材３１２を駆動する第１の振動型リニアアクチュエータにおいて、第２の振動型リニアアクチュエータのスライダ３３４よりも光軸方向長さが長いスライダ３１８が固定され、振動子３１９が第２レンズ保持部材３１２と光軸方向に一体的に移動する。このように、長いスライダ３１８が光軸方向に移動しないので、第１の振動型リニアアクチュエータの光軸方向における配置スペースが短くて済み、これによりレンズ鏡筒を小型化することができる。

また、本実施例では、第２レンズ保持部材３１２に比べて移動量が小さい第４レンズ保持部材３１４を駆動する第２の振動型アクチュエータのうちスライダ３３４が第４レンズ保持部材３１４に固定されて光軸方向に移動し、振動子３３５が固定されて光軸方向には移動しない。このため、フレキシブル配線板３５０に変形部を設ける必要がなく、フレキシブル配線板３５０の取り回しを容易とし、設計自由度を高めることができる。これにより、レンズ鏡筒を小型化することができる。

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー３１０と第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット３１５のうち光軸から最も近い平面の１つである左側面に沿うように（近接するように）配置されている。また、ガイドバー３１０の上下に隣接するように第１の振動型リニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダが配置されている。

さらに、光軸方向視において、ガイドバー３１１と第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット３１５のうち光軸から最も近い平面の１つである右側面に沿うように（近接するように）配置されている。また、ガイドバー３１１の上下に隣接するように第２の振動型リニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダが配置されている。

したがって、光量調節ユニット３１５と、該光量調節ユニット３１５の物体側および像面側に配置された第２および第４レンズ保持部材３１２，３１４（第２および第４レンズユニット３０２，３０４）をそれぞれ駆動する２つの振動型リニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材３１２，３１４をそれぞれ光軸方向にガイドする２つのガイドバー３１０，３１１およびこれらレンズ保持部材３１２，３１４のそれぞれの位置を検出する２つのリニアエンコーダを有しながらも、レンズ鏡筒を小型に構成することができる。

また、ガイドバー３１０，３１１に隣接してスライダ３１８，３３４が配置されているので、第２および第４レンズ保持部材３１２，３１４をスムーズに駆動することができる。しかも、ガイドバー３１１，３１０に隣接してスケール３２８，３４８が配置されているので、第２および第４レンズ保持部材３１２，３１４におけるガイドバー３１０，３１１への係合部３１２ａ，３１２ｂ，３１４ａ，３１４ｂのがたによるスケール３２８，３４８の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

図１１から図１５には、本発明の実施例３である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を示している。図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施例のレンズ鏡筒を、外装を取り除いて右側方、後方、左側方および前方の４方向から見た図である。また、図１２には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に平行で、かつ振動型リニアアクチュエータのスライダと振動子との圧接面に垂直な面で切断したときの断面図を示している。また、図１３には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第２レンズユニットを駆動する振動型リニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。また、図１４には、本実施例のレンズ鏡筒を光軸に垂直で、かつ第４レンズユニットを駆動するリニアアクチュエータの圧接面に垂直な面で切断した場合の物体側から見た断面図を示している。さらに、図１５には、本実施例のレンズ鏡筒を分解して示している。また、図１６には、本実施例の撮影装置における電気的な構成を示している。

これらの図において、物体側から順に、４０１は固定された第１レンズユニット、４０２は変倍のために光軸方向に移動する第２レンズユニット、４１５は光量調節ユニット、４０３は固定された第３レンズユニット、４０４は変倍に伴う像面変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第４レンズユニットである。

４０５は後述する撮像素子やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を保持し、不図示のカメラ本体に固定される後部鏡筒である。４０６は第１レンズユニット１を保持し、ビス４０７，４０８，４０９により後部鏡筒４０５に固定された第１レンズ保持部材である。

４１０，４１１は後部鏡筒４０５と第１レンズ保持部材４０６により光軸方向に略平行に保持されたガイドバー（ガイド部材）である。

４１２は第２レンズユニット４０２を保持する第２レンズ保持部材であり、該第２レンズ保持部材４１２には、不要光をカットするマスク４３２が固定されている。この第２レンズ保持部材４１２は、係合部４１２ａにおいてガイドバー４１０に係合して光軸方向にガイドされ、係合部４１２ｂにおいてガイドバー４１１に係合してガイドバー４１０回りでの回転が阻止されている。４１３は第３レンズユニット４０３を保持し、ビス４１６により後部鏡筒４０５に固定された第３レンズ保持部材である。４１４は第４レンズユニット４０４を保持する第４レンズ保持部材であり、係合部４１４ａにおいてガイドバー４１１に係合して光軸方向にガイドされ、係合部４１４ｂにおいてガイドバー４１０に係合してガイドバー４１１回りでの回転が阻止されている。

光量調節ユニット４１５は、光軸方向から見て左右方向（第２の方向）よりも上下方向（第１の方向）に長い外形形状を有する。この光量調節ユニット４１５は、ビス４１７により後部鏡筒４０５に固定されている。光量調節ユニット４１５は、図５Ｃに示したものと同様のものである。

４１８は磁石と摩擦材を接合して構成されたスライダであり、第２レンズ保持部材４１２の四角穴部４１２ｃに接着等で固定されている。

４１９は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とから構成される振動子である。該振動子４１９の弾性部材は強磁性体であり、スライダ４１８の磁石と引き合うことにより、スライダ４１８の摩擦材の圧接面４１８ａと振動子４１９の弾性部材において光軸方向２箇所に形成された圧接面４１９ａ，４１９ｂに圧接される。

４２０は振動子４１９に接続され、電気−機械エネルギー変換素子に信号を伝えるフレキシブル配線板である。

これらスライダ４１８および振動子４１９によって構成される第１のリニアアクチュエータ（振動型リニアアクチュエータ）では、スライダ４１８および振動子４１９が互いに圧接した状態でフレキシブル配線板４２０を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が電気−機械エネルギー変換素子に入力されることにより、振動子４１９の圧接面４１９ａ，４１９ｂに略楕円運動が発生し、スライダ４１８の圧接面４１８ａに光軸方向の駆動力が発生する。

４２１は振動子４１９を固定するスペーサであり、４２２はスペーサ４２１を固定する板バネである。板バネ４２２は、その面内方向には変形しにくく、該面に垂直な方向には変形しやすい形状を有し、さらにその面内に含まれる任意の軸を中心に回転変形しやすい形状を有する。板バネ４２２が面内方向に変形しにくいことにより、振動子４１９の光軸方向（すなわち、駆動方向）への変位は制限される。

４２３は振動子枠であり、この振動子枠４２３には、ビス４２４，４２５により板バネ４２２が固定されている。振動子枠４２３は、ビス４２６，４２７により第１レンズ保持部材４０６に固定されている。

４２８は第２レンズ保持部材４１２の位置検出をするためのスケールであり、第２レンズ保持部材４１２の四角穴部４１２ｄに接着等で固定されている。

４２９はスケール４２８に対して投光し、該スケール４２８からの反射光を受光して第２レンズ保持部材４１２の移動量を検出するための投受光素子である。これらスケール４２８および投受光素子４２９とにより検出器としての第１のリニアエンコーダが構成される。

４３０は投受光素子４２９に対して信号を入出力するための信号を伝達するフレキシブル配線板である。フレキシブル配線板４３０は、ビス４３１により第１レンズ保持部材４０６に固定されている。

ガイドバー４１０と、振動子４１９およびスライダ４１８により構成される第１のリニアアクチュエータと、投受光素子４２９およびスケール４２８により構成される第１のリニアエンコーダとは、図１３に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット４１５の外周面のうち該光量調節ユニット４１５の光軸位置から最も近い外面の１つである平面状の左側面（光軸方向視において直線状の左長辺部）に沿うように、つまりは該左側面に近接して配置されている。また、本実施例では、下側から、ガイドバー４１０、第１のリニアエンコーダおよび第１のリニアアクチュエータの順で互いに隣接して配置されている。

４３３は第４レンズ保持部材４１４に固定されたコイル、４３４はコイル４３３に信号を伝えるためのフレキシブル配線板である。該フレキシブル配線板４３４は、第４レンズ保持部材４１４が光軸方向に移動することに伴って変形する。

４３５はマグネット、４３６はヨークである。コイル４３３とマグネット４３５とヨーク４３６とにより磁気回路が構成され、コイル４３３に通電することにより光軸方向への駆動力を発生させる電磁型リニアアクチュエータである第２のリニアアクチュエータ（ボイスコイルモータ）を構成している。４３９はヨーク４３６を保持するヨーク保持部材であり、ビス４４２，４４３により後部鏡筒４０５に固定されている。

ここで、図１２に示すように、光軸直交方向視において、第１のリニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲（スライダ４１８が設けられた範囲）および第２レンズ保持部材４１２の光軸方向での可動範囲Ｌ２は、光量調節ユニット４１５よりも物体側（図１２の左側）から像面側に延びている。一方、第２のリニアアクチュエータの光軸方向における設置範囲（マグネット４３５が設けられた範囲）および第４レンズ保持部材４１４の光軸方向での可動範囲Ｌ４は、光量調節ユニット４１５よりも像面側から物体側まで延びている。すなわち、第１および第２のリニアアクチュエータの設置範囲（第２および第４レンズ保持部材４１２，４１４可動範囲）の一部は光軸方向において互いに重複している。

４４８は第４レンズ保持部材４１４の位置を検出するためのスケールであり、該スケール４４８は第４レンズ保持部材４１４の四角穴部４１４ｄに接着等で固定されている。４４９は投受光素子であり、スケール４４８に投光して、該スケール４４８からの反射光を受光することにより第４レンズ保持部材４１４の移動量を検出する。４５０は投受光素子４４９に対して信号を入出力するために用いられるフレキシブル配線板であり、ビス４５１により後部鏡筒４０５に固定されている。

ガイドバー４１１と、コイル４３３、マグネット４３５およびヨーク４３６により構成される第２のリニアアクチュエータと、投受光素子４４９およびスケール４４８により構成される第２のリニアエンコーダとは、図１４に示すように、光軸方向前方から見て、光量調節ユニット４１５の外周面のうち該光量調節ユニット４１５の光軸位置から最も近い外面の１つである平面状の右側面（光軸方向視において直線状の右長辺部）に沿うように、つまりは該右側面に近接して配置されている。また、本実施例では、上側から、ガイドバー４１１、第２のリニアアクチュエータおよび第２のリニアエンコーダの順で互いに隣接して配置されている。

さらに、ガイドバー４１０、第１のリニアアクチュエータおよび第１のリニアエンコーダと、ガイドバー４１１、第２のリニアアクチュエータおよび第２のリニアエンコーダとが、光軸を中心とした略点対称となるように配置されている。厳密な点対称とする場合には、例えば、ガイドバー４１１側において、上側からガイドバー４１１、第２のリニアエンコーダおよび第２のリニアアクチュエータの順で配置されるべきであるが、ガイドバーと、リニアアクチュエータおよびリニアエンコーダとに分けて考えれば、本実施例の配置も略点対称と言える。本実施例のように、ガイドバー４１１と第２のリニアアクチュエータとを隣接配置することにより、後述するように、ガイドバー４１１と第２のリニアアクチュエータとを離して配置する場合に比べて、第４レンズ保持部材４１４をよりスムーズに駆動することができる。但し、厳密な点対称配置としても構わない。

図１６において、４７１はＣＣＤセンサおよびＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子、４７２は第２レンズユニット４０２（第２レンズ保持部材４１２）の駆動源であり、スライダ４１８および振動子４１９を含む振動型リニアアクチュエータである。４７３は第４レンズユニット４０４（第４レンズ保持部材４１４）の駆動源であり、コイル４３３、マグネット４３５およびヨーク４３６により構成される電磁型リニアアクチュエータである。

４７４は光量調節ユニット１５の駆動源としてのメータである。４７５はスケール４２８および投受光素子４２９を含む第１のリニアエンコーダとしての第２レンズエンコーダ、４７６はスケール４４８および投受光素子４４９を含む第２のリニアエンコーダとしての第４レンズエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ、第２レンズユニット４０２および第４レンズユニット４０４の光軸方向での相対位置（基準位置からの移動量）を検出する。本実施例では、エンコーダとして光学式エンコーダを用いているが、磁気式エンコーダを用いてもよいし、電気抵抗を用いて絶対位置を検出するエンコーダ等を用いてもよい。

４７７は絞りエンコーダであり、例えば、光量調節ユニット４１５の駆動源であるメータ４７４の内部に設けられたホール素子によって該メータのロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。

４８７は該撮影装置の動作の制御を司るコントローラとしてのＣＰＵである。４７８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子４７１の出力に対して増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート４７９およびＡＦゲート４８０を通過する。これらのゲート４７９，４８０により、露出決定およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲が全画面内から設定される。これらのゲート４７９，４８０の大きさは可変であったり、複数設けられたりする場合もある。

４８４はオートフォーカス（ＡＦ）のためのＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。４８５はズーム操作を行うためのズームスイッチである。４８６はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して合焦状態を維持するために、被写体距離と第２レンズユニット４０２の位置とに応じた、第４レンズユニット４０４を駆動すべき目標位置情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしては、ＣＰＵ４８７内のメモリを使用してもよい。

上記構成において、撮影者によりズームスイッチ４８５が操作されると、ＣＰＵ４８７は第２レンズユニット４０２を駆動するために振動型リニアアクチュエータ４７２を制御するとともに、ズームトラッキングメモリ４８６の情報と第２レンズユニットエンコーダ４７５の検出結果から求めた現在の第２レンズユニット４０２の位置とに基づいて第４レンズユニット４０４の目標駆動位置を算出し、該目標駆動位置に第４レンズユニット４０４を駆動するよう電磁型リニアアクチュエータ４７３を制御する。第４レンズユニット４０４が目標駆動位置に達したか否かは、第４レンズユニットエンコーダ４７６の検出結果から求められた現在の第４レンズユニット４０４の位置と目標駆動位置とが一致したか否かによって判別される。

また、オートフォーカスにおいては、ＣＰＵ４８７は、ＡＦ信号処理回路４８４で得られたＡＦ評価値がピークを示す位置を探索するように第４レンズユニット４０４を駆動するため、電磁型リニアアクチュエータ４７３を制御する。

さらに、適正露出を得るために、ＣＰＵ４８７は、ＡＥゲート４７９を通過した輝度信号の平均値が所定値となるように、つまりは絞りエンコーダ４７７の出力が該所定値に対応した値となるように、光量調節ユニット４１５のメータ４７４を制御して開口径をコントロールする。

上記構成において、スライダ４１８は磁石を用いて構成され、振動子４１９を吸着することによって振動型リニアアクチュエータとしての駆動力を発生するために必要な圧接力を得ている。このため、圧接力の反力が第２レンズ保持部材４１２には作用しない。これにより、第２レンズ保持部材４１２におけるガイドバー４１０，４１１との係合部４１２ａ，４１２ｂに発生する摩擦力が大きくならず、摩擦による駆動負荷も大きくならない。しかも、板バネ４２２にて発生する力は小さいので、該板バネ４２２からガイドバー４１０，４１１との係合部４１２ａ，４１２ｂに作用する力も小さく、係合部４１２ａ，４１２ｂに発生する摩擦力をほとんど増加させない。したがって、低出力で小型の振動型リニアアクチュエータを使用することができ、この結果、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

また、大きな圧接力が第２レンズ保持部材４１２に作用することがないので、第２レンズ保持部材４１２におけるガイドバー４１０，４１１との係合部４１２ａ，４１２ｂに発生する摩擦力が大きくならない。したがって、第１のリニアアクチュエータを大出力化したり大型化したりする必要がなく、係合部４１２ａ，４１２ｂのガイドバー４１０，４１１との摩擦による摩耗を低減することもできる。また、第２レンズ保持部材４１２（第４レンズユニット４０２）の微小駆動も正確に行うことができる。また、製造誤差等でいずれかの圧接面の光軸に平行な軸に対する位置や該軸回りでの傾きが光軸方向において変化した場合でも、板バネ４２２が変形して振動子４１９の位置や傾き（向き）が変化することによって、両圧接面は平行に維持され、適正な面接触状態が維持される。また、板バネ４２２は、上記圧接力よりも小さな力で変形するようにバネ定数が設定されている。このため、圧接面の位置や傾きが変わった場合でも圧接力は大きく変わらない。したがって、第１のリニアアクチュエータが本来持つ性能に応じた出力を安定的に引き出すことができる。

また、振動型リニアアクチュエータは、その振動子とスライダとが常に圧接されているので、通電をしなくても位置がずれることがない。特に、第２レンズユニット４０２は変倍時にしか移動せず、止まっていることも多いので、第２レンズユニットの駆動に振動型リニアアクチュエータを用いることにより、電磁力を用いたリニアアクチュエータを用いる場合よりも省電力化できる。

一方、電磁力を用いたリニアアクチュエータでは、接触部がなく、摩耗する部分がない。また、駆動方向以外に力が発生せず、被駆動部材（第４レンズ保持部材４１４）に側圧が作用しないので、該被駆動部材のガイドバー４１１，４１０との係合部４１４ａ，４１４ｂに側圧が作用せず、該係合部４１４ａ，４１４ｂの摩耗もほとんどない。特に、第４レンズユニットは、変倍時と焦点調節時とで移動し、しかもＡＦ動作によって第２レンズユニットよりも移動量が多い。このため、第４レンズユニットの駆動については、振動型リニアアクチュエータを用いるよりも電磁型リニアアクチュエータを用いた方が耐久性を高めるのに有効である。

上述したように、本実施例では、光軸方向視において、ガイドバー４１０と第１のリニアアクチュエータと第１のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット４１５のうち光軸から最も近い平面の１つである左側面に沿うように（近接するように）相互に隣接して配置されている。さらに、光軸方向視において、ガイドバー４１１と第２のリニアアクチュエータと第２のリニアエンコーダとが、光量調節ユニット４１５のうち光軸から最も近い平面の１つである右側面に沿うように（近接するように）相互に隣接して配置されている。したがって、光量調節ユニット４１５と、該光量調節ユニット４１５の物体側および像面側に配置された第２および第４レンズ保持部材４１２，４１４（第２および第４レンズユニット４０２，４０４）をそれぞれ駆動する２つのリニアアクチュエータ、これらレンズ保持部材４１２，４１４をそれぞれ光軸方向にガイドする２つのガイドバー４１０，４１１およびこれらレンズ保持部材４１２，４１４のそれぞれの位置を検出する２つのリニアエンコーダを有しながらも、レンズ鏡筒を小型に構成することができる。

また、ガイドバー４１０に隣接して第１のリニアエンコーダのスケール４２８が配置されているので、第２レンズ保持部材４１２におけるガイドバー４１０，４１１への係合部４１２ａ，４１２ｂのがたによるスケール４２８の変位が少なく、精度良く位置検出を行うことができる。

また、ガイドバー４１１に隣接して第２のリニアアクチュエータが配置されているので、第４レンズ保持部材４１４をスムーズに駆動することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例にて説明した構成に限定されず、特許請求の範囲内で、上記各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

また、上記実施例では、レンズ一体型の撮影装置について説明したが、本発明は、撮影装置本体に対して着脱可能な交換レンズ（光学機器）にも適用することができる。また、撮影装置に限らず、レンズを振動型リニアアクチュエータによって駆動する各種光学機器にも本発明を適用することができる。

さらに、上記実施例では、振動子およびスライダの位置および傾きの双方を可変とする保持機構について説明したが、位置および傾きのうち一方を可変とする保持機構を設けてもよい。

本発明の実施例１である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を４方向から見て示す図。実施例１のレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図。実施例１のレンズ鏡筒における第２レンズ保持部材の斜視図。実施例１のレンズ鏡筒における第１の振動型リニアアクチュエータの斜視図。実施例１のレンズ鏡筒における第４レンズ保持部材の斜視図。実施例１のレンズ鏡筒における第２の振動型リニアアクチュエータの斜視図。実施例１のレンズ鏡筒における光量調節ユニットの概略構成図。実施例１の撮影装置の電気的構成を示したブロック図。本発明の実施例２であるレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。実施例２のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。実施例２のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。実施例２のレンズ鏡筒の分解斜視図。本発明の実施例３である撮影装置のレンズ鏡筒の構成を４方向から見て示す図。実施例３のレンズ鏡筒を光軸に平行な面で切断したときの断面図。実施例３のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。実施例３のレンズ鏡筒を光軸に垂直な面で切断したときの断面図。実施例３のレンズ鏡筒の分解斜視図。実施例３の撮影装置の電気的構成を示すブロック図。従来の振動型リニアアクチュエータを用いた光学機器を示す図。従来の振動型リニアアクチュエータを用いた光学機器を示す図。

符号の説明

１，３０１，４０１第１レンズユニット
２，３０２，４０２第２レンズユニット
３，３０３，３０３第３レンズユニット
４，３０４，４０４第４レンズユニット
５，３０５，４０５後部鏡筒
６，３０６，４０６第１レンズ保持部材
１０，１１，３１０，３１１，４１０，４１１ガイドバー
１２，３１２，４１２第２レンズ保持部材
１４，３１４，４１４第４レンズ保持部材
１５，３１５，４１５光量調節ユニット
１８，３４，３１８，３３４，４１８スライダ
１９，３５，３１９，３３５，４１９振動子
２２，３８，３２２，３３８，４２２板バネ
２８，４８，３２８，３４８，４２８，４４８スケール
２９，４９，３２９，３４９，４２９，４４９投受光素子
４３３コイル
４３５マグネット
４３６ヨーク
１０１，４７１撮像素子

Claims

レンズを保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ保持部材に係合して、該レンズ保持部材を光軸方向にガイドするガイド部材と、
電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子によって振動が励起される圧接面を含む弾性部材とを有する振動部材と、該振動部材と圧接する圧接面を含む磁性接触部材とを有し、前記レンズ保持部材を光軸方向に駆動する振動型リニアアクチュエータと、
板バネと、を有し、
前記弾性部材の圧接面と前記磁性接触部材の圧接面は、それぞれ平面を有し、
前記板バネは、前記圧接面と平行な面に含まれる任意の軸周りの回転方向に変形可能であり、前記弾性部材の圧接面を前記磁性接触部材の圧接面に対して平行に維持し、
前記弾性部材は、強磁性体によって形成され、
前記磁性接触部材は、前記振動部材による振動と前記弾性部材と該磁性接触部材の間で働く磁力とによって前記弾性部材の圧接面と前記磁性接触部材の圧接面に生じる摩擦力に応じて、前記レンズ保持部材を前記光軸方向にガイドし、
前記板バネによる前記振動部材と前記磁性接触部材との圧接力は、前記弾性部材と該磁性接触部材の間で働く磁力による圧接力よりも小さいことを特徴とする光学機器。