レンズ鏡筒及び撮像装置
【課題】ウォブリング動作における静寂性を向上させたレンズ鏡筒及び電子カメラを提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備える。
【解決手段】レンズ鏡筒は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動波モータ（振動アクチュエータ）は、特公平０１−０１７３５４号公報などで公知のように、圧電体の伸縮を利用して弾性体の駆動面に進行性振動波(以下、振動波という)を発生させる。発生させた進行波によって駆動面には楕円運動が生じ、楕円運動の波頭に加圧接触する移動子が駆動される。このような振動波モータは、低回転においても高トルクを有するといった特徴があり、駆動装置に搭載した場合に、駆動装置のギアを省略することができるため、ギア騒音を削減して静寂化を可能にしたり、位置決め精度を向上させたりできるといった利点がある。
【０００３】
一方、この振動波モータは、これまでスチールカメラの交換レンズ用として利用されてきたが、近年の電子カメラの進歩及び普及に伴い、電子カメラの交換レンズ用にその利用がシフトしている。
電子カメラでは、静止画の撮影以外にも、動画の撮影、動画の撮影と共に音声の録音が行えることが市場から要望されている。振動波モータを搭載した交換レンズを有した電子カメラにおいて、動画の撮影をすることは、特許文献１に開示されており、静寂性に対する利点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０８００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単に振動波モータを搭載した交換レンズを用いるだけでは、電子カメラにより動画の撮影を行い際に要求される静寂性を満たせないことが、発明者による動画撮影可能な電子カメラを開発する過程において明らかになった。具体的には、動画撮影におけるオートフォーカス（Auto Focus；ＡＦ）動作において、合焦用レンズを光軸方向に対して前後に小刻みに移動させて、被写体の適正な合焦位置を検出するウォブリング動作の最中に振動波モータより生じるノイズがマイクにより検出され静寂性が損なわれていた。
【０００６】
ここで、ウォブリング動作は、以下の動作を繰り返して振動波モータを駆動して行われる。振動波モータ駆動装置は、予め定めた電圧及び位相差を有する一対の駆動信号を振動波モータに印加し、正転させて合焦用レンズを前方向に移動させた後、一対の駆動信号の印加を止めて振動波モータを停止させる。続いて、予め定めた電圧及び位相差を有する一対の駆動信号を振動波モータに印加し、逆転させて合焦用レンズを後方向に移動させた後、一対の駆動信号の印加を止めて振動波モータを停止させる。
この上述の動作において、振動波モータに一対の駆動信号を印加するときに微少音が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、ウォブリング動作における静寂性を向上させたレンズ鏡筒及び電子カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記一対の駆動信号の位相差の範囲は、前記被写体の移動速度に応じて決定されることを特徴とする。
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記一対の駆動信号の周波数は、前記被写体の移動速度に応じて決定されることを特徴とする。
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記第１の処理を実行する前に、前記一対の駆動信号の振幅を予め定められた第１振幅に変更して前記振動アクチュエータに印加させる第２処理と、該第２処理の後に該一対の駆動信号の振幅を該第１振幅より大きい予め定められた第２振幅まで増加させつつ前記振動アクチュエータに印加させる動作を前記増幅部に行わせる第３処理とを実行させ、前記第２処理に掛かる時間は、前記第１処理に掛かる時間より長いことを特徴とする。
（５）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記振動アクチュエータを停止させる場合、前記一対の駆動信号の振幅を前記第２振幅から前記第１振幅まで減少させた後に該一対の駆動信号の印加を止める動作を前記増幅部に行わせることを特徴とする。
（６）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記合焦用レンズの位置を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記検出部が検出した前記合焦用レンズの位置が合焦位置近傍に位置するか否かを判定し、前記合焦用レンズが該合焦位置近傍に位置する場合、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせることを特徴とする。
（７）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記合焦用レンズは、回転せずに該合焦用レンズの光軸方向に移動することを特徴とする。
（８）また、本発明は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ウォブリング動作において、振動波アクチュエータから発生するノイズを抑制し、静粛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における電子カメラ１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるレンズ鏡筒１０の構成を示す概略図である。
【図３】同実施形態における振動波モータ１２の構成を示す概略図である。
【図４】同実施形態における振動波モータ駆動装置１４の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】振動波モータ１２に印加される駆動信号の位相差と、振動波モータ１２の回転速度の関係を示す図である。
【図６】同実施形態における被写体が静止している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数、振幅（駆動電圧）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図７】同実施形態における被写体が一定速度で移動している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図８】同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図９】同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図１０】第２実施形態におけるレンズ鏡筒１０Ａの構成を示す概略図である。
【図１１】第３実施形態のレンズ鏡筒１０Ｂの構成を示す概略図である。
【図１２】同実施形態における振動波モータ１２Ｂの構成を示す図である。
【図１３】同実施形態における振動波モータ１２Ｂの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の概略＞
本発明の発明者は、動画撮影時のウォブリング動作において、合焦用レンズを前後に小刻みに移動させる際に、振動波モータ（振動波アクチュエータ）に一対の駆動信号を印加すると微小のノイズが動画撮影時に音声を検出するマイクに取り込まれてしまうという問題を見いだした。その原因は、振動波モータに印加する一対の駆動信号の振幅を０［Ｖ］から所定の電圧にステップ状に変化させたとき、振動波モータのステータから様々な周波数のノイズが発生し、その可聴音が録音されることを明らかにした。そのノイズは、ステップ状に変化させる振幅の電圧に依存しており、その振幅の電圧が小さい場合には振幅に応じて、ノイズの音圧が下がる傾向にあることを発見した。
そこで、一対の駆動信号を振動波モータに印加する際に発生するノイズを、マイクが検出する音圧より小さくなる振幅にステップ状に変化させ、その後、一対の駆動信号の振幅を予め定めた電圧、例えば、定格電圧まで徐々に変化させてから振動波モータを駆動することで、ノイズが検出されることを防ぐようにした。
【００１２】
以下、本発明の実施形態による振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラを図面を参照して説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における電子カメラ１の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、電子カメラ１は、レンズ鏡筒１０と、撮像素子２０と、ＡＦＥ（Analog Front End）回路３０と、画像処理部４０と、バッファメモリ５０と、録音処理部６０と、内蔵マイク７０と、記録ＩＦ（Interface）部８０と、メモリ９０と、上位制御部１００と、操作部材１１０と、表示部１２０とを備えている。また、電子カメラ１は、外部機器であるＰＣ（Personal Computer）２２０の接続が可能となっていると共に、外部マイク２１０を接続することが可能となっている。外部マイク２１０は、録音を行う場合、内蔵マイク７０に替えて用いることができる。
【００１４】
レンズ鏡筒１０は、後述するように、撮像光学系として複数の光学レンズを有し、被写体像を撮像素子の受光面に結像させる。なお、図１においては、複数の光学レンズを簡略化して、１つのレンズを図示している。また、レンズ鏡筒１０は、第３レンズ群（ＡＦレンズ）Ｌ３を含む光学レンズ群と、振動アクチュエータとしての振動波モータ１２と、振動アクチュエータ駆動装置としての振動波モータ駆動装置１４とを備えている。
【００１５】
撮像素子２０は、受光面に受光素子が二次元的に配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などにより構成されている。また、撮像素子２０は、レンズ鏡筒１０が有する撮像光学系を介した被写体像を受光素子により光電変換してアナログ画像信号を生成して、ＡＦＥ回路３０に出力する。
ＡＦＥ回路３０は、撮像素子２０が出力するアナログ画像信号に対するゲイン調整（ＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度に応じた信号増幅）を行う。また、ＡＦＥ回路３０は、上位制御部１００から入力されるＩＳＯ感度設定情報に応じて、アナログ画像信号に対して予め定められた範囲内で増幅を行い、内蔵するＡ／Ｄ（Analog Digital）変換回路により、増幅したアナログ画像信号をデジタル画像データに変換して画像処理部４０に出力する。
【００１６】
画像処理部４０は、ＡＦＥ回路３０が出力するデジタル画像データに対して、ノイズ処理などの各種の画像処理を行う。バッファメモリ５０は、画像処理部４０によるデジタル画像データに対する画像処理の前工程や後工程においてデジタル画像データを一時的に記憶する。
録音処理部６０は、電子カメラ１に内蔵されている内蔵マイク７０、或いは電子カメラ１の外部に設けられた外部マイク２１０が検出する音声信号を増幅し、増幅した信号をデジタル音声データとして上位制御部１００に出力する。また、録音処理部６０は、外部マイク２１０が接続されていることを検出し、外部マイク２１０が接続されていることを示す信号を上位制御部１００に出力する。
【００１７】
記憶ＩＦ部８０は、メモリカード８１などの記録媒体が接続され、接続されたメモリカード８１に対してデータの書き込み及び読み出しを行う。メモリ９０は、撮像したデジタル画像データを記憶する。
操作部材１１０は、モードダイヤル、十字キー、決定ボタン、及び、レリーズボタンなどを有し、各操作に応じた操作信号を上位制御部１００に出力する。ユーザによる操作部材１１０の操作により、静止画撮影と動画撮影とが切り替えられる。
表示部１２０は、液晶パネルなどにより構成され、上位制御部１００から入力された画像、操作メニューなどのデータを表示する。
【００１８】
上位制御部１００は、マイクロプロセッサなどにより構成され、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などに記憶されているプログラムを実行することにより、電子カメラ１が行う処理を統括的に制御する。また、上位制御部１００は、例えば、ＡＦ動作制御、ＡＥ（automatic exposure；自動露出）動作制御、オートホワイトバランス制御などを行う。また、上位制御部１００は、ＡＦ動作制御において、レンズ鏡筒１０が有する振動波モータ駆動装置１４に振動波モータ１２を駆動させる駆動指令信号と、撮影情報とを出力する。
【００１９】
また、上位制御部１００は、外部のＰＣ２２０と接続される。ＰＣ２２０は、上位制御部１００と接続することにより、上位制御部１００を介してメモリ７０に記憶されているデジタル画像データ、デジタル音声データの読み出しなどを行う。
ここで、駆動指令信号は、振動波モータ１２の駆動の開始を指示する信号である。撮影情報には、撮像対象である被写体を撮像素子上に結像させるＡＦレンズＬ３の目標位置と、被写体の移動方向、移動速度及び加速度を示す情報が含まれている。なお、上位制御部１００は、例えば、特開２００１−２４３４７８号公報などに記載されている公知の被写体追尾機能により、被写体の移動方向、移動速度及び加速度を検出して撮影情報を生成する。また、被写体の移動方向とは、撮像光学系の光軸方向における方向である。
【００２０】
図２は、同実施形態におけるレンズ鏡筒１０の構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０は、レンズ鏡筒１０の外周部を覆う外側固定筒１０１と、外側固定筒１０１よりも内周側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２と、外側固定筒１０１よりも内周側における像側に位置する第２内側固定筒１０３とを備え、外側固定筒１０１と第１内側固定筒１０２との間には、振動波モータ１２と、振動波モータ駆動装置１４と、振動波モータ１２の回転速度を減速して伝達するギアユニットモジュール１０４が配置され、第１内側固定筒１０２に固定されている。ギアユニットモジュール１０４は、振動波モータ１２の出力を減速して伝達する減速ギア１０５を有している。
【００２１】
また、第１内側固定筒１０２には、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３には、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１０７に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００２２】
ＡＦ環１０７と、第１内側固定筒１０２との間には、カム環１０６が光軸方向を中心軸として回転自在に設けられ、カム環１０６は、減速ギア１０５により伝達された振動波モータ１２の出力により回転する。また、カム環１０６の内側には周方向に対して螺旋状にキー溝１０６ａが切られている。また、ＡＦ環１０７の外周側には固定ピン１０７ａが設けられ、固定ピン１０７ａがカム環１０６のキー溝１０６ａに挿入されている。
また、外側固定筒１０１の内周側から内側に張り出した保持部１０１ａには振動波モータ駆動装置１４が配置され、振動波モータ駆動装置１４は、振動波モータ１２に電気的に接続され、振動波モータ１２を駆動させる。
【００２３】
上述のレンズ鏡筒１０の構成により、振動波モータ１２の出力は、減速ギア１０５を介してカム環１０６を回転させることにより、固定ピン１０７ａがキー溝１０６ａに導かれて移動し、ＡＦ環１０７を光軸方向に移動させると共に、カム環１０６を停止させることにより、ＡＦ環１０７を停止させることができる。即ち、振動波モータ１２を駆動することにより、ＡＦ環１０７を光軸方向に駆動して第３レンズ群Ｌ３を移動させることにより、撮像素子上に合焦した被写体像を結像させることができる。
【００２４】
図３は、同実施形態における振動波モータ１２の構成を示す概略図である。振動波モータ１２は、振動子１２１と、移動子１２４と、固定部材１２５と、ベアリング１２６と、出力軸１２７と、加圧部材１２８と、ベアリング受部材１２９、ストッパ１３０、ゴム部材１３１、ギア部材１３２と、加圧力調整ワッシャ１３３とを備えている。
【００２５】
振動子１１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子などの電気−機械変換素子（以下、圧電体１２３という）と、圧電体１２３と接続された弾性体１２２とからなる。振動子１２１には、電圧が印加されると、例えば、４波の進行波が発生する。弾性体１２２は、共振先鋭度が大きな金属材料により形成され、形状が円環形状である。また、弾性体１２２は、圧電体１２３が接合される反対の面には溝が切られた櫛型部１２２ａが設けられ、突起部分（溝がない箇所）の先端面が駆動面となり、櫛型部１２２ａが移動子１２４に加圧接触されている。ここで、弾性体１２２に溝を設けるのは、進行波の中立面をできる限り圧電体１２３側に近づけることにより、弾性体１２２の駆動面における進行波の振幅を増幅させるためである。電圧体１２３は、一般には通称ＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、カリウムチタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
【００２６】
また、弾性体１２２において、溝が設けられていない部分をベース部１１２ｂという。ベース部１２２ｂが圧電体１２３に接合されると共に、弾性体１２２の駆動面には潤滑性の表面処理がなされている。圧電体１２３は、円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）に分かれており、各相においては、１／２波長ごとに分極が交互に配置されていると共に、Ａ相の分極とＢ相の分極との間には、１／４波長の間隔が空くように配置されている。
【００２７】
移動子１２４は、アルミニウムなどの軽金属により形成され、櫛型部１２２ａと加圧接触されている摺動面の表面には耐磨耗性向上のための表面処理が施されている。出力軸１２７は、ゴム部材１３１を介して移動子１２４と共に回転するように結合されている。ゴム部材１３１は、ゴムによる粘着性で移動子１２４と出力軸１２７とを結合する機能と、移動子１２４から出力軸１２７に振動を伝達しないための振動吸収する機能とを有するブチルゴムなどが好適である。
加圧部材１２８は、出力軸１２７に固定されたギア部材１３２と、ベアリング受部材１２９の間に配置されている。ベアリング受部材１２９は、ベアリング１２６の内側に挿入され、ベアリング１２６は、固定部材１２５の内側に挿入されている。ギア部材１３２は、出力軸１２７のＤカットに嵌るように挿入され、Ｅクリップなどのストッパ１３０により固定され、出力軸１２７と共に回転する。加圧部材１２８とベアリング受部材との間に加圧力調整ワッシャ１３３が配置されている。
【００２８】
上述のように振動波モータ１２は構成により、移動子１２４が振動体駆動面に加圧接触すると共に、加圧部材１２８とベアリング受部材１２９との間に配置された加圧力調整ワッシャ１３３により移動子１２４と櫛型部１２２ａとに加えられる圧力が適正加圧力となるようになっている。
【００２９】
図４は、同実施形態における振動波モータ駆動装置１４の構成を示す概略ブロック図である。振動波モータ駆動装置１４は、制御部１４１と、発振部１４２と、移相部１４３と、増幅部１４４と、回転検出部１４７とを備えている。
また、振動波モータ駆動装置１４は、電子カメラ１に備えられた上位制御部１００から駆動指令信号が入力されると、上位制御部１００から入力される撮像情報に基づいて、振動波モータ１２に印加する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数である駆動周波数と、一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差とを算出する。そして、振動波モータ駆動装置１４は、算出した周波数及び位相差を有する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加して合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３を駆動して被写体を撮像素子上に結像させる。
【００３０】
発振部１４２は、制御部１４１から入力された周波数情報に応じた周波数を有する発振信号を移相部１４３に出力する。
移相部１４３は、制御部１４１から入力された位相差情報に基づいて、発振部１４２から入力される発振信号に対して位相差情報に示された位相差を有する信号を生成し、生成した信号と、入力された発振信号とを増幅部１４４に出力する。
【００３１】
増幅部１４４は、第１増幅部１４５と第２増幅部１４６とを有する。第１増幅部１４５には、移相部１４３から発振信号と、制御部１４１から増幅率情報とが入力される。また、第１増幅部１４５は、入力された増幅率情報に応じて、入力された発振信号の振幅を増幅し、駆動信号Ｓａである増幅された発振信号を振動波モータ１２の圧電体１２３（図３）に印加する。
第２増幅部１４６には、発振信号に対して位相差情報に示された位相差を有する信号と、制御部１４１から増幅率情報とが入力される。また、第２増幅部１４６は、入力された増幅率情報に応じて、入力された位相差を有する信号を増幅し、駆動信号Ｓｂである増幅された信号を振動波モータ１２の圧電体１２３に印加する。
【００３２】
また、第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６は、振幅がＶ０［Ｖ］（第１振幅）の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加した後に、制御部１４１から入力される増幅率情報に応じて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ１［Ｖ］（第２振幅）まで増加させる。ここで、振幅（ピーク電圧）Ｖ０［Ｖ］は、シミュレーション、実機による測定により求められた電圧値であり、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を０からＶ０［Ｖ］までに変化させても、内蔵マイク７０にノイズが検出されない振幅（電圧）である。また、振幅（ピーク電圧）Ｖ１［Ｖ］は、例えば、振動波モータ１２の定格電圧である。また、第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６それぞれが出力する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂは、発振信号と同じ周波数を有する。
回転検出部１４７は、光学式エンコーダ、磁気エンコーダなどにより構成され、振動波モータ１２の位置と移動速度を検出し、検出した値を示す検出情報を制御部１４１に出力する。
【００３３】
制御部１４１は、変換テーブル１４１ａを有している。変換テーブル１４１ａは、電子カメラ１に備えられた上位制御部１００から入力される撮影情報と、回転検出部１４７から入力される検出情報とに対応する、振動波モータに印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの２つの位相差の情報を予め記憶している。変換テーブル１４１ａに記憶されている位相差は、実測結果又はシミュレーションに基づいて求められた値であり、撮影情報に含まれる目標位置と、被写体の移動方向、移動速度及び加速度と、振動波モータの位置及び回転速度とそれぞれのパラメータの組み合わせに対応した値である。また、２つの位相差は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させる際の最大値と最小値とである。
【００３４】
制御部１４１は、駆動指令信号が上位制御部１００から入力されると、予め定められた周波数を示す周波数情報を発振部１４２に出力し、振幅Ｖ０［Ｖ］に対応する増幅率情報を増幅部１４４に出力する。また、制御部１４１は、駆動指令信号が上位制御部１００から入力されると、回転検出部１４７から入力される検出情報と、撮影情報に含まれる目標位置とから振動波モータ１２の回転方向を決定し、決定した回転方向に応じて＋９０度又は−９０度のいずれかを示す位相差情報を移相部１４３に出力する。予め定められた周波数とは、駆動信号Ｓａ、Ｓｂにより振動波モータ１２が駆動される周波数範囲より高い周波数である。
【００３５】
その後に、制御部１４１は、増幅部１４４に出力する増幅率情報を変化させて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に増加させる。更に、制御部１４１は、振動波モータ１２の駆動可能な周波数範囲まで駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を下げる挿引処理を行い、振動波モータ１２を駆動させる。
また、制御部１４１は、振動波モータ１２が動き出し、ＡＦレンズＬ３が合焦点近傍のフォーカス適正範囲に位置すると、ウォブリング動作の制御を行う。具体的には、入力される撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差を変換テーブル１４１ａから読み出し、読み出した２つの位相差をピーク（最大値及び最小値）として位相差情報を変化させて、移相部１４３に出力する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変化させる。
なお、ＡＦレンズＬ３がフォーカス適正範囲に位置するか否かは、撮影情報に含まれる目標位置と、検出情報に含まれる振動波モータ１２の位置とから判定する。振動波モータ１２の位置と、ＡＦレンズＬ３の位置とは相関関係があり、制御部１４１は、予め定めた係数を用いることにより振動波モータ１２の位置からＡＬレンズＬ３の位置を算出する。
【００３６】
上述のように、制御部１４１は、撮像情報及び検出情報に基づいて、発振部１４２と、移相部１４３と、増幅部１４４とを制御して振動波モータ１２を駆動する。なお、フォーカス適正範囲とは、被写体が撮像素子上に結像する合焦点を含む範囲であり、実機を使った計測、シミュレーションなどにより、予め定められた範囲である。また、フォーカス適正範囲にＡＦレンズＬ３が位置するとき、撮像素子上に結像した被写体の像に生じるボケがユーザに認識されない範囲内が予め定められている。制御部１４１は、動画撮影時に、フォーカス適正範囲内にＡＦレンズ位置が入るように振動波モータ１２を駆動する。
【００３７】
以下、振動波モータ駆動装置１４が振動波モータ１２を駆動する際の基本的な動作について説明する。
制御部１４１は、上位制御部１００から駆動指令信号が入力されると、周波数情報を発振部１４２に出力し、位相差情報を移相部１４３に出力し、増幅率情報を増幅部１４４に出力する。
【００３８】
発振部１４２は、制御部１４１から入力された周波数情報に示される周波数の発振信号を生成して移相部１４３に出力する。移相部１４３は、発振部１４２から発振信号が入力されると、当該発振信号を第１増幅部１４５に出力すると共に、制御部１４１から入力された位相差情報に示される位相差、例えば、９０度の位相差を有する信号を生成し、生成した信号を第２増幅部１４６に出力する。第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６それぞれは、移相部１４３から入力された発振信号を増幅して駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。圧電体１２３は、Ａ相の電極に駆動信号Ｓａが印加されると共にＢ相の電極に駆動信号Ｓｂが印加されることにより励振され、弾性体１２２に４次の曲げ振動が発生する。
【００３９】
圧電体１２３は、Ａ相とＢ相とそれぞれに、駆動信号Ｓａ、Ｓｂが印加されると、Ａ相から発生する４次曲げ振動と、Ｂ相から発生する４次曲げ振動を発生させる。この２つの曲げ振動は、１／４波長ずれると共に、合成されて４波の進行波を生じさせる。進行波の波頭に楕円運動が生じることにより、弾性体１２２の駆動面に加圧接触している移動子１２４が摩擦的に回転駆動され、振動波モータ１２に生じた回転運動が出力軸１２７及びギア部材１３２（図３）、並びに、減速ギア１０５及びカム環１０６に伝達されてＡＦ環１０７を光軸方向に移動させる。
【００４０】
回転検出部１４７は、振動波モータ１２の位置及び移動速度を検出し、検出した位置及び移動速度を示す検出情報を制御部１４１に出力する。制御部１４１は、ＡＦレンズＬ３がフォーカス適正範囲内に位置すると、予め定められた周期であるウォブリング周期ごとに、位置検出部１４７から入力された検出情報と、上位制御部１００から入力された撮影情報とにより、次の位相差情報を算出して振動波モータ１２を駆動する制御を行う。
【００４１】
図５は、振動波モータ１２に印加される駆動信号の位相差と、振動波モータ１２の回転速度の関係を示す図である。振動波モータ１２の回転速度は、位相差が＋９０度のとき正転方向の最大速度となり、位相差が−９０度のとき逆転方向の最大速度となる。また、振動波モータ１２の回転速度は、位相差に応じて変化する。
本実施形態の振動波モータ駆動装置１４は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差により、振動波モータ１２の回転速度を制御して、動画撮影におけるウォブリング動作を行う。
【００４２】
以下、本実施形態において動画撮影を行う場合の動作を、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係を時系列に示した図を参照して、以下の３つの場合について説明する。ここでは、振動波モータ１２を正転方向に駆動する場合について説明する。
１．被写体が静止している場合
２．被写体が一定速度で移動している場合
３．停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合
【００４３】
［１．被写体が静止している場合］
図６は、同実施形態における被写体が静止している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数、振幅（駆動電圧）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【００４４】
まず、上位制御部１１０は、ユーザの操作により動画撮影の開始の指示が操作部材１１０を通じて入力されると、振動波モータ制御部１４に駆動指令信号と撮影情報とを出力する。振動波モータ制御部１４は、駆動指令信号が入力されると、予め定められた駆動周波数ｆ０（最大周波数）及び駆動電圧Ｖ０（最小電圧）を選択し、駆動周波数ｆ０を示す周波数情報を発振部１４２に出力し、駆動電圧Ｖ０に応じた増幅率を示す増幅率情報を駆動部に出力する。また、振動波モータ制御部１４は、入力された検出情報と、撮影情報に含まれる目標位置とから振動波モータ１２の回転方向を決定し、回転方向に応じた位相差の予め定められた初期値を示す位相差情報を移相部１４３に出力する。位相差の初期値は、正転方向であれば＋９０度を選択し、逆転方向であれば−９０度を選択する。
【００４５】
発振部１４２は、入力された駆動周波数ｆ０の発振信号を移相部１４３に出力する。移相部１４３は、入力された発振信号と、入力された発振信号に対して位相差情報に応じた位相差を有する信号とを増幅部１４４に出力する。増幅部１４４において、第１増幅部１４５は、入力された発振信号及び増幅率情報に基づいて駆動信号Ｓａを振動波モータ１２に印加する。第２増幅部１４６は、入力された位相差を有する信号及び増幅率情報に基づいて駆動信号Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。これにより、振動波モータ制御部１４は、振幅がＶ０であり、駆動信号Ｓｂが駆動信号Ｓａに対して＋９０度の位相差を有する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。このとき、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動電圧を、０［Ｖ］からＶ０［Ｖ］までステップ状に変化させる（時刻ｔ０）。
【００４６】
時刻ｔ１から時刻ｔ２において、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動電圧をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に徐々に増加させる。
次に、時刻ｔ３から時刻ｔ４において、制御部１４１は、挿引処理を行い、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数をｆ１にまで低下させる。このとき、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数が駆動可能な周波数範囲に達すると、振動波モータ１２は駆動を開始する。
また、時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−９０度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００４７】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり振動波モータ１２を正転させる。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−９０度に変更され、振動波モータ１２の回転方向は、正回転から逆回転に変更される。
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、−９０度であり、振動波モータ１２は、逆回転をしている。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転方向は、正回転から逆回転に変更される。
【００４８】
時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、正回転している。以下、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの動作を、周期的、例えば、３０Ｈｚの周期で繰り返して、位相差情報を変化させることにより振動波モータ１２を制御して、ＡＦレンズ位置が前後に移動するウォブリング動作を実行させる。
【００４９】
［２．被写体が一定速度で移動している場合］
図７は、同実施形態における被写体が一定速度で移動している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
時刻ｔ０から時刻ｔ３までにおける動作は、上述の被写体が静止している場合と同じであるので、その説明を省略する。
時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、α度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００５０】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で正転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度からα度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は減少する。但し、振動波モータ１２の回転方向は、正転のままである。
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、α度であり振動波モータ１２をＶＳ０より遅い回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、α度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は上昇して再びＶＳ０になる。時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で正転方向に駆動する。
【００５１】
以降、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を周期的に繰り返して、位相差情報を＋９０度とα度との間を周期的に変化させることにより、被写体を結像させつつ振動波モータ１２を制御して、振動波モータ１２の回転速度をＶＳ０→ＶＳ１→ＶＳ０→…と繰り返し変化させてウォブリング動作を実行させる。
【００５２】
制御部１４１は、撮像情報と検出情報に基づいて２つの位相差により、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させるという、前述の被写体が一定速度で移動している場合と同様の処理によりウォブリング動作を実行させることができる。撮像情報に基づいて処理を切り替えることが必要なくウォブリング動作を実行させることができるので、制御部１４１の処理量が増えることもなく、電子カメラに用いるには好適である。
【００５３】
なお、振動波モータ１２の回転方向が逆転方向の場合も、同じ処理によりウォブリング動作を実行することができる。このとき、制御部１４１が変換テーブル１４１ａから読み出す２つの位相差は、例えば、−９０度と−α度となる。そして、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、位相差は、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で逆転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度から−α度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は減少する。但し、振動波モータ１２の回転方向は、逆転のままである。
【００５４】
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、−α度であり振動波モータ１２をＶＳ０より遅い回転速度ＶＳ１で逆転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−α度から−９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は上昇して再びＶＳ０になる。時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で逆転方向に駆動する。
以降、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を周期的に繰り返して、位相差情報を−９０度と−α度との間を周期的に変化させて、ウォブリング動作を実行させる。
【００５５】
［３．停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合］
図８は、同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
時刻ｔ０から時刻ｔ３までにおける動作は、上述の被写体が静止している場合と同じであるので、その説明を省略する。
時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−β度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００５６】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−β度に変更され、振動波モータ１２の回線速度を減少させて、逆回転させる。
時刻ｔ６から時刻ｔ７までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−β度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ２で逆転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−β度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度を上昇させて、正回転させる。
【００５７】
時刻ｔ８において、制御部１４１は、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−γ度）を読み出す。時刻ｔ８から時刻ｔ９までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−γ度に変更され、振動波モータ１２の回転速度を減少させて、逆回転させる。
以降、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を繰り返して行うことにより、ウォブリング動作を実行することができる。
【００５８】
被写体が一定加速度で移動している場合、被写体の移動速度の中心値が時間の経過と共に大きくなるので、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差では、所望の回転速度を得られない場合、駆動周波数も併せて変更することで、振動波モータ１２を所望の回転速度で回転させる。図９は、同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【００５９】
この場合、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変更するだけでなく、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を、位相差の変更に併せて、変更することにより、所望の回転速度が得られるようになり、一定化速度で移動している被写体に対してもウォブリング動作をさせることができる。また、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数は、２つの位相差と同様に、変換テーブル１４１ａに予め記憶させるようにしてもよい。それにより、制御部１４１は、上述の３つの場合において、同様の処理によりウォブリング動作を実行することができる。
【００６０】
上述のように、本実施形態の電子カメラ１は、動画撮影時において、振動波モータ１２を駆動させるとき、まず、振動波モータ１２に印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を０［Ｖ］から予め定められた振幅Ｖ０［Ｖ］にステップ状に変化させる。その後に、電子カメラ１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を、振幅を０［Ｖ］からＶ０［Ｖ］変化させた処理より長い時間をかけて徐々に上昇させてＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に変化させる処理を実行する。振幅Ｖ０［Ｖ］の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加した際に発生するノイズは、内蔵マイク７０にほとんど検出されないので、振動波モータ１２を駆動する際に生じるノイズを低減することができる。また、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に変更する際に、時間をかけて徐々に上昇させるので、振動波モータ１２から発生するノイズを抑制することができ、静粛な駆動が可能となる。
【００６１】
本実施形態の電子カメラ１は、振動波モータ１２に印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させることにより、ウォブリング動作を実行するようにした。これにより、振動波モータを一旦停止して印加する一対の駆動信号の位相差を変化させて振動波モータの正転と逆転とを切り替えていた従来の方法に比べ、簡易な制御により振動波モータ１２の正回転と逆回転とを切り替えることができる。また、振動波モータ１２に駆動信号Ｓａ、Ｓｂを印加させる際にノイズが生じていたが、本実施形態の電子カメラ１では、ウォブリング動作をさせる際の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅（電圧）を一定にして、ノイズ発生の原因となる動作を行わないので、静寂な駆動を行うことができる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態におけるレンズ鏡筒１０Ａの構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０Ａは、レンズ鏡筒１０Ａの外周部を覆う外側固定筒１０１Ａと、外側固定筒１０１Ａよりも内側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２Ａと、外側固定筒１０１Ａよりも内側における像側に位置する第２内側固定筒１０３Ａとを備えている。
また、レンズ鏡筒１０Ａは、外側固定筒１０１Ａと第２内側固定筒１０３Ａとの間に配置されると共に、固定部材１５１により第２内側固定筒１０３Ａに固定された振動波モータ１２Ａを備えている。
【００６３】
また、第１内側固定筒１０２Ａには、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３Ａには、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１５２に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００６４】
ＡＦ環１５２と、第２内側固定筒１０３Ａとの間には、カム環１５３が光軸方向を中心軸として回転自在に設けられ、カム環１５３は、フォーク１５４を介して伝達された振動波モータ１２Ａの出力により回転する。また、カム環１５３の内側には周方向に対して螺旋状にキー溝１５３ａが切られている。また、ＡＦ環１５２の外周側には固定ピン１５２ａが設けられ、固定ピン１５２ａがカム環１５３のキー溝１５３ａに挿入されている。
また、外側固定筒１０１Ａの内周側から内側に張り出した保持部１０１ａには振動波モータ駆動装置１４が配置され、振動波モータ駆動装置１４は、振動波モータ１２Ａに電気的に接続され、振動波モータ１２を駆動させる。
【００６５】
振動波モータ１２Ａは、弾性体１６１ａと、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子１６１ｂとを有する固定子１６１と、固定子１６１に加圧接触して出力を取り出す移動子１６２と、ステータ１６１の非駆動面（移動子１６２と接触する面の反対側の面）側に配置される不織布などによる緩衝支持部材１６３と、加圧板１６４ａ及び加圧部材１６４ｂからなり、固定子１６１を移動子１６２に加圧接触させる加圧接触手段１６４と、これらの部材を左右から支持する出力伝達部材１５５及び押さえ環１６５とから構成されている。押さえ環１６５は、固定部材１５１にネジなどにより固定されている。
【００６６】
フォーク１５４は、出力伝達部材１５５に設けられた突起部１５５ａと嵌合して、出力伝達部材１５５の回転運動をカム環１５３に伝達する。出力伝達部材１５５は、固定部材１５１に取り付けられたベアリング１５６により、光軸方向の動きと、径方向の動きとが規制されている。
移動子１６２には、移動子１６２の光軸方向の振動を吸収するゴムなどの振動吸収部材１６６が配置されている。振動吸収部材１６６は、加圧接触手段１６４により出力伝達部材１５５と加圧接触している。
【００６７】
本実施形態では、円環状の振動波モータ１２Ａを備えた構成となっているが、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、振幅、及び位相差により、回転速度及び回転方向を制御することができる。そして、振動波モータ制御装置１４は、第１実施形態の振動波モータ１２に対して行う制御と同様の制御を行うことができるので、第１実施形態と同様に、ウォブリング動作を実行することができる。
更に、円環形状の振動波モータ１２Ａを備えたことにより、ギアなどを用いずとも、振動波モータ１２Ａの出力をカム環１５３に伝達することができるので、ギアのバックラッシュ等のガタツキを生じさせることなく、スムースなウォブリング動作を実行させることができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態のレンズ鏡筒１０Ｂの構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０Ｂは、レンズ鏡筒１０Ｂの外周部を覆う外側固定筒１０１Ｂと、外側固定筒１０１Ｂよりも内側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２Ｂと、外側固定筒１０１Ｂよりも内側における像側に位置する第２内側固定筒１０３Ａとを備えている。
また、レンズ鏡筒１０Ｂは、外側固定筒１０１Ｂと第２内側固定筒１０３Ｂとの間に配置されると共に、固定部材１８１により第１内側固定筒１０２Ｂに固定された振動波モータ１２Ｂと、外側固定筒１０１Ｂの内周側から内側に張り出した保持部１０１ａに配置された振動波モータ駆動装置１４とを備えている。振動波モータ制御装置１４は、振動波モータ１２Ｂに電気的に接続され、振動波モータ１２Ｂを駆動させる。
【００６９】
また、第１内側固定筒１０２Ｂには、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３Ｂには、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１８７に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００７０】
図１２は、同実施形態における振動波モータ１２Ｂの構成を示す図である。図示するように、振動波モータ１２Ｂは、圧電素子１７１、及び圧電素子１７１と接触する金属製の弾性体１７２とからなる振動子１７０と、弾性体１７２における圧電素子１７１との接触面と反対側の面に設けられた出力取り出し用の突起部１７３ａ、１７３ｂと、移動子１７４とから構成される。
図１３は、同実施形態における振動波モータ１２Ｂの動作を示す図である。圧電素子１７１に一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを印加し、且つ駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を９０度にすると、図１３に示すように、突起部１７３ａ、１７３ｂには、励起された縦振動と、曲げ振動との合成により、楕円運動が生じる。突起部１７３ａ、１７３ｂは、移動子１７４に加圧接触されているので、摩擦により駆動力が生じる。突起部１７３ａ、１７３ｂには、耐摩耗性材が用いられており、摩擦磨耗を防いでいる。
【００７１】
図１１に戻り、振動子１７０は、固定部材１８１に設けられた支持ピン１８２が、振動子１７０の切欠部１７５と勘合し支持されている。加圧部材１８３は、固定部材１８１と、振動子１７０との間に設けられ、振動子１７０を移動子１７４に加圧接触させている。 移動子１７４は、アルミニウムといった軽金属からなり、突起部１７３ａ、１７３ｂに加圧接触されている。また、移動子１７４は、リニアレール１８５に対して光軸方向に対して移動自在なリニアガイド１８４に固定されている。リニアレール１８５は、第１内側固定筒１０２Ｂの外周側に光軸方向に沿って固定されている。これにより、移動子１７４は、光軸方向に対して直線移動が可能となっている。
【００７２】
移動子１７４には、フォーク１８６が取り付けられており、移動子１７４の直線運動がフォーク１８６を介してＡＦ環１８７に伝達される。ＡＦ環１８７には、ガイド部１８８が設けられている。ガイド部１８８は、第１内側固定筒１０２Ｂの内周側に光軸方向に沿って設けられた直線レール１８９に沿って移動自在になっている。
これにより、移動子１７４の光軸方向の直線運動がＡＦ環１８７に伝達され、ＡＦ環１８７を光軸方向に移動させることができる。
【００７３】
本実施形態では、レンズ鏡筒１０Ｂは、リニア型の振動波モータ１２Ｂを備えた構成となっているが、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、振幅、及び位相差により、振動波モータ１２Ｂの移動速度及び移動方向を制御することができる。そして、振動波モータ制御装置１４は、第１実施形態の振動波モータ１２に対して行う制御と同様の制御を行うことができるので、第１実施形態と同様に、ウォブリング動作を実行することができる。
また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、ギアを用いずに振動波モータ１２Ｂの出力をカム環１８７に伝達することができるので、ギアのバックラッシュ等のガタツキを生じさせることなく、スムースなウォブリング動作を実行させることができる。
また、第１実施形態及び第２実施形態で用いられていた回転運動を直線運動に変換する際に生じる摩擦などの損失がないので、エネルギーの使用効率を向上させることができる。また、ＡＦ環１８７の摺動面を削減したので、摺動により発生するノイズを低減させることができ、静粛な駆動が可能となる。
【００７４】
なお、上述の第１実施形態から第３実施形態において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの電圧がＶ１に達してから、挿引処理を行う動作を示したが、これに限らず、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの電圧がＶ１に達する前に挿引処理を開始する制御を行うようにしてもよい。それにより、振動波モータが駆動を開始するまでの時間を短縮することができ、オートフォーカス機能の応答性を改善することができる。
なお、上述の第１実施形態から第３実施形態において、変換テーブル１４１ａには、撮影情報及び検出情報に対応する２つの位相差が記憶されている構成を示したが、これに限らず、変換テーブル１４１ａに２つの位相差と共に、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を撮影情報及び検出情報に対応させて記憶するようにしてもよい。これにより、振動波モータ１２の回転速度を変更することができ、被写体の移動速度に応じてウォブリング動作の速度を決定して動画撮影時におけるオートフォーカス機能を向上させることができる。
【００７５】
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、制御部１４１は、駆動指令信号が入力されると、移相部１４３が出力する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を＋９０度にする制御を行う動作を示したが、これに限らず、予め定めた任意の位相差としてもよい。
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変化させてウォブリング動作を行う形態を示したが、これに限らず、位相差に加えて駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅（電圧）を変化させてウォブリング動作を行ってもよい。
【００７６】
また、電子カメラ１において静止画の撮像を行う場合、制御部１４１は、ウォブリング動作が不要となるので、公知の技術を用いて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数による振動波モータ１２の制御を行う。
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、振動波モータ１２を停止させる際、上述した振動波モータ１２を駆動させる際の処理を逆の順序で行うようにしてもよい。具体的には、制御部１４１は、位相差情報の周期的な変更を停止し、駆動周波数ｆ０を示す周波数情報を発振部１４２に出力して、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を、振動波モータ１２の駆動可能な周波数範囲外にすることで振動波モータ１２の駆動を停止させる。その後、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］以下まで減少させ、増幅部１４４が駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加することを停止させる。これにより、振動波モータ１２を駆動する際と同様に、振動波モータ１２を停止させるときに発生するノイズを低減し、内蔵マイク７０により検出されることを防ぐことができる。
【００７７】
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、制御部１４１は、交換レンズ（レンズ鏡筒１０）ごとに変換テーブル１４１ａを設けて、複数の変換テーブルを設けるようにしてもよい。交換レンズごとに、レンズの特性や焦点距離などが異なるので、ウォブリング動作自体も交換レンズに応じて決定することにより、交換レンズに最適のウォブリング動作を行うことができ、動画撮影時におけるオートフォーカス機能を向上させることができる。
【００７８】
上述の制御部１４１は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したウォブリング動作を実行させる処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１…電子カメラ
１０、１０Ａ、１０Ｂ…レンズ鏡筒
１２…振動波モータ
１４１…制御部
１４４…増幅部
１４３…移相部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動波モータ（振動アクチュエータ）は、特公平０１−０１７３５４号公報などで公知のように、圧電体の伸縮を利用して弾性体の駆動面に進行性振動波(以下、振動波という)を発生させる。発生させた進行波によって駆動面には楕円運動が生じ、楕円運動の波頭に加圧接触する移動子が駆動される。このような振動波モータは、低回転においても高トルクを有するといった特徴があり、駆動装置に搭載した場合に、駆動装置のギアを省略することができるため、ギア騒音を削減して静寂化を可能にしたり、位置決め精度を向上させたりできるといった利点がある。
【０００３】
一方、この振動波モータは、これまでスチールカメラの交換レンズ用として利用されてきたが、近年の電子カメラの進歩及び普及に伴い、電子カメラの交換レンズ用にその利用がシフトしている。
電子カメラでは、静止画の撮影以外にも、動画の撮影、動画の撮影と共に音声の録音が行えることが市場から要望されている。振動波モータを搭載した交換レンズを有した電子カメラにおいて、動画の撮影をすることは、特許文献１に開示されており、静寂性に対する利点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０８００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単に振動波モータを搭載した交換レンズを用いるだけでは、電子カメラにより動画の撮影を行い際に要求される静寂性を満たせないことが、発明者による動画撮影可能な電子カメラを開発する過程において明らかになった。具体的には、動画撮影におけるオートフォーカス（Auto Focus；ＡＦ）動作において、合焦用レンズを光軸方向に対して前後に小刻みに移動させて、被写体の適正な合焦位置を検出するウォブリング動作の最中に振動波モータより生じるノイズがマイクにより検出され静寂性が損なわれていた。
【０００６】
ここで、ウォブリング動作は、以下の動作を繰り返して振動波モータを駆動して行われる。振動波モータ駆動装置は、予め定めた電圧及び位相差を有する一対の駆動信号を振動波モータに印加し、正転させて合焦用レンズを前方向に移動させた後、一対の駆動信号の印加を止めて振動波モータを停止させる。続いて、予め定めた電圧及び位相差を有する一対の駆動信号を振動波モータに印加し、逆転させて合焦用レンズを後方向に移動させた後、一対の駆動信号の印加を止めて振動波モータを停止させる。
この上述の動作において、振動波モータに一対の駆動信号を印加するときに微少音が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、ウォブリング動作における静寂性を向上させたレンズ鏡筒及び電子カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記一対の駆動信号の位相差の範囲は、前記被写体の移動速度に応じて決定されることを特徴とする。
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記一対の駆動信号の周波数は、前記被写体の移動速度に応じて決定されることを特徴とする。
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記第１の処理を実行する前に、前記一対の駆動信号の振幅を予め定められた第１振幅に変更して前記振動アクチュエータに印加させる第２処理と、該第２処理の後に該一対の駆動信号の振幅を該第１振幅より大きい予め定められた第２振幅まで増加させつつ前記振動アクチュエータに印加させる動作を前記増幅部に行わせる第３処理とを実行させ、前記第２処理に掛かる時間は、前記第１処理に掛かる時間より長いことを特徴とする。
（５）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記振動アクチュエータを停止させる場合、前記一対の駆動信号の振幅を前記第２振幅から前記第１振幅まで減少させた後に該一対の駆動信号の印加を止める動作を前記増幅部に行わせることを特徴とする。
（６）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記合焦用レンズの位置を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記検出部が検出した前記合焦用レンズの位置が合焦位置近傍に位置するか否かを判定し、前記合焦用レンズが該合焦位置近傍に位置する場合、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせることを特徴とする。
（７）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記合焦用レンズは、回転せずに該合焦用レンズの光軸方向に移動することを特徴とする。
（８）また、本発明は、被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部とを備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ウォブリング動作において、振動波アクチュエータから発生するノイズを抑制し、静粛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における電子カメラ１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるレンズ鏡筒１０の構成を示す概略図である。
【図３】同実施形態における振動波モータ１２の構成を示す概略図である。
【図４】同実施形態における振動波モータ駆動装置１４の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】振動波モータ１２に印加される駆動信号の位相差と、振動波モータ１２の回転速度の関係を示す図である。
【図６】同実施形態における被写体が静止している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数、振幅（駆動電圧）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図７】同実施形態における被写体が一定速度で移動している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図８】同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図９】同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【図１０】第２実施形態におけるレンズ鏡筒１０Ａの構成を示す概略図である。
【図１１】第３実施形態のレンズ鏡筒１０Ｂの構成を示す概略図である。
【図１２】同実施形態における振動波モータ１２Ｂの構成を示す図である。
【図１３】同実施形態における振動波モータ１２Ｂの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の概略＞
本発明の発明者は、動画撮影時のウォブリング動作において、合焦用レンズを前後に小刻みに移動させる際に、振動波モータ（振動波アクチュエータ）に一対の駆動信号を印加すると微小のノイズが動画撮影時に音声を検出するマイクに取り込まれてしまうという問題を見いだした。その原因は、振動波モータに印加する一対の駆動信号の振幅を０［Ｖ］から所定の電圧にステップ状に変化させたとき、振動波モータのステータから様々な周波数のノイズが発生し、その可聴音が録音されることを明らかにした。そのノイズは、ステップ状に変化させる振幅の電圧に依存しており、その振幅の電圧が小さい場合には振幅に応じて、ノイズの音圧が下がる傾向にあることを発見した。
そこで、一対の駆動信号を振動波モータに印加する際に発生するノイズを、マイクが検出する音圧より小さくなる振幅にステップ状に変化させ、その後、一対の駆動信号の振幅を予め定めた電圧、例えば、定格電圧まで徐々に変化させてから振動波モータを駆動することで、ノイズが検出されることを防ぐようにした。
【００１２】
以下、本発明の実施形態による振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラを図面を参照して説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における電子カメラ１の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、電子カメラ１は、レンズ鏡筒１０と、撮像素子２０と、ＡＦＥ（Analog Front End）回路３０と、画像処理部４０と、バッファメモリ５０と、録音処理部６０と、内蔵マイク７０と、記録ＩＦ（Interface）部８０と、メモリ９０と、上位制御部１００と、操作部材１１０と、表示部１２０とを備えている。また、電子カメラ１は、外部機器であるＰＣ（Personal Computer）２２０の接続が可能となっていると共に、外部マイク２１０を接続することが可能となっている。外部マイク２１０は、録音を行う場合、内蔵マイク７０に替えて用いることができる。
【００１４】
レンズ鏡筒１０は、後述するように、撮像光学系として複数の光学レンズを有し、被写体像を撮像素子の受光面に結像させる。なお、図１においては、複数の光学レンズを簡略化して、１つのレンズを図示している。また、レンズ鏡筒１０は、第３レンズ群（ＡＦレンズ）Ｌ３を含む光学レンズ群と、振動アクチュエータとしての振動波モータ１２と、振動アクチュエータ駆動装置としての振動波モータ駆動装置１４とを備えている。
【００１５】
撮像素子２０は、受光面に受光素子が二次元的に配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などにより構成されている。また、撮像素子２０は、レンズ鏡筒１０が有する撮像光学系を介した被写体像を受光素子により光電変換してアナログ画像信号を生成して、ＡＦＥ回路３０に出力する。
ＡＦＥ回路３０は、撮像素子２０が出力するアナログ画像信号に対するゲイン調整（ＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度に応じた信号増幅）を行う。また、ＡＦＥ回路３０は、上位制御部１００から入力されるＩＳＯ感度設定情報に応じて、アナログ画像信号に対して予め定められた範囲内で増幅を行い、内蔵するＡ／Ｄ（Analog Digital）変換回路により、増幅したアナログ画像信号をデジタル画像データに変換して画像処理部４０に出力する。
【００１６】
画像処理部４０は、ＡＦＥ回路３０が出力するデジタル画像データに対して、ノイズ処理などの各種の画像処理を行う。バッファメモリ５０は、画像処理部４０によるデジタル画像データに対する画像処理の前工程や後工程においてデジタル画像データを一時的に記憶する。
録音処理部６０は、電子カメラ１に内蔵されている内蔵マイク７０、或いは電子カメラ１の外部に設けられた外部マイク２１０が検出する音声信号を増幅し、増幅した信号をデジタル音声データとして上位制御部１００に出力する。また、録音処理部６０は、外部マイク２１０が接続されていることを検出し、外部マイク２１０が接続されていることを示す信号を上位制御部１００に出力する。
【００１７】
記憶ＩＦ部８０は、メモリカード８１などの記録媒体が接続され、接続されたメモリカード８１に対してデータの書き込み及び読み出しを行う。メモリ９０は、撮像したデジタル画像データを記憶する。
操作部材１１０は、モードダイヤル、十字キー、決定ボタン、及び、レリーズボタンなどを有し、各操作に応じた操作信号を上位制御部１００に出力する。ユーザによる操作部材１１０の操作により、静止画撮影と動画撮影とが切り替えられる。
表示部１２０は、液晶パネルなどにより構成され、上位制御部１００から入力された画像、操作メニューなどのデータを表示する。
【００１８】
上位制御部１００は、マイクロプロセッサなどにより構成され、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などに記憶されているプログラムを実行することにより、電子カメラ１が行う処理を統括的に制御する。また、上位制御部１００は、例えば、ＡＦ動作制御、ＡＥ（automatic exposure；自動露出）動作制御、オートホワイトバランス制御などを行う。また、上位制御部１００は、ＡＦ動作制御において、レンズ鏡筒１０が有する振動波モータ駆動装置１４に振動波モータ１２を駆動させる駆動指令信号と、撮影情報とを出力する。
【００１９】
また、上位制御部１００は、外部のＰＣ２２０と接続される。ＰＣ２２０は、上位制御部１００と接続することにより、上位制御部１００を介してメモリ７０に記憶されているデジタル画像データ、デジタル音声データの読み出しなどを行う。
ここで、駆動指令信号は、振動波モータ１２の駆動の開始を指示する信号である。撮影情報には、撮像対象である被写体を撮像素子上に結像させるＡＦレンズＬ３の目標位置と、被写体の移動方向、移動速度及び加速度を示す情報が含まれている。なお、上位制御部１００は、例えば、特開２００１−２４３４７８号公報などに記載されている公知の被写体追尾機能により、被写体の移動方向、移動速度及び加速度を検出して撮影情報を生成する。また、被写体の移動方向とは、撮像光学系の光軸方向における方向である。
【００２０】
図２は、同実施形態におけるレンズ鏡筒１０の構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０は、レンズ鏡筒１０の外周部を覆う外側固定筒１０１と、外側固定筒１０１よりも内周側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２と、外側固定筒１０１よりも内周側における像側に位置する第２内側固定筒１０３とを備え、外側固定筒１０１と第１内側固定筒１０２との間には、振動波モータ１２と、振動波モータ駆動装置１４と、振動波モータ１２の回転速度を減速して伝達するギアユニットモジュール１０４が配置され、第１内側固定筒１０２に固定されている。ギアユニットモジュール１０４は、振動波モータ１２の出力を減速して伝達する減速ギア１０５を有している。
【００２１】
また、第１内側固定筒１０２には、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３には、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１０７に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００２２】
ＡＦ環１０７と、第１内側固定筒１０２との間には、カム環１０６が光軸方向を中心軸として回転自在に設けられ、カム環１０６は、減速ギア１０５により伝達された振動波モータ１２の出力により回転する。また、カム環１０６の内側には周方向に対して螺旋状にキー溝１０６ａが切られている。また、ＡＦ環１０７の外周側には固定ピン１０７ａが設けられ、固定ピン１０７ａがカム環１０６のキー溝１０６ａに挿入されている。
また、外側固定筒１０１の内周側から内側に張り出した保持部１０１ａには振動波モータ駆動装置１４が配置され、振動波モータ駆動装置１４は、振動波モータ１２に電気的に接続され、振動波モータ１２を駆動させる。
【００２３】
上述のレンズ鏡筒１０の構成により、振動波モータ１２の出力は、減速ギア１０５を介してカム環１０６を回転させることにより、固定ピン１０７ａがキー溝１０６ａに導かれて移動し、ＡＦ環１０７を光軸方向に移動させると共に、カム環１０６を停止させることにより、ＡＦ環１０７を停止させることができる。即ち、振動波モータ１２を駆動することにより、ＡＦ環１０７を光軸方向に駆動して第３レンズ群Ｌ３を移動させることにより、撮像素子上に合焦した被写体像を結像させることができる。
【００２４】
図３は、同実施形態における振動波モータ１２の構成を示す概略図である。振動波モータ１２は、振動子１２１と、移動子１２４と、固定部材１２５と、ベアリング１２６と、出力軸１２７と、加圧部材１２８と、ベアリング受部材１２９、ストッパ１３０、ゴム部材１３１、ギア部材１３２と、加圧力調整ワッシャ１３３とを備えている。
【００２５】
振動子１１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子などの電気−機械変換素子（以下、圧電体１２３という）と、圧電体１２３と接続された弾性体１２２とからなる。振動子１２１には、電圧が印加されると、例えば、４波の進行波が発生する。弾性体１２２は、共振先鋭度が大きな金属材料により形成され、形状が円環形状である。また、弾性体１２２は、圧電体１２３が接合される反対の面には溝が切られた櫛型部１２２ａが設けられ、突起部分（溝がない箇所）の先端面が駆動面となり、櫛型部１２２ａが移動子１２４に加圧接触されている。ここで、弾性体１２２に溝を設けるのは、進行波の中立面をできる限り圧電体１２３側に近づけることにより、弾性体１２２の駆動面における進行波の振幅を増幅させるためである。電圧体１２３は、一般には通称ＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、カリウムチタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。
【００２６】
また、弾性体１２２において、溝が設けられていない部分をベース部１１２ｂという。ベース部１２２ｂが圧電体１２３に接合されると共に、弾性体１２２の駆動面には潤滑性の表面処理がなされている。圧電体１２３は、円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）に分かれており、各相においては、１／２波長ごとに分極が交互に配置されていると共に、Ａ相の分極とＢ相の分極との間には、１／４波長の間隔が空くように配置されている。
【００２７】
移動子１２４は、アルミニウムなどの軽金属により形成され、櫛型部１２２ａと加圧接触されている摺動面の表面には耐磨耗性向上のための表面処理が施されている。出力軸１２７は、ゴム部材１３１を介して移動子１２４と共に回転するように結合されている。ゴム部材１３１は、ゴムによる粘着性で移動子１２４と出力軸１２７とを結合する機能と、移動子１２４から出力軸１２７に振動を伝達しないための振動吸収する機能とを有するブチルゴムなどが好適である。
加圧部材１２８は、出力軸１２７に固定されたギア部材１３２と、ベアリング受部材１２９の間に配置されている。ベアリング受部材１２９は、ベアリング１２６の内側に挿入され、ベアリング１２６は、固定部材１２５の内側に挿入されている。ギア部材１３２は、出力軸１２７のＤカットに嵌るように挿入され、Ｅクリップなどのストッパ１３０により固定され、出力軸１２７と共に回転する。加圧部材１２８とベアリング受部材との間に加圧力調整ワッシャ１３３が配置されている。
【００２８】
上述のように振動波モータ１２は構成により、移動子１２４が振動体駆動面に加圧接触すると共に、加圧部材１２８とベアリング受部材１２９との間に配置された加圧力調整ワッシャ１３３により移動子１２４と櫛型部１２２ａとに加えられる圧力が適正加圧力となるようになっている。
【００２９】
図４は、同実施形態における振動波モータ駆動装置１４の構成を示す概略ブロック図である。振動波モータ駆動装置１４は、制御部１４１と、発振部１４２と、移相部１４３と、増幅部１４４と、回転検出部１４７とを備えている。
また、振動波モータ駆動装置１４は、電子カメラ１に備えられた上位制御部１００から駆動指令信号が入力されると、上位制御部１００から入力される撮像情報に基づいて、振動波モータ１２に印加する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数である駆動周波数と、一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差とを算出する。そして、振動波モータ駆動装置１４は、算出した周波数及び位相差を有する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加して合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３を駆動して被写体を撮像素子上に結像させる。
【００３０】
発振部１４２は、制御部１４１から入力された周波数情報に応じた周波数を有する発振信号を移相部１４３に出力する。
移相部１４３は、制御部１４１から入力された位相差情報に基づいて、発振部１４２から入力される発振信号に対して位相差情報に示された位相差を有する信号を生成し、生成した信号と、入力された発振信号とを増幅部１４４に出力する。
【００３１】
増幅部１４４は、第１増幅部１４５と第２増幅部１４６とを有する。第１増幅部１４５には、移相部１４３から発振信号と、制御部１４１から増幅率情報とが入力される。また、第１増幅部１４５は、入力された増幅率情報に応じて、入力された発振信号の振幅を増幅し、駆動信号Ｓａである増幅された発振信号を振動波モータ１２の圧電体１２３（図３）に印加する。
第２増幅部１４６には、発振信号に対して位相差情報に示された位相差を有する信号と、制御部１４１から増幅率情報とが入力される。また、第２増幅部１４６は、入力された増幅率情報に応じて、入力された位相差を有する信号を増幅し、駆動信号Ｓｂである増幅された信号を振動波モータ１２の圧電体１２３に印加する。
【００３２】
また、第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６は、振幅がＶ０［Ｖ］（第１振幅）の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加した後に、制御部１４１から入力される増幅率情報に応じて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ１［Ｖ］（第２振幅）まで増加させる。ここで、振幅（ピーク電圧）Ｖ０［Ｖ］は、シミュレーション、実機による測定により求められた電圧値であり、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を０からＶ０［Ｖ］までに変化させても、内蔵マイク７０にノイズが検出されない振幅（電圧）である。また、振幅（ピーク電圧）Ｖ１［Ｖ］は、例えば、振動波モータ１２の定格電圧である。また、第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６それぞれが出力する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂは、発振信号と同じ周波数を有する。
回転検出部１４７は、光学式エンコーダ、磁気エンコーダなどにより構成され、振動波モータ１２の位置と移動速度を検出し、検出した値を示す検出情報を制御部１４１に出力する。
【００３３】
制御部１４１は、変換テーブル１４１ａを有している。変換テーブル１４１ａは、電子カメラ１に備えられた上位制御部１００から入力される撮影情報と、回転検出部１４７から入力される検出情報とに対応する、振動波モータに印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの２つの位相差の情報を予め記憶している。変換テーブル１４１ａに記憶されている位相差は、実測結果又はシミュレーションに基づいて求められた値であり、撮影情報に含まれる目標位置と、被写体の移動方向、移動速度及び加速度と、振動波モータの位置及び回転速度とそれぞれのパラメータの組み合わせに対応した値である。また、２つの位相差は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させる際の最大値と最小値とである。
【００３４】
制御部１４１は、駆動指令信号が上位制御部１００から入力されると、予め定められた周波数を示す周波数情報を発振部１４２に出力し、振幅Ｖ０［Ｖ］に対応する増幅率情報を増幅部１４４に出力する。また、制御部１４１は、駆動指令信号が上位制御部１００から入力されると、回転検出部１４７から入力される検出情報と、撮影情報に含まれる目標位置とから振動波モータ１２の回転方向を決定し、決定した回転方向に応じて＋９０度又は−９０度のいずれかを示す位相差情報を移相部１４３に出力する。予め定められた周波数とは、駆動信号Ｓａ、Ｓｂにより振動波モータ１２が駆動される周波数範囲より高い周波数である。
【００３５】
その後に、制御部１４１は、増幅部１４４に出力する増幅率情報を変化させて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に増加させる。更に、制御部１４１は、振動波モータ１２の駆動可能な周波数範囲まで駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を下げる挿引処理を行い、振動波モータ１２を駆動させる。
また、制御部１４１は、振動波モータ１２が動き出し、ＡＦレンズＬ３が合焦点近傍のフォーカス適正範囲に位置すると、ウォブリング動作の制御を行う。具体的には、入力される撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差を変換テーブル１４１ａから読み出し、読み出した２つの位相差をピーク（最大値及び最小値）として位相差情報を変化させて、移相部１４３に出力する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変化させる。
なお、ＡＦレンズＬ３がフォーカス適正範囲に位置するか否かは、撮影情報に含まれる目標位置と、検出情報に含まれる振動波モータ１２の位置とから判定する。振動波モータ１２の位置と、ＡＦレンズＬ３の位置とは相関関係があり、制御部１４１は、予め定めた係数を用いることにより振動波モータ１２の位置からＡＬレンズＬ３の位置を算出する。
【００３６】
上述のように、制御部１４１は、撮像情報及び検出情報に基づいて、発振部１４２と、移相部１４３と、増幅部１４４とを制御して振動波モータ１２を駆動する。なお、フォーカス適正範囲とは、被写体が撮像素子上に結像する合焦点を含む範囲であり、実機を使った計測、シミュレーションなどにより、予め定められた範囲である。また、フォーカス適正範囲にＡＦレンズＬ３が位置するとき、撮像素子上に結像した被写体の像に生じるボケがユーザに認識されない範囲内が予め定められている。制御部１４１は、動画撮影時に、フォーカス適正範囲内にＡＦレンズ位置が入るように振動波モータ１２を駆動する。
【００３７】
以下、振動波モータ駆動装置１４が振動波モータ１２を駆動する際の基本的な動作について説明する。
制御部１４１は、上位制御部１００から駆動指令信号が入力されると、周波数情報を発振部１４２に出力し、位相差情報を移相部１４３に出力し、増幅率情報を増幅部１４４に出力する。
【００３８】
発振部１４２は、制御部１４１から入力された周波数情報に示される周波数の発振信号を生成して移相部１４３に出力する。移相部１４３は、発振部１４２から発振信号が入力されると、当該発振信号を第１増幅部１４５に出力すると共に、制御部１４１から入力された位相差情報に示される位相差、例えば、９０度の位相差を有する信号を生成し、生成した信号を第２増幅部１４６に出力する。第１増幅部１４５及び第２増幅部１４６それぞれは、移相部１４３から入力された発振信号を増幅して駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。圧電体１２３は、Ａ相の電極に駆動信号Ｓａが印加されると共にＢ相の電極に駆動信号Ｓｂが印加されることにより励振され、弾性体１２２に４次の曲げ振動が発生する。
【００３９】
圧電体１２３は、Ａ相とＢ相とそれぞれに、駆動信号Ｓａ、Ｓｂが印加されると、Ａ相から発生する４次曲げ振動と、Ｂ相から発生する４次曲げ振動を発生させる。この２つの曲げ振動は、１／４波長ずれると共に、合成されて４波の進行波を生じさせる。進行波の波頭に楕円運動が生じることにより、弾性体１２２の駆動面に加圧接触している移動子１２４が摩擦的に回転駆動され、振動波モータ１２に生じた回転運動が出力軸１２７及びギア部材１３２（図３）、並びに、減速ギア１０５及びカム環１０６に伝達されてＡＦ環１０７を光軸方向に移動させる。
【００４０】
回転検出部１４７は、振動波モータ１２の位置及び移動速度を検出し、検出した位置及び移動速度を示す検出情報を制御部１４１に出力する。制御部１４１は、ＡＦレンズＬ３がフォーカス適正範囲内に位置すると、予め定められた周期であるウォブリング周期ごとに、位置検出部１４７から入力された検出情報と、上位制御部１００から入力された撮影情報とにより、次の位相差情報を算出して振動波モータ１２を駆動する制御を行う。
【００４１】
図５は、振動波モータ１２に印加される駆動信号の位相差と、振動波モータ１２の回転速度の関係を示す図である。振動波モータ１２の回転速度は、位相差が＋９０度のとき正転方向の最大速度となり、位相差が−９０度のとき逆転方向の最大速度となる。また、振動波モータ１２の回転速度は、位相差に応じて変化する。
本実施形態の振動波モータ駆動装置１４は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差により、振動波モータ１２の回転速度を制御して、動画撮影におけるウォブリング動作を行う。
【００４２】
以下、本実施形態において動画撮影を行う場合の動作を、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係を時系列に示した図を参照して、以下の３つの場合について説明する。ここでは、振動波モータ１２を正転方向に駆動する場合について説明する。
１．被写体が静止している場合
２．被写体が一定速度で移動している場合
３．停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合
【００４３】
［１．被写体が静止している場合］
図６は、同実施形態における被写体が静止している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数、振幅（駆動電圧）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【００４４】
まず、上位制御部１１０は、ユーザの操作により動画撮影の開始の指示が操作部材１１０を通じて入力されると、振動波モータ制御部１４に駆動指令信号と撮影情報とを出力する。振動波モータ制御部１４は、駆動指令信号が入力されると、予め定められた駆動周波数ｆ０（最大周波数）及び駆動電圧Ｖ０（最小電圧）を選択し、駆動周波数ｆ０を示す周波数情報を発振部１４２に出力し、駆動電圧Ｖ０に応じた増幅率を示す増幅率情報を駆動部に出力する。また、振動波モータ制御部１４は、入力された検出情報と、撮影情報に含まれる目標位置とから振動波モータ１２の回転方向を決定し、回転方向に応じた位相差の予め定められた初期値を示す位相差情報を移相部１４３に出力する。位相差の初期値は、正転方向であれば＋９０度を選択し、逆転方向であれば−９０度を選択する。
【００４５】
発振部１４２は、入力された駆動周波数ｆ０の発振信号を移相部１４３に出力する。移相部１４３は、入力された発振信号と、入力された発振信号に対して位相差情報に応じた位相差を有する信号とを増幅部１４４に出力する。増幅部１４４において、第１増幅部１４５は、入力された発振信号及び増幅率情報に基づいて駆動信号Ｓａを振動波モータ１２に印加する。第２増幅部１４６は、入力された位相差を有する信号及び増幅率情報に基づいて駆動信号Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。これにより、振動波モータ制御部１４は、振幅がＶ０であり、駆動信号Ｓｂが駆動信号Ｓａに対して＋９０度の位相差を有する一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加する。このとき、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動電圧を、０［Ｖ］からＶ０［Ｖ］までステップ状に変化させる（時刻ｔ０）。
【００４６】
時刻ｔ１から時刻ｔ２において、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動電圧をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に徐々に増加させる。
次に、時刻ｔ３から時刻ｔ４において、制御部１４１は、挿引処理を行い、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数をｆ１にまで低下させる。このとき、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数が駆動可能な周波数範囲に達すると、振動波モータ１２は駆動を開始する。
また、時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−９０度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００４７】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり振動波モータ１２を正転させる。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−９０度に変更され、振動波モータ１２の回転方向は、正回転から逆回転に変更される。
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、−９０度であり、振動波モータ１２は、逆回転をしている。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転方向は、正回転から逆回転に変更される。
【００４８】
時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、正回転している。以下、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの動作を、周期的、例えば、３０Ｈｚの周期で繰り返して、位相差情報を変化させることにより振動波モータ１２を制御して、ＡＦレンズ位置が前後に移動するウォブリング動作を実行させる。
【００４９】
［２．被写体が一定速度で移動している場合］
図７は、同実施形態における被写体が一定速度で移動している場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
時刻ｔ０から時刻ｔ３までにおける動作は、上述の被写体が静止している場合と同じであるので、その説明を省略する。
時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、α度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００５０】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で正転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度からα度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は減少する。但し、振動波モータ１２の回転方向は、正転のままである。
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、α度であり振動波モータ１２をＶＳ０より遅い回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、α度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は上昇して再びＶＳ０になる。時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で正転方向に駆動する。
【００５１】
以降、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を周期的に繰り返して、位相差情報を＋９０度とα度との間を周期的に変化させることにより、被写体を結像させつつ振動波モータ１２を制御して、振動波モータ１２の回転速度をＶＳ０→ＶＳ１→ＶＳ０→…と繰り返し変化させてウォブリング動作を実行させる。
【００５２】
制御部１４１は、撮像情報と検出情報に基づいて２つの位相差により、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させるという、前述の被写体が一定速度で移動している場合と同様の処理によりウォブリング動作を実行させることができる。撮像情報に基づいて処理を切り替えることが必要なくウォブリング動作を実行させることができるので、制御部１４１の処理量が増えることもなく、電子カメラに用いるには好適である。
【００５３】
なお、振動波モータ１２の回転方向が逆転方向の場合も、同じ処理によりウォブリング動作を実行することができる。このとき、制御部１４１が変換テーブル１４１ａから読み出す２つの位相差は、例えば、−９０度と−α度となる。そして、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、位相差は、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で逆転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０度から−α度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は減少する。但し、振動波モータ１２の回転方向は、逆転のままである。
【００５４】
時刻ｔ６から時刻ｔ７において、駆動信号の位相差は、−α度であり振動波モータ１２をＶＳ０より遅い回転速度ＶＳ１で逆転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−α度から−９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度は上昇して再びＶＳ０になる。時刻ｔ８から時刻ｔ９において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−９０であり振動波モータ１２を回転速度ＶＳ０で逆転方向に駆動する。
以降、制御部１４１は、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を周期的に繰り返して、位相差情報を−９０度と−α度との間を周期的に変化させて、ウォブリング動作を実行させる。
【００５５】
［３．停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合］
図８は、同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
時刻ｔ０から時刻ｔ３までにおける動作は、上述の被写体が静止している場合と同じであるので、その説明を省略する。
時刻ｔ４において、制御部１４１は、ＡＦレンズ位置がフォーカス適正範囲内に検出されると、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−β度）を読み出して、位相差情報を周期的に変化させ、ウォブリング動作の制御を開始する。
【００５６】
図示するように、時刻ｔ４から時刻ｔ５までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ５から時刻ｔ６までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−β度に変更され、振動波モータ１２の回線速度を減少させて、逆回転させる。
時刻ｔ６から時刻ｔ７までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−β度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ２で逆転方向に駆動する。時刻ｔ７から時刻ｔ８までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、−β度から＋９０度に変更され、振動波モータ１２の回転速度を上昇させて、正回転させる。
【００５７】
時刻ｔ８において、制御部１４１は、撮像情報及び検出情報に対応する２つの位相差（＋９０度、−γ度）を読み出す。時刻ｔ８から時刻ｔ９までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度であり、振動波モータ１２を回転速度ＶＳ１で正転方向に駆動する。時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までにおいて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差は、＋９０度から−γ度に変更され、振動波モータ１２の回転速度を減少させて、逆回転させる。
以降、時刻ｔ４から時刻ｔ８の動作を繰り返して行うことにより、ウォブリング動作を実行することができる。
【００５８】
被写体が一定加速度で移動している場合、被写体の移動速度の中心値が時間の経過と共に大きくなるので、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差では、所望の回転速度を得られない場合、駆動周波数も併せて変更することで、振動波モータ１２を所望の回転速度で回転させる。図９は、同実施形態における停止している被写体が一定加速度で移動し始める場合の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、電圧（振幅）、及び位相差と、振動波モータ１２の回転速度と、ＡＦレンズ位置との関係の一例を時系列に示した図である。
【００５９】
この場合、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変更するだけでなく、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を、位相差の変更に併せて、変更することにより、所望の回転速度が得られるようになり、一定化速度で移動している被写体に対してもウォブリング動作をさせることができる。また、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの駆動周波数は、２つの位相差と同様に、変換テーブル１４１ａに予め記憶させるようにしてもよい。それにより、制御部１４１は、上述の３つの場合において、同様の処理によりウォブリング動作を実行することができる。
【００６０】
上述のように、本実施形態の電子カメラ１は、動画撮影時において、振動波モータ１２を駆動させるとき、まず、振動波モータ１２に印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を０［Ｖ］から予め定められた振幅Ｖ０［Ｖ］にステップ状に変化させる。その後に、電子カメラ１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅を、振幅を０［Ｖ］からＶ０［Ｖ］変化させた処理より長い時間をかけて徐々に上昇させてＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に変化させる処理を実行する。振幅Ｖ０［Ｖ］の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加した際に発生するノイズは、内蔵マイク７０にほとんど検出されないので、振動波モータ１２を駆動する際に生じるノイズを低減することができる。また、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］に変更する際に、時間をかけて徐々に上昇させるので、振動波モータ１２から発生するノイズを抑制することができ、静粛な駆動が可能となる。
【００６１】
本実施形態の電子カメラ１は、振動波モータ１２に印加する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を周期的に変化させることにより、ウォブリング動作を実行するようにした。これにより、振動波モータを一旦停止して印加する一対の駆動信号の位相差を変化させて振動波モータの正転と逆転とを切り替えていた従来の方法に比べ、簡易な制御により振動波モータ１２の正回転と逆回転とを切り替えることができる。また、振動波モータ１２に駆動信号Ｓａ、Ｓｂを印加させる際にノイズが生じていたが、本実施形態の電子カメラ１では、ウォブリング動作をさせる際の駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅（電圧）を一定にして、ノイズ発生の原因となる動作を行わないので、静寂な駆動を行うことができる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態におけるレンズ鏡筒１０Ａの構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０Ａは、レンズ鏡筒１０Ａの外周部を覆う外側固定筒１０１Ａと、外側固定筒１０１Ａよりも内側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２Ａと、外側固定筒１０１Ａよりも内側における像側に位置する第２内側固定筒１０３Ａとを備えている。
また、レンズ鏡筒１０Ａは、外側固定筒１０１Ａと第２内側固定筒１０３Ａとの間に配置されると共に、固定部材１５１により第２内側固定筒１０３Ａに固定された振動波モータ１２Ａを備えている。
【００６３】
また、第１内側固定筒１０２Ａには、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３Ａには、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１５２に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００６４】
ＡＦ環１５２と、第２内側固定筒１０３Ａとの間には、カム環１５３が光軸方向を中心軸として回転自在に設けられ、カム環１５３は、フォーク１５４を介して伝達された振動波モータ１２Ａの出力により回転する。また、カム環１５３の内側には周方向に対して螺旋状にキー溝１５３ａが切られている。また、ＡＦ環１５２の外周側には固定ピン１５２ａが設けられ、固定ピン１５２ａがカム環１５３のキー溝１５３ａに挿入されている。
また、外側固定筒１０１Ａの内周側から内側に張り出した保持部１０１ａには振動波モータ駆動装置１４が配置され、振動波モータ駆動装置１４は、振動波モータ１２Ａに電気的に接続され、振動波モータ１２を駆動させる。
【００６５】
振動波モータ１２Ａは、弾性体１６１ａと、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子１６１ｂとを有する固定子１６１と、固定子１６１に加圧接触して出力を取り出す移動子１６２と、ステータ１６１の非駆動面（移動子１６２と接触する面の反対側の面）側に配置される不織布などによる緩衝支持部材１６３と、加圧板１６４ａ及び加圧部材１６４ｂからなり、固定子１６１を移動子１６２に加圧接触させる加圧接触手段１６４と、これらの部材を左右から支持する出力伝達部材１５５及び押さえ環１６５とから構成されている。押さえ環１６５は、固定部材１５１にネジなどにより固定されている。
【００６６】
フォーク１５４は、出力伝達部材１５５に設けられた突起部１５５ａと嵌合して、出力伝達部材１５５の回転運動をカム環１５３に伝達する。出力伝達部材１５５は、固定部材１５１に取り付けられたベアリング１５６により、光軸方向の動きと、径方向の動きとが規制されている。
移動子１６２には、移動子１６２の光軸方向の振動を吸収するゴムなどの振動吸収部材１６６が配置されている。振動吸収部材１６６は、加圧接触手段１６４により出力伝達部材１５５と加圧接触している。
【００６７】
本実施形態では、円環状の振動波モータ１２Ａを備えた構成となっているが、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、振幅、及び位相差により、回転速度及び回転方向を制御することができる。そして、振動波モータ制御装置１４は、第１実施形態の振動波モータ１２に対して行う制御と同様の制御を行うことができるので、第１実施形態と同様に、ウォブリング動作を実行することができる。
更に、円環形状の振動波モータ１２Ａを備えたことにより、ギアなどを用いずとも、振動波モータ１２Ａの出力をカム環１５３に伝達することができるので、ギアのバックラッシュ等のガタツキを生じさせることなく、スムースなウォブリング動作を実行させることができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態のレンズ鏡筒１０Ｂの構成を示す概略図である。レンズ鏡筒１０Ｂは、レンズ鏡筒１０Ｂの外周部を覆う外側固定筒１０１Ｂと、外側固定筒１０１Ｂよりも内側における被写体側に位置する第１内側固定筒１０２Ｂと、外側固定筒１０１Ｂよりも内側における像側に位置する第２内側固定筒１０３Ａとを備えている。
また、レンズ鏡筒１０Ｂは、外側固定筒１０１Ｂと第２内側固定筒１０３Ｂとの間に配置されると共に、固定部材１８１により第１内側固定筒１０２Ｂに固定された振動波モータ１２Ｂと、外側固定筒１０１Ｂの内周側から内側に張り出した保持部１０１ａに配置された振動波モータ駆動装置１４とを備えている。振動波モータ制御装置１４は、振動波モータ１２Ｂに電気的に接続され、振動波モータ１２Ｂを駆動させる。
【００６９】
また、第１内側固定筒１０２Ｂには、被写体側から第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が固定され、第２内側固定筒１０３Ｂには、第４レンズ群Ｌ４が固定されている。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間には、ＡＦ環１８７に保持された合焦用のＡＦレンズである第３レンズ群Ｌ３が配置されている。即ち、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び、第４レンズ群Ｌ４が、光軸方向において、被写体側から撮像素子側に向かって順に配置されている。
【００７０】
図１２は、同実施形態における振動波モータ１２Ｂの構成を示す図である。図示するように、振動波モータ１２Ｂは、圧電素子１７１、及び圧電素子１７１と接触する金属製の弾性体１７２とからなる振動子１７０と、弾性体１７２における圧電素子１７１との接触面と反対側の面に設けられた出力取り出し用の突起部１７３ａ、１７３ｂと、移動子１７４とから構成される。
図１３は、同実施形態における振動波モータ１２Ｂの動作を示す図である。圧電素子１７１に一対の駆動信号Ｓａ、Ｓｂを印加し、且つ駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を９０度にすると、図１３に示すように、突起部１７３ａ、１７３ｂには、励起された縦振動と、曲げ振動との合成により、楕円運動が生じる。突起部１７３ａ、１７３ｂは、移動子１７４に加圧接触されているので、摩擦により駆動力が生じる。突起部１７３ａ、１７３ｂには、耐摩耗性材が用いられており、摩擦磨耗を防いでいる。
【００７１】
図１１に戻り、振動子１７０は、固定部材１８１に設けられた支持ピン１８２が、振動子１７０の切欠部１７５と勘合し支持されている。加圧部材１８３は、固定部材１８１と、振動子１７０との間に設けられ、振動子１７０を移動子１７４に加圧接触させている。 移動子１７４は、アルミニウムといった軽金属からなり、突起部１７３ａ、１７３ｂに加圧接触されている。また、移動子１７４は、リニアレール１８５に対して光軸方向に対して移動自在なリニアガイド１８４に固定されている。リニアレール１８５は、第１内側固定筒１０２Ｂの外周側に光軸方向に沿って固定されている。これにより、移動子１７４は、光軸方向に対して直線移動が可能となっている。
【００７２】
移動子１７４には、フォーク１８６が取り付けられており、移動子１７４の直線運動がフォーク１８６を介してＡＦ環１８７に伝達される。ＡＦ環１８７には、ガイド部１８８が設けられている。ガイド部１８８は、第１内側固定筒１０２Ｂの内周側に光軸方向に沿って設けられた直線レール１８９に沿って移動自在になっている。
これにより、移動子１７４の光軸方向の直線運動がＡＦ環１８７に伝達され、ＡＦ環１８７を光軸方向に移動させることができる。
【００７３】
本実施形態では、レンズ鏡筒１０Ｂは、リニア型の振動波モータ１２Ｂを備えた構成となっているが、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数、振幅、及び位相差により、振動波モータ１２Ｂの移動速度及び移動方向を制御することができる。そして、振動波モータ制御装置１４は、第１実施形態の振動波モータ１２に対して行う制御と同様の制御を行うことができるので、第１実施形態と同様に、ウォブリング動作を実行することができる。
また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、ギアを用いずに振動波モータ１２Ｂの出力をカム環１８７に伝達することができるので、ギアのバックラッシュ等のガタツキを生じさせることなく、スムースなウォブリング動作を実行させることができる。
また、第１実施形態及び第２実施形態で用いられていた回転運動を直線運動に変換する際に生じる摩擦などの損失がないので、エネルギーの使用効率を向上させることができる。また、ＡＦ環１８７の摺動面を削減したので、摺動により発生するノイズを低減させることができ、静粛な駆動が可能となる。
【００７４】
なお、上述の第１実施形態から第３実施形態において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの電圧がＶ１に達してから、挿引処理を行う動作を示したが、これに限らず、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの電圧がＶ１に達する前に挿引処理を開始する制御を行うようにしてもよい。それにより、振動波モータが駆動を開始するまでの時間を短縮することができ、オートフォーカス機能の応答性を改善することができる。
なお、上述の第１実施形態から第３実施形態において、変換テーブル１４１ａには、撮影情報及び検出情報に対応する２つの位相差が記憶されている構成を示したが、これに限らず、変換テーブル１４１ａに２つの位相差と共に、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を撮影情報及び検出情報に対応させて記憶するようにしてもよい。これにより、振動波モータ１２の回転速度を変更することができ、被写体の移動速度に応じてウォブリング動作の速度を決定して動画撮影時におけるオートフォーカス機能を向上させることができる。
【００７５】
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、制御部１４１は、駆動指令信号が入力されると、移相部１４３が出力する駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を＋９０度にする制御を行う動作を示したが、これに限らず、予め定めた任意の位相差としてもよい。
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの位相差を変化させてウォブリング動作を行う形態を示したが、これに限らず、位相差に加えて駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅（電圧）を変化させてウォブリング動作を行ってもよい。
【００７６】
また、電子カメラ１において静止画の撮像を行う場合、制御部１４１は、ウォブリング動作が不要となるので、公知の技術を用いて、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数による振動波モータ１２の制御を行う。
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、振動波モータ１２を停止させる際、上述した振動波モータ１２を駆動させる際の処理を逆の順序で行うようにしてもよい。具体的には、制御部１４１は、位相差情報の周期的な変更を停止し、駆動周波数ｆ０を示す周波数情報を発振部１４２に出力して、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの周波数を、振動波モータ１２の駆動可能な周波数範囲外にすることで振動波モータ１２の駆動を停止させる。その後、制御部１４１は、駆動信号Ｓａ、Ｓｂの振幅をＶ０［Ｖ］以下まで減少させ、増幅部１４４が駆動信号Ｓａ、Ｓｂを振動波モータ１２に印加することを停止させる。これにより、振動波モータ１２を駆動する際と同様に、振動波モータ１２を停止させるときに発生するノイズを低減し、内蔵マイク７０により検出されることを防ぐことができる。
【００７７】
また、上述の第１実施形態から第３実施形態において、制御部１４１は、交換レンズ（レンズ鏡筒１０）ごとに変換テーブル１４１ａを設けて、複数の変換テーブルを設けるようにしてもよい。交換レンズごとに、レンズの特性や焦点距離などが異なるので、ウォブリング動作自体も交換レンズに応じて決定することにより、交換レンズに最適のウォブリング動作を行うことができ、動画撮影時におけるオートフォーカス機能を向上させることができる。
【００７８】
上述の制御部１４１は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したウォブリング動作を実行させる処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１…電子カメラ
１０、１０Ａ、１０Ｂ…レンズ鏡筒
１２…振動波モータ
１４１…制御部
１４４…増幅部
１４３…移相部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、
前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、
前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部と
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
前記一対の駆動信号の位相差の範囲は、前記被写体の移動速度に応じて決定される
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒であって、
前記一対の駆動信号の周波数は、前記被写体の移動速度に応じて決定される
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記第１の処理を実行する前に、前記一対の駆動信号の振幅を予め定められた第１振幅に変更して前記振動アクチュエータに印加させる第２処理と、該第２処理の後に該一対の駆動信号の振幅を該第１振幅より大きい予め定められた第２振幅まで増加させつつ前記振動アクチュエータに印加させる動作を前記増幅部に行わせる第３処理とを実行させ、
前記第２処理に掛かる時間は、前記第１処理に掛かる時間より長い
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、
前記振動アクチュエータを停止させる場合、前記一対の駆動信号の振幅を前記第２振幅から前記第１振幅まで減少させた後に該一対の駆動信号の印加を止める動作を前記増幅部に行わせる
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記合焦用レンズの位置を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記合焦用レンズの位置が合焦位置近傍に位置するか否かを判定し、前記合焦用レンズが該合焦位置近傍に位置する場合、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記合焦用レンズは、回転せずに該合焦用レンズの光軸方向に移動する
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、
前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、
前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、
前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、
前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部と
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
前記一対の駆動信号の位相差の範囲は、前記被写体の移動速度に応じて決定される
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒であって、
前記一対の駆動信号の周波数は、前記被写体の移動速度に応じて決定される
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記第１の処理を実行する前に、前記一対の駆動信号の振幅を予め定められた第１振幅に変更して前記振動アクチュエータに印加させる第２処理と、該第２処理の後に該一対の駆動信号の振幅を該第１振幅より大きい予め定められた第２振幅まで増加させつつ前記振動アクチュエータに印加させる動作を前記増幅部に行わせる第３処理とを実行させ、
前記第２処理に掛かる時間は、前記第１処理に掛かる時間より長い
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、
前記振動アクチュエータを停止させる場合、前記一対の駆動信号の振幅を前記第２振幅から前記第１振幅まで減少させた後に該一対の駆動信号の印加を止める動作を前記増幅部に行わせる
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記合焦用レンズの位置を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記合焦用レンズの位置が合焦位置近傍に位置するか否かを判定し、前記合焦用レンズが該合焦位置近傍に位置する場合、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記合焦用レンズは、回転せずに該合焦用レンズの光軸方向に移動する
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
被写体の像を合焦させる合焦用レンズを駆動する振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータに増幅した一対の駆動信号を印加する増幅部と、
前記一対の駆動信号の位相差を変更する移相部と、
前記振動アクチュエータの駆動を指示する信号が入力されると、前記一対の駆動信号の位相差を周期的に変化させる動作を前記移相部に行わせる第１処理を実行する制御部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２４２７４３（Ｐ２０１２−２４２７４３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４８２１（Ｐ２０１１−１１４８２１）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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