CN102067434B - 压电致动器、透镜镜筒、光学设备 - Google Patents

压电致动器、透镜镜筒、光学设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可小型化的压电致动器、透镜镜筒及光学设备，压电致动器(4)构成为具有：第1致动器(40)，其包括向第1方向(Z)变位的第1压电元件(41、42)；第2致动器(30)，包括向与上述第1方向交叉的第2方向(Y)变位的第2压电元件(31、32)，相对上述第1致动器配置在和上述第1方向交叉的方向；和相对移动部件(10)，设置在上述第1致动器和上述第2致动器之间，相对上述第1致动器可在上述第1方向上相对移动。

Description

压电致动器、透镜镜筒、光学设备
技术领域
本发明涉及一种压电致动器、透镜镜筒及光学设备。
背景技术
作为利用前进性振动波的直进型压电致动器，通过2个加压用压电元件和1个伸缩用压电元件的组合进行尺蠖运动的装置为世人所知(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开昭55-100059号公报
发明内容
但是，上述专利文献的压电致动器因构造复杂，难于实现小型化。
本发明的课题在于，提供一种可小型化的压电致动器、透镜镜筒及光学设备。
本发明通过以下的解决方案来解决上述课题。
技术方案1是一种压电致动器，其特征在于，具有：第1致动器，其包括向第1方向变位的第1压电元件；第2致动器，包括向与上述第1方向交叉的第2方向变位的第2压电元件，相对上述第1致动器配置在和上述第1方向交叉的方向；以及相对移动部件，设置在上述第1致动器和上述第2致动器之间，相对上述第1致动器能够在上述第1方向上相对移动，上述第2致动器能够在加压状态和解除了该加压的非加压状态之间切换，其中上述加压状态是通过上述第2压电元件的变位，使上述相对移动部件和上述第1致动器加压接触的状态，上述相对移动部件通过上述加压状态时上述第1压电元件的变位，在上述第1方向上相对移动。
技术方案2的发明是，在技术方案1所述的压电致动器中，其特征在于，上述第2致动器在上述第1压电元件变位后处于非加压状态，上述第1压电元件在上述第2致动器处于非加压状态时，向和上述相对移动时相反的方向变位。
技术方案3的发明是，在技术方案1或技术方案2所述的压电致动器中，其特征在于，上述第1致动器具有第1接触部，该第1接触部在上述加压状态下与上述相对移动部件接触，且与上述第1压电元件的变位联动，在上述第1方向上移动，上述相对移动部件通过与上述第1接触部之间产生的摩擦力进行上述相对移动。
技术方案4的发明是，在技术方案3所述的压电致动器中，其特征在于，上述第2致动器具有第2接触部，该第2接触部在上述加压状态及上述非加压状态的任一状态下均与上述相对移动部件接触，上述第1接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述加压状态下，大于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述非加压状态下，小于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力。
技术方案5的发明是，在技术方案1至技术方案3的任意一项所述的压电致动器中，其特征在于，上述第1致动器包括向上述第2方向变位的第3压电元件，并且设置成根据该第3压电元件的变位，能够在使上述相对移动部件和上述第2致动器加压接触的加压状态及解除了该加压的非加压状态之间转换，上述第2致动器包括向上述第1方向变位的第4压电元件，上述相对移动部件通过上述第1致动器及上述第2致动器均处于加压状态时上述第1压电元件及上述第4压电元件的变位，相对上述第1致动器及上述第2致动器在上述第1方向上相对移动。
技术方案6的发明是，在技术方案5所述的压电致动器中，其特征在于，上述第1致动器及上述第2致动器均在上述第1压电元件变位后处于非加压状态，上述第1压电元件及上述第4压电元件在上述第1致动器及上述第2致动器均处于非加压状态时，向和上述相对移动时相反的方向变位。
技术方案7的发明是，在技术方案5或技术方案6所述的压电致动器中，其特征在于，上述第1压电元件和上述第3压电元件、及上述第2压电元件和上述第4压电元件分别在上述第2方向上层积。
技术方案8的发明是，在技术方案1至技术方案7的任意一项所述的压电致动器中，其特征在于，具有规定在上述第1方向上贯通的贯通孔的贯通孔规定部，上述相对移动部件贯通上述贯通孔而配置，上述贯通孔规定部上配置有摩擦部件，该摩擦部件通过与上述相对移动部件之间产生的摩擦力，抑制自重造成的上述相对移动部件的上述相对移动。
技术方案9的发明是，在技术方案1至技术方案7的任意一项所述的压电致动器，其特征在于，具有保持机构，当上述第2致动器处于非加压状态时，该保持机构保持上述相对移动部件，在该相对移动部件的保持状态下，通过上述保持机构与上述相对移动部件之间产生的摩擦力，抑制因自重造成的上述相对移动部件的上述相对移动。
技术方案10的发明是一种透镜镜筒，其特征在于，具有：技术方案1至9的任意一项所述的压电致动器；以及上述压电致动器具有的与上述相对移动部件联动的透镜。
技术方案11的发明是一种光学设备，其特征在于，具有技术方案1至技术方案9的任意一项所述的压电致动器。
并且，上述结构可适当改良，并且也可将至少一部分替代为其他结构。
根据本发明，可以提供一种能够实现小型化的压电致动器、透镜镜筒及光学设备。
附图说明
图1是第1实施方式的透镜镜筒的主要部分剖视图。
图2是表示图1所示的透镜镜筒具有的压电致动器的图。
图3是说明图2所示的压电致动器的动作的图。
图4是表示图2所示的压电致动器的动作的图。
图5是表示第2实施方式的压电致动器的图。
图6是表示图5所示的压电致动器的动作的图。
图7是表示第3实施方式的压电致动器的图。
图8是表示第4实施方式的压电致动器的图。
图9是表示图8所示的压电致动器的动作的图。
附图标记的说明
4压电致动器
10输出部件
30加压用致动器
31、32加压用压电元件
40驱动用致动器
41、42驱动用压电元件
100透镜镜筒
具体实施方式
(第1实施方式)
以下参照附图说明包括适用了本发明的压电致动器的透镜镜筒的实施方式。
图1是第1实施方式的透镜镜筒的主要部分剖视图。
以下为便于理解，对包括图1在内的各附图，设定由X-Y-Z轴形成的三维坐标系来进行说明。
透镜镜筒100是可装卸地安装到未图示的相机机体的交换透镜镜筒，具有固定筒1、聚焦透镜组2、聚焦组保持框3、压电致动器4等。
固定筒1形成为圆筒状，其内径侧收容有包括聚焦透镜组2的多个摄影透镜。摄影透镜的光轴A与图1所示的坐标系的Z轴平行。固定筒1在透镜镜筒100通过未图示的支架机构连接到相机机体的状态下，约束透镜镜筒相对于相机机体的位置。
聚焦透镜组2根据来自摄影者等的手动输入，或根据来自相机机体具有的未图示的自动对焦控制部的信号，相对固定筒1在光轴方向上进行进退动作。透镜镜筒100通过聚焦透镜组2的进退动作，例如对主要的被摄体等进行对焦。
聚焦组保持框3是保持聚焦透镜组2的框体，具有形成为圆筒状的主体部3a和从主体部3a的外周面的一部分向外径侧突出设置的突出部3b。
压电致动器4是使聚焦透镜组2相对固定筒1在光轴方向上驱动的驱动装置，具有输出部件10和驱动部20。
图2是表示图1所示的透镜镜筒具有的压电致动器的图。
在该图2中，(a)是从Z轴方向(光轴方向)观察压电致动器的剖视图，(b)是从X轴方向(和光轴A正交的方向)观察压电致动器的剖视图。
图3是说明图2所示的压电致动器的动作的图，(a)、(b)分别表示变位前后的状态。
输出部件10是在聚焦组保持部3上设置的突出部3b的支架侧(相机机体侧)的面部上通过螺钉V1(参照图1)固定的棱柱状部件，由不锈钢形成。输出部件10和聚焦透镜组2相对固定筒1一体移动。
输出部件10与光轴A平行地延伸，与该光轴A正交的截面形状大致为正方形。在输出部件10中和光轴A平行的四个面部(以下称为侧面部)中，二个侧面部与X-Z平面基本平行，其他二个侧面部与Y-Z平面基本平行(参照图2)。以下将X轴方向、Y轴方向分别称为左右方向、上下方向，并且将和输出部件10的Y轴正交的二个侧面部分别称为上面部10a、下面部10b，以此来进行说明。
驱动部20是将输出部件10相对固定筒1驱动的部分。
如图2(a)所示，压电致动器4的驱动部20具有支撑部21、加压用致动器30、驱动用致动器40等。
加压用致动器30及驱动用致动器40在Y轴(上下)方向上排列，输出部件10通过加压用致动器30和驱动用致动器40之间而配置。加压用致动器30与输出部件10的上面部10a相对配置，驱动用致动器40与输出部件10的下面部10b相对配置。
支撑部21是支撑加压用致动器30及驱动用致动器40的部分，固定在固定筒1上。这样一来，加压用致动器30及驱动用致动器40固定到固定筒1上。
支撑部21具有：作为支撑驱动用致动器40的部分的固定部22；以及作为支撑加压用致动器30的部分的调整部23。
固定部22如图2(a)所示，是具有和形成在固定筒1的安装面部1a相对的安装面部22a及与该安装面部22a正交的支撑面部22b的板状部件，与光轴A正交的截面形状大致为L字型。固定部22在安装面部22a上具有贯通孔H1，通过贯通该贯通孔H1的多个(例如2～4个左右)螺钉V2固定到固定筒1上(此外在图2中，螺钉V2仅示出一个)。
调整部23是具有和固定筒1的安装面部1a相对的安装面部23a、及与该安装面部23a正交的支撑面部23b的截面L字型的板状部件。调整部23通过螺钉V3固定到固定部22。固定部22上形成螺钉V3贯通安装面部22a的贯通孔H2。贯通孔H2成为和Y轴平行的长孔，可在Y轴方向上调节调整部23相对于固定部22的安装位置。这样一来，支撑部21可微调加压用致动器30及驱动用致动器40之间的距离(在图2(a)中添加标记D)。
加压用致动器30用于将输出部件10相对于驱动用致动器40进行推压，如图2(b)所示，具有一组压电元件31、32和滑动部件33。
一组压电元件31、32及滑动部件33分别是在平面视图中形成为正方形或长方形的板状。这些压电元件31、32的两个面上分别设置银电极(省略图示)。一个压电元件31通过电极板34和调整部23的支撑面部23b相对配置。滑动部件33和输出部件10的上面部10a相对配置。另一个压电元件32配置在一个压电元件31和滑动部件33之间。
一组压电元件31、32之间、及另一个压电元件32和滑动部件33之间，也分别配置有电极板35、36。电极板34及电极板36是分别接地的GND电极。电极板35是作为直流电压的驱动信号从未图示的驱动电路的B相施加的驱动电极。
压电元件31、32如图3(a)中的箭头P1所示，是在和Y轴平行的方向(与光轴A正交的方向)上极化的PZT(锆钛酸铅)压电体。一个压电元件31的极化方向和另一个压电元件32的极化方向分别相反。一组压电元件31、32如图3(a)、(b)所示，在向电极板35施加驱动信号(B相驱动信号)时，通过d33的压电效果，在该信号的施加方向(Y轴方向)上尺寸分别变化。
加压用致动器30通过一组压电元件31、32在Y轴方向的尺寸的变化，在以下状态之间转换：滑动部件33对输出部件10加压的加压状态(参照图3(a))；滑动部件33离开输出部件10的解除了加压的非加压状态(参照图3(b))。此外，本实施方式的加压用致动器30除了驱动聚焦透镜组2以外，常时处于加压状态。
驱动用致动器40用于将输出部件10向光轴方向(Z轴方向)驱动，具有一组压电元件41、42和摩擦部件43。
一组压电元件41、42及摩擦部件43分别在平面视图中形成为正方形或长方形的板状。这些压电元件41、42的两个面上分别设有银电极(省略图示)。一个压电元件41通过电极板44和固定部22的支撑面部22b相对配置。摩擦部件43与输出部件10的下面部10b相对配置。另一个压电元件42配置在一个压电元件41和摩擦部件43之间。
一组压电元件41、42之间、及另一个压电元件42和摩擦部件43之间也分别配置有电极板45、46。电极板44及电极板46分别是接地的GND电极。电极板45是从未图示的驱动电路的A相施加作为直流电压的驱动信号的驱动电极。
压电元件41、42如图2(a)中箭头P2所示，是在和Z轴平行的方向(和光轴A平行的方向)上极化的PZT压电体。一个压电元件41的极化方向和另一个压电元件42的极化方向分别相反。一组压电元件41、42如图3(b)所示，在向电极板45施加驱动信号(A相驱动信号)时，通过d15的压电效果，分别向和该信号的施加方向正交的方向(Z轴方向)变位。
驱动用致动器40通过一组压电元件41、42向Z轴方向的变位，使摩擦部件43向Z轴方向移动，通过摩擦力，输出部件10向Z轴方向移动。
在此说明输出部件10和滑动部件33之间的摩擦力、及输出部件10和摩擦部件43之间的摩擦力。
滑动部件33例如由含PTFE(聚四氟乙烯)的聚甲醛形成，摩擦部件43例如由含GF(玻璃纤维)的聚碳酸酯形成。
并且，在驱动输出部件10时，对摩擦系数(静止摩擦系数)进行设定，以使输出部件10和摩擦部件43之间产生的摩擦力大于输出部件10和滑动部件33之间产生的摩擦力。具体而言，输出部件10和摩擦部件43之间的摩擦系数例如优选为0.5以上，输出部件10和滑动部件33之间的摩擦系数例如优选为0.3以下。
接着说明压电致动器4具有的驱动部20驱动输出部件10时的动作。其中作为一例，说明将输出部件10向正Z方向驱动时的动作。
图4是表示图2所示的压电致动器的动作的图。
(状态(a)：初始状态)
状态(a)是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的初始状态。
驱动用致动器40处于不发生Z轴方向的变位的状态。一个加压用致动器30处于将输出部件10向驱动用致动器40推压的状态。因此，输出部件10处于实质上固定到驱动部20的状态。压电致动器4从时刻a到时刻b为止，持续图4(a)所示的状态。
此外，压电致动器4为了在初始状态下使加压用致动器30可向输出部件10加压，使加压用致动器30和驱动用致动器40的距离(图2(a)中标记D)提前小于输出部件10在Y轴方向的尺寸。在压电致动器4组装时，使输出部件10通过加压用致动器30和驱动用致动器40之间时，向加压用致动器30施加B相驱动信号，缩短Y轴方向的尺寸，在该状态下，在加压用致动器30和驱动用致动器40之间插入输出部件10。
(状态(b)：驱动用致动器变位)
状态(b)是A相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的状态。
在加压用致动器30将输出部件10向驱动用致动器40推压的状态下施加A相驱动信号时，驱动用致动器40使压电元件41、42分别向正Z方向变位。
如上所述，摩擦部件43和输出部件10之间的摩擦力大于滑动部件33和输出部件10之间的摩擦力，因此在对应于压电元件41、42向Z轴方向的变位，摩擦部件43向Z轴方向移动时，输出部件10在滑动部件33滑动的同时向正Z方向直行移动。这样一来，聚焦透镜组2向光轴方向直行移动。压电致动器4在时刻b到时刻c为止的期间，持续图4(b)所示的状态。
(状态(c)：加压用致动器变位)
状态(c)是A相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)、B相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
在驱动用致动器40保持变位的状态下向加压用致动器30输入B相驱动信号，从而使加压用致动器30的压电元件31、32分别变位。并且，根据压电元件31、32的变位，滑动部件33离开输出部件10，解除加压用致动器30对输出部件10的推压。压电致动器4在时刻c到时刻d为止的期间内，持续图4(c)所示的状态。
(状态(d)：驱动用致动器恢复)
状态(d)是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
在输出部件10的推压被解除的状态下解除A相驱动信号时，驱动用致动器40的压电元件41、42分别恢复到状态(a)时的位置。此时，摩擦部件43和输出部件10为接触状态，但并不作用有加压用致动器30的加压力，因此摩擦部件43和输出部件10之间产生的摩擦力小到可实质上忽略的程度。因此，驱动用致动器40的压电元件41、42即使变位，输出部件10也不会向Z轴方向移动。压电致动器4在时刻d到时刻e为止的期间内，持续图4(d)所示的状态。
(状态(e)：初始状态)
状态(e)和状态(a)一样，是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的初始状态。压电致动器4将从初始状态(a)恢复到初始状态(e)的动作作为一个循环，该一个循环的周期例如设定在20kHz以上的超声波区域。这样一来，压电致动器4将输出部件10、即聚焦透镜组2高速向光轴方向驱动。并且，由于通过超声波区域的循环使压电元件31、32、41、42变位，所以静音性良好。
并且，将输出部件10向与图4所示时相反的方向(负Z方向)驱动时，以和上述循环((a)、(b)、(c)、(d)、(e)的顺序)相反的顺序((e)、(d)、(c)、(b)、(a)的顺序)驱动压电致动器4即可。
即，从初始状态(状态(e))开始，首先解除加压用致动器30的推压(状态(d))，在该状态下使驱动用致动器40变位(状态(c))(输出部件10不移动)。之后，通过加压用致动器30推压输出部件10(状态(b))，使驱动用致动器40恢复到初始位置(状态(a))。
根据以上说明的第1实施方式的压电致动器4，可获得以下效果。
(1)压电致动器4是通过驱动输出部件10的驱动用致动器40、及使输出部件10对驱动用致动器40加压的加压用致动器30这二个致动器来驱动输出部件10的简单的构造，因此可实现小型化。
(2)摩擦部件43常时与输出部件10接触，因此即使滑动部件33离开输出部件10，也可抑制输出部件10的姿态变得不稳定。
(3)透镜镜筒100通过压电致动器4直接驱动聚焦透镜组2，因此例如和通过凸轮机构、螺旋面机构等旋转-直行变换机构进行驱动时相比，可抑制变换损失，提高能量效率。
(第2实施方式)
接着说明适用了本发明的压电致动器的第2实施方式。在该第2实施方式及下述其他实施方式中，对起到和上述第1实施方式相同作用的部分添加同样的标记、或在末尾添加统一的标记，适当省略重复的说明及附图。
图5是表示第2实施方式的压电致动器的图。
在该图5中，(a)是从Z轴方向(光轴方向)观察压电致动器的剖视图，(b)是从X轴方向(和光轴A正交的方向)观察压电致动器的剖视图。
第2实施方式的压电致动器104相对于第1实施方式的压电致动器4，压电元件的配置不同。以下说明第2实施方式的压电致动器104的压电元件的配置。
压电致动器104具有：固定到支撑部21的固定部22的第1致动器130；固定到支撑部21的调整部23的第2致动器140。输出部件10通过第1致动器130和第2致动器140之间。
第1致动器130如图5(b)所示，具有一组加压用压电元件131a、131b、及一组驱动用压电元件132a、132b。一个加压用压电元件131a安装到固定部22，另一个加压用压电元件131b层积在一个加压用压电元件131a上。
并且，一个驱动用压电元件132层积到另一个加压用压电元件131b上，另一个驱动用压电元件132b层积到一个驱动用压电元件132a上。进一步，另一个驱动用压电元件132b上层积有摩擦部件133。
一组加压用压电元件131a、131b之间、及一组驱动用压电元件132a、132b之间，分别配置有作为驱动电极的电极板135a、135b。并且，在一个驱动用压电元件132a和固定部22之间，在另一个加压用压电元件131b和一个驱动用压电元件132a之间、及另一个驱动用压电元件132b和摩擦部件133之间，分别配置有作为GND电极的电极板134a、134b、134c。
一组加压用压电元件131a、131b是与第1实施方式的加压用致动器30具有的一组压电元件31、32同样的元件，通过向电极板135a输入B相驱动信号，在其厚度方向(Y轴方向)上变位。
一组驱动用压电元件132a、132b是和第1实施方式的驱动用致动器40同样的元件，通过向电极板135b输入A相驱动信号，在与其厚度方向正交的方向(Z轴方向)上变位。
第2致动器140除了配置不同以外和第1致动器130是实质上相同的部件，因此省略其说明。该第2致动器140中，和第1致动器130一样，设置有摩擦部件143，输出部件10分别与一组摩擦部件133、143接触。
接着说明压电致动器104的动作。
图6是表示图5所示的压电致动器的动作的图。
(状态(a)：初始状态)
状态(a)是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的状态。
在该状态(a)下，第1致动器130具有的加压用压电元件131a、131b、及第2致动器140具有的加压用压电元件141a、141b将输出部件10分别向对方推压。压电致动器104在时刻a到时刻b为止，持续图6(a)所示的状态。
(状态(b)：驱动用压电元件变位)
状态(b)是A相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的状态。
加压用压电元件131a、131b、141a、141b在使输出部件10彼此推压的状态下输入A相驱动信号时，第1致动器130具有的驱动用压电元件132a、132b、及第2致动器140具有的驱动用压电元件142a、142b分别向正Z方向变位，从而使输出部件10在光轴方向移动。压电致动器104在时刻b到时刻c为止，持续图6(b)所示的状态。
(状态(c)：加压用压电元件变位)
状态(c)是A相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)、B相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
驱动用压电元件132a、132b、142a、142b在分别变位的状态下输入B相驱动信号时，加压用压电元件131a、131b、141a、141b与之对应地分别向Y轴方向尺寸变小的方向变位。并且，对应该压电元件的变位，摩擦部件133、143分别离开输出部件10。此外，摩擦部件133、143从离开输出部件10到再次接触为止的时间极短，因此因自重等输出部件10的姿态变得不稳定的可能性实质上可忽略。压电致动器104在时刻c到时刻d为止，持续图6(c)所示的状态。
(状态(d)：驱动用压电元件恢复)
状态(d)是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
在解除了输出部件10的推压的状态下解除A相驱动信号时，加压用压电元件131a、131b、141a、141b分别恢复到状态(a)的初始状态的位置。此时，摩擦部件133、143和输出部件10分别为非接触状态，因此输出部件10不会向Z轴方向移动。压电致动器104在时刻d到时刻e为止，持续图6(d)所示的状态。
(状态(e)：初始状态)
状态(e)和状态(a)一样，是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的初始状态。
第2实施方式的压电致动器104因二个致动器130、140联动地驱动输出部件10，因此可获得较高的输出。因此可通过更小型的压电元件获得和第1实施方式一样的输出，可使压电致动器104整体小型化。
并且，在第1实施方式的压电致动器4中，驱动用致动器40抵抗加压用致动器30具有的滑动部件33和输出部件10之间的摩擦力以驱动输出部件10，与之相对，第2实施方式的压电致动器104中，驱动用压电元件132a、132b、142a、142b的变位无浪费地传递到输出部件10，因此效率较高。
(第3实施方式)
接着说明适用了本发明的压电致动器的第3实施方式。
图7是表示第3实施方式的压电致动器的图。
第3实施方式的压电致动器204和第2实施方式一样，通过第1致动器130及第2致动器140驱动输出部件10，不同点在于，支撑部221除了第1致动器130及第2致动器140外还支撑输出部件10。
支撑部221具有：支撑第1致动器130的第1支撑部222；支撑第2致动器140的第2支撑部223；支撑输出部10的第3支撑部224。
第3支撑部224是和Z轴大致正交(和光轴A大致正交)的板状的部分，固定到固定筒1(参照图5(a))。
在第3支撑部224的中央部形成有上下方向尺寸、左右方向尺寸大于输出部件10的上下方向尺寸、左右方向尺寸的贯通孔225。并且，在该贯通孔225的内侧面侧，固定有与输出部件10的外侧面接触的摩擦部件226。摩擦部件226的形状没有特别限定，如图7所示，可仅与输出部件10的上下的面部接触，也可与输出部件10的上下左右所有面部接触。
其中，输出部件10和摩擦部件226之间的摩擦系数被设定为能够产生即使在第1致动器130及第2致动器140分别离开输出部件10的状态(参照图6的状态(c)、(d))下，也可抑制输出部件10的自重造成的向Z轴方向的移动的程度的摩擦力。
而该摩擦部件226和输出部件10之间的摩擦系数被设定为，将输出部件10向光轴方向驱动时(参照图6的状态(b))，摩擦部件226和输出部件10之间产生的摩擦力，小于第1致动器130及第2致动器140具有的摩擦部件133、143和输出部件10之间产生的摩擦力。
第3实施方式的压电致动器204的动作和第2实施方式的压电致动器104实质上相同，因此省略其说明。
第3实施方式的压电致动器204，即使在第1致动器130及第2致动器140具有的摩擦部件133、143离开输出部件时(参照图6的状态(c)及(d))，输出部件10也常时由摩擦部件226支撑，因此可更稳定地驱动输出部件。
(第4实施方式)
接着说明适用了本发明的压电致动器的第4实施方式。
图8是表示第4实施方式的压电致动器的图。
第4实施方式的压电致动器304和第2实施方式一样，通过驱动输出部件10的第1致动器130及第2致动器140驱动。并且，压电致动器304具有夹持输出部件10而配置的第3致动器330及第4致动器340。
第3致动器330在相对第1致动器130在光轴方向邻接的状态下，由支撑部322支撑。第4致动器340在相对第2致动器140在光轴方向邻接的状态下，由支撑部323支撑。
第3致动器330中，设置二个和第1致动器130具备的加压用压电元件131a、131b具有同样构成的1组加压用压电元件，在Y轴方向上层积形成，共计具有四个加压用压电元件331a～d。加压用压电元件331a和加压用压电元件331b之间、及加压用压电元件331c和加压用压电元件331d之间，分别配置有作为驱动电极的电极板334a、334b，这些电极板344a、344b中输入了C相驱动信号时，第3致动器330向Y轴方向的尺寸变长的方向变位。
第4致动器340的构成和第3致动器330实质上相同。
第3致动器330及第4致动器340分别具有在四个加压用压电元件上层积的摩擦部件333、343。
该摩擦部件333、343和输出部件10之间的摩擦系数被设定为，即使在第1致动器130及第2致动器140分别离开输出部件10的状态(参照图9的状态(c)、(d))下，也可抑制输出部件10的自重造成的向Z轴方向的移动的程度的摩擦力。
图9是表示图8所示的压电致动器的动作的图。
(状态(a)：初始状态)
状态(a)是A相驱动信号、B相驱动信号及C相驱动信号均为低电平的电压值L(0V)的初始状态。
在该初始状态下，第1致动器130及第2致动器140将输出部件10分别向对方加压。与之相对，第3致动器330及第4致动器340中，各摩擦部件333、334离开输出部件10。压电致动器304从时刻a到时刻b为止，持续图9(a)所示的状态。
(状态(b)：驱动用致动器变位)
状态(b)是A相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)、B相驱动信号及C相驱动信号为低电平的电压值L(0V)的状态。
A相中输入驱动信号，第1致动器130及第2致动器140分别向Z轴方向变位，输出部件10对应地向光轴方向驱动。压电致动器304从时刻b到时刻c为止，持续图9(b)所示的状态。
(状态(c)：加压用致动器切换)
状态(c)是A相驱动信号、B相驱动信号及C相驱动信号均为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
除了A相外，也向B相及C相分别输入驱动信号。第1致动器130及第2致动器140保持向Z轴方向的变位的状态下，分别向Y轴方向的尺寸变短的方向变位，摩擦部件133、134分别离开输出部件10。并且，几乎与此同时，第3致动器330及第4致动器340分别向Y轴方向尺寸变长的方向变位，通过使输出部件10向彼此的方向加压，将输出部件10实质性地固定到固定筒1上。压电致动器304从时刻c到时刻d为止，持续图9(c)所示的状态。
(状态(d)：驱动用致动器恢复)
状态(d)是A相驱动信号为低电平的电压值L(0V)、B相驱动信号及C相驱动信号为高电平的电压值H(正的预定电压值)的状态。
第3致动器330及第4致动器340在保持输出部件10的状态下，解除对A相的驱动信号，第1致动器130及第2致动器140分别恢复为与(a)的初始状态相同的状态。压电致动器304从时刻d到时刻e为止，持续图9(d)所示的状态。
(状态(e)：初始状态)
状态(e)是A相驱动信号、B相驱动信号及C相驱动信号均为低电平的电压值L(0V)的初始状态。
解除对B相及C相的驱动信号，第3致动器330及第4致动器340对应地解除输出部件10的保持。并且几乎与此同时，第1致动器130及第2致动器140向Y轴方向的尺寸变长的方向变位，保持输出部件10。
根据以上说明的第4实施方式的压电致动器304，除了和第2实施方式同样的效果外，因常时保持输出部件10，所以和第3实施方式的压电致动器204一样，可稳定地驱动输出部件10。
并且，第3实施方式的压电致动器204抵抗摩擦部件226和输出部件10之间的摩擦力地驱动输出部件10，与之相对，第4实施方式的压电致动器304中，驱动用压电元件132a、132b、142a、142b的变位无浪费地传递到输出部件10，因此效率较高。
(变形方式)
本发明不限于以上说明的实施方式，可进行下述各种变形、变更，它们也包含在本发明的技术范围内。
(1)实施方式的压电致动器是将透镜镜筒具有的聚焦透镜相对固定筒驱动的装置，但压电致动器的驱动对象不限于此，例如也可将变焦透镜等其他光学系统作为驱动对象。并且，驱动对象的驱动方向不限于和光轴平行的方向，例如也可是和光轴交叉的方向，例如也可用于在和光轴垂直的面内驱动减震透镜。进一步，压电致动器的驱动对象不限于透镜。并且在实施方式中，压电致动器设置在透镜镜筒上，但不限这种光学设备，例如也可设置到X-Y载物台、印刷装置等各种电子设备。
(2)实施方式的压电致动器的构成是，固定到固定筒的驱动部将输出部件相对固定筒驱动，但不限于此，也可以是输出部件被固定，驱动部相对该固定部件移动。
(3)在第1实施方式中，加压用致动器具有的滑动部件在非加压状态下离开输出部件，但只要驱动用致动器向和驱动时相反的方向变位时不使输出部件推压摩擦部件，则不限于此，也可与滑动部件接触。
(4)第1实施方式的压电致动器中，夹持输出部件的上下的面部来设置加压用、驱动用的致动器，除此以外，也可夹持左右的面部来设置加压用、驱动用的致动器。
(5)实施方式的输出部件中，和驱动方向正交的截面是矩形，但不限于此，也可是圆形、四角形以外的多角形。
(6)在实施方式中，驱动用致动器及加压用致动器在光轴方向的位置基本相同，但不限于此，光轴方向的位置也可不同。
(7)在各实施方式中，加压用压电元件及驱动用压电元件分别由极化方向相反的一组压电元件构成，但不限于此，也可由一个压电元件或3个以上的压电元件构成。

Claims (14)

1.一种压电致动器，其特征在于，具有：
第1致动器，其包括向第1方向变位的第1压电元件；
第2致动器，包括向与上述第1方向交叉的第2方向变位的第2压电元件，相对上述第1致动器配置在和上述第1方向交叉的方向；
相对移动部件，设置在上述第1致动器和上述第2致动器之间，相对上述第1致动器能够在上述第1方向上相对移动，
上述第2致动器能够在加压状态和解除了该加压的非加压状态之间切换，其中上述加压状态是通过上述第2压电元件的变位，使上述相对移动部件和上述第1致动器加压接触的状态，
上述相对移动部件通过上述加压状态时的上述第1压电元件的变位，在上述第1方向上相对移动。
2.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，
上述第2致动器在上述第1压电元件变位后处于非加压状态，
上述第1压电元件在上述第2致动器处于非加压状态时，向和上述相对移动时相反的方向变位。
3.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1致动器具有第1接触部，该第1接触部在上述加压状态下与上述相对移动部件接触，且与上述第1压电元件的变位联动，在上述第1方向上移动，
上述相对移动部件通过与上述第1接触部之间产生的摩擦力进行上述相对移动。
4.根据权利要求2所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1致动器具有第1接触部，该第1接触部在上述加压状态下与上述相对移动部件接触，且与上述第1压电元件的变位联动，在上述第1方向上移动，
上述相对移动部件通过与上述第1接触部之间产生的摩擦力进行上述相对移动。
5.根据权利要求3所述的压电致动器，其特征在于，
上述第2致动器具有第2接触部，该第2接触部在上述加压状态及上述非加压状态的任一状态下均与上述相对移动部件接触，
上述第1接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述加压状态下，大于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述非加压状态下，小于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力。
6.根据权利要求4所述的压电致动器，其特征在于，
上述第2致动器具有第2接触部，该第2接触部在上述加压状态及上述非加压状态的任一状态下均与上述相对移动部件接触，
上述第1接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述加压状态下，大于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力，在上述非加压状态下，小于上述第2接触部和上述相对移动部件之间产生的摩擦力。
7.根据权利要求1至4的任意一项所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1致动器包括向上述第2方向变位的第3压电元件，并且设置成根据该第3压电元件的变位，能够在使上述相对移动部件和上述第2致动器加压接触的加压状态及解除了该加压的非加压状态之间转换，
上述第2致动器包括向上述第1方向变位的第4压电元件，
上述相对移动部件通过上述第1致动器及上述第2致动器均处于加压状态时上述第1压电元件及上述第4压电元件的变位，相对上述第1致动器及上述第2致动器在上述第1方向上相对移动。
8.根据权利要求7所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1致动器及上述第2致动器均在上述第1压电元件变位后处于非加压状态，
上述第1压电元件及上述第4压电元件在上述第1致动器及上述第2致动器均处于非加压状态时，向和上述相对移动时相反的方向变位。
9.根据权利要求7所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1压电元件和上述第3压电元件、及上述第2压电元件和上述第4压电元件分别在上述第2方向上层积。
10.根据权利要求8所述的压电致动器，其特征在于，
上述第1压电元件和上述第3压电元件、及上述第2压电元件和上述第4压电元件分别在上述第2方向上层积。
11.根据权利要求1至6的任意一项所述的压电致动器，其特征在于，
具有规定在上述第1方向上贯通的贯通孔的贯通孔规定部，
上述相对移动部件贯通上述贯通孔而配置，
上述贯通孔规定部上配置有摩擦部件，该摩擦部件通过与上述相对移动部件之间产生的摩擦力，抑制自重造成的上述相对移动部件的上述相对移动。
12.根据权利要求1至6的任意一项所述的压电致动器，其特征在于，
具有保持机构，当上述第2致动器处于非加压状态时，该保持机构保持上述相对移动部件，在该相对移动部件的保持状态下，通过上述保持机构与上述相对移动部件之间产生的摩擦力，抑制因自重造成的上述相对移动部件的上述相对移动。
13.一种透镜镜筒，其特征在于，具有：
权利要求1至12的任意一项所述的压电致动器；以及
上述压电致动器具有的与上述相对移动部件联动的透镜。
14.一种光学设备，其特征在于，具有权利要求1至12的任意一项所述的压电致动器。
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