CN102447416A - 压电促动器、透镜镜筒及照相机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供压电促动器、透镜镜筒及照相机,压电促动器(1)具备:第一压电元件(6);第二压电元件(7);第一组的第一构件(31),其安装有根据第一电压的施加向第一方向变形的所述第一压电元件(6);以及第二组的第二构件(32),其安装有根据所述第一电压的施加向所述第一方向的反方向变形的所述第二压电元件(7)。
Description
技术领域
本发明涉及压电促动器、透镜镜筒及照相机。
本申请基于2010年9月30日申请的日本专利申请第2010-220942号而主张优先权,并在此援引上述申请的内容。
背景技术
作为使用了压电元件的压电促动器(驱动装置),例如,已知有一种通过驱动多个压电元件,并使与被驱动体接触的芯片构件进行椭圆运动,而驱动被驱动体的压电促动器。例如,日本特开2007-236138号公报所记载的压电促动器在设定XYZ正交坐标系时,通过芯片构件的与XZ平面平行的椭圆运动而向X轴方向驱动被驱动体。
然而,在上述压电促动器中,通过控制电压的频率和相位而向两个压电元件供给来进行控制。因此,两个压电元件需要不同的驱动电路,因而存在控制变得复杂这样的课题。
发明内容
本发明的方式的目的是提供一种控制简便的压电促动器及使用了该压电促动器的透镜镜筒及照相机。
本发明的一个方案涉及的压电促动器的特征在于,具备:第一压电元件;第二压电元件;第一组的第一构件,其安装有根据第一电压的施加向第一方向变形的所述第一压电元件;以及第二组的第二构件,其安装有根据所述第一电压的施加向所述第一方向的反方向变形的所述第二压电元件。
另外,本发明的一个方案涉及的透镜镜筒的特征在于,具备上述的压电促动器。
另外,本发明的一个方案涉及的照相机的特征在于,具备上述的压电促动器。
根据本发明的方式涉及的驱动装置,能够提供一种控制简便的压电促动器。而且,根据本发明的方式,能够提供一种具备该驱动装置的透镜镜筒及照相机。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的压电促动器的主视图。
图2是该实施方式的压电促动器的剖视图。
图3是该实施方式的压电促动器的支承驱动部的立体图。
图4是该实施方式的压电促动器的支承驱动部的主视图。
图5A是说明该实施方式的第三压电元件的图。
图5B是说明该实施方式的第四压电元件的图。
图6A是说明该实施方式的第五压电元件的驱动动作的图。
图6B是说明该实施方式的第六压电元件的驱动动作的图。
图7A是该实施方式的压电促动器的保持部及驱动块的主视图。
图7B是该实施方式的压电促动器的保持部及驱动块的主视图。
图8A是该实施方式的压电元件的示意性的布线图。
图8B是该实施方式的压电元件的示意性的布线图。
图9是表示该实施方式的驱动装置的驱动块的前端部的位移的图表。
图10是该实施方式的电源部供给的电压的时序图的一例。
图11是表示该实施方式的第一组和第二组的驱动块的动作及转子的动作(阶段0~2)的主视图。
图12是表示该实施方式的第一组和第二组的驱动块的动作及转子的动作(阶段3~4)的主视图。
图13是表示该实施方式的第一组和第二组的驱动块的动作及转子的动作(阶段5~6)的主视图。
图14是表示该实施方式的第一组和第二组的驱动块的动作及转子的动作(阶段7~8)的主视图。
图15是表示该实施方式的驱动装置的驱动块的前端部的位移的图表。
图16是该实施方式的具备驱动装置的透镜镜筒及照相机的简要结构图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的一个实施方式的压电促动器。本实施方式的压电促动器(驱动装置)1例如是通过进行使转子等构件A和驱动块等构件B相对位移的相对驱动,而用于驱动照相机的透镜镜筒等光学设备或电子设备的压电促动器。
图1是本实施方式的压电促动器1的主视图,图2是其剖视图。
如图1及图2所示,压电促动器1具备:设有多个保持部2a的基体部2(第四构件);被保持部2a保持的驱动块3;与驱动块3相邻配置的转子4;穿过基体部2的支承轴5;第一压电元件6;第二压电元件7。
基体部2(第四构件)例如通过不锈钢等金属材料形成为中空圆筒状,通过将支承轴5穿过,而以包围支承轴5的方式设置。而且,基体部2例如通过具有导电性的WC(碳化钨)等来设置。
转子4(第三构件)经由轴承5b而由支承轴5支承(轴支承),将支承轴5作为旋转轴而设置成旋转自如。在转子4的外周面形成有例如用于对照相机的透镜镜筒等进行驱动的齿轮4a。转子4的基体部2侧的面由多个驱动块3支承。
基体部2的一方的端部例如通过未图示的螺栓等固定在安装部101a上。在基体部2的与安装部101a相对的面的中央部形成有凹部2b。在凹部2b插入(嵌入)有形成在支承轴5基端的扩径部5a。在该状态下通过将基体部2固定在安装部101a,而将支承轴5固定于基体部2及安装部101a。
在基体部2的另一方的端部上,凹状的保持部2a沿着基体部2的周向、即转子4的旋转方向R设有多个。保持部2a从与支承轴5垂直且沿着转子4的旋转方向R的方向(第三方向)的两侧支承驱动块3,并将驱动块3(31(第一构件)、32(第二构件))保持为能够沿与支承轴5平行的方向(第二方向)驱动。而且,如图1所示,在基体部2的转子4侧的端部的角部设有倒角部(露出形成部)2h。倒角部2h在基体部2的转子4侧的端部的外周侧的角部及内周侧的角部这双方设置在基体部2的整周。
如图2所示,基体部2的侧面2c设置成与支承轴5大致平行。在基体部2的保持部2a与安装部101a侧的端部之间形成有抑制从安装部101a向保持部2a的振动的传递的作为振动抑制部的槽部2d。即,槽部2d设置在基体部2的侧面2c,该基体部2的侧面2c与支承轴5大致垂直且与沿着转子4的旋转方向R的方向(第三方向)交叉。槽部2d沿着基体部2的周向连续设置,并设置在比保持部2a与安装部101a侧的端部的中间接近安装部101a侧的端部的位置。
槽部2d的深度d1是例如基体部2的半径r1的40%以上且80%以下的范围。而且,与支承轴5平行的方向(第二方向)的槽部2d的宽度w1设定成大于基体部2的振动的振幅,且大于后述的第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71、第六压电元件72、驱动块3及基体部2所构成的支承驱动部(结构部)1a的共振振动的振幅。在一例中,槽部2d的宽度w1比基体部2的半径短。
如图2所示,在基体部2与支承轴5之间设有用于抑制从安装部101a向保持部2a的振动的间隙(振动抑制部)2e。间隙2e沿着与支承轴5平行的方向设置在从基体部2的保持部2a侧的端部到与槽部2d的安装部101a侧的缘部同样的位置。而且,间隙2e的宽度w2与槽部2d的宽度w1同样地,形成为大于基体部2的振动的振幅,且大于后述的支承驱动部1a的共振振动的振幅。
接下来,使用图3~图7,说明驱动块3、第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71及第六压电元件72的结构。首先,图3是图1所示的压电促动器1的支承驱动部1a的立体图,图4是图1所示的压电促动器1的支承驱动部1a的俯视图。
如图3及图4所示,驱动块3具有前端部3a和基部3b,该前端部3a具有截面为山形的六棱柱形状的前端部3a;该基部3b具有大致长方体形状。前端部3a例如由不锈钢等形成。基部3b例如由轻金属合金等构成。基部3b由保持部2a支承为能够沿着与支承轴5平行的方向进行驱动。前端部3a从保持部2a突出而支承转子4。前端部3a设置成与转子4接触的上表面的面积比基部3b侧的底面的面积小的前端变细的形状。
如图3所示,保持部2a设置在基体部2的端部,且在基体部2形成王冠状的凹凸。如图4所示,保持部2a沿着基体部2的周向每隔大致60°均匀形成。保持部2a具备与在俯视下通过基体部2中心的中心线CL大致平行设置的一对支承面2f、2f。支承面2f从与基体部2的中心线CL大致垂直的保持部2a的宽度w4方向(第三方向)的两侧隔着一对第一压电元件6、6夹入并保持驱动块3的基部3b。
如图3及图4所示,本实施方式的驱动块31(第一组的第一构件)在前端部31a(第一前端部)与基部31b(第一基部)之间具备一对第五压电元件71、71,在基部31b的侧面具备两组的一对第三压电元件61、61。本实施方式的驱动块32(第二组的第二构件)在前端部32a(第二前端部)与基部32b(第二基部)之间具备一对第六压电元件72、72,且在基部32b的侧面具备两组的一对第四压电元件62、62。
如此,压电促动器1包括:具备驱动块31、两对第三压电元件61及一对第五压电元件71的第一组;具备驱动块32、两对第四压电元件62及一对第六压电元件72的第二组。
第一组的驱动块31和第二组的驱动块32配置在同一圆周上。而且,各个组的驱动块31、32沿着转子4的旋转方向R分别均匀地配置。不同组的驱动块31、32向旋转方向R交替(顺序)配置。
接下来,使用图3~图6,说明第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71及第六压电元件72。
首先,说明第三压电元件61、第四压电元件62。
如图4所示,从宽度w3(w31)方向的两侧夹入驱动块31的基部31b的一对第三压电元件61、61在驱动块31的宽度w3(w31)方向(第三方向)上设置两对。驱动块3的宽度方向w3是与支承轴5垂直且沿着转子4的旋转方向R的方向,是与基体部2的俯视下的中心线CL大致垂直的方向。第三压电元件61形成为沿着保持部2a的深度d2方向延伸的细长的长方形状,被夹持在基部31b与保持部2a之间。由此,第三压电元件61配置在基体部2上设置的槽部2d(参照图1及图2)与转子4之间。
另外,从宽度w3(w32)方向的两侧夹入驱动块32的基部32b的一对第四压电元件62、62在驱动块32的宽度w3(w32)方向(第三方向)上设置两对。
第三压电元件61例如通过导电性的粘接剂,与驱动块31的基部31b和保持部2a粘接。而且,在与通过基体部2中心的中心线CL大致平行的驱动块31的进深p1方向上配置的两个第三压电元件61、61相互大致平行。
另外,第四压电元件62例如通过导电性的粘接剂而与驱动块32的基部32b和保持部2a粘接。而且,在与通过基体部2中心的中心线CL大致平行的驱动块32的进深p1方向上配置的两个第四压电元件62、62相互大致平行。
各个第三压电元件61或第四压电元件62的形状及尺寸全部大致相等。
图5A是说明本实施方式中的第三压电元件61的图。图5B是说明本实施方式中的第四压电元件62的图。在与支承轴5平行的方向(第二方向)上,从基体部2向转子4的方向为正方向。这种情况下,如图5A所示,第三压电元件61被施加正电压时,以+(正)电极向正方向位移的方式与基部31b粘接。另一方面,如图5B所示,第四压电元件62被施加正电压时,以+(正)电极向负方向位移的方式与基部32b粘接。另外,第三压电元件61和第四压电元件62沿着电极极性相同的方向分别与驱动块31的基部31b和驱动块32的基部32b粘接。
接下来,说明第五压电元件71、第六压电元件72。
返回图3,一对第五压电元件71、71相互大致平行地设置在驱动块31的基部31b与前端部31a之间。第五压电元件71形成为沿着与驱动块31的宽度w3方向大致平行地延伸的细长的长方形状。
另外,一对第六压电元件72、72相互大致平行地设置在驱动块32的基部32b与前端部32a之间。第六压电元件72形成为沿着与驱动块32的宽度w3方向大致平行地延伸的细长的长方形状。
第五压电元件71或第六压电元件72被夹持在前端部3a的底面与基部3b的上表面之间,例如通过导电性的粘接剂,而与前端部3a的底面和基部3b的上表面粘接。各个第五压电元件71或第六压电元件72的形状及尺寸全部大致相等。
图6A是说明本实施方式中的第五压电元件71的图。图6B是说明本实施方式中的第六压电元件72的图。在驱动块31的宽度w3方向(第三方向)上,转子4的旋转方向为正方向。这种情况下,如图6A所示,第五压电元件71在被施加正电压时,以+(正)电极向正方向位移的方式与基部31b粘接。另一方面,如图6B所示,第六压电元件72在被施加正电压时,以+(正)电极向负方向位移的方式与基部32b粘接。另外,第五压电元件71和第六压电元件72沿着电极极性为相同的方向分别与驱动块31的基部31b和驱动块32的基部32b粘接。
第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71及第六压电元件72被沿着厚度方向分极,而例如通过锆钛酸铅(PZT)形成,其振动模式是厚度切变振动。即,第三压电元件61或第四压电元件62对驱动块3沿着与支承轴5大致平行的保持部2a的深度d2方向相对于基体部2进行相对驱动。第五压电元件71或第六压电元件72对驱动块3的前端部3a沿着驱动块3的宽度w3方向(第三方向)相对于基部3b及基体部2进行相对驱动。即,在本实施方式中,第三压电元件61或第四压电元件62夹入驱动块3的方向(第二方向)与第五压电元件71或第六压电元件72对驱动块3的前端部3a进行驱动的方向(第三方向)大致相等。
通过该多个第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71、第六压电元件72、驱动块3及基体部2支承转子4,且构成与驱动块3及基体部2相对地对转子4进行驱动的支承驱动部1a。
接下来,使用图7A和图7B,说明图3中的驱动块3的保持部2a。
图7A是本实施方式中的压电促动器1的保持部2a及驱动块3的主视图(1),图7B是本实施方式的压电促动器1的保持部2a及驱动块3的主视图(2)。
如图7A及图7B所示,设置于基体部2的凹状的保持部2a的支承面2f相对于与图2所示的支承轴5大致平行的保持部2a的深度d2方向(第二方向)倾斜设置。
支承面2f以距图1所示的驱动块3的前端部3a所支承的转子4的距离越远而相对的支承面2f、2f彼此的间隔逐渐变窄的方式倾斜。换言之,保持部2a越接近底面2g而宽度w4越窄。从各构件的尺寸和公差等的关系出发,支承面2f相对于保持部2a的深度d2方向的倾斜角度α优选2°以上、6°以下。在本实施方式中,支承面的倾斜角度α为4°。
另外,如图7A及图7B所示,和支承面2f同样地,与支承面2f相对的驱动块3的基部3b的侧面3c相对于与支承轴5大致平行的驱动块3的高度h1方向(第二方向)倾斜设置。由此,驱动块3的基部3b的侧面3c与支承面2f大致平行地设置。在此,基部3b的保持部2a的底面2g侧的端部中的基部3b及一对第一压电元件6、6的宽度w5比保持部2a的开口部的宽度w4小,比保持部2a的深度d2方向的中途的宽度w4′大。
因此,使驱动块3的基部3b及一对第一压电元件6、6由保持部2a保持时,如图7B所示,在驱动块3的底面3d与保持部2a的底面2g分离的状态下,基部3b从保持部2a的宽度w4方向的两侧隔着一对第一压电元件6、6被支承面2f支承。即,支承面2f从保持部2a的宽度w4方向(第三方向)的两侧支承驱动块3,且在与支承轴5大致平行的保持部2a的深度d2方向(第二方向)上进行定位的方式相对于深度d2方向倾斜设置。
图8A是压电元件6(第三压电元件61、第四压电元件62)的示意性的布线图,图8B是压电元件7(第五压电元件71、第六压电元件72)的示意性的布线图。
如图8A及图8B所示,本实施方式的压电促动器1与分别向第一压电元件6及第二压电元件7供给电压的电源部10(第一电源部至第三电源部)、上升驱动电路15(第一驱动部)及输送驱动电路16(第二驱动部)连接。电源部10向上升驱动电路15及输送驱动电路16供给电压,以使得图3及图4所示的第一组及第二组的各自的驱动块31、32的前端部31a、32a反复依次进行图1及图2所示的与转子4的接触、向转子4的旋转方向R的输送、从转子4的离开、向转子4的旋转方向R的反方向的返回。上升驱动电路15基于供给的电压,驱动压电元件6(第三压电元件61、第四压电元件62)。输送驱动电路16基于供给来的电压,驱动压电元件7(第五压电元件71、第六压电元件72)。另外,电源部10是第一电源部至第三电源部,也可以根据用途仅是第一端子T1(第二电源部),还可以根据用途仅是第二端子T2(第三电源部)。另外,第一组的基部31b和第二组的基部32b被接地。
如图8A所示,第一组的驱动块31分别具备的第三压电元件61和第二组的驱动块32分别具备的第四压电元件62交替地经由第一配线11及上升驱动电路15与电源部10的第一端子T1连接。
如图8B所示,第一组的驱动块31分别具备的第五压电元件71和第二组的驱动块32分别具备的第六压电元件72交替地经由第二配线12和输送驱动电路16与电源部10的第二端子T2连接。
另外,在图8A及图8B中,虽然未图示,但驱动块31、32的基部31b、32b被接地。
从电源部10的各端子向第三压电元件至第六压电元件供给的电压可以是正弦波或正弦波形的电压波形。而且,上升驱动电路15的输出既可以向各第一压电元件6供给,或者在基体部2具有导电性时也可以向基体部2供给。
接下来,使用图9,说明驱动块的组由第一组和第二组这两组构成的情况。图9是表示本实施方式中的驱动装置1的驱动块3的前端部3a的位移的图表。
在图9(a)~图9(d)中,使用沿着转子4的旋转方向R的第一组的驱动块31的宽度w31方向(第三方向)为X1方向、与支承轴5平行的方向(第二方向)为Y方向的正交坐标系进行说明。图9(a)表示第一组的驱动块31的前端部31a的Y方向的位移,图9(b)表示第二组的驱动块32的前端部32a的Y方向的位移。而且,图9(c)表示第一组的驱动块31的X1方向的位移,图9(d)表示第二组的驱动块32的X2方向的位移。
由于第三压电元件61与第四压电元件62的驱动方向为反方向,因此如图9(a)及图9(b)所示,沿着Y轴方向进行驱动的第一组及第二组的驱动块3的前端部3a描绘具有180°的相位差的正弦波形的轨迹。此时,如图9(a)中粗线所示,第一组的驱动块31的前端部31a当Y轴方向的位移超过接触位置y1时与转子4接触。而且,如图9(b)中粗线所示,第二组的驱动块32的前端部32a也同样地与转子4接触。
在此,图9(a)所示的第一组的驱动块31的轨迹和图9(b)的第二组的驱动块32的轨迹具有180°的相位差。因此,第一组的驱动块31的前端部31a和第二组的驱动块32的前端部32a交替地与转子4接触,而支承转子4。在此,存在有双方的驱动块3的前端部3a从转子4离开的期间。然而,该期间中,转子4由于其惯性而几乎不向Y方向位移。
如图9(c)及图9(d)所示,向X1轴方向及X2轴方向进行驱动的第一组及第二组的驱动块3的前端部3a描绘正弦波形的轨迹。
在此,如图9(c)中粗线所示,第一组的驱动块31的前端部31a在与转子4接触期间(图9(a)所示的粗线部分期间),向沿着转子4的旋转方向的X1轴正方向移动。而且,如图9(d)中粗线所示,第二组的驱动块32的前端部32a也同样地在与转子4接触期间(图9(b)所示的粗线部分期间),向沿着转子4的旋转方向的X2轴正方向移动。
因此,转子4被第一组的驱动块31和第二组的驱动块32交替地向旋转方向驱动。
接下来,使用图10~图15,说明第一组的驱动块31和第二组的驱动块32的动作及电源部10的控制电压的一例。
图10是电源部10在各端子T1和T2产生的电压的时序图的一例。另外,图10是从第一端子T1供给的电压波形为矩形波,且从第二端子供给的电压波形为正弦波形的例子。如此,驱动电压不仅可以是正弦波形的电压,也可以是矩形波状。
如图10所示,电源部10的第一端子T1在阶段1~阶段2之间产生-1.0V的电压,在阶段3~阶段6之间产生1.0V的电压。在阶段6以后,反复进行在4阶段之间产生-1.0V的电压且在4阶段之间产生1.0V的电压的情况。即,电源部10在第一端子产生以8阶段为一周期的电压。另外,所谓“阶段”(Phase),表示被施加驱动电压时的各状态。
电源部10使第二端子T2在阶段1中产生-1.0V的电压,在阶段2中产生-2.0V的电压。而且,电源部10使第二端子T2在阶段3~阶段6的各阶段中使电压从-2.0V到2.0V每次以1.0V增加。而且,电源部10使第二端子T2在阶段7~阶段8的各阶段中使电压从2.0V到0V每次以1.0V减少。在阶段9以后,反复进行该阶段1~阶段8的电压的产生图案。即,电源部10使第二端子T2产生以8阶段为一周期的电压。
另外,第一电压是电源部10从第一端子T1和第二端子T2向上升驱动电路15和输送驱动电路16供给的电压,例如是第一端子T1中的-1.0V~1.0V,是第二端子T2中的-2.0V~2.0V。
在本实施方式中,电源部10向第一压电元件6及第二压电元件7供给的电压的频率与由第一压电元件6、第二压电元件7、驱动块3及基体部2构成的支承驱动部(结构部)1a的共振振动的振动数大致相等。
接下来,关于本实施方式的压电促动器1的动作,使用图10说明的时序图和图11~图15在下面进行说明。
图11~图14是表示第一组和第二组的驱动块31、32的动作和转子4的动作(阶段0~10)的主视图。图15是表示本实施方式中的驱动装置1的驱动块3的前端部3a的位移的图形。在图15(a)及图15(b)中,Y轴方向上的与转子4的接触位置y1由虚线表示。
在图11(a)~图14(a)中,使用以沿着转子4的旋转方向R的第一组的驱动块31的宽度w31方向(第三方向)为X1方向并以与支承轴5平行的方向(第二方向)为Y方向的正交坐标系进行说明。在图11(b)~图14(b)中,使用以沿着转子4的旋转方向R的第二组的驱动块32的宽度w32方向(第三方向)为X2方向,并以与支承轴5平行的方向(第二方向)为Y方向的正交坐标系进行说明。
(阶段0)
如图10所示,电源部10在阶段0中是不使各端子T1和T2产生电压(0V),向图8A和图8B所示的第三压电元件61、第四压电元件62、第五压电元件71及第六压电元件72供给0V的电压(即,未供给电压)的状态。
如图11(a)及图11(b)所示,在阶段0中,第一组的驱动块31和第二组的驱动块32分别在前端部31a、32a的上表面与转子4相接触的状态下静止。转子4在被驱动块31、32的前端部31a、32a支承的状态下静止。
(阶段1)
如图10所示,电源部10在阶段1中使第一端子T1产生-1.0V的电压,并经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段1中使第二端子T2产生-1.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图11(a)所示,在阶段1中,驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61进行厚度切变变形,并使驱动块31的基部31b相对于保持部2a的支承面2f向Y方向的基体部2侧(Y轴负方向侧)移动(参照图15(a)、阶段1)。由此,驱动块31的前端部31a向Y轴负方向侧移动,从转子4离开。
另外,如图11(a)所示,在阶段1中,第五压电元件71进行厚度切变变形。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴负方向侧移动(参照图15(c),参照阶段1)。此时的前端部31a的移动量与向第五压电元件71供给的电压的绝对值成比例。
另外,如图11(b)所示,在阶段1中,驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62进行厚度切变变形,并使驱动块32的基部32b相对于保持部2a的支承面2f向Y方向的转子4侧(Y轴正方向侧)移动(参照图15(b)、阶段1)。由此,在驱动块32向Y轴正方向侧移动的作用下,前端部32a向Y轴正方向侧推起转子4。
另外,如图11(b)所示,在阶段1中,第六压电元件72进行厚度切变变形。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴正方向侧移动(参照图15(d)、参照阶段1)。此时的前端部32a的移动量与向第六压电元件72供给的电压的绝对值成比例。
即,在阶段1中,如图11(a)所示,第一组的驱动块31的前端部31a向Y轴负方向侧移动,从转子4离开。而且,如图11(b)所示,通过使第二组的驱动块32的前端部32a向X2轴正方向侧移动,在前端部32a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。在此,如图3及图4所示,第二组的驱动块32沿着转子4的旋转方向R在基体部2的周向上配置。而且,前端部32a向沿着转子4的旋转方向R的驱动块32的宽度w32方向(X2方向)位移。因此,转子4被驱动块32的前端部32a向旋转方向R驱动,开始以图1及图2所示的支承轴5为中心的旋转。
(阶段2)
如图10所示,电源部10在阶段2中,将第一端子T1的电压维持成-1.0V,并维持经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给的电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段2中,使第二端子T2产生-2.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图11(a)所示,在阶段2中,维持将第一组的驱动块31向Y方向驱动的第三压电元件61的变形,维持前端部31a从转子4离开的状态(参照图15(a)、阶段2)。在该状态下,如图11(a)所示,在阶段2中,第五压电元件71进行厚度切变变形。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2而向X1轴负方向侧移动(参照图15(c))。此时的前端部31a的移动量与在阶段2中向第五压电元件71新供给的-2.0V和在阶段1中供给的-1.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图11(b)所示,在阶段2中,维持沿Y方向驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62的变形而维持前端部32a与转子4接触的状态(参照图15(b)、阶段2)。在该状态下,如图11(b)所示,在阶段2中,第六压电元件72进行厚度切变变形。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2,向X2轴正方向侧移动(参照图15(d)、阶段2)。此时的前端部32a的移动量与在阶段2中向第六压电元件72新供给的-2.0V和在阶段1中供给的-1.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段2中,如图11(b)所示,通过使第二组的驱动块32的前端部32a向X2轴正方向侧移动,在前端部32a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块32的前端部32a向旋转方向R驱动。
(阶段3)
如图10所示,电源部10在阶段3中,使第一端子T1产生正负反转的1.0V的电压,并经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段3中,使第二端子T2产生-1.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图12(a)所示,在阶段3中,驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61向正方向进行厚度切变变形,使驱动块31的基部31b向Y轴正方向侧移动(参照图15(a)、阶段3)。同时,如图12(a)所示,在阶段3中,第五压电元件71向X1轴负方向侧的变形量减少。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴正方向侧移动(参照图15(c)、阶段3)。此时的前端部31a的移动量与在阶段3中向第五压电元件71新供给的-1.0V和在阶段2中供给的-2.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图12(b)所示,在阶段3中,驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62向负方向进行厚度切变变形,使驱动块32的基部32b向Y轴负方向侧移动(参照图15(b)、阶段3)。在该状态下,如图12(b)所示,在阶段3中,第六压电元件72向X2轴正方向侧的变形量减少。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴负方向侧移动(参照图15(d)、阶段3)。此时的前端部32a的移动量与在阶段3中向第六压电元件72新供给的-1.0V和在阶段2中供给的-2.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段3中,如图12(a)所示,通过使第一组的驱动块31的前端部31a向X1轴正方向侧移动,在前端部31a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块31的前端部31a向旋转方向R驱动。
另外,在阶段2与阶段3之间,双方的驱动块31、32有时会在极短时间之间从转子4离开。即使在这种情况下,转子4由于其惯性而几乎不进行Y方向的位移,而留在被第二组的驱动块32的前端部32a支承的位置。因此,转子4维持Y方向的大致恒定的位置,在被向旋转方向R驱动的状态下,由第一组的驱动块31的前端部31a沿Y方向支承,被向旋转方向R驱动。由此,转子4在Y方向的大致恒定的位置上以支承轴5为中心继续旋转。
(阶段4)
如图10所示,电源部10在阶段4中,将第一端子T1的电压维持成1.0V,并维持经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给的电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段4中,向第二端子T2供给的电压为0V,经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给的电压为0V。
其结果是,如图12(a)所示,在阶段4中,维持驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61的变形,维持前端部31a与转子4接触的状态(参照图15(a)、阶段4)。同时,如图12(a)所示,在阶段4中,第五压电元件71向X1轴负方向侧的变形量减少,第五压电元件71返回原来的状态。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴正方向侧移动(参照图15(c)、阶段4)。此时的前端部31a的移动量与在阶段4中向第五压电元件71新供给的0V和在阶段3中供给的-1.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图12(b)所示,在阶段4中,维持驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62的变形,维持前端部32a从转子4离开的状态(参照图15(b)、阶段4)。在该状态下,如图12(b)所示,在阶段4中,第六压电元件72向X2轴正方向侧的变形量减少,第六压电元件72返回原来的状态。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴负方向侧移动(参照图15(d)、阶段4)。此时的前端部32a的移动量与在阶段4中向第六压电元件72新供给的0V和在阶段3中供给的-1.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段4中,如图12(a)所示,通过使第一组的驱动块31的前端部31a向X1轴正方向侧移动,而在前端部31a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块31的前端部31a向旋转方向R驱动。
(阶段5)
如图10所示,电源部10在阶段5中,将第一端子T1的电压维持成1.0V,并维持经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给的电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段5中,使第二端子T2产生1.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图13(a)所示,在阶段5中,维持驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61的变形,维持前端部31a与转子4接触的状态(参照图15(a)、阶段5)。同时,如图13(a)所示,在阶段5中,第五压电元件71进行厚度切变变形。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2,向X1轴正方向侧移动(参照图15(c)、阶段5)。此时的前端部31a的移动量与在阶段5中向第五压电元件71新供给的1.0V和在阶段4中供给的0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图13(b)所示,在阶段5中,维持驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62的变形,维持前端部32a从转子4离开的状态(参照图15(b)、阶段5)。在该状态下,如图13(b)所示,在阶段5中,第六压电元件72进行厚度切变变形。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴负方向侧移动(参照图15(d)、阶段5)。此时的前端部32a的移动量与在阶段5中向第六压电元件72新供给的1.0V和在阶段4中供给的0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段5中,如图13(a)所示,通过使第一组的驱动块31的前端部31a向X1轴正方向侧移动,在前端部31a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块31的前端部31a向旋转方向R驱动。
(阶段6)
如图10所示,电源部10在阶段6中,将第一端子T1的电压维持成1.0V,并维持经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给的电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段6中,使第二端子T2产生2.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图13(a)所示,在阶段6中,维持驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61的变形,维持前端部31a与转子4接触的状态(参照图15(a)、阶段6)。同时,如图13(a)所示,在阶段6中,第五压电元件71向X1轴正方向侧的变形量增加。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴正方向侧移动(参照图15(c)、阶段6)。此时的前端部31a的移动量与在阶段6中向第五压电元件71新供给的2.0V和在阶段5中供给的1.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图13(b)所示,在阶段6中,维持驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62的变形,维持前端部32a从转子4离开的状态(参照图15(b)、阶段6)。在该状态下,如图13(b)所示,在阶段6中,第六压电元件72向X2轴负方向侧的变形量增加。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴负方向侧移动(参照图15(d)、阶段6)。此时的前端部32a的移动量与在阶段6中向第六压电元件72新供给的2.0V和在阶段5中供给的1.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段6中,如图13(a)所示,通过使第一组的驱动块31的前端部31a向X1轴正方向侧移动,在前端部31a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块31的前端部31a向旋转方向R驱动。
另外,在阶段6与阶段7之间,双方的驱动块31、32有时在极短时间之间从转子4离开。即使在这种情况下,转子4由于其惯性而几乎不进行Y方向的位移,留在被第一组的驱动块31的前端部31a支承的位置。因此,转子4维持Y方向的大致恒定的位置,在向旋转方向R驱动的状态下,被第二组的驱动块32的前端部32a沿着Y方向支承,向旋转方向R驱动。由此,转子4在Y方向的大致恒定的位置上以支承轴5为中心继续旋转。
(阶段7)
如图10所示,电源部10在阶段7中,使第一端子T1产生正负反转的-1.0V的电压,并经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段7中,使第二端子T2产生1.0V的电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图14(a)所示,在阶段7中,驱动第一组的驱动块31的第三压电元件61进行厚度切变变形,使驱动块31的基部31b相对于保持部2a的支承面2f向Y方向的基体部2侧(Y轴负方向侧)移动(参照图15(a)、阶段7)。由此,驱动块31的前端部31a向Y轴负方向侧移动,从转子4离开。
另外,如图14(a)所示,在阶段7中,第五压电元件71向X1轴正方向侧的变形量减少。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴负方向侧移动(参照图15(c)、阶段7)。此时的前端部31a的移动量与在阶段7中向第五压电元件71新供给的1.0V和在阶段6中供给的2.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图14(b)所示,在阶段7中,驱动第二组的驱动块32的第四压电元件62进行厚度切变变形,并使驱动块32的基部32b相对于保持部2a的支承面2f向Y方向的转子4侧(Y轴正方向侧)移动(参照图15(b)、阶段7)。由此,通过使驱动块32向Y轴正方向侧移动,前端部32a将转子4向Y轴正方向侧推起。
另外,如图14(b)所示,在阶段7中,第六压电元件72向X2轴负方向侧的变形量减少。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴正方向侧移动(参照图15(d)、阶段7)。此时的前端部31a的移动量与在阶段7中向第六压电元件72新供给的1.0V和在阶段6中供给的2.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段7中,如图14(a)所示,第一组的驱动块31的前端部31a向Y轴负方向侧移动,从转子4离开。而且,如图14(b)所示,通过使第二组的驱动块32的前端部32a向X2轴正方向侧移动,而在前端部32a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块32的前端部32a向旋转方向R驱动。
(阶段8)
如图10所示,电源部10在阶段8中,将第一端子T1的电压维持成-1.0V,并维持经由上升驱动电路15和第一配线11向图8A所示的第一组的驱动块31的第三压电元件61和第二组的驱动块32的第四压电元件62供给的电压。
另外,如图10所示,电源部10在阶段8中,使向第二端子T2供给的电压为0V,并经由输送驱动电路16和第二配线12向图8B所示的第一组的驱动块31的第五压电元件71和第二组的驱动块32的第六压电元件72供给电压。
其结果是,如图14(a)所示,在阶段8中,维持将第一组的驱动块31沿着Y方向驱动的第三压电元件61的变形,维持前端部31a从转子4离开的状态(参照图15(a)、阶段8)。在该状态下,如图14(a)所示,在阶段8中,第五压电元件71向X1轴正方向侧的变形量减少,第五压电元件71返回原来的状态。因此,前端部31a相对于基部31b及基体部2向X1轴负方向侧移动(参照图15(c)、阶段8)。此时的前端部31a的移动量与在阶段8中向第五压电元件71新供给的0V和在阶段7中供给的1.0V的电压之差的绝对值成比例。
另外,如图14(b)所示,在阶段8中,维持将第二组的驱动块32沿着Y方向驱动的第四压电元件62的变形,维持前端部32a与转子4接触的状态(参照图15(b)、阶段8)。在该状态下,如图14(b)所示,在阶段8中,第六压电元件72向X2轴负方向侧的变形量减少,第六压电元件72返回原来的状态。因此,前端部32a相对于基部32b及基体部2向X2轴正方向侧移动(参照图15(d)、阶段8)。此时的前端部32a的移动量与在阶段8中向第六压电元件72新供给的0V和在阶段7中供给的1.0V的电压之差的绝对值成比例。
即,在阶段8中,如图14(b)所示,通过使第二组的驱动块32的前端部32a向X2轴正方向侧移动,在前端部32a的上表面与转子4的下表面之间作用有摩擦力。因此,转子4被驱动块32的前端部32a向旋转方向R驱动。
阶段9以后,反复进行与上述的从阶段1至阶段8的动作同样的动作,从而转子4继续旋转。由此,通过第一组的驱动块31的前端部31a和第二组的驱动块32的前端部32a交替地(顺序地)进行转子4的Y轴方向的支承及旋转方向R的驱动,从而转子4绕支承轴5继续旋转。
另外,在上述的实施方式中,说明了对转子4向旋转方向R驱动的例子,但电源部10通过控制驱动电压能够使其向旋转方向R的反方向旋转。
如上所述,根据施加了相同驱动电压的情况,第三压电元件61以被向第二方向驱动的方式安装在第一组的驱动块31的基部31b。而且,根据施加了相同驱动电压的情况,在第二组的驱动块32的基部32b安装的第四压电元件62被向第二方向的反方向驱动。而且,根据施加了相同驱动电压的情况,第五压电元件71以被向第三方向驱动的方式安装在第一组的驱动块31的基部31b与前端部31a之间。而且,根据施加了相同驱动电压的情况,在第二组的驱动块32的基部32b与前端部32a之间安装的第六压电元件72被向第三方向的反方向驱动。
其结果是,能够将对第三压电元件61和第四压电元件62进行驱动的上升驱动电路15形成为共通。而且,能够将对第三压电元件61和第四压电元件62进行配线的第一配线11形成为共通。此外,能够将对第三压电元件61和第四压电元件62进行驱动的电源部10的第一端子T1形成为共通,且能够将驱动电压的时间控制形成为共通。
同样地,能够将对第五压电元件71和第六压电元件72进行驱动的输送驱动电路16形成为共通。而且,能够将对第五压电元件71和第六压电元件72进行配线的第二配线12形成为共通。此外,能够将对第五压电元件71和第六压电元件72进行驱动的电源部10的第二端子T2形成为共通,能够将驱动电压的时间控制形成为共通。此外,能够对第三压电元件61和第四压电元件62施加相同的驱动电压,因此能够使基体部2具备导电性。并且,这种情况下,不需要向第三压电元件61和第四压电元件62的配线,能够直接对基体部2施加驱动电压,因此能够简单地构成。其结果是,能够削减部件个数,容易进行组装及维护,能够削减成本。
另外,通过驱动块3使转子4旋转,对转子4和驱动块3进行相对驱动时,能够使转子4稳定地旋转。而且,例如,与夹入基部31b的第三压电元件61向相互不同的方向驱动基部31b的情况相比,不易产生损失,能够提高能量效率,能够增大压电促动器1的输出。
另外,第一组的第三压电元件61和第二组的第四压电元件62以被驱动的方向(通过厚度切变振动而移动的方向)相互不同的方式安装(粘接)在各个驱动块的基部(31b、32b)。因此,通过经由上升驱动电路15和第一端子T1向第一组的第三压电元件61和第二组的第四压电元件62供给相同的驱动电压,第一组的驱动块31的基部31b和第二组的驱动块32的基部32b能够进行反相的动作。
另外,第一组的第五压电元件71和第二组的第六压电元件72以被驱动的方向(通过厚度切变振动而移动的方向)相互不同的方式安装(粘接)在各个驱动块的前端部31a与基部31b之间或前端部32a与基部32b之间。因此,通过经由输送驱动电路16和第二端子T2向第一组的第五压电元件71和第二组的第六压电元件72供给相同的驱动电压,第一组的驱动块31的前端部31a和第二组的驱动块32的前端部32a能够进行反相的动作。
另外,在本实施方式中,说明了转子4为圆形的情况,但例如转子4也可以是线状。即使在这种情况下,也将具有第三压电元件61和第五压电元件71的驱动块31及具有第四压电元件62和第六压电元件72的驱动块32沿着线状的转子4交替配置。并且,电源部10经由上升驱动电路15和第一配线11向第三压电元件61和第四压电元件62供给相同的驱动电压,并经由输送驱动电路16和第二配线12向第五压电元件71和第六压电元件72供给相同的驱动电压,从而能够沿着直线方向对线状的转子4进行驱动。
另外,夹入基部3b的一对第三压电元件61、61或第四压电元件62、62的尺寸及形状大致相等。由此,能够使驱动块3的宽度w3方向的刚性均匀。因此,能够抑制驱动块3的基部3b的宽度w3方向的振动。另外,通过将全部的第三压电元件61~第六压电元件72形成为相同的形状及尺寸,使制造变得容易,从而能够提高生产性。
另外,在本实施方式中,说明了向安装于驱动块31的第三压电元件61和安装于驱动块32的第四压电元件62输入相同的驱动电压,且向安装于驱动块31的第五压电元件71和安装于驱动块32的第六压电元件72输入相同的驱动电压的例子。然而,并不局限于此。例如,也可以向第三压电元件61和第四压电元件62输入相同的驱动电压,并向第五压电元件71和第六压电元件72供给使相位反转的驱动信号。或者,还可以向第五压电元件71和第六压电元件72输入相同的驱动电压,并向第三压电元件61和第四压电元件62供给使相位反转的驱动信号。
接下来,作为具备本实施方式的压电促动器1的透镜镜筒的一例,对更换透镜进行说明。本实施方式的更换透镜是形成照相机主体并形成照相机系统的部件,以可拆装的方式安装于照相机主体。更换透镜能够切换根据公知的AF(自动聚焦)控制而进行对焦动作的AF模式和根据来自摄影者的手动输入而进行对焦动作的MF(手动聚焦)模式。
接下来,说明具备本实施方式的压电促动器1的透镜镜筒及照相机的一例。本实施方式的更换透镜形成照相机体并形成照相机系统。更换透镜能够切换根据公知的AF(自动聚焦)控制而进行对焦动作的AF模式和根据来自摄影者的手动输入而进行对焦动作的MF(手动聚焦)模式。
图16是表示具备本实施方式中的压电促动器1的透镜镜筒及照相机的简要结构图。如图16所示,照相机201具备内置有摄像元件208的照相机体202和具有透镜207的透镜镜筒203。
透镜镜筒203是能够向照相机体202进行装卸的更换透镜。透镜镜筒203具备透镜207、凸轮筒206、压电促动器1等。压电促动器1在照相机201的聚焦动作时被用作驱动透镜207的驱动源。从压电促动器1的转子4得到的驱动力直接向凸轮筒206传递。透镜207是由凸轮筒206保持,通过压电促动器1的驱动力与光轴方向L大致平行地移动,从而进行焦点调节的聚焦透镜。
在使用照相机201时,通过设置在透镜镜筒203内的透镜组(包含透镜207),在摄像元件208的摄像面上成像出被摄体图像。通过摄像元件208,而将成像出的被摄体图像转换成电信号,并对该信号进行A/D(模拟-数字)转换,从而得到图像数据。
如以上说明所示,照相机201及透镜镜筒203具备上述压电促动器1。因此,与以往相比,能够使转子4高效率地旋转,并高效率地驱动透镜207。
在本实施方式中,示出了透镜镜筒203是更换透镜的例子,但并不局限于此,例如,也可以是与照相机体一体型的透镜镜筒。
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明并不限定于上述的各实施方式。在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行结构的附加、省略、置换及其他的变更。本发明并不由上述的说明来限定,而仅由权利要求书的范围来限定。
例如,压电元件也可以不是厚度切变变形,而沿厚度方向变形。这种情况下,第三压电元件的纵向弹性系数与第四压电元件的纵向弹性系数的比可以等于驱动块的整体质量及前端部的质量之和与驱动块的前端部的质量的比。这种情况下,也能够得到与使用进行厚度切变变形的压电元件时同样的效果。
Claims (13)
1.一种压电促动器,其特征在于,具备:
第一压电元件;
第二压电元件;
第一组的第一构件,其安装有根据第一电压的施加向第一方向变形的所述第一压电元件;以及
第二组的第二构件,其安装有根据所述第一电压的施加向所述第一方向的反方向变形的所述第二压电元件。
2.根据权利要求1所述的压电促动器,其特征在于,
所述压电促动器具备第三构件,通过所述第一构件或所述第二构件被驱动,该第三构件与所述第一构件或所述第二构件抵接,相对于所述第一构件或所述第二构件进行相对移动。
3.根据权利要求1或2所述的压电促动器,其特征在于,
所述第一方向包括第二方向,
所述第一压电元件具备一对第三压电元件,
所述第二压电元件具备一对第四压电元件,
所述第一构件具备第一基部,
所述第二构件具备第二基部,
所述一对第三压电元件从两侧夹入所述第一基部,并沿着所述第二方向驱动所述第一基部,
所述一对第四压电元件从两侧夹入所述第二基部,并沿着与所述第二方向相反的方向驱动所述第二基部。
4.根据权利要求3所述的压电促动器,其特征在于,
所述压电促动器还具备第四构件,该第四构件具有与所述一对第三压电元件的分别相互面对的面及相反侧的面抵接的两个面,经由所述一对第三压电元件支承所述第一基部,具有与所述一对第四压电元件的分别相互面对的面及相反侧的面抵接的两个面,且经由所述一对第四压电元件支承所述第二基部,
所述一对第三压电元件的一端与所述第四构件分别相接触,所述一对第四压电元件的一端与所述第四构件分别相接触,
经由所述第四构件,向所述一对第三压电元件和所述一对第四压电元件供给驱动电压。
5.根据权利要求3或4所述的压电促动器,其特征在于,
所述第一方向包括第三方向,
所述第一压电元件具备第五压电元件,
所述第二压电元件具备第六压电元件,
所述第一构件具备第一前端部,
所述第二构件具备第二前端部,
所述第五压电元件设置在所述第一前端部与所述第一基部之间,沿着所述第三方向驱动所述第一前端部,
所述第六压电元件设置在所述第二前端部与所述第二基部之间,沿着与所述第三方向相反的方向驱动所述第二前端部。
6.根据权利要求5所述的压电促动器,其特征在于,
所述一对第三压电元件具备多个包括所述第五压电元件、所述第一前端部、所述第一基部在内的单元,
所述一对第四压电元件具备多个包括所述第六压电元件、所述第二前端部、所述第二基部在内的单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压电促动器,其特征在于,
所述压电促动器还具备向所述第一压电元件和所述第二压电元件供给驱动电压的第一电源部。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的压电促动器,其特征在于,还具备:
对所述第三压电元件和所述第四压电元件双方进行驱动的第一驱动部;以及
向第一驱动部供给驱动电压的第二电源部。
9.根据权利要求5、6或8中任一项所述的压电促动器,其特征在于,还具备:
对所述第五压电元件和所述第六压电元件双方进行驱动的第二驱动部;以及
向第二驱动部供给驱动电压的第三电源部。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的压电促动器,其特征在于,
各个所述第一基部沿着所述第三构件的旋转方向均匀配置,
且所述第二基部沿着所述第三构件的旋转方向与所述第一基部交替配置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的压电促动器,其特征在于,
所述第一压电元件或所述第二压电元件根据所述第一电压的施加进行厚度切变振动。
12.一种透镜镜筒,其具备权利要求1至11中任一项所述的压电促动器。
13.一种照相机,其具备权利要求1至11中任一项所述的压电促动器。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113067964A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | 一种压电驱动器和成像模组 |
CN113589466A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 维沃移动通信有限公司 | 驱动装置和电子设备 |
US20230375900A1 (en) * | 2021-04-14 | 2023-11-23 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. | Camera actuator |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130088479A (ko) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 삼성전자주식회사 | 슬립-스틱방식 압전 구동 장치 |
DE102019126702B3 (de) * | 2019-10-02 | 2021-02-18 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Rotationsstellvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Rotationsstellvorrichtung |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
JPS6311070A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-18 | Marcon Electronics Co Ltd | 圧電アクチユエ−タ |
JPH0287981A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-28 | Marcon Electron Co Ltd | 圧電アクチュエータ |
CN1424819A (zh) * | 2001-12-04 | 2003-06-18 | 株式会社村田制作所 | 压电滑动共振子、复合压电滑动共振子以及压电共振零件 |
US20060061234A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. And Fujinon Corporation | Driving device and optical instrument |
JP2009201322A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ、振動アクチュエータの製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03212175A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-17 | Sony Corp | リニア型超音波モータ |
JP2001190081A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Minolta Co Ltd | アクチュエータ |
JP2007236138A (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Konica Minolta Opto Inc | 駆動装置および振動体 |
US8283837B2 (en) * | 2007-05-17 | 2012-10-09 | Nikon Corporation | Piezoelectric actuator, piezoelectric actuator device, lens barrel, optical device and manufacturing method thereof |
-
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- 2010-09-30 JP JP2010220942A patent/JP2012080611A/ja active Pending
-
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- 2011-09-29 US US13/248,431 patent/US8675295B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
JPS6311070A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-18 | Marcon Electronics Co Ltd | 圧電アクチユエ−タ |
JPH0287981A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-28 | Marcon Electron Co Ltd | 圧電アクチュエータ |
CN1424819A (zh) * | 2001-12-04 | 2003-06-18 | 株式会社村田制作所 | 压电滑动共振子、复合压电滑动共振子以及压电共振零件 |
US20060061234A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. And Fujinon Corporation | Driving device and optical instrument |
JP2009201322A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ、振動アクチュエータの製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113067964A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | 一种压电驱动器和成像模组 |
CN113067964B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-01-13 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | 一种压电驱动器和成像模组 |
CN113589466A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 维沃移动通信有限公司 | 驱动装置和电子设备 |
CN113589466B (zh) * | 2020-04-30 | 2023-03-10 | 维沃移动通信有限公司 | 驱动装置和电子设备 |
US20230375900A1 (en) * | 2021-04-14 | 2023-11-23 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. | Camera actuator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012080611A (ja) | 2012-04-19 |
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US20120081802A1 (en) | 2012-04-05 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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