CN103296921A - 超声波马达及透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供一种超声波马达及透镜驱动装置，即使在对驱动力输出构件施加外力的情况下也能够避免振动体的输出部与旋转体（驱动环）之间的异常磨损，并且实现小型化以及高输出化。为实现该目的，在振动体（10）的输出部（13）被按压接触从而被驱动体（20）以固定轴（21）为中心进行旋转的超声波马达（1）中，具有：转动构件（23），其位于固定轴（21）与被驱动体（20）之间，并以可转动的方式被这些固定轴（21）与被驱动体（20）夹持；驱动力输出构件（24），其以传递使转动构件（23）转动的同时在固定轴（21）的外周旋转的旋转力，而以固定轴（21）为中心进行旋转的方式来配置。

Description

超声波马达及透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及一种将振动体按压接触于被驱动体而将振动体的振动传递到被驱动体从而产生驱动力的超声波马达，及通过该超声波马达使透镜沿着光轴方向移动的透镜驱动装置。更详细地说，涉及超声波马达的振动体与被驱动体的按压接触结构。

背景技术

超声波马达利用由压电元件等振动体（定子）产生的振动使前端的输出部进行椭圆运动，驱动被按压接触着的被驱动体（转子）旋转。由于这样的超声波马达小型且噪音小，能够实现高输出，因此在具有对焦功能或变焦功能的光学设备等中，作为透镜驱动机构而被采用。

例如，在使用了现有的超声波马达的透镜驱动机构中，如日本国申请特开2010-206907号公报（专利文献1）中所示那样，当使构成定子的振动体（振子）的输出部按压接触于构成转子的驱动环（被驱动体），将从振动体产生的振动向驱动环传递时，利用输出部与驱动环的摩擦力，驱动环被驱动而以固定构件为中心进行旋转。当伴随着该驱动环的旋转而旋转的驱动力输出构件（旋转轴）旋转时，在该驱动力输出构件上设置的齿轮旋转，且对焦透镜等透镜相对于镜头镜筒沿着光轴方向滑动移动。

通常，在驱动环与固定构件之间插入设置有球轴承等轴承构件。当与轴承构件滑动接触而驱动环旋转时，施加在驱动环上的旋转力被传递到驱动力输出构件，而使该驱动力输出构件旋转，且透镜沿着光轴方向滑动移动。

另外，一直以来，对于摄像机、静物照相机等摄像装置，作为使用透镜驱动装置进行透镜系统调焦的方法，采用手动的人工对焦方法和利用马达控制的自动对焦方法。各调节方法的转换，通过操作在摄像装置本身或者镜头外部设置的模式转换部来进行。但是，在自动对焦模式下，使用者一边追着被摄体一边进行透镜的调焦之后，想要利用手动操作透镜对焦点进行微调的情况下，需要进行模式转换部的操作。因此，不能顺利的从自动对焦模式向人工对焦模式转换。另外，产生人工对焦模式下的调焦动作延迟的问题。为了对模式转换部进行操作，一旦目光从摄影影像离开，有时会错过抓拍时机。

因此，市场上开发出了如下的透镜驱动装置，该透镜驱动装置具有不进行繁琐的操作就能够在人工对焦模式和自动对焦模式之间进行转换的所谓的全时手动机构（full-time manual mechanism）。

例如，在日本国申请的特开平11-014885号公报（专利文献2）中公开了如下的镜头镜筒：使用圆环状振动波马达，驱动镜头以光轴为中心转动来进行自动调焦，并且通过在镜头的外环位置设置的手动操作环的操作来进行手动调焦。该镜头镜筒连接着与调焦用透镜移动环联动的并能以光轴为中心转动的引导环、以及设置于该引导环上的并以行星齿轮为中心的振动波马达的输出环和人工操作环。从而作为以振动波马达的最适合接触压力不影响其它的联动系统的方式由在转子侧承受的轴承和来自定子侧的弹簧而得到的独立结构，实现了全时手动机构。

但是，现有的透镜驱动装置，在利用马达进行透镜的驱动控制时，当施加除了来自马达的驱动力以外的外力时，产生了构成该透镜驱动装置的部件受到直接影响而损伤等的问题。

例如，在使用自动对焦功能时，当利用手动操作对焦透镜时，有时会施加由透镜驱动装置的马达产生的规定的驱动力以上的外力，或者会施加相反方向的力。另外，在使用自动变焦功能时，虽然变焦透镜向被摄体侧伸长，但当进行了错误操作，变焦透镜被从前方压入时，透镜驱动装置自身将产生大的负荷。

当利用外力而对驱动力输出构件施加负荷时，伴随着驱动力输出构件而旋转的驱动环旋转，并在振动体的输出部与驱动环之间产生异常磨损，导致发热、耐用年数的降低。

在现有技术中，为了避免该异常磨损，采用了如下结构：在驱动环与固定构件之间具备具有多个齿轮的减速机构，设定齿轮之间的摩擦力比振动体的输出部与驱动环之间的摩擦力小，使由外力产生的驱动力输出构件的旋转力滑移从而不会传递到驱动环侧。

另外，在专利文献2中采用的振动波马达，是环状型振动波马达，将由构成定子的压电元件的振动产生的行波，向与该定子按压接触的转子传递，由此得到旋转驱动力。因此，在光轴方向上，将定子、转子、输出轴以直线连结的状态配置。该输出轴在其外周配置两个行星齿轮、引导环等。由此，相对于光轴方向的尺寸变大，因采用了该振动波马达的透镜驱动装置的尺寸，将产生镜头镜筒自身的形状被限制的问题。

而且，在上述现有的各结构中，基于外力的驱动力输出构件的旋转，在驱动环与振动体的输出部之间不产生摩擦，但是由于成为连结由多个齿轮构成的减速机构的结构，因此存在装置整体更加大型化的问题。由于透镜驱动的设置部位被限制在镜头镜筒的有限位置，因此要求超声波马达自身的小型化。

另外，在相关现有的结构中，摩擦力的设定是困难的，不得不加大振动体的输出部与驱动环的摩擦比，因此存在必须将驱动环的旋转输出设定得较小，从提高而马达自身的驱动效率降低的问题。

发明内容

本发明人锐意研究的结果是，想到了通过采用本发明的超声波马达，即使是在对驱动力输出构件施加外力的情况下，也能够避免振动体的输出部与旋转体（驱动环）之间的异常磨损，并且能够实现小型化和高输出化。另外，本发明可实现信赖性高的全时手工机构。下面分成“超声波马达”和“透镜驱动装置”进行说明。

本发明的超声波马达：

本发明的超声波马达，具备：振动体，其具有通过电压的施加而被激励的压电元件，并且在振动体的一端具有输出部；被驱动体，其与振动体的输出部相接触，利用压电元件的振动以固定轴为中心进行旋转；加压机构，其将振动体的输出部按压接触于被驱动体侧；其特征在于，该超声波马达具有：转动构件，其位于固定轴与被驱动体之间，以能够转动的方式被这些固定轴与被驱动体夹持；驱动力输出构件，其以传递使转动构件转动的同时在固定轴的外周旋转的旋转力，而以固定轴为中心进行旋转的方式来配置；在被驱动体与固定轴之间被按压保持的转动构件与被驱动体之间的摩擦力，比振动体的输出部与被驱动体之间的摩擦力小。

本发明的超声波马达，更优选转动构件是球状构件，位于固定轴与被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

另外，本发明的超声波马达，更优选在固定轴的外周面形成与转动构件滑动接触并保持转动构件的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽。

而且，本发明的超声波马达，更优选被驱动体在固定轴侧的面上具有由向着固定轴侧扩展开的大致V字状槽构成的按压部。

另外，本发明的超声波马达，更优选转动构件是圆筒构件，位于固定轴与被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

本发明的透镜驱动装置：

本发明的透镜驱动装置，其特征在于，将上述的超声波马达作为驱动源，使用来自超声波马达的驱动力输出构件的旋转力，使经由透镜保持框而被容纳并保持在镜头镜筒内的透镜沿着光轴方向移动。

另外，本发明的透镜驱动装置，利用由具有压电元件的振动体的振动而产生的驱动力，使旋转驱动轴旋转，使透镜系统沿着光轴方向移动，其特征在于，该透镜驱动装置具有：被驱动体，其以该旋转驱动轴为中心进行转动；振动体，其与该被驱动体接触，从与该旋转驱动轴的轴向垂直的方向传递驱动力；外部输入部，其通过来自外部的转动操作，使该旋转驱动轴转动；在该旋转驱动轴与被驱动体之间配置利用与这些旋转驱动轴及被驱动体摩擦接触而转动的转动构件，并利用该转动构件的转动，使该旋转驱动轴旋转。

本发明的透镜驱动装置，优选地，所述旋转驱动轴具有与该旋转驱动轴的旋转同步旋转的驱动力输出构件，该驱动力输出构件在允许所述转动构件的转动的同时保持该转动构件，并且随动于该转动构件的转动绕着该旋转驱动轴的周围旋转。

本发明的透镜驱动装置，优选地，使由从所述振动体侧被传递到所述被驱动体侧的驱动力，从与所述旋转驱动轴的轴向垂直的径向方向向所述转动构件传递，而使所述驱动力输出构件旋转。

另外，本发明的透镜驱动装置，优选地，所述旋转驱动轴具有沿着与轴向垂直的方向延伸的转动构件抵接部，在所述被驱动体的向着所述旋转驱动轴侧延伸的转动构件保持面与所述转动构件抵接部之间夹持所述转动构件，并使由所述振动体侧被传递到所述被驱动体侧的驱动力，从与所述旋转驱动轴的轴向平行的轴向方向向所述转动构件传递，而使所述驱动力输出构件旋转。

另外，本发明的透镜驱动装置，优选地，所述转动构件是球状构件，位于该旋转驱动轴与该被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

而且，本发明的透镜驱动装置，优选地，在所述旋转驱动轴的外周面形成有与所述转动构件滑动接触并保持所述转动构件的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽。

本发明的透镜驱动装置，优选地，所述被驱动体在所述转动构件与所述旋转驱动轴相抵接一侧的面上，具有由向着该旋转驱动轴侧扩展开的大致V字状槽构成的按压部。

本发明的透镜驱动装置，优选地，所述转动构件是圆筒构件，位于所述旋转驱动轴与所述被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

发明的效果

根据本发明的超声波马达，通过具有位于固定轴与被驱动体之间且以可转动的方式被这些固定轴和被驱动体夹持的转动构件，能够维持由来自振动体的输出部的振动驱动旋转的被驱动体的旋转。另外，利用转动构件，可将传递到被驱动体的旋转力高效地向驱动力输出构件传递，并且利用驱动力输出构件，可将该驱动力向外部输出。由于转动构件配置在固定轴与被驱动体之间，因此能够实现超声波马达自身的小型化。

另外，如采用了本发明的超声波马达的透镜驱动装置那样，在对驱动力输出构件施加外力的情况下，在被驱动体与固定轴之间被按压保持的转动构件与被驱动体之间的摩擦力，比振动体的输出部与被驱动体之间的摩擦力小，因此能够在转动构件与被驱动体之间施加旋转力以前使转动构件转动，从而对振动体的输出部与被驱动体之间产生异常磨损的问题防患于未然。

因此，本发明的超声波马达，能够无需考虑由外力带来振动体的输出部与被驱动体之间的异常磨损而利用加压机构，使振动体的输出部按压接触于被驱动体，因此能够实现输出效率的提高。

另外，根据本发明的透镜驱动装置，利用与旋转驱动轴和被驱动体的摩擦接触而能够转动地配置的转动构件的转动，使旋转驱动轴旋转，由此能够将通过具有压电元件的振动体的振动而被传递的驱动力，作为使透镜系统沿着光轴方向移动的驱动力。

这时，转动构件被夹持在旋转驱动轴与被驱动体之间，能够由此维持由来自振动体的振动驱动旋转的被驱动体的旋转，并且，将传递到被驱动体的旋转力高效地向旋转驱动轴传递，且利用旋转驱动轴，将该驱动力作为使透镜移动的驱动力。另外，由于转动构件配置在旋转驱动轴与被驱动体之间，因此能够实现透镜驱动装置自身的小型化，在沿着光轴方向的尺寸被限制的小型的镜头镜筒中采用该装置是特别有效的。

另外，在外部输入部被操作的情况下，随动于旋转驱动轴的旋转，转动构件进行旋转，但是由于被驱动体与转动构件之间的摩擦力比振动体的输出部与被驱动体之间的摩擦力小，因此能够在转动构件与被驱动体之间施加旋转力以前，使转动构件转动，从而对振动体的输出部与被驱动体之间产生异常磨损的问题防患于未然。

因此，在利用从振动体传递的驱动力使保持在透镜保持框中的透镜沿着光轴方向移动而进行透镜的调整动作时，即使在通过手动操作而操作外部输入部并进行透镜的调整动作的情况下，振动体的输出部与被驱动体之间也不会产生异常磨损而能够顺利进行透镜的调整动作。

而且，本发明的透镜驱动装置，由于是由振动体从与该旋转驱动轴的轴向垂直的方向向被驱动体传递旋转力的结构，因此可以将振动体设置成沿着与光轴方向垂直的方向延伸而位于透镜的外周侧，能够构成为相对于光轴方向的尺寸较小的装置。

附图说明

图1是本发明的超声波马达的局部透视平面图。

图2是图1的超声波马达的纵断侧面图。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明的透镜驱动装置的示意截面图。

图5是从像面侧观察图4的镜头镜筒内的配置的示意图。

图6是第二实施方式的透镜驱动装置的纵断侧面图。

图7是图6的局部放大图。

图8是作为另一个例子的透镜驱动装置的纵断侧面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的超声波马达及使用了该超声波马达的透镜驱动装置的第一实施方式和具有全时手工机构的本发明的透镜驱动装置的第二实施方式分别进行说明。

（1）第一实施方式

超声波马达：

首先在一开始，使用图1~图3针对本发明的超声波马达1进行详细说明。图1示出本发明的超声波马达1的部分透视平面图，图2示出图1的超声波马达1的纵断侧面图，图3示出图2的局部放大图。

超声波马达1，例如通过向由压电元件构成的振动体施加规定的电压，使该振动体振动，并将该振动传递到被驱动体，产生规定的驱动力。

本发明的超声波马达1，是将构成超声波振动机构3的振动体10、在该振动体10的一侧与该振动体10相抵接而配置的转子4、使振动体10按压接触于转子4侧的加压机构5设置在安装板2上而构成。

超声波振动机构：

本发明的超声波马达1是驻波型超声波马达。因此，构成超声波振动机构3的振动体10，在长方形的平板压电体11上将四个电极12··配置成格子状而构成，并且在振动体10的转子4侧形成突状的输出部13。

而当向对角线上的两个电极12、12施加40～80kHz左右的高频电压时，振动体10主体产生向着一个方向伸缩的运动和向着与该方向垂直的方向弯曲的运动。该伸缩运动和弯曲运动被合成而在振动体10的输出部13产生驻波，并产生椭圆运动。通过改变所施加的电极的组合、施加电压、施加周期，能够控制振动动作。

该振动体10在容纳于保持构件14内的状态下被设置在安装板2上。该保持构件14是振动体10的转子4侧的面15A、即形成输出部13一侧的面15A和与该输出部13侧的面15A相向一侧的面15B开口而形成的，利用其它的面将振动体10的外表面基本覆盖。由此，保持构件14在维持着振动体10的振动状态的同时容纳并保持着该振动体10。

加压机构：

设置在安装板2上的加压机构5抵接于和振动体10的与转子4相反一侧端部的侧面15B侧而配置，将振动体10向转子4侧按压。在本实施方式中，加压机构5具有加压源51、加压传递臂52、和加压修正部53。加压源51例如由向着回缩的方向施力的簧圈构成，并且与振动体10相分离，其中一侧的端部51A被固定在安装板2上，另一侧的端部51B与加压传递臂52相连接。

加压机构5的加压传递臂52是将加压源51的加压力向振动体10侧传递的臂构件。在本实施方式中，加压传递臂52被安装在安装板2上，并且能够以支承轴54为中心进行转动。而加压传递臂52通过在一侧设置的加压源连接部55，与加压源51相连接，并且，加压传递臂52的另一端52A（参照图2），与振动体10的侧面15B侧相抵接而配置。由此，利用来自向回缩的方向施力的加压源51的加压力，加压传递臂52以支承轴54为中心进行转动，且加压传递臂52的与振动体10相向的端部52A向着总是将振动体2向转子4侧按压的方向产生力。

加压机构5的加压修正部53是在加压传递臂52与振动体10的侧面15B之间以自由转动的方式设置的。该加压修正部53对加压传递臂52的按压力相对于振动体10的侧面15B的角度进行修正，从而以规定的角度对振动体10施加压力。由此，能够使振动体10以适宜的角度稳定地压接于转子4侧。

转子：

接着，针对本发明的超声波马达1的转子4的结构进行详细叙述。转子4是基于从振动体10的输出部13传递的运动而被驱动的。该转子4具有：固定于安装板2的固定轴21；按压接触于振动体10的输出部13且利用该振动体10的振动而以固定轴21为中心进行转动的被驱动体20；在该固定轴21与被驱动体20之间配置且维持被驱动体20的旋转的多个转动构件23；将转动构件23以自由转动的方式保持且利用转动构件23的旋转而随动旋转的驱动力输出构件24。

固定轴21沿着与施加从振动体10传递的驱动力的方向大致垂直的方向延伸而构成。另外，被驱动体20呈沿着固定轴21的轴向延伸构成的圆筒状。

在该固定轴21与被驱动体20之间设置转动构件23，所述转动构件23被这些固定轴21的外周壁和被驱动体20的内周壁夹持，并且能够转动。在本实施方式中，转动构件23由球状构件构成，位于固定轴21与被驱动体20之间，且由这些固定轴21和被驱动体20夹持。三个转动构件23利用以固定轴21为中心而自由转动地设置的驱动力输出构件24，大致等间隔的被保持。另外，在此，针对设置三个转动构件23的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以大致等间隔的设置四个以上。

在此，将各转动构件23以自由转动的方式保持的驱动力输出构件24，是以固定轴21为中心而自由转动地设置的筒状构件，在将各转动构件23以可转动的方式容纳并保持的各部位，隔开规定间隔而形成转动构件容纳部25。此时，其结构是，在转动构件23容纳于驱动力输出构件24的转动构件容纳部25内的状态下，该转动构件23至少与被驱动体20直接接触，或者经由伴随着该被驱动体20而旋转的引导构件26等与被驱动体20间接接触，并且与固定轴21的外周面滑动接触。

使各转动构件23在固定轴21的外周行星旋转的旋转力被传递到该驱动力输出构件24，由此该驱动力输出构件24自身也以固定轴21为中心进行转动，在该驱动力输出构件24上形成有将该旋转力向外部输出的齿轮27。

根据以上结构，在振动体10的输出部13通过加压机构5而按压接触于转子4的被驱动体20的状态下，当对振动体10施加电位时，振动体10的输出部13产生椭圆运动，且与进行该椭圆运动的输出部13摩擦接触的被驱动体20以固定轴21为中心进行旋转。

这时，由于转动构件23位于固定轴21与被驱动体20之间，以可转动的方式由这些固定轴21和被驱动体20夹持着，因此，伴随着利用来自振动体20的振动而被驱动旋转的被驱动体20的旋转，利用该被驱动体20的内壁与转动构件23摩擦接触，该转动构件23自身以固定轴21为中心进行行星旋转。而通过各转动构件23以固定轴21为中心进行行星旋转，随动于该旋转，驱动力输出构件24以固定轴21为中心进行旋转。通过该驱动力输出构件24的旋转，能使形成于该驱动力输出构件24的齿轮27旋转，且能经由与该齿轮27啮合的齿轮而向外部输出旋转力。

这样，由于在固定轴21与被驱动体20之间，转动构件23以可转动的方式被夹持着，因此能够通过该转动构件23来维持被驱动体20的旋转。另外，利用转动构件23，被传递到被驱动体20的旋转驱动力能高效地向驱动力输出构件24传递，并且利用驱动力输出构件24，可将该旋转驱动力向外部输出。特别是，由于转动构件23配置在固定轴21与被驱动体20之间，因此能够实现超声波马达1自身的小型化。

另外，在本实施方式中，转动构件23由球状构件构成，并且大致等间隔的配置三个以上，由此能够稳定的维持被驱动体20的旋转，并且能够实现驱动力输出构件24的旋转力的稳定化。

另外，在本实施方式中，作为转动构件23采用了球状构件，但并不限定于此，将圆筒构件配置在固定轴21与被驱动体20之间，将被驱动体20的旋转力向驱动力输出构件24传递的结构也是可以的。即使是采用圆筒构件的情况下，利用来自振动体10的振动而被驱动旋转的被驱动体20的旋转也能被维持。另外，利用圆筒构件，能将传递到被驱动体20的旋转力高效地向驱动力输出构件24传递，并能利用驱动力输出构件24，将该驱动力有效地向外部输出。即使是圆筒构件的情况下，由于其配置在固定轴21与被驱动体20之间，因此也能够实现超声波马达1自身的小型化。

另外，在作为转动构件23采用了球状构件的本实施方式中，如图3的局部放大图所示，在固定轴21的外周面遍及整个外周连续形成有以滑动接触的方式保持转动构件23的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽28。

通常，振动体10通过加压机构5而被向被驱动体20侧施力，因此从振动体10传递到被驱动体20的大部分的力被施加在与固定轴21垂直的方向上。但是，与被驱动体20接触的振动体10的运动轨迹，并不只是与固定轴21垂直的x方向成分，还包括与固定轴21平行的y方向成分、向其它方向动作的成分。

相对于此，在转动构件承受槽28形成于固定轴21的外周面的情况下，在从振动体10被施加旋转力的被驱动体20与固定轴21之间配置的转动构件23，利用截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽28而被以滑动接触的方式保持。因此，从振动体10的输出部13被传递到被驱动体20，之后从被驱动体20被传递到转动构件23的多个方向成分所构成的旋转力，通过转动构件23与圆弧状的转动构件承受槽28的壁面滑动接触，由此与固定轴21平行的y方向成分的旋转力向着在转动构件23的转动构件承受槽28内移动的方向汇集。

因此，能够防止被驱动体20向着与固定轴21平行的方向移动的问题，能够使被驱动体20稳定旋转。由此，能够实现从振动体10传递的旋转力的损耗率的降低，并能够实现超声波马达1的输出效率的提高。

而且，在作为转动构件23采用了球状构件的本实施方式中，被驱动体20在固定轴21侧的面形成有向着固定轴21侧扩展开的大致V字状的按压槽29。在图3所示的本实施方式中，在伴随着被驱动体20的旋转而旋转的引导构件26的固定轴21侧的面上形成按压槽29。

在这种情况下，由于转动构件23在构成大致V字状的按压槽29的各倾斜面29A、29B与被驱动体20相抵接，因此从振动体10传递来的旋转力能够从不同的两个方向向着固定轴21按压被驱动体20。

因此，能够使转动构件23以可转动的状态在该按压槽29与固定轴21侧的转动构件承受槽28之间被可靠地夹持，而使所传递的旋转力变成使该转动构件23转动的力，从而有效地向驱动力输出构件24传递。因此，能够实现超声波马达1的高输出化。

透镜驱动装置：

接着，参照图4以及图5，针对第一实施方式的透镜驱动装置30进行详细叙述。图4示出本发明的透镜驱动装置30的示意截面图，图5示出从像面侧观察图4的镜头镜筒32内的配置的示意图。

第一实施方式的透镜驱动装置30，将上述超声波马达1作为驱动源，使用来自超声波马达1的驱动力输出构件24的旋转力，使经由透镜保持框31而容纳并保持在镜头镜筒32内的对焦透镜等透镜33沿着光轴方向（图4中由点划线L示出）移动。

透镜驱动装置30具有：固定筒35；贯穿插入在该固定筒35外周而配置的凸轮筒36；与在超声波马达1的驱动力输出构件24上设置的齿轮27相啮合并以光轴为中心进行旋转的对焦齿轮环40；将该对焦齿轮环40与在凸轮筒36的外周设置的突起部38相结合的臂构件41。在凸轮筒36上经由突起部34卡合有保持在保持框31中的透镜33。通过对焦齿轮环40被驱动旋转，凸轮筒36被驱动而相对于固定筒35旋转，并且利用突起部34卡合的透镜保持框31沿着光轴方向移动。

由此，在进行对焦透镜33的调焦的自动对焦动作中，被传递到超声波马达1的驱动力输出构件24的来自振动体10的驱动力，被传递到齿轮27和对焦齿轮环40，能够使透镜保持框31沿着光轴方向移动。

另一方面，当有意识地使对焦透镜33的对焦齿轮环40转动时，设置于超声波马达1的驱动力输出构件24的齿轮27也旋转，但通过使被按压并保持在被驱动体20与固定轴21之间的转动构件23的摩擦力比振动体10的输出部13与被驱动体20的摩擦力还要小，由此能对振动体10的输出部13与被驱动体20之间产生异常磨损的问题防患于未然。

这样，即使是在因外力而使超声波马达1的驱动力输出构件24旋转的情况下，也能够避免振动体10的输出部与被驱动体20之间的异常磨损。因此，第一实施方式的透镜驱动装置30，能无需考虑振动体10的输出部13与被驱动体20之间的异常磨损而利用加压机构5，使振动体10的输出部13被按压并接触于被驱动体20，因此能够实现输出效率的提高。

另外，本发明的转动构件23，不仅能用作维持被驱动体20旋转的构件，还可共用作使施加在驱动力输出构件24上的外力充分地消失从而防止振动体10的输出部13与被驱动体20之间的异常摩擦的滑移机构，与采用现有的使用了多个齿轮的减速机构的情况相比，能够实现装置整体的小型化。

（2）第二实施方式

接着，参照图6和图7对作为第二实施方式的透镜驱动装置60进行说明。图6示出透镜驱动装置60的纵断侧面图，图7示出图6的局部放大图。作为第二实施方式的透镜驱动装置60的大致结构与上述作为第一实施方式的透镜驱动装置30相同。即，第二实施方式的透镜驱动装置60中采用的振动体10和加压机构5的结构、及在镜头镜筒32内设置的固定筒35、凸轮筒36、与在透镜驱动装置60的驱动力输出构件24上设置的齿轮27相啮合并以光轴为中心进行旋转的对焦齿轮环40的结构，与上述第一实施方式的透镜驱动装置30大致相同，因此省略其说明。

作为第二实施方式的透镜驱动装置60，具有所谓的全时手工机构。具体而言，透镜驱动装置60可将利用手动及具有压电元件的振动体10的振动而产生的驱动力分别传递到旋转驱动轴61，利用被传递到旋转驱动轴61的驱动力，使通过透镜保持框31而容纳并保持在该镜头镜筒32内的对焦透镜等透镜33沿着光轴方向（图4中用点划线L示出）移动来进行透镜33的调整动作。

与第一实施方式不同，在第二实施方式的透镜驱动装置60中，被驱动体20以旋转驱动轴61为中心进行转动。另外，该透镜驱动装置60具有通过来自外部的转动操作而使该旋转驱动轴61转动的外部输入部44。

透镜驱动装置60将振动体10的驱动力传递到旋转驱动轴61，而将驱动力向对焦齿轮环40传递，旋转驱动轴61与外部输入、例如通过利用手动进行的转动操作而使保持着透镜33的透镜保持框31沿光轴方向移动的手动操作用齿轮43相连接，可通过该手动操作用齿轮43的转动而将驱动力向对焦齿轮环40传递。

被驱动体20呈以旋转驱动轴61为旋转中心的大致圆筒状，在其侧面以按压接触的状态设置有从与旋转驱动轴61大致垂直的方向施加驱动力的振动体10的输出部13。

旋转驱动轴61利用固定构件62固定在安装板2上并与安装板2大致垂直。有底圆筒状的承受构件63贯穿插入而设置于该旋转驱动轴61的外周面。该承受构件63允许该旋转驱动轴61与固定构件62的滑动接触，并且与该旋转驱动轴61同步转动。这种情况下，承受构件63与旋转驱动轴61分别构成，但并不限定于此，也可以一体形成。

而且，旋转驱动轴61经由贯通安装板2而形成的未图示的连通孔，一直延伸到与设置被驱动体20一侧的面2A相反侧的面2B侧而形成，在位于该面2B侧的旋转驱动轴61的端部设置与上述的手动操作用齿轮43直接或者间接啮合的外部输入部44。

在被驱动体20与旋转驱动轴61之间，在本实施方式中是在被驱动体20与旋转驱动轴61的承受构件63之间，设置有转动构件23，该转动构件23由承受构件63（旋转驱动轴61）的外周壁与被驱动体20的内周壁夹持着并且可转动。

在本实施方式中，转动构件23由球状构件构成，设置在与旋转驱动轴61相连的承受构件63上，位于该承受构件63与被驱动体20之间，并与这些承受构件63和被驱动体20摩擦接触而可转动。转动构件23通过驱动力输出构件24大致等间隔的设置有三个，该驱动力输出构件24设置在转动驱动轴61上，并且被设置成以该旋转驱动轴61为中心自由转动。驱动力输出构件24，与上述第一实施方式相同，将转动构件23以自由转动的方式保持着，并且利用转动构件23的旋转，以旋转驱动轴61为中心进行随动旋转。另外，在此，针对设置三个转动构件23的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以大致等间隔的设置四个以上。

在此，将各转动构件23以自由转动的方式保持的驱动力输出构件24，是被设置成以旋转驱动轴61为中心自由转动的筒状构件，至少一部分与旋转驱动轴61直接抵接而设置。该驱动力输出构件24与旋转驱动轴61，具有可传递各构件的转动力程度的规定的摩擦力而相接触。

而在将驱动力输出构件24的各转动构件23以可转动的方式容纳并保持的各部位处，隔开规定间隔而形成有转动构件容纳部25。这时，在转动构件23被容纳在驱动力输出构件24的转动构件容纳部25内的状态下，该转动构件23的构成为，至少与被驱动体20直接接触，或者经由与该被驱动体20同步旋转的引导构件26等与被驱动体20间接接触，并且与承受构件63（旋转驱动轴61）的外周面滑动接触。

通过使各转动构件23在旋转驱动轴61的外周行星旋转的旋转力被传递到该驱动力输出构件24，该驱动力输出构件24自身也以旋转驱动轴61为中心进行转动。

在该驱动力输出构件24的外周面形成有齿轮27，被传递到该驱动力输出构件24的旋转力向与该齿轮27啮合而连结的对焦齿轮环40传递。

根据以上结构，在振动体10的输出部13利用加压机构5而与被驱动体20按压接触的状态下，当向振动体10施加电位时，振动体10的输出部13产生椭圆运动，并且与进行该椭圆运动的输出部13摩擦接触的被驱动体20以旋转驱动轴61为中心进行旋转。

这时，由于转动构件23位于旋转驱动轴61与被驱动体20之间，以自由转动的方式被这些旋转驱动轴61和被驱动体20夹持着，因此伴随着利用来自振动体20的振动而被驱动旋转的被驱动体20的旋转，利用该被驱动体20的内壁与转动构件23的摩擦接触，该转动构件23自身以旋转驱动轴61为中心进行行星旋转。而通过各转动构件23以旋转驱动轴61为中心进行行星旋转，随动于该旋转，驱动力输出构件24以旋转驱动轴61为中心进行旋转。利用该驱动力输出构件24的旋转，在该驱动力输出构件24上形成的齿轮27旋转，且与该齿轮27相啮合的对焦齿轮环40旋转。对焦齿轮环40的旋转力经由臂构件41被传递到凸轮筒36，而使透镜保持框31沿着光轴方向移动。

这样，由于转动构件23以可转动的方式被夹持在旋转驱动轴61与被驱动体20之间，因此能够利用该转动构件23维持被驱动体20的旋转。另外，利用转动构件23，被传递到被驱动体20的旋转力高效地向驱动力输出构件24传递，并可用作使保持透镜33的透镜保持框31沿着光轴方向移动的驱动力。

特别是，由于转动构件23配置在旋转驱动轴61与被驱动体20之间，因此可实现透镜驱动装置60自身的小型化，从而可实现镜头镜筒32的小型化。本发明的透镜驱动装置60，可使设置旋转驱动轴61、被驱动体20、振动体10、加压机构5等各构件的安装板2沿着与光轴方向垂直的方向延伸并设置其位于透镜33的外周侧。由此，能以相对于光轴方向的尺寸较小的方式构成，可有效消除镜头镜筒32大型化的问题。

另外，当操作手动操作用齿轮43转动，从而使与其相啮合的外部输入部44转动时，旋转驱动轴61自身旋转，由此承受构件63与旋转驱动轴61同步旋转，随动于此，转动构件23旋转。此时，由于被驱动体20与转动构件23的摩擦力比振动体10的输出部13与被驱动体20的摩擦力小，因此能在从转动构件23向被驱动体20施加旋转力以前，使转动构件23空转，从而对振动体10的输出部13与被驱动体20之间产生异常磨损的问题防患于未然。而通过使旋转驱动轴61旋转，具有规定的摩擦力而与该旋转驱动轴61相接触的驱动力输出构件24旋转，从而使形成于该驱动力输出构件24的齿轮27旋转。利用齿轮27的旋转，能够驱动对焦齿轮环40进行旋转，并能使透镜保持框31沿着光轴方向移动。

因此，在利用来自振动体10的驱动力使保持在透镜保持框31上的透镜33沿着光轴方向移动而进行透镜33的调整动作时，即使在利用手动操作进行透镜33的调整动作的情况下，也能使振动体10的输出部13与被驱动体20之间不产生异常磨损而顺利进行透镜33的调整动作。

特别是，在本实施方式中，能使由振动体10侧被传递到被驱动体20侧的驱动力，从与旋转驱动轴61的轴向垂直的径向方向向转动构件23传递，从而使驱动力输出构件24旋转。因此，能利用从加压机构5施加的按压力，使转动构件23旋转，而使驱动力输出构件24旋转，从而实现输出的高效化。

另外，并不仅限于由振动体10侧向被驱动体20侧按压的旋转力，从与旋转驱动轴61的轴向垂直的径向方向向转动构件23传递的情况，也可以从与旋转驱动轴的轴向平行的轴向方向向转动构件传递。

具体而言，如图8所示，在该被驱动体20与固定构件62之间设置维持该被驱动体20的旋转的轴承构件70。而被驱动体20形成为在底面具有贯通固定构件62的贯通孔的有底圆筒状，并使沿着与旋转驱动轴61的轴向垂直的方向延伸的面为转动构件保持面20A。另一方面，在旋转驱动轴61的外周部形成沿着与轴向垂直的方向延伸的转动构件抵接部71。

利用该结构，在旋转驱动轴61的转动构件抵接部71与被驱动体20的转动构件保持面20A之间夹持转动构件23。由此，能使由振动体10侧向被驱动体20侧按压的旋转力，从与旋转驱动轴61的轴向平行的轴向方向向转动构件23传递，从而使驱动力输出构件24旋转。

因此，能通过使由加压机构5施加的按压力被传递到配置在被驱动体20的转动构件保持面20A与旋转驱动轴61的转动构件抵接部71之间的转动构件23，将其转换成向着旋转驱动轴61的轴向方向的按压力而向驱动力输出构件24传递，据此也能够实现输出的高效化。

另外，在上述的第二实施方式中，也和第一实施方式相同，转动构件23由球状构件构成，且大致等间隔地配置三个以上。由此，能够稳定地维持被驱动体20的旋转，并且能够实现驱动力输出构件24的旋转力的稳定化。

另外，在本实施方式中，作为转动构件23采用了球状构件，但并不限定于此，也可以是将圆筒构件配置在旋转驱动轴61与被驱动体20之间，将被驱动体20的旋转力向驱动力输出构件24传递的结构。即使是采用圆筒构件的情况下，也能够维持利用来自振动体10的振动而被驱动旋转的被驱动体20的旋转。另外，利用圆筒构件，能将传递到被驱动体20的旋转力高效地向驱动力输出构件24传递，并且利用驱动力输出构件24，可将该驱动力用作有效控制透镜移动的驱动力。即使是圆筒构件的情况下，由于是在旋转驱动轴61与被驱动体20之间配置，因此可实现透镜驱动装置60自身的小型化，进而实现镜头镜筒32自身的小型化。

另外，在作为转动构件23采用了球状构件的本实施方式中，如图7的局部放大图所示那样，在旋转驱动轴61的外周面遍及整个圆周连续形成有与转动构件23滑动接触的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽63A。

通常，由于振动体10通过加压机构5被施加向被驱动体20侧的力，因此从振动体10向被驱动体20传递的大部分的力，被施加到与旋转驱动轴61的轴向垂直的方向上。但是，与被驱动体20接触的振动体10的运动轨迹，并不只是与旋转驱动轴61垂直的x方向成分，还包含与旋转驱动轴61平行的y方向成分、向其它方向动作的成分。

相对于此，在旋转驱动轴61的外周面形成有转动构件承受槽63A的情况下，配置在被施加来自振动体10的旋转力的被驱动体20与旋转驱动轴61之间的转动构件23，利用截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽63A以滑动接触的方式被保持。因此，从振动体10的输出部13传递到被驱动体20，之后，从被驱动体20被传递到转动构件23的多个方向成分所构成的旋转力，通过转动构件23与圆弧状的转动构件承受槽63A的壁面滑动接触，使得与旋转驱动轴61的轴向平行的y方向成分的旋转力向着在转动构件23的转动构件承受槽63A内移动的方向汇集。

因此，能够防止被驱动体20沿着与旋转驱动轴61平行的方向移动的问题，能够使被驱动体20稳定旋转。由此，能够实现从振动体10传递来的旋转力的损耗率的降低，从而能实现来自振动体10的输出效率的提高。

而且，在作为转动构件23采用了球状构件的实施方式中，被驱动体20在旋转驱动轴61侧的面上形成有向着旋转驱动轴61侧扩展开的大致V字状的按压槽29。在图6所示的本实施方式中，在与被驱动体20的旋转同步旋转的引导构件26的位于旋转驱动轴61侧的面上形成按压槽29。

这种情况下，由于转动构件23在构成大致V字状的按压槽29的各倾斜面29A、29B与被驱动体20相抵接，因此从振动体10传递来的旋转力能够从不同的两个方向向着旋转驱动轴61按压被驱动体20。

因此、能使转动构件23以可转动的状态在该按压槽29与旋转驱动轴61侧的转动构件承受槽63A之间可靠地被夹持，从而将被传递的旋转力变成使该转动构件23转动的力而有效地向驱动力输出构件24传递。因此，能够实现从振动体10驱动的旋转驱动力的输出效率的提高。

另外，在图8的实施方式中，在被驱动体20的转动体保持面20A的位于转动构件抵接部71侧的面上形成向着旋转驱动轴61的转动构件抵接部71侧扩展开的大致V字状的按压槽72。由此，也能使转动构件23在可转动的状态下在该按压槽72与转动构件抵接部71之间被可靠地夹持，从而将被传递的旋转力变成使该转动构件23转动的力而有效地向驱动力输出构件24传递。

产业上的可利用性

本发明的超声波马达，即使在从外部使驱动力输出构件旋转的情况下，也能通过使来自外部的旋转力有效滑移，从而避免在振动体10的输出部13与被驱动体20之间产生的异常磨损，因此在利用驱动力输出构件的旋转力进行透镜的移动控制的透镜驱动装置中是有效的。

Claims (14)

1.一种超声波马达，具有：

振动体，其具有通过电压的施加而被激励的压电元件，并且在振动体的一端具有输出部，

被驱动体，其与该振动体的输出部相接触，利用该压电元件的振动，以固定轴为中心进行旋转，

加压机构，其将该振动体的输出部按压接触于该被驱动体侧，

其特征在于，具有：

转动构件，其位于该固定轴与该被驱动体之间，以能够转动的方式被这些固定轴与被驱动体夹持，

驱动力输出构件，其以传递使该转动构件转动的同时在该固定轴的外周旋转的旋转力，而以该固定轴为中心进行旋转的方式来配置，

在所述被驱动体与所述固定轴之间被按压保持的所述转动构件与所述被驱动体之间的摩擦力，比所述振动体的输出部与所述被驱动体之间的摩擦力小。

2.如权利要求1所述的超声波马达，其中，所述转动构件是球状构件，位于所述固定轴与所述被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

3.如权利要求2所述的超声波马达，其中，在所述固定轴的外周面形成有与所述转动构件滑动接触并保持所述转动构件的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽。

4.如权利要求2所述的超声波马达，其中，所述被驱动体在所述固定轴侧的面上具有由向着该固定轴侧扩展开的大致V字状槽构成的按压部。

5.如权利要求1所述的超声波马达，其中，所述转动构件是圆筒构件，位于所述固定轴与所述被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

6.一种透镜驱动装置，其特征在于，将权利要求1或2所述的超声波马达作为驱动源，使用来自该超声波马达的所述驱动力输出构件的旋转力，使经由透镜保持框而被容纳并保持在镜头镜筒内的透镜沿着光轴方向移动。

7.一种透镜驱动装置，利用由具有压电元件的振动体的振动而产生的驱动力使旋转驱动轴旋转而使透镜系统沿着光轴方向移动，

其特征在于，具有：

被驱动体，其以该旋转驱动轴为中心进行转动，

振动体，其与该被驱动体接触，从与该旋转驱动轴的轴向垂直的方向传递驱动力，

外部输入部，其通过来自外部的转动操作，使该旋转驱动轴转动，

在该旋转驱动轴与被驱动体之间配置通过与这些旋转驱动轴及被驱动体摩擦接触而转动的转动构件，并利用该转动构件的转动，使该旋转驱动轴旋转。

8.如权利要求7所述的透镜驱动装置，其中，所述旋转驱动轴具有与该旋转驱动轴的旋转同步旋转的驱动力输出构件，

该驱动力输出构件，在允许所述转动构件的转动的同时保持该转动构件，并且随动于该转动构件的转动绕着该旋转驱动轴的周围旋转。

9.如权利要求8所述的透镜驱动装置，其中，使由所述振动体侧被传递到所述被驱动体侧的驱动力，从与所述旋转驱动轴的轴向垂直的径向方向向所述转动构件传递，而使所述驱动力输出构件旋转。

10.如权利要求8所述的透镜驱动装置，其中，所述旋转驱动轴具有沿着与轴向垂直的方向延伸的转动构件抵接部，且在所述被驱动体的向着所述旋转驱动轴侧延伸的转动构件保持面与所述转动构件抵接部之间夹持所述转动构件，

使由所述振动体侧被传递到所述被驱动体侧的驱动力，从与所述旋转驱动轴的轴向平行的轴向方向向所述转动构件传递，而使所述驱动力输出构件旋转。

11.如权利要求7或8所述的透镜驱动装置，其中，所述转动构件是球状构件，位于该旋转驱动轴与该被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

12.如权利要求11所述的透镜驱动装置，其中，在所述旋转驱动轴的外周面形成有与所述转动构件滑动接触并保持所述转动构件的、截面呈大致圆弧状的转动构件承受槽。

13.如权利要求11所述的透镜驱动装置，其中，所述被驱动体在所述转动构件与所述旋转驱动轴相抵接一侧的面上，具有由向着该旋转驱动轴侧扩展开的大致V字状槽构成的按压部。

14.如权利要求7或8所述的透镜驱动装置，其中，所述转动构件是圆筒构件，位于所述旋转驱动轴与所述被驱动体之间，并且大致等间隔的配置三个以上。

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