JP2006333571A - 振動アクチュエータ及びレンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

【課題】 平面性に問題のあるレール部であっても振動体からの駆動力を確実に受けることができ、信頼性の高い、低コストの振動アクチュエータを得ること及び、信頼性の高い、小型、低コストのレンズ鏡胴を得る。
【解決手段】 複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置された振動体と、この振動体に相対して配置されたレール部と、を有し、駆動方向に略平行な方向を軸にしてレール部を回転可能に保持した振動アクチュエータとする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、圧電素子で構成された振動体の振動を利用した振動アクチュエータ及びこの振動アクチュエータを用いてレンズ群を移動させるよう構成したレンズ鏡胴に関するものである。

従来より、圧電素子等に交流電圧を印加することにより振動体を振動させ、この振動体との接触及び離反を繰り返すことにより被駆動体を摩擦力で相対的に移動させる駆動装置が知られている。

このような駆動装置のアクチュエータとして、振動体として２つの積層型圧電素子の変位方向が所定角度で交差するよう配置したものを用い、素子の変位方向の交点に設けられた駆動部材が楕円軌道を描くように各素子をそれぞれ所定の位相差を有する交流電圧信号により駆動し、駆動部材が当接する被駆動部材を所定方向に回転させるアクチュエータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１９００８１号公報

上記特許文献１に記載のアクチュエータを用い、駆動部材が当接し相対移動する被駆動部材を移動方向に延伸された直線的なレール部とし、例えば、ズームレンズの変倍で移動するレンズ群を光軸方向に相対移動させようとする場合、以下のような問題がある。

変倍のためのレンズ群の移動量は、概してフォーカシングに要する移動量とは比較にならぬ程大きく、加えて変倍比が高くなるほど大きくなる。上記のアクチュエータを用いて直接的に光軸方向にレンズ群を、変倍のために移動させようとする場合、この大きな移動量を確保するため、相対移動するレール部の長さを、レンズ群の移動量以上としなくてはならない。また、カメラのより一層の小型化のため、鏡胴もより小型化が求められており、レール部の幅方向の寸法については、より小さく形成することが求められているため、振動体との接触及び離反を繰り返すレール部は、光軸方向に長く、幅方向の短いものとなる。

このようなアスペクト比の大きいレール部であっても、微小に振動する振動体との接触及び離反を繰り返すことによる駆動力を、振動体から確実に受けるためには、幅方向のねじれ及びアクチュエータ駆動方向の反りがなく、平面性の良好なレール部が必要とされる。

しかしながら、平面性の良好なレール部を量産的に得るには、工数増や、不良の発生による歩留まりの低下により、コスト増となる問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、平面性に問題のあるレール部であっても振動体からの駆動力を確実に受けることができ、信頼性が高く、低コストの振動アクチュエータを得ることを目的とし、更には、この振動アクチュエータを用いてレンズ群を移動させるよう構成し、信頼性が高く、小型、低コストのレンズ鏡胴を得ることを目的とするものである。

上記の課題は、以下の構成で解決される。

１） 複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置され高周波信号に基づいて振動する振動体と、この振動体に相対して配置されたレール部と、を有する振動アクチュエータにおいて、前記レール部を保持する保持部を備え、前記保持部は前記振動アクチュエータの駆動方向に略平行な方向を回転軸として前記レール部を回転可能に保持したことを特徴とする振動アクチュエータ。

２） 前記レール部の回転軸は、前記振動体と前記レール部との接触線と交差する位置にある１）の振動アクチュエータ。

３） 複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置され高周波信号に基づいて振動する振動体と、この振動体に相対して配置されたレール部と、を有する振動アクチュエータにおいて、前記レール部を保持する保持部を備え、前記保持部は前記レール部の厚み方向の移動を可能に保持したことを特徴とする振動アクチュエータ。

４） 前記レール部は、前記振動体が当接して駆動力が与えられる摺動レール部材と、前記振動体が当接しない制振部材により形成され、前記制振部材の両端部が前記保持部に保持されている１）〜３）のいずれかの振動アクチュエータ。

５） 前記レール部の一方の端部に弾性部材を設け、前記弾性部材の付勢力により前記保持部へ前記レール部の他方の端部を押圧した１）〜４）のいずれかの振動アクチュエータ。

６） 被写体光を結像させるためのレンズ群と、筐体と、を有し、１）〜５）のいずれかの振動アクチュエータにより前記レンズ群の少なくとも１つを移動させることを特徴とするレンズ鏡胴。

上記１）の発明によれば、平面性に問題のあるレール部であっても、レール部が振動体の振動による駆動力を確実に受けることができるようになり、駆動の信頼性の高い、低コストの振動アクチュエータを得ることが可能となる。

上記２）の発明によれば、上記の効果に加え、レール部の回転による変化量を小さく抑えることができ、アクチュエータの大型化を防止できる。

上記３）の発明によれば、平面性に問題のあるレール部であっても、レール部が振動体からの駆動力を確実に受けることができ、振動体の振動による駆動力を確実に受けることができるようになり、駆動の信頼性の高い、低コストの振動アクチュエータを得ることが可能となる。

上記４）の発明によれば、上記の効果に加えて、振動体の振動を受けるレール部の振動を、より確実に抑制でき、駆動の信頼性をより向上させることができる。

上記５）の発明によれば、上記の効果に加えて、レール部と保持部の隙間を片寄せすることにより、アクチュエータ駆動方向反転時にレール部が隙間分だけ移動することを防止でき、移動をより円滑に行うことが可能となり、位置の誤検出を防止することができる。

上記６）の発明によれば、無通電時にはレンズ停止位置が保持され省電化ができ、駆動は信頼性の高い、小型、低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータの基本的な構成及び動作について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータ１の概略を示す正面図である。図２は、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータ１の概略を示す側面図である。なお、各図面においては、便宜上、共通の直交ＸＹＺ座標系を用いて方向を示すものとする。

図１及び図２に示すように、振動アクチュエータ１は、駆動源である振動体１０と、振動体１０の振動を受け、振動体１０から駆動力を付与されるレール部３０の摺動レール部材３１と、弾性部材で構成された加圧部材４０と振動体１０から摺動レール部材３１へ付与される力（荷重）を支持する支持部材（荷重支持部材）５０と、台板６０とを備えている。振動体１０、摺動レール部材３１、支持部材５０は、図１のＺ方向に、この順序で配置されている。

振動体１０は、２つの圧電素子１１、１２とチップ部材１３とベース部材１４とで構成されており、振動体１０は高周波電圧（高周波信号）の印加に応じて振動する。

２つの圧電素子１１、１２は、図１の如く略直角に交差するよう配置され、交差側端部はチップ部材１３に接合されている。圧電素子１１、１２の他端は、ベース部材１４に接合されている。チップ部材１３は、安定して高い摩擦係数を有していると共に、高い耐摩耗性を有した材料（例えば、超硬合金等の金属材料）で形成されていることが好ましい。ベース部材１４は、製造が容易で高い強度を有する材料（例えば、ステンレス等の金属材料）で形成されていることが好ましい。また、圧電素子１１、１２は、チップ部材１３及びベース部材１４と接着剤により固着されている。この接着剤としては、接着強度に優れるエポキシ系樹脂の接着剤を用いることが好ましい。

圧電素子１１、１２は、例えば、積層型圧電素子であり、圧電特性を有する複数のセラミック薄板と電極が交互に積層した構造となっている。圧電素子１１、１２は、印加電圧に応じて積層方向に伸縮する変位素子であり、具体的には、所定の符号の電圧を印加すると伸び、逆符号の電圧を印加すると縮むことになる。このため交流電圧を印加すれば、交流電圧の周期に応じて、伸縮を繰り返すことになる。故に、圧電素子１１、１２に位相差を有する交流電圧を印加することにより、振動体１０を振動させることができるようになっている。なお、本実施の形態においては、積層型圧電素子に限るものでなく、ロール型圧電素子を適用したものであってもよい。

図３は、振動体１０の駆動動作を示した図である。同図に示すように、振動体１０の圧電素子１１、１２を位相差を有する交流電圧で駆動することにより、振動体１０のチップ部材１３を楕円運動させることができる。

同図（ａ）は、位相差が６０°の場合のチップ部材１３の運動軌跡を示し、同図（ｂ）は、位相差が９０°の場合のチップ部材１３の運動軌跡を示し、同図（ｃ）は、位相差が１２０°の場合のチップ部材１３の運動軌跡を示している。同図に示すように、位相差を９０°に設定するとチップ部材１３は円運動となり、位相差を変えることにより、チップ部材１３の運動軌跡を所望の形状に設定することができる。

振動体１０は、このチップ部材１３の運動軌跡を用いて、摺動レール部材３１を移動させることができ、また、摺動レール部材３１が固定されている場合には相対的に振動体１０及び支持部材５０を保持する台板６０を移動させることができるものである。

再度、図１及び図２を参照し、レール部３０の摺動レール部材３１は、振動体１０のチップ部材１３に接触し、振動体１０の駆動力は直接的に伝達される。具体的には、摺動レール部材３１は、振動体１０の振動に応じ、チップ部材１３との接触（衝突）及びチップ部材１３の離反を繰り返しつつ、チップ部材１３との間に生じる摩擦力によって、摺動レール部材３１もしくは振動体１０及び支持部材５０を保持する台板６０が相対的に移動する。換言すると、振動体１０のチップ部材１３と摺動レール部材３１の表面との間での摩擦接触を伴う微小移動動作を繰り返すことにより、摺動レール部材３１もしくは振動体１０及び支持部材５０を保持する台板６０を駆動するものである。

レール部３０は、摺動レール部材３１と制振部材３２とが一体的に形成されたものである。制振部材３２は、摺動レール部材３１がチップ部材１３の接触及び離反の繰り返しにより生じる振動を抑制するためのものである。

摺動レール部材３１は、金属材料や、セラミックで形成される。摺動レール部材３１は、チップ部材１３との接触による摩耗を防ぐため、金属材料の表面には表面硬化処理が施されることが好ましい。例えば、ステンレス等の鉄系材料に対しては、焼き入れ処理ないし窒化処理、アルミニウムに対してはアルマイト処理、或いは、金属表面にセラミック等による耐摩耗性のコーティング処理が施されていることが好ましい。また、アルミナセラミックやジルコニアセラミック等のセラミックで形成すれば、軽量化と共に高い剛性、耐摩耗性を得ることができる。

制振部材３２は、摺動レール部材３１とは異なる種類の材料で形成されていることが好ましい。制振部材３２としては、摺動レール部材３１と振動伝搬速度の異なる材料を用いることによって、振動伝達を抑制でき、制振部材３２が摺動レール部材３１と同調して振動することを防止できる。具体的には、制振部材３２は、摺動レール部材３１とは異なる種類の金属或いはセラミック等が用いられる。また、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエンスチレン樹脂）等の高分子材料を用いてもよい。また、材料自身に制振性を有する制振合金材料、例えば、Ｍｎ−Ｃｕ（マンガンー銅）合金、Ｆｅ−Ｃｒ（鉄ークロム）合金、Ｚｎ−Ａｌ（亜鉛ーアルミニウム）合金等を用いてもよい。

制振部材３２は、図２に示すように、摺動レール部材３１の振動体１０との接触面を避けて摺動レール部材３１に固着されている。

振動体１０には、摺動レール部材３１と反対側（−Ｚ側）に加圧部材４０が設けられている。加圧部材４０は、例えばコイルバネ等の弾性部材で構成され、一端は振動体１０のベース部材１４に固定され、他端は台板６０に固定される。加圧部材４０による付勢力により、振動体１０のチップ部材１３は摺動レール部材３１に軽く押圧されている。なお、加圧部材４０による付勢力は比較的小さな力であり、且つ、非常に高い周波数で振動する振動体１０の振動周期に対し、加圧部材４０の伸縮動作は追従できない程度に設定されている。このため、チップ部材１３は加圧部材４０の付勢力に抗し、摺動レール部材３１に接触と離反を繰り返すことができる。

また支持部材５０は、摺動レール部材３１を振動体１０のチップ部材１３とで挟むように、摺動レール部材３１に対しチップ部材１３とは反対側（＋Ｚ側）に配置されている。支持部材５０は、支軸６１に軸支され、回転自在なローラ５１で構成されている。なお、このローラ５１は、不図示の押さえ部材により支軸６１からの脱落を防止している。

支持部材５０を構成するローラ５１は、摺動レール部材３１を挟んで振動体１０のチップ部材１３に対向する位置の直上位置に配置されている。このようにすることで、振動対１０によるＺ方向の力を確実に支持でき、大きな駆動力をレール部材３１に与えることができる。

ローラ５１は、摺動レール部材３１との摩擦が小さい材料で形成されていることが好ましい。具体的には、樹脂材料（例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール））のうち、摺動性能の高い材料が好ましい。例えば、フッ素等の添加物を配合し摺動性能を向上させたものが好ましい。また、荷重による変形の小さい材料であることが好ましい。なお、ローラ５１は、金属材料で形成されていてもよい。

以上が、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータの基本的構成及び動作の概略である。

以下に、上記の基本的構成の振動アクチュエータをレンズ鏡胴に適用した例を用い、本実施の形態に係る振動アクチュエータの構造及びレンズ鏡胴について説明する。なお、以降の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。

図４は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴１００の一例を示す断面図である。同図に示すレンズ群は屈曲光学系で構成されたズームレンズであり、同図はワイド時の状態を示しており、折り曲げ前及び折り曲げ後の２つの光軸を含む面で切断したものである。なお、本実施の形態では、屈曲光学系を構成するレンズ群の移動に、本実施の形態に係る振動アクチュエータを適用した例で説明するが、これに限るものでなく、直線的な光軸上に配置された光学系であってもよい。

同図に示すように、ＯＡは折り曲げ前の光軸であり、ＯＢは折り曲げ後の光軸である。レンズ鏡胴１００の外側は、外装部材である主胴Ａ９０及び主胴Ｂ９１で構成されている。

７０は第１レンズ群であり、第１レンズ群７０は、光軸をＯＡとし被写体に向けて配置されたレンズ７１と光軸ＯＡを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム７２と、プリズム７２により折り曲げられた光軸ＯＢを光軸として配置されたレンズ７３により構成されている。この第１レンズ群７０は、主胴Ａ９０に固定されたレンズ群である。

７４は第２レンズ群であり、第２レンズ群鏡枠７４ｋに組み込まれている。第２レンズ群７４は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に第２レンズ群鏡枠７４ｋと共に、一体的に移動するレンズ群である。

７５は第３レンズ群であり、第３レンズ群鏡枠７５ｋに組み込まれている。この第３レンズ群７５は、第３レンズ群鏡枠７５ｋが主胴Ａ９０により固定され変倍時移動しないレンズ群である。

７６は第４レンズ群であり、第４レンズ群鏡枠７６ｋに組み込まれている。第４レンズ群７６は、変倍時及び焦点調節（以下、フォーカシングとも言う）時に第４レンズ群鏡枠７６ｋと共に、一体的に移動するレンズ群である。

７７は赤外光カットフィルタ及びオプチカルローパスフィルタを積層した光学フィルタであり、主胴Ａ９０に組み付けられている。７８は撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。撮像素子７８は取り付け部材７９に組み付けられ、取り付け部材７９は撮像素子７８と共に主胴Ａ９０に組み付けられている。８０はフレキシブルプリント基板であり、撮像素子７８に接続され、カメラ内の他の回路へ接続される。８１はシャッタユニットであり、第３レンズ群鏡枠７５ｋと同様に、主胴Ａ９０に固定されている。

第２レンズ群７４及び第４レンズ群７６は、図示のワイド状態の位置から、第３レンズ群７５に近接する方向へ、各々設定された量だけ移動しズーミングが行われる。更に、第４レンズ群７６は、ズーミングにより移動した位置から更に移動することによりフォーカシングが行われるようになっている。

図５は、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータ１を用いたレンズ鏡胴１００の第２レンズ群７４及び第４レンズ群７６の移動機構を示す模式図である。同図は、第２レンズ群７４及び第４レンズ群７６がワイド位置にある状態を示している。以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。なお、同図は構成をわかりやすくするため、振動アクチュエータ等の位置を鏡胴外に移動させて模式的に示したものである。

同図に示すように、第２レンズ群鏡枠７４ｋに一体的に形成されたスリーブ７４ｓ、第４レンズ群鏡枠７６ｋに一体的に形成されたスリーブ７６ｓを貫通して、ガイド部材であるガイド軸８２が嵌合している。更に、第２レンズ群鏡枠７４ｋに一体的に形成された回転係止部７４ｍ、第４レンズ群鏡枠７６ｋに一体的に形成された回転係止部７６ｍに、ガイド部材であるガイド軸８３が係合して配置されている。これにより、第２レンズ群鏡枠７４ｋ、第４レンズ群鏡枠７６ｋは、２つのガイド軸８２、８３に沿って光軸ＯＢ方向に摺動可能とされている。

また、ガイド軸８２及び８３は、シャッタユニット８１及び第３レンズ群鏡枠７５ｋをも嵌合貫通している。ガイド軸８２及び８３には、端部での固定部材による固定に加えて、軸方向の中間部位にガイド軸支持部材８４が設けられている。

更に、摺動レール部材３１及び制振部材３２で一体的に構成された２つのレール部３０は、制振部材３２の端部に形成された軸により、主胴Ａ９０に形成された保持部９０ｈにそれぞれ保持されている。また、制振部材３２の一方の端部は、弾性部材である圧縮コイルバネ３３により、他方の端部を保持部９０ｈへ押圧付勢している。

第２レンズ群鏡枠７４ｋ及び第４レンズ群鏡枠７６ｋには、振動体１０とローラ５１を保持する台板６０がそれぞれ組み付けられている。図示の如く、振動体１０と支持部材であるローラ５１で主胴Ａ９０に配置された摺動レール部材３１を、それぞれ挟み込んでいる。

圧縮コイルバネ３３の押圧力は、第４レンズ群７６及び第４レンズ群鏡枠７６ｋと、それに組み付けられた振動体１０、加圧部材４０、ローラ５１を保持する台板６０等を含む移動側の慣性力よりも大きく設定されている。なお、第２レンズ群鏡枠７４ｋについても同様である。

なお、不図示であるが、圧電素子１１、１２には、それぞれ独立して交流電圧が印加されるように、フレキシブルプリント基板等により電気的接続がなされている。

これにより、振動体１０の圧電素子１１、１２を位相差を有する交流電圧で駆動することで、振動体１０のチップ部材１３が楕円運動させられる。一方、主胴Ａ９０に保持されたレール部３０は、それぞれのレンズ群及びレンズ群鏡枠と、それに組み付けられた振動体１０、加圧部材４０、ローラ５１を保持する台板６０等を含む慣性力よりも大きな力で押圧されているため、振動体１０とローラ５１を保持する台板６０が組み付けられた第２レンズ群鏡枠７４ｋ、及び第４レンズ群鏡枠７６ｋがレール部３０に対し相対的に移動することになり、ガイド軸８２、８３にガイドされて光軸ＯＢ方向に移動することができる。

また、第２レンズ群鏡枠７４ｋと第４レンズ群鏡枠７６ｋの位置検出には、それぞれ、検出センサとしての磁性薄膜抵抗素子８５が一体的に組み付けられ、この磁性薄膜抵抗素子８５に対応する位置にＮ極とＳ極が移動方向に交互に形成されたセンサースケール８４が主胴Ａ９０に固定されている。不図示であるが、磁性薄膜抵抗素子８５にはフレキシブルプリント基板等により電気的接続がなされており、それぞれの磁性薄膜抵抗素子８５の移動に伴って出力される出力信号を演算処理することにより、第２レンズ群鏡枠７４ｋと第４レンズ群鏡枠７６ｋの移動量を検知することが可能となっている。

以上の構成により、第２レンズ群鏡枠７４ｋに配置した振動体１０と第４レンズ群鏡枠７６ｋに配置した振動体１０を、それぞれ独立して駆動することで、第２レンズ群鏡枠７４ｋと第４レンズ群鏡枠７６ｋを、それぞれの所望の位置へ移動させて、ズーミングが行われる。更に、第４レンズ群鏡枠７６ｋのみを移動させることで、フォーカシングが行われる。

図６は、第４レンズ群７６を通り、光軸ＯＢに直交する面で切断した、レンズ鏡胴の断面図である。

同図に示すように、レンズ鏡胴１００の光軸ＯＢに垂直な断面は、略矩形形状であり、この矩形の対角方向に配置されたガイド軸８２にはスリーブ７６ｓが嵌合され、ガイド軸８３には回転係止部７６ｍが係合している。

残りの対角部の一方には、第４レンズ群鏡枠７６ｋに一体的に組み付けられた位置検出センサである磁性薄膜抵抗素子８５と、この磁性薄膜抵抗素子８５に対応して主胴Ａ９０に固定された、光軸ＯＢと略平行な方向（紙面表裏方向）にＮ極とＳ極が交互に形成されたセンサースケール８４が配置されている。

また、スリーブ７６ｓ近傍には、振動アクチュエータ１が配置されている。摺動レール部材３１と制振部材３２で構成されたレール部３０は、主胴Ａ９０に固定されている。また、ローラ５１と振動体１０、加圧部材４０が台板６０により第４レンズ群鏡枠７６ｋに一体的に組み付けられている。

なお、第２レンズ群７４を保持する第２レンズ群鏡枠７４ｋも同様の構成であるため説明は省略する。

このように、平面的に配置された振動アクチュエータ１を用いることで、円柱状のステッピングモータを用いる場合に比べ、配置の自由度が増し、レンズ鏡胴１００の断面積を小型に押さえることができる。更に、振動アクチュエータ１を筐体である主胴Ａ９０及び主胴Ｂ９１で囲まれた空間内に配置することで、ゴミ等の侵入を防止できると共に、より低騒音化でき、動画等の撮影時に音声を記録するカメラのレンズ鏡胴に適用する場合にも好適なものとなる。

以下に、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータ１のレール部３０について、より詳しく説明する。

図７は、第１の実施の形態に係る振動アクチュエータ１のレール部３０と保持部９０ｈの概略を示す斜視図である。

レール部３０は、摺動レール部材３１と制振部材３２で構成され、振動アクチュエータ駆動方向である制振部材３２の長手方向の両端には円柱状の軸３２ｊが形成されている。また、主胴Ａ９０には、長穴部９０ｎが形成された保持部９０ｈが形成されている。この長穴部９０ｎに円柱状の軸３２ｊが回転可能に挿入されてレール部は保持されている。また、制振部材３２の一方の端部の軸３２ｊには、弾性部材である圧縮コイルバネ３３が組み付けられ、他方の端部を他方の保持部９０ｈへ押圧付勢している。この保持部９０ｈに当接する制振部材３２の当接面３２ｓは球面もしくは円筒面の一部で形成されている。

圧縮コイルバネ３３の押圧力は、レンズ群及びレンズ群鏡枠と、それに組み付けられた振動体１０、加圧部材４０、ローラ５１を保持する台板６０等を含む移動側の慣性力よりも大きく設定されている。更に、当接面３２ｓと保持部９０ｈは滑面に形成され、押圧力により生じる当接面３２ｓと保持部９０ｈの摩擦力は、振動体１０の摺動レール部材３１への圧接力より小さくなるように設定されている。

このような構成により、保持部９０ｈはレール部３０の軸３２ｊの円周回り（矢印Ａ方向）に回転可能に保持している。更に、保持部９０ｈは長穴部９０ｎにより、軸３２ｊの長穴方向（図示矢印Ｂ方向）への移動、即ちレール部３０の厚み方向の移動を可能に保持している。

また、弾性部材である圧縮コイルバネ３３によりレール部３０と両端の保持部９０ｈとで発生する微小な隙間を片寄せすることで、アクチュエータ駆動方向反転時にレール部が隙間分だけ移動することを防止でき、移動をより円滑に行うことができる。

図８は、レール部３０と振動体１０の位置関係を示す断面図である。図９は、レール部３０の回転中心位置を示す側面図である。

図８に示すように、一点鎖線で示す円筒状の軸３２ｊの中心線、即ち、レール部３０の回転軸Ｓは、チップ部材１３と摺動レール部材３１との接触線と交差する位置となるように、軸３２ｊは形成されている。更に、図９に示したように、レール部３０の回転軸Ｓは、振動体１０のチップ部材１３が当接する接触線の中点に設定することが、より好ましい。このようにすることで、レール部の回転による変化量を小さく抑えることができ、アクチュエータの大型化を防止できる。

以上説明したように、レール部３０を回転可能に保持することで、レール部３０の幅方向にねじれがあった場合には、レール部３０が軸３２ｊを中心に、振動体１０のチップ部材１３と線接触するように回転し、振動体１０の振動による駆動力を確実に受けることができるようになる。更に、レール部３０を厚み方向で移動可能に保持することで、摺動レール部材３１にアクチュエータ駆動方向の反りがあった場合には、レール部３０が長穴９０ｎの長穴方向で移動し、振動体１０のチップ部材１３と確実に接触でき、振動体１０の振動による駆動力を確実に受けることができ、平面性に問題のある摺動レール部材３１であっても、駆動の信頼性の高い、低コストの振動アクチュエータを得ることが可能となる。

更に、上記の振動アクチュエータを、レンズ群の少なくとも１つを移動させるようにしたレンズ鏡胴に適用することで、ガイド軸に案内規制されつつ移動するレンズ群に対し、摺動レール部材の平面性やレール部の平行度に問題があっても、レール部が回転もしくは厚み方向に移動することで、振動体の振動による駆動力を確実に受けることができるようになり、駆動の信頼性が高く、小型、低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

加えて、本実施の形態の振動アクチュエータ１は非駆動時、加圧部材４０の付勢力により振動体１０とローラ５１でレール部材３１を挟んだ状態となり、無通電時には鏡枠の停止位置が保持され、移動するレンズ群を無通電保持することができ、省電化が可能である。

なお、上記の説明では、移動するレンズ群鏡枠に振動体等を配置し、レール部を主胴に配置した例で説明したが、移動するレンズ群鏡枠にレール部を配置し、振動体等を主胴に配置する構成としてもよい。この場合には、レール部を保持する保持部がレンズ群鏡枠に形成されたものとなる。

また、レール部側に軸を形成し、保持部側に長穴部を形成して保持する例で説明したが、保持部側に軸を形成し、レール部側に対応する長溝部を形成してもよいのは勿論である。

（第２の実施の形態）
以下に、第２の実施の形態に係る振動アクチュエータ１について説明する。

図１０は、第２の実施の形態に係る振動アクチュエータ１の概略を示す図である。

同図に示すように、第２実施の形態に係る振動アクチュエータ１は、振動体１０を弾性部材で構成された２つの加圧部材４０で台板６０に支持されており、台板６０に２つのローラ５１が回転可能に軸支されている。一方、レール部３０は、同様に、摺動レール部材３１と制振部材３２で構成され、摺動レール部材３１に振動体１０のチップ部材１３が当接している。

また、振動アクチュエータの駆動方向である制振部材３２の長手方向の両端には円柱状の軸３２ｊが形成されている。円柱状の軸３２ｊは、保持部９０ｈに形成された穴に嵌合されている。これによりレール部３０は、制振部材３２に形成された２つの軸３２ｊを回転軸として図示矢印方向に回転可能になっている。

ローラ５１は、保持部９０ｈと一体的に形成されたローラ走行部９０ｓに沿って回転し、相対移動するよう構成されている。停止状態では、摺動レール部材３１とローラ走行部９０ｓの間で、加圧部材４０の付勢力によりチップ部材１３とローラ５１が、それぞれ摺動レール部材３１とローラ走行部９０ｓに圧接され停止している。

振動アクチュエータ１の駆動時は、圧電素子１１、１２に位相差を有する交流電圧を印加することにより、振動体１０を振動させ、摺動レール部材３２とチップ部材１３との接触（衝突）及びチップ部材１３の離反を繰り返しつつ、チップ部材１３との間に生じる摩擦力によって、摺動レール部材３１もしくは振動体１０及びローラ５１を保持する台板６０を相対的に移動させるようになっている。

また、一点鎖線で示す円筒状の軸３２ｊの中心線、即ち、レール部３０の回転軸Ｓは、チップ部材１３と摺動レール部材３１との接触線と交差する位置となるように、軸３２ｊは形成されている。なお、レール部３０の回転軸Ｓは、振動体１０のチップ部材１３が当接する接触線の中点に設定することが、より好ましい。このようにすることで、レール部の回転による変化量を小さく抑えることができ、アクチュエータの大型化を防止できる。

また、この振動アクチュエータのレンズ鏡胴への適用は、振動体１０及びローラ５１を保持している台板６０を移動するレンズ群鏡枠に配置し、保持部９０ｈを主胴Ａ９０に形成して、レール部３０を主胴側に配置することで、レンズ群を移動させることが可能となる。

また、本例の場合にも、非駆動時である無通電時には、上記のように摺動レール部材３１とローラ走行部９０ｓの間で、チップ部材１３とローラ５１が、それぞれ摺動レール部材３１とローラ走行部９０ｓに圧接されて停止位置が保持され、移動するレンズ群を無通電保持することができ、省電化も可能となる。

以上説明したように、レール部３０を回転可能に保持することで、レール部３０の幅方向にねじれがあった場合には、レール部３０が軸３２ｊを中心に、振動体１０のチップ部材１３と線接触するように回転し、振動体１０の振動による駆動力を確実に受けることができるようになる。更に、摺動レール部材３１にアクチュエータ駆動方向の反りがあった場合には、加圧部材４０の伸縮により振動体１０のチップ部材１３と摺動レール部材３１とを適切な接触状態とすることができ、振動体１０の振動による駆動力を確実に受けることができ、平面性に問題のある摺動レール部材３１であっても、駆動の信頼性の高い、低コストの振動アクチュエータを得ることが可能となる。

なお、上記の説明では、移動するレンズ群鏡枠に振動体等を配置し、レール部を主胴に配置した例で説明したが、移動するレンズ群鏡枠にレール部を配置し、振動体等を主胴に配置する構成としてもよい。この場合には、レール部を保持する保持部がレンズ群鏡枠に形成されたものとなる。

また、レール部側に軸を形成し、保持部側に穴部を形成して保持する例で説明したが、保持部側に軸を形成し、レール部側に対応する穴部を形成してもよいのは勿論である。

第１の実施の形態に係る振動アクチュエータの概略を示す正面図である。 第１の実施の形態に係る振動アクチュエータの概略を示す側面図である。 振動体の駆動動作を示した図である。 第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す断面図である。 第１の実施の形態に係る振動アクチュエータを用いたレンズ鏡胴の第２レンズ群及び第４レンズ群の移動機構を示す模式図である。 第４レンズ群を通り、光軸に直交する面で切断した、レンズ鏡胴の断面図である。 第１の実施の形態に係る振動アクチュエータのレール部と保持部の概略を示す斜視図である。 レール部と振動体の位置関係を示す断面図である。 レール部の回転中心位置を示す側面図である。 第２の実施の形態に係る振動アクチュエータの概略を示す図である。

符号の説明

１ 振動アクチュエータ
１０ 振動体
１１、１２ 圧電素子
１３ チップ部材
３０ レール部
３１ 摺動レール部材
３２ 制振部材
３３ 圧縮コイルバネ
４０ 加圧部材
５０ 支持部材
５１ ローラ
６０ 台板
７０ 第１レンズ群
７４ 第２レンズ群
７４ｋ 第２レンズ群鏡枠
７５ 第３レンズ群
７５ｋ 第３レンズ群鏡枠
７６ 第４レンズ群
７６ｋ 第４レンズ群鏡枠
８２、８３ ガイド軸
８４ センサースケール
８５ 検出センサ
９０ 主胴Ａ
９０ｎ 保持部
９１ 主胴Ｂ
１００ レンズ鏡胴

Claims (6)

1. 複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置され高周波信号に基づいて振動する振動体と、この振動体に相対して配置されたレール部と、を有する振動アクチュエータにおいて、
   前記レール部を保持する保持部を備え、前記保持部は前記振動アクチュエータの駆動方向に略平行な方向を回転軸として前記レール部を回転可能に保持したことを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 前記レール部の回転軸は、前記振動体と前記レール部との接触線と交差する位置にあることを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
3. 複数の圧電素子を互いに所定角度で交差するよう配置され高周波信号に基づいて振動する振動体と、この振動体に相対して配置されたレール部と、を有する振動アクチュエータにおいて、
   前記レール部を保持する保持部を備え、前記保持部は前記レール部の厚み方向の移動を可能に保持したことを特徴とする振動アクチュエータ。
4. 前記レール部は、前記振動体が当接して駆動力が与えられる摺動レール部材と、前記振動体が当接しない制振部材により形成され、前記制振部材の両端部が前記保持部に保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ。
5. 前記レール部の一方の端部に弾性部材を設け、前記弾性部材の付勢力により前記保持部へ前記レール部の他方の端部を押圧したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ。
6. 被写体光を結像させるためのレンズ群と、筐体と、を有し、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータにより前記レンズ群の少なくとも１つを移動させることを特徴とするレンズ鏡胴。

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