JP2008253078A - 電気機械変換素子，振動アクチュエータ，振動アクチュエータの駆動装置，レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】所望の駆動特性が得られやすい電気機械変換素子，振動アクチュエータ，振動アクチュエータの駆動装置，レンズ鏡筒及びカメラを提供する。
【解決手段】電気機械変換素子（１２）は、一定方向に分極された分極部分（１２１ａ）を有する圧電体（１２１）と、分極部分（１２１ａ）の連続した１つの領域（Ｐ）の表面に、それぞれ分離されて形成された複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機械変換素子，振動アクチュエータ，振動アクチュエータの駆動装置，レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。

特許文献１は、外付けコンデンサを圧電素子に接続することによって静電容量値を規定値に合わせ込む手法を提案している。
しかし、超音波モータを駆動させるための圧電素子の静電容量値は、一般に正の温度係数をもち（温度が高くなればなるほど静電容量値が増加するということ）、環境温度などにより変動する。
そのため、圧電素子の振動特性もこれに伴い変化してしまい、例えば、圧電素子をレンズ駆動用のモータの駆動源として用いた場合には、所望の駆動特性が得られにくくなってしまう可能性があった。
特開平９−１０３０８２号公報

本発明の課題は、所望の駆動特性が得られやすい電気機械変換素子，振動アクチュエータ，振動アクチュエータの駆動装置，レンズ鏡筒及びカメラを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
請求項１の発明は、一定方向に分極された分極部分（１２１ａ）を有する圧電体（１２１）と、前記分極部分（１２１ａ）の連続した１つの領域（Ｐ）の表面に、それぞれ分離されて形成された複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）とを備えたことを特徴とする電気機械変換素子（１２）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電気機械変換素子（１２）において、前記圧電体（１２１）は、円環形状であり、前記複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）は、前記圧電体（１２１）の前記領域（Ｐ）に径方向（Ｙ）に区画されて配置されていること、を特徴とする電気機械変換素子（１２）である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の電気機械変換素子（１２）において、前記複数の電極は、前記円環形状の中心を通る線（Ｌ）に対して略対称に配置されていることを特徴とする電気機械変換素子（１２）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電気機械変換素子（１２）において、前記複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）は、それぞれ独立して駆動信号を入力できるように配線されていること、を特徴とする電気機械変換素子（１２）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電気機械変換素子（１２）と、前記電気機械変換素子（１２）と接触して設けられ、前記電気機械変換素子（１２）の駆動により振動する弾性体（１３）と、前記弾性体（１３）の前記電気機械変換素子（１２）が設けられる部分とは異なる部分に接触して設けられ、前記振動により前記弾性体（１３）に対して相対移動をする相対移動部材（１５）とを備えたことを特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１に記載の電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子と接触して設けられ、前記電気機械変換素子の駆動により振動する弾性体と、前記弾性体の前記電気機械変換素子が設けられる部分とは異なる部分に接触して設けられ、前記振動により前記弾性体に対して相対移動をする相対移動部材とを備え、前記複数の電極は、前記相対移動部材の相対移動方向と略直交する方向に区画されて配置されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項７の発明は、電気機械変換素子（１２）の電気的に独立した複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）に対応して設けられ、前記電気機械変換素子（１２）を駆動する駆動信号を入力する複数の配線部（３５−１）と、前記複数の配線部（３５−１）に対して互いに独立して前記駆動信号を供給可能な供給制御部（３２，３３，３４Ａ，３４Ｂ）とを備えたことを特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項８の発明は、電気機械変換素子（１２）の電気的に独立した複数の電極（１２２−４，１２２−５，１２２−６）に対して設けられ、前記電気機械変換素子（１２）を駆動する駆動信号を入力する複数の配線部（３５−１）と、前記複数の配線部（３５−１）に前記駆動信号を供給する駆動信号発生部と、前記複数の配線部のそれぞれに対して、前記駆動信号を供給するか否かを選択可能な供給制御部（３２，３３，３４Ａ，３４Ｂ）とを備えたことを特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、温度を検出する温度検出部（３１）を備え、前記供給制御部（３２）は、前記温度検出部（３１）の検出結果に応じて前記駆動信号を供給すること、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１０の発明は、請求項９に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、前記温度検出部（３１）は、前記電気機械変換素子（１２）又はその付近の温度を検出すること、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、前記供給制御部（３２）は、前記温度検出部（３１）の検出結果により温度が高いときに、温度が低いときと比べて前記駆動信号を供給する前記配線部（３５−１）の数を減少させること、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１２の発明は、請求項７から請求項１１までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、前記複数の電極は、所定の線（Ｌ）に対して略対称に配置されており、前記供給制御部（３２）は、前記所定の線（Ｌ）に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに前記駆動信号を供給する制御を行うこと、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、前記供給制御部（３２）は、前記所定の線（Ｌ）に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに互いに位相が異なる前記駆動信号を供給する制御を行うこと、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１４の発明は、請求項１１に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）において、前記複数の電極は、所定の線（Ｌ）に対して略対称に配置されており、前記供給制御部（３２）は、前記駆動信号を供給する前記配線部（３５−１）の数を減少させる際は、前記所定の線（Ｌ）に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに対応する配線部（３５−１）への前記駆動信号の供給を停止すること、を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置（３０）である。
請求項１５の発明は、請求項５又は請求項６に記載の振動アクチュエータ（１０）と、請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒（３）である。
請求項１６の発明は、請求項５又は請求項６に記載の振動アクチュエータ（１０）と、請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置（３０）とを備えたことを特徴とするカメラ（１）である。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

本発明によれば、所望の駆動特性が得られやすい電気機械変換素子，振動アクチュエータ，振動アクチュエータの駆動装置，レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態をあげて、さらに詳しく説明する。なお、以下に示す各実施形態では、超音波の振動域を利用した超音波モータを例に挙げて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラを示す図である。
本実施形態のカメラ１は、撮像素子６を有するカメラボディ２と、レンズ鏡筒３とを備える。レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態のカメラ１では、レンズ鏡筒３が交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒を備えたカメラであってもよい。

レンズ鏡筒３は、レンズ４と、カム筒５と、超音波モータ１０と、超音波モータの駆動装置３０とを備える。本実施形態では、超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ４を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ１０から得られた駆動力は、カム筒５に伝えられる。レンズ４は、カム筒５とカム係合しており、超音波モータ１０の駆動力によってカム筒５が回転すると、レンズ４は、カム筒５とのカム係合によって光軸方向へ移動して、焦点調節が行われる。

図２は、第１実施形態の超音波モータを示す断面図である。
第１実施形態の超音波モータ１０は、振動体（ステータ）１１に振動を発生させて振動エネルギーを生じさせ、この振動エネルギーを出力として取り出し、駆動力を得る装置である。
超音波モータ１０は、圧電素子１２と弾性体１３とを有する振動体１１と、弾性体１３の駆動面に加圧接触される移動体（ロータ）１５とを備え、本実施形態では、振動体１１側を固定とし、移動体１５を駆動するようになっている。

振動体１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気−機械変換素子である圧電素子１２と、圧電素子１２を接合した弾性体１３とを備え、振動体１１には、圧電素子１２の励振により進行性振動波（以下、「進行波」という）が発生する。なお、本実施形態では、電気−機械変換素子として圧電素子を用いるが、電歪素子などを用いてもよい。

弾性体１３は、圧電素子１２と接触して設けられ、圧電素子１２の駆動により振動する部材であって、共振先鋭度が大きな金属材料から構成された円環形状の部材である。圧電素子１２が接合される反対面には、溝が切ってある櫛歯部１３ｂがあり、櫛歯部１３ｂの先端面（溝がない箇所）が駆動面となり、移動体１５に加圧接触される。溝を切る理由は、進行波の中立面をできる限り、圧電素子１２側に近づけ、これにより、駆動面の進行波の振幅を増幅させるためである。溝の切っていないベース部１３ａには、溝側とは反対面に圧電素子１２が接合されている。この弾性体１３は、その駆動面にＮｉＰの表面処理がなされている。
この弾性体１３は、ベース部１３ａの内周側にフランジ部１３ｃが設けられ、その部分を用いて固定部材１６（１６ａ，１６ｂ）に固定されている。フランジ部１３ｃは、ベース部１３ａの厚さの中央に位置している。

圧電素子１２は、円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）に対応する部分に分かれており、各相に対応する部分においては、１／２波長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、Ａ相に対応する部分とＢ相に対応する部分との間には、１／４波長分間隔が空くようにしてある。圧電素子１２は、各相の電極にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１４が接続されており、圧電素子１２を励振させるための駆動信号が入力される。

移動体１５は、振動体１１の圧電素子１２が設けられる部分とは異なる部分に接触して設けられ、弾性体１３の振動により振動体１１に対して相対移動をする部材であり、アルミニウムなどの軽金属から構成され、摺動面の表面には、耐摩耗性向上のためのアルマイトの表面処理が施されている。
出力軸１８は、ゴム部材１７を介して移動体１５に結合されており、移動体１５と一体に回転する。出力軸１８と移動体１５との間のゴム部材１７は、ゴムによる粘着性で移動体１５と出力軸１８を結合する機能と、移動体１５からの振動を出力軸１８へ伝えないための振動吸収の機能とが求められており、ブチルゴムなどが好適である。

加圧部材１９は、コイルバネなどであり、出力軸１８に固定されたギア部材２０と、ベアリング受け部材２１との間に設けられている。ギア部材２０は、出力軸１８のＤカットに嵌まるように挿入され、Ｅクリップなどのストッパ２２で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸１８と一体になるようにされている。また、ベアリング受け部材２１は、ベアリング２３の内径側に挿入され、ベアリング２３は、固定部材１６ａの内径側に挿入された構造となっている。このような構造により、移動体１５が振動体１１の駆動面に加圧接触するようになっている。

図３は、第１実施形態の圧電素子１２の詳細を示す図であって、図３（Ａ）は、圧電素子１２の平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
圧電素子１２は、位相が異なる駆動信号が入力されるＡ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂを備え、Ａ相圧電素子１２ＡとＢ相圧電素子１２Ｂとは、円環形状の圧電素子１２の中心を通る線Ｌを基準として略線対称な位置関係にある。圧電素子１２に形成されている複数の電極１２２は、Ａ相圧電素子１２Ａ、Ｂ相圧電素子１２Ｂのそれぞれの部分に設けられる。そして、複数の電極１２２は、線Ｌに対して略線対称に配置されている。

圧電素子１２は、図３（Ｂ）に示すように、一定方向に分極された分極部分１２１ａ（分極部分は斜線で示してある）を有する圧電体１２１と、分極部分１２１ａの連続した１つの領域Ｐの表面に、それぞれ分離されかつ電気的に独立して形成された複数の電極１２２−４〜１２２−６とを備える。
領域Ｐは、図３（Ａ）に示すように、略扇形形状（扇形形状の先端部分が欠けた形状）となっており、この領域は一定方向に分極されている。そして、その隣の略扇形形状部分は、領域Ｐとは逆の方向に分極されており、このような状態が周方向Ｘにおいて交互に連続している。

また、圧電体１２１は、図３（Ａ）に示すように、円環形状であり、複数の電極１２２−４〜１２２−６は、圧電体１２１の分極部分１２１ａの連続した１つの領域Ｐに径方向Ｙに区画（分割）されて配置されている。なお、接地部分（ＧＮＤ部分）を除いた他の領域の電極も同様の構成であり、接地部分は区画されていない。
さらに、圧電素子１２の電極１２２は、径方向Ｙでの区画（電極１２２−１，１２２−２，１２２−３；電極１２２−４，１２２−５，１２２−６；電極１２２−７，１２２−８，１２２−９；電極１２２−１０，１２２−１１，１２２−１２）に加え、周方向Ｘでも区画（電極１２２−１，１２２−４，１２２−７，１２２−１０；電極１２２−２，１２２−５，１２２−８，１２２−１１；電極１２２−３，１２２−６，１２２−９，１２２−１２）されている。なお、Ａ相側の電極も同様の構成である。

さらにまた、周方向Ｘに区画された電極１２２には、Ａ相側ＦＰＣ１４Ａ−１〜１４Ａ−３，Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１〜１４Ｂ−３がそれぞれ接続されており（例えば、電極１２２−１，１２２−４，１２２−７，１２２−１０には、Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１が接続されている）、周方向Ｘに区画された電極毎にそれぞれ独立して駆動信号を入力できるように配線されている。
一方、電極１２２−１３は、接地用の電極であり、電極１２２−１３には、ＧＮＤ用ＦＰＣ１４Ｃが接続されている。ＧＮＤ用ＦＰＣ１４Ｃは、接地されており、不図示の導体を介して弾性体１３に接続されている。なお、図中では、圧電素子１２の一方の面を図示しているが、反対側の面（裏面）は、弾性体１３に接触している。

図４は、第１実施形態の超音波モータの駆動装置を示す図である。
超音波モータの駆動装置３０は、周囲温度検出部３１と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３２と、パルス発生回路３３と、Ａ相駆動信号発生回路３４Ａと、Ｂ相駆動信号発生回路３４Ｂと、配線部３５−１と、配線部３５−２と、スイッチング制御回路３６と、給電切替部３７とを備える。

周囲温度検出部３１は、周囲の温度を検出し、温度情報などの検出結果をＭＣＵ３２に送信する装置である。周囲温度検出部３１は、圧電素子１２又はその付近の温度を検出することが、より直接的な計測となるので好ましい。
ＭＣＵ３２は、この超音波モータの駆動装置３０を統括制御する部分であり、パルス発生回路３３及びスイッチング制御回路３６を制御する。
また、ＭＣＵ３２は、周囲温度検出部３１の検出結果に応じて駆動信号の供給の状態を制御する。
静電容量値は、一般に、低温では小さく高温では大きくなる傾向を示すため、低温下の場合には静電容量値が小さくなることが原因となって駆動特性の低下を招くことがある。
これに対しては、予め静電容量値が大きい圧電素子を使うことで対策できる。しかし、この場合、高温側で静電容量値が大きくなり過ぎるので、駆動装置側とのマッチングが悪くなってしまう。その結果、圧電素子に入力する駆動信号の振幅、波形が常温のときに比べて変化してしまい、超音波モータの駆動特性に悪影響を与えることがある。
そこで、例えば、高温時には、低温時と比べて駆動信号を供給する電極の数を減らすことによって、高温時、低温時での駆動特性の均一化を図ることができる。

パルス発生回路３３は、超音波モータ１０のＡ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂを駆動させるためのパルス信号を発生させる回路である。
Ａ相駆動信号発生回路３４Ａは、パルス発生回路３３からのパルス信号に基づいて、Ａ相圧電素子１２Ａ用の駆動信号を発生させる回路である。
Ｂ相駆動信号発生回路３４Ｂは、パルス発生回路３３からのパルス信号に基づいて、Ｂ相圧電素子１２Ｂ用の駆動信号を発生させる回路である。
Ａ相駆動信号発生回路３４Ａ及びＢ相駆動信号発生回路３４Ｂは、複数の配線部３５−１の各配線部に独立して駆動信号を供給可能である。

配線部３５−１は、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの内周側・中央側・外周側電極１２２に対応して設けられたＡ相側ＦＰＣ１４Ａ−１〜１４Ａ−３，Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１〜１４Ｂ−３に接続され、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂを駆動する駆動信号を入力する配線である。
配線部３５−２は、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの裏面側を、ＧＮＤ用ＦＰＣ１４Ｃを介して接地するための配線である。

スイッチング制御回路３６は、ＭＣＵ３２からの指示に基づいて、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３７ａのＯＮ／ＯＦＦを制御する回路である。
給電切替部３７は、電気的なスイッチング素子であるＦＥＴ３７ａによって、Ａ相側ＦＰＣ１４Ａ−１〜１４Ａ−３，Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１〜１４Ｂ−３への駆動信号の供給の有無を独立して切り替えることができる部分である。

次に、超音波モータの駆動装置３０の動作を説明する。
ＭＣＵ３２は、パルス発生回路３３に駆動指示を送信し、Ａ相駆動信号発生回路３４Ａ及びＢ相駆動信号発生回路３４Ｂは、パルス発生回路３３からのパルス信号をもとに駆動信号を生成し、生成された駆動信号がＡ相側ＦＰＣ１４Ａ−１〜１４Ａ−３，Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１〜１４Ｂ−３を介してＡ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの電極へ同時入力される。
このとき、周囲温度検出部３１から温度情報を受信したＭＣＵ３２は、スイッチング制御回路３６へ指示を出し、給電切替部３７は、スイッチング制御回路３６からの指示に基づいて駆動信号の供給の切り替えを行う。

ここで、例えば、ＭＣＵ３２が、最初は全領域の圧電素子１２を駆動させている場合を想定する。周囲の温度が上昇した場合には、ＭＣＵ３２は、周囲温度検出部３１の検出結果により温度が高くなったものと判断し、温度が低いときと比べて駆動信号を供給している配線部３５−１の数を減少させるように、スイッチング制御回路３６に指示を送信する。

さらに、ＭＣＵ３２は、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの対称の位置関係にある電極に駆動信号を供給するように、スイッチング制御回路３６に指示を送信する。例えば、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの内周側電極への駆動信号の供給を停止させるようにしたり、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの外周側電極への駆動信号の供給を停止させるようにしたりする。
内周側電極への駆動信号の供給を停止させるか、外周側電極への駆動信号の供給を停止させるかは、任意であるが、静電容量の値を細かく変化させたい場合には、面積の小さい内周側電極を制御すればよく、静電容量の値を大きく変化させたい場合には、面積の大きい外周側電極を制御すればよい。

このように、第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）一定方向に分極された分極部分１２１ａの連続した１つの領域Ｐの表面に、それぞれ分離されて形成された複数の電極１２２を備えさせているので、複数の電極１２２への駆動信号の供給の有無を制御することにより、温度，駆動速度，用途などに応じて、所望の駆動特性を得ることができる。
（２）複数の電極１２２は、圧電体１２１の１つの領域Ｐに径方向Ｙに区画されて配置されているので、圧電体１２１の領域を無駄なく利用した区画とすることができ、また、周方向Ｘにおいて駆動信号が供給されない部分がなくなるので、より効率のよい駆動をすることができる。

（３）複数の電極１２２は、それぞれ独立して駆動信号を入力できるように配線されているので、独立した駆動を行うことができる。
（４）上述した圧電素子１２を備えた超音波モータ１０としているので、所望の駆動特性を得やすい超音波モータ１０を提供することができる。

（５）複数の配線部３５−１の各配線部に独立して駆動信号を供給可能なＡ相駆動信号発生回路３４Ａ及びＢ相駆動信号発生回路３４Ｂを備えているので、Ａ相とＢ相とで独立した制御を行うことができる。
（６）ＭＣＵ３２は、周囲温度検出部３１の検出結果に応じて駆動信号を供給するので、周囲の温度変化に応じた駆動を行うことができる。また、駆動信号を入力する圧電素子１２の領域を可変させることができるので、外付けコンデンサなど外部の素子を用いる必要はなく、圧電素子１２の静電容量値の変動を効率的に抑えることができ、安定した駆動を行うことができる。

（７）ＭＣＵ３２は、周囲温度検出部３１の検出結果により温度が高いときに、温度が低いときと比べて駆動信号を供給している配線部３５−１の数を減少させるように制御するので、静電容量値の変動の傾向に応じた駆動を行うことができる。
（８）ＭＣＵ３２は、Ａ相圧電素子１２Ａ及びＢ相圧電素子１２Ｂの対称の位置関係にある電極に駆動信号を供給するので、Ａ相とＢ相とを同じように駆動することができ、効率のよい駆動を行うことができる。

（９）上述した超音波モータ１０と、上述した超音波モータの駆動装置３０とを備えたレンズ鏡筒３やカメラ１としているので、所望の駆動特性が得られやすく、機能性に優れたレンズ鏡筒３やカメラ１を提供することができる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の圧電素子を示す図である。なお、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分は、重複する説明や図面を適宜省略する。
第２実施形態の圧電素子１２−２は、第１実施形態の圧電素子１２と比較して、電極の区画方法が異なるものであり、電極１２２が周方向Ｘでのみ区画されているものである。

本実施形態では、周方向Ｘに電極１２２が区画されているが、Ａ相側ＦＰＣ１４Ａ−１〜１４Ａ−４，Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１〜１４Ｂ−４も電極毎に独立して配線されているため、各電極に独立して駆動信号を供給できる。そして、各ＦＰＣに上述した超音波モータの駆動装置３０の配線部３５−１を接続し（配線部３５−１は２本増やす必要がある）、第１実施形態と同様の方法で駆動する。

第２実施形態によれば、このような圧電素子１２−２を備える超音波モータであっても、第１実施形態と同様に温度，駆動速度，用途などに応じた駆動を行うことができる。

（変形形態）
上述した実施形態は、以下の変形も可能である。
（１）上述した実施形態では、回転型の超音波モータ１０に適用する例を示したが、これに限らず、相対運動部材が直線方向に駆動されるリニア駆動型の振動波モータなどにも適用することができる。この場合には、複数の電極は、相対移動部材の相対移動方向と略直交する方向に区画して配置することが好ましい。相対移動方向において駆動信号が供給されない部分がなくなるからである。
（２）上述した実施形態では、進行波によって移動体１５を駆動する超音波モータ１０を例として示したが、屈曲振動や面内振動を利用したロッド型アクチュエータ、ペンシル型アクチュエータ、円盤型アクチュエータなどの他の駆動モードを用いる振動波モータ、振動アクチュエータにも適用することができる。

（３）上述した実施形態では、超音波領域を用いる超音波モータ１０を例として示したが、超音波領域を用いない振動アクチュエータにも適用することができる。
（４）上述した実施形態では、超音波モータ１０は、レンズ鏡筒３のフォーカス動作を行う駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ鏡筒３のズーム動作を行う駆動源として用いてもよい。また、超音波モータ１０を、複写機などの駆動源や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部などに用いてもよい。

（５）上述した実施形態では、スイッチングの制御は、電気的なスイッチとしてのＦＥＴ３７ａを用いる例で説明したが、機械的なスイッチを用いて制御してもよい。
（６）上述した実施形態では、１つの圧電素子１２の例で説明したが、径の異なる３つの圧電素子１２を入れ子状態にして３つ配置してもよく、区画数も上述した実施形態の数に限定されるものではない。

（７）図３（Ａ）において、Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１は、電極１２２−１，１２２−４，１２２−７，１２２−１０に接続されている例で説明したが、Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１を４本にし、電極１２２−１，１２２−４，１２２−７，１２２−１０にそれぞれ接続し、各部分に独立して駆動信号を供給できるようにしてもよい。また、Ｂ相側ＦＰＣ１４Ｂ−１を２本にし、電極１２２−１，１２２−４、及び、電極１２２−７，１２２−１１に独立して駆動信号を供給できるようにしてもよい。なお、他のＦＰＣも同様である。
（８）図４において、スイッチング制御回路３６及び給電切替部３７は、配線部３５−１に接続してスイッチングの制御を行う例で説明したが、配線部３５−２に接続してスイッチングの制御を行ってもよい。

図６は、圧電体の変形形態を示す図である。
図３（Ｂ）で説明したように、圧電体１２１は、略全面に亘って一定方向に分極された分極部分１２１ａを有する例で説明したが、図６に示すように、若干の隙間を空けて分極部分１２１ａを有するようなものであってもよい。なお、分極部分とは、２つの分極部分が並んでいるものも含む概念である。
図３（Ｂ）の形態は、各電極１２２の隙間が狭くて分極が完全に行えた場合や、一旦略全面に電極１２２を形成して一部の電極を取り除いた場合の形態であり、図６の形態は、各電極１２２の隙間が若干広く分極が完全に行えなかった場合の形態である。
なお、上述した実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した実施形態によって限定されることはない。

第１実施形態のカメラを示す図である。 第１実施形態の超音波モータを示す断面図である。 第１実施形態の圧電素子１２の詳細を示す図である。 第１実施形態の超音波モータの駆動装置を示す図である。 第２実施形態の圧電素子を示す図である。 圧電体の変形形態を示す図である。

符号の説明

１：カメラ、３：レンズ鏡筒、１０：超音波モータ、１１：振動体、１２，１２−２：圧電素子、１２Ａ：Ａ相圧電素子、１２Ｂ：Ｂ相圧電素子、１２１：圧電体、１２１ａ：分極部分、１２２（１２２−１〜１２２−１３）：電極、１３：弾性体、１４：ＦＰＣ、１４Ａ−１〜１４Ａ−３：Ａ相側ＦＰＣ、１４Ｂ−１〜１４Ｂ−３：Ｂ相側ＦＰＣ、１５：移動体、３０：超音波モータの駆動装置、３１：周囲温度検出部、３２：ＭＣＵ、３３：パルス発生回路、３４Ａ：Ａ相駆動信号発生回路、３４Ｂ：Ｂ相駆動信号発生回路、３５−１：配線部、３５−２：配線部、３６：スイッチング制御回路、３７：給電切替部

Claims (16)

1. 一定方向に分極された分極部分を有する圧電体と、
   前記分極部分の連続した１つの領域の表面に、それぞれ分離されて形成された複数の電極と
   を備えたことを特徴とする電気機械変換素子。
2. 請求項１に記載の電気機械変換素子において、
   前記圧電体は、円環形状であり、
   前記複数の電極は、前記圧電体の前記領域に径方向に区画されて配置されていること、
   を特徴とする電気機械変換素子。
3. 請求項２に記載の電気機械変換素子において、
   前記複数の電極は、前記円環形状の中心を通る線に対して略対称に配置されていること
   を特徴とする電気機械変換素子。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電気機械変換素子において、
   前記複数の電極は、それぞれ独立して駆動信号を入力できるように配線されていること、
   を特徴とする電気機械変換素子。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電気機械変換素子と、
   前記電気機械変換素子と接触して設けられ、前記電気機械変換素子の駆動により振動する弾性体と、
   前記弾性体の前記電気機械変換素子が設けられる部分とは異なる部分に接触して設けられ、前記振動により前記弾性体に対して相対移動をする相対移動部材と
   を備えたことを特徴とする振動アクチュエータ。
6. 請求項１に記載の電気機械変換素子と、
   前記電気機械変換素子と接触して設けられ、前記電気機械変換素子の駆動により振動する弾性体と、
   前記弾性体の前記電気機械変換素子が設けられる部分とは異なる部分に接触して設けられ、前記振動により前記弾性体に対して相対移動をする相対移動部材とを備え、
   前記複数の電極は、前記相対移動部材の相対移動方向と略直交する方向に区画されて配置されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
7. 電気機械変換素子の電気的に独立した複数の電極に対応して設けられ、前記電気機械変換素子を駆動する駆動信号を入力する複数の配線部と、
   前記複数の配線部に対して互いに独立して前記駆動信号を供給可能な供給制御部と
   を備えたことを特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
8. 電気機械変換素子の電気的に独立した複数の電極に対して設けられ、前記電気機械変換素子を駆動する駆動信号を入力する複数の配線部と、
   前記複数の配線部に前記駆動信号を供給する駆動信号発生部と、
   前記複数の配線部のそれぞれに対して、前記駆動信号を供給するか否かを選択可能な供給制御部と
   を備えたことを特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
9. 請求項７又は請求項８に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
   温度を検出する温度検出部を備え、
   前記供給制御部は、前記温度検出部の検出結果に応じて前記駆動信号を供給すること、
   を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
10. 請求項９に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
    前記温度検出部は、前記電気機械変換素子又はその付近の温度を検出すること、
    を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
    前記供給制御部は、前記温度検出部の検出結果により温度が高いときに、温度が低いときと比べて前記駆動信号を供給する前記配線部の数を減少させること、
    を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
12. 請求項７から請求項１１までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
    前記複数の電極は、所定の線に対して略対称に配置されており、
    前記供給制御部は、前記所定の線に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに前記駆動信号を供給する制御を行うこと、
    を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
13. 請求項１２に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
    前記供給制御部は、前記所定の線に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに互いに位相が異なる前記駆動信号を供給する制御を行うこと、
    を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
14. 請求項１１に記載の振動アクチュエータの駆動装置において、
    前記複数の電極は、所定の線に対して略対称に配置されており、
    前記供給制御部は、前記駆動信号を供給する前記配線部の数を減少させる際は、前記所定の線に対して略対称な位置関係にある前記電極のそれぞれに対応する配線部への前記駆動信号の供給を停止すること、
    を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。
15. 請求項５又は請求項６に記載の振動アクチュエータと、
    請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置と
    を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
16. 請求項５又は請求項６に記載の振動アクチュエータと、
    請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置と
    を備えたことを特徴とするカメラ。

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