JP2011036011A - 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦や擦れの生じにくい圧電アクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明の圧電アクチュエータは、ベース部材（１１）と相対移動部材（１２）との間に設けられ、前記ベース部材から前記移動部材へ向かう第1の方向に伸縮可能な第１圧電素子（２３）と、前記ベース部材と前記相対移動部材との間に設けられ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に伸縮可能な第２圧電素子（２４）と、前記第１圧電素子および前記第２圧電素子の伸縮により、前記移動部材に接触して前記相対移動部材を相対移動させる駆動部材（２２）と、前記第１圧電素子の伸縮により前記駆動部材が前記移動部材に接触する際に、前記相対移動部材の相対移動方向に関する前記駆動部材の移動速度と前記相対移動部材の移動速度とが等しくなるように前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を制御する制御部（３０）とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電アクチュエータに関するものである。

圧電アクチュエータは、電気機械変換素子を駆動信号によって伸縮させ、この伸縮を利用して弾性体の駆動面に進行性振動波（以下、進行波とする）を発生させる。そして圧電アクチュエータは、この進行波によって、駆動面に楕円運動を生じさせ、楕円運動の波頭に加圧接触した相対移動部材を駆動させることにより、駆動力を取り出している（特許文献１参照）。

特開昭５８−１４８６８２号公報

しかし、従来の圧電アクチュエータは、楕円運動を利用しているため、接触部で摩擦や擦れが生じる、また速度の制御も複雑であった。

本発明の課題は、摩擦や擦れの生じにくい圧電アクチュエータ、およびそれを用いたレンズ鏡筒、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。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

本発明の圧電アクチュエータは、ベース部材（１１）と相対移動部材（１２）との間に設けられ、前記ベース部材から前記移動部材へ向かう第1の方向に伸縮可能な第１圧電素子（２３）と、前記ベース部材と前記相対移動部材との間に設けられ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に伸縮可能な第２圧電素子（２４）と、前記第１圧電素子および前記第２圧電素子の伸縮により、前記移動部材に接触して前記相対移動部材を相対移動させる駆動部材（２２）と、前記第１圧電素子の伸縮により前記駆動部材が前記移動部材に接触する際に、前記相対移動部材の相対移動方向に関する前記駆動部材の移動速度と前記相対移動部材の移動速度とが等しくなるように前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を制御する制御部（３０）とを備えたことを特徴とする。

なお、符号を付して説明した構成は、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してもよい。

本発明によれば、摩擦や擦れの生じにくい圧電アクチュエータを提供することができる。

本発明の実施形態である圧電アクチュエータの構成を概念的に示す図である。 本実施形態における圧電アクチュエータの動作を説明するタイミングチャートである。 本実施形態における圧電アクチュエータの動作をステップ毎に説明する図である。 （ａ）は、第１駆動部材２０のスライダ２２と移動部材１２の位置関係と制御パラメータを示す図、（ｂ）は、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａの表面粗さと離脱距離との関係を説明するための図である。 本実施形態における各制御パラメータと圧電アクチュエータの駆動状態との関係を示す図である 本発明の変形形態としての圧電モータの概念斜視図である。 本発明の変形形態における圧電アクチュエータの駆動機構の構成を示す図である。 実施形態の圧電アクチュエータを備えたレンズ鏡筒、カメラの構成を示す図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態における圧電アクチュエータ２００の構成を概念的に示す図である。なお、以下の説明では、図中に示すように、Ｘ−Ｙ座標によって方向を示す。すなわち、図中左右方向をＸ軸方向とし、右側をプラス側、左側をマイナス側とする。また、Ｘ軸と直交する図中上下方向をＹ軸方向とし、上側をプラス側、下側をマイナス側とする。

図１に示す圧電アクチュエータ２００は、ベース部材１１と、べース部材１１に対して移動可能な移動部材１２と、移動部材１２を移動駆動する第１駆動機構２０、第２駆動機構２２０と、当該圧電アクチュエータ２００の駆動を制御する制御装置３０と、を備えている。なお、本実施形態では、ベース部材１１に対して移動部材１２がＸ軸方向に直線的に移動するものとして説明するが、移動部材１２の移動は直線に限るものではなく、例えば円弧状（回転）であっても良い。

ベース部材１１と移動部材１２とは、それぞれ所定厚さの板状に形成され、板面をＸ軸方向として配置されている。ベース部材１１と移動部材１２との間には、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とが、配置されている。第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とは、ベース部材１１の対向面１１Ａに、Ｘ軸方向に所定間隔で交互に設けられている。移動部材１２は、図示しない付勢手段によって、ベース部材１１に向けて（Ｙ軸方向マイナス側に）所定の力Ｆで押圧付勢されている。これにより、ベース部材１１と移動部材１２とは、第１駆動機構２０あるいは第２駆動機構２２０によって規定される間隔で、平行に配置されている。なお、本実施形態では付勢手段を備える構成としたが、これに限定されず、移動部材１２は重力によってベース部材１１に向けて（Ｙ軸方向マイナス側に）付勢されるものであってもよい。

ベース部材１１には、その移動部材１２と向かい合う上面（対向面１１Ａ）に、複数の第１駆動機構２０および第２駆動機構２２０がＸ軸方向に所定の間隔で交互に配置されている。

移動部材１２は、前述したように、ベース部材１１の上側（Ｙ軸方向プラス側）に、保持体１３によって規定される間隔を有して平行に位置している。移動部材１２のベース部材１１と対向する側の面（下面）は、平坦な被駆動面１２Ａとなっている。

第１駆動機構２０は、前述したように、ベース部材１１の対向面１１Ａに、Ｘ軸方向に所定間隔で複数設けられている。第１駆動機構２０は、リフタ２１と、スライダ２２と、を備えている。また、リフタ２１とベース部材１１との間に介設されたリフト駆動体２３と、リフタ２１とスライダ２２との間に介設されたスライド駆動体２４とを備えている。

リフタ２１は、基板部２１Ａと支持部２１Ｂとを備える。基板部２１ＡはＸ軸方向に延び、支持部２１Ｂはその基板部２１Ａの図１中左側の端部に支持部２１Ｂが上向き（Ｙ軸方向プラス側に向かって）に所定長さに突設され、リフタ２１は、図１に示す正面形状に
おいて略Ｌ字状に形成されている。

また、スライダ２２は、図１に示す正面形状においてリフタ２１と組み合わされる裏返しの略Ｌ字状に形成されている。すなわち、Ｘ軸方向に延びる天板部２２Ａの図１中右側の端部に、支持部２２Ｂが下向き（Ｙ軸方向マイナス側に向かって）に所定長さに突設されている。天板部２２Ａの上側の面は、移動部材１２の被駆動面１２Ａと対応する平坦な駆動面２２Ｃとなっている。

リフト駆動体２３とスライド駆動体２４とは、それぞれ圧電効果を有する圧電セラミックス等によって構成された所定厚さの圧電素子である。リフト駆動体２３とスライド駆動体２４とは、それぞれ電圧の印加によって一方方向（厚さ方向）に所定量変形する。すなわち、電圧のＯＮ／ＯＦＦによって所定方向に伸縮（ＯＮで伸長，ＯＦＦで収縮）し、これによって操作駆動を行うものである。リフト駆動体２３とスライド駆動体２４には、それぞれ制御装置３０が備える駆動回路から電圧が印加されるようになっており、制御装置３０によって駆動制御される。

リフト駆動体２３は、リフタ２１の底面２１Ｃとベース部材１１の上面（対向面１１Ａ）との間に介設されている。リフト駆動体２３は、変形方向（操作駆動方向）をＹ軸方向として設けられている。これにより、リフト駆動体２３は、制御装置３０の制御によってＹ軸方向に伸縮し、リフタ２１をベース部材１１に対してＹ軸方向に所定のストロークで移動操作するようになっている。

スライド駆動体２４は、リフタ２１における支持部２１Ｂの図１中右側の側面（連結側面２１Ｄ）と、スライダ２２における支持部２２Ｂの図１中左側の側面（連結側面２２Ｄ）との間に介設されている。リフタ２１の連結側面２１Ｄとスライダ２２の連結側面２２Ｄとは、それぞれベース部材１１の対向面１１Ａに対して直交するように形成されている。スライド駆動体２４は、電圧の印加による変形方向（操作駆動方向）をＸ軸方向として設けられている。これにより、スライド駆動体２４は、制御装置３０の制御によってＸ軸方向に伸縮し、スライダ２２をリフタ２１に対してＸ軸方向に所定のストロークで移動操作するようになっている。

上記のように、第１駆動機構２０は、リフト駆動体２３の駆動によってリフタ２１がベース部材１１に対してＹ軸方向に所定のストロークで移動操作され、スライド駆動体２４の駆動によってスライダ２２がリフタ２１に対してＸ軸方向に所定のストロークで移動操作される。

第２駆動機構２２０は、第１駆動機構２０と同じ構成であるが、各構成要素には異なる符号が付してある。

すなわち、第２駆動機構２２０は、リフタ２２１と、スライダ２２２と、リフト駆動体２２３と、スライド駆動体２２４とを備えている。

リフト駆動体２２３は、リフタ２２１の底面（連結底面２２１Ｃ）とベース部材１１の上面（対向面１１Ａ）との間に介設され、ベース部材１１とリフタ２２１とを連結している。スライド駆動体２２４は、リフタ２２１の連結側面２２１Ｄとスライダ２２２の連結側面２２２Ｄとの間に介設され、リフタ２２１とスライダ２２２とを連結している。

そして、第２駆動機構２２０は、リフト駆動体２２３の駆動によってリフタ２２１が基板部に対してＹ軸方向に所定のストロークで移動操作され、スライド駆動体２２４の駆動によってスライダ２２２がリフタ２２１に対してＸ軸方向に所定のストロークで移動操作される。スライダ２２２は、リフト駆動体２２３の駆動によるリフタ２２１のＹ軸方向の移動（昇降）に伴って昇降する。リフト駆動体２２３の駆動によるスライダ２２２の基板１１に対するＹ軸方向における移動ストロークは、駆動機構２０と等しく設定されている。

このように構成された第２駆動機構２２０は、第１駆動機構２０と同様に、制御装置３０によって制御される。すなわち、リフト駆動体２２３の駆動によって、移動部材１２をリフタ２２１がスライダ２２２を介して持ち上げて支持する。そして、移動部材１２を支持した状態で、スライド駆動体２２４を駆動してスライダ２２２をリフタ２２１に対してＸ軸方向に移動操作すると、スライダ２２２の保持した移動部材１２は基板１１に対してＸ軸方向に移動する。

第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とは、前述したように構成は同様であるが、駆動制御のタイミングが異なる。そして、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とが、移動部材１２の保持および移動操作と、移動部材１２の保持解除とを、交互に行って移動部材１２をベース部材１１に対してＸ軸方向に移動操作する。

次に、移動部材１２を移動操作する第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０の駆動制御について、前述の図１に加えて図２および図３を参照して説明する。図２は、圧電アクチュエータ２００の動作を説明するタイミングチャートであって、移動部材１２をＸ軸プラス方向に駆動する例を示す。図３は、圧電アクチュエータ２００の動作をステップ毎に説明する図であって、移動部材１２をＸ軸プラス方向に駆動する例である。

駆動機構２０および第２駆動機構２２０の基本的な作動は、以下の通りである。すなわち、リフト駆動体２３，２２３を駆動（ＯＮ）してスライダ２２，２２２によって移動部材１２を支持する。次いで、スライド駆動体２４，２２４を駆動（ＯＮ）してスライダ２２，２２２が保持した移動部材１２をＸ軸プラス方向に移動する。その後、リフト駆動体２３，２２３の駆動を停止（ＯＦＦ）してスライダ２２，２２２による移動部材１２の保持を解除し、スライド駆動体２４，２２４の駆動を停止（ＯＦＦ）して駆動前の状態に戻る。

このような駆動制御を、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とで所定時間Ｔずらして行うことで、移動部材１２を支持しつつ駆動することができる。

以下、駆動機構２０および第２駆動機構２２０の制御を詳細に説明する。図３（ａ）に示す初期状態（図１と同様）では、第１駆動機構２０（リフト駆動体２３およびスライド駆動体２４）が駆動状態にあり、第２駆動機構２２０（リフト駆動体２２３およびスライド駆動体２２４）は非駆動状態にある。この初期状態では、第１駆動機構２０が移動部材１２を支持している。

このような初期状態から、第２駆動機構２２０のリフト駆動体２２３を駆動する。これにより、図３（ｂ）に示すように、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０の双方が、移動部材１２を支持する。

第２駆動機構２２０のリフト駆動体２２３を駆動してから所定時間（Δｔ１）後に、第１駆動機構２０のリフト駆動体２３の駆動を停止（ＯＦＦ）し、第１駆動機構２０による移動部材１２の支持を解除する。これにより、図３（ｃ）に示すように、第２駆動機構２２０のみで移動部材１２を支持した状態となる。つまり、第１駆動機構２０に代わって第２駆動機構２２０が移動部材１２を支持する。

そして、第１駆動機構２０のリフト駆動体２３の駆動を停止した所定時間（Δｔ２）後に、第２駆動機構２２０のスライド駆動体２２４を駆動（ＯＮ）する。これにより、第２駆動機構２２０が支持した移動部材１２は、Ｘ軸プラス方向に移動する。同時に、第１駆動機構２０におけるリフト駆動体２３の駆動を停止（ＯＦＦ）する。これにより、図３（ｄ）に示す状態となる。

図３（ｄ）に示す状態では、第２駆動機構２２０（リフト駆動体２２３およびスライド駆動体２２４）が駆動状態にあって移動部材１２を支持している。また、第１駆動機構２０（リフト駆動体２３およびスライド駆動体２２４）は非駆動状態にある。つまり、図３（ｄ）に示す状態は、図３（ａ）に示す状態とは、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０の作動状態が入れ替わった状態となっている。

その後は、前述したステップを、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とを交換したような制御を行う。すなわち、第１駆動機構２０による移動部材１２の支持、第２駆動機構２２０による移動部材１２の支持解除、駆動機構２０による移動部材１２の移動駆動、を行うものである。そして、上記のプロセスを繰り返す。これにより、移動部材１２を円滑にＸ軸プラス方向に移動駆動することができる。

つまり、図２に示すように、第１駆動機構２０の作動に対して、第２駆動機構２２０が全く同じ作動を所定時間Ｔずらして行うことで、移動部材１２をＸ軸プラス方向に移動駆動することができるものである。第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０の差動時間（Ｔ）は、移動部材１２を支持してから送り駆動を終了するまでの時間以上であれば良い。

なお、上述したステップは、移動部材１２をＸ軸プラス方向に移動する例であるが、移動部材１２をＸ軸マイナス方向に移動駆動することができる。その場合には、第１駆動機構２０のリフト駆動体２３および第２駆動機構２２０のリフト駆動体２２３を、それぞれ前述したステップとＯＮ／ＯＦＦを逆に制御すれば良く、詳細な説明は省略する。

ここで、上記の説明では、第１駆動機構２０と同様の構成の第２駆動機構２２０を備え、第１駆動機構２０と第２駆動機構２２０とで異なる制御を行うというように説明した。しかし、見方を変えて、複数の駆動機構２０がＸ軸方向に所定間隔で配置されて１つ置きにグループ化され、各グループで異なる制御が行われて移動部材１２をベース部材１１に対してＸ軸方向に移動操作すると説明することもできる。

ここで、第１駆動機構２０，第２駆動機構２２０の制御について、さらに説明する。

図３で説明したように、第１駆動機構２０，第２駆動機構２２０のスライダ２２、２２２は、移動部材１２に対して接触、Ｘ軸方向への移動による移動部材１２の搬送、離脱を繰り返す。その結果、接触と離脱に伴う衝撃や、搬送運動時の移動部材１２との相対速度差による摩擦により、接触部にて摩耗が発生する場合がある。このような接触面の摩耗対策として、本実施形態では、以下に説明するような制御を行う。

ここでは、第１駆動機構２０を例にして説明するが、第２駆動機構２２０についても同様である。

まず、制御のための各パラメータの説明をする。図４（ａ）は、第１駆動部材２０のスライダ２２と移動部材１２の位置関係と制御パラメータを示す図である。

図１における第１駆動部材２０のスライダ２２は、移動部材１２に対して駆動面２２Ｃが接触する。スライダ２２の駆動面２２ＣのＹ軸方向の位置（例えば、ベース部材１１の対向面１１ＡからのＹ軸方向の高さとしてもよい）をｈs、スライダ２２の駆動面２２Ｃと接触する移動部材１２の被駆動面１２Ａの位置（（例えば、ベース部材１１の対向面１１ＡからのＹ軸方向の高さとしてもよい）をｈRとする。

そして、スライダ２２のＸ軸方向移動時のＸ軸方向の移動速度をｖSt、移動部材１２のＸ軸方向の移動速度をｖRt、スライダ２２のＹ軸方向移動時のＹ軸方向の移動速度をｖSl、移動部材１２のＹ軸方向の移動速度をｖRlとする。通常の動作中では、ｖRl＝０となる。

さらに、スライダ２２を位置ｈR（移動部材１２と接触する位置）に維持するためにリフト駆動体２３に印加する駆動電圧をＶhRとする。そして、スライダ２２を任意のY軸方向位置ｈSに維持するためにリフト駆動体２３に印加する駆動電圧をＶhS、スライダ２２を任意のX軸方向位置Psに維持するためにスライド駆動体２４に印加する駆動電圧をVPsとする。また、スライダ２２が移動部材１２に接触する時点および接触した状態でリフト駆動体２３に印加する駆動電圧の変化率をｄＶPR／dtとする。

図５は、上記のような各パラメータと駆動状態との関係を示す図である。

移動部材１２が等速運動中の場合、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとの力積、摩擦はゼロにすることが好ましい。

すなわち、等速運動中の場合、スライダ２２駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触する時点、あるいは離脱する時点（ｈR−ｈsがほぼゼロになるとき、図５中の「等速運動時」の「接触時」あるいは「離脱時」）では、ｖSt−ｖRt＝０であり、かつ、ｖSl−ｖRlがゼロに漸近することが好ましい。

そのため、ＶhR-ＶhSをほぼゼロにし、かつ、(dＶhS/dt)−(dＶhR/dt)がゼロに漸近するようにし、かつ、(dＶPS/dt)−(dＶPR/dt)＝０となるように制御する。なお、この状態は、第１駆動機構２０が、図３（ｄ）から図３（ａ）の状態に移行するとき（接触時）、あるいは図３（ｂ）から図３（ｃ）の状態に移行するとき（離脱時）を示している。

そして、等速運動中の場合、スライダ２２駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触中のとき（ｈR−ｈs＝０であるとき、図５中の「等速運動時」の「送り時」）では、ｖSt−ｖRt＝０であり、かつ、ｖSl−ｖRl＝０であることが好ましい。

そのため、ＶhR-ＶhS＝０であり、かつ、(dＶhS/dt)−(dＶhR/dt)＝０であり、かつ、(dＶPS/dt)−(dＶPR/dt)＝０となるように制御する。なお、この状態は、第１駆動機構２０が、図３（ａ）の状態のときを示している。

移動部材１２が加減速運動中（駆動速度を変えたときや、駆動開始直後、駆動停止時）の場合は、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとの力積、摩擦は極力小さくする（ゼロに近づける）ことが好ましい。

すなわち、加減速運動中の場合、スライダ２２駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触する時点、あるいは離脱する時点（ｈR−ｈsがほぼゼロになるとき、図５中の「加減速運動時」の「接触時」あるいは「離脱時」）では、ｖSt−ｖRt、ｖSl−ｖRlがともにゼロに漸近することが好ましい。

そのため、ＶhR-ＶhSをほぼゼロにし、かつ、(dＶhS/dt)−(dＶhR/dt)、(dＶPS/dt)−(dＶPR/dt)がともにゼロに漸近するように制御する。なお、この状態は、第１駆動機構２０が、図３（ｄ）から図３（ａ）の状態に移行するとき（接触時）、あるいは図３（ｂ）から図３（ｃ）の状態に移行するとき（離脱時）を示している。

そして、加減速運動中の場合、スライダ２２駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触中のとき（ｈR−ｈs＝０であるとき、図５中の「加減速運動時」の「送り時」）、ｖSl−ｖRl＝０であり、かつ、ｖSt−ｖRtがゼロに漸近することが好ましい。

そのため、ＶhR-ＶhS＝０であり、かつ、(dＶhS/dt)−(dＶhR/dt)＝０であり、かつ、(dＶPS/dt)−(dＶPR/dt)＝０がゼロに漸近するように制御する。なお、この状態は、第１駆動機構２０が、図３（ａ）の状態のときを示している。

なお、図５中の「戻し時」は、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触していないときであり、各パラメータはゼロとする必要がない。この状態は、第１駆動機構２０が、図３（ｃ）の状態のときを示している。

次に、図４（ｂ）は、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａの表面粗さと離脱距離との関係を説明するための図である。本実施形態においては、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが接触していないときに、図３（ｃ）の第１駆動機構２０に示すように、スライダ２２をＸ軸マイナス方向に戻す動作が行われる。このときに、スライダ２２の駆動面２２Ｃと移動部材１２の被駆動面１２Ａとが干渉しないように、駆動面２２Ｃと被駆動面１２Ａとの離脱距離は、双方の面の表面粗さを基にした最大値の代表値より大きくする。ここでの離脱距離とは、駆動面２２Ｃと被駆動面１２Ａとが接触していないと定義する距離であり、離脱距離を上回った状態のときのみ、スライダ２２を戻す動作を行うように制御する。

ここで適用する表面粗さ代表値は、製品の製造時における都合によって使い分けることが好ましい。接触面が比較的堅牢で加工コストをかけられる場合には、加工による表面粗さを極力小さくし、離脱距離を決める表面粗さは最大高さ（Ｒｙ）を適用することが好ましい。また、接触面の硬度が比較的低く、加工コストをかけ難い場合には、コスト都合での表面粗さ仕上げとし、アクチュエータの組立て後に接触面に対してエージング工程を組み入れ、離脱距離を決める表面粗さに部品加工仕上がり時の算術平均粗さ（Ｒａ）の２倍の値を適用することが好ましい。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本実施形態の構成では、リフト駆動体２３、２２３の駆動によって移動部材１２を支持し、スライド駆動体２４、２２４の駆動によってその支持した移動部材１２を移動操作する。つまり、リフト駆動体２３、２２３とスライド駆動体２４、２２４とは、それぞれその作用方向が移動部材１２を操作する方向に一致しており、且つ、両者の作用は独立して行われる。それぞれの操作に係る力の速度（速さおよび方向）は一定であり、スライダ２２、２２２と駆動体１２との間に速度の変化による不要な相対変位（こすり）は生じない。その結果、こすりに起因する摩耗を抑制できる。
（２）移動部材１２の支持をリフト駆動体２３、２２３が行い、移動部材１２の移動操作をスライド駆動体２４、２２４が行う。リフト駆動体２３、２２３とスライド駆動体２４、２２４とは接触していないため、一方の駆動体の駆動時の振動が他方の駆動体に与える影響もきわめて小さい。つまり、移動部材１２の支持と移動の駆動が完全に分離しており、独立して駆動制御できる。このため、制御の自由度が高く、高い駆動精度に構成できる。
（３）移動部材１２を駆動機構２０と第２駆動機構２２０とで同一高さ（Ｙ軸方向の位置）で支持して移動操作するため、移動部材１２は上下方向（Ｙ軸方向）に移動しない。このため、滑らかな動作が可能となる。
（４）リフト駆動体２３、２２３、スライド駆動体２４、２２４を適切に駆動制御することにより、移動部材１２の移動速度とスライダ２２、２２２の速度の関係を最適化することができ、接触時や接触中の衝撃や摩擦を低減することができ、摩耗が抑制できる。
（５）移動部材１２とスライダ２２、２２２の接触面の離脱距離を適切に設定することができるので、余計な摩擦をなくすことができ、摩耗が抑制できる。
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能である。
（１）上記各実施形態は、第１駆動機構２０（および第２駆動機構２２０）が直線状に配置され、これによって移動部材１２を直線的に移動操作する構成例である。しかし、移動部材１２の移動方向は直線的なものに限るものではなく、円形であっても良い。すなわち、駆動機構２０を円環状に配置することで、回転運動するように構成することも可能である。図６に、その一例である圧電モータ３００の概念斜視図を示す。

図６に示す圧電モータ３００は、図１における基材１１に対応するステータ３０１と、図１の移動部材１２に対応するロータ３０２の間に、環状駆動機構３２０を備えている。

ステータ３０１は円環形状に形成されており、中央部分は円形の開口部がある。ロータ
３０２は、概略円盤状に形成されている。ロータ３０２には、回転軸３０３が固定されており、この回転軸３０３はステータ３０１の中央部分の開口部を貫通し、その開口部によって、軸方向には所定量移動可能且つ回転自在に支持されている。ロータ３０２は、図示しない付勢手段によってステータ３０１に接近する側に押圧付勢されている。これにより、ステータ３０１とロータ３０２とは、所定の間隔を有して相対回転可能となっている。

回転軸３０３は、ステータ３０１より図中下側に突出し、この突出部から回転力を出力するようになっている。図６では、出力ギア３０４が装着されている。

環状駆動機構３２０は、図１における駆動機構２０、２２０と同様の構成が複数円環状に配置されて構成されている。環状駆動機構３２０は、リフタ円板３２１と、リフタ円板３２１に対向配置されたスライダ円板３２２とを備えている。

リフタ円板３２１は、ステータ３０１にリフト駆動体３２３を介して装着されている。リフタ円板３２１の上面には、リフタ３２１Ａが周方向に所定間隔で突設されている。

スライダ円板３２２のリフタ円板３２１と対向する面（下面）には、複数のスライダ３２２Ａが所定間隔で突設されている。スライダ３２２Ａの配置位置は、リフタ円板３２１に配置されたリフタ３２１Ａの間隔部位と対応している。スライダ３２２Ａの周方向一方側面とリフタ円板３２１のリフタ３２１Ａとの間には、それぞれスライド駆動体３２４が介設されている。これにより、リフタ円板３２１とスライダ円板３２２とが、スライド駆動体３２４を介して上下方向には相対移動不能に連結されている。スライダ円板３２２と、その上側に位置するロータ３０２との間は、リフト駆動体３２３の非駆動時において所定の間隔に設定されている。

上記のように構成された圧電モータ３００は、リフト駆動体３２３の駆動によって、リフタ円板３２１およびスライダ円板３２２がステータ３０１に対して軸方向に移動して、スライダ円板３２２がロータ３０２に圧接する。この状態で、スライド駆動体３２４を駆動することで、ロータ３０２を回転軸３０３回りに回転駆動することができる。これらリフト駆動体３２３およびスライド駆動体３２４の制御は、前述の実施形態と同様である。
（２）また、上記実施形態における第１駆動機構２０（および第２駆動機構２２０）の数は、図に示す数に限定されるものではなく、より多く設けても良いことは言うまでもない。第１駆動機構２０（および第２駆動機構２２０）を多数設けることで、移動部材１２をより円滑に移動させることができる。また、第１駆動機構２０（および第２駆動機構２２０）の配置も、一列直線状のみでなく、並列に配置しても良い。
（３）また、上記実施形態においては、第１駆動機構２０（および第２駆動機構２２０）は、リフト駆動体２３、２２３およびスライド駆動体２４、２２４を厚み方向（すなわち図１中のＹ軸方向に変位させることにより、移動部材１２を駆動する構成としたが、図７に示すような構成としてもよい。図７は、変形形態による駆動機構４２０の構成を示す図である。

図７において、スライダ４２１は、図１におけるリフタ２２１と同様の部材であり、リフタ４２２は、図１におけるスライダ２２２と同様の部材である。スライド駆動体４２３は、図５におけるリフト駆動体２２３と同様の位置に設けられており、リフト駆動体４２４は、図１におけるスライド駆動体２２４と同様の位置に設けられている。

スライド駆動体４２３およびリフト駆動体４２４は、それぞれ圧電効果を有する圧電セ
ラミックス等によって構成された所定厚さの圧電素子である。スライド駆動体４２３は、電圧の印加によって厚さ方向と直交する方向（図７におけるＸ軸方向）に所定量変形する。すなわち、電圧のＯＮ／ＯＦＦによってＸ軸方向に伸縮する。その結果、スライダ４２１をＸ軸方向に移動させることができる。リフト駆動体４２４も、電圧の印加によって厚さ方向と直交する方向（図７におけるＹ軸方向）に所定量変形する。すなわち、電圧のＯＮ／ＯＦＦによってＹ軸方向に伸縮する。その結果、リフタ４２２をＸ軸方向に移動させることができる。

このような図７におけるスライド駆動体およびリフト駆動体を、図１のスライド駆動体およびリフト駆動体と同様に制御することにより、図１と同様に、移動体１２を駆動制御することができる。
（４）図８は、以上説明したような駆動機構２０（あるいは２２０、３２０、４２０）を円環状に配置することにより移動部材を回転運動させる構成とした圧電モータ３００を備えたカメラ１０１の構成図である。図８において、カメラ１０１は、撮像素子１０８を有するカメラボディ１０２と、レンズ１０７を有するレンズ鏡筒１０３とを備えている。レンズ鏡筒３は、カメラボディ１０２に着脱可能な交換レンズである。なお、図８では、レンズ鏡筒１０３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としてもよい。

レンズ鏡筒１０３は、レンズ１０７、カム筒１０６、ギア３０４、圧電モータ３００等を備えている。圧電モータ３００は、カメラ１０１のフォーカス動作時にレンズ１０７を駆動する駆動源として用いられる。圧電モータ３００から得られた駆動力は、ギア３０４を介してカム筒１０６に伝えられる。レンズ１０７は、カム筒１０６に保持されており、圧電モータ３００の駆動力により、光軸方向Ｌに略平行に移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。

図８において、レンズ鏡筒１０３内に設けられたレンズ群（レンズ１０７を含む）によって、撮像素子１０８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子１０８によって、結像された被写体像は電気信号に変換され、その信号がＡ／Ｄ変換されることによって、画像データが得られる。

なお、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。

１１：ベース部材、１１Ａ：対向面、１２：移動部材、２１：リフタ、２１Ｄ：連結側面、２２：スライダ、２２Ｄ：連結側面、２３：リフト駆動体、２４：スライド駆動体、３０：制御装置、１２１：リフタ、１２１Ａ：連結底面、１２２：スライダ、１２２Ａ：連結側面、１２２Ｂ：連結天面、２００：圧電アクチュエータ、２２１：リフタ、２２１Ｄ：連結側面、２２２：スライダ、２２２Ｄ：連結側面、２２３：リフト駆動体、２２４：スライド駆動体。

Claims (6)

1. ベース部材と相対移動部材との間に設けられ、前記ベース部材から前記移動部材へ向かう第1の方向に伸縮可能な第１圧電素子と、
   前記ベース部材と前記相対移動部材との間に設けられ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に伸縮可能な第２圧電素子と、
   前記第１圧電素子および前記第２圧電素子の伸縮により、前記移動部材に接触して前記相対移動部材を相対移動させる駆動部材と、
   前記第１圧電素子の伸縮により前記駆動部材が前記移動部材に接触する際に、前記相対移動部材の相対移動方向に関する前記駆動部材の移動速度と前記相対移動部材の移動速度とが等しくなるように前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の圧電アクチュエータであって、
   前記制御部は、前記駆動部材が前記移動部材に接触している状態のとき、前記相対移動部材の相対移動方向に関する前記駆動部材の移動速度と前記相対移動部材の移動速度とが等しくなるように前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を制御することを特徴とする圧電アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータであって、
   前記制御部は、前記相対移動部材の移動に対して加速あるいは減速をする場合は、前記第１圧電素子の伸縮により前記駆動部材が前記移動部材に接触する際に、前記相対移動部材の相対移動方向に関する前記駆動部材の移動速度と前記相対移動部材の移動速度との差が小さくなっていくように前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を制御することを特徴とする圧電アクチュエータ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータであって、
   前記駆動部材と前記移動部材のそれぞれの接触面の離脱距離は、前記それぞれの接触面の表面粗さを基にした最大値より大きいことを特徴とする圧電アクチュエータ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えたレンズ鏡筒。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えたカメラ。