JP2018207779A - Vibration actuator, lens barrel and camera - Google Patents

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一泰 大根
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Abstract

To provide a vibration actuator with large driving torque and improved actuation characteristics.SOLUTION: A vibration actuator 10 of the present invention comprises: an electromechanical conversion element 13 which is in an annular shape, and has a plurality of first divided region 13A and a plurality of second divided region 13B which are divided in a radial direction; an elastic body 12 which generates driving force by vibration of the electromechanical conversion element 13; and a relative movement member 15 which pressure-contacts the elastic body 12, and relatively moves with respect to the elastic body 12 by the driving force. The first divided region 13A and the second divided region 13B are polarized in directions opposite to each other and alternately arranged, and a central angle formed by two edge sides along a radial direction, of the first divided region 13A and a central angle formed by two edge sides along a radial direction, of the second divided region 13B are different from each other.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。   The present invention relates to a vibration actuator, a lens barrel, and a camera.

従来の進行波型振動アクチュエータの電気機械変換素子は、プラス電圧を印加して分極したプラス領域と、マイナス電圧を印加して分極したマイナス領域とが等しい角度(面積)で設けられている(特許文献1参照)。
また、アクチュエータの駆動トルクをより大きくしたい場合や起動特性を向上させたい場合は、駆動電圧の上昇等が行なわれている。
In the conventional electromechanical transducer of a traveling wave type vibration actuator, a positive region polarized by applying a positive voltage and a negative region polarized by applying a negative voltage are provided at an equal angle (area) (patent) Reference 1).
Further, when it is desired to increase the driving torque of the actuator or to improve the starting characteristics, the driving voltage is increased.

特開2006−347257号公報JP 2006-347257 A

本発明の課題は、駆動電圧を上昇させることなく、大きな駆動トルクを得ることができる振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供することである。   An object of the present invention is to provide a vibration actuator, a lens barrel, and a camera that can obtain a large driving torque without increasing the driving voltage.

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。   The present invention solves the above problems by the following means.

本発明の振動アクチュエータは、所定の方向に分割された複数の第1分割領域と複数の第2分割領域とを有する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する弾性体と、前記弾性体の駆動力により、前記弾性体に対して移動する移動部材と、を備え、前記第1分割領域と前記第2分割領域は、互いに異なる方向に分極され、複数の前記第2分割領域の少なくとも一部は、前記所定の方向に沿って2つの前記第1分割領域の間に配置され、前記第1分割領域の面積は前記第2分割領域の面積よりも大きい構成とした。
また、本発明の振動アクチュエータは、所定の方向に分割された複数の第1分割領域と複数の第2分割領域とを有する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する弾性体と、前記弾性体の駆動力により、前記弾性体に対して移動する移動部材と、を備え、前記第1分割領域と前記第2分割領域は、互いに異なる方向に分極され、複数の前記第2分割領域の少なくとも一部は、前記所定の方向に沿って2つの前記第1分割領域の間に配置され、前記所定の方向の前記第1分割領域の長さは、前記所定の方向の前記第2分割領域の長さよりも長い構成とした。
また、本発明のレンズ鏡筒は、上記振動アクチュエータを備える構成とした。
また、本発明のカメラは、上記振動アクチュエータを備える構成とした。
なお、上記の構成は、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。
The vibration actuator according to the present invention includes an electromechanical transducer having a plurality of first divided regions and a plurality of second divided regions divided in a predetermined direction, and an elasticity that generates a driving force by vibration of the electromechanical transducer. And a moving member that moves relative to the elastic body by a driving force of the elastic body, wherein the first divided area and the second divided area are polarized in different directions, and a plurality of the first divided areas are provided. At least a part of the two divided regions is disposed between the two first divided regions along the predetermined direction, and the area of the first divided region is larger than the area of the second divided region. .
In addition, the vibration actuator of the present invention generates an electromechanical transducer having a plurality of first divided regions and a plurality of second divided regions divided in a predetermined direction, and generates a driving force by vibration of the electromechanical transducer. And a moving member that moves relative to the elastic body by a driving force of the elastic body, wherein the first divided region and the second divided region are polarized in different directions, At least a part of the second divided area is disposed between the two first divided areas along the predetermined direction, and the length of the first divided area in the predetermined direction is the predetermined direction. The length is longer than the length of the second divided region.
The lens barrel of the present invention is configured to include the vibration actuator.
The camera of the present invention is configured to include the vibration actuator.
In addition, said structure may be improved suitably, and at least one part may substitute for another structure.

本発明によれば、大きな駆動トルクを得ることができる振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a vibration actuator, a lens barrel, and a camera that can obtain a large driving torque.

本発明の一実施形態の電子カメラを説明する図である。It is a figure explaining the electronic camera of one Embodiment of this invention. レンズ鏡筒を説明する図であり、リング状の振動波モータをレンズ鏡筒に組み込んだ状態の図である。It is a figure explaining a lens-barrel, and is a figure of the state which incorporated the ring-shaped vibration wave motor in the lens-barrel. 振動子と移動子との一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of a vibrator and a mover. 振動波モータおよび振動波モータの駆動装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the drive apparatus of a vibration wave motor and a vibration wave motor. 移相部によって分けられた2つの駆動信号の位相差と振動波モータの回転速度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the phase difference of the two drive signals divided by the phase shift part, and the rotational speed of a vibration wave motor. 本実施形態の圧電体の分極割合を示す図である。It is a figure which shows the polarization ratio of the piezoelectric material of this embodiment. 比較形態における圧電体の分極割合を示す図である。It is a figure which shows the polarization ratio of the piezoelectric material in a comparison form. 圧電体に駆動信号を印加したときに発生する変位を示した図であり、図(a)は比較形態、(b)は本実施形態を示す。It is the figure which showed the displacement which generate | occur | produces when a drive signal is applied to a piezoelectric material, A figure (a) shows a comparison form, (b) shows this embodiment. 本実施形態の変形形態における圧電体の分極割合を示す図である。It is a figure which shows the polarization ratio of the piezoelectric material in the deformation | transformation form of this embodiment.

図1は、本発明の一実施形態の電子カメラ1を説明する図である。
本実施形態の電子カメラ1は、撮像光学系(レンズ鏡筒20)と、撮像素子30と、AFE(Analog front end)回路60と、画像処理部70と、音声検出部80と、バッファメモリ110と、記録インターフェイス120と、モニタ140と、操作部材90と、メモリ130と、CPU100とから構成され、外部機器のPC100との接続が可能となっている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an electronic camera 1 according to an embodiment of the present invention.
The electronic camera 1 of the present embodiment includes an imaging optical system (lens barrel 20), an imaging element 30, an AFE (Analog front end) circuit 60, an image processing unit 70, an audio detection unit 80, and a buffer memory 110. The recording interface 120, the monitor 140, the operation member 90, the memory 130, and the CPU 100, and can be connected to the PC 100 as an external device.

レンズ鏡筒20は、複数の光学レンズにより構成され、被写体像を撮像素子30の受光面に結像させる。図1では光学レンズ系を簡略化して、単レンズLとして図示している。また、光学レンズ群の内、AF用の光学レンズLは、振動波モータ10の駆動により駆動される。   The lens barrel 20 includes a plurality of optical lenses, and forms a subject image on the light receiving surface of the image sensor 30. In FIG. 1, the optical lens system is simplified and illustrated as a single lens L. In addition, the optical lens L for AF in the optical lens group is driven by driving the vibration wave motor 10.

撮像素子30は、受光面に受光素子が二次元的に配列されたCMOSイメージセンサなどによって構成される。撮像素子30は、撮像光学系20を通過した光束による被写体増を光電変換してアナログ画像信号を生成する。アナログ画像信号は、AFE回路60に入力される。   The image sensor 30 is configured by a CMOS image sensor or the like in which light receiving elements are two-dimensionally arranged on a light receiving surface. The image sensor 30 photoelectrically converts the subject increase caused by the light beam that has passed through the imaging optical system 20 to generate an analog image signal. The analog image signal is input to the AFE circuit 60.

AFE回路60は、アナログ画像信号に対するゲイン調整(ISO感度に応じて信号増幅)行う。具体的には、CPU100からの感度設定指示に応じて、撮像感度を所定範囲内で変更する。AFE回路60は、さらに、内蔵するA/D変換回路によってアナログ処理後の画像信号をデジタルデータに変換する。そのデジタルデータは、画像処理部70に入力される。   The AFE circuit 60 performs gain adjustment (signal amplification according to ISO sensitivity) for the analog image signal. Specifically, the imaging sensitivity is changed within a predetermined range in accordance with a sensitivity setting instruction from the CPU 100. The AFE circuit 60 further converts the image signal after analog processing into digital data by a built-in A / D conversion circuit. The digital data is input to the image processing unit 70.

画像処理部70は、デジタル画像データに対して、各種の画像処理を行う。
バッファメモリ110は、画像処理部70による画像処理の前工程や後工程での画像データを一時的に記録する。
音声検出部80は、マイクと信号増幅部44から構成され、主に動画撮影時に被写体方向からの音声を検出して取り込み、そのデータをCPU100へ伝達する。
The image processing unit 70 performs various types of image processing on the digital image data.
The buffer memory 110 temporarily records image data in the pre-process and post-process of image processing by the image processing unit 70.
The sound detection unit 80 includes a microphone and a signal amplification unit 44, and mainly detects and captures sound from the subject direction during moving image shooting, and transmits the data to the CPU 100.

記録インターフェイス120は、不図示のコネクタを有し、該コネクタにメモリカード121が接続され、接続されたメモリカード121に対して、データの書き込みや、記録媒体からのデータの読み込みを行う。
モニタ140は、液晶パネルによって構成され、CPU100からの指示に応じて画像や操作メニューなどを表示する。
操作部材90は、モードダイヤル、十字キー、決定ボタンやレリーズボタンを示し、各操作に応じた操作信号をCPU100へ送出する。静止画撮影や動画撮影の設定は、該操作部材90により設定される。
The recording interface 120 has a connector (not shown). A memory card 121 is connected to the connector, and data is written to the connected memory card 121 and data is read from a recording medium.
The monitor 140 is composed of a liquid crystal panel, and displays an image, an operation menu, and the like according to an instruction from the CPU 100.
The operation member 90 indicates a mode dial, a cross key, an enter button, and a release button, and sends an operation signal corresponding to each operation to the CPU 100. Settings for still image shooting and moving image shooting are set by the operation member 90.

CPU100は、不図示のROMに格納されたプログラムを実行することによって電子カメラ1が行う動作を統括的に制御する。例えば、AF(オートフォーカス)動作制御、AE(自動露出)動作制御、オートホワイトバランス制御などを行う。
メモリ130は、画像処理した一連の画像データを記録する。
The CPU 100 comprehensively controls operations performed by the electronic camera 1 by executing a program stored in a ROM (not shown). For example, AF (autofocus) operation control, AE (automatic exposure) operation control, auto white balance control, and the like are performed.
The memory 130 records a series of image data subjected to image processing.

図2は、レンズ鏡筒20を説明する図であり、リング状の振動波モータ10をレンズ鏡筒20に組み込んだ状態の図である。また、図3は、振動子11と移動子15との一部破断斜視図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the lens barrel 20 and is a view showing a state in which the ring-shaped vibration wave motor 10 is incorporated in the lens barrel 20. FIG. 3 is a partially broken perspective view of the vibrator 11 and the moving element 15.

振動子11は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気−機械変換素子(以下、圧電体と称する)13と、圧電体13を接合した弾性体12とから構成されている。振動子11には進行波が発生するようにされているが、本実施形態では一例として9波の進行波として説明する。   The vibrator 11 includes an electro-mechanical conversion element (hereinafter referred to as a piezoelectric body) 13 such as a piezoelectric element or an electrostrictive element that converts electrical energy into mechanical energy, and an elastic body 12 that is joined to the piezoelectric body 13. It is composed of Although a traveling wave is generated in the vibrator 11, this embodiment will be described as nine traveling waves as an example.

弾性体12は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、円環形状を有する。弾性体12における圧電体13が接合される接合面12dの反対側は溝12cが切ってある。そして、突起部分12b(溝12cがない箇所)の先端面が駆動面12aとなり移動子15に加圧接触される。溝12cを切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体13側に近づけ、これにより駆動面12aの進行波の振幅を増幅させるためである。   The elastic body 12 is made of a metal material having a high resonance sharpness and has an annular shape. A groove 12c is cut on the opposite side of the elastic body 12 to the bonding surface 12d to which the piezoelectric body 13 is bonded. Then, the tip surface of the protruding portion 12b (a portion where the groove 12c is not provided) becomes the driving surface 12a and is brought into pressure contact with the moving element 15. The reason for cutting the groove 12c is to make the neutral surface of the traveling wave as close to the piezoelectric body 13 as possible, thereby amplifying the amplitude of the traveling wave on the drive surface 12a.

圧電体13は、後に詳述するが、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。そして、各相においては、径方向に分割された第1分割領域13Aと、第1分割領域と分極方向が互いに逆方向である第2分割領域13Bとが、1/2波長毎に一つずつ交互に配置されている(後述の図6参照)。   Although described in detail later, the piezoelectric body 13 is divided into two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction. In each phase, the first divided region 13A divided in the radial direction, and the first divided region and the second divided region 13B whose polarization directions are opposite to each other, one for each half wavelength. They are arranged alternately (see FIG. 6 described later).

圧電体13の下には、不織布16、加圧板17、加圧部材18が配置されている。
不織布16は、例えばフェルトの材質で製造されて降り、圧電体13の下に配置されて、振動子11の振動を加圧板17や加圧部材18に伝えないように機能する。
加圧板17は、加圧部材18の加圧を受ける。
加圧部材18は、加圧板17の下に配置され、加圧力を発生する。本実施形態では、加圧部材18を皿バネとしたが、皿バネでなくともコイルバネやウェーブバネでも良い。加圧部材18は、固定部材14に固定される押さえ環19に固定されることで、保持される。
Under the piezoelectric body 13, a non-woven fabric 16, a pressure plate 17, and a pressure member 18 are disposed.
The nonwoven fabric 16 is made of, for example, a felt material, and is placed under the piezoelectric body 13 so as not to transmit the vibration of the vibrator 11 to the pressure plate 17 or the pressure member 18.
The pressure plate 17 is pressurized by the pressure member 18.
The pressure member 18 is disposed under the pressure plate 17 and generates a pressurizing force. In this embodiment, the pressure member 18 is a disc spring, but it may be a coil spring or a wave spring instead of a disc spring. The pressure member 18 is held by being fixed to a pressing ring 19 fixed to the fixing member 14.

移動子15は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面15aの表面には耐摩耗性向上のための摺動材料が設けられている。
移動子15の摺動面15aと反対側(図3のZプラス方向、光軸方向被写体側)には、移動子15の縦方向(図3のZ方向)の振動を吸収するために、ゴムの様な振動吸収部材23が配置され、さらにそのZプラス方向には、出力伝達部材24が配置されている。
The mover 15 is made of a light metal such as aluminum, and a sliding material for improving wear resistance is provided on the surface of the sliding surface 15a.
On the side opposite to the sliding surface 15a of the mover 15 (Z plus direction in FIG. 3, the optical axis direction subject side), rubber is absorbed in order to absorb vibration in the vertical direction (Z direction in FIG. 3) of the mover 15. Such a vibration absorbing member 23 is disposed, and an output transmission member 24 is disposed in the Z plus direction.

出力伝達部材24は、固定部材14に設けられたベアリング25により、加圧方向(Z方向)と径方向とを規制している。これにより移動子15は、加圧方向と径方向とが規制される。
出力伝達部材24は、突起部24aがあり、そこからカム環36に接続されたフォーク35がかん合しており、出力伝達部材24の回転とともに、カム環36が回転される。
The output transmission member 24 regulates the pressurizing direction (Z direction) and the radial direction by a bearing 25 provided on the fixed member 14. Thereby, the moving element 15 is regulated in the pressurizing direction and the radial direction.
The output transmission member 24 has a protrusion 24 a from which a fork 35 connected to the cam ring 36 is engaged, and the cam ring 36 is rotated as the output transmission member 24 rotates.

カム環36には、キー溝37が斜めに切られており、AF環34に設けられた固定ピン38が、キー溝37にかん合していて、カム環36が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向にAF環34が駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
固定部材14は、押さえ環19がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部材24から移動子15、振動子11、加圧部材18までを一つのモータユニットとして構成できるようになる。
A key groove 37 is obliquely cut in the cam ring 36, and a fixing pin 38 provided in the AF ring 34 is engaged with the key groove 37. The AF ring 34 is driven in the straight direction in the axial direction so that it can stop at a desired position.
The fixing member 14 has a holding ring 19 attached thereto by screws, and by attaching this, the output transmission member 24 to the moving element 15, the vibrator 11, and the pressing member 18 can be configured as one motor unit.

図4は、振動波モータ10および振動波モータ10の駆動装置40Aを説明するブロック図である。
まず、振動波モータ10の駆動/制御部41について説明する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the vibration wave motor 10 and the drive device 40 </ b> A of the vibration wave motor 10.
First, the drive / control unit 41 of the vibration wave motor 10 will be described.

発振部42は、制御部41の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
移相部43は、制御部41の指令により、該発振部42で発生した駆動信号を位相の異なる2つの駆動信号に分ける。
増幅部44は、移相部43によって分けられた2つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
増幅部44からの駆動信号は、振動波モータ10に伝達され、この駆動信号の印加により、後述する振動波モータ10の振動子11に進行波が発生し、移動子15が駆動される。
The oscillating unit 42 generates a drive signal having a desired frequency according to a command from the control unit 41.
The phase shift unit 43 divides the drive signal generated by the oscillating unit 42 into two drive signals having different phases in response to a command from the control unit 41.
The amplification unit 44 boosts the two drive signals divided by the phase shift unit 43 to desired voltages, respectively.
A drive signal from the amplifying unit 44 is transmitted to the vibration wave motor 10, and by applying this drive signal, a traveling wave is generated in the vibrator 11 of the vibration wave motor 10 described later, and the movable element 15 is driven.

回転検出部46は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等により構成され、移動子15の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部41に伝達する。   The rotation detection unit 46 is configured by an optical encoder, a magnetic encoder, or the like, detects the position and speed of a driven object driven by driving the moving element 15, and transmits the detected value to the control unit 41 as an electric signal.

制御部41は、レンズ鏡筒20内またはカメラ1本体のCPU100からの駆動指令を基に振動波モータ10の駆動および振動波モータ10の動作を制御する。制御部41は、回転検出部46からの検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように発振部42の周波数や位相差等を制御する。   The control unit 41 controls driving of the vibration wave motor 10 and operation of the vibration wave motor 10 based on a drive command from the CPU 100 of the lens barrel 20 or the camera 1 main body. The control unit 41 receives the detection signal from the rotation detection unit 46, obtains position information and speed information based on the value, and controls the frequency, phase difference, etc. of the oscillation unit 42 so as to be positioned at the target position. To do.

図5は、移相部43によって分けられた2つの駆動信号の位相差と振動波モータ10の回転速度との関係を示したグラフである。振動波モータ10は、通常駆動時において、最も回転速度が速くなる位相差90度で駆動されている。そして、位相差が0近くになると、弾性体12の駆動面12aで発生する波は、進行波でなくなり定在波となり、移動子15の回転は停止する。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the phase difference between the two drive signals divided by the phase shift unit 43 and the rotational speed of the vibration wave motor 10. The vibration wave motor 10 is driven with a phase difference of 90 degrees at which the rotational speed is fastest during normal driving. When the phase difference is close to 0, the wave generated on the drive surface 12a of the elastic body 12 is not a traveling wave but a standing wave, and the rotation of the moving element 15 is stopped.

図6は、本実施形態の圧電体13の分極割合を示す図である。また、図7は比較形態における圧電体113の分極割合を示す図である。
本実施形態の圧電体13及び比較形態の圧電体113は、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。
FIG. 6 is a diagram showing the polarization ratio of the piezoelectric body 13 of the present embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the polarization ratio of the piezoelectric body 113 in the comparative embodiment.
The piezoelectric body 13 of the present embodiment and the piezoelectric body 113 of the comparative embodiment are divided into two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction.

まず、説明を容易にするために、図7の比較形態から説明する。
比較形態においては、A相,B相のそれぞれにおいて、径方向に沿って分割された第1分割領域113Aと第2分割領域113Bとが、1/2波長(中心角22.50°)毎に一つずつ交互に配置されている。第1分割領域113Aと第2分割領域とは分極方向が逆向きである。
なお、中心角とは、分割領域の周方向の両端を通る2つの半径が挟む角であり、分割領域の径方向に沿った2つの縁辺を含む半径が成す角である。
First, in order to facilitate the description, the comparison form in FIG. 7 will be described.
In the comparative form, in each of the A phase and the B phase, the first divided region 113A and the second divided region 113B divided along the radial direction are divided every ½ wavelength (center angle 22.50 °). They are alternately arranged one by one. The first divided region 113A and the second divided region have opposite polarization directions.
The central angle is an angle between two radii passing through both ends in the circumferential direction of the divided region, and is an angle formed by a radius including two edges along the radial direction of the divided region.

第1分割領域113Aは、図6で示す面(弾性体12が接合される面と反対側の面)が、分極時にプラス電圧が印加された面である領域である(図中、「+」の記号を付す)。また、第2分割領域113Bは、図6で示す面(弾性体12が接合される面と反対側の面)が、分極時にマイナス電圧が印加された面である領域である(図中、「−」の記号を付す)。
A相とB相との間には、3/4波長(16.875°×2=33.75°)分の間隔が空くようにして設けられた第1グランド領域113G1と、第1グランド領域113G1と中心を挟んで対向する領域に設けられた、1/4波長(11.25°)分の間隔が空くようにして設けられた第2グランド領域113G2とを有する。
The first divided region 113A is a region where the surface shown in FIG. 6 (the surface opposite to the surface to which the elastic body 12 is bonded) is a surface to which a positive voltage is applied during polarization (in the figure, “+”). Is attached). Further, the second divided region 113B is a region where the surface shown in FIG. 6 (the surface opposite to the surface to which the elastic body 12 is bonded) is a surface to which a negative voltage is applied during polarization (in the figure, “ -").
A first ground region 113G1 provided so as to have an interval of 3/4 wavelength (16.875 ° × 2 = 33.75 °) between the A phase and the B phase, and the first ground region 113G1 and a second ground region 113G2 provided in a region facing the center with a quarter wavelength (11.25 °) therebetween.

一方、図6の本実施形態の圧電体13も、A相,B相のそれぞれにおいて、径方向に沿って分割された第1分割領域13Aと、第1分割領域13Aと分極方向が逆の第2分割領域13Bとが、一つずつ交互に配置されている。
しかし、本実施形態の第1分割領域13Aと第2分割領域13Bは、比較形態と異なり、その中心角が、1/2波長に相当する角度ではない。
On the other hand, the piezoelectric body 13 of the present embodiment in FIG. 6 also has a first divided region 13A divided along the radial direction in each of the A phase and the B phase, and the first divided region 13A having a polarization direction opposite to that of the first divided region 13A. The two divided regions 13B are alternately arranged one by one.
However, unlike the comparative example, the first divided region 13A and the second divided region 13B of the present embodiment have a central angle that is not an angle corresponding to ½ wavelength.

本実施形態において、第1分割領域13Aの中心角は全て等しい第1角度の24.50°である。また、第2分割領域13Bの中心角は全て等しい第2角度の20.50°である。
すなわち、第1分割領域13Aの中心角は、比較形態の22.50°から2°増加しており、第2分割領域13Bの中心角は、比較形態の22.50°から、2°減少している。また、割合で表すと、第1分割領域13Aの中心角は、第2分割領域13Bの中心角より19.5%多い。
In the present embodiment, the central angles of the first divided regions 13A are all equal to the first angle of 24.50 °. In addition, the central angles of the second divided regions 13B are all equal second angles of 20.50 °.
That is, the central angle of the first divided region 13A is increased by 2 ° from 22.50 ° in the comparative example, and the central angle of the second divided region 13B is decreased by 2 ° from 22.50 ° in the comparative example. ing. In terms of percentage, the central angle of the first divided region 13A is 19.5% greater than the central angle of the second divided region 13B.

ただし、これに限定されず、第1分割領域13Aの中心角または第2分割領域13Bの中心角の一方が、他方より1%〜30%の面積増加であればよい。また、拡大、縮小の割合を逆、すなわち第1分割領域13Aの中心角を第2分割領域13Bの中心角より小さくしても良い。   However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that one of the central angle of the first divided region 13A or the central angle of the second divided region 13B is an area increase of 1% to 30% from the other. Further, the ratio of enlargement / reduction may be reversed, that is, the central angle of the first divided region 13A may be smaller than the central angle of the second divided region 13B.

このように、第2分割領域13Bの減少量は、第1分割領域13Aの増加量と等しい。そして、A相とB相それぞれにおいて、図示するように、第1分割領域13Aの数が4、第2分割領域の数3である。すなわち第1分割領域13Aから始まって第1分割領域13Bで終わっている。このため、A相とB相それぞれにおいて、全体として第1分割領域13Aの1つの角度増加分(2°)、比較形態と比べて領域が増加している。   Thus, the amount of decrease in the second divided region 13B is equal to the amount of increase in the first divided region 13A. In each of the A phase and the B phase, the number of the first divided regions 13A is four and the number of the second divided regions is three, as illustrated. That is, it starts from the first divided area 13A and ends at the first divided area 13B. For this reason, in each of the A phase and the B phase, the area is increased as a whole by one angle increase (2 °) of the first divided area 13A compared to the comparative form.

このため、本実施形態においては、第2グランド領域13G2の角度がA相の角度増加分(2°)とB相の角度増加分(2°)、合計で4°減少している。
すなわち、第2グランド領域13G2の角度は、比較形態の11.25°から4°減少した7.25°となる。
なお、第1グランド領域13G1は、本実施形態においても、3/4波長分(33.75°)の間隔が空くようにして設けられている。
Therefore, in the present embodiment, the angle of the second ground region 13G2 is decreased by 4 ° in total, that is, the A phase angle increase (2 °) and the B phase angle increase (2 °).
That is, the angle of the second ground region 13G2 is 7.25 °, which is 4 ° less than the 11.25 ° of the comparative example.
Note that the first ground region 13G1 is also provided in this embodiment so as to have an interval of 3/4 wavelengths (33.75 °).

図8は、圧電体13,113に駆動信号を印加したときに発生する変位を示した図であり、図8(a)は比較形態、図8(b)は本実施形態を示す。
図8(a)に示す比較形態の場合、第1分割領域113Aと第2分割領域113Bの中心角、周方向の長さ、及び面積が等しい(分極比率が等しい)。
よって、例えば正弦波等の駆動信号を入力すると、図中Z方向(圧電体113の厚み方向)の変位が、Zプラス方向とZマイナス方向とで等しくなる。
8A and 8B are diagrams showing displacements that occur when a drive signal is applied to the piezoelectric bodies 13 and 113. FIG. 8A shows a comparative example, and FIG. 8B shows this embodiment.
In the comparative example shown in FIG. 8A, the central angle, the length in the circumferential direction, and the area of the first divided region 113A and the second divided region 113B are equal (the polarization ratio is equal).
Therefore, for example, when a drive signal such as a sine wave is input, the displacement in the Z direction (thickness direction of the piezoelectric body 113) in the figure becomes equal in the Z plus direction and the Z minus direction.

これに対して、図8(b)に示す本実施形態の場合、第1分割領域13Aと第2分割領域13Bの中心角、周方向の長さ、及び面積が異なる(分極比率が異なる)。   On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 8B, the central angle, the circumferential length, and the area of the first divided region 13A and the second divided region 13B are different (polarization ratios are different).

このため、図8(b)に示すように、第1分割領域13Aと第2分割領域13Bの変位量が異なる。すなわち角度が大きい第1分割領域13Aの領域変位が大きくなる。したがって、圧電体13が移動子15を持ち上げる力が大きくなり、振動アクチュエータ10の駆動トルクが大きくなる。
以上、本実施形態によると、圧電体13の分極の角度配分を変化させるだけで、アクチュエータ10の駆動トルクを大きくすることができる。また、駆動トルクが大きいので、起動性特性が向上した振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。
For this reason, as shown in FIG. 8B, the displacement amounts of the first divided region 13A and the second divided region 13B are different. That is, the region displacement of the first divided region 13A having a large angle increases. Therefore, the force with which the piezoelectric body 13 lifts the moving element 15 increases, and the drive torque of the vibration actuator 10 increases.
As described above, according to this embodiment, the drive torque of the actuator 10 can be increased only by changing the angular distribution of the polarization of the piezoelectric body 13. Further, since the driving torque is large, it is possible to provide a vibration actuator, a lens barrel, and a camera with improved startability characteristics.

(変形形態)
本発明は、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り、それらも本発明の範囲内である。
(1)上述の実施形態では、A相の角度増加分(2°)とB相の角度増加分(2°)、合計で4°を、第2グランド領域13G2の角度から減少させた。
しかし、これに限定されず、例えば図9に示すように、A相の角度増加分(2°)とB相の角度増加分(2°)の合計(4°)を、第1グランド領域13G1’と第2グランド領域13G2’との両方から均等に減少させてもよい。
(2)また、A相の角度増加分(2°)とB相の角度増加分(2°)の合計(4°)の全体を、第1グランド領域から減少させてもよい。
(3)第1グランド領域13G1と第2グランド領域13G2の面積を面積は変えないように、第1分割領域と第2分割領域との面積を調整してもよい。
(4)さらに、第2グランド領域の面積を増大させ、第1グランド領域の面積を減少させても良い。
(5)第1グランド領域と第2グランド領域の面積の増減をA相とB相とで変更してもよい。
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。
(Deformation)
The present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes as shown below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the above-described embodiment, the A phase angle increase (2 °) and the B phase angle increase (2 °), a total of 4 °, are decreased from the angle of the second ground region 13G2.
However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the sum (4 °) of the angle increase (2 °) of the A phase and the angle increase (2 °) of the B phase is the first ground region 13G1. It may be reduced equally from both 'and the second ground region 13G2'.
(2) The total of the angle increase (2 °) of the A phase (2 °) and the angle increase (2 °) of the B phase (2 °) may be reduced from the first ground region.
(3) The areas of the first divided region and the second divided region may be adjusted so that the areas of the first ground region 13G1 and the second ground region 13G2 do not change.
(4) Furthermore, the area of the second ground region may be increased and the area of the first ground region may be decreased.
(5) The increase / decrease in the area of the first ground region and the second ground region may be changed between the A phase and the B phase.
In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination suitably, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.

1:カメラ、10:振動波モータ、11:振動子、12:弾性体、12a:駆動面、12d:接合面、13:圧電体、13A:第1分割領域、13B:第2分割領域、13G1:第1グランド領域、13G2:第2グランド領域、15:移動子、15a:摺動面、20:レンズ鏡筒   1: camera, 10: vibration wave motor, 11: vibrator, 12: elastic body, 12a: driving surface, 12d: bonding surface, 13: piezoelectric body, 13A: first divided region, 13B: second divided region, 13G1 : First ground region, 13G2: Second ground region, 15: Mover, 15a: Sliding surface, 20: Lens barrel

Claims (7)

所定の方向に分割された複数の第1分割領域と複数の第2分割領域とを有する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する弾性体と、
前記弾性体の駆動力により、前記弾性体に対して移動する移動部材と、を備え、
前記第1分割領域と前記第2分割領域は、互いに異なる方向に分極され、複数の前記第2分割領域の少なくとも一部は、前記所定の方向に沿って2つの前記第1分割領域の間に配置され、前記第1分割領域の面積は前記第2分割領域の面積よりも大きい振動アクチュエータ。
An electromechanical transducer having a plurality of first divided regions and a plurality of second divided regions divided in a predetermined direction;
An elastic body that generates a driving force by vibration of the electromechanical transducer;
A moving member that moves relative to the elastic body by the driving force of the elastic body,
The first divided region and the second divided region are polarized in different directions, and at least a part of the plurality of second divided regions is between the two first divided regions along the predetermined direction. The vibration actuator is arranged, and an area of the first divided region is larger than an area of the second divided region.
請求項1に記載の振動アクチュエータであって、
前記所定の方向の前記第1分割領域の長さは、前記所定の方向の前記第2分割領域の長さよりも長い振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 1,
A vibration actuator in which a length of the first divided region in the predetermined direction is longer than a length of the second divided region in the predetermined direction.
請求項1または2に記載の振動アクチュエータであって、
前記電気機械変換素子は円環形状であり、複数の前記第1分割領域と複数の前記第2分割領域は周方向に分割されている振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 1 or 2,
The electromechanical transducer has a ring shape, and the plurality of first divided regions and the plurality of second divided regions are divided in a circumferential direction.
請求項3に記載の振動アクチュエータであって、
複数の前記第2分割領域のそれぞれは、前記周方向に沿って2つの前記第1分割領域の間に配置され、
前記第1分割領域の径方向に沿った2つの縁辺によって形成される中心角は、前記第2分割領域の径方向に沿った2つの縁辺によって形成される中心角よりも大きい振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 3,
Each of the plurality of second divided regions is disposed between the two first divided regions along the circumferential direction,
A vibration actuator in which a central angle formed by two edges along the radial direction of the first divided region is larger than a central angle formed by two edges along the radial direction of the second divided region.
所定の方向に分割された複数の第1分割領域と複数の第2分割領域とを有する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する弾性体と、
前記弾性体の駆動力により、前記弾性体に対して移動する移動部材と、を備え、
前記第1分割領域と前記第2分割領域は、互いに異なる方向に分極され、複数の前記第2分割領域の少なくとも一部は、前記所定の方向に沿って2つの前記第1分割領域の間に配置され、前記所定の方向の前記第1分割領域の長さは、前記所定の方向の前記第2分割領域の長さよりも長い振動アクチュエータ。
An electromechanical transducer having a plurality of first divided regions and a plurality of second divided regions divided in a predetermined direction;
An elastic body that generates a driving force by vibration of the electromechanical transducer;
A moving member that moves relative to the elastic body by the driving force of the elastic body,
The first divided region and the second divided region are polarized in different directions, and at least a part of the plurality of second divided regions is between the two first divided regions along the predetermined direction. The vibration actuator is arranged and the length of the first divided region in the predetermined direction is longer than the length of the second divided region in the predetermined direction.
請求項1から5のいずれか1項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒。   A lens barrel comprising the vibration actuator according to any one of claims 1 to 5. 請求項1から5のいずれか1項に記載の振動アクチュエータを備えるカメラ。   A camera comprising the vibration actuator according to claim 1.
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