JP2019187093A - Oscillator and manufacturing method thereof - Google Patents

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篤史 木村
Atsushi Kimura
篤史 木村
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Abstract

To provide an oscillator, etc. with reduced variation of resonance frequency difference Δf.SOLUTION: An oscillator has: an electromechanical energy conversion device; and a plate-like elastic body to one surface of which the electromechanical energy conversion device is joined, and on the other surface of which a projected part having a parietal part and a sidewall part is provided, in which the side wall part has a thin part with thickness thinner than that of other part of the sidewall part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気−機械エネルギ変換素子と、一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合され、他方の面に突起部が設けられた板状の弾性体と、を有する振動子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a vibrator having an electro-mechanical energy conversion element, and a plate-like elastic body in which the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface and a protrusion is provided on the other surface, and It relates to a manufacturing method.

振動型アクチュエータにおける振動子は、当該振動子に接触される接触体にばね性を持たせることで、滑らかな接触状態を実現することができる。これにより、振動型アクチュエータは、良好な駆動性能を得ることができる(下記特許文献1参照)。   The vibrator in the vibration type actuator can realize a smooth contact state by providing the contact body in contact with the vibrator to have a spring property. Thereby, the vibration type actuator can obtain good driving performance (see Patent Document 1 below).

図8は、弾性体213に設けられた突起部212にばね性を持たせた振動子210の概略構造を示す斜視図及び斜視断面図である。振動子210は、弾性体213と、弾性体213の一方の面(図8では下面)に接合された圧電素子214と、弾性体213の他方の面(図8では上面)における2カ所において弾性体213と一体的に形成された突起部212とで構成されている。2カ所の突起部212はそれぞれ、円筒状の側壁部217、図8では不図示の接触体との接触面218aを有する接触部(頭頂部)218、及び、側壁部217と接触部218とを連結する連結部219からなる。   8A and 8B are a perspective view and a perspective sectional view showing a schematic structure of the vibrator 210 in which the protrusion 212 provided on the elastic body 213 has a spring property. The vibrator 210 is elastic at two locations on the elastic body 213, the piezoelectric element 214 bonded to one surface (lower surface in FIG. 8), and the other surface (upper surface in FIG. 8) of the elastic body 213. It is comprised by the protrusion part 212 formed integrally with the body 213. FIG. Each of the two protrusions 212 includes a cylindrical side wall 217, a contact portion (top portion) 218 having a contact surface 218 a with a contact body (not shown in FIG. 8), and the side wall 217 and the contact portion 218. It consists of a connecting part 219 to be connected.

連結部219と接触部218との間には、接触体が連結部219と接触しないように、接触部218と連結部219の間に段差(高低の差)が設けられている。また、連結部219は、接触部218よりも厚さが薄くされることによって、突き上げ方向(Z方向)の剛性を下げて、接触部218にばね性を持たせることができる。   A step (a difference in height) is provided between the contact part 218 and the connection part 219 so that the contact body does not contact the connection part 219 between the connection part 219 and the contact part 218. Moreover, the connection part 219 can make the contact part 218 have springiness by reducing the rigidity in the push-up direction (Z direction) by making the thickness thinner than the contact part 218.

なお、弾性体213には、突起部212との接続部に、溝部216が形成されている。弾性体213をプレス加工して突起部212を一体成型する際に溝部216を形成することで、この部分において厚さが薄くされた分を側壁部217に流動させて、側壁部217の厚みを確保して、剛性を確保することができる。   In the elastic body 213, a groove 216 is formed at a connection portion with the projection 212. By forming the groove 216 when the elastic body 213 is pressed to integrally mold the protrusion 212, the thickness of the thin portion in this portion is caused to flow to the side wall 217, and the thickness of the side wall 217 is reduced. It is possible to secure rigidity.

(図8では不図示の)接触体を送り方向(X方向)に駆動する速度は、楕円運動のX方向成分すなわちモードBの振動におけるX方向の振動振幅に依存し、楕円運動のZ方向成分すなわちモードAの振動におけるZ方向の振動振幅にはあまり依存しない。振動型アクチュエータの駆動は、駆動周波数を高周波数側から低周波数側へ掃引することで速度を目標速度まで持っていく。   The speed at which the contact body (not shown in FIG. 8) is driven in the feed direction (X direction) depends on the X direction component of the elliptic motion, that is, the vibration amplitude in the X direction in the vibration of mode B, and the Z direction component of the elliptic motion. That is, it does not depend much on the vibration amplitude in the Z direction in the vibration of mode A. The drive of the vibration type actuator brings the speed to the target speed by sweeping the drive frequency from the high frequency side to the low frequency side.

このとき、モードAの共振周波数がモードBの共振周波数より大きいならば、モードBの周波数がモードBの共振周波数に達するより先に、モードAの共振周波数がモードAの共振周波数を超えて、モードAの振動における振動数が急激に減少する。その結果、速度により関係するモードBの振動における振幅が十分大きくなる前に、振動型アクチュエータが駆動不能状態になる。よって、突起部212と(図8では不図示の)接触体が加圧接触している状態では、モードBの共振周波数≧モードAの共振周波数でなければいけない。   At this time, if the resonance frequency of mode A is higher than the resonance frequency of mode B, the resonance frequency of mode A exceeds the resonance frequency of mode A before the frequency of mode B reaches the resonance frequency of mode B. The frequency in mode A vibration decreases rapidly. As a result, the vibration type actuator becomes inoperable before the amplitude in the vibration of the mode B related by the speed becomes sufficiently large. Therefore, in a state where the protrusion 212 and the contact body (not shown in FIG. 8) are in pressure contact, the resonance frequency of mode B ≧ the resonance frequency of mode A must be satisfied.

一方、モードAの振動における腹近傍、かつ、モードBの振動における節近傍に突起部212が配置されているため、加圧すると、モードAの共振周波数の増加量の方が、モードBの共振周波数の増加量よりも大きくなる。その結果、モードBの共振周波数−モードAの共振周波数(モードBの共振周波数からモードAの共振周波数を引いた値)により定義される、共振周波数差Δfが小さくなる。   On the other hand, since the protrusion 212 is disposed near the antinode in the vibration of mode A and in the vicinity of the node in the vibration of mode B, when the pressure is applied, the increase amount of the resonance frequency of mode A is the resonance of mode B. It becomes larger than the increase amount of the frequency. As a result, the resonance frequency difference Δf defined by the resonance frequency of mode B−the resonance frequency of mode A (a value obtained by subtracting the resonance frequency of mode A from the resonance frequency of mode B) becomes small.

振動子の設計は振動子単体で行われる。具体的には、無加圧状態のΔfに許容される数値範囲(許容範囲)内に収まるように、弾性体213のX方向およびY方向の長さを決定する。許容範囲は、加圧状態のΔfと無加圧状態のΔfの関係から導き出される。   The design of the vibrator is performed by a single vibrator. Specifically, the lengths of the elastic body 213 in the X direction and the Y direction are determined so as to be within a numerical range (allowable range) allowed for Δf in the non-pressurized state. The allowable range is derived from the relationship between Δf in the pressurized state and Δf in the non-pressurized state.

特開2011−234608号公報JP 2011-234608 A

しかしながら、図8に示すような振動子210を大量に生産すると、各寸法のばらつきによりΔfがばらつき、その結果、許容範囲から外れる振動子210が発生し、歩留りの低下を招く可能性がある。   However, if a large number of vibrators 210 as shown in FIG. 8 are produced, Δf varies due to variations in dimensions, and as a result, vibrators 210 that fall outside the allowable range may be generated, leading to a decrease in yield.

本発明は、共振周波数差Δfのばらつきが低減された振動子等を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a vibrator or the like in which variations in the resonance frequency difference Δf are reduced.

本発明に係る振動子は、電気−機械エネルギ変換素子と、一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合され、他方の面に、頭頂部と側壁部を有する突起部が設けられた板状の弾性体と、を有する振動子であって、前記側壁部は、前記側壁部の他の部分よりも厚さが薄い薄肉部を有する、ことを特徴とする。   The vibrator according to the present invention includes an electro-mechanical energy conversion element, a plate in which the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface, and a protrusion having a top portion and a side wall portion is provided on the other surface. The side wall portion has a thin portion that is thinner than other portions of the side wall portion.

また、本発明に係る振動子の製造方法は、電気−機械エネルギ変換素子と、一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合され、他方の面に、頭頂部と側壁部を有する突起部が設けられた板状の弾性体と、を有する振動子の製造方法であって、振動モード毎の共振周波数を測定する測定工程と、前記測定工程において測定された前記振動モード毎の共振周波数に基づき、前記側壁部に薄肉部を形成するか否かを判定する判定工程と、前記判定工程の判定に基づき、前記側壁部に前記薄肉部を形成する形成工程と、を有する、ことを特徴とする。   In addition, the method for manufacturing a vibrator according to the present invention includes an electro-mechanical energy conversion element and a protrusion having the electro-mechanical energy conversion element bonded to one surface and a top portion and a side wall portion on the other surface. A plate-like elastic body provided with a measuring step for measuring a resonance frequency for each vibration mode, and a resonance frequency for each vibration mode measured in the measurement step. A determination step for determining whether to form a thin portion on the side wall portion, and a formation step for forming the thin portion on the side wall portion based on the determination in the determination step. To do.

本発明に係る振動子や振動子の製造方法によれば、共振周波数差Δfを調整するための調整部として薄肉部(側壁部、突起部)を利用することで、Q値の低下が低く抑えつつ、共振周波数差Δfのばらつきが低減された振動子等を提供することができる。なぜならば、突起部(側壁部)は、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合面から離れているので、加工により、Δfを変化させる(調整する)ために薄肉部を設けても、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合状態の悪化によるQ値の低下が低く抑えられるからである。   According to the vibrator and the method for manufacturing the vibrator according to the present invention, by using the thin-walled portion (side wall portion, protruding portion) as the adjustment portion for adjusting the resonance frequency difference Δf, the decrease in the Q value can be suppressed low. On the other hand, it is possible to provide a vibrator or the like in which variations in the resonance frequency difference Δf are reduced. This is because the protruding portion (side wall portion) is separated from the joint surface between the electromechanical energy conversion element and the elastic body, so that even if a thin wall portion is provided to change (adjust) Δf by processing, -It is because the fall of Q value by the deterioration of the joining state of a mechanical energy conversion element and an elastic body is suppressed low.

本発明の第1実施形態に係る振動子の(a)斜視図、(b)上面図、及び(c)突起部近傍の斜視断面図、(b)突起部近傍の斜視断面図である。5A is a perspective view of the vibrator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 5B is a top view thereof, FIG. 5C is a perspective sectional view of the vicinity of the protruding portion, and FIG. 本発明の実施形態に係る振動子の、2つの振動モードの振動における節を表す図である。It is a figure showing a node in vibration of two vibration modes of a vibrator concerning an embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る振動子の上面図である。7 is a top view of a vibrator according to a second embodiment of the invention. FIG. 本発明の第3実施形態に係る振動子の上面図である。6 is a top view of a vibrator according to a third embodiment of the invention. FIG. 本発明の実施形態に係る振動子の製造方法のフロー図である。It is a flowchart of the manufacturing method of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを備える撮像装置の概略構成を示す(a)上面図及び(b)ブロック図である。1A is a top view and FIG. 1B is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus including a vibration type actuator according to an embodiment of the present invention. 振動子及びそれを有する振動型アクチュエータの概略構造と駆動原理について説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure and drive principle of a vibrator and a vibration type actuator having the vibrator. 突起部にばね性を持たせた振動子の概略構造を示す(a)斜視図及び(b)斜視断面図である。It is (a) perspective view and (b) perspective sectional view which show schematic structure of the vibrator | oscillator which gave the spring property to the projection part.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、振動型アクチュエータとは、駆動振動が励振される振動子と、振動子に加圧接触する接触体とを備え、駆動振動により振動子と接触体が相対的に移動可能な構成を有するものを指すこととする。つまり、振動子の駆動出力を、振動子と接触体との相対的な移動によって取り出すことができる構成となっているものを指すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the vibration type actuator includes a vibrator that excites driving vibration and a contact body that is in pressure contact with the vibrator, and the vibrator and the contact body can be relatively moved by the driving vibration. It shall refer to what has a simple structure. In other words, it means that the drive output of the vibrator can be taken out by relative movement between the vibrator and the contact body.

振動型アクチュエータ100の駆動原理について、詳細に説明する。   The driving principle of the vibration type actuator 100 will be described in detail.

図7は、リニア駆動型の振動型アクチュエータ100の概略構造と駆動原理(振動モード)について説明する図である。図7(a)は、振動型アクチュエータ100の概略構造について説明する斜視図である。図7(b)は、振動型アクチュエータ100の構成部品である電気−機械エネルギ変換素子(圧電素子)114の概略構造について説明する上面図である。図7(c)は、振動型アクチュエータ100を構成する振動子115に励振される第1の振動モード(以下「モードA」と称呼する)について説明する斜視図である。図7(d)は、振動型アクチュエータ100を構成する振動子115に励振される第2の振動モード(以下「モードB」と称呼する)について説明する斜視図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining the schematic structure and driving principle (vibration mode) of the linear drive type vibration actuator 100. FIG. 7A is a perspective view illustrating a schematic structure of the vibration type actuator 100. FIG. 7B is a top view illustrating a schematic structure of an electromechanical energy conversion element (piezoelectric element) 114 that is a component of the vibration type actuator 100. FIG. 7C is a perspective view for explaining a first vibration mode (hereinafter referred to as “mode A”) excited by the vibrator 115 constituting the vibration type actuator 100. FIG. 7D is a perspective view for explaining a second vibration mode (hereinafter referred to as “mode B”) excited by the vibrator 115 constituting the vibration type actuator 100.

振動型アクチュエータ100は、接触体111及び振動子115を備える。振動子115は、概ね、略矩形で板状の弾性体113と、弾性体113の一方の面に接合された、略矩形で板状の電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子114と、弾性体113の他方の面に設けられた2つの突起部112から構成される。接触体111は、振動子115が加圧接触されるように構成される。なお、接触体は、振動子から加圧され、振動子と相対的に移動可能な部材であればよく、振動子と直接的に接するものに限られず、(他の部材を介し)振動子と間接的に接するものであってもよい。   The vibration type actuator 100 includes a contact body 111 and a vibrator 115. The vibrator 115 is generally composed of a substantially rectangular and plate-like elastic body 113, a piezoelectric element 114 which is a substantially rectangular and plate-like electro-mechanical energy conversion element bonded to one surface of the elastic body 113, and an elastic member. It is composed of two protrusions 112 provided on the other surface of the body 113. The contact body 111 is configured such that the vibrator 115 is in pressure contact. The contact body may be any member that is pressurized from the vibrator and movable relative to the vibrator, and is not limited to a member that directly contacts the vibrator. It may be indirectly in contact.

振動型アクチュエータ100においては、圧電素子114に特定の周波数の電圧が印加されることで、振動子115に所望の振動モードの振動が複数励振される。これら複数の振動モードの振動が重ね合わせられることにより、接触体111が駆動されるための振動が形成される。例えば、振動子115に2つの振動モードの振動が励振されることで、接触体111が駆動される。   In the vibration type actuator 100, a plurality of vibrations in a desired vibration mode are excited in the vibrator 115 by applying a voltage having a specific frequency to the piezoelectric element 114. The vibration for driving the contact body 111 is formed by superimposing the vibrations of the plurality of vibration modes. For example, the contact body 111 is driven by exciting two vibration modes in the vibrator 115.

圧電素子114には、図7(b)に示すように、例えば、長手方向で2等分された電極領域114A,114Bが形成されており、各電極領域における分極方向は同一方向(+)である。圧電素子114の電極領域114A、114Bのうち、電極領域114Aに交番電圧VAが印加され、電極領域114Bに交番電圧VBが印加される。   As shown in FIG. 7B, for example, electrode regions 114A and 114B that are equally divided in the longitudinal direction are formed in the piezoelectric element 114, and the polarization direction in each electrode region is the same direction (+). is there. Of the electrode regions 114A and 114B of the piezoelectric element 114, the alternating voltage VA is applied to the electrode region 114A, and the alternating voltage VB is applied to the electrode region 114B.

交番電圧VA,VBを、共にモードAの共振周波数付近の周波数であり、且つ、共に同位相の交番電圧とすると、圧電素子114の全体が、ある瞬間には、分極方向に伸び、また、別の瞬間には、分極方向に縮む。その結果、振動子115には、図7(c)に示される、モードAの振動(第1の振動)が発生する。   If the alternating voltages VA and VB are both in the vicinity of the resonance frequency of mode A and are both in-phase alternating voltage, the entire piezoelectric element 114 extends in the polarization direction at a certain moment. At the moment, it shrinks in the polarization direction. As a result, the vibration of mode A (first vibration) shown in FIG.

また、交番電圧VA,VBを、共にモードBの共振周波数付近の周波数であり、且つ、互いに位相が180°ずれた交番電圧とすると、ある瞬間には、圧電素子114の一部(電極領域114Aが形成された部分)が分極方向に縮む。それと共に、他の一部(電極領域114Bが形成された部分)が分極方向に伸びる。また、別の瞬間には、圧電素子114の一部(電極領域114Aが形成された部分)が分極方向に伸びる。それと共に、他の一部(電極領域114Bが形成された部分)が分極方向に縮む。その結果、振動子115には、図7(d)に示される、モードBの振動(第2の振動)が発生する。   Further, if the alternating voltages VA and VB are alternating voltages that are in the vicinity of the resonance frequency of mode B and are 180 ° out of phase with each other, at a certain moment, a part of the piezoelectric element 114 (electrode region 114A). The portion where is formed shrinks in the polarization direction. At the same time, the other part (the part where the electrode region 114B is formed) extends in the polarization direction. At another moment, a part of the piezoelectric element 114 (part where the electrode region 114A is formed) extends in the polarization direction. At the same time, the other part (the part where the electrode region 114B is formed) shrinks in the polarization direction. As a result, vibration of mode B (second vibration) shown in FIG.

振動型アクチュエータ100では、重ね合わされたモードAとモードBの振動により、振動子115が励振される。モードAとモードBはどちらも、板状の振動子115の面外方向の振動モード(面外振動モード)である。モードAは、振動子115の長辺と略平行に2つの節(振幅が最小となるところ)が現れる一次の面外振動モードである。モードBは、振動子115の短辺に略平行に3つの節が現れる二次の面外振動モードである。   In the vibration type actuator 100, the vibrator 115 is excited by the superimposed vibrations of mode A and mode B. Both mode A and mode B are vibration modes (out-of-plane vibration mode) in the out-of-plane direction of the plate-like vibrator 115. Mode A is a primary out-of-plane vibration mode in which two nodes (where the amplitude is minimized) appear substantially parallel to the long side of the vibrator 115. Mode B is a secondary out-of-plane vibration mode in which three nodes appear approximately parallel to the short side of the vibrator 115.

突起部112は、モードAの振動において腹(振幅が最大となるところ)となる位置の近傍、且つ、モードBの振動において振動の節となる位置の近傍に配置されている。そのため、突起部112の先端面は、モードBの振動の節を支点として振り子運動を行って、X方向に往復運動すると共に、モードAの振動によってZ方向に往復運動する。   The protrusion 112 is arranged in the vicinity of a position that becomes an antinode (where the amplitude becomes maximum) in the vibration of mode A, and in the vicinity of a position that becomes a vibration node in the vibration of mode B. Therefore, the tip surface of the protrusion 112 performs a pendulum motion with the mode B vibration node as a fulcrum, and reciprocates in the X direction, and reciprocates in the Z direction by the mode A vibration.

ここで、Z方向は、振動子を、接触体に対して加圧する方向(モードAの振動において突起部が伸縮する方向)である。また、X方向は、振動子と接触体が相対的に移動する方向(モードAの振動における腹の方向)である。また、Y方向は、XZ面(X方向とZ方向を含む平面)に垂直な方向である。   Here, the Z direction is the direction in which the vibrator is pressed against the contact body (the direction in which the protrusions expand and contract in vibration of mode A). Further, the X direction is a direction in which the vibrator and the contact body move relative to each other (an antinode direction in mode A vibration). The Y direction is a direction perpendicular to the XZ plane (a plane including the X direction and the Z direction).

よって、モードA,B間における交番電圧VAの振動位相差が±π/2近傍となるように、モードA,Bが重ね合わされることで、突起部112の先端面にXZ面内の楕円運動を発生させることができる。また、突起部112と接触体111との間には、加圧接触による摩擦力が働くため、突起部112の楕円運動によって、接触体111をX方向に駆動する駆動力(推力)を発生させることができる。   Therefore, the modes A and B are overlapped so that the vibration phase difference of the alternating voltage VA between the modes A and B is in the vicinity of ± π / 2, so that the elliptical motion in the XZ plane is formed on the tip surface of the protrusion 112. Can be generated. In addition, since frictional force due to pressure contact acts between the protrusion 112 and the contact body 111, a driving force (thrust) for driving the contact body 111 in the X direction is generated by the elliptical motion of the protrusion 112. be able to.

<第1実施形態>
振動型アクチュエータの実施形態について、詳細に説明する。
<First Embodiment>
An embodiment of a vibration type actuator will be described in detail.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る図であり、リニア駆動型の振動型アクチュエータが有する振動子の構造を説明する図である。なお、以下の実施形態における振動子をそれぞれ有する振動型アクチュエータはいずれも、既述の駆動原理によって駆動される。よって、以下では、駆動原理についての説明は省略する。   FIG. 1 is a diagram according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a structure of a vibrator included in a linear drive type vibration actuator. It should be noted that any of the vibration type actuators each having a vibrator in the following embodiments is driven by the drive principle described above. Therefore, description of the driving principle is omitted below.

図1(a)、(b)はそれぞれ、振動子310の斜視図、振動子310の上面図である。図8で説明したように振動子310は、弾性体313と電気−機械エネルギ変換素子(圧電素子)314を有し、弾性体313の両端に支持部320、さらに固定部321が設けられている。   1A and 1B are a perspective view of the vibrator 310 and a top view of the vibrator 310, respectively. As described with reference to FIG. 8, the vibrator 310 includes an elastic body 313 and an electromechanical energy conversion element (piezoelectric element) 314, and a support portion 320 and a fixing portion 321 are provided at both ends of the elastic body 313. .

この弾性体313には、中空の突起部312が複数(図1では2つ)設けられている。突起部312、弾性体313、圧電素子314を総称して、振動子本体部315という。突起部312の断面(図1(a)のA−A断面)は、図1(c)のように側壁部317、(図1では不図示の)接触体との接触面318aを有する頭頂部(接触部)318、側壁部317と接触部318を連結する連結部319からなる。   The elastic body 313 is provided with a plurality of hollow protrusions 312 (two in FIG. 1). The protrusion 312, the elastic body 313, and the piezoelectric element 314 are collectively referred to as a vibrator main body 315. The cross section of the protrusion 312 (the AA cross section in FIG. 1A) is a top portion having a side wall 317 as shown in FIG. 1C and a contact surface 318a with a contact body (not shown in FIG. 1). (Contact part) 318, a side wall part 317 and a connecting part 319 for connecting the contact part 318.

連結部319は、接触部318より厚さが薄くされており、それにより、Z方向の剛性が下がり所定のバネ性が持たされている。そのため、振動子310と(図1では不図示の)接触体は、なめらかに接触している。なお、図1(d)のように、接触部をさらに絞り加工して、連結部319と厚さが略同じにされた頭頂部(接触部)328を形成してもよい。   The connecting portion 319 is thinner than the contact portion 318, thereby lowering the rigidity in the Z direction and having a predetermined spring property. Therefore, the vibrator 310 and the contact body (not shown in FIG. 1) are in smooth contact. As shown in FIG. 1D, the contact portion may be further drawn to form a top portion (contact portion) 328 having a thickness substantially the same as that of the connecting portion 319.

支持部320は、弾性体313の両端から一体的に延設されるもので、溶接や接合等により固定部321が不図示の固定部材に接合される。2つの穴322a、322bは振動子を所定の位置に配置し固定するための位置決め穴である。支持部320は弾性体313の振動が固定部321に伝わらないように一部板厚を小さくして剛性を下げている。支持部320、固定部321を総称して、振動体付属部322という。   The support part 320 is integrally extended from both ends of the elastic body 313, and the fixing part 321 is joined to a fixing member (not shown) by welding or joining. The two holes 322a and 322b are positioning holes for arranging and fixing the vibrator at predetermined positions. The support part 320 is partially reduced in thickness so that the vibration of the elastic body 313 is not transmitted to the fixed part 321 to reduce the rigidity. The support part 320 and the fixing part 321 are collectively referred to as a vibrating body attachment part 322.

本実施例では、Δf(モードBの共振周波数からモードAの共振周波数を引いた値)が、許容範囲より小さい値から許容範囲内の値に調整された振動子を示す。その調整を行う方法として、側壁部317の一部に、(厚さが薄い部分である)薄肉部317aを形成する(側壁部を調整部として用いる)方法を採る。突起部(側壁部)は、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合面から離れているので、加工により、Δfを変化させる(調整する)ために薄肉部を設けても、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合状態の悪化によるQ値の低下が低く抑えられる。   In the present embodiment, a resonator in which Δf (a value obtained by subtracting the resonance frequency of mode A from the resonance frequency of mode B) is adjusted from a value smaller than the allowable range to a value within the allowable range is shown. As a method of performing the adjustment, a method of forming a thin portion 317a (which is a thin portion) on a part of the side wall portion 317 (using the side wall portion as an adjustment portion) is adopted. Since the protruding portion (side wall portion) is separated from the joint surface between the electromechanical energy conversion element and the elastic body, even if a thin portion is provided to change (adjust) Δf by processing, the electromechanical energy A decrease in the Q value due to deterioration of the bonding state between the conversion element and the elastic body can be suppressed to a low level.

ここで、Δfを調整するための調整部としての薄肉部317aは、モードAの振動における腹と重なる。薄肉部317aは、レーザによる加工により(側壁部317の一部を除去することにより)形成している。このとき、所定以上の精度により加工できるならば、レーザによる加工以外の方法を用いてもよい。以下、第2実施形態以下においても同様である。   Here, the thin portion 317a as an adjustment portion for adjusting Δf overlaps the antinode in the vibration of mode A. The thin portion 317a is formed by laser processing (by removing a part of the side wall portion 317). At this time, a method other than laser processing may be used as long as the processing can be performed with a predetermined accuracy or higher. The same applies to the second and subsequent embodiments.

図2(a)は、図7(c)で説明したモードAの振動における節を破線10aで、モードAの振動における腹を一点鎖線20aで示したものである。また、図2(b)は、図7(d)で説明したモードBの振動における節を破線10b、11b、モードBの振動における腹を一点鎖線20bで示したものである。   FIG. 2A shows a node in the mode A vibration described in FIG. 7C by a broken line 10a, and an antinode in the mode A vibration by a one-dot chain line 20a. FIG. 2B shows the nodes in the mode B vibration described in FIG. 7D by the broken lines 10b and 11b, and the antinodes in the mode B vibration by the alternate long and short dash line 20b.

薄肉部317aは、モードAの振動における腹20aと重なるので、側壁部317の根元(に形成された溝部316)におけるY方向の引張応力は大きい。よって、側壁部317の一部に(Dカットを施して)薄肉部317aを形成することにより、当該Y方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる。その結果、モードAの共振周波数が下がる。   Since the thin portion 317a overlaps the antinode 20a in the vibration of mode A, the tensile stress in the Y direction at the base of the side wall portion 317 (the groove portion 316 formed in the side portion 317) is large. Therefore, by forming the thin wall portion 317a on a part of the side wall portion 317 (with D cut), the drag generated against the tensile stress in the Y direction is weakened. As a result, the resonance frequency of mode A is lowered.

また、薄肉部317aは、モードBにおける節10b、11bからずれている(節10b、11bとは重ならない)。また、薄肉部317aは、モードBの振動における、自由端に最も近い側の節11bとその自由端の間の領域内(領域B内)にある。そのため、側壁部317の根元(に形成された溝部316)におけるX方向の引張応力は小さい。よって、側壁部317の一部に薄肉部317aを形成しても、当該X方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる程度は小さい。その結果、モードBの共振周波数は、既述のモードAの共振周波数ほどには下がらない。   Further, the thin portion 317a is displaced from the nodes 10b and 11b in the mode B (does not overlap with the nodes 10b and 11b). Further, the thin portion 317a is in the region (in the region B) between the node 11b closest to the free end and the free end in the vibration of mode B. Therefore, the tensile stress in the X direction at the base of the side wall portion 317 (the groove portion 316 formed therein) is small. Therefore, even if the thin portion 317a is formed in a part of the side wall portion 317, the degree to which the drag generated against the tensile stress in the X direction is weakened is small. As a result, the resonance frequency of mode B is not lowered as much as the resonance frequency of mode A described above.

このような作用により、Δfは大きくなり、許容範囲内の値に調整することができる。   By such an action, Δf becomes large and can be adjusted to a value within the allowable range.

なお、薄肉部の厚さと側壁部における薄肉部以外の部分の厚さの比D(薄肉部の厚さ/側壁部における薄肉部以外の部分の厚さ)は、0.2≦D≦0.8が好ましい。当該比Dが0.2未満だと、薄肉される厚さあたりのΔfの変化量が大きすぎるので、Δfを適切に調整することが難しくなる。また、この場合には、強度不足の問題が顕在化する。また、当該比Dが0.8より大きいと、薄肉される厚さ(加工量)あたりのΔfの変化量が小さすぎるので、この場合もまた、Δfを適切に調整することが難しくなる。   The ratio D (thickness of the thin portion / thickness of the portion other than the thin portion in the side wall) of the thickness of the thin portion and the thickness of the side wall portion other than the thin portion is 0.2 ≦ D ≦ 0. 8 is preferred. If the ratio D is less than 0.2, the amount of change in Δf per thickness to be thinned is too large, making it difficult to adjust Δf appropriately. In this case, the problem of insufficient strength becomes obvious. If the ratio D is greater than 0.8, the amount of change in Δf per thinned thickness (processing amount) is too small, and in this case, it is difficult to adjust Δf appropriately.

<第2実施形態>
図3は、本発明の第2実施形態に係る振動子410の上面図である。なお、振動子410の全体的な構造は、図1に示した振動子310の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子410は、弾性体413と、弾性体413の一方の面(下面)に接合された、図3では不図示の圧電素子と、弾性体413の他方の面(上面)の2カ所に形成された、弾性体413と一体的に形成された突起部412を有する。
Second Embodiment
FIG. 3 is a top view of the vibrator 410 according to the second embodiment of the present invention. Note that the overall structure of the vibrator 410 conforms to the overall structure of the vibrator 310 shown in FIG. That is, the vibrator 410 is bonded to the elastic body 413 and one surface (lower surface) of the elastic body 413, the piezoelectric element (not shown in FIG. 3), and the other surface (upper surface) of the elastic body 413. And a protrusion 412 formed integrally with the elastic body 413.

本実施例では、Δfが、許容範囲より大きい値から許容範囲内の値に調整された振動子を示す。その調整を行う方法として、側壁部417の一部に、(厚さが薄い部分である)薄肉部417aを形成する方法を採る。突起部(側壁部)は、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合面から離れているので、加工により、Δfを変化させる(調整する)ために薄肉部を設けても、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合状態の悪化によるQ値の低下が低く抑えられる。   In the present embodiment, a vibrator in which Δf is adjusted from a value larger than the allowable range to a value within the allowable range is shown. As a method of performing the adjustment, a method of forming a thin portion 417a (which is a thin portion) on a part of the side wall portion 417 is employed. Since the protruding portion (side wall portion) is separated from the joint surface between the electromechanical energy conversion element and the elastic body, even if a thin portion is provided to change (adjust) Δf by processing, the electromechanical energy A decrease in the Q value due to deterioration of the bonding state between the conversion element and the elastic body can be suppressed to a low level.

ここで、Δfを調整するための調整部としての薄肉部417aは、モードAの振動における腹20aと重なる(20aについては、図2参照)。   Here, the thin portion 417a as an adjustment portion for adjusting Δf overlaps the antinode 20a in the vibration of mode A (see FIG. 2 for 20a).

薄肉部417aは、モードAの振動における腹20aと重なるので、側壁部417の根元(に形成された溝部416)におけるY方向の引張応力は大きい。よって、側壁部417の一部に薄肉部417aを形成することにより、当該Y方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる。その結果、モードAの共振周波数が下がる。   Since the thin portion 417a overlaps the antinode 20a in the vibration of mode A, the tensile stress in the Y direction at the base of the side wall portion 417 (the groove portion 416 formed therein) is large. Therefore, by forming the thin portion 417a in a part of the side wall portion 417, the drag generated against the tensile stress in the Y direction is weakened. As a result, the resonance frequency of mode A is lowered.

また、薄肉部417aは、モードBの振動における腹20bに近い(節10b、11bからずれている。節10b、11bとは重ならない)(20b、10b、11bについては、図2参照)。また、薄肉部417aは、モードBの振動における、自由端に最も近い側の節11bとその自由端の間の領域内(領域B内)にはない(11b、領域Bについては、図2参照)。そのため、側壁部417の根元(に形成された溝部416)におけるX方向の引張応力は大きい。よって、側壁部417の一部に薄肉部417aを形成することにより、当該X方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる。その結果、モードBの共振周波数が下がる。   Moreover, the thin part 417a is close to the antinode 20b in the vibration of mode B (displaced from the nodes 10b and 11b. It does not overlap the nodes 10b and 11b) (see FIG. 2 for 20b, 10b, and 11b). Further, the thin portion 417a is not in the region (in the region B) between the node 11b closest to the free end and the free end in the vibration of mode B (see FIG. 2 for the region 11b and the region B). ). Therefore, the tensile stress in the X direction at the base of the side wall portion 417 (the groove portion 416 formed therein) is large. Therefore, by forming the thin portion 417a in a part of the side wall portion 417, the drag generated against the tensile stress in the X direction is weakened. As a result, the resonance frequency of mode B decreases.

ここで、本実施例では、モードAの振動によるY方向の引張応力よりもモードBの振動によるX方向の引張応力の方が大きい。そのため、モードAの共振周波数よりもモードBの共振周波数の方が、より大きく下がる。   Here, in this embodiment, the tensile stress in the X direction due to the vibration in mode B is larger than the tensile stress in the Y direction due to the vibration in mode A. For this reason, the resonance frequency of mode B is much lower than the resonance frequency of mode A.

このような作用により、Δfは小さくなり、許容範囲内の値に調整することができる。   By such an action, Δf becomes small and can be adjusted to a value within the allowable range.

<第3実施形態>
図4は、本発明の第3実施形態に係る振動子510の上面図である。なお、振動子510の全体的な構造は、図1に示した振動子310の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子510は、弾性体513と、弾性体513の一方の面(下面)に接合された、図4では不図示の圧電素子と、弾性体513の他方の面(上面)の2カ所に形成された、弾性体513と一体的に形成された突起部512を有する。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a top view of a vibrator 510 according to the third embodiment of the present invention. Note that the overall structure of the vibrator 510 conforms to the overall structure of the vibrator 310 shown in FIG. That is, the vibrator 510 is bonded to the elastic body 513, one surface (lower surface) of the elastic body 513, two locations of the piezoelectric element (not shown in FIG. 4) and the other surface (upper surface) of the elastic body 513. And a protrusion 512 formed integrally with the elastic body 513.

本実施例は、Δfが、許容範囲より小さい値から許容範囲内の値に調整された振動子を示す。その調整を行う方法として、側壁部517の一部に、(厚さが薄い部分である)薄肉部517aを形成する方法を採る。突起部(側壁部)は、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合面から離れているので、加工により、Δfを変化させる(調整する)ために薄肉部を設けても、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体の接合状態の悪化によるQ値の低下が低く抑えられる。   This embodiment shows a vibrator in which Δf is adjusted from a value smaller than the allowable range to a value within the allowable range. As a method of performing the adjustment, a method of forming a thin portion 517a (which is a thin portion) on a part of the side wall portion 517 is employed. Since the protruding portion (side wall portion) is separated from the joint surface between the electromechanical energy conversion element and the elastic body, even if a thin portion is provided to change (adjust) Δf by processing, the electromechanical energy A decrease in the Q value due to deterioration of the bonding state between the conversion element and the elastic body can be suppressed to a low level.

ここで、Δfを調整するための調整部としての薄肉部517aは、モードBの振動における節11bと重なる(11bについては、図2参照)。   Here, the thin portion 517a as an adjustment portion for adjusting Δf overlaps the node 11b in the vibration of mode B (see FIG. 2 for 11b).

薄肉部517aは、モードBの振動における節11bと重なるので、側壁部517の根元(に形成された溝部516)におけるX方向の引張応力は小さい。よって、側壁部517の一部に薄肉部517aを形成することにより、当該X方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる程度は小さい。その結果、モードBの共振周波数は、後述するモードAの共振周波数ほどには下がらない。   Since the thin part 517a overlaps with the node 11b in the vibration of mode B, the tensile stress in the X direction at the base of the side wall part 517 (the groove part 516 formed therein) is small. Therefore, by forming the thin part 517a in a part of the side wall part 517, the degree to which the drag generated against the tensile stress in the X direction is weakened is small. As a result, the resonance frequency of mode B is not lowered as much as the resonance frequency of mode A described later.

また、薄肉部517aは、モードAの振動における節10aからずれている(節10aとは重ならない)。また、薄肉部517aは、モードAの振動における(、自由端に最も近い側の)節10aとその自由端の間の領域内(領域A内)にはない(10a、領域Aについては、図2参照)。そのため、側壁部517の根元(に形成された溝516)におけるY方向の引張応力は大きい。よって、側壁部517の一部に薄肉部517aを形成することにより、当該Y方向の引張応力に対して発生する抗力が弱められる。その結果、モードAの共振周波数が下がる。なお、本実施例では、モードAの振動における節が、節10aのみなので、モードAの振動における全ての節が自由端に最も近い側の節になる。   Further, the thin portion 517a is displaced from the node 10a in the vibration of mode A (does not overlap with the node 10a). Further, the thin portion 517a is not in the region (in the region A) between the node 10a in the vibration of mode A (in the side closest to the free end) and the free end (in FIG. 2). Therefore, the tensile stress in the Y direction at the base of the side wall portion 517 (the groove 516 formed therein) is large. Therefore, by forming the thin portion 517a in a part of the side wall portion 517, the drag generated against the tensile stress in the Y direction is weakened. As a result, the resonance frequency of mode A is lowered. In this embodiment, since the nodes in the mode A vibration are only the nodes 10a, all the nodes in the mode A vibration are the nodes closest to the free end.

このような作用により、Δfは大きくなり、許容範囲内の値に調整することができる。   By such an action, Δf becomes large and can be adjusted to a value within the allowable range.

<第4実施形態>
図5は、本発明の第4実施形態に係る振動子の製造方法に係るフローチャートである。図5に示すように、まずは測定工程61において、振動モード毎の共振周波数をインピーダンス・アナライザなどによって測定する。次に、判定工程62において、測定工程61おける測定結果(振動モード毎の共振周波数)に基づいて、共振周波数調整の要否判定(側壁部に薄肉部を形成するか否かの判定)を行う。ここでは、当該要否判定を、共振周波数差Δfが許容範囲内か否かに基づいて行っている。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 is a flowchart according to the method for manufacturing a vibrator according to the fourth embodiment of the invention. As shown in FIG. 5, first, in the measurement step 61, the resonance frequency for each vibration mode is measured by an impedance analyzer or the like. Next, in the determination step 62, the necessity determination of the resonance frequency adjustment (determination of whether to form a thin portion on the side wall portion) is performed based on the measurement result (resonance frequency for each vibration mode) in the measurement step 61. . Here, the necessity determination is performed based on whether or not the resonance frequency difference Δf is within an allowable range.

次に、判定工程62において、共振周波数調整が要(共振周波数差Δfが許容範囲内ではない)と判定された場合には、調整工程63へ進み、薄肉部を形成する際に、側壁部上のどの位置(加工位置)にどれくらいの量(加工量)の加工を施すかを決定する。調整工程の詳細については後述する。   Next, in the determination step 62, when it is determined that the resonance frequency adjustment is necessary (the resonance frequency difference Δf is not within the allowable range), the process proceeds to the adjustment step 63, and when the thin portion is formed, It is determined how much amount (machining amount) of machining is to be performed at which position (machining position). Details of the adjustment process will be described later.

次に、再度、測定工程61において共振周波数の測定を行い、再度、判定工程62において要否判定を行う。もし、判定工程62において、再び共振周波数調整が要と判定された場合には、再度、調整工程63を行う。   Next, the resonance frequency is measured again in the measurement step 61, and the necessity determination is performed again in the determination step 62. If it is determined in the determination step 62 that the resonance frequency adjustment is necessary again, the adjustment step 63 is performed again.

ここで、調整工程について詳述する。調整工程63では、2つの共振周波数の差Δfの、許容範囲からの逸脱量から、側壁部上のどの位置(加工位置)にどれくらいの量(加工量)の加工を施すかを決定する。加工位置や加工量は、振動モードの振動における節や腹の位置と突起部の位置との関係に依存しており、本発明の第1実施形態乃至第3実施形態で示した場所に限定されるわけではない。加工位置や加工量は、予め作成しておいた対応表に基づいて決定(導出)してもよいし、それ以外の方法(たとえば、計算式など)により決定(算出)してもよい。対応表とは、シミュレーションや、実際に作成した試料に対する加工・測定結果などによって得られた、Δfと、加工位置及び加工量との対応関係を明らかにしたものである。   Here, the adjustment process will be described in detail. In the adjustment step 63, it is determined how much amount (machining amount) of machining is to be performed on which position (machining position) on the side wall from the deviation amount of the difference Δf between the two resonance frequencies from the allowable range. The processing position and the processing amount depend on the relationship between the position of the node or the belly and the position of the protrusion in the vibration in the vibration mode, and are limited to the locations shown in the first to third embodiments of the present invention. I don't mean. The processing position and the processing amount may be determined (derived) based on a correspondence table created in advance, or may be determined (calculated) by other methods (for example, a calculation formula). The correspondence table clarifies the correspondence relationship between Δf obtained by simulation and processing / measurement results for an actually created sample, the processing position, and the processing amount.

判定工程62において、共振周波数調整が否(共振周波数差Δfが許容範囲内である)と判定された場合には、一連の工程を終了する。   In the determination step 62, when it is determined that the resonance frequency adjustment is not possible (resonance frequency difference Δf is within the allowable range), the series of steps is ended.

<その他の実施形態>
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、本発明に係る振動子は、図7(a)に示したリニア型の振動型アクチュエータに限って適用されるものではなく、回転型の振動型アクチュエータや、多自由度を有する振動型アクチュエータにも適用が可能である。
<Other embodiments>
Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. For example, the vibrator according to the present invention is not limited to the linear vibration actuator shown in FIG. 7A, but is a rotary vibration actuator or a vibration actuator having multiple degrees of freedom. It can also be applied to.

また、振動子が有する突起部312等の形状も、円筒状に限定されるものではなく、突起部が中空であればよい。さらに、既述の各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。   Further, the shape of the protrusion 312 or the like included in the vibrator is not limited to a cylindrical shape, and the protrusion may be hollow. Furthermore, the above-described embodiments are merely examples of the present invention, and the embodiments can be appropriately combined.

また、本発明の振動型アクチュエータを撮像装置(光学機器)のレンズ駆動用途や、複写機の感光ドラムの回転駆動用途や、ステージの駆動用途等の様々な用途に用いることができる。ここでは、一例として、振動子310等を円環状に配置しリング状の接触体を回転駆動する振動型アクチュエータをレンズ鏡筒に配置し、光学部材としての(1枚以上のレンズを含む)レンズ群の駆動に用いた撮像装置(光学機器)について説明する。なお、駆動される光学部材は、レンズ群の他に、撮像素子であってもよい。   Further, the vibration type actuator of the present invention can be used in various applications such as a lens driving application of an image pickup apparatus (optical device), a rotational driving application of a photosensitive drum of a copying machine, and a driving application of a stage. Here, as an example, a vibrator (310) or the like is arranged in an annular shape, and a vibration type actuator that rotationally drives a ring-shaped contact body is arranged in a lens barrel, and a lens (including one or more lenses) is used as an optical member. An imaging device (optical apparatus) used for driving the group will be described. Note that the optical member to be driven may be an imaging element in addition to the lens group.

図6(a)は、撮像装置(カメラ)700の概略構成を示す上面図である。撮像装置700は、撮像素子710及び電源ボタン720を搭載したカメラ本体部730を備える。また、撮像装置700は、第1レンズ群(不図示)、第2レンズ群820、第3レンズ群(不図示)、第4レンズ群840、振動型アクチュエータ620,640を備えるレンズ鏡筒740を備える。レンズ鏡筒740は、交換レンズとしてカメラ本体部730に対して着脱自在である。   FIG. 6A is a top view illustrating a schematic configuration of the imaging apparatus (camera) 700. The imaging device 700 includes a camera main body 730 on which an imaging element 710 and a power button 720 are mounted. Further, the imaging apparatus 700 includes a lens barrel 740 including a first lens group (not shown), a second lens group 820, a third lens group (not shown), a fourth lens group 840, and vibration type actuators 620 and 640. Prepare. The lens barrel 740 is detachable from the camera body 730 as an interchangeable lens.

撮像装置700では、振動型アクチュエータ(振動型駆動装置)620によって第2レンズ群820の、振動型アクチュエータ640によって第4レンズ群840の駆動がそれぞれ行われる。振動型アクチュエータ620,640には、図1乃至図5を参照して説明した振動子が用いられる。例えば、振動型アクチュエータ620を構成する接触体の回転をギア等により光軸方向の直進運動に変換し、第2レンズ群820の光軸方向における位置を調整する。振動型アクチュエータ640についても同様の構成とすることができる。   In the imaging apparatus 700, the second lens group 820 is driven by the vibration type actuator (vibration type driving device) 620, and the fourth lens group 840 is driven by the vibration type actuator 640. As the vibration type actuators 620 and 640, the vibrator described with reference to FIGS. 1 to 5 is used. For example, the rotation of the contact body constituting the vibration type actuator 620 is converted into a linear movement in the optical axis direction by a gear or the like, and the position of the second lens group 820 in the optical axis direction is adjusted. The vibration type actuator 640 can have the same configuration.

図6(b)は、撮像装置700の概略構成を示すブロック図である。第1レンズ群810、第2レンズ群820、第3レンズ群830、第4レンズ群840及び光量調節ユニット(絞り)850が、レンズ鏡筒740内部の光軸上の所定位置に配置される。第1レンズ群810〜第4レンズ群840と光量調節ユニット850とを通過した光は、撮像素子710に結像する。撮像素子710は、光学像を電気信号に変換して出力し、その出力は、カメラ処理回路750へ送られる。   FIG. 6B is a block diagram illustrating a schematic configuration of the imaging apparatus 700. The first lens group 810, the second lens group 820, the third lens group 830, the fourth lens group 840, and the light amount adjustment unit (aperture) 850 are arranged at predetermined positions on the optical axis inside the lens barrel 740. The light that has passed through the first lens group 810 to the fourth lens group 840 and the light amount adjustment unit 850 forms an image on the image sensor 710. The image sensor 710 converts the optical image into an electrical signal and outputs the electrical signal, and the output is sent to the camera processing circuit 750.

カメラ処理回路750は、撮像素子710からの出力信号に対して増幅やガンマ補正等を施す。カメラ処理回路750は、AEゲート755を介してCPU790に接続されると共に、AFゲート760とAF信号処理回路765とを介してCPU790に接続されている。カメラ処理回路750において所定の処理が施された映像信号は、AEゲート755と、AFゲート760及びAF信号処理回路765を通じてCPU790へ送られる。なお、AF信号処理回路765は、映像信号の高周波成分を抽出して、オートフォーカス(AF)のための評価値信号を生成し、生成した評価値をCPU790へ供給する。   The camera processing circuit 750 performs amplification, gamma correction, and the like on the output signal from the image sensor 710. The camera processing circuit 750 is connected to the CPU 790 through the AE gate 755 and is connected to the CPU 790 through the AF gate 760 and the AF signal processing circuit 765. The video signal that has undergone predetermined processing in the camera processing circuit 750 is sent to the CPU 790 through the AE gate 755, the AF gate 760, and the AF signal processing circuit 765. The AF signal processing circuit 765 extracts a high frequency component of the video signal, generates an evaluation value signal for autofocus (AF), and supplies the generated evaluation value to the CPU 790.

CPU790は、撮像装置700の全体的な動作を制御する制御回路であり、取得した映像信号から、露出決定やピント合わせのための制御信号を生成する。CPU790は、決定した露出と適切なフォーカス状態が得られるように、振動型アクチュエータ620,640及びメータ630の駆動を制御することによって、第2レンズ群820、第4レンズ群840及び光量調節ユニット850の光軸方向位置を調整する。CPU790による制御下において、振動型アクチュエータ620は第2レンズ群820を光軸方向に移動させ、振動型アクチュエータ640は第4レンズ群840を光軸方向に移動させ、光量調節ユニット850はメータ630により駆動制御される。   The CPU 790 is a control circuit that controls the overall operation of the imaging apparatus 700, and generates a control signal for determining exposure and focusing from the acquired video signal. The CPU 790 controls the driving of the vibration type actuators 620 and 640 and the meter 630 so that the determined exposure and an appropriate focus state can be obtained, and thereby the second lens group 820, the fourth lens group 840, and the light amount adjustment unit 850. Adjust the position in the optical axis direction. Under the control of the CPU 790, the vibration type actuator 620 moves the second lens group 820 in the optical axis direction, the vibration type actuator 640 moves the fourth lens group 840 in the optical axis direction, and the light amount adjustment unit 850 is controlled by the meter 630. Drive controlled.

振動型アクチュエータ620により駆動される第2レンズ群820の光軸方向位置は第1リニアエンコーダ770により検出され、検出結果がCPU790に通知されることで、振動型アクチュエータ620の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型アクチュエータ640により駆動される第4レンズ群840の光軸方向位置は第2リニアエンコーダ775により検出され、検出結果がCPU790に通知されることで、振動型アクチュエータ640の駆動にフィードバックされる。光量調節ユニット850の光軸方向位置は、絞りエンコーダ780により検出され、検出結果がCPU790へ通知されることで、メータ630の駆動にフィードバックされる。   The position in the optical axis direction of the second lens group 820 driven by the vibration type actuator 620 is detected by the first linear encoder 770, and the detection result is notified to the CPU 790, which is fed back to the drive of the vibration type actuator 620. Similarly, the position of the fourth lens group 840 driven by the vibration type actuator 640 in the optical axis direction is detected by the second linear encoder 775, and the detection result is notified to the CPU 790, which is fed back to the drive of the vibration type actuator 640. Is done. The position in the optical axis direction of the light amount adjustment unit 850 is detected by the diaphragm encoder 780, and the detection result is notified to the CPU 790, which is fed back to the drive of the meter 630.

なお、振動型アクチュエータ620,640は、撮像装置において、レンズ群を光軸方向で駆動する(移動可能にする)用途に限定されない。像ぶれを補正するために像ぶれ補正レンズ或いは撮像素子を光軸と直交する方向で駆動する用途等にも用いることができる。   Note that the vibration type actuators 620 and 640 are not limited to applications in which the lens group is driven (movable) in the optical axis direction in the imaging apparatus. In order to correct image blur, it can also be used for applications such as driving an image blur correction lens or an image sensor in a direction orthogonal to the optical axis.

210,310,410,510 振動子
214,314 電気−機械エネルギ変換素子(圧電素子)
213,313,413,513 弾性体
212,312,412,512 突起部
217,317,417,517 側壁部
317a,417a,517a 薄肉部
210, 310, 410, 510 Vibrator 214, 314 Electro-mechanical energy conversion element (piezoelectric element)
213, 313, 413, 513 Elastic body 212, 312, 412, 512 Protruding part 217, 317, 417, 517 Side wall part 317a, 417a, 517a Thin part

Claims (13)

電気−機械エネルギ変換素子と、一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合され、他方の面に、頭頂部と側壁部を有する突起部が設けられた板状の弾性体と、を有する振動子であって、
前記側壁部は、前記側壁部の他の部分よりも厚さが薄い薄肉部を有する、ことを特徴とする振動子。
An electro-mechanical energy conversion element; and a plate-like elastic body in which the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface and a protrusion having a top and a side wall is provided on the other surface. A vibrator,
The vibrator according to claim 1, wherein the side wall portion has a thin wall portion that is thinner than other portions of the side wall portion.
前記薄肉部は、前記振動子に励振された振動モードである第1の振動モードの振動における腹と重なる、ことを特徴とする請求項1に記載の振動子。   The vibrator according to claim 1, wherein the thin portion overlaps an antinode in vibration of a first vibration mode that is a vibration mode excited by the vibrator. 前記薄肉部は、前記第1の振動モードとは異なる第2の振動モードの振動における節とは重ならず、かつ、前記第2の振動モードの振動における、自由端に最も近い側の節とその自由端の間の領域内にある、ことを特徴とする請求項2に記載の振動子。   The thin-walled portion does not overlap a node in the vibration of the second vibration mode different from the first vibration mode, and a node closest to the free end in the vibration of the second vibration mode The vibrator according to claim 2, wherein the vibrator is in a region between the free ends. 前記薄肉部は、前記第1の振動モードとは異なる第2の振動モードの振動における節と重なる、ことを特徴とする請求項1に記載の振動子。   The vibrator according to claim 1, wherein the thin portion overlaps a node in vibration of a second vibration mode different from the first vibration mode. 前記薄肉部は、前記第1の振動モードの振動における節とは重ならず、かつ、前記第1の振動モードの振動における、自由端に最も近い側の節とその自由端の間の領域内にはない、ことを特徴とする請求項4に記載の振動子。   The thin portion does not overlap with a node in the vibration of the first vibration mode, and in a region between the node closest to the free end and the free end in the vibration of the first vibration mode. The vibrator according to claim 4, wherein the vibrator is not provided. 前記弾性体には、前記第1の振動モードの振動における腹の方向に、前記突起部が複数、設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の振動子。   6. The vibration according to claim 1, wherein the elastic body is provided with a plurality of protrusions in an antinode direction in the vibration of the first vibration mode. Child. 前記弾性体には、前記第1の振動モードの振動における腹の方向に、前記突起部が複数、設けられ、
前記薄肉部は、前記第1の振動モードとは異なる第2の振動モードの振動における節とは重ならず、かつ、前記第2の振動モードの振動における、自由端に最も近い側の節とその自由端の間の領域内にはない、ことを特徴とする請求項2に記載の振動子。
The elastic body is provided with a plurality of protrusions in the antinode direction in the vibration of the first vibration mode,
The thin-walled portion does not overlap a node in the vibration of the second vibration mode different from the first vibration mode, and a node closest to the free end in the vibration of the second vibration mode The vibrator according to claim 2, wherein the vibrator is not in a region between the free ends.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の振動子と、
前記突起部から加圧される接触体と、を有し、
前記振動子に励振された複数の振動モードにより、前記振動子と前記接触体が相対的に移動可能なことを特徴とする振動型アクチュエータ。
The vibrator according to any one of claims 1 to 7,
A contact body pressed from the protrusion,
A vibratory actuator, wherein the vibrator and the contact body are relatively movable by a plurality of vibration modes excited by the vibrator.
請求項8に記載の振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータにより移動可能な光学部材と、を有する、ことを特徴とする撮像装置。
The vibration type actuator according to claim 8,
And an optical member movable by the vibration actuator.
請求項9に記載の光学部材は、1枚以上のレンズを含むレンズ群であること、を特徴とする撮像装置。   The optical member according to claim 9 is a lens group including one or more lenses. 請求項9に記載の光学部材は、撮像素子であること、を特徴とする撮像装置。   The optical member according to claim 9 is an imaging device. 電気−機械エネルギ変換素子と、一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合され、他方の面に、頭頂部と側壁部を有する突起部が設けられた板状の弾性体と、を有する振動子の製造方法であって、
振動モード毎の共振周波数を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記振動モード毎の共振周波数に基づき、前記側壁部に薄肉部を形成するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程の判定に基づき、前記側壁部に前記薄肉部を形成する形成工程と、を有する、ことを特徴とする振動子の製造方法。
An electro-mechanical energy conversion element; and a plate-like elastic body in which the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface and a protrusion having a top and a side wall is provided on the other surface. A method of manufacturing a vibrator,
A measurement process for measuring the resonance frequency for each vibration mode;
A determination step of determining whether to form a thin portion on the side wall portion based on the resonance frequency for each vibration mode measured in the measurement step;
And a forming step of forming the thin portion on the side wall portion based on the determination of the determination step.
前記測定工程と、前記判定工程と、前記形成工程とを、前記判定工程において、前記薄肉部を形成しないと判定されるまで繰り返すことを特徴とする請求項12に記載の振動子の製造方法。   13. The method for manufacturing a vibrator according to claim 12, wherein the measurement step, the determination step, and the formation step are repeated until it is determined in the determination step that the thin portion is not formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021210366A1 (en) * 2020-04-13 2021-10-21 キヤノン株式会社 Vibration wave motor and electronic devcie equipped with same
WO2022092253A1 (en) * 2020-11-02 2022-05-05 キヤノン株式会社 Vibration-type actuator capable of reducing variation in force generated between contact body and vibration body, multiaxial stage, multi-joint robot, and device

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