JP2022028254A - 振動型アクチュエータ及び機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で組立が容易な振動型アクチュエータを提供する。
【解決手段】振動型アクチュエータ１は、振動体２と、振動体２と接触する接触体８と、振動体を保持するＮＰ６と、振動体２がＺ方向に所定の力で接触体８に接触するようにＮＰに加圧力を与える加圧ばね７と、加圧ばね７を介してＮＰ６をＺ方向に移動可能に支持する基台１４とを備える。振動体２と接触体８は、Ｘ方向に相対的に移動可能に配置され、ＮＰ６は、振動体２を保持する保持部６ｃと、加圧ばね７の加圧力を受ける加圧受部６ｂとを有する。加圧受部６ｂと加圧ばね７との第１の接触面が、保持部６ｃと振動体２との第２の接触面よりも、Ｚ方向において接触体８側にある構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動型アクチュエータと、振動型アクチュエータを備える機器に関する。

圧電素子等の電気－機械エネルギ変換素子を用いた振動型アクチュエータには、種々の構成のものが知られている。例えば、平板状の弾性体の表面（一方の面）に２つの突起部が設けられると共に弾性体の裏面（他方の面）に圧電素子が接合された振動体と、２つの突起部と接触する接触体と、を有する振動型アクチュエータが知られている。

このような振動型アクチュエータとして、特許文献１には、振動体、遮蔽部材、小基台、加圧部材及び加圧受部が、加圧部材の加圧方向に積み重なった構成の振動型アクチュエータが記載されている。また、特許文献２には、引張ばねを用いて、振動体及び接触体と引張ばねを加圧方向に並列配置した振動型アクチュエータが記載されている。

これらの振動型アクチュエータでは、電気－機械エネルギ変換素子に所定の交流電圧を印加することによって、２つの突起部を結ぶ方向と突起部の突出方向とを含む面内で、２つの突起部の先端に楕円運動又は円運動を発生させる。そして、２つの突起部から接触体が摩擦駆動力を受けることで、２つの突起部を結ぶ方向に振動体と接触体とを相対移動させることができる。

特開２０１７－２２３８８０号公報 特開２０１８－１０２１０６号公報

振動型アクチュエータが組み込まれた光学機器や電子機器等の各種の機器では、小型化や省電力化が求められている。機器の小型化のために振動型アクチュエータの小型化が求められており、また、機器の省電力化のために振動型アクチュエータには駆動効率の向上が求められている。

このような要求に対して、特許文献１に記載された振動型アクチュエータでは、各部材が加圧方向に積み重なった構造となっているため、加圧方向に大型化する傾向にある。特許文献２に記載された振動型アクチュエータでは、振動体及び接触体と引張ばねを加圧方向に並列配置することにより薄型化が可能であるが、引張ばねを使用しているために組立工程が煩雑になるというデメリットがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能で組立が容易な振動型アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る振動型アクチュエータは、振動体と、前記振動体と接触する接触体と、前記振動体を保持する保持部材と、前記振動体が第１の方向に所定の力で前記接触体に接触するように前記保持部材に加圧力を与える加圧部材と、前記加圧部材を介して、前記保持部材を前記第１の方向に移動可能に支持する支持部材と、を備え、前記振動体と前記接触体は、前記第１の方向と直交する第２の方向に相対的に移動可能に配置され、前記保持部材は、前記振動体を保持する保持部と、前記加圧部材から加圧力を受ける加圧受部と、を有し、前記加圧受部と前記加圧部材との第１の接触面は、前記保持部と前記振動体との第２の接触面よりも、前記第１の方向において前記接触体の位置する方向にあることを特徴とする。

本発明によれば、小型化が可能で組立が容易な振動型アクチュエータを提供することができる。

第１実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。 図１の振動型アクチュエータの外観斜視図、断面図、及び、側面と断面を比較して示す図である。 図１の振動型アクチュエータを構成する振動体に励起される第１の振動モードと第２の振動モードを説明する図である。 第２実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。 図４の振動型アクチュエータの外観斜視図及び断面図である。 第３及び第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成するノードプレッサの斜視図である。 第４実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。 図７の振動型アクチュエータの外観斜視図及び断面図である。 図１に示す振動型アクチュエータを用いた撮像装置の概略構成を示す上面図とブロック図である。

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。図１は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１の分解斜視図である。説明の便宜上、図１に示すように互いに直交するＸ軸（Ｘ方向）、Ｙ軸（Ｙ方向）及びＺ軸（Ｚ方向）を定める。Ｘ方向（第２の方向）は、後述する振動体２と接触体８が相対的に移動可能な方向であり、振動型アクチュエータ１の長さ方向でもある。Ｚ方向（第１の方向）は、振動体２が接触体８に接触するように後述する保持部材に加圧力（押圧力）を与える方向であり、振動型アクチュエータ１の高さ方向でもある。Ｙ方向（第３の方向）は、Ｘ方向（第２の方向）及びＺ方向（第１の方向）と直交する方向であり、振動型アクチュエータ１の幅方向でもある。

図２（ａ）は、振動型アクチュエータ１の外観斜視図である。図２（ｂ）は、振動型アクチュエータ１の断面図であり、振動型アクチュエータ１のＹ方向中央においてＹ軸と直交する断面の構造を表している。図２（ｃ）は、振動型アクチュエータ１の側面図（Ｙ方向から見た図）と図２（ｂ）の断面図とを比較して示す図である。

振動型アクチュエータ１は、振動体２、がた寄せばね５、ノードプレッサ６、加圧ばね７、接触体８、ゴム９、案内部１３、基台１４を備える。振動体２は、弾性体３と圧電素子４を有する。案内部１３は、第１の案内部材１２、第２の案内部材１０及びボール１１（転動部材）を有する。

振動体２を構成する弾性体３は、矩形状の本体部３ｃと、本体部３ｃの一方の面に設けられた２箇所の突起部３ａと、本体部３ｃのＸ方向端面それぞれに２箇所ずつ合計で４箇所に設けられた延出部３ｂを有する。２箇所の突起部３ａは、Ｘ方向において所定の間隔を持って、＋Ｚ方向に突出するように本体部３ｃに設けられている。なお、ここでは２箇所の突起部３ａを備える構成としているが、突起部３ａは１箇所であっても構わない。４箇所の延出部３ｂのうち２つは、本体部３ｃの－Ｘ方向端面においてＹ方向に所定の間隔を持って－Ｘ方向に突出するように設けられている。また、４箇所の延出部３ｂのうちの他の２つは、本体部３ｃの＋Ｘ方向端面においてＹ方向に所定の間隔を持って＋Ｘ方向に突出するように設けられている。

弾性体３には、金属やセラミックス等の振動の減衰が小さい（振動が減衰しにくい）材料を用いることが望ましい。弾性体３は、例えば、プレス成型や切削加工等を用いることにより、本体部３ｃ、突起部３ａ及び延出部３ｂを一体で（継ぎ目なく）、製造することができる。延出部３ｂは本体部３ｃと一体で（継ぎ目なく）成形することが望ましいが、突起部３ａについては、本体部３ｃとは別に製造し、溶接や接着等によって本体部３ｃに接合する手法を採ることも可能である。

弾性体３を構成する本体部３ｃの他方の面（突起部３ａが設けられている面の反対側の面）には、電気－機械エネルギー変換素子である圧電素子４が接着剤等で接合されている。圧電素子４は、例えば、略矩形板状の圧電体の表裏面それぞれに所定のパターンの電極が形成されたものである。不図示であるが、圧電素子４において弾性体３と接合される面にはほぼ全面を覆う共通電極が設けられており、弾性体３と接合されている面の反対側の面にはＸ方向に２等分割された電極が設けられている。

圧電素子４において弾性体３と接合されている面の反対側の面には、不図示のフレキシブルプリント基板（不図示）が取り付けられており、フレキシブルプリント基板の配線を通じて圧電素子４へ交流電圧（駆動電圧）を印加することが可能となっている。圧電素子４に対するフレキシブルプリント基板の固定は、例えば、Ｚ方向へのみ通電を可能にする異方性導電ペーストや異方性導電フィルムを用いて行うことができる。

圧電素子４には、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。但し、チタン酸ジルコン酸鉛は成分として鉛を含んでおり、鉛は人体への毒性や環境への有害性が指摘されている。そのため、鉛を含まない圧電材料であるチタン酸バリウムやチタン酸ビスマスナトリウム等を主成分とした圧電材料を用いても構わない。

ここで、振動体２に励起される振動モードについて説明する。図３（ａ）は、振動体２に励起される第１の振動モードを説明する図である。図３（ｂ）は、振動体２に励起される第２の振動モードを説明する図である。

第１の振動モードは、振動体２の長手方向であるＸ方向に略平行に２つの節が現れる一次の面外曲げ振動モードである。振動体２に第１の振動モードが励起されると、２箇所の突起部３ａはその突出方向（振動体２を接触体８に対して加圧する方向）であるＺ方向に変位（振動）する。第２の振動モードは、振動体２の短手方向であるＹ方向に略平行な３つの節が現れる二次の面外曲げ振動モードである。振動体２に第１の振動モードが励起されると、２箇所の突起部３ａは、２箇所の突起部３ａが並べられた方向であるＸ方向に変位する。

そこで、振動体２に第１の振動モードと第２の振動モードの各振動が所定の位相差で同時に励起されるように、圧電素子４に不図示のフレキシブルプリント基板を通じて交流電圧を印加する。こうして突起部３ａに生じるＺ方向の変位とＸ方向の変位を所定の位相差で合成することにより、突起部３ａにＺＸ平面内での楕円運動又は円運動を生じさせることができる。突起部３ａにＺＸ平面内での楕円運動又は円運動が生じると、突起部３ａの先端に接触している接触体８が突起部３ａからＸ方向に摩擦駆動力を受けることにより、振動体２と接触体８はＸ方向に相対的に移動する。

なお、振動型アクチュエータ１では、後述するように振動体２は所定の位置に固定され、接触体８がＸ方向に移動可能に配置されていることとするため、接触体８がＸ方向に移動するものとする。なお、楕円運動の軌跡の形や大きさを第１及び第２の振動モードの位相差等によって調整することができることは公知であり、ここでの説明を省略する。

ノードプレッサ６（以下「ＮＰ６」と記す）は、振動体２の下方（－Ｚ側）に配置されており、振動体２を保持して振動体２を＋Ｚ方向に加圧する役割を担う部材（保持部材）である。基台１４は、加圧ばね７を介してＮＰ６をＺ方向に移動可能に支持する支持部材であり、振動型アクチュエータ１が搭載される各種の機器のフレームやシャーシ、所定の部品等に固定される。

加圧ばね７は、ＮＰ６と基台１４の間に配置されて、ＮＰ６に対して＋Ｚ方向に加圧力を与える加圧部材であり、ここでは圧縮コイルバネを用いている。なお、図１では、コイル形状を省略して、筒状に簡略化して示している。振動体２を保持したＮＰ６が加圧ばね７により＋Ｚ方向に加圧（付勢）されることにより、弾性体３の突起部３ａの先端が、所定の加圧力で、振動体２の上側（＋Ｚ側）に配置された接触体８と接触する。

接触体８は、耐摩耗性の高い金属やセラミックス、樹脂、又はこれらを成分とする複合材で構成され、耐摩耗性や量産性の観点から、ＳＵＳ４２０Ｊ２等のステンレスを窒化した材料が好適に用いられる。接触体８は、案内部１３を構成する第２の案内部材１０に固定されており、第２の案内部材１０と一体となってＸ方向に移動可能に配置されている。ゴム９は、接触体８と第２の案内部材１０の間に配置され、接触体８から第２の案内部材１０へ伝わる振動を減衰させる役割を担う。接触体８と第２の案内部材１０及びゴム９との固定は、接着やビス止めで行うことができ、また、ゴム９の摩擦力を利用して固定することも可能である。

案内部１３において、第２の案内部材１０と第１の案内部材１２にはそれぞれ、Ｚ方向で対面するように複数（ここでは４本）のレール１０ｃとレール１２ｃが形成されており、Ｚ方向において対面する一対のレールはそれぞれ１個のボール１１を挟持している。こうして、接触体８、ゴム９及び第２の案内部材１０が、第１の案内部材１２とこれに結合された各部材に対してＸ方向にスムーズに移動可能となっている。

第１の案内部材１２には、Ｚ方向に貫通し、Ｘ方向を長手方向とする穴１２ｅが設けられている。また、第２の案内部材１０には、穴１２ｅに挿入される出力ピン１０ａ（突設部）が設けられている。振動型アクチュエータ１を駆動すると、出力ピン１０ａが穴１２ｅにガイドされてＸ方向に移動することにより、出力ピン１０ａに連結された不図示の部品を駆動することができる。つまり、出力ピン１０ａは、振動型アクチュエータ１の駆動力を外部に取り出すための部位（出力部）となっている。

第１の案内部材１２は、ビス等で基台１４に固定されている。基台１４の＋Ｘ側と－Ｘ側にはそれぞれ、Ｙ方向に所定の間隔を持った２箇所の位置決めピン１４ａ（位置決め部）が設けられている。＋Ｘ側に設けられた２箇所の位置決めピン１４ａは、弾性体３の本体部３ｃの＋Ｘ側の２箇所の延出部３ｂ（被位置決め部）をＹ方向で挟むようにして、本体部３ｃの＋Ｘ側端面に接すると共に＋Ｘ側に突出する延出部３ｂの側面と接して、振動体２と係合している。同様に、－Ｘ側に設けられた２箇所の位置決めピン１４ａは、弾性体３の本体部３ｃの－Ｘ側の２箇所の延出部３ｂをＹ方向で挟むようにして、本体部３ｃの－Ｘ側端面に接すると共に－Ｘ側に突出する延出部３ｂの側面と接して、振動体２と係合している。これにより、４箇所の位置決めピン１４ａは、振動体２の外周面に対して一定のがたつきを有した状態で、振動体２を支持（遊嵌）している。位置決めピン１４ａは、振動型アクチュエータ１の組立時の振動体２の位置決めに利用される。

続いて、振動型アクチュエータ１での駆動精度と駆動効率を高めるための構成について説明する。基台１４には、がた寄せばね５が接着等により固定されている。がた寄せばね５は、ＮＰ６をＸ方向に付勢する付勢部材であり、がた寄せばね５による付勢力を振動体２が接触体８に与える摩擦駆動力よりも大きくすると、ＮＰ６を基台１４に対してＸ方向に動かないようにすることができる。これにより、振動体２も基台１４に対してＸ方向に動かなくなるため、接触体８を高い精度で駆動することが可能になる。

振動型アクチュエータ１の駆動効率を高めるためには、振動体２に励起する第１及び第２の振動モードの振動（変位）が阻害されることなく、振動体２を支持する必要がある。そのためには、ＮＰ６は、第１及び第２の振動モードの節近傍で振動体２を支持することが望ましい。そこで、振動型アクチュエータ１では、振動体２に励起される第１及び第２の振動モードの共通の節部で振動体２を接触体８に対して加圧した状態で保持するための凸部６ａを、ＮＰ６の保持部６ｃ上の２箇所に設けている。

２箇所の凸部６ａには、振動体２を接触体８に対して加圧するだけでなく、振動体２との間に生じる摩擦力によって、Ｘ方向及びＹ方向での振動体２の動きを規制する機能を持たせることが望ましい。そのためには、振動体２が接触体８に摩擦駆動力を与えた際に接触体８から振動体２が受ける反力よりも、２箇所の凸部６ａと振動体２との間の静止摩擦力の最大値が常に大きくなるようにする。これにより、振動体２のＮＰ６に対するＸ方向及びＹ方向での移動を防止して、振動型アクチュエータ１の駆動効率と駆動精度を高めることができる。

次に、振動型アクチュエータ１での小型化を実現するための構成について説明する。図１に示されるように、ＮＰ６の保持部６ｃは基台１４の貫通穴１４ｂに収められている。換言すれば、保持部６ｃの少なくとも一部は、ＸＹ平面と平行な方向（Ｚ方向と直交する方向）からの投影面上（例えばＺＸ面上とＹＺ面上）で基台１４と重なっている。こうして、振動型アクチュエータ１では、Ｚ方向寸法を小さくすることが可能となっている。

また、ＮＰ６は、保持部６ｃの±Ｙ方向端から＋Ｚ方向に延び、更に±Ｘ方向に延出した形状の加圧受部６ｂを有する。加圧受部６ｂにおいて±Ｘ方向に延出している部分の－Ｚ側の面には、加圧ばね７に挿入される凸部が設けられており、基台１４にも加圧ばね７に挿入される凸部が設けられている。こうして、加圧ばね７のＸＹ平面での移動は、加圧ばね７のＺ方向端に挿入されたＮＰ６の凸部と基台１４の凸部によって規制される。一方、ＮＰ６は、加圧受部６ｂが加圧ばね７から加圧力を受けることにより、基台１４に対してＺ方向で移動可能となっている。

図２（ｃ）に示すように、加圧受部６ｂと加圧ばね７との接触面ｆ（第１の接触面）は、保持部６ｃに設けられた凸部６ａと振動体２との接触面ｇ（第２の接触面）よりも＋Ｚ側に設けられている。換言すれば、加圧ばね７の一部は、ＸＹ平面と平行な方向から見た場合の投影面上（例えばＺＸ面上とＹＺ面上）で振動体２と重なっている。これによっても、振動型アクチュエータ１では、Ｚ方向寸法を小さくすることが可能となっている。

このように、振動型アクチュエータ１は、小型化を可能にするための以下の第１乃至第３の特徴を有する。第１の特徴は、ＮＰ６は、振動体２を保持する凸部６ａを含む保持部６ｃと、加圧ばね７の加圧力を受ける加圧受部６ｂを有することである。第２の特徴は、ＮＰ６の加圧受部６ｂと加圧ばね７との接触面（第１の接触面）が、ＮＰ６の保持部６ｃの凸部６ａと振動体２との接触面（第２の接触面）よりも＋Ｚ側（接触体８側）に位置していることである。第３の特徴は、ＮＰ６の保持部６ｃは基台１４の貫通穴１４ｂに収められていることである。これら第１乃至第３の特徴により、振動型アクチュエータの小型化が可能となっている。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータ１Ａの分解斜視図である。図５（ａ）は、振動型アクチュエータ１Ａの外観斜視図である。図５（ｂ）は、振動型アクチュエータ１Ａの断面図であり、振動型アクチュエータ１ＡのＹ方向中央においてＹ軸と直交する断面の構造を表している。

以下の説明では、振動型アクチュエータ１Ａの構成要素のうち、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１の構成要素と同じものについては、振動型アクチュエータ１で用いた名称及び符号と同じ名称及び符号を用いて、ここでの説明を省略する。

振動型アクチュエータ１Ａは、振動型アクチュエータ１が備えるＮＰ６、基台１４及びがた寄せばね５に代えて、ＮＰ２６、基台２４及びがた寄せばね２５を備える点で、振動型アクチュエータ１と相違する。なお、図４及び図５には、圧電素子４にフレキシブルプリント基板１５が取り付けられた状態が示されている。

ＮＰ２６は、ＮＰ６の凸部６ａ、加圧受部６ｂ及び保持部６ｃにそれぞれ対応する、凸部２６ａ、加圧受部２６ｂ及び保持部２６ｃを有する。第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１では、フレキシブルプリント基板をＹ方向端から引き出す場合には、フレキシブルプリント基板を折り曲げて隙間を通す必要がある。これに対して振動型アクチュエータ１Ａでは、ＮＰ２６のＹ方向端に穴部が設けられており、その穴部にフレキシブルプリント基板１５を通すことができるため、組み立てが容易になる。

振動型アクチュエータ１Ａでは、Ｘ方向においてＮＰ２６はＮＰ６よりも大きくなるために基台２４をＸ方向で長尺化する必要が生じるが、がた寄せばね２５として圧縮コイルばねを用いることにより基台２４のＸ方向での大型化を抑制することができる。また、Ｚ方向に関しては、振動型アクチュエータ１Ａでも、振動型アクチュエータ１と同様の短尺化が可能である。なお、基台２４は、基台１４の位置決めピン１４ａ及び貫通穴１４ｂに対応する位置決めピン２４ａと貫通穴２４ｂを有する。貫通穴２４ｂは、ＮＰ２６の形状に合わせて保持部２６ｃを挿入することが可能な形状で形成されている。

＜第３実施形態＞
図６（ａ）は、第３実施形態に係る振動型アクチュエータを構成するＮＰ３６の斜視図である。比較のために、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１を構成するＮＰ６の斜視図を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示されるように、ＮＰ６は、Ｙ方向を長手方向とする保持部６ｃと、Ｙ方向での保持部６ｃの両端部から＋Ｚ方向に延出した後に更にＸ方向の両側（＋Ｘ方向、－Ｘ方向）に延出した加圧受部６ｂを有する。このため、Ｙ方向サイズを小さくすることが可能となっている。

また、Ｙ方向端の２箇所の加圧受部６ｂのそれぞれにおいて、Ｘ方向に所定の間隔を持って２つの加圧ばね７を配置し、合計４つの加圧ばね７でＮＰ６を加圧することにより、それぞれの加圧ばね７のバネ定数を小さくすることができる。更に、振動型アクチュエータ１では部品間の距離とばね定数によって加圧力が決まるため、ばね定数が小さいことは加圧力のばらつきを小さくする効果がある。

これに対して、図６（ａ）に示すように、ＮＰ３６は、Ｙ方向を長手方向とする保持部３６ｃと、Ｙ方向での保持部３６ｃの両端部から＋Ｚ方向に延出した後に更にＹ方向の両側（＋Ｙ方向、－Ｙ方向）に延出した加圧受部３６ｂを有する。そして、Ｙ方向端の２箇所の加圧受部３６ｂのそれぞれには１つの加圧ばね７が配置され、よって、ＮＰ３６は、合計２つの加圧ばね７によって基台（不図示）から＋Ｚ側へ加圧される。これにより、ＮＰ３６を備える振動型アクチュエータでは、Ｘ方向での小型化が可能になり、また、部品点数を削減することができ、組み立ても容易になる。

＜第４実施形態＞
図７は、本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータ１Ｂの分解斜視図である。図８（ａ）は、振動型アクチュエータ１Ｂの外観斜視図である。図８（ｂ）は、振動型アクチュエータ１Ｂの断面図であり、振動型アクチュエータ１ＢのＹ方向中央においてＹ軸と直交する断面の構造を表している。以下の説明では、振動型アクチュエータ１Ｂの構成要素のうち、第２実施形態に係る振動型アクチュエータ１Ａの構成要素と同じものについては、振動型アクチュエータ１Ａで用いた名称及び符号と同じ名称及び符号を用いて、ここでの説明を省略する。

振動型アクチュエータ１Ｂは、振動型アクチュエータ１Ａが備えるＮＰ２６及び基台２４に代えて、ＮＰ４６及び基台４４を備える点で、振動型アクチュエータ１Ａと相違する。ＮＰ４６は、ＮＰ２６の凸部２６ａ、加圧受部２６ｂ及び保持部２６ｃにそれぞれ対応する、凸部４６ａ、加圧受部４６ｂ及び保持部４６ｃを有する。また、振動型アクチュエータ１Ａでは基台２４に位置決めピン２４ａが設けられているが、振動型アクチュエータ１Ｂでは、これに対応する部位をＮＰ４６に位置決めピン４６ｄとして設けている。このような構成とした振動型アクチュエータ１Ｂでも、振動型アクチュエータ１，１Ａと同様の効果を得ることができる。

＜第５実施形態＞
上述した振動型アクチュエータ１等は、例えば、撮像装置や光学機器、光学装置を備える電子機器等でのレンズ駆動用途等に用いることができる。そこで、一例として、撮像装置が備えるレンズ鏡筒に配置されたレンズの駆動に振動型アクチュエータを用いた撮像装置について説明する。

図９（ａ）は、撮像装置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３２０、第３レンズ群（不図示）、第４レンズ群３４０、振動型駆動装置６２０，６４０を有するレンズ鏡筒７４０を備える。レンズ鏡筒７４０は、交換レンズとして取り換え可能であり、撮影対象に合わせて適したレンズ鏡筒７４０をカメラ本体７３０に取り付けることができる。なお、「レンズ群」は、１枚のレンズ、又は、複数枚のレンズの集合体を有し、必ずしも複数枚のレンズの集合体のみに限られない。

図９（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３ａ０、第２レンズ群３２０、第３レンズ群３３０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０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３ａ０～第４レンズ群３４０と光量調節ユニット３５０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。

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。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、振動型駆動装置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３２０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０の光軸方向位置を調整する。ＣＰＵ７９０による制御下において、振動型駆動装置６２０は第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させ（駆動し）、振動型駆動装置６４０は第４レンズ群３４０を光軸方向に移動させ（駆動し）、光量調節ユニット３５０はメータ６３０により駆動制御される。

なお、振動型駆動装置６２０の構成については図示は省略するが、振動型駆動装置６２０は、振動型アクチュエータ１と、振動型アクチュエータ１を駆動するための駆動回路を有する。そして、振動型アクチュエータ１は、出力ピン１０ａの移動方向（Ｘ方向）が光軸と平行になるように配置され、出力ピン１０ａは第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させる機構に連結されている。出力ピン１０ａを光軸と平行な方向に移動させることにより、第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させることができる。振動型駆動装置６４０は、振動型駆動装置６２０と同等の構成を有する。

振動型駆動装置６２０により駆動される第２レンズ群３２０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、振動型駆動装置６２０の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型駆動装置６４０により駆動される第４レンズ群３４０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、振動型駆動装置６４０の駆動にフィードバックされる。光量調節ユニット３５０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。

なお、撮像装置７００は、レンズを駆動する振動型駆動装置６２０，６４０の他に、撮像素子７１０を駆動する振動型駆動装置を有してもよい。また、レンズを駆動する振動型駆動装置６２０，６４０は有さず、撮像素子７１０を駆動する振動型駆動装置のみを有してもよい。

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。更に、上述した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。

例えば、上述した振動型アクチュエータにおいて、弾性体の突起部の先端に楕円運動又は円運動を生じさせる方法には、図３に示した第１及び第２の振動モードを用いる方法に限られない。つまり、振動体と接触体の相対移動方向に変位させる振動モードと、接触体に対する振動体の加圧方向に変位させる振動モードとを組み合わせることにより、弾性体の突起部の先端に楕円運動又は円運動を生じさせることができる。このとき、振動体に励起される振動の振幅が減少しないように振動体を保持する観点から、採用した２つの振動モードの節線が交差する点が存在することが望ましい。

また、上記実施形態では、リニア駆動型の振動型アクチュエータについて説明したが、本発明は回転駆動型の振動型アクチュエータにも適用が可能である。図示は省略するが、円環状又は円板状の接触体に対して、例えば３個の振動体を周方向に等間隔に配置する。このとき、各振動体は、２つの突起部の結ぶ線が接触体の同心円に対する接線となるように配置される。基台はＮＰは接触体と接触しないように設計すればよいく、また、接触体が回転可能にガイドする形状に案内部を変更すればよい。

更に、上記の各実施形態に係る振動型アクチュエータは、振動体が固定され、接触体がＸ方向に移動可能であるとしたが、接触体が固定され、振動体がＸ方向に移動可能な構成とすることも可能である。例えば、接触体のＸ方向長さをＸ方向で延長して、機器のフレームやシャーシ等の所定の部位に接触体の端部を固定すると共に、基台又は第２の案内部材を機器の駆動部品に連結する。こうして、振動体、ＮＰ、基台及び第１の案内部が、接触体、ゴム及び第２の案内部材に対して一体的にＸ方向に移動可能な構成とすることで、駆動部品をＸ方向に移動させることができる。なお、このような構成では、出力部及び貫通穴は必ずしも必要ではない。

２ 振動体
６ ＮＰ（ノードプレッサ、保持部材）
６ｂ 加圧受部
６ｃ 保持部
７ 加圧ばね（加圧部材）
８ 接触体
１４ 基台（支持部材）

Claims (15)

1. 振動体と、
   前記振動体と接触する接触体と、
   前記振動体を保持する保持部材と、
   前記振動体が第１の方向に所定の力で前記接触体に接触するように前記保持部材に加圧力を与える加圧部材と、
   前記加圧部材を介して、前記保持部材を前記第１の方向に移動可能に支持する支持部材と、を備え、
   前記振動体と前記接触体は、前記第１の方向と直交する第２の方向に相対的に移動可能に配置され、
   前記保持部材は、
   前記振動体を保持する保持部と、
   前記加圧部材から加圧力を受ける加圧受部と、を有し、
   前記加圧受部と前記加圧部材との第１の接触面は、前記保持部と前記振動体との第２の接触面よりも、前記第１の方向において前記接触体の位置する方向にあることを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記加圧部材は、前記第２の方向および前記第１の方向と直交する第３の方向からの投影面上で前記振動体と重なることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記加圧部材は、前記振動体から所定の距離を持って、前記第３の方向の両側に１つずつまたは２つずつ配置されていることを特徴とする請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記加圧部材は、圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項２又は３に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記保持部は、前記第２の接触面に生じる摩擦力によって、前記第１の方向および前記第３の方向で前記振動体の移動を規制することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記支持部材に対して前記保持部材を前記第２の方向に付勢し、前記支持部材の前記第２の方向への移動を規制する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記第２の方向を長手方向とする穴を有し、前記支持部材に固定された第１の案内部材と、
   前記穴に挿入される突設部を有し、前記接触体に連結された第２の案内部材と、
   前記第１の方向において前記第１の案内部材と前記第２の案内部材に挟持される転動部材と、を備え、
   前記第２の案内部材は、前記突設部が前記穴にガイドされて前記接触体と一体となって前記第２の方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記振動体は、
   弾性体と、
   前記弾性体の一方の面に設けられてその先端で前記接触体と接触する突起部と、
   前記弾性体において前記突起部が設けられた面の反対側の面に接合された電気－機械エネルギ変換素子と、を有し、
   前記電気－機械エネルギ変換素子への交流電圧の印加により、前記突起部の先端に前記第１の方向と前記第２の方向とを含む平面内で楕円運動が発生することにより、前記振動体と前記接触体との相対移動を可能とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記保持部材の一部は、前記第１の方向と直交する方向の投影面上で前記保持部材と重なることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
10. 前記振動体は、前記保持部材または前記支持部材に対する被位置決め部を有し、
    前記保持部材または前記支持部材は、前記被位置決め部と係合する位置決め部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
11. 振動体と、
    前記振動体と接触する接触体と、
    前記振動体を保持する保持部材と、
    前記振動体が第１の方向に所定の力で前記接触体に接触するように前記保持部材に加圧力を与える加圧部材と、
    前記加圧部材を介して前記保持部材を前記第１の方向に移動可能に支持する支持部材と、を備え、
    前記振動体と前記接触体は、前記第１の方向と直交する第２の方向に相対的に移動可能に配置され、
    前記保持部材は、
    その上面で前記振動体を保持する保持部と、
    前記加圧部材の加圧力を受ける加圧受部と、を有し、
    前記加圧受部は、前記第１の方向および前記第２の方向と直交する第３の方向での前記保持部の両端部から前記第１の方向において前記接触体が位置する方向へ延出した後に、前記第２の方向の両側または前記第３の方向の両側に延出していることを特徴とする振動型アクチュエータ。
12. 前記保持部は、前記第２の接触面に生じる摩擦力によって、前記第１の方向および前記第３の方向で前記振動体の移動を規制することを特徴とする請求項１１に記載の振動型アクチュエータ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項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駆動されるレンズと、を備えることを特徴とする光学機器。
14. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
    レンズと、
    撮像素子と、を備え、
    前記振動型アクチュエータにより前記レンズ及び前記撮像素子のうちの少なくとも一方が駆動されることを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１乃至１２のいずれか１項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駆動される部品と、を備えることを特徴とする機器。

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