JP2633198B2 - 振動波駆動装置を有する機器 - Google Patents
振動波駆動装置を有する機器Info
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- vibrator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動波によって可動部材
を駆動する振動波駆動装置を有する機器に関する。
を駆動する振動波駆動装置を有する機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】先ず、この種の振動波駆動装置の駆動原
理を図１，２について説明する。図１において、１を移
動体（可動部材）、２を振動子（固定部材）とし、ｘ軸
を振動子２の表面上の方向、ｚ軸をその法線方向とす
る。振動子２に電歪素子により振動を与えると進行性振
動波が発生し、振動子表面上を伝搬していく。この振動
波は縦波と横波を伴った表面波でその質点Ａの運動は楕
円軌道を画く振動となる。質点Ａについて着目すると、
縦振巾ｕ、横振巾ｗの楕円運動を行っており、表面波の
進行方向を＋ｘ方向とすると、楕円運動は反時計方向に
回転している。この表面波は一波長ごとに頂点Ａ・Ａ′
・・・を有し、その頂点速度Ｖはｘ成分のみであって、
Ｖ＝２πｆｕ（ただしｆは振動数）である。この振動子
２の表面に移動体１の表面を不図示の加圧手段により加
圧接触させると、移動体表面は頂点Ａ・Ａ′・・・のみ
に接触するのであるから、移動体１は振動子２との摩擦
力により矢印Ｎ方向に移動（回転）することになる。
理を図１，２について説明する。図１において、１を移
動体（可動部材）、２を振動子（固定部材）とし、ｘ軸
を振動子２の表面上の方向、ｚ軸をその法線方向とす
る。振動子２に電歪素子により振動を与えると進行性振
動波が発生し、振動子表面上を伝搬していく。この振動
波は縦波と横波を伴った表面波でその質点Ａの運動は楕
円軌道を画く振動となる。質点Ａについて着目すると、
縦振巾ｕ、横振巾ｗの楕円運動を行っており、表面波の
進行方向を＋ｘ方向とすると、楕円運動は反時計方向に
回転している。この表面波は一波長ごとに頂点Ａ・Ａ′
・・・を有し、その頂点速度Ｖはｘ成分のみであって、
Ｖ＝２πｆｕ（ただしｆは振動数）である。この振動子
２の表面に移動体１の表面を不図示の加圧手段により加
圧接触させると、移動体表面は頂点Ａ・Ａ′・・・のみ
に接触するのであるから、移動体１は振動子２との摩擦
力により矢印Ｎ方向に移動（回転）することになる。
【０００３】矢印Ｎ方向の移動体１の速度は振動数ｆに
比例する。また、加圧接触による摩擦駆動を行うため縦
振巾ｕばかりでなく横振巾ｗにも依存する。すなわち移
動体１の速度は楕円運動の大きさに比例し、楕円運動の
大きい方が速度がはやい。従って移動体速度は電歪素子
に加える電圧に比例する。
比例する。また、加圧接触による摩擦駆動を行うため縦
振巾ｕばかりでなく横振巾ｗにも依存する。すなわち移
動体１の速度は楕円運動の大きさに比例し、楕円運動の
大きい方が速度がはやい。従って移動体速度は電歪素子
に加える電圧に比例する。
【０００４】図２は振動子２と、この振動子を振動させ
るために後記のピッチ間隔で該振動子に接着等で固着し
た数多の単位電歪素子群３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ（電歪
素子に後記のピッチ間隔で分極処理したものも含む）の
配列と、定在波および進行性振動波の発生状態を示すも
ので、電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄはこれだけで駆
動すると振動子が共振するような状態、すなわち定在波
が存在するような配置がとられ、電歪素子３ａ〜３ｄに
よる定在波長と、電歪素子４ａ〜４ｄによる定在波長は
等しく、互いの定在波に対して９０°位相のずれる、す
なわちλ（波長／４）の物理的位置（ピッチ）になるよ
うに配置されている。
るために後記のピッチ間隔で該振動子に接着等で固着し
た数多の単位電歪素子群３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ（電歪
素子に後記のピッチ間隔で分極処理したものも含む）の
配列と、定在波および進行性振動波の発生状態を示すも
ので、電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄはこれだけで駆
動すると振動子が共振するような状態、すなわち定在波
が存在するような配置がとられ、電歪素子３ａ〜３ｄに
よる定在波長と、電歪素子４ａ〜４ｄによる定在波長は
等しく、互いの定在波に対して９０°位相のずれる、す
なわちλ（波長／４）の物理的位置（ピッチ）になるよ
うに配置されている。
【０００５】上記電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄは同
一電圧の印加により歪方向が反対となる性質の異なるも
のを交互に配設し且つ３ａ〜３ｄのものと４ａ〜４ｄの
ものを交互に配設する。また、同性質のものに交互に反
対極性の電圧を印加する構成としてもよい。
一電圧の印加により歪方向が反対となる性質の異なるも
のを交互に配設し且つ３ａ〜３ｄのものと４ａ〜４ｄの
ものを交互に配設する。また、同性質のものに交互に反
対極性の電圧を印加する構成としてもよい。
【０００６】Ｅは電歪素子に対する電圧印加手段として
の駆動用電源でありＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔという交流電圧
を供給する。駆動時は電歪素子３ａ〜３ｄにリード線５
ａを介してＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔの電圧がかかり、電歪素
子４ａ〜４ｄには９０°位相器６によりＶ＝Ｖ0ｓｉｎ
（ωｔ±π／２）の電圧がリード線５ｂを介してかか
る。±は電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄの歪方向を表
わした記号で、＋は電歪素子の伸び方向、−は電歪素子
の縮み方向を示し、この±は移動体を動かす方向によっ
て切り換える。すなわち９０°位相器６によって＋９０
°位相をずらす場合と−９０°位相をずらす場合によっ
て、振動子２に生ずる進行性振動波の方向が反転して移
動体進行方向が変る。
の駆動用電源でありＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔという交流電圧
を供給する。駆動時は電歪素子３ａ〜３ｄにリード線５
ａを介してＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔの電圧がかかり、電歪素
子４ａ〜４ｄには９０°位相器６によりＶ＝Ｖ0ｓｉｎ
（ωｔ±π／２）の電圧がリード線５ｂを介してかか
る。±は電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄの歪方向を表
わした記号で、＋は電歪素子の伸び方向、−は電歪素子
の縮み方向を示し、この±は移動体を動かす方向によっ
て切り換える。すなわち９０°位相器６によって＋９０
°位相をずらす場合と−９０°位相をずらす場合によっ
て、振動子２に生ずる進行性振動波の方向が反転して移
動体進行方向が変る。
【０００７】図２のグラフ（イ）の実線は電歪素子３ａ
〜３ｄだけにＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔの交流電圧を印加した
場合、同（ロ）の実線は電歪素子４ａ〜４ｄだけにＶ＝
Ｖ0ｓｉｎ（ωｔ−π／２）の交流電圧を印加した場合
に夫々振動子２に生じる定在波による振動状態を示す。
グラフ（イ）、（ロ）の点線は反対極性の電圧を印加し
た場合に生じる定在波による振動状態を示す。
〜３ｄだけにＶ＝Ｖ0ｓｉｎωｔの交流電圧を印加した
場合、同（ロ）の実線は電歪素子４ａ〜４ｄだけにＶ＝
Ｖ0ｓｉｎ（ωｔ−π／２）の交流電圧を印加した場合
に夫々振動子２に生じる定在波による振動状態を示す。
グラフ（イ）、（ロ）の点線は反対極性の電圧を印加し
た場合に生じる定在波による振動状態を示す。
【０００８】グラフ（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）は
電歪素子３ａ〜３ｄおよび４ａ〜４ｄに対して夫々上記
Ｖ0ｓｉｎωｔおよびＶ0ｓｉｎ（ωｔ−π／２）を同時
に印加した場合の振動子２の振動状態（進行性振動波発
生状態）を示すもので、（ハ）はｔ＝２ｎπ／ω、
（ニ）はｔ＝π／２ω＋２ｎπ／ω、（ホ）はｔ＝π／
ω＋２ｎπ／ω、（ヘ）は、ｔ＝３π／２ω＋２ｎπ／
ωの時を示す。進行性振動波は右方向に進むが振動子２
の駆動面の任意の質点Ａ（図１）は反時計方向の楕円運
動を行う、従って、振動子駆動面に圧接される不図示の
移動体１は矢示Ｎの左方向に移動する。
電歪素子３ａ〜３ｄおよび４ａ〜４ｄに対して夫々上記
Ｖ0ｓｉｎωｔおよびＶ0ｓｉｎ（ωｔ−π／２）を同時
に印加した場合の振動子２の振動状態（進行性振動波発
生状態）を示すもので、（ハ）はｔ＝２ｎπ／ω、
（ニ）はｔ＝π／２ω＋２ｎπ／ω、（ホ）はｔ＝π／
ω＋２ｎπ／ω、（ヘ）は、ｔ＝３π／２ω＋２ｎπ／
ωの時を示す。進行性振動波は右方向に進むが振動子２
の駆動面の任意の質点Ａ（図１）は反時計方向の楕円運
動を行う、従って、振動子駆動面に圧接される不図示の
移動体１は矢示Ｎの左方向に移動する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記原理説明から明ら
かなように電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄは移動体１
の可動範囲全域に渡って振動子２に設ける必要がある。
ところが、電歪素子は高価であり、これを振動子２に広
範囲に且つ均一に取付けるには高度な技術と時間を要し
コスト高の原因となる。また、振動子２の広範囲に進行
性振動波を発生させるためには、多量の駆動エネルギ源
つまり多量の消費電力が必要である。さらに、振動子は
振動により熱を発生するので、放熱をよくする構造を設
けるとか移動体１は熱に対して強い材料でなければなら
ない等の問題がある。
かなように電歪素子３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄは移動体１
の可動範囲全域に渡って振動子２に設ける必要がある。
ところが、電歪素子は高価であり、これを振動子２に広
範囲に且つ均一に取付けるには高度な技術と時間を要し
コスト高の原因となる。また、振動子２の広範囲に進行
性振動波を発生させるためには、多量の駆動エネルギ源
つまり多量の消費電力が必要である。さらに、振動子は
振動により熱を発生するので、放熱をよくする構造を設
けるとか移動体１は熱に対して強い材料でなければなら
ない等の問題がある。
【００１０】この問題を解決するために移動体１と振動
子２の接触部分および該接触部分の近傍のみに進行性振
動波を発生させることが考えられるが、移動体１の位置
センサおよび電歪素子を複数の区間に分けて該位置セン
サの出力信号に応じて各区間の電歪素子を制御する制御
回路が必要となり、技術的およびコスト的に大きな問題
を有している。本発明は上述した図１，２の駆動波駆動
装置における、コスト高，多量の消費電力，使用できる
材料の選択範囲がせまい等の問題を課題としてとらえて
いるものである。
子２の接触部分および該接触部分の近傍のみに進行性振
動波を発生させることが考えられるが、移動体１の位置
センサおよび電歪素子を複数の区間に分けて該位置セン
サの出力信号に応じて各区間の電歪素子を制御する制御
回路が必要となり、技術的およびコスト的に大きな問題
を有している。本発明は上述した図１，２の駆動波駆動
装置における、コスト高，多量の消費電力，使用できる
材料の選択範囲がせまい等の問題を課題としてとらえて
いるものである。
【００１１】
【課題を解決する手段及び作用】請求項１の発明は、摩
擦圧接された可動部材及び固定部材とを有し、前記可動
部材は位置的に位相が異なる複数の電気−機械エネルギ
ー変換素子を有し、電圧印加手段からの夫々の素子に供
給される時間的に位相の異なる複数の電気信号に応答し
て進行性振動波を発生するものであり、該振動波によっ
て前記可動部材を移動させるものであって、前記可動部
材を駆動源として移動対象物を移動させた振動波駆動装
置を有する機器を特徴とする。請求項２の発明は、摩擦
圧接された可動部材及び固定部材とを有し、前記可動部
材は位置的に位相が異なる複数の電気−機械エネルギー
変換素子を有し、電圧印加手段からの夫々の素子に供給
される時間的に位相の異なる複数の電気信号に応答して
進行性振動波を発生するものであり、該振動波によって
前記可動部材を移動させるものであって、前記可動部材
を駆動源として移動対象物の位置を検出する検出手段を
設けるとともに、該検出手段により検出された位置の情
報を用いて該移動対象物を所定の位置へ移動させる移動
制御手段を設けた振動波駆動装置を有する機器を特徴と
する。請求項１の発明の作用を実施例に基づき説明する
と、可動部材（１０）は各々位置的に位相が異なる複数
の電気−機械エネルギー変換素子（１３ａ，１３ｂ）を
有している。そして、このエネルギー変換素子（１３
ａ，１３ｂ）には電極（３５ａ，３５ｂ），ブラシ（３
７ａ，３７ｂ），リード線（１５ａ，１５ｂ）を介し
て、時間的に位相の異なる複数の電圧信号が供給され、
その結果、進行性振動波が可動部材（１１）自体に発生
する。可動部材（１１）の進行性振動波が固定部材（１
０ａ，１０ｂ）に作用して、可動部材（１１）は前進動
又は後退動する。請求項２の発明の作用を実施例に基づ
き説明すると、可動部材（１０）は両面に各々位置的に
位相が異なる複数の電気−機械エネルギー変換素子（１
３ａ，１３ｂ）を有している。そして、このエネルギー
変換素子（１３ａ，１３ｂ）には電極（３５ａ，３５
ｂ），ブラシ（３７ａ，３７ｂ），リード線（１５ａ，
１５ｂ）を介して、時間的に位相の異なる複数の電圧信
号が供給され、その結果、進行性振動波が可動部材（１
１）に発生する。可動部材（１１）を駆動源として移動
する移動対象物としての鏡枠（２４，２６）の位置は、
位置検出器（３１，３２）によって検出される。そし
て、検出された位置の情報を用いて制御回路（３３）
は、電気−機械エネルギー変換素子に対して、鏡枠（２
４，２６）が所定の位置へ動くように駆動用エネルギー
を出力する。駆動源としての可動部材（１１）は、それ
自体に発生した進行性振動波により移動して、鏡枠（２
４，２６）を所定の位置まで移動させる。
擦圧接された可動部材及び固定部材とを有し、前記可動
部材は位置的に位相が異なる複数の電気−機械エネルギ
ー変換素子を有し、電圧印加手段からの夫々の素子に供
給される時間的に位相の異なる複数の電気信号に応答し
て進行性振動波を発生するものであり、該振動波によっ
て前記可動部材を移動させるものであって、前記可動部
材を駆動源として移動対象物を移動させた振動波駆動装
置を有する機器を特徴とする。請求項２の発明は、摩擦
圧接された可動部材及び固定部材とを有し、前記可動部
材は位置的に位相が異なる複数の電気−機械エネルギー
変換素子を有し、電圧印加手段からの夫々の素子に供給
される時間的に位相の異なる複数の電気信号に応答して
進行性振動波を発生するものであり、該振動波によって
前記可動部材を移動させるものであって、前記可動部材
を駆動源として移動対象物の位置を検出する検出手段を
設けるとともに、該検出手段により検出された位置の情
報を用いて該移動対象物を所定の位置へ移動させる移動
制御手段を設けた振動波駆動装置を有する機器を特徴と
する。請求項１の発明の作用を実施例に基づき説明する
と、可動部材（１０）は各々位置的に位相が異なる複数
の電気−機械エネルギー変換素子（１３ａ，１３ｂ）を
有している。そして、このエネルギー変換素子（１３
ａ，１３ｂ）には電極（３５ａ，３５ｂ），ブラシ（３
７ａ，３７ｂ），リード線（１５ａ，１５ｂ）を介し
て、時間的に位相の異なる複数の電圧信号が供給され、
その結果、進行性振動波が可動部材（１１）自体に発生
する。可動部材（１１）の進行性振動波が固定部材（１
０ａ，１０ｂ）に作用して、可動部材（１１）は前進動
又は後退動する。請求項２の発明の作用を実施例に基づ
き説明すると、可動部材（１０）は両面に各々位置的に
位相が異なる複数の電気−機械エネルギー変換素子（１
３ａ，１３ｂ）を有している。そして、このエネルギー
変換素子（１３ａ，１３ｂ）には電極（３５ａ，３５
ｂ），ブラシ（３７ａ，３７ｂ），リード線（１５ａ，
１５ｂ）を介して、時間的に位相の異なる複数の電圧信
号が供給され、その結果、進行性振動波が可動部材（１
１）に発生する。可動部材（１１）を駆動源として移動
する移動対象物としての鏡枠（２４，２６）の位置は、
位置検出器（３１，３２）によって検出される。そし
て、検出された位置の情報を用いて制御回路（３３）
は、電気−機械エネルギー変換素子に対して、鏡枠（２
４，２６）が所定の位置へ動くように駆動用エネルギー
を出力する。駆動源としての可動部材（１１）は、それ
自体に発生した進行性振動波により移動して、鏡枠（２
４，２６）を所定の位置まで移動させる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明す
る。
る。
【００１３】図３・４は第１実施例を模型的に表わした
もので、固定部材１０ａ・１０ｂは不図示の部分で連結
されて一体となっている。この固定部材１０ａ・１０ｂ
間に設けられた可動部材１１は、絶縁体１１０の両面に
振動吸収体１２ａ・１２ｂ、電気−機械エネルギー変換
素子としての電歪素子１３ａ・１３ｂ（数多の電歪素子
を前記図２記載した位置関係に配設したもの）、振動子
１４ａ・１４ｂを順次接着して全体を一体化した構成で
ある。３５ａ・３５ｂは固定部材１０ａ・１０ｂの側面
に対向してねじ３６ａ・３６ｂで取付けられた電極、３
７ａ・３７ｂは一端部を絶縁体１１０の上下面にねじ３
８ａ・３８ｂで取付けたブラシで、その自由端部はブラ
シ自体の弾性力で上記電極３５ａ・３５ｂに圧接し、固
定端部はリード線１５ａ・１５ｂを介して電歪素子１３
ａ・１３ｂに接続されている。
もので、固定部材１０ａ・１０ｂは不図示の部分で連結
されて一体となっている。この固定部材１０ａ・１０ｂ
間に設けられた可動部材１１は、絶縁体１１０の両面に
振動吸収体１２ａ・１２ｂ、電気−機械エネルギー変換
素子としての電歪素子１３ａ・１３ｂ（数多の電歪素子
を前記図２記載した位置関係に配設したもの）、振動子
１４ａ・１４ｂを順次接着して全体を一体化した構成で
ある。３５ａ・３５ｂは固定部材１０ａ・１０ｂの側面
に対向してねじ３６ａ・３６ｂで取付けられた電極、３
７ａ・３７ｂは一端部を絶縁体１１０の上下面にねじ３
８ａ・３８ｂで取付けたブラシで、その自由端部はブラ
シ自体の弾性力で上記電極３５ａ・３５ｂに圧接し、固
定端部はリード線１５ａ・１５ｂを介して電歪素子１３
ａ・１３ｂに接続されている。
【００１４】なお、この図３では説明の便宜上、電歪素
子１３ａ・１３ｂを一枚の板状に表わしてあるが、実際
は前記図２と同様に複数の単位電歪素子を前記のピッチ
間隔で配列するか、もしくは電歪素子を上記のピッチ間
隔で分極処理したものである。上記可動部材１１の構成
体としての振動吸収体１２は、振動子１４ａ・１４ｂの
振動を吸収すると同時に適度な弾性を有しており、この
弾性によって、固定部材１０ａと振動子１４ａおよび固
定部材１０ｂと振動子１４ｂの接触面に適度の面圧力を
加えている。このため、上記接触面には適度な摩擦力が
働くことになる。
子１３ａ・１３ｂを一枚の板状に表わしてあるが、実際
は前記図２と同様に複数の単位電歪素子を前記のピッチ
間隔で配列するか、もしくは電歪素子を上記のピッチ間
隔で分極処理したものである。上記可動部材１１の構成
体としての振動吸収体１２は、振動子１４ａ・１４ｂの
振動を吸収すると同時に適度な弾性を有しており、この
弾性によって、固定部材１０ａと振動子１４ａおよび固
定部材１０ｂと振動子１４ｂの接触面に適度の面圧力を
加えている。このため、上記接触面には適度な摩擦力が
働くことになる。
【００１５】上記の構成において、電極３５ａ・３５
ｂ、ブラシ３７ａ・３７ｂ、リード線１５ａ・１５ｂを
介して不図示の駆動用電源から電歪素子１３ａ・１３ｂ
に前記図２の原理説明に示した位相関係の電圧を印加す
ると、振動子１４ａ・１４ｂに同方向の進行性振動波が
発生し、この進行性振動波が固定部材１０ａ・１０ｂに
作用して、可動部材１１は矢印方向に前進動又は後退動
する。
ｂ、ブラシ３７ａ・３７ｂ、リード線１５ａ・１５ｂを
介して不図示の駆動用電源から電歪素子１３ａ・１３ｂ
に前記図２の原理説明に示した位相関係の電圧を印加す
ると、振動子１４ａ・１４ｂに同方向の進行性振動波が
発生し、この進行性振動波が固定部材１０ａ・１０ｂに
作用して、可動部材１１は矢印方向に前進動又は後退動
する。
【００１６】図５は電歪素子１３ａ・１３ｂに対する他
の給電例を示すもので、可動部材１１の移動方向に固定
部材１０ａと平行にリード線３９（フレキシブルコード
又はリボンコード）を配設し、このリード線３９を半円
状に折返してその先端をねじ４０で絶縁体１１０に取付
け、この先端部と電歪素子１３ａ・１３ｂとをリード線
１５ａ・１５ｂで接続する。本例では可動部材１１の移
動に伴ってリード線３９が撓んで該移動を許容する。
の給電例を示すもので、可動部材１１の移動方向に固定
部材１０ａと平行にリード線３９（フレキシブルコード
又はリボンコード）を配設し、このリード線３９を半円
状に折返してその先端をねじ４０で絶縁体１１０に取付
け、この先端部と電歪素子１３ａ・１３ｂとをリード線
１５ａ・１５ｂで接続する。本例では可動部材１１の移
動に伴ってリード線３９が撓んで該移動を許容する。
【００１７】図６・７は他の実施例を模型的に示すもの
で、直線状の固定部材１６とこれを挾持した状態で移動
する可動部材１７とからなる。この可動部材１７は横断
面コ字形本体１８の両辺１８ａ・１８ｂの内面に振動吸
収体１９ａ・１９ｂ、電歪素子２０ａ・２０ｂ、振動子
２１ａ・２１ｂを順次接着剤ではり合せた構成であっ
て、振動子２１ａ・２１ｂは振動吸収体１９ａ・１９ｂ
の弾性で固定部材１６に押圧されている。本例の場合も
リード線２２ａ・２２ｂを介して電歪素子２０ａ・２０
ｂに電圧を印加することによって振動子２１ａ・２１ｂ
に進行性振動波が生じ可動部材１７はこの進行性振動波
に基づいて固定部材１６に沿って前進動又は後退動す
る。
で、直線状の固定部材１６とこれを挾持した状態で移動
する可動部材１７とからなる。この可動部材１７は横断
面コ字形本体１８の両辺１８ａ・１８ｂの内面に振動吸
収体１９ａ・１９ｂ、電歪素子２０ａ・２０ｂ、振動子
２１ａ・２１ｂを順次接着剤ではり合せた構成であっ
て、振動子２１ａ・２１ｂは振動吸収体１９ａ・１９ｂ
の弾性で固定部材１６に押圧されている。本例の場合も
リード線２２ａ・２２ｂを介して電歪素子２０ａ・２０
ｂに電圧を印加することによって振動子２１ａ・２１ｂ
に進行性振動波が生じ可動部材１７はこの進行性振動波
に基づいて固定部材１６に沿って前進動又は後退動す
る。
【００１８】図８・９は振動波駆動装置をレンズ鏡筒内
に組込んでズームレンズの駆動源に利用した例を示すも
ので、図８はレンズ鏡筒の縦断面図、図９はその平面図
である。本実施例では絞りおよびカメラとの連動装置は
本発明と直接関係がないので図示せず、また、ズームレ
ンズの構成・構造については公知であるので特に詳述し
ない。
に組込んでズームレンズの駆動源に利用した例を示すも
ので、図８はレンズ鏡筒の縦断面図、図９はその平面図
である。本実施例では絞りおよびカメラとの連動装置は
本発明と直接関係がないので図示せず、また、ズームレ
ンズの構成・構造については公知であるので特に詳述し
ない。
【００１９】図８・９において、２３は後部に不図示の
カメラ本体と結合するマウント２３ａおよび軸線と平行
する長溝２３ｂ・２３ｃを有するレンズ案内筒、２４は
レンズ群Ｉを保持し、キー２５が取付けられている鏡
枠、２６はレンズ群ＩＩを保持し、キー２７が取付けら
れている鏡枠である。鏡枠２４・２６は光軸方向に回転
することなく、レンズ案内筒２３の軸線方向に移動する
事ができるようになっている。
カメラ本体と結合するマウント２３ａおよび軸線と平行
する長溝２３ｂ・２３ｃを有するレンズ案内筒、２４は
レンズ群Ｉを保持し、キー２５が取付けられている鏡
枠、２６はレンズ群ＩＩを保持し、キー２７が取付けら
れている鏡枠である。鏡枠２４・２６は光軸方向に回転
することなく、レンズ案内筒２３の軸線方向に移動する
事ができるようになっている。
【００２０】上記キー２５・２７は図３に示した可動部
材１１の構成部材としての絶縁体１１０と一体に形成さ
れており、このキー２５・２７を鏡枠２４・２６に取付
けることにより、可動部材１１はレンズ案内筒２３の長
溝２３ｂ・２３ｃ内に位置し、振動吸収体１２ａ・１２
ｂの弾性で振動子１３４ａ・１４ｂが長溝内面に押圧さ
れる。従って、本例では案内筒２３が前記の固定部材１
０ａ・１０ｂ、１６に対応することになり、リード線１
５ａ・１５ｂを介して電歪素子１３ａ・１３ｂに周波電
圧を供給すると、振動子１４ａ・１４ｂに進行性振動波
を駆動源として前記原理説明のように、可動部材１１を
取付けた鏡枠２４・２６が光軸方向に移動し、レンズ群
Ｉと同ＩＩとの間隔を変化させてズーミングを行うもの
である。
材１１の構成部材としての絶縁体１１０と一体に形成さ
れており、このキー２５・２７を鏡枠２４・２６に取付
けることにより、可動部材１１はレンズ案内筒２３の長
溝２３ｂ・２３ｃ内に位置し、振動吸収体１２ａ・１２
ｂの弾性で振動子１３４ａ・１４ｂが長溝内面に押圧さ
れる。従って、本例では案内筒２３が前記の固定部材１
０ａ・１０ｂ、１６に対応することになり、リード線１
５ａ・１５ｂを介して電歪素子１３ａ・１３ｂに周波電
圧を供給すると、振動子１４ａ・１４ｂに進行性振動波
を駆動源として前記原理説明のように、可動部材１１を
取付けた鏡枠２４・２６が光軸方向に移動し、レンズ群
Ｉと同ＩＩとの間隔を変化させてズーミングを行うもの
である。
【００２１】３１・３２は位置検出器であり、鏡枠２４
・２６の位置を検出して制御回路３３へ検出信号を供給
する。この位置検出器としては例えば光学式センサ、磁
気センサあるいは電気的接点を利用したもの等を用い
る。
・２６の位置を検出して制御回路３３へ検出信号を供給
する。この位置検出器としては例えば光学式センサ、磁
気センサあるいは電気的接点を利用したもの等を用い
る。
【００２２】図１０は上記制御回路３３の一例を示すも
ので、スイッチ３４によりズーム操作の開始・中止及び
短焦点側・長焦点側の方向を指定する。演算処理回路４
１は、位置検出器３１・３２からの検出信号を入力信号
として処理し、レンズ群Ｉ・ＩＩが光学設計で決められ
た位置であるか否かを判定し、かつ前記所定の位置へ動
くように駆動信号４１ａを発生する。
ので、スイッチ３４によりズーム操作の開始・中止及び
短焦点側・長焦点側の方向を指定する。演算処理回路４
１は、位置検出器３１・３２からの検出信号を入力信号
として処理し、レンズ群Ｉ・ＩＩが光学設計で決められ
た位置であるか否かを判定し、かつ前記所定の位置へ動
くように駆動信号４１ａを発生する。
【００２３】電源回路４２は、前記駆動信号４１ａに基
づいてキー２５およびキー２７と一体の可動部材１１の
電歪素子１３ａ・１３ｂに駆動用エネルギーを供給す
る。この構成でスイッチ３４を操作することにより、レ
ンズ群Ｉ・ＩＩを光学設計で決定された所定の位置へ移
動させて、ズーム操作を行うことができる。
づいてキー２５およびキー２７と一体の可動部材１１の
電歪素子１３ａ・１３ｂに駆動用エネルギーを供給す
る。この構成でスイッチ３４を操作することにより、レ
ンズ群Ｉ・ＩＩを光学設計で決定された所定の位置へ移
動させて、ズーム操作を行うことができる。
【００２４】前記実施例で容易に考えられるように合焦
用レンズ群Ｉを駆動することで合焦作用を行う事も可能
である。また測距装置（図示せず）と組合わす事で、本
発明振動波駆動装置を自動焦点装置の駆動装置にも利用
できる。
用レンズ群Ｉを駆動することで合焦作用を行う事も可能
である。また測距装置（図示せず）と組合わす事で、本
発明振動波駆動装置を自動焦点装置の駆動装置にも利用
できる。
【００２５】図８・９の例はレンズ群が２群構成である
が他の群数構成でもよい。また、本発明振動波駆動装置
は固定焦点レンズの合焦操作のための駆動装置に用いる
ことができる他、例えばプリンタの印字装置および情報
処理用磁気ヘッド等の駆動装置にも適用することができ
る。
が他の群数構成でもよい。また、本発明振動波駆動装置
は固定焦点レンズの合焦操作のための駆動装置に用いる
ことができる他、例えばプリンタの印字装置および情報
処理用磁気ヘッド等の駆動装置にも適用することができ
る。
【００２６】本実施例としての振動波駆動装置を有する
機器は前述の如く、可動部材を振動子としてその表面に
数多の電歪素子群（電歪素子を分極処理したものも含
む）を設けたから、次のような効果が得られる。
機器は前述の如く、可動部材を振動子としてその表面に
数多の電歪素子群（電歪素子を分極処理したものも含
む）を設けたから、次のような効果が得られる。
【００２７】電歪素子、振動子および振動吸収体のよ
うな高価な材料を限られた部分すなわち可動部材にのみ
使用しているので、これ等材料の使用量が少なく、よっ
てコストダウンを図ることが可能である。
うな高価な材料を限られた部分すなわち可動部材にのみ
使用しているので、これ等材料の使用量が少なく、よっ
てコストダウンを図ることが可能である。
【００２８】電歪素子、振動子および振動吸収体の接
合が、可動部材のみで良く固定部材は特別な加工及び処
理は必要としない。よって生産技術・生産工数を少なく
することが可能である。
合が、可動部材のみで良く固定部材は特別な加工及び処
理は必要としない。よって生産技術・生産工数を少なく
することが可能である。
【００２９】進行性振動波を発生させる部分は可動部
材のみであるから、少ないエネルギで駆動することが可
能であり少ない電力で駆動することができる。振動によ
る発熱が少なく熱に対する配慮があまり必要ない。
材のみであるから、少ないエネルギで駆動することが可
能であり少ない電力で駆動することができる。振動によ
る発熱が少なく熱に対する配慮があまり必要ない。
【００３０】固定部材に特別な加工を必要としないの
で機器全体の小型化が達成できる。
で機器全体の小型化が達成できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の振動波駆動装置を有する機器
は、電気−機械エネルギー変換素子や振動子として用い
る部材（可動部材）のような高価な材料を限られた部分
となる可動部材にのみ使用すればよいので、コストダウ
ンを図ることができると共に、接合に係る特別な加工及
び処理も工数を減らすことができる。又、進行性振動波
を発生させる部分は従来に比べて小さな領域で済むの
で、少ないエネルギーで駆動することができ、機器とし
ての消費電流を少なくすることができると共に、振動波
が可動部材の表面上を伝搬していく進行性振動波による
駆動によって高トルクの駆動も行なうことができ、更に
は、摩擦駆動による摩耗も均一化できる。又、振動によ
る発熱が少ないので、機器内に構成される電気部品への
悪影響を押えることができると共に、熱による膨張等に
よる移動位置精度の低下も押えることができる。又、振
動波駆動装置での固定部材は特別な加工、処理を必要と
しないので、機器全体の小型化が達成できる。
は、電気−機械エネルギー変換素子や振動子として用い
る部材（可動部材）のような高価な材料を限られた部分
となる可動部材にのみ使用すればよいので、コストダウ
ンを図ることができると共に、接合に係る特別な加工及
び処理も工数を減らすことができる。又、進行性振動波
を発生させる部分は従来に比べて小さな領域で済むの
で、少ないエネルギーで駆動することができ、機器とし
ての消費電流を少なくすることができると共に、振動波
が可動部材の表面上を伝搬していく進行性振動波による
駆動によって高トルクの駆動も行なうことができ、更に
は、摩擦駆動による摩耗も均一化できる。又、振動によ
る発熱が少ないので、機器内に構成される電気部品への
悪影響を押えることができると共に、熱による膨張等に
よる移動位置精度の低下も押えることができる。又、振
動波駆動装置での固定部材は特別な加工、処理を必要と
しないので、機器全体の小型化が達成できる。
【図１】振動波駆動装置の駆動原理を説明する模型図。
【図２】振動子と電歪素子の配列と、定在波および進行
性振動波の発生状態の相関図。
性振動波の発生状態の相関図。
【図３】本発明の第１実施例としての振動波駆動装置を
模型的に表わした正面図。
模型的に表わした正面図。
【図４】図３の側面図。
【図５】本発明の第２実施例としての振動波駆動装置の
正面図。
正面図。
【図６】本発明の第３実施例としての振動波駆動装置の
断面図。
断面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
【図８】振動波駆動装置をズームレンズに組込んだ実施
例を示す断面図。
例を示す断面図。
【図９】図８の平面図。
【図１０】制御回路図。
１・１１・１７ 可動部材 １０ａ・１０ｂ・１６ 固定部材 ３ａ〜３ｄ・４ａ〜４ｄ・１３ａ・１３ｂ・２０ａ・２
０ｂ 電歪素子
０ｂ 電歪素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 明 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭52−10975（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−150845（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 摩擦圧接された可動部材及び固定部材と
を有し、前記可動部材は位置的に位相が異なる複数の電
気−機械エネルギー変換素子を有し、電圧印加手段から
の夫々の素子に供給される時間的に位相の異なる複数の
電気信号に応答して、振動波が該可動部材の表面上を伝
搬していく進行性振動波を発生するものであり、該進行
性振動波によって前記可動部材を前記固定部材に対して
移動させるものであって、前記可動部材を駆動源として
移動対象物を移動させたことを特徴とする振動波駆動装
置を有する機器。 - 【請求項２】 摩擦圧接された可動部材及び固定部材と
を有し、前記可動部材は位置的に位相が異なる複数の電
気−機械エネルギー変換素子を有し、電圧印加手段から
の夫々の素子に供給される時間的に位相の異なる複数の
電気信号に応答して、振動波が該可動部材の表面上を伝
搬していく進行性振動波を発生するものであり、該進行
性振動波によって前記可動部材を前記固定部材に対して
移動させるものであって、前記可動部材を駆動源として
移動させる移動対象物の位置を検出する検出手段を設け
るとともに、該検出手段により検出された位置の情報を
用いて該移動対象物を所定の位置へ移動させる移動制御
手段を設けたことを特徴とする振動波駆動装置を有する
機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133133A JP2633198B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 振動波駆動装置を有する機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133133A JP2633198B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 振動波駆動装置を有する機器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57222754A Division JPH0793827B2 (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 振動波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107762A JPH07107762A (ja) | 1995-04-21 |
| JP2633198B2 true JP2633198B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15097552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133133A Expired - Lifetime JP2633198B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 振動波駆動装置を有する機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2633198B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5110833B2 (ja) * | 2006-09-05 | 2012-12-26 | キヤノン株式会社 | 振動制御装置、及び振動制御方法 |
| JP6056180B2 (ja) * | 2012-04-25 | 2017-01-11 | 株式会社ニコン | 振動アクチュエータ、光学機器及び振動アクチュエータの組立方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921673B2 (ja) * | 1975-07-15 | 1984-05-21 | 大倉電気株式会社 | 圧電駆動装置 |
| JPS5638645A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | Hitachi Ltd | Digital output change-over system in duplex system |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP6133133A patent/JP2633198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107762A (ja) | 1995-04-21 |
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