JP5407753B2

JP5407753B2 - Vibration actuator, lens barrel, and imaging device

Info

Publication number: JP5407753B2
Application number: JP2009247800A
Authority: JP
Inventors: 美彦鈴木; 正章田辺
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: JP2011097697A

Description

本発明は、振動アクチュエータ、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。 The present invention relates to a vibration actuator, a lens barrel, and an imaging device.

従来、複数の振動モードを同時に発生させて出力端に楕円運動を生じさせる超音波モータの振動アクチュエータが知られている（例えば特許文献１を参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vibration actuator of an ultrasonic motor that simultaneously generates a plurality of vibration modes and generates an elliptical motion at an output end (see, for example, Patent Document 1).

２００６−３０４４２５号公報No. 2006-304425

しかしながら、振動アクチュエータにおいて高出力を得るためには装置が大型化する。よって、より小型で効率的な振動アクチュエータが望まれている。 However, in order to obtain a high output in the vibration actuator, the apparatus becomes large. Therefore, a smaller and more efficient vibration actuator is desired.

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、移動対象に当接する先端部、および、移動対象に近接離間する縦方向に伸縮する電気機械変換素子をそれぞれ有する一対の縦駆動部と、一対の縦駆動部を縦方向に交差する横方向に並べて弾性的に支持する支持部と、一対の縦駆動部の間に挟まれ、横方向に伸縮する電気機械変換素子を有する横駆動部とを備える振動アクチュエータが提供される。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a pair of longitudinal drives each having a tip portion that abuts against a moving object and an electromechanical conversion element that expands and contracts in the longitudinal direction that is close to and away from the moving object. A horizontal section having an electromechanical conversion element that is sandwiched between a pair of vertical drive sections and elastically supports a pair of vertical drive sections arranged in a horizontal direction intersecting the vertical direction and elastically supported. A vibration actuator comprising a drive unit is provided.

本発明の第２の形態においては、レンズと、レンズを長手方向に摺動自在に保持するガイドバーと、レンズおよびガイドバーの少なくとも一方を駆動する、上記振動アクチュエータとを備えたレンズ鏡筒が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens barrel comprising a lens, a guide bar that holds the lens slidably in the longitudinal direction, and the vibration actuator that drives at least one of the lens and the guide bar. Provided.

本発明の第３の形態においては、入射する光を電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子を振動させる、振動アクチュエータとを備える撮像装置が提供される。 In a third aspect of the present invention, an imaging apparatus is provided that includes an imaging element that converts incident light into an electrical signal and a vibration actuator that vibrates the imaging element.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

実施形態に係る振動アクチュエータ１００の平面図である。It is a top view of vibration actuator 100 concerning an embodiment. 振動アクチュエータ１００の斜視図である。2 is a perspective view of a vibration actuator 100. FIG. 振動アクチュエータ１００の動作を示す概念図である。4 is a conceptual diagram showing the operation of the vibration actuator 100. FIG. 他の実施形態に係る振動アクチュエータ１０２の平面図である。It is a top view of vibration actuator 102 concerning other embodiments. 振動アクチュエータ１００を備えた撮像装置４００の構造を模式的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing the structure of an imaging device 400 provided with a vibration actuator 100. FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、実施形態に係る振動アクチュエータ１００の平面図であり、図２は、振動アクチュエータ１００の斜視図である。振動アクチュエータ１００は、移動対象１０に当接して移動対象１０を移動させる。振動アクチュエータ１００は、略Ｈ字形状をなす。振動アクチュエータ１００は、移動対象１０に近接離間する縦方向に延伸し、互いに平行に配された右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０と、これら右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を支持する支持部１４０と、右縦駆動部１２０と左縦駆動部１３０とに挟まれた横駆動部１６０とを備える。 FIG. 1 is a plan view of a vibration actuator 100 according to the embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the vibration actuator 100. The vibration actuator 100 contacts the moving object 10 and moves the moving object 10. The vibration actuator 100 is substantially H-shaped. The vibration actuator 100 extends in a vertical direction that is close to and away from the moving object 10, and includes a right vertical drive unit 120 and a left vertical drive unit 130 that are arranged in parallel with each other, and the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130. A support unit 140 to be supported, and a horizontal drive unit 160 sandwiched between the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are provided.

右縦駆動部１２０は、縦方向の順に、移動対象１０に当接する先端部１２２、縦方向に伸縮する電気機械変換素子１２４、および、フレクチャー部１２６を有する。先端部１２２は、移動対象１０に当接する部分であり、例えば耐磨耗樹脂により形成される。フレクチャー部１２６は、例えば金属により形成される。 The right vertical drive unit 120 includes, in order in the vertical direction, a distal end portion 122 that contacts the moving object 10, an electromechanical transducer 124 that expands and contracts in the vertical direction, and a flexure portion 126. The front end portion 122 is a portion that comes into contact with the moving object 10 and is made of, for example, wear-resistant resin. The flexure part 126 is made of, for example, metal.

電気機械変換素子１２４は、外部からの電力により縦方向に伸縮する。電気機械変換素子１２４は、縦方向に複数の電気機械変換素子層を積層して構成されてもよい。複数の電気機械変換素子層のそれぞれは、圧電材料板と、圧電材料板の表面に形成された複数の電極とを含む。 The electromechanical transducer 124 expands and contracts in the vertical direction by external electric power. The electromechanical conversion element 124 may be configured by stacking a plurality of electromechanical conversion element layers in the vertical direction. Each of the plurality of electromechanical conversion element layers includes a piezoelectric material plate and a plurality of electrodes formed on the surface of the piezoelectric material plate.

圧電材料板は、駆動電圧が印加された場合に厚さを増加させる圧電材料により形成されている。電気機械変換素子層は積層されているので、圧電材料板の厚さの増加が加算されて、電気機械変換素子１２４全体では縦方向の寸法が大きく変化する。 The piezoelectric material plate is made of a piezoelectric material that increases its thickness when a driving voltage is applied. Since the electromechanical conversion element layers are laminated, an increase in the thickness of the piezoelectric material plate is added, and the overall dimension of the electromechanical conversion element 124 changes greatly.

圧電材料板は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電材料を含む。なお、多くの圧電材料は脆いので、りん青銅等の高弾性金属材料により形成して補強することが好ましい。また、圧電材料に駆動電圧を印加する場合に用いる電極は、ニッケル、金等の電極材料を、鍍金、スパッタ、蒸着、厚膜印刷等の方法で、圧電材料板の表面に直接に形成できる。 Piezoelectric material plates include, for example, piezoelectric materials such as lead zirconate titanate, crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate, lead scandium niobate, etc. . Since many piezoelectric materials are brittle, it is preferable to form and reinforce with a highly elastic metal material such as phosphor bronze. In addition, an electrode used for applying a driving voltage to the piezoelectric material can be formed directly on the surface of the piezoelectric material plate by an electrode material such as nickel or gold by a method such as plating, sputtering, vapor deposition, or thick film printing.

左縦駆動部１３０は、先端部１３２、電気機械変換素子１３４およびフレクチャー部１３６を有する。左縦駆動部１３０の構成は右縦駆動部１２０の構成と同一なので、説明を省略する。 The left vertical drive unit 130 includes a front end portion 132, an electromechanical conversion element 134, and a flexure portion 136. Since the configuration of the left vertical drive unit 130 is the same as that of the right vertical drive unit 120, description thereof is omitted.

支持部１４０は、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を上記縦方向に交差する横方向に並べて弾性的に支持する。支持部１４０は、振動アクチュエータ１００を他の部材に固定する本体１４２と、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０の揺動を許容する固定穴１４４と、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０に機械的に接続しているフレクチャー部１２６とを有する。この場合に、支持部１４０は、右縦駆動部１２０のフレクチャー部１２６および左縦駆動部１３０のフレクチャー部１３６と一体的に形成されてもよい。さらに支持部１４０は、板バネ等の付勢部材からの付勢力を受けて、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を移動対象１０に押し付ける与圧を与える。 The support unit 140 elastically supports the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 arranged in the horizontal direction intersecting the vertical direction. The support unit 140 includes a main body 142 that fixes the vibration actuator 100 to another member, a fixing hole 144 that allows the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 to swing, a right vertical drive unit 120, and a left vertical drive. And a flexure portion 126 mechanically connected to the portion 130. In this case, the support unit 140 may be formed integrally with the flexure unit 126 of the right vertical drive unit 120 and the flexure unit 136 of the left vertical drive unit 130. Further, the support unit 140 receives a biasing force from a biasing member such as a leaf spring, and applies a pressurizing force to press the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 against the moving object 10.

横駆動部１６０は、支持部１４０により支持される右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０の支持位置に対して先端部１２２と反対側、すなわちフレクチャー部１２６、１３６側で右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０に挟まれる。横駆動部１６０は、電気機械変換素子により形成される。電気機械変換素子の材料等については、電気機械変換素子１２４と同じなので説明を省略する。横駆動部１６０は外部からの電力により、横方向に伸縮する。横駆動部１６０が横方向に伸縮するのに伴って、右縦駆動部１２０フレクチャー部１２６と左縦駆動部１３０のフレクチャー部１３６とを近接、離間させる。 The horizontal drive unit 160 is a right vertical drive unit on the opposite side of the front end 122 from the support positions of the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 supported by the support unit 140, that is, on the side of the flexure units 126 and 136. 120 and the left vertical drive unit 130. The lateral drive unit 160 is formed by an electromechanical conversion element. The material and the like of the electromechanical conversion element are the same as those of the electromechanical conversion element 124, and thus description thereof is omitted. The lateral drive unit 160 expands and contracts in the lateral direction by external power. As the horizontal drive unit 160 expands and contracts in the horizontal direction, the right vertical drive unit 120 flexure unit 126 and the left vertical drive unit 130 flexure unit 136 are moved closer to and away from each other.

図１に示すように、接続部１４８により支持される右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０の支持位置から先端部１２２、１３２までの距離Ｌ１は、当該支持位置から横駆動部１６０までの距離Ｌ２より大きい。また、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０の電気機械変換素子１２４、１３４は、横駆動部１６０よりも先端部１２２、１３２に近く配される（すなわち、Ｌ３＜Ｌ２）。 As shown in FIG. 1, the distance L1 from the support position of the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 supported by the connection unit 148 to the front end portions 122 and 132 is from the support position to the horizontal drive unit 160. Greater than distance L2. Further, the electromechanical conversion elements 124 and 134 of the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are arranged closer to the front end parts 122 and 132 than the horizontal drive unit 160 (that is, L3 <L2).

支持部１４０は、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０が横駆動部１６０に対して横駆動部１６０の圧縮方向に与圧を与えるように右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を支持する。この場合に支持部１４０は、横駆動部１６０を挟まないで右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を自由な状態にした場合に、フレクチャー部１２６とフレクチャー部１３６との間隔Ｗ１が、横駆動部１６０の横方向の長さＷ２よりも短くなるように、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を支持する。この状態からフレクチャー部１２６とフレクチャー部１３６との間隔を押し広げて横駆動部１６０を挟み込む。これにより、横駆動部１６０に対して圧縮方向の与圧を与えることができる。なお、横駆動部１６０はフレクチャー部１２６とフレクチャー部１３６との間に挟みこまれたままの状態で使用されてもよいし、それらの間に接着剤により接着された状態で使用されてもよい。 The support unit 140 includes the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 so that the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 apply pressure to the horizontal drive unit 160 in the compression direction of the horizontal drive unit 160. To support. In this case, when the right vertical driving unit 120 and the left vertical driving unit 130 are in a free state without sandwiching the horizontal driving unit 160, the support unit 140 has an interval W1 between the flexure unit 126 and the flexure unit 136. The right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are supported so as to be shorter than the horizontal length W2 of the horizontal drive unit 160. From this state, the distance between the flexure part 126 and the flexure part 136 is increased to sandwich the lateral drive part 160. Thereby, a pressurizing force in the compression direction can be applied to the lateral driving unit 160. The lateral drive unit 160 may be used while being sandwiched between the flexure unit 126 and the flexure unit 136, or may be used in a state where the lateral drive unit 160 is adhered with an adhesive therebetween. Also good.

図３は、振動アクチュエータ１００の動作を示す概念図である。例えば、右縦駆動部１２０にはｃｏｓθ、左縦駆動部１３０には−ｃｏｓθ、横駆動部１６０にはｓｉｎθの波形を有する電圧が供給される。振動アクチュエータ１００は外部からの制御により（ａ）から（ｄ）の状態を繰り返す。それにより、先端部１２２、１３２が楕円運動して移動対象１０を移動させる。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing the operation of the vibration actuator 100. For example, a voltage having a waveform of cos θ is supplied to the right vertical drive unit 120, a voltage of −cos θ is supplied to the left vertical drive unit 130, and a voltage of sin θ is supplied to the horizontal drive unit 160. The vibration actuator 100 repeats the states (a) to (d) by external control. Thereby, the front-end | tip parts 122 and 132 move elliptically, and the moving object 10 is moved.

図３の（ａ）において、先端部１２２は縦に伸びており、先端部１３２は縦に縮んでおり、横駆動部１６０は自然長である。これにより、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０は互いに平行であるが振動アクチュエータ１００への距離に違いがある。（ａ）から（ｂ）に移ると、先端部１２２は伸びて、先端部１３２は縮んで自然長に戻り、横駆動部１６０は横に伸びる。これにより、右縦駆動部１２０と左縦駆動部１３０とが先端部１２２と先端部１３２とが近接する。（ｂ）から（ｃ）に移ると、先端部１２２は縦に縮んでおり、先端部１３２は縦に伸びており、横駆動部１６０は自然長に戻る。これにより、右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０は互いに平行であるが振動アクチュエータ１００への距離に（ａ）とは逆の違いがある。（ｃ）から（ｄ）に移ると、先端部１２２は縮んで、先端部１３２は伸びて自然長に戻り、横駆動部１６０は横に縮む。これにより、右縦駆動部１２０と左縦駆動部１３０とが先端部１２２と先端部１３２とが離間する。 In FIG. 3A, the front end portion 122 extends vertically, the front end portion 132 contracts vertically, and the horizontal drive unit 160 has a natural length. Accordingly, the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are parallel to each other, but there is a difference in the distance to the vibration actuator 100. When moving from (a) to (b), the tip 122 extends, the tip 132 contracts back to its natural length, and the lateral drive 160 extends laterally. As a result, the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are close to each other in the front end 122 and the front end 132. When shifting from (b) to (c), the front end 122 is contracted vertically, the front end 132 is extended vertically, and the horizontal drive unit 160 returns to its natural length. As a result, the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are parallel to each other, but the distance to the vibration actuator 100 is opposite to (a). When shifting from (c) to (d), the front end portion 122 contracts, the front end portion 132 expands and returns to the natural length, and the lateral drive unit 160 contracts sideways. As a result, the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 are separated from the front end 122 and the front end 132.

以上の通り（ａ）から（ｂ）を繰り返すことにより、先端部１２２、１３２は同じ方向に回る楕円運動をする。この場合に、先端部１２２と先端部１３２とは回転の位相が半回転ずれて回る。これにより、移動対象１０を交互に送るので、効率的に移動させることができる。さらに、くびれ１４６によってフレクチャー部１２６およびフレクチャー部１３６が当該くびれ１４６を中心として揺動することができる。さらに、支持部１４０は、フレクチャー部１２６、１３６が横駆動部１６０に対して横駆動部１６０の圧縮方向に与圧を与えるように右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０を支持するので、横駆動部１６０の変位を右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０に確実に伝達することができる。 By repeating steps (a) to (b) as described above, the tip portions 122 and 132 perform an elliptical motion that rotates in the same direction. In this case, the distal end portion 122 and the distal end portion 132 are rotated with the rotation phase shifted by a half rotation. Thereby, since the moving object 10 is sent alternately, it can be moved efficiently. Further, the constriction 146 allows the flexure part 126 and the flexure part 136 to swing around the constriction 146. Further, the support unit 140 supports the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 so that the flexure units 126 and 136 apply pressure to the horizontal drive unit 160 in the compression direction of the horizontal drive unit 160. The displacement of the horizontal driving unit 160 can be reliably transmitted to the right vertical driving unit 120 and the left vertical driving unit 130.

さらに、横駆動部１６０が右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０の支持位置に対して先端部１２２、１３２と反対側で右縦駆動部１２０および左縦駆動部１３０に挟まれることにより、横駆動部１６０による変位を拡大することができる。また、上記支持位置から先端部１２２、１３２までの距離は、支持位置から横駆動部１６０までの距離より大きいので、横駆動部１６０による変位をより拡大することができる。さらに、電気機械変換素子１２４、１３４は、横駆動部１６０よりも先端部１２２、１３２に近く配されるので、電気機械変換素子１２４、１３４の振動をより確実に電気機械変換素子１２４、１３４に伝達することができる。 Furthermore, the horizontal drive unit 160 is sandwiched between the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130 on the side opposite to the front end portions 122 and 132 with respect to the support positions of the right vertical drive unit 120 and the left vertical drive unit 130. The displacement due to the lateral drive unit 160 can be enlarged. Further, since the distance from the support position to the front end portions 122 and 132 is larger than the distance from the support position to the lateral drive unit 160, the displacement by the lateral drive unit 160 can be further increased. Further, since the electromechanical conversion elements 124 and 134 are disposed closer to the tip end portions 122 and 132 than the lateral drive unit 160, vibrations of the electromechanical conversion elements 124 and 134 are more reliably transmitted to the electromechanical conversion elements 124 and 134. Can communicate.

ここで、電気機械変換素子１２４、１３４および横駆動部１６０を三角関数の波形を有する電圧で駆動するが、この場合に、さらに振動数が２倍、３倍等の波形を重畳させてもよい。さらに三角関数に変えて、ノコギリ波等の他の波形で駆動してもよい。また、振動アクチュエータ１００の共振周波数で駆動してもよいし、当該共振周波数とは異なる周波数で駆動してもよい。また、周波数は超音波領域であることが好ましいが、これに限られない。 Here, the electromechanical transducers 124 and 134 and the lateral drive unit 160 are driven with a voltage having a waveform of a trigonometric function. In this case, a waveform with a frequency twice or three times may be further superimposed. . Further, instead of the trigonometric function, it may be driven with another waveform such as a sawtooth wave. Further, the vibration actuator 100 may be driven at a resonance frequency, or may be driven at a frequency different from the resonance frequency. Moreover, although it is preferable that a frequency is an ultrasonic region, it is not restricted to this.

図４は、他の実施形態に係る振動アクチュエータ１０２の平面図である。図４の振動アクチュエータ１０２において振動アクチュエータ１００と同じ構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。図４の振動アクチュエータ１０２は、支持位置に対して先端部１２２、１３２と反対側でフレクチャー部１２６、１３６に挟まれる他の横駆動部１８０をさらに備える。これにより、移動対象１０を駆動する場合の反力に抗して駆動力をより確実に伝達することができる。 FIG. 4 is a plan view of a vibration actuator 102 according to another embodiment. In the vibration actuator 102 of FIG. 4, the same components as those of the vibration actuator 100 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The vibration actuator 102 of FIG. 4 further includes another lateral drive unit 180 sandwiched between the flexure units 126 and 136 on the side opposite to the front end portions 122 and 132 with respect to the support position. Thereby, a driving force can be transmitted more reliably against a reaction force when driving the moving object 10.

図１から図４に示す実施形態において、振動アクチュエータ１００、１０２は、移動対象１０を直線移動させる。さらに、振動アクチュエータ１００、１０２を複数設けるとともに移動対象１０を軸支することにより、移動対象１０を回転移動させてもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the vibration actuators 100 and 102 linearly move the moving object 10. Furthermore, the moving object 10 may be rotated by providing a plurality of vibration actuators 100 and 102 and pivotally supporting the moving object 10.

図５は、振動アクチュエータ１００を備えた撮像装置４００の構造を模式的に示す縦断面図である。撮像装置４００は、レンズユニット４１０およびボディ４６０を含む。レンズユニット４１０は、マウント４５０を介して、ボディ４６０に対して着脱自在に装着される。レンズユニット４１０は、光学部材４２０、光学部材４２０を収容する鏡筒４３０、および、鏡筒４３０の内部に設けられて光学部材４２０を駆動する振動アクチュエータを備える。 FIG. 5 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of the imaging device 400 provided with the vibration actuator 100. The imaging device 400 includes a lens unit 410 and a body 460. The lens unit 410 is detachably attached to the body 460 via the mount 450. The lens unit 410 includes an optical member 420, a lens barrel 430 that houses the optical member 420, and a vibration actuator that is provided inside the lens barrel 430 and drives the optical member 420.

ボディ４６０は、メインミラー５４０、ペンタプリズム４７０、接眼系４９０を含む光学系を収容する。メインミラー５４０は、レンズユニット４１０を介して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置（図中に点線で示す）との間を移動する。 The body 460 houses an optical system including a main mirror 540, a pentaprism 470, and an eyepiece system 490. The main mirror 540 is located between a standby position inclined on the optical path of incident light incident through the lens unit 410 and an imaging position (indicated by a dotted line in the figure) that rises while avoiding incident light. Moving.

待機位置にあるメインミラー５４０は、入射光の大半を、上方に配置されたペンタプリズム４７０に導く。ペンタプリズム４７０は、入射光の鏡映を接眼系４９０に向かって出射するので、フォーカシングスクリーン４７２に形成された映像を接眼系４９０から正像として見ることができる。入射光の残りは、ペンタプリズム４７０により測光ユニット４８０に導かれる。測光ユニット４８０は、入射光の強度およびその分布等を測定する。なお、ペンタプリズム４７０および接眼系４９０の間には、ファインダ液晶４９４に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーンからの映像に重ねるハーフミラー４９２が配置される。 The main mirror 540 at the standby position guides most of the incident light to the pentaprism 470 disposed above. Since the pentaprism 470 emits a reflection of incident light toward the eyepiece system 490, the image formed on the focusing screen 472 can be viewed as a normal image from the eyepiece system 490. The remainder of the incident light is guided to the photometric unit 480 by the pentaprism 470. The photometric unit 480 measures the intensity and distribution of incident light. A half mirror 492 is disposed between the pentaprism 470 and the eyepiece system 490 to superimpose the display image formed on the finder liquid crystal 494 on the image from the focusing screen.

また、メインミラー５４０は、入射光の入射面に対する裏面にサブミラー５４２を有する。サブミラー５４２は、メインミラー５４０を透過した入射光の一部を、下方に配置された測距ユニット５３０に導く。これにより、メインミラー５４０が待機位置にある場合は、測距ユニット５３０が被写体までの距離を測定する。なお、メインミラー５４０が撮影位置に移動した場合は、サブミラー５４２も入射光の光路から退避する。 The main mirror 540 has a sub mirror 542 on the back surface of the incident light incident surface. The sub mirror 542 guides part of the incident light transmitted through the main mirror 540 to the distance measuring unit 530 disposed below. Thereby, when the main mirror 540 is in the standby position, the distance measuring unit 530 measures the distance to the subject. When the main mirror 540 is moved to the photographing position, the sub mirror 542 is also retracted from the optical path of the incident light.

更に、入射光に対してメインミラー５４０の後方には、シャッタ５２０、光学フィルタ５１０および撮像素子５００が順次配置される。シャッタ５２０が開放される場合、その直前にメインミラー５４０が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像素子５００に入射される。これにより、入射光の形成する画像が電気信号に変換される。 Further, a shutter 520, an optical filter 510, and an image sensor 500 are sequentially arranged behind the main mirror 540 with respect to incident light. When the shutter 520 is opened, the main mirror 540 moves to the photographing position immediately before the shutter 520 is opened, so that incident light travels straight and enters the image sensor 500. Thereby, an image formed by incident light is converted into an electrical signal.

一方、レンズユニット４１０は、図中で左側にあたる入射端から鏡筒４３０内に順次配列された、フロントレンズ４２２、コンペンセータレンズ４２４、フォーカシングレンズ４２６およびメインレンズ４２８を含む光学系を有する。光学系は、鏡筒４３０に収容される。また、フォーカシングレンズ４２６およびメインレンズ４２８の間には、アイリスユニット４４０が配置される。 On the other hand, the lens unit 410 has an optical system including a front lens 422, a compensator lens 424, a focusing lens 426, and a main lens 428, which are sequentially arranged in the lens barrel 430 from an incident end corresponding to the left side in the drawing. The optical system is accommodated in the lens barrel 430. Further, an iris unit 440 is disposed between the focusing lens 426 and the main lens 428.

更に、レンズユニット４１０は、鏡筒４３０の内部に、光軸方向に延伸するガイドバー４３２を備える。ガイドバー４３２にはメインレンズ４２８が摺動可能に支持されている。メインレンズ４２８には振動アクチュエータ１００が固定され、その先端部１２４、１３４はガイドバー４３２に当接する。これにより、振動アクチュエータ１００がガイドバー４３２に対して相対的に移動してメインレンズ４２８をガイドバー４３２に沿って移動させることができる。レンズユニット４１０は、さらに他の振動アクチュエータ１００を備える。振動アクチュエータ１００は、光軸方向について鏡筒４３０の中程にあって相対的に小径なフォーカシングレンズ４２６の下方に配置される。これにより、鏡筒４３０の径を拡大することなく、振動アクチュエータ１００は鏡筒４３０内に収容される。振動アクチュエータ１００は、図示を省いた輪列を介してフォーカシングレンズ４２６を光軸方向に前進または後退させる。 Further, the lens unit 410 includes a guide bar 432 extending in the optical axis direction inside the lens barrel 430. A main lens 428 is slidably supported on the guide bar 432. The vibration actuator 100 is fixed to the main lens 428, and the tip portions 124 and 134 abut against the guide bar 432. As a result, the vibration actuator 100 moves relative to the guide bar 432, and the main lens 428 can be moved along the guide bar 432. The lens unit 410 further includes another vibration actuator 100. The vibration actuator 100 is disposed in the middle of the lens barrel 430 in the optical axis direction and below the focusing lens 426 having a relatively small diameter. As a result, the vibration actuator 100 is accommodated in the lens barrel 430 without increasing the diameter of the lens barrel 430. The vibration actuator 100 advances or retracts the focusing lens 426 in the optical axis direction via a train wheel not shown.

上記のような撮像装置４００において、レンズユニット４１０とボディ４６０とは電気的にも結合されている。従って、例えば、ボディ４６０側の測距ユニット５３０が検出した被写体までの距離の情報に応じて振動アクチュエータ１００の回転を制御することにより、オートフォーカス機構を形成できる。また、測距ユニット５３０が振動アクチュエータ１００の動作量を参照することにより、フォーカスエイド機構を形成することもできる。 In the imaging apparatus 400 as described above, the lens unit 410 and the body 460 are also electrically coupled. Therefore, for example, an autofocus mechanism can be formed by controlling the rotation of the vibration actuator 100 in accordance with the distance information to the subject detected by the distance measuring unit 530 on the body 460 side. Further, when the distance measuring unit 530 refers to the operation amount of the vibration actuator 100, a focus aid mechanism can be formed.

なお、振動アクチュエータ１００によりフォーカシングレンズ４２６を移動させる場合について例示したが、アイリスユニット４４０の開閉、ズームレンズのバリエータレンズ、撮像素子５００の手振れ防止機構等を振動アクチュエータ１００で駆動できることはいうまでもない。この場合も、電気信号を介して測光ユニット４８０、ファインダ液晶４９４等と情報を参照し合うことにより、振動アクチュエータ１００は、露出の自動化、シーンモードの実行、ブラケット撮影の実行等に寄与する。 Although the case where the focusing lens 426 is moved by the vibration actuator 100 has been illustrated, it goes without saying that the vibration actuator 100 can drive the opening / closing of the iris unit 440, the variator lens of the zoom lens, the camera shake prevention mechanism of the image sensor 500, and the like. . Also in this case, the vibration actuator 100 contributes to automating exposure, execution of a scene mode, execution of bracket photography, and the like by referring to information with the photometric unit 480, the finder liquid crystal 494, and the like via an electrical signal.

従って、振動アクチュエータ１００は、例えば、撮影機、双眼鏡等の光学系において、合焦機構、ズーム機構、手振れ補正機構等の駆動に好適に使用できる。また、精密ステージ、より具体的には電子ビーム描画装置、検査装置用各種ステージ、バイオテクノロジ用セルインジェクタの移動機構、核磁気共鳴装置の移動ベッド等の動力源に使用されうるが、用途がこれらに限られないことはいうまでもない。 Therefore, the vibration actuator 100 can be suitably used for driving a focusing mechanism, a zoom mechanism, a camera shake correction mechanism, and the like in an optical system such as a photographing machine and binoculars. It can also be used for power sources such as precision stages, more specifically electron beam lithography equipment, various stages for inspection equipment, moving mechanisms for cell injectors for biotechnology, moving beds for nuclear magnetic resonance equipment, etc. Needless to say, it is not limited to.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

１０移動対象
１００振動アクチュエータ
１０２振動アクチュエータ
１２０右縦駆動部
１２２先端部
１２４電気機械変換素子
１２６フレクチャー部
１３０左縦駆動部
１３２先端部
１３４電気機械変換素子
１３６フレクチャー部
１４０支持部
１４２本体
１４４固定穴
１４６くびれ
１４８接続部
１６０横駆動部
１８０横駆動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Moving object 100 Vibration actuator 102 Vibration actuator 120 Right vertical drive part 122 Tip part 124 Electromechanical conversion element 126 Flexure part 130 Left vertical drive part 132 Tip part 134 Electromechanical conversion element 136 Flexure part 140 Support part 142 Main body 144 Fixation Hole 146 Constriction 148 Connection portion 160 Lateral drive portion 180 Lateral drive portion

Claims

A pair of vertical drive units each having a tip part that contacts the moving object and an electromechanical conversion element that expands and contracts in the vertical direction approaching and separating from the moving object;
A support section that elastically supports the pair of vertical drive sections in a horizontal direction intersecting the vertical direction; and
A vibration actuator comprising: a lateral drive unit having an electromechanical conversion element sandwiched between the pair of longitudinal drive units and extending and contracting in the lateral direction.

2. The vibration actuator according to claim 1, wherein the lateral drive unit is sandwiched between the pair of vertical drive units on a side opposite to the tip portion with respect to a support position of the pair of vertical drive units supported by the support unit.

The vibration actuator according to claim 2, further comprising another lateral drive unit sandwiched between the pair of longitudinal drive units on the opposite side of the distal end portion with respect to the support position.

The vibration according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance from a support position of the pair of vertical drive units supported by the support unit to the tip end part is greater than a distance from the support position to the lateral drive unit. Actuator.

5. The support unit according to claim 1, wherein the pair of vertical drive units support the pair of vertical drive units such that the pair of vertical drive units apply pressure to the horizontal drive unit in a compression direction of the horizontal drive unit. The vibration actuator described in 1.

6. The vibration actuator according to claim 1, wherein the electromechanical conversion elements of the pair of vertical drive units are arranged closer to the tip than the electromechanical conversion elements of the horizontal drive unit.

A lens,
A guide bar for slidably holding the lens in the longitudinal direction;
A lens barrel including the vibration actuator according to claim 1, wherein the lens actuator drives at least one of the lens and the guide bar.

An image sensor that converts incident light into an electrical signal;
An imaging apparatus comprising: the vibration actuator according to claim 1, wherein the imaging element is vibrated.