JP6910936B2 - 振動型モータ、レンズ装置、および、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ装置などに適用可能な振動型モータに関する。

特許文献１には、圧電素子と突起部を有する弾性体とを備えて構成された振動子と、振動子の高周波振動により振動子に対して相対移動する摩擦部材と、振動子を摩擦部材に加圧する加圧部材とを有する超音波モータが開示されている。また特許文献１の超音波モータには、振動子への加圧力の反力を受けながら振動子と摩擦部材との相対移動を案内する案内手段が設けられている。案内手段は、案内部材と案内溝とで構成されており、案内部材が案内溝に係合して案内溝上を転動することにより、振動子と摩擦部材との相対移動を案内する。

特開２０１５−６５８０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された超音波モータでは、駆動範囲の全域において、加圧部材による加圧力が３つの案内部材の内側で振動子に与えられる。このため、案内溝の占有範囲が超音波モータの移動方向に長くなる。その結果、超音波モータの移動方向のサイズが大きくなり、小型の超音波モータを実現することが難しい。

そこで本発明は、小型の振動型モータ、レンズ装置、および、電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての振動型モータは、第１の振動子および第２の振動子と、前記第１の振動子および前記第２の振動子と接触する摩擦部材と、前記第１の振動子および前記第２の振動子を前記摩擦部材に加圧する加圧部材と、前記第１の振動子および前記第２の振動子と前記摩擦部材との相対移動を案内する第１の案内部材および第２の案内部材とを有し、前記第１の振動子および前記第２の振動子は、前記第１の振動子および前記第２の振動子と前記摩擦部材との相対移動方向と異なる方向に間をあけて設けられており、前記第１の案内部材および第２の案内部材は、前記相対移動方向と異なる方向において前記第１の振動子と前記第２の振動子の間に設けられている。

本発明の他の側面としてのレンズ装置は、前記振動型モータと、前記振動型モータにより駆動される光学系とを有する。

本発明の他の側面としての電子機器は、前記振動型モータと、前記振動型モータにより駆動される駆動対象とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、小型の振動型モータ、レンズ装置、および、電子機器を提供することができる。

第１の実施形態における超音波モータを備えたレンズ装置の構成図である。 第１の実施形態における案内部材の位置の説明図である。 第１の実施形態における案内溝の角度および長さの説明図である。 第１の実施形態における移動範囲と案内溝の長さとの関係の説明図である。 第１の実施形態の変形例としての案内溝および案内部材の説明図である。 第２の実施形態における案内部材の位置の説明図である。 第２の実施形態における案内部材の位置の説明図である。 比較例としての案内部材の位置の説明図である。 比較例としての移動範囲と案内溝の長さとの関係の説明図である。 第３の実施形態における撮像装置の構成図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。本明細書中において、後述する振動子と摩擦部材とが相対移動する移動方向をＸ方向、振動子を摩擦部材に対して加圧する加圧方向をＺ方向とする。Ｚ方向において、後述する振動子から摩擦部材への向きを＋Ｚ方向、摩擦部材から振動子への向きを−Ｚ方向と定義する。また、Ｘ方向およびＺ方向のそれぞれと直交する直交方向をＹ方向とする。

まず、図１を参照して、本実施形態における振動型モータである超音波モータ１５０、および、超音波モータ１５０を備えたレンズ装置１６０の構成について説明する。超音波モータ１５０は、レンズ装置１６０のレンズ１２０を駆動するレンズ駆動装置の一部を構成する。図１は、超音波モータ１５０、および、超音波モータ１５０を備えたレンズ装置１６０の構成図である。図１（ａ）はレンズ装置１６０の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の領域１８０を拡大した超音波モータ１５０の正面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ断面図である。

振動子（第１の振動子）１００Ｘおよび振動子（第２の振動子）１００Ｙはそれぞれ、２つの突起部１０１ａを有する振動板１０１と、高周波振動する圧電素子１０２とを備えて構成されている。圧電素子１０２は、不図示の給電手段を用いて電圧が印加されることにより高周波振動（超音波振動）する。圧電素子１０２は、振動板１０１に対して接着等の手段により固定されており、圧電素子１０２の高周波振動によりそれぞれ対応する振動子１００Ｘ、１００Ｙの全体に高周波振動が励振される。摩擦部材（第１の摩擦部材）１０３Ｘおよび摩擦部材（第２の摩擦部材）１０３Ｙはそれぞれ、振動子１００Ｘ、１００Ｙと当接（接触）する部材であり、ベース部材１０８に対してビス等の手段により固定されている。振動子１００Ｘ、１００Ｙは、接着等の手段により保持部材１０５に対して固定されている。保持部材１０５は、連結板１１３を介して接着等の手段により固定部材１１２に固定されている。ただし本実施形態は、これらの部材をビスや接着で固定することに限定されるものではなく、他の手段を用いた固定方法を採用してもよい。

加圧部材１０４は、振動子１００Ｘ、１００Ｙをそれぞれ摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに加圧する部材であり、上側加圧板１０９、下側加圧板１１１、および、弾性板１１０を介して振動子１００を加圧している。加圧部材１０４は、２か所において上側加圧板１０９と固定側板（固定板）１１４とを連結し、振動子１００Ｘ、１００Ｙを摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに加圧する加圧力を付与している。

本実施形態において、超音波モータ１５０には、２つの振動子１００Ｘ、１００Ｙと、これらと当接する２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとが設けられている。振動子１００Ｘ、１００Ｙは、加圧方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に間をあけて並列に配置されている。同様に、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙも、加圧方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に並列に配置されている。なお、Ｙ方向に２組並列に配置されている同一部材については、見易さのため各図中の符号を省略している場合がある。

上側加圧板１０９は、固定部材１１２の引っ掛かり部１１２ａを回転中心として固定部材１１２と係合しており、下側加圧板１１１上の凸部に接触して、加圧部材１０４の加圧力を伝達している。下側加圧板１１１は、振動子１００Ｘ、１００Ｙの上部にまたがって配置される。下側加圧板１１１と振動子１００Ｘ、１００Ｙのそれぞれの圧電素子１０２との間には、弾性板１１０が配置されている。弾性板１１０は、下側加圧板１１１の加圧部と圧電素子１０２との直接的な接触を妨げ、圧電素子１０２の損傷を防止している。

固定側板１１４は、固定部材１１２に不図示のネジ等で固定されている。可動側板（案内板）１０６は、ベース部材１０８にネジ１１６で固定されている。ただし、これらの部材の固定方法は、これに限定されるものではない。ベース部材１０８には摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙも固定されているため、可動側板１０６は、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙと一体的に固定されている。可動側板１０６上のネジ１１６で固定される固定面１０６ｂは、可動側案内溝（第１の溝）１０６ａが設けられている面１０６ｃよりもベース部材１０８に近い位置に一段下がっている。このため、可動側板１０６が固定側板１１４に対して相対移動した際にネジ１１６が固定側板１１４と干渉しないため、可動側板１０６の移動方向（Ｘ方向）のサイズを小型化することができる。摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙおよび可動側板１０６が固定されるベース部材１０８は、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙおよび可動側板１０６に対して振動子１００Ｘ、１００Ｙ側（＋Ｚ方向）に位置している。このように、ベース部材１０８が加圧方向（Ｚ方向）において振動子１００と重なり合うように設けられているため、ベース部材１０８を振動子１００Ｘ、１００Ｙと反対側に設けた場合と比較して、加圧方向（Ｚ方向）に小型化することができる。

固定側板１１４には、２つのＶ字溝形状の固定側案内溝（第２の溝）１１４ａが形成されている。一方、可動側板１０６にも、２つのＶ字溝形状の可動側案内溝１０６ａが形成されている。可動側板１０６の可動側案内溝１０６ａと固定側板１１４の固定側案内溝１１４ａは、互いに対向する位置に設けられている。球状の案内部材（第１の案内部材）１０７Ｘおよび球状の案内部材（第２の案内部材）１０７Ｙは、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動を案内するための部材である。案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙは、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａに係合するように設けられ、挟持されている。すなわち可動側板１０６は、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙと当接している。このような構成において、Ｖ字溝形状の可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａ上を球状の案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが転動することにより、可動側板１０６と固定側板１１４とがＸ方向に直進案内される。

本実施形態では、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動の際に、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙを可動部、振動子１００Ｘ、１００Ｙを固定部としている。そして摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙは、可動側板１０６と、振動子１００は固定側板１１４とそれぞれ一体的に固定されている。このため、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとは、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙにより後述の移動方向であるＸ方向に直進案内される。可動側板１０６は、２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙの間に設けられている。また可動側板１０６は、加圧方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）から見た場合、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙのそれぞれの少なくとも一部と重なり合うように設けられている。このため本実施形態の構成によれば、可動側板１０６と摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとが加圧方向（Ｚ方向）に重なるように設けられた構成と比較して、小型化が可能となる。

ベース部材１０８は、移動方向（Ｘ方向）にガタのないようにレンズ保持部材１２１に接続される。レンズ保持部材１２１は、レンズ１２０を保持しており、第１のガイドバー１２２と嵌合することにより、移動方向（Ｘ方向）回りに回転可能に直進案内される。第１のガイドバー１２２は、図１（ａ）、（ｂ）中に「固定」と表記されているように、不図示の部材に対して固定される。またレンズ保持部材１２１は、レンズ保持部材１２１の回転規制部材である第２のガイドバー１２３と嵌合している。第２のガイドバー１２３も同様に、図１（ａ）、（ｂ）中に「固定」と表記されているように、不図示の部材に対して固定される。これによりレンズ保持部材１２１は、回転が規制され、移動方向（Ｘ方向）へ回転することなく直進案内される。本実施形態において、レンズ装置１６０は、超音波モータ１５０、レンズ１２０、レンズ保持部材１２１、第１のガイドバー１２２、および、第２のガイドバー１２３を備えて構成される。

前述のとおり、振動子１００Ｘ、１００Ｙには圧電素子１０２により高周波振動が励振される。これにより、振動板１０１の突起部１０１ａには楕円運動が生成される。振動子１００Ｘ、１００Ｙは、加圧部材１０４により摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに加圧され当接している。このため、振動子１００Ｘ、１００Ｙの楕円運動により、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの間に摩擦が生じ、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとが移動方向（Ｘ方向）相対移動する。固定部材１１２に対して一体的に固定された振動子１００Ｘ、１００Ｙに対して摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙが移動方向（Ｘ方向）に相対移動する。このため、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙが固定されたベース部材１０８、レンズ保持部材１２１、および、レンズ１２０が移動方向（Ｘ方向）に移動する。すなわち、圧電素子１０２への電圧印加により生じる振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動により、レンズ１２０をＸ方向に移動することができる。

次に、図２を参照して、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙの位置について説明する。図２は、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙの位置の説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は超音波モータ１５０の要部の上面図、図２（ｃ）は図１（ｂ）に対応する正面図である。図２（ａ）、（ｂ）では、加圧部材１０４、保持部材１０５、上側加圧板１０９、弾性板１１０、下側加圧板１１１、および、連結板１１３を省略している。図２（ａ）は摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙなどの可動部が移動範囲の中央に位置する状態を示し、図２（ｂ）は可動部が移動範囲の−Ｘ方向の端部に位置する状態を示している。

振動子１００Ｘ、１００Ｙは、加圧部材１０４により摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに加圧され、振動子１００Ｘ、１００Ｙの突起部１０１ａが摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに加圧接触している。このため、２つの突起部１０１ａに与えられる加圧力（合力）Ｐ_ａ１が摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙにそれぞれ与えられる。超音波モータ１５０は、２つの振動子１００Ｘ、１００Ｙおよび２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙを有する。２つの振動子１００Ｘ、１００Ｙは、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとが相対移動する移動方向（Ｘ方向）と略直交する方向（Ｙ方向）に配列されている。また、２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙも同様に、移動方向（Ｘ方向）と略直交する方向（Ｙ方向）に配列されている。２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙのそれぞれに対して加圧力Ｐ_ａ１が与えられ、２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙと可動側板１０６はそれぞれ、ベース部材１０８に一体的に固定されている。このため、２つの加圧力Ｐ_ａ１の合力Ｐ_ｂ１が摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙ、可動側板１０６、および、ベース部材１０８に与えられる。

案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙは、振動子１００Ｘ、１００Ｙの間に移動方向（Ｘ方向）に並んで設けられており、加圧力Ｐ_ａ１の合力Ｐ_ｂ１が与えられる位置（加圧中心）は案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙを囲う範囲Ｃの内側になるように構成されている。すなわち、後述する振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１３０Ｙとの相対移動の範囲Ｌ_Ｓ１内において、加圧部材１０４により振動子１００Ｘ、１００Ｙに与えられる加圧力Ｐ_ａ１の合力Ｐ_ｂ１が案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙの内側に与えられる。換言すると、合力Ｐ_ｂ１は、Ｘ方向における案内部材１０７Ｘと案内部材１０７Ｙとの間に与えられる。これにより、振動子１００Ｘ、１００Ｙに与えられる加圧力Ｐ_ａ１により可動側板１０６が浮き上がることなく安定して加圧することができる。

また本実施形態において、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙのそれぞれと振動子１００Ｘとの間の直交方向（Ｙ方向）における距離Ｄ_１は、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙのそれぞれと振動子１００Ｙとの直交方向（Ｙ方向）における距離Ｄ_２と等しい。本実施形態の構成では、加圧部材１０４の加圧力Ｐ_ａ１による移動方向（Ｘ方向）を軸とするモーメントが摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙに固定されたベース部材１０８に生じる。しかし、距離Ｄ_１、Ｄ_２が互いに等しいため、振動子１００Ｘ、１００Ｙへ与えられる加圧力Ｐ_ａ１によるモーメントが釣り合い、ベース部材１０８に不要なモーメントが生じない。

次に、図３を参照して、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａのそれぞれの角度および長さについて説明する。図３は、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａのそれぞれの角度および長さの説明図である。図３（ａ）は図２（ｃ）中の範囲Ｄの拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の範囲Ｅの拡大図である。図３（ａ）では、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａの角度を示すため、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙを省略している。θ_１およびθ_２はそれぞれ、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａのＶ字溝形状の角度である。前述のように、可動側板１０６と固定側板１１４との相対移動に伴い、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａ上を球状の案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが転動する。このとき可動側板１０６および固定側板１１４はそれぞれ、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙに対して相対移動しており、この相対移動の量（転動量）は可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａの角度に応じて決定される。

ここで、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙのそれぞれが可動側案内溝１０６ａ上を転動する際の転動半径をＲ_Ｍ１、固定側案内溝１１４ａ上を転動する際の転動半径をＲ_Ｓ１とする。このとき、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが転動して１回転した際の可動側板１０６および固定側板１１４それぞれの転動量は、２πＲ_Ｍ１、２πＲ_Ｓ１となる。超音波モータ１５０の相対移動の範囲をＬ_Ｓ１とするとき、ベース部材１０８が範囲Ｌ_Ｓ１の全域を移動した際に案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが転動する回転数をｎとする。また、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが可動側案内溝１０６および固定側案内溝１１４上をそれぞれ転動する長さをＬ_ＲＭ、Ｌ_ＲＳとする。範囲Ｌ_Ｓ１はＬ_Ｓ１＝Ｌ_ＲＭ＋Ｌ_ＲＳ、転動する長さＬ_ＲＭ、Ｌ_ＲＳはそれぞれｎ×２πＲ_Ｍ１、ｎ×２πＲ_Ｓ１となり、これらの長さが可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａのそれぞれに必要な長さとなる。転動半径Ｒ_Ｍ１、Ｒ_Ｓ１はそれぞれ、Ｖ溝の角度θ_１およびθ_２を用いて、以下の式（１Ａ）、（１Ｂ）のように表される。

Ｒ_Ｍ１＝ｒ×ｓｉｎθ_１ … （１Ａ）
Ｒ_Ｓ１＝ｒ×ｓｉｎθ_２ … （１Ｂ）
式（１Ａ）、（１Ｂ）において、ｒは案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙのそれぞれの半径である。このように、Ｖ溝の角度θ_１、θ_２が大きいほど転動半径Ｒ_Ｍ１、Ｒ_Ｓ１が大きくなり、各案内溝の必要な長さも長くなる。本実施形態では、可動側板１０６に設けられる可動側案内溝１０６ａの角度θ_１は、固定側板１１４に設けられる固定側案内溝１１４ａの角度θ_２よりも小さい。これにより、可動側案内溝１０６ａの長さを短くすることができ、可動側板１０６の相対移動方向のサイズを大型化することなく可動側案内溝１０６ａを構成することが可能となる。

次に、図４を参照して、範囲Ｌ_Ｓ１と可動側案内溝１０６ａの長さとの関係について説明する。図４は、範囲Ｌ_Ｓ１と可動側案内溝１０６ａの長さとの関係の説明図である。図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ上面図であり、簡略化のため可動側案内溝１０６ａと案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙ、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ１のみを示している。図４（ａ）は、摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙなどの可動部が範囲Ｌ_Ｓ１の中心に位置している状態を示している。図４（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、可動部が範囲Ｌ_Ｓ１の−Ｘ方向の端部、＋Ｘ方向の端部に位置している状態での可動側案内溝１０６ａ、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙ、および、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ１の位置関係を示している。

振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動により、固定された加圧部材１０４や上側加圧板１０９などに対して摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙ、ベース部材１０８、および、可動側板１０６がＸ方向に移動する。このため、振動子１００Ｘ、１００Ｙと摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動により合力（加圧中心）Ｐ_ｂ１の位置は変わらず、可動側案内溝１０６ａがＸ方向に移動する。これに伴い、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙが可動側案内溝１０６ａ上を転動しながらＸ方向に移動する。このとき、前述のとおり、範囲Ｌ_Ｓ１の全域において合力（加圧中心）Ｐ_ｂ１は２つの案内部材（転動部材）１０７Ｘ、１０７Ｙの内側に存在し、図４（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおける点線上に位置する。ここで、可動側案内溝１０６ａの占有範囲をＬ_１とすると、占有範囲Ｌ_１は２つの可動側案内溝１０６ａの長さＬ_Ｍ１と２つの可動側案内溝１０６ａの間隔Ｌ_Ｄ１とを用いて、以下の式（２）のように表される。

Ｌ_１＝２×Ｌ_Ｍ１＋Ｌ_Ｄ１ … （２）
長さＬ_Ｍ１は、前述のとおり範囲Ｌ_Ｓ１の大きさに応じて決定される。間隔Ｌ_Ｄ１は、例えば２つの溝形状を形成するために加工することが可能な最小間隔である。なお本実施形態において、２つの案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙに対して２つの可動側案内溝１０６ａおよび２つの固定側案内溝１１４ａが設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、２つの案内部材１０７に対して１つの可動側案内溝１０６ａおよび１つの固定側案内溝１１４ａが設けられる構成でもよい。

次に、図５を参照して、本実施形態の変形例としての超音波モータ１５０ａについて説明する。図５は、変形例としての超音波モータ１５０ａにおける案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙ、可動側案内溝１０６ａ、および、固定側案内溝１１４ａの説明図である。図５（ａ）は図２（ａ）に対応する上面図、図５（ｂ）は図１（ｂ）に対応する正面図である。図５（ａ）では、振動子１００Ｘ、１００Ｙを省略し、固定側板１１４および固定側案内溝１１４ａを示すために可動側板１０６を点線で示している。

超音波モータ１５０ａにおいて、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａはそれぞれ１つずつ設けられている。また案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙは、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａのそれぞれに係合するように設けられている。保持板１１７は、穴が設けられた板状の部材であり、可動側案内溝１０６ａと固定側案内溝１１４ａとの間に設けられている。案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙは、保持板１１７の穴部１１７ａに設けられている。これにより、可動側案内溝１０６ａおよび固定側案内溝１１４ａが１つのみ形成されている構成でも、案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙの間の距離を一定に保つことができる。可動側案内溝１０６ａを１つにすることにより、２つの可動側案内溝１０６ａの間の間隔Ｌ_Ｄ１をなくすことができ、可動側案内溝１０６ａの占有範囲Ｌ_１を小さくすることが可能となる。

次に、図８および図９を参照して、比較例としての超音波モータ９５０について説明する。図８は、超音波モータ９５０の案内部材９０７Ｘ、９０７Ｙ、９０７Ｚの位置の説明図である。図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応する上面図である。図９は、超音波モータ９５０の範囲（相対移動の範囲）Ｌ_Ｓ９と可動側案内溝９０６ａの長さとの関係の説明図である。図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対応する上面図である。

超音波モータ９５０には、３つの案内部材９０７Ｘ、９０７Ｙ、９０７Ｚが設けられている。また超音波モータ９５０には、案内部材９０７Ｘ、９０７Ｙに対応して２つの可動側案内溝９０６ａ_１が設けられ、案内部材９０７Ｚに対応して１つの可動側案内溝９０６ａ_２が設けられている。また、超音波モータ９５０には、２つの可動側案内溝９０６ａ_１および１つの可動側案内溝９０６ａ_２に対応して３つの固定側案内溝９１４ａが設けられている。

２つの可動側案内溝９０６ａ_１は移動方向（Ｘ方向）に並んで設けられ、１つの可動側案内溝９０６ａ_２は２つの可動側案内溝９０６ａ_１に対して振動子９００Ｘ、９００Ｙを挟んで反対側に設けられている。振動子９００Ｘ、９００Ｙを安定して摩擦部材９０３Ｘ、９０３Ｙに加圧するため、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ９が範囲Ｌ_Ｓ９の全域で案内部材９０７Ｘ、９０７Ｙ、９０７Ｚを結ぶ三角形の範囲Ｆの内側になるように可動側案内溝９０６ａ_１、９０６ａ_２が設けられる。本比較例では、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ９と２つの可動側案内溝９０６ａ_１とが直交方向（Ｙ方向）に距離Ｄ_Ｂ９だけ離れているため、２つの可動側案内溝９０６ａ_１を間隔Ｌ_Ｄ９だけ離して設ける必要がある。このため、可動側案内溝９０６ａ_１の占有範囲Ｌ_９（２つの可動側案内溝９０６ａ_１の長さＬ_Ｍ９と２つの可動側案内溝９０６ａ_１の間隔Ｌ_Ｄ９とを用いて、Ｌ_９＝２×Ｌ_Ｍ９＋Ｌ_Ｄ９で表される）が大きくなってしまう。

以下、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、比較例に対して、可動側案内溝１０６ａが２つの振動子１００Ｘ、１００Ｙの間に設けられており、可動側案内溝１０６ａと合力（加圧中心）Ｐ_ｂ１との直交方向（Ｙ方向）における距離が０になるように構成されている。このため、２つの可動側案内溝９０６ａの間隔Ｌ_Ｄ１だけ離せばよい。または、前述のように２つの可動側案内溝１０６ａを１つにすることで、間隔Ｌ_Ｄ１を０にすることができる。これにより、可動側案内溝１０６ａの占有範囲Ｌ_１を比較例よりも小さくすることができる。すなわち、移動方向における案内溝の占有範囲を小さくして移動方向における小型化を達成することが可能となる。

なお本実施形態において、固定部材１１２に固定された振動子１００Ｘ、１００Ｙに対して、摩擦部材１０３Ｘ、１０３ＹがＸ方向に相対移動する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、固定部材１１２に摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙが固定され、振動子１００Ｘ、１００ＹがＸ方向に相対移動する構成であってもよい。移動範囲が大きい場合、振動子１００Ｘ、１００Ｙが移動する構成にすることにより、移動方向のサイズを小型化することができる。また本実施形態において、振動子１００Ｘ、１００Ｙが２つの摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙにそれぞれ加圧される構成について説明したが、振動子１００Ｘ、１００Ｙが１つの摩擦部材に加圧される構成でもよい。摩擦部材を１つにすることにより、コストを下げることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、２つの案内部材が２つの振動子の間に設けられる構成について説明した。一方、本実施形態は、３つの案内部材が設けられ、このうち２つの案内部材が２つの振動子の間に設けられている点で、第１の実施形態と異なる。なお本実施形態において、第１の実施形態と共通の説明については省略する。

図６は、本実施形態の案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚの位置の説明図である。図６（ａ）、（ｂ）は超音波モータ２５０の上面図、図６（ｃ）は正面図であり、それぞれ図２（ａ）〜（ｃ）に対応する。図７は、超音波モータ２５０の範囲（相対移動の範囲）Ｌ_Ｓ２と可動側案内溝９０６ａの長さとの関係の説明図である。図７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対応する上面図である。

本実施形態の超音波モータ２５０は、振動子２００Ｘ、２００Ｙ、摩擦部材２０３Ｘ、２０３Ｙ、可動側板２０６、固定側板２１４、ベース部材２０８を有する。また超音波モータ２５０には、３つの案内部材２０７Ｘ、案内部材２０７Ｙ、案内部材２０７Ｚが設けられ、このうち２つの案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙが振動子２００Ｘ、２００Ｙの間に設けられている。図６（ｃ）に示されるように、案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙのそれぞれと振動子２００Ｘとの間のＹ方向における距離Ｄ_１は、案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙのそれぞれと振動子２００Ｙとの間のＹ方向における距離Ｄ_２よりも大きい（Ｄ_１＞Ｄ_２）。また図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚは、駆動範囲Ｌ_Ｓ２の全域において合力（加圧中心）Ｐ_ｂ２が案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚを結ぶ三角形の範囲Ｇの内側になるように設けられている。

図９（ａ）〜（ｃ）に示される比較例では、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ９と２つの可動側案内溝９０６ａ_１とが直交方向（Ｙ方向）に距離Ｄ_Ｂ９だけ離れており、２つの可動側案内溝９０６ａ_１を間隔Ｌ_Ｄ９だけ離して設ける必要がある。一方、本実施形態では、案内溝２０７Ｘ、２０７Ｙが振動子２００Ｘ、２００Ｙとの間に設けられている。このため、合力（加圧中心）Ｐ_ｂ２と２つの可動側案内溝２０６ａ_１のそれぞれとの間の距離Ｄ_Ｂ２を小さくすることができ、２つの可動側案内溝２０６ａ_１の間隔Ｌ_Ｄ２を小さくすることが可能である。したがって、可動側案内溝２０６ａ_１の占有範囲Ｌ_２（２つの可動側案内溝２０６ａ_１の長さＬ_Ｍ２と２つの可動側案内溝２０６ａ_１の間隔Ｌ_Ｄ２とを用いて、Ｌ_２＝２×Ｌ_Ｍ２＋Ｌ_Ｄ２で表される）を小さくすることができる。すなわち、移動方向の案内溝の占有範囲を小さくして移動方向の小型化を達成することが可能である。本実施形態では、３つの案内部材２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚを設けて加圧部材２０４の加圧力を受けることにより、ベース部材２０８の姿勢がより安定するというメリットがある。

（第３の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施形態における撮像装置について説明する。図１０は、撮像装置３の構成図（断面図）である。撮像装置３は、前述の各実施形態の超音波モータ（例えば超音波モータ１５０）を備えている。撮像装置３は、カメラ本体（撮像装置本体）３２と、カメラ本体３２に着脱可能なレンズ鏡筒（レンズ装置）３１とを備えて構成される。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

カメラ本体３２には、撮像素子３２ａが設けられている。撮像素子３２ａは、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを備え、レンズ鏡筒３１の撮像光学系（レンズＧ１、Ｇ２、Ｇ３）を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像データを出力する。カメラ本体３２のマウント３２１は、レンズ鏡筒３１をカメラ本体３２に取り付けるためのバヨネット部を有する。

レンズ鏡筒３１は固定筒３１１を有し、マウント３２１のフランジ部と当接している。固定筒３１１とマウント３２１とは、不図示のビスに固定されている。また固定筒３１１には、レンズＧ１を保持する前鏡筒３１２とレンズＧ３を保持する後鏡筒３１３とが固定される。またレンズ鏡筒３１は、レンズＧ２を保持するレンズ保持枠３１４を備えている。レンズ保持枠３１４は、前鏡筒３１２と後鏡筒３１３とに保持された第１のガイドバー１２２により、直進移動可能に保持されている。超音波モータ１５０は、後鏡筒３１３に不図示のビス等で固定されている。このような構成により、超音波モータ１５０の振動子が振動すると、超音波モータ１５０の駆動力はレンズ保持部材１２１に伝達される。そしてレンズ保持部材１２１は、第１のガイドバー１２２により案内されて光軸Ｃに沿った方向に直線移動する。

各実施形態において、第１および第２の振動子（振動子１００Ｘ、１００Ｙ）は、第１および第２の振動子と摩擦部材１０３Ｘ、１０３Ｙとの相対移動方向（Ｘ方向）と異なる方向（好ましくは相対移動方向と直交する方向（Ｙ方向））に間をあけて設けられている。また、第１および第２の案内部材（案内部材１０７Ｘ、１０７Ｙ）は、相対移動方向（Ｘ方向）と異なる方向において第１の振動子と第２の振動子の間に設けられている。このため各実施形態の超音波モータは、移動方向の案内溝の占有範囲を小さくして移動方向のサイズを小型化することができる。したがって各実施形態によれば、小型の超音波モータ、レンズ装置、および、撮像装置を提供することが可能である。

なお、第３の実施形態では、撮像光学系（レンズ）を振動型モータにより駆動させる駆動対象としたが、撮像装置における撮像光学系（レンズ）以外を駆動対象としてもよい。例えば、撮像素子を駆動対象とし、撮影光学系の光軸と直交する方向に撮像素子を駆動させるために上記で説明した振動型モータを用いる構成でもよい。その他、本発明が適用可能な電子機器は撮像装置に限定されず、撮像装置以外の電子機器における構成部品を駆動対象として、当該駆動対象を駆動させるために上記で説明した振動型モータを用いる構成でもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば各実施形態の超音波モータは、レンズ装置への適用に限定されるものではなく、小型で軽量、かつ広い駆動速度レンジが要求される他の電子機器にも適用可能である。

１００Ｘ、１００Ｙ 振動子（第１の振動子、第２の振動子）
１０３Ｘ、１０３Ｙ 摩擦部材
１０４ 加圧部材
１０７Ｘ、１０７Ｙ 案内部材（第１の案内部材、第２の案内部材）
１５０ 超音波モータ

Claims (11)

1. 第１の振動子および第２の振動子と、
   前記第１の振動子および前記第２の振動子と接触する摩擦部材と、
   前記第１の振動子および前記第２の振動子を前記摩擦部材に加圧する加圧部材と、
   前記第１の振動子および前記第２の振動子と前記摩擦部材との相対移動を案内する第１の案内部材および第２の案内部材と、を有し、
   前記第１の振動子および前記第２の振動子は、前記第１の振動子および前記第２の振動子と前記摩擦部材との相対移動方向と異なる方向に間をあけて設けられており、
   前記第１の案内部材および前記第２の案内部材は、前記相対移動方向と異なる方向において前記第１の振動子と前記第２の振動子の間に設けられていることを特徴とする振動型モータ。
2. 前記第１の振動子および前記第２の振動子と前記摩擦部材との前記相対移動の範囲内において、前記加圧部材により前記第１の振動子および前記第２の振動子に与えられる加圧力の加圧中心は、前記第１の案内部材と前記第２の案内部材との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の振動型モータ。
3. 前記第１の振動子および前記第２の振動子は、前記相対移動方向と直交する方向に間をあけて設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動型モータ。
4. 前記第１の案内部材および第２の案内部材は、前記相対移動方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型モータ。
5. 前記第１の振動子および前記第２の振動子はそれぞれ、圧電素子と、突起部を有する振動板と、を有し、
   前記摩擦部材は、前記第１の振動子および前記第２の振動子のそれぞれの前記突起部に接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型モータ。
6. 前記第１の案内部材および前記第２の案内部材と当接し、前記摩擦部材と一体的に固定される案内板を更に有し、
   前記摩擦部材は、前記第１の振動子と接触する第１の摩擦部材と、前記第２の振動子と接触する第２の摩擦部材と、を有し、
   前記案内板は、前記第１の摩擦部材と前記第２の摩擦部材との間に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項に記載の振動型モータ。
7. 前記加圧部材が前記第１の振動子および前記第２の振動子を加圧する方向と直交する方向から見た場合、前記案内板の少なくとも一部は、前記第１の摩擦部材および前記第２の摩擦部材のそれぞれの少なくとも一部と重なっていることを特徴とする請求項６に記載の振動型モータ。
8. 固定板を更に有し、
   前記第１の案内部材および前記第２の案内部材は、前記案内板に形成された第１の溝と、前記固定板に形成された第２の溝との間で転動するように挟持されており、
   前記第１の溝および前記第２の溝はそれぞれＶ字溝形状を有し、
   前記第１の溝がなす角度は、前記第２の溝がなす角度よりも小さいことを特徴とする請求項６または７に記載の振動型モータ。
9. 前記相対移動方向と直交する方向において、前記第１の案内部材と前記第１の振動子との距離は、前記第１の案内部材と前記第２の振動子とのの距離と等しく、前記第２の案内部材と前記第１の振動子との距離は、前記第２の案内部材と前記第２の振動子との距離と等しいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型モータ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型モータと、
    前記振動型モータにより駆動される光学系と、を有することを特徴とするレンズ装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型モータと、
    前記振動型モータにより駆動される駆動対象と、を有することを特徴とする電子機器。

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