JP6957322B2 - 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、カメラのレンズ鏡筒等に利用可能な振動型モータに関する。

振動型モータは、小型であって高出力かつ静粛性という特徴を有するモータであり、例えば一眼レフカメラの交換レンズにおけるレンズ駆動に用いられる。

特許文献１には、２つの振動モードを振動子に発生させて振動子の突起部に楕円運動を生させ、この運動を駆動力へ変換して被駆動体を駆動する振動型駆動装置が開示されている。特許文献１の振動子は、２つの振動モードの両方において保持部が振動の少ない節となるように設計されている。節となった保持部を保持した場合には振動モードに与える影響は少なく、状態の共振周波数変化が少ない。振動型駆動装置の駆動特性は２つの振動モードの共振周波数差に応じて変化するが、特許文献１の振動型駆動装置は、保持部が節となるように設計して振動子を保持した際の周波数変化を抑制し、駆動特性のバラつきを抑制する。

特開２０１１−２５４５８７号公報

特許文献１に開示された振動型駆動装置は、振動子の形状のバラつきが小さければ、２つの振動モードの共振周波数差のバラつきが小さく、駆動特性のバラつきを抑制することが可能である。

しかし、ロット違いなどにより、振動子の形状のバラつきにより２つの振動モードの共振周波数差がバラつく場合、駆動特性のバラつきが大きくなる可能性がある。

そこで本発明は、駆動特性のバラつきを低減することが可能な振動型モータ、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、圧電素子と接触部と保持部とを有し、第一の振動と第二の振動とを発生させる振動子と、前記振動子の前記保持部を保持する保持部材と、前記振動子の前記保持部を前記保持部材へ付勢する付勢部材と、を有し、前記第一の振動と前記第二の振動を発生させることで、前記接触部及び前記接触部と接触する摩擦部材が相対的に移動する振動型モータであって、前記保持部材は、前記付勢部材による前記接触部と前記摩擦部材とが接触する方向の付勢力によって前記保持部を保持し、前記保持部は、前記第一の振動の節であって、かつ前記第二の振動の節ではない位置に設けられている。

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、駆動特性のバラつきを低減することが可能な振動型モータ、レンズ装置、および、電子機器を提供することができる。

第一の実施形態における振動型モータの分解斜視図である。 第一の実施形態における振動型モータの振動モードの説明図である。 第一の実施形態における振動型モータの振動子保持方法の説明図である。 第一の実施形態における振動型モータの特性図である。 第二の実施形態における振動型モータの分解斜視図である。 第二の実施形態における振動型モータの振動子保持方法の説明図である。 第三の実施形態における撮像装置の構成図である。 第四の実施形態におけるレンズ装置の断面図である。 比較例としての振動型モータの特性図である。

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。

（第一の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第一の実施形態における振動型モータの構成について説明する。図１は振動型モータ１の分解斜視図であり、図１（ａ）、（ｂ）は振動型モータ１を互いに異なる方向から見た場合を示している。振動型モータ１は、例えば、小型かつ高出力なモータが要求される撮像装置のレンズ鏡筒において、レンズを駆動するために利用可能であるが、これに限定されるものではない。

振動型モータ１は、振動子１１１、摩擦部材１１２、振動子１１１を保持する保持部材（振動子保持部材）１１３、および、振動子１１１と摩擦部材１１２とを保持加圧する加圧手段を備えて構成される。加圧手段は、加圧部材１１５、加圧板１１６、緩衝部材１１７、可動枠１１８、案内部材１１９、ベース部材１２０、転動部材１２１、および、締結部材１２２などの複数の部品により構成される。可動枠１１８には溝１１８ａが形成され、案内部材１１９には溝１１９ａが形成されており、可動枠１１８の溝１１８ａと案内部材１１９の溝１１９ａとで転動部材１２１を挟み込む。

次に、図２を参照して、振動型モータ１の振動子１１１の振動モードについて説明する。図２は、振動型モータ１の振動子１１１の振動モードの説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は、振動型モータ１の振動子１１１の斜視図である。振動子１１１は、例えば板状の圧電素子１１１ａと、２つの突起（接触部）１１１ｃおよび保持部１１１ｄを有する弾性部材１１１ｂとを貼り付けて構成される。圧電素子１１１ａは例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）であり、弾性部材１１１ｂは例えばステンレスなどの金属である。摩擦部材１１２は、振動子１１１の突起１１１ｃと摩擦接触する。圧電素子１１１ａに適切な交流電圧を付与すると、摩擦部材１１２との接触部である突起１１１ｃの先端に楕円運動を発生させることができる。

本実施形態において、振動子１１１は、第一の振動と第二の振動とを発生させることにより、楕円運動が可能となる。第一の振動は、突起１１１ｃが振動型モータ１の駆動方向（Ｘ軸方向）に変位する振動である。第二の振動は、突起１１１ｃが駆動方向と直交する方向、すなわち摩擦部材１１２における突起部１１１ｃとの接触面と直交する方向（Ｚ軸方向）に変位する振動である。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、互いに逆方向の振動（すなわち、第一の振動をＺ軸方向に変位する振動、第二の振動をＸ軸方向に変位する振動）としてもよい。

図２（ｃ）、（ｅ）はそれぞれ、第一の振動（第一の振動モード）および第二の振動（第二の振動モード）における振動子１１１の形状（振動モード形状）を示す斜視図である。第一の振動は、振動子１１１の突起１１１ｃの先端が駆動方向Ｘに変位する振動である。第二の振動は、振動子１１１の突起１１１ｃの先端が摩擦部材１１２における突起１１１ｃとの接触面と直交する方向Ｚに変位する振動である。第一の振動と第二の振動を適切な位相差で振動子１１１に発生させることにより、突起１１１ｃの先端に楕円運動を生じさせることができる。

図２（ｄ）、（ｆ）はそれぞれ、第一の振動および第二の振動の節の位置の説明図である。ここで、振動子１１１が保持部材１１３に保持されていない状態（単体状態、第一の状態）において、第一の振動および第二の振動の際の突起１１１ｃの振幅をそれぞれＡ１、Ａ２とする。また、第一の振動および第二の振動の際の保持部１１１ｄの振幅（最大振幅）をそれぞれＡ３、Ａ４とする。

節とは、各振動（各振動モード）において突起１１１ｃの振動の振幅Ａ１、Ａ２に対して十分振幅が小さい領域であり、図２（ｄ）、（ｆ）において破線Ｎ１、Ｎ２でそれぞれ示されている。図２（ｄ）に示されるように、第一の振動において振動子１１１の保持部１１１ｄはその全域が節となっている。このため図２（ｃ）に示されるように、保持部１１１ｄの振幅Ａ３は、突起１１１ｃの振幅Ａ１に比べて小さい。一方、図２（ｆ）に示されるように、第二の振動において振動子１１１の保持部１１１ｄは節以外の領域を含む。このため図２（ｅ）に示されるように、保持部１１１ｄの振幅Ａ４は、突起１１１ｃの振幅Ａ２と同程度に大きい。このため振幅Ａ１〜Ａ４は、単体状態（第一の状態）において、Ａ３／Ａ１＜Ａ４／Ａ２なる条件を満たす。好ましくは、保持部１１１ｄは、第一の振動の節の位置（第一の振動の節に近い位置）であって、かつ第二の振動の節ではない位置（第二の振動の節から遠い位置）に設けられている。

次に、図３を参照して、振動型モータ１の振動子１１１の保持方法について説明する。図３は、振動子１１１の保持方法の説明図である。図３（ａ)は振動子１１１の保持機構の分解斜視図、図３（ｂ）は保持された振動子１１１の斜視図、図３（ｃ）は保持された振動子１１１の上面図である。図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、振動型モータ１は、振動子１１１の保持部１１１ｄを保持部材１１３へ付勢する板ばね（付勢部材）１１４を有する。板ばね１１４は、その弾性変形の反力により、保持部１１１ｄへ適切な付勢力Ｆ１を与える。すなわち板ばね１１４が所定の付勢力（付勢力Ｆ１）で振動子１１１の保持部１１１ｄを保持部材１１３へ付勢することにより、振動子１１１が保持部材１１３に保持される。

図１に示されるように、圧縮コイルバネ（加圧部材）１１５は、弾性変形の反力（加圧力Ｆ２）により振動子１１１を加圧し、振動子１１１の突起１１１ｃを摩擦部材１１２に加圧接触させる。このとき、振動子１１１の振動を阻害せず加圧力Ｆ２のみを振動子１１１へ伝えるため、圧縮コイルバネ１５と振動子１１１との間には、加圧板１１６およびフェルト（緩衝部材）１１７が配置されている。

可動枠１１８は、保持部材１１３を加圧力Ｆ２の方向には移動可能かつ、駆動方向Ｘには移動できないように拘束している。また可動枠１１８には、転動部材１２１が配置される溝１１８ａが形成されている。案内部材１１９には、可動枠１１８と同様に溝１１９ａが形成されている。可動枠１１８の溝１１８ａと案内部材１１９の溝１１９ａとで転動部材１２１を挟み込むことにより、可動枠１１８、保持部材１１３、および、振動子１１１は、案内部材１１９に対して駆動方向Ｘにのみ移動可能に案内される。ベース部材１２０は、振動型モータ１の筐体であり、摩擦部材１１２と案内部材１１９とがビス（締結部材）１２２により固定される。

このような構成により、振動子１１１が振動して突起１１１ｃに楕円運動が発生すると、突起１１１ｃと摩擦部材１１２との接触面で駆動方向Ｘに駆動力が生じる。このとき、振動子１１１、保持部材１１３、付勢部材１１４、加圧部材１１５、加圧板１１６、緩衝部材１１７、および、可動枠１１８が一体的に駆動方向Ｘに直進駆動される。

次に、振動型モータ１の特徴と効果について説明する。まず、図９を参照して、比較例としての振動型モータの特性について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、比較例としての振動型モータにおける振動子を振動させる駆動周波数と、振動子の突起先端の振動振幅との関係を示す図である。図９（ａ）、（ｂ）において、横軸は駆動周波数、縦軸は振動振幅をそれぞれ示している。また図９（ａ）、（ｂ）において、破線Ａ１’、Ａ２’はそれぞれ、第一の振動、第二の振動の際の振動子単体の状態の特性である。実線Ａ１、Ａ２はそれぞれ、保持された状態の振動子の特性である。ＦＣ１、ＦＣ２はそれぞれ、振動子単体の状態に対し、保持された状態の振動子の第一の振動および第二の振動の共振周波数の変化量である。図９（ａ）は第一の振動と第二の振動の共振周波数差ΔＦ１が適切な値である場合、図９（ｂ）は例えば振動子の形状のバラつきにより第一の振動と第二の振動の共振周波数差ΔＦ２が適切でない値である場合をそれぞれ示している。比較例の振動子では、保持部が第一の振動と第二の振動の両方において振動が少ない節となるように設計されている。振動が少ない部位を保持する場合、振動モードに与える影響は少なく、共振周波数の変化量ＦＣ１、ＦＣ２は微小である。

図９（ｃ）は、比較例としての振動型モータにおける振動子を振動させる駆動周波数と振動型モータの駆動速度との関係を示している。Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ、図９（ａ）、（ｂ）に示される周波数分布を持つ振動子を用いた場合の駆動特性である。振動型モータの駆動特性は、第一の振動と第二の振動の共振周波数差が適切でない場合は性能が大きく低下する。このため図９（ｃ）において、駆動特性Ｖ２で示されるように特性が低下することがあり、その結果、駆動特性（駆動速度）のバラつきΔＶが大きくなる可能性がある。

一方、本実施形態の振動型モータ１は、振動子１１１の単体状態において第一の振動および第二の振動における突起１１１ｃの先端の振幅をそれぞれＡ１、Ａ２、保持部１１１ｄの最大振幅をそれぞれＡ３、Ａ４とするときＡ３／Ａ１＜Ａ４／Ａ２なる条件を満たす。また振動型モータ１の保持部１１１ｄは、付勢部材１１４により生じる付勢力Ｆ１により、保持部材１１３に付勢され保持される。

次に、図４を参照して、本実施形態における振動型モータ１の特性について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、振動型モータ１における振動子１１１を振動させる駆動周波数と、振動子１１１の突起１１１ｃの先端の振動振幅との関係を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）において、横軸は駆動周波数、縦軸は振動振幅をそれぞれ示している。

本実施形態では、第二の振動において保持部１１１ｄは振動が大きいため保持することによる影響が大きく、振動子１１１の単体の状態に対し保持された状態の第二の振動の共振周波数の変化量ＦＣ２が大きい。また共振周波数の変化量ＦＣ２は、保持部１１１ｄを強く拘束するほど大きくなるため、板ばね１１４の付勢力Ｆ１を調整することにより、ピーク周波数の変化量ＦＣ２を調整することができる。図４（ａ）、（ｂ）は、振動子１１１の単体の状態において第一の振動と第二の振動の共振周波数差が異なる例を示している。このように共振周波数差が異なる場合でも、板ばね１１４の付勢力Ｆ１を調整することにより、第二の振動のピーク周波数の変化量ＦＣ２を調整することができる。付勢力Ｆ１の調整方法としては、例えば板ばね１１４の板厚の変更や、弾性変形の変形量の変更などが挙げられる。このため、振動子１１１が保持部材１１３に保持された状態で、第一の振動と第二の振動のそれぞれにおける共振周波数差ΔＦ１、ΔＦ２を適切な値に設定することができる。

次に、本実施形態における振動型モータ１の効果について説明する。本実施形態の振動型モータ１は、前述の作用により、振動子１１１の形状のバラつきがある場合でも第一の振動と第二の振動でのそれぞれの共振周波数差ΔＦ１、ΔＦ２を適切な値に設定することができる。このため本実施形態によれば、比較例の図９（ｃ）と本実施形態の図４（ｃ）とを比較すればわかるように、駆動特性（駆動速度）のバラつきΔＶを抑制（低減）した振動型モータを提供することができる。

ここで、振動子１１１が保持部材１１３に保持された状態を保持状態（第二の状態）とする。保持状態において第一の振動と第二の振動のそれぞれの共振周波数差ΔＦ１、ΔＦ２を適切に調整するには、共振周波数の変化量ＦＣ１、ＦＣ２は以下のように調整されていることが好ましい。すなわち、単体状態（第一の状態）に対して、保持状態（第二の状態）での第一の振動と第二の振動のそれぞれの共振周波数の変化量ＦＣ１、ＦＣ２のうち、一方が少なく、他方が大きいことが好ましい。例えば、第二の振動において保持部１１１ｄの振幅Ａ４がより大きくなるように配置し、第二の振動での共振周波数の変化量ＦＣ２が第一の振動での共振周波数の変化量ＦＣ１の倍以上となるように変化量ＦＣ２を調整することにより、調整が容易になる。このため、第二の振動における単体状態（第一の状態）と保持状態（第二の状態）との共振周波数の変化量ＦＣ２は、第一の振動における単体状態と保持状態との共振周波数の変化量ＦＣ１の倍以上であることが好ましい。

なお、図３（ｃ）に示されるように、板ばね１１４は、摩擦部材１１２の突起１１１ｃとの接触面と直交する方向Ｚから見て、振動子１１１および保持部材１１３のそれぞれの少なくとも一部と重なっている。このような構成により、振動子保持機構が図３（ｃ）中のＺ方向と直交する方向に大型化することなく板ばね１１４を配置することができ、振動型モータ１の小型化が可能になるため、好ましい。

なお本実施形態において、振動子１１１の駆動原理、振動子１１１と摩擦部材１１２の保持案内構造、または、各部材の材質は、前述の記載に限定されるものではない。また、突起１１１ｃが駆動方向（Ｘ軸方向）に変位する振動モードを第一の振動、突起１１１ｃが振動子１１１と摩擦部材１１２との圧接方向（Ｚ軸方向）に変位する振動を第二の振動としているが、第一の振動と第二の振動とを互いに逆に定義してもよい。

（第二の実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第二の実施形態における振動型モータの構成について説明する。図５は振動型モータ２の分解斜視図であり、図５（ａ）、（ｂ）は振動型モータ１を互いに異なる方向から見た場合を示している。

振動型モータ２は、振動型モータ１と同様に、振動子２１１、摩擦部材２１２、振動子２１１を保持する保持部材（振動子保持部材）２１３、および、振動子２１１と摩擦部材２１２とを保持加圧する加圧手段を備えて構成される。加圧手段は、加圧部材２１５、加圧板２１６、緩衝部材２１７、および、固定枠２１８などの複数の部品により構成される。

振動子２１１は、第一の実施形態と同様に、突起２１１ｃおよび保持部２１１ｄを有する。第二の振動における突起２１１ｃの先端の振幅に対する保持部２１１ｄの振幅の比は、第一の振動における突起２１１ｃの先端の振幅に対する保持部２１１ｄの振幅の比よりも大きい。なお振動型モータ２では、第一の振動は突起２１１ｃの先端が摩擦部材２１２の突起２１１ｃとの接触面と直交する方向Ｚに変位する振動であり、第二の振動は突起２１１ｃの先端が駆動方向Ｘに変位する振動である。

次に、図６を参照して、振動型モータ２の振動子２１１の保持方法について説明する。図６は、振動子２１１の保持方法の説明図である。図６（ａ)は振動子２１１の保持機構の分解斜視図、図６（ｂ）は保持された振動子２１１の斜視図、図６（ｃ）は保持された振動子２１１の上面図である。図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、保持部材２１３上に配置された振動子２１１に板ばね（付勢部材）２１４を配置し、板ばね２１４の弾性変形の反力により保持部２１１ｄへ適切な付勢力Ｆ１を与える。付勢力Ｆ１により、振動子２１１の保持部２１１ｄは保持部材２１３に保持される。また振動型モータ２は、板ばね２１４の付勢力Ｆ１を調整する止めねじ（調整部材）２２３を有する。止めねじ２２３の外周のねじ部が保持部材２１３と係合し、止めねじ２２３の先端が板ばね２１４と接触している。止めねじ２２３のねじ込み量をトルク管理しつつ調整することで、板ばね２１４による付勢力Ｆ１を調整することができる。なお、加圧部材２１５、加圧板２１６、および、緩衝部材２１７は、第一の実施形態の各部材と同様であるため、それらの説明を省略する。

図５において、固定枠２１８は、保持部材２１３を加圧力Ｆ２の方向に移動可能であって、かつ、駆動方向Ｘに移動できないように拘束している。このような構成により、振動子２１１が振動して突起２１１ｃに楕円運動が発生すると、突起２１１ｃと摩擦部材２１２との接触面で駆動方向Ｘに駆動力が生じる。このとき、摩擦部材２１２が駆動方向Ｘに回転駆動される。

次に、振動型モータ２の特徴と効果について説明する。本実施形態の振動型モータ２は、振動子２１１の単体状態において第一の振動および第二の振動における突起２１１ｃの先端の振幅をそれぞれＡ１、Ａ２、保持部２１１ｄの最大振幅をそれぞれＡ３、Ａ４とするときＡ３／Ａ１＜Ａ４／Ａ２なる条件を満たす。また振動型モータ２の保持部２１１ｄは、付勢部材２１４により生じる付勢力Ｆ１により、保持部材２１３に付勢され保持される。また振動型モータ２は、止めねじ２２３を有し、付勢部材２１４による付勢力Ｆ１を調整することができる。止めねじ２２３を用いて付勢力Ｆ１を調整することにより、第二の振動における単体状態（第一の状態）と保持状態（第二の状態）との共振周波数の変化量を調整することが可能である。

振動型モータ２では、例えば振動子２１１の形状のバラつきがある場合でも、第一の実施形態と同様に、振動子２１１の第一の振動と第二の振動のピーク周波数差を適切な値に調整することができる。第一の実施形態では、板ばねの形状により付勢力Ｆ１を調整するが、本実施形態の振動型モータ２では、付勢力Ｆ１を調整する止めねじ２２３を用いて第一の振動と第二の振動のピーク周波数差をより高精度に調整することができる。

本実施形態の振動型モータ２によれば、第一の実施形態と同様に、駆動特性のバラつきを抑制（低減）することができる。また振動型モータ２は、振動型モータ１に比べて、第一の振動と第二の振動のピーク周波数差を高精度に調整することが可能であるため、より駆動特性のバラつきを小さくすることができる。本実施形態において、第一の実施形態と同様に、第二の振動は第一の振動に対し、単体状態と保持状態との共振周波数の変化量が倍以上であることが好ましい。また本実施形態において、第一の実施形態と同様に、板ばね２１４は、摩擦部材２１２における突起２１１ｃとの接触面と直交する方向（Ｚ軸方向）から見て、振動子２１１および保持部材２１３のそれぞれと重なっていることが好ましい。

なお本実施形態において、振動子２１１の駆動原理、振動子２１１と摩擦部材２１２の保持案内構造、または、各部材の材質は、前述の記載に限定されるものではない。また、突起２１１ｃが駆動方向（Ｘ軸方向）に変位する振動モードを第一の振動、突起２１１ｃが振動子２１１と摩擦部材２１２との圧接方向（Ｚ軸方向）に変位する振動を第二の振動としているが、第一の振動と第二の振動とを互いに逆に定義してもよい。

（第三の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第三の実施形態における撮像装置について説明する。図７は、撮像装置３の構成図である。図７（ａ）は撮像装置３の断面図、図７（ｂ）は撮像装置３の要部の分解斜視図をそれぞれ示している。撮像装置３は、第一の実施形態の振動型モータ１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とに保持されたガイドバー３１５により、直進移動可能に保持されている。振動型モータ１は、後鏡筒３１３に不図示のビス等で固定されている。

図６（ｂ）は、撮像装置３の要部である振動型モータ１、レンズＧ２、レンズ保持枠３１４、および、ガイドバー３１５を示している。振動型モータ１の可動枠１１８には駆動力を外部に伝達する軸１１８ｂが設けられており、レンズ保持枠３１４の係合部３１４ａと係合する。このような構成により、振動型モータ１の振動子１１１が振動すると、振動型モータ１の駆動力は、可動枠１１８を介してレンズ保持枠３１４に伝達される。そしてレンズ保持枠３１４は、ガイドバー３１５により案内されて直線移動する。

このように本実施形態において、レンズ鏡筒３１は、振動型モータ１を用いて撮像光学系（レンズＧ２）を光軸Ｃに沿って駆動することができる。駆動特性のバラつきが抑制された振動型モータ１を用いることにより、安定したレンズ駆動を行うことができる。本実施形態によれば、撮像光学系（レンズ）の駆動特性のバラつきを抑制したレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

（第四の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第四の実施形態におけるレンズ装置（レンズ鏡筒）について説明する。図８は、レンズ鏡筒４の断面図である。レンズ鏡筒４は、第二の実施形態の振動型モータ２を備えている。なおレンズ鏡筒４は、不図示の撮像装置に着脱自在に取り付けられる。

振動型モータ２は、レンズ鏡筒４のフォーカスレンズ群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３を駆動するアクチュエータとして設けられている。レンズ鏡筒４は、レンズ鏡筒４の光軸Ｃ（アクチュエータの回転中心軸）を中心に略回転対称形であるため、図９では上側半分のみを示している。また、図の煩雑さを防ぐため、フォーカスレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３以外のレンズおよび鏡筒を省略している。なお本実施形態において、レンズ鏡筒４は、交換レンズ式のカメラ本体に着脱可能なレンズ鏡筒である。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一体的に構成されたレンズ鏡筒にも適用可能である。

レンズ鏡筒４は、振動型モータ２、固定筒４０１、４０２、４０３、４０４、緩衝部材４０５、回転部材４０６、回転コロ４０７、および、回転コロ保持部材４０８を備えている。またレンズ鏡筒４は、フォーカス調整部材４０９、カム筒４１０、軸部材４１１、ビス４１２、固定筒４１３、レンズ保持枠（レンズ保持部材）４１４、フォーカスレンズ群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３を備えている。

図８において、振動型モータ２は、光軸Ｃを回転中心として回転駆動が可能な可動部として摩擦部材２１２、回転駆動が不可能な固定部としてその他の部材（振動子２１１、固定枠２１８等）を有する。レンズ鏡筒４の本体を構成する固定筒４０１、４０２、４０３、４０４は、それぞれビス等（不図示）により連結されている。固定筒４０３は、超音波モータ２の固定枠２１８を保持し、固定筒４０４は可動部としての摩擦部材２１２を回転可能な状態で保持している。

緩衝部材４０５は、摩擦部材２１２に固定され、摩擦部材２１２と一体的に回転する。回転部材４０６も、摩擦部材２１２および緩衝部材４０５と一体的に回転する。回転コロ４０７は、中心線ＣＬ１を回転中心として回転し、摩擦部材２１２と一体的に回転する回転部材４０６に接触している。回転コロ保持部材４０８は、回転コロ４０７を回転可能に保持し、光軸Ｃを回転中心として回転する。フォーカス調整部材４０９は、ユーザが直接操作可能であり、光軸Ｃを回転中心として回転する。

カム筒４１０は、カム溝を有し、固定筒３０４に形成された不図示の溝部を介して回転コロ保持部材４０８と連結され、光軸Ｃを回転中心として同時に回転する。軸部材４１１は、カム筒４１０のカム溝に係合し、ビス４１２によりレンズ保持枠４１４に固定される。固定筒４１３は、直進溝を有し、固定筒４０４に固定される。また固定筒４１３は、軸部材４１０と直進溝で係合しており、カム筒４１０の回転移動により軸部材４１０が直進溝を直進移動する。レンズ保持枠４１４は、フォーカスレンズ群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３を保持し、軸部材４１１により固定筒４１３に対し直進に可動に配置される。なおレンズ保持枠４１４は、一箇所の軸部材４１１により保持されているように示されているが、略等間隔に配置された三箇所以上の軸部材で保持されていてもよい。

振動型モータ２の摩擦部材２１２が回転すると、回転部材４０６も連動して回転し、それに伴い回転コロ４０７が転動する。このときフォーカス調整部材４０９は、固定筒４０３、４０４との摩擦により静止する。その際、回転コロ４０７の転動に伴い、回転コロ保持部材４０８が光軸Ｃを中心として回転し、カム筒４１０および固定筒４１３を介してレンズ保持枠４１４が直線移動する。一方、フォーカス調整部材４０９が操作された場合、振動型モータ２の摩擦部材１１２が摩擦により静止し、それと連動する回転部材４０６も静止する。その際、回転コロ４０７の転動により、振動型モータ２で摩擦部材２１２が回転する場合と同様に、レンズ保持枠４１４を直線移動させることができる。

このように本実施形態のレンズ鏡筒４は、レンズ保持枠４１４、固定筒４１３、および、カム筒４１０を有する。レンズ保持枠４１４は、フォーカスレンズ群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３（撮像光学系）を保持し、被係合部（軸部材４１１）を有する。固定筒４１３は、レンズ保持枠４１４を光軸Ｃに沿った方向（光軸方向）に直進案内する案内機構である。カム筒４１０は、被係合部と係合するカム溝を有するカム機構である。カム機構は、振動型モータ２の回転駆動により複数の部品を介して間接的に回転され、光軸方向にフォーカスレンズ群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３を駆動する。本実施形態のレンズ鏡筒４は、振動型モータ２を用いることにより、駆動特性のバラつきを抑制することができる。

なお、レンズ鏡筒４は振動型モータ２の駆動力を複数の部品を介して間接的にカム機構へ伝達してカム機構を回転させるが、これに限定されるものではない。例えば、振動型モータ２の摩擦部材２１２を直接カム筒４１０に固定し、カム機構を直接的に駆動してもよい。

各実施形態によれば、駆動特性のバラつきを低減することが可能な振動型モータ、レンズ装置、および、撮像装置を提供することができる。

なお、第三の実施形態及び第四の実施形態では、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。

１、２ 振動型モータ
１１１、２１１ 振動子
１１２、２１２ 摩擦部材
１１３、２１３ 保持部材
１１４、２１４ 付勢部材

Claims (12)

1. 圧電素子と接触部と保持部とを有し、第一の振動と第二の振動とを発生させる振動子と、
   前記振動子の前記保持部を保持する保持部材と、
   前記振動子の前記保持部を前記保持部材へ付勢する付勢部材と、を有し、前記第一の振動と前記第二の振動を発生させることで、前記接触部及び前記接触部と接触する摩擦部材が相対的に移動する振動型モータであって、
   前記保持部材は、前記付勢部材による前記接触部と前記摩擦部材とが接触する方向の付勢力によって前記保持部を保持し、
   前記保持部は、前記第一の振動の節であって、かつ前記第二の振動の節ではない位置に設けられていることを特徴とする振動型モータ。
2. 前記第一の振動は、前記接触部が前記振動型モータの駆動方向に変位する振動であり、
   前記第二の振動は、前記接触部が前記駆動方向と直交する方向に変位する振動であることを特徴とする請求項１に記載の振動型モータ。
3. 前記第二の振動は、前記接触部が前記振動型モータの駆動方向に変位する振動であり、
   前記第一の振動は、前記接触部が前記駆動方向と直交する方向に変位する振動であることを特徴とする請求項１に記載の振動型モータ。
4. 前記付勢部材が所定の付勢力で前記保持部を前記保持部材へ付勢することにより、前記振動子が前記保持部材に保持され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. 前記振動子が前記保持部材に保持されていない前記状態を第一の状態、前記振動子が前記保持部材に保持された状態を第二の状態とするとき、前記第二の振動における前記第一の状態と前記第二の状態との共振周波数の変化量は、前記第一の振動における前記第一の状態と前記第二の状態との共振周波数の変化量の倍以上であ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. 前記付勢部材は、前記摩擦部材における前記接触部との接触面と直交する方向から見て、前記振動子および前記保持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１乃至５のいずれか１項に記載の振動型モータ。
7. 前記付勢部材の付勢力を調整する調整部材を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型モータ。
8. 前記振動子が前記保持部材に保持されていない前記状態を第一の状態、前記振動子が前記保持部材に保持された状態を第二の状態とするとき、前記調整部材を用いて前記付勢力を調整することにより、前記第二の振動における前記第一の状態と前記第二の状態との共振周波数の変化量を調整することが可能であることを特徴とする請求項７に記載の振動型モータ。
9. 請求項１乃至８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。
10. 請求項１乃至８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。
11. 前記駆動対象として光学系を有することを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記駆動対象として撮像素子を有することを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。

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