JPH05203772A

JPH05203772A - 回転駆動装置

Info

Publication number: JPH05203772A
Application number: JP4011164A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsuzawa; 良紀松澤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】１個のアクチュエータによる簡単な構成で被駆
動体をダイレクトに、２軸のまわりに回動自在とするこ
と。【構成】受光手段保持部２が少なくとも２軸まわりに回
動自在に支持される共に該２軸の交点を中心とする略球
状の面を有し２自由度振動子３は上記受光手段保持部２
の略球状の面にその先端が当接され電気−機械エネルギ
ー変換素子により該先端部に３次元の振動を発生させ
る。そして、上記２自由度振動子３の３次元駆動により
上記受光手段保持部２は少なくとも２軸まわりに回動自
在となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２軸まわりに回動自在
な回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体に回転力を与えるアクチュエ
ータとしてはモータ等が挙げられる。通常、モータは１
軸まわりについてのみ回転自在となっており、物体を２
軸まわりに回動させる為には２個のモータと減速機構と
を組み合わせる必要がある。図１９は、２軸まわりに物
体を回動させるために２個のモータを用いて構成した従
来の回転駆動装置の概略を示す図であり、同図に示すよ
うに２個のモータにより物体を２軸まわりに回動する場
合は、モータ１９０ａ，１９０ｂや減速機構１９１ａ，
１９１ｂが２重に必要になるため装置全体が大きくな
り、小型化することが難しい。

【０００３】一方、特開平０２−７８７５号公報では、
３次元的に変形可能な振動子を用いることにより、物体
を平面上で２軸まわりに移動可能とした回転駆動装置に
関する技術が開示されている。

【０００４】この回転駆動装置は、圧電積層体と該圧電
積層体に取付けた圧電阻止とを振動させたときに発生す
る縦方向及び横方向の振動を合成すると共に、その合成
状態を制御した場合に振動子上の質点が任意な大きさ及
び態様の楕円振動または傾斜往復振動を行うことに着目
してなされたもので、振動子の上面に可動部材を接触さ
せることで可動部材を所定方向へ移動可能としている。
しかし、同公報では上記回転駆動装置の平面方向の移動
については開示されているが、その回転についての示唆
がない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、物体を
２軸まわりに回動させる為には、従来２個のアクチュエ
ータが必要であるため、装置全体の小型化、及びコスト
を低減する事は難しい。また、１つのアクチュエータで
平面的に物体を２軸方向に移動可能にするアクチュエー
タでは、そのまま回動運動への応用は難しい。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、１つのアクチュエータを
用いて２軸まわりに回動可能な回転駆動装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転駆動装置は、少なくとも２軸まわりに
回動自在に支持され、該２軸の交点を中心とする略球状
の面を有する被駆動体と、上記被駆動体の略球状の面に
その先端が当接され、電気−機械エネルギー変換素子に
より該先端部に３次元の振動を発生させる振動体とを具
備し、上記振動体による３次元駆動により上記被駆動体
を少なくとも２軸まわりに回動させることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】即ち、本発明の回転駆動装置では、被駆動体は
少なくとも２軸まわりに回動自在に支持され、該２軸の
交点を中心とする略球状の面を有し、振動体は上記被駆
動体の略球状の面にその先端が当接され電気−機械エネ
ルギー変換素子により該先端部に３次元の振動を発生さ
せる。そして、上記振動体による３次元駆動により上記
被駆動体は少なくとも２軸まわりに回動自在となる。

【０００９】

【実施例】本発明の回転駆動装置の実施例について説明
する前に、本発明の概要を説明する。図３は本発明の回
転駆動装置の概念図である。

【００１０】同図に示すように、本発明の回転駆動装置
では、電界や磁界等の変化により伸縮変形を起こす振動
体３１の変形軸の一方の端に振動体接点部３２が取付け
られており、振動体３１の他方の端には振動体土台部３
３が取り付けられている。

【００１１】そして、少なくとも上記振動体接点部３２
と振動体土台部３３のいずれか一方には、上記振動体３
１の変形軸に直交する方向に変形方向を有する屈曲変形
する少なくとも２組のバイモルフ型圧電体３４，３５
と、上記振動体３１とバイモルフ型圧電体３４，３５に
印加する交番電力の位相をずらす事が可能な交番電力発
生手段３６とが取り付けられている。

【００１２】そして、他方には、上記振動体接点部３２
に接触する回動部材球面部３７及び回動部材３８と、該
回動部材３８の回動中心を回動部材球面部３７の球の中
心と同一に保持する回動部材保持手段３９が取り付けら
れている。

【００１３】この様な構成において、交番電圧発生手段
３６の出力により、それぞれ同一周波数で位相の異なる
電圧が振動体３１とバイモルフ型圧電体３４，３５の少
なくともいずれかに印加されると、振動体接点部３２が
任意の方向に振動し、この振動により上記振動体接点部
３２に接触している回動部材球面部３７の接触点が移動
する。

【００１４】そして、上記球面部３７を有する回動部材
３８は、回動部材保持手段３９により移動の回転中心を
回動部材球面部３７の中心と同一に規制されている為
に、振動体接点部３２と回動部材球面部３７の接触上の
角度、押圧力は一定に保たれたまま回動部材３８は回動
する。以下、本発明の実施例について述べる。図１及び
図２は、受光手段の感度軸を変更する装置として用いた
第１の実施例に係る回転駆動装置の構成を示す図であ
る。

【００１５】同図に示すように、ジンバル土台部４に対
しｙ軸まわりに回転可能な位置には方位角ステージ５
が、スライダー９ｃと軸ピン６ｃを用いてジンバル土台
部４に取り付けられている。

【００１６】そして、この方位角ステージ５に対するｘ
軸まわりの角度である仰角について変更自在に受光手段
保持部２を支持する為に、方位角ステージ５は受光手段
保持部２を挟み込む形状を有し、スライダー９ａ，９ｂ
と軸ピン６ａ，６ｂを用いて受光手段保持部２を回動可
能に支持している。これにより、受光手段保持部２はジ
ンバル土台部４に対しｘ軸まわり、ｙ軸まわりの２軸に
ついて回転中心Ｏを中心に回動自在となる。

【００１７】さらに、上記受光手段保持部２の後面に
は、上記の回転中心Ｏを中心とした球面部が形成され、
その球面部に接するように２自由度振動子３がジンバル
土台部４に取り付けられている。

【００１８】このような構成において、回動の回転角に
ついては、ジンバル土台部４と方位角ステージ５との位
置関係で定まる方位角φと、方位角ステージ５と受光手
段保持部２との位置関係で定まる仰角θによって定ま
る。

【００１９】まず、上記仰角θは、受光手段保持部２の
側面に配された磁気パターン８と方位角ステージ５上の
磁気−抵抗変換素子（ＭＲセンサ）による磁気センサ７
を用いた仰角検出部により検出される。

【００２０】そして、上記方位角φは、方位角ステージ
５の底面に配された磁気パターン１０とジンバル土台部
４に埋め込まれたＭＲセンサを用いた磁気センサ１１と
から構成される方位角検出部により検出される。図４は
第１の実施例に係る回動回転駆動装置の詳細な構成を示
す図である。

【００２１】同図に示すように、本実施例の回転駆動装
置は被写体の輝度を部分的に測光可能に受光角に指向性
を有する受光手段１が、受光手段保持部２（回動手段３
８に相当）に取り付けられている。そして、上記受光手
段保持部２は、ジンバル機構部４１（回動部材保持手段
３９に相当）により水平方向と上下方向の２軸の回転が
可能に支持されている。

【００２２】さらに、上記受光手段保持部２には、上記
の２軸の回転軸の交点を中心とした球面部２ａ（回動部
材球面部３７に相当）が形成されており、その球面上に
接するように２自由振動子３が設けられている。

【００２３】上記２自由度振動子３は、上記振動体接点
部３０１（振動体接点部３２に相当）と、積層型圧電体
３０２（振動体３１に相当）、振動体土台部３０３（振
動体土台部３３に相当）、方位角変更圧電体３０４（バ
イモルフ型圧電体３４に相当）、仰角変更圧電体３０５
（バイモルフ型圧電体３５に相当）により構成されてお
りジンバル機構部４１と共通の土台に取り付けられてい
る。

【００２４】上記受光手段保持部２は、さらに方位角及
び抑角を検出する方位各検出部４２及び抑角検出部４３
にそれぞれ接続されており、該方位各検出部４３及び抑
角検出部４２は各検出信号を受けて受光角度を設定する
ための受光角度設定部４４に接続されている。

【００２５】そして、上記受光角度設定部４４は圧電体
印加電圧発生部４５に接続されており、該圧電体印加電
圧発生部４５は上記２自由度振動子３における上記３組
の圧電体３０２，３０４，３０５に接続されている。

【００２６】このような構成において、上記受光角度設
定部４４は、所望の受光手段１の感度方向と、受光手段
保持部２の方位角及び仰角についての検出を行う方位角
検出部４３からの検出出力と、仰角検出部４２からの検
出出力とを比較して一致するために必要な指示を圧電体
印加電圧発生部４５に行う。

【００２７】そして、受光角度設定部４４から指示によ
り、上記圧電体印加電圧発生部４５より発生した交流電
圧は２自由度振動子３における３組の圧電体３０２，３
０４，３０５に印加される。こうして、上記２自由度振
動子３は上記交流電圧の振幅や周波数、位相のずれに応
じて任意の方向への変形振動が可能となる。

【００２８】図５は上記受光手段１の詳細な構成を示す
図であり、同図に示すように受光手段１はレンズ５０と
受光素子５１とからなり、被写体の一部を受光素子５１
上に投影される様に構成され、被写体の輝度情報を検出
する。尚、実際の構成においては、受光手段１は受光手
段保持部２内に配置されている。

【００２９】図６は、上記２自由度振動子３の詳細な構
成を示す図であり、同図に示すように、積層型圧電体３
０２の変形軸の一方の端に受光手段保持部２の球面部２
ａと接する突部を有する振動体接点部３０１、他方の端
に２自由度振動子取り付け用の振動体土台部３０３が取
り付けられている。

【００３０】そして、上記振動体土台部３０３は直方体
形状をしており、その側面には積層型圧電体３０２の変
形軸と直交し、さらに互いの変形方向が直交する様に２
対のバイモルフ型の圧電体が、方位角変更圧電体３０４
ａ，３０４ｂ、仰角変更圧電体３０５ａ，３０５ｂとし
て貼り付けられている。図７はこのような構成の２自由
度振動子３の振動動作について説明するための図であ
る。

【００３１】まず、図７（ａ）は方位角変更圧電体３０
４に交番電圧を印加した場合の２自由度振動子３の変形
を示す図であり、バイモルフ型圧電体の屈曲により、図
中、矢印で示した範囲で２自由度振動子３は振動する。
次に、図７（ｂ）は積層型圧電体３０２に交番電圧を印
加した場合の変形を示す図であり、同図に示すように２
自由度振動子３は縦方向に振動する。

【００３２】そして、図７（ｃ）は方位角変更圧電体３
０４と積層型圧電体３０２の両方に、それぞれ位相が１
／４周期ずれた振動を発生するように、周波数は同一で
あるが位相のずれた交番電圧を印加した場合の２自由度
振動子３の振動を示す図であり、この場合振動体接点部
３０１は、図中、矢印で示した輪状（楕円状）の軌跡で
振動する。

【００３３】さらに、図７（ｄ）は上記楕円状の振動の
上に、回転中心と円の中心が一致した円状の物体を振動
体接点部３０１に接触するように配置した図であり、物
体は回転中心Ｏを中心として回動する。

【００３４】そして、図７（ｅ）は上記２自由度振動子
３の上面図を示す図であり、バイモルフ型圧電体による
仰角変更圧電体３０５ａを、その変形方向を方位角変更
圧電体と異なる方向となるように振動体土台部１３に貼
り合わせて同様に駆動させる事で振動体接点部３０１は
３次元的に振動させる事が可能になる。

【００３５】以上、２自由度振動体３の振動について述
べたが、この２自由振動体３による３次元的な振動によ
り受光手段保持部２をｘ軸まわりに正方向に移動させる
為には、積層型圧電体３０４に印加する電圧に対して、
最大に伸びる場合より１／４周期遅れたタイミングでＺ
軸まわり正方向に、仰角変更圧電体３０５が最大に変形
する様に交番電圧を印加すればよい。逆に、ｘ軸まわり
に負方向に受光手段保持部２を移動させる為には、１／
４周期進んだ波形を用いればよい。

【００３６】また、同様にｙ軸まわりに正方向に回動さ
せる為には、方位角変更圧電体３０４がｘ軸負方向に変
形を最大にするタイミングを積層型圧電体３０２が最大
に伸びる時より、１／４同期遅れたタイミングでｙ軸ま
わり負方向に回動させる為には１／４同期進んだタイミ
ングになる様に、方位角変更圧電体３０４に交番電圧を
印加すればよい。尚、バイモルフ型圧電体への交番電圧
の振幅をφにすると移動は生じない。

【００３７】次に、図８は上記２自由度振動子３におけ
る３組の圧電体３０２、３０４、３０５を駆動する為の
交番電圧を発生する圧電体印加電圧発生部４５の詳細な
構成を示す図である。

【００３８】同図に示すように各圧電体の振動の周波数
を定めている発振器４５０の信号は、積層型圧電体３０
２の振動の起動と停止を制御する受光角度設定部４４か
らの積層型圧電体起動信号が起動を示す場合に昇圧器４
５２ａに加えられ、必要な電圧まで昇圧されたのちに積
層型圧電体３０２に印加される。

【００３９】そして、上記発振器４５０の信号は位相器
４５１ａに対しても出力され、該位相器４５１ａでは、
受光角度設定部４４からの方位角変更圧電体位相ずらし
信号に従って指示され分だけ位相をずらして交番信号を
出力する。

【００４０】この位相のずれた信号は、受光角度設定部
４４からの方位角変更圧電体起動信号が起動を示す場合
に昇圧器４５２ｂに入力され、必要な電圧に変換された
後、方位角変更圧電体３０４に印加される。

【００４１】同様に、仰角変更圧電体３０５には、発振
器４５０からの信号と仰角変更圧電体位相ずらし信号、
仰角変更圧電体起動信号に基づいて位相器４５１ｂと昇
圧器４５２ｃにより必要な交番電圧が印加される。

【００４２】前述の様に、仰角検出部４２は受光手段保
持部２上の磁気パターン８と、方位角ステージ５上に取
り付けられた磁気センサ７から構成され、さらに図示し
ない信号処理回路３６が付加される。

【００４３】図９は、磁気パターン８の構成をを示す図
であり、同図に示すように磁気パターン８は受光手段保
持部２と方位角ステージ５の回動の中心点Ａを中心とし
て、扇状に磁極Ｎ，Ｓが、所定のピッチに着磁されてい
る。そして、公知の方法により、その回転量と方向が検
出できる様にＡ相及びＢ相のパターン及び基準点を検出
する為のＺ相の着磁パターンを設けている。

【００４４】上記磁気センサ７は、この扇状の磁気パタ
ーン８上をＡ相，Ｂ相，Ｚ相の着磁パターンを検出する
ためのＡ相ＭＲセンサ７ａ，Ｂ相ＭＲセンサ７ｂ，Ｚ相
ＭＲセンサ７ｃを有しており、円弧を描き移動すること
でその相対的な回転を検出する。

【００４５】そして、着磁パターンのピッチに対して、
Ａ相ＭＲセンサ７ａとＢ相ＭＲセンサ７ｂは１／４位相
ずらして取り付けてあり、公知の方法により回転の方向
と着磁ピッチの１／４ピッチでの回転量が検出すること
ができる。Ｚ相の着磁パターンは、その回転の範囲の両
端と中央において信号が出力される様になっている。

【００４６】検出点での着磁ピッチはＡ相，Ｂ相用の着
磁ピッチより狭く設定され、さらにそのＡ，Ｂ相着磁パ
ターンに対しての位置は、中央（水平位置）回転範囲の
両端の位置を判別可能にする為に、Ａ，Ｂ相の検出信号
の基準のスレッショルドに対して電圧の組み合せが異な
る位置に設定されている。

【００４７】図１０は上記仰角検出部４２における上記
信号処理回路７０の構成を示す図であり、図１１は該信
号処理回路７０における各点での信号状態について示す
図である。

【００４８】図１０において、各ＭＲセンサ７ａ，７
ｂ，７ｃからの出力は、それぞれの判定スレッショルド
を有するコンパレータ７０１に於いてデジタル信号化さ
れる。そして、図１１に示すＭＲセンサの出力₁，
Ｐ₂，Ｐ₃に対して、図１１に示すデジタル信号Ｐ₄，
Ｐ₅，Ｐ₆を出力する。

【００４９】中央位置θ₁は、中央位置検出部７０４に
おいて（Ｐ₄＝ハイレベル“Ｈ”，Ｐ₅＝“Ｈ”，Ｐ₆
＝“Ｈ”）の条件で検出され、これが水平位置である事
の信号となる。

【００５０】そして、終端位置θ₀とθ₂については、
終端位置検出部７０５、７０６において、それぞれ（Ｐ
₄＝“Ｈ“，Ｐ₅＝ローレベル“Ｌ“，Ｐ₆＝
“Ｈ”），（Ｐ₄＝“Ｌ”，Ｐ₅＝“Ｈ”，Ｐ₆＝
“Ｈ”）の条件を全て満たす場合に検出される。そし
て、方向信号は方向信号検出部７０２により検出され
る。

【００５１】尚、Ａ，Ｂの両相の立ち上り、立ち下りの
デジタル信号のエッジについては、エッジ加算パルス変
換部７０３により公知の方法で処理され、各エッジに対
応して図１１のＰ₇で示すパルスに変換された後、カウ
ンタ７０７に入力される。

【００５２】そして、上記カウンタ７０７には、その加
算、減算の方向を示す信号として方向信号検出部７０２
からの信号が入力されており、その指示する方向にパル
スが加減される。

【００５３】また、中央位置θ₁検出部からの信号によ
りカウンタ７０７はリセットされ、その結果カウンタ７
０７の出力は回転範囲の中央位置θ₁を基準として、
Ａ，Ｂ相着磁ピッチの１／４間隔の値で分解された位置
を示す。

【００５４】以上の信号処理の結果、仰角検出部４２に
より仰角駆動方向検出信号、仰角位置検出信号、中央位
置θ₁信号、終端位置θ₀検出信号、終端位置θ₂検出
信号が出力される。

【００５５】尚、方位角検出部４３も同様の構成を有
し、方位角駆動方向検出信号、方位角位置検出信号、中
央位置θ₁信号、終端位置θ₀検出信号、終端位置θ₂
検出信号を出力する。そして、この中央位置θ₁信号は
方位角ステージ５がＺ軸上にある場合に出力され、方位
角位置検出信号はその点を基準とした値として出力され
る。図１２は上記受光角度設定部４４の詳細な構成を示
す図である。方位角検出部４３からの方位角位置検出信
号は、受光角度設定部４４の方位角比較部４４０へ入力
され、その他の信号は異常検出部４４１へ入力される。
方位角設定部４４２では、手動操作等により受光角の方
位角を設定され、その設定値を方位角比較部４４０へ出
力する。また、方位角設定部４４２は異常検出部４４１
の出力により動作に異常がある場合は、その指示に従
う。

【００５６】上記方位角比較部４４０は、方位角設定部
４４２が指示する方位角と方位角検出部が出力する方位
角とを比較し、動かすか否か、及び動かす場合にはその
方向を判別し、それぞれの場合に応じて方位角度変更圧
電体位相ずらし信号発生部４４３、方位角度変更圧電体
起動信号発生部４４４、積層型圧電体起動信号発生部４
４５へ指示を与え、それぞれの信号が圧電体印加電圧発
生手段４５へ出力される。

【００５７】尚、仰角についても同様に処理される。即
ち、抑角検出部４２からの抑角位置検出信号は、受光角
度設定部４４の抑角比較部４４６へ入力され、その他の
信号は異常検出部４４１へ入力される。抑角設定部４４
７は、手動操作等により受光角の抑角を設定され、その
設定値を抑角比較部４４６へ出力する。また、抑角設定
部４４７は異常検出部４４１の出力により動作に異常が
ある場合にその指示に従う。

【００５８】上記抑角比較部４４６は、抑角設定部４４
７が指示する抑角と方位角検出部が出力する方位角とを
比較し、動かすか否か、及び動かす場合にはその方向を
判別し、それぞれの場合に応じて抑角度変更圧電体位相
ずらし信号発生部４４９、抑角度変更圧電体起動信号発
生部４４８、積層型圧電体起動信号発生部４４５へ指示
を与え、それぞれの信号が圧電体印加電圧発生手段４５
へ出力される。

【００５９】上記異常検出部４４１は、駆動方向につい
ての異常、終端位置への不用意な移動を検出し、異常警
告部によりその異常を知らしめると共に、抑角設定部４
４２、仰角設定部４４７に対して、駆動の範囲内をスキ
ャンニングする様に順次それぞれの角度を指示して、そ
のスキャンニングの動作により角度検出部のカウンタ等
をリセットする共に、方位角、仰角について基準位置へ
の移動を行う。これは電源投入時などの初期リセット動
作等に用いられる。上述の様にして、本発明の第１の実
施例は受光手段の角度を自在に設定可能になる。

【００６０】ところで、本発明で使用する２自由度振動
子は、超音波領域にその共振周波数を有しているため、
振動子の振動を物体の移動、回動に使用する場合には、
振動子は共振状態で使用する事が望ましい。

【００６１】さらに、振動子の形状により、縦振動の方
が、共振周波数が、横振動より高いため、バイモルフ型
圧電体の共振周波数に合わせて、バイモルフ型、積層型
の両振動子を駆動する事が考えられる。

【００６２】そして、上記振動体１を積層型圧電体では
なく超磁歪材等を用いて磁歪変形振動を行う場合も同様
にバイモルフ型圧電体による変形振動の共振に合わせる
事が望ましい。

【００６３】その為に、実際の回動駆動前にバイモルフ
型の圧電体による振動の共振点を検出して、その共振周
波数で交番電圧発生手段での交番周波数を定める事や、
共振検出用の圧電体等の検出手段を用いて検出信号の振
幅が最大になる周波数を検出する事が考えられる。ま
た、バイモルフ型圧電体の変形軸に対して、異なった角
度に設置する事で２軸方向の振動に対して検出可能とす
ることができる。

【００６４】次に、図１３は共振検出圧電体１３６の取
り付け例を示す図であり、（ａ）は２自由度振動子の斜
視図、（ｂ）は振動体土台部の上方よりみた断面図であ
る。そして、図１４は共振周波数の設定装置の構成を示
す図である。

【００６５】上記２自由度振動子１４３に加える振動周
波数がスキャンニング的に低周波から高周波へ変更可能
な発振周波数スキャン設定部１４０からの信号により、
発振器１４１の周波数が設定される。そして、この周波
数に基づいて交番電圧発生手段１４２により必要な電
圧、電力に増幅された信号が２自由度振動子１４３に印
加される。その振動を検出圧電体１４４により検出し、
その振動の振幅が振幅検出部１４５により検出される。

【００６６】この振幅の最大値となる時を検出する為の
ピーク検出部１４６からのピーク検出信号により、その
時点での発振周波数スキャン設定部１４０が指示した発
振周波数が発振周波数記憶手段１４７に記憶される。

【００６７】これらの動作は、実際の２自由度振動子１
４３の使用に先立ち実施され、実際の２軸の駆動時に
は、発振周波数記憶手段４７に記憶されている周波数に
基づいて発振器は発振信号を出力する。

【００６８】また、上記の例は共振の検出圧電体を別個
に設けたが、バイモルフ型圧電体のみの振動を発生さ
せ、その時の振動体の振動を検出する事で、個別に検出
圧電体を設ける必要がなく構成する事が可能である。

【００６９】ここで、図１５に示す様に、バイモルフ型
圧電体のみに振動を発生させた場合、２自由度振動子は
屈曲振動のみを発生するが、この屈曲振動により、例え
ば第一実施例において用いた振動体である積層型圧電体
は、圧縮と伸びを繰り返す事になりその為、電荷が発生
し、検出圧電体３７と同様の処理により２自由度振動子
の振動状態が検出可能な共振周波数を見い出す事ができ
る。図１６は本発明を応用した第２の実施例を示す図で
ある。

【００７０】本実施例はジンバル機構４１に吊られた、
レンズ１６１等の光学装置を駆動するもので、透過を要
する光学要素を２軸まわりに駆動する場合には、球面部
１６２を光軸Ｚからオフセットして配置し、２自由度振
動子１６３を用いて駆動する事が可能である。したがっ
て、本実施例はカメラのぶれの補正装置等へ応用され
る。また、図１７に示すように、ジンバル機構を用いず
に球面部１６２を球体状に形成して保持して駆動する事
も可能である。

【００７１】さらに、図１８に示す様に振動体をＴｂ，
Ｄｙ，Ｆｅの合金等の超磁歪を示す超磁歪材料１８０を
用いて、振動体、振動体接点部、振動体土台部を一体に
形成し、その側面にバイモルフ圧電体１８２を貼り、使
用時に図１８（ｂ）で示す様にコイル１８３等に交番電
流を流して、振動体接点部１８１を振動させる様に構成
する事で、２自由振動子の構造を簡略化する事も可能で
ある。

【００７２】以上詳述したように、本発明では、被駆動
体である受光手段保持部２が少なくとも２軸まわりに回
動自在に支持されている共に、該２軸の交点を中心とす
る略球状の球面部２ａを有し、上記受光手段保持部２の
球面部２ａに２自由度振動子３の先端が当接されること
で該先端部に３次元の振動を発生させる。即ち、上記２
自由度振動子３による３次元駆動により上記受光手段保
持部２を少なくとも２軸まわりに回動自在とすることが
できる。以上、本発明の実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されることなく、改良、変更が可能であ
ることは勿論である。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、１個のアクチュエータ
による簡単な構成で被駆動体をダイレクトに、２軸のま
わりに回動自在とする回転駆動装置を提供する事ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る回転駆動装置の斜視図を示
す図である。

【図２】第１の実施例に係る回転駆動装置の構成を示す
図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその正面図、
（ｃ）はその側面図をそれぞれ示す。

【図３】本発明の回転駆動装置の概念図である。

【図４】第１の実施例の詳細な構成を示す図である。

【図５】受光手段１の詳細な構成を示す図である。

【図６】２自由度振動子３の詳細な構成を示す図であ
る。

【図７】（ａ）乃至（ｅ）は２自由度振動子３の振動動
作について説明するための図である。

【図８】３組の圧電体を駆動する為の交番電圧を発生す
る圧電体印加電圧発生部４５の構成を示す図である。

【図９】磁気パターン８を示す図である。

【図１０】信号の処理回路７０の構成を示す図である。

【図１１】信号の処理回路７０における各点での信号状
態について示す図である。

【図１２】受光角度設定部４４の構成を示す図である。

【図１３】共振検出圧電体１３６を取り付け例を示す図
で、（ａ）は２自由度振動子の斜視図、（ｂ）は振動体
土台部の上方よりみた断面図である。

【図１４】共振周波数の設定装置の構成を示す図であ
る。

【図１５】バイモルフ型圧電体のみに振動を発生させた
場合の２自由度振動子の屈曲振動を示す図である。

【図１６】本発明の第２の実施例に係る回転駆動装置の
構成を示す図である。

【図１７】ジンバル機構を用いずに、球面部を球体状に
形成して保持して駆動するための駆動回路の構成を示す
図である。

【図１８】（ａ）は、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｆｅの合金等の超磁
歪を示す超磁歪材料を用いて、振動体、振動体接点部、
振動体土台部を一体に形成した２自由振動子の構成を示
し、（ｂ）は交番電流を流し振動体を振動させるコイル
の構成を示す図である。

【図１９】２軸まわりに物体を回動させるために２個の
アクチュエータを用いて構成した従来の回転駆動装置の
概略を示す図である。

【符号の説明】１…受光手段、２…受光手段保持部、３…２自由度振動
子、４…ジンバル土台部、５…方位角ステージ、６…軸
ピン、７，１１…磁気センサ、８，１０…磁気パター
ン、９…スライダー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２軸まわりに回動自在に支持
され、該２軸の交点を中心とする略球状の面を有する被
駆動体と、上記被駆動体の略球状の面にその先端が当接され、電気
−機械エネルギー変換素子により該先端部に３次元の振
動を発生させる振動体と、を具備し、上記振動体による３次元駆動により上記被駆動体を少な
くとも２軸まわりに回動させることを特徴とする回転駆
動装置。