(57)【要約】【課題】小型化が可能であって駆動性能の良好な圧電アクチュエータ、これを備えるレンズ鏡筒及びカメラを提供する。【解決手段】圧電アクチュエータ（１０）は、第１の方向（軸心α方向）に分極され、第１の方向と略直交する第２の方向に変位可能な第１の圧電素子（１２１，１２２）と、第１の方向に分極され、第１の方向に変位可能な第２の圧電素子（１３１，１３２）と、第２の圧電素子が変位することにより第２の圧電素子に対して第１の方向に相対移動する相対移動部材（１６）とを備え、第１の圧電素子の端部の少なくとも一方に、第１の圧電素子の変位と一体となって第２の方向に変位可能な電極部（１５１，１５２，１５３）を備えるものとした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に分極され、前記第１の方向と略直交する第２の方向に変位可能な第１の圧電素子と、
前記第１の方向に分極され、前記第１の方向に変位可能な第２の圧電素子と、
前記第１の圧電素子が変位することによりクランプされ、前記第２の圧電素子が変位することにより前記第２の圧電素子に対して前記第１の方向に相対移動する相対移動部材と、
を備える圧電アクチュエータであって、
前記第１の方向における前記第１の圧電素子の端部の少なくとも一方に設けられ、前記第１の圧電素子の変位と一体となって前記第２の方向に変位可能な電極部を有すること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極部は、前記第１の方向から見たときに、前記相対移動部材がクランプされた状態のとき前記第１の圧電素子が前記相対移動部材に接触する側である第１の側から、前記第１の側の反対側である第２の側へ向かう方向に形成された第１のスリットと、前記第２の側から前記第１の側へ向かう方向に形成された第２のスリットとを有すること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１のスリットと前記第２のスリットとは、交互に形成されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極部は、一部が前記第１の圧電素子の前記第２の側の外周面まで延在して形成されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極部は、前記第１の方向から見たときに、前記相対移動部材がクランプされた状態のとき前記第１の圧電素子が前記相対移動部材に接触する側の反対側である第２の側の外周面まで延在して形成されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
第１の方向に分極され、前記第１の方向と略直交する第２の方向に変位可能な第１の圧電素子と、
前記第１の方向に分極され、前記第１の方向に変位可能な第２の圧電素子と、
前記第１の圧電素子が変位することによりクランプされ、前記第２の圧電素子が変位することにより前記第２の圧電素子に対して前記第１の方向に相対移動する相対移動部材と、
を備える圧電アクチュエータであって、
前記第１の方向における前記第１の圧電素子の端部の少なくとも一方に設けられた電極部と前記第１の圧電素子との間には、導電性を有する弾性部材を有すること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の圧電素子は、前記第１の方向に貫通する第１の中空部を有し、
前記第２の圧電素子は、前記第１の方向に貫通する第２の中空部を有し、
前記相対移動部材は、前記第１の中空部及び前記第２の中空部に挿入されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の圧電素子と前記第２の圧電素子とに駆動信号を供給する駆動信号出力部を有し、
前記駆動信号出力部は、前記第１の圧電素子を変位させる駆動信号を出力し、前記第１の圧電素子が前記相対移動部材をクランプしている状態で、前記第２の圧電素子を変位させる駆動信号を出力すること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の圧電素子と前記第２の圧電素子は、前記第１の方向に並んで配置されること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の圧電素子及び前記第２の圧電素子は、略円環形状であること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の圧電素子は、主としてｄ３１の圧電効果により変位し、
前記第２の圧電素子は、主としてｄ３３の圧電効果により変位すること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えるレンズ鏡筒。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータ、これを備えるレンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電アクチュエータとしては、進行性振動波を利用してロータを回転させる回転型のアクチュエータや、クランプ機構を有して被駆動部材を直進運動させる直進型のアクチュエータ（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）等が知られている。
特許文献１に記載の圧電アクチュエータでは、直進通路内に、積層方向が直進方向に略平行であって電圧の印加により積層方向に伸長する２個のクランプ用圧電積層体と、積層方向が直進方向に略直交する方向であって電圧の印加により積層方向に伸長する１個の直進用圧電積層体とがＨ形となるように組まれている。
また、特許文献２に記載の圧電アクチュエータは、径方向モードの圧電素子をクランプ用に、長さ方向モード又は厚み方向モード又は縦方向モードの圧電素子を直進用に用いており、２つの径方向モードの圧電素子間に、長さ方向モード又は厚み方向モード又は縦方向モードの圧電素子が配置された形態となっている。
【特許文献１】特開昭５５−１０００５９号公報
【特許文献２】特開昭６３−３６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の圧電アクチュエータは、形状及び機構が複雑であり、また、圧電素子の積層方向が互いに直交しているために配線も複雑となり、小型化が困難であった。
一方、特許文献２に記載の圧電アクチュエータでは、円環形状であるクランプ用の圧電素子の内周面で相対移動部材をクランプする原理上、クランプ用の圧電素子は、径方向の変位が大きいものが好ましい。この径方向の変位が小さい場合には、クランプ用の圧電素子が相対移動部材を開放及びクランプする動作が不十分となってクランプ用の圧電素子と相対移動部材との摺動性が低下し、相対移動部材の所望する移動変位や移動速度が得られない場合や、相対移動部材の駆動ができないという場合があった。
そのため、圧電素子の積層枚数を増やしたり、駆動の際に高電圧を印加する等の方法が取られる場合がある。しかし、圧電素子の積層枚数を増やすとコストの増加につながるという問題や圧電アクチュエータの大型化という問題が発生する。また、高電圧を印加すると駆動回路が大型化して小型化が達成できないという問題や消費電力の増加という問題がある。
【０００４】
本発明の課題は、小型化が可能であって駆動性能の良好な圧電アクチュエータ、これを備えるレンズ鏡筒及びカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、第１の方向（軸心α方向、Ｚ軸方向）に分極され、前記第１の方向と略直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に変位可能な第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）と、前記第１の方向に分極され、前記第１の方向に変位可能な第２の圧電素子（１３１，１３２）と、前記第１の圧電素子が変位することによりクランプされ、前記第２の圧電素子が変位することにより前記第２の圧電素子に対して前記第１の方向に相対移動する相対移動部材（１６）と、を備える圧電アクチュエータであって、前記第１の方向における前記第１の圧電素子の端部の少なくとも一方に設けられ、前記第１の圧電素子の変位と一体となって前記第２の方向に変位可能な電極部（１５１，１５２，１５３，２５５，２５６，２５７，１４１，１４２，１４３，１４４）を有すること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，４０）である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極部（１５１，１５２，１５３，２５５，２５６，２５７，）は、前記第１の方向（軸心α方向、Ｚ軸方向）から見たときに、前記相対移動部材（１６）がクランプされた状態のとき前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２）が前記相対移動部材に接触する側である第１の側（１２１ａ，１２２ａ）から、前記第１の側の反対側である第２の側へ向かう方向に形成された第１のスリット（１５１ｂ）と、前記第２の側から前記第１の側へ向かう方向に形成された第２のスリット（１５１ａ）とを有すること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０）である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１のスリット（１５１ｂ）と前記第２のスリット（１５１ａ）とは、交互に形成されていること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０）である。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極部（１４１，１４３）は、一部が前記第１の圧電素子（４２１，４２２）の前記第２の側の外周面（４２１ｃ，４２２ｃ）まで延在して形成されていること、を特徴とする圧電アクチュエータ（４０）である。
請求項５の発明は、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極部（１４１，１４３）は、前記第１の方向（軸心α方向、Ｚ軸方向）から見たときに、前記相対移動部材（１６）がクランプされた状態のとき前記第１の圧電素子（４２１，４２２）が前記相対移動部材に接触する側の反対側である第２の側の外周面（４２１ｃ，４２２ｃ）まで延在して形成されていること、を特徴とする圧電アクチュエータ（４０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、第１の方向（軸心α方向、Ｚ軸方向）に分極され、前記第１の方向と略直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に変位可能な第１の圧電素子（１２１，１２２）と、前記第１の方向に分極され、前記第１の方向に変位可能な第２の圧電素子（１３１，１３２）と、前記第１の圧電素子が変位することによりクランプされ、前記第２の圧電素子が変位することにより前記第２の圧電素子に対して前記第１の方向に相対移動する相対移動部材（１６）と、を備える圧電アクチュエータであって、前記第１の方向における前記第１の圧電素子の端部の少なくとも一方に設けられた電極部（３５１，３５２，３５３）と前記第１の圧電素子（１２１，１２２）との間には、導電性を有する弾性部材（３９１，３９２，３９３，３９４）を有すること、を特徴とする圧電アクチュエータ（３０）である。
【０００９】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）は、前記第１の方向（軸心α方向、Ｚ軸方向）に貫通する第１の中空部（１２１ａ，１２２ａ）を有し、前記第２の圧電素子（１３１，１３２）は、前記第１の方向に貫通する第２の中空部（１３１ａ，１３２ａ）を有し、前記相対移動部材（１６）は、前記第１の中空部及び前記第２の中空部に挿入されていること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）と前記第２の圧電素子（１３１，１３２）とに駆動信号を供給する駆動信号出力部（１００，２００）を有し、前記駆動信号出力部は、前記第１の圧電素子を変位させる駆動信号を出力し、前記第１の圧電素子が前記相対移動部材（１６）をクランプしている状態で、前記第２の圧電素子を変位させる駆動信号を出力すること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）である。
【００１０】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）と前記第２の圧電素子（１３１，１３２）は、前記第１の方向（Ｚ軸方向）に並んで配置されること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）及び前記第２の圧電素子（１３１，１３２）は、略円環形状であること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記第１の圧電素子（１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２）は、主としてｄ３１の圧電効果により変位し、前記第２の圧電素子（１３１，１３２）は、主としてｄ３３の圧電効果により変位すること、を特徴とする圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）である。
【００１１】
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）を備えるレンズ鏡筒（３）である。
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ（１０，２０，３０，４０）を備えるカメラ（１）である。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型化が可能であって駆動性能の良好な圧電アクチュエータ、これを備えるレンズ鏡筒及びカメラを提供するという効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラを示す図である。
第１実施形態のカメラ１は、撮像素子８を有するカメラボディ２と、レンズ４及びフォーカスレンズ６を有するレンズ鏡筒３とを備えている。
レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒としてもよい。
【００１４】
レンズ鏡筒３は、レンズ４、フォーカスレンズ６、レンズ保持枠５、レンズ環７、圧電アクチュエータ１０等を備えている。本実施形態では、圧電アクチュエータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にフォーカスレンズ６を駆動する駆動源として用いられている。圧電アクチュエータ１０から得られた駆動力は、フォーカスレンズ６を保持するレンズ環７に伝えられ、レンズ環７は、圧電アクチュエータ１０の駆動力により、光軸Ｏに略平行な方向に移動可能である。フォーカスレンズ６は、このレンズ環７の移動により焦点調節を行う。
図１において、レンズ鏡筒３内に設けられたレンズ群（レンズ４，フォーカスレンズ６を含む）によって、撮像素子８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子８によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換することによって、画像データが得られる。
【００１５】
図２は、第１実施形態の圧電アクチュエータがレンズ鏡筒内に配置されている様子を示す図である。図２では、圧電アクチュエータ１０を組み込んだレンズ鏡筒３の光軸Ｏ方向に平行な断面を示している。
理解を容易にするために、図２を含む以下に示す図面において、適宜ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Ｏを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、通常の撮影位置という）において、撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、通常の撮影位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。さらに、通常の撮影位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。このＸＹＺ座標系において、Ｚ軸は光軸Ｏに平行であり、Ｘ軸及びＹ軸は、光軸Ｏに直交している。
レンズ４を含む不図示のレンズ群は、レンズ鏡筒３の固定筒３１０の内周側に設けられたレンズ保持枠５に固定されている。レンズ保持枠５は、固定筒３１０に対して光軸Ｏに平行な方向に移動可能に設けられている。
圧電アクチュエータ１０は、レンズ環７の外周側であって、固定筒３１０の内周側となる位置に配置されている。
【００１６】
図３は、第１実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
圧電アクチュエータ１０は、駆動部１１、出力棒１６、支持部１７、ブッシュ１８等を備えている。この圧電アクチュエータ１０は、駆動部１１により出力棒１６を光軸Ｏ（Ｚ軸）に平行な軸心α方向に駆動可能なリニア型の圧電アクチュエータである。
駆動部１１、支持部１７、ブッシュ１８は、略円環形状である。出力棒１６は、略円筒形状であり、駆動部１１等の中空部に挿入された形態に配置されている。駆動部１１、出力棒１６、支持部１７、ブッシュ１８は、軸心αが略円環形状、略円筒形状の中心となるように配置されている。
【００１７】
駆動部１１は、駆動回路１００からの信号によって、軸心α方向（Ｚ軸方向）の駆動力を発生する部分である。この駆動部１１の詳細については、後述する。
支持部１７は、ボルト１９ａが螺合可能なネジ穴１７ａが設けられている。このネジ穴１７ａにはボルト１９ａが螺合することにより（図２参照）、支持部１７は、固定筒３１０に固定されている。この支持部１７は、駆動部１１、出力棒１６等の圧電アクチュエータ１０の全体を支持する機能を有する。
【００１８】
出力棒１６は、その軸心α方向が光軸Ｏと平行になるように配置され、支持部１７とは反対側（Ｚ軸プラス側）の端部がボルト１９ｂ（図２参照）により、レンズ環７の設置部７ａに固定されている。この出力棒１６は、駆動部１１により、支持部１７に対して軸心α方向（Ｚ軸方向、図２に示す矢印Ｄ方向）に直進駆動され、これに従ってレンズ環７及びフォーカスレンズ６が光軸Ｏ方向（図２に示す矢印Ｃ方向）に駆動される。
ブッシュ１８は、略円環形状であり、軸心αを中心とする圧電アクチュエータ１０の径方向において、出力棒１６と支持部１７との間となる位置に設けられている。このブッシュ１８は、出力棒１６の径方向の位置決めをする機能と、軸心α方向に出力棒１６が低摩擦で移動可能とする軸受けとしての機能とを有している。
【００１９】
駆動部１１は、略円環形状の圧電体と電極板とが軸心α方向に交互に積層されて形成されている。本実施形態の駆動部１１は、４枚の圧電体１２１，１２２，１３１，１３２と、５枚の電極板１５１，１５２，１５３，１５４，１５５とが軸心α方向に交互に積層された形態となっている。
図４は、第１実施形態の圧電体と電極板とを説明する図である。図４では、一例として、圧電体１２１及び電極板１５１，１５４を示している。図４（ａ）は、圧電体１２１をＺ軸プラス側から見た図であり、図４（ｂ）は、電極板１５１をＺ軸プラス側から見た図であり、図４（ｃ）は、電極板１５４をＺ軸プラス側から見た図である。
圧電体１２１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）により形成された略円環形状の部材であり、その中心部に略軸心α方向に貫通した中空部１２１ａが形成されている。この圧電体１２１の両端面には、銀ペーストを印刷する等により形成された電極１４が形成されている。一例として圧電体１２１を説明したが、圧電体１２２，１３１，１３２も略同様の形状である。
【００２０】
圧電体１２１，１２２は、駆動信号により出力棒１６をクランプしたり、クランプ状態から開放したりするクランプ部１２である。圧電体１３１，１３２は、駆動信号により出力棒１６を軸心α方向に移動（直進）させる直進部１３である（図３参照）。
クランプ部１２の圧電体１２１，１２２は、駆動信号を印加しない状態での中空部１２１ａ，１２２ａの内径は、出力棒１６の径よりわずかに小さい。一方、直進部１３の圧電体１３１，１３２は、駆動信号の印加の有無に関わらず、図３等に示すように、中空部１３１ａ，１３２ａの内径は、出力棒１６の径よりも大きい。
従って、駆動部１１に駆動信号が印加されない状態では、出力棒１６の外周面とクランプ部１２の圧電体１２１，１２２の中空部１２１ａ，１２２ａの内周面とは接触しているが、出力棒１６の外周面と直進部１３の圧電体１３１，１３２の中空部１３１ａ，１３２ａの内周面とは接していない。
【００２１】
圧電体１２１，１２２，１３１，１３２は、板厚方向（軸心α方向）に分極処理が行われている。図３の各圧電体上に示す矢印は、分極の方向を示している。本実施形態では、圧電体１２１，１３２は、Ｚ軸マイナス方向に分極され、圧電体１２２，１３１は、Ｚ軸プラス方向に分極されている。
【００２２】
電極板１５１，１５２，１５３，１５４，１５５は、各圧電体１２１，１２２，１３１，１３２の軸心α方向（Ｚ軸方向）の端部にそれぞれ設けられ、導電性を有する接着剤を用いて各圧電体と接合されている。この電極板１５１〜１５５は、各圧電体に駆動回路１００からの駆動信号を印加するために用いられる部材である。
軸心α方向において、電極板１５１は、圧電体１２１の支持部１７とは反対側（Ｚ軸プラス側）の端部に設けられ、電極板１５２は、圧電体１２１の他方の端部であって圧電体１２１と圧電体１２２との間に設けられている。軸心α方向において、電極板１５３は、圧電体１２２と圧電体１２３との間に設けられ、電極板１５４は圧電体１３１と圧電体１３２との間に設けられている。電極板１５５は、軸心α方向において圧電体１３２の支持部１７側（Ｚ軸マイナス側）の端部に設けられている。
電極板１５１，１５３，１５５は、グランド側の電極であり、電極板１５２は、駆動回路１００からＡ相の駆動信号を印加する電極であり、電極板１５４は、駆動回路１００からＢ相の駆動信号を印加する電極である。
【００２３】
クランプ部１２の圧電体１２１，１２２の端部に設けられる電極板１５１，１５２，１５３は、軸心α方向（Ｚ軸方向）において、図４（ｂ）に示すように、圧電体１２１の外周側から内周側へ形成された外周側スリット１５１ａと、内周側（中空部１２１ａ側）から外周側へ形成された内周側スリット１５１ｂとを有している。本実施形態の電極板１５１〜１５３では、外周側スリット１５１ａ及び内周側スリット１５１ｂは、圧電体１２１，１２２の周方向に沿って交互に複数形成されている。
一方、直進部１３の圧電体１３１，１３２の端部に設けられる電極板１５４，１５５は、図４（ｃ）に示すように周方向に連続した略円環形状であり、スリット等が形成されていない。
本実施形態の電極板１５１〜１５５は、アルミニウムの薄板にプレス加工を施すことにより形成されているが、これに限らず、例えば、鉄や、黄銅、リン青銅等の金属材料を用いてもよい。
【００２４】
図５は、クランプ部及び直進部の動きを説明する図である。図５（ａ），（ｂ）は、一例として、クランプ部１２の圧電体１２１を示し、図５（ｃ），（ｄ）は、一例として、直進部１３の圧電体１３１を示している。
クランプ部１２の圧電体１２１，１２２は、主としてｄ３１の圧電効果による変位が生じる圧電体である。つまり、圧電体１２１，１２２は、分極方向（圧電体１２１では矢印Ｐ１方向）と平行な方向よりも、分極方向（矢印Ｐ１方向）と直交する方向（矢印Ｄ１方向）に伸び縮みしやすい（すなわち、大きく変位する）性質を有している。圧電体１２１，１２２は、分極方向（矢印Ｐ１方向）に対して反対の方向に駆動電圧（直流電圧）が印加される。これにより、圧電体１２１，１２２は、径方向の外側（矢印Ｄ１方向）へ変位し、圧電体１２１，１２２の内径がｒ１からｒ２へと広がる。
直進部１３の圧電体１３１，１３２は、主としてｄ３３の圧電効果による変位が生じる圧電体である。つまり、圧電体１３１，１３２は、分極方向（圧電体１３１では矢印Ｐ２方向）と直交する方向よりも、分極方向（矢印Ｐ２方向）と平行な方向（矢印Ｄ２方向）に伸び縮みしやすい（すなわち、大きく変位する）性質を有している。圧電体１３１，１３２は、分極方向（矢印Ｐ２方向）と同じ方向に駆動電圧が印加される。これにより、圧電体１３１，１３２は、厚さ方向、すなわち軸心α方向（矢印Ｄ２方向）に変位し、軸心α方向の寸法がＷ１からＷ２へと伸びる。
【００２５】
図６は、第１実施形態の圧電アクチュエータの駆動原理を説明する図である。圧電アクチュエータ１０は、駆動回路１００からの位相の異なる２つの駆動信号（Ａ相の駆動信号、Ｂ相の駆動信号）によって、以下のように駆動される。なお、理解を容易にするために、図６では、圧電アクチュエータ１０を簡略化して示している。
クランプ部１２及び直進部１３に印加される駆動信号と出力棒１６の動きを各ステップ（Ａ）〜（Ｅ）において説明する。なお、図６（ａ）〜（ｅ）は、ステップ（Ａ）〜（Ｅ）にそれぞれ対応している。
以下のステップでは、Ａ相及びＢ相の駆動信号は、低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態と、高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態とである例を示す。しかし、低レベルの電圧値Ｌは、０Ｖに限らず、高レベルの電圧値Ｈより低い所定の電圧としてもよい。
【００２６】
（ステップ（Ａ）について）
ステップ（Ａ）は、初期状態に相当し、図６（ａ）に示すように、Ａ相の駆動信号及びＢ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、変位が生じておらず、出力棒１６を径方向にクランプした状態である。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、変位が生じていない状態となっている。
従って、出力棒１６は、軸心α方向に駆動されず、出力棒１６のＺ軸プラス側の先端部１６ａは、初期位置Ｚ０に位置している。
【００２７】
（ステップ（Ｂ）について）
時点ｔ１でステップ（Ｂ）となる。ステップ（Ｂ）では、図６（ｂ）に示すように、Ａ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態であり、Ｂ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、ステップ（Ａ）と同様に変位が生じておらず、出力棒１６を径方向にクランプした状態である。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、軸心α方向に変位が生じる。このとき、駆動部１１のＺ軸マイナス側は支持部１７によって固定されているので、軸心α方向に沿ってＺ軸プラス方向へ変位（矢印Ｄ２）が生じた状態となる。
よって、クランプ部１２は、直進部１３の変位によってＺ軸プラス側へ押し出されて移動する。このとき、出力棒１６は、クランプ部１２によってクランプされているので、直進部１３の変位の分だけＺ軸プラス方向へ移動し、先端部１６ａは位置Ｚ１に移動する。
【００２８】
（ステップ（Ｃ）について）
時点ｔ２でステップ（Ｃ）となる。ステップ（Ｃ）では、図６（ｃ）に示すように。Ａ相の駆動信号及びＢ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、径方向へ変位して外周方向へ広がり（矢印Ｄ１）、出力棒１６を径方向において開放した状態となる。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、軸心α方向に変位が生じた状態のままとなっている。
従って、出力棒１６は、軸心α方向に移動せず、先端部１６ａは、位置Ｚ１のままである。
このステップ（Ｃ）では、駆動信号によりクランプ部１２の圧電体１２１，１２２は、径方向に生じる変位により外周方向へ広がるため、周方向の寸法も変位により初期状態に比べて長くなる。
このとき、圧電体１２１，１２２の両端部に設けられた電極板１５１，１５２，１５３は、図４（ｂ）に示したように、外周側スリット１５１ａと内周側スリット１５１ｂとが形成されているので、周方向の剛性が円環形状の電極板１５４等に比べて小さい。そのため、電極板１５１〜１５３は、周方向へ容易に伸長でき、圧電体１２１，１２２の変位と一体となって変位することが可能である。
【００２９】
（ステップ（Ｄ）について）
時点ｔ３でステップ（Ｄ）となる。ステップ（Ｄ）では、図６（ｄ）に示すように、Ａ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態であり、Ｂ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、変位により外周方向へ広がり、出力棒１６を開放した状態のままである。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、厚さ方向（軸心α方向）の伸び変位が無くなり、元の厚さ（初期状態の厚さ）に戻る。
従って、出力棒１６は、軸心α方向には移動せず、先端部１６ａは、位置Ｚ１のままである。
【００３０】
（ステップ（Ｅ）について）
時点ｔ４でステップ（Ｅ）となる。ステップ（Ｅ）では、図６（ｅ）に示すように、Ａ相の駆動信号及びＢ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、径方向への変位が無くなり、中空部の内径が元の寸法に戻る。そのため、クランプ部１２は、再び出力棒１６をクランプした状態となる。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、変位が生じていない状態のままである。各相の駆動信号の状態や、出力棒１６のクランプ及び駆動の有無等の状態は、ステップ（Ａ）と同じである。
従って、出力棒１６は移動せず、先端部１６ａは、位置Ｚ１のままである。
ステップ（Ｅ）では、駆動信号によりクランプ部１２の圧電体１２１，１２２は、径方向への変位が無くなり、初期状態に戻る。このとき、圧電体１２１，１２２の両端部に設けられた電極板１５１〜１５３は、圧電体１２１，１２２が元の状態に戻る変位と一体となって変位し、もとの状態に戻る。
【００３１】
以上のステップ（Ａ）からステップ（Ｅ）を繰り返すことにより、出力棒１６は、軸心α方向に沿ってＺ軸プラス方向へ直進駆動される。
出力棒１６をＺ軸マイナス方向へ駆動する場合は、上述したステップ（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）というステップとは逆順のステップ（Ｅ）→（Ｄ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）というステップをとればよい。このようなステップを繰り返すことにより、出力棒１６は、軸心αに沿ってＺ軸マイナス方向へ順次直進駆動される。
【００３２】
本実施形態のクランプ部１２は、非駆動時（駆動信号が印加されていない状態）では常に出力棒１６をクランプしている状態となっている。従って、圧電アクチュエータ１０の組み立て時等にクランプ部１２の中空部に出力棒１６を挿入するときは、クランプ部１２の圧電体１２１，１２２に正電圧を印加して変位させ、中空部の内径を広げた状態としてから出力棒１６を挿入し、所定の位置に配置すればよい。また、圧電アクチュエータ１０の分解時には、同様に、圧電体１２１，１２２に正電圧を印加して変位させ、中空部の内径を広げた状態として出力棒１６を取り外せばよい。
【００３３】
圧電アクチュエータ１０の駆動ステップの時間間隔に関して、ステップ（Ａ）からステップ（Ｅ）までの時間、すなわち時点ｔ０〜ｔ４の区間を１周期とするとき、これを２０ｋＨｚ以上の超音波領域の周波数で駆動した場合には、各圧電体の動きによる可聴音が無くなり、極めて静かな駆動が可能となる。
また、出力棒１６を、重力方向に駆動する場合、ステップ（Ａ）からステップ（Ｅ）までの時間、すなわち時点ｔ０〜ｔ４の区間を１周期とし、これを２０ｋＨｚ以上の超音波領域の周波数で駆動することが好ましい。この周波数で駆動することにより、ステップ（Ｃ）及び（Ｄ）のように、出力棒１６がクランプ部１２によりクランプされていない状態において、出力棒１６の重力に対する応答（落下等）よりも、出力棒１６の駆動部１１に対する応答の方が極めて大きくなる。従って、出力棒１６にかかる重力の影響を抑え、位置精度の高い振動アクチュエータとすることができる。
なお、上述のように、圧電アクチュエータ１０の駆動ステップの時間間隔は、２０ｋＨｚ以上の超音波領域の周波数とすることが好ましいが、この例に限らず、圧電アクチュエータ１０が適用される装置や駆動したい部材等によって適宜調整してよい。
【００３４】
本実施形態によれば、クランプ部１２の圧電体１２１，１２２の端部に設けられた電極板１５１，１５２，１５３を図４（ｂ）に示すような形状としたことにより、従来の円環形状の電極板に比べて周方向の剛性が小さくなった。
従来の略円環形状の電極部では、周方向の剛性が大きいので、そのような電極部をクランプ用の圧電体に接着剤等によって接合して用いる場合には、駆動信号が印加されて圧電体が変位する際の圧電体の周方向への伸び変形量が、電極部の周方向の剛性によって損なわれる。そのため、クランプ部の圧電体は、外周側へ十分変位することができず、出力棒１６の開放が不十分となり、出力棒１６を所望する速度や移動量で駆動できなかった。これを解決するために、従来では、直進用部の圧電体の積層枚数を増やしたり、印加する駆動信号をより高電圧にしたりする必要が生じ、圧電アクチュエータの生産コストの増大や、高電圧の駆動信号を印加するための駆動回路の大型化による圧電アクチュエータの大型化や消費電力の増加等の問題が生じていた。
【００３５】
これに対して、本実施形態の電極板１５１〜１５３は、周方向の剛性が小さいので、駆動信号により圧電体１２１，１２２が径方向に変位する際に、圧電体１２１，１２２が周方向への伸びると、それに合わせて電極板１５１〜１５３も周方向へ容易に伸びることができる。従って、電極板１５１〜１５３は、圧電体１２１，１２２の周方向への伸び変形量を阻害することがない。
これにより、圧電体１２１，１２２は、外周側へ十分変位することができるので、出力棒１６を所望する速度や移動量で駆動することができる。よって、本実施形態によれば、圧電体の積層枚数を増やす必要がなく、低電圧の駆動信号でも圧電アクチュエータ１０を駆動することができ、圧電アクチュエータ１０の生産コストの低減、小型化、低電圧での安定した駆動や駆動効率の向上等を図ることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、電極板１５１〜１５３は、プレス加工によって成形可能であり、容易に作製することができる。
さらに、本実施形態によれば、圧電アクチュエータは、圧電体１２１，１２２，１３１，１３２と、電極板１５１〜１５５を軸心αに沿って積層させて一体化させた形状であるので、構造が簡単であり、作製が容易である。
さらにまた、本実施形態では、クランプ状態において、クランプ部１２の中空部１２１ａ，１２２ａの内周面と出力棒１６の外周面とが面接触する形態となっているので、クランプ部１２のクランプ力が安定する。これにより、クランプ部１２に対して駆動方向に大きな力を与えても、クランプ部１２が滑ることが無い。従って、直進部１３の駆動力を大きくすることができ、より駆動力の大きい圧電アクチュエータとすることができる。
その上、本実施形態によれば、圧電アクチュエータ１０によってフォーカスレンズ６を保持するレンズ環７を直進移動させることにより焦点調節を行えるので、振動モータの回転運動をヘリコイド機構等を用いて直進運動に変換してフォーカスレンズを移動させる従来のレンズ鏡筒に比べて、回転運動を直線運動へ変換する際の変換損失が発生せず、焦点調節を行う際のエネルギー効率が向上する。
【００３７】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
第２実施形態の圧電アクチュエータ２０は、駆動部２１が出力棒１６をクランプしたり開放したりする作用を有する第２のクランプ部２２を備えている点以外は、第１実施形態に示した圧電アクチュエータ１０と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の圧電アクチュエータ２０は、駆動部２１、出力棒１６、支持部１７、ブッシュ１８等を備えている。
【００３８】
駆動部２１は、略円環形状である複数の圧電体と電極板とが軸心α方向に沿って交互に積層された形態である。駆動部２１は、クランプ部１２，直進部１３，第２のクランプ部２２を備えている。
第２のクランプ部２２は、軸心αに沿って直進部１３のＺ軸マイナス側（直進部１３と支持部１７との間）に設けられている。この第２のクランプ部２２は、略円環形状であり、中空部には出力棒１６が挿入されている。
第２のクランプ部２２は、クランプ部１２と同様に、中空部の内径は、出力棒１６の径より数μｍ小さい。そのため、駆動信号が印加されていない状態では、第２のクランプ部２２は、出力棒１６の外周面を中空部の内周面で面接触してクランプしている状態となっている。
【００３９】
第２のクランプ部２２は、圧電体２２１，２２２を有している。圧電体２２１，２２２は、圧電体１２１，１２２と略同様の形態であり、略円環形状であってその両端面には銀ペースト等を用いて不図示の電極が形成されている。この電極を用いて、圧電体２２１，２２２は、厚さ方向に分極処理が施されている。圧電体２２１の分極方向は、Ｚ軸マイナス方向であり、圧電体２２２の分極方向は、Ｚ軸プラス方向である。圧電体２２１，２２２は、主としてｄ３１の圧電効果による変位が大きい圧電体を用いている。
圧電体２２１，２２２は、駆動回路２００からＣ相の駆動信号（直流電圧）が印加されると、径方向の外側へ広がるように変位する。
【００４０】
圧電体２２１，２２２の軸心α方向における両端部には、電極板２５５，２５６，２５７が設けられている。この電極板２５５，２５６，２５７は、第１実施形態に示した電極板１５１〜１５３と略同様の形態であり、外周側スリット及び内周側スリットが形成されている。そのため、電極板２５５，２５６，２５７は、周方向の剛性が小さく、圧電体２２１，２２２は、駆動信号が印加されて径方向に変位するとき、電極板２５５，２５６，２５７の周方向の剛性によって阻害されることなく、周方向に自由に伸びることができ、径方向外側へ十分変位することができる。
【００４１】
図８は、第２実施形態の圧電アクチュエータの駆動原理を説明する図である。図８では、クランプ部１２、直進部１３、第２のクランプ部２２に印加される駆動信号と、出力棒１６の動きを簡略化して示している。以下の各ステップ（Ａ）〜（Ｅ）は、図８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応している。
（ステップ（Ａ）について）
時点ｔ０では、ステップ（Ａ）である。このステップ（Ａ）では、図８（ａ）に示すように、Ａ相の駆動信号及びＢ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態、Ｃ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、変位が生じておらず、出力棒１６を径方向にクランプした状態である。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、変位が生じていない状態である。
Ｃ相の駆動信号が印加される第２のクランプ部２２は、径方向の変位（矢印Ｄ１）が生じて外側へ広がり、出力棒１６を開放した状態となる。第２のクランプ部２２の圧電体２２１，２２２の両端部に設けられた電極板２５５，２５６，２５７は、上述のように、圧電体２２１，２２２の周方向の伸び変形を阻害しないので、第２のクランプ部２２は、変位により径方向外側へ十分広がることができる。
このとき、出力棒１６は、軸心α方向に駆動されず、出力棒１６のＺ軸プラス側の先端部１６ａは、軸心α方向（Ｚ軸方向）において、初期位置Ｚ０に位置している。
【００４２】
（ステップ（Ｂ）について）
時点ｔ１でステップ（Ｂ）となる。ステップＢでは、図８（ｂ）に示すように、Ａ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態であり、Ｂ相の駆動信号及びＣ相の駆動電圧は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、変位が生じておらず、出力棒１６を径方向にクランプした状態となっている。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、厚み方向（軸心α方向）に伸びる変位（矢印Ｄ２）が生じた状態となる。Ｃ相の駆動信号が印加される第２のクランプ部２２は、径方向へ変位しており、出力棒１６を開放した状態のままである。
このとき、出力棒１６は、クランプ部１２によりクランプされているので、直進部１３の変位の分だけ軸心α方向に沿ってＺ軸プラス側へ移動され、出力棒１６の先端部１６ａは、位置Ｚ１となる。
【００４３】
（ステップ（Ｃ）について）
時点ｔ２でステップ（Ｃ）となる。ステップ（Ｃ）では、図８（ｃ）に示すように、Ａ相の駆動信号及び相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態であり、Ｃ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、径方向の変位（矢印Ｄ１）により外側へ広がり、クランプ部１２の内径（中空部１２１ａ，１２２ａの径）が広がるので、出力棒１６を開放した状態となる。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、厚み方向（軸心α方向）に伸びる変位が生じた状態のままである。
Ｃ相の駆動信号が印加される第２のクランプ部２２は、変位が無くなってもとの状態に戻り、径方向に出力棒１６をクランプした状態となっている。第２のクランプ部２２の圧電体２２１，２２２の両端部に設けられた電極板２５５，２５６，２５７は、周方向の剛性が小さいので、圧電体２４５，２４６の変位が無くなった場合、圧電体２２１，２２２とともに元の状態（駆動信号が印加されていない状態）に容易に戻ることができる。
このとき、出力棒１６の先端部１６ａは、位置Ｚ１に位置したままである。
【００４４】
（ステップ（Ｄ）について）
時点ｔ３でステップ（Ｄ）となる。ステップ（Ｄ）では、図８（ｄ）に示すように、Ａ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態、Ｂ相の駆動信号及びＣ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、径方向へ変位し、出力棒１６を開放した状態のままである。Ｂ相の駆動信号が印加される直進部１３は、厚み方向へ伸びる伸び変位が無くなり、元の厚さに戻る。Ｃ相の駆動信号が印加される第２のクランプ部２２は、変位が生じておらず、出力棒１６を径方向にクランプした状態のままである。
このとき、出力棒１６の先端部１６ａは、ステップ（Ｃ）と同様に、位置Ｚ１に位置したままである。
【００４５】
（ステップ（Ｅ）について）
時点ｔ４でステップ（Ｅ）となる。ステップ（Ｅ）では、図８（ｅ）に示すように、Ａ相の駆動信号及びＢ相の駆動信号は低レベルの電圧値Ｌ（０Ｖ）の状態であり、Ｃ相の駆動信号は高レベルの電圧値Ｈ（正の所定電圧）の状態である。
Ａ相の駆動信号が印加されるクランプ部１２は、径方向への変位が無くなり、出力棒１６を径方向にクランプした状態となる。Ｂ相の駆動信号が印可される直進部１３は、変位が生じておらず、元の厚さのままである。Ｃ相の駆動信号が印加される第２のクランプ部２２は、径方向の変位（矢印Ｄ１）により外側へ広がり、出力棒１６を開放した状態となっている。
このとき、出力棒１６の先端部１６ａは、ステップ（Ｃ），（Ｄ）と同様に、位置Ｚ１に位置したままである。
【００４６】
以上のように、ステップ（Ａ）からステップ（Ｅ）を繰り返すことにより、出力棒１６は、順次、軸心α方向に沿ってＺ軸プラス側へ直進駆動される。
出力棒１６を逆方向（Ｚ軸マイナス側）へ駆動したい場合には、ステップ（Ｅ）からステップ（Ａ）を、ステップ（Ｅ）→（Ｄ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）と上述のステップの逆順序とすればよい。
【００４７】
本実施形態によれば、クランプ部１２及び第２のクランプ部２２の両端部に設けられる電極板１５１〜１５３及び電極板２５５〜２５７の周方向の剛性が小さいので、圧電体１２１，１２２及び圧電体２２１，２２２の径方向への変位を阻害することがない。従って、圧電アクチュエータ２０は、安定した駆動が行え、小型化も可能となり、低電圧での駆動ができ、消費電力も抑えることができる。
また、本実施形態によれば、圧電アクチュエータ２０を駆動する際には、常にクランプ部１２又は第２のクランプ部２２によって、出力棒１６がクランプされた状態となっている。そのため、駆動のステップ（Ａ）〜（Ｅ）までの周期が長い場合、すなわち、時点ｔ０〜ｔ４までの区間を１周期とした場合の駆動周波数が小さい場合であっても、出力棒１６に対する重力等の外力の影響を抑えることができる。従って、出力棒１６を重力方向に駆動する場合のように、出力棒１６に対する外力の影響が大きい状況であっても、位置精度の高い圧電アクチュエータ２０とすることができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。図９（ａ）は、圧電アクチュエータ３０を示し、図９（ｂ）及び（ｃ）は、駆動信号によって圧電体１２１が変位するときの変形部３９１の様子を説明する図である。
第３実施形態の圧電アクチュエータ３０は、クランプ部１２の圧電体１２１，１２２の両端部に設けられた電極板３５１，３５２，３５３の形状と、電極板３５１，３５２，３５３と圧電体１２１，１２２との間にそれぞれ変形部３９１，３９２，３９３，３９４が設けられている点とが、第１実施形態とは異なる。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態の圧電アクチュエータ３０は、駆動部３１、出力棒１６、支持部１７、ブッシュ１８等を備えている。
【００４９】
駆動部３１は、略円環形状の部材であり、クランプ部３２及び直進部１３を備えている。
クランプ部３２は、圧電体１２１，１２２と、電極板３５１，３５２，３５３と、変形部３９１，３９２，３９３，３９４とを備えている。
電極板３５１〜３５３は、アルミニウムにより形成された略円環形状の部材であり、第１実施形態に示した電極板１５４と略同様の形態である。
変形部３９１〜３９４は、導電性を有するゴム等により形成された略円環形状の部材である。変形部３９１〜３９４は、外力によって容易に変形可能であり、その変形は可逆的である。本実施形態の変形部３９１〜３９４は、シリコン系の導電性ゴムにより形成されている。
図９（ａ）に示すように、電極板３５１は、圧電体１２１のＺ軸プラス側に配置され、変形部３９１は、電極板３５１と圧電体１２１との間に配置されている。電極板３５２は、圧電体１２１のＺ軸マイナス側（圧電体１２１と圧電体１２２との間）に配置され、変形部３９２が圧電体１２１と電極板３５２との間に、変形部３９３が圧電体１２２と電極板３５２との間にそれぞれ配置されている。電極板３５３は、圧電体１２２のＺ軸マイナス側（圧電体１２２と圧電体１３１との間）に配置され、変形部３９４は、圧電体１２２と電極板３５３との間に配置されている。上述した各電極部と各変形部、各変形部と各圧電体とは、それぞれ、導電性を有する接着剤を用いて接合されている。
【００５０】
変形部３９１〜３９４について、一例として、変形部３９１を挙げて説明する。
図９（ｂ）は、圧電体１２１に変位が生じていない状態での電極板３５１、変形部３９１、圧電体１２１のＹ軸プラス側の様子を拡大して示している。圧電体１２１に変位が生じていない状態では、変形部３９１は変形しない。
図９（ｃ）は、圧電体１２１に駆動信号（正電圧）が印加され、圧電体１２１が径方向に変位した状態での変形部３９１、電極板３５１、圧電体１２１を示している。
圧電体１２１は、駆動信号（正電圧）により周方向へ伸びながら径方向へ変位し、径方向外側へ広がる。一方、電極板３５１は、従来の電極板と同様の略円環形状であるので、周方向の剛性が大きく、周方向への伸びの変化量が非常に小さい。そのため、仮に変形部３９１を設けずに電極板３５１を圧電体１２１に接合した場合には、圧電体１２１の径方向への変位が電極板３５１により阻害される。
【００５１】
これに対して、電極板３５１と圧電体１２１との間に設けられた変形部３９１は、外力により可逆的に変形可能である。そのため、図９（ｃ）に示すように、変形部３９１の電極板３５１側は、電極板３５１と同様に変形しないが、変形部３９１の圧電体１２１側は、圧電体１２１の変位に合わせて周方向及び径方向に伸縮自在に変形する。よって、圧電体１２１は、電極板３５１の剛性に関係なく周方向の伸び変形量が確保されるので、径方向外側への変位を十分確保できる。しかも、変形部３９１が導電性を有するので、電極板３５１と圧電体１２１との導通も確保できる。
この変形部３９１の作用及び効果は、変形部３９２〜３９４も同様である。
【００５２】
よって、本実施形態によれば、クランプ部３２の圧電体１２１，１２２の径方向外側への変位を十分確保でき、安定した駆動を行うことができ、小型化も可能となり、低電圧での駆動や駆動効率の向上も図ることができる。
また、圧電体１２１，１２２と電極板３５１，３５２，３５３との間に、導電性を有するゴムによって形成された変形部３９１，３９２，３９３，３９４をそれぞれ設けることにより、出力棒１６を駆動する際に発生する振動や異音を低減でき、圧電アクチュエータ３０の駆動の静音化を実現できる。
【００５３】
（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。図１０（ａ）は、圧電アクチュエータ４０を示し、図１０（ｂ）は、クランプ部４２の出力棒１６のｙ軸プラス側の拡大図である。
第４実施形態の圧電アクチュエータ４０は、クランプ部４２の圧電体４２１，４２２の表面に形成された電極の一部が、圧電体４２１，４２２の外周面４２１ｃ，４２２ｃまで延在して形成されている点が、第１実施形態とは異なる。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第４実施形態の圧電アクチュエータ４０は、駆動部４１、出力棒１６、支持部１７、ブッシュ１８等を備えている。
【００５４】
駆動部４１は、略円環形状であり、クランプ部４２と直進部１３とを備えている。
クランプ部４２は、圧電体４２１，４２２を備えている。圧電体４２１，４２２は、略円環形状であり、その両端面に銀ペーストを印刷する等により、電極１４１，１４２と電極１４３，１４４とが形成されている。
圧電体４２１は、図１０（ｂ）に示すように、Ｚ軸プラス側の端面に電極１４１が形成され、Ｚ軸マイナス側の端面には電極１４２が形成されている。電極１４１は、その一部が圧電体４２１の外周面４２１ｃまで延在して形成された延長部１４１ａを有している（図１０（ｂ）参照）。この延長部１４１ａは、リード線等と接続されて接地され、電極１４１は、グランド側の電極となっている。
【００５５】
圧電体４２２は、Ｚ軸プラス側の端面に電極１４３が形成され、Ｚ軸マイナス側の端面に電極１４４が形成されている。電極１４３は、電極１４１と略同様の形状であり、一部が圧電体４２１の外周面４２１ｃまで延在され、延長部１４３ａが形成されている。延長部１４３ａは、リード線等により駆動回路１００と接続されており、Ａ相の駆動信号が印加される。従って、電極１４３と、電極１４３に導電性を有する接着剤により接合された電極１４２とは、Ａ相の駆動信号を印加する電極となる。
圧電体４２１，４２２は、厚み方向（軸心α方向）に分極処理が施されている。圧電体４２１は、Ｚ軸マイナス方向へ分極され、圧電体４２２は、Ｚ軸プラス方向へ分極されている。この圧電体４２１，４２２は、主としてｄ３１の圧電効果により変位する。
【００５６】
圧電体４２１と圧電体４２２は、導電性を有する接着剤で接合されており、電極１４２と電極１４３との間には、不図示の接着剤層が設けられている。
圧電体４２２のＺ軸マイナス側（圧電体４２２と圧電体１３１との間）には、第３実施形態に示した略円環形状の電極板３５３が設けられている。圧電体４２２と電極板３５３とは、導電性を有する接着剤で接合されており、電極１４４と電極板３５３との間には、不図示の接着剤層が設けられている。
【００５７】
電極１４１〜１４４は、銀ペーストにより形成されているので、従来の略円環形状の電極板（例えば、図４（ｃ）に示す電極板１５４）に比べて、周方向の剛性が小さい。
従って、圧電体４２１，４２２が駆動信号により変位し、径方向外側へ広がる場合にも、電極１４１〜１４４は、圧電体４２１，４２２の周方向への伸び変形を阻害することがなく、圧電体４２１，４２２と一体となって変位する。
【００５８】
よって、本実施形態によれば、圧電体４２１，４２２は、十分に変位でき、圧電アクチュエータ４０は良好な駆動性能で駆動を行うことができ、圧電アクチュエータの小型化や、低電圧での駆動が可能となり、また、駆動効率の向上を図ることができる。
本実施形態では、圧電体４２２のＺ軸マイナス側の端面（電極１４４の表面）が電極板３５３に導電性を有する接着剤によって接合されているが、圧電体４２２の他方の端面には周方向の伸び変形を阻害しない電極１４３が形成されている。従って、電極板１５３の剛性による圧電体４２２の変位への阻害は、圧電体４２２の両端部に略円環形状の電極板を設けた場合に比べて小さい。そのため、電極板１５３の剛性による変位の阻害を許容範囲内とすることができ、クランプ部４２は、十分に変位可能である。
また、本実施形態によれば、クランプ部４２は、アルミニウム等の金属材料を用いて形成した電極板を省略することができるので、生産コストの低減を図ることができる。
【００５９】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。
（１）各実施形態では、圧電体としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いる例を示したが、これに限らず、所望する圧電定数ｄ３３及びｄ３１が得られる圧電材料であれば、適宜自由に選択して使用してよい。
【００６０】
（２）第１実施形態では、クランプ部１２及び直進部１３は、それぞれ圧電体が２枚積層された形態としたがこれに限らず、圧電体を３枚以上積層した形態としてもよいし、１枚の圧電体で形成した形態としてもよい。
なお、第２実施形態における第２のクランプ部２２、第３実施形態におけるクランプ部３２、第４実施形態におけるクランプ部４２も同様である。
【００６１】
（３）第１実施形態及び第２実施形態において、クランプ部１２の圧電体１２１，１２２及び第２のクランプ部２２の圧電体２２１，２２２の両端部に設けられる電極板１５１〜１５３，２５５〜２５７は、ともに内周側スリット及び外周側スリットを有する例を示したが、これに限らず、例えば、どちらか一方の端部の電極板のみを電極板１５１のように内周側スリット及び外周側スリットを有する形態としてもよい。
同様に、第３実施形態においても、クランプ部３２の圧電体１２１，１２２のどちらか一方の端部の電極板と圧電体との間に変形部を設けてもよい。
また、第４実施形態においても、同様に、クランプ部４２の圧電体４２１，４２２のどちらか一方の端部を、銀ペースト等を用いて形成する電極とし、他方の端部を略円環形状の電極板や、電極板１５１のように内周側スリット及び外周側スリットを有する電極板を設ける形態等としてもよい。
【００６２】
（４）第４実施形態において、電極１４１〜１４４は、銀ペーストを印刷する等により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、めっき等により電極を形成してもよい。
【００６３】
（５）第１実施形態及び第２実施形態において、クランプ部１２及び第２のクランプ部２２の各圧電体の端部に設けられる電極板には、略矩形状の内周側スリット及び外周側スリットが形成されている例を示したが、これに限らず、電極板の周方向における剛性を低下できる形状であれば、スリットの形状は、例えば、略三角形形状や、略円形形状の一部や略長円形状の一部等でもよく、適宜自由に選択して形成してよい。
【００６４】
（６）第１実施形態及び第２実施形態において、クランプ部１２及び第２のクランプ部２２の各圧電体の端部に設けられる各電極板には、複数の内周側スリット及び外周側スリットが１つずつ交互に形成される例を示したが、内周側スリット及び外周側スリットは、それぞれ１つずつでもよいし、内周側スリットと外周側スリットとが２つずつや３つずつ等、複数個ずつ交互等に形成される形態としてもよい。
【００６５】
（７）第１実施形態及び第２実施形態において、直進部１３の圧電体１３１，１３２の端部に設けられる電極板１５４，１５５は、略円環形状である例を示したが、これに限らず、電極板１５１と同様の形態の電極板を用いてもよい。
【００６６】
（８）第４実施形態において、直進部１３の圧電体１３１，１３２の両端部には電極板３５３，１５４，１５５が設けられる例を示したが、これに限らず、圧電体４２１，４２２と同様に、電極板を用いず、圧電体１３１，１３２の一方の端面に形成された銀電極の一部を圧電体１３１，１３２の外周面まで延在して延長部を形成し、延長部にリード線等を接続して駆動信号を印加する形態としてもよい。
【００６７】
（９）各実施形態において、圧電アクチュエータ１０，２０，３０，４０は、フォーカスレンズ６の駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズのズーム動作時の駆動に用いてもよい。また、各実施形態では、圧電アクチュエータ１０，２０，３０，４０は、カメラ１に用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、複写機の駆動部や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部に用いてもよい。
なお、上述の各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１実施形態のカメラを示す図である。
【図２】第１実施形態の圧電アクチュエータがレンズ鏡筒内に配置されている様子を示す図である。
【図３】第１実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
【図４】第１実施形態の圧電体と電極板とを説明する図である。
【図５】クランプ部及び直進部の動きを説明する図である。
【図６】第１実施形態の圧電アクチュエータの駆動原理を説明する図である。
【図７】第２実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
【図８】第２実施形態の圧電アクチュエータの駆動原理を説明する図である。
【図９】第３実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
【図１０】第４実施形態の圧電アクチュエータを説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
１：カメラ、２：カメラボディ、３：レンズ鏡筒、８：撮像素子、１０，２０，３０，４０：圧電アクチュエータ、１２１，１２２，２２１，２２２，４２１，４２２：圧電体（第１の圧電素子）、１３１，１３２：圧電体（第２の圧電素子）、１５１，１５２，１５３，２５５，２５６，２５７，３５１，３５２：電極板、１４１，１４２，１４３，１４４：電極、１６：出力棒、３９１，３９２，３９３，３９４：変形部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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