(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周りに回転するロータと、
前記ロータと同軸に配されて前記ロータが回転軸周りに摺動可能に挿通された筒型の振れ回り部材と、
前記振れ回り部材を振れ回り運動させる駆動部と、
を備え、
前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う環状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部材の内周部に有し、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動し、
前記凸部と前記凹部とを、前記ロータの軸方向へ複数連続して設けたこと
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
回転軸の周りに回転するロータと、
前記ロータと同軸に配されて前記ロータが回転軸周りに摺動可能に挿通された筒型の振れ回り部材と、
前記振れ回り部材を振れ回り運動させる駆動部と、
を備え、
前記ロータの外周部に、前記ロータの回転軸周りに延在する環状の凸部及び凹部の何れか一方が設けられ、前記振れ回り部材の内周部に、前記ロータの回転軸周りに延在する環状の前記凸部及び凹部の他方が前記一方と摺動可能に嵌り合って設けられ、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動し、
前記凸部及び凹部の前記一方と前記他方とは、それぞれ前記ロータの軸方向に沿って複数設けられることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記凸部と前記凹部との摺動部を、前記ロータの外径側へかけて前記ロータの軸方向へ傾斜した傾斜面としたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記摺動部を、前記凹部の開口側から底側へかけて、前記摺動部と前記ロータの軸方向に対向する前記凹部の孔壁の側へ傾斜する傾斜面としたことを特徴とする請求項３に記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】
前記凸部と前記凹部とを、前記振れ回り部材の振動の腹の位置に配したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項６】
光学部材と、
前記光学部材を移動させる請求項１から５のいずれか一項に記載の振動アクチュエータと
を備えるレンズユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズユニットと、
前記光学部材によって結像された画像を撮像する撮像部と、
前記振動アクチュエータおよび前記撮像部を制御する制御部と、
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動アクチュエータ、当該振動アクチュエータを備えるレンズユニット及び撮像装置に関する。本発明は、特に、振れ回り部材によりロータを回転させる振動アクチュエータ、当該振動アクチュエータを備えるレンズユニット及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動部としての複数の電気機械変換素子が周囲に配された筒状体である振れ回り部材としてのステータと、当該ステータに挿通された回転軸としてのロータとを備える振動アクチュエータとしての超音波モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この振動アクチュエータでは、電気機械変換素子がステータに発生させる振れ回り運動によりロータが回転される。
【０００３】
他の超音波モータとして、複数の周回突条を有する回転子と、当該回転子の周回突条を収容する複数の周回溝を有する軸受部材と、回転子の軸方向の一端を振動させる固定子を用いる形態がある（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特表２００７−５０５５９９号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の振動アクチュエータでは、ロータの外周部にネジ山が形成され、ステータの内周部に上記ネジ山と螺合するネジ溝が形成されており、これらの当接部において、ステータからロータへ振動が伝達され、ネジ山がネジ溝に対して摺動する。ここで、上記振動アクチュエータでは、ロータとステータとが螺合していることから、ロータとステータとの摺動面積を効率的に増加させることができ、振動アクチュエータの出力を効率よく高めることができる。一方で、ロータは、回転すると共に軸方向へ移動するので、振動アクチュエータの用途が、ロータをボールネジとして使用する場合等、ロータの軸方向への移動を許容できる場合に限定される。
【０００５】
また、特許文献２に記載の超音波モータにおいて、回転子と軸受部材とを与圧によって当接させている当接部分と、駆動力の伝達のために回転子と固定子とが当接している当接部分とが別個であるので、駆動力の伝達の効率が低い。また、固定子を回転子の軸方向の一端に設けるので、軸方向の長さが長くなり、装置全体を小型化することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、振動アクチュエータは、回転軸周りに回転するロータと、前記ロータと同軸に配されて前記ロータが回転軸周りに摺動可能に挿通された筒型の振れ回り部材と、前記振れ回り部材を振れ回り運動させる駆動部と、を備え、前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う環状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部材の内周部に有し、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動する。
【０００７】
また、レンズユニットは、光学部材と、前記光学部材を収容するレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の内部に設けられて、前記光学部材を移動させる振動アクチュエータと、を備えるレンズユニットであって、前記振動アクチュエータは、回転軸周りに回転するロータと、前記ロータと同軸に配されて前記ロータが回転軸周りに摺動可能に挿通された筒型の振れ回り部材と、前記振れ回り部材を振れ回り運動させる駆動部と、を備え、前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う環状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部材の内周部に有し、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動する。
【０００８】
また、撮像装置は、光学部材と、前記光学部材を収容するレンズ鏡筒と、前記光学部材を移動させる振動アクチュエータと、前記光学部材によって結像された画像を撮像する撮像部と、前記振動アクチュエータおよび前記撮像部を制御する制御部と、を備える撮像装置であって、前記振動アクチュエータは、回転軸周りに回転するロータと、前記ロータと同軸に配されて前記ロータが回転軸周りに摺動可能に挿通された筒型の振れ回り部材と、前記振れ回り部材を振れ回り運動させる駆動部と、を備え、前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う環状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部材の内周部に有し、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動する。
【０００９】
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く、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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く、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。
【００１１】
まず、本発明の一実施形態に係る振動アクチュエータ１００について説明する。図１は、本実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図を示す。また、図２は、振動アクチュエータ１００の斜視図を示す。さらに、図３は、振動アクチュエータ１００を、ロータ１４０の軸方向と直交する方向（以下、径方向という）から見た断面図を示す。
【００１２】
なお、説明の便宜上、ロータ１４０の軸方向における駆動出力側を出力側、その反対側を非出力側と記載する。また、ロータ１４０の径方向から見た断面を縦断面、ロータ１４０の軸方向から見た断面を平断面と記載する。
【００１３】
図１から図３までに示すように、振動アクチュエータ１００は、ロータ１４０と、振れ回り部材１２０と、駆動部１３０とを備えている。ロータ１４０は、回転軸周りに回転して動力を出力する。
【００１４】
振れ回り部材１２０は、平断面形状が円状の内周部１２１を有する筒型とされている。振れ回り部材１２０内には、ロータ１４０が回転軸の周りに摺動可能に挿通されている。また、振れ回り部材１２０は、ロータ１４０と同軸上に配されている。振れ回り部材１２０の軸方向両端部は、保持部１８０により固定保持されている。駆動部１３０は、振れ回り部材１２０に、軸心がロータ１４０の回転軸の周りに回転するように湾曲する運動、即ち、振れ回り運動をさせる。
【００１５】
また、振れ回り部材１２０は、周方向に分割された複数（例えば、図示するように３個）の分割片１２５が結合されることにより形成されている。この複数の分割片１２５は、結束部材としての環状部材１５６により結束されている。
【００１６】
ロータ１４０の外周部１４３における軸方向両端側と振れ回り部材１２０の内周部１２１における軸方向両端側との間には、微小なクリアランスが確保されている。ロータ１４０の外周部１４３の軸方向中央部には、回転軸周りに延びる円環状且つ無端状の凸部１５２が、軸方向に沿って複数連続して形成されている。一方、振れ回り部材１２０の内周部１２１の軸方向中央部には、回転軸周りに延びる円環状且つ無端状の凹部１５４が、軸方向に沿って複数連続して形成されており、凸部１５２と凹部１５４とが嵌り合っている。これにより、ロータ１４０は、振れ回り部材１２０に対して挿入・抜き出し不能となる。
【００１７】
ここで、凸部１５２と凹部１５４との「嵌り合い」には、ロータ１４０の軸方向及び径方向にあそびがある状態での嵌り合い、いわゆる「遊嵌」が含まれる。なお、凸部１５２を振れ回り部材１２０の内周部１２１に設け、凹部１５４をロータ１４０の外周部１４３に設けてもよい。
【００１８】
以下、本実施形態に係る振動アクチュエータ１００の構成について詳細に説明する。図１から図３までに示すように、振れ回り部材１２０は、弾性変形可能な種々の金属材料、樹脂材料、セラミックス材料等により、ロータ１４０の軸方向を長手方向とする円筒形状に形成されている。なお、振れ回り部材１２０の外形は矩形柱状などの他の形状であってもよい。
【００１９】
ロータ１４０は円柱形状に形成されており、ロータ１４０の出力側の端部には、平断面形状が矩形状のギア結合部１４６が形成されている。ギア結合部１４６は、振れ回り部材１２０から出力側へ突出している。
【００２０】
ロータ１４０の出力側の端部には、出力ギア１７０が配されている。出力ギア１７０の軸心には、ギア結合部１４６と嵌合可能な矩形状の軸孔１７２が形成されている。出力ギア１７０は、ギア結合部１４６と軸孔１７２とが嵌合した状態でロータ１４０と一体的に回転する。
【００２１】
振れ回り部材１２０の外周部１２３には、駆動部１３０が配されている。駆動部１３０は、振れ回り部材１２０の周方向に沿って配された複数枚（本実施形態においては３枚）の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６を備えている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、振れ回り部材１２０の軸方向を長手方向とする矩形板状体であり、それぞれ、分割片１２５の外周部１２３に接着等により取り付けられている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６には、図示しない電極が設けられている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、図示しない電源部から上記電極を介して駆動電圧を印加される。
【００２２】
また、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、駆動電圧を印加された場合に伸張する圧電材料を含んでいる。具体的には、チタン酸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んでいる。
【００２３】
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で補強することが好ましい。あるいは、分割片１２５自体を担体にして、分割片１２５の外周部１２３に圧電材料層を形成することにより、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６を形成してもよい。また、上記電極は、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、圧電材料の表面に直接に形成される。
【００２４】
各電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、各分割片１２５の外周部１２３内に収まるように配されている。即ち、各電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、後述の分割線１２７から振れ回り部材１２０の周方向へオフセットして（ずらして）配されている。
【００２５】
各凸部１５２はそれぞれ縦断面がＶ字状になるように形成されている。これにより、ロータ１４０の外周部１４３の軸方向中央部には、ロータ１４０の軸方向に連続する複数の凸部１５２により、Ｖ字状の凸凹が繰り返される、所謂鋸歯形状が形成されている。
【００２６】
また、各凹部１５４は、それぞれ凸部１５２と相似形の断面Ｖ字状に形成されている。これにより、振れ回り部材１２０の内周部１２１の軸方向中央部には、ロータ１４０の軸方向に連続する複数の凹部１５４により、Ｖ字状の凸凹が繰り返される、所謂鋸歯形状が形成されている。なお、本実施形態では、凸部１５２及び凹部１５４を鋸歯形状としたが、波形状等の他の凸凹形状としてもよい。
【００２７】
上述したように、凸部１５２と凹部１５４とは遊嵌状態で嵌り合っている。また、凸部１５２には、ロータ１４０の径方向外方へ向けて互いに近接し合う一対の傾斜面１５１、１５３が存する。一方、凹部１５４には、振れ回り部材１２０の径方向外方へ向けて互いに近接し合う一対の傾斜面１５５、１５７が存する。傾斜面１５１、１５５は、出力側に配されており、傾斜面１５３、１５７は、非出力側に配されている。ロータ１４０が出力側へ付勢された場合には、傾斜面１５１と傾斜面１５５とが当接する一方、ロータ１４０が非出力側へ付勢された場合には、傾斜面１５３と傾斜面１５７とが当接する。
【００２８】
ロータ１４０の非出力側には、軸受プレート１６０が配されている。この軸受プレート１６０は、ロータ１４０の非出力側端部を回転自在に支持している。また、軸受プレート１６０と振れ回り部材１２０の非出力側端部との間には、付勢部材としての引張コイルバネ１６２が配されている。
【００２９】
引張コイルバネ１６２の軸方向一端部は、軸受プレート１６０の振れ回り部材１２０と対向する面に取り付けられている。引張コイルバネ１６２の軸方向他端部は、振れ回り部材１２０の非出力側の端面に取り付けられている。また、引張コイルバネ１６２は、弾性伸張している。これにより、軸受プレート１６０は、引張コイルバネ１６２により振れ回り部材１２０側へ付勢されており、以って、凸部１５２の傾斜面１５１が凹部１５４の傾斜面１５５に圧接されている。
【００３０】
このため、ロータ１４０が回転するときには、傾斜面１５１が傾斜面１５５に対して相対的に摺動する。即ち、傾斜面１５１と傾斜面１５５とにより、摺動部１５９が形成されている。なお、本実施形態では、引張コイルバネ１６２の弾性伸張力によりロータ１４０を振れ回り部材１２０側へ付勢したが、圧縮コイルバネの弾性収縮力によりロータ１４０を振れ回り部材１２０側へ付勢してもよい。また、ロータ１４０を振れ回り部材１２０側へ付勢する付勢部材を設けることは必須ではなく、例えば、出力ギア１７０をはすば歯車として、出力ギア１７０が発生するスラスト力により、ロータ１４０が振れ回り部材１２０側へ付勢されるようにしてもよい。
【００３１】
図４は、図３の４−４断面図を示す。環状部材１５６の外形は、図３及び図４に示すように、平面視にて矩形状に形成されている。環状部材１５６には、振れ回り部材１２０と同軸の円孔１５８が形成されている。円孔１５８の直径は、振れ回り部材１２０の外周部１２３の軸方向両端部における直径よりも僅かに小径とされており、振れ回り部材１２０の外周部１２３の軸方向両端部が円孔１５８に圧入される。即ち、環状部材１５６は、振れ回り部材１２０の軸方向両端部に固定状態で嵌合する。上下一対の環状部材１５６により、振れ回り部材１２０の軸方向両端部において、複数の分割片１２５が結束されている。複数の分割片１２５は、ロータ１４０の軸方向に沿って延びる分割線１２７を境に周方向に分割されている。本実施形態では、振れ回り部材１２０は、３本の分割線１２７を境にロータ１４０の周方向に３等分されている。各分割片１２５は、平断面形状が円弧状、側面視にて矩形状の板材とされている。
【００３２】
なお、本実施形態では、環状部材１５６により複数の分割片１２５を結束したが、複数の分割片１２５を接着することにより結合してもよい。また、振れ回り部材１２０の内部に配される結合部材に各分割片１２５を係止すること等によっても、複数の分割片を結合できる。
【００３３】
また、環状部材１５６には、前記したように、保持部１８０が取り付けられている。保持部１８０は、ロータ１４０と同軸に配された円盤状部材である。保持部１８０には、振れ回り部材１２０が挿通される矩形状の開口１８６と、ネジ等が挿通される取付孔１８４とが形成されている。
【００３４】
ここで、環状部材１５６の対角間は開口１８６の各辺よりも僅かに長く設定されており、環状部材１５６の角部と開口１８６の縁辺の中央部とが当接した状態で、環状部材１５６と開口１８６とが嵌合する。また、環状部材１５６の上記角部の軸方向中央部には、開口１８６の縁辺の中央部が嵌合可能な切欠き部１０２（図１〜図３参照）が形成されている。このため、環状部材１５６を、開口１８６に挿通した後に軸線周りに回転させ、四方の切欠き部１０２を四方の開口１８６の縁辺の中央部に嵌合させることにより、環状部材１５６を、軸線周りに位置決めした状態で保持部１８０と一体化できる。なお、保持部１８０は、取付孔１８４に挿通されるネジ等により、振動アクチュエータ１００を駆動源として用いる被駆動装置に取り付けられる。
【００３５】
次に、本実施形態における作用について説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）には、振動アクチュエータ１００の駆動状態における振れ回り部材１２０の振れ回り運動を説明する概念図が示されている。振動アクチュエータ１００の駆動状態では、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６に対して、順次２π／３遅れた位相の交流電圧が印加される。
【００３６】
ここで、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６の一の電気機械変換素子に正の駆動電圧が印加されたときに、残りの二つの電気機械変換素子に負の駆動電圧が印加される。これにより、当該一の電気機械変換素子が伸張して残りの二つの電気機械変換素子が収縮する動作が起こる。そして、正の駆動電圧が印加される電気機械変換素子が、振れ回り部材１２０の周方向に沿った一方向へシフトしていき、また、それに合わせて、負の駆動電圧が印加される二つの電気機械変換素子も、正の駆動電圧の印加のシフト方向と同方向にシフトしていくことにより、上記動作が、振れ回り部材１２０の周方向へシフトしていく。
【００３７】
また、振れ回り部材１２０の軸方向両端部は、前記したように、保持部１８０により固定保持されている。このため、図５（Ｂ）に示すように、振れ回り部材１２０の軸方向中央部が、ロータ１４０の周りに円運動する。即ち、振れ回り部材１２０全体に、軸方向中央部を腹Ｘ、軸方向両端部を節Ｙとする振れ回り運動が生じる。そして、振れ回り部材１２０の振れ回り運動によって、摺動部１５９において傾斜面１５５が傾斜面１５１に対して摺動することによって、当該振れ回り運動がロータ１４０に伝達されることにより、ロータ１４０が回転され、出力ギア１７０を介して動力が出力される。
【００３８】
ここで、本実施形態では、ロータ１４０の回転軸周りに１周する摺動部１５９を設けたことにより、ロータ１４０と振れ回り部材１２０とが周方向の一部で摺動する場合と比較して、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積を効率良く増やすことができる。よって、振動アクチュエータ１００が小型だとしても、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積を同等のサイズの物と比較して大きくすることができる。従って、同等のサイズの振動アクチュエータと比較して高トルクを発生させることができる。また、引張コイルバネ１６２の与圧により当接しているのが摺動部１５９であって、同じ摺動部１５９によって駆動力が伝達されるので、与圧による当接部分と駆動力の伝達のために当接する部分とが別個である場合に比べて、効率的にロータ１４０を回転駆動することができる。さらに、ロータ１４０を囲う振れ回り部材１２０を当該振れ回り部材１２０の外周から電気機械変換素子１３４によって駆動しているので、電気機械変換素子１３４がロータ１４０の軸方向の一端に配される場合に比べて、装置全体を小型化することができる。
【００３９】
また、摺動部１５９を形成する傾斜面１５１及び傾斜面１５５は、それぞれ凸部１５２、凹部１５４に備えられている。この凸部１５２と凹部１５４とは、螺旋状ではなく、円環状且つ無端状に形成されており、ロータ１４０の軸方向に並んだ複数の凸部１５２及び凹部１５４により、ネジ形状ではなく、鋸歯形状の嵌め合い部が形成されている。
【００４０】
このため、振れ回り部材１２０が振れ回り運動しているときに、ロータ１４０は、一定の軸方向位置で回転する。よって、出力ギア１７０の軸方向の位置が一定となるので、出力ギア１７０の軸方向への移動を許容できない被駆動部に対しても採用できる。従って、小型にも関わらず高トルクを発生でき、且つ、用途の限定を受けない振動アクチュエータを提供できる。
【００４１】
また、凸部１５２及び凹部１５４をロータ１４０の軸方向へ複数連続して設けたことにより、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積をより一層増やすことができる。よって、発生するトルクをより一層大きくすることができる。
【００４２】
また、摺動部１５９を、ロータ１４０の外径側へかけてロータ１４０の軸方向へ傾斜した傾斜面としたことにより、振れ回り部材１２０からロータ１４０へ軸方向及び径方向に振動及び荷重を伝達できる。よって、発生するトルクを効率的に高めることができる。
【００４３】
また、摺動部１５９を、凹部１５４の開口側から底側へかけて、摺動部１５９とロータ１４０の軸方向に対向する孔壁としての傾斜面１５７側へ傾斜する傾斜面としている。即ち、凹部１５４を、底側から開口側へかけて幅が広がるＶ溝とすると共に、凸部１５２を、底側から頂部側へかけて幅が狭まるＶ字状の突起としている。このため、凸部１５２及び凹部１５４を、ロータ１４０の軸方向へ連続的に形成できるので、摺動部１５９を高密に配置できる。従って、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積をより一層効率良く増やすことができ、以って、発生するトルクをより一層高くすることができる。
【００４４】
また、凸部１５２及び凹部１５４を、振れ回り部材１２０で発生する振動の腹Ｘの位置に配したことにより、振れ回り部材１２０からロータ１４０へ効率よく振動を伝達できる。従って、ロータ１４０からの出力をより一層効率的に高めることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、凸部１５２及び凹部１５４を、振れ回り部材１２０で発生する振動の腹Ｘの位置、即ち、ロータ１４０及び振れ回り部材１２０の軸方向中央部に配したが、図６に示すように、振れ回り部材１２０の内周部１２１の軸方向における全体に配してもよい。この場合には、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積をより一層増やすことができ、発生するトルクをより一層高くすることができる。一方で、凸部１５２及び凹部１５４を複数形成することは必須ではなく、１個でもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、振れ回り部材１２０の軸方向両端部を保持部１８０により固定保持することにより、振動の腹Ｘを振れ回り部材１２０の軸方向中央部に配したが、振れ回り部材１２０の軸方向中央部を保持部１８０により固定保持することにより、振動の腹Ｘを振れ回り部材１２０の軸方向両端部に配してもよい。この場合には、凸部１５２及び凹部１５４を、ロータ１４０及び振れ回り部材１２０の軸方向両端部に配すればよい。
【００４７】
また、本実施形態では、凸部１５２と凹部１５４とは、上述したように相似形状だが、これに限られない。例えば、図７に示すように、凸部１５２の断面形状を、断面Ｖ字状の凹部１５４と嵌り合う矩形状に形成してもよい。
【００４８】
さらに、本実施形態では、駆動部１３０を３枚の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６で構成したが、２枚もしくは４枚以上の電気機械変換素子で構成してもよい。図８に示すように、４枚の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８で駆動部１３０を構成した場合には、軸対称に配された一対の電気機械変換素子の一方にｓｉｎ波の駆動電圧をかけ、他方にｃｏｓ波の駆動電圧を印加することにより、振れ回り部材１２０を振れ回り運動させることができる。これにより、駆動電圧の制御を単純化できる。
【００４９】
次に、他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。図９には、本実施形態に係る振動アクチュエータ２００の振れ回り部材１２０及び環状部材２１０等が分解斜視図にて示されている。また、図１０には、振れ回り部材１２０及び環状部材２１０等が斜視図にて示されている。
【００５０】
これらの図に示すように、振動アクチュエータ２００は、振れ回り部材１２０の軸方向における全体を覆う環状部材２１０を備えている。環状部材２１０は、円筒状に形成されており、その内周部が、振れ回り部材１２０の外周部１２３の軸方向における全体に嵌められている。そして、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６が環状部材２１０の外周部に取り付けられる。
【００５１】
これにより、振れ回り部材１２０の軸方向における全体が、環状部材２１０により結束される。従って、振れ回り部材１２０が振れ回り運動をしているときに、隣り合った分割片１２５の間に隙間ができることをより確実に防止でき、振れ回り部材１２０の振れ回り運動を安定させることができる。
【００５２】
次に、他の実施形態に係る撮像装置７００について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。図１１には、撮像装置７００の概略構成が側断面図にて示されている。
【００５３】
撮像装置７００は、光学部材４２０と、レンズ鏡筒４３０と、フォーカスリング７１０と、振動アクチュエータ１００と、撮像部５００と、制御部５５０と、を備える。レンズ鏡筒４３０は光学部材４２０を収容する。フォーカスリング７１０は、円環状であって手動による回転力で光学部材４２０を移動させる。
【００５４】
振動アクチュエータ１００は、光学部材４２０を移動させ、フォーカスリング７１０を回転させる。撮像部５００は、光学部材４２０によって結像された画像を撮像する。制御部５５０は、振動アクチュエータ１００および撮像部５００を制御する。
【００５５】
また、撮像装置７００は、光学部材４２０、レンズ鏡筒４３０及び振動アクチュエータ１００を備えるレンズユニット４１０と、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。
【００５６】
光学部材４２０は、図中で左側にあたる入射端から順次配列された、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。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。
【００５７】
振動アクチュエータ１００は、一対の保持部１８０において、螺子等の固定部材によって、レンズ鏡筒４３０の内部に固定される。一対の保持部１８０は、振れ回り部材１２０の振れ回り振動における節の位置で、振れ回り部材１２０を支持する。これにより、振れ回り部材１２０の振動をレンズ鏡筒４３０に伝達させることがなく、振れ回り部材１２０の振動の撮像装置７００への影響を軽減することができる。
【００５８】
フォーカシングレンズ４２６は、レンズ鏡筒４３０の内径よりも小さい径を有し、光軸方向についてレンズ鏡筒４３０の中程に配置されている。振動アクチュエータ１００は、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、レンズ鏡筒４３０の径を拡大することなく、振動アクチュエータ１００はレンズ鏡筒４３０内に収容される。振動アクチュエータ１００は、例えばギア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。また、振動アクチュエータ１００は、例えばギア列を介してフォーカスリング７１０を回転させる。
【００５９】
ボディ４６０は、メインミラー５４０、ペンタプリズム４７０、接眼系４９０を含む光学部材を収容する。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。
【００６０】
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の映像を接眼系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。
【００６１】
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の映像に重ねるハーフミラー４９２が配置される。表示画像は、ペンタプリズム４７０から投影された画像に重ねて表示される。
【００６２】
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。
【００６３】
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および撮像部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部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。これにより、撮像部５００は、レンズユニット４１０によって結像された画像を撮像する。
【００６４】
撮像装置７００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基づい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。振動アクチュエータ１００および撮像部５００は、制御部５５０により上記の通り制御される。
【００６５】
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の移動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。
【００６６】
ところで、撮像装置７００には、オートフォーカス動作中にフォーカスリング７１０によるマニュアルフォーカス操作が可能になる、いわゆるＭ／Ａモードが搭載されている。即ち、フォーカシングレンズ４２６は、振動アクチュエータ１００の出力に代えて、フォーカスリング７１０の手動操作による回転力によっても、フォーカス動作される。
【００６７】
ここで、振動アクチュエータ１００において、ロータ１４０と振れ回り部材１２０との摺動面積を効率良く増加できることにより、振動アクチュエータ１００の出力を効率良く高めることができる。従って、小型の振動アクチュエータ１００により同等のサイズのものと比較して大きな出力を得ることができるので、レンズユニット４１０及び撮像装置７００における振動アクチュエータ１００の占有スペースを狭小化でき、以って、レンズユニット４１０及び撮像装置７００を小型化できる。
【００６８】
以上のように、振動アクチュエータ１００、２００は、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。さらに、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。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を分解斜視図にて示す。
【図２】本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を斜視図にて示す。
【図３】本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を径方向から見た断面図にて示す。
【図４】図３の４−４断面図を示す。
【図５】（Ａ）は振れ回り部材１２０の径方向から見た断面図を示す。また、（Ｂ）は、振れ回り部材１２０の振れ回り運動を説明するための概念図を示す。
【図６】本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの変形例を斜視図にて示す。
【図７】凸部１５２と凹部１５４との変形例を径方向から見た拡大断面図にて示す。
【図８】本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの変形例を斜視図にて示す。
【図９】他の実施形態に係る振動アクチュエータ２００を分解斜視図にて示す。
【図１０】他の実施形態に係る振動アクチュエータ２００を斜視図にて示す。
【図１１】本発明の実施形態に係る撮像装置７００の概略構成を側断面図にて示す。
【符号の説明】
【００７１】
１００  振動アクチュエータ、１０２  切欠き部、１２０  振れ回り部材、１２１  内周部、１２３  外周部、１２５  分割片、１２７  分割線、１３０  駆動部、１３２  電気機械変換素子、１３４  電気機械変換素子、１３６  電気機械変換素子、１３８  電気機械変換素子、１４０  ロータ、１４３  外周部、１４６  ギア結合部、１５１  傾斜面、１５２  凸部、１５３  傾斜面、１５４  凹部、１５５  傾斜面、１５６  環状部材、１５７  傾斜面、１５８  円孔、１５９  摺動部、１６０  軸受プレート、１６２  引張コイルバネ、１７０  出力ギア、１７２  軸孔、１８０  保持部、１８４  取付孔、１８６  開口、２００  振動アクチュエータ、２１０  環状部材、４１０  レンズユニット、４２０  光学部材、４２２  フロントレンズ、４２４  コンペンセータレンズ、４２６  フォーカシングレンズ、４２８  メインレンズ、４３０  レンズ鏡筒、４４０  アイリスユニット、４５０  マウント、４６０  ボディ、４７０  ペンタプリズム、４８０  測光ユニット、４９０  接眼系、４９２  ハーフミラー、４９４  ファインダ液晶、５００  撮像部、５１０  光学フィルタ、５２０  シャッタ、５３０  測距ユニット、５４０  メインミラー、５４２  サブミラー、５５０  制御部、７００  撮像装置、７１０  フォーカスリング
【図１】
0005407154.tif 000002
【図２】
0005407154.tif 000003
【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】
0005407154.tif 000008
【図８】
0005407154.tif 000009
【図９】
0005407154.tif 000010
【図１０】
0005407154.tif 000011
【図１１】
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