(57)【要約】【課題】簡潔な構造で移動子の位置を検出する。【解決手段】振動アクチュエータユニットであって、供給された駆動電力を機械的振動に変換する電気機械変換素子と、電気機械変換素子から機械的振動を伝達されて駆動対象物を駆動する接触部と、接触部を駆動対象物に向かって付勢する付勢力を発生する付勢力発生部と、付勢力発生部が発生する付勢力となる物理量の変化に基づいて駆動対象物と電気機械変換素子との相対位置を検出する位置検出部とを備える。上記振動アクチュエータユニットにおいて、付勢力発生部は、電気機械変換素子および駆動対象物のいずれか一方と共に移動しつつ発生する磁力により付勢力を発生し、位置検出部は、磁力が形成する磁界の磁束密度の変化に基づいて相対位置を検出してもよい。【選択図】図３
2014003791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された駆動電力を機械的振動に変換する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子から機械的振動を伝達されて駆動対象物を駆動する接触部と、
前記接触部を前記駆動対象物に向かって付勢する付勢力を発生する付勢力発生部と、
前記付勢力発生部が発生する付勢力となる物理量の変化に基づいて、前記駆動対象物と前記電気機械変換素子との相対位置を検出する位置検出部と
を備える振動アクチュエータユニット。
【請求項２】
前記付勢力発生部は、前記電気機械変換素子および前記駆動対象物のいずれか一方と共に移動しつつ磁力を発生する磁力発生部を含み、
前記位置検出部は、前記磁力発生部が発生する磁界の磁束密度の変化に基づいて前記相対位置を検出する
請求項１に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項３】
前記磁力発生部は、永久磁石を含む請求項２に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項４】
前記磁力発生部は、電磁石を含む請求項２に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項５】
前記磁力発生部は、前記電気機械変換素子および前記駆動対象物の相対移動の方向に沿って配置された磁極を有する請求項３に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項６】
前記磁力発生部は、前記電気機械変換素子および前記駆動対象物の相対移動の方向に沿って繰り返し配置された複数の磁極を有する請求項３に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項７】
前記付勢力発生部は、減圧した作動流体により前記付勢力を発生し、
前記位置検出部は、前記作動流体の圧力の変化に基づいて前記相対位置を検出する
請求項１に記載の振動アクチュエータユニット。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の振動アクチュエータユニットを備える光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の振動アクチュエータユニットを備えるステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、光学装置およびステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スケールおよびエンコーダを設けて検出した変位信号に応じて駆動信号を制御する駆動装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１１−１４７２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スケールおよびエンコーダの付加によりコストとスペースファクタが上昇する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様によると、供給された駆動電力を機械的振動に変換する電気機械変換素子と、電気機械変換素子から機械的振動を伝達されて駆動対象物を駆動する接触部と、接触部を駆動対象物に向かって付勢する付勢力を発生する付勢力発生部と、付勢力発生部が発生する付勢力となる物理量の変化に基づいて駆動対象物と電気機械変換素子との相対位置を検出する位置検出部とを備える振動アクチュエータユニットが提供される。
【０００５】
本発明の第二態様によると、上記駆動装置を備える光学装置が提供される。また、本発明の第三態様によると、上記駆動装置を備えたステージ装置が提供される。
【０００６】
上記した発明の概要は、この発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。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得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】カメラシステム１００の模式的断面図である。
【図２】レンズユニット２００の断面図である。
【図３】振動アクチュエータユニット４００の模式的断面図である。
【図４】電気機械変換素子４２０の模式図である。
【図５】駆動信号の波形図である。
【図６】電気機械変換素子４２０の動作を示す模式図である。
【図７】レンズユニット２０１の断面図である。
【図８】ステージ装置４５０の模式的平面図である。
【図９】ステージ装置４５１の模式的断面図である。
【図１０】ステージ装置４５１の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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しない。また、実施形態において説明される特徴の組み合わせの全てが課題の解決に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、カメラシステム１００の模式的断面図である。カメラシステム１００は、レンズユニット２００およびカメラボディ３００を含む。
【００１０】
なお、記載を簡潔にする目的で、以下の説明においては、カメラシステム１００の撮影対象となる物体が位置する側を前側または先端側と記載する。また、カメラシステム１００において、レンズユニット２００に対してカメラボディ３００が配置された側を後側または背面側と記載する。
【００１１】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、レンズ群２２０、２３０、２４０、レンズ側制御部２５０および振動アクチュエータユニット４００を有する。固定筒２１０の後端には、レンズ側マウント部２６０が設けられる。
【００１２】
レンズ側マウント部２６０は、カメラボディ３００のボディ側マウント部３６０と嵌合して、レンズユニット２００をカメラボディ３００に結合する。レンズ側マウント部２６０およびボディ側マウント部３６０の結合は解除できるので、レンズユニット２００は、同じ規格のレンズ側マウント部２６０を有する他のレンズユニット２００と交換できる。
【００１３】
レンズ群２２０、２３０、２４０は、固定筒２１０の内側において、光軸Ｘに沿って配置されて光学系を形成する。少なくともひとつのレンズ群２３０は、嵌合部２３４および係合部２３６を有する保持枠２３２に支持される。
【００１４】
嵌合部２３４は、案内軸２１２に対して嵌合する。また、係合部２３６は、案内軸２１２に対して係合する。案内軸２１２は、光学系の光軸Ｘと平行に配され、固定筒２１０に対して固定される。よって、保持枠２３２は、案内軸２１２に沿って摺動自在に支持される。
【００１５】
保持枠２３２は、振動アクチュエータユニット４００に一体的に結合される。振動アクチュエータユニット４００は、付勢部４１０および電気機械変換素子４２０を含む。付勢部４１０は、電気機械変換素子４２０を、案内軸２１２に向かって押し付ける。電気機械変換素子４２０は、供給された駆動電力により振動を発生して、保持枠２３２を案内軸２１２に沿って移動させる駆動力を発生する。
【００１６】
なお、固定筒２１０の内面には、振動アクチュエータユニット４００に対向して配された磁気センサ４３０が固定される。磁気センサ４３０は、付勢部４１０および電気機械変換素子４２０の位置を検出する場合に使用される。
【００１７】
レンズ側制御部２５０は、振動アクチュエータユニット４００の駆動電力を出力する駆動回路を含むと共に、レンズユニット２００全体の制御を担う。また、レンズ側制御部２５０は、カメラボディ３００に搭載されたボディ側制御部３２２とレンズユニット２００側との通信も担う。これにより、カメラボディ３００に装着されたレンズユニット２００は、カメラボディ３００と連携して動作する。
【００１８】
カメラボディ３００は、ボディ側マウント部３６０の後側にミラーユニット３７０を備える。ミラーユニット３７０は、メインミラー保持枠３７２およびメインミラー３７１を有する。メインミラー保持枠３７２は、メインミラー３７１を保持しつつ、メインミラー回動軸３７３により軸支される。
【００１９】
また、ミラーユニット３７０は、サブミラー保持枠３７５およびサブミラー３７４を有する。サブミラー保持枠３７５は、サブミラー３７４を保持しつつ、サブミラー回動軸３７６によりメインミラー保持枠３７２から軸支される。メインミラー保持枠３７２が回動した場合、サブミラー３７４およびサブミラー保持枠３７５はメインミラー保持枠３７２と共に移動しつつ、メインミラー保持枠３７２に対して回動する。
【００２０】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３７０の図中上方にはフォーカシングスクリーン３５２およびペンタプリズム３５４が順次配される。また、カメラボディ３００において、ペンタプリズム３５４の図中後方にはファインダ光学系３５６および測光センサ３９０が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、カメラボディ３００の背面にファインダ３５０として露出する。測光センサ３９０は、入射した光の強度を検出する。
【００２１】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３７０の図中後方には、フォーカルプレンシャッタ３１０、光学フィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。フォーカルプレンシャッタ３１０は開閉して、入射した光に対して撮像素子３３０を開放または遮蔽する。
【００２２】
光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の直前に設置され、撮像素子３３０に入射した光から赤外線および紫外線を除去する。また、光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の表面を保護する。更に、光学フィルタ３３２は、入射した光の空間周波数を減じるローパスフィルタを含む。これにより、光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０のナイキスト周波数を越える空間周波数成分を入射した光から除去してモアレの発生を抑制する。
【００２３】
撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成され、光学フィルタ３３２を透過して入射した光を受光する。撮像素子３３０の更に背後には、基板３２０、背面表示部３４０が順次配される。基板３２０には、ボディ側制御部３２２および画像処理部３２４等が実装される。背面表示部３４０は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ３００の背面に露出する。
【００２４】
図示の状態にあるメインミラー３７１は、レンズユニット２００を通じて入射した光を斜めに横切る観察位置にある。メインミラー３７１は、入射した光を反射する反射領域と、入射した光の一部を透過するハーフミラー領域とを有する。
【００２５】
観察位置のメインミラー３７１に入射した被写体光の一部は、ハーフミラー領域を透過してサブミラー３７４に入射する。サブミラー３７４は、入射した光を図中下方に向かって反射し、ミラーユニット３７０の図中下方に配された合焦光学系３８０を通じて合焦センサ３８２に入射させる。
【００２６】
また、観察位置にあるメインミラー３７１の反射領域は、レンズユニット２００を通じて入射した光をフォーカシングスクリーン３５２に向かって反射する。フォーカシングスクリーン３５２は、撮像素子３３０の素子配列面と光学的に共役な位置に配され、レンズユニット２００の光学系が形成した像を可視化する。フォーカシングスクリーン３５２に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から正立正像として観察される。
【００２７】
ペンタプリズム３５４から射出される光の一部は、ファインダ光学系３５６の上方に配された測光センサ３９０に受光される。カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ３９０は、受光した光の光強度を検出する。
【００２８】
ボディ側制御部３２２は、検出された光強度に応じて被写体輝度を算出し、算出した被写体輝度に応じた絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等の撮像条件を算出する。これにより、カメラシステム１００は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
【００２９】
また、カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、合焦センサ３８２が、レンズユニット２００の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部３２２に通知する。ボディ側制御部３２２は、検知されたデフォーカス量を打ち消すに足るレンズ群２３０の移動量を算出してレンズ側制御部２５０に通知する。
【００３０】
レンズ側制御部２５０は、通知された移動量に応じて振動アクチュエータユニット４００を動作させてレンズ群２３０を駆動する。これにより、レンズユニット２００の光学系で形成された被写体像がフォーカシングスクリーン３５２上で鮮明になる。
【００３１】
カメラシステム１００においてレリーズボタンが更に深く押し込まれた場合、メインミラー保持枠３７２はメインミラー３７１と共に図中時計回りに回動し、撮影位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー３７１は、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した光の光路から退避する。
【００３２】
メインミラー３７１が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠３７５も、メインミラー保持枠３７２と上昇すると共に、サブミラー回動軸３７６の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー３７４も入射した光の光路から退避する。
【００３３】
メインミラー３７１およびサブミラー３７４が撮影位置に移動すると、続いてフォーカルプレンシャッタ３１０の先幕が開く。これにより、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した光は、光学フィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に受光され、撮像される。その後、フォーカルプレンシャッタ３１０の後膜が閉じ、メインミラー３７１およびサブミラー３７４は再び観察位置に復帰して、撮影に係る一連の動作が完了する。
【００３４】
なお、レンズ交換式一眼レフカメラのカメラシステム１００におけるレンズユニット２００に振動アクチュエータユニット４００を適用した例について説明したが、振動アクチュエータユニット４００は、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等、様々な撮像装置のレンズユニットにおいて光学部材を移動させる用途に使用できる。更に，撮像装置に限らず、光学部材を備えた顕微鏡等の光学装置をはじめ、高い位置決め精度で位置決めされた部材を駆動する場合に広く利用できる。また更に、光学装置に限らず、ステージ装置等のアクチュエータとしても広範に利用できる。
【００３５】
図２は、レンズユニット２００の光軸Ｘに直交する断面を模式的に示す断面図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００３６】
レンズユニット２００において、レンズ群２３０を保持する保持枠２３２は、図中上端に嵌合部２３４を一体的に備える。嵌合部２３４は、電気機械変換素子４２０と共に案内軸２１２を包囲する。これにより、保持枠２３２は、案内軸２１２の回りを回動し得る状態で、案内軸２１２に対して嵌合する。
【００３７】
また、保持枠２３２は、図中下端に係合部２３６を一体的に備える。係合部２３６は、案内軸２１２の外径と略同じ間隔の平行面を有し、当該平行面の間に案内軸２１２を挟む。これにより、保持枠２３２の下側が、紙面と平行に、且つ、図中水平に変位することを防止する。よって、嵌合部２３４および係合部２３６により、保持枠２３２は、紙面と平行に方向について位置決めされる。
【００３８】
なお、磁気センサ４３０は、付勢部４１０の上面に対向して、固定筒２１０の内面に固定される。ただし、付勢部４１０は、保持枠２３２と共に、紙面と垂直に移動する。よって、紙面に垂直な方向については、磁気センサ４３０と付勢部４１０とが同じ位置で対向するとは限らない。
【００３９】
図３は、振動アクチュエータユニット４００全体の構造を示す模式図である。図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００４０】
振動アクチュエータユニット４００は、付勢部４１０、電気機械変換素子４２０および磁気センサを有する。また、レンズユニット２００における振動アクチュエータユニット４００は、レンズ側制御部２５０から駆動電力を供給され、レンズ側制御部２５０の制御の下に動作する。
【００４１】
電気機械変換素子４２０は、支持部４２２、接触部４２４および圧電体４２５を有する。圧電体４２５は、直方体の圧電材料により形成される。一対の接触部４２４は、圧電体４２５の図中下面に配され、案内軸２１２にそれぞれ接する。
【００４２】
支持部４２２は、圧電体４２５の図中上面に配される。支持部４２２は、付勢部４１０に図中下方から当接して、付勢部４１０から付勢力を受ける。これにより、電気機械変換素子４２０は図中下方に向かって付勢され、接触部４２４が案内軸２１２に向かって押しつけられる。
【００４３】
付勢部４１０は、永久磁石４１２、ヨーク４１４および緩衝部材４１６を含む。ヨーク４１４は、磁性体材料により形成され、電気機械変換素子４２０の図中上面から側面に沿って配される。ヨーク４１４の下端は、案内軸２１２に接近するが接触はしない。
【００４４】
永久磁石４１２は、ヨーク４１４に重ねて、磁極が案内軸２１２と平行な方向に配列される向きに配される。よって、ヨーク４１４も、永久磁石４１２により磁化される。なお、振動アクチュエータユニット４００においては、案内軸２１２も磁性体により形成されて、付勢部４１０の一部をなす。即ち、永久磁石４１２により生じた磁界は、それぞれが磁性体であるヨーク４１４および案内軸２１２により磁気回路を形成する。これにより、付勢部４１０は案内軸２１２に向かって引きつけられる。
【００４５】
付勢部４１０を案内軸２１２に向かって引きつける力は、既に説明した通り、支持部４２２を通じて付勢力として電気機械変換素子４２０に伝えられ、接触部４２４を案内軸２１２に押しつける。こうして、付勢部４１０を有する振動アクチュエータユニット４００においては、永久磁石４１２が発生した磁力により、電気機械変換素子４２０が案内軸２１２に向かって予圧される。
【００４６】
なお、振動アクチュエータユニット４００において、緩衝部材４１６は、ヨーク４１４の下端に装着され、何らかの理由でヨーク４１４の下端が案内軸２１２に接触した場合に案内軸２１２を擦過することを防止する。また、緩衝部材４１６を非磁性体で形成することにより、案内軸２１２に接触した場合に案内軸２１２に対して固着することを防止できる。これらの機能を考え合わせると、緩衝部材４１６は、ＰＯＭ樹脂のように弾性と潤滑性とを有する樹脂材料を用いて形成することが好ましい。
【００４７】
振動アクチュエータユニット４００において、磁気センサ４３０は、付勢部４１０の永久磁石４１２の磁力を物理量として検出する。よって、付勢部４１０および電気機械変換素子４２０が固定筒２１０に対して変位した場合、磁気センサ４３０は磁界の変化を検出する。これにより、レンズ側制御部２５０は、磁気センサ４３０の検出結果に基づいて保持枠２３２の位置を知ることができる。よって、レンズ側制御部２５０は、保持枠２３２の位置に応じて、振動アクチュエータユニット４００に供給する駆動電力を調整できる。
【００４８】
なお、磁気センサ４３０としては、ホール素子、磁気インピーダンス素子等を用いることができる。また、振動アクチュエータユニット４００の移動経路に沿って、複数の磁気センサ４３０を配置してもよい。
【００４９】
更に、図示の例では、付勢部４１０は単一の永久磁石４１２を有するが、ヨーク４１４上に複数の永久磁石４１２を配してもよい。これにより、磁気センサ４３０には磁束密度の周期的な変化が検出され、振動アクチュエータユニット４００の動作量を精度よく検出できる。
【００５０】
また更に、付勢部４１０において、永久磁石４１２に換えて電磁石を用いてもよい。電磁石は発生する磁力の強さを変更できるので、電磁石を用いた付勢部４１０は、付勢力を変化させることができる。ただし、電磁石の磁力を変化させた場合は、発生した磁力の変化に応じて磁気センサ４３０の検出結果を補正することが好ましい。
【００５１】
図４は、電気機械変換素子４２０のひとつを拡大して側面から見た様子を示す模式図である。他の図と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５２】
電気機械変換素子４２０の各々は、側面から見た場合に略矩形をなす圧電体４２５の対角位置に配された一対のＡ相電極４２１およびＢ相電極４２３を有する。圧電体４２５は、ＰＺＴ等の圧電材料により形成される。Ａ相電極４２１およびＢ相電極４２３は、それぞれ、圧電体４２５と共に焼成された金属材料により形成される。
【００５３】
なお、圧電体４２５は、層状の圧電材料を積層して形成してもよいし、バルク状であってもよい。このようにして形成される圧電体４２５の寸法は、例えば、１０層程度の層状圧電材料を積層して２ｍｍ角程度に形成できる。
【００５４】
Ａ相電極４２１およびＢ相電極４２３は、紙面に垂直な方向について、圧電体４２５の裏面にも対応する位置に配される。よって、Ａ相電極４２１に駆動電圧を印加した場合は、Ａ相電極４２１に挟まれた領域において、圧電体４２５が収縮または伸張する。同様に、Ｂ相電極４２３に駆動電圧を印加した場合は、Ｂ相電極４２３に挟まれた領域において、圧電体４２５が収縮または伸張する。
【００５５】
図５は、電気機械変換素子４２０に供給されるＡ相駆動信号およびＢ相駆動信号の信号波形を示す波形図である。図示のように、Ａ相駆動信号およびＢ相駆動信号は周期的に変動する。Ａ相駆動信号が、たとえば正弦波波形を形成する電気的振動を有する場合、Ｂ相駆動信号は、Ａ装置駆動信号に対して位相が９０度遅れた正弦波波形、即ち、余弦波の波形を有する変調信号で変調された電圧信号を、Ｂ相駆動信号として発生する。
【００５６】
図６は、上記のようなＡ相駆動信号およびＢ相駆動信号を供給された電気機械変換素子４２０の動作を示す模式図である。上記の通り、Ａ相駆動信号およびＢ相駆動信号は相互に位相がずれているので、Ａ相電極４２１が配された領域と、Ｂ相電極４２３が配された領域において、圧電体４２５は異なる伸縮状態を呈する。
【００５７】
電気機械変換素子４２０において、Ａ相電極４２１およびＢ相電極４２３は隣接して配されているので、上記のような圧電体４２５の伸縮により、電気機械変換素子４２０は、屈曲する変形を生じる。また、電気機械変換素子４２０は、長手方向の寸法が伸縮する変形も同時に生じる。これにより、図中に矢印Ｖで示すように、接触部４２４が図中で楕円起動を描く楕円振動を生じる。
【００５８】
再び図３を参照すると、電気機械変換素子４２０の接触部４２４は、付勢部４１０により加えられた付勢力により、案内軸２１２に向かって押し付けられている。よって、接触部４２４が上記の楕円振動を生じた場合、案内軸２１２は、電気機械変換素子４２０に対して相対的に変位する。
【００５９】
なお、上記のような電気機械変換素子４２０の作用に鑑みて、接触部４２４は、電気機械変換素子４２０に生じる振動の腹に当たる部分に配置することが好ましい。これにより、電気機械変換素子４２０の楕円振動により生じた駆動力が、案内軸２１２に効率よく伝達される。
【００６０】
上記のような振動アクチュエータユニット４００において、保持枠２３２と共に一体的に移動する振動アクチュエータユニット４００は、駆動力を発生する接触部４２４において案内軸２１２に接し、他の部分では接していない。よって、振動アクチュエータユニット４００により駆動された保持枠２３２の移動に伴って摺動抵抗を生じる箇所がなく、保持枠２３２を円滑に駆動できる。
【００６１】
また、振動アクチュエータユニット４００においては、付勢部４１０の一部である永久磁石４１２の発生する磁界の磁束密度を検出することにより振動アクチュエータユニット４００の駆動量を検出できる。よって、リニアスケール等の、占有空間が大きく、コストの高い部品を用いることなく、振動アクチュエータユニット４００の動作量を精度よく検出できる。
【００６２】
なお、上記の例では、圧電体４２５側と共に移動するヨーク４１４に永久磁石４１２を配した。しかしながら、案内軸２１２側に永久磁石４１２を配して、磁性体により形成されたヨーク４１４を磁力により引きつけて付勢力を発生する構造としてもよい。このような構造にした場合は、磁気センサ４３０を圧電体４２５側に配置して、振動アクチュエータユニット４００の動作量を検出できる。
【００６３】
図７は、振動アクチュエータユニット４００を備えた他のレンズユニット２０１の断面図であり、光軸Ｘと直交する断面を示す。図６までに示した実施形態と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００６４】
レンズユニット２０１は、一対の振動アクチュエータユニット４００を備える。また、固定筒２１０は、案内軸２１２に換えて、固定筒２１０と一体的に形成された案内レール２１１を有する。案内レール２１１は、紙面に垂直な方向に、即ち、レンズユニット２０１の光軸Ｘと平行な方向に、一定の断面形状を保って延在する。
【００６５】
これにより、案内レール２１１は、レンズユニット２０１の長手方向に、平坦な一対の案内面２１３を形成する。一対の案内面２１３は、図中の水平線に対して互いに異なる傾きを有する。
【００６６】
一対の振動アクチュエータユニット４００の各々は、一対の案内面２１３に対して当接する。ここで、振動アクチュエータユニット４００の各々においては、既に説明した通り、付勢部４１０の永久磁石４１２が発生する磁力により、接触部４２４を案内面２１３に互いに異なる方向に押しつける。よって、保持枠２３２は、一対の案内面２１３に対してそれぞれ吸着力を発生する一対の振動アクチュエータユニット４００により、図示の断面におけるいずれの方向に対しても、固定筒２１０に対して位置決めされる。
【００６７】
換言すれば、レンズユニット２０１において、保持枠２３２および固定筒２１０は、振動アクチュエータユニット４００において接触し、他に接触している部分はない。よって、振動アクチュエータユニット４００の駆動力により保持枠２３２を駆動した場合に、保持枠２３２の移動に伴って摺動抵抗が生じることがなく、保持枠２３２は円滑に移動する。
【００６８】
また、一対の振動アクチュエータユニット４００の各々は、磁気センサ４３０により移動量を個別に精度よく検出できる。よって、一対の振動アクチュエータユニット４００の動作を同期させて、光軸Ｘに対する傾きを生じることなく保持枠２３２を移動させることができる。
【００６９】
図８は、振動アクチュエータユニット４０１、４０２を備えたステージ装置４５０の模式的平面図である。ステージ装置４５０は、定盤４５２、移動ステージ４５４および駆動部４５６を備える。
【００７０】
ステージ装置４５０において、移動ステージ４５４は、駆動部４５６を介して、固定された定盤４５２の上に配される。移動ステージ４５４は、駆動部４５６により駆動されて、定盤４５２に対して、定盤４５２の面方向に移動する。
【００７１】
駆動部４５６は、複数の振動アクチュエータユニット４０１、４０２を有する。振動アクチュエータユニット４０１、４０２の個々の構造は、図３に示した振動アクチュエータユニット４００と略等しい。ただし、磁気センサ４３０は、それぞれ、永久磁石４１２に対向する位置において、定盤４５２に埋め込まれる。
【００７２】
また、駆動部４５６において一対の振動アクチュエータユニット４０１は、図中に矢印Ｙで示す方向に平行に配される。他の振動アクチュエータユニット４０２は、図中に矢印Ｘで示すように、振動アクチュエータユニット４０１と直交する方向に配される。これら振動アクチュエータユニット４０１、４０２は、連結部材４４０により一体的に結合された上で、更に、移動ステージ４５４を搭載される。よって、移動ステージ４５４は、駆動部４５６の動作に伴って、駆動部４５６と共に定盤４５２上で移動する。
【００７３】
上記のようなステージ装置４５０においては、一対の振動アクチュエータユニット４０１を同期して動作させて、同じ方向に駆動力を発生させることにより、図中に矢印Ｙおよび−Ｙにより示す方向に、移動ステージ４５４を並進させることができる。また、他の振動アクチュエータユニット４０２を動作させて駆動力を発生させることにより、図中に矢印Ｘおよび−Ｘにより示す方向に移動ステージ４５４を並進させることができる。
【００７４】
更に、ステージ装置４５０において、一対の振動アクチュエータユニット４０１に互いに異なる動作をさせた場合、図中に矢印θおよび−θにより示すように、移動ステージ４５４を回転させることができる。このように、複数の振動アクチュエータユニット４０１、４０２を組み合わせて駆動部４５６を形成することにより、簡潔な構造で高機能なステージ装置４５０を形成できる。
【００７５】
図９および図１０は、他のステージ装置４５１の模式的断面図である。図９は、移動ステージ４５４の移動方向に沿った断面を、図１０は、図９の断面に直交する断面をそれぞれ示す。ステージ装置４５１は、定盤４５２、振動アクチュエータユニット４０３および移動ステージ４５４を備える。
【００７６】
ステージ装置４５１において、移動ステージ４５４は、固定された定盤４５２の上で、振動アクチュエータユニット４０３に支持される。これにより、移動ステージ４５４は、振動アクチュエータユニット４０３に駆動されて、定盤４５２の面方向に、定盤４５２に対して移動する。
【００７７】
振動アクチュエータユニット４０３は、付勢部４１０および電気機械変換素子４２０を有する。電気機械変換素子４２０の構造は、図３に示した振動アクチュエータユニット４００と等しい。よって、同じ要素に共通の参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７８】
付勢部４１０は、定盤４５２の直近に開口する連通孔４１１を有する。連通孔４１１は、フレキシブルチューブ４１３を通じて負圧源に結合される。これにより、連通孔４１１下端の開口にも負圧が生じて、定盤４５２の表面を吸引する。
【００７９】
こうして、付勢部４１０は、電気機械変換素子４２０の接触部４２４を定盤４５２に押しつける付勢力を発生するこれにより、電気機械変換素子４２０が動作した場合、接触部４２４の機械的振動が定盤４５２と振動アクチュエータユニット４０３との間に駆動力を生じ、移動ステージ４５４は定盤４５２上で移動する。
【００８０】
また、ステージ装置４５１において、定盤４５２は、スリット４５３、キャビティ４５５および圧力センサ４３２を有する。キャビティ４５５は、定盤４５２の内部に形成された空洞であり、スリット４５３と圧力センサ４３２とを連通させる。圧力センサ４３２は、図中左端、即ち、移動ステージ４５４の移動方向について偏った位置で、キャビティ４５５に連通する。
【００８１】
スリット４５３は、キャビティ４５５と、定盤４５２の外部とを連通させる。また、スリット４５３は、定盤４５２の表面において、連通孔４１１の開口に対向した位置に設けられる。よって、連通孔４１１が負圧源に連通している場合、連通孔４１１は、スリット４５３内部の空気も吸引する。これにより、キャビティ４５５の空気も吸い出されて、キャビティ４５５の内部も減圧される。
【００８２】
圧力センサ４３２は、このようなキャビティ４５５内の気圧の変化を検出する。
【００８３】
更に、振動アクチュエータユニット４０３が動作して移動ステージ４５４が定盤４５２上で移動した場合、連通孔４１１とスリット４５３とが対向する位置が変化するので、連通孔４１１と圧力センサ４３２との間の距離Ｄが変化する。キャビティ４５５内の空気は粘性を有するので、距離Ｄの変化に応じて、圧力センサ４３２が検出するキャビティ４５５内の圧力が異なる。より具体的には、距離Ｄが短い場合は、圧力センサ４３２が検出する減圧は大きくなり、距離Ｄが長い場合は、圧力センサ４３２が検出する減圧は小さくなる。
【００８４】
このように、ステージ装置４５１においても、振動アクチュエータユニット４０３は、付勢部４１０が発生する物理量である気圧を検出して、移動量を検知できる。よって、リニアスケールおよびエンコーダ等の付加的な部材を用いることなく、移動量を監視して精度よく制御することができる。
【００８５】
なお、ステージ装置４５１においても、図８に示したステージ装置４５０のように、互いに向きが異なる複数の振動アクチュエータユニット４０３を有する駆動部４５６を設けてもよい。これにより、移動ステージ４５４を、定盤４５２の表面と平行な平面において、２次元的に移動させることができると共に、同平面上で回転させることができる。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
１００  カメラシステム、２００、２０１  レンズユニット、２１０  固定筒、２１１  案内レール、２１２  案内軸、２１３  案内面、２２０、２３０、２４０  レンズ群、２３２  保持枠、２３４  嵌合部、２３６  係合部、２５０  レンズ側制御部、２６０  レンズ側マウント部、３００  カメラボディ、３１０  フォーカルプレンシャッタ、３２０  基板、３２２  ボディ側制御部、３２４  画像処理部、３３０  撮像素子、３３２  光学フィルタ、３４０  表示部、３５０  ファインダ、３５２  フォーカシングスクリーン、３５４  ペンタプリズム、３５６  ファインダ光学系、３６０  ボディ側マウント部、３７０  ミラーユニット、３７１  メインミラー、３７２  メインミラー保持枠、３７３  メインミラー回動軸、３７４  サブミラー、３７５  サブミラー保持枠、３７６  サブミラー回動軸、３８０  合焦光学系、３８２  合焦センサ、３９０  測光センサ、４００、４０１、４０２、４０３  振動アクチュエータユニット、４１０  付勢部、４１１  連通孔、４１２  永久磁石、４１３  フレキシブルチューブ、４１４  ヨーク、４１６  緩衝部材、４２０  電気機械変換素子、４２１  Ａ相電極、４２２  支持部、４２３  Ｂ相電極、４２４  接触部、４２５  圧電体、４３０  磁気センサ、４３２  圧力センサ、４４０  連結部材、４５０、４５１  ステージ装置、４５２  定盤、４５３  スリット、４５４  移動ステージ、４５５  キャビティ、４５６  駆動部
【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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