(57)【要約】【課題】並進駆動装置の部品点数を削減し、構成を簡略化させる。【解決手段】並進駆動装置１００は、推力受け溝７が形成された移動体３と、推力受け溝７と係合する出力部５を有する駆動ユニット４ａと、推力受け溝７と係合する出力部６を有する駆動ユニット４ｂ，４ｃ１，４ｃ２と、同軸に且つ相対的に回転可能に配置される回転体１及び固定部材２とを備え、駆動ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ１，４ｃ２を駆動することにより移動体３を回転体１及び固定部材２に共通する中心軸と直交する面内で並進駆動する。駆動ユニット４ａを固定部材２に配置し、駆動ユニット４ｂ，４ｃ１，４ｃ２を回転体１に配置し、駆動ユニット４ａの出力部５によって中心軸と直交する面内での移動体３の回転を規制する構成とする。【選択図】図１
2018106116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体と、
前記移動体を駆動する出力部をそれぞれ有する３つ以上の駆動ユニットと、
同軸に且つ相対的に回転可能に配置される第１の支持部材および第２の支持部材と、を備え、
前記移動体を前記第１の支持部材と前記第２の支持部材に共通する中心軸と直交する面内で駆動する並進駆動装置であって、
前記３つ以上の駆動ユニットのうち少なくとも１つの駆動ユニットは前記第１の支持部材に配置されると共に他の駆動ユニットは前記第２の支持部材に配置され、
前記第１の支持部材に配置される前記少なくとも１つの駆動ユニットの出力部は前記中心軸と直交する面内での前記移動体の回転を規制することを特徴とする並進駆動装置。
【請求項２】
前記第１の支持部材は、略環状の形状を有し、前記移動体を前記中心軸と直交する面内で移動可能に支持し、
前記第２の支持部材は、前記中心軸まわりに前記第１の支持部材と相対的に回転可能に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の並進駆動装置。
【請求項３】
前記移動体は、前記３つ以上の駆動ユニットのそれぞれの出力部と摺動可能に嵌合する出力受け部を有し、
前記３つ以上の駆動ユニットのうち、前記第２の支持部材に配置された駆動ユニットの前記出力部は、対応する出力受け部と嵌合した状態で前記出力受け部に対する回転が許容される形状を有し、前記第１の支持部材に配置された駆動ユニットの前記出力部は、対応する出力受け部と嵌合した状態で前記出力受け部に対する回転が規制される形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の並進駆動装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記中心軸と略平行な方向を軸方向とする柱状の形状を有し、
前記出力受け部は、前記中心軸と直交する面内に長手方向と短手方向を有し、前記出力部が前記中心軸と略平行な方向に挿入される長穴状の形状を有し、
前記駆動ユニットにおける前記出力部の駆動方向は前記出力受け部の短手方向と略平行であり、
前記第１の支持部材に配置される駆動ユニットの前記出力部は、前記出力受け部の短手方向側の壁面と面または２点以上で接触することを特徴とする請求項３に記載の並進駆動装置。
【請求項５】
前記移動体において前記第１の支持部材に配置される前記少なくとも１つの駆動ユニットの出力部と嵌合する出力受け部は、前記移動体の中心から径方向に突出する棒状部材であり、
前記棒状部材はその軸方向に摺動可能であることを特徴とする請求項３に記載の並進駆動装置。
【請求項６】
前記駆動ユニットを４つ備え、
前記４つの駆動ユニットのうち、２つの駆動ユニットは前記中心軸について点対称となる位置で前記第１の支持部材に配置され、残る２つの駆動ユニットは前記中心軸について点対称となる位置で前記第２の支持部材に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の並進駆動装置。
【請求項７】
前記移動体は、４つ以上の前記駆動ユニットのそれぞれの出力部と摺動可能に嵌合する出力受け部を有し、
少なくとも前記第２の支持部材に配置された２つの駆動ユニットの前記出力部はそれぞれ、対応する出力受け部と嵌合した状態で前記出力受け部に対する回転が許容される形状を有することを特徴とする請求項６に記載の並進駆動装置。
【請求項８】
前記４つの駆動ユニットのそれぞれの出力部は、前記中心軸と略平行な方向を軸方向とする円柱の形状を有し、
前記移動体に設けられた出力受け部は、前記中心軸と直交する面内に長手方向と短手方向を有して前記出力部が前記中心軸と略平行な方向に挿入される長穴状の形状を有し、
前記出力受け部の短手方向の幅は、前記出力部の直径と同じかまたはそれ以上であることを特徴とする請求項７に記載の並進駆動装置。
【請求項９】
前記移動体に係合部が設けられると共に、前記係合部と係合可能な係合部材が前記第２の支持部材に設けられ、
前記第１の支持部材に配置された駆動ユニットを駆動せず、前記第２の支持部材に配置された駆動ユニットを駆動したときに、前記第１の支持部材に配置された駆動ユニットによって前記移動体の回転が規制されているために前記第２の支持部材に配置された駆動ユニットが前記移動体に与える推力の反力によって前記第２の支持部材が前記中心軸まわりに回転することで、前記係合部と前記係合部材とが係合することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
【請求項１０】
前記移動体の移動方向と移動量を検出する複数の位置センサを備え、
前記複数の位置センサのうち少なくとも２つの位置センサの測長方向が異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
【請求項１１】
前記複数の位置センサのうち少なくとも１つは前記第１の支持部材に設けられ、少なくとも別の１つは前記第２の支持部材に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の並進駆動装置。
【請求項１２】
前記駆動ユニットはそれぞれ、
前記出力部を有する被駆動体と、
前記被駆動体と加圧接触し、振動が励起されることで前記被駆動体を所定の方向に駆動する振動体と、を備え、
前記振動体は、
板状の弾性体と、
前記板状の弾性体の一方の面に接着された電気−機械エネルギ変換素子と、
前記弾性体において前記電気−機械エネルギ変換素子が接着された面の反対側の面に設けられ、先端が前記被駆動体に当接する突起部と、を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載と並進駆動装置と、
前記並進駆動装置が備える移動体により位置決めされる部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動対象物を並進駆動する並進駆動装置、並進駆動装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置による撮像時の手ぶれ等に起因する画像ぶれを補正する像ぶれ補正機構として、レンズ又は撮像素子を保持する部材を撮像光軸と直交する面内の任意の方向に駆動するものが知られている。例えば、特許文献１には、保持板、スライド板、回転リング、移動板及び駆動ユニットを備える像ぶれ補正機構が記載されている。スライド板は、保持板に対して光軸方向と直交する第１の方向に移動可能に保持されている。移動板は、レンズを保持しており、スライド板と一体となって第１の方向に移動可能であり、且つ、スライド板に対して光軸方向及び第１の方向と直交する第２の方向に移動可能である。こうして、移動板は、スライド板によって光軸まわりの回転が規制された状態で、光軸と直交する面内（第１の方向と第２の方向を含む面内）で移動可能となっており、駆動ユニットが移動板を駆動する。回転部材は、例えば、回転操作によって移動板に対して係合とその解除を行うことができ、回転部材と移動板とが係合した状態では、光軸と直交する面内での移動板の駆動が規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された像ぶれ補正機構では、光軸と直交する面内での移動板の回転や並進を規制するためにスライド板や回転リング等の部材を必要とするため、部品点数が多くなり、構成が複雑になってしまう。また、移動板の並進を規制するためには、移動板を駆動する駆動ユニットとは別に、回転リングを駆動する手段を設けるか又は手動操作が可能な構成とする必要が生じる。
【０００５】
本発明は、部品点数を削減し、構成を簡略化させた並進駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る並進駆動装置は、移動体と、前記移動体を駆動する出力部をそれぞれ有する３つ以上の駆動ユニットと、同軸に且つ相対的に回転可能に配置される第１の支持部材および第２の支持部材と、を備え、前記移動体を前記第１の支持部材と前記第２の支持部材に共通する中心軸と直交する面内で駆動する並進駆動装置であって、前記３つ以上の駆動ユニットのうち少なくとも１つの駆動ユニットは前記第１の支持部材に配置されると共に他の駆動ユニットは前記第２の支持部材に配置され、前記第１の支持部材に配置される前記少なくとも１つの駆動ユニットの出力部は前記中心軸と直交する面内での前記移動体の回転を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、部品点数を削減し、構成を簡略化させた並進駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る並進駆動装置の分解斜視図である。
【図２】図１の並進駆動装置の平面図である。
【図３】図１の並進駆動装置を構成する駆動ユニット構成を説明する図である。
【図４】図３の駆動ユニットが備える振動体の構成と駆動振動を説明する図である。
【図５】図３（ｂ）の駆動ユニットの別の形態を説明する平面図である。
【図６】第２実施形態に係る並進駆動装置の構成の簡略化して示す平面図である。
【図７】第３実施形態に係る並進駆動装置の分解斜視図である。
【図８】図７の並進駆動装置の平面図である。
【図９】第４実施形態に係る並進駆動装置の平面図である。
【図１０】図９の並進駆動装置を構成する移動体と駆動ユニットの斜視図である。
【図１１】並進駆動装置を備える撮像装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る並進駆動装置１００の分解斜視図である。説明の便宜上、３次元の直交座標系を構成するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示の通りに定め、並進駆動装置１００のスラスト方向（厚さ方向）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する平面に互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向を規定している。並進駆動装置１００は、固定部材２（第１の支持部材）、回転体１（第２の支持部材）、移動体３（駆動対象物）、駆動ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ１，４ｃ２、リング１４、第１の位置センサ１０ａ，１０ｂ、係合ピン１１及び第２の位置センサ１５を備える。図１（ｂ）は、図１（ａ）の分解斜視図から移動体３を除いた残りの部分を更に分解して示す分解斜視図である。
【００１０】
回転体１は、略円板状の形状を有し、３つの駆動ユニット４ｂ，４ｃ１，４ｃ２（以下「駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２」と記す）を保持している。固定部材２は、略環状の形状を有し、１つの駆動ユニット４ａを保持している。駆動ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ１，４ｃ２（以下「駆動ユニット４ａ〜４ｃ２」と記す）の詳細な構成については後述することとし、ここでの説明は、並進駆動装置１００の全体的な構成に止める。回転体１と固定部材２は同軸に配置され、且つ、回転体１と固定部材２とは、これらに共通する中心軸まわりに相対的に回転可能な状態で嵌合している。リング１４は、回転体１の固定部材２からの脱落を防止している。
【００１１】
３本の係合ピン１１は回転体１に設けられており、それぞれの係合ピン１１と係合可能な係合部１２が移動体３に設けられている。図２（ａ）は、係合ピン１１と係合部１２とが係合解除状態にある（移動体３がロック解除状態にある）ときの並進駆動装置１００の平面図である。図２（ｂ）は、係合ピン１１と係合部１２とが係合状態にある（移動体３がロック状態にある）ときの並進駆動装置１００の平面図である。係合ピン１１と係合部１２との係合／係合解除の態様の詳細については後述する。
【００１２】
駆動ユニット４ａは、Ｚ軸方向を軸方向とする四角柱状の（Ｚ軸方向から見たときの形状が略四角形である）出力部５を有する。駆動ユニット４ａは、出力部５がＺ軸方向に突出するように配置されており、出力部５は移動体３に設けられた出力受け部である長穴状の４つの推力受け溝７のうちの１つに挿入されている。また、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２はそれぞれ、軸方向を軸方向とする円柱状の（Ｚ軸方向から見たときの形状が略円形である）出力部６を有する。駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２は、出力部６がＺ軸方向に突出するように配置されており、３つの出力部６は、移動体３に設けられた長穴状の残りの３つの推力受け溝７にそれぞれ挿入されている。移動体３が出力部５，６からＺ軸方向に力を受けることのないように、推力受け溝７の幅（短手方向の幅）は出力部５の幅及び出力部６の直径と同じか又はそれ以上に設定されている。一方、推力受け溝７の幅と出力部５の幅及び出力部６の直径との差が大きいと、移動体３を駆動する際の遊びが大きくなってしまう。そこで、例えば、グリスを介して出力部５，６と推力受け溝７の幅方向側（短手方向側）の壁面（推力受け溝７の長手方向と平行な壁面）とが接触するようにしてもよい。
【００１３】
移動体３には３カ所に支持コロ８が設けられており、３つの支持コロ８はそれぞれ、固定部材２に設けられた３カ所のコロ受け溝９に挿入されている。コロ受け溝９は、周方向を長手方向とする長穴状の形状を有しており、固定部材２に対する移動体３のＸＹ面内での移動（並進）を可能にすると共に、移動体３の固定部材２からの脱落を防止している。第１の位置センサ１０ａ，１０ｂは、測長方向が９０度（°）異なるように固定部材２に取り付けられている。一方、第２の位置センサ１５は、回転体１に取り付けられている。第１の位置センサ１０ａ，１０ｂ及び第２の位置センサ１５としては、移動体３に設けられた不図示の直線スケールに対する投光と反射光の受光によって、移動体３の変位を検出するものを用いることができるが、このような構成のものに限定されない。
【００１４】
ここで、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２の構造について説明する。図３（ａ）は、駆動ユニット４ｂの概略構成を示す分解斜視図である。なお、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２は、同じ構造を有しており、並進駆動装置１００における配設位置が異なるだけであるため、ここでは、駆動ユニット４ｂについて説明する。
【００１５】
駆動ユニット４ｂは、振動体２１、保持部材２２、スライダ２３、第１の固定レール２４、第２の固定レール２５及び転動ボール２７を備える。振動体２１は、矩形平板状の弾性体２１ａの一方の面に弾性体２１ａの厚み方向に突出する２つの突起部２１ｂが形成され、弾性体２１ａの他方の面に不図示の圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）が接着された構造を有する。弾性体２１ａの長手方向端は、剛性の小さい延出部（又は部材）を介して保持部材２２に固定されている。そのため、振動体２１は、２つの突起部２１ｂを結ぶ方向と平行な軸（ロール軸）について回転の自由度を持ち、スライダ２３の摺動面に倣うことができる。こうして、スライダ２３に対する振動体２１の接触状態を安定して維持することができる。なお、振動体２１をスライダ２３に倣わせるための構成例は、剛性の小さい部位を介して振動体２１を固定する方向に限定されず、振動体２１がある程度の自由度を持って保持部材２２に支持されるのであれば、どのような構成であってもよい。
【００１６】
振動体２１は、不図示の圧縮コイルバネや円錐バネ、板バネ等の加圧手段によってスライダ２３側へ押圧されており、振動体２１の突起部２１ｂの先端はスライダ２３の下面（出力部６が設けられている面の反対側の面）に加圧接触している。スライダ２３は、ステンレス材等からなる。スライダ２３の上面には３カ所にボール受け溝２８が設けられており、それぞれのボール受け溝２８と対向するように、第１の固定レール２４と第２の固定レール２５のそれぞれに溝部２６が設けられている。転動ボール２７は、一対のボール受け溝２８と溝部２６の間に転動可能に配置されている。
【００１７】
第１の固定レール２４と第２の固定レール２５は、保持部材２２に固定される。転動ボール２７がボール受け溝２８と溝部２６の間を転動することで、スライダ２３の駆動方向と位置が定められている。なお、スライダ２３の移動方向と位置を定める手段は、ボールと溝部の組み合わせに限られるものではなく、例えば、直線状のスライドレール等を用いても構わない。
【００１８】
このように構成された駆動ユニット４ｂでは、圧電素子に所定の交流電圧を印加して２つの突起部２１ｂを結ぶ方向と突起部２１ｂの突出方向の両方向を含む面内で突起部２１ｂに楕円運動を生じさせる。これにより、被駆動体であるスライダ２３を、２つの突起部２１ｂを結ぶ方向に駆動することができる。なお、振動体２１に励起される駆動振動の詳細については、図４を参照して後述する。
【００１９】
図３（ｂ）は、駆動ユニット４ａの概略構成を示す斜視図である。駆動ユニット４ａの構成は駆動ユニット４ｂの構成に準ずるため、ここでは、駆動ユニット４ａについて、駆動ユニット４ｂとの相違点についてのみ説明し、共通する構成の説明を省略する。
【００２０】
駆動ユニット４ａの第１の固定レール１６（第１の固定レール２４に対応する）には、被駆動体であるスライダ１９（スライダ２３に対応する）に向かうように、その長手方向に所定の間隔で２カ所に凸部１８が設けられている。同様に、第２の固定レール１７（第２の固定レール２５に対応する）にも、不図示であるが、スライダ１９に向かうようにその長手方向に所定の間隔で２カ所に凸部が設けられている。凸部１８をスライダ１９とのギャップが接触寸前まで小さくなるように設けられるか又はスライダ１９にグリスを介して接するように設けることで、スライダ１９の駆動方向（ロール軸）に対するヨー軸まわりのスライダ１９の回転を抑制することができる。これにより、後述するように移動体３の並進移動を抑制する動作を行うときに、駆動ユニット４ａの出力部５が回転し難くなり、移動体３の回転を抑制する効果を高めることができる。
【００２１】
なお、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２の第１の固定レール２４及び第２の固定レール２５には凸部１８は必要ではない。しかし、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２で固定レールの形状を共通化させることで、形状の異なる部品点数を減らすことができ、これによりコストを削減し、また、組み立てミスを回避することも可能になる。よって、第１の固定レール２４及び第２の固定レール２５として、第１の固定レール１６及び第２の固定レール１７と同じものを用いてもよい。また、駆動ユニット４ａでは、スライダ１９のガイドとして転動ボール２７を用いているために凸部１８を設けることが望ましいが、ヨー軸まわりの回転に強いガイド方法（例えば、スリーブを用いた構成等）であれば、必ずしも凸部１８は必要ではない。
【００２２】
続いて、スライダ１９，２３を駆動するために振動体２１に励起する駆動振動について説明する。図４（ａ）は、振動体２１の構成を簡略的に示す図である。説明の便宜上、図４（ａ）に示す互いに直交するα方向、β方向、γ方向を規定する。α方向は、弾性体２１ａの長手方向であり、２つの突起部２１ｂを結ぶ方向である。γ方向は、弾性体２１ａの厚み方向であり、突起部２１ｂの突出方向である。β方向は、弾性体２１ａの短手方向（幅方向）であり、α方向及びγ方向と直交する方向である。
【００２３】
前述の通り、矩形平板状の弾性体２１ａの一方の面には、α方向に所定の間隔でγ方向に突出するように、２つの突起部２１ｂが形成されている。また、弾性体２１ａの他方の面には、矩形平板状の圧電素子２１ｃが接着されている。図４（ｂ）は、振動体２１に励起される第１の振動モードを説明する図である。第１の振動モードは、β方向における一次の屈曲振動であり、α方向と略平行な２本の節線を有する。突起部２１ｂは、第１の振動モードで腹となる位置の近傍に配置されており、第１の振動モードの振動が振動体２１に励起されることによりγ方向に振動変位する。図４（ｃ）は、振動体２１に励起される第２の振動モードを説明する図である。第１の振動モードは、α方向における二次の屈曲振動であり、β方向と略平行な３本の節線を有する。２つの突起部２１ｂは、第２の振動モードで節となる位置の近傍に配置されており、第２の振動モードの振動が振動体２１に励起されることによりα方向に振動変位する。よって、圧電素子２１ｃに所定の位相差を有する２相の交流電圧を印加して第１の振動モードと第２の振動モードとを所定の位相差で発生させることにより、突起部２１ｂの先端にαγ面内で楕円運動（又は円運動）を発生させることができる。よって、突起部２１ｂの先端がスライダ１９，２３に当接する際に生じるα方向の摩擦力によって、振動体２１とスライダ１９，２３とを相対的にα方向に移動させることができる。
【００２４】
駆動ユニット４ａでは振動体２１を保持した保持部材２２は固定部材２に保持されており、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２では振動体２１を保持した保持部材２２は回転体１に保持されている。そのため、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２を駆動する（振動体２１に駆動振動を励起する）と、スライダ１９，２３がそれぞれの長手方向に移動する。ここで、図２に示したように、スライダ１９，２３に設けられた出力部５，６は、移動体３に設けられた推力受け溝７に対して摺動可能に嵌合しており、出力部５，６の移動方向は推力受け溝７の幅方向と一致している。よって、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２を駆動すると、駆動方向（出力部５，６の移動方向）に移動体３を駆動する推力（駆動力）が得られる。
【００２５】
移動体３は、ＸＹ面内において駆動ユニット４ａ〜４ｃ２の駆動方向と直交する方向に対しては出力部５，６が推力受け溝７を滑りながら移動するように構成されている。よって、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２のそれぞれの駆動方向と異なる方向に移動体３が並進移動する際には、出力部５，６は推力受け溝７内を滑りながら移動する。また、固定部材２に設けられたコロ受け溝９に支持コロ８が挿入されていることで、移動体３のＺ軸方向位置（高さ）は支持コロ８によって定まっている。一方、推力受け溝７の幅は出力部５の幅及び出力部６の直径と同等以上となっているため、推力受け溝７がＺ軸方向の力を受けることはない。よって、移動体３のＺ軸方向位置は、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２の出力部５，６の位置とは無関係に定まる。したがって、移動体３は、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２からの推力以外の力を受けることなく、ＸＹ面内の任意の方向に移動することができる。その際、推力受け溝７の長手方向を出力部５，６の移動方向と直交する方向とすることにより、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２のうち推力を出力しない駆動ユニットの駆動方向に移動体３が駆動されても、移動体３の駆動負荷を小さくすることができる。こうして、並進駆動装置１００では、駆動ユニット４ａ〜４ｃ２の推力を効率よく移動体３に与えることが可能となっている。
【００２６】
移動体３の移動方向と移動量は、２つの第１の位置センサ１０ａ，１０ｂと第２の位置センサ１５により検出される。なお、第２の位置センサ１５は、後述するように、移動体３を回転させた際の回転角度を検出し、第２の位置センサ１５からの検出信号は移動体３の並進駆動には用いない。移動体３の並進駆動は、各位置センサからの情報と駆動ユニット４ａ〜４ｃ２の推力のベクトル合成による移動量との偏差に基づいて、不図示の制御装置により制御される。例えば、制御装置は、駆動ユニット４ａ，４ｂを同じ制御量で動作させ、同様に駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２を同じ制御量で動作させる。これにより、駆動ユニット４ａ，４ｂの駆動方向と駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２の駆動方向の２つの方向の動作量のベクトル合成を行って移動体３を並進駆動させることができる。
【００２７】
２つの第１の位置センサ１０ａ，１０ｂの一方でＸ軸方向の移動量を測定し、他方でＹ軸方向の移動量を測定する。例えば、図２（ａ）の状態から移動体３をＸ軸方向に移動させたい場合、駆動ユニット４ａ，４ｂにＸ軸から見て−４５°方向に、且つ、駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２にＸ軸から見て＋４５°方向にそれぞれ、同じ大きさの推力を発生させればよい。また、例えば、図２（ａ）の状態から移動体３をＸ軸から見て＋４５°方向に駆動させたい場合、駆動ユニット４ａ，４ｂを駆動せず、駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２のみを駆動すればよい。このとき、駆動ユニット４ａの出力部５及び駆動ユニット４ｂの出力部６が推力受け溝７内をその長手方向に滑ることで、駆動負荷の発生を抑制することができる。
【００２８】
続いて、移動体３の移動を規制し、所定位置に固定する方法（ロック動作）について説明する。ロック動作は、例えば、並進駆動装置１００を装備した機器について、並進駆動装置１００を使用しない場合や、機器を移動させる際の移動体３と機器内の他の部品等との接触を防止する必要がある場合等に行われる。前述の通り、回転体１には３本の係合ピン１１が設けられ、移動体３には３カ所に係合部１２が設けられている。図２（ａ）の状態では、係合ピン１１と係合部１２は係合しておらず、よって、移動体３の並進は規制されていない。一方、図２（ｂ）の状態では、係合ピン１１と係合部１２が係合して、移動体３の並進が規制されている。
【００２９】
図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態へ遷移させるためには、図２（ａ）の状態から回転体１を時計まわりに回転させる必要がある。そこで、回転体１に配置された３つの駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２には移動体３を反時計まわりに駆動させる推力を発生させ、固定部材２に配置された１つの駆動ユニット４ａを無通電状態（停止状態）とする。３つの駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２の出力部６は円柱状であるため、出力部６の推力受け溝７内での回転は許容される。なお、移動体３を並進駆動する場合とは異なり、Ｚ軸方向から見たときに駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２の駆動方向は反対方向となる。
【００３０】
一方、駆動ユニット４ａが有する出力部５は四角柱状であり、出力部５の２つの側面は推力受け溝７の側面と極めて小さい間隙で対向しているため、出力部５が推力受け溝７内で回転することはできず、よって、移動体３の回転が規制される。その結果、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２が出力した推力の反力によって駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２が時計まわりに動こうとすることで、駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２を支持する回転体１が回転体１の中心軸まわりに時計まわりに回転する。回転体１の回転は、係合ピン１１が係合部１２に係合することにより停止し、これにより、移動体３を並進動作ができないロック状態とすることができる。
【００３１】
回転体１の回転時には、制御装置が、回転体１に取り付けられた第２の位置センサ１５により移動体３に対する回転体１の相対的な回転角度を測定し、制御パラメータとして記憶手段（不図示）に記憶する。ここで、回転体１の外周側の側面には、１つの溝が形成された溝ブロック１３が回転体１に設けられている。溝ブロック１３の溝に不図示のボールプランジャを係合させることで、回転体１の位置を一定位置に定めることができ、また、回転体１をロック状態に保持する力を高めることができる。
【００３２】
移動体３のロック状態を解除し、並進可能な状態に戻すには、回転体１を反時計まわりに回転させればよい。具体的には、図２（ｂ）の状態から、１つの駆動ユニット４ａを無通電状態とし、３つの駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２に移動体３を時計まわりに駆動させる推力を発生させ、その反力により回転体１を反時計まわりに回転させる。その際の回転角度をロック動作時に記憶した回転体１の回転角度と等しくなるようにすることで、図２（ｂ）の状態から図２（ａ）の状態に戻すことができる。
【００３３】
なお、並進駆動装置１００において移動体３をロック状態に保持するための構成は、係合ピン１１のような棒状の係合部材と、係合部１２のような切り欠き部（凹部）との組み合わせに限定されるものではない。また、駆動ユニット４ａを無通電状態とせずに、原点（スライダ１９の駆動可能範囲の中心）に止めるように制御してもよい。その場合には、駆動ユニット４ａの移動量を測定するためのセンサを設け、正確に出力部５の位置を制御することが望ましい。
【００３４】
ところで、駆動ユニット４ａの出力部５の形状は、移動体３の回転を規制することができればよいため、上述した四角柱状に限定されるものではない。図５の各図は、駆動ユニット４ａが備える出力部の変形例を示す平面図であり、紙面と直交する方向は出力部の突出方向（Ｚ軸方向）となっている。なお、図５では、図３（ｂ）と共通する構成要素については、同じ符号を付しており、ここでの説明を省略する。
【００３５】
図５（ａ）は、六角柱状の出力部５ａを有する駆動ユニットの概略構成を示す平面図である。この場合、出力部５ａは、対向する一対の辺がスライダ１９の駆動方向と略平行となるように配置される。図５（ｂ）は、２つの円柱状突起がスライダ１９の駆動方向に並べられて構成された出力部５ｂを有する駆動ユニットの概略構成を示す平面図である。出力部５ａ，５ｂは、移動体３に形成された推力受け溝７に挿入した際に、推力受け溝７の幅方向側の壁面と２点以上で接触可能であり、出力部５よりも推力受け溝７の幅方向側の壁面との接触面積が小さい状態で移動体３の回転を抑制することができる。なお、出力部５ｂに代えて、球軸受けを用いてもよい。図５（ｃ）は、楕円柱状の出力部５ｃを有する駆動ユニットの概略構成を示す平面図である。この場合、出力部５ｃをその長軸がスライダ１９の駆動方向と平行となるように配置することにより、移動体３の回転を抑制することができる。
【００３６】
上記の通り、並進駆動装置１００によれば、固定部材２に配置されて移動体３を駆動する駆動ユニット４ａが移動体３の回転を規制する機能を有する。そのため、移動体３の回転を規制するための別途の部品が不要となり、また、部品点数を削減することができ、これにより並進駆動装置１００の小型化や構造の簡略化が可能になる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態で説明した並進駆動装置１００は、４つの駆動ユニット４ａ〜４ｃ２を備える構造となっているのに対して、第２実施形態では、３つの駆動ユニットを備える並進駆動装置について説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る並進駆動装置における駆動ユニット４ａ，４ｂ，４ｃの配置を簡略化して示す平面図である。なお、駆動ユニット４ｃの構成は、駆動ユニット４ｂの構成と同じである。図６（ｂ）は、第２実施形態に係る並進駆動装置を構成する移動体３Ａを簡略化して示す平面図である。
【００３８】
本実施形態では、回転体１Ａに２つの駆動ユニット４ｂ，４ｃを配置し、固定部材２Ａに１つの駆動ユニット４ａを配置する。駆動ユニット４ａの出力部５及び駆動ユニット４ｂ，４ｃの出力部６に対して、移動体３Ａに図６（ｂ）に示すように、推力受け溝７を設ける。これにより、移動体３Ａの回転を規制するための別途の部品を必要とすることなく、移動体３を並進駆動する際の移動体３の回転を駆動ユニット４ａの出力部５により規制することができる。こうして、本実施形態によれば、駆動ユニットの数を少なくすることで、並進駆動装置の更なる小型化、軽量化、構成の簡略化を図ることができる。なお、本実施形態から、並進駆動装置を構成する駆動ユニットの数は、３つ以上であればよいことがわかる。
【００３９】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７（ａ）は、第３実施形態に係る並進駆動装置１００Ａの分解斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の分解斜視図から移動体３を除いた残りの部分を更に分解して示す分解斜視図である。図８（ａ）は、係合ピン１１と係合部１２とが係合解除状態（ロック解除状態）にあるときの並進駆動装置１００Ａの平面図である。図８（ｂ）は、係合ピン１１と係合部１２とが係合状態（ロック状態）にあるときの並進駆動装置１００Ａの平面図である。
【００４０】
並進駆動装置１００Ａは、構成要素である回転体３１及び固定部材３２のそれぞれの形状が、第１実施形態に係る並進駆動装置１００を構成する回転体１及び固定部材２と異なる。また、並進駆動装置１００Ａでは、並進駆動装置１００を構成する駆動ユニット４ａは用いられておらず、駆動ユニット４ｂと同等な４つの駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２，４ｃ１，４ｃ２が用いられている。図７及び図８では、第１実施形態に係る並進駆動装置１００と共通する構成要素については、図１及び図２と同じ符号を付しており、ここでの説明も省略することとする。
【００４１】
並進駆動装置１００Ａは、駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２を保持する回転体３１と、駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２を保持する固定部材３２と、移動体３とを備える。回転体３１と固定部材３２は同軸となるように配置され、回転体３１は固定部材３２に対して回転可能に固定部材３２に嵌合されている。駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２は回転体３１の中心軸（Ｚ軸方向と略平行で回転体３１の中心を通る軸）を中心として点対称となるように配置されている。駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２は固定部材３２の中心軸を中心として点対称となるように配置されている。駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２，４ｃ１，４ｃ２は駆動ユニット４ｂと同等であるため、説明を省略する。移動体３の並進駆動方法は第１実施形態での移動体３の並進駆動方法と同じであるため、説明を省略する。
【００４２】
続いて、並進駆動装置１００Ａでの移動体３のロック動作／ロック解除動作の方法について説明する。回転体３１には３本の係合ピン１１が設けられ、移動体３には３カ所に係合部１２が設けられており、図８（ａ）のロック解除状態では、係合ピン１１と係合部１２とは係合しておらず、移動体３の並進駆動が可能となっている。ロック解除状態において、移動体３を反時計まわりに回転させる推力を回転体３１に保持された駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２に発生させ、固定部材３２に保持された駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２を無通電状態とする。このとき、回転体３１と固定部材３２の共通する中心軸について点対称に駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２が固定部材３２に配置されているため、移動体３の回転が抑制される。そして、駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２に発生させた推力の反力により、駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２を保持した回転体３１が時計まわりに回転し、図８（ｂ）の位置まで回転したところで係合ピン１１と係合部１２とが係合する。こうして、移動体３をロック状態とすることができる。
【００４３】
ロック状態からロック解除状態へは、駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２を無通電状態とし、移動体３を時計まわりに回転させる推力を駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２に発生させ、その推力の反力により回転体３１を反時計まわりに回転させればよい。なお、ロック動作時とロック解除動作時の第２の位置センサ１５の用い方は、第１実施形態に準ずる。また、本実施形態では固定部材３２に設けられた２つの駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２で移動体３の回転を規制するため、駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２の出力部６の形状は円柱状で構わない。但し、これに限定されず、駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２の出力部６の形状を、四角柱状や多角柱状、楕円柱状、複数の円柱状部材を並べた形状としてもよい。
【００４４】
上記の通り、本実施形態では、回転体３１と固定部材３２に共通する中心軸について点対称となる位置に駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２が配置されているため、ロック動作時及びロック解除動作時に移動体３は中心軸について点対称に２点で支持されている。そのため、第１実施形態のように駆動ユニット４ａの出力部５のみの１点で支持する構成と比較して、出力部６に掛かる負荷が小さくなることで、出力部６と推力受け溝７に損傷が生じ難くなる。また、出力部６の形状をすべての駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２，４ｃ１，４ｃ２で共通化させることができることで、部品点数を削減することができる。
【００４５】
なお、移動体３を回転させる推力は、３つの駆動ユニット４ｂ〜４ｃ２を用いる第１実施形態に係る並進駆動装置１００に比べて、２つの駆動ユニット４ｃ１，４ｃ２を用いる並進駆動装置１００Ａでは小さくなる。そこで、移動体３を確実に回転させることが必要な用途には第１実施形態に係る並進駆動装置１００を用い、回転駆動のための推力が小さくても問題のない用途には、本実施形態に係る並進駆動装置１００Ａを用いるとよい。
【００４６】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態に係る並進駆動装置１００Ｂの平面図である。なお、並進駆動装置１００Ｂの構成要素であって、第１実施形態に係る並進駆動装置１００の構成要素と同じものについては、同じ符号を付して説明を省略する。並進駆動装置１００Ｂは、移動体４３、回転体４４及び固定部材４５を備える。回転体４４の構成は、第１実施形態に係る並進駆動装置１００の回転体１の構成に準じており、駆動ユニット４ｂ，４ｃ１，４ｃ２を支持している。固定部材４５の構成は、第１実施形態に係る並進駆動装置１００の固定部材２の構成に準じており、駆動ユニット４ｄを支持している。
【００４７】
図１０（ａ）は、移動体４３の概略構成を示す斜視図である。図１０（ｂ）は、駆動ユニット４ｄの概略構成を示す斜視図である。移動体４３は、駆動ユニット４ｂ，４ｃ１，４ｃ２のそれぞれの出力部６が挿入される３つの推力受け溝７を有する。また、移動体４３は、径方向（移動体４３が移動可能な面内の一方向）に突出する出力受け部としての１本の推力受け部４２を有する。推力受け部４２は、ここでは、円柱状の棒状部材を示しているが、これに限らず、角柱状や多角柱状等の任意の形状の棒状部材とすることができる。一方、駆動ユニット４ｄのスライダ１９には、２つの四角柱状の突起がスライダ１９の駆動方向に並べられることで構成された出力部４１が設けられている。推力受け部４２は、出力部４１の２つの突起の間に摺動可能に嵌合している。出力部４１の２つの突起は、推力受け部４２を摺動可能に挟持することができる構造であれば、四角柱状に限定されず、円柱状や多角柱状等の形状であってもよく、或いは、Ｕ字状の窪みを入れた１つのブロックで推力受け部４２を受ける構成としてもよい。なお、出力部４１の２つの四角柱状の突起の対向する面の端（角）には、推力受け部４２の軸方向の移動を滑らかに行うことができるように面取り処理が施されている。
【００４８】
並進駆動装置１００Ｂの駆動方法は、第１実施形態に係る並進駆動装置１００の駆動方法と同様に行うことができ、よって、ここでの説明を省略する。第１実施形態に係る並進駆動装置１００では、駆動ユニット４ａからの出力（推力）を受ける推力受け溝７に一定の深さを持たせるために、移動体３に一定の肉厚を持たせる必要がある。これに対して、移動体４３では、推力受け部４２を単純な棒状部材とすることができ、また、推力受け部４２の周囲を切り欠くことができる。よって、移動体３と比較して、移動体４３では、軽量化を図ることができる。なお、第３実施形態に係る並進駆動装置１００Ａの駆動ユニット４ｂ１，４ｂ２に代えて駆動ユニット４ｄを用い、２つの駆動ユニット４ｄの推力受け部４２のそれぞれと摺動可能に嵌合する推力受け部４２を移動体３に設けた構成の並進駆動装置も実現可能である。
【００４９】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に係る並進駆動装置１００を像ぶれ補正装置として実装した撮像装置について説明する。図１１は、並進駆動装置１００を備える撮像装置２００の概略構成を示す上面図である。撮像装置２００は、大略的に、撮像素子（不図示）を有する撮像装置本体５１と、撮像装置本体５１に対して着脱自在なレンズ鏡筒５２から構成されている。レンズ鏡筒５２は、複数のレンズ群５３を有すると共に、被写体の像ぶれを補正する像ぶれ補正装置としての並進駆動装置１００を有する。レンズ鏡筒５２を通過した光束は、撮像素子に結像する。撮像素子は、結像した光学像を光電変換により電気信号に変換し、撮像装置２００が備える画像処理回路（不図示）へ出力する。画像処理回路は、受信した電気信号から画像データを生成する。生成された画像データは、不図示のメモリカード等の記憶媒体に記憶される。
【００５０】
並進駆動装置１００は、移動体３の中心孔に固定された像ぶれ補正レンズ５４を有し、図１に示すＺ軸方向がレンズ鏡筒５２の光軸方向と一致するように、レンズ鏡筒５２に配置される。よって、像ぶれ補正レンズ５４を光軸と直交する面内で移動させることによって、手ぶれ等に起因する像ぶれを補正して、明瞭な画像を撮像することができる。
【００５１】
なお、撮像装置２００の非使用時には、移動体３を並進が規制された状態（図２（ｂ））とすることが望ましい。これにより、撮像装置２００の運搬時等に外力が並進駆動装置１００に作用しても、並進駆動装置１００の損傷等を防止することができる。また、ここでは、並進駆動装置１００が像ぶれ補正レンズ５４を並進駆動することで像ぶれを補正する構成について説明したが、並進駆動装置１００が撮像素子を並進駆動することで像ぶれを補正する構成としてもよい。
【００５２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。上記実施形態に係る各並進駆動装置は、像ぶれ補正装置としての用途に限定されない。例えば、顕微鏡等の光学機器におけるステージを、本発明に係る並進駆動装置の移動体３，４３を用いて実現することができる。また、本発明に係る並進駆動装置は、各種の電子機器において並進による位置決めが必要とされる部品の駆動装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１，１Ａ，３１，４４    回転体
２，２Ａ，３２，４５    固定部材
３，３Ａ，４３    移動体
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ    駆動ユニット
５，６    出力部
７    推力受け溝
１０ａ，１０ｂ    第１の位置センサ
１１    係合ピン
１２    係合部
４１    出力部
４２    推力受け部
１００，１００Ａ、１００Ｂ    並進駆動装置
２００    撮像装置
【図１】
2018106116.tif 000003
【図２】
2018106116.tif 000004
【図３】
2018106116.tif 000005
【図４】
2018106116.tif 000006
【図５】
2018106116.tif 000007
【図６】
2018106116.tif 000008
【図７】
2018106116.tif 000009
【図８】
2018106116.tif 000010
【図９】
2018106116.tif 000011
【図１０】
2018106116.tif 000012
【図１１】
2018106116.tif 000013