(57)【要約】【課題】  被駆動体の摩耗が進んでも、起動性の低下を従来よりも低減できる振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】  永久磁石５を有する被駆動体３と、磁性を有する弾性体２ｂ及び弾性体と接合している電気−機械エネルギー変換素子２ａを有する振動体２と、を備え、電気−機械エネルギー変換素子に駆動電圧を印加することよって振動体に振動を励起し、振動により被駆動体と振動体とを相対移動方向に移動範囲内で相対的に移動させる振動型アクチュエータ１であって、被駆動体が移動範囲の相対移動方向の一方側の端部まで移動している状態では、永久磁石の相対移動方向の他方側の端部は、弾性体の前記他方側の端部よりも一方側に配置される。【選択図】  図１
2018099002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を有する被駆動体と、
磁性を有する弾性体及び前記弾性体と接合している電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、を備え、
前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動電圧を印加することよって前記振動体に振動を励起し、前記振動により前記被駆動体と前記振動体とを相対移動方向に移動範囲内で相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、
前記被駆動体が前記移動範囲の前記相対移動方向の一方側の端部まで移動している状態では、前記永久磁石の前記相対移動方向の他方側の端部は、前記弾性体の前記他方側の端部よりも前記一方側に配置される
ことを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記被駆動体が前記移動範囲の前記一方側の端部まで移動している状態では、前記永久磁石の前記一方側の端部は、前記弾性体の前記一方側の端部よりも前記一方側に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記被駆動体が前記移動範囲の中央に配置されている状態では、前記永久磁石の前記一方側の端部は前記弾性体の前記一方側の端部よりも前記一方側に配置され、前記永久磁石の前記他方側の端部は前記弾性体の前記他方側の端部よりも前記他方側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記弾性体は、前記被駆動体と加圧接触する接触面を有する接触部を有する
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型アクチュエータ。
【請求項５】
前記接触部は、ばね性を有するように形成されており、前記弾性体の前記第１の方向における中央部に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記振動体を保持する支持部を有し、
前記支持部の前記電気−機械エネルギー変換素子の厚み方向のばね定数は、前記接触部の前記厚み方向のばね定数よりも低い
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記接触部は、前記弾性体の前記相対移動方向及び前記電気−機械エネルギー変換素子の厚み方向に直交する方向の端部から延出している
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記接触部は、曲げ加工により前記弾性体と一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記永久磁石は、前記相対移動方向及び前記厚み方向に直交する方向において、前記振動体の中央に配置されている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動は、２つの固有振動が合成された振動である
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記被駆動体が前記移動範囲の前記相対移動方向の一方側の端部まで移動している状態では、前記弾性体の前記相対移動方向の中心より前記一方側における前記永久磁石の吸引力が、前記中心おり前記他方側における前記永久磁石の吸引力より大きい
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１２】
永久磁石を有する被駆動体と、
磁性を有する弾性体及び前記弾性体と接合している電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、を備え、
前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動電圧を印加することよって前記振動体に振動を励起し、前記振動により前記被駆動体と前記振動体とを相対移動方向に移動範囲内で相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、
前記被駆動体が前記移動範囲の前記移動方向における一方側の端部に配置されている状態では、前記振動体の中心線より前記移動方向の前記一方側における前記弾性体の前記永久磁石と対向する領域の面積は、前記移動方向の他方側における前記領域の面積より大きい
ことを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記被駆動体が前記移動範囲の中央に配置されている状態では、前記中心線より前記一方側における前記領域の面積と、前記中心線より前記他方側における前記領域の面積と、が等しい
ことを特徴とする請求項１２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１４】
前記弾性体は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部を有する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１５】
レンズと、
光軸方向に前記レンズを移動させる請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１６】
像ぶれ補正用のレンズと、
光軸と直交する面内で前記レンズを移動させる請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、を備える
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１７】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に配置されたレンズを光軸方向に移動させる請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
前記レンズ鏡筒を通過した光の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を通過した光の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸方向と直交する面内で移動させて前記撮像素子に結像する光学像の像ぶれを補正する請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１９】
ステージと、
前記ステージをその面内で移動させる請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、を備える
ことを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型アクチュエータ、これを有するレンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に励起した振動により振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータが知られている。このような振動型アクチュエータは、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１５に、公知の振動型アクチュエータ１００の構成を説明する模式図を示した。振動型アクチュエータ１００は、振動体１０２と被駆動体１０３とを有する。振動体１０２は、弾性体１０２ｂと、弾性体１０２ｂの一方の面に設けられた２つの突起部１０２ｄと、弾性体１０２ｂにおいて突起部１０２ｄが設けられている面の反対側の面に接合された圧電素子１０２ａとを有する。２つの突起部１０２ｄは、図１５のＸ方向に所定の間隔で配置されており、その先端面（上面）は被駆動体１０３と加圧接触している。弾性体１０２ｂと２つの突起部１０２ｄは、例えば、ステンレス等の金属部材を含む。圧電素子１０２ａは、例えば、接着剤により弾性体１０２ｂに接着されている。
【０００４】
圧電素子１０２ａには、不図示の駆動回路から位相差を有する２相の交流電圧が印加されることにより、振動体１０２に２つの曲げ振動モードの振動が励起される。そして、励起された２つの曲げ振動モードの振動が組み合わされることにより、突起部１０２ｄの先端にＺＸ面内での楕円運動を生じさせる。このとき、２つの突起部１０２ｄの先端は被駆動体１０３と加圧接触しているため、被駆動体１０３は２つの突起部１０２ｄの楕円運動による摩擦駆動力を受ける。これにより、振動体１０２と被駆動体１０３とをＸ方向に相対的に移動させることができる。
【０００５】
特許文献２には、複数の振動体１０２を用いて被駆動体を回転駆動させる振動型アクチュエータが記載されている。特許文献２では、３つの振動体１０２を、同一円周状に等間隔に且つそれぞれの振動体１０２の２つの突起部１０２ｄを結ぶ線がその円周の接線と一致するように配置する。これにより、２つの振動体１０２と加圧接触する円板状あるいは円環状の被駆動体を回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２０８４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−５３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、振動型アクチュエータ１００において、所定の移動範囲内でＸ方向に往復運動を繰り返す場合、被駆動体１０３の往復運動の動作開始位置及び動作終了位置である移動範囲の両端部では、摩耗量が増大することがあった。これは、被駆動体１０３の所定の移動範囲の両端部は、振動型アクチュエータ１００の起動及び停止を行うため、発生する加速度が最も大きく被駆動体１０３と突起部１０２ｄとの相対速度差が大きい。そのため、被駆動体１０３の他の位置に比べ、摩耗が進みやすくなる。これにより、振動型アクチュエータ１００の移動範囲の両端部において起動性が低下する恐れがあった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された回転型の振動型アクチュエータにおいても、被駆動体の回転角が３６０度に満たない所定の移動範囲内で往復運動を繰り返すと、被駆動体の移動範囲の両端部において摩耗量が増大し、起動性が低下する恐れがあった。
【０００９】
本発明は上述の課題を鑑みてなされたものであり、被駆動体の摩耗が進んでも、起動性の低下を従来よりも低減できる振動型アクチュエータ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】
【００１０】
本発明の一側面としての振動型アクチュエータは、永久磁石を有する被駆動体と、磁性を有する弾性体及び前記弾性体と接合している電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、を備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動電圧を印加することよって前記振動体に振動を励起し、前記振動により前記被駆動体と前記振動体とを相対移動方向に移動範囲内で相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、前記被駆動体が前記移動範囲の前記相対移動方向の一方側の端部まで移動している状態では、前記永久磁石の前記相対移動方向の他方側の端部は、前記弾性体の前記他方側の端部よりも前記一方側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一側面としての振動型アクチュエータによれば、被駆動体の摩耗が進んでも、起動性の低下を従来よりも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの構成を説明する模式図。
【図２】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの永久磁石によって形成される磁気回路を説明する模式図。
【図３】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体に励起される第１の振動モードでの振動体の変形を説明する斜視図。
【図４】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体に励起される第２の振動モードでの振動体の変形を説明する斜視図。
【図５】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの圧電素子の電極の構成を説明する模式図。
【図６】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの被駆動体の移動範囲を説明する模式図。
【図７】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの被駆動体の位置と吸引力との関係を説明する図。
【図８】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体の楕円運動を説明する図。
【図９】第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの被駆動体の位置と弾性体の左右の吸引力差の変化を説明する図。
【図１０】第１の変形例に係る振動型アクチュエータの構成を説明する斜視図。
【図１１】第２の実施形態に係る振動型アクチュエータの構成を説明する斜視図。
【図１２】第２の実施形態に係る振動型アクチュエータの被駆動体の移動範囲を説明する斜視図。
【図１３】第１の実施形態の振動型アクチュエータを用いた撮像装置の構成を説明する模式図。
【図１４】第１の実施形態の振動型アクチュエータを用いたステージ装置を有する顕微鏡の外観斜視図。
【図１５】従来の振動型アクチュエータの構成を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る振動型アクチュエータ１について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、振動型アクチュエータ１の構成を説明する模式図である。振動型アクチュエータ１は、振動体２と、振動体２と加圧接触する被駆動体３とを有する。
【００１４】
［振動体］
図１（ｂ）は、振動体２の構成を説明する模式図である。振動体２は、電気−機械エネルギー変換素子２ａと、電気−機械エネルギー変換素子２ａと接合されている弾性体２ｂと、を有する。振動体２は、支持部材４に圧電素子２ａが接合されることによって、支持部材４に保持されている。電気−機械エネルギー変換素子２ａは、電気量を機械量に変換する素子であり、帆実施形態では平板状の圧電素子を用いる。以降の説明では、電気−機械エネルギー変換素子２ａを圧電素子２ａと呼ぶ。
【００１５】
以降の説明では、図１（ａ）に示すように、振動体２と被駆動体３との相対的な移動方向（相対移動方向）をＸ方向（第１の方向）、圧電素子２ａの厚み方向をＺ方向（第２の方向）、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向（第３の方向）とする。
【００１６】
弾性体２ｂは、基部２ｃと、基部２ｃのＹ方向の端部から延出するように設けられた複数の接触部２ｄと、を有する。接触部２ｄは、弾性体２ｂのＸ方向における略中央に設けられている。複数の接触部２ｄのそれぞれの被駆動体３側に設けられた接触面２ｅが、被駆動体３と当接して被駆動体３を摩擦駆動する。弾性体２ｂは、磁性を有する金属製の弾性部材であり、例えば、マルテンサイト系のステンレス鋼等を材料として用いる。また、弾性体２ｂには、耐久性を高めるための硬化処理として、例えば焼入処理が施されている。
【００１７】
図１（ｃ）は、弾性体２ｂの曲げ加工前の状態を示す略十字型の金属板の斜視図である。略十字型の金属板は、ステンレス鋼等の板材を、切削加工やレーザー加工、エッチング加工、打ち抜き加工等のいずれか１つ又は幾つかの組み合わせにより、基部２ｃと接触部２ｄとが略十文字の形状となるように加工することにより製造される。
【００１８】
この略十字型の金属板を、図１（ｃ）に示す破線部２ｆにおいて基部２ｃと接触部２ｄとの角度が鋭角となるように曲げ加工を施すことにより、図１（ｂ）に示すように、Ｙ方向で対向する一対の接触部２ｄを形成することができる。接触部２ｄは、被駆動体３に対して安定して接触させることが可能となるように、ばね性を有する角度で形成されている。本実施形態では、基部２ｃと接触部２ｄとがなす角度は、略７０度に設定されている。接触部２ｄに設けられた被駆動体３との接触面２ｅは、被駆動体３の摺動面と平滑に接触することができるように、曲げ加工後ラップ加工等によって面形状が整えられている。
【００１９】
このように、弾性体２ｂは、被駆動体３と摩擦摺動する接触部２ｄが曲げ加工により基部２ｃと一体的に形成されており、加工（製造）が容易である。また、振動体２では、弾性体２ｂの基部２ｃと圧電素子２ａとの間に非接合領域が生じることはないため、弾性体２ｂと圧電素子２ａとの接合強度を高めることができる。
【００２０】
支持部材４は、ベースフィルムがポリイミド等を含むフレキシブル配線基板を有し、給電部４ａ、薄板部４ｂ、固定部４ｃ、取付穴部４ｄ及びコネクタ接続部４ｅを有する。
【００２１】
給電部４ａは、接着剤等で圧電素子２ａに接合され、圧電素子２ａに駆動電圧を印加する。固定部４ｃは、フレキシブル配線基板の裏打ち材によって形成されており、不図示の基台に取り付けられている。固定部４ｃを基台に取り付ける方法は特に限定されるものではないが、例えば、穴部４ｄを位置決めに利用して、固定部４ｃの底面（振動体２が配置される面と対向する面）を接着剤又は粘着剤等で接合する方法を用いることができる。また、穴部４ｄに通して、ねじ又はビスを基台に設けたねじ穴又は孔部に締結することも望ましい。
【００２２】
接続部４ｅは、コネクタ等に差し込むことができる形状に形成されており、振動型アクチュエータ１を駆動するための不図示の駆動回路と接続されている。
【００２３】
給電部４ａと固定部４ｃとの間に介在する薄板部４ｂは、薄いフレキシブル配線基板であり、圧電素子２ａとは接合されてない。そのため、固定部４ｃよりも低剛性である。よって、薄板部４ｂは、振動体２に励起された駆動振動が固定部４ｃへの伝搬を低減する振動絶縁部として機能する。支持部材４は、薄板部４ｂを有することによって振動体２を柔軟に支持することができるため、振動体２の振動を阻害せずに振動体２を保持することができる。
【００２４】
被駆動体３は、直方体状のネオジム磁石である永久磁石５と、磁性を有する金属製の弾性部材からなるスライダ部材６と、を有する。永久磁石５は、スライダ部材６と振動体２との間に配置されている。永久磁石５とスライダ部材６とは、接着剤等により接合されている。本実施形態では、スライダ部材６は、マルテンサイト系のステンレス鋼が用いられている。
【００２５】
スライダ部材６は、本体部６ａ、振動体２の接触部２ｄと摩擦接触する摺動面を有する摺動部６ｂ、及び振動型アクチュエータ１の不図示の駆動対象となる装置とスライダ部材６とを連結するための連結穴部６ｃ、を有する。
【００２６】
本体部６ａは、摺動部６ｂが永久磁石５を接合している面よりも振動体２に近接する形状となるように、曲げ加工等によって形成されている。
【００２７】
摺動部６ｂの振動体２の接触部２ｄと摩擦接触する摺動面には、耐久性（耐摩耗性）を高めるための硬化処理として、例えば、窒化処理（硬化処理）が施されている。なお、これに限らず、焼入処理や表面にニッケルメッキ処理をして形成してもよい。つまり、スライダ部材６は、磁性を有する部位を有し、かつ、摩擦摺動面が耐摩耗性を有していればよい。
【００２８】
連結穴部６ｃを駆動対象となる装置に取り付ける方法は特に限定されるものではないが、例えば、穴部６ｃを位置決めに利用して、穴部６ｃの上面を接着剤又は粘着剤等で接合する方法を用いることができる。また、穴部６ｃにねじ穴を形成し、ねじ等で駆動対象となる装置に締結してもよい。
【００２９】
永久磁石５は、Ｙ方向において振動体２の一対の接触部２ｄの中間付近に配置されている。永久磁石５は、略Ｚ方向に着磁されており、永久磁石５の磁気作用によって、振動体２と被駆動体３とは、略Ｚ方向で互いに引き寄せられる。これによって、振動体２と被駆動体３との間に略Ｚ方向に加圧力が与えられる。このとき、振動型アクチュエータ１は、振動体２の中心を通るＸ方向の直線を軸に実質的に線対称となる。よって、振動体２と被駆動体３との間に生じる加圧力は、振動体２の２つの接触部２ｄで略同一となるため、それぞれの接触部２ｄが被駆動体３に与える摩擦駆動力の大きさを等しくすることができる。これにより、２つの接触部２ｄが被駆動体３に与える摩擦駆動力の合力をＸ方向に効率的に発生させることができるため、振動型アクチュエータ１では駆動効率を高めることができる。
【００３０】
図２は、振動型アクチュエータ１において、永久磁石５によって形成される磁気回路を説明するＹ−Ｚ断面図である。図２（ａ）は、接触部２ｄを含む断面を示しており、図２（ｂ）は、接触部２ｄを含まない断面を示している。図２（ａ）、（ｂ）のそれぞれに、振動体２及び被駆動体３とその周辺空間に生じる磁力線Ｉが模式的に示されている。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、接触部２ｄを含む部位において、磁力線Ｉは永久磁石５のスライダ部材６側の面（以降、「永久磁石５の上面」と呼ぶ）から生じて、永久磁石５に当接するスライダ部材６の内部を通る。磁力線Ｉは、スライダ部材６から摺動部６ｂと接触する弾性体２ｂの接触部２ｄ及び永久磁石５の下方に位置する基部２ｃを通り、空中を介して永久磁石５の基部２ｃ側の面（以降、「永久磁石５の底面」と呼ぶ）に戻る。永久磁石５によって弾性体２ｂの内部に生じる磁力線Ｉの作用により、弾性体２ｂには永久磁石５及びスライダ部材６への吸引作用が生じる。永久磁石５により生じる磁力線Ｉはほぼ全てがスライダ部材６及び弾性体２ｂを通っているため、永久磁石５の磁力を効果的に吸引作用に利用することができる。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、接触部２ｄを含まず基部２ｃのみ含む部位では、磁力線Ｉは、永久磁石５の上面から生じて、永久磁石５の上側に当接するスライダ部材６の内部を通る。磁力線Ｉは、スライダ部材６から空中を介して永久磁石５の下方に位置する基部２ｃを通り、再度、空中を介して永久磁石５の底面に戻る。よって、図２（ａ）と同様に、永久磁石５によって弾性体２ｂ内部に生じる磁力線Ｉの作用により、弾性体２ｂには永久磁石５及びスライダ部材６への吸引作用が生じる。このように、永久磁石５を挟むようにスライダ部材６及び弾性体２ｂを配置することにより、永久磁石５の磁力を効果的に吸引作用に利用することができる。
【００３３】
こうして永久磁石５によって生じるスライダ部材６と弾性体２ｂとの間の吸引作用により、互いに接触している摺動部６ｂと接触部２ｄとの間に所望の加圧力を生じさせることができる。このとき、振動体２及び被駆動体３の周辺空間への磁束の漏れがほとんど生じていないことから、永久磁石５の磁力を効率的に加圧力として作用させることができる。よって、永久磁石５の小型化が可能となり、被駆動体３の軽量化及びコスト軽減が期待できる。
【００３４】
なお、本明細書における「線対称」とは、完全な線対処でなくてもよく、実質的に線対称であればよい。具体的には、本明細書の「線対称」とは、永久磁石５がＹ方向において、振動体２の重心を通るＺ方向の直線と交わる位置に配置されていればよい。これにより、振動体２の基部２ｃのＹ方向において、振動体２の重心を通るＺ方向の直線で分割される両面に吸引力が作用し、振動体２の２つの接触部２ｄで略同一の加圧力を生じさせることができる。
【００３５】
次に、図３及び図４を参照して、振動体２に励起される２つの振動モードについて説明する。以下、振動体２に励起される２つの振動モードを、第１の振動モードと第２の振動モードとする。振動体２に励起さる駆動振動は、第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動とが合成された振動となる。
【００３６】
図３（ａ）、（ｂ）は、振動体２に励起される第１の振動モードによる振動体２の変形を説明する斜視図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）では、振動体２の形状の変化を分かりやすくするために、振動体２の形状に比べて変位量を拡大（誇張）して表している。
【００３７】
第１の振動モードによって、Ｘ方向及びＺ方向の両方向と直交するＹ方向における１次の屈曲振動が振動体２の基部２ｃに励起される。一対の接触部２ｄは、第１の振動モードの振動により、Ｚ方向において往復運動を行う。
【００３８】
図４（ａ）、（ｂ）は、振動体２に励起される第２の振動モードによる振動体２の変形を説明する斜視図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）でも、振動体２の形状の変化を分かりやすくするために、振動体２の形状に比べて変位量を拡大して表している。
【００３９】
第２の振動モードによって、被駆動体３の移動方向であるＸ方向における２次の屈曲振動が振動体２の基部２ｃに励起される。この２次の屈曲振動は、Ｙ方向と略平行な３本の節線を有する。一対の接触部２ｄは、第２の振動モードの振動によりＸ方向において往復運動を行う。ここで、第２の振動モードの振動で節となる位置の近傍に接触部２ｄを配置することにより、接触部２ｄをＸ方向で最も大きく変位させることができる。
【００４０】
弾性体２ｂの基部２ｃのＸ方向寸法とＹ方向寸法、接触部２ｄのＺ方向寸法や角度等は、第１の振動モードの固有振動数と第２の振動モードの固有振動数とが略一致するように設計されている。
【００４１】
図５は、圧電素子２ａにおける支持部材４の給電部４ａとの接合面の電極構成を示す平面図である。圧電素子２ａは、電気−機械エネルギー変換素子の一例である板状の圧電セラミックスの表裏面に電極が設けられた構造を有する。
【００４２】
圧電素子２ａにおいて支持部材４の給電部４ａと接合される面には、Ａ相とＢ相との２つの電極が設けられている。図５中に示す「＋」は、圧電セラミックスの分極方向を示しており、Ａ相とＢ相の各電極領域での圧電セラミックスの分極方向が同じであることを示している。なお、圧電素子２ａにおいて弾性体２ｂと接合される面には、面全体を覆う１つの全面電極（不図示）が設けられており、この全面電極はグランド電極（アース）として用いられる。
【００４３】
第１の振動モード及び第２の振動モードの固有振動数付近で、同一周波数、且つ、同一の位相の交流電圧をＡ相及びＢ相に印加すると、第１の振動モードの振動が励起される。また、第１の振動モード及び第２の振動モードの固有振動数付近で、同一周波数、且つ、逆位相の交流電圧をＡ相及びＢ相に印加すると、第２の振動モードの振動が励起される。そこで、固有振動数付近で、同一周波数、且つ、同相でも逆相でもない位相差の交流電圧をＡ相及びＢ相に印加することにより、振動体２に第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動とを同時に励起させる。
【００４４】
第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動とが合成されることにより、一対の接触部２ｄの接触面２ｅに略ＸＺ面内での楕円運動が発生する。接触面２ｅの楕円運動によって被駆動体３はＸ方向の略一致する向きに摩擦駆動され、被駆動体３を振動体２に対して相対的にリニア駆動することができる。Ａ相に対してＢ相に９０度遅れた交流電圧を印加することにより、Ｘ方向の一方の向きへ被駆動体３を移動させることができ、Ａ相に対してＢ相に９０度進んだ交流電圧を印加することにより、Ｘ方向の他方の向きへ被駆動体３が移動する。
【００４５】
図６は、被駆動体３の移動範囲を示す斜視図である。図６（ａ）は、被駆動体３の移動範囲においてＸ方向のプラス側の端部まで被駆動体３を駆動した状態を示している。図６（ｂ）は、被駆動体３の移動範囲の中央まで被駆動体３を駆動した状態を示しており、図６（ｃ）は被駆動体３の移動範囲においてＸ方向のマイナス側の端部まで被駆動体３を駆動した状態を示している。なお、本明細書では、Ｘ方向におけるプラス側が図６（ａ）における紙面右側であり、マイナス側が図６（ａ）における紙面左側である。以降の説明では、プラス側を右側、マイナス側を左側、と呼ぶことがある。また、以降の説明では、被駆動体３の移動範囲及び永久磁石５等のプラス側の端部を右端部、マイナス側の端部を左端部と呼ぶことがある。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、被駆動体３が右方向に駆動して所定の移動範囲の右端部に位置するとき、被駆動体３の永久磁石５の左端部５−１は、振動体２の弾性体２ｂの左端部２ｂ−１よりも右側に位置する。
【００４７】
この状態から、Ａ相に対してＢ相に９０度遅れた交流電圧を印加することにより、被駆動体３の駆動方向は、Ｘ方向におけるマイナス側（左側）へ変化する。そして、被駆動体３が左側に駆動して、図６（ｂ）に示すように移動範囲の中央付近まで移動する。このとき、被駆動体３の永久磁石５の左端部５−１は、振動体２の左端部２ｂ−１よりも左側に位置し、永久磁石５の右端部５−２は、振動体２の右端部２ｂ−２よりも右側に位置している。つまり、振動体２のＸ方向の両端部は永久磁石５のＸ方向の両端部の間に位置している。この状態から被駆動体３がさらに左方向に移動し、図６（ｃ）に示すように被駆動体３が移動範囲の左端部まで進むと、永久磁石５の右端部５−２は振動体２の右端部２ｂ−２よりも左側に位置する。
【００４８】
ここで、Ａ相に対してＢ相に９０度進んだ交流電圧を印加することにより、駆動方向を反転させ、被駆動体３は中央を通って右端部へと移動し、これにより所定の移動範囲を往復駆動することができる。
【００４９】
なお、所定の移動範囲の端部の検出は、不図示の光学式のエンコーダやホール素子等の位置センサを用いたり、両端部にフォトセンサを用いて端部を検出したりすることで実現可能である。また、被駆動体３が接触部２ｄからＸ方向において移動範囲の端部を超えないように、ストッパー等の位置を規制する部材を両端部に設けてもよい。
【００５０】
図７は、被駆動体３の位置と吸引力との関係を示す図である。なお、図７における中心線Ｌは、Ｚ方向と平行且つＸ方向に垂直な、弾性体２ｂのＸ方向における中心を通る直線である。
【００５１】
図７（ａ）は、所定の移動範囲内の中央付近に被駆動体３が位置している場合の吸引力を示している。この場合、永久磁石５の右端部は弾性体２ｂの右端部より右側に配置されており、永久磁石５の左端部は弾性体２ｂの左端部より左側に配置されている。
【００５２】
また、所定の移動範囲内の中央付近に被駆動体３が位置している場合、弾性体２ｂは、永久磁石５とＸ方向における全領域で対向している。すなわち、中心線ＬよりＸ方向右側において弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積と、中心線ＬよりＸ方向左側において弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積と、は略等しい。よって、弾性体２ｂのＸ方向における中心線Ｌからみて、弾性体２ｂの左側に発生する吸引力ＦＬと弾性体２ｂの右側に発生する吸引力ＦＲとは略等しい大きさとなり、振動体２にＹ軸まわりのモーメントは発生しない。
【００５３】
図７（ｂ）は、被駆動体３が所定の移動範囲内において右端部に位置している場合の吸引力を示している。この場合、永久磁石５の右端部は弾性体２ｂの右端部より右側に配置されており、永久磁石５の左端部は弾性体２ｂの左端部より右側に配置されている。
【００５４】
また、被駆動体３が所定の移動範囲内において右端部に位置している場合、振動体２の弾性体２ｂは、弾性体２ｂの中心線ＬよりＸ方向の右側では永久磁石５と全領域で対向しているのに対し、左側では一部でしか対向していない。すなわち、中心線ＬよりＸ方向右側における弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積が、中新世ＬよりＸ方向左側における弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積より大きい。よって、中心線Ｌからみて、弾性体２ｂの左側に発生する吸引力ＦＬよりも弾性体２ｂの右側に発生する吸引力ＦＲが大きくなる。
【００５５】
そのため、振動体２にＹ軸まわりのモーメントＭが左回りの方向で発生する。支持部材４の薄板部４ｂはフレキシブル配線基板でできており、Ｚ方向のばね定数は振動体２の接触部２ｄのＺ方向のばね定数よりも低くなっている。その結果、振動体２はモーメントＭによる薄板部４ｂの弾性変形により姿勢が傾き、接触部２ｄの接触面２ｅは中心線Ｌの右側が左側よりも強圧になる。
【００５６】
図７（ｃ）は、被駆動体３が所定の移動範囲内において左端部に位置している場合の吸引力を示している。この場合、永久磁石５の右端部は弾性体２ｂの右端部より左側に配置されており、永久磁石５の左端部は弾性体２ｂの左端部より左側に配置されている。
【００５７】
また、被駆動体３が所定の移動範囲内において左端部に位置している場合、振動体２の弾性体２ｂは、中心線Ｌより左側では永久磁石５とＸ方向において全領域で対向しているのに対し、右側では一部でしか対向していない。すなわち、中心線ＬよりＸ方向左側における弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積が、中新世ＬよりＸ方向右側における弾性体２ｂと永久磁石５とが対向している面積より大きい。よって、中心線Ｌからみて、弾性体２ｂの右側に発生する吸引力ＦＲよりも弾性体２ｂの左側に発生する吸引力ＦＬが大きくなる。
【００５８】
そのため、振動体２にＹ軸まわりのモーメントＭが右回りの方向で発生する。その結果、振動体２はモーメントＭによる薄板部４ｂの弾性変形により姿勢が傾き、接触部２ｄの接触面２ｅは中心線Ｌの左側が右側よりも強圧になる。
【００５９】
図８は、ＸＺ平面で見たときの接触部２ｄの接触面２ｅに生じる楕円運動の軌跡を示す図である。図８に示すように、接触部２ｅの中央部に生じる楕円軌跡ＥＣは、楕円の長軸がＺ方向に略平行となっている。また、接触部２ｅの中央部から端部へ離れるにつれて楕円軌跡はＸ方向に傾いていき、右端部の楕円軌跡ＥＲと左端部の楕円軌跡ＥＬは長軸が中心線Ｌに向かう方向に傾いている。
【００６０】
ここで、図７（ｂ）に示したように、被駆動体３が右端部に位置している場合、接触面２ｅの右側が強圧になる。そのため、中心線ＬよりＸ方向の右側で生じる長軸が中心線Ｌに向かう方向に傾いている楕円運動が、中心線ＬよりＸ方向の左側で生じる楕円運動及び中心部の楕円軌跡ＥＣの楕円運動よりも被駆動体３の駆動に寄与するようになる。よって、Ｚ方向からＸ方向のマイナス側に傾いた楕円軌跡の楕円運動が、被駆動体３の駆動により寄与することになり、被駆動体３をＸ方向のマイナス側へ駆動する駆動力が増加する。
【００６１】
反対に、図７（ｃ）に示したように、被駆動体３が左端部に位置している場合、接触面２ｅの左側が強圧になる。そのため、中心線ＬよりＸ方向の左側で生じる長軸が中心線Ｌに向かう方向に傾いている楕円運動が、中心線ＬよりＸ方向の右側で生じる楕円運動及び中心部の楕円軌跡ＥＣの楕円運動よりも被駆動体３の駆動に寄与するようになる。よって、Ｚ方向からＸ方向のプラス側に傾いた楕円軌跡の楕円運動が、被駆動体３の駆動により寄与することになり、被駆動体３をＸ方向のプラス側へ駆動する駆動力が増加する。
【００６２】
このような構成により、被駆動体３が所定の移動範囲の端部へ移動し、駆動方向を反転させた時の起動性が向上する。
【００６３】
よって、本実施形態の振動型アクチュエータによれば、被駆動体の移動範囲の両端部において駆動力が増加しているため、摩耗が発生しても、従来の振動型アクチュエータよりも振動型アクチュエータの起動性の低下を低減することが可能となる。
【００６４】
また、被駆動体３が移動範囲の端部に位置すると、永久磁石５と弾性体２ｂの位置関係から生じる吸引力の左右のバランスの変化から、振動体２が自動的に起動しやすい姿勢に変化する構成となっている。そのため、被駆動体３が移動範囲の端部に到達して駆動方向を反転するときに、印加電圧を高めたりする等の特別な制御による起動を用いることなく起動性の向上を実現できる。よって、起動時の特別な制御を行うことにより生じる振動型アクチュエータのモータ損失の増大や、駆動回路の複雑化を低減することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態において、被駆動体３がＸ方向において移動範囲の一方側の端部に位置するときに、永久磁石５の他方側の端部が弾性体２ｂの他方側の端部よりも一方側に位置するようにした効果について説明する。なお、ここでは、被駆動体３がＸ方向の右側に移動するときを例にとって説明するが、被駆動体３がＸ方向の左側に移動する場合は、Ｘ方向における向きが異なる以外は同様の効果を有する。
【００６６】
図９（ａ）は、被駆動体３が右側に移動するときの位置の変化に対する弾性体２ｂの右側に発生する吸引力ＦＲと弾性体２ｂの左側に発生する吸引力ＦＬの差の変化を示す図である。なお、左右の吸引力差を右側の吸引力ＦＲで除した割合で図示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した被駆動体３の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃの状態を示す模式図である。位置Ａは、被駆動体３が移動範囲の中央に位置している。位置Ｂは、被駆動体３の永久磁石５の左端部５−１と、振動体２の弾性体２ｂの左端部２ｂ−１とが、Ｘ方向において同じ位置に位置している。位置Ｃは、永久磁石５の左端部５−１が、弾性体２ｂの左端部２ｂ−１よりもＸ方向の右側に位置している。
【００６７】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、被駆動体３が位置Ａから位置Ｂまで移動する間は吸引力ＦＲ、ＦＬの差は小さく、振動体２に生じるＹ軸まわりのモーメントもほとんど発生しない。一方、被駆動体３が位置Ｂから位置Ｃまで移動する間は、吸引力ＦＲと吸引力ＦＬとの差が大きくなり、振動体２に生じるＹ軸まわりのモーメントも大きくなる。そのため、たとえ永久磁石５の左右の厚みむら等の製作誤差があっても、十分な吸引力差が発生する。その吸引力差が大きくなり始める位置Ｂよりも駆動方向側に被駆動体３の所定の移動範囲の端部を設定すれば、端部での起動性が向上できるようになる。
【００６８】
本実施形態では、移動範囲の右端部は、永久磁石５の左端部５−１が弾性体２ｂの左端部２ｂ−１よりも右側に位置し、移動範囲の左端部は、永久磁石５の右端部５−２が、弾性体２ｂの右端部２ｂ−２よりも左側に位置するように移動範囲を規定している。そのため、被駆動体３が所定の移動範囲の一方側の端部に位置している場合は、弾性体２ｂの左右に発生する吸引力差が大きくなり、振動体２に生じるＹ軸まわりのモーメントにより振動体２の姿勢が変化し、起動性を向上することが可能となっている。
【００６９】
なお、本実施形態において、接触部２ｄと基部２ｃとがなす角度は略７０度であるとした。しかし、接触部２ｄと基部２ｃとがなす角度は、これに限られず、被駆動体３と安定して接触できるばね性を有し、且つ、第１の振動モードと第２の振動モードのそれぞれの共振周波数を略一致させることが可能である角度であればよい。
【００７０】
また、上述の説明では、被駆動体３の駆動方向を制御する方法として、圧電素子２ａのＡ相及びＢ相に印加する交流電圧の位相差を＋９０度と−９０度とで切り替える方法を用いていた。しかし、圧電素子２ａのＡ相及びＢ相に印加する交流電圧の位相差はこれに限られず、被駆動体３と振動体２との相対的な移動速度に応じて０度から±１８０度の範囲で変化させることができる。
【００７１】
また、上述の説明では、図５に示すように、圧電素子２ａの電極構成としてＸ方向に２分割された構成を用いた。しかし、圧電素子２ａの電極構成はこれに限られず、第１の振動モードと第２の振動モードのそれぞれの振動を同時に励起することが可能な構成であればよい。さらに、上述の説明では、弾性体２ｂの接触部２ｄは略十字型の金属板の曲げ加工によって形成している。しかし、接触部２ｄを形成する方法はこれに限られず、所望の形状が得られる限りにおいて切削加工等の他の方法を用いることもできる。
【００７２】
また、上術の説明では、フレキシブル配線基板を支持部材４として用い、振動体２を支持している。しかし、振動体２を支持する支持部材の構成はこれに限られず、給電用のフレキシブル配線基板とは別に薄い金属材料製で振動体２の一部に溶接等で接合して支持部材を構成してもよい。その場合、支持部材のＺ方向のばね定数が振動体２の接触部２ｄのＺ方向のばね定数よりも低くなるように構成することで、吸引力差により生じるモーメントによって振動体２の姿勢を傾けることができる。
【００７３】
次に、本実施形態の振動型アクチュエータ１の変形例について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、変形例に係る振動型アクチュエータ１１の構成を説明する示す斜視模式図である。
【００７４】
振動型アクチュエータ１１は、振動体１２と、振動体１２と加圧接触する被駆動体１３とを有する。なお、振動体１２は不図示の支持部により保持されている。図１０（ｂ）は、振動体１２の構造を説明する斜視模式図である。振動体１２は、弾性体１２ｂ、弾性体１２ｂのＸ方向において略中央に１つの接触部１２ｄ、及び弾性体１２ｂにおいて接触部１２ｄが設けられている面と対向する面に設けられた圧電素子１２ａ、を有する。
【００７５】
接触部１２ｄは、ばね性を有する厚さ（高さ）で形成されており、例えば、弾性体１２ｂを構成する板材のプレス加工等によって弾性体１２ｂと一体的に形成されている。ただし、接触部１２ｄは、これに限らず、溶接等によって弾性体１２ｂに固定されていてもよい。
【００７６】
被駆動体１３は、永久磁石１５と、振動体１２との摩擦摺動面となる摺動板１６ｂとを有する。摺動板１６ｂには、耐摩耗性を高めるために窒化処理等の硬化処理が施されており、永久磁石１５に対して接着剤を用いて接合されている。永久磁石１５と振動体２２を構成する弾性体１２ｂとの間に作用する吸引力によって、振動体１２と被駆動体は所定の加圧力で接触している。
【００７７】
本変形例に係る振動型アクチュエータ１１においても、被駆動体１３が移動範囲の一方側の端部に位置している場合、永久磁石１５の他方側の端部は弾性体１２ｂの他方側の端部よりも一方側に配置されている。
【００７８】
すなわち、被駆動体１３が移動範囲のＸ方向プラス側の端部に位置している場合は、永久磁石１５の端部１５−１が弾性体１２ｂの端部１２ｂ−１よりもＸ方向プラス側に配置される。また、被駆動体１３が移動範囲のＸ方向マイナス側の端部に位置している場合は、永久磁石１５の端部１５−２が弾性体１２ｂの右端部１２ｂ−２よりもＸ方向マイナス側に配置されるように移動範囲を規定している。そのため、被駆動体１３が移動範囲の一方側の端部に位置する場合は、弾性体１２ｂのＸ方向のプラス側とマイナス側に発生する吸引力差が大きくなり、振動体１２に生じるＹ軸まわりのモーメントにより振動体１２の姿勢が変化する。これにより、起動性を向上することが可能となり、摩耗が発生しても、振動型アクチュエータの起動性の低下を低減することができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
本実施形態に係る振動型アクチュエータ２１の構成について、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、振動型アクチュエータ２１の構成を説明する模式図である。図１１（ｂ）は、振動型アクチュエータ２１の被駆動体２３の中心を通り、ＹＺ平面で見た時の振動型アクチュエータ２１の断面の模式図である。図１１（ｃ）は、振動型アクチュエータ２１の被駆動体２３を振動体２側からみた模式図である。
【００８０】
振動型アクチュエータ２１は、第１の実施形態に係る振動型アクチュエータ１の被駆動体３に代えて、被駆動体２３を用いる。振動型アクチュエータ２１は、この被駆動体２３を回転駆動する振動型アクチュエータである。なお、振動型アクチュエータ２１において、第１の実施形態に係る振動型アクチュエータ１の構成要素と同じ構成要素については、第１の実施形態と同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８１】
被駆動体２３は、円環状のネオジム磁石である永久磁石２５と、磁性を有する円環状の金属製の弾性部材からなるロータ部材２６と、を接着剤等により接合して構成されている。本実施形態では、ロータ部材２６の材料として、マルテンサイト系のステンレス鋼が用いられている。
【００８２】
ロータ部材２６は、本体部２６ａと、振動体２の接触部２ｄと摩擦接触する摺動面を有する摺動部２６ｂと、を有する。摺動部２６ｂの振動体２の接触部２ｄと摩擦接触する摺動面には、窒化処理（硬化処理）が施されている。本体部２６ａは不図示の駆動対象となる装置と接続され、駆動対象に回転力を伝達する。
【００８３】
永久磁石２５は、略Ｚ方向に着磁されており、永久磁石２５の磁気作用によって、振動体２と被駆動体２３とが略Ｚ方向で互いに引き合う。これにより、振動体２と被駆動体２３との間に略Ｚ方向において加圧力が与えられる。永久磁石２５は、円環状だが一部が開放されている形状をしており、第１の端部２５−１と、第２の端部２５−２と、を有している。
【００８４】
図１２は、被駆動体２３の移動範囲を示す斜視図である。なお、図１２では、支持部材４を不図示としている。図１２（ａ）は、被駆動体２３の移動範囲において、ＣＷ方向の端部まで被駆動体２３を駆動した状態を示し、図１２（ｂ）は、ＣＣＷ方向の端部まで被駆動体２３を駆動した状態を示している。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、被駆動体２３が移動範囲のＣＷ方向側の端部に位置する場合、永久磁石２５のＣＷ方向とは反対側の第１の端部２５−１は、弾性体２ｂのＣＷ方向とは反対側の端部２ｂ−１よりも駆動方向側、すなわちＣＷ方向側に位置している。この場合、振動体２２の弾性体２２ｂの永久磁石２５とは、ＣＷ方向側では永久磁石２５と駆動方向において全領域で対向しているのに対して、ＣＣＷ側では弾性体２２ｂはその一部が永久磁石と対向していない。すなわち、ＣＣＷ側では振動体２２は永久磁石２５の開放部分と対向している。
【００８６】
この場合、弾性体２ｂの不図示の中心線よりも一方側（ＣＷ側）において弾性体２ｂと永久磁石２５とが対向している面積が、他方側（ＣＣＷ側）において弾性体２ｂと永久磁石２５とが対向している面積よりも大きくなる。そのため、弾性体２ｂのＣＣＷ方向側に発生する吸引力よりもＣＷ側に発生する吸引力が大きくなり、振動体２にＹ軸まわりのモーメントが右回りの方向で発生する。よって、振動体２は姿勢が傾き、接触部２ｄの接触面２ｅはＣＷ側がＣＣＷ側よりも強圧になり、被駆動体２３をＣＣＷ方向へ駆動する駆動力が増加する。
【００８７】
この状態から、Ｂ相の位相差を変更し回転方向を反転させＣＣＷ方向の端部まで被駆動体２３を駆動すると、図１２（ｂ）に示すように、永久磁石２５の第２の端部２５−２は、振動体２の弾性体２ｂの端部２ｂ−２よりも駆動方向側に位置している。この場合、振動体２２の弾性体２２ｂの永久磁石２５とは、ＣＷ方向側では永久磁石２５と駆動方向において全領域で対向しているのに対して、ＣＣＷ側では弾性体２２ｂはその一部が永久磁石と対向していない。すなわち、ＣＣＷ側では振動体２２はＣＷ側では永久磁石２５の開放部分と対向している。
【００８８】
この場合、弾性体２ｂの不図示の中心線よりも一方側（ＣＣＷ側）において弾性体２ｂと永久磁石２５とが対向している面積が、他方側（ＣＷ側）において弾性体２ｂと永久磁石２５とが対向している面積よりも大きくなる。そのため、弾性体２ｂのＣＷ方向側に発生する吸引力よりもＣＣＷ側に発生する吸引力が大きくなり、振動体２にＹ軸まわりのモーメントが左回りの方向で発生する。よって、振動体２は姿勢が傾き、接触部２ｄの接触面２ｅはＣＣＷ側がＣＷ側よりも強圧になり、被駆動体２３をＣＷ方向へ駆動する駆動力が増加する。
【００８９】
以上より、被駆動体２３が所定の移動範囲の端部まで移動した場合に、駆動方向を反転させる時の起動性が向上する。
【００９０】
その結果、本実施形態のように所定の移動範囲を回転駆動する場合においても、被駆動体２３の摩耗が発生していても、従来の振動型アクチュエータと比較して、起動性の低下を低減することができる。
【００９１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、上記の実施形態に係る振動型アクチュエータを備える装置（機械）の一例としての撮像装置の構成について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は、撮像装置７００の構成を説明する上面模式図である。
【００９２】
撮像装置７００は、撮像素子７１０及び電源ボタン７２０を搭載したカメラ本体７３０を備える。また、撮像装置７００は、第１レンズ群（不図示）、第２レンズ群３２０、第３レンズ群（不図示）、第４レンズ群３４０、振動型駆動装置６２０、６４０を有するレンズ鏡筒７４０を備える。レンズ鏡筒７４０は、交換レンズとして取り換え可能であり、撮影対象に合わせて適したレンズ鏡筒７４０をカメラ本体７３０に取り付けることができる。撮像装置７００では、２つの振動型駆動装置６２０、６４０によってそれぞれ、第２レンズ群３２０、第４レンズ群３４０の駆動が行われる。
【００９３】
振動型駆動装置６２０は、例えば、第１実施形態で説明した振動体２と円環状の被駆動体とを含む振動型アクチュエータ、及び振動体２の圧電素子２ａに駆動電圧を印加する駆動回路を有する。被駆動体は、ラジアル方向が光軸と略直交するように、レンズ鏡筒７４０内に配置される。被駆動体は、レンズ鏡筒７４０内に配置された状態で、光軸と略直交し、且つ、光軸方向で対向する平行な面を有する。例えば、３つの振動体２は、被駆動体において光軸方向で対向する平行な面を一対の接触部２ｄで挟み込み、光軸を中心とする円の接線方向に被駆動体に対して推力を与えるように、光軸を中心とする円周上に略等間隔に配置される。
【００９４】
このような構成により、振動型駆動装置６２０は、被駆動体を光軸回りに回転し、ギア等を介して被駆動体の回転出力を光軸方向での直進運動に変換することによって、第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させることができる。振動型駆動装置６４０は、振動型駆動装置６２０と同様の構成を有することにより、第４レンズ群３４０を光軸方向に移動する。
【００９５】
図１３（ｂ）は、撮像装置７００の概略構造を示すブロック図である。第１レンズ群３１０、第２レンズ群３２０、第３レンズ群３３０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０が、レンズ鏡筒７４０内部の光軸上の所定位置に配置されている。第１レンズ群３１０〜第４レンズ群３４０と光量調節ユニット３５０とを通過した光は、撮像素子７１０に結像する。撮像素子７１０は、光学像を電気信号に変換して出力し、その出力は、カメラ処理回路７５０へ送られる。
【００９６】
カメラ処理回路７５０は、撮像素子７１０からの出力信号に対して増幅やガンマ補正等を施す。カメラ処理回路７５０は、ＡＥゲート７５５を介してＣＰＵ７９０に接続されると共に、ＡＦゲート７６０とＡＦ信号処理回路７６５とを介してＣＰＵ７９０に接続されている。カメラ処理回路７５０において所定の処理が施された映像信号は、ＡＥゲート７５５と、ＡＦゲート７６０及びＡＦ信号処理回路７６５を通じてＣＰＵ７９０へ送られる。なお、ＡＦ信号処理回路７６５は、映像信号の高周波成分を抽出して、オートフォーカス（ＡＦ）のための評価値信号を生成し、生成した評価値をＣＰＵ７９０へ供給する。
【００９７】
ＣＰＵ７９０は、撮像装置７００の全体的な動作を制御する制御回路であり、取得した映像信号から、露出決定やピント合わせのための制御信号を生成する。ＣＰＵ７９０は、決定した露出と適切なフォーカス状態が得られるように、振動型駆動装置６２０、６４０及びメータ６３０の駆動を制御することによって、第２レンズ群３２０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０の光軸方向位置を調整する。ＣＰＵ７９０による制御下において、振動型駆動装置６２０は第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させ、振動型駆動装置６４０は第４レンズ群３４０を光軸方向に移動させ、光量調節ユニット３５０はメータ６３０により駆動制御される。
【００９８】
振動型駆動装置６２０により駆動される第２レンズ群３２０の光軸方向位置は第１リニアエンコーダ７７０により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０に通知されることで、振動型駆動装置６２０の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型駆動装置６４０により駆動される第４レンズ群３４０の光軸方向位置は第２リニアエンコーダ７７５により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０に通知されることで、振動型駆動装置６４０の駆動にフィードバックされる。光量調節ユニット３５０の光軸方向位置は、絞りエンコーダ７８０により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０へ通知されることで、メータ６３０の駆動にフィードバックされる。
【００９９】
撮像装置７００の所定のレンズ群を光軸方向に移動させる用途に振動型アクチュエータ１等を用いた場合、レンズ群を停止させた状態でも大きな保持力が維持される。これにより、レンズ鏡筒や撮像装置本体に外力が作用しても、レンズ群にズレが生じることを抑制することができる。
【０１００】
ここでは、円環状の被駆動体を有する振動型駆動装置６２０、６４０を用いてレンズ群を光軸方向に移動させる例について説明したが、振動型アクチュエータ１を用いてレンズ群を光軸方向に移動させる構成は、これに限られない。例えば、振動体２は、第１実施形態で説明したように、被駆動体をＸ方向にリニア駆動することができる。よって、レンズを保持した保持部材を被駆動体３に取り付け、レンズの光軸方向と被駆動体３の駆動方向とが略平行となる構成とすることによって、レンズ群を光軸方向に移動させることができる。
【０１０１】
なお、レンズ鏡筒に手ぶれ補正用レンズが内蔵される場合に、手ぶれ補正用レンズを光軸と略直交する面内の任意の方向に移動させる手ぶれ補正ユニットに、振動体２を用いることができる。その場合、光軸方向と略直交する面内において直交する２方向にレンズ保持部材を移動させることができるように、各方向にレンズ保持部材を駆動する１又は複数の振動体２を配置する。手ぶれ補正ユニットは、手ぶれ補正用レンズを駆動する構成に代えて、撮像装置の本体に内蔵される撮像素子７１０を光軸と直交する面内の任意の方向に移動させる構成としてもよい。
【０１０２】
振動型アクチュエータ１等は、隅部を有する装置内に配置する場合において、接触部対が鋭角に形成されているため、隅部のスペースを効率よく使うことができ、装置全体の小型化を実現することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述の実施形態の振動型アクチュエータ１、１０、２０のいずれかを少なくとも２つ以上備える装置の一例として、Ｘ−Ｙステージを備える顕微鏡の構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、顕微鏡４００の外観斜視図である。
【０１０４】
顕微鏡４００は、撮像素子と光学系を内蔵する撮像部４１０と、基台上に設けられ、ステージ４２０を有する自動ステージ４３０と、を有する。
【０１０５】
自動ステージ４３０は、ステージ４２０を有し、上述の実施形態の振動型アクチュエータ１、１０、２０のいずれかにより、ステージ４２０をＸ−Ｙ面内で移動するステージ装置である。なお、本実施形態は、ステージ装置の構成を限定するものではなく、ステージ装置の構成は適宜変更できる。
【０１０６】
自動ステージ４３０の振動型アクチュエータの少なくとも１つは、Ｘ方向駆動に用いられ、振動体２のＸ方向がステージ４２０のＸ方向と一致するように配置される。また、自動ステージ４３０の振動型アクチュエータの別の１つは、Ｙ方向駆動に用いられ、振動体２のＸ方向がステージ４２０のＹ方向と一致するように配置される。
【０１０７】
被観察物をステージ４２０の上面に置いて、拡大画像を撮像部４１０で撮影する。観察範囲が広範囲にある場合には、自動ステージ４３０を駆動してステージ４２０を面内でＸ方向やＹ方向に移動させて被観察物を移動させることにより、多数の撮影画像を取得する。撮影された画像を不図示のコンピュータで画像処理により結合させることで、観察範囲が広範囲で、高精細な１枚の画像を取得することができる。
【０１０８】
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。さらに、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。
【符号の説明】
【０１０９】
１  振動型アクチュエータ
２  振動体
２ａ  電気−機械エネルギー変換素子
２ｂ  弾性体
３  被駆動体
５  永久磁石
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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