(57)【要約】【課題】  十分な速度と低消費電力で駆動できる非鉛系の圧電セラミックスを用いた振動子、振動波駆動装置、電子機器を提供する。【解決手段】  上記の課題を解決する本発明の振動子は、直方体状の圧電セラミックスと電極を備えた圧電素子と、弾性体を有し、前記圧電セラミックスに含まれるＰｂ成分が１０００ｐｐｍ未満であり、前記弾性体に生じる、互いに交差しない２本の節線を生じる前記振動モードＡの節線と、互いに交差しない３本の節線を生じる前記振動モードＢの節線は、交差するよう構成されており、前記振動モードＡの共振周波数ｆＡと、前記振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、｜ｆＢ−ｆＡ｜≧２（ｋＨｚ）であることを特徴とする。【選択図】  図１
2018107437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状の圧電セラミックスと電極を備えた圧電素子と、
弾性体を有し、
前記圧電セラミックスに含まれるＰｂ成分が１０００ｐｐｍ未満であり、
前記弾性体に生じる、互いに交差しない２本の節線を生じる前記振動モードＡの節線と、互いに交差しない３本の節線を生じる前記振動モードＢの節線は、交差するよう構成されており、前記振動モードＡの共振周波数ｆＡと、
前記振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、｜ｆＢ−ｆＡ｜＞２（ｋＨｚ）であることを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記圧電セラミックスの室温におけるヤング率が１００ＧＰａ以上１４５ＧＰａ以下である請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記弾性体は振動板と支持部を備えており、前記圧電セラミックスの長辺ｌＣが前記振動板の長辺ｌＰの９２％から９６％の範囲である請求項１または２に記載の振動子。
【請求項４】
前記圧電セラミックスの厚さｔＣと前記ｌＣが、０．２５０（ｍｍ）≦ｔＣ≦−０．２５×ｌＣ＋２．４７５（ｍｍ）の関係を満たす請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項５】
前記圧電セラミックスは、チタン酸バリウム系、チタン酸ビスマスナトリウム系、ニオブ酸系、鉄酸ビスマス系を主成分としてあるいは複合して含有する圧電セラミックスである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項６】
前記圧電セラミックスは、Ｂａ，ＣａおよびＴｉを含有する酸化物を主成分とし、
Ｂａ，Ｃａのモル数の和に対するＣａのモル比であるｘが０．０２≦ｘ≦０．３０である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項７】
前記圧電セラミックスはＢａ，Ｔｉ、およびＺｒを含み、
Ｔｉ、Ｚｒのモル数の和に対するＺｒのモル比であるｚが、０．０１≦ｙ≦０．０９５であり、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項８】
前記圧電セラミックスが下記一般式（１）で表わされるペロブスカイト型酸化物を主成分とし、かつ該圧電セラミックスに含まれる主成分以外の成分の含有量が前記酸化物１００重量部に対して金属換算で１重量部以下である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の振動子。
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）α（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３    （１）
０．９８６≦α≦１．１００、０．０２≦ｘ≦０．３０、０≦ｙ≦０．０９５
【請求項９】
前記振動板と支持部とは一体に形成されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の振動子と、給電部材を有することを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の振動波駆動装置と、前記振動波駆動装置を構成する振動子における弾性体に接して設けられた移動体を備えた振動波モータ。
【請求項１２】
振動波モータと、前記振動波モータによって移動可能に設けられた光学部材を有する光学機器。
【請求項１３】
電子部品と請求項１乃至９に記載の振動子、あるいは請求項１０に記載の振動波駆動装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子、ならびにそれを用いた振動波駆動装置および振動波モータ、さらには電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化や高性能化が進んでおり、超音波モータも同じく、小型化や高速化、低消費電力化が求められている。特許文献１では矩形状の振動板と圧電素子を備えた振動子を用いて、２つの振動モード（突き上げ振動と送り振動）を合成して駆動する超音波モータが開示されている。
【０００３】
振動子に用いられる圧電セラミックスは、一般的にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系材料が使用されている。この材料は、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型金属酸化物のＡサイトに多量の鉛を含有するため、環境に対する影響が問題視されている。この問題に対応するために、鉛を含有しない（鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満である）ペロブスカイト型金属酸化物を用いた圧電セラミックスの提案がなされている。
【０００４】
特許文献２には、チタン酸バリウムのＡサイトの一部をカルシウム（Ｃａ）に、Ｂサイトの一部をジルコニウム（Ｚｒ）で置換することで圧電特性を向上させた圧電セラミックスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３１６２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の超音波モータに使用されている鉛系圧電セラミックスを、特許文献２に記載されているような非鉛系圧電セラミックスにそのまま置き換えることは困難だった。すなわち、モータの速度が下がり、駆動時の消費電力（一定速度時、例えば０．２ｍ／ｓ時の入力電力）が増加という問題があった。鉛系圧電セラミックスと非鉛系圧電セラミックスは互いに密度やヤング率が異なるため、鉛系圧電セラミックスでは良好に駆動する振動子であっても、非鉛系圧電セラミックスを用いた場合には駆動性能が悪化してしまうためと考えられる。
【０００７】
本発明は、上述の課題に対処するためになされたものであり、非鉛系圧電セラミックスを用いても小型で、高速かつ低消費電力で動作する振動子を提供するものである。また、それを用いた振動波駆動装置、振動波モータおよび電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する振動子は、
直方体状の圧電セラミックスと電極を備えた圧電素子と、
弾性体を有し、
前記圧電セラミックスに含まれるＰｂ成分が１０００ｐｐｍ未満であり、
前記弾性体に生じる、互いに交差しない２本の節線を生じる前記振動モードＡの節線と、互いに交差しない３本の節線を生じる前記振動モードＢの節線は、交差するよう構成されており、前記振動モードＡの共振周波数ｆＡと、
前記振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、｜ｆＢ−ｆＡ｜＞２（ｋＨｚ）であることを特徴とする振動子である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非鉛系圧電セラミックスを用いた振動子、あるいは前記振動子を用いた振動波駆動装置や、振動波モータ、光学機器において、十分な速度と低消費電力で駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の振動子の一実施形態を示した概略図である。
【図２】本発明の振動子の２つの面外振動モードの一実施形態を示した概略図である。
【図３】本発明の振動子の２つの面外振動モードと変位量の関係を示した概略図である。
【図４】本発明の振動子の節線と腹線の面内分布を説明するための概略図。
【図５】本発明の振動子のモードＢの変形状態を説明するための図である。
【図６】本発明の振動子の一実施形態を示した概略図である。
【図７】本発明の振動波駆動装置の一実施形態を示した概略図である。
【図８】本発明の振動波モータの一実施形態を示した概略図である。
【図９】本発明の製造方法によって製造される光学機器の一実施形態を示した概略図である。
【図１０】圧電素子の一実施態様を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための振動子、振動波駆動装置、振動波モータおよび電子機器の実施形態について説明する。
【００１２】
本発明に係る振動子は、
直方体状の圧電セラミックスと電極を備えた圧電素子と、
弾性体を有している。そして、前記圧電セラミックスに含まれるＰｂ成分が１０００ｐｐｍ未満である。さらに前記弾性体に生じる、互いに交差しない２本の節線を生じる前記振動モードＡの節線と、互いに交差しない３本の節線を生じる前記振動モードＢの節線は、交差するよう構成されている。加えて、前記振動モードＡの共振周波数ｆＡと、
前記振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、
｜ｆＢ−ｆＡ｜＞２（ｋＨｚ）であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の振動子を備えた振動波モータは、前記条件を満たすことにより、十分な速度と低消費電力で駆動することができる。
【００１４】
（振動子）
本発明に係る振動子は、圧電素子と弾性体を有する振動子である。
【００１５】
図１（ａ）（ｂ）は、本発明の振動子１０１１の一実施形態を示す概略図である。図１（ａ）は、振動子を横方向から見た概略図、図１（ｂ）は、振動子を圧電素子側から見た概略平面図である。
【００１６】
弾性体は振動板５と支持部６を備えており、後に詳述する支持部６は図１では不図示である。振動板５は圧電素子１０１に固着して設けられているために、圧電素子１０１が伸縮すると、圧電素子１０１と振動板５を備えた弾性体は一体となって曲がり、面外方向の曲げ振動（以下、面外振動と呼ぶ）が起こる。
【００１７】
固着とは、弾性体と圧電素子１０１の向かい合う面の少なくとも一部が接触して固定されている状態、もしくは接着剤などを介して固定されている状態であり、圧電素子１０１の伸縮に応じた振動が弾性体に伝わる状態である。逆に言えば、固着されていない状態とは、圧電素子を伸縮させても、振動板５を備えた弾性体が実質的に動かない状態を言う。
【００１８】
（弾性体）
弾性体は、圧電素子１０１と一体となって曲げ振動を形成するという目的、および弾性体としての性質および加工性の観点、から金属よりなることが好ましい。弾性体に使用可能な金属としては、アルミ、真鍮、ステンレス鋼、Ｆｅ−Ｎｉ３６％合金を例示できる。中でも、接着剤（図示を省略）を介した圧電素子１０１との密着強度を確保するという観点においては、ステンレス鋼が好ましい。ここでステンレス鋼とは鋼を５０質量％以上、クロムを１０．５質量％以上含有する合金を指す。ステンレス鋼の中でも、マルテンサイト系ステンレス鋼が好ましく、ＳＵＳ４２０Ｊ２が最も好ましい。弾性体のヤング率は特に限定されないが、弾性体の室温における好ましいヤング率の範囲は１００ＧＰａ以上、２３０ＧＰａ以下である。ヤング率が１００ＧＰａより小さいと、振動子の駆動時に発生する駆動力が不十分となるおそれがある。また、弾性体のヤング率が大きすぎると、振動子の曲げ振動の中立面が弾性体側から圧電セラミックス３側にシフトしていくので、振動子の振動変位量が低下するおそれがある。
【００１９】
（圧電素子）
圧電素子は直方体状の圧電セラミックスと電極を有している。
【００２０】
（直方体状の圧電セラミックス）
圧電セラミックス３は、高い寸法精度で作製できるという観点で、直方体状である。一般に、形状が複雑であればあるほど、対称性が低ければ低いほど、いろいろな振動モードが現れるため、所望の振動モード（後述の振動モードＡ及び振動モードＢ）以外の不要な振動が発生し、所望の振動モードの変位量を減少させてしまうおそれがある。
直方体状とは、直方体だけでなく、直方体の各辺が面取りされているような形状も含む。
【００２１】
（複数の電極）
圧電素子は、複数の電極を有するため、前記圧電セラミックス３に電界を印加することができる。複数の電極は、圧電セラミックス３に電界を印加することができる構成であればよく、少なくとも２つ以上からなる。
【００２２】
図１に示すように、電極として、圧電セラミックス３と弾性体を構成する振動板５との間に設けられた第一の電極１と、圧電セラミックス３の第一の電極１が設けられた面とは反対側の面上に２つに分かれた第二の電極２が設けられている。
【００２３】
また、これらの電極は、厚み５ｎｍから１０μｍ程度の導電層よりなる。その材料は特に限定されず、圧電素子に通常用いられているものであればよい。例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属およびこれらの化合物を挙げることができる。
【００２４】
複数の電極は、これらのうちの１種からなるものであっても、あるいはこれらの２種以上を積層してなるものであってもよい。また、複数の電極が、それぞれ異なる材料であってもよい。
【００２５】
複数の電極の製造方法は限定されず、金属ペーストの焼き付けにより形成しても良いし、スパッタ、蒸着法などにより形成してもよい。また複数の電極を所望の形状にパターニングして用いてもよい。
【００２６】
圧電セラミックス３の表面に、第一の電極１と第二の電極２以外のその他の電極が設けられていても良い。
【００２７】
複数の電極には、圧電セラミックスの対応する領域に電界を印加するための配線が設けられ、その配線が電源部と接続される。
【００２８】
（圧電セラミックス）
圧電セラミックス３は繋ぎ目のない一片の圧電セラミックスよりなることが好ましい。
【００２９】
一片の圧電セラミックス３とは、金属元素を有する原料粉末を焼成して得られる組成が実質的に一様なバルクであって、室温における圧電定数ｄ３１の絶対値が１０ｐｍ／Ｖまたは圧電定数ｄ３３が３０ｐＣ／Ｎ以上を示すセラミックスを意味している。圧電セラミックス３の圧電定数は、当該セラミックスの密度ならびに共振周波数および反共振周波数の測定結果から、電子情報技術産業規格（ＪＥＩＴＡ  ＥＭ−４５０１）に基づいて、求めることができる。以下、この方法を共振−反共振法と呼ぶ。密度は、例えば、アルキメデス法により測定できる。共振周波数と反共振周波数は、例えば、インピーダンスアナライザを用いて測定できる。
【００３０】
圧電セラミックス３は、原料粉末を焼成して得られる、組成が実質的に均一のバルク体（焼結体）であって、本発明では、圧電セラミックス３は、鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満、すなわち非鉛系である。室温（例えば、２５℃）におけるヤング率が１００ＧＰａ以上１４５ＧＰａ以下であると、より優れた振動特性を発揮するのでより好ましい。圧電セラミックス３の室温におけるヤング率は、上に述べた共振−反共振法により算出することができる。従来の圧電セラミックスはそのほとんどがジルコン酸チタン酸鉛を主成分とする。そのため、例えば圧電素子が廃却され酸性雨を浴びたり、過酷な環境に放置されたりした際、従来の圧電セラミックス中の鉛成分が土壌に溶け出し生態系に害を成す可能性が指摘されている。しかし、本発明の圧電セラミックス３のように鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満であれば、例えば圧電素子が廃却され酸性雨を浴びたり、過酷な環境に放置されたりしても、圧電セラミックス３に含まれる鉛成分が環境に及ぼす影響は無視できるレベルとなる。鉛成分の含有量は、例えばＩＣＰ発光分光分析によって測定可能である。
【００３１】
一方、圧電セラミックス３の室温におけるヤング率が１４５ＧＰａより大きいと、圧電セラミックスが割れやすくなるおそれがある。圧電セラミックス３のヤング率が大きすぎると、超音波モータの駆動により生じる圧電セラミックスの変形（歪み）による応力が大きくなるからである。
【００３２】
一般に、板状の部材を曲げると、最も外側の表面には引っ張り歪が生じ、最も内側の表面には圧縮歪が生じる。そのひずみの大きさは、板の表面部が最も大きくて、順次板厚の内部に向かって小さくなっていき、中心部近くにおいて圧縮ひずみも引張りひずみもない面が存在し、そのような面を中立面という。
【００３３】
圧電セラミックス３のヤング率が大きすぎると、振動子１としての弾性変形の中立面が弾性体側から圧電セラミックス側にシフトしてくるので、モータ駆動の効率が悪くなり、消費電力（一定速度時、例えば０．２ｍ／ｓ時の入力電力）が大きくなってしまう。
【００３４】
なお、モータ駆動の効率向上のため中立面を弾性体側にシフトさせる目的で圧電セラミックスの厚みを薄くすると、厚みのマイナス２乗に比例して変形時の応力が増加することから、圧電セラミックスは割れやすくなる。したがって、単にセラミックスを薄くするのでは安定的なモータ駆動に支障がある怖れがある。
【００３５】
圧電セラミックス３の密度は特に限定されない。ヤング率は密度に依存するため、７×１０３ｋｇ／ｍ３以下であると、１００ＧＰａ以上１４５ＧＰａ以下範囲に入りやすい。より好ましい密度の範囲は、４．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上、７．０×１０３ｋｇ／ｍ３以下である。
【００３６】
したがって鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満であり、かつ、室温におけるヤング率が１００ＧＰａ以上１４５ＧＰａ以下である圧電セラミックス３が好ましい。圧電セラミックス３を構成する物質は、ペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化物（ペロブスカイト型酸化物）がより好適である。
【００３７】
圧電セラミックスの「主成分」とは、圧電セラミックスを構成する材料のうち５１重量％以上を占める材料を指し、より好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９９重量％以上である。
【００３８】
本発明において、ペロブスカイト型酸化物、あるいはペロブスカイト型金属酸化物とは、岩波理化学辞典  第５版（岩波書店、１９９８年２月２０日発行）に記載されているような酸化物を指す。すなわち、理想的には立方晶構造であるペロブスカイト構造（ペロフスカイト構造とも言う）を持つ酸化物を指す。ペロブスカイト構造を持つ酸化物は一般にＡＢＯ３の化学式で表現される。Ｂサイトの元素とＯ元素のモル比は１対３で表記されているが、元素量の比が若干ずれた場合（例えば１．００対２．９４〜１．００対３．０６）でも、酸化物がペロブスカイト構造を主相としていれば、ペロブスカイト型酸化物と言える。酸化物がペロブスカイト構造であることは、例えば、Ｘ線回折や電子線回折による構造解析から判断することができる。
【００３９】
ペロブスカイト型酸化物において、元素Ａ、Ｂは各々イオンの形でＡサイト、Ｂサイトと呼ばれる単位格子の特定の位置を占める。例えば、立方晶系の単位格子であれば、Ａ元素は立方体の頂点、Ｂ元素は体心に位置する。Ｏ元素は酸素の陰イオンとして立方体の面心位置を占める。Ａ元素、Ｂ元素、Ｏ元素がそれぞれ単位格子の対称位置から僅かに座標シフトすると、ペロブスカイト型構造の単位格子が歪み、正方晶、菱面体晶、斜方晶といった結晶系となる。
【００４０】
Ａサイトイオン、Ｂサイトイオンの取りうる価数の組み合わせは、Ａ＋Ｂ５＋Ｏ２−３、Ａ２＋Ｂ４＋Ｏ２−３、Ａ３＋Ｂ３＋Ｏ２−３、およびこれらを組み合わせた固溶体がある。それぞれの価数は同じサイトに位置する複数のイオンの平均価数であっても良い。
【００４１】
振動子は、前記弾性体および圧電素子に生じる、互いに交差しない２本の節線を生じる前記振動モードＡの節線と、互いに交差しない３本の節線を生じる前記振動モードＢの節線と交差するよう構成されている。さらにはその振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、｜ｆＢ−ｆＡ｜＞２（ｋＨｚ）であるように構成されている。
【００４２】
図２は本発明の振動子における面外の振動モードの一実施形態を示した概略図であり、弾性体を構成する振動板５は突起部５１を有している。突起部５１を有すると、振動子１０１１が発生する振動を、突起部５１に接するように構成される移動体に効率よく伝達することができるため、低消費電力で駆動できる。
【００４３】
図２（ａ）に示した振動モードは、２つの面外の振動モードのうち一方の振動モード（以下、モードＡと呼ぶ）を表している。このモードＡでは振動子には、直方体状（矩形）の振動子１０１１の長辺方向（弾性体を構成する振動板５における矢印Ｘ方向）とほぼ平行に、互いに交差しない２本の節線を生じる。
【００４４】
また、図４は、本発明の振動子の節線と腹線の面内分布を説明するための概略図であり、図４（ａ）は振動状態を圧電素子側からみたときの節線と腹線の位置関係を表している。節線は一点鎖線で、腹線は破線で示した。図示したモードＡの各節線は互いに交差していない。
【００４５】
図２（ｂ）に示した振動モードは、２つの面外振動モードのうち他方の面外振動モード（以下、モードＢと呼ぶ）を表している。このモードＢは、直方体状（矩形）の振動子１０１１の短辺方向（弾性体を構成する振動板５における矢印Ｙ方向）にほぼ平行に、互いに交差しない３本の節線を有している。
【００４６】
これらのモードＡあるいはモードＢの共振周波数、節線の本数および位置関係は、例えば、振動子１０１１に駆動周波数を変化させながら交番電圧を印加して計測することができる。具体的には、駆動周波数毎の面外方向変位量の面内分布をレーザードップラ振動計で計測することにより知ることができる。
【００４７】
図４（ｂ）は振動状態を圧電素子側からみたときの節線と腹線の位置関係を表している。節線は一点鎖線で、腹線は破線で示した。各節線は互いに交差していない。
【００４８】
図２（ａ）のようなモードＡの共振周波数ｆＡについては、振動子１０１１の短辺方向（Ｙ方向）で、変位量（平面ＸＹに交差する方向の変位量）が実質的にゼロとなる場所、もしくは変位量の正負が逆転する場所を節線として共振周波数を計測する。その節線が圧電素子１０１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って生じており、その節線が２か所（２本）生じ、２か所の節線の中間位置（腹線）の変位量が実質的に最大となる周波数を求める。このときの周波数がモードＡの共振周波数ｆＡである。具体的な計測方法としては、２つの第二の電極に対して同位相（位相差が０°）の電圧を印加しつつ、その印加電圧の周波数を変えながらモードＡの節線を２箇所（２本）生じる周波数帯を粗く特定する。そして、その印加電圧の周波数をさらに微調整して節線の中間位置（腹線）の変位量が実質的に最大となる周波数を求めることで共振周波数ｆＡを計測するとよい。
【００４９】
図２（ｂ）に示すモードＢの共振周波数ｆＢについては以下のように計測する。まず、２つの第二の電極に対して逆位相（位相差が１８０°）の電圧を印加する。このように電圧を印加しつつ、振動子１０１１の長辺方向（Ｘ方向）で、変位量（平面ＸＹに交差する方向の変位量）がゼロとなる場所、もしくは変位量の正負が逆転する場所を節線として共振周波数を計測する。その節線が圧電素子１０１の短辺方向のいずれの場所においても長辺方向に３か所（３本）生じ、３か所のうちの任意の２か所の節線の中間位置（腹線）の変位量が実質的に最大となる周波数を求める。このときの周波数がモードＢの共振周波数ｆＢである。
【００５０】
ここで、振動モードＡの２本の節線は、振動モードＢの３本の節線と交差している。
図４（ｃ）は、モードＡとモードＢを重ね合わせて、圧電素子側からみたときの節線と腹線の位置関係を表している。節線は一点鎖線で、腹線は破線で示した。
【００５１】
振動モードＡの２本の節線は、振動モードＢの３本の節線と交差していることで、モードＡの２本の節線の中央には腹線があり、その腹線はモードＢの３本の節線と交差し、その交差する点近傍で楕円軌道の振動を発生することができる。
【００５２】
以下、詳細に説明する。
【００５３】
次に、楕円軌道の振動について、図６を用いてより詳細に説明する。
【００５４】
図６（ａ）は、本発明の振動子を圧電素子の長辺側からみた図で
図６（ｂ）は、図６（ａ）を突起部側上方からみた図である。
【００５５】
図６（ａ）は、モードＡとモードＢの２つの振動モードを順次発生させることで突起部５１の先端部分が振動する様子を、模式的に表したものである。モードＡの振動で腹となる位置の近傍、かつモードＢの振動で節となる位置の近傍では、Ｘ−Ｚ面内で楕円軌道の振動となる。上述のように配置した突起部５１の先端（●点）部も同様に振動し、図６（ａ）の破線で示すような楕円軌道の振動を引き起こす。
【００５６】
図６（ａ）から分かるように、楕円軌道の振動の上部と下部は振動子１０１１の長辺方向において互いに逆方向に振動する。従って、図６（ａ）の楕円軌道の振動の場合、移動体を＋Ｘ方向に移動させたければ、楕円運動の上半分の振動時に突起部５１と移動体を接触させ、楕円運動の下半分の振動時に突起部５１と移動体を非接触、もしくは接触圧を弱める必要がある。この接触圧は、Ｚ方向の振動であるモードＡの変位量で決まり、適切な接触圧とすることで効率よく、低消費電力で移動体を移動させることができる。具体的には、接触圧はそれぞれのモードの共振周波数の差の絶対値（｜ｆＢ−ｆＡ｜）で決まる。｜ｆＢ−ｆＡ｜≦２（ｋＨｚ）であるときは、ｆＢ付近の周波数でモードＢの振動を発生させて移動体を＋Ｘ方向に移動させるときに、ｆＡがｆＢの値と近いために、同時にモードＡも大きく発生してしまう。このモードＡを抑制するために、接触圧を大きくすることになるので、全体としては電力の効率が悪くなる。
【００５７】
｜ｆＢ−ｆＡ｜＞２（ｋＨｚ）であることで、低消費電力（一定速度時、例えば０．２ｍ／ｓ時の入力電力）で駆動できる。ここで、ｆＢ−ｆＡ≧２ｋＨｚであると、駆動制御のしやすさという観点でさらに好ましい。一般に、振動子は、共振周波数の低周波数側よりも、共振周波数の高周波側の方が変位量の周波数依存性が小さく、周波数変化による変位量制御がしやすい。従って、振動子１０１１は、モードＡ及びモードＢの共振周波数よりも高い周波数で交番電圧を印加し、周波数をモードＢの共振周波数に近づける掃引駆動を行って、所望の振動変位量となるように制御して駆動を行う。その際、モードＢの共振周波数に近づける途中にモードＡの共振周波数があると、突起部５１と移動体との接触圧が大きくなりすぎて、その周波数で消費電力が増加してしまう。従って、ｆＢ−ｆＡ＞２ｋＨｚが好ましい。
【００５８】
また、｜ｆＢ−ｆＡ｜≧２．１ｋＨｚであると、モードＡに対する接触圧をより小さく設計でき、さらに消費電力が低下するため好ましい。
【００５９】
（圧電体の形状、寸法）
非鉛系の圧電セラミックス３の寸法は特に限定されないが、弾性体を構成する振動板からはみでない大きさとすることで、非鉛系の圧電セラミックス３の振動を弾性体に効率よく伝えることができるため、低消費電力で駆動できる。弾性体からはみでると、はみ出た部分は弾性体に振動を伝えることが出来ないため、その分効率が悪くなり、消費電力が大きくなる。
【００６０】
圧電セラミックス３を伸縮させたときに、振動子の変位量が最も大きくなるのは、圧電セラミックスの長辺ｌＣが弾性体を構成する振動板５の長辺ｌＰの９２％から９６％の範囲である。９２％よりも小さいと振動子の変位量が小さくなる。９６％よりも大きいとΔｆが０に近づくため、｜ｆＢ−ｆＡ｜≧２とすることが難しくなる。
【００６１】
また、圧電セラミックス３の厚さは特に限定されないが、圧電セラミックスの厚さｔＣと圧電セラミックスの長辺ｌＣが、０．２５０（ｍｍ）≦ｔＣ≦−０．２５×ｌＣ＋２．４７５（ｍｍ）の関係を満たすことが好ましい。
【００６２】
０．２５０（ｍｍ）より厚くすると、加工時の割れが発生しにくくなり、歩留まりが良くなる。また、−０．２５×ｌＣ＋２．４７５より厚いと、非鉛系圧電セラミックスは鉛系圧電セラミックスに比べてヤング率が大きいため、振動子としての弾性変形の中立面がより一層圧電セラミックス３側にあるので、振動子の消費電力（一定速度時、例えば０．２ｍ／ｓ時の入力電力）が増加するおそれがある。
【００６３】
（圧電セラミックスの組成）
圧電セラミックス３の組成は、鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満（すなわち非鉛系）であって、かつ、室温におけるヤング率が１００ＧＰａ以上１４５ＧＰａ以下であれば、特に限定されない。例えば、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムカルシウム、チタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム等のチタン酸バリウム系の圧電材料を使ってもよい。また、チタン酸ビスマスナトリウム系の圧電材料や、ニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸チタン酸ナトリウムバリウムなどのニオブ酸系の圧電材料、鉄酸ビスマス系の材料などの組成の圧電セラミックスを用いてもよい。さらには、これらの組成を主成分としてあるいは複合して含有する圧電セラミックスを本発明の振動子１０１１に用いることができる。
【００６４】
これらのうちでも、圧電セラミックス３は、Ｂａ，ＣａおよびＴｉを含有する酸化物を主成分とし、Ｂａ，Ｃａのモル数の和に対するＣａのモル比であるｘが０．０２≦ｘ≦０．３０であると優れた振動特性が得られるので良い。その圧電セラミックスにおけるＺｒの含有量が、Ｔｉ、Ｚｒのモル数の和に対するＺｒのモル比であるｙは０．００≦ｙ≦０．０９５である。
【００６５】
振動特性の向上の観点で、より好ましくは０．０１≦ｙ≦０．０９５である。
【００６６】
これらのうちでも、圧電セラミックス３は、一般式（１）
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）α（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３      （１）
ただし、
０．９８６≦α≦１．１００、
０．０２≦ｘ≦０．３０、
０．００≦ｙ≦０．０９５
で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、該圧電セラミックスに含まれる主成分以外の金属成分の含有量が金属酸化物１００重量部に対して金属換算で１重量部以下であることがより好ましい。
【００６７】
特に、金属酸化物にＭｎが含有されており、該Ｍｎの含有量が金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であることが好ましい。
【００６８】
一般式（１）で表わされる金属酸化物は、Ａサイトに位置する金属元素がＢａとＣａ、Ｂサイトに位置する金属元素がＴｉとＺｒであることを意味する。ただし、一部のＢａとＣａがＢサイトに位置してもよい。同様に、一部のＴｉとＺｒがＡサイトに位置してもよい。
【００６９】
一般式（１）における、Ｂサイトの元素とＯ元素のモル比は１対３であるが、モル比が若干ずれた場合でも、金属酸化物がペロブスカイト構造を主相としていれば、本発明の範囲に含まれる。
【００７０】
金属酸化物がペロブスカイト構造であることは、例えば、Ｘ線回折や電子線回折による構造解析から判断することができる。
【００７１】
一般式（１）で表されるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とする圧電セラミックス３の室温（例えば、２５℃）におけるヤング率は、概ね１００ＧＰａ〜１４５ＧＰａの範囲となる。
【００７２】
一般式（１）におけるＡサイトにおけるＣａのモル比を示すｘは、０．０２≦ｘ≦０．３０の範囲である。ペロブスカイト型のチタン酸バリウムのＢａの一部を範囲でＣａに置換すると斜方晶と正方晶との相転移温度が低温側にシフトするので、振動波モータおよび振動子１０１１の駆動温度範囲において安定した圧電振動を得ることができる。しかし、ｘが０．３０より大きいと、圧電セラミックスの圧電定数が十分ではなくなり、振動波モータの回転速度が不足するおそれがある。他方、ｘが０．０２より小さいと誘電損失（ｔａｎδ）が増加するおそれがある。誘電損失が増えると、圧電素子１０１に電圧を印加してモータ駆動させた際に発生する発熱が増え、モータ駆動効率が低下し、消費出力が大きくなるおそれがある。
【００７３】
一般式（１）において、ＢサイトにおけるＺｒのモル比を示すｙは、０．００≦ｙ≦００９５の範囲である。ｙが０．０９５より大きいと圧電性の天井温度である脱分極温度が、脱分極温度（Ｔｄ）が８０℃未満と低くなり、高温において圧電セラミックスの圧電特性が消失するおそれがある。
【００７４】
本明細書において、脱分極温度（Ｔｄともあらわす）とは、分極処理を施して十分時間が経過した後に、室温からある温度Ｔｄ（℃）まで上げ、再度室温まで下げたときに圧電定数が温度を上げる前の圧電定数に比べて減少している温度を指す。本明細書においては温度を上げる前の圧電定数の９０％未満となる温度を脱分極温度Ｔｄと呼ぶ。
【００７５】
また、一般式（１）において、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉとＺｒのモル量との比を示すαは０．９８６≦α≦１．１００の範囲であることが好ましい。αが０．９８６より小さいと圧電セラミックスを構成する結晶粒に異常粒成長が生じ易くなり、圧電セラミックスの機械的強度が低下する。一方で、αが１．１００より大きくなると圧電セラミックスの粒成長に必要な温度が高くなり過ぎ、一般的な焼成炉で焼結ができなくなる。ここで、「焼結ができない」とは密度が充分な値にならないことや、圧電セラミックス内にポアや欠陥が多数存在している状態を指す。
【００７６】
圧電セラミックス３の組成を測定する手段は特に限定されない。手段としては、Ｘ線蛍光分析、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。いずれの測定手段を用いても、圧電セラミックス３に含まれる各元素の重量比および組成比を算出できる。
【００７７】
圧電セラミックス３は、一般式（１）で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、金属酸化物にＭｎが含有されており、Ｍｎの含有量が金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であることが好ましい。
【００７８】
この範囲のＭｎを含有すると、絶縁性や機械的品質係数Ｑｍが向上する。ここで、機械的品質係数Ｑｍとは、圧電素子を振動子として評価した際に振動による弾性損失を表す係数であり、機械的品質係数の大きさは、インピーダンス測定における共振曲線の鋭さとして観察される。つまり圧電素子の共振の鋭さを表す定数である。機械的品質係数Ｑｍが大きいと、共振周波数付近で圧電素子の歪量がより大きくなり、効果的に圧電素子を振動させることができる。特許文献２に機械的品質係数Ｑｍの開示は無いが、Ｍｎは含有されていないため、Ｑｍは小さくなり、共振周波数付近での歪み量が小さくなる。
【００７９】
絶縁性と機械的品質係数の向上は、ＴｉやＺｒと価数が異なるＭｎによって欠陥双極子が導入されて内部電界が発生することに由来すると考えられる。内部電界が存在すると、圧電素子１０１に電圧を印加し駆動させた際に、圧電素子１０１の信頼性が確保できる。
【００８０】
Ｍｎの含有量は次のように算出する。まず、圧電セラミックス３から蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などによりＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、ＺｒおよびＭｎの各金属の含有量を測定する。次に、一般式（１）で表わされる金属酸化物を構成する元素を酸化物換算し、その総重量を１００としたときに対するＭｎ重量との比を算出することで得られる。
【００８１】
Ｍｎの含有量が０．０２重量部未満であると、圧電素子１０１の駆動に必要な分極処理の効果が充分でなくなるおそれがある。一方、Ｍｎの含有量が０．４０重量部より大きくなると、圧電特性が充分でなくなることや、圧電特性に寄与しない六方晶構造の結晶が発現するおそれがある。
【００８２】
Ｍｎは金属Ｍｎに限らず、Ｍｎ成分として圧電材料に含まれていれば良く、その含有の形態は問わない。例えば、Ｂサイトに固溶していても良いし、粒界に含まれていてもかまわない。または、金属、イオン、酸化物、金属塩、錯体などの形態でＭｎ成分が圧電セラミックス３に含まれていても良い。より好ましい含有の形態は、絶縁性や焼結容易性という観点からＢサイトに固溶することである。Ｂサイトに固溶された場合、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉ、ＺｒおよびＭｎのモル量の比をＡ２／Ｂ２とすると、好ましいＡ２／Ｂ２の範囲は０．９９３≦Ａ２／Ｂ２≦０．９９８である。
【００８３】
また、圧電セラミックス３は、一般式（１）に示す金属酸化物１００重量部に対して、Ｂｉを金属換算で０．０４２重量部以上０．８５０重量部以下含有してもよい。金属酸化物に対するＢｉの含有量は、例えばＩＣＰ発光分光分析によって測定可能である。Ｂｉはセラミックス状の圧電材料の粒界にあっても良いし、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３のペロブスカイト型構造中に固溶していても良い。Ｂｉが粒界に存在すると、粒子間の摩擦が低減され機械的品質係数が増加する。他方、Ｂｉがペロブスカイト構造を形成する固溶体に取り込まれると、相転移温度が低温化することから圧電定数の温度依存性が小さくなり、機械的品質係数がさらに向上する。Ｂｉが固溶体に取り込まれた時の位置がＡサイトであると、Ｍｎとの電荷バランスが良くなるため好ましい。
【００８４】
圧電セラミックス３は、一般式（１）に含まれる元素およびＭｎ、Ｂｉ以外の成分（以下、副成分）を特性が変動しない範囲で含んでいてもよい。副成分は、一般式（１）で表現される金属酸化物１００重量部に対してその合計が１．２重量部より少ないことが好ましい。副成分が１．２重量部を超えると、圧電セラミックス３の圧電特性や絶縁特性が低下するおそれがある。また、副成分のうちＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量は、圧電セラミックス３００重量部に対して酸化物換算で１．０重量部以下、または金属換算で０．９重量部以下であることが好ましい。本発明では、金属元素といったときはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｂのような半金属元素も含む。Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量が、圧電セラミックス３００重量部に対して酸化物換算で１．０重量部、または金属換算で０．９重量部を超えると、圧電セラミックス３の圧電特性や絶縁特性が著しく低下するおそれがある。
【００８５】
副成分のうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素は、その合計が圧電セラミックス３００重量部に対して金属換算で０．５重量部以下であることが好ましい。Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素の合計が、圧電セラミックス３００重量部に対して金属換算で０．５重量部を超えると、焼結が不十分となるおそれがある。副成分のうち、Ｙ、Ｖ元素の合計は、圧電セラミックス３００重量部に対して金属換算で０．２重量部以下であることが好ましい。Ｙ、Ｖ元素の合計が、圧電セラミックス３００重量部に対して金属換算で０．２重量部を超えると、分極処理が困難になるおそれがある。
【００８６】
副成分の例として、ＳｉやＣｕ、Ｂといった焼結助剤が挙げられる。また、ＢａおよびＣａの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＳｒやＭｇは、本発明の圧電材料に含んでいてもよい。同じく、Ｔｉの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＮｂと、Ｚｒの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＨｆは、本発明の圧電セラミックス３に含んでいてもよい。
【００８７】
副成分の重量部を測定する手段は特に限定されない。手段としては、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。
【００８８】
（弾性体の支持部）
本発明の振動子における弾性体は、振動板５と支持部６を有し、より好ましくは振動板５と支持部６が一体に形成されることが好ましい。図６（ｂ）は本発明の振動子の一実施形態を示した概略図であり、振動板５の面外に接続された同素材の支持部６を有する態様である。このような構成を採ることにより、該振動子から発生した振動を阻害することなく、後述する振動波モータ等の圧電デバイスに適用することが容易となる。また、図６（ｂ）のように支持部に穴を設け、その穴に固定部を嵌合させると、圧電デバイスの構造設計に多様性をもたせることができる。支持部６の形状は特に限定されないが、弾性体よりは小さい方が良い。また、支持することによって振動子の振動をできるだけ減衰させないように、支持部６の少なくとも一部は、振動板５よりも薄いもしくは振動板５よりも細い形状を有することが好ましい。
【００８９】
（振動波駆動装置）
本発明の振動波駆動装置は、前述した振動子と、振動子に給電する給電部材７とを有する振動波駆動装置であることを特徴とする。
【００９０】
図７は、本発明の振動波駆動装置の一実施形態を示した概略図である。図７に示すように、電圧入力手段９は、給電部材７と給電部材７に含まれる電気配線７１を通じて、振動子１０１１に電圧を印加するために設けられる。圧電素子１０１の２つの駆動相電極３１のうち右側に位置する駆動相電極に交番電圧（Ｖ１）を、左側に位置する駆動相電極３１には交番電圧（Ｖ２）をそれぞれ印加する。Ｖ１およびＶ２を、モードＡの共振周波数付近の周波数で、かつ位相を同一にして印加すると、圧電素子１０１全体（駆動相電極３１）が伸縮する。この結果、振動子１０１１にはモードＡの振動が発生する。また、Ｖ１およびＶ２を、モードＢの共振周波数付近の周波数で、かつ位相を１８０°ずらして印加すると、右側の駆動相電極３１の圧電素子１０１が縮むとともに、左側の駆動相電極３１の圧電素子１０１が伸びたりする。あるいは、左側の駆動相電極３１の圧電素子１０１が縮むとともに、右側の駆動相電極３１の圧電素子１０１が伸びたりする。この結果、振動子１０１１にはモードＢの振動が発生する。このように、其々のモードのみを独立に発生させると、振動変位量が大きくなるため、前述したレーザードップラ振動計で計測する場合に共振周波数を判別しやすくなる。後述する移動体を接触させると、振動変位量が非常に小さくなるため、共振周波数を測定するときは、移動体を接触させない状態で測定するのが好ましい。ただし、移動体を接触させていないときは、非常に大きい振動変位量となり、圧電セラミックス３が破損するおそれがある。従って、Ｖ１とＶ２の振幅はできるだけ小さい方が好ましい。数およその目安としては、最大１〜２０Ｖ／ｍｍの電界が圧電セラミックス３に掛かる程度である。
【００９１】
また、Ｖ１とＶ２の振幅はできるだけ同じ絶対値にしたほうが良く、これにより、それぞれのモードを能動的に発生したときの振動変位量が大きくなる。
【００９２】
ここで、Ｖ１とＶ２の位相差θについて以下に説明する。
【００９３】
位相差を０°と１８０°の間の位相差θ（０°＜θ＜１８０°）とすると、（Ｖ１＋Ｖ２）と（Ｖ１−Ｖ２）のベクトルは直交する。これは、モードＡとモードＢの振動が発生し、かつ振動の位相差が９０°ずれることを表している。この結果、図６（ａ）に示す楕円軌道の振動において、突起部５１のＸ方向の速度が最大のときに、Ｚ方向の変位量が最大となる。これにより、移動体に接触させて駆動すると、移動体を移動することができる。
【００９４】
Ｖ１およびＶ２の電圧振幅を同じとし、Ｖ１およびＶ２の位相差θを０°および１８０°以外とすれば、モードＡとモードＢを発生させることができ、振動の位相差は必ず９０°又は−９０°のいずれかになるため、突起部５１のＸ方向の速度が最大のときにＺ方向の変位量が最大となり、効率良く移動体を移動することができる。
【００９５】
ここで、Ｖ１とＶ２の位相差θを変更することにより、モードＡとモードＢの変位量を変更することができるが、モードＡの変位量が大きくなると、モードＢの変位量は小さくなり、モードＡの変位量が小さくなると、モードＢの変位量は大きくなる。位相差θでも突起部５１と移動体との接触圧を変更出来るが、同時にモードＢの変位量も変わってしまうため、｜ｆＢ−ｆＡ｜のように接触圧を調整することは出来ない。
【００９６】
（振動波モータ）
本発明の振動波モータは、振動波駆動装置と、弾性体に接した移動体とを有することを特徴とする。このような構成をとることにより移動体を精度よく移動できる振動波モータを提供できる。図８は、本発明の振動波モータの一実施形態を示した概略図である。図８のように移動体（スライダ）８は突起部５１を介して弾性体上に設ける。２つの突起部５１は、弾性体の中心を通るＸＺ平面又はＹＺ平面に対して対称に配置させることが好ましい。振動子１０１１が突起部５１において移動体（スライダ）８から受ける反力に偏りがなくなるためである。ここで突起部５１の先端は移動体（スライダ）８が加圧接触されていることが好ましい。そうすることにより、移動体（スライダ）８は突起部５１の楕円運動によって矢印方向に移動することが可能になる。ここでは、振動波駆動装置を固定して移動体を移動させる構成を説明したが、移動体を固定して振動波駆動装置を移動させる構成でも良い。
【００９７】
（光学機器）
本発明の光学機器は、前述した振動波モータと、前記振動波モータによって移動可能に設けられた光学部材を有することを特徴とする。光学部材と移動体とは力学的に接続されている。本発明において「力学的な接続」とは、一方の部材の座標変動、体積変化、形状変化によって生じた力が他方の部材に伝わるように直接的に接触している状態、または、第三の部材を介して接触している状態を指す。前述した振動波モータと、移動体と光学部材とを力学的に接続することにより、光学部材を精度よく移動させることができる。
【００９８】
図９は、本発明の光学機器（鏡筒装置のフォーカスレンズ部）の一実施形態を示した概略図である。図９において、移動体（スライダ）８は、振動子１０１１と加圧接触している。また、給電部材７は、振動子１０１１の圧電素子の第二の電極を有する面側に設けられている。不図示の電圧入力手段により、給電部材７を介して所望の電圧が振動子１０１１に加えられると、弾性体の突起部（不図示）には楕円運動が発生する。
【００９９】
保持部材１１は、振動子１０１１と溶接などにより固定されており、不要な振動を発生させないように構成されている。移動筐体１２は、ビス１３で保持部材１１に固定され、振動子１０１１と一体をなしている。これらの部材により振動波モータ（超音波モータ）が形成される。２本のガイド部材１４に移動筐体１２を取り付けることで、振動波モータは、ガイド部材１４上を両方向（正進方向と逆進方向）に直進移動することが可能になる。
【０１００】
次に、鏡筒装置のフォーカスレンズの役割を担うレンズ１６（光学部材）について説明する。レンズ１６は、レンズ保持部材１５に固定され、振動波モータの移動方向と平行に光軸（不図示）を有する。レンズ保持部材１５は、振動波モータと同様に、後述する２本のガイド部材１４上を直進移動することで、焦点位置合わせ（フォーカス動作）を行う。２本のガイド部材１４は移動筐体１２とレンズ保持部材１５とを嵌合して、移動筐体１２とレンズ保持部材１５を直進移動することを可能にする部材である。このような構成で、移動筐体１２とレンズ保持部材１５はガイド部材１４上を直進移動することが可能になる。
【０１０１】
また、連結部材１７は、振動波モータで発生した駆動力をレンズ保持部材１５へ伝達する部材であり、レンズ保持部材１５に嵌合して取り付けられる。これにより、レンズ保持部材１５は、移動筐体１２と共に滑らかに２本のガイド部材１４に沿って両方向に移動可能になる。
【０１０２】
また、センサ１８は、レンズ保持部材１５の側面部に貼り付けられたスケール１９の位置情報を読み取ることで、ガイド部材１４上でのレンズ保持部材１５の位置を検出するために設ける。
【０１０３】
以上のように、上述した各部材を組み込んで、鏡筒装置のフォーカスレンズ部を構成する。
【０１０４】
上記においては、光学機器として、一眼レフカメラ用の鏡筒装置について説明したが、レンズとカメラ本体が一体となったコンパクトカメラ、電子スチルカメラ等、カメラの種類を問わず、振動波モータを備えた多様な光学機器に適用することができる。
【０１０５】
（弾性体の製造方法）
弾性体の製造方法は特に限定されないが、弾性体（例えばＳＵＳ４２０Ｊ２）の矩形状の板を用意して、切削、研磨、レーザー加工などにより所望の形状に加工すればよい。
【０１０６】
また、突起部を有する弾性体は、プレス加工等により形成したり、突起部を弾性体とは別に形成してから弾性体に固定したりして作製できる。プレス加工のしやすさから、弾性体の厚さは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲が好ましく、突起部の高さは０．１ｍｍ〜４ｍｍ程度で、突起部が弾性体上に占める面積は１ｍｍ２〜２５ｍｍ２が好ましい。突起部の形状は直方体状でも円柱状でも構わないし、半球状でも構わない。
【０１０７】
また、小型であるという観点で、長辺方向の長さと短辺方向の長さはいずれも２０ｍｍ以下が好ましく、加工のしやすさという観点で２ｍｍ以上が好ましい。
【０１０８】
ここで、突起部の先端には、摩擦係数や耐摩耗性に優れた接触部を設けることができる。また、突起部は、一体的に形成すれば、これらを別々に形成する場合に比べて、弾性体の組み立て工数を減らすことができるとともに、突起部と弾性体の位置合わせを行う必要がなくなるため、部品間のバラツキを防止することができる。
【０１０９】
（圧電素子、振動子の製造方法）
本発明の振動子の製造方法は特に限定されないが、以下に代表的な製造方法を説明する。
振動子に用いる圧電素子は、一片の直方体状の圧電セラミックスに複数の電極を設けることによって得られる。ここで、一片の直方体状の圧電セラミックスは、例えば、所望の金属元素を有する原料粉末を焼成して、その焼結体を所望の形状に加工することによって得られる。また、複数の電極は、例えば、スパッタリングや金属ペーストを塗布、乾燥または焼き付けることによって設けることができる。低コストかつ十分な導電性を有するという観点においては、銀ペーストが好ましい。
【０１１０】
圧電素子に圧電性を発現させるためには、分極処理を行う必要がある。ここで、分極処理は後述する圧電素子を弾性体に固着する工程の前でも後でも構わない。ただし、固着する工程の前に行うときは、以降の工程を当該圧電セラミックスのキュリー温度以下の温度で行う必要がある。圧電セラミックスが脱分極して、圧電性を消失することを避けるためである。
【０１１１】
次に、圧電素子を弾性体に固着する。固着に際しては、例えば、圧電素子または振動子の接着面に流動性のある弾性樹脂前駆体を塗布する。ここで流動性とは、一定せず流れ動く性質であることを指す。また、弾性樹脂前駆体とは硬化前の弾性樹脂のことであり、液体状態の接着材のことを指す。ここで接着材は、いわゆる一液性でも二液性でも構わない。また、弾性樹脂前駆体を塗布する面は圧電素子の接着面および振動子の接着面のどちらでも構わない。
【０１１２】
続いて、弾性樹脂前駆体を硬化する。硬化に際しては、塗布面を介して圧電素子と弾性体とを加圧接触させる。加圧接触に際しては、圧電セラミックスが弾性体に対して移動しない程度以上、かつ圧電セラミックスが割れない程度以下の圧力を加えることが必要である。また、弾性樹脂前駆体が熱硬化性接着材であるときは、加圧接触しながら振動子を加熱することにより、硬化時間を短縮することができる。加熱に際しては、前述したように圧電セラミックスのキュリー温度を考慮して、加熱温度を決定する必要がある。
【０１１３】
さらに、必要に応じて前記複数の電極に給電部材を設けることもできる。給電部材を設けることにより、電圧入力手段（例えば、電源）と振動子の導通を行うことが可能になる。
【０１１４】
（振動波駆動装置の製造方法）
本発明の振動波駆動装置の製造方法は、特に限定されないが、図８のように移動体（スライダ）８は突起部５１を介して弾性体上に設けられる。２つの突起部５１は、弾性体の中心を通るＸＺ平面又はＹＺ平面に対して対称に配置させることが好ましい。振動子１０１１が突起部５１において移動体（スライダ）８から受ける反力に偏りがなくなるためである。ここで突起部５１の先端は移動体（スライダ）８が加圧接触されていることが好ましい。そうすることにより、移動体（スライダ）８は突起部５１の楕円軌道の振動によって矢印方向に移動することができる。
【実施例】
【０１１５】
以下に実施例を挙げて、本発明の振動子振動波駆動装置、振動波モータおよび光学機器を説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
【０１１６】
（実施例１）
まず、金属酸化物粉末を焼成して圧電セラミックスを得た。圧電セラミックスの組成を蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）で測定したところ、１００重量部の（Ｂａ０．８６Ｃａ０．１４）０．９８９（Ｔｉ０．９３Ｚｒ０．０７）Ｏ３に対してＭｎが金属換算で０．１６重量部含まれており、Ｂｉが金属換算で０．２８重量部含まれていた。また、鉛の含有量は２００ｐｐｍ未満であった。続いて、圧電セラミックスの結晶構造をＸ線回折測定（ＸＲＤ）で解析したところ、ペロブスカイト構造であることが分かった。すなわち圧電セラミックスは、非鉛系のペロブスカイト型金属酸化物を含有していた。また、アルキメデス法を用いて密度を測定したところ、５．７×１０３ｋｇ／ｍ３であった。
【０１１７】
続いて、圧電セラミックス３の各種パラメータを測定するために、圧電セラミックス３を１０×２．５×０．５ｍｍ３に加工し、１０×２．５ｍｍ２の２面に銀ペーストをスクリーン印刷によって形成して電極とし、試験片圧電素子を作製した。銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った。次に、作製した試験片圧電素子に対し、温度１００℃、電界１ｋＶ／ｍｍ、時間３０分の条件で分極を施した。この試験片圧電素子を室温（２５℃）の共振−反共振法で評価したところ、ヤング率Ｙｐは１２５ＧＰａ、圧電定数ｄ３１は−９０ｐｍ／Ｖであった。
【０１１８】
次に、圧電セラミックスを厚み０．３０ｍｍに研削、及び研磨加工した後に、８．３×５．７ｍｍ２のサイズに切断し、一片の直方体状の圧電セラミックスを得た。圧電セラミックスの両面に、銀ペーストを用いて駆動相電極およびグラウンド電極をスクリーン印刷によって形成した。そして、圧電セラミックス３の両面に設けたグラウンド電極を導通させるために、つなぎ電極を圧電セラミックスの側面に設け、圧電素子を得た。つなぎ電極には銀ペーストを用いた。また、銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った次に、圧電素子に接着剤を介して弾性体を固着させた。
【０１１９】
弾性体は、ＪＩＳ規格の磁性ステレンス鋼ＳＵＳ４２０Ｊ２製で、寸法が９．０×５．８×０．３ｍｍ３のものを使用した。ＳＵＳ４２０Ｊ２は、マルテンサイト系のステンレス鋼であり、組成は鋼を７０質量％以上、クロムを１２から１４質量％含有しており、ヤング率Ｙｓは２０４ＧＰａである。また、弾性体の面外には図６に示すような支持部が、面内には図６に示すような突起部が設けられている。本実施例においては、突起部の形状は、３×３ｍｍ２で高さが１ｍｍの直方体状で、プレス加工によって作製した。図６に示した突起部は理想的な直方体で示しているが、実際は加工上の制限により、角部が丸みを帯びている。突起部は、弾性体の短辺方向の中央部かつ長辺方向の両端部から１．７ｍｍの位置の２か所に設けた。
【０１２０】
接着剤は、エポキシ系の液体接着剤（ガラス転移温度１２０℃）を用い、ディスペンサにより弾性体の接着面に十分な量を塗布した。そして、圧電素子の駆動相電極面とは反対の面と弾性体とを加圧接触させ、その状態で炉に入れて、１３０℃で６０分保持することで接着剤を硬化させた。
【０１２１】
続いて、図７に示すように、圧電素子の弾性体が固着していない面において、駆動相電極とグラウンド電極に給電部材を熱圧着により設けた。具体的には、圧電素子にフレキシブルケーブルよりなる給電部材を、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）で接続した。熱圧着の条件は、時間を１０秒間、圧力を２ＭＰａとした。
【０１２２】
そして、圧電セラミックスに対し１００℃で分極処理を施した。具体的には、圧電素子の２つの駆動相電極それぞれに分極用のコンタクトピンを接触させ、弾性体をグラウンドとして電圧を印加した。このとき、圧電セラミックスには電界強度が１．０ｋＶ／ｍｍとなるように直流電圧を３０分間印加した。
【０１２３】
以上の工程により、本発明の振動子Ｅを得た。
【０１２４】
続いて、振動子Ｅに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ａを作製した。
【０１２５】
振動波駆動装置Ａに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１５０ｋＨｚから１ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子の面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。
【０１２６】
まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｅには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が８７．８０ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｅの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、８７．８０ｋＨｚであることが分かった。
【０１２７】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が９０．８５ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｅの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、９０．８５ｋＨｚであることが分かった。
【０１２８】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、ｆＢ−ｆＡ＝３．０５（ｋＨｚ）であることが分かった。
【０１２９】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１３０】
（実施例２−９）
圧電セラミックスの形状を、表１に示す厚さｔｃ、短辺の長さ、長辺Ｉｃに研削及び研磨、加工した点以外は、実施例１と同様の工程で振動子Ｆ〜Ｍを得た。
【０１３１】
続いて、振動子Ｆ〜Ｍに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ｆ〜Ｍを作製した。
【０１３２】
振動波駆動装置Ｆ〜Ｍに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１ｋＨｚから１５０ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子Ｆ〜Ｍの面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｆ〜Ｍには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が表１に示す周波数で最大となった。この結果、振動子Ｆ〜Ｍの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、表１に示す周波数であることが分かった。
【０１３３】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、振動子Ｆ〜Ｍには振動モードＡに略直交する互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が表１に示す周波数で最大となった。この結果、振動子Ｆ〜Ｍの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、表１に示す周波数であることが分かった。
【０１３４】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、表１に示すｆＢ−ｆＡ（ｋＨｚ）であることが分かった。
【０１３５】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１３６】
【表１】
2018107437.tif 000003
【０１３７】
（実施例１０）
実施例１０においては、原料粉としてニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、四酸化三マンガンを用いて、Ｎａ、Ｂａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｎが（Ｎａ０．８８Ｂａ０．１２）（Ｎｂ０．８８Ｔｉ０．１２）Ｏ３に対してＭｎが０．０３２重量部の組成になるように混合し、１１５０℃の最高温度で５時間焼成した。
【０１３８】
圧電セラミックスの組成をＩＣＰ発光分光分析で測定したところ、１００重量部の  （Ｎａ０．８８Ｂａ０．１２）（Ｎｂ０．８８Ｔｉ０．１２）Ｏ３に対してＭｎが金属換算で０．０３２重量部含まれており、鉛の含有量は２００ｐｐｍ未満であった。続いて、圧電セラミックスの結晶構造をＸ線回折測定（ＸＲＤ）で解析したところ、ペロブスカイト構造であることが分かった。また、アルキメデス法を用いて密度を測定したところ、４．５×１０３ｋｇ／ｍ３であった。
【０１３９】
続いて、圧電セラミックス３の各種パラメータを測定するために、圧電セラミックス３を１０×２．５×０．５ｍｍ３に加工し、１０×２．５ｍｍ２の２面に銀ペーストをスクリーン印刷によって形成して試験片圧電素子を作製した。銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った。次に、作製した試験片圧電素子に対し、温度１００℃、電界１ｋＶ／ｍｍ、時間３０分の条件で分極を施した。この試験片圧電素子を室温（２５℃）の共振−反共振法で評価したところ、ヤング率Ｙｐは１２５ＧＰａ、圧電定数ｄ３１は−６０ｐｍ／Ｖであった。
【０１４０】
上記組成の圧電セラミックスを用いた以外の点は、実施例１と同様の工程で振動子Ｎを得た。
【０１４１】
続いて、振動子Ｎに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ｎを作製した。
【０１４２】
振動波駆動装置Ｎに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１ｋＨｚから１５０ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子Ｎの面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｎには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が８８．４ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｎの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、８８．４ｋＨｚであることが分かった。
【０１４３】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、振動子Ｎには振動モードＡに略直交する互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が９０．５ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｎの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、９０．５ｋＨｚであることが分かった。
【０１４４】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、ｆＢ−ｆＡ＝２．１ｋＨｚであることが分かった。
【０１４５】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１４６】
（実施例１１）
実施例１１においては、実施例１とは異なる組成の金属酸化物粉末を焼成して圧電セラミックスを得た。圧電セラミックスの組成を蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）で測定したところ、１００重量部の（Ｂａ０．９０Ｃａ０．１０）ＴｉＯ３に対してＭｎが金属換算で０．１２重量部含まれており、鉛の含有量は２００ｐｐｍ未満であった。続いて、圧電セラミックスの結晶構造をＸ線回折測定（ＸＲＤ）で解析したところ、ペロブスカイト構造であることが分かった。すなわち圧電セラミックスは、チタン酸バリウム置換体よりなるペロブスカイト型金属酸化物を含有していた。また、アルキメデス法を用いて密度を測定したところ、５．６×１０３ｋｇ／ｍ３であった。
【０１４７】
続いて、圧電セラミックス３の各種パラメータを測定するために、圧電セラミックス３を１０×２．５×０．５ｍｍ３に加工し、１０×２．５ｍｍ２の２面に銀ペーストをスクリーン印刷によって形成して試験片圧電素子を作製した。銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った。次に、作製した試験片圧電素子に対し、温度１００℃、電界１ｋＶ／ｍｍ、時間３０分の条件で分極を施した。この試験片圧電素子を室温（２５℃）の共振−反共振法で評価したところ、ヤング率Ｙｐは１３２ＧＰａ、圧電定数ｄ３１は−７５ｐｍ／Ｖであった。
【０１４８】
上記組成の圧電セラミックスを用いた以外の点は、実施例１と同様の工程で振動子Ｏを得た。
【０１４９】
続いて、振動子Ｏに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ｏを作製した。
【０１５０】
振動波駆動装置Ｏに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１ｋＨｚから１５０ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子Ｏの面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｏには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が９０．０ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｎの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、９０．０ｋＨｚであることが分かった。
【０１５１】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、振動子Ｏには振動モードＡに略直交する互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が９２．２ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｏの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、９２．２ｋＨｚであることが分かった。
【０１５２】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、ｆＢ−ｆＡ＝２．２ｋＨｚであることが分かった。
【０１５３】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１５４】
（比較例１）
次に、本発明との比較のために、以下の手順によって、圧電セラミックスを作製した。
【０１５５】
まず、実施例１とは異なる組成の金属酸化物粉末を焼成して圧電セラミックスを得た。圧電セラミックスの組成を蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）で測定したところ、１００重量部のＢａＴｉＯ３に対してＭｎが金属換算で０．１２重量部含まれており、鉛の含有量は２００ｐｐｍ未満であった。続いて、圧電セラミックスの結晶構造をＸ線回折測定（ＸＲＤ）で解析したところ、ペロブスカイト構造であることが分かった。すなわち圧電セラミックスは、非鉛系のペロブスカイト型金属酸化物を含有していた。また、アルキメデス法を用いて密度を測定したところ、６．０×１０３ｋｇ／ｍ３であった。
【０１５６】
続いて、圧電セラミックス３の各種パラメータを測定するために、圧電セラミックス３を１０×２．５×０．５ｍｍ３に加工し、１０×２．５ｍｍ２の２面に銀ペーストをスクリーン印刷によって形成して試験片圧電素子を作製した。銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った。次に、作製した試験片圧電素子に対し、温度１００℃、電界１ｋＶ／ｍｍ、時間３０分の条件で分極を施した。この試験片圧電素子を室温（２５℃）の共振−反共振法で評価したところ、ヤング率Ｙｐは１３０ＧＰａ、圧電定数ｄ３１は−８５ｐｍ／Ｖであった。
【０１５７】
次に、圧電セラミックスを厚み０．４０ｍｍに研削、及び研磨加工した後に、８．９×５．７ｍｍ２のサイズに切断し、一片の直方体状の圧電セラミックスを得た。圧電セラミックスの両面に、銀ペーストを用いて駆動相電極およびグラウンド電極をスクリーン印刷によって形成した。そして、圧電セラミックスの両面に設けたグラウンド電極を導通させるために、つなぎ電極を圧電セラミックスの側面に設け、圧電素子を得た。つなぎ電極には銀ペーストを用いた。また、銀ペーストの焼き付けは８００°で１０分間保持することで行った。
【０１５８】
上記組成の圧電素子を用いた以外の点は、実施例１と同様の工程で振動子Ｐを得た。
【０１５９】
続いて、振動子Ｐに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ｐを作製した。
【０１６０】
振動波駆動装置Ｐに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１ｋＨｚから１５０ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子Ｐの面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｐには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が１０９．１０ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｐの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、１０９．１０ｋＨｚであることが分かった。
【０１６１】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、振動子Ｐには振動モードＡに略直交する互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が１０９．１０ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｐの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、１０９．１０ｋＨｚであることが分かった。
【０１６２】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、ｆＢ−ｆＡ＝０．００ｋＨｚであることが分かった。
【０１６３】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１６４】
（比較例２）
比較例２においては、圧電セラミックスの形状を、厚さ０．４ｍｍ、長辺８．８ｍｍに研削及び研磨、加工した点以外は、比較例１と同様の工程で振動子Ｑを得た。
【０１６５】
続いて、振動子Ｑに給電部材を通じて電圧入力手段を接続し、図７のような振動波駆動装置Ｑを作製した。
【０１６６】
振動波駆動装置Ｑに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１０Ｖｐｐ）を印加した。その上で、周波数を１ｋＨｚから１５０ｋＨｚまで変化させながら、各周波数で、振動子Ｑの面外方向の変位量の面内分布をレーザードップラ振動計にて測定した。まず、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときには、振動子Ｑには互いに交差しない２本の節線を有する振動モードＡが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が１１０．２５ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｑの振動モードＡの共振周波数ｆＡは、１１０．２５ｋＨｚであることが分かった。
【０１６７】
また、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときには、振動子Ｑには振動モードＡに略直交する互いに交差しない３本の節線を有する振動モードＢが発生し、２本の節線の中央部（腹線）の位置の変位量が１１０．７５ｋＨｚで最大となった。この結果、振動子Ｑの振動モードＡの共振周波数ｆＢは、１１０．７５ｋＨｚであることが分かった。
【０１６８】
この結果より、振動モードＡの共振周波数ｆＡと、振動モードＢの共振周波数ｆＢとが、０．５０ｋＨｚであることが分かった
また、Ｖ１とＶ２の位相差を０°としたときの振動モードＡの２本の節線と、Ｖ１とＶ２の位相差を１８０°としたときの振動モードＢの３本の節線を重ねてみると、交差していた。
【０１６９】
（実施例１〜１１の振動子による振動波モータ）
次に、実施例１から１１で作製した振動子Ｅから振動子Ｏの弾性体を移動体（スライダ）に接するように設け、図８のような振動波モータを作製した。
【０１７０】
作製した振動波モータに対し、駆動相電極を通じて、交番電圧Ｖ１およびＶ２（振幅はいずれも１００Ｖｐｐ）を印加した。このときＶ１とＶ２の位相差θは９０°とし、駆動する周波数は、（ｆＢ＋５）ｋＨｚから、（ｆＢ―５）ｋＨｚまで、振動子を図８の矢印方向に往復駆動させた。そのときに、最高速度と一定速度（０．２ｍ／ｓ）時の消費電力を評価した結果を表２に示す。
【０１７１】
（比較例１，２の振動子による振動波モータ）
比較例１、２で作製した振動子Ｐ、Ｑを用いて、同様の工程で図８のような振動波モータを作製、駆動、評価した。そのときに、最高速度と消費電力を評価した結果を表２に示す。
【０１７２】
【表２】
2018107437.tif 000004
【０１７３】
表２より、実施例１から１１の振動波モータにおいては、最高速度が高く、消費電力が低く、共に良好な値となった。
【０１７４】
一方で比較例１，２の振動波モータにおいては、最高速度は実施例１２〜２２に比べてほぼ半減し、消費電力は２倍以上となり、消費電力（０．２ｍ／ｓ時の入力電力）が非常に大きかった。
【０１７５】
（光学機器の製造方法）
（実施例１２および比較例３）
実施例１で作製した振動波駆動装置を光学部材と力学的に接続し、図９のような光学機器を作製した。また、比較例１で作製した振動波駆動装置を光学部材と力学的に接続し、図９のような光学機器を作製した。どちらの光学機器も交番電圧の印加に応じたオートフォーカス動作を確認できたが、実施例１２のフォーカス動作は比較例３のフォーカス動作に比べて、フォーカス時間が短かった。
【０１７６】
（電子機器）
電子部品とともに前述した振動子を搭載したところ、良好な振動特性が得られた。
また、電子部品とともに振動波駆動装置を搭載したところ、この電子機器は良好な駆動特性を示した。
【符号の説明】
【０１７７】
１  第一の電極
２  第二の電極
３  圧電セラミックス
５  振動板
６  支持部
【図１】
2018107437.tif 000005
【図２】
2018107437.tif 000006
【図３】
2018107437.tif 000007
【図４】
2018107437.tif 000008
【図５】
2018107437.tif 000009
【図６】
2018107437.tif 000010
【図７】
2018107437.tif 000011
【図８】
2018107437.tif 000012
【図９】
2018107437.tif 000013
【図１０】
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