(57)【要約】【課題】振動型アクチュエータの駆動効率を向上させる。【解決手段】振動型アクチュエータ１は、矩形の圧電素子１２が接合された矩形の振動部１１ａを備える振動子３と、振動子３と加圧接触して振動子３と相対移動を行う被駆動体４とを備える。振動子３は、被駆動体４と加圧接触させるために振動板１１において圧電素子１２が接合された面の反対側の面において振動部１１の長手方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部１１ｂ１，１１ｂ２と、突起部１１ｂ１，１１ｂ２と接触しないように突起部１１ｂ１，１１ｂ２の間に所定の厚さで振動部１１ａと一体形成された所定の厚さの調整部１１ｄとを有し、振動子３を振動部１１ａの長手方向と短手方向のそれぞれの方向に対称な形状とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部を備える振動板、及び、前記振動板における前記振動部の一方の面に接合された電気−機械エネルギ変換素子を備える振動子であって、
前記振動子は、
前記振動板の、前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された面の反対側の面に、第１の方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部と、
前記２つの突起部と接触しないように前記２つの突起部の間に所定の厚さで前記振動部と一体形成された調整部と、を有し、
前記第１の方向と、前記振動板の反対側の面に平行で且つ前記第１の方向と垂直な方向との、それぞれの方向に対称な形状を有することを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記調整部の厚さは均一であることを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記調整部は、前記振動部の長手方向に長く、前記振動部の短手方向に短い形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動子。
【請求項４】
前記調整部の短手方向の長さを長手方向の長さで除した値が、０．８７６〜０．８７７の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の振動子。
【請求項５】
前記調整部は、前記振動部の長手方向に短く、前記振動部の短手方向に長い略長方形の形状を有し、前記２つの突起部の間の中央に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動子。
【請求項６】
前記振動子は、２つの異なる面外曲げ振動が励振されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動子。
【請求項７】
振動部を備える振動板、及び、前記振動板における前記振動部の一方の面に接合された電気−機械エネルギ変換素子を備える振動子と、
前記振動子と加圧接触して前記振動子と相対移動を行う被駆動体とを備える振動型アクチュエータであって、
前記振動子は、
前記被駆動体と加圧接触させるために、前記振動板の、前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された面の反対側の面に、駆動方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部と、
前記２つの突起部と接触しないように前記２つの突起部の間に所定の厚さで前記振動部と一体形成された調整部と、を有し、
前記駆動方向と、前記振動板の反対側の面に平行で且つ前記駆動方向と垂直な方向との、それぞれの方向に対称な形状を有することを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記調整部の厚さは均一であることを特徴とする請求項７に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記調整部は、前記振動部の長手方向に長く、前記振動部の短手方向に短い形状を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記調整部の短手方向の長さを長手方向の長さで除した値が、０．８７６〜０．８７７の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記調整部は、前記振動部の長手方向に短く、前記振動部の短手方向に長い略長方形の形状を有し、前記２つの突起部の間の中央に設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記振動子は、２つの異なる面外曲げ振動が励振されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１３】
略矩形の振動部を備える振動板、及び、前記振動板における前記振動部の一方の面に接合された略矩形の電気−機械エネルギ変換素子を備える振動子と、
前記振動子と加圧接触して前記振動子と相対移動を行う被駆動体とを備える振動型アクチュエータであって、
前記振動子は、
前記被駆動体と加圧接触させるために前記振動板において前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された面の反対側の面において前記振動部の長手方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部と、
前記２つの突起部と接触しないように前記２つの突起部の間に前記振動部と一体形成された調整部とを有し、
前記調整部は、前記振動子に１次の面外曲げ振動モードと２次の面外曲げ振動モードの振動を励振したときに、前記振動子と前記被駆動体とが相対移動を行う方向と前記１次の面外曲げ振動モードの振動の方向とのなす角が略９０度となるときに、前記相対移動を行う方向と前記２次の面外曲げ振動モードの振動の方向とのなす角が略０度となるように設けられていることを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータにより移動されるレンズと、
前記レンズを通過した光が結像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子、振動型アクチュエータ及び撮像装置に関し、例えば、異なる振動モードの振動を組み合わせて駆動される振動子と、この振動子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と、振動型アクチュエータを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる振動モードを組み合わせた振動を振動子に生じさせることにより、振動子と被駆動体とを相対移動させる振動型アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された振動型アクチュエータでは、振動子に２つの突起部を設け、被駆動体と突起部とを加圧接触させることで、突起部と被駆動体との間に摩擦力を発生させている。そして、振動子に２つの異なる面外方向の曲げ振動モードの振動を励振させて、２つの突起部の先端に楕円運動（或いは円運動）を生じさせることによって、振動子と被駆動体との相対移動を可能としている。
【０００３】
上記従来技術における振動子に励起される２つの振動モードは、後述する本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータでも用いるため、ここで詳細に説明することとする。
【０００４】
図８（ａ）は、振動子８０の概略構造を示す斜視図である。振動子８０は、矩形状の振動板８１と、振動板８１に接合された圧電素子８２とを備える。振動板８１において圧電素子８２が接合されている面の反対側の面には、２カ所に突起部８１ｂ１，８１ｂ２が形成されており、突起部８１ｂ１，８１ｂ２のそれぞれの先端には更に、不図示の被駆動体と加圧接触する接触部８１ｅ１，８１ｅ２が形成されている。
【０００５】
図８（ｂ）は、振動子８０に励振される２つの曲げ振動モードのモード形状を模式的に示す図である。圧電素子８２に交流電圧（交番電圧）を印加することにより、振動子８０に２つの面外方向の曲げ振動モード（以下「モードＡ」、「モードＢ」と称呼する）を合成した振動を励振させる。
【０００６】
図８（ｂ）上図に示すように、第１の振動モードであるモードＡは、振動子８０の長手方向である図中Ｘ方向に平行に２つの節が現れる１次の面外曲げ振動モードであり、ＹＺ面に対称な形状のモードである。なお、本明細書において「平行」とは、厳密に平行な場合だけなく、平行とみなせる場合を含む概念であり、平行であることによる効果や性質が実質的に得られる場合を含む。同様に、「垂直」とは、厳密に垂直な場合だけでなく、垂直とみなせる場合を含む概念であり、垂直であることによる効果や性質が実質的に得られる場合を含む。
【０００７】
モードＡの振動により、接触部８１ｅ１，８１ｅ２には、不図示の被駆動体の摩擦摺動面と垂直な方向（Ｚ方向）に主要な変位を生じる振幅が励振される。つまり、モードＡの振動によって、突起部８１ｂ１，８１ｂ２には、被駆動体を突き上げる方向に変位する。
【０００８】
図８（ｂ）下図に示すように、第２の振動モードであるモードＢは、振動子８０の図中Ｙ向に平行に３つの節が現れる２次の面外曲げ振動モードであり、ＹＺ面に逆対称、且つ、ＺＸ面に対称な形状のモードである。モードＢの振動によって、突起部８１ｂ１，８１ｂ２には、被駆動体の摩擦摺動面と平行な方向（Ｘ方向）に主要な変位を生じる振幅が励振される。つまり、モードＢの振動により、接触部８１ｅ１，８１ｅ２は、被駆動体との相対的な移動方向に変位する。
【０００９】
モードＡ，Ｂの振動モードを組み合わせることにより、接触部８１ｅ１，８１ｅ２がＺＸ面内で楕円運動を行い、これにより、被駆動体と振動子８０との間に駆動力（推力）が発生する。そして、この駆動力により、振動子８０と被駆動体とをＸ方向に相対移動させることができる。
【００１０】
次に、モードＡ，Ｂの各振動モードにおける２つの接触部８１ｅ１，８１ｅ２の振動変位について説明を続ける。図８（ｂ）には、モードＡにおける接触部８１ｅ１，８１ｅ２の振動変位をそれぞれベクトルＶ１−ａ，Ｖ２−ａで示している。同様に、モードＢにおける接触部８１ｅ１，８１ｅ２の振動変位をそれぞれベクトルＶ１−ｂ，Ｖ２−ｂで示している。モードＡの振動はＺＸ面について略対称であるので、ベクトルＶ１−ａとベクトルＶ２−ａとは、ＺＸ面に対して略対称となる。また、モードＢの振動はＺＸ面について略逆対称であるので、ベクトルＶ１−ｂとベクトルＶ２−ｂとは、ＺＸ面について略逆対称となる。よって、接触部８１ｅ１，８１ｅ２の振動変位は同等の性質となるので、以下では、接触部８１ｅ２の動きについて説明することとする。
【００１１】
説明を簡単にするため、モードＡとモードＢは、ベクトルＶ２−ａとベクトルＶ２−ｂの大きさが共に単位量１となるように励振されているとする。ベクトルＶ２−ａの方向をＸ方向基準とした角度θ２−ａで示すこととし、ベクトルＶ２−ｂの方向をＸ方向基準とした角度θ２−ｂで示すこととすると、ここでは、角度θ２−ａは８２．６度であり、角度θ２−ｂは８．５度である。
【００１２】
図９（ａ）は、モードＡとモードＢを時間的に１／４周期の差を与えて励振した場合の接触部８１ｅ２の振動１周期の変位軌跡を示す図である。横軸はＸ方向の変位であり、縦軸はＺ方向の変位である。モードＡに対してモードＢが時間的に１／４周期遅れるように励振すると、図中矢印で示す方向に振動変位が発生する。図９（ｂ）は、角度θ２−ａが９０度、角度θ２−ｂが０度である場合の接触部８１ｅ２の振動１周期の変位軌跡を示す図である。図９（ｂ）に示した変位軌跡が略円形であるのに対して、図９（ａ）ではＸ方向に傾いた角度を持つ楕円形となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４２６１９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した振動型アクチュエータを搭載した機器には消費電力の低減が求められており、そのため、振動型アクチュエータにも消費電力を低減しつつ所望の駆動力を得ること、つまり、駆動効率の向上が求められている。ここで、上述したように、振動型アクチュエータでは、接触部８１ｅ１，８１ｅ２の変位軌跡により被駆動体に対する駆動力を発生させるが、図９（ａ），（ｂ）を比較すると、図９（ａ）の変位軌跡では、図９（ｂ）の変位軌跡よりも駆動力が低減してしまう。これは、Ｚ方向の変位が最大となるタイミングとＸ方向の速度が最大となるタイミングがずれてしまうこと等の理由による。よって、振動子８０に発生させる振動変位をより理想的な状態に近付けることで、駆動効率を向上をさせることができると考えられる。
【００１５】
本発明は、駆動効率を向上させた振動子と、この振動子を備え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】
【００１６】
本発明に係る振動子は、振動部を備える振動板、及び、前記振動板における前記振動部の一方の面に接合された電気−機械エネルギ変換素子を備える振動子であって、前記振動子は、前記振動板の、前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された面の反対側の面に、第１の方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部と、前記２つの突起部と接触しないように前記２つの突起部の間に所定の厚さで前記振動部と一体形成された調整部と、を有し、前記第１の方向と、前記振動板の反対側の面に平行で且つ前記第１の方向と垂直な方向との、それぞれの方向に対称な形状を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る振動型アクチュエータは、振動部を備える振動板、及び、前記振動板における前記振動部の一方の面に接合された電気−機械エネルギ変換素子を備える振動子と、
前記振動子と加圧接触して前記振動子と相対移動を行う被駆動体とを備える振動型アクチュエータであって、前記振動子は、前記被駆動体と加圧接触させるために、前記振動板の、前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された面の反対側の面に、駆動方向に所定の間隔で設けられた２つの突起部と、前記２つの突起部と接触しないように前記２つの突起部の間に所定の厚さで前記振動部と一体形成された調整部と、を有し、前記駆動方向と、前記振動板の反対側の面に平行で且つ前記駆動方向と垂直な方向との、それぞれの方向に対称な形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、振動型アクチュエータの駆動効率を向上させることができ、これにより、振動型アクチュエータを搭載した機器の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の振動型アクチュエータに用いられる振動子ユニットの構造を示す斜視図である。
【図３】図２の振動子ユニットに用いられている振動子の構造を示す斜視図である。
【図４】図３の振動子を構成する振動板に設けられる調整部の厚さｔと角度θ２−ａ，θ２−ｂ（図８（ｂ）参照）との関係を示す図である。
【図５】図２の振動子ユニットに用いられる別の振動子の構造を示す斜視図である。
【図６】図５の振動子を構成する振動板に設けられる調整部の厚さｔと角度θ２−ａ，θ２−ｂ（図８（ｂ）参照）との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを備える撮像装置の概略構成を示す上面図及びブロック図である。
【図８】従来技術に係る振動子の概略構造を示す斜視図と、振動子に励振される２つの曲げ振動モードのモード形状を模式的に示す図である。
【図９】図８の振動子を所定の条件で駆動したときの、被駆動体に加圧接触する接触部の変位軌跡の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータ１の概略構成を示す分解斜視図である。説明の便宜上、振動型アクチュエータ１について、図１中に示す三次元直交軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を設定し、各種の方向を説明する際に、適宜、各軸の方向を用いることとする。
【００２２】
振動型アクチュエータ１は、１自由度の直線駆動が可能な装置であり、相対移動する振動子ユニット２と被駆動体４とを備える。振動子ユニット２は、スライド部品３５に固定されている。また、スライド部品３５は、図１中のＸ方向と平行に配置される２本のガイド棒３４に、Ｘ方向にスライド移動可能に保持されている。２本のガイド棒３４は、第１ベース部材３１に固定された２つの第２ベース部材３２に挟持された状態で固定されている。
【００２３】
振動子ユニット２は、後述する振動子３（図３参照）と支持部材１３（図２参照）とを備えている。振動子３は、スライド部品３５に設けられた固定部３５ｂに支持部材１３を介してビス止めされる。これにより、スライド部品３５と振動子ユニット２とは、一体となってＸ方向に移動することができるようになっている。
【００２４】
スライド部品３５と振動子ユニット２との間には、板バネ形状を有し、Ｚ方向に撓むことでバネ力を発生する加圧手段である加圧バネ３６が配置されている。加圧バネ３６は、その自由端が振動子ユニット２を構成する振動子３に接触しており、振動子３を被駆動体４に向けて押圧している。
【００２５】
被駆動体４は、振動子ユニット２のＺ方向上側に配置されている。具体的には、角棒形状を有する被駆動体４の両端（Ｘ方向端）はそれぞれ、保持部材３３に固定されている。そして、２つの保持部材３３はそれぞれ、２つの第２ベース部材３２にビス止めされている。こうして、本実施形態では、固定された被駆動体４に対して、振動子ユニット２がスライド部品３５と一体となって駆動方向であるＸ方向にスライド移動する構成となっている。なお、被駆動体４は、摩擦駆動を行う上で必要とされる耐摩耗性を確保するために、例えば、マルテンサイト系ステンレス材で形成される。
【００２６】
振動子ユニット２をスライド移動させるための駆動力（推力）を発生させるために必要な摩擦力が被駆動体４と振動子ユニット２との間に生じるように、被駆動体４と振動子ユニット２とは、加圧バネ３６のバネ力により加圧された状態で接触している。ここで、所望の加圧接触状態を実現するためには、振動子ユニット２と被駆動体４とがＺ方向に相対的に変位可能となっている必要がある。本実施形態では、支持部材１３の一部が弾性変形することにより、振動子ユニット２と被駆動体４とがＺ方向において相対的に変位可能となっている。
【００２７】
振動型アクチュエータ１では、振動子ユニット２と一体となってＸ方向にスライド移動するスライド部品３５を出力手段として駆動力（又は変位）を取り出すことにより、任意の機器を駆動することができる。具体例としては、振動型アクチュエータ１は、第２実施形態で説明するような撮像装置（カメラ）のレンズ等の駆動に用いることができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、振動子ユニット２が被駆動体４に対してスライド移動する構成としたが、これに限定されず、固定された振動子ユニット２に対して被駆動体４が移動する構成としてもよい。その場合、振動子ユニット２をスライド移動することができないように所定の外部部材に固定し、被駆動体４を振動子ユニット２に対して移動自在に保持した構造とすればよい。また、本実施形態では、振動型アクチュエータ１として、振動子ユニット２がＸ方向にスライド移動するリニア型のものを取り上げたが、これに限定されず、回転型として構成されたものであってもよい。振動子ユニット２のように後述する２つの接触部１１ｅ１，１１ｅ２を有し、接触部１１ｅ１，１１ｅ２に生じる振動を用いた回転型の振動型アクチュエータの構成は周知であるので、ここでの説明は省略する。
【００２９】
次に、振動型アクチュエータ１を構成する振動子ユニット２と、振動子ユニット２を構成する振動子３について、詳細に説明する。図２は、振動型アクチュエータ１に用いられている振動子ユニット２の構造を示す斜視図である。また、図３は、振動子ユニット２に用いられている振動子３の構造を示す斜視図である。
【００３０】
振動子ユニット２は、振動子３と、支持部材１３とを備える。支持部材１３は、振動子３をＺ方向に弾性的に保持している。振動子３は、金属材料等の弾性体により板状に形成された振動板１１と、振動板１１の一方の面に接着等により接合された電気−機械エネルギ変換素子である略矩形で板状の形状を有する圧電素子１２とを有する。圧電素子１２には、外部との電気的な接続を行うフレキシブル配線基板１４が接続されている。
【００３１】
振動板１１は、略矩形の振動部１１ａと、振動部１１ａの上面（圧電素子１２の接合面とは反対側の面）においてＸ方向に所定の間隔で形成された２つの突起部１１ｂ１，１１ｂ２とを備える。突起部１１ｂ１，１１ｂ２のそれぞれの上端面（Ｚ方向に突出している上面）には、被駆動体４と加圧接触する接触部１１ｅ１，１１ｅ２が設けられている。振動板１１のＸ方向両端（振動部１１ａのＸ方向側）にはそれぞれ、支持部材１３と接合される結合部１１ｃ１，１１ｃ２が設けられており、結合部１１ｃ１，１１ｃ２と支持部材１３とは溶接等により接合される。
【００３２】
なお、振動板１１は、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ対称な形状を有する。但し、本実施形態において、「対称な形状」とは、厳密に対称な形状だけでなく、加工誤差等により略対称な形状を含むものとする。また、例えば、結合部１１ｃ１，１１ｃ２には振動子３を接合する際に用いる位置決め穴等がそれぞれ異なる形状で形成される場合があるが、振動子３の振動状態に影響を与えない程度の振動板１１の形状の差異は無視することができ、この場合には、振動板１１は対称な形状であるものとみなす。
【００３３】
また、振動板１１に設けられた突起部１１ｂ１，１１ｂ２及び接触部１１ｅ１，１１ｅ２はそれぞれ、図８を参照して説明した振動子８０の突起部８１ｂ１，８１ｂ２及び接触部８１ｅ１，８１ｅ２と同等である。また、振動部１１ａ及び圧電素子１２はそれぞれ、振動子８０の振動板８１及び圧電素子８２と同等である。そして、振動子３の駆動は、図８を参照して説明したモードＡ（１次の面外曲げ振動モード）とモードＢ（２次の面外曲げ振動モード）の振動を振動子３に励振することによって行われる。その詳細については既に説明済みであるので、ここでの説明を省略する。
【００３４】
振動部１１ａのＺ方向上面（被駆動体４と対向する面）の中央部には、周辺部よりも板厚が厚く形成された調整部１１ｄが、振動部１１ａと一体形成されている。なお、「一体形成されている」とは、振動部１１ａと調整部１１ｄとは、同じ材料からなり、境界がなく、連続した組織が形成されていることを指す。
【００３５】
図２及び図３に示すように、調整部１１ｄは、その長辺が振動板１１の長手方向であるＸ方向と平行となるように、Ｘ方向及びＹ方向の略中央付近の、概ね、突起部１１ｂ１，１１ｂ２との間の領域に設けられている。本実施形態では、調整部１１ｄは、均一厚さで、且つ、振動板１１の他の構成要素と同様に、駆動方向（Ｘ方向）と、駆動方向と垂直な方向（Ｙ方向）の各方向について対称な形状で形成されている。なお、調整部１１ｄが突起部１１ｂ１，１１ｂ２と接触すると、調整部１１ｄが接触部１１ｅ１，１１ｅ２が振動する際の変位方向と変位量に不要な影響を与えてしまうおそれがある。このような問題が生じないように、調整部１１ｄは、突起部１１ｂ１，１１ｂ２と接触しないように形成されている。
【００３６】
調整部１１ｄの作用について説明する。図４（ａ）は、調整部１１ｄの厚さｔと角度θ２−ａ，θ２−ｂとの関係を示す図である。なお、調整部１１ｄの厚さｔとは、振動部１１ａにおいて調整部１１ｄが形成されていない部分の表面を基準とした値（振動部１１ａの周辺部のＺ方向上面から調整部１１ｄのＺ方向上面までの厚さ）である。また、角度θ２−ａ，θ２−ｂは、図８（ｂ）を参照して既に説明した通りであるので、ここでの説明を省略する。
【００３７】
図４（ａ）において、横軸は調整部１１ｄの厚さｔであり、縦軸は角度θ２−ａ，θ２−ｂの各値である。角度θ２−ａ，θ２−ｂは共に、厚さｔの値に依存して変化しており、厚さｔが略０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍのときに、角度θ２−ａは略９０度となり、角度θ２−ｂは略０度となっていることがわかる。つまり、振動板１１に所定厚さの調整部１１ｄを設けることによって、角度θ１−ａ，θ２−ａを略９０度（ベクトルＶ１−ａ，Ｖ２−ａをＺ方向と平行）に、且つ、角度θ１−ｂ，θ２−ｂを略０度（ベクトルＶ１−ｂ，Ｖ２−ｂをＸ方向と平行）とすることができる。こうして、接触部１１ｅ１，１１ｅ２は共に、図９（ｂ）に示したような略円形の変位軌跡を描く運動を行うことができるため、振動型アクチュエータ１を、従来と比較して、より高い効率で駆動させることが可能になる。
【００３８】
調整部１１ｄの厚さｔに限らず、調整部１１ｄの形状（調整部１１ｄのＸ方向及びＹ方向の各寸法）を調整することによっても、振動型アクチュエータ１の駆動効率を高めることができる。図４（ｂ）は、調整部１１ｄのＸ方向とＹ方向の寸法比と、角度θ２−ａ，θ２−ｂとの関係を示す図であり、横軸の寸法比には、Ｙ方向寸法をＸ方向寸法で除した値を採用している。この寸法比が、概ね、０．８７６〜０．８７７となるときに、角度θ１−ａ，θ２−ａを略９０度にすると共に角度θ１−ｂ，θ２−ｂを略０度として、図９（ｂ）に示したような略円形の変位軌跡で接触部１１ｅ１，１１ｅ２を駆動することができることがわかる。
【００３９】
なお、ここでは、調整部１１ｄの厚さｔの調整、或いは、Ｘ方向とＹ方向の寸法比の調整により、振動型アクチュエータ１の駆動効率を高めることができることについて説明した。但し、これに限られず、調整部１１ｄの形状や調整部１１ｄを設ける位置を調整することによっても、同じ効果を得ることができる。例えば、調整部１１ｄの厚さｔは均一であるとしたが、これに限定されず、駆動効率が改善する限りにおいて、位置によって厚さが異なる構造としてもよい。
【００４０】
ところで、本実施形態では、振動板１１において調整部１１ｄを振動部１１ａと一体形成している。これは、次の理由による。即ち、調整部１１ｄを振動部１１ａ（振動板１１）とは別体として準備し、振動部１１ａに接着や溶接等で結合する構成とした場合には、その結合部での剛性のばらつきによって、振動部１１ａの振動状態の対称性が崩れるおそれがある。そして、振動部１１の振動状態の対称性が崩れてしまうと、接触部１１ｅ１，１１ｅ２（突起部１１ｂ１，１１ｂ２）の振動変位が所望の値とならない。このような問題の発生を回避するため、調整部１１ｄは、振動板１１において、振動部１１ａと一体形成されていることが必要となる。
【００４１】
以上の説明の通り、振動型アクチュエータ１では、駆動効率を従来よりも高めることができるため、消費電力を低減することが可能になる。なお、これとは逆に、従来と同じ消費電力で、より大きな駆動力を得るという用い方も可能になり、ひいては、振動型アクチュエータ１の小型化と、振動型アクチュエータ１を搭載する機器の小型化が可能になる。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る振動型アクチュエータに用いられる振動子３Ａの概略構造を示す斜視図である。振動子３Ａは、振動板１１Ａの振動部１１ａに一体形成される調整部１１ｄＡの形状が、第１実施形態で説明した振動子３の調整部１１ｄの形状と異なるのみで、その他の構成部品や構成部位は、振動子３（図３参照）の構成部品や構成部位と同じである。そのため、振動子３Ａにおいて、振動子３と同じ構成部品や部位については、同じ符号を付して、説明を省略することとする。
【００４３】
振動子３Ａでは、突起部１１ｂ１，１１ｂ２間の間隔を調整することによって、モードＢにおける接触部１１ｅ１，１１ｅ２の振動方向を所望の値に調整する。振動板１１Ａに一体形成された調整部１１ｄは、その長辺が振動板１１Ａの短手方向であるＹ方向と平行になるように設けられた略長方形の形状を有し、Ｘ方向において突起部１１ｂ１，１１ｂ２の間の中央となる位置に設けられている。振動子３Ａでは、角度θ１−ｂ，θ２−ｂを調整部１１ｄＡで調整する必要はなく、角度θ１−ａ，θ２−ａを所望の値に設定できればよいことになる。
【００４４】
図６は、調整部１１ｄＡの厚さｔとθ２−ａ，θ２−ｂの関係を示す図である。ここでも、調整部１１ｄＡの厚さｔは、振動部１１ａにおいて調整部１１ｄが形成されていない部分の表面を基準とした値である。図６に示されるように、角度θ２−ｂは、調整部１１ｄＡの厚さｔに関係なく、概ね、０度近傍のほぼ一定の値を取っているが、角度θ２−ａは、調整部１１ｄＡの厚さｔが厚くなるに従って大きくなるように変化している。そして、調整部１１ｄＡの厚さｔが、概ね、０．３５ｍｍ近傍であるときに、角度θ２−ａは略９０度となることがわかる。よって、振動子３Ａでも、調整部１１ｄＡの厚さｔを適切に設定することで、角度θ１−ａ，θ２−ａを略９０度とし、角度θ１−ｂ，θ２−ｂを略０度として、図９（ｂ）に示した略円形の変位軌跡で接触部１１ｅ１，１１ｅ２を運動させることができる。
【００４５】
以上の説明の通り、振動型アクチュエータ１に、振動子３に代えて振動子３Ａを適用した場合でも、振動子３Ａの駆動効率を従来よりも高めることができるため、消費電力を低減することが可能になる。なお、ここでは、調整部１１ｄＡの厚さｔを調整することによって角度θ１−ａ，θ２−ａを所望の角度に設定する例を示したが、調整部１１ｄＡの平面形状や寸法を調整することによっても、角度θ１−ａ，θ２−ａを所望の角度に設定することができる。また、ここでは、調整部１１ｄＡは、均一な厚さｔを有するとしたが、これに限定されず、駆動効率が改善する限りにおいて、位置によって厚さが異なる構造としてもよい。
【００４６】
＜第３実施形態＞
ここでは、上述した本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを撮像装置に応用した例について説明する。図７（ａ）は、撮像装置７００の概略構成を示す上面図である。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、基台上に配設された振動型アクチュエータ６２０，６４０を備えるレンズ鏡筒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つの振動型アクチュエータ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、振動型アクチュエータ６２０，６４０として第１実施形態の振動型アクチュエータ１が用いられる。
【００４７】
図７（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の内部の光軸上の所定位置に配置される。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の出力は、カメラ処理回路７５０へ送られる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、振動型アクチュエータ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、振動型アクチュエータ６２０は第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させ、振動型アクチュエータ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。
【００５０】
振動型アクチュエータ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、振動型アクチュエータ６２０の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型アクチュエータ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、振動型アクチュエータ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。
【００５１】
このように、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１は、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として用いることができ、これにより、安定したレンズ駆動が可能な、信頼性の高い撮像装置７００を実現することができる。勿論、振動型アクチュエータ１は、第２実施形態で説明した振動子３Ａを備えるものであってもよい。
【００５２】
＜その他の実施形態＞
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】
【００５３】
１    振動型アクチュエータ
２    振動子ユニット
３，３Ａ    振動子
４    被駆動体
１１    振動板
１１ｂ１，１１ｂ２    突起部
１１ｅ１，１１ｅ２    接触部
１１ｄ，１１ｄＡ    調整部
１２    圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）
７００    撮像装置
【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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