(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械エネルギー変換素子を備えた振動子を有し、前記振動子と接触する移動体を第１の方向に相対移動させる振動波駆動装置と、
前記移動体を前記第１の方向と交差する第２の方向に相対移動させる駆動装置と、
前記振動波駆動装置と前記移動体とが接触する面及び前記駆動装置と前記移動体とが接触する面と平行な平面内で、前記第２の方向に、前記振動波駆動装置を移動可能とする移動機構を有し、
前記移動機構は転動可能な曲線部を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記転動可能な曲線部を備える部材が、球形状または円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記振動子と前記移動体の、前記第２の方向の相対移動量を制限する制限機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記振動波駆動装置と前記駆動装置とにより前記移動体を二次元に移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次元駆動装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、電気―機械エネルギー変換装置を備えた振動子を有する振動波駆動装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次元駆動装置。
【請求項６】
前記振動波駆動装置と前記駆動装置の駆動方向が直交している事を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二次元駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置と、光学レンズまたは撮像素子と、制御手段と、電源と、を含み構成されていることを特徴とする画像振れ補正装置。
【請求項８】
請求項４から６のいずれか１項に記載の二次元駆動装置と、光学レンズまたは撮像素子と、制御手段と、電源と、を含み構成されていることを特徴とする画像振れ補正装置。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置と、光学レンズと、を有し、前記移動体が前記光学レンズを保持することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の二次元駆動装置と、光学レンズと、を有し、前記移動体が前記光学レンズを保持することを特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波駆動装置、二次元駆動装置及び画像振れ補正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動子に振動を励起し、これに加圧接触された移動体を移動する振動波駆動装置が数多く提案されている。
これらは特に精密な動作が求められる光学機器において、重要な機能部品として位置付けられている。その中に、直動型（直線状に移動体を移動可能な型式）の振動波駆動装置を複数配して駆動を組み合わせ、移動体を２次元の異なる方向への移動を可能にする二次元駆動装置を、画像触れ補正装置として用いるものがある（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、これらの複数の振動波駆動装置による駆動を組み合わせる際、例えば、移動体の移動方向によっては、この移動体の移動方向と、複数の振動波駆動装置のうち、いずれかの振動波駆動装置の駆動方向とが直交、又は直交に近い角度で交差する場合がある。
この場合には、この移動方向と直交、又は直交に近い角度で交差する振動波駆動装置は駆動に寄与できないばかりか、移動体と振動波駆動装置の接触による摩擦力が移動体の移動の負荷となり、エネルギー的に損失を生じるため、出力ロスとなる。
また、振動波駆動装置以外の駆動装置として、ボイスコイルモータのように、移動体との変位または駆動力の伝達を非接触に行える非接触式の駆動装置がある。非接触式の駆動装置と、振動波駆動装置と、を、駆動方向が異なるように配置して、移動体を２次元の異なる方向への移動を可能にする二次元駆動装置が実現可能である。
この場合にも、非接触式の駆動装置で移動体を駆動しようとした際に、振動波駆動装置と移動体の接触による摩擦力が、移動体の移動の負荷となってしまう。
また、振動波駆動装置とは異なる接触式の駆動装置と、振動波駆動装置を組み合わせた場合にも、同様に、移動体の移動の負荷が発生する。
そして、例えば画像振れ補正装置の駆動装置として使用する場合には、画像振れ補正装置の特性低下を引き起こしてしまうこととなる。
これらに対処するため、上記特許文献１及び特許文献２では、移動体との加圧方向の振動を振動波駆動装置に励起し、摩擦力を減らして出力ロスを低減するという手段が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３１３５３号公報
【特許文献２】特許第０３９１１９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来例のものにおいては、複数の振動波駆動装置による駆動を組み合わせる際、複数の振動波駆動装置のうちの駆動に寄与しない振動波駆動装置での出力ロスの低減手段においては、つぎのような課題を有している。
すなわち、上記従来例の出力ロスの低減手段では、出力ロスを低減することはできるが、移動体の移動に寄与しない振動波駆動装置に、移動体との加圧方向の振動を励起するための電気エネルギーとして大きな消費電力が必要となる。
また、移動体との加圧方向の振動の大きさも一定以上に大きくしないと出力ロスを効果的に抑制することが困難である。このため、一定値以上の大きな振幅の振動を発生させる必要があり、消費電力も大きくなる。
また、非接触式の駆動装置と振動波駆動装置を組み合わせた際にも、振動波駆動装置とは異なる接触式の駆動装置と振動波駆動装置とを組み合わせた際にも、同様の消費電力が大きくなる課題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、振動波駆動装置を少なくとも一つ用いて、移動体を２次元の異なる方向へ移動させる際、
移動体の移動に寄与しない振動波駆動装置による出力ロスを低減し、消費電力を大きくすることなく駆動が可能な振動波駆動装置及び二次元駆動装置及び画像振れ補正装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態は、電気機械エネルギー変換素子を備えた振動子を有し、
前記振動子と接触する移動体を第１の方向に相対移動させる振動波駆動装置と、
前記移動体を前記第１の方向と交差する第２の方向に相対移動させる駆動装置と、
前記振動波駆動装置と前記移動体とが接触する面及び前記駆動装置と前記移動体とが接触する面と平行な平面内で、前記第２の方向に、前記振動波駆動装置を移動可能とする移動機構を有し、
前記移動機構は転動可能な曲線部を備えることを特徴とする装置に関する。
また、本発明の一様態は、
上記した振動波駆動装置と、前記駆動装置と、前記移動体と、を少なくとも有し、
前記振動波駆動装置と前記駆動装置とにより前記移動体を二次元に移動させることを特徴とする二次元駆動装置に関する。
本発明の一様態は、上記した装置または二次元駆動装置と、光学レンズまたは撮像素子と、制御手段と、電源と、を含み構成されていることを特徴とする画像振れ補正装置に関する。
また、本発明の一様態は、上記した装置または二次元駆動装置と、光学レンズと、を有し、前記移動体が前記光学レンズを保持することを特徴とするレンズ鏡筒に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、移動体を２次元の異なる方向へ移動させる際、
移動体の移動に寄与しない振動波駆動装置による出力ロスを低減し、消費電力を大きくすることなく駆動が可能な振動波駆動装置、二次元駆動装置及び画像振れ補正装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図２】本発明の実施例１における移動体と振動波駆動装置の配置を示す図。
【図３】本発明の実施例１における撮像装置としてカメラを構成した例について説明する断面図。
【図４】本発明の実施例１における振動波駆動装置での振動子の振動モードについて説明する図。
【図５】本発明の実施例２における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図６】本発明の実施例３における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図７】本発明の実施例４における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図８】本発明の実施例５における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図９】本発明の実施例６における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図１０】本発明の実施例８における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図１１】本発明の実施例８における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図１２】本発明の実施例７における移動体と振動波駆動装置の配置を示す図。
【図１３】本発明の実施例９における振動波駆動装置の構成を説明する斜視図。
【図１４】本発明の実施例９における転動可能な曲線部を有する部材の図。
【図１５】本発明の実施例９における溝部が凹形状となっているレール部材の図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の振動波駆動装置は、
電気機械エネルギー変換素子が設けられた振動子と、前記振動子を支持する支持部材と、を有し、前記振動子に振動を励起して、摩擦力によって前記振動子と接触する移動体を移動させる。
そして、前記振動子を、第１の方向（前記振動体が生成する駆動力の方向であり、後述する図４の送り方向と同じ方向）と交差する、第２の方向に移動させることが可能に構成された移動機構を有している。
ここで、本発明において、「振動子と移動体とが接触する面」とは、振動子と振動体とが接触する複数の接触点を含む仮想的な平面を意味する。
そして「振動子と移動体とが接触する面と平行な平面」とは前記した仮想的な「振動子と移動体とが接触する面」と平行な仮想的な平面を意味しており、無数に存在する。
これらの平面は、第１の方向と第２の方向とを明確に把握するために規定する平面である。
本発明において、第１の方向とは、前記振動子（仮に「第１の振動子」とする）が移動体を移動させるために生成する駆動力の方向であり、駆動方向（後述する図４の送り方向と同じ方向）ともいう。第２の方向とは、前記第１の方向とは交差する方向をいう。
ここで、前記第１の振動子は駆動力を生成せずに、第１の振動子とは異なる振動子（もしくは振動波駆動装置以外の駆動装置）により生成された駆動力の方向（第２の方向）に移動体が移動する場合、前記第１の振動子は移動機構により前記第２の方向に移動する。つまり、移動体が移動される方向が、前記第１の振動子の駆動方向（第１の方向）とは異なる第２の方向に移動体が移動する場合、前記第１の振動子は第２の方向に移動する。
この場合には、前記第１の振動子以外の振動子（もしくは振動波駆動装置以外の駆動装置）によって、前記第１の振動子には前記第２の方向に力が作用するが、移動機構により、前記第１の振動子は当該力にあらがうことなく第２の方向に移動する（かわす）。つまり、第２の方向とは、移動機構により振動子が移動可能な方向であり、「かわし方向」とも言う。
逆に、前記第１の振動子が生成する駆動力によって、前記移動体を移動させる場合、該移動体の移動に伴って前記第１の振動子以外の振動子は移動機構により移動体の移動方向に移動する。
本発明において、第２の方向に移動可能とする（第１の方向には実質的に移動しない）移動機構の構成としては、第２の方向のみに移動可能なガイド部材を設けることにより実現できる。
さらに、振動子を弾性部材（典型的にはバネ部材）で支持しておき、当該弾性部材を特定の方向のみ変位しやすい構成とすることによっても実現できる。
【００１１】
本発明において「第１の方向と交差する第２の方向」が存在する状態とは、第１の方向とは異なる方向の成分が存在している（第１の方向とは異なる方向に移動する力が生じている）状態を意味する。
このように移動方向とは異なる方向に移動する力が働いている状態は、前述したように出力ロスの原因となる。
第１の方向と第２の方向との交差する角度は典型的には９０°の時が最も出力ロスを生じる可能性が高いが、わずかでも交差していれば、その交差角度に応じた出力ロスが発生し得る。
【００１２】
本発明の振動子は、振動板（振動体ともいう）と、電気機械エネルギー変換素子（代表的には圧電セラミックス）と、から構成され、電気機械エネルギー変換素子に所定の電界を印加することにより、所望の振動を励振させることができる。
本発明において直動型振動波駆動装置とは、直線状に移動体を移動させることが可能な振動波駆動装置を意味しており、リニア型振動波駆動装置ともいう。
そして、単体では、移動体（被駆動体ともいう）を直線的に移動させる構成となるが、複数の直動型の振動波駆動装置を組み合わせることで、移動体を所望の方向に移動させることができる。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００１４】
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した撮像装置としてカメラを構成した例について説明する。
図３は、本実施例おける動画及び静止画の撮影機能を有するカメラの構成例について説明する断面図である。
図３において、１はレンズ鏡筒で、２はカメラボディである。３は、レンズ鏡筒１に内蔵された二次元駆動装置である画像振れ補正装置３である。
画像振れ補正装置３には、光学レンズ４と、光学レンズ４が保持された移動体５と、移動体５を移動させる振動波駆動装置６と、が少なくとも含まれている。
また、図３には示していないが、レンズ鏡筒１には、光学レンズ４以外の光学系、レンズ鏡筒１の振れを検出する加速度センサ、移動体の２次元の移動を検出するエンコーダが設けられると良い。
さらに、振動波駆動装置６に電気エネルギーを供給する電源、加速度センサから出力される信号とエンコーダから出力される信号とを処理して電源を操作する制御方法を内蔵した制御部が設けられると良い。
カメラボディ２内には撮像素子７がある。被写体からの光が、レンズ鏡筒１内の光学レンズ４を含む光学系を透過し、カメラボディ２内の撮像素子７に入射する。
加速度センサの信号に基づき、画像振れ補正装置３により光学レンズ４を移動させることで、画像の振れを補正する事が可能となっている。
【００１５】
図２は、撮像素子７側から見た移動体５と振動波駆動装置６の配置を示している。
移動体５は、耐摩耗性の高い熱処理されたステンレス鋼からなり、円環形状に加工されている。
中心部には画像触れ補正用の光学レンズ４が保持されている。振動波駆動装置６は光路を妨げないように、光学レンズ４を径方向に避けて配置されている。
周方向を等分割するように４つの振動波駆動装置６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）が配置されている。
【００１６】
振動波駆動装置６に後述の振動が励起すると、加圧接触された移動体５を、摩擦力を用いて直動の前進駆動及び後進駆動する事が可能になっている。
各々の駆動方向を矢印８で示している。
振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃの駆動方向は図中のＸ方向となっており、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄの駆動方向は図中のＹ方向となっている。
これらは駆動方向が直交している配置となっている。これらの駆動を組み合わせる事で、移動体５の、ＸＹ平面内の２次元の異なる方向への移動が可能となっている。
本実施例では、駆動方向が直交する振動波駆動装置６によって、移動体５を２次元の異なる方向への移動を可能としたが、駆動方向が、交差するように振動波駆動装置６を配置すれば、本実施例と同じく２次元の移動体５の移動が可能である。
【００１７】
ここで、本実施例にて上記従来例を用いた場合の問題点について図２を用いて説明する。
例えば、Ｘ方向に画像が振れ、それを相殺するようにＸ方向に移動体５を移動させる場合には、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄは、駆動方向がＹ方向に向いているため、駆動に寄与しない。
また、移動体５と振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄは、加圧接触している為に、この間に摩擦力が生じ、移動体５がＸ方向に移動するのを阻害してしまう。
この阻害の程度を緩和するために、図４（ｂ）に示した突起部１２の上面が移動体５との接触方向（Ｚ方向）に振動する振動モードの振動を励起していた。
しかし、摩擦力を十分に低減するには、大きな振幅を起こす必要がある。そのために大きな振幅の振動を発生させる必要があり、消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１８】
図１は、本実施例の振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃの斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。
９は矩形板形状の振動子である。振動子９は、二つの突起部１２を有する振動板１０と、振動板１０に固着された電気機械エネルギー変換素子である圧電セラミックス１１とで構成される。振動板１０には、梁部と振動子固定部１３がある。二つの突起部１２は振動子９の長手方向に並んで配置されている。
１４は振動子固定部１３と固着されているスリーブで、１５はレンズ鏡筒１に端部が固定されたバーである。レンズ鏡筒は、ガイド部材を固定する固定部材としても機能している。
スリーブ１４には穴が開いており、その穴をバー１５が貫通し、これらの組合せで、ガイド部材となっている。
ここでのガイド部材とは特定の方向の移動を許容し、それ以外の方向への移動は拘束する部材のことをいう。
振動子９がバー１５の長手方向（Ｙ方向）に移動可能となっている。
また、スリーブ１４とバー１５の接触面にはグリースが塗布されており、摺動抵抗は極めて小さくなっている。突起部１２の上面は移動体５に接触している。
また、バー１５と移動体５が、図中Ｚ方向に近づくような加圧力が、不図示のコイルバネによって付与されている。
これによって、突起部１２と移動体５は加圧接触している。
【００１９】
ここで、圧電セラミックス１１に電源から交番電圧を印加し、振動子９に二つの振動モードの振動を励起する。その際における図４の（ａ）と（ｂ）に二つの振動モードを示す。
図４（ａ）の振動モードはＡモードともいう。また図４（ｂ）の振動モードはＢモードともいう。
図４（ａ）に示す振動モードは、突起部１２の上面が、振動子９の長手方向（送り方向ともいう：図中Ｘ方向）に振動する振動モード（Ａモード）である。
図４（ｂ）に示す振動モードは、突起部１２の上面が、移動体５との接触方向（突き上げ方向ともいう）に振動する振動モード（Ｂモード）である。
これら二つの振動モードの振動を時間位相を略９０°で励起するように、交番電圧を設定している。
ここで略９０°と記載した意味は、正確に９０°でなくても、必要な振動が合成される範囲を許容するという意味である。以下、本明細書における「略〜」という表現は同様の意味である。
これにより、突起部１２の上面は楕円軌跡で運動し、接触している移動体５を図４（ａ）中のＸの方向の一方向に移動させる。つまり振動子９の駆動方向とは、振動子９が移動体を移動させるために生成する駆動力の方向であり、送り方向と同じ方向である。
また、二つの振動モードの振動の位相差を略−９０°とすると、逆方向に移動体５を移動させられる。
この移動方向が、図２中の振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃの駆動方向（第１の方向、矢印８）となっている。
【００２０】
また、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄは、振動波駆動装置６Ａ及び６Ｂと同じ構成となっており、図２で示したように、駆動方向が図２中のＹ方向となるように、配置された物である。
本実施例では、振動波駆動装置６が、駆動方向（第１の方向）に直交した方向（第２の方向）に、スリーブ１４とバー１５で構成されたガイド部材を有している。
【００２１】
以上の構成による機能を、図２を用いて説明する。
振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃの駆動力によって、移動体５がＸ方向（振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃにおける第１の方向）に移動した際には、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄは、移動体５の動きに伴ってＸ方向（振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄにおける第２の方向）に移動する。
その際の振動波駆動装置６Ｂ及び６ＤのＸ方向（Ｙ方向を第１の方向とする振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄにおける第２の方向）への移動は何ら拘束されず抵抗も実質的に無視できる。
このため、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄから、移動体５に働くＸ方向（振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄにおける第２の方向）の力をほぼゼロにでき、移動体５の移動を妨げず、出力ロスがほぼない。
すなわち、ここで、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄには図４（ｂ）の振動モード（Ｂモード）の振動を励起する必要がなく、電気機械エネルギー変換素子１１に印加する電圧を小さくすることができる。このために消費されていた消費電力が削減できる。そして、電気機械エネルギー変換素子１１に印加する電圧をゼロにすると、最も消費電力の削減効果が大きくなる。
同様に、振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄの駆動力によって、移動体５がＹ方向（振動波駆動装置６Ｂ及び６Ｄにおける第１の方向）に移動した際にも、振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃから、移動体５に働くＹ方向（Ｘ方向を第１の方向とする振動波駆動装置６Ａ及び６Ｃにおける第２の方向）の力をほぼゼロにできる。これによって、出力ロスをほぼ無くすことが可能となり、消費電力の削減ができる。
【００２２】
本実施例では、図２で、移動体５をＸ方向やＹ方向に駆動する場合について述べたが本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、移動体５を移動させる方向が、Ｘ方向とＹ方向の間の角度となった場合においても適用することができる。
このような場合においても、振動波駆動装置６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）のいずれもが、その駆動方向（第１の方向）と移動体５の移動方向は交差するため、駆動方向と直交した方向（第２の方向）の摩擦力成分が発生する。
しかし、本発明の構成を適用することで、移動体５と振動波駆動装置６の間の摩擦力による出力ロスを抑制することができる。
【００２３】
また、本実施例では、振動波駆動装置６のみを用いて、移動体の２次元の移動をさせているが、その一部を、移動体との変位または駆動力の伝達に接触を用いない非接触式の駆動装置に置き換えても良い。例えば、１つのボイスコイルモータと１つの振動波駆動装置６を、駆動方向が異なるように配置しても移動体５の２次元方向の移動を行うことができる。図２を用いて説明すると、６Ａが振動波駆動装置で、６Ｂがボイスコイルとなり、６Ｃ及び６Ｄを無くした二次元駆動装置に対応する。この際、図中Ｙ方向に移動体を移動させる際、６Ｂのボイスコイルに変位または駆動力を発生させる。この際、６Ａの振動波駆動装置は、移動体と接触しているため、移動体から、図中Ｙ方向の力を受ける。本発明の構成であれば、このＹ方向に振動波駆動装置６Ａが移動できるために、移動体に対するＹ方向の反力を発生させる事が無く、出力ロスを抑制する事ができる。これが本発明の構成ではなく、振動波駆動装置６ＡのＹ方向を固定した構成であれば、移動体に対するＹ方向の反力が発生し、これが出力ロスとなってしまう。
また、本発明の振動波駆動装置は、レンズ鏡筒１に画像振れ補正装置３を内臓した例を示したが、カメラボディ２に内蔵しても良いし、カメラボディ内の撮像素子を移動させるように構成しても、本実施例と同様の効果が得られる。
また、振動子９の形状や振動モードも別のものであっても、本発明の効果は得られる。
本実施例では、画像振れ補正装置について述べた。本発明の他の適用例として、例えば、顕微鏡のサンプル移動のためのステージのような二次元駆動装置に適用しても良い。この場合にも、本発明の効果は同様で、出力ロスが抑制された二次元駆動装置を実現する事ができる。
【００２４】
［実施例２］
実施例２として、振動子と固定部の構成、及び振動子の保持構成の点で、実施例１と異なる構成例について説明する。
図５（ａ）は、本発明の別の形態の振動波駆動装置を突起部１２側から見た斜視図である。
また、図５（ｂ）は、振動波駆動装置を突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。両図を用いて、説明する。
本実施例では、ホルダ２０は、振動子９の固定部１３と結合しており、四角枠状の形状となっている。
ホルダ２０には板状の弾性部材であるバネ１７が取り付けられている。ホルダ２０は、振動子９とバネ１７の間の空間に、磁石１６を保持している。
バネ１７は、板金のプレスによって製造されていて、材料はステンレス鋼のバネ材である。但し、本発明に採用し得るバネはこのような板状の弾性部材の構成に限らない。
バネ１７は、ホルダ２０に固定されている図中のＸ方向に伸びた部分と、そこから、図中のＺ方向に伸びた部分としてＹ変形バネ１８があり、その先に固定部１９がある。固定部１９が不図示のレンズ鏡筒１に固定されている。
Ｙ変形バネ１８は板厚方向が図中のＹ方向となり、Ｙ方向（第２の方向）にはバネ剛性が小さく、Ｘ方向（第１の方向）にはバネ剛性が大きくなる。
【００２５】
不図示の磁性体である移動体５を、突起部１２に接触させると、磁石１６によって、振動子９と移動体５が加圧される。実施例１と同様に、圧電セラミックス１１に所定の交番電圧を印加すると、移動体５をＸ方向（第１の方向）に駆動することができる。
移動体５が他のアクチュエータによってＹ方向（第２の方向）に移動される際には、Ｙ変形バネ部１８のＹ方向のバネ剛性が小さいので、ここがＹ方向に曲げ変形し、振動子９がＹ方向に移動する。
この時、振動子９から移動体５に与えるＹ方向の力は、振動子９のＹ方向の移動量に、Ｙ変形バネ部１８のＹ方向のバネ剛性を乗じた量となる。
Ｙ変形バネ部１８の板厚を薄くする、あるいは細くする、バネ剛性の小さいバネを使用するなどすれば、このバネ剛性を簡単に小さくでき、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力を小さくできる。
また、振動波駆動装置の駆動方向のＸ方向には、Ｙ変形バネ部１８のバネ剛性が大きくなっているので、移動体５を力のロスが少なくＸ方向に駆動できる。
実施例１では、ガイド部材を用いていたが、本実施例では板バネを用いており、より簡素な構造で本発明の効果が得られる。
【００２６】
［実施例３］
実施例３として、バネ１７のＹ変形バネ１８が図中のＹ方向（第２の方向）に二つ並び、その先の固定部１９が２つある点で、実施例２と異なる構成例について説明する。
図６は、本発明の別の形態の振動波駆動装置を突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。
本実施例では、２つの固定部１９が、不図示のレンズ鏡筒１に固定されている。この構成は、弾性的に、Ｙ方向（第２の方向）の平行クランク機構になっている。
振動子９が移動体５からＹ方向の力を受けた際、振動子９には、ＸＺ平面内の回転運動が起こり難く、主にＹ方向に運動する。
本実施例も実施例２と同様に、Ｙ変形バネ１８は板厚方向が図中のＹ方向（第２の方向）となっており、Ｙ方向にはバネ剛性が小さくなっている。これにより、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力を小さくできている。
【００２７】
また、Ｘ方向（第１の方向）にはバネ剛性が大きくなっているので、移動体５を力のロスが少なくＸ方向に駆動できる。
さらに、別のアクチュエータの駆動によって移動体５がＹ方向に移動し、振動子９がＹ方向に移動した場合には、先の弾性的な平行クランク機構によって、振動子９はＸＺ平面内の回転運動が、起こり難くなっている。
これによって、振動子９の突起部１２が移動体５に対しての傾き量が抑制され、突起部１２と移動体５との接触の安定化が可能となっている。
【００２８】
［実施例４］
実施例４として、バネ１７のＹ変形バネ１８と固定部１９が、振動波駆動装置の駆動方向のＸ方向（第１の方向）を長手方向としている点で、実施例２と異なる構成例について説明する。
図７（ａ）は、本発明の別の形態の振動波駆動装置を突起部１２側から見た斜視図である。
また、図７（ｂ）は、振動波駆動装置を突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。両図を用いて、説明する。
本実施例は、Ｙ変形バネ１８の板厚方向は、実施例２と同じく、振動波駆動装置の駆動方向と直交した図中のＹ方向（第２の方向）となっている。
【００２９】
本実施例も実施例２と同様に、Ｙ変形バネ１８は板厚方向が図中のＹ方向となっており、Ｙ方向にはバネ剛性が小さくなっている。これにより、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力を小さくできている。
また、Ｘ方向にはバネ剛性が大きくなっているので、移動体５を力のロスが少なくＸ方向に駆動できる。
本実施例では、バネ１７がＸ方向を長手方向としているために、振動波駆動装置の低背化が可能となっている。
【００３０】
［実施例５］
実施例５として、バネ１７のＹ変形バネ１８と固定部１９が、振動波駆動装置の駆動方向のＸ方向に２つ配置している点で、実施例４と異なる構成例について説明する。
図８（ａ）は、本発明の別の形態の振動波駆動装置を突起部１２側から見た斜視図である。
また、図８（ｂ）は、振動波駆動装置を突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。両図を用いて、説明する。
【００３１】
本実施例は、Ｙ変形バネ１８の板厚方向が、実施例４と同じく、振動波駆動装置の駆動方向（第１の方向）と直交した図中のＹ方向（第２の方向）となっている。
本実施例も実施例４と同様に、Ｙ変形バネ１８は板厚方向が図中のＹ方向となっており、Ｙ方向（第２の方向）にはバネ剛性が小さくなっている。
これにより、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力を小さくできている。また、Ｘ方向（第１の方向）にはバネ剛性が大きくなっているので、移動体５を力のロスが少なくＸ方向に駆動できる。
さらに、別のアクチュエータの駆動によって移動体５がＹ方向に移動し、振動子９がＹ方向に移動した場合には、ＸＹ平面内の回転に対する剛性が大きくなっており、この平面内の回転運動が、起き難くなっている。
これによって、振動波駆動装置の駆動方向が、図中ＸＹ平面内で回転してしまう量を低減できる。
【００３２】
［実施例６］
実施例６として、バネ１７のＹ変形バネ１８と固定部１９が、振動波駆動装置の駆動方向に直交した図中のＹ方向に２つ配置している点で、実施例５と異なる構成例について説明する。
図９（ａ）は、本発明の別の形態である振動波駆動装置を突起部１２側から見た斜視図である。
また、図９（ｂ）は、振動波駆動装置を突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。両図を用いて、説明する。
実施例５のように、Ｙ変形バネ１８を駆動方向のＸ方向に２つ配置すると、振動子９がＹ方向（第２の方向）に大きく移動した際には、Ｙ変形バネ１８が長手方向に引っ張られる状態となる。これにより、振動子９のＹ方向の移動が阻害され、一定以上の移動が必要な場合には、移動体５のＹ方向の移動が制限される場合がある。
これに対し、本実施例ではＹ変形バネ１８をＹ方向に２つ配置している。
振動子９がＹ方向（第２の方向）に大きく移動したとしても、Ｙ変形バネ１８は曲げ変形の状態を保ち、Ｙ変形バネ１８が長手方向に引っ張られる現象を抑制できる。
【００３３】
また、本実施例のバネ１７には、板厚方向がＺ方向かつ長手方向がＸ方向の緩衝部２１がある。この緩衝部２１は振動子９の、ＹＺ平面内とＸＺ平面内の回転運動と、Ｚ方向の並進運動が起き易い構成となっている。
不図示の移動体５に対し、振動波駆動装置がこれら方向の取付姿勢に誤差をもって固定されたとしても、突起部１２の上面が移動体５の面にならい易いようになっている。
Ｙ変形バネ１８の板厚方向は、実施例５と同じく、振動波駆動装置の駆動方向（第１の方向）と直交した図中のＹ方向（第２の方向）となっている。
本実施例も実施例５と同様に、Ｙ変形バネ１８は板厚方向が図中のＹ方向となっており、Ｙ方向にはバネ剛性が小さくなっている。これにより、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力を小さくできている。
また、Ｘ方向（第１の方向）にはバネ剛性が大きくなっているので、移動体５を力のロスが少なくＸ方向に駆動できる。
【００３４】
［実施例７］
実施例７として、制限部材２４を有する点で実施例１と異なる構成例について、図１２を用いて説明する。
図１２は、移動体５と振動波駆動装置６の配置を示している。図１での撮像素子７側から見た図となっている。
図１２に示すように、本実施例の制限部材２４は、直方体形状で、移動体５に固着されている。
制限部材２４は、各々の振動波駆動装置６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）の振動子９が固着しているスリーブ１４を、駆動方向８（第１の方向）と直交した方向（第２の方向）に挟むように、二つずつ配置されている。振動波駆動装置６Ａでは、スリーブ１４のＸ方向に沿った側面と、制限部材２４のＸ方向に沿った側面とで、Ｘ方向のガイドを構成している。
これによって、移動体５に対する振動子９及びスリーブ１４の駆動方向８（Ｘ方向）の相対移動を許容（移動可能）しつつ、これと直交したＹ方向の相対移動量を制限する構成となっている。
その他の振動波駆動装置（６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）でも、同様に、移動体５に対する振動子９及びスリーブ１４の駆動方向８の相対移動が許容され、これと直交した方向の相対移動量が制限されている。
【００３５】
ここで、制限部材２４の機能について、説明する。
振動波駆動装置６Ａの駆動方向８はＸ方向となっており、通常は、移動体５と振動子９のＹ方向の相対移動は起こらない。
この場合には、移動体５に所望の移動量を与えた際、バー１５に対する振動子９及びスリーブ１４のＹ方向の移動量は、移動体５の所望の移動量に一致する。
しかしながら、組み付け誤差などによる駆動方向のズレや外乱などによって、移動体５と振動子９のＹ方向の滑りによる相対移動が発生する場合がある。
この場合には、バー１５に対する振動子９及びスリーブ１４のＹ方向の移動量は、移動体５の所望の移動量に、移動体５と振動子９の滑りによる相対移動量が加わった量となる。
この滑りによる相対移動が繰り返し数多く起こった場合には、移動体５と振動子９及びスリーブ１４のＹ方向の相対移動量が大きくなる場合がある。
これが大きくなり過ぎると、スリーブ１４とバー１５で構成されたガイド部材の突き当たりが起こり、振動子９に姿勢を変化させる不要な力が作用する。これが、移動体５と振動子９の不安定な接触などの問題を引き起こしてしまう。
【００３６】
本実施例では、振動子９及びスリーブ１４と移動体５とのＹ方向の相対移動量を、制限部材２４によって制限している。
これにより、バー１５に対する振動子９及びスリーブ１４のＹ方向の移動量を制限でき、上述の問題を防ぐことができる。
その他の振動波駆動装置（６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）でも効果は同様である。
また、Ｙ変形バネ１８を用いた実施例２から６に述べた振動波駆動装置６においても、制限部材２４は効果がある。
ここでは、制限部材２４の側面と、振動子９が固着されたホルダ２０の側面とで、駆動方向と直交した方向のガイドを構成した場合について説明する。
移動体５に所望の移動量を与えた際、この移動量に、移動体５と振動子９のＹ方向の滑りによる相対移動量が加わった量の変位がＹ変形バネ１８に起こる。
このＹ方向の滑りによる相対移動量が大きくなってしまうと、Ｙ変形バネ１８の変形反力が大きくなって、移動体５のＹ方向の移動を妨げる力が大きくなってしまう。
また、Ｙ変形バネ１８に塑性変形する程の変形が起こってしまうと、加工硬化によって、さらに移動体５のＹ方向の移動を妨げる力が大きくなってしまう。
【００３７】
本実施例のように、制限部材２４を設け、移動体５に対する振動子９のＹ方向の相対移動量を制限すると、Ｙ変形バネ１８の変形を小さくする効果が得られる。
本実施例では、移動体５に対する振動子９の駆動方向と直交した相対移動量の制限機構として、制限部材２４とスリーブ１４による構成や、制限部材２４とホルダ２０による構成を述べたが、これに限るものではなく、バーとスリーブなどの他構成で実現してもよい。
また、移動体５に、振動波駆動装置６の駆動方向に沿った溝を有する凹部を設け、この凹部と振動子９の突起部１２の側面とで滑りガイドを構成してもよい。
これらのように移動体５に対する振動子９の駆動方向と直交した相対移動量を制限可能な制限機構を有すれば良く、制限機構の構成を限定するものではない。
【００３８】
［実施例８］
実施例８として、実施例１乃至７のようにガイド部材や板バネを用いた構成とは異なる形態の構成例について説明する。
本発明は、実施例１乃至７のようにガイド部材や板バネを用いた構成に限られるものではない。
例えば、図１０（ａ）と図１０（ｂ）で示した、バネ１７に線径の細い丸棒２２を振動波駆動装置の駆動方向の図中Ｘ方向に配し、その両端を不図示のレンズ鏡筒１に固定することができる。図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。
この構成においては、振動子９は丸棒２２を軸として、回転運動が起き易くなっている。
移動体５が他のアクチュエータによって、Ｙ方向（第２の方向）に移動された際に、それを阻害しないように、振動子９は突起部１２の上面がＹ方向に移動する回転が起きるようになっている。
【００３９】
また、他の例として、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示した、バネ１７に２本のワイヤ２３を図中Ｘ方向に配し、その両端を不図示のレンズ鏡筒１に固定する例もある。
図中の座標系は、直交座標系を右手系で示している。この構成では、特にこの２本のワイヤ２３に掛かる張力を調整する事で、容易に振動子９のＹ方向（第２の方向）の移動に対する剛性を調節する事が可能となっている。
これらの例においても、振動子９がＹ方向に移動しやすい構成となっているので、移動体５が他のアクチュエータによって、Ｙ方向に移動された際に、それを阻害しないような効果が得られる。
また、本発明の効果が得られる物として、移動体５と接触する振動子９の突起部１２は、突起形状でなくても良い。
さらに、その上面が接触する構成でなく、例えば、突起部１２の先端に面取り形状を設けて、その面取りの斜面を移動体５と接触させても良いし、突起部１２の先端がＲ形状となっていても良い。
さらに、Ｙ変形バネの主たる変形方向を、説明の理解を助けるために各々の図中でＸ方向と直交するＹ方向としたが、ここに交差する方向であっても、変形した際にＹ方向に移動する成分があれば、本発明の効果が得られる。
【００４０】
［実施例９］
実施例９として、ガイド部材の構成が実施例１と異なる構成例について説明する。
図１３（ａ）は、本発明の別の形態である振動波駆動装置を突起部１２側から見た斜視図である。
また、図１３（ｂ）及び（ｃ）は、振動波駆動装置の各部品の配置関係を示す配置図である。図中のＺ方向に部品をシフトして示している。各部品間が当接する部分を、破線で示している。
図１３（ｂ）は突起部１２側から見た斜視図となっている。
図１３（ｃ）は、突起部１２の反対側から見た斜視図である。図中の座標系は直交座標系を右手系で示している。これらの図を用いて、説明する。
本実施例において、２５は転動可能な曲線部を有する球形状のセラミックボールである。
２６及び２７は、板形状のレール部材である。レール部材２６及び２７は、３つの溝部２８を有している。
溝部２８は、長手方向がＹ方向（第２の方向）となっている。それぞれの溝部２８の稜線には面取りが施されている。レール部材２６及び２７は、不図示の引張コイルバネを取り付けるための、バネ取付部２９を有している。
【００４１】
以下に、各部品の配置について説明する。
レンズ鏡筒１に、レール部材２７（固定側）が固定されている。レール部材２７（固定側）の溝部２８の面取りの斜面に、セラミックボール２５が当接している。
セラミックボール２５に、レール部材２６（可動側）の溝部２８の面取りの斜面が当接している。レール部材２７（固定側）とセラミックボール２５とレール部材２６（可動側）の当接の組は、３箇所ある。
また、レール部材２６とレール部材２７の互いに対向するバネ取付部の間に、引張力が掛るように、不図示の引張コイルバネが取り付けられている。これらの構成で、ガイド部材を構成している。振動子９は、レール部材２６に固定されている。
【００４２】
つぎに、ガイド部材の動作について説明する。
セラミックボール２５は、球形状であるので、レール部材２７（固定側）の溝部２８に沿って、図中Ｙ方向（第２の方向）に転動し相対移動できる。
同様に、セラミックボール２５は、レール部材２６（可動側）に対して、図中Ｙ方向（第２の方向）に転動し相対移動できる。
これらの相対移動の組合せによって、レール部材２６（可動側）は、レール部材２７（固定側）に対して、図中Ｙ方向（第２の方向）に相対移動できる様になっている。
レール部材２７（固定側）がレンズ鏡筒１に固定されていて、振動子９がレール部材（固定側）に固定されている事より、言い換えると、振動子９が、レンズ鏡筒１に対して、図中Ｙ方向（第２の方向）に相対移動可能と言える。
また、この際の摺動抵抗は、転がり摩擦であるため、極めて小さい。
【００４３】
つぎに、本実施例のガイド部材の機能について説明する。
実施例１と同様の効果に付いて述べる。振動子９の突起１２には、不図示の移動体が不図示の加圧手段によって、加圧接触されている。
移動体が、他のアクチュエータによって、レンズ鏡筒１に対し、図中Ｙ方向（第２の方向）に移動された際に、振動子９と移動体には図中Ｙ方向（第２の方向）の摩擦力が働く。
上述のガイド部材によって、振動子９は、レンズ鏡筒１に対して図中Ｙ方向（第２の方向）に極めて小さい摺動抵抗で移動可能となっている。
これによって、実施例１と同様に、移動体は図中Ｙ方向（第２の方向）に移動する際に、振動波駆動装置から移動体に働く図中Ｙ方向（第２の方向）の力を極めて小さくできる。これにより、移動体の移動を妨げず、出力ロスがほぼ無い状態を実現できる。
なお、このガイド機構では、図中Ｙ方向（第２の方向）以外の自由度である、Ｘ方向の並進自由度、Ｚ方向の並進自由度、Ｘ軸及びＹ軸及びＺ軸周りの回転自由度は、規制されている。
【００４４】
以上の構成により、実施例１に加わる効果に付いて述べる。
本実施例で、ガイド部材に用いている部材は、いずれも安価に製造できるもので、安価にガイド部材を構成できる。
セラミックボール２５は、ベアリングに用いられているように、工業的に製造工程が成熟しており、安価に製造が可能である。材質が鉄系材料になったとしても、同様に安価に製造が可能である。
レール部材は、板状の素材を安価なプレス加工で製造する事が可能である。引張コイルバネも、工業的に製造工程が成熟しており、安価に製造が可能である。
更に、実施例１に加わる効果として、移動体の駆動精度が向上する効果がある。実施例１では、スリーブ１４とバー１５の間に、振動波駆動装置の駆動方向（第１の方向）の微小なクリアランスが存在する。
一方、本実施例では、レール部材２６（可動側）とセラミックボール２５とレール部材２７（固定側）は、引張コイルバネによって、加圧接触されているため、振動波駆動装置の駆動方向（第１の方向）にガイド部材のクリアランスが無い。これによって、移動体のより高精度な駆動が可能となっている。
【００４５】
本実施例では、セラミックボール２５が転動する事を利用したが、転動可能な曲線部を有する部材を用いれば、転動動作を利用して、極めて摺動抵抗の小さいガイド部材を構成する事ができる。
例えば、図１４（ａ）及び（ｂ）のように、レール部材との接触面３０が円筒形状となっている部材と、図１５のような溝部２８が凹形状となっているレール部材を組み合わせて、ガイド部材を構成してもよい。
この構成では、円筒面と平面の線接触となり、本実施例の球と平面の点接触よりも、接触面積を大きくできる。このことにより、摺動による摩耗耐久性を高くすることが可能である。
また、転動可能な曲線部を有する部材として、セラミック球を用いているが、転動可能な曲線部を有する部材であれば、その材質を限定することなく、極めて摺動抵抗の小さいガイド部材を構成する事ができる。
【符号の説明】
【００４６】
１：レンズ鏡筒
２：カメラボディ
３：画像振れ補正装置
４：光学レンズ
５：移動体
６：振動波駆動装置
７：撮像素子
８：振動波駆動装置の駆動方向
９：振動子
１０：振動板
１１：圧電セラミックス（電気機械エネルギー変換素子）
１２：突起部
１３：振動子固定部
１４：スリーブ
１５：バー
【図１】
0005818707.tif 000002
【図２】
0005818707.tif 000003
【図３】
0005818707.tif 000004
【図４】
0005818707.tif 000005
【図５】
0005818707.tif 000006
【図６】
0005818707.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005818707.tif 000009
【図９】
0005818707.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005818707.tif 000012
【図１２】
0005818707.tif 000013
【図１３】
0005818707.tif 000014
【図１４】
0005818707.tif 000015
【図１５】
0005818707.tif 000016