(57)【要約】【課題】制御が簡易な圧電アクチュエータ及びそれを用いたレンズ鏡筒及びカメラの提供を課題とする。【解決手段】第１圧電素子と、第２圧電素子と、第１の電圧の印加に応じて第１の方向に変形する前記第１圧電素子が取り付けられている第１組の第１部材と、前記第１の電圧の印加に応じて前記第１の方向と逆方向に変形する前記第２圧電素子が取り付けられている第２組の第２部材とを備える。【選択図】図１
2012080611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧電素子と、
第２圧電素子と、
第１の電圧の印加に応じて第１の方向に変形する前記第１圧電素子が取り付けられている第１組の第１部材と、
前記第１の電圧の印加に応じて前記第１の方向と逆方向に変形する前記第２圧電素子が取り付けられている第２組の第２部材と、
を備えることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１部材または前記第２部材が駆動されることにより、前記第１部材または前記第２部材と当接して、前記第１の部材または前記第２部材に対して相対移動する第３の部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の方向には、第２の方向が含まれ、
前記第１圧電素子は、一対の第３圧電素子を備え、
前記第２圧電素子は、一対の第４圧電素子を備え、
前記第１部材は、第１の基部を備え、
前記第２部材は、第２の基部を備え、
前記一対の第３圧電素子は、前記第１の基部を両側から挟み込み、前記第１の基部を前記第２の方向に沿って駆動し、
前記一対の第４圧電素子は、前記第２の基部を両側から挟み込み、前記第２の基部を前記第２の方向と逆の方向に沿って駆動する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記一対の第３圧電素子のそれぞれ互いに向かい合う面と反対側の面と当接する２つの面を有し、前記一対の第３圧電素子を介して前記第１の基部を支持し、前記一対の第４圧電素子のそれぞれ互いに向かい合う面と反対側の面と当接する２つの面を有し、かつ前記一対の第４圧電素子を介して前記第２の基部を支持する第４部材、
をさらに備え、
前記一対の第３圧電素子の一端が前記第４の部材に各々接し、前記一対の第４圧電素子の一端が前記第４の部材に各々接し、
前記第４部材を介して、前記一対の第３圧電素子と前記一対の第４圧電素子とに駆動電圧が供給される
ことを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の方向には、第３の方向が含まれ、
前記第１圧電素子は、第５圧電素子を備え、
前記第２圧電素子は、第６圧電素子を備え、
前記第１部材は、第１の先端部を備え、
前記第２部材は、第２の先端部を備え、
前記第５圧電素子は、前記第１の先端部と前記第１の基部との間に設けられ、前記第１の先端部を前記第３の方向に沿って駆動し、
前記第６圧電素子は、前記第２の先端部と前記第２の基部との間に設けられ、前記第２の先端部を前記第３の方向と逆の方向に沿って駆動する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記一対の第３圧電素子と、前記第５圧電素子と、前記第１の先端部と、前記第１の基部とを有するユニットを複数備え、
前記一対の第４圧電素子と、前記第６圧電素子と、前記第２の先端部と、前記第２の基部とを有するユニットを複数備える
ことを特徴とする請求項５に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子に駆動電圧を供給する第１電源部
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】
前記第３圧電素子と前記第４圧電素子の両方を駆動する第１駆動部と、
第１駆動部に駆動電圧を供給する第２電源部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項９】
前記第５圧電素子と前記第６圧電素子の両方を駆動する第２駆動部と、
第２駆動部に駆動電圧を供給する第３電源部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５、請求項６あるいは請求項８のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
各々の前記第１の基部が、前記第３部材の回転方向に均等に配置され、
かつ前記第２の基部が、前記第３部材の回転方向に前記第１の基部と交互に配置されている、
ことを特徴とする請求項３から請求項９のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
前記第１圧電素子または前記第２圧電素子は、前記第１の電圧の印加に応じて厚みすべり振動をする
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えたレンズ鏡筒。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータを備えたカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いた圧電アクチュエータ（駆動装置）として、例えば、複数の圧電素子を駆動させ、被駆動体に接触させるチップ部材を楕円運動させることで、被駆動体を駆動するものが知られている。この特許文献１に記載の圧電アクチュエータは、ＸＹＺ直交座標系を設定した場合に、チップ部材のＸＺ平面に平行な楕円運動により被駆動体をＸ軸方向に駆動する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３６１３８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、上記の圧電アクチュエータでは、２つの圧電素子に電圧の周波数と位相を制御して供給することで制御している。このため、２つの圧電素子に別々の駆動回路が必要であり、制御が複雑になるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、制御が簡易な圧電アクチュエータ及びそれを用いたレンズ鏡筒及びカメラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る圧電アクチュエータは、第１圧電素子と、第２圧電素子と、第１の電圧の印加に応じて第１の方向に変形する前記第１圧電素子が取り付けられている第１組の第１部材と、前記第１の電圧の印加に応じて前記第１の方向と逆方向に変形する前記第２圧電素子が取り付けられている第２組の第２部材と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るレンズ鏡筒は、上記に記載の圧電アクチュエータを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係るカメラは、上記に記載の圧電アクチュエータを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の駆動装置によれば、制御が簡易な圧電アクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、この駆動装置を備えたレンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータの正面図である。
【図２】同実施形態に係る圧電アクチュエータの断面図である。
【図３】同実施形態に係る圧電アクチュエータの支持駆動部の斜視図である。
【図４】同実施形態に係る圧電アクチュエータの支持駆動部の正面図である。
【図５Ａ】同実施形態に係る第３圧電素子６１を説明する図である。
【図５Ｂ】同実施形態に係る第４圧電素子６２を説明する図である。
【図６Ａ】同実施形態に係る第５圧電素子７１と第６圧電素子７２の駆動動作を説明する図である。
【図６Ｂ】同実施形態に係る第５圧電素子７１と第６圧電素子７２の駆動動作を説明する図である。
【図７Ａ】同実施形態に係る圧電アクチュエータの保持部及び駆動駒の正面図（１）である。
【図７Ｂ】同実施形態に係る圧電アクチュエータの保持部及び駆動駒の正面図（２）である。
【図８Ａ】同実施形態に係る圧電素子６の模式的な配線図である。
【図８Ｂ】同実施形態に係る圧電素子７の模式的な配線図であり。
【図９】同実施形態に係る駆動装置の駆動駒の先端部の変位を示すグラフである。
【図１０】同実施形態に係る電源部が供給する電圧のタイミングチャートの一例である。
【図１１】同実施形態に係る第１組と第２組の駆動駒３１、３２の動作と、ロータの動作（Ｐｈａｓｅ０〜２）とを示す正面図である。
【図１２】同実施形態に係る第１組と第２組の駆動駒３１、３２の動作と、ロータの動作（Ｐｈａｓｅ３〜５）とを示す正面図である。
【図１３】同実施形態に係る第１組と第２組の駆動駒３１、３２の動作と、ロータの動作（Ｐｈａｓｅ６〜８）とを示す正面図である。
【図１４】同実施形態に係る第１組と第２組の駆動駒３１、３２の動作と、ロータの動作（Ｐｈａｓｅ９〜１０）とを示す正面図である。
【図１５】同実施形態に係る駆動装置の駆動駒の先端部の変位を示すグラフである。
【図１６】同実施形態に係る駆動装置１を備えたレンズ鏡筒及びカメラの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータを、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の圧電アクチュエータ（駆動装置）１は、例えばロータ等の部材Ａと駆動駒等の部材Ｂとを相対的に変位させる相対駆動を行うことで、カメラのレンズ鏡筒等の光学機器や電子機器を駆動するためのものである。
【００１２】
図１は本実施形態の圧電アクチュエータ１の正面図であり、図２はその断面図である。
図１及び図２に示すように、圧電アクチュエータ１は、複数の保持部２ａが設けられたベース部２（第３の部材）と、保持部２ａに保持された駆動駒３と、駆動駒３に隣接して配置されたロータ４と、ベース部２に挿通された支持軸５と、第１圧電素子６と、第２圧電素子７とを備えている。
【００１３】
ベース部２（第４部材）は、例えばステンレス鋼等の金属材料により中空円筒状に形成され、支持軸５が挿通されることで、支持軸５を囲むように設けられている。また、ベース部２は、例えば、導電性を有するＷＣ（タングステンカーバイド）等により設けられる。
ロータ４（第３部材）は、ベアリング５ａを介して支持軸５によって支持（軸支）され、支持軸５を回転軸として回転自在に設けられている。ロータ４の外周面には、例えばカメラのレンズ鏡筒等を駆動するための歯車４ａが形成されている。ロータ４のベース部２側の面は、複数の駆動駒３によって支持されている。
【００１４】
ベース部２の一方の端部は、例えば不図示のボルト等により、取付部１０１ａに固定されている。ベース部２の取付部１０１ａに対向する面の中央部には、凹部２ｂが形成されている。凹部２ｂには、支持軸５の基端に形成された拡径部５ａが挿入（嵌入）されている。この状態でベース部２が取付部１０１ａに固定されることで、支持軸５がベース部２及び取付部１０１ａに固定されている。
【００１５】
ベース部２の他方の端部には、凹状の保持部２ａが、ベース部２の周方向、すなわちロータ４の回転方向Ｒに、複数設けられている。保持部２ａは、駆動駒３を支持軸５に垂直かつロータ４の回転方向Ｒに沿う方向（第３の方向）の両側から支持するとともに、駆動駒３（３１（第１部材），３２（第２部材））を支持軸５に平行な方向（第２の方向）に駆動可能に保持している。また、図１に示すように、ベース部２のロータ４側の端部の角部には、面取り部（露出形成部）２ｈが設けられている。面取り部２ｈは、ベース部２のロータ４側の端部の外周側の角部及び内周側の角部の双方に、ベース部２の全周に亘って設けられている。
【００１６】
図２に示すように、ベース部２の側面２ｃは、支持軸５と略平行に設けられている。側面２ｃの保持部２ａと取付部１０１ａ側の端部との間には、取付部１０１ａから保持部２ａへの振動の伝達を抑制する振動抑制部としての溝部２ｄが形成されている。すなわち、溝部２ｄは、支持軸５に略垂直でかつロータ４の回転方向Ｒに沿う方向（第３の方向）と交差するベース部２の側面２ｃに設けられている。溝部２ｄは、ベース部２の周方向に連続的に設けられ、保持部２ａと取付部１０１ａ側の端部との中間よりも取付部１０１ａ側の端部に近い位置に設けられている。
【００１７】
溝部２ｄの深さｄ１は、例えばベース部２の半径ｒ１の４０％以上かつ８０％以下の範囲である。また、支持軸５に平行な方向（第２の方向）の溝部２ｄの幅ｗ１は、ベース部２の振動の振幅よりも大きく、後述する第３圧電素子６１、第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、第６圧電素子７２、駆動駒３、及びベース部２からなる支持駆動部（構造部）１ａの共振振動の振幅よりも大きくなるように形成されている。一例において、溝部２ｄの幅ｗ１は、ベース部２の半径よりも短い。
【００１８】
図２に示すように、ベース部２と支持軸５との間には、取付部１０１ａから保持部２ａへの振動を抑制するための間隙（振動抑制部）２ｅが設けられている。間隙２ｅは、支持軸５と平行な方向に、ベース部２の保持部２ａ側の端部から溝部２ｄの取付部１０１ａ側の縁と同様の位置まで設けられている。また、間隙２ｅの幅ｗ２は、溝部２ｄの幅ｗ１と同様に、ベース部２の振動の振幅よりも大きく、後述する支持駆動部１ａの共振振動の振幅よりも大きくなるように形成されている。
【００１９】
次に、駆動駒３、第３圧電素子６１、第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、および第６圧電素子７２の構成について、図３〜図７を用いて説明する。まず、図３は図１に示す圧電アクチュエータ１の支持駆動部１ａの斜視図であり、図４は図１に示す圧電アクチュエータ１の支持駆動部１ａの平面図である。
図３及び図４に示すように、駆動駒３は、断面が山形の六角柱形状を有する先端部３ａと、略直方体形状を有する基部３ｂとを有している。先端部３ａは、例えばステンレス鋼等により形成されている。基部３ｂは、例えば軽金属合金等により構成されている。基部３ｂは、保持部２ａによって、支持軸５と平行な方向に駆動可能に支持されている。先端部３ａは、保持部２ａから突出してロータ４を支持する。先端部３ａは、ロータ４に接触する上面の面積が基部３ｂ側の底面の面積よりも小さくなる先細状の形状に設けられている。
【００２０】
図３に示すように、保持部２ａはベース部２の端部に設けられ、ベース部２に王冠状の凹凸を形成している。図４に示すように、保持部２ａはベース部２の周方向の略６０°毎に均等に形成されている。保持部２ａは平面視でベース部２の中心を通る中心線ＣＬと略平行に設けられた一対の支持面２ｆ，２ｆを備えている。支持面２ｆは、駆動駒３の基部３ｂを、ベース部２の中心線ＣＬと略垂直な保持部２ａの幅ｗ４方向（第３の方向）の両側から一対の第１圧電素子６，６を介して挟み込むように保持している。
【００２１】
図３及び図４に示すように、本実施形態の駆動駒３１（第１組の第１部材）は、先端部３１ａ（第１の先端部）と基部３１ｂ（第１の基部）との間に一対の第５圧電素子７１，７１を備え、基部３１ｂの側面に一対の第３圧電素子６１，６１を二対備えている。本実施形態の駆動駒３２（第２組の第１組の第２部材）は、先端部３２ａ（第２の先端部）と基部３２ｂ（第２の基部）との間に一対の第６圧電素子７２，７２を備え、基部３２ｂの側面に一対の第４圧電素子６２，６２を二対備えている。
このように、圧電アクチュエータ１は、駆動駒３１と二対の第３圧電素子６１及び一対の第５圧電素子７１を備えた第１組と、駆動駒３２と二対の第４圧電素子６２及び一対の第６圧電素子７２を備えた第２組との、２つの組を備えている。
第１組の駆動駒３１と第２組の駆動駒３２とは、同一の円周上に配置されている。また、各々の組の駆動駒３１，３２は、ロータ４の回転方向Ｒに、それぞれ均等に配置されている。異なる組の駆動駒３１，３２は、回転方向Ｒに、交互に（順番に）配置されている。
【００２２】
次に、第３圧電素子６１、第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、及び第６圧電素子７２について、図３〜図６を用いて説明する。
まず、第３圧電素子６１、第４圧電素子６２について説明する。
図４に示すように、駆動駒３１の幅ｗ３（ｗ３１）方向（第３の方向）には、駆動駒３１の基部３ｂを幅ｗ３（ｗ３１）方向の両側から挟みこむ一対の第３圧電素子６１，６１が、二対設けられている。駆動駒３の幅方向ｗ３は、支持軸５に垂直でロータ４の回転方向Ｒに沿う方向であって、ベース部２の平面視における中心線ＣＬと略垂直な方向である。第３圧電素子６１は、保持部２ａの深さｄ２方向に沿って延びる細長い長方形状に形成され、基部３ｂと保持部２ａとの間に挟持されている。これにより、第３圧電素子６１は、ベース部２に設けられた溝部２ｄ（図１及び図２参照）とロータ４との間に配置されている。
また、駆動駒３２の幅ｗ３（ｗ３２）方向（第３の方向）には、駆動駒３２の基部３ｂを幅ｗ３（ｗ３２）方向の両側から挟みこむ一対の第４圧電素子６２，６２が、二対設けられている。
【００２３】
第３圧電素子６１は、例えば導電性の接着剤により、駆動駒３１の基部３ｂと保持部２ａとに接着されている。また、ベース部２の中心を通る中心線ＣＬと略平行な駆動駒３１の奥行ｐ１方向に配置された２つの第３圧電素子６１，６１は、互いに略平行になっている。
また、第４圧電素子６２は、例えば導電性の接着剤により、駆動駒３２の基部３ｂと保持部２ａとに接着されている。また、ベース部２の中心を通る中心線ＣＬと略平行な駆動駒３２の奥行ｐ１方向に配置された２つの第３圧電素子６２，６２は、互いに略平行になっている。
各々の第３圧電素子６１または第４圧電素子６２の形状及び寸法は、全て略等しくなっている。
【００２４】
図５Ａは、本実施形態における第３圧電素子６１を説明する図である。図５Ｂは、本実施形態における第４圧電素子６２を説明する図である。支持軸５に平行な方向（第２の方向）において、ベース部２からロータ４への方向を正方向とする。この場合、図５Ａのように、第３圧電素子６１は、正電圧が印加されたとき、＋（プラス）電極が正方向に変位するように基部３ｂに接着されている。一方、図５Ｂのように、第４圧電素子６２は、正電圧が印加されたとき、＋（プラス）電極が負方向に変位するように基部３ｂに接着されている。なお、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２は、電極極性が同じ方向に、各々駆動駒３１の基部３ｂと駆動駒３２の基部３ｂとに接着されている。
【００２５】
次に、第５圧電素子７１、第６圧電素子７２について説明する。
図３に戻って、駆動駒３１の基部３ｂと先端部３ａとの間には、一対の第５圧電素子７１，７１が、互いに略平行に設けられている。第５圧電素子７１は、駆動駒３１の幅ｗ３方向と略平行に延びる細長い長方形状に形成されている。
また、駆動駒３２の基部３ｂと先端部３ａとの間には、一対の第６圧電素子７２，７２が、互いに略平行に設けられている。第６圧電素子７２は、駆動駒３２の幅ｗ３方向と略平行に延びる細長い長方形状に形成されている。
第５圧電素子７１または第６圧電素子７２は、先端部３ａの底面と基部３ｂの上面との間に挟持され、例えば導電性の接着剤により、先端部３ａの底面と基部３ｂの上面とに接着されている。各々の第５圧電素子７１または第６圧電素子７２の形状及び寸法は、全て略等しくなっている。
【００２６】
図６Ａは、本実施形態における第５圧電素子７１を説明する図である。図６Ｂは、本実施形態における第６圧電素子７２を説明する図である。駆動駒３１の幅ｗ３方向（第３の方向）において、ロータ４の回転方向を正方向とする。この場合、図６のように、第５圧電素子７１は、正電圧が印加されたとき、＋（プラス）電極が正方向に変位するように基部３ｂに接着されている。一方、第６圧電素子７２は、正電圧が印加されたとき、＋（プラス）電極が負方向に変位するように基部３ｂに接着されている。なお、第５圧電素子７１と第６圧電素子７２は、電極極性が同じ方向に、各々駆動駒３１の基部３ｂと駆動駒３２の基部３ｂとに接着されている。
【００２７】
第３圧電素子６１、第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、及び第６圧電素子７２は、厚み方向に分極されていて、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成され、その振動モードは厚み滑り振動である。すなわち、第３圧電素子６１または第４圧電素子６２は、駆動駒３を、支持軸５と略平行な保持部２ａの深さｄ２方向に、ベース部２に対して相対的に駆動させる。第５圧電素子７１または第６圧電素子７２は、駆動駒３の先端部３ａを駆動駒３の幅ｗ３方向（第３の方向）に、基部３ｂ及びベース部２に対して相対的に駆動させる。すなわち、本実施形態では、第３圧電素子６１または第４圧電素子６２が駆動駒３を挟み込む方向（第２の方向）と、第５圧電素子７１または第６圧電素子７２が駆動駒３の先端部３ａを駆動させる方向（第３の方向）とが、略等しくなっている。
【００２８】
これら複数の第３圧電素子６１、第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、第６圧電素子７２、駆動駒３、及びベース部２により、ロータ４を支持し、かつロータ４を駆動駒３及びベース部２と相対的に駆動させる支持駆動部１ａが構成されている。
【００２９】
次に、図３における駆動駒３の保持部２ａについて、図７Ａと図７Ｂを用いて説明する。
図７Ａは、本実施形態における圧電アクチュエータの保持部及び駆動駒の正面図（１）であり、図７Ｂは、本実施形態に係る圧電アクチュエータの保持部及び駆動駒の正面図（２）である。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、ベース部２に設けられた凹状の保持部２ａの支持面２ｆは、図２に示す支持軸５と略平行な保持部２ａの深さｄ２方向（第２の方向）に対して、傾斜させて設けられている。
【００３０】
支持面２ｆは、図１に示す駆動駒３の先端部３ａに支持されたロータ４からの距離が遠ざかるほど、対向する支持面２ｆ，２ｆ同士の間隔が漸次狭くなるように傾斜している。換言すると、保持部２ａは、底面２ｇに近づくほど、幅ｗ４が狭くなっている。保持部２ａの深さｄ２方向に対する支持面２ｆの傾斜角度αは、各部材の寸法や公差等の関係から、２°以上６°以下であることが好ましい。本実施形態において、支持面の傾斜角度αは４°である。
【００３１】
また、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、支持面２ｆに対向する駆動駒３の基部３ｂの側面３ｃは、支持面２ｆと同様に、支持軸５と略平行な駆動駒３の高さｈ１方向（第２の方向）に対して、傾斜させて設けられている。これにより、駆動駒３の基部３ｂの側面３ｃは、支持面２ｆと略平行に設けられている。ここで、基部３ｂの保持部２ａの底面２ｇ側の端部における基部３ｂ及び一対の第１圧電素子６，６の幅ｗ５は、保持部２ａの開口部における幅ｗ４よりも小さく、保持部２ａの深さｄ２方向の途中における幅ｗ４'よりも大きくなっている。
【００３２】
そのため、駆動駒３の基部３ｂ及び一対の第１圧電素子６，６を、保持部２ａに保持させると、図５Ｂに示すように、駆動駒３の底面３ｄと保持部２ａの底面２ｇとが離間した状態で、基部３ｂが、保持部２ａの幅ｗ４方向の両側から、一対の第１圧電素子６，６を介して支持面２ｆによって支持される。すなわち、支持面２ｆは、駆動駒３を、保持部２ａの幅ｗ４方向（第３の方向）の両側から支持するとともに、支持軸５と略平行な保持部２ａの深さｄ２方向（第２の方向）において位置決めをするように、深さｄ２方向に対して、傾斜させて設けられている。
【００３３】
図８Ａは圧電素子６（第３圧電素子６１，第４圧電素子６２）の模式的な配線図であり、図８Ｂは圧電素子７（第５圧電素子７１，第６圧電素子７２）の模式的な配線図である。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、本実施形態の圧電アクチュエータ１は、第１圧電素子６及び第２圧電素子７の各々に電圧を供給する電源部１０（第１電源部〜第３電源部）、持上駆動回路１５（第１駆動部）及び送り駆動回路１６（第２駆動部）に接続されている。電源部１０は、図３及び図４に示す第１組及び第２組のそれぞれの駆動駒３１，３２の先端部３１ａ，３２ａが、順次、図１及び図２に示すロータ４との接触、ロータ４の回転方向Ｒへの送り、ロータ４からの離間、ロータ４の回転方向Ｒと逆方向の戻り、を繰り返すように、持上駆動回路１５及び送り駆動回路１６に電圧を供給する。持上駆動回路１５は、供給された電圧に基づき、圧電素子６（第３圧電素子６１，第４圧電素子６２）を駆動する。送り駆動回路１６は、供給された電圧に基づき、圧電素子７（第５圧電素子７１，第６圧電素子７２）を駆動する。なお、電源部１０は、第１電源部〜第３電源部のことであり、用途に応じて第１端子Ｔ１のみ（第２電源部）でもよく、用途に応じて第２端子Ｔ２のみ（第３電源部）でもよい。なお、第１組の基部３１ｂと第２組の基部３２ｂは接地されている。
【００３４】
図８Ａに示すように、第１組の駆動駒３１の各々が備える第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の各々が備える第４圧電素子６２とは、交互に、第１配線１１及び持上駆動回路１５を介して電源部１０の第１端子Ｔ１に接続されている。
図８Ｂに示すように、第１組の駆動駒３１の各々が備える第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の各々が備える第６圧電素子７２は、交互に、第２配線１２と送り駆動回路１６を介して電源部１０の第２端子Ｔ２に接続されている。
また、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図示は省略するが、駆動駒３１，３２の基部３１ｂ，３２ｂは接地されている。
【００３５】
電源部の各端子から第３圧電素子〜第６圧電素子へ供給する電圧を、正弦波や正弦波状の電圧波形としてもよい。また、持上駆動回路１５の出力は、各第１圧電素子６に供給してもよく、あるいは、ベース部２が導電性を有している場合はベース部２に供給するようにしてもよい。
次に、駆動駒の組が第１組と第２組の二組構成されている場合を例に図９を用いて説明する。図９は、本実施形態における駆動装置の駆動駒の先端部の変位を示すグラフである。
【００３６】
図９（ａ）〜図９（ｄ）では、ロータ４の回転方向Ｒに沿う第１組の駆動駒３の幅ｗ３１方向（第３の方向）をＸ１方向とし、支持軸５に平行な方向（第２の方向）をＹ方向とする直交座標系を用いて説明する。図９（ａ）は第１組の駆動駒の先端部のＹ方向の変位を示し、図９（ｂ）は第２組の駆動駒のＹ方向の変位を示している。また、図９（ｃ）は、第１組の駆動駒のＸ１方向の変位を示し、図９（ｄ）は第２組のＸ２方向の変位を示している。
【００３７】
第３圧電素子６１と第４圧電素子６２の駆動方向が逆方向のため、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に駆動する第１組及び第２組の駆動駒の先端部は、１８０°の位相差を有する正弦波状の軌跡を描く。このとき、第１組の駆動駒の先端部は、図９（ａ）に太線で示すように、Ｙ軸方向の変位が接触位置ｙ１を越えるとロータと接触する。また、図９（ｂ）に太線で示すように、第２組の駆動駒の先端部も、同様に、ロータと接触する。
【００３８】
ここで、図９（ａ）に示す第１組の駆動駒の軌跡と、図９（ｂ）第２組の駆動駒の軌跡とは、１８０°の位相差を有している。そのため、第１組の駆動駒の先端部と、第２組の駆動駒の先端部とが、ロータに交互に接触して、ロータを支持する。ここで、双方の駆動駒の先端部がロータから離間する期間が存在することがある。しかし、この期間、ロータは、その慣性によりＹ方向へは殆ど変位しない。
【００３９】
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、Ｘ１軸方向及びＸ２軸方向へ駆動する第１組及び第２組の駆動駒の先端部は、正弦波状の軌跡を描くようになる。
【００４０】
ここで、図９（ｃ）に太線で示すように、第１組の駆動駒の先端部は、ロータと接触している間（図９（ａ）に示す太線部分の間）に、ロータの回転方向に沿うＸ１軸正方向に移動する。また、図９（ｄ）に太線で示すように、第２組の駆動駒の先端部も同様に、ロータと接触している間（図１５（ｂ）に示す太線部分の間）に、ロータの回転方向に沿うＸ２軸正方向に移動する。
したがって、ロータ４は、第１組の駆動駒と第２組の駆動駒とによって、交互に回転方向へ駆動される。
【００４１】
次に、第１組の駆動駒と第２組の駆動駒の動作、および電源部１０の制御電圧の一例を、図１０〜図１５を用いて説明する。
図１０は、電源部１０が各端子Ｔ１とＴ２に発生させる電圧のタイミングチャートの一例である。なお、図１０は、第１端子Ｔ１から供給する電圧波形は矩形波、第２端子から供給する電圧波形は正弦波状の例である。このように、駆動電圧は、正弦波状の電圧のみではなく矩形波状であってもよい。
図１０に示すように、電源部１０は、第１端子Ｔ１に、Ｐｈａｓｅ１〜Ｐｈａｓｅ２の間では−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、Ｐｈａｓｅ３〜Ｐｈａｓｅ６の間では１．０［Ｖ］の電圧を発生させる。Ｐｈａｓｅ６以降では、−１．０［Ｖ］の電圧を４Ｐｈａｓｅの間発生させ、１．０［Ｖ］の電圧を４Ｐｈａｓｅの間発生させることを繰り返す。すなわち、電源部１０は、第１端子に８Ｐｈａｓｅを一周期とする電圧を発生させる。なお、Ｐｈａｓｅとは、駆動電圧が印加されたときの、各状態を表すものである
【００４２】
電源部１０は、第２端子Ｔ２に、Ｐｈａｓｅ１において−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、Ｐｈａｓｅ２において−２．０［Ｖ］の電圧を発生させる。また、電源部１０は、第２端子Ｔ２に、Ｐｈａｓｅ３〜Ｐｈａｓｅ６までの各Ｐｈａｓｅにおいて電圧を、−２．０［Ｖ］〜２．０［Ｖ］まで１．０［Ｖ］ずつ増加させる。また、電源部１０は、第２端子Ｔ２に、Ｐｈａｓｅ７〜Ｐｈａｓｅ８の各Ｐｈａｓｅにおいて電圧を、２．０［Ｖ］〜０［Ｖ］まで１．０［Ｖ］ずつ減少させる。Ｐｈａｓｅ９以降では、このＰｈａｓｅ１〜Ｐｈａｓｅ８の電圧の発生パターンを繰り返す。すなわち、電源部１０は、第２端子Ｔ２とに、８Ｐｈａｓｅを一周期とする電圧を発生させる。
なお、第１の電圧とは、電源部１０が第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２から持上駆動回路１５と送り駆動回路１６とに供給する電圧であり、例えば第１端子Ｔ１における−１．０［Ｖ］〜１．０［Ｖ］であり、第２端子Ｔ２における−２．０［Ｖ］〜２．０［Ｖ］である。
【００４３】
本実施形態では、電源部１０が第１圧電素子６及び第２圧電素子７に供給する電圧の周波数は、第１圧電素子６、第２圧電素子７、駆動駒３、及びベース部２からなる支持駆動部（構造部）１ａの共振振動の振動数と、略等しくなっている。
【００４４】
次に、本実施形態の圧電アクチュエータ１の動作について、図１０を用いて説明したタイミングチャートと、図１１〜図１５とを用いて以下に説明する。
図１１〜図１４は、第１組と第２組の駆動駒３１、３２の動作と、ロータ４の動作（Ｐｈａｓｅ０〜１０）とを示す正面図である。  図１５は、本実施形態における駆動装置の駆動駒の先端部の変位を示すグラフである。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）において、Ｙ軸方向におけるロータ４との接触位置ｙ１は、破線で表わされる。
【００４５】
図１１（ａ）〜図１４（ａ）では、ロータ４の回転方向Ｒに沿う第１組の駆動駒３の幅ｗ３１方向（第３の方向）をＸ１方向とし、支持軸５に平行な方向（第２の方向）をＹ方向とする直交座標系を用いて説明する。図１１（ｂ）〜図１４（ｂ）では、ロータ４の回転方向Ｒに沿う第２組の駆動駒３２の幅ｗ３２方向（第３の方向）をＸ２方向とし、支持軸５に平行な方向（第２の方向）をＹ方向とする直交座標系を用いて説明する。
【００４６】
（Ｐｈａｓｅ０）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ０において、各端子Ｔ１とＴ２に電圧を発生させず（０［Ｖ］）、図８Ａと図８Ｂに示す第３圧電素子６１と第４圧電素子６２、第５圧電素子７１、および第６圧電素子７２に、０［Ｖ］の電圧を供給している（すなわち、電圧を供給していない）状態である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ０において、第１組の駆動駒３１と第２組の駆動駒３２とは、それぞれ先端部３１ａ，３２ａの上面がロータ４に接した状態で静止している。ロータ４は、駆動駒３１，３２の先端部３１ａ，３２ａに支持された状態で静止している。
【００４７】
（Ｐｈａｓｅ１）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第１端子Ｔ１に−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して電圧を供給する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第２端子Ｔ２に−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００４８】
この結果、図１１（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１が厚み滑り変形し、駆動駒３１の基部３１ｂを保持部２ａの支持面２ｆに対してＹ方向のベース部２側（Ｙ軸負方向側）へ移動させる（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ１参照）。これにより、駆動駒３１の先端部３１ａは、Ｙ軸負方向側へ移動し、ロータ４から離間する。
また、図１１（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第５圧電素子７１は、厚み滑り変形する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸負方向側へ移動する（図１５（ｃ）参照、Ｐｈａｓｅ１参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１に供給される電圧の絶対値に比例する。
【００４９】
また、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２は、厚み滑り変形し、駆動駒３２の基部３２ｂを、保持部２ａの支持面２ｆに対してＹ方向のロータ４側（Ｙ軸正方向側）へ移動させる（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ１参照）。これにより、駆動駒３２がＹ軸正方向側へ移動することで、先端部３２ａは、ロータ４をＹ軸正方向側へ押し上げる。
また、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１において、第６圧電素子７２は、厚み滑り変形する。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸正方向側へ移動する（図１５（ｄ）参照、Ｐｈａｓｅ１参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２に供給される電圧の絶対値に比例する。
【００５０】
すなわち、Ｐｈａｓｅ１においては、図１１（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａは、Ｙ軸負方向側へ移動して、ロータ４から離間する。また、図１１（ｂ）に示すように、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａがＸ２軸正方向側へ移動することにより、先端部３２ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。ここで、第２組の駆動駒３２は、図３及び図４に示すように、ロータ４の回転方向Ｒに沿って、ベース部２の周方向に配置される。また、先端部３２ａは、ロータ４の回転方向Ｒに沿う駆動駒３２の幅ｗ３２方向（Ｘ２方向）に変位する。そのため、ロータ４は、駆動駒３２の先端部３２ａによって、回転方向Ｒに駆動され、図１及び図２に示す支持軸５を中心とする回転を開始する。
【００５１】
（Ｐｈａｓｅ２）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第１端子Ｔ１の電圧を−１．０［Ｖ］に維持し、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して供給する電圧を維持する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第２端子Ｔ２に−２．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００５２】
この結果、図１１（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第１組の駆動駒３１をＹ方向に駆動する第３圧電素子６１の変形が維持されて先端部３１ａがロータ４から離間した状態が維持される（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ２参照）。この状態で、図８Ａに示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第５圧電素子７１は、厚み滑り変形する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸負方向側へ移動する（図１５（ｃ）参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ２で新たに供給された−２．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ１で供給されていた−１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００５３】
また、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第２組の駆動駒３２をＹ方向に駆動する第４圧電素子６２の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４に接触した状態が維持される（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ２参照）。この状態で、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ２において、第６圧電素子７２は、厚み滑り変形する。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸正方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ２参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ２で新たに供給された−２．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ１で供給されていた−１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００５４】
すなわち、Ｐｈａｓｅ２においては、図１１（ｂ）に示すように、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａがＸ２軸正方向側へ移動することにより、先端部３２ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３２の先端部３２ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００５５】
（Ｐｈａｓｅ３）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ３において、第１端子Ｔ１に正負が逆転した１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して電圧を供給する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ３において、第２端子Ｔ２に−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００５６】
この結果、図１２（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ３において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１が正方向に厚み滑り変形し、駆動駒３１の基部３１ｂをＹ軸正方向側へ移動させる（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ３参照）。同時に、図１２（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ３において、第５圧電素子７１のＸ１軸負方向側への変形量は、減少する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸正方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ３参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ３で新たに供給された−１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ２で供給されていた−２．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００５７】
また、図１２（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ３において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２が負方向に厚み滑り変形し、駆動駒３２の基部３２ｂをＹ軸負方向側へ移動させる（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ３参照）。この状態で、図１２（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第６圧電素子７２のＸ２軸負方向側への変形量は、減少する。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸負方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ３参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ３で新たに供給された−１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ２で供給されていた−２．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００５８】
すなわち、Ｐｈａｓｅ３においては、図１２（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａがＸ１軸正方向側へ移動することにより、先端部３１ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３１の先端部３１ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００５９】
なお、Ｐｈａｓｅ２とＰｈａｓｅ３の間、双方の駆動駒３１，３２は、極めて短時間の間、ロータ４から離間する場合がある。このような場合であっても、ロータ４は、その慣性により、Ｙ方向の変位を殆どすることなく、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａによって支持されていた位置に留まる。そのため、ロータ４は、Ｙ方向の略一定の位置が維持され、回転方向Ｒに駆動された状態で、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａによりＹ方向に支持され、回転方向Ｒへ駆動される。これにより、ロータ４は、Ｙ方向の略一定の位置で、支持軸５を中心として回転を継続する。
【００６０】
（Ｐｈａｓｅ４）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第１端子Ｔ１の電圧を１．０［Ｖ］に維持し、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して供給する電圧を維持する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第２端子Ｔ２に供給する電圧を０［Ｖ］にし、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して供給する電圧を０［Ｖ］にする。
【００６１】
この結果、図１２（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４に接触した状態が維持される（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ４参照）。同時に、図１２（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第５圧電素子７１のＸ１軸正方向側への変形量は減少し、第５圧電素子７１が元の状態に戻る。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸正方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ４参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ４で新たに供給された０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ３で供給されていた−１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００６２】
また、図１２（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４から離間された状態が維持される（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ５参照）。この状態で、図１２（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ４において、第６圧電素子７２は、第６圧電素子７２のＸ２軸負方向側への変形量は減少し、第６圧電素子７２が元の状態に戻る。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸負方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ４参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ４で新たに供給された０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ３で供給されていた−１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００６３】
すなわち、Ｐｈａｓｅ４においては、図１２（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａがＸ１軸正方向側へ移動することにより、先端部３１ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３１の先端部３１ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００６４】
（Ｐｈａｓｅ５）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ５において、第１端子Ｔ１の電圧を１．０［Ｖ］に維持し、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して供給する電圧を維持する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ５において、第２端子Ｔ２に１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００６５】
この結果、図１３（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ５において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４に接触した状態が維持される（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ５参照）。同時に、図１３（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ５において、第５圧電素子７１は、厚み滑り変形する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸正方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ５参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ６で新たに供給された１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ６で供給されていた０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００６６】
また、図１３（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ５において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４から離間された状態が維持される（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ５参照）。この状態で、図１３（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第６圧電素子７２は、厚み滑り変形する。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸負方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ５参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ６で新たに供給された１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ５で供給されていた０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００６７】
すなわち、Ｐｈａｓｅ５においては、図１３（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａがＸ１軸正方向側へ移動することにより、先端部３１ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３１の先端部３１ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００６８】
（Ｐｈａｓｅ６）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第１端子Ｔ１の電圧を１．０［Ｖ］に維持し、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して供給する電圧を維持する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第２端子Ｔ２に２．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００６９】
この結果、図１３（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４に接触した状態が維持される（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ６参照）。同時に、図１３（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第５圧電素子７１のＸ１軸正方向側への変形量は、増加する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸正方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ６参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ６で新たに供給された２．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ５で供給されていた１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００７０】
また、図１３（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ６において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４から離間された状態が維持される（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ６参照）。この状態で、図１３（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第６圧電素子７２のＸ２軸正負向側への変形量は、増加する。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸負方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ６参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ６で新たに供給された２．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ５で供給されていた１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００７１】
すなわち、Ｐｈａｓｅ６においては、図１３（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａがＸ１軸正方向側へ移動することにより、先端部３１ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３１の先端部３１ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００７２】
なお、Ｐｈａｓｅ６とＰｈａｓｅ７の間、双方の駆動駒３１，３２は、極めて短時間の間、ロータ４から離間する場合がある。このような場合であっても、ロータ４は、その慣性により、Ｙ方向の変位を殆どすることなく、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａによって支持されていた位置に留まる。そのため、ロータ４は、Ｙ方向の略一定の位置が維持され、回転方向Ｒに駆動された状態で、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａによりＹ方向に支持され、回転方向Ｒへ駆動される。これにより、ロータ４は、Ｙ方向の略一定の位置で、支持軸５を中心として回転を継続する。
【００７３】
（Ｐｈａｓｅ７）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第１端子Ｔ１に正負が逆転した−１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して電圧を供給する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第２端子Ｔ２に１．０［Ｖ］の電圧を発生させ、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００７４】
この結果、図１４（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第１組の駆動駒３１を駆動する第３圧電素子６１が厚み滑り変形し、駆動駒３１の基部３１ｂを保持部２ａの支持面２ｆに対してＹ方向のベース部２側（Ｙ軸負方向側）へ移動させる（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ７参照）。これにより、駆動駒３１の先端部３１ａは、Ｙ軸負方向側へ移動し、ロータ４から離間する。
また、図１４（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第５圧電素子７１のＸ１軸正方向側への変形量は、減少する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸負方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ７参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ７で新たに供給された１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ６で供給されていた２．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００７５】
また、図１４（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第２組の駆動駒３２を駆動する第４圧電素子６２は、厚み滑り変形し、駆動駒３２の基部３２ｂを、保持部２ａの支持面２ｆに対してＹ方向のロータ４側（Ｙ軸正方向側）へ移動させる（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ７参照）。これにより、駆動駒３２がＹ軸正方向側へ移動することで、先端部３２ａは、ロータ４をＹ軸正方向側へ押し上げる。
また、図１４（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ７において、第６圧電素子７２のＸ２軸正方向側への変形量は、減少する。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸正方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ７参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ７で新たに供給された１．０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ６で供給されていた２．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００７６】
すなわち、Ｐｈａｓｅ７においては、図１４（ａ）に示すように、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａは、Ｙ軸負方向側へ移動して、ロータ４から離間する。また、図１４（ｂ）に示すように、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａがＸ２軸正方向側へ移動することにより、先端部３２ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３２の先端部３２ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００７７】
（Ｐｈａｓｅ８）
電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第１端子Ｔ１の電圧を−−１．０［Ｖ］に維持し、図８Ａに示す第１組の駆動駒３１の第３圧電素子６１と、第２組の駆動駒３２の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して供給する電圧を維持する。
また、電源部１０は、図１０に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第２端子Ｔ２に供給する電圧を０［Ｖ］にし、図８Ｂに示す第１組の駆動駒３１の第５圧電素子７１と、第２組の駆動駒３２の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して電圧を供給する。
【００７８】
この結果、図１４（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第１組の駆動駒３１をＹ方向に駆動する第３圧電素子６１の変形が維持されて先端部３１ａがロータ４から離間した状態が維持される（図１５（ａ）、Ｐｈａｓｅ８参照）。この状態で、図１４（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第５圧電素子７１のＸ１軸負方向側への変形量は減少し、第５圧電素子７１が元の状態に戻る。このため、先端部３１ａは、基部３１ｂ及びベース部２に対して、Ｘ１軸負方向側へ移動する（図１５（ｃ）、Ｐｈａｓｅ８参照）。このときの先端部３１ａの移動量は、第５圧電素子７１にＰｈａｓｅ８で新たに供給された０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ７で供給されていた１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００７９】
また、図１４（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第２組の駆動駒３２をＹ方向に駆動する第４圧電素子６２の変形が維持されて先端部３２ａがロータ４に接触した状態が維持される（図１５（ｂ）、Ｐｈａｓｅ８参照）。この状態で、図１４（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ８において、第６圧電素子７２のＸ２軸正方向側への変形量は減少し、第６圧電素子７２が元の状態に戻る。このため、先端部３２ａは、基部３２ｂ及びベース部２に対して、Ｘ２軸正方向側へ移動する（図１５（ｄ）、Ｐｈａｓｅ８参照）。このときの先端部３２ａの移動量は、第６圧電素子７２にＰｈａｓｅ８で新たに供給された０［Ｖ］と、Ｐｈａｓｅ７で供給されていた１．０［Ｖ］との電圧の差の絶対値に比例する。
【００８０】
すなわち、Ｐｈａｓｅ８においては、図１４（ｂ）に示すように、第２組の駆動駒３２の先端部３２ａがＸ２軸正方向側へ移動することにより、先端部３２ａの上面とロータ４の下面との間に、摩擦力が作用する。このため、ロータ４は、駆動駒３２の先端部３２ａによって、回転方向Ｒに駆動される。
【００８１】
Ｐａｈｓｅ９以降は、上記のＰａｈｓｅ１からＰａｈｓｅ８までの動作と同様の動作が繰り返し行われ、ロータ４の回転が継続される。これにより、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａと先端部３ａと第２組の駆動駒３２の先端部３２ａとによって、交互に（順番に）ロータ４のＹ軸方向の支持及び回転方向Ｒの駆動がされ、ロータ４が支持軸５回りの回転を継続する。
【００８２】
なお、上述した実施形態では、ロータ４を回転方向Ｒに駆動する例を説明したが、電源部１０が駆動電圧の制御することで回転方向Ｒとは逆方向に回転させることも可能である。
【００８３】
以上のように、同じ駆動電圧を印加したことに応じて、第３圧電素子６１が、第２の方向に駆動されるように第１組の駆動駒３１の基部３１ｂに取り付けられている。また、同じ駆動電圧を印加したことに応じて、第２組の駆動駒３２の基部３２ｂに取り付けられている第４圧電素子６２が第２の方向と逆方向に駆動される。また、同じ駆動電圧を印加したことに応じて、第５圧電素子７１が、第３の方向に駆動されるように第１組の駆動駒３１の基部３１ｂと先端部３１ａとの間に取り付けられている。また、同じ駆動電圧を印加したことに応じて、第２組の駆動駒３２の基部３２ｂと先端部３２ａとの間に取り付けられている第６圧電素子７２が第３の方向と逆方向に駆動される。
【００８４】
この結果、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２とを駆動する持上駆動回路１５を共通にできる。また、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２とを配線する第１配線１１を共通にできる。さらに、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２とを駆動する電源部１０の第１端子Ｔ１を共通にでき、駆動電圧のタイミング制御を共通に出来る。
同様に、第５圧電素子７１と第６圧電素子とを駆動する送り駆動回路１６を共通にできる。また、第５圧電素子７１と第６圧電素子とを配線する第２配線１２を共通にできる。さらに、第５圧電素子７１と第６圧電素子とを駆動する電源部１０の第２端子Ｔ２を共通にでき、駆動電圧のタイミング制御を共通にできる。さらに、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２とに同じ駆動電圧を印加できるので、ベース部２に導電性を備えることができる。そして、この場合は、第３圧電素子６１と第４圧電素子６２への配線が不要になり、ベース部２に直接、駆動電圧を印加することができるので、構成を簡易にできる。この結果、部品点数を削減でき、組み立ておよびメンテナンスが行いやすくなり、コストを削減することができる。
【００８５】
また、駆動駒３によりロータ４を回転させ、ロータ４と駆動駒３とを相対駆動させる際に、ロータ４を安定して回転させることができる。また、例えば、基部３１ｂを挟み込む第３圧電素子６１が互いに異なる方向に基部３１ｂを駆動させる場合と比較して、損失が発生し難く、エネルギー効率を向上でき、圧電アクチュエータ１の出力を増大できる。
【００８６】
また、第１組の第３圧電素子６１と、第２組の第４圧電素子６２とは、駆動される方向（厚みすべり振動により移動する方向）が互いに異なるように各々の駆動駒の基部（３１ｂ，３２ｂ）に取り付けられている（接着されている）。このため、第１組の第３圧電素子６１と第２組の第４圧電素子６２とに、持上駆動回路１５と第１端子Ｔ１を介して同じ駆動電圧を供給することで、第１組の駆動駒３１の基部３１ｂと第２組の駆動駒３２の基部３２ｂとは、逆相の動作を行うことができる。
【００８７】
また、第１組の第５圧電素子７１と、第２組の第６圧電素子７２とは、駆動される方向（厚みすべり振動により移動する方向）が互いに異なるように各々の駆動駒の先端部３１ａと基部３１ｂとの間または先端部３２ａと基部３１ｂとの間に取り付けられている（接着されている）。このため、第１組の第５圧電素子７１と第２組の第６圧電素子７２とに、送り駆動回路１６と第２端子Ｔ２を介して同じ駆動電圧を供給することで、第１組の駆動駒３１の先端部３１ａと第２組の駆動駒３２の先端部３２ａとは、逆相の動作を行うことができる。
【００８８】
また、本実施形態では、ロータ４が円形の場合について説明したが、例えばロータ４は線状であってもよい。この場合においても、第３圧電素子６１と第５圧電素子７１を有する駆動駒３１と、第４圧電素子６２と第６圧電素子７２を有する駆動駒３２とを、線状のロータ４に沿って交互に配置する。そして、電源部１０が、持上駆動回路１５と第１配線１１を介して第３圧電素子６１と第４圧電素子６２に同じ駆動電圧を供給し、送り駆動回路１６と第２配線１２を介して第５圧電素子７１と第６圧電素子７２に同じ駆動電圧を供給することで、線状のロータ４を直線方向に沿って駆動することができる。
【００８９】
また、基部３ｂを挟み込む一対の第３圧電素子６１，６１または第４圧電素子６２，６２の寸法及び形状は、略等しくなっている。これにより、駆動駒３の幅ｗ３方向の剛性を均等にできる。したがって、駆動駒３の基部３ｂの幅ｗ３方向の振動を抑制できる。また、全ての第３圧電素子６１〜第６圧電素子７２を、同一の形状及び寸法とすることで、製造を容易にして、生産性を向上できる。
【００９０】
また、本実施形態では、駆動駒３１に取り付けられている第３圧電素子と、駆動駒３２に取り付けられている第４圧電素子とに同じ駆動電圧を入力し、かつ駆動駒３１に取り付けられている第５圧電素子と、駆動駒３２に取り付けられている第６圧電素子とに同じ駆動電圧を入力する例を説明した。しかし、これに限られるものではない。例えば、第３圧電素子と第４圧電素子とに同じ駆動電圧を入力し、第５圧電素子と第６圧電素子とには位相を反転させた駆動信号を供給するようにしてもよい。あるいは、第５圧電素子と第６圧電素子とに同じ駆動電圧を入力し、第３圧電素子と第４圧電素子とには位相を反転させた駆動信号を供給するようにしてもよい。
【００９１】
次に、本実施形態の圧電アクチュエータ１を備えたレンズ鏡筒の一例として、交換レンズについて説明する。本実施形態の交換レンズは、カメラ本体とともにカメラシステムを形成するものであり、カメラ本体に着脱可能に装着される。交換レンズは、公知のＡＦ（オートフォーカス）制御に応じて合焦動作を行うＡＦモードと、撮影者からの手動入力に応じて合焦動作を行うＭＦ（マニュアルフォーカス）モードとが切り替え可能になっている。
【００９２】
次に、本実施形態の圧電アクチュエータ１を備えたレンズ鏡筒及びカメラの一例について説明する。本実施形態の交換レンズは、カメラボディとともにカメラシステムを形成するものである。交換レンズは、公知のＡＦ（オートフォーカス）制御に応じて合焦動作を行うＡＦモードと、撮影者からの手動入力に応じて合焦動作を行うＭＦ（マニュアルフォーカス）モードとが切り替え可能になっている。
図１６は、本実施形態における圧電アクチュエータ１を備えたレンズ鏡筒及びカメラの概略構成図である。図１６に示すように、カメラ２０１は、撮像素子２０８が内蔵されたカメラボディ２０２と、レンズ２０７を有するレンズ鏡筒２０３とを備えている。
【００９３】
レンズ鏡筒２０３は、カメラボディ２０２に着脱可能な交換レンズである。レンズ鏡筒２０３は、レンズ２０７、カム筒２０６、圧電アクチュエータ１等を備えている。圧電アクチュエータ１は、カメラ２０１のフォーカス動作時にレンズ２０７を駆動する駆動源として用いられている。圧電アクチュエータ１のロータ４から得られた駆動力は、直接、カム筒２０６に伝えられる。レンズ２０７は、カム筒２０６に保持されており、圧電アクチュエータ１の駆動力により、光軸方向Ｌに略平行に移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。
【００９４】
カメラ２０１の使用時には、レンズ鏡筒２０３内に設けられたレンズ群（レンズ２０７を含む）によって、撮像素子２０８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子２０８によって、結像された被写体像は電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換することによって、画像データが得られる。
【００９５】
以上説明したように、カメラ２０１及びレンズ鏡筒２０３は、上述の駆動装置１を備えている。したがって、従来よりもロータ４を効率よく回転させ、レンズ２０７を効率よく駆動することができる。
本実施形態では、レンズ鏡筒２０３は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒としてもよい。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、圧電素子は厚みすべり変形ではなく、厚み方向に変形してもよい。この場合、第３圧電素子の縦弾性係数と、第４圧電素子の縦弾性係数との比が、駆動駒の全体の質量及び先端部の質量の和と、駆動駒の先端部の質量との比と同一であってもよい。この場合でも、厚みすべり変形をする圧電素子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・圧電アクチュエータ  １ａ・・・支持駆動部  ２・・・ベース部（第４部材）
３・・・駆動駒（第１部材、第２部材）  ３ａ・・・先端部  ３ｂ・・・基部  ４・・・ロータ（第３部材）  ６・・・第１圧電素子  ７・・・第２圧電素子  
１０・・・電源部（第１〜第３電源部）  １５・・・持上駆動回路（第１駆動部）
１６・・・送り駆動回路（第２駆動部）  ３１・・・駆動駒（第１組の第１部材）
３１ａ・・・先端部（第１の先端部）  ３１ｂ・・・基部（第１の基部）  ３２・・・駆動駒（第２組の第２部材）  ３２ａ・・・先端部（第２の先端部）  ３２ｂ・・・基部（第２の基部）  ６１・・・第３圧電素子  ６２・・・第４圧電素子  ７１・・・第５圧電素子  ７２・・・第６圧電素子  ２０１・・・カメラ、  ２０３・・・レンズ鏡筒
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【図１６】
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