(57)【要約】【課題】  部品点数を増やすことなく作動不良率の低減を可能にした振動波モータを提供すること。【解決手段】  弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素子に第一、及び第二の電極を設けていて、該第一及び第二の電極にお互いに位相の異なる周波電圧を印加して進行性振動波を発生させ、該振動波により、該弾性体と該弾性体に加圧接触した部材とを相対運動させ、さらに第三の電極を介して振動状態を検出する手段を有し、該素子は複数のアース電極を設けていて、該複数のアース電極は該弾性体との導電手段を有し、該素子はＦＰＣを介して電力を供給され、該第一、第二及び第三の電極は該ＦＰＣと電気的に接続されている振動波駆動装置において、該第三の電極を中心として該第一の電極が一方に、該第二の電極がもう一方に配設され、該第一の電極と該第三の電極間、及び該第二の電極と該第三の電極間において該アース電極と該ＦＰＣが電気的に接続されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2012191765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、
該素子に第一、及び第二の電極を設けていて、
該第一及び第二の電極にお互いに位相の異なる周波電圧を印加して進行性振動波を発生させ、
該振動波により、該弾性体と該弾性体に加圧接触した部材とを相対運動させ、
さらに第三の電極を介して振動状態を検出する手段を有し、
該素子は複数のアース電極を設けていて、
該複数のアース電極は該弾性体との導電手段を有し、
該素子はフレキシブルプリント基板を介して電力を供給され、
該第一、第二及び第三の電極は該フレキシブルプリント基板と電気的に接続されている振動波駆動装置において、
該第三の電極を中心として該第一の電極が一方に、該第二の電極がもう一方に配設され、該第一の電極と該第三の電極間、及び該第二の電極と該第三の電極間において該アース電極と該フレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の振動波駆動装置を有する光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波モータを備えた振動波駆動装置及びこの振動波駆動装置を有する光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状の振動波モータとしての超音波モータを内蔵し、オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作とを特別な切り替え操作を要せずにほぼ連続に行わせることができるように構成されたフォーカス用超音波モータ内蔵型のレンズ鏡筒が提案されている。
【０００３】
公知のように、超音波モータは進行波の形成される円環形状の金属性弾性体（ステータに相当する）に対し、出力部材をなす円環形状のロータをバネ等の加圧部材により圧接し、該弾性体に形成される進行波によってロータを摩擦駆動するものである。
【０００４】
上記差動機構では加圧部材の加圧力を光軸方向に沿って受けている出力部材が回転してもマニュアルリングが非回転状態を維持するように該加圧部材の加圧力が作用する。逆にマニュアルリングを回転してマニュアルフォーカスを行う際には、超音波モータのロータがステータに圧接状態であるために、該ロータの非回転状態が維持される。
【０００５】
使用者がオートフォーカスモードにてフォーカシングスイッチを操作すると、制御回路の作動によりフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）を介して圧電素子に電圧が印加される。その結果、円周方向に進行する振動波がステータに生じ、ステータの振動によってロータ、ゴムリング、連結部材が光軸を中心に回転される。
【０００６】
この回転により出力環に軸支されるローラは回転トルクを受けるが、この時にはマニュアル連結部材は回転しない。このためローラは出力環上の軸の回りを回転しながらマニュアル連結板の端面に沿って転動し、出力環も軸を介して光軸を中心に回転する。これによりカム環が駆動され、それに伴いフォーカスレンズ群が光軸方向に移動されてオートフォーカシングがなされる。
【０００７】
図５は従来のこの種の振動波モータにおける圧電素子のＦＰCとの接触面側を示す平面図である。圧電素子１０５にはＡ相電極部１０５ａとＢ相電極部１０５ｂとが設けられ、さらにＡ相電極部１０５ａとＢ相電極部１０５ｂとの間にはＳ相電極部１０５ｃ、ＧＮＤ（アース）部１０５ｄが設けられている。
【０００８】
振動波モータの起動は、そのモータの共振周波数ｆｒよりも高い周波数から周波数を下げていき、その時のＳ相電極部１０５ｃから出力される電圧信号とＡ相電極部１０５ａまたはＢ相電極部１０５ｂの圧電素子群に印加される電圧信号との位相差を算出し、この位相差を見ながら周波数を制御している。このとき電力を供給するメイン基板と圧電素子１０５とはＦＰＣ１１６を通じて電気的に接続されており、ＦＰＣ１１６の導体パターンは圧電素子１０５の各電極部（Ａ相、Ｂ相、Ｓ相）及びＧＮＤ部１０５ｄと接続されている。ＧＮＤ部１０５ｄはＡ相−Ｓ相間１０５ｄ１、Ｂ相−Ｓ相間１０５ｄ２、Ａ相−Ｂ相間１０５ｄ３にそれぞれ配設され、導電塗料を通じてステータと導電しており、ＧＮＤ部１０５ｄのうちの１つ（１０５ｄ１）がＦＰＣ１１６と電気的に接続されている。
【０００９】
しかしながら導電塗料部に外力が加わったり組立不良によりクラックが生じることで接地できず、適正な電気信号を得ることが出来なくなり、作動不良が生じることがある。
【００１０】
上記の課題を解決する手段として、特許文献１に記載の超音波モータでは、超音波モータを固定する支持体を備え、ＦＰＣの銅箔部が外部に延長されている。ＦＰＣは支持体に固定され、該銅箔延長部の一端が支持体と圧電素子との間にある電極と接着剤により連結し、他端が支持体上と圧電素子との接合面外に排出されている。この構成により圧電素子の特性を変化させず、接地不良が起きにくい超音波モータを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２８４２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、部品構成及び部品形状を大幅に変更する必要がある。また外部に延長された銅箔部が薄いため外力により裂けてしまうと作動不良が生じる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、部品点数を増やすことなく作動不良率の低減を可能にした振動波モータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る振動波駆動装置は、弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素子に第一（Ａ相）、及び第二（Ｂ相）の電極を設けていて、該第一及び第二の電極にお互いに位相の異なる周波電圧を印加して進行性振動波を発生させ、該振動波により、該弾性体と該弾性体に加圧接触した部材とを相対運動させ、さらに第三（Ｓ相）の電極を介して振動状態を検出する手段を有し、該素子は複数のアース電極（ＧＮＤ部）を設けていて、該複数のアース電極は該弾性体との導電手段を有し、該素子はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を介して電力を供給され、該第一、第二及び第三の電極は該フレキシブルプリント基板と電気的に接続されている振動波駆動装置において、該第三の電極を中心として該第一の電極が一方に、該第二の電極がもう一方に配設され、該第一の電極と該第三の電極間、及び該第二の電極と該第三の電極間において該アース電極と該フレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ａ相−Ｓ相間及びＢ相−Ｓ相間の２箇所のＧＮＤ部においてＦＰＣと電気的に接続する構成とすることで、導電塗料の一つにクラックが生じても適正な電気信号を得ることができる。これにより部品点数を増やすことなく、作動不良率の低減を可能にした振動波モータを提供することができる。またＳ相とＡ相、Ｂ相が隣り合わなくなるため、Ｓ相の電流にノイズがのりにくくなり、安定的に電気信号を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態にかかわるステータユニット要部平面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】本発明の実施形態にかかわるステータユニット要部斜視図
【図４】本発明の実施形態におけるフォーカス駆動ユニットの要部断面図
【図５】従来例におけるステータユニット要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわるステータユニット要部平面図、図４は本発明の実施形態におけるフォーカス駆動ユニットの要部断面図である。１〜１５はフォーカス駆動ユニットを構成する部品であり、１はフォーカス駆動ユニットの各構成部品を保持するためのユニット支持筒である。６は横断面形状が台形をなした環状の振動体（以下にはこれをステータと呼ぶ）である。
【００１８】
５は該ステータ６の一端面に接合され振動させるための電気―機械エネルギー変換素子としての圧電素子である。４は該圧電素子５の表面に圧接されたフェルト等からなる環状の振動吸収体である。３は加圧手段としての加圧ばねであり、具体的には該振動吸収体４を介してステータ６を光軸方向前方に付勢する皿バネである。
【００１９】
２はユニット支持筒１の外径に形成されたネジ部に螺合し、該皿バネ３の加圧力を調整するナットであり、駆動源である振動波モータとしての超音波モータの性能が最大限引き出せるような最適な加圧で調整する。８は該ユニット本体の外径に一体的に保持されると共に、該ステータ６の回転を規制するための回り止めである。
【００２０】
７は該ステータと接触する接触体であり、ステータ６の振動波により光軸を中心に回転力を受ける回転体（以下はこれをロータと称する）である。１０はゴムリング９を介して該ロータ７と一体的に回転し、ローラ１２に当接される回転する部材としてのモータ連結部材である。
【００２１】
１１は後述のローラ１２を回転可能に軸支する光軸に対し放射方向に略等分に複数個延びる軸を有し、不図示のカム環に回転を伝達する出力部材としての出力環である。
【００２２】
１２は出力環１１に複数個配置された軸に軸支され、連結部材１０と後述のマニュアル連結部材１４に挟まれ転動し、光軸を中心に公転するローラである。
【００２３】
１４は不図示のフォーカス操作環より回転を伝えられるマニュアル連結板であり、一端面をローラ１２の当接部に当接される。
【００２４】
なお、マニュアル連結板１４の材質はローラ１２とモータ連結部材１０間の摩擦係数より、ローラ１２とマニュアル連結版１４間の摩擦係数が小さくなるようなものが選択されている。１５はマニュアル連結板に当接される保持環であり、ユニット支持筒１に対し回転を規制されるように嵌合する。
【００２５】
次に、前記のごとき構造を有するフォーカス駆動ユニットが配置されたレンズ鏡筒の作動について説明する。
【００２６】
使用者がオートフォーカスモードにて不図示のフォーカシングスイッチを操作すると、不図示の制御回路の作動によりプリント基板１６を介して圧電素子５に電圧が印加される。その結果、円周方向に進行する振動波がステータ６に生じ、ステータ６の振動によってロータ７、ゴムリング９、連結部材１０が光軸を中心に回転される。
【００２７】
この回転によりローラ１２は回転トルクを受けるが、この時にはマニュアル連結部材１４は回転しない。このためローラ１２は出力環１１上の軸の回りを回転しながらマニュアル連結板１４の端面に沿って転動し、出力環１１も軸を介して光軸を中心に回転する。これにより不図示のカム環が駆動されそれに伴いフォーカスレンズ群が光軸方向に移動されてオートフォーカシングがなされる。
【００２８】
一方、使用者がマニュアルでフォーカシングするときには、前記不図示のフォーカシングスイッチを操作せずに不図示のフォーカス操作環を回転させると、その回転はマニュアル連結部材１４に伝えられる。
【００２９】
そのとき、超音波モータ部は駆動されていないため、モータ連結部材１０は静止しており、ローラ１２は出力環１１上の軸の回りを回転しながらモータ連結部材１０の端面に沿って転動し、出力環１１も軸を介して光軸を中心に回転する。これにより不図示のカム環が駆動され、それに伴いフォーカスレンズ群が光軸方向に駆動されマニュアルフォーカシングがなされる。
【００３０】
図２は本発明の実施形態にかかわるステータユニット要部拡大図、図３は本発明の実施形態にかかわるステータユニット要部斜視図である。圧電素子５にはＡ相電極部５ａとＢ相電極部５ｂとが設けられ、さらにＡ相電極部５ａとＢ相電極部５ｂとの間にはＳ相電極部５ｃ、ＧＮＤ（アース）部５ｄが設けられている。
【００３１】
振動波モータの起動は、そのモータの共振周波数ｆｒよりも高い周波数から周波数を下げていき、その時のＳ相電極部５ｃから出力される電圧信号とＡ相電極部５ａまたはＢ相電極部５ｂの圧電素子群に印加される電圧信号との位相差を算出し、この位相差を見ながら周波数を制御している。このとき電力を供給する不図示のメイン基板と圧電素子５とはＦＰＣ１６を通じて電気的に接続されており、ＦＰＣ１６の導体パターンは圧電素子５の各電極部（Ａ相５ａ、Ｂ相５ｂ、Ｓ相５ｃ）及びＧＮＤ部５ｄと接続されている。ＧＮＤ部５ｄはＡ相−Ｓ相間５ｄ１、Ｂ相−Ｓ相間５ｄ２、Ａ相−Ｂ相間５ｄ３にそれぞれ配設され、導電塗料１７を通じてステータ６と導電しており、ＧＮＤ部５ｄ１及び５ｄ２の２箇所においてＦＰＣ１６と電気的に接続されている。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３３】
以上のように、この発明にかかる振動波駆動装置及び光学機器は、たとえばフィルムカメラ、デジタルカメラ、監視カメラ、ビデオカメラ、プロジェクターなどの各種の光学機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ユニット支持筒
２  環状ナット
３  環状皿バネ
４  振動吸収体
５、１０５  圧電素子
５ａ  Ａ相、  ５ｂ  Ｂ相、  ５ｃ  Ｓ相
５ｄ１、５ｄ２、５ｄ３  ＧＮＤ部
６  ステータ
７  ロータ
８  回り止め
９  ゴムリング
１０  モータ連結部材
１１  出力環
１２  ローラ
１３  金属ワッシャ
１４  マニュアル連結部材
１５  マニュアルリング
１６  ＦＰＣ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ１、１６ｄ２  ＦＰＣ導電部
１７  導電塗料
【図１】
2012191765.tif 000003
【図２】
2012191765.tif 000004
【図３】
2012191765.tif 000005
【図４】
2012191765.tif 000006
【図５】
2012191765.tif 000007