(57)【要約】      （修正有）【課題】寸法の異なる被駆動部材に対応する駆動装置を廉価に提供する。【解決手段】駆動装置であって、駆動電力を供給されて機械的振動を生じる複数の電気機械変換素子１２０と、駆動電力を伝達する伝送線路を有し、複数の電気機械変換素子１２０に共通に機械結合された基板１１０と、複数の電気機械変換素子１２０の各々を被駆動部材１３０に向かって付勢する付勢力を、基板１１０から電気機械変換素子１２０に作用させる付勢部材１４０とを備え、複数の電気機械変換素子１２０は、被駆動部材１３０を駆動する方向に沿って互いに離間した位置において基板１１０に結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電力を供給されて機械的振動を生じる複数の電気機械変換素子と、
前記駆動電力を伝達する伝送線路を有し、前記複数の電気機械変換素子に共通に機械結合された基板と、
前記複数の電気機械変換素子の各々を被駆動部材に向かって付勢する付勢力を、前記基板から前記複数の電気機械変換素子に作用させる付勢部材と
を備える駆動装置。
【請求項２】
前記複数の電気機械変換素子は、前記被駆動部材を駆動する方向に沿って互いに離間した位置において前記基板に結合される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に直交する面の方向について等間隔な位置で前記基板に付勢力を作用させる複数の弾性部材を含む請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記複数の電気機械変換素子は、環状に配されて前記被駆動部材を回動させる請求項2から請求項3までのいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記付勢部材は、前記基板に対して付勢力を作用させ、前記基板は当該付勢力を前記複数の電気機械変換素子に伝達する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記複数の電気機械変換素子の各々は、前記付勢力の方向と交差する方向について前記基板に対する変位を拘束される請求項４に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記基板と前記複数の電気機械変換素子の各々との間に変形自在に挟まれ、前記伝送線路と前記複数の電気機械変換素子の各々とを電気的に結合する伝送部材を更に備える請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記伝送部材は、前記基板と前記複数の電気機械変換素子の各々との間で圧縮されて弾性変形し、前記複数の電気機械変換素子の各々に対して付勢力を作用させる請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記複数の電気機械変換素子の各々は、前記複数の電気機械変換素子の各々の機械振動の節において、前記付勢力の方向について前記基板に対する変位を拘束される請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記被駆動部材は、前記複数の電気機械変換素子の各々から、円筒形の被駆動面に駆動力を受ける請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記複数の電気機械変換素子の各々は、一端を前記基板に固定された弾性部材の他端から付勢力を受ける請求項１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記複数の電気機械変換素子の各々は、前記付勢力の付勢方向に沿って摺動自在に配される請求項１１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記基板は、前記複数の電気機械変換素子に結合された位置を含む領域において前記基板に生じる歪みを検出する歪みゲージを更に備える請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記歪みゲージは、前記基板に配された導体線路を含む請求項１３に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記基板は、前記歪みゲージに沿って配され、前記基板の部分的な剛性を低下させる抜き穴を有する請求項１３または請求項１４に記載の駆動装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の駆動装置を備えた光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学部材の周囲に配されて、当該光学部材を駆動する環状駆動装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１１−０３９０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
環状駆動装置は、駆動対象である光学部材毎にその寸法に合わせて製造されるので高価になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様によると、駆動電力を供給されて機械的振動を生じる複数の電気機械変換素子と、駆動電力を伝達する伝送線路を有し、複数の電気機械変換素子に共通に機械結合された基板と、複数の電気機械変換素子の各々を被駆動部材に向かって付勢する付勢力を基板から電気機械変換素子に作用させる付勢部材とを備える駆動装置が提供される。
【０００５】
本発明の第２態様によると、上記駆動装置を備える光学装置が提供される。
【０００６】
上記した発明の概要は、この発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】駆動装置１０１の分解斜視図である。
【図２】基板１１０の平面図である。
【図３】駆動装置１０１の模式図である。
【図４】電気機械変換素子１２０の模式図である。
【図５】駆動信号の波形図である。
【図６】電気機械変換素子１２０の動作を示す模式図である。
【図７】カメラシステム４００の模式図である。
【図８】基板１１１の平面図である。
【図９】駆動装置１０２の部分的な分解斜視図である。
【図１０】駆動装置１０２の模式図である。
【図１１】駆動装置１０３の断面図である。
【図１２】駆動装置１０３の部分的側面図である。
【図１３】基板１１３の底面図である。
【図１４】駆動装置１０３の部分的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定しない。また、実施形態において説明される特徴の組み合わせの全てが課題の解決に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、駆動装置１０１の分解斜視図である。駆動装置１０１は、図中上から順に、３本の付勢部材１４０、単一の基板１１０、３組の伝送部材１５０、３つの電気機械変換素子１２０および単一の被駆動部材１３０を備える。
【００１０】
付勢部材１４０は、例えばコイルばねである弾性部材であり、駆動装置１０１においては圧縮して組付けられる。これにより、付勢部材１４０は、基板１１０を図中上方から下方に向かって付勢する。
【００１１】
基板１１０は、中央に円形の開口を有する円環状の絶縁材料により形成される。図中に見える面には、３つの電気機械変換素子１２０に対応した３つの係合部１１２、３組の貫通電極１１４および３つの抜き穴１１６と、３本の付勢部材１４０に対応した３つの貫通穴１１８とを有する。係合部１１２、貫通電極１１４、抜き穴１１６および貫通穴１１８のそれぞれは、基板１１０の周方向について等間隔に配される。
【００１２】
係合部１１２は、基板１１０の径方向に延在して、基板１１０の図中下面から下方に畝状に突出する。貫通電極１１４は、基板１１０を厚さ方向に貫通して設けられ、図中には下端面が現れる。
【００１３】
抜き穴１１６および貫通穴１１８は、それぞれ基板１１０を厚さ方向に貫通して設けられる。抜き穴１１６は、基板１１０の周方向に円弧状に延在する。貫通穴１１８は、ねじ等を挿通できる円形の穴であり、付勢部材１４０を案内する部材が挿通される。
【００１４】
電気機械変換素子１２０は、直方体の形状を有し、図中上面に係合溝１２２および給電端子を有する。係合溝１２２は、電気機械変換素子１２０の短辺方向に延在し、基板１１０の係合部１１２と相補的な形状および寸法を有する。また、電気機械変換素子１２０は、図中下面に、当接部１２６を有する。当接部１２６は、図中下方に向かって突出する。
【００１５】
被駆動部材１３０は、中央を貫通する開口を有する。被駆動部材１３０の開口内には、例えば、光学部材または光学部材を保持および駆動する部材を入れることができる。また、被駆動部材１３０の図中上面には、開口を包囲して円環状の被駆動面が形成される。被駆動部材１３０の被駆動面は、３つの電気機械変換素子１２０が基板１１０の係合部１１２に係合するように配置された場合に、すべての電気機械変換素子１２０のすべての当接部１２６に当接する形状および寸法を有する。
【００１６】
なお、伝送部材１５０は、基板１１０の図中下面と電気機械変換素子１２０の図中上面との間に配される。伝送部材１５０は、伝送部材１５０は、導電性を有する材料により形成されるとともに、図中上下方向に弾性を有する。
【００１７】
図２は、基板１１０の平面図である。図２において、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。基板１１０は、基板１１０の上面に、各々が導電材料により形成された、伝送線路１６２、給電パッド１６３、歪ゲージ１６６および検出パッド１６７を有する。
【００１８】
複数の伝送線路１６２は、基板１１０中央の開口の回りに周方向に延在して、３組の貫通電極１１４の各々に電気的に結合される。また、伝送線路１６２の一部はクロスオーバをなして基板１１０の径方向に分岐し、給電パッド１６３に結合される。こうして、伝送線路１６２は、給電パッド１６３と貫通電極１１４とを電気的に結合する。
【００１９】
また、基板１１０の下面においては、貫通電極１１４と電気機械変換素子１２０とが電気的に結合される。よって、外部から給電パッドに給電することにより、伝送線路１６２、貫通電極１１４および伝送部材１５０を通じて電気機械変換素子１２０に駆動電力を供給できる。
【００２０】
歪ゲージ１６６は、抜き穴１１６の近傍に配される。検出パッド１６７は、歪ゲージ１６６を形成する線路の両端に電気的に結合される。歪ゲージ１６６が配された領域において基板１１０が変形すると、歪ゲージ１６６を形成する線路における電気抵抗等の電気的特性が変化する。よって、検出パッド１６７を通じて、基板１１０の機械的な変形を電気的に検出できる。
【００２１】
基板１１０において、抜き穴１１６に対して径方向外側の領域は、基板１１０の幅が減少して曲げ剛性が低下している。よって、抜き穴１１６の長手方向中央付近に配された電気機械変換素子１２０から基板１１０が受ける反力を、基板１１０の変形として歪ゲージ１６６により高感度に検出できる。
【００２２】
なお、基板１１０の上面において、貫通穴１１８の各々の周囲は、付勢部材１４０の一端が当接して付勢力を伝えるばね座１１９を兼ねる。よって、貫通穴１１８直近の周囲に線路は配されない。
【００２３】
図３は、駆動装置１０１全体の構造を示す模式図である。図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００２４】
駆動装置１０１は、図１にも示した付勢部材１４０、基板１１０、伝送部材１５０、電気機械変換素子１２０および被駆動部材１３０に加えて、駆動回路１７０を備える。駆動回路１７０は、電気機械変換素子１２０を駆動する２相の駆動信号を発生して、基板１１０の給電パッド１６３に供給する。
【００２５】
駆動装置１０１において、基板１１０の図中上側に配された付勢部材１４０は、圧縮された状態で基板１１０の図中上面に当接して基板１１０を図中下方に向かって付勢する。基板１１０の下方には、基板１１０との間に伝送部材１５０を挟んで、複数の電気機械変換素子１２０が配される。
【００２６】
伝送部材１５０の各々は、基板１１０の貫通電極１１４と、電気機械変換素子１２０の給電端子１２４との間で圧縮される。これにより、貫通電極１１４および給電端子１２４が電気的に結合される。よって、駆動回路１７０から供給されるＡ相駆動信号およびＢ相駆動信号は、基板１１０および伝送部材１５０を通じて電気機械変換素子１２０に伝送される。
【００２７】
また、付勢部材１４０により生じた付勢力は、基板１１０および伝送部材１５０を通じて電気機械変換素子１２０に伝達される。これにより、電気機械変換素子１２０の当接部１２６は、被駆動部材１３０の図中上面に押し付けられる。よって、電気機械変換素子１２０において発生する駆動力は、被駆動部材１３０に効率よく伝えられる。
【００２８】
更に、電気機械変換素子１２０は、基板１１０の図中下側において、係合溝１２２を基板１１０の係合部１１２に係合させる。これにより、図中に矢印Ａにより示す紙面と平行な方向について、電気機械変換素子１２０の基板１１０に対する相対位置の変位が拘束される。よって、電気機械変換素子１２０により矢印Ａの方向に駆動力が生じた場合、当該駆動力は、被駆動部材１３０を矢印Ａの方向に駆動する。
【００２９】
なお、上記の通り、係合部１１２は、被駆動部材１３０の被駆動面と平行な方向に電気機械変換素子１２０を拘束する目的で設けられている。よって、係合部１１２の図中下端面は、電気機械変換素子１２０の係合溝１２２の底面に当接していなくてもよい。また、紙面に垂直な方向についても、係合部１１２は電気機械変換素子１２０を拘束しない。
【００３０】
図４は、電気機械変換素子１２０のひとつを拡大して側面から見た様子を示す模式図である。他の図と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００３１】
電気機械変換素子１２０の各々は、側面から見た場合に略矩形をなす圧電材料層１２５の対角位置に配された一対のＡ相電極１２１およびＢ相電極１２３を有する。圧電材料層１２５は、ＰＺＴ等の圧電材料により形成される。Ａ相電極１２１およびＢ相電極１２３は、それぞれ、圧電材料層１２５と共に焼成された金属材料により形成される。
【００３２】
なお、圧電材料層１２５は、層状の圧電材料を積層して形成してもよいし、バルク状であってもよい。このようにして形成される圧電材料層１２５の寸法は、例えば、１０層程度の層状圧電材料を積層して２ｍｍ角程度に形成できる。
【００３３】
Ａ相電極１２１およびＢ相電極１２３は、紙面に垂直な方向について、圧電材料層１２５の裏面にも対応する位置に配される。よって、Ａ相電極１２１に駆動電圧を印加した場合は、Ａ相電極１２１に挟まれた領域において、圧電材料層１２５が収縮または伸張する。同様に、Ｂ相電極１２３に駆動電圧を印加した場合は、Ｂ相電極１２３に挟まれた領域において、圧電材料層１２５が収縮または伸張する。
【００３４】
図５は、駆動回路１７０が電気機械変換素子１２０に供給するＡ相駆動信号およびＢ相駆動信号の信号波形を示す波形図である。図示のように、駆動回路１７０は、例えば正弦波の波形を有する変調信号で変調された電圧信号をＡ相駆動信号として発生する。また、駆動回路１７０は、Ａ相駆動信号に対して位相が９０度遅れた正弦波波形、即ち、余弦波の波形を有する変調信号で変調された電圧信号を、Ｂ相駆動信号として発生する。なお、駆動回路１７０には、正弦波波形以外の駆動信号を供給してもよい。
【００３５】
図６は、上記のようなＡ相駆動信号およびＢ相駆動信号を供給された電気機械変換素子１２０の動作を示す模式図である。上記の通り、Ａ相駆動信号およびＢ相駆動信号は相互に位相がずれているので、Ａ相電極１２１が配された領域と、Ｂ相電極１２３が配された領域において、圧電材料層１２５は異なる伸縮状態を呈する。
【００３６】
電気機械変換素子１２０において、Ａ相電極１２１およびＢ相電極１２３は隣接して配されているので、上記のような圧電材料層１２５の伸縮により、電気機械変換素子１２０は、屈曲する変形を生じる。また、電気機械変換素子１２０は、長手方向の寸法が伸縮する変形も同時に生じる。これにより、図中に矢印Ｂで示すように、当接部１２６が図中で楕円軌道を描く楕円振動を生じる。
【００３７】
再び図３を参照すると、電気機械変換素子１２０の当接部１２６は、付勢部材１４０に由来する付勢力により、被駆動部材１３０に向かって押し付けられている。よって、当接部１２６が上記の楕円振動を生じた場合、被駆動部材１３０は、基板１１０に対して相対的に、図中の矢印Ａの方向に駆動される。
【００３８】
なお、上記のような電気機械変換素子１２０の作用に鑑みて、当接部１２６は、電気機械変換素子１２０に生じる振動の腹に当たる部分に配置することが好ましい。これにより、電気機械変換素子１２０の楕円振動により生じた駆動力が、被駆動部材１３０に効率よく伝達される。
【００３９】
更に、図２を再び参照すると、電気機械変換素子１２０は、基板１１０において環状に配されるので、３つの電気機械変換素子１２０により駆動された被駆動部材１３０は回転する。また、電気機械変換素子１２０は基板１１０の周縁付近に配置されているので、基板１１０および被駆動部材１３０の中央には開口を設けることができる。これにより、環状に形成された駆動装置１０１は、例えば、光学系の光路を遮ることなく配置して光学部材を駆動する場合に使用できる。
【００４０】
更に、基板１１０の寸法を変更することにより、同じ電気機械変換素子１２０を用いて異なる径の駆動装置１０１を形成できる。よって、寸法の異なる被駆動部材１３０に対応した駆動装置１０１を廉価に製造できる。
【００４１】
なお、上記の例では３つの電気機械変換素子１２０を用いて駆動装置１０１を形成したが、電気機械変換素子１２０の数が３に限られるわけではないことはいうまでもない。被駆動部材の寸法および質量、要求される速度等、負荷の多寡に応じて、電気機械変換素子１２０の数は自由に選ぶことができる。
【００４２】
また、再び図２を参照すると、基板１１０は歪ゲージ１６６を有する。よって、基板１１０を通じて電気機械変換素子１２０を予圧することにより基板１１０に生じる歪を検出して、複数の電気機械変換素子１２０の各々にかかっている負荷を検出できる。これにより駆動信号を帰還制御して、駆動装置１０１を効率よく動作させることができる。
【００４３】
上記の形態では、基板１１０に、伝送線路１６２と共に歪ゲージ１６６を実装したが、基板１１０上に他の素子または回路を実装してもよい。即ち、駆動装置１０１において、複数の電気機械変換素子１２０は、基板１１０上で離間して配置される。よって、基板１１０上の電気機械変換素子１２０相互の間に、電気機械変換素子１２０以外の他の素子または回路を実装できる。これにより、実装密度を向上させ、駆動装置１０１を含む組立体を小型化できる。
【００４４】
上記のような駆動装置１０１においては、付勢部材１４０は、基板１１０に対して付勢力を作用させる。基板１１０において、ばね座１１９は等間隔に配置されているので、複数の付勢部材１４０から基板１１０に対してバランスよく付勢力が作用する。また、複数の電気機械変換素子１２０に対して単一の基板１１０から付勢力が伝えられるので、電気機械変換素子１２０には均等な付勢力が作用する。
【００４５】
また、基板１１０が、電気的接続、機械的支持および予圧の伝播をすべて担うので、駆動装置１０１全体として部品点数の増加が抑制される。更に、多機能の基板１１０は、組立工数の削減および調整工程期間の短縮と、製品の信頼性にも寄与する。
【００４６】
図７は、カメラシステム４００の模式的断面図である。図１から図６までと共通の部材には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００４７】
カメラシステム４００は、レンズユニット２００およびカメラボディ３００を含む。なお、記載を簡潔にする目的で、以下の説明においては、カメラシステム４００の撮影対象となる物体側を前側または先端側と記載する。また、カメラボディ３００における撮像面側を後側または背面側と記載する。
【００４８】
レンズユニット２００は、駆動装置１０１、固定筒２１０、レンズ群２２０、２３０、２４０およびレンズ側制御部２５０を有する。レンズ群２２０、２３０、２４０は固定筒２１０の内側に保持され、少なくともひとつのレンズ群２３０は、案内軸２３６に支持されて光学系の光軸Ｘ方向に移動する。
【００４９】
固定筒２１０の後端には、レンズ側マウント部２６０が設けられる。レンズ側マウント部２６０は、カメラボディ３００のボディ側マウント部３６０と嵌合して、レンズユニット２００をカメラボディ３００に結合する。レンズ側マウント部２６０およびボディ側マウント部３６０の結合は解除できるので、同じ規格のレンズ側マウント部２６０を有する他のレンズユニット２００もカメラボディ３００に装着できる。
【００５０】
レンズ群２２０、２３０、２４０は、固定筒２１０の内部において、光軸Ｘに沿って配列されて光学系を形成する。少なくともひとつのレンズ群２３０は、当該レンズ群２３０を保持する保持枠２３２に案内軸２３６を挿通されて摺動自在に支持される。
【００５１】
保持枠２３２は、レンズユニット２００の径方向に外に向かって突出したカムフォロワ２３４を有する。カムフォロワ２３４は、固定筒２１０の内側に配されたカム筒２３８のカム溝に噛み合う。よって、カム筒２３８が光軸Ｘの回りに回転した場合、レンズ群２３０は、案内軸２３６に沿って、光学系の光軸Ｘと平行な方向に移動する。
【００５２】
駆動装置１０１は、カム筒２３８の後端と固定筒２１０の後端面との間に配され、固定筒２１０に対してカム筒２３８を回転駆動する。駆動装置１０１において、付勢部材１４０は、固定筒２１０の後端付近において、基板１１０を光軸Ｘと平行な方向に前側に向かって付勢する。
【００５３】
これにより、基板１１０に結合された電気機械変換素子１２０は、カム筒２３８の後端側に設けられた被駆動部材１３０に向かって押し付けられる。このような構造により、電気機械変換素子１２０が発生した駆動力は、カム筒２３８を回転駆動して、レンズ群２３０を移動させる。これにより、レンズユニット２００においては、レンズ群２３０を含む光学系の、例えば焦点位置が変化する。
【００５４】
なお、レンズ側制御部２５０は、上記駆動装置１０１の駆動回路１７０を含むと共に、レンズユニット２００全体の制御を担う。また、レンズ側制御部２５０は、カメラボディ３００のボディ側制御部３２２との通信も担う。これにより、カメラボディ３００に装着されたレンズユニット２００は、カメラボディ３００と連携して動作する。
【００５５】
カメラボディ３００は、ボディ側マウント部３６０の後側にミラーユニット３７０を備える。ミラーユニット３７０は、メインミラー保持枠３７２およびメインミラー３７１を有する。メインミラー保持枠３７２は、メインミラー３７１を保持しつつ、メインミラー回動軸３７３により軸支される。
【００５６】
また、ミラーユニット３７０は、サブミラー保持枠３７５およびサブミラー３７４を有する。サブミラー保持枠３７５は、サブミラー３７４を保持しつつ、サブミラー回動軸３７６によりメインミラー保持枠３７２から軸支される。メインミラー保持枠３７２が回動した場合、サブミラー３７４およびサブミラー保持枠３７５はメインミラー保持枠３７２と共に移動しつつ、メインミラー保持枠３７２に対して回動する。
【００５７】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３７０の図中上方にはフォーカシングスクリーン３５２およびペンタプリズム３５４が順次配される。また、カメラボディ３００において、ペンタプリズム３５４の図中後方にはファインダ光学系３５６および測光センサ３９０が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、カメラボディ３００の背面にファインダ３５０として露出する。測光センサ３９０は、入射光強度を検出する。
【００５８】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３７０の図中後方には、フォーカルプレンシャッタ３１０、光学フィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。フォーカルプレンシャッタ３１０は開閉して、撮像素子３３０に入射する被写体光束を導入または遮断する。
【００５９】
光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の直前に設置され、撮像素子３３０に入射する被写体光束から赤外線および紫外線を除去する。また、光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０の表面を保護する。更に、光学フィルタ３３２は、被写体光束の空間周波数を減じるローパスフィルタを含む。これにより、光学フィルタ３３２は、撮像素子３３０のナイキスト周波数を越える空間周波数成分を入射光束から除去してモアレの発生を抑制する。
【００６０】
撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成され、光学フィルタ３３２を透過した入射光を受光する。撮像素子３３０の更に背後には、基板３２０、背面表示部３４０が順次配される。基板３２０には、ボディ側制御部３２２および画像処理部３２４等が実装される。背面表示部３４０は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ３００の背面に露出する。
【００６１】
図示の状態にあるメインミラー３７１は、レンズユニット２００を通じて入射した被写体光束を斜めに横切る観察位置にある。観察位置のメインミラー３７１に入射した被写体光の一部は、メインミラー３７１の一部に形成されたハーフミラー領域を透過してサブミラー３７４に入射する。サブミラー３７４に入射した被写体光の一部は、ミラーユニット３７０の図中下方に向かって反射され、ミラーユニット３７０の図中下方に配された合焦光学系３８０を通じて合焦センサ３８２に入射される。
【００６２】
また、観察位置にあるメインミラー３７１は、レンズユニット２００を通じて入射した入射光束の大半をフォーカシングスクリーン３５２に向かって反射する。フォーカシングスクリーン３５２は、撮像素子３３０の素子配列面と光学的に共役な位置に配され、レンズユニット２００の光学系が形成した像光を可視化する。フォーカシングスクリーン３５２に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から正立正像として観察される。
【００６３】
ペンタプリズム３５４から射出される被写体光束の一部は、ファインダ光学系３５６の上方に配された測光センサ３９０に受光される。カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ３９０は、受光した入射光束の一部から被写体輝度を検出する。
【００６４】
ボディ側制御部３２２は、検出された被写体輝度に応じて、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等の撮像条件を算出する。これにより、カメラシステム４００は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
【００６５】
また、カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、合焦センサ３８２は、レンズユニット２００の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部３２２に通知する。ボディ側制御部３２２は、レンズ側制御部２５０と通信して、検知されたデフォーカス量を打ち消すように、レンズ群２３０を移動させる。こうして、レンズユニット２００は、撮像素子３３０の素子配列面に被写体像を結ぶべく合焦する。
【００６６】
続いて、カメラシステム４００においてレリーズボタンが深く押し込まれた場合、メインミラー保持枠３７２はメインミラー３７１と共に図中時計回りに回動し、退避位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー３７１は、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した被写体光束の光路から退避する。
【００６７】
メインミラー３７１が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠３７５も、メインミラー保持枠３７２と上昇すると共に、サブミラー回動軸３７６の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー３７４も被写体光束の光路から退避する。
【００６８】
メインミラー３７１およびサブミラー３７４が撮影位置に移動すると、続いてフォーカルプレンシャッタ３１０が開く。これにより、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した入射光束は、光学フィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に受光され、撮像される。その後、フォーカルプレンシャッタ３１０の後膜が閉じ、メインミラー３７１およびサブミラー３７４は再び観察位置に復帰して、撮影に係る一連の動作が完了する。
【００６９】
なお、レンズ交換式一眼レフカメラのカメラシステム４００におけるレンズユニット２００に駆動装置１０１を適用した例について説明したが、駆動装置１０１は、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等、様々な撮像装置のレンズユニットにおいて光学部材を移動させる用途に使用できる。更に，撮像装置に限らず、光学部材を備えた顕微鏡等の光学装置をはじめ、高い位置決め精度で位置決めされた部材を駆動する場合に広く利用できる。また更に、光学装置に限らず、ステージ装置等のアクチュエータとしても広範に利用できる。
【００７０】
図８は、伝送線路１６２のレイアウトが異なる基板１１１の平面図である。図２に示した基板１１０と機能が等しい要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７１】
基板１１１は、３組の貫通電極１１４、３つの抜き穴１１６および３つの貫通穴１１８を有する点で、駆動装置１０１の基板１１０と共通する。また、基板１１１は、導電材料により形成された、クロスオーバを含む伝送線路１６２、給電パッド１６３、歪ゲージ１６６および検出パッド１６７を有する点においても駆動装置１０１の基板１１０と共通する。
【００７２】
ただし、基板１１１においては、貫通電極１１４の配置が異なる。即ち、基板１１１においては、電気機械変換素子１２０の各々に対して、電気機械変換素子１２０の長手方向の略中央に一列に貫通電極１１４が配置される。このような貫通電極１１４の配置に対応して、基板１１１に組み合わせて使用する電気機械変換素子１２７においても、給電端子１２４の配置が変更される。
【００７３】
図９は、基板１１１および電気機械変換素子１２７の対応関係を示す部分的な分解斜視図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７４】
基板１１１においては、係合部１１２が、貫通電極１１４のなす列と重なる位置に配される。また、基板１１１において、貫通電極１１４は、係合部１１２の内部を貫通して設けられ、下端面を係合部１１２の下端面に露出させる。このような基板１１１に対応する電気機械変換素子１２７においては、給電端子１２４が係合溝１２２の底面に配される。
【００７５】
図１０は、基板１１１および電気機械変換素子１２７を備えた駆動装置１０２全体の構造を示す模式図である。他の図と共通な要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７６】
駆動装置１０２においても、基板１１０の図中上側に配された付勢部材１４０は、圧縮された状態で基板１１０に当接して、基板１１０を図中下方に向かって付勢する。基板１１０の図中下側には、係合部１１２の下端に係合溝１２２に係合させた電気機械変換素子１２０が配される。
【００７７】
係合部１１２の下端面は、係合溝１２２の底面に当接する。よって、付勢部材１４０により基板１１１に加わる付勢力は、係合部１１２を通じて電気機械変換素子１２０の各々に伝えられる。これにより、電気機械変換素子１２０の各々は、被駆動部材１３０に向かって付勢される。また、基板１１１の貫通電極１１４は、電気機械変換素子１２０の給電端子１２４に押し付けられ、電気的に結合される。
【００７８】
再び図６を参照すると判るように、電気機械変換素子１２０の長手方向中央は、電気機械変換素子１２０が駆動信号を供給されて振動した場合に振動の節が位置する。よって、電気機械変換素子１２０の中央では振動による変位が小さく、貫通電極１１４および給電端子１２４の良好な接触状態を維持できる。
【００７９】
また、係合部１１２が振動の節において電気機械変換素子１２０に結合されるので、被駆動部材１３０による負荷以外に電気機械変換素子１２０の振動を妨げる要素が無い。これにより、電気機械変換素子１２０を効率よく動作させることができる。
【００８０】
図１１は、他の駆動装置１０３を、図３および図１０と同じ視点から示す模式的断面図である。駆動装置１０１、１０２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８１】
駆動装置１０３において、被駆動部材１３１は円筒形の形状を有する。また、電気機械変換素子１２９は、図中水平に、基板１１３の外側から内側に向かう方向に、当接部１２６を被駆動部材１３１に当接させる。
【００８２】
駆動装置１０３は、基板１１３の図中下側に付勢部材１４０を備える。付勢部材１４０は、止めねじ１４２により一端を基板１１３に固定される。付勢部材１４０の他端は、電気機械変換素子１２９の側面に当接する。これにより、付勢部材１４０は、電気機械変換素子１２９を、図中水平に、基板１１３の外側から内側に向かう方向に付勢する。よって、電気機械変換素子１２９の当接部１２６は、被駆動部材１３１の外周面に、図中側方から押し付けられる。
【００８３】
なお、駆動装置１０３においては、基板１１３と電気機械変換素子１２９との間に伝送部材１５０が挟まれ、基板１１３および電気機械変換素子１２９を電気的に結合する。また、駆動装置１０３は、付勢部材１４０の付勢方向に摺動自在に電気機械変換素子１２９を支持する支持部１８０を備える。
【００８４】
図１２は、図１１に矢印Ｃで示す方向から駆動装置１０３を見た様子を部分的に示す側面図である。図１１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、図１１に示した断面の位置を図１２に矢印Ｄで示す。
【００８５】
支持部１８０の図中上面には、紙面に対して垂直に延在する案内突起１８２が設けられる。案内突起１８２は、電気機械変換素子１２９の図中下面に形成された係合溝１２２と係合する。これにより、電気機械変換素子１２９は、紙面対して垂直に摺動可能な状態で支持部１８０から支持される。
【００８６】
付勢部材１４０は、電気機械変換素子１２９の長手方向中央において電気機械変換素子１２９を、紙面に垂直に付勢する。よって、電気機械変換素子１２９は、案内突起１８２に案内されて、紙面奥側に位置する被駆動部材１３１に向かって押し付けられる。
【００８７】
更に、図１２に点線で示すように、伝送部材１５０は、電気機械変換素子１２９の長手方向中央において電気機械変換素子１２９に当接する。このように、電気機械変換素子１２９は、振動の節において案内突起１８２、付勢部材１４０および伝送部材１５０に当接して支持され且つ付勢されるので、駆動信号を供給された場合に生じる振動がこれらの部材に妨げられることが少ない。
【００８８】
図１３は、基板１１３の平面図である。図１１および図１２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８９】
基板１１３は、貫通電極１１４および貫通穴１１８を有する点で、基板１１０、１１１と共通する。貫通電極１１４は、基板１１１と同様に、電気機械変換素子１２０各々の長手方向中央に位置するように、基板１１３の径方向に配置される。
【００９０】
基板１１３は、導電材料により形成された伝送線路１６２を有する点においても基板１１０、１１１と共通する。ただし、基板１１３では、抜き穴１１６、歪ゲージ１６６および検出パッド１６７は省かれている。また、給電パッド１６３に換えて、コネクタ１１７が実装される。更に、基板１１３は付勢力を受けていないので、基板１１３にばね座１１９はない。
【００９１】
なお、基板１１３には抜き穴１１６および歪ゲージ１６６も設けられていない。しかしながら、基板１１３においても、付勢部材１４０が固定された領域の近傍に歪ゲージ１６６を設けて、個々の電気機械変換素子１２９にかかる負荷を検出してもよい。また、設けた歪ゲージ１６６の近傍に抜き穴１１６または切り込み等を設けて、歪ゲージ１６６を高感度にしてもよい。
【００９２】
図１４は、駆動装置１０３から基板１１３を取り除いた様子を示す平面図である。図１１から図１３まで共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００９３】
駆動装置１０３においては、被駆動部材１３１が円筒状の形状を有し、電気機械変換素子１２９は、被駆動部材１３１の外周面に沿って等間隔に配置され、環状の被駆動部材１３１の外周面に内側に向かって当接部１２６を当接させる。これにより、他の実施形態で用いた電気機械変換素子１２０、１２７と略同じ仕様の電気機械変換素子１２９を用いて、環状の被駆動部材１３１を回転させる駆動装置を形成できる。
【００９４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００９５】
１０１、１０２、１０３  駆動装置、１１０、１１１、１１３  基板、１１２  係合部、１１４  貫通電極、１１６  抜き穴、１１７  コネクタ、１１８  貫通穴、１１９  ばね座、１２０、１２７、１２９  電気機械変換素子、１２１  Ａ相電極、１２２  係合溝、１２３  Ｂ相電極、１２４  給電端子、１２５  圧電材料層、１２６  当接部、１３０、１３１  被駆動部材、１４０  付勢部材、１４２  止めねじ、１５０  伝送部材、１６２  伝送線路、１６３  給電パッド、１６７  検出パッド、１６６  歪ゲージ、１７０  駆動回路、１８０  支持部、１８２  案内突起、２００  レンズユニット、２１０  固定筒、２２０、２３０、２４０  レンズ群、２３２  保持枠、２３４  カムフォロワ、２３６  案内軸、２３８  カム筒、２５０  レンズ側制御部、２６０  レンズ側マウント部、３００  カメラボディ、３１０  フォーカルプレンシャッタ、３２０  基板、３２２  ボディ側制御部、３２４  画像処理部、３３０  撮像素子、３３２  光学フィルタ、３４０  表示部、３５０  ファインダ、３５２  フォーカシングスクリーン、３５４  ペンタプリズム、３５６  ファインダ光学系、３６０  ボディ側マウント部、３７０  ミラーユニット、３７１  メインミラー、３７２  メインミラー保持枠、３７３  メインミラー回動軸、３７４  サブミラー、３７５  サブミラー保持枠、３７６  サブミラー回動軸、３８０  合焦光学系、３８２  合焦センサ、３９０  測光センサ、４００  カメラシステム
【図１】
2013252014.tif 000003
【図２】
2013252014.tif 000004
【図３】
2013252014.tif 000005
【図４】
2013252014.tif 000006
【図５】
2013252014.tif 000007
【図６】
2013252014.tif 000008
【図７】
2013252014.tif 000009
【図８】
2013252014.tif 000010
【図９】
2013252014.tif 000011
【図１０】
2013252014.tif 000012
【図１１】
2013252014.tif 000013
【図１２】
2013252014.tif 000014
【図１３】
2013252014.tif 000015
【図１４】
2013252014.tif 000016