(57)【要約】【課題】振動型アクチュエータでの振動体と被駆動体と間の保持力の低下を抑制する。【解決手段】振動型アクチュエータは、矩形平板状の弾性体１３２の一方の面に圧電素子１３５が接合されると共に他方の面に突起部１３８が設けられた振動体１００と、突起部１３８に加圧接触するリング形状の被駆動体１０６と有し、弾性体１３２に励振させた駆動振動により被駆動体１０６を摩擦駆動して回転させる。被駆動体１０６は、樹脂部１０６ａと金属部１０６ｂとで構成され、被駆動体１０６において突起部１３８と接触する面を、樹脂部１０６ａの面と金属部１０６ｂの面とで構成する。【選択図】図２
2016063712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子と、第１の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に前記第１の面と反対側の第２の面に突起部が設けられた弾性体と、を有する振動体と、前記突起部と加圧接触する被駆動体と、を備え、
前記被駆動体において前記振動体の前記突起部と接触する面は、樹脂からなる樹脂接触面と、金属からなる金属接触面と、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２】
前記被駆動体は、リング形状を有する金属部材と、前記金属部材の一方のリング状平面に設けられたリング状溝に埋設された樹脂とを有し、
前記リング状溝に埋設された樹脂の露出面が前記樹脂接触面であり、前記金属部材における前記樹脂の露出面の内側と外側の露出面が前記金属接触面であることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記樹脂接触面と前記金属接触面とを独立させて前記突起部に対して加圧接触させる付勢手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記被駆動体は、高湿時に膨張して、前記樹脂接触面を前記突起部に対して押圧する膨張部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項５】
電気−機械エネルギ変換素子と、第１の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に前記第１の面と反対側の第２の面に突起部が設けられた弾性体とを有する振動体と、前記突起部と加圧接触する被駆動体と、を備え、
前記突起部において前記被駆動体と接触する面は、樹脂からなる樹脂接触面と、金属からなる金属接触面と、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６】
前記樹脂接触面を前記金属接触面とは独立させて前記被駆動体に対して加圧接触させる付勢手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記被駆動体は、高湿時に膨張して、前記樹脂からなる前記樹脂接触面を前記被駆動体に対して押圧する膨張部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することにより前記振動体に駆動振動を励振させ、前記振動体と前記被駆動体とを相対移動させる請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記弾性体は、矩形平板状であり、前記第１の面及び前記第２の面は、前記矩形平板状の板厚方向と直交する面であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記膨張部材は、ナイロン、アセチルセルロース、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂のいずれかを含むことを特徴とする請求項４又は７に振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記樹脂は、ＰＴＦＥ、ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム及びＥＰＤＭのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記樹脂は、ポリイミド、炭素繊維および二硫化モリブデンから選ばれる少なくとも１つの添加材を含有することを特徴とする請求項１１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１３】
電気−機械エネルギ変換素子と、
第１の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に前記第１の面と反対側の第２の面に突起部が設けられた弾性体と、を有する振動体であって、
前記突起部は、被駆動体と接触する接触部を有し、
前記接触部は、金属からなる金属接触部と、樹脂からなる樹脂接触部とを有することを特徴とする振動体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の振動体と、
前記振動体の前記接触部と接触する被駆動体と、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１５】
請求項１乃至１２及び１４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の被駆動体により駆動されるレンズと、
前記レンズを通過した光が結像する位置に設けられた撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１２及び１４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おける被駆動体としてのステージと、を備えることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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体、振動体に励振させた振動により被駆動体を駆動する振動型アクチュエータ、振動型アクチュエータを備える撮像装置及びステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動振動が励振される振動体と、振動体に加圧接触する被駆動体とを備え、駆動振動により振動体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が知られており、その一例として、被駆動体を直線的に駆動するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、周知のリニア駆動型の振動型アクチュエータ５００の概略構造と駆動原理を説明する図である。振動型アクチュエータ５００の駆動原理は、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の駆動原理と同じであるため、ここで詳細に説明することとする。
【０００４】
図８（ａ）は、振動型アクチュエータ５００の概略構造を示す斜視図である。振動型アクチュエータ５００は、被駆動体５１１及び振動体５１５を備える。振動体５１５は、概ね、矩形平板状の弾性体５１３と、弾性体５１３の一方の面に接着された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子５１４と、弾性体５１３の他方の面に設けられた２つの突起部５１２から構成される。不図示の付勢手段により、被駆動体５１１は、振動体５１５と加圧接触している。圧電素子５１４には、不図示であるが、例えば、長手方向で２等分された電極が形成されている。
【０００５】
振動型アクチュエータ５００では、圧電素子５１４に特定の周波数の電圧を印加することで、２つの異なる曲げ振動モードの振動を励振し、振動を重ね合わせることにより、駆動振動が生成される。図８（ｂ）は、振動型アクチュエータ５００を構成する振動体５１５に励振される第１の振動モード（以下「モードＡ」と称呼する）を説明する図である。図８（ｃ）は、振動型アクチュエータ５００を構成する振動体５１５に励振される第２の振動モード（以下「モードＢ」と称呼する）を説明する図である。
【０００６】
振動体５１５の共振周波数付近の周波数を有する同位相の交流電圧を圧電素子５１４に印加すると、振動体５１５には図８（ｂ）に示すモードＡの振動が発生する。モードＡは、振動体５１５の長辺と平行に２つの節が現れる一次の面外曲げ振動モードである。また、振動体５１５の共振周波数付近の周波数を有し、位相を１８０°ずらした交流電圧を圧電素子５１４に印加すると、振動体５１５には、図８（ｃ）に示すモードＢの振動が発生する。モードＢは、振動体５１５の短辺に平行に３つの節が現れる二次の面外曲げ振動モードである。
【０００７】
突起部５１２は、モードＡの振動において振動の節となる位置の近傍、且つ、モードＢの振動において振動の腹となる位置の近傍に配置されている。そのため、突起部５１２の先端面は、モードＡの振動の節を支点として振り子運動を行ってＸ方向に往復運動すると共に、モードＢの振動によってＺ方向に往復運動する。よって、モードＡ，Ｂの振動位相差が±π／２近傍となるように同時に励振して重ね合わせることで、突起部５１２の先端面にＸ−Ｚ面内での楕円運動を生じさせることができる。突起部５１２と被駆動体５１１との間には、加圧接触による摩擦力が働いているため、突起部５１２の楕円運動によって、被駆動体５１１をＸ方向に駆動する駆動力（推力）を発生させることができる。
【０００８】
なお、図８に示した振動体５１５は、突起部５１２が弾性体５１３に対してバネ性を有しない構造となっているが、突起部に弾性体に対してバネ性を持たせた構造を有する振動体も提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
上述した振動体５１５を用いて、リング形状の被駆動体を回転させる回転駆動型の振動型アクチュエータを構成することも可能である。図９は、回転駆動型の振動型アクチュエータ５００Ａの概略構造を示す平面図（上面図）である。振動型アクチュエータ５００Ａは、３つの振動体５１５が、リング形状の被駆動体５２０と突起部５１２とが加圧接触するように、被駆動体５２０の周方向に等間隔に配置された構成を有する。３つの振動体５１５はそれぞれ、被駆動体５２０の同心円の接線方向に駆動する駆動力を発生させるため、被駆動体５２０をその中心を回転中心として回転駆動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３０４８８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３４６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
振動型アクチュエータ５００では、被駆動体５１１が静止状態にあるときに、被駆動体５１１と突起部５１２との間に作用する摩擦力によって、被駆動体５１１を一定位置に保持する必要がある。また、被駆動体５１１が静止状態にあるときに、被駆動体５１１又は振動体５１５に外部から衝撃等の外力が作用しても、被駆動体５１１が動くことなく、静止状態を維持する必要がある。
【００１２】
しかし、振動型アクチュエータ５００が、長期にわたって放置された後や高湿度環境下に放置された後では、被駆動体５１１と振動体５１５との間の保持力が低下し、例えば、被駆動体５１１に外力が作用したときに被駆動体５１１が動いてしまうことがある。この問題は、振動型アクチュエータ５００Ａでも同様に起こり得る。
【００１３】
本発明は、振動体と被駆動体と間の保持力の低下を抑制することができる技術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】
【００１４】
本発明に係る一態様は、電気−機械エネルギ変換素子と、第１の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に前記第１の面と反対側の第２の面に突起部が設けられた弾性体と、を有する振動体と、前記突起部と加圧接触する被駆動体と、を備え、前記被駆動体において前記振動体の前記突起部と接触する面は、樹脂からなる樹脂接触面と、金属からなる金属接触面と、を有することを特徴とする振動型アクチュエータである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば、長期放置後や高湿度環境下での放置後であっても、振動体と被駆動体との間の保持力の低下を抑制することができる。これにより、振動型アクチュエータに、衝撃力等の外力が作用した場合でも、被駆動体と振動体との相対的な位置がずれてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を説明する図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を説明する図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を説明する図である。
【図６】図２の振動型アクチュエータを用いた撮像装置の概略構成を示す図である。
【図７】図５の振動型アクチュエータを構成する振動体を用いたステージ装置の一例である顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図８】周知のリニア駆動型の振動型アクチュエータの概略構造と駆動原理を説明する図である。
【図９】周知の回転駆動型の振動型アクチュエータの概略構造を示す平面図（上面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、振動型アクチュエータを構成する振動体１００の概略構成を示す斜視図である。振動体１００は、矩形平板状の弾性体１３２と、弾性体１３２の板厚方向と直交する一方の面（第２の面）から板厚方向に突出する２カ所の突起部１３８と、弾性体１３２において突起部１３８が突出している面とは反対側の面（第１の面）に接合された矩形平板状の電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１３５とを有する。
【００１９】
なお、振動体１００の長手方向をＸ方向、短手（幅）方向をＹ方向、板厚方向をＺ方向とした３次元の直交座標系を設定して、適宜、以下の説明に用いることとする。また、矩形平板状とは、長さ方向及び幅方向に対して板厚方向が小さい形状を指すが、各方向が厳密に直交していることを必要とせず、また、同方向の各辺が厳密に平行であることを必要とせず、実質的に矩形平板状であると認められればよい。
【００２０】
図１（ｂ）は、突起部１３８の概略構造を示す断面図である。２カ所の突起部１３８は、金属からなる平板状の弾性体１３２に対してプレス加工等を施すことによって、弾性体１３２と一体的に成形されている。但し、これに限定されず、弾性体１３２の上面にレーザー溶接等により突起部１３８を接合してもよい。２カ所の突起部１３８は、加工精度等を考慮して、実質的に同じであるとみなすことができる形状を有していればよい。
【００２１】
突起部１３８は、不図示の被駆動体との接触面１３７を有する接触部１３６と、圧電素子１３５側の反対側に突出した立壁部１３４と、立壁部１３４と接触部１３６とを連結する連結部１３１とを有する。立壁部１３４は、ここでは、円筒形状としているが、これに限定されるものではない。立壁部１３４は、突起部１３８の全周に渡って連続しているため、突起部１３８は、Ｘ−Ｙ面内方向に対して剛性が大きい。よって、突起部１３８が駆動時に被駆動体からＸ方向の反力を受けても、突起部１３８の変形は小さく抑えられる。なお、接触部１３６を連結部１３１の上面側に突出させることで、連結部１３１と被駆動体との間には隙間が形成される。これにより、被駆動体と連結部１３１との接触が防止される。
【００２２】
図１（ｃ）は、突起部１３８の部分断面図である。接触部１３６を圧電素子１３５側へ加圧すると、立壁部１３４と連結部１３１の境界部を支点として接触部１３６と連結部１３１とが変形する。図１（ｃ）には、この変形後の接触部１３６と連結部１３１の状態が破線で示されている。振動体１００では、連結部１３１の厚さを減じることによってＺ方向の剛性が小さくなるように設計されており、これにより、突起部１３８が弾性体１３２に対してＺ方向のバネ性を有する構造となっている。接触部１３６も加圧を受けると、屈曲変形するバネ性を有する。なお、振動体１００は、図８を参照して説明した振動体５１５における突起部５１２が弾性体５１３に対してバネ性を有するように改良した構造を有するものである。
【００２３】
突起部１３８の剛性が大きいと、不図示の被駆動体と接触する際に、互いに叩きあう音が発生してしまう。逆に、突起部１３８の剛性が小さいと、不図示の被駆動体を摩擦駆動する際に変形が生じてしまい、駆動効率が低下してする。そこで、振動体１００の駆動中に異音を発生させることなく、且つ、駆動効率を低下させないように、接触部１３６と連結部１３１の厚さは、適切な値に設定される。
【００２４】
図２（ａ）は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体１０６の概略構成を示す平面図である。被駆動体１０６はリング形状を有しており、被駆動体１０６の摺動部は、表面状態の異なる２つの面、つまり、樹脂接触面と金属接触面で構成されている。なお、被駆動体１０６の摺動部とは、振動体１００の駆動時に突起部１３８の接触部１３６と断続的に接触することで摺動される、接触部１３６との接触面である。
【００２５】
被駆動体１０６は、樹脂部１０６ａと金属部１０６ｂから構成されており、内周側と外周側がそれぞれ金属で構成され、内周側の金属部と外周側の金属部との間に樹脂部が形成された構造を有する。具体的には、被駆動体１０６では、リング形状を有する金属部材の一方のリング状平面の中央に設けられたリング状溝に樹脂が埋設されることで、樹脂部１０６ａと金属部１０６ｂが形成されている（適宜、図２（ｃ）参照）。被駆動体１０６の摺動部の樹脂接触面は、樹脂部１０６ａの露出面である。つまり、樹脂部１０６ａは、駆動方向に振動体１００による被駆動体１０６の駆動方向に延在するように被駆動体１０６に設けられている。被駆動体１０６の摺動部の金属接触面は、樹脂部１０６ａの露出面の内側と外側の金属部１０６ｂにおける露出面である。
【００２６】
樹脂部１０６ａは、少なくても１種以上の樹脂からなり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を母材とし、ポリイミド、炭素繊維、二硫化モリブデン等を添加材として含有する複合樹脂を用いることができる。但し、樹脂部１０６ａは、ＰＴＦＥを主成分とする樹脂に限られず、その他の樹脂であってもよい。例えば、樹脂部１０６ａには、樹脂の一種であるゴムを用いてもよく、接触部１３６の接触面１３７との間に固着現象が生じさせることができる。ゴムとしては、ニトリルゴムやフッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等を主成分としたゴムを用いることができる。
【００２７】
金属部１０６ｂには、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレスが好適に用いられる。金属部１０６ｂの少なくとも金属接触面（金属部１０６ｂにおいて突起部１３８の接触部１３６と直接に接触する面）には、耐摩耗性を高めるために熱処理や窒化処理等が施してもよい。
【００２８】
図２（ｂ）は、第１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平面図であり、振動体１００から見た図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）中の矢視Ｂ−Ｂの断面図であり、１つの振動体１００の１つの突起部１３８における断面図である。
【００２９】
この振動型アクチュエータの構成は、基本的に、図９を参照して説明した振動型アクチュエータ５００Ａの構成と同じである。即ち、３つの振動体１００は、リング形状の被駆動体１０６に対して突起部１３８の接触部１３６が加圧接触するように、被駆動体１０６の周方向に等間隔に配置された構成を有する。このとき、３つの振動体１００はそれぞれ、２つの突起部１３８を結ぶ直線が、被駆動体１０６の外形円と同心の円の接線となるように配置される。なお、被駆動体１０６と振動体１００とを加圧接触させるための加圧機構については、周知の構成を用いることができ、図示と説明を省略する。
【００３０】
振動体１００の駆動方法は、図８を参照して既に詳細に説明した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略し、簡単な説明に止める。３つの振動体１００のそれぞれの圧電素子１３５に所定の交流電圧（駆動電圧）を印加することにより、３つの振動体１００のそれぞれに図８（ｂ），（ｃ）に示すモードＡ，Ｂの駆動振動を励振させる。これにより、３つの振動体１００のそれぞれに被駆動体１０６をその同心円の接線方向に摩擦駆動する駆動力（推力）が発生し、この推力によって被駆動体１０６をその中心を回転中心として回転駆動させる。
【００３１】
被駆動体１０６が回転駆動される際に、図２（ｃ）に示すように、振動体１００の突起部１３８の接触部１３６（接触面１３７）は、被駆動体１０６の樹脂部１０６ａと金属部１０６ｂの両方と加圧接触する。ここで、振動型アクチュエータが長期放置された後や高湿度環境下に放置された後には、被駆動体１０６と接触面１３７と間に水分が発生し、その水分による表面張力によって、樹脂部１０６ａと接触面１３７との間に、所謂、固着現象が生じる。この固着現象は、樹脂と無機材料との組み合わせによって起こる。
【００３２】
樹脂部１０６ａと接触部１３６との間に固着現象を生じさせるためには、樹脂部１０６ａと接触面１３７との間に一定の接触面積を確保する必要がある。一方で、接触面１３７に対する樹脂部１０６ａの接触面積が大き過ぎる場合や、接触面１３７と樹脂部１０６ａとの間の押圧力が大き過ぎる場合には、固着力が大きくなり過ぎてしまい、起動特性が低下し、また、樹脂部１０６ａの摩耗進行が早まるという問題が生じる。換言すれば、振動型アクチュエータの駆動特性を維持し、樹脂部１０６ａの摩耗を抑制するためには、被駆動体１０６の金属部１０６ｂと接触面１３７との間に、一定の接触面積を確保する必要がある。
【００３３】
そこで、樹脂部１０６ａと接触面１３７との間の接触面積と、被駆動体１０６と接触面１３７との間の押圧力の大きさは、樹脂部１０６ａと接触部１３６との間に必要とされる固着力の大きさと、樹脂部１０６ａの摩耗許容量とを考慮して決定される。樹脂部１０６ａと接触部１３６との間に必要とされる固着力の大きさは、振動型アクチュエータの用途により異なる。
【００３４】
以上の説明の通り、第１実施形態に係る振動型アクチュエータでは、被駆動体１０６において振動体１００に設けられた突起部１３８の接触部１３６の接触面１３７と接触する面を、樹脂部１０６ａと金属部１０６ｂとで構成する。これにより、長期放置され或いは高湿度環境下に放置された後の振動型アクチュエータに対して非駆動時に外力が作用しても、樹脂部１０６ａと接触部１３６との間の固着現象を利用して被駆動体１０６と振動体１００との間の保持力を確保することができる。つまり、外力によって被駆動体１０６と振動体１００との間に位置ズレが発生することを抑制することができる。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体２０６の概略構成を示す平面図である。図３（ｂ）は、第２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平面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）中の矢視Ｂ−Ｂの断面図である。
【００３６】
第２実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００は、上述した第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００と同じであるため、その構造等については、ここでの説明を省略する。また、被駆動体２０６は、上述した第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体１０６と同様のリング形状を有している。第２実施形態における被駆動体２０６に対する３つの振動体１００の配置形態は、第１実施形態における被駆動体１０６に対する３つの振動体１００の配置形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００３７】
被駆動体２０６は、リング形状を有する内側金属部２０６ｂと、リング形状を有する外側金属部２０６ｃと、内側金属部２０６ｂと外側金属部２０６ｃとの間に配置されるリング形状を有する樹脂部２０６ａを有する。また、被駆動体２０６は、樹脂部２０６ａを振動体１００の突起部１３８の接触部１３６に対して押圧する付勢手段としてのバネ２５０を有する。なお、樹脂部２０６ａ、内側金属部２０６ｂ及び外側金属部２０６ｃをそれぞれ構成する材料は、第１実施形態で説明した被駆動体１０６を構成する樹脂部１０６ａ及び金属部１０６ｂと同じであるため、ここでの説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態に係る振動型アクチュエータでは、被駆動体２０６を構成する樹脂部２０６ａ、内側金属部２０６ｂ及び外側金属部２０６ｃの突起部１３８（接触部１３６）に対する押圧を独立して行う。そのために、樹脂部２０６ａのみをバネ２５０により振動体１００に対して加圧することが可能な構成としている。バネ２５０は、板バネであってもよいし、コイルばねであってもよい。これにより、仮に樹脂部２０６ａが集中的に摩耗したとしても、絶えず、振動体１００の接触部１３６と樹脂部２０６ａとの接触を維持して、固着力を生じさせることが可能となるため、被駆動体２０６と振動体１００との間の保持力を確保することができる。
【００３９】
なお、被駆動体２０６は、第１実施形態で説明した被駆動体１０６にバネ２５０を配置する構成とすることもできる。その場合、例えば、被駆動体１０６に設けたリング状溝の底部に更に複数の有底穴部を周方向に等間隔に形成し、各有底穴部にバネを配置した後、リング状溝に樹脂部１０６ａを嵌入すればよい。これにより、樹脂部１０６ａを、バネの付勢力によって金属部１０６ｂとは独立して振動体１００の突起部１３８の接触部１３６に押圧する構造を実現することができる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体３０６の概略構成を示す平面図である。図４（ｂ）は、第３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平面図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）中の矢視Ｂ−Ｂの断面図である。
【００４１】
第３実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００は、上述した第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００と同じであるため、その構造等については、ここでの説明を省略する。また、被駆動体３０６は、上述した第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体１０６と同様のリング形状を有している。そして、第３実施形態における被駆動体３０６に対する３つの振動体１００の配置形態は、第１実施形態における被駆動体１０６に対する３つの振動体１００の配置形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００４２】
被駆動体３０６は、樹脂部３０６ａ、金属部３０６ｂ及び高湿時膨張部材３６０から構成されている。金属部３０６ｂの一方のリング状平面の中央に設けられたリング状溝の底部に高湿時膨張部材３６０が埋設され、高湿時膨張部材３６０を覆うように樹脂部３０６ａが配置されている。
【００４３】
樹脂部３０６ａ及び金属部３０６ｂをそれぞれ構成する材料は、第１実施形態で説明した被駆動体１０６を構成する樹脂部１０６ａ及び金属部１０６ｂと同じであるため、ここでの説明を省略する。高湿時膨張部材３６０は、高湿時に膨張する性質を有するもので、例えば、ナイロン、アセチルセルロース、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が用いられる。
【００４４】
第３実施形態に係る振動型アクチュエータが通常の湿度環境下にあるとき、突起部１３８側の樹脂部３０６ａと金属部３０６ｂの各面は、同一平面上にあるか又は樹脂部３０６ａの面が金属部３０６ｂの面よりも突起部１３８側から離れてリング状溝に埋没した位置にある。この状態では、突起部１３８の接触部１３６は、主に金属部３０６ｂと接触するため、樹脂部３０６ａの摩耗を抑制することができる。また、樹脂部３０６ａが接触部１３６と接触していなくとも、金属部３０６ｂが接触部１３６と接触することで、一定の保持力を確保することができる。一方、高湿度環境下（例えば、湿度６５％超）では、高湿時膨張部材３６０が膨張して樹脂部３０６ａをリング状溝から押し出すことによって、樹脂部３０６ａが突起部１３８の接触部１３６の接触面１３７と接触するようになる。これにより、金属部３０６ｂと接触部１３６との間の保持力が低下しても、樹脂部３０６ａと接触部１３６とが固着することで、被駆動体３０６と振動体１００との間の保持力を確保することができる。
【００４５】
なお、本実施形態での通常の湿度環境下とは、振動型アクチュエータが使用される環境での平均的な湿度を考慮し、例えば、空調されていない室内・室外では湿度６５％以下の環境を通常の湿度環境下と定めることができる。また、通常の湿度環境下において樹脂部３０６ａと金属部３０６ｂの突起部１３８側の面が同一平面上にある構成とすると、高湿環境下では、高湿時膨張部材３６０の膨張により接触部１３６と樹脂部３０６ａとの間の面圧を高めることができる。これにより、樹脂部３０６ａと接触部１３６との間により大きな固着力を発生させることができる。
【００４６】
＜第４実施形態＞
図５（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体４０６の概略構成を示す平面図である。図４（ｂ）は、第４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平面図である。図４（ｃ）は、図５（ｂ）中の矢視Ｂ−Ｂの断面図である。
【００４７】
第４実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体４０６は、リング形状を有し、その全体が金属からなる。被駆動体４０６に用いられる金属材料は、被駆動体１０６の金属部１０６ｂを構成する金属材料と同じであるため、その金属材料についての詳細な説明は省略する。
【００４８】
振動体１００Ａは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００と比較すると、突起部１３８に代えて突起部１３８Ａを備える点で異なる。具体的には、突起部１３８の接触部１３６を、樹脂からなる樹脂接触部１３６ａと、金属からなる金属接触部１３６ｂからなる構造に変形している。即ち、弾性体１３２と一体的に形成された金属接触部１３６ｂは、その中心に凹部を有しており、この凹部に樹脂が埋設されることで樹脂接触部１３６ａが形成されている。樹脂接触部１３６ａを構成する樹脂は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する被駆動体１０６の樹脂部１０６ａに用いられる樹脂と同じであるので、その樹脂についての詳細な説明は省略する。
【００４９】
振動体１００Ａが静止状態にあるとき、突起部１３８Ａの樹脂接触部１３６ａと被駆動体４０６とが接触した状態が維持されることで、樹脂接触部１３６ａと被駆動体４０６との間に固着力を発生させることができる。よって、第１実施形態と同様に、振動型アクチュエータが長期放置され或いは高湿度環境下で放置された後の振動体１００Ａの非駆動時に外力が作用しても、被駆動体４０６と樹脂接触部１３６ａとの間の固着現象を利用して、被駆動体４０６と振動体１００との間の保持力を確保することができる。
【００５０】
なお、第２実施形態や第３実施形態のように、バネ２５０や高湿時膨張部材３６０を樹脂接触部１３６ａに対して被駆動体４０６との接触面とは反対側となる位置に設けることで、樹脂接触部１３６ａと被駆動体４０６との間での固着力を確保する構成としてもよい。また、被駆動体４０６に対する３つの振動体１００Ａの配置形態及び振動体１００Ａの駆動方法は、第１実施形態における被駆動体１０６に対する３つの振動体１００の配置形態及び振動体１００の駆動方法と同じであるため、その説明を省略する。
【００５１】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、第１実施形態で説明した振動型アクチュエータの適用例の１つである撮像装置について説明する。図６（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、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が用いられる。
【００５２】
図６（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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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に第１乃至第４実施形態に係る振動型アクチュエータを用いた場合、レンズ群を停止させた状態でも大きな保持力が維持される。これにより、レンズ鏡筒や撮像装置本体に外力が作用しても、レンズ群にズレが生じることを抑制することができる。
【００５７】
＜第６実施形態＞
第４実施形態で説明した振動体１００Ａを用いた装置の一例であるステージ装置の構成について、顕微鏡を例示し、図７を参照して説明する。図７は、顕微鏡８００の外観斜視図である。顕微鏡８００は、撮像素子と光学系を内蔵する撮像部８１０と、基台上に設けられ、振動体１００Ａにより移動される被駆動体としてのステージ８２０を有する自動ステージ８３０とを有する。振動体１００Ａによるステージ８２０の駆動形態は、図８を参照して説明した振動体５１５による被駆動体５１１の駆動形態と同じであり、例えば、２つの振動体１００Ａの一方でステージ８２０をＸ方向に、他方でステージ８２０をＹ方向に駆動する。
【００５８】
顕微鏡８００では、振動体１００Ａが静止状態にあるときのステージ８２０に対する保持力が大きく、これにより、ぶれのない画像を撮影することができる。即ち、被観察物をステージ８２０の上面に置いて、拡大画像を撮像部８１０で撮影する。観察範囲が広範囲にある場合には、自動ステージ８３０を駆動してステージ８２０を面内でＸ方向やＹ方向に移動させて被観察物を移動させることにより、多数の撮影画像を取得する。撮影された画像を不図示のコンピュータで画像処理により結合させることで、観察範囲が広範囲で、高精細な１枚の画像を取得することができる。
【００５９】
＜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。更に、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。
【００６０】
例えば、第１実施形態では、回転駆動型の振動型アクチュエータを取り上げたが、本発明を図８に示したように、被駆動体と振動体とを一方向で相対移動させるリニア駆動型の振動型アクチュエータとして構成することができる。その場合、棒状の被駆動体における摺動部に、長さ方向（駆動方向）に延在するように樹脂部を設ければよい。また、被駆動体１０６等に対して配置される振動体１００の数は、３つに限定されず、より多くの振動体１００を配置してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００，１００Ａ    振動体
１０６，２０６，３０６    被駆動体
１０６ａ，２０６ａ，３０６ａ    樹脂部
１０６ｂ，２０６ｂ，２０６ｃ、３０６ｂ    金属部
１３２    弾性体
１３５    圧電素子
１３８，１３８Ａ    突起部
１３６ａ    樹脂接触部
１３６ｂ    金属接触部
２５０    バネ
３６０    高湿時膨張部材
【図１】
2016063712.tif 000003
【図２】
2016063712.tif 000004
【図３】
2016063712.tif 000005
【図４】
2016063712.tif 000006
【図５】
2016063712.tif 000007
【図６】
2016063712.tif 000008
【図７】
2016063712.tif 000009
【図８】
2016063712.tif 000010
【図９】
2016063712.tif 000011