(57)【要約】【課題】振動型駆動装置において、振動体に衝撃力等の外力が作用したときの弾性体と電気−機械エネルギ変換素子との剥離を抑制する。【解決手段】弾性体１３２の第１の面に圧電素子１３５接合され、第２の面に突起部１３８が設けられた振動体１００を支持板２４２で支持し、支持板２４２を基台２４３に固定したときの振動体１００を圧電素子１３５側に配置したフェルト２４４とイコライズ台２４５で支持することで、振動体１００に外力が作用したときに振動体１００に撓みが生じることを抑制する。【選択図】図３
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【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を備え、前記突起部に被駆動体を加圧接触させ、前記振動体に楕円運動を励振させることによって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型駆動装置であって、
前記弾性体を支持する支持板と、
前記支持板を保持する基台と、
前記支持板を介して前記基台に保持された前記弾性体の前記第１の面の側に配置されるイコライズ台と、
前記振動体と前記イコライズ台との間に配置され、前記振動体の振動の前記イコライズ台への伝達を抑制する振動減衰部材と、を備え、
前記イコライズ台は、前記振動減衰部材を介して前記振動体に加わる加圧力を前記振動体の前記第１の面の側から受けて、前記振動体を前記被駆動体に対してイコライズし、
前記振動体と前記被駆動体とが相対的に移動する駆動方向と直交し、且つ、前記振動体と前記被駆動体との加圧方向と直交する方向において、前記振動減衰部材の長さは前記振動体の長さよりも短いことを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
前記振動減衰部材は、前記振動体の励振される高周波振動を減衰させずに、低周波振動を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
前記振動減衰部材は、フェルトまたはモルトプレーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記電気−機械エネルギ変換素子に所定の交流電圧が印加されることによって、前記振動体の前記突起部に、前記加圧方向および前記駆動方向を含む面内での楕円運動が励振されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記楕円運動を、前記振動体に対して２つの異なる面外曲げ振動を同時に励振させることによって生じさせることを特徴とする請求項４に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記２つの異なる面外曲げ振動は、節線が直交する一次と二次の面外曲げ振動であり、
前記振動体において前記突起部は、前記一次の面外曲げ振動の腹となる位置の近傍、且つ、前記二次の面外曲げ振動の節となる位置の近傍に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
前記振動体の前記突起部は、前記弾性体において２カ所に設けられており、
前記イコライズ台は、前記加圧方向から見て前記突起部と重なる位置に前記振動減衰部材と接触する凸部を有し、
前記凸部は、前記駆動方向および前記加圧方向と直交する方向に所定の長さを有し、前記駆動方向における長さが前記突起部の前記駆動方向での長さより短いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に振動型駆動装置。
【請求項８】
前記基台は、凹部を有し、
前記イコライズ台は、前記凹部の底部に配置され、
前記支持板は、前記凹部の上面部に前記振動体が配置されるように前記基台に取り付けられ、
前記振動減衰部材は、前記凹部において前記振動体と前記イコライズ台との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項９】
前記支持板は、前記弾性体より薄く、前記振動体の前記駆動方向の両端に接合され、
前記支持板における前記弾性体との接合部と非接合部との境界部は前記振動体に励振される振動の節近傍となる位置に設けられ、
前記支持板における前記非接合部は、前記弾性体と接触しないように前記境界部から一部が折り曲げられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１０】
前記支持板には、前記加圧方向での剛性を下げる貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の振動型駆動装置。
【請求項１１】
前記支持板は、円弧状の形状を有し、
前記基台は、円環状の形状を有し、
前記駆動方向が前記基台の接線方向となるように前記振動体が配置されて、前記被駆動体を回転駆動させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の振動型駆動装置。
【請求項１２】
レンズと、
光軸方向に前記レンズを移動させる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１３】
像ぶれ補正用のレンズと、
光軸方向と直交する面内で前記レンズを移動させる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１４】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に配置されたレンズを光軸方向に移動させる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記レンズ鏡筒を通過した光の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を通過した光の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸方向と直交する面内で移動させて前記撮像素子に結像する光学像の像ぶれを補正する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
ステージと、
前記ステージをその面内で移動させる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１７】
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を備え、前記突起部に被駆動体を加圧接触させ、前記振動体に楕円運動を励振させることによって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型駆動装置であって、
前記弾性体を支持する支持板と、
前記支持板を保持する基台と、
前記支持板を介して前記基台に保持された前記弾性体の前記第１の面の側に配置され、前記振動体に外力が作用したときの撓みを抑制する撓み抑制手段と、を備えることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項１８】
前記撓み抑制手段は、
前記支持板を介して前記基台に保持された前記弾性体の前記第１の面の側に配置されるイコライズ台と、
前記振動体および前記イコライズ台と接触するように前記振動体と前記イコライズ台との間に配置され、前記振動体の振動の前記イコライズ台への伝達を抑制する振動減衰部材とを備え、
前記イコライズ台は、前記振動減衰部材を介して前記振動体に加わる加圧力を前記振動体の前記第１の面の側から受けて、前記振動体を前記被駆動体に対してイコライズすることを特徴とする請求項１７に記載の振動型駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に励振させた振動によって振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型駆動装置（振動型アクチュエータ）、振動型駆動装置を備えるレンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性体に電気−機械エネルギ変換素子を接合してなる振動体に被駆動体を加圧接触させ、電気−機械エネルギ変換素子に交流信号を印加して振動体に所定の振動を励起させることにより、振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型駆動装置が知られている。例えば、板状の弾性体の第１の面に電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子を接着し、第１の面の反対側の第２の面に所定間隔で２つの突起部を設けた振動体が知られている。この振動体では、２つの突起部を結ぶ方向と弾性体の板厚方向とを含む面内で突起部に楕円運動を生じさせ、２つの突起部の上面に被駆動体を加圧接触させることで、２つの突起部を結ぶ方向を駆動方向として被駆動体を駆動する。
【０００３】
また、このような振動体を用いた振動型駆動装置として、円環状の支持台に、接線方向が駆動方向となるように複数の振動体を等間隔に配置し、複数の振動体に円環状の被駆動体を加圧接触させて被駆動体を回転駆動するものも提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２-５３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した振動体を用いた振動型駆動装置では、落下等による衝撃力等の外力が振動体に作用したときに、振動体と被駆動体との間の加圧力が大きくなって振動体が大きく屈曲し、これによって弾性体と圧電素子の間の接着が剥離するおそれがある。
【０００６】
本発明は、振動型駆動装置において、振動体に衝撃力等の外力が作用したときの弾性体と電気−機械エネルギ変換素子との剥離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】
【０００７】
本発明の一態様は、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を備え、前記突起部に被駆動体を加圧接触させ、前記振動体に楕円運動を励振させることによって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型駆動装置であって、前記弾性体を支持する支持板と、前記支持板を保持する基台と、前記支持板を介して前記基台に保持された前記弾性体の前記第１の面の側に配置されるイコライズ台と、前記振動体と前記イコライズ台との間に配置され、前記振動体の振動の前記イコライズ台への伝達を抑制する振動減衰部材と、を備え、前記イコライズ台は、前記振動減衰部材を介して前記振動体に加わる加圧力を前記振動体の前記第１の面の側から受けて、前記振動体を前記被駆動体に対してイコライズし、前記振動体と前記被駆動体とが相対的に移動する駆動方向と直交し、且つ、前記振動体と前記被駆動体との加圧方向と直交する方向において、前記振動減衰部材の長さは前記振動体の長さよりも短いことを特徴とする振動型駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、これにより、衝撃力が加わったときの弾性体と電気−機械エネルギ変換素子との接着層の剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る振動型駆動装置を構成する振動体の構造を示す図である。
【図２】図１の振動体に励振される振動モードを説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る振動型駆動装置の一例であるレンズ鏡筒ユニットの概略構造を示す断面図と、レンズ鏡筒ユニットを構成する駆動ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図３の駆動ユニットを構成する、振動体と支持板との連結構造を示す斜視図である。
【図５】図３の駆動ユニットを構成する、イコライズ台の構造を示す斜視図、フェルトとイコライズ台の構造を示す上面図及び断面図である。
【図６】図１の振動体を構成する圧電素子に対するフレキシブルプリント基板の配置形態を示す斜視図である。
【図７】図３のレンズ鏡筒ユニット（駆動ユニット）を備える撮像装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る振動型駆動装置を搭載したＸ−Ｙステージを備える顕微鏡の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る振動型駆動装置を構成する振動体１００の概略構成を示す斜視図である。振動体１００は、平板状の弾性体１３２と、弾性体１３２の板厚方向と直交する第１の面に接合（接着）された平板状の電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１３５と、弾性体１３２の第１の面と対向する第２の面から板厚方向に突出する２カ所の突起部１３８を備える。ここで、図１（ａ）に示すように、弾性体１３２の板厚方向をＺ方向、２カ所の突起部１３８を結ぶ方向をＸ方向、Ｘ方向とＺ方向の両方向と直交する方向をＹ方向とした３次元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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
振動体１００の励振は、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１３５に取り付けられた不図示のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を介して、振動体１００に２つの曲げ振動モードの振動を励振させる交流電圧を圧電素子１３５に印加することによって行われる。図２（ａ）は、振動体１００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２（ｂ）は、振動体１００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。なお、図２では、突起部１３８を簡略化して、直方体で図示している。
【００１７】
図２（ａ）に示すモードＡの振動は、２つの突起部１３８を結ぶ方向であるＸ方向と平行に振動体１００に２つの節線が現れる一次の面外曲げ振動モードである。図２（ｂ）に示すモードＢの振動は、２カ所の突起部１３８を結ぶ方向と弾性体１３２の板厚方向の両方向と直交する方向であるＹ方向と平行に振動体１００に３つの節線が現れる二次の面外曲げ振動モードである。突起部１３８は、モードＡの振動において振動の腹となる位置の近傍、且つ、モードＢの振動において振動の節となる位置の近傍に配置されている。そのため、突起部１３８の先端面は、モードＢ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Ａの振動によってＺ方向に往復運動する。
【００１８】
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１３８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１３８と不図示の被駆動体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１３８の楕円運動によって、被駆動体を振動体１００に対して相対的に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。
【００１９】
次に、振動体１００を用いた振動型駆動装置の一例としての駆動ユニット１５０と、駆動ユニット１５０を備えるレンズ鏡筒ユニット２００について説明する。
【００２０】
図３（ａ）は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒ユニット２００の概略構造を示す断面図である。また、図３（ｂ）は、レンズ鏡筒ユニット２００を構成する駆動ユニット１５０の概略構成を示す斜視図である。レンズ鏡筒ユニット２００は、出力キー２１７、鏡筒ユニット本体２１６、マニュアルリング２１５、コロ２１４、コロ軸２１３及びコロリング２１２を備える。また、レンズ鏡筒ユニット２００は、加圧リング２１１、板バネ２１０、出力伝達部材２０９、ロータゴム２０８、被駆動体２０７及び駆動ユニット１５０を備え、駆動ユニット１５０は、振動体１００及び基台２４３を備える。
【００２１】
被駆動体２０７は、円環状の形状を有し、鏡筒ユニット本体２１６に対して回転自在な状態で配置されている。被駆動体２０７における駆動ユニット１５０側の面は、駆動ユニット１５０が備える振動体１００の突起部１３８と加圧接触し、突起部１３８に励振させた楕円運動による摩擦駆動力を受ける摩擦摺動面である。そのため、被駆動体２０７の摩擦摺動面には、耐摩耗性を有するように所定の処理が施されている。例えば、被駆動体２０７にはステンレス材が用いられ、その摩擦摺動面には窒化処理による硬化処理が施されている。被駆動体２０７は、駆動ユニット１５０からの摩擦駆動力によって、回転駆動される。
【００２２】
被駆動体２０７における摩擦摺動面の反対側の面には、ロータゴム２０８を挟んで出力伝達部材２０９が設置されている。ロータゴム２０８は、防振ゴムであり、被駆動体２０７から出力伝達部材２０９へ不要な振動が伝達されるのを抑制する。ロータゴム２０８は、被駆動体２０７との間に作用する摩擦力によって、被駆動体２０７と共に回転する。更に、出力伝達部材２０９は、ロータゴム２０８との間に作用する摩擦力によって、ロータゴム２０８と一体的に回転する。
【００２３】
駆動ユニット１５０を挟んで被駆動体２０７の反対側には、駆動ユニット１５０を被駆動体２０７に対して加圧するための加圧手段として板バネ２１０が配置されている。板バネ２１０を圧縮して加圧力を生じさせるために、板バネ２１０は、加圧リング２１１と駆動ユニット１５０とによって挟持されている。
【００２４】
鏡筒ユニット本体２１６は、光軸Ｌ方向と直交する方向（ラジアル方向）に張り出したフランジ部２１６ａを有する。フランジ部２１６ａの駆動ユニット１５０側には、マニュアルフォーカスを行うために、手動回転が可能なマニュアルリング２１５が配置されている。マニュアルリング２１５と出力伝達部材２０９との間にコロリング２１２が配置されており、コロリング２１２は、マニュアルリング２１５及び駆動ユニット１５０からの駆動力（推力）の伝達によって、回転可能となっている。コロリング２１２には出力キー２１７が設けられており、コロリング２１２は、出力キー２１７を介して、不図示のカム環等を回転させる機能を有する。
【００２５】
コロリング２１２には、光軸Ｌと直交する方向（ラジアル方向）に突出するように複数のコロ軸２１３が設けられており、各コロ軸２１３には、コロ軸２１３回りに回転自在にコロ２１４が取り付けられている。コロ２１４を挟んで出力伝達部材２０９とマニュアルリング２１５とが光軸Ｌ方向に積層されて配置されている。
【００２６】
加圧リング２１１の内周側は、ネジによって或いはバイヨネット構造によって、鏡筒ユニット本体２１６と係合している。レンズ鏡筒ユニット２００は、加圧リング２１１を回転させて光軸Ｌ方向に移動させて板バネ２１０を圧縮させることによって、駆動ユニット１５０からマニュアルリング２１５を介してフランジ部２１６ａまでを加圧して挟持する構造になっている。こうして板バネ２１０の撓み量が適切に設定されることで、駆動ユニット１５０と被駆動体２０７との間に適切な加圧力が付与される。
【００２７】
駆動ユニット１５０が備える振動体１００の突起部１３８に楕円運動が励起されると、突起部１３８と加圧接触している被駆動体２０７が摩擦駆動され、被駆動体２０７、ロータゴム２０８及び出力伝達部材２０９が光軸Ｌ回りに回転する。出力伝達部材２０９と接触しているコロ２１４は、マニュアルリング２１５の面上を転動しながらコロリング２１２と共に光軸Ｌ回りに回転する。よって、コロリング２１２に設置された出力キー２１７によって、不図示のカム環等が回転駆動され、オートフォーカス動作等が行われる。
【００２８】
次に、駆動ユニット１５０の構成について詳細に説明する。図３（ｂ）に示す通り、駆動ユニット１５０は、振動体１００、支持板２４２、基台２４３、フェルト２４４及びイコライズ台２４５を備える。図４は、振動体１００が支持板２４２に連結された構造を示す斜視図である。
【００２９】
円環状の形状を有する基台２４３は、３つの振動体１００を等間隔に設置するための凹部を有し、各凹部の上面部に振動体１００が配置される。３つの振動体１００はそれぞれ、各振動体１００の２カ所の突起部１３８を結ぶ方向である駆動方向が基台２４３の接線方向となるように配置される。なお、駆動方向が基台２４３の接線方向となるとは、２カ所の突起部１３８を結ぶ方向が、基台２４３の中心を中心として２カ所の突起部１３８の中間点を通る円の接線と平行になることをいい、その平行度には一定許容範囲があり、完全に平行であることを要しない。イコライズ台２４５は、各凹部の底部に配置され、フェルト２４４は、イコライズ台２４５と振動体１００との間に配置されている。
【００３０】
駆動ユニット１５０では、振動体１００とフェルト２４４が接触し、フェルト２４４とイコライズ台２４５が接触し、イコライズ台２４５と基台２４３が接触している。そのため、レンズ鏡筒ユニット２００を備える撮像装置を落下させてしまう等して駆動ユニット１５０に外力が作用したときでも、振動体１００は、フェルト２４４とイコライズ台２４５によって支持されている。そのため、振動体１００自体が大きく撓むことがなく、よって、弾性体１３２と圧電素子１３５との剥離を抑制することができる。つまり、フェルト２４４とイコライズ台２４５は、振動体１００に外力が作用したときの撓みを抑制する撓み抑制手段として機能する。
【００３１】
振動体１００は、被駆動体２０７を駆動するときに被駆動体２０７から反力を受けても移動することのないように支持されている必要がある。そのため、振動体１００の弾性体１３２には、弾性体１３２と同一部材で弾性体１３２と一体的に、支持部１４０が形成されている。支持部１４０は、振動体１００に励振させる振動を極力阻害しないように、２次の面外振動モードであるモードＢの節となる位置から延出されて形成されている。よって、基台２４３に対する支持部１４０での振動体１００の固定は、振動体１００に励振される振動を極力阻害しないように、振動体１００に励振される振動の節となる位置で行われる。
【００３２】
また、振動体１００を被駆動体２０７にイコライズさせる（振動体１００の２カ所の突起部１３８が被駆動体２０７に対して付与する加圧力を均一化すること、ひいては、均等に被駆動体２０７に対して摩擦駆動力を付与することを意味する）必要がある。そのために、支持板２４２は、鏡筒ユニット本体２１６の外周に沿うように基台２４３の周方向に長い円弧形状を有し、弾性体１３２よりも厚さが薄く、弾性体１３２の両端（支持部１４０）にそれぞれ接合される。各支持板２４２の一端は、こうして支持部１４０に固定されると共に、他端は基台２４３にビス２４７等で固定される。
【００３３】
また、支持板２４２には、振動体１００の加圧方向での剛性を下げるための貫通穴が設けられている。更に、振動体１００の振動の節近傍の位置で支持部１４０と支持板２４２とを接合するために、支持板２４２は、接合部と非接合部の境界部が支持部１４０の節近傍になるように設計されている。支持板２４２では、支持部１４０と接触して異音が発生することのないように、接合部と非接合部の境界部から非接合部の一部が折り曲げられている。
【００３４】
フェルト２４４とイコライズ台２４５の構成について、以下に詳細に説明する。図５は、（ａ）は、イコライズ台２４５の外観斜視図であり、図５（ｂ）は、フェルト２４４とイコライズ台２４５の上面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａの断面図である。図５に示すように、振動体１００に対してフェルト２４４及びイコライズ台２４５を設置した状態で振動体１００に対して図１に示した通りに設定した方向軸と一致するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を、フェルト２４４及びイコライズ台２４５に対して設定し、適宜、以下の説明に用いることとする。
【００３５】
フェルト２４４とイコライズ台２４５とは、両面テープ等を用いて接合されている。フェルト２４４は、振動体１００から基台２４３側へ伝搬される振動のうち、特に低周波振動を、イコライズ台２４５から基台２４３側の構成部材に伝搬させ難くする機能を有する。つまり、フェルト２４４は、振動体１００の励振される高周波振動を減衰させずに、低周波振動を減衰させる振動減衰部材の一例であり、フェルトに限られず、モルトプレーン等を用いることもできる。
【００３６】
本実施形態では、フェルト２４４のＹ方向長さは、振動体１００（弾性体１３２）のＹ方向長さよりも短く設定されている。こうして、振動体１００のＹ方向端部を非接触状態とすることで、振動体１００に励振させた振動を極力阻害しないようにすることができ、よって、駆動効率を高めることができる。
【００３７】
イコライズ台２４５の振動体１００側には、Ｙ方向に所定の長さを有する２カ所の凸部が、振動体１００の突起部１３８と対応する位置、つまり、Ｚ方向から見たときに突起部１３８と重なる位置、に設けられている。そして、これらの凸部のＸ方向長さは突起部１３８の外径（突起部１３８のＸ方向長さ）より短くなっており、これらの凸部を二次の面外曲げ振動モード（図２（ｂ）のＢモード）の節近傍に位置させる。これにより、フェルト２４４と振動体１００との接触範囲は、振動体１００の２つの振動モードの節近傍となる位置に限定されるため、二次の面外曲げ振動モードの振動がイコライズ台２４５によって阻害され難くなり、これによって、駆動効率を高めることができる。
【００３８】
イコライズ台２４５の基台２４３側には、図５（ｃ）に示すように、Ｙ方向から見たときに円弧状を呈してＹ方向に延びるイコライズ部２４５ａが、振動体１００の突起部１３８の中間に対応する位置であるＸ方向の中間位置に形成されている。なお、イコライズ部２４５ａは、図５（ａ）からわかるように、イコライズ台２４５のＹ方向端までは延在しない長さに設定されている。イコライズ部２４５ａを設けることによって、振動体１００の姿勢をＸ方向において調節することができ、これにより、２つの突起部１３８が被駆動体２０７に対して付与する加圧力を均一化（イコライズ）することができる。
【００３９】
ところで、前述の通り、フェルト２４４のＹ方向長さを振動体１００のＹ方向長さより短くしているため、振動体１００とイコライズ台２４５との間には隙間が形成されている。本実施形態では、この隙間を利用して圧電素子１３５に給電を行うＦＰＣを配置する。図６は、ＦＰＣ１４６の配置形態を示す斜視図である。ＦＰＣ１４６と圧電素子１３５とを、接着部と非接着部の境界部が振動体１００の節近傍の位置となるように接着し、ＦＰＣ１４６を基台２４３の径方向外側から引き出す。これにより、ＦＰＣ１４６の基台２４３の径方向外側への占有を減らすことができ、レンズ鏡筒ユニット２００を小型化することができる。
【００４０】
次に、上述した駆動ユニット１５０及びその変形例を適用した具体的な装置の例として、撮像装置と、Ｘ−Ｙステージを備える顕微鏡を取り上げて説明する。なお、駆動ユニット１５０の変形例とは、不図示であるが、振動体１００の２カ所の突起部１３８を結ぶＸ方向に直線的に被駆動体を移動させる構造を有する駆動ユニットを指す。
【００４１】
図７（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、振動型駆動装置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つの振動型駆動装置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、振動型駆動装置６２０，６４０として、図３を参照して説明した、レンズ鏡筒ユニット２００を用いることができる。
【００４２】
図７（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は、光学像を電気信号に変換して出力し、その出力は、カメラ処理回路７５０へ送られる。
【００４３】
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。
【００４４】
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、振動型駆動装置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、振動型駆動装置６２０は第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させ、振動型駆動装置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。
【００４５】
振動型駆動装置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、振動型駆動装置６２０の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型駆動装置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、振動型駆動装置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。
【００４６】
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レンズ鏡筒ユニット２００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。
【００４７】
ここでは、円環状の駆動ユニット１５０を用いてレンズ群を光軸方向に移動させる例について説明したが、振動体１００を用いてレンズ群を光軸方向に移動させる構成は、これに限られない。例えば、振動体１００は、２つの突起部を結ぶＸ方向に被駆動体を移動させることができる。よって、レンズを保持した保持部材を被駆動体とし、レンズの光軸方向、被駆動体の駆動方向及び振動体１００のＸ方向が互いに平行となるように、１つ又は複数の振動体１００を保持基材に保持した構成とする。このとき、振動体１００と保持基材との間にフェルト２４４とイコライズ台２４５を配置することによって、駆動ユニット１５０が奏する効果と同じ効果を得ることができる。
【００４８】
また、レンズ鏡筒に手ぶれ補正用レンズが内蔵される場合に、手ぶれ補正用レンズを光軸と直交する面内の任意の方向に移動させる手ぶれ補正ユニットに振動体１００を用いることができる。その場合、手ぶれ補正用レンズを保持するレンズ保持部材を被駆動体とする。そして、光軸方向と直交する面内において直交する２方向にレンズ保持部材を移動させることができるように、各方向にレンズ保持部材を駆動する１又は複数の振動体１００配置する。このとき、各振動体１００と、各振動体１００を保持する保持基材との間にフェルト２４４とイコライズ台２４５を配置した構成とすることで、駆動ユニット１５０が奏する効果と同じ効果を得ることができる。なお、手ぶれ補正ユニットは、手ぶれ補正用レンズを駆動する構成に代えて、撮像装置の本体に内蔵される撮像素子７１０を光軸と直交する面内の任意の方向に移動させる構成としてもよい。
【００４９】
図８は、顕微鏡４００の外観斜視図である。顕微鏡４００は、撮像素子と光学系を内蔵する撮像部４１０と、基台上に設けられ、振動型駆動装置によりＸ−Ｙ面内で移動されるステージ４２０を有するステージ装置の一例である自動ステージ４３０とを有する。
【００５０】
振動型駆動装置として、振動体１００を保持基材に保持し、振動体１００と保持基材との間にフェルト２４４とイコライズ台２４５を配置したものを少なくとも２つ用いる。少なくとも１つの振動型駆動装置は、Ｘ方向駆動に用いられ、振動体１００のＸ方向がステージ４２０のＸ方向と一致するように配置される。少なくとも１つの振動型駆動装置は、Ｙ方向駆動に用いられ、振動体１００のＸ方向がステージ４２０のＹ方向と一致するように配置される。
【００５１】
被観察物をステージ４２０の上面に置いて、拡大画像を撮像部４１０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４３０を駆動してステージ４２０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。
【００５２】
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、上述した実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎない。
【符号の説明】
【００５３】
１００    振動体
１３２    弾性体
１３５    圧電素子
１３８    突起部
１４６    フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
１５０    駆動ユニット
２００    レンズ鏡筒ユニット
２４２    支持板
２４３    基台
２４４    フェルト
２４５    イコライズ台
４００    顕微鏡
７００    撮像装置
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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