(57)【要約】【課題】簡単な形状の部品を用いて、新たな形態のアクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラを提供する。【解決手段】基台（３）と、基台に対して接触する第１の接触部（１７Ａ，１７Ｂ）を有し、第１の接触部が第１の方向に変位する第１の変位部（１０Ａ，１０Ｂ）と、基台に対して接触する第２の接触部（２７Ａ，２７Ｂ）を有し、第２の接触部が第１の方向とは異なる方向であって第１の方向とは交差しない第２の方向に変位する第２の変位部（２０Ａ，２０Ｂ）と、第１の方向及び第２の方向とは異なる方向である第３の方向に加圧された状態で基台に接触する相対移動部材（５）とを備えるアクチュエータ（１）とする。【選択図】図２
2009060768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に対して接触する第１の接触部を有し、前記第１の接触部が第１の方向に変位する第１の変位部と、
前記基台に対して接触する第２の接触部を有し、前記第２の接触部が前記第１の方向とは異なる方向であって前記第１の方向とは交差しない第２の方向に変位する第２の変位部と、
前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる方向である第３の方向に加圧された状態で前記基台に接触する相対移動部材と、
を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の方向及び前記第２の方向は、それぞれ、前記第１の接触部及び前記第２の接触部を介して前記基台を変位可能な方向であること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の方向と前記第２の方向とを最短距離で結ぶ仮想直線に沿った方向から見たときに、前記第１の方向と前記第２の方向とが略９０度の角度をなすこと、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第３の方向から見たときに、前記第１の方向と前記第２の方向とが略９０度の角度をなすこと、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第３の方向に対して、前記第１の方向と前記第２の方向とが、それぞれ略９０度の角度をなすこと、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の変位部及び前記第２の変位部の少なくとも一方は、
前記基台を挟み込むように対向配置されていること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の変位部及び前記第２の変位部に対して印加される交番電圧の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部を有すること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記相対移動部材の移動を一軸まわりの回転に規制するように支持する支持部を有すること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の接触部と前記第２の接触部の少なくとも一方は、前記基台に対して略点接触すること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１の変位部と前記第２の変位部の少なくとも一方は、圧電体を有すること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアクチュエータにおいて、
前記圧電体は、複数が積層されていること、
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の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１１までのいずれか１項に記載の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、微小な変位を利用するアクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小な変位を利用するアクチュエータとして、圧電素子による超音波振動を利用する超音波モータが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８８０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の超音波モータでは、圧電素子に生じた超音波振動によって、圧電素子を貼り付けた部材を変形させることにより大きな変位を得ていた。このような従来の超音波モータでは、圧電素子を貼り付けた部材を変形させながら大きな変位を得るために、例えば、その部材に多数のスリット状の溝を形成することが行なわれており、複雑な形状となっていた。
【０００４】
本発明の課題は、簡単な形状の部品を用いて、新たな形態のアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明するが、本発明は、これに限定されるものでなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【０００６】
請求項１の発明は、基台（３）と、前記基台に対して接触する第１の接触部（１７Ａ，１７Ｂ）を有し、前記第１の接触部が第１の方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）に変位する第１の変位部（１０Ａ，１０Ｂ）と、前記基台に対して接触する第２の接触部（２７Ａ，２７Ｂ）を有し、前記第２の接触部が前記第１の方向とは異なる方向であって前記第１の方向とは交差しない第２の方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）に変位する第２の変位部（２０Ａ，２０Ｂ）と、前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる方向である第３の方向に加圧された状態で前記基台に接触する相対移動部材（５）と、を備えるアクチュエータ（１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）及び前記第２の方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）は、それぞれ、前記第１の接触部（１７Ａ，１７Ｂ）及び前記第２の接触部（２７Ａ，２７Ｂ）を介して前記基台（３）を変位可能な方向であること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）と前記第２の方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）とを最短距離で結ぶ仮想直線に沿った方向から見たときに、前記第１の方向と前記第２の方向とが略９０度の角度をなすこと、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第３の方向から見たときに、前記第１の方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）と前記第２の方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）とが略９０度の角度をなすこと、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第３の方向に対して、前記第１の方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）と前記第２の方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）とが、それぞれ略９０度の角度をなすこと、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の変位部（１０Ａ，１０Ｂ）及び前記第２の変位部（２０Ａ，２０Ｂ）の少なくとも一方は、前記基台（３）を挟み込むように対向配置されていること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の変位部（１０Ａ，１０Ｂ）及び前記第２の変位部（２０Ａ，２０Ｂ）に対して印加される交番電圧の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部（４０）を有すること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記相対移動部材（５）の移動を一軸まわりの回転に規制するように支持する支持部（６，８）を有すること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の接触部（１７Ａ，１７Ｂ）と前記第２の接触部（２７Ａ，２７Ｂ）の少なくとも一方は、前記基台（３）に対して略点接触すること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記第１の変位部（１０Ａ，１０Ｂ）と前記第２の変位部（２０Ａ，２０Ｂ）の少なくとも一方は、圧電体（１２，１３，１４，１５）を有すること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のアクチュエータにおいて、前記圧電体（１２，１３，１４，１５）は、複数が積層されていること、を特徴とするアクチュエータ（１）である。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のアクチュエータ（１）を備えたレンズ鏡筒（１１０）である。
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のアクチュエータ（１）を備えたカメラ（１００）である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な形状の部品を用いて、新たな形態のアクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、ｘｙｚ直交座標系を設けた。
図１は、本実施形態のアクチュエータを備えたカメラの概要を示す図である。
本実施形態のカメラ１００は、交換レンズ１１０と、交換レンズ１１０が着脱されるカメラ本体１２０とを有したデジタル一眼レフカメラである。
交換レンズ１１０は、撮影レンズＬと、レンズ保持枠１１２と、回転筒１１１と、歯車１１３と、アクチュエータ１とを有している。
【０００９】
撮影レンズＬは、被写体からの光を後述の撮像素子上に結像させるための撮影光学系であり、レンズ保持枠１１２に保持されている。なお、撮影レンズＬは、通常、複数のレンズを組み合わせた構成となっている場合が多いが、ここでは簡単のため、ひとつのレンズとして説明を行なう。
レンズ保持枠１１２は、撮影レンズＬを保持する略円環状の部材であり、その外周の径方向に突出した部分がカムフォロアとして回転筒１１１に形成されたカム溝１１１ｂに挿入されている。また、不図示の直進ガイド部を有し、光軸まわりで回転しないように移動可能な範囲が規制されている。
【００１０】
回転筒１１１は、不図示の固定筒に対して回転可能に支持されており、外周側に歯車部１１１ａが形成され、内周側にカム溝１１１ｂが螺旋状に形成されている。
歯車１１３は、回転筒１１１の歯車部１１１ａと、後述のアクチュエータ１のロータ５に形成された歯車部５ａとに噛み合っている。
アクチュエータ１については、後に詳細に説明するが、回転出力を行なうロータ５を備えており、その歯車部５ａが歯車１１３と噛み合うようにして、交換レンズ１１０内に固定されている。
【００１１】
カメラ本体１２０は、撮像素子１２１を備え、図中ｚプラス方向に設けられた不図示の開口部分に交換レンズ１１０を着脱自在となっている。また、不図示のオートフォーカス用のフォーカス検出部等を備えている。
カメラ本体１２０の不図示の電源が投入され、不図示のレリーズボタンが操作される等すると、フォーカス検出部が合焦状態の検出を開始する。合焦状態に応じて、不図示のカメラ内制御部が、交換レンズ１１０内の不図示のレンズ内制御部に指示を出し、レンズ内制御部がアクチュエータ１を駆動する。
アクチュエータ１が駆動されると、歯車部５ａを介して回転駆動力が歯車１１３及び歯車部１１１ａに伝達される。そうすると、回転筒１１１が回転駆動し、カム溝１１１ｂの移動にしたがって撮影レンズＬが光軸方向（Ｚ軸方向）に移動を行ない、合焦動作が行なわれる。
【００１２】
図２は、本実施形態のアクチュエータの分解斜視図である。
図３は、本実施形態のアクチュエータをｚ軸方向から見た図及びｘｚ平面で切断した断面図である。図３（ａ）は、ｚ軸方向から見た図であり、図３（ｂ）は、ｘｚ平面で切断した断面図である。なお、図３（ｂ）には、理解を容易にするために、本来は断面上に現れない第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂを対応する位置に表記した。
本実施形態のアクチュエータ１は、固定部２と、基台３と、基台リング部４と、ロータ５と、ベアリング６と、ばね７と、ベアリング固定部８と、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂ等を有している。
【００１３】
固定部２は、ｚ軸方向から見たときに正方形の貫通孔が開口された直方体形状となっている部材である。したがって、ｘマイナス方向、ｘプラス方向、ｙマイナス方向、ｙプラス方向のそれぞれに、ｚ軸方向に平行な壁２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが形成されている。
【００１４】
基台３は、固定部２の貫通孔内に配置される直方体形状の部材である。基台３は、ｚ軸方向から見た形状が、正方形となっている。また、基台３は、Ｚ軸方向の長さが、固定部２のｚ軸方向の長さと略一致している。さらに、基台３は、後述する第１の圧電体ブロック１０Ａと第１の圧電体ブロック１０Ｂとに挟まれるとともに、第２の圧電体ブロック２０Ａと第２の圧電体ブロック２０Ｂとに挟まれて支持されている。基台３のｚマイナス側は不図示のゴム等の弾性部材によって基台３の駆動時の移動を制限しない程度に支持されている。
基台３は、剛性が高いことが望ましいので、金属やセラミックス等の材料により形成されている。この理由については、後述する。
【００１５】
基台リング部４は、基台３のｚプラス側に固定された円環状の部材である。基台リング部４は、円環の中心軸が基台３をｚ方向から見たときの形状である正方形の中心と一致するようにして、基台３に接着や蝋付け等により固定されている。基台リング部４の基台３とは反対側（ｚプラス側）の接触面４ａは、表面粗さが均一となるように研磨され、かつ、摩耗を防止するために表面処理が施されている。基台リング部４の材質は、ステンレス鋼や黄銅等の金属、あるいは、それらの金属にメッキ等の表面処理を行ったもの、または、セラミックや硬質プラスチック等が望ましい。
【００１６】
ロータ５は、歯車部５ａと、歯車部５ａの回転中心であってｚプラス側に設けられた軸部５ｂとを有し、ｚマイナス側の面が基台リング部４に対して接触した状態で回転可能なように後述のベアリング６により支持されている。ロータ５のｚマイナス側の接触面５ｃは、平滑に研削されており、基台リング部４の接触面４ａと同様に表面処理が施されている。ロータ５の歯車部５ａは、アクチュエータ１の外部（交換レンズ１１０の不図示の固定筒）に回転可能に取り付けられた歯車１１３等に噛み合い、駆動力が出力される。
【００１７】
ベアリング６は、内輪と外輪とでボール状の転動体を挟み込んだボールベアリングユニットであり、内輪がロータ５の軸部５ｂと嵌合し、外輪が後述のベアリング固定部８のベアリング固定穴部８ａに対して固定されている。
ばね７は、ベアリング６の内輪とベアリング固定部８との間に配置された圧縮コイルばねである。ばね７は、ベアリング固定部８を基準としてベアリング６の内輪に対してｚマイナス方向に付勢力を与え、この付勢力によって、ロータ５は、基台リング部４に対してｚマイナス方向に加圧された状態で接触している。
【００１８】
ベアリング固定部８は、ベアリング固定穴部８ａと、ばね収容穴部８ｂとを備え、不図示の構造部材によって固定部２に対する相対的な位置関係が移動しないように固定されている。ベアリング固定部８は、ベアリング固定穴部８ａにベアリング６の外輪が嵌合して固定されている。ベアリング固定穴部８ａは、円形に形成されており、その中心が基台リング部４の円環の中心軸、及び、基台３をｚ方向から見たときの形状である正方形の中心と一致するように配置されている。また、ベアリング固定部８は、ばね収容穴部８ｂ内にロータ５の軸部５ｂとばね７とを収容している。
【００１９】
第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂは、ｘ軸方向における固定部２と基台３との間にあって、それぞれが基台３を挟んで対向するように配置されている。具体的には、第１の圧電体ブロック１０Ａは、固定部２の壁２ａと基台３のｘマイナス側の面３ａとの間に配置されている。また、第１の圧電体ブロック１０Ｂは、固定部２の壁２ｂと基台３のｘプラス側の面３ｂとの間に配置されている。
【００２０】
図４は、第１の圧電体ブロック１０Ａを模式的に拡大して示した斜視図である。
第１の圧電体ブロック１０Ａは、固定部側支持板１１と、圧電体１２，１３，１４，１５と、基台側支持板１６と、接触子１７Ａとを、ｘマイナス側からこの順番で積層して接着して形成されている。
固定部側支持板１１は、ステンレス鋼板等により形成されており、圧電体１２とは反対側の面が、固定部２の壁２ａに接着等により固定されている。
【００２１】
圧電体１２，１３，１４，１５は、それぞれが、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）により形成され、電気エネルギを機械エネルギに変換する圧電素子や電歪素子等の電気機械変換素子である。この圧電体１２，１３，１４，１５は、固定部側支持板１１と基台側支持板１６との間に設けられており、そのそれぞれに対して所定の電極部と電気的に接続された不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御部４０と接続されている。圧電体１２，１３，１４，１５は、それぞれに所定の電圧が印加されることにより、その板圧方向（ｘ方向）に伸び、また、電圧の印加が停止されることにより、電圧印加前の厚さに戻る（縮む）。
【００２２】
基台側支持板１６は、圧電体１５の基台３側に設けられており、その基台３側の表面の略中央に接触子１７Ａが固定されている。
接触子１７Ａは、基台側支持板１６の表面から基台３側に突出するように設けられ、その先端が基台３のｘマイナス側の面３ａに接触している。接触子１７Ａは、例えば、鋼球の一部を切り欠いたいわゆる欠球を基台側支持板１６に対して固定してもよいし、基台側支持板１６を加工して同様な形状を形成してもよい。
【００２３】
なお、第１の圧電体ブロック１０Ｂは、配置方向が異なる他は、第１の圧電体ブロック１０Ａと同様な形態であり、その詳しい構成の説明は省略する。また、後述する第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂも同様である。ここで、接触子については、後述の説明で必要であることから、第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子を接触子１７Ｂ、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子を接触子２７Ａ、第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子を接触子２７Ｂと符号を付した。
制御部４０は、不図示の駆動回路を含み、駆動回路から各圧電体に供給される交番電圧からなる駆動信号の位相と、振幅と、周波数を、圧電体毎に独立して制御する。
【００２４】
図２，３に戻って、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂ等の説明を続ける。
先に述べたように、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂは、ｘ軸方向における固定部２と基台３との間にあって、それぞれが基台３を挟んで対向するように配置されているが、それぞれの接触子１７Ａ，１７Ｂが基台３と接触している位置は、基台３のｚ軸方向の長さの中心位置よりもｚプラス側に寄った位置となっている。
また、第１の圧電体ブロック１０Ａの接触子１７Ａと第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子１７Ｂとを結んだ仮想線（図５の第１の仮想線Ｔ１参照）は、ｘ軸と略平行となっている。
第１の圧電体ブロック１０Ａが伸びるように電圧を印加することと略同時に第１の圧電体ブロック１０Ｂには電圧が印加されないようにすれば、第１の圧電体ブロック１０Ａの接触子１７Ａ及び第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子１７Ｂがともにｘプラス方向に変位する。これにより、接触子１７Ａ，１７Ｂの位置では、基台３がｘプラス方向に変位可能である。一方、電圧の印加、解除を逆にすれば、ｘマイナス方向に基台３が変位可能である。このように、第１の圧電体ブロック１０Ａの接触子１７Ａ及び第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子１７Ｂは、ｘ軸に沿った方向（上記第１の仮想線Ｔ１に沿った方向）に移動する。
【００２５】
ここで、第１の圧電体ブロック１０Ａ、１０Ｂが双方同一寸法となっているとして、第１の圧電体ブロック１０Ａ、１０Ｂの電圧が印加されていないときの厚さ（すなわち、固定部側支持板１１のｘマイナス側の面から接触子１７Ａの先端までの厚さ）をｔ（ｍｉｎ）とし、駆動時の最大電圧が印加されているときの厚さをｔ（ｍａｘ）とする。
また、固定部２の貫通孔のｘ方向の幅をＢ２、基台３のｘ方向の幅（基台３のｘマイナス側の面３ａからｘプラス側の面３ｂまでの幅）をＢ３とすると、以下の関係式を満たすようにするとよい。
Ｂ２−Ｂ３≦ｔ（ｍｉｎ）＋ｔ（ｍａｘ）
この式を満たすことにより、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂに対して適切な予圧を掛けておくことができ、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂに対する電圧の印加を解除したときの縮小が十分に行なわれる。
【００２６】
第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂは、配置及びその駆動制御以外は、先にも述べたように、上述の第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと同様な形態をしている。
第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂは、ｙ軸方向における固定部２と基台３との間にあって、それぞれが基台３を挟んで対向するように配置されている。具体的には、第２の圧電体ブロック２０Ａは、固定部２の壁２ｃと基台３のｙマイナス側の面３ｃとの間に配置されている。また、第２の圧電体ブロック２０Ｂは、固定部２の壁２ｄと基台３のｙマイナス側の面３ｄとの間に配置されている。
【００２７】
第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂそれぞれの接触子２７Ａ，２７Ｂが基台３と接触している位置は、基台３のｚ軸方向の長さの中心位置よりもｚマイナス側に寄った位置となっている。
また、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子２７Ａと第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子２７Ｂとを結んだ仮想線（図５の第２の仮想線Ｔ２参照）は、ｙ軸と略平行となっている。
第２の圧電体ブロック２０Ａが伸びるように電圧を印加することと略同時に第２の圧電体ブロック２０Ｂには電圧が印加されないようにすれば、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子２７Ａ及び第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子２７Ｂがともにｙプラス方向に変位する。これにより、接触子２７Ａ，２７Ｂの位置では、基台３がｙプラス方向に変位可能である。一方、電圧の印加、解除を逆にすれば、ｙマイナス方向に基台３が変位可能である。このように、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子２７Ａ及び第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子２７Ｂは、ｙ軸に沿った方向（上記第２の仮想線Ｔ２に沿った方向）に移動する。
【００２８】
次に、本実施形態のアクチュエータの動作について説明する。
図５は、本実施形態のアクチュエータの動作状態を模式的に説明する図である。
上述したように、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂの接触子１７Ａ，１７Ｂの位置では、基台３がｘプラス方向とｘマイナス方向とに変位可能であり、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂの接触子２７Ａ，２７Ｂの位置では、基台３がｙプラス方向とｙマイナス方向とに変位可能である。
アクチュエータ１を駆動するには、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂのそれぞれに対して、制御部から交番電圧を駆動信号として印加する。そして、この交番電圧の位相と振幅とを適切に制御することにより、接触子１７Ａ，１７Ｂの変位するタイミングと変位量、及び、接触子２７Ａ，２７Ｂの変位するタイミングと変位量を制御する。これらの制御によって、基台３の接触子１７Ａ，１７Ｂと接触している位置の変位と接触子２７Ａ，２７Ｂと接触している位置の変位とを制御でき、基台３の動きを制御可能である。
【００２９】
例えば、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂとに印加する交番電圧の振幅を同等とし、位相を略９０度ずらすことにより、基台３は、図５に示す頂点で対向した円錐ＣＳを描くように基台３の中心（非駆動時にｚ軸に沿った方向の仮想中心軸）が運動する。基台リング部４は、基台３と一体で運動（変位）するので、その接触面４ａも基台３の運動に従い変位する。先に述べたように、接触面４ａには、ロータ５が接触面５ｃで加圧接触しているので、ロータ５は、接触面４ａとの摩擦力によって駆動力を得る。基台３は、その中心がｚ軸に対して傾く形態で運動するので、接触面４ａは、接触面５ｃに対して略点接触し、その接触位置が変化しながら変位が継続される。
【００３０】
ロータ５は、ベアリング６によって回転のみ可能なようにその移動が制限されているので、接触面４ａから得た駆動力によって、ロータ５は回転力を得ることができる。
第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂとに印加する交番電圧の振幅と位相とを適宜変化させることにより、ロータ５が接触面４ａから受ける摩擦力の方向を制御でき、ロータ５の回転を制御できる。
上述したように、基台３は、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂとが発生する変位によって運動するものであり、従来の超音波モータの弾性体等のように、自らが屈曲運動等を行なうものではない。基台３が果たす役割は、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂとが発生する変位を確実に接触面４ａの変位として伝えることであり、そのためには、基台３自体が変形しにくいことが望ましい。したがって、基台３は、できる限り弾性係数が高い材料を用いて、剛性を高くするとよい。また、第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂ、及び、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂから接触面４ａまでの距離を長くした方が、接触面４ａにおいて大きな変位が得られる。ただし、基台３のｚ軸方向の寸法を長くすることにより、基台３自体が変形しやすくなり、また、大型化する点に考慮する必要がある。
【００３１】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂと第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂとが発生する変位自体を利用して駆動力とするので、単純な形状の基台３によりロータ５を駆動することができる。
【００３２】
（２）基台３自体を変形させる必要がないので、基台３の共振周波数を考慮した設計とする必要もなく、基台３を含めたアクチュエータ１全体の設計自由度を高くできる。また、基台３自体の変形を動作原理として利用しないことから、動作原理が単純であり、アクチュエータ１の出力特性を容易に最適化できる。
【００３３】
（３）第１の圧電体ブロック１０Ａの接触子１７Ａ及び第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子１７Ｂがともにｘ軸に沿った方向（第１の仮想線Ｔ１方向）に変位し、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子２７Ａ及び第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子２７Ｂがともにｙ軸に沿った方向（第２の仮想線Ｔ２方向）に変位する。したがって、ロータ５の加圧されている方向であるｚ軸方向に沿った方向（すなわち、第１の仮想線Ｔ１と第２の仮想線Ｔ２とを最短距離で結ぶ仮想の直線に沿った方向）から見たときに、この第１の仮想線Ｔ１方向と第２の仮想線Ｔ２方向とは略９０度の角度をなしている。言い換えると、加圧方向に対して、第１の仮想線Ｔ１と第２の仮想線Ｔ２とが、それぞれ略９０度の角度をなしている。このような配置とすることにより、第１の仮想線Ｔ１（第１の圧電体ブロック１０Ａ及び１０Ｂによる基台３の変位の方向）と第２の仮想線Ｔ２（第２の圧電体ブロック２０Ａ及び２０Ｂによる基台３の変位の方向）とロータ５が加圧接触するときの加圧方向との配置のバランスがよく、ロータの駆動をムラ無く行なうことができ、また、ロータ５を等速度制御する場合に制御を容易に行える。
【００３４】
（４）第１の圧電体ブロック１０Ａと第１の圧電体ブロック１０Ｂとは、基台３を挟み込む形態で互いが対向するように配置され、同様に、第２の圧電体ブロック２０Ａと第２の圧電体ブロック２０Ｂとは、基台３を挟み込む形態で互いが対向するように配置されている。このように各圧電体ブロック（１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ）を対向配置することにより、これらが対向配置されていない場合と比べて、各圧電体ブロック（１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ）に印加される交番電圧の周波数を高くしても、安定して動作することができる。
【００３５】
（５）制御部４０によって各圧電体ブロック（１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ）の圧電体毎に、印加される交番電圧（駆動信号）の位相と、振幅と、周波数を、圧電体毎に独立して制御するので、駆動状態に応じた細かい制御を行なうことができる。
【００３６】
（６）ベアリング６によりロータ５の移動を一軸まわりの回転に規制しているので、回転力を容易に取出すことができる。
（７）接触子１７Ａ，１７Ｂ，２７Ａ，２７Ｂは、いずれも基台３に対して略点接触しているので、基台３の運動を規制することなく、必要な変位を基台３に伝達可能である。
【００３７】
（８）第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂ、及び、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂは、いずれも圧電体を利用しているので、簡単な構成により変位を基台３に伝えることができる。
【００３８】
（９）第１の圧電体ブロック１０Ａ，１０Ｂ、及び、第２の圧電体ブロック２０Ａ，２０Ｂは、いずれも複数の圧電体を積層しているので、従来の超音波モータ等と比較して、低い駆動電圧により駆動することができる。
【００３９】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、基台リング部４は、基台３とは別部材により形成し、これを基台３に対して固定した例を示したが、これに限らず、例えば、基台３と一体で形成してもよい。
【００４０】
（２）本実施形態では、第１の圧電体ブロック１０Ａと第１の圧電体ブロック１０Ｂとは、基台３を挟む形態で対向配置する例を示したが、これに限らず、例えば、第１の圧電体ブロック１０Ａに相当する部分のみを配置し、基台３を挟んで第１の圧電体ブロック１０Ａに相当する部分と対向する位置（実施形態において第１の圧電体ブロック１０Ｂが配置されていた位置）には、バネ材等により形成された反力発生部を設けてもよい。これは、第２の圧電体ブロック２０Ａと第２の圧電体ブロック２０Ｂとの部分についても同様である。
【００４１】
（３）本実施形態では、ロータ５により回転駆動力を取出す例を示したが、これに限らず、例えば、一方向の直進移動のみを行なうようにガイドされた相対移動部材をロータ５に代わり設けてもよいし、移動方向を全く規制せずに、ｘｙ平面方向に平行な方向において自由な方向に移動可能な相対移動部材をロータ５に代わり設けてもよい。
【００４２】
（４）本実施形態では、各圧電体ブロックに複数の圧電体を積層して用いる例を示したが、これに限らず、例えば、各圧電体ブロックには、単一の圧電体を配置してもよい。また、圧電体に限らず、例えば、電磁ソレノイドを用いて変位を取りだしてもよいし、人工筋肉等と呼ばれる各種の変位を取出すことのできる部材等を用いてもよい。
【００４３】
（５）本実施形態では、第１の圧電体ブロック１０Ａの接触子１７Ａ及び第１の圧電体ブロック１０Ｂの接触子１７Ｂが基台３を変位させる方向（第１の仮想線Ｔ１の方向）と、第２の圧電体ブロック２０Ａの接触子２７Ａ及び第２の圧電体ブロック２０Ｂの接触子２７Ｂが基台３を変位させる方向（第２の仮想線Ｔ２の方向）と、ロータ５が加圧される加圧方向とが、それぞれ、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向と同じ方向となっている例を示したが、これに限らず、例えば、加圧方向がｚ軸方向に対して角度をなす方向となっていてもよいし、加圧方向に沿った方向から見たときに第１の仮想線Ｔ１の方向と第２の仮想線Ｔ２の方向とが直角以外の角度をなすようになっていてもよく、これらの角度関係は、本実施形態に示した以外の様々な角度関係を持つようにしてよい。
【００４４】
（６）本実施形態において、アクチュエータ１は、カメラ１００のフォーカス動作時のレンズの駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、カメラ１００のズーム動作時の駆動源としてもよいし、カメラの撮像系の一部を駆動して手振れを補正する手振れ補正機構の駆動源として用いてもよい。また、複写機の駆動部、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部、時計の駆動装置等に用いてもよい。
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態のアクチュエータを備えたカメラの概要を示す図である。
【図２】本実施形態のアクチュエータの分解斜視図である。
【図３】本実施形態のアクチュエータをｚ軸方向から見た図及びｘｚ平面で切断した断面図である。
【図４】第１の圧電体ブロック１０Ａを模式的に拡大して示した斜視図である。
【図５】本実施形態のアクチュエータの動作状態を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：アクチュエータ、２：固定部、３：基台、４：基台リング部、５：ロータ、６：ベアリング、７：ばね、８：ベアリング固定部、１０Ａ，１０Ｂ：第１の圧電体ブロック、２０Ａ，２０Ｂ：第２の圧電体ブロック
【図１】
2009060768.tif 000003
【図２】
2009060768.tif 000004
【図３】
2009060768.tif 000005
【図４】
2009060768.tif 000006
【図５】
2009060768.tif 000007