專利名稱：驅(qū)動裝置、透鏡鏡筒及照相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動裝置、透鏡鏡筒及照相機。本申請基于2010年9月30日申請的日本專利申請第2010-220713號而主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
一直以來，公開了一種使用了壓電元件的驅(qū)動裝置。在這樣的驅(qū)動裝置中，通過驅(qū)動多個壓電元件，并使與被驅(qū)動體接觸的芯片構(gòu)件進行橢圓運動，而驅(qū)動被驅(qū)動體(例如， 參照專利文獻1)。在專利文獻1中，在設(shè)定XYZ正交坐標系時，通過芯片構(gòu)件的與TL平面平行的橢圓運動而沿著X軸方向驅(qū)動被驅(qū)動體。專利文獻1日本特開2007-236138號公報然而，上述現(xiàn)有的驅(qū)動裝置中，存在無法分別獨立地控制上升方向的振動和輸送方向的振動這樣的課題，其中該上升方向的振動是芯片構(gòu)件與基體構(gòu)件的距離發(fā)生變化的振動，該輸送方向的振動是芯片構(gòu)件與基體構(gòu)件的距離不變化的振動。而且，還存在難以使芯片構(gòu)件分別沿著上升方向和輸送方向高效率地振動這樣的課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的方式是提供一種能夠獨立控制被壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件的向不同的兩個方向的振動的驅(qū)動裝置。而且，提供一種使被壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件向不同的兩個方向高效率地振動的驅(qū)動裝置。此外，提供一種具備該驅(qū)動裝置的透鏡鏡筒及照相機。本發(fā)明的方式采用表示實施方式的與圖1 圖4對應(yīng)的以下的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，為了容易理解本發(fā)明，對應(yīng)于表示一個實施方式的附圖的標號來進行說明，但本發(fā)明并不限定于實施方式。本發(fā)明的驅(qū)動裝置1具備第一壓電元件6 ；以及被第一壓電元件6驅(qū)動，而沿著第一方向進行振動的第一驅(qū)動部3，第一驅(qū)動部3包括第二壓電元件7 ；以及被第二壓電元件7驅(qū)動，并沿著與第一方向不同的第二方向進行振動的第二驅(qū)動部3a，第一驅(qū)動部3的振動的共振頻率與第二驅(qū)動部3a的振動的共振頻率之差為表示第一驅(qū)動部3的振動的振幅頻率特性的函數(shù)Fl的半峰半寬(HWHM)以下。本發(fā)明的透鏡鏡筒103及照相機101具備驅(qū)動裝置1。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置，能夠獨立控制被壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件向不同的兩個方向的振動。而且，能夠使被壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件向不同的兩個方向高效率地振動。而且，根據(jù)本發(fā)明的方式，提供具備該驅(qū)動裝置的透鏡鏡筒及照相機。


圖1是本發(fā)明的實施方式中的驅(qū)動裝置的主視圖。
3
圖2A是圖1所示的驅(qū)動裝置的電路圖。圖2B是圖1所示的驅(qū)動裝置的電路圖。圖3是圖1所示的驅(qū)動裝置的驅(qū)動塊和其前端部的振幅頻率特性的圖表。圖4是具備圖1所示的驅(qū)動裝置的透鏡鏡筒及照相機的簡要結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。本實施方式的驅(qū)動裝置對基體部進行使轉(zhuǎn)子相對地位移的相對驅(qū)動，并通過轉(zhuǎn)子驅(qū)動照相機的透鏡鏡筒等光學(xué)設(shè)備或電子設(shè)備。如圖1所示，驅(qū)動裝置1具備基體部2、驅(qū)動塊(第一驅(qū)動部)3、轉(zhuǎn)子4、支承軸5、 第一壓電元件6。基體部2具有導(dǎo)電性，通過包含被看作彈性體的例如不銹鋼的材料而設(shè)置?；w部2形成為在中央部具有軸向的貫通孔的中空圓筒狀的形狀。對基體部2的表面實施絕緣處理，例如成膜有絕緣膜。在基體部2的貫通孔插通有支承軸5。在基體部2的一端部，多個保持部加沿著基體部2的周向相鄰設(shè)置。保持部加形成為以從基體部2的周向的兩側(cè)夾入驅(qū)動塊3的方式保持驅(qū)動塊3的凹狀的形狀?；w部2的另一端部通過例如螺栓等未圖示的緊固構(gòu)件而固定在安裝部101a。在基體部2的比中央部接近安裝部IOla的部分上設(shè)置沿周向連續(xù)的槽部2d。驅(qū)動裝置1具有兩組以規(guī)定的相位差進行驅(qū)動的三個驅(qū)動塊3的組。在本實施方式中，沿基體部2的周向等間隔地配置的六個驅(qū)動塊3中，三個驅(qū)動塊31屬于第一組，三個驅(qū)動塊32屬于第二組。各組的驅(qū)動塊31和驅(qū)動塊32沿基體部2的周向、即沿轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R交替配置。各個驅(qū)動塊3具有基部北、前端部(第二驅(qū)動部)3a及第二壓電元件7?；勘本哂醒刂芟蚪徊娴囊粚?cè)面稍傾斜的大致長方體形狀?；勘崩缬奢p金屬合金等形成，具有導(dǎo)電性?；勘庇杀３植考又С袨槟軌蜓刂c支承軸5平行的方向進行驅(qū)動。前端部3a具有截面為山形的六棱柱形狀。前端部3a例如由不銹鋼等形成，具有導(dǎo)電性。前端部3a配置在基部北與轉(zhuǎn)子4之間，從保持部加突出而對轉(zhuǎn)子4進行支承。第二壓電元件7配置在驅(qū)動塊3的前端部3a與基部北之間。即，第二壓電元件 7由驅(qū)動塊3的基部北支承，并且在基部北上支承前端部3a。第二壓電元件7沿著基體部2的徑向相鄰地配置有兩個。轉(zhuǎn)子4經(jīng)由未圖示的軸承而安裝于支承軸5，以支承軸5為中心，而能夠向旋轉(zhuǎn)方向R的前方或后方旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子4的外周面上形成有用于對例如照相機的透鏡鏡筒等進行驅(qū)動的齒輪如。與轉(zhuǎn)子4的基體部2相對的面由多個驅(qū)動塊3支承。支承軸5是中心線配置成與轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸一致的圓棒狀的構(gòu)件。支承軸5的一端部固定在安裝部101a。支承軸5貫通基體部2和轉(zhuǎn)子4。支承軸5配置在沿著轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R配置的多個驅(qū)動塊3的中心。第一壓電元件6例如由包含鋯鈦酸鹽(PZT)的材料形成。第一壓電元件6配置在基體部2的保持部加的內(nèi)側(cè)的面與驅(qū)動塊3的基部北的側(cè)面之間。第一壓電元件6以從轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的前方及后方將驅(qū)動塊3的基部北夾入的方式配置。第一壓電元件6 在驅(qū)動塊3的基部北的、轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R上的前方及后方的各側(cè)面上各配置兩個。各側(cè)面的兩個第一壓電元件6分別沿著基體部2的徑向、即轉(zhuǎn)子4的徑向相鄰配置。各個第一壓電元件6具有在支承軸5的軸向上較長的片狀形狀。第一壓電元件6 以沿著支承軸5的軸向(第一方向)的長邊方向進行厚度切變振動的方式設(shè)置。各個第一壓電元件6通過具有導(dǎo)電性的粘結(jié)劑而粘結(jié)在基體部2的保持部加的內(nèi)側(cè)的面和驅(qū)動塊 3的基部北的側(cè)面這雙方。在此，將第一壓電元件6的厚度方向形成為各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向、即通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向(與設(shè)有第一壓電元件6的基部北的側(cè)面垂直的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))。此時，第一壓電元件 6的厚度方向上的縱向彈性系數(shù)大于長邊方向上的橫向彈性系數(shù)。例如，第一壓電元件6的振動模式是縱向效果厚度切變振動時，第一壓電元件6的縱向彈性系數(shù)為約167GPa，橫向彈性系數(shù)為約25GPa。即，第一壓電元件6的橫向彈性系數(shù)是縱向彈性系數(shù)的約1/6左右。同樣地，基體部2的縱向彈性系數(shù)也大于橫向彈性系數(shù)。例如，基體部2以SUS304 為主體形成時，縱向彈性系數(shù)為約193GPa，橫向彈性系數(shù)為約69GPa。在此，第一壓電元件 6的橫向彈性系數(shù)是基體部2的縱向彈性系數(shù)的約1/8左右。例如，第一壓電元件6的長邊方向上的橫向彈性系數(shù)為kl，基體部2的縱向彈性系數(shù)為1Λ。這種情況下，第一壓電元件6的橫向彈性系數(shù)kl與基體部2的縱向彈性系數(shù)1Λ之比kl/ΙΛ只要在1以下即可。而且，比kl/kb也可以小于0.2。另外，第一壓電元件6的厚度方向上的縱向彈性系數(shù)等于或小于基體部2的縱向彈性系數(shù)。第二壓電元件7例如由包含鋯鈦酸鹽的材料形成。各個第二壓電元件7具有沿著通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))較長的片狀形狀。第二壓電元件7以沿著通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))進行厚度切變振動的方式設(shè)置。各個第二壓電元件7通過具有導(dǎo)電性的粘結(jié)劑而粘結(jié)在驅(qū)動塊3的前端部3a和基部北這雙方。在此，將第二壓電元件7的厚度方向形成為與支承軸5的軸向平行的方向。此時， 第二壓電元件7的厚度方向上的縱向彈性系數(shù)大于長邊方向上的橫向彈性系數(shù)。例如，第二壓電元件7的振動模式為縱向效果厚度切變振動時，第二壓電元件7的縱向彈性系數(shù)為約167GPa，橫向彈性系數(shù)為約25GPa。S卩，第二壓電元件7的橫向彈性系數(shù)是縱向彈性系數(shù)的約1/6左右。如圖2A及圖2B所示，驅(qū)動裝置1具備分別向第一壓電元件6及第二壓電元件7 供給電壓的電源部10。電源部10具備第一端子Tl至第四端子T4。第一端子Tl至第四端子T4分別供給規(guī)定的頻率的正弦波形的電壓。而且，電源部10在第一端子Tl及第二端子 T2的各端子間以及第三端子T3及第四端子T4的各端子間供給具有規(guī)定的相位差的同一波形的正弦波形的電壓。如圖1及圖2A所示，多個第一壓電元件6中，在屬于第一組的三個驅(qū)動塊31與基體部2之間配置的12個第一壓電元件61經(jīng)由配線11與第一端子Tl電連接。第一壓電元件6中，在屬于第二組的三個驅(qū)動塊32與基體部2之間配置的12個第一壓電元件62經(jīng)由配線12與第二端子T2電連接。如圖1及圖2B所示，多個第二壓電元件7中，在屬于第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a與基部31b之間配置的六個第二壓電元件71經(jīng)由配線13與第三端子T3電連接。 第二壓電元件7中，在屬于第二組的三個驅(qū)動塊32的前端部3 與基部32b之間配置的六個第二壓電元件72經(jīng)由配線14與第四端子T4電連接。 在驅(qū)動裝置1中，通過驅(qū)動塊3使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)時，同步地驅(qū)動第一組的三個驅(qū)動塊 31。并且，與第一組的三個驅(qū)動塊31具有規(guī)定的相位差，而與第一組同樣地同步驅(qū)動第二組的三個驅(qū)動塊32。由此，第一組的三個驅(qū)動塊31和第二組的三個驅(qū)動塊32交替地支承轉(zhuǎn)子4而使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。具體而言，電源部10的第一端子Tl向第一壓電元件61供給正弦波形的電壓。如此，第一壓電元件61開始沿著支承軸5的第一方向的厚度切變振動。驅(qū)動塊31通過第一壓電元件61的變形而被驅(qū)動，向離開基體部2的方向移動。此時，電源部10的第三端子T3向第二壓電元件71供給正弦波形的電壓。如此， 第二壓電元件71在通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子 4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))上，開始向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R 的前方側(cè)的厚度切變振動。驅(qū)動塊31的前端部31a通過第二壓電元件71的變形而被向通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向)、即與支承軸5的軸向正交的第二方向驅(qū)動。此時，驅(qū)動塊31的前端部31a通過作用在其與轉(zhuǎn)子4之間的摩擦力而使轉(zhuǎn)子4向旋轉(zhuǎn)方向R的前方旋轉(zhuǎn)。然后，第一壓電元件61在通過電源部10的第一端子Tl供給的正弦波形的電壓的作用下，開始向離開轉(zhuǎn)子4的反方向的變形。第一組的驅(qū)動塊31通過第一壓電元件61的反方向的變形而向離開轉(zhuǎn)子4的方向移動。此時，第二壓電元件71在通過電源部10的第三端子T3供給的正弦波形的電壓的作用下，開始向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)的反方向的變形。第一組的驅(qū)動塊31的前端部31a在離開轉(zhuǎn)子4的狀態(tài)下，由于第二壓電元件71的反方向的變形而朝向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)移動。然后，第一組的驅(qū)動塊31反復(fù)進行前端部31a向轉(zhuǎn)子4的接觸、前端部31a的向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的前方側(cè)的驅(qū)動、前端部31a從轉(zhuǎn)子4的分離、前端部31a的向轉(zhuǎn)子4 的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)的驅(qū)動。即，驅(qū)動塊31的基部31b及前端部31a被第一壓電元件61 驅(qū)動，而沿著支承軸5的軸向即第一方向進行振動。而且，驅(qū)動塊31的前端部31a被第二壓電元件71驅(qū)動，而相對于基部31b及基體部2，沿著通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即沿著各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))進行振動。由此，第一組的驅(qū)動塊31進行驅(qū)動，使得前端部31a描繪圓軌道或橢圓軌道。第二組的驅(qū)動塊32與第一組的驅(qū)動塊31具有規(guī)定的相位差，與第一組的驅(qū)動塊 31同樣地進行驅(qū)動。即，電源部10的第二端子T2具有與第一端子Tl供給的電壓同樣的波形，將與第一端子Tl供給的電壓具有規(guī)定的相位差的正弦波形的電壓向第一壓電元件62 供給。而且，電源部10的第四端子T4具有與第三端子T3供給的電壓同樣的波形，并將與第三端子T3供給的電壓具有規(guī)定的相位差的正弦波形的電壓向第二壓電元件72供給。第二組的三個驅(qū)動塊32的前端部3 在第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a從轉(zhuǎn)子4離開之前與轉(zhuǎn)子4接觸，在第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a與轉(zhuǎn)子4接觸之后從轉(zhuǎn)子4離開。因此，轉(zhuǎn)子4被第一組的三個驅(qū)動塊31和第二組的三個驅(qū)動塊32交替支承并驅(qū)動，在將支承軸5的軸向上的位置保持成大致恒定的狀態(tài)下以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度向旋轉(zhuǎn)方向R的前方或后方進行旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，表示第一壓電元件6所引起的驅(qū)動塊3的沿著支承軸5的第一方向的振動的振幅頻率特性的函數(shù)Fl大致顯示正規(guī)分布。同樣地，表示第二壓電元件7所引起的驅(qū)動塊3的前端部3a的與支承軸5正交的第二方向的振動的振幅頻率特性的函數(shù)F2大致顯示正規(guī)分布。驅(qū)動裝置1以使驅(qū)動塊3整體的振動的共振頻率ω 1與驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω 2相同的方式?jīng)Q定驅(qū)動塊3整體的質(zhì)量及前端部3a的質(zhì)量。在此，四個第一壓電元件6產(chǎn)生的第一方向的彈性系數(shù)為Kl，兩個第二壓電元件7 產(chǎn)生的第二方向的彈性系數(shù)為K2。而且，包含驅(qū)動塊3的基部北、前端部3a、第二壓電元件 7的整體的質(zhì)量為M1，驅(qū)動塊3的前端部3a的質(zhì)量為M2。此時，驅(qū)動裝置1以滿足下式(1)的方式?jīng)Q定彈性系數(shù)K1、彈性系數(shù)K2、質(zhì)量Ml 及質(zhì)量M2。K1/K2 = M1/M2 ... (1)S卩，驅(qū)動裝置1以使彈性系數(shù)Kl和彈性系數(shù)K2的比K1/K2與質(zhì)量Ml和質(zhì)量M2 的比M1/M2相同的方式?jīng)Q定彈性系數(shù)Kl、彈性系數(shù)K2、質(zhì)量Ml及質(zhì)量M2。在驅(qū)動裝置1中，各個第一壓電元件6和各個第二壓電元件7全部具有沿一方向較長的同一形狀及尺寸。而且，第一壓電元件6以驅(qū)動塊3的振動方向即沿著支承軸5的軸向的第一方向成為長邊方向的方式配置。同樣地，第二壓電元件7以驅(qū)動塊3的前端部 3a的振動方向即與支承軸5的軸向正交的第二方向成為長邊方向的方式配置。在此，驅(qū)動各個驅(qū)動塊3的第一壓電元件6的數(shù)目為Ni，驅(qū)動其前端部3a的第二壓電元件7的數(shù)目為N2。而且，各個第一壓電元件6的橫向彈性系數(shù)為kl，各個第二壓電元件7的橫向彈性系數(shù)為k2。如此，第一壓電元件6產(chǎn)生的第一方向的彈性系數(shù)Kl和第二壓電元件7產(chǎn)生的第二方向的彈性系數(shù)K2分別由下式( 和式C3)表示。Kl = NlXkl — (2)K2 = N2Xk2 ... (3)通過上述的式(1)至式(3)，而能得到下式(4)。N1/N2 = M1/M2 ... (4)S卩，驅(qū)動裝置1以使第一壓電元件6的數(shù)附和第二壓電元件7的數(shù)N2的比N1/N2與質(zhì)量Ml和質(zhì)量M2的比M1/M2相同的方式?jīng)Q定彈性系數(shù)Kl、彈性系數(shù)K2、數(shù)m及數(shù)N2。另外，驅(qū)動塊3整體的振動的共振頻率ω 1和驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω2也可以存在些許不同。這種情況下，驅(qū)動塊3的整體的振動的共振頻率ω 1與驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω 2之差只要是表示驅(qū)動塊3的整體的振幅頻率特性的函數(shù)的半峰全寬(FWHM、Full Width at Half Maximum)的2分之1以下，即半峰半寬 (HWHM.Half Width at Half Maximum)以下即可。例如圖3所示，驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω 2的能夠容許的最小值為ω ^iin，能夠容許的最大值為ω 2_時，它們分別使用半峰半寬HWHM由下式(5)及式(6)表不。ω 2min = ω I-HWHM ...(5)ω 2max = ω 1+HWHM ...(6)如上所述，驅(qū)動裝置1具備在沿著支承軸5的第一方向上進行厚度切變振動的第一壓電元件6 ；在通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即沿著各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部 2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))上進行厚度切變振動的第二壓電元件7。因此，能夠通過第一壓電元件6使驅(qū)動塊3的基部3b及前端部3a相對于基體部2 向與支承軸5平行的方向(第一方向)進行振動。而且，能夠通過第二壓電元件7使驅(qū)動塊3的前端部3a相對于基體部2及驅(qū)動塊3的基部3b，向通過各驅(qū)動塊3中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))進行振動。因此，根據(jù)本實施方式的驅(qū)動裝置1，通過獨立地控制第一壓電元件6和第二壓電元件7，而能夠獨立控制驅(qū)動塊3的前端部3a向與支承軸5大致平行的方向(第一方向) 的振動和前端部3a向各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))的振動。因此，與以往相比，能夠高效率地進行驅(qū)動塊3向各方向的振動，能夠高效率地使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動裝置1中，以使上述的式(1)及式(4)成立的方式?jīng)Q定第一壓電元件6的數(shù)W、形狀及尺寸、第二壓電元件7的數(shù)N2、形狀及尺寸、驅(qū)動塊3的質(zhì)量Ml、驅(qū)動塊3的前端部3a的質(zhì)量M2。具體而言，第一壓電元件6的數(shù)m為4。第二壓電元件7的數(shù)N2為2。第一壓電元件6及第二壓電元件7的尺寸及形狀相等，分別配置成使長邊方向與振動方向一致。驅(qū)動塊3的整體的質(zhì)量Ml設(shè)置為驅(qū)動塊3的前端部3a的質(zhì)量M2的2倍。由此，第一壓電元件6產(chǎn)生的驅(qū)動塊3的振動的固有振動數(shù)和第二壓電元件7產(chǎn)生的驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的固有振動數(shù)相同。即，第一方向上的驅(qū)動塊3的整體振動的共振頻率ω 1和第二方向上的驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω2相同。由此，驅(qū)動塊3的前端部3a的向相互正交的第一方向和第二方向的振幅最大。因此，能夠?qū)νㄟ^向第一方向和第二方向振動而描繪圓軌道或橢圓軌道的驅(qū)動塊3的前端部3a高效率地驅(qū)動。
同樣地，即使在驅(qū)動塊3的整體的振動的共振頻率ω 1與驅(qū)動塊3的前端部3a的振動的共振頻率ω 2不同的情況下，只要它們之差在圖3所示的半峰半寬HWHM以下，就能夠比以往高效率地對驅(qū)動塊3的前端部3a進行驅(qū)動。在驅(qū)動裝置1中，第一壓電元件6向驅(qū)動塊3的基部北驅(qū)動的方向即與支承軸5 平行的方向進行厚度切變振動。即，第一壓電元件6的表示厚度方向的剛性的縱向彈性系數(shù)大于表示振動方向的剛性的橫向彈性系數(shù)。換言之，第一壓電元件6中，驅(qū)動塊3的基部北進行振動的方向(第一方向)的剛性比較低，與驅(qū)動塊3的基部北進行振動的方向正交的方向(第二方向)的剛性比較高。在驅(qū)動裝置1中，在驅(qū)動塊3的基部北的上方，前端部3a沿著與基部北進行振動的方向(第一方向)正交的方向即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(第二方向)進行振動。然而，第一壓電元件6中，驅(qū)動塊3的基部北進行振動的方向(第一方向)的剛性比較低，與驅(qū)動塊3的基部北進行振動的方向正交的方向即前端部3a的振動方向(第二方向)的剛性比較高。第一壓電元件6以從前端部3a的振動方向的兩側(cè)將驅(qū)動塊3的基部北夾入的方式配置。因此，與驅(qū)動塊3的前端部3a的振動引起的慣性力相對的阻力充分地從第一壓電元件6向驅(qū)動塊3的基部北作用。由此，即使驅(qū)動塊3的前端部3a沿著各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(第二方向)進行振動，基部 3b也難以向該方向振動。在驅(qū)動裝置1中，第二壓電元件7向驅(qū)動塊3的前端部3a進行驅(qū)動的方向即與支承軸5正交的方向(第二方向)進行厚度切變振動。即，第二壓電元件7的表示厚度方向的剛性的縱向彈性系數(shù)大于表示振動方向的剛性的橫向彈性系數(shù)。換言之，第二壓電元件7 中，驅(qū)動塊3的前端部3a進行振動的方向(第二方向)的剛性比較低，驅(qū)動塊3的基部北進行振動的方向(第一方向)的剛性比較高。因此，在與支承軸5的軸向平行的第一壓電元件6的振動方向(第一方向)上，驅(qū)動塊3的前端部3a與基部北一體地振動。另一方面，在與各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向平行的第二壓電元件7的振動方向(第二方向)上，驅(qū)動塊3的前端部3a和基部北獨立地振動。因此，根據(jù)本實施方式的驅(qū)動裝置1，能夠防止驅(qū)動塊3的基部北的振動和與該振動方向(第一方向)正交的方向(第二方向)的振動發(fā)生干涉的情況。而且，能夠防止驅(qū)動塊3的前端部3a的振動和與該振動方向(第二方向)正交的方向(第一方向)的振動發(fā)生干涉的情況。由此，能夠獨立地控制驅(qū)動塊3的基部北向與支承軸5平行的方向的振動(第一方向)和驅(qū)動塊3的前端部3a向與支承軸5正交的方向(第二方向)的振動。在驅(qū)動裝置1中，基體部2的縱向彈性系數(shù)大于第一壓電元件6的縱向彈性系數(shù)。 因此，相對于通過第一壓電元件6而作用于基體部2的驅(qū)動塊3的前端部3a的振動產(chǎn)生的慣性力，能夠通過基體部2的保持部加的內(nèi)側(cè)的面使充分的阻力發(fā)揮作用。因此，能夠防止驅(qū)動塊3的基部北沿著前端部3a的振動方向(第二方向)進行振動的情況。需要說明的是，第一壓電元件6的縱向彈性系數(shù)和基體部2的縱向彈性系數(shù)也可以相等。在此，第一壓電元件6的橫向彈性系數(shù)kl與基體部2的縱向彈性系數(shù)1Λ之比kl/ 1Λ假定為0.2以上。如此，存在驅(qū)動塊3的基部北的振動方向(第一方向)上的第一壓電元件6的剛性和與該振動方向正交的方向(第二方向)上的第一壓電元件6的剛性的差異不充分的情況。這種情況下，驅(qū)動塊3的基部北在與支承軸5的軸向平行的方向(第一方向)的振動和與各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7 的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))平行的驅(qū)動塊3的前端部3a的振動發(fā)生干涉，有可能無法獨立地控制這些振動。驅(qū)動裝置1的比kl/ΙΛ小于0.2。因此，能夠使與支承軸5的軸向平行的方向(第一方向)的驅(qū)動塊3的基部北的振動和與各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(與設(shè)有第二壓電元件7的基部北的上表面平行且沿著基體部2的周向的方向，與支承軸5的軸向正交的方向(第二方向))平行的驅(qū)動塊3的前端部3a的振動獨立，從而能夠獨立地控制這些振動。如以上說明所示，根據(jù)本實施方式的驅(qū)動裝置1，能夠獨立地控制被第一壓電元件 6及第二壓電元件7驅(qū)動的驅(qū)動塊3的基部北及前端部3a的向不同兩個方向的振動。而且，能夠使被第一壓電元件6及第二壓電元件7驅(qū)動的驅(qū)動塊3的基部北及前端部3a向不同的兩個方向高效率地振動。接下來，說明具備本實施方式的驅(qū)動裝置1的透鏡鏡筒及照相機的一例。本例的更換透鏡是形成照相機主體并形成照相機系統(tǒng)的部件。更換透鏡能夠切換根據(jù)公知的 AF(自動聚焦)控制而進行對焦動作的AF模式和根據(jù)來自攝影者的手動輸入而進行對焦動作的MF (手動聚焦)模式。如圖4所示，照相機101具備內(nèi)置有攝像元件108的照相機體102和具有透鏡107 的透鏡鏡筒103。透鏡鏡筒103是能夠向照相機體102進行裝卸的更換透鏡。透鏡鏡筒103具備透鏡107、凸輪筒106、驅(qū)動裝置1等。驅(qū)動裝置1在照相機101的聚焦動作時被用作驅(qū)動透鏡107的驅(qū)動源。從驅(qū)動裝置1的轉(zhuǎn)子4得到的驅(qū)動力直接向凸輪筒106傳遞。透鏡107是由凸輪筒106保持，通過驅(qū)動裝置1的驅(qū)動力而與光軸方向L大致平行地移動，從而進行焦點調(diào)節(jié)的聚焦透鏡。在使用照相機101時，通過設(shè)置在透鏡鏡筒103內(nèi)的透鏡組(包含透鏡107)，而在攝像元件108的攝像面上成像出被攝體圖像。通過攝像元件108，而將成像出的被攝體圖像轉(zhuǎn)換成電信號，并對該信號進行A/D轉(zhuǎn)換，從而得到圖像數(shù)據(jù)。如以上說明所示，照相機101及透鏡鏡筒103具備上述的驅(qū)動裝置1。因此，與以往相比，能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)，并高效率地驅(qū)動透鏡107。在本實施方式中，示出了透鏡鏡筒103是更換透鏡的例子，但并不局限于此，例如，也可以是與照相機體一體型的透鏡鏡筒。以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明并不限定為上述的實施方式。在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以進行結(jié)構(gòu)的附加、省略、置換及其他的變更。本發(fā)明并不由上述的說明來限定，而僅由權(quán)利要求書的范圍來限定。例如，壓電元件也可以不是厚度切變變形，而是沿著厚度方向變形。這種情況下， 第一壓電元件的縱向彈性系數(shù)與第二壓電元件的縱向彈性系數(shù)之比可以等于驅(qū)動塊的整體質(zhì)量及前端部的質(zhì)量的和與驅(qū)動塊的前端部的質(zhì)量之比。這種情況下，能夠得到與使用了進行厚度切變變形的壓電元件時同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動裝置，其具備 第一壓電元件；以及被所述第一壓電元件驅(qū)動，沿著第一方向進行振動的第一驅(qū)動部， 所述第一驅(qū)動部包括第二壓電元件；以及被所述第二壓電元件驅(qū)動，并沿著與所述第一方向不同的第二方向進行振動的第二驅(qū)動部，所述第一驅(qū)動部的振動的共振頻率與所述第二驅(qū)動部的振動的共振頻率之差為表示所述第一驅(qū)動部的振動的振幅頻率特性的函數(shù)的半峰半寬以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其中，所述第一驅(qū)動部的振動的共振頻率與所述第二驅(qū)動部的振動的共振頻率相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其中，所述第一壓電元件的所述第一方向上的彈性系數(shù)Kl和所述第二壓電元件的所述第二方向上的彈性系數(shù)K2之比K1/K2與所述第一驅(qū)動部的質(zhì)量Ml和所述第二驅(qū)動部的質(zhì)量M2 之比M1/M2相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其中，所述第一壓電元件的形狀及尺寸與所述第二壓電元件的形狀及尺寸相同， 所述第一壓電元件的數(shù)W和所述2壓電元件的數(shù)N2之比N1/N2與所述第一驅(qū)動部的質(zhì)量Ml和所述第二驅(qū)動部的質(zhì)量M2之比M1/M2相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的驅(qū)動裝置，其中， 所述第一方向和所述第二方向是相互垂直的方向。
6.一種透鏡鏡筒，其具備權(quán)利要求1至5中任一項所述的驅(qū)動裝置。
7.一種照相機，其具備權(quán)利要求1至5中任一項所述的驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅(qū)動裝置、透鏡鏡筒及照相機，驅(qū)動裝置(1)具備第一壓電元件(6)；以及被第一壓電元件(6)驅(qū)動，沿著第一方向進行振動的第一驅(qū)動部(3)，第一驅(qū)動部(3)包括第二壓電元件(7)；以及被第二壓電元件(7)驅(qū)動，并沿著與第一方向不同的第二方向進行振動的第二驅(qū)動部(3a)，第一驅(qū)動部(3)的振動的共振頻率與第二驅(qū)動部(3a)的振動的共振頻率之差為表示第一驅(qū)動部(3)的振動的振幅頻率特性的函數(shù)的半峰半寬以下。
文檔編號G03B13/34GK102447420SQ201110302379
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者桑野邦宏, 西本仁 申請人:株式會社尼康