JP5515500B2 - 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の圧電アクチュエータであって、前記第1の面、前記第2の面の導電材料は同電位であること、を特徴とする圧電アクチュエータである。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の圧電アクチュエータであって、前記導電材料は、前記ベース部材の表面に貼着された金属箔を含むこと、を特徴とする圧電アクチュエータである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、前記導電材料は、前記ベース部材の表面に塗布された導電性ペーストを含むこと、を特徴とする圧電アクチュエータである。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、前記第1の圧電体と前記第2の圧電体との組が、2以上形成されていること、を特徴とする圧電アクチュエータである。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、前記導電材料と前記ベース部材との間が絶縁されていること、を特徴とする圧電アクチュエータである。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータを備えること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータを備えること、を特徴とするカメラである。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態である圧電アクチュエータ1の構成を概念的に示す図である。図2は、圧電アクチュエータ1の駆動説明図である。
なお、以下の説明では、図中に示すように、X−Y座標によって方向を示す。すなわち、図中左右方向をX軸方向とし、左側をプラス側、右側をマイナス側とする。また、X軸と直交する図中上下方向をY軸方向とし、上側をプラス側、下側をマイナス側とする。さらに、X−Y平面と直交する方向をZ軸方向とする。
支持凸部12は、正面形状(Z軸方向に見た形状)が所定高さの矩形であって、その上面は移動体20における後述する被駆動面21と対応する平坦な支持面12Aとなっている。
駆動機構30は、リフタ31と、スライダ32と、を備えている。また、リフタ31とベース部材10との間に配置されたリフト駆動体33と、リフタ31とスライダ32との間に配置されたスライド駆動体34とを備えている。
各圧電素子33a,33bは、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)によって、所定の縦横比および厚さの薄い矩形の板状に形成され、圧電効果を有している。その振動モードは厚み滑り振動であって、長手方向の変形を利用するように形成されている。
図2(a)は、リフト駆動体33およびスライド駆動体34ともに非駆動の状態である。非駆動状態では、駆動機構30(スライダ32)と支持凸部12とで移動体20を支持している。この非駆動状態から、図2(b)に示すようにリフト駆動体33を下降(Y軸マイナス)駆動すると共に、スライド駆動体34を後退(X軸プラス)駆動する。この状態では、移動体20は支持凸部12に支持される。
以下、上記ステップを繰り返すことで、移動体20をX軸マイナス方向に移動駆動することができる。
なお、駆動機構30を複数備えてそれぞれ異なる位相で駆動して移動体20を交互に支持する構成とすれば、支持凸部12は備えなくても良い。
リフト駆動体33を構成する圧電素子33a,33bには、ベース部材10における保持凹部11の内壁面11F,11Rと対向する側の面に、導電部40を介して電圧が印加されるようになっている。圧電素子33a,33bの他方の面(リフタ31の外面31F,31Rと対向する面)は、リフタ31を介して接地電極に接続されている。
連結部41は、保持凹部11の下縁に沿って設けられた架橋部41Aと、架橋部41Aの両端からそれぞれ保持凹部11の前後の側縁に沿ってそれぞれ延設された腕部41F,41Rとから成り、略U字状を呈している。
接点部42は、連結部41の腕部41Fからベース部材10の上面を保持凹部11の縁に沿って延びる前部接点部42Fと、連結部41の腕部41Rからベース部材10の上面を保持凹部11の縁に沿って延びる後部接点部42Rとから成る。
ここで、ベース部材10が金属等導電性の素材によって形成されている場合には、図1に示すように、導電部40とベース部材10の間には絶縁層44が設けられる。絶縁層44は、シート状の絶縁体をベース部材10の外面に貼り付けることで形成される。また、導電部40を形成する箔の裏面側に絶縁シートを予め貼り付けて一体化した状態でベース部材10の外面に導電部40と同時に貼り付けて形成しても良い。絶縁層44の形成は、これに以外にも、たとえば、ベース部材10の外面に絶縁塗料を塗布して形成しても良い。また絶縁層44の形成領域は、導電部40と対応する領域のみでなく、ベース部材10の外面(保持凹部11を除く)全域に形成しても良い。
つぎに、図3〜図8を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態の圧電モータ100は、ベース部材110に設けられた支持駆動部130によってロータ部120を回転させ、その回転力でたとえばカメラにおけるレンズ鏡筒等の光学機器や電子機器を駆動する用途等に用いられる。
ベース部材110におけるロータ部120と対向する端部には、支持駆動部130における駆動機構30を収容する保持凹部111が、ベース部材110の周方向(すなわちロータ部120の回転方向)に複数(6カ所)設けられている。保持凹部111は、環状のベース部材110の肉厚部分を径方向に通して形成されている。
各駆動機構30は、形状の詳細な部分等は異なるが、基本的な構成は前述した第1実施形態における駆動機構30と同様である。このため、同一の構成要素には同符号を付して詳細な説明は省略する。
駆動機構30におけるスライダ32は、断面が山形の六角柱状に形成されている。
図6(a)に示すように、各グループG1,G2を構成する駆動機構30(図6中符号の末尾にG1またはG2を付して所属グループを示す)における、前部リフト駆動体33Fおよび後部リフト駆動体33Rの圧電素子33a,33bには、電源部150から同一位相の駆動電圧が印加されるようになっている。また、図6(b)に示すように、各グループG1,G2を構成する駆動機構30におけるスライド駆動体34の圧電素子34a,34bには、電源部150から同一位相の駆動電圧が印加されるようになっている。
導電部140は、ベース部材110の外周面に、保持凹部111の周縁に沿って設けられた連結部141と、連結部141から連続してベース部材110の上面を保持凹部111の縁に沿って延びる接点部142とを備えている。
接点部142は、連結部141の腕部141Fからベース部材110の上面を保持凹部111の縁に沿って延びる前部接点部142Fと、連結部141の腕部141Rからベース部材10の上面を保持凹部111の縁に沿って延びる後部接点部142Rとから成る。
ここで、ベース部材110が金属等導電性の素材によって形成されている場合には、図示しないが、前述した第1実施形態と同様に、導電部140とベース部材110との間に絶縁層が設けられる。
なお、接点部142(142F,142R)と各圧電素子33a,33bとの電気的な接続は、導電性ペースト43に限らずハンダ等他の手段によっても良いものことは、前述の第1実施形態と同様である。
カメラ200は、撮像素子202を有するカメラボディ201と、レンズ鏡筒300とを備えている。レンズ鏡筒300は、カメラボディ201に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒300は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒としてもよい。
圧電モータ100は、カム筒302と筐体303の間の円環状の隙間に配置されている。圧電モータ100は、そのロータ部120の歯車125が、カム筒302の外周に形成された歯車に噛合して配設され、カム筒302を回転駆動する。これにより、カメラ200のフォーカス動作時においてフォーカシングレンズ301を駆動する。
フォーカシングレンズ301は、カム筒302に保持されている。そして、圧電モータ100の駆動によるカム筒302の移動によって光軸OA方向に移動して焦点調節を行う。
なお、図示しないが、レンズ鏡筒300は、フォーカシングレンズ301の他に複数のレンズ群を備えている。
(1)駆動機構30における前後のリフト駆動体33(前部リフト駆動体33F,後部リフト駆動体33R)を構成する各圧電素子33a,33bに、ベース部材10(またはベース部材110)の表面に形成された導電部40(導電部140)を介して駆動電圧を供給する。このため、各圧電素子33a,33bにそれぞれリード線を結線する場合に比較して、簡素な結線構成とすることができる。その結果、利用する機器への収納装着が容易となる。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、ベース部材10(またはベース部材110)の表面に形成された導電部40(導電部140)は、金属箔等を貼り付けることによって形成した。しかし、導電部40(導電部140)はこれに限らず、たとえば、エッチングや印刷等の他の手法を用いて形成しても良い。また、たとえば接点部42のみを導電性ペーストを塗布して形成する等、導電部40(導電部140)の一部を異なる構成としても良い。
なお、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。
Claims (8)
- 互いに対向する第1の面と第2の面とを有する凹部が形成されたベース部材と、
前記凹部内に配置された際に、前記第1の面と前記第2の面のそれぞれに対向する第3の面と第4の面とを有する駆動部材と、
前記第3の面と前記第1の面との間に配置された第1の圧電体、及び前記第4の面と前記第2の面との間に配置された第2の圧電体と、
前記第1の面と、前記第2の面と、前記凹部の前記第1の面に交差する方向の第5の面に沿って形成され、前記第1の圧電体と前記第2の圧電体とを電気接続する導電材料と、
前記第1の圧電体及び前記第2の圧電体への電力供給を行う電源と前記導電材料とを接続する電気配線と、を備えること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第1の面、前記第2の面の導電材料は同電位であること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1または2に記載の圧電アクチュエータであって、
前記導電材料は、前記ベース部材の表面に貼着された金属箔を含むこと、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、
前記導電材料は、前記ベース部材の表面に塗布された導電性ペーストを含むこと、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、
前記第1の圧電体と前記第2の圧電体との組が、2以上形成されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータであって、
前記導電材料と前記ベース部材との間が絶縁されていること、
を特徴とする圧電アクチュエータ。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータを備えること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電アクチュエータを備えること、
を特徴とするカメラ。
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