驱动装置、 透镜镜筒及照相机 【技术领域】
本发明涉及驱动装置、 透镜镜筒及照相机。背景技术 一直以来， 已知有一种使用压电元件的驱动装置。 在这样的驱动装置中， 通过驱动 多个压电元件， 并使与被驱动体接触的芯片构件进行椭圆运动， 驱动被驱动体。例如， 在专 利文献 1 中， 已知有一种在设定 XYZ 正交坐标系时， 通过芯片构件的与 XZ 平面平行的椭圆 运动沿着 X 轴驱动被驱动体的驱动装置。
专利文献 1 日本特开 2007-236138 号公报
然而， 在专利文献 1 中， 存在无法分别独立地控制上升方向的振动和输送方向的 振动这样的课题， 其中该上升方向的振动是芯片构件与基体构件的距离发生变化的振动， 该输送方向的振动是芯片构件与基体构件的距离不变化的振动。而且， 还存在难以使芯片 构件分别沿着上升方向和输送方向高效率地振动这样的课题。
另外， 还存在由压电元件的上升方向的振动和输送方向的振动所产生的多余振动 导致的无法稳定地对被压电元件驱动的构件进行驱动这样的课题。
另外， 还存在压电元件的上升方向的振动和输送方向的振动导致的驱动装置发生 疲劳破坏这样的课题。
发明内容 因此， 本发明的方案的目的在于提供一种能够分别独立控制被压电元件驱动的构 件的向不同两个方向的振动的驱动装置。而且， 其目的在于提供一种使被压电元件驱动的 构件向不同的两个方向高效率地振动的驱动装置。
而且， 其目的在于提供一种能够对被压电元件驱动的构件进行稳定驱动的驱动装 置。
此外， 其目的在于提供一种能够抑制驱动装置发生疲劳破坏的驱动装置。
另外， 其目的在于提供一种具备上述驱动装置的透镜镜筒及照相机。
本发明的方案采用以下的结构。 另外， 为了使本发明易于理解， 对应于表示实施方 式的附图的符号来进行说明， 但本发明并不限定于实施方式。
本发明的一个方案的驱动装置具备 ： 第一压电元件， 沿着第一方向进行厚度切变 振动 ； 第一构件， 被第一压电元件驱动， 沿着第一方向进行振动 ； 第二压电元件， 被第一构 件支承， 沿着第二方向进行厚度切变振动 ； 以及第二构件， 被第二压电元件驱动， 沿着第二 方向进行振动。
本发明的一个方案的驱动装置具备 ： 第一压电元件， 沿着第一方向进行厚度切变 振动 ； 第一构件， 被第一压电元件驱动， 沿着第一方向进行振动 ； 第二压电元件， 被第一构 件支承， 沿着与第一方向不同的第二方向进行厚度切变振动 ； 第二构件， 被第二压电元件驱 动， 沿着第二方向进行振动， 其中， 第一构件利用与第一方向平行的第一面来支承第一压电
元件并利用与第二方向平行的第二面来支承第二压电 元件， 在第一方向上具有长边的多 个第一压电元件在第一压电元件的短边方向上隔开间隔配置在第一面上作为第一压电元 件。
本发明的一个方案的透镜镜筒具备 ： 驱动装置 ； 被驱动装置驱动的凸轮筒 ； 以及 被凸轮筒保持为能够移动而进行焦点调整的透镜。
本发明的一个方案的照相机具备 ： 透镜镜筒 ； 以及通过设置在透镜镜筒的透镜在 摄像面上成像出被摄体图像的摄像元件。
本发明的一个方案的驱动装置具备 ： 第一压电元件， 沿着第一方向进行厚度切变 振动 ； 第一构件， 被第一压电元件驱动， 沿着第一方向进行振动 ； 第二压电元件， 被第一构 件支承， 沿着与第一方向不同的第二方向进行厚度切变振动 ； 以及第二构件， 被第二压电元 件驱动， 沿着第二方向进行振动， 其中， 第一构件利用与第一方向平行的第一面来支承第一 压电元件并利用与第二方向平行的第二面来支承第二压电元件， 第一压电元件与第二压电 元件分离。
本发明的一个方案的透镜镜筒及照相机具备驱动装置。
发明效果 根据本发明的方案的驱动装置， 能够独立控制被压电元件驱动的构件的向不同两 个方向的振动。而且， 能够使被压电元件驱动的构件向不同的两个方向高效率地振动。而 且， 能够对被压电元件驱动的构件进行稳定驱动。此外， 能够抑制驱动装置发生疲劳破坏。 而且， 根据本发明的方案， 能够提供具备上述驱动装置的透镜镜筒及照相机。
附图说明
图 1 是本发明的第一实施方式的驱动装置的主视图。
图 2A 是本发明的实施方式的驱动装置的电路图。
图 2B 是本发明的实施方式的驱动装置的电路图。
图 3 是表示第一实施方式的驱动装置的第一变形例的局部放大图。
图 4 是表示第一实施方式的驱动装置的第二变形例的局部放大图。
图 5 是具备本发明的实施方式的驱动装置的透镜镜筒及照相机的简要结构图。
图 6 是本发明的第二及第三实施方式的驱动装置的主视图。
图 7A 是第二及第三实施方式的驱动装置的电路图。
图 7B 是第二及第三实施方式的驱动装置的电路图。
图 8 是表示第二实施方式的驱动装置的压电元件的配置状态的立体图。
图 9 是第二实施方式的驱动装置的基体部的立体图。
图 10 是第三实施方式的驱动装置的驱动块的主视图。
图 11A 是表示第三实施方式的驱动装置的驱动块的动作的主视图。
图 11B 是表示第三实施方式的驱动装置的驱动块的动作的主视图。 具体实施方式
以下， 参照附图， 说明本发明涉及的实施方式。 涉及的实施方式表示本发明的一个 方案， 并不限定本发明， 在本发明的技术思想的范围内能够任意变更。而且， 在以下的附图中， 为了使各结构容易理解， 各结构中的比例尺、 数目等与实际的结构不同。
第一实施方式的驱动装置对基体部进行使转子相对地位移的相对驱动， 并通过转 子驱动照相机的透镜镜筒等光学设备或电子设备。
如图 1 所示， 驱动装置 1 具备基体部 2、 驱动块 3、 转子 4、 支承轴 5、 第一压电元件 6、 第二压电元件 7。
基体部 2 具有导电性， 通过包含被看作弹性体的例如不锈钢的材料而设置。基体 部 2 形成为在中央部具有轴向的贯通孔的中空圆筒状的形状。对基体部 2 的表面实施绝缘 处理， 例如成膜出绝缘膜。在基体部 2 的贯通孔插通有支承轴 5。
多个保持部 2a 沿着基体部 2 的周向相邻设置在基体部 2 的一方的端部。保持部 2a 形成为以从基体部 2 的周向的两侧夹入对应的驱动块 3 的方式保持驱动块 3 的凹状的形 状。基体部 2 的另一方的端部通过例如螺栓等未图示的紧固构件固定在安装部 101a。在基 体部 2 的比中央部接近安装部 101a 的部分设置沿周向连续的槽部 2d。
驱动装置 1 具有两组以规定的相位差进行驱动的三个驱动块 3 的组。在本实施方 式中， 沿基体部 2 的周向等间隔地配置的六个驱动块 3 中， 三个驱动块 31 属于第一组， 三个 驱动块 32 属于第二组。各组的驱动块 31 和驱动块 32 沿基体部 2 的周向、 即沿转子 4 的旋 转方向 R 交替配置。 各个驱动块 3 具有基部 ( 第一构件 )3b 和前端部 ( 第二构件 )3a。
基部 3b 具有沿着周向交叉的一对侧面稍倾斜的大致长方体形状。基部 3b 例如由 轻金属合金等形成， 具有导电性。基部 3b 由对应的保持部 2a 支承为能够沿着与支承轴 5 平行的方向进行驱动。
前端部 3a 具有从基体部 2 的径向观察截面为山形的六棱柱形状。前端部 3a 例如 由不锈钢等形成， 具有导电性。前端部 3a 配置在基部 3b 与转子 4 之间， 从保持部 2a 突出 而对转子 4 进行支承。
转子 4 经由未图示的轴承安装于支承轴 5， 以支承轴 5 为中心， 能够向旋转方向 R 的前方或后方旋转。在转子 4 的外周面上形成有用于对例如照相机的透镜镜筒等进行驱动 的齿轮 4a。与转子 4 的基体部 2 相对的面由多个驱动块 3 支承。
支承轴 5 是中心线配置成与转子 4 的旋转轴一致的圆棒状的构件。支承轴 5 的一 方的端部固定在安装部 101a。支承轴 5 贯通基体部 2 和转子 4。支承轴 5 配置在沿着转子 4 的旋转方向 R 配置的多个驱动块 3 的中心。
第一压电元件 6 例如由包含锆钛酸盐 (PZT) 的材料形成。第一压电元件 6 配置在 基体部 2 的对应的保持部 2a 的内侧的面与驱动块 3 的基部 3b 的侧面之间。第一压电元件 6 以从转子 4 的旋转方向 R 的前方及后方将驱动块 3 的基部 3b 夹入的方式配置。第一压电 元件 6 在驱动块 3 的基部 3b 的、 转子 4 的旋转方向 R 上的前方及后方的各侧面上各配置两 个。各侧面的两个第一压电元件 6 分别沿着基体部 2 的径向、 即转子 4 的径向相邻配置。
各个第一压电元件 6 具有在支承轴 5 的轴向上较长的片状形状。第一压电元件 6 以沿着支承轴 5 的轴向 ( 第一方向 ) 的长边方向进行厚度切变振动的方式设置。各个第一 压电元件 6 通过具有导电性的粘结剂粘结在基体部 2 的对应的保持部 2a 的内侧的面和驱 动块 3 的基部 3b 的侧面双方。
在此， 将第一压电元件 6 的厚度方向形成为各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆
的切线方向、 即通过各驱动块 3 的中心的中心圆的切线方向。此时， 第一压电元件 6 的厚度 方向上的纵向弹性系数大于长边方向上的横向弹性系数。
例如， 第一压电元件 6 的振动模式是纵向效果厚度切变振动时， 第一压电元件 6 的 纵向弹性系数为约 167GPa， 横向弹性系数为约 25GPa。即， 第一压电元件 6 的横向弹性系数 是纵向弹性系数的约 1/6 左右。
同样地， 基体部 2 的纵向弹性系数也大于横向弹性系数。 例如， 基体部 2 以 SUS304 为主体形成时， 纵向弹性系数为约 193GPa， 横向弹性系数为约 69GPa。在此， 第一压电元件 6 的横向弹性系数是基体部 2 的纵向弹性系数的约 1/8 左右。例如， 第一压电元件 6 的长 边方向上的横向弹性系数为 k1， 基体部 2 的纵向弹性系数为 kb。这种情况下， 第一压电元 件 6 的横向弹性系数 k1 与基体部 2 的纵向弹性系数 kb 之比 k1/kb 只要在 1 以下即可。而 且， 比 k1/kb 也可以小于 0.2。
另外， 第一压电元件 6 的厚度方向上的纵向弹性系数等于或小于基体部 2 的纵向 弹性系数。
第二压电元件 7 例如由包含锆钛酸盐的材料形成。第二压电元件 7 配置在对应的 驱动块 3 的前端部 3a 与基部 3b 之间。即， 第二压电元件 7 由对应的驱动块 3 的基部 3b 支 承， 并且在基部 3b 上支承前端部 3a。第二压电元件 7 沿着基体部 2 的径向相邻地配置两 个。 各第二压电元件 7 具有沿着通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即各驱动 块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 ( 沿着设有第二压电元件 7 的基部 3b 的上表面的 基体部 2 的周向的方向， 与支承轴 5 的轴向正交的方向 ( 第二方向 )) 较长的片状形状。第 二压电元件 7 以沿着通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即各驱动块 3 的中心的转 子 4 的旋转圆的切线方向 ( 沿着设有第二压电元件 7 的基部 3b 的上表面的基体部 2 的周 向的方向， 与支承轴 5 的轴向正交的方向 ( 第二方向 )) 进行厚度切变振动的方式设置。各 第二压电元件 7 通过具有导电性的粘结剂而粘结在驱动块 3 的前端部 3a 和基部 3b 双方。
在此， 将第二压电元件 7 的厚度方向形成为与支承轴 5 的轴向平行的方向。此时， 第二压电元件 7 的厚度方向上的纵向弹性系数大于 长边方向上的横向弹性系数。例如， 第 二压电元件 7 的振动模式为纵向效果厚度切变振动时， 第二压电元件 7 的纵向弹性系数为 约 167GPa， 横向弹性系数为约 25GPa。即， 第二压电元件 7 的横向弹性系数是纵向弹性系数 的约 1/6 左右。
图 2A 是表示第一压电元件与电源部的连接状态的图， 图 2B 是表示第二压电元件 与电源部的连接状态的图。另外， 为了简便起见， 在图 2A 中省略了第二压电元件的图示， 在 图 2B 中省略了第一压电元件的图示。
如图 2A 及图 2B 所示， 驱动装置 1 具备分别向第一压电元件 6 及第二压电元件 7 供给电压的电源部 10。电源部 10 具备第一端子 T1、 第二端子 T2、 第三端子 T3 及第四端子 T4。第一端子 T1 至第四端子 T4 分别向各压电元件供给规定的频率的正弦波形 (Sin 波形 ) 的电压。 而且， 电源部 10 在第一端子 T1 及第二端子 T2 的各端子间以及第三端子 T3 及第四 端子 T4 的各端子间向各压电元件供给具有规定的相位差的同一波形的正弦波形的电压。
如图 1 及图 2A 所示， 多个第一压电元件 6 中， 在属于第一组的三个驱动块 31 与基 体部 2 之间配置的 12 个第一压电元件 61 经由配线 11 与第一端子 T1 电连接。多个第一压
电元件 6 中， 在属于第二组的三个驱动块 32 与基体部 2 之间配置的 12 个第一压电元件 62 经由配线 12 与第二端子 T2 电连接。
如图 1 及图 2B 所示， 多个第二压电元件 7 中， 在属于第一组的三个驱动块 31 的前 端部 31a 与基部 31b 之间配置的六个第二压电元件 71 经由配线 13 与第三端子 T3 电连接。 多个第二压电元件 7 中， 在属于第二组的三个驱动块 32 的前端部 32a 与基部 32b 之间配置 的六个第二压电元件 72 经由配线 14 与第四端子 T4 电连接。
在驱动装置 1 中通过驱动块 3 使转子 4 旋转时， 同步地驱动第一组的三个驱动块 31。并且， 与第一组的三个驱动块 31 具有规定的相位差， 与第一组的三个驱动块 31 同样地 同步驱动第二组的三个驱动块 32。由此， 第一组的三个驱动块 31 和第二组的三个驱动块 32 交替地支承转子 4 而使转子 4 旋转。
具体而言， 电源部 10 的第一端子 T1 向第一压电元件 61 供给正弦波形的电压。如 此， 第一压电元件 61 开始沿着支承轴 5 的第一方向的厚度切变振动。驱动块 31 通过第一 压电元件 61 的变形而被驱动， 向离开基体部 2 的方向移动。
此时， 电源部 10 的第三端子 T3 向第二压电元件 71 供给正弦波形的电压。如此， 第二压电元件 71 在通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 ( 第二方向 ) 上， 开始向转子 4 的旋转方向 R 的前方侧的厚度切变振 动。驱动块 31 的前端部 31a 通过第二压电元件 71 的变形而被向通过各驱动块 3 的中心的 中心圆的切线方向、 即与支承轴 5 的轴向正交的第二方向驱动。此时， 驱动块 31 的前端部 31a 通过作用在其与转子 4 之间的摩擦力而使转子 4 向旋转方向 R 的前方旋转。
然后， 第一压电元件 61 在通过电源部 10 的第一端子 T1 供给的正弦波形的电压的 作用下， 开始向离开转子 4 的方向 ( 反方向 ) 的变形。第一组的驱动块 31 通过第一压电元 件 61 的反方向的变形向离开转子 4 的方向移动。
此时， 第二压电元件 71 在通过电源部 10 的第三端子 T3 供给的正弦波形的电压的 作用下， 开始向转子 4 的旋转方向 R 的后方侧 ( 反方向 ) 的变形。第一组的驱动块 31 的前 端部 31a 在离开转子 4 的状态下， 由于第二压电元件 71 的向反方向的变形朝向转子 4 的旋 转方向 R 的后方侧移动。
然后， 第一组的驱动块 31 反复进行前端部 31a 向转子 4 的接触、 前端部 31a 向转 子 4 的旋转方向 R 的前方侧的驱动 ( 移动 )、 前端部 31a 从转子 4 的分离、 前端部 31a 向转 子 4 的旋转方向 R 的后方侧的驱动。即， 驱动块 31 的基部 31b 及前端部 31a 被第一压电元 件 61 驱动， 沿着支承轴 5 的大致轴向即第一方向进行振动。而且， 驱动块 31 的前端部 31a 被第二压电元件 71 驱动， 相对于基部 31b 及基体部 2， 沿着通过各驱动块 3 中心的中心圆的 切线方向、 即沿着各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 ( 第二方向 ) 进行振动。 由此， 第一组的驱动块 31 进行驱动， 使得前端部 31a 在从基体部 2 的径向观察时描绘圆轨 道或椭圆轨道。
第二组的驱动块 32 与第一组的驱动块 31 具有规定的相位差， 与第一组的驱动块 31 同样地进行驱动。即， 电源部 10 的第二端子 T2 具有与第一端子 T1 供给的电压同样的波 形， 将与第一端子 T1 供给的电压具有规定的相位差的正弦波形的电压向第一压电元件 62 供给。而且， 电源部 10 的第四端子 T4 具有与第三端子 T3 供给的电压同样的波形， 并将与 第三端子 T3 供给的电压具有规定的相位差的正弦波形的电压向第二压电元件 72 供给。第二组的三个驱动块 32 的前端部 32a 在第一组的三个驱动块 31 的前端部 31a 从 转子 4 离开之前与转子 4 接触， 在第一组的三个驱动块 31 的前端部 31a 与转子 4 接触之后 从转子 4 离开。因此， 转子 4 被第一组的三个驱动块 31 和第二组的三个驱动块 32 交替支 承并驱动， 在将支承轴 5 的轴向上的位置保持成大致恒定的状态下以规定的旋转速度向旋 转方向 R 的前方或后方进行旋转。
如上所述， 驱动装置 1 具备 ： 在沿着支承轴 5 的第一方向上进行厚度切变振动的第 一压电元件 6 ； 在通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即沿着各驱动块 3 的中心的转 子 4 的旋转圆的切线方向的第 二方向上进行厚度切变振动的第二压电元件 7。
因此， 能够通过第一压电元件 6 使驱动块 3 的基部 3b 及前端部 3a 相对于基体部 2 向与支承轴 5 平行的方向进行振动。而且， 能够通过第二压电元件 7 使驱动块 3 的前端部 3a 相对于基体部 2 及驱动块 3 的基部 3b， 向通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即 各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向进行振动。
因此， 根据本实施方式的驱动装置 1， 通过独立地控制第一压电元件 6 和第二压电 元件 7， 能够独立控制驱动块 3 的前端部 3a 向与支承轴 5 大致平行的方向的振动和前端部 3a 向各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向的振动。因此， 与专利文献 1 的结构 相比， 能够高效率地进行驱动块 3 向各方向的振动， 能够高效率地使转子 4 旋转。 在驱动装置 1 中， 第一压电元件 6 向驱动块 3 的基部 3b 进行驱动的方向即与支承 轴 5 平行的方向进行厚度切变振动。即， 第一压电元件 6 的表示厚度方向的刚性的纵向弹 性系数大于表示振动方向的刚性的横向弹性系数。换言之， 第一压电元件 6 中， 驱动块 3 的 基部 3b 进行振动的方向的刚性比较低， 与驱动块 3 的基部 3b 进行振动的方向正交的方向 的刚性比较高。
在驱动装置 1 中， 在驱动块 3 的基部 3b 的上方， 前端部 3a 沿着与基部 3b 进行振动 的方向正交的方向即各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向进行振动。然而， 第 一压电元件 6 中， 驱动块 3 的基部 3b 进行振动的方向的刚性比较低， 与驱动块 3 的基部 3b 进行振动的方向正交的方向即前端部 3a 的振动方向的刚性比较高。第一压电元件 6 以从 前端部 3a 的振动方向的两侧将驱动块 3 的基部 3b 夹入的方式配置。因此， 与驱动块 3 的 前端部 3a 的振动引起的惯性力相对的阻力充分地从第一压电元件 6 向驱动块 3 的基部 3b 作用。由此， 即使驱动块 3 的前端部 3a 沿着各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方 向进行振动， 基部 3b 也难以向该方向振动。
在驱动装置 1 中， 第二压电元件 7 向驱动块 3 的前端部 3a 进行驱动的方向即与支 承轴 5 正交的方向进行厚度切变振动。即， 第二压电元件 7 的表示厚度方向的刚性的纵向 弹性系数大于表示振动方向的刚性的横向弹性系数。换言之， 第二压电元件 7 中， 驱动块 3 的前端部 3a 进行振动的方向的刚性比较低， 驱动块 3 的基部 3b 进行振动的方向的刚性比 较高。因此， 在与支承轴 5 的轴向平行的第一压电元件 6 的振动方向上， 驱动块 3 的前端部 3a 与基部 3b 一体地振动。另一方面， 在与各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 平行的第二压电元件 7 的振动方向上， 驱动块 3 的前端部 3a 和基部 3b 独立地振动。
因此， 根据本实施方式的驱动装置 1， 能够防止驱动块 3 的基部 3b 的振动和与该振 动方向正交的方向的振动发生干涉的情况。而且， 能够防止驱动块 3 的前端部 3a 的振动和 与该振动方向正交的方向的振动发生干涉的情况。由此， 能够独立地控制驱动块 3 的前端
部 3a 向与支承轴 5 平行的方向的振动和驱动块 3 前端部 3a 向与支承轴 5 正交的方向的振 动。
在驱动装置 1 中， 基体部 2 的纵向弹性系数大于第一压电元件 6 的纵向弹性系数。 因此， 相对于通过第一压电元件 6 作用于基体部 2 的驱动块 3 的前端部 3a 的振动产生的惯 性力， 能够通过基体部 2 的保持部 2a 的内侧的面使充分的阻力发挥作用。因此， 能够防止 驱动块 3 的基部 3b 沿着前端部 3a 的振动方向进行振动的情况。另外， 第一压电元件 6 的 纵向弹性系数和基体部 2 的纵向弹性系数也可以相等。
在此， 第一压电元件 6 的横向弹性系数 k1 与基体部 2 的纵向弹性系数 kb 之比 k1/ kb 假定为 0.2 以上。如此， 存在驱动块 3 的基部 3b 的振动方向上的第一压电元件 6 的刚 性和与该振动方向正交的方向上的第一压电元件 6 的刚性的差异不充分的情况。这种情况 下， 与支承 轴 5 的轴向平行的方向的驱动块 3 的基部 3b 的振动和与各驱动块 3 的中心的 转子 4 的旋转圆的切线方向平行的驱动块 3 的前端部 3a 的振动发生干涉， 有可能无法独立 地控制这些振动。
本实施方式的驱动装置 1 的比 k1/kb 小于 0.2。因此， 充分地取得驱动块 3 的基部 3b 的振动方向上的第一压电元件 6 的刚性和与该振动方向正交的方向上的第一压电元件 6 的刚性的差异， 能够使驱动块 3 的基部 3b 在与支承轴 5 的轴向平行的方向的振动和驱动块 3 的前端部 3a 在与驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向平行的振动独立， 从而能 够独立地控制这些振动。 如以上说明所示， 根据本实施方式的驱动装置 1， 能够独立地控制被第一压电元件 6 及第二压电元件 7 驱动的驱动块 3 的基部 3b 及前端部 3a 的向不同两个方向的振动。而 且， 能够使被第一压电元件 6 及第二压电元件 7 驱动的驱动块 3 的基部 3b 及前端部 3a 向 不同两个方向高效率地振动。
接着， 引用图 1 及图 2A、 图 2B， 并使用图 3 及图 4， 说明本实施方式的驱动装置 1 的 变形例。
如图 3 所示， 驱动装置 1 的第一变形例即驱动装置 1A 仅将第一压电元件 6 配置在 驱动块 3 的基部 3b 的单方的侧面与基体部 2 之间。其他与驱动装置 1 相同。
根据驱动装置 1A， 与上述的驱动装置 1 同样地， 能够以从基体部 2 的径向观察形成 圆轨道或椭圆轨道的方式高效率地驱动驱动块 3 的前端部 3a。因此， 根据驱动装置 1A， 不 仅能得到与上述的驱动装置 1 同样的效果， 且能够减少第一压电元件 6 的数目， 简化结构。
如图 4 所示， 驱动装置 1 的第二变形例即驱动装置 1B 将驱动块 3 的基部 3b 的底 面经由第一压电元件 6 固定在基体部 2。而且， 在驱动块 3 的基部 3b 的单方的侧面经由第 二压电元件 7 固定有前端部 3a。其他与驱动装置 1 同样。
在驱动装置 1B 中， 第一压电元件 6 沿着通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向 即各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 ( 第二方向 ) 进行厚度切变振动。由 此， 驱动块 3 的基部 3b 和前端部 3a 被第一压电元件 6 驱动， 沿着各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向进行振动。
第二压电元件 7 被驱动块 3 的基部 3b 的侧面支承， 并沿着与支承轴 5 的轴向平行 的方向 ( 第一方向 ) 进行厚度切变振动。驱动块 3 的前端部 3a 被第二压电元件 7 驱动， 沿 着与支承轴 5 的轴向平行的方向进行振动。
因此， 根据驱动装置 1B， 与上述的驱动装置 1 同样地， 能够以从基体部 2 的径向观 察形成圆轨道或椭圆轨道的方式高效率地驱动驱动块 3 的前端部 3a。
因此， 根据驱动装置 1B， 不仅能得到与上述的驱动装置 1 同样的效果， 且能够减少 第一压电元件 6 的数目， 简化结构。
以下， 参照附图， 说明本发明的第二实施方式。在以下的说明中， 对与上述的实施 方式相同或同等的结构部分标注同一符号， 简化或省略其说明。
本实施方式的驱动装置对基体部进行使转子相对地位移的相对驱动， 并通过转子 驱动照相机的透镜镜筒等光学设备或电子设备。
图 6 是本实施方式的驱动装置 1C 的主视图。
如图 6 所示， 驱动装置 1C 具备基体部 2、 驱动块 3、 转子 4、 支承轴 5、 沿着第一方向 进行厚度切变振动的第一压电元件 6 ； 以及沿着与第一方向不同的第二方向进行厚度切变 振动的第二压电元件 7。
基体部 2 是具有导电性的弹性体， 通过包含例如不锈钢的材料而形成。基体部 2 形成为在中央部具有轴向的贯通孔的中空圆筒状的形状。对基体部 2 的表面通过形成例如 绝缘膜 ( 未图示 ) 而实施绝缘处理。在基体部 2 的贯通孔插通有支承轴 5。 多个保持部 2a 沿着基体部 2 的周向相邻设置在基体部 2 的一方的端部 ( 上端部 )。 保持部 2a 形成为凹形形状。保持部 2a 以从基体部 2 的周向的两侧夹入的方式保持对应的 驱动块 3。
基体部 2 的另一方的端部 ( 下端部 ) 通过例如螺栓等紧固构件 ( 未图示 ) 固定 在安装部 101a。在基体部 2 的比中央部接近安装部 101a 的部分上设置沿周向连续的槽部 2d。
驱动装置 1C 具有两组以规定的相位差进行驱动的三个驱动块 3 的组。在本实施 方式中， 沿基体部 2 的周向等间隔地配置的六个驱动块 3 中， 三个驱动块 31 属于第一组， 三 个驱动块 32 属于第二组。各组的驱动块 31 和驱动块 32 沿基体部 2 的周向、 即沿转子 4 的 旋转方向 R 交替配置。
各个驱动块 3 具有基部 ( 第一构件 )3b 和前端部 ( 第二构件 )3a。
基部 3b 具有导电性， 例如由轻金属合金形成。 基部 3b 形成为沿着基体部 2 的周向 交叉的一对侧面稍倾斜的大致长方体形状。基部 3b 由对应的保持部 2a 支承为能够沿着与 支承轴 5 平行的方向进行驱动。基部 3b 被第一压电元件 6 驱动， 沿着第一方向进行振动。
基部 3b 利用与第一方向平行的第一面 3f1( 侧面 ) 来支承第一压电元件 6 并利用 与第二方向平行的第二面 3f2( 上表面 ) 来支承第二压电元件 7。第一面 3f1 和第二面 3f2 交叉成锐角。从各构件的尺寸或公差等关系出发， 第一面 3f1 与第二面 3f2 所成的角度例 如设定为 84°以上、 88°以下。
在基部 3b 设有多个 ( 四个 ) 第一压电元件 6。基部 3b 利用第一面 3f1 来支承四 个中的两个第一压电元件 6 并利用与第一面 3f1 相对的第三面 ( 侧面 )3f3 来支承其余的 两个第一压电元件 6。第三面 3f3 与第二面 3f2 交叉成锐角。第三面 3f3 与第二面 3f2 所 成的角度和第一面 3f1 与第二面 3f2 所成的角度相同。
前端部 3a 具有导电性， 例如由不锈钢形成。前端部 3a 形成为从基体部 2 的径向 观察截面为山形的六棱柱形状。前端部 3a 配置在基部 3b 与转子 4 之间。前端部 3a 从对
应的保持部 2a 突出而对转子 4 进行支承。前端部 3a 由第二压电元件 7 驱动， 沿着第二方 向进行振动。
转子 4 经由轴承 ( 未图示 ) 而安装于支承轴 5。转子 4 设置成以支承轴 5 为中心 而能够向旋转方向 R 的前方或后方旋转。在转子 4 的外周面上形成有用于对例如照相机的 透镜镜筒等进行驱动的齿轮 4a。与转子 4 的基体部 2 相对的面由多个驱动块 3 支承。
支承轴 5 是中心轴配置成与转子 4 的旋转轴一致的圆棒状的构件。支承轴 5 的一 方的端部 ( 下端部 ) 固定在安装部 101a。支承轴 5 贯通基体部 2 和转子 4。支承轴 5 配置 在沿着转子 4 的旋转方向 R 配置的多个驱动块 3 的中心。
第一压电元件 6 例如由包含锆钛酸盐 (PZT) 的材料形成。第一压电元件 6 配置在 基体部 2 的对应的保持部 2a 的内侧的面与对应的驱 动块 3 的基部 3b 的侧面之间。 第一压 电元件 6 以从转子 4 的旋转方向 R 的前方及后方将驱动块 3 的基部 3b 夹入的方式配置。
第一压电元件 6 沿着支承轴 5 的轴向具有长边而形成。多个 ( 两个 ) 第一压电元 件 6 分别沿着基部 3b 的侧面 3f1、 3f3 在第一方向上进行厚度切变振动。各第一压电元件 6 设置成在沿着支承轴 5 的大致轴向的长边方向上进行厚度切变振动。各第一压电元件 6 通过具有导电性的粘结剂而粘结在基体部 2 的对应的保持部 2a 的内侧的面和对应的驱动 块 3 的基部 3b 的侧面 3f1、 3f3 双方。
第二压电元件 7 例如由包含锆钛酸盐 (PZT) 的材料形成。第二压电元件 7 沿着通 过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向、 即各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方 向具有长边而形成。第二压电元件 7 沿着基部 3b 的上表面 3f2 在第二方向上进行厚度切 变振动。第二压电元件 7 设置成在通过各驱动块 3 中心的中心圆的切线方向上进行厚度切 变振动。即， 第二压电元件 7 设置成沿着各驱动块 3 的中心的转子 4 的旋转圆的切线方向 进行厚度切变振动。第二压电元件 7 通过具有导电性的粘结剂而粘结在对应的驱动块 3 的 前端部 3a 的底面和基部 3b 的上表面 3f2 双方。
图 7A 及 7B 是图 6 所示的驱动装置的电路图。图 7A 是表示第一压电元件与电源 部的连接状态的图， 图 7B 是表示第二压电元件与电源部的连接状态的图。另外， 为了简便 起见， 在图 7A 中省略了第二压电元件的图示， 在图 7B 中省略了第一压电元件的图示。
图 8 是表示图 6 所示的驱动装置 1C 的压电元件的配置状态的立体图。在图 8 中， 符号 CL1 是通过第一面 3f1 的中心且与第一方向平行的第一中心线， 符号 CL2 是通过第二 面 3f2 的中心且与第二方向平行的第二中心线。符号 L1 是第一压电元件 6 的长边方向的 长度， 符号 W1 是第一压电元件 6 的短边方向的长度 ( 宽度 )， 符号 T1 是第一压 电元件 6 的 厚度 ( 基部 3b 的第一面 3f1 与第一压电元件 6 的上表面之间的距离 )。符号 L2 是第二压 电元件 7 的长边方向的长度， 符号 W2 是第二压电元件 7 的短边方向的长度 ( 宽度 )， 符号 T2 是第二压电元件 7 的厚度 ( 基部 3b 的第二面 3f2 与第二压电元件 7 的上表面之间的距 离 )。
另外， 压电元件 6、 7 中， 例如压电元件 6、 7 是层叠型 ( 压电体被两个电极夹着的元 件 ) 时， 上部电极、 压电体及下部电极在俯视下形成重合的部分。即， 压电元件 6、 7 的长边 方向的长度成为上部电极、 压电体及下部电极在俯视下沿长边方向重合的部分的长度。压 电元件 6、 7 的短边方向的长度成为上部电极、 压电体及下部电极在俯视下沿短边方向重合 的部分的长度。如图 8 所示， 沿第一方向具有长边的多个 ( 两个 ) 第一压电元件 6 沿着第一压电 元件 6 的短边方向隔开间隔配置在第一面 3f1 上， 作为第一压电元件 6。因此， 与将第一压 电元件形成在第一面的整体上的结构相比， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的 振动 ( 主振动 )。
例如， 第一压电元件形成在第一面的整体时， 第一压电元件的主振动以外的多余 振动 ( 与第一方向正交的方向的振动 ) 增大。如此， 主振动和多余振动以同一频率进行共 振， 形成面共振振动状态。即， 主振动方向的振动能量向多余振动方向分成两部分而散失。 然而， 在本实施方式中， 由于第一压电元件 6 沿着第一方向具有长边， 因此多余振动几乎不 产生。因此， 容易取出第一压电元件 6 的第一方向的振动 ( 主振动 )。而且， 由于第一压电 元件 6 沿短边方向隔开间隔配置， 因此由一方的第一压电元件 6 产生的多余振动不易传递 给另一方的第一压电元件 6。由此， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动。因 此， 能够分别独立地控制被压电元件 6、 7 驱动的构件的向不同两方向的振动， 而且， 得到一 种能够稳定地驱动被压电元件 6、 7 驱动的构件的驱动装置 1C。
多个第一压电元件 6 相对于第一中心线 CL1 配置在左右两侧。因此， 与多个第一 压电元件相对于第一中心线配置在左右任一侧的结构相比， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动 ( 主振动 )。
例如， 将多个第一压电元件相对于第一中心线配置在左右任一侧时， 第一压电元 件的多余振动 ( 与第一方向正交的方向的振动 ) 集中在基部的第一面的左右任一侧。因 此， 基部的对于多余振动的刚性减小 ( 基部因多余振动而容易变形 )， 从而难以稳定地取出 第一压电元件的第一方向的振动。然而， 在本实施方式中， 由于多个第一压电元件 6 相对于 第一中心线 CL1 配置在左右两侧， 因此基部 3b 的对于多余振动的刚性增大。由此， 能够稳 定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动。
多个第一压电元件 6 以第一中心线 CL1 为基准而配置成线对称。因此， 与多个第 一压电元件以第一中心线为基准配置成非对称的结构相比， 基部 3b 的对于多余振动的刚 性增大。由此， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动。
多个第一压电元件 6 与和第一面 3f1 的第一方向 ( 第一中心线 CL1) 正交的方向 的端缘相接触形成。因此， 相比较于多个第一压电元件与和第一面的第一方向正交的方向 的端缘隔开间隙形成的情况相比， 多个第一压电元件 6 的短边方向的配置间隔增大。即， 一 方的第一压电元件 6 产生的多余振动难以向另一方的第一压电元件 6 传递。由此， 能够稳 定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动。
第一压电元件 6 的长边方向的长度 L1 成为第一压电元件 6 的短边方向的长度 W1 的 3 倍以上、 100 倍以下。由此， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动 ( 主振 动 )。另一方面， 第一压电元件 6 的长边方向的长度 L1 小于第一压电元件 6 的短边方向的 长度 W1 的 3 倍时， 多余振动增大且难以稳定地取出主振动。而且， 第一压电元件 6 的长边 方向的长度 L1 大于第一压电元件 6 的短边方向的长度 W1 的 100 倍时， 难以形成第一压电 元件 6。
第一压电元件 6 的厚度 T1 成为第一压电元件 6 的短边方向的长度 W1 的 100 分 之 1 以上、 3 分之 1 以下。由此， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动 ( 主振 动 )。另一方面， 当第一压电元件 6 的厚度 T1 大于第一压电元件 6 的短边方向的长度 W1 的3 分之 1 时， 产生第一压电元件 6 的厚度方向的振动 ( 厚度振动 )。即， 多余振动增大且难 以稳定地取出主振动。而且， 当第一压电元件 6 的厚度 T1 小于第一压电元件 6 的短边方向 的长度 W1 的 100 分之 1 时， 难以形成第一压电元件 6。
沿第二方向具有长边的多个 ( 两个 ) 第二压电元件 7 沿着第二压电元件 7 的短 边方向隔开间隔配置在第二面 3f2 上， 作为第二压电元件 7。因此， 与将第二压电元件形成 在第二面的整体上的结构相比， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动 ( 主振 动 )。
例如， 第二压电元件形成在第二面的整体时， 第二压电元件的主振动以外的多余 振动 ( 与第二方向正交的方向的振动 ) 增大。如此， 主振动和多余振动以同一频率进行共 振， 形成面共振振动状态。即， 主振动方向的振动能量向多余振动方向分成两部分而散失。 然而， 在本实施方式中， 由于第二压电元件 7 沿着第二方向具有长边， 因此多余振动几乎不 产生。因此， 容易取出第二压电元件 7 的第二方向的振动 ( 主振动 )。而且， 由于第二压电 元件 7 沿短边方向隔开间隔配置， 因此由一方的第二压电元件 7 产生的多余振动不易传递 给另一方的第二压电元件 7。由此， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动。
多个第二压电元件 7 相对于第二中心线 CL2 配置在左右两侧。因 此， 与多个第二 压电元件相对于第二中心线配置在左右任一侧的结构相比， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动 ( 主振动 )。 例如， 将多个第二压电元件相对于第二中心线配置在左右任一侧时， 第二压电元 件的多余振动 ( 与第二方向正交的方向的振动 ) 集中在基部的第二面的左右任一侧。因 此， 基部的对于多余振动的刚性减小 ( 基部因多余振动而容易变形 )， 从而难以稳定地取出 第二压电元件的第二方向的振动。然而， 在本实施方式中， 由于多个第二压电元件 7 相对于 第二中心线 CL2 配置在左右两侧， 因此基部 3b 的对于多余振动的刚性增大。由此， 能够稳 定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动。
多个第二压电元件 7 以第二中心线 CL1 为基准而配置成线对称。因此， 与多个第 二压电元件以第二中心线为基准配置成非对称的结构相比， 基部 3b 的对于多余振动的刚 性增大。由此， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动。
多个第二压电元件 7 与和第二面 3f2 的第二方向 ( 第二中心线 CL2) 正交的方向 的端缘相接触形成。因此， 相比较于多个第二压电元件与和第二面的第二方向正交的方向 的端缘隔开间隙形成的情况相比， 多个第二压电元件 7 的短边方向的配置间隔增大。即， 一 方的第二压电元件 7 产生的多余振动难以向另一方的第二压电元件 7 传递。由此， 能够稳 定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动。
第二压电元件 7 的长边方向的长度 L2 成为第二压电元件 7 的短边方向的长度 W2 的 3 倍以上、 100 倍以下。由此， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动 ( 主振 动 )。另一方面， 第二压电元件 7 的长边方向的长度 L2 小于第二压电元件 7 的短边方向的 长度 W2 的 3 倍时， 多余振动增大且难以稳定地取出主振动。而且， 第二压电元件 7 的长边 方向的长度 L2 大于第二压电元件 7 的短边方向的长度 W2 的 100 倍时， 难以形成第二压电 元件 7。
第二压电元件 7 的厚度 T2 成为第二压电元件 7 的短边方向的长度 W2 的 100 分 之 1 以上、 3 分之 1 以下。由此， 能够稳定地取出第二压电元件 7 的第二方向的振动 ( 主振
动 )。另一方面， 当第二压电元件 7 的厚度 T2 大于第二压电元件 7 的短边方向的长度 W2 的 3 分之 1 时， 产生第二压电元件 7 的厚度方向的振动 ( 厚度振动 )。即， 多余振动增大且难 以稳定地取出主振动。而且， 当第二压电元件 7 的厚度 T2 小于第二压电元件 7 的短边方向 的长度 W2 的 100 分之 1 时， 难以形成第二压电元件 7。
图 9 是图 6 所示的驱动装置 1C 的基体部的立体图。另外， 在图 9 中， 为了简便起 见， 图示了基体部 2 的一部分的结构 ( 利用支承面 2f 将多个驱动块 3 中的一个驱动块 3 夹 入并进行支承的保持部 2a)。在图 9 中， 符号 S 是具有与和基体部 2 的支承面 2f 相接触的 多个第一压电元件 6 外接的轮廓的区域 ( 四边形形状 )。符号 6s 是第一压电元件 6 的相对 于支承面 2f 的投影区域。
如图 9 所示， 基体部 2 隔着多个第一压电元件 6 而利用支承面 2f 来支承基部 3b。 具体而言， 基体部 2 隔着在第一面 3f1 配置的第一压电元件 6 和在第三面 3f3 配置的第一 压电元件 6 双方而利用支承面 2f 来支承基部 3b。
具有与和基体部 2 的支承面 2f 相接触的多个第一压电元件 6 外接的轮廓的区域 S 为正方形形状。具体而言， 与两个第一压电元件 6 的相对于支承面 2f 的投影区域 6s 外接 的四边形形状为正方形形状。因此， 相比较于具有与和基体部的支承面相接触的多个第一 压电元件外接的轮廓的区域为梯形形状或菱形形状的情况， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的第一方向的振动 ( 主振动 )。 例如， 具有与和基体部的支承面相接触的多个第一压电元件外接的轮廓的区域为 梯形形状时， 第一压电元件的多余振动 ( 与第一方向正交的方向的振动 ) 集中在基部的第 一面的上侧 ( 上底部 )。 因此， 基部的对于多余振动的刚性减小 ( 基部因多余振动而容易变 形 )， 从而难以稳定地取出第一压电元件的第一方向的振动。 然而， 在本实施方式中， 由于具 有与和基体部 2 的支承面 2f 相接触的多个第一压电元件 6 外接的轮廓的区域 S 为正方形 形状， 因此基部 3b 的对于多余振动的刚性变大。由此， 能够稳定地取出第一压电元件 6 的 第一方向的振动。
另外， 在本实施方式中， 驱动装置 1C 具有两组以规定的位相差进行驱动的三个驱 动块 3 的组， 但并不局限于此。例如， 驱动装置 1C 也可以具有三组以上以规定的位相差移 动的两个或四个以上的驱动块的组。即， 驱动块的设置数可以根据需要进行适当变更。
另外， 在本实施方式中， 在基部 3b 设置了多个 ( 四个 ) 第一压电元件 6， 但并不局 限于此。例如， 也可以在基部 3b 设置一个、 两个、 三个或五个以上的第一压电元件。即， 第 一压电元件的设置数可以根据需要进行适当变更。
另外， 在本实施方式中， 在基部 3b 设置了两个第二压电元件 7， 但并不局限于此。 例如， 也可以在基部 3b 设置一个或三个以上的第二压电元件。即， 第二压电元件的设置数 可以根据需要进行适当变更。
以下， 参照附图， 说明本发明的第三实施方式。在以下的说明中， 对与上述的实施 方式相同或同等的结构部分标注同一符号， 简化或省略其说明。
本实施方式的驱动装置对基体部进行使转子相对地位移的相对驱动， 并通过转子 驱动照相机的透镜镜筒等光学设备或电子设备。
图 6 是本实施方式的驱动装置 1D 的主视图。
如图 6 所示， 驱动装置 1D 具备基体部 2、 驱动块 3、 转子 4、 支承轴 5、 沿着第一方向
进行厚度切变振动的第一压电元件 6 ； 沿着与第一方向不同的第二方向进行厚度切变振动 的第二压电元件 7。
在本实施方式中， 基部 3b 的质量与前端部 3a 的质量相同。 在此， 基部 3b 的体积为 V1， 前端部 3a 的体积为 V2。而且， 基部 3b 的密度为 ρ1， 前端部 3a 的密度为 ρ2。此时， 驱 动装置 1D 以满足下式 (1) 的方式决定基部 3b 的体积 V1、 前端部 3a 的体积 V2、 基部 3b 的 密度 ρ1、 前端部 3a 的密度 ρ2。
ρ1·V1 ＝ ρ2·V2… (1)
图 10 是图 6 所示的驱动装置 1D 的驱动块的主视图。在图 10 中， 符号 W 是第一压 电元件 6 与第一面 3f1( 第三面 3f3) 和第二面 3f2 的边界部 3g1(3g2) 之间的距离。
如图 10 所示， 第一压电元件 6 和第二压电元件 7 分离配置。例如， 压电元件 6、 7 为层叠型时， 作为共通电极的下部电极相互分离配置。
具体而言， 在第一面 3f1 配置的第一压电元件 6 与第一面 3f1 和第二面 3f2 的第 一边界部 3g1 隔开距离 W 而形成。在第三面 3f3 配置的第一压电元件 6 与第三面 3f3 和第 二面 3f2 的第二边界部 3g2 隔开距离 W 形成。第二压电元件 7 与第一边界部 3g1( 第二面 3f2 的接近第一面 3f1 一侧的端缘 ) 相接触形成， 并与第二边界部 3g2( 第二面 3f2 的接近 第三面 3f3 一侧的端缘 ) 相接触形成。
第一压电元件 6 与边界部 3g1、 3g2 的分离距离 W 为第一压电元 件 6 的厚度 ( 基 部 3b 的侧面与第一压电元件 6 的上表面之间的距离 ) 的 1/2 以上、 2/3 以下。由此， 能够抑 制第一压电元件 6 和第二压电元件 7 的至少一方进行振动时向基部 3b( 尤其是被第一压电 元件 6 和第二压电元件 7 夹着的角部 ) 的应力集中引起的基部 3b 的疲劳破坏。另一方面， 分离距离 W 小于第一压电元件 6 的厚度的 1/2 时， 缓和向基部 3b 的应力集中而抑制基部 3b 的疲劳破坏的情况不易实现。而且， 分离距离 W 大于第一压电元件 6 的厚度的 2/3 时， 难以 稳定地驱动转子 4。
图 11A 及 11B 是表示图 6 所示的驱动装置 1D 的驱动块的动作的主视图。 图 11A 是 前端部 31a 相对于基体部 2 向 +X 方向侧移动的状态 ( 阶段 1) 的图。图 11B 是前端部 31a 相对于基体部 2 向 -X 方向侧移动的状态 ( 阶段 2) 的图。另外， 在图 11A 及 11B 中， 为了简 便起见， 图示了驱动装置的驱动块的多个动作 ( 阶段 N) 中的一部分 ( 阶段 1 及 2)。而且图 示了 2 组的驱动块 3 中的第一组的驱动块 31。在图 11A 及 11B 中， 以驱动块 31 沿着转子 4 的旋转方向 R 的移动方向为 X 方向 ( 第二方向 )、 以驱动块 31 沿着支承轴 5 的移动方向为 Y 方向 ( 第一方向 ) 的正交坐标系进行说明。
( 阶段 1)
例如， 在驱动块 31 的前端部 31a 与转子 4 接触的状态下， 在第一端子 T1 产生 -1.0V 的电压， 并经由第一配线 11 将电压向第一压电元件 61 供给。而且， 在第三端子 T3 产生 +3.0V 的电压， 并经由第三配线 13 将电压向第二压电元件 71 供给。如此， 对驱动块 31 进行 驱动的第一压电元件 61 进行厚度切变变形， 驱动块 31 的基部 31b 向基体部 2 侧 (-Y 方向 侧 ) 移动。同时， 第二压电元件 71 进行厚度切变变形， 前端部 31a 相对于基部 31b 及基体 部 2 向 +X 方向侧移动。另外， 前端部 31a 的移动量与向第二压电元件 71 供给的电压的绝 对值成比例。
此时， 在驱动块 31 的基部 31b( 尤其是被第一压电元件 6 和第二 压电元件 7 夹着的 -X 方向及 +Y 方向的角部 ) 作用有第一压电元件 61 向第一方向 (-Y 方向 ) 的移动引起 的上升方向的内部应力和第二压电元件 71 向第二方向 (+X 方向 ) 的移动引起的向输送方 向的反方向的内部应力这两者。即， 在基部 31b 的左上的角部作用有第一压电元件 61 的变 形引起的 +Y 方向的内部应力和第二压电元件 71 的变形引起的 -X 方向的内部应力双方， 从 而压缩应力集中。
然而， 在本实施方式中， 在第一面 3f1 配置的第一压电元件 61 与第一面 3f1 和第 二面 3f2 的第一边界部 3g1 分离形成。 因此， 与第一压电元件和第二压电元件通过第一边界 部接触形成时 ( 例如， 各压电元件为层叠型时， 作为共通电极的下部电极彼此接触形成时 ) 相比， 能够使上升方向的内部应力和向输送方向的内部应力难以残留于基部。 由此， 能够抑 制在基部 31b 的左上的角部压缩应力发生集中的情况。
( 阶段 2)
接着阶段 1， 在第一端子 T1 产生 -1.0V 的电压， 经由第一配线 11 将电压向第一压 电元件 61 供给。而且， 例如， 将第三端子 T3 的电压维持成 0V， 并经由第三配线 13 将 0V 的 电压向第二压电元件 71 供给。如此， 对驱动块 31 进行驱动的第一压电元件 61 比阶段 1 时 进一步进行厚度切变变形， 驱动块 31 的基部 31b 向基体部 2 侧 (-Y 方向侧 ) 移动。另外， 第二压电元件 71 进行厚度切变变形， 前端部 31a 相对于基部 31b 及基体部 2 向 -X 方向侧 移动， 例如， 前端部 31a 与基部 31b 的位置关系如图 10 所示。
接着， 将第一端子 T1 的电压维持成 -1.0V， 并维持经由第一配线 11 向第一压电元 件 61 供给的电压。而且， 使第三端子 T3 产生 -3.0V 的电压， 并经由第三配线 13 将电压向 第二压电元件 71 供给。这样， 如图 11B 所示， 维持对驱动块 31 沿 Y 方向驱动的第一压电元 件 61 的变形而维持前端部 31a 从转子 4 分离的状态。在该状态下， 第二压电元件 71 进行 厚度切变变形， 前端部 31a 相对于基部 31b 及基体部 2 进一 步向 -X 方向侧移动。另外， 前 端部 31a 的移动量与向第二压电元件 71 供给的电压的绝对值成比例。
此时， 在驱动块 31 的基部 31b( 尤其是被第一压电元件 6 和第二压电元件 7 夹着 的 +X 方向及 +Y 方向的角部 ) 上作用有第一压电元件 61 向第一方向 (-Y 方向 ) 的移动引 起的上升方向的内部应力和第二压电元件 71 向第二方向 (-X 方向 ) 的移动引起的向输送 方向的反方向的内部应力这两者。即， 在基部 31b 的右上的角部作用有第一压电元件 61 的 变形引起的 +Y 方向的内部应力和第二压电元件 71 的变形引起的 +X 方向的内部应力而者， 从而压缩应力发生集中。
然而， 在本实施方式中， 在第三面 3f3 配置的第一压电元件 61 与第三面 3f3 和第 二面 3f2 的第二边界部 3g2 分离形成。因此， 与第一压电元件和第二压电元件通过第二边 界部接触形成的情况相比， 能够使上升方向的内部应力和向输送方向的反方向的内部应力 难以残留在基部。由此， 能够抑制压缩应力集中在基部 31b 的右上的角部的情况。
根据本实施方式的驱动装置 1D， 由于第一压电元件 6 与第二压电元件 7 分离， 因此 与第一压电元件和第二压电元件接触的结构相比， 能够抑制基部上产生第一压电元件和第 二压电元件的变形引起的残留应力的情况。具体而言， 若为第一压电元件和第二压电元件 接触的结构时， 在基部 ( 尤其是被第一压电元件和第二压电元件夹着的角部 ) 上作用有第 一压电元件向第一方向的移动引起的上升方向的内部应力和第二压电元件向第二方向的 移动引起的向输送方向的反方向的内部应力这两者。即， 在基部的角部上作用有第一压电元件的变形引起的内部应力和第二压电元件的变形引起的内部应力这两者， 从而压缩应力 发生集中。然而， 在本实施方式中， 由于第一压电元件 6 和第二压电元件 7 分离， 因此形成 集中在基部 3b 的角部的压缩应力的逃散处 ( 发散路径 )。由此， 能够抑制在基部 3b 的角部 上残留有上升方向的内部应力和向输送方向的反方向的内部应力这两者。因此， 能够分别 独立 地控制被压电元件 6、 7 驱动的构件的不同两个方向的振动， 而且， 得到一种能够抑制 驱动装置 1D 发生疲劳破坏的驱动装置 1D。
另外， 根据该结构， 由于第一面 3f1 和第二面 3f2 呈锐角交叉， 因此与第一面 3f1 和第二面 3f2 呈钝角交叉的情况相比， 在基部 3b 的角部容易集中压缩应力。因此， 通过第 一压电元件 6 与第二压电元件 7 分离的结构， 能够经由基部 3b 的角部使在基部 3b 产生的 压缩应力有效地发散， 从而能够抑制压缩应力集中在基部 3b 的角部的情况。
另外， 根据该结构， 基部 3b 利用与第一面 3f1 相对的第三面 3f3 来支承第一压电 元件 6。因此， 与仅在第一面 3f1 设有第一压电元件的情况相比， 在基部 3b 上集中有压缩 应力的部位变多 ( 基部 3b 的一个角部→基部 3b 的两个角部 )。因此， 通过第一压电元件 6 与第二压电元件 7 分离的结构而发散的压缩应力被分散， 从而能够抑制压缩应力集中在基 部 3b 的角部的情况。
另外， 根据该结构， 在第一面 3f1 配置的第一压电元件 6 和第一边界部 3g1 分离形 成， 在第三面 3f3 配置的第一压电元件 6 和第二边界部 3g2 分离形成， 第二压电元件 7 与第 一边界部 3g1 接触形成且与第二边界部 3g2 接触形成。因此， 与第二压电元件 7 和第一边 界部 3g1 分离形成且和第二边界部 3g2 分离形成的情况相比， 能够将前端部 3a 的体积 V2 的变化量抑制得较小。例如， 当第二压电元件 7 与第一边界部 3g1 分离形成且与第二边界 部 3g2 分离形成时， 或对基部的角部 ( 第一边界部及第二边界部 ) 进行倒角时， 在与第二面 平行的第一边界部一侧和第二边界部一侧双方侧需要基部的加厚， 基部的体积增加， 无法 将前端部的体积的变化量抑制得较小。然而， 在本实施方式中， 由于第二压电元件 7 与第一 边界部 3g1 接触形成且与第二边界部 3g2 接触形成， 因此仅在与第一面平行的边界部侧一 侧需要基部的加厚。因此， 容易调整基部 3b 的体积 V1 和前端部 3a 的体积 V2， 从而容易高 平衡性地调整基部 3b 的质量和前端部 3a 的质量。因此， 容易稳定地驱 动转子 4。
另外， 根据该结构， 由于基部 3b 的质量和前端部 3a 的质量相同， 因此与基部的质 量和前端部的质量不同的情况相比， 能够稳定地驱动转子 4。
另外， 在本实施方式中， 驱动装置 1D 具有两组以规定的位相差驱动的三个驱动块 3 的组， 但并不局限于此。 例如， 驱动装置 1D 也可以具有三组以上以规定的位相差变动的两 个或四个以上的驱动块的组。即， 驱动块的设置数可以根据需要适当变更。
另外， 在本实施方式中， 在基部 3b 设置了多个 ( 四个 ) 第一压电元件 6， 但并不局 限于此。例如， 也可以在基部 3b 设置一个、 两个、 三个或五个以上的第一压电元件。即， 第 一压电元件的设置数可以根据需要适当变更。
另外， 在本实施方式中， 在基部 3b 设置了两个第二压电元件 7， 但并不局限于此。 例如， 也可以在基部 3b 设置一个或三个以上的第二压电元件。即， 第二压电元件的设置数 可以根据需要适当变更。
接下来， 说明具备上述实施方式的驱动装置的透镜镜筒 ( 更换透镜 ) 及照相机的 一例。本例的更换透镜是形成照相机主体并形成照相机系统的部件。更换透镜能够切换根据公知的 AF( 自动聚焦 ) 控制而进行对焦动作的 AF 模式和根据来自摄影者的手动输入而 进行对焦动作的 MF( 手动聚焦 ) 模式。
图 5 是表示具备上述实施方式中的驱动装置的透镜镜筒及照相机的简要结构图。 如图 5 所示， 照相机 101 具备内置有摄像元件 108 的照相机体 102 和具有透镜 107 的透镜 镜筒 103。
透镜镜筒 103 是能够向照相机体 102 进行装卸的更换透镜。透镜镜筒 103 具备透 镜 107、 凸轮筒 106、 驱动装置 1( 或驱动装置 1C、 驱动装置 1D) 等。 驱动装置 1 在照相机 101 的聚焦动作时被用作驱动透镜 107 的驱动源。从驱动装置 1 的转子 4 得到的驱动力直接向 凸轮筒 106 传递。透镜 107 是由凸轮筒 106 保持， 通过驱动装置 1 的驱动力而与光轴方向 L 大致平行地移动， 从而进行焦点调节的聚焦透镜。
在使用照相机 101 时， 通过设置在透镜镜筒 103 内的透镜组 ( 包含透镜 107)， 在摄 像元件 108 的摄像面上成像出被摄体图像。 通过摄像元件 108， 将成像出的被摄体图像转换 成电信号， 并对该信号进行 A/D( 模拟 - 数字 ) 转换， 从而得到图像数据。
如以上说明所示， 照相机 101 及透镜镜筒 103 具备上述的驱动装置 1( 或驱动装 置 1C、 驱动装置 1D)。因此， 与以往相比， 能够使转子 4 高效率地旋转， 并高效率地驱动透镜 107。而且， 能够分别独立控制被压电元件驱动的构件的不同两方向的振动。而且， 能够抑 制驱动装置发生疲劳破坏。
在本实施方式中， 示出了透镜镜筒 103 是更换透镜的例子， 但并不局限于此， 例 如， 也可以是与照相机体一体型的透镜镜筒。
以上， 说明了本发明的优选实施方式， 但本发明并未限定为上述的实施方式。 在不 脱离本发明的宗旨的范围内可以进行结构的附加、 省略、 置换及其他的变更。 本发明并未由 上述的说明来限定， 仅由权利要求书的范围来限定。