駆動装置およびそれを用いた画像装置
【課題】簡単な構成でＸＹ平面に沿う方向に加えて、Ｚ軸方向の駆動が可能で、駆動時には摩擦を低減して駆動力を大きくし、停止時には精密な位置の保持が可能な駆動装置および、その駆動装置を搭載した画像機器を提供する。
【解決手段】駆動装置３００は、フレーム１６７と、フレーム１６７により支持される接触体３１１と、接触体３１１に押圧されて支持されるホルダ１４５と、接触体３１１が構成する支持面に沿う方向に、フレーム１６７を相対移動するＶＣＭ３２０，３２１と、接触体３１１をフレーム１６７に対してＺ方向に変位させる振動子３１０とを備える。駆動時には、振動子３１０により接触体３１１をＺ方向に振動させることにより、接触体３１１とホルダ１４５との間の摩擦力を低減して、より大きな駆動力を発生させる。
【解決手段】駆動装置３００は、フレーム１６７と、フレーム１６７により支持される接触体３１１と、接触体３１１に押圧されて支持されるホルダ１４５と、接触体３１１が構成する支持面に沿う方向に、フレーム１６７を相対移動するＶＣＭ３２０，３２１と、接触体３１１をフレーム１６７に対してＺ方向に変位させる振動子３１０とを備える。駆動時には、振動子３１０により接触体３１１をＺ方向に振動させることにより、接触体３１１とホルダ１４５との間の摩擦力を低減して、より大きな駆動力を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁モータ、超音波モータ、圧電体等のアクチュエータを利用して移動体を駆動して所定の方向に移動させる駆動装置、および、該駆動装置により手ブレ補正や、焦点位置の検出等を行なうデジタルカメラや工具顕微鏡等の画像機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直交座標系の直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした時に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動と、各軸回りの回転が可能な電動のステージは様々なところで用いられている。
【０００３】
具体的なものとして、手ブレ補正機能を備える撮像装置として、例えばカメラがある。カメラが備える手ブレ補正機能としては、カメラピッチ方向のブレ振動とカメラヨー方向のブレ振動とを角速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出されたブレ信号に基づいて、手ブレを打ち消す方向に撮像光学系の一部若しくは撮像素子を撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向にそれぞれ独立にシフトさせることで、撮像素子の撮像面上での像のブレを補正する手ブレ補正機能が知られている。
【０００４】
このような手ブレ補正機能を実現する手ブレ補正機構においては、手ブレを補正するために撮影レンズの一部のレンズ、或いは撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向に移動する駆動手段が用いられている。この駆動手段は、手ブレに追随して動作させたときに、精密に駆動（微小駆動）する必要があり、また、駆動されたときにも撮影レンズに対して移動体位置（撮像面位置）が正確に位置決めされることが要求される。また、駆動手段には移動体の重力に打ち勝って制御に必要な加速度を得るために大きな駆動力が求められ、さらに電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性が要求される。そして、当然であるが、複雑な機構を持たず、小型で安価な機構であることが求められる。一方、さらに高度なマクロ撮影時の手ブレ補正やコントラスト方式の焦点位置検出をするために撮像面に垂直な方向の駆動機構も要望されている。
【０００５】
他の具体的な例としては、顕微鏡における観察物を載せるステージがある。そのようなステージは、所望の観察物位置を顕微鏡の観察視野内に移動するのに、ＸＹ面内に自由に動くことが要求されている。また、顕微鏡の焦点位置合わせを調整するのにＸＹ面に垂直なＺ軸方向に精密にステージを動かすことが出来る機構を備えている。
【０００６】
例えば、特許文献１によれば、ベースヨーク板に設けられた先端が平滑面の複数の基板支持突起と、基板支持突起に対向して設けられ、コイルばねで押圧された先端が平滑面の押しピンとが、可動部を挟んで保持し、可動部側に設置されたコイルと、ベースヨーク板側に設けられた磁石とでボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと呼ぶ）を構成し、基板支持突起の端面が形成する面内でのＸ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）への移動、並びに、ＸＹ平面に垂直な軸回りの回転が可能な駆動機構が開示されている。
【０００７】
しかし、この機構では移動枠には常に押圧支持の摩擦力が作用しており、ＶＣＭで移動枠を駆動する場合にその摩擦力によって、ＶＣＭの出力が低下してしまうという問題をもっている。また、ＶＣＭの動作を停止した場合は押圧支持の摩擦力によって移動枠は固定枠に保持されることになるが、保持力を大きくして保持性能を高くすると、摩擦力も大きくなり、さらにＶＣＭの出力が低下することとなる。加えて、この駆動機構では簡単な構成で、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）への移動、並びに、ＸＹ平面に垂直な軸回りの回転が可能となっているが、ＸＹ平面に垂直な方向（カメラの光軸方向でＺ軸方向）の駆動は実現されていない。Ｚ軸方向の駆動制御が実現できると、カメラの焦点検出のためのＺ軸方向の振動動作（以下ウォブリングと呼ぶ）や、焦点合わせ動作、あるいはマクロ撮影の時に有効な光軸方向の手ブレ補正動作等に用いることが可能である。
【０００８】
また、特許文献２によれば、可動子を、固定子に対して直線的に移動する移動用アクチュエータ（形式はＶＣＭ）を持ち、移動用アクチュエータが駆動力を発生していない場合は、可動子と固定子を相互に押し付けて可動子と固定子が相互に移動しないようにし、移動用アクチュエータが駆動力を発生した場合は、可動子と固定子の押し付け力を制動部用アクチュエータ（具体的には圧電体）で解除するレンズユニットが開示されている。
【０００９】
しかし、この駆動機構はＺ軸方向（光軸方向）に可動子を固定子に対して駆動する１軸駆動機構であり、多自由度の動作が実現されているものではない。特に、押し付け力の方向の動作については全く制御することはできず、移動用アクチュエータによって移動枠が固定枠と相対駆動される場合は、押し付け力が解除されるので機構のガタ分位置がランダムに変動してしまう。
【００１０】
さらに、特許文献３によれば、複数の観察ポイントを有する被検体を載置するオートフォーカス装置と、観察位置を駆動制御するための対物レンズ駆動部と、オフセットレンズ駆動部とを有する顕微鏡が記載されている。この装置では、ある観察位置でオートフォーカス装置によりフォーカスエラーが検出されると、既に観察を行った複数の観察位置のフォーカス信号に基づいて当該観察位置の光軸方向の相対位置を算出して、レンズ駆動部とオフセットレンズ駆動部とを制御して合焦動作を行っている。
【００１１】
しかし、この顕微鏡では、試料面内の位置調整のための試料ステージの駆動機構と、光軸方向のフォーカス位置調整のためのレンズの駆動機構とをそれぞれ用意することが必要となる。このため装置が大型かつ複雑となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１２９３２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８２０２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９１２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で支持面（ＸＹ平面）内の駆動に加えて、支持面（ＸＹ平面）に垂直な押圧方向（Ｚ軸方向）の駆動が可能で、駆動時には摩擦を低減して駆動力を大きくし、停止時には精密な位置の保持が可能な駆動装置および、それを搭載した画像機器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】
【００１４】
上記目的を達成する駆動装置の発明は、
第１部材と、
前記第１部材により支持される接触部と、
前記接触部に押圧されて支持される第２部材と、
前記接触部が構成する支持面に沿う方向に、前記第２部材と前記第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記第１部材に対して前記押圧方向に変位させる第２の駆動機構と
を備え、
前記第２の駆動機構により前記接触部を前記押圧方向に振動させることにより、前記接触部と前記第２部材との間の摩擦力を低減することを特徴とするものである。
【００１５】
前記第２の駆動機構は、前記第２部材を支持する前記支持面を前記押圧方向に変位させることが好ましい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記接触部の振動振幅を変えることにより、前記支持面の変位を制御することができる。
【００１７】
あるいは、前記接触部の振動中心を変位させることにより、前記支持面の変位を制御しても良い。
【００１８】
好適には、前記第２の駆動機構は、圧電体を備え、前記接触部は、前記圧電体に固着された接触体である。
【００１９】
さらに、前記接触部と前記第２の駆動機構とを複数有し、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量をそれぞれ異ならせることにより、前記第２部材の前記第１部材に対する傾きを調整するようにしても良い。
【００２０】
上記目的を達成する画像装置の発明は、
本体部に固定された固定枠と、
前記本体部に固定され、ブレを検出するブレ検出器と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構は、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、前記第１の駆動機構は、前記ブレ検出器からの信号をもとにブレを補償するように前記撮像素子を移動させることを特徴とするものである。
【００２１】
上記目的を達成する他の画像装置の発明は、
本体部に固定された固定枠と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構が、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、且つ、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、前記撮像素子を前記固定枠に対して前記光学系の光軸方向に変位させて、焦点位置の検出を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、接触部が構成する支持面に沿う方向に、第２部材と第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、接触部を第１部材に対して押圧方向に変位させる第２の駆動機構とを有し、第２の駆動機構により接触部を押圧方向に振動させることにより、接触部と第２部材との間の摩擦力を低減するようにしたので、簡単な構成で支持面内の駆動に加えて、支持面に垂直な押圧方向の駆動が可能で、駆動時には摩擦を低減して駆動力を大きくし、停止時には精密な位置の保持が可能な駆動装置および、それを搭載した画像機器を提供することができる。
【００２３】
例えば、本発明に係る駆動装置および画像機器において、固定枠（第１部材）と移動枠（第２部材）との間に第１の駆動機構としてコイルと磁石からなるいわゆるＶＣＭを設置し、一方、固定枠に移動枠を押圧支持する接触部を設け、接触部を押圧方向に変位させるため、圧電体と接触体（接触部）からなる第２の駆動機構を設け、ＶＣＭにより、移動枠を接触部が形成する平面（ＸＹ平面）内に駆動する場合は、圧電体を押圧方向に振動させることにより、接触部の摩擦力を低減してＶＣＭの出力損失を低減して大きな出力を得ることができる。また、ＶＣＭの駆動を停止した場合に、圧電体の振動を停止することにより、接触部に大きな摩擦力を発生させて、固定枠に移動枠を確実に保持することが可能である。さらに、圧電体の変位量を制御することによって、接触部の構成するＸＹ平面（支持面）に垂直なＺ軸方向（押圧方向）に移動枠を変位できる。
【００２４】
以上のように、ＸＹ平面内の駆動とともに、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向の駆動も可能となる効果が得られ、また、高出力になるとともに、駆動を停止した場合にも移動枠の保持がなされる効果も得られる。さらに、簡単な駆動装置であることから、小型で安価であるという効果も得られる。一方、画像機器に本発明の駆動装置を適用した場合も、同様な効果を得られることは勿論であるが、カメラ等の精密な駆動が必要で小型な機器では、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施の形態の駆動装置を適用したカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】駆動装置を簡略化して示す駆動装置の概略正面図である。
【図３】図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ａ−Ａ’断面図）である。
【図４】図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ｂ−Ｂ’断面図）である。
【図５】一般的なボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の要部構造を示す部分正面図（ａ）と部分縦断側面図（Ｃ−Ｃ’断面図）（ｂ）である。
【図６】振動子の要部構造を概念的に示す部分断面図である。
【図７】圧電体の要部構造を示す分解斜視図である。
【図８】圧電体の構成と圧電体の制御回路を説明する図である。
【図９】移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、図６の主要構成の動作を概念的に示す図である。
【図１０】移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、圧電体への入力信号を示す図である。
【図１１】圧電体の制御回路を示す図である。
【図１２】図１１の制御回路の信号のタイムチャートを示す図である。
【図１３】振動子によるＺ軸方向変位を示すグラフである。
【図１４】図１３とは異なる制御の振動子によるＺ軸方向変位を示すグラフである。
【図１５】変形例の圧電体の要部構造を示す分解斜視図である。
【図１６】変形例の圧電体の構成と圧電体の制御回路を説明する図である。
【図１７】変形例の圧電体を用いた場合の図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ｂ−Ｂ’断面図）である。
【図１８】本発明の第２実施の形態の駆動装置をオートフォーカスに適用した場合のカメラの基本動作を説明するフローチャートである。
【図１９】図１８のオートフォーカス動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第３実施の形態に係る駆動装置の要部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、本実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【００２７】
（第１実施の形態）
本実施の形態の画像機器は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ブレ補正を行うために、本発明の駆動装置を搭載したものである。ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼式電子カメラ（デジタルカメラ）への適用例として説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施の形態の駆動装置を適用したカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のカメラの具体的形態であるカメラシステム１０は、図１に示すように撮影レンズであるレンズユニット２００（撮影光学系）と、ボディユニット１００（本体部）とから構成されている。レンズユニット２００は、ボディユニット１００に着脱可能に構成される。
【００２９】
レンズユニット２００は、被写体の光学像を結像するための撮影レンズ２０２や図示しないフォーカス調整用のフォーカシングレンズ等を有し、ボディユニット１００は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）やＣＭＯＳセンサ等と称される撮像素子を具備してなる撮像部１１７を有して構成されている。
【００３０】
以下の説明において、ボディユニット１００から被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。また、レンズユニット２００が構成する光学系の光軸Ｏ１と一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸（水平方向の軸）及びＹ軸（垂直方向の軸）とする。
【００３１】
本実施形態では、レンズユニット２００の動作は、レンズユニット２００に配設されたレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）２０１によって制御される。また、ボディユニット１００の動作は、ボディユニット１００に配設されたボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）１０１によって制御される。
【００３２】
ボディユニット１００にレンズユニット２００を装着した状態において、Ｂｕｃｏｍ１０１とＬｕｃｏｍ２０１は、通信コネクタ１０２を介して互いに通信可能に電気的に接続される。そして、Ｌｕｃｏｍ２０１はＢｕｃｏｍ１０１に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。また、通信コネクタ１０２を通して各ユニットに必要な電力はボディユニット１００に設置された電源回路１３５から供給される。
【００３３】
撮像レンズ２０２は、レンズユニット２００内に保持されている。レンズユニット２００は、ボディユニット１００の前側（被写体側）に設けられた不図示のボディマウントとレンズユニット２００の後ろ側（撮像子側）に設けられた不図示のレンズマウントを介して着脱自在である。この着脱機構はいわゆるバヨネット形式であり、この構成により、カメラシステム１０は、レンズユニット２００を様々に交換して装着し、撮影することができる。例えば、ウォブリング機能を持ったレンズユニットや、持たないレンズユニットを装着することが可能で、第２実施の形態において後述する本発明の駆動装置のウォブリング機能を用いて、ウォブリング機能を持たないレンズユニットが装着された状態でのコントラストオートフォーカスが可能となっている。
【００３４】
また、レンズユニット２００には、絞り２０３が配設されている。絞り２０３は、絞り駆動機構２０５内に設けられた図示しないステッピングモータ等のアクチュエータによって駆動される。撮影レンズ２０２の合焦距離、焦点距離、及び絞り値等のレンズユニット２００の情報は、図示しない位置エンコーダ等によって検出され、Ｌｕｃｏｍ２０１及び通信コネクタ１０２を介して、Ｂｕｃｏｍ１０１に入力される。
【００３５】
撮像部１１７は、後述する撮像部を移動する撮像部移動機構部１５９を介してボディユニット１００内に保持されている。ここで、撮像部１１７はＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子で構成されている。なお、本実施形態では、撮像部１１７の前側には、ローパスフィルタ等の光学フィルタ１１８及び防塵フィルタ１１９が配設されて、撮像ユニット１１６を構成している。防塵フィルタ１１９の周縁部には、圧電素子１２０が取り付けられている。圧電素子１２０は、防塵フィルタ圧電体制御回路１２１によって、防塵フィルタ１１９を寸法や材質によって定まる所定の周波数で振動させるように構成されている。圧電素子１２０の振動によって、防塵フィルタ１１９に付着した塵埃を除去することができる。
【００３６】
防塵フィルタ１１９の前側には、一般にフォーカルプレーンシャッタと称される形態を有するシャッタ１０８が配設されている。また、ボディユニット１００内には、シャッタ１０８の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構１１２と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１１３が設けられている。なお、光学フィルタ１１８、防塵フィルタ１１９及びシャッタ１０８は、必要に応じて適宜に配設されるものであり、カメラシステム１０はこれらを具備しない構成であってもよい。
【００３７】
撮像部１１７は、撮像部１１７の動作を制御する撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６に電気的に接続されている。画像処理部１２６は、撮像部１１７から出力される信号に基づいて画像を生成するように構成されている。
【００３８】
画像処理部１２６は、ＳＤＲＡＭ１２４やＦｌａｓｈＲＯＭ１２５等の記憶領域を使用して、画像に対して所定の画像処理を行う構成を有する。
【００３９】
画像処理部１２６は、ボディユニット１００の後方に配設された画像表示装置１２３に電気的に接続されており、画像表示装置１２３に画像を表示することができる。画像表示装置１２３は、カメラシステム１０による撮影構図をリアルタイムに表示する、いわゆる電子ビューファインダとしても機能する。また、本実施形態では光学式のファインダを持たない構成となっているが、いわゆる一眼レフ形式の光学式ファインダを設けても良い。
【００４０】
記録メディア１２７は、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記録媒体であり、ボディユニット１００内に着脱可能に設けられている。記録メディア１２７は、カメラシステム１０で撮像された画像等（動画の場合は音声も含む）のデータを記録する。
【００４１】
不揮発性メモリ１２８は、カメラシステム１０の制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる記憶部である。不揮発性メモリ１２８は、Ｂｕｃｏｍ１０１からアクセス可能に設けられている。
【００４２】
Ｂｕｃｏｍ１０１には、カメラシステム１０の動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＥＤ１３０と、カメラ操作ＳＷ１３１と、内蔵ストロボ１３２及び図示しない外部ストロボを駆動するストロボ制御回路１３３と、が接続されている。カメラ操作ＳＷ１３１は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなど、カメラシステム１０を操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。
【００４３】
さらに、ボディユニット１００内には、電源としての電池１３４と、電池１３４の電圧を、当該カメラシステム１０を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１３５が設けられ、また、外部電源から不図示のジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路（図示せず）も設けられている。
【００４４】
次に、本実施の形態のカメラの手ブレ補正機能に用いられている駆動装置を含む撮像部移動機構部１５９について説明する。撮像部移動機構部１５９は、手ブレを補正するために撮像部１１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に移動させることが可能に保持する撮像部移動機構部１５９を具備している。撮像部移動機構部１５９を介して撮像部１１７を保持していることによって、本実施形態のカメラシステム１０は、撮像部１１７を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に機械的に移動させることができる。
【００４５】
また、撮像部移動機構部１５９は、光軸方向であるＺ軸方向にも撮像部１１７を移動可能にも構成されている。手ブレ補正用の本発明の駆動装置３００は、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４及び振動子１６５を駆動源として用い、撮像部１１７を含む撮像ユニット１１６を搭載した移動枠（ホルダ）１４５を移動対象物として構成される。
【００４６】
具体的に撮像部移動機構部１５９は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１、Ｚ軸回転検出器１７０、防振制御回路１６２、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４、振動子１６５、移動枠であるホルダ１４５（第２部材）、固定枠であるフレーム１６７（第１部材）、位置検出センサ１６８及びアクチュエータ駆動回路１６９を具備して構成されている。ここで、ブレ検出器は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１およびＺ軸回転検出器１７０を含んで構成されている。勿論、Ｚ軸方向の加速度センサを搭載してＺ軸方向の手ブレを検出し、撮像部１１７をＺ軸方向に動作させてもよい。
【００４７】
つづいて、電磁方式のＶＣＭ（第１の駆動機構）および圧電体を有する振動子（第２の駆動機構）を駆動源として用いる本実施の形態の駆動装置３００について図２から図５を参照して説明する。図２は、本実施の形態の駆動装置の構成例を示す概略正面図であり、図３は図２の駆動装置をＡ−Ａ’線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図４は図２の駆動装置をＢ−Ｂ’線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図５は一般的なＶＣＭの概略構成示す正面図（ａ）と、正面図（ａ）においてＣ−Ｃ’線で断面をとり、側面から見た側断面図（ｂ）である。正面図（ａ）は、ＶＣＭのヨークと移動枠とを除いて、移動枠側から見た図となっている。
【００４８】
固定枠であるフレーム１６７（第１部材）は、ボディユニット１００に固定されており、該フレーム１６７によって、移動枠であり、撮像部１１７を保持するホルダ１４５（第２部材）がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸回りの回転方向に移動可能に支持されている。ホルダ１４５の支持は、フレーム１６７に保持された３つの振動子３１０ａ〜３１０ｃ（第２の駆動機構）が、ホルダ１４５の片側に設置された摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃ（摺動板Ｂ３１６ｃについては図示しない）に当接し、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１ｂｃと対抗する位置に設置された摺動板Ａ３１５ａ〜３１５ｃが、ボール３１４a〜３１４ｃに当接し、板バネを形成する押えバネ３１３ａ〜３１３ｃで、ボール３１４ａ〜３１４ｃを介して、ホルダ１４５を振動子３１０ａ〜３１０ｃにＺ軸方向に押圧することによりなされている。ボール３１４ａ〜３１４ｃは、摺動板Ａ３１５ａ〜３１５ｃ（摺動板Ａ３１５ｃについては図示しない）に対して転動および摺動可能に構成されている。そして、振動子３１０ａ〜３１０ｃは、フレーム１６７に一端を固定された柱状の圧電体３１２ａ〜３１２ｃと、圧電体の他端に固着された端部が球面形状の接触体（接触部）３１１ａ〜３１１ｃにより構成されている。この構成により、ホルダ１４５は、３つの接触体３１１ａ〜３１１ｃが、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃと接触する３点で形成する平面（支持面）によって支持され、この平面に沿う方向（ＸＹ面内方向とも呼ぶ）に自由に動くことが可能となる。この時、押圧方向であるＺ軸方向のホルダ１４５の位置は３つの接触体３１１ａ〜３１１ｃが、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃと接触する３点で形成される平面（支持面）位置となる。この平面は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な平面（ＸＹ面）となっている。振動子３１０ａ〜３１０ｃが振動していない場合は接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの摩擦力により、ホルダ１４５はフレーム１６７に保持される。一方、振動子３１０ａ〜３１０ｃに高い周波数の振動を与えると、後述するように摩擦力が低下し、保持は解除され、ＶＣＭ駆動することにより、ホルダ１４５をＸ軸、Ｙ軸の方向およびＺ軸方向まわりの回転動作をすることが可能である。
【００４９】
ここで、ホルダ１４５をＸＹ面内方向に駆動するアクチュエータであるＶＣＭ（第１の駆動機構）について、一般的な構成を図５を用いて説明する。図５（ａ）は一般的なＶＣＭを、移動枠側のヨークと移動枠とを外して移動枠側からみた正面図である。また、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’側断面図を示す。絶縁被服された導電性の細線をトラック形状に巻いたコイル１は移動枠４に接着等で固定されている。板状の磁石２は、図５で下側がＮ極、上側がＳ極となるようにＹ方向に着磁され、固定枠５に接着等により固定されている。また、磁性材で形成された板状のヨーク３ａ、３ｂが磁石２、コイル１を挟んで移動枠４と固定枠５に接着等で固定され、磁石２あるいはコイル１に電流が流れた時の磁力線が外部に漏れないように磁気回路を形成している。この状態で、コイル１に電流を流すと、磁石２の逆向きの磁力線に対して夫々逆向き電流が直交して流れるので磁力線及び電流と直交する方向に力が働き、移動枠４がＹ軸方向に駆動される。電流の向きを逆転させると、移動枠４は逆方向に駆動される。また、コイル１に流れる電流の大きさにより発生する力を変えることが可能である。ここでヨーク３ａ、３ｂは、移動枠４、固定枠５を磁性材で形成すれば不用となる。
【００５０】
次に図２、図３、図４により、駆動装置３００の駆動を説明する。駆動装置３００では図５で説明したものと同様に構成されたＶＣＭ-ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂ、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂ、が図２に示した様に配置されている。ＶＣＭ-ＸＡ３２０ａおよびＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂはＸ方向の駆動力を発生するＶＣＭであり、図１のＸ軸アクチュエータ１６３を構成している。また、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａおよびＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂはＹ方向の駆動力を発生するＶＣＭであり、図１のＹ軸アクチュエータ１６４を構成している。また、Ｚ軸回りの回転方向の駆動は、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂに異なる駆動力（場合によっては反対方向の駆動力）を与えることにより実現可能である。このようにＶＣＭを駆動する場合は、振動子３１０ａ〜３１０ｃ（図１において振動子１６５）は振動を発生させた状態にし、接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動版Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの接触部の摩擦力を低減させる。
【００５１】
ホルダ１４５の位置制御は、ホルダ１４５のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置並びにＺ軸回りの回転方向を検出する位置検出センサ１６８と、ＶＣＭ-ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂ、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂ、及び、振動子３１０ａ〜３１０ｃの動作を制御するアクチュエータ駆動回路１６９によって行われる。
【００５２】
以上のような駆動装置３００を備える撮像部移動機構部１５９の動作を次に説明する。Ｘ軸ジャイロ１６０は、カメラシステム１０のＸ軸回りの回動（ブレ）の角速度を検出し、Ｙ軸ジャイロ１６１は、カメラシステム１０のＹ軸周りの回動の角速度を検出し、Ｚ軸回転検出器１７０は、カメラシステム１０のＸＹ平面内の回動の角速度と回転中心位置を検出する。防振制御回路１６２は、検出されたカメラシステム１０の角速度、回転中心位置から、手ブレ補償量を演算し、撮像部１１７を、ブレを補償するように駆動装置３００により変位移動させる。なお、撮像部移動機構部１５９において、撮像部１１７を移動させるアクチュエータの構成は、本実施形態ではＶＣＭを用いているが、これに限定されない。回転モータ、リニアモータ、超音波モータ等を用いても良い。
【００５３】
以上のような構成を有する撮像素子移動機構部１５９は、カメラシステム１０の動きに応じて撮像部１１７を移動させることによって、カメラシステム１０の動きに起因する撮像部１１７での被写体像のブレを抑制する機能、いわゆる撮像素子シフト方式の手振れ補正機能を有する。本実施形態では、駆動装置３００は撮像素子シフト方式の手ブレ補正に適用されたが、撮影レンズ側を本発明の駆動装置で移動させて手ブレ補正をするレンズシフト方式に適用しても勿論良い。
【００５４】
次に本実施形態における接触体３１１の接触部の摩擦低減と、ホルダ１４５のＺ軸方向への駆動について、図６〜図９を用いて説明する。
【００５５】
図６は、振動子部の要部構造を概念的に示す部分断面図である。図６に示すように、固定枠１５に振動子１１（図１の１６５並びに図２〜図４の３１０ａ，３１０ｂおよび３１０ｃに相当）が設置されており、移動枠１４（図１〜図４のホルダ１４５に相当）に固着された摺動板１７（図３および４の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃに相当）が、振動子１１の圧電体１２（図３および４の圧電体３１２ａ，３１２ｂおよび３１２ｃに相当）の端部に固着された接触体１３（図３および図４の接触体３１１ａ，３１１ｂおよび３１１ｃに相当）の球面凸部に押圧されている。
【００５６】
摺動板１７と接触体１３との間の押圧力は、固定枠１５と移動枠１４との間に設けられたバネ１６により発生されている。押圧力の発生は、図６のようにコイルバネでも良いし、板バネ、磁石による磁力等、接触体１３と摺動板１７の間に圧力が発生できるものであればどのような機構でも良い。本実施の形態の図２〜図４では、押えバネ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃを用いて押圧力を発生させている。
【００５７】
図９は、移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、図６の主要構成の動作を概念的に示す図である。図９では、図６で圧電体１２に周波電圧を与えて振動させた場合の移動枠１４と振動子１１との様子を所定の時間ごとに表示している。また、図１０は図９の時間Ｔ０からＴ６までに対応する圧電体１１に印加される電圧信号を示す。
【００５８】
圧電体１２に正弦波の２０ｋＨｚ以上の電圧を加え、接触体１３の移動枠１４の摺動板１７との接触面に１μｍ程度の振幅の超音波振動を発生させると、図９に示すように接触体１３は殆ど摺動板１７には接触しない状態となる。詳しく説明すると、圧電体１２に電圧が印加されない初期状態の図９（ａ）では接触体１３は摺動板１７にバネ１６の押圧力で押圧されて接触している。
【００５９】
次に圧電体１２が延びるように圧電体１２に電圧が印加されると圧電体が変位する加速度と移動枠１４の質量の積の力があらたに加わった状態で接触体１３は摺動板１７に押圧され、変位加速度は次第に減少して０となり、最大電圧が印加されて圧電体１２が最大に伸張した状態になる（図９（ｂ））。初期の発生加速度が非常に大きな場合は、条件によってはこの状態で接触体１３が摺動板１７に接触しない場合も発生する。
【００６０】
最大に変形した後に圧電体１２は縮みはじめ、初期状態に戻る。この時、圧電体が発生した加速度による変位をバネ１６は充分引き戻すことは出来ない（圧電体は時定数が小さいがバネ１６は時定数が相対的に非常に大きいため応答遅れが生ずる）ので接触体１３は摺動板１７に接触しない状態が実現する（図９（ｃ））。
【００６１】
圧電体１２には続いて圧電体１２を縮める方向の最大電圧印加状態でも接触体１３は摺動板１７には接触しない状態が継続する（図９（ｄ））。
【００６２】
次に圧電体１２に印加される電圧は小さくなって０になり、圧電体１２は初期状態の変位に戻るが、接触体１３は摺動板１７に接触しない（図９（ｅ））。
【００６３】
さらに圧電体１２に伸張する方向に電圧が加わり、圧電体１２が延びると所定のところで接触体１３は摺動板１７に接触し、移動枠１４には、接触体１３から離れる方向に加速度が加えられる（図９（ｆ））。
【００６４】
再び圧電体１２に縮む方向に電圧が加わり、圧電体１２が初期状態の変位に戻ると、接触体１３と摺動板１７は再び接触しない状態になる（図９（ｇ））。以上に示したように図９の（ｃ）から（ｇ）までを１周期として繰り返しの動作となる。図９の（ａ）から（ｃ）までは静止状態から定常振動発生までの過渡特性の状態となるので定常状態では図９（ｃ）から（ｇ）が繰り返される。
【００６５】
図９の（ｃ）から（ｇ）までの１周期で接触体１３が摺動板１７に接触するのは図９（ｆ）の付近の一瞬のみとなり、１周期の大部分の時間は非接触状態であり、その間は摩擦力Ｆｆは０となる。従って１周期の平均の摩擦力Ｆｆは非常に小さくなる。実際には非接触時にＶＣＭが動作すれば、摩擦力Ｆｆは０で動作し、圧電体１２の振動周期の間隔で瞬間摩擦力でブレーキがかかる状態になるが、振動周期が非常に小さいために摩擦力が定常的に小さくなったように滑らかに動作する。この動作からもわかるように、圧電体１２の振動振幅を変えることで、接触体１３の摺動板１７との接触時間が変化する。振動振幅を非常に小さくする（振幅を０に近い値とする）と接触体１３と摺動板１７は常時接触した状態と殆ど変わりなくなり、摩擦力Ｆｆ≒μＦｐとなる。ここで、μは接触体１３と摺動板１７の接触面の摩擦係数であり、Ｆｐはバネ１６の押圧力である。
【００６６】
なお、圧電体１２を振動させると、接触体１３には超音波振動による数万ｍ/ｓ２レベルの加速度が加わる。従って、接触体１３は剛性の高い金属やセラミックスが好ましく、可聴音の抑制のためには剛性の高いＰＰＳ等の樹脂にセラミック粉、ガラス繊維、炭素繊維等の材料を混ぜたものがより好ましい。また、接触体１３と圧電体１２の接合は剛性の高いエポキシ系の接着剤等で行なうのが良い。一方、接触する摺動板１７は剛性が高く、耐摩耗性の金属やセラミックスにするのが好ましく、本実施形態の場合には近くにＶＣＭの磁石が配置されることから非磁性のステンレスなどがより好ましい。
【００６７】
図７、図８は振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃを構成する圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの構成を示している。図７は圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの詳細を示す分解斜視図である。圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスで作られた圧電体単板を多数枚積み重ねて構成された積層圧電体からなっている。積層される圧電体の基本構成４１０は内部電極である電極Ｃ４０１ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ａ４０１と、内部電極である電極Ｃ４０２ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ｂ４０２とのペアから成り、これらを複数ペア積層することにより積層圧電体を構成している。各電極Ｃ４０１ｃ、４０２ｃは異なる側面位置に引き出され、圧電体板Ａ４０１および圧電体Ｂ４０２が積層され、さらに内部電極を持たない圧電体板Ｃ４０３が積層されて焼成されたものの側面に形成された電極Ａ４０１ａおよび電極Ｂ４０１ｂにより、圧電体板Ａ４０１および圧電体Ｂ４０２の１枚おきに内部電極が接続され、最外面の圧電体板Ｃ４０３の表面に２つの電極、すなわち電極Ａ４０２ａおよび電極Ｂ４０３ｂが形成されている。図７では圧電体単板を複数枚積み重ねているが、圧電体単板を折り畳んだ形態で製作しても同様な構成が可能である。
【００６８】
このように形成された積層圧電体は電極Ａ、電極Ｂ間に高電圧を印加することで各圧電体板Ａ４０１および圧電体板Ｂ４０２が板厚方向で同じ方向に分極される。従って、図８に示すように分極された圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの電極Ａ，電極Ｂの一方４０６をグランドにつなぎ、他方に圧電体制御回路５００の信号出力端子につなげて周波電圧を印加すると板厚方向に圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは伸び縮みする。
【００６９】
図１１は、駆動装置３００における圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの圧電体制御回路５００の構成を概略的に示す回路図である。また、図１２は、図１１の圧電体制御回路５００における各構成部材から出力される各信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４の波形を示すタイムチャートである。ここで圧電体制御回路５００は図１のアクチュエータ駆動回路１６９の一部を構成している。この様に積層圧電体にすることによって低い電圧で駆動が可能となり、駆動回路をより小型にすることが可能である。
【００７０】
圧電体制御回路５００は、図１１に例示の如く、Ｎ進カウンタ１８２、１／２分周回路１８３、インバータ１８４、複数のＭＯＳトランジスタＱ００，Ｑ０１，Ｑ０２、トランス１８５及び抵抗Ｒ００から構成されている。
【００７１】
上記トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１及びＭＯＳトランジスタＱ０２のＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１８５の２次側に所定周期の信号（Ｓｉｇ４）が発生するように構成されており、この所定周期の信号に基づき圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃを駆動させ、図９に示すような振動を発生させるようになっている。
【００７２】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔ及びＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＢｕｃｏｍ１０１内部に存在するクロックジェネレータ１８６を介して圧電体制御回路５００を次のように制御する。クロックジェネレータ１８６は、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへ印加する信号周波数より充分に速い周波数でパルス信号（基本クロック信号）をＮ進カウンタ１８２へ出力する。この出力信号が、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ１である。そしてこの基本クロック信号はＮ進カウンタ１８２へ入力される。
【００７３】
Ｎ進カウンタ１８２は、当該パルス信号をカウントし所定の値“Ｎ”に達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。
【００７４】
この分周されたパルス信号はＨｉｇｈとＬｏｗのデューティ比が１：１ではない。そこで、１／２分周回路１８３を通してデューティ比を１：１へ変換する。この変換されたパルス信号は、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【００７５】
この変換されたパルス信号のＨｉｇｈ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０１がＯＮする。一方、ＭＯＳトランジスタＱ０２へはインバータ１８４を経由してこのパルス信号が印加される。従って、パルス信号のＬｏｗ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０２がＯＮする。トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１とＭＯＳトランジスタＱ０２が交互にＯＮすると、２次側には図１２中の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【００７６】
トランス１８５の巻き線比は、電圧制御回路５０１の出力電圧と圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの駆動に必要な電圧とから決定される。尚、抵抗Ｒ００はトランス１８５に過大な電流が流れることを制限するために設けられている。また、電源回路１３５の出力電圧は電圧制御回路５０１に入力されている。
【００７７】
Ｂｕｃｏｍ１０１のＶＣｎｔから電圧制御回路５０１の出力電圧が設定され、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへの印加電圧が決まる。電圧制御回路５０１の出力電圧により、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動振幅が決る。具体的に振動振幅を電圧制御回路５０１によって変えた状態を示すグラフが図１３である。この場合、接触体３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃとホルダ１４５の摺動板とのＺ軸方向の接触位置は、基準振幅に対し、振幅拡大したとき、変化する。この時の接触位置の変化ΔＺは、４μｍである。このように圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへの印加電圧を制御することによってＺ軸方向へのホルダ１４５の位置制御も可能となる。図１３で基準振動をさせた時も、圧電体を振動させない場合を基準にしてΔＺは、１μｍとなるが、この値は不揮発性メモリ１２８に記憶させておけば、補正することができる。
【００７８】
圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃを駆動するに際しては、ＭＯＳトランジスタＱ００がＯＮ状態にあり、且つ、電圧制御回路５０１からトランス１８５のセンタータップに電圧が印加されていなければならない。そして、この場合において、ＭＯＳトランジスタＱ００のＯＮ／ＯＦＦ制御は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われるようになっている。Ｎ進カウンタ１８２の設定値“Ｎ”は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定でき、よって、Ｂｕｃｏｍ１０１は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの駆動周波数を任意に変更可能である。また、駆動周波数を振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの共振周波数として振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの振動振幅を拡大し、低い電圧で動作するようにしても良い。共振周波数とする場合は圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動状態を検出し、共振周波数を追尾する制御が必要となる。振動状態の検出は、例えば圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに入力される電流を検知することで検出可能である。
【００７９】
このとき、次の（１）式によって周波数は算出可能である。即ち、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ …（１）
但し、ＮはＮ進カウンタ１８２への設定値、ｆｐｌｓはクロックジェネレータ１８６の出力パルスの周波数、ｆｄｒｖは圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに印加される信号の周波数である。尚、この（１）式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＣＰＵ（制御手段）で行われる。
【００８０】
また、ｆｄｒｖは本実施形態では２０ｋＨＺ以上の周波数とするのが良い。圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは、ｆｄｒｖの周波数で振動することになるが、この周波数帯は超音波領域であり、人間には聞こえない。カメラシステム１０は動画の撮影にも使われるが、その時は音声を同時に記録する場合があり、駆動音が小さいことが求められる。超音波帯の音は人間の可聴域を超えるため、通常のマイクが検出することがない。
【００８１】
なお、圧電体３１２に与える電圧の振動振幅を変化させることに代えて、直流電圧成分を印加することもできる。図１４は異なる圧電体制御回路（不図示）で制御した圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動の様子を示す。図１１から電圧制御回路５０１を除き、電源回路１３５の出力を直接入力し、圧電体制御回路からの出力に直流電圧回路からの出力（ＤＣ電圧）を加算して圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに印加するものである。このような構成とした場合に直流電圧回路の出力電圧を制御することで、接触体３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃとホルダ１４５の摺動板とのＺ軸方向の接触位置を制御することが可能である。この場合、ＶＣＭを駆動させることなく、ＤＣ電圧を印加することでホルダ１４５をＺ軸方向に移動制御することも可能である。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によるカメラシステム１０は、接触体３１１ａ〜３１１ｃが構成する支持面（ＸＹ平面）に沿う方向に、撮像素子を載置したホルダ（移動枠）１４５とフレーム（固定枠）１６７とを相対移動させるＶＣＭ−ＸＡ３２０ａ，ＶＣＭ−ＸＢ３２０ｂ，ＶＣＭ−ＹＡ３２１ａおよびＶＣＭ−ＹＢ３２１ｂと、接触体３１１ａ〜３１１ｃをフレーム１６７に対して押圧方向（Ｚ軸方向）に変位させる振動子３１０ａ〜３１０ｃとを有し、振動子３１０により接触体３１１を押圧方向に振動させることにより、接触体３１１ａ〜３１１ｃとホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの間の摩擦力を低減するようにしたので、ブレを補償するために駆動装置３００により、より小さな駆動力で撮像部１１７を、変位移動させることが可能になる。このとき、簡単な構成で支持面（ＸＹ平面）内の駆動に加えて、支持面に垂直な押圧方向（Ｚ軸方向）への駆動も可能となる。さらに、このカメラシステム１０は、手ブレ補正を行わない場合は、振動子３１０ａ〜３１０ｃを停止時させ、精密な位置の保持が可能である。
【００８３】
すなわち、本実施の形態ではＸＹ平面に沿う方向の駆動のために、固定枠であるフレーム１６７と可動枠であるホルダ１４５のみを用いれば良く、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を独立して駆動させるために、それぞれＸ方向とＹ方向に駆動させるための別個の可動枠を設ける場合に比べ、構造が単純でありコンパクトに実装することが可能になる。
【００８４】
さらに、カメラシステム１０の駆動装置３００は、撮像部１１７を押圧方向（Ｚ軸方向）へも駆動できるので、撮像素子の光軸方向の位置の微調整などに利用することもできる。
【００８５】
（変形例）
第１実施の形態において、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは屈曲振動を発生する積層圧電体にすることができる。屈曲振動を発生する積層圧電体は、図１５に要部の構造を示すように、第１実施の形態と同様の矩形板状の圧電体を多数積層して構成されるが、第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２の２つの基本構成を有する点で、第１実施の形態の圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃとは異なっている。
【００８６】
第１の基本構成４１１は、第１実施の形態の基本構成４１０と同様に、圧電体板Ａ４０１および圧電体板Ｂ４０２をこの順に順次積層して構成される。一方、第２の基本構成４１２は、第１の基本構成４１１とは反対に、圧電体板Ｂ４０２および圧電体板Ａ４０１をこの順で順次積層して構成される。圧電体３１２は、図１６に示すように、ほぼ同数の圧電体板から成る第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２とを重ねて一体として構成される。第１の基本構成側の片側の面はフレキシブル基板４０４と接続されている。また、第２の基本構成４１２側の端面の中央には接触体３１１が接着剤等で固定される。
【００８７】
また、圧電体３１２は第１の基本構成４１１側の端面を、フレキシブル基板４０４を挟んで、２つの突出部を両端にもつ支持体３１８の突出部に接着等で固定され、屈曲振動が可能な状態になっている。一方、支持体３１８は、図１７に示すように突出部と異なる側の矩形形状の本体がフレーム１６７の矩形凹部に嵌り、接着等で固定されている。支持体３１８は振動減衰性のあるゴムや樹脂で形成すると、振動をフレームに逃がすことが無く、好ましい。この変形例において、他の構成は第１実施の形態と同様である。
【００８８】
この状態で図１６に示す圧電体制御回路５００で正弦波電圧を印加すると、正の電圧が印加されると第１の基本構成４１１の群からなる圧電体部分は、例えば、矩形の長手方向に伸び、第２の基本構成４１２からなる圧電体部分は矩形長手方向に縮む。すると、第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２は一体に形成されているので圧電体は、伸びる側の圧電体面が凸になるように屈曲する。次に、負の電圧が印加されると、正の電圧がかかった場合とは逆側に曲がる。このため、圧電体に固着されている接触体は圧電体の積層方向に振動することになる。これによって、圧電体の振幅をより拡大することができるので有利である。
【００８９】
（第２の実施形態）
【００９０】
本発明の第２実施の形態は、第１実施の形態と同様の構成を用いながら、Ｂｕｃｏｍ１０１の制御により、画像処理部１２６が、いわゆるコントラスト検出方式によるオートフォーカスを行うために、撮像部１１７を光軸方向に所定の振幅で振動（ウォブリングの動作）させて生成した複数の画像について、所定の領域（フォーカスエリア）におけるコントラスト値を算出して、遠距離側、近距離側のいずれに焦点位置があるのか検出する。そして、ウォブリング動作をしながら焦点のある方向にフォーカスレンズ２０２を移動させつつ、画像を取り込む（撮影する）と、それらの画像から最大コントラストの状態（焦点位置）を検出することができ、その位置でフォーカスレンズ２０２を停止することにより、オートフォーカスをする。
【００９１】
以下に、図１８および図１９のフローチャートを参照して、カメラシステム１０の動作を説明する。図１８は、本発明の駆動装置をカメラシステム１０のＡＦ（オートフォーカス）に適用した場合の動作を示している。図１９は図１８の中のＡＦ（オートフォーカス）の動作を示している。
【００９２】
図１８に示すカメラシステムの撮影シーケンスの動作制御は、主にＢｕｃｏｍ１０１の制御によって行われる。
【００９３】
まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステム１０のカメラ操作ＳＷ１３１のパワーＳＷが操作されると、あらかじめ定められたカメラシステム起動時の初期設定シーケンスを実行する（ステップＳ１０１）。この初期設定シーケンスでは、Ｂｕｃｏｍ１０１は、不揮発性メモリ１２８から必要な制御パラメータを読み出す。
【００９４】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、図示しない結合部に接続されているストロボや電子ビューファインダ等のアクセサリの有無を検出する（ステップＳ１０２）。
【００９５】
さらに、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラ操作ＳＷ１３１の各スイッチの状態を検出する（ステップＳ１０３）。状態を検出するスイッチとしては、録画・再生モードの切り替え、動画・静止画の切り替え等を行うスイッチを含む。なお、カメラ操作ＳＷ１３１には、ハードウェアにより実現されるスイッチに限られず、ソフトウェア的に切り替えられるスイッチをも含む。
【００９６】
その後、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステム１０が、再生モードと録画モードの何れであるかを検出し（ステップＳ１０４）、再生モードの場合には、動画または静止画の再生用プログラムが起動され、画像表示装置１２３に再生可能な画像の選択画面が表示され、使用者の指示に従って画像の再生を実行する（ステップＳ１０５）。再生モードの詳細は、本願に直接の関係がないので説明を省略する。
【００９７】
次に、再生モードではない場合は、静止画撮影モードと動画撮影モードのいずれのモードにあるかが検出される。具体的には、カメラ操作ＳＷ１３１のうち動画・静止画の切り換えを行うスイッチである動画ボタンのＯＮ／ＯＦＦが検出される（ステップＳ１０６）。動画ボタンがＯＮされた場合は、動画が記録中か否かを示す記録中フラグが反転される（ステップＳ１０７）。すなわち、動画ボタンがＯＮされる度に、記録中フラグのＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。次に、記録中フラグが検出され（ステップＳ１０８）、ＯＮの場合は、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１０９）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００９８】
図１９は、図１８のＡＦ動作（ステップＳ１１０およびＳ１１６）を説明するフローチャートである。このＡＦ動作は、撮像素子を有する撮像部１１７を光軸Ｏ１方向に微小移動させることが、不図示のフォーカシングレンズを光軸方向に微小移動させることと光学的に等価になるように撮像光学系を構成し、撮像部１１７を光軸方向に微小移動した位置でのＡＦ評価値（コントラスト値）により、フォーカシングレンズの合焦位置が存在する方向を認識して、フォーカシングレンズの移動を行うものである。
【００９９】
まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステムがＡＦモード状態にあるか検出する（ステップＳ２０１）。ＡＦモード状態に無い場合は、非ＡＦモード用の動作を行う。非ＡＦモード用処理は、本発明の内容と直接的に関連しないので省略する。
【０１００】
カメラシステムがＡＦモード状態の場合は、次にＡＦ開始状態にあるかが検出される（ステップＳ２０２）。このステップでは、例えば、静止画撮影の場合は、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態にあるか否か等を検出して、ＡＦ開始状態か否かが判定される。ＡＦ開始状態の場合は、Ｂｕｃｏｍ１０１は、振動子３１０ａ〜３１０ｃ（１６５）の圧電体３１２を振動駆動させ（ステップＳ２０３）、接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの間に働くＺ軸方向（押圧方向）の摩擦力Ｆｆを低減する。なお、摩擦力Ｆｆが低減されるとホルダ１４５はＸＹ面内で重力方向に移動してしまうので、同時にＶＣＭ３２０ａ，３２０ｂ，３２１ａ，３２１ｂを駆動し、ホルダ１４５が位置制御されている。例えば、ブレ補正の動作をしながらウォブリング動作をすることが可能である。
【０１０１】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１の制御により、接触体３１１ａ〜３１１ｃが形成する支持面のＺ軸方向（押圧方向）の変位量を変化させることにより、撮像部１１７のウォブリングを行う（ステップＳ２０４）。ウォブリングは、図１３に示したように、圧電体３１２ａ〜３１２ｃに印加する電圧の交流成分の振幅を変化させ前記接触体３１１ａ〜３１１ｃの振動振幅を変えることによって変化させる。また、図１４に示したように、圧電体３１２ａ〜３１２ｃに印加する電圧の直流成分を変化させて前記接触体３１１ａ〜３１１ｃの振動中心を変位させても良い。
【０１０２】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、ウォブリングによりフォーカシングレンズの位置を移動させ、撮像部１１７により複数回（例えば３回）の画像の取り込みを行う（ステップＳ２０５）。取り込んだ画像から、画像処理部１２６が各画像のコントラスト値を検出する（ステップＳ２０６）。コントラスト値の最大値と最小値との差異を許容値と比較し（ステップＳ２０７）、許容値より大きい場合、コントラスト値の差異によって、フォーカシングレンズの合焦位置のある方向が分かるので、Ｂｕｃｏｍ１０１は、Ｌｕｃｏｍ２０１を介して不図示のレンズ駆動機構によりフォーカシングレンズを合焦位置の方向へ駆動させる（ステップＳ２０８）。これによって、フォーカシングレンズを合焦位置に近づけることができる。
【０１０３】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、ステップＳ２０４〜Ｓ２０８の処理を繰り返し行いつつ、得られたコントラスト値の差が所定の許容値以下になった場合（ステップＳ２０７）は、コントラストが最良の状態、すなわち合焦状態にあると判断してＡＦ処理を終了する。このとき、Ｂｕｃｏｍ１０１によりまずウォブリングが停止する（ステップＳ２０９）。さらに、振動子３１０ａ〜３１０ｃの圧電体３１２ａ〜３１２ｃの駆動も停止し（ステップＳ２１０）、撮像部１１７のＺ軸方向の位置は、振動子３１０ａ〜３１０ｃの駆動前の位置に戻る。なお、撮像部１１７のＺ軸方向の位置を所定の位置に保持するために、振動子３１０ａ〜３１０ｃの圧電体３１２ａ〜３１２ｃに所望の変位量に応じた所定の直流電圧を印加することもできる。
【０１０４】
次に図１８に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１０）が完了すると、動画撮影（ステップＳ１１１）を行う。撮影された動画は、画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１２）、記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１１３）。
【０１０５】
その後、電源ＯＦＦ操作をしない限り、電源がＯＮであることが判断され（ステップＳ１２１）、Ｂｕｃｏｍ１０１の処理は、ステップＳ１０４に戻る。特段の操作を行わない場合は、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８を経て、ＡＥ動作（ステップＳ１０９）から画像記録（ステップＳ１１３）までの動作が繰り返され、動画撮影が継続する。
【０１０６】
次に、上述の動画撮影モードから動画ボタンが操作されると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、動画ボタンがＯＮになったことを検出し（ステップＳ１０６）、記録中フラグを反転させる（ステップＳ１０７）。これによって、動画記録状態ではないと判断され（ステップＳ１０８）、静止画撮影モードに移行し、動画の撮影・記録は終了する。ただし、画像表示装置１２３は、ステップＳ１２１で電源ＯＦＦとなるまで動画表示（ライブビュー表示）を続ける。
【０１０７】
静止画撮影モードにおいて、Ｂｕｃｏｍ１０１は、撮影者によりレリーズＳＷが半押し動作、すなわちファーストレリーズボタンがＯＮに変化したかを検出する（ステップＳ１１４）。ファーストレリーズボタンがＯＮになったことが検出されると、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１１５）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６では、図１９に示したＡＦ動作が行われる。その際、画像表示装置１２３には、ステップＳ２０５で取り込んだ画像が表示される。
【０１０８】
次に、図１８に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１６）が完了すると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、電源ＯＦＦを検出するステップＳ１２１を経てステップＳ１０４に戻る。使用者がモードの変更をしない限り、ステップＳ１０４、ステップＳ１０６、ステップＳ１０８を経て、ステップＳ１１４で、再び１ｓｔレリーズボタンがＯＮに変化したかが検出される。ここで、１ｓｔレリーズボタンは、既にＯＮになっているので「ＮＯ」に分岐する。
【０１０９】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、レリーズＳＷの全押し動作であるセカンドレリーズボタンの動作を検出し（ステップＳ１１７）、セカンドレリーズボタンがＯＮされると、静止画像の撮影（ステップＳ１１８）を行う。ステップＳ１１８で撮像した画像データは、撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１９）、画像表示装置１２３に表示されると共に記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１２０）。
【０１１０】
一方、ステップＳ１１７において、セカンドレリーズボタンがＯＦＦの場合は、ステップＳ１２１を経て、ステップＳ１０４に戻り、特段の操作をしない限り、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１４，Ｓ１１７，Ｓ１２１の処理が繰り返される。静止画撮影モードでは、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態では、画像表示装置１２３にＡＦ動作（ステップＳ１１６）により取り込んだ画像が表示され、セカンドレリーズボタンがＯＮされる度に、１コマずつ静止画の撮影・記録（ステップＳ１１８〜Ｓ１２０）を実行する。
【０１１１】
カメラシステム１０は、動画または静止画撮影における画像記録（ステップＳ１１３およびステップＳ１２０）後、電源ＯＦＦが検出されるまで（ステップＳ１２１）画像再生、静止画、動画の撮影を行う。電源ＯＦＦが検出されると、適宜終了処理を行いカメラ各部への給電が停止される。
【０１１２】
以上説明したように本実施形態によれば、カメラシステム１０は、振動子３１０ａ〜３１０ｃの振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、フレーム１６７に対する撮像素子を有する撮像部１１７のＺ軸方向の変位量を変化させ、撮像素子から得られた画像のコントラスト値から、合焦方向を検出するようにしたので、第１実施の形態と同様の簡単な構成を用いながら、フォーカシングの調整を行うことができる。したがって、カメラシステム１０は、単純な駆動装置３００を用いながら、手ブレ補正とウォブリングによるオートフォーカスの双方を行うことが可能になる。また、ＶＣＭおよび圧電体を用いることにより、撮像部１１７の高精度な位置制御が可能になる。また、ボディユニット１００側にウォブリングの機構を設けたので、本実施形態では何れのレンズユニットを用いても高速、高精度なコントラストオートフォーカスを行なうことが可能となる。
【０１１３】
さらに、ＸＹ面に沿う方向の駆動にＶＣＭを用い、Ｚ軸方向の駆動に圧電素子を用いたので、精密に位置調整可能な三次元ステージをコンパクトに実現することができる。
【０１１４】
なお、図２、図３、図４には３つの振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃが設置されているが、これらの振動子を独立にＺ軸方向に制御することによって、ホルダ１４５の傾きを調整することが可能である。上記に記載したように数μｍレベルの精密な制御が可能なことから、カメラシステムのレンズ、又はボディに記憶されたレンズあるいはボディの製造による光軸と撮像部の傾き量を、各振動子３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃを制御することによって補正することができる。Ｚ軸方向のフォーカス位置の製造誤差を同様な方法で補償することも可能である。この補正は手ブレ補正でホルダ１４５をＸＹ面内で動作させた場合に実施できるのは勿論、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに直流電圧を印加する場合はＶＣＭなどのアクチュエータを動作させなくとも補正を実現できる。
【０１１５】
（第３実施の形態）
第３実施の形態は、第１実施の形態に係る駆動装置の振動子およびその周囲の構成を変更したものである。図２０は、本発明の第３実施の形態に係る駆動装置の要部構造を示す図であり、図２０（ａ）は図２の振動子３１０ａ及びその周囲の構成を示している。また、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＥ−Ｅ’側断面図である。
【０１１６】
第１実施の形態では、図３に示すように、フレーム１６７に固定された押えバネ３１３により、ホルダ１４５を前方からフレーム１６７に対して押圧していた。本実施の形態は、図２０に示すように、振動子３１０aが接着等で固着された両持ち支持の押圧バネ３１８により、押圧力を発生させるものである。以下に、第１実施の形態と異なる部分について説明する。
【０１１７】
まず、フレーム１６７の外縁部はＺ軸方向の前方にせり出しており、その最前部に前固定枠１５０がビス３１７により固定されている。圧電体３１２ａは、フレーム１６７に設けられた穴を貫通するように配置される。圧電体３１２aのＺ方向中ほど外周に環状のゴム１５１が配置され、ゴム１５１の外周は上記穴の内周に固定されている。このゴム１５１は振動子３１０ａのＺ方向の振動を阻害せずに、振動子３１０ａの前方端（接触体３１１ａの接触体３１１ａ）のＸＹ面に沿う方向の振動を抑制している。ゴム１５１の材料はゴムでなくても、振動減衰性をもつものであれば、ウレタン等の樹脂材料、コルク、フェルト、スポンジ等であれば良い。また、フレーム１６７には、振動子体３１０ａの接触体３１１ａとは反対側の端部を押圧するように、押圧バネ３１８がビス１５２ａ，１５２ｂで固定されている。押圧バネ３１８により、振動子３１０ａの先端に固着されている接触体３１１ａは、前固定枠１５０とフレーム１６７との間に設けられたホルダ１４５に固着された摺動板Ｂ３１６に対して所定の力量で押圧される。一方、ホルダ１４５は、前方に摺動板Ａ３１５ａが固着され、転動体であるボール３１４ａを介して、前固定枠１５０との間に挟みこまれる。
【０１１８】
振動子３１０ａが停止した状態で、ホルダ１４５には接触体３１１aと摺動板Ｂ３１６の間に大きな摩擦力が発生しているので、ＸＹ面内にホルダ１４５は動くことがない。ボール３１４側に発生する摩擦力は、ボール３１４ａと摺動板Ａとの転がり摩擦となるので、小さなものとなるが、振動子３１０ａ側で発生する摩擦が非常に大きいので全体としては、大きな保持力が働く。
【０１１９】
一方、振動子３１０ａが動作状態では、固定枠に対して振動子３１０aが振動して変位することになり、接触体３１１aと摺動板Ｂ３１６ａとの間の摩擦力を小さく出来る。この場合、ＸＹ面に沿う方向での動作時のボール３１４ａと摺動板Ａ３１５ａとの摩擦は小さいものとなるので、ボール３１４ａの保持は、図２０に示した形態がより好ましい。その他の構成、作用は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
本実施の形態によれば、フレーム１６７に対して振動子３１０ａが振動すると、第１実施の形態と同様に、摺動板Ｂ３１６ａと接触体３１１ａとの間の相対位置運動により、摺動板Ｂ３１６ａと接触体３１１ａとの間の摩擦力が軽減され、手ブレを補償するために駆動装置３００により、駆動時にはより大きな駆動力で撮像部１１７を、変位移動させることが可能になり、停止時には精密な位置の保持が可能となる。また、前固定枠１５０と摺動板Ａ３１５ａとの間は、ボール３１４ａの転がり摩擦のみが働くようにしたため、さらに、摩擦力を軽減させることができる。
【０１２１】
さらに、本実施の形態では、前固定枠１５０とホルダ１４５との間はボール３１４ａを介して支持されるので、ホルダ１４５はＸＹ平面に沿う方向にのみ変位可能で、Ｚ方向には変位しない。このため、Ｚ方向への変位が好ましくないような用途には特に適している。
【０１２２】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、本発明の駆動装置は実施の形態に示されたカメラシステムのみならず、例えば工具顕微鏡のステージなど、ＸＹ平面内およびＺ軸方向への駆動を伴うような種々の分野に適用することができる。
【０１２３】
また、第１の駆動機構としては、ＶＣＭに限られず、用途に応じて回転モータ、リニアモータや超音波モータ等種々のアクチュエータを用いることができる。さらに、第２の駆動機構としては、圧電体を用いたものに限られず、振動可能な種々の駆動機構を利用できる。例えば、公知のモータを使って偏心体を回転させることによっても振動を発生させることができる。
【０１２４】
また、上記実施の形態では、第１部材を固定枠であるフレーム、第２部材を移動枠であるホルダとしたが、第１部材を可動枠、第２部材を固定枠とする構成も可能である。その場合、例えば、移動枠に振動子を設け、固定枠には、この振動子の接触体と対抗する場所に摺動板を設ける。
【０１２５】
また、振動子は接触体を有さず、例えば、圧電体の摺動板との接触部をプラスチックエンジニアリング材料等で構成すれば、圧電体を直接摺動板に当てる構成も可能である。したがって、本発明の接触部は、実施の形態に示した接触体に限られない。さらにホルダやフレームの材質や表面処理により摺動板を省くことも可能である。また、圧電体に入力される印加電圧は正弦波に限られず、矩形波や三角波などでも勿論良い。
【０１２６】
さらに、第１および第２実施の形態においても、第３実施の形態と同様にボールを介してホルダを押圧するようにしても良い。接触部および振動子は３つに限られず、他の数であっても良い。例えば、接触部が大きな平面の接触面を有していれば、１つの接触部で支持面を構成することが可能である。その場合、接触部は１つでも良い。
【符号の説明】
【０１２７】
１ コイル
２ 磁石
３ａ，３ｂ ヨーク
４、１４、１４５ ホルダ（移動枠）
５、１５、１６７ フレーム（固定枠）
１０ カメラシステム
１１、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ 振動子
１２、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ 圧電体
１３、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ 接触体
１６、３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ バネ（押えバネ）
１００ ボディユニット
１０１ Ｂｕｃｏｍ（ボディ制御用マイクロコンピュータ）
１０２ 通信コネクタ
１０８ シャッタ
１１２ シャッタチャージ機構
１１３ シャッタ制御回路
１１７ 撮像部
１１８ 光学フィルタ
１１９ 防塵フィルタ
１２３ 画像表示装置
１２６ 画像処理部
１２８ 不揮発性メモリ（記憶部）
１３５ 電源回路
１４５ ホルダ
１５９ 撮像部移動機構部
１６３ Ｘ軸アクチュエータ
１６４ Ｙ軸アクチュエータ
１６５ 振動子
１６８ 位置検出センサ
１６９ アクチュエータ駆動回路
２００ レンズユニット
２０１ Ｌｕｃｏｍ（レンズ制御用マイクロコンピュータ）
２０２ 撮影レンズ
２０３ 絞り
３００ 駆動装置
３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ ボール
３１５ａ，３１５ｂ、３１５ｃ 摺動板Ａ
３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃ 摺動板Ｂ
３２０ａ、３２０ｂ ＶＣＭ―ＸＡ、ＶＣＭ−ＸＢ
３２１ａ、３２１ｂ ＶＣＭ−ＹＡ、ＶＣＭ−ＹＢ
５００ 圧電体制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁モータ、超音波モータ、圧電体等のアクチュエータを利用して移動体を駆動して所定の方向に移動させる駆動装置、および、該駆動装置により手ブレ補正や、焦点位置の検出等を行なうデジタルカメラや工具顕微鏡等の画像機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直交座標系の直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした時に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動と、各軸回りの回転が可能な電動のステージは様々なところで用いられている。
【０００３】
具体的なものとして、手ブレ補正機能を備える撮像装置として、例えばカメラがある。カメラが備える手ブレ補正機能としては、カメラピッチ方向のブレ振動とカメラヨー方向のブレ振動とを角速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出されたブレ信号に基づいて、手ブレを打ち消す方向に撮像光学系の一部若しくは撮像素子を撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向にそれぞれ独立にシフトさせることで、撮像素子の撮像面上での像のブレを補正する手ブレ補正機能が知られている。
【０００４】
このような手ブレ補正機能を実現する手ブレ補正機構においては、手ブレを補正するために撮影レンズの一部のレンズ、或いは撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向に移動する駆動手段が用いられている。この駆動手段は、手ブレに追随して動作させたときに、精密に駆動（微小駆動）する必要があり、また、駆動されたときにも撮影レンズに対して移動体位置（撮像面位置）が正確に位置決めされることが要求される。また、駆動手段には移動体の重力に打ち勝って制御に必要な加速度を得るために大きな駆動力が求められ、さらに電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性が要求される。そして、当然であるが、複雑な機構を持たず、小型で安価な機構であることが求められる。一方、さらに高度なマクロ撮影時の手ブレ補正やコントラスト方式の焦点位置検出をするために撮像面に垂直な方向の駆動機構も要望されている。
【０００５】
他の具体的な例としては、顕微鏡における観察物を載せるステージがある。そのようなステージは、所望の観察物位置を顕微鏡の観察視野内に移動するのに、ＸＹ面内に自由に動くことが要求されている。また、顕微鏡の焦点位置合わせを調整するのにＸＹ面に垂直なＺ軸方向に精密にステージを動かすことが出来る機構を備えている。
【０００６】
例えば、特許文献１によれば、ベースヨーク板に設けられた先端が平滑面の複数の基板支持突起と、基板支持突起に対向して設けられ、コイルばねで押圧された先端が平滑面の押しピンとが、可動部を挟んで保持し、可動部側に設置されたコイルと、ベースヨーク板側に設けられた磁石とでボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと呼ぶ）を構成し、基板支持突起の端面が形成する面内でのＸ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）への移動、並びに、ＸＹ平面に垂直な軸回りの回転が可能な駆動機構が開示されている。
【０００７】
しかし、この機構では移動枠には常に押圧支持の摩擦力が作用しており、ＶＣＭで移動枠を駆動する場合にその摩擦力によって、ＶＣＭの出力が低下してしまうという問題をもっている。また、ＶＣＭの動作を停止した場合は押圧支持の摩擦力によって移動枠は固定枠に保持されることになるが、保持力を大きくして保持性能を高くすると、摩擦力も大きくなり、さらにＶＣＭの出力が低下することとなる。加えて、この駆動機構では簡単な構成で、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）への移動、並びに、ＸＹ平面に垂直な軸回りの回転が可能となっているが、ＸＹ平面に垂直な方向（カメラの光軸方向でＺ軸方向）の駆動は実現されていない。Ｚ軸方向の駆動制御が実現できると、カメラの焦点検出のためのＺ軸方向の振動動作（以下ウォブリングと呼ぶ）や、焦点合わせ動作、あるいはマクロ撮影の時に有効な光軸方向の手ブレ補正動作等に用いることが可能である。
【０００８】
また、特許文献２によれば、可動子を、固定子に対して直線的に移動する移動用アクチュエータ（形式はＶＣＭ）を持ち、移動用アクチュエータが駆動力を発生していない場合は、可動子と固定子を相互に押し付けて可動子と固定子が相互に移動しないようにし、移動用アクチュエータが駆動力を発生した場合は、可動子と固定子の押し付け力を制動部用アクチュエータ（具体的には圧電体）で解除するレンズユニットが開示されている。
【０００９】
しかし、この駆動機構はＺ軸方向（光軸方向）に可動子を固定子に対して駆動する１軸駆動機構であり、多自由度の動作が実現されているものではない。特に、押し付け力の方向の動作については全く制御することはできず、移動用アクチュエータによって移動枠が固定枠と相対駆動される場合は、押し付け力が解除されるので機構のガタ分位置がランダムに変動してしまう。
【００１０】
さらに、特許文献３によれば、複数の観察ポイントを有する被検体を載置するオートフォーカス装置と、観察位置を駆動制御するための対物レンズ駆動部と、オフセットレンズ駆動部とを有する顕微鏡が記載されている。この装置では、ある観察位置でオートフォーカス装置によりフォーカスエラーが検出されると、既に観察を行った複数の観察位置のフォーカス信号に基づいて当該観察位置の光軸方向の相対位置を算出して、レンズ駆動部とオフセットレンズ駆動部とを制御して合焦動作を行っている。
【００１１】
しかし、この顕微鏡では、試料面内の位置調整のための試料ステージの駆動機構と、光軸方向のフォーカス位置調整のためのレンズの駆動機構とをそれぞれ用意することが必要となる。このため装置が大型かつ複雑となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１２９３２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８２０２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９１２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で支持面（ＸＹ平面）内の駆動に加えて、支持面（ＸＹ平面）に垂直な押圧方向（Ｚ軸方向）の駆動が可能で、駆動時には摩擦を低減して駆動力を大きくし、停止時には精密な位置の保持が可能な駆動装置および、それを搭載した画像機器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】
【００１４】
上記目的を達成する駆動装置の発明は、
第１部材と、
前記第１部材により支持される接触部と、
前記接触部に押圧されて支持される第２部材と、
前記接触部が構成する支持面に沿う方向に、前記第２部材と前記第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記第１部材に対して前記押圧方向に変位させる第２の駆動機構と
を備え、
前記第２の駆動機構により前記接触部を前記押圧方向に振動させることにより、前記接触部と前記第２部材との間の摩擦力を低減することを特徴とするものである。
【００１５】
前記第２の駆動機構は、前記第２部材を支持する前記支持面を前記押圧方向に変位させることが好ましい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記接触部の振動振幅を変えることにより、前記支持面の変位を制御することができる。
【００１７】
あるいは、前記接触部の振動中心を変位させることにより、前記支持面の変位を制御しても良い。
【００１８】
好適には、前記第２の駆動機構は、圧電体を備え、前記接触部は、前記圧電体に固着された接触体である。
【００１９】
さらに、前記接触部と前記第２の駆動機構とを複数有し、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量をそれぞれ異ならせることにより、前記第２部材の前記第１部材に対する傾きを調整するようにしても良い。
【００２０】
上記目的を達成する画像装置の発明は、
本体部に固定された固定枠と、
前記本体部に固定され、ブレを検出するブレ検出器と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構は、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、前記第１の駆動機構は、前記ブレ検出器からの信号をもとにブレを補償するように前記撮像素子を移動させることを特徴とするものである。
【００２１】
上記目的を達成する他の画像装置の発明は、
本体部に固定された固定枠と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構が、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、且つ、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、前記撮像素子を前記固定枠に対して前記光学系の光軸方向に変位させて、焦点位置の検出を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、接触部が構成する支持面に沿う方向に、第２部材と第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、接触部を第１部材に対して押圧方向に変位させる第２の駆動機構とを有し、第２の駆動機構により接触部を押圧方向に振動させることにより、接触部と第２部材との間の摩擦力を低減するようにしたので、簡単な構成で支持面内の駆動に加えて、支持面に垂直な押圧方向の駆動が可能で、駆動時には摩擦を低減して駆動力を大きくし、停止時には精密な位置の保持が可能な駆動装置および、それを搭載した画像機器を提供することができる。
【００２３】
例えば、本発明に係る駆動装置および画像機器において、固定枠（第１部材）と移動枠（第２部材）との間に第１の駆動機構としてコイルと磁石からなるいわゆるＶＣＭを設置し、一方、固定枠に移動枠を押圧支持する接触部を設け、接触部を押圧方向に変位させるため、圧電体と接触体（接触部）からなる第２の駆動機構を設け、ＶＣＭにより、移動枠を接触部が形成する平面（ＸＹ平面）内に駆動する場合は、圧電体を押圧方向に振動させることにより、接触部の摩擦力を低減してＶＣＭの出力損失を低減して大きな出力を得ることができる。また、ＶＣＭの駆動を停止した場合に、圧電体の振動を停止することにより、接触部に大きな摩擦力を発生させて、固定枠に移動枠を確実に保持することが可能である。さらに、圧電体の変位量を制御することによって、接触部の構成するＸＹ平面（支持面）に垂直なＺ軸方向（押圧方向）に移動枠を変位できる。
【００２４】
以上のように、ＸＹ平面内の駆動とともに、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向の駆動も可能となる効果が得られ、また、高出力になるとともに、駆動を停止した場合にも移動枠の保持がなされる効果も得られる。さらに、簡単な駆動装置であることから、小型で安価であるという効果も得られる。一方、画像機器に本発明の駆動装置を適用した場合も、同様な効果を得られることは勿論であるが、カメラ等の精密な駆動が必要で小型な機器では、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施の形態の駆動装置を適用したカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】駆動装置を簡略化して示す駆動装置の概略正面図である。
【図３】図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ａ−Ａ’断面図）である。
【図４】図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ｂ−Ｂ’断面図）である。
【図５】一般的なボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の要部構造を示す部分正面図（ａ）と部分縦断側面図（Ｃ−Ｃ’断面図）（ｂ）である。
【図６】振動子の要部構造を概念的に示す部分断面図である。
【図７】圧電体の要部構造を示す分解斜視図である。
【図８】圧電体の構成と圧電体の制御回路を説明する図である。
【図９】移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、図６の主要構成の動作を概念的に示す図である。
【図１０】移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、圧電体への入力信号を示す図である。
【図１１】圧電体の制御回路を示す図である。
【図１２】図１１の制御回路の信号のタイムチャートを示す図である。
【図１３】振動子によるＺ軸方向変位を示すグラフである。
【図１４】図１３とは異なる制御の振動子によるＺ軸方向変位を示すグラフである。
【図１５】変形例の圧電体の要部構造を示す分解斜視図である。
【図１６】変形例の圧電体の構成と圧電体の制御回路を説明する図である。
【図１７】変形例の圧電体を用いた場合の図２の駆動装置の要部縦断側面図（Ｂ−Ｂ’断面図）である。
【図１８】本発明の第２実施の形態の駆動装置をオートフォーカスに適用した場合のカメラの基本動作を説明するフローチャートである。
【図１９】図１８のオートフォーカス動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第３実施の形態に係る駆動装置の要部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、本実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【００２７】
（第１実施の形態）
本実施の形態の画像機器は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ブレ補正を行うために、本発明の駆動装置を搭載したものである。ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼式電子カメラ（デジタルカメラ）への適用例として説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施の形態の駆動装置を適用したカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のカメラの具体的形態であるカメラシステム１０は、図１に示すように撮影レンズであるレンズユニット２００（撮影光学系）と、ボディユニット１００（本体部）とから構成されている。レンズユニット２００は、ボディユニット１００に着脱可能に構成される。
【００２９】
レンズユニット２００は、被写体の光学像を結像するための撮影レンズ２０２や図示しないフォーカス調整用のフォーカシングレンズ等を有し、ボディユニット１００は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）やＣＭＯＳセンサ等と称される撮像素子を具備してなる撮像部１１７を有して構成されている。
【００３０】
以下の説明において、ボディユニット１００から被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。また、レンズユニット２００が構成する光学系の光軸Ｏ１と一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸（水平方向の軸）及びＹ軸（垂直方向の軸）とする。
【００３１】
本実施形態では、レンズユニット２００の動作は、レンズユニット２００に配設されたレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）２０１によって制御される。また、ボディユニット１００の動作は、ボディユニット１００に配設されたボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）１０１によって制御される。
【００３２】
ボディユニット１００にレンズユニット２００を装着した状態において、Ｂｕｃｏｍ１０１とＬｕｃｏｍ２０１は、通信コネクタ１０２を介して互いに通信可能に電気的に接続される。そして、Ｌｕｃｏｍ２０１はＢｕｃｏｍ１０１に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。また、通信コネクタ１０２を通して各ユニットに必要な電力はボディユニット１００に設置された電源回路１３５から供給される。
【００３３】
撮像レンズ２０２は、レンズユニット２００内に保持されている。レンズユニット２００は、ボディユニット１００の前側（被写体側）に設けられた不図示のボディマウントとレンズユニット２００の後ろ側（撮像子側）に設けられた不図示のレンズマウントを介して着脱自在である。この着脱機構はいわゆるバヨネット形式であり、この構成により、カメラシステム１０は、レンズユニット２００を様々に交換して装着し、撮影することができる。例えば、ウォブリング機能を持ったレンズユニットや、持たないレンズユニットを装着することが可能で、第２実施の形態において後述する本発明の駆動装置のウォブリング機能を用いて、ウォブリング機能を持たないレンズユニットが装着された状態でのコントラストオートフォーカスが可能となっている。
【００３４】
また、レンズユニット２００には、絞り２０３が配設されている。絞り２０３は、絞り駆動機構２０５内に設けられた図示しないステッピングモータ等のアクチュエータによって駆動される。撮影レンズ２０２の合焦距離、焦点距離、及び絞り値等のレンズユニット２００の情報は、図示しない位置エンコーダ等によって検出され、Ｌｕｃｏｍ２０１及び通信コネクタ１０２を介して、Ｂｕｃｏｍ１０１に入力される。
【００３５】
撮像部１１７は、後述する撮像部を移動する撮像部移動機構部１５９を介してボディユニット１００内に保持されている。ここで、撮像部１１７はＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子で構成されている。なお、本実施形態では、撮像部１１７の前側には、ローパスフィルタ等の光学フィルタ１１８及び防塵フィルタ１１９が配設されて、撮像ユニット１１６を構成している。防塵フィルタ１１９の周縁部には、圧電素子１２０が取り付けられている。圧電素子１２０は、防塵フィルタ圧電体制御回路１２１によって、防塵フィルタ１１９を寸法や材質によって定まる所定の周波数で振動させるように構成されている。圧電素子１２０の振動によって、防塵フィルタ１１９に付着した塵埃を除去することができる。
【００３６】
防塵フィルタ１１９の前側には、一般にフォーカルプレーンシャッタと称される形態を有するシャッタ１０８が配設されている。また、ボディユニット１００内には、シャッタ１０８の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構１１２と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１１３が設けられている。なお、光学フィルタ１１８、防塵フィルタ１１９及びシャッタ１０８は、必要に応じて適宜に配設されるものであり、カメラシステム１０はこれらを具備しない構成であってもよい。
【００３７】
撮像部１１７は、撮像部１１７の動作を制御する撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６に電気的に接続されている。画像処理部１２６は、撮像部１１７から出力される信号に基づいて画像を生成するように構成されている。
【００３８】
画像処理部１２６は、ＳＤＲＡＭ１２４やＦｌａｓｈＲＯＭ１２５等の記憶領域を使用して、画像に対して所定の画像処理を行う構成を有する。
【００３９】
画像処理部１２６は、ボディユニット１００の後方に配設された画像表示装置１２３に電気的に接続されており、画像表示装置１２３に画像を表示することができる。画像表示装置１２３は、カメラシステム１０による撮影構図をリアルタイムに表示する、いわゆる電子ビューファインダとしても機能する。また、本実施形態では光学式のファインダを持たない構成となっているが、いわゆる一眼レフ形式の光学式ファインダを設けても良い。
【００４０】
記録メディア１２７は、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記録媒体であり、ボディユニット１００内に着脱可能に設けられている。記録メディア１２７は、カメラシステム１０で撮像された画像等（動画の場合は音声も含む）のデータを記録する。
【００４１】
不揮発性メモリ１２８は、カメラシステム１０の制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる記憶部である。不揮発性メモリ１２８は、Ｂｕｃｏｍ１０１からアクセス可能に設けられている。
【００４２】
Ｂｕｃｏｍ１０１には、カメラシステム１０の動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＥＤ１３０と、カメラ操作ＳＷ１３１と、内蔵ストロボ１３２及び図示しない外部ストロボを駆動するストロボ制御回路１３３と、が接続されている。カメラ操作ＳＷ１３１は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなど、カメラシステム１０を操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。
【００４３】
さらに、ボディユニット１００内には、電源としての電池１３４と、電池１３４の電圧を、当該カメラシステム１０を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１３５が設けられ、また、外部電源から不図示のジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路（図示せず）も設けられている。
【００４４】
次に、本実施の形態のカメラの手ブレ補正機能に用いられている駆動装置を含む撮像部移動機構部１５９について説明する。撮像部移動機構部１５９は、手ブレを補正するために撮像部１１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に移動させることが可能に保持する撮像部移動機構部１５９を具備している。撮像部移動機構部１５９を介して撮像部１１７を保持していることによって、本実施形態のカメラシステム１０は、撮像部１１７を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に機械的に移動させることができる。
【００４５】
また、撮像部移動機構部１５９は、光軸方向であるＺ軸方向にも撮像部１１７を移動可能にも構成されている。手ブレ補正用の本発明の駆動装置３００は、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４及び振動子１６５を駆動源として用い、撮像部１１７を含む撮像ユニット１１６を搭載した移動枠（ホルダ）１４５を移動対象物として構成される。
【００４６】
具体的に撮像部移動機構部１５９は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１、Ｚ軸回転検出器１７０、防振制御回路１６２、Ｘ軸アクチュエータ１６３、Ｙ軸アクチュエータ１６４、振動子１６５、移動枠であるホルダ１４５（第２部材）、固定枠であるフレーム１６７（第１部材）、位置検出センサ１６８及びアクチュエータ駆動回路１６９を具備して構成されている。ここで、ブレ検出器は、Ｘ軸ジャイロ１６０、Ｙ軸ジャイロ１６１およびＺ軸回転検出器１７０を含んで構成されている。勿論、Ｚ軸方向の加速度センサを搭載してＺ軸方向の手ブレを検出し、撮像部１１７をＺ軸方向に動作させてもよい。
【００４７】
つづいて、電磁方式のＶＣＭ（第１の駆動機構）および圧電体を有する振動子（第２の駆動機構）を駆動源として用いる本実施の形態の駆動装置３００について図２から図５を参照して説明する。図２は、本実施の形態の駆動装置の構成例を示す概略正面図であり、図３は図２の駆動装置をＡ−Ａ’線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図４は図２の駆動装置をＢ−Ｂ’線で断面をとり、側面から見た側断面図である。図５は一般的なＶＣＭの概略構成示す正面図（ａ）と、正面図（ａ）においてＣ−Ｃ’線で断面をとり、側面から見た側断面図（ｂ）である。正面図（ａ）は、ＶＣＭのヨークと移動枠とを除いて、移動枠側から見た図となっている。
【００４８】
固定枠であるフレーム１６７（第１部材）は、ボディユニット１００に固定されており、該フレーム１６７によって、移動枠であり、撮像部１１７を保持するホルダ１４５（第２部材）がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸回りの回転方向に移動可能に支持されている。ホルダ１４５の支持は、フレーム１６７に保持された３つの振動子３１０ａ〜３１０ｃ（第２の駆動機構）が、ホルダ１４５の片側に設置された摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃ（摺動板Ｂ３１６ｃについては図示しない）に当接し、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１ｂｃと対抗する位置に設置された摺動板Ａ３１５ａ〜３１５ｃが、ボール３１４a〜３１４ｃに当接し、板バネを形成する押えバネ３１３ａ〜３１３ｃで、ボール３１４ａ〜３１４ｃを介して、ホルダ１４５を振動子３１０ａ〜３１０ｃにＺ軸方向に押圧することによりなされている。ボール３１４ａ〜３１４ｃは、摺動板Ａ３１５ａ〜３１５ｃ（摺動板Ａ３１５ｃについては図示しない）に対して転動および摺動可能に構成されている。そして、振動子３１０ａ〜３１０ｃは、フレーム１６７に一端を固定された柱状の圧電体３１２ａ〜３１２ｃと、圧電体の他端に固着された端部が球面形状の接触体（接触部）３１１ａ〜３１１ｃにより構成されている。この構成により、ホルダ１４５は、３つの接触体３１１ａ〜３１１ｃが、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃと接触する３点で形成する平面（支持面）によって支持され、この平面に沿う方向（ＸＹ面内方向とも呼ぶ）に自由に動くことが可能となる。この時、押圧方向であるＺ軸方向のホルダ１４５の位置は３つの接触体３１１ａ〜３１１ｃが、ホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃと接触する３点で形成される平面（支持面）位置となる。この平面は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な平面（ＸＹ面）となっている。振動子３１０ａ〜３１０ｃが振動していない場合は接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの摩擦力により、ホルダ１４５はフレーム１６７に保持される。一方、振動子３１０ａ〜３１０ｃに高い周波数の振動を与えると、後述するように摩擦力が低下し、保持は解除され、ＶＣＭ駆動することにより、ホルダ１４５をＸ軸、Ｙ軸の方向およびＺ軸方向まわりの回転動作をすることが可能である。
【００４９】
ここで、ホルダ１４５をＸＹ面内方向に駆動するアクチュエータであるＶＣＭ（第１の駆動機構）について、一般的な構成を図５を用いて説明する。図５（ａ）は一般的なＶＣＭを、移動枠側のヨークと移動枠とを外して移動枠側からみた正面図である。また、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’側断面図を示す。絶縁被服された導電性の細線をトラック形状に巻いたコイル１は移動枠４に接着等で固定されている。板状の磁石２は、図５で下側がＮ極、上側がＳ極となるようにＹ方向に着磁され、固定枠５に接着等により固定されている。また、磁性材で形成された板状のヨーク３ａ、３ｂが磁石２、コイル１を挟んで移動枠４と固定枠５に接着等で固定され、磁石２あるいはコイル１に電流が流れた時の磁力線が外部に漏れないように磁気回路を形成している。この状態で、コイル１に電流を流すと、磁石２の逆向きの磁力線に対して夫々逆向き電流が直交して流れるので磁力線及び電流と直交する方向に力が働き、移動枠４がＹ軸方向に駆動される。電流の向きを逆転させると、移動枠４は逆方向に駆動される。また、コイル１に流れる電流の大きさにより発生する力を変えることが可能である。ここでヨーク３ａ、３ｂは、移動枠４、固定枠５を磁性材で形成すれば不用となる。
【００５０】
次に図２、図３、図４により、駆動装置３００の駆動を説明する。駆動装置３００では図５で説明したものと同様に構成されたＶＣＭ-ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂ、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂ、が図２に示した様に配置されている。ＶＣＭ-ＸＡ３２０ａおよびＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂはＸ方向の駆動力を発生するＶＣＭであり、図１のＸ軸アクチュエータ１６３を構成している。また、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａおよびＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂはＹ方向の駆動力を発生するＶＣＭであり、図１のＹ軸アクチュエータ１６４を構成している。また、Ｚ軸回りの回転方向の駆動は、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂに異なる駆動力（場合によっては反対方向の駆動力）を与えることにより実現可能である。このようにＶＣＭを駆動する場合は、振動子３１０ａ〜３１０ｃ（図１において振動子１６５）は振動を発生させた状態にし、接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動版Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの接触部の摩擦力を低減させる。
【００５１】
ホルダ１４５の位置制御は、ホルダ１４５のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置並びにＺ軸回りの回転方向を検出する位置検出センサ１６８と、ＶＣＭ-ＸＡ３２０ａ、ＶＣＭ-ＸＢ３２０ｂ、ＶＣＭ-ＹＡ３２１ａ、ＶＣＭ-ＹＢ３２１ｂ、及び、振動子３１０ａ〜３１０ｃの動作を制御するアクチュエータ駆動回路１６９によって行われる。
【００５２】
以上のような駆動装置３００を備える撮像部移動機構部１５９の動作を次に説明する。Ｘ軸ジャイロ１６０は、カメラシステム１０のＸ軸回りの回動（ブレ）の角速度を検出し、Ｙ軸ジャイロ１６１は、カメラシステム１０のＹ軸周りの回動の角速度を検出し、Ｚ軸回転検出器１７０は、カメラシステム１０のＸＹ平面内の回動の角速度と回転中心位置を検出する。防振制御回路１６２は、検出されたカメラシステム１０の角速度、回転中心位置から、手ブレ補償量を演算し、撮像部１１７を、ブレを補償するように駆動装置３００により変位移動させる。なお、撮像部移動機構部１５９において、撮像部１１７を移動させるアクチュエータの構成は、本実施形態ではＶＣＭを用いているが、これに限定されない。回転モータ、リニアモータ、超音波モータ等を用いても良い。
【００５３】
以上のような構成を有する撮像素子移動機構部１５９は、カメラシステム１０の動きに応じて撮像部１１７を移動させることによって、カメラシステム１０の動きに起因する撮像部１１７での被写体像のブレを抑制する機能、いわゆる撮像素子シフト方式の手振れ補正機能を有する。本実施形態では、駆動装置３００は撮像素子シフト方式の手ブレ補正に適用されたが、撮影レンズ側を本発明の駆動装置で移動させて手ブレ補正をするレンズシフト方式に適用しても勿論良い。
【００５４】
次に本実施形態における接触体３１１の接触部の摩擦低減と、ホルダ１４５のＺ軸方向への駆動について、図６〜図９を用いて説明する。
【００５５】
図６は、振動子部の要部構造を概念的に示す部分断面図である。図６に示すように、固定枠１５に振動子１１（図１の１６５並びに図２〜図４の３１０ａ，３１０ｂおよび３１０ｃに相当）が設置されており、移動枠１４（図１〜図４のホルダ１４５に相当）に固着された摺動板１７（図３および４の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃに相当）が、振動子１１の圧電体１２（図３および４の圧電体３１２ａ，３１２ｂおよび３１２ｃに相当）の端部に固着された接触体１３（図３および図４の接触体３１１ａ，３１１ｂおよび３１１ｃに相当）の球面凸部に押圧されている。
【００５６】
摺動板１７と接触体１３との間の押圧力は、固定枠１５と移動枠１４との間に設けられたバネ１６により発生されている。押圧力の発生は、図６のようにコイルバネでも良いし、板バネ、磁石による磁力等、接触体１３と摺動板１７の間に圧力が発生できるものであればどのような機構でも良い。本実施の形態の図２〜図４では、押えバネ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃを用いて押圧力を発生させている。
【００５７】
図９は、移動枠と接触体との間の摩擦低減を説明するための、図６の主要構成の動作を概念的に示す図である。図９では、図６で圧電体１２に周波電圧を与えて振動させた場合の移動枠１４と振動子１１との様子を所定の時間ごとに表示している。また、図１０は図９の時間Ｔ０からＴ６までに対応する圧電体１１に印加される電圧信号を示す。
【００５８】
圧電体１２に正弦波の２０ｋＨｚ以上の電圧を加え、接触体１３の移動枠１４の摺動板１７との接触面に１μｍ程度の振幅の超音波振動を発生させると、図９に示すように接触体１３は殆ど摺動板１７には接触しない状態となる。詳しく説明すると、圧電体１２に電圧が印加されない初期状態の図９（ａ）では接触体１３は摺動板１７にバネ１６の押圧力で押圧されて接触している。
【００５９】
次に圧電体１２が延びるように圧電体１２に電圧が印加されると圧電体が変位する加速度と移動枠１４の質量の積の力があらたに加わった状態で接触体１３は摺動板１７に押圧され、変位加速度は次第に減少して０となり、最大電圧が印加されて圧電体１２が最大に伸張した状態になる（図９（ｂ））。初期の発生加速度が非常に大きな場合は、条件によってはこの状態で接触体１３が摺動板１７に接触しない場合も発生する。
【００６０】
最大に変形した後に圧電体１２は縮みはじめ、初期状態に戻る。この時、圧電体が発生した加速度による変位をバネ１６は充分引き戻すことは出来ない（圧電体は時定数が小さいがバネ１６は時定数が相対的に非常に大きいため応答遅れが生ずる）ので接触体１３は摺動板１７に接触しない状態が実現する（図９（ｃ））。
【００６１】
圧電体１２には続いて圧電体１２を縮める方向の最大電圧印加状態でも接触体１３は摺動板１７には接触しない状態が継続する（図９（ｄ））。
【００６２】
次に圧電体１２に印加される電圧は小さくなって０になり、圧電体１２は初期状態の変位に戻るが、接触体１３は摺動板１７に接触しない（図９（ｅ））。
【００６３】
さらに圧電体１２に伸張する方向に電圧が加わり、圧電体１２が延びると所定のところで接触体１３は摺動板１７に接触し、移動枠１４には、接触体１３から離れる方向に加速度が加えられる（図９（ｆ））。
【００６４】
再び圧電体１２に縮む方向に電圧が加わり、圧電体１２が初期状態の変位に戻ると、接触体１３と摺動板１７は再び接触しない状態になる（図９（ｇ））。以上に示したように図９の（ｃ）から（ｇ）までを１周期として繰り返しの動作となる。図９の（ａ）から（ｃ）までは静止状態から定常振動発生までの過渡特性の状態となるので定常状態では図９（ｃ）から（ｇ）が繰り返される。
【００６５】
図９の（ｃ）から（ｇ）までの１周期で接触体１３が摺動板１７に接触するのは図９（ｆ）の付近の一瞬のみとなり、１周期の大部分の時間は非接触状態であり、その間は摩擦力Ｆｆは０となる。従って１周期の平均の摩擦力Ｆｆは非常に小さくなる。実際には非接触時にＶＣＭが動作すれば、摩擦力Ｆｆは０で動作し、圧電体１２の振動周期の間隔で瞬間摩擦力でブレーキがかかる状態になるが、振動周期が非常に小さいために摩擦力が定常的に小さくなったように滑らかに動作する。この動作からもわかるように、圧電体１２の振動振幅を変えることで、接触体１３の摺動板１７との接触時間が変化する。振動振幅を非常に小さくする（振幅を０に近い値とする）と接触体１３と摺動板１７は常時接触した状態と殆ど変わりなくなり、摩擦力Ｆｆ≒μＦｐとなる。ここで、μは接触体１３と摺動板１７の接触面の摩擦係数であり、Ｆｐはバネ１６の押圧力である。
【００６６】
なお、圧電体１２を振動させると、接触体１３には超音波振動による数万ｍ/ｓ２レベルの加速度が加わる。従って、接触体１３は剛性の高い金属やセラミックスが好ましく、可聴音の抑制のためには剛性の高いＰＰＳ等の樹脂にセラミック粉、ガラス繊維、炭素繊維等の材料を混ぜたものがより好ましい。また、接触体１３と圧電体１２の接合は剛性の高いエポキシ系の接着剤等で行なうのが良い。一方、接触する摺動板１７は剛性が高く、耐摩耗性の金属やセラミックスにするのが好ましく、本実施形態の場合には近くにＶＣＭの磁石が配置されることから非磁性のステンレスなどがより好ましい。
【００６７】
図７、図８は振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃを構成する圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの構成を示している。図７は圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの詳細を示す分解斜視図である。圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスで作られた圧電体単板を多数枚積み重ねて構成された積層圧電体からなっている。積層される圧電体の基本構成４１０は内部電極である電極Ｃ４０１ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ａ４０１と、内部電極である電極Ｃ４０２ｃが片側の面に形成された矩形板状の圧電体板Ｂ４０２とのペアから成り、これらを複数ペア積層することにより積層圧電体を構成している。各電極Ｃ４０１ｃ、４０２ｃは異なる側面位置に引き出され、圧電体板Ａ４０１および圧電体Ｂ４０２が積層され、さらに内部電極を持たない圧電体板Ｃ４０３が積層されて焼成されたものの側面に形成された電極Ａ４０１ａおよび電極Ｂ４０１ｂにより、圧電体板Ａ４０１および圧電体Ｂ４０２の１枚おきに内部電極が接続され、最外面の圧電体板Ｃ４０３の表面に２つの電極、すなわち電極Ａ４０２ａおよび電極Ｂ４０３ｂが形成されている。図７では圧電体単板を複数枚積み重ねているが、圧電体単板を折り畳んだ形態で製作しても同様な構成が可能である。
【００６８】
このように形成された積層圧電体は電極Ａ、電極Ｂ間に高電圧を印加することで各圧電体板Ａ４０１および圧電体板Ｂ４０２が板厚方向で同じ方向に分極される。従って、図８に示すように分極された圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの電極Ａ，電極Ｂの一方４０６をグランドにつなぎ、他方に圧電体制御回路５００の信号出力端子につなげて周波電圧を印加すると板厚方向に圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは伸び縮みする。
【００６９】
図１１は、駆動装置３００における圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの圧電体制御回路５００の構成を概略的に示す回路図である。また、図１２は、図１１の圧電体制御回路５００における各構成部材から出力される各信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４の波形を示すタイムチャートである。ここで圧電体制御回路５００は図１のアクチュエータ駆動回路１６９の一部を構成している。この様に積層圧電体にすることによって低い電圧で駆動が可能となり、駆動回路をより小型にすることが可能である。
【００７０】
圧電体制御回路５００は、図１１に例示の如く、Ｎ進カウンタ１８２、１／２分周回路１８３、インバータ１８４、複数のＭＯＳトランジスタＱ００，Ｑ０１，Ｑ０２、トランス１８５及び抵抗Ｒ００から構成されている。
【００７１】
上記トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１及びＭＯＳトランジスタＱ０２のＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１８５の２次側に所定周期の信号（Ｓｉｇ４）が発生するように構成されており、この所定周期の信号に基づき圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃを駆動させ、図９に示すような振動を発生させるようになっている。
【００７２】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔ及びＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＢｕｃｏｍ１０１内部に存在するクロックジェネレータ１８６を介して圧電体制御回路５００を次のように制御する。クロックジェネレータ１８６は、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへ印加する信号周波数より充分に速い周波数でパルス信号（基本クロック信号）をＮ進カウンタ１８２へ出力する。この出力信号が、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ１である。そしてこの基本クロック信号はＮ進カウンタ１８２へ入力される。
【００７３】
Ｎ進カウンタ１８２は、当該パルス信号をカウントし所定の値“Ｎ”に達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。
【００７４】
この分周されたパルス信号はＨｉｇｈとＬｏｗのデューティ比が１：１ではない。そこで、１／２分周回路１８３を通してデューティ比を１：１へ変換する。この変換されたパルス信号は、図１２中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【００７５】
この変換されたパルス信号のＨｉｇｈ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０１がＯＮする。一方、ＭＯＳトランジスタＱ０２へはインバータ１８４を経由してこのパルス信号が印加される。従って、パルス信号のＬｏｗ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０２がＯＮする。トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１とＭＯＳトランジスタＱ０２が交互にＯＮすると、２次側には図１２中の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【００７６】
トランス１８５の巻き線比は、電圧制御回路５０１の出力電圧と圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの駆動に必要な電圧とから決定される。尚、抵抗Ｒ００はトランス１８５に過大な電流が流れることを制限するために設けられている。また、電源回路１３５の出力電圧は電圧制御回路５０１に入力されている。
【００７７】
Ｂｕｃｏｍ１０１のＶＣｎｔから電圧制御回路５０１の出力電圧が設定され、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへの印加電圧が決まる。電圧制御回路５０１の出力電圧により、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動振幅が決る。具体的に振動振幅を電圧制御回路５０１によって変えた状態を示すグラフが図１３である。この場合、接触体３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃとホルダ１４５の摺動板とのＺ軸方向の接触位置は、基準振幅に対し、振幅拡大したとき、変化する。この時の接触位置の変化ΔＺは、４μｍである。このように圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃへの印加電圧を制御することによってＺ軸方向へのホルダ１４５の位置制御も可能となる。図１３で基準振動をさせた時も、圧電体を振動させない場合を基準にしてΔＺは、１μｍとなるが、この値は不揮発性メモリ１２８に記憶させておけば、補正することができる。
【００７８】
圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃを駆動するに際しては、ＭＯＳトランジスタＱ００がＯＮ状態にあり、且つ、電圧制御回路５０１からトランス１８５のセンタータップに電圧が印加されていなければならない。そして、この場合において、ＭＯＳトランジスタＱ００のＯＮ／ＯＦＦ制御は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われるようになっている。Ｎ進カウンタ１８２の設定値“Ｎ”は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定でき、よって、Ｂｕｃｏｍ１０１は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの駆動周波数を任意に変更可能である。また、駆動周波数を振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの共振周波数として振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの振動振幅を拡大し、低い電圧で動作するようにしても良い。共振周波数とする場合は圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動状態を検出し、共振周波数を追尾する制御が必要となる。振動状態の検出は、例えば圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに入力される電流を検知することで検出可能である。
【００７９】
このとき、次の（１）式によって周波数は算出可能である。即ち、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ …（１）
但し、ＮはＮ進カウンタ１８２への設定値、ｆｐｌｓはクロックジェネレータ１８６の出力パルスの周波数、ｆｄｒｖは圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに印加される信号の周波数である。尚、この（１）式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ１０１のＣＰＵ（制御手段）で行われる。
【００８０】
また、ｆｄｒｖは本実施形態では２０ｋＨＺ以上の周波数とするのが良い。圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは、ｆｄｒｖの周波数で振動することになるが、この周波数帯は超音波領域であり、人間には聞こえない。カメラシステム１０は動画の撮影にも使われるが、その時は音声を同時に記録する場合があり、駆動音が小さいことが求められる。超音波帯の音は人間の可聴域を超えるため、通常のマイクが検出することがない。
【００８１】
なお、圧電体３１２に与える電圧の振動振幅を変化させることに代えて、直流電圧成分を印加することもできる。図１４は異なる圧電体制御回路（不図示）で制御した圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの振動の様子を示す。図１１から電圧制御回路５０１を除き、電源回路１３５の出力を直接入力し、圧電体制御回路からの出力に直流電圧回路からの出力（ＤＣ電圧）を加算して圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに印加するものである。このような構成とした場合に直流電圧回路の出力電圧を制御することで、接触体３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃとホルダ１４５の摺動板とのＺ軸方向の接触位置を制御することが可能である。この場合、ＶＣＭを駆動させることなく、ＤＣ電圧を印加することでホルダ１４５をＺ軸方向に移動制御することも可能である。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によるカメラシステム１０は、接触体３１１ａ〜３１１ｃが構成する支持面（ＸＹ平面）に沿う方向に、撮像素子を載置したホルダ（移動枠）１４５とフレーム（固定枠）１６７とを相対移動させるＶＣＭ−ＸＡ３２０ａ，ＶＣＭ−ＸＢ３２０ｂ，ＶＣＭ−ＹＡ３２１ａおよびＶＣＭ−ＹＢ３２１ｂと、接触体３１１ａ〜３１１ｃをフレーム１６７に対して押圧方向（Ｚ軸方向）に変位させる振動子３１０ａ〜３１０ｃとを有し、振動子３１０により接触体３１１を押圧方向に振動させることにより、接触体３１１ａ〜３１１ｃとホルダ１４５の摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの間の摩擦力を低減するようにしたので、ブレを補償するために駆動装置３００により、より小さな駆動力で撮像部１１７を、変位移動させることが可能になる。このとき、簡単な構成で支持面（ＸＹ平面）内の駆動に加えて、支持面に垂直な押圧方向（Ｚ軸方向）への駆動も可能となる。さらに、このカメラシステム１０は、手ブレ補正を行わない場合は、振動子３１０ａ〜３１０ｃを停止時させ、精密な位置の保持が可能である。
【００８３】
すなわち、本実施の形態ではＸＹ平面に沿う方向の駆動のために、固定枠であるフレーム１６７と可動枠であるホルダ１４５のみを用いれば良く、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を独立して駆動させるために、それぞれＸ方向とＹ方向に駆動させるための別個の可動枠を設ける場合に比べ、構造が単純でありコンパクトに実装することが可能になる。
【００８４】
さらに、カメラシステム１０の駆動装置３００は、撮像部１１７を押圧方向（Ｚ軸方向）へも駆動できるので、撮像素子の光軸方向の位置の微調整などに利用することもできる。
【００８５】
（変形例）
第１実施の形態において、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは屈曲振動を発生する積層圧電体にすることができる。屈曲振動を発生する積層圧電体は、図１５に要部の構造を示すように、第１実施の形態と同様の矩形板状の圧電体を多数積層して構成されるが、第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２の２つの基本構成を有する点で、第１実施の形態の圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃとは異なっている。
【００８６】
第１の基本構成４１１は、第１実施の形態の基本構成４１０と同様に、圧電体板Ａ４０１および圧電体板Ｂ４０２をこの順に順次積層して構成される。一方、第２の基本構成４１２は、第１の基本構成４１１とは反対に、圧電体板Ｂ４０２および圧電体板Ａ４０１をこの順で順次積層して構成される。圧電体３１２は、図１６に示すように、ほぼ同数の圧電体板から成る第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２とを重ねて一体として構成される。第１の基本構成側の片側の面はフレキシブル基板４０４と接続されている。また、第２の基本構成４１２側の端面の中央には接触体３１１が接着剤等で固定される。
【００８７】
また、圧電体３１２は第１の基本構成４１１側の端面を、フレキシブル基板４０４を挟んで、２つの突出部を両端にもつ支持体３１８の突出部に接着等で固定され、屈曲振動が可能な状態になっている。一方、支持体３１８は、図１７に示すように突出部と異なる側の矩形形状の本体がフレーム１６７の矩形凹部に嵌り、接着等で固定されている。支持体３１８は振動減衰性のあるゴムや樹脂で形成すると、振動をフレームに逃がすことが無く、好ましい。この変形例において、他の構成は第１実施の形態と同様である。
【００８８】
この状態で図１６に示す圧電体制御回路５００で正弦波電圧を印加すると、正の電圧が印加されると第１の基本構成４１１の群からなる圧電体部分は、例えば、矩形の長手方向に伸び、第２の基本構成４１２からなる圧電体部分は矩形長手方向に縮む。すると、第１の基本構成４１１と第２の基本構成４１２は一体に形成されているので圧電体は、伸びる側の圧電体面が凸になるように屈曲する。次に、負の電圧が印加されると、正の電圧がかかった場合とは逆側に曲がる。このため、圧電体に固着されている接触体は圧電体の積層方向に振動することになる。これによって、圧電体の振幅をより拡大することができるので有利である。
【００８９】
（第２の実施形態）
【００９０】
本発明の第２実施の形態は、第１実施の形態と同様の構成を用いながら、Ｂｕｃｏｍ１０１の制御により、画像処理部１２６が、いわゆるコントラスト検出方式によるオートフォーカスを行うために、撮像部１１７を光軸方向に所定の振幅で振動（ウォブリングの動作）させて生成した複数の画像について、所定の領域（フォーカスエリア）におけるコントラスト値を算出して、遠距離側、近距離側のいずれに焦点位置があるのか検出する。そして、ウォブリング動作をしながら焦点のある方向にフォーカスレンズ２０２を移動させつつ、画像を取り込む（撮影する）と、それらの画像から最大コントラストの状態（焦点位置）を検出することができ、その位置でフォーカスレンズ２０２を停止することにより、オートフォーカスをする。
【００９１】
以下に、図１８および図１９のフローチャートを参照して、カメラシステム１０の動作を説明する。図１８は、本発明の駆動装置をカメラシステム１０のＡＦ（オートフォーカス）に適用した場合の動作を示している。図１９は図１８の中のＡＦ（オートフォーカス）の動作を示している。
【００９２】
図１８に示すカメラシステムの撮影シーケンスの動作制御は、主にＢｕｃｏｍ１０１の制御によって行われる。
【００９３】
まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステム１０のカメラ操作ＳＷ１３１のパワーＳＷが操作されると、あらかじめ定められたカメラシステム起動時の初期設定シーケンスを実行する（ステップＳ１０１）。この初期設定シーケンスでは、Ｂｕｃｏｍ１０１は、不揮発性メモリ１２８から必要な制御パラメータを読み出す。
【００９４】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、図示しない結合部に接続されているストロボや電子ビューファインダ等のアクセサリの有無を検出する（ステップＳ１０２）。
【００９５】
さらに、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラ操作ＳＷ１３１の各スイッチの状態を検出する（ステップＳ１０３）。状態を検出するスイッチとしては、録画・再生モードの切り替え、動画・静止画の切り替え等を行うスイッチを含む。なお、カメラ操作ＳＷ１３１には、ハードウェアにより実現されるスイッチに限られず、ソフトウェア的に切り替えられるスイッチをも含む。
【００９６】
その後、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステム１０が、再生モードと録画モードの何れであるかを検出し（ステップＳ１０４）、再生モードの場合には、動画または静止画の再生用プログラムが起動され、画像表示装置１２３に再生可能な画像の選択画面が表示され、使用者の指示に従って画像の再生を実行する（ステップＳ１０５）。再生モードの詳細は、本願に直接の関係がないので説明を省略する。
【００９７】
次に、再生モードではない場合は、静止画撮影モードと動画撮影モードのいずれのモードにあるかが検出される。具体的には、カメラ操作ＳＷ１３１のうち動画・静止画の切り換えを行うスイッチである動画ボタンのＯＮ／ＯＦＦが検出される（ステップＳ１０６）。動画ボタンがＯＮされた場合は、動画が記録中か否かを示す記録中フラグが反転される（ステップＳ１０７）。すなわち、動画ボタンがＯＮされる度に、記録中フラグのＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。次に、記録中フラグが検出され（ステップＳ１０８）、ＯＮの場合は、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１０９）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００９８】
図１９は、図１８のＡＦ動作（ステップＳ１１０およびＳ１１６）を説明するフローチャートである。このＡＦ動作は、撮像素子を有する撮像部１１７を光軸Ｏ１方向に微小移動させることが、不図示のフォーカシングレンズを光軸方向に微小移動させることと光学的に等価になるように撮像光学系を構成し、撮像部１１７を光軸方向に微小移動した位置でのＡＦ評価値（コントラスト値）により、フォーカシングレンズの合焦位置が存在する方向を認識して、フォーカシングレンズの移動を行うものである。
【００９９】
まず、Ｂｕｃｏｍ１０１は、カメラシステムがＡＦモード状態にあるか検出する（ステップＳ２０１）。ＡＦモード状態に無い場合は、非ＡＦモード用の動作を行う。非ＡＦモード用処理は、本発明の内容と直接的に関連しないので省略する。
【０１００】
カメラシステムがＡＦモード状態の場合は、次にＡＦ開始状態にあるかが検出される（ステップＳ２０２）。このステップでは、例えば、静止画撮影の場合は、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態にあるか否か等を検出して、ＡＦ開始状態か否かが判定される。ＡＦ開始状態の場合は、Ｂｕｃｏｍ１０１は、振動子３１０ａ〜３１０ｃ（１６５）の圧電体３１２を振動駆動させ（ステップＳ２０３）、接触体３１１ａ〜３１１ｃと摺動板Ｂ３１６ａ〜３１６ｃとの間に働くＺ軸方向（押圧方向）の摩擦力Ｆｆを低減する。なお、摩擦力Ｆｆが低減されるとホルダ１４５はＸＹ面内で重力方向に移動してしまうので、同時にＶＣＭ３２０ａ，３２０ｂ，３２１ａ，３２１ｂを駆動し、ホルダ１４５が位置制御されている。例えば、ブレ補正の動作をしながらウォブリング動作をすることが可能である。
【０１０１】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１の制御により、接触体３１１ａ〜３１１ｃが形成する支持面のＺ軸方向（押圧方向）の変位量を変化させることにより、撮像部１１７のウォブリングを行う（ステップＳ２０４）。ウォブリングは、図１３に示したように、圧電体３１２ａ〜３１２ｃに印加する電圧の交流成分の振幅を変化させ前記接触体３１１ａ〜３１１ｃの振動振幅を変えることによって変化させる。また、図１４に示したように、圧電体３１２ａ〜３１２ｃに印加する電圧の直流成分を変化させて前記接触体３１１ａ〜３１１ｃの振動中心を変位させても良い。
【０１０２】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、ウォブリングによりフォーカシングレンズの位置を移動させ、撮像部１１７により複数回（例えば３回）の画像の取り込みを行う（ステップＳ２０５）。取り込んだ画像から、画像処理部１２６が各画像のコントラスト値を検出する（ステップＳ２０６）。コントラスト値の最大値と最小値との差異を許容値と比較し（ステップＳ２０７）、許容値より大きい場合、コントラスト値の差異によって、フォーカシングレンズの合焦位置のある方向が分かるので、Ｂｕｃｏｍ１０１は、Ｌｕｃｏｍ２０１を介して不図示のレンズ駆動機構によりフォーカシングレンズを合焦位置の方向へ駆動させる（ステップＳ２０８）。これによって、フォーカシングレンズを合焦位置に近づけることができる。
【０１０３】
Ｂｕｃｏｍ１０１は、ステップＳ２０４〜Ｓ２０８の処理を繰り返し行いつつ、得られたコントラスト値の差が所定の許容値以下になった場合（ステップＳ２０７）は、コントラストが最良の状態、すなわち合焦状態にあると判断してＡＦ処理を終了する。このとき、Ｂｕｃｏｍ１０１によりまずウォブリングが停止する（ステップＳ２０９）。さらに、振動子３１０ａ〜３１０ｃの圧電体３１２ａ〜３１２ｃの駆動も停止し（ステップＳ２１０）、撮像部１１７のＺ軸方向の位置は、振動子３１０ａ〜３１０ｃの駆動前の位置に戻る。なお、撮像部１１７のＺ軸方向の位置を所定の位置に保持するために、振動子３１０ａ〜３１０ｃの圧電体３１２ａ〜３１２ｃに所望の変位量に応じた所定の直流電圧を印加することもできる。
【０１０４】
次に図１８に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１０）が完了すると、動画撮影（ステップＳ１１１）を行う。撮影された動画は、画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１２）、記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１１３）。
【０１０５】
その後、電源ＯＦＦ操作をしない限り、電源がＯＮであることが判断され（ステップＳ１２１）、Ｂｕｃｏｍ１０１の処理は、ステップＳ１０４に戻る。特段の操作を行わない場合は、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８を経て、ＡＥ動作（ステップＳ１０９）から画像記録（ステップＳ１１３）までの動作が繰り返され、動画撮影が継続する。
【０１０６】
次に、上述の動画撮影モードから動画ボタンが操作されると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、動画ボタンがＯＮになったことを検出し（ステップＳ１０６）、記録中フラグを反転させる（ステップＳ１０７）。これによって、動画記録状態ではないと判断され（ステップＳ１０８）、静止画撮影モードに移行し、動画の撮影・記録は終了する。ただし、画像表示装置１２３は、ステップＳ１２１で電源ＯＦＦとなるまで動画表示（ライブビュー表示）を続ける。
【０１０７】
静止画撮影モードにおいて、Ｂｕｃｏｍ１０１は、撮影者によりレリーズＳＷが半押し動作、すなわちファーストレリーズボタンがＯＮに変化したかを検出する（ステップＳ１１４）。ファーストレリーズボタンがＯＮになったことが検出されると、自動露光（ＡＥ）処理を行い（ステップＳ１１５）、その後、ウォブリングを用いたＡＦ動作を行う（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６では、図１９に示したＡＦ動作が行われる。その際、画像表示装置１２３には、ステップＳ２０５で取り込んだ画像が表示される。
【０１０８】
次に、図１８に示すように、ＡＦ動作（ステップＳ１１６）が完了すると、Ｂｕｃｏｍ１０１は、電源ＯＦＦを検出するステップＳ１２１を経てステップＳ１０４に戻る。使用者がモードの変更をしない限り、ステップＳ１０４、ステップＳ１０６、ステップＳ１０８を経て、ステップＳ１１４で、再び１ｓｔレリーズボタンがＯＮに変化したかが検出される。ここで、１ｓｔレリーズボタンは、既にＯＮになっているので「ＮＯ」に分岐する。
【０１０９】
次に、Ｂｕｃｏｍ１０１は、レリーズＳＷの全押し動作であるセカンドレリーズボタンの動作を検出し（ステップＳ１１７）、セカンドレリーズボタンがＯＮされると、静止画像の撮影（ステップＳ１１８）を行う。ステップＳ１１８で撮像した画像データは、撮像部インターフェース回路１２２を介して画像処理部１２６で処理され（ステップＳ１１９）、画像表示装置１２３に表示されると共に記録メディア１２７に記録される（ステップＳ１２０）。
【０１１０】
一方、ステップＳ１１７において、セカンドレリーズボタンがＯＦＦの場合は、ステップＳ１２１を経て、ステップＳ１０４に戻り、特段の操作をしない限り、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１４，Ｓ１１７，Ｓ１２１の処理が繰り返される。静止画撮影モードでは、ファーストレリーズボタンがＯＮの状態では、画像表示装置１２３にＡＦ動作（ステップＳ１１６）により取り込んだ画像が表示され、セカンドレリーズボタンがＯＮされる度に、１コマずつ静止画の撮影・記録（ステップＳ１１８〜Ｓ１２０）を実行する。
【０１１１】
カメラシステム１０は、動画または静止画撮影における画像記録（ステップＳ１１３およびステップＳ１２０）後、電源ＯＦＦが検出されるまで（ステップＳ１２１）画像再生、静止画、動画の撮影を行う。電源ＯＦＦが検出されると、適宜終了処理を行いカメラ各部への給電が停止される。
【０１１２】
以上説明したように本実施形態によれば、カメラシステム１０は、振動子３１０ａ〜３１０ｃの振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、フレーム１６７に対する撮像素子を有する撮像部１１７のＺ軸方向の変位量を変化させ、撮像素子から得られた画像のコントラスト値から、合焦方向を検出するようにしたので、第１実施の形態と同様の簡単な構成を用いながら、フォーカシングの調整を行うことができる。したがって、カメラシステム１０は、単純な駆動装置３００を用いながら、手ブレ補正とウォブリングによるオートフォーカスの双方を行うことが可能になる。また、ＶＣＭおよび圧電体を用いることにより、撮像部１１７の高精度な位置制御が可能になる。また、ボディユニット１００側にウォブリングの機構を設けたので、本実施形態では何れのレンズユニットを用いても高速、高精度なコントラストオートフォーカスを行なうことが可能となる。
【０１１３】
さらに、ＸＹ面に沿う方向の駆動にＶＣＭを用い、Ｚ軸方向の駆動に圧電素子を用いたので、精密に位置調整可能な三次元ステージをコンパクトに実現することができる。
【０１１４】
なお、図２、図３、図４には３つの振動子３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃが設置されているが、これらの振動子を独立にＺ軸方向に制御することによって、ホルダ１４５の傾きを調整することが可能である。上記に記載したように数μｍレベルの精密な制御が可能なことから、カメラシステムのレンズ、又はボディに記憶されたレンズあるいはボディの製造による光軸と撮像部の傾き量を、各振動子３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃを制御することによって補正することができる。Ｚ軸方向のフォーカス位置の製造誤差を同様な方法で補償することも可能である。この補正は手ブレ補正でホルダ１４５をＸＹ面内で動作させた場合に実施できるのは勿論、圧電体３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに直流電圧を印加する場合はＶＣＭなどのアクチュエータを動作させなくとも補正を実現できる。
【０１１５】
（第３実施の形態）
第３実施の形態は、第１実施の形態に係る駆動装置の振動子およびその周囲の構成を変更したものである。図２０は、本発明の第３実施の形態に係る駆動装置の要部構造を示す図であり、図２０（ａ）は図２の振動子３１０ａ及びその周囲の構成を示している。また、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＥ−Ｅ’側断面図である。
【０１１６】
第１実施の形態では、図３に示すように、フレーム１６７に固定された押えバネ３１３により、ホルダ１４５を前方からフレーム１６７に対して押圧していた。本実施の形態は、図２０に示すように、振動子３１０aが接着等で固着された両持ち支持の押圧バネ３１８により、押圧力を発生させるものである。以下に、第１実施の形態と異なる部分について説明する。
【０１１７】
まず、フレーム１６７の外縁部はＺ軸方向の前方にせり出しており、その最前部に前固定枠１５０がビス３１７により固定されている。圧電体３１２ａは、フレーム１６７に設けられた穴を貫通するように配置される。圧電体３１２aのＺ方向中ほど外周に環状のゴム１５１が配置され、ゴム１５１の外周は上記穴の内周に固定されている。このゴム１５１は振動子３１０ａのＺ方向の振動を阻害せずに、振動子３１０ａの前方端（接触体３１１ａの接触体３１１ａ）のＸＹ面に沿う方向の振動を抑制している。ゴム１５１の材料はゴムでなくても、振動減衰性をもつものであれば、ウレタン等の樹脂材料、コルク、フェルト、スポンジ等であれば良い。また、フレーム１６７には、振動子体３１０ａの接触体３１１ａとは反対側の端部を押圧するように、押圧バネ３１８がビス１５２ａ，１５２ｂで固定されている。押圧バネ３１８により、振動子３１０ａの先端に固着されている接触体３１１ａは、前固定枠１５０とフレーム１６７との間に設けられたホルダ１４５に固着された摺動板Ｂ３１６に対して所定の力量で押圧される。一方、ホルダ１４５は、前方に摺動板Ａ３１５ａが固着され、転動体であるボール３１４ａを介して、前固定枠１５０との間に挟みこまれる。
【０１１８】
振動子３１０ａが停止した状態で、ホルダ１４５には接触体３１１aと摺動板Ｂ３１６の間に大きな摩擦力が発生しているので、ＸＹ面内にホルダ１４５は動くことがない。ボール３１４側に発生する摩擦力は、ボール３１４ａと摺動板Ａとの転がり摩擦となるので、小さなものとなるが、振動子３１０ａ側で発生する摩擦が非常に大きいので全体としては、大きな保持力が働く。
【０１１９】
一方、振動子３１０ａが動作状態では、固定枠に対して振動子３１０aが振動して変位することになり、接触体３１１aと摺動板Ｂ３１６ａとの間の摩擦力を小さく出来る。この場合、ＸＹ面に沿う方向での動作時のボール３１４ａと摺動板Ａ３１５ａとの摩擦は小さいものとなるので、ボール３１４ａの保持は、図２０に示した形態がより好ましい。その他の構成、作用は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
本実施の形態によれば、フレーム１６７に対して振動子３１０ａが振動すると、第１実施の形態と同様に、摺動板Ｂ３１６ａと接触体３１１ａとの間の相対位置運動により、摺動板Ｂ３１６ａと接触体３１１ａとの間の摩擦力が軽減され、手ブレを補償するために駆動装置３００により、駆動時にはより大きな駆動力で撮像部１１７を、変位移動させることが可能になり、停止時には精密な位置の保持が可能となる。また、前固定枠１５０と摺動板Ａ３１５ａとの間は、ボール３１４ａの転がり摩擦のみが働くようにしたため、さらに、摩擦力を軽減させることができる。
【０１２１】
さらに、本実施の形態では、前固定枠１５０とホルダ１４５との間はボール３１４ａを介して支持されるので、ホルダ１４５はＸＹ平面に沿う方向にのみ変位可能で、Ｚ方向には変位しない。このため、Ｚ方向への変位が好ましくないような用途には特に適している。
【０１２２】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、本発明の駆動装置は実施の形態に示されたカメラシステムのみならず、例えば工具顕微鏡のステージなど、ＸＹ平面内およびＺ軸方向への駆動を伴うような種々の分野に適用することができる。
【０１２３】
また、第１の駆動機構としては、ＶＣＭに限られず、用途に応じて回転モータ、リニアモータや超音波モータ等種々のアクチュエータを用いることができる。さらに、第２の駆動機構としては、圧電体を用いたものに限られず、振動可能な種々の駆動機構を利用できる。例えば、公知のモータを使って偏心体を回転させることによっても振動を発生させることができる。
【０１２４】
また、上記実施の形態では、第１部材を固定枠であるフレーム、第２部材を移動枠であるホルダとしたが、第１部材を可動枠、第２部材を固定枠とする構成も可能である。その場合、例えば、移動枠に振動子を設け、固定枠には、この振動子の接触体と対抗する場所に摺動板を設ける。
【０１２５】
また、振動子は接触体を有さず、例えば、圧電体の摺動板との接触部をプラスチックエンジニアリング材料等で構成すれば、圧電体を直接摺動板に当てる構成も可能である。したがって、本発明の接触部は、実施の形態に示した接触体に限られない。さらにホルダやフレームの材質や表面処理により摺動板を省くことも可能である。また、圧電体に入力される印加電圧は正弦波に限られず、矩形波や三角波などでも勿論良い。
【０１２６】
さらに、第１および第２実施の形態においても、第３実施の形態と同様にボールを介してホルダを押圧するようにしても良い。接触部および振動子は３つに限られず、他の数であっても良い。例えば、接触部が大きな平面の接触面を有していれば、１つの接触部で支持面を構成することが可能である。その場合、接触部は１つでも良い。
【符号の説明】
【０１２７】
１ コイル
２ 磁石
３ａ，３ｂ ヨーク
４、１４、１４５ ホルダ（移動枠）
５、１５、１６７ フレーム（固定枠）
１０ カメラシステム
１１、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ 振動子
１２、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ 圧電体
１３、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ 接触体
１６、３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ バネ（押えバネ）
１００ ボディユニット
１０１ Ｂｕｃｏｍ（ボディ制御用マイクロコンピュータ）
１０２ 通信コネクタ
１０８ シャッタ
１１２ シャッタチャージ機構
１１３ シャッタ制御回路
１１７ 撮像部
１１８ 光学フィルタ
１１９ 防塵フィルタ
１２３ 画像表示装置
１２６ 画像処理部
１２８ 不揮発性メモリ（記憶部）
１３５ 電源回路
１４５ ホルダ
１５９ 撮像部移動機構部
１６３ Ｘ軸アクチュエータ
１６４ Ｙ軸アクチュエータ
１６５ 振動子
１６８ 位置検出センサ
１６９ アクチュエータ駆動回路
２００ レンズユニット
２０１ Ｌｕｃｏｍ（レンズ制御用マイクロコンピュータ）
２０２ 撮影レンズ
２０３ 絞り
３００ 駆動装置
３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ ボール
３１５ａ，３１５ｂ、３１５ｃ 摺動板Ａ
３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃ 摺動板Ｂ
３２０ａ、３２０ｂ ＶＣＭ―ＸＡ、ＶＣＭ−ＸＢ
３２１ａ、３２１ｂ ＶＣＭ−ＹＡ、ＶＣＭ−ＹＢ
５００ 圧電体制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材により支持される接触部と、
前記接触部に押圧されて支持される第２部材と、
前記接触部が構成する支持面に沿う方向に、前記第２部材と前記第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記第１部材に対して前記押圧方向に変位させる第２の駆動機構と
を備え、
前記第２の駆動機構により前記接触部を前記押圧方向に振動させることにより、前記接触部と前記第２部材との間の摩擦力を低減することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第２の駆動機構は、前記第２部材を支持する前記支持面を前記押圧方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記接触部の振動振幅を変えることにより、前記支持面の変位を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記接触部の振動中心を変位させることにより、前記支持面の変位を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第２の駆動機構は、圧電体を備え、前記接触部は、前記圧電体に固着された接触体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記接触部と前記第２の駆動機構とを複数有し、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量をそれぞれ異ならせることにより、前記第２部材の前記第１部材に対する傾きを調整することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項７】
本体部に固定された固定枠と、
前記本体部に固定され、ブレを検出するブレ検出器と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構は、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、前記第１の駆動機構は、前記ブレ検出器からの信号をもとにブレを補償するように前記撮像素子を移動させることを特徴とする画像装置。
【請求項８】
本体部に固定された固定枠と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構が、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、且つ、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、前記撮像素子を前記固定枠に対して前記光学系の光軸方向に変位させて、焦点位置の検出を行うことを特徴とする画像装置。
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材により支持される接触部と、
前記接触部に押圧されて支持される第２部材と、
前記接触部が構成する支持面に沿う方向に、前記第２部材と前記第１部材とを相対移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記第１部材に対して前記押圧方向に変位させる第２の駆動機構と
を備え、
前記第２の駆動機構により前記接触部を前記押圧方向に振動させることにより、前記接触部と前記第２部材との間の摩擦力を低減することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第２の駆動機構は、前記第２部材を支持する前記支持面を前記押圧方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記接触部の振動振幅を変えることにより、前記支持面の変位を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記接触部の振動中心を変位させることにより、前記支持面の変位を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第２の駆動機構は、圧電体を備え、前記接触部は、前記圧電体に固着された接触体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記接触部と前記第２の駆動機構とを複数有し、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量をそれぞれ異ならせることにより、前記第２部材の前記第１部材に対する傾きを調整することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項７】
本体部に固定された固定枠と、
前記本体部に固定され、ブレを検出するブレ検出器と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構は、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、前記第１の駆動機構は、前記ブレ検出器からの信号をもとにブレを補償するように前記撮像素子を移動させることを特徴とする画像装置。
【請求項８】
本体部に固定された固定枠と、
前記固定枠に支持される接触部と、
該接触部に押圧されて支持される移動枠と、
該移動枠に固定された撮像素子と、
前記本体部に支持され、前記接触部が構成する支持面に直交する方向に光軸を有し、前記撮像素子に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮影光学系の前記光軸に直交する方向に、前記移動枠を移動する第１の駆動機構と、
前記接触部を前記固定枠に対して前記光軸方向に変位させる第２の駆動機構と、
を備え、
前記第２の駆動機構が、前記接触部を前記光軸方向に振動させることにより、前記接触部と前記移動枠との間の摩擦力を低減し、且つ、前記接触部の振動振幅または振動中心の変位量を変化させることにより、前記撮像素子を前記固定枠に対して前記光学系の光軸方向に変位させて、焦点位置の検出を行うことを特徴とする画像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２２６２０５（Ｐ２０１２−２２６２０５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５０１２（Ｐ２０１１−９５０１２）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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