以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定しない。また、実施形態において説明される特徴の組み合わせの全てが課題の解決に必須であるとは限らない。
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for solving the problem.
図1は、駆動装置101の分解斜視図である。駆動装置101は、図中上から順に、3本の付勢部材140、単一の基板110、3組の伝送部材150、3つの電気機械変換素子120および単一の被駆動部材130を備える。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the drive device 101. The driving device 101 includes three urging members 140, a single substrate 110, three sets of transmission members 150, three electromechanical transducers 120, and a single driven member 130 in order from the top in the figure.
付勢部材140は、例えばコイルばねである弾性部材であり、駆動装置101においては圧縮して組付けられる。これにより、付勢部材140は、基板110を図中上方から下方に向かって付勢する。
The biasing member 140 is an elastic member that is a coil spring, for example, and is compressed and assembled in the drive device 101. Thereby, the urging member 140 urges the substrate 110 from the upper side to the lower side in the drawing.
基板110は、中央に円形の開口を有する円環状の絶縁材料により形成される。図中に見える面には、3つの電気機械変換素子120に対応した3つの係合部112、3組の貫通電極114および3つの抜き穴116と、3本の付勢部材140に対応した3つの貫通穴118とを有する。係合部112、貫通電極114、抜き穴116および貫通穴118のそれぞれは、基板110の周方向について等間隔に配される。
The substrate 110 is formed of an annular insulating material having a circular opening at the center. In the surface visible in the figure, three engaging portions 112 corresponding to the three electromechanical transducers 120, three sets of through electrodes 114 and three punched holes 116, and three corresponding to the three biasing members 140 are shown. And two through holes 118. Each of the engaging portion 112, the through electrode 114, the through hole 116, and the through hole 118 is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the substrate 110.
係合部112は、基板110の径方向に延在して、基板110の図中下面から下方に畝状に突出する。貫通電極114は、基板110を厚さ方向に貫通して設けられ、図中には下端面が現れる。
The engaging portion 112 extends in the radial direction of the substrate 110 and protrudes in a hook shape downward from the lower surface of the substrate 110 in the drawing. The through electrode 114 is provided so as to penetrate the substrate 110 in the thickness direction, and a lower end surface appears in the drawing.
抜き穴116および貫通穴118は、それぞれ基板110を厚さ方向に貫通して設けられる。抜き穴116は、基板110の周方向に円弧状に延在する。貫通穴118は、ねじ等を挿通できる円形の穴であり、付勢部材140を案内する部材が挿通される。
The through hole 116 and the through hole 118 are provided so as to penetrate the substrate 110 in the thickness direction. The punched hole 116 extends in an arc shape in the circumferential direction of the substrate 110. The through hole 118 is a circular hole through which a screw or the like can be inserted, and a member for guiding the biasing member 140 is inserted therethrough.
電気機械変換素子120は、直方体の形状を有し、図中上面に係合溝122および給電端子を有する。係合溝122は、電気機械変換素子120の短辺方向に延在し、基板110の係合部112と相補的な形状および寸法を有する。また、電気機械変換素子120は、図中下面に、当接部126を有する。当接部126は、図中下方に向かって突出する。
The electromechanical conversion element 120 has a rectangular parallelepiped shape, and has an engagement groove 122 and a power supply terminal on the upper surface in the drawing. The engagement groove 122 extends in the short side direction of the electromechanical conversion element 120 and has a shape and a dimension complementary to the engagement portion 112 of the substrate 110. Further, the electromechanical conversion element 120 has a contact portion 126 on the lower surface in the drawing. The contact portion 126 protrudes downward in the drawing.
被駆動部材130は、中央を貫通する開口を有する。被駆動部材130の開口内には、例えば、光学部材または光学部材を保持および駆動する部材を入れることができる。また、被駆動部材130の図中上面には、開口を包囲して円環状の被駆動面が形成される。被駆動部材130の被駆動面は、3つの電気機械変換素子120が基板110の係合部112に係合するように配置された場合に、すべての電気機械変換素子120のすべての当接部126に当接する形状および寸法を有する。
The driven member 130 has an opening penetrating the center. For example, an optical member or a member that holds and drives the optical member can be placed in the opening of the driven member 130. Further, an annular driven surface surrounding the opening is formed on the upper surface of the driven member 130 in the drawing. When the three electromechanical conversion elements 120 are arranged so as to engage with the engaging portions 112 of the substrate 110, the driven surfaces of the driven members 130 are all contact portions of all the electromechanical conversion elements 120. It has a shape and a size that abuts 126.
なお、伝送部材150は、基板110の図中下面と電気機械変換素子120の図中上面との間に配される。伝送部材150は、伝送部材150は、導電性を有する材料により形成されるとともに、図中上下方向に弾性を有する。
The transmission member 150 is disposed between the lower surface of the substrate 110 in the drawing and the upper surface of the electromechanical transducer 120 in the drawing. The transmission member 150 is formed of a conductive material and has elasticity in the vertical direction in the figure.
図2は、基板110の平面図である。図2において、図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。基板110は、基板110の上面に、各々が導電材料により形成された、伝送線路162、給電パッド163、歪ゲージ166および検出パッド167を有する。
FIG. 2 is a plan view of the substrate 110. In FIG. 2, the same elements as those in FIG. The substrate 110 includes a transmission line 162, a power supply pad 163, a strain gauge 166, and a detection pad 167, each formed of a conductive material on the upper surface of the substrate 110.
複数の伝送線路162は、基板110中央の開口の回りに周方向に延在して、3組の貫通電極114の各々に電気的に結合される。また、伝送線路162の一部はクロスオーバをなして基板110の径方向に分岐し、給電パッド163に結合される。こうして、伝送線路162は、給電パッド163と貫通電極114とを電気的に結合する。
The plurality of transmission lines 162 extend in the circumferential direction around the opening at the center of the substrate 110 and are electrically coupled to each of the three sets of through electrodes 114. Further, a part of the transmission line 162 crosses over in the radial direction of the substrate 110 and is coupled to the power supply pad 163. Thus, the transmission line 162 electrically couples the power supply pad 163 and the through electrode 114.
また、基板110の下面においては、貫通電極114と電気機械変換素子120とが電気的に結合される。よって、外部から給電パッドに給電することにより、伝送線路162、貫通電極114および伝送部材150を通じて電気機械変換素子120に駆動電力を供給できる。
Further, the through electrode 114 and the electromechanical conversion element 120 are electrically coupled to each other on the lower surface of the substrate 110. Therefore, driving power can be supplied to the electromechanical transducer 120 through the transmission line 162, the through electrode 114, and the transmission member 150 by feeding the power feeding pad from the outside.
歪ゲージ166は、抜き穴116の近傍に配される。検出パッド167は、歪ゲージ166を形成する線路の両端に電気的に結合される。歪ゲージ166が配された領域において基板110が変形すると、歪ゲージ166を形成する線路における電気抵抗等の電気的特性が変化する。よって、検出パッド167を通じて、基板110の機械的な変形を電気的に検出できる。
The strain gauge 166 is disposed in the vicinity of the punched hole 116. The detection pad 167 is electrically coupled to both ends of the line forming the strain gauge 166. When the substrate 110 is deformed in the region where the strain gauge 166 is disposed, the electrical characteristics such as electrical resistance in the line forming the strain gauge 166 change. Therefore, mechanical deformation of the substrate 110 can be electrically detected through the detection pad 167.
基板110において、抜き穴116に対して径方向外側の領域は、基板110の幅が減少して曲げ剛性が低下している。よって、抜き穴116の長手方向中央付近に配された電気機械変換素子120から基板110が受ける反力を、基板110の変形として歪ゲージ166により高感度に検出できる。
In the substrate 110, the width of the substrate 110 is reduced in the region radially outside the punched hole 116, and the bending rigidity is reduced. Therefore, the reaction force received by the substrate 110 from the electromechanical transducer 120 arranged near the longitudinal center of the punched hole 116 can be detected by the strain gauge 166 as a deformation of the substrate 110 with high sensitivity.
なお、基板110の上面において、貫通穴118の各々の周囲は、付勢部材140の一端が当接して付勢力を伝えるばね座119を兼ねる。よって、貫通穴118直近の周囲に線路は配されない。
On the upper surface of the substrate 110, the periphery of each of the through holes 118 also serves as a spring seat 119 that transmits an urging force by abutting one end of the urging member 140. Therefore, no line is arranged around the through hole 118.
図3は、駆動装置101全体の構造を示す模式図である。図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the overall structure of the drive device 101. Elements common to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
駆動装置101は、図1にも示した付勢部材140、基板110、伝送部材150、電気機械変換素子120および被駆動部材130に加えて、駆動回路170を備える。駆動回路170は、電気機械変換素子120を駆動する2相の駆動信号を発生して、基板110の給電パッド163に供給する。
The drive device 101 includes a drive circuit 170 in addition to the biasing member 140, the substrate 110, the transmission member 150, the electromechanical transducer 120, and the driven member 130, which are also shown in FIG. The drive circuit 170 generates a two-phase drive signal for driving the electromechanical conversion element 120 and supplies it to the power supply pad 163 of the substrate 110.
駆動装置101において、基板110の図中上側に配された付勢部材140は、圧縮された状態で基板110の図中上面に当接して基板110を図中下方に向かって付勢する。基板110の下方には、基板110との間に伝送部材150を挟んで、複数の電気機械変換素子120が配される。
In the driving device 101, the urging member 140 disposed on the upper side of the substrate 110 in the drawing contacts the upper surface of the substrate 110 in a compressed state to urge the substrate 110 downward in the drawing. Below the substrate 110, a plurality of electromechanical transducers 120 are arranged with the transmission member 150 interposed between the substrate 110 and the substrate 110.
伝送部材150の各々は、基板110の貫通電極114と、電気機械変換素子120の給電端子124との間で圧縮される。これにより、貫通電極114および給電端子124が電気的に結合される。よって、駆動回路170から供給されるA相駆動信号およびB相駆動信号は、基板110および伝送部材150を通じて電気機械変換素子120に伝送される。
Each of the transmission members 150 is compressed between the through electrode 114 of the substrate 110 and the power supply terminal 124 of the electromechanical transducer 120. Thereby, the through electrode 114 and the power feeding terminal 124 are electrically coupled. Therefore, the A-phase drive signal and the B-phase drive signal supplied from the drive circuit 170 are transmitted to the electromechanical transducer 120 through the substrate 110 and the transmission member 150.
また、付勢部材140により生じた付勢力は、基板110および伝送部材150を通じて電気機械変換素子120に伝達される。これにより、電気機械変換素子120の当接部126は、被駆動部材130の図中上面に押し付けられる。よって、電気機械変換素子120において発生する駆動力は、被駆動部材130に効率よく伝えられる。
The urging force generated by the urging member 140 is transmitted to the electromechanical conversion element 120 through the substrate 110 and the transmission member 150. Thereby, the contact part 126 of the electromechanical conversion element 120 is pressed against the upper surface of the driven member 130 in the drawing. Therefore, the driving force generated in the electromechanical conversion element 120 is efficiently transmitted to the driven member 130.
更に、電気機械変換素子120は、基板110の図中下側において、係合溝122を基板110の係合部112に係合させる。これにより、図中に矢印Aにより示す紙面と平行な方向について、電気機械変換素子120の基板110に対する相対位置の変位が拘束される。よって、電気機械変換素子120により矢印Aの方向に駆動力が生じた場合、当該駆動力は、被駆動部材130を矢印Aの方向に駆動する。
Furthermore, the electromechanical conversion element 120 engages the engagement groove 122 with the engagement portion 112 of the substrate 110 on the lower side of the substrate 110 in the drawing. Thereby, the displacement of the relative position of the electromechanical transducer 120 with respect to the substrate 110 is restrained in the direction parallel to the paper surface indicated by the arrow A in the drawing. Therefore, when a driving force is generated in the direction of arrow A by the electromechanical transducer 120, the driving force drives the driven member 130 in the direction of arrow A.
なお、上記の通り、係合部112は、被駆動部材130の被駆動面と平行な方向に電気機械変換素子120を拘束する目的で設けられている。よって、係合部112の図中下端面は、電気機械変換素子120の係合溝122の底面に当接していなくてもよい。また、紙面に垂直な方向についても、係合部112は電気機械変換素子120を拘束しない。
Note that, as described above, the engaging portion 112 is provided for the purpose of restraining the electromechanical conversion element 120 in a direction parallel to the driven surface of the driven member 130. Therefore, the lower end surface of the engaging portion 112 in the drawing may not be in contact with the bottom surface of the engaging groove 122 of the electromechanical conversion element 120. Further, the engaging portion 112 does not restrain the electromechanical conversion element 120 in the direction perpendicular to the paper surface.
図4は、電気機械変換素子120のひとつを拡大して側面から見た様子を示す模式図である。他の図と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged view of one of the electromechanical transducer elements 120 as viewed from the side. Elements that are the same as those in the other drawings are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
電気機械変換素子120の各々は、側面から見た場合に略矩形をなす圧電材料層125の対角位置に配された一対のA相電極121およびB相電極123を有する。圧電材料層125は、PZT等の圧電材料により形成される。A相電極121およびB相電極123は、それぞれ、圧電材料層125と共に焼成された金属材料により形成される。
Each of the electromechanical conversion elements 120 includes a pair of A-phase electrodes 121 and B-phase electrodes 123 disposed at diagonal positions of a piezoelectric material layer 125 that is substantially rectangular when viewed from the side. The piezoelectric material layer 125 is formed of a piezoelectric material such as PZT. The A-phase electrode 121 and the B-phase electrode 123 are each formed of a metal material fired together with the piezoelectric material layer 125.
なお、圧電材料層125は、層状の圧電材料を積層して形成してもよいし、バルク状であってもよい。このようにして形成される圧電材料層125の寸法は、例えば、10層程度の層状圧電材料を積層して2mm角程度に形成できる。
The piezoelectric material layer 125 may be formed by stacking layered piezoelectric materials, or may be in a bulk shape. The size of the piezoelectric material layer 125 formed in this way can be formed to be about 2 mm square by laminating, for example, about 10 layered piezoelectric materials.
A相電極121およびB相電極123は、紙面に垂直な方向について、圧電材料層125の裏面にも対応する位置に配される。よって、A相電極121に駆動電圧を印加した場合は、A相電極121に挟まれた領域において、圧電材料層125が収縮または伸張する。同様に、B相電極123に駆動電圧を印加した場合は、B相電極123に挟まれた領域において、圧電材料層125が収縮または伸張する。
The A-phase electrode 121 and the B-phase electrode 123 are arranged at positions corresponding to the back surface of the piezoelectric material layer 125 in the direction perpendicular to the paper surface. Therefore, when a drive voltage is applied to the A-phase electrode 121, the piezoelectric material layer 125 contracts or expands in a region sandwiched between the A-phase electrodes 121. Similarly, when a driving voltage is applied to the B-phase electrode 123, the piezoelectric material layer 125 contracts or expands in a region sandwiched between the B-phase electrodes 123.
図5は、駆動回路170が電気機械変換素子120に供給するA相駆動信号およびB相駆動信号の信号波形を示す波形図である。図示のように、駆動回路170は、例えば正弦波の波形を有する変調信号で変調された電圧信号をA相駆動信号として発生する。また、駆動回路170は、A相駆動信号に対して位相が90度遅れた正弦波波形、即ち、余弦波の波形を有する変調信号で変調された電圧信号を、B相駆動信号として発生する。なお、駆動回路170には、正弦波波形以外の駆動信号を供給してもよい。
FIG. 5 is a waveform diagram showing signal waveforms of the A-phase drive signal and the B-phase drive signal supplied from the drive circuit 170 to the electromechanical conversion element 120. As illustrated, the drive circuit 170 generates a voltage signal modulated with a modulation signal having a sine wave waveform, for example, as an A-phase drive signal. Further, the drive circuit 170 generates a voltage signal modulated by a modulation signal having a sine wave waveform delayed by 90 degrees with respect to the A-phase drive signal, that is, a cosine wave waveform, as the B-phase drive signal. Note that a driving signal other than a sine wave waveform may be supplied to the driving circuit 170.
図6は、上記のようなA相駆動信号およびB相駆動信号を供給された電気機械変換素子120の動作を示す模式図である。上記の通り、A相駆動信号およびB相駆動信号は相互に位相がずれているので、A相電極121が配された領域と、B相電極123が配された領域において、圧電材料層125は異なる伸縮状態を呈する。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the operation of the electromechanical transducer 120 supplied with the A-phase drive signal and the B-phase drive signal as described above. As described above, since the phase of the A-phase drive signal and the B-phase drive signal is shifted from each other, the piezoelectric material layer 125 in the region where the A-phase electrode 121 is disposed and the region where the B-phase electrode 123 is disposed Exhibits different stretch states.
電気機械変換素子120において、A相電極121およびB相電極123は隣接して配されているので、上記のような圧電材料層125の伸縮により、電気機械変換素子120は、屈曲する変形を生じる。また、電気機械変換素子120は、長手方向の寸法が伸縮する変形も同時に生じる。これにより、図中に矢印Bで示すように、当接部126が図中で楕円軌道を描く楕円振動を生じる。
In the electromechanical transducer 120, since the A-phase electrode 121 and the B-phase electrode 123 are disposed adjacent to each other, the electromechanical transducer 120 is deformed to be bent by the expansion and contraction of the piezoelectric material layer 125 as described above. . In addition, the electromechanical conversion element 120 is also deformed such that the longitudinal dimension is expanded and contracted. As a result, as indicated by an arrow B in the figure, the abutting portion 126 generates an elliptical vibration that draws an elliptical orbit in the figure.
再び図3を参照すると、電気機械変換素子120の当接部126は、付勢部材140に由来する付勢力により、被駆動部材130に向かって押し付けられている。よって、当接部126が上記の楕円振動を生じた場合、被駆動部材130は、基板110に対して相対的に、図中の矢印Aの方向に駆動される。
Referring to FIG. 3 again, the contact portion 126 of the electromechanical conversion element 120 is pressed toward the driven member 130 by the urging force derived from the urging member 140. Therefore, when the abutting portion 126 generates the above elliptical vibration, the driven member 130 is driven relative to the substrate 110 in the direction of the arrow A in the figure.
なお、上記のような電気機械変換素子120の作用に鑑みて、当接部126は、電気機械変換素子120に生じる振動の腹に当たる部分に配置することが好ましい。これにより、電気機械変換素子120の楕円振動により生じた駆動力が、被駆動部材130に効率よく伝達される。
In view of the operation of the electromechanical conversion element 120 as described above, the contact portion 126 is preferably disposed at a portion corresponding to the antinode of vibration generated in the electromechanical conversion element 120. As a result, the driving force generated by the elliptical vibration of the electromechanical transducer 120 is efficiently transmitted to the driven member 130.
更に、図2を再び参照すると、電気機械変換素子120は、基板110において環状に配されるので、3つの電気機械変換素子120により駆動された被駆動部材130は回転する。また、電気機械変換素子120は基板110の周縁付近に配置されているので、基板110および被駆動部材130の中央には開口を設けることができる。これにより、環状に形成された駆動装置101は、例えば、光学系の光路を遮ることなく配置して光学部材を駆動する場合に使用できる。
Further, referring to FIG. 2 again, since the electromechanical conversion element 120 is annularly arranged on the substrate 110, the driven member 130 driven by the three electromechanical conversion elements 120 rotates. Further, since the electromechanical conversion element 120 is disposed near the periphery of the substrate 110, an opening can be provided in the center of the substrate 110 and the driven member 130. Thereby, the drive device 101 formed in an annular shape can be used, for example, when the optical member is driven by being arranged without blocking the optical path of the optical system.
更に、基板110の寸法を変更することにより、同じ電気機械変換素子120を用いて異なる径の駆動装置101を形成できる。よって、寸法の異なる被駆動部材130に対応した駆動装置101を廉価に製造できる。
Furthermore, by changing the dimensions of the substrate 110, the drive devices 101 having different diameters can be formed using the same electromechanical transducer 120. Therefore, the drive device 101 corresponding to the driven member 130 having different dimensions can be manufactured at low cost.
なお、上記の例では3つの電気機械変換素子120を用いて駆動装置101を形成したが、電気機械変換素子120の数が3に限られるわけではないことはいうまでもない。被駆動部材の寸法および質量、要求される速度等、負荷の多寡に応じて、電気機械変換素子120の数は自由に選ぶことができる。
In the above example, the drive device 101 is formed using the three electromechanical conversion elements 120, but it goes without saying that the number of electromechanical conversion elements 120 is not limited to three. The number of electromechanical conversion elements 120 can be freely selected according to the load, such as the size and mass of the driven member, the required speed, and the like.
また、再び図2を参照すると、基板110は歪ゲージ166を有する。よって、基板110を通じて電気機械変換素子120を予圧することにより基板110に生じる歪を検出して、複数の電気機械変換素子120の各々にかかっている負荷を検出できる。これにより駆動信号を帰還制御して、駆動装置101を効率よく動作させることができる。
Referring again to FIG. 2, the substrate 110 has a strain gauge 166. Therefore, the strain applied to the substrate 110 can be detected by preloading the electromechanical transducer 120 through the substrate 110, and the load applied to each of the plurality of electromechanical transducers 120 can be detected. As a result, the drive signal can be feedback-controlled and the drive device 101 can be operated efficiently.
上記の形態では、基板110に、伝送線路162と共に歪ゲージ166を実装したが、基板110上に他の素子または回路を実装してもよい。即ち、駆動装置101において、複数の電気機械変換素子120は、基板110上で離間して配置される。よって、基板110上の電気機械変換素子120相互の間に、電気機械変換素子120以外の他の素子または回路を実装できる。これにより、実装密度を向上させ、駆動装置101を含む組立体を小型化できる。
In the above embodiment, the strain gauge 166 is mounted on the substrate 110 together with the transmission line 162, but other elements or circuits may be mounted on the substrate 110. That is, in the driving device 101, the plurality of electromechanical conversion elements 120 are arranged on the substrate 110 so as to be separated from each other. Therefore, other elements or circuits other than the electromechanical conversion element 120 can be mounted between the electromechanical conversion elements 120 on the substrate 110. Thereby, a mounting density can be improved and the assembly containing the drive device 101 can be reduced in size.
上記のような駆動装置101においては、付勢部材140は、基板110に対して付勢力を作用させる。基板110において、ばね座119は等間隔に配置されているので、複数の付勢部材140から基板110に対してバランスよく付勢力が作用する。また、複数の電気機械変換素子120に対して単一の基板110から付勢力が伝えられるので、電気機械変換素子120には均等な付勢力が作用する。
In the drive device 101 as described above, the biasing member 140 applies a biasing force to the substrate 110. Since the spring seats 119 are arranged at equal intervals in the substrate 110, the biasing force acts on the substrate 110 from the plurality of biasing members 140 in a balanced manner. In addition, since the urging force is transmitted from the single substrate 110 to the plurality of electromechanical conversion elements 120, an equal urging force acts on the electromechanical conversion elements 120.
また、基板110が、電気的接続、機械的支持および予圧の伝播をすべて担うので、駆動装置101全体として部品点数の増加が抑制される。更に、多機能の基板110は、組立工数の削減および調整工程期間の短縮と、製品の信頼性にも寄与する。
In addition, since the substrate 110 is responsible for all electrical connections, mechanical support, and propagation of preload, an increase in the number of components as the entire drive device 101 is suppressed. Furthermore, the multi-functional board 110 contributes to a reduction in assembly man-hours, a shortening of the adjustment process period, and product reliability.
図7は、カメラシステム400の模式的断面図である。図1から図6までと共通の部材には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the camera system 400. The same members as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
カメラシステム400は、レンズユニット200およびカメラボディ300を含む。なお、記載を簡潔にする目的で、以下の説明においては、カメラシステム400の撮影対象となる物体側を前側または先端側と記載する。また、カメラボディ300における撮像面側を後側または背面側と記載する。
The camera system 400 includes a lens unit 200 and a camera body 300. For the purpose of simplifying the description, in the following description, the object side to be imaged by the camera system 400 is described as the front side or the front end side. In addition, the imaging surface side in the camera body 300 is referred to as a rear side or a back side.
レンズユニット200は、駆動装置101、固定筒210、レンズ群220、230、240およびレンズ側制御部250を有する。レンズ群220、230、240は固定筒210の内側に保持され、少なくともひとつのレンズ群230は、案内軸236に支持されて光学系の光軸X方向に移動する。
The lens unit 200 includes a driving device 101, a fixed cylinder 210, lens groups 220, 230 and 240, and a lens side control unit 250. The lens groups 220, 230, and 240 are held inside the fixed barrel 210, and at least one lens group 230 is supported by the guide shaft 236 and moves in the optical axis X direction of the optical system.
固定筒210の後端には、レンズ側マウント部260が設けられる。レンズ側マウント部260は、カメラボディ300のボディ側マウント部360と嵌合して、レンズユニット200をカメラボディ300に結合する。レンズ側マウント部260およびボディ側マウント部360の結合は解除できるので、同じ規格のレンズ側マウント部260を有する他のレンズユニット200もカメラボディ300に装着できる。
A lens side mount portion 260 is provided at the rear end of the fixed cylinder 210. The lens side mount part 260 is engaged with the body side mount part 360 of the camera body 300 to couple the lens unit 200 to the camera body 300. Since the coupling of the lens side mount part 260 and the body side mount part 360 can be released, another lens unit 200 having the lens side mount part 260 of the same standard can also be attached to the camera body 300.
レンズ群220、230、240は、固定筒210の内部において、光軸Xに沿って配列されて光学系を形成する。少なくともひとつのレンズ群230は、当該レンズ群230を保持する保持枠232に案内軸236を挿通されて摺動自在に支持される。
The lens groups 220, 230, and 240 are arranged along the optical axis X inside the fixed cylinder 210 to form an optical system. At least one lens group 230 is slidably supported by inserting a guide shaft 236 into a holding frame 232 that holds the lens group 230.
保持枠232は、レンズユニット200の径方向に外に向かって突出したカムフォロワ234を有する。カムフォロワ234は、固定筒210の内側に配されたカム筒238のカム溝に噛み合う。よって、カム筒238が光軸Xの回りに回転した場合、レンズ群230は、案内軸236に沿って、光学系の光軸Xと平行な方向に移動する。
The holding frame 232 includes a cam follower 234 that protrudes outward in the radial direction of the lens unit 200. The cam follower 234 meshes with a cam groove of a cam cylinder 238 disposed inside the fixed cylinder 210. Therefore, when the cam cylinder 238 rotates around the optical axis X, the lens group 230 moves along the guide shaft 236 in a direction parallel to the optical axis X of the optical system.
駆動装置101は、カム筒238の後端と固定筒210の後端面との間に配され、固定筒210に対してカム筒238を回転駆動する。駆動装置101において、付勢部材140は、固定筒210の後端付近において、基板110を光軸Xと平行な方向に前側に向かって付勢する。
The drive device 101 is disposed between the rear end of the cam cylinder 238 and the rear end surface of the fixed cylinder 210, and rotationally drives the cam cylinder 238 with respect to the fixed cylinder 210. In the driving device 101, the urging member 140 urges the substrate 110 toward the front side in a direction parallel to the optical axis X in the vicinity of the rear end of the fixed cylinder 210.
これにより、基板110に結合された電気機械変換素子120は、カム筒238の後端側に設けられた被駆動部材130に向かって押し付けられる。このような構造により、電気機械変換素子120が発生した駆動力は、カム筒238を回転駆動して、レンズ群230を移動させる。これにより、レンズユニット200においては、レンズ群230を含む光学系の、例えば焦点位置が変化する。
Accordingly, the electromechanical conversion element 120 coupled to the substrate 110 is pressed toward the driven member 130 provided on the rear end side of the cam cylinder 238. With such a structure, the driving force generated by the electromechanical conversion element 120 rotates the cam cylinder 238 to move the lens group 230. As a result, in the lens unit 200, for example, the focal position of the optical system including the lens group 230 changes.
なお、レンズ側制御部250は、上記駆動装置101の駆動回路170を含むと共に、レンズユニット200全体の制御を担う。また、レンズ側制御部250は、カメラボディ300のボディ側制御部322との通信も担う。これにより、カメラボディ300に装着されたレンズユニット200は、カメラボディ300と連携して動作する。
The lens-side control unit 250 includes the drive circuit 170 of the drive device 101 and controls the entire lens unit 200. The lens-side control unit 250 is also responsible for communication with the body-side control unit 322 of the camera body 300. Thereby, the lens unit 200 attached to the camera body 300 operates in cooperation with the camera body 300.
カメラボディ300は、ボディ側マウント部360の後側にミラーユニット370を備える。ミラーユニット370は、メインミラー保持枠372およびメインミラー371を有する。メインミラー保持枠372は、メインミラー371を保持しつつ、メインミラー回動軸373により軸支される。
The camera body 300 includes a mirror unit 370 on the rear side of the body side mount portion 360. The mirror unit 370 has a main mirror holding frame 372 and a main mirror 371. The main mirror holding frame 372 is supported by a main mirror rotating shaft 373 while holding the main mirror 371.
また、ミラーユニット370は、サブミラー保持枠375およびサブミラー374を有する。サブミラー保持枠375は、サブミラー374を保持しつつ、サブミラー回動軸376によりメインミラー保持枠372から軸支される。メインミラー保持枠372が回動した場合、サブミラー374およびサブミラー保持枠375はメインミラー保持枠372と共に移動しつつ、メインミラー保持枠372に対して回動する。
Further, the mirror unit 370 includes a sub mirror holding frame 375 and a sub mirror 374. The sub mirror holding frame 375 is pivotally supported from the main mirror holding frame 372 by a sub mirror rotating shaft 376 while holding the sub mirror 374. When the main mirror holding frame 372 rotates, the sub mirror 374 and the sub mirror holding frame 375 rotate with respect to the main mirror holding frame 372 while moving together with the main mirror holding frame 372.
カメラボディ300において、ミラーユニット370の図中上方にはフォーカシングスクリーン352およびペンタプリズム354が順次配される。また、カメラボディ300において、ペンタプリズム354の図中後方にはファインダ光学系356および測光センサ390が配される。ファインダ光学系356の後端は、カメラボディ300の背面にファインダ350として露出する。測光センサ390は、入射光強度を検出する。
In the camera body 300, a focusing screen 352 and a pentaprism 354 are sequentially arranged above the mirror unit 370 in the drawing. In the camera body 300, a finder optical system 356 and a photometric sensor 390 are disposed behind the pentaprism 354 in the drawing. The rear end of the viewfinder optical system 356 is exposed as a viewfinder 350 on the back surface of the camera body 300. The photometric sensor 390 detects the incident light intensity.
カメラボディ300において、ミラーユニット370の図中後方には、フォーカルプレンシャッタ310、光学フィルタ332および撮像素子330が順次配される。フォーカルプレンシャッタ310は開閉して、撮像素子330に入射する被写体光束を導入または遮断する。
In the camera body 300, a focal plane shutter 310, an optical filter 332, and an image sensor 330 are sequentially arranged behind the mirror unit 370 in the drawing. The focal plane shutter 310 opens and closes, and introduces or blocks a subject light beam incident on the image sensor 330.
光学フィルタ332は、撮像素子330の直前に設置され、撮像素子330に入射する被写体光束から赤外線および紫外線を除去する。また、光学フィルタ332は、撮像素子330の表面を保護する。更に、光学フィルタ332は、被写体光束の空間周波数を減じるローパスフィルタを含む。これにより、光学フィルタ332は、撮像素子330のナイキスト周波数を越える空間周波数成分を入射光束から除去してモアレの発生を抑制する。
The optical filter 332 is installed immediately before the image sensor 330 and removes infrared rays and ultraviolet rays from the subject light flux incident on the image sensor 330. The optical filter 332 protects the surface of the image sensor 330. Furthermore, the optical filter 332 includes a low-pass filter that reduces the spatial frequency of the subject luminous flux. Thereby, the optical filter 332 removes the spatial frequency component exceeding the Nyquist frequency of the image sensor 330 from the incident light beam, and suppresses the generation of moire.
撮像素子330は、CCDセンサ、CMOSセンサなどの光電変換素子により形成され、光学フィルタ332を透過した入射光を受光する。撮像素子330の更に背後には、基板320、背面表示部340が順次配される。基板320には、ボディ側制御部322および画像処理部324等が実装される。背面表示部340は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ300の背面に露出する。
The imaging element 330 is formed by a photoelectric conversion element such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and receives incident light transmitted through the optical filter 332. A substrate 320 and a rear display unit 340 are sequentially arranged behind the image sensor 330. On the substrate 320, a body side control unit 322, an image processing unit 324, and the like are mounted. The rear display unit 340 is formed of a liquid crystal display panel or the like, and is exposed on the rear surface of the camera body 300.
図示の状態にあるメインミラー371は、レンズユニット200を通じて入射した被写体光束を斜めに横切る観察位置にある。観察位置のメインミラー371に入射した被写体光の一部は、メインミラー371の一部に形成されたハーフミラー領域を透過してサブミラー374に入射する。サブミラー374に入射した被写体光の一部は、ミラーユニット370の図中下方に向かって反射され、ミラーユニット370の図中下方に配された合焦光学系380を通じて合焦センサ382に入射される。
The main mirror 371 in the state shown in the figure is at an observation position that obliquely crosses the subject luminous flux incident through the lens unit 200. Part of the subject light incident on the main mirror 371 at the observation position passes through a half mirror region formed on a part of the main mirror 371 and enters the sub mirror 374. Part of the subject light incident on the sub mirror 374 is reflected downward in the figure of the mirror unit 370 and is incident on the focus sensor 382 through the focusing optical system 380 disposed in the lower part of the mirror unit 370 in the figure. .
また、観察位置にあるメインミラー371は、レンズユニット200を通じて入射した入射光束の大半をフォーカシングスクリーン352に向かって反射する。フォーカシングスクリーン352は、撮像素子330の素子配列面と光学的に共役な位置に配され、レンズユニット200の光学系が形成した像光を可視化する。フォーカシングスクリーン352に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム354およびファインダ光学系356を通じてファインダ350から正立正像として観察される。
The main mirror 371 at the observation position reflects most of the incident light beam incident through the lens unit 200 toward the focusing screen 352. The focusing screen 352 is disposed at a position optically conjugate with the element arrangement surface of the imaging element 330 and visualizes the image light formed by the optical system of the lens unit 200. The subject image connected to the focusing screen 352 is observed as an erect image from the viewfinder 350 through the pentaprism 354 and the viewfinder optical system 356.
ペンタプリズム354から射出される被写体光束の一部は、ファインダ光学系356の上方に配された測光センサ390に受光される。カメラボディ300のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ390は、受光した入射光束の一部から被写体輝度を検出する。
Part of the subject luminous flux emitted from the pentaprism 354 is received by the photometric sensor 390 disposed above the viewfinder optical system 356. When the release button of the camera body 300 is pressed halfway, the photometric sensor 390 detects the subject brightness from a part of the received incident light beam.
ボディ側制御部322は、検出された被写体輝度に応じて、絞り値、シャッタ速度、ISO感度等の撮像条件を算出する。これにより、カメラシステム400は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
The body-side control unit 322 calculates imaging conditions such as an aperture value, a shutter speed, and ISO sensitivity according to the detected subject brightness. As a result, the camera system 400 is in a state where it can shoot a subject under appropriate shooting conditions.
また、カメラボディ300のレリーズボタンが半押し状態になると、合焦センサ382は、レンズユニット200の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部322に通知する。ボディ側制御部322は、レンズ側制御部250と通信して、検知されたデフォーカス量を打ち消すように、レンズ群230を移動させる。こうして、レンズユニット200は、撮像素子330の素子配列面に被写体像を結ぶべく合焦する。
When the release button of the camera body 300 is half-pressed, the focus sensor 382 detects the defocus amount in the optical system of the lens unit 200 and notifies the body side control unit 322. The body side control unit 322 communicates with the lens side control unit 250 to move the lens group 230 so as to cancel the detected defocus amount. In this way, the lens unit 200 is focused to form a subject image on the element array surface of the image sensor 330.
続いて、カメラシステム400においてレリーズボタンが深く押し込まれた場合、メインミラー保持枠372はメインミラー371と共に図中時計回りに回動し、退避位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー371は、レンズユニット200の光学系を通じて入射した被写体光束の光路から退避する。
Subsequently, when the release button is pushed deeply in the camera system 400, the main mirror holding frame 372 rotates clockwise together with the main mirror 371 in the drawing and stops substantially horizontally at the retracted position. As a result, the main mirror 371 retracts from the optical path of the subject luminous flux incident through the optical system of the lens unit 200.
メインミラー371が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠375も、メインミラー保持枠372と上昇すると共に、サブミラー回動軸376の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー374も被写体光束の光路から退避する。
When the main mirror 371 rotates toward the shooting position, the sub mirror holding frame 375 also moves up with the main mirror holding frame 372 and rotates around the sub mirror rotation shaft 376 and stops substantially horizontally at the shooting position. To do. As a result, the sub mirror 374 is also retracted from the optical path of the subject light beam.
メインミラー371およびサブミラー374が撮影位置に移動すると、続いてフォーカルプレンシャッタ310が開く。これにより、レンズユニット200の光学系を通じて入射した入射光束は、光学フィルタ332を通過して撮像素子330に受光され、撮像される。その後、フォーカルプレンシャッタ310の後膜が閉じ、メインミラー371およびサブミラー374は再び観察位置に復帰して、撮影に係る一連の動作が完了する。
When the main mirror 371 and the sub mirror 374 move to the photographing position, the focal plane shutter 310 is subsequently opened. Thereby, the incident light beam incident through the optical system of the lens unit 200 passes through the optical filter 332, is received by the image sensor 330, and is imaged. Thereafter, the rear film of the focal plane shutter 310 is closed, the main mirror 371 and the sub mirror 374 are returned to the observation position again, and a series of operations related to photographing is completed.
なお、レンズ交換式一眼レフカメラのカメラシステム400におけるレンズユニット200に駆動装置101を適用した例について説明したが、駆動装置101は、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等、様々な撮像装置のレンズユニットにおいて光学部材を移動させる用途に使用できる。更に,撮像装置に限らず、光学部材を備えた顕微鏡等の光学装置をはじめ、高い位置決め精度で位置決めされた部材を駆動する場合に広く利用できる。また更に、光学装置に限らず、ステージ装置等のアクチュエータとしても広範に利用できる。
In addition, although the example which applied the drive device 101 to the lens unit 200 in the camera system 400 of a lens interchangeable single-lens reflex camera was demonstrated, the drive device 101 is various imaging devices, such as a mirrorless camera, a compact camera, and a video camera. The lens unit can be used for moving the optical member. Furthermore, the present invention is not limited to the imaging device, and can be widely used when driving a member positioned with high positioning accuracy, including an optical device such as a microscope provided with an optical member. Furthermore, the present invention is not limited to optical devices, and can be widely used as actuators for stage devices and the like.
図8は、伝送線路162のレイアウトが異なる基板111の平面図である。図2に示した基板110と機能が等しい要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 8 is a plan view of the substrate 111 having a different transmission line 162 layout. Elements having the same functions as those of the substrate 110 shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
基板111は、3組の貫通電極114、3つの抜き穴116および3つの貫通穴118を有する点で、駆動装置101の基板110と共通する。また、基板111は、導電材料により形成された、クロスオーバを含む伝送線路162、給電パッド163、歪ゲージ166および検出パッド167を有する点においても駆動装置101の基板110と共通する。
The substrate 111 is common to the substrate 110 of the driving device 101 in that it has three sets of through electrodes 114, three through holes 116, and three through holes 118. The substrate 111 is also common to the substrate 110 of the driving device 101 in that it includes a transmission line 162 including a crossover, a power supply pad 163, a strain gauge 166, and a detection pad 167, which are formed of a conductive material.
ただし、基板111においては、貫通電極114の配置が異なる。即ち、基板111においては、電気機械変換素子120の各々に対して、電気機械変換素子120の長手方向の略中央に一列に貫通電極114が配置される。このような貫通電極114の配置に対応して、基板111に組み合わせて使用する電気機械変換素子127においても、給電端子124の配置が変更される。
However, in the substrate 111, the arrangement of the through electrodes 114 is different. That is, in the substrate 111, the through-electrodes 114 are arranged in a row at the approximate center in the longitudinal direction of the electromechanical conversion element 120 for each of the electromechanical conversion elements 120. Corresponding to the arrangement of the through electrodes 114, the arrangement of the power supply terminals 124 is also changed in the electromechanical conversion element 127 used in combination with the substrate 111.
図9は、基板111および電気機械変換素子127の対応関係を示す部分的な分解斜視図である。図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 9 is a partial exploded perspective view showing a correspondence relationship between the substrate 111 and the electromechanical conversion element 127. Elements that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
基板111においては、係合部112が、貫通電極114のなす列と重なる位置に配される。また、基板111において、貫通電極114は、係合部112の内部を貫通して設けられ、下端面を係合部112の下端面に露出させる。このような基板111に対応する電気機械変換素子127においては、給電端子124が係合溝122の底面に配される。
In the substrate 111, the engaging portion 112 is disposed at a position overlapping the row formed by the through electrodes 114. Further, in the substrate 111, the through electrode 114 is provided so as to penetrate the inside of the engaging portion 112, and the lower end surface is exposed to the lower end surface of the engaging portion 112. In the electromechanical conversion element 127 corresponding to the substrate 111, the power supply terminal 124 is disposed on the bottom surface of the engagement groove 122.
図10は、基板111および電気機械変換素子127を備えた駆動装置102全体の構造を示す模式図である。他の図と共通な要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the overall structure of the driving device 102 including the substrate 111 and the electromechanical conversion element 127. Elements common to the other drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
駆動装置102においても、基板110の図中上側に配された付勢部材140は、圧縮された状態で基板110に当接して、基板110を図中下方に向かって付勢する。基板110の図中下側には、係合部112の下端に係合溝122に係合させた電気機械変換素子120が配される。
Also in the driving device 102, the urging member 140 disposed on the upper side of the substrate 110 in the drawing abuts against the substrate 110 in a compressed state, and urges the substrate 110 downward in the drawing. On the lower side of the substrate 110 in the figure, the electromechanical conversion element 120 engaged with the engagement groove 122 is disposed at the lower end of the engagement portion 112.
係合部112の下端面は、係合溝122の底面に当接する。よって、付勢部材140により基板111に加わる付勢力は、係合部112を通じて電気機械変換素子120の各々に伝えられる。これにより、電気機械変換素子120の各々は、被駆動部材130に向かって付勢される。また、基板111の貫通電極114は、電気機械変換素子120の給電端子124に押し付けられ、電気的に結合される。
The lower end surface of the engaging portion 112 is in contact with the bottom surface of the engaging groove 122. Therefore, the urging force applied to the substrate 111 by the urging member 140 is transmitted to each of the electromechanical conversion elements 120 through the engaging portion 112. As a result, each of the electromechanical conversion elements 120 is biased toward the driven member 130. Further, the through electrode 114 of the substrate 111 is pressed against the power supply terminal 124 of the electromechanical transducer 120 and is electrically coupled.
再び図6を参照すると判るように、電気機械変換素子120の長手方向中央は、電気機械変換素子120が駆動信号を供給されて振動した場合に振動の節が位置する。よって、電気機械変換素子120の中央では振動による変位が小さく、貫通電極114および給電端子124の良好な接触状態を維持できる。
As can be seen from FIG. 6 again, in the longitudinal center of the electromechanical transducer 120, a vibration node is located when the electromechanical transducer 120 is vibrated by being supplied with a drive signal. Therefore, the displacement due to vibration is small in the center of the electromechanical conversion element 120, and a good contact state between the through electrode 114 and the power supply terminal 124 can be maintained.
また、係合部112が振動の節において電気機械変換素子120に結合されるので、被駆動部材130による負荷以外に電気機械変換素子120の振動を妨げる要素が無い。これにより、電気機械変換素子120を効率よく動作させることができる。
Further, since the engaging portion 112 is coupled to the electromechanical conversion element 120 at the vibration node, there is no element that prevents vibration of the electromechanical conversion element 120 other than the load by the driven member 130. Thereby, the electromechanical transducer 120 can be operated efficiently.
図11は、他の駆動装置103を、図3および図10と同じ視点から示す模式的断面図である。駆動装置101、102と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another driving device 103 from the same viewpoint as FIGS. 3 and 10. Elements common to the drive devices 101 and 102 are assigned the same reference numerals, and redundant description is omitted.
駆動装置103において、被駆動部材131は円筒形の形状を有する。また、電気機械変換素子129は、図中水平に、基板113の外側から内側に向かう方向に、当接部126を被駆動部材131に当接させる。
In the driving device 103, the driven member 131 has a cylindrical shape. In addition, the electromechanical conversion element 129 causes the contact portion 126 to contact the driven member 131 in the direction from the outside to the inside of the substrate 113 horizontally in the drawing.
駆動装置103は、基板113の図中下側に付勢部材140を備える。付勢部材140は、止めねじ142により一端を基板113に固定される。付勢部材140の他端は、電気機械変換素子129の側面に当接する。これにより、付勢部材140は、電気機械変換素子129を、図中水平に、基板113の外側から内側に向かう方向に付勢する。よって、電気機械変換素子129の当接部126は、被駆動部材131の外周面に、図中側方から押し付けられる。
The driving device 103 includes a biasing member 140 on the lower side of the substrate 113 in the figure. One end of the biasing member 140 is fixed to the substrate 113 by a set screw 142. The other end of the urging member 140 contacts the side surface of the electromechanical conversion element 129. Thereby, the urging member 140 urges the electromechanical conversion element 129 horizontally in the drawing in a direction from the outside to the inside of the substrate 113. Therefore, the contact portion 126 of the electromechanical conversion element 129 is pressed against the outer peripheral surface of the driven member 131 from the side in the figure.
なお、駆動装置103においては、基板113と電気機械変換素子129との間に伝送部材150が挟まれ、基板113および電気機械変換素子129を電気的に結合する。また、駆動装置103は、付勢部材140の付勢方向に摺動自在に電気機械変換素子129を支持する支持部180を備える。
In the driving device 103, the transmission member 150 is sandwiched between the substrate 113 and the electromechanical conversion element 129, and the substrate 113 and the electromechanical conversion element 129 are electrically coupled. Further, the driving device 103 includes a support portion 180 that supports the electromechanical conversion element 129 so as to be slidable in the biasing direction of the biasing member 140.
図12は、図11に矢印Cで示す方向から駆動装置103を見た様子を部分的に示す側面図である。図11と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、図11に示した断面の位置を図12に矢印Dで示す。
FIG. 12 is a side view partially showing a state in which the driving device 103 is seen from the direction indicated by the arrow C in FIG. Elements that are the same as those in FIG. 11 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. The position of the cross section shown in FIG. 11 is indicated by an arrow D in FIG.
支持部180の図中上面には、紙面に対して垂直に延在する案内突起182が設けられる。案内突起182は、電気機械変換素子129の図中下面に形成された係合溝122と係合する。これにより、電気機械変換素子129は、紙面対して垂直に摺動可能な状態で支持部180から支持される。
A guide protrusion 182 extending perpendicularly to the paper surface is provided on the upper surface of the support portion 180 in the drawing. The guide protrusion 182 engages with an engagement groove 122 formed on the lower surface of the electromechanical conversion element 129 in the drawing. Thereby, the electromechanical conversion element 129 is supported from the support part 180 in a state in which the electromechanical conversion element 129 can slide vertically with respect to the paper surface.
付勢部材140は、電気機械変換素子129の長手方向中央において電気機械変換素子129を、紙面に垂直に付勢する。よって、電気機械変換素子129は、案内突起182に案内されて、紙面奥側に位置する被駆動部材131に向かって押し付けられる。
The urging member 140 urges the electromechanical conversion element 129 perpendicularly to the paper surface at the longitudinal center of the electromechanical conversion element 129. Therefore, the electromechanical conversion element 129 is guided by the guide protrusion 182 and pressed toward the driven member 131 located on the back side of the drawing.
更に、図12に点線で示すように、伝送部材150は、電気機械変換素子129の長手方向中央において電気機械変換素子129に当接する。このように、電気機械変換素子129は、振動の節において案内突起182、付勢部材140および伝送部材150に当接して支持され且つ付勢されるので、駆動信号を供給された場合に生じる振動がこれらの部材に妨げられることが少ない。
Further, as indicated by a dotted line in FIG. 12, the transmission member 150 contacts the electromechanical conversion element 129 at the center in the longitudinal direction of the electromechanical conversion element 129. As described above, the electromechanical conversion element 129 is supported and urged in contact with the guide protrusion 182, the urging member 140 and the transmission member 150 at the vibration node, and thus vibration generated when a drive signal is supplied. Are less disturbed by these members.
図13は、基板113の平面図である。図11および図12と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 13 is a plan view of the substrate 113. Elements common to FIG. 11 and FIG. 12 are assigned the same reference numerals, and redundant description is omitted.
基板113は、貫通電極114および貫通穴118を有する点で、基板110、111と共通する。貫通電極114は、基板111と同様に、電気機械変換素子120各々の長手方向中央に位置するように、基板113の径方向に配置される。
The substrate 113 is common to the substrates 110 and 111 in that it has a through electrode 114 and a through hole 118. Similar to the substrate 111, the through electrode 114 is arranged in the radial direction of the substrate 113 so as to be located at the center in the longitudinal direction of each electromechanical transducer 120.
基板113は、導電材料により形成された伝送線路162を有する点においても基板110、111と共通する。ただし、基板113では、抜き穴116、歪ゲージ166および検出パッド167は省かれている。また、給電パッド163に換えて、コネクタ117が実装される。更に、基板113は付勢力を受けていないので、基板113にばね座119はない。
The substrate 113 is also in common with the substrates 110 and 111 in that it has a transmission line 162 formed of a conductive material. However, in the substrate 113, the hole 116, the strain gauge 166, and the detection pad 167 are omitted. In addition, a connector 117 is mounted instead of the power supply pad 163. Further, since the substrate 113 is not subjected to the urging force, the substrate 113 does not have the spring seat 119.
なお、基板113には抜き穴116および歪ゲージ166も設けられていない。しかしながら、基板113においても、付勢部材140が固定された領域の近傍に歪ゲージ166を設けて、個々の電気機械変換素子129にかかる負荷を検出してもよい。また、設けた歪ゲージ166の近傍に抜き穴116または切り込み等を設けて、歪ゲージ166を高感度にしてもよい。
The substrate 113 is not provided with the punched hole 116 and the strain gauge 166. However, also on the substrate 113, a strain gauge 166 may be provided in the vicinity of the region where the urging member 140 is fixed, and the load applied to each electromechanical transducer 129 may be detected. Further, the strain gauge 166 may be highly sensitive by providing a hole 116 or a notch in the vicinity of the provided strain gauge 166.
図14は、駆動装置103から基板113を取り除いた様子を示す平面図である。図11から図13まで共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
FIG. 14 is a plan view showing a state where the substrate 113 is removed from the driving device 103. Elements common to FIGS. 11 to 13 are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
駆動装置103においては、被駆動部材131が円筒状の形状を有し、電気機械変換素子129は、被駆動部材131の外周面に沿って等間隔に配置され、環状の被駆動部材131の外周面に内側に向かって当接部126を当接させる。これにより、他の実施形態で用いた電気機械変換素子120、127と略同じ仕様の電気機械変換素子129を用いて、環状の被駆動部材131を回転させる駆動装置を形成できる。
In the driving device 103, the driven member 131 has a cylindrical shape, and the electromechanical conversion elements 129 are arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the driven member 131, and the outer periphery of the annular driven member 131 is The contact portion 126 is brought into contact with the surface inward. Thereby, the drive device which rotates the cyclic | annular driven member 131 using the electromechanical conversion element 129 of the specification substantially the same as the electromechanical conversion elements 120 and 127 used in other embodiment can be formed.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.