JP3790829B2 - 超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラや望遠鏡等の使用時における手振れ等に起因した像振れを防止する振れ防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばカメラに関して、自動化が推進されており、自動露出，自動巻き上げ，オートスピードライトさらにはオートフォーカス等が実現されており、写真撮影がより簡単になってきている。しかし、ズームコンパクトカメラの高倍率化に伴い、特に長焦点距離の撮影では、手振れ等による像振れの影響を無視することができない状況になっている。
【０００３】
このような状況下で、撮影時の手振れを補正して像振れを防止する振れ防止装置が、例えば特開平３─１１０５３０号公報や本出願人が先に提案した特願平５─９５２０４号により、提案されている。
図３３は、このような振れ防止装置を適用されたカメラの一例を一部透視状態で示す斜視図である。
【０００４】
同図に示すように、カメラ１の光軸Ｚと垂直な面において横方向（カメラの左右変化：ヨーイング方向，Ｘ方向）及び縦方向（カメラの上下変化：ピッチング方向，Ｙ方向）それぞれの角速度センサ２，３と，レンズを保持するレンズ枠４をＸ方向及びＹ方向それぞれに駆動する二つの伝達ギヤ列５，６と，伝達ギヤ列５，６に接続される電磁モータ７，８とを設けて振れ防止光学系９を構成しておき、角速度センサ２，３の出力から得られた振れ情報にしたがって、電磁モータ７，８を起動してレンズ枠４を振れ方向と反対方向にシフトさせる。
このように、振れにより生じる像の移動をレンズ枠を振れ方向と反対方向に向けてシフトさせて相殺することにより、撮影時の手振れを補正して像振れの防止を図っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の振れ防止装置は、駆動源として高速回転・低トルクの電磁モータ７，８を用い、この電磁モータ７，８に減速機構である伝達ギヤ列５，６を接続してトルクの増大を図ってから、レンズ枠４を光軸Ｚと直交する平面内でシフトさせるため、装置全体が大型化・高重量化し、小型化及び軽量化を図るには限界があった。
【０００６】
また、多数の歯車からなる伝達ギヤ列５，６を用いるため、部品点数が増加して構造的に複雑化し、部品の製造及び組立てコストが嵩んでしまい、今まで以上の低コスト化を図ることが難しいという問題もあった。
【０００７】
また、伝達ギヤ列５，６の歯車に与えるバックラッシやイナーシャのために、応答性，特に振れ防止装置としては極めて重要な起動時の立ち上がりの応答性の根本的な向上を図ることが難しいとともに、機械騒音を解消できないという問題もあった。
【０００８】
さらに、レンズ枠４をＸ方向及びＹ方向へそれぞれ独立してシフトさせるために、伝達ギヤ列５，６及び電磁モータ７，８を、一方向について最低一ユニット設ける必要があり、このことも、装置の大型化，高重量化，複雑化さらには騒音化に一層拍車をかけていた。
【０００９】
本発明の目的は、小型化及び軽量化を図ることができ、応答性，特に起動時の立ち上がりの応答性を根本的に向上することができ、静粛性に優れ、さらには部品点数の削減を図ることができる振れ防止装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項１の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交する平面内又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ防止光学系の駆動源は、超音波アクチュエータであり、前記超音波アクチュエータは、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記超音波アクチュエータは、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と、前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記超音波アクチュエータは、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、前記インパクト駆動型アクチュエータは、それぞれ２個が一対として対向配置さ れていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記振れ防止光学系は、前記平面と平行で前記光軸で直交する駆動軸を有し、前記一対のアクチュェータは前記駆動軸を挟んで対向配置され、該アクチュエータの駆動方向は前記駆動軸と平行であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、前記振れ防止光学系を該振れ防止光学系の外周部で保持するレンズ枠と、前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠と交差する４カ所に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されることを特徴とする。
【００１９】
【作用】
本発明によれば、以下のような作用がある。
（１）前記超音波アクチュエータが、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であるため、できるだけコンパクトに設置されるようになる。
【００２０】
（２）前記超音波アクチュエータが、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と，前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２１】
（３）前記超音波アクチュエータが、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２２】
（４）前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じるようになる。
【００２３】
（５）前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じるようになる。
【００２４】
（６）前記超音波アクチュエータは、相対運動部材と，一端が前記相対運動部材に設置されて印加電圧により励振する電気機械変換素子と，前記電気機械変換素子の他端に取り付けられて前記相対運動部材に衝撃力を与える慣性体とを備える少なくとも２つのインパクト駆動型アクチュエータであるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２５】
（７）前記超音波インパクト駆動型アクチュエータは、前記振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠が前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、設置されるため、レンズ枠が前記超音波アクチュエータに駆動されて前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で自由に移動するようになる。
【００２６】
（８）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠の外周に交差する４箇所に、前記レンズ枠を相対運動部材として設置されるため、前記レンズ枠を例えばＸ方向及びＹ方向に確実に移動するようになる。
【００２７】
（９）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されるため、例えばＸ方向及びＹ方向にそれぞれ独立して直線的に移動するようになるとともに、Ｘ方向及びＹ方向の合成方向にも直線的に移動するようになる。
【００２８】
【実施例】
（第１実施例）
以下に、本発明の実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本発明は、略述すれば、振れ防止装置の振れ防止光学系の駆動源として超音波アクチュエータを用いた点に特徴を有するものである。そこで、まず、本実施例で用いる超音波アクチュエータを説明する。
【００３０】
図１は、本実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータ１０を分解した状態で示す斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータ１０は、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体１１と，弾性体１１の一方の平面１１ａに例えば接着により接合され、駆動信号により励振され、弾性体１１に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子の一例である２枚の圧電素子１２及び１３と，弾性体１１の他方の平面１１ｂに形成された４個の駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄ等を備える。
【００３２】
弾性体１１は、図示するように、中空円板型の弾性部材であって、金属又はプラスチック等の弾性材料により製作されている。
【００３３】
弾性体１１は、図２によって説明するように、中空円板の寸法を適宜設定することにより、伸縮運動（Ｒ１モード：面方向への広がり振動）と，２次の屈曲振動（Ｂ21モード）とを一致させることが可能である。本実施例では、中空円板の内側の穴の径を調整することによって実現している。
【００３４】
図２の横軸は、中空円板の外径２ａと内径２ｂとの比ｙ＝ｂ／ａを示しており、０の位置では孔が開いておらず、１に近づくにしたがって孔が大きくなる。
また、縦軸は、Ｂ21モードの共振周波数ω21に対するＲ１モードの共振周波数ω00の比，すなわち、ω21／ω00＝｛α21 2 ／[ ２．０５・（３）1/3 ] ｝・（ｈ／２ａ）を示す。
【００３５】
ここで、図２の曲線（Ａ）は、Ｒ１モードを示しており、曲線（Ｂ）、曲線（Ｃ）及び曲線（Ｄ）は、Ｂ21モードの場合であって、ｈ（円板の厚み）／２ａの値を、３／４０，２．５／４０，２／４０と異ならせたものである。
【００３６】
図２から明らかなように、厚みｈ＝２．５ｍｍ，外径２ａ＝４０ｍｍの場合に、ｙ＝０．６付近で縮退が可能である。このように、弾性体１１に生じる伸縮運動及び屈曲振動それぞれの共振周波数がほぼ一致するように、弾性体１１の外径２ａ及び内径２ｂの比が調整されるため、高効率で楕円運動が生じる。
【００３７】
本実施例では、Ｒ１モードとＢ21モードとを縮退させる例で説明し、Ｒ１−Ｂ21モードのときの節を後述する図３に破線で示す。
【００３８】
圧電素子１２，１３は、図１に示すように、半中空円板型をしており、ＰＺＴ等により製作されている。圧電素子１２，１３は、圧電材料が１方向に分極されており、２相の入力電圧Ａ，Ｂが印加される。また、圧電素子１２，１３の表面には、電極が、４つの四半円形の電極板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄに分割されて、例えば接着により装着されている。
【００３９】
駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１の屈曲振動と伸縮振動との合成振動により発生する楕円運動を取り出す部分であり、固定部材（相対運動部材）と接触しながら相対移動する。駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１の下面であって、その外縁部の４箇所に９０°毎に設けられている。これらの駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄは耐磨耗性を向上させるために、窒化珪素などの球体を取り付けている。
【００４０】
これらの駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄは、駆動力を効率的に取り出すために縦振動の節となる位置を避けて設けることがよく、本実施例では、屈曲振動モードにより生じる、移動平面に対して略垂直方向の上下振動の腹の位置に設けている。
【００４１】
この超音波アクチュエータ１０の駆動回路の一例を図３に示す。図３において、発振器１６は、２つの圧電素子１２，１３に高周波電圧Ａ，Ｂを印加するためのものであり、その出力は分岐して、一方は、Ｘ方向用移相器１７Ｘ，Ｙ方向用移相器１７Ｙによって時間的にπ／２だけ移相された後に、Ｘ方向用の増幅器１８Ｘ，Ｙ方向用の増幅器１８Ｙに接続され、他方は、Ｘ方向用の増幅器１９Ｘ，Ｙ方向用の増幅器１９Ｙに直接接続されている。
【００４２】
各増幅器１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，１９Ｙは、切換スイッチ２０を介して、各電極板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄに接続されている。
【００４３】
切換スイッチ２０は、接点が全てＸ側（図３の破線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８Ｘの出力は、電極板１５ａ，１５ｂに接続され、増幅器１９Ｘの出力は、電極板１５ｃ，１５ｄに接続される。したがって、左側の電極板１５ａ，１５ｂがグループ化されるとともに、右側の電極板１５ｃ，１５ｄがグループ化されるため、超音波アクチュエータ１０はＸ方向へ移動することができる。
【００４４】
同様にして、切換スイッチ２０は、接点が全てＹ側（図３の実線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８Ｙの出力は、電極板１５ａ，１５ｃに接続され、増幅器１９Ｙの出力は、電極板１５ｂ，１５ｄに接続される。したがって、上側の電極板１５ａ，１５ｃがグループ化されるとともに、下側の電極板１５ｂ，１５ｄがグループされるため、超音波アクチュエータ１０はＹ方向へ移動することができる。
【００４５】
図４（Ａ）は、この超音波アクチュエータ１０に入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間的変化をｔ1 〜ｔ9 で示している。図４（Ａ）の横軸は、高周波電圧の実効値を示している。図４（Ｂ）は、超音波アクチュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ１０に発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図４（Ｃ）は、超音波アクチュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ１０に発生する伸縮振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図４（Ｄ）は、超音波アクチュエータ１０の駆動力取出部材１４ａないし１４ｄに発生する楕円運動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。
【００４６】
次に、本実施例の超音波アクチュエータ１０の動作を、時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に説明する。
【００４７】
時間ｔ1 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の正の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲振動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の伸張を示す。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振幅が複合され、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動となり、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの運動となる。
【００４８】
時間ｔ2 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧を発生する。図５（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａによる屈曲振動が発生し、質点Ｙ１が負方向に振幅し、質点Ｚ１が正方向に振幅する。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａによる伸縮運動が発生し、質点Ｙ２とＺ２とが時間ｔ1 のときよりも縮む。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ1 のときよりも左回りに移動する。
【００４９】
時間ｔ3 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成されて増幅され、質点Ｙ１が時間ｔ2 のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示す。質点Ｚ１が時間ｔ2 のときよりも正方向に振幅され、最大の正の振幅値を示す。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる伸縮運動が互いに打ち消しあい、質点Ｙ２とＺ２とが元の位置に戻る。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ2 のときよりも左回りに移動する。
【００５０】
時間ｔ4 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧は零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ3 のときよりも振幅が低下し、質点Ｚ１（時間ｔ3 ）のときよりも振幅が低下する。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ｂによる伸縮運動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮する。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ3 のときよりも右回りに移動する。
【００５１】
時間ｔ5 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消しあい、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮運動は収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ4 のときよりも左回りに移動する。
【００５２】
時間ｔ6 〜時間ｔ9 に変化するにしたがって、上述の原理と同様に屈曲振動及び伸縮振動が発生し、その結果、図４（Ｄ）に示すように、質点Ｙ及び質点Ｚが左回りに移動し、楕円運動をする。
【００５３】
以上の原理により、この超音波アクチュエータ１０は、駆動力取出部材１４ａないし１４ｄの先端に楕円運動を発生させ、駆動力を発生させる。したがって、駆動力取出部材１４ａないし１４ｄの先端を固定部に加圧すると、弾性体１１は固定部に対して自走する。
【００５４】
本実施例で用いた超音波アクチュエータ１０では、弾性体１１に対する圧電素子１５ａないし１５ｄの接着位置決めが容易であるため、励振むらが低減される上、移動方向の違いによる左右差（＋Ｘ方向，−Ｘ方向，＋Ｙ方向，−Ｙ方向の移動速度の差）も低減される。
【００５５】
本実施例では、このような超音波アクチュエータ１０を、カメラの振れ防止光学系に適用して振れ防止装置を構成した。
図５は、本実施例の振れ防止装置を示す断面図であり、図６は、図５のＡ部付近を拡大して示す説明図である。また、図７は、図５におけるII−II断面図であり、図８は、図５におけるIII −III 断面図である。
【００５６】
図５及び図６においては、振れ防止光学系３０を保持するレンズ枠３１と，このレンズ枠３１に接続された円環状の超音波アクチュエータ１０とが、断面溝型の円環状のケース４０の内部に設置されている。
【００５７】
振れ防止光学系３０は、円筒状のレンズ枠３１により保持されており、後述するようにレンズ枠３１がケース４０に対して移動自在に配置されるため、主光学系の光軸Ｚに対して直交する平面内で移動自在であり、手振れ等により生ずる像振れの防止が図られる。
【００５８】
この振れ防止光学系３０を保持するレンズ枠３１の外面であって光軸Ｚ方向の略中央部には、円環状にフランジ部３２が突設されている。
円環状のフランジ部３２の一方の平面には、図８に示すように、０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置に、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄが光軸方向に向けて例えば螺着されている。
【００５９】
図９には、Ｘ方向及びＹ方向それぞれへの移動の際の、Ｂ21振動モードＢ21X ，Ｂ21Y それぞれの節交差位置を示すが、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄの設置位置は、これらの節交差位置を選択することが望ましく、本実施例では、内周側の４つの節交差位置に対向する位置に設置した。
円環状のフランジ部３２の他方の表面には、図７にも示すように、０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置に、スプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄが設けられている。
【００６０】
連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄのもう一端には、内径がレンズ枠３１の外径よりも大きい円環状の超音波アクチュエータ１０の圧電素子１２，１３装着面がフランジ部３２に臨むようにして、螺着される。
【００６１】
超音波アクチュエータ１０を構成する弾性体１１の他方の平面の外縁部であって０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置には、例えばセラミックスからなる立方体状の駆動力取出部取付台２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄが例えば接着により設置されている。
【００６２】
これらの駆動力取出部取付台２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄそれぞれにより、例えば窒化ボール等により構成される移動足たる駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄが例えば接着により配設されている。この駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１に生じる縦振動の腹となる位置に設けられているために高効率で楕円運動が生じるようになるとともに、その端部が曲面体であるために弾性体１１のＸ方向及びＹ方向への運動をできるだけ妨げることなく、楕円運動を生じることができる。
【００６３】
ケース４０は、外縁部に延設されたフランジ部を有する中空円板状の底部４０ａと，このフランジ部と嵌合するフランジ部を有する中空円板状の蓋部４０ｂとからなり、底部４０ａ及び蓋部４０ｂはそれぞれの端部に設けられた嵌合部分により脱着自在である。
【００６４】
底部４０ａの内部底面は、超音波アクチュエータ１０に対向して設置される摺動面であり、駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄが摺動する例えばポリフロン等からなる摺動材４０ｃが貼付されている。一方、蓋部４０ｂの内面には、レンズ枠３１のフランジ部３２に設けられたスプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄと対向する位置に、円形溝型のスプリング取付部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが設けられている。
【００６５】
底部４０ａの内部底面には、超音波アクチュエータ１０がフランジ部３２に接続されたレンズ枠３１を配置し、フランジ部３２に設けられたスプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄと，蓋部４０ｂに設けられたスプリング取付部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び４１ｄとの間に、超音波アクチュエータ１０を付勢し摺動材４０ｃが貼付された摺動面に当接させる付勢機構の一例である４つのスプリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び４２ｄが介在するようにして、蓋部４０ｂを底部４０ａに装着する。
【００６６】
そのため、フランジ部３２は、スプリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び４２ｄにより加圧されており、連結棒２１ａないし２１ｄを介して超音波アクチュエータ１０が摺動材４０ｃに向けて加圧されている。
【００６７】
このように、本実施例では、レンズ枠３１が光軸Ｚに対して直交する平面で２次元に移動自在となるように、超音波アクチュエータ１０が設置される。
また、超音波アクチュエータ１０はレンズ枠３１を収容する開口部を備える中空型であるため、レンズ枠３１の周囲にできるだけコンパクトに設置される。
【００６８】
蓋部４０ｂの内面，フランジ部３２の一方の面それぞれの外縁部には、図７にも示すように、９０°間隔で、投光器４３ａ及び４３ｂ（赤外発光ダイオード；ＩＲＥＤ），受光器４４ａ及び４４ｂ（半導***置検出素子；ＰＳＤ）が取り付けられており、ケース４０に対するレンズ枠３１のＹ方向，Ｘ方向それぞれへの移動量を検出するレンズ位置検出センサを構成している。
【００６９】
図１０は、本実施例の振れ防止装置の制御回路を示すブロック図である。同図に示すように、図５ないし図９により示す本実施例の振れ防止装置の制御では、振れ防止光学系３０の光軸Ｚの位置を、補償回路４８により、フランジ部３２の周囲に設けた投光器４３ａ及び４３ｂ，受光器４４ａ及び４４ｂ、レンズ位置検出回路４５により検出し、カメラ本体等の振れ防止装置の振動状態を検出する角速度センサ４６及び手振れ量検出回路４７から得られる情報と比較し、図３にも示すＵＳＭドライバ４９から、超音波アクチュエータ１０に、Ｘ方向，Ｙ方向のいずれかを指定する移動軸指令信号及び，移動方向を指定する移動方向正逆指令信号を出力して、以降フィードバック制御を行うことにより、手振れ等により生じる像振れに対応させて、超音波アクチュエータ１０を起動してレンズ枠３１を振れ方向と反対方向にシフトさせて、像振れを防止することが可能となる。
【００７０】
このような本発明にかかる振れ防止装置では、従来の振れ防止装置では必要であった伝達ギヤ列，及びこの伝達ギヤ列を駆動する電磁モータが不要になる。そのため、この伝達ギヤ列及び電磁モータを駆動源として用いていたことに起因して発生していた、装置の大型化、高重量化、複雑化さらには騒音化が改善されるようになるとともに、応答性，特に振れ防止装置としては極めて重要な起動時の立ち上がりの応答性が根本的に改善される。
【００７１】
（第２実施例）
図１１は、第２実施例の振れ防止装置の構造を部分的に拡大して示す断面図である。
なお、以下に説明する各実施例の説明では、前述した第１実施例と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００７２】
本実施例では、圧電素子１２，１３を第１実施例とは逆の平面に、例えば接着により貼付し、レンズ枠３１が光軸Ｚと直交する平面で移動自在となるように、超音波アクチュエータ１０を設置したものである。第１実施例では、圧電素子１２，１３の表面に、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄの貫通穴を設けたが、本実施例ではこのような必要がなくなり、圧電素子１２，１３の加工工数の低減を図ることができるとともに、圧電素子１２，１３の表面積の拡大を図ることができ、駆動力を増加できる。
【００７３】
（第３実施例）
図１２は、第３実施例の振れ防止装置の構造を部分的に拡大して示す断面図である。
【００７４】
本実施例は、図１１に示す第２実施例において、超音波アクチュエータ１０を付勢し摺動材４０ｃに当接させる付勢機構としてのスプリング４２ａ〜４２ｄをスプリング取付部４１ａ〜４１ｄに支持させるのではなく、蓋部４０ｂに設けたネジ穴４０ａ〜４０ｄに、ネジ部５１ａ〜５１ｄを有する加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄを螺合させ、ネジ部５１ａ〜５１ｄの先端に設けた加圧板５２ａ〜５２ｄにより、スプリング４２ａ〜４２ｄを加圧する。
【００７５】
略述すれば、本実施例は、第２実施例の付勢機構に加圧力調整機構を付加したものである。すなわち、超音波アクチュエータは、加圧力の大小により駆動力（移動速度）が変化するため、例えば（ａ）圧電素子１２，１３の接着位置ずれ，（ｂ）弾性体１１の加工精度不足による形状不良，（ｃ）駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄの摺動材４０ｃとの間の摩擦による接触不良等に起因して発生する±ｘ方向，±ｙ方向の移動速度むらを、製品組立後（例えば使用時）に、４つの加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄを回転させることにより調整できるようにしたものである。
【００７６】
（第４実施例）
図１３は、第４実施例の振れ防止装置の構造を示す断面図である。
【００７７】
本実施例では、第１実施例ないし第３実施例のように超音波アクチュエータ１０をフランジ部３２を介してレンズ枠３１に固定し、レンズ枠３１とともに超音波アクチュエータ１０もケース４０に対して移動させるのに対し、超音波アクチュエータ１０をケース４０に固定し、超音波アクチュエータ１０とレンズ枠３１との間で相対運動を行うものである。
【００７８】
振れ防止光学系３０を支持するレンズ枠３１のフランジ部３２の他方の面には、摺動材３２ｅが例えば接着により装着されており、この摺動材３２ｅに、ケース４０の底部４０ａに固定された連結棒２１ａ〜２１ｄを介して固設された超音波アクチュエータ１０の駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄが接触している。
【００７９】
フランジ部３２は、スプリング４２ａ〜４２ｄ及び加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄにより適宜圧力で加圧されている。
このように構成することにより、ケース４０に対して移動する移動系全体の重量を低減でき、移動に伴うイナーシャの低減を図ることができる。したがって、移動量の誤差低減及び起動時の立ち上がり（応答性）の改善を図ることができる。
【００８０】
（第５実施例）
図１４は、第１実施例における超音波アクチュエータの変形例を示す斜視図である。
【００８１】
この実施例は、第１実施例において圧電素子１２，１３をそれぞれ二つの圧電素子１２−１，１２−２，１３−１，１３−２に分割したものであり、第１実施例と同様にＸ方向及びＹ方向の２次元に移動可能である。
第１実施例の超音波アクチュエータ１０に比較すると、電極板１５ａ〜１５ｄが不要となって、構造を簡素化でき、製造コストを低減できる。
【００８２】
（第６実施例）
図１５〜図１８は、第１実施例における超音波アクチュエータの他の変形例を示す図であり、図１５は全体の構成を示す模式図であり、図１６は圧電素子を示す斜視図であり、図１７及び図１８は、それぞれ駆動力取出部材の配置を示す図である。
【００８３】
第１実施例ないし第５実施例では、２次元（Ｘ方向及びＹ方向）の移動を可能とするため、４分割した圧電素子をＸ方向用とＹ方向用にグループ化する切換を行ったが、本実施例は、弾性体１１の両面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を別々に設けたものである。
【００８４】
図１６に示すように、Ｘ方向用の圧電素子１２−３，１２−４は、弾性体１１の上面に配置されており、Ｙ方向用の圧電素子１３−３，１３−４は、弾性体１１の下面に配置されている。
【００８５】
また、駆動回路は図１５に示すように、発振器１６−１からの高周波信号が切換スイッチ２０−１を介して、Ｘ方向用の駆動回路（移相器１７−１Ｘ，増幅器１８−１Ｘ，１９−１Ｘ）及びＹ方向用の駆動回路（移相器１７−１Ｙ，増幅器１８−１Ｙ，１９−１Ｙ）に接続されている。
【００８６】
各増幅器１８−１Ｘ，１８−１Ｙ，１９−１Ｘ，１９−１Ｙは、切換スイッチ２０−１を介して、各圧電素子１２−３，１２−４，１３−３，１３−４に接続されている。
【００８７】
切換スイッチ２０−１は、接点がＸ側（図１５の実線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８−１Ｘの出力は、圧電素子１２−３に接続され、増幅器１９−１Ｘの出力は、圧電素子１２−４に接続されるので、Ｘ方向への移動が可能となる。
【００８８】
切換スイッチ２０−１は、接点がＹ側（図１５の破線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８−１Ｙの出力は、圧電素子１３−３に接続され、増幅器１９−１Ｙの出力は、圧電素子１３−４に接続されるので、Ｙ方向への移動が可能となる。
【００８９】
本実施例では、圧電素子１２が弾性体１１の下面にも設けられるので、駆動力取出部材１４−１ａ〜１４−１ｄは、２つの圧電素子１３−３，１３−４を跨がる位置に配置されることになる。そのため、図１７に示すように、ファインセラミックス等の絶縁材料からなる駆動力取出部取付台２２−１を介して取り付けるようにしている。
【００９０】
また、図１８（Ａ），図１８（Ｂ）に示すように、圧電素子１２−４，１２−５を取付部材の幅だけ小さい半径にしたり、図１８（Ｃ）に示すように、圧電素子１３−３，１３−４の間隔を駆動力取出部材１４−１ｃの大きさよりも広くして、弾性体１１に直接取り付けるようにしてもよい。さらに、図１８（Ｄ）に示すように、弾性体１１の外側に駆動力取出部取付台２２−２を張り出して、その駆動力取出部材２２−２に駆動力取出部材２３ａ〜２３ｄを取り付けるようにしてもよい。
【００９１】
本実施例では、複数の圧電素子を使用するため、分極（ポーリング）状態が等しいものを選別して、全体として、セクタ毎のむらが少ない構成の圧電素子群とすることができる利点がある。
【００９２】
（第７実施例）
図１９，図２０は、本実施例で用いる超音波アクチュエータのさらに他の実施例を示した図であって、図１９は、圧電素子の配置を示す展開斜視図であり、図２０は、図１９の部分拡大図である。
【００９３】
第６実施例は、弾性体１１の両面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を別々設けたが、本実施例では、弾性体１１の上面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を重ねて配置したものである。
【００９４】
Ｙ方向用の圧電素子２４は、弾性体１１の上面に接合されており、銅板等の電極板２５ＹＡ，２５ＹＢを挟んで、圧電材料２４Ａ−１，２４Ｂ−１と圧電材料２４Ａ−２，２４Ｂ−２とが積層されている。
【００９５】
また、Ｘ方向用の圧電素子２６は、Ｙ方向用の圧電素子２４の上に電極板２５−１を介して接合されており、電極板２５ＸＡ，２５ＸＢを挟んで、圧電材料２６Ａ−１，２６Ｂ−１と圧電材料２６Ａ−２，２６Ｂ−２とが積層され、さらに、その上面に電極板２５−２が接合されている。
【００９６】
各圧電材料の分極方向は、図２０の通りであり、電極板２５ＸＡ，２５ＸＢ及び電極板２５ＹＡ，２５ＹＢは、それぞれＸ方向用入力及びＹ方向用入力が接続されており、電極板２５−１，２５−２及び弾性体１１は、グランドに接続される。
【００９７】
本実施例によれば、圧電材料の枚数を多くできるため、大きな駆動力を得られる利点がある。
【００９８】
（第８実施例）
図２１は、本実施例で用いる超音波アクチュエータを示す模式図である。
第８実施例は、Ｒ１−Ｂ11X −Ｂ11Y （１次の屈曲）の場合を示している。このときの節１１ｂが図２１（Ａ）に示されている。
【００９９】
Ｒ１−Ｂ11，Ｒ１−Ｂ11X −Ｂ11Y モードでは、Ｒ１−Ｂ21，Ｒ１−Ｂ21X −Ｂ21Y モードの場合と比較して、Ｒ１モードとＢ11モードの振動が縮退するときの弾性体の環状部の寸法が細くて厚くなる。従って、本実施例は、駆動対象物への組込寸法などの制約により、外径に対して内径を大きくしたい、つまり中空部をできるだけ大きくしたい場合に適している。
【０１００】
（第９実施例）
第１実施例ないし第８実施例では、環状の弾性体を有し、この弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生させることにより駆動力を取り出す超音波アクチュエータを用いたが、本実施例及び後述する第１０実施例は、ともに、枠型の弾性体を有し、この弾性体に縦振動と屈曲振動とを発生させることにより駆動力を取り出す超音波アクチュエータを用いた場合である。
【０１０１】
図２２ないし図２６は、本実施例で用いた超音波アクチュエータを示す図であって、図２２は、超音波アクチュエータ全体の構成を示す斜視図であり、図２３は、図２２の超音波アクチュエータの三面図であり、図２４は、超音波アクチュエータの動作を説明する線図であり、図２５は、各電気機械変換素子への制御を示すブロック図であり、さらに、図２６は、図２２の超音波アクチュエータを組み込んだ振れ防止装置の構成を示す断面図である。
【０１０２】
図２２及び図２３に示すように、本実施例の超音波アクチュエータ６０は、正４角形により外径が構成された枠板状を呈する弾性体６１と，この弾性体６１の４つの枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄそれぞれの上面に接合される電気機械変換素子である圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄと，弾性体６１の下面の頂点近傍に設置された駆動力取出部材６４ａ，６４ｂ，６４ｃ及び６４ｄとにより構成される。
【０１０３】
本実施例の弾性体６１は、外形が正４角形の枠板状を呈する弾性部材であって、金属又はプラスチック等の弾性材料を用いて製作される。弾性体６１が枠体状であるために、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、かつレンズ鏡筒を内部に収容するように組み込んだ場合に装置の大型化をできるだけ抑制できる。なお、図２３（ａ）には、レンズ鏡筒をこの弾性体６１に組み込んだ場合のレンズ鏡筒の外郭を一点鎖線で示す。
【０１０４】
電気機械変換素子である圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄへ駆動電圧を印加することにより、弾性体６１に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生させ、これらの合成運動による楕円運動を生じさせるため、縦振動モードと屈曲振動モードとをできるだけ一致させることが重要である。
【０１０５】
そのため、弾性体６１の枠辺部６１ａ〜６１ｄに生じる振動モードと各枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄ単体の共振周波数とを解析して、弾性体６１の寸法を設定することが重要であり、弾性体６１の枠辺部の外長，内長及び板厚等を適宜設定する。
【０１０６】
弾性体６１の各枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄには、それぞれ、圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄが、本実施例では接着により、装着される。これらの圧電素子はいずれもＰＺＴ等により薄膜状に形成される。
【０１０７】
各枠辺部６１ａ〜６１ｄそれぞれにおいて隣接する圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは、互いに一定距離離間して設置され、各枠辺部６１ａ〜６１ｄそれぞれにおいて隣接する圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは分極されており、隣接するそれぞれの圧電素子に位相がπ／２異なる２相の入力電圧Ａ，Ｂが印加される。
【０１０８】
隣接する２つの圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは、互いに極性が同一方向になるように分極され、高周波電圧Ａ，Ｂは、π／２の時間的位相差を有している。なお、２つの圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄの分極は互いに逆方向であってもよい。
【０１０９】
駆動力取出部材６４ａ，６４ｂ，６４ｃ及び６４ｄは、弾性体６１の縦振動及び屈曲振動の合成振動により発生する楕円運動を取り出す部分であり、これらの駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄが加圧接触する固定部材（相対運動部材）と接触しながら相対運動する。駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄは、所定位置，すなわち弾性体６１の下面であって正４角形の頂点近傍に設置する。この頂点近傍の位置は、駆動力を効率的に取り出すために弾性体６１に生じる縦振動の節となる位置を避けた位置であり、本実施例では、屈曲振動モードにより生ずる、移動平面に対して略垂直方向の上下振動の腹となる位置とした。
【０１１０】
本実施例では、駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄは、耐摩耗性を向上させるために窒化硅素製とするとともに、楕円運動をできるだけ阻害しないために接触部である先端を曲面体としている。
【０１１１】
図２４（Ａ）は、この超音波アクチュエータ６０に入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間的変化をｔ1 〜ｔ9 で示す。図２４（Ａ）の横軸は、高周波電圧Ａ，Ｂの実効値を示している。図２４（Ｂ）は、超音波アクチュエータ６０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ６０に発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図２４（Ｃ）は、超音波アクチュエータ６０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ６０に発生する伸縮振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図２４（Ｄ）は、超音波アクチュエータの駆動力取出部材６４ｂ，６４ｃに発生する楕円運動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。
【０１１２】
次に、本実施例の超音波アクチュエータ６０の動作を、時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に説明する。なお、各枠辺部６１ａ〜６１ｄに配置された圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄに独立して駆動電圧を印加した場合、各枠辺部６１ａ〜６１ｄは全く同様に変形するために、図２４による説明では、枠辺部６１ｃを例にとって行う。
【０１１３】
時間ｔ1 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の正の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の伸長を示す。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動となり、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの運動となる。
【０１１４】
時間ｔ2 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１が負方向に振幅し、質点Ｚ１が正方向に振幅する。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２と質点Ｚ２とが時間ｔ1 のときよりも縮む。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ1 のときよりも左回りに移動する。
【０１１５】
時間ｔ3 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成されて増幅され、質点Ｙ１が時間ｔ2 のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示す。質点Ｚ１が時間ｔ2 のときよりも正方向に増幅され、最大の正の振幅値を示す。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる伸縮振動が互いに打ち消しあい、質点Ｙ２とＺ２とが元の位置に戻る。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺ質点とが時間ｔ2 のときよりも左回りに移動する。
【０１１６】
時間ｔ4 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ3 のときよりも振幅が低下し、質点Ｚ１（時間ｔ3 ）のときよりも振幅が低下する。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ｂによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮する。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ3 のときよりも左回りに移動する。
【０１１７】
時間ｔ5 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点Ｙと質点Ｚとが時間ｔ4 のときよりも左回りに移動する。
【０１１８】
時間ｔ6 〜ｔ9 に変化するにしたがって、上述の原理と同様に屈曲振動及び伸縮振動が発生し、その結果、図２４（Ｄ）に示すように、質点Ｙ及び質点Ｚが左回りに移動し、楕円運動をする。
【０１１９】
以上の原理により、この超音波アクチュエータは、駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端に楕円運動を発生させ、駆動力を発生させる。したがって、駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端を固定部に加圧すると、弾性体６１は、固定部に対して自走する。
【０１２０】
本実施例の超音波アクチュエータ６０は、（ａ）圧電素子６２ａ及び６３ａと，圧電素子６２ｃ及び６３ｃとにそれぞれ位相がπ／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂを印加することにより、枠辺部６１ａ及び６１ｃそれぞれに屈曲振動と伸縮振動との複合振動を起こし、これにより駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端にＸ方向へ向けての楕円運動を発生させ、一方、（ｂ）圧電素子６２ｂ及び６３ｂと，圧電素子６２ｄ及び６３ｄとにそれぞれ位相がπ／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂを印加することにより、枠辺部６１ｂ及び６１ｄそれぞれに屈曲振動と伸縮振動との複合振動を起こし、これにより駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端にＹ方向へ向けての楕円運動を発生させる。
【０１２１】
これら（ａ）と（ｂ）の制御は、互いに独立して行うが、同時に行ってもよい。独立して行えばＸ方向，Ｙ方向へ独立して移動するが、同時に行うことによりＸ方向及びＹ方向の合成方向に移動する。
【０１２２】
図２５は、各圧電素子への駆動電圧の印加を示すブロック図である。
図２５において、発振器７０は、各圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂを印加するためのものであり、その出力は分岐して、一方は、Ｘ方向用移相器７１ＸとＹ方向用移相器７１Ｙとによって時間的にπ／２だけ移相された後に、Ｘ方向用の増幅器７２ＸとＹ方向用の増幅器７２Ｙとに接続され、他方は、Ｘ方向用の増幅器７３ＸとＹ方向用の増幅器７３Ｙとに直接接続される。
【０１２３】
各増幅器７２Ｘ，７２Ｙ，７３Ｘ，７３Ｙは、切換スイッチ７４，７５と，切換スイッチ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを介して、各圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに接続される。なお、通常の場合、切換スイッチ７６ａ〜７６ｄは全てＯＮされている。
【０１２４】
（ａ）切換スイッチ７４が図２５に示すように、上にある場合、圧電素子６２ａ及び６３ｃと，圧電素子６３ａ及び６２ｃに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は±ｘ方向に並進する。
（ｂ）切換スイッチ７４が下にある場合、圧電素子６３ａ及び６３ｃと，圧電素子６２ａ及び６２ｃに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は中心部Ｏを回転中心にして回転する。
【０１２５】
（ｃ）切換スイッチ７５が図２５に示すように、上にある場合、圧電素子６３ｂ及び６２ｄと，圧電素子６２ｂ及び６３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は±ｙ方向に並進する。
（ｄ）切換スイッチ７５が下にある場合、圧電素子６３ｂ及び６３ｄと，圧電素子６２ｂ及び６２ｄに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は中心部Ｏを回転中心にして回転する。
【０１２６】
なお、切換スイッチ７６ａ〜７６ｄをＯＦＦすることにより、対向する枠辺部６１ａ及び６１ｃ，６１ｂ及び６１ｄのいずれか一方だけに駆動電圧を印加することも可能であり、この場合、超音波アクチュエータ６０には回転力が作用し、超音波アクチュエータ６０を回転移動させる。
【０１２７】
このように、本実施例では、対向する圧電素子が同方向へ移動するように駆動電圧を印加して、Ｘ方向及びＹ方向の一方ないしは両方への並進を行うことを基本とするが、対向する圧電素子が互いに逆方向へ移動するように駆動電圧を印加することにより、並進ではなく、回転させることも可能である。
【０１２８】
図２６は、このような超音波アクチュエータ６０を組み込んだ本実施例の振れ防止装置の構成を示す断面図である。
同図に示すように、レンズ枠３１のフランジ部３２に設置した連結棒２１ａ〜２１ｄにより、超音波アクチュエータ６０が固定されている。超音波アクチュエータ６０の駆動力取出部６４ａ〜６４ｄは、ケース４０の底部４０ａの内部底面に貼付された摺動材４０ｃに加圧接触している。
【０１２９】
この超音波アクチュエータ６０の表面に形成された圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに、図示しない駆動電圧装置から駆動電圧を印加することにより、超音波アクチュエータ６０は摺動材４０に対して摺動し、これにより、レンズ枠３１がケース４０に対して移動できる。
【０１３０】
（第１０実施例）
図２７は、本発明にかかる振れ防止装置の駆動源として用いる超音波アクチュエータの第１０実施例を示す斜視図である。
【０１３１】
本実施例の超音波アクチュエータ６０−１は、正６角形により外形が構成された枠板状を呈する弾性体６１−１と，この弾性体６１−１の６つの枠辺部６１−１ａ，６１−１ｂ，６１−１ｃ，６１−１ｄ，６１−１ｅ及び６１−１ｆに接合される電気機械変換素子である圧電素子６２−１ａ及び６３−１ａ，６２−１ｂ及び６３−１ｂ，６２−１ｃ及び６３−１ｃ，６２−１ｄ及び６３−１ｄ，６２−１ｅ及び６３−１ｅ，６２−１ｆ及び６３−１ｆと、弾性体６１−１の６つの頂点近傍に配置された駆動力取出部材６４−１ａ，６４−１ｂ，６４−１ｃ，６４−１ｄ，６４−１ｅ，６４−１ｆにより構成される。
【０１３２】
このように、弾性体の外形を多角化させることにより、圧電素子の指向方向が増加し、この弾性体の枠辺部に設けられた圧電素子による移動方向を増加させることが可能となる。
なお、これ以外の構成は、前述の第９実施例と全く同様であるため、これ以上の説明は省略する。
【０１３３】
（第１１実施例）
図２８は、本実施例の振れ防止装置に組み込んだ超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【０１３４】
本実施例では、第１実施例ないし第８実施例，第９実施例及び第１０実施例と異なり、いわゆるインパクト駆動型アクチュエータを組み合わせて用いる。
図２８においては、外形が正方形の枠板状の弾性体８１の一方の表面であって４つの頂点近傍に、互いに枠辺部８１ａないし８１ｄに沿って互いに９０°ずつ交差する向きに２つのインパクト駆動型アクチュエータ８２ａ及び８２ｂ，８２ｃ及び８２ｄ，８２ｅ及び８２ｆ，８２ｇ及び８２ｈを合計８個設置する。
【０１３５】
各インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆ，８２ｇ，８２ｈは、立方体状の慣性体８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅ，８３ｆ，８３ｇ，８３ｈに、棒状の積層型の圧電素子８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈの一端が取り付けられている。
【０１３６】
圧電素子８４ａ，８４ｂの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ａの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ａに、圧電素子８４ｃ，８４ｄの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｂの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｂに、圧電素子８４ｅ，８４ｆの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｃの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｃに、圧電素子８４ｇ，８４ｈの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｄの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｄに、それぞれ９０°ずつ交差するように配置されて、取り付けられる。
【０１３７】
相対運動部材である移動体８６ａ〜８６ｄは、インパクト型取付棒８５ａ〜８５ｄを介して弾性体８１に固定されるが、各慣性体８３ａ〜８３ｈと，棒状の積層型の圧電素子８４ａ〜８４ｈとは、弾性体８１の表面には接触しない。
さらに、弾性体８１の頂点近傍の他方の表面には、先端が球体状の棒状の接触部材８７ａ〜８７ｄが突設されており、図示しない固定部材に加圧接触する。
【０１３８】
これらのインパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈは、圧電素子８４ａ〜８４ｈに駆動電圧を印加することにより全く同様に励振されるため、各インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈの駆動原理をインパクト駆動型アクチュエータ８２ａを例にとって説明する。
【０１３９】
圧電素子８４ａに図示しない駆動電圧装置から、電圧上昇率が大きな駆動電圧を印加すると、圧電素子８４ａは急激に収縮するため、この収縮に伴って慣性体８３ａは移動体８６ａ及びインパクト型取付棒８５ａに向けて引っ張られるとともに、インパクト型取付棒８５ａを介して弾性体８１は図面上右方向に向けて移動する。
【０１４０】
その後、電圧減少率の小さな駆動電圧を印加すると、弾性体８１は静摩擦係数が大きいために停止するが、慣性体８３ａは移動体８６ａに向けて移動し続け、移動体８６ａを介してインパクト型取付棒８５ａに衝突するのと同じ状態となり、この衝撃により弾性体８１は図面上左方へ移動する。
【０１４１】
このように、図２８に示す枠板状の弾性体８１を有する超音波アクチュエータ８０では、４つの各頂点に設置されたインパクト型取付棒８５ａ〜８５ｄにより支持された移動体８６ａ〜８６ｄを相対運動部材として利用している。
【０１４２】
したがって、この超音波アクチュエータ８０では、同一方向へ向けて対向する位置に配置された圧電素子（例えば、圧電素子８４ａ及び８４ｄや，圧電素子８４ｂ及び８４ｇ等）を同一方向に変位させる駆動電圧を印加することにより、弾性体８１を変位方向と同一方向に直線的に並進させることができる。
【０１４３】
図２８に示す実施例では、圧電素子はｘ方向（８４ａ，８４ｄ，８４ｅ及び８４ｈ）とｙ方向（８４ｂ，８４ｃ，８４ｆ及び８４ｇ）とについて設置されているため、弾性体８１はＸ方向及びＹ方向の２次元に移動できる。また、このような２次元の移動はそれぞれの方向へ独立して行ってもよいが、同時に行うことにより移動したい位置へ斜めに直線的に最短距離及び最小時間で移動できるため、カメラの振れ防止装置に適用することにより、応答性の向上が図られる。
【０１４４】
さらに、弾性体８１の対角線上に対向する位置に配置された圧電素子（例えば、８２ａ及び８２ｅや，８４ｃ及び８４ｇ等）を逆方向に変位させる駆動電圧を印加することにより、弾性体８１を中心点Ｏを回転中心にして回転させることも可能となる。
【０１４５】
本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータを８個設置しているが、対向する枠辺部に１個ずつ最低２個設けてあれば、一方向への移動が可能である。
本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータを８つ組み合わせた図２８に示す超音波アクチュエータ８０を、カメラの振れ防止装置に適用した。図２９は、本実施例の振れ防止装置の断面図である。
【０１４６】
図２９に示す本実施例では、前述した第１実施例（図５及び図６）において、超音波アクチュエータ１０に替えて、図２８に示す超音波アクチュエータ８０を用いた。図２９に示すように、レンズ枠３１のフランジ部３２に連結棒８８ａ〜８８ｄを介して移動体８６ａ〜８６ｄを取り付けることにより、レンズ枠３１が光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａないし８２ｈを取り付けた。
【０１４７】
超音波アクチュエータ８０は、連結棒８６ａ〜８６ｄ及びフランジ部３２を介してスプリング４１ａ〜４１ｄにより、ケース４０の底部４０ａの内部底面に例えば接着により装着された摺動材４０ｃに加圧されており、超音波アクチュエータ８０がｘ方向及びＹ方向の両方向ないしは一方向に移動することにより、フランジ部３２を介してレンズ枠３１をケース４０に対して相対移動させることができる。
【０１４８】
特に、移動したい位置へ斜めに直線的に移動させると、移動距離及び移動時間が最小となるため、振れ防止装置の応答性を向上できる。
また、本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈをレンズ枠３１に直接設けるのではなく連結棒８８ａ〜８８ｄを介してフランジ部３２に設けるため、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈのインパクト駆動時に発生する不用振動を抑制できる。
【０１４９】
（第１２実施例）
図３０は、本実施例の振れ防止装置に組み込んだ超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【０１５０】
本実施例は、第７実施例において弾性体８１−１が円環状の場合であり、これにともなって、各インパクト駆動型アクチュエータ８２−１ａ〜８２−１ｈが、弾性体８１−１の９０°ずつ異なる４点に設けられたインパクト型取付棒８５−１ａ〜８５−１ｄに取り付けられた移動体８６−１ａ〜８６−１ｄに、二つずつ互いに同方向を指向して対向するように配置されている。
【０１５１】
図３０に示す超音波アクチュエータ８０−１は、これ以外は、図２９に示す超音波アクチュエータ８０と全く同様であり、これ以上の説明は省略する。
【０１５２】
（第１３実施例）
本実施例は、図２９に示す第１１実施例の変形例である。図３１は、本実施例におけるレンズ枠３１を示す斜視図であり、図３２は、本実施例の振れ防止装置の構成を示す断面図である。
【０１５３】
図３１に示すように、４個のインパクト駆動型アクチュエータ８２−２ａ〜８２−２ｄがレンズ枠３１の外周面に直接に９０°間隔で設けられており、図３２に示すように、このレンズ枠３１がケース４０の内部に、駆動力取出部材４０ａ〜４０ｄが摺動材４０ｃに加圧接触するようにして、設けられている。
【０１５４】
本実施例によれば、レンズ枠３１のフランジ部３２の周辺の構造を簡素化できるため、レンズ枠３１を移動自在に支持するためのケース４０の光軸方向の厚みを低減でき、カメラ本体の軽量化を図ることができる。
【０１５５】
（変形例）
本発明における超音波アクチュエータとして、第１実施例ないし第８実施例では環状の超音波アクチュエータを用い、第９実施例及び第１０実施例では枠型の超音波アクチュエータを用い、さらに、第１１実施例ないし第１３実施例ではいわゆるインパクト駆動型アクチュエータを用いたが、本発明における超音波アクチュエータはこれらに限定されるものではなく、例えばカメラの振れ防止装置の場合には、振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠を、光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在とすることができる超音波アクチュエータであればいかなる型式の超音波アクチュエータであってもよい。
【０１５６】
また、以上の各実施例では、本発明にかかる超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置をカメラに適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、カメラ以外に望遠鏡や双眼鏡等にも適用可能である。また、顕微鏡用ＸＹステージ、プロッター用紙の送り装置などにも好適に利用できる。
【０１５７】
また、以上の各実施例では、電気機械変換素子として圧電素子を用いたが、これに限定されるものではなく、電歪素子や磁歪素子等を用いることも可能である。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）前記超音波アクチュエータが、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であるため、できるだけコンパクトに設置できる。
【０１５９】
（２）前記超音波アクチュエータが、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と，前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現される。
【０１６０】
（３）前記超音波アクチュエータが、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現できる。
【０１６１】
（４）前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じることができる。
【０１６２】
（５）前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じることができる。
【０１６３】
（６）前記超音波アクチュエータは、相対運動部材と，一端が前記相対運動部材に設置されて印加電圧により励振する電気機械変換素子と，前記電気機械変換素子の他端に取り付けられて前記相対運動部材に衝撃力を与える慣性体とを備える少なくとも２つのインパクト駆動型アクチュエータであるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現できる。
【０１６４】
（７）前記超音波インパクト駆動型アクチュエータは、前記振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠が前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、設置されるため、レンズ枠が前記超音波アクチュエータに駆動されて前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で自由に移動できる。
【０１６５】
（８）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠の外周に交差する４箇所に、前記レンズ枠を相対運動部材として設置されるため、前記レンズ枠をＸ方向及びＹ方向に確実に移動できる。
【０１６６】
（９）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されるため、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ独立して直線的に移動するようになるとともに、Ｘ方向及びＹ方向の合成方向にも直線的に移動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータを分解した状態で示す斜視図である。
【図２】 弾性体の形状と，ω21／ω00との関係を示すグラフである。
【図３】 超音波アクチュエータの駆動回路の一例を示す説明図である。
【図４】 第１実施例の超音波アクチュエータの動作を時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に示す説明図である。
【図５】 第１実施例の振れ防止装置を示す断面図である。
【図６】 図５のＡ部付近を拡大して示す断面図である。
【図７】 図５におけるII−II断面図である。
【図８】 図５におけるIII −III 断面図である。
【図９】 Ｘ方向及びＹ方向それぞれへの移動の際の、Ｂ21振動モードＢ21X ，Ｂ21Y のそれぞれの節交差位置を示す説明図である。
【図１０】 第１実施例の振れ防止装置の制御回路を示すブロック図である。
【図１１】 第２実施例の振れ防止装置の構造を部分的に示す断面図である。
【図１２】 第３実施例の振れ防止装置の構造を部分的に示す断面図である。
【図１３】 第４実施例の振れ防止装置の構造を示す断面図である。
【図１４】 第５実施例の超音波アクチュエータを示す斜視図である。
【図１５】 第５実施例の超音波アクチュエータ全体の構成を示す模式図である。
【図１６】 第６実施例の圧電素子を示す斜視図である。
【図１７】 第６実施例の駆動力取出部材の配置を示す図である。
【図１８】 第６実施例の駆動力取出部材の配置を示す図である。
【図１９】 第７実施例で用いる超音波アクチュエータの圧電素子の配置を示す展開斜視図である。
【図２０】 図１９の部分拡大図である。
【図２１】 第８実施例で用いる超音波アクチュエータを示す模式図である。
【図２２】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータ全体の構成を示す斜視図である。
【図２３】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの三面図である。
【図２４】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの動作を説明する線図である。
【図２５】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの電気機械変換素子への制御を示すブロック図である。
【図２６】 第９実施例の振れ防止装置の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図２７】 第１０実施例で用いる超音波アクチュエータを示す斜視図である。
【図２８】 第１１実施例で用いる超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【図２９】 第１１実施例の振れ防止装置の断面図である。
【図３０】 第１２実施例の振れ防止装置の平面図である。
【図３１】 第１３実施例におけるレンズ枠を示す斜視図である。
【図３２】 第１３実施例における振れ防止装置の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図３３】従来の振れ防止装置を組み込まれたカメラを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，６０，６０−１，８０，８０−１ 超音波アクチュエータ
１１，６１，６１−１，８１，８１−１ 弾性体
１１ａ，１１ｂ 平面
１２，１２−１，１２−２，１２−３，１２−４ 圧電素子
１３，１３−１，１３−２，１３−３，１３−４ 圧電素子
１４ａ〜１４ｄ，１４−１ 駆動力取出部材
１５ａ〜１５ｄ 電極板
１６，１６−１ 発振器
１７Ｘ，１７−１Ｘ Ｘ方向用移相器
１７Ｙ，１７−１Ｙ Ｙ方向用移相器
１８Ｘ，１８−１Ｘ，１９Ｘ，１９−１Ｘ 増幅器
１８Ｙ，１８−１Ｙ，１９Ｙ，１９−１Ｙ 増幅器
２０，２０−１ 切換スイッチ
２１ａ〜２１ｄ 連結棒
２２ａ〜２２ｄ，２２−１，２２−２ 駆動力取出部取付台
２３ａ〜２３ｄ 駆動力取出部材
２４ Ｙ方向用圧電素子
２５ 電極板
２６ Ｘ方向用圧電素子
３０ 振れ防止光学系
３１ レンズ枠
３２ フランジ部
３２ａ〜３２ｄ スプリング保持穴
３２ｅ 摺動材
４０ ケース
４０ａ 底部
４０ｂ 蓋部
４０ｃ 摺動材
４０ｄ ネジ穴
４１ａ〜４１ｄ スプリング取付部
４２ａ〜４２ｄ スプリング
４３ａ，４３ｂ 投光器
４４ａ，４４ｂ 受光器
４５ レンズ位置検出回路
４６ 角速度センサ
４７ 手振れ量検出回路
４８ 補償回路
４９ ＵＳＭドライバ
５０ａ〜５０ｄ 加圧力調整用ボルト
５１ａ〜５１ｄ ネジ部
５２ａ〜５２ｄ 加圧板
６１ａ〜６１ｄ，６１−１ａ〜６１−１ｆ 枠辺部
６２ａ〜６２ｄ，６２−１ａ〜６２−１ｆ，６３ａ〜６３ｄ，６３−１ａ〜６３−１ｆ 圧電素子
６４ａ〜６４ｄ，６４−１ａ〜６４−１ｆ 駆動力取出部材
７０ 発振器
７１Ｘ Ｘ方向用移相器
７２Ｙ Ｙ方向用移相器
７２Ｘ，７３Ｘ，７２Ｙ，７３Ｙ 増幅器
７４，７５ 切換スイッチ
７６ａ〜７６ｄ 切換スイッチ
８１ａ〜８１ｄ 枠辺部
８２ａ〜８２ｈ，８２−１ａ〜８２−１ｈ，８２−１ａ〜８２−１ｈ インパクト駆動型アクチュエータ
８３ａ〜８３ｈ 慣性体
８４ａ〜８４ｈ 圧電素子
８５ａ〜８５ｄ，８５−１ａ〜８５−１ｄ インパクト型取付棒
８６ａ〜８６ｄ，８６−１ａ〜８６−１ｄ 移動体
８７ａ〜８７ｄ 接触部材
８８ａ〜８８ｄ 連結棒
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラや望遠鏡等の使用時における手振れ等に起因した像振れを防止する振れ防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばカメラに関して、自動化が推進されており、自動露出，自動巻き上げ，オートスピードライトさらにはオートフォーカス等が実現されており、写真撮影がより簡単になってきている。しかし、ズームコンパクトカメラの高倍率化に伴い、特に長焦点距離の撮影では、手振れ等による像振れの影響を無視することができない状況になっている。
【０００３】
このような状況下で、撮影時の手振れを補正して像振れを防止する振れ防止装置が、例えば特開平３─１１０５３０号公報や本出願人が先に提案した特願平５─９５２０４号により、提案されている。
図３３は、このような振れ防止装置を適用されたカメラの一例を一部透視状態で示す斜視図である。
【０００４】
同図に示すように、カメラ１の光軸Ｚと垂直な面において横方向（カメラの左右変化：ヨーイング方向，Ｘ方向）及び縦方向（カメラの上下変化：ピッチング方向，Ｙ方向）それぞれの角速度センサ２，３と，レンズを保持するレンズ枠４をＸ方向及びＹ方向それぞれに駆動する二つの伝達ギヤ列５，６と，伝達ギヤ列５，６に接続される電磁モータ７，８とを設けて振れ防止光学系９を構成しておき、角速度センサ２，３の出力から得られた振れ情報にしたがって、電磁モータ７，８を起動してレンズ枠４を振れ方向と反対方向にシフトさせる。
このように、振れにより生じる像の移動をレンズ枠を振れ方向と反対方向に向けてシフトさせて相殺することにより、撮影時の手振れを補正して像振れの防止を図っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の振れ防止装置は、駆動源として高速回転・低トルクの電磁モータ７，８を用い、この電磁モータ７，８に減速機構である伝達ギヤ列５，６を接続してトルクの増大を図ってから、レンズ枠４を光軸Ｚと直交する平面内でシフトさせるため、装置全体が大型化・高重量化し、小型化及び軽量化を図るには限界があった。
【０００６】
また、多数の歯車からなる伝達ギヤ列５，６を用いるため、部品点数が増加して構造的に複雑化し、部品の製造及び組立てコストが嵩んでしまい、今まで以上の低コスト化を図ることが難しいという問題もあった。
【０００７】
また、伝達ギヤ列５，６の歯車に与えるバックラッシやイナーシャのために、応答性，特に振れ防止装置としては極めて重要な起動時の立ち上がりの応答性の根本的な向上を図ることが難しいとともに、機械騒音を解消できないという問題もあった。
【０００８】
さらに、レンズ枠４をＸ方向及びＹ方向へそれぞれ独立してシフトさせるために、伝達ギヤ列５，６及び電磁モータ７，８を、一方向について最低一ユニット設ける必要があり、このことも、装置の大型化，高重量化，複雑化さらには騒音化に一層拍車をかけていた。
【０００９】
本発明の目的は、小型化及び軽量化を図ることができ、応答性，特に起動時の立ち上がりの応答性を根本的に向上することができ、静粛性に優れ、さらには部品点数の削減を図ることができる振れ防止装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項１の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交する平面内又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ防止光学系の駆動源は、超音波アクチュエータであり、前記超音波アクチュエータは、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記超音波アクチュエータは、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と、前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記超音波アクチュエータは、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、前記インパクト駆動型アクチュエータは、それぞれ２個が一対として対向配置さ れていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記振れ防止光学系は、前記平面と平行で前記光軸で直交する駆動軸を有し、前記一対のアクチュェータは前記駆動軸を挟んで対向配置され、該アクチュエータの駆動方向は前記駆動軸と平行であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、前記振れ防止光学系を該振れ防止光学系の外周部で保持するレンズ枠と、前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠と交差する４カ所に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されることを特徴とする。
【００１９】
【作用】
本発明によれば、以下のような作用がある。
（１）前記超音波アクチュエータが、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であるため、できるだけコンパクトに設置されるようになる。
【００２０】
（２）前記超音波アクチュエータが、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と，前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２１】
（３）前記超音波アクチュエータが、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２２】
（４）前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じるようになる。
【００２３】
（５）前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じるようになる。
【００２４】
（６）前記超音波アクチュエータは、相対運動部材と，一端が前記相対運動部材に設置されて印加電圧により励振する電気機械変換素子と，前記電気機械変換素子の他端に取り付けられて前記相対運動部材に衝撃力を与える慣性体とを備える少なくとも２つのインパクト駆動型アクチュエータであるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を確実に駆動するようになる。
【００２５】
（７）前記超音波インパクト駆動型アクチュエータは、前記振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠が前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、設置されるため、レンズ枠が前記超音波アクチュエータに駆動されて前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で自由に移動するようになる。
【００２６】
（８）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠の外周に交差する４箇所に、前記レンズ枠を相対運動部材として設置されるため、前記レンズ枠を例えばＸ方向及びＹ方向に確実に移動するようになる。
【００２７】
（９）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されるため、例えばＸ方向及びＹ方向にそれぞれ独立して直線的に移動するようになるとともに、Ｘ方向及びＹ方向の合成方向にも直線的に移動するようになる。
【００２８】
【実施例】
（第１実施例）
以下に、本発明の実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本発明は、略述すれば、振れ防止装置の振れ防止光学系の駆動源として超音波アクチュエータを用いた点に特徴を有するものである。そこで、まず、本実施例で用いる超音波アクチュエータを説明する。
【００３０】
図１は、本実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータ１０を分解した状態で示す斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータ１０は、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体１１と，弾性体１１の一方の平面１１ａに例えば接着により接合され、駆動信号により励振され、弾性体１１に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子の一例である２枚の圧電素子１２及び１３と，弾性体１１の他方の平面１１ｂに形成された４個の駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄ等を備える。
【００３２】
弾性体１１は、図示するように、中空円板型の弾性部材であって、金属又はプラスチック等の弾性材料により製作されている。
【００３３】
弾性体１１は、図２によって説明するように、中空円板の寸法を適宜設定することにより、伸縮運動（Ｒ１モード：面方向への広がり振動）と，２次の屈曲振動（Ｂ21モード）とを一致させることが可能である。本実施例では、中空円板の内側の穴の径を調整することによって実現している。
【００３４】
図２の横軸は、中空円板の外径２ａと内径２ｂとの比ｙ＝ｂ／ａを示しており、０の位置では孔が開いておらず、１に近づくにしたがって孔が大きくなる。
また、縦軸は、Ｂ21モードの共振周波数ω21に対するＲ１モードの共振周波数ω00の比，すなわち、ω21／ω00＝｛α21 2 ／[ ２．０５・（３）1/3 ] ｝・（ｈ／２ａ）を示す。
【００３５】
ここで、図２の曲線（Ａ）は、Ｒ１モードを示しており、曲線（Ｂ）、曲線（Ｃ）及び曲線（Ｄ）は、Ｂ21モードの場合であって、ｈ（円板の厚み）／２ａの値を、３／４０，２．５／４０，２／４０と異ならせたものである。
【００３６】
図２から明らかなように、厚みｈ＝２．５ｍｍ，外径２ａ＝４０ｍｍの場合に、ｙ＝０．６付近で縮退が可能である。このように、弾性体１１に生じる伸縮運動及び屈曲振動それぞれの共振周波数がほぼ一致するように、弾性体１１の外径２ａ及び内径２ｂの比が調整されるため、高効率で楕円運動が生じる。
【００３７】
本実施例では、Ｒ１モードとＢ21モードとを縮退させる例で説明し、Ｒ１−Ｂ21モードのときの節を後述する図３に破線で示す。
【００３８】
圧電素子１２，１３は、図１に示すように、半中空円板型をしており、ＰＺＴ等により製作されている。圧電素子１２，１３は、圧電材料が１方向に分極されており、２相の入力電圧Ａ，Ｂが印加される。また、圧電素子１２，１３の表面には、電極が、４つの四半円形の電極板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄに分割されて、例えば接着により装着されている。
【００３９】
駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１の屈曲振動と伸縮振動との合成振動により発生する楕円運動を取り出す部分であり、固定部材（相対運動部材）と接触しながら相対移動する。駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１の下面であって、その外縁部の４箇所に９０°毎に設けられている。これらの駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄは耐磨耗性を向上させるために、窒化珪素などの球体を取り付けている。
【００４０】
これらの駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄは、駆動力を効率的に取り出すために縦振動の節となる位置を避けて設けることがよく、本実施例では、屈曲振動モードにより生じる、移動平面に対して略垂直方向の上下振動の腹の位置に設けている。
【００４１】
この超音波アクチュエータ１０の駆動回路の一例を図３に示す。図３において、発振器１６は、２つの圧電素子１２，１３に高周波電圧Ａ，Ｂを印加するためのものであり、その出力は分岐して、一方は、Ｘ方向用移相器１７Ｘ，Ｙ方向用移相器１７Ｙによって時間的にπ／２だけ移相された後に、Ｘ方向用の増幅器１８Ｘ，Ｙ方向用の増幅器１８Ｙに接続され、他方は、Ｘ方向用の増幅器１９Ｘ，Ｙ方向用の増幅器１９Ｙに直接接続されている。
【００４２】
各増幅器１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，１９Ｙは、切換スイッチ２０を介して、各電極板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄに接続されている。
【００４３】
切換スイッチ２０は、接点が全てＸ側（図３の破線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８Ｘの出力は、電極板１５ａ，１５ｂに接続され、増幅器１９Ｘの出力は、電極板１５ｃ，１５ｄに接続される。したがって、左側の電極板１５ａ，１５ｂがグループ化されるとともに、右側の電極板１５ｃ，１５ｄがグループ化されるため、超音波アクチュエータ１０はＸ方向へ移動することができる。
【００４４】
同様にして、切換スイッチ２０は、接点が全てＹ側（図３の実線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８Ｙの出力は、電極板１５ａ，１５ｃに接続され、増幅器１９Ｙの出力は、電極板１５ｂ，１５ｄに接続される。したがって、上側の電極板１５ａ，１５ｃがグループ化されるとともに、下側の電極板１５ｂ，１５ｄがグループされるため、超音波アクチュエータ１０はＹ方向へ移動することができる。
【００４５】
図４（Ａ）は、この超音波アクチュエータ１０に入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間的変化をｔ1 〜ｔ9 で示している。図４（Ａ）の横軸は、高周波電圧の実効値を示している。図４（Ｂ）は、超音波アクチュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ１０に発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図４（Ｃ）は、超音波アクチュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ１０に発生する伸縮振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図４（Ｄ）は、超音波アクチュエータ１０の駆動力取出部材１４ａないし１４ｄに発生する楕円運動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。
【００４６】
次に、本実施例の超音波アクチュエータ１０の動作を、時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に説明する。
【００４７】
時間ｔ1 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の正の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲振動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の伸張を示す。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振幅が複合され、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動となり、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの運動となる。
【００４８】
時間ｔ2 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧を発生する。図５（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａによる屈曲振動が発生し、質点Ｙ１が負方向に振幅し、質点Ｚ１が正方向に振幅する。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａによる伸縮運動が発生し、質点Ｙ２とＺ２とが時間ｔ1 のときよりも縮む。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ1 のときよりも左回りに移動する。
【００４９】
時間ｔ3 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成されて増幅され、質点Ｙ１が時間ｔ2 のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示す。質点Ｚ１が時間ｔ2 のときよりも正方向に振幅され、最大の正の振幅値を示す。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる伸縮運動が互いに打ち消しあい、質点Ｙ２とＺ２とが元の位置に戻る。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ2 のときよりも左回りに移動する。
【００５０】
時間ｔ4 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧は零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ3 のときよりも振幅が低下し、質点Ｚ１（時間ｔ3 ）のときよりも振幅が低下する。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ｂによる伸縮運動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮する。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ3 のときよりも右回りに移動する。
【００５１】
時間ｔ5 において、図４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消しあい、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮運動は収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。その結果、図４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ4 のときよりも左回りに移動する。
【００５２】
時間ｔ6 〜時間ｔ9 に変化するにしたがって、上述の原理と同様に屈曲振動及び伸縮振動が発生し、その結果、図４（Ｄ）に示すように、質点Ｙ及び質点Ｚが左回りに移動し、楕円運動をする。
【００５３】
以上の原理により、この超音波アクチュエータ１０は、駆動力取出部材１４ａないし１４ｄの先端に楕円運動を発生させ、駆動力を発生させる。したがって、駆動力取出部材１４ａないし１４ｄの先端を固定部に加圧すると、弾性体１１は固定部に対して自走する。
【００５４】
本実施例で用いた超音波アクチュエータ１０では、弾性体１１に対する圧電素子１５ａないし１５ｄの接着位置決めが容易であるため、励振むらが低減される上、移動方向の違いによる左右差（＋Ｘ方向，−Ｘ方向，＋Ｙ方向，−Ｙ方向の移動速度の差）も低減される。
【００５５】
本実施例では、このような超音波アクチュエータ１０を、カメラの振れ防止光学系に適用して振れ防止装置を構成した。
図５は、本実施例の振れ防止装置を示す断面図であり、図６は、図５のＡ部付近を拡大して示す説明図である。また、図７は、図５におけるII−II断面図であり、図８は、図５におけるIII −III 断面図である。
【００５６】
図５及び図６においては、振れ防止光学系３０を保持するレンズ枠３１と，このレンズ枠３１に接続された円環状の超音波アクチュエータ１０とが、断面溝型の円環状のケース４０の内部に設置されている。
【００５７】
振れ防止光学系３０は、円筒状のレンズ枠３１により保持されており、後述するようにレンズ枠３１がケース４０に対して移動自在に配置されるため、主光学系の光軸Ｚに対して直交する平面内で移動自在であり、手振れ等により生ずる像振れの防止が図られる。
【００５８】
この振れ防止光学系３０を保持するレンズ枠３１の外面であって光軸Ｚ方向の略中央部には、円環状にフランジ部３２が突設されている。
円環状のフランジ部３２の一方の平面には、図８に示すように、０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置に、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄが光軸方向に向けて例えば螺着されている。
【００５９】
図９には、Ｘ方向及びＹ方向それぞれへの移動の際の、Ｂ21振動モードＢ21X ，Ｂ21Y それぞれの節交差位置を示すが、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄの設置位置は、これらの節交差位置を選択することが望ましく、本実施例では、内周側の４つの節交差位置に対向する位置に設置した。
円環状のフランジ部３２の他方の表面には、図７にも示すように、０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置に、スプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄが設けられている。
【００６０】
連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄのもう一端には、内径がレンズ枠３１の外径よりも大きい円環状の超音波アクチュエータ１０の圧電素子１２，１３装着面がフランジ部３２に臨むようにして、螺着される。
【００６１】
超音波アクチュエータ１０を構成する弾性体１１の他方の平面の外縁部であって０°，９０°，１８０°及び２７０°それぞれの位置には、例えばセラミックスからなる立方体状の駆動力取出部取付台２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄが例えば接着により設置されている。
【００６２】
これらの駆動力取出部取付台２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄそれぞれにより、例えば窒化ボール等により構成される移動足たる駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄが例えば接着により配設されている。この駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは、弾性体１１に生じる縦振動の腹となる位置に設けられているために高効率で楕円運動が生じるようになるとともに、その端部が曲面体であるために弾性体１１のＸ方向及びＹ方向への運動をできるだけ妨げることなく、楕円運動を生じることができる。
【００６３】
ケース４０は、外縁部に延設されたフランジ部を有する中空円板状の底部４０ａと，このフランジ部と嵌合するフランジ部を有する中空円板状の蓋部４０ｂとからなり、底部４０ａ及び蓋部４０ｂはそれぞれの端部に設けられた嵌合部分により脱着自在である。
【００６４】
底部４０ａの内部底面は、超音波アクチュエータ１０に対向して設置される摺動面であり、駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄが摺動する例えばポリフロン等からなる摺動材４０ｃが貼付されている。一方、蓋部４０ｂの内面には、レンズ枠３１のフランジ部３２に設けられたスプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄと対向する位置に、円形溝型のスプリング取付部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが設けられている。
【００６５】
底部４０ａの内部底面には、超音波アクチュエータ１０がフランジ部３２に接続されたレンズ枠３１を配置し、フランジ部３２に設けられたスプリング保持穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄと，蓋部４０ｂに設けられたスプリング取付部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び４１ｄとの間に、超音波アクチュエータ１０を付勢し摺動材４０ｃが貼付された摺動面に当接させる付勢機構の一例である４つのスプリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び４２ｄが介在するようにして、蓋部４０ｂを底部４０ａに装着する。
【００６６】
そのため、フランジ部３２は、スプリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び４２ｄにより加圧されており、連結棒２１ａないし２１ｄを介して超音波アクチュエータ１０が摺動材４０ｃに向けて加圧されている。
【００６７】
このように、本実施例では、レンズ枠３１が光軸Ｚに対して直交する平面で２次元に移動自在となるように、超音波アクチュエータ１０が設置される。
また、超音波アクチュエータ１０はレンズ枠３１を収容する開口部を備える中空型であるため、レンズ枠３１の周囲にできるだけコンパクトに設置される。
【００６８】
蓋部４０ｂの内面，フランジ部３２の一方の面それぞれの外縁部には、図７にも示すように、９０°間隔で、投光器４３ａ及び４３ｂ（赤外発光ダイオード；ＩＲＥＤ），受光器４４ａ及び４４ｂ（半導***置検出素子；ＰＳＤ）が取り付けられており、ケース４０に対するレンズ枠３１のＹ方向，Ｘ方向それぞれへの移動量を検出するレンズ位置検出センサを構成している。
【００６９】
図１０は、本実施例の振れ防止装置の制御回路を示すブロック図である。同図に示すように、図５ないし図９により示す本実施例の振れ防止装置の制御では、振れ防止光学系３０の光軸Ｚの位置を、補償回路４８により、フランジ部３２の周囲に設けた投光器４３ａ及び４３ｂ，受光器４４ａ及び４４ｂ、レンズ位置検出回路４５により検出し、カメラ本体等の振れ防止装置の振動状態を検出する角速度センサ４６及び手振れ量検出回路４７から得られる情報と比較し、図３にも示すＵＳＭドライバ４９から、超音波アクチュエータ１０に、Ｘ方向，Ｙ方向のいずれかを指定する移動軸指令信号及び，移動方向を指定する移動方向正逆指令信号を出力して、以降フィードバック制御を行うことにより、手振れ等により生じる像振れに対応させて、超音波アクチュエータ１０を起動してレンズ枠３１を振れ方向と反対方向にシフトさせて、像振れを防止することが可能となる。
【００７０】
このような本発明にかかる振れ防止装置では、従来の振れ防止装置では必要であった伝達ギヤ列，及びこの伝達ギヤ列を駆動する電磁モータが不要になる。そのため、この伝達ギヤ列及び電磁モータを駆動源として用いていたことに起因して発生していた、装置の大型化、高重量化、複雑化さらには騒音化が改善されるようになるとともに、応答性，特に振れ防止装置としては極めて重要な起動時の立ち上がりの応答性が根本的に改善される。
【００７１】
（第２実施例）
図１１は、第２実施例の振れ防止装置の構造を部分的に拡大して示す断面図である。
なお、以下に説明する各実施例の説明では、前述した第１実施例と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００７２】
本実施例では、圧電素子１２，１３を第１実施例とは逆の平面に、例えば接着により貼付し、レンズ枠３１が光軸Ｚと直交する平面で移動自在となるように、超音波アクチュエータ１０を設置したものである。第１実施例では、圧電素子１２，１３の表面に、連結棒２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄの貫通穴を設けたが、本実施例ではこのような必要がなくなり、圧電素子１２，１３の加工工数の低減を図ることができるとともに、圧電素子１２，１３の表面積の拡大を図ることができ、駆動力を増加できる。
【００７３】
（第３実施例）
図１２は、第３実施例の振れ防止装置の構造を部分的に拡大して示す断面図である。
【００７４】
本実施例は、図１１に示す第２実施例において、超音波アクチュエータ１０を付勢し摺動材４０ｃに当接させる付勢機構としてのスプリング４２ａ〜４２ｄをスプリング取付部４１ａ〜４１ｄに支持させるのではなく、蓋部４０ｂに設けたネジ穴４０ａ〜４０ｄに、ネジ部５１ａ〜５１ｄを有する加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄを螺合させ、ネジ部５１ａ〜５１ｄの先端に設けた加圧板５２ａ〜５２ｄにより、スプリング４２ａ〜４２ｄを加圧する。
【００７５】
略述すれば、本実施例は、第２実施例の付勢機構に加圧力調整機構を付加したものである。すなわち、超音波アクチュエータは、加圧力の大小により駆動力（移動速度）が変化するため、例えば（ａ）圧電素子１２，１３の接着位置ずれ，（ｂ）弾性体１１の加工精度不足による形状不良，（ｃ）駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄの摺動材４０ｃとの間の摩擦による接触不良等に起因して発生する±ｘ方向，±ｙ方向の移動速度むらを、製品組立後（例えば使用時）に、４つの加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄを回転させることにより調整できるようにしたものである。
【００７６】
（第４実施例）
図１３は、第４実施例の振れ防止装置の構造を示す断面図である。
【００７７】
本実施例では、第１実施例ないし第３実施例のように超音波アクチュエータ１０をフランジ部３２を介してレンズ枠３１に固定し、レンズ枠３１とともに超音波アクチュエータ１０もケース４０に対して移動させるのに対し、超音波アクチュエータ１０をケース４０に固定し、超音波アクチュエータ１０とレンズ枠３１との間で相対運動を行うものである。
【００７８】
振れ防止光学系３０を支持するレンズ枠３１のフランジ部３２の他方の面には、摺動材３２ｅが例えば接着により装着されており、この摺動材３２ｅに、ケース４０の底部４０ａに固定された連結棒２１ａ〜２１ｄを介して固設された超音波アクチュエータ１０の駆動力取出部材１４ａ〜１４ｄが接触している。
【００７９】
フランジ部３２は、スプリング４２ａ〜４２ｄ及び加圧力調整用ボルト５０ａ〜５０ｄにより適宜圧力で加圧されている。
このように構成することにより、ケース４０に対して移動する移動系全体の重量を低減でき、移動に伴うイナーシャの低減を図ることができる。したがって、移動量の誤差低減及び起動時の立ち上がり（応答性）の改善を図ることができる。
【００８０】
（第５実施例）
図１４は、第１実施例における超音波アクチュエータの変形例を示す斜視図である。
【００８１】
この実施例は、第１実施例において圧電素子１２，１３をそれぞれ二つの圧電素子１２−１，１２−２，１３−１，１３−２に分割したものであり、第１実施例と同様にＸ方向及びＹ方向の２次元に移動可能である。
第１実施例の超音波アクチュエータ１０に比較すると、電極板１５ａ〜１５ｄが不要となって、構造を簡素化でき、製造コストを低減できる。
【００８２】
（第６実施例）
図１５〜図１８は、第１実施例における超音波アクチュエータの他の変形例を示す図であり、図１５は全体の構成を示す模式図であり、図１６は圧電素子を示す斜視図であり、図１７及び図１８は、それぞれ駆動力取出部材の配置を示す図である。
【００８３】
第１実施例ないし第５実施例では、２次元（Ｘ方向及びＹ方向）の移動を可能とするため、４分割した圧電素子をＸ方向用とＹ方向用にグループ化する切換を行ったが、本実施例は、弾性体１１の両面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を別々に設けたものである。
【００８４】
図１６に示すように、Ｘ方向用の圧電素子１２−３，１２−４は、弾性体１１の上面に配置されており、Ｙ方向用の圧電素子１３−３，１３−４は、弾性体１１の下面に配置されている。
【００８５】
また、駆動回路は図１５に示すように、発振器１６−１からの高周波信号が切換スイッチ２０−１を介して、Ｘ方向用の駆動回路（移相器１７−１Ｘ，増幅器１８−１Ｘ，１９−１Ｘ）及びＹ方向用の駆動回路（移相器１７−１Ｙ，増幅器１８−１Ｙ，１９−１Ｙ）に接続されている。
【００８６】
各増幅器１８−１Ｘ，１８−１Ｙ，１９−１Ｘ，１９−１Ｙは、切換スイッチ２０−１を介して、各圧電素子１２−３，１２−４，１３−３，１３−４に接続されている。
【００８７】
切換スイッチ２０−１は、接点がＸ側（図１５の実線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８−１Ｘの出力は、圧電素子１２−３に接続され、増幅器１９−１Ｘの出力は、圧電素子１２−４に接続されるので、Ｘ方向への移動が可能となる。
【００８８】
切換スイッチ２０−１は、接点がＹ側（図１５の破線の状態）に切り換わっているときに、増幅器１８−１Ｙの出力は、圧電素子１３−３に接続され、増幅器１９−１Ｙの出力は、圧電素子１３−４に接続されるので、Ｙ方向への移動が可能となる。
【００８９】
本実施例では、圧電素子１２が弾性体１１の下面にも設けられるので、駆動力取出部材１４−１ａ〜１４−１ｄは、２つの圧電素子１３−３，１３−４を跨がる位置に配置されることになる。そのため、図１７に示すように、ファインセラミックス等の絶縁材料からなる駆動力取出部取付台２２−１を介して取り付けるようにしている。
【００９０】
また、図１８（Ａ），図１８（Ｂ）に示すように、圧電素子１２−４，１２−５を取付部材の幅だけ小さい半径にしたり、図１８（Ｃ）に示すように、圧電素子１３−３，１３−４の間隔を駆動力取出部材１４−１ｃの大きさよりも広くして、弾性体１１に直接取り付けるようにしてもよい。さらに、図１８（Ｄ）に示すように、弾性体１１の外側に駆動力取出部取付台２２−２を張り出して、その駆動力取出部材２２−２に駆動力取出部材２３ａ〜２３ｄを取り付けるようにしてもよい。
【００９１】
本実施例では、複数の圧電素子を使用するため、分極（ポーリング）状態が等しいものを選別して、全体として、セクタ毎のむらが少ない構成の圧電素子群とすることができる利点がある。
【００９２】
（第７実施例）
図１９，図２０は、本実施例で用いる超音波アクチュエータのさらに他の実施例を示した図であって、図１９は、圧電素子の配置を示す展開斜視図であり、図２０は、図１９の部分拡大図である。
【００９３】
第６実施例は、弾性体１１の両面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を別々設けたが、本実施例では、弾性体１１の上面にＸ方向用とＹ方向用の圧電素子を重ねて配置したものである。
【００９４】
Ｙ方向用の圧電素子２４は、弾性体１１の上面に接合されており、銅板等の電極板２５ＹＡ，２５ＹＢを挟んで、圧電材料２４Ａ−１，２４Ｂ−１と圧電材料２４Ａ−２，２４Ｂ−２とが積層されている。
【００９５】
また、Ｘ方向用の圧電素子２６は、Ｙ方向用の圧電素子２４の上に電極板２５−１を介して接合されており、電極板２５ＸＡ，２５ＸＢを挟んで、圧電材料２６Ａ−１，２６Ｂ−１と圧電材料２６Ａ−２，２６Ｂ−２とが積層され、さらに、その上面に電極板２５−２が接合されている。
【００９６】
各圧電材料の分極方向は、図２０の通りであり、電極板２５ＸＡ，２５ＸＢ及び電極板２５ＹＡ，２５ＹＢは、それぞれＸ方向用入力及びＹ方向用入力が接続されており、電極板２５−１，２５−２及び弾性体１１は、グランドに接続される。
【００９７】
本実施例によれば、圧電材料の枚数を多くできるため、大きな駆動力を得られる利点がある。
【００９８】
（第８実施例）
図２１は、本実施例で用いる超音波アクチュエータを示す模式図である。
第８実施例は、Ｒ１−Ｂ11X −Ｂ11Y （１次の屈曲）の場合を示している。このときの節１１ｂが図２１（Ａ）に示されている。
【００９９】
Ｒ１−Ｂ11，Ｒ１−Ｂ11X −Ｂ11Y モードでは、Ｒ１−Ｂ21，Ｒ１−Ｂ21X −Ｂ21Y モードの場合と比較して、Ｒ１モードとＢ11モードの振動が縮退するときの弾性体の環状部の寸法が細くて厚くなる。従って、本実施例は、駆動対象物への組込寸法などの制約により、外径に対して内径を大きくしたい、つまり中空部をできるだけ大きくしたい場合に適している。
【０１００】
（第９実施例）
第１実施例ないし第８実施例では、環状の弾性体を有し、この弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生させることにより駆動力を取り出す超音波アクチュエータを用いたが、本実施例及び後述する第１０実施例は、ともに、枠型の弾性体を有し、この弾性体に縦振動と屈曲振動とを発生させることにより駆動力を取り出す超音波アクチュエータを用いた場合である。
【０１０１】
図２２ないし図２６は、本実施例で用いた超音波アクチュエータを示す図であって、図２２は、超音波アクチュエータ全体の構成を示す斜視図であり、図２３は、図２２の超音波アクチュエータの三面図であり、図２４は、超音波アクチュエータの動作を説明する線図であり、図２５は、各電気機械変換素子への制御を示すブロック図であり、さらに、図２６は、図２２の超音波アクチュエータを組み込んだ振れ防止装置の構成を示す断面図である。
【０１０２】
図２２及び図２３に示すように、本実施例の超音波アクチュエータ６０は、正４角形により外径が構成された枠板状を呈する弾性体６１と，この弾性体６１の４つの枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄそれぞれの上面に接合される電気機械変換素子である圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄと，弾性体６１の下面の頂点近傍に設置された駆動力取出部材６４ａ，６４ｂ，６４ｃ及び６４ｄとにより構成される。
【０１０３】
本実施例の弾性体６１は、外形が正４角形の枠板状を呈する弾性部材であって、金属又はプラスチック等の弾性材料を用いて製作される。弾性体６１が枠体状であるために、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、かつレンズ鏡筒を内部に収容するように組み込んだ場合に装置の大型化をできるだけ抑制できる。なお、図２３（ａ）には、レンズ鏡筒をこの弾性体６１に組み込んだ場合のレンズ鏡筒の外郭を一点鎖線で示す。
【０１０４】
電気機械変換素子である圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄへ駆動電圧を印加することにより、弾性体６１に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生させ、これらの合成運動による楕円運動を生じさせるため、縦振動モードと屈曲振動モードとをできるだけ一致させることが重要である。
【０１０５】
そのため、弾性体６１の枠辺部６１ａ〜６１ｄに生じる振動モードと各枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄ単体の共振周波数とを解析して、弾性体６１の寸法を設定することが重要であり、弾性体６１の枠辺部の外長，内長及び板厚等を適宜設定する。
【０１０６】
弾性体６１の各枠辺部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄには、それぞれ、圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄが、本実施例では接着により、装着される。これらの圧電素子はいずれもＰＺＴ等により薄膜状に形成される。
【０１０７】
各枠辺部６１ａ〜６１ｄそれぞれにおいて隣接する圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは、互いに一定距離離間して設置され、各枠辺部６１ａ〜６１ｄそれぞれにおいて隣接する圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは分極されており、隣接するそれぞれの圧電素子に位相がπ／２異なる２相の入力電圧Ａ，Ｂが印加される。
【０１０８】
隣接する２つの圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄは、互いに極性が同一方向になるように分極され、高周波電圧Ａ，Ｂは、π／２の時間的位相差を有している。なお、２つの圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄの分極は互いに逆方向であってもよい。
【０１０９】
駆動力取出部材６４ａ，６４ｂ，６４ｃ及び６４ｄは、弾性体６１の縦振動及び屈曲振動の合成振動により発生する楕円運動を取り出す部分であり、これらの駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄが加圧接触する固定部材（相対運動部材）と接触しながら相対運動する。駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄは、所定位置，すなわち弾性体６１の下面であって正４角形の頂点近傍に設置する。この頂点近傍の位置は、駆動力を効率的に取り出すために弾性体６１に生じる縦振動の節となる位置を避けた位置であり、本実施例では、屈曲振動モードにより生ずる、移動平面に対して略垂直方向の上下振動の腹となる位置とした。
【０１１０】
本実施例では、駆動力取出部材６４ａ〜６４ｄは、耐摩耗性を向上させるために窒化硅素製とするとともに、楕円運動をできるだけ阻害しないために接触部である先端を曲面体としている。
【０１１１】
図２４（Ａ）は、この超音波アクチュエータ６０に入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間的変化をｔ1 〜ｔ9 で示す。図２４（Ａ）の横軸は、高周波電圧Ａ，Ｂの実効値を示している。図２４（Ｂ）は、超音波アクチュエータ６０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ６０に発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図２４（Ｃ）は、超音波アクチュエータ６０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチュエータ６０に発生する伸縮振動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。図２４（Ｄ）は、超音波アクチュエータの駆動力取出部材６４ｂ，６４ｃに発生する楕円運動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。
【０１１２】
次に、本実施例の超音波アクチュエータ６０の動作を、時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に説明する。なお、各枠辺部６１ａ〜６１ｄに配置された圧電素子６２ａ及び６３ａ，６２ｂ及び６３ｂ，６２ｃ及び６３ｃ，６２ｄ及び６３ｄに独立して駆動電圧を印加した場合、各枠辺部６１ａ〜６１ｄは全く同様に変形するために、図２４による説明では、枠辺部６１ｃを例にとって行う。
【０１１３】
時間ｔ1 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の正の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の伸長を示す。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動となり、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの運動となる。
【０１１４】
時間ｔ2 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１が負方向に振幅し、質点Ｚ１が正方向に振幅する。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２と質点Ｚ２とが時間ｔ1 のときよりも縮む。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ1 のときよりも左回りに移動する。
【０１１５】
時間ｔ3 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成されて増幅され、質点Ｙ１が時間ｔ2 のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示す。質点Ｚ１が時間ｔ2 のときよりも正方向に増幅され、最大の正の振幅値を示す。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる伸縮振動が互いに打ち消しあい、質点Ｙ２とＺ２とが元の位置に戻る。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺ質点とが時間ｔ2 のときよりも左回りに移動する。
【０１１６】
時間ｔ4 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂによる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ3 のときよりも振幅が低下し、質点Ｚ１（時間ｔ3 ）のときよりも振幅が低下する。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ｂによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮する。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ3 のときよりも左回りに移動する。
【０１１７】
時間ｔ5 において、図２４（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図２４（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図２４（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動は収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。その結果、図２４（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点Ｙと質点Ｚとが時間ｔ4 のときよりも左回りに移動する。
【０１１８】
時間ｔ6 〜ｔ9 に変化するにしたがって、上述の原理と同様に屈曲振動及び伸縮振動が発生し、その結果、図２４（Ｄ）に示すように、質点Ｙ及び質点Ｚが左回りに移動し、楕円運動をする。
【０１１９】
以上の原理により、この超音波アクチュエータは、駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端に楕円運動を発生させ、駆動力を発生させる。したがって、駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端を固定部に加圧すると、弾性体６１は、固定部に対して自走する。
【０１２０】
本実施例の超音波アクチュエータ６０は、（ａ）圧電素子６２ａ及び６３ａと，圧電素子６２ｃ及び６３ｃとにそれぞれ位相がπ／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂを印加することにより、枠辺部６１ａ及び６１ｃそれぞれに屈曲振動と伸縮振動との複合振動を起こし、これにより駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端にＸ方向へ向けての楕円運動を発生させ、一方、（ｂ）圧電素子６２ｂ及び６３ｂと，圧電素子６２ｄ及び６３ｄとにそれぞれ位相がπ／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂを印加することにより、枠辺部６１ｂ及び６１ｄそれぞれに屈曲振動と伸縮振動との複合振動を起こし、これにより駆動力取出部材６４ａないし６４ｄの先端にＹ方向へ向けての楕円運動を発生させる。
【０１２１】
これら（ａ）と（ｂ）の制御は、互いに独立して行うが、同時に行ってもよい。独立して行えばＸ方向，Ｙ方向へ独立して移動するが、同時に行うことによりＸ方向及びＹ方向の合成方向に移動する。
【０１２２】
図２５は、各圧電素子への駆動電圧の印加を示すブロック図である。
図２５において、発振器７０は、各圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂを印加するためのものであり、その出力は分岐して、一方は、Ｘ方向用移相器７１ＸとＹ方向用移相器７１Ｙとによって時間的にπ／２だけ移相された後に、Ｘ方向用の増幅器７２ＸとＹ方向用の増幅器７２Ｙとに接続され、他方は、Ｘ方向用の増幅器７３ＸとＹ方向用の増幅器７３Ｙとに直接接続される。
【０１２３】
各増幅器７２Ｘ，７２Ｙ，７３Ｘ，７３Ｙは、切換スイッチ７４，７５と，切換スイッチ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを介して、各圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに接続される。なお、通常の場合、切換スイッチ７６ａ〜７６ｄは全てＯＮされている。
【０１２４】
（ａ）切換スイッチ７４が図２５に示すように、上にある場合、圧電素子６２ａ及び６３ｃと，圧電素子６３ａ及び６２ｃに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は±ｘ方向に並進する。
（ｂ）切換スイッチ７４が下にある場合、圧電素子６３ａ及び６３ｃと，圧電素子６２ａ及び６２ｃに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は中心部Ｏを回転中心にして回転する。
【０１２５】
（ｃ）切換スイッチ７５が図２５に示すように、上にある場合、圧電素子６３ｂ及び６２ｄと，圧電素子６２ｂ及び６３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は±ｙ方向に並進する。
（ｄ）切換スイッチ７５が下にある場合、圧電素子６３ｂ及び６３ｄと，圧電素子６２ｂ及び６２ｄに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ６０は中心部Ｏを回転中心にして回転する。
【０１２６】
なお、切換スイッチ７６ａ〜７６ｄをＯＦＦすることにより、対向する枠辺部６１ａ及び６１ｃ，６１ｂ及び６１ｄのいずれか一方だけに駆動電圧を印加することも可能であり、この場合、超音波アクチュエータ６０には回転力が作用し、超音波アクチュエータ６０を回転移動させる。
【０１２７】
このように、本実施例では、対向する圧電素子が同方向へ移動するように駆動電圧を印加して、Ｘ方向及びＹ方向の一方ないしは両方への並進を行うことを基本とするが、対向する圧電素子が互いに逆方向へ移動するように駆動電圧を印加することにより、並進ではなく、回転させることも可能である。
【０１２８】
図２６は、このような超音波アクチュエータ６０を組み込んだ本実施例の振れ防止装置の構成を示す断面図である。
同図に示すように、レンズ枠３１のフランジ部３２に設置した連結棒２１ａ〜２１ｄにより、超音波アクチュエータ６０が固定されている。超音波アクチュエータ６０の駆動力取出部６４ａ〜６４ｄは、ケース４０の底部４０ａの内部底面に貼付された摺動材４０ｃに加圧接触している。
【０１２９】
この超音波アクチュエータ６０の表面に形成された圧電素子６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄに、図示しない駆動電圧装置から駆動電圧を印加することにより、超音波アクチュエータ６０は摺動材４０に対して摺動し、これにより、レンズ枠３１がケース４０に対して移動できる。
【０１３０】
（第１０実施例）
図２７は、本発明にかかる振れ防止装置の駆動源として用いる超音波アクチュエータの第１０実施例を示す斜視図である。
【０１３１】
本実施例の超音波アクチュエータ６０−１は、正６角形により外形が構成された枠板状を呈する弾性体６１−１と，この弾性体６１−１の６つの枠辺部６１−１ａ，６１−１ｂ，６１−１ｃ，６１−１ｄ，６１−１ｅ及び６１−１ｆに接合される電気機械変換素子である圧電素子６２−１ａ及び６３−１ａ，６２−１ｂ及び６３−１ｂ，６２−１ｃ及び６３−１ｃ，６２−１ｄ及び６３−１ｄ，６２−１ｅ及び６３−１ｅ，６２−１ｆ及び６３−１ｆと、弾性体６１−１の６つの頂点近傍に配置された駆動力取出部材６４−１ａ，６４−１ｂ，６４−１ｃ，６４−１ｄ，６４−１ｅ，６４−１ｆにより構成される。
【０１３２】
このように、弾性体の外形を多角化させることにより、圧電素子の指向方向が増加し、この弾性体の枠辺部に設けられた圧電素子による移動方向を増加させることが可能となる。
なお、これ以外の構成は、前述の第９実施例と全く同様であるため、これ以上の説明は省略する。
【０１３３】
（第１１実施例）
図２８は、本実施例の振れ防止装置に組み込んだ超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【０１３４】
本実施例では、第１実施例ないし第８実施例，第９実施例及び第１０実施例と異なり、いわゆるインパクト駆動型アクチュエータを組み合わせて用いる。
図２８においては、外形が正方形の枠板状の弾性体８１の一方の表面であって４つの頂点近傍に、互いに枠辺部８１ａないし８１ｄに沿って互いに９０°ずつ交差する向きに２つのインパクト駆動型アクチュエータ８２ａ及び８２ｂ，８２ｃ及び８２ｄ，８２ｅ及び８２ｆ，８２ｇ及び８２ｈを合計８個設置する。
【０１３５】
各インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆ，８２ｇ，８２ｈは、立方体状の慣性体８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅ，８３ｆ，８３ｇ，８３ｈに、棒状の積層型の圧電素子８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈの一端が取り付けられている。
【０１３６】
圧電素子８４ａ，８４ｂの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ａの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ａに、圧電素子８４ｃ，８４ｄの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｂの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｂに、圧電素子８４ｅ，８４ｆの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｃの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｃに、圧電素子８４ｇ，８４ｈの他端は、弾性体８１の一方の表面に突設されたインパクト型取付棒８５ｄの先端に取り付けられた立方体状の移動体８６ｄに、それぞれ９０°ずつ交差するように配置されて、取り付けられる。
【０１３７】
相対運動部材である移動体８６ａ〜８６ｄは、インパクト型取付棒８５ａ〜８５ｄを介して弾性体８１に固定されるが、各慣性体８３ａ〜８３ｈと，棒状の積層型の圧電素子８４ａ〜８４ｈとは、弾性体８１の表面には接触しない。
さらに、弾性体８１の頂点近傍の他方の表面には、先端が球体状の棒状の接触部材８７ａ〜８７ｄが突設されており、図示しない固定部材に加圧接触する。
【０１３８】
これらのインパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈは、圧電素子８４ａ〜８４ｈに駆動電圧を印加することにより全く同様に励振されるため、各インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈの駆動原理をインパクト駆動型アクチュエータ８２ａを例にとって説明する。
【０１３９】
圧電素子８４ａに図示しない駆動電圧装置から、電圧上昇率が大きな駆動電圧を印加すると、圧電素子８４ａは急激に収縮するため、この収縮に伴って慣性体８３ａは移動体８６ａ及びインパクト型取付棒８５ａに向けて引っ張られるとともに、インパクト型取付棒８５ａを介して弾性体８１は図面上右方向に向けて移動する。
【０１４０】
その後、電圧減少率の小さな駆動電圧を印加すると、弾性体８１は静摩擦係数が大きいために停止するが、慣性体８３ａは移動体８６ａに向けて移動し続け、移動体８６ａを介してインパクト型取付棒８５ａに衝突するのと同じ状態となり、この衝撃により弾性体８１は図面上左方へ移動する。
【０１４１】
このように、図２８に示す枠板状の弾性体８１を有する超音波アクチュエータ８０では、４つの各頂点に設置されたインパクト型取付棒８５ａ〜８５ｄにより支持された移動体８６ａ〜８６ｄを相対運動部材として利用している。
【０１４２】
したがって、この超音波アクチュエータ８０では、同一方向へ向けて対向する位置に配置された圧電素子（例えば、圧電素子８４ａ及び８４ｄや，圧電素子８４ｂ及び８４ｇ等）を同一方向に変位させる駆動電圧を印加することにより、弾性体８１を変位方向と同一方向に直線的に並進させることができる。
【０１４３】
図２８に示す実施例では、圧電素子はｘ方向（８４ａ，８４ｄ，８４ｅ及び８４ｈ）とｙ方向（８４ｂ，８４ｃ，８４ｆ及び８４ｇ）とについて設置されているため、弾性体８１はＸ方向及びＹ方向の２次元に移動できる。また、このような２次元の移動はそれぞれの方向へ独立して行ってもよいが、同時に行うことにより移動したい位置へ斜めに直線的に最短距離及び最小時間で移動できるため、カメラの振れ防止装置に適用することにより、応答性の向上が図られる。
【０１４４】
さらに、弾性体８１の対角線上に対向する位置に配置された圧電素子（例えば、８２ａ及び８２ｅや，８４ｃ及び８４ｇ等）を逆方向に変位させる駆動電圧を印加することにより、弾性体８１を中心点Ｏを回転中心にして回転させることも可能となる。
【０１４５】
本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータを８個設置しているが、対向する枠辺部に１個ずつ最低２個設けてあれば、一方向への移動が可能である。
本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータを８つ組み合わせた図２８に示す超音波アクチュエータ８０を、カメラの振れ防止装置に適用した。図２９は、本実施例の振れ防止装置の断面図である。
【０１４６】
図２９に示す本実施例では、前述した第１実施例（図５及び図６）において、超音波アクチュエータ１０に替えて、図２８に示す超音波アクチュエータ８０を用いた。図２９に示すように、レンズ枠３１のフランジ部３２に連結棒８８ａ〜８８ｄを介して移動体８６ａ〜８６ｄを取り付けることにより、レンズ枠３１が光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａないし８２ｈを取り付けた。
【０１４７】
超音波アクチュエータ８０は、連結棒８６ａ〜８６ｄ及びフランジ部３２を介してスプリング４１ａ〜４１ｄにより、ケース４０の底部４０ａの内部底面に例えば接着により装着された摺動材４０ｃに加圧されており、超音波アクチュエータ８０がｘ方向及びＹ方向の両方向ないしは一方向に移動することにより、フランジ部３２を介してレンズ枠３１をケース４０に対して相対移動させることができる。
【０１４８】
特に、移動したい位置へ斜めに直線的に移動させると、移動距離及び移動時間が最小となるため、振れ防止装置の応答性を向上できる。
また、本実施例では、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈをレンズ枠３１に直接設けるのではなく連結棒８８ａ〜８８ｄを介してフランジ部３２に設けるため、インパクト駆動型アクチュエータ８２ａ〜８２ｈのインパクト駆動時に発生する不用振動を抑制できる。
【０１４９】
（第１２実施例）
図３０は、本実施例の振れ防止装置に組み込んだ超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【０１５０】
本実施例は、第７実施例において弾性体８１−１が円環状の場合であり、これにともなって、各インパクト駆動型アクチュエータ８２−１ａ〜８２−１ｈが、弾性体８１−１の９０°ずつ異なる４点に設けられたインパクト型取付棒８５−１ａ〜８５−１ｄに取り付けられた移動体８６−１ａ〜８６−１ｄに、二つずつ互いに同方向を指向して対向するように配置されている。
【０１５１】
図３０に示す超音波アクチュエータ８０−１は、これ以外は、図２９に示す超音波アクチュエータ８０と全く同様であり、これ以上の説明は省略する。
【０１５２】
（第１３実施例）
本実施例は、図２９に示す第１１実施例の変形例である。図３１は、本実施例におけるレンズ枠３１を示す斜視図であり、図３２は、本実施例の振れ防止装置の構成を示す断面図である。
【０１５３】
図３１に示すように、４個のインパクト駆動型アクチュエータ８２−２ａ〜８２−２ｄがレンズ枠３１の外周面に直接に９０°間隔で設けられており、図３２に示すように、このレンズ枠３１がケース４０の内部に、駆動力取出部材４０ａ〜４０ｄが摺動材４０ｃに加圧接触するようにして、設けられている。
【０１５４】
本実施例によれば、レンズ枠３１のフランジ部３２の周辺の構造を簡素化できるため、レンズ枠３１を移動自在に支持するためのケース４０の光軸方向の厚みを低減でき、カメラ本体の軽量化を図ることができる。
【０１５５】
（変形例）
本発明における超音波アクチュエータとして、第１実施例ないし第８実施例では環状の超音波アクチュエータを用い、第９実施例及び第１０実施例では枠型の超音波アクチュエータを用い、さらに、第１１実施例ないし第１３実施例ではいわゆるインパクト駆動型アクチュエータを用いたが、本発明における超音波アクチュエータはこれらに限定されるものではなく、例えばカメラの振れ防止装置の場合には、振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠を、光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在とすることができる超音波アクチュエータであればいかなる型式の超音波アクチュエータであってもよい。
【０１５６】
また、以上の各実施例では、本発明にかかる超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置をカメラに適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、カメラ以外に望遠鏡や双眼鏡等にも適用可能である。また、顕微鏡用ＸＹステージ、プロッター用紙の送り装置などにも好適に利用できる。
【０１５７】
また、以上の各実施例では、電気機械変換素子として圧電素子を用いたが、これに限定されるものではなく、電歪素子や磁歪素子等を用いることも可能である。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）前記超音波アクチュエータが、前記レンズを収容する開口部を備える中空型であるため、できるだけコンパクトに設置できる。
【０１５９】
（２）前記超音波アクチュエータが、中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と，前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを備えるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現される。
【０１６０】
（３）前記超音波アクチュエータが、少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含むため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現できる。
【０１６１】
（４）前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じることができる。
【０１６２】
（５）前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍であるため、確実に楕円運動を生じることができる。
【０１６３】
（６）前記超音波アクチュエータは、相対運動部材と，一端が前記相対運動部材に設置されて印加電圧により励振する電気機械変換素子と，前記電気機械変換素子の他端に取り付けられて前記相対運動部材に衝撃力を与える慣性体とを備える少なくとも２つのインパクト駆動型アクチュエータであるため、超音波アクチュエータによりレンズ枠を駆動することが確実に実現できる。
【０１６４】
（７）前記超音波インパクト駆動型アクチュエータは、前記振れ防止光学系のレンズを保持するレンズ枠が前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で移動自在となるように、設置されるため、レンズ枠が前記超音波アクチュエータに駆動されて前記光軸に対して直交する平面又は略直交する平面で自由に移動できる。
【０１６５】
（８）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠の外周に交差する４箇所に、前記レンズ枠を相対運動部材として設置されるため、前記レンズ枠をＸ方向及びＹ方向に確実に移動できる。
【０１６６】
（９）前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置されるため、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ独立して直線的に移動するようになるとともに、Ｘ方向及びＹ方向の合成方向にも直線的に移動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例で用いる円環状の超音波アクチュエータを分解した状態で示す斜視図である。
【図２】 弾性体の形状と，ω21／ω00との関係を示すグラフである。
【図３】 超音波アクチュエータの駆動回路の一例を示す説明図である。
【図４】 第１実施例の超音波アクチュエータの動作を時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に示す説明図である。
【図５】 第１実施例の振れ防止装置を示す断面図である。
【図６】 図５のＡ部付近を拡大して示す断面図である。
【図７】 図５におけるII−II断面図である。
【図８】 図５におけるIII −III 断面図である。
【図９】 Ｘ方向及びＹ方向それぞれへの移動の際の、Ｂ21振動モードＢ21X ，Ｂ21Y のそれぞれの節交差位置を示す説明図である。
【図１０】 第１実施例の振れ防止装置の制御回路を示すブロック図である。
【図１１】 第２実施例の振れ防止装置の構造を部分的に示す断面図である。
【図１２】 第３実施例の振れ防止装置の構造を部分的に示す断面図である。
【図１３】 第４実施例の振れ防止装置の構造を示す断面図である。
【図１４】 第５実施例の超音波アクチュエータを示す斜視図である。
【図１５】 第５実施例の超音波アクチュエータ全体の構成を示す模式図である。
【図１６】 第６実施例の圧電素子を示す斜視図である。
【図１７】 第６実施例の駆動力取出部材の配置を示す図である。
【図１８】 第６実施例の駆動力取出部材の配置を示す図である。
【図１９】 第７実施例で用いる超音波アクチュエータの圧電素子の配置を示す展開斜視図である。
【図２０】 図１９の部分拡大図である。
【図２１】 第８実施例で用いる超音波アクチュエータを示す模式図である。
【図２２】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータ全体の構成を示す斜視図である。
【図２３】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの三面図である。
【図２４】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの動作を説明する線図である。
【図２５】 第９実施例で用いる超音波アクチュエータの電気機械変換素子への制御を示すブロック図である。
【図２６】 第９実施例の振れ防止装置の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図２７】 第１０実施例で用いる超音波アクチュエータを示す斜視図である。
【図２８】 第１１実施例で用いる超音波アクチュエータの構造を示す平面図である。
【図２９】 第１１実施例の振れ防止装置の断面図である。
【図３０】 第１２実施例の振れ防止装置の平面図である。
【図３１】 第１３実施例におけるレンズ枠を示す斜視図である。
【図３２】 第１３実施例における振れ防止装置の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図３３】従来の振れ防止装置を組み込まれたカメラを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，６０，６０−１，８０，８０−１ 超音波アクチュエータ
１１，６１，６１−１，８１，８１−１ 弾性体
１１ａ，１１ｂ 平面
１２，１２−１，１２−２，１２−３，１２−４ 圧電素子
１３，１３−１，１３−２，１３−３，１３−４ 圧電素子
１４ａ〜１４ｄ，１４−１ 駆動力取出部材
１５ａ〜１５ｄ 電極板
１６，１６−１ 発振器
１７Ｘ，１７−１Ｘ Ｘ方向用移相器
１７Ｙ，１７−１Ｙ Ｙ方向用移相器
１８Ｘ，１８−１Ｘ，１９Ｘ，１９−１Ｘ 増幅器
１８Ｙ，１８−１Ｙ，１９Ｙ，１９−１Ｙ 増幅器
２０，２０−１ 切換スイッチ
２１ａ〜２１ｄ 連結棒
２２ａ〜２２ｄ，２２−１，２２−２ 駆動力取出部取付台
２３ａ〜２３ｄ 駆動力取出部材
２４ Ｙ方向用圧電素子
２５ 電極板
２６ Ｘ方向用圧電素子
３０ 振れ防止光学系
３１ レンズ枠
３２ フランジ部
３２ａ〜３２ｄ スプリング保持穴
３２ｅ 摺動材
４０ ケース
４０ａ 底部
４０ｂ 蓋部
４０ｃ 摺動材
４０ｄ ネジ穴
４１ａ〜４１ｄ スプリング取付部
４２ａ〜４２ｄ スプリング
４３ａ，４３ｂ 投光器
４４ａ，４４ｂ 受光器
４５ レンズ位置検出回路
４６ 角速度センサ
４７ 手振れ量検出回路
４８ 補償回路
４９ ＵＳＭドライバ
５０ａ〜５０ｄ 加圧力調整用ボルト
５１ａ〜５１ｄ ネジ部
５２ａ〜５２ｄ 加圧板
６１ａ〜６１ｄ，６１−１ａ〜６１−１ｆ 枠辺部
６２ａ〜６２ｄ，６２−１ａ〜６２−１ｆ，６３ａ〜６３ｄ，６３−１ａ〜６３−１ｆ 圧電素子
６４ａ〜６４ｄ，６４−１ａ〜６４−１ｆ 駆動力取出部材
７０ 発振器
７１Ｘ Ｘ方向用移相器
７２Ｙ Ｙ方向用移相器
７２Ｘ，７３Ｘ，７２Ｙ，７３Ｙ 増幅器
７４，７５ 切換スイッチ
７６ａ〜７６ｄ 切換スイッチ
８１ａ〜８１ｄ 枠辺部
８２ａ〜８２ｈ，８２−１ａ〜８２−１ｈ，８２−１ａ〜８２−１ｈ インパクト駆動型アクチュエータ
８３ａ〜８３ｈ 慣性体
８４ａ〜８４ｈ 圧電素子
８５ａ〜８５ｄ，８５−１ａ〜８５−１ｄ インパクト型取付棒
８６ａ〜８６ｄ，８６−１ａ〜８６−１ｄ 移動体
８７ａ〜８７ｄ 接触部材
８８ａ〜８８ｄ 連結棒
Claims (9)
- 振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交する平面内又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、
前記振れ防止光学系の駆動源は、超音波アクチュエータであり、
前記超音波アクチュエータは、前記レンズを収容する開口部を備える中空型である
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記超音波アクチュエータは、
中空円板型をした弾性材料からなる弾性体と、
前記弾性体に接合されており、駆動信号により励振され、前記弾性体に伸縮運動と屈曲振動とを発生し、その縮退により前記弾性体の所定部分に楕円運動を発生する電気機械変換素子と
を備える
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項１に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記超音波アクチュエータは、
少なくとも一対の対向する平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠体状を呈する弾性体と，
前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する電気機械変換素子とを含む
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍である
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項３に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍である
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、
前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、
前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、
前記インパクト駆動型アクチュエータは、それぞれ２個が一対として対向配置されている
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項６に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記振れ防止光学系は、前記平面と平行で前記光軸で直交する駆動軸を有し、
前記一対のアクチュェータは前記駆動軸を挟んで対向配置され、該アクチュエータの駆動方向は前記駆動軸と平行である
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 振動することにより生じる振れを防止するために主光学系の光軸に対して直交又は略直交する平面内で移動自在に設置される振れ防止光学系を備える振れ防止装置において、
前記振れ補正光学系を支持する弾性体と、
前記振れ補正光学系を駆動するために、前記弾性体に設けられた少なくとも４個のインパクト駆動型アクチュエータとを有し、
前記振れ防止光学系を該振れ防止光学系の外周部で保持するレンズ枠と、
前記インパクト駆動型アクチュエータは、前記レンズ枠の中心部で直交する２本の仮想直線が前記レンズ枠と交差する４カ所に設けられた
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。 - 請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置において、
前記インパクト駆動型アクチュエータは、
前記レンズ枠の外面に突設されたフランジ部に離間して固定される中空のフレームの対称位置に合計８個設置される
ことを特徴とする超音波アクチュエータを用いる振れ防止装置。
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