本发明专利技术涉及一种驱动机构、包括该驱动机构的摄像装置和全息记录装置。所述驱动机构（１００）包括：局部具有球状表面（１１１）的被驱动体（１１０）；将被驱动体（１１０）夹着予以支撑并对被驱动体（１１０）进行驱动的多个压电单元（１２０）；保持压电单元（１２０）的基台（１３０）；控制压电单元（１２０）的控制部（１４０）。各压电单元（１２０）包括：具有与被驱动体（１１０）的球状表面抵接的平面（１２２）的驱动部（１２１）；使驱动部（１２１）沿与平面（１２２）平行的第一轴（Ａ１）直线移动的第一压电元件（１２３）；使驱动部（１２１）沿与平面（１２２）平行且与轴（Ａ１）正交的第二轴（Ａ２）直线移动的第二压电元件（１２４）；通过压电元件（１２３，１２４）支撑驱动部（１２１）的支撑部件（１２５）。本发明专利技术可提供一种轴的干扰不易产生、可动范围大、能高速化和小型化的驱动机构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用压电元件来驱动被驱动体的驱动机构、包括该驱动机构的摄像装置和 全息记录装置。
技术介绍
以往，在以用于监控摄像机等的视线变更控制或半导体制造装置的六自由度定位机构 等为代表的多自由度驱动控制系统的领域中，广泛使用将单一轴驱动电动机以串连的方式 叠成多级的构成的驱动机构或电动机系统。尤其是近年来为了小型化、轻量化、高精度化， 在驱动源中使用压电元件、能高速且高精度地多自由度驱动的机构的研究开发受到关注。 作为此类典型的现有例子，已经提出有作为支撑结构使用了平行平板、辐射平板的结构(日 本特开昭63—137306号公报)和使用了弹性铰链的结构(日本昭和62年精密工学会春季大 会学术讲演会论文(1987)， p499—p500)、使用了并行机理的结构(日本精密工学会杂志 Vol.65 No. 10 (1999)， pl445—p1449)等。专利文献l:日本特开昭63—137306号公报非专利文献h日本昭和62年精密工学会春季大会学术讲演会论文(1987)， p499—p500 非专利文献2:日本精密工学会杂志Vo1.65 No. 10 (1999)， p1445—p1449 然而，在这些现有结构中都存在以下问题，并不能令人满意。(A)对于单一轴致动器 的串联多级层叠结构来说，难以进一步实现高速化(低刚性)、小型化。(B)由于受轴的 干扰较大，难以实现控制器的简化、高速高精度化。(C)可动范围狭窄，通用性差。在现 有例的使用平行平板、辐射平板的结构中，尤其是出于上述(A)、 (C)的理由而使适用范 围受到限制。另外，对于使用弹性铰链的结构及使用并行机理的结构来说主要由于上述 (B)、 (C)的理由而使适用范围受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轴的干扰不易产生、可动范围大、能高速化和小型化的驱 动机构、包括该驱动机构的摄像装置和全息记录装置。本专利技术的驱动机构，包括局部具有球状表面的被驱动体；将所述被驱动体夹着予以 支撑并对所述被驱动体进行驱动的多个压电单元；以及保持所述压电单元的基台。各压电 单元包括具有与所述被驱动体的球状表面抵接的平面的驱动部；使所述驱动部沿与所述 平面平行的第一轴移动的第一压电元件；使所述驱动部沿与所述平面平行且与所述第一轴 交叉的第二轴移动的第二压电元件；通过所述第一及第二压电元件支撑所述驱动部的支撑 部件。本专利技术的摄像装置，包括所述驱动机构；安装在所述驱动机构的所述被驱动体上的、 拍摄对象物的摄像组件；控制所述驱动机构的所述压电单元的控制部。本专利技术的全息记录装置，可将光的干涉条纹图案记录在记录介质上并可再现，其包括: 所述驱动机构，即所述被驱动体保持所述记录介质的所述驱动机构；使所述记录介质上产 生参照光与包含记录信息的信号光的干涉条纹图案的光学系统；对所述压电单元进行控制 的控制部本专利技术能提供一种轴的干扰不易产生、可动范围大、能高速化和小型化的驱动机构、 包括该驱动机构的摄像装置和全息记录装置。附图说明图l是第一实施形态的驱动机构的立体图。 图2是图1的压电单元的放大立体图。图3是在图l的驱动机构中将被驱动体沿x轴直线驱动后的状态。图4是在图l的驱动机构中将被驱动体沿z轴直线驱动后的状态。图5是在图l的驱动机构中将被驱动体绕x轴旋转驱动后的状态。图6是在图l的驱动机构中将被驱动体绕z轴旋转驱动后的状态。图7是第二实施形态的驱动机构的立体图。图8是第三实施形态的驱动机构的立体图。图9是在图8的驱动机构中将被驱动体沿z轴直线驱动后的状态。图10是在图8的驱动机构中将被驱动体绕y轴旋转驱动后的状态。图ll是在图8的驱动机构中将被驱动体绕x轴旋转驱动后的状态。图12是在图8的驱动机构中将被驱动体绕z轴旋转驱动后的状态。图13是第四实施形态的驱动机构的立体图。图14是图13的压电单元的放大立体图。图15是用于图13的驱动机构的第一单元组的放大立体图。图16是用于图13的驱动机构的第二单元组的放大立体图。图17是利用图15和图16的单元组所组装的驱动机构的立体图。图18是表示用于图13的驱动机构的另一第一单元组的立体图。图19是表示用于图13的驱动机构的另一第二单元组的立体图。图20是利用图18和图19的单元组所组装的驱动机构的立体图。图21是在图13的驱动机构中将被驱动体沿x轴直线驱动后的状态。图22是在图13的驱动机构中将被驱动体沿y轴直线驱动后的状态。图23是在图13的驱动机构中将被驱动体沿z轴直线驱动后的状态。图24是在图13的驱动机构中将被驱动体绕x轴旋转驱动后的状态。图25是在图13的驱动机构中将被驱动体绕y轴旋转驱动后的状态。图26是在图13的驱动机构中将被驱动体绕z轴旋转驱动后的状态。图27示意性地表示第五实施形态的摄像装置。图28示意性地表示第六实施形态的摄像装置。图29示意性地表示第七实施形态的摄像装置。图30示意性地表示第八实施形态的摄像装置。图31示意性地表示第九实施形态的全息记录装置。具体实施例方式(第一实施形态) 参照图1和图2对本实施形态的驱动机构的构成进行说明。如图1所示，本实施形态的驱动机构100包括局部具有球状表面111的被驱动体110; 将被驱动体110夹着予以支撑并对被驱动体110进行驱动的两个压电单元120;保持压电单元120的基台130;控制压电单元120的控制部140。如图2所示，各压电单元120包括具有与被驱动体110的球状表面抵接的平面122的驱 动部121;使驱动部121沿与平面122平行的第一轴A1直线移动的第一压电元件123;使驱动 部121沿与平面122平行且与轴A1正交的第二轴A2直线移动的第二压电元件124;通过压电 元件123、 124支撑驱动部121的支撑部件125。压电元件123沿轴A1延伸，其一端与驱动部121连接，另一端与支撑部件125连接。压电元件124沿轴A2延伸，其一端与驱动部121连接， 另一端与支撑部件125连接。基台130具有设置压电单元120的平面131。在后面的说明中，如图l所示，将xyz直角 坐标系设定为x轴和y轴与平面131平行，z轴与平面131垂直。而且绕x、 y、 z轴分别设定9x、ey、 ez轴。将ex轴的方向设定为在+x方向上向右转的方向为正。也就是说将右旋螺纹朝 十x方向推进时的旋转方向作为ex轴的正方向。对于ey轴和ez轴也一样。压电单元i20在基台130上设置成轴Al与x轴平行，轴A2与z轴平行。轴A1与基台130的平面131平行，轴A2与 基台130的平面131垂直。两个压电单元120配置成驱动部121隔着被驱动体110相对且驱动部121的平面122相互 平行。两个压电单元120相对于z轴对称配置。也就是说，两个压电单元120相互以绕z轴旋 转180度的方向配置。支撑部件125固定在基台130上，使得驱动部121的间隔比球状表面111 的直径稍小，通过压电单元120弹性变形来支撑被驱动体110。摄像组件等驱动对象物150 搭载在被驱动体110上。参照图3 图6说明驱动机构100的动作。该驱动机构100中，由控制部140使压电元件123, 124动作，使驱动部121沿轴A1、 A2 向相反方向作快速直线移动和慢速直线移动，从而超过压电元件123、 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种驱动机构，其特征在于，包括： 局部具有球状表面的被驱动体； 将所述被驱动体夹着予以支撑并对所述被驱动体进行驱动的多个压电单元；以及 保持所述压电单元的基台， 所述压电单元包括：具有与所述被驱动体的球状表面抵接的平面的驱动部；使所述驱动部沿与所述平面平行的第一轴移动的第一压电元件；使所述驱动部沿与所述平面平行且与所述第一轴交叉的第二轴移动的第二压电元件；通过所述第一及第二压电元件支撑所述驱动部的支撑部件。
【技术特征摘要】
JP 2007-3-28 2007-0842761.一种驱动机构，其特征在于，包括局部具有球状表面的被驱动体；将所述被驱动体夹着予以支撑并对所述被驱动体进行驱动的多个压电单元；以及保持所述压电单元的基台，所述压电单元包括具有与所述被驱动体的球状表面抵接的平面的驱动部；使所述驱动部沿与所述平面平行的第一轴移动的第一压电元件；使所述驱动部沿与所述平面平行且与所述第一轴交叉的第二轴移动的第二压电元件；通过所述第一及第二压电元件支撑所述驱动部的支撑部件。2. 如权利要求l所述的驱动机构，其特征在于，所述压电单元的个数为两个，所述压 电单元配置成所述驱动部隔着所述被驱动体相对且所述驱动部的所述平面相互平行。3. 如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，所述支撑部件固定在所述基台上使得 所述驱动部的间隔比所述球状表面的直径小，通过所述压电单元弹性变形来支撑所述被驱 动体。4. 如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于， 还具有控制所述压电单元的控制部，所述控制部使所述第一压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第一轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部沿所述第一轴同步地朝相同方向作所述 直线移动，由此使所述被驱动体沿所述第一轴作直线移动；所述控制部使所述第二压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第二轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部沿所述第二轴同步地朝相同方向作所述 直线移动，由此使所述被驱动体沿所述第二轴作直线移动；所述控制部使所述第一压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第一轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部沿所述第一轴同步地朝相反方向作所述 直线移动，由此使所述被驱动体绕通过所述球状表面的中心并与所述第二轴平行的轴作旋 转移动；所述控制部使所述第二压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第二轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部沿所述第二轴同步地朝相反方向作所述 直线移动，由此使所述被驱动体绕通过所述球状表面的中心并与所述第一轴平行的轴作旋 转移动。5. 如权利要求l所述的驱动机构，其特征在于，所述压电单元的个数为三个，所述压 电单元配置成所述驱动部围着所述被驱动体。6. 如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于，所述支撑部件在所述基台上固定成所 述驱动部位于比所述球状表面的大圆(利用通过所述球状表面中心的平面剖切所述球状表 面时在切口出现的圆)小的圆周上，由此利用所述压电单元的弹性变形来支撑所述被驱动 体。7. 如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于， 还具有控制所述压电单元的控制部，所述控制部使所述第二压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第二轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部沿所述第二轴同步地朝相同方向作所述 直线移动，由此使所述被驱动体沿所述第二轴作直线移动；所述控制部使所述第一压电元件动作，从而使所述驱动部沿所述第一轴向相反方向作 快速直线移动和慢速直线移动，并且使所述驱动部同步地朝与绕通过所述球状表面的中心 并与所述第二轴平行的轴旋转相关的相同的方向作所述直线移动，由此使所述被驱动体绕 通过所述球状表面的中心并与所述第二轴平行的轴作旋转移动；所述控制部使所述第二压电元件有选择地动作，从而使所述驱动部沿所述第二轴向相 反方向作快速直线移动和慢速直线移动，由此使所述被驱动体绕通过所述球状表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥博，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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