(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-09
(45)【発行日】2022-11-17
(54)【発明の名称】グリッパーモジュール及びグリッパー
(51)【国際特許分類】
B25J 15/08 20060101AFI20221110BHJP
G03B 17/56 20210101ALI20221110BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20221110BHJP
G02B 21/32 20060101ALI20221110BHJP
【ＦＩ】
B25J15/08 C
G03B17/56 A
G02B7/04 E
G02B21/32
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2018145317
(22)【出願日】2018-08-01
(65)【公開番号】P2020019104
(43)【公開日】2020-02-06
【審査請求日】2021-07-29
(73)【特許権者】
【識別番号】713013504
【氏名又は名称】株式会社ミクロブ
(74)【代理人】
【識別番号】100134751
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 隆一
(72)【発明者】
【氏名】秦 良彰
【審査官】杉田 隼一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－０７８３２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１８８７２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３５９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０４９１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１１８２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１９６２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０８６３３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １５／０８
Ｇ０３Ｂ １７／５６
Ｇ０２Ｂ ７／０４
Ｇ０２Ｂ ２１／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーと、
前記グリッパーの前記把持アームの作業領域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の光軸が前記作業領域を通るように位置決めして、前記グリッパーと前記撮像装置とが取り付けられる台座部材と、を備え、
前記グリッパーは、前記アーム駆動用圧電素子の両端に一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記一対のアーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する一対の前記把持アームとを備えている、グリッパーモジュール。
【請求項2】
アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーであって、前記アーム駆動用圧電素子の一端又は両端に１本又は一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記アーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する１つ又は一対の前記把持アームとを備え、
前記アーム駆動用振動ユニットを支持する支持部材に前記アーム駆動用振動ユニットの両端部それぞれが固着している、グリッパー。
【請求項3】
アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーであって、前記アーム駆動用圧電素子の両端に一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記一対のアーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する一対の前記把持アームとを備え、
前記アーム駆動用振動ユニットを支持する支持部材に前記アーム駆動用圧電素子が固着している、グリッパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、グリッパーモジュール及びグリッパーに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、微小部品のピックアップや組み立て、細胞操作などにマイクログリッパー装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。マイクログリッパー装置は、微小な把持対象物を把持するために、開閉可能な複数本の把持アームを備えている。また、把持対象物が微小なため、マイクログリッパー装置による作業は、カメラを介してディスプレイに出力された画像を参照して行われることが多い。
【0003】
一方、電気エネルギーを機械的仕事に変換する装置として、圧電素子を利用した駆動装置がある。本出願人は、ガイド部材と拘束部材とで支持された駆動軸の一端に圧電素子を取り付け、当該圧電素子を伸縮させることで駆動軸を軸方向に移動させる駆動装置を提案している（特許文献２参照）。このような駆動装置では、鋸波の単一パルス又は連続パルスを圧電素子に電圧印加し、駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体と、駆動軸との接触面の状態を固着状態（スティック）と滑り状態（スリップ）とに変化させて、駆動軸と移動体又は支持体とを相対移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００５－３４２８４６号公報
【文献】特開２０１５－１２８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のマイクログリッパー装置では、マイクログリッパーは、把持アームが電磁駆動方式で開閉動作するように構成されているので、構造が複雑であり、小型化及び軽量化が困難であるという問題があった。また、マイクログリッパーの把持アームの先端部周辺を撮像するカメラは、マイクログリッパーを支持する部材とは別の部材に支持されているので、マイクログリッパー装置の大型化及び重量化を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現することを技術的課題としている。
【0007】
本発明のグリッパーモジュールは、アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーと、前記グリッパーの前記把持アームの作業領域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の光軸が前記作業領域を通るように位置決めして、前記グリッパーと前記撮像装置とが取り付けられる台座部材と、を備えているものである。
【0008】
本発明のグリッパーモジュールによれば、グリッパーの把持アームをアーム駆動用圧電素子の振動によって開閉するようにしたので、グリッパーの構成を簡素化でき、グリッパーの小型化及び軽量化を実現できる。さらに、グリッパーと撮像装置とを同一の台座部材に取り付けるようにしたので、グリッパーと撮像装置とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できる。
【0009】
また、本発明のグリッパーモジュールによれば、グリッパーと撮像装置とを１つの台座部材に組み付けてモジュール化することで、移動機構を有する様々なロボットにグリッパー及び撮像装置を組み込むことが容易になる。また、本発明のグリッパーモジュールでは、撮像装置が取得した画像を見ながら、グリッパーの把持アーム位置を調整できる。そして、撮像装置の光軸とグリッパーの把持アーム位置とを調整済みのグリッパーモジュールを準備しておくことで、ロボットへのグリッパー及び撮像装置の取付けを迅速かつ容易に行える。また、本発明のグリッパーモジュールは、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できることで、駆動力が小さい小型のロボットへの装着が可能になる。また、撮像装置のレンズの光軸が把持アームの作業領域を通っているので、レンズの収差の影響が小さい画像領域にて把持アームの作業領域を観察でき、把持アームによる把持作業の容易性及び正確性が向上する。なお、「把持アームの作業領域」とは、開閉動作する一対の把持アームが開いた状態での把持アーム先端部同士の間の領域を意味する。
【0010】
本発明のグリッパーモジュールにおいて、前記撮像装置は、レンズ駆動用圧電素子の振動によってレンズを前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動装置と、前記レンズを通過した光を受光する撮像素子と、を備えているようにしてもよい。
【0011】
このような態様によれば、レンズ駆動用圧電素子の振動によってレンズを移動させるようにしたので、レンズ駆動装置の構成を簡素化でき、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化を実現できる。そして、撮像装置の小型化及び軽量化、ひいてはグリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できる。
【0012】
さらに、前記レンズ駆動装置は、前記レンズ駆動用圧電素子の一端にレンズ駆動軸を固定した軸状のレンズ駆動用振動ユニットと、前記レンズを支持するとともに前記レンズ駆動軸に摩擦係合して前記レンズ駆動軸の軸方向に移動するレンズ支持体と、前記レンズ駆動用振動ユニットの両端を支持する一対の支持片を有する支持ケースと、を備え、前記レンズ駆動軸の端面が一方の前記支持片に固着されているようにしてもよい。
【0013】
このような態様によれば、支持ケースの一対の支持片のうちレンズ駆動用振動ユニットのレンズ駆動軸の端面が固着される支持片（一方の支持片）の厚みを薄くでき、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化、ひいては撮像装置の小型化及び軽量化を実現できる。これにより、グリッパーと撮像装置とをよりコンパクトに配置でき、グリッパーモジュールのより一層な小型化及び軽量化を実現できる。
【0014】
なお、支持ケースの他方の支持片には、レンズ駆動用圧電素子の端面が固着される構造や、レンズ駆動用圧電素子の端面及び側面が固着される構造、又はレンズ駆動用圧電素子の側面が固着される構造にしてもよい。例えば、レンズ駆動用振動ユニットの両端面（レンズ駆動軸の端面とレンズ駆動用圧電素子の端面）が両支持片に固着されるようにすれば、両支持片の厚みをそれぞれ薄くでき、レンズ駆動装置のさらなる小型化及び軽量化を実現できる。
【0015】
また、本発明のグリッパーモジュールにおいて、前記グリッパーは、前記アーム駆動用圧電素子の両端に一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記一対のアーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する一対の前記把持アームとを備えているようにしてもよい。
【0016】
このような態様によれば、１つのアーム駆動用圧電素子の駆動によって一対の把持アームの両方を移動させるので、把持アームの開閉動作を迅速に行えるグリッパーを簡素な構成で実現できる。
【0017】
参考例のグリッパー装置は、本発明のグリッパーモジュールと、前記グリッパーモジュールの前記台座部材を前記撮像装置の前記光軸に沿って直線移動させる直動機構とを備えているものである。
【0018】
参考例のグリッパー装置によれば、本発明のグリッパーモジュールを備えているので、グリッパー装置全体の小型化及び軽量化を実現できるとともに、グリッパーモジュールの撮像装置で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュールを移動させて、グリッパーの把持アームの先端部を把持対象物に位置合わせできる。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】グリッパー装置の構成を示す概略斜視図である。
【図2】同グリッパー装置の制御系を示す概略構成図である。
【図3】同グリッパー装置における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。
【図4】同グリッパー装置におけるグリッパーモジュール周辺を側面視で示す拡大概念図であり、（Ａ）は近距離視野の撮像状態を示し、（Ｂ）は遠距離視野の撮像状態を示す。
【図5】同グリッパーモジュールの、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。
【図6】同グリッパーモジュールの、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は右側から見た縦断面図である。
【図7】同グリッパーモジュールの底面図である。
【図8】同グリッパーモジュールにおけるグリッパーを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図9】同グリッパーの内部を説明するための平面図である。
【図10】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれグリッパーの変形例を示す平面図である。
【図11】アーム駆動用振動ユニットと把持アームの摩擦係合構造を説明するための概略図であり、（Ａ）は分離斜視図、（Ｂ）は組み立てた状態の斜視図である。
【図12】グリッパーの変形例の外観を示すもので、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）が正面図である。
【図13】同グリッパーの内部構成を示すもので、（Ａ）が左側面図であり、（Ｂ）が右側面図である。
【図14】同グリッパーの内部構成を示す斜視図である。
【図15】同グリッパーの動作状態を示すもので、（Ａ）がＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）が平面図である。
【図16】同グリッパーのアーム駆動用振動ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図17】同グリッパーの構成を示す分解斜視図である。
【図18】同グリッパーの動作の説明図であり、（Ａ）は把持アームを開いた状態を示し、（Ｂ）は把持アーム同士を当接させた状態を示し、（Ｃ）は把持アームを限界まで閉じた状態を示す。
【図19】撮像装置の撮像領域とグリッパーの把持アームの位置関係を説明するための図であり、（Ａ－１），（Ａ－２）は双方の把持アーム２２０が可動な態様を示し、（Ｂ－１），（Ｂ－２）は一方の把持アームが固定された態様を示す。
【図20】グリッパーモジュールにグリッパーと２つの撮像装置を設けたときのレイアウト例を示す図であり、（Ａ），（Ｂ）は第１配置例の側方視と底面視の配置図、（Ｃ），（Ｄ）は第２配置例の側方視と底面視の配置図、（Ｅ）は第３配置例の底面視配置図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下に、本発明のグリッパーモジュール及びグリッパー装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、グリッパー装置の構成を示す概略斜視図である。図２は、同グリッパー装置の制御系を示す概略構成図である。図３は、同グリッパー装置における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。図４は、グリッパーモジュール周辺を右側から見て示す拡大概念図である。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「前後」「上下」など）を用いるが、これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0022】
図１に示すように、本実施形態のグリッパー装置１０００は、グリッパーモジュール１００を直交３軸方向に移動させる３軸操作用駆動装置５００を備えている。グリッパーモジュール１００は、３軸操作用駆動装置５００の３軸移動可能な出力部材５０２に着脱可能に取り付けられている。
【0023】
図４及び図６にも示すように、グリッパーモジュール１００は、アーム駆動用圧電素子２１０の振動によって開閉する一対の把持アーム２２０を有するグリッパー２００と、グリッパー２００の把持アーム２２０の作業領域（把持アーム２２０が把持対象物を把持する位置）を撮像する撮像装置３００と、グリッパー２００と撮像装置３００とが取り付けられる台座部材４００とを備えている。
【0024】
台座部材４００は、前後長手の直方体の前面が斜め下向きに傾斜した略台形柱の形態を有する。グリッパー２００は、台座部材４００の台座前面部４０１に取り付けられ、左右一対の把持アーム２２０が斜め下向きに延伸している。撮像装置３００は、台座部材４００の下部に設けられた台座切欠き凹部４０２に取り付けられている。撮像装置３００のレンズ３０１の光軸Ｌは、上下方向に沿っており、把持アーム２２０の作業領域を通るように位置決めされている。このように、撮像装置３００の光軸Ｌとグリッパー２００の把持アーム２２０の延伸方向が交差するように、把持アーム２２０を斜め下向きに延伸させることで、グリッパー２００と撮像装置３００とをコンパクトに配置できるとともに、把持アーム２２０の長さをなるべく短くして把持アーム２２０の強度を確保できる。また、把持アーム２２０が斜め下向きに延伸していることで、グリッパー２００の下方（把持アーム２２０の基端部の下方）に空間が形成されるので、把持アーム２２０の先端部（把持対象物を把持する部位）以外の部位が把持対象物に衝突しないようにでき、グリッパー装置１０００の操作性が向上する。なお、台座部材４００は、台座上面部４０３の後寄り部位が３軸操作用駆動装置５００の出力部材５０２の下面に連結されており、出力部材５０２の上方から捩じ込まれるモジュール固定用ねじ４１０にて、出力部材５０２に固定されている。
【0025】
本実施形態のグリッパーモジュール１００では、グリッパー２００の把持アーム２２０をアーム駆動用圧電素子２１０の振動によって開閉するようにしたので、グリッパー２００の構成を簡素化でき、グリッパー２００の小型化及び軽量化を実現できる。そして、グリッパー２００と撮像装置３００とを同一の台座部材４００に取り付けるようにしたので、グリッパー２００と撮像装置３００とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュール１００の小型化及び軽量化を実現できる。これにより、駆動力が小さい小型のロボットへの装着が可能になるという効果も奏する。
【0026】
また、グリッパーモジュール１００によれば、グリッパー２００と撮像装置３００とを１つの台座部材４００に組み付けてモジュール化することで、移動機構を有する様々なロボット（本実施形態では３軸操作用駆動装置５００）にグリッパー２００及び撮像装置３００を組み込むことが容易になる。また、グリッパーモジュール１００では、撮像装置３００が取得した画像を見ながら、グリッパー２００の把持アーム２２０の位置を調整できる。そして、撮像装置３００の光軸Ｌとグリッパー２００の把持アーム２２０の位置とを調整済みのグリッパーモジュール１００を準備しておくことで、ロボット（例えば３軸操作用駆動装置５００）へのグリッパー２００及び撮像装置３００の取付けを迅速かつ容易に行える。
【0027】
また、グリッパーモジュール１００では、撮像装置３００のレンズ３０１の光軸Ｌが把持アーム２２０の作業領域を通っているので、レンズ３０１の収差の影響が小さい画像領域にて把持アームの作業領域を観察でき、把持アーム２２０による把持作業の容易性及び正確性が向上する。
【0028】
図１～図３に示すように、３軸操作用駆動装置５００は、台座５５０上に一端が固定されて立設された上下方向（Ｚ軸方向）用の伸縮駆動装置５０１Ａと、伸縮駆動装置５０１Ａの出力側となる他端に固定された左右方向（Ｙ軸方向）用の伸縮駆動装置５０１Ｂと、伸縮駆動装置５０１Ｂの出力側に固定された前後方向（Ｘ軸方向）用の伸縮駆動装置５０１Ｃと、伸縮駆動装置５０１Ｃの出力側に固定された出力部材５０２とを備える。伸縮駆動装置５０１Ａ～５０１Ｃはそれぞれ同一の構成を有しており、移動体ユニット５０３の駆動軸５０４を筐体５０５に対して軸方向にスライドさせて伸縮する。
【0029】
伸縮駆動装置５０１Ａは、駆動軸５０４の軸方向が上下方向に沿って配置され、台座５５０に筐体５０５の下端が固定されて、台座５５０より立設しており、筐体５０５の上端側より移動体ユニット５０３を上下に摺動することで、伸縮駆動装置５０１Ｂ，５０１Ｃを介して接続された出力部材５０２を上下方向に移動させる。すなわち、伸縮駆動装置５０１Ａは、出力部材５０２に固定されたグリッパーモジュール１００を撮像装置３００の光軸Ｌに沿って移動させる。これにより、撮像装置３００で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュール１００を上下移動させて、グリッパー２００の把持アーム２２０の先端部を把持対象物に位置合わせできる。
【0030】
伸縮駆動装置５０１Ｂは、伸縮駆動装置５０１Ａにおける移動体ユニット５０３上端の出力側に筐体５０５の出力側（右側）が固定され、台座５５０に対して左右方向に水平に配置されており、筐体５０５の右端より移動体ユニット５０３を左右に摺動することで、伸縮駆動装置５０１Ｃを介して接続された出力部材５０２を左右方向に移動させる。伸縮駆動装置５０１Ｃは、伸縮駆動装置５０１Ｂにおける移動体ユニット５０３上端の出力側に筐体５０５の出力側（前側）が固定され、台座５５０に対して前後方向に水平に配置されており、筐体５０５の前端より移動体ユニット５０３を前後に摺動することで、移動体ユニット５０３前端に接続された出力部材５０２を前後方向に移動させる。
【0031】
次いで、伸縮駆動装置５０１Ａ～５０１Ｃの概略構成について、図３を参照して以下に説明する。以下では、伸縮駆動装置５０１Ａ～５０１Ｃを単に伸縮駆動装置５０１とする。伸縮駆動装置５０１は、移動体ユニット５０３と、移動体ユニット５０３を支持する支持ユニット５０６と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子５０７とを備える。圧電素子５０７の振動により移動体ユニット５０３が支持ユニット５０６に対して相対的に移動する。伸縮駆動コントローラ５０８は、圧電素子５０７に鋸歯状波の駆動パルスを供給して、駆動軸５０４を軸方向に振動させる。
【0032】
移動体ユニット５０３は、軸状の構成を有し、駆動軸５０４の一端に圧電素子５０７が固定される一方で、駆動軸５０４の他端に出力部材５０２が固定されている。そして、移動体ユニット５０３は、駆動軸５０４の他端に固定された出力部材５０２が筒状の筐体５０５の外部に配置されるようにして、筐体５０５内に配置されるとともに、駆動軸５０４が軸方向（スライド方向）にのみ自由度を有するように筐体５０５内で支持ユニット５０６に支持される。出力部材５０２は、筐体５０５の延長方向（軸方向）外側で、移動体ユニット５０３のスライド動作に従い、駆動軸５０４の軸方向に沿って移動する。
【0033】
図２に示すように、伸縮駆動装置５０１Ａ～５０１Ｃには、それぞれ伸縮駆動コントローラ５０８が電気接続されている。また、グリッパーモジュール１００のグリッパー２００と撮像装置３００のレンズ駆動装置３１０には、アーム駆動用圧電素子２１０とレンズ駆動用圧電素子３１１に鋸歯状波の駆動パルスを供給するモジュールコントローラ１０１が電気接続されている。
【0034】
これらのコントローラ１０１，５０８は、制御装置を構成するパーソナルコンピュータからなるＰＣ１００１に電気接続されている。また、グリッパーモジュール１００の撮像装置３００の撮像素子３３０は、ＰＣ１００１に電気接続されている。ＰＣ１００１は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）や、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と制御プログラムや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含む記憶装置、入力インターフェース等を有している。ＰＣ１００１は、コントローラ１０１，５０８を介して、グリッパー２００及び伸縮駆動装置５０１Ａ～５０１Ｃが所望の動作をするように制御する。
【0035】
ＰＣ１００１は、撮像装置３００の撮像素子３３０が取得した画像を表示装置としてのモニター１００２に表示可能に構成されている。また、ＰＣ１００１は、モジュールコントローラ１０１を介して、レンズ３０１を移動させるレンズ駆動装置３１０を駆動させて、撮像装置３００の撮像素子３３０が取得する画像のピントが合うようにオートフォーカス制御する。これにより、図４（Ａ）に示すように、グリッパー２００の作業領域周辺の近距離視野Ｆｓと、図４（Ｂ）に示すように、作業領域下方の遠距離視野Ｆｌとの間で、どのような高さ位置に把持対象物が位置する場合でも、把持対象物にピント合わせできる。
【0036】
グリッパー装置１０００による把持対象物の把持動作の一例を説明すると、撮像装置３００を作動させながら、３軸操作用駆動装置５００の駆動によりグリッパーモジュール１００を移動させて、遠距離視野Ｆｌにて把持対象物を探す。そして、見つけた把持対象物にピントを合わせながら、グリッパー２００の把持アーム２２０の作業領域（近距離視野Ｆｓ）に把持対象物が位置するように、３軸操作用駆動装置５００の駆動によってグリッパーモジュール１００を移動させ、グリッパー２００の把持アーム２２０を駆動させて把持対象物を把持する。
【0037】
以上のように、グリッパー装置１０００は、小型化及び軽量化が可能なグリッパーモジュール１００を備えているので、グリッパー装置１０００全体の小型化及び軽量化を実現できる。また、グリッパー装置１０００は、グリッパーモジュール１００の台座部材４００を撮像装置３００の光軸Ｌに沿って直線移動させる直動機構としての伸縮駆動装置５０１Ｂを備えている。これにより、グリッパーモジュール１００の撮像装置３００で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュール１００を上下移動させて、グリッパー２００の把持アーム２２０の先端部を把持対象物に位置合わせできる。
【0038】
次いで、図５～図９も参照しながら、グリッパーモジュール１００の構成について説明する。図６（Ｂ）において、グリッパー２００の断面は、図８（Ａ）のＸ－Ｘ位置に対応している。上述のように、グリッパーモジュール１００は、グリッパー２００と撮像装置３００とが取り付けられる台座部材４００とを備えている。
【0039】
台座部材４００は、金属製又は樹脂製であり、略台形柱の形態を有し、台座前面部４０１が斜め下向きに傾斜している。台座部材４００の下部には、台座部材４００の下面、右側面及び後側面に開口する台座切欠き凹部４０２が形成されている。台座切欠き凹部４０２の左側は、台座部材４００の左側面部において下方に延びるカバー面部４０４で閉塞されている。
【0040】
グリッパー２００は、アーム駆動用圧電素子２１０の左右両端に左右のアーム駆動軸２１１を固定したアーム駆動用振動ユニット２１２と、左右のアーム駆動軸２１１に摩擦係合してアーム駆動軸２１１の軸方向に移動する左右の把持アーム２２０とを備えている。左右の把持アーム２２０は、アーム駆動用圧電素子２１０の振動によって、互いに離れる方向へ、又は互いに接近する方向へ移動されることで開閉動作する。
【0041】
図９に示すように、アーム駆動用振動ユニット２１２は、左右長手のグリッパー台板２０１に固定されている。アーム駆動用圧電素子２１０の一側面が、グリッパー台板２０１の中央部に突設された台板載置台２０１ａに接着剤２０２ａにて固着されている。また、左右のアーム駆動軸２１１の端面がグリッパー台板２０１の左右端部に突設された左右の台板支持片２０１ｂの先端面に接着剤２０２ｂにて固着されている。
【0042】
なお、左右のアーム駆動軸２１１の端面は、図１０（Ａ）に示すように、台板支持片２０１ｂに突合せ配置されて接着剤（図示省略）にて固着されてもよい。また、左右のアーム駆動軸２１１の端面は、グリッパー台板２０１に固着されていなくてもよく、例えば、図１０（Ａ）に示す構成において、アーム駆動軸２１１と台板支持片２０１ｂとが互いに接着されていない場合には、台板支持片２０１ｂは、アーム駆動軸２１１を保護する保護部材として機能する。この場合、アーム駆動軸２１１と台板支持片２０１ｂとの間に隙間が形成されるようにしてもよい。
【0043】
また、図１０（Ｂ）に示すように、把持アーム２２０のアーム駆動軸２１１先端側（左右外側）への移動可能範囲を制限するストッパー部材２２７を設けてもよい。例えば、ストッパー部材２２７は、アーム駆動軸２１１の一側面（２つ以上の側面であってもよい）の先端寄り部位（アーム駆動用圧電素子２１０とは反対側の端部寄り部位）に付着された接着剤にて形成されている。ストッパー部材２２７により、把持アーム２２０の左右外側への移動が制限される。なお、把持アーム２２０のアーム駆動軸２１１基端側（左右内側）への移動可能範囲は、グリッパー台板２０１の台板載置台２０１ａにて制限される。
【0044】
この変形例では、左右のアーム駆動軸２１１のそれぞれにストッパー部材２２７が設けられる一方、左右のアーム駆動軸２１１でストッパー部材２２７が設けられる左右方向位置が異なっている。これにより、左右の把持アーム２２０は、ストローク（移動可能範囲の左右方向長さ）が異なっている。
【0045】
左右の把持アーム２２０のストロークが異なっていることで、左右の把持アーム２２０が全開状態から閉じる動作をするときに、ストロークが短い方の把持アーム２２０が左右内側のストローク端（アーム駆動用圧電素子２１０側のストローク端）に到達し、ストロークが長い方の把持アーム２２０が遅れて左右内側のストローク端に到達する。このように、一方の把持アーム２２０を他方の把持アーム２２０に比べて左右内側のストローク端に先に到達させることで、左右の把持アーム２２０を閉じたときの把持アーム２２０の位置の再現性を向上できる。
【0046】
また、一方の把持アーム２２０を先に左右内側のストローク端に到達させることで、微小な把持対象物を把持する際に左右の把持アーム２２０が把持対象物を把持する位置を予測しやすくなり、左右の把持アーム２２０が把持対象物の把持を完了する前に把持対象物があまり移動しないようにできる。このように、把持操作完了前の把持対象物の変位を低減して、把持操作の再現性及び確実性（精度）を向上できる。
【0047】
また、把持対象物を所望の向きや位置に移動させるときに、ストロークが短い方の把持アーム２２０を左右内側のストローク端に到達させて把持対象物を移動させるようにすれば、他方の把持アーム２２０が把持対象物に接触する前に把持対象物の移動を完了できる。これにより、把持対象物の移動操作の再現性及び確実性（精度）を向上できる。
【0048】
左右の把持アーム２２０をともに左右内側のストローク端に位置させた状態で把持アーム２２０の先端部同士（フィンガー部材２２５の先端部同士）の間に隙間が形成されるように把持アーム２２０の形状及びストロークを設定した場合にも、左右の把持アーム２２０でストロークを互いに異ならせることで、上記と同様の効果が得られる。
【0049】
なお、左右のアーム駆動軸２１１のうち一方のアーム駆動軸２１１のみにストッパー部材２２７を設けることで、左右の把持アーム２２０のストロークを互いに異ならせることも可能である。また、アーム駆動軸２１１の基端寄り部位（アーム駆動用圧電素子２１０側の端部寄り部位）にストッパー部材を設けることによって、把持アーム２２０の左右内側のストローク端を設定することが可能である。また、左右の把持アーム２２０でストロークを互いに異ならせる構成は、図１０（Ａ）に示した構成に適用可能であることは言うまでもない。なお、把持アーム２２０のストローク端を決定するストッパー部材は、アーム駆動軸２１１に設ける構成に限らず、例えばグリッパー台板２０１又はグリッパーケース２０３に設けた突起部によって形成される構成など、把持アーム２２０に接触して把持アーム２２０の移動可能範囲を制限する構成であればよい。
【0050】
左右のアーム駆動軸２１１に摩擦係合する左右の把持アーム２２０は、アーム駆動軸２１１に接触させた状態となるアーム本体２２１のアーム本体基端部２２３に、弾性を有するアーム固定部材２２２を装着することで、アーム駆動軸２１１と摩擦係合している。左右の把持アーム２２０は、左右対称の構成を有している。図５～図７等では、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３及びアーム固定部材２２２の周辺を簡略化して図示している。
【0051】
図１１を参照しながら、把持アーム２２０とアーム駆動軸２１１との摩擦係合の具体的な構成例を説明する。なお、図１１では、把持アーム２２０におけるアーム本体２２１のフィンガー取付部２２４を簡略化して図示するとともに、フィンガー部材２２５の図示を省略している。
【0052】
アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３は、側面視で二股に分岐させたＬ字形状を有しており、一方が後方に延びた上側固定部２２３Ａとなり、他方が下方に延びた前側固定部２２３Ｂとなる。アーム固定部材２２２は、例えば、側面視Ｌ字形状に屈曲された板状の摩擦バネなどの弾性体で構成され、アーム固定部材２２２の一端（後方上縁側）が、アーム本体基端部２２３の上側固定部２２３Ａと連結される一方、アーム固定部材２２２の他端（下方前縁側）が、アーム本体基端部２２３の前側固定部２２３Ｂと連結される。
【0053】
アーム本体２２１は、アーム本体基端部２２３より前方に延設させたフィンガー取付部２２４を有している。フィンガー取付部２２４は、アーム本体基端部２２３の上側固定部２２３Ａの左右一方の辺縁であって前側固定部２２３Ｂの前面から前方に向けて延設されている。アーム本体基端部２２３は、上側固定部２２３Ａの後方縁に上側に突起させた上側係止部２２３Ｘを有する一方、前側固定部２２３Ｂの下方縁に前側に突起させた前側係止部２２３Ｙを有する。すなわち、アーム本体基端部２２３は、後方縁に側面視鈎状となる上側係止部２２３Ｘを有する上側固定部２２３Ａと、下方縁に側面視鈎状となる前側係止部２２３Ｙを有する前側固定部２２３Ｂとを分岐させて構成されている。
【0054】
アーム固定部材２２２は、後側下方端から上方に向かって延びる後方板部２２２Ａと、後方板部２２２Ａの下方縁から前方に向かって延びる下方板部２２２Ｂとを有しており、後方板部２２２Ａの上縁にＬ字状に屈曲させた上側係止部２２２Ｘが設けられる一方、下方板部２２２Ｂの前縁にＬ字状に屈曲させた前側係止部２２２Ｙが設けられる。アーム固定部材２２２は、後方板部２２２Ａの上下中途部を前方に突設させるとともに、下方板部２２２Ｂの前後中途部を上方に突設させており、後方板部２２２Ａと下方板部２２２Ｂとの連結部分が側面視でＵ字状に形成されている。また、上側係止部２２２Ｘが、後方板部２２２Ａ上縁から前方に延びた後に下方へ屈曲させて構成されており、前側係止部２２２Ｙが、下方板部２２２Ｂ前縁から上方に延びた後に後方へ屈曲させて構成されている。
【0055】
アーム本体２２１は、アーム本体基端部２２３をアーム駆動軸２１１の外周面の一部に当接させるようにして、アーム駆動用振動ユニット２１２に取り付けられる。このとき、アーム本体基端部２２３において、上側固定部２２３Ａ下面がアーム駆動軸２１１上面に接触するとともに、アーム本体基端部２２３の前側固定部２２３Ｂ後面がアーム駆動軸２１１前面に接触する。すなわち、アーム本体２２１は、アーム本体基端部２２３がアーム駆動軸２１１の左右方向一部における上面及び前面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット２１２に取り付けられる。また、上側固定部２２３Ａ後縁がアーム駆動軸２１１後縁よりも後方に突出するとともに、前側固定部２２３Ｂ下縁がアーム駆動軸２１１下縁よりも下方に突出している。
【0056】
アーム固定部材２２２が、アーム本体基端部２２３で覆われたアーム駆動軸２１１における露出した外周面を覆うようにして、アーム本体２２１が取り付けられたアーム駆動用振動ユニット２１２に取り付けられる。このとき、アーム固定部材２２２は、後方板部２２２Ａの突設部分前面をアーム駆動軸２１１後面に当接させるとともに、下方板部２２２Ｂの突設部分上面をアーム駆動軸２１１下面に当接させる。すなわち、アーム固定部材２２２は、アーム駆動軸２１１のアーム本体２２１のアーム本体基端部２２３で覆われた箇所の後面及び下面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット２１２に取り付けられる。また、アーム固定部材２２２は、後方板部２２２Ａ上縁をアーム固定部材２２２のアーム本体基端部２２３上面より上方へ突出させることで、上側係止部２２２Ｘをアーム本体基端部２２３の上側係止部２２３Ｘに係止させる一方、下方板部２２２Ｂ前縁をアーム固定部材２２２のアーム本体基端部２２３前面より前方へ突出させることで、前側係止部２２２Ｙをアーム本体基端部２２３の前側係止部２２３Ｙに係止させる。
【0057】
アーム本体２２１は、アーム本体基端部２２３両端における上側係止部２２３Ｘ及び前側係止部２２３Ｙに、アーム固定部材２２２両端の上側係止部２２２Ｘ及び前側係止部２２２Ｙが引っ掛けられて、アーム駆動軸２１１との２か所の接触部でアーム駆動軸２１１を押さえつけて、アーム駆動軸２１１との間で摩擦力を発生する。すなわち、アーム本体２２１は、アーム固定部材２２２によりアーム駆動軸２１１の方向に引き付けられ、アーム駆動軸２１１と接触している二つの面（上面及び前面）においてアーム駆動軸２１１との間で摩擦力を発生させる。このようにして、アーム本体２２１とアーム固定部材２２２を組み合わせた把持アーム２２０がアーム駆動用振動ユニット２１２に対して摩擦係合した状態となる。
【0058】
移動体となるアーム本体２２１のアーム本体基端部２２３が、アーム駆動用振動ユニット２１２の軸方向から視てアーム駆動用振動ユニット２１２の外周の一部を覆う形状、すなわち、アーム駆動用振動ユニット２１２の軸方向に対して垂直な面上でアーム駆動用振動ユニット２１２の外周の一部を覆う形状を有している。そして、アーム本体基端部２２３をアーム駆動用振動ユニット２１２の外周に沿わせるとともにアーム本体基端部２２３の両端を弾性体であるアーム固定部材２２２で連結させて、アーム本体２２１をアーム駆動用振動ユニット２１２に係合させている。すなわち、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３を、アーム駆動軸２１１の前側上方より覆い被せるようにして、アーム駆動軸２１１の前面及び上面に当接させて設置する。その後、アーム固定部材２２２を広げて、アーム駆動軸２１１の後側下方よりアーム本体基端部２２３の両端を挟み込むようにして、上側係止部２２３Ｘ及び前側係止部２２３Ｙそれぞれを上側係止部２２２Ｘ及び前側係止部２２２Ｙを係止させて、アーム駆動軸２１１に対して、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３を摩擦係合させる。
【0059】
このように、把持アーム２２０は、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３と弾性体となるアーム固定部材２２２とでアーム駆動軸２１１を挟むようにしてアーム駆動用振動ユニット２１２に設置されるため、アーム駆動用振動ユニット２１２に対する把持アーム２２０の組み込みが容易に行えるとともに、把持アーム２２０を適度な力でアーム駆動用振動ユニット２１２に摩擦係合できる。このとき、アーム固定部材２２２の弾性力を変更することで、アーム駆動用振動ユニット２１２に対する把持アーム２２０の摩擦力を変更できるものとしてもよいし、アーム固定部材２２２のアーム駆動軸２１１への接触面積を変更することで、アーム駆動用振動ユニット２１２に対する把持アーム２２０の摩擦力を変更できるものとしてもよい。
【0060】
また、把持アーム２２０は、アーム本体２２１のフィンガー取付部２２４を前方に延設させた構成を有しているが、アーム駆動軸２１１を四角柱状とするとともに、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３及びアーム固定部材２２２をＬ字状に構成することで、フィンガー取付部２２４による回転モーメントにより把持アーム２２０がアーム駆動用振動ユニット２１２に対して回転することを規制できる。すなわち、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３及びアーム固定部材２２２それぞれがアーム駆動軸２１１の外周面を押圧しながら当接することにより、アーム駆動軸２１１に対するアーム本体２２１の回転を防止できる。このとき、アーム本体２２１のアーム本体基端部２２３及びアーム固定部材２２２は、前側固定部２２３Ｂと後方板部２２２Ａとでアーム駆動軸２１１の前後を狭持するとともに、上側固定部２２３Ａと下方板部２２２Ｂとでアーム駆動軸２１１の上下を狭持することで、アーム駆動軸２１１に摩擦係合している。
【0061】
このようにして、把持アーム２２０はアーム駆動軸２１１に摩擦係合している。なお、把持アーム２２０をアーム駆動軸２１１に摩擦係合させる構成は、図１１を参照して説明した構成に限定されず、アーム駆動用圧電素子２１０の振動によってスティック状態（固着状態）とスリップ状態（滑り状態）とを繰り返して把持アーム２２０がアーム駆動軸２１１に沿って移動する摩擦係合構造であればよい。
【0062】
図８～図１０等に戻ってグリッパー２００の説明を続ける。把持アーム２２０のフィンガー取付部２２４の先端部に、板状のフィンガー部材２２５を保持するためのフィンガー取付溝２２４ａが形成されている。フィンガー取付溝２２４ａは、フィンガー取付部２２４の先端面、上面及び下面に開口している。フィンガー取付部２２４の先端部には、当該先端部の左右外側面からフィンガー取付溝２２４ａに貫通するフィンガー固定用ねじ穴２２４ｂが形成されている。
【0063】
フィンガー取付溝２２４ａにフィンガー部材２２５の基端部が差し込まれ、フィンガー固定用ねじ穴２２４ｂに左右外側から捩じ込まれるフィンガー固定用ねじ２２６によってフィンガー部材２２５の基端部がフィンガー取付溝２２４ａの内壁面に押圧されることで、フィンガー部材２２５がアーム本体２２１に着脱可能に取り付けられている。フィンガー固定用ねじ２２６は例えば六角穴付き止めねじである。フィンガー部材２２５の先端側は、左右のフィンガー部材２２５の先端同士が互いに近づく方向へ向けて斜め内向きに延伸しており、フィンガー部材２２５の先端にて微小部品を把持しやすい構成になっている。
【0064】
アーム駆動用振動ユニット２１２及び把持アーム２２０の基端側は、グリッパー台板２０１に固着された略箱型のグリッパーケース２０３で覆われている。把持アーム２２０のアーム固定部材２２２とアーム本体２２１のアーム本体基端部２２３はグリッパーケース２０３内に配置され、アーム本体２２１のフィンガー取付部２２４はグリッパーケース２０３外に配置されている。グリッパーケース２０３の端面には、左右のアーム本体２２１が挿通される左右の把持アーム挿通穴２０３ａが形成されている。把持アーム挿通穴２０３ａは左右横長に形成されて、把持アーム２２０が左右方向に移動可能に構成されている。
【0065】
グリッパーケース２０３の上下両面の各中央部には、取付ねじ挿通穴２０３ｂがそれぞれ形成されている。取付ねじ挿通穴２０３ｂは、取付ねじ挿通穴２０３ｂに挿通されるグリッパー取付ねじ２０５がグリッパーケース２０３内の把持アーム２２０及びアーム駆動用振動ユニット２１２に干渉しない位置に設けられている。グリッパーケース２０３の左右側面に設けられた開口は、グリッパーケース２０３の左右側面及びグリッパー台板２０１の左右側面に貼り付けられた側面カバー２０４にて塞がれている。また、グリッパーケース２０３には、アーム駆動用圧電素子２１０に電気信号を供給する電気配線２０６をグリッパーケース２０３内から引き出すための配線挿通穴２０３ｃが形成されている。
【0066】
グリッパー２００は、取付ねじ挿通穴２０３ｂに挿通されたグリッパー取付ねじ２０５が、台座部材４００の台座前面部４０１に設けられたグリッパー取付ねじ穴４０５に捩じ込まれることで、台座部材４００に着脱可能に取り付けられる。グリッパー２００は、左右の把持アーム２２０が閉じた状態で把持アーム２２０のフィンガー部材２２５が台座部材４００の下方に位置するように、斜め下向き姿勢で台座部材４００に固着されている。
【0067】
次に、図４～図７等を参照しながら、グリッパーモジュール１００の撮像装置３００について説明する。撮像装置３００は、台座部材４００の下部に設けられた台座切欠き凹部４０２内に取り付けられている。撮像装置３００は、レンズ駆動用圧電素子３１１の振動によってレンズ３０１を光軸Ｌに沿って上下方向に移動させるレンズ駆動装置３１０と、レンズ３０１を通過した光を受光する撮像素子３３０とを備えている。
【0068】
レンズ駆動装置３１０は、レンズ駆動用圧電素子３１１の一端にレンズ駆動軸３１２を固定した軸状のレンズ駆動用振動ユニット３１３と、レンズ駆動軸３１２に摩擦係合してレンズ駆動軸３１２の軸方向に移動するレンズ支持体３１４と、レンズ駆動用振動ユニット３１３の両端を支持する一対の駆動軸支持片３１５及び圧電素子支持片３１６を有する支持ケース３１７と、を備えている。
【0069】
支持ケース３１７は、板状の駆動軸支持片３１５と圧電素子支持片３１６とを連結する板状の支持ベース３１８を備え、圧電素子支持片３１６を上側にするとともに駆動軸支持片３１５を下側にして配置される。駆動軸支持片３１５及び圧電素子支持片３１６は、支持ベース３１８の上下端部から同じ向き（本実施形態では右向き）に延出しており、支持ケース３１７は、コの字形（Ｃ字形）の形態を有する。レンズ駆動用振動ユニット３１３は、支持ベース３１８とは間隔を空けて、軸方向が上下方向に沿うようにして、駆動軸支持片３１５と圧電素子支持片３１６との間に配置されている。
【0070】
支持ケース３１７は、台座部材４００の台座切欠き凹部４０２の左後ろ角部近傍に配置されており、圧電素子支持片３１６が台座切欠き凹部４０２の上壁面に接着剤（図示省略）で固着されることで、台座部材４００に取り付けられている。本実施形態では、支持ケース３１７と台座部材４００のカバー面部４０４との間に隙間が形成されている。
【0071】
また、レンズ駆動用振動ユニット３１３のレンズ駆動軸３１２の端面（下端面）は、駆動軸支持片３１５に突合せ配置されて接着剤（図示省略）にて固着されている。また、レンズ駆動用圧電素子３１１の端面（上端面）は、圧電素子支持片３１６に突合せ配置されて接着剤（図示省略）にて固着されている。このように、レンズ駆動用振動ユニット３１３の両端面を支持ケース３１７の一対の支持片３１５，３１６に固着することで、レンズ駆動用振動ユニット３１３の両端面を支持ケース３１７に確実に固着できる構成でありながら、支持片３１５，３１６の厚みを薄くでき、レンズ支持体３１４の可動範囲（上下ストローク）を確保しつつ、支持ケース３１７の長さ寸法（レンズ駆動用振動ユニット３１３の軸方向に沿った長さ寸法）を小さくでき、支持ケース３１７の小型化及び軽量化、ひいてはレンズ駆動装置３１０の小型化及び軽量化を実現できる。
【0072】
また、支持ケース３１７の駆動軸支持片３１５の厚みを薄することで、レンズ支持体３１４がレンズ駆動装置３１０下端部（駆動軸支持片３１５下面）の近傍まで移動できるので、レンズ支持体３１４の駆動軸支持片３１５側の可動範囲端（レンズ支持体３１４の可動範囲下限）に対するレンズ駆動装置３１０下端部の突出寸法が小さいコンパクトなレンズ駆動装置３１０を実現できる。
【0073】
なお、レンズ駆動軸３１２の端面が接着剤にて駆動軸支持片３１５に固着される構成においては、当該接着剤がレンズ駆動軸３１２の側面に回り込んでもよい。レンズ駆動用圧電素子３１１の端面が圧電素子支持片３１６に接着剤にて固着される構成においても同様である。
【0074】
また、レンズ駆動用振動ユニット３１３のレンズ駆動用圧電素子３１１側の端部は、支持ケース３１７の圧電素子支持片３１６に対して、本実施形態のようにレンズ駆動用圧電素子３１１の端面が固着されてもよいし、レンズ駆動用圧電素子３１１の端面及び側面が固着されてもよいし、レンズ駆動用圧電素子３１１の側面が固着されてもよい。
【0075】
図４～図７に示すように、レンズ駆動装置３１０のレンズ支持体３１４は、レンズ駆動軸３１２に摩擦係合する支持体基材３１９と、支持体基材３１９に連結されたレンズ保持板３２０と、レンズ保持板３２０に設けられた光透過穴３２０ａの周囲を囲って起立する筒状のレンズ鏡筒３２１とを備えている。レンズ３０１は、レンズ鏡筒３２１に位置決めして接着されている。レンズ保持板３２０とレンズ鏡筒３２１は、例えば金属製であり、遮光機能を有する。
【0076】
図４～図７では、支持体基材３１９の構成を簡略化して図示しており、支持体基材３１９は、例えば、図１１を参照して説明した把持アーム２２０とアーム駆動軸２１１との摩擦係合構造と同様の構造にて、レンズ駆動軸３１２に摩擦係合している。なお、レンズ支持体３１４をレンズ駆動軸３１２に摩擦係合させる構成は、図１１を参照して説明した構成と同様の構成に限定されず、レンズ駆動用圧電素子３１１の振動によってスティック状態（固着状態）とスリップ状態（滑り状態）とを繰り返してレンズ支持体３１４がレンズ駆動軸３１２に沿って移動する摩擦係合構造であればよい。
【0077】
一方、フレキシブル基板３３１に搭載された撮像素子３３０は遮光用の撮像素子ホルダー３３２に嵌め込まれており、撮像素子３３０は、フレキシブル基板３３１及び撮像素子ホルダー３３２を介して台座部材４００の台座切欠き凹部４０２に取り付けられている。撮像素子３３０は、フレキシブル基板３３１の一端部に実装されており、フレキシブル基板３３１の当該一端部の撮像素子３３０実装面とは反対側の面には、補強用の裏打ち板３３３が貼り付けられている。板状の撮像素子ホルダー３３２の一側面（上面）には、撮像素子３３０、フレキシブル基板３３１及び裏打ち板３３３を収容する回路配置溝３３２ａが形成されている。撮像素子ホルダー３３２は、回路配置溝３３２ａを上向きにして、台座部材４００の台座切欠き凹部４０２の前寄り部位（グリッパー２００寄りの部位）に接着剤にて固定されている。
【0078】
撮像素子ホルダー３３２には、撮像素子３３０の位置に対応して、上下方向に貫通するレンズ配置穴３３４が形成されている。レンズ配置穴３３４は撮像素子３３０の下方に位置している。撮像素子ホルダー３３２の下方に配置されるレンズ保持板３２０は、光透過穴３２０ａが撮像素子３３０及びレンズ配置穴３３４の下方に位置するように、配置されている。レンズ保持板３２０の光透過穴３２０ａを囲ってレンズ保持板３２０の上面に起立して内部にレンズ３０１を保持する筒状のレンズ鏡筒３２１は、撮像素子ホルダー３３２のレンズ配置穴３３４内に、上下移動可能に配置されている。レンズ鏡筒３２１の外周面とレンズ配置穴３３４の内周面との間には、レンズ配置穴３３４内でのレンズ鏡筒３２１の位置及び角度の調整を可能にするとともに、レンズ鏡筒３２１の上下摺動を可能にするための隙間が形成されている。
【0079】
レンズ３０１を上下方向（光軸Ｌ方向）に移動させるレンズ駆動装置３１０は、上述のように、支持ケース３１７の圧電素子支持片３１６が台座切欠き凹部４０２の上壁面に接着剤にて固着されている。また、支持ケース３１７とカバー面部４０４及び撮像素子ホルダー３３２との間には隙間が形成されている。これにより、レンズ駆動装置３１０を台座部材４００に組み付ける際に、支持ケース３１７の取付位置や取付角度を調整することで、レンズ３０１の平行偏心や傾き偏心を調整できる。
【0080】
撮像素子３３０には、下方から光透過穴３２０ａを介してレンズ３０１に入射してレンズ３０１を透過した光が入射する。本実施形態では、レンズ３０１の周囲を覆うようにしてレンズ支持体３１４に支持されたレンズ鏡筒３２１が、レンズ３０１とレンズ配置穴３３４との間に配置されて、レンズ配置穴３３４とレンズ鏡筒３２１との間の隙間が小さくなっているので、撮像素子３３０への迷光を低減している。また、レンズ鏡筒３２１の外周壁と、撮像素子ホルダー３３２のレンズ配置穴３３４の内周壁とが対向する領域が、光軸Ｌ方向（上下方向）に長さをもっているので、撮像素子３３０への迷光を遮断しながら、レンズ３０１及びレンズ鏡筒３２１をレンズ配置穴３３４に対して上下移動させることができる。
【0081】
さらに、遮光性を有するレンズ保持板３２０は、撮像素子ホルダー３３２の下方に位置する部分が、平面視でレンズ配置穴３３４よりも大きく形成されて、レンズ配置穴３３４を覆っている。これにより、下方からレンズ配置穴３３４とレンズ鏡筒３２１との間の隙間へ向かう光がレンズ保持板３２０によって遮断されるので、レンズ配置穴３３４とレンズ鏡筒３２１との間に入射する光が低減され、撮像素子３３０への迷光がさらに低減される。なお、レンズ鏡筒３２１外周面とレンズ配置穴３３４内周面の少なくとも一方に、遮光線や反射防止膜（反射防止塗装膜）を形成することで、撮像素子３３０への迷光をさらに低減することが可能である。
【0082】
以上のように、グリッパーモジュール１００によれば、グリッパー２００の把持アーム２２０をアーム駆動用圧電素子２１０の振動によって開閉するようにしたので、グリッパー２００の構成を簡素化でき、グリッパー２００の小型化及び軽量化を実現できる。さらに、グリッパー２００と撮像装置３００とを同一の台座部材に取り付けるようにしたので、グリッパー２００と撮像装置３００とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュール１００の小型化及び軽量化を実現できる。
【0083】
また、グリッパーモジュール１００では、撮像装置３００は、レンズ３０１と、レンズ３０１を支持するとともに移動させ得るレンズ駆動装置３１０と、撮像素子３３０を保持する撮像素子ホルダー３３２とを備えている。そして、レンズ駆動装置３１０及び撮像素子ホルダー３３２は、個別に台座部材４００に取り付けられている。これにより、モジュール化された撮像装置を台座部材４００に取り付ける場合に比べて、グリッパーモジュール１００において撮像装置３００が占める領域を小さくでき、グリッパーモジュール１００をよりコンパクトな構成にして、グリッパーモジュール１００の小型化及び軽量化を実現できる。
【0084】
また、グリッパー２００が取り付けられる台座部材４００に、レンズ駆動装置３１０及び撮像素子ホルダー３３２を個別に取り付けることで、グリッパー２００に対するレンズ駆動装置３１０及び撮像素子ホルダー３３２のレイアウトの自由度が向上する。そして、撮像素子ホルダー３３２に対してグリッパー２００及びレンズ駆動装置３１０を近接配置することで、グリッパー２００及び撮像装置３００のコンパクトな配置が可能になり、グリッパーモジュール１００の小型化及び軽量化に寄与する。なお、レンズ駆動装置３１０が把持アーム２２０の開閉動作を妨げない構成であれば、グリッパー２００とレンズ駆動装置３１０とを近接配置することも可能である。
【0085】
次に、グリッパーの変形例について、図１２～図１８を参照して説明する。このグリッパーでは、一対の把持アームのうち一方の把持アームが駆動することで、把持アームの開閉動作が行われる。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「前後」「上下」など）を用いる場合は、図中の矢印に示すように、図１２（Ａ）で紙面に直交する方向を平面視とし、この方向を基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0086】
図１２は、変形例のグリッパーの構成を示す平面図及び正面図であり、図１３は、同グリッパーの構成を示す左右側面図である。図１４は、同グリッパーの構成を示す斜視図であり、図１５は、同グリッパーの動作を示す図である。図１６及び図１７は、同グリッパーの組立工程を説明するための分解斜視図である。図１８は、グリッパーの動作を示す図である。なお、図１２～図１７では、固定把持アーム２５（図１８参照）の図示は省略されている。
【0087】
図１２～図１８に示すように、本例のグリッパー２００Ａは、アーム駆動軸１２の一端にアーム駆動用圧電素子１１を固定した軸状のアーム駆動用振動ユニット１と、アーム駆動用振動ユニット１に摩擦係合してアーム駆動用振動ユニット１の軸方向に移動する可動把持アーム２とを備える。そして、筐体３の底面３１から立設された一対の支持片３２Ａ，３２Ｂ上端に、可動把持アーム２が係合されたアーム駆動用振動ユニット１両端の下面が固着されることで、アーム駆動用振動ユニット１が筐体３に支持されている。
【0088】
グリッパー２００Ａは、アーム駆動用圧電素子１１の一端にアーム駆動軸１２の一端を固定したアーム駆動用振動ユニット１を、アーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２の互いに固定された端部とは反対側のニか所の端部で固定枠３２に固定している。筐体３は、底面３１の外周縁より立設させた固定枠３２を有しており、この固定枠３２の左右側壁部分が左右一対の支持片３２Ａ，３２Ｂに相当する。そして、右側の支持片３２Ｂにアーム駆動用圧電素子１１の他端が固定される一方、左側の支持片３２Ａにアーム駆動軸１２の他端が固定される。このとき、固定枠３２に対してアーム駆動用振動ユニット１を一つの方向（上方向）から押し付けて接着剤３３で接着するなどの方法で、アーム駆動用振動ユニット１が固定枠３２へ固定される。また、アーム駆動用振動ユニット１のアーム駆動軸１２には、可動把持アーム２が摩擦係合されており、アーム駆動軸１２の軸方向に沿って可動把持アーム２が移動する。
【0089】
図１８に示すように、グリッパー２００Ａは、可動把持アーム２におけるアーム本体２１のアーム部２４先端を内側（左側）に屈曲させるとともに、アーム部２４先端部と対称となる先端部を有する固定把持アーム２５を筐体３における固定枠３２の後側壁３２Ｄに突設させている。例えば、グリッパー２００Ａは、図１～図７に示したグリッパーモジュール１００に対して、グリッパー２００に替えて、台座部材４００の台座前面部４０１に接着剤等によって取り付けられる。このとき、グリッパー２００Ａは、可動把持アーム２のアーム部２４及び固定把持アーム２５が斜め下向きに延伸するようにして、傾斜姿勢で配置され、アーム部２４及び固定把持アーム２５の各先端部は、撮像装置３００の下方に配置される。
【0090】
アーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２は、筐体３の固定枠３２へ固定する前に前工程としてアーム駆動用圧電素子１１の一端にアーム駆動軸１２の一端を固定しアーム駆動用振動ユニット１として組み立てられている。アーム駆動用振動ユニット１を構成するアーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２は、接着剤により接着されるものとしてもよい。このとき、アーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２とを接着する接着剤として、熱伝導接着剤を使用することで、アーム駆動用圧電素子１１の熱をアーム駆動軸１２に伝達させてアーム駆動用圧電素子１１の温度上昇を低減できるため、可動把持アーム２の移動速度を高速にできると共にアーム駆動用圧電素子１１への電気信号のデューティ比を高めることができる。は、アーム駆動軸１２に接触させた状態となるアーム本体２１の基端部（係合部）２３に、弾性を有するアーム固定部材２２を装着することで、アーム駆動軸１２と摩擦係合している。アーム本体２１の基端部２３は、側面視で二股に分岐させたＬ字形状を有しており、一方が後方に延びた上側固定部２３Ａとなり、他方が下方に延びた前側固定部２３Ｂとなる。アーム固定部材２２は、例えば、側面視Ｌ字形状に屈曲された板状の摩擦バネなどの弾性体で構成され、アーム固定部材２２の一端（後方上縁側）が、基端部２３の上側固定部２３Ａと連結される一方、アーム固定部材２２の多端（下方前縁側）が、基端部２３の前側固定部２３Ｂと連結される。
【0091】
アーム本体２１は、基端部２３より前方に延設させたアーム部２４を有しており、アーム部２４は、基端部２３の上側固定部２３Ａの左右一方の辺縁であって前側固定部２３Ｂの前面から前方に向けて延設されている。アーム本体２１の基端部２３は、上側固定部２３Ａの後方縁に上側に突起させた上側係止部２３Ｘを有する一方、前側固定部２３Ｂの下方縁に前側に突起させた前側係止部２３Ｙを有する。すなわち、アーム本体２１の基端部２３は、後方縁に側面視鈎状となる上側係止部２３Ｘを有する上側固定部２３Ａと、下方縁に側面視鈎状となる前側係止部２３Ｙを有する前側固定部２３Ｂとを分岐させて構成されている。
【0092】
アーム固定部材２２は、後側下方端から上方に向かって延びる後方板部２２Ａと、後方板部２２Ａの下方縁から前方に向かって延びる下方板部２２Ｂとを有しており、後方板部２２Ａの上縁にＬ字状に屈曲させた上側係止部２２Ｘが設けられる一方、下方板部２２Ｂの前縁にＬ字状に屈曲させた前側係止部２２Ｙが設けられる。アーム固定部材２２は、後方板部２２Ａの上下中途部を前方に突設させるとともに、下方板部２２Ｂの前後中途部を上方に突設させており、後方板部２２Ａと下方板部２２Ｂとの連結部分が側面視でＵ字状に形成されている。また、上側係止部２２Ｘが、後方板部２２Ａ上縁から前方に延びた後に下方へ屈曲させて構成されており、前側係止部２２Ｙが、下方板部２２Ｂ前縁から上方に延びた後に後方へ屈曲させて構成されている。
【0093】
アーム本体２１は、基端部２３をアーム駆動軸１２の外周面の一部に当接させるようにして、アーム駆動用振動ユニット１に取り付けられる。このとき、アーム本体２１の基端部２３において、上側固定部２３Ａ下面がアーム駆動軸１２上面に接触するとともに、基端部２３の前側固定部２３Ｂ後面がアーム駆動軸１２前面に接触する。すなわち、アーム本体２１は、基端部２３がアーム駆動軸１２の左右方向一部における上面及び前面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット１に取り付けられる。また、上側固定部２３Ａ後縁がアーム駆動軸１２後縁よりも後方に突出するとともに、前側固定部２３Ｂ下縁がアーム駆動軸１２下縁よりも下方に突出している。
【0094】
アーム固定部材２２が、基端部２３で覆われたアーム駆動軸１２における露出した外周面を覆うようにして、アーム本体２１が取り付けられたアーム駆動用振動ユニット１に取り付けられる。このとき、アーム固定部材２２は、後方板部２２Ａの突設部分前面をアーム駆動軸１２後面に当接させるとともに、下方板部２２Ｂの突設部分上面をアーム駆動軸１２下面に当接させる。すなわち、アーム固定部材２２は、アーム駆動軸１２のアーム本体２１の基端部２３で覆われた箇所の後面及び下面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット１に取り付けられる。また、アーム固定部材２２は、後方板部２２Ａ上縁をアーム固定部材２２の基端部２３上面より上方へ突出させることで、上側係止部２２Ｘを基端部２３の上側係止部２３Ｘに係止させる一方、下方板部２２Ｂ前縁をアーム固定部材２２の基端部２３前面より前方へ突出させることで、前側係止部２２Ｙを基端部２３の前側係止部２３Ｙに係止させる。
【0095】
アーム本体２１は、基端部２３両端における上側係止部２３Ｘ及び前側係止部２３Ｙに、アーム固定部材２２両端の上側係止部２２Ｘ及び前側係止部２２Ｙが引っ掛けられて、アーム駆動軸１２との２か所の接触部でアーム駆動軸１２を押さえつけて、アーム駆動軸１２との間で摩擦力を発生する。すなわち、アーム本体２１は、アーム固定部材２２によりアーム駆動軸１２の方向に引き付けられ、アーム駆動軸１２と接触している二つの面（上面及び前面）においてアーム駆動軸１２との間で摩擦力を発生させる。このようにして、アーム本体２１とアーム固定部材２２を組み合わせた可動把持アーム２がアーム駆動用振動ユニット１に対して摩擦係合した状態となる。
【0096】
移動体となるアーム本体２１の基端部２３が、アーム駆動用振動ユニット１の軸方向から視てアーム駆動用振動ユニット１の外周の一部を覆う形状、すなわち、アーム駆動用振動ユニット１の軸方向に対して垂直な面上でアーム駆動用振動ユニット１の外周の一部を覆う形状を有している。そして、基端部２３をアーム駆動用振動ユニット１の外周に沿わせるとともに基端部２３の両端を弾性体であるアーム固定部材２２で連結させて、アーム本体２１をアーム駆動用振動ユニット１に係合させている。すなわち、アーム本体２１の基端部２３を、アーム駆動軸１２の前側上方より覆い被せるようにして、アーム駆動軸１２の前面及び上面に当接させて設置する。その後、アーム固定部材２２を広げて、アーム駆動軸１２の後側下方より基端部２３の両端を挟み込むようにして、上側係止部２３Ｘ及び前側係止部２３Ｙそれぞれを上側係止部２２Ｘ及び前側係止部２２Ｙを係止させて、アーム駆動軸１２に対して、アーム本体２１の基端部２３を摩擦係合させる。
【0097】
このように、可動把持アーム２は、アーム本体２１の基端部２３と弾性体となるアーム固定部材２２とでアーム駆動軸１２を挟むようにしてアーム駆動用振動ユニット１に設置されるため、アーム駆動用振動ユニット１に対する可動把持アーム２の組み込みが容易に行えるとともに、可動把持アーム２を適度な力でアーム駆動用振動ユニット１に摩擦係合できる。このとき、アーム固定部材２２の弾性力を変更することで、アーム駆動用振動ユニット１に対する可動把持アーム２の摩擦力を変更できるものとしてもよいし、アーム固定部材２２のアーム駆動軸１２への接触面積を変更することで、アーム駆動用振動ユニット１に対する可動把持アーム２の摩擦力を変更できるものとしてもよい。
【0098】
また、可動把持アーム２は、アーム本体２１のアーム部２４を前方に延設させた構成を有しているが、アーム駆動軸１２を四角柱状とするとともに、アーム本体２１の基端部２３及びアーム固定部材２２をＬ字状に構成することで、アーム部２４による回転モーメントにより可動把持アーム２がアーム駆動用振動ユニット１に対して回転することを規制できる。すなわち、アーム本体２１の基端部２３及びアーム固定部材２２それぞれがアーム駆動軸１２の外周面を押圧しながら当接することにより、アーム駆動軸１２に対するアーム本体２１の回転を防止できる。このとき、アーム本体２１の基端部２３及びアーム固定部材２２は、前側固定部２３Ｂと後方板部２２Ａとでアーム駆動軸１２の前後を狭持するとともに、上側固定部２３Ａと下方板部２２Ｂとでアーム駆動軸１２の上下を狭持することで、アーム駆動軸１２に摩擦係合している。
【0099】
上述のようにして、可動把持アーム２をアーム駆動軸１２に挿入させるようにして摩擦係合したアーム駆動用振動ユニット１は、筐体３の固定枠３２に対して一つの方向（上方向）から押し付けられて固定枠３２上に載置される。このとき、可動把持アーム２が組み付けられたアーム駆動用振動ユニット１は、接着剤３３による接着などで固定枠３２上に固定される。すなわち、固定枠３２の左右側壁となる支持片３２Ａ，３２Ｂ上に、絶縁材料による接着剤３３を塗布した後、可動把持アーム２が係合されたアーム駆動用振動ユニット１を筐体３の上方から下降させて、アーム駆動用振動ユニット１両端を支持片３２Ａ，３２Ｂ上に載置させる。このとき、アーム駆動用振動ユニット１を上から押しつけることで、接着剤３３によりアーム駆動用振動ユニット１を筐体３の固定枠３２上に固着させる。これにより、筐体３の固定枠３２に対してアーム駆動用振動ユニット１が極めて安定的に固定されると同時に、組み立て時にアーム駆動用振動ユニット１を筐体３に対して一つの方向（上方向）から設置させるだけでよいので、手動組み立て及び自動組み立てのいずれにおいても組立容易性を向上できる。また、接着剤３３は、エポキシ、ウレタン、ゴム、シリコン、シアノアクリレート、ポリイミド系などの接着剤が使用可能であり、駆動装置の仕様や用途に応じて適宜選択できる。更に、接着剤３３は、組立工程にあわせて、常温硬化型、熱硬化型、光硬化型などの各種より適宜選択されるものである。
【0100】
すなわち、可動把持アーム２を組み付けられたアーム駆動用振動ユニット１は、固定枠３２の二辺の外周に沿って設けられた凸部となる支持片３２Ａ，３２Ｂそれぞれに、アーム駆動軸１２とアーム駆動用圧電素子１１を乗せるようにして固定される。この固定枠３２に対するアーム駆動用振動ユニット１の固定は、固定枠３２における支持片３２Ａ，３２Ｂに接着剤３３を必要量塗布しておき、アーム駆動用振動ユニット１を位置決め治具により位置決めして、固定枠３２に押し付けてアーム駆動軸１２とアーム駆動用圧電素子１１を固定枠３２に接着固定する。このように固定枠３２にアーム駆動用振動ユニット１を接着する際、固定枠３２に対するアーム駆動用振動ユニット１の位置や姿勢を固定した状態で把持すればよく、固定枠３２にアーム駆動用振動ユニット１を押しつけることに限定されるものではない。そして、接着剤３３でアーム駆動用振動ユニット１を筐体３に組み付けることで、可動把持アーム２の運動軌跡、位置、及び姿勢に対して最適となる位置にアーム駆動用振動ユニット１の取り付け位置を調整できる。なお、固定枠３２に対するアーム駆動用振動ユニット１の固定方法は、上述した接着による固定方法以外に、超音波溶着などによる固定方法を用いてもよい。
【0101】
筐体３は、底面３１の外周縁より立設させた外周壁となる固定枠３２を有しており、固定枠３２のうちの左右側壁が、支持片３２Ａ、３２Ｂとしてアーム駆動用振動ユニット１の左右両端を支持する。すなわち、アーム駆動用圧電素子１１の一端が支持片３２Ｂ上に接着剤３３により固着される一方で、アーム駆動軸１２の一端が支持片３２Ｂ上に接着剤３３により固着される。接着剤３３の弾性係数は、筐体３を構成する材料（例えば、金属又は繊維強化樹脂など）の弾性係数よりも低い。従って、接着剤３３が弾性を有する緩衝材として機能するため、アーム駆動用圧電素子１１の一端が支持片３２Ａに対して、接着剤３３の弾性による範囲内で変位可能であるとともに、アーム駆動軸１２の一端が支持片３２Ａに対して変位可能となる。そのため、アーム駆動用振動ユニット１は、上下方向、左右方向、前後方向の３軸方向だけでなく、当該３軸に対する３回転方向についても、筐体３に対して変位できる自由度（６自由度）を有する。従って、筐体３に外力が加わっても接着剤３３で吸収されることとなり、アーム駆動用振動ユニット１に対して外力への影響を抑制できるため、固定枠３２に対して極めて安定的に固定されたアーム駆動用振動ユニット１上で、動く可動把持アーム２に、固定枠３２に対して安定した精密な動作をさせることができる。
【0102】
筐体３は、固定枠３２のうちの前側壁３２Ｃ及び後側壁３２Ｄの高さを、左右側壁となる支持片３２Ａ，３２Ｂよりも高くなるように構成している。このとき、前側壁３２Ｃ及び後側壁３２Ｄの上端が、アーム駆動用振動ユニット１に係合された可動把持アーム２の上端（アーム固定部材２２の上端）よりも高くなる。これにより、天井面４１の左右側縁から下方に左右側壁４２，４３を垂設させたＵ字状（コ字状）のカバー４で、筐体３が覆われたとき、カバー４の天井面４１下面と可動把持アーム２上端との間に間隙を設けて干渉を防ぐことができ、可動把持アーム２がアーム駆動用振動ユニット１に対して左右にスライド可能となる。
【0103】
筐体３上方からカバー４を被せたとき、カバー４は、天井面４１の前縁側下面が筐体３の前側壁３２Ｃ上端に当接するとともに、天井面４１の後縁側下面が筐体３の後側壁３２Ｄ上端に当接する。このとき、アーム駆動用振動ユニット１が固定された筐体３をカバー４で上方から覆うことで、筐体３の底面３１とカバー４の天井面４１とで上下が被覆された空間３４の前後左右が、筐体３の前後側壁３２Ｃ，３２Ｄ及びカバー４の左右側壁４２，４３で囲まれる。そして、筐体３及びカバー４で囲まれた空間３４内には、筐体３の支持片３２Ａ，３２Ｂに固定支持されたアーム駆動用振動ユニット１が、可動把持アーム２がアーム駆動軸１２に摩擦係合された状態で左右に延びるように配置されている。アーム駆動用振動ユニット１の左右幅は、筐体３の左右幅より短く構成されており、アーム駆動用振動ユニット１（アーム駆動用圧電素子１１）の右端側面が支持片３２Ｂの外側面（右側面）よりも内側（左側）に位置するとともに、アーム駆動用振動ユニット１（アーム駆動軸１２）の左端側面が支持片３２Ａの外側面（左側面）よりも内側（右側）に位置している。これにより、アーム駆動用振動ユニット１による左右方向の振動や、上下方向又は前後方向を回転軸とする振動により、アーム駆動用振動ユニット１が筐体３やカバー４に干渉することを防止し、アーム駆動用振動ユニット１又は筐体３及びカバー４の破損を防止できる。
【0104】
筐体３は、前側壁３２Ｃの一部を切り欠いたアーム用開口部３２Ｅを有しており、アーム本体２１のアーム部２４を外部に突出させている。アーム用開口部３２Ｅは、その左右幅が可動把持アーム２の左右移動幅より大きくなるように、前側壁３２Ｃの上縁左側を切り欠いて構成されており、アーム用開口部３２Ｅ上方及び左側方がカバー４の天井面４１及び左側壁４２により覆われている。また、筐体３は、後側壁３２Ｄの一部を切り欠いたリード線用開口部（導入部）３２Ｆを有しており、可動把持アーム２のアーム駆動用圧電素子１１に接続されたリード線５がリード線用開口部３２Ｆより外部に引き出される。リード線用開口部３２Ｆは、後側壁３２Ｄの上縁右側を切り欠いて構成されるとともに、アーム駆動用振動ユニット１右端側となるアーム駆動用圧電素子１１に対向する位置に設けられ、リード線用開口部３２Ｆ上方がカバー４の天井面４１に覆われている。
【0105】
アーム駆動用振動ユニット１において、アーム駆動用振動ユニット１の軸方向に対して垂直となる断面が、アーム駆動用圧電素子１１の方がアーム駆動軸１２よりも大きい。本実施形態では、アーム駆動用圧電素子１１の上下高さが、アーム駆動軸１２の上下高さよりも高く、アーム駆動用圧電素子１１上面がアーム駆動軸１２上面よりも高い位置となっている。このとき、アーム駆動用圧電素子１１下面とアーム駆動軸１２下面とは、同一高さとなっている。これにより、アーム駆動軸１２に摩擦係合している可動把持アーム２が右側に移動する際、アーム本体２１の基端部２３右側面が、アーム駆動用圧電素子１１の左側面と当接することで、可動把持アーム２の右側変位が制限される。一方、左側の支持片３２Ａ上面にアーム駆動軸１２下面が接着剤３３を介して固着されている。これにより、アーム駆動軸１２に摩擦係合している可動把持アーム２が左側に移動する際、アーム本体２１の基端部２３左側面が、筐体３の固定枠３２（支持片３２Ａの右側面）と当接することで、可動把持アーム２の左側変位が制限される。
【0106】
なお、アーム駆動用振動ユニット１において、アーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２の上下高さを同一とし、前後幅を異なるものとしてもかまわない。すなわち、アーム駆動用圧電素子１１の前後幅をアーム駆動軸１２の前後幅よりも広くすることで、アーム本体２１の基端部２３右側面が、アーム駆動用圧電素子１１の左側面と当接することで、可動把持アーム２の右側変位が制限される。すなわち、アーム駆動用圧電素子１１の外周面（前後面及び上下面）の少なくとも一面が、アーム駆動軸１２の外周面に対して突出するように構成して、アーム駆動用圧電素子１１の突出部分の左側面にアーム本体２１の基端部２３右側面を当接させることで、可動把持アーム２の右側変位を制限できる。なお、アーム駆動用圧電素子１１下面をアーム駆動軸１２下面よりも下側に突出させた場合、アーム駆動軸１２を固定する支持片３２Ａの高さを、アーム駆動用圧電素子１１を固定する支持片３２Ｂの高さより低くすることで、アーム駆動用振動ユニット１を筐体３の底面３１に対して平行（水平）に設置できる。
【0107】
筐体３には、アーム駆動用圧電素子１１と電気的に接続するリード線５を外部から導入するリード線用開口部（導入部）３２Ｆを備えており、可動把持アーム２の移動方向に沿って、リード線用開口部３２Ｆがアーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２との境界よりもアーム駆動用圧電素子１１側に設けられている。アーム駆動用圧電素子１１は、例えば、アーム駆動用振動ユニット１の軸方向（左右方向）に圧電材料が積層された積層型の圧電素子で構成されるとともに、その前後面に一対の電極を有している。そして、２本のリード線５それぞれが、アーム駆動用圧電素子１１における前後一対の電極それぞれに半田又は導電接着剤などにより接続されており、アーム駆動用圧電素子１１を駆動するための電圧波形が、２本のリード線５を介して外部の駆動回路から印加される。そして、固定枠３２の後側壁３２Ｄには、浅い切欠き部で構成されるリード線用開口部３２Ｆが設けられており、このリード線用開口部３２Ｆより、アーム駆動用圧電素子１１に接続された２本のリード線５が外部に引き出される。
【0108】
筐体３の固定枠３２において、後側壁３２Ｄにおけるリード線用開口部３２Ｆが、アーム駆動用圧電素子１１の後面に対向する位置に設けられている。従って、アーム駆動用圧電素子１１の前後面に設けられた電極とリード線用開口部３２Ｆとの距離が短くなるため、アーム駆動用圧電素子１１に接続される２本のリード線５を短くできる。また、リード線用開口部３２Ｆをアーム駆動用圧電素子１１上面より上方で開口させた構成とすることで、アーム駆動用圧電素子１１に接続されたリード線５の屈曲箇所を少なくでき、リード線５の破損を防止できる。また、リード線用開口部３２Ｆの左縁を、アーム駆動用振動ユニット１におけるアーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２との境界位置とすることで、可動把持アーム２の移動幅よりも外側（右側）にリード線５を配線できるため、可動把持アーム２とリード線５との接触を防止して、リード線５の破損や可動把持アーム２の移動に対する干渉を防止できる。
【0109】
アーム駆動用圧電素子１１は、変動する電圧波形が印加されることで、アーム駆動用振動ユニット１の軸方向に伸縮して、アーム駆動軸１２の軸方向（長手方向）の振動を誘起させる。このアーム駆動用振動ユニット１における振動を、時間軸で非対称な周期となる振動とすることで、可動把持アーム２をアーム駆動軸１２の軸方向に沿って移動させることができる。このとき、アーム駆動用圧電素子１１には、のこぎり波、非対称三角波、非対称正弦波などといった、時間軸方向に非対称な周期の振動を有する電圧波形による電気信号が与えられる。なお、非対称三角波及び非対称正弦波による電圧波形は、時間軸方向に対称性を持つ三角波や正弦波を時間軸方向に歪ませることで非対称性を与えることで生成される。なお、アーム駆動用圧電素子１１は、積層型の圧電素子に限定されるものではなく、バルク型の圧電素子としてもかまわない。また、アーム駆動用振動ユニット１において、アーム駆動用圧電素子１１の代わりに、磁歪素子などの振動子をアーム駆動軸１２に連結させる構成とし、当該振動子によりアーム駆動軸１２への振動を励起させるものとしてもよい。
【0110】
図１８は、グリッパー２００Ａの動作を示す図であり、可動把持アーム２の状態を明らかにするため、カバー４をはずした状態での平面図を示している。図１８に示すように、上述のように、グリッパー２００Ａは、可動把持アーム２におけるアーム本体２１のアーム部２４先端を内側（左側）に屈曲させるとともに、アーム部２４先端部と対称となる先端部を有する固定把持アーム２５を筐体３における固定枠３２の後側壁３２Ｄに突設させている。グリッパーは、アーム駆動用振動ユニット１の振動により可動把持アーム２を左右に移動させることで、アーム部２４先端と固定把持アーム２５先端とを接離させる。図１８（Ａ）は、可動把持アーム２を最も左側に位置させて、アーム部２４と固定把持アーム２５とを開いた状態とし、この開いた状態から可動把持アーム２を右側に移動させることで、アーム部２４先端を固定把持アーム２５先端に近づけて、アーム部２４と固定把持アーム２５とを閉じていく。
【0111】
図１８（Ｂ）に示すように、アーム部２４先端と固定把持アーム２５先端とが接触した状態となったとき、アーム本体２１の基端部２３は、アーム駆動用振動ユニット１のアーム駆動用圧電素子１１の左端（アーム駆動用圧電素子１１とアーム駆動軸１２の境界）まで到達しておらず、可動把持アーム２は更に右側に移動可能な状態にある。
【0112】
アーム本体２１は、アーム部２４の左右方向の厚みを薄くして、アーム部２４を撓ませることが可能に構成されており、図１８（Ｃ）のように、アーム部２４と固定把持アーム２５とを接触させた状態のまま、更に可動把持アーム２を右側に移動できる。このように、アーム部２４を可撓する構造とすることで、アーム部２４の撓みによる弾性力がアーム部２４と固定把持アーム２５との把持力の強度を上げる。また、アーム部２４を撓ませてアーム部２４と固定把持アーム２５とを閉じた状態とすることで、アーム部２４と固定把持アーム２５とを開く際に、アーム部２４の撓みによる弾性力が作用し、アーム部２４が固定把持アーム２５から離れる方向に可動把持アーム２が円滑に移動する。更に、グリッパーとして組み立てた際に、固定把持アーム２５先端とアーム本体２１の先端との位置あわせが容易になる。このとき、アーム本体２１の基端部２３がアーム部２４の撓みに応じて傾くようにしてもよい。なお、本例において、アーム本体２１におけるアーム部２４の左右幅を薄くすることで、アーム部２４を撓ませる構造としたが、アーム本体２１における基端部２３を高剛性材料で構成する一方、アーム部２４を可撓性材料で構成することで、アーム部２４を撓ませることができるものとしても構わない。
【0113】
次に、図１９を参照して、撮像装置３００の撮像領域とグリッパー２００の把持アームの位置関係について説明する。図１９（Ａ－１），（Ａ－２）は双方の把持アーム２２０が可動な態様を示し、図１９（Ｂ－１），（Ｂ－２）は一方の把持アーム２５が固定され、他方の把持アーム２が可動な態様を示す。
【0114】
図１９（Ａ－１），（Ａ－２）に示す態様は、図１～図１１を参照して説明したグリッパーモジュール１００に対応する。把持対象物６００を探す段階では、図１９（Ａ－１）に示すように、撮像装置３００の画像取得領域３５０の外側に、左右の把持アーム２２０を待機させる。画像取得領域３５０の全体にオートフォーカス領域が設定されており、画像取得領域３５０に映る物体（把持対象物６００）にピントが合わせられる。そして、発見した把持対象物６００の高さ位置に把持アーム２２０の先端部が高さ合せされた後、図１９（Ａ－２）に示すように、左右の把持アーム２２０を閉じる方向へ移動させて、把持対象物６００を把持する。これにより、把持対象物６００の探索時及び把持アーム２２０の高さ位置合わせ時に、把持アーム２２０にピント合わせされることがなく、把持対象物６００にピントを合わせた状態で効率よく作業を行える。
【0115】
なお、図１９（Ａ－１），（Ａ－２）では、画像取得領域３５０の全体にオートフォーカス領域を設定しているが、画像取得領域３５０の中央部にオートフォーカス領域を設けてもよい。この場合、左右の把持アーム２２０をオートフォーカス領域の外側で、画像取得領域３５０内に待機させるようにしてもよい。
【0116】
図１９（Ｂ－１），（Ｂ－２）に示す態様は、図１２～図１８を参照して説明したグリッパー２００Ａを有するグリッパーモジュールに対応する。撮像装置３００の画像取得領域３５０の中央部にオートフォーカス領域３５１が設定されており、固定把持アーム２５の先端部は、オートフォーカス領域３５１の外側で画像取得領域３５０内に位置している。把持対象物６００を探す段階では、図１９（Ｂ－１）に示すように、画像取得領域３５０の外側に、可動把持アーム２を待機させ、オートフォーカス領域３５１に映る物体（把持対象物６００）にピントが合わせられる。
【0117】
そして、発見した把持対象物６００の高さ位置に把持アーム２，２５の先端部が高さ合せされた後、図１９（Ｂ－２）に示すように、オートフォーカス領域３５１を大きくし、アーム部２４を閉じる方向へ（固定把持アーム２５側へ）移動させて、把持対象物６００を把持する。これにより、把持対象物６００の探索時及び把持アームの高さ位置合わせ時に、把持アーム２，２５にピント合わせされることがなく、把持対象物６００にピントを合わせた状態で効率よく作業を行える。なお、オートフォーカス領域３５１の大きさは、把持対象物６００の探索時（図１９（Ｂ－１））と把持時（図１９（Ｂ－２））とで同じであってもよい。
【0118】
また、図１９（Ｂ－１），（Ｂ－２）に示す態様では、固定把持アーム２５の先端部が画像取得領域３５０内に位置しているので、固定把持アーム２５の先端部で把持対象物６００を突いたり、動かしたり、回転させて向きを変えたりすることが可能である。
【0119】
また、グリッパーの把持アームに替えて、キャピラリー等の針状部材を装着し、撮像装置３００が細胞等の穿刺対象物にピント合わせして取得する画像を見ながら、穿刺対象物に針状部材を穿刺する操作を行うことも可能である。
【0120】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態での材料、形状、配置、個数等は一例であり、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、本発明のグリッパーモジュールが取り付けられるグリッパー装置は、３軸操作用駆動装置以外にも、１軸操作用駆動装置や２軸操作用駆動装置であっても構わないし、回転動作を行う駆動装置と組み合わせたものとしても構わない。
【0121】
また、本発明のグリッパーモジュールにおいて、台座部材４００にグリッパー２００と２つの撮像装置３００を取り付け、ステレオ画像を取得する構成であってもよい。この場合、例えば、図２０（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記実施形態のグリッパーモジュール１００の構成に、光軸Ｌが上下方向に沿った撮像装置３００を挟んでグリッパー２００とは反対側の位置に、グリッパー２００の作業領域を斜めに通る光軸ＬＡを有する第２の撮像装置３００Ａを追加した構成を挙げることができる。これにより、撮像装置３００の取得画像を使用して把持対象物を探し、グリッパー２００にて把持対象物を把持する際には撮像装置３００と撮像装置３００Ａとのステレオ画像を見ながら把持作業を行える。この場合、撮像装置３００，３００Ａのレンズ駆動装置３１０を、各撮像素子３３０に対して、把持アーム２２０の移動方向（開閉方向）に平行な方向に配置することで、グリッパー２００と撮像装置３００，３００Ａを互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。
【0122】
また、図２０（Ｃ），（Ｄ）に示すように、把持アーム２２０が上下方向に延伸するようにしてグリッパー２００を配置する一方、グリッパー２００を挟んで、グリッパー２００の作業領域を斜め上方から撮像する２つの撮像装置３００，３００を配置してもよい。この構成によれば、一方の撮像装置３００の取得画像を使用して把持対象物を探し、グリッパー２００にて把持対象物を把持する際には２つの撮像装置３００のステレオ画像を見ながら把持作業を行える。この場合、図２０（Ｄ）に示すように、各撮像装置３００において、レンズ駆動装置３１０を、撮像素子３３０に対して、把持アーム２２０の移動方向（開閉方向）に平行な方向に配置することで、グリッパー２００と２つの撮像装置３００を互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。また、図２０（Ｅ）に示すように、各撮像装置３００において、レンズ駆動装置３１０を、撮像素子３３０に対してグリッパー２００とは反対側に配置することでも、グリッパー２００と２つの撮像装置３００を互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。
【符号の説明】
【0123】
１ アーム駆動用振動ユニット
２ 可動把持アーム
１１ アーム駆動用圧電素子
１２ アーム駆動軸
２５ 固定把持アーム
１００ グリッパーモジュール
２００，２００Ａ グリッパー
２１０ アーム駆動用圧電素子
２１１ アーム駆動軸
２１２ アーム駆動用振動ユニット
２２０ 把持アーム
３００ 撮像装置
３００Ａ 第２の撮像装置
３０１ レンズ
３１０ レンズ駆動装置
３１１ レンズ駆動用圧電素子
３１２ レンズ駆動軸
３１３ レンズ駆動用振動ユニット
３１４ レンズ支持体
３１５ 駆動軸支持片（一方の支持片）
３１６ 圧電素子支持片（他方の支持片）
３１７ 支持ケース
３２１ レンズ鏡筒
３３０ 撮像素子
３３４ レンズ配置穴
４００ 台座部材
５０１Ｂ 伸縮駆動装置（直動機構）
１０００ グリッパー装置
Ｌ，ＬＡ 光軸
２ 可動把持アーム
１１ アーム駆動用圧電素子
１２ アーム駆動軸
２５ 固定把持アーム
１００ グリッパーモジュール
２００，２００Ａ グリッパー
２１０ アーム駆動用圧電素子
２１１ アーム駆動軸
２１２ アーム駆動用振動ユニット
２２０ 把持アーム
３００ 撮像装置
３００Ａ 第２の撮像装置
３０１ レンズ
３１０ レンズ駆動装置
３１１ レンズ駆動用圧電素子
３１２ レンズ駆動軸
３１３ レンズ駆動用振動ユニット
３１４ レンズ支持体
３１５ 駆動軸支持片（一方の支持片）
３１６ 圧電素子支持片（他方の支持片）
３１７ 支持ケース
３２１ レンズ鏡筒
３３０ 撮像素子
３３４ レンズ配置穴
４００ 台座部材
５０１Ｂ 伸縮駆動装置（直動機構）
１０００ グリッパー装置
Ｌ，ＬＡ 光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】