(57)【要約】      （修正有）【課題】画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供する。【解決手段】ベース４に対してキャリア５を制御式に動作させるための画像スタビライザの位置決めデバイスは、第１のサスペンション１１によってベース４に対し動作可能式に組み立てられかつ第１の駆動装置１２によって動作可能な第１の結合素子１３と、第２のサスペンション２１によってベース４に対し動作可能式に組み立てられかつ第２の駆動装置２２によって動作可能な第２の結合素子２３と、第１の結合素子１３の動作をキャリア５上へ伝達することができる第１の伝動ユニット１４と、第２の結合素子の動作をキャリア５上へ伝達することができる第２の伝動ユニット２４と、を備え、第１の駆動装置１２および第２の駆動装置２２は、線形駆動装置であり、かつ第１の結合素子１３および第２の結合素子２３は、何れの場合も、略正確な１並進自由度の可動性を有する。【選択図】図１ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（４）に対してキャリア（５）を制御式に動作させるための画像スタビライザの位置決めデバイスであって、
第１のサスペンション（１１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第１の駆動装置（１２）によって動作可能な第１の結合素子（１３）と、
第２のサスペンション（２１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第２の駆動装置（２２）によって動作可能な第２の結合素子（２３）と、
前記第１の結合素子（１３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第１の伝動ユニット（１４）と、
前記第２の結合素子（２３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第２の伝動ユニット（２４）と、を備え、
前記第１の駆動装置（１２）および前記第２の駆動装置（２２）は、線形駆動装置であり、かつ前記第１の結合素子（１３）および前記第２の結合素子（２３）は、何れの場合も、略正確な１並進自由度の可動性を有する、位置決めデバイス。
【請求項２】
少なくとも前記第１のサスペンション（１１）および／または前記第２のサスペンション（２１）は、個々の結合素子を前記ベース（４）へ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有するサスペンションによって実現される、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項３】
少なくとも前記第１の駆動装置（１２）および前記第２の駆動装置（２２）は、圧電線形駆動装置であり、具体的にはこれにより平面共振器（１２３）は、能動素子（１２１）の平面に対して平行な２つのアームによって音叉式に延び、前記共振器（１２３）は、被給電ピエゾ素子（１２４）によって振動させられることが可能であり、前記共振器（１２３）の接触領域は、揺動運動に起因して、前記駆動装置（１２）の受動素子（１２２）を能動素子（１２１）に対して駆動する、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項４】
前記第１のサスペンション（１１）は、前記第１の結合素子（１３）の、前記ベース（４）に対する平行変位を許容し、かつ前記第２のサスペンション（２１）は、前記第２の結合素子（２３）の、前記ベース（４）に対する平行変位を許容する、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項５】
前記第１の伝動ユニット（１４）は、前記キャリア（５）の、前記第１の結合素子（１３）に対する平行変位を許容し、かつ、
前記第２の伝動ユニット（２４）は、前記キャリア（５）の、前記第２の結合素子（２３）に対する平行変位を許容する、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項６】
１つまたは複数の前記平行変位は、何れの場合も、平行四辺形サスペンションによって実現される、請求項４または請求項５に記載の位置決めデバイス。
【請求項７】
少なくとも前記第１のサスペンション（１１）および／または前記第２のサスペンション（２１）は、互いに対して平行に配置されかつ個々の結合素子を前記ベース（４）へ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有する平行四辺形サスペンションによって実現される、請求項６に記載の位置決めデバイス。
【請求項８】
前記第１の結合素子（１３）の前記ベース（４）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつ、
前記第２の結合素子（２３）の前記ベース（４）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有する、請求項６または請求項７に記載の位置決めデバイス。
【請求項９】
前記キャリア（５）の前記第１の結合素子（１３）に対する平行変位は、正確に２平行移動自由度を有し、かつ、
前記キャリア（５）の前記第２の結合素子に対する平行変位は、正確に２平行移動自由度を有する、請求項５から請求項８のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１０】
前記キャリア（５）の前記第１の結合素子（１３）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつ、
前記キャリア（５）の前記第２の結合素子（２３）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有する、請求項５から請求項８のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１１】
第３のサスペンション（３１）によって前記第１の結合素子（１３）に対し動作可能式に組み立てられかつ第３の駆動装置（３２）によって動作可能な第３の結合素子（３３）と、
前記第３の結合素子（３３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第３の伝動ユニット（３４）と、を備える、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１２】
前記キャリア（５）が前記ベース（４）より上に配置されていれば、前記第１の結合素子（１３）および前記第２の結合素子（２３）は、前記キャリア（５）の横に配置される、請求項１から請求項１１のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１３】
前記キャリア（５）が前記ベース（４）より上に配置されていれば、前記第１の結合素子（１３）は、前記キャリア（５）を少なくとも部分的に包含し、かつ前記キャリア（５）の下側領域に配置され、かつ、前記第２の結合素子（２３）は、前記キャリア（５）を少なくとも部分的に包含し、かつ前記キャリア（５）の上側領域に配置される、請求項１から請求項１１のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１４】
第３のサスペンション（３１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第３の駆動装置（３２）によって動作可能な第３の結合素子（３３）と、
前記第３の結合素子（３３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第３の伝動ユニット（３４）と、を備え、
前記３つの伝動ユニット（１４、２４、３４）は各々、前記キャリア（５）の周縁上の異なる接触位置に係合し、かつ３つの伝動ユニット（１４、２４、３４）は全て、前記個々の接触位置の略並進運動を実行する、請求項１から請求項１２のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１５】
前記第１のサスペンション（１１）は、前記第１の結合素子（１３）の前記ベース（４）に対する回転を許容し、かつ、
前記第２のサスペンション（２１）は、前記第２の結合素子（２３）の前記ベース（４）に対する回転を許容する、請求項１から請求項３のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１６】
前記第１の伝動ユニット（１４）は、前記キャリア（５）の、前記第１の結合素子（１３）に対する回転を許容し、かつ、
前記第２の伝動ユニット（２４）は、前記キャリア（５）の、前記第２の結合素子（２３）に対する回転を許容する、請求項１５に記載の位置決めデバイス。
【請求項１７】
前記キャリアの基準位置において、
前記第１のサスペンション（１１）の回転軸は、前記第２の伝動ユニット（２４）の回転軸に対して平行に延び、または、これに一致し、かつ、
前記第２のサスペンション（２１）の回転軸は、前記第１の伝動ユニット（１４）の回転軸に対して平行に延び、かつこれに一致する、請求項１５または請求項１６に記載の位置決めデバイス。
【請求項１８】
前記サスペンション（１１、２１）の一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１９】
サスペンション（１１、２１）のうちの異なる一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項２０】
前記サスペンション（１１、２１）の少なくとも一方、および前記伝動ユニット（１４、２４）の少なくとも一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項２１】
先行する請求項のうちの一項に記載の位置決めデバイスを有する画像スタビライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小位置決めユニットの分野に関し、具体的には、特許請求項１の前提部分に記載されている画像（像）スタビライザの位置決めデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第１７９５９４４Ａ１号明細書は、光学画像スタビライザにおけるレンズのための位置決めデバイスを開示している。レンズホルダは、直角でレンズから離れて互いに向かって延びかつ永久磁石を有する２つのアームを備える。これにより、かつコイルによって、これらのアームは各々、レンズの光軸に対して平行方向へ変位することができる。レンズホルダは、中間素子上に第１の軸を中心として回転可能式に組み立てられ、次に中間素子がベース上へ、第１の軸に対して直角に延びる第２の軸を中心として回転可能式に組み立てられる。
【０００３】
米国特許第２００８／０１９８４６２号明細書は、レンズおよび画像センサーを有するカメラモジュールを位置決めすることができる手段である、何れの場合も永久磁石およびコイルを有する、同様に２つの駆動装置を備える光学画像スタビライザを示している。カメラモジュールは、１点を中心にして回転可能式に懸垂され、かつ、光軸に対して平行方向に作動しかつカメラモジュールの他の２点上に係合する駆動装置によって、２軸を中心にして傾斜されることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、既知のデバイスに代わるものを実現する、先に述べたタイプの画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供することにある。
【０００５】
さらなる目的は、エネルギー消費量を低減している、画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供することにある。
【０００６】
さらなる目的は、より大きい機械的安定性を有する、画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供することにある。
【０００７】
さらなる目的は、より大きい画像安定化帯域幅を有する、よってより高い外乱周波数を補正することができる、画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供することにある。
【０００８】
さらなる目的は、既存のデバイスに代わるものを提供する、画像スタビライザのための位置決めデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの目的のうちの少なくとも１つは、少なくとも部分的に、特許請求の範囲における少なくとも１つの請求項に記載されている位置決めデバイスによって達成される。
【００１０】
ベースに対してキャリアを制御式に動作させるための画像スタビライザの位置決めデバイスは、
・第１のサスペンションによってベースに対し動作可能式に組み立てられかつ第１の駆動装置によって動作可能な第１の結合素子と、
・第２のサスペンションによってベースに対し動作可能式に組み立てられかつ第２の駆
動装置によって動作可能な第２の結合素子と、
・第１の結合素子の動作をキャリア上へ伝達することができる第１の伝動ユニットと、
・第２の結合素子の動作をキャリア上へ伝達することができる第２の伝動ユニットと、を備え、
・第１の駆動装置および第２の駆動装置は、線形駆動装置であり、かつ第１の結合素子および第２の結合素子は、各々、（ベースに対して）略正確な１並進自由度の可動性を有する。
【００１１】
サスペンションおよび伝動ユニットは、駆動装置および結合素子の動作が直線運動に限定されるという事実に起因して、同じ数の自由度を有する既知の位置決めデバイスより安定した方法で、かつより大きいばね定数で（よって、より硬いばねで）実現することができる。これにより、システムの自然周波数は、より大きくなり、したがってより大きい外乱周波数を有する動作を補正することが可能である。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも第１のサスペンションおよび／または第２のサスペンションは、個々の結合素子をベースへ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有するサスペンションによって実現される。これにより、一方向に、具体的には、薄板ばね素子の平面内に、高い剛性を有し、かつこの平面に対して垂直な動作では低い剛性を有するサスペンションを実現することが可能である。薄板ばね素子は、例えば、ばね板である。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも第１の駆動装置および第２の駆動装置は、圧電線形駆動装置であり、具体的にはこれらにより平面共振器は、能動素子の平面に対して平行な２つのアームによって、音叉式に延びる。この場合共振器は、被給電ピエゾ素子によって揺動状態にされることが可能であって、共振器の接触領域は、揺動運動に起因して、駆動装置の受動素子を能動素子に対して駆動する。
【００１４】
より高い駆動力は、コイル駆動装置の移動に対照されるような方式で展開される駆動装置の適用に起因して集められることが可能であり、かつこのことも同様に、より硬いばねの使用、および既に述べた自然周波数の増加に有利に働く。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも一方の駆動装置は、能動的な駆動部と、受動的な被駆動部とを備える。駆動装置は、具体的には、共振器を被給電ピエゾ素子によって揺動させる圧電駆動装置であり、共振器の接触領域は、揺動運動に起因して、駆動装置の受動部を駆動部に対して駆動する。したがって、超小型で精確に制御可能なサスペンションを作成することができる。ピエゾモータの供給周波数、さらには共振器および例えば接触領域の振動周波数は、４５０ｋＨｚから５００ｋＨｚまでの間である。
【００１６】
駆動部は、平坦な形状を有することが可能であり、よって、構造サイズを超小型に設計することができる。好ましくは、さらに、受動部は、キャリア素子上へ固定される。平坦な駆動部の、その最大延設部の平面における延設部は、好ましくは、この平面に対する垂直方向より少なくとも３倍から５倍大きい。位置決めデバイスは、好ましくは、各方向に２０ｍｍ未満であり、好ましくは、各方向に１０ｍｍ未満である。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも一方の駆動装置は、圧電（線形）駆動装置として構成され、これにより、平面共振器は、駆動部の平面に対して平行な２つのアームによって音叉式に延び、かつ共振器は、被給電ピエゾ素子によって振動させられることが可能であり、共振器の接触領域は、揺動運動に起因して、駆動装置の受動部を駆動部に対して駆動する。これにより、受動部は、駆動部であれば適すると思われる正確な直線運動をするわけではないが、キャリア軸を中心とする円形経路上で動作する。
【００１８】
平面共振器は、駆動部の平面内に存在し、または、この平面を画定する。好ましくは、第２の駆動装置もこのように構成される。対応する圧電駆動装置は、国際公開出願第２００６／０００１１８号パンフレットにおいて、例えば、図３５〜図４０における実施形態、具体的には、唯一の駆動板または共振器板を有する実施形態によって開示されている。これにより、純粋なピエゾ素子、または場合によりレバー経由で作用する素子よりも、駆動装置の比較的長いたわみ、よって第１および第２の軸を中心とする比較的大きい偏向角度をも実現することができる。
【００１９】
少なくとも一方の駆動装置は、同じく被給電状態において保持力を有し、よって、自動ロック式である。これは、例えば、所定の位置を保持するために絶えずエネルギーを供給されなければならない運動するコイル駆動装置とは対照的である。これにより、省エネルギー操作を実現することができる。
【００２０】
少なくとも１つの実施形態において、第１のサスペンションは、結合素子の、ベースに対する平行変位を許容し、かつ第２のサスペンションは、第２の結合素子の、ベースに対する平行変位を許容する。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態において、第１の伝動ユニットは、キャリアの、第１の結合素子に対する平行変位を許容し、かつ第２の伝動ユニットは、キャリアの、第２の結合素子に対する平行変位を許容する。
【００２２】
２つの物体間の、これらの物体の互いに対する方向性を変えない運動または相対運動は、平行変位として示される。したがって、これには、回転自由度がない（実質的な意味合いにおいて、さしたる回転自由度はない）。平行変位は、物体の、互いに直交する一方向または二方向または三方向に沿った互いに対する平行移動を許容することができる。これにより、運動は、平行移動自由度１、２または３を有することができる。例えば、平行変位は、下記の特性を有することができ、かつ下記のように実現されることが可能である。
【００２３】
・一方向のみの平行移動、１平行移動自由度：スライドジョイント。これにより実現される相対運動は、１平行移動自由度を有する平行変位である。
【００２４】
・二方向の平行移動、１平行移動自由度：回転ジョイントによる平行四辺形サスペンション。より一般的に考察すれば、回転ジョイントは、１回転自由度のジョイント位置である。このタイプの平行四辺形サスペンションを、以後、１平行移動自由度の平行四辺形サスペンションとして示す。これにより実現される相対運動も、同様に、１平行移動自由度の平行変位である。
【００２５】
・三方向の平行移動、２平行移動自由度：ボールジョイントによる平行四辺形サスペンション。より一般的に考察すれば、これらのボールジョイントは、２回転自由度のジョイント位置である。このタイプの平行四辺形サスペンションを、以後、２平行移動自由度の平行四辺形サスペンションとして示す。これにより実現可能な平行移動相対運動は、２平行移動自由度の平行変位である。所定の状況下におけるこのようなサスペンションは、回転をも許容する。このような回転自由度は、さらなるサスペンションとの組合せで再度除去することができる。このさらなるサスペンションは、本明細書で言及している平行四辺形サスペンションに対して平行な連鎖を形成する。
【００２６】
１回転自由度のジョイント位置の実現には、回転ジョイントの代わりに、平坦素子を用いることもできる。これらの素子の湾曲部は、回転ジョイントの機能を想定している。湾曲部または湾曲位置は、平坦素子の最大延設部の方向を横断する、またはこれに略垂直で
ある、平坦素子のより薄く設計される部分によって、または細長い形状を有しかつ軸を中心にして湾曲可能な平坦素子によって、形成されることが可能である。平坦素子が平面に存在すれば、前記軸は、この平面内に延びる。
【００２７】
また、２回転自由度のジョイント位置を実現するためには、ボールジョイントの代わりに、湾曲部において二方向に湾曲可能な素子も用いることができる。これらは、弾性ロッドまたは弾性ワイヤであってもよい。これらは、プラスチックまたは金属またはこれらの組合せより成ってもよい。湾曲部は、ロッドまたはワイヤのテーパリングとして設計されてもよいが、そのように設計される必要はない。
【００２８】
少なくとも１つの実施形態において、１つまたは複数の平行変位は、何れの場合も、平行四辺形サスペンションによって実現される。よって、これにより、１平行移動自由度の平行変位は、１平行移動自由度の平行四辺形サスペンションによって実現される。よって、これにより、２平行移動自由度の平行変位は、２平行移動自由度の平行四辺形サスペンションによって実現される。
【００２９】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも第１のサスペンションおよび／または第２のサスペンションは、互いに対して平行に配置されかつ個々の結合素子をベースへ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有する平行四辺形サスペンションによって実現される。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態において、第１の結合素子の、ベースに対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつ第２の結合素子の、ベースに対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有する。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアの、第１の結合素子に対する平行変位は、正確に２平行移動自由度を有し、かつキャリアの、第２の結合素子に対する平行変位は、正確に２平行移動自由度を有する。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアの、第１の結合素子に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつキャリアの、第２の結合素子に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有する。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態において、位置決めデバイスは、
・第３のサスペンションによって第１の結合素子に対し動作可能式に組み立てられかつ第３の駆動装置によって動作可能な第３の結合素子、ならびに、
・第３の結合素子の動作をキャリア上へ伝達することができる第３の伝動ユニット、を備える。
【００３４】
第３の結合素子は、第１の結合素子におけるリセス内に配置することができる。３つの駆動装置は、何れの場合も、略長方形の位置決めデバイスの４つの角のうちの１つに配置することができる。
【００３５】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアがベースより上に配置され（よって、ベースに対してＺ方向へシフトされ）ていれば、第１の結合素子および第２の結合素子は、キャリアの横に配置される（よって、キャリアに対してＸ方向またはＹ方向へシフトされる）。
【００３６】
第１の結合素子は、位置決めデバイスの第１の側面に沿って延び、かつこの第１の側面に対して直角方向への運動を実行する。第２の結合素子は、位置決めデバイスの第２の側
面に沿って延び、かつこの第２の側面に対して直角方向への運動を実行する。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアがベースより上に配置され（よって、ベースに対してＺ方向へシフトされ）ていれば、第１の結合素子は、キャリアを少なくとも部分的に包含（包囲）し、かつキャリアの下側領域に配置される。第２の結合素子は、これに対して、キャリアを少なくとも部分的に包含し、かつキャリアの上側領域に配置される。
【００３８】
ある実施形態において、位置決めデバイスは、
・第３のサスペンションによってベースに対し動作可能式に組み立てられかつ第３の駆動装置によって動作可能な第３の結合素子と、
・第３の結合素子の動作をキャリア上へ伝達することができる第３の伝動ユニットと、を備え、
・３つの伝動ユニットは各々、異なる接触位置でキャリアの周縁に係合し、かつ３つの伝動ユニットは全て、個々の接触位置の略並進運動を実行する。
【００３９】
少なくとも１つの実施形態において、第１のサスペンションは、第１の結合素子の、ベースに対する回転を許容し、かつ第２のサスペンションは、第２の結合素子の、ベースに対する回転を許容する。
【００４０】
これにより、２つのサスペンションの回転軸は、互いに異なる。回転軸は、具体的には、２つの回転軸の最短接続部に対して直角である平面上への突出部において、互いに直交していてもよい。
【００４１】
少なくとも１つの実施形態において、第１の伝動ユニットは、キャリアの、第１の結合素子に対する回転を許容し、かつ第２の伝動ユニットは、キャリアの、第２の結合素子に対する回転を許容する。
【００４２】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアの基準位置では、
・第１のサスペンションの回転軸は、第２の伝動ユニットの回転軸に対して平行に延び、または、この回転軸に一致し、かつ、
・第２のサスペンションの回転軸は、第１の伝動ユニットの回転軸に対して平行に延び、または、この回転軸に一致する、と言える。
【００４３】
少なくとも１つの実施形態において、一方のサスペンションの幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に形成される。少なくとも１つの実施形態において、幾つかの弾性素子は、異なる方のサスペンションによって、当初の平坦部の一部として一体式に形成される。少なくとも１つの実施形態において、少なくとも一方のサスペンションの、かつ伝動ユニットのうちの少なくとも１つの幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に形成される。製造の簡易化は、弾性素子を一体部分にするこれらの１つまたは複数の組合せによって可能である。
【００４４】
少なくとも１つの実施形態において、キャリアは、光学レンズ系を有するレンズホルダを支え、かつ光学センサーまたは画像センサーのベースを支える。（光学）画像スタビライザは、これによって実現されてもよい。
【００４５】
少なくとも１つの実施形態において、マウンティングデバイスは、キャリア内に配置されるマイクロ・カメラ・モジュール、したがって、位置決めデバイスにより互いに移動されるレンズ系ならびに光学センサーを有するユニット、を備える。これにより、マイクロ・カメラ・モジュールまたはマイクロ・カメラ・モジュール自体のハウジングまたはホル
ダは、キャリアを形成してもよい。（光学）画像スタビライザは、これによって実現されてもよい。
【００４６】
マイクロ・カメラ・モジュール自体またはレンズホルダは、例えば、鮮明さおよび／またはズーム設定値を設定するために、１つまたは複数のモータを備えてもよい。駆動装置としては、本明細書に記載されている、かつ国際公開出願第２００６／０００１１８号パンフレットに既に引用されているもの、または異なる様式で、例えば、可動コイルアクチュエータまたはボイス・コイル・アクチュエータ等の電磁アクチュエータの様式で形成される駆動装置を用いることができる。
【００４７】
実施形態によっては、駆動装置の能動素子は、ベース上に組み立てられ、かつ受動素子は、ベースに対して移動されるパーツ上に組み立てられる。他の実施形態では、空間条件に依存して、かつ空間要件を低減するために、逆に、能動素子が可動部上でも組み立てられ、かつ受動素子がベース上に組み立てられる。同じ実施形態では、能動素子は、一方の駆動装置と共にベース上へ組み立てられてもよく、かつもう一方の駆動装置と共に可動部上へ組み立てられてもよい。
【００４８】
先の実施例において、サスペンションは、各々、ベースと結合素子との間に配置され、かつ伝動ユニットは、何れの場合も、結合素子とキャリアとの間に配置される。しかしながら、その順序は、逆であってもよく、よって、伝動ユニットは、何れの場合も、ベースと結合素子との間に配置され、かつ（駆動される）サスペンションは、何れの場合も、結合素子とキャリアとの間に配置される。したがって、言い替えれば、ベースおよびキャリアは各々の役割を交換することができ、キャリアとして示されるパーツがベースとして機能してもよく、かつベースとして示されるパーツがキャリアとして機能してもよい。
【００４９】
本文書において、所定数の自由度を有するサスペンションまたは伝動ユニットに言及する場合、これは、それが弾性素子によって実現されていれば、自由度（よって、サスペンションまたは伝動ユニットが準拠している自由度）に対応する一または複数の次元における運動に対するばね定数が、他の（直交する）次元（よって、サスペンションまたは伝動ユニットが剛性である次元）におけるより少なくとも５分の１、または１０分の１、または２０分の１、または５０分の１、または１００分の１であることを意味してもよい。
【００５０】
さらなる好適な実施形態は、従属する特許請求項から推測される。
以下、本発明の主題を、添付の図面に表現されている好適な実施形態例によって、より詳細に説明する。何れの場合も、下記が、一部を略示して示されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１ａ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｂ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｃ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｄ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｅ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｆ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｇ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図１ｈ】３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図２ａ】２並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図２ｂ】２並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図２ｃ】２並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図３ａ】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図３ｂ】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図３ｃ】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図３ｄ】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図３ｅ】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図４】２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有するさらなる実施形態を示す図である。
【図５ａ】２つの回転軸を中心にして回転可能であるキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図５ｂ】２つの回転軸を中心にして回転可能であるキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図５ｃ】２つの回転軸を中心にして回転可能であるキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図５ｄ】２つの回転軸を中心にして回転可能であるキャリアを有する実施形態を示す図である。
【図６ａ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態の変形例を示す図である。
【図６ｂ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態の変形例を示す図である。
【図６ｃ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態の変形例を示す図である。
【図６ｄ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態の変形例を示す図である。
【図７ａ】ある事例における、一体部分の一部として設計されている幾つかのばね素子を示す図である。
【図７ｂ】ある事例における、一体部分の一部として設計されている幾つかのばね素子を示す図である。
【図７ｃ】ある事例における、一体部分の一部として設計されている幾つかのばね素子を示す図である。
【図８ａ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図８ｂ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図８ｃ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図８ｄ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図８ｅ】図１ａ〜図１ｈまでの実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図９】一体部分上の２つのばね素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
基本的に、諸図を通じて、同じ、または等しい作用部には、同じ参照数字を付している。
【００５３】
後続の説明は、全ての実施形態に有効である。
・第１の結合素子１３は、第１のサスペンション１１を介してベース４上へ可動式に組み立てられる。第１の駆動装置１２は、第１の結合素子１３をベースに対して移動させる。第１の結合素子１３、第１のサスペンション１１、第１の駆動装置１２および場合により伝動ユニット等のさらなる素子は、第１の位置決めユニット１を形成する。
【００５４】
・第２の結合素子２３は、第２のサスペンション２１を介してベース４上へ可動式に組み立てられる。第２の駆動装置２２は、第２の結合素子２３をベース４に対して移動させる。第２の結合素子２３、第２のサスペンション２１、第２の駆動装置２２および場合により伝動ユニット等のさらなる素子は、第２の位置決めユニット２を形成する。
【００５５】
サスペンション１１、２１は、ばね板で実現されてもよく、よって、薄板ばね素子で実現されてもよい。これにより、互いに対して移動可能な２つの物体が、接続本体として２つ以上のばね板を介して接続される。ばね板は、何れの場合も、一端が例えばベース４上へ固定され、かつ他端が例えば結合素子１３、２３へ固定される。ばね板は、略平坦であって、少なくとも一部が平面内に存在する。サスペンションの異なるばね板の可動部分は、長さが等しい。ばね板は、少なくとも何か所かで弾性的に湾曲可能である。これにより、これらは、何れの場合も回転ジョイントの機能によってジョイント位置またはジョイント部分を形成する。ばね板は、典型的には金属製であるが、プラスチックで製造されてもよい。また、これは、これが接続される物体のうちの１つと一体式に製造されてもよい。また、これは、他のばね板と一体式に製造されてもよい。そのために、最初は平坦なシートメタル部を形成し、かつこれを、シートメタル部の異なる部分がばね板として作用するように湾曲してもよい。これらの異なるばね板は、異なるサスペンションおよび／または伝動ユニットにおいて作用してもよく、かつこれにより、単一のコンポーネントとして組み立てられてもよい。
【００５６】
適用される異なる駆動装置は、圧電駆動装置として実現される。しかしながら、これらは個々に、他の駆動系で置換されてもよい。これらの駆動装置は、同じ方式で構成され、よって以後、第１の駆動装置１２によって説明する。駆動装置１２は、能動部または駆動部または能動素子１２１と、受動部または受動素子１２２とを備える。駆動部１２１は、例えばシートメタル片である平面共振器１２３と、１つまたは複数のピエゾ素子１２４とを備える。１つまたは複数のピエゾ素子１２４は、図示されていない電圧生成器による電圧で励振される。これにより発生する共振器１２３の振動は、少なくとも一時的に受動部１２２と接触する共振器の接触領域において、不連続な接触力を生成する。接触領域の移動が選択的に受動部１２２を一方向または他の方向へ駆動する振動モードは、励振周波数の選択によって選択することができる。このタイプの駆動装置に関連するさらなる詳細は、国際公開出願第２００６／０００１１８号パンフレットから推測することができる。
【００５７】
駆動装置は、基本的には、線形駆動装置として構成される。受動部１２２の動作は、個々のサスペンションによって画定され、原則として、１自由度の並進または回転運動である。駆動装置が２つの物体を互いに対して駆動する場合、一方の物体上へ能動部１２１が固定され、かつもう一方の物体上へ受動部１２２が固定されてもよく、またはこの逆であってもよい。例えば、ベース４上に能動部１２１が固定され、かつ個々の結合素子上に受動部１２２が固定されてもよく、またはこの逆であってもよい。また、受動部１２２は、もう一方の物体の一部として設計されてもよい。
【００５８】
駆動装置の調整（閉ループ制御）は、原則として、駆動装置のその運動方向に沿った直線位置を決定するための位置計測を必要とする。そのために、一方で、磁石１５、２５、３５は、可動部に、かつホールセンサー１６、２６、３６は、ベース上にこれらと対応的に配置されてもよく、またはその逆であってもよい。
【００５９】
以後、ベース４の基準面は、方向ＸおよびＹによりスパンされるものとする。Ｚ方向は、方向ＸおよびＹによりスパンされるＸ−Ｙ平面に対して垂直である。キャリア５の非撓み状態またはアイドル位置または基準位置における、キャリア５の軸は、Ｚ方向に対して平行である。
【００６０】
光学画像安定化に位置決め方向が適用されれば、効果的には、Ｘ−Ｙ平面は、画像センサーが存在する平面に対して平行である。キャリア５の軸は、効果的には、キャリア５内またはキャリア５上に配置されるレンズ系の光軸に等しい。
【００６１】
異なる実施形態の位置決めデバイスとして可能なサイズは、例えば、ベース底面が８．
５平方ｍｍから１２平方ｍｍまで、具体的には、１１．５平方ｍｍである。位置決めデバイスの高さは、例えば、同じく７ｍｍまたは８ｍｍまでである適用レンズの厚さに依存して、４ｍｍから６ｍｍまでの間である。
【００６２】
以後、個々の実施形態について述べる。
図１ａ〜図１ｈは、３並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を異なる図で示している。図１ａにおいて、位置決めデバイスは、電磁適合性のためのハウジング９で覆われる。既に述べた素子以外に、以下の諸図には、下記が描かれている。
【００６３】
図１ｂには、第１の側面から見た位置決めデバイスが示されている。光学レンズを有するレンズホルダ６は、キャリア５に挿入されて示されている。レンズまたはキャリア５の下には、ベース４上に光受信器７が配置されているが、本図では見えない。以後の図には、レンズホルダ６を示していない。レンズホルダ６は、キャリア５内のねじ山によってねじ止めされてもよい。ねじ山は、Ｍ６からＭ８．５型までであってもよい。次に、レンズホルダ６が、レンズ系の実効焦点幅にしたがって、キャリア５内のアッセンブリ上へ位置合わせされてもよい。本明細書に記述しているレンズホルダのアッセンブリ型式は、他の実施形態において実現されてもよい。
【００６４】
・図１ｃには、反対側面から見た位置決めデバイスが示されている。レンズホルダ６は、本図にも、本実施形態の残りの図にも描かれていない。
【００６５】
・図１ｄには、キャリア５のＹ方向への運動に関わる素子が描かれている。
・図１ｅおよび図１ｆには、キャリアのＸ方向への運動に関わる素子が描かれている。
【００６６】
・図１ｇは、図１ｆに対応するものであって、さらに、キャリア５のＺ方向への運動に関わる素子が描かれている。
【００６７】
・図１ｈは、図１ｇに対応するものであって、キャリアのＺ方向への運動に関わる素子のみを描き、よってＸ方向に関するものは省略されている。
【００６８】
図１ｇおよび図１ｈに示されている第３の結合素子３３は、第３のサスペンション３１を介して第１の結合素子１３上へ可動式に組み立てられる。第３の駆動装置３２は、第３の結合素子３３を第１の結合素子１３に対して移動させる。したがって、第３の駆動装置３２は、第１の結合素子１２上へ配置され、これと共に移動される。第３の結合素子３３は、第３の伝動ユニット３４を介してキャリア５へ接続される。第３の結合素子３３、第３のサスペンション３１、第３の駆動装置３２および場合により伝動ユニット等のさらなる素子は、第３の位置決めユニット３を形成する。
【００６９】
３つのサスペンション１１、２１、３１のばね板は、何れの場合も互いに対して平行に（即ち、その個々の平面と平行に）配置され、よって何れの場合も、正確に１平行移動自由度を有する平行四辺形サスペンションを形成する。
【００７０】
第１の結合素子１３は、第１の伝動ユニット１４を介してキャリア５へ接続される。第２の結合素子２３は、第２の伝動ユニット２４を介してキャリア５へ接続される。伝動ユニット１４、２４は、何れの場合も、２平行移動自由度の平行四辺形サスペンションによって実現される。そのために、何れの場合も、少なくとも３つの細長い接続本体、例えばワイヤまたはロッド、が互いに平行して配置される。伝動ユニットの異なる接続本体の可動部分は、何れの場合も長さが等しい。接続本体は、少なくとも何か所かで弾性的に湾曲可能である。これにより、これらは、何れの場合もボールジョイントの機能によってジョイント位置またはジョイント部分を形成する。接続本体は、典型的には金属製であるが、
プラスチックで製造されてもよい。また、これは、これが接続される物体のうちの１つと一体式に製造されてもよい。
【００７１】
第１の結合素子１３は、ベース４に対して第１の方向、以後Ｘ方向とも称する、へ移動可能である。第２の結合素子２３は、ベース４に対して第２の方向、以後Ｙ方向とも称する、へ移動可能である。これらの両方向は、互いに平行ではなく、かつ典型的には、互いに略直交する。第３の結合素子３３は、ベース４に対して、または第３の結合素子３３が懸垂される第１の結合素子１３に対して第３の方向へ移動可能である。第３の方向、以後Ｚ方向とも称する、は、他の２方向の何れとも平行ではなく、かつ典型的には、他の２方向に略直交する。
【００７２】
・第１の結合素子１３の運動は、Ｘ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、第１の伝動ユニット１４によってＸ方向へ第１の結合素子１３の運動と略剛性的に結合されるが、第１の結合素子１３に対してＹ方向およびＺ方向へ移動可能である。
【００７３】
・第２の結合素子２３の運動は、Ｙ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、第２の伝動ユニット２４によってＹ方向へ第２の結合素子２３の運動と略剛性的に結合されるが、第２の結合素子２３に対してＸ方向およびＺ方向へ移動可能である。
【００７４】
・第３の結合素子３３の運動は、Ｙ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、第３の伝動ユニット３４によってＺ方向へ第３の結合素子３３の運動と略剛性的に結合されるが、第２の結合素子２３に対してＹ方向へ移動可能である。
【００７５】
第３の結合素子３３と第１の結合素子１３との間のＸ方向への相対運動は、第３の結合素子３３が第１の結合素子１３と共に移動されるので、生じない。
【００７６】
第３の伝動ユニット３４は、ここでは薄板ばねによって実現され、Ｚ方向へ第３の結合素子３３からキャリア５まで延びる。アイドル状態におけるばねは、Ｙ方向に対して垂直な平面内に存在する。ばねは、Ｚ方向に（よって、平面に平行な相対運動に対して）対応していないが、平面からＹ方向へ湾曲されてもよい。ばねは、真っ直ぐな板ばねであってもよい。これが、図示されているように蛇行形状を有していれば、Ｙ方向へのその適合性は、増大される。
【００７７】
図１ａ〜図１ｈの実施形態の第２の変形例を、図６ａ〜図６ｄに示す。３つの位置決めユニットのうち、図６ａは全て、図６ｂは第２の位置決めユニットのみ、図６ｃは第１の位置決めユニットのみ、かつ図６ｄは第３の位置決めユニットのみ、を示している。ここで、第３の結合素子３３は、ベース４に対して可動式に組み立てられかつ駆動され、かつ第３の伝動ユニット３４は、第３の結合素子３３とキャリア５との間のＸ方向への相対運動およびＹ方向への相対運動をも許容する。対照的に、第３の伝動ユニット３４は、Ｚ方向へは硬い。したがって、これは、略２の平行移動自由度を有する。このために、例えば、第３の伝動ユニット３４は、第１の伝動ユニット１４と同様に実現されてもよい。あるいは、図６ｄおよび図７ａにおいて明らかであるように、これは、運動学的に見て平行に配置される蛇行部素子を有する素子によって実現されてもよい。何れの場合も、言及している図６ｄおよび図７ａでは、このような２つの素子３４ａ、３４ｂが１つのパーツ上へ形成されて示されているが、これらは、別々のパーツとして設計されてもよい。
【００７８】
図１ａ〜図１ｈの実施形態の第３の変形例を、図８ａ〜図８ｅに示す。３つの位置決めユニットのうち、図８ａおよび図８ｂは、全て、図８ｃは、第２の位置決めユニットのみ、図８ｄおよび図８ｅは、第１および第３の位置決めユニットのみ、を示している。ここでも、図６ａ〜図６ｄの変形例の場合と同様に、第３の結合素子３３は、ベース４に対し
て可動式に組み立てられかつ駆動され、かつ第３の伝動ユニット３４は、第３の結合素子３３とキャリア５との間のＸ方向ならびにＹ方向への相対運動を許容する。対照的に、第３の伝動ユニット３４は、Ｚ方向へは硬い。したがって、これは、略２の平行移動自由度を有する。このために、例えば、第３の伝動ユニット３４は、第１の伝動ユニット１４と同様に実現されてもよい。あるいは、図８ｂ、図８ｅおよび図９から分かるように、これは、運動学的に平行して配置されかつ蛇行形状であるパーツ素子を有する素子によって実現されてもよい。何れの場合も、言及している図８ｂ、図８ｅおよび図９では、このような２つの素子３４ａ、３４ｂが１つのパーツ上へ形成されて示されているが、これらは、別々のパーツとして設計されてもよい。
【００７９】
第２および第３の変形例の場合、３つの並進次元におけるキャリア５の位置は、３つの結合素子１３、２３、３３および伝動ユニット１４、２４、３４を介するキャリア５の運動学的接続部の重畳によって非曖昧に決定される、と言える。各次元における位置は、３つの駆動装置１２、２２、３２のうちの１つを介して略独立して設定されてもよい。ホールセンサー等のセンサーは、場合により、個々の結合素子の、具体的には第３の結合素子の位置を、他の結合素子の位置とは完全に独立して決定してもよい。
【００８０】
第３の変形例は、基本的には、先の２つの変形例と同様に構成される。但し、これは、少なくとも以下の点で相違している。
【００８１】
・第１および第２の伝動ユニット１４、２４が、ワイヤではなく湾曲されたシートメタル部によって実現される。これらのシート部上の狭窄は、機能的にワイヤに、したがってジョイントに対応し、これにより、伝動ユニットは、２軸を中心とする回転を許容し、かつこれにより、これらのジョイントの回転点を介して通る平行移動に対して硬い。
【００８２】
・受動素子１２２、２２２のうちの少なくとも一方は、下記のように、即ち、これが、ある軸を中心として共に回転可能式に組み立てられる２つの個々の弾性変形可能なばね素子を備えるようにして設計される。軸を中心とする回転は、撓みヒンジによって実現されてもよい。ばね素子の能動素子に対する相互位置における公差は、この軸を中心として共に回転する２つのばね素子によって補正される。軸は、受動素子の運動方向に対して垂直に延びる。
【００８３】
あるいは、図１ａ〜図１ｈ、または図６ａ〜図６ｄ、または図８ａ〜図８ｅの実施形態は、Ｚ方向への可動性なしに実現されてもよい。この場合、第３の結合素子３３は、関連の駆動装置および伝動ユニットと共に排除される。第１の伝動ユニット１４および第２の伝動ユニット２４は、次に、何れの場合も２ではなく僅か１の平行移動自由度の平行四辺形サスペンションによって実現されてもよい。これらの２つの並進次元におけるキャリア５の位置は、２つの結合素子１３、２３および伝動ユニット１４、２４を介するキャリア５の運動学的接続部によるＸ方向およびＹ方向への重畳によって非曖昧に決定される。両方向における位置は、対応する２つの駆動装置１２、２２のうちの一方を介して略独立して設定されてもよい。
【００８４】
２つの駆動装置１２、２２の受動素子１２２、２２２は、何れの場合も、位置決めデバイスの第１および第２の側面に沿って略Ｘ方向またはＹ方向に延び、かつ第１の端でベース４上に固定され、かつ第１の端から離れた第２の端で各々第１および第２の能動素子１２１、２２１と接触している。２つの駆動装置１２、２２の能動素子１２１、２２１は、個々の結合点１３、２３上に固定され、かつこれと共に移動する。
【００８５】
これらは、受動素子の個々の第１の端へ、下記のように、即ち、受動素子が２つの個々の弾性変形可能なばね素子またはばね板を備えるように、固定されてもよい。非負荷状態
において、ばね板は、各々平坦であり、よって平面内に延びる。第１のばねの固定位置および第２のばねの固定位置は、互いに対して斜めに合わされ、よって、非負荷状態において、ばね板は、互いから離れて散開される。駆動装置が組み立てられた状態において、能動素子がばね板を包含（包囲）すれば、能動素子は、これらのばね板にバイアスをかけて押す。これにより、非給電状態では、駆動装置も保持力を有する。
【００８６】
図２ａ〜図２ｃは、２並進方向へ移動可能なキャリアを有する実施形態を示す。ここでは、既に述べた素子以外に、下記が存在する。
【００８７】
２つのサスペンション１１、２１のばね板は、何れの場合も、互いに対して平行に（即ち、その個々の平面と平行に）配置され、よって、何れの場合も正確に１平行移動自由度の平行四辺形サスペンションを形成する。何れの場合も、同一平面内に存在する１対のばね板は、この平面内で互いに対して平行に延びない。これらは、互いと共に移動し、よって、略同一平面内に留まる。
【００８８】
第１の結合素子１３は、ベース４に対して第１の方向、以後Ｘ方向とも称する、へ移動可能である。第２の結合素子２３は、ベース４に対して第２の方向、以後Ｙ方向とも称する、へ移動可能である。これらの２方向は、平行ではなく、かつ典型的には、互いに略直交する。
【００８９】
・第１の結合素子１３の運動は、Ｘ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、第１の伝動ユニット１４によってＸ方向へ第１の結合素子の運動と略剛性的に結合されるが、第１の結合素子１３に対してＹ方向へ移動可能である。
【００９０】
・第２の結合素子２３の運動は、Ｙ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、第２の伝動ユニット２４によってＹ方向へ第２の結合素子２３の運動と略剛性的に結合されるが、第２の結合素子２３に対してＸ方向へ移動可能である。
【００９１】
キャリア５の位置は、２つの並進次元において、結合素子１３、２３および伝動ユニット１４、２４を介するキャリア５の運動学的接続部による重畳によって非曖昧に決定される。各次元における位置は、２つの駆動装置１２、２２のうちの１つを介して略独立して設定されてもよい。
【００９２】
省スペース構造は、次のように、即ち、位置決めデバイス全体が上側領域から下側領域まで延びるように実現される。画像スタビライザ、例えば画像センサーは、ベース４上かつ下側領域に存在し、かつ調整可能な光学素子は、光の入口と共にキャリア５上かつ上側領域に存在する。
【００９３】
・第１の結合素子１３は、下側領域に配置され、第１のサスペンション１１は、上側領域から下側領域へ延び、上側領域でベース４上に固定され、かつ下側領域で第１の結合素子１３上に固定される。第１の結合素子１３は、少なくとも部分的に、下側領域でキャリア５を包含する。
【００９４】
・第１の結合素子１３は、上側領域まで達する部分を備え、かつ第１の伝動ユニット１４は、上側領域で第１の結合素子１３のこれらの部分上に固定され、かつ下側領域でキャリア５上に固定される。あるいは（不図示）、第１の伝動ユニット１４は、下側領域で第１の結合素子１３上に固定され、かつ上側領域でキャリア５上に固定されてもよい。よって、第１の伝動ユニット１４の言及した部分なしに、間に合わせることができる。
【００９５】
・第２の結合素子２３は、上側領域に配置され、第２のサスペンション２１は、下側領
域から上側領域へ延び、下側領域でベース４上に固定され、かつ上側領域で第２の結合素子２３上に固定される。第２の結合素子２３は、少なくとも部分的に、上側領域でキャリア５を包含する。
【００９６】
・第２の結合素子は、下側領域まで達する部分を備え、かつ第２の伝動ユニット２４は、下側領域で第２の結合素子２３のこれらの部分上に固定され、かつ上側領域でキャリア５上に固定される。あるいは（不図示）、第２の伝動ユニット２４は、上側領域で第２の結合素子２３上に固定され、かつ下側領域でキャリア上に固定されてもよい。よって、第２の伝動ユニット２４の言及した部分なしに、間に合わせることができる。
【００９７】
第１のサスペンション１１は、４つのばね板によって形成され、これらのばね板が延びる平面は、互いに略平行に存在するか、一致する。第２のサスペンション２１は、４つのばね板によって形成され、これらのばね板が延びる平面は、互いに略平行に存在するか、一致する。アイドル状態において、第１のサスペンション１１のばね板が延びる平面は、第２のサスペンション２１のばね板が延びる平面に対して垂直に延びる。これは、第１の伝動ユニット１４および第２の伝動ユニット２４に関しても同様である。
【００９８】
２つの駆動装置１２、２２の受動素子１２２、２２２は、この実施形態に関する図には示されていない。これらは、何れの場合も、位置決めデバイスの第１および第２の側面に沿って略Ｘ方向またはＹ方向に延び、かつ第１の端で各々第１の結合素子１３および第２の結合素子２３上に固定され、かつ第１の端から離れた第２の端で各々第１および第２の能動素子１２１、２２１と接触している。２つの駆動装置１２、２２の能動素子１２１、２２１は、ベース４上に固定される。
【００９９】
図３ａ〜図３ｅは、２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有する実施形態を示す。ここでは、既に述べた素子以外に、下記が存在する。
【０１００】
さらに、第３の結合素子３３は、第３のサスペンション３１を介してベース４上へ可動式に組み立てられる。第３の駆動装置３２は、第３の結合素子３３をベース４に対して移動させる。
【０１０１】
３つのサスペンション１１、２１、３１のばね板は、何れの場合も互いに対して平行に（即ち、その個々の平面と平行に）配置され、よって何れの場合も、正確に１平行移動自由度を有する平行四辺形サスペンションを形成する。
【０１０２】
３つの結合素子１３、２３、３３は全て、Ｚ軸に対して平行に移動可能である。
したがって、３つの結合素子１３、２３、３３の各々の運動は、Ｚ方向への平行移動に限定される。キャリア５は、その周縁の３点において、何れの場合も第１、第２および第３の伝動ユニット１４、２４、３４により、結合素子１３、２３、３３のうちの１つの運動と、Ｚ方向に対して略剛性式に連結される。伝動ユニット１４、２４、３４は、半径方向への、よってＸ−Ｙ平面における、少なくとも小さい運動を許容する。したがって、これらは、この平面における適合性があり、かつこれに対して垂直方向に剛性である。
【０１０３】
２つの回転次元（Ｘ軸およびＹ軸を中心とする回転）および１つの並進次元（Ｚ方向）におけるキャリア５の位置は、３つの結合素子１３、２３、３３および伝動ユニット１４、２４、３４を介するキャリア５の運動学的接続部の重畳によって非曖昧に決定される。これらの３つの次元における方向性または位置は、３つの駆動装置１２、２２、３２の起動の組合せによって設定されてもよい。２つの駆動装置のみが存在し、または２つの駆動装置のみが動作される場合、言及している２つの回転次元におけるキャリア５の方向性が
設定されてもよい。
【０１０４】
３つのサスペンション１１、２１、３１のばね板は、各々、キャリア５の周りへ円の一部に沿って配置される。個々の円は、ばね板の平面に対して平行な平面内に存在する。３つの伝動ユニット１４、２４、３４も同様に、各々、キャリア５の周りへ、円の一部に沿うように配置される。これらは、キャリア５の回転によりＸ−Ｙ平面から発生する運動を補正するために、キャリア５との接触位置のＸ−Ｙ平面における小さい運動を許容する。伝動ユニット１４、２４、３４とキャリア５との間の接触位置は、ボールジョイントを実現する。これらは、例えば、キャリア５上の球状のキャロット、および相応に形成される伝動ユニット１４、２４、３４上の球状シェルによって形成される。
【０１０５】
第１のサスペンション１１のばね板、および第２のサスペンション２１の例えば同一平面上のばね板は、一体で製造され、製造および組立てが単純化される。
【０１０６】
３つの駆動装置１２、２２、３２の受動素子１２２、２２２、３２２は、何れの場合も、位置決めデバイスの第１、第２および第３の側面に沿って略Ｘ方向またはＹ方向に延び、かつ第１の端で各結合素子１３、２３、３３上に固定され、かつ第１の端から離れた第２の端で各能動素子１２１、２２１、３２２と接触している。２つの駆動装置１２、２２の能動素子１２１、２２１は、ベース４上に固定される。
【０１０７】
図４は、２つの回転軸を中心にして回転可能でありかつ一並進方向に移動可能なキャリアを有するさらなる実施形態を示す。
【０１０８】
運動学的条件は、先の実施形態の場合と同じである。３つの結合素子１３、２３、３３、その駆動装置１２、２２、３２および伝動ユニット１４、２４、３４は、キャリア５を中心として回転対称式に略配置される。３つのサスペンション１１、２１、３１のばね板は、各々、レンズホルダ６と共に、キャリア５の周りの円５の一部に沿っている。３つのサスペンション１１、２１、３１は、各々、平行に配置される２つのばね板を備える。３つの結合素子１３、２３、３３は、各々、図３ａ〜図３ｅの場合と同様に設計される伝動ユニット１４、２４、３４を支え、かつキャリア５上へ結合される。
【０１０９】
図５ａ〜図５ｄは、２つの回転軸を中心にして回転可能なキャリアを有する実施形態を示す。ここでは、既に述べた素子以外に、下記が存在する。
【０１１０】
２つのサスペンション１１、２１のばね板は、何れの場合も、互いに対して平行に（即ち、その個々の平面と平行に）配置されず、よって、正確に１自由度の四棒リンク機構を形成する。サスペンション１１、２１のばね板が、この実施形態がそうであるように、サスペンションに関与する２物体のうちの一方と共に少なくともほぼ三角形を形成していれば、サスペンションの相対運動は、略回転運動である。この回転運動の回転軸は、三角形の角領域に存在し、２つのばね板は、この領域で少なくともほぼ出合う。
【０１１１】
第１の結合素子１３は、第１の軸を中心に、ここでは例えば座標系のＸ軸を中心に、ベース４に対して回転可能である。第２の結合素子２３は、第２の軸を中心に、ここでは例えばＹ軸を中心に、ベース４に対して回転可能である。これらの２軸は、互いに平行ではなく、かつ典型的には、互いに略直交する。
【０１１２】
・第１の結合素子１３の運動は、Ｘ軸を中心とする回転に限定される。キャリア５は、第１の伝動ユニット１４によって、この回転に対して第１の結合素子１３の運動と略剛性的に結合されるが、第１の結合素子１３に対し、Ｙ軸を中心として回転可能である。
【０１１３】
・第２の結合素子２３の運動は、Ｙ軸を中心とする回転に限定される。キャリア５は、第２の伝動ユニット２４によって、この回転に対して第２の結合素子の運動と略剛性的に結合されるが、第２の結合素子２３に対し、Ｘ軸を中心として回転可能である。
【０１１４】
２つの回転次元におけるキャリア５の位置は、２つの結合素子１３、２３および伝動ユニット１４、２４を介するキャリア５の運動学的接続部による重畳によって非曖昧に決定される。各次元における位置、したがってＸ軸およびＹ軸に対する回転における位置は、２つの駆動装置１２、２２を介して略独立的に設定されてもよい。
【０１１５】
この場合、２つの伝動ユニット１４、２４は、必ずしも別々のパーツによって形成されるものではないが、キャリア５および結合素子１３、２３の形状設計によって実現される。第１の伝動ユニット１４およびキャリア５は、互いに対応的に成形されて、Ｘ軸を中心とする回転を第１の伝動ユニット１４からキャリア５上へ伝達するガイドを形成するが、Ｙ軸を中心とするキャリア５の回転を許容する。
【０１１６】
・例えば、そのために、第１の伝動ユニット１４とキャリア５との間に第１の回転ジョイント１４１が存在し、その回転軸は、Ｙ軸に平行である。
【０１１７】
・同様に、第２の伝動ユニット２４とキャリア５との間に第２の回転ジョイント２４１が存在し、その回転軸は、Ｘ軸に平行である。
【０１１８】
単純な運動学は、下記の条件により達成される。
・第１のサスペンション１１の回転軸（この場合は、Ｘ軸）が第２の回転ジョイント２４１の回転軸に略一致する、または少なくともこれに平行する、かつ／または、
・第２のサスペンション２１の回転軸（この場合は、Ｙ軸）が第１の回転ジョイント１４１の回転軸に略一致する、または少なくともこれに平行する。
【０１１９】
よって、この一致は、正確であり、または、キャリア５がベース４に対して非撓み状態または基準位置にあれば、最小限の偏りを有する。
【０１２０】
・仮に、例えばキャリア５がこの基準位置から逸脱して、Ｘ軸を中心として第１の角度だけ回転すれば、第１の回転ジョイント１４１の軸も、Ｙ軸に対してほぼこの第１の角度だけ回転する。
【０１２１】
・したがって、逆に、キャリア５がＹ軸を中心として第２の角度だけ回転すれば、第２の回転ジョイント１４１の軸も、Ｘ軸に対してほぼこの第２の角度だけ回転する、と言える。
【０１２２】
これにより、回転運動の弱い相互結合が生じるが、これは無視することができ、あるいは駆動装置の制御によって補正することができる。
【０１２３】
省スペース構造は次のように、即ち、位置決めデバイス全体が上側領域から下側領域まで延びるように実現される。画像スタビライザ、例えば画像センサーは、ベース４上かつ下側領域に存在し、かつ調整可能な光学素子は、光の入口と共にキャリア５上かつ上側領域に存在する。
【０１２４】
・第１の結合素子１３は、下側領域において第１の回転軸を中心として回転可能であり、第１のサスペンション１１は、下側領域から上側領域まで延びる。第１の結合素子１３は、上側領域でキャリア５を少なくとも部分的に包含し、かつ上側領域で第１の伝動ユニット１４または第１の回転ジョイント１４１を支える。
【０１２５】
・第２の結合素子２３は、上側領域において回転軸を中心として回転可能であり、第２のサスペンション２１は、上側領域から下側領域まで延びる。第２の結合素子２３は、下側領域でキャリア５を少なくとも部分的に包含し、かつ下側領域で第２の伝動ユニット２４または第２の回転ジョイント２４１を支える。
【０１２６】
・したがって、Ｘ軸を中心とする（第１のサスペンション１１およびキャリア５の）回転のための２つの回転軸は、下側領域に位置決めされる。
【０１２７】
・Ｙ軸を中心とする（第２のサスペンション２１およびキャリア５の）回転のための２つの回転軸は、上側領域に位置決めされる。
【０１２８】
・第１の駆動装置１２の受動素子１２２は、下側領域と上側領域との間を、位置決めデバイスの第１の側面に沿って、第１の結合素子１３上の固定位置から第１の駆動装置１２の能動素子１２１まで延びる。
【０１２９】
・第２の駆動装置２２の受動素子２２２は、下側領域と上側領域との間を、位置決めデバイスの、第１の側面とは異なる第２の側面に沿って、第２の結合素子２３上の固定位置から第２の駆動装置２２の能動素子２２１まで延びる。
【０１３０】
２つの駆動装置１２、２２の能動素子１２１、２２１は、ベース４上に固定される。
図７ａ〜図７ｃは、何れの場合も一体部分の、具体的にはプレートまたはシート部分の一部として設計されている幾つかのばね素子を示す。この場合、ばね素子は、ばね板である。図７ａは、図６ａ〜図６ｄの実施形態の一部であり得る一体部分を示す。この部分の上に、第３のサスペンション３１の２つのばね板、ならびに第３の伝動ユニット３４のばね素子が形成されている。図７ｂは、図１ａ〜図１ｈまたは図６ａ〜図６ｄの実施形態の一部であり得る一体部分を示す。この部分の上に、第１のサスペンション１１の３つのばね板、ならびに第２のサスペンション２１の３つのばね板が形成されている。図７ｃは、図８ａ〜図８ｅの実施形態の一部であり得る一体部分を示す。この部分の上に、第１のサスペンション１１の２つのばね板、ならびに第２のサスペンション２１の４つのばね板が形成されている。
【０１３１】
図９は、図８ａ〜図８ｅの実施形態の一部であり得る一体部分を示す。この部分の上に、第３の伝動ユニット３４の２つのばね素子３４ａ、３４ｂが形成されている。
【図１ａ】
2020201494.tif 000003
【図１ｂ】
2020201494.tif 000004
【図１ｃ】
2020201494.tif 000005
【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図１ｈ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月26日(2020.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（４）に対してキャリア（５）を制御式に動作させるための画像スタビライザの位置決めデバイスであって、
第１のサスペンション（１１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第１の駆動装置（１２）によって動作可能な第１の結合素子（１３）と、
第２のサスペンション（２１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第２の駆動装置（２２）によって動作可能な第２の結合素子（２３）と、
第３のサスペンション（３１）によって前記ベース（４）に対し動作可能式に組み立てられかつ第３の駆動装置（３２）によって動作可能な第３の結合素子（３３）と、
前記第１の結合素子（１３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第１の伝動ユニット（１４）と、
前記第２の結合素子（２３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第２の伝動ユニット（２４）と、
前記第３の結合素子（３３）の動作を前記キャリア（５）上へ伝達することができる第３の伝動ユニット（３４）と、を備え、
前記第１の駆動装置（１２）および前記第２の駆動装置（２２）は、線形駆動装置であり、かつ前記第１の結合素子（１３）および前記第２の結合素子（２３）は、何れの場合も、略正確な１並進自由度の可動性を有し、
前記３つの伝動ユニット（１４、２４、３４）は各々、前記キャリア（５）の周縁上の異なる接触位置に係合し、かつ３つの伝動ユニット（１４、２４、３４）は全て、前記個々の接触位置の略並進運動を実行する、位置決めデバイス。
【請求項２】
少なくとも前記第１のサスペンション（１１）および／または前記第２のサスペンション（２１）および／または前記第３のサスペンション（３１）は、個々の結合素子を前記ベース（４）へ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有するサスペンションによって実現される、請求項１に記載の位置決めデバイス。
【請求項３】
少なくとも前記第１の駆動装置（１２）および前記第２の駆動装置（２２）および前記第３の駆動装置（３２）は、圧電線形駆動装置であり、具体的にはこれにより平面共振器（１２３）は、能動素子（１２１）の平面に対して平行な２つのアームによって音叉式に延び、前記共振器（１２３）は、被給電ピエゾ素子（１２４）によって振動させられることが可能であり、前記共振器（１２３）の接触領域は、揺動運動に起因して、前記駆動装置（１２）の受動素子（１２２）を能動素子（１２１）に対して駆動する、請求項１または請求項２に記載の位置決めデバイス。
【請求項４】
前記第１のサスペンション（１１）は、前記第１の結合素子（１３）の、前記ベース（４）に対する平行変位を許容し、かつ前記第２のサスペンション（２１）は、前記第２の結合素子（２３）の、前記ベース（４）に対する平行変位を許容し、かつ前記第３のサスペンション（３１）は、前記第３の結合素子（３３）の、前記ベース（４）に対する平行変位を許容する、請求項１から請求項３のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項５】
前記第１の伝動ユニット（１４）は、前記キャリア（５）の、前記第１の結合素子（１３）に対する平行変位を許容せず、かつ、
前記第２の伝動ユニット（２４）は、前記キャリア（５）の、前記第２の結合素子（２３）に対する平行変位を許容せず、かつ、
前記第３の伝動ユニット（３４）は、前記キャリア（５）の、前記第３の結合素子（３３）に対する平行変位を許容しない、請求項１から請求項４のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項６】
１つまたは複数の前記平行変位は、何れの場合も、平行四辺形サスペンションによって実現される、請求項４または請求項５に記載の位置決めデバイス。
【請求項７】
少なくとも前記第１のサスペンション（１１）および／または前記第２のサスペンション（２１）および／または前記第３のサスペンション（３１）は、互いに対して平行に配置されかつ個々の結合素子を前記ベース（４）へ接続する少なくとも２つの薄板ばね素子を有する平行四辺形サスペンションによって実現される、請求項６に記載の位置決めデバイス。
【請求項８】
前記第１の結合素子（１３）の前記ベース（４）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつ、
前記第２の結合素子（２３）の前記ベース（４）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有し、かつ、
前記第３の結合素子（３３）の前記ベース（４）に対する平行変位は、正確に１平行移動自由度を有する、請求項６または請求項７に記載の位置決めデバイス。
【請求項９】
前記キャリア（５）は、２つの回転軸の周りに回転可能であり、かつ並進方向に動作可能である、請求項１から請求項８のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１０】
前記第１、第２および第３の結合素子（１３、２３、３３）は、すべて、Ｚ軸に平行に動作可能であり、前記キャリア（５）は、その周縁の３点において、前記第１、第２および第３の伝動ユニット（１４、２４、３４）により、それぞれ、前記第１、第２および第３の結合素子（１３、２３、３３）のうちの対応する１つの動作と、Ｚ軸に対して略剛性式に連結される、請求項１から請求項９のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１１】
前記第１、第２および第３の伝動ユニット（１４、２４、３４）は、前記Ｚ軸に対して垂直な平面における適合性があり、かつ、前記Ｚ軸の方向に剛性である、請求項１０に記載の位置決めデバイス。
【請求項１２】
２つの回転次元および１つの並進次元における前記キャリア（５）の位置は、前記第１、第２および第３の結合素子（１３、２３、３３）および前記第１、第２および第３の伝動ユニット（１４、２４、３４）を介する前記キャリア（５）の運動学的接続部の前記ベース（４）への重畳によって非曖昧に決定される、請求項１から請求項１１のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１３】
前記第１、第２および第３のサスペンション（１１、２１、３１）のばね板要素は、各々、前記キャリア（５）の周りへ、円の一部に沿って配置され、前記円は、前記ばね板要素の平面に対して平行な平面内に存在する、請求項１から請求項１２のうちの一項に記載され、請求項７に従属する位置決めデバイス。
【請求項１４】
前記第１の伝動ユニット（１４）と前記キャリア（５）との間のジョイントが、前記第１の伝動ユニット（１４）に対する前記キャリア（５）の回転を許容し、かつ、
前記第２の伝動ユニット（２４）と前記キャリア（５）との間のジョイントが、前記第２の伝動ユニット（２４）に対する前記キャリア（５）の回転を許容し、かつ、
前記第３の伝動ユニット（３４）と前記キャリア（５）との間のジョイントが、前記第２の伝動ユニット（３４）に対する前記キャリア（５）の回転を許容する、請求項１から請求項１３のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１５】
前記第１、第２および第３の伝動ユニット（１４、２４、３４）のそれぞれと前記キャリア（５）との間の前記ジョイントは、ボールジョイントである、請求項１４に記載の位置決めデバイス。
【請求項１６】
前記サスペンション（１１、２１）の一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、請求項１から請求項１５のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１７】
サスペンション（１１、２１）のうちの異なる一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、請求項１から請求項１６のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１８】
前記サスペンション（１１、２１）の少なくとも一方、および前記伝動ユニット（１４、２４）の少なくとも一方の幾つかの弾性素子は、当初の平坦部の一部として一体式に設計される、請求項１から請求項１７のうちの一項に記載の位置決めデバイス。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のうちの一項に記載の位置決めデバイスを有する画像スタビライザ。
【外国語明細書】
2020201494000001.pdf