(57)【要約】【課題】調整部材の取付位置をケースの外部から調整するだけで被駆動部材（レンズ枠等）の移動範囲の規制の調整を行うことができ、組立作業が容易である駆動装置を提供すること。【解決手段】ベースフレーム１１に固定されたケース１２内に、アーム突起１９を有する被駆動部材１５をベースフレームに対して離隔接近自在に収容し、アーム突起１９に電気−機械変換素子１６と駆動部材１７とを連結し、ベースフレーム１１又はケース１２に固定された摩擦係合部材１８で駆動部材１７を支持し、被駆動部材１５の外面部に突設された棒状突起２０をケース１２に設けられた開口１２ｂを通してケース外に突出し、ケース１２の外面に位置調整可能に取り付けられた調整部材２１で、被駆動部材１５の移動範囲を制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフレームと、
前記ベースフレームに固定されたケースと、
側面より突出するアーム突起を有し、前記ケース内に収容され前記ベースフレームに対して離隔接近自在である被駆動部材と、
前記アーム突起の前記ベースフレームに対向する端面に伸縮方向の一端面を固着された電気−機械変換素子と、
前記電気−機械変換素子の伸縮方向の他端面に固着され、前記ベースフレームの方向に延びている駆動部材と、
前記ベースフレーム又は前記ケースに固定され、前記駆動部材を移動可能に、かつ摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、
前記被駆動部材の外面部に突設され、前記ケースに設けられた第１の開口を通してケース外に突出する棒状突起と、
前記ケースの外面に位置調整可能に取り付けられ、前記棒状突起に当接して前記被駆動部材の移動範囲を制限する調整部材と、
を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記調整部材は、前記被駆動部材の初期位置に当接して配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記被駆動部材には、前記ベースフレームに設けられたガイド軸と係合し前記電気−機械変換素子から離れた位置に設けられたガイドをさらに備え、
前記棒状突起が、前記駆動部材と前記ガイド軸に対してほぼ等距離の位置に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記アーム突起と前記電気−機械変換素子と前記被駆動部材とが、前記ケースに設けられた第２の開口を通してケース外に露出して備えられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動部材がレンズ枠である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械変換素子を伸縮させることにより該電気−機械変換素子と一体に結合された被駆動物体を往復動させ得る駆動装置及びレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ枠、レンズ枠を光軸方向にガイドするガイドシャフト、レンズ枠を光軸方向の一方向に付勢するスプリング、レンズ枠の一部に回転不能に保持された雌ネジを有するナット、ベースに固定されたモータ等を有してなる。このように、モータを駆動源とする構成では、部品点数が多く、構造が複雑になり、組立が難しく、高コストになり、レンズ駆動が遅れる、といった問題がある。
【０００３】
そこで、レンズ駆動装置の駆動源として電気−機械変換素子（例えば圧電素子）を用いることが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。従来の電気−機械変換素子を用いた駆動装置は、インパクト方式（ＩＤＭ）やＳｔｉｃ／Ｓｌｉｐ方式及びスムースインパクト方式（ＳＩＤＭ）等の方式で、一般的に知られている。
【０００４】
特許文献１に記載された駆動装置は、圧電素子の伸縮方向の一端が固定部材の壁面部に固定され、他端が駆動軸に固定され、駆動軸の両端付近が振動を阻害されることがないように一対の規制部材（軸受部材）により支持され、駆動軸に摩擦係合された移動体（被駆動部材）が移動範囲を一対の規制部材により規制され、移動体が圧電素子側の規制部材に当接する位置を基準位置とする構成である。また、移動体の圧電素子と反対側の移動範囲の規制はセンサによる位置検出を行う構成である。
【０００５】
特許文献２に記載された駆動装置は、概略、特許文献１の構成を横並びに２つ備えた構成であり、レンズ枠が固定部材の壁面部に当接する位置を基準位置とするものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−５３８３２号公報
【特許文献２】特開２０００−２８８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載された駆動装置によれば、駆動装置を別部品として製造し、カメラなどの装置に取り付けた後の被駆動部材の基準位置の個別調整が容易にできないという問題がある。また、特許文献１に記載された駆動装置によれば、移動範囲の他方端もセンサによる規制なので構成が複雑になり部品点数の増加につながる。
【０００８】
また、特許文献１、２に記載された駆動装置によれば、移動体が駆動軸に摩擦係合され、移動体と摩擦係合部材との距離が近いので、摩擦係合部材と駆動部材との間に生じた摩擦による振動が移動体に直接伝わりやすく、摩擦によって発生する振動による移動体への影響が大きい。
【０００９】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、調整部材の取付位置を調整するだけで被駆動部材の移動範囲の規制を行うことができ、個別調整が容易に可能である駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の駆動装置は、ベースフレームと、前記ベースフレームに固定されたケースと、側面より突出するアーム突起を有し、前記ケース内に収容され前記ベースフレームに対して離隔接近自在である被駆動部材と、前記アーム突起の前記ベースフレームに対向する端面に伸縮方向の一端面を固着された電気−機械変換素子と、前記電気−機械変換素子の伸縮方向の他端面に固着され、前記ベースフレームの方向に延びている駆動部材と、前記ベースフレーム又は前記ケースに固定され、前記駆動部材を移動可能に、かつ摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記被駆動部材の外面部に突設され、前記ケースに設けられた開口を通してケース外に突出する棒状突起と、前記ケースの外面に位置調整可能に取り付けられ、前記棒状突起に当接して前記被駆動部材の移動範囲を制限する調整部材を備えたことを特徴とする駆動装置である。
【００１１】
上記構成によれば、電気−機械変換素子の伸縮により駆動される駆動装置の被駆動部材の移動範囲の調整を、ケース外に突出する棒状突起に当接する調整部材の位置を調整して行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の駆動装置及びレンズ駆動装置によれば、ケース外に突出する棒状突起に当接する調整部材の取付位置をケース外面で調整するだけで被駆動部材の移動範囲の規制の調整を行うことができ、駆動装置を組み上げた後、あるいは駆動装置をカメラなどの装置に取り付けた後にも被駆動部材の移動範囲をケースの外部から容易に個別調整が可能となる。また、被駆動部材のアーム突起と駆動部材とが電気―機械変換素子の伸縮方向における両端に配設され、駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材がベースプレート又はケースに固定されているので、摩擦係合部材と駆動部材との間に生じた摩擦による振動が被駆動部材に直接伝わることを防止でき、摩擦によって発生する振動による被駆動部材への影響を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態のレンズ駆動装置について、添付図面を参照しつつ説明する。駆動装置は、レンズ駆動装置の説明を通して説明するものとする。
【００１４】
〔基本的構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置をレンズ駆動装置に適用した場合を示す斜視図であり、図２は、分解斜視図である。レンズ駆動装置１は、ベースフレーム１１と、ケース１２と、レンズ枠１５と、電気−機械変換素子１６と、駆動部材１７と、摩擦係合部材１８と、棒状突起２０と、調整部材２１とを備えてなる。
【００１５】
レンズ枠１５の側面に突設されたアーム突起１９と、電気−機械変換素子１６と、駆動部材１７とは、一軸一体に連結されている。振動源である電気−機械変換素子１６と、駆動部材１７と、駆動部材１７を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材１８とがアクチュエータを構成している。
【００１６】
レンズ枠１５は、被駆動部材であり、直径方向両側に分配して設けられる上記アクチュエータと後述するガイド手段とにより両側を支持され、レンズ枠１５の中心がベースフレーム１１の略中心を垂直に通る光軸線と一致してベースフレーム１１に対して離隔接近自在に移動する（図３参照）。レンズ枠１５は、レンズ２５を保持する（図４参照）。
【００１７】
レンズ枠１５は、光軸線に沿った移動範囲をレンズ枠１５に設けられた棒状突起２０（図２参照）に対し、ケース１２の外面に位置調整可能に取り付けられた二股状の一部品である調整部材２１（図５参照）が、棒状突起２０の移動方向の両側で当接することにより、ケース１２内の移動可能ストロークよりも狭い範囲で移動範囲を調整可能に制限されている（図１、図７、図８参照）。
【００１８】
上記構成によれば、電気−機械変換素子１６は制御電圧の印加により伸縮し駆動部材１７を軸方向に振動させる。電気−機械変換素子１６が急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときの駆動部材１７の軸方向の振動により、レンズ枠１５が摩擦係合部材１８の方向に微小ステップ移動し、棒状突起２０が調整部材２１の傾斜二股部２１ｂのベースフレーム側の部分に当接して停止するとき（図７の状態）、レンズ２５の焦点レンズが無限大の状態になるよう初期位置が設定され、また、電気−機械変換素子１６が緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときの駆動部材１７の軸方向の振動により、レンズ枠１５が摩擦係合部材１８から離隔する方向に微小ステップ移動し、棒状突起２０が調整部材２１の傾斜二股部２１ｂのベースフレームから離隔した側の部分に当接して停止するとき（図８の状態）、レンズ２５が最大倍率となる状態になるよう設定される。初期設定の位置は、レンズ２５の焦点により異なってくるが、調整部材２１をレンズ枠１５に対して位置調整可能に固定できるから、初期設定の位置を調整できる。さらに、最大倍率が異なるレンズを用いるときは、それに対応した二股幅が異なる調整部材２１を採用すればよい。
【００１９】
上記構成によれば、アーム突起１９と電気−機械変換素子１６と駆動部材１７とを一軸一体にしてレンズ枠１５を駆動するアクチュエータを構成して、駆動部材１７を摩擦係合部材１８で摩擦係合状態に支持する構成であるから、構造が簡易であり、レンズ枠１５の移動範囲の規制を調整部材２１をケース１２の外部から調整することで行えるので、個別調整が容易に可能であり、一部品（調整部材２１）の取付位置を調整するだけでレンズ枠１５の移動範囲の規制を行えるので、レンズ枠１５の移動範囲を規制・調整する作業が容易である。
【００２０】
上記構成によれば、駆動部材１７と被駆動部材１５とが電気−機械変換素子１６の伸縮方向における両端に配設され、駆動部材１７を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材１８がベースフレーム１１又はケース１２より設けられているので、特許文献１、２の構成に比べ、摩擦係合部材１８と駆動部材１７との間に生じた摩擦による振動が被駆動部材１５に直接伝わることを防止でき、摩擦によって発生する振動による被駆動部材１５への影響を抑制することが可能となる。
以下、さらに詳述する。
【００２１】
〔具体的構成〕
ベースフレーム１１は、例えばデジタルカメラ、その他の電子装置の装置本体（不図示）への取付基板であり、中央部に彩光窓（不図示）を有する。この実施形態では、ベースフレーム１１の電子装置本体への取付側の面に撮像素子２６が重ねられ（図１参照）、さらに装置本体（不図示）へ固定される。
【００２２】
ケース１２は、ベースフレーム１１に固定される。この実施形態では、ベースフレーム１１とケース１２は、プラスチック製の一体成形品である。ケース１２は、略角筒状の側壁で構成され、先端開口１２ａを有し、かつ１つのコーナ部に先端からベースフレーム１１の方向の中途まで開かれた第１の開口１２ｂを有し、さらに他の１つのコーナ部に先端からベースフレーム１１のところまで開かれている第２の開口１２ｃを有する。
【００２３】
ケース１２は、先端開口１２ａよりレンズ枠１５を収容し、この先端開口１２ａを採光用円穴１３ａを有する蓋板１３で閉じられ、こねじ等の止着具１４で固定されている。
【００２４】
レンズ枠１５は、円筒外面を有する筒状に形成され内部空間に１枚又は複数枚の組み合わせてなるレンズ２５を保持する（図４参照）。レンズ枠１５の外周面の径方向には、レンズ枠１５の光軸を中心として１８０度異なる２つの位置にアーム突起１９とガイド２３とを有し、さらに、レンズ枠１５の外周面であって、アーム突起１９とガイド２３から等距離となる位置に棒状突起２０を有している（図３、図６参照）。この実施形態では、アーム突起１９とガイド２３と棒状突起２０はレンズ枠１５の外周面に一体に突設されている。なお、それぞれ別体として構成し、レンズ枠１５の外周面に固定しても良い。
【００２５】
レンズ枠１５に設けられた棒状突起２０は、短い丸棒状に突設され、光軸線方向に視て、その中心線が、アーム突起１９とレンズ枠１５とガイド２３の中心とを結ぶ直径線に対し、レンズ枠１５の中心から直角に延ばした垂線上に一致しており、第１の開口１２ｂを通してケース外に突出している（図３、図６参照）。
【００２６】
電気−機械変換素子１６には、制御電圧を印加すると伸縮する（振動する）圧電素子が使用される。ケース１２内に収容されたレンズ枠１５は、外周面から外方へ張り出すアーム突起１９がケース１２の第２の開口１２ｃに入り込み、このアーム突起１９の端面とベースフレーム１１のところまで開かれている第２の開口１２ｃとの空隙に、上記アクチュエータが設けられている。電気−機械変換素子１６の伸縮方向の一端面がアーム突起１９のベースフレーム側の端面に固着され、さらに、電気−機械変換素子１６の伸縮方向の他端面に軸状の駆動部材１７の端面が固着され、アーム突起１９と電気−機械変換素子１６と駆動部材１７とが一軸一体に連結されている。駆動部材１７は、慣性力を高めるために質量が小さいＣＦＲＰ（炭素繊維複合材料）又は炭素系焼結体、或いはその軸材料に適する質量が小さい導電性材料が選択され、丸棒状に形成されている。そして、駆動部材１７は、ベースフレーム１１又はケース１２より設けられた摩擦係合部材１８により摩擦係合状態に支持され光軸線に沿って移動可能である。摩擦係合部材１８は、駆動部材１７を係合案内する凹部１８ａ’を有し、かつベースフレーム１１又はケース１２より設けられた固定係合部材１８ａと、駆動部材１７の凹部１８ａ’に対応した箇所を押圧する押さえ部材１８ｂと、押さえ部材１８ｂを駆動部材１７へ押圧するばね部材１８ｃとを有してなり、駆動部材１７を光軸線と平行に摩擦係合案内するように構成されている。押さえ部材１８ｂは、凹部（Ｖ字状凹部あるいは半円筒凹面部）１８ａ’に受承される駆動部材１７に被さり、固定係合部材１８ａにこねじ等の止着具により固定されるばね部材１８ｃによって駆動部材１７に摩擦係合力を与える。また、レンズ枠１５は、ガイド２３に設けられた湾状凹部２３ａにベースフレーム１１又はケース１２より立設されたガイド軸２４が係挿され、ガイド２３とガイド軸２４との係合案内作用により光軸線と平行に案内される。
【００２７】
図５は、調整部材２１の形状を示す図である。調整部材２１は、長穴２１ａ’を有する固定部２１ａと、傾斜二股部２１ｂとからなる”く”の字に屈曲された形状であり、固定部２１ａをケース１２の外面に重ね、ねじ等の締付固定具２２を長穴２１ａ’に通してケース１２に設けたねじ穴等１２ｄに締め付け固定される。
したがって、調整部材２１は位置調整可能に固定され、棒状突起２０に対して光軸線方向の一側又は両側において被駆動部材１５の移動可能ストロークよりも狭い範囲で棒状突起２０を当接停止して被駆動部材１５の光軸線方向の移動範囲を位置調整可能・ストローク一定に制限するように構成されている。
【００２８】
〔この実施形態に特有の作用効果〕
（１）レンズ枠１５を駆動するアクチュエータを、アーム突起１９と電気−機械変換素子１６と駆動部材１７とを一軸一体に構成し、駆動部材１７を摩擦係合部材１８で摩擦係合状態に支持し、これらの構成を、ケース１２に設けた第２の開口１２ｃに配設したので、構造が簡易であり、駆動部材１７を摩擦係合部材１８との組付けを外部から視認できかつ組付補助操作が行える。
（２）調整部材２１を調整することでレンズ枠１５の移動範囲を調整でき、さらにケース１２の外部から調整できるので、個別調整が容易に可能である。さらに、調整部材２１を傾斜二股部２１ｂの股幅が異なるものと交換することによりレンズ枠１５の移動ストロークを調整できるので、個別調整がさらにフレキシブルに行える。
（３）一部品（調整部材２１）の取付位置を調整するだけでレンズ枠１５の移動範囲の規制を行うことができるので、レンズ枠１５の移動範囲を調整する作業が容易に行うことが出来る。
（４）調整部材２１は、被駆動部材１５の初期位置を調整可能に備えられているので、一部品（調整部材２１）で原点の調整を行うことができる。被駆動部材をレンズホルダとしたので、初期位置で無限大の距離に合わせる必要があるカメラの初期焦点の設定に好適に適用できる。
（５）被駆動部材１５に関し、電気−機械変換素子１６から周方向に離れた位置において、被駆動部材１５に設けられたガイド２３と、ベースフレーム１１より立設されたガイド軸２４とが係合し、棒状突起２０が、被駆動部材１５とガイド軸２４に対して被駆動部材１５の周方向にほぼ等距離の位置に備えられているので、棒状突起２０が調整部材２１に当接して停止するときに、調整部材２１から棒状突起２０に加わる反力が、被駆動部材１５を能動的にガイドする駆動部材１７と、被駆動部材１５を受動的にガイドするガイド２３とに、均等に分力されて伝わるので、被駆動部材１５が傾かず、電気−機械変換素子１６の振動により良好に駆動される。
（６）アーム突起１９と電気−機械変換素子１６と被駆動部材１５とが、ケース１２に設けられた第２の開口１２ｃを通してケース外に露出して備えられているので、アーム突起１９と電気−機械変換素子１６と被駆動部材１５とがケース外に露出するので、組付けに際して、被駆動部材１５を摩擦係合部材１８に対する摩擦係合状態の組付けがやりやすい。
【００２９】
〔その他の実施の形態、変形例〕
以上、本発明に係る実施形態について図面を参照し説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更や工程の変更が可能であり、そのような変更を技術的範囲に含まれるものである。
【００３０】
本発明の駆動装置は、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できるため、デジタルカメラのレンズ駆動装置として適用できるのは勿論のこと、その他の光学系の駆動装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係り、駆動装置をレンズ駆動装置に適用した場合を示す斜視図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図３】図１の駆動装置の正面図である。
【図４】図１の駆動装置の縦断面図である。
【図５】図１のレンズ駆動装置のレンズ枠の位置を規制する調整部材に係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は斜視図である。
【図６】図１のレンズ駆動装置の被駆動部材に設ける３つの要部の好ましい位置関係を説明するために概略の正面図
【図７】図１のレンズ駆動装置のレンズ枠が最大引っ込み位置（焦点距離を無限大に規制した状態）にあるときの側面図である。
【図８】図１のレンズ駆動装置のレンズ枠が最大突出位置（焦点距離を最小位置に規制した状態）にあるときの側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  レンズ駆動装置（駆動装置）
１１  ベースフレーム
１２  ケース
１２ｂ  第１の開口
１２ｃ  第２の開口
１５  レンズ枠（被駆動部材）
１６  電気−機械変換素子
１７  駆動部材
１８  摩擦係合部材
１９  アーム突起
２０  棒状突起
２１  調整部材
２３  ガイド
２４  ガイド軸
２５  レンズ
【図１】
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【図２】
2010085776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010085776.tif 000007
【図６】
2010085776.tif 000008
【図７】
2010085776.tif 000009
【図８】
2010085776.tif 000010