(57)【要約】【課題】被駆動部材の位置検出の構成を簡略にして、部品点数の低減、ユニットの小型化、組立の効率化が図れる駆動装置を提供すること。【解決手段】フレーム１１に、駆動軸１２を軸方向に移動可能に支持すると共に、ガイド軸１３を駆動軸１２と平行に支持し、被駆動部材２０を駆動軸１２とガイド軸１３にばね部材１６，１８を介して摩擦係合状態に支持し、電気−機械変換素子２１の伸縮方向の一端をフレーム１１に固定し、他端を駆動軸１２に一軸一体に連結する。電気−機械変換素子２１を伸縮して被駆動部材２０を移動させる。駆動軸１２とガイド軸１３とは、少なくとも各軸の外面が導電性を有し、かつ各軸の外面に摺接する前記ばね部材１６、１８間は被駆動部材２０上で電気的に接続され、駆動軸１２とガイド軸１３と被駆動部材２０を含む部分が閉回路となっていて、駆動軸１２の軸端１２ａ及びガイド軸１３の軸端１３ａに接続された位置検出器２３で被駆動部材２０の位置が検出される。【選択図】図１
2010085777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに軸方向に移動可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸と平行に前記フレームに支持されたガイド軸と、
前記駆動軸に摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と前記ガイド軸に係合する被ガイド部とを備えた被駆動部材と、
伸縮方向の一端を前記フレームに固定され他端を前記駆動軸に固着され前記駆動軸と一体に振動する電気−機械変換素子と、
前記被駆動部材の位置を検出する位置検出器とを備える駆動装置において、
前記駆動軸と前記ガイド軸とが導電体で構成され、かつ前記摩擦係合部材と前記被ガイド部との間が電気的に接続され、
前記駆動軸及び前記ガイド軸に前記位置検出器が接続されている、
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記フレームは、複数の板と、該板をつなぐ底板から構成され、
前記駆動軸は、ガイド軸に対しより前記底板に近接して設けられている、
ことを特徴とする駆動装置。
【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電気−機械変換素子と一体の駆動軸を振動させ駆動軸に係合する被駆動部材を往復動させ得る駆動装置に関し、特に被駆動部材の位置検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ駆動装置としては、モータ、ギヤ群、カム機構、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等からなる。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、フレームに駆動軸及びガイド軸が平行にかつ同一高さに支持され、被駆動部材の一側が駆動軸に摩擦係合部材を介して摩擦係合状態に支持されると共に、被駆動部材の他側がガイド軸にスライド係合アームを介してスライド係合状態に支持され、一端をフレームに固定された電気−機械変換素子の他端が駆動軸に固着されてなり、電気−機械変換素子を振動させることにより駆動軸を振動させ被駆動部材を往復動させ得る。被駆動部材の位置検出は、２脚状の摺動接片と、２条の抵抗体を有する固定検出板とからなる位置検出器で検出される。
【０００５】
特許文献２に記載された駆動装置は、機械構造的には、特許文献１に記載された駆動装置と略同じで、被駆動部材の位置検出は、非接触センサと位置エンコーダとマイクロコンピュータとを用いている。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−６９０７０号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４０１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に記載された駆動装置は、位置検出技術について、位置検出のための部品点数が多く、そのため組立工数が多くなる。また位置検出のための摺動部材が、駆動装置の負荷となると共に、駆動棒の軸方向位置から離れて設けられているので、駆動部から見た負荷がさらに増加し、駆動装置の効率を低下させている。また、特許文献２に記載された駆動装置は、位置検出技術について非接触センサが必要であり必ずしも簡素に構成できるものではない。
【０００８】
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、駆動装置の被駆動部材の位置検出の構成を簡略にして、部品点数の低減、ユニットの小型化、組立の効率化を図ると共に、駆動装置の位置検出のための負荷を軽減し、駆動装置の効率を上げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の駆動装置は、フレームに軸方向に移動可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸と平行に前記フレームに支持されたガイド軸と、前記駆動軸に摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記ガイド軸に係合する被ガイド部を備えた被駆動部材と、伸縮方向の一端を前記フレームに固定され他端を前記駆動軸に固着され前記駆動軸と一体に振動する電気−機械変換素子と、前記被駆動部材の位置を検出する位置検出器とを備える駆動装置において、前記駆動軸と前記ガイド軸とが導電体で構成され、かつ前記摩擦係合部材と前記被ガイド部との間が電気的に接続され、前記駆動軸及び前記ガイド軸に前記位置検出器が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、電気−機械変換素子は制御電圧を印加されることにより伸縮し駆動軸を軸方向に振動させる。電気−機械変換素子が急速伸長と緩速収縮とを交番して行うとき、該急速伸長のときに被駆動部材の慣性力が摩擦係合力よりも大きく、また緩速収縮では逆になるので、このときの駆動軸の軸方向の振動により、被駆動部材が電気−機械変換素子に接近する方向に微小ステップ移動を反復する。また、上記と逆に、電気−機械変換素子が緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときの駆動軸の軸方向の振動により、被駆動部材が電気−機械変換素子から離隔する方向に微小ステップ移動を反復する。
そして、上記構成によれば、駆動軸とガイド軸と被駆動部材と位置検出器とが閉回路を構成する。被駆動部材が電気−機械変換素子に接近すると、摩擦係合部材から駆動軸の位置検出器と接続された軸端までの離間寸法及び他方の被ガイド部からガイド軸の位置検出器と接続された軸端までの離間寸法が小さく、あるいは大きくなり、両寸法の和に比例した値の抵抗値が位置検出器により検出することができ、もって被駆動部材の位置を検出することができる。また、被駆動部材が電気−機械変換素子から離隔すると、摩擦係合部材から駆動軸の位置検出器と接続された軸端までの離間寸法、及び他方の被ガイド部からガイド軸の位置検出器と接続された軸端までの離間寸法が、被駆動部材が電気−機械変換素子に接近した時とは逆に大きく、あるいは小さくなり、両寸法の和に比例した値の抵抗値が位置検出器により検出することができ、もって被駆動部材の位置を検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の駆動装置によれば、駆動軸とガイド軸とが導電体で構成され、かつレンズ枠を経由した駆動軸とガイド軸との間が導電性を有し、駆動軸の軸端及びガイド軸の軸端に位置検出器が接続され、被駆動部材の位置検出を簡略にした構成であるから、従来に比して、部品点数の低減、ユニットの小型化、組立の効率化が図れると共に、駆動装置の効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の駆動装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
〔基本的構成〕
図１〜図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置を示す図である。駆動装置１０は、フレーム１１の底板１１ａの近傍で光軸Ｏに平行に支持される駆動軸１２とガイド軸１３に、被駆動部材であるレンズ枠２０が、後述する摩擦係合部材を介して掛け渡し支持され、フレーム１１に伸縮方向の一端を固定された電気−機械変換素子２１の他端が駆動軸１２と一軸一体に固着され、電気−機械変換素子２１と駆動軸１２とが一体に振動して摩擦係合と慣性力によりレンズ枠２０が駆動軸１２とガイド軸１３の軸方向に移動し得る構成である。
【００１４】
駆動装置１０は、電気−機械変換素子２１に制御電圧が印加され、電気−機械変換素子２１が瞬速伸長と緩速収縮とを交番する振動を行うものであるときは、レンズ枠２０が電気−機械変換素子２１に接近する方向に微小ステップ移動していき、また、電気−機械変換素子２１が緩速伸長と瞬速収縮とを交番する振動を行うものであるときは、レンズ枠２０が電気−機械変換素子２１から離隔する方向に微小ステップ移動していく。
【００１５】
駆動装置１０によれば、駆動軸１２とガイド軸１３とが導電体で構成され、かつレンズ枠２０を経由して駆動軸１２とガイド軸１３との間が電気的に接続され、駆動軸１２の軸端１２ａ、及びガイド軸１３の軸端１３ａに位置検出器２３が接続されている。この構成により、位置検出器２３において、レンズ枠２０の移動位置の検出を行うことができる。
【００１６】
〔その他の詳細な構成〕
フレーム１１は、底板１１ａと、底板１１ａの両端に直角に設けられた端板１１ｂ、１１ｃと、底板１１ａの中程に直角に設けられた中板１１ｄとを備えてなる。端板１１ｃと中板１１ｄには採光用の円穴１１ｃ’、１１ｄ’が設けられ、円穴１１ｃ’の中心と円穴１１ｄ’の中心とを通る直線が光軸Ｏとなっている。
【００１７】
駆動軸１２は、端板１１ｃ及び中板１１ｄの底板１１ａに近いコーナ側に開けられた軸穴（符号なし）に通され移動可能に支持されており、ガイド軸１３は、端板１１ｃ及び中板１１ｄの駆動軸１２に比して底板１１aから遠いコーナ側に開けられた軸穴（符号なし）に通され、端板１１ｃ、中板１１ｄに軸方向移動不能に支持されている。
又、駆動軸１２とガイド軸１３は、フレーム１１を構成する端板１１ｃ、中板１１ｄを通して導通しないように電気的に絶縁されている。
さらに、駆動軸１２とガイド軸１３は、レンズ枠２０の光軸Ｏと平行に設けられ、レンズ枠２０の移動方向をその光軸方向に規制している。
【００１８】
レンズ枠２０は、概略円筒状に形成されレンズＬを保持し、駆動軸１２側に軸穴（符号なし）を有する一対の軸受ブラケット１４ａ、１４ｂを有し、かつ軸受ブラケット１４ａ、１４ｂが駆動軸１２に摺動可能に被嵌している。そして、第１のばね部材１６（ここでは板ばね）がねじ等の固着具１７で軸受ブラケット１４ａに固着され、該第１のばね部材１６が駆動軸１２を押圧し、軸受ブラケット１４ａ、１４ｂと第１のばね部材１６は、レンズ枠２０に設けられ駆動軸１２に摩擦係合状態に係合する摩擦係合部材を構成している。
又、レンズ枠２０は、ガイド軸１３側に湾状凹部１５ａを有するブラケット１５を備え、ブラケット１５は、ガイド軸１３に摺動可能に係合している。そして、第２のばね部材１８（ここでは板ばね）がねじ等の固着具１９でブラケット１５に固着され、該第２のばね部材１８がガイド軸１３を押圧し、ブラケット１５と第２のばね部材１８は、ガイド軸１３に摺動する被ガイド部を構成している。
【００１９】
駆動軸１２とガイド軸１３は導電体で構成され、第１および第２のばね部材１６、１８は導電性を有し、第１のばね部材１６と第２のばね部材１８とは導電線２４を通して電気的に接続されている。又、位置検出器２３がリード線２５ａ、２５ｂを介して駆動軸１２の軸端１２ａ及びガイド軸１３の軸端１３ａに接続されている。この構成によれば、駆動軸１２と、レンズ枠２０に設けられた摩擦係合部材および被ガイド部と、ガイド軸１３と、位置検出器２３とが閉回路を構成する。
【００２０】
被駆動部材２０が電気−機械変換素子２１から離隔すると、摩擦係合部材を構成する第１のばね部材１６から駆動軸１２の位置検出器２３と接続された軸端までの離間寸法、及び第２のばね部材１８からガイド軸１３の位置検出器２３と接続された軸端までの離間寸法が小さくなり、両寸法の和に比例した小さい値の抵抗値が位置検出器２３により検出することができ、もって被駆動部材２０の位置を検出することができる。
また、被駆動部材２０が電気−機械変換素子２１に接近すると、摩擦係合部材を構成する第１のばね部材１６から駆動軸１２の位置検出器２３と接続された軸端までの離間寸法、及び第２のばね部材１８からガイド軸１３の位置検出器２３と接続された軸端までの離間寸法が大きくなり、両寸法の和に比例した大きい値の抵抗値が位置検出器２３により検出することができ、もって被駆動部材２０の位置を検出することができる。
【００２１】
〔実施形態に特有の効果〕
フレーム１１の底板１１ａに近接して支持された駆動軸１２を電気−機械変換素子２１が振動し、レンズ枠２０の慣性力と摩擦係合部材の摩擦係合力との協働作用によりレンズ枠２０を移動する構成であるので、振動を発生する電気−機械変換素子２１も底板１１ａの近傍に配置されることになり、電気−機械変換素子２１をより堅固にフレームに支持し、電気−機械変換素子２１から端板１１ｂに伝わり損失となる振動を減らすことが出来、高効率にレンズ枠を駆動することが出来る。また、ガイド軸１３がレンズ枠２０の若干の重量を分担し、レンズ枠２０がガタつくことなくガイドが行われる。
【００２２】
〔その他の実施形態、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むものである。
位置検出器２３と駆動軸１２とガイド軸１３の電気的接続は、被駆動部材２０の移動を妨げない限り、被駆動部材２０の移動方向のいずれかの方向側であれば、駆動軸１２とガイド軸１３のいずれの位置に設けても良い。
また、上記実施形態では、導電線２４を用いて駆動軸１２とガイド軸１３との間の導電性を確保する構成を示したが、第１のばね部材１６と第２のばね部材１８と導電線２４を一体の板ばねで形成してもよく、また、そのほかに例えば、被駆動部材２０に導電性メッキが施されていること等により、被駆動部材２０を介した駆動軸１２とガイド軸１３との間に導電性を確保する場合も、本発明の技術的範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の摩擦係合部材と被ガイド部の正面図である。
【図３】図１の駆動装置の一部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  駆動装置
１１  フレーム
１２  駆動軸
１２ａ  軸端
１３  ガイド軸
１３ａ  軸端
１４ａ、１４ｂ  軸受ブラケット
１５  ブラケット
１６  第１のばね部材
１７  固定具
１８  第２のばね部材
１９  固定具  
２０  被駆動部材（レンズ枠）
２１  電気−機械変換素子
２３  位置検出器
２４  導電線
Ｏ    光軸
【図１】
2010085777.tif 000003
【図２】
2010085777.tif 000004
【図３】
2010085777.tif 000005