(57)【要約】【課題】駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な屈曲変位素子を提供する。【解決手段】電圧を印加することにより屈曲変位が励起される屈曲変位素子７であって、圧電体５ａが当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子５と、摩擦部材３と、中間部材４とを備え、中間部材４は、固定領域４ａと機能領域４ｂとからなり、固定領域４ａは、圧電素子５の固定端を含まない自由端に固定され、機能領域４ｂには摩擦部材３が設けられ、中間部材４と圧電体５ａとは電気的に接続しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加することにより屈曲変位が励起される屈曲変位素子であって、
上記屈曲変位素子は、圧電体が当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子と、摩擦部材と、中間部材とを備え、
上記中間部材は、固定領域と機能領域とからなり、
上記固定領域は、上記圧電素子の固定端を含まない自由端に固定され、
上記機能領域には上記摩擦部材が設けられ、
上記中間部材と上記圧電体とは電気的に接続しないことを特徴とする屈曲変位素子。
【請求項２】
上記中間部材は、上記屈曲変位素子の屈曲変位方向とは異なる方向に屈曲することを特徴とする請求項１に記載の屈曲変位素子。
【請求項３】
上記中間部材は、上記圧電素子の自由端の長手方向に延設され、上記屈曲変位素子の変位量を拡大可能であることを特徴とする請求項１に記載の屈曲変位素子。
【請求項４】
上記中間部材は、上記圧電素子の固有振動数とは異なる周波数の固有振動数を有することを特徴とする請求項１に記載の屈曲変位素子。
【請求項５】
上記中間部材は、上記圧電素子の自由端の長手方向に延設され、上記摩擦部材が設けられる位置を上記圧電素子から離間することを特徴とする請求項１に記載の屈曲変位素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の屈曲変位素子と、
上記屈曲変位素子の屈曲変位に連動して駆動する被駆動体とを備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動装置と、
撮像対象となる物体を結像する光学系と、
上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えており、
上記駆動装置に備えられる被駆動体は、上記光学系を保持していることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項６に記載の駆動装置、または請求項７に記載の撮像装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲変位素子および当該屈曲変位素子を備えた駆動装置、並びにその利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換素子（圧電素子）を用いて被駆動体を駆動するための駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動に用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２には、電圧印加により屈曲する圧電素子と、圧電素子の一端を保持する保持部材と、圧電素子の自由端と摩擦接触する被駆動体と、圧電素子と被駆動体とを一定の力で押し付けるための与圧機構とを備え、圧電素子の屈曲変位によって摩擦接触している被駆動体を移動させる駆動装置にかかる発明が開示されている。
【０００４】
上記圧電素子は金属製の補強板（以後、「シム材」と称する）の両主面にそれぞれ圧電セラミックス等の圧電体が貼り付けられた構造を有している。各主面に貼り付けられた圧電体の収縮方向を異ならせることで、圧電素子を屈曲変位させる。また、このような駆動装置では、圧電素子の先端に摩擦部材を接着固定し、当該摩擦部材と被駆動体とを摩擦接触させることで当該被駆動体の安定した動作を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（平成１９（２００７）年９月２７日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７４７９０号公報（平成１９（２００７）年１０月１８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載の駆動装置に備えられる圧電素子は、シム材の両主面に圧電体が貼り合わされた構造となっているため、当該シム材の剛性により圧電素子の屈曲変位が妨げられる。その結果、圧電素子の変位量が少なくなり、且つ圧電素子の駆動速度も遅くなるという問題を生じる。
【０００７】
また、上記圧電素子を製造するには、シム材に圧電体を貼り合わせる工程が必要となり、その結果として圧電素子のコストが高くなるという問題を生じる。
【０００８】
さらに、上記圧電素子は、シム材に圧電体を貼り合わせて製造されるため、当該圧電素子の厚みが厚くなる。その結果、上記圧電素子を備えた駆動装置の小型化が困難となるという問題を生じる。
【０００９】
一方、特許文献１または特許文献２に記載の駆動装置において、シム材を用いない圧電素子（以下、「シムレス圧電素子」と称する）を用いることで、これらの課題を解決することが類推される。しかし、シム材によって補強されていない圧電素子は強度が低い。そのため、駆動装置の製造工程において破損しやすく生産性が低くなるという問題を生じる。また、使用時の落下等による衝撃によって破損しやすいという問題を生じる。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な屈曲変位素子および当該屈曲変位素子を備えた駆動装置、並びにその利用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる屈曲変位素子は、電圧を印加することにより屈曲変位が励起される屈曲変位素子であって、圧電体が当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子と、摩擦部材と、中間部材とを備え、上記中間部材は、固定領域と機能領域とからなり、上記固定領域は、上記圧電素子の固定端を含まない自由端に固定され、上記機能領域には上記摩擦部材が設けられ、上記中間部材と上記圧電体とは電気的に接続しないことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、屈曲変位素子は、圧電体が当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子と、中間部材と、摩擦部材とを備えていて、上記中間部材の機能領域には上記摩擦部材が設けられ、当該中間部材の固定領域は上記圧電素子の変位を妨げない領域（自由端）に固定されている。そのため、屈曲変位素子の変位量の減少を抑制することができる。また、上記中間部材の固定領域は、圧電素子の自由端の外周部に固定されているため、補強材としてシム材を用いずとも圧電素子の機械的強度を保つことができる。そのため、屈曲変位素子を製造する際にシム材に圧電体を貼り合わせる必要がなく、屈曲変位素子の厚みを薄くすることができ、さらに屈曲変位素子の製造コストを安くすることができる。また、上記中間部材と上記圧電体とは電気的に接続しないため、簡易に組立てすることができ、更に製造コストを安くすることができる。その結果、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な屈曲変位素子を提供することができる。
【００１３】
本発明にかかる屈曲変位素子では、上記中間部材は、上記屈曲変位素子の屈曲変位方向とは異なる方向に屈曲してもよい。
【００１４】
上記構成によれば、例えば、本発明にかかる屈曲変位素子が駆動装置に備えられる場合に、屈曲変位素子の屈曲変位方向とは異なる方向に被駆動体を駆動させることができる。そのため、被駆動体が設けられる位置が屈曲変位素子の長手方向に限定されない。その結果、駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明にかかる屈曲変位素子では、上記中間部材は、上記圧電素子の自由端の長手方向に延設され、上記屈曲変位素子の変位量を拡大可能である。
【００１６】
上記構成によれば、屈曲変位素子の変位量をさらに拡大することができる。また、例えば、本発明にかかる屈曲変位素子が駆動装置に備えられる場合に、摩擦部材と被駆動体との接触位置を圧電素子から離すことができるため、被駆動体が設けられる位置が圧電素子の近傍に限定されない。その結果、駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明にかかる屈曲変位素子では、上記中間部材は、上記圧電素子の固有振動数とは異なる周波数の固有振動数を有することが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、上記圧電素子に比べ、上記中間部材は加工しやすく形状の自由度が高いため、中間部材の固有振動数を任意に変化させることができる。その結果、例えば、本発明にかかる屈曲変位素子が駆動装置に備えられる場合に、駆動装置の駆動周波数を任意に変更することができる。
【００１９】
本発明にかかる屈曲変位素子では、上記中間部材は、上記圧電素子の自由端の長手方向に延設され、上記摩擦部材が設けられる位置を上記圧電素子から離間していてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、例えば、本発明にかかる屈曲変位素子が駆動装置に備えられる場合に、摩擦部材と被駆動体との接触位置を圧電素子から離すことができるため、被駆動体が設けられる位置が圧電素子の近傍に限定されない。その結果、目的に応じて被駆動体を設ける位置を自由に選択することができる。
【００２１】
本発明にかかる駆動装置は、本発明にかかる屈曲変位素子と、上記屈曲変位素子の屈曲変位に連動して駆動する被駆動体とを備えていることを特徴としている。
【００２２】
本発明にかかる駆動装置は本発明にかかる屈曲変位素子を備えている。その結果、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な駆動装置を提供することができる。
【００２３】
本発明にかかる撮像装置は、本発明にかかる駆動装置と、撮像対象となる物体を結像する光学系と、上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えており、上記駆動装置に備えられる被駆動体は、上記光学系を保持していることを特徴としている。
【００２４】
本発明にかかる撮像装置は、本発明にかかる駆動装置を備えている。その結果、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な撮像装置を提供することができる。
【００２５】
本発明にかかる電子機器は、本発明にかかる駆動装置、または本発明にかかる撮像装置を備えることを特徴としている。
【００２６】
本発明にかかる電子機器は、本発明にかかる駆動装置または撮像装置を備えている。その結果、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる屈曲変位素子は、電圧を印加することにより屈曲変位が励起される屈曲変位素子であって、圧電体が当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子と、摩擦部材と、中間部材とを備え、上記中間部材は、固定領域と機能領域とからなり、上記固定領域は、上記圧電素子の固定端を含まない自由端に固定され、上記機能領域には上記摩擦部材が設けられ、上記中間部材と上記圧電体とは電気的に接続しないという構成である。
【００２８】
それゆえ、十分な変位量を持ち、補強材としてシム材を用いずとも十分な機械的強度を保つことができるので、駆動速度の速さと機械的強度とを兼ね備えた、小型で安価な屈曲変位素子および当該屈曲変位素子を備えた駆動装置、並びに当該駆動装置を備えた撮像装置および電子機器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態である屈曲変位素子の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態である屈曲変位素子が備えている圧電素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】屈曲変位素子の変位量を拡大する機能と、摩擦部材が設けられる位置を圧電素子から離間する機能とを兼ね備えた中間部材を備えている屈曲変位素子の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態である駆動装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態である駆動装置の構成を模式的に示す側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について説明すれば以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
なお、本明細書中において範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」であることを示す。
【００３２】
〔１．屈曲変位素子〕
本発明にかかる屈曲変位素子は、電圧を印加することにより屈曲変位が励起される。本発明の実施形態である屈曲変位素子７の構成の一例を、図１および図２に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態である屈曲変位素子７の構成を模式的に示す図である。図２は、本発明の実施形態である屈曲変位素子に備えられている圧電素子の構成を模式的に示す断面図である。
【００３３】
屈曲変位素子７は、圧電体５ａが当該圧電体よりも薄い電極を介して積層された圧電素子５と、摩擦部材３と、中間部材４とを備えている。中間部材４は、固定領域４ａと機能領域４ｂとからなる。中間部材４の固定領域４ａは、圧電素子５の固定端を含まない自由端に固定される。また、中間部材４の機能領域４ｂには摩擦部材３が設けられている。
【００３４】
なお、圧電素子５の上記「固定端」とは、駆動装置の筐体等に固定される部分であって、電圧を印加することにより屈曲変位が生じない部分を指す。一方、圧電素子５の上記「自由端」とは、屈曲変位が生じる全ての部分、つまり上記「固定端」を除く全ての部分を指す。
【００３５】
圧電素子５に電圧が印加されると、圧電素子５の自由端は、図１の矢印（方向１）に示すように、固定端を軸としてＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位する。なお、本明細書では、図１の矢印（方向１）が示すような、自由端が屈曲変位する方向を「屈曲変位方向」という。
【００３６】
中間部材４は、圧電素子５に固定される固定領域４ａと、圧電素子５とは直接接触していないが摩擦部材３が固定される機能領域４ｂとから構成される。また、中間部材４と圧電素子５とは電気的に接続されておらず、中間部材４の固定領域４ａは、圧電素子５の主面に接着剤等により接着固定されている。
【００３７】
中間部材４の固定領域４ａは、従来の圧電素子におけるシム材のように圧電素子５の略全面に貼付けられるものではなく、圧電素子５の固定端を除く自由端の一部に固定され、圧電素子５の屈曲変位を妨げにくいように配置されていることが好ましい。後述するように、圧電素子５は圧電セラミックからなる圧電体５ａを含む脆性材料であり、圧電素子５の角部分や辺部分は、物理的な衝撃が加えられると欠けて破損しやすい。したがって、屈曲変位素子７における中間部材４は、摩擦部材３と圧電素子５とを連結させるだけでなく、圧電素子５の角や辺を含む領域（以下、「外周部」という）を保護して圧電素子５の機械的強度を向上させる観点から、圧電素子５の自由端の外周部の一部のみに貼り付けられる形状とすることがより好ましい。
【００３８】
圧電素子５の外周部とは、具体的には、圧電素子５の主面の自由端の長手方向の長さを１００％とした場合に自由端のＸ方向に平行な辺から０〜３０％の範囲と、圧電素子５の主面の自由端の幅方向の長さを１００％とした場合に自由端のＹ方向に平行な辺から０〜１５％の範囲と、ＸＹ平面に平行な圧電素子５の側面の自由端の長手方向の長さを１００％とした場合に自由端のＸ方向に平行な辺から０〜３０％の範囲と、ＸＺ平面に平行な圧電素子５の厚み方向の側面全体とを指す。
【００３９】
また、中間部材４の機能領域４ｂは、圧電素子５の屈曲変位を摩擦部材３に伝達する働きを有するものであるが、その形状を変更することによりさらに他の機能を付与することができる。例えば、図１に示すように、中間部材４の機能領域４ｂの一辺に「切り込み」が形成された板形状であり、上記「切り込み」が圧電素子５の自由端側のＺ方向の辺と平行になるように中間部材４が配置されている場合は、圧電素子５の屈曲運動に伴って中間部材４がシーソー運動するため、圧電素子５はＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位するのに対し、中間部材４の機能領域４ｂおよび中間部材４の機能領域４ｂに設けられた摩擦部材３は、図１の矢印（方向２）に示すようにＸＺ平面に略平行な方向に屈曲変位する。
【００４０】
つまり、図１に示すような形状を有する中間部材４は、屈曲変位素子７の屈曲変位方向とは異なる方向に摩擦部材３を変位させることができる機能（変位方向変換機能）が付与されている。このような変位方向変換機能が付与された中間部材４を用いることによって、後述する図４および図５に示す駆動装置１０において、屈曲変位素子７の厚み方向（Ｘ方向）が被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）と垂直となるように、屈曲変位素子７を配置することが可能となる。その結果、駆動装置１０の幅方向（Ｘ方向）の小型化を図ることができる。
【００４１】
中間部材４の他の構成を図３に基づきさらに説明する。図３は、屈曲変位素子の変位量を拡大する機能と、摩擦部材が設けられる位置を圧電素子から離間する機能とを兼ね備えた中間部材を備える屈曲変位素子の構成を模式的に示す図である。図３の（ａ）に示す中間部材４では、圧電素子５の自由端の長手方向に延設された位置に摩擦部材３を配置できるように中間部材４の機能領域４ｂが形成されている。
【００４２】
中間部材４を図３の（ａ）に示すような形状にすれば、例えば、後述する図４および図５に示す駆動装置１０において、被駆動体２の被駆動体接触部２ａの配置が圧電素子５の近傍に制限されない。例えば、圧電素子５の厚みが原因となり被駆動体２の被駆動体接触部２ａと圧電素子５とを近接して配置することができない場合は、圧電素子５よりも薄い板状部材から形成される中間部材４の機能領域４ｂを延設すればよい。図３の（ａ）に示すような形状の機能領域４ｂを有する中間部材４を備えた屈曲変位素子７を用いることで、駆動装置１０の幅方向（Ｘ方向）の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、図３の（ａ）に示す中間部材４の機能領域４ｂには、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと摩擦部材３とが接触する面が屈曲変位素子７の主面に対して平行になるように摩擦部材３が設けられている。一方、図３の（ｂ）に示す中間部材４の機能領域４ｂには、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと摩擦部材３とが接触する面が屈曲変位素子７の主面に対して垂直（屈曲変位素子７の厚み方向）になるように摩擦部材３が設けられている。このような形状を有する中間部材４は、屈曲変位素子７の厚み方向に被駆動体２を駆動させる場合に好適に用いることができる。
【００４４】
通常、駆動装置に用いられる圧電素子５は厚みが１ｍｍ以下である。特に、携帯電話用のカメラモジュール等では、駆動装置を小型化する観点から、厚みが０．５ｍｍ程度の非常に薄い圧電素子５が用いられる。このような厚みが薄い圧電素子５において、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと摩擦部材３とが接触する面が圧電素子５の厚み方向に平行になるように摩擦部材３を精度良く取り付けることは困難である。このような場合に、中間部材４の機能領域４ｂに圧電素子５の厚み方向に対して平行な面を形成すれば、この面の大きさを圧電素子５の厚みよりも大きくすることができるため、摩擦部材３の取り付けが容易になり生産性が向上する。
【００４５】
なお、図３の（ａ）および（ｂ）に示す中間部材４の機能領域４ｂは圧電素子５の自由端の長手方向に延設されるため、摩擦部材３は圧電素子５の自由端の末端から機能領域４ｂの長さの分だけ離間して設けられる。この場合、機能領域４ｂの長手方向の長さをａとすると、機能領域４ｂが延設されなかった場合と比べて摩擦部材３の変位量がａｓｉｎθ大きくなる。したがって、図３の（ａ）および（ｂ）に示す中間部材４を用いれば、屈曲変位素子７の屈曲変位量を容易に拡大させることができる。
【００４６】
また、中間部材４の機能領域４ｂにおいて、機能領域４ｂの固有振動数が圧電素子５の固有振動数と異なる振動数になるように中間部材４の形状および材質を設定することにより、駆動装置１０の駆動周波数は中間部材４の固有振動数近傍となる。したがって、駆動装置１０の駆動周波数を任意に変更することができる。
【００４７】
圧電素子５の固有振動数を変化させて駆動装置１０の駆動周波数を変更するには、圧電素子５の形状および材質を変更する必要がある。しかし、圧電素子５の配置スペースや推力等の制限があり、圧電素子５の固有振動数を変更することは容易ではない。一方、中間部材４は加工しやすい素材（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等）から形成されるため、圧電素子５と比べて形状および材質の自由度が高い。そのため、中間部材４の固有振動数を変更することは容易である。したがって、中間部材４の形状を変更することによって駆動装置１０の駆動周波数を容易に変更することができる。
【００４８】
具体的には、中間部材４の厚みを変えたり、機能領域４ｂの長手方向の長さを変えたり、中間部材４の材質を変えたりすることによって中間部材４の固有振動数を所望の値に設定することができる。
【００４９】
中間部材４としては、落下衝撃を吸収し、中間部材４の塑性変形や剥離等の損傷が生じにくいことから、弾性を有する金属から形成されていることが好ましい。上記「弾性を有する金属」としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム、リン青銅等を挙げることができる。
【００５０】
次いで、本実施形態で用いた圧電素子５について図２の断面図に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態である屈曲変位素子に備えられている圧電素子の構成を模式的に示す断面図である。圧電素子５は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックからなる圧電体５ａが電極を介して積層された構造を有している。上記電極は、電極５ｃ、電極５ｄ、および中央電極５ｂの３種類の形状を有しており、同一の形状を有する電極同士は、それぞれ図２中の矢印で示す積層方向において貫通電極５ｅを用いて電気的に接続されている。
【００５１】
さらに、圧電体５ａは中央電極５ｂをグランド電極として、電極５ｃと電極５ｄとにおいて分極処理が行われている。具体的には、中央電極５ｂと電極５ｃとの間、および中央電極５ｂと電極５ｃとの間にそれぞれ電圧を印加することによって、それぞれ屈曲方向が異なる変位を得ることができる。
【００５２】
圧電体５ａの積層数としては、例えば４〜２０層程度の圧電体５ａが積層されたものを用いることができる。しかし、圧電体５ａの積層数は、屈曲変位素子７に求められる厚みや推力等によって適宜決定されるものであり、本発明は上述した構成に限定されるものではない。
【００５３】
また、圧電体５ａの厚さは１０〜４０μｍの範囲であることが好ましい。さらに、電極５ｃ、電極５ｄ、および中央電極５ｂとしては、それぞれ圧電体５ａよりも厚みが薄い銅やアルミニウム、銀等の薄膜を用いることが好ましい。具体的には、電極５ｃ、電極５ｄ、および中央電極５ｂの各電極の厚みは５μｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
このような圧電素子５は、従来の圧電素子のように圧電体５ａをシム材を用いて貼り合わせていない。そのためこのような圧電素子５を有する屈曲変位素子７においては、シム材の剛性に起因する屈曲変位素子７の駆動変位量の低下が起こらない。また、圧電素子５の製造の際に圧電体５ａとシム材とを貼り合わせる工程を必要としないため、屈曲変位素子７の生産コストを抑えることができる。
【００５５】
本発明にかかる屈曲変位素子は、駆動装置に備えられることに限定されるものではなく、例えば、インクジェット用の記録ヘッド、燃料電池や医療用の小型ポンプ等に好適に利用することができる。
【００５６】
〔２．駆動装置〕
本発明の実施形態である駆動装置１０の構成の一例を、図４に示す斜視図、図５の（ａ）に示す側面図、および図５の（ｂ）に示す正面図に基づき説明する。なお、本発明にかかる屈曲変位素子については、「１．屈曲変位素子」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。また、以下の説明においては、図中に示すように、被駆動体２の移動方向をＺ方向とし、静止状態における屈曲変位素子７の長手方向であり、且つＺ方向に対して垂直である方向をＹ方向とし、静止状態における屈曲変位素子７の厚み方向であり、且つＹ方向およびＺ方向に対して垂直な方向をＸ方向とする。
【００５７】
図４および５に示す本実施の形態にかかる駆動装置１０は、電圧を印加することにより屈曲変位が励起される屈曲変位素子７と、屈曲変位素子７の一端を固定する固定部材６ａと、屈曲変位素子７に設けられた摩擦部材３と摩擦接触する被駆動体２と、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する与圧部材１と、被駆動体２を方向にスライド自在に保持するガイド軸８と、筐体６とを備えている。
【００５８】
駆動装置１０において、屈曲変位素子７に電圧が印加されると、屈曲変位素子７は、ＸＹ平面に対して略平行方向に変位する。屈曲変位素子７の自由端には中間部材４を介して摩擦部材３が設けられている。摩擦部材３の変位に伴い、被駆動体２から突起状に形成された被駆動体接触部２ａに設けられる接触部材２ｄと摩擦部材３とが摩擦接触する。その結果、被駆動体２がガイド軸８に沿ってＺ方向にスライドして駆動される。
【００５９】
図４および５に示す実施形態では、屈曲変位素子７は、屈曲変位素子７の主面の一部が筐体６に設けられた固定部材６ａのＹＺ平面に接着固定され、被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）と屈曲変位素子７の主面とが平行になるように配置されている。
【００６０】
屈曲変位素子７は、電圧を印加されると屈曲変位が励起される。ここで、屈曲変位素子７に印加される上記「電圧」としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択すればよいが、通常、１．５Ｖ〜３０Ｖである。なお、屈曲変位素子７に印加される電圧の制御方法に関しては、従来用いられている方法を用いればよい。
【００６１】
与圧部材１の両端部は、被駆動体２の被駆動体与圧部２ｂおよび筐体６の筐体与圧部６ｂのそれぞれに固定されている。与圧部材１は、コイルばねなどのように弾性を有する部材であればよい。与圧部材１と摩擦部材３との間には、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａに接着固定された接触部材２ｄとが挟まれて配置されており、与圧部材１は、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３（接触部材２ｄ）側へ常時付勢する構成である。このような構成によって、被駆動体２は安定した位置を保つことができる。
【００６２】
被駆動体２は、屈曲変位素子７の屈曲変位に連動して移動する部材であり、被駆動体２から突起状に形成された被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａにおける摩擦部材３側に形成された接触部材２ｄとを有している。被駆動体接触部２ａおよび接触部材２ｄは、被駆動体２と一体となって移動するように設けられていればよい。例えば、被駆動体２に接着固定されてもよく、被駆動体２と一体になるように形成されてもよいが、本発明はこれに限定されない。
【００６３】
ガイド軸８は、被駆動体２をＺ方向に沿って円滑に移動させるためのガイドであればよい。本実施形態では、ガイド軸８は筐体６のＸＹ平面に対してＺ方向に垂直に設けられた軸であり、ガイド軸８は被駆動体２に設けられた軸孔に通されている。ガイド軸８は、被駆動体２を保持するものであれば軸に限定されず、例えばリニアガイドや板ばね等であってもよい。
【００６４】
図４には示さないが、駆動装置１０は、屈曲変位素子７の往復屈曲速度が異なるように、屈曲変位素子７に印加する電圧を制御する駆動機構を有していてもよい。この駆動機構では、屈曲変位素子７の往復屈曲速度差によって被駆動体２と摩擦部材３との間に作用する摩擦力を変化させ、被駆動体２と摩擦部材３との間に擦移動差を生じさせることによって、被駆動体２のＺ方向における変位量（移動量）を変化させることができる。
【００６５】
具体的には、屈曲変位素子７に印加する電圧をデューティー比の異なる矩形波形状とし、屈曲変位素子７の往復で速度差を設ける。速度が遅い側は被駆動体２と摩擦部材３との間に作用する摩擦力により、被駆動体２が連れ動き変位する。一方、速度が早い側は被駆動体２と摩擦部材３との間で滑りが生じ、変位が少なくなる。この現象により、一方向に被駆動体２を移動させることができる。また、デューティー比を逆転させることにより、逆方向に被駆動体２を移動させることができ、印加電圧の制御により、Ｚ方向の任意の方向に被駆動体２を移動させることが可能となる。屈曲変位素子７を往復屈曲させるための駆動周波数としては、通常、数ｋＨｚ以上が用いられるが、好ましくは非可聴である超音波周波数（２０ｋＨｚ以上）が用いられる。
【００６６】
〔３．撮像装置〕
本発明の実施形態である撮像装置の構成の一例を、図４に示す正面図に基づき説明する。本発明の実施形態である撮像装置は、本発明にかかる駆動装置と、撮像対象となる物体を結像する光学系と、上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。なお、本発明にかかる駆動装置については、「２．駆動装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
【００６７】
図４に示す駆動装置１０をカメラモジュール（カメラなどの撮像装置のレンズ駆動）に応用する場合は、被駆動体２の中央部に円環状のレンズ取り付け部２ｃを設けることによって、レンズバレル、レンズ等の光学系を直接保持するレンズ保持枠として被駆動体２を機能させることができる。被駆動体２のレンズ取り付け部２ｃにレンズを保持させる場合、被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）は、上記レンズの光軸方向となる。また、駆動装置１０の駆動機構によって被駆動体２が光軸方向（Ｚ方向）に駆動されると、レンズ取り付け部２ｃに取り付けられたレンズのオートフォーカス（ＡＦ）動作が実現でき、駆動装置１０をカメラモジュールのＡＦ用駆動装置として好適に利用することができる。
【００６８】
〔４．電子機器〕
本発明にかかる電子機器は、上述した駆動装置または撮像装置を備えている。そのような電子機器としては、特に限定されるものではなく、例えば、携帯電話機、ゲーム機、ＰＤＡ、パソコン等を挙げることができる。
【００６９】
なお、本発明にかかる駆動装置については「２．駆動装置」で説明したとおりであり、本発明にかかる撮像装置については「３．撮像装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
【００７０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明にかかる屈曲変位素子は、例えば、カメラモジュール等のメカニカルシャッター、インクジェット用の記録ヘッド、燃料電池や医療用の小型ポンプ等に好適に利用することができる。したがって、屈曲変位素子を備えた電子機器を製造する全ての電子機器産業において広く利用することができる。
【００７２】
また、本発明にかかる屈曲変位素子を備えた駆動装置は、例えば、カメラモジュールなどの撮像装置または電子機器に好適に利用できる。したがって、駆動装置を用いた撮像装置または電子機器を製造する全ての電子機器産業において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１    与圧部材
２    被駆動体
２ａ  被駆動体接触部
３    摩擦部材
４    中間部材
４ａ  固定領域
４ｂ  機能領域
５    圧電素子
５ａ  圧電体
５ｂ  中央電極
５ｃ  電極
５ｄ  電極
５ｅ  貫通電極
６ａ  固定部材
７    屈曲変位素子
８    ガイド軸
１０  駆動装置
【図１】
2010233404.tif 000003
【図２】
2010233404.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010233404.tif 000006
【図５】
2010233404.tif 000007