(57)【要約】【課題】屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した駆動装置、これを備えた撮像装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】駆動装置１０ｃは、一端が筐体１１に固定された屈曲振動部材１の自由端での変位を被駆動体２０に伝達する。屈曲振動部材１の自由端に設けられ、かつ被駆動体２０に当接して被駆動体２０を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる摩擦部材２と、摩擦部材２における被駆動体２０を挟んでの当接方向の対向位置に設けられ、かつ被駆動体２０に接触する球面部１５と、摩擦部材２と球面部１５とを結ぶ軸線上にて球面部１５を被駆動体２０側に付勢する圧縮コイルばね１４とが設けられている。【選択図】図１
2010183674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が筐体に固定された屈曲変位部材の自由端での変位を被駆動体に伝達する駆動装置において、
上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記被駆動体に当接して該被駆動体を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる摩擦部材と、
上記摩擦部材における上記被駆動体を挟んでの当接方向の対向位置に設けられ、かつ上記被駆動体に接触する接触部材と、
上記摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて上記接触部材を被駆動体側に付勢する予圧部材とが設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記接触部材を取り付け、かつ回転軸を中心に回転する回転部材が設けられていると共に、
前記予圧部材は、上記回転部材に対して回転方向の荷重を与えることにより、該回転部材を介して上記接触部材を被駆動体側に付勢していることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記予圧部材は、圧縮コイルばね、引張コイルばね、又は板ばねからなっていることを特徴とする請求項２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記被駆動体には、前記接触部材と接触する予圧側当接部材が設けられていると共に、
上記接触部材は、上記予圧側当接部材と点接触又は線接触するように形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動体には、前記摩擦部材と摩擦接触する駆動側摩擦接触部材が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記被駆動体を、摩擦部材の当接方向とは垂直な方向に移動自在に支持する案内部材が設けられていると共に、
前記回転部材の回転軸は、上記案内部材に平行に設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記回転部材には、前記被駆動体における、前記摩擦部材の当接方向とは垂直な方向への移動時に上記被駆動体の一部を遊嵌状態に挿通させる挿通孔が形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記接触部材は、予圧側当接部材又は被駆動体と線接触する回転体からなっていることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項９】
前記回転部材の回転軸は、前記接触部材と摩擦部材とを結ぶ線分に対して垂直で、かつ接触部材と予圧側当接部材との接触部を通過する線上に設けられていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記屈曲変位部材の自由端には、前記摩擦部材を取り付けた固定部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記固定部材は、前記摩擦部材の移動方向を前記屈曲変位部材の屈曲変位方向とは異ならせるようになっていることを特徴とする請求項１０記載の駆動装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の撮像装置を備えてい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、例えばカメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動に用いられる駆動装置、これを備えた撮像装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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には、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、電圧印加により屈曲する圧電素子１０１と、圧電素子１０１の一端を保持する保持部材１０２と、圧電素子１０１の自由端と摩擦接触する被駆動体１０３と、圧電素子１０１と被駆動体１０３とを収容するユニットケース１０４とを備え、図１４及び図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、圧電素子１０１の屈曲変位によって摩擦接触している被駆動体１０３を移動させる駆動装置が開示されている。
【０００４】
具体的には、図１５（ａ）に示す被駆動体１０３の静止状態から、図１４に示すように、電圧を電圧Ｖ０から電圧Ｖ１に上げると、図１５（ｂ）に示すように、圧電素子１０１の自由端が＋Ｚ側へ移動するように屈曲し、このとき摺動部材１０５と被摺動部１０６との摩擦力によって被駆動体１０３がガイド１０７に対して＋Ｚ側に移動量δだけ移動する。
【０００５】
次に、図１４に示すように、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に急峻に電圧を下げる。これにより、図１５（ｃ）に示すように、圧電素子１０１の変位は逆転する。このとき、圧電素子１０１の変位速度が速いために摺動部材１０５が被摺動部１０６に対して滑り、これによって摺動部材１０５の位置を−Ｚ側へ移動させる一方、被駆動体１０３の位置はそのままガイド１０７に対して＋Ｚ側に保持することができる。
【０００６】
次に、図１４に示すように、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ一定勾配で電圧を上げると、図１５（ｄ）に示すように、圧電素子１０１の自由端が＋Ｚ側へ移動するように屈曲し、摺動部材１０５と被摺動部１０６との間の摩擦力が徐々に大きくなって、この摩擦力によって被駆動体１０３がガイド１０７に対して＋Ｚ側に移動量ηだけさらに移動する。このときの移動量ηと移動量δとの関係は、当然に移動量η＞移動量δとなる。こうして電圧Ｖ１とした以降は、電圧Ｖ１〜Ｖ２の駆動を繰り返し、被駆動体１０３をガイド１０７に対して所定位置まで移動させた時点で急峻に電圧を０Ｖとするか、又はその電圧で保持する。なお、被駆動体１０３をガイド１０７に対して−Ｚ側へ移動させる場合には、上述した駆動電圧を逆転させればよい。
【０００７】
このように、上記駆動装置をカメラのレンズ枠１０８の移動に適用したレンズ自動焦点ユニット１１０では、圧電素子１０１に所定の電圧を印加して圧電素子１０１を屈曲させることにより、圧電素子１０１と被駆動体１０３との間の摩擦力、つまり摺動部材１０５と被摺動部１０６との間の摩擦力によって、被駆動体１０３をガイド１０７によるガイド方向にスライドさせることができる。そして、被駆動体１０３はレンズ枠１０８に連結されているので、レンズ枠１０８もＺ方向にスライドできる。この結果、カメラのレンズ１０９を自動的にフォーカス方向に移動させて焦点調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（平成１９（２００７）年９月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記従来の駆動装置では、摺動部材と被摺動部との当接力の変化が問題となる。
【００１０】
例えば、特許文献１に開示された駆動装置においては、環境温度が変動すると圧電素子１０１の寸法が伸縮変動する。その結果、摺動部材１０５と被摺動部１０６との当接力が変化するため両者の摩擦力が変動し、圧電素子１０１の変位に基づく被駆動体１０３の移動量が変化する。また、仮に、環境温度が一定でも、長年の使用により摺動部材１０５が磨り減ると、摺動部材１０５と被摺動部１０６との当接力が変化するため両者の摩擦力が変動し、圧電素子１０１の変位に基づく被駆動体１０３の移動量が変化する。
【００１１】
この課題に対応するために、特許文献１に開示された駆動装置においては、圧電素子１０１と被駆動体１０３とを一定の力で押し付けるための予圧機構を有している。
【００１２】
この予圧機構として、圧電素子１０１と被駆動体１０３とを一定の力で押し付けるためのユニットケース１０４を用いている。また、この予圧機構は、例えば、図示しないバネ等を用いることができると記載している。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に開示の駆動装置では、圧電素子１０１の先端に設けられた摺動部材１０５の被駆動体１０３を挟んでの対向側にはガイド１０７が設けられており、被駆動体１０３はガイド１０７にスライドして移動するものとなっている。この結果、被駆動体１０３とガイド１０７とのスライド時の摩擦抵抗が大きくなり、被駆動体１０３の安定した一定の駆動速度及び移動量を確保することができないという問題点を有している。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した駆動装置、これを備えた撮像装置、及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の駆動装置は、上記課題を解決するために、一端が筐体に固定された屈曲変位部材の自由端での変位を被駆動体に伝達する駆動装置において、上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記被駆動体に当接して該被駆動体を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる摩擦部材と、上記摩擦部材における上記被駆動体を挟んでの当接方向の対向位置に設けられ、かつ上記被駆動体に接触する接触部材と、上記摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて上記接触部材を被駆動体側に付勢する予圧部材とが設けられていることを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、摩擦部材は、屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ被駆動体に当接して該被駆動体を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる。このため、屈曲変位部材の自由端を屈曲変位させ、摩擦部材を介して被駆動体を一定方向へ移動させることができる。
【００１７】
ここで、本発明では、摩擦部材における被駆動体を挟んでの当接方向の対向位置に設けられ、かつ被駆動体に接触する接触部材と、摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて接触部材を被駆動体側に付勢する予圧部材とが設けられている。
【００１８】
このため、予圧部材は、接触部材を被駆動体側に、摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて付勢する。この結果、被駆動体は、両側において、小領域で支持されていることになり、必然的に、移動時の支持側との摩擦抵抗が小さくなる。
【００１９】
この結果、被駆動体の安定した一定の駆動速度及び移動量を確保することができる。
【００２０】
また、予圧部材は、摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて接触部材を被駆動体側に付勢するので、予圧部材は、常に摩擦部材に対向する位置に予圧を付与することが可能になる。
【００２１】
したがって、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した駆動装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の駆動装置では、前記接触部材を取り付け、かつ回転軸を中心に回転する回転部材が設けられていると共に、前記予圧部材は、上記回転部材に対して回転方向の荷重を与えることにより、該回転部材を介して上記接触部材を被駆動体側に付勢していることが好ましい。
【００２３】
これにより、予圧部材が回転部材を回転軸回りに回転させる。このため、回転部材の一部を被駆動体に対して付勢することにより、上記被駆動体が移動した場合においても、常に摩擦部材に対向する位置に予圧を付与することが可能になる。
【００２４】
したがって、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定を、簡単な構造にて確実に確保することができる。
【００２５】
また、本発明の駆動装置では、前記予圧部材は、圧縮コイルばね、引張コイルばね、又は板ばねからなっていることが好ましい。
【００２６】
これにより、安価でばね定数の小さいコイルばね、又は板ばねを予圧部材として用いることが可能となる。この結果、被駆動体の移動特性において、予圧のばらつきを小さくすることができるので、安定した駆動を可能にすることができる。
【００２７】
また、本発明の駆動装置では、前記被駆動体には、前記接触部材と摩擦接触する予圧側当接部材が設けられていると共に、上記接触部材は、上記予圧側当接部材と点接触又は線接触するように形成されていることが好ましい。
【００２８】
これにより、回転部材と被駆動体との組み立て時のずれなどによる接触部材と予圧側当接部材との接触部の荷重ばらつきの影響を低減することが可能となる。また、接触部材と予圧側当接部材との接触部の領域をできるだけ小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明の駆動装置では、前記被駆動体には、前記摩擦部材と摩擦接触する駆動側摩擦接触部材が設けられていることが好ましい。
【００３０】
これにより、被駆動体に比べて摩擦性能の優れた材料である駆動側摩擦接触部材を用いることによって、摩擦部材と駆動側摩擦接触部材との摩擦力を高め、屈曲変位部材の変位を被駆動体への移動に効率的に寄与させることができる。
【００３１】
また、本発明の駆動装置では、前記被駆動体を、摩擦部材の当接方向とは垂直な方向に移動自在に支持する案内部材が設けられていると共に、前記回転部材の回転軸は、上記案内部材に平行に設けられていることが好ましい。
【００３２】
これにより、案内部材と回転軸とが平行に配置されているため、２つの軸の間に被駆動体等の部品を配置することができる。この結果、駆動装置の組み立てや小型化に有効である。
【００３３】
また、本発明の駆動装置では、前記回転部材には、前記被駆動体における、前記摩擦部材の当接方向とは垂直な方向への移動時に上記被駆動体の一部を遊嵌状態に挿通させる挿通孔が形成されていることが好ましい。
【００３４】
これにより、回転部材の挿通孔に被駆動体の一部を遊嵌状態に挿通することにより、被駆動体が横ぶれしたときの幅が回転部材の挿通孔の領域内に限定される。すなわち、回転部材の挿通孔は、被駆動体が横ぶれしたときのぶれ幅の範囲を規制していることになる。このため、被駆動体が、摩擦部材の当接方向とは垂直な方向へ精度よく移動することができる。
【００３５】
また、回転部材の挿通孔に被駆動体の一部を遊嵌状態に挿通することにより、駆動装置の薄型化、小型化を図ることができる。
【００３６】
また、本発明の駆動装置では、前記接触部材は、予圧側当接部材又は被駆動体と線接触する回転体からなっているとすることが可能である。
【００３７】
これにより、回転体と被駆動体との間で線接触することになると共に、転がり摩擦が関与することになる。この結果、接触部材と被駆動体との摩擦力をさらに低減することが可能となるので、被駆動体の移動特性をさらに安定させることができる。
【００３８】
また、本発明の駆動装置では、前記回転部材の回転軸は、前記接触部材と摩擦部材とを結ぶ線分に対して垂直で、かつ接触部材と予圧側当接部材との接触部を通過する線上に設けられていることが好ましい。
【００３９】
これにより、回転部材に取り付けられた接触部材の予圧部材による付勢方向が被駆動体及び摩擦部材に対して垂直となるように回転部材を回転させるものとなる。この結果、被駆動体の移動特性が安定する。
【００４０】
また、本発明の駆動装置では、前記屈曲変位部材の自由端には、前記摩擦部材を取り付けた固定部材が設けられていることが好ましい。
【００４１】
これにより、屈曲変位部材の変位が固定部材を介して被駆動体に伝達されることになる。この場合、屈曲変位部材の変位を被駆動体に直接伝達するのに比べて、屈曲変位部材の変位を固定部材を介して被駆動体に伝達する方が、弾性力が予圧部材の付勢力よりも小さくなる。この結果、予圧部材による被駆動体に対する予圧荷重が均一に付与されるので、被駆動体の移動をより安定させることができる。
【００４２】
また、本発明の駆動装置では、前記固定部材は、前記摩擦部材の移動方向を前記屈曲変位部材の屈曲変位方向とは異ならせるようになっていることが好ましい。
【００４３】
これにより、筐体内における屈曲変位部材の配置に自由度が増すので、筐体の外形サイズ、つまり駆動装置の大きさをより小さくすることができる。
【００４４】
本発明の撮像装置は、上記課題を解決するために、前記記載の駆動装置を備えていることを特徴としている。
【００４５】
上記の発明によれば、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した、かつピント調整の精度がより優れた撮像装置を提供することができる。
【００４６】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、前記記載の撮像装置を備えていることを特徴としている。
【００４７】
上記の発明によれば、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した、より精度の高い、より小型化された携帯電話等の電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の駆動装置は、以上のように、屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ被駆動体に当接して該被駆動体を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる摩擦部材と、上記摩擦部材における上記被駆動体を挟んでの上記当接方向の対向位置に設けられ、かつ上記被駆動体に接触する接触部材と、上記摩擦部材と接触部材とを結ぶ軸線上にて上記接触部材を被駆動体側に付勢する予圧部材とが設けられているものである。
【００４９】
また、本発明の撮像装置は、以上のように、上記記載の駆動装置を備えているものである。
【００５０】
さらに、本発明の電子機器は、以上のように、上記記載の撮像装置を備えているものである。
【００５１】
それゆえ、屈曲変位部材と被駆動体との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した駆動装置、これを備えた撮像装置、及び電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明における駆動装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】上記駆動装置が搭載された撮像装置を示す断面図である。
【図３】上記撮像装置を備えた携帯電話を示す斜視図である。
【図４】上記駆動装置の構成を示す平面図である。
【図５】上記駆動装置の構成を示すものであって、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】上記駆動装置の構成を示すものであって、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】上記駆動装置における屈曲振動部材の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、上記屈曲振動部材に取り付けられた固定部材及び摩擦部材の動きを示す側面図である。
【図９】本発明における駆動装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明における駆動装置のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１１】本発明における駆動装置のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明における駆動装置のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は従来の駆動装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】上記従来の駆動装置における圧電素子の駆動電圧波形を示す波形図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、上記圧電素子の変位による被駆動部材の移動方向を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５４】
図１は、実施の形態１における駆動装置の構成を示す概略の斜視図であり、図２は駆動装置が搭載された撮像装置を示す断面図であり、図３は上記撮像装置を搭載する携帯電話を示す斜視図であり、図４は図１の平面図である。また、図５は図４のＡ−Ａ要部断面図であり、図６は図４のＢ−Ｂ要部断面図である。以下の説明においては、被駆動体の移動方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直で静止状態のときにおける屈曲変位部材の長手方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００５５】
本実施の形態における駆動装置１０ｃが搭載された撮像装置１０は、図２に示すように、レンズ等の光学素子１０ａと、この光学素子１０ａの被写体側とは反対側に設けられた撮像素子１０ｂと、上記光学素子１０ａを駆動する駆動装置１０ｃとを備えている。なお、撮像装置１０は、例えば、カメラモジュール又はビデオモジュール（レンズ、アクチュエータ、撮像素子を含む）である。
【００５６】
上記撮像装置１０は、図３に示すように、本実施の形態では、電子機器としての携帯電話ＴＥＬに搭載されており、この携帯電話ＴＥＬでは、ここでシャッターＳを操作することにより、撮像装置１０の上記撮像素子１０ｂから得られた画像データの画像処理、及び保存を行う。また、携帯電話ＴＥＬに設けられた図示しないディスプレイにて撮影したデータの表示を行うことが可能となっている。なお、本発明の電子機器とは、上記カメラモジュール又はビデオモジュールの画像処理回路等やディスプレイを含む機器を示している。
【００５７】
上記駆動装置１０ｃは、図１及び図４に示すように、一端部が筐体１１に固定されており、電気的制御により屈曲変位が生じる屈曲変位部材としての屈曲振動部材１と、被駆動体２０と、一端部が屈曲振動部材１に連結されており、かつ他端部である自由端が被駆動体２０の駆動側摩擦接触部材としての駆動側摩擦接触部２１と摩擦接触している摩擦部材２と、上記屈曲振動部材１と上記摩擦部材２との間に設けられた固定部材３と、回転軸１２の回りに回転可能に支持されている回転部材１３と、一端部が上記筐体１１に取り付けられ、他端部が回転部材１３に取り付けられた予圧部材としての圧縮コイルばね１４によって、回転部材１３は回転軸１２の回りに回転し、回転部材１３に設けられた接触部材としての球面部１５によって被駆動体２０の予圧側当接部材としての押圧側当接部２２に対して接触し、同じく被駆動体２０の反対面に設けている駆動側摩擦接触部２１を摩擦部材２側へ付勢している。
【００５８】
また、図５に示すように、回転部材１３には挿通孔としての開口部１３ａが設けられており、その開口部１３ａに被駆動体２０の一部である挿通部２３が挿通されている。このように、回転部材１３は、案内部材１６の長手方向と平行に配置されており、これによって、開口部１３ａは、被駆動体２０の横方向の移動範囲を制限する効果も有している。なお、挿通部２３には、段差部が設けられており、これによって、開口部１３ａは、被駆動体２０の縦方向の移動範囲を制限する効果も有している。縦方向の移動範囲としては、例えば、光学素子１０ａであるレンズのＡＦ（オートフォーカス）動作を行う上で必要十分な範囲であればよく、一例として０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ程度が挙げらる。
【００５９】
また、図４に示すように、球面部１５は、案内部材１６の長手方向に対して垂直な位置に配置されており、かつ、被駆動体２０の位置にかかわらず、常に、球面部１５と摩擦部材２とは、被駆動体２０を挟んで軸線上に対向する位置に配置されている。この結果、圧縮コイルばね１４によって、駆動側摩擦接触部２１が摩擦部材２側へ常時付勢されるように予圧荷重が与えられる。このように、圧縮コイルばね１４を用いることによって、球面部１５の直後において、直接、予圧荷重を与えることができるため、予圧荷重が与えられない場合に比較して、荷重量が安定するものとなっている。
【００６０】
また、本実施の形態では、駆動側摩擦接触部２１及び押圧側当接部２２は、被駆動体２０とは別部材からなり、被駆動体２０に固着されている。ただし、駆動側摩擦接触部２１及び押圧側当接部２２は、必ずしも被駆動体２０と別部材として構成する必要はなく、駆動側摩擦接触部２１及び押圧側当接部２２と被駆動体２０とを同一の部材で構成してもよい。通常、被駆動体２０は樹脂材により形成されるが、摩擦部材２との摩擦係数を考慮して、例えば金属やカーボンを選択することができる。さらに、本実施の形態においては、圧縮コイルばね１４による予圧荷重を、ネジ等によって調整する調整機構を設けた構成とすることもできる。ネジ等によって圧縮コイルばね１４の荷重を調整する構成とすれば、精度良く、生産性の高い駆動装置を実現することができる。尚、この場合、圧縮コイルばね１４の長さを調整できるように、ネジ等を圧縮コイルに直列に接続することになる。
【００６１】
本実施の形態では、圧縮コイルばね１４は、その一端部１４ａが上記回転部材１３に固定されていると共に、他端部１４ｂが筐体１１に固定されている。これにより、圧縮コイルばね１４の予圧によって回転部材１３が回転し、回転部材１３の一部である球面部１５が被駆動体２０に設けられた押圧側当接部２２と接触することによって、摩擦部材２と被駆動体２０との間に押圧力を発生させる。
【００６２】
本実施の形態では、球面部１５と押圧側当接部２２とは点接触しているが、これは、構成部材の組み立て時の傾き等による予圧荷重の偏りの影響を小さくするものであり、例えば線接触でも構わない。また、本実施の形態では、球面部１５が回転部材１３と同一の部材である場合を説明したが、特にそれに限定されることなく、球面部１５は回転部材１３と別の材質であっても構わない。この場合、球面部１５は摩擦係数が小さく耐摩耗性の高い材料、例えばセラミックや、カーボン等が好ましい。
【００６３】
上記筐体１１には案内部材１６が立設されており、この案内部材１６が被駆動体２０に設けられた案内孔２０ａと嵌合することにより、被駆動体２０はＺ方向に円滑に移動する。
【００６４】
筐体１１は、本実施の形態では、圧縮コイルばね１４や屈曲振動部材１等をその内部に備える枠構造であり、駆動装置１０ｃの強度や機能を確保するには必要であるが、駆動装置１０ｃの実装状況によっては不要の場合もある。例えば、本発明の駆動装置が電子機器等に内蔵され、筐体の代替となる他の構造が設けられている場合には、筐体１１は不要である。ただし、本発明においては、筐体の代替となる他の構造も駆動装置の筐体と考えられる。
【００６５】
次に、駆動装置１０ｃの駆動機構について、図７に基づいて説明する。図７は駆動装置１０ｃの駆動機構を示す斜視図である。
【００６６】
本実施の形態における駆動装置１０ｃの駆動機構は、図７に示すように、摩擦部材２、固定部材３及び屈曲振動部材１にて構成されており、摩擦部材２及び固定部材３にて駆動方向変換部材が構成されている。
【００６７】
上記屈曲振動部材１は、バイモルフ型の圧電素子であり、例えば、金属板の両面又は片面に積層圧電素子を形成することにより構成され、その自由端がＹ方向に平行な方向に屈曲変位するようになっている。この屈曲振動部材１は、駆動装置１０ｃが備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよい。したがって、屈曲振動部材１の構成や形状は特定の構成や形状に限定されるものではない。
【００６８】
上記固定部材３は、例えば「Ｌ」字状に形成されており、屈曲振動部材１の自由端に固定されている。上記固定部材３の自由端には、摩擦部材２が取り付けられている。
【００６９】
また、上記「Ｌ」字状の固定部材３における自由端は、摩擦部材２の移動方向を屈曲振動部材１の駆動方向であるＹ方向とは異ならせるようになっている。すなわち、固定部材３は、屈曲振動部材１の駆動方向を変換して摩擦部材２の移動方向がＺ方向に平行な方向になるようにしている。この理由は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、屈曲振動部材１がＹ方向に高速で振動し、この振動により撓みが励起されることにより、「Ｌ」字状の固定部材３の自由端は、「Ｌ」字状の固定部材３における固定端側アーム３ａの回りに回転する。この結果、「Ｌ」字状の固定部材３における自由端に設けられた摩擦部材２がＺ方向に移動することになる。そして、この摩擦部材２のＺ方向への移動により、摩擦部材２に摩擦接触する駆動側摩擦接触部２１を介して被駆動体２０がＺ方向に移動する。
【００７０】
ここで、固定部材３は、屈曲振動部材１と摩擦部材２との間に設けられており、上記圧縮コイルばね１４と比較して弾性の低い材料や形状であることが好ましく、例えば、金属や樹脂等にてなっていることが好ましい。固定部材３の弾力効果を圧縮コイルばね１４よりも低くすることによって、駆動側摩擦接触部２１の摩擦部材２側への付勢が均一に行われるので、被駆動体２０を安定して移動させることができる。
【００７１】
上記摩擦部材２は、屈曲振動部材１の屈曲動作に応じて動作する。そして、圧縮コイルばね１４による予圧荷重によって生じる摩擦部材２と駆動側摩擦接触部２１との間で作用する摩擦力の働きによって被駆動体２０がＺ方向に移動する。摩擦部材２の材料は、駆動側摩擦接触部２１との摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えばセラミック、金属、樹脂、カーボン等が挙げられる。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、摩擦部材２と固定部材３とは別部材として構成しているが、必ずしもこれに限らず、摩擦部材２と固定部材３とを一体的に構成してもよい。
【００７３】
また、本実施の形態においては、固定部材３と屈曲振動部材１とは別部材として構成している。しかしながら、別部材とした場合には、接着剤等による固定が必要となり、この固定箇所が比較的不安定であるため、駆動回数を重ねたり、又は予圧荷重が増大したりした場合等には、固定箇所が破損する虞がある。そこで、屈曲振動部材１の自由端側における金属板を固定部材３の形状と同様の構成に変形加工することにより、固定部材３と屈曲振動部材１とを一体的に構成してもよい。同一部材とした場合には、駆動回数に関わらず、安定した駆動を維持することができるとともに、予圧荷重の大小に関わらず安定した駆動を維持することができる。
【００７４】
本実施の形態の駆動装置１０ｃをカメラモジュール（カメラ等の撮像装置１０のレンズ駆動）に応用する場合には、被駆動体２０は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部を有するレンズバレルとなり、摩擦部材２及び屈曲振動部材１を含む駆動機構によって光軸方向（Ｚ方向）に駆動されることにより、レンズ取り付け部に取り付けられたレンズのＡＦ（オートフォーカス）動作を実現することになる。
【００７５】
また、本実施の形態の撮像装置１０を搭載することにより駆動速度がより安定するため、ＡＦ（オートフォーカス）精度が高く小型化された携帯電話ＴＥＬ等の電子機器を提供することが可能となる。
【００７６】
このように、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、摩擦部材２は、屈曲振動部材１の自由端に設けられ、かつ被駆動体２０に当接して該被駆動体２０を当接方向とは垂直な方向に摩擦力にて変位させる。このため、屈曲振動部材１の自由端を屈曲変位させ、摩擦部材２を介して被駆動体２０を一定方向へ移動させることができる。
【００７７】
ここで、本実施の形態では、摩擦部材２における被駆動体２０を挟んでの当接方向の対向位置に設けられ、かつ被駆動体２０に接触する球面部１５と、摩擦部材２と球面部１５とを結ぶ軸線上にて球面部１５を被駆動体２０側に付勢する圧縮コイルばね１４とが設けられている。
【００７８】
このため、圧縮コイルばね１４は、球面部１５を被駆動体２０側に、摩擦部材２と球面部１５とを結ぶ軸線上にて付勢する。この結果、被駆動体２０は、両側において、小領域で支持されていることになり、必然的に、移動時の支持側との摩擦抵抗が小さくなる。
【００７９】
この結果、被駆動体２０の安定した一定の駆動速度及び移動量を確保することができる。
【００８０】
また、圧縮コイルばね１４は、摩擦部材２と球面部１５とを結ぶ軸線上にて球面部１５を被駆動体２０側に付勢するので、圧縮コイルばね１４は、常に摩擦部材２に対向する位置に予圧を付与することが可能になる。
【００８１】
したがって、屈曲振動部材１と被駆動体２０との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定した駆動装置１０ｃを提供することができる。
【００８２】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、球面部１５を取り付け、かつ回転軸１２を中心に回転する回転部材１３が設けられていると共に、圧縮コイルばね１４は、回転部材１３に対して回転方向の荷重を与えることにより、回転部材１３を介して球面部１５を被駆動体２０側に付勢している。
【００８３】
これにより、圧縮コイルばね１４が回転部材１３を回転部材１３の回りに回転させる。このため、回転部材１３の一部を被駆動体２０に対して付勢することにより、被駆動体２０が移動した場合においても、常に摩擦部材２に対向する位置に予圧を付与することが可能になる。
【００８４】
したがって、屈曲振動部材１と被駆動体２０との間で作用する摩擦力及び被駆動体駆動速度の安定を、簡単な構造にて確実に確保することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、予圧部材は、圧縮コイルばね１４からなっている。
【００８６】
これにより、安価でばね定数の小さいコイルばねを予圧部材として用いることが可能となる。この結果、被駆動体２０の移動特性において、予圧のばらつきを小さくすることができるので、安定した駆動を可能にすることができる。
【００８７】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、被駆動体２０には、球面部１５と摩擦接触する押圧側当接部２２が設けられていると共に、球面部１５は、押圧側当接部２２と点接触するように形成されている。
【００８８】
これにより、回転部材１３と被駆動体２０との組み立て時のずれなどによる球面部１５と押圧側当接部２２との接触部の荷重ばらつきの影響を低減することが可能となる。また、球面部１５と押圧側当接部２２との接触部の領域をできるだけ小さくすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、被駆動体２０には、摩擦部材２と摩擦接触する駆動側摩擦接触部２１が設けられている。
【００９０】
これにより、被駆動体に比べて摩擦性能の優れた材料である駆動側摩擦接触部２１を用いることによって、摩擦部材２と駆動側摩擦接触部２１との摩擦力を高め、屈曲振動部材１の変位を被駆動体２０への移動に効率的に寄与させることができる。
【００９１】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、被駆動体２０を、摩擦部材２の当接方向とは垂直な方向に移動自在に支持する案内部材１６が設けられていると共に、回転部材１３の回転軸１２は、案内部材１６に平行に設けられている。
【００９２】
これにより、案内部材１６と回転軸１２とが平行に配置されているため、２つの軸の間に被駆動体２０等の部品を配置することができる。この結果、駆動装置１０ｃの組み立てや小型化に有効である。
【００９３】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、回転部材１３には、被駆動体２０における、摩擦部材２の当接方向とは垂直な方向への移動時に被駆動体２０の一部を遊嵌状態に挿通させる開口部１３ａが形成されている。
【００９４】
これにより、回転部材の開口部１３ａに被駆動体２０の一部を遊嵌状態に挿通することにより、被駆動体２０が横ぶれしたときの幅が回転部材１３の開口部１３ａの領域内に限定される。すなわち、回転部材１３の開口部１３ａは、被駆動体２０が横ぶれしたときのぶれ幅の範囲を規制していることになる。このため、被駆動体２０が、摩擦部材２の当接方向とは垂直な方向へ精度よく移動することができる。
【００９５】
また、回転部材１３の開口部１３ａに被駆動体２０の一部を遊嵌状態に挿通することにより、駆動装置１０ｃの薄型化、小型化を図ることができる。
【００９６】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、屈曲振動部材１の自由端には、摩擦部材２を取り付けた固定部材３が設けられている。
【００９７】
これにより、屈曲振動部材１の変位が固定部材３を介して被駆動体２０に伝達されることになる。この場合、屈曲振動部材１の変位を被駆動体２０に直接伝達するのに比べて、屈曲振動部材１の変位を固定部材３を介して被駆動体２０に伝達する方が、弾性力が予圧部材の付勢力よりも小さくなる。この結果、圧縮コイルばね１４による被駆動体２０に対する予圧荷重が均一に付与されるので、被駆動体２０の移動をより安定させることができる。
【００９８】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、固定部材３は、摩擦部材２の移動方向を屈曲振動部材１の屈曲変位方向であるＹ軸方向とは異ならせるＺ軸方向になっている。
【００９９】
これにより、筐体１１内における屈曲振動部材１の配置に自由度が増すので、筐体１１の外形サイズ、つまり駆動装置１０ｃの大きさをより小さくすることができる。
【０１００】
また、本実施の形態の撮像装置１０は、本実施の形態の駆動装置１０ｃを備えている。このため、屈曲振動部材１と被駆動体２０との間で作用する摩擦力及び被駆動体２０の駆動速度の安定した、かつピント調整の精度がより優れた撮像装置１０を提供することができる。
【０１０１】
本実施の形態の電子機器としての例えば携帯電話ＴＥＬは、本実施の形態の撮像装置１０を備えている。これにより、屈曲振動部材１と被駆動体２０との間で作用する摩擦力及び被駆動体２０の駆動速度の安定した、より精度の高い、より小型化された携帯電話ＴＥＬ等の電子機器を提供することができる。
【０１０２】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０３】
図９は、実施の形態２における駆動装置１０ｃの構成を示す概略の斜視図である。
【０１０４】
前記実施の形態１では、本発明の予圧部材は圧縮コイルばね１４からなっていたが、本実施の形態では予圧部材は引っ張りコイルばねからなっている点が異なっている。
【０１０５】
すなわち、本実施の形態における駆動装置は、図９に示すように、予圧部材としての引っ張りコイルばね３４を有している。上記引っ張りコイルばね３４は、一端３４ａが筐体１１に取り付けられ、他端３４ｂが回転部材１３に取り付けられている。この引っ張りコイルばね３４により、回転部材１３のばね取り付け端部１３ｂが被駆動体２０側に引っ張られて被駆動体２０の駆動側摩擦接触部２１を摩擦部材２側へ付勢する。
【０１０６】
上記引っ張りコイルばね３４は、予圧荷重の方向が摩擦部材２と駆動側摩擦接触部２１とが接触する方向に略同一線上に位置するように構成されている。
【０１０７】
予圧荷重のばらつきを小さくするためには、一般的にばね定数を小さくすることが望ましい。しかし、実施の形態１に示した圧縮コイルばね１４の場合、ばね定数を小さくするために、圧縮コイルばね１４のコイル径とばね長さ比を大きくした場合、ばねの取り付け角度ずれによって、ばねの座屈が発生し易いという問題がある。ばねの座屈は、ばね長さを長くするに伴ってコイル径を大きくすれば、問題とはならない。しかし、駆動装置１０ｃの外形寸法をより小さくする必要があるときは、本実施の形態のような引っ張りコイルばね３４の場合にはこの座屈現象が発生しない。この結果、ばねの取り付け精度が厳しくなくても組み立てが容易となるので好ましい。
【０１０８】
このように、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、予圧部材は、引っ張りコイルばね３４からなっている。
【０１０９】
これにより、安価でばね定数の小さいコイルばねを予圧部材として用いることが可能となる。この結果、被駆動体２０の移動特性において、予圧のばらつきを小さくすることができるので、安定した駆動を可能にすることができる。
【０１１０】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
図１０は、本実施の形態における駆動装置の構成を示す概略の斜視図である。
【０１１２】
前記実施の形態１及び実施の形態２では、予圧部材は圧縮コイルばね１４又は引っ張りコイルばね３４等のコイルばねからなっていたが、本実施の形態では予圧部材は板ばねからなっている点が異なっている。
【０１１３】
すなわち、本実施の形態における駆動装置は、図１０に示すように、予圧部材としての板ばね４４を有している。板ばね４４は、筐体１１にその一端４４ａが固定され、他端４４ｂが回転部材１３に接着剤又はスポット溶接等の方法で固定されている。この板ばね４４によって、回転部材１３が被駆動体２０側に付勢されることにより、被駆動体２０の駆動側摩擦接触部２１を摩擦部材２側へ付勢する。
【０１１４】
このように、予圧部材として板ばね４４を用いることによって、省スペースで安価な予圧機構が実現可能となる。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、予圧部材は、板ばね４４からなっている。
【０１１６】
これにより、安価でばね定数の小さい板ばねを予圧部材として用いることが可能となる。この結果、被駆動体２０の移動特性において、予圧のばらつきを小さくすることができるので、安定した駆動を可能にすることができる。
【０１１７】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１８】
図１１は、本実施の形態における駆動装置の構成を示す概略の斜視図である。
【０１１９】
前記実施の形態１〜実施の形態３では、回転部材１３と被駆動体２０の押圧側当接部２２とは球面部１５にて点接触していたが、本実施の形態では回転ローラを用いて線接触している点が異なっている。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態における駆動装置１０ｃは、図１１に示すように、回転部材１３の被駆動体２０と接触する個所に回転体としての回転ローラ５２を設けている。なお、本発明においては、被駆動体２０に押圧側当接部２２が設けられていてもよい。
【０１２１】
この回転ローラ５２は、材料は、樹脂又は金属からなり、回転部材１３に対して回転可能に設けられている。そのため、被駆動体２０が案内部材１６に沿って移動したときに、回転ローラ５２は転がり摩擦によって回転する。この結果、摺動摩擦よりも転がり摩擦によって、摩擦をより小さくできるので、被駆動体２０に加わる外乱となる摩擦力を小さくすることが可能となり、被駆動体２０の動作特性の安定化を図ることができる。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、予圧部材は、前記実施の形態２に記載した引っ張りコイルばね３４を例示して説明したが、本発明では、必ずしもこれに限らず、実施の形態１にて記載した圧縮コイルばね１４、又は実施の形態３にて記載した板ばね４４であっても、回転ローラ５２を使用することが可能である。
【０１２３】
このように、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、被駆動体２０には、接触部材と摩擦接触する押圧側当接部２２又はが設けられていると共に、接触部材は、押圧側当接部２２と線接触するように形成されている。
【０１２４】
これにより、回転部材１３と被駆動体２０との組み立て時のずれなどによる接触部材と押圧側当接部２２との接触部の荷重ばらつきの影響を低減することが可能となる。また、接触部材と押圧側当接部２２との接触部の領域をできるだけ小さくすることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、本発明の接触部材は、押圧側当接部２２又は被駆動体２０と線接触する回転ローラ５２からなっている。
【０１２６】
これにより、回転ローラ５２と被駆動体２０との間で線接触することになると共に、転がり摩擦が関与することになる。この結果、回転ローラ５２と被駆動体２０との摩擦力をさらに低減することが可能となるので、被駆動体２０の移動特性をさらに安定させることができる。
【０１２７】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２８】
図１２は、実施の形態における駆動装置の構成を示す概略の斜視図である。
【０１２９】
本実施の形態では、回転部材１３の回転軸１２が設けられている位置が、前記実施の形態１〜実施の形態４における回転軸１２が設けられている位置とは異なっている。
【０１３０】
すなわち、前記実施の形態１〜実施の形態４では、回転部材１３の回転軸１２は、案内部材１６に対して筐体１１における対角線上の対向位置に設けられていた。
【０１３１】
しかし、本実施の形態における駆動装置１０ｃでは、図１２に示すように、回転軸１２は、被駆動体２０に設けられた駆動側摩擦接触部２１と摩擦部材２との接触部６１と、回転部材１３と被駆動体２０に設けられた押圧側当接部２２との接触部６２を結ぶ線分に対して垂直で、かつ接触部６２を通る線上に設けられている。
【０１３２】
また、接触部６２と回転軸１２とを結ぶ線と平行であって、接触部６１と接触部６２との中間点を通る線上に、案内部材１６が配置されている。これによって、回転部材１３が被駆動体２０に与える予圧方向と、その反力である、摩擦部材２が被駆動体２０に与える力とを同一直線上に配置できるため、案内部材１６に不要な力が加わらず、被駆動体２０と案内部材１６との摩擦力低減が可能となる。その結果として、被駆動体２０の動作特性の安定化を図ることができる。
【０１３３】
また、案内部材１６の設置位置は、接触部６１と接触部６２との中間点であれば、案内部材１６に加わる摩擦力低減効果が得られるが、特に中点が好ましい。この場合、予圧方向と反力の方向とを理想的に同一直線上に配置することができる。
【０１３４】
このように、本実施の形態の駆動装置１０ｃでは、回転部材１３の回転軸１２は、球面部１５と摩擦部材２とを結ぶ線分に対して垂直で、かつ球面部１５と押圧側当接部２２との接触部６２を通過する線上に設けられている。
【０１３５】
これにより、回転部材１３に取り付けられた球面部１５の圧縮コイルばね１４、引っ張りコイルばね３４、又は板ばね４４による付勢方向が被駆動体２０及び摩擦部材２に対して垂直となるように回転部材１３を回転させるものとなる。この結果、被駆動体２０の移動特性が安定する。
【０１３６】
なお、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】
【０１３７】
本発明は、例えばカメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動に用いられる駆動装置、これを備えた例えばカメラ又はビデオ等の撮像装置、及び例えば携帯電話等の電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１      屈曲振動部材（屈曲変位部材）
２      摩擦部材
３      固定部材
３ａ    固定端側アーム
１０      撮像装置
１０ａ    光学素子
１０ｂ    撮像素子
１０ｃ    駆動装置
１１      筐体
１２      回転軸
１３      回転部材
１３ａ    開口部（挿通孔）
１４      圧縮コイルばね（予圧部材）
１４ａ    一端部
１４ｂ    他端部
１５      球面部（接触部材）
１６      案内部材
２０      被駆動体
２０ａ    案内孔
２１      駆動側摩擦接触部（駆動側摩擦接触部材）
２２      押圧側当接部（予圧側当接部材）
２３      挿通部
３４      引っ張りコイルばね（予圧部材）
３４ａ    一端
３４ｂ    他端
４４      板ばね（予圧部材）
４４ａ    一端
４４ｂ    他端（自由端）
５２      回転ローラ（回転体）
６２      接触部
Ｓ        シャッター
ＴＥＬ    携帯電話（電子機器）
【図１】
2010183674.tif 000003
【図２】
2010183674.tif 000004
【図３】
2010183674.tif 000005
【図４】
2010183674.tif 000006
【図５】
2010183674.tif 000007
【図６】
2010183674.tif 000008
【図７】
2010183674.tif 000009
【図８】
2010183674.tif 000010
【図９】
2010183674.tif 000011
【図１０】
2010183674.tif 000012
【図１１】
2010183674.tif 000013
【図１２】
2010183674.tif 000014
【図１３】
2010183674.tif 000015
【図１４】
2010183674.tif 000016
【図１５】
2010183674.tif 000017