(57)【要約】【課題】電気機械変換素子を用いた駆動装置であって、従来の駆動電源電圧よりも低い駆動電源電圧で安定して駆動させることができる駆動装置を提供する。【解決手段】電圧が印加されることで伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に取り付けられ前記伸縮とともに変位する支持部材と、前記支持部材に摩擦係合された移動体とを有し、前記移動体は、二酸化ケイ素を強化材として分散された液晶ポリマーで形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されることで伸縮する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の伸縮とともに変位する支持部材と、
前記支持部材に摩擦係合された移動体とを有し、前記電気機械変換素子の伸縮によって前記移動体が前記支持部材に対して相対的に変位する駆動装置であって、
前記移動体は、二酸化ケイ素を強化材として分散された液晶ポリマーで形成されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
電圧が印加されることで伸縮する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の伸縮とともに変位する支持部材と、
前記支持部材に摩擦係合された移動体とを有し、前記電気機械変換素子の伸縮によって前記移動体が前記支持部材に対して相対的に変位する駆動装置であって、
前記移動体は、金属化合物を強化材として分散された液晶ポリマーで形成されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
前記金属化合物は酸化チタン、チタン酸カリウムである請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記強化材の含有量は５重量％以上４５重量％以下である請求項１から請求項３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項５】
前記強化材が粒状の場合、その直径が０．１μｍ以上２０μｍ以下の球形状を用いる請求項１から請求項４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項６】
前記強化材が繊維状の場合、直径０．１μｍ以上２０μｍ以下、且つ、長さ１００μｍ以下の繊維を用いる請求項１から請求項５のいずれかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子等の電気機械変換素子を用いた駆動装置に関するものであり、撮像装置のレンズ駆動等に用いられる駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（PDA）等の小型携帯端末には、画像を撮影するための撮像装置が搭載されている場合が多い。近年、前記小型携帯端末に搭載された撮像装置は、画像を撮影できることだけでは不十分であり、高品質な画像を撮影できることが要求されている。前記撮像装置で高品質な画像を撮影するためのひとつの方法として、前記撮像装置へフォーカス機能、ズーム機能等の光学機能を付加する方法が用いられている。
【０００３】
上述のような光学機能を付加するためには、前記撮像装置に備えられたレンズ（群）を駆動するための駆動装置を搭載する必要がある。前記駆動装置は前記撮像装置の限られたスペースに搭載されるものであり、小型及び軽量である必要がある。このような、小型、軽量の条件を満たす駆動装置として、電圧が印加されることにより伸縮する電気機械変換素子の一つである圧電素子を用いた駆動装置が用いられている。
【０００４】
この圧電素子を用いた駆動装置は、前記圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向の一端に固定され、前記伸縮方向に延びる駆動軸と、前記駆動軸に摺動可能に摩擦係合された移動体とを備えている。前記駆動装置は、前記圧電素子の伸びと縮みの速度又は加速度が異なるように印加する電圧を調整し、前記駆動軸を振動させることで、前記移動体を前記駆動軸に沿って移動させるものである。
【０００５】
前記撮像措置において、前記駆動装置は前記圧電素子の伸縮方向が光軸方向と平行となるように前記圧電素子及び前記駆動軸を配置している。また、前記移動体は１枚又は複数枚のレンズを保持する構造となっている。そして、前記圧電素子を駆動し、前記移動体を前記駆動軸に沿って変位駆動させることで、前記レンズが光軸に沿う方向に直線移動される。
【０００６】
このような圧電素子を用いた駆動装置では、前記移動体として、レンズを保持する樹脂製のレンズ保持枠と前記駆動軸に当接する金属製の摩擦係合部とを、フープ成形により一体化して形成するものが多かった。しかしながら、摩擦係合部の摩擦摺動面は、板金加工で形成されているため、形状の自由度や寸法精度に制限があるうえ、小型化した際には摺動面の反りや面崩れでレンズチルトが発生しやすかった。
【０００７】
そこで、金属材料に対して形状の自由度、寸法精度が高く、安価な樹脂材料で前記移動体を製造するものが提案されている（例えば、特開２００６−３０４５２９号公報、特開２００７−２１６７９号公報等）。
【０００８】
特開２００６−３０４５２９号公報には、圧電素子を用いた駆動装置において、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer：LCP）で移動体を製造しているものが記載されている。さらに、移動体と駆動軸との間にフッ素系潤滑材を介在させることも記載されている。
【０００９】
また、特開２００７−１２１６７９号公報には、圧電素子を用いた駆動装置において、ポリフェニレンサルファイド（Poly Phenylene Sulfide：PPS）で移動体を製造しているものが記載されている。さらに、前記移動体（移動体）として、カーボン繊維、ガラス繊維、カーボンウィスカ及びチタン酸カリウムウィスカの少なくともいずれかを分散されたPPSで製造しているものが記載されている。
【００１０】
以上に示した、LCPやPPSそしてカーボン繊維、ガラス繊維、カーボンウィスカ及びチタン酸カリウムウィスカの少なくともいずれかを分散したPPS等の樹脂材料で、レンズ保持枠と摩擦係合部からなる移動体を製造することで、フープ成形で製造した移動体よりも、小型化、軽量化してもレンズチルトが発生しにくく、しかも製造コストを抑えることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３０４５２９号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の小型携帯端末に搭載される撮像装置のレンズを変位駆動する駆動装置の駆動電源電圧は２．６Ｖ〜３．０Ｖ程度である。一方、前記小型携帯端末はより大きな画面、多くの機能を備えてきており、それだけ消費電力が多くなってきている。前記駆動装置には、品質安定化の目的で、従来の駆動電源電圧よりも低い駆動電源電圧で安定駆動することが要求されている。
【００１３】
しかしながら、特開２００６−３０４５２９号公報、及び（又は）特開２００７−１２１６７９号公報に記載されている樹脂材料で製造した移動体では、従来の駆動電源電圧よりも低い駆動電源電圧での安定した駆動は困難或いは不可能である。
【００１４】
また、特開２００７−１２１６７９号公報に記載の移動体は、PPSで形成されているが、PPSは成形時のバリが発生しやすく、それだけ、製造に手間がかかるとともに、寸法精度を高めることが困難である。
【００１５】
本発明は、電気機械変換素子を用いた駆動装置であって、従来の駆動電源電圧よりも低い駆動電源電圧で安定して駆動させることができる駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、電圧が印加されることで伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮とともに変位する支持部材と、前記支持部材に摩擦係合された移動体とを有し、前記電気機械変換素子の伸縮によって前記移動体が前記支持部材に対して相対的に変位する駆動装置であって、前記移動体は、二酸化ケイ素を強化材として分散された液晶ポリマーで形成されている。
【００１７】
この構成によると、前記支持部材と摩擦摺動する前記移動体の摩擦摺動面の形状の自由度が大きく、前記摩擦摺動面の寸法精度を精緻にコントロールすることが可能である。また、前記移動体の弾性率を高く形成することが可能であるので、前記電気機械変換素子で発生する振動が前記移動体に伝達されやすい。これにより、小さな振動で前記移動体を変位駆動することができるので、駆動電源電圧を低下させることができ、前記電気機械変換素子を小型化することが可能である。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、電圧が印加されることで伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮とともに変位する支持部材と、前記支持部材に摩擦係合された移動体とを有し、前記電気機械変換素子の伸縮によって前記移動体が前記支持部材に対して相対的に変位する駆動装置であって、前記移動体は、金属化合物を強化材として分散された液晶ポリマーで形成されている。
【００１９】
この構成によると、前記支持部材と摩擦摺動する前記移動体の摩擦摺動面の形状の自由度が大きく、前記摩擦摺動面の寸法精度を精緻にコントロールすることが可能である。また、前記移動体の弾性率を高く形成することが可能であるので、前記電気機械変換素子で発生する振動が前記移動体に伝達されやすい。これにより、小さな振動で前記移動体を変位駆動することができるので、駆動電源電圧を低下させることができ、前記電気機械変換素子を小型化することが可能である。なお、前記金属化合物として、酸化チタン、チタン酸カリウムを挙げることができる。
【００２０】
上記構成において、前記強化材の含有量は５重量％以上４５重量％以下である。
【００２１】
上記構成において、前記強化材が粒状の場合、その直径が０．１μｍ以上２０μｍ以下の球形状を用いる。
【００２２】
上記構成において、前記強化材が繊維状の場合、直径０．１μｍ以上２０μｍ以下、且つ、長さ１００μｍ以下の繊維を用いている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、電気機械変換素子を用いた駆動装置であって、従来の駆動電源電圧よりも低い駆動電源電圧で安定して駆動させることができる駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】発明にかかる駆動装置１の概略図である。
【図２】図１に示す駆動装置の移動体の斜視図である。
【図３】本発明にかかる駆動装置１を駆動する駆動回路の一例を示す図である。
【図４】図３に示す駆動回路による圧電素子の駆動のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】実施例１−実施例３及び比較例１−比較例５の移動体の樹脂材料及び強化材及び実験結果の一覧表である。
【図６】本発明にかかる駆動装置が備えられている撮像装置の斜視図である。
【図７】図６に示す撮像装置に備えられたレンズユニットの分解斜視図である。
【図８】図６に示す撮像装置に備えられている駆動装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる駆動装置の概略図であり、図２は図１に示す駆動装置の移動体の斜視図である。図１、図２に示す駆動装置１は撮像装置の内部に配置されレンズを変位駆動する駆動装置１である。図１に示すように、駆動装置１は、移動体１１と、移動体１１を変位駆動する振動リニアアクチュエータ１５とを備えている。
【００２６】
図１に示すように、振動リニアアクチュエータ１５は、電圧を印加することで伸縮する電気機械変換素子である圧電素子１５１と、圧電素子１５１の伸縮方向の一端に取り付けられ、移動体１１を支持する支持部材である駆動軸１５２と、圧電素子１５１の他端に取り付けられた錘１５３と、圧電素子１５１に接続され電圧を印加するリード線１５４と、リード線１５４の先端に取り付けられた端子１５５とを備えている。
【００２７】
図１、図２に示すように、移動体１１は、不図示のレンズが嵌合されるレンズ嵌合部１２と、振動リニアアクチュエータ１５の駆動軸１５２に摩擦係合する軸係合部１４と、軸係合部１４を駆動軸１５２に押し付ける押圧部材１０とを備えている。押圧部材１０は駆動軸１５２を軸係合部１４と反対側から押し付けることで、軸係合部１４を駆動軸１５２に押し付けている。
【００２８】
次に駆動装置１の駆動について説明する。まず、駆動装置１を駆動するための駆動回路について図面を参照して説明する。図３は本発明にかかる駆動装置を駆動する駆動回路の一例を示す図である。図３に示すように、駆動回路は、制御回路Ｃｏｎｔと、４個のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４とを備えており、圧電素子１５１に電圧を印加する回路である。
【００２９】
スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４はＭＯＳ型ＦＥＴであり、各ゲートは、制御回路Ｃｏｎｔの端子Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４にそれぞれ接続され、Ｈｉ又はＬｏの信号が入力される。スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３はＰチャンネルＦＥＴであり、ソースとドレインとの間は、ゲートにＬｏ信号が入力されるとＯＮ（導通状態）になり、ゲートにＨｉ信号が入力されるとＯＦＦ（遮断状態）になる。また、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴであり、ソースとドレインとの間は、ゲートにＨｉ信号が入力されるとＯＮ（導通状態）になり、Ｌｏ信号が入力されるとＯＦＦ（遮断状態）になる。
【００３０】
図３に示すように、スイッチ素子Ｑ１のソースとスイッチ素子Ｑ３のソースとは、それぞれ接続点Ｐ１を介して電源電圧Ｖｐに接続されている。そして、スイッチ素子Ｑ１のドレインは、接続点Ｐ２を介してスイッチ素子Ｑ２のドレインに接続されている。スイッチ素子Ｑ３のドレインは、接続点Ｐ３を介してスイッチ素子Ｑ４のドレインに接続されている。スイッチ素子Ｑ２のソースとスイッチ素子Ｑ４のソースとは、それぞれ、接続点Ｐ４を介して接地されている。そして、圧電素子１５１は接続点Ｐ２、Ｐ３に接続されている。
【００３１】
次に駆動回路の動作について図面を参照して説明する。図４は図３に示す駆動回路による圧電素子の駆動のタイミングを示すタイミングチャートである。図４において、上段は制御回路Ｃｏｎｔの端子Ｓｃ１、Ｓｃ２から出力される信号を示しており、中段は端子Ｓｃ３、Ｓｃ４から出力される信号を示しており、下段は圧電素子１５１に印加される電圧Ｖloadを示している。なお、電圧Ｖloadは図３に示す矢印の方向が正である。
【００３２】
図４に示すように、駆動回路が第１期間〜第３期間からなる周期Ｔｍのサイクルを繰り返すことで、移動体１１を駆動軸１５２に沿って変位駆動することができる。この駆動回路による圧電素子１５１の動作について詳しく説明する。
【００３３】
まず、長さＴ１の第１期間において、図４に示すように、端子Ｓｃ１及び端子Ｓｃ２はＬｏ、端子Ｓｃ３及び端子Ｓｃ４がＨｉとなっている。このとき、図３の回路において、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４がＯＮ、すなわち導通状態であり、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３がＯＦＦ、すなわち遮断状態となっている。これにより、接続点Ｐ３がスイッチ素子Ｑ４を介して接地され、接続点Ｐ２がスイッチ素子Ｑ１を介して電源電圧Ｖｐに接続される。したがって、圧電素子１５１に印加される駆動電源電圧Ｖloadは図４に示すように、＋Ｖｐとなる。
【００３４】
次に、長さＴ２の第２期間では、図４に示すように、端子Ｓｃ１及び端子Ｓｃ２はＨｉ、Ｓｃ３及び端子Ｓｃ４がＬｏとなっている。このとき、図３の回路において、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３がＯＮ、すなわち導通状態であり、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４がＯＦＦ、すなわち遮断状態となっている。これにより、接続点Ｐ２はスイッチ素子Ｑ２を介して接地され、接続点Ｐ３がスイッチ回路Ｑ３を介して電源電圧Ｖｐに接続される。したがって、圧電素子１５１に印加される駆動電源電圧Ｖloadは図４に示すように、−Ｖｐとなる。
【００３５】
そして、長さ（Ｔｍ−Ｔ１−Ｔ２）の第３期間では、図４に示すように端子Ｓｃ１及び端子Ｓｃ２は引き続きＨｉであり、端子Ｓｃ３及び端子Ｓｃ４がＨｉとなる。このとき、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３がＯＦＦ、すなわち遮断状態、スイッチ素子Ｑ２及びＱ４がＯＮ、すなわち導通状態になる。これにより、接続点Ｐ２、Ｐ３がそれぞれスイッチ素子Ｑ２、Ｑ４を介して接続点Ｐ４に接続され、圧電素子１５１は短絡する。したがって、圧電素子１５１に印加される駆動電源電圧Ｖloadは図４に示すように０ボルトとなる。
【００３６】
図４に示すように、駆動電源電圧Ｖloadは１サイクル中に２回の小さい立ち上がり、Ｘ１（第２期間から第３期間に切り替わる部分）、Ｘ２（第３期間から次のサイクルの第１期間に切り替わる部分）とが形成されている。また、駆動電源電圧Ｖloadは１サイクル中に１回の大きな立ち下がりＸ３（第１期間から第２期間に切り替わる部分）が形成されている。
【００３７】
圧電素子１５１はＶloadの小さい立ち上がりＸ１、Ｘ２のときにゆっくり伸長し、大きい立ち下がりＸ３のときに急激に収縮する。このとき、駆動軸１５２は圧電素子１５１の伸縮にあわせて、移動される。
【００３８】
駆動軸１５２に摩擦係合されている移動体１１は、駆動軸１５２がゆっくり移動するとき、駆動軸１５１との摩擦力によって駆動軸１５２とともに移動する。そして、駆動軸１５２が急激に移動するとき、駆動軸１５１との摩擦力よりも移動体１１のその場に留まろうとする慣性力がまさり、移動体１１はその場に留まり、駆動軸１５２のみ、もとの位置に戻る。これ緒を繰り返すことで、移動体１１は駆動軸１５２に沿って変位駆動される。
【００３９】
なお、図４に示すタイミングチャートでは、移動体１１を駆動軸１５２に沿う方向の一方向に駆動するときの動作を示していたが、反対方向に移動させる場合は圧電素子１５１をゆっくり収縮させて、急激に伸長させるように制御することで行うことが可能である。
【００４０】
本発明にかかる移動体についてさらに詳しく説明する。本発明にかかる移動体１１は、樹脂材料である液晶ポリマー（LCP）に無機フィラー（二酸化ケイ素、酸化チタン、チタン酸カリウム等）の強化材を含有した材料で形成されている。無機フィラー（二酸化ケイ素、酸化チタン、チタン酸カリウム等）を含有したLCPは弾性率が上昇し、この材料で移動体１１を製造することで、移動体１１の駆動電源電圧を低く抑えることが可能である。
【００４１】
なお、一般的に、上述のような無機フィラーを強化材として含有するLCPでは、強化材の含有量は概ね２０重量％〜４０重量％程度とされている。これは、含有量が５重量％未満になると、LCPの剥離（フィブリル化）が発生しやすく、反対に、含有量が４５重量％より大きくなると材料がぜい化し強度が低下するためであると考えられる。そこで、本発明では、強化材の含有量が５重量％以上４５重量％以下のLCPを移動体の材料として用いている。
【００４２】
また、強化材の大きさについては次のようなことが知られている。強化材が大きいと、強化材単体の体積が大きくなる分、単位体積あたりの強化材の含有量が少なくなる。強化材の含有量が少なくなると弾性率を高めることが難しくなる。また、強化材が小さいと、強化材がLCP内部にうまく分散せず、強化材が大きい場合と同様に弾性率を高めることが難しくなる。
【００４３】
以上のことより、移動体１１の弾性率を高めるため、本発明では、粒状の強化剤を用いる場合、直径が概ね０．１μｍ以上２０μｍ以下の球形状ものを用いている。さらに、繊維状の強化材を用いる場合、概ね、０．１μｍ以上２０μｍ以下、長さ１００μｍ以下の繊維状のものを用いている。
【００４４】
以上に示した駆動装置１において、本発明と従来例とを比較するため移動体１１を様々な材料で製作し、移動体１１が動作する最低の電圧（最低起動電圧）を調べる実験を行った。以下に、本発明と従来例の比較について詳しく説明する。なお、以下の実験では本発明が３種、従来例が５種のあわせて８種類の移動体１１を製造し比較実験を行っている。
【００４５】
まず、比較実験において、本発明と従来例とで共通する部分である駆動装置１の形状及び構成について説明する。
＜振動リニアアクチュエータ＞
軸径０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍカーボン製の駆動軸１５２を圧電素子１５１の一端に接着固定した。そして、圧電素子１５１の駆動軸１５２と反対側に、１３．５ｍｇの錘１５３を接着固定した。また、駆動回路は上述の図３に示す回路を用いている。
【００４６】
＜移動体＞
移動体１１の形状は図２に示す形状であり、重量は約０．１５０ｇである。また、駆動軸１５２を押圧する押圧部材１０には板ばねが用いられており、板ばねは軸係合部１４を駆動軸１５２に３０ｇｆの力で押圧するように調整されている。
【００４７】
実験方法は以下のとおりである。実施例及び比較例それぞれの移動体を振動リニアアクチュエータに取り付け、圧電素子１５１に図４に示すタイミングで駆動信号を加える。このとき、駆動電源電圧を変化させ、移動体が動作する最低の駆動電源電圧（最低起動電圧）を調べた。なお、説明の便宜上、本発明については、実施例１−実施例３で示し、従来例については比較例１−比較例５で示して区別することとする。図５に実施例１−実施例３及び比較例１−比較例５の移動体の樹脂材料及び強化材及び実験結果の一覧表を示す。
【００４８】
図５に示すように、実施例１の移動体は新日本石油株式会社製の液晶ポリマー（ザイダー：商品名）に二酸化ケイ素を強化材として添加した材料で製造されている。また、実施例２は新日本石油株式会社製液晶ポリマー（ザイダー：商品名）に酸化チタンを強化材として添加した材料で製造されている。そして、実施例３の移動体は、大塚化学株式会社製の液晶ポリマー（ポチコン：商品名）にチタン酸カリウムを強化材として添加した材料で製造されている。なお、実施例１〜実施例３の移動体では、強化材の含有量及び強化材の大きさは上述した範囲内に収まるようにしている。
【００４９】
また、図５に示すように、比較例１−比較例４の移動体は、いずれも出光興産株式会社製のPPS樹脂にカーボン繊維（比較例１）、ガラス繊維（比較例２）、カーボンウィスカ（比較例３）、チタン酸カリウムウィスカ（比較例４）を強化材として添加した材料で製造されている。そして、比較例５の移動体はポリプラスチックス株式会社製の液晶ポリマー（ベクトラ：商品名）にカーボン繊維を強化材として添加した材料で製造されている。
【００５０】
図５に示しているように、実施例１〜実施例３の移動体１１を用いた駆動装置１では、いずれの場合も最低起動電圧は１．９Ｖであった。
【００５１】
一方、比較例５の移動体を用いた駆動装置１では、最低起動電圧が２．２Ｖであった。また、比較例１、比較例４の移動体を用いた駆動装置１では、最低起動電圧が２．３Ｖであった。そして、比較例３の移動体を用いた駆動装置１では、最低起動電圧が２．５Ｖであった。さらに、比較例２の移動体を用いた駆動装置１では、最低起動電圧が３．０Ｖであった。
【００５２】
従来の小型携帯端末に搭載される撮像装置のレンズを駆動する駆動装置１の駆動電源電圧は、概ね２．６Ｖ〜３．０Ｖである。しかしながら、品質安定化のためそれよりも低い駆動電源電圧でも駆動することが望まれている。そこで、本実験の考察では、駆動電源電圧の要求値を２．３Ｖとして判定している。
【００５３】
以上の実験結果をまとめると、本発明の実施例１〜実施例３の移動体を用いた駆動装置１において、最低起動電圧は、駆動電源電圧の要求値である２．３Ｖを下回る１．９Ｖとなっている。これによって、本発明にかかる駆動装置１は、２．３Ｖの駆動電源電圧で駆動した場合でも、移動体１１を安定して変位駆動することが可能である。また、駆動電源電圧が２．３Ｖよりも低いので、圧電素子１５１を小型化することが可能であり、駆動装置１自体を小型化することが可能であるというメリットもある。
【００５４】
一方、比較例５の移動体を用いた駆動装置１において、最低起動電圧は、駆動電源電圧の要求値である２．３Ｖを下回っているものの、わずかに下回っているのみである。このような駆動装置１を、２．３Ｖの駆動電源電圧で駆動した場合、駆動軸１５２と軸係合部１４との摩擦力の変化や姿勢の変化によって移動体に作用する力（重力等）の変化によって移動体１１を安定して変位駆動できなくなる可能性がある。また、圧電素子１５１を小型化することは非常に困難である。
【００５５】
また、比較例１及び比較例４の移動体を用いた駆動装置１において、最低起動電圧は、駆動電源電圧の要求値２．３Ｖと同じであった。この最低起動電圧は移動体１１が動作する最低の電圧であり、このような駆動装置１を、２．３Ｖの駆動電源電圧で駆動した場合、駆動軸１５２と軸係合部１４との摩擦力の変化や姿勢の変化によって移動体に作用する力（重力等）の変化で、移動体１１を変位駆動できなくなる場合がある。
【００５６】
さらに、比較例２及び比較例３の移動体を用いた駆動装置１の場合、最低起動電圧は、駆動電源電圧の要求値２．３Ｖを上回っていた。このような駆動装置１では、駆動電源電圧が２．３Ｖのとき、移動体１１を変位駆動させることはできない。
【００５７】
以上に示したように、本発明の駆動装置１では、駆動電源電圧が従来の駆動電源電圧よりも低くても移動体を変位駆動させることができることがわかった。また、本発明の駆動装置１の場合、駆動電源電圧を低くすることができるので、駆動力を発生する電気機械変換素子である圧電素子を従来のものよりも小型のものを用いても、同じ効果（同等の重量の移動体を変位駆動できる）を得ることが可能である。
【００５８】
なお、駆動電源電圧の要求値を２．３Ｖとして説明しているが、それに限定されるものではない。また、上述の実施例では実験を行っていないが、二酸化ケイ素、酸化チタン、チタン酸カリウムのうち、２種類を含むLCPを用いて移動体を作製してもよい。さらに、強化材の例として二酸化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸カリウムを挙げているが、それに限定されるものではなく、LCPの弾性率を高めることができる強化材を広く採用することが可能である。
【００５９】
次に、本発明にかかる駆動装置を利用した撮像装置について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる駆動装置が備えられている撮像装置の斜視図であり、図７は図６に示す撮像装置に備えられたレンズユニットの分解斜視図であり、図８は図６に示す撮像装置に備えられている駆動装置の斜視図である。
【００６０】
図６に示すように、撮像装置Ａは、配線基板Ｐｂと、配線基板Ｐｂに固定されたレンズユニットとを備えている。また、配線基板Ｐｂには撮像センサＩｍｓが実装されており、撮像センサＩｍｓを囲むようにレンズユニットが配置されている。
【００６１】
この撮像装置Ａは、携帯電話端末に搭載されるものであり、撮像センサＩｍｓは照射された撮像光を電気信号に変換する個体撮像素子を備えている。なお、個体撮像素子として、ＣＭＯＳタイプ又はＣＣＤタイプのイメージセンサを備えた構成となっている。また、以下のレンズユニットの説明において、特に記載しない場合、被写体側を前、撮像装置側を後と表現する。
【００６２】
図６及び図７に示すようにレンズユニットは、３群５枚の固定焦点のレンズユニットである。レンズユニットは第１レンズ群２、第２レンズ群３、第３レンズ群４を備えている。レンズユニットにおいて、第１レンズ群２及び第３レンズ群４は固定レンズ群であり、第２レンズ群３は可動レンズ群である。
【００６３】
図６に示すように、レンズユニットのレンズは、被写体側から、第１レンズ群２、第２レンズ群３、第３レンズ群４の順番で配置されている。これら各レンズ群は筐体５に収納されている。筐体５は撮像センサＩｍｓに近いリヤフレーム５１と、リヤフレーム５１の前側に取付固定されるフロントフレーム５２と、フロントフレーム５２の外側を覆い、電磁シールド及び外観部品として用いられるカバー５３とを備えている。また、レンズユニットには、撮像センサＩｍｓに入射する撮像光の赤外線成分をカットする赤外カットフィルタ９も備えている。
【００６４】
第１レンズ群２にはレンズ２１、２２の２枚のレンズ、レンズ２１とレンズ２２の間に配置された遮光板２３及びレンズ２１の前側に配置された前面遮光板２４が含まれている。第１レンズ群２は、レンズホルダ８を介してフロントフレーム５２に固定されている。また、第３レンズ群４はレンズ４１を備えている。レンズ４１は筐体であるリヤフレーム５１に保持されている。
【００６５】
次に可動レンズ群である、第２レンズ群３について説明する。第２レンズ群３には、レンズ３１、３２の２枚のレンズ及びレンズ３１とレンズ３２との間に配置された遮光板３３とが含まれている。第２レンズ群３は、駆動装置１によって光軸方向に摺動される。
【００６６】
図８に示すように、駆動装置１はレンズ３１、３２及び遮光板３３が保持されるレンズホルダである移動体１１と、移動体１１に駆動力を付勢する振動リニアアクチュエータ１５とを備えている。移動体１１は、レンズ３１、３２の外周に形成されている胴部が嵌合される円筒形状のレンズ嵌合部１２と、振動リニアアクチュエータ１５の駆動軸１５２に摩擦係合する軸係合部１４と、軸係合部１４を駆動軸１５２に押し付ける押圧部材１０とを備えている。
【００６７】
軸係合部１４は駆動軸１５２と係合される２つの係合面とを備えており、２つの係合面とが前側から見てＶ字状となるように付き合わされている。軸係合部１４は、２個の係合面とが駆動軸６２と異なる場所で接触する。そして、移動体１１に取り付けられた押圧部材１０が駆動軸１５２を軸係合部１４の反対側から押圧することで、軸係合部１４を駆動軸１５２に摩擦係合させている。
【００６８】
移動体１１に取り付けられている押圧部材１０について説明する。押圧部材１０は前側から見てＬ字状の形状を有する板ばね部材である。押圧部材１０の屈曲点には、移動体１１に形成されているばね受け凸部１４３に係合される係合部１００が形成されている。また、押圧部材１０のＬ字を形成する一辺１０１の先端には駆動軸１５２を押圧する押圧部１０２が形成されており、もう一辺は移動体１１の外周に当接する受け部１０３を構成している。
【００６９】
押圧部材１０は係合部１００をばね受け凸部１４３に係合することで、受け部１０３が移動体１１の外周に押し当てられる。また、一辺１０１及び押圧部１０２は移動体１１の中央に向かって弾性力を作用させている。この弾性部材１０の弾性力によって軸係合部１４は駆動軸１５２に押圧されており、移動体１１は軸係合部１４を介して駆動軸１５２に摩擦係合される。
【００７０】
次に、振動リニアアクチュエータ１５について説明する。図６に示すように、振動リニアアクチュエータ１５は、電圧を印加することで伸縮する圧電素子１５１と、圧電素子１５１の伸縮方向の一端に取り付けられ、移動体１１が摩擦係合する駆動軸１５２と、圧電素子１５１の駆動軸１５２と反対側の端部に固定された錘１５３とを備えている。
【００７１】
リヤフレーム５１のベース５１０の角部には錘１５３が接着固定されるアクチュエータ取付孔５１４が形成されている。アクチュエータ取付孔５１４は接着剤を充填するための貫通孔であり、錘１５３がアクチュエータ取付孔５１４を前側から覆うように配置された後、後側から接着剤を充填し硬化することで錘１５３、ひいては錘１５３と連結されている圧電素子１５１が固定される。
【００７２】
また、圧電素子１５１にはリード線１５４がはんだ付けにて取り付けられており、リード線１５４の圧電素子１５１と反対側の端部には電圧を印加するための金属製の端子１５５がはんだ付けにて取り付けられている。リード線１５４はリヤフレーム５１の周囲に巻回して配置されており、端子１５５はリヤフレーム５１にクリップ係合した後に、リヤフレーム５１とフロントフレーム５２とで挟まれて固定される。
【００７３】
このような、撮像装置Ａにおいて、第２群レンズユニット３を駆動装置１で駆動することで、画像撮像時に遠い被写体及び近い被写体いずれにもピントを合わせることができ、高品質な画像を撮影することが可能である。また、本発明の移動体１１をレンズホルダとして用いているので、寸法精度が従来のものに比べてさらに高くなっており、第２レンズ群３のレンズ３１、３２の移動を細かく調整することが可能である。このことにより、ピント調整の精度が従来の構成のものに比べて高くなる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、携帯電話、携帯情報端末等の小型携帯端末に搭載されている撮像装置のレンズを駆動する駆動装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  駆動装置
１０  押圧部材
１１  移動体
１２  レンズ嵌合部
１４  軸係合部
１５  振動リニアアクチュエータ
１５１  圧電素子
１５２  駆動軸
１５３  錘
１５４  リード線
１５５  端子
２  第１レンズ群
２１、２２  レンズ
２３  遮光板
２４  前面遮光板
３  第２レンズ群
３１、３２  レンズ
３３  遮光板
４  第３レンズ群
４１  レンズ
５１  リヤフレーム
５１０  ベース
５１１  開口
５１４  アクチュエータ取付孔
５２  フロントフレーム
５３  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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