(57)【要約】【課題】圧電素子の振動変位を確保したまま、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない駆動装置を実現する。【解決手段】本発明の駆動装置は、電気的制御により伸縮する圧電部材２２Ｘ・２２Ｙと、圧電部材２２Ｘ・２２Ｙよりも大きいシム材２１とを有し、圧電部材２２Ｘ・２２Ｙとシム材２１とが張り合わされた屈曲変位部材１Ａ・１Ｂを備え、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂを駆動源として鏡筒４を駆動する駆動装置である。そして、鏡筒４を駆動するのに必要な屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位量の中で最大の変位量を最大屈曲変位量としたとき、最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおける圧電部材２２Ｘ・２２Ｙと接触しない位置に配され、かつ屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおけるシム材２１の過屈曲変位を制限する突起部８を備えたので、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的制御により伸縮する圧電部材と、前記圧電部材よりも大きい振動板とを有し、上記圧電部材と上記振動板とが張り合わされた屈曲変位部材を備え、該屈曲変位部材を駆動源として被駆動体を駆動する駆動装置であって、
被駆動体を駆動するのに必要な屈曲変位部材の屈曲変位量の中で最大の変位量を最大屈曲変位量としたとき、
上記最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置に配され、かつ屈曲変位部材における振動板の過屈曲変位を制限する変位制限手段を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記屈曲変位部材単体において屈曲が許容される上記最大変位量よりも大きい変位量を許容屈曲変位量としたとき、
上記変位制限手段は、上記許容屈曲変位量よりも小さい変位量になった振動板の過屈曲変位を制限するようになっ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】
上記屈曲変位部材の一部を支持する支持部材を備え、
上記支持部材には、上記変位制限手段として、屈曲変位部材側に突出した第１の突起部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記第１の突起部は、過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置であり、かつ振動板の一部と接触する位置に配されていることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記第１の突起部は、弾性体または緩衝部材から構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置。
【請求項６】
上記振動板に、上記変位制限手段としての第２の突起部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
上記第２の突出部が、弾性構造を有していることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
上記屈曲変位部材としての、第１及び第２の屈曲変位部材と、
第１及び第２の屈曲変位部材に連結され、第１及び第２の屈曲変位部材の屈曲変位により被駆動体と接触し、該被駆動体を屈曲変位部材の屈曲変位方向と垂直な方向に駆動する駆動部材とを備え、
上記変位制限手段は、第１及び第２の屈曲変位部材それぞれに対応して、備えられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を駆動させる駆動機構を備えた駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子の振動により被駆動体を駆動させる駆動機構を備えた駆動装置が開発されている。この駆動装置では、圧電素子に繰り返し電圧を印加することで、圧電素子を振動させている。一般的に圧電素子は、セラミックスなどの脆い材料を備えているため、落下や衝撃による変形により壊れやすいという課題がある。この課題に対して、例えば特許文献１には、ステンレス等からなる補強板の両面に圧電素子が接着された圧電アクチュエータが提案されている。
【０００３】
また、圧電素子を備えたアクチュエータに限らず、アクチュエータにおいて耐衝撃性を高める技術として、例えば特許文献２には、レンズ等を保持するホルダの変位を抑制するための変位抑制手段が設けられた構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５４４１７号公報（平成１６年９月９日公開）
【特許文献２】特開２００６−２５１７２８号公報（平成１８年９月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された構成では、以下の問題を生じる。
【０００５】
すなわち、特許文献１のような構成の駆動装置では、圧電素子の耐衝撃性を向上させるために補強板を厚くすると、圧電素子による振動変位が小さくなってしまう。また、振動変位を大きくして効率よく被駆動体を駆動させるためには、補強板を薄くするか、圧電素子の一部だけに補強板が設けられた構成にする必要がある。このような構成では、十分な耐衝撃性能を確保することができない。
【０００６】
また、特許文献２のように、ホルダの変位を抑制するための変位抑制手段が設けられた構成では、変位抑制手段が圧電素子に衝突してしまう。この衝突により、脆い圧電素子が破壊されてしまうおそれがある。
【０００７】
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、圧電素子の振動変位を確保したまま、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない駆動装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の駆動装置は、上記の課題を解決するために、電気的制御により伸縮する圧電部材と、前記圧電部材よりも大きい振動板とを有し、上記圧電部材と上記振動板とが張り合わされた屈曲変位部材を備え、該屈曲変位部材を駆動源として被駆動体を駆動する駆動装置であって、被駆動体を駆動するのに必要な屈曲変位部材の屈曲変位量の中で最大の変位量を最大屈曲変位量としたとき、上記最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置に配され、かつ屈曲変位部材における振動板の過屈曲変位を制限する変位制限手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、変位制限手段は、上記最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材における振動板の過屈曲変位を制限するので、衝突等により屈曲変位部材が最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したときに、屈曲変位部材が変形し破壊されてしまうことを防止するが可能になる。
【００１０】
また、変位制限手段は、最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置に配されているので、衝突等により屈曲変位部材が最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したときに、圧電部材が変位制御手段と接触することがない。それゆえ、上記の構成によれば、圧電部材の破壊を防止することが可能になる。
【００１１】
以上のように、上記の構成によれば、圧電素子の振動変位を確保したまま、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない駆動装置を実現することができる。
【００１２】
また、本発明の駆動装置では、上記屈曲変位部材単体において屈曲が許容される上記最大変位量よりも大きい変位量を許容屈曲変位量としたとき、上記変位制限手段は、上記許容屈曲変位量よりも小さい変位量になった振動板の過屈曲変位を制限するようになっていることが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、衝突等により屈曲変位部材が最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したときに、変位制限手段は、屈曲変位部材の屈曲変位が許容屈曲変位量に達する前に、振動板の過屈曲変位を制限することになる。それゆえ、圧電部材の破壊を防止することが可能になる。
【００１４】
また、本発明の駆動装置では、上記屈曲変位部材の一部を支持する支持部材を備え、上記支持部材には、上記変位制限手段として、屈曲変位部材側に突出した第１の突起部が設けられていてもよい。
【００１５】
また、本発明の駆動装置では、上記第１の突起部は、過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置であり、かつ振動板の一部と接触する位置に配されていることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、衝突等により屈曲変位部材が最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したときに、第１の突起部は、振動板の一部と接触（当接）することになる。また、このとき、第１の突起部は、過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しないことになる。それゆえ、上記の構成によれば、圧電素子の振動変位を確保したまま、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない駆動装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の駆動装置では、上記第１の突起部は、弾性体または緩衝部材から構成されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、屈曲変位部材が衝突等の衝撃により最大屈曲変位量を超えて大きく変位したときに、第１の突起部と振動板との衝突による衝撃を緩和することができる。
【００１９】
また、本発明の駆動装置では、上記振動板に、上記変位制限手段としての第２の突起部が設けられていてもよい。
【００２０】
また、本発明の駆動装置では、上記第２の突出部が、弾性構造を有していることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、屈曲変位部材が最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したとき、振動板は、第２の突起部のバネ特性に応じた減速を受けることになる。したがって、上記の構成によれば、屈曲変位部材の破壊を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の駆動装置では、上記屈曲変位部材としての、第１及び第２の屈曲変位部材と、第１及び第２の屈曲変位部材に連結され、第１及び第２の屈曲変位部材の屈曲変位により被駆動体と接触し、該被駆動体を屈曲変位部材の屈曲変位方向と垂直な方向に駆動する駆動部材とを備え、上記変位制限手段は、第１及び第２の屈曲変位部材それぞれに対応して、備えられている構成であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の駆動装置は、以上のように、被駆動体を駆動するのに必要な屈曲変位部材の屈曲変位量の中で最大の変位量を最大屈曲変位量としたとき、上記最大変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材における圧電部材と接触しない位置に配され、かつ屈曲変位部材における振動板の過屈曲変位を制限する変位制限手段を備えたので、圧電素子の振動変位を確保したまま、充分な耐衝撃性能が得られ、かつ圧電素子が破壊されることがない駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の駆動装置は、屈曲変位部材と、該屈曲変位部材の屈曲変位を電気的に制御する制御手段とを備えている。すなわち、本駆動装置では、制御手段による電気的制御により、屈曲変位部材の屈曲変位が励起されるようになっている。まず、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材について説明する。屈曲変位部材の一例としては、例えば図５（ａ）・（ｂ）に示されるバイモルフ構造の圧電素子が挙げられる。
【００２５】
図５（ａ）は、バイモルフ構造の圧電素子の構成を示す側面図であり、図５（ｂ）は、圧電素子の屈曲変位の様子を示す図である。
【００２６】
図５（ａ）・（ｂ）に示される圧電素子は、２つの圧電材料層２２Ｘ・２２Ｙと、金属からなるシム材（振動板）２１とを備え、２つの圧電材料層２２Ｘ・２２Ｙがシム材２１を挟んで圧着された３層構造になっている。そして、２つの電極２０Ｘ・２０Ｙが、この３層構造を挟んでいる。この２つの電極２０Ｘ・２０Ｙは、図示しない制御手段に接続されている。そして、シム材２１の一端が固定支持されている（図５（ａ）・（ｂ）において黒三角印で示された「固定点」）。なお、図５（ａ）・（ｂ）では、圧電材料層２２Ｘ・２２Ｙと、及びシム材２１からなる３層構造の積層方向を厚み方向としている。さらに、厚み方向において、圧電材料層２２Ｘ側をＸ側とし、圧電材料層２２Ｙ側をＹ側としている。
【００２７】
図５（ａ）・（ｂ）に示す圧電素子では、制御手段から電極２０Ｘ・２０Ｙへ電圧が印加されると、圧電素子が厚み方向に屈曲変位するようになっている。
【００２８】
例えば、圧電材料層２２Ｘは、電極２０Ｘとシム材２１との間の電圧が正になった場合に縮小し、電極２０Ｘとシム材との間の電圧が負になった場合に伸長するように分極されている。また、圧電材料層２２Ｙは、電極２０Ｙとシム材２１との間の電圧が正になった場合に伸長し、電極２０Ｙとシム材２１との間に電圧が負になった場合に縮小するように分極されている。
【００２９】
上記のように分極された圧電材料層２２Ｘ・２２Ｙに対し、制御手段が電圧を印加した場合について説明する。図５（ｂ）に示すように、制御手段は、電極２０Ｘ・２０Ｙとシム材２１との間（図５（ｂ）中のア−イ間）に、正の電圧を印加するようになっている。そして、シム材２１における黒三角印で示した部分が固定されている。この場合、同図に示すように、圧電素子は、厚み方向Ｘ側に屈曲変位する。一方、図示していないが、制御手段がア−イ間に負の電圧を印加すると、圧電素子は、厚み方向Ｙ側に屈曲変位する。
【００３０】
このように、図５（ａ）・（ｂ）に示された圧電素子は、制御手段による電圧印加により屈曲変位するようになっている。なお、本発明の駆動装置における屈曲変位部材は、図５（ａ）・（ｂ）に示された圧電素子に限定されず、電気的制御により屈曲変位を制御することが可能な構造を有する部材であればよい。例えば、屈曲変位部材としては、１つの圧電材料層とシム材とで構成されたモノモルフ構造の圧電素子が挙げられる。モノモルフ構造の圧電素子は、バイモルフ構造の圧電素子と同様の動作概念で、電気的制御による屈曲変位が可能である。
【００３１】
本発明の駆動装置における屈曲変位部材は、以上のように、電圧の印加等の電気的制御により屈曲変位する部材を指しており、その構造はもちろん、厚み、長さ、幅などの寸法や形状に限定をうけるものではない。
【００３２】
以下、説明を簡単にするために、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材を単に「屈曲変位部材」と称することにする。
【００３３】
また、本明細書では、屈曲変位部材が駆動装置内に配置されているとき、被駆動体の移動方向を被駆動体移動方向あるいは（屈曲変位部材の）幅方向と呼び、屈曲変位部材が屈曲する方向を屈曲方向あるいは（屈曲変位部材の）厚み方向とよび、被駆動体移動方向（幅方向）に直交しかつ屈曲方向（厚み方向）に直交する方向を（屈曲変位部材の）長さ方向と呼ぶ。これは、屈曲変位部材の寸法や屈曲変位部材の固定部の位置に影響されるものではない。
【００３４】
〔第１の実施の形態〕
本発明の一実施形態について、図１ないし図２（ａ）・（ｂ）に基づいて説明すると以下の通りである。図１は、本実施形態の駆動装置（以下、本駆動装置と記す）の構成を示す斜視図である。なお、図１に示される駆動装置は、小型カメラモジュールのフォーカス調整機構に適用した最適の実施形態を示す。
【００３５】
まず、図１に示されているように、本駆動装置は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３、鏡筒（被駆動体）４、ガイド軸５、カメラモジュール筐体（支持部材）６、駆動回路（制御手段）７Ａ・７Ｂ、及び突起部（第１の突起部；変位制限手段）８を備えている。
【００３６】
本駆動装置では、弾性部材２が、屈曲変位部材１Ａと屈曲変位部材１Ｂとの間を連結している。そして、弾性部材２には、鏡筒４と摩擦係合する摩擦部材３が連結されている。
【００３７】
屈曲変位部材１Ａ・１Ｂは、上述した２つの圧電材料層２２Ｘ・２２Ｙがシム材２１を挟んで圧着された３層構造になった、バイモルフ構造の圧電素子である。そして、図１に示されるように、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの一方の端部（本実施形態ではシム材の延長）が、カメラモジュール筐体６に接着やはめ込み等により固定されている。そして、他方の端部が、弾性部材２に連結されている。
【００３８】
弾性部材２は、金属または樹脂といった、比較的弾性率が低い材料で構成されている。また、本駆動装置では、摩擦部材３が鏡筒４と接触（摩擦係合）することで、鏡筒４が光軸方向に移動するようになっている。それゆえ、摩擦部材３の材料としては、金属、樹脂、カーボン等が挙げられ、鏡筒４との所望の摩擦係数により選択される。
【００３９】
また、本駆動装置には、鏡筒４の光軸方向移動をガイドするガイド軸５が設けられている。そして、鏡筒４には、ガイド軸５が挿通する穴部が設けられている。ガイド軸５は、光軸方向に延びた棒状体であり、カメラモジュール筐体６の底部（あるいは天井部）に固定されている。また、ガイド軸５は、摩擦部材３と鏡筒４とが接触（摩擦係合）する位置に鏡筒４が位置するように支持する役割がある。本駆動装置では、摩擦部材３と鏡筒４との摩擦係合により、鏡筒４がガイド軸５に沿って、光軸方向に移動するようになっている。なお、本駆動装置において、鏡筒４は、ガイド軸５を挿通する穴部と一体的に形成されるものに限定されない。穴部を含む穴部材が別途鏡筒に接着された構成であってもよい。また、鏡筒４は、摩擦部材３との摩擦係合部分に、所望の摩擦係数を得るための摩擦調節部材が連結された（あるいは貼り付けられた）構成であってもよい。すなわち、ここでは、上記の穴部材、または摩擦調節部材を備えた構成も含めて、鏡筒と称する。
【００４０】
屈曲変位部材１Ａ・１Ｂはそれぞれ、駆動回路７Ａ・７Ｂに接続されている。駆動回路７Ａは、屈曲変位部材１Ａに対し電圧等を印加することにより、屈曲変位部材１Ａの屈曲変位を励起する。駆動回路７Ｂは、屈曲変位部材１Ｂに対し電圧等を印加することにより、屈曲変位部材１Ｂの屈曲変位を励起する。駆動回路７Ａ・７Ｂは、上位の制御回路（図示せず）により制御されており、後述する駆動波形に応じた電圧を屈曲変位部材１Ａ・１Ｂへ出力する。なお、「制御手段」とは、駆動回路７Ａ・７Ｂとその上位の制御回路とを備えたもののことをいう。
【００４１】
なお、制御手段による屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位の電気的制御は、電圧による制御に限定されない。例えば、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂとして、バイメタルや形状記憶合金を使用し、熱により屈曲変位を励起する場合、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位の電気的制御は、電流の増減による制御になる。この場合、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂに流す電流の増減により屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの一部が発生する熱を制御して屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの温度を制御することになる。あるいは、ニクロム線やカンタル線等の発熱線等で構成された電流を流すことで熱を発生する熱発生手段を屈曲変位部材１Ａ・１Ｂに近接して設け、熱発生手段に流す電流の増減により熱発生手段が発生する熱を制御して屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの温度を制御することになる。また、例えば、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂとして磁歪素子を使用し、磁界により屈曲変位を励起する場合、電磁石など電流を流すことで磁界を発生する磁界発生手段を設けて、その電流の増減を制御して屈曲変位部材１Ａ・１Ｂに加える磁界を制御することになる。
【００４２】
また、図１には示されていないが、鏡筒４にはレンズ等の光学部品がはめ込まれており、鏡筒４の底部には、ＣＣＤ等の撮像素子が配置されている。
【００４３】
本駆動装置では、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、及び摩擦部材３から構成された駆動機構により、鏡筒４がガイド軸５に沿って駆動されるようになっている。これにより、鏡筒４にはめ込まれた光学部品が光軸方向に駆動され、焦点調整が行われる。なお、本実施形態では、鏡筒４が移動する被駆動体移動方向は、光軸方向と同義語として扱う。また、本明細書では、鏡筒４にはめ込まれた光学部品が物体を結像する方向（鏡筒４と物体とを結ぶ直線の方向）を「光軸方向」とする。
【００４４】
カメラモジュール筐体６は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３、鏡筒４、及びガイド軸５を収容する部材である。本駆動装置では、カメラモジュール筐体６は、直方体形状になっており、側壁６ａ〜６ｄを有している。図２（ｂ）に示されるように、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂは、カメラモジュール筐体６の側壁６ｃ・６ｄに沿って配置されている。また、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂは、屈曲変位部材１Ａ上の任意の１点（例えば図２（ｂ）に示されたＳ点）と、屈曲変位部材１Ｂ上の任意の１点（例えば図２（ｂ）に示されたＴ点）とを結ぶ直線のうち、鏡筒４を通過する直線（例えばＳ点とＴ点とを結ぶ直線）が少なくとも１つ存在するように配置されている。また、弾性部材２及び摩擦部材３は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにより形成されたコーナー部に配されている。
【００４５】
このように本駆動装置では、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂがカメラモジュール筐体６の側壁に沿って配置され、空間的余裕があるコーナー部に弾性部材２及び摩擦部材３が配されているので、駆動機構の配置にカメラモジュール筐体６内の空間を有効利用することができ、駆動装置の小型化が可能になる。
【００４６】
本駆動装置は、鏡筒４を駆動するのに必要な屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位量の中で最大の変位量を最大屈曲変位量としたとき、この最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位する屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおけるシム材２１の変位を制限する突起部８が設けられていることを特徴としている。
【００４７】
この突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂを支持する支持部材としてのカメラモジュール筐体６の内壁面に形成されている。この突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂそれぞれに対応して配置されており、カメラモジュール筐体６の内壁面から屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ側へ突出する突起部として設けられている。
【００４８】
突起部８が、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが上記最大変位量を超えて過屈曲変位したときシム材２１と接触（当接）することで、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位を抑制している。すなわち、突起部８は、衝突等により屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが大きく変位したときに、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが変形し破壊されてしまうことを防止するための手段である。また、突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ単体において屈曲が許容される変位量（屈曲変位により壊れない変位量）を許容屈曲変位量としたとき、許容屈曲変位量よりも小さい変位量になった振動板の過屈曲変位を制限するように配置されている。これにより、変位制限部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位が許容屈曲変位量に達する前に、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおけるシム材２１と当接することになる。
【００４９】
ここで、「最大屈曲変位量」とは、上述のように、鏡筒４を駆動するのに必要な屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位量の中で最大の変位量のことをいう。つまり、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂを実際に駆動装置の駆動源として用いた場合に、鏡筒４の駆動に必要な屈曲変位量の中で最大の変位量のことをいう。この「最大変位量」は、駆動装置における鏡筒４の駆動力、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの大きさ、あるいは鏡筒４の大きさに応じて適宜設定される。
【００５０】
また、「許容屈曲変位量」とは、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ単体において屈曲が許容される変位量のこといい、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ自身の屈曲変位特性に基づいて設定されるものである。つまり、この「許容屈曲変位量」は、駆動装置の構成に依存しない屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ特有の変位量である。それゆえ、「許容屈曲変位量」は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの構造（例えばバイモルフ構造であるかモノモルフ構造であるか）に応じて適宜決定される。
【００５１】
一般的に、駆動装置においては、許容屈曲変位量以上の屈曲変位で、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが破壊されるため、鏡筒４の駆動に必要な屈曲変位量を許容屈曲変位量よりも小さい変位量で設定する。それゆえ、本駆動装置において、「最大屈曲変位量」は、「許容屈曲変位量」よりも小さくなっている。
【００５２】
本駆動装置における変位制限手段としての突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが「許容屈曲変位量」を超えて屈曲することを制限している。それゆえ、突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位が最大屈曲変位量になったときにはシム材２１と接触しない一方、最大屈曲変位量を超えて許容屈曲変位量に達する前にシム材２１と接触する位置に配されている。
【００５３】
また、突起部８は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが衝突等の衝撃により最大屈曲変位量を超えて大きく変位したときに、圧電部材２２Ｙと当接せず、シム材２１と当接する位置に配されている。これにより、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおける比較的脆いセラミックス材料で構成されている圧電部材２２Ｙは、突起部８と当接することがなくなる。それゆえ、衝突等の衝撃による圧電部材の破壊を抑制することができる。
【００５４】
また、突起部８は、カメラモジュール筐体６に一体で形成されている。これにより、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの固定位置と変位制限手段８との位置は、精度よく得られる。それゆえ、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂと突起部８との位置調整が容易になる。
【００５５】
ここで、図１では、突起部８は半円柱状の形状をしている。しかしながら、突起部８の形状は、半円柱状の形状に限定されるものではなく、シム材２１との当接が可能な形状であればよい。
【００５６】
また、図１に示された構成では、カメラモジュール筐体６の内壁に変位制限手段としての突起部８が設けられていた。しかしながら、本駆動装置における「変位制限手段」は、屈曲変位部材における振動板の過屈曲変位を制限するという機能を有していれば、その構成、あるいは形成位置は限定されない。例えば、「変位制限手段」として、カメラモジュール筐体６の内壁面を適用することも可能である。すなわち、カメラモジュール筐体６の内壁面と屈曲変位部材１Ａ・１Ｂとの位置関係を、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位が最大屈曲変位量になったときにはシム材２１と接触しない一方、最大屈曲変位量を超えて許容屈曲変位量に達する前にシム材２１と接触する位置関係にすることで、カメラモジュール筐体６の内壁面に変位抑制手段としての機能を持たせることが可能になる。つまり、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの支持位置を上記位置関係に最適化することで、図１に示された突起部８の代わりにカメラモジュール筐体６の内壁面を変位制限手段とすることができる。
【００５７】
本駆動装置では、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの屈曲変位方向と垂直な方向に鏡筒４が駆動するように、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、及び摩擦部材３が配置されている。以下、本駆動装置における、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、及び摩擦部材３の位置関係、及び鏡筒４の駆動動作原理について説明する。
【００５８】
（位置関係）
図２（ａ）は、本駆動装置における、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、及び摩擦部材３の位置関係を示した側面図である。また、図２（ｂ）は、本駆動装置の構成を示した平面図である。図２（ａ）では、屈曲変位部材１Ａと弾性部材２とが連結する点を連結点Ａ（図中Ｘ印で示している）とし、屈曲変位部材１Ｂと弾性部材２とが連結する点を連結点Ｂ（図中Ｘ印で示している）としている。また、屈曲変位部材１Ａ及び１Ｂの中心を通過し、かつ長さ方向に平行な線を仮想線Ｌ１としている。また、この仮想線Ｌ１は、摩擦部材３を通過している。
【００５９】
図２（ａ）に示されるように、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂはともに、仮想線Ｌ１上に並んで配されている。言い換えれば、屈曲変位部材１Ａの中心を通過し長さ方向に平行な線と、屈曲変位部材１Ｂの中心を通過し長さ方向に平行な線とが、同一の仮想線Ｌ１で重複しているような配置である。
【００６０】
また、連結点Ａ及び連結点Ｂは、これら２点を結ぶ仮想線ＡＢが、仮想線Ｌ１と交差するように配置されている。また、同図に示すように、連結点Ａは、仮想線Ｌ１に対し、上側に配置されている。一方、連結点Ｂは、仮想線Ｌ１に対し、下側に配置されている。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示したように、屈曲変位部材１Ａは、屈曲変位方向Ａと称した矢印の方向に変位するので、弾性部材２の連結点Ａには弾性部材変位方向Ａと称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される。また、屈曲変位部材１Ｂは、屈曲変位方向Ｂと称した矢印の方向に変位するので、弾性部材２の連結点Ｂには弾性部材変位方向Ｂ称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される（つまり図２（ａ）の連結点Ａ・Ｂには紙面と垂直な方向に変位ベクトルが励起される）。なお、連結点Ａ・Ｂには上記以外の方向にも変位ベクトルが励起されるが、駆動との関係は小さいため説明を省略する。
【００６２】
以下、本駆動装置における、駆動回路７Ａ・７Ｂを備えた制御手段による駆動電圧波形と、この駆動電圧波形に基づく鏡筒４の光軸方向駆動動作原理について説明する。
【００６３】
（動作原理１）
まず、摩擦部材３の先端（鏡筒４に摩擦係合する部分）を楕円駆動させて鏡筒４を光軸方向に駆動させる動作例について説明する。図６は、２枚の屈曲変位部材１Ａ・１Ｂに印加される駆動電圧波形の一例を示すグラフである。図７（ａ）〜（ｃ）は、図６に示された駆動電圧波形に基づく摩擦部材３の先端部の楕円駆動を説明するための説明図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｂ）の矢印Ｖの方向からみた図である。
【００６４】
図６においては、屈曲変位部材１Ａに印加される駆動電圧波形を波形Ａとし、屈曲変位部材１Ｂに印加される駆動電圧波形を波形Ｂとしている。なお、波形Ａ及びＢの駆動電圧波形はそれぞれ、駆動回路７Ａ及び７Ｂから出力される。同図に示されるように、波形Ａと波形Ｂとは、正弦波の駆動電圧波形になっており、相対的に位相が９０度ずれた信号波形になっている。ここで、図６に示された波形Ａ・Ｂの(i)〜(ix)の時点に対応する連結点Ａ及びＢの状態を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００６５】
図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、波形Ａ・Ｂを駆動すると、連結点Ａ及びＢの位置は、(i)〜(ix)に推移する。つまり、連結点Ａ及びＢは、図６の(i)の時点では図７（ａ）の(i)の状態になり、図６の(ii)の時点では図７（ａ）の(ii)の状態になり、図６の(iii)の時点では図７（ａ）の(iii)の状態になり、図６の(iv)の時点では図７（ａ）・（ｂ）の(iv)の状態になり、図６の(v)の時点では図７（ｂ）の(v)の状態になり、図６の(vi)の時点では図７（ｂ）・（ｃ）の(vi)の状態になり、図６の(vii)の時点では図７（ｃ）の(vii)の状態になり、図６の(viii)の時点では図７（ｃ）の(viii)の状態になり、図６の(ix)の時点では図７（ｃ）の(ix)の状態になっている。連結点Ａ及びＢが、図７（ａ）〜（ｃ）に示された(i)〜(ix)の状態に推移し変位することで、摩擦部材３の先端部は、図示したように楕円駆動されることになる。ここで、鏡筒４に接触しているときの摩擦部材３の先端部の変位方向を駆動方向と称することにすると、鏡筒４は摩擦部材３により引っかくように駆動され先端の回転方向によって決まる駆動方向に駆動される。
【００６６】
図６及び図７（ａ）〜（ｃ）の例では、摩擦部材３の先端は、その回転変位（楕円駆動）により、鏡筒４と接触したり離れたりするように配置されている。しかしながら、上記の例に限定されるものではない。
【００６７】
本駆動装置は、摩擦部材３の先端が常に鏡筒４と接触している構成であってもよい。例えば、弾性部材２としてバネを適用し、バネにより摩擦部材３を鏡筒４に押し付けるような構成であってもよい。あるいは、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが、所定量だけ鏡筒４側の方向（被駆動体方向）に引かれて固定された構成であってもよい。あるいは、ガイド軸５が、鏡筒４を摩擦部材３側の方向に押し付けるように固定された構成であってもよい。このような構成により予圧力がかけられ、摩擦部材３の先端が常に鏡筒４に接触するように配置される。
【００６８】
そして、このような構成では、摩擦部材３の先端は、楕円回転する代わりに、（屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３等に歪みが生じるが）駆動方向と逆方向（逆駆動方向）の直線的な変位が交互に励起される。それゆえ、摩擦部材３は、駆動方向変位中と逆駆動方向変位中とで、鏡筒４へ押し付ける力に差が生じることになる。つまり、摩擦部材３の先端は、駆動方向の変位中には鏡筒４へ押し付ける力が大きくなり、逆駆動方向の変位中には鏡筒４へ押し付ける力が小さくなる。
【００６９】
その結果、摩擦部材３と鏡筒４との間に静摩擦力の差が生じる。それゆえ、鏡筒４が駆動方向へ変位する際に摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑らず、鏡筒４が逆駆動方向に変位する際に摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑るように、摩擦部材３の摩擦係数や予圧力を調整することが可能になる。そして、鏡筒４は、逆駆動方向への変位の際に多少引き戻されることがあっても、平均的には駆動方向に駆動されることになる。
【００７０】
また、鏡筒４が駆動方向及び逆駆動方向に変位する際に摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑るように、摩擦部材３の摩擦係数や予圧力を調整することも可能である。この場合、鏡筒４に作用する駆動力は、駆動方向への変位のとき及び逆駆動方向への変位のときの両方ともに、動摩擦力により決定される。このような場合であっても、摩擦部材３の鏡筒４への押し付け力に差が生じることから、逆駆動方向の動摩擦力よりも駆動方向の動摩擦力の方が大きくなる。それゆえ、鏡筒４は、逆駆動方向へ多少引き戻される期間があっても、平均的には駆動方向に駆動されることになる。
【００７１】
また、上記の例では、駆動電圧波形として正弦波波形、位相ずれ量を９０度として説明したが、駆動電圧波形は、特に正弦波に特定するものではなく、また、位相ずれ量も９０度に限定するものではない。
【００７２】
（動作原理２）
次に、摩擦部材３の先端（鏡筒４に摩擦係合する部分）を円弧駆動させて鏡筒４を光軸方向に駆動させる動作例について説明する。図８は、２枚の屈曲変位部材１Ａ・１Ｂに印加される駆動電圧波形を示すグラフである。図９（ａ）・（ｂ）は、図８に示された駆動電圧波形に基づく摩擦部材３の先端部の円弧駆動を説明するための説明図である。図９（ａ）・（ｂ）は、図２（ｂ）の矢印Ｖの方向からみた図である。
【００７３】
図８においては、屈曲変位部材１Ａに印加される駆動電圧波形を波形Ａとし、屈曲変位部材１Ｂに印加される駆動電圧波形を波形Ｂとしている。なお、波形Ａ及びＢの駆動電圧波形はそれぞれ、駆動回路７Ａ及び７Ｂから出力される。同図に示されるように、波形Ａと波形Ｂとは、のこぎり状の駆動電圧波形になっており、相対的に位相が１８０度ずれた信号波形になっている。ここで、図８に示された波形Ａ・Ｂの(i)〜(v)の時点に対応する連結点Ａ及びＢの状態を図９（ａ）・（ｂ）に示す。
【００７４】
図９（ａ）・（ｂ）に示されるように、波形Ａ・Ｂを駆動すると、連結点Ａ及びＢの位置は、(i)〜(v)に推移する。つまり、連結点Ａ及びＢは、図８の(i)の時点では図９（ａ）の(i)の状態になり、図８の(ii)の時点では図９（ａ）の(ii)の状態になり、図８の(iii)の時点では図９（ａ）・（ｂ）の(iii)の状態になり、図８の(iv)の時点では図９（ｂ）の(iv)の状態になり、図８の(v)の時点では図９（ｂ）の(v)の状態になっている。連結点Ａ及びＢが、図９（ａ）・（ｂ）に示された(i)〜(v)の状態に推移し変位することで、摩擦部材３の先端部は、図示したように円弧駆動されることになる。
【００７５】
このとき、摩擦部材３の先端は、図８に示されるのこぎり状の駆動電圧波形により円弧駆動されるため、駆動方向の角速度と逆駆動方向の角速度とに差が生じる（すなわち、(i)〜（iii）の状態へ推移する角速度は相対的に遅くなる一方、(iii)〜（v）の状態へ推移する角速度は相対的に速くなる）。
【００７６】
また、駆動電圧波形を適宜設定することで、摩擦部材３の先端が駆動方向の角加速度と逆駆動方向の角加速度とに差が生じるようにすることもできる。すなわち、(i)〜（iii）の状態へ推移する（駆動方向）角加速度が相対的に遅くなる一方、(iii)〜（v）の状態へ推移する（逆駆動方向）角加速度が相対的に速くなるように、駆動電圧波形を設定することが可能である。それゆえ、摩擦部材３の摩擦係数などを調整することにより、駆動方向において、摩擦部材３と鏡筒４との接点に加わる力が摩擦部材３と鏡筒４との間の静摩擦力を超えることができず、摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑らなくなるようにすることができる。一方、逆駆動方向において、摩擦部材３と鏡筒４との接点に加わる力が摩擦部材３と鏡筒４との間の静摩擦力を上回るため、摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑るようにすることができる。そして、結果として、駆動方向の駆動力と逆駆動方向の駆動力とに差が生じ、鏡筒４が駆動方向に駆動されることになる。
【００７７】
また、駆動方向及び逆駆動方向の両方において、摩擦部材３の先端が鏡筒４を滑るように摩擦係数などを調整することが可能である。この場合、駆動方向の駆動力、及び逆駆動方向の駆動力は、動摩擦力で決定され同じ力となる。しかしながら、図８に示された駆動電圧波形により駆動方向の変位時間が長く、逆駆動方向の変位時間が短く設定されているため、駆動方向の動摩擦力が作用している時間の方が逆駆動方向の動摩擦力が作用している時間よりも長くなる。それゆえ、結果として、鏡筒４は、駆動方向に駆動される。
【００７８】
本駆動装置は、摩擦部材３の先端が常に鏡筒４と接触している構成であってもよい。例えば、弾性部材２としてバネを適用し、バネにより摩擦部材３を鏡筒４に押し付けるような構成であってもよい。あるいは、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが、所定量だけ鏡筒４側の方向（被駆動体方向）に引かれて固定された構成であってもよい。あるいは、ガイド軸５が、鏡筒４を摩擦部材３側の方向に押し付けるように固定された構成であってもよい。このような構成により予圧力がかけられ、摩擦部材３の先端が常に鏡筒４に接触するように配置される。
【００７９】
そして、このような構成では、摩擦部材３の先端は、円弧回転する代わりに、（屈曲変位部材１Ａ・１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３等に歪みが生じ）駆動方向と逆方向（逆駆動方向）の直線的な変位が交互に励起される。このような場合においても、動作原理１で説明した同様の原理により、鏡筒４を駆動することが可能であることはいうまでもない。
【００８０】
また、上記のように連結点Ａの中心と連結点Ｂの中心を結んだ仮想線が、長さ方向と平行な仮想線と交わるように（理想的には直交するように）弾性部材が連結されているので、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの変位により摩擦部材の先端を光軸方向に回転駆動あるいは円弧（直線）駆動させることができる。そして、２枚の屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの連結部をコーナーにして（理想的には９０度に）折り曲げ配置し、２枚の屈曲変位部材によって作られる仮想的な扇形空間領域内に鏡筒４の一部を配置し、筐体６の壁面に屈曲変位部材１Ａ・１Ｂを配置することで駆動装置の小型化、低背化が可能となる。このとき、完全に筐体６の壁面に沿う必要はなく、筐体６内の空き空間に応じて適宜配置すればよいことは言うまでもない。
【００８１】
〔第２の実施の形態〕
本発明の他の実施形態について、図３に基づいて説明すると以下の通りである。図３は、本実施形態の駆動装置（以下、本駆動装置と記す）の構成を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、上記の第１の実施の形態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。また、本駆動装置における駆動原理は、上記第１の実施形態で説明した駆動原理と同様であるので、説明を省略する。
【００８２】
上記第１の実施の形態の駆動装置では、突起部８が、カメラモジュール筐体６に一体で形成された構成であった。これに対し本駆動装置は、図３に示されるように、突起部８’とカメラモジュール筐体６とが別部材になった構成になっている。
【００８３】
図３に示されるように、本駆動装置は、突起部８’を構成する部材がカメラモジュール筐体６の内壁に貼り付けられた構成になっている。そして、突起部８’を構成する部材は、弾性部材もしくは緩衝部材になっている。一般的に、駆動装置において、カメラモジュール筐体６は、強度を保つために、比較的剛性が高い樹脂材料等から構成されている。それゆえ、第１の実施の形態の駆動装置における突起部８は、このような剛性が高い樹脂材料から構成される。これに対し、本駆動装置における突起部８’は、カメラモジュール筐体６と別部材になっており、衝撃を吸収する弾性部材もしくは緩衝部材で構成されている。それゆえ、本駆動装置は、第１の実施の形態の駆動装置と比較して、より衝突による衝撃を緩和することができる。
【００８４】
〔第３の実施の形態〕
本発明のさらに他の実施形態について、図４に基づいて説明すると以下の通りである。図４は、本実施形態の駆動装置（以下、本駆動装置と記す）の構成を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、上記の第１の実施の形態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。また、本駆動装置における駆動原理は、上記第１の実施形態で説明した駆動原理と同様であるので、説明を省略する。
【００８５】
本駆動装置は、図４に示されるように、シム材２１に突起部８’’が形成された構成になっている。この突起部８’’は、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂにおけるシム材２１をカメラモジュール筐体６側に折り曲げることにより形成される。この折り曲げにより、突起部８’’は、弾性機能（バネ特性）を有する。それゆえ、本駆動装置では、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂが最大屈曲変位量を超えて過屈曲変位したとき、シム材２１は、突起部８’’のバネ特性に応じた減速を受けて、突起部８と当接する。したがって、本駆動装置は、第１の実施の形態の駆動装置と比較して、屈曲変位部材１Ａ・１Ｂの破壊を抑制することができる。
【００８６】
以上の説明は、小型カメラモジュールのフォーカス調整機構に適用した場合の一例であり、この構成に限定されるわけではなく、屈曲変位部材を用いた駆動装置であれば、どのような構成であっても、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００８７】
また、実施の形態では、変位制限手段としてカメラモジュール筐体６側に突起部を設ける構成と、カメラモジュール筐体６とシム材２との両方に突起部が設けられた構成とを示したが、本発明の駆動装置は、これらの構成に限定されるわけではない。本発明の駆動装置は、シム材２１側のみに突起部８’’が設けられた構成であってもよい。
【００８８】
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】
【００８９】
本駆動装置は、装置の小型化・低背化を実現することが可能であるので、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の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態の駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１の駆動装置における、屈曲変位部材、弾性部材、及び摩擦部材の位置関係を示した側面図であり、（ｂ）は、図１の駆動装置の構成を示した平面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態の駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図５】（ｂ）は、バイモルフ構造の圧電素子の構成を示す側面図であり、（ｃ）は、圧電素子の屈曲変位の様子を示す図である。
【図６】２枚の屈曲変位部材に印加される駆動電圧波形の一例を示すグラフである。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６に示された駆動電圧波形に基づく摩擦部材の先端部の楕円駆動を説明するための説明図である。
【図８】２枚の屈曲変位部材に印加される駆動電圧波形の一例を示すグラフである。
【図９】（ａ）・（ｂ）は、図８に示された駆動電圧波形に基づく摩擦部材の先端部の円弧駆動を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１Ａ    屈曲変位部材（第１の屈曲変位部材）
１Ｂ    屈曲変位部材（第２の屈曲変位部材）
２    弾性部材
３    摩擦部材
４    鏡筒（被駆動体）
５    ガイド軸
６    カメラモジュール筐体（支持部材）
７Ａ，７Ｂ    駆動回路（制御手段）
８，８’    突起部（第１の突起部，変位制限手段）
８’’    突起部（第２の突起部）
【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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【図９】
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