(57)【要約】【課題】駆動部のストロークが小さくても変位を拡大することが可能な技術を提供する。【解決手段】静電アクチュエータ１０１ａ〜１０１ｄからフレーム１１、２１に与えられる駆動変位は、ねじり弾性を有する支持部１３ａ〜１３ｄを支点とする梃子作用によって増幅されてフレーム１１、２１の縦辺部１１Ｈ、２１Ｈの端点ＰＥａ〜ＰＥｄに伝達され、横辺部１１Ｌ、２１Ｌの動きを介して可動部７上の被駆動体に対して大きな変位を与える。【選択図】図４
2008203406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置であって、
被駆動体が固定される可動部と、
駆動部と、
前記駆動部から与えられる駆動変位に応じて、前記可動部に変位を伝達する変位伝達部と、
前記変位伝達部に結合された弾性部材を有し、前記弾性部材によって前記変位伝達部を弾性的に支持する支持部と、
を備え、
前記変位伝達部は、
前記支持部との結合部位を支点としつつ前記弾性部材の弾性力に抗して傾動する長尺部、
を有し、
前記長尺部の傾動による梃子作用によって前記駆動変位が拡大され、
前記可動部は、当該拡大された変位によって移動されることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記駆動部は、
前記長尺部の一端側に結合された移動櫛歯電極と、
前記移動櫛歯電極に交互配置される固定櫛歯電極と、
を有し、
前記駆動部は、前記移動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極との間に電位差が与えられると、前記駆動変位を発生させることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置において、
前記駆動部と前記可動部とは、前記長尺部の一端側の第１部位と、他端側の第２部位とにそれぞれ連結されており、
前記結合部位は前記長尺部の前記第１部位と前記第２部位との間で、かつ前記第１部位寄りに設定されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の駆動装置において、
それぞれが前記駆動部と前記変位伝達部とを有する単位駆動機構を複数組備え、
単一の可動部の複数箇所に前記複数の単位駆動機構の長尺部がそれぞれ結合されることにより、前記単一の可動部が前記複数の単位駆動機構の並列的な協働によって移動可能とされていることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
被駆動体が固定される可動部の外周側に配置されたフレーム材と、
前記可動部と前記フレーム材とを連結する連結部材と、
前記フレーム材にそれぞれ結合された駆動部と、
固定点と前記フレーム材との間に介挿された弾性部材と、
を有してなる単位駆動機構を１つ以上備え、
前記駆動部から与えられる駆動変位が、前記弾性部材との結合部位を支点とした前記フレーム材の梃子作用によって、前記弾性部材の弾性変形に抗しつつ前記フレーム材および前記連結部材を介して前記被駆動体の変位へと拡大されることを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の駆動装置において、
前記単位駆動機構は、前記連結部材と前記フレーム材との結合点に関して対称的に構成されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
請求項５に記載の駆動装置において、
前記単位駆動機構が前記可動部に関して対称的に複数設けられ、
前記連結部材は弾性体を用いて構成され、
複数の単位駆動機構によって前記可働部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の駆動装置において、
複数の単位駆動機構のそれぞれに含まれる前記駆動部のうち、前記複数の単位駆動機構の相互間で互いに対応する駆動部は互いに隣接して配置されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項９】
請求項５に記載の駆動装置において、
前記単位駆動機構として、
前記可動部の外周に沿って配列された第１フレームを前記フレーム材として有する第１の単位駆動機構と、
前記第１フレームの外周に沿って配列された第２フレームを前記フレーム材として有する第２の単位駆動機構と、
を備え、
前記第１フレームの前記連結部材は前記可動部の第１部位に接続され、
前記第２フレームの前記連結部材は前記第１フレームを避けた経路で前記可動部の第２部位に接続され、
前記連結部材は、弾性体を用いて構成され、
前記第１と第２の単位駆動機構によって前記可動部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする駆動装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の駆動装置において
前記第１と第２の単位駆動機構に含まれる各駆動部は、前記第１フレームと前記第２フレームとの間隙部分に配置されることを特徴とする駆動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の駆動装置において、
前記弾性部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的なねじり変形を生じることを特徴とする駆動装置。
【請求項１２】
請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の駆動装置において、
前記連結部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的な曲げ変形を生じることを特徴とする駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の駆動装置において、
前記被駆動体が撮像素子であることを特徴する駆動装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の駆動装置と前記撮像素子に結像させる光学系とを備える撮像ユニット。
【請求項１５】
請求項１４に記載の撮像ユニットを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動部において発生する変位を拡大する駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動部を移動させる駆動装置は、例えば、撮像装置の撮影光学系において自動合焦（ＡＦ）機構またはズーム機構等に用いられている。従来、これらの駆動装置は、駆動部にステッピングモータ等を採用し、可動部を駆動している。
【０００３】
ところで、近年、マイクロカメラユニット（Micro Camera Unit：ＭＣＵ）が搭載され、撮影機能が付加された小型の電子機器（例えば携帯電話）が急速に普及している。これに伴いＭＣＵ向けのＡＦ機構またはズーム機構に用いられる駆動装置に対しては、小型化の要請が強くなっている。
【０００４】
しかし、駆動部にステッピングモータ等を用いた上記の駆動装置では、駆動部のための固有空間を確保する必要があるため、小型化に対応することは困難である。
【０００５】
そこで、駆動部の小型化を実現するために、半導体の微細加工技術を駆使して作製されたＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)アクチュエータを駆動部に採用した駆動装置が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３３７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＭＥＭＳアクチュエータは、固有空間を確保する必要がないため、小型化することが可能になるが、駆動によって取り出せる変位（駆動変位）が小さくなり、可動部において大きな移動量を確保することができなくなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、駆動部自身の駆動ストロークが小さくても可動部において大きな移動量を確保することが可能な技術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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、駆動装置であって、被駆動体が固定される可動部と、駆動部と、前記駆動部から与えられる駆動変位に応じて、前記可動部に変位を伝達する変位伝達部と、前記変位伝達部に結合された弾性部材を有し、前記弾性部材によって前記変位伝達部を弾性的に支持する支持部とを備え、前記変位伝達部は、前記支持部との結合部位を支点としつつ前記弾性部材の弾性力に抗して傾動する長尺部、を有し、前記長尺部の傾動による梃子作用によって前記駆動変位が拡大され、前記可動部は、当該拡大された変位によって移動されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記駆動部は、前記長尺部の一端側に結合された移動櫛歯電極と、前記移動櫛歯電極に交互配置される固定櫛歯電極とを有し、前記駆動部は、前記移動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極との間に電位差が与えられると、前記駆動変位を発生させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る駆動装置において、前記駆動部と前記可動部とは、前記長尺部の一端側の第１部位と、他端側の第２部位とにそれぞれ連結されており、前記結合部位は前記長尺部の前記第１部位と前記第２部位との間で、かつ前記第１部位寄りに設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る駆動装置において、それぞれが前記駆動部と前記変位伝達部とを有する単位駆動機構を複数組備え、単一の可動部の複数箇所に前記複数の単位駆動機構の長尺部がそれぞれ結合されることにより、前記単一の可動部が前記複数の単位駆動機構の並列的な協働によって移動可能とされていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、被駆動体が固定される可動部の外周側に配置されたフレーム材と、前記可動部と前記フレーム材とを連結する連結部材と、前記フレーム材にそれぞれ結合された駆動部と、固定点と前記フレーム材との間に介挿された弾性部材とを有してなる単位駆動機構を１つ以上備え、前記駆動部から与えられる駆動変位が、前記弾性部材との結合部位を支点とした前記フレーム材の梃子作用によって、前記弾性部材の弾性変形に抗しつつ前記フレーム材および前記連結部材を介して前記被駆動体の変位へと拡大されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る駆動装置において、前記単位駆動機構は、前記連結部材と前記フレーム材との結合点に関して対称的に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項５の発明に係る駆動装置において、前記単位駆動機構が前記可動部に関して対称的に複数設けられ、前記連結部材は弾性体を用いて構成され、複数の単位駆動機構によって前記可働部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る駆動装置において、複数の単位駆動機構のそれぞれに含まれる前記駆動部のうち、前記複数の単位駆動機構の相互間で互いに対応する駆動部は互いに隣接して配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項５の発明に係る駆動装置において、前記単位駆動機構として、前記可動部の外周に沿って配列された第１フレームを前記フレーム材として有する第１の単位駆動機構と、前記第１フレームの外周に沿って配列された第２フレームを前記フレーム材として有する第２の単位駆動機構とを備え、前記第１フレームの前記連結部材は前記可動部の第１部位に接続され、前記第２フレームの前記連結部材は前記第１フレームを避けた経路で前記可動部の第２部位に接続され、前記連結部材は、弾性体を用いて構成され、前記第１と第２の単位駆動機構によって前記可動部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る駆動装置において前記第１と第２の単位駆動機構に含まれる各駆動部は、前記第１フレームと前記第２フレームとの間隙部分に配置されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記弾性部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的なねじり変形を生じることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項６ないし請求項１１のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記連結部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的な曲げ変形を生じることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記被駆動体が撮像素子であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、撮像ユニットであって、請求項１３の発明に係る駆動装置と前記撮像素子に結像させる光学系とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５の発明は、撮像装置であって、請求項１４の発明に係る撮像ユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、駆動部から与えられる駆動変位に応じて可動部に変位を伝達する変位伝達部は、変位伝達部を弾性的に支持する支持部との結合部位を支点としつつ支持部の弾性力に抗して傾動する長尺部を有し、長尺部の傾動による梃子作用によって駆動変位を拡大し、拡大された変位によって可動部を移動させるので、可動部において大きな移動量を確保することが可能となる。
【００２５】
また請求項５から請求項１５に記載の発明によれば、駆動部から与えられる駆動変位が、弾性部材との結合部位を支点としたフレーム材の梃子作用によって、被駆動体の変位へと拡大されるので、被駆動体が固定される可動部において大きな移動量を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．静電アクチュエータについて＞
図１は、静電作用を利用したアクチュエータ（静電アクチュエータ）の構成および動作の第１の状況を示す図である。図１（ａ）は、静電アクチュエータの上面図であり、図１（ｂ）は、静電アクチュエータの側面図である。
【００２８】
また図２は、静電アクチュエータの構成および動作の第２の状況を示す図である。図２（ａ）は、静電アクチュエータの上面図である。また、図２（ｂ）は、静電アクチュエータの側面図であり、図２（ｃ）は、電圧印加時の静電アクチュエータの側面図である。
【００２９】
本実施形態では、駆動装置の駆動部に静電アクチュエータを採用するが、静電アクチュエータは、図１（ａ）に示されるように、櫛歯部分が互い違いに配置（交互配置）された、第１の櫛歯電極１０１と第２の櫛歯電極１０２とによって構成され、２つの櫛歯電極間に印加される電圧によって生じる静電気力を駆動源とする。このような静電アクチュエータは、２つの櫛歯電極の相対的な位置に応じて異なる方向の力を発生させる。なお、図中にＸＹＺ直角座標系が記入されているが、Ｘ軸方向は第１の櫛歯電極１０１の各歯が伸びる方向に相当し、Ｙ軸方向は２つの櫛歯電極１０１，１０２の歯間溝に沿った方向に相当し、Ｚ軸方向は第１の櫛歯電極１０１の各歯が並ぶ方向に相当する。
【００３０】
例えば、図１（ｂ）に示されるように、固定された第１の櫛歯電極（「固定櫛部」とも称する）１０１と移動可能な第２の櫛歯電極（「移動櫛部」とも称する）１０２との櫛歯面が互いにＹ軸方向にズレなく配置されている状態の移動櫛部１０２の動きについて説明する。この状態において、スイッチＳＷが接続され２つの櫛歯電極間に電圧が印加されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間にはＸ方向の引力が発生する。Ｘ方向に伸びる弾性材で形成された支持部材１０３ａを介して、固定部１０４に接続された移動櫛部１０２は、この引力によって＋Ｘ方向に移動する。そして、スイッチＳＷが切断されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間に発生していた引力は消滅し、支持部材１０３ａの弾性力によって移動櫛部１０２は、−Ｘ方向に復帰する。このように互いの櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置されている状態においては、櫛歯電極間に印加する電圧を制御することによって、移動櫛部１０２を、矢印ＨＹａに示すようにＸ方向に移動させることができる。
【００３１】
次に、図１（ｂ）のように櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置された状態ではなく、図２（ｂ）に示すように移動櫛部１０２の櫛歯面が固定櫛部１０１の櫛歯面に対して＋Ｙ方向に平行移動された状態（「櫛歯面をズラして配置した状態」とも称する）の移動櫛部１０２の動きについて説明する。ただし、図２における支持部材１０３ｂは、図１の支持部材１０３ａとは異なり、上面図視においても直線状である。この状態において、スイッチＳＷが接続され２つの櫛歯電極間に電圧が印加されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間にはＸ方向の引力およびＹ方向の引力が発生する。これによって、棒状の支持部材１０３ｂを介して固定部１０４に接続された移動櫛部１０２は、＋Ｘ方向の力Ｆｘと−Ｙ方向の力Ｆｙとを受ける。支持部材１０３ｂは曲げ弾性を有しつつも実質的な伸縮弾性は持たない形状または材質で形成されている。このため、移動櫛部１０２は−Ｘ方向には移動しないが、−Ｙ方向の力Ｆｙを受けることによって、支持部材１０３ｂをたわませながら、略−Ｙ方向に移動する（図２（ｃ）参照）。そして、スイッチＳＷが切断されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間に発生していた引力は消滅し、支持部材１０３ｂの曲げ弾性力によって移動櫛部１０２は、略＋Ｙ方向に復帰する。このように２つの櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置された状態から移動櫛部１０２の櫛歯面が固定櫛部１０１の櫛歯面に対して＋Ｙ方向に平行移動した状態においては、櫛歯電極間に印加する電圧を制御することによって、移動櫛部１０２を、矢印ＨＹｂに示すように回転移動（回動）させることができる。
【００３２】
また、印加された電圧によって櫛歯電極間に発生する力は、櫛歯の数に比例して大きくなり、また、印加する電圧の２乗に比例して大きくなる。一方、櫛歯電極間に発生する力は、櫛歯間の距離に反比例し、櫛歯間の距離が大きくなると小さくなる。なお、各櫛歯は、接触による短絡を防止するために、各櫛歯電極間の距離が等しくなるように互いの中立位置に配置される。また、設計時において、各櫛歯に対して剛性を持たせる等の工夫が施される。
【００３３】
＜１−２．駆動装置について＞
＜１−２−１．構成＞
次に、本実施形態に係る駆動装置１Ａについて説明する。図３は、本実施形態に係る駆動装置１Ａの機能ブロック図である。図４は、駆動装置１Ａの上面図である。図５は、図４のＫ１方向から視認した場合の駆動前の初期状態における駆動装置１Ａの側面図である。
【００３４】
図３に示されるように、駆動装置１Ａは、駆動部５と変位伝達部６と可動部７とを有している。
【００３５】
駆動部５は、変位（「駆動変位」とも称する）を発生させ、当該駆動変位を変位伝達部６に与える機能を有している。本実施形態では、駆動部５に上述の静電アクチュエータを採用し、櫛歯電極間に電圧を印加することによって駆動変位を発生させる。なお、駆動部５に用いる静電アクチュエータにおいては、移動櫛部の櫛歯面と固定櫛部の櫛歯面とを互いにズラして配置するものとする。
【００３６】
変位伝達部６は、変位拡大機構８を有し、駆動部５より与えられた駆動変位を大きく（拡大）した出力変位を生成し、当該出力変位を可動部７に伝達する機能を有している。
【００３７】
可動部７は、上記の出力変位に応じて所定方向に移動される。
【００３８】
ここで、上記各機能部を備える駆動装置１Ａの具体的構成について説明する。
【００３９】
図４に示すように、駆動装置１Ａは、被駆動体を固定する可動部７の外周に沿って可動部７から離隔配置された略矩形のフレーム構造ＦＲを有している。このフレーム構造ＦＲは半割されており、そのうちの１つ（図中の上半部）に相当する第１のフレーム１１と他の１つ（図中の下半部）に相当する第２のフレーム２１とが可動部７の対称線Ｃ−Ｃに関して対称的に配置されている。駆動装置１Ａはまた、このフレーム構造ＦＲを介して可動部７を駆動するための駆動部５として４つの静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有している。各静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄは、固定櫛部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと、それら固定櫛部１０１ａ〜１０１ｄにそれぞれ対向する移動櫛部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄとをそれぞれ有し、各櫛歯電極間に印加される電圧に応じた駆動変位をそれぞれ発生させる。
【００４０】
フレーム構造ＦＲは図３の変位伝達部６の要素となっているが、以下では、第１のフレーム１１の構造および機能について詳述する。第２のフレーム２１も第１のフレーム１１と同様の構造および機能を有している。
【００４１】
第１のフレーム１１は、横辺部１１Ｌと、この横辺の両側に連続する一対の縦辺部１１Ｈとによって形成されており、一端がそれぞれ固定された第１の支持部材１３ａと第２の支持部材１３ｂとによって、一対の縦辺１１Ｈのそれぞれの中点よりも対称線Ｃ−Ｃ寄りの部位が支持されている。第１の支持部材１３ａおよび第２の支持部材１３ｂは、ねじり弾性を持つ材質（たとえば金属）で形成されている。より具体的には、これらの支持部材１３ａ、１３ｂは第１のフレーム１１と一体形成されてもよいが、第１のフレーム１１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計されることによって、第１のフレーム１１に比べて弾性的にねじり変形し易い弾性部材として形成されている。
【００４２】
また、第１のフレーム１１の両端には、それぞれ静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂが接続され、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂからの駆動変位が第１のフレーム１１に与えられる。各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂのそれぞれの櫛歯電極の歯間溝が図４のＹ方向に沿って伸びていることにより、図２（ａ）と同様の原理によって、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂは縦辺１１ＨをＹ方向に駆動することができる。
【００４３】
第１のフレーム１１において、静電アクチュエータ１０ａの接続端ＰＦａを始点として、第１の支持部材１３ａによる支持点（「結合部位」とも称する）ＢＰａを介して延びる第１の長尺部１２ａは第１のフレーム１１の縦辺部１１Ｈのひとつに相当し、第１のフレーム１１の変位拡大機構８（図３）の要素となっている。具体的には、図５に示されるように第１の長尺部１２ａは、支持点ＢＰａを支点として、ＸＹ平面内を傾動可能に構成され、また、支持点ＢＰａは、第１の長尺部１２ａの中点と第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａとの間に設けられている。このため、第１の長尺部１２ａは、いわゆる梃子の原理を利用して、第１の長尺部１２ａの一端（接続端ＰＦａ）に与えられる駆動変位を第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａにおいて拡大して出力することが可能となる。なお、詳細は後述する。
【００４４】
また、第１のフレーム１１において、静電アクチュエータ１０ｂの接続端ＰＦｂを始点として、第２の支持部材１３ｂによる支持点（結合部位）ＢＰｂを介して延びる第２の長尺部１２ｂも第１のフレーム１１の縦辺部１１Ｈの他のひとつに相当し、第１のフレーム１１と同様に第１のフレーム１１の変位拡大機構８（図３）の要素となっている。
【００４５】
また、第１のフレーム１１の横辺部１１Ｌの略中心は、第１の連結部材１４によって可動部７と連結されている。第１の連結部材１４は、曲げ弾性を持つ材質（たとえば金属）で形成され、具体的には第１のフレーム１１と一体に形成された部材のうちの一部を第１のフレーム１１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計することによって第１の連結部材１４が得られるものであり、第１のフレーム１１と同じ材質であってもこのような相対的なサイズ選択によって第１のフレーム１１と比べて弾性変形し易くなっている。
【００４６】
第２のフレーム２１は、上述の第１のフレーム１１と同様の構成を有し、変位拡大機構８の要素となっている。簡単には、第２のフレーム２１は、第３の支持部材１３ｃと第４の支持部材１３ｄとによって支持されている。また、第２のフレーム２１の両端には、静電アクチュエータ１０ｃ，１０ｄがそれぞれ接続されている。そして、第２のフレーム２１は、支持点（結合部位）ＢＰｃと支持点（結合部位）ＢＰｄとをそれぞれ支点とする第３の長尺部１２ｃと第４の長尺部１２ｄとを有している。これらの長尺部１２ｃ，１２ｄは、ＸＹ平面内を傾動可能な変位拡大機構８の要素となっている。
【００４７】
また、第２のフレーム２１は、第２の連結部材１５を有している。第２の連結部材１５は、第２のフレーム２１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計されており、第２のフレーム２１の他の部位に比べて弾性変形し易くなっている。そして、上記第１の連結部材１４と当該第２の連結部材１５とは、互いに対向する位置（対称位置）において可動部７を保持するように構成されている。
【００４８】
以上のように、可動部７の対称線Ｃ−Ｃを境界とする上半部と下半部とは対称的な構成となっており、それぞれが単位駆動機構となっている。この実施形態では２つの単位駆動機構を可動部７に関して対称配置していることになるが、可動部７を移動させる機能そのものはそれぞれのひとつの単位駆動機構が有している。また、駆動装置１Ａでは、４つの静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄのうち、２つの単位駆動機構の相互間で互いに対応する静電アクチュエータは互いに隣接して配置されている（詳細には、図４における静電アクチュエータ１０ａと静電アクチュエータ１０ｃおよび静電アクチュエータ１０ｂと静電アクチュエータ１０ｄ）。これによれば、駆動部５の省スペース化が可能となる。
【００４９】
＜１−２−２．動作＞
次に、上述の構成を有する駆動装置１Ａの動作について説明する。図６は、図４のＫ１方向から視認した場合の駆動状態における駆動装置１Ａの側面図である。図７は、駆動装置１Ａの初期状態と駆動状態とを示す図である。
【００５０】
図５に示される駆動前の初期状態において、静電アクチュエータ１０ａからの−Ｙ方向の力Ｆａｙが第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａ側に加えられると、第１の長尺部１２ａは、弾性変形可能な第１の支持部材１３ａにねじれを発生させながら、支持部材１３ａの弾性力に抗して支持点ＢＰａを中心にＸＹ面内で回転（回動）する。端的に言えば、第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａは−Ｙ方向に変位し、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａは＋Ｙ方向に変位する。
【００５１】
このとき、静電アクチュエータ１０ａによって第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａ側に与えられた駆動変位は、梃子の原理を利用した変位拡大機構８によって拡大（増大）されて、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａ側に出力される。すなわち、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａ側に出力される変位（出力変位）は、駆動変位よりも大きくなる。
【００５２】
また同様に、静電アクチュエータ１０ｃからの−Ｙ方向の力Ｆｃｙが第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃ側に加えられると、第３の長尺部１２ｃは、弾性変形可能な第３の支持部材１３ｃにねじれを発生させながら、支持点ＢＰｃを中心にして回転する。端的に言えば、第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃは−Ｙ方向に変位し、第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃは＋Ｙ方向に変位する。これによって、第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃ側からは、第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃに与えられた駆動変位よりも拡大された変位が出力される。
【００５３】
また、図５においては図示されていない第２の長尺部１２ｂおよび第３の長尺部１２ｄも、それぞれ静電アクチュエータ１０ｂ，１０ｄからの力を受けて傾動し、各長尺部１２ｂ，１２ｄの他端ＰＥｂ，ＰＥｄからは、各長尺部１２ｂ，１２ｄの一端ＰＥｂ，ＰＥｄに与えられた駆動変位よりも拡大された変位が出力される。
【００５４】
そして、第１のフレーム１１における２つの長尺部１２ａ，１２ｂの各他端ＰＥａ，ＰＥｂにおいて生じた出力変位は、第１の連結部材１４を介して可動部７に伝達されるとともに、第２のフレーム２１における２つの長尺部１２ｃ，１２ｄの各他端ＰＥｃ，ＰＥｄ側において生じた出力変位は、第２の連結部材１５を介して可動部７に伝達される。可動部７は、出力変位の増加にともなって、図６に示されるように＋Ｙ方向へと移動する。
【００５５】
このとき、第１の連結部材１４および第２の連結部材１５は、可動部７の＋Ｙ方向への移動にともなって、弾性変形しながら可動部７を保持する。これによって、駆動装置１Ａの円滑な動作が可能となる。
【００５６】
具体的には、上述のように各長尺部１２ａ〜１２ｄは、駆動の際には各支持点ＢＰａ〜ＢＰｄを中心にした回転移動を行う。このため、各長尺部１２ａ〜１２ｄの他端ＰＥａ〜ＰＥｄにおいて発生する出力変位は、Ｘ方向の変位ＱＸとＹ方向の変位ＱＹとを含んだものとなる。
【００５７】
例えば、図７に示される駆動状態において、第１の長尺部１２ａと第２の長尺部１２ｂとによって発生する出力変位（第１の出力変位）は、矢印ＡＲ１のように表される。当該第１の出力変位は、−Ｘ方向の変位ＱＸ１と＋Ｙ方向の変位ＱＹ１とによって表すことができる。また、図７に示される駆動状態において、第３の長尺部１２ｃと第４の長尺部１２ｄとによって発生する出力変位（第２の出力変位）は、矢印ＡＲ２のように表される。当該第２の出力変位は、＋Ｘ方向の変位ＱＸ２と−Ｙ方向の変位ＱＹ２とによって表すことができる。
【００５８】
このように、第１のフレーム１１における第１の出力変位と、第２のフレーム２１における第２の出力変位とは、それぞれ−Ｘ方向の変位ＱＸ１と＋Ｘ方向の変位ＱＸ２とを有している。このため、図７の駆動状態においては、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａと第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃとの間の距離は、図５の初期状態における距離と比較して短くなる。したがって、上述のような変位拡大機構８を用いた駆動装置１Ａにおいては、第１の連結部材１４と第２の連結部材１５とをフレームに比べて弾性変形し易く設計し、動作の際に２つの連結部材を弾性変形させる（ここでは曲げ変形を生じさせる）ことによって、駆動によって生じるＸ方向の変位を吸収し、駆動装置１Ａにおける２つの単位駆動機構の並列的な協働による動作を円滑にしている。
【００５９】
また、上記のように駆動装置１Ａでは、第１の連結部材１４と第２の連結部材１５とが、互いに対向する位置において可動部７を狭持している。これによれば、第１の連結部材１４から可動部７に加えられる−Ｘ方向の力Ｆ１４と第２の連結部材１５から可動部７に加えられる＋Ｘ方向の力Ｆ１５とを同一直線上において互いに向き合う方向から可動部７に加えることが可能になる。したがって、動作中の第１の連結部材１４からの力Ｆ１４と第２の連結部材１５からの力Ｆ１５とによって可動部７のバランス（均衡）を乱すことなく、可動部７の姿勢を保ったまま（維持したまま）で可動部７をＹ方向へとＸ軸に平行に移動させることができる。
【００６０】
上述のように、出力変位の増加にともなって＋Ｙ方向へと移動する可動部７は、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからの力と、各長尺部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの傾動によって生じる各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのねじれの復元力とが釣り合う位置において停止する。例えば、櫛歯電極間への電圧の印加を停止すると、ねじれを生じていた各支持部材１３ａ〜１３ｄの復元力によって、可動部７は元の位置に復帰する。したがって、本実施形態では、静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄにおいて発生する力は、櫛歯電極間へ印加する電圧の２乗に比例して大きくなることから、駆動装置１Ａでは、印加する電圧を制御することによって、可動部７の変位（移動量）を調整することが可能となる。
【００６１】
以上のように、駆動装置１Ａは、静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからの駆動変位を拡大して、可動部７をＹ方向へとＸ軸と平行に移動させることができる。これによれば、駆動部５の駆動変位が小さい場合も、可動部７において十分な移動量を確保することが可能となる。また、駆動部５として静電アクチュエータを用いることによれば、駆動部５にステッピングモータ等を用いる場合に比べて、駆動部５のための固有空間を確保する必要がないため、駆動装置１Ａを小型化することが可能となる。
【００６２】
また、この実施形態では連結部材１４，１５を結ぶ方向を上下方向としたとき、複数の単位駆動機構を上下対称配置し、さらに各単位駆動機構を連結部材１４，１５とフレーム１１，１２との結合点に関して左右対称な構造とすることによって、同じ電圧をそれぞれの静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに与えることにより、可動部７の姿勢を変化させずに可動部７を移動させることができる。
【００６３】
＜２．適用例＞
次に、上記の実施形態の駆動装置１Ａの適用例ついて説明する。
【００６４】
そのような適用例としては上記駆動装置１ＡをＡＦ機構に採用した撮像ユニットがあり、また、その撮像ユニットを設けた撮像装置の一種としての折りたたみ式携帯電話がある。図８は、撮像ユニット３０を示す図である。図９は、撮像ユニット３０を備える折りたたみ式携帯電話７０を示す図である。
【００６５】
図８に示されるように、撮像ユニット３０は、パッケージ（箱体：ハウジング）３５と保護ガラス３６とを有し、パッケージ３５と保護ガラス３６とによって形成される密封空間内には、撮像素子３１とそれに被写体像を結像させる光学系としてのズームレンズ３２等を備えている。
【００６６】
撮像素子（例えばＣＣＤ）３１は、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の原色透過フィルターがピクセル単位に市松状に配列(ベイヤー配列)されたエリアセンサとして構成され、被写体像に係る画像信号（画像）を取得する撮像手段として機能する。また、撮像素子３１は、密封空間内の固定部３３に据え付けられた駆動装置１Ａの可動部７に配置（設置）され、駆動装置１Ａの可動部７の移動によって、両矢印ＨＷのように、光軸Ｌ方向に移動する。
【００６７】
ズームレンズ３２は、密封空間内において保護ガラス３６と撮像素子３１との間に支持されている。
【００６８】
このような構成を有する撮像ユニット３０においては、櫛歯電極間へ印加する電圧を制御することによって、撮像素子１５を光軸Ｌ方向に移動させて、焦点調整が行われる。
【００６９】
また、パッケージ３５と保護ガラス３６とによって形成される空間へのゴミの侵入を防止するために、撮像ユニット３０の組み立ては、例えばクリーンルーム（或いはクリーンベンチ）内で行われる。さらに、撮像ユニット３０は、密封空間を形成することによって、駆動装置１Ａの駆動部５に用いられる静電アクチュエータへのゴミの侵入を防ぎ、静電アクチュエータを保護している。また、撮像ユニット３０では、密封空間を形成することによって空気の対流がなくなるため、駆動装置１Ａに対する負荷のばらつきを低減することができる。
【００７０】
また、撮像ユニット３０は、マイクロカメラユニット（ＭＣＵ）として、図９に示される携帯電話７０等の小型電子機器（撮像装置）に搭載される。携帯電話７０は、カメラレンズ部７１と外部表示部７２と撮影用ライト７３とを備えている。撮像ユニット３０は、カメラレンズ部７１から導かれる被写体像を取得可能なように携帯電話７０に内蔵されている。
【００７１】
以上のように、小型化が可能な駆動装置１Ａは、例えば、ＭＣＵ内の部品を駆動させる駆動装置として採用され、ＭＣＵのさらなる小型化を可能にする。
【００７２】
＜３．第２実施形態＞
図１０は、この発明の第２実施形態に係る駆動装置１Ｂの上面図である。図１１は、図１０のＫ２方向から視認した場合の駆動状態における駆動装置１Ｂの側面図である。以下では、駆動装置１Ｂについて、駆動装置１Ａとの相違点を中心に説明する。
【００７３】
第２実施形態に係る駆動装置１Ｂは、駆動装置１Ａと同様に、４つの静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄからなる駆動部５と変位拡大機構８を有する変位伝達部６と可動部７とを備えている（図３）。図１０に示されるように、駆動装置１Ａとの相違点としては、駆動装置１Ｂは、変位伝達部６として大きさの異なる略矩形の第１のフレーム５１と第２のフレーム５２とからなる二重フレームＦＲ２となっている。また、上面からみた場合に、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄが大きい方のフレーム（ここでは、第１のフレーム５１）内に収まるように、第１のフレーム５１と第２のフレーム６１との間に略同心に配置されている。静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂ、５０ｃ，５０ｄは、これら２つのフレーム５１，５２間の間隙部に配置されており、それによってそれぞれの櫛歯電極は第１のフレーム５１の内側に存在する。櫛歯電極がフレームからはみ出さない駆動装置１Ｂのような構成によれば、櫛歯の本数を増やした場合にもコンパクトな構成を維持することができる。
【００７４】
駆動装置１Ｂの動作は、駆動装置１Ａと同様である。簡単には、まず、静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂによって発生される駆動変位が第１のフレーム５１に含まれる一対の縦辺部５１Ｈ（第１の長尺部５２ａおよび第２の長尺部５２ｂ）のそれぞれの一端に与えられる。そして、変位拡大機構８によって拡大された出力変位が、第１の長尺部５２ａおよび第２の長尺部５２ｂの他端に出力される。また同様に、静電アクチュエータ５０ｃ，５０ｄによって発生される駆動変位が第２のフレーム５２に含まれる一対の縦辺部５２Ｈ（第３の長尺部５２ｃおよび第２の長尺部５２ｄ）のそれぞれの一端に与えられる。そして、変位拡大機構８によって拡大された出力変位が、第３の長尺部５２ｃおよび第４の長尺部５２ｄの他端に出力される。
【００７５】
このようにして第１のフレーム５１における２つの長尺部５２ａ，５２ｂの各他端に出力された出力変位は、第１のフレーム５１の横辺部５１Ｌのうち図１０の下側の辺に相当する中継部５１Ｔとそれに続く第１の連結部材５４とを介して可動部７に伝達され、第２のフレーム５２における２つの長尺部５２ｃ，５２ｄの各他端に出力された出力変位は、第２のフレーム５２の横辺部５２Ｌのうち図１０の上側の辺に相当する中継部５２Ｔとそれに続く第２の連結部材５５とを介して可動部７に伝達される。可動部７は、出力変位の増加にともなって、図１１に示されるように＋Ｙ方向へと移動する。
【００７６】
この第２の実施形態においては、第１のフレーム５１を有する単位駆動機構（以下「外側単位駆動機構」）と、第２のフレーム５２を有する単位駆動機構（以下「内側単位駆動機構」）とが可動部７に同じ変位をそれぞれ与えるように、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄのストロークに対する梃子の増幅率を調整することによって、可動部７の移動前後における姿勢を不変とすることができる。また、外側単位駆動機構と内側単位駆動機構とが可動部７に同じ変位をそれぞれ与えるように、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄに与える電圧をあらかじめ調整しておくことによって、可動部７の移動前後において可動部７の姿勢を不変とすることができる。
【００７７】
なお、出力変位の増加にともなって＋Ｙ方向へと移動する可動部７は、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄからの力と、各長尺部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの傾動によって生じる各支持部材５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄのねじれの復元力とが釣り合う位置において停止する。
【００７８】
これらの動作において第２のフレーム５２の下側の横辺部５２Ｌに形成した欠損部を通る経路で第１の連結部材５４が可動部７側に伸びているため、第１の連結部材５４と第２のフレーム５２とが干渉することはない。
【００７９】
この第２実施形態の駆動装置１Ｂを撮像ユニットに組み込み、さらにそれを撮像装置へ搭載する方法は第１の実施形態と同様である。
【００８０】
＜４．変形例＞  
この発明では、上記適用例における撮像ユニット３０において、撮像素子３１の位置を測定する位置センサをさらに備える構成としてもよい。図１２は、位置センサを備える撮像ユニット３０を示す図である。
【００８１】
具体的には、図１２に示されるように、撮像ユニット３０の密封空間において、可動部７の位置を測定する位置センサＰＳｅを配置し、当該位置センサＰＳｅから可動部７の位置（測定位置）を取得する。そして、当該位置情報と、印加電圧より換算して取得される可動部７の位置（換算位置）とを比較して、可動部７の現在位置を補正する。詳細には、測定位置と換算位置とが異なっている場合は、測定位置が換算位置と合致するように印加電圧を修正して、可動部７の現在位置を補正するようなフィードバック制御がなされる。
【００８２】
これによれば、駆動装置１Ａの動作精度が悪化する状況においても、適切な焦点調整を行うことが可能となる。なお、位置センサＰＳｅとしては、例えば、測距対象物に照射したレーザの反射光を用いて測距対象物までの距離を測定するセンサを採用することができる。
【００８３】
また、上記各実施形態においては、駆動装置１Ａにおける各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄおよび各連結部材１４，１５は、フレームと一体形成しつつも、フレームに比べて細く設計することによって弾性変形し易くしていたが、これに限定されない。具体的には、フレームに用いられる部材に比べて弾性変形し易い材料を用いて各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄおよび各連結部材１４，１５を構成して、各支持部材１３ａ〜１３ｄおよび各連結部材１４，１５を弾性変形し易くしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】静電アクチュエータの構成および動作を示す図である。
【図２】静電アクチュエータの構成および動作を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。
【図４】駆動装置の上面図である。
【図５】駆動前の初期状態における駆動装置の側面図である。
【図６】駆動状態における駆動装置の側面図である。
【図７】駆動装置の初期状態と駆動状態とを示す図である。
【図８】撮像ユニットを示す図である。
【図９】撮像ユニットを備える折りたたみ式携帯電話を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る駆動装置の上面図である。
【図１１】駆動状態における変形例に係る駆動装置の側面図である。
【図１２】位置センサを備える撮像ユニットを示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１Ａ，１Ｂ  駆動装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  静電アクチュエータ
１１  第１のフレーム
２１  第２のフレーム
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  長尺部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  支持部材
１４  第１の連結部材
１５  第２の連結部材
【図１】
2008203406.tif 000003
【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】
2008203406.tif 000010
【図９】
2008203406.tif 000011
【図１０】
2008203406.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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