(57)【要約】  周辺部材を破損又は磨耗させることなく、圧電アクチュエータが有する回転軸の平行移動を効率的に規制する圧電アクチュエータの駆動規制構造。圧電素子に対する電圧印加を制御して回転軸を回転させると共に軸方向に平行移動させる圧電アクチュエータの駆動規制構造において、回転軸（７ｂ）の軸方向と直交する方向に突出し、回転軸（７ｂ）と一体に回転するストッパ（７ｃ）と、回転軸（７ｂ）が一定位置まで平行移動した場合にストッパ（７ｃ）と当接し、回転軸（７ｂ）の回転を規制する規制片（１６ａ、１６ｂ）と、を具備することを特徴とする。
2008007653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に対する電圧印加を制御して回転軸を回転させると共に軸方向に平行移動させる圧電アクチュエータの駆動規制構造であって、前記回転軸の軸方向と直交する方向に突出し、当該回転軸と一体に回転する突出部材と、前記回転軸が一定位置まで平行移動した場合に前記突出部材と当接し、前記回転軸の回転を規制する規制部材と、を具備することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動規制構造。
【請求項２】
一定間隔を空けた２つの前記規制部材を前記回転軸の軸方向に沿って配設したことを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータの駆動規制構造。
【請求項３】
前記規制部材を、前記圧電アクチュエータを保持する保持部材と一体に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧電アクチュエータの駆動規制構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動規制構造を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータの駆動規制構造及びこれを備えたレンズ駆動装置に関し、特に、圧電素子に対する電圧印加を制御して回転軸を回転させると共に軸方向に平行移動させる圧電アクチュエータの駆動規制構造及びこれを備えたレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電アクチュエータは、半導体製造や産業装置などの精密制御に広く利用されている。近年においては、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などにおける応用が急速に拡大しており、例えば、デジタルカメラにおける手ぶれ補正機能や、オートフォーカス用のレンズの駆動制御など様々な分野で利用されている。【０００３】
このような圧電アクチュエータとして、外周面にネジ山が形成された回転軸と、この回転軸のネジ山に対応するネジ山が内周面に形成されたナットと、回転軸及びナットを保持すると共にその外側面に複数の圧電素子が貼り付けられるハウジングとを備え、圧電素子に印加する電圧を切り替えることで圧電素子を伸長／収縮させ、回転軸を回転させると同時にこれを軸方向に平行移動させる圧電アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第６９４０２０９号明細書
【発明の開示】
【０００４】
上述のような圧電アクチュエータにおいては、圧電素子の伸縮に伴ってネジ山同士の摺接で回転軸に推進力を発生させるようになっているため、回転軸に推進方向とは反対方向に一定の負荷を与えておく必要がある。また、回転軸の平行移動を一定位置で規制する必要が生じる。ここで、このような回転軸の直進移動をその移動方向に対して直交する当接部材によって規制する場合には、回転軸に対する当接部材の規制力がそのまま回転軸の負荷となり益々推進力が高まってしまう。その結果、当接部材が破損したり、回転軸が当接部材に食い込んで停止状態から抜け出せなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、圧電アクチュエータが有する回転軸の平行移動を効率的に規制することができる圧電アクチュエータの駆動規制構造及びこれを用いたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の圧電アクチュエータの駆動規制構造は、圧電素子に対する電圧印加を制御して回転軸を回転させると共に軸方向に平行移動させる圧電アクチュエータの駆動規制構造であって、前記回転軸の軸方向と直交する方向に突出し、当該回転軸と一体に回転する突出部材と、前記回転軸が一定位置まで平行移動した場合に前記突出部材と当接し、前記回転軸の回転を規制する規制部材と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
上記圧電アクチュエータの駆動規制構造によれば、回転軸が一定位置まで平行移動すると、規制部材により回転軸の回転が規制されることから、回転軸の移動方向と直交する当接部材によって回転軸に発生した推進力を受け止める場合と比べて小さい力で回転軸の回転を規制できるので、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、圧電アクチュエータが有する回転軸の平行移動を効率的に規制することが可能となる。
【０００８】
上記圧電アクチュエータの駆動規制構造において、一定間隔を空けた２つの前記規制部材を前記回転軸の軸方向に沿って配設しても良い。この場合には、２つの規制部材の間に設けられた間隔の範囲内で回転軸の平行移動を許容すると共に、２つの規制部材により回転軸の軸方向の両方向の平行移動を規制することが可能となる。
【０００９】
上記圧電アクチュエータの駆動規制構造において、前記規制部材を、前記圧電アクチュエータを保持する保持部材と一体に形成するようにしても良い。この場合には、規制部材を保持する構成を配設する必要がなくなるので、部品点数を低減して当該構造の製造コストを低減することが可能となる。
【００１０】
なお、請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動規制構造をレンズ駆動装置に適用しても良い。これらの圧電アクチュエータの駆動規制構造をレンズ駆動装置に適用することにより、レンズ駆動装置においても、上述した効果を得ることが可能となる。
【００１１】
本発明によれば、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、圧電アクチュエータが有する回転軸の平行移動を効率的に規制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る圧電アクチュエータの駆動規制構造が適用されるレンズ駆動装置の分解斜視図
【図２】図１に示すレンズ駆動装置を組み立てた場合の外観斜視図
【図３】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置の内部構成について示す斜視図
【図４】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置の内部構成について示す上面図
【図５】図４に示す実線Ａ−Ａにおける断面図
【図６】図４に示す実線Ｂ−Ｂにおける断面図
【図７】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するモータの構成について説明するための分解図
【図８】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパプレートの構成について説明するための斜視図
【図９】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパとストッパプレートとの関係について説明するための斜視図
【図１０】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパとストッパプレートとの関係について説明するための斜視図
【図１１】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダの構成について説明するための模式図
【図１２】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第１レンズの構成について説明するための模式図
【図１３】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第２レンズの構成について説明するための模式図
【図１４】上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第３レンズの構成について説明するための模式図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る圧電アクチュエータの駆動規制構造が適用されるレンズ駆動装置の分解斜視図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置を組み立てた場合の外観斜視図である。【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、イメージセンサ２が実装される基板３と、ＩＲカットフィルタ４が装着されるベース５と、レンズホルダ６及び圧電アクチュエータとしてのモータ７等が取り付けられるケース８と、ケース８を収容するシールドケース９とを含んで構成される。【００１５】
基板３は、図１に示す上方側から見て正方形状に設けられている。イメージセンサ２は、図１に示す上方側から見て長方形状に設けられ、その長辺及び短辺が基板３の辺と平行になるように基板３に対して実装されている。図１においては、イメージセンサ２の長辺２ａ、短辺２ｂが、基板３の辺３ａ、３ｂと平行になるようにイメージセンサ２が基板３に対して実装された場合について示している。【００１６】
ベース５は、絶縁性の樹脂材料で形成され、基板３に対応する正方形状に設けられている。ベース５の中央近傍には、イメージセンサ２に対応する位置に長方形状の開口部５ａが形成され、この開口部５ａの周囲に円形状に設けられた凹部５ｂが形成されている。ＩＲカットフィルタ４は、凹部５ｂ内において、開口部５ａに対応する位置に装着される。また、ベース５の四隅には、後述するシールドケース９の取付脚部９ｂを収容する凹部５ｃが形成されている。【００１７】
ケース８は、絶縁性の樹脂材料で形成され、その中央に円形状の開口部８ａが形成されている。開口部８ａの周囲には、後述するカムギア１３が載置される円環形状を有するカム受け部８ｂが立設されている。ケース８の側面８ｃには、後述するカムギア１３が有するマグネットの位置検出用のホール素子１０が固定される切り欠き部８ｄが形成されると共に、後述するリンク部材１２の穴部１２ｄを貫通する軸８ｅが立設されている。側面８ｃに隣接する側面８ｆ及び８ｇには、後述するシールドケース９の穴部９ｃと係合する一対の突起８ｈが形成されている。側面８ｆよりも装置の内側の位置には、後述するラック板１１のラック部１１ａを収容する溝部８ｉが形成されている。ケース８の側面８ｊの一方の端部には、後述するラック板１１を側面８ｃの方向に付勢する付勢ばねの一端を規制する壁部８ｋが形成されている。【００１８】
このような構成を有するケース８に、レンズホルダ６、モータ７、ホール素子１０、ラック板１１及びリンク部材１２が取り付けられる。この場合において、レンズホルダ６は、カムギア１３を介してケース８に取り付けられ、モータ７は、モータホルダ１４を介してケース８に取り付けられる。【００１９】
レンズホルダ６は、絶縁性の樹脂材料で形成され、内部に形成される空間に、後述する複数のレンズ１９〜２１を保持する。レンズホルダ６は、保持される複数のレンズの形状に沿った形状に設けられ、小径部６ａと大径部６ｂとを有している。大径部６ｂには、ケース８の側面８ｇに沿ってモータ７の一部を収容する収容部６ｃが形成されている。なお、レンズホルダ６の詳細な構成、並びに、レンズホルダ６内に保持されるレンズの構成については後述する。【００２０】
小径部６ａには、その上面に入光口として機能する開口部６ｄが形成されている。また、レンズ駆動装置１の側方側に突出する一対の突出片６ｅが形成されている。突出片６ｅは、後述する回転規制部材１７に形成される溝部１７ｃ内に収容され、レンズホルダ６の図１に示す上下運動を補助する。大径部６ｂには、レンズ駆動装置１の側方側に突出する複数の突出片６ｆが形成されている。突出片６ｆは、カムギア１３の上面を摺動する斜面部６ｇを下面に有している。また、大径部６ｂの上面には、後述する付勢ばね１７の下端部を係止する係止片６ｈが形成されている。【００２１】
カムギア１３は、絶縁性の樹脂材料で形成され、円環形状を有している。カムギア１３は、カム受け部８ｂと略同一の径を有し、カム受け部８ｂに載置されるカム部１３ａと、カム部１３ａの外周側に配設され、ケース８に取り付けられたホール素子１０と対向するマグネット部１３ｂとを有する。カム部１３ａの上面には、周方向に沿って複数の底面部１３ｃ、傾斜面１３ｄ及び頂面部１３ｅが形成されている。マグネット部１３ｂの一定位置には、ラック板１１のラック部１１ａと噛合するラック部１３ｆが取り付けられている。【００２２】
ホール素子１０は、側面８ｃの切り欠き部８ｄにおける一定位置に固定される。ホール素子１０は、カムギア１３のマグネット部１３ｂの位置を検出する。その検出結果は、本レンズ駆動装置１が搭載されるデジタルカメラや携帯電話等の主制御部に出力される。【００２３】
ラック板１１は、絶縁性の樹脂材料で形成され、溝部８ｉに収容されるラック部１１ａと、このラック部１１ａと直交する方向に延在する平面部１１ｂとを有する。ラック部１１ａと平面部１１ｂとで断面Ｔ字形状が形成され、溝部８ｉにはラック部１１ａのみが収容される。平面部１１ｂにおける一方の端部（側面８ｃ側の端部）は、レンズ駆動装置１の内側に向かって屈曲し、その屈曲した部分の上面にリンク部材１２の穴部１２ｅと係合する軸１１ｃが立設されている。また、平面部１１ｂにおける他方の端部（側面８ｊ側の端部）の上面には、ラック板１１を側面８ｃ側に付勢する付勢ばね１５の一端を係止する係止片１１ｄが設けられている。【００２４】
リンク部材１２は、絶縁性の樹脂材料で形成され、両端部をレンズ駆動装置１の内側に屈曲させた略弓形状を有する。リンク部材１２は、後述するモータ７の回転軸７ｂの先端部が当接する当接部１２ａと、ラック板１１と係合する係合部１２ｂと、当接部１２ａと係合部１２ｂとを連結する連結部１２ｃとを有し、回転軸７ｂの駆動力をラック板１１に伝達する。当接部１２ａと連結部１２ｃとの間には、軸８ｅを収容する穴部１２ｄが形成され、係合部１２ｂには、軸１１ｃを収容する長穴部１２ｅが形成されている。【００２５】
モータ７は、直方体形状を有するハウジング７ａと、このハウジング７ａ内に収容され、その一端から軸方向に移動する回転軸７ｂとを備えている。後述するように、ハウジング７ａの外面に取り付けられた複数の圧電素子に対する電圧印加タイミングを制御してハウジング７ａを変位させることにより、回転軸７ｂが軸方向に平行移動するように構成されている。なお、回転軸７ｂの先端部近傍には、ストッパ７ｃを有するリング７ｄが固定されている。ストッパ７ｄは、突出部材として機能し、回転軸７ｂの平行移動に応じて、後述するストッパプレート１６の規制片１６ａ、１６ｂと接触する。なお、このモータ７の構成については後述する。【００２６】
モータホルダ１４は、絶縁性の樹脂材料で形成され、ケース８の側面８ｇの上面に固定される。モータホルダ１４には、側面８ｇに固定される土台部１４ａと、モータ７の端部（ケース８の側面８ｉ側の端部）近傍を保持するモータ保持部１４ｂとを有している。土台部１４ａにおける装置の内側部分は、カム受け部８ｂの形状に沿って円弧形状に設けられている。【００２７】
土台部１４ａの端部（ケース８の側面８ｃ側の端部）には、ストッパプレート１６が固定されている。ストッパプレート１６には、回転軸７ｂが一定位置まで移動した場合に回転軸７ｂに固定されたストッパ７ｃと接触し、モータ７の駆動を規制する一対の規制片１６ａ、１６ｂが形成されている。これらの規制片１６ａ、１６ｂは、規制部材として機能する。なお、このストッパプレート１６の詳細な構成については後述する。【００２８】
回転規制部材１７は、絶縁性の樹脂材料で形成され、レンズホルダ６の大径部６ｂの上面に対応する形状に設けられている。具体的には、モータ７が配置される空間に対応して円形状の一部が欠けた形状を有している。回転規制部材１７には、後述する付勢ばね１８の上端を保持する穴部１７ａが形成されている。この穴部１７ａに、レンズホルダ６を下方側に付勢する付勢ばね１８の一端が保持される。回転規制部材１７の中央には、小径部６ａに対応する開口部１７ｂが形成されている。開口部１７ｂの一定位置には、小径部６ａに形成された突出片６ｄを収容する一対の溝部１７ｃが形成されている。【００２９】
シールドケース９は、ステンレス等の金属材料で形成され、下方が開口した箱状部材で構成されている。上面には、中央部に円形状の開口部９ａが形成されている。シールドケース９の四隅は、僅かに装置の内側に窪んだ形状を有し、その下端部に取付脚部９ｂが形成されている。取付脚部９ｂは、シールドケース９の下端部よりも僅かに下方側に突出し、ベース５の凹部５ｃに収容される。シールドケースにおける側面８ｆ、８ｇに対応する側面には、一対の突起８ｈと係合する穴部９ｃが形成されている。【００３０】
このような構成を有するレンズ駆動装置１を組み立てる際には、まず、イメージセンサ２が実装された基板３の上方に、ＩＲカットフィルタ４を装着したベース５を固定する。そして、カムギア１３を介してレンズホルダ６を取り付けると共に、ホール素子１０、ラック板１１及びリンク部材１２を取り付け、更にモータホルダ１４を介してモータ７を取り付けたケース８を、ベース５の上方に載置する。そして、付勢ばね１８が装着された回転規制部材１７をレンズホルダ６上に取り付けた状態で、上方からシールドケース９を被せ、これをベース５に固着することにより、本レンズ駆動装置１が組み立てられる。【００３１】
より具体的には、シールドケース９をケース８に被せる過程で、ケース８の側面に形成された突起８ｈが、シールドケース９の穴部９ｃと係合することにより、シールドケース９がケース８に係止される。そして、接着剤等により固着することにより、本レンズ駆動装置１が組み立てられる。このように組み立てられたレンズ駆動装置１は、図２に示すように、シールドケース９の開口部９ａに、レンズホルダ６の小径部６ａに形成された開口部６ｄが臨んだ状態で保持され、後述するように、モータ７の駆動に応じてレンズホルダ６が上下移動するように構成されている。【００３２】
以下、このように組み立てられたレンズ駆動装置１の内部構成について図３〜図６を用いて説明する。図３は、レンズ駆動装置１の内部構成について示す斜視図であり、図４は、レンズ駆動装置１の内部構成について示す上面図である。図５は、図４に示す実線Ａ−Ａにおける断面図であり、図６は、図４に示す実線Ｂ−Ｂにおける断面図である。なお、図５及び図６において、レンズホルダ６に保持されるレンズは、省略している。【００３３】
このようにレンズ駆動装置１が組み立てられた場合、ケース８の側面８ｆにおいては、図３に示すように、ラック部１３ｆと噛合するようにラック部１１ａを溝部８ｉに収容した状態でラック板１１が取り付けられている。この場合において、ラック板１１の係止片１１ｄと壁部８ｋとの間には付勢ばね１５が配設されており、ラック板１１を図３に示す矢印Ａ方向に付勢している。【００３４】
また、ケース８の側面８ｃにおいては、図３に示すように、切り欠き部８ｄにホール素子１０が固定されている。また、図３及び図４に示すように、側面８ｃの上面に、軸８ｅを穴部１２ｄに収容すると共に、軸１１ｃ（図４参照）を穴部１２ｅに収容するようにリンク部材１２が取り付けられている。【００３５】
さらに、ケース８の側面８ｇにおいては、図３及び図４に示すように、その上面に、モータホルダ１４（図４参照）が取り付けられている。そして、このモータホルダ１４のモータ保持部１４ｂに、モータ７が保持されている。この場合において、モータ７の回転軸７ｂの先端は、リンク部材１２の当接部１２ａと当接した状態となっており、その先端部近傍に固定されたリング７ｄのストッパ７ｃ（図４参照）は、ストッパプレート１６に形成された規制片１６ｂの下方側に配置された状態となっている（初期状態）。【００３６】
また、組み立てられたレンズ駆動装置１において、レンズホルダ６の下端部は、図５及び図６に示すように、ケース８の開口部８ａ内に収容され、カム受け部８ｂに載置されたカムギア１３を介してケース８に取り付けられている。この場合において、基板３上に実装されたイメージセンサ２の中心位置は、レンズホルダ６が有する小径部６ａ及び大径部６ｂの中心位置と一致するように配置されている。【００３７】
また、図５に示すように、レンズホルダ６が有する大径部６ｂには、モータ７の一部を収容する収容部６ｃが形成されている。モータ７は、この収容部６ｃに収容された状態でモータホルダ１４に保持されている。このようにレンズホルダ６の領域外でなく、レンズホルダ６の領域内に形成された収容部６ｃにモータ７の一部を収容することで、レンズホルダ６の中心位置をずらすことなく、モータ７を保持することが可能となっている。なお、本実施の形態においては、収容部６ｃの内側面を、イメージセンサ２の一辺（図１に示す辺２ｂ）と平行に設けている。これにより、収容部６ｃを形成した場合においても、イメージセンサ２で取得される画像データの範囲が制限されることはない。【００３８】
ここで、上述したモータ７の構成について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係るモータ７の構成について説明するための分解図である。なお、図７において、図１で説明した構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。【００３９】
本実施の形態に係るモータ７は、例えば、従来技術で示した周知の圧電アクチュエータで構成される。図７に示すモータ７において、ハウジング７ａは、黄銅などで形成され、例えば、角部を切除した直方体の形状に設けられている。回転軸７ｂは、例えば、ステンレス等の金属材料で形成され、その外周面には一定ピッチのネジ山が形成されている。ハウジング７ａの内部には、回転軸７ｂが貫通する貫通孔が形成されており、その一方の開口部には、回転軸７ｂのネジ山と噛合するネジ山が内周面に形成されたナット７ｅが取り付けられ、他方の開口部には、回転軸７ｂを回転可能に保持するベアリング７ｆが取り付けられている。ナット７ｅから突出した回転軸７ｂの先端部近傍には、ストッパ７ｃを有するリング７ｄが固着される。ハウジング７ａにおける上面及び下面には、圧電素子７ｇ、７ｈが取り付けられる一方、ハウジング７ａにおける側面には、圧電素子７ｉ、７ｊが取り付けられている。例えば、圧電素子７ｇ〜７ｊは、接着剤などでハウジング７ａの外面に貼り付けられる。【００４０】
このような構成を有するモータ７において、例えば、圧電素子７ｇ及び７ｈには第１電源が接続され、圧電素子７ｉ及び７ｊには第２電源が接続されており、ハウジング７ａは接地されている。圧電素子７ｇ及び７ｈに対して電圧を印加すると、逆圧電効果によって一方の圧電素子７ｇ（又は圧電素子７ｈ）が伸長し、他方の圧電素子７ｈ（又は圧電素子７ｇ）が収縮する。同様に、圧電素子７ｉ及び７ｊに対して電圧を印加すると、逆圧電効果によって一方の圧電素子７ｉ（又は圧電素子７ｊ）が伸長し、他方の圧電素子７ｊ（又は圧電素子７ｉ）が収縮する。モータ７においては、このような圧電素子７ｇ及び７ｈ、並びに、圧電素子７ｉ及び７ｊに印加される電圧のタイミングを順次切り替えることでハウジング７ａを変位させる。そして、ハウジング７ａに取り付けられたナット７ｅに円弧運動を行わせることにより、これに噛合する回転軸７ｂを軸方向に平行移動させる。【００４１】
本レンズ駆動装置１においては、このようなモータ７による回転軸７ｂの水平運動をリンク部材１２、ラック板１１及びカムギア１３を介してレンズホルダ６に伝達し、その伝達経路で垂直運動に変化し、レンズホルダ６が上下運動させる。すなわち、回転軸７ｂが平行移動して当接部１２ａを押し出すと、これに応じて係合部１２ｂが付勢ばね１５の付勢方向に抗してラック板１１を移動させる。ラック板１１が移動すると、これに応じてカムギア１３が回転する。カムギア１３が回転すると、カム部１３ａの形状に沿って突出片６ｆが押し上げられる。これにより、レンズホルダ６が上方に移動することとなる。一方、回転軸７ｂが平行移動して当接部１２ａが元の位置に戻ると、同様の要領でカムギア１３が回転し、カム部１３ａの形状に沿って突出片６ｆが押し下げられ、レンズホルダ６が下方に移動することとなる。【００４２】
次に、ストッパプレート１６の構成について説明すると共に、ストッパ７ｃとストッパプレート１６との関係について説明する。図８は、ストッパプレート１６の構成について説明するための斜視図であり、図９及び図１０は、ストッパ７ｃとストッパプレート１６との関係について説明するための斜視図である。なお、図８においては、ストッパ７ｃが規制片１６ａと規制片１６ｂとの間に配置される場合について示している。【００４３】
ストッパプレート１６は、図８に示すように、モータホルダ１４の土台部１４ａの一方の端部に取り付けられる。規制片１６ａ、１６ｂは、回転軸７ｂの軸方向に沿って一定間隔を空けて配設されている。具体的には、ストッパプレート１６の上方側の一部をモータ７側に折り曲げることで形成されている。なお、規制片１６ａと規制片１６ｂとの間には、切り欠き部１６ｃが形成されている。モータホルダ１４に固定された状態において、ストッパ７ｃの先端は、規制片１６ａ、１６ｂに対応する位置、或いは、規制片１６ａと規制片１６ｂとの間の切り欠き部１６ｃに対応する位置に配置される。【００４４】
モータ７がモータホルダ１４に固定された初期状態において、ストッパ７ｃは、図９に示すように、規制片１６ｂの下方領域に配置された状態となっている。すなわち、回転軸７ｂがこれ以上、ハウジング７ａの内部側に入り込まない状態となっている。この状態から所定のタイミングでモータ７の圧電素子７ｇ〜７ｊに電圧が印加されると、回転軸７ｂは、図９に示す矢印方向に回転しながら、同図に示す手前方向に平行移動する。ストッパ７ｃが切り欠き部１６ｃを通過する位置に配置される場合には、回転軸７ｂは、規制片１６ａ、１６ｂの規制を受けることなく平行移動する。そして、一定位置まで平行移動すると、図１０に示すように、ストッパ７ｃが規制片１６ａの上面に当接し、回転軸７ｂの回転が規制される。この結果、回転軸７ｂの図１０に示す手前方向への平行移動が規制されることとなる。【００４５】
このように本実施の形態に係るレンズ駆動機構１においては、回転軸７ｂが一定位置まで平行移動すると、規制片１６ａにより回転軸７ｂの回転が規制されることから、回転軸７ｂの移動方向と直交する当接部材によって回転軸７ｂに発生した推進力を受け止める場合と比べて小さい力で回転軸７ｂの回転を規制できる。これにより、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、回転軸７ｂの平行移動を効率的に規制することが可能となる。【００４６】
次に、レンズホルダ６の構成、並びに、レンズホルダ６に保持されるレンズの構成について図１１〜図１４を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係るレンズホルダ６及びこれが保持するレンズの構成について説明するための模式図である。図１１（ａ）は、レンズを保持した状態のレンズホルダ６の断面図について示し、図１１（ｂ）は、レンズホルダ６に保持されるレンズの上面図である。なお、図１１（ｂ）においては、説明の便宜上、レンズホルダ６を省略している。図１２、図１３及び図１４は、それぞれ、本実施の形態に係るレンズホルダ６が保持する第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズの構成について説明するための模式図である。【００４７】
図１１（ａ）に示すように、レンズホルダ６は、その内側において、樹脂材料で形成された、形状の異なる３枚の第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１を光軸方向に沿って収納する。ここで、第１レンズ１９は、第２レンズ２０よりも小径に形成され、第２レンズ２０上の所定位置に配置される。第２レンズ２０は、第３レンズ２１よりも小径に形成され、第３レンズ２１上の所定位置に配置される。レンズホルダ６は、このように重ねて配置された第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１の外部形状に沿った形状に設けられている。【００４８】
第１レンズ１９は、図１２に示すように、凸レンズを含むレンズ部１９ａを有している。レンズ部１９ａは、図１２（ａ）に示すように、上面から見て略円形状を有している。また、図１２（ｂ）に示すように、その中央部には、上方に膨出する膨出部１９ｂが形成されると共に、その外周縁部には、下方に突出する円環形状の位置決め部１９ｃが形成されている。なお、位置決め部１９ｃは、レンズ部１９ａの一部として形成され、レンズ部１９ａと同一の精度で形成される。【００４９】
第２レンズ２０は、図１３に示すように、凹レンズを含むレンズ部２０ａを有している。レンズ部２０ａは、図１３（ａ）に示すように、上面から見て左方側の一部が欠けた状態の円形状を有する。また、図１３（ｂ）に示すように、その中央部には、僅かに上方に突出する円形状の突出部２０ｂが形成されると共に、その外周縁部には、下方に突出する円弧形状の位置決め部２０ｃが形成されている。突出部２０ｃの中央部は、僅かに下方側に窪んでいる。なお、位置決め部２０ｃは、位置決め部１９ｃと同様に、レンズ部２０ａの一部として形成されている。【００５０】
第３レンズ２１は、図１４に示すように、非球面レンズを含むレンズ部２１ａを有している。レンズ部２１ａは、図１４（ａ）に示すように、上面から見て略円形状を有する。また、図１４（ｂ）に示すように、その外周縁部には、上方に突出する円弧形状の位置決め部２１ｂが形成されている。なお、位置決め部２１ｂは、位置決め部１９ｃや位置決め部２０ｃと同様に、レンズ部２１ａの一部として形成されている。また、レンズ部２１ａには、図１４（ｂ）に示すように、その左方側の一定領域に平面部２１ｃが形成されている。平面部２１ｃは、第２レンズ２０における円形状が欠けた部分に対応した形状を有している。【００５１】
これらの第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１をレンズホルダ６に収納する場合には、図１１（ａ）に示すように、第１レンズ１９の位置決め部１９ｃを、第２レンズ２０の突出部２０ｃの外周面に一致させるように第１レンズ１９を第２レンズ２０の上方に配置する。そして、第２レンズ２０の位置決め部２０ｃを、第３レンズ２１の位置決め部２１ｂの外周面に一致させるように第２レンズ２０を第３レンズ２１の上方に配置する。そして、平面部２１ｃに対応する周面部をレンズホルダ６の内周面に当接するように、これらのレンズをレンズホルダ６に収納する。【００５２】
このような形状を有する第１レンズ１９〜第３レンズ２１を光軸方向に重ねることにより、図１１（ａ）に示すように、第３レンズ２１の平面部２１ｃの上方には、他のレンズが配置されることはない。レンズホルダ６は、このように重ねられた第１レンズ１９〜第３レンズ２１の形状に沿った形状に設けられるので、平面部２１ｄの上方であってレンズホルダ６の外側部分には一定のスペースが確保されることとなる。本レンズ駆動装置１においては、図１１（ａ）に示すように、このスペースに収容部６ｃを設け、モータ７を収容している。【００５３】
このように本実施の形態に係る圧電アクチュエータの駆動規制構造によれば、回転軸７ｂが一定位置まで平行移動すると、規制片１６ａ、１６ｂにより回転軸７ｂの回転が規制されることから、回転軸７ｂの移動方向と直交する当接部材によって回転軸７ｂに発生した推進力を受け止める場合と比べて小さい力で回転軸７ｂの回転を規制できる。これにより、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、回転軸７ｂの平行移動を効率的に規制することが可能となる。【００５４】
特に、本実施の形態に係る圧電アクチュエータの駆動規制構造によれば、一定間隔を空けた２つの規制片１６ａ、１６ｂを回転軸７ｂの軸方向に沿って設けている。これにより、規制片１６ａ、１６ｂの間に設けられた間隔（切り欠き部１６ｃ）の範囲内で回転軸７ｂの平行移動を許容すると共に、規制片１６ａ、１６ｂにより回転軸７ｂの軸方向の両方向の平行移動を規制することが可能となる。【００５５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。【００５６】
例えば、上記圧電アクチュエータの駆動規制構造においては、規制片１６ａ、１６ｂを有するストッパプレート１６をモータホルダ１４と別部材として構成しているが、かかるストッパプレート１６をモータホルダ１４と一体に形成するようにしても良い。このように変更した場合には、ストッパプレート１６をモータホルダ１４に固定する必要がなくなるので、部品点数を低減して当該構造の製造コストを低減することが可能となる。【００５７】
また、上記実施の形態においては、圧電アクチュエータの駆動規制構造をレンズ駆動装置１に適用した場合について説明しているが、当該圧電アクチュエータの駆動規制構造が適用される装置本体の内容については、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、各種の開閉機構に用いられるバルブ装置などに適用することが可能である。この場合には、バルブ装置において、上述したような効果を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上説明したように、本発明に係る圧電アクチュエータの駆動規制構造及びこれを備えたレンズ駆動装置は、圧電素子に対する電圧印加を制御して回転軸を回転させると共に軸方向に平行移動させるものであって、回転軸が一定位置まで平行移動すると、規制部材により回転軸の回転を規制することで、回転軸の移動方向と直交する当接部材によって回転軸に発生した推進力を受け止める場合と比べて小さい力で回転軸の回転を規制し、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、圧電アクチュエータが有する回転軸の平行移動を効率的に規制するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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