(57)【要約】駆動装置は、少なくとも２つの駆動部材（１，２，３，４）と少なくとも１つの被駆動部材（５）とを有し、前記少なくとも２つの駆動部材のそれぞれは、前記少なくとも１つの被駆動部材（５）に摩擦係合されて前記被駆動部材（５）を移動し、前記各被駆動部材（５）と前記各駆動部材（１，２，３，４）との間の摩擦は、前記被駆動部材と摩擦係合されている駆動部材（１，２，３，４）の過半数が第１位置と第２位置との間で同時に移動される場合に前記被駆動部材が移動するようになっており、前記各被駆動部材（５）と前記各駆動部材（１，２，３，４）との間の前記摩擦は、前記被駆動部材と摩擦係合されている駆動部材（１，２，３，４）の半数未満が移動される場合に前記被駆動部材（５）が実質的に静止したままであるようになっている。
2006500896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの駆動部材と少なくとも１つの被駆動部材とを有する駆動装置において、前記少なくとも２つの駆動部材のそれぞれが、前記少なくとも１つの被駆動部材に摩擦係合されて前記被駆動部材を移動し、前記各被駆動部材と前記各駆動部材との間の摩擦は、前記被駆動部材と摩擦係合されている前記駆動部材の過半数が第１位置と第２位置との間で同時に移動される場合に前記被駆動部材が移動するようになっており、前記各被駆動部材と前記各駆動部材との間の前記摩擦は、前記被駆動部材と摩擦係合されている前記駆動部材の半数未満が移動される場合に前記被駆動部材が実質的に静止したままであるようになっている、駆動装置。
【請求項２】
前記装置が、前記少なくとも２つの駆動部材を独立に移動するように構成された少なくとも２つの圧電素子を有する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記装置が少なくとも３つの駆動部材を有する、請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記装置が少なくとも２つの被駆動部材を有する、請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
第１駆動部材が第１被駆動部材のみに摩擦係合され、第２駆動部材が第２被駆動部材のみに摩擦係合され、第３駆動部材が前記第１被駆動部材及び前記第２被駆動部材の両方に摩擦係合される、請求項３又は４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記装置が少なくとも４つの駆動部材を有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記装置が少なくとも３つの被駆動部材を有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記駆動部材のそれぞれが、前記少なくとも１つの被駆動部材の一部により少なくとも部分的に囲まれる、請求項１乃至７の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記各被駆動部材が実質的に円筒状要素の一部を含む、請求項５又は８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記各駆動部材が細長い部材を含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記駆動部材が特定の距離にわたり実質的に平行である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記細長い駆動部材が特定の距離にわたり互いに隣接して延在する、請求項９又は１０に記載の駆動装置。
【請求項１３】
ａ）前記被駆動部材に摩擦係合されている前記駆動部材の過半数が実質的に同時に第１位置から第２位置まで移動されるステップと、
ｂ）前記駆動部材の半数未満を有するグループにおいて前記駆動部材が前記第２位置から前記第１位置に戻されるステップと、
が前記各被駆動部材を移動するために適切な順序で実行される、請求項１に記載の駆動装置の使用方法。
【請求項１４】
前記被駆動部材が所望の距離にわたり移動されるまで前記ステップａ）及びｂ）が繰り返される、請求項１３に記載の使用方法。
【請求項１５】
前記ステップａ）が、前記駆動部材を前記第１位置から前記第２位置まで移動するステップを含む、請求項１３又は１４に記載の使用方法。
【請求項１６】
前記ステップｂ）が、前記駆動部材を実質的に次々に前記第１位置に戻すステップを含む、請求項１３乃至１５の何れか一項に記載の使用方法。
【請求項１７】
スライドと請求項１乃至１２の何れか一項に記載の駆動装置とを有する光学システムにおいて、前記スライドが前記少なくとも１つの被駆動部材に固定される、光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動装置に関する。
【０００２】
このような装置は、慣例から既知であり、多くの異なる応用、特に前記駆動装置が、光学システム、ズームレンズ、光学記憶システム駆動装置等のように比較的小さくなければならない応用で使用されることができる。
【背景技術】
【０００３】
米国特許公開公報ＵＳ５２２５９４１は、被駆動部材（driven member）と摩擦係合する駆動部材（driving member）を有する駆動装置を記載している。摩擦係合（frictional engagement）はリーフスプリングを使用して達成される。圧電素子が、前記駆動部材の移動のために前記駆動部材と接触して配置される。使用中、鋸歯状電圧が、この素子の拡張の速度を収縮の速度と異ならせるように前記圧電素子に印加される。結果として、前記駆動部材は、反対方向及び異なる速度の交互運動を受ける。前記駆動部材は、前記駆動部材の低速度運動の間にのみ前記被駆動部材を移動し、高速度運動の間には前記被駆動部材を移動しないままにしておき、結果として前記被駆動部材の特定の移動を生じる。
【０００４】
更に他の実施例は米国特許公開公報ＵＳ５２２５９４１に記載されており、この実施例は、それぞれ圧電素子に接続された２つの駆動部材を有し、各駆動部材は、１つの対応する被駆動部材と摩擦係合されて該被駆動部材の位置を変化させる。この実施例において、各駆動部材は他の被駆動部材に対して案内支持体（guiding support）を設ける。このような案内支持体と前記被駆動部材との間の摩擦は、前記被駆動部材の運動中の前記被駆動部材のクランピングを防止するために比較的低くなければならない。米国特許公開公報ＵＳ６２３２６９７は、圧電素子を持つ２つの駆動軸を有し且つ第１及び第２圧電素子の遅い及び速い移動が異なる時間に加えられる代替駆動装置を記載している。
【０００５】
この既知の装置の問題は、一方では前記駆動部材と前記被駆動部材との間の摩擦を適切に調整する特有の困難であり、他方では前記被駆動部材が所望の運動を行うような程度に前記駆動部材の速度を選択及び制御する困難である。更に他の問題は、前記装置の故障の可能性が比較的高いことである。このような故障は、前記駆動部材と前記被駆動部材との間の摩擦が使用中に変化する場合に生じる可能性がある。前記摩擦の変化は、例えば駆動部材と被駆動部材との間に予想外に存在する粒子及び／又は埃のような前記装置の特定の汚れのために生じる可能性がある。更に、摩擦変化は、湿度及び／又は温度の変化のような環境の状態の変化から生じる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、特に故障の可能性が比較的低く、比較的小型の駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも２つの駆動部材と少なくとも１つの被駆動部材とを有する駆動装置であって、前記少なくとも２つの駆動部材が、前記少なくとも１つの被駆動部材に摩擦係合されて前記被駆動部材を移動し、前記各被駆動部材と前記各駆動部材との間の摩擦は、前記被駆動部材と摩擦係合されている前記駆動部材の過半数が第１位置と第２位置との間で移動される場合に前記被駆動部材が移動するようになっており、前記被駆動部材と前記各駆動部材との間の前記摩擦は、前記駆動部材の半数未満が移動される場合には前記被駆動部材が静止したままであるようになっている、当該駆動装置を提供する。
【０００８】
この駆動装置は、少なくとも２つ、好ましくは３つの駆動部材が各被駆動部材をこれらの部材間に与えられる前記摩擦を使用して移動するために設けられるので、比較的信頼することができる。この摩擦の結果は、前記被駆動部材が、それぞれ前記駆動部材の過半数が動かされている場合又はいない場合に、移動されるか又は静止状態に保たれることである。結果として、前記駆動部材の過半数が動かされていない場合には、残りの駆動部材は、例えば前記残りの駆動部材を開始位置に戻すために、前記被駆動部材の位置に影響を与えずに移動されることができる。好ましくは少なくとも３つの駆動部材が、被駆動部材を摩擦係合するように設けられ、これにより前記駆動部材の２つは、他の駆動部材が開始位置に戻される場合に前記被駆動部材の位置を比較的固く保持し、これにより前記他の駆動部材が前記被駆動部材を一緒に引き戻すことを防止する。
【０００９】
更に、本発明による装置は、比較的小型であり、頑丈であり、比較的少ない部分から作られることができるという利点を持つ。結果として、前記装置は、特定の光学システムのような小さいスペースが利用可能である応用に有利に使用されることができる。
【００１０】
本発明による駆動装置は、有利には、
ａ）前記被駆動部材に摩擦係合された前記駆動部材の過半数が、実質的に同じ時間に第１位置から第２位置に移動されるステップと、
ｂ）前記駆動部材が前記駆動部材の半数未満を有するグループにおいて第２位置から第１位置に戻されるステップと、
を適切な順序で実行することにより使用されることができる。
【００１１】
前記ステップａ）の間、前記被駆動部材に係合された前記駆動部材の過半数が同時に特定の所望の方向に移動されるので、前記被駆動部材は前記駆動部材により移動される。前記ステップｂ）の間、前記駆動部材の半数未満を有するグループが次々に後退させられるので、前記駆動部材は、前記被駆動部材を逆方向に引き戻すことなく前記第１位置に後退させられることができる。この後、前記ステップａ）及び前記ステップｂ）は、前記被駆動部材を前記所望の方向に更なる距離にわたり移動するために繰り返されることができる。
【００１２】
有利には、複数の駆動部材により独立に移動されることができる１つより多い被駆動部材が設けられる。例えば、第１駆動部材は第１被駆動部材のみに摩擦係合されることができ、第２駆動部材は第２被駆動部材のみに摩擦係合される。この場合、前記第１被駆動部材及び前記第２被駆動部材の両方に摩擦係合される第３駆動部材が設けられることができる。この場合、前記第１被駆動部材は、前記第２駆動部材の状態にかかわらず、前記第１駆動部材及び前記第３駆動部材に前記ステップａ）及び前記ステップｂ）を適用することにより移動されることができる。
【００１３】
本発明による駆動装置の他の有利な実施例は従属請求項に記載される。
【００１４】
本発明は、本発明による駆動装置を有する光学システムにも関する。このようなシステムは、光学素子を持っているシステムを含む。本発明による光学システムにおいて、前記システムは前記被駆動部材又は複数の前記被駆動部材に固定される。前記システムは、ＣＤ又はＤＶＤのような光学ディスクに情報を書き込む又は情報を読み取るために使用されることができる。
【００１５】
本発明は、添付図面に示される模範的な実施例に基づいてより詳細にここに記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、３つの駆動部材１、２及び３と１つの被駆動部材５とを有する駆動装置の実施例を示す。被駆動部材５は円筒状要素を有する。駆動部材１、２及び３のそれぞれは、被駆動部材５をある距離Ｌにわたり移動するために被駆動部材５に摩擦係合される。このために、前記駆動部材のそれぞれは、円筒状被駆動部材５を部分的に通って延在する細長い部材１，２，３、特に軸（shaft）を有する。更に、駆動軸１，２及び３は、距離Ｌにわたり密接に束ねられた構成で互いに隣接し且つ平行に延在する。従って、３つの駆動軸１、２及び３は、距離Ｌにわたり円筒状被駆動部材５を案内する案内軸（guiding axis）を一緒に形成する。先行技術文献ＵＳ５２２５９４１及びＵＳ６２３２６９７が、各駆動軸が１つの被駆動部材のみに摩擦係合して当該被駆動部材を移動する装置を開示し、これが上述の問題を生じることが観測されるべきである。更に前記先行技術は、各駆動軸が、他の被駆動部材に対して低摩擦案内軸としてのみ機能し、従って前記他の被駆動部材を動かすことはできないことを開示する。
【００１７】
３つの駆動軸１、２及び３は、支持体６により一端において移動可能に支持される。この支持体６から、駆動軸１、２及び３は、距離Ｌに沿って、前記密接に束ねられた構成で互いに隣接し、この場合特定の距離にわたり互いから比較的小さな角度で離れ、最後に第２フレーム９ｂに向かって第１フレーム９ａの相隔たる開口１０を通って延在する。駆動軸１、２及び３のそれぞれは、図２に示されるようにフレーム９ａとフレーム９ｂとの間の空間１１に移動可能に配置されたフランジ７を備える。両方のフレーム９は、空間１１の幅からフランジ７の厚さを引いた距離である比較的短い距離にわたり駆動軸１、２及び３のそれぞれを独立に移動するためにフランジ７に係合するように構成された圧電素子８を備える。特に、圧電素子８は、対応するフランジ７が第１フレーム９ａに隣接する第１位置と、対応するフランジ７が第２フレーム９ｂに隣接する第２位置との間で各駆動シャフト１、２、３を移動することができる。
【００１８】
円筒状被駆動部材５と各駆動軸１、２、３との間の摩擦は、３つの駆動軸１、２及び３の少なくとも２つが移動される場合に、被駆動部材５が移動するようになっている。更に、各被駆動部材５と各駆動軸１、２、３との間の摩擦は、各駆動軸１、２、３が前記第１位置と前記第２位置との間で単独で移動される場合には、被駆動部材５が動かないでいるようになっている。このために、円筒状被駆動部材５は、細長い駆動軸１、２及び３のそれぞれを弾性的に係合するために弾性材料で作られることができる。更に、駆動軸１、２及び３のそれぞれは、特定の外面の粗さ又は滑らかさを持つことができ、及び／又は被駆動部材５は、所望の摩擦を与えるために特定の内面の粗さ又は滑らかさを持つことができる。例えば、被駆動部材５と駆動部材１、２及び３のそれぞれとの間の摩擦は実質的に等しくなることができる。被駆動部材５は、スライド１５の一部であることができるか又はスライド１５に固定されることができる。スライド１５は光学走査システムの一部であることができ、この場合、前記スライドは対物レンズのような光学素子を持っている。
【００１９】
使用中、被駆動部材５は、フレームの対９に向かって距離Ｌにわたり以下のように移動されることができる。まず、ステップａ）の間に、３つの駆動軸１、２及び３の少なくとも２つ、好ましくは全部が、実質的に同時に上述の短い距離にわたり圧電素子８により前記第１位置から前記第２位置まで移動される。結果として、被駆動部材５は、第１フレーム９ａに向かって前記短い距離にわたり摩擦係合する駆動軸１、２及び３により一緒に引っ張られる。次に、ステップｂ）の間に、駆動軸１、２及び３は、前記第２位置から前記第１位置まで連続して戻される。従って、各駆動軸が戻るとき、他の２つの駆動軸は、被駆動部材５が前記戻る駆動軸により引き戻されることを抑制し、これにより被駆動部材５の位置は変わらない。
【００２０】
前記ステップａ）及びｂ）を繰り返すことにより、駆動軸１、２及び３は、被駆動部材５を実質的に距離Ｌの何れの部分にわたって移動することもできる。駆動軸１、２及び３は一緒に案内軸を形成するように互いに隣接して配置されるので、前記被駆動部材と駆動軸１、２及び３のそれぞれとの間のクランピングの可能性は比較的小さい。３つの駆動軸が上述のステップを実行するために前記被駆動部材に摩擦係合されるので、図１に示される前記駆動装置は、故障の可能性が比較的低い。特に、前記ステップｂ）の間に、２つの動いていない前記駆動軸により被駆動部材５に加えられる摩擦的な抑制力は、前記戻る駆動軸により加えられる摩擦的な牽引力より大幅に高く、これにより前記各駆動軸は、被駆動部材５の位置を変えることなく安全に前記第１位置に戻されることができる。被駆動部材５は、駆動軸１、２及び３の運動を反転して前記ステップａ）及びｂ）を適用することにより逆方向に、支持体６に向けて移動されることができる。
【００２１】
図３は、被駆動部材５に対する案内軸を形成するために２つの異なる密接に束ねられた構成で配置された４つの実質的に平行な軸１、２、３及び４を有する第２実施例の一部を示す。本実施例において、第１軸１、第２軸２及び第３軸３は、以前の図１の実施例と同じ様式で構成され、即ちこれらの軸１、２及び３のそれぞれは前記比較的短い距離にわたり移動されることができる。第４軸４は移動されることができない。
【００２２】
４つの平行な駆動軸１、２、３及び４の一部は、第２軸２及び第４軸４が図４及び５の断面IＶに示されるように互いに隣接するように束ねられる。４つの軸１、２、３及び４の他の部分は、第１軸１及び第３軸３が図６の断面ＶＩに示されるように互いに隣接するように束ねられる。前記密接に束ねられた構成の間において、軸１、２、３及び４は密接に束ねられていない構造を有する。
【００２３】
図３の実施例は、３つの被駆動部材５を互いに独立に移動するために使用されることができ、これは３つの被駆動部材５ａ、５ｂ及び５cを用いて図４乃至６に図示されている。このために、被駆動部材５のそれぞれは円筒状要素の一部を有し、これによりこの被駆動部材５は、４つの軸１、２、３及び４の３つのみにより摩擦係合されることができ、軸１、２、３及び４の他の軸は、円筒状部分の長手方向の隙間を通って突き出ている。
【００２４】
図４において、第１被駆動部材５ａは、第１駆動軸１及び第２駆動軸２並びに静止軸４の一部を囲み、これにより被駆動部材５ａはこれら３つの軸１、２及び４により摩擦係合される。第３駆動軸３は被駆動部材５ａの隙間を通って突き出ており、これにより第３駆動軸３は被駆動部材５ａを摩擦係合しない。前記ステップａ）及びｂ）は、被駆動部材５ａを移動するために第１駆動軸１及び第２駆動軸２を使用して単純に実行される。
【００２５】
図５において、第２被駆動部材５ｂは第２駆動軸２及び第３駆動軸３により並びに静止軸４により摩擦係合される。第１駆動軸１は被駆動部材５ａの隙間を通って突き出ており、これにより第１駆動軸１は被駆動部材５ａを摩擦係合しない。結果として、第２被駆動部材５ｂを移動するために、前記ステップａ）及びｂ）は第２駆動軸２及び第３駆動軸３を使用して単純に実行される。第１被駆動部材５ａは第２駆動軸２及び第３駆動軸３の運動中に第１軸１及び第４軸４により位置を保持されるので、この運動は第１被駆動部材５ａの運動と独立である。
【００２６】
図４及び５は、２つの被駆動部材５ａ及び５ｂを独立に移動するための４つの軸１乃至４の第１の束ねられた構成の使用を示す。第２の束ねられた構成の使用は図６に示される。ここで第３被駆動部材５ｃは、第１駆動軸１及び第３駆動軸３により並びに静止軸４により摩擦係合される。この場合、第２駆動軸２は被駆動部材５ｃの隙間を通って突き出ており、これにより第２駆動軸２は被駆動部材５ｃを摩擦係合しない。被駆動部材５ｃを移動するために、前記ステップａ）及びｂ）は、第１駆動軸１及び第３駆動軸３を使用して単純に実行される。
【００２７】
上記のことから、第１被駆動部材５ａ、第２被駆動部材５ｂ及び第３被駆動部材５ｃが駆動軸１、２及び３の適切な組み合わせを動かすことにより同時に所望の組み合わせで移動されることもできることになる。
【００２８】
本発明の説明用の実施例が添付図面を参照してより詳細に記述されているが、本発明はこれらの実施例に制限されないと理解されるべきである。様々な変更又は修正は、請求項内で定められる本発明の範囲又は精神から外れることなく当業者により達成されることができる。
【００２９】
例えば、各駆動部材は多くの異なる様式で形成されることができる。各駆動部材は、例えばワイヤ、軸、棒、板又はこのような及び／若しくは異なる要素の組み合わせを含むことができる。前記駆動部材は、金属、合金、プラスチック又はこのような及び／若しくは他の材料の組み合わせのような異なる材料を含むことができる。
【００３０】
使用中、各駆動部材は、前記被駆動部材を移動するために及び／又は前記駆動部材が前記被駆動部材を移動してはならない場合に前記駆動部材を後退するために異なる速度で移動されることができる。各駆動部材の運動は、圧電素子、電子アクチュエータ及び電磁石等のような異なる手段により達成されることができる。
【００３１】
更に、前記被駆動部材と前記駆動部材のそれぞれとの間の摩擦係合の摩擦は、実質的に等しくてもよく又は異なってもよい。前記摩擦係合は、例えばベアリング等を使用して異なる方式で設けられてもよい。
【００３２】
この他に前記装置は、より多数の被駆動部材を移動するために４つより多い軸を有することができる。例えば、図３に示された実施例が５つの軸を有する場合に、６つの独立な並進移動が実行されることができる。１つの駆動部材が１つの被駆動部材の運動に対して使用される前記既知の装置と対照的に、駆動部材の数が被駆動部材の数と共に線形に増加しないので、前記装置が多数の被駆動部材を有する場合に、前記装置は依然として比較的小型及び単純であることができる。
【００３３】
更に、各被駆動部材は多くの異なる様式で形成されることができ、金属、合金、プラスチック又はこのような及び／若しくは他の材料の組み合わせのような多くの異なる材料を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１の図の面II上に取られた断面図である。
【図３】３つの駆動軸及び１つの静止軸を有する本発明の第２実施例の斜視図である。
【図４】第１被駆動部材に係合する駆動部材を示す図３の断面ＩＶである。
【図５】第２被駆動部材に係合する駆動部材を示す図４に示されたものと同様な断面である。
【図６】第３被駆動部材に係合する駆動部材を示す図２の断面ＶＩである。
【図１】
2006500896.tif 000003
【図２】
2006500896.tif 000004
【図３】
2006500896.tif 000005
【図４】
2006500896.tif 000006
【図５】
2006500896.tif 000007
【図６】
2006500896.tif 000008
【国際調査報告】
2006500896.tif 000009
2006500896.tif 000010