(57)【要約】【課題】圧電素子などを樹脂材からなる支持部材により支持することにより、移動対象物を精度良く移動できる駆動装置及び駆動装置の製造方法を提供すること。【解決手段】圧電素子１２に駆動軸１４が取り付けられ、駆動軸１４の長手方向に沿って移動可能に被駆動部材１６が取り付けられ、圧電素子１２と静止部材１０の間に樹脂材を充填し硬化させて圧電素子１２を支持する支持部材５が設けられている。このため、圧電素子１２及び駆動軸１４を所定の位置に配置した後に樹脂材を充填し硬化させることにより、圧電素子１２及び駆動軸１４を正確な位置に配置することができ、被駆動部材１６や被駆動部材１６に取り付けられる移動レンズ７０を精度良く移動させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子とこの電気機械変換素子の伸縮に応じて動く駆動部材を有し、前記駆動部材に摩擦係合された被駆動部材を前記駆動部材に沿って移動させるアクチュエータを備え、
前記アクチュエータは前記電気機械変換素子の伸縮方向に対して側方で筐体に支持されること、
を特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、支持部材によって前記筐体に支持され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】
前記アクチュエータは、充填材によって前記筐体に支持されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記充填材は、接着剤により構成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】
前記充填材は、複数の接着剤により構成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６】
前記支持部材は、弾性特性を備えていることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記充填材は、弾性特性を備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記筐体は、前記充填材の流出を防止する仕切り壁を備えることを特徴とする請求項３〜５、７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記駆動部材を前記筐体に支持するための第一の充填部と、前記電気機械変換素子を前記筐体に支持するための第二の充填部を備えることを特徴とする請求項１、３、４、５、７、８のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記第一の充填部は仮止め用であることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記第一の充填部は、前記駆動部材を前記電気機械変換素子近傍で支持する軸受け部であって、前記第二の充填部に隣接する部分に設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記電気機械変換素子は、電気信号入力のための配線部材が接続される端子を外表面に有し、
前記支持部材又は充填材は、前記端子と前記配線部材との接続部分を被覆すること、
を特徴とする請求項２〜１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記駆動部材は、先端側及び基端側の一方又は双方で前記電気機械変換素子の伸縮方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記電気機械変換素子の伸縮方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記電気機械変換素子に対し、前記駆動部材と反対側に錘部材が取り付けられたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記電気機械変換素子を駆動するために伸びと縮み方向において非対称の信号を発生させる駆動手段を有していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記被駆動部材は、前記駆動部材に対し面接触していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１８】
前記被駆動部材の移動位置を検出する検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１９】
前記電気機械変換素子は可聴周波数を超える駆動周波数で駆動されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項２０】
前記被駆動部材は、光学部材又は光学部材に取り付けられる部材であり、撮影光学系に用いられることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項２１】
前記アクチュエータは、携帯電話に搭載される撮影光学系に用いられることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータを用いた駆動装置に関し、特に小型デジタルカメラやウェブカメラ又はカメラ付き携帯電話機等に搭載する比較的小型のレンズなど光学部材を駆動する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等のレンズの駆動装置として、圧電素子を用いたアクチュエータが知られている。例えば特許文献１のアクチュエータは、圧電素子、駆動部材、及び、台座で構成される。前記圧電素子の伸縮方向の一方の端面には駆動部材が固着され、この駆動部材に被駆動部材が摩擦係合される。また、圧電素子の伸縮方向の他方の端面には、台座が固着される。このような構成で前記圧電素子にパルス状の電圧が印加されると、圧電素子の伸び方向と縮み方向との動きが駆動部材に伝達される。圧電素子が遅い速度で変形した場合には、被駆動部材が駆動部材とともに移動し、圧電素子が速い速度で変形した場合には、被駆動部材がその質量の慣性によって同じ位置に停まる。したがって、パルス状の電圧の印加を繰り返すことによって、被駆動部材を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
【０００３】
このような構成のアクチュエータは、台座と、圧電素子と、駆動部材との間で共振するという問題を発生する。また、本体との取り付け時に共振の影響が出ないように特許文献１のアクチュエータは、台座を本体にゴム系接着剤で固着することにより、アクチュエータを本体に弾性的に支持している。ところがこのような駆動方式は台座と、圧電素子と、駆動部材との構成のバラツキのコントロールが非常に困難となる。
【０００４】
このような共振を利用すると、駆動部材の移動量が増加するという利点がある。例えば特許文献２には、この共振を利用したアクチュエータが記載されている。このアクチュエータによれば、共振時の圧電素子の変位に合わせてパルス状の電圧を印加することによって、被駆動部材の変位量を大きくしている。
【０００５】
しかし、特許文献１、２のアクチュエータにおいて、圧電素子、駆動部材、台座から成るアクチュエータの内部で生じる共振状態を利用しようとすると、共振による悪影響を受けて、駆動部材が圧電素子の伸縮方向以外にも変位するという問題を生じる。例えば図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）に示すように、駆動部材２は、前記共振の影響を受けて、圧電素子の伸縮方向以外に変位するという問題を生じる。このため、圧電素子１の伸縮による駆動力が被駆動軸１４に正確に伝わらず、被駆動軸１４を圧電素子１の伸縮方向に正確に移動させることが困難となる。
【０００６】
このような問題を解消するためには、アクチュエータを本体（固定枠）に対して共振の影響が少なくなるように支持することが必要になる。アクチュエータの支持方法としては例えば特許文献３に、圧電素子以外の駆動軸や被駆動部材でアクチュエータを支持する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１４２４７０号公報
【特許文献２】特許第３１７１１８７号公報
【特許文献３】特開２００２−９５２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３のアクチュエータは、圧電素子の一方側に駆動軸が取り付けられ、他方側がフリーになっているため、圧電素子に高周波の電圧をかけて伸縮させると、フリーの他方側が大きく変位し、駆動軸側は殆ど変位せず、被駆動部材の推力を十分に得ることができないという問題が発生する。このため、圧電素子の他方側に錘部材を取り付ける必要があるが、この場合には、上述したように、圧電素子、錘部材、及び、駆動軸との間に共振が生じるため、被駆動部材を正確に移動させることができないという問題が発生する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、共振の影響が少なく、且つ、被駆動部材の推進力を確実に得ることの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】
【０００９】
すなわち、本発明に係る駆動装置は、電気機械変換素子とこの電気機械変換素子の伸縮に応じて動く駆動部材を有し、前記駆動部材に摩擦係合された被駆動部材を前記駆動部材に沿って移動させるアクチュエータを備え、前記アクチュエータは前記電気機械変換素子の伸縮方向に対して側方で筐体に支持されることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、アクチュエータが電気機械変換素子の伸縮方向に対する側方から支持されることにより、アクチュエータと外部の部材との間で振動が伝達しにくくなり、共振の影響を低減することができる。従って、被駆動部材を正確に移動させることができる。尚、前記アクチュエータが側方から支持される場合、前記アクチュエータを安定的に支持できるという意味で、前記アクチュエータの側方全周で支持されるのがより好ましいが、側方三方向で支持された場合でも、また対向する二方向で支持されても同様に実施可能であり、さらに、ある程度の接触面積を確保できれば側方一方向で支持しても同様である。
【００１１】
また本発明に係る駆動装置において、前記アクチュエータは、支持部材によって前記筐体に支持されることが好ましい。尚、ここで言うところの支持部材とは前記アクチュエータと前記筐体との位置関係を保つために、その一部が前記アクチュエータ及び前記筐体の少なくとも一部と接触している部材のことを意味する。
【００１２】
また本発明に係る駆動装置において、前記アクチュエータは、充填材によって前記筐体に支持されることが好ましい。尚、ここで言うところの充填材とは、液体又はゲル状のものに限らず広く間隙を埋めるために供する部材を意味し、前記アクチュエータと前記筐体との位置関係を保つために、その一部が前記アクチュエータ及び前記筐体の一部とある面積を持って接触している部材のことを意味する。
【００１３】
また本発明に係る駆動装置において、前記充填材は、接着剤により構成されていることが好ましい。また本発明に係る駆動装置において、前記充填材は、複数の接着剤により構成されていることが好ましい。
【００１４】
また本発明に係る駆動装置において、前記支持部材は、弾性特性を備えていることが好ましい。また本発明に係る駆動装置において、前記充填材は、弾性特性を備えていることが好ましい。
【００１５】
また本発明に係る駆動装置において、前記筐体は、前記充填材の流出を防止する仕切り壁を備えることが好ましい。
【００１６】
また本発明に係る駆動装置において、前記駆動部材を前記筐体に支持するための第一の充填部と、前記電気機械変換素子を前記筐体に支持するための第二の充填部を備えることが好ましい。また本発明に係る駆動装置において、前記第一の充填部は仮止め用であることが好ましい。また本発明に係る駆動装置において、前記第一の充填部は、前記駆動部材を前記電気機械変換素子近傍で支持する軸受け部であって、前記第二の充填部に隣接する部分に設けられていることが好ましい。
【００１７】
また本発明に係る駆動装置において、前記電気機械変換素子は、電気信号入力のための配線部材が接続される端子を外表面に有し、前記支持部材又は充填材は、前記端子と前記配線部材との接続部分を被覆することが好ましい。
【００１８】
また本発明に係る駆動装置において、前記駆動部材は、先端側及び基端側の一方又は双方で前記電気機械変換素子の伸縮方向に移動可能に支持されていることが好ましい。
【００１９】
また本発明に係る駆動装置において、前記アクチュエータは、前記電気機械変換素子の伸縮方向に移動可能に支持されていることが好ましい。
【００２０】
また本発明に係る駆動装置において、前記電気機械変換素子に対し前記駆動部材と反対側に錘部材が取り付けられたことが好ましい。
【００２１】
また本発明に係る駆動装置において、前記電気機械変換素子を駆動するために伸びと縮み方向において非対称の信号を発生させる駆動手段を有していることが好ましい。
【００２２】
また本発明に係る駆動装置において、前記被駆動部材は、前記駆動部材に対し面接触していることが好ましい。
【００２３】
また本発明に係る駆動装置において、前記被駆動部材の移動位置を検出する検出手段を備えたことが好ましい。
【００２４】
また本発明に係る駆動装置において、前記電気機械変換素子は可聴周波数を超える駆動周波数で駆動されることが好ましい。
【００２５】
また本発明に係る駆動装置において、前記被駆動部材は、光学部材又は光学部材に取り付けられる部材であり、撮影光学系に用いられることが好ましい。この場合、光学部材とはレンズのみに限られず、被駆動部材は絞りやシャッター又はＮＤフィルターなどにも用いられる。
【００２６】
また本発明に係る駆動装置において、前記アクチュエータは、携帯電話に搭載される撮影光学系に用いられることが好ましい。この場合、このアクチュエータは携帯電話に搭載される撮影光学系のみに限られず、ウェブカメラや小型のデジタルカメラなど比較的小型の撮影光学系に用いられることも可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、共振の影響の少ない方法でアクチュエータを支持するようにしたので、アクチュエータと外部の部材との間で振動が伝達されることを抑制することができ、被駆動部材を正確に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
【００２９】
まず本発明の第一実施形態に係る駆動装置について説明する。
【００３０】
図１は第一実施形態に係る駆動装置を示す構成概要図である。同図に示す駆動装置は、アクチュエータ１０と、アクチュエータ１０を固定枠２４に支持する支持部材２２とを備える。
【００３１】
アクチュエータ１０は、圧電素子（電気機械変換素子に相当）１２、駆動軸（駆動摩擦部材に相当）１４、被駆動部材１６、及び、錘部材１８を備えている。圧電素子１２は矢印方向に積層されて構成されており、電圧を印加することによって積層方向に変形（伸縮）するように構成される。したがって、圧電素子１２は、長手方向の端面１２Ａ、１２Ｂが変位するようになっている。
【００３２】
圧電素子１２の端面１２Ａ、１２Ｂのうち、一方の端面１２Ａには、駆動軸１４の基端が固着されている。駆動軸１４は例えば円柱状に形成されており、その軸が矢印方向（すなわち、圧電素子の伸縮方向）に配置されている。駆動軸１４の材質は、軽く高剛性のものが適しており、その条件を満たすものとしてはベリリウムが理想的であるが、この材料は稀少金属であるため高価で且つ加工性が悪いという欠点を持っている。そこで本実施形態においては、黒鉛結晶を強固に複合させた黒鉛複合体、例えばカーボングラファイトが用いられる。（ここで、黒鉛複合体とは炭素の六角板状結晶体であるグラファイトとグラファイト以外の物質との複合体を意味し、カーボングラファイトとはグラファイトと無定形炭素からなる物質を意味する。また、グラファイトは黒鉛とも言われる。）この黒鉛複合体であるカーボングラファイトは、ベリリウムと似た特性を有しながら（ベリリウムの比重は約１．８５、カーボングラファイトの比重は約１．８である）、ベリリウムと異なって比較的安価であり加工しやすいという特性を有している。なお、駆動軸１４の形状は円柱状に限定されるものではなく、角柱状でもよい。
【００３３】
被駆動部材１６はレンズ枠（不図示）に連結される部材であり、駆動軸１４に所定の摩擦力で係合され、駆動軸１４に沿ってスライド自在に支持される。被駆動部材１６と駆動軸１４との摩擦力は、圧電素子１２に緩やかな変化の電圧を印加した際に、その駆動力よりも静摩擦力が大きくなるように、且つ、圧電素子１２に急激な変化の電圧を印加した際に、その駆動力よりも静摩擦力が小さくなるように設定される。なお、駆動軸１４と被駆動部材１６の摺動接触部分には動作を安定させ、且つ繰り返し駆動した時の耐久性を向上させるために潤滑剤が塗布される。この潤滑剤は低温下でも駆動軸１４と被駆動部材１６の摺動駆動抵抗が増加しないように、温度によって性能が変化し難いものが好ましい。また、光学部品や機構部品に悪影響を与える塵埃を発生させないタイプのものがよい。
【００３４】
錘部材１８は、圧電素子１２の端面１２Ｂに接着剤２０によって固着されている。この錘部材１８は圧電素子１２の端面１２Ｂに負荷を与えることによって、端面１２Ｂが端面１２Ａよりも大きく変位することを防止するものであり、駆動軸１４よりも重量の大きいものが好ましい。また駆動軸１４よりも質量の大きい錘部材１８を設けることによって、圧電素子１２の伸縮を効率よく駆動軸１４側に伝えることが可能である。例えば、駆動軸１４が８ｍｇ、圧電素子１２が３０ｍｇの場合に、２０ｍｇの錘部材１８が用いられる。
【００３５】
また、錘部材１８は、軟性材料によって形成されている。錘部材１８の材質は、圧電素子１２及び駆動軸１４よりもヤング率の小さい材料のものが用いられる。錘部材１８のヤング率としては、１０Ｐａ以下が好ましく、３００ＭＰａ以下がより好ましい。このような錘部材１８は、ゴム等の弾性体に比重の大きい金属粉を混ぜ合わせることによって形成され、例えばウレタンゴムやウレタン樹脂にタングステンの粉末を混合することによって製造される。錘部材１８の比重は、装置の小型化のためにできるだけ高いことが好ましく、例えば８〜１２程度に設定される。また、ウレタンゴムやウレタン樹脂にタングステンの粉末を混合することによって製造される錘部材１８のヤング率は６０ＭＰａ程度、比重は１１．７程度となる。したがって、錘部材１８を出来るだけ小さい体積で設計する場合は、出来るだけ比重が大きく且つヤング率の小さい組み合わせが最適となるが、錘部材１８は駆動軸１４の比重より大きく（比重１．８以上）、且つヤング率が１ＧＰａ以下のものであれば利用可能である。すなわち、比重をヤング率で除した数値（比重／ヤング率）が１．８×１０−９  以上であれば錘部材１８として適している。なお、錘部材１８と圧電素子１２とを固着する接着剤としては、弾性接着剤を用いることが好ましい。
【００３６】
前述した圧電素子１２には不図示の駆動パルス供給装置が電気的に接続されており、この駆動パルス供給装置によって、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す波形の電圧が印加される。
【００３７】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は圧電素子１２に印加するパルス波形の一例を示したものである。図２（Ａ）は、図１の被駆動部材１６を矢印の左方向に移動させる際のパルス波形であり、図２（Ｂ）は図１の被駆動部材１６を矢印の右方向に移動させる際のパルス波形である。
【００３８】
図２（Ａ）の場合、圧電素子１２には、時刻α１から時刻α２にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α３で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻α１から時刻α２では、圧電素子１２が緩やかに伸長する。その際、駆動軸三４が緩やかな速度で移動するので、被駆動部材１６は駆動軸１４とともに移動する、これにより、被駆動部材１６を図１の左方向に移動させることができる。階刻α３では、圧電素子１２が急激に縮まるので、駆動軸１４は図１の右方向に移動する。その際、駆動軸１４が急激に移動するので、被駆動部材１６は慣性によってその位置に停止したまま、駆動軸１４だけが移動する。したがって、図２（Ａ）に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図１の被駆動部材１６は左方向への移動と停止を繰り返すので、左方向へ移動させることができる。
【００３９】
図２（Ｂ）の場合、圧電素子１２には、時刻β１で急激に立ち上がり、時刻β２から時刻β３にかけて緩やかに立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻β、１では圧電素子１２が急激に伸長し、駆動軸１４は図１の左方向に移動する。その際、駆動軸１４が急激に移動するので、被駆動部材１６は慣性によってその位置に停止したまま、駆動軸１４だけが移動する。時刻β２から時刻β３では、圧電素子１２が緩やかに縮まる。その際、駆動軸１４が緩やかに変位するので、被駆動部材１６は駆動軸１４とともに移動する。これにより、被駆動部材１６を図１の右方向に移動させることができる。したがって、図２（Ｂ）に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図１の被駆動部材１６は右方向への移動と停止を繰り返すので、右方向へ移動させることができる。なお、前記鋸状の駆動パルスは説明のために模式的に用いられるものであって、実際には図１３のような回路によって図１４、図１５に示す信号が入出力される。その出力信号は前記鋸状の駆動パルスと等価のものとなる。また、使用される駆動周波数としては、駆動周波数が異音として認識される可聴周波数域を避け、且つ電力消費量が少ないことを考慮して選定すれば２０〜２００ｋＨｚ程度が好ましく、より好ましくは５０〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００４０】
アクチュエータ１０は、圧電素子１２の端面１２Ｂに固着された錘部材１８が、ヤング率の小さい軟性材料で形成されている。このような錘部材１８を用いることによって、圧電素子１２と駆動軸１４とを質量として、錘部材１８を弾性体とした等価１自由系の共振周波数ｆ０を大幅に下げることができる、換言すると、錘部材１８は、共振周波数を低減させる共振周波数低減部材として機能する。また、ヤング率の小さい軟性材料等で形成された錘部材１８を用いることによって、剛性材料から成る錘部材を設ける場合よりも、アクチュエータ１０の共振周波数が低いものとなる。このことは、その共振周波数ｆ０を求めるための次の式（１）からも明らかである。この式（１）において、Ｅは錘部材１８のヤング率、Ａは錘部材１８の圧電素子１２側の面積、ｈは錘部材１８の厚さ、Ｍａは圧電素子１２の質量、Ｍｂは駆動部材１４の質量、Ｍｃは錘部材１８の質量を示す。
【数１】
2007174882.tif 000003
【００４１】
この式（１）から明らかなように、錘部材１８のヤング率Ｅを小さくすると、等価１自由系の共振周波数ｆ０は小さくなる。本実施の形態では、錘部材１８のヤング率を１ＧＰａ以下としたことによって、共振周波数ｆ０を約７０ｋＨｚ以下にすることができる。また、本実施の形態において、錘部材１８のヤング率を３００ＭＰａ以下とすれば、前記共振周波数ｆ０を３５ｋＨｚ以下にすることができる。さらに、本実施の形態において、錘部材１８をヤング率が６０ＭＰａ程度のウレタンゴムにタングステン粉末を混合したものを使用した場合は、共振周波数ｆ０は１５ｋＨｚ程度となる。（図３に計算例を示す。図３の番号１を参照。なお、例えば、図３中のＥ＋０７は、×１０７を意味する。）
【００４２】
これに対して、錘に相当する部材がヤング率の大きい硬質材料で形成されると、共振周波数ｆ０が大きくなる。例えば、本実施の形態において、錘部材１８の材質をヤング率が２００〜４００ＧＰａのステンレスとした場合は、共振周波数ｆ０は１ＧＨｚ以上となる。また、金属の中でも比較的ヤング率の小さいアルミニウム（ヤング率は１２０ＧＰａ程度）を使用した場合であっても共振周波数ｆ０は約７００ｋＨｚとなる。（図３の番号５参照。）
【００４３】
前述したように本実施の形態のアクチュエータ１０は、錘部材１８が共振周波数低減部材により形成されているので、前記等価１自由系の共振周波数ｆ０を著しく低下させることができる。なお、錘部材１８を弾性体や粘弾性材料とした場合も同様な作用を奏する。
【００４４】
ここで一般に、振動する機械や構造物から、それを支える基礎や床に振動が伝わらないようにするためには、振動伝達率（Vibration Transmissibility）が小さいほうが良く、等価１自由系においては、振動伝達率λは次の式（２）で示される。
【数２】
2007174882.tif 000004
【００４５】
この式（２）において、λは等価１自由系の振動伝達率、ｆは使用される駆動周波数、ｆ０は等価１自由系の共振周波数、ζは等価１自由系の減衰比である。
【００４６】
そして、等価１自由系では、この振動伝達率λが１以下の場合には、ζの値に無関係に機械の振動が基礎や床に伝わりにくいとされる。
【００４７】
従って、次の式（３）、及びその式（３）を変形した式（４）で示されるように、振動伝達率λが１以下の範囲、すなわちｆ≧２１／２・ｆ０を満たす範囲（図４の範囲Ｐ）は、圧電素子１２の振動がアクチュエータ１０の支持部材（例えば図１の固定枠２４）に伝わりにくく、共振による影響が非常に小さい防振領域である。したがって、発明を実施するための最良の実施形態である周波数の組み合わせ、すなわちアクチュエータの共振周波数が７０ｋＨｚ以下、駆動周波数が５０〜１００ｋＨｚとするものはこの防振領域を満たすことになる。なお、防振領域については、例えば、「モード解析入門、長松昭男著、コロナ社」に記載されている。因みに、ｆ≧２１／２・ｆ０の関係は、他の実施形態に対しても勿論適用可能である。
【数３】
2007174882.tif 000005
【数４】
2007174882.tif 000006
【００４８】
上記の如く構成されたアクチュエータ１０は、支持部材２２を介して固定枠２４（本体）に取り付けられている。支持部材２２は、金属や樹脂によって板状に形成されており、その中央部には、駆動軸１４が挿通される円形の孔２２Ａが形成されている。支持部材２２は、この孔２２Ａに駆動軸１４を挿通させた状態で、且つ、圧電素子１２の端面１２Ａに当接した状態で、接着剤２６によって圧電素子１２の端面１２Ａに接着されている。また、支持部材２２は、固定枠２４の段差部２４Ｂに当接した状態で、接着剤２８によって強固に接着固定されている。これにより、圧電素子１２、駆動軸１４、及び錘部材１８から成るアクチュエータ１０が、圧電素子１２の端面１２Ａで固定枠２４に支持される。なお、接着剤２６、２８としては、弾性接着剤を用いることが好ましい。
【００４９】
固定枠２４は、携帯電話等の本体（不図示）に取り付けられる部材であり、二つの貫通孔２４Ａ、２４Ａを備えている。貫通孔２４Ａ、２４Ａは駆動軸１４よりも若干大きな径で形成されており、駆動軸１４を貫通孔２４Ａ、２４Ａに挿通させることによって、駆動軸１４が矢印方向にスライド自在に支持される。
【００５０】
固定枠２４の端部には保護板３０が取り付けられている。保護板３０は、薄板を屈曲させることによってコ状に形成されており、錘部材１８に非接触状態で固定枠２４に取り付けられている。この保護板３０を取り付けることによってアクチュエータ１０が補強され、落下時の損傷を防止することができる。なお、本実施形態では、保護板３０を錘部材１８に非接触で取り付けたが、錘部材１８に接触させた状態で取り付けてもよい。
【００５１】
上述したように第１の実施形態の駆動装置は、アクチュエータ１０を圧電素子１２の端面１２Ａで支持したので、アクチュエータ１０を中空に吊設した理想状態に近い状態でアクチュエータ１０が支持されることになる。よって、アクチュエータ１０と固定枠２４との問で振動が伝わりにくくなり、共振の影響が小さくなるので、被駆動部材１６を正確に移動させることができる。
【００５２】
特に上述した第１の実施形態では、錘部材１８として軟性材料を用いたので、アクチュエータ１０そのもので発生する共振を抑制することができ、さらに上記の如くアクチュエータ１０を支持することによってアクチュエータ１０と固定枠２４との間の共振をより効果的に抑制することができる、すなわち、軟性材料から成る錘部材１８を用いた場合には、圧電素子１２、駆動軸１４、及び、錘部材１８から成る系の共振周波数が低くなる。具体的には圧電素子１２と駆動軸１４とを質量として、錘部材１８を弾性体とした等価１自由系の共振周波数ｆ０を大幅に下げることができる。共振周波数ｆ０が低くなることで、駆動周波数ｆは、ｆ≧２１／２・ｆ０、となる防振領域に設定しやすくなり、共振の影響が少なくなる。したがって、図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）に示すように、錘部材１８を硬性材料で構成した場合に発生する、圧電素子１２の伸縮方向以外の振れを防止することができる。これにより、駆動軸１４が圧電素子１２の伸縮方向に変位するので、圧電素子１２の伸縮による駆動力が被駆動部材１６に正確に伝わり、被駆動部材１６を圧電素子１２の伸縮方向に正確に駆動制御することができる。また、共振周波数ｆ０が低くなることで圧電素子１２、駆動軸１４、及び、錘部材１８の構成のバラツキによる影響が少なくなり、安定した駆動力を得ることができる。
【００５３】
なお、防振領域とは、アクチュエータ１０側から固定枠２４側への振動伝達の振動伝達率が１以下となる領域である。ｆ≧２１／２・ｆ０が成立する場合、振動伝達率が１以下となるため、共振の影響を低く抑えることができる。
【００５４】
このように軟性の錘部材１８を用いることによって、アクチュエータ１０の内部での共振が抑制されるので、アクチュエータ１０を圧電素子１２の端面１２Ａで支持することによってアクチュエ一タ１０は共振のない理想的な状態で動作することになり、被駆動部材１６をより正確に移動させることができる。
【００５５】
なお、上述した第１の実施形態は、硬質の支持部材２２によって圧電素子１２と固定枠２４とを連結するようにしたが、これに限定するものではなく、図５に示すように、圧電素子１２の端面１２Ａと固定枠２４とをゴム等の弾性体からなる支持部材３６を介して支持するようにしてもよい。支持部材３６は、筒状に形成されており、駆動軸１４を挿通させた状態で、圧電素子１２の端面１２Ａと固定枠２４とに固着されている。この弾性の支持部杉３６によって、固定枠２４とアクチュエータ１０との間で振動が伝達することをより効果的に抑制することができ、特にアクチュエータ１０に外部から振動が伝わることを防止できる。
【００５６】
なお、図５の固定枠２４には、保護板３２が取り付けられている。保護板３２は、板状に形成されており、駆動軸１４の先端面に接触した状態で両面テープ３４によって固定枠２４に取り付けられている。この保護板３２を取り付けることによってアクチュエータ１０が補強され、落下時の損傷を防止することができる。なお、本実施形態では、保護板３２を駆動軸１４に接触させた状態で取り付けたが、これに限定するものではなく、保護板３２を駆動軸１４に非接触で取り付けてもよい。
【００５７】
図６に示すように、支持部材３８を用いて、アクチュエータ１０を固定枠２４に支持するようにしてもよい。この支持部材３８は、シリコンゴム等の弾性部材によって形成されており、圧電素子１２が圧入される矩形状の孔３８Ａと、駆動軸１４が遊挿される円形の孔３８Ｂとを備える。そして、支持部材３８は、圧電素子１４を孔３８Ａに圧入し、且つ、駆動軸１４を孔３８Ｂに挿通させた状態で、弾性の接着剤３９によって圧電素子１４の端面１４Ａに固着される。
【００５８】
また、支持部材３８の外形は、固定枠２４の内側形状と同じ形状で形成されており、固定枠２４の内側に支持部材３８を圧入できるようになっている。支持部材３８は、固定枠２４の内側に圧入した状態で、弾性の接着剤３７によって固定枠２４に接着される。
【００５９】
上記の如く構成された駆動装置は、圧電素子１４が支持部材３８に圧入され、さらに支持部材３８が固定枠２４に圧入されているので、圧電素子１４の側面が支持部材によって保持されている。したがって、落下等の衝撃を受けた際に、支持部材３８が衝撃を吸収することができ、耐衝撃性能が向上する。
（第二実施形態）
【００６０】
次に本発明の第二実施形態に係る駆動装置を図７に基づいて説明する。
【００６１】
図７に示すように、第２の実施形態では、アクチュエータ１０が一対の支持板４０、４２によって、圧電素子１２の伸縮方向に両側から押圧された状態で支持されている。支持板４０は、薄い金属板によってコ状に形成されており、錘部材１８を押圧した状態で固定枠２４に取りつけられている。支持板４２は、薄い金属板から成り、駆動軸１４の先端面を抑圧した状態で、接着剤４４によって固定枠２４に固着されている。
【００６２】
上記の如く構成された第２の実施形態によれば、アクチュエータ１０が一対の支持板４０、４２によって圧電素子１２の伸縮方向に挟持されており、中に浮いた状態に近い状態で支持されている。このような状態で支持されたアクチュエータ１０は、固定枠２４との固着部分がないので、アクチュエータ１０と固定枠２４との間で振動が伝達しにくくなり、アクチュエータ１０と固定枠２４との間で共振が生じにくくなる、よって、第２の実施の形態のアクチュエータ１０は、共振による影響が少なくなるように支持されるので、被駆動部材１６を正確に移動させることができる。特に錘部材１８が軟性材料から成る場合には、上述したようにアクチュエータ１０の内部で共振が生じにくいので、上記の如く両側から押圧して支持することによって、アクチュエータ１０を共振のない状態に保つことができる。
（第三実施形態）
【００６３】
次に本発明の第三実施形態に係る駆動装置を図８に基づいて説明する。
【００６４】
図８に示すように第３の実施形態のアクチュエータ１０は、一対の支持部材５０、５０によって圧電素子１２の側面が両側から押圧された状態で支持されている。支持部材５０、５０は、金属、樹脂、或いはゴム等から成り、固定枠２４に取りつけられている。なお、支持部材５０、５０の先端と圧電素子１２の側面とを弾性の接着剤によって接齎してもよい。また、一対の支持部材５０、５０の代わりに筒状の支持部材を用い、圧電素子１２の側面を全周において抑圧して支持するようにしてもよい。
【００６５】
上記の如く構成された第３の実施形態によれば、一対の支持部材５０、５０で圧電素子１２の側面を両側から押圧してアクチュエータ１０を支持するようにしたので、アクチュエータ１０は、中に浮いた理想状態に近い状態で支持される。よって、アクチュエータ１０と固定枠２４との問で振動が伝達しにくいので、アクチュエータ１０は共振の影響が少なくなり、被駆動部材１６を正確に移動させることができる。特に錘部材１８が軟性材料から成る場合には、上述したようにアクチュエータ１０の内部で共振が生じにくいので、上記の如く圧電素子１２の側面を両側から抑圧して支持することによって、アクチュエータ１０を共振のない状態に保つことができる。
【００６６】
なお、上述した第１〜３の実施形態では、軟性材料から成る錘部材１８を用いたが、これに限定するものではなく、硬性材料から成る錐部材を用いてもよい。この場合にも、上記の如くアクチュエータ１０を支持することによって、共振の影響を小さくすることができ、被駆動部材１６を正確に移動させることができる。
【００６７】
なお、本発明に係るアクチュエータ１０の用途としては、例えばデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に適用することができる。特に携帯電話機は、３Ｖ以下の低い電圧で駆動する必要があるが、本発明のアクチュエータ１０を用いることによって、２０ｋＨｚ程度の高周波で駆動することができ、被駆動部材１６を２ｍｍ／ｓ以上の高速度で移動させることができる。よって、１０ｍｍ程度の移動が必要となるズームレンズであっても、迅速に移動させることができる。また、本発明に係るアクチュエータ１０の用途としてはフォーカスレンズやズームレンズ等の移動レンズを移動する用途に限定されず、ＣＣＤを移動する用途等に用いてもよい。
（第四実施形態）
【００６８】
次に本発明の第四実施形態に係る駆動装置について説明する。
【００６９】
図９は本発明の第四実施形態に係る駆動装置の断面図である。
【００７０】
図９に示すように、本実施形態に係る駆動装置は、移動レンズ７０を移動対象物とし移動レンズ７０の駆動を行うものであり、圧電素子１２、駆動軸１４及び被駆動部材１６を有するアクチュエータ１０と、そのアクチュエータ１０を支持する支持部材６０とを備えて構成されている。圧電素子１２は、電気信号の入力により伸縮可能な電気機械変換素子であり、所定の方向へ伸長及び収縮可能となっている。この圧電素子１２は、制御部７１に接続され、その制御部７１により電気信号を入力されることにより伸縮する。例えば、圧電素子１２には、二つの入力端子７２Ａ、７２Ｂが設置される。この入力端子７２Ａ、７２Ｂに印加される電圧を繰り返して増減させることにより、圧電素子１２が伸長及び収縮を繰り返すこととなる。
【００７１】
駆動軸１４は、圧電素子１２の伸縮方向に長手方向を向けて圧電素子１２に取り付けられている。例えば、駆動軸１４の一端が圧電素子１２に当接され接着剤２７を用いて接着されている。この駆動軸１４は、長尺状の部材であり、例えば円柱状のものが用いられる。駆動軸１４は、固定枠２４から内側へ延びる仕切り部２４Ｂ、仕切り部２４Ｃにより長手方向に沿って移動可能に支持されている。仕切り部２４Ｂ、仕切り部２４Ｃは、被駆動部材１６の移動領域を仕切るための部材であり、駆動軸１４の支持部材としても機能している。固定枠２４は、アクチュエータ１０を収容するための筐体として機能する。
【００７２】
仕切り部２４Ｂ、仕切り部２４Ｃには、駆動軸１４を貫通させる貫通孔２４Ａがそれぞれ形成されている。仕切り部２４Ｂは、駆動軸１４の圧電素子１２取付部分の近傍箇所、すなわち駆動軸１４の基端箇所を支持している。仕切り部２４Ｃは、駆動軸１４の先端箇所を支持している。固定枠２４は、アクチュエータ１０を組み付けるための枠体若しくはフレーム部材として機能するものである。駆動軸１４は、圧電素子１２に取り付けられることにより、圧電素子１２の伸長及び収縮の繰り返し動作に応じて、その長手方向に沿って往復移動する。
【００７３】
なお、図９では、駆動軸１４を仕切り部２４Ｂ、２４Ｃによりその先端側と基端側の二箇所で支持する場合を示しているが、駆動軸１４をその先端側又は基端側の一方で支持する場合もある。例えば、仕切り部２４Ｂの貫通孔２４Ａを駆動軸１４の外径より大きく形成することにより、駆動軸１４が仕切り部２４Ｃにより先端箇所のみで支持されることとなる。また、仕切り部２４Ｃの貫通孔２４Ａを駆動軸１４の外径より大きく形成することにより、駆動軸１４が仕切り部２４Ｂにより基端箇所のみで支持されることとなる。
【００７４】
また、図９では、駆動軸１４を支持する仕切り部２４Ｂ、２４Ｃが固定枠２４と一体になっている場合について示したが、これらの仕切り部２４Ｂ、２４ｃは固定枠２４と別体のものを固定枠２４に取り付けて設けてもよい。別体の場合であっても、一体となっている場合と同様な機能、効果が得られる。
【００７５】
被駆動部材１６は、駆動軸１４に移動可能に取り付けられている。この被駆動部材１６は、駆動軸１４に対し摩擦係合されて取り付けられ、その長手方向に沿って移動可能となっている。例えば、被駆動部材１６は、駆動軸１４に対し所定の摩擦係数で係合しており、一定の押圧力で駆動軸１４に押し付けられることによってその移動の際に一定の摩擦力が生ずるように取り付けられている。被駆動部材１６にこの摩擦力を超える移動力が付与されることにより、摩擦力に抗して被駆動部材１６が駆動軸１４に沿って移動する。
【００７６】
アクチュエータ１０は、支持部材６０により固定枠２４に支持されている。支持部材６０は、アクチュエータ１０を圧電素子１２の伸縮方向に対して側方から支持するものであり、アクチュエータ１０を収容する固定枠２４と圧電素子１２と間に配設されている。この場合、アクチュエータ１０を圧電素子１２の伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この支持部材６０は、アクチュエータ１０を側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。
【００７７】
支持部材６０は、所定以上の弾性特性を有する弾性体により形成され、例えばシリコーン樹脂により形成される。支持部材６０は、圧電素子１２を挿通させる挿通孔６０Ａを形成して構成され、その挿通孔６０Ａに圧電素子１２を挿通させた状態で固定枠２４に組み付けられている。支持部材６０の固定枠２４への固着は、接着剤６１による接着により行われる。また、支持部材６０と圧電素子１２の間の固着も、接着剤による接着により行われる。この支持部材６０を弾性体によって構成することにより、アクチュエータ１０を圧電素子１２の伸縮方向に移動可能に支持することができる。図９において、支持部材６０が圧電素子１２の両側に二つ図示されているが、この支持部材６０、６０は一つの連続する支持部材６０の断面をとることによって二つに図示されたものである。
【００７８】
なお、支持部材６０の固定枠２４への固着及び圧電素子１２への固着は、固定枠２４と圧電素子１２の間に支持部材６０を圧入し、支持部材６０の押圧によって行ってもよい。例えば、支持部材６０を弾性体により構成し、かつ、固定枠２４と圧電素子１２の間より大きく形成して、その間に圧入して設置する。これにより、支持部材６０は、固定枠２４及び圧電素子１２に密着して配設される。この場合、圧電素子１２は、支持部材６０により伸縮方向に直交する方向の両側から押圧される。これによって、アクチュエータ１０が支持される。
【００７９】
また、ここでは支持部材６０をシリコーン樹脂で形成する場合について説明したが、支持部材６０をバネ部材により構成してもよい。例えば、固定枠２４と圧電素子１２の間にバネ部材を配置し、このバネ部材によってアクチュエータ１０を固定枠２４に対し支持してもよい。
【００８０】
被駆動部材１６には、レンズ枠６８を介して移動レンズ７０が取り付けられている。移動レンズ７０は、カメラの撮影光学系を構成するものであり、駆動装置の移動対象物となるものである。この移動レンズ７０は、被駆動部材１６と一体的に結合され、被駆動部材１６と共に移動するように設けられている。移動レンズ７０の光軸Ｏ上には、図示しない固定レンズなどが配設され、カメラの撮影光学系を構成している。また、光軸Ｏ上には、撮像素子６５が配設されている。撮像素子６５は、撮影光学系により結像された画像を電気信号に変換する撮像手段であり、例えばＣＣＤにより構成される。撮像素子６５は、制御部７１と接続されており、画像信号を制御部７１に出力する。
【００８１】
圧電素子１２の端部には、錘部材１８が取り付けられている。錘部材１８は、圧電素子１２の伸縮力を駆動軸１４側へ伝達させるための部材であって、圧電素子１２の駆動軸１４が取り付けられる端部と反対側の端部に取り付けられている。錘部材１８としては、駆動部材１４より重いものが用いられる。また、錘部材１８として、弾性変形可能な部材に金属粉を混入させたものを用いることが好ましい。金属粉を混入させることにより重量を大きくすることができ、弾性変形可能な部材を用いることにより圧電素子１２の作動時における不要な共振を減衰させることができる。
【００８２】
また、錘部材１８を軟性部材により構成することにより、アクチュエータ１０における共振周波数を圧電素子１２の駆動周波数に対し十分に小さくすることができ、共振の影響を低減できる。
【００８３】
また、錘部材１８は、固定枠２４に対し支持固定されない状態で設けられている。すなわち、錘部材１８は、固定枠２４に対し直接支持されたり固定されておらず、また接着剤や樹脂材を介して固定枠２４に対し動きを拘束されるように支持されたり固定されていない状態で設けられている。
【００８４】
駆動装置には、被駆動部材１６の移動位置を検出する検出器７５が設けられている。検出器７５としては、例えば光学式の検出器が用いられ、フォトリフレクタ、フォトインタラプタなどが用いられる。具体的には、検出器７５としてリフレクタ７５Ａ、検出部７５Ｂを備えたものを用いる場合、被駆動部材１６と一体に形成されるレンズ枠６８にリフレクタ７５Ａを取り付け、検出部７５Ｂからリフレクタ７５Ａ側へ検出光を出射し、リフレクタ７５Ａ側で反射してくる反射光を検出部７５Ｂで検出することにより被駆動部材１６及び移動レンズ７０の移動位置を検出する。
【００８５】
検出器７５は、制御部７１に接続されている。検出器７５の出力信号は制御部７１に入力される。制御部７１は、駆動装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路などにより構成される。また、制御部７１は、圧電素子１２を作動させるための駆動回路を備えており、圧電素子１２に対し駆動のための電気信号を出力する。
【００８６】
図１０、１１は、本実施形態に係る駆動装置における検出器の具体例を示した図である。
【００８７】
図１０に示すように、検出器７５は、例えば、リフレクタ７５Ａ、検出部７５Ｂ、インタラプタ７５Ｃ、検出部７５Ｄを備えて構成されている。リフレクタ７５Ａ及びインタラプタ７５Ｃは、レンズ枠６８に取り付けられており、レンズ枠６８及び移動レンズ７０と共に移動する。リフレクタ７５Ａに対向する位置には、検出部７５Ｂが配置されている。検出部７５Ｂは、移動レンズ７０の移動に伴って変化するリフレクタ７５Ａからの光の反射量を検知し、移動レンズ７０の移動量を検出する。インタラプタ７５Ｃが通過する位置には、検出部Ｄが配置されている。検出部Ｄは、インタラプタ７５Ｃの通過を検知し、移動レンズ７０の所定位置の通過を検出する。
【００８８】
また、図１１に示すように、移動レンズ７０の移動に応じてリフレクタ７５Ａが検出部７５Ｂに対し接近又は離間するようにリフレクタ７５Ａ及び検出部７５Ｂを配置し、検出部７５Ｂに対するリフレクタ７５Ａの相対距離に応じて移動レンズ７０の移動位置を検出するようにしてもよい。この場合、移動レンズ７０の位置がリニアに検出することができる。
【００８９】
また、移動レンズ７０の移動制御する手法として、撮像素子６５の出力信号に基づいて移動レンズ７０を移動させてもよい。例えば、撮像素子６５から出力される映像信号の高周波成分を検出し、そのレベルが最大となる位置に移動レンズ７０を移動させる。このように移動レンズ７０の移動制御を行うことにより、検出器７５による位置検出が不要となる。
【００９０】
図１２は、図９のVIII−VIIIにおける被駆動部材１６の断面図である。
【００９１】
図１２に示すように、被駆動部材１６は、例えば、本体部１６Ａ、押圧部１６Ｂ及び摺動部１６Ｃを備えて構成される。本体部１６Ａは、押圧部１６Ｂにより駆動軸１４に一定の力で押圧されている。本体部１６Ａには、Ｖ字状の溝１６Ｄが形成されている。この溝１６Ｄの内には、二つの摺動部１６Ｃ、１６Ｃに挟持された状態で駆動軸１４が収容されている。摺動部１６Ｃ、１６Ｃは、断面Ｖ字状の板体であり、互いに凹部側を向き合わせて配置され、駆動軸１４を挟んで設けられている。このようにＶ字状の溝１６Ｄ内に駆動軸１４を収容することにより、被駆動部材１６を安定して駆動軸１４に取り付けることができる。
【００９２】
押圧部１６Ｂとしては、例えば、断面Ｌ字状の板バネ材が用いられる。押圧部１６Ｂの一辺を本体部１６Ａに掛止させ、他の一辺を溝１６Ｄの対向位置に配することにより、他の一辺により溝１６Ｄに収容される駆動軸１４を本体部１６Ａ及び摺動部１６Ｃと共に挟み込むことができる。これにより、本体部１６Ａを駆動軸１４側へ押圧することができる。
【００９３】
このように、被駆動部材１６は、押圧部１６Ｂにより本体部１６Ａを駆動軸１４側に一定の力で押圧して取り付けられることにより、駆動軸１４に対し摩擦係合される。すなわち、被駆動部材１６は、駆動軸１４に対し本体部１６Ａ及び押圧部１６Ｂが一定の押圧力で押し付けられ、その移動に際し一定の摩擦力が生ずるように取り付けられる。
【００９４】
また、断面Ｖ字状の摺動部１６Ｃ、１６Ｃにより駆動軸１４を挟み込むことにより、被駆動部材１６が駆動軸１４に複数箇所で線接触することになり、駆動軸１４に対し安定して摩擦係合させることができる。また、複数箇所の線接触状態により被駆動部材１６が駆動軸１４に係合しているため、実質的に被駆動部材１６が駆動軸１４に面接触状態で係合していると同様な係合状態となり、安定した摩擦係合が実現できる。
【００９５】
なお、図１２においては摺動部１６Ｃが断面Ｖ状の板体で構成されているが、摺動部１６Ｃを断面円弧状の板体として構成して、駆動軸１４に面接触させてもよい。この場合、被駆動部材１６が駆動軸１４に面接触状態で係合するため、被駆動部材１６を駆動軸１４に対しより安定して摩擦係合することができる。
【００９６】
図１３は、圧電素子１２を作動させる駆動回路の回路図である。
【００９７】
図１３に示すように、駆動回路７７は、制御部７１内に配置されて設けられている。この駆動回路７７は、圧電素子１２のドライブ回路として機能するものであり、圧電素子１２に対し駆動用の電気信号を出力する。駆動回路７７は、制御部７１の制御信号生成部（図示なし）から制御信号を入力し、その制御信号を電圧増幅又は電流増幅して圧電素子１２の駆動用電気信号を出力する。駆動回路７７は、例えば入力段を論理回路Ｕ１〜Ｕ３により構成し、出力段に電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２を備えたものが用いられる。トランジスタＱ１、Ｑ２は、出力信号として、Ｈ出力（高電位出力）、Ｌ出力（低電位出力）及びＯＦＦ出力（オープン出力）を出力可能に構成されている。
【００９８】
図１４に駆動回路７７に入力される入力信号、図１５に駆動回路７７から出力される出力信号を示す。図１４（Ａ）は、被駆動部材１６を圧電素子１２に接近させる方向（図９において右方向）に移動させる際に入力される入力信号であり、図１４（Ｂ）は、被駆動部材１６を圧電素子１２から離間させる方向（図９において左方向）に移動させる際に入力される入力信号である。また、図１５（Ａ）は、被駆動部材１６を圧電素子１２に接近させる方向（図９において右方向）に移動させる際に出力される出力信号であり、図１５（Ｂ）は、被駆動部材１６を圧電素子１２から離間させる方向（図９において左方向）に移動させる際に出力される出力信号である。
【００９９】
図１５（Ａ）、（Ｂ）の出力信号は、図１４（Ａ）、（Ｂ）の入力信号と同一タイミングでオンオフするパルス信号となっている。図１５（Ａ）、（Ｂ）における二つの信号は、圧電素子１２の入力端子７２Ａ、７２Ｂに入力される。この入力端子７２Ａ、７２Ｂには、図２に示すような台形波形からなる信号を入力してもよいが、図１５に示す矩形状のパルス信号を入力して圧電素子１２を作動させることができる。この場合、圧電素子１２の駆動信号が矩形状のパルス信号でよいため、信号生成が容易となる。
【０１００】
図１５（Ａ）、（Ｂ）の出力信号は、同一周波数となる二つの矩形状のパルス信号により構成されている。この二つのパルス信号は、互いの位相を異ならせることにより、互いの信号の電位差が段階的に大きくなり急激に小さくなる信号又は電位差が急激に大きくなって段階的に小さくなる信号となっている。このような二つの信号を入力することにより、圧電素子１２の伸長速度と収縮速度を異ならせることができ、被駆動部材１６を移動させることができる。
【０１０１】
例えば、図１５（Ａ）、（Ｂ）において、一方の信号がＨ（ハイ）となりＬ（ロー）に低下した後に他方の信号がＨとなるように設定されている。それらの信号において、一方の信号がＬになった際に一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨとなるように設定される。また、二つの信号が両方ともＬの場合には、出力としてはオフ状態（オープン状態）とされる。
【０１０２】
この図１５の（Ａ）、（Ｂ）の出力信号、すなわち圧電素子１２を作動させる電気信号は、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図１５（Ａ）、（Ｂ）において、二つの信号の周波数は、可聴周波数を超える周波数信号とされ、例えば、３０〜８０ｋＨｚの周波数信号とされ、より好ましくは４０〜６０ｋＨｚとされる。このようは周波数の信号を用いることにより、圧電素子１２の可聴領域における作動音を低減することができる。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る駆動装置の動作について説明する。
【０１０４】
図９において、圧電素子１２に電気信号が入力され、その電気信号の入力により圧電素子１２が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸１４が往復運動する。このとき、圧電素子１２の伸長速度と収縮速度を異ならせることにより、駆動軸１４が一定の方向へ移動する速度とその逆方向へ移動する速度が異なることとなる。これにより、被駆動部材１６及び移動レンズ７０を所望の方向へ移動させることができる。
【０１０５】
圧電素子１２が伸縮する際に、その伸縮による振動が生ずるが、圧電素子１２を含むアクチュエータ１０が支持部材６０によって伸縮方向に対し側方から支持されているため、圧電素子１２の伸縮により生ずる振動がアクチュエータ１０の外部へ伝達されにくい。このため、アクチュエータ１０が固定枠２４などの外部の部材と共振することが抑制され、その共振の影響を低減することができる。従って、被駆動部材１６及び移動レンズ７０を正確に移動させることができる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態に係る駆動装置によれば、アクチュエータ１０を圧電素子１２の伸縮方向に対し側方から支持することにより、アクチュエータ１０と外部の部材との間で振動が伝達しにくくなり、共振の影響を低減することができる。従って、被駆動部材１６及び移動レンズ７０を正確に移動させることができる。
（第五実施形態）
【０１０７】
次に本発明の第五実施形態に係る駆動装置について説明する。
【０１０８】
図１６は、本発明の第五実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図であり、この第五実施形態の駆動装置１０１は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等のレンズを例えばフォーカス駆動するものである。
【０１０９】
駆動装置１０１は、電気機械変換素子である圧電素子１０２と、この圧電素子１０２の軸線方向に沿った一端側に設けられる駆動軸（駆動部材）１０３と、圧電素子１０２及び駆動軸１０３を支持する静止部材１０４と、圧電素子２の軸線方向に沿った他端側に設けられる錘部材（錘）１０５と、駆動軸１０３にその軸方向に移動可能で摩擦係合する摩擦部材１０６と、この摩擦部材１０６に固定された移動レンズ（被駆動部材）１０７とを備え、オートフォーカスの際に移動レンズ１０７の焦点を調整するため、圧電素子１０２によって例えば１ｍｍ程度まで移動レンズ１０７をその光軸方向に沿って駆動するものである。
【０１１０】
圧電素子１０２は例えばセラミック等を積層して成るもので、この圧電素子１０２にはリード線１０８が電気的に接続されている。そして、この圧電素子１０２は、制御部（不図示）からリード線１０８を介して後述の電気信号が印加されることで、軸線方向に伸縮する（以下、軸線方向を「伸縮方向Ａ」という）。
【０１１１】
駆動軸１０３は、軽量で硬く且つ高強度である例えばカーボングラファイトやベリリウム合金等により形成され、円柱形状を呈している。この駆動軸１０３は、圧電素子１０２と同軸に配置されて、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの一方の端面１０２ａに当接され、接着剤１０９によって固着されている。なお、駆動軸１０３の形状は円柱状に限定されるものではなく、角形状等でも良い。
【０１１２】
静止部材１０４は圧電素子１０２及び駆動軸１０３を組み付けるための筐体若しくは枠体（フレーム部材）として機能するものである。この静止部材１０４は枠体を構成する図示左側の前壁１０４ａ及び伸縮方向Ａの中程の中間壁１０４ｂを有し、前壁１０４ａには孔１０４ｃが設けられ、中間壁１０４ｂには孔１０４ｃと同軸位置に孔１０４ｄが設けられ、これらの孔１０４ｃ及び孔１０４ｄに、駆動軸１０３が移動可能に挿入されている。ここで、孔１０４ｄは、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部を形成する接着剤１０９との干渉を避けるため、圧電素子１０２側がテーパ面とされている。この静止部材１０４の図示右側の後端は開放され、この後端には薄板を屈曲させることにより形成された保護板１１０が取り付けられている。
【０１１３】
錘部材１０５は、静止部材１０４及び保護板１１０と非接触状態で圧電素子１０２の伸縮方向Ａの他方の端面１０２ｂに当接され、接着剤１１２によって固着されている。この錘部材１０５は、圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに付加を与えることによって、駆動軸１０３が伸縮方向Ａに移動せずに圧電素子１０２が移動することを防止すると共に、共振周波数を下げ且つ周波数特性に凹凸状の乱れを無くして圧電素子１０２から駆動軸１０３に対して良好な変位やインパクトを伝えるためのものである。従って、錘部材１０５は駆動軸１０３よりも質量が大きく且つ軟らかいものが用いられる。
【０１１４】
重い錘部材としては、具体的には、例えば、駆動軸１０３が８ｍｇ、圧電素子１０２が３２ｍｇの場合に、３２ｍｇの錘部材が用いられる。また、軟らかい錘部材としては、軟性材料によるものが採用され、圧電素子１０２及び駆動軸１０３よりもヤング率の小さいものが用いられている。ヤング率は、１ＧＰａ以下が好ましく、３００ＭＰａ以下がより好ましい。このような軟性材料は、例えばゴムやエラストマー等の弾性体に比重の大きい金属粉を混ぜ合わせることによって製造され、例えばウレタンゴムやウレタン樹脂等にタングステン等の粉末を混合することによって製造される。錘部材１０５の比重は、装置の小型化のためにできるだけ高いことが好ましく、例えば８〜１２程度とされる。
【０１１５】
摩擦部材１０６は、駆動軸１０３に所定の摩擦力で摺動自在に摩擦係合されている。具体的には、図１７に示すように、摩擦部材本体１１３に設けられたＶ状の溝１１４に駆動軸１０３が進入し、この駆動軸１０３を摩擦部材本体１１３側に付勢するように板バネ１１５が取り付けられている。この摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の所定の摩擦力は、後述するように、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも大きく、且つ、圧電素子２が急激に伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも小さいように設定されている。
【０１１６】
移動レンズ１０７は駆動装置１０１の移動対象物となるものであり、図１６に示すように、その光軸方向が駆動軸１０３の軸線方向と平行を成すように摩擦部材１０６の摩擦部材本体１１３に固定されている。これにより、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が一体で駆動される。この移動レンズ１０７の光軸方向に沿った前側と後側には、図示を省略した固定レンズがそれぞれ静止部材１０４に固定されて配置され、これらの移動レンズ１０７及び固定レンズによりカメラの撮影光学系が構成される。
【０１１７】
特に本実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの中程から駆動軸３側の端面までの範囲とこれより外方の静止部材１０４の内面との間に弾性接着剤１１１が充填され、圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性接着剤１１１を介して静止部材１０４に弾性支持されている。この弾性接着剤１１１としては、例えば軟らかくて比重が軽く且つ比較的粘性の高いシリコン系の接着剤が用いられている。具体的には、ショア硬度が５０以下のものが好ましく、３０〜４０のものがより好ましい。これにより、弾性接着剤１１１は圧電素子１０２の伸縮に追従しながら圧電素子１０２を支持することになる。なお、弾性接着剤１１１は弾性を有していれば良く、例えば弾性を有する瞬間接着剤や、ＵＶ接着剤を用いても良い。
【０１１８】
圧電素子１０２、駆動軸１０３及び被駆動部材１０６を備えて構成されるアクチュエータは、弾性接着剤１１１により圧電素子１０２の伸縮方向に対し側方から支持されている。この場合、アクチュエータを圧電素子１０２の伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この弾性接着剤１１１は、アクチュエータを側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。
【０１１９】
そして、このような駆動装置１０１は、駆動軸１０３を圧電素子１０２の一方の端面１０２ａに接着剤１０９によって固着すると共に錘部材１０５を圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに接着剤１１２によって固着し、圧電素子１０２及び錘部材１０５を静止部材１０４内に進入させながら駆動軸３を静止部材１０４の孔１０４ｃ及び孔１０４ｄに挿入し、移動レンズ１０７を装着した摩擦部材１０６を駆動軸１０３に取り付け、前述した静止部材１０４内の圧電素子１０２の駆動軸１０３側に弾性接着剤１１１を上方から注入して充填し、最後に、静止部材１０４に保護板１１０を取り付けることで得られる。
【０１２０】
このような駆動装置１０１において、移動レンズ１０７を移動する場合には、例えば、上述した図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すような略鋸歯状のパルス電圧を連続して圧電素子１０２に印加する。
【０１２１】
具体的には、図２（Ａ）に示すパルス電圧を印加すると、時刻α１から時刻α２では、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸長し、駆動軸１０３が比較的緩やかな速度で図示左側に移動（以下「前進」という）する。このとき、摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が小さいので、この摩擦力によって摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は駆動軸１０３と共に一体に前進する。時刻α３では、圧電素子１０２が急激に縮まり、駆動軸１０３は速い速度で図示右側に移動（以下「後退」という）する。このとき、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも大きいので、駆動軸１０３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は実質的にほとんど動かない。従って、図２（Ａ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が前進する。
【０１２２】
一方、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を印加すると、このパルス電圧の波形は図２（Ａ）に示すパルス電圧の波形と緩急が逆にされていることより、時刻β１では駆動軸１０３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が実質的にほとんど動かなく、時刻β２から時刻β３では摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が駆動軸１０３と共に一体に後退する。従って、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が後退する。
【０１２３】
このような駆動を行う第五実施形態における駆動装置１０１にあっては、圧電素子１０２は弾性接着剤１１１によって静止部材１０４に弾性支持される。従って、例えば駆動装置１０１を落下してしまい駆動装置１０１に衝撃力が負荷された場合でも、弾性接着剤１１１が有する弾性力によってこの衝撃力を緩衝して駆動装置１０１における各部位及びこれらの接合部の破損を防止することが可能である。また、このような弾性接着剤１１１が有する弾性力によって静止部材１０４と圧電素子１０２との間で振動が伝播することを抑制することができ、共振の影響を抑制できるため、駆動軸１０３を伸縮方向Ａに確実且つ正確に移動することが可能である。
【０１２４】
また、圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性支持されているため、圧電素子１０２の駆動軸１０３側の反りや撓みをより効果的に抑制でき、駆動軸１０３が確実且つ正確に移動することが可能である。さらに、この場合、圧電素子１０２の全体を弾性接着剤によって静止部材１０４に弾性支持するのに比べ、圧電素子１０２の伸縮が弾性接着剤１１によって阻害されることが無いため、駆動軸１０３をより確実且つ正確に移動することが可能である。
【０１２５】
また、駆動装置１０１では、圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性支持されていることに加え、錘部材１０５が静止部材１０４及び保護板１１０と非接触状態とされている。すなわち、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側は自由端とされている。従って、圧電素子１０２が支持されていないと駆動軸１０３が移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうという虞が圧電素子１０２の駆動軸１０３側を弾性支持することで解消され、駆動軸１０３が確実且つ正確に移動することが可能である。
【０１２６】
また、このように圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性支持されると共に圧電素子１０２の他方側が自由端とされているため、静止部材１０４の駆動軸１０３及び圧電素子１０２に対する過拘束も防止することができる。その結果、静止部材１０４と駆動軸１０３との接合部に生じる不要な応力の作用を防止することができ、この接合部の破損を防止することが可能である。
【０１２７】
また、駆動装置１０１では、錘部材１０５が圧電素子１０２の他端側に設けられているため、駆動軸１０３が移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうことが一層無く、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能である。さらに、この錘部材１０５が軟らかく且つ重いため、駆動装置１０１の共振周波数を低下させて共振による悪影響が無い範囲で圧電素子１０２を駆動することができると共に、周波数特性に凹凸状の乱れが無くされ圧電素子１０２が伸縮方向Ａ以外の方向に変位する反りや撓みを一層抑制でき、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能である。また、弾性接着剤１１１が錘部材１０５を支持していないため、上述の錘部材１０５による作用及び効果を効果的に発揮することが可能である。
【０１２８】
なお、弾性接着剤１１１に代えて例えばゴム等の弾性環状体を圧電素子１０２に嵌合して静止部材１０４に弾性支持することも考えられるが、この場合には、駆動装置１０１の部品点数が増えてしまうことや、圧電素子１０２と弾性環状体との間及び弾性環状体と静止部材１０４との間における接着がさらに必要になるため、好ましくない。
【０１２９】
図１８は、本実施形態に係る駆動装置の変形例を示す概略断面図である。この変形例の駆動装置１０１ａが第五実施形態の駆動装置１０１と違う点は、弾性接着剤１１１を静止部材１０４の中間壁１０４ｂに至るまで充填した点である。
【０１３０】
このように構成された駆動装置１０１ａにあっても、第五実施形態と同様な効果を得ることができるというのはいうまでも無く、加えて、弾性接着剤１１１が中間壁１０４ｂに至るまで充填されているため、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部をも弾性支持でき、この接合部の強度を増大することが可能である。その結果、当該部位の破損をより一層防止することが可能である。
【０１３１】
また、圧電素子１０２の一方の端面１０２ａと静止部材１０４の中間壁１０４ｂとの間に隙間を設ける必要が無いため、製造が容易になり、製造性を高めることが可能である。
【０１３２】
図１９は、本発明の第五実施形態に係る駆動装置の他の変形例を示す概略断面図である。この変形例の駆動装置１０１ｂが第五実施形態の駆動装置１０１と違う点は、静止部材１０４に代えて、圧電素子１０２を取り囲む外壁から圧電素子１０２へ向かって突出すると共に伸縮方向Ａに沿って並設される仕切壁１１６ａ及び仕切壁１１６ｂを備えた静止部材１２４を用い、弾性接着剤１１１をこれらの仕切壁１１６ａと仕切壁１１６ｂとの間に充填するように設けて、圧電素子１０２の駆動軸１０３側を弾性支持するようにした点である。
【０１３３】
このような駆動装置１０１ｂであっても、第五実施形態と同様な効果を得ることができるのに加えて、仕切壁１１６ａ及び仕切壁１１６ｂが設けられているため、圧電素子１０２の伸縮方向Ａに弾性接着剤１１１が流出するのが防止され、例えば駆動軸１０３が、硬化前に流出する弾性接着剤によって汚れて駆動不良になるのを防止することが可能であると共に、弾性接着剤１１１の充填が簡易になり且つその充填位置が一定し、製造性の向上及び品質の安定化を図ることが可能である。
【０１３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、特に好ましいとして、圧電素子２の伸縮方向Ａにおける他端側を自由端としているが、この他端側の端部を静止部材１０４や保護板１１０に固定して固定端としても良い。
【０１３５】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側に錘部材１０５を設け、この錘部材１０５を特に好ましいとして軟らかく且つ重いものとしているが、これに限定されない。また、この錘部材１０５により、駆動軸１０３の伸縮方向Ａに対する移動性を一層高めるようにしているが、錘部材１０５は無くても良い。
【０１３６】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２に印加するパルス電圧の周波数を移動レンズ１０７が前進する場合と後退する場合とで等しくしているが、異なっていても良い。
【０１３７】
また、電気機械変換素子として圧電素子１０２を用いているが、電気信号の入力により伸縮可能なものであれば、例えば人工筋肉ポリマー等でも良い。
【０１３８】
また、上記実施形態では、被駆動部材を移動レンズ１０７としているが、移動レンズ１０７を保持するレンズ枠でも良く、さらに別のものであっても良い。
【０１３９】
さらにまた、上記実施形態においては、電気機械変換素子１０２の駆動軸１０３側を、特に好ましいとして、弾性接着剤１１１を介して静止部材１０４，１２４に弾性支持するようにしているが、多少効果は低減するが、電気機械変換素子１０２の駆動軸１０３側を硬い接着剤を介して静止部材１０４，１２４に支持するようにしても良い。
（第六実施形態）
【０１４０】
次に本発明の第六実施形態に係る駆動装置について説明する。
【０１４１】
図２０は本発明の第六実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図であり、この第六実施形態の駆動装置１０１ｃは、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等のレンズを例えばフォーカス駆動するものである。なお、図２０においては、紙面手前が上方とされている。
【０１４２】
駆動装置１０１ｃは、電気機械変換素子である圧電素子１０２と、この圧電素子１０２の軸線方向に沿った一端側に設けられる駆動軸（駆動部材）１０３と、圧電素子１０２及び駆動軸１０３を支持する静止部材１０４と、圧電素子１０２の軸線方向に沿った他端側に設けられる錘部材（錘）１０５と、駆動軸１０３にその軸方向に移動可能で摩擦係合する摩擦部材１０６と、この摩擦部材１０６に固定された移動レンズ（被駆動部材）１０７とを備え、オートフォーカスの際に移動レンズ１０７の焦点を調整するため、圧電素子１０２によって例えば１ｍｍ程度まで移動レンズ１０７をその光軸方向に沿って駆動するものである。
【０１４３】
圧電素子１０２は例えばセラミック等を積層して成るもので、この圧電素子１０２にはリード線１０８が電気的に接続されている。そして、この圧電素子１０２は、制御部（不図示）からリード線１０８を介して後述の電気信号が印加されることで、軸線方向に伸縮する（以下、軸線方向を「伸縮方向Ａ」という）。なお、本実施形態では電気機械変換素子として圧電素子１０２を用いているが、電気信号の入力により伸縮可能なものであれば、例えば人工筋肉ポリマー等でも良い。
【０１４４】
駆動軸１０３は、軽量で硬く且つ高強度である例えばカーボングラファイトやベリリウム合金等により形成され、円柱形状を呈している。この駆動軸１０３は、圧電素子１０２と同軸に配置されて、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの一方の端面１０２ａに当接され、接着剤１０９によって固着されている。なお、駆動軸１０３の形状は円柱状に限定されるものではなく、角形状等でも良い。
【０１４５】
静止部材１０４は圧電素子１０２及び駆動軸１０３を組み付けるための枠体（フレーム部材）として機能するものである。この静止部材１０４は枠体を構成する図示左側の前壁１０４ａ及び伸縮方向Ａの中程の中間壁１０４ｂを有し、前壁１０４ａには孔１０４ｃが設けられ、中間壁１０４ｂには孔１０４ｃと同軸位置に孔１０４ｄが設けられ、これらの孔１０４ｃ及び孔１０４ｄに、駆動軸１０３が移動可能に挿入されている。ここで、孔１０４ｄは、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部を形成する接着剤１０９との干渉を避けるため、圧電素子１０２側がテーパ面とされている。この静止部材１０４の図示右側の後端は開放され、この後端には薄板を屈曲させることにより形成された保護板１１０が取り付けられている。
【０１４６】
錘部材１０５は、静止部材１０４及び保護板１１０と非接触状態で圧電素子１０２の伸縮方向Ａの他方の端面１０２ｂに当接され、接着剤１１２によって固着されている。この錘部材１０５は、圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに付加を与えることによって、駆動軸１０３が伸縮方向Ａに移動せずに圧電素子１０２が移動することを防止すると共に、共振周波数を下げ且つ周波数特性に凹凸状の乱れを無くして圧電素子１０２から駆動軸１０３に対して良好な変位やインパクトを伝えるためのものである。従って、錘部材１０５は駆動軸１０３よりも質量が大きく且つ軟らかいものが用いられる。
【０１４７】
重い錘部材としては、具体的には、例えば、駆動軸１０３が８ｍｇ、圧電素子１０２が３２ｍｇの場合に、３２ｍｇの錘部材が用いられる。また、軟らかい錘部材としては、軟性材料によるものが採用され、圧電素子１０２及び駆動軸１０３よりもヤング率の小さいものが用いられている。ヤング率は、１ＧＰａ以下が好ましく、３００ＭＰａ以下がより好ましい。このような軟性材料は、例えばゴムやエラストマー等の弾性体に比重の大きい金属粉を混ぜ合わせることによって製造され、例えばウレタンゴムやウレタン樹脂等にタングステン等の粉末を混合することによって製造される。錘部材１０５の比重は、装置の小型化のためにできるだけ高いことが好ましく、例えば８〜１２程度とされる。
【０１４８】
摩擦部材１０６は、駆動軸１０３に所定の摩擦力で摺動自在に摩擦係合されている。具体的には、図１７に示すように、摩擦部材本体１１３に設けられたＶ状の溝１１４に駆動軸１０３が進入し、この駆動軸１０３を摩擦部材本体１１３側に付勢するように板バネ１１５が取り付けられている。この摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の所定の摩擦力は、後述するように、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも大きく、且つ、圧電素子２が急激に伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも小さいように設定されている。
【０１４９】
移動レンズ１０７は駆動装置１０１ｃの移動対象物となるものであり、図２０に示すように、その光軸方向が駆動軸１０３の軸線方向と平行を成すように摩擦部材１０６の摩擦部材本体１１３に固定されている。これにより、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が一体で駆動される。この移動レンズ１０７の光軸方向に沿った前側と後側には、図示を省略した固定レンズがそれぞれ静止部材１０４に固定されて配置され、これらの移動レンズ１０７及び固定レンズによりカメラの撮影光学系が構成される。
【０１５０】
特に本実施形態では、静止部材１０４内であって圧電素子１０２の伸縮方向Ａの中程から静止部材１０４の中間壁１０４ｂに至るまでの範囲に、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂが充填され、これらにより圧電素子１０２が静止部材１０４に弾性支持されている。具体的には、図２１に示すように、自然硬化接着剤１１１ａは静止部材１０４内の下側で圧電素子１０２の略半分より下側が浸るようにして充填され、ＵＶ接着剤１１１ｂは静止部材１０４内の上側で圧電素子１０２の略半分より上側を覆うように自然硬化接着剤１１１ａに積層して充填されている。
【０１５１】
自然硬化接着剤１１１ａとしては、例えば時間の経過により自然に硬化する特性を有すると共に軟らかくて比重が軽く且つ比較的粘性の高いシリコン系の接着剤が用いられている。具体的には、ショア硬度が５０以下のものが好ましく、３０〜４０のものがより好ましい。また、ＵＶ接着剤１１１ｂとしては、紫外線が照射されることで速硬化する特性を有し比較的軟らかい弾性を有するものが用いられている。従って、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂは圧電素子１０２の伸縮に追従しながら圧電素子１０２を支持することになる。
【０１５２】
圧電素子１０２、駆動軸１０３及び被駆動部材１０６を備えて構成されるアクチュエータは、接着剤１１１により圧電素子１０２の伸縮方向に対し側方から支持されている。この場合、アクチュエータを圧電素子１０２の伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この接着剤１１１は、アクチュエータを側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。
【０１５３】
そして、このような駆動装置１０１ｃを得るには、まず、駆動軸１０３を圧電素子１０２の一方の端面１０２ａに接着剤１０９によって固着すると共に錘部材１０５を圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに接着剤１１２によって固着し、圧電素子１０２及び錘部材１０５を静止部材１０４内に進入させながら駆動軸１０３を静止部材１０４の孔１０４ｃ及び孔１０４ｄに挿入し、移動レンズ１０７を装着した摩擦部材１０６を駆動軸１０３に取り付ける。
【０１５４】
次に、自然硬化接着剤１１１ａの充填領域を位置決めして画成するように治具（不図示）を配置し、前述した静止部材１０４内の下側に所定量の自然硬化接着剤１１１ａを上方から注入して充填し、この自然硬化接着剤１１１ａに積層するように、静止部材１０４内に所定量のＵＶ接着剤１１１ｂを注入して充填し、この充填したＵＶ接着剤１１１ｂに紫外線を上方から照射して速硬化させる。ここで、未だ硬化せず硬化に長時間を要する自然硬化接着剤１１１ａは、ＵＶ接着剤１１１ｂが速硬化することで仮止めされ、その充填領域に充填が保たれることになる。そして、このようにＵＶ接着剤１１１ｂが速硬化したら前述した冶具を取り外して次の駆動装置に供し、冶具を取り外した装置に対しては保護板１１０を静止部材１０４に取り付けて駆動装置１０１ｃを得る。
【０１５５】
このような駆動装置１０１ｃにおいて、移動レンズ１０７を移動する場合には、例えば図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すような略鋸歯状のパルス電圧を連続して圧電素子１０２に印加する。
【０１５６】
具体的には、図２（Ａ）に示すパルス電圧を印加すると、時刻α１から時刻α２では、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸長し、駆動軸１０３が比較的緩やかな速度で図示左側に移動（以下「前進」という）する。このとき、摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が小さいので、この摩擦力によって摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は駆動軸１０３と共に一体に前進する。時刻α３では、圧電素子１０２が急激に縮まり、駆動軸１０３は速い速度で図示右側に移動（以下「後退」という）する。このとき、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも大きいので、駆動軸１０３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は実質的にほとんど動かない。従って、図２（Ａ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が前進する。
【０１５７】
一方、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を印加すると、このパルス電圧の波形は図２（Ａ）に示すパルス電圧の波形と緩急が逆にされていることより、時刻β１では駆動軸３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ７が実質的にほとんど動かなく、時刻β２から時刻β３では摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が駆動軸１０３と共に一体に後退する。従って、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が後退する。
【０１５８】
このような駆動を行う第六実施形態における駆動装置１０１ｃにあっては、圧電素子１０２は自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂによって静止部材１０４に弾性支持される。従って、例えば駆動装置１０１ｃを落下してしまい駆動装置１０１ｃに衝撃力が負荷された場合でも、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂが有する弾性力によってこの衝撃力を緩衝して駆動装置１０１ｃにおける各部位及びこれらの接合部の破損を防止することが可能である。また、この弾性力によって静止部材１０４と圧電素子１０２との間で振動が伝播することを抑制することができ、共振の影響を抑制できるため、駆動軸１０３を伸縮方向Ａに確実且つ正確に移動することが可能である。また、このように圧電素子１０２が弾性支持されているため、圧電素子１０２の駆動軸１０３側の反りや撓みを効果的に抑制でき、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能であると共に、圧電素子１０２が支持されていないと駆動軸１０３が移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうという虞が解消され、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能である。
【０１５９】
また、このように圧電素子１０２が静止部材１０４に固定されずに自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂにより弾性支持されているため、静止部材１０４の駆動軸１０３及び圧電素子１０２に対する過拘束を防止することができる。その結果、静止部材１０４と駆動軸１０３との接合部に生じる不要な応力の作用を防止することができ、この接合部の破損を防止することが可能である。
【０１６０】
また、圧電素子１０２を弾性支持する接着剤として自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂが用いられるため、ＵＶ接着剤１１１ｂにより自然硬化接着剤１１１ａを仮止めすることができ、この仮止めにより、自然硬化接着剤１１１ａの充填領域を位置決めする治具を取り外して次の装置に対して使用することができ、製造性を高めることが可能であると共に、例えば全体をＵＶ接着剤とした場合に圧電素子１０２より下側の接着剤に紫外線が届かずに硬化せず、この硬化しないＵＶ接着剤が流出してしまうという虞が紫外線の届かない領域に自然硬化接着剤１１１ａを充填していることで解消可能であり、流出する接着剤により例えば駆動軸１０３が汚れて駆動不良になるということが無く所望の駆動特性を得ることが可能である。
【０１６１】
さらに、本実施形態によれば、以下の作用・効果も奏する。すなわち、圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性支持されているため、圧電素子１０２の駆動軸１０３側の反りや撓みを一層効果的に抑制でき、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することができる。さらに、この場合、圧電素子１０２の全体を静止部材１０４に弾性支持するのに比べ、圧電素子１０２の伸縮が阻害されることが無いため、駆動軸１０３を一層確実且つ正確に移動することができる。
【０１６２】
また、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂが中間壁１０４ｂに至るまで充填されているため、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部をも弾性支持でき、この接合部の強度を増大することが可能である。その結果、当該部位の破損を防止することができる。
【０１６３】
また、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの他端側に錘部材１０５が設けられているため、駆動軸１０３が圧電素子１０２の伸縮方向Ａに移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうことが一層無く、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することができる。また、この錘部材１０５が軟らかく且つ重いため、駆動装置１０１ｃの共振周波数を低下させて共振による悪影響が無い範囲で圧電素子１０２を駆動することが可能であると共に、周波数特性に凹凸状の乱れが無くされ圧電素子１０２が伸縮方向Ａ以外の方向に変位する反り・撓みが一層抑制され、駆動軸３が一層確実且つ正確に移動することができる。また、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂが錘部材１０５を支持していないため、上述の錘部材１０５による作用及び効果を効果的に発揮することができる。
【０１６４】
なお、本実施形態では、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂを静止部材１０４の中間壁１０４ｂに至るまで充填しているが、圧電素子１０２と静止部材１０４の中間壁１０４ｂとの間に隙間があっても良い。
【０１６５】
因みに、自然硬化接着剤１１１ａ及びＵＶ接着剤１１１ｂに代えて例えばゴム等の弾性環状体を圧電素子１０２に嵌合して静止部材１０４に弾性支持することも考えられるが、この場合には、駆動装置１０１ｃの部品点数が増えてしまうことや、圧電素子１０２と弾性環状体との間及び弾性環状体と静止部材１０４との間における接着がさらに必要になるため、好ましくない。
【０１６６】
図２２は、第六実施形態に係る駆動装置の変形例を示す横断面図である。この変形例の駆動装置１０１ｄが第六実施形態の駆動装置１０１ｃと違う点は、自然硬化接着剤１１１ａを圧電素子１０２の外形に沿って覆うように充填し、ＵＶ接着剤１１１ｂを自然硬化接着剤１１１ａに積層して充填した点である。
【０１６７】
このように構成された駆動装置１０１ｄにあっても、第六実施形態と同様な効果を得ることができるというのはいうまでも無く、加えて、弾性力が大きい自然硬化接着剤１１１ａが圧電素子１０２の外形に沿って覆うように充填されているため、より確実に圧電素子１０２を弾性支持することが可能であると共に、ＵＶ接着剤１１１ｂが薄くて済み、ＵＶ接着剤１１１ｂの硬化時間の短縮を図ることが可能である。
【０１６８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、特に効果的であるとして先に充填する接着剤をシリコン系の自然硬化接着剤とし、後に充填する接着剤をＵＶ接着剤としているが、例えば先に充填する接着剤をシリコン系の自然硬化接着剤、後に充填する接着剤を弾性を有する瞬間接着剤としても良く、用いる接着剤としては、硬化時間が異なるものの組み合わせや、硬化方法が異なるものの組み合わせが挙げられる。具体的には、硬化時間が異なる接着剤としては、例えば、自然硬化接着剤、瞬間接着剤、ＵＶ接着剤等が挙げられ、硬化方法が異なる接着剤としては、例えば、紫外線が与えられるＵＶ接着剤、熱が与えられる熱硬化接着剤、放置される自然硬化接着剤等が挙げられる。
【０１６９】
また、上記実施形態では、複数の接着剤として２種類の接着剤を用いているが、３種類以上でも良い。
【０１７０】
また、上記実施形態では、特に好ましいとして、複数の接着剤により圧電素子１０２の駆動軸１０３側を支持しているが、複数の接着剤により錘部材１０５を支持するようにしても良く、複数の接着剤により圧電素子１０２の全体を支持するようにしても良い。
【０１７１】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側を自由端としているが、この他端側の端部を静止部材４や保護板１１０に固定して固定端としても良い。
【０１７２】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側に錘部材１０５を設け、この錘部材１０５を特に好ましいとして軟らかく且つ重いものとしているが、これに限定されない。また、この錘部材１０５により、駆動軸１０３の伸縮方向Ａに対する移動性を一層高めるようにしているが、錘部材１０５は無くても良い。
【０１７３】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２に印加するパルス電圧の周波数を移動レンズ１０７が前進する場合と後退する場合とで等しくしているが、異なっていても良い。
【０１７４】
また、上記実施形態では、被駆動部材を移動レンズ１０７としているが、移動レンズ１０７を保持するレンズ枠でも良く、さらに別のものであっても良い。
【０１７５】
さらにまた、上記実施形態においては、電気機械変換素子１０２を、特に好ましいとして、弾性を有する接着剤を介して静止部材１０４に弾性支持するようにしているが、多少効果は低減するが、硬い接着剤を介して静止部材１０４に支持するようにしても良い。
（第七実施形態）
【０１７６】
次に本発明の第七実施形態に係る駆動装置について説明する。
【０１７７】
図２３は本発明の第七実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図であり、この第七実施形態の駆動装置１０１ｅは、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等のレンズを例えばフォーカス駆動するものである。
【０１７８】
駆動装置１０１ｅは、電気機械変換素子である圧電素子１０２と、この圧電素子１０２の軸線方向に沿った一端側に設けられる駆動軸（駆動部材）１０３と、圧電素子１０２及び駆動軸１０３を支持する静止部材１０４と、圧電素子１０２の軸線方向に沿った他端側に設けられる錘部材（錘）１０５と、駆動軸１０３にその軸方向に移動可能で摩擦係合する摩擦部材１０６と、この摩擦部材１０６に固定された移動レンズ（被駆動部材）１０７とを備え、オートフォーカスの際に移動レンズ１０７の焦点を調整するため、圧電素子１０２によって例えば１ｍｍ程度まで移動レンズ１０７をその光軸方向に沿って駆動するものである。
【０１７９】
圧電素子１０２は例えばセラミック等を積層して成るもので、この圧電素子１０２にはリード線１０８が電気的に接続されている。そして、この圧電素子１０２は、制御部（不図示）からリード線１０８を介して後述の電気信号が印加されることで、軸線方向に伸縮する（以下、軸線方向を「伸縮方向Ａ」という）。なお、本実施形態では電気機械変換素子として圧電素子１０２を用いているが、電気信号の入力により伸縮可能なものであれば、例えば人工筋肉ポリマー等でも良い。
【０１８０】
駆動軸１０３は、軽量で硬く且つ高強度である例えばカーボングラファイトやベリリウム合金等により形成され、円柱形状を呈している。この駆動軸１０３は、圧電素子１０２と同軸に配置されて、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの一方の端面１０２ａに当接され、接着剤１０９によって固着されている。なお、駆動軸１０３の形状は円柱状に限定されるものではなく、角形状等でも良い。
【０１８１】
静止部材１０４は圧電素子１０２及び駆動軸１０３を組み付けるための枠体（フレーム部材）として機能するものである。この静止部材１０４は枠体を構成する図示左側の前壁である前側軸受部１０４ａ及び伸縮方向Ａの中程の中間壁である中間軸受部１０４ｂを有し、前側軸受部１０４ａには孔１０４ｃが設けられ、中間軸受部１０４ｂには孔１０４ｃと同軸位置に孔１０４ｄが設けられ、これらの孔１０４ｃ及び孔１０４ｄに、駆動軸１０３が移動可能に挿入され支持されている。ここで、孔１０４ｄは、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部を形成する接着剤１０９との干渉を避けるため、圧電素子１０２側がテーパ面１１６とされている。この静止部材１０４の図示右側の後端は開放され、この後端には薄板を屈曲させることにより形成された保護板１１０が取り付けられている。
【０１８２】
錘部材１０５は、静止部材１０４及び保護板１１０と非接触状態で圧電素子２の伸縮方向Ａの他方の端面１０２ｂに当接され、接着剤１１２によって固着されている。この錘部材１０５は、圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに付加を与えることによって、駆動軸１０３が伸縮方向Ａに移動せずに圧電素子１０２が移動することを防止すると共に、共振周波数を下げ且つ周波数特性に凹凸状の乱れを無くして圧電素子１０２から駆動軸１０３に対して良好な変位やインパクトを伝えるためのものである。従って、錘部材１０５は駆動軸１０３よりも質量が大きく且つ軟らかいものが用いられる。
【０１８３】
重い錘部材としては、具体的には、例えば、駆動軸１０３が８ｍｇ、圧電素子１０２が３２ｍｇの場合に、３２ｍｇの錘部材が用いられる。また、軟らかい錘部材としては、軟性材料によるものが採用され、圧電素子１０２及び駆動軸１０３よりもヤング率の小さいものが用いられている。ヤング率は、１ＧＰａ以下が好ましく、３００ＭＰａ以下がより好ましい。このような軟性材料は、例えばゴムやエラストマー等の弾性体に比重の大きい金属粉を混ぜ合わせることによって製造され、例えばウレタンゴムやウレタン樹脂等にタングステン等の粉末を混合することによって製造される。錘部材１０５の比重は、装置の小型化のためにできるだけ高いことが好ましく、例えば８〜１２程度とされる。
【０１８４】
摩擦部材１０６は、駆動軸１０３に所定の摩擦力で摺動自在に摩擦係合されている。具体的には、図１７に示すように、摩擦部材本体１１３に設けられたＶ状の溝１１４に駆動軸３が進入し、この駆動軸１０３を摩擦部材本体１１３側に付勢するように板バネ１１５が取り付けられている。この摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の所定の摩擦力は、後述するように、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも大きく、且つ、圧電素子１０２が急激に伸縮する際の駆動軸１０３の駆動力よりも小さいように設定されている。
【０１８５】
移動レンズ１０７は駆動装置１０１ｅの移動対象物となるものであり、図２３に示すように、その光軸方向が駆動軸１０３の軸線方向と平行を成すように摩擦部材１０６の摩擦部材本体１１３に固定されている。これにより、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が一体で駆動される。この移動レンズ１０７の光軸方向に沿った前側と後側には、図示を省略した固定レンズがそれぞれ静止部材１０４に固定されて配置され、これらの移動レンズ１０７及び固定レンズによりカメラの撮影光学系が構成される。
【０１８６】
特に本実施形態では、静止部材１０４の中間軸受部１０４ｂにおけるテーパ面と駆動軸１０３との間に第一の接着部１１７が設けられ、この第一の接着部１１７により駆動軸１０３が静止部材１０４に弾性支持され、静止部材１０４内であって圧電素子１０２の伸縮方向Ａの中程から静止部材１０４の中間軸受部１０４ｂに至るまでの範囲に第二の接着部１１８が設けられ、この第二の接着部１１８により圧電素子１０２が静止部材１０４に弾性支持されている。
【０１８７】
第一の接着部１１７は駆動軸１０３を支持する第一の充填材として機能し、第二の接着部１１８は圧電素子１０２を支持する第一の充填材として機能する。
【０１８８】
圧電素子１０２、駆動軸１０３及び被駆動部材１０６を備えて構成されるアクチュエータは、第二の接着剤１１８により圧電素子１０２の伸縮方向に対し側方から支持されている。この場合、アクチュエータを圧電素子１０２の伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この第二の接着剤１１８は、アクチュエータを側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。
【０１８９】
第一の接着部１１７は、例えば速硬化性を有し且つ弾性を有する瞬間接着剤を充填することで形成され、第二の接着部１１８は、例えば軟らかくて比重が軽く且つ比較的粘性の高いシリコン系の接着剤を充填することで形成される。このシリコン系の接着剤としては、ショア硬度が５０以下のものが好ましく、３０〜４０のものがより好ましい。
【０１９０】
このような駆動装置１０１ｅは、駆動軸１０３を圧電素子１０２の一方の端面１０２ａに接着剤１０９によって固着すると共に錘部材１０５を圧電素子１０２の他方の端面１０２ｂに接着剤１１２によって固着し、圧電素子１０２及び錘部材１０５を静止部材１０４内に進入させながら駆動軸１０３を前側軸受部１０４ａの孔１０４ｃ及び中間軸受部１０４ｂの孔１０４ｄに挿入し、移動レンズ１０７を装着した摩擦部材１０６を駆動軸１０３に取り付け、第一の接着部１１７を設けた後、第二の接着部１１８を設けて圧電素子１０２を弾性支持し、最後に、静止部材１０４に保護板１１０を取り付けることで得られる。
【０１９１】
ここで、第一の接着部１１７及び第二の接着部１１８の形成方法についてより詳細に説明すると、まず、前述した静止部材１０４の中間軸受部１０４ｂにおけるテーパ面と駆動軸１０３との間に所定量の接着剤を上方から充填する。この接着剤はその速硬化性によりすぐに硬化し、第一の接着部１１７を形成する。これにより、駆動軸１０３が静止部材１０４に仮止めされ且つ弾性支持される。
【０１９２】
そして、第一の接着部１１７を形成した後、前述した静止部材１０４内であって圧電素子１０２の駆動軸１０３側に所定量の接着剤を上方から注入して充填し第二の接着部１１８を形成する。従って、第一の接着部１１７及び第二の接着部１１８は、圧電素子１０２の伸縮に追従しながら圧電素子１０２を支持することになる。
【０１９３】
このような駆動装置１０１ｅにおいて、移動レンズ１０７を移動する場合には、例えば図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すような略鋸歯状のパルス電圧を連続して圧電素子１０２に印加する。
【０１９４】
具体的には、図２（Ａ）に示すパルス電圧を印加すると、時刻α１から時刻α２では、圧電素子１０２が比較的緩やかに伸長し、駆動軸１０３が比較的緩やかな速度で図示左側に移動（以下「前進」という）する。このとき、摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が小さいので、この摩擦力によって摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は駆動軸１０３と共に一体に前進する。時刻α３では、圧電素子１０２が急激に縮まり、駆動軸１０３は速い速度で図示右側に移動（以下「後退」という）する。このとき、摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７に働く慣性力が摩擦部材１０６と駆動軸１０３との間の摩擦力よりも大きいので、駆動軸１０３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７は実質的にほとんど動かない。従って、図２（Ａ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が前進する。
【０１９５】
一方、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を印加すると、このパルス電圧の波形は図２（Ａ）に示すパルス電圧の波形と緩急が逆にされていることより、時刻β１では駆動軸１０３のみが後退して摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が実質的にほとんど動かなく、時刻β２から時刻β３では摩擦部材１０６及び移動レンズ１０７が駆動軸１０３と共に一体に後退する。従って、図２（Ｂ）に示すパルス電圧を連続して印加することによって、これらの運動が繰り返されて移動レンズ１０７が後退する。
【０１９６】
このような駆動を行う第七実施形態における駆動装置１０１ｅにあっては、圧電素子１０２は第一の接着部１１７及び第二の接着部１１８によって静止部材１０４に弾性支持される。従って、例えば駆動装置１０１ｅを落下してしまい駆動装置１０１ｅに衝撃力が負荷された場合でも、第一の接着部１１７及び第二の接着部１１８が有する弾性力によってこの衝撃力を緩衝して駆動装置１０１ｅにおける各部位及びこれらの接合部の破損を防止することが可能である。また、この弾性力によって静止部材１０４と圧電素子１０２との間で振動が伝播することを抑制することができ、共振の影響を抑制できるため、駆動軸１０３を伸縮方向Ａに確実且つ正確に移動することが可能である。また、このように圧電素子１０２が弾性支持されているため、圧電素子１０２の駆動軸１０３側の反りや撓みを効果的に抑制でき、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能であると共に、圧電素子１０２が支持されていないと駆動軸１０３が移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうという虞が解消され、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することが可能である。
【０１９７】
また、このように圧電素子１０２が静止部材１０４に固定されずに弾性支持されているため、静止部材１０４の駆動軸１０３及び圧電素子１０２に対する過拘束を防止することができる。その結果、静止部材１０４と駆動軸１０３との接合部に生じる不要な応力の作用を防止することができ、この接合部の破損を防止することが可能である。
【０１９８】
また、第一の接着部１１７を設けた後に第二の接着部１１８を設けることが可能であるため、第一の接着部１１７により駆動軸１０３を仮止めすることができ、この仮止めにより、第二の接着部１１８の形成が容易とされ、製造性が高めることが可能であると共に、第二の接着部１１８に隣接する中間軸受部１０４ｂに第一の接着部１１７を設けているため、圧電素子１０２の伸縮方向Ａへの第二の接着部１１８からの硬化前の接着剤の流出を止めることが可能であり、駆動軸１０３が汚れて駆動不良になるということが無く所望の駆動特性を得ることが可能である。
【０１９９】
さらに、本実施形態によれば、以下の作用・効果も奏する。すなわち、圧電素子１０２がその駆動軸１０３側で弾性支持されているため、圧電素子１０２の駆動軸１０３側の反りや撓みを一層効果的に抑制でき、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することができる。さらに、この場合、圧電素子１０２の全体を静止部材１０４に弾性支持するのに比べ、圧電素子１０２の伸縮が阻害されることが無いため、駆動軸１０３を一層確実且つ正確に移動することができる。
【０２００】
また、第二の接着部１１８が中間軸受部１０４ｂに至るまで設けられているため、圧電素子１０２と駆動軸１０３との接合部をも弾性支持でき、この接合部の強度を増大することが可能である。その結果、当該部位の破損を防止することができる。
【０２０１】
また、圧電素子１０２の伸縮方向Ａの他端側に錘部材１０５が設けられているため、駆動軸１０３が圧電素子１０２の伸縮方向Ａに移動せずに圧電素子１０２が移動してしまうことが一層無く、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することができる。また、この錘部材１０５が軟らかく且つ重いため、駆動装置１０１ｅの共振周波数を低下させて共振による悪影響が無い範囲で圧電素子１０２を駆動することが可能であると共に、周波数特性に凹凸状の乱れが無くされ圧電素子１０２が伸縮方向Ａ以外の方向に変位する反り・撓みが一層抑制され、駆動軸１０３が一層確実且つ正確に移動することができる。また、第二の接着部１１８が錘部材１０５を支持していないため、上述の錘部材１０５による作用及び効果を効果的に発揮することができる。
【０２０２】
なお、本実施形態では、第二の接着部１１８を静止部材１０４の中間軸受部１０４ｂに至るまで設けているが、圧電素子１０２と中間軸受部１０４ｂとの間に隙間があっても良い。
【０２０３】
また、仮止めである第一の接着部１１７が駆動軸１０３を駆動中又は駆動後に脱落する虞があるが、この場合でも圧電素子１０２が第二の接着部１１８により弾性支持されているため問題無い。
【０２０４】
因みに、本実施形態では、第二の接着部１１８に代えて例えばゴム等の弾性環状体を圧電素子１０２に嵌合して静止部材１０４に弾性支持することも考えられるが、この場合には、駆動装置１０１ｅの部品点数が増えてしまうことや、圧電素子１０２と弾性環状体との間及び弾性環状体と静止部材１０４との間における接着がさらに必要になるため、好ましくない。
【０２０５】
図２４は、第七実施形態に係る駆動装置の変形例の縦断面図である。この変形例の駆動装置１０１ｆが上述した駆動装置１０１ｅと違う点は、静止部材１０４に代えて、中間軸受部１０４ｂの孔１０４ｄにおける摩擦部材１０６側（図示左側）にテーパ面１２１を設けた静止部材１２４を用い、第一の接着部１１７に代えて、このテーパ面１２１と駆動軸１０３との間に接着剤を充填して第一の接着部１２７とした点である。
【０２０６】
このように構成された駆動装置１０１ｆにあっても、駆動装置１０１ｅと同様に、第一の接着部１２７が仮止めとして機能すると共に第二の接着部１１８からの接着剤の流出を防止するため、駆動装置１０１ｅと同様な効果を得ることができる。勿論、他の作用効果は駆動装置１０１ｅと同様である。
【０２０７】
図２５は、第七実施形態に係る駆動装置の他の変形例を示す縦断面図である。この変形例の駆動装置１０１ｇが上述した駆動装置１０１ｅと違う点は、静止部材１０４に代えて、前側軸受部１０４ａの孔１０４ｃにおける摩擦部材１０６側（図示右側）にテーパ面１３１を設けた静止部材１３４を用い、第一の接着部１１７に代えて、このテーパ面１３１と駆動軸１０３との間に接着剤を充填して第一の接着部１３７とした点である。
【０２０８】
このように構成された駆動装置１０１ｇにあっても、駆動装置１０１ｅと同様に第一の接着部１３７が仮止めとして機能するため、第二の接着部１１８の形成が容易とされて製造性を高めることが可能である。勿論、他の作用効果は駆動装置１０１ｅと同様である。
【０２０９】
図２６は、第七実施形態に係る駆動装置の他の変形例を示す縦断面図である。この変形例の駆動装置１０１ｈが駆動装置１０１ｇと違う点は、静止部材３４に代えて、前側軸受部１０４ａの孔１０４ｃにおける摩擦部材１０６とは反対側（図示左側）にテーパ面１４１を設けた静止部材１４４を用い、第一の接着部１３７に代えて、このテーパ面１４１と駆動軸１０３との間に接着剤を充填して第一の接着部１４７とした点である。
【０２１０】
このように構成された駆動装置１０１ｈにあっても、駆動装置１０１ｇと同様な効果を得ることができる。
【０２１１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、特に好ましいとして、軸受部の孔にテーパ面を設け、このテーパ面と駆動軸１０３との間に第一の接着部を設けるようにしているが、テーパ面を設けずに軸受部端面と駆動軸３の周面とに共に接触するような隅肉形状に設けても良い。
【０２１２】
また、上記実施形態では、特に好ましいとして第一の接着部及び第二の接着部を静止部材内に各々１箇所設けているが、第一の接着部を静止部材内に複数箇所設けても良く、第二の接着部を静止部材内に複数箇所設けても良い。
【０２１３】
また、上記実施形態では、特に好ましいとして、第二の接着部により圧電素子１０２の駆動軸１０３側を支持しているが、第二の接着部により錘部材１０５を支持するようにしても良く、第二の接着部により圧電素子１０２の全体を支持するようにしても良い。
【０２１４】
また、上記実施形態では、第二の接着部を形成する接着剤を注入する際に、その粘性により充填を保たせるようにしているが、例えば治具を用いたり静止部材に仕切壁を設ける等して充填しても良い。これにより、圧電素子１０２の伸縮方向Ａへの第二の接着部からの接着剤の流出を一層防止することができる。
【０２１５】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側を自由端としているが、この他端側の端部を静止部材や保護板１１０に固定して固定端としても良い。
【０２１６】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２の伸縮方向Ａにおける他端側に錘部材１０５を設け、この錘部材１０５を特に好ましいとして軟らかく且つ重いものとしているが、これに限定されない。また、この錘部材１０５により、駆動軸３の伸縮方向Ａに対する移動性を一層高めるようにしているが、錘部材１０５は無くても良い。
【０２１７】
また、上記実施形態では、圧電素子１０２に印加するパルス電圧の周波数を移動レンズ７が前進する場合と後退する場合とで等しくしているが、異なっていても良い。
【０２１８】
また、上記実施形態では、被駆動部材を移動レンズ１０７としているが、移動レンズ１０７を保持するレンズ枠でも良く、さらに別のものであっても良い。
【０２１９】
さらにまた、上記実施形態においては、電気機械変換素子１０２、駆動軸１０３を、特に好ましいとして、弾性を有する接着剤を介して静止部材１０４に弾性支持するようにしているが、多少効果は低減するが、硬い接着剤を介して静止部材１０４に支持するようにしても良い。
【０２２０】
因みに、第二の接着部の接着を行わない場合もある。この場合には、第一の接着部が第二の接着部を兼用することになる。
【０２２１】
上述した第五実施形態、第六実施形態及び第七実施形態に係る駆動装置において、接着剤などの充填材によりアクチュエータを支持する場合、圧電素子１０２とリード線１０８などの配線部材との接続部分を被覆するように充填材を充填することが好ましい。この場合、配線部材の接続強度を向上させることができる。このため、圧電素子１０２とリード線１０８の接続部分に大きなストレスが加わった場合でも、リード線１０８が外れ落ちることが抑制される。また、リード線１０８が極端に折れ曲がって断線してしまうことが抑制される。さらに、リード線１０８の接続部分に大きなストレスが加わった場合であっても、その接続部分において半田やフラックス等の飛散物が発生することが抑制される。一方、接続部分が被覆されていない場合では、接続部分に大きなストレスが加わった場合には、飛散物が、駆動部材１０３と摩擦部材１０６との間の摩擦係合部分に付着して正確な駆動を妨げる事態や移動レンズ１０７に付着して光学性能を劣化させる事態が生じるおそれがある。これに対し、充填材で配線部材の接続部分を被覆することにより、そのような事態の発生が有意に抑えられる。
【０２２２】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る駆動装置の一例を示すものである。本発明に係る駆動装置は、これらの実施形態に係る駆動装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る駆動装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。例えば、本実施形態では、移動レンズを駆動する駆動装置に適用した装置について説明したが、移動レンズ以外の物を駆動する駆動装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２２３】
【図１】本発明に係る駆動装置の第一実施形態を示す断面図である。
【図２】圧電素子に印加される駆動パルスの波形図である。
【図３】共振周波数の計算例を示した図である。
【図４】共振周波数の範囲を示した図である。
【図５】図１の駆動装置の変形例を示す断面図である。
【図６】図１の駆動装置の変形例を示す断面図である。
【図７】第二実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。
【図８】第三実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。
【図９】第四実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。
【図１０】第四実施形態に係る駆動装置における位置検出器を示す斜視図である。
【図１１】第四実施形態に係る駆動装置における位置検出器の変形例を示す図である。
【図１２】第四実施形態に係る駆動装置における被駆動部材を示す断面図である。
【図１３】第四実施形態に係る駆動装置における駆動回路を示す回路図である。
【図１４】図１３の駆動回路に入力される入力信号の波形図である。
【図１５】図１３の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【図１６】本発明の第五実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図である。
【図１７】図１６中の摩擦部材を示す拡大横断面図である。
【図１８】本発明の第五実施形態に係る駆動装置の変形例を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の第五実施形態に係る駆動装置の変形例を示す縦断面図である。
【図２０】本発明の第六実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図である。
【図２１】図２０中のXIX−XIX線に沿った横断面図である。
【図２２】本発明の第六実施形態に係る駆動装置の変形例を図２１に対応する横断面で示した図である。
【図２３】本発明の第七実施形態に係る駆動装置を示す縦断面図である。
【図２４】本発明の第七実施形態に係る駆動装置の変形例を示す縦断面図である。
【図２５】本発明の第七実施形態に係る駆動装置の変形例を示す縦断面図である。
【図２６】本発明の第七実施形態に係る駆動装置の変形例を示す縦断面図である。
【図２７】従来のアクチュエータの不具合を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０２２４】
１０…アクチュエータ、１２…圧電素子、１４…駆動軸、１６…被駆動部材、１８…錘部材、２２…支持部材、２４…固定枠、４０、４２…支持板、５０、５０…支持部材。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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