(57)【要約】【課題】  所定の基準線に対する駆動軸の倒れを防止することができる駆動装置を提供する。【解決手段】  駆動装置１では、ホルダ３が有する軸受溝１１ａ，１２ａに設けられた規制部材２０によって、基準線ＦＬに対する駆動軸６の傾きが規制される。より詳細には、各軸受溝１１ａ，１２ａの２つの内面、及びその内面に駆動軸６を押圧する押圧部２２によって、駆動軸６が３箇所で支持されることで、駆動軸６が位置決めされる。従って、基準線ＦＬに対して駆動軸６が倒れた状態で圧電素子４がホルダ３によって支持されるのを確実に防止することが可能となる。【選択図】  図２
2009025407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準線の延在方向に伸縮する電気機械変換素子と、
前記延在方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動軸と、
前記駆動軸に摩擦係合された被駆動体と、
前記電気機械変換素子を支持すると共に、前記駆動軸の軸受部を有するホルダと、
前記軸受部に設けられ、前記基準線に対する前記駆動軸の傾きを規制する規制部材と、を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記規制部材は、溝として前記ホルダに形成された前記軸受部の開口側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記規制部材は、前記ホルダに固定される固定部、及び前記軸受部の内面に前記駆動軸を押圧する押圧部を有し、
前記駆動軸は、前記軸受部において、前記軸受部の内面及び前記押圧部によって少なくとも３箇所で支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記押圧部は、前記固定部に螺合されたネジであることを特徴とする請求項３項記載の駆動装置。
【請求項５】
前記押圧部は、前記固定部に取り付けられたバネであることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するのに好適な駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における上記技術分野の駆動装置として、所定の基準線の延在方向に伸縮する電気機械変換素子と、所定の基準線の延在方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動軸と、駆動軸に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を支持すると共に、駆動軸の軸受穴を有するホルダと、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような駆動装置においては、鋸歯状の波形を有する駆動パルスが電気機械変換素子に印加されて、伸長速度と収縮速度とが異なった状態で電気機械変換素子が変形させられる。そして、電気機械変換素子が遅い速度で変形すると、被駆動体は摩擦によって駆動軸に対して静止し、逆に、電気機械変換素子が速い速度で変形すると、被駆動体は慣性によって駆動軸に対して移動する。従って、鋸歯状の波形を有する駆動パルスを電気機械変換素子に繰り返し印加することで、被駆動体を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
【特許文献１】特開２００２−１４２４７０号公報
【特許文献２】特開２００７−７４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような駆動装置にあっては、駆動軸の外面と軸受穴の内面との間にクリアランスが存在するため、所定の基準線に対して駆動軸が倒れた状態で電気機械変換素子がホルダによって支持されるおそれがある。特に、カメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するに際しては、極めて高い光学性能が要求されるため、所定の基準線に対する駆動軸の倒れは、僅かなものであっても、深刻な問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、所定の基準線に対する駆動軸の倒れを防止することが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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る駆動装置は、所定の基準線の延在方向に伸縮する電気機械変換素子と、延在方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動軸と、駆動軸に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を支持すると共に、駆動軸の軸受部を有するホルダと、軸受部に設けられ、基準線に対する駆動軸の傾きを規制する規制部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この駆動装置では、ホルダが有する軸受部に設けられた規制部材によって、所定の基準線に対する駆動軸の傾きが規制される。そのため、所定の基準線に対して駆動軸が倒れた状態で電気機械変換素子がホルダによって支持されるのを防止することができる。
【０００８】
本発明に係る駆動装置においては、規制部材は、溝としてホルダに形成された軸受部の開口側に取り付けられていることが好ましい。この場合、溝としてホルダに形成された軸受部にその開口側から駆動軸を配置し、その後に、規制部材を軸受部の開口側に取り付けることできる。従って、駆動装置の組立性を向上させることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る駆動装置においては、規制部材は、ホルダに固定される固定部、及び軸受部の内面に駆動軸を押圧する押圧部を有し、駆動軸は、軸受部において、軸受部の内面及び押圧部によって少なくとも３箇所で支持されていることが好ましい。このように、軸受部の内面、及びその内面に駆動軸を押圧する押圧部によって、駆動軸が少なくとも３箇所で支持されることで、駆動軸が位置決めされる。そのため、所定の基準線に対する駆動軸の倒れをより確実に防止することができる。
【００１０】
このとき、押圧部は、固定部に螺合されたネジであってもよいし、或いは、固定部に取り付けられたバネであってもよい。押圧部がネジである場合、その締込み具合によって、軸受部の内面に対する駆動軸の押圧力を調整することができる。また、押圧部がバネである場合、そのバネ定数を変えることで、軸受部の内面に対する駆動軸の押圧力を調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定の基準線に対する駆動軸の倒れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示されたII−II線に沿っての部分断面図である。図１，２に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズを光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。
【００１４】
駆動装置１は、レンズ枠２を収容するホルダ３を備えている。ホルダ３は、光軸ＯＡに平行な基準線ＦＬの延在方向に伸縮する圧電素子（電気機械変換素子）４を支持している。具体的には、圧電素子４は、シリコーン接着剤によりホルダ３に接着されたシリコーンキャップ５によって、基準線ＦＬの延在方向に対して側方から保持されることで、ホルダ３によって弾性的に支持されている。なお、圧電素子４には、駆動パルスを印加するための入力端子４ａ，４ｂが設けられている。
【００１５】
基準線ＦＬの延在方向における圧電素子４の一端には、基準線ＦＬに沿って延在するように、駆動軸６が接着剤により固定されている。駆動軸６は、例えばカーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。一方、基準線ＦＬの延在方向における圧電素子４の他端には、錘部材８が接着剤により固定されている。錘部材８は、圧電素子４の他端に負荷を与えることで、圧電素子４において一端よりも他端が大きく変位することを防止するためのものである。錘部材８としては、圧電素子４の伸縮を効率よく駆動軸６に伝達するために、駆動軸６よりも質量の大きいものが好ましい。
【００１６】
駆動軸６の一端部は、ホルダ３が有する仕切部１１に形成された軸受溝（軸受部）１１ａ内に配置されている。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ３が有する仕切部１２に形成された軸受溝（軸受部）１２ａ内に配置されている。これにより、駆動軸６は、基準線ＦＬに沿って往復動可能となっている。
【００１７】
駆動軸６には、仕切部１１，１２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２ａが摩擦係合されている。具体的には、係合部２ａに固定された断面Ｖ字状の板部材１３と、係合部２ａに係止された板バネ１４によって板部材１３側に付勢された断面Ｖ字状の板部材１５とが駆動軸６を挟持することで、係合部２ａは、その移動の際に一定の摩擦力が生ずるように、駆動軸６に取り付けられている。なお、ホルダ３には、レンズ枠２が有する断面Ｕ字状の溝内に配置される軸９が基準線ＦＬの延在方向に沿って掛け渡されている。つまり、駆動軸６は、レンズ枠２のガイド軸としても機能し、軸９は、レンズ枠２の回転止め軸として機能する。
【００１８】
更に、軸受溝１１ａ，１２ａの開口側には、基準線ＦＬに対する駆動軸６の傾きを規制する規制部材２０が設けられており、ホルダ３に取り付けられている。規制部材２０は、ホルダ３に固定される固定部２１、及び軸受溝１１ａ，１２ａの内面に駆動軸６を押圧する押圧部２２を有している。押圧部２２は、基準線ＦＬと略直交する方向に力が作用するように、軸受溝１１ａ，１２ａの内面に駆動軸６を付勢する。図３に示されるように、駆動軸６は、軸受溝１１ａにおいて断面Ｖ字状に形成された２つの内面１１ｂ及び押圧部２２の内面２２ａによって３箇所で支持されている。このような構成は、軸受溝１２ａにおいても同様である。なお、軸受溝１１ａ，１２ａの内面に対する駆動軸６の押圧力は、基準線ＦＬに沿った駆動軸６の往復動を阻害しない程度の大きさである。
【００１９】
以上のように構成された駆動装置１では、ホルダ３が有する軸受溝１１ａ，１２ａに設けられた規制部材２０によって、基準線ＦＬに対する駆動軸６の傾きが規制される。より詳細には、各軸受溝１１ａ，１２ａの２つの内面、及びその内面に駆動軸６を押圧する押圧部２２によって、駆動軸６が３箇所で支持されることで、駆動軸６が位置決めされる。従って、基準線ＦＬに対して駆動軸６が倒れた状態で圧電素子４がホルダ３によって支持されるのを確実に防止することが可能となる。これにより、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するに際し、極めて高い光学性能を得ることができる。
【００２０】
更に、規制部材２０によって、基準線ＦＬに対する駆動軸６の傾きが規制されるため、レンズ枠２の回転止め軸として軸９を設けるだけで、駆動軸６をレンズ枠２のガイド軸とすることが可能となる。これにより、駆動軸６の他に別途レンズ枠２のガイド軸を設けなくても、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するに際し、光学性能の劣化を防止することができる。
【００２１】
また、規制部材２０は、軸受溝１１ａ，１２ａの開口側に取り付けられている。これにより、軸受溝１１ａ，１２ａにその開口側から駆動軸６を配置し、その後に、規制部材２０を軸受溝１１ａ，１２ａの開口側に取り付けることできる。従って、駆動装置１の組立性を向上させることが可能となる。
【００２２】
ここで、駆動装置１の動作について説明する。図４は、図１に示された圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。図５は、図４に示された駆動回路に入力される入力信号の波形図であり、図６は、図４に示された駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【００２３】
図４に示されるように、駆動回路３１は、制御部３０内に設けられている。制御部３０は、駆動装置１の全体制御を行うものであって、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路及び出力信号回路等を有している。駆動回路３１は、圧電素子４のドライブ回路として機能するものであり、圧電素子４に対して駆動用の電気信号を出力する。駆動回路３１は、制御部３０の制御信号生成部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４の駆動用電気信号を出力する。駆動回路３１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、Ｈｉ出力（高電位出力）、Ｌｏ出力（低電位出力）及びＯＦＦ出力（オープン出力）を出力可能となっている。
【００２４】
図５（ａ）は、係合部２ａが圧電素子４に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号であり、図５（ｂ）は、係合部２ａが圧電素子４から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号である。また、図６（ａ）は、係合部２ａが圧電素子４に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号であり、図６（ｂ）は、係合部２ａが圧電素子４から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号である。
【００２５】
図６（ａ），（ｂ）の出力信号は、図５（ａ），（ｂ）の入力信号と同一タイミングでＯＮ／ＯＦＦするパルス信号となっている。図６（ａ），（ｂ）の２つの信号は、圧電素子４の入力端子４ａ，４ｂに入力される。この入力端子４ａ，４ｂには、鋸歯状の波形を有するパルス信号を入力してもよいが、図６に示されるように、矩形状の波形を有するパルス信号を入力しても、圧電素子４を作動させることができる。この場合、圧電素子４の駆動信号が矩形状の波形を有するパルス信号でよいため、信号生成が容易となる。
【００２６】
図６（ａ），（ｂ）の出力信号は、同一周波数となる２つのパルス信号により構成されている。この２つのパルス信号は、互いの位相を異ならせることで、互いの信号の電位差が段階的に大きくなって急激に小さくなる信号、又は互いの信号の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２つの信号を入力することにより、圧電素子４の伸長速度と収縮速度とを異ならせることができ、係合部２ａ、延いてはレンズ枠２を移動させることが可能となる。
【００２７】
例えば、図６（ａ），（ｂ）においては、一方の信号がＨｉ（ハイ）からＬｏ（ロー）となった後に、他方の信号がＨｉとなるように設定されている。それらの信号においては、一方の信号がＬｏとなった際に、一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨｉとなるように設定される。また、２つの信号が両方ともＬｏ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。
【００２８】
図６（ａ），（ｂ）の出力信号、すなわち圧電素子４を作動させる電気信号としては、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図６（ａ），（ｂ）においては、２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、より好ましくは４０〜６０ｋＨｚの周波数信号とされる。このような周波数の信号を用いることで、圧電素子４の可聴領域における作動音を低減することができる。
【００２９】
以上により、駆動装置１は、次のように動作する。すなわち、圧電素子４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４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６が往復動する。このとき、圧電素子４の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２ａ、延いてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。
【００３０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
例えば、図７に示されるように、駆動軸６は、軸受溝１１ａにおいて断面Ｕ字状に形成された内面１１ｂ、及び押圧部２２において断面Ｖ字状に形成された２つの内面２２ａによって、３箇所で支持されてもよい。このような構成は、軸受溝１２ａにおいても同様である。なお、駆動軸６は、少なくとも３箇所で支持されれば位置決めされるため、４箇所以上で支持されてもよい。
【００３２】
また、押圧部２２は、図８に示されるように、固定部２１に螺合されたネジであってもよいし、或いは、図９に示されるように、圧縮された状態で固定部２１に取り付けられたバネであってもよい。押圧部２２がネジである場合、その締込み具合によって、軸受溝１１ａ，１２ａの内面に対する駆動軸６の押圧力を調整することができる。また、押圧部２２がバネである場合、そのバネ定数を変えることで、軸受溝１１ａ，１２ａの内面に対する駆動軸６の押圧力を調整することができる。
【００３３】
また、押圧部２２は、軸受溝１１ａ，１２ａの内面に駆動軸６を押圧するものに限定されず、駆動軸６の外面と軸受溝１１ａ，１２ａの内面との間のクリアランスを小さくするものであってもよい。この場合にも、規制部材２０によって、基準線ＦＬに対する駆動軸６の傾きが規制されるため、基準線ＦＬに対する駆動軸６の倒れを防止することができる。
【００３４】
また、基準線ＦＬの延在方向に対して側方から圧電素子４がホルダ３によって支持される場合、圧電素子４の他端に錘部材８が固定されていなくてもよい。更に、ホルダ３による圧電素子４の支持は、基準線ＦＬの延在方向に対して側方からの支持に限定されず、圧電素子４の他端をホルダ３に固定するなど、基準線ＦＬの延在方向における他方の側からの支持であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたII−II線に沿っての部分断面図である。
【図３】図１に示された軸受溝近傍の正面図である。
【図４】図１に示された圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。
【図５】図４に示された駆動回路に入力される入力信号の波形図である。
【図６】図４に示された駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【図７】本発明に係る駆動装置の他の実施形態の軸受溝近傍の正面図である。
【図８】本発明に係る駆動装置の他の実施形態の軸受溝近傍の正面図である。
【図９】本発明に係る駆動装置の他の実施形態の軸受溝近傍の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…駆動装置、２…レンズ枠（被駆動体）、３…ホルダ、４…圧電素子（電気機械変換素子）、６…駆動軸、１１ａ，１２ａ…軸受溝（軸受部）、２０…規制部材、２１…固定部、２２…押圧部、ＦＬ…基準線。
【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】
2009025407.tif 000008
【図７】
2009025407.tif 000009
【図８】
2009025407.tif 000010
【図９】
2009025407.tif 000011