(57)【要約】【課題】摺動体等の付勢部材を用いることなく、変位素子を用いて直接的に移動対象物を移動させることができ、移動対象物を保持する構造材をも特に必要としない、簡略化された機構で小型化のより容易な駆動装置、及びそれを用いた撮像装置を提供する。【解決手段】移動体の移動方向に応じた変位素子の電極部配置とそれらの電極部への印加電圧制御により変位素子に変位を起こさせ、移動体を直接的に駆動することで、電極部の配置に応じた直線移動だけでなく、面移動、さらに３次元的な移動も可能にする。【選択図】図１
2009191673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加により変位する有機材料からなる変位素子と、
前記変位素子に加圧接触して保持される移動体と、
前記変位素子を変位するための電圧を印加する電極部と、を備え、
前記電極部は、前記移動体の移動方向に分割して配置された
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記分割された複数の電極部に、選択的に電圧を印加可能な電圧印加部を備え、
前記電圧印加部は、
電圧を印加する電極部を選択することにより、前記変位素子の変位部分を遷移して、
前記変位素子が前記移動体を保持する位置を移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記変位素子は中空の円筒形に成形され、
前記電極部は、該変位素子の内周面または外周面に、前記円筒形の回転軸方向に分割されて配置され、
前記移動体は、前記円筒形の内周面の少なくとも２箇所で加圧接触して保持される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記移動体は、該移動体の周囲に配置された複数の前記変位素子により保持され、
前記複数のそれぞれの変位素子の電極部は、独立して電圧が印加可能に配線され、
前記変位素子の該電極部に、選択的に電圧を印加することで、前記移動体が前記移動方向と略垂直な方向に移動可能に構成された
ことを特徴とする請求項１または３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記有機材料は液晶ゲルである
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記有機材料はフッ化ビニリデン樹脂である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記有機材料は誘電型電気活性ポリマである
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動装置を備えた撮像装置であって、
前記駆動装置は、前記移動体がレンズもしくはレンズ群を含み、前記変位素子がその鏡筒の一部または全体を構成し、
焦点検出手段を備え、前記移動体の移動によりオートフォーカス処理を行う
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項４に記載の駆動装置を備えた撮像装置であって、
前記駆動装置は、前記移動体がレンズもしくはレンズ群を含み、前記変位素子がその鏡筒の一部または全体を構成し、
手ブレ検出手段を備え、前記移動体の移動により手ブレ補正処理を行う
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧印加により変位する変位素子を用いて移動体を移動させる駆動装置、及びその駆動装置を用いる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、様々な分野で超小型光学系が用いられるようになってきた。それに伴い、その小型の光学系を駆動する技術も発展してきた。
【０００３】
例えば、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃａｍｅｒａ  Ｕｎｉｔ）などの撮像系におけるＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）、ズーム、そして手ブレ補正などの光学系駆動において、超小型でありながら自由度の大きくかつ精度のよい駆動制御が求められてきた。
【０００４】
また光学系以外でもＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）などの超小型駆動装置が発達し、様々なアクチュエータ素子が開発されている。
【０００５】
ＡＦ、ズーム、そして手ブレ補正などの機能を実現するための光学系駆動装置においても、レンズやレンズ群を移動させるために変位素子（アクチュエータ）を用いて駆動を行う技術を適用すべく試みられている。
【０００６】
従来、変位素子を用いて移動対象物を直線方向に移動させる技術として、例えば、特許文献１に記載されたような技術が提案されている。
【０００７】
特許文献１の超音波アクチュエータによる駆動方法によれば、移動方向に位置をずらせた一対の電歪素子を用いた振動体に、多数のくし歯を有する摺動体を接合してある。一対の電歪素子に同位相で電圧ピークの異なる高周波電界を印加し、その合成振動で振動体が振動することにより、摺動体も振動する。振動は進行波となり、順次振動のピーク位置になるくし歯の先端がそれぞれ楕円運動することで接触している移動体を移動させる。
【０００８】
すなわち、上記摺動体が移動体に対する付勢部材として働く。また移動体の形状によっては何らかの構造材を用いて移動体を保持し、摺動体からの作用を受ける必要がある。
【特許文献１】特開平８−４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載のような従来技術によれば、移動体は振動体、すなわち変位素子により直接的に駆動させられるのではなく、振動体により付勢部材である摺動体に蠕動運動を起こさせ、その運動により駆動させられる。間接的な駆動方法を採らざるを得ない。
【００１０】
また摺動体のくし歯の楕円運動で直接的に移動させるのであり、移動対象物の形状により移動体を保持する構造材も必要になる。また振動子も複数並設する必要がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、摺動体等の付勢部材を用いることなく、変位素子を用いて直接的に移動対象物を移動させることができ、移動対象物を保持する構造材をも特に必要としない、簡略化された機構で小型化のより容易な駆動装置、及びその駆動装置を用いた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。
【００１３】
１．  電圧印加により変位する有機材料からなる変位素子と、前記変位素子に加圧接触して保持される移動体と、前記変位素子を変位するための電圧を印加する電極部と、を備え、前記電極部は、前記移動体の移動方向に分割して配置されたことを特徴とする駆動装置。
【００１４】
２．  前記分割された複数の電極部に、選択的に電圧を印加可能な電圧印加部を備え、前記電圧印加部は、電圧を印加する電極部を選択することにより、前記変位素子の変位部分を遷移して、前記変位素子が前記移動体を保持する位置を移動させることを特徴とする１に記載の駆動装置。
【００１５】
３．  前記変位素子は中空の円筒形に成形され、前記電極部は、該変位素子の内周面または外周面に、前記円筒形の回転軸方向に分割されて配置され、前記移動体は、前記円筒形の内周面の少なくとも２箇所で加圧接触して保持されることを特徴とする１または２に記載の駆動装置。
【００１６】
４．  前記移動体は、該移動体の周囲に配置された複数の前記変位素子により保持され、前記複数のそれぞれの変位素子の電極部は、独立して電圧が印加可能に配線され、前記変位素子の該電極部に、選択的に電圧を印加することで、前記移動体が前記移動方向と略垂直な方向に移動可能に構成されたことを特徴とする１または３に記載の駆動装置。
【００１７】
５．  前記有機材料は液晶ゲルであることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【００１８】
６．  前記有機材料はフッ化ビニリデン樹脂であることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【００１９】
７．  前記有機材料は誘電型電気活性ポリマであることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
【００２０】
８．  １乃至３の何れか１項に記載の駆動装置を備えた撮像装置であって、前記駆動装置は、前記移動体がレンズもしくはレンズ群を含み、前記変位素子がその鏡筒の一部または全体を構成し、焦点検出手段を備え、前記移動体の移動によりオートフォーカス処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【００２１】
９．  ４に記載の駆動装置を備えた撮像装置であって、前記駆動装置は、前記移動体がレンズもしくはレンズ群を含み、前記変位素子がその鏡筒の一部または全体を構成し、手ブレ検出手段を備え、前記移動体の移動により手ブレ補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の駆動装置によれば、移動体の移動方向に応じた変位素子の電極部配置とそれらの電極部への印加電圧制御とのみで変位素子に蠕動運動などを起こさせるので、移動体を直接的に駆動することが可能であり、摺動体等の付勢部材は必要ない。また、変位素子自体が移動体を保持するので、移動体保持のための特別な構造材を必要とせず、簡略な機構で小型化も容易である。また、電極部の配置によっては直線移動だけでなく、面移動、さらに３次元的な移動も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明に係る駆動装置、及び撮像装置の実施形態を説明する。
【００２４】
（手ブレ、ＡＦ補正のための駆動系概略構成）
ＭＣＵなどの撮像系におけるＡＦ、ズーム、そして手ブレ補正などの光学系駆動に用いられる、超小型の駆動装置を例にして実施形態を説明する。
【００２５】
図１は本実施形態に係る駆動装置の駆動系の概略構成例を示す斜視図である。図１を用いて駆動系の概略構成例を説明する。
【００２６】
図１において、４は移動体であるレンズである。レンズ４は変位素子２により保持されている。
【００２７】
変位素子２は電圧を印加することで伸縮する有機のアクチュエータである。変位素子２は中空の円筒状に成形されており、円筒は複数の変位素子２から構成されている。レンズ４はその円周部が円筒の内周にはまるように保持されている。
【００２８】
複数の変位素子２は、少なくとも円筒の円周方向に配列され、また軸方向にも配列されていてもよい。
【００２９】
変位素子２は、電界により電圧印加方向に伸縮する変位機能を有していれば、任意のアクチュエータ素子を用いることができる。ＰＶＤＦ（PolyVinylidine DiFluoride;ポリフッ化ビニリデン）やＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＦ）（Poly(Vinylidine DiFluoride-Tri Furuoro Ethylene);ポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン共重合体）などの圧電性高分子や液晶ゲル、誘電型電気活性ポリマーなどを用いてもよい。公知の任意のアクチュエータ素子を適切に選択して用いることができる。
【００３０】
３ａと３ｂは一対の電極である。３ａは円筒の内周面、すなわちレンズ４と接触する側の変位素子２面上に設けられた共通電極である。３ｂは円筒の外周面、すなわち変位素子２を挟んで電極３ａに対向する面に設けられた電極である。
【００３１】
電極３ｂは、詳細は後述するが、レンズ４の移動方向に対応して配置された、電気的に独立な複数の電極部からなる。
【００３２】
５は駆動制御部（電圧印加部）であり、複数の電極部３ｂを介して変位素子２に電圧を印加する。複数の電極部それぞれに対する印加電圧は独立して制御され、それにより変位素子２の変位、すなわち伸縮動作を制御する。６は印加電圧を供給する電源である。
【００３３】
電圧印加による変位素子２の変位に応じて、変位素子２により保持されているレンズ４は移動する。すなわち、各電極部３ｂを介した変位素子２への印加電圧の制御によりレンズ４の移動が制御される。
【００３４】
レンズ４の移動方向は、１つは変位素子の円筒内部をその軸方向（円筒形の回転対称軸の方向）、すなわちレンズ４自体の光軸方向に沿った直線移動の方向であり、図で矢印「ＡＦ」で示した。このレンズ移動は、例えば光学系のオートフォーカス（ＡＦ）補正処理のために行われる。
【００３５】
もう１つのレンズ４の移動方向は、変位素子の円筒内部をその軸、すなわちレンズ４自体の光軸に垂直な任意の方向を含む面移動の方向であり、図で矢印「手ブレ」で示した。このレンズ移動は、例えば光学系の手ブレ補正処理のために行われる。
【００３６】
上記の２つの移動方向へのレンズ駆動は、上述したレンズ４を保持する変位素子２への印加電圧制御により、変位素子２の変位を制御することで、それに応じた移動方向への移動制御が行われる。
【００３７】
以下に、レンズ４の光軸方向に沿った直線移動の駆動と光軸に垂直な任意の方向を含む面移動の駆動とに分けて、駆動の機構を説明する。
【００３８】
（光軸方向移動の駆動系構成例）
＜直線移動機構＞
図２は本発明の実施形態に係る駆動装置の光軸方向への直線移動の駆動系構成例を示す斜視図である。図２を用いて、本実施形態に係る駆動装置においてレンズを光軸方向に移動させる駆動系について説明する。
【００３９】
これは、図１においては、例えばＡＦ補正を行うときに光軸方向のレンズの移動を行う駆動系に相当する。
【００４０】
図２において、２は変位素子である。変位素子２は電圧を印加することで伸縮する有機のアクチュエータである。この場合は、変位素子２は電圧を印加した方向に収縮する。
【００４１】
３ａと３ｂは一対の電極である。３ａは共通電極であり、変位素子２の直接移動体と接触する側の面に設けられる。３ｂは変位素子２を挟んで電極３ａに対向する面に設けられた電極であるが、後述する移動方向Ｓに対して、電気的に独立な複数の電極部（３ｂ（１），（２）・・，（ｉ），・・・）に分割されている。
【００４２】
４は移動体であるレンズである。図２においては変位素子２が直接、レンズ４を保持している。レンズ４は一部のみ図示しているが、図示していない反対側も同様に変位素子により保持されている。
【００４３】
また、図１のように、レンズ４の円周方向全体に渡って、同様に変位素子により保持されているものとしてもよい。その場合、図２の電極部３ｂのそれぞれは、レンズ４の円周方向に輪になった帯状となる。以下に説明する図２の駆動方法と同様のプロセスがレンズ４の円周方向全体に渡って起こることになる。
【００４４】
移動方向Ｓは移動体であるレンズ４の移動方向である。光軸方向に両方向移動可能となる。レンズ４はレンズ群であってもよい。その場合各レンズの移動量を異なるように移動させることもできる。
【００４５】
各電極部３ｂには、駆動装置の駆動制御部（図示しない）により、それぞれ独立に任意の電圧が印加可能となっており、図２においては、電極部３ｂ（ｉ）にのみ、所定の電圧が印加（ＯＮ）されている。従って、変位素子２の電極部３ｂ（ｉ）に対応する部分のみが収縮し、電極３ａの側の面が凹状にへこむ（Ｐで示す部分）。
【００４６】
共通電極３ａは変位素子２に接合しているが、変位素子２の部分的変位に対応してともに変形可能である必要がある。一方複数の電極部３ｂはそれぞれ電気的には分割されているが、変位素子２の部分的変位に対応して実質上変形しないような、一体的な剛性を有するように形成されていることが好ましい。
【００４７】
変位素子２の凹状にへこんだ部分Ｐにレンズ４の一端が保持されている。このように変位素子２には移動体を保持する機能もある。電圧を印加（ＯＮ）する電極部３ｂを順次移動することで、凹部Ｐを順次移動させることができ、凹部Ｐにより保持されている移動体（レンズ４）も移動させることができる。
【００４８】
＜駆動方法１＞
図３は、図２の変位素子２に対する電圧印加を制御して移動体を駆動する過程を示す図である。図３（ａ）から（ｄ）の順になっている。
【００４９】
図３（ａ）では、電極部３ｂ（１）のみ所定電圧印加ＯＮとなっており、変位素子２の電極部３ｂ（１）に対応する部分が収縮し、凹部Ｐを形成している。レンズ４はその凹部Ｐ、すなわち電極部３ｂ（１）と対応する部分に保持されている。
【００５０】
図３（ｂ）では、電極部３ｂ（１）は電圧印加ＯＦＦとなり、電圧印加ＯＮの電極部は移動方向Ｓの次の電極部３ｂ（２）となっている。変位素子２の収縮による凹部Ｐも電極部３ｂ（１）と対応する部分ではなくなり、電極部３ｂ（２）と対応する部分に新たに形成される。すなわち、電極部３ｂ（１）と対応する位置から電極部３ｂ（２）と対応する位置に凹部Ｐが移動したともいえる。
【００５１】
これに伴い、凹部Ｐに保持されるレンズ４も自ずから電極部３ｂ（２）と対応する位置に移動することになる。電極部３ｂ（１）と電極部３ｂ（２）の電圧印加ＯＮ／ＯＦＦのタイミングをうまく制御することにより、レンズ４の移動をスムーズに行うことができる。
【００５２】
図３（ｃ）では、同様に電極部３ｂ（２）は電圧印加ＯＦＦとなり、電圧印加ＯＮの電極部は移動方向Ｓに進んで次の電極部３ｂ（３）となっている。凹部Ｐも電極部３ｂ（２）と対応する位置から電極部３ｂ（３）と対応する位置に移動した状況となる。これに伴い、凹部Ｐに保持されるレンズ４もさらに電極部３ｂ（３）と対応する位置へと移動することになる。
【００５３】
図３（ｄ）では、同様に電極部３ｂ（３）が電圧印加ＯＦＦとなり、電圧印加ＯＮの電極部は移動方向Ｓにさらに進んで次の電極部３ｂ（４）となっている。凹部Ｐも電極部３ｂ（３）と対応する位置から電極部３ｂ（４）と対応する位置に移動する。凹部Ｐに保持されるレンズ４もさらに電極部３ｂ（４）と対応する位置へと移動することになる。
【００５４】
図３（ａ）から（ｄ）の過程で、電極３ｂのどの電極部に電圧印加するかを制御するだけで、レンズ４を所定の方向Ｓに電極部３ｂ（１）の位置から電極部３ｂ（４）の位置まで移動させることができる。同様にして逆方向にも移動可能であるし、移動量や移動速度も制御できる。
【００５５】
＜駆動方法２＞
図４は、図２及び図３と同様の駆動装置において、少なくとも２箇所の電極部に対して異なる電圧を印加する駆動方法の駆動過程（図４（ａ）から（ｅ））を示す図である。
【００５６】
図３で示した駆動方法に対して図４の駆動方法は、電圧印加ＯＮとなる電極部が同時に少なくとも２箇所あり、それぞれに異なる電圧を印加することを許容するものである。これにより、レンズ４の移動をよりスムーズに、精度よく行うことができる。図４では、異なる電圧を、所定の第１の電圧（電圧Ｈ）とそれより低い第２の電圧（電圧Ｌ）とする。
【００５７】
以下、図４を用いて説明するが、適宜図５を参照する。図５は印加電圧制御例を示す図であり、後で説明する。
【００５８】
図４（ａ）は駆動状態［１］（図５参照）を示す。
【００５９】
電極部３ｂ（Ａ）で第２の電圧（電圧Ｌ）が印加ＯＮとなっており、移動方向の次の電極部３ｂ（Ｂ）で第１の電圧（電圧Ｈ）が印加ＯＮとなっている。この隣接した２箇所の電極部に対応する変位素子２の部分が、図４（ａ）のように変位して凹部Ｐが生じ、そこにレンズ４が保持されている。
【００６０】
図４（ｂ）は駆動状態［２］（図５参照）を示す。
【００６１】
電極部３ｂ（Ａ）は電圧印加ＯＦＦとなり、電極部３ｂ（Ｂ）の第１の電圧印加（電圧Ｈ）はそのまま、新たに移動方向の次の電極部３ｂ（Ｃ）で第１の電圧（電圧Ｈ）が印加ＯＮとなっている。変位素子２の収縮による凹部Ｐもほぼ電極部１／２箇所分、すなわち移動方向に電極部の幅の約半分の長さだけ位置が移動したように見なせる。
【００６２】
これに伴い、凹部Ｐに保持されるレンズ４も自ずから電極部１／２箇所分ほど、位置が移動することになる。電極部により印加電圧が異なるので、正確には凹部Ｐの移動もレンズ４の移動も電極部１／２箇所分とは異なるが、次のステップと２回分を合わせると電極部１箇所分の移動となる。
【００６３】
これは、電極３ｂの分割をより細かくし、各電極部での電圧印加を印加電圧レベルの変化も含めてより細かく制御することで、それだけ移動体の移動を細かく制御できるということであり、また移動をよりスムーズにできることを意味する。
【００６４】
図４（ｃ）は駆動状態［３］（図５参照）を示す。
【００６５】
電極部３ｂ（Ｂ）は第１の電圧（電圧Ｈ）から第２の電圧（電圧Ｌ）に印加電圧レベルが変化し、電極部３ｂ（Ｃ）の第１の電圧印加（電圧Ｈ）はそのままである。電圧印加の変化により、凹部Ｐもさらに電極部１／２箇所分程度、移動方向への移動を進めることになる。
【００６６】
これに伴い、凹部Ｐに保持されるレンズ４もさらに電極部１／２箇所分程度、位置を移動することになる。上に述べたように上記の２ステップでレンズ４は電極部１箇所分程度、移動を進めたことになる。
【００６７】
図４（ｄ）は駆動状態［４］（図５参照）を示す。
【００６８】
電極部３ｂ（Ｂ）は電圧印加ＯＦＦとなり、電極部３ｂ（Ｃ）の第１の電圧印加（電圧Ｈ）はそのまま、新たに移動方向の次の電極部３ｂ（Ｄ）で第１の電圧（電圧Ｈ）が印加ＯＮとなっている。凹部Ｐも、また凹部Ｐに保持されるレンズ４も、電極部１／２箇所分、移動を進めている。
【００６９】
図４（ｅ）は駆動状態［５］（図５参照）を示す。
【００７０】
電極部３ｂ（Ｃ）は第１の電圧（電圧Ｈ）から第２の電圧（電圧Ｌ）に印加電圧レベルが変化し、電極部３ｂ（Ｄ）の第１の電圧印加（電圧Ｈ）はそのままである。
【００７１】
凹部Ｐも、凹部Ｐに保持されるレンズ４もさらに電極部１／２箇所分程度、位置を移動することになる。すなわち、上記の４ステップで、レンズ４は電極部２箇所分程度、移動方向Ｓに移動を進めたことになる。
【００７２】
＜印加電圧制御＞
図５は、電極部３ｂ（Ａ）〜３ｂ（Ｃ）についての印加電圧制御例を示す図である。駆動状態［１］から駆動状態［５］の間での各電極部への印加電圧の変化を示している。
【００７３】
電極部３ｂ（Ａ）については、状態［１］では第２の印加電圧（電圧Ｌ）ＯＮであり、状態［２］で印加電圧ＯＦＦとなって、以後状態［５］までＯＦＦを継続している。
【００７４】
電極部３ｂ（Ｂ）については、状態［１］では第１の印加電圧（電圧Ｈ）ＯＮであり、状態［２］でもそのまま、状態［３］で第２の印加電圧（電圧Ｌ）へと低下し、状態［４］で印加電圧ＯＦＦとなり、以後印加電圧ＯＦＦを継続している。
【００７５】
電極部３ｂ（Ｃ）については、状態［１］では印加電圧ＯＦＦであり、状態［２］で第１の印加電圧（電圧Ｈ）ＯＮになる。状態［４］までそのまま第１の印加電圧（電圧Ｈ）ＯＮを継続し、状態［５］で第２の印加電圧（電圧Ｌ）へと低下している。
【００７６】
図で分かるように、各電極部は、２ステップずつずれた形で、同じ印加電圧変化のパターン（電圧Ｈから電圧Ｌ、そして電圧ＯＦＦへ）を繰り返している。すなわち、図４の移動方向に対応して配列した各電極部に対して、移動方向Ｓへの進行波を形成するような印加電圧パターンとなっている。
【００７７】
従って、印加電圧に対応する変位素子２の収縮による凹部Ｐも、移動方向Ｓへの進行波となる。すなわち、凹部Ｐに保持されるレンズ４の移動も、配列した電極部に対する印加電圧のパターンを進行波で制御することで制御されることになる。
【００７８】
このように、各電極部への印加電圧を制御することで、移動体であるレンズ４を電極部の配列に従った所定の方向（逆方向も含める。図２、図４ではレンズ４の光軸方向）に移動させることができ、電極部の分割数や分割方向などを設定することで、移動量や移動の精度、また移動速度も制御できる。
【００７９】
レンズ４はレンズ群であっても移動の制御が可能である。その場合、複数の各レンズ４に対応して、複数の凹部Ｐを制御すればよい。すなわち、電極部の配列に対して、複数の進行波が生ずるような印加電圧制御を行えばよいのである。複数の進行波は等速度で平行移動させてもよいし、また独立に制御することもできるので、各レンズの移動量や移動速度が異なるような制御を行うことも可能である。
【００８０】
また本実施形態では、変位素子２が移動体を直接保持することができるので、摺動体等の付勢部材を必要とすることがなく、構造的に簡略化でき、また精度と効率も向上する。またこの後述べるように、電極部の配置によっては直線移動だけでなく、面移動、さらには３次元的な移動も可能である。
【００８１】
（光軸に垂直な方向移動の駆動系構成例）
＜直線移動機構＞
図６は、本発明の実施形態に係る駆動装置の光軸に垂直な方向への直線移動の駆動系構成例を示しており、移動体であるレンズの光軸方向から見た図である。図６を用いて、本実施形態に係る駆動装置においてレンズを光軸に垂直な方向に移動させる駆動方法について説明する。
【００８２】
これは、図１においては、例えば手ブレ補正を行うときに光軸に垂直な方向のレンズの移動を行う駆動系に相当する。
【００８３】
図６において、２は変位素子である。図２の場合と同様、変位素子２は電圧を印加することで伸縮する有機のアクチュエータであり、電圧を印加した方向に収縮する。図６では移動体（レンズ４）を挟んで複数の変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）が設けられている。
【００８４】
３ａと３ｂは一対の電極である。３ａは共通電極であり、各変位素子２の直接移動体と接触する側の面に設けられる。３ｂは各変位素子を挟んで電極３ａに対向する面に設けられた電極である。後述する移動方向Ｓに対して、複数の変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）が設けられ、それぞれについて電極部３ｂ（Ｄ）及び３ｂ（Ｅ）が設けられている。
【００８５】
４は移動体であるレンズである。図６においては２個の変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）が直接、レンズ４を保持している。レンズ４は移動方向Ｓに沿った方向に保持され、その方向に移動する。他の方向にも変位素子２が設けられてもよいし、変位素子２でない他の支持部材等で補助的に保持されていてもよい。
【００８６】
また、図１のように、レンズ４の光軸方向と円周方向全体に渡って、同様に変位素子により保持されているものとしてもよい。その場合、図６の電極部３ｂのそれぞれは、レンズ４の円周方向に分割された帯状となる。分割数が多ければ、光軸に垂直な面内での移動がよりスムーズにできる。
【００８７】
移動方向Ｓは移動体であるレンズ４の移動方向を示す。レンズ４は光軸に垂直な方向、図６では変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）が設けられた方向（図示したＳ方向）に両方向移動可能となる。レンズ４はレンズ群であってもよい。その場合、レンズ４とそれを挟持する複数の変位素子とは、光軸方向に複数配置され、もちろんその各レンズは、それぞれ独立に移動させるよう制御することもできる。
【００８８】
各電極部３ｂ（Ｄ）及び３ｂ（Ｅ）には、駆動装置の駆動制御部（図示しない）により、それぞれ独立に任意の電圧が印加可能となっており、図６においては、電極部３ｂ（Ｄ）及び３ｂ（Ｅ）には、それぞれ所定の電圧Ｖ２が印加（ＯＮ）されている。従って、変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）はそれぞれ印加電圧Ｖ２に応じた程度に収縮し、それでちょうどレンズ４を適切に挟持できるように設定してある。
【００８９】
＜駆動方法＞
図７は、図６の変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）に対する電圧印加を制御して移動体を駆動する過程（図７（ａ）から（ｃ））を示す図である。図６をレンズ４の光軸に垂直な方向から見た図である。
【００９０】
この駆動方法は、対向する２箇所の変位素子の電極部に印加する電圧が、それぞれに一方が高電圧であれば他方が低電圧となるように制御される。すなわち、一方が伸長すれば他方が収縮するようにして、移動体が移動しながらも、適切に移動体を挟持できるように制御される。
【００９１】
図７（ａ）〜（ｃ）では、具体例として移動方向Ｓに往復移動させた駆動状態の過程を示す。図７（ｂ）の駆動状態［２］は、図６の状態（印加電圧Ｖ２）である。それに対して、駆動状態［１］と［３］は、その電圧Ｖ２より高い所定の電圧Ｖ１と電圧Ｖ２より低い所定の電圧Ｖ３をそれぞれ印加電圧とする。
【００９２】
以下、図７を用いて説明するが、適宜図８を参照する。図８は印加電圧制御例を示す図であり、後で説明する。
【００９３】
図７（ａ）は駆動状態［１］（図８参照）を示す。
【００９４】
電極部３ｂ（Ｄ）の印加電圧は電圧Ｖ３となっており、対向する電極部３ｂ（Ｅ）の印加電圧はＶ１となっている。すなわち、各電極部に対応する変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）がそれぞれ伸長及び収縮し、レンズ４は各変位素子２の伸長及び収縮に対応して、光軸に垂直に図の右方向に移動した状態で保持されている。
【００９５】
図７（ｂ）は駆動状態［２］（図８参照）を示す。
【００９６】
電極部３ｂ（Ｄ）の印加電圧は電圧Ｖ３からＶ２に上昇し、対向する電極部３ｂ（Ｅ）の印加電圧も電圧Ｖ１からＶ２に低下している。すなわち、各電極部に対応する変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）がそれぞれ収縮及び伸長することで初期状態にバランスを取り、レンズ４は光軸に垂直に移動し、図の左右中央位置に戻った状態で保持されている。
【００９７】
図７（ｃ）は駆動状態［３］（図８参照）を示す。
【００９８】
電極部３ｂ（Ｄ）の印加電圧は、さらに電圧Ｖ２からＶ１に上昇し、対向する電極部３ｂ（Ｅ）の印加電圧もさらに電圧Ｖ２からＶ３に低下している。すなわち、各電極部に対応する変位素子２（Ｄ）及び２（Ｅ）がそれぞれ収縮及び伸長し、レンズ４は各変位素子２の収縮及び伸長に対応して、光軸に垂直に図の左方向に移動した状態で保持されている。
【００９９】
＜印加電圧制御＞
図８は、電極部３ｂ（Ｄ）及び３ｂ（Ｅ）についての印加電圧制御を示す図である。駆動状態［１］から駆動状態［３］の間での各電極部への印加電圧の変化を示している。
【０１００】
電極部３ｂ（Ｄ）については、状態［１］では電圧Ｖ３が印加され、状態［２］で印加電圧Ｖ２、状態［３］で印加電圧Ｖ１と印加電圧が上昇していっている。すなわち、変位素子２（Ｄ）は伸長した状態から収縮を続けている。
【０１０１】
一方、電極部３ｂ（Ｅ）については、状態［１］では電圧Ｖ１が印加され、状態［２］で印加電圧Ｖ２、状態［３］で印加電圧Ｖ３と印加電圧が低下していっている。すなわち、変位素子２（Ｄ）は収縮した状態から伸長を続けている。
【０１０２】
すなわち、移動方向Ｓにて対向している変位素子２間で、一方が収縮すれば他方が伸長することにより、適切な間隔でレンズ４を保持した状態で、レンズ４は移動方向Ｓ方向に沿って移動させられる。
【０１０３】
このように、移動体であるレンズ４を保持する各変位素子の電極部への印加電圧を制御することで、移動体を各変位素子の電圧印加状態に従った所定の方向（図６ではレンズ４の光軸に垂直な方向、逆方向も含める）に移動させることができ、変位素子の分割数や配置などを設定することで、移動の方向や移動量を制御できる。
【０１０４】
また、上記の駆動方法を拡張して、以下に述べるように、光軸に垂直な面内でレンズ４を面移動させるような駆動方法も可能となる。
【０１０５】
＜面移動機構＞
図９は、図６に示した駆動装置を拡張した面移動の駆動系構成例を示しており、移動体であるレンズ４の光軸方向から見た図である。図９を用いて、本実施形態に係る駆動装置においてレンズ４を光軸に垂直な方向に面移動させる駆動方法について説明する。
【０１０６】
これは、図１においては、例えば手ブレ補正を行うときに光軸に垂直な任意の方向へのレンズの面移動を行う駆動系に相当する。
【０１０７】
図９において、図６の場合と同様、変位素子２は電圧を印加することで伸縮する有機のアクチュエータであり、電圧を印加した方向に収縮する。図９では移動体（レンズ４）を挟んで３個の変位素子２（Ｆ）〜２（Ｈ）が設けられている点が図６とは異なる。
【０１０８】
３個の変位素子２（Ｆ）〜２（Ｈ）それぞれに対して、電極部３ｂ（Ｆ）〜３ｂ（Ｈ）が設けられている。
【０１０９】
また３個の変位素子２（Ｆ）〜２（Ｈ）は直接、レンズ４を保持している。３個の変位素子２（Ｆ）〜２（Ｈ）はレンズ４の円周方向をほぼ均等に分割するように配置され、レンズ４をバランスよく保持する。また３個の変位素子２（Ｆ）〜２（Ｈ）はレンズ４の円周方向にバランスよく分布することで、レンズ４をその面内においてスムーズに移動させることができる。
【０１１０】
図９においては、３個の変位素子２を配置しているが、これは面移動を実現するために、少なくとも３個必要であることによる。３個の変位素子２により特定の面が決定し、その面内での各変位素子２の伸縮方向を合成することにより、その面内での任意の方向への移動が実現される。
【０１１１】
もちろん変位素子の数は３個以上の任意の数でよい。数が多くなればその制御は複雑となるが、よりスムーズに、精度のよい面移動が可能となる。
【０１１２】
要は、各変位素子が移動体であるレンズ４を挟持した状態で任意の方向に移動させた状態を実現するような各変位素子の伸縮状態を予め設定する。そして、その各変位素子の伸縮状態を達成するように制御された電圧をそれぞれの変位素子に印加することで、任意の方向の面移動が達成される。
【０１１３】
レンズ４はレンズ群であっても移動の制御が可能である。その場合、複数の各レンズ４に対応して、複数の変位素子を同様に配置し、同様に印加電圧を制御すればよい。このようにして各レンズから構成されるレンズ群を一体として、等速度で平行移動させ、光軸に垂直方向に面移動させることもできる。
【０１１４】
また、レンズ群を構成するそれぞれのレンズを独立に制御することもできるので、各レンズの移動方向や移動量、移動速度等が異なるような制御を行うことも可能である。
【０１１５】
また本実施形態では、各変位素子２が移動体を直接保持することができるので、摺動体等の付勢部材を必要とすることがなく、構造的に簡略化でき、また精度と効率も向上する。また次に述べるように、電極部の配置によっては面移動だけでなく、３次元的な移動も可能である。
【０１１６】
（手ブレ、ＡＦ補正のための３次元的移動の駆動機構）
図１に示したように、移動体であるレンズを中空の円筒状に形成された変位素子群で保持するような形態で駆動させるような場合には、さらに移動方向の自由度を上げることができる。
【０１１７】
この場合、レンズ４の光軸方向に電極３ｂが、あるいは変位素子２も含めて分割され、それらの電極部への印加電圧が独立に制御されることで、レンズ４の光軸方向の移動が制御される。これにより、例えばＡＦ（オートフォーカス）補正処理のためのレンズ移動制御が行える。
【０１１８】
同時に、レンズ４の円周方向に３個以上の変位素子２が、すなわち電極部３ｂが配置され、それらの電極部への印加電圧が独立に制御されることで、レンズ４の光軸に垂直な方向の面移動が制御される。これにより、例えば手ブレ補正処理のためのレンズ移動制御が行える。
【０１１９】
また、このようなレンズ４の光軸方向の移動と光軸に垂直な方向の面移動とが任意に行えるだけでなく、それらを同時に行えるように印加電圧制御することも可能となる。
【０１２０】
その場合、レンズ４の光軸方向の移動と光軸に垂直な方向の面方向の移動とで、移動量や移動速度を独立に設定できるので、それらが合成されたレンズ４の移動方向は３次元的に任意の移動方向を達成することができる。
【０１２１】
またレンズ４を任意方向に平行移動させるのみならず、チルト、すなわち傾きを生じさせるような移動も可能になる。レンズ４の光軸方向の移動の際に、円周方向に配置された変位素子２の位置に応じて、光軸方向の移動量あるいは移動速度などを異ならせることにより、設定されている光軸方向に対してレンズ４を傾けさせるような移動が行える。
【０１２２】
さらに上記の移動制御は、既に述べてきたのと同様に、レンズ４がレンズ群であっても可能である。各レンズの移動をそれぞれ独立に制御することができるのも同様である。
【０１２３】
なお、各図面の説明において、電極３ｂが複数の電極部からなり、それらの電極部３ｂにそれぞれ独立に電圧印加するように記述してきたが、逆に電極３ａが複数の電極部からなり、それらの電極部３ａにそれぞれ独立に電圧印加するようにしてもよい。すなわち、電極３ａと電極３ｂの配置は逆であっても同様の制御が行えることはいうまでもない。
【０１２４】
（撮像装置での手ブレ、ＡＦ補正処理）
上述の駆動装置を撮像装置で適用し、手ブレ補正処理、ＡＦ補正処理を行う例を説明する。図１０は、手ブレ、ＡＦ補正処理のための光学系駆動装置を備えた撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。図１０を参照して、手ブレ、ＡＦ補正処理に関わる機構部分を主体に説明する。
【０１２５】
図１０において、１は光学系であり、上述してきた駆動装置を適用している。すなわち、レンズ（またはレンズ群）４からなる移動体と、変位素子２により一部または全体が構成される鏡筒とを含んで構成されている。
【０１２６】
５は光学系１の駆動を制御する駆動制御部（電圧印加部）であり、既述してきたように、電源６による変位素子２への電圧印加を制御することで、移動体であるレンズ４の移動を制御する。レンズ４の移動は、もちろん手ブレ、ＡＦ補正処理のために行われる。
【０１２７】
手ブレ、ＡＦ補正処理の動作を説明する。
【０１２８】
撮影動作の前に、光学系１の状態に応じて、撮像素子４３に撮影しようとする画像が結像する。撮像素子４３は画像を画像信号に変換してプロセッサ３０に送る。プロセッサ３０の撮影処理部は、受け取った画像データを補正処理のために画像処理部１０で演算処理を行う。
【０１２９】
演算処理結果は、撮影処理部２０によって、ＡＦユニット５２、手ブレユニット５３等に送られる。演算処理結果とは、例えばＡＦ処理であればコントラスト値など、合焦位置であるかどうかを判定するための演算値である。
【０１３０】
ＡＦユニット５２は焦点検出手段として、手ブレユニット５３は手ブレ検出手段として機能する。すなわち、ＡＦユニット５２、手ブレユニット５３は、それぞれ受け取った演算処理結果から必要な演算値に基づいて、焦点位置であるかどうか、あるいは手ブレがあるかどうかの判定を行う。
【０１３１】
判定結果に基づき、それぞれの補正のための動作を求める処理を行い、例えばＡＦユニット５２であれば合焦位置に近づくための動作（レンズ４の移動方向と移動量）を、手ブレユニット５３であれば、手ブレ状態を解消するための動作（レンズ４の移動方向と移動量）を駆動制御部５に伝える。
【０１３２】
駆動制御部５は、それぞれのユニットから指示されてきた補正処理のための動作（レンズ４の移動方向と移動量）を合成し、レンズ４の移動方向と移動量を求め、そのために必要な変位素子２の変位部分と変位量、そしてそれを実現するための各電極部３ｂへの各印加電圧を求める。
【０１３３】
駆動制御部５は、変位素子２にそれらの電圧を印加するよう電源６による各電極部への電圧印加を制御し、光学系１におけるレンズ４の移動を実現する。その駆動による光学系１の状態の変化に対して、再度、撮像素子４３は結像した光学画像を画像信号に変換し、プロセッサ３０に送る。
【０１３４】
その後、上記の処理が繰り返されて、焦点検出手段であるＡＦユニット５２、そして手ブレ検出手段である手ブレユニット５３が、それぞれ合焦位置に達した、及び手ブレが解消したと判定するまで、レンズ４は移動を繰り返す。
【０１３５】
上述してきたように、本実施形態の駆動装置、及びそれを用いた撮像装置によれば、移動体の移動方向に応じた変位素子の電極部配置とそれらの電極部への印加電圧制御とのみで変位素子に蠕動運動などを起こさせるので、移動体を直接的に駆動することが可能であり、摺動体等の付勢部材は必要ない。また、変位素子自体が移動体を保持するので、移動体保持のための特別な構造材を必要とせず、簡略な機構で小型化も容易である。また、電極部の配置によっては直線移動だけでなく、面移動、さらに３次元的な移動も可能である。
【０１３６】
なお本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、それらの変更された形態もその範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本実施形態に係る駆動装置の駆動系の概略構成例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る駆動装置の光軸方向移動の駆動系構成例を示す斜視図である。
【図３】図２の変位素子２に対する電圧印加を制御して移動体を駆動する過程（ａ）から（ｄ）の例を示す図である。
【図４】図２の駆動装置において、少なくとも２箇所の電極部に対して異なる電圧を印加する駆動方法の駆動過程（ａ）から（ｅ）の例を示す図である。
【図５】図４の過程において、各電極部の印加電圧制御の例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る駆動装置の光軸に垂直な方向移動の駆動系構成例を示す、移動体であるレンズの光軸方向から見た図である。
【図７】図６の各変位素子に対する電圧印加を制御して移動体を駆動する過程（ａ）から（ｃ）の例を示す図である。
【図８】図７の過程において、各電極部の印加電圧制御の例を示す図である。
【図９】図６に示した駆動装置を拡張した面移動の駆動系構成例を示す、移動体であるレンズの光軸方向から見た図である。
【図１０】手ブレ、ＡＦ補正処理のための光学系駆動装置を備えた撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３８】
２  変位素子
３１ａ、３１ｂ  電極
４  レンズ（移動体）
５  駆動制御部（電圧印加部）
６  電源
１０  画像処理部
２０  撮影処理部
３０  プロセッサ
４３  撮像素子
５２  ＡＦユニット（焦点検出手段）
５３  手ブレユニット（手ブレ検出手段）
【図１】
2009191673.tif 000003
【図２】
2009191673.tif 000004
【図３】
2009191673.tif 000005
【図４】
2009191673.tif 000006
【図５】
2009191673.tif 000007
【図６】
2009191673.tif 000008
【図７】
2009191673.tif 000009
【図８】
2009191673.tif 000010
【図９】
2009191673.tif 000011
【図１０】
2009191673.tif 000012