(57)【要約】【課題】移動体を安定して移動可能としつつ、装置全体を小型化する。【解決手段】電圧の印加によって伸縮する圧電素子２と、圧電素子２の伸縮によって同期して変位する２本の平行な駆動軸３Ａ，３Ｂと、圧電素子２の移動を制限しつつ当該圧電素子２を伸縮可能に支持するベース部材４と、２本の駆動軸３Ａ，３Ｂに対してそれぞれ摩擦係合されて当該駆動軸３Ａ，３Ｂの軸方向に移動する移動体５とを備える。【選択図】図１
2009244574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子の伸縮によって同期して変位する２本の平行な駆動軸と、
前記圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、
前記２本の駆動軸に対してそれぞれ摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置において、
前記移動体は、少なくとも１つの光学素子を支持しており、
前記光学素子の光軸は、前記２本の駆動軸の間を通過することを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の駆動装置において、
前記移動体は、
前記駆動軸の軸方向に延在する溝部が設けられ、この溝部の内側面で前記駆動軸の側面に当接する移動体本体と、
前記２本の駆動軸の間に中心軸が通るよう、当該２本の駆動軸と前記溝部の一方の側壁部との間に配設されるとともに、これら２本の駆動軸をそれぞれ他方の側壁部に向かって付勢するコイルばねとを有し、
前記光学素子は、
前記コイルばねの前記中心軸に光軸を一致させて配設されており、
前記一方の側壁部及び前記他方の側壁部には、
前記光学素子に対する入射前または入射後の光を通過させる貫通孔部が設けられていることを特徴とする駆動装置。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカメラ付き携帯電話機など、種々の携帯用電子機器には、小型の撮像ユニット（駆動ユニット）が搭載されている。
【０００３】
このような撮像ユニットにおいては、近年、撮像素子と光量制御装置（シャッタや絞り等）との間に、可動レンズ群が配設されており、スムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism）を備えた駆動装置（以下、ＳＩＤＭ装置とする。「ＳＩＤＭ」は登録商標）が可動レンズ群の駆動源として採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
このＳＩＤＭ装置は、電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備えており、圧電素子の急峻な体積変化と、移動体の慣性力及び摩擦力とを利用して、当該移動体や、移動体に支持させた可動レンズ群などを駆動軸の軸方向に移動させるようになっている。
【０００５】
ところで、上記のようなＳＩＤＭ装置に対しては、近年、より小型化して欲しいとの要望がユーザから高まっている。
【特許文献１】特開平８−２９６５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＳＩＤＭ装置では、一本の駆動軸が移動体及び可動レンズ群を支持しており、移動体及び可動レンズ群の重量による負荷が移動体の基部（駆動軸側の部分）及び駆動軸に対してそれぞれ集中して加わるため、単純に移動体を薄くしたり駆動軸を細くしたりしてＳＩＤＭ装置を小型化すると、負荷に対して強度が低下する結果、移動体（可動レンズ群）を安定して移動させることができない。
【０００７】
本発明の課題は、移動体を安定して移動可能としつつ、装置全体を小型化することのできる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】
【０００８】
本発明の第１の形態によれば、駆動装置において、
電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子の伸縮によって同期して変位する２本の平行な駆動軸と、
前記圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、
前記２本の駆動軸に対してそれぞれ摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記の駆動装置においては、
前記移動体は、少なくとも１つの光学素子を支持しており、
前記光学素子の光軸は、前記２本の駆動軸の間を通過することが好ましい。
【００１０】
また、この駆動装置においては、
前記移動体は、
前記駆動軸の軸方向に延在する溝部が設けられ、この溝部の内側面で前記駆動軸の側面に当接する移動体本体と、
前記２本の駆動軸の間に中心軸が通るよう、当該２本の駆動軸と前記溝部の一方の側壁部との間に配設されるとともに、これら２本の駆動軸をそれぞれ他方の側壁部に向かって付勢するコイルばねとを有し、
前記光学素子は、
前記コイルばねの前記中心軸に光軸を一致させて配設されており、
前記一方の側壁部及び前記他方の側壁部には、
前記光学素子に対する入射前または入射後の光を通過させる貫通孔部が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動装置には、圧電素子の伸縮によって同期して変位する２本の平行な駆動軸と、２本の駆動軸に対してそれぞれ摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とが備えられるので、移動体や、当該移動体によって支持される部材（以下、被支持部材とする）の重量による負荷が各駆動軸に分散して加わる。従って、１本の駆動軸によって移動体及び被支持部材を支持する従来の場合と比較して、当該移動体の基部（駆動軸側の部分）や駆動軸に対する負荷を軽減することができるため、移動体を薄くしたり、駆動軸を細くしたりしても、移動体及び被支持部材を安定して移動させることができる。
よって、移動体を安定して移動可能としつつ、装置全体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る駆動装置としてのＳＩＤＭ装置１の概略構成を示す図である。
【００１３】
この図に示すように、ＳＩＤＭ装置１は、圧電素子２と、駆動軸３Ａ，３Ｂと、ベース部材４と、移動体５等とを備えている。
【００１４】
このうち、圧電素子２は、電圧の印加により所定の方向（以下、Ｚ軸方向とする）に沿って伸縮するものであり、本実施の形態においては、ピエゾ素子となっている。なお、この圧電素子２には、図示しない制御装置から電圧が印加されるようになっている。
【００１５】
駆動軸３Ａ，３Ｂは、Ｚ軸方向に長尺な板状の部材であり、Ｚ軸方向における圧電素子２の一端に固定されて互いに平行となっている。これにより、駆動軸３Ａ，３Ｂは、当該圧電素子２の伸縮によってＺ軸方向に同期して変位するようになっている。なお、以下の説明では、駆動軸３Ａ，３Ｂの幅方向をＹ軸方向、厚み方向をＸ軸方向とする。これらＸ軸方向，Ｙ軸方向と、上述のＺ軸方向とは互いに直交する関係にある。
【００１６】
ベース部材４は、本発明における移動制限部であり、Ｚ軸方向における圧電素子２の他端に固定されている。これにより、ベース部材４は、圧電素子２の移動を制限しつつ、当該圧電素子２を伸縮可能に支持するようになっている。
【００１７】
移動体５は、駆動軸３Ａ，３Ｂに対しＺ軸方向に沿って摺動するものであり、駆動軸３Ａ，３Ｂにそれぞれ摩擦係合されている。この移動体５は、移動体本体５０と、付勢部材６とを有している。
【００１８】
移動体本体５０は、Ｘ軸方向に開口しＺ軸方向に延在する溝部５１の設けられた略凹字状の部材であり、Ｚ軸方向と垂直な断面（ＸＹ平面）において駆動軸３Ａ，３Ｂを溝部５１の内部に収容し、各駆動軸３Ａ，３Ｂの側面に当接している。また、溝部５１の側壁部５２Ａ，５２Ｂのうち、駆動軸３Ａ，３Ｂの間を通る同一直線上の部分には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔部５３Ａ，５３Ｂが設けられており、後述のレンズ１０６に対する入射前または入射後の光を通過させるようになっている。また、この移動体本体５０における溝部５１の外側面５５のうち、貫通孔部５３Ａ，５３Ｂよりも側壁部５２Ａ，５２Ｂの先端側の部分には、付勢部材６における後述の板ばね６１と係合する２つの係合爪（図示せず）が設けられている。なお、図１や、後述の図３〜図６では、移動体本体５０を複数の部材から構成されたものとして図示しているが、一体的な１つの部材から構成されるものとしても良い。
【００１９】
付勢部材６は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に沿って駆動軸３Ａ，３Ｂを溝部５１の内側面５６に付勢するものであり、板ばね６１及びコイルばね６２を有している。
【００２０】
板ばね６１は、略コ字状に形成された板ばねであり、Ｘ軸方向に沿って駆動軸３Ａを溝部５１の内側面５６に付勢するようになっている。具体的には、板ばね６１は、両端部に２つの孔部（図示せず）を有しており、各孔部を移動体本体５０の前記係合爪に係合させることにより、溝部５１を跨いで当該溝部５１の外側面５５に固定されている。なお、本実施の形態においては、板ばね６１と駆動軸３Ａとの間には、駆動軸３Ａに対して摺動する板状の摺動板６１ａが介在している。
【００２１】
コイルばね６２は、円筒状に形成されたコイルばねであり、Ｙ軸方向に沿って駆動軸３Ａ，３Ｂをそれぞれ溝部５１の内側面に付勢するようになっている。具体的には、コイルばね６２は、中心軸を駆動軸３Ａ，３Ｂの間に通すよう、貫通孔部５３Ａ，５３Ｂの中心に一致させた状態で、側壁部５２Ｂと駆動軸３Ａ，３Ｂとの間に配設されている。なお、本実施の形態においては、コイルばね６２と駆動軸３Ａ，３Ｂとの間には、駆動軸３Ａ，３Ｂに対して摺動する板状の摺動板６２ａが介在している。また、この摺動板６２ａには、貫通孔部５３Ａ，５３Ｂと同心円状の貫通孔部６２ｂが設けられている。
【００２２】
以上の移動体５には、鏡筒１０５を介して少なくとも１つのレンズ１０６が固定支持されている。より詳細には、本実施の形態におけるレンズ１０６は、鏡筒１０５を介して、移動体本体５０における貫通孔部５３Ａの外側面５５側に固定されている。このレンズ１０６は、図２に示すように、携帯電話機１００の撮像ユニット１０１に備えられており、移動体５の移動に追従してＺ軸方向に移動するようになっている。ここで、本実施の形態においては、レンズ１０６の光軸方向はコイルばね６２の中心軸、つまりＹ軸方向と一致しており、駆動軸３Ａ，３Ｂの間を通過している。これにより、レンズ１０６の入射光，出射光はコイルばね６２の内部や、駆動軸３Ａ，３Ｂの間を通過するようになっている。なお、このようにレンズ１０６の光軸方向がＺ軸方向と直交する場合には、移動体５の移動によって撮像ユニット１０１の手振れ補正が行なわれることとなる。
【００２３】
続いて、ＳＩＤＭ装置１の動作について説明する。
まず、圧電素子２に対し、緩やかに立上って急速に立下る鋸歯状波駆動パルスを印加する。
【００２４】
これにより、駆動パルスの緩やかな立上り時には、圧電素子２が緩やかに伸長し、駆動軸３Ａ，３Ｂが同期してそれぞれＺ軸の正方向（図１（ｂ）の右から左へ向かう方向）に緩やかに変位する結果、移動体５は駆動軸３Ａ，３Ｂに対する摩擦係合力により駆動軸３Ａ，３ＢとともにＺ軸の正方向に移動する。また、移動体５の移動に追従して、鏡筒１０５やレンズ１０６もＺ軸の正方向に移動する。
【００２５】
一方、駆動パルスの急速な立下り時には、圧電素子２が急速に収縮し、駆動軸３Ａ，３Ｂが同期してＺ軸方向に沿って急速に変位する結果、移動体５は慣性力により摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まる。
【００２６】
そして、圧電素子２に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、駆動軸３Ａ，３Ｂに速度の異なる往復振動を発生させ、移動体５を連続的にＺ軸の正方向に移動させることができる。
【００２７】
なお、移動体５をＺ軸の負方向（図１（ｂ）の左から右へ向かう方向）に移動させるには、圧電素子２に印加する鋸歯状波駆動パルスの波形を、急速に立上って緩やかに立下る波形とすれば良い。
【００２８】
以上のＳＩＤＭ装置１によれば、ＳＩＤＭ装置１には、圧電素子２の伸縮によって同期して変位する２本の平行な駆動軸３Ａ，３Ｂと、２本の駆動軸３Ａ，３Ｂに対してそれぞれ摩擦係合されて当該駆動軸３Ａ，３Ｂの軸方向に移動する移動体５とが備えられるので、移動体５や、当該移動体５によって支持される鏡筒１０５及びレンズ１０６（以下、被支持部材とする）の重量による負荷が各駆動軸３Ａ，３Ｂに分散して加わる。従って、１本の駆動軸によって移動体５及び被支持部材を支持する従来の場合と比較して、移動体５の基部（駆動軸３Ａ，３Ｂ側の部分）や駆動軸３Ａ，３Ｂに対する負荷を軽減することができるため、移動体５を薄くしたり、駆動軸３Ａ，３Ｂを細くしたりしても、移動体５及び被支持部材を安定して移動させることができる。
よって、移動体５を安定して移動可能としつつ、装置全体を小型化することができる。
【００２９】
また、２本の駆動軸３Ａ，３Ｂによって移動体５及び被支持部材を支持する分、これら移動体５及び被支持部材が駆動軸３Ａ，３Ｂの軸方向に回転するのを防止することができるため、移動体５及び被支持部材をいっそう安定して移動させることができる。
【００３０】
また、移動体５は少なくとも１つのレンズ１０６を支持しており、レンズ１０６の光軸はＹ軸方向に沿って２本の駆動軸３Ａ，３Ｂの間を通過するので、２本の駆動軸３Ａ，３Ｂの外側を通過する場合と比較して、Ｘ軸方向において２本の駆動軸３Ａ，３Ｂの中心線から、移動体５及び被支持部材の先端部（駆動軸３Ａ，３Ｂから遠い側の端部）までの長さを短くすることができる。つまり、装置全体を小型化することができる。
【００３１】
また、レンズ１０６はコイルばね６２の中心軸に光軸を一致させて配設されているので、２本の駆動軸３Ａ，３Ｂの中心線から移動体５及び被支持部材の先端部までの長さをいっそう短くすることができる。つまり、装置全体を更に小型化することができる。
【００３２】
また、コイルばね６２は駆動軸３Ａ，３Ｂの間に中心軸が通るよう当該駆動軸３Ａ，３Ｂと溝部５１の側壁部５２Ｂとの間に配設されており、レンズ１０６はコイルばね６２の中心軸に光軸を一致させて配設されており、側壁部５２Ａ，５２Ｂには、レンズ１０６に対する入射前または入射後の光を通過させる貫通孔部５３Ａ，５３Ｂが設けられているので、装置全体を小型化した場合であっても、レンズ１０６に光を通過させて撮像ユニット１０１による撮像を実現させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００３４】
例えば、上記実施の形態においては、レンズ１０６が移動体本体５０における貫通孔部５３Ａの外側面５５側に固定されることとして説明したが、内側面５６側に固定されることとしても良いし（図示せず）、図３，図４に示すように、貫通孔部５３Ｂの外側面５５側，内側面５６側に固定されることとしても良い。ここで、レンズ１０６が鏡筒１０５を介して貫通孔部５３Ａ，５３Ｂの内側面５６側に固定される場合には、コイルばね６２を鏡筒１０５に対して固定しても良いし、鏡筒１０５内部のレンズ１０６に固定しても良い。更に、コイルばね６２をレンズ１０６に固定する場合には、コイルばね１０６をレンズ１０６におけるフランジ１０６Ａ（図５参照）に当接させ、レンズ本体１０６Ｂによってコイルばね６２の位置ずれを防止することが好ましい。
【００３５】
また、レンズ１０６が鏡筒１０５を介して移動体本体５０に固定されることして説明したが、図５，図６に示すように、鏡筒１０５を介さずに直接固定されることとしても良い。ここで、レンズ１０６が貫通孔部５３Ｂの内側面５６側に直接固定される場合には、コイルばね６２を当該レンズ１０６のフランジ１０６Ａに当接させ、レンズ本体１０６Ｂによってコイルばね６２の位置ずれを防止することが好ましい。
【００３６】
また、ＳＩＤＭ装置１が撮像ユニット１０１に備えられることとして説明したが、他の光学装置に備えられることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＳＩＤＭ装置の概略構成を示す概念図である。
【図２】携帯電話機を示す図である。
【図３】レンズの固定位置の変形例を示す図である。
【図４】レンズの固定位置の変形例を示す図である。
【図５】レンズの固定位置の変形例を示す図である。
【図６】レンズの固定位置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１              ＳＩＤＭ装置（駆動装置）
２              圧電素子
３Ａ，３Ｂ      駆動軸
４              ベース部材（移動制限部）
５              移動体
５０            移動体本体
５１            溝部
５２Ａ          側壁部（他方の側壁部）
５２Ｂ          側壁部（一方の側壁部）
５３Ａ，５３Ｂ  貫通孔部
５６            溝部の内側面
６２            コイルばね
１０６          レンズ（光学素子）
【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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