(57)【要約】【課題】電極用ランドを削減し、小型化が可能な駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、鏡筒１０１−５の駆動方向に直交する第１・２屈曲方向に沿って、電気的制御により第１屈曲変位が励起される圧電体１０１−１及び第２屈曲変位が励起される圧電体１０１−２と、第１・２屈曲変位に基づいて、駆動方向に沿って揺動して鏡筒１０１−５を駆動する弾性部材１０１−４・摩擦部材１０１−３とを備え、圧電体１０１−１・１０１−２は、それぞれ、圧電素子１０１−１Ｂ・１０１−２Ｂと、圧電素子１０１−１Ｂ・１０１−２Ｂの一方の面に設けられて駆動電圧が印加される薄板電極１０１−１Ｄ・１０１−２Ｄと、圧電素子１０１−１Ｂ・１０１−２Ｂの他方の面に設けられて共通電圧が印加されるシム材１０１−１Ｅ・１０１−２Ｅとを有し、シム材１０１−１Ｅと、シム材１０１−２Ｅとが電気的に接続されている。【選択図】図６
2009044861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体の駆動方向に直交する第１屈曲方向に沿って、電気的制御により第１屈曲変位が励起される第１屈曲変位部材と、
前記駆動方向に直交する第２屈曲方向に沿って、電気的制御により第２屈曲変位が励起される第２屈曲変位部材と、
前記第１屈曲変位部材による第１屈曲変位と前記第２屈曲変位部材による第２屈曲変位とに基づいて、前記駆動方向に沿って揺動して前記被駆動体を駆動する駆動方向変換部材とを備え、
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、第１圧電素子と、前記第１圧電素子の一方の面に設けられて駆動電圧が印加される第１屈曲電極と、前記第１圧電素子の他方の面に設けられて共通電圧が印加される第１共通電極とを有し、
前記第１屈曲変位部材に設けられた第１共通電極と、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１共通電極とが電気的に接続されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第１屈曲変位部材の一端と、前記第２屈曲変位部材の一端を固定する固定部と、
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材の第１屈曲電極に駆動電圧を印加し、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材の第１共通電極に共通電圧を印加すると、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの他端が、被駆動体に対し、一方は近づき、他方は遠ざかる屈曲が励起される請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、前記第１共通電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１共通電極と反対側に設けられた第２屈曲電極とをさらに有し、
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１屈曲電極と前記第２屈曲電極とが電気的に接続さ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４】
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、前記第１屈曲電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１屈曲電極と反対側に設けられた第２共通電極とをさらに有し、
前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１共通電極と前記第２共通電極とが電気的に接続さ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５】
前記第１屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極と、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極とが電気的に接続されている請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１屈曲変位部材は、前記第１共通電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１共通電極と反対側に設けられた第２屈曲電極とをさらに有し、
前記第２屈曲変位部材は、前記第１屈曲電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１屈曲電極と反対側に設けられた第２共通電極とをさらに有し、
前記第１屈曲変位部材に設けられた第１共通電極は、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２共通電極に電気的に接続され、
前記第２屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極は、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２屈曲電極に電気的に接続されている請求項１記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械変換素子を用いて被駆動体を駆動する駆動装置に関するものである。より具体的には、カメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動に用いる駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置を図１８ないし図２２に基づいて説明すると、以下の通りである。
【０００３】
すなわち、図１８は従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置の断面図を示す。特許文献１および２によると、従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置は、電気機械変換素子である圧電体３０１を備えている。圧電体３０１は、電気的制御により伸縮する構造を有している。棒形状をした駆動部材３０２は圧電体３０１と連結しており、圧電体３０１の伸縮方向と駆動部材３０２の駆動方向は一致している。被駆動体である鏡筒３０４は、摩擦係合により駆動部材３０２と連結している。
【０００４】
鏡筒３０４内部には光学部品であるレンズ３０１１がはめ込まれており、レンズ３０１１の厚み方向（光軸方向）と駆動部材３０２の駆動方向は一致している。レンズ３０１１を介して外部から入力された被撮像体を表す光は、ＣＣＤ等の撮像素子３０１２に取り込まれる。撮像素子３０１２は回路基板３０１３上に取り付けられており、撮像素子３０１２と回路基板３０１３はハンダ付け等で互いに固定されている。回路基板３０１３は、カメラモジュール筐体３０６上に固定されている。
【０００５】
このように構成された電気機械変換素子を用いた駆動装置の動作を説明する。圧電体３０１は、電気的制御により、駆動部材３０２の長手上下方向に、つまりレンズ３０１１の厚み方向（光軸方向）に伸縮するように取り付けられている。この圧電体３０１の伸縮運動が駆動部材３０２に伝わり、その運動が駆動部材３０２の駆動力となる。そして、被駆動体である鏡筒３０４と駆動部材３０２は摩擦係合により連結しており、鏡筒３０４は駆動部材３０２の駆動に合わせて光軸方向で上下に動く。従って、鏡筒３０４の内部に組み込まれたレンズ３０１１も駆動部材３０２の駆動と一致した動きを示す。このように、レンズ３０１１の位置調整（焦点調整）は、圧電体３０１の伸縮運動を介して行われる。
【０００６】
レンズ３０１１を介して外部から取り込まれた被撮像体を表す光は、ＣＣＤ等の撮像素子３０１２に取り込まれて電気信号に変換され、続いて撮像素子３０１２下部に配置された回路基板３０１３に伝送され、用途に応じた情報処理が行われる。
【０００７】
従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置である圧電アクチュエータを図１９に基づいて説明すると、以下の通りである。
【０００８】
図１９は、従来の電気機械変換素子を用いた圧電アクチュエータの模式図を示す。特許文献３によると、導電性を有する薄板３１−２は、頂部３１−１を頂点とし、その頂部３１−１から延在する２つの傾斜部を有する屈曲した形状をしている。その傾斜部は、その傾斜部が延在し接することとなる基板に固定されている。
【０００９】
傾斜部には、傾斜に沿ってユニモルフ型の圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂが、傾斜部上側に取り付けられている。圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂは薄板３１−２に圧着されており、この薄板３１−２が圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの共通電極（第２電極）としての役割を果たす。圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂのもう一方の主面には、それぞれ第１電極が圧着されている。また、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第１電極、および薄板３１−２にはそれぞれ電極が接着している。
【００１０】
このように構成された電気機械変換素子を用いた駆動装置である圧電アクチュエータの動作を説明する。
【００１１】
圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂは、第２電極（共通電極）に対して第１電極に正の駆動電圧を印加すると、圧電素子が長さ方向で縮小するように分極されている。また、第２電極（共通電極）に対して第１電極に負の駆動電圧を印加すると、圧電素子が長さ方向で伸長するように分極されている。従って、第２電極（共通電極）に対して第１電極に正の駆動電圧を印加した場合、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂは傾斜部と平行な方向に縮小する。逆に、第２電極（共通電極）に対して第１電極に負の駆動電圧を印加した場合、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂは傾斜部と平行な方向で伸長する。しかし、薄板３１−２は伸縮しないため、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂと薄板３１−２の傾斜部とは相対的に長さが変わる。その結果、例えば圧電素子３１−３Ａが長さ方向で縮小した場合、薄板３１−２の傾斜部の中央部分は斜面に対して垂直下向きに窪み、傾斜部の両端部分は、斜面に対して垂直上向きに反りあがる。逆に、圧電素子３１−３Ａが長さ方向で伸長した場合、薄板３１−２の傾斜部の中央部分は斜面に対して垂直上向きに反りあがり、傾斜部の両端部分には斜面に対して垂直下向きの力がかかる。
【００１２】
このような伸縮運動を行う圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂをそれぞれ電気的に制御することにより、頂部３１−１が所定の方向に移動するように制御することができる。これにより、頂部３１−１に接する被搬送物（図１９破線部分）を頂部３１−１の動きに合わせて搬送することができる。このように、圧電アクチュエータは、圧電素子の伸縮運動を利用して被搬送物を搬送する駆動装置である。
【００１３】
図１９で説明した圧電アクチュエータに電圧を印加した例を図２０〜図２２に基づいて説明する。なお、図２０〜図２２について、図１９を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の説明は省略する。さらに、図２２の構成は特許文献３に記載された発明から想到した仮定的な構成であって、特許文献３に記載された公知の構成ではなく、従って、図２２に係る本発明の課題は、本願発明者が導出したものであることを注記しておく。
【００１４】
図２０および図２１において、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第１電極は、それぞれスイッチ３３Ａおよび３３Ｂを介して駆動回路３３と電気的に接続している。そして、駆動回路３３が駆動パルス信号又は周波数の高い駆動パルス信号を供給することによって、駆動電圧が圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂに印加される。圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）は常にグランド電位に保持されている。従って、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第１電極は、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）に対し、正の電圧が印加されるように駆動回路３３と接続されている。図２２では、圧電素子３１−３Ａの第１電極が圧電素子３１−３Ｂの第１電極に対して正の電圧になるように、圧電素子３１−３Ａの第１電極が駆動回路３３の一方の側の端子と接続され、圧電素子３１−３Ｂの第１電極が駆動回路３３の他方の側の端子と接続されている。さらに、その中間電位が圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）である薄板３１−２に印加されるように電気的に接続されている。
【００１５】
尚、図２０〜図２２において、“＋”は駆動電圧が印加されている状態を示し、“ＧＮＤ”はグランド電位に保持されている状態（駆動電圧が印加されていない状態）を示す。
【００１６】
このように構成された電気機械変換素子を用いた駆動装置である圧電アクチュエータの動作を説明する。
【００１７】
図２０に基づいて説明すると以下の通りである。図２０に示す例において、スイッチ３３Ａは閉じ、スイッチ３３Ｂは開いている。従って、圧電素子３１−３Ａは、第２電極（共通電極）に対して第１電極に正の電圧が印加される。このため、上記説明したとおり、圧電素子３１−３Ａは長さ方向で縮小し、圧電素子３１−３Ａを固定する側の薄板３１−２の傾斜部の中央部分は斜面に対して垂直下向きに窪み、傾斜部の両端部分は斜面に対して垂直上向きに反りあがる。一方、圧電素子３１−３Ｂは第１電極が電気的に導通しておらず、従って圧電素子３１−３Ｂは伸縮しない。この結果、頂部３１−１は、圧電素子３１−３Ａを固定する側の薄板３１−２の傾斜部の動きに連動し、図２０において左側に移動する。この頂部３１−１の動きに伴い、頂部３１−１に接する被搬送物は図２０の左側に搬送される。
【００１８】
図２１に基づいて説明すると以下の通りである。図２１に示す例においては、スイッチ３３Ａおよび３３Ｂはともに閉じている。従って、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂは、第２電極（共通電極）に対して第１電極に正の電圧が印加される。このため、上記説明したとおり、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂはともに長さ方向で縮小する。従って、薄板３１−２の傾斜部の中央部分はそれぞれ斜面に対して垂直下向きに窪み、傾斜部の両端部分はそれぞれ斜面に対して垂直上向きに反りあがる。その結果、頂部３１−１には、両傾斜部から均等な力が、それぞれ互いの力を相殺するように与えられる。従って、頂部３１−１は、水平方向では、ほぼ元の位置にとどまる。
【００１９】
図２２に基づいて説明すると以下の通りである。図２２に示す例においては、圧電素子３１−３Ａの第１電極は、圧電素子３１−３Ｂの第１電極に対して正の電圧を印加され、かつ、圧電素子３１−３Ａと３１−３Ｂの中間電位が圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）である薄板３１−２に印加される。また、スイッチ３３Ａおよび３３Ｂはともに閉じている。
【００２０】
従って、圧電素子３１−３Ａは、第２電極（共通電極）に対して第１電極に正の電圧が印加され、圧電素子３１−３Ａは長さ方向で縮小する。これにより、圧電素子３１−３Ａを固定する側の薄板３１−２の傾斜部の中央部分は斜面に対して垂直下向きに窪み、傾斜部の両端部分はそれぞれ斜面に対して垂直上向きに反りあがる。一方、圧電素子３１−３Ｂは、第２電極（共通電極）に対して第１電極に負の電圧が印加され、圧電素子３１−３Ｂは長さ方向で伸長する。従って、圧電素子３１−３Ｂを固定する側の薄板３１−２の傾斜部の中央部分は斜面に対して垂直上向きにあがり、傾斜部の両端部分にはそれぞれ斜面に対して垂直下向きの力がかかる。
【００２１】
結果として、頂部３１−１は、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂを固定するそれぞれの傾斜部の動きに連動して移動するが、その移動方向は図２２の左側となる。この頂部３１−１の動きによって、頂部３１−１に接する被搬送物が図２２の左側に搬送される。
【００２２】
特許文献４では、複数の圧電体に連結されたミラー等が所望の方向に傾斜する圧電アクチュエータが提案されている。例えば、一端が固定されたユニモルフまたはバイモルフ圧電体のもう一方の端面において、他のユニモルフまたはバイモルフ圧電体が、被稼動部材を介して取り付けられた圧電アクチュエータが提案されている。
【特許文献１】特開平４−６９０７０号公報（１９９２年３月４日公開）
【特許文献２】特開平７−２９８６５６号公報（１９９５年１１月１０日公開）
【特許文献３】特開２００６−１２１０６６号公報（２００６年５月１１日公開）
【特許文献４】特開２００３−２０９９８１号公報（２００３年７月２５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
図１８で示す従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置は、圧電体３０１の伸縮方向と駆動部材３０２の駆動方向が一致しており、従って、電気的制御によって鏡筒３０４内部に組み込まれたレンズ３０１１の位置を円滑に調整することができる。しかしながら、上記従来の構成では、圧電体３０１の伸縮方向と駆動部材３０２の駆動方向が同一であるため、駆動動作に必要なスペースが大きくなり、駆動装置自体のサイズが大きくなるという課題があった。
【００２４】
図２０ないし図２２で示す従来の電気機械交換素子を用いた圧電アクチュエータは、薄板３１−２が圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）として利用され、電線および電線をハンダ付けすることができる電極（電極用ランド）を削減することができた。しかしながら、上記従来の構成では、例えば図２１に示すように、共通電極である薄板３１−２に対し圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂに同一の駆動電圧を同時に印加した場合、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの分極方向が矢印α、βと傾斜部に対して垂直上向きに設定されているため、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの伸縮方向は、ともに傾斜に平行な方向に縮小する。その結果、ふたつの傾斜部は、ともに中央部が窪み、両端側が反り上がってしまい、頂部３１−１を所定の方向に動かすのが難しいという問題があった。どちらか一方の薄板傾斜部を屈曲させるためには、例えば図２０に示すように、電源３２に接続されたスイッチ３３Ａを閉じ、スイッチ３３Ｂを開き、圧電素子３１−３Ｂに屈曲が起きないように調整する必要があった。しかしながら、この場合は、圧電アクチュエータの駆動力が減少するという課題があった。
【００２５】
あるいは、図２１に示すように、電源３２に接続されたスイッチ３３Ａおよびスイッチ３３Ｂをともに閉じたままの状態にして、薄板３１−２に屈曲変位を励起させなければならないという課題があった。
【００２６】
あるいは、図２２に示すように、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの屈曲を頂部３１−１から見て時計回り、あるいは反時計回りに揃えようとすると、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第１電極は、圧電素子３１−３Ａの第１電極が圧電素子３１−３Ｂの第１電極に対して正の電圧になるように駆動回路３３に接続され、かつ、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの第２電極（共通電極）である薄板３１−２には、圧電素子３１−３Ａの第１電極と３１−３Ｂの第１電極の中間電位が印加される必要があった。これにより圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂの伸縮を逆にすることができ、薄板３１−２の二つの傾斜部の反り返る方向を逆方向にすることができた。しかし、その結果、圧電素子３１−３Ａおよび３１−３Ｂに印加される駆動電圧は減少し、圧電アクチュエータの駆動力および変位量が減少するという課題があった。
【００２７】
複数の圧電体を組み合わせ、その圧電体に連結されたミラー等を所望の方向に傾斜させる圧電アクチュエータは、圧電体の様々な組み合わせ方が提案されている。しかし、この発明が開示するところによると、確かに複数の圧電素子を組み合わせることによって圧電体に連結されたミラー等を所望の方向に移動することができるが、その操作を可能とする駆動電圧の印加方法が記載されておらず、圧電アクチュエータの駆動力あるいは駆動変位量の変化が明らかにされていない。従って、駆動装置の小型化、電圧の印加方法については解決すべき課題が残っていた。
【００２８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１・第２屈曲部材が、共通電極を有し電気的に接続されていることにより、電線および電極用ランドの数を減らすことができ、それにより駆動装置の小型化を実現することができ、同時に、屈曲変位部材の共通電極に対して駆動電圧の中間電位を印加することなく、被駆動体を駆動することができる駆動装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係わる駆動装置は、被駆動体の駆動方向に直交する第１屈曲方向に沿って、電気的制御により第１屈曲変位が励起される第１屈曲変位部材と、前記駆動方向に直交する第２屈曲方向に沿って、電気的制御により第２屈曲変位が励起される第２屈曲変位部材と、前記第１屈曲変位部材による第１屈曲変位と前記第２屈曲変位部材による第２屈曲変位とに基づいて、前記駆動方向に沿って揺動して前記被駆動体を駆動する駆動方向変換部材とを備え、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、第１圧電素子と、前記第１圧電素子の一方の面に設けられて駆動電圧が印加される第１屈曲電極と、前記第１圧電素子の他方の面に設けられて共通電圧が印加される第１共通電極とを有し、前記第１屈曲変位部材に設けられた第１共通電極と、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１共通電極とが電気的に接続されていることを特徴とすることを特徴としている。
【００３０】
前記の構成によれば、前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材は、前記第１圧電素子と、駆動電圧が印加される前記第１屈曲電極と、共通電圧が印加される前記第１共通電極とを有し、前記第１共通電極が互いに電気的に接続しているため、電線および電極用ランドの数を減らすことができ駆動装置の小型化を実現することができ、同時に、屈曲変位部材の共通電極に対して駆動電圧の中間電位を印加することなく、被駆動体を駆動することができ、また、前記駆動方向変換部材が前記駆動方向に揺動することにより、被駆動体の前記駆動方向と、前記第１屈曲方向および前記第２屈曲変位方向とが直交し、被駆動体と駆動装置を駆動方向に積み上げて配置する必要がなく、駆動装置の小型化と低背化が実現するという効果を奏する。
【００３１】
本発明に係る駆動装置では、前記第１屈曲変位部材の一端と、前記第２屈曲変位部材の一端を固定する固定部と、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材の第１屈曲電極に駆動電圧を印加し、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材の第１共通電極に共通電圧を印加すると、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの他端が、被駆動体に対し、一方は近づき、他方は遠ざかる屈曲が励起されることが好ましい。
【００３２】
前記第１屈曲変位部材の一端と、前記第２屈曲変位部材の一端を固定部に固定することにより、屈曲変位部材は固定されていない他端においてのみ屈曲が励起され、さらに、圧電素子の分極の向きを工夫することにより、屈曲変位部材の屈曲方向を所望の方向に設定することができる。前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材が前記構成を有しており、前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材が、被駆動体に対し、一方は近づき、他方は遠ざかる屈曲が励起されることにより、前記駆動方向変換部材が被駆動方向に揺動するというさらなる効果を奏する。
【００３３】
本発明に係る駆動装置では、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、前記第１共通電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１共通電極と反対側に設けられた第２屈曲電極とをさらに有し、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１屈曲電極と前記第２屈曲電極とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００３４】
前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材は、前記第２圧電素子および前記第２屈曲電極を備えることによりバイモルフ構造とすることもでき、また、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１屈曲電極と前記第２屈曲電極とが電気的に接続することによって、共通電極に対する屈曲電極の電位差を同一にでき、分極方向を設定することにより、前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材が、被駆動体に対し、一方は近づき、他方は遠ざかるように屈曲が励起されるというさらなる効果を奏する。
【００３５】
本発明に係る駆動装置では、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれ、前記第１屈曲電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１屈曲電極と反対側に設けられた第２共通電極とをさらに有し、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１共通電極と前記第２共通電極とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００３６】
前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材は、前記第２圧電素子および前記第２屈曲電極を備えることによりバイモルフ構造とすることもでき、また、前記第１屈曲変位部材及び前記第２屈曲変位部材は、それぞれの第１共通電極と前記第２共通電極とが電気的に接続することによって、屈曲電極に対する共通電極の電位差を同一にでき、分極方向を設定することにより、前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材が、被駆動体に対し、一方は近づき、他方は遠ざかるように屈曲が励起されるというさらなる効果を奏する。
【００３７】
本発明に係る駆動装置では、前記第１屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極と、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００３８】
第１屈曲電極と第２屈曲電極が電気的に接続されることにより、電線および電線をハンダ付けすることができる電極（電極用ランド）をさらに削減することができるという効果を奏する。
【００３９】
本発明に係る駆動装置では、前記第１屈曲変位部材は、前記第１共通電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１共通電極と反対側に設けられた第２屈曲電極とをさらに有し、前記第２屈曲変位部材は、前記第１屈曲電極の前記第１圧電素子と反対側に設けられた第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記第１屈曲電極と反対側に設けられた第２共通電極とをさらに有し、前記第１屈曲変位部材に設けられた第１共通電極は、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２共通電極に電気的に接続され、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極は、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２屈曲電極に電気的に接続されていることが好ましい。
【００４０】
前記第１屈曲変位部材および前記第２屈曲変位部材は、前記第２圧電素子と前記第２屈曲電極とを備えることでバイモルフ構造とすることもでき、また、前記第１屈曲変位部材に設けられた第１共通電極が、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２共通電極に電気的に接続され、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１屈曲電極が、前記第２屈曲変位部材に設けられた第１及び第２屈曲電極に電気的に接続されることにより、電線および電線をハンダ付けすることができる電極（電極用ランド）をさらに削減することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る駆動装置は、以上のように、被駆動体の駆動方向に直交する屈曲方向に沿って電気的制御により屈曲変位が励起される第１・第２屈曲変位部材と、前記駆動方向に沿って揺動し前記被駆動体を駆動する駆動方向変換部材とを備えており、前記第１・第２屈曲変位部材は、それぞれ、第１圧電素子と、第１屈曲電極と、第１共通電極とを有し、第１共通電極が互いに電気的に接続されていることにより、電線および電極用ランドの数を減らすことができ、駆動装置の小型化を実現することができ、同時に、屈曲変位部材の共通電極に対して駆動電圧の中間電位を印加することなく、被駆動体を駆動することができ、また、前記駆動方向変換部材が前記駆動方向に揺動することにより、被駆動体の前記駆動方向と、前記第１・第２屈曲変位方向とが直交し、被駆動体と駆動装置を駆動方向に積み上げて配置する必要がなく、駆動装置の小型化と低背化が実現するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材について、図１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００４３】
すなわち、図１（ａ）および（ｂ）は、屈曲変位部材の代表的なデバイスであるバイモルフ構造圧電体の模式図を示す。図１（ｂ）に示す圧電体は、圧電素子２２Ｘと圧電素子２２Ｙが金属等の材料から構成されるシム材２１を挟んで圧着（接着剤等を塗布した後圧力をかけて接着）され、さらに薄い金属板等の材料から構成される電極２０Ｘおよび電極２０Ｙが、圧電素子２２Ｘおよび圧電素子２２Ｙのもう一方の主面に圧着された構造となっている。シム材２１、電極２０Ｘ、電極２０Ｙには電圧が印加できるようになっているが、図１（ｂ）に示すように、シム材２１と電極２０Ｘとの間、およびシム材２１と電極２０Ｙとの間の電圧は同一となる。
【００４４】
一般的に、バイモルフ構造の圧電素子は、分極が逆方向に設定されたふたつの圧電素子を有する。つまり、図１（ｂ）に基づいて説明すると、圧電素子２２Ｘと圧電素子２２Ｙの分極は逆方向に設定されている。より具体的には、圧電素子２２Ｘは、シム材２１に対する電極２０Ｘの電圧が正の場合は長さ方向において縮小し、負の場合は伸長するよう分極されている。圧電素子２２Ｙは、シム材２１に対する電極２０Ｙの電圧が正の場合は長さ方向において伸長し、負の場合は縮小するよう分極されている。なお、シム材２１は、図１（ｂ）中に黒三角印で示した片側端部において固定されている。
【００４５】
上記構成において、バイモルフ構造の圧電体の動作を、図１（ｃ）に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００４６】
シム材２１に対する電極２０Ｘの電圧、およびシム材２１に対する電極２０Ｙの電圧が＋Ｖ（Ｖ）となるように電圧を印加する。すると、図１（ｃ）で示すように、圧電素子２２Ｘは長さ方向で縮小し、圧電素子２２Ｙは長さ方向で伸長する。シム材２１は、図中の黒三角印で示した部分において片端固持されており、従ってシム材２１はその固定点では変位を生じない。この結果、固定されていない側において、図１（ｃ）が示すように、圧電体には図面上向きの屈曲変位が励起される。それとは逆に、シム材２１に対する電極２０Ｘの電圧、およびシム材２１に対する電極２０Ｙの電圧が−Ｖ（Ｖ）となるように電圧を印加する。すると、圧電素子２２Ｘは長さ方向で伸長し、圧電素子２２Ｙは長さ方向で縮小する。シム材２１は、図中の黒三角印で示した部分において片端固持されており、従ってシム材２１はその固定点では変位を生じない。この結果、固定されていない他端において、図１（ｃ）では示さないが、圧電体には図面下向きの屈曲変位が励起される。
【００４７】
屈曲変位部材には圧電素子一層とシム材および電極とで構成されるユニモルフ構造の圧電体などもあるが、基本的な動作概念は前述したのと同じである。また、本願発明で説明される屈曲変位部材は、電圧印加などの電気的制御により屈曲変位する部材を指しており、その構造はもちろん、厚み、長さ、幅などの寸法や形状に限定されるものではない。
【００４８】
この屈曲変位部材による屈曲変位を、黒三角印を中心（支点）とした擬似的な揺動（回動）運動と考え、その回転方向を揺動（回動）回転方向と称する。例えば図１中の矢印αで示した揺動（回動）回転方向は紙面側から観察して時計回り方向である。また、本願明細書においては、説明の簡略化のため、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材を単に屈曲変位部材と称する。また、屈曲変位部材が駆動装置内に配置されている場合、被駆動体の移動方向を被駆動体移動方向あるいは（屈曲変位部材の）幅方向と称し、屈曲変位部材が屈曲する方向を屈曲方向あるいは（屈曲変位部材の）厚み方向と称し、被駆動体移動方向（幅方向）に直交しかつ屈曲方向（厚み方向）に直交する方向を（屈曲変位部材の）長さ方向と呼ぶ。これは、屈曲変位部材の寸法や屈曲変位部材の固定部の位置に影響されるものではない。
【００４９】
次に、本発明が適用される駆動装置の形態について、図２、図３（ａ）および（ｂ）に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００５０】
すなわち、図２は、本発明の実施形態に係る駆動装置を小型カメラモジュール筐体６のフォーカス調整機構に適用した斜視図である。本実施の形態に係る駆動装置は、圧電体１Ａおよび１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３、鏡筒（被駆動体）４、ガイド軸５、カメラモジュール筐体６、駆動回路７Ａおよび７Ｂを備えている。
【００５１】
本実施の形態に係る駆動装置は、バイモルフ構造をした圧電体１Ａおよび１Ｂを備え、圧電体１Ａおよび１Ｂは、筐体６の壁面を兼ねるように、長さ方向で互いが直角になる位置に配置されている。図２に示すように、圧電体１Ａおよび１Ｂは、その長さ方向の一端（本例ではシム材の延長）が筐体６にはめ込みあるいは接着等の方法で固定されている。もう一端は、圧電体１Ａおよび１Ｂに挟まれた位置に配置された弾性部材２に連結されている。弾性部材２は、金属や樹脂など比較的弾性率の小さい部材で形成されている。
【００５２】
圧電体１Ａおよび１Ｂと弾性部材２との連結方法について、図３（ａ）に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００５３】
圧電体１Ａおよび１Ｂと弾性部材２とは図中Ｘ印で示した連結点ＭおよびＮで連結されている。連結点ＭおよびＮは、連結点Ｍと連結点Ｎを結ぶ仮想線が、圧電体１Ａおよび１Ｂの長さ方向に平行な仮想線と交差するように配置されている。連結点Ｍは、圧電体１Ａの中心を通過し圧電体１Ａの長さ方向に平行な仮想線の上側に位置し、連結点Ｎは、圧電体１Ｂの中心を通過し圧電体１Ｂの長さ方向に平行な仮想線の下側に位置する。
【００５４】
図２、図３（ａ）および（ｂ）で示すように、弾性部材２には摩擦部材３が連結されている。摩擦部材３は、金属、樹脂、カーボン等、所望の摩擦係数によってその材質が選択される。
【００５５】
本実施の形態に係る駆動装置は、円筒形をした鏡筒４が被駆動体として配置されている。図２で示すように、鏡筒４内部には円筒形の空洞が形成されており、その空洞部分には図示しないレンズ等の光学部品がはめ込まれ、レンズの厚み方向（光軸方向）と鏡筒４の駆動方向とが一致している。また、筐体６には、レンズを通して入力される被撮像体を表す光を取り込む図示しないＣＣＤ等の撮像素子が筐体６と鏡筒４との間に配置されている。
【００５６】
鏡筒４は、摩擦係合によって摩擦部材３と接触している。さらに、摩擦部材３と鏡筒４とが常に接触するように、円柱形をしたガイド軸５が筐体６の底部あるいは天井部に固定され、図２で示すように光軸方向に鏡筒４を貫通している。このガイド軸５によって鏡筒４の動きは光軸方向にのみ限定される。ガイド軸５が貫通する鏡筒４の穴部材が鏡筒４と一体化していない場合、あるいは鏡筒４と摩擦部材３の接触部（摩擦係合部）に所望の摩擦係数を与えるために摩擦調整部材が連結あるいは貼り付けられる場合なども想定されるが、ここでは穴部材あるいは摩擦調整部材等も鏡筒と称している。
【００５７】
本実施の形態に係る駆動装置は、駆動回路７Ａおよび７Ｂを備えている。駆動回路７Ａおよび７Ｂは、図示しない上位の制御回路によって制御されており、後述する駆動波形に応じた電圧等を出力する。駆動回路７Ａは圧電体１Ａに接続しているが、より具体的には、図１（ａ）で示すバイモルフを例に説明すると、電極２０Ｘとシム材２１が、および電極２０Ｙとシム材２１が同じ電圧差に設定されている。駆動回路７Ｂと圧電体１Ｂも同様である。これにより、駆動回路７Ａは、電圧等の電気的制御によって圧電体１Ａの屈曲変位を励起し、駆動回路７Ｂも、電圧等の電気的制御によって圧電体１Ｂの屈曲変位を励起する。
【００５８】
上記構成において、圧電体１Ａおよび１Ｂによって駆動装置が駆動する動作を、図３（ｂ）、に基づき説明すると、以下の通りである。
【００５９】
図３（ｂ）は、図２の平面図を示す。圧電体１Ａは、駆動電圧の印加により屈曲変位方向Ｌ１と称した矢印の方向に変位し、弾性部材２との連結点Ｍには弾性部材変位方向Ｋ１と称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される。圧電体１Ｂは、駆動電圧の印加により屈曲変位方向Ｌ２と称した矢印の方向に変位し、弾性部材２との連結点Ｎには弾性部材変位方向Ｋ２と称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される。なお、連結点ＭおよびＮには上記以外の方向にも変位ベクトルが励起されるが、駆動との関係が小さいため説明は省略する。
【００６０】
さらに、圧電体１Ａおよび１Ｂの動作、それに伴う弾性部材２および摩擦部材３の動作を図４（ａ）および（ｂ）、図５に基づき説明すると、以下の通りである。
【００６１】
すなわち、図４（ａ）および（ｂ）は、圧電体１Ａおよび１Ｂを駆動することにより、摩擦部材３の弾性部材２に固定されている側の端面を支点として、摩擦部材３の先端（鏡筒４に摩擦係合する部分）が円弧駆動し、その結果、鏡筒４が駆動する例を示している。図５は、圧電体１Ａおよび１Ｂに印加する駆動電圧波形の例を示す波形図である。
【００６２】
図５に示す例では、波形Ｐ（圧電体１Ａに加える駆動電圧波形）および波形Ｑ（圧電体１Ｂに印加する駆動電圧波形）はのこぎり状の駆動電圧波形をしており、それぞれの位相は相対的に１８０度ずれている。このような駆動電圧波形を圧電体１Ａおよび１Ｂに同時に印加することにより、圧電体１Ａおよび１Ｂは、図３（ｂ）で示す屈曲変位方向Ｌ１およびＬ２の方向に屈曲し、それに伴い弾性部材２は、弾性体変位方向Ｋ１およびＫ２に揺動する。そして、弾性体変位方向Ｋ１およびＫ２は、どちらか一方が鏡筒４に近づき、他方が鏡筒４から遠ざかる方向となっている。つまり、弾性部材２および摩擦部材３は、図５のａで示す時点においては図４（ａ）のａの位置に、図５のｂでは図４（ａ）のｂの位置に、図５のｃでは図４（ａ）のｃもしくは図４（ｂ）のｃの位置に、図５のｄでは図４（ｂ）のｄの位置に、図５のｅでは図４（ｂ）のｅの位置に、移動する。従って、摩擦部材３の先端（鏡筒４に摩擦係合する部分）は、図４（ａ）および（ｂ）が示すように、摩擦部材３の弾性部材２に固定されている側の端面を支点として、光軸方向に揺動運動を繰り返すことになる。
【００６３】
上記構成において、駆動装置が圧電体１Ａおよび１Ｂによって駆動する効果は以下の通りである。
【００６４】
図３（ａ）に基づき説明する。圧電体１Ａおよび１Ｂと弾性部材２とは、圧電体１Ａおよび１Ｂと弾性部材２との連結点ＭおよびＮの中心点同士を結んだ仮想線が、圧電体１Ａおよび１Ｂの長さ方向と平行な仮想線と交わるように連結している。このように連結することによって、上記説明したように、摩擦部材３はその鏡筒４側の先端部分が光軸方向に揺動運動、あるいは円弧（直線）運動する。そして、鏡筒４は、摩擦部材３の先端部分と摩擦係合しているため、摩擦部材３の変位によって光軸方向に駆動が励起される。つまり、鏡筒４は、圧電体１Ａおよび１Ｂの屈曲変位方向と異なる方向（光軸方向）に駆動することになる。
【００６５】
なお、前記二つの仮想線は直交するように交差するのが理想的である。両仮想線が直交関係に近づくほど、連結点ＭおよびＮの中心点同士を結ぶ仮想線は光軸方向に近づく。この結果、図３（ｂ）に基づいて説明すると、圧電体１Ａおよび１Ｂの変位が弾性部材２に及ぼす変位ベクトルの方向は、弾性体変位方向Ｋ１およびＫ２の方向に収斂していく。従って、圧電体１Ａおよび１Ｂの屈曲変位を無駄なく弾性部材２の変位に変換でき、効率のよい駆動装置を実現することができる。
【００６６】
さらに、駆動装置が圧電体１Ａおよび１Ｂによって駆動する効果を図４（ａ）および（ｂ）、図５に基づいて説明すると以下の通りである。
【００６７】
図５に示すように、のこぎり状の波形をした駆動電圧が圧電体１Ａおよび１Ｂに印加されているため、駆動方向およびその逆方向に向かう摩擦部材３の先端（鏡筒４に摩擦係合する部分）の角速度には速度差が生じる。つまり、ａ〜ｃは角速度が遅く、ｃ〜ｅは角速度が速い状態となる。あるいは、駆動方向とその逆方向の角加速度に差が生じるように駆動電圧波形を設定することもできる。駆動方向において変位の角加速度を小さく、その逆方向において変位の角加速度を大きくなるように駆動電圧を設定した場合を考える。駆動方向においては、摩擦部材３は鏡筒４に対して静摩擦力を超える力を与えることができないため、滑らず、そのため鏡筒４は摩擦部材３によって駆動される。逆方向においては、摩擦部材３は鏡筒４に対して静摩擦力を越える力を与えることができ、それによって滑りが発生するので、鏡筒４は摩擦部材３によって駆動されない。摩擦部材３の摩擦係数などを調整することも可能であり、その結果、鏡筒４を所望の方向に駆動することができる。
【００６８】
また、鏡筒４が、駆動方向およびその逆方向にも駆動するよう摩擦部材３の先端（摩擦係合部分）の摩擦係数などを調整することも可能である。駆動方向あるいは逆方向の駆動力はともに動摩擦力との関係で必要な力が求まるが、駆動方向の変位時間を長く、逆方向の変位時間を短くするように駆動波形を設定することで、駆動方向の動摩擦力が作用している時間を逆方向の動摩擦力が作用している時間よりも長くとることができる。その結果、鏡筒４が駆動方向に駆動するように調節することができる。
【００６９】
あるいは、バネなどを用いて摩擦部材３を鏡筒４に対して押し付ける、あるいは圧電体１Ａあるいは１Ｂを所定量だけ鏡筒４側に傾けて固定する、あるいは鏡筒４を摩擦部材３に対して押し付けるようにガイド軸５を筐体６に固定する、などにより摩擦部材３に予圧をかけることもできる。この場合、その予圧によって圧電体１Ａあるいは１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３の動作に歪みが生じ、鏡筒４と摩擦係合する側の摩擦部材３の先端が、円弧ではなく直線的に変位するようにもできる。この場合も、同様の原理によって鏡筒４を駆動することが可能であることはいうまでもない。
【００７０】
さらに、圧電体１Ａおよび１Ｂを筐体６の壁に沿うように、あるいは壁面を兼ねるように配置し、弾性部材２を筐体６のコーナー部に配置し、圧電体１Ａおよび１Ｂの間に形成される仮想的な扇形空間領域内に鏡筒４の一部を配置する。これによって、鏡筒４を含めた駆動装置全体の小型化および低背化が可能となる。このとき、圧電体１Ａおよび１Ｂは完全に筐体６の壁面に沿う必要はなく、モジュール筐体６内の空き空間に応じて適宜配置すればよいことはいうまでもない。しかし、圧電体１Ａおよび１Ｂを長手方向に９０度の位置関係となるように配置するのが理想的であり、これによって駆動装置の省スペース化が進む。
【００７１】
また、前述したように、圧電体１Ａおよび１Ｂ、弾性部材２、摩擦部材３とからなる駆動機構により鏡筒４はガイド軸５に沿って駆動する。この原理により、レンズ等の光学部品が光軸方向に駆動され焦点調整が行われる。図１８が示す従来技術のように、駆動部材３０２と圧電体３０１を光軸方向に積み上げて配置する必要がないため、駆動装置全体の低背化にも有効である。
【００７２】
なお、本実施例では光軸方向と被駆動体移動方向は同義語として扱っている。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図６に基づいて説明すると、以下の通りである。すなわち、図６は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示す。
【００７３】
本実施の形態に係る駆動装置は、バイモルフ構造をした圧電体１０１−１および１０１−２を備えている。圧電体１０１−１は、圧電素子１０１−１Ａと１０１−１Ｂが、金属等の材料から構成されるシム材１０１−１Eを挟んで圧着（接着剤等を塗布した後圧力をかけて接着）され、さらに薄い金属板等の材料から構成される薄板電極１０１−１Ｃおよび１０１−１Ｄが、圧電素子１０１−１Ａおよび１０１−１Ｂのもう一方の主面に圧着されている。また、薄板電極１０１−１Cおよび１０１−１Ｄには薄い導電性板材１０１−１Fが接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されており、薄板電極１０１−１Ｃおよび１０１−１Ｄは電気的に導通している。圧電体１０１−２も同様の構成であり、その構成要素は、圧電素子１０１−２Ａおよび１０１−２B、薄板電極１０１−２Cおよび１０１−２D、シム材１０１−２E、薄い導電性板材１０１−２Fである。
【００７４】
本実施の形態に係る駆動装置は、圧電体１０１−１および１０１−２に挟まれた位置に、導電性を有する弾性部材１０１−４を備えている。弾性部材１０１−４は、シム材１０１−１Eとシム材１０１−２Eとに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されており、従って、シム材１０１−１Eとシム材１０１−２Eとは電気的に導通している。
【００７５】
圧電体１０１−１および１０１−２は、図６が示すように、筐体１０１−１０の壁面を兼ねるように、筐体１０１−１０内部に、長さ方向で互いが直角になるように配置されており、シム材１０１−１Ｅおよび１０１−２Ｅは、それぞれ筐体１０１−１０に片端固持によって固定されている。
【００７６】
シム材１０１−２Eには、電線１０１−７がハンダS１によってハンダ付けされている。薄板電極１０１−２Dには、電線１０１−８がハンダS２によってハンダ付けされている。薄板電極１０１−１Ｄには、電線１０１−９がハンダS３によってハンダ付けされている。また、電線１０１−７は電源３２の一方の側の端子と接続し、電線１０１−８および電線１０１−９は電源３２のもう一方の側の端子と接続している。このように、交流である電源３２の両側の端子にそれぞれ接続されているため、シム材に印加される電圧波形と薄板電極に印加される電圧波形は互いに位相がずれており、その結果、シム材に印加される電圧（共通電圧）と薄板電極に印加される電圧（駆動電圧）の間には、周期的に正負が逆転する電位差が生じる。
【００７７】
弾性部材１０１−４には、図６に示すように、圧電体１０１−１および１０１−２によって形成される仮想的な扇形空間領域内に向かって摩擦部材１０１−３が接着されている。
【００７８】
本実施の形態に係る駆動装置は、圧電体１０１−１および１０１−２による屈曲変位を駆動源として、被駆動体である鏡筒１０１−５を駆動する。鏡筒１０１−５は略円筒形状をしており、図６に示すように、鏡筒１０１−５には円筒形の空洞が形成されている。その空洞部分には図示しないレンズ等の光学部品がはめ込まれている。また、鏡筒１０１−５と摩擦部材１０１−３とは摩擦係合により接触し、さらに、鏡筒１０１−５には摩擦部材１０１−３に対向する位置に、かつ、鏡筒１０１−５と筐体１０１−１０の間に二つのボール１０１−６が摩擦低減のために取り付けられている。
【００７９】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作を図６に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００８０】
圧電素子１０１−１Ａは、電極１０１−１Ｃの電位がシム材１０１−１Eの電位より高い場合、矢印アの方向に収縮変位するように矢印ウの方向に分極されている。圧電素子１０１−１Ｂは、電極１０１−１Ｄの電位がシム材１０１−１Eの電位より高い場合、矢印イの方向に伸長変位するように矢印エの方向に分極されている。圧電素子１０１−２Ａは、電極１０１−２Cの電位がシム材１０１−２Eの電位より高い場合、矢印カの方向に伸長変位するように矢印クの方向に分極されている。圧電素子１０１−２Bは、電極１０１−２Dの電位がシム材１０１−２Eの電位より高い場合、矢印キの方向に収縮変位するように矢印ケの方向に分極されている。
【００８１】
そして、電線１０１−７と弾性部材１０１−４を介してシム材１０１−１E及び１０１−２Eに対して共通電圧を印加し、電線１０１−８と１０１−９、及び導電性板材１０１−１Ｆと１０１−２Ｆを介して電極１０１−１Ｃ、１０１−１Ｄ、１０１−２C、及び１０１−２Dに対して駆動電圧を印加した場合、共通電圧波形と駆動電圧波形は位相がずれており、電位差が周期的に変化する。その結果、圧電体１０１−１および１０１−２には電位差に応じた伸縮あるいは収縮が生じ、圧電体１０１−１および１０１−２は、それぞれ矢印オ、矢印コの方向、あるいはその逆の方向に屈曲変位する。なお、圧電体１０１−１および１０１−２の共通電極と他の電極との間に同じ電圧差を与えた場合、揺動（回動）方向が同一となるように圧電体１０１−１および１０１−２は分極されている。つまり、圧電体１０１−１および１０１−２は、被駆動体である鏡筒１０１−５に対し、一方は近づき、他方は遠ざかるように屈曲が励起される。
【００８２】
このように共通電圧、及び駆動電圧を印加することにより、圧電体１０１−１および１０１−２はそれぞれ揺動（回動）方向が同一となるが、それに伴って弾性部材１０１−４、および弾性部材１０１−４に連結した摩擦部材１０１−３が変位する。そして、図４（ａ）および（ｂ）および図５で説明した動作原理により、摩擦部材１０１−３の先端は光軸方向に円弧駆動する。この円弧運動によって、被駆動体である鏡筒１０１−５は光軸方向に駆動する。
【００８３】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の効果を図６に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００８４】
上記説明したように、シム材１０１−１Eと１０１−２Eは弾性部材１０１−４を介して電気的に導通しているため、駆動装置外部から電力を供給するためのシム材側の電線および電極用ランドは１つでよいことになり、駆動装置に必要となる電線および電極用ランドを減らすことでき、その結果、駆動装置の小型化が可能となる。さらに、圧電体１０１−１および１０１−２の分極を前述のように設定することによって、圧電体１０１−１および１０１−２は弾性部材３から揺動（回動）方向が同一となり、かつ、圧電体１０１−１および１０１−２に電源の最大電圧を印加することが可能となる。このようにして圧電体１０１−１および１０１−２の変位量および変位発生力を大きくすることができる。これにより駆動速度が増し、同じ変位量および変位発生力を得るための圧電素子サイズを小さくすることができ、駆動装置の小型化にも寄与する。さらに、上記説明したように、圧電体１０１−１および１０１−２を筐体１０１−１０の壁面を兼ねるように、筐体１０１−１０内部に、長さ方向で互いが直角になるように配置しており、圧電体１０１−１および１０１−２の揺動（回動）方向と鏡筒１０１−５の駆動方向が直角となる駆動装置が実現する。これにより圧電素子および駆動軸の変位（駆動）方向が同一であった従来の駆動装置に比べ、被駆動体を含む駆動装置全体の小型化および低背化が可能になる。
【００８５】
なお、弾性部材１０１−４は、シム材１０１−１Eおよびシム材１０１−２Eの形成時に切削加工、打ち抜き加工あるいはエッチング加工により一体として形成されていてもよいし、個別に形成された後、圧接やはんだ付けなど導電性を保持して接合されていても本発明の実施の形態を逸脱するものではない。また、ボール１０１−６による支持は単なる例示であって、前述のようにガイド軸による支持でもよい。また、ここではバイモルフ構造の屈曲変位部材を例に駆動装置の構成、動作、効果を説明したが、図７に示すように、同じ構成要素を備えるユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。なお、図７について、図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素、動作、作用の詳細な説明は省略する。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図８に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、図８について、図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素、動作、作用の詳細な説明について、前記説明と重複する箇所は説明を省略する。
【００８６】
図８は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示す。
【００８７】
弾性部材１０２−４は、薄板電極１０１−１Ｄおよび１０１−２Ｄとに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されており、薄板電極１０１−１Ｄおよび１０１−２Ｄは電気的に導通している。このため、導電性板材１０１−１Ｆおよび１０１−２Ｆを介して電極１０１−１Ｃ、１０１−１Ｄ、１０１−２C、１０１−２Dはそれぞれ同電位に保たれている。なお、弾性部材１０２−４には、図８に示すように、圧電体１０１−２０および１０１−２１によって形成される仮想的な扇形空間領域内に向かって摩擦部材１０１−３が接着されている。
【００８８】
図８で示すように、シム材１０２−１Eには、電線１０１−１１がハンダS４によってハンダ付けされている。シム材１０２−２Eには、電線１０１−７がハンダS１によってハンダ付けされている。薄板電極１０１−２Dには、電線１０１−８がハンダS２によってハンダ付けされている。また、電線１０１−７および電線１０１−１１は、電源３２の一方の側の端子と接続している。電線１０１−８は、電源３２のもう一方の側の端子と接続している。このように、交流である電源３２の両側の端子にそれぞれ接続されているため、シム材に印加される電圧波形と薄板電極に印加される電圧波形は互いに位相がずれており、その結果、シム材に印加される電圧（駆動電圧）と薄板電極に印加される電圧（共通電圧）の間には、周期的に正負が逆転する電位差が生じる。
【００８９】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作および効果は、図６を参照して前述した動作および効果と同一である。したがって、図８に基づいて示される駆動装置の動作および作用の詳細な説明は省略する。なお、上記構成、動作、作用はバイモルフ構造の屈曲変位部材を使用した場合について説明したが、図９に基づいて示されるユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図１０に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、図１０について、図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素、動作、作用の詳細な説明について、前記説明と重複する箇所は説明を省略する。
【００９０】
図１０は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示す。
【００９１】
弾性部材１０２−４は、薄板電極１０１−１Ｄおよび１０１−２Ｄとに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されている。また、さらに細線状あるいは薄板（薄膜）状の導電部材１０３−１１が、シム材１０３−１Ｅおよび１０３−２Ｅに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されている。従って、シム材１０３−１Ｅおよび１０３−２Ｅは同電位に保たれる。また、電極１０１−１Ｃ、１０１−１Ｄ、１０１−２C、１０１−２Dは、導電性板材１０１−１Ｆおよび１０１−２Ｆを介して同電位に保たれている。なお、弾性部材１０２−４には、図１０に示すように、圧電体１０１−３０および１０１−３１によって形成される仮想的な扇形空間領域内に向かって摩擦部材１０１−３が接着されている。
【００９２】
図１０で示すように、シム材１０３−２Eには、電線１０１−７がハンダ付けされている。薄板電極１０１−１Ｄには、電線１０１−９がハンダ付けされている。また、電線１０１−７は電源３２の一方の側の端子と接続している。電線１０１−９は電源３２のもう一方の側の端子と接続している。このように、交流である電源３２の両側の端子にそれぞれ接続されているため、シム材に印加される電圧波形と薄板電極に印加される電圧波形は互いに位相がずれており、その結果、シム材に印加される電圧（駆動電圧）と薄板電極に印加される電圧（共通電圧）の間には、周期的に正負が逆転する電位差が生じる。
【００９３】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作は、図６を参照して前述した動作と同一である。したがって、図１０に基づいて示される駆動装置の動作および作用の詳細な説明は省略する。
【００９４】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の作用は、図６を参照して前述した動作と同一であるが、それに加えて、薄板電極側の電線および電線をハンダ付け可能な電極は１つでよく、シム材側の電線および電極用ランドも１つでよく、設置スペースが大きくなる要因となる電線および電線をハンダ付け可能な電極をさらに一つ減らすことできる。
【００９５】
また、導電部材１０３−１１は圧接あるいはハンダ付け等により接合されていると説明したが、もちろんシム材１０３−１Ｅおよび１０３−２Ｅを延在するかたちで、切削加工や打ち抜き加工やエッチング加工により一体で形成してもよい。その場合も、屈曲変位の妨げにならないように導電部材の幅を狭くして細線状にするか、あるいは板厚を薄く加工すればよい。
【００９６】
なお、上記構成、動作、作用はバイモルフ構造の屈曲変位部材を使用した場合について説明したが、図１１に基づいて示されるユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図１２に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、図１２について、図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素、動作、作用の詳細な説明について、前記説明と重複する箇所は説明を省略する。
【００９７】
図１２は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示す。
【００９８】
弾性部材１０１−４は、シム材１０１−１Eおよび１０１−２Eに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されている。また、さらに細線状あるいは薄板（薄膜）状の導電部材１０４−１１が、薄板電極１０１−１Ｃおよび１０１−２Ｃに接合（圧接、あるいはハンダ付け、あるいは一体形成）されている。従って、シム材１０１−１Eおよび１０１−２Eは同電位に保たれる。また、電極１０１−１Ｃ、１０１−１Ｄ、１０１−２C、１０１−２Dは、導電性板材１０１−１Ｆおよび１０１−２Ｆを介して同電位に保たれている。なお、弾性部材１０１−４には、図１２に示すように、圧電体１０１−４０および１０１−４１によって形成される仮想的な扇形空間領域内に向かって摩擦部材１０１−３が接着されている。
【００９９】
図１２で示すように、シム材１０１−２Eには電線１０１−７がハンダ付けされている。薄板電極１０１−１Ｄには電線１０１−９がハンダ付けされている。また、電線１０１−７は電源３２の一方の側の端子に接続している。電線１０１−９は電源３２のもう一方の側の端子に接続している。このように、交流である電源３２の両側の端子にそれぞれ接続されているため、シム材に印加される電圧波形と薄板電極に印加される電圧波形は互いに位相がずれており、その結果、シム材に印加される電圧（共通電圧）と薄板電極に印加される電圧（駆動電圧）の間には、周期的に正負が逆転する電位差が生じる。
【０１００】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作は、図６を参照して前述した動作と同一である。したがって、図１２に基づいて示される駆動装置の動作および作用の詳細な説明は省略する。
【０１０１】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の作用は、図６を参照して前述した動作と同一であるが、それに加えて、薄板電極側の電線および電線をハンダ付け可能な電極は１つでよく、シム材側の電線および電極用ランドも１つでよく、設置スペースが大きくなる要因となる電線および電線をハンダ付け可能な電極をさらに一つ減らすことできる。
【０１０２】
また、導電部材１０４−１１は圧接あるいはハンダ付け等により接合されていると説明したが、もちろん薄板電極１０１−１Ｃあるいは１０１−２Ｃを延在するかたちで、切削加工や打ち抜き加工やエッチング加工により一体で形成してもよい。その場合も、屈曲変位の妨げにならないように導電部材の幅を狭くして細線状にするか、あるいは板厚を薄く加工すればよい。
【０１０３】
なお、上記構成、動作、作用はバイモルフ構造の屈曲変位部材を使用した場合について説明したが、図１３に基づいて示されるユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について、図１４および図１６に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、図１４および図１６について、図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素、動作、作用の詳細な説明について、前記説明と重複する箇所は説明を省略する。
【０１０４】
図１４は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示す。図１６は、鏡筒１０１−５、あるいは筐体１０１−１０など構成要素の一部を図１４から省いた駆動装置の斜視図である。
【０１０５】
図１６で示すように、細線状あるいは薄板（薄膜）状の導電部材１０５−１１Ａが電極１０１−１Ｃおよびシム材１０５−２Eに圧接あるいはハンダ付け等により接合されている。また、細線状あるいは薄板（薄膜）状の導電部材１０５−１１Bが電極１０１−２Cおよびシム材１０５−１Eに圧接あるいはハンダ付け等により接合されている。従って、シム材１０５−２E、電極１０１−１Ｃおよび１０１−１Ｄは同電位に保たれる。同様に、シム材１０５−１E、電極１０１−２Cおよび１０１−２Dは同電位に保たれる。このとき弾性部材１０５−４は絶縁材で形成されているか、導電材で形成されている場合はシム材１０５−１Eあるいは１０５−２Eのいずれかあるいは両方に対して、絶縁薄膜を挟んで接着等の方法で電気的に絶縁された状態で接合されている。圧電素子１０１−２Ａおよび１０１−２Ｂの分極方向は、図６で示す実施の形態とは異なっており、図１４のサおよびシで示す方向に分極されている。
【０１０６】
図１４および図１６で示すように、シム材１０５−１Eには電線１０１−１１が、シム材１０５−２Eには電線１０１−７が、それぞれハンダ付けされている。また、電線１０１−７は電源３２の一方の側の端子に接続している。電線１０１−１１は電源３２のもう一方の側の端子に接続している。このように、交流である電源３２の両側の端子にそれぞれ接続されているため、シム材に印加される電圧波形と薄板電極に印加される電圧波形は互いに位相がずれており、その結果、シム材に印加される電圧（共通電圧）と薄板電極に印加される電圧（駆動電圧）の間には、周期的に正負が逆転する電位差が生じる。
【０１０７】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作は、図６を参照して前述した動作と同一である。したがって、図１４に基づいて示される駆動装置の動作および作用の詳細な説明は省略する。ただし、シム材１０５−２Eおよび電極１０１−１Ｃ、１０１−１Ｄとを、およびシム材１０５−１Eおよび電極１０１−２C、１０１−２Dとを同電位に保持している点、および圧電体の分極方向が前述の実施例と反対である点が前述した実施の形態と異なっている。しかしながら、動作そのものに異なる点はない。
【０１０８】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の作用は、図６を参照して前述した動作と同一であるが、それに加えて、図１４で示す実施の形態の場合、設置スペースが大きくなる要因となる電線および電極用ランドは、シム材１０５−１Ｅおよび１０５−２Ｅに１つずつでよい。また、電極ランドをシム材側だけとすることで、電極ランド位置の自由度が上がるという効果もある。例えば、図１４に示すように、カメラモジュール筐体１０１−１０にシム材１０２−１Eおよび１０２−２Eを固定し、固定されたシム材の一部を延在する形で筐体外に引き出し、筐体の外側で電極ランドを設けることもできる。
【０１０９】
また、上記はバイモルフ構造の屈曲変位部材を使用した場合について説明したが、図１５に示すようにユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について、図１７に基づいて説明すると、以下の通りである。
【０１１０】
すなわち、図１７は、本実施の形態に係る駆動装置の平面図を示すが、図３で示す駆動装置の構成要素の配置を変更したものである。より具体的には、図１７に示すように、圧電体１Ａおよび１Ｂが筐体６の一側面を兼ねるように長さ方向で水平に並び、それに伴い弾性部材２および摩擦部材３の位置が、筐体角部から圧電体１Ａおよび１Ｂが取り付けられた側面の中央部に移っている。なお、圧電体１Ａおよび１Ｂと弾性部材２とは連結点ＭおよびＮで連結している。
【０１１１】
鏡筒４は、摩擦係合によって摩擦部材３と接触している。さらに、摩擦部材３と鏡筒４とが常に接触するように、円柱形をしたガイド軸５が筐体６の底部あるいは天井部に固定され、図１７（ｂ）の紙面に垂直な方向（光軸方向）に鏡筒４の内部を貫通している。鏡筒４の動きは、このガイド軸５によって光軸方向にのみ限定される。
【０１１２】
上記構成において、駆動装置が駆動する際の動作および効果は、図６を参照して前述した動作および効果と同一である。したがって、図１７に基づいて示される駆動装置の動作および作用の詳細な説明は省略する。なお、上記構成、動作、作用はバイモルフ構造の屈曲変位部材を使用した場合について説明したが、図１７に基づいて示されるユニモルフ構造の屈曲変位部材であっても本実施の形態の主旨を逸脱するものではない。また、ここで示したように、本実施の形態は、２つの屈曲変位部材の対向角度に依存するものではないことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明によって、例えばカメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動において、電気機械変換素子を用いた被駆動体の駆動に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】（ａ）は、バイモルフ構造の圧電素子の要部構成を示す上面図であり、（ｂ）は、バイモルフ構造の圧電素子の要部構成を示す概略図であり、（ｃ）は、バイモルフ構造の圧電素子の動作を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すものであり、本発明の実施形態に係る駆動装置を小型カメラモジュール筐体のフォーカス調整機構に適用した斜視図である。
【図３】（ａ）は、上記駆動装置の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、上記駆動装置の構成を示す平面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、摩擦部材の円弧運動による被駆動体の駆動原理を示す側面図である。
【図５】上記駆動装置に設けられた屈曲変位部材に印加される駆動電圧波形の一例を示す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体による駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示すものであり、ユニモルフ構造の圧電体による駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体による他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示すものであり、ユニモルフ構造の圧電体による他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示すものであり、ユニモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示すものであり、ユニモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態を示すものであり、ユニモルフ構造の圧電体によるさらに他の駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図１６】上記駆動装置から構成要素の一部を抜き取った斜視図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の実施の形態を示すものであり、バイモルフ構造の圧電体による他の駆動装置の要部構成を示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
【図１８】従来の電気機械変換素子を用いた駆動装置を説明するための断面図である。
【図１９】従来の電気機械変換素子を用いた圧電アクチュエータの模式図である。
【図２０】従来の電気機械変換素子を用いた圧電アクチュエータの模式図である。
【図２１】従来の電気機械変換素子を用いた圧電アクチュエータの模式図である。
【図２２】従来の電気機械変換素子を用いた圧電アクチュエータの模式図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２、１０１−４、１０２−４、１０５−４  弾性部材（駆動方向変換部材）
３、１０１−３  摩擦部材
４、１０１−５  鏡筒（被駆動体）
５  ガイド軸
６、１０１−１０  筐体
７Ａ、７Ｂ、３３  駆動回路
２０Ｘ、２０Ｙ  電極
２１、１０２−１Ｅ、１０２−２Ｅ、１０３−１Ｅ、１０３−２Ｅ、１０５−１Ｅ、１０５−２Ｅ  シム材
１０１−１Ｅ、１０１−２Ｅ  シム材（第１共通電極）
２２Ｘ、２２Ｙ、３１−３Ａ、３１−３Ｂ、１０１−１Ａ、１０１−２Ａ  圧電素子
１０１−１Ｂ、１０１−２Ｂ  圧電素子（第１圧電素子）
３１−１  頂部
３１−２  薄板
３２  電源
３３Ａ、３３Ｂ  スイッチ
１Ａ、１Ｂ、１０１−１、１０１−２、１０１−２０、１０１−２１、１０１−３０、１０１−３１、１０１−４０、１０１−４１、３０１  圧電体（第１および２屈曲変位部材）
１０１−１Ｃ、１０１−２Ｃ  薄板電極
１０１−１Ｄ、１０１−２Ｄ  薄板電極（第１屈曲電極）
１０１−７、１０１−８、１０１−９、１０１−１１  電線
１０１−１Ｆ、１０１−２Ｆ  導電性板材
１０１−６  ボール
１０３−１１、１０４−１１、１０５−１１Ａ、１０５−１１Ｂ  導電部材
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  ハンダ
３０２  駆動部材
３０４  鏡筒（被駆動体）
３０６  筐体
３０１１  レンズ
３０１２  撮像素子
３０１３  回路基板
【図１】
2009044861.tif 000003
【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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