松下電器産業株式会社 (〒01 大阪府門真市大字門真1006番地 Osaka, 5718501, JP)
| 第1枠体と、 前記第1枠体に対して第1方向に移動可能に支持された第2枠体と、 前記第2枠体に対して前記第1方向と交差する第2方向に移動可能に支持された第3枠体と、 前記第1枠体と前記第2枠体との間に設けられ、前記第1枠体と前記第2枠体とを相対移動させる第1駆動機構と、 前記第2枠体と前記第3枠体との間に設けられ、前記第2枠体と前記第3枠体とを相対移動させる第2駆動機構と、 を備え、 前記第1駆動機構と前記第2駆動機構とのそれぞれは、圧電素子により駆動を発生させる駆動発生部と、前記駆動発生部に対して相対的に押圧され、前記駆動発生部により発生した駆動を受ける駆動受部とを有し、 前記第1駆動機構において前記駆動発生部が前記駆動受部に作用する方向は、前記第2駆動機構において前記駆動発生部が前記駆動受部に作用する方向の平行かつ逆向きの方向である、 駆動装置。 |
| 第1枠体と、 前記第1枠体に対して第1方向に移動可能に支持された第2枠体と、 前記第2枠体に対して前記第1方向と交差する第2方向に移動可能に支持された第3枠体と、 前記第1枠体と前記第2枠体との間に設けられ、前記第1枠体と前記第2枠体とを相対移動させる第1駆動機構と、 前記第2枠体と前記第3枠体との間に設けられ、前記第2枠体と前記第3枠体とを相対移動させる第2駆動機構と、 を備え、 前記第1駆動機構と前記第2駆動機構とのそれぞれは、圧電素子により駆動を発生させる駆動発生部と、前記駆動発生部に対して相対的に押圧され、前記駆動発生部により発生した駆動を受ける駆動受部とを有し、 前記第1駆動機構と前記第2駆動機構とのそれぞれが有する駆動発生部と駆動受部とは、前記第1方向および前記第2方向に平行な同一平面上に配置され、前記第1駆動機構において前記駆動発生部が前記駆動受部に作用する方向は、前記第2駆動機構において前記駆動発生部が前記駆動受部に作用する方向と前記同一平面上において交差する、 駆動装置。 |
| 前記駆動発生部は、縦振動と屈曲振動の合成により前記圧電素子に定在波を発生させて前記駆動受部を相対的に駆動させる、 請求項1に記載の駆動装置。 |
| 前記第1枠体には、前記第1方向に延びる第1主軸が設けられており、 前記第2枠体には、前記第1主軸が設けられている側とは前記第2方向反対側に配置され前記第1方向に延びる第1副軸と、前記第2方向に延びる第2主軸と、前記第2主軸が設けられている側とは前記第1方向反対側に配置され前記第2方向に延びる第2副軸とが設けられており、 前記第1主軸は、前記第1駆動機構の前記駆動受部を構成し、 前記第2主軸は、前記第2駆動機構の前記駆動受部を構成する、 請求項3に記載の駆動装置。 |
| 前記第3枠体には、光学部品が配置されている、 請求項4に記載の駆動装置。 |
| 圧電素子により駆動を発生させる駆動発生部と、 前記駆動発生部により発生した前記駆動を受け、前記駆動発生部に対して相対的に駆動される相対駆動部と、 前記相対駆動部を挟んで前記駆動発生部と対向して配置され、前記相対駆動部において前記駆動発生部が作用する箇所の前記駆動発生部側とは反対側への変位を規制する規制部と、 前記駆動発生部と前記規制部とをお互いに近づける方向に付勢する付勢部と、 を備える、 駆動装置。 |
| 前記規制部は、 前記相対駆動部と転がり接触する転動体と、 前記転動体の位置を概略保持する保持器と、 前記相対駆動部側とは反対側から前記転動体および前記保持器を覆うように形成され、前記転動体および前記保持器を案内する案内部と、 を有する、 請求項6に記載の駆動装置。 |
| 前記案内部は、前記駆動発生部と前記相対駆動部との相対駆動方向に直交する断面が略U字形状に形成されており、 前記転動体は、前記U字形状の2箇所の角部に配置されるとともに、前記U字形状の対向する2辺で支持されている、 請求項7に記載の駆動装置。 |
| 前記駆動発生部を支持し、前記相対駆動部と相対的に駆動される本体部、 をさらに備え、 前記案内部には、前記案内部の前記相対駆動部回りの回転を規制する規制部が形成されている、 請求項8に記載の駆動装置。 |
| 前記保持器の前記相対駆動部側あるいは前記案内部側の少なくとも一方には、対向する部材と摺動する摺動突起が形成されている、 請求項9に記載の駆動装置。 |
| 前記保持器の前記相対駆動部側の前記摺動突起は、前記相対駆動部が相対駆動される方向と交差する方向に延びている、 請求項10に記載の駆動装置。 |
| 前記保持器の前記案内部側の前記摺動突起は、前記相対駆動部が相対駆動される方向に延びている、 請求項11に記載の駆動装置。 |
| 前記相対駆動部の前記駆動発生部が作用する箇所には、セラミックス材料が配置されている、 請求項12に記載の駆動装置。 |
| 前記相対駆動部に前記駆動発生部が作用する方向に対して直交する方向への前記駆動発生部の移動を規制する移動規制部、 をさらに備える、 請求項13に記載の駆動装置。 |
本発明は、駆動装置、特に駆動を発生さ る駆動発生部を備える駆動装置に関するも である。
従来、振動を発生する振動アクチュエータ
しては、例えば、特許文献1および3のよう
、圧電素子の4箇所に電極を設け、対角にあ
2対の電極にそれぞれ位相が異なる交流電圧
を印加し、圧電素子に縦振動と屈曲振動とを
調和的に発生させることにより、駆動力を得
る装置がある。また、このような振動アクチ
ュエータを用いた駆動装置が知られている。
一般に、駆動力を得るためには振動子に適
な加圧を行う必要がある。図20に示すよう
、特許文献1では、支持台201に2本のレール201
aが設けられており、第1の移動体202に設けら
た溝部202bがそれらのレール201aの上に配置
れている。さらに、第1の移動体202に設けら
た2本のレール202aの上に、溝部203aが形成さ
た第2の移動体203が配置されている。突起204
aを有する振動アクチュエータ204が支持台201
固定されており、支持台201に固定された付
部材204bにより第1の移動体202に対する加圧が
行われる。振動アクチュエータ204に駆動電圧
が付与されると、振動アクチュエータ204が屈
曲振動して第1の移動体202がレール201aに沿っ
移動する。また、突起205aを有する振動アク
チュエータ205が第1の移動体202に固定され、
1の移動体202に固定された付勢部材205bで第2
移動体203に対する加圧が行われる。振動ア
チュエータ205に駆動電圧が付与されると、
動アクチュエータ205が屈曲振動して第2の移
体203がレール202aに沿って移動する。
一方、近年のデジタルカメラの高画質化や
型薄型化に伴い、撮影された映像の像ぶれ
解消する為に、補正レンズを駆動する駆動
置(像ぶれ補正装置)を備えるデジタルカメ
が知られている(例えば、特許文献2参照。)
この像ぶれ補正装置について、図21を用いて
説明する。
撮影時に像ぶれを補正するための像ぶれ補
用レンズ群L3は、第1の方向(Y方向)であるピ
チング方向と、第2の方向(X方向)であるヨー
イング方向と、に移動可能であるピッチング
移動枠332に固定されている。このピッチング
移動枠332は、X方向負側に軸受332aとX方向正側
に回り止め332bとを有している。この軸受332a
Y方向と平行なピッチングシャフト333aを挿
し、回り止め332bに後述するY方向と平行なピ
ッチングシャフト333bを嵌め込むことにより
ピッチング移動枠332は第1の方向(Y方向)に摺
可能になっている。
ピッチング移動枠332に対してZ方向負側に は、像ぶれ補正用レンズ群L3を第2の方向(X方 )に移動させるヨーイング移動枠334が取り付 けられている。ヨーイング移動枠334には、先 ほど述べたピッチング移動枠332をピッチング 方向(Y方向)に摺動させるためのピッチングシ ャフト333aの両端を固定する固定部334aと、X方 向正側に回り止め332bに嵌め込まれたピッチ グシャフト333bとが設けられている。また、 ーイング移動枠334は、Y方向正側に軸受334b 、Y方向負側にヨーイングシャフト335b及びそ の両端が圧入固定される固定部334cとを有し いる。この軸受334bにX方向と平行なヨーイン グシャフト335aを挿入し、X方向と平行なヨー ングシャフト335bを3群枠308の回り止め部308d 嵌め込むことにより、ヨーイング移動枠334 第2の方向(X方向)に摺動可能になっている。
ヨーイング移動枠334に対してZ方向負側に設
けられた3群枠308には、先述したヨーイング
動枠334をヨーイング方向(X方向)に摺動させ
ためのヨーイングシャフト335aの両端を固定
る固定部308cと、ヨーイングシャフト335bが
め込まれる回り止め部308dと、が設けられて
る。
矩形の電気基板336は、ピッチング移動枠332
Z方向負側の面に取り付けられている。電気
基板336には、像ぶれ補正用レンズ群L3をピッ
ング方向に駆動する第1のコイル337y及びヨ
イング方向に駆動する第2のコイル337xと、像
ぶれ補正用レンズ群L3のピッチング方向の位
を検出するホール素子338y及びヨーイング方
向の位置を検出するホール素子338xとが設け
れている。なお、このコイル337y,337xは、積
コイルとして電気基板336に一体に構成され
いる。
マグネット339y,339xは片側に2極着磁されてい
る。このマグネット339y,339xは、それぞれ断面
が概ねU字形状のヨーク340y,340xに固定されて
る。ヨーク340yは、Y方向より、3群枠308の嵌
部308yに圧入されている。同様に、第2のヨー
ク340xは、X方向より、3群枠308の嵌合部308xに
入されている。
第1の電磁アクチュエータ341yは、第1のコイ
337yと、第1のマグネット339yと、第1のヨーク
340yとにより構成される。同様に、第2の電磁
クチュエータ341xは、第2のコイル337xと、第2
のマグネット339xと、第2のヨーク340xとにより
構成される。第1の電磁アクチュエータ341yが
ッチング移動枠332を第1の方向であるピッチ
ング方向(Y方向)に駆動し、第2の電磁アクチ
エータ341xがピッチング移動枠332を第2の方向
であるヨーイング方向(X方向)に駆動する。
以上の構成によって、電気基板336の第1のコ
イル337yに電流が流されると、第1のマグネッ
339yとヨーク340yとにより第1の方向であるピ
チング方向(Y方向)に沿った電磁力が発生す
。これと同様に、電気基板336の第2のコイル
337xに電流が流されると、第2のマグネット339x
と第2のヨーク340xとにより第2の方向であるヨ
ーイング方向(X方向)に沿った電磁力が発生す
る。このように2つの電磁アクチュエータ341y,
341xにより、像ぶれ補正用レンズ群L3はZ方向
光軸にほぼ垂直なX,Yの2方向に駆動される。
次に、像ぶれ補正用レンズ群L3の位置を検
する位置検出部342y,342xについて説明する。
束を電気信号に変換するホール素子338y,338x
、電気基板336に位置決め固定されている。
出用マグネットとしては、先に説明した電
アクチュエータ341y,341xのマグネット339y,339x
兼用される。したがって、ホール素子338y、3
38xとマグネット339y,339xとにより位置検出部342
y,342xが構成される。ここで、図22を用いてマ
ネット339y,339xの磁束の状態を説明する。図
横軸は光軸を中心としてピッチング方向(Y
向)又はヨーイング方向(X方向)の位置を、縦
は磁束密度をそれぞれ示している。また横
の中央は、マグネット339y,339xの2極着磁の境
界部分であり、このとき磁束密度はゼロとな
る。この位置は、像ぶれ補正用レンズ群L3の
軸中心と略一致する。マグネット339y,339xに
して、ホール素子338y,338xが移動することに
り、変位量がゼロの位置を中心とする破線
示す範囲内では、変位量の変化に対して磁
密度が略直線的に変化する。したがって、
ール素子338y,338xから出力される電気信号を
出することにより、像ぶれ補正用レンズ群L
3のピッチング方向(Y方向)およびヨーイング
向(X方向)の位置を検出することが可能とな
。
フレキシブルプリントケーブル343は、電気
板336に取り付けられコイル337x,337y、ホール
子338x,338yと図示せぬカメラ本体の回路との
の信号の伝達を行う。
以上の構成要素332~343により、像ぶれ補正装
置331が構成されている。
また、図23(a)に示すように、特許文献3に開
された構成では、加圧機構は、付勢力を発
する付勢部材403と、回動軸404を中心に回動
、付勢部材403により発生した付勢力を振動
クチュエータ401に伝達する伝達部材402とを
えている。伝達部材402は、付勢部材403によ
発生した付勢力の方向Aを方向Pに変換する
また、図23(b)に示すように、特許文献4に開
された構成では、テーパピン506を取り付け
板バネ507からなる支持部材508が、弾性体502
び圧電体503,504を備える振動アクチュエータ
501に対向して配置されている。相対運動部材
509は、振動アクチュエータ501に加圧接触して
振動アクチュエータ501との間で相対運動を行
う。支持部材508は、固定部505及び振動アクチ
ュエータ501に固定され、振動アクチュエータ
501を相対運動の方向について位置規制すると
同時に、相対運動部材509の加圧方向と略平行
な方向に、振動アクチュエータ501を変位自在
に支持する。
以上に説明した駆動装置では、さらなる装
の小型化が求められている。
具体的には、図20に示す駆動装置では、振
アクチュエータ204,205および付勢部材204b、205
bがそれぞれの支持台201および第1の移動体202
に固定されているため、大型化しやすい。
た、第1の移動体202と第2の移動体203とに対
て付勢部材204b,205bを用いて加圧しているた
、レール201a,202aや溝部202b,203aに対して摩擦
荷が発生しやすく、剛性を高める必要から
置全体の厚み方向または厚み方向に直交す
方向に大型化してしまうという問題がある
また、図21に示す駆動装置では、電磁力を
める為、コイル337x,337yの巻数を増加させた
、マグネット339x,339yを大きくしたりする必
がある。また、位置検出センサにホール素
338x,338yを使用している。このため、位置に
する磁束密度変化の直線性を確保する必要
ら、磁石が大型化するといった問題がある
この結果、駆動装置全体が、厚み方向また
厚み方向に直交する方向に大型化してしま
という問題がある。
図23(a)に示す技術では、付勢力を発生する
勢部材403がバネで構成され、更に付勢力の
向を変換する伝達部材402が配置されている
このため、付勢力を発生させる機構が大型
する。また、大きな駆動力を発生させるた
に付勢部材403による付勢力を高めると、振
アクチュエータ401が作用する部材が撓み、
切な駆動効率を得ることが難しい。
また、図23(b)に示す技術では、振動アクチ
エータ501に対向して配置された板バネ507に
り付勢力を発生させている。このため、大
な駆動力を発生させるためには板バネ507の
性を高める必要がある。しかし、板バネ507
剛性を高めると、摺動方向に対して直交す
方向へのガタを板バネが吸収できず、駆動
率が低下する。
本発明の課題は、厚み方向または厚み方向
直交する方向の小型化を実現する駆動装置
提供することにある。
本発明の別の課題は、好適な駆動効率を実
する駆動装置を提供することにある。
第1の発明に係る駆動装置は、第1枠体と、
2枠体と、第3枠体と、第1駆動機構と、第2駆
機構とを備えている。第2枠体は、第1枠体
対して第1方向に移動可能に支持されている
第3枠体は、第2枠体に対して第1方向と交差
る第2方向に移動可能に支持されている。第
1駆動機構は、第1枠体と第2枠体との間に設け
られ、第1枠体と第2枠体とを相対移動させる
第2駆動機構は、第2枠体と第3枠体との間に
けられ、第2枠体と第3枠体とを相対移動さ
る。第1駆動機構と第2駆動機構とのそれぞれ
は、圧電素子により駆動を発生させる駆動発
生部と、駆動発生部に対して相対的に押圧さ
れ、駆動発生部により発生した駆動を受ける
駆動受部とを有する。第1駆動機構において
動発生部が駆動受部に作用する方向は、第2
動機構において駆動発生部が駆動受部に作
する方向の平行かつ逆向きの方向である。
第2の発明に係る駆動装置は、第1枠体と 第2枠体と、第3枠体と、第1駆動機構と、第2 動機構とを備えている。第2枠体は、第1枠 に対して第1方向に移動可能に支持されてい 。第3枠体は、第2枠体に対して第1方向と交 する第2方向に移動可能に支持されている。 第1駆動機構は、第1枠体と第2枠体との間に設 けられ、第1枠体と第2枠体とを相対移動させ 。第2駆動機構は、第2枠体と第3枠体との間 設けられ、第2枠体と第3枠体とを相対移動 せる。第1駆動機構と第2駆動機構とのそれぞ れは、圧電素子により駆動を発生させる駆動 発生部と、駆動発生部に対して相対的に押圧 され、駆動発生部により発生した駆動を受け る駆動受部とを有する。第1駆動機構と第2駆 機構とのそれぞれが有する駆動発生部と駆 受部とは、第1方向および第2方向に平行な 一平面上に配置され、第1駆動機構において 動発生部が駆動受部に作用する方向は、第2 駆動機構において駆動発生部が駆動受部に作 用する方向と同一平面上において交差する。
第3の発明に係る駆動装置は、第1または第2
発明に係る装置であって、駆動発生部は、
振動と屈曲振動の合成により圧電素子に定
波を発生させて駆動受部を相対的に駆動さ
る。
第4の発明に係る駆動装置は、第1~第3のいず
れかの発明に係る装置であって、第1枠体に
、第1方向に延びる第1主軸が設けられている
。第2枠体には、第1主軸が設けられている側
は第2方向反対側に配置され第1方向に延び
第1副軸と、第2方向に延びる第2主軸と、第2
軸が設けられている側とは第1方向反対側に
配置され第2方向に延びる第2副軸とが設けら
ている。第1主軸は、第1駆動機構の駆動受
を構成する。第2主軸は、第2駆動機構の駆動
受部を構成する。
第5の発明に係る駆動装置は、第1~第4のいず
れかの発明に係る装置であって、第3枠体に
、光学部品が配置されている。
第6の発明に係る駆動装置は、駆動発生部と
、相対駆動部と、規制部と、付勢部とを含む
。駆動発生部は、圧電素子により駆動を発生
させる。相対駆動部は、駆動発生部により発
生した駆動を受け、駆動発生部に対して相対
的に駆動される。規制部は、相対駆動部を挟
んで駆動発生部と対向して配置され、相対駆
動部において駆動発生部が作用する箇所の駆
動発生部側とは反対側への変位を規制する。
付勢部は、駆動発生部と規制部とをお互いに
近づける方向に付勢する。
この駆動装置では、相対駆動部を挟んで駆
発生部と対向する位置に規制部が設けられ
いる。このため、駆動発生部が相対駆動部
作用する際に、相対駆動部を変形させるだ
の駆動力が作用しても、規制部により相対
動部の変形が規制される。特に、駆動部と
制部とは付勢部によりお互いに近づく方向
付勢されているため、相対駆動部の変形が
り確実に規制される。よって、相対駆動部
変形による駆動効率の低下を防止でき、好
な駆動効率を実現できる。
第7の発明に係る駆動装置は、第6の発明に
る装置であって、規制部は、転動体と、保
器と、案内部とを有する。転動体は、相対
動部と転がり接触する。保持器は、転動体
位置を概略保持する。案内部は、相対駆動
側とは反対側から転動体および保持器を覆
ように形成され、転動体および保持器を案
する。
ここで、転動体とは、例えば、球状の部材(
玉)や柱状の部材(コロ)などである。
この駆動装置では、規制部は、転動体によ
相対駆動部と転がり接触する。このため、
制部と相対駆動部との当接による駆動効率
低下を防止でき、好適な駆動効率を実現で
る。
第8の発明に係る駆動装置は、第7の発明に
る装置であって、案内部は、駆動発生部と
対駆動部との相対駆動方向に直交する断面
U字形状に形成されている。転動体は、U字形
状の2箇所の角部に配置されるとともに、U字
状の対向する2辺で支持されている。
この駆動装置では、転動体の移動が案内部
より規制されているため、確実に相対駆動
と当接することが可能となる。よって、規
部と相対駆動部との当接による駆動効率の
下を防止でき、好適な駆動効率を実現でき
。
第9の発明に係る駆動装置は、第7または第8
発明に係る装置であって、駆動発生部を支
し、相対駆動部と相対的に駆動される本体
をさらに含む。案内部には、案内部の相対
動部回りの回転を規制する規制部が形成さ
ている。
この駆動装置では、案内部の相対駆動部回
の回転が規制される。このため、案内部が
内する規制部が確実に相対駆動部に当接す
。また、案内部の取り付けが容易となる。
第10の発明に係る駆動装置は、第7~第9のい
れかの発明に係る装置であって、保持器の
対駆動部側あるいは案内部側の少なくとも
方には、対向する部材と摺動する摺動突起
形成されている。
この駆動装置では、摺動突起が形成されて
り、対向する部材間で摺動する面積を小さ
することが可能となる。よって、駆動効率
低下が防止でき、好適な駆動効率を実現で
る。
第11の発明に係る駆動装置は、第10の発明に
係る装置であって、保持器の相対駆動部側の
摺動突起は、相対駆動部が相対駆動される方
向と交差する方向に延びている。
第12の発明に係る駆動装置は、第10または第
11の発明に係る装置であって、保持器の案内
側の摺動突起は、相対駆動部が相対駆動さ
る方向に延びている。
第13の発明に係る駆動装置は、第7~第12のい
れかの発明に係る装置であって、相対駆動
の駆動発生部が作用する箇所には、セラミ
クス材料が配置されている。
この駆動装置では、相対駆動部の駆動発生
が作用する箇所には、セラミックス材料が
置されており、部材の摩耗による駆動効率
低下が防止できる。
第14の発明に係る駆動装置は、第7~第13のい
れかの発明に係る装置であって、相対駆動
に駆動発生部が作用する方向に対して直交
る方向への駆動発生部の移動を規制する移
規制部をさらに含む。
この駆動装置では、移動規制部を含むため
駆動発生部がより適切に相対駆動部に当接
る。よって、好適な駆動効率を実現できる
1 振動アクチュエータ
21 駆動発生部
22 駆動受部
50 駆動装置
51 第1枠体
52 第2枠体
53 第3枠体
54 第1駆動機構
55 第2駆動機構
120 駆動装置
121 駆動発生部
122 摺動部材
123 軸受部
124 付勢部
125 本体部
A 第1方向
B 第2方向
C 第3方向
C1 作用方向
C2 作用方向
以下、図面を参照しながら、本発明の実施
態について説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態である駆動装置につい
て説明する。
図1は駆動装置50の分解斜視図、図2は駆動装
置50の背面側の分解斜視図である。
〈駆動装置50〉
駆動装置50は、デジタルスチールカメラ、
ジタルビデオカメラなどの光学機器に搭載
れる装置であり、CCDやCMOSなどの撮像素子や
ンズといった光学部品を光軸に直交な2方向
に駆動し、光学像の像ぶれ補正を行うために
用いられる装置である。図1に示す駆動装置50
は、特に上面側に撮像素子などを搭載し駆動
する装置である。
図1に示すように、駆動装置50は、第1枠体51
、第2枠体52と、第3枠体53と、第1駆動機構54
、第2駆動機構55とを備えている。第2枠体52
、第1枠体51に対して第1方向Aに移動可能に
持されている。第3枠体53は、第2枠体52に対
て第1方向Aと直交する第2方向Bに移動可能に
持されている。
第1駆動機構54は、第1枠体51と第2枠体52との
に設けられ、第1枠体51と第2枠体52とを相対
動させる。具体的には、第1駆動機構54は、
2枠体52を第1枠体51および第1枠体51が固定さ
る光学機器(図示せず)に対して第1方向Aに沿
って駆動する。
第2駆動機構55は、第2枠体52と第3枠体53との
に設けられ、第2枠体52と第3枠体53とを相対
動させる。具体的には、第2駆動機構55は、
3枠体53を第2枠体52に対して第2方向Bに沿っ
駆動する。第2駆動機構55は、第1駆動機構54
対して、第1方向Aおよび第2方向Bに直交する
3方向C回りに90度回転した位置に配置されて
いる。
第1駆動機構54と第2駆動機構55とのそれぞれ
、駆動発生部21と、駆動受部22と、軸受部23
、付勢部24とを含んでいる。駆動発生部21は
、圧電素子1aにより駆動を発生させる。駆動
部22は、駆動発生部21に対して相対的に押圧
され、駆動発生部21により発生した駆動を受
る。軸受部23は、駆動受部22を挟んで駆動発
生部21と対向して配置され、駆動受部22にお
て駆動発生部21が作用する箇所の駆動発生部
21側とは反対側への駆動受部22の変位を規制
る。付勢部24は、駆動発生部21と軸受部23と
お互いに近づける方向に付勢する。
第1枠体51には、第1駆動機構54の駆動受部22
固定されているとともに、駆動受部22を支持
する軸受部23および付勢部24が設けられてい
。第2枠体52には、第1駆動機構54の駆動発生
21が弾性的に固定されているとともに、第2
動機構55の駆動受部22および駆動受部22を支
する軸受部23および付勢部24が設けられてい
。第3枠体53には、第2駆動機構55の駆動発生
21が弾性的に固定されている。
第1駆動機構54および第2駆動機構55は、上述
ごとく第1枠体51~第3枠体53に配置されており
、第1駆動機構54において駆動発生部21が駆動
部22に作用する作用方向C1は、第2駆動機構55
において駆動発生部21が駆動受部22に作用す
作用方向C2の平行かつ逆向きの方向である。
詳しくは、第1駆動機構54の駆動発生部21と駆
受部22との位置関係は、第2駆動機構55の駆
発生部21と駆動受部22との位置関係と逆にな
ている。すなわち、第1駆動機構54では、駆
発生部21と駆動受部22とは、第3方向Cに対向
て配置されるとともに、駆動発生部21は駆
受部22の第3方向Cの上側に配置されている。
方、第2駆動機構55では、駆動発生部21と駆
受部22とは、第3方向Cに対向して配置される
ともに、駆動発生部21は駆動受部22の第3方
Cの下側に配置されている。
このように、第1駆動機構54および第2駆動機
構55において、駆動発生部21が駆動受部22に作
用する方向を第3方向Cに沿った方向とするこ
で、第3方向Cから見た駆動装置50の大きさ(
影面積)を小さくすることが可能となる。さ
に、第1駆動機構54における作用方向C1と第2
動機構55における作用方向C2とを第3方向Cに
った方向かつ逆向きとすることで、駆動装
50の第3方向Cへの厚みを小さくすることが可
能となる。
〈回り止め機構〉
図2に示すように、第1枠体51には、第1方向A
沿って第1駆動機構54の駆動受部22のシャフ
5(後述)の両端が固定されている。さらに、
2枠体52には、第2方向Bに沿って第2駆動機構55
の駆動受部22のシャフト5(後述)の両端が固定
れている。
第1枠体51と第2枠体52との間には、第1駆動機
構54が設けられる位置と第2方向B反対側に第1
り止め機構57が設けられている。第1回り止
機構57は、第1駆動機構54のシャフト5回りに
1枠体51と第2枠体52とが相対回転することを
止するための機構である。第1回り止め機構
57は、第1枠体51に形成された概ねU字形状の回
り止め4fと、第2枠体52のシャフト保持部24aに
入または接着により固定され、回り止め4f
嵌め込まれたシャフト15とから構成されてい
る。第1回り止め機構57のシャフト15は、第1方
向Aに沿って延びている。
第2枠体52と第3枠体53との間には、第2駆動機
構55が設けられる位置と第1方向A反対側に第2
り止め機構58が設けられている。第2回り止
機構58は、第2駆動機構55のシャフト5回りに
2枠体52と第3枠体53とが相対回転することを
止するための機構である。第2回り止め機構
58は、第3枠体53に形成された概ねU字形状の回
り止め4fと、第2枠体52のシャフト保持部24bに
入または接着により固定され、回り止め4f
嵌め込まれたシャフト15とから構成されてい
る。第2回り止め機構58のシャフト15は、第2方
向Bに沿って延びている。
上述のように、第2枠体52を第1方向Aに沿っ
駆動する第1駆動機構54の駆動発生部21は、駆
動装置50において第1方向Aに沿って設けられ
2本のシャフト5,15のうち、第1駆動機構54のシ
ャフト5に作用する。すなわち、駆動発生部21
からの駆動は、第1方向Aへの第2枠体52の運動
より正確に規制する主軸である、第1駆動機
構54の駆動受部22に対して作用する。このた
、モーメントの発生を抑え、第2枠体52を第1
向Aに沿ってより正確に(直線的に)駆動する
とが可能となる。
また、第3枠体53を第2方向Bに沿って駆動す
第2駆動機構55の駆動発生部21は、駆動装置50
おいて第2方向Bに沿って設けられた2本のシ
フト5,15のうち、第2駆動機構55のシャフト5
作用する。すなわち、駆動発生部21からの駆
動は、第2方向Bへの第3枠体53の運動をより正
に規制する主軸である、第2駆動機構55の駆
受部22に対して作用する。このため、モー
ントの発生を抑え、第3枠体53を第2方向Bに沿
ってより正確に(直線的に)駆動することが可
となり、駆動性能が向上する。
〈駆動機構〉
ここで、図面を参照しながら、第1駆動機構
54および第2駆動機構55について説明する。な
、それぞれの駆動機構を構成する駆動発生
21、駆動受部22、軸受部23、付勢部24の構成
ほぼ同様であるため、以下では、第2駆動機
55について詳しく説明し、第1駆動機構54に
いては、その説明を省略する。
図3は、本発明の第2駆動機構55の分解斜視図
である。
第2駆動機構55は、上述のように、駆動発生
21と、駆動受部22と、軸受部23と、付勢部24
を含む。
駆動発生部21は、例えば圧電素子などの電
機械変換素子により駆動を発生させる。駆
受部22は、駆動発生部21により発生した駆動
受け、駆動発生部21に対して相対的に駆動
れる。軸受部23は、駆動受部22を挟んで駆動
生部21と対向して配置され、駆動受部22にお
いて駆動発生部21が作用する箇所の駆動発生
21側とは反対側への駆動受部22の変位を規制
する。付勢部24は、駆動発生部21と軸受部23と
をお互いに近づける方向に付勢する。
このような駆動発生部21は、第3枠体53によ
支持され、第3枠体53は、駆動発生部21が発生
する駆動により、駆動受部22に対して相対的
駆動される。
以下、上述の各構成について、より詳細に
明を加える。
〈駆動発生部21〉
図4は、第2駆動機構55が備える駆動発生部21
斜視図である。
駆動発生部21は、振動アクチュエータ1と、
性体2a~2cと、アクチュエータケース3とから
に構成されている。
振動アクチュエータ1は、直方体形状をした
圧電素子1a、圧電素子1aの最も広い面積を有
る面(以下、主面という)の長辺側の側面に配
置され、駆動受部22に対して摩擦接触する2つ
の駆動子1b,1c、主面に形成された4つの電極1d~
1gとから主に構成されている。
圧電素子1aは、主にセラミックスなどの材
により構成される部材である。圧電素子1aは
、対角に位置する2対の電極1d,1gおよび電極1e,
1fにそれぞれ位相が異なる交流電圧を印加す
ことで、縦振動と屈曲振動とを調和的に発
させ、駆動力を発生させる。なお、電圧印
は、電極1d~1gに接続されたフレキシブルプ
ント基板(図示せず)を用いて行われている。
駆動子1b,1cは、駆動受部22と接触する頭部が
球状に形成された、例えばセラミックス材
で構成された部材である。駆動子1b,1cは、圧
電素子1aに固定され、圧電素子1aに発生した
動力を駆動受部22に伝える。なお、駆動子1b,
1cの頭部の形状は、図示した半球状に限らず
他の曲面状に形成されていてもよく、駆動
率を高める形状であれば、どのような形状
も構わない。
弾性体2a,2bは、圧電素子1aの主面の短辺側側
面を両側から弾性支持する。弾性体2cは、圧
素子1aの主面の長辺側側面を駆動受部22側に
弾性支持する。弾性体2a~2cは、ゴムやフェル
などで構成されており、弾性変形すること
より、付勢力を発生する。弾性体2a~2cは、
動受部22に対する振動アクチュエータ1の姿
を維持し、振動アクチュエータ1が駆動受部2
2を駆動する際の駆動効率を高める役割を果
す。なお、弾性体2cは、後述する加圧バネ11
ともに、駆動発生部21と軸受部23とをお互い
に近づける方向に付勢する付勢部24(図3参照)
構成する。
アクチュエータケース3は、振動アクチュ エータ1および弾性体2a~2cを一体的に保持する 。具体的には、振動アクチュエータ1は、弾 体2a~2cを介して、アクチュエータケース3の 部に固定されている。アクチュエータケー 3には、圧電素子1aの主面の反対側の面と対 する面において、厚さ方向に貫通する貫通 3aが形成されている(図3参照)。アクチュエー タケース3は、貫通孔3aに、後述する第3枠体53 の平面部4cに形成された突起4dを嵌め合わせ ことにより、平面部4cと対向して配置される 。これにより、アクチュエータケース3の内 に固定された振動アクチュエータ1および弾 体2a~2cは、第3枠体53および第3枠体53に配置 れる部材に対して位置決めされる。具体的 は、後述する駆動受部22のシャフト5、概ねU 形状のベース6およびセラミックス板7に対 て、振動アクチュエータ1の駆動子1b、1cが接 触するように配置される。この時、弾性体2c 、ある程度収縮するため、振動アクチュエ タ1の駆動子1b、1cは、セラミックス板7を押 しつつ接触する。なお、アクチュエータケ ス3には貫通孔3aを形成せず、突起4dを設け い平面部4cに対して接着固定してもよい。
〈駆動受部22〉
駆動受部22(図3参照)は、ステンレスからな
シャフト5と、シャフト5に固定されるベース
6と、ベース6の駆動発生部21と対向する面に
り付けられたセラミックス板7とから主に構
されている。シャフト5は、後述する第3枠
53の挿通孔4a,4bに対して挿通され、第3枠体53
対して、シャフト5の軸方向(符号Aで示す方
)に相対的に駆動される。ベース6は、挿通
4a,4bに挿通されたシャフト5の挿通孔4aと挿通
孔4bとの中間位置において接着剤によって接
固定、あるいは異種材料同士の化学的接合
より固定されている。
駆動子1b,1cの頭部は、それぞれ半球状に形
されている。このため、駆動受部22を効率よ
く駆動させるためには、円柱状のシャフト5
駆動子1b,1cが直接当接するよりも、シャフト
5に固定された平面状のセラミックス板7に駆
子1b,1cが直接当接する方が好ましい。また
平面状のセラミックス板7を介して、駆動子1
b,1cと駆動受部22とを当接させる方が、組み立
ても容易となる。
なお、駆動子1b,1cが摺動方向(シャフト5の 軸方向)に曲率を有する形状である場合には 駆動子1b,1cを、円柱状のシャフト5の円弧部 に当接させても駆動効率はそれほど低下し い。しかし、駆動発生部21は、高周波の駆動 を発生させるとともに、駆動発生部21から駆 受部22への駆動の伝達は、摩擦による伝達 あるため、セラミックス材料で形成された 動子1b,1cと、金属材料で形成されたシャフト 5とを直接接触させると、接触部の摩耗が激 くなる。ここで、駆動装置50が、シャフト5 磨耗されることによる粉塵や駆動効率の低 等を許容できる装置に搭載されるものであ 場合には、駆動子1b,1cと円柱状のシャフト5 を直接当接させる、あるいはシャフト5にDカ ットを施し、その平面部を駆動子1b,1cと直接 接させるなどといった構成を採用すること 可能である。
しかし、駆動装置50が、シャフト5が磨耗 れることによる粉塵や駆動効率の低下等を 容できない装置に搭載されるものである場 には、接触部を磨耗しにくい材料で構成す ことが求められる。一方、シャフト5をセラ ミックス材料で構成しようとしても、高硬度 材料であるセラミックス材料を精度良く円柱 形に研磨することは困難であり、高コストの 要因となる。このため、第2駆動機構55では、 容易に精度良く研磨することが可能でコスト などの問題がない金属材料でシャフト5を構 しつつ、シャフト5に対してセラミックス板7 を固定する構成を採用している。なお、ベー ス6をセラミックス材料で構成する場合には セラミックス板7は設けなくてもよい。また ベース6は、正確にU字形状で無くとも良く シャフト5に合わせて円弧状(C字形状)の断面 有していてもよい。
〈軸受部23〉
軸受部23(図3参照)は、シャフト5を挟んで駆
発生部21と対向して配置され、駆動発生部21
の駆動によるシャフト5の撓みを規制する部
である。軸受部23は、シャフト5に当接し、
ャフト5に対する軸受部23の摺動抵抗を低下
せる役割を果たす球状の4個の転動体8と、そ
れぞれの転動体8を保持する転動体保持器9と
転動体8および転動体保持器9を案内するガ
ドレール10とを含む。
図5と図6とを用いて、軸受部23の構成につい
て詳細に説明する。図5は、軸受部23の拡大図
であり、軸受部23からガイドレール10を取り
した状態を示している。図6は、軸受部23を
側(駆動発生部21側)から見た斜視図である。
転動体8は、鋼球で構成されており、軸受部
23には、4個配置される。なお、軸受部23の安
性から考えると転動体8は4個配置されてい
ば十分であるが、それよりも多くても構わ
い。尚、転動体8は、鋼球で構成されていな
てもよく、安定性、摺動負荷が低減できる
であれば、それ以外の材料で構成されてい
も構わない。
転動体保持器9は、略直方体状の部材であり
、摺動性の高い樹脂、例えば、ポリアセター
ル(POM)やポリフェニレンスルフィド(PPS)で構
されている。転動体保持器9は、その4隅にお
いて、転動体8を保持する円形の開口部を有
ている。開口部は、転動体保持器9の厚さ方
に貫通するとともに、長辺側の側面におい
開放する。転動体8は、各開口部の内側に配
置され、転動体保持器9の厚さ方向に直交す
方向への移動が規制されている。また、転
体8の一部は、転動体保持器9の長辺側の側面
から突出する。
転動体保持器9は、転動体8を各貫通孔に保
した状態で、シャフト5に対向して配置され
。この時、転動体保持器9は、短辺方向に並
ぶ転動体8が、シャフト5の軸心に対して概略9
0度の開き角度に配置されるように、転動体8
保持する。
ガイドレール10は、転動体8を保持した状態
転動体保持器9をシャフト5とは反対側から
うように配置される概ねU字形状の部材であ
。ガイドレール10は、天面10aおよび天面10a
対向する2辺から天面10aに略直交して延びる2
つの側面10b,10cを有している。
転動体保持器9により保持された各転動体8
、ガイドレール10の天面10aおよび側面10b、あ
るいは天面10aおよび側面10cに接触し、転動す
る。このため、シャフト5からの反力は、転
体8を介して天面10a、側面10b,10cに均等に伝わ
り、摺動負荷が著しく低減する。
転動体保持器9のシャフト5側の面とガイド
ール10側の面には、シャフト5あるいはガイ
レール10との摺動抵抗を低減するために突起
9a,9bが形成されている。突起9a(図5参照)は、
動体保持器9のガイドレール10側の面におい
、シャフト5の軸方向に沿って延びる突起で
る。また、突起9aは、シャフト5の軸方向に
交する方向に並んで複数、例えば2本形成さ
れている。突起9b(図6参照)は、転動体保持器9
のシャフト5側の面において形成されている
具体的には、突起9bは、シャフト5の軸方向
沿って並ぶ開口部の中間位置において、シ
フト5の軸方向に直交する方向に沿って延び
突起である。また、突起9bは、シャフト5の
方向に並んで複数、例えば2本形成されてい
る。
突起9aは、転動体保持器9とガイドレール10
が摺動する際の摺動方向と平行な方向に形
されているため、接触面積が少なくなり、
動抵抗を低減させることが可能となる。ま
、突起9bは、転動体保持器9とシャフト5とが
動する際の摺動方向と直交する方向に形成
れているため、接触面積が少なくなり、摺
抵抗を低減させることが可能となる。以上
より、軸受部23の総合的な摺動特性が向上
る。
図5に示すように、ガイドレール10の天面10a
4隅には、側面10b,10c側に突出して延びる4つ
突出部10dが形成されている。図3に示すよう
に、それぞれの突出部10dは、後述する第3枠
53の支持部4hに嵌め込まれており、ガイドレ
ル10の姿勢を維持する。具体的には、ガイ
レール10では、4隅に形成された突出部10dが
持部4hにより支持されることで、シャフト5
りの回転が規制される。これにより、ガイ
レール10に当接する転動体8および転動体保
器9のシャフト5回りの回転を規制することも
可能となる。
〈付勢部24〉
付勢部24(図3参照)は、加圧バネ11と、弾性体
2cとを含んでいる。弾性体2cについては、既
説明したため、詳しい説明は省略する。
図3に示すように、加圧バネ11は、ガイドレ
ル10の天面10aと対向し、ガイドレール10をシ
ャフト5側に押圧する矩形状の主面11eと、主
11eの2つの長辺の両端からシャフト5側に延び
る4つの延伸部11a,11b,11c,11dとから主に構成さ
ている。さらに、図3に示すように、加圧バ
11は、延伸部11a~11dの先端に形成された爪が
述する第3枠体53の突起部4gに嵌め込まれる
とにより、第3枠体53に固定される。
なお、ここでは、加圧バネ11は、ガイドレ
ル10をシャフト5側に押圧すると記載したが
加圧バネ11は少なくともガイドレール10のシ
フト5側とは反対側への移動を規制するもの
で有ればよい。また、加圧バネ11は、ガイド
ール10を直接押圧するように取り付けると
明したが、弾性部材(図示せず)を加圧バネ11
ガイドレール10との間に挟み込んでもよい
ここで、図3をさらに参照して、ガイドレー
ル10および加圧バネ11の取り付けについて説
する。
上述のように、ガイドレール10には、4つの
出部10dが設けられている。ガイドレール10
第3枠体53へ取り付ける際には、各突出部10d
、受け部となる各支持部4hに配置する。ガイ
ドレール10の各突出部10dと第3枠体53の支持部4
hとの間に隙間がある場合、加圧バネ11を取り
付ける際にガイドレール10が多少傾くことに
るが、この場合でも各突出部10dが各支持部4
hと接触するため、ガイドレール10が大きく回
転することが防止できる。すなわち、シャフ
ト5に対して転動体8を介して対向して配置さ
るために、シャフト5の軸回りに回転しやす
いガイドレール10に対して、各突出部10dを設
ることで、ガイドレール10の取り付けが容
となる。さらには、加圧バネ11をガイドレー
ル10を覆うように配置するとともに、延伸部1
1a~11dの先端の爪を第3枠体53の突起部4gに嵌め
むだけで加圧バネ11を第3枠体53に取り付け
ことができるため、組み立てが容易となる
付勢部24(図3参照)は、軸受部23をシャフト5
に押圧する加圧バネ11と、駆動発生部21をシ
フト5側に押圧する弾性体2cとを含んでおり
駆動発生部21と軸受部23とをお互いに近づけ
る方向に付勢する。
弾性体2cは、例えば、シリコンゴムにより
成されており、収縮により弾性力を発生さ
、駆動発生部21をシャフト5側に付勢する。
れにより、シャフト5は、振動アクチュエー
1から軸に直交する方向への付勢力を受ける
。シャフト5は、挿通孔4a,4bに挿通されている
。このため、シャフト5が駆動発生部21とは反
対側から支持されていなければ、挿通孔4a,4b
おいてシャフト5を支持する支持力が発生し
、シャフト5が撓む。
しかし、シャフト5の駆動発生部21とは反対
には、加圧バネ11により付勢された軸受部23
が配置されている。このため、シャフト5は
駆動発生部21と反対側から支持されており、
挿通孔4a,4bにおいてシャフト5に対して加わる
支持力は軽減または相殺される。これにより
、シャフト5の変形が抑制され、挿通孔4a,4bと
シャフト5との摺動抵抗が低減され、駆動効
が向上する。
〈第3枠体53〉
第3枠体53(図3参照)は、枠体4と、枠体4の側
に設けられ、シャフト5を支持するとともに
受部23が固定される支持部4iと、駆動発生部
21が固定される固定部4jとから主に構成され
いる。
枠体4は、中心部に撮像素子などの光学部品
を固定する板状部材である。
支持部4iには、板状の枠体4の面に平行な一
向(一辺に沿った方向)にシャフト5を挿通し
支持するように、挿通孔4aおよび4bが形成さ
れている。また、支持部4iには、ガイドレー
10の外周に形成された突出部10dを支持する
持部4hが形成されているとともに、加圧バネ
11の延伸部11a~11dの先端の爪が係止される突起
部4gが形成されている。
固定部4jは、主にアクチュエータケース3と
向して配置される平面部4cと、平面部4cの一
端に形成され、アクチュエータケース3をシ
フト5側に支持する受け部4eとから構成され
いる。
さらに、第3枠体53には、枠体4を挟んで支持
部4iに対向する位置に、回り止め4fが形成さ
ている。回り止め4fは、シャフト5が固定さ
る部材などに実質的に固定されるシャフト15
を支持し、第3枠体53のシャフト5回りの回転
規制する。
また、上述の例では、枠体4の面に平行な一
方向に沿って第3枠体53が駆動される場合につ
いて説明した。すなわち、枠体4の中心部に
置される撮像素子に入射する光の光軸方向
直交する方向に沿って第3枠体53が駆動され
場合について説明した。この場合、駆動装
50は、撮像素子を駆動させて像ぶれの補正を
行う装置として利用可能である。
〈その他〉
〈1〉
枠体4に配置される光学部品は、撮像素子に
限らず、レンズなど他の光学部品であっても
よい。これについて、図7を用いて説明する
図7は、図1に示す駆動装置50と同様の構成を
採用しつつ、第3枠体53に設けた開口に光学レ
ンズ16を配置した駆動装置50である。駆動装
50は、第3方向Cに沿って入射する光の光軸40
対して、第1方向Aおよび第2方向Bに光学レン
16を駆動し、後段において配置される撮像
子の受像のぶれを補正する。この駆動装置50
、その後段において配置される撮像素子、光
学レンズ16の位置を検知する位置センサおよ
位置センサの出力により駆動装置50を駆動
る制御部などにより、像ぶれ補正装置が構
される。
駆動装置50では、第1枠体51、第2枠体52およ
第3枠体53には、光学レンズ16から入射した光
軸40を通過させるために厚さ方向に貫通する
口が設けられている。
なお、光学レンズ16は、1枚のレンズに限ら
、複数のレンズからなるレンズ群であって
よい。
図21を用いて説明した電磁式の像ぶれ補正
置の場合には、例えば重力の影響を受ける
ッチ方向(図21のY方向)に像ぶれ補正を行わな
い場合にも、アクチュエータに電流を流して
正規の位置を保持する必要がある。しかし、
アクチュエータを摩擦駆動し、かつ駆動発生
部21が駆動受部22に対して付勢力を与える場
には、電流を流さなくとも光学レンズ16の位
置を保持することが可能である。すなわち、
駆動装置50を用いた像ぶれ補正装置では、電
を流さなくとも光軸40の中央近傍に光学レ
ズ16を位置決めして保持することが可能であ
る。この結果、この像ぶれ補正装置では、消
費電力を低減することが可能となる。
〈2〉
上述の構成には、振動アクチュエータ1の駆
動効率をさらに向上させるために、振動アク
チュエータ1を付勢する部材を配置すること
可能である。これについて、図1、図7~図9を
いて具体的に説明する。
図1や図7に示すように、第1駆動機構54およ
第2駆動機構55は、振動アクチュエータ1の主
に垂直な方向で、アクチュエータケース3側
とは反対側への移動を規制する規制部材14と
振動アクチュエータ1の主面と規制部材14と
間に配置され、振動アクチュエータ1をアク
チュエータケース3側に付勢するとともに、
制部材14の寸法のバラツキを吸収する弾性体
13とを有している。
第1駆動機構54の規制部材14は、第2方向Bへの
振動アクチュエータ1の移動を規制する。第2
動機構55の規制部材14は、第1方向Aへの振動
クチュエータ1の移動を規制する。それぞれ
の振動アクチュエータ1は、弾性体2c(図3参照)
により駆動受部22に対して押圧されつつ、電
が印加される時には、微小な振動を繰り返
ている。もし振動アクチュエータ1のアクチ
ュエータケース3側とは反対側への移動が規
されていなければ、この微小な振動により
動受部22に対する振動アクチュエータ1の姿
が時間とともに変化する。この姿勢の変化
、駆動効率の低下につながる。
一方、第1駆動機構54および第2駆動機構55が
制部材14および弾性体13を有し、振動アクチ
ュエータ1の移動を規制している場合には、
動受部22の駆動効率の低下が防止可能となる
。
また、図8と図9とに示すように、図1と図7と
に示す第1駆動機構54および第2駆動機構55は、
加圧バネ11に代えてガイドレール10をシャフ
5側に押圧する押圧部材12を有していてもよ
。押圧部材12は、ガイドレール10の天面10a上
係止される爪を先端に有する略コの字状の
材であり、それぞれの駆動発生部21全体を
うように駆動発生部21側から取り付けられ、
ガイドレール10をシャフト5側に引き寄せるよ
うに作用する。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態である駆動装置につい
て説明する。なお、第1実施形態で説明した
と同様の構成に対しては同じ符号を付して
れらの説明を省略する。
〈駆動装置60〉
図10に示す駆動装置60は、デジタルスチール
カメラ、デジタルビデオカメラなどの光学機
器に搭載される装置であり、CCDやCMOSなどの
像素子やレンズといった光学部品を光軸に
交な2方向に駆動し、光学像の像ぶれ補正を
うために用いられる装置である。図10に示
駆動装置60は、特に上面側に撮像素子などを
搭載し駆動する装置である。
図10に示すように、駆動装置60は、第1枠体61
と、第2枠体62と、第3枠体63と、第1駆動機構64
と、第2駆動機構65とを備えている。第2枠体62
は、第1枠体61に対して第1方向Aに移動可能に
持されている。第3枠体63は、第2枠体62に対
て第1方向Aと直交する第2方向Bに移動可能に
支持されている。
第1駆動機構64は、第1枠体61と第2枠体62との
に設けられ、第1枠体61と第2枠体62とを相対
動させる。具体的には、第1駆動機構64は、
2枠体62を第1枠体61および第1枠体61が固定さ
る光学機器(図示せず)に対して第1方向Aに沿
って駆動する。
第2駆動機構65は、第2枠体62と第3枠体63との
に設けられ、第2枠体62と第3枠体63とを相対
動させる。具体的には、第2駆動機構65は、
3枠体63を第2枠体62に対して第2方向Bに沿っ
駆動する。第2駆動機構65は、第1駆動機構64
対して、第1方向Aおよび第2方向Bに直交する
3方向C回りに90度回転した位置に配置されて
いる。
第1駆動機構64と第2駆動機構65とのそれぞれ
、第1実施形態で説明した第1駆動機構54と第
2駆動機構55と同様に、駆動発生部21と、駆動
部22と、軸受部23と、付勢部24とを含んでい
。
第1駆動機構64では、駆動発生部21と駆動受
22と軸受部23とは、第2方向Bに沿って配置さ
ており、それぞれの第3方向Cの位置は、ほぼ
同じである。
第2駆動機構65では、駆動発生部21と駆動受
22と軸受部23とは、第1方向Aに沿って配置さ
ており、それぞれの第3方向Cの位置は、ほぼ
同じである。
さらに、第1駆動機構64と第2駆動機構65との
れぞれの第3方向Cの位置は、ほぼ同じであ
、それぞれの駆動受部22に平行な同一平面上
に配置されている。
第1枠体61には、第1駆動機構64の駆動受部22
固定されているとともに、駆動受部22を支持
する軸受部23および付勢部24が設けられてい
。第2枠体62には、第1駆動機構64の駆動発生
21が弾性的に固定されているとともに、第2
動機構65の駆動受部22および駆動受部22を支
する軸受部23および付勢部24が設けられてい
。第3枠体63には、第2駆動機構65の駆動発生
21が弾性的に固定されている。
第1駆動機構64および第2駆動機構65は、上述
ごとく第1枠体61~第3枠体63に配置されており
、第1駆動機構64において駆動発生部21が駆動
部22に作用する作用方向B1は、第2駆動機構65
において駆動発生部21が駆動受部22に作用す
作用方向A1と直交する方向である。
このように、第1駆動機構64と第2駆動機構65
をほぼ同じ高さに配置することで、駆動装
60の第3方向Cへの厚みを小さくすることが可
能となる。また、第1駆動機構64および第2駆
機構65を構成する部材を第3方向Cと直交する
向(第1方向Aや第2方向B)に沿って配置するこ
で、第3方向Cへの厚みを小さくすることが
能となる。
また、駆動装置60には、第1実施形態で説明
た第1回り止め機構57と第2回り止め機構58と
様の回り止め機構(第1回り止め機構67と第2
り止め機構68)が設けられている。
〈その他〉
第3枠体63に配置される光学部品は、撮像素
に限らず、レンズなど他の光学部品であっ
もよい。これについて、図11を用いて説明
る。
図11は、図10に示す駆動装置60と同様の構成
採用しつつ、第3枠体63に設けた開口に光学
ンズ16を配置した駆動装置60である。駆動装
置60は、第3方向Cに沿って入射する光の光軸40
に対して、第1方向Aおよび第2方向Bに光学レ
ズ16を駆動し、後段において配置される撮像
素子の受像のぶれを補正する。この駆動装置
60、その後段において配置される撮像素子、
学レンズ16の位置を検知する位置センサお
び位置センサの出力により駆動装置60を駆動
する制御部などにより、像ぶれ補正装置が構
成される。
駆動装置60では、第1枠体61、第2枠体62およ
第3枠体63には、光学レンズ16から入射した光
軸40を通過させるために厚さ方向に貫通する
口が設けられている。
なお、光学レンズ16は、1枚のレンズに限ら
、複数のレンズからなるレンズ群であって
よい。
図21を用いて説明した電磁式の像ぶれ補正
置の場合には、例えば重力の影響を受ける
ッチ方向(図21のY方向)に像ぶれ補正を行わな
い場合にも、アクチュエータに電流を流して
正規の位置を保持する必要がある。しかし、
アクチュエータを摩擦駆動し、かつ駆動発生
部21が駆動受部22に対して付勢力を与える場
には、電流を流さなくとも光学レンズ16の位
置を保持することが可能である。すなわち、
駆動装置60を用いた像ぶれ補正装置では、電
を流さなくとも光軸40の中央近傍に光学レ
ズ16を位置決めして保持することが可能であ
る。この結果、この像ぶれ補正装置では、消
費電力を低減することが可能となる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態である駆動装置につい
て説明する。
図12は、本発明の第3実施形態である駆動装
120の分解斜視図である。
駆動装置120は、駆動発生部121と、摺動部材(
相対駆動部)122と、軸受部(規制部)123と、付勢
部124と、本体部125とを含む。
駆動発生部121は、例えば圧電素子などの電
機械変換素子により駆動を発生させる。摺
部材122は、駆動発生部121により発生した駆
を受け、駆動発生部121に対して相対的に駆
される。軸受部123は、摺動部材122を挟んで
動発生部121と対向して配置され、摺動部材1
22において駆動発生部121が作用する箇所の駆
発生部121側とは反対側への摺動部材122の変
を規制する。付勢部124は、駆動発生部121と
受部123とをお互いに近づける方向に付勢す
。本体部125は、駆動発生部121を支持し、摺
部材122と相対的に駆動される。
以下、上述の各構成について、より詳細に
明を加える。
〈駆動発生部121〉
図13は、駆動装置120が備える駆動発生部121
斜視図である。
駆動発生部121は、振動アクチュエータ101と
弾性体102a~102cと、アクチュエータケース103
から主に構成されている。
振動アクチュエータ101は、直方体形状をし
圧電素子101a、圧電素子101aの最も広い面積
有する面(以下、主面という)の長辺側の側面
に配置され、摺動部材122に対して摩擦接触す
る2つの駆動子101b,101c、主面に形成された4つ
電極101d~101gとから主に構成されている。
圧電素子101aは、主にセラミックスなどの材
料により構成される部材である。圧電素子101
aは、対角に位置する2対の電極101d,101gおよび
極101e,101fにそれぞれ位相が異なる交流電圧
印加することで、縦振動と屈曲振動とを調
的に発生させ、駆動力を発生させる。なお
電圧印加は、電極101d~101gに接続されたフレ
シブルプリント基板(図示せず)を用いて行
れている。駆動子101b,101cは、摺動部材122と
触する頭部が半球状に形成された、例えば
ラミックス材料で構成された部材である。
動子101b,101cは、圧電素子101aに固定され、圧
素子101aに発生した駆動力を摺動部材122に伝
える。なお、駆動子101b,101cの頭部の形状は、
図示した半球状に限らず、他の曲面状に形成
されていてもよく、駆動効率を高める形状で
あれば、どのような形状でも構わない。
弾性体102a,102bは、圧電素子101aの主面の短辺
側側面を両側から弾性支持する。弾性体102c
、圧電素子101aの主面の長辺側側面を摺動部
122側に弾性支持する。弾性体102a~102cは、ゴ
やフェルトなどで構成されており、弾性変
することにより、付勢力を発生する。弾性
102a~102cは、摺動部材122に対する振動アクチ
エータ101の姿勢を維持し、振動アクチュエ
タ101が摺動部材122を駆動する際の駆動効率
高める役割を果たす。なお、弾性体102cは、
後述する加圧バネ111とともに、駆動発生部121
と軸受部123とをお互いに近づける方向に付勢
する付勢部124(図12参照)を構成する。
アクチュエータケース103は、振動アクチュ
ータ101および弾性体102a~102cを一体的に保持
る。具体的には、振動アクチュエータ101は
弾性体102a~102cを介して、アクチュエータケ
ス103の内部に固定されている。アクチュエ
タケース103には、圧電素子101aの主面の反対
側の面と対向する面において、厚さ方向に貫
通する貫通孔103aが形成されている(図12参照)
アクチュエータケース103は、貫通孔103aに、
後述する本体部125の平面部104cに形成された
起104dを嵌め合わせることにより、平面部104c
と対向して配置される。これにより、アクチ
ュエータケース103の内部に固定された振動ア
クチュエータ101および弾性体102a~102cは、本体
部125および本体部125に配置される部材に対し
て位置決めされる。具体的には、後述する摺
動部材122のシャフト105、ベース106およびセラ
ミックス板107に対して、振動アクチュエータ
101の駆動子101b,101cが接触するように配置され
る。この時、弾性体102cは、ある程度収縮す
ため、振動アクチュエータ101の駆動子101b,101
cは、セラミックス板107を押圧しつつ接触す
。
〈摺動部材122〉
摺動部材122(図12参照)は、ステンレスからな
るシャフト105と、シャフト105に固定されるベ
ース106と、ベース106の駆動発生部121と対向す
る面に貼り付けられたセラミックス板107とか
ら主に構成されている。シャフト105は、後述
する本体部125の挿通孔104a,104bに対して挿通さ
れ、本体部125に対して、シャフト105の軸方向
(符号Aで示す方向)に相対的に駆動される。ベ
ース106は、挿通孔104a,104bに挿通されたシャフ
ト105の挿通孔104aと挿通孔104bとの中間位置に
いて接着剤によって接着固定、あるいは異
材料同士の化学的接合により固定されてい
。
駆動子101b,101cの頭部は、それぞれ半球状に
成されている。このため、摺動部材122を効
よく駆動させるためには、円柱状のシャフ
105に駆動子101b,101cが直接当接するよりも、
ャフト105に固定された平面状のセラミック
板107に駆動子101b,101cが直接当接する方が好
しい。また、平面状のセラミックス板107を
して、駆動子101b,101cと摺動部材122とを当接
せる方が、組み立ても容易となる。
なお、駆動子101b,101cが摺動方向(シャフト 105の軸方向)に曲率を有する形状である場合 は、駆動子101b,101cを、円柱状のシャフト105 円弧部分に当接させても駆動効率はそれほ 低下しない。しかし、駆動発生部121は、高 波の駆動を発生させるとともに、駆動発生 121から摺動部材122への駆動の伝達は、摩擦 よる伝達であるため、セラミックス材料で 成された駆動子101b,101cと、金属材料で形成 れたシャフト105とを直接接触させると、接 部の摩耗が激しくなる。ここで、駆動装置12 0が、シャフト105が磨耗されることによる粉 や駆動効率の低下等を許容できる装置に搭 されるものである場合には、駆動子101b,101c 円柱状のシャフト105とを直接当接させる、 るいはシャフト105にDカットを施し、その平 部を駆動子101b,101cと直接当接させるなどと った構成を採用することも可能である。
しかし、駆動装置120が、シャフト105が磨耗
れることによる粉塵や駆動効率の低下等を
容できない装置に搭載されるものである場
には、接触部を磨耗しにくい材料で構成す
ことが求められる。一方、シャフト105をセ
ミックス材料で構成しようとしても、高硬
材料であるセラミックス材料を精度良く円
形に研磨することは困難であり、高コスト
要因となる。このため、駆動装置120では、
易に精度良く研磨することが可能でコスト
どの問題がない金属材料でシャフト105を構
しつつ、シャフト105に対してセラミックス
107を固定する構成を採用している。なお、
ース106をセラミックス材料で構成する場合
は、セラミックス板107は設けなくてもよい
〈軸受部123〉
軸受部123(図12参照)は、シャフト105を挟んで
駆動発生部121と対向して配置され、駆動発生
部121の駆動によるシャフト105の撓みを規制す
る部材である。軸受部123は、シャフト105に当
接し、シャフト105に対する軸受部123の摺動抵
抗を低下させる役割を果たす球状の4個の転
体108と、それぞれの転動体108を保持する転
体保持器109と、転動体108および転動体保持
109を案内するガイドレール110とを含む。
図114と図115とを用いて、軸受部123の構成に
いて詳細に説明する。図114は、軸受部123の
大図であり、軸受部123からガイドレール110
取り外した状態を示している。図115は、軸
部123を下側(駆動発生部121側)から見た斜視
である。
転動体108は、鋼球で構成されており、軸受
123には、4個配置される。なお、軸受部123の
安定性から考えると転動体108は4個配置され
いれば十分であるが、それよりも多くても
わない。尚、転動体108は、鋼球で構成され
いなくてもよく、安定性、摺動負荷が低減
きるのであれば、それ以外の材料で構成さ
ていても構わない。
転動体保持器109は、略直方体状の部材であ
、摺動性の高い樹脂、例えば、ポリアセタ
ル(POM)やポリフェニレンスルフィド(PPS)で構
成されている。転動体保持器109は、その4隅
おいて、転動体108を保持する円形の開口部
有している。開口部は、転動体保持器109の
さ方向に貫通するとともに、長辺側の側面
おいて開放する。転動体108は、各開口部の
側に配置され、転動体保持器109の厚さ方向
直交する方向への移動が規制されている。
た、転動体108の一部は、転動体保持器109の
辺側の側面から突出する。
転動体保持器109は、転動体108を各貫通孔に
持した状態で、シャフト105に対向して配置
れる。この時、転動体保持器109は、短辺方
に並ぶ転動体108が、シャフト105の軸心に対
て概略90度の開き角度に配置されるように
転動体108を保持する。
ガイドレール110は、転動体108を保持した状
の転動体保持器109をシャフト105とは反対側
ら覆うように配置されるU字形状の部材であ
る。ガイドレール110は、天面110aおよび天面11
0aの対向する2辺から天面110aに略直交して延
る2つの側面110b,110cを有している。
転動体保持器109により保持された各転動体1
08は、ガイドレール110の天面110aおよび側面110
b、あるいは天面110aおよび側面110cに接触し、
転動する。このため、シャフト105からの反力
は、転動体108を介して天面110a、側面110b,110c
均等に伝わり、摺動負荷が著しく低減する
転動体保持器109のシャフト105側の面とガ ドレール110側の面には、シャフト105あるい ガイドレール110との摺動抵抗を低減するた に突起109a,109bが形成されている。突起109a( 114参照)は、転動体保持器109のガイドレール1 10側の面において、シャフト105の軸方向に沿 て延びる突起である。また、突起109aは、シ ャフト105の軸方向に直交する方向に並んで複 数、例えば2本形成されている。突起109b(図115 参照)は、転動体保持器109のシャフト105側の において形成されている。具体的には、突 109bは、シャフト105の軸方向に沿って並ぶ開 部の中間位置において、シャフト105の軸方 に直交する方向に沿って延びる突起である また、突起109bは、シャフト105の軸方向に並 んで複数、例えば2本形成されている。
突起109aは、転動体保持器109とガイドレール
110とが摺動する際の摺動方向と平行な方向に
形成されているため、接触面積が少なくなり
、摺動抵抗を低減させることが可能となる。
また、突起109bは、転動体保持器109とシャフ
105とが摺動する際の摺動方向と直交する方
に形成されているため、接触面積が少なく
り、摺動抵抗を低減させることが可能とな
。以上により、軸受部123の総合的な摺動特
が向上する。
図16に示すように、ガイドレール110の天面11
0aの4隅には、側面110b,110c側に突出して延びる
4つの突出部110dが形成されている。図16に示
ように、それぞれの突出部110dは、後述する
体部125の支持部104hに嵌め込まれており、ガ
イドレール110の姿勢を維持する。具体的には
、ガイドレール110では、4隅に形成された突
部110dが支持部104hにより支持されることで、
シャフト105回りの回転が規制される。これに
より、ガイドレール110に当接する転動体108お
よび転動体保持器109のシャフト105回りの回転
を規制することも可能となる。
〈付勢部124〉
付勢部124(図12参照)は、加圧バネ111と、弾性
体102cとを含んでいる。弾性体102cについては
既に説明したため、詳しい説明は省略する
図16に示すように、加圧バネ111は、ガイド
ール110の天面110aと対向し、ガイドレール110
シャフト105側に押圧する矩形状の主面111eと
、主面111eの2つの長辺の両端からシャフト105
に延びる4つの延伸部111a,111b,111c,111dとから
に構成されている。さらに、図17に示すよう
に、加圧バネ111は、延伸部111a~111dの先端に形
成された爪が後述する本体部125の突起部104g
嵌め込まれることにより、本体部125に固定
れる。
なお、ここでは、加圧バネ111は、ガイドレ
ル110をシャフト105側に押圧すると記載した
、加圧バネ111は少なくともガイドレール110
シャフト105側とは反対側への移動を規制す
もので有ればよい。また、加圧バネ111は、
イドレール110を直接押圧するように取り付
ると説明したが、弾性部材(図示せず)を加
バネ111とガイドレール110との間に挟み込ん
もよい。
ここで、図16をさらに参照して、ガイドレ
ル110および加圧バネ111の取り付けについて
明する。
上述のように、ガイドレール110には、4つの
突出部110dが設けられている。ガイドレール11
0を本体部125へ取り付ける際には、各突出部11
0dを、受け部となる各支持部104hに配置する。
ガイドレール110の各突出部110dと本体部125の
持部104hとの間に隙間がある場合、加圧バネ1
11を取り付ける際にガイドレール110が多少傾
ことになるが、この場合でも各突出部110dが
各支持部104hと接触するため、ガイドレール11
0が大きく回転することが防止できる。すな
ち、シャフト105に対して転動体108を介して
向して配置されるために、シャフト105の軸
りに回転しやすいガイドレール110に対して
各突出部110dを設けることで、ガイドレール1
10の取り付けが容易となる。さらには、ガイ
レール110を覆うように加圧バネ111を配置す
とともに、延伸部111a~111dの先端の爪を本体
125の突起部104gに嵌め込むだけで加圧バネ111
を本体部125に取り付けることができるため、
組み立てが容易となる。
付勢部124(図12参照)は、軸受部123をシャフト
105側に押圧する加圧バネ111と、駆動発生部121
をシャフト105側に押圧する弾性体102cとを含
でおり、駆動発生部121と軸受部123とをお互
に近づける方向に付勢する。
弾性体102cは、例えば、シリコンゴムにより
構成されており、収縮により弾性力を発生さ
せ、駆動発生部121をシャフト105側に付勢する
。これにより、シャフト105は、振動アクチュ
エータ101から軸に直交する方向への付勢力を
受ける。シャフト105は、挿通孔104a,104bに挿通
されている。このため、シャフト105が駆動発
生部121とは反対側から支持されていなければ
、挿通孔104a,104bにおいてシャフト105を支持す
る支持力が発生し、シャフト105が撓む。
しかし、シャフト105の駆動発生部121とは反
側には、加圧バネ111により付勢された軸受
123が配置されている。このため、シャフト1
05は、駆動発生部121と反対側から支持されて
り、挿通孔104a,104bにおいてシャフト105に対
て加わる支持力は軽減または相殺される。
れにより、シャフト105の変形が抑制され、
通孔104a,104bとシャフト105との摺動抵抗が低
され、駆動効率が向上する。
〈本体部125〉
本体部125(図12参照)は、枠体104と、枠体104の
側面に設けられ、シャフト105を支持するとと
もに軸受部123が固定される支持部104iと、駆
発生部121が固定される固定部104jとから主に
成されている。
枠体104は、中心部にレンズなどの光学部品
固定する板状部材である。
支持部104iには、板状の枠体104の面に平行な
一方向(一辺に沿った方向)にシャフト105を挿
して支持するように、挿通孔104aおよび4bが
成されている。また、支持部104iには、ガイ
ドレール110の外周に形成された突出部110dを
持する支持部104hが形成されているとともに
加圧バネ111の延伸部111a~111dの先端の爪が係
される突起部104gが形成されている。
固定部104jは、主にアクチュエータケース103
と対向して配置される平面部104cと、平面部10
4cの一端に形成され、アクチュエータケース1
03をシャフト105側に支持する受け部104eとから
構成されている。
さらに、本体部125には、枠体104を挟んで支
部104iに対向する位置に、回り止め104fが形
されている。回り止め104fは、シャフト105が
定される部材などに実質的に固定されるシ
フト115を支持し、本体部125のシャフト105回
の回転を規制する。
なお、上述の例では、本体部125がシャフト1
05に沿って移動する場合について記載してい
が、枠体104を固定すれば、摺動部材122であ
シャフト105、ベース106、セラミックス板107
駆動を行うことができる。
また、上述の例では、枠体104の面に平行な
方向に沿って本体部125が駆動される場合に
いて説明した。すなわち、枠体104の中心部
配置されるレンズの光軸方向に直交する方
に沿って本体部125が駆動される場合につい
説明した。この場合、駆動装置120は、レン
を駆動させて像ぶれの補正を行う装置とし
利用可能である。しかし、支持部104iがレン
ズの光軸方向(枠体104の面に直交する方向)に
ってシャフト105を支持する構造であれば、
動装置120は、光軸方向に光学部品を駆動す
装置、例えば、フォーカス調整装置などと
て利用可能である。
さらに、枠体104に配置される光学部品は、
ンズに限らず、CCD,CMOSなどの撮像素子であ
てもよい。
〈その他〉
上述の構成には、振動アクチュエータ101の
動効率をさらに向上させるために、振動ア
チュエータ101を付勢する部材を配置するこ
が可能である。これについて、図18を用い
具体的に説明する。
図18に示すように、駆動装置120は、振動ア
チュエータ101の主面に垂直な方向で、アク
ュエータケース103側とは反対側への移動を
制する規制部材114と、振動アクチュエータ10
1の主面と規制部材114との間に配置され、振
アクチュエータ101をアクチュエータケース10
3側に付勢するとともに、規制部材114の寸法
バラツキを吸収する弾性体113とを有してい
。
規制部材114は、振動アクチュエータ101の駆
子101b,101cと摺動部材122とが接触する方向に
して直角方向への振動アクチュエータ101の
動を規制する。振動アクチュエータ101は、
性体102c(図12参照)により摺動部材122に対し
押圧されつつ、電圧が印加される時には、
小な振動を繰り返している。もし振動アク
ュエータ101のアクチュエータケース103側と
反対側への移動が規制されていなければ、
の微小な振動により摺動部材122に対する振
アクチュエータ101の姿勢が時間とともに変
する。この姿勢の変化は、駆動効率の低下
つながる。
一方、駆動装置120が規制部材114および弾性
113を有し、振動アクチュエータ101の移動を
制している場合には、摺動部材122の駆動効
の低下が防止可能となる。
また、図18では、加圧バネ111に代えてガイ
レール110をシャフト105側に押圧する押圧部
112を有している。押圧部材112は、ガイドレ
ル110の天面110a上に係止される爪を先端に有
る略コの字状の部材であり、駆動発生部121
体を覆うように駆動発生部121側から取り付
られ、ガイドレール110をシャフト105側に引
寄せるように作用する。なお、言うまでも
いが、駆動装置120は、押圧部材112に代えて
圧バネ111を有していてもよい。
また、図19に示すように、駆動装置120が押
部材112を有する場合には、本体部125には、
クチュエータケース103をシャフト105側に支
する受け部104e(図12参照)が形成されていなく
てもよい。この場合、押圧部材112のコの字状
の底部がアクチュエータケース103をシャフト
105側に支持する。また、押圧部材112の側部の
一方は、本体部125に設けられた開口部104kに
入されるとともに、側部の他方は、振動ア
チュエータ101の主面を覆うように配置され
。さらに、側部の先端に形成された爪がガ
ドレール110の天面110a上に係止される。
本発明によれば、厚み方向または厚み方向
直交する方向の小型化を実現する駆動装置
提供することが可能となる。このため、本
明は、厚み方向または厚み方向に直交する
向の小型化の実現が求められる駆動装置と
て有用であり、光学部品の駆動装置および
れを用いた像ぶれ補正装置などとして適用
能である。
本発明によれば、好適な駆動効率を実現す
駆動装置を提供することが可能となる。こ
ため、本発明は、好適な駆動効率が求めら
る分野において、駆動装置として利用可能
ある。
