駆動装置及びレンズ駆動装置
【課題】軸方向移動の駆動源とする電気―機械変換素子に電圧を供給するリード線を動作部と離れた箇所で接続が可能でシンプル化でき、被駆動部材の移動性を妨げないリード線の処理が容易で動作安定性の向上が図られ、組み立てが容易になり、コスト削減になる駆動装置を提供すること。
【解決手段】保持部材１１に設けられた摩擦係合部材１３により、駆動部材１２の長手方向を該保持部材１１に沿わせ該駆動部材１２の一端を摩擦係合状態に支持し、駆動部材１２の他端面に電気―機械変換素子１４を固着し、電気―機械変換素子１４の他端面に被駆動部材１５を固着した。駆動部材１２は、少なくとも外面が導電性を有し、かつ、少なくとも電気―機械変換素子１４に対する固定端外面（周面又は端面）が一方の電極１４ａの設置面に近接し、固定端外面が該一方の電極１４ａに導電性接続手段１６により電気的に接続されている。
【解決手段】保持部材１１に設けられた摩擦係合部材１３により、駆動部材１２の長手方向を該保持部材１１に沿わせ該駆動部材１２の一端を摩擦係合状態に支持し、駆動部材１２の他端面に電気―機械変換素子１４を固着し、電気―機械変換素子１４の他端面に被駆動部材１５を固着した。駆動部材１２は、少なくとも外面が導電性を有し、かつ、少なくとも電気―機械変換素子１４に対する固定端外面（周面又は端面）が一方の電極１４ａの設置面に近接し、固定端外面が該一方の電極１４ａに導電性接続手段１６により電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気―機械変換素子をその伸縮方向に被駆動物体を移動させる駆動源とし、被駆動物体の慣性力と支持部の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる駆動装置及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ枠、レンズ枠を光軸方向にガイドするガイドシャフト、レンズ枠を光軸方向の一方向に付勢するスプリング、レンズ枠の一部に回転不能に保持された雌ネジを有するナット、ベースに固定されたモータ等からなる。このように、モータを駆動源とする構成では、部品点数が多く、構造が複雑になり、組み立てが難しく、高コストになり、レンズ駆動が遅れる、といった問題がある。
【０００３】
そこで、レンズ駆動装置の駆動源として圧電素子を用いることが例えば特許文献１〜５に提案されている。従来の圧電素子を用いた駆動装置は、インパクト方式（ＩＤＭ）やＳｔｉｃ／Ｓｌｉｐ方式及びスムースインパクト方式（ＳＩＤＭ）等の方式で、一般的に知られている。
【０００４】
特許文献１のレンズ駆動装置は、圧電素子に駆動部材を固着し、その駆動部材に被駆動部材を摩擦係合させて構成され、圧電素子に伸縮変位させる駆動パルスを入力し駆動部材を往復移動させて、駆動部材に対し被駆動部材を移動させる構成である。
【０００５】
特許文献２のレンズ駆動装置は、圧電素子のリード線の接続作業の効率を向上する手段として、圧電素子に装着可能に構成される接続ソケットと、導電体で作製された配線基板の接続位置まで延出している接片を備えた構成である。
【０００６】
特許文献３のレンズ駆動装置は、電気−機械変換素子の一端に固定された駆動軸と、圧接ばね及び摩擦板によって駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒とを備えている。電気−機械変換素子にパルス状の電圧を印加すると、電気−機械変換素子が伸縮し駆動軸が変化することで、駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒を移動させる構成である。
【０００７】
特許文献４のレンズ駆動装置は、圧電素子に接続される配線部材の接続部分が圧電素子の動作に影響を低減する手段として、圧電素子の電極に接続され非伸縮部の位置に設けられる入力端子とを備えて構成されていて、プリント配線基板が非伸縮時の位置にある入力端子とハンダ付けされる構成である。
【０００８】
上記の四例は、いずれも、圧電素子の伸縮方向の一方の端面が固定部材に固着され、他方の端面に、駆動部材が固定され、この駆動部材に被駆動部材が摩擦係合されている構造である。
【０００９】
【特許文献１】特許第２６３３０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２６７５３８号公報
【特許文献３】特開平７−２７４５４４号公報
【特許文献４】特開２００７−２７４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜４の圧電素子を用いた駆動装置は、カメラモジュールの小型化に伴い、圧電素子に電圧を供給するリード線の処理が非常に難しいと考えられる。
【００１１】
また、特許文献１に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、圧電素子の電気的な接続が難しく製造しにくいという問題点がある。駆動装置が小型化すると、圧電素子も小型のものを用いるようになり、この圧電素子から延びるリード線を接続するには、ピンセットを使用し圧電素子の正極・負極の２箇所をハンダ付けすることとなる。このような圧電素子のリード線の接続作業は、かなり細かな作業であって、非常に作業性が悪い。
【００１２】
また、特許文献２に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、電気−機械変換素子への電圧供給手段は、接続ソケット・接片１・接片２・支持部材の少なくとも３種類４個の部品が必要とされるため、コスト的に優位性がなく、さらに小型化に対して逆行する構造となっている。
【００１３】
また、特許文献３に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、電気−機械変換素子へ電圧を供給する２つのリード線を近接して並べて電気−機械変換素子の上面に取り付けているのでリード線の処理が非常に難しいと考えられる。
【００１４】
また、特許文献４に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、装置が小型化されており、圧電素子がさらに小型化されており、圧電素子の全長に対する非伸縮部の占める割合が非常に微小であり、組立の作業性が悪いと共に、接点が微小なため、圧電素子の振動による影響により接触不良を招く危険性がある。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の駆動装置は、保持部材と、駆動部材と、前記保持部材に設けられていて前記駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記駆動部材の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気―機械変換素子と、前記電気―機械変換素子の他端面に固着された被駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に電気的に接続されている、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００１８】
また本発明の駆動装置によれば、一方の電極と駆動部材との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段（例えば半田付け）による電気的な接続が実現され、リード線を設けない状態で駆動部材を摩擦係合部材に対して組み付けることができ、一方の電極へ電圧を供給するリード線の取り付けは、駆動部材のいずれかの部位において行うことができ、さらに、駆動部材に対して電気的な接続を取る部材に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極に対する電気的な接続が実現できる。
【００１９】
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を摩擦係合支持する係合支持面の少なくとも一部が導電性を有していることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、リード線を固定部材（摩擦係合部材）へ取付けることができるから、リード線の反力による被駆動部材に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
【００２０】
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動部材を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されるばね部材とからなり、前記係合固定部材と前記ばね部材の少なくともいずれか一方が導電性材料よりなることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている。
この構成によれば、駆動部材と電気的に接続する摩擦係合部材を簡素に構成でき、リード線の接続作業を係合固定部材又はばね部材の上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
【００２１】
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、かつ、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、かつ、前記被駆動部材の前記外面の一部にリード線が導電性接続手段により接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００２２】
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、さらに、前記被駆動部材に設けられ前記外面の一部と電気的に接続された導電性材料よりなるガイド部材と、少なくとも前記ガイド部材と接する前記保持部材の面を導電性として、電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００２３】
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段として、請求項1乃至５のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする。
本発明のレンズ駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。これによりレンズを光軸方向に駆動することができる。本発明のレンズ駆動装置によれば、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成をなす駆動装置及びレンズ駆動装置によれば、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態の駆動装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１〜図４は、本発明の第１の実施形態に係る駆動装置を示す図である。
駆動装置１Ａは、保持部材１１上に摩擦係合部材１３が固設される一方、電気―機械変換素子１４の伸縮方向の一方の端面に駆動部材１２が固着されると共に他方の端面に被駆動部材１５が固着された組立体とされ、この組立体が保持部材１１に沿うように横軸とされ、かつ、駆動部材１２の基端寄り部分が摩擦係合部材１３で摩擦係合状態に支持され、電気―機械変換素子１４の上下面の電極１４ａ，１４ｂに制御電圧を供給する２本のリード線１７、１９を備えてなる。
【００２７】
駆動装置１Ａの動作の概略を説明する（詳細は後述する）。
リード線１７、１９にパルス状の制御電圧が印加され、電気―機械変換素子１４が制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に微小ステップ移動し、また緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００２８】
保持部材１１は、いわゆるベースであり、この実施形態では導電性材料と非導電性材料のいずれを用いて構成されても良い。
駆動部材１２は、いわゆる水平スライド軸であり、慣性力を高めるために質量が小さいＣＦＲＰ（炭素繊維複合材料）、又は炭素系焼結体、或いはその軸材料に適する他質量が小さい導電性材料が選択され、丸棒状に形成されている。
摩擦係合部材１３は、駆動部材１２に対するいわゆるリニアガイドブラケットであり、駆動部材１２を摩擦係合状態に水平に支持する。摩擦係合部材１３は、この実施形態では、係合固定部材１３ａと、ばね部材１３ｂとからなる。係合固定部材１３ａは、保持部材１１の上面に固定されていて、駆動部材１２を受承し案内する凹部（Ｖ字状凹部あるいは半円筒凹面部）１３ａ’を有している。ばね部材１３ｂは、凹部（Ｖ字状凹部あるいは半円筒凹面部）１３ａ’に受承される駆動部材１２に被さり係合固定部材１３ａに止着具（子ねじ）２４により固定され駆動部材１２に摩擦係合力を与える。
電気―機械変換素子１４は、電圧を加えると微小に伸縮する圧電素子であり、ここでは直方体形状であり、上下面に電極１４ａ、１４ｂを有する。電極１４ａ、１４ｂのいずれか一方が正極で他方が負極となる。電気―機械変換素子１４は、電極１４ａ、１４ｂ間に制御電圧を印加されると、伸縮する機能を有する。
被駆動部材１５は、移動対象部材であり、駆動部材１２及び電気―機械変換素子１４に比べ、大きく形成されるか又は質量が大きい材料により形成され、慣性力を利用した動作原理を実現できるようにするために、駆動部材１２及び電気―機械変換素子１４を合計した重量よりもかなり大きいものとして形成される。
【００２９】
一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、この実施形態では、導電性材料よりなる駆動部材１２と電気―機械変換素子１４の一方の電極１４ａとが導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）１６により電気的に接続され、ばね部材１３ｂが弾性及び導電性を備えた金属材料よりなり、このばね部材１３ｂの上面にリード線１７が導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）１８により取り付けられている。導電性接続手段１６は、駆動部材１２と電気―機械変換素子１４とを固着する時に設けられる。
従って、リード線１７を取り付けることが難しい電気―機械変換素子１４の下面の電極１４ａにはリード線１７を取り付けず、該電極１４ａから大きく離れていて、かつ、取り付け易い位置にリード線１７を取り付けているが、電極１４ａとリード線１７とが電気的に接続されている。これにより、電気−機械変換素子１４の伸縮によりリード線１７も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
【００３０】
電気―機械変換素子１４の他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１９との電気的接続構造として、この実施形態では、上面に位置される該他方の電極１４ｂにリード線１９が導電性接続手段２０により接続されている。
【００３１】
駆動装置１Ａの動作を説明する。
リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速伸長するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材１５が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は、電気―機械変換素子１４に接近する方向に微小ステップ移動した状態にずれる。そして、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速収縮するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材１５が電気―機械変換素子１４の収縮分の寸法だけ摩擦係合部材１３の方向に移動する。
従って、リード線１７、１９に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速伸長と緩速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に移動していく。
【００３２】
また、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速伸長するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材１５が電気―機械変換素子１４の伸長分の寸法だけ移動し、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は変わらない。そして、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速収縮するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材１５が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は、駆動部材１２が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動する状態にずれる。
従って、リード線１７、１９に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速伸長と瞬速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動していく。
なお、電気―機械変換素子１４の電極１４ａ、１４ｂの正負が逆転した場合には、上記リード線１７、１９に印加される制御電圧が負の値になる。
【００３３】
この実施形態の駆動装置１Ａによれば、電気―機械変換素子１４をその伸縮方向に被駆動物体１５を移動させる駆動源とし、被駆動物体１５の慣性力と摩擦係合部材１３の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体１５を軸方向に往復動させうる。
【００３４】
この実施形態の駆動装置１Ａによれば、電気―機械変換素子１４の対面に設けられた一方の電極１４ａと、駆動部材１２の導電性を有する外面とが近接している構成であるから、一方の電極１４ａと駆動部材１２との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段（例えば半田付け）１６による電気的な接続が実現される。この導電性接続手段（例えば半田付け）１６の設置は、駆動部材１２の摩擦係合部材１３への組み付け前に行うことができる。このため、リード線１７を設けない状態で駆動部材１２を摩擦係合部材１３に対して組み付けることができ、組み付けが容易になる。該組み付け後は、該一方の電極１４ａへ電圧を供給するリード線１７の取り付けは、駆動部材１２に対して電気的な接続を取る部材（この実施形態ではばね部材１３ｂ）に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子１４から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極１４ａに対する電気的な接続が実現できる。電気―機械変換素子１４が、直方体でありかつ上下の対面に分配して２つの電極が設けられている場合、リード線を設け難い方の下側の電極を前記一方の電極１４ａとして選択すれば、他方の電極１４ｂに対するリード線１９の接続作業は、駆動部材１２の上面で容易に行うことができる。
【００３５】
この実施形態の駆動装置によれば、電気―機械変換素子１４から大きく離れた位置で移動しない部材１３の上面位置にリード線１７の接続作業が行えて、一方の電極１４ａに対する電気的な接続が実現できて、移動しない部材１３への取付けであるから、リード線１７の反力による被駆動部材１５に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
【００３６】
この実施形態の駆動装置によれば、駆動部材１２と電気的に接続する摩擦係合部材１３を簡素に構成でき、リード線１７の接続作業を係合固定部材１３ａ又はばね部材１３ｂの上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
【００３７】
この実施形態の駆動装置によれば、一方の電極１４ａとして下面側の電極１４ａを選択しポイント状のハンダ付けにより摩擦係合部材１３と接続処理するから、電気―機械変換素子１４が微小であっても、電気―機械変換素子１４の上面側の電極を他方の電極１４ａとして選択できるので、リード線１９の導電性接続手段２０による接続が容易に行える。
【００３８】
（第２の実施形態）
図５、図６は、本発明の第２の実施形態に係る動装置を示す図である。駆動装置１Ｂは、保持部材１１と、駆動部材１２と、摩擦係合部材１３と、電気―機械変換素子１４と、被駆動部材１５とからなる組立体が、第１の実施形態の駆動装置１Ａと同一である。また、一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。さらに、リード線１７、１９に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子１４が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
【００３９】
駆動装置１Ｂでは、他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１７との電気的接続構造として、被駆動部材１５が導電性材料からなり、かつ、該上面と前記電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂに近接していて導電性接続手段２１により接続され、かつ、前記被駆動部材１５にリード線１９が導電性接続手段２０により接続されている点が、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と相違している。なお、この実施形態では、被駆動部材１５は少なくとも上面（外面の一部）が導電性を有していれば足りる。
【００４０】
第２の実施形態の駆動装置１Ｂによれば、ポイント状の導電性接続手段２１により電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと被駆動部材１５との電気的な接続が行えて、さらに、他方の電極１４ｂに電圧を供給するためのリード線１９を、微小部材である電気―機械変換素子１４に対してではなく、十分に大きな被駆動部材１５の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子１４から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図７、図８は、本発明の第３の実施形態に係る駆動装置を示す図である。この駆動装置１Ｃは、保持部材１１と、駆動部材１２と、摩擦係合部材１３と、電気―機械変換素子１４と、被駆動部材１５とからなる組立体が、第１の実施形態の駆動装置１Ａと同一である。また、一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。さらに、リード線１７、１９に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子１４が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
【００４２】
駆動装置１Ｃでは、他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１７との電気的接続構造として、被駆動部材１５の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂとが導電性接続手段２１により接続され、さらに、保持部材１１の少なくとも被駆動部材１５と対応するエリア面に導電性を有する敷板２３が設けられ、敷板２３の上に設けられた導電性材料よりなるガイド部材２２で前記被駆動部材１５の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、敷板２３と他方の電極１４ｂとが電気的に接続され、さらに、敷板２３に導電性接続手段２０によりリード線１９が接続されている。なお、敷板２３に換えて同エリア面を導電性のメッキや塗装をしても良い。
【００４３】
第３の実施形態の駆動装置１Ｃによれば、電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと被駆動部材１５との間の電気的な接続が行われ、さらに、被駆動部材１５と保持部材１１の少なくとも被駆動部材１５と対応するエリア面との間の電気的な接続が行われ、他方の電極１４ｂに電圧を供給するためのリード線１９を、微小部材である電気―機械変換素子１４に対してではなく、十分に大きな保持部材１１の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子１４から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。そして、電気−機械変換素子１４の伸縮によりリード線１９も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
【実施例】
【００４４】
図９は、レンズ保持案内装置３０と第１の実施形態の駆動装置１Ａとを組み合わせてなるレンズ駆動装置２を示す図である。レンズ保持案内装置３０は、レンズＧを保持して光軸Ｌ方向に案内するレンズホルダ３１を浮動的な状態に備えている。すなわち、レンズホルダ３１より両側に突出する一対のガイドブラケット３２，３３は、ガイドコラム３４，３５に係合案内され、かつ、ブラケット３６より立設されたガイドピン３７の周りに遊嵌するコイルばね３８が上方の押圧部材（不図示）により圧縮され下方へ付勢されている。レンズ保持案内装置３０には、一側面より張り出した連節ピン３９が光軸Ｌに関して垂直面内に位置し、この連節ピン３９の下側に、駆動装置１Ａが備えられている。
駆動装置１Ａは、駆動部材１２と電気―機械変換素子１４と被駆動部材１５との組立体の軸線が、光軸Ｌに関し垂直面内に存在しかつ連節ピン３９の下側に直角にすれ違うように備えられている。
この実施例では、駆動装置１Ａの被駆動部材１５の上面が張出端に向かって下降する傾斜面１５ａとなっていて、この傾斜面１５ａに連接ピン３９が載っている。
【００４５】
この実施例のレンズ駆動装置２によれば、リード線１７、１９に制御電圧が印加されることにより、電気―機械変換素子１４が急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に移動していき、傾斜面１５ａの連接ピン接触レベルが下がるので、レンズホルダ３１の重量及びコイルばね３８の付勢によりレンズホルダ３１が下降する。
また、電気―機械変換素子１４が緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に移動していき、傾斜面１５ａの連接ピン接触レベルが上がる方向に変位することになるが、このとき、傾斜面１５ａが楔作用を生起しレンズホルダ３１の重量及びコイルばね３８の付勢に抗して連接ピン３９を持ち上げる。従って、レンズホルダ３１が上昇する。
【００４６】
この実施例のレンズ駆動装置２によれば、第１の実施形態の駆動装置１Ａを用いたから、該駆動装置１Ａの作用効果を奏し、これに加え、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減になる等の効果を奏するレンズ駆動装置を提供することができる。
【００４７】
（その他の実施の形態、変形例）
以上、本発明に係る第１〜第３の実施形態及び実施例について図面を参照し説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限度で種々の設計変更や工程の変更が可能であり、そのような変更を技術的範囲に含むものである。
【００４８】
（駆動部材１２について）
駆動部材１２は、上記実施形態では丸棒状に形成されているが、回転軸の機能を必要としない構成要素であるから角棒状等に構成されても良い。また駆動部材１２は、上記実施形態では質量が小さい導電性材料であるＣＦＲＰ等により構成されているが、少なくとも外面が導電性を有している構成であればよい。例えば、軸材料に適する質量が小さい非導電性材料より棒状に形成され外面をめっきされた構成であっても良い。
【００４９】
（摩擦係合部材１３について）
摩擦係合部材１３は、駆動部材１２を介して電気―機械変換素子１４の一方の電極１４ａと電気的に接続される構成であれば良く、最も大きい考え方として、駆動部材１２を摩擦係合支持する係合支持面（貫通孔内面部）の少なくとも一部が導電性を有していることにより電気的に接続されていれば良い。上記実施形態では、ばね部材１３ｂが導電性材料より構成され、係合固定部材１３ａが非導電性材料より構成され、リード線１７の取り付けがばね部材１３ｂに対して行われているが、これとは逆に、ばね部材１３ｂが非導電性材料より構成され、係合固定部材１３ａが導電性材料より構成され、リード線１７の取り付けが係合固定部材１３ａに対して行われてもよい。さらに両者とも導電性材料より構成されても良い。
【００５０】
（被駆動部材１５について）
第３の実施形態では、電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと敷板２３とが被駆動部材１５を介して電気的に接続されていれば良い。従って、被駆動部材１５は、少なくとも外面が導電性を有していれば良い。また、被駆動部材１５は、質量が大きい導電性金属材料（例えば銅系合金）から構成することが好ましいが、質量が大きい非導電性材料の外面に導電性メッキを付けたものであっても良い。
【００５１】
（保持部材１１について）
第３の実施形態では、保持部材１１を導電性材料で構成して敷板２３を無くしても良い。この場合、係合固定部材１３ａを導電性材料で構成するときは、保持部材１１と係合固定部材１３ａとの絶縁を行って、リード線１７とリード線１９との短絡を防止する。
第３の実施形態では、被駆動部材１５の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と前記電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂとが導電性接続手段２１により接続され、さらに、前記保持部材１１の少なくとも前記被駆動部材１５と対応するエリア面の敷板２３が導電性を有し、
該敷板２３に設けられた導電性材料よりなるガイド部材２２で前記被駆動部材１５の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、前記敷板２３と前記他方の電極１４ｂとが電気的に接続され、さらに、該敷板２３に導電性接続手段２０によりリード線１９が接続されている構成であれば良い。
【００５２】
本発明の駆動装置及びレンズ駆動装置は、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できるため、デジタルカメラの駆動装置として適用できるのは勿論のこと、その他のレンズ光学系の駆動装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の正面図である。
【図３】図１の駆動装置の分解斜視図である。
【図４】図１の駆動装置の要部の電気―機械変換素子である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図６】図５の駆動装置の正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図８】図７の駆動装置の正面図である。
【図９】レンズ保持案内装置と第１の実施形態の駆動装置とを組み合わせてなるレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 駆動装置（レンズ駆動手段）
２ レンズ駆動装置
１１ 保持部材
１２ 駆動部材
１３ 摩擦係合部材
１３ａ 係合固定部材
１３ａ’ 凹部
１３ｂ ばね部材
１４ 電気―機械変換素子
１４ａ 一方の電極
１４ｂ 他方の電極
１５ 被駆動部材
１６ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
１７ リード線
１８ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
１９ リード線
２０ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
２１ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
２２ ガイド部材
２３ 敷板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気―機械変換素子をその伸縮方向に被駆動物体を移動させる駆動源とし、被駆動物体の慣性力と支持部の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる駆動装置及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ枠、レンズ枠を光軸方向にガイドするガイドシャフト、レンズ枠を光軸方向の一方向に付勢するスプリング、レンズ枠の一部に回転不能に保持された雌ネジを有するナット、ベースに固定されたモータ等からなる。このように、モータを駆動源とする構成では、部品点数が多く、構造が複雑になり、組み立てが難しく、高コストになり、レンズ駆動が遅れる、といった問題がある。
【０００３】
そこで、レンズ駆動装置の駆動源として圧電素子を用いることが例えば特許文献１〜５に提案されている。従来の圧電素子を用いた駆動装置は、インパクト方式（ＩＤＭ）やＳｔｉｃ／Ｓｌｉｐ方式及びスムースインパクト方式（ＳＩＤＭ）等の方式で、一般的に知られている。
【０００４】
特許文献１のレンズ駆動装置は、圧電素子に駆動部材を固着し、その駆動部材に被駆動部材を摩擦係合させて構成され、圧電素子に伸縮変位させる駆動パルスを入力し駆動部材を往復移動させて、駆動部材に対し被駆動部材を移動させる構成である。
【０００５】
特許文献２のレンズ駆動装置は、圧電素子のリード線の接続作業の効率を向上する手段として、圧電素子に装着可能に構成される接続ソケットと、導電体で作製された配線基板の接続位置まで延出している接片を備えた構成である。
【０００６】
特許文献３のレンズ駆動装置は、電気−機械変換素子の一端に固定された駆動軸と、圧接ばね及び摩擦板によって駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒とを備えている。電気−機械変換素子にパルス状の電圧を印加すると、電気−機械変換素子が伸縮し駆動軸が変化することで、駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒を移動させる構成である。
【０００７】
特許文献４のレンズ駆動装置は、圧電素子に接続される配線部材の接続部分が圧電素子の動作に影響を低減する手段として、圧電素子の電極に接続され非伸縮部の位置に設けられる入力端子とを備えて構成されていて、プリント配線基板が非伸縮時の位置にある入力端子とハンダ付けされる構成である。
【０００８】
上記の四例は、いずれも、圧電素子の伸縮方向の一方の端面が固定部材に固着され、他方の端面に、駆動部材が固定され、この駆動部材に被駆動部材が摩擦係合されている構造である。
【０００９】
【特許文献１】特許第２６３３０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２６７５３８号公報
【特許文献３】特開平７−２７４５４４号公報
【特許文献４】特開２００７−２７４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜４の圧電素子を用いた駆動装置は、カメラモジュールの小型化に伴い、圧電素子に電圧を供給するリード線の処理が非常に難しいと考えられる。
【００１１】
また、特許文献１に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、圧電素子の電気的な接続が難しく製造しにくいという問題点がある。駆動装置が小型化すると、圧電素子も小型のものを用いるようになり、この圧電素子から延びるリード線を接続するには、ピンセットを使用し圧電素子の正極・負極の２箇所をハンダ付けすることとなる。このような圧電素子のリード線の接続作業は、かなり細かな作業であって、非常に作業性が悪い。
【００１２】
また、特許文献２に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、電気−機械変換素子への電圧供給手段は、接続ソケット・接片１・接片２・支持部材の少なくとも３種類４個の部品が必要とされるため、コスト的に優位性がなく、さらに小型化に対して逆行する構造となっている。
【００１３】
また、特許文献３に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、電気−機械変換素子へ電圧を供給する２つのリード線を近接して並べて電気−機械変換素子の上面に取り付けているのでリード線の処理が非常に難しいと考えられる。
【００１４】
また、特許文献４に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、装置が小型化されており、圧電素子がさらに小型化されており、圧電素子の全長に対する非伸縮部の占める割合が非常に微小であり、組立の作業性が悪いと共に、接点が微小なため、圧電素子の振動による影響により接触不良を招く危険性がある。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の駆動装置は、保持部材と、駆動部材と、前記保持部材に設けられていて前記駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記駆動部材の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気―機械変換素子と、前記電気―機械変換素子の他端面に固着された被駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に電気的に接続されている、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００１８】
また本発明の駆動装置によれば、一方の電極と駆動部材との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段（例えば半田付け）による電気的な接続が実現され、リード線を設けない状態で駆動部材を摩擦係合部材に対して組み付けることができ、一方の電極へ電圧を供給するリード線の取り付けは、駆動部材のいずれかの部位において行うことができ、さらに、駆動部材に対して電気的な接続を取る部材に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極に対する電気的な接続が実現できる。
【００１９】
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を摩擦係合支持する係合支持面の少なくとも一部が導電性を有していることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、リード線を固定部材（摩擦係合部材）へ取付けることができるから、リード線の反力による被駆動部材に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
【００２０】
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動部材を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されるばね部材とからなり、前記係合固定部材と前記ばね部材の少なくともいずれか一方が導電性材料よりなることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている。
この構成によれば、駆動部材と電気的に接続する摩擦係合部材を簡素に構成でき、リード線の接続作業を係合固定部材又はばね部材の上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
【００２１】
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、かつ、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、かつ、前記被駆動部材の前記外面の一部にリード線が導電性接続手段により接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００２２】
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、さらに、前記被駆動部材に設けられ前記外面の一部と電気的に接続された導電性材料よりなるガイド部材と、少なくとも前記ガイド部材と接する前記保持部材の面を導電性として、電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００２３】
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段として、請求項1乃至５のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする。
本発明のレンズ駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。これによりレンズを光軸方向に駆動することができる。本発明のレンズ駆動装置によれば、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成をなす駆動装置及びレンズ駆動装置によれば、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態の駆動装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１〜図４は、本発明の第１の実施形態に係る駆動装置を示す図である。
駆動装置１Ａは、保持部材１１上に摩擦係合部材１３が固設される一方、電気―機械変換素子１４の伸縮方向の一方の端面に駆動部材１２が固着されると共に他方の端面に被駆動部材１５が固着された組立体とされ、この組立体が保持部材１１に沿うように横軸とされ、かつ、駆動部材１２の基端寄り部分が摩擦係合部材１３で摩擦係合状態に支持され、電気―機械変換素子１４の上下面の電極１４ａ，１４ｂに制御電圧を供給する２本のリード線１７、１９を備えてなる。
【００２７】
駆動装置１Ａの動作の概略を説明する（詳細は後述する）。
リード線１７、１９にパルス状の制御電圧が印加され、電気―機械変換素子１４が制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に微小ステップ移動し、また緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００２８】
保持部材１１は、いわゆるベースであり、この実施形態では導電性材料と非導電性材料のいずれを用いて構成されても良い。
駆動部材１２は、いわゆる水平スライド軸であり、慣性力を高めるために質量が小さいＣＦＲＰ（炭素繊維複合材料）、又は炭素系焼結体、或いはその軸材料に適する他質量が小さい導電性材料が選択され、丸棒状に形成されている。
摩擦係合部材１３は、駆動部材１２に対するいわゆるリニアガイドブラケットであり、駆動部材１２を摩擦係合状態に水平に支持する。摩擦係合部材１３は、この実施形態では、係合固定部材１３ａと、ばね部材１３ｂとからなる。係合固定部材１３ａは、保持部材１１の上面に固定されていて、駆動部材１２を受承し案内する凹部（Ｖ字状凹部あるいは半円筒凹面部）１３ａ’を有している。ばね部材１３ｂは、凹部（Ｖ字状凹部あるいは半円筒凹面部）１３ａ’に受承される駆動部材１２に被さり係合固定部材１３ａに止着具（子ねじ）２４により固定され駆動部材１２に摩擦係合力を与える。
電気―機械変換素子１４は、電圧を加えると微小に伸縮する圧電素子であり、ここでは直方体形状であり、上下面に電極１４ａ、１４ｂを有する。電極１４ａ、１４ｂのいずれか一方が正極で他方が負極となる。電気―機械変換素子１４は、電極１４ａ、１４ｂ間に制御電圧を印加されると、伸縮する機能を有する。
被駆動部材１５は、移動対象部材であり、駆動部材１２及び電気―機械変換素子１４に比べ、大きく形成されるか又は質量が大きい材料により形成され、慣性力を利用した動作原理を実現できるようにするために、駆動部材１２及び電気―機械変換素子１４を合計した重量よりもかなり大きいものとして形成される。
【００２９】
一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、この実施形態では、導電性材料よりなる駆動部材１２と電気―機械変換素子１４の一方の電極１４ａとが導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）１６により電気的に接続され、ばね部材１３ｂが弾性及び導電性を備えた金属材料よりなり、このばね部材１３ｂの上面にリード線１７が導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）１８により取り付けられている。導電性接続手段１６は、駆動部材１２と電気―機械変換素子１４とを固着する時に設けられる。
従って、リード線１７を取り付けることが難しい電気―機械変換素子１４の下面の電極１４ａにはリード線１７を取り付けず、該電極１４ａから大きく離れていて、かつ、取り付け易い位置にリード線１７を取り付けているが、電極１４ａとリード線１７とが電気的に接続されている。これにより、電気−機械変換素子１４の伸縮によりリード線１７も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
【００３０】
電気―機械変換素子１４の他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１９との電気的接続構造として、この実施形態では、上面に位置される該他方の電極１４ｂにリード線１９が導電性接続手段２０により接続されている。
【００３１】
駆動装置１Ａの動作を説明する。
リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速伸長するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材１５が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は、電気―機械変換素子１４に接近する方向に微小ステップ移動した状態にずれる。そして、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速収縮するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材１５が電気―機械変換素子１４の収縮分の寸法だけ摩擦係合部材１３の方向に移動する。
従って、リード線１７、１９に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速伸長と緩速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に移動していく。
【００３２】
また、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速伸長するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材１５が電気―機械変換素子１４の伸長分の寸法だけ移動し、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は変わらない。そして、リード線１７、１９に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子１４が水平方向に瞬速収縮するときは、被駆動物体１５の慣性力が摩擦係合部材１３による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材１５が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材１３の駆動部材１２を保持する位置は、駆動部材１２が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動する状態にずれる。
従って、リード線１７、１９に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子１４が水平方向に緩速伸長と瞬速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に微小ステップ移動していく。
なお、電気―機械変換素子１４の電極１４ａ、１４ｂの正負が逆転した場合には、上記リード線１７、１９に印加される制御電圧が負の値になる。
【００３３】
この実施形態の駆動装置１Ａによれば、電気―機械変換素子１４をその伸縮方向に被駆動物体１５を移動させる駆動源とし、被駆動物体１５の慣性力と摩擦係合部材１３の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体１５を軸方向に往復動させうる。
【００３４】
この実施形態の駆動装置１Ａによれば、電気―機械変換素子１４の対面に設けられた一方の電極１４ａと、駆動部材１２の導電性を有する外面とが近接している構成であるから、一方の電極１４ａと駆動部材１２との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段（例えば半田付け）１６による電気的な接続が実現される。この導電性接続手段（例えば半田付け）１６の設置は、駆動部材１２の摩擦係合部材１３への組み付け前に行うことができる。このため、リード線１７を設けない状態で駆動部材１２を摩擦係合部材１３に対して組み付けることができ、組み付けが容易になる。該組み付け後は、該一方の電極１４ａへ電圧を供給するリード線１７の取り付けは、駆動部材１２に対して電気的な接続を取る部材（この実施形態ではばね部材１３ｂ）に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子１４から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極１４ａに対する電気的な接続が実現できる。電気―機械変換素子１４が、直方体でありかつ上下の対面に分配して２つの電極が設けられている場合、リード線を設け難い方の下側の電極を前記一方の電極１４ａとして選択すれば、他方の電極１４ｂに対するリード線１９の接続作業は、駆動部材１２の上面で容易に行うことができる。
【００３５】
この実施形態の駆動装置によれば、電気―機械変換素子１４から大きく離れた位置で移動しない部材１３の上面位置にリード線１７の接続作業が行えて、一方の電極１４ａに対する電気的な接続が実現できて、移動しない部材１３への取付けであるから、リード線１７の反力による被駆動部材１５に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
【００３６】
この実施形態の駆動装置によれば、駆動部材１２と電気的に接続する摩擦係合部材１３を簡素に構成でき、リード線１７の接続作業を係合固定部材１３ａ又はばね部材１３ｂの上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
【００３７】
この実施形態の駆動装置によれば、一方の電極１４ａとして下面側の電極１４ａを選択しポイント状のハンダ付けにより摩擦係合部材１３と接続処理するから、電気―機械変換素子１４が微小であっても、電気―機械変換素子１４の上面側の電極を他方の電極１４ａとして選択できるので、リード線１９の導電性接続手段２０による接続が容易に行える。
【００３８】
（第２の実施形態）
図５、図６は、本発明の第２の実施形態に係る動装置を示す図である。駆動装置１Ｂは、保持部材１１と、駆動部材１２と、摩擦係合部材１３と、電気―機械変換素子１４と、被駆動部材１５とからなる組立体が、第１の実施形態の駆動装置１Ａと同一である。また、一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。さらに、リード線１７、１９に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子１４が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
【００３９】
駆動装置１Ｂでは、他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１７との電気的接続構造として、被駆動部材１５が導電性材料からなり、かつ、該上面と前記電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂに近接していて導電性接続手段２１により接続され、かつ、前記被駆動部材１５にリード線１９が導電性接続手段２０により接続されている点が、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と相違している。なお、この実施形態では、被駆動部材１５は少なくとも上面（外面の一部）が導電性を有していれば足りる。
【００４０】
第２の実施形態の駆動装置１Ｂによれば、ポイント状の導電性接続手段２１により電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと被駆動部材１５との電気的な接続が行えて、さらに、他方の電極１４ｂに電圧を供給するためのリード線１９を、微小部材である電気―機械変換素子１４に対してではなく、十分に大きな被駆動部材１５の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子１４から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図７、図８は、本発明の第３の実施形態に係る駆動装置を示す図である。この駆動装置１Ｃは、保持部材１１と、駆動部材１２と、摩擦係合部材１３と、電気―機械変換素子１４と、被駆動部材１５とからなる組立体が、第１の実施形態の駆動装置１Ａと同一である。また、一方の電極（下面側の電極）１４ａとリード線１７との電気的接続構造として、第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。さらに、リード線１７、１９に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子１４が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第１の実施形態の駆動装置１Ａの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
【００４２】
駆動装置１Ｃでは、他方の電極（上面側の電極）１４ｂとリード線１７との電気的接続構造として、被駆動部材１５の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂとが導電性接続手段２１により接続され、さらに、保持部材１１の少なくとも被駆動部材１５と対応するエリア面に導電性を有する敷板２３が設けられ、敷板２３の上に設けられた導電性材料よりなるガイド部材２２で前記被駆動部材１５の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、敷板２３と他方の電極１４ｂとが電気的に接続され、さらに、敷板２３に導電性接続手段２０によりリード線１９が接続されている。なお、敷板２３に換えて同エリア面を導電性のメッキや塗装をしても良い。
【００４３】
第３の実施形態の駆動装置１Ｃによれば、電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと被駆動部材１５との間の電気的な接続が行われ、さらに、被駆動部材１５と保持部材１１の少なくとも被駆動部材１５と対応するエリア面との間の電気的な接続が行われ、他方の電極１４ｂに電圧を供給するためのリード線１９を、微小部材である電気―機械変換素子１４に対してではなく、十分に大きな保持部材１１の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子１４から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。そして、電気−機械変換素子１４の伸縮によりリード線１９も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
【実施例】
【００４４】
図９は、レンズ保持案内装置３０と第１の実施形態の駆動装置１Ａとを組み合わせてなるレンズ駆動装置２を示す図である。レンズ保持案内装置３０は、レンズＧを保持して光軸Ｌ方向に案内するレンズホルダ３１を浮動的な状態に備えている。すなわち、レンズホルダ３１より両側に突出する一対のガイドブラケット３２，３３は、ガイドコラム３４，３５に係合案内され、かつ、ブラケット３６より立設されたガイドピン３７の周りに遊嵌するコイルばね３８が上方の押圧部材（不図示）により圧縮され下方へ付勢されている。レンズ保持案内装置３０には、一側面より張り出した連節ピン３９が光軸Ｌに関して垂直面内に位置し、この連節ピン３９の下側に、駆動装置１Ａが備えられている。
駆動装置１Ａは、駆動部材１２と電気―機械変換素子１４と被駆動部材１５との組立体の軸線が、光軸Ｌに関し垂直面内に存在しかつ連節ピン３９の下側に直角にすれ違うように備えられている。
この実施例では、駆動装置１Ａの被駆動部材１５の上面が張出端に向かって下降する傾斜面１５ａとなっていて、この傾斜面１５ａに連接ピン３９が載っている。
【００４５】
この実施例のレンズ駆動装置２によれば、リード線１７、１９に制御電圧が印加されることにより、電気―機械変換素子１４が急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３の方向に移動していき、傾斜面１５ａの連接ピン接触レベルが下がるので、レンズホルダ３１の重量及びコイルばね３８の付勢によりレンズホルダ３１が下降する。
また、電気―機械変換素子１４が緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材１５が摩擦係合部材１３から離隔する方向に移動していき、傾斜面１５ａの連接ピン接触レベルが上がる方向に変位することになるが、このとき、傾斜面１５ａが楔作用を生起しレンズホルダ３１の重量及びコイルばね３８の付勢に抗して連接ピン３９を持ち上げる。従って、レンズホルダ３１が上昇する。
【００４６】
この実施例のレンズ駆動装置２によれば、第１の実施形態の駆動装置１Ａを用いたから、該駆動装置１Ａの作用効果を奏し、これに加え、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減になる等の効果を奏するレンズ駆動装置を提供することができる。
【００４７】
（その他の実施の形態、変形例）
以上、本発明に係る第１〜第３の実施形態及び実施例について図面を参照し説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限度で種々の設計変更や工程の変更が可能であり、そのような変更を技術的範囲に含むものである。
【００４８】
（駆動部材１２について）
駆動部材１２は、上記実施形態では丸棒状に形成されているが、回転軸の機能を必要としない構成要素であるから角棒状等に構成されても良い。また駆動部材１２は、上記実施形態では質量が小さい導電性材料であるＣＦＲＰ等により構成されているが、少なくとも外面が導電性を有している構成であればよい。例えば、軸材料に適する質量が小さい非導電性材料より棒状に形成され外面をめっきされた構成であっても良い。
【００４９】
（摩擦係合部材１３について）
摩擦係合部材１３は、駆動部材１２を介して電気―機械変換素子１４の一方の電極１４ａと電気的に接続される構成であれば良く、最も大きい考え方として、駆動部材１２を摩擦係合支持する係合支持面（貫通孔内面部）の少なくとも一部が導電性を有していることにより電気的に接続されていれば良い。上記実施形態では、ばね部材１３ｂが導電性材料より構成され、係合固定部材１３ａが非導電性材料より構成され、リード線１７の取り付けがばね部材１３ｂに対して行われているが、これとは逆に、ばね部材１３ｂが非導電性材料より構成され、係合固定部材１３ａが導電性材料より構成され、リード線１７の取り付けが係合固定部材１３ａに対して行われてもよい。さらに両者とも導電性材料より構成されても良い。
【００５０】
（被駆動部材１５について）
第３の実施形態では、電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂと敷板２３とが被駆動部材１５を介して電気的に接続されていれば良い。従って、被駆動部材１５は、少なくとも外面が導電性を有していれば良い。また、被駆動部材１５は、質量が大きい導電性金属材料（例えば銅系合金）から構成することが好ましいが、質量が大きい非導電性材料の外面に導電性メッキを付けたものであっても良い。
【００５１】
（保持部材１１について）
第３の実施形態では、保持部材１１を導電性材料で構成して敷板２３を無くしても良い。この場合、係合固定部材１３ａを導電性材料で構成するときは、保持部材１１と係合固定部材１３ａとの絶縁を行って、リード線１７とリード線１９との短絡を防止する。
第３の実施形態では、被駆動部材１５の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と前記電気―機械変換素子１４の他方の電極１４ｂとが導電性接続手段２１により接続され、さらに、前記保持部材１１の少なくとも前記被駆動部材１５と対応するエリア面の敷板２３が導電性を有し、
該敷板２３に設けられた導電性材料よりなるガイド部材２２で前記被駆動部材１５の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、前記敷板２３と前記他方の電極１４ｂとが電気的に接続され、さらに、該敷板２３に導電性接続手段２０によりリード線１９が接続されている構成であれば良い。
【００５２】
本発明の駆動装置及びレンズ駆動装置は、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できるため、デジタルカメラの駆動装置として適用できるのは勿論のこと、その他のレンズ光学系の駆動装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の正面図である。
【図３】図１の駆動装置の分解斜視図である。
【図４】図１の駆動装置の要部の電気―機械変換素子である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図６】図５の駆動装置の正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図８】図７の駆動装置の正面図である。
【図９】レンズ保持案内装置と第１の実施形態の駆動装置とを組み合わせてなるレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 駆動装置（レンズ駆動手段）
２ レンズ駆動装置
１１ 保持部材
１２ 駆動部材
１３ 摩擦係合部材
１３ａ 係合固定部材
１３ａ’ 凹部
１３ｂ ばね部材
１４ 電気―機械変換素子
１４ａ 一方の電極
１４ｂ 他方の電極
１５ 被駆動部材
１６ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
１７ リード線
１８ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
１９ リード線
２０ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
２１ 導電性接続手段（ハンダ付け又は導電性接着材）
２２ ガイド部材
２３ 敷板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材と、駆動部材と、前記保持部材に設けられていて前記駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記駆動部材の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気―機械変換素子と、前記電気―機械変換素子の他端面に固着された被駆動部材と、を備え、
前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に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】
前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を摩擦係合支持する係合支持面の少なくとも一部が導電性を有していることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動部材を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されるばね部材とからなり、前記係合固定部材と前記ばね部材の少なくともいずれか一方が導電性材料よりなることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、かつ、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、かつ、前記被駆動部材の前記外面の一部にリード線が導電性接続手段により接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、さらに、前記被駆動部材に設けられ前記外面の一部と電気的に接続された導電性材料よりなるガイド部材と、少なくとも前記ガイド部材と接する前記保持部材の面を導電性として、電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の駆動装置。
【請求項６】
レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段として、請求項１乃至５のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１】
保持部材と、駆動部材と、前記保持部材に設けられていて前記駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記駆動部材の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気―機械変換素子と、前記電気―機械変換素子の他端面に固着された被駆動部材と、を備え、
前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に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】
前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を摩擦係合支持する係合支持面の少なくとも一部が導電性を有していることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動部材を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されるばね部材とからなり、前記係合固定部材と前記ばね部材の少なくともいずれか一方が導電性材料よりなることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、かつ、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、かつ、前記被駆動部材の前記外面の一部にリード線が導電性接続手段により接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、さらに、前記被駆動部材に設けられ前記外面の一部と電気的に接続された導電性材料よりなるガイド部材と、少なくとも前記ガイド部材と接する前記保持部材の面を導電性として、電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の駆動装置。
【請求項６】
レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段として、請求項１乃至５のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２４７１６３（Ｐ２００９−２４７１６３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２５９２（Ｐ２００８−９２５９２）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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