JP2005309330A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型軽量化および省電力化の要求を満足させることができ、なおかつ、信頼性、静音性、応答性および製造性に優れ、さらに、コストを安価にすることができる光学装置を提供すること。
【解決手段】 光学素子３と、この光学素子３を磁歪効果を利用して所定の方向に駆動する駆動手段１３とを有すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学装置に係り、特に、光学素子を所定の方向に駆動するのに好適な光学装置に関する。

近年、マルチメディアの進展が著しく、例えば、携帯型のコンピュータやテレビ電話、携帯電話等に搭載するためのＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したカメラの需要が著しく高まっている。このようなカメラは、限られた設置スペースに搭載する必要があることから、小型であり、かつ、軽量であることが望まれている。

また、このようなカメラに利用される固体撮像素子としては、従来から、ＣＩＦと称される約１１万画素程度の解像度を持ったものや、ＶＧＡと称される約３０万画素程度の解像度を有するものが採用されていたが、最近においては、メガピクセルと称される１００万画素以上の解像度を実現することができる固体撮像素子が採用されるに至っている。

このような小型軽量のカメラにおいてより高い解像度を実現するためには、カメラに用いられるレンズによって、物体側から入射した光線を固体撮像素子のセンサ面に適正に結像させることが重要となる。

このため、固体撮像素子を利用したカメラにおいても、銀塩フィルム式のカメラと同様に、レンズを光軸方向に駆動してフォーカシングやズームを行うレンズの駆動手段を備えることが必要不可欠となっていた。

このような固体撮像素子用のカメラに対応したレンズの駆動手段としては、これまでにも、モータを用いてレンズを駆動する駆動手段が採用されていた。

しかしながら、モータを用いた駆動手段は、モータの回転運動をレンズによる光軸方向に沿った直線運動に変換する機構を設ける必要があるため、装置が徒に大型化することを余儀なくされ、小型軽量の固体撮像素子用カメラに搭載するには好ましいものとはいえなかった。

また、モータの駆動のための電力消費量が多すぎるため、省電力化の要求が強い携帯用のカメラには特に適さないものとなっていた。そのうえ、モータの駆動音が大き過ぎるといった欠点を有していた。

そこで、このような固体撮像素子用カメラには適さない諸種の欠点を有するモータ方式の駆動手段に代り、電気を供給して電歪素子を歪ませることによってレンズの駆動力を得る駆動手段が提案されている。

例えば、特許文献１においては、電歪素子としての圧電素子の変位を利用して複数のレンズを駆動するアクチエータが提案されている。

また、特許文献２においては、主としてポリマー材からなる電歪素子の電歪効果を利用することによって、装置の簡略化・小型化・静音化および省電力化に寄与する光学装置が提案されている。

特開２００２−５１５７６号公報 特開２００３−２１５４２９号公報

しかしながら、特許文献１または２に記載の電歪効果を利用した駆動手段においては、電歪素子自体に配線を接続して電力を直接供給する必要があるため、このような電歪素子を利用した駆動手段を使用し続けることにより繰り返される電歪素子の変位等によって電歪素子と配線との接続部が断線する虞があり、信頼性が低いといった問題点や、配線の接続が複雑となり、製造性が悪いといった問題点を有している。このような問題点は、電歪素子（例えば圧電素子）の個数が多くなるほど、さらに顕著なものとなる。

また、電歪素子の駆動に要する電圧は、数十Ｖから、多いときには１００Ｖを超えるため、消費電力を低減するために必ずしも最適な手段とはいえず、省電力化の要求を未だに満足させることができないのが実情であった。

さらに、電歪素子の駆動電圧が高いことによって、例えば、これを携帯用のカメラに搭載する場合には、昇圧回路が必要になるため、回路構成が煩雑になり、コストが高価になるといった問題を生じる。

また、レンズを効率的に駆動するためには、電歪素子が電気の供給によって大きな変位を発生することが求められるところ、現状においては、電歪素子自体が発揮し得る変位には一定の限界がある。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、小型軽量化および省電力化の要求を満足させることができ、なおかつ、信頼性、静音性、応答性および製造性に優れ、さらに、コストを安価にすることができる光学装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光学装置の特徴は、光学素子と、前記光学素子を磁歪効果を利用して所定の方向に駆動する駆動手段とを有する点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、小型軽量化、省電力化、信頼性、静音性、応答性、製造性および経済性に優れた磁歪効果を利用して光学素子を駆動することが可能となる。

請求項２に係る光学装置の特徴は、請求項１において、前記駆動手段が、磁界を作用させることによって変位を発生する磁歪素子と、この磁歪素子に発生した変位が入力されるとともに、この入力された変位を拡大して前記光学素子側に出力する変位拡大機構とを有する点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、さらに、磁歪素子に発生した磁歪効果による変位を変位拡大機構を用いて拡大することによって、光学素子の駆動により十分な変位を得ることが可能となる。

請求項３に係る光学装置の特徴は、請求項２において、前記変位拡大機構が、前記磁歪素子の変位を、てこの原理を利用して拡大するように形成されている点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、さらに、てこの原理を利用することによって磁歪素子の変位をより効率的に拡大することが可能となる。

請求項４に係る光学装置の特徴は、請求項２または請求項３において、前記変位拡大機構が、節部を介して連設された複数のアーム部を有し、これら複数のアーム部は、前記磁歪素子の変位を入力されることにより、前記節部を支点とした回動または平行移動が可能とされている点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、さらに、アーム部および節部からなる簡便な構成によって、磁歪素子の変位をより簡便かつ効率的に拡大することが可能となる。

請求項５に係る光学装置の特徴は、請求項４において、少なくとも前記複数のアーム部のうちの互いに隣位する一対のアーム部およびこの一対のアーム部の間の節部は、一体的に成形されている点にある。

そして、この請求項５に係る発明によれば、さらに、互いに隣位する複数のアーム部およびアーム部間の節部を一体成形することによって、変位拡大機構の部品点数をさらに削減することが可能となる。

請求項６に係る光学装置の特徴は、請求項５において、前記アーム部と一体的に成形された前記節部は、当該アーム部と同一の材料によって、その幅を当該アーム部の幅よりも薄肉にすることによって形成されている点にある。

そして、この請求項６に係る発明によれば、さらに、節部をより簡便に形成することが可能となる。

請求項７に係る光学装置の特徴は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、弾性ヒンジを利用して前記アーム部の回動または平行移動が可能とされている点にある。

そして、この請求項７に係る発明によれば、アーム部をさらに簡易な構成によって回動または平行移動させることが可能となる。

請求項８に係る光学装置の特徴は、請求項２乃至請求項７のいずれか１項において、前記変位拡大機構が、前記磁歪素子の変位を複数の段階にわたって順次拡大するように形成されている点にある。

そして、この請求項８に係る発明によれば、さらに、小型な構成においても、磁歪素子の変位をより有効に拡大することが可能となる。

請求項９に係る光学装置の特徴は、請求項８において、前記変位拡大機構が、前記磁歪素子の変位を２段階にわたって拡大するように形成されている点にある。

そして、この請求項９に係る発明によれば、さらに、小型な構成において、磁歪素子の変位をさらに適正かつ効率的に拡大することが可能となる。

請求項１０に係る光学装置の特徴は、請求項１乃至請求項９のいずれか１項において、前記駆動手段が、前記光学素子を前記所定の方向に沿って移動可能に案内する案内機構を有する点にある。

そして、この請求項１０に係る発明によれば、さらに、光学素子をより適正に駆動することが可能となる。

請求項１１に係る光学装置の特徴は、請求項４乃至請求項１０のいずれか１項において、前記アーム部の出力端が、前記所定の方向に沿って平行移動を可能とされている点にある。

そして、この請求項１１に係る発明によれば、さらに、光学素子を所定の方向に沿ってより適正に駆動することが可能となる。

請求項１２に係る光学装置の特徴は、請求項６乃至請求項１１のいずれか１項において、前記節部が、肉抜き加工によって中空状に形成されている点にある。

そして、この請求項１２に係る発明によれば、さらに、節部を中空状に形成することによって、アーム部が回動方向または平行移動方向に直交する方向に変位することを防止するためにアーム部に必要な厚みを確保することができるとともに、中実のアーム部に比べて強度が弱められた節部を支点としてアーム部を回動方向または平行移動方向に適正に変位させることが可能となる。

請求項１３に係る光学装置の特徴は、請求項５乃至請求項１２のいずれか１項において、前記一体的に成形されたアーム部および節部が、その厚み方向に積層された複数の層構造を有する点にある。

そして、この請求項１３に係る発明によれば、さらに、複数の層構造によってアーム部および節部を一体成形することによって、各層の材料を適宜変更することができ、変位拡大機構の軽量化、低コスト化および製造性の向上を図ることが可能となる。

請求項１４に係る光学装置の特徴は、請求項１３において、前記複数の層のうち、前記肉抜き加工がなされた層は、他の層よりも加工性に優れた材料によって形成されている点にある。

そして、この請求項１４に係る発明によれば、さらに、肉抜き加工がなされた層を加工性に優れた材料によって形成することによって、変位拡大機構をさらに簡便に製造することが可能となる。

請求項１５に係る光学装置の特徴は、請求項２において、前記変位拡大機構が、流体が充填され、互いに連通された複数のベローズを有しており、これら複数のベローズは、前記磁歪素子の変位にともなって伸縮可能とされ、かつ、出力側のベローズにおける伸縮方向に直交する断面積が、入力側のベローズにおける伸縮方向に直交する断面積よりも小さく形成されている点にある。

そして、この請求項１５に係る発明によれば、さらに、ベローズの伸縮によって、磁歪素子の変位を効率的に拡大することができ、また、出力側のベローズの方向を自由に変更することによって、より小型化に適した構成にすることが可能となる。

請求項１６に係る光学装置の特徴は、請求項２乃至請求項１５のいずれか１項において、前記駆動手段が、前記磁歪素子に磁界を作用させることによって前記磁歪素子に対して予め初期変位を与えておくための磁石を有する点にある。

そして、この請求項１６に係る発明によれば、さらに、磁石によって磁歪素子に予め初期変位を与えておくことによって、この初期変位における位置を磁歪素子の初期位置とすることができる。

この結果、当該初期位置から磁歪素子に対して前記磁石以外の励磁手段によって磁界を作用させることにより、磁歪素子を初期位置から縮む方向にも変位させることができ、例えば、正弦関数的に変位させることが可能となる。

請求項１７に係る光学装置の特徴は、請求項２乃至請求項１６のいずれか１項において、前記駆動手段が、前記磁歪素子をその変位方向に抗する方向に付勢する付勢手段を有する点にある。

そして、この請求項１７に係る発明によれば、さらに、磁歪素子を正規の変位方向にさらに適正に変位させることが可能となる。

請求項１８に係る光学装置の特徴は、請求項１６または請求項１７において、前記磁石が、前記磁歪素子に対して前記光学素子が最も使われやすい位置を保持するための初期変位を与えるように形成されている点にある。

そして、この請求項１８に係る発明によれば、さらに、磁歪素子による光学素子の駆動を必要最小限に抑えることが可能となる。

請求項１９に係る光学装置の特徴は、請求項１乃至請求項１８のいずれか１項において、単一の磁歪素子によって複数の光学素子を駆動可能とされている点にある。

そして、この請求項１９に係る発明によれば、さらに、単一の磁歪素子によって光学素子をより効率的に駆動することが可能となる。

請求項２０に係る光学装置の特徴は、請求項１乃至請求項１９のいずれか１項において、前記光学素子が、撮像レンズであり、前記所定の方向が、当該撮像レンズの光軸方向である点にある。

そして、この請求項２０に係る発明によれば、撮像レンズを磁歪効果を利用して光軸方向に適正に駆動することが可能となる。

請求項１に係る光学装置によれば、磁歪効果を利用して光学素子を駆動することによって、小型軽量化および省電力化の要求を満足させることができ、なおかつ、信頼性、静音性、応答性および製造性に優れ、さらに、コストを安価にすることができる光学装置を実現することができる。

請求項２に係る光学装置によれば、請求項１に係る光学装置の効果に加えて、さらに、磁歪素子に発生した変位を変位拡大機構を用いて拡大することによって光学素子の駆動に十分な変位を得ることができる結果、さらに省電力化に適した信頼性の高い光学装置を実現することができる。

請求項３に係る光学装置によれば、請求項２に係る光学装置の効果に加えて、さらに、てこの原理を利用することによって磁歪素子の変位をより効率的に拡大することができる結果、さらに小型軽量化および省電力化に好適な光学装置を安価に実現することができる。

請求項４に係る光学装置によれば、請求項２または請求項３に係る光学装置の効果に加えて、さらに、アーム部および節部からなる簡便な構成によって磁歪素子の変位をより簡便かつ効率的に拡大することができる結果、小型軽量化および省電力化ならびに製造性の向上により好適な光学装置をさらに安価に実現することができる。

請求項５に係る光学装置によれば、請求項４に係る光学装置の効果に加えて、さらに、互いに隣位する複数のアーム部およびアーム部間の節部を一体成形することによって、変位拡大機構の部品点数をさらに削減することができる結果、小型軽量化および製造性の向上ならびにコストの低廉化にさらに適した光学装置を実現することができる。

請求項６に係る光学装置によれば、請求項５に係る光学装置の効果に加えて、さらに、節部をより簡便に形成することができる結果、さらに小型軽量化および製造性の向上に適した光学装置をより安価に実現することができる。

請求項７に係る光学装置によれば、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、アーム部をさらに簡易な構成によって回動または平行移動させることができる結果、小型軽量化および製造性の向上にさらに適した光学装置をより安価に実現することができる。

請求項８に係る光学装置によれば、請求項２乃至請求項７のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、小型な構成においても、磁歪素子の変位をより有効に拡大することができる結果、より小型軽量な光学装置を実現することができる。

請求項９に係る光学装置によれば、請求項８に係る光学装置の効果に加えて、さらに、小型な構成において、磁歪素子の変位をさらに適正かつ効率的に拡大することができる結果、光学素子を所定の方向により適正に駆動することができる光学装置を実現することができる。

請求項１０に係る光学装置によれば、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子をより適正に駆動することができる結果、より良好な光学性能を得ることができる光学装置を実現することができる。

請求項１１に係る光学装置によれば、請求項４乃至請求項１０のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子を所定の方向に沿ってより適正に駆動することができる結果、フォーカシングやズームをより安定的に行うことができ、ひいてはより良好な光学性能を得ることができる光学装置を実現することができる。

請求項１２に係る光学装置によれば、請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、変位拡大機構をより適正に動作させることができる結果、光学素子をさらに適正に駆動することができる光学装置を実現することができる。

請求項１３に係る光学装置によれば、請求項５乃至請求項１２のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、複数の層構造によってアーム部および節部を一体成形することによって、各層の材料を適宜変更することができ、変位拡大機構の軽量化、低コスト化および製造性の向上を図ることができる結果、より小型軽量で製造性に優れた光学装置をさらに安価に実現することができる。

請求項１４に係る光学装置によれば、請求項１３に係る光学装置の効果に加えて、さらに、肉抜き加工がなされた層を加工性に優れた材料によって形成することによって、変位拡大機構をさらに簡便に製造することができる結果、さらに製造性に優れた光学装置を実現することができる。

請求項１５に係る光学装置によれば、請求項２に係る光学装置の効果に加えて、さらに、ベローズの伸縮によって、磁歪素子の変位を効率的に拡大することができ、また、出力側のベローズの方向を自由に変更することによって、より小型化に適した構成にすることができる結果、さらに小型軽量の光学装置を実現することができる。

請求項１６に係る光学装置によれば、請求項２乃至請求項１５のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、磁石によって磁歪素子に予め初期変位を与えておくことによって、この初期変位における位置を磁歪素子の初期位置とすることができ、当該初期位置から磁歪素子に対して前記磁石以外の励磁手段によって磁界を作用させることにより、磁歪素子を初期位置から縮む方向に変位させることができ、例えば、正弦関数的に変位させることができる結果、光学素子をさらに適正に駆動することができる光学装置を実現することができる。

請求項１７に係る光学装置によれば、請求項２乃至請求項１６のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、磁歪素子を正規の変位方向にさらに適正に変位させることができる結果、光学素子をより適正に駆動することができる光学装置を実現することができる。

請求項１８に係る光学装置によれば、請求項１６または請求項１７に係る光学装置の効果に加えて、さらに、磁歪素子による光学素子の駆動を必要最小限に抑えることができる結果、省電力化により適した光学装置を実現することができる。

請求項１９に係る光学装置によれば、請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、単一の磁歪素子によって光学素子をより効率的に駆動することができる結果、さらに小型軽量化および省電力化に好適な光学装置を実現することができる。

請求項２０に係る光学装置によれば、請求項１乃至請求項１９に係る光学装置の効果に加えて、さらに、撮像レンズを磁歪効果を利用して光軸方向に適正に駆動することができる結果、小型軽量化および省電力化の要求を満足させることができ、なおかつ、信頼性、静音性、応答性および製造性に優れ、さらに、コストを安価にすることができる撮像カメラを実現することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る光学装置の第１実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。

本実施形態における光学装置は、主としてカメラ付き携帯電話やデジタルカメラ等の小型の電子機器に搭載するのに好適な光学装置である。

図１に示すように、本実施形態における光学装置１は、筐体２上に、光学素子としての撮像レンズ３を有している。

撮像レンズ３の像面側には、固体撮像素子４が配設されており、この固体撮像素子４のセンサ面に、撮像レンズ３によって集光された物体側からの入射光が結像するようになっている。

なお、図１において破線で示すように、撮像レンズ３の物体側に他の撮像レンズ３を配置してもよいことは勿論である。また、図示はしないが、撮像レンズ３の像面側に他の撮像レンズを配置してもよい。

撮像レンズ３の外周面における直径方向において互いに対向する位置には、それぞれ、撮像レンズ３の中心（光軸５）側に向かって凹入された切り欠き部６と、光軸５に沿って貫通孔７が形成された筒状部８とが形成されている。

また、筐体２上における撮像レンズ３の切り欠き部６および筒状部８に臨む位置には、案内機構としての第１案内シャフト１０と第２案内シャフト１１とが、光軸５に沿って平行に立設されており、これら第１および第２案内シャフト１０，１１には、それぞれ切り欠き部６および筒状部８が移動可能に保持されている。

従って、第１および第２案内シャフト１０，１１によって撮像レンズ３を光軸５方向に沿って移動可能に案内することができ、この結果、撮像レンズ３のフォーカシングやズームを適正かつ円滑に行わしめることが可能となる。

また、本実施形態における光学装置１は、撮像レンズ３を光軸５方向に駆動するための駆動手段１３を有しており、この駆動手段１３は、撮像レンズ３を磁歪効果を利用して駆動するようになっている。

ここで、磁歪効果の場合には、従来のモータを用いた駆動手段のように、装置が徒に大型化することはなく、小型軽量化に適している。また、電力の消費量も小さく省電力化に適している。さらに、モータの駆動音のような騒音は生じないため、静音性に優れている。

また、磁歪効果と電歪効果とを比較すると、まず、電歪効果の場合には、電歪素子（圧電素子等）自体に配線を接続して電力を直接供給する必要があるため、長期間の使用により電歪素子の変位等によって電歪素子と配線との接続部に断線を生じる虞が高く、信頼性が低いといった欠点がある。また、配線の接続が煩わしく製造性が悪いといった欠点も有している。

さらに、圧電素子を用いた電歪においては、圧電素子の変位を大きくするために複数の圧電素子を積層することが行われるが、このような場合、積層された各層間を接続する配線の断線の虞は益々高くなり、製造性もさらに悪くなる。

これに対して、磁歪効果の場合には、電力を供給する相手は、変位を生じないコイル等の励磁手段であるため、配線の断線の虞は少なく、電歪効果に比べて信頼性が高いといった利点がある。また、複雑な配線の接続を要しないため、製造性にも優れているといった利点がある。

また、電歪効果の場合には、例えば、圧電素子の駆動に要する電圧は、数十Ｖから、高いときには１００Ｖを超えてしまう。

これに対して、磁歪効果の場合には、数Ｖの駆動電圧を供給すれば足りるため、電歪素子に比べて省電力化により優れているといった利点がある。さらに、駆動電圧が低いことにともなって、電歪効果の場合のように昇圧回路等の複雑で高価な回路を設ける必要もなく、経済的にも優れているといった利点がある。

従って、本実施形態においては、磁歪効果を利用して撮像レンズ３を駆動することによって、従来のモータや電歪効果ではなし得なかった、更なる小型軽量化、省電力化、信頼性の向上および静音性、応答性、製造性ならびに経済性の向上を達成することが可能となる。

また、本実施形態において、駆動手段１３は、図１に示すように、磁界を作用させることによって変位を発生する磁歪素子１４と、この磁歪素子１４に発生した変位が入力されるとともに、この入力された変位を拡大して撮像レンズ３側に出力する変位拡大機構１６とを有している。

これにより、さらに、磁歪素子１４に発生した磁歪効果による変位を変位拡大機構１６を用いて拡大することによって、撮像レンズ３の駆動により十分な変位を得ることが可能となる。

なお、磁歪素子１４としては、例えば、ランタノイド元素や、鉄属元素（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等）等によって構成される公知の磁歪素子１４を用いることができる。

磁歪素子１４および変位拡大機構１６の具体的な構成について説明すると、図３に示すように、磁歪素子１４は、図３における上下方向に沿って長尺な略円柱形状に形成さされている。

さらに、磁歪素子１４は、励磁手段としてのコイル１７を介して磁界を作用させることによって、長手方向（図３の上下方向）の伸縮方向の変位を発生するようになっている。

また、変位拡大機構１６は、磁歪素子１４の側部（図３における右側部）の近傍位置に、ボルト等の手段を介して筐体２に固定された固定部１８を有している。

この固定部１８は、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部１９と、この長辺部１９における長手方向の一方の端部（図３における下端部）から磁歪素子１４における長手方向の一方の端部（図３における下端部）に向かって直角に延出された短辺部２０とからなる略Ｌ字形状に形成されている。

また、固定部１８の短辺部２０は、磁歪素子１４における長手方向の一方の端部（図３における下端部）に連結されることによって、この磁歪素子１４の当該一方の端部の位置を固定的に保持するようになっている。

これによって、磁歪素子１４の伸長変位方向が、磁歪素子１４の長手方向のうち、固定部１８の短辺部２０によって保持されていない他方の端部（図３における上端部）の方向（図３における上方向）のみに規制されるようになっている。

固定部１８の短辺部２０における先端部（図３における左端部）には、当該短辺部２０に平行な第１アーム部２１が、第１節部２２を介して連設されており、この第１アーム部２１における第１節部２２と反対側の端部（図３における左端部）には、第２節部２３を介して略Ｌ字状の第２アーム部２４が連設されている。

すなわち、第２アーム部２４は、磁歪素子１４を挟んで固定部１８の長辺部１９に対向する磁歪素子１４の側部（図３における左側部）の近傍位置に、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部２５を有しており、この長辺部２５における長手方向の一方の端部（図３における下端部）は、第２節部２３を介して第１アーム部２１に連設されている。

また、第２アーム部２４の長辺部における長手方向の他方の端部（図３における上端部）には、磁歪素子１４における前記他方の端部（図３における上端部）に向かって短辺部２６が延出形成されている。

そして、第２アーム部２４の短辺部２６は、磁歪素子１４における前記他方の端部（図３における上端部）に連結されており、これによって、第２アーム部２４に対して磁歪素子１４の変位が入力されるようになっている。

第２アーム部２４の短辺部２６における先端部（図３における右端部）には、第３節部２８を介して略コの字状の第３アーム部２９が連設されており、この第３アーム部２９は、第４節部３０を介して固定部１８における長辺部１９にも連設されている。

第３アーム部２９は、第２アーム部２４および固定部１８に連設され、第２アーム部２４の短辺部２６に平行とされた第１短辺部３１を有しており、この第１短辺部３１は、固定部１８の長辺部１９における前記一方の端部（図３における下端部）に相対する他端部（図３における上端部）との間にわずかな間隙を有している。

さらに、第１短辺部３１の先端部（図３における右端部）には、第３アーム部２９の長辺部３２が、固定部８の長辺部１９に沿うように延出形成されており、この第３アーム部２９の長辺部３２は、固定部１８の長辺部１９との間にわずかな間隙を有している。

第３アーム部２９の長辺部３２における先端部（図３における下端部）には、当該長辺部３２に直交する第２短辺部３３が、内側に向かって延出形成されており、この第２短辺部３３は、固定部１８の短辺部２０との間に一定の間隔を有している。

そして、図３に示すように、第２短辺部３３と固定部１８の短辺部２０との間には、第２短辺部３３の先端部（図３における左端部）に設けられた第５節部３４と、固定部１８の短辺部２０における第５節部３４に臨む位置に設けられた第６節部３５とを介して、第２短辺部３３に平行な第４アーム部３７が連設されている。

そして、第４アーム部３７の先端部（図３における左端部）は、図１および図２に示すように、切り欠き部３８を介して第１案内シャフト１０に移動自在に保持された状態で、撮像レンズ３の筒状部８の底部に当接されている。

このように複数のアーム部および節部によって構成された変位拡大機構は、入力された磁歪素子の変位を、てこの原理を利用して２段階にわたって拡大するようになっている。

まず、第１段階の変位の拡大は、第３アーム部２９の先端部においてなされるようになっている。

すなわち、第１段階の変位の拡大は、第２アーム部２４への磁歪素子１４の変位ΔＹの入力にともなう第１アーム部２１による第１節部２２を支点とした図３の時計方向への回動動作、第２アーム部２４による上方への平行移動動作およびこれら第１アーム部２１、第２アーム部２４の動作にともなう第３アーム部２９による第４節部３０を支点とした時計方向への回動動作によってなされる。

次に、第２段階の変位の拡大は、第４アーム部３７の先端部においてなされるようになっている。

すなわち、第２段階の変位の拡大は、第３アーム部２９の回動動作にともなう第４アーム部３７による時計方向への回動動作によってなされる。

そして、第４アーム部３７によって拡大された変位Ｙは、第４アーム部３７の先端部から撮像レンズ３の筒状部８へと出力されるようになっている。

このように、本実施形態によれば、てこの原理を利用することによって磁歪素子１４の変位をより効率的に拡大することが可能となる。

また、アーム部２１，２４，２９，３７および節部２２，２３，２８，３０，３４，３５からなる簡便な構成によって、磁歪素子１４の変位をより簡便かつ効率的に拡大することが可能となる。

さらに、磁歪素子１４の変位を複数の段階にわたって順次拡大することができるため、小型な構成においても、磁歪素子１４の変位をより有効に拡大することが可能となる。特に、磁歪素子１４の変位を２段階にわたって拡大することによって、磁歪素子１４の変位をさらに適正かつ効率的に拡大することが可能となる。

また、本実施形態において、固定部１８および第１乃至第４アーム部２１，２４，２９，３７ならびに第１乃至第６節部２２，２３，２８，３０，３４，３５は、同一の材料によって一体的に成形されている。

これにより、変位拡大機構１６の部品点数をさらに削減することが可能となる。なお、すべてのアーム部２１，２４，２９，３７および節部２２，２３，２８，３０，３４，３５を一体成形することが好ましいが、少なくとも互いに隣接する一対のアーム部およびアーム部間の節部を一体成形すれば、部品点数削減の効果を得ることができる。

さらに、本実施形態において、第１乃至第６節部２２，２３，２８，３０，３４，３５は、アーム部２１，２４，２９，３７と同一の材料によって、その幅をアーム部２１，２４，２９，３７の幅よりも薄肉にすることによって簡便に形成されている。

また、本実施形態において、前述した第１乃至第４アーム部２１，２４，２９，３７による回動動作および平行移動動作は、弾性ヒンジを利用してなされるようになっている。

これにより、アーム部２１，２４，２９，３７をさらに簡易な構成によって回動または平行移動させることが可能となる。

なお、各アーム部２１，２４，２９，３７を適正に動作させるためには、各アーム部２１，２４，２９，３７を剛性を有する材料によって形成することが必要であるが、弾性ヒンジを利用するためには、剛性だけでなく各アーム部２１，２４，２９，３７および節部２２，２３，２８，３０，３４，３５が、弾性を有することが必要である。

したがって、変位拡大機構１６を成形する材料としては、例えばアルミニウム（好ましくは、ジュラルミン）等又は、非磁性のステンレス鋼の剛性および弾性に優れた非磁性材料を用いることが好ましい。また、磁気回路を考慮する場合には、強磁性の鋼材を用いても良い。

さらに、本実施形態において、磁歪素子１４の固定部１８の短辺部２０側の端部（図３における下端部）と、当該固定部１８の短辺部２０との間および磁歪素子１４の第２アーム部２４の短辺部２６側の端部（図３における上端部）と、当該第２アーム部２４の短辺部２６との間には、一対の永久磁石３９が配設されている。

これらの永久磁石３９は、磁歪素子１４に磁界を作用させることによって磁歪素子１４に対して予め初期変位を与えておくようになっている。

これによって、当該初期変位における位置を磁歪素子１４の初期位置とすることができるため、当該初期位置から磁歪素子１４に対してコイル１７によって磁界を作用させることにより、磁歪素子１４を伸びる方向にも、縮む方向にも変位させることができ、例えば正弦関数的にも変位させることが可能となる。

なお、永久磁石３９は、磁歪素子１４に対して、撮像レンズ３が最も使われやすい位置を保持するための初期変位を与えるように構成されていることが好ましい。そのようにすれば、磁歪素子１４による撮像レンズ３の駆動範囲を必要最小限に抑えることが可能となる。

さらに、図１に示すように、第１案内シャフト１０の先端部と撮像レンズ３の筒状部８との間には、付勢手段としてのコイルばね９が介在されており、このコイルばね９は、撮像レンズ３の筒状部８および変位拡大機構１６を介して、磁歪素子１４に対して、その伸長変位方向に抗する方向への付勢力を作用させている。

これにより、磁歪素子１４を正規の変位方向に適正に変位させることが可能となり、ひいては、撮像レンズ３を光軸５方向に沿って更に適正に駆動することが可能となる。

次に、本実施形態の作用について説明する。

なお、初期状態において、コイル１７は未だに駆動されておらず、磁歪素子１４に対しては、永久磁石３９による磁界以外の磁界は作用してないものとする。

次いで、初期状態から、コイル１７に電流を入力すると、コイル１７から磁界が発生し、この発生した磁界が磁歪素子１４に作用する。

これにより、磁歪素子１４に、図３および図５における上方への伸長変位が発生し、この発生した変位は、第２アーム部２４に入力される。

次いで、磁歪素子１４の変位の入力を受けて、第２アーム部２４は、図５における上方に平行移動し、この第２アーム部２４に連設された第１アーム部２１は、第１節部２２を支点として図５における時計方向に回動する。

このとき、第３アーム部２９における第３節部２８と第４節部３０との間の部位は、第２アーム部２４および第１アーム部２１の動作にともなって、図５に示すように、第４節部３０を支点として図５における時計方向に回動する。

これにより、第３アーム部２９は、図６に示すように第４節部３０を支点として図６における時計方向に回動する。

この第３アーム部２９の回動によって、第３アーム部２９の先端部（第５節部３４）において、（１）式に示した第１段階における変位の拡大がなされる。

次いで、第３アーム部２９の回動にともなって、この第３アーム部２９に連設された第４アーム部３７が、図７に示すように、第６節部３５を支点として図７における時計方向に回動する。

これによって、第４アーム部３７の先端部において、（２）式に示した第２段階における変位の拡大がなされる。

そして、第４アーム部３７における変位の拡大によって発生した変位は、第４アーム部３７の先端部に当接された筒状部８を介して撮像レンズ３に出力される。

これにより、撮像レンズ３を光軸５方向に沿って駆動させることができ、ズームやフォーカシングを適正に行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第２実施形態について、図８乃至図１１を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

本実施形態の光学装置４０における駆動手段４１の変位拡大機構３６は、固定部１８と第２アーム部２４との配置が、第１実施形態と逆転している点だけが異なり、アーム部２１，２４，２９，３７の個数や、節部２２，２３，２８，３０，３４，３５の個数および配置は、第１実施形態と全く同様である。

すなわち、本実施形態においては、第１実施形態における固定部１８の位置に第２アーム部２４が配設されており、この第２アーム部２４は、その短辺部２６が、磁歪素子１４の第１実施形態と反対側の端部（図８における下端部）に連結されていることによって、磁歪素子１４から第１実施形態とは反対の方向（下方向）の変位を入力されるようになっている。

また、第２アーム部２４は、その短辺部２６が第６節部３５を介して第４アーム部３７に連設されているとともに、その長辺部２５における基端部（図８における上端部）が、第４節部３０を介して第３アーム部２９の第１短辺部３１に連設されている。

一方、第１実施形態における第２アーム部２４の位置には、固定部１８が配設されており、この固定部１８は、その短辺部２０が磁歪素子１４の第１実施形態と反対側の端部（図８における上端部）に連結されることによって、この磁歪素子１４の端部の位置を固定的に保持するようになっている。これによって、磁歪素子１４の伸長変位の方向が第１実施形態と反対の方向（図８における下方向）のみに規制されるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態においては、コイル１７によって発生した磁界が磁歪素子１４に作用することによって、磁歪素子１４に、図８および図９における下方への伸長変位が発生し、この発生した変位は、第２アーム部２４に入力される。

この磁歪素子１４の変位の入力を受けて、第２アーム部２４は、図９における下方に平行移動し、また、第１アーム部２１は、第２節部２３を支点として図９における時計方向に回動する。

このとき、第３アーム部２９における第３節部２８と第４節部３０との間の部位は、第２アーム部２４および第１アーム部２１の動作にともなって、図９に示すように、第３節部２８を支点として図９における時計方向に回動する。

これにより、第３アーム部２９は、図１０に示すように第３節部２８を支点として図１０における時計方向に回動する。

この第３アーム部２９の回動によって、第３アーム部の先端部において、（１）式に示した第１段階の変位の拡大がなされる。

次いで、第３アーム部２９の回動にともなって、この第３アーム部２９に連設された第４アーム部３７が、図１１に示すように第６節部３５を支点として図１１における時計方向に回動する。

これによって、第４アーム部３７の先端部において、（３）式に示した第２段階の変位の拡大がなされる。

そして、第２段階の変位の拡大によって発生した変位は、第４アーム部３７の先端部に当接された撮像レンズ３の筒状部８を介して撮像レンズ３に出力される。

これにより、撮像レンズ３を光軸５方向に沿って駆動させることができ、ズームやフォーカシングを適正に行うことができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第３実施形態について、図１２を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図１２に示すように、本実施形態の光学装置４２における駆動手段４３の変位拡大機構４４は、磁歪素子１４の側部（図１２における右側部）の近傍位置に、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部４６と、この長辺部４６の長手方向の一方の端部（図１２における上端部）から磁歪素子１４側に向かって直角に延出された短辺部４７とからなる略Ｌ字状の固定部４５を有している。

この固定部４５の短辺部４７は、磁歪素子１４における長手方向の一方の端部（図１２における上端部）の位置を固定的に保持することによって、磁歪素子１４の伸長変位方向を、磁歪素子１４の長手方向の他方の端部の方向（下方向）のみに規制するようになっている。

固定部４５の短辺部４７における先端部（図１２における左端部）には、第１節部４８を介して、固定部４５の短辺部４７に平行とされた第１アーム部４９における基端部（図１２における右端部）が連設されている。

この第１アーム部４９の先端部（左端部）には、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部５２と、この長辺部５２における第１アーム部４９と反対側の端部（図１２における下端部）から磁歪素子１４側に向かって直角に延出された短辺部５３とからなる略Ｌ字状の第２アーム部５１が、第２節部５４を介して連設されている。

第２アーム部５１の短辺部５３は、磁歪素子１４の前記他方の端部（図１２における下端部）に連結されており、これによって、第２アーム部５１に対して磁歪素子１４の変位が入力されるようになっている。

また、第２アーム部５１の短辺部５３における先端部（図１２における右端部）には、第２アーム部５１の短辺部５３に平行とされた短辺部５７と、この短辺部５７における先端部（図１２における右端部）から、固定部４５の長辺部４６に沿うようにして直角に延出された長辺部５８とからなる略Ｌ字状の第３アーム部５６が、第３節部５９を介して連設されている。

第３アーム部５６の短辺部５７は、第４節部６０を介して固定部４５の長辺部４６にも連設されている。

第３アーム部５６における長辺部５８の先端部（図１２における上端部）には、第３アーム部５６の長辺部５８に直交する第４アーム部６３が、第５節部６１を介して連設されている。

第４アーム部６３は、固定部４５の短辺部４７に臨む位置に対向されており、これら第４アーム部６３と固定部４５の短辺部４７との間には、磁歪素子１４の変位方向（図１２における上下方向）に一定の間隔が設けられている。

そして、固定部４５の短辺部４７おける長辺部４６と反対側の端部（図１２における左端部）には、第６節部６４を介して第５アーム部６５が連設されている。

第５アーム部６５は、固定部４５の短辺部４７に対して一定の角度を有しており、この第５アーム部６５における第６節部６４と反端側の端部（図１２における上端部）は、第７節部６７を介して第４アーム部６３に連設されている。

ここで、第５節部６１と第７節部６７とを結ぶ仮想線分の長さと、第６節部６４と第７節部６７とを結ぶ仮想線分の長さとは、ともに等しい値となっており、両仮想線分と、第５節部６１と第６節部６４とを結ぶ仮想線分とによって、仮想二等辺三角形が構成されるようになっている。

さらに、第５節部６１と第７節部６７とを結ぶ仮想線分の延長線上には、第４アーム部６３の出力端６３ａが位置されており、この出力端６３ａと第５節部６１とを結ぶ仮想線分の長さは、第５節部６１と第７節部６７とを結ぶ仮想線分の長さの２倍に形成されている。

また、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、第１節部４８と第２節部５４との間の距離と、第３節部５９と第４節部６０との間の距離とが、ともに等しい値とされている。

このように構成されていることによって、本実施形態においては、第４アーム部６３の出力端６３ａすなわち先端部が、スコット・ラッセルの近似平行運動を利用して撮像レンズ３の光軸５方向に沿って厳正な平行移動を可能とされている。

すなわち、本実施形態においては、第２アーム部５１に磁歪素子１４の変位が入力されると、第３アーム部５６の先端部の位置（第５節部６１）において、第１段階の変位の拡大がなされる。

このときの変位の拡大は、主として、磁歪素子１４の変位の入力にともなう第２アーム部５１による図１２における下方向への平行移動と、この平行移動にともなう第３アーム部５６による第４節部６０を支点とした図１２における反時計方向への回動とによってなされる。

この第１段階の変位の拡大によって発生した変位は、第１実施形態と同様に、第４節部６０と第５節部６１との間の距離と、第３節部５９と第４節部６０との間の距離との比に、磁歪素子１４の入力変位を積算した値となる。

次いで、第２段階の変位の拡大は、第４アーム部６３の出力端６３ａの位置においてなされるが、この変位の拡大は、主として、第３アーム部５６の回動にともなう第４アーム部６３による第５節部６１を支点とした図１２における時計方向への回動と、第５アーム部６５による第６節部６４を支点とした反時計方向への回動とによってなされる。

このように、本実施形態においては、第４アーム部６３の出力端６３ａが光軸５方向に沿って厳正な直線運動を行うことができるため、撮像レンズ３のズームやフォーカシングをより適正に行うことができる。

また、これにともなって、第４アーム部６３の出力端６３ａに貫通孔６８を設けるとともに、この貫通孔６８に、撮像レンズ３の外周に設けた光軸５に直交するピン（図示せず）を差し込むこと等によって、出力端６３ａに撮像レンズ３を直接取付けることもできるため、光学装置４２のさらなる小型化を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第４実施形態について、図１３を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図１３に示すように、本実施形態の光学装置７０における駆動手段７１の変位拡大機構７２は、磁歪素子１４の側部（図１３における右側部）の近傍位置に、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部７４と、この長辺部７４の長手方向の両端部から、それぞれ磁歪素子１４の長手方向の両端部に向かって直角に延出された第１短辺部７５および第２短辺部７６とからなる略コの字状の固定部７３を有している。

固定部７３の第１短辺部７５は、磁歪素子１４における長手方向の一方の端部（図１３における上端部）が連結されており、これによって、磁歪素子１４の伸長変位の方向が、長手方向の他方の端部の方向（下方向）のみに規制するようになっている。

固定部７３の第１短辺部７５には、第１短辺部７５に平行とされた第１アーム部７７における基端部（図１３における左端部）が、第１節部７８を介して連設されている。

また、固定部７３の第２短辺部７６には、第２短辺部７６に平行とされた第２アーム部７９における基端部（図１３における左端部）が、第２節部８０を介して連設されている。

さらに、第１アーム部７７における基端部および第２アーム部７９における基端部には、それぞれ第３節部８１、第４節部８２を介して第３アーム部８４が連設されている。

第３アーム部８４は、磁歪素子１４を挟んで固定部７３に対向する位置に配設され、磁歪素子１４の長手方向に沿って長尺とされた長辺部８５と、この長辺部８５の長手方向の両端部から磁歪素子１４側に向かって直角に延出された第１短辺部８６および第２短辺部８６とからなる略コの字形状に形成されている。

第３アーム部８４の第１短辺部８６は、第３節部８１を介して第１アーム部７７に連設され、第２短辺部８７は、第４節部８２を介して第２アーム部７９に連設されている。

さらに、第３アーム部８４の第２短辺部８７は、磁歪素子１４の前記他方の端部（図１３における下端部）に連結されており、これによって、第３アーム部８４に、磁歪素子１４の伸長変位が入力されるようになっている。

第１アーム部７７の先端部（図１３における右端部）には、第１アーム部７７に平行とされた第４アーム部８８における基端部が、第５節部８９を介して連設されており、この第４アーム部８８における基端部は、第６節部９０を介して固定部７３の長辺部７４にも連設されている。

第２アーム部７９の先端部（図１３における右端部）には、第２アーム部７９に平行とされた第５アーム部９３における基端部が、第７節部９２を介して連設されており、この第５アーム部９３における基端部は、第８節部９４を介して固定部７３の長辺部７４にも連設されている。

第４アーム部８８および第５アーム部９３の先端部（図１３における左端部）は、それぞれ第３アーム部８４の長辺部８５よりも外側の位置まで延在されており、これら第４アーム部８８および第５アーム部９３の先端部の間には、第９節部９５、第１０節部９６を介して第３アーム部８４の長辺部８５に沿って長尺とされたレンズ固定部９７が連設されている。

また、本実施形態において、第１節部７８と第３節部８１との間の距離と、第２節部８０と第４節部８２との間の距離とは、ともに等しい値となっている。また、第１節部７８と第５節部８９との間の距離と、第２節部８０と第７節部９２との間の距離とは、ともに等しい値となっている。さらに、第５節部８９と第６節部９０との間の距離と、第７節部９２と第８節部９４との間の距離とは、ともに等しい値となっている。さらにまた、第４アーム部８８と第５アーム部９３とは、長手方向の寸法が互いに等しい値とされている。

このように構成された本実施形態の変位拡大機構７２において、第１段階の変位の拡大は、第１アーム部７７の先端部および第２アーム部７９の先端部の２箇所の位置（第７節部９２，第５節部８９）においてなされる。

すなわち、図１３に示すように、第３アーム部８４に磁歪素子１４の変位が入力されると、第３アーム部８４が方向へ平行移動し、この平行移動にともなって、第１アーム部７７および第２アーム部７９が、それぞれ第３節部８１、第４節部８２を支点として図１３における反時計方向に回動する。

この回動の際における第１および第２アーム部７７，７９の先端部の変位が、第１段階の変位の拡大によって発生した変位である。

また、本実施形態において、第２段階の変位の拡大は、第４アーム部８８の先端部と第５アーム部９３の先端部との２箇所の位置（第９節部９５，第１０節部９６）においてなされる。

すなわち、第１段階の変位の拡大の際における第１アーム部７７および第２アーム部７９の回動にともなって、第４アーム部８８および第５アーム部９３がそれぞれ第５節部８９、第７節部９２を支点として図１３における時計方向に回動する。

そして、この第２段階の変位の拡大によって発生した変位は、第４アーム部８８および第５アーム部９３を介してレンズ固定部９７に出力され、このレンズ固定部９７は、光軸５方向に沿って平行運動を行うことができる。

これにより、レンズ固定部９７に固定された撮像レンズ３を光軸５方向に沿って適正に駆動することができ、ズームおよびフォーカシングを適正に行うことができる。特に、最終的な変位を発生するアーム部８８，９３を２個備えていることによって、撮像レンズ３をより安定的に駆動することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第５実施形態について、図１４を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図１４に示すように、本実施形態の光学装置１０１における駆動手段１０２の変位拡大機構１０３は、磁歪素子１４の長手方向の一方の端部（図１４における右端部）に連結された固定部１０４を有している。

この固定部１０４は、磁歪素子１４の前記一方の端部（図１４における右端部）に連結され、磁歪素子１４の長手方向に直交する方向に長尺とされた長辺部１０５と、この長辺部１０５の長手方向の両端部から内側に直角に延出された第１短辺部１０６および第２短辺部１０７とからなる略コの字状に形成されている。

固定部１０４の長辺部１０５は、磁歪素子１４の前記一方の端部（図１４における右端部）に連結されており、これによって、磁歪素子１４の伸長変位の方向が、前記一方の端部と反対側の端部の方向（図１４における左方向）のみに規制されるようになっている。

また、固定部１０４の長辺部１０５における第１短辺部１０６の近傍位置には、第１短辺部１０６に平行とされた第１アーム部１０９における基端部（図１４における右端部）が、第１節部１１０を介して連設されている。

一方、固定部１０４の長辺部１０５における第２短辺部１０７の近傍位置には、第２短辺部１０７に平行とされた第２アーム部１１１における基端部（図１４における右端部）が、第２節部１１２を介して連設されている。

そして、第１アーム部１０９および第２アーム部１１１の先端部（図１４における左端部）には、それぞれ、第３節部１１３、第４節部１１４を介して第３アーム部１１５または第４アーム部１１６が連設されている。

第３アーム部１１５には、第５アーム部１１７における基端部（図１４における右端部）が、第５節部１１８を介して連設されており、この第５アーム部１１７は、第１アーム部１０９の延長線上に位置されている。

第４アーム部１１６には、第６アーム部１１９における基端部（図１４における右端部）が、第６節部１２０を介して連設されており、この第６アーム部１１９は、第２アーム部１１１の延長線上に位置されている。

そして、第５アーム部１１７および第６アーム部１１９における先端部（図１４における左端部）には、それぞれ第７節部１２２、第８節部１２３を介して第７アーム部１２４における長手方向の両端部が連設されている。

第７アーム部１２４には、磁歪素子１４における固定部１０４と反対側の端部（図１４における左端部）が連結されており、これによって、磁歪素子１４の伸長変位が第７アーム部１２４に入力されるようになっている。

また、第３アーム部１１５には、磁歪素子１４の長手方向に平行とされた第８アーム部１２６が、第９節部１２７を介して連設されており、この第８アーム部１２６における基端部（図１４における右端部）は、第１０節部１２８を介して固定部１０４における第１短辺部１０６に連設されている。

さらに、第４アーム部１１６には、磁歪素子１４の長手方向に平行とされた第９アーム部１３０が、第１１節部１２９を介して連設されており、この第９アーム部１３０における基端部（図１４における右端部）は、第１２節部１３１を介して固定部１０４における第２短辺部１０７に連設されている。

そして、第８アーム部１２６および第９アーム部１３０における先端部（図１４における左端部）には、それぞれ、第１３節部１３３、第１４節部１３４を介してレンズ固定部１３５における長手方向の両端部が連設されている。

また、第３節部１１３と第５節部１１８とを結ぶ仮想線分は、磁歪素子１４の長手方向に平行であるが、これに連なる第１節部１１０と第３節部１１３とを結ぶ仮想線分と、第５節部１１８と第７節部１２２とを結ぶ仮想線分とは、第３節部１１３と第５節部１１８とを結ぶ仮想線分に対して第８アーム部１２６側に一定の角度を有している。

つまり、第３節部１１３および第５節部１１８によって繋がれた前記３つの仮想線分は、直線状ではなく、中央部分（第３節部１１３と第５節部１１８とを結ぶ仮想線分の部分）が磁歪素子１４側に若干突出するように折れ曲がった折れ線状になっている。

また、第４節部１１４と第６節部１２０とを結ぶ仮想線分は、磁歪素子１４の長手方向に平行であるが、これに連なる第２節部１１２と第４節部１１４とを結ぶ仮想線分と、第６節部１２０と第８節部１２３とを結ぶ仮想線分とは、第４節部１１４と第６節部１２０とを結ぶ仮想線分に対して磁歪素子１４側に一定の角度を有している。

つまり、第４節部１１４および第６節部１２０によって繋がれた前記３つの仮想線分は、直線状ではなく、中央部分（第４節部１１４と第６節部１２０とを結ぶ仮想線分の部分）が第９アーム部１３０側に若干突出するように折れ曲がった折れ線状になっている。

そして、第１節部１１０と第３節部１１３とを結ぶ仮想線分、第５節部１１８と第７節部１２２とを結ぶ仮想線分、第２節部１１２と第４節部１１４とを結ぶ仮想線分および第６節部１２０と第８節部１２３とを結ぶ仮想線分は、互いに等しい長さとされている。

さらに、第３節部１１３と第５節部１１８とを結ぶ仮想線分の延長線と第１節部１１０との間の距離、第３節部１１３と第５節部１１８とを結ぶ仮想線分の延長線と第７節部１２２との間の距離、第４節部１１４と第６節部１２０とを結ぶ仮想線分の延長線と第２節部１１２との間の距離および第４節部１１４と第６節部１２０とを結ぶ仮想線分の延長線と第８節部１２３との間の距離は、互いに等しい値とされている。

また、第１アーム部１０９、第２アーム部１１１、第５アーム部１１７および第６アーム部１１９は、磁歪素子１４の長手方向に沿った寸法が、互いに等しい値とされている。

さらにまた、第９節部１２７と第１０節部１２８との間の距離と、第１１節部１２９と前記１２節部１３１との間の距離とは、ともに等しい値とされ、また、第９節部１２７と第１３節部１３３との間の距離と、第１１節部１２９と第１４節部１３４との間の距離とは、ともに等しい値とされている。

このように構成された本実施形態の変位拡大機構１０３においては、まず、第７アーム部１２４に磁歪素子１４の変位が入力されると、第７アーム部１２４が図１４中左方向に平行移動する。

これにともなって、第５アーム部１１７が、第７節部１２２を支点として、また、第９アーム部１３０が、第８節部１２３を支点として、それぞれ図１４における反時計方向に回動する。

次いで、第５アーム部１１７、第９アーム部１３０の回動にともなって、第１アーム部１０９が、第１節部１１０を支点として、また、第２アーム部１１１が、第２節部１１２を支点として、それぞれ図１４における時計方向に回動する。

これにより、第３節部１１３および第５節部１１８によって繋がれた前記３つの仮想線分と、第４節部１１４および第６節部１２０によって繋がれた前記３つの仮想線分とが、ともに、折れ線状から直線状になるように変位する。

この結果、第３アーム部１１５と第４アーム部１１６とが、ともに同一の方向（図１４の上方向）に平行移動する。

この第３アーム部１１５および第４アーム部１１６の平行移動によって、第１段階の変位の拡大がなされる。

次いで、第３アーム部１１５および第４アーム部１１６の平行移動にともなって、第８アーム部１２６が、第９節部１２７を支点として、また、第９アーム部１３０が、第１１節部１２９を支点として、それぞれ図１４における時計方向に回動する。

そして、この第２段階の変位の拡大によって発生した変位は、第８アーム部１２６および第９アーム部１３０を介してレンズ固定部１３５に出力され、このレンズ固定部１３５は、光軸５方向に沿って平行運動を行うことができる。

これにより、レンズ固定部１３５に固定された撮像レンズ３を光軸５方向に沿って適正に駆動することができ、ズームおよびフォーカシングを適正に行うことができる。また、最終的な変位を発生するアーム部１２６，１３０を２個備えていることによって、撮像レンズ３をより安定的に駆動することができる。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第６実施形態について、図１５乃図１９を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図１５に示すように、本実施形態の光学装置１３７における駆動手段１３８の変位拡大機構１３９は、アーム部の個数および配置ならびに節部の個数および配置は、第１実施形態と全く同様である。

ただし、本実施形態においては、第４アーム部１４０、第５節部１４１および第６節部１４２が、固定部１８や第３アーム部２９と一体成形によって連設されているのではく、第４アーム部１４０が、ピン等の一対の連結部材を介して固定部１８および第３アーム部２９に回転自在に連結され、各連結部材が、それぞれ第５節部１４１および第６節部１４２として機能するようになっている。

この場合においても、第１実施形態と同様に第４アーム部１４０において、磁歪素子１４の変位を有効に拡大することができる。

また、本実施形態において、第３アーム部２９と固定部１８との間には、磁歪素子１４をその変位方向に抗する方向に付勢するための付勢手段の一例としてのコイルばね１４３が配設されている。

さらに、第３アーム部２９におけるコイルばね１４３に対応する位置には、ガイドピン１４４が配設されており、このガイドピン１４４がコイルばね１４３に遊挿されていることによって、コイルばね１４４の伸び方向が規制されている。

コイルばね１４３は、第３アーム部２９に対して外側方向への付勢力を作用させており、これにより、第３アーム部２９に連設された第２アーム部２４を介して、磁歪素子１４に対し、伸長変位方向に抗する方向の付勢力が作用されるようになっている。

この結果、磁歪素子１４を正規の変位方向にさらに適正に変位させることが可能となる。

なお、付勢手段としては、前述したコイルばね１４３に限らず、板ばね等の他の手段を採用してもよいことは勿論である。

さらに、本実施形態においては、第１乃第４節部２２，２３，２８，３０およびその周辺部が、肉抜き加工部１４６によって中空状に形成されている。

このように、節部２２，２３，２８，３０を中空状に形成することによって、アーム部２１，２４，２９が回動方向または平行移動方向に直交する方向（図１５における紙面垂直方向）に変位することを防止するためにアーム部２１，２４，２９に必要な厚みを確保することができる。

また、中実のアーム部２１，２４，２９に比べて強度が弱められた節部２２，２３，２８，３０を支点としてアーム部２１，２４，２９を回動方向または平行移動方向に適正に変位させることが可能となる。

また、図１９に示すように、一体成形された固定部１８および第１乃第３アーム部２１，２４，２９ならびに第１乃至第４節部２２，２３，２８，３０を、厚み方向に積層された複数（図１９においては３層）の層構造１４７，１４８，１４９に形成するようにしてもよい。

そのようにすれば、各層１４７，１４８，１４９の材料を適宜変更することができ、変位拡大機構１３９の軽量化、低コスト化および製造性の向上を図ることが可能となる。

特に、複数の層１４７，１４８，１４９のうち、肉抜き加工部１４６が形成された層１４８は、例えばプラスチック等の他の層１４７，１４９よりも加工性に優れた材料によって形成することが好ましい。

そのようにすれば、変位拡大機構１３９をさらに簡便に製造することが可能となる。

（第７実施形態）
次に、本発明に係る光学素子の第７実施形態について、図２０乃至図２２を参照して説明する。

なお、第５実施形態と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図２０に示すように、本実施形態における変位拡大機構１５１は、レンズ固定部１５２の構成および第３節部１５３ならびに第５節部１５４の構成以外は、第５実施形態と全く同様である。

すなわち、本実施形態において、レンズ固定部１５２には、撮像レンズ３が、その光軸５が図２０における紙面に垂直になるように固定されるようになっている。

また、第５実施形態においては、第３節部１５３および第５節部１５４における薄肉加工の方向が、第８アーム部１２６側から磁歪素子１４側に向かう方向であったが（図１４参照）、本実施形態においては、磁歪素子１４側から第８アーム部１２６に向かって薄肉加工がなされている。

これによって、第３節部１５３および第５節部１５４によって繋がれた３つの仮想線分、すなわち、第１節部１１０と第３節部１５３とを結ぶ仮想線分、第３節部１５３と第５節部１５４とを結ぶ仮想線分および第５節部１５４と第７節部１２２とを結ぶ仮想線分は、第５実施形態とは逆に、中央部分（第３節部と第５節部とを結ぶ仮想線分の部分）が第８アーム部１２６側に若干突出するように折れ曲がった折れ線状になっている。

このため、第７アーム部１２４に対して磁歪素子１４の変位が入力されると、第３アーム部１１５および第５アーム部１１７が、ともに磁歪素子１４側に向かって互いに近接する方向に平行移動する。

そして、この第３アーム部１１５および第５アーム部１１７の平行移動によって第１段階の変位の拡大がなされる。

次いで、第３アーム部１１５および第５アーム部１１７の平行移動にともなって、第３アーム部１１５に連設された第８アーム部１２６が、図２０における反時計方向に回動し、また、第５アーム部１１７に連設された第９アーム部１３０が、図２０における時計方向に回動する。

これにより、第８アーム部１２６および第９アーム部１３０の先端部において、第２段階の変位の拡大がなされる。

この第２段階の変位の拡大によって第８アーム部１２６および第９アーム部１３０の先端部にそれぞれ発生した変位は、互いに近接する方向の変位、すなわち、第８アーム部１２６および第９アーム部１３０の間に連設されたレンズ固定部１５２における長手方向の両端部から中心部に向かうような変位となる。

そして、第８アーム部１２６および第９アーム部１３０によって発生した変位によって、両アーム部１２６，１３０の間に連設されたレンズ固定部１５２には、その長手方向の両端部を互いに押し合うような力が作用される。そして、この力の応力によって、レンズ固定部１５２が図２１における上方向（図２０の紙面垂直方向）に撓んで変位する。

このレンズ固定部１５２の変位により、第３段階の変位の拡大がなされる。

したがって、本実施形態においては、３段階にわたる変位の拡大を行うことによって、レンズ固定部１５２に固定された撮像レンズ３を、光軸５方向に沿って適正に駆動させることができる。特に、本実施形態においては、変位拡大機構１５１が光軸５方向に厚みをとらないため、薄型化により適した構成になっている。

なお、レンズ固定部１５２の構成は、図２１に示したものに限る必要はない。例えば、図２２に示すように、薄肉加工によって厚み方向における節部１５６が形成されたレンズ固定部１５７を設けるようにしてもよい。この場合においても、節部１５６を支点とした弾性ヒンジによって、レンズ固定部１５７を光軸５方向に変位させることができ、撮像レンズ３を光軸５方向に沿って適正に駆動することができる。

（第８実施形態）
次に、本発明に係る光学装置の第８実施形態について、図２３を参照して説明する。

本実施形態の光学装置１６０における駆動手段１６１の変位拡大機構１６２は、低壁部１６３および側壁部１６４，１６５を有する箱状の収容体１６６内に、磁歪素子１４がコイル１７とともに収容されている。

この磁歪素子１４は、長手方向の一方の端部（図２３における右端部）が収容体１６６の一つの側壁部１６４（図２３における右側壁部）に固定されていることによって、伸長変位の方向が、磁歪素子１４における長手方向の他方の端部（左端部）の方向（左方向）のみに規制されている。

そして、収容体１６６内における磁歪素子１４の前記他方の端部（図２３における左端部）と、この端部に臨む一つの側壁部１６５（図２３における左側壁部）との間には、流体が充填された第１ベローズ１６７が配設されており、この第１ベローズ１６７は、磁歪素子１４からの変位の入力にともなって伸縮可能とされている。

さらに、この第１ベローズ１６７の出力側であって、収容体１６６の外側には、流体が充填された伸縮可能な第２ベローズ１６８が配設されており、この第２ベローズ１６８は、管路１６９を通じて第１ベローズ１６７と互いに連通されている。

従って、第１ベローズ１６７が磁歪素子１４の伸長変位にともなって収縮すると、第１ベローズ１６７内の流体が管路１６９を通じて第２ベローズ１６８側に移動し、これによって第２ベローズ１６８が伸長するようになっている。

さらに、第２ベローズ１６８における伸縮方向に直交する断面積は、第１ベローズ１６７における伸縮方向に直交する断面積よりも小さく形成されている。

ここで、第１ベローズ１６７および第２ベローズ１６８ならびに管路１６９内には流体が隙間無く充填されているため、第１ベローズ１６７の収縮にともなう第１ベローズ１６７内の流体の体積の減少量と、この第１ベローズ１６７の収縮にともなう第２ベローズ１６８内の流体の体積の増加量とは互いに等しくなる。

従って、第２ベローズ１６８の伸縮方向に直交する断面積を、第１ベローズ１６７の伸縮方向に直交する断面積よりも小さくすれば、第２ベローズ１６８内の流体の体積の増加にともなう第２ベローズ１６８の伸縮方向への変位量が、第１ベローズ１６７内の流体の体積の減少をともなう第１ベローズ１６７の収縮方向への変位量よりも大きくなる。

そして、磁歪素子１４と第１ベローズ１６７とは、ともに変位の方向が同一になるように直結されているため、磁歪素子１４の伸長変位量と、第１ベローズ１６７の収縮変位量とはともに等しいが、前記のように第１ベローズ１６７の収縮変位量に比べて第２ベローズ１６８の伸長変位量が大きことにより、結果として、第２ベローズ１６８の変位によって磁歪素子１４の変位が拡大されることになる。

なお、この変位の拡大によって発生した変位Ｙは、次の（１２）式で表すことができる。なお、（１２）式において、ΔＸは、第１ベローズ１６７に入力される磁歪素子１４の変位である。また、Ｒ_０は、第１ベローズ１６７の半径であり、Ｒ_１は、第２ベローズ１６８の半径である。

Ｙ＝ΔＸ×Ｒ_０ ^２／Ｒ_１ ^２ （１２）

したがって、本実施形態によれば、第２ベローズ１６８の変位によって磁歪素子１４の変位を有効に拡大することができるため、第２ベローズ１６８に連結される撮像レンズ３を光軸５方向に沿って適正に駆動することができる。

また、管路１６９が可撓性を有するものであれば、第２ベローズ１６８の位置を適宜変更することができるため、より小型な構成を実現することが可能となる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本発明における光学装置を携帯電話等の電磁波を発生する機器に搭載する場合においては、電磁波が磁歪素子１４に影響を与えないように、磁歪素子１４およびコイル１７の周囲に、パイプ等の磁気シールドを設けることが好ましい。

また、単一の磁歪素子１４によって複数の撮像レンズ３を駆動するように構成してもよい。そのようにすれば、撮像レンズ３をより効率的に駆動することが可能となる。

さらに、磁歪素子１４を複数の領域に分割し、各領域をそれぞれ独立に変位させることによって、各領域の変位の合成変位を変位拡大機構に入力するようにしてもよい。そのようにすれば、変位拡大機構に対して最適な変位を入力することができ、撮像レンズ３をより高精度に駆動することが可能となる。

本発明に係る光学装置の第１実施形態を示す断面図 図１の平面図 本発明に係る光学装置の第１実施形態において、駆動手段を示す断面図 本発明に係る光学装置の第１実施形態において、駆動手段を示す斜視図 本発明に係る光学装置の第１実施形態において、変位拡大機構への磁歪素子の変位の入力動作を示す図 本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第１段階の変位の拡大動作を示す図 本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第２段階の変位の拡大動作を示す図 本発明に係る光学装置の第２実施形態において、駆動手段を示す断面図 本発明に係る光学装置の第２実施形態において、変位拡大機構への磁歪素子の変位の入力動作を示す図 本発明に係る光学装置の第２実施形態において、第１段階の変位の拡大動作を示す図 本発明に係る光学装置の第２実施形態において、第２段階の変位の拡大動作を示す図 本発明に係る光学装置の第３実施形態において、駆動手段を示す断面図 本発明に係る光学装置の第４実施形態において、駆動手段を示す断面図 本発明に係る光学装置の第５実施形態において、駆動手段を示す断面図 本発明に係る光学装置の第６実施形態において、駆動手段を示す正面図 図１５の平面図 図１５の底面図 図１５の右側面図 本発明に係る光学装置の第６実施形態において、図１５乃至２０と異なる他の構成を示す平面図 本発明に係る光学装置の第７実施形態において、変位拡大機構を示す平面図 本発明に係る光学装置の第７実施形態において、変位拡大機構のレンズ固定部を示す断面図 本発明に係る光学装置の第７実施形態において、変位拡大機構におけるレンズ固定部の図２１と異なる他の構成を示す断面図 本発明に係る光学装置の第８実施形態において、駆動手段を示す断面図

符号の説明

１ 光学装置
３ 撮像レンズ
１０ 第１案内シャフト
１１ 第２案内シャフト
１３ 駆動手段
１４ 磁歪素子
１６ 変位拡大機構
２１ 第１アーム部
２２ 第１節部
２３ 第２節部
２４ 第２アーム部
２８ 第３節部
２９ 第３アーム部
３０ 第４節部
３４ 第５節部
３５ 第６節部
３７ 第４アーム部
３９ 永久磁石
１４３ コイルばね
１４６ 肉抜き加工部
１６７ 第１ベローズ
１６８ 第２ベローズ

Claims (20)

1. 光学素子と、前記光学素子を磁歪効果を利用して所定の方向に駆動する駆動手段とを有することを特徴とする光学装置。
2. 前記駆動手段は、磁界を作用させることによって変位を発生する磁歪素子と、この磁歪素子に発生した変位が入力されるとともに、この入力された変位を拡大して前記光学素子側に出力する変位拡大機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記変位拡大機構は、前記磁歪素子の変位を、てこの原理を利用して拡大するように形成されている請求項２に記載の光学装置。
4. 前記変位拡大機構は、節部を介して連設された複数のアーム部を有し、これら複数のアーム部は、前記磁歪素子の変位を入力されることにより、前記節部を支点とした回動または平行移動が可能とされていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光学装置。
5. 少なくとも前記複数のアーム部のうちの互いに隣位する一対のアーム部およびこの一対のアーム部の間の節部は、一体的に成形されていることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 前記アーム部と一体的に成形された前記節部は、当該アーム部と同一の材料によって、その幅を当該アーム部の幅よりも薄肉にすることによって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
7. 弾性ヒンジを利用して前記アーム部の回動または平行移動が可能とされていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学装置。
8. 前記変位拡大機構は、前記磁歪素子の変位を複数の段階にわたって順次拡大するように形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学装置。
9. 前記変位拡大機構は、前記磁歪素子の変位を２段階にわたって拡大するように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
10. 前記駆動手段は、前記光学素子を前記所定の方向に沿って移動可能に案内する案内機構を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の光学装置。
11. 前記アーム部の出力端が、前記所定の方向に沿って平行移動を可能とされていることを特徴とする請求項４乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光学装置。
12. 前記節部は、肉抜き加工によって中空状に形成されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光学装置。
13. 前記一体的に成形されたアーム部および節部は、その厚み方向に積層された複数の層構造を有することを特徴とする請求項５乃至請求項１２のいずれか１項に記載の光学装置。
14. 前記複数の層のうち、前記肉抜き加工がなされた層は、他の層よりも加工性に優れた材料によって形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学装置。
15. 前記変位拡大機構は、流体が充填され、互いに連通された複数のベローズを有しており、これら複数のベローズは、前記磁歪素子の変位にともなって伸縮可能とされ、かつ、出力側のベローズにおける伸縮方向に直交する断面積が、入力側のベローズにおける伸縮方向に直交する断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
16. 前記駆動手段は、前記磁歪素子に磁界を作用させることによって前記磁歪素子に対して予め初期変位を与えておくための磁石を有することを特徴とする請求項２乃至請求項１５のいずれか１項に記載の光学装置。
17. 前記駆動手段は、前記磁歪素子をその変位方向に抗する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の光学装置。
18. 前記磁石は、前記磁歪素子に対して前記光学素子が最も使われやすい位置を保持するための初期変位を与えるように形成されていることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の光学装置。
19. 単一の磁歪素子によって複数の光学素子を駆動可能とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の光学装置。
20. 前記光学素子は、撮像レンズであり、前記所定の方向は、当該撮像レンズの光軸方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の光学装置。