JP2010041829A - 駆動装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係合部材と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にすることができる駆動装置を実現する。
【解決手段】本発明の駆動装置は、屈曲変位部材１と、被駆動体３と摩擦係合し、被駆動体３を、屈曲変位部材１における固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向に駆動させる摩擦係合部材２と、摩擦係合部材２と被駆動体３とを一定の力で押し付けるための予圧機構とを備え、屈曲変位部材１の固定端Ｏと被駆動体３とを最短で結ぶ仮想線Ｌと被駆動体３との交点を交点Ｌｃとし、屈曲変位部材１の自由端Ｏ’と被駆動体３とを最短で結ぶ仮想線Ｌ’と被駆動体３との交点を交点Ｌｃ’としたとき、摩擦係合部材２における被駆動体３との接触部２１は、交点Ｌｃと交点Ｌｃ’とを結んだ仮想線ＬｃＬｃ’上に位置するとともに、交点Ｌｃ’よりも交点Ｌｃに近い位置に配されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。

従来、電気機械変換素子（圧電素子）を用いて被駆動体を駆動するための駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動に用いられる。特に、昨今、カンチレバー型の屈曲変位部材を用いた駆動装置が提案されている。この駆動装置は、携帯電話機に搭載されるカメラモジュール、及びノートパソコン用の薄型光ディスク記録再生装置に搭載される光ピックアップを小型・薄型化することが可能になる。

カンチレバー型の屈曲変位部材を用いた駆動装置としては、例えば、特許文献１または２に記載の装置が挙げられる。図９は、特許文献１に記載の圧電アクチュエータ（以下、従来例Ａと記す）の概略構成を示す断面図である。図１０は、特許文献２に記載の駆動装置（以下、従来例Ｂと記す）の概略構成を示す断面図である。

図９に示されるように、従来例Ａの圧電アクチュエータは、カンチレバー型の圧電素子２１１、可撓性プリント基板（ＦＰＣ）２１４、鏡筒（被駆動体）２１０、及び撮像素子２０７を筐体２０９内に備えた構成になっている。鏡筒２１０には、レンズ２０２がはめ込まれている。撮像素子２０７は、このレンズ２０２における被写体と反対側に配されている。レンズ２０２と撮像素子２０７とで光学系２０１が構成されている。

圧電素子２１１は、その長手方向が鏡筒２１０の駆動方向と平行になるように配されている。また、圧電素子２１１は、可撓性プリント基板２１４に連結されている。そして、圧電素子２１１における可撓性プリント基板２１４と反対側の端部２１１ａは、鏡筒２１０と接触可能な自由端になっている。以下、従来例Ａの圧電アクチュエータでは、圧電素子２１１が屈曲・収縮することにより、端部２１１ａが楕円運動するようになっている。端部２１１ａには、鏡筒２１０と摩擦係合する摩擦係合部材２１２が設けられている。そして、端部２１１ａの楕円運動により、摩擦係合部材２１２が鏡筒２１０と接触・離間を繰り返すことにより、鏡筒２１０が光軸方向へ駆動する。この駆動は、例えば、レンズ２０２を通過した被写体像２０８が、撮像素子２０７の撮像面位置２０５上に鮮明に映るように、鏡筒２１０を光軸方向に位置調整するときに用いられる。

また、従来例Ｂの駆動装置では、図１０に示されるように、カンチレバー型の圧電素子３１２は、その長手方向が被駆動体３１６の駆動方向と直交するように配置されている。また、圧電素子３１２の一端は固定部３１４に固定されている。そして、圧電素子３１４における固定部３１４と反対側の端部３１２ａは、自由端になっている。この自由端には、摺動部材３２６が取り付けられている。この摺動部材３２６は、被駆動体３１６に設けられた被摺動部３２８と摩擦係合する。

圧電素子３１２は、圧電材料部３３１と電極３３２とを備えている。駆動制御装置３１０Ａから一定周期の駆動波形を有する電流が圧電素子３１２に流れることにより、圧電素子３１２は屈曲し、その端部３１２ａが駆動方向に変位する。そして、この変位により、摺動部材３２６が駆動方向に変位する。そして、摺動部材３２６と被摺動部３２８との摩擦係合により、被駆動体３１６は、ガイド３２０に沿って、Ｚ方向に駆動する。
特表２００５−５２９３５８号公報（平成１７(2005)年 ９月２９日公表） 特開２００７−２５２１０３号公報（平成１９(2007)年 ９月２７日公開）

しかしながら、従来例Ａ及びＢには、以下の問題が生じる。

まず、従来例Ｂの駆動装置に関わる問題について説明する。従来例Ｂの駆動装置では、圧電素子３１２は、その長手方向が被駆動体３１６の駆動方向に直交して配置されている。このため、圧電素子３１２の屈曲変位を直接被駆動体３１６に伝達することができる。それゆえ、カンチレバー型の圧電素子を使用した駆動装置としては、最も被駆動体３１６にかかる推力が高く、かつ被駆動体３１６の駆動ストロークが高い駆動装置を実現することができる。その反面、電子機器内での、与圧機構も含めた駆動装置の設置スペースの確保が困難である。この点で、この駆動装置を搭載した機器は、小型・薄型化が難しくなり、小型の携帯機器等での応用例が限られてしまう。

また、従来例Ａの圧電アクチュエータは、従来例Ｂのような設置スペースの確保の問題は少なくなる。しかしながら、摩擦係合部材２１２と鏡筒２１０との間で作用する摩擦力が不安定であり、鏡筒２１０の駆動速度を安定に維持できないという問題がある。以下、この問題について、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に基づいて、説明する。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、従来例Ａの圧電アクチュエータの駆動時における鏡筒２１０と摩擦係合部材２１２との接触の状態を簡潔に示した模式図である。

図１１（ａ）に示されるように、圧電素子２１１の自由端Ｏ’近傍に設けられた摩擦係合部材２１２と鏡筒２１０とが摩擦係合するように、鏡筒２１０に予圧４０４がかけられている。まず、このように予圧４０４がかけられた状態で、圧電素子２１１の自由端Ｏ’が＋Ｚ方向に屈曲変位した場合について、図１１（ｂ）を参照して、以下に説明する。

図１１（ｂ）に示されるように、自由端Ｏ’が＋Ｚ方向に屈曲変位すると、鏡筒２１０と摩擦係合部材２１２との摩擦係合部分には、＋Ｘ方向の力ｆｘが働く。そして、この＋Ｘ方向の力ｆｘにより、鏡筒２１０が＋Ｘ方向に変位量Ｘ分だけ駆動する。このとき、同図に示されるように、鏡筒２１０と摩擦係合部材２１２との摩擦係合部分には、＋Ｚ方向の力ｆｚが発生する。このため、鏡筒２１０の垂直抗力が強くなる。

また、図１１（ｃ）に示されるように、自由端Ｏ’が−Ｚ方向に屈曲変位すると、鏡筒２１０と摩擦係合部材２１２との摩擦係合部分には、−Ｘ方向の力ｆｘが働く。そして、この−Ｘ方向の力ｆｘにより、鏡筒２１０が−Ｘ方向に変位量Ｘ’分だけ駆動する。このとき、同図に示されるように、鏡筒２１０と摩擦係合部材２１２との摩擦係合部分には、−Ｚ方向の力ｆｚが発生する。このため、鏡筒２１０の垂直抗力が弱くなる。

このように、鏡筒２１０の移動方向に応じて垂直抗力も変動するため、変位量Ｘ≠変位量Ｘ’となる。それゆえ、従来例Ａの圧電アクチュエータでは、鏡筒２１０の変位量が安定しないという問題がある。さらに、変位量が安定しないことにより、鏡筒２１０の駆動速度も不安定になるという問題がある。

特に、携帯機器用カメラモジュールのズーム機構等では、鏡筒の長ストローク移動が必要になる。したがって、従来例Ａの圧電アクチュエータの駆動機構を、上記ズーム機構に採用した場合、ズーム時間が変動してしまう。

また、従来例Ａの圧電アクチュエータでは、安定な鏡筒駆動のための、予圧４０４の調整がシビアになる。このため、圧電アクチュエータを量産するに際し、各物品間でバラツキが生じ、不良発生率が上昇するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部材（摩擦係合部材）と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にすることができる駆動装置およびそれを備えた電子機器を実現することにある。

本発明に係る駆動装置は、上記課題を解決するために、一端が固定され、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、被駆動体と摩擦係合し、該被駆動体を、屈曲変位部材における固定端と自由端とを結ぶ直線方向に駆動させる摩擦係合部材と、摩擦係合部材と被駆動体とを一定の力で互いに押し付けるための予圧機構とを備え、上記屈曲変位部材の固定端と被駆動体とを最短で結ぶ第１の仮想線と被駆動体との交点を第１の交点とし、上記屈曲変位部材の自由端と被駆動体とを最短で結ぶ第２の仮想線と被駆動体との交点を第２の交点としたとき、上記摩擦係合部材における被駆動体との接触部は、第１の交点と第２の交点とを結んだ第３の仮想線上に位置するとともに、第２の交点よりも第１の交点に近い位置に配されていることを特徴としている。

本発明に係る駆動装置は、摩擦係合部材が、被駆動体と摩擦係合し、該被駆動体を、屈曲変位部材における固定端と自由端とを結ぶ直線方向に駆動させており、被駆動体の駆動方向が屈曲変位部材の屈曲変位方向と異なる方向（屈曲変位部材における固定端と自由端とを結ぶ直線方向）になっている。このため、駆動装置の設置スペースを小さくすることができる。さらには、駆動装置を電子機器に搭載したとき、電子機器の小型化・薄型化を実現することができる。

また、上記の構成によれば、上記摩擦係合部材における被駆動体との接触部は、第１の交点と第２の交点とを結んだ第３の仮想線上に位置するとともに、第２の交点よりも第１の交点に近い位置に配されているので、被駆動体における屈曲変位方向に発生する力そのものが小さくなっていくため、被駆動体と摩擦係合部材との接触部分では、与圧機構による予圧が支配的となる。それゆえ、上記垂直効力の変動が小さくなり、被駆動体の変位量と駆動速度が安定する。

したがって、上記の構成によれば、駆動部材（摩擦係合部材）と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にすることができる駆動装置を実現することができる。

本発明に係る駆動装置では、上記摩擦係合部材は、上記屈曲変位部材における屈曲変位方向の上面に配設されており、摩擦係合部材における屈曲変位部材への配設部は、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、上記接触部よりも上記自由端に近い位置に配されていることが好ましい。

屈曲変位部材は、上記固定端から上記自由端へ向かうに従い、その屈曲変位量（幅）が大きくなる。すなわち、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、自由端に近い位置であればあるほど、その位置での屈曲変位量は大きくなる。上記の構成によれば、上記摩擦係合部材は、上記屈曲変位部材における屈曲変位方向の上面に配設されており、摩擦係合部材における屈曲変位部材への配設部は、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、上記接触部よりも上記自由端に近い位置に配されている。それゆえ、上記の構成によれば、従来例１のような、摩擦係合部材における上記接触部と上記配設部とが、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、互いに同じ位置に配された構成と比較して、屈曲変位部材の屈曲変位により配設部で発生する力を、より効果的に接触部での駆動方向の力に利用することができる。

本発明に係る駆動装置では、上記配設部は、屈曲変位部材の自由端まで延びていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記配設部は、屈曲変位部材の自由端まで延びているので、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、最も屈曲変位量が大きい自由端で発生する力を、接触部での駆動方向の力に利用することができる。

本発明に係る駆動装置では、上記接触部は、上記第１の交点から、上記第３の仮想線の長さの３／５の位置までの領域に位置することが好ましい。

上記接触部の位置を上記の領域内に設計することにより、接触部にて発生する力において、駆動方向に働く力を、駆動方向に垂直な屈曲変位方向に働く力と同等、もしくは屈曲変位方向に働く力よりも大きくすることができる。それゆえ、上記の構成によれば、屈曲変位方向の力の発生を極力抑え、駆動方向に働く力の発生を大きくでき、被駆動体の駆動に際し、摩擦係合部材と被駆動体との摩擦部分にかかる垂直抗力（屈曲変位方向の抗力）の変動を抑えることができる。その結果、上記の構成によれば、摩擦係合部材と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にする駆動装置を実現することができる。

本発明に係る駆動装置では、上記接触部は、上記第１の交点から、上記第３の仮想線の中点までの領域に位置することが好ましい。

上記接触部の位置を上記の領域内に設計することにより、接触部にて発生する力において、駆動方向に働く力を、駆動方向に垂直な屈曲変位方向に働く力と同等、もしくは屈曲変位方向に働く力よりも大きくすることができるとともに、接触部の駆動方向の変位量を、屈曲変位方向の変位量と同等、もしくは屈曲変位方向の変位量よりも大きくすることが可能になる。それゆえ、上記の構成によれば、屈曲変位方向の力及び変位の発生を極力抑え、駆動方向に働く力及び変位の発生を大きくできる。このため、上記の構成によれば、被駆動体の駆動に際し、摩擦係合部材と被駆動体との摩擦部分にかかる垂直抗力（屈曲変位方向の抗力）の変動をより確実に抑えることができ、摩擦係合部材と被駆動体との間で作用する摩擦力がより安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度をより安定にする駆動装置を実現することができる。

本発明に係る駆動装置では、上記接触部が、球面、円筒面、または円錐面を有することが好ましい。

上記の構成によれば、上記接触部が、球面、円筒面、または円錐面を有するので、摩擦係合部材の接触部と被駆動体との接触状態が、点接触、または点接触に近い接触状態になる。このため、上記の構成によれば、摩擦係合部材の接触部と被駆動体との接触状態が、線接触である場合と比較して、組立誤差から生じる片当たりなどといった接触不良をなくすことができる。

本発明に係る駆動装置では、上記接触部、および被駆動体における上記接触部との接触部分はそれぞれ、金属またはカーボン素材から構成されており、これらの構成材料の組み合わせが、金属同士の組み合わせ、またはカーボン素材同士の組み合わせであることが好ましい。

また、本発明に係る駆動装置では、上記接触部、および被駆動体における上記接触部との接触部分はそれぞれ、金属またはカーボン素材から構成されており、これらの構成材料の組み合わせが、金属とカーボン素材との異種素材同士の組み合わせであることが好ましい。

上記のように、上記接触部、および被駆動体における上記接触部との接触部分の構成材料の組み合わせを適宜選択することにより、駆動装置に必要とされる駆動力に応じて、摩擦係数を設定し、最良の接触状態にすることができる。

本発明に係る駆動装置では、上記屈曲変位部材は、電気的制御により屈曲変位が励起されることが好ましい。

これにより、より簡単に屈曲変位部材の屈曲変位を励起することができるととともに、屈曲変位部材を、共振状態と非共振状態との何れかの状態で屈曲変位させることができる。このため、上記の構成によれば、被駆動体の駆動速度や駆動力を任意に変更することが容易になる。

本発明に係る駆動装置では、上記屈曲変位部材に交番電気信号を印加し、上記屈曲変位部材の屈曲変位による振動を制御する制御手段を備えたことが好ましい。

これにより、上記屈曲変位部材の屈曲変位による振動をより容易に制御することができ、屈曲変位部材の振動状態を、共振状態もしくは非共振状態に適宜設定して駆動装置を使用することができる。

本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、上述の駆動装置が搭載されていることを特徴としている。

上記のように、本願発明に係る駆動装置を搭載することにより、電子機器内の駆動装置設置スペースを有効利用することができ、電子機器の小型化・薄型化を実現できるとともに、駆動部材（摩擦係合部材）と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にすることができる電子機器を実現することができる。

本発明に係る駆動装置は、以上のように、一端が固定され、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、被駆動体と摩擦係合し、該被駆動体を、屈曲変位部材における固定端と自由端とを結ぶ直線方向に駆動させる摩擦係合部材と、摩擦係合部材と被駆動体とを一定の力で押し付けるための予圧機構とを備え、上記屈曲変位部材の固定端と被駆動体とを最短で結ぶ第１の仮想線と被駆動体との交点を第１の交点とし、上記屈曲変位部材の自由端と被駆動体とを最短で結ぶ第２の仮想線と被駆動体との交点を第２の交点としたとき、上記摩擦係合部材における被駆動体との接触部は、第１の交点と第２の交点とを結んだ第３の仮想線上に位置するとともに、第２の交点よりも第１の交点に近い位置に配されている構成である。

また、本発明に係る電子機器は、以上のように、上述の駆動装置が搭載されている構成である。

それゆえ、駆動部材（摩擦係合部材）と被駆動体との間で作用する摩擦力が安定であり、かつ、与圧がかけられた状態であっても被駆動体の駆動速度を安定にすることができる。

（駆動装置の構成）
本発明の駆動装置（以下、本駆動装置と記す）は、カンチレバー型の屈曲変位部材と、該屈曲変位部材に設けられ、被駆動体と摩擦係合する摩擦係合部材とを備えた駆動部を主要部分としている。図１は、本駆動装置の特徴部分である屈曲変位部材及び摩擦係合部材の構成（駆動部）を示す斜視図である。なお、図１では、屈曲変位部材１の長手方向をＸ方向とし、幅方向をＹ方向とし、厚み方向をＺ方向としている。

図１に示されるように、摩擦係合部材２は、屈曲変位部材１のＺ方向に垂直な２面のうち、一方の面に設けられている。また、摩擦係合部材２は、被駆動体と接触する接触部２１と、接触部２１からＸ方向自由端Ｏ’側へ傾斜する傾斜部２２と、傾斜部２２から自由端Ｏ’まで延びた基底部（配設部）２３とからなっている。

摩擦係合部材２においては、基底部２３が、屈曲変位部材１への配設部分になっている（接触部２１、傾斜部２２、基底部２３のうち、基底部２３が屈曲変位部材１に接している）。また、Ｘ方向において、接触部２１は、基底部２３と異なる位置に形成されている。つまり、基底部２３は、屈曲変位部材１の固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向（Ｘ方向）において、接触部２１よりも自由端Ｏ’に近い位置に配されている。

屈曲変位部材１は、後述するようにＺ方向に屈曲変位する部材である。この屈曲変位量（幅）は、固定端Ｏから自由端Ｏ’へ向かうに従い大きくなる。すなわち、固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向（Ｘ方向）において、自由端Ｏ’に近い位置であればあるほど、その位置での屈曲変位量は大きくなる。

本駆動装置によれば、図１に示されるように、摩擦係合部材２は、屈曲変位部材１における屈曲変位方向（Ｚ方向）の上面に配設されており、摩擦係合部材２における基底部２３は、Ｘ方向において、接触部２１よりも自由端Ｏ’に近い位置に配されている。それゆえ、従来例１のような、摩擦係合部材２１２における接触部と配設部とが、固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向において、互いに同じ位置に配された構成と比較して、屈曲変位部材１の屈曲変位により配設部２３で発生する力を、より効果的に接触部２３での駆動方向の力に利用することができる。

屈曲変位部材１は、電気的制御により屈曲変位が励起される部材である。屈曲変位部材の代表例としては、例えば図２（ａ）・（ｂ）に示されるバイモルフ構造の圧電素子が挙げられる。図２は、バイモルフ構造の圧電素子の構成を示し、図２（ａ）は平面図・側面図であり、図２（ｂ）は、圧電素子の屈曲変位の様子を示す図である。

図２（ａ）・（ｂ）に示される圧電素子は、２つの圧電材料層１２Ａ・１２Ｂと、金属からなるシム材１１とを備え、２つの圧電材料層１２Ａ・１２Ｂがシム材２１を挟んで圧着された３層構造になっている。この３層構造は、圧電材料層１２Ａ、シム材２１、圧電材料層１２Ｂに接着剤等を塗布した後圧力をかけて接着することにより形成される。

また、圧電素子は、２つの電極１０Ａ・１０Ｂが、上記３層構造を挟んで圧着された構造になっている。この２つの電極１０Ａ・１０Ｂは、図示しない制御手段に接続されている。

シム材１１の一端が固定支持されている（図２（ｂ）において黒三角印で示された「固定端Ｏ」）。なお、図２（ａ）・（ｂ）では、圧電材料層１２Ａ・１２Ｂと、及びシム材１１からなる３層構造の積層方向を厚み方向（Ｚ方向）とし、厚み方向において、圧電材料層１２Ａ側をＡ側とし、圧電材料層１２Ｂ側をＢ側としている。

図２（ａ）・（ｂ）に示す圧電素子では、制御手段から電極１０Ａ・１０Ｂへ電圧が印加されると、圧電素子が厚み方向に屈曲変位するようになっている。

例えば、圧電材料層１２Ａは、電極１０Ａとシム材１１との間の電圧が正になった場合に縮小し、電極１０Ａとシム材１１との間の電圧が負になった場合に伸長するように分極されている。また、圧電材料層１２Ｂは、電極１０Ｂとシム材１１との間の電圧が正になった場合に伸長し、電極１０Ｂとシム材２１との間に電圧が負になった場合に縮小するように分極されている。

上記のように分極された圧電材料層１２Ａ・１２Ｂに対し、制御手段が電圧を印加した場合について説明する。図２（ｂ）に示すように、制御手段は、電極１０Ａ・１０Ｂとシム材２１との間（図２（ｂ）中のア−イ間）に、正の電圧を印加するようになっている。この場合、同図に示すように、圧電素子は、厚み方向Ａ側に屈曲変位する。一方、図示していないが、制御手段がア−イ間に負の電圧を印加すると、圧電素子は、厚み方向Ｂ側に屈曲変位する。この屈曲変位は、固定端Ｏを中心（支点）とした擬似的な揺動（回動）運動と考えることができる。そして、屈曲変位の方向を揺動（回動）回転方向と称することができる。この場合、例えば図２中の矢印αで示した揺動（回動）回転方向は、紙面側から見て時計回り方向である。

このように、図２（ａ）・（ｂ）に示された圧電素子は、制御手段による電圧印加により屈曲変位するようになっている。なお、本発明の駆動装置における屈曲変位部材は、図２（ａ）・（ｂ）に示された圧電素子に限定されず、電気的制御により屈曲変位を制御することが可能な構造を有する部材であればよい。例えば、屈曲変位部材としては、１つの圧電材料層とシム材とで構成されたモノモルフ構造の圧電素子が挙げられる。モノモルフ構造の圧電素子は、バイモルフ構造の圧電素子と同様の動作概念で、電気的制御による屈曲変位が可能である。

本駆動装置における屈曲変位部材は、以上のように、電圧の印加等の電気的制御により屈曲変位する部材を指しており、その構造はもちろん、厚み、長さ、幅などの寸法や形状に限定をうけるものではない。また、本駆動装置における屈曲変位部材は、その固有横１次共振モードを使用することはもちろん、非共振モードでも作動させることは可能であり、その時の状況に応じて適宜切り替えればよい。

以下、説明を簡単にするために、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材を単に「屈曲変位部材」と称することにする。

また、本明細書では、屈曲変位部材が駆動装置内に配置されているとき、被駆動体の移動方向を被駆動体移動方向あるいは（屈曲変位部材の）長手方向と呼び、屈曲変位部材が屈曲する方向を屈曲方向あるいは（屈曲変位部材の）厚み方向とよび、被駆動体移動方向（長手方向）に直交しかつ屈曲方向（厚み方向）に直交する方向を（屈曲変位部材の）幅方向と呼ぶ。これは、屈曲変位部材の寸法や屈曲変位部材の固定部の位置に影響されるものではない。

以下、小型カメラモジュールのズーム調整機構に適用した駆動装置について、説明する。図３（ａ）は、小型カメラモジュールの外観を示す全体斜視図であり、図３（ｂ）は、小型カメラモジュールの内部構成を示す全体斜視図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）の小型カメラモジュールに備えられた本駆動装置の構成を示す斜視図である。また、図４は、本駆動装置の構成を示す断面図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）および図４においては、説明に必要のない部品を適宜省略している。また、被駆動体８内に配置される与圧機構は、図４に示した与圧機構と、サイズ以外まったく同一構成であるため、ここでの説明は省略する。

図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、カメラモジュール５は、撮像素子６、１群レンズ７１、被駆動体８、２群レンズ８１、被駆動体９、３群レンズ９１、４群レンズ１０１、ガイド軸１１１、及びカメラモジュール筐体１４を備えている。

カメラモジュール５は、被写体の映像・画像を取り込み、撮像素子６に投影する構成になっている。なお、ここでは、カメラモジュール５において、撮像素子６が配されている側を「像側」とし、「像側」と反対側を「物体側」とする。

カメラモジュール筐体１４は、基板部材１４ａと、基板部材１４ａに配された各種部材を覆うための筐体本体１４ｂとを備えている。

また、１群レンズ７１、２群レンズ８１、３群レンズ９１、及び４群レンズ１０１は、撮像素子６に被写体の映像・画像を取り込むためのレンズ群である。これら４つのレンズは、４群構成になっており、互いの光軸が一致するように並んで配置されている。また、１群レンズ７１、２群レンズ８１、３群レンズ９１、及び４群レンズ１０１は、物体側から像側へ向かって、この順序で配置されている。

上記レンズ群のうち、１群レンズ７１は、カメラモジュール筐体１４の像側に固定されている。また、４群レンズ１０１は、カメラモジュール筐体１４の物体側に固定されている。また、２群レンズ８１、及び３群レンズ９１は、光軸方向に移動自在になっている。カメラモジュール５では、２群レンズ８１及び３群レンズ９１がそれぞれ、光軸方向に移動することにより、オートフォーカス動作及びズーム動作が行われる。

被駆動体８及び９はそれぞれ、２群レンズ８１及び３群レンズ９１を保持する機能を有する部材であり、いわゆるレンズバレルである。被駆動体８及び９はそれぞれ、光軸方向（Ｘ方向）から見て中央部分に円環部を有し、この円環部に２群レンズ８１及び３群レンズ９１がはめ込まれるようになっている。

カメラモジュール５では、屈曲変位部材１ａ及び摩擦係合部材２ａを備えた第１の駆動部８Ａにより、被駆動体８に保持された２群レンズ８１が光軸方向に駆動される。また、屈曲変位部材１ｂ及び摩擦係合部材２ａを備えた第２の駆動部９Ａにより、被駆動体９に保持された３群レンズ９１が光軸方向に駆動される。なお、本実施形態では、被駆動体８及び９が移動する移動方向は、光軸方向と同義語として扱う。また、本明細書では、被駆動体８及び９にはめ込まれた光学部品が、撮像素子６に対して物体を結像する方向（被駆動体８及び被駆動体９同士を結ぶ直線の方向）を「光軸方向」とする。

第１及び第２の駆動部８Ａ・９Ａそれぞれの主要部材である、屈曲変位部材１ａ及び１ｂは、その光軸方向の一端が基板部材１４ａに固定されている。屈曲変位部材１ａ及び１ｂの固定端部は、基板部材１４ａに形成された突起部１４ａ’と押さえ部品１３とに間に配されている。そして、突起部１４ａ’に対して押さえ部品１３を介して（屈曲変位部材１ａ及び１ｂを避けて）ネジ止めすることにより、固定されている。

以下、第２の駆動部９Ａ、及び被駆動体９の構成について、図３（ｃ）及び図４に基づいて説明する。なお、第１の駆動部８Ａ、及び被駆動体８の構成は、サイズ以外、第２の駆動部９Ａ、及び被駆動体９の構成と同一であるため、説明を省略する。

まず、被駆動体９は、予圧蓋９２と、予圧バネ９４（図４参照）と、予圧部材９５と、被摺動部９６とを備えている。予圧蓋９２は、予圧部材９５に、ネジ９３によりネジ止めされている。また、図４に示されるように、予圧バネ９４は、この予圧蓋９２により、その厚さ方向（Ｚ方向）の一端が固定されている。また、予圧バネ９４の厚さ方向の他端は、予圧部材９５により固定されている。また、予圧部材９５は、３群レンズ９１を保持する本体である。被摺動部９６は、第２の駆動部９Ａにおける摩擦係合部材２ｂの接触部２１ｂと接触する部分である。これら構成により、被駆動体９では、摩擦係合部材２ｂの接触部２１ｂに対し、予圧部材９５を、厚さ方向に付勢するようになっている。また、この付勢は、被摺動部９６を介したものであり、図４においては、付勢方向を矢印Ｈで示している。このような予圧バネ９４の付勢により、予圧部材９５は、矢印Ｈ方向以外の動きが規制される。これにより、効率的に、被駆動体９を光軸方向（Ｘ方向）に移動させることが可能になる。なお、被駆動体９は、接触部２１ｂの光軸方向（Ｘ方向）変位に応じて、接触部２１ｂと被摺動部９６とが摩擦係合することで、光軸方向に移動（駆動）される。この被駆動体９の駆動原理については、後述する。

また、図４では、予圧バネ９４として、つるまきバネが示されている。しかしながら、本駆動装置における予圧バネ９４は、これに限定されず、図４に示す矢印Ｈ方向にのみ付勢する部材であればよい。例えば、予圧バネ９４は、板バネであってもよい。

第２の駆動部９Ａにおける摩擦係合部材２ｂは、被駆動体９の被摺動部９６と摩擦接触する接触部２１ｂを有し、この接触部２１ｂの変位方向を屈曲変位部材１ｂの屈曲変位方向（Ｚ方向）と異なる方向（Ｘ方向；光軸方向）に変換する構造になっている。接触部２１ｂの変位により、被駆動体９が駆動する。

屈曲変位部材１ｂは、２つの圧電材料層がシム材を挟んで圧着された３層構造になった、バイモルフ構造の圧電素子である。図４に示されるように、屈曲変位部材１ｂは、その光軸方向の一方の端部（固定端Ｏ）が、基板部材１４ａに、接着やはめ込み等により固定されている。また、屈曲変位部材１ｂの固定端Ｏ近傍では、シム材が、２つの圧電材料層から光軸方向に延長（突出）している。

また、摩擦係合部材２ｂまたは被摺動部９６の材料としては、両者が摩擦係合しえる材料であれば特に限定されない。例えば、摩擦係合部材２ｂまたは被摺動部９６の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属、炭素の粉を接着剤で固めたカーボン素材が挙げられる。また、摩擦係合部材２ｂの接触部２１ｂのみに炭素の粉を接着剤で固めたカーボン素材を使用することも可能である。そして、摩擦係合部材２ｂと被摺動部９６との材料の組み合わせを適宜選択することで、両者の摩擦係数を調整することができる。

例えば、摩擦係数が大きくなる（例えば０．２程度）ように設定する場合には、摩擦係合部材２ｂ及び被摺動部９６の材料の組み合わせを金属同士の組み合わせとすることができる。また、摩擦係数が０．１程度になるように設定する場合には、摩擦係合部材２ｂ及び被摺動部９６の材料の組み合わせをカーボン素材同士の組み合わせとすることができる。また、摩擦係数が０．１〜０．２になるように設定する場合には、摩擦係合部材２ｂ及び被摺動部９６の材料の組み合わせを金属とカーボン素材との組み合わせとし、両者が摩擦するようにすることができる。

なお、これら摩擦係数の調整は、被駆動体９の重量や屈曲変位部材１ｂの発生力等を考慮して、適宜組み合わせを変えることができる。例えば、カーボン素材を使用すれば、摩擦係合部材２ｂと被摺動部９６との摩擦部分から最初に出てきた粉が、摩擦部分に付着する。そして、この粉が、固体潤滑剤としての効果を発揮し、摩擦係合部材２ｂと被摺動部９６との摩擦を安定させることが可能である。その反面、被駆動体９の重量が比較的大きく、駆動させるために大きな推力が必要な場合、摩擦係数が低くなり、摩擦係合部材２ｂの接触部２１ｂが滑り、被駆動体９が動かなくなることもある。それゆえ、素材の組み合わせは、適宜変更する必要がある。

（駆動原理）
以下、本駆動装置における被駆動体の駆動原理について、説明する。なお、以下では、図１に示す屈曲変位部材１及び摩擦係合部材２の構成に基づく被駆動体３の駆動原理について、説明する。図５（ａ）は、図１に示される駆動装置を屈曲変位部材の長手方向に沿って切断した断面図であり、図５（ｂ）及び（ｃ）は、屈曲変位部材の屈曲変位方向に応じた摩擦係合部材の接触部の変位を示した断面図である。

上述したように、屈曲変位部材１は、２つの圧電材料層１２Ａ・１２Ｂがシム材１１を挟んで圧着された３層構造になった、バイモルフ構造の圧電素子である。また、摩擦係合部材２は、屈曲変位部材１上に設けられており、接触部２１で、被駆動体と摩擦係合するようになっている。

ここで、屈曲変位部材１の固定端Ｏと被駆動体３とを最短で結ぶ仮想線Ｌと被駆動体３との交点をＬｃ（第１の交点）とし、屈曲変位部材１の自由端Ｏ’と被駆動体３とを最短で結ぶ仮想線Ｌ’と被駆動体３との交点をＬ’ｃ（第２の交点）とする。図５（ａ）に示されるように、摩擦係合部材２の接触部２１は、仮想線Ｌ上に配置されている（交点Ｌｃと略同じ位置に配されている）。なお、この接触部２１の位置は、図５（ａ）に示された配置に限定されず、交点Ｌｃと交点Ｌ’ｃとを結んだ線（線分）ＬｃＬ’ｃ上の位置であればよい。

特に、交点Ｌｃから交点Ｌ’ｃへ向かって、線ＬｃＬ’ｃの長さの３／５に位置する点をＬ_３／５としたとき、接触部２１の位置は、交点Ｌｃと点Ｌ_３／５との範囲内に収まる位置であることが好ましい。さらに好ましくは、接触部２１の位置は、交点Ｌｃと線ＬｃＬ’ｃの中点Ｌｏとの範囲内に収まるような位置である。本駆動装置における接触部２１の位置については、後述する。

また、図５（ｂ）に示されるように、屈曲変位部材１が屈曲方向Ａ側（Ｚ方向Ａ側）に屈曲した（ずなわち、＋α方向に屈曲した）とき、摩擦係合部材２の接触部２１は、＋ａ方向に変位する。換言すると、図５（ｂ）に示されたＸＹＺ座標（矢印が＋方向）において、屈曲変位部材１が＋Ｚ方向に屈曲すると、摩擦係合部材２の接触部２１は、＋Ｘ方向（Ｘ方向固定端Ｏ側）に変位することになる。

また、図５（ｃ）に示されるように、屈曲変位部材１が屈曲方向Ｂ側（Ｚ方向Ｂ側）に屈曲した（ずなわち、−α方向に屈曲した）とき、摩擦係合部材２の接触部２１は、−ａ方向に変位する。換言すると、図５（ｃ）に示されたＸＹＺ座標（矢印が＋方向）において、屈曲変位部材１が＋Ｚ方向に屈曲すると、摩擦係合部材２の接触部２１は、−Ｘ方向（Ｘ方向自由端Ｏ’側）に変位することになる。

このように、本駆動装置では、屈曲変位部材の厚み方向（Ｚ方向）の変位に応じて、摩擦係合部材２の接触部２１がＸ方向に変位する。そして、この接触部２１が被駆動体３と摩擦接触することにより、被駆動体３がＸ方向に駆動する。

以下、被駆動体３の駆動動作として、摩擦係合部材２の接触部２１を円弧駆動させて、被駆動体３をＸ方向（光軸方向）に駆動させる動作例について、説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は、本駆動装置における被駆動体３の駆動動作例を説明するための図であり、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、摩擦係合部材２の接触部２１の円弧駆動を説明するための説明図であり、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、摩擦係合部材２の接触部２１の円弧駆動に必要な、屈曲変位部材１に印加される駆動電圧波形を示すグラフである。

図６（ｃ）においては、屈曲変位部材１に印加される駆動電圧波形を波形Ｆとしている。なお、波形Ｆの駆動電圧波形は、図示しない駆動回路から出力される。同図に示されるように、波形Ｆは、のこぎり状の駆動電圧波形になっている。ここで、図６（ｃ）に示された波形Ｆの(i)〜(v)の時点に対応する固定端Ｏ及び自由端Ｏ’の状態を、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、波形Ｆを駆動すると、固定端Ｏ及び自由端Ｏ’の位置は、(i)〜(v)に推移する。つまり、固定端Ｏ及び自由端Ｏ’は、図６（ｃ）の(i)の時点では図６（ａ）の(i)の状態になり、図６（ｃ）の(ii)の時点では図６（ａ）の(ii)の状態になり、図６（ｃ）の(iii)の時点では図６（ａ）及び図６（ｂ）の(iii)の状態になり、図６（ｃ）の(iv)の時点では図６（ｂ）の(iv)の状態になり、図６（ｃ）の(v)の時点では図６（ｂ）の(v)の状態になっている。固定端Ｏ及び自由端Ｏ’が、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示された(i)〜(v)の状態に推移し変位することで、摩擦係合部材１の接触部２１は、図示したように円弧駆動されることになる。

このとき、摩擦係合部材１の接触部２１は、図６（ｃ）に示されるのこぎり状の駆動電圧波形Ｆにより円弧駆動されるため、駆動方向の角速度と逆駆動方向の角速度とに差が生じる（すなわち、(i)〜(iii)の状態へ推移する角速度は相対的に遅くなる一方、(iii)〜(v)の状態へ推移する角速度は相対的に速くなる）。

また、駆動電圧波形Ｆを適宜設定することで、摩擦係合部材１の接触部２１が駆動方向の角加速度と逆駆動方向の角加速度とに差が生じるようにすることもできる。すなわち、(i)〜(iii)の状態へ推移する（駆動方向）角加速度が相対的に遅くなる一方、(iii)〜(v)の状態へ推移する（逆駆動方向）角加速度が相対的に速くなるように、駆動電圧波形を設定することが可能である。それゆえ、接触部２１の摩擦係数などを調整することにより、駆動方向（＋ａ方向）において、接触部２１と被駆動体３の接点とに加わる力が接触部２１と被駆動体３との間の静摩擦力を超えることができず、接触部２１が被駆動体３を滑らなくなるようにすることができる。一方、逆駆動方向（−ａ方向）において、接触部２１と被駆動体３の接点とに加わる力が接触部２１と被駆動体２との間の静摩擦力を上回るため、接触部２１が被駆動体３を滑るようにすることができる。そして、結果として、駆動方向の駆動力と逆駆動方向の駆動力とに差が生じ、被駆動体３が駆動方向に駆動されることになる。

また、駆動方向及び逆駆動方向の両方において、接触部２１が被駆動体３を滑るように摩擦係数などを調整することが可能である。この場合、駆動方向の駆動力、及び逆駆動方向の駆動力は、動摩擦力で決定され同じ力となる。しかしながら、図６（ｃ）に示された駆動電圧波形Ｆにより駆動方向の変位時間が長く、逆駆動方向の変位時間が短く設定されているため、駆動方向の動摩擦力が作用している時間の方が逆駆動方向の動摩擦力が作用している時間よりも長くなる。それゆえ、結果として、被駆動体３は、駆動方向に駆動される。

また、図６（ｄ）に示す駆動電圧波形Ｇを屈曲変位部材１に入力することにより、図６（ｃ）に示された駆動方向と逆方向に駆動させることが可能である。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示される本駆動装置では、摩擦係合部材２の接触部２１は、屈曲変位部材１の固定端Ｏと被駆動体３とを最短で結ぶ仮想線Ｌ上に位置している。しかしながら、上述したように、摩擦係合部材２の接触部２１は、図５（ａ）に示された配置に限定されず、交点Ｌｃと交点Ｌ’ｃとを結んだ線（線分）ＬｃＬ’ｃ上の位置であればよい。図７（ａ）は、摩擦係合部材２の接触部２１のＸ方向の位置と、被駆動体３の駆動との関係を説明するための説明図であり、図７（ｂ）は、摩擦係合部材２の接触部２１のＸ方向の位置と、被駆動体３の発生力及び発生変位量との関係を示すグラフである。

図７（ａ）に示されるように、被駆動体３の駆動動作中、摩擦係合部材２の接触部２１には、光軸方向（Ｘ方向）にＦｘの力（以下、発生力Ｆｘとする）及びＫｘの変位（変位量Ｋｘ）が発生する。また、光軸方向に対し垂直な方向（Ｚ方向）には、Ｆｚの力（以下、発生力Ｆｚとする）及びＫｚの変位（変位量Ｋｚ）が発生する。

上述したように、本駆動装置においては、摩擦係合部材２を厚さ方向に付勢する予圧機構（例えば図４に示される予圧バネ９４を有する予圧機構）が備えられている。このような予圧機構を備えた駆動装置においては、予圧機構による予圧の安定化と、被駆動体３の光軸方向の往復動作における駆動速度差（往路と復路との速度差）を小さくすることが必要である。このために、Ｚ方向の力Ｆｚ及び変位Ｋｚの発生を極力抑えるとともに、Ｘ方向の力Ｆｘ及び変位Ｋｘの発生を大きくするという課題がある。

この課題を解決するため、本願発明者は、接触部２１における固定端Ｏからの光軸方向の離間量をＸとし、Ｘ方向の力Ｆｘ及び変位Ｋｘの発生を大きくすることができる離間量Ｘを検討・実験した（接触部２１が点Ｌｃと点Ｌｃ’との間のどこに配されていればよいのかを実験した）。その結果を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）のグラフでは、点Ｌｃを原点とし点Ｌｃ’までの距離をＤとしたときの、距離Ｄに対する離間量Ｘの比率Ｘ／Ｄを横軸としている。この比率Ｘ／Ｄが接触部２１の位置に相当する。また、図７（ｂ）のグラフの縦軸は、発生力比Ｆｘ／Ｆｚおよび発生変位量比Ｋｘ／Ｋｚを示す。

上記発生力比Ｆｘ／Ｆｚが１以上（Ｆｘ／Ｆｚ≧１）であるならば、光軸方向（Ｘ方向）の発生力Ｆｘが、Ｚ方向の発生力Ｆｚと同等、もしくは発生力Ｆｚよりも大きくなっている。また、上記発生変位量比Ｋｘ／Ｋｚが１以上（Ｋｘ／Ｋｚ≧１）であるならば、光軸方向（Ｘ方向）の変位量Ｋｘが、Ｚ方向の変位量Ｋｚと同等、もしくは変位量Ｋｚよりも大きくなっている。

上記の課題を解決するためには、発生力比Ｆｘ／Ｆｚまたは発生変位量比Ｋｘ／Ｋｚが１以上である必要がある。光軸方向（Ｘ方向）の発生力Ｆｘだけを注目すると、図７（ｂ）に示されるように、発生力比Ｆｘ／Ｆｚ≧１となるときの比率ｘ／Ｄは、０．６以下である。言い換えると、交点Ｌｃから交点Ｌ’ｃへ向かって、線ＬｃＬ’ｃの長さの３／５に位置する点をＬ_３／５としたとき、接触部２１の位置が交点Ｌｃと点Ｌ_３／５との範囲内に収まる位置であるとき、発生力Ｆｘを、発生力Ｆｚと同等、もしくは発生力Ｆｚよりも大きくすることができる。さらに換言すると、接触部２１の固定端Ｏから光軸方向への離間量Ｘは、屈曲変位部材１の長手方向長さの３／５以下にすることが好ましい。

また、発生変位量比Ｋｘも併せて考慮すると、Ｋｘ／Ｋｚ≧１、かつＦｘ／Ｆｚ≧１とのなるとき、Ｚ方向の力Ｆｚ及び変位Ｋｚの発生を極力抑えるとともに、Ｘ方向の力Ｆｘ及び変位Ｋｘの発生を大きくすることができる。図７（ｂ）に示されるように、Ｋｘ／Ｋｚ≧１、かつＦｘ／Ｆｚ≧１とのなるとき、比率ｘ／Ｄは、０．５以下である。言い換えると、接触部２１の位置が、交点Ｌｃと線ＬｃＬ’ｃの中点Ｌｏとの範囲内に収まる位置であるとき、変位量Ｋｘを、Ｚ方向の変位量Ｋｚと同等、もしくは変位量Ｋｚよりも大きくすることが可能になる。さらに換言すると、さらに換言すると、接触部２１の離間量Ｘは、固定端Ｏから自由端Ｏ’方向で、屈曲変位部材１の長手方向長さの１／２の範囲内に収まっていることがさらに好ましい。

なお、比率ｘ／Ｄが０．６以下になるように接触部２１の位置を設計した場合、光軸方向（Ｘ方向）の変位量Ｋｘが、Ｚ方向の変位量Ｋｚよりも小さくなることがある。このような設計は、携帯電話用のＡＦカメラモジュール等で、光軸方向のストローク量はあまりいらず、本発明の駆動装置の設置スペースが少ないため、摩擦係合部材２の設計自由度を少しでも増したいといったときに有効である。また、比率ｘ／Ｄが０．６〜１．０になるように接触部２１の位置に設計した場合においても、被駆動体３が駆動（作動）しないわけではない。このような接触部２１の位置設計は、本駆動設置を設置するスペースとの兼ね合いで、適宜使用すればよい。

なお、摩擦係合部材２における基底部（配設部）２３が、固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向において、接触部２１よりも自由端Ｏ’に近い位置に配されている構成について、説明した。しかしながら、本願発明の駆動装置は、この構成に限定されるものではなく、上記Ｚ方向の力Ｆｚを小さくすることが可能な構成であればよい。

例えば、接触部２１が、固定端Ｏと自由端Ｏ’とを結ぶ直線方向において、基底部２３と同じ位置に配され、自由端Ｏ’よりも近い位置にある構成であってもよい。この構成では、上記Ｚ方向の力Ｆｚそのものが小さくなっていくため、被駆動体３と摩擦係合部材２との接触部分では、与圧機構による予圧が支配的となる。それゆえ、垂直効力の変動が小さくなり、被駆動体３の変位量と駆動速度が安定する。

（変形例１）
本駆動装置の駆動部において、図１に示す構成の変形例について説明する。図８は、この変形例１としての本駆動装置の駆動部の概略構成を示す斜視図である。その他の構成については上述した構成と同様であるため、図８においては適宜省略している。

図１に示す駆動部は、屈曲変位部材１と摩擦係合部材２とで構成されていた。一方、変形例１の駆動装置の駆動部は、図８に示されるように、屈曲変位部材１と摩擦係合部材２’と接触部材４とで構成されている。すなわち、変形例１の駆動部は、被駆動体と接触する接触部材４が、摩擦係合部材２’と別体になった点で、図１に示される構成と異なる。

また、摩擦係合部材２’には、接触部材４を収容するための開口部２’ａが設けられている。このような構成とすることで、被駆動体との接触部の材質を変更するに際し、接触部材４を摩擦係合部材２’から取り外すだけで良いため、被駆動体との接触部の材質の変更作業の効率が向上する。すなわち、より容易に、接触部の素材を金属に変えたり、カーボン素材に変えたりすることができる。

また、変形例１では、接触部材４を取り出し、その形状を設計することが可能であり、図１に示された構成と比較して、被駆動体との接触部の形状の設計自由度が広がる。例えば、図８に示されるように、接触部材４の形状を球形状とすることも可能である。そして、被駆動体との接触状態を点接触とすることができる。このように被駆動体との接触状態を点接触とすることにより、図１のような摩擦係合部材２と被駆動体との接触が線接触であった場合と比較して、組立誤差による片当たり等の接触不良を無くすことができる。また、接触部材４の形状は、球状の他に円筒形状や円錐形状等にすることでも、同じ効果が得られる。

本駆動装置を使用したカメラモジュールを携帯機器に搭載した場合について考える。昨今の携帯機器は、モニター、スピーカー、操作ボタン、マイクロホーンやアンテナ、通信回路・メモリ等のメイン回路系統が搭載されており、通信やカメラ撮影、音楽聴取といった機能を持っている。

このような携帯機器には、モニターおよびモニター用操作ボタン類・サブ回路類とスピーカーを搭載したサブ回路基板とが大部分の体積を占有している。また、それらを動かす基板同士を繋ぐため、フレキシブル基板が張り巡らされ、カメラモジュールのために占有できる空間はあまり残っていない。しかしながら、このような携帯機器の小型・薄型化の要求に対して、本発明の駆動装置を使用したカメラモジュールは、上述した特徴を持つことから、小型・薄型化の要求を満たすことが可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本駆動装置は、装置の小型化・低背化を実現することが可能であるので、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動の用途に適用できる。

本発明の一実施形態の駆動装置の特徴部分である屈曲変位部材及び摩擦係合部材の構成を示す斜視図である。 バイモルフ構造の圧電素子の構成を示し、（ａ）は平面図・側面図であり、（ｂ）は、圧電素子の屈曲変位の様子を示す図である。 （ａ）は、小型カメラモジュールの外観を示す全体斜視図であり、（ｂ）は、小型カメラモジュールの内部構成を示す全体斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す小型カメラモジュールに備えられた、本発明の一実施形態の駆動装置の構成を示す斜視図である。 図３（ｃ）に示す駆動装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は、図１に示される駆動装置を屈曲変位部材の長手方向に沿って切断した断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、屈曲変位部材の屈曲変位方向に応じた摩擦係合部材の接触部の変位を示した断面図である。 本駆動装置における被駆動体の駆動動作例を説明するための図であり、（ａ）及び（ｂ）は、摩擦係合部材の接触部の円弧駆動を説明するための説明図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、摩擦係合部材の接触部の円弧駆動に必要な、屈曲変位部材に印加される駆動電圧波形を示すグラフである。 （ａ）は、摩擦係合部材の接触部のＸ方向の位置と、被駆動体の駆動との関係を説明するための説明図であり、（ｂ）は、摩擦係合部材の接触部のＸ方向の位置と、被駆動体の発生力及び発生変位量との関係を示すグラフである。 変形例１としての駆動装置の駆動部の概略構成を示す斜視図である。 特許文献１に記載の圧電アクチュエータの概略構成を示す断面図である。 特許文献２に記載の駆動装置の概略構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、特許文献１に記載の圧電アクチュエータの駆動時における鏡筒と摩擦係合部材との接触の状態を簡潔に示した模式図である。

符号の説明

１ 屈曲変位部材
２ 摩擦係合部材
２１ 接触部
２３ 基底部（配設部）
３，８，９ 被駆動体
４ 接触部材
５ カメラモジュール
Ｌ 仮想線（第１の仮想線）
Ｌ’ 仮想線（第２の仮想線）
Ｌｃ 交点（第１の交点）
Ｌｃ’ 交点（第２の交点）
Ｌｏ 中点
Ｌ_３／５ 点（第３の仮想線の長さの３／５の位置）
Ｏ 固定端
Ｏ’ 自由端

Claims (11)

1. 一端が固定され、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、
   被駆動体と摩擦係合し、該被駆動体を、屈曲変位部材における固定端と自由端とを結ぶ直線方向に駆動させる摩擦係合部材と、
   摩擦係合部材と被駆動体とを一定の力で互いに押し付けるための予圧機構とを備え、
   上記屈曲変位部材の固定端と被駆動体とを最短で結ぶ第１の仮想線と被駆動体との交点を第１の交点とし、上記屈曲変位部材の自由端と被駆動体とを最短で結ぶ第２の仮想線と被駆動体との交点を第２の交点としたとき、
   上記摩擦係合部材における被駆動体との接触部は、第１の交点と第２の交点とを結んだ第３の仮想線上に位置するとともに、第２の交点よりも第１の交点に近い位置に配されていることを特徴とする駆動装置。
2. 上記摩擦係合部材は、上記屈曲変位部材における屈曲変位方向の上面に配設されており、
   摩擦係合部材における屈曲変位部材への配設部は、上記固定端と自由端とを結ぶ直線方向において、上記接触部よりも上記自由端に近い位置に配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。
3. 上記配設部は、屈曲変位部材の自由端まで延びていることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 上記接触部は、上記第１の交点から、上記第３の仮想線の長さの３／５の位置までの領域に位置することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の駆動装置。
5. 上記接触部は、上記第１の交点から、上記第３の仮想線の中点までの領域に位置することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の駆動装置。
6. 上記接触部が、球面、円筒面、または円錐面を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動装置。
7. 上記接触部、および被駆動体における上記接触部との接触部分はそれぞれ、金属またはカーボン素材から構成されており、これらの構成材料の組み合わせが、金属同士の組み合わせ、またはカーボン素材同士の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の駆動装置。
8. 上記接触部、および被駆動体における上記接触部との接触部分はそれぞれ、金属またはカーボン素材から構成されており、これらの構成材料の組み合わせが、金属とカーボン素材との異種素材同士の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の駆動装置。
9. 上記屈曲変位部材は、電気的制御により屈曲変位が励起されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
10. 上記屈曲変位部材に交番電気信号を印加し、上記屈曲変位部材の屈曲変位による振動を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の駆動装置が搭載されていることを特徴とする電子機器。

Images