JP2018036370A - 並進駆動装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動ユニットの駆動ストロークを短縮して並進駆動装置を小型化する。【解決手段】並進駆動装置は、固定部１に対して第１の回転軸の回りに回転可能に支持された回転部２と駆動ユニットによって駆動される移動体３を有しており、移動体は固定部に対して並進可能に支持されている。移動体には第１の係合部３ａが設けられ、回転部には第１の係合部と係合する第２の係合部１４が設けられている。固定部には第１の回転軸の側に突出したカム部が形成され、回転部の回転に応じて第２の係合部をカム部に沿って第１の回転軸に近接する方向に移動させ、第２の係合部を第１の係合部に係合させて移動体の並進駆動を規制する。【選択図】図７

Description

本発明は、被駆動体を異なる複数の方向に駆動する並進駆動装置およびこれを用いた電子機器に関する。

一般に、電子機器の１つである撮像装置などに備えられた画像ブレ補正機構などの並進駆動装置では、複数の駆動ユニットを用いて被駆動体を互いに異なる複数の方向に駆動する。この際、被駆動体の回転を防止するため、並進駆動装置にはガイド機構が備えられている。

このような並進駆動装置において、例えば、被駆動体の移動を規制して固定する保持機構を備えるものが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１３−４７７８７号公報

ところで、特許文献１においては、後述するように、被駆動体である移動板に形成意された凹部と回転リングの突部とを係合させて移動板の移動を規制する。そして、並進駆動可能とする場合には、回転リングを所定の角度回転させて、回転リングの突部と移動板の凹部との係合を解除する必要がある。

この場合、並進駆動可能な状態においては、移動板が回転リングの突部に接触しないように、回転リングの突部を移動板の可動領域から十分離す必要がある。このため、従来の並進駆動装置では、回転リングの回転角度を大きくする必要があって、その結果、駆動ユニットの駆動ストロークが並進駆動に必要なストロークよりも大きくなる。つまり、並進駆動可能な状態では、移動板（被駆動体）は回転リング（回転部）に接触してはならないが、移動板が回転リングに接触する係合状態まで移動させるためには、並進駆動のストローク以上のストロークが必要になる。ところが、駆動ユニットの駆動ストロークが大きくなると、不可避的に駆動ユニットの全長が長くなって、並進駆動装置が大型化するという問題点がある。

従って、本発明の目的は、駆動ユニットの駆動ストロークを短縮して小型化可能な並進駆動装置および電子機器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による並進駆動装置は、固定部に対して第１の回転軸の回りに回転可能に支持された回転部と、駆動ユニットによって駆動される移動体と、前記移動体を前記固定部に対して並進可能に支持する支持手段と、前記移動体に設けられた第１の係合部と、前記回転部に設けられ前記第１の係合部と係合する第２の係合部と、前記固定部に設けられ前記第１の回転軸の側に突出したカム部と、を有し、前記回転部の回転に応じて前記第２の係合部が前記カム部に沿って前記第１の回転軸に近接する方向に移動し、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合して前記移動体の並進駆動を規制することを特徴とする。

本発明によれば、回転部の回転に必要な駆動ユニットの駆動ストロークを並進駆動に必要なストロークの同程度以下にできる結果、並進駆動装置を小型化することができる。

本発明の第１の実施形態による並進駆動装置の一例を分解して示す斜視図である。 図１に示す並進駆動装置を被駆動体の並進方向に対して垂直な方向からみた図である。 図１に示す回転規制部を分解して示す斜視図である。 図１に示す並進駆動装置において被駆動体を所定の位置にロックした状態を上面側から示す図である。 図１に示す並進駆動装置においてその一部を並進駆動可能状態で示す斜視図である。 図５に示す係合部を分解して示す斜視図である。 図１に示す並進駆動装置においてその一部を並進駆動抑制状態で示す斜視図である。 図１に示す回転部の回転角度を説明するための平面図である。 従来の並進駆動装置における回転部の回転角度を説明するための平面図である。 図１に示す並進駆動装置で用いられる駆動ユニットを説明するための図である。 図１０に示す振動体における曲げ振動モードを説明するための図である。 図１に示す並進駆動装置を画像ブレ補正装置として用いた一例を示す図である。 図１に示す並進駆動装置を画像ブレ補正装置として用いた他の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による並進駆動装置の一部を並進駆動可能状態で上側から示す図である。 本発明の第２の実施形態による並進駆動装置の一部を並進規制状態で上側から示す図である。 本発明の第３の実施形態による並進駆動装置の一部を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態による並進駆動装置で用いられる駆動ユニットの一例を説明するための図である。 従来の並進駆動装置において移動板（被駆動体）をロックした状態を説明するための図である。 従来の並進駆動装置において移動板のロックを解除した状態を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態による並進駆動装置の一例について図面を参照して説明する。

ここでは、本発明の実施の形態による並進駆動装置の理解を容易にするため、まず、従来の並進駆動装置について説明する。

図１８は、従来の並進駆動装置において移動板（被駆動体）をロックした状態を説明するための図である。また、図１９は従来の並進駆動装置において移動板のロックを解除した状態を説明するための図である。

並進駆動装置は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置に備えられた補正光学装置であり、図１８および図１９においてはその一部が示されている。図示はしないが、補正光学装置は、撮影用レンズユニットに一体に固定された固定ユニットを備えるとともに、補正レンズを備え固定ユニットに対して相対的な位置を変化させる可動ユニットを備えている。

図１８において、固定ユニットはベース部材である保持板（固定部材）２２１と保持板２２１に対して回転可能に支持された回転リング２０５を有している。なお、図示の例では、可動ユニットに備えられた補正レンズ２３１と当該補正レンズ２３１を支持する移動板２３２が破線で示されている。

保持板２２１には回転リング２０５をガイドするためのガイド部２２１ａが３箇所に設けられている。回転リング２０５には略９０度毎に４つの駆動コイル２２３が配設されている。駆動コイル２２３の裏側、つまり、回転リング２０５側には磁性材料によって形成された長方形のヨーク２２７が設けられている。

また、保持板２２１には、可動ユニットの位置を検出する２つのエンコーダ２２４が設けられている。なお、回転リング２０５は、光軸方向に移動ができないように規制されている。回転リング２０５には内側に向かって突出する突部２０５ａが設けられている。

ガイド部２２１ａの１箇所にはボールプランジャ２２２が設けられ、これによって、回転リング２０５の回転位置の位置決めが行われる。回転リング２０５の回転位置を検出するため、保持板２２１にフォトインタラプタ２２５が取り付けられ、回転リング２０５の周面には遮光板２０５ｂが設けられている。

保持板２２１には２か所に丸長穴２２１ｂがＹ方向に沿って形成され、移動板２３２にはＸ方向に沿って２か所に丸長穴２３２ｃが形成されている。保持板２２１と移動板２３２の間にはＬ字状のスライド板２０６が設けられている。スライド板２０６には２個ずつ（計４個）のベアリング２０８および２１０が回転自在に支持されている。

ベアリング２０８はそれぞれ保持板２２１の丸長穴２２１ｂに嵌挿され、ベアリング２１０は保持板２３２の丸長穴２３２ｃに嵌挿されている。ベアリング２０８および２１０の直径は、丸長穴２２１ｂおよび２３２ｃの幅に対してほとんどガタはないが、長手方向に移動したときにベアリングの外周が回転できるように選択される。よって、スライド板２０６は保持板２２１に対してＹ方向にのみ移動可能で、移動板２３２はスライド板６に対してＸ方向にのみ移動可能となる。

これによって、移動板２３２は保持板２２１に対してＸ方向およびＹ方向に並進移動可能であるが、回転力を受けても移動板２３２は保持板２２１に対して回転することはできない。

図１８に示すロック状態においては、回転リング２０５の突部２０５ａと移動板２３２の凹部２３２ｂとが係合して、移動板２３２の移動が規制される。一方、並進駆動可能とする場合には、ロック状態から回転リング２０５を所定の角度回転させて、図１９に示すように突部２０５ａと凹部２３２ｂの係合を解除する。

この際には、前述のように、移動板２３２が突部２０５ａと接触しないように、突部２０５ａが移動板２３２の可動領域から十分離れていることが必要である。そのため、前述の所定の回転角度を大きくする必要があり、駆動ユニットによる駆動ストロークが並進駆動に必要なストロークよりも大きくなる。この結果、並進駆動装置が大型化する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による並進駆動装置の一例を分解して示す斜視図である。

図示の並進駆動装置は、回転規制部５を支持する固定部１を有しており、回転部２が固定部１の内周側に配置されている。回転部２は４つの駆動ユニット４を支持して、固定部１に対して相対的に回転が可能である。図示の被駆動体（移動体）３には複数の被駆動体支持コロ８が配置されている。

被駆動体支持コロ８を固定部１に設けたコロ受溝９で受けることによって被駆動体３が固定部１に対して並進移動可能となる。固定部１には２つの第１の変位センサ６ａおよび６ｂがその測長方向が９０度異なるようにして配置されている。そして、回転部２には第２の変位センサ７が取り付けられている。

図２は、図１に示す並進駆動装置を被駆動体の並進方向に対して垂直な方向から見た図である。

図１および図２を参照して、被駆動体３には推力受け溝部１３が設けられている。推力受け溝部１３によって、駆動ユニット４に設けられた出力部１２から推力受け溝部１３の長手方向に垂直な方向に推力を得ることができる。そして、推力受け溝部１３は駆動ユニット４の駆動方向に垂直な方向、つまり、推力受け溝部１３の長手方向に対して出力部１２は滑りつつ移動する。

駆動ユニット４の駆動方向と異なる方向に被駆動体３を並進移動する場合には、出力部１２が推力受け溝部１３を滑りつつ移動する。これによって、被駆動体３は任意の方向に駆動ユニット４の推力以外の力を受けることなく移動可能となる。

第１の変位センサ６ａおよび６ｂと第２の変位センサ７を用いて、各センサの測長方向における被駆動体３の移動量が測定される。そして、各変位センサで得られた測定結果と４つの駆動ユニット４の駆動力のベクトル合成による駆動量との偏差に応じて被駆動体３を任意の方向に並進駆動制御する。

このようにして、第１の変位センサ６ａおよび６ｂと第２の変位センサ７による測定結果に応じて被駆動体３の回転量（移動量）を測定すれば、回転規制部５に僅かなガタ生じた場合でも、被駆動体３を全く回転しない状態で並進駆動することができる。

図３は、図１に示す回転規制部を分解して示す斜視図である。

回転規制部（規制手段）５は、被駆動体３の回転を規制するためのものである。固定基部３６および２つの球軸受け１０を備えるとともに、球軸受け１０と対向する面に設けられた２つの球軸受け（図示せず）を支持する移動板３５を有している。球軸受け１０は被駆動体３に設けられた摺動溝部１１ａを通過し、球軸受け１０が摺動溝部１１ａを転がることによって被駆動体３は第１の移動方向に移動する。

前述の図示しない球軸受けが固定基部３６に設けられた摺動溝部１１ｂを通過し、当該球軸受けが摺動溝部１１ｂを転がることによって被駆動体３および移動板３５が一体的に第２の移動方向に移動可能に支持されている。

さらには、ボール受部３７にはボールが配置されており、被駆動体３と移動板３５の間には２つのボールが挟み込まれている。また、移動板３５と固定基部３６との間には３つのボールが挟み込まれている。ボールを挟むことによって、被駆動体３、移動板３５、および固定部３６の位置関係が適切に保たれる。これによって、球軸受けと摺動受溝１１ａおよび１１ｂとのクリアランスを低減してガタおよび摺動負荷を低減する。

このように、回転規制部５を設けると、被駆動体３をその回転を防止しつつ任意の方向に並進駆動することができる。なお、図示の例では、球軸受けを用いるようにしたが、球軸受けの代わりに、例えば、ＰＴＦＥのように摺動性の高い材料を用いた棒材又は摺動ベアリングを用いるようにしてもよい。

ここで、被駆動体３の移動を抑制して、所定の位置に固定する手法について説明する。

図４は、図１に示す並進駆動装置において被駆動体を所定の位置にロックした状態（並進規制状態）を上側から示す図である。

図２に示すように、回転部２には、３か所に係合部１４が設けられ、被駆動体３には３か所に係合部３ａが設けられている。被駆動体３の移動を抑制（規制）した状態では、図４に示すように、係合部１４と係合部３ａとが係合した状態となる。なお、係合部１４および１３ａは少なくとも１つ設けられていればよい。つまり、係合部１４および１３ａは単数であっても複数であってもよい。

図５は、図１に示す並進駆動装置においてその一部を並進駆動可能状態で示す斜視図である。また、図６は、図５に示す係合部を分解して示す斜視図である。

図５に示す状態では、係合部１４は係合部３ａと係合していない。つまり、被駆動体３は並進駆動可能な状態である。回転部２上に設けられた係合部１４は、回転部２に回動自在に支持されている。ここでは、回動アーム１６の一端側に設けられた回転軸１５が回転部２に挿入固定され、これによって、回動アーム１６は回転軸１５を中心として回動可能に支持される。

一方、回動アーム１６の他端には、穴１６ａが形成されており、当該穴１６ａには回転軸１５と略平行に固定軸１７が挿入固定されている。そして、固定軸１７を中心として係合スリーブ１９が回転自在に支持される。

回転軸１５を中心としてトーションスプリング１８が設けられており、トーションスプリング１８の一方の腕部は、回転部２に設けられたカギ型のフック２ａに係止されている。また、トーションスプリング１８の他方の腕部は係合スリーブ１９に係止されている。

トーションスプリング１８の付勢力によって、係合スリーブ１９は固定部１側に常に付勢される。このため、図５に示すように、被駆動体３が並進駆動可能な状態においては、係合スリーブ１９は固定部１の凹部１ｂに接触（つまり、当接）するように付勢される。

このように、係合スリーブ１９は外周側に退避しているので、図５に２点鎖線で示すように、被駆動体３は係合スリーブ１９よりも十分離れている。その結果、係合スリーブ１９が並進駆動の際に被駆動体３の並進移動を妨害することがない。

なお、係合部１４は回転軸１５に近接する第１の位置と回転軸１５から遠ざかる第２の位置との間で移動可能であり、トーションスプリング（付勢手段）１８によって、係合部１４は回転軸１５から遠ざかる方向に付勢されている。

図７は、図１に示す並進駆動装置においてその一部を並進駆動抑制状態で示す斜視図である。

図７においては、係合部１４が係合部３ａと係合して、被駆動体３の移動が抑制されている。この状態では、回転部２が所定の角度（例えば、約５．５度）実線矢印で示す方向に回転している。これによって、係合スリーブ１９は、固定部１の凹部１ｂに接触していた位置から凸部１ａに接触する位置に移動する。つまり、係合スリーブ１９は回転軸１５に近接するように移動する。従って、係合スリーブ１９は、回転部２とともに回転すると同時に、固定部１の凹部１ｂから凸部１ａに至るカム形状（カム部、つまり、カム面）に応じて内周側を移動する。

この際、被駆動体３は回転規制部５によって回転が規制されているので、係合スリーブ１９は被駆動体３の係合部３ａと係合する。なお、回転部２が回転すると、係合スリーブ１９は固定軸１７を中心として回転しつつ、固定部１のカム形状に沿って移動する。よって、係合スリーブ１９は固定部１の摺動による摩擦力を受けることはない。

続いて、図１に示す並進駆動装置において回転部２を回転させる際の動作について説明する。

まず、駆動ユニット４の各々に被駆動体３を反時計回りに駆動するための駆動力を発生させる。前述のように、被駆動体３は回転規制部５によって回転が規制されているので、その反力で駆動ユニット４は被駆動体３と逆方向に動こうとする。この動きに伴って、駆動ユニット４を支持する回転部２は時計回りに回転して、図４に示す位置まで回転すると、係合部１４と係合部３ａとが係合する。

これによって、被駆動体３は所定の位置に固定（ロック）される。この際、回転部２に支持された第２の変位センサ７によって回転部２の回転量が測定され、図示しない制御部（コントローラ）に内蔵のメモリに制御パラメータとして記憶される。

被駆動部３の固定を解除して、並進可能な状態とする際には、回転部２を反時計回りに回転させる。つまり、図４において、駆動ユニットに被駆動体３を時計回りに駆動させるための駆動力を発生させると、その反力によって回転部２が反時計回りに移動する。そして、内蔵メモリに記憶した回転量、つまり、制御パラメータに応じて、制御部は、復帰動作の際の回転部２の回転量を制御して、図２に示す状態に戻す。なお、並進駆動装置を制御する制御部（コントローラ）は並進駆動装置内に配置してもよく、並進駆動装置の外に配置するようにしてもよい。

図示の例では、係合手段として円筒形状の係合スリーブ１９を用いたが、回転部２の回転駆動力が十分に確保できる場合には、係合スリーブ１９と固定軸１７とを一体構造としてもよい。さらには、係合スリーブ１９の形状は円筒形状に限らず、被駆動体３に設けられた係合部と係合可能な形状であればよい。

図８は、図１に示す回転部の回転角度を説明するための平面図である。

図示のように、ここでは、係合部１４が回転部２の時計回り方向に対して５．５度回転すると、係合スリーブ１９が被駆動体３の係合部１５に係合する。

図９は、従来の並進駆動装置における回転部の回転角度を説明するための平面図である。なお、ここでは、図８に示す例と比較するため、回転部の係合部１１９を回転部に固定された円柱状の部材とした。つまり、係合部１１９は回転部に固定されている。

回転部が時計回りの方向に回転すると、係合部１１９が被駆動体３の係合部１５に係合する。図８に示す係合スリーブ１９と係合部１５との距離と同一の距離だけ係合部１１９を係合部１５から離間させるためには、回転部２を９度回転させる必要がある。

このため、図９に示す例では、並進駆動に必要な駆動ユニットのストロークは±３ｍｍであるが、回転部２を９度回転させるために、一方向のストロークを５ｍｍとする必要がある。この結果、並進駆動装置が大型化する。

一方、図８に示す例では、回転部２の回転角度を図９に示す例の約６０％に抑えることができる。この結果、図８に示す例では、必要なストロークは３ｍｍで済み、並進駆動に必要なストロークである±３ｍｍの範囲内において被駆動体３の移動を抑制して所定の位置に固定することができる。

図１０は、図１に示す並進駆動装置で用いられる駆動ユニットを説明するための図である。

図１０においては、駆動ユニット４で用いられる振動体が示されており、振動ユニット４は、所謂振動型アクチュエータである。図示の振動体１０１は振動板１０４を備え、振動板１０４の一面には一対の突起部１０６が設けられている。また、振動板１０４の他面には電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子１０５が接着されている。

図１１は、図１０に示す振動体における曲げ振動モードを説明するための図である。そして、図１１（ａ）は第１の曲げ振動モードを示す図であり、図１１（ｂ）は第２の曲げモードを示す図である。

第１の曲げ振動モード（以下Ａモードとする）は、矩形の振動体１０１の長辺方向（矢印Ｘ方向）における二次の屈曲運動であって、短辺方向（矢印Ｙ方向）と平行な３本の節を有している。突起部１０６は、Ａモードの振動（つまり、定在波振動）において節となる位置の近傍に配置されており、Ａモードの振動によって矢印Ｘ方向（つまり、圧電素子１０５が接合された面と平行な方向）で往復運動を行う。

第２の曲げ振動モード（以下Ｂモードとする）は、矩形の振動体１０４の短辺方向（矢印Ｙ方向）における一次の屈曲振動であって、長辺方向（矢印Ｘ方向）と平行な２本の節を有している。なお、Ａモードにおける節とＢモードにおける節とは、ＸＹ平面内において略直交するようになっている。

突起部１０６は、Ｂモードの振動において腹となる位置の近傍に配置されており、Ｂモードの振動によって矢印Ｚ方向（つまり、圧電素子１０５が接合された面と垂直な方向）に往復運動を行う。

上述のＡモードおよびＢモードの振動を所定の位相差で発生させると、突起部１０６の先端が楕円運動を行い（つまり、楕円軌跡を描き）、図１０に示す矢印Ｘ方向（つまり、圧電素子１０５が接合された面と平行な方向）に駆動力が生じる。

なお、４つの駆動ユニット４のうち、駆動方向が交差する２つの駆動ユニット４のみを備えるようにしてもよい。この場合には、駆動ユニット４の数が少ない分コストダウンを図ることができる。駆動ユニット４を３つとしても同様に構成することができる。

ところで、上述の並進駆動装置は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置で用いられる。

図１２は、図１に示す並進駆動装置を画像ブレ補正装置として用いた一例を示す図である。図示の例では、並進駆動装置３０は、電子機器の１つであるカメラ本体３１に着脱可能であるレンズ鏡筒３２内に配置される。そして、被駆動体３に、位置決めされる部材である画像ブレ補正用レンズ３４を配置して、並進駆動装置３０を画像ブレ補正装置として用いる。

図１３は、図１に示す並進駆動装置を画像ブレ補正装置として用いた他の例を示す図である。

図示の例では、並進駆動装置３０は、カメラ本体３１内に配置される。そして、被駆動体３に撮像素子１３５を配置して、並進駆動装置２０を画像ブレ補正装置として用いる。

なお、上述の並進駆動装置は、撮像装置のみではなく、例えば、所謂ＸＹステージなどの微動送り機構においても用いることができる。微動送り機構は、例えば、生体試料などの観察に用いられる顕微鏡に用いられている。ここでは、観察対象の任意部位を顕微鏡観察下に位置付けるため微動送り機構が用いられる。

このような微動送り機構において、可動部、つまり、観察対象載置部を直接並進運動すれば、微動送り機構を薄くすることができ、顕微鏡を小型化および軽量化することができる。

なお、顕微鏡の運搬の際の衝撃などによる微動送り機構の破損を防止するためには、観察対象載置部を固定するための位置規制機構を設けることが望ましい。

このように、上述の並進駆動装置を用いれば、微動送り機構の駆動手段と観察対象載置部を静止させるための位置規制機構の駆動手段とを兼用することができる。その結果、低コストかつ小型で、消費電力を低減した微動送り機構を提供することができる。

以上のように、本発明の第１の実施形態では、被駆動体をロックする際に回転部の回転角度を小さくすることができる。この結果、回転部の回転に必要な駆動ユニットの駆動ストロークを並進駆動に必要なストロークの同程度以下にできる。よって、駆動ユニットの全長を短縮して、並進駆動装置を小型化することができる。

［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態による並進駆動装置の一例について説明する。

前述の第１の実施形態においては、係合部１４は回転部２に対して回動可能に支持され、係合部１４が固定部１のカム形状に応じて回動することによって、係合スリーブ１９が内周側に移動するようにした。一方、係合部１４を移動可能とする機構は、このような構成に限らない。

図１４は、本発明の第２の実施形態による並進駆動装置の一部を並進駆動可能状態で上側から示す図である。

また、図１５は、本発明の第２の実施形態による並進駆動装置の一部を並進規制状態（ロック状態）で上側から示す図である。なお、第２の実施形態による並進駆動装置の他の構成は第１の実施形態で説明した並進駆動装置と同様である。

図示の例では、係合部６４が回転部６２に対してスライド可能に支持されている。係合部６４には、２か所に長穴６６が形成され、当該長穴６６には、回転部６２に形成された２本の軸６５が嵌挿されている。係合部６４には、第１の実施形態と同様にして係合スリーブ６９が回転可能に支持されている。さらに、回転部６２に形成された軸６１に挿入されたトーションスプリング６８は、係合部６４を外周側に片寄せするように係合スリーブ６９を付勢している。

図１４に示すように、被駆動体（図示せず）が並進運動可能な状態においては、回転部６２が時計回り方向に５．５度回転すると、回転部６２とともに回転した係合部６４が固定部１のカム形状に応じて、図１５に実線矢印で示す方向に移動する。その結果、第１の実施形態と同様に、３か所に形成された係合部６４と被駆動体の係合部３ａとが係合した状態となって、被駆動体の並進駆動が抑制される。つまり、被駆動体は固定保持されることになる（図１５参照）。

このように、本発明の第２の実施形態においても、被駆動体をロックする際に回転部の回転角度を小さくすることができる結果、回転部の回転に必要な駆動ユニットの駆動ストロークを並進駆動に必要なストロークの同程度以下にできる。よって、並進駆動装置を小型化することができる。

［第３の実施形態］
続いて、本発明の第３の実施形態による並進駆動装置の一例について説明する。

前述の第１および第２の実施形態においては、固定部１に対して被駆動体３は固定保持される。ところで、通常の加工精度で製作した部品を用いる場合には、固定部１、係合スリーブ１９又は６９、および被駆動体３の加工誤差を考慮してこれら部品間に適当な隙間を設ける必要がある。このため、通常、被駆動体３の位置再現性を１００μｍ以下に保証することは困難である。

一方、並進駆動装置を高性能な画像ブレ補正装置として用いる場合には、被駆動体であるブレ補正レンズの位置再現性を１００μｍ以下とする必要がある。

図１６は、本発明の第３の実施形態による並進駆動装置の一部を示す斜視図である。
なお、第３の実施形態による並進駆動装置の他の構成は第１の実施形態で説明した並進駆動装置と同様である。

図１６においては、３か所に形成された係合部のうちの１つが示されており、ここでは、係合スリーブ１９は回転スリーブ（第１のスリーブ状部材）８９と偏心スリーブ（第２のスリーブ状部材）９０とに分割されている。回転スリーブ８９は、第１の実施形態で説明した係合スリーブ１９と同様にして回動アーム１６に挿入固定された固定軸（図示せず）に回転自在に支持されている。一方、偏心スリーブ９０は、上記の固定軸に嵌挿され、かつネジ９１によって当該固定軸に固定されている。

偏心スリーブ９０の上部には、マイナスドライバーなどによって回転調整を行うための溝９０ａが形成されている。回転スリーブ８９の内周面および外周面の中心軸は、上記の固定軸の中心軸９２と一致する。一方、偏心スリーブ９０の内周面の中心軸は、固定軸の中心軸９２と一致しているが、外周面の中心軸は、固定軸の中心軸９２に対してわずかに偏心している。その偏心量は例えば０．２ｍｍ程度である。

上述の構成によって、被駆動体の位置精度（つまり、位置再現性）を高めるための調整を行うことができる。例えば、図１４に示す並進駆動が抑制された状態において、ネジ９１を緩めた後に偏心スリーブ９０を回転させて隙間がなくなるように調整を行う。そして、調整の後、ネジ９１を締めて偏心スリーブ９０を固定軸に固定する。回転スリーブ８９と偏心スリーブ９０とには僅かに隙間が設けられているので、偏心スリーブを固定しても回転スリーブ８９の回転が妨げられることはない。

固定部８１の凸部８１ａから凹部８１ｂに至る領域は、回転スリーブ８９には接するが、偏心スリーブ９０には接しないような高さに形成されている。従って、固定された偏心スリーブ９０が固定部８１に接触することはない。よって、回転部２が回転する際に不要な摩擦力は発生しない。

なお、３か所の係合部の全てについて上述の構成とするようにしてもよいが、少なくとも１か所の係合部について上述の構成を採用するようにしてもよい。そして、係合部の構成をどのような構成にするかについては、被駆動体の位置精度、各部品の加工精度、および偏心スリーブの偏心量に応じて決定すればよい。

このように、本発明の第３の実施形態では、前述の第１の実施形態で得られた効果に加えて、被駆動体の位置精度を向上させることができる。

［第４の実施例形態］
次に、本発明の第４の実施形態による並進駆動装置の一例について説明する。

第４の実施形態においては、第１の実施形態などで用いた振動型アクチュエータの代わりに、他の駆動方式による駆動ユニットが用いられる。なお、第４の実施形態による並進駆動装置は、第１の実施形態による並進駆動装置と駆動ユニットの構成が異なるのみであり、他の構成は第１の実施形態と同様である。

図１７は、本発明の第４の実施形態による並進駆動装置で用いられる駆動ユニットの一例を説明するための図である。

第４の実施形態では、駆動ユニットとして、駆動コイルおよび永久磁石を備える所謂ボイスコイルモータが用いられる。図示のように、回転部２０２および被駆動部２０３の間において、４か所にボイスコイルモータ（駆動ユニット）が配置される。図示のように、回転部２０２には磁性材料からなるヨーク２０４を介して駆動コイル２０６が配置される。また、被駆動部２０３にはヨーク２０５を介して永久磁石２０７および２０８を有する磁石体が配置される。

図示の状態では、駆動コイル２０６の中心が磁石体の中心線上にある。永久磁石２０７および２０８によって、図１７に実線矢印で示す磁力線を発生する。そして、駆動コイル２０６に図中下から上に向う磁界を発生するように電流を流すと、被駆動部２０３を図中左側に移動させる力が発生する。

一方、逆向きに電流を流すと、被駆動部２０３を図中右側に移動させる力が発生する。駆動ユニットの各々に備えられた駆動コイル２０６に流す電流を制御すれば、被駆動部２０３を並進駆動することができる。

なお、図１７に示す例とは逆に、回転部２０２側に永久磁石を配置し、被駆動部２０３側に駆動コイルを配置するようにしてもよい。

このように、本発明の第４の実施形態では、ボイスコイルモータを用いて被駆動部（被駆動体）を並進制御する。このような並進駆動装置においても、被駆動体をロックする際に回転部の回転角度を小さくすることができる結果、回転部の回転に必要な駆動ユニットの駆動ストロークを並進駆動に必要なストロークの同程度以下にできる。よって、並進駆動装置を小型化することができる。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１ 固定部
２ 回転部
３ 被駆動体
４ 駆動ユニット
５ 回転規制部
１４ 係合部
１５ 回転軸
１６ 回動アーム
１８ トーションスプリング
１９ 係合スリーブ

Claims (13)

1. 固定部に対して第１の回転軸の回りに回転可能に支持された回転部と、
   駆動ユニットによって駆動される移動体と、
   前記移動体を前記固定部に対して並進可能に支持する支持手段と、
   前記移動体に設けられた第１の係合部と、
   前記回転部に設けられ前記第１の係合部と係合する第２の係合部と、
   前記固定部に設けられ前記第１の回転軸の側に突出したカム部と、を有し、
   前記回転部の回転に応じて前記第２の係合部が前記カム部に沿って前記第１の回転軸に近接する方向に移動し、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合して前記移動体の並進駆動を規制することを特徴とする並進駆動装置。
2. 前記回転部は前記第１の回転軸に垂直な平面を有しており、
   前記支持手段は前記移動体を前記平面に関して並進可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の並進駆動装置。
3. 前記回転部には、前記移動体を並進駆動するための少なくとも２つの駆動ユニットが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の並進駆動装置。
4. 前記移動体の回転を規制する規制手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
5. 前記回転部に支持され前記第２の係合部を前記第１の回転軸に近接する第１の位置と前記第１の回転軸から遠ざかる第２の位置との間で移動する移動手段と、
   前記第２の係合部を前記第１の回転軸から遠ざかる方向に付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
6. 前記移動手段は、前記回転部に対して前記第１の回転軸に略平行な第２の回転軸を中心として回転可能に支持されており、
   前記第２の回転軸を中心として前記移動手段を回転させて前記第２の係合部を前記第１の回転軸に近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載の並進駆動装置。
7. 前記移動手段は、前記回転部に対して前記回転部に対して略平行な方向にスライド可能に支持されており、
   前記移動手段をスライドさせることによって、前記第２の係合部を前記第１の回転軸に近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載の並進駆動装置。
8. 前記第２の係合部は、前記第１の回転軸に平行な第３の回転軸を中心として回転可能な第１のスリーブ状部材を有し、
   前記第１のスリーブ状部材は前記第３の回転軸を中心軸とする円筒形状であって、前記第１のスリーブ状部材の外周面を前記カム部のカム面に当接させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
9. 前記第２の係合部は、前記第３の回転軸を中心として回転可能で、かつ第３の回転軸に対して偏心した円筒形状の第２のスリーブ状部材を有し、前記第２スリーブ状部材の外周面を前記第１の係合部に当接させることを特徴とする請求項８に記載の並進駆動装置。
10. 前記駆動ユニットは、電気−機械エネルギー変換素子が配設され前記電気−機械エネルギー変換素子によって互いに異なる２つの定在波振動を発生する振動体と、前記振動体に設けられ前記定在波振動によって楕円軌跡を描く少なくとも１つの突起部とを有し、前記突起部を前記移動体に接触させて前記移動体を並進駆動する振動型アクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
11. 前記駆動ユニットは、駆動コイルおよび永久磁石を備え、前記駆動コイルに流す電流を制御して前記移動体を並進駆動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に並進駆動装置。
12. 前記第１の係合部および前記第２の係合部はそれぞれ複数であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の並進駆動装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の並進駆動装置と、
    前記並進駆動装置の駆動によって位置決めされる部材と、
    を有することを特徴とする電子機器。