JP5090707B2 - レンズアクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明は、携帯端末等に組み込まれるカメラモジュール用のレンズアクチュエータに関する。
携帯電話機などの携帯端末に組み込まれたカメラモジュールには、通常の電子カメラ（デジカメ）と同様に、高速・高精度なオートフォーカス機能やズーム機能が求められる。これらの機能を実現するには、カメラモジュールのレンズ群を光軸方向に高速・高精度に移動させる必要があり、そのための機構と駆動手段が必要となるが、特に最近の携帯端末は小型化・薄型化が進んでおり、このため上記カメラモジュールやその構成部品にも小型化・薄型化が求められる。
カメラモジュールのレンズ移動用のアクチュエータとしては、ネジ式の回転機構を備えたものが一般に知られているが、この種の機構は、機械的摺動を伴うためにエネルギーロスが大きく、しかも摩擦によって摩耗粉が生じやすい難点がある。さらに、小型化・薄型化しにくいという構造上の制約もある。このため省電力、高精密度、極小化・薄型化などが要求される最近の携帯端末用レンズ移動機構には適用できない。
また、例えば、特許文献１には、レンズを保持した可動部を、固定部に対して板バネなどの弾性部材を介して上下動可能に片持ち状に支持させるとともに、可動部と固定部間に、前記弾性部材を変形可能とするように形状記憶合金を設置したアクチュエータが示されている。
また、特許文献２には、レンズホルダをレンズ光軸と平行に配置されたガイド軸と駆動軸に沿って移動可能に設け、レンズホルダに搭載されたピエゾ素子を励磁することで前記駆動軸に駆動力（曲げ振動による進行波）を与えることにより、レンズホルダをガイド軸と駆動軸に沿って移動させるようにしたアクチュエータが示されている。
また、特許文献２には、レンズホルダをレンズ光軸と平行に配置されたガイド軸と駆動軸に沿って移動可能に設け、レンズホルダに搭載されたピエゾ素子を励磁することで前記駆動軸に駆動力（曲げ振動による進行波）を与えることにより、レンズホルダをガイド軸と駆動軸に沿って移動させるようにしたアクチュエータが示されている。
しかし、特許文献１，２に示されるアクチュエータは、いずれも構造上の制約から、レンズの移動距離を十分に確保するにはレンズ移動方向での装置厚さ（アクチュエータ高さ）が大きくなり、携帯端末用レンズ移動機構に要求される極小化・薄型化などに十分対応できないという問題がある。
一方、カメラモジュールのフォーカシング機構の駆動源については、従来、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、圧電超音波モータ等が用いられている。
ステッピングモータ方式は、小型のステッピグモータの回転出力をギア機構により減速するとともに、回転運動を一軸上の運動に変換する方式である。この方式は、ステッピングモータが印加される電圧パルス毎に一定の角度だけ回転する機能を持つことから、位置制御が容易であることが特徴であるが、複雑なギア機構が不可欠であり、また、モータを小型化するとトルクが減少すると同時に消費電力が増加することが避けられず、このため小型化および低消費電力化の点で難がある。
ステッピングモータ方式は、小型のステッピグモータの回転出力をギア機構により減速するとともに、回転運動を一軸上の運動に変換する方式である。この方式は、ステッピングモータが印加される電圧パルス毎に一定の角度だけ回転する機能を持つことから、位置制御が容易であることが特徴であるが、複雑なギア機構が不可欠であり、また、モータを小型化するとトルクが減少すると同時に消費電力が増加することが避けられず、このため小型化および低消費電力化の点で難がある。
ボイスコイルモータ方式は、磁界中に置かれた空芯コイルに電流を流すことによりコイルが力を受ける電流の磁気作用を利用する方式である。この方式は高速応答が可能であるとともに、小型化にも適するが、一定の位置を保持する場合に電流を流し続けなければならず、このため低消費電力を実現するのが難しい。また、この方式は小規模な磁気回路による吸引と反発を使用する構造上、発生力が弱いという問題もある。
圧電超音波モータ方式は、圧電素子に２つの振動モードを同時に発生させ、その２つの振動モード間に所要の位相関係を持たせることにより円運動を発生させ、この円運動を利用して位置移動をさせる方式である。また、この方式とは別にスムーズインパクト機構と呼ばれる方式がある。このスムーズインパクト機構は、圧電素子に立ち上がりの早い電圧と立下りの遅い電圧を交互に加えることにより発生する慣性力をうまく選んで、立ち上がり時点では摩擦力を超え、立下り時点では摩擦力を超えないようにすることで、一方向への移動を行う機構である。これら圧電超音波モータ方式とスムーズインパクト機構を用いる方式は、圧電素子の発生する小さな変位を繰り返し利用する点が共通している。これらの方式は、摩擦保持されるため、一定の位置を保持するために電力を消費しないことが特徴であるが、圧電素子に加えられる電力は１回の動作毎には少ないものの、１回の電圧印加に伴う移動距離は例えば数十ナノメートルと小さいため、全体の距離を移動させるためには、例えば１００００回もの駆動が必要となり、結果的に総合すると消費電力は少なくならないという欠点がある。また、動作には不確定な要素が含まれるため、ステッピングモータのように電圧印加毎に定量の移動は困難であり、位置センサーが不可欠である。また、圧電超音波モータ方式は、摩擦力を用いた駆動構造のために寿命が短く、さらに、インパクト方式を用いた場合にはその構造上、発生力が小さいという問題もある。
したがって本発明の目的は、レンズの移動距離を十分確保しつつ小型化・薄型化が可能であること、消費電力が少なく且つ長寿命であること、十分な発生力を確保できること、複雑なギア機構や位置センサーなどが不要であること、応答性に優れていること、などの要求性能を全て満足できるレンズアクチュエータを提供することにある。
本発明者らは、上記のような要求性能を全て満足できるレンズアクチュエータ機構について検討を重ねた結果、駆動源として圧電素子を用い、且つこの圧電素子から出力される一軸方向の変位を、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー（てこ）を備えた特定構造の変位拡大機構でレンズに伝達することにより、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］印加電圧に応じた変形量で変形し、該変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子（1）と、焦点距離調整のために変位動作可能なレンズホルダ（3）と、該レンズホルダ（3）に保持されたレンズと、圧電素子（1）から出力された変位を、変位量を拡大させつつレンズホルダ（3）まで伝達し、レンズホルダ（3）を変位動作させる変位拡大機構（2）とを備えたレンズアクチュエータであって、
変位拡大機構（2）は、変位拡大手段として少なくとも、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー（20）を備え、該複数のレバー（20）により変位量を順次拡大させるようにしたレンズアクチュエータであり、
変位拡大機構（2）は、各レバー（20）を支持する固定部（21）を備え、
各レバー（20）は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されることで固定部（21）に支持されるとともに、隣接するレバー（20）間及び変位伝達方向の最上流側レバー（20）と圧電素子（1）の変位出力部（100）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部（23）で結合され、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）の先端側部分をレンズホルダ（3）に連結又は係合させ、該最下流側レバー（20）の変位によりレンズホルダ（3）を変位動作させるようにし、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）に結合された支点用結合部（22）と力点用結合部（23）の並列方向が、当該最下流側レバー（20）よりも上流側のレバー（20）の変位面に対して直交しており、
圧電素子（1）と変位拡大機構（2）が、平面的にレンズホルダ（3）を外囲する状態に配置されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
変位拡大機構（2）は、変位拡大手段として少なくとも、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー（20）を備え、該複数のレバー（20）により変位量を順次拡大させるようにしたレンズアクチュエータであり、
変位拡大機構（2）は、各レバー（20）を支持する固定部（21）を備え、
各レバー（20）は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されることで固定部（21）に支持されるとともに、隣接するレバー（20）間及び変位伝達方向の最上流側レバー（20）と圧電素子（1）の変位出力部（100）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部（23）で結合され、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）の先端側部分をレンズホルダ（3）に連結又は係合させ、該最下流側レバー（20）の変位によりレンズホルダ（3）を変位動作させるようにし、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）に結合された支点用結合部（22）と力点用結合部（23）の並列方向が、当該最下流側レバー（20）よりも上流側のレバー（20）の変位面に対して直交しており、
圧電素子（1）と変位拡大機構（2）が、平面的にレンズホルダ（3）を外囲する状態に配置されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［2］上記［1］のレンズアクチュエータにおいて、変位伝達方向の最上流側レバー（20）は、その基端側部分が、支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されるとともに、力点用結合部（23）を介して圧電素子（1）の変位出力部（100）に結合され、最上流側レバー（20）以外のレバー（20）は、その基端側部分が、支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されるとともに、力点用結合部（23）を介して隣接する他のレバー（20）の先端側部分に結合されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［3］上記［2］のレンズアクチュエータにおいて、複数のレバー（20）のうちの少なくとも１つのレバー（20）の基端側部分に結合される支点用結合部（22）と力点用結合部（23）は、当該レバー（20)の長さの１／４以上の長さを有することを特徴とするレンズアクチュエータ。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構（2）が、金属又は／及び樹脂からなる成形体又は／及び積層体で構成されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［3］上記［2］のレンズアクチュエータにおいて、複数のレバー（20）のうちの少なくとも１つのレバー（20）の基端側部分に結合される支点用結合部（22）と力点用結合部（23）は、当該レバー（20)の長さの１／４以上の長さを有することを特徴とするレンズアクチュエータ。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構（2）が、金属又は／及び樹脂からなる成形体又は／及び積層体で構成されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、支点用結合部（22）と力点用結合部（23）が板状であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構（2）は第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）を備え、レンズホルダ（3）は、圧電素子（1）と第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）とにより、少なくとも３方を囲まれていることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構（2）は第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）を備え、レンズホルダ（3）は、圧電素子（1）と第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）とにより、少なくとも３方を囲まれていることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［7］上記［6］のレンズアクチュエータにおいて、固定部（21）として、圧電素子（1）の外側位置に圧電素子（1）と平行に設置された固定部（21a）と、第２のレバー（20b）の下側に該レバー（20b）と平行に設置された固定部（21b）を備えることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［8］上記［7］のレンズアクチュエータにおいて、第２のレバー（20b）の支点用結合部（22b）と力点用結合部（23b）は、それぞれの一端部がレバー（20b）の基端側部分に対して該レバー（20b）の長手方向に沿うように結合され、力点用結合部（23b）の他端部は第１のレバー（20a）の長手方向に対して直角に結合され、支点用結合部（22b）の他端部は固定部（21b）に結合されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［9］上記［1］〜［8］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、レバー（20）の先端部ｐ１と該レバー（20）に結合された支点用結合部（22)の長さ方向中心ｐ２とを結ぶ直線Ｌの長さの全レバーの合計が、圧電素子（1）の変位出力方向での長さ以上であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［8］上記［7］のレンズアクチュエータにおいて、第２のレバー（20b）の支点用結合部（22b）と力点用結合部（23b）は、それぞれの一端部がレバー（20b）の基端側部分に対して該レバー（20b）の長手方向に沿うように結合され、力点用結合部（23b）の他端部は第１のレバー（20a）の長手方向に対して直角に結合され、支点用結合部（22b）の他端部は固定部（21b）に結合されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
［9］上記［1］〜［8］のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、レバー（20）の先端部ｐ１と該レバー（20）に結合された支点用結合部（22)の長さ方向中心ｐ２とを結ぶ直線Ｌの長さの全レバーの合計が、圧電素子（1）の変位出力方向での長さ以上であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
本発明のレンズアクチュエータは、駆動源として圧電素子を用いるため、消費電力が少なく且つ長寿命であるとともに、十分な発生力と高い応答性が得られ、しかも複雑なギア機構や位置センサーなども不要であるという利点がある。さらに、駆動源として圧電素子を用い、且つこの圧電素子から出力される一軸方向の変位を、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバーを備えた特定構造の変位拡大機構でレンズホルダに伝達する構造であるため、小型又は薄型構造でありながらレンズの大きな移動量を確保することができる。このためレンズの移動距離を十分確保しつつ、小型化・薄型化が可能なアクチュエータとすることができる。また、変位拡大機構は機械的接点がないため、摩耗が殆どなく、エネルギーロスも小さいので、この面からもレンズアクチュエータの寿命やエネルギー効率を向上させることができる。
図１〜図５は、本発明のレンズアクチュエータの一実施形態を示すもので、図１は全体斜視図、図２は分解斜視図、図３はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図４は同じく平面図、図５は機能（作動形態）を示す説明図である。図において、３はレンズホルダであり、これにレンズ（図示せず）が装着される。
レンズアクチュエータは、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えている。
レンズアクチュエータは、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えている。
本実施形態では、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子１と変位拡大機構２とが平面的にレンズホルダ３を外囲するような構造、換言すると、レンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としてある。このような構造では、中央のスペースをレンズホルダ３の収容スペースにしてアクチュエータの薄型化が図れるだけでなく、変位拡大機構２を構成するレバー（てこ）の長さを十分に確保することができるので、大きな変位拡大量を得る上で有利である。また、レンズの光軸を邪魔するような部材がないため、この点からも小型化・薄型化に有利である。
前記圧電素子１は、印加された駆動電圧に応じて寸法歪を発生する素子であり、(1)消費電力が少なく且つ長寿命である、(2)十分な発生力と高い応答性が得られる、(3)複雑なギア機構や位置センサーなどが不要である、などの要求性能を全て満足する。
本実施形態の圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
なお、圧電素子１は、後述する固定部２１ａに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
携帯端末のカメラモジュールに適用するような極小型の圧電素子から出力できる一軸方向の変位量は、積層タイプで通常数百ｐｐｍ程度であり、本発明ではこのような変位量を数十〜百倍程度に拡大してレンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させることを狙いとしている。
本実施形態の圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
なお、圧電素子１は、後述する固定部２１ａに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
携帯端末のカメラモジュールに適用するような極小型の圧電素子から出力できる一軸方向の変位量は、積層タイプで通常数百ｐｐｍ程度であり、本発明ではこのような変位量を数十〜百倍程度に拡大してレンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させることを狙いとしている。
前記変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０と、このレバー２０を支持する固定部２１とを備えるが、本実施形態の変位拡大機構２は、水平方向において、圧電素子１の先端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続された第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端に、レバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続された第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備え、レンズホルダ３は、圧電素子１と第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂとにより、３方をコ字状に囲まれた構造となっている。
また、前記固定部２１としては、圧電素子１の外側位置に圧電素子１と平行に設置された固定部２１ａと、第２のレバー２０ｂの下側にレバー２０ｂと平行に設置された固定部２１ｂとが設けられ、これら固定部２１ａ，２１ｂは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
また、前記固定部２１としては、圧電素子１の外側位置に圧電素子１と平行に設置された固定部２１ａと、第２のレバー２０ｂの下側にレバー２０ｂと平行に設置された固定部２１ｂとが設けられ、これら固定部２１ａ，２１ｂは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
本実施形態を含め以下に述べる本発明の各実施形態では、変位拡大機構２を構成する各レバー２０は、弾性変形可能な板状の支点用結合部２２と力点用結合部２３によって支持され且つ変位させられる構造となっているが、これら支点用結合部２２と力点用結合部２３はいずれも板状であるため、レバー２０が作動する際の横振れが少なく、このため変位拡大機構２による変位の伝達・拡大を安定して行わせることができる。
本実施形態において、前記第１のレバー２０ａは四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１ａの先端に結合され、これにより固定部２１ａに支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー先端側寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の変位出力部１００（駆動部材先端）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂも四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して下方の固定部２１ｂに結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｂに結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｂに結合されている。
本発明の変位拡大機構２では、複数のレバー２０のうちの少なくとも１つのレバー２０の基端側部分に結合される支点用結合部２２と力点用結合部２３は、当該レバー２０の長さの１／４以上、好ましくは１／３以上、より好ましくは１／２以上の長さを有することが望ましい。このように支点用結合部２２と力点用結合部２３の長さを十分に大きくすることにより、これら結合部の剛性を確保しつつ大きな変形量を得ることができ、ひいては変位拡大機構２の変位拡大量を大きくすることができるからである。本実施形態では、前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂが、レバー２０ｂの長さの１／２程度の長さを有している。
ここで、本実施形態の変位拡大機構２は、圧電素子１の水平方向の変位を垂直方向に変換してレンズホルダ３に伝達するものであり、この変位方向の変換を行うために、レバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂの並列方向（図３の矢印（α）方向）が、当該レバー２０ｂの上流側のレバー２０ａの変位面（図３の矢印（β）方向での変位面）に対して直交した構造となっている。
前記第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分はレンズホルダ３に連結又は係合し、このレバー２０ｂの変位によりレンズホルダ３を変位動作させるようにしてある。本実施形態では、レンズホルダ３は、リング状の本体３０の上端に板状の取付部３１が張り出し形成されており、この取付部３１がレバー２０ｂの上面に当接した状態で、両者がコ字状の連結部材４（板バネ）でクランプされることにより連結されている。その他、５，６はレンズホルダ３の上部及び下部を押さえ、これを保持するための押え用スプリングである。
本発明の変位拡大機構２では、変位拡大量をなるべく大きくするために、複数のレバー２０の全長を長くとることが好ましく、具体的には図４に示すように、各レバー２０（２０ａ、２０ｂ）の先端部ｐ１と各レバー２０（２０ａ、２０ｂ）の基端側部分に結合された支点用結合部２２（２２ａ、２２ｂ）の長さ方向中心ｐ２とを結ぶ直線Ｌの長さの全レバーの合計が、圧電素子１の変位出力方向での長さ以上であることが好ましい。
前記変位拡大機構２は、金属（例えば、ステンレス鋼）又は／及び樹脂からなる成形体又は／及び積層体で構成される。この積層体とは、薄板を積層させたものである。変位拡大機構２は、全体を一体成形された成形体や積層体で構成してもよいが、本実施形態では固定部２１ａと第１のレバー２０ａの主要部が一体成形体又は一体積層体で構成されるとともに、固定部２１ｂと第２のレバー２０ｂと第１のレバー２０ａの先端側の部分２５が一体成形体又は一体積層体で構成され、部分２５がレバー２０ａの先端側に固着されることにより、変位拡大機構２が構成されている。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
図５は、本実施形態のレンズアクチュエータの機能（作動形態）を示すものである。
圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると、寸法歪により矢印（Ａ）方向で伸長し、変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて第１のレバー２０ａに出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。これにより第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として矢印（Ｂ）方向に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として矢印（Ｄ）方向に回動（上方に回動）する。したがって、この第２のレバー２０ｂの先端に連結されたレンズホルダ３も上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると、寸法歪により矢印（Ａ）方向で伸長し、変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて第１のレバー２０ａに出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。これにより第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として矢印（Ｂ）方向に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として矢印（Ｄ）方向に回動（上方に回動）する。したがって、この第２のレバー２０ｂの先端に連結されたレンズホルダ３も上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図６〜図８は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図６はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図７は同じく側面図、図８は全体斜視図である。図において、３はレンズホルダであり、これにレンズ（図示せず）が装着される。
先に挙げた図１〜図５の実施形態は、レンズアクチュエータを平面的にできるだけ薄型化するために、レンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としたものであるが、本実施形態は、レンズアクチュエータの設置面積を極力小さくするために縦型とし、且つ変位が同じ面上で伝達・拡大されるようにしたものである。
先に挙げた図１〜図５の実施形態は、レンズアクチュエータを平面的にできるだけ薄型化するために、レンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としたものであるが、本実施形態は、レンズアクチュエータの設置面積を極力小さくするために縦型とし、且つ変位が同じ面上で伝達・拡大されるようにしたものである。
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えている。
圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
前記変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０と、このレバー２０を支持する固定部２１とを備えている。この固定部２１は、適当な間隔を有する上下の水平な固定部２１ｃ，２１ｄと、これら固定部２１ｃ，２１ｄをその一部で連結する固定部２１ｅとを有している。本実施形態の圧電素子１は、上下の固定部２１ｃ，２１ｄ間に位置し、その後端部を介して固定部２１ｅに水平状に保持されている。前記固定部２１ｃ，２１ｄは、圧電素子１との間で間隙を形成して、圧電素子１の上下に各々平行に位置している。上側の固定部２１ｃは圧電素子１よりも長尺である。なお、固定部２１は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
本実施形態の変位拡大機構２は、縦方向において、圧電素子１の先端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続され、上方に延出する第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端にレバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続され、圧電素子１とほぼ平行な状態で水平に延出する第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
前記第１のレバー２０ａは比較的短く、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１ｄの先端に結合され、これにより固定部２１ｄに支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー先端側寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の変位出力部１００（駆動部材先端）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂは比較的長い四角柱状の形状を有し、固定部２１ｃの上方に配置されている。この第２のレバー２０ｂは、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して固定部２１ｃの先端部に結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｃに結合されている。本実施形態では、前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂが、レバー２０ｂの長さの１／２以上の長さを有している。
この第２のレバー２０ｂとこれに結合した支点用結合部２２ｂ及び力点用結合部２３ｂは、固定部２１ｃと間隙を形成して平行に配置されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｃに結合されている。本実施形態では、前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂが、レバー２０ｂの長さの１／２以上の長さを有している。
この第２のレバー２０ｂとこれに結合した支点用結合部２２ｂ及び力点用結合部２３ｂは、固定部２１ｃと間隙を形成して平行に配置されている。
ここで、本実施形態の変位拡大機構２は、変位が同じ面上で伝達・拡大されるようにするため、第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂの並列方向が、当該レバー２０ｂの上流側のレバー２０ａの変位面と平行な構造となっている。また、このような構造において、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂと圧電素子１が、第２のレバー２０ｂの支点用結合部２２ｂが結合された固定部２１ｃを、間隙を形成しつつ３方で囲んだコンパクトな構造（折り畳み構造）となっている。
前記第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分はレンズホルダ３に連結又は係合し、このレバー２０ｂの変位によりレンズホルダ３を変位動作させるようにしてある。本実施形態では、レンズホルダ３は、中央にレンズ取付孔を有する板状の本体３０の上端に取付部３２が張り出し形成されており、この取付部３２がレバー２０ｂの上面に連結（固定）されている。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印（Ａ）方向に伸長し、変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて第１のレバー２０ａに出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。これにより第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として外側方向（矢印（Ｂ）方向）に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として上方（矢印（Ｄ）方向）に回動する。したがって、この第２のレバー２０ｂの先端に連結されたレンズホルダ３も上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図９〜図１１は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図６〜図８の実施形態の変形例である。図９はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図１０は同じく側面図、図１１は全体斜視図である。
この実施形態は、図６〜図８の実施形態に対して、第２のレバー２０ｂとこれを支持する固定部２１ｄの構造に特徴がある。すなわち、第２のレバー２０ｂは図６〜図８の実施形態よりも長尺であり、圧電素子１の長さ以上の長さを有している。このレバー２０ｂの中間部（本実施形態では長手方向のほぼ中央部）の上部には段部２００が形成され、この段部２００が形成された長手方向中間部と第１のレバー２０ａの先端側部分とが力点用結合部２３ｂで結合されている。一方、固定部２１ｃの長さは圧電素子１の長さよりもかなり短く（好ましくは、圧電素子１の長さの２／３〜１／２程度）、このような固定部２１ｃの先端とレバー２０ｂの基端側部分が、レバー２０ｂとほぼ平行な支点用結合部２２ｂで結合されている。
この実施形態は、図６〜図８の実施形態に対して、第２のレバー２０ｂとこれを支持する固定部２１ｄの構造に特徴がある。すなわち、第２のレバー２０ｂは図６〜図８の実施形態よりも長尺であり、圧電素子１の長さ以上の長さを有している。このレバー２０ｂの中間部（本実施形態では長手方向のほぼ中央部）の上部には段部２００が形成され、この段部２００が形成された長手方向中間部と第１のレバー２０ａの先端側部分とが力点用結合部２３ｂで結合されている。一方、固定部２１ｃの長さは圧電素子１の長さよりもかなり短く（好ましくは、圧電素子１の長さの２／３〜１／２程度）、このような固定部２１ｃの先端とレバー２０ｂの基端側部分が、レバー２０ｂとほぼ平行な支点用結合部２２ｂで結合されている。
このような実施形態は、第２のレバー２０ｂが長く、且つ力点用結合部２３ｂ及び支点用結合部２２ｂも十分に長いため（レバー２０ｂの長さのほぼ１／２程度）、変位拡大量を大きくとれる利点がある。
なお、図６〜図８の実施形態ほどコンパクトではないが、この本実施形態の変位拡大機構２も、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂと圧電素子１が、第２のレバー２０ｂの支点用結合部２２ｂが結合された固定部２１ｃを、間隙を形成しつつ３方で囲んだコンパクトな構造（折り畳み構造）となっている。
その他の構成および基本的な機能は、図６〜図８の実施形態と同様である。
なお、図６〜図８の実施形態ほどコンパクトではないが、この本実施形態の変位拡大機構２も、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂと圧電素子１が、第２のレバー２０ｂの支点用結合部２２ｂが結合された固定部２１ｃを、間隙を形成しつつ３方で囲んだコンパクトな構造（折り畳み構造）となっている。
その他の構成および基本的な機能は、図６〜図８の実施形態と同様である。
図１２〜図１４は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図１〜図５の実施形態の変形例である。図１２はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図１３は平面図、図１４は側面図である。
本実施形態も、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子１と変位拡大機構２とが平面的にレンズホルダ３を外囲するような構造、すなわち、レンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としてある。
なお、圧電素子１は、後述する固定部２１ａに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
本実施形態も、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子１と変位拡大機構２とが平面的にレンズホルダ３を外囲するような構造、すなわち、レンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としてある。
なお、圧電素子１は、後述する固定部２１ａに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０と、このレバー２０を支持する固定部２１とを備えるが、本実施形態の変位拡大機構２は、水平方向において、圧電素子１の先端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続された第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端に、レバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続された第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備え、レンズホルダ３は、圧電素子１と第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂとにより、３方をコ字状に囲まれた構造となっている。
また、前記固定部２１としては、圧電素子１の内側位置に圧電素子１と平行に設置された固定部２１ａと、第２のレバー２１ｂの内側にレバー２１ｂと平行に設置された固定部２１ｂとが設けられ、これら固定部２１ａ，２１ｂを含む固定２１は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
また、前記固定部２１としては、圧電素子１の内側位置に圧電素子１と平行に設置された固定部２１ａと、第２のレバー２１ｂの内側にレバー２１ｂと平行に設置された固定部２１ｂとが設けられ、これら固定部２１ａ，２１ｂを含む固定２１は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記第１のレバー２０ａは四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１ａの先端に結合され、これにより固定部２１ａに支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー後端部寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の変位出力部１００（圧電素子先端）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。以上のようなレバー２０ａに対する支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａの結合位置関係は、図１〜図５の実施形態と逆である。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂも四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して固定部２１ｂのレバー２０ａ寄りの端部に結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｂに横架部２２０を介して結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｂに横架部２２０を介して結合されている。
本実施形態では、前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂが、レバー２０ｂの長さ以上の長さを有している。
また、図１〜図５の実施形態と同様に、本実施形態の変位拡大機構２は、圧電素子１の水平方向の変位を垂直方向に変換してレンズホルダ３に伝達するものであり、この変位方向の変換を行うために、レバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂの並列方向が、当該レバー２０ｂの上流側のレバー２０ａの変位面に対して直交した構造となっている。
また、図１〜図５の実施形態と同様に、本実施形態の変位拡大機構２は、圧電素子１の水平方向の変位を垂直方向に変換してレンズホルダ３に伝達するものであり、この変位方向の変換を行うために、レバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂの並列方向が、当該レバー２０ｂの上流側のレバー２０ａの変位面に対して直交した構造となっている。
前記第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分は、
図１〜図５の実施形態と同様に、レンズホルダ３に連結又は係合し、このレバー２０ｂの変位によりレンズホルダ３を変位動作させるようにしてある。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
図１〜図５の実施形態と同様に、レンズホルダ３に連結又は係合し、このレバー２０ｂの変位によりレンズホルダ３を変位動作させるようにしてある。
変位拡大機構２を構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印（Ａ）方向に伸長し、変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて第１のレバー２０ａに出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。ここで、力点用結合部２３ａは支点用結合部２２ａよりもレバー後端側に結合されているため、第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として内側方向（矢印（Ｂ）方向）に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが第２のレバー２０ｂ方向（矢印（Ｃ）方向）に押し出され、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として上方（矢印（Ｄ）方向）に回動する。したがって、この第２のレバー２０ｂの先端に連結されたレンズホルダ３も上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１である圧電素子が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図１５〜図１７は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図１５はレンズホルダを取り除いた状態の平面図、図１６は平面図、図１７は模式側面図である。図において、３はレンズホルダであり、これにレンズ（図示せず）が装着される。
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えるものであるが、この変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０からなる１対のレバー群Ｘ，Ｙと、前記レバー２０を支持する固定部２１と、両レバー群Ｘ，Ｙの変位伝達方向の最下流側レバー２０とレンズホルダ３とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材２４とを備える。
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えるものであるが、この変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０からなる１対のレバー群Ｘ，Ｙと、前記レバー２０を支持する固定部２１と、両レバー群Ｘ，Ｙの変位伝達方向の最下流側レバー２０とレンズホルダ３とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材２４とを備える。
本実施形態も、図１〜図５の実施形態と同様に、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子１と変位拡大機構２とが平面的にレンズホルダ３を外囲するような構造、すなわちレンズホルダ３の外周部に圧電素子１と変位拡大機構２を配置した構造としてある。さきに述べたように、このような構造では、中央のスペースをレンズホルダ３の収容スペースにしてアクチュエータの薄型化が図れるだけでなく、変位拡大機構２を構成するレバー（てこ）の長さを十分に確保することができるので、大きな変位拡大量を得る上で有利である。また、レンズの光軸を邪魔するような部材がないため、この点からも小型化・薄型化に有利である。
一方、さきに挙げた各実施形態に対する本実施形態のアクチュエータの特徴は、左右１対のレバー群Ｘ，Ｙを有することによりレンズホルダ３を安定して保持し、変位動作させることができること、レバー２０だけでなく弾性変形可能な連結部材２４も変位拡大機能を有するため、その分全体の変位拡大量を大きくできること、などが挙げられる。
前記圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。なお、この圧電素子１はアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。なお、この圧電素子１はアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記固定部２１はアクチュエータの中央部に据えられ、その上方にレンズホルダ３が配置される。前記圧電素子１は、この固定部２１の側部に配置される。この固定部２１は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記１対のレバー群Ｘ，Ｙは、複数のレバー２０の平面的な形状及び配置がアクチュエータ中心に対して線対称であり、最下流側のレバー２０が連結部材２４を介してレンズホルダ３を両側から保持する構造となっている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、水平方向において、圧電素子１の一端（変位出力部）に接続された第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端に接続された第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
前記１対のレバー群Ｘ，Ｙは、複数のレバー２０の平面的な形状及び配置がアクチュエータ中心に対して線対称であり、最下流側のレバー２０が連結部材２４を介してレンズホルダ３を両側から保持する構造となっている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、水平方向において、圧電素子１の一端（変位出力部）に接続された第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端に接続された第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
前記第１のレバー２０ａは長手方向でＬ字状に構成され（図中、２０１はＬ字状の第１辺部，２０２は同じく第２辺部）、両レバー群Ｘ，ＹのＬ字状のレバー２０ａが門型形状をなすように配置されている。各レバー群Ｘ，Ｙにおいて、第１のレバー２０ａは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１に結合され、これにより固定部２１に支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー後端寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の各端の変位出力部１００間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａのＬ字状の第１辺部２０１の長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａのＬ字状の第１辺部２０１の長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂは、水平方向において、第１のレバー２０ａの第１辺部２０１の内側に当該第１辺部の一部と平行に配置され、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して固定部２１に結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、第１のレバー２０ａの第２辺部２０２の内側に当該第２辺部と平行に配され、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向と直角に結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの先端に横架部２２１を介して結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は、駆動部材１とは反対側の固定部２１の側部に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは、レバー２０ｂの長さとほぼ同じ長さを有している。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、第１のレバー２０ａの第２辺部２０２の内側に当該第２辺部と平行に配され、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向と直角に結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの先端に横架部２２１を介して結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は、駆動部材１とは反対側の固定部２１の側部に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは、レバー２０ｂの長さとほぼ同じ長さを有している。
各レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分とレンズホルダ３は長手方向で弾性変形可能な連結部材２４でそれぞれ連結され、レンズホルダ３はレバー２０ｂと連結部材２４で両側から保持されている。
前記連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材で構成され、長手方向の中間部には座屈防止用の高剛性部２４０（他の部分よりも剛性が高い部分）が設けられ、主にこの高剛性部２４０の両側部分が弾性変形するように構成されている。本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの最下流側レバー２０ｂの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材２４が弾性変形しつつレンズホルダ３を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ３を上下に変位動作させる。
前記連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材で構成され、長手方向の中間部には座屈防止用の高剛性部２４０（他の部分よりも剛性が高い部分）が設けられ、主にこの高剛性部２４０の両側部分が弾性変形するように構成されている。本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの最下流側レバー２０ｂの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材２４が弾性変形しつつレンズホルダ３を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ３を上下に変位動作させる。
本実施形態においても、各レバー群Ｘ，Ｙにおいて、各レバー２０（２０ａ、２０ｂ）の先端部ｐ１と各レバー２０（２０ａ、２０ｂ）の基端側部分に結合された支点用結合部２２（２２ａ、２２ｂ）の長さ方向中心ｐ２とを結ぶ直線Ｌの長さの全レバーの合計が、圧電素子１の変位出力方向での長さ以上であることが好ましい。
なお、変位拡大機構２のレバー群Ｘ，Ｙを構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
なお、変位拡大機構２のレバー群Ｘ，Ｙを構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印（Ａ）方向に伸長し、圧電素子１両端の変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて両レバー群Ｘ，Ｙの第１のレバー２０ａにそれぞれ出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。ここで、力点用結合部２３ａは支点用結合部２２ａよりもレバー後端側に結合されているため、第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として内側方向（矢印（Ｂ）方向）に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として外側方向（矢印（Ｄ）方向）に回動する。これにより両連結部材２４が外側に引っ張られるので、この連結部材２４に保持されたレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が上方に変位（上昇）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図１８〜図２０は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図１８はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図１９は同じく側面図、図２０は全体斜視図である。図において、３はレンズホルダであり、これにレンズ（図示せず）が装着される。
図１５〜図１７の実施形態と同様、このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えるとともに、この変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０からなる１対のレバー群Ｘ，Ｙと、前記レバー２０を支持する固定部２１と、両レバー群Ｘ，Ｙの変位伝達方向の最下流側レバー２０とレンズホルダ３とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材２４とを備える。
図１５〜図１７の実施形態と同様、このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えるとともに、この変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０からなる１対のレバー群Ｘ，Ｙと、前記レバー２０を支持する固定部２１と、両レバー群Ｘ，Ｙの変位伝達方向の最下流側レバー２０とレンズホルダ３とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材２４とを備える。
したがって、図１〜図１４に挙げた各実施形態に対する本実施形態のアクチュエータの特徴も、１対のレバー群Ｘ，Ｙを有することによりレンズホルダ３を安定して保持し、変位動作させることができること、レバー２０だけでなく弾性変形可能な連結部材２４も変位拡大機能を有するため、その分全体の変位拡大量を大きくできること、などである。ただし、先に挙げた図１５〜図１７の実施形態は、レンズアクチュエータを平面的に薄型化できるような構造としたものであるが、本実施形態は、レンズアクチュエータの設置面積を小さくするために縦型としたものである。また、図１５〜図１７の実施形態では、１対のレバー群Ｘ，Ｙの複数のレバー２０の平面的な形状及び配置を線対称としたのに対して、これを縦方向で点対称にしている。
前記圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
前記固定部２１は、圧電素子１の下方に位置する固定部２１ｆと圧電素子１の上方に位置する固定部２１ｇを有する。前記固定部２１ｆ，２１ｇは、圧電素子１との間で間隙を形成して、圧電素子１の上下に各々平行に位置している。
なお、固定部２１ｆは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。一方、固定部２１ｇは、直接或いは連結部を介して固定部２１ｆに連結されることでアクチュエータ全体を支持する器体に固定されてもよいし、両レバー群Ｘ，Ｙの支点用結合部２２ｂに両持ち状に保持されるようにしてもよい。
前記固定部２１は、圧電素子１の下方に位置する固定部２１ｆと圧電素子１の上方に位置する固定部２１ｇを有する。前記固定部２１ｆ，２１ｇは、圧電素子１との間で間隙を形成して、圧電素子１の上下に各々平行に位置している。
なお、固定部２１ｆは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。一方、固定部２１ｇは、直接或いは連結部を介して固定部２１ｆに連結されることでアクチュエータ全体を支持する器体に固定されてもよいし、両レバー群Ｘ，Ｙの支点用結合部２２ｂに両持ち状に保持されるようにしてもよい。
前記１対のレバー群Ｘ，Ｙは、複数のレバー２０の形状及び配置がアクチュエータ中心に対して点対称であり、最下流側のレバー２０どうしが連結部材２４で連結され、この連結部材２４にレンズホルダ３が保持される構造となっている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、縦方向において、圧電素子１の各一端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続され、上方に延出する第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端にレバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続され、圧電素子１とほぼ平行な状態で水平に延出する第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、縦方向において、圧電素子１の各一端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続され、上方に延出する第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端にレバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続され、圧電素子１とほぼ平行な状態で水平に延出する第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
各レバー群Ｘ，Ｙにおいて、第１のレバー２０ａは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１ｆの端部に結合され、これにより固定部２１ｆに支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー先端寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の各端部の変位出力部１００間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂは、駆動部材長手方向における各々のレバー群Ｘ，Ｙのレバー２０ａ配置側の端部とは反対側の端部において、固定部２１ｇの上方に配置されている。この第２のレバー２０ｂは、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して固定部２１ｇの端部（圧電素子長手方向における各々のレバー群Ｘ，Ｙのレバー２０ａ配置側の端部）に結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｇに結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部２３ｂの他端部はレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部２２ｂの他端部は固定部２１ｇに結合されている。
前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは、レバー２０ｂの長さの数倍程度の長さを有している。
第２のレバー２０ｂとこれに結合した支点用結合部２２ｂ及び力点用結合部２３ｂは、固定部２１ｇと間隙を形成して平行に配置されている。
本実施形態では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂと圧電素子１が、第２のレバー２０ｂの支点用結合部２２ｂが結合された固定部２１ｇを、間隙を形成しつつ３方で囲んだコンパクトな構造（折り畳み構造）となっている。
第２のレバー２０ｂとこれに結合した支点用結合部２２ｂ及び力点用結合部２３ｂは、固定部２１ｇと間隙を形成して平行に配置されている。
本実施形態では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂと圧電素子１が、第２のレバー２０ｂの支点用結合部２２ｂが結合された固定部２１ｇを、間隙を形成しつつ３方で囲んだコンパクトな構造（折り畳み構造）となっている。
各レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分どうしが長手方向で弾性変形可能な連結部材２４で連結され、この連結部材２４の中間部がレンズホルダ３に結合されている。
前記連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において極く小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に平坦部２４１を有している。この連結部材２４の両端が、各レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分に結合され、両者を連結している。
前記連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において極く小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に平坦部２４１を有している。この連結部材２４の両端が、各レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分に結合され、両者を連結している。
本実施形態では、レンズホルダ３は、中央にレンズ取付孔を有する板状の本体３０の上端に取付部３２が張り出し形成されており、この取付部３２が前記連結部材２４の長手方向中央の平坦部２４１に連結（固定）されている。
本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの最下流側レバー２０ａの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材２４が弾性変形してその平坦部２４１の高さ変化し、ここに保持されたレンズホルダ３を上下に変位動作させる。
本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの最下流側レバー２０ａの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材２４が弾性変形してその平坦部２４１の高さ変化し、ここに保持されたレンズホルダ３を上下に変位動作させる。
変位拡大機構２の各レバー群Ｘ，Ｙを構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印（Ａ）方向に伸長し、圧電素子１両端の変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて両レバー群Ｘ，Ｙの第１のレバー２０ａにそれぞれ出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。これにより第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として外側方向（矢印（Ｂ）方向）に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として矢印（Ｄ）方向に回動する。これにより連結部材２４の両端間の距離が縮まるので連結部材２４が弾性変形して平坦部２４１の高さが上昇し、ここに連結されたレンズホルダ３が上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図２１〜図２３は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図１８〜図２０の実施形態の変形例である。図２１はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図２２は同じく平面図、図２３は全体斜視図である。図において、３はレンズホルダであり、これにレンズ（図示せず）が装着される。
この実施形態の圧電素子１と変位拡大機構２は、図１８〜図２０の実施形態のものを横型にし、且つ連結部材２４の構成を変えたものである。
この実施形態の圧電素子１と変位拡大機構２は、図１８〜図２０の実施形態のものを横型にし、且つ連結部材２４の構成を変えたものである。
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子１と、この圧電素子１から出力された変位を、変位量を拡大させつつレンズホルダ３まで伝達し、レンズホルダ３を変位動作させる変位拡大機構２とを備えるとともに、この変位拡大機構２は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー２０からなる１対のレバー群Ｘ，Ｙと、前記レバー２０を支持する固定部２１と、両レバー群Ｘ，Ｙの変位伝達方向の最下流側レバー２０とレンズホルダ３とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材２４とを備える。
前記圧電素子１は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪（変位）を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部１００から一軸方向に出力する。
前記固定部２１は、圧電素子１の幅方向両側に位置する固定部２１ｈ，２１ｉと、レンズホルダの設置スペースを挟んでレバー２０と対向して位置する固定部２１ｊを有する。前記固定部２１ｈ，２１ｉは、圧電素子１との間で間隙を形成して、圧電素子１の両側に各々平行に位置している。これら固定部２１ｈ，２１ｉのうち少なくとも固定部２１ｈはアクチュエータ全体を支持する器体７に固定される。
前記固定部２１は、圧電素子１の幅方向両側に位置する固定部２１ｈ，２１ｉと、レンズホルダの設置スペースを挟んでレバー２０と対向して位置する固定部２１ｊを有する。前記固定部２１ｈ，２１ｉは、圧電素子１との間で間隙を形成して、圧電素子１の両側に各々平行に位置している。これら固定部２１ｈ，２１ｉのうち少なくとも固定部２１ｈはアクチュエータ全体を支持する器体７に固定される。
前記１対のレバー群Ｘ，Ｙは、複数のレバー２０の形状及び配置がアクチュエータ中心に対して点対称であり、最下流側のレバー２０に連結部材２４が結合され、この連結部材２４に可動部材３が保持される構造となっている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、水平方向において、圧電素子１の各一端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続される第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端にレバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続される第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
各レバー群Ｘ，Ｙは、水平方向において、圧電素子１の各一端（変位出力部）に圧電素子１の長手方向に対して９０°の関係で接続される第１のレバー２０ａ（最上流側レバー）と、この第１のレバー２０ａの先端にレバー２０ａの長手方向に対して９０°の関係で接続される第２のレバー２０ｂ（最下流側レバー）とを備えている。
各レバー群Ｘ，Ｙにおいて、第１のレバー２０ａは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部２２ａを介して前記固定部２１ｈの端部に結合され、これにより固定部２１ｈに支持されている。さらに、支点用結合部２２ａの結合位置よりも少しレバー先端寄りの位置において、レバー２０ａの基端側部分と圧電素子１の各端部の変位出力部１００間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部２３ａで結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記支点用結合部２２ａと力点用結合部２３ａは比較的短い板状であり、それぞれ第１のレバー２０ａの長手方向に対して直角に結合されている。
前記第２のレバー２０ｂは、駆動部材長手方向における各々のレバー群Ｘ，Ｙのレバー２０ａ配置側の端部とは反対側の端部において、固定部２１ｉの外側に配置されている。この第２のレバー２０ｂは、その基端側部分が、支点用結合部２２ｂを介して固定部２１ｉの端部（圧電素子長手方向における各々のレバー群Ｘ，Ｙのレバー２０ａ配置側の端部）に結合されるとともに、力点用結合部２３ｂを介して前記第１のレバー２０ａの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向にほぼ沿うように結合されている。
前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは、レバー２０ｂの長さの２倍程度の長さを有している。
前記支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー２０ｂの基端側部分に対してレバー２０ｂの長手方向にほぼ沿うように結合されている。
前記第２のレバー２０ｂの基端側部分に結合された支点用結合部２２ｂと力点用結合部２３ｂは、レバー２０ｂの長さの２倍程度の長さを有している。
レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂ（変位伝達方向の最下流側レバー）の先端側部分と固定部２１ｊとの間には、長手方向で弾性変形可能な１対の連結部材２４が架設されている。
この連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に支持部２４２を有している。この連結部材２４は山の頂部が上向きになるように、レバー２０ｂの先端側部分と固定部２１ｊ間に架け渡されている。なお、連結部材２４の長手方向には間隔をおいて座屈防止用の剛性部材２４３が取り付けられ、連結部材２４は主にこの剛性部材２４３以外の部分で弾性変形する。
本実施形態では、レンズホルダ３は、リング状の本体３０の両側に取付部３３が張り出し形成されており、この取付部３３が前記連結部材２４の長手方向中央の支持部２４２に連結又は係合することにより、レンズホルダ３が連結部材２４により支持されている。
この連結部材２４は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に支持部２４２を有している。この連結部材２４は山の頂部が上向きになるように、レバー２０ｂの先端側部分と固定部２１ｊ間に架け渡されている。なお、連結部材２４の長手方向には間隔をおいて座屈防止用の剛性部材２４３が取り付けられ、連結部材２４は主にこの剛性部材２４３以外の部分で弾性変形する。
本実施形態では、レンズホルダ３は、リング状の本体３０の両側に取付部３３が張り出し形成されており、この取付部３３が前記連結部材２４の長手方向中央の支持部２４２に連結又は係合することにより、レンズホルダ３が連結部材２４により支持されている。
本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ａの先端側部分が固定部２１ｊに対して接近・離間する変位を行うことにより、連結部材２４が弾性変形してその支持部２４２の高さ変化し、ここに保持されたレンズホルダ３を上下に変位動作させる。
変位拡大機構２の各レバー群Ｘ，Ｙを構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
変位拡大機構２の各レバー群Ｘ，Ｙを構成するレバー２０は、変位伝達方向に沿って３つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第１のレバー２０ａと第２のレバー２０ｂの間に、第１のレバー２０ａと同様の原理のレバーを１つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子１、変位拡大機構２等に関するその他の構成については、図１〜図５の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子１に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印（Ａ）方向に伸長し、圧電素子１両端の変位出力部１００から一軸方向の変位が力点用結合部２３ａを通じて両レバー群Ｘ，Ｙの第１のレバー２０ａにそれぞれ出力される（すなわち、レバー２０ａを押す）。これにより第１のレバー２０ａは、支点用結合部２２ａを変形させつつこれを支点として外側方向（矢印（Ｂ）方向）に回動する。この第１のレバー２０ａの回動により、第２のレバー２０ｂの力点用結合部２３ｂが矢印（Ｃ）方向に引っ張られ、これにより第２のレバー２０ｂは、支点用結合部２２ｂを変形させつつこれを支点として矢印（Ｄ）方向に回動する。これにより第２のレバー２０ｂの先端側部分と固定部２１ｊ間の距離が縮まるので連結部材２４が弾性変形して支持部２４２の高さが上昇し、ここに保持されたレンズホルダ３が上方に変位（上昇）する。当然、圧電素子１が矢印（Ａ）方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ３が下方に変位（下降）する。そして、以上のような変位拡大機構２による変位伝達の過程で、圧電素子１から出力された変位が拡大（増幅）され、圧電素子１の出力変位量の数十倍以上（場合によっては１００倍以上）の変位量がレンズホルダ３に伝達される。
図２４〜図２６は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図２１〜図２３の実施形態の変形例である。図２４はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図２５は同じく平面図、図２６は全体斜視図である。
この実施形態は、図２１〜図２３の実施形態とは異なる形式の連結部材２４（長手方向で弾性変形可能な連結部材２４）を用いたものである。この連結部材２４は、本体２４５が板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成されるとともに、長手方向中央部の頂部に弾性変形可能な支持板部２４６が突設された構造を有している。なお、連結部材２４の本体２４５の一部には座屈防止用の剛性部材２４３が取り付けられ、本体２４５は主にこの剛性部材２４３以外の部分で弾性変形する。
この実施形態は、図２１〜図２３の実施形態とは異なる形式の連結部材２４（長手方向で弾性変形可能な連結部材２４）を用いたものである。この連結部材２４は、本体２４５が板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成されるとともに、長手方向中央部の頂部に弾性変形可能な支持板部２４６が突設された構造を有している。なお、連結部材２４の本体２４５の一部には座屈防止用の剛性部材２４３が取り付けられ、本体２４５は主にこの剛性部材２４３以外の部分で弾性変形する。
１対の連結部材２４は山の頂部が互いに対向するようにして、両レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂの先端側部分と固定部２１ｊとの間に架設されている。この状態で、両連結部材２４の支持板部２４６は、斜め上方を向くようにして対向している。そして、レンズホルダ３の本体３０両側の取付部３３が連結部材２４の長手方向中央の支持板部２４６に連結又は係合することにより、レンズホルダ３が連結部材２４により支持されている。
本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂの先端側部分が固定部２１ｊに対して接近・離間する変位を行うことにより、両連結部材２４の頂部どうしが接近・離間し、これに伴って支持板部２４６が弾性変形しつつレンズホルダ３を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ３を上下に変位動作させる。
本実施形態では、両レバー群Ｘ，Ｙの第２のレバー２０ｂの先端側部分が固定部２１ｊに対して接近・離間する変位を行うことにより、両連結部材２４の頂部どうしが接近・離間し、これに伴って支持板部２４６が弾性変形しつつレンズホルダ３を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ３を上下に変位動作させる。
１ 圧電素子
２ 変位拡大機構
３ レンズホルダ
４ 連結部材
５，６ 押え用スプリング
７ 器体
２０ａ，２０ｂ レバー
２１，２１ａ〜２１ｊ 固定部
２２ａ，２２ｂ 支点用結合部
２３ａ，２３ｂ 力点用結合部
２４ 連結部材
２５ 部分
３０ 本体
３１，３２，３３ 取付部
１００ 変位出力部
２００ 段部
２０１ 第１辺部
２０２ 第２辺部
２２０，２２１ 横架部
２４０ 高剛性部
２４１ 平坦部
２４２ 支持部
２４３ 剛性部材
２４５ 本体
２４６ 支持板部
Ｘ，Ｙ レバー群
２ 変位拡大機構
３ レンズホルダ
４ 連結部材
５，６ 押え用スプリング
７ 器体
２０ａ，２０ｂ レバー
２１，２１ａ〜２１ｊ 固定部
２２ａ，２２ｂ 支点用結合部
２３ａ，２３ｂ 力点用結合部
２４ 連結部材
２５ 部分
３０ 本体
３１，３２，３３ 取付部
１００ 変位出力部
２００ 段部
２０１ 第１辺部
２０２ 第２辺部
２２０，２２１ 横架部
２４０ 高剛性部
２４１ 平坦部
２４２ 支持部
２４３ 剛性部材
２４５ 本体
２４６ 支持板部
Ｘ，Ｙ レバー群
Claims (9)
- 印加電圧に応じた変形量で変形し、該変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子（1）と、焦点距離調整のために変位動作可能なレンズホルダ（3）と、該レンズホルダ（3）に保持されたレンズと、圧電素子（1）から出力された変位を、変位量を拡大させつつレンズホルダ（3）まで伝達し、レンズホルダ（3）を変位動作させる変位拡大機構（2）とを備えたレンズアクチュエータであって、
変位拡大機構（2）は、変位拡大手段として少なくとも、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー（20）を備え、該複数のレバー（20）により変位量を順次拡大させるようにしたレンズアクチュエータであり、
変位拡大機構（2）は、各レバー（20）を支持する固定部（21）を備え、
各レバー（20）は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されることで固定部（21）に支持されるとともに、隣接するレバー（20）間及び変位伝達方向の最上流側レバー（20）と圧電素子（1）の変位出力部（100）間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部（23）で結合され、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）の先端側部分をレンズホルダ（3）に連結又は係合させ、該最下流側レバー（20）の変位によりレンズホルダ（3）を変位動作させるようにし、
変位伝達方向の最下流側レバー（20）に結合された支点用結合部（22）と力点用結合部（23）の並列方向が、当該最下流側レバー（20）よりも上流側のレバー（20）の変位面に対して直交しており、
圧電素子（1）と変位拡大機構（2）が、平面的にレンズホルダ（3）を外囲する状態に配置されることを特徴とするレンズアクチュエータ。 - 変位伝達方向の最上流側レバー（20）は、その基端側部分が、支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されるとともに、力点用結合部（23）を介して圧電素子（1）の変位出力部（100）に結合され、最上流側レバー（20）以外のレバー（20）は、その基端側部分が、支点用結合部（22）を介して固定部（21）に結合されるとともに、力点用結合部（23）を介して隣接する他のレバー（20）の先端側部分に結合されることを特徴とする請求項１に記載のレンズアクチュエータ。
- 複数のレバー（20）のうちの少なくとも１つのレバー（20）の基端側部分に結合される支点用結合部（22）と力点用結合部（23）は、当該レバー（20)の長さの１／４以上の長さを有することを特徴とする請求項２に記載のレンズアクチュエータ。
- 変位拡大機構（2）が、金属又は／及び樹脂からなる成形体又は／及び積層体で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
- 支点用結合部（22）と力点用結合部（23）が板状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
- 変位拡大機構（2）は第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）を備え、レンズホルダ（3）は、圧電素子（1）と第１のレバー（20a）と第２のレバー（20b）とにより、少なくとも３方を囲まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
- 固定部（21）として、圧電素子（1）の外側位置に圧電素子（1）と平行に設置された固定部（21a）と、第２のレバー（20b）の下側に該レバー（20b）と平行に設置された固定部（21b）を備えることを特徴とする請求項６に記載のレンズアクチュエータ。
- 第２のレバー（20b）の支点用結合部（22b）と力点用結合部（23b）は、それぞれの一端部がレバー（20b）の基端側部分に対して該レバー（20b）の長手方向に沿うように結合され、力点用結合部（23b）の他端部は第１のレバー（20a）の長手方向に対して直角に結合され、支点用結合部（22b）の他端部は固定部（21b）に結合されることを特徴とする請求項７に記載のレンズアクチュエータ。
- レバー（20）の先端部ｐ１と該レバー（20）に結合された支点用結合部（22)の長さ方向中心ｐ２とを結ぶ直線Ｌの長さの全レバーの合計が、圧電素子（1）の変位出力方向での長さ以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のレンズアクチュエータ。
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