JP5966383B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話等に搭載されるカメラ用レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

レンズ駆動装置として、レンズを保持するためのレンズホルダと、レンズホルダを案内するシャフトと、レンズホルダをシャフトに沿って移動させるためのアクチュエータと、アクチュエータと圧接するための圧接面と、を備えているものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されているレンズ駆動装置では、アクチュエータを圧接面に圧接するために、レンズホルダとアクチュエータとの間、又は、アクチュエータとレンズ駆動装置の固定部との間に、付勢部材（ばね）が配置されている。

特開平１０−９０５８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているレンズ駆動装置は、シャフトを介してレンズホルダを案内しているので、シャフトと、当該シャフトが挿通される貫通孔との間で摩擦力が生ずる。そのため、この摩擦力が抵抗となってアクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが生じ、レンズホルダを適切に移動させることが難しくなる虞がある。

そこで、本発明は、アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するためのレンズホルダと、レンズホルダをレンズの光軸方向に沿って移動させるようにレンズホルダに駆動力を与えるアクチュエータと、回転可能に保持される第１及び第２のボール部材と、第１及び第２のボール部材を介してアクチュエータに向けてレンズホルダに付勢力を与える付勢部材とを備え、レンズホルダは、レンズを保持する胴部と、胴部の外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び光軸方向に交差する方向に延びる幅広突出部とを有し、幅広突出部の外周面には、光軸方向に沿って延びると共に第１のボール部材と係合する第１の溝部と、光軸方向に沿って延びると共に第２のボール部材と係合する第２の溝部とが形成され、レンズホルダにおける付勢部材により付勢力が与えられる位置とアクチュエータにより駆動力が与えられる位置とが幅広突出部を間において対向している。

本発明に係るレンズ駆動装置では、付勢部材は、第１及び第２のボール部材を介してアクチュエータに向けてレンズホルダに付勢力を与えている。そのため、レンズホルダとアクチュエータとの当接状態が良好に保たれることとなる。そして、付勢部材により付勢力が与えられる位置とアクチュエータにより駆動力が与えられる位置とがレンズホルダの幅広突出部を間において対向し、付勢部材による付勢力がアクチュエータに向かっている。そのため、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力伝達経路上に付勢部材が位置しておらず、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが生じ難くなっている。しかも、付勢部材による付勢力を、高い剛性を有する幅広突出部に与えることができるので、レンズホルダとアクチュエータとの当接状態がより良好となると共に、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力が伝達しやすくなっている。さらに、本発明に係るレンズ駆動装置では、第１及び第２のボール部材がそれぞれ第１及び第２の溝部と係合して、レンズホルダを光軸方向に案内しており、従来のように貫通孔との間で摩擦力が生じやすいシャフトをレンズホルダの案内に用いていないので、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが一層生じ難くなっている。これらの結果、アクチュエータからの駆動力がレンズホルダへ効率よく伝達される。

アクチュエータは、駆動力を発生する素子と、素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板とをさらに有してもよい。この場合、フレキシブルプリント基板は可撓性を有するので、素子が振動してもフレキシブルプリント基板はその振動に追従して動くことができる。そのため、素子とフレキシブルプリント基板との電気的接続が良好に保たれる。

アクチュエータに押し当てられる背面部材をさらに備え、付勢部材による付勢力の方向に沿って、付勢部材、第１及び第２のボール部材、幅広突出部、アクチュエータ及び背面部材の順に並んでいてもよい。

アクチュエータは、互いに対向する第１及び第２の主面を有する圧電アクチュエータであり、素子における第１の主面側に位置すると共にレンズホルダに駆動力を与えるための摩擦部をさらに有し、素子は、第１及び第２の主面の対向方向及び対向方向に直交する方向に変形し、第２の主面側には背面部材が位置し、圧電アクチュエータは、対向方向における変位が最小である一対の第１及び第２のノードポイントと、対向方向における変位が最小であり且つ対向方向に直交する方向における変位が最小であると共に、第１及び第２のノードポイントの間に位置する第３のノードポイントとを有し、背面部材は、第２の主面に向けて突出する第１〜第３の突部を有し、第１〜第３の突部は、対向方向から見たときに第１〜第３のノードポイントにそれぞれ対応する位置で第２の主面に押し当てられており、第１〜第３の突部と第２の主面との間には、第２の主面に沿った第１〜第３の突部の移動を妨げる抗力がそれぞれ発生し、第１及び第２の突部と第２の主面との間に発生する抗力は、第３の突部と第２の主面との間に発生する抗力よりも低くてもよい。

この場合、対向方向から見たときに、背面部材の第１〜第３の突部が、第１〜第３のノードポイントにそれぞれ対応する位置で圧電アクチュエータの第２の主面に押し当てられている。そして、第１及び第２の突部と第２の主面との間に発生する抗力は、第３の突部と第２の主面との間に発生する抗力よりも低くなっている。第１及び第２のノードポイントでは対向方向における変位が最小であることと、第１及び第２の突部と第２の主面との間に発生する抗力がより低くなっていることとにより、対向方向に直交する方向に圧電アクチュエータが振動しても、当該振動が第１及び第２の突部によって阻害され難い。また、第３のノードポイントでは対向方向における変位が最小であり且つ対向方向に直交する方向における変位が最小であるので、第３の突部と第２の主面との間に発生する抗力がより高くなっていても、圧電アクチュエータの振動が第３の突部によって阻害され難い。しかも、第１〜第３の３つの突部が第２の主面に押し当てられているので、レンズホルダへ摩擦部を均一に接触させることができる。その結果、圧電アクチュエータからレンズホルダへ駆動力をより効率よく伝達すると共に、圧電アクチュエータを高精度に駆動することが可能となる。

レンズホルダ、アクチュエータ及び付勢部材を収容するハウジングをさらに備えており、アクチュエータは、ハウジングの第一角部に配置され、付勢部材は、ハウジングの第一角部と隣り合う第二角部に配置され、幅広突出部は、当該幅広突出部の延びる方向において対向する一対の第１及び第２の面を有し、第１の面は第一角部に位置し、第２の面は第二角部に位置し、アクチュエータにより第１の面に向けて駆動力が与えられ、付勢部材により第２の面に向けて付勢力が与えられてもよい。この場合、デッドスペースとなるハウジングの角部に、アクチュエータと、付勢部材とが配置される。しかも、アクチュエータによる駆動力の付与が第一角部内で行われると共に、付勢部材による付勢力の付与が第二角部内で行われる。そのため、レンズホルダが大型化しても、駆動力及び付勢力を付与するための部材の領域がデッドスペースにおいて確保されるので、レンズホルダに対する駆動力及び付勢力の付与が阻害されない。従って、レンズホルダの大型化と、レンズ駆動装置の小型化とを両立させることができる。その結果、レンズホルダの大きさを従来と同程度に設定する場合には、小型のレンズ駆動装置を得ることが可能となる。一方、レンズ駆動装置の大きさを従来と同程度に設定する場合には、レンズホルダを大型化でき、より大きな径を有するレンズをレンズホルダに搭載することが可能となる。

付勢部材は、第１のボール部材を回転可能に保持する第１の保持孔と、第２のボール部材を回転可能に保持する第２の保持孔とを有してもよい。この場合、第１及び第２のボール部材を保持するための部材を付勢部材と一体化させることができる。そのため、部品点数を少なくすることができ、省スペース化に寄与することができる。

本発明によれば、アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るレンズ駆動装置を示す平面図である。 図２は、本実施形態に係るレンズ駆動装置の一部を示す分解斜視図である。 図３（ａ）は、圧電アクチュエータ本体を示す上面図であり、図３（ｂ）は、圧電アクチュエータを示す側面図である。 図４は、圧電アクチュエータ及び背面部材を示す側面図である。 図５は、背面部材を示す斜視図である。 図６は、付勢ユニットの他の例を示す斜視図である。 図７は、背面部材の他の例を示す斜視図である。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［レンズ駆動装置の構成］
レンズ駆動装置１は、図１に示されるように、ベース及びカバーで構成されるハウジング１０と、レンズホルダ２０と、圧電アクチュエータユニット３０と、付勢ユニット４０とを備える。レンズ駆動装置１は、たとえば携帯電話などに搭載されるカメラ用レンズを駆動する装置である。レンズ駆動装置１は、平面形状が、たとえば８．５ｍｍ×８．５ｍｍに設定されている。

ハウジング１０は、レンズホルダ２０、圧電アクチュエータユニット３０及び付勢ユニット４０を内部に収容する。ハウジング１０のベースは、真円形状の開口１１ａが形成された底部と、底部から立設された側壁部１３とを有している。ベース（底部）は、平面視で矩形状を呈している。そのため、ベースは、図１に示されるように、４つの角部１０ａ〜１０ｄを有する。レンズの光軸方向ＯＡから見て、角部１０ａは角部１０ｂ，１０ｄと隣り合い、角部１０ｂは角部１０ａ，１０ｃと隣り合い、角部１０ｃは角部１０ｂ，１０ｄと隣り合い、角部１０ｄは角部１０ａ，１０ｃと隣り合う。

側壁部１３は、底部の四辺にわたって設けられており、底部と一体的に形成されている。底部と側壁部１３とは、レンズホルダ２０を収容する空間を画定している。ベースは、例えばガラスファイバや無機質などのフィラーを含んだ液晶ポリマーにより形成される。矩形状とは、角が直角とされた形状のみならず、角が面取りされた形状のものも含む。

ハウジング１０のカバーは、一面側が開口した中空の直方体形状を呈している。カバーは、底部に対向する表面部と、表面部の四辺からそれぞれ延びる側面部とを有している。表面部には、開口１１ａに対向する位置に、真円形状の開口１１ｂが形成されている。側面部には開口（図示せず）が形成されており、この開口が、ベースの側壁部１３の外面に形成された係合突起（図示せず）に嵌まり込むことにより、カバーがベースに取り付けられる。カバーは、たとえばＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）により形成される。

レンズホルダ２０は、筒状の胴部２１を有しており、底部と側壁部１３とで画定された収容空間に配置されている。胴部２１の内周面及び外周面は、断面真円形状を呈している。胴部２１の内側には、レンズを収納したレンズバレル（図示せず）が取り付けられる。レンズホルダ２０は、レンズバレルが取り付けられることにより、レンズを保持する。レンズバレルに保持されたレンズは、ベースの開口１１ａ及びカバーの開口１１ｂを通して露出する。レンズホルダ２０は、たとえばカーボンファイバを含んだ液晶ポリマー又はナイロンによって形成される。

レンズホルダ２０は、図１及び図２に示されるように、胴部２１の外周面から外方に向けて、レンズの光軸方向ＯＡと直交する第１の方向Ｘに突出した幅広突出部２２を有する。幅広突出部２２が突出する第１の方向Ｘは、本実施形態において、胴部２１の径方向に一致する。幅広突出部２２は、レンズの光軸方向ＯＡ及び第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙ（レンズの光軸方向ＯＡから見たときの胴部２１の接線方向）に沿って延びている。本実施形態において、第２の方向Ｙにおける幅広突出部２２の幅は、胴部２１の半径よりも大きいが直径よりも小さくなるように設定されている。

幅広突出部２２は、レンズホルダ２０がハウジング１０のベースに搭載された状態において、ベースの角部１０ａと角部１０ｂとの間に位置する。幅広突出部２２は、図１及び図２に示されるように、ベースの角部１０ａに位置する側壁面２２ａと、ベースの角部１０ｂに位置する側壁面２２ｂとを有する。側壁面２２ａ，２２ｂは、第１の方向Ｘに沿うように胴部２１の外方に向けて突出している。側壁面２２ａと側壁面２２ｂとは、第２の方向Ｙにおいて対向している。

側壁面２２ｂには、レンズの光軸方向ＯＡに沿って延びる一対の溝部２３ａ，２３ｂが形成されている。溝部２３ａ，２３ｂは、第１の方向Ｘにおいて隣り合っている。溝部２３ａ，２３ｂは、レンズの光軸方向ＯＡから見て、奥に向かうにつれて幅狭となるＶ字形状を呈する。そのため、溝部２３ａに係合する後述のボール部材４１ａは、溝部２３ａと２点で接触し、溝部２３ｂに係合する後述のボール部材４１ｂは、溝部２３ｂと２点で接触する。

レンズホルダ２０は、後述する圧電アクチュエータ５０の摩擦部５２ａ，５２ｂが当接する平板状の基板２４を有している。基板２４は、幅広突出部２２の側壁面２２ａに固定されている。これにより、基板２４は、幅広突出部２２の側面（レンズホルダ２０の側面）として実質的に機能する。基板２４は、たとえば、ＳｉＣ又はジルコニアなどで構成される。基板２４は、レンズホルダ２０と一体に形成されていてもよい。

圧電アクチュエータユニット３０は、図１及び図２に示されるように、圧電アクチュエータ５０と、背面部材７０とを有する。圧電アクチュエータユニット３０は、ベースの角部１０ａに位置している。

圧電アクチュエータ５０は、本実施形態において、直方体形状を呈する素子５１（図３参照）と、フレキシブルプリント基板６０とで構成されており、基板２４に近接配置されている。圧電アクチュエータ５０は、一対の対向する第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂを有している。素子５１は、いわゆる積層型圧電素子である。素子５１の長さは、例えば２．５ｍｍ程度に設定される。素子５１の厚さは、例えば０．５ｍｍ程度に設定される。素子５１の幅は、例えば１．８ｍｍ程度に設定される。素子５１は、図３（ｂ）に示されるように、印加された電圧値に応じて伸縮する複数（本実施形態では４つ）の活性部Ａ１〜Ａ４をその内部に有している。

素子５１における第１の主面５０ａ側には、活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向に沿って、複数（本実施形態では２つ）の摩擦部５２ａ，５２ｂが位置されている。第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂから見たときに、第２の主面５０ｂには、伸縮が最小となる位置（ノードポイント）に対応して、外部電極５３と、一対の突起５４ａ，５４ｂとが形成されている。

各摩擦部５２ａ，５２ｂは、半円柱形状を呈し、レンズの光軸方向ＯＡ（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向）において離間して配置され且つ第１の方向Ｘ（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向並びに第１及び第２の主面５１ａ，５１ｂの対向方向に直交する方向）に沿って延びている。摩擦部５２ａ，５２ｂは、基板２４に当接することにより、レンズホルダ２０の外周面（幅広突出部２２の側壁面２２ａ）に間接的に当接することとなる。摩擦部５２ａ，５２ｂの高さは、例えばそれぞれ５０μｍ程度に設定される。摩擦部５２ａ，５２ｂの表面は、圧電アクチュエータ５０の第１の主面５０ａの一部を構成する。すなわち、本実施形態において、第１の主面５０ａは、素子５１の表面及び摩擦部５２ａ，５２ｂの表面の組み合わせにより構成された凹凸面となっている。

素子５１は、駆動時においては２つの共振モードを有している。具体的には、素子５１は、素子５１の長手方向（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向）に振動する縦振動モード（第１の振動モード）と、素子５１の厚み方向（第１の主面５１ａと第２の主面５１ｂとの対向方向）への曲げ振動モード（第２の振動モード）との重ね合わせによって振動する。

第１内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部Ａ１、及び、第４内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部Ａ４を駆動させると、活性部Ａ１，Ａ４が伸張し、活性部Ａ２，Ａ３が収縮するので、摩擦部５２ａが基板２４から離間すると共に、摩擦部５２ｂが基板２４に接触して、摩擦部５２ｂと基板２４との間に摩擦力が生ずる。摩擦部５２ｂと基板２４との間に生じた摩擦力により、基板２４がレンズの光軸方向ＯＡに移動することとなる。

第２内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部Ａ２、及び、第３内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部Ａ３を駆動させると、活性部Ａ２，Ａ３が伸張し、活性部Ａ１，Ａ４が収縮するので、摩擦部５２ｂが基板２４から離間すると共に、摩擦部５２ａが基板２４に接触して、摩擦部５２ａと基板２４との間に摩擦力が生ずる。摩擦部５２ａと基板２４との間に生じた摩擦力により、基板２４がレンズの光軸方向ＯＡで且つ摩擦部５２ｂによる移動方向とは反対方向に移動することとなる。

第１内部電極に接続される外部電極５３と第２内部電極に接続される外部電極５３とに位相を９０度ずらした電圧をそれぞれ印加して素子５１を駆動させると、摩擦部５２ａ，５２ｂにそれぞれ位相が１８０度ずれた楕円運動が生じ、交互に基板２４との間に摩擦力が作用して、基板２４（レンズホルダ３０）が移動する。すなわち、摩擦部５２ａ，５２ｂがレンズホルダ３０をレンズの光軸方向ＯＡに沿って駆動させる。その結果、圧電アクチュエータ５０は、基板２４を介して幅広突出部２２の側壁面２２ａに向けて駆動力を与える。

図３（ｂ）に示された例では、素子５１は、３つのノードポイントＮ１〜Ｎ３を有している。ノードポイントＮ１は、活性部Ａ１，Ａ３の境界部分で、且つ、素子５１の長手方向（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向）における素子５１の長さをＬとした場合に素子５１の端部からＬ／６程度内側となる位置に、存在している。ノードポイントＮ２は、活性部Ａ２，Ａ４の境界部分で、且つ、素子５１の端部からＬ／６程度内側となる位置に、存在している。ノードポイントＮ３は、素子５１の長手方向における中央部分で且つ厚さ方向における中央部分に、存在している。そのため、ノードポイントＮ３は、ノードポイントＮ１とノードポイントＮ２との間に位置している。ノードポイントＮ１，Ｎ２は、素子５１の長手方向には変位するが厚さ方向における変位が最小となる点である。ノードポイントＮ３は、素子５１の長手方向及び厚さ方向の双方における変位が最小となる点である。

外部電極５３は、素子５１における第２の主面５０ｂ上側に複数（本実施形態において３つ）位置しており、それぞれ矩形状を呈する。各外部電極５３は、第１の方向Ｘ（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向並びに第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向に直交する方向）に沿って延びており、第１の方向Ｘにおいて互いに離間しながら直列に並んでいる。外部電極５３は、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂとの対向方向から見たときにノードポイントＮ３と重なるように、第２の主面５０ｂ上に位置している。外部電極５３の厚みは、例えば２μｍ程度に設定される。

突起５４ａ，５４ｂは共に、半円柱形状を呈し、第２の主面５０ｂから外方に向けて突出している。突起５４ａ，５４ｂは共に、第１の方向Ｘ（活性部Ａ１〜Ａ４の配列方向並びに第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向に直交する方向）に沿って延びている。突起５４ａ，５４ｂは、各外部電極５３を間に置くように、素子５１における第２の主面５０ｂ側に位置している。突起５４ａ，５４ｂの表面は、圧電アクチュエータ５０の第２の主面５０ｂの一部を構成する。

突起５４ａは、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向から見たときにノードポイントＮ１と重なるように、第２の主面５０ｂ上に位置している。突起５４ｂは、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向から見たときにノードポイントＮ２と重なるように、第２の主面５０ｂ上に位置している。突起５４ａ，５４ｂは共に、ある程度の硬さと滑らかな表面を有することが好ましく、例えばシリコーン樹脂を材料として用いて印刷法で形成することができる。突起５４ａ，５４ｂの製法として印刷法を用いると、高さのばらつきを小さくすることができる。突起５４ａ，５４ｂの高さは、本実施形態では外部電極５３の高さよりも高く設定されており、例えばそれぞれ３０μｍ程度に設定される。

図２に戻って、フレキシブルプリント基板６０は、フィルム状の絶縁体と、絶縁体上に配置された配線部とを有している。配線部は、各外部電極５３にはんだ付け等により接続される配線を含んでいる。フレキシブルプリント基板６０は、ベース（側壁部１３）の一辺に沿って配置される。本実施形態では、フレキシブルプリント基板６０は、角部１０ａと角部１０ｄとの間をわたるように配置されている。

フレキシブルプリント基板６０の角部１０ａ側の一端部は、素子５１に実装されている。フレキシブルプリント基板６０の角部１０ｄ側の他端部（図示せず）は、接着等により側壁部１３に固定され、ベースやレンズホルダ３０等に対して位置決めされる。当該端部は、ベースとカバーとの間に形成される間隙を通してレンズ駆動装置１の外側に引き出されている。

フレキシブルプリント基板６０の一端部における、素子５１が実装される側の面の裏面は、本実施形態において、圧電アクチュエータ５０の第２の主面５０ｂの一部を構成する。すなわち、本実施形態において、第２の主面５０ｂは、素子５１の表面と、突起５４ａ，５４ｂの表面と、フレキシブルプリント基板６０の一端部における当該裏面との組み合わせにより構成された凹凸面となっている。

図２及び図４に示されるように、フレキシブルプリント基板６０の一端部における当該裏面には、背面部材７０が配置されている。すなわち、背面部材７０は、第２の主面５０ｂ側に位置している。背面部材７０は、金属やセラミックスなどの変形し難い材料を用いて構成されると好ましい。背面部材７０が金属で構成される場合には、エッチング等で背面部材７０が所定形状に成形される。背面部材７０がセラミックスで構成される場合には、ダイサーを用いた加工等で背面部材７０が所定形状に成形される。

図４及び図５に示されるように、背面部材７０は、第２の主面５０ｂ側に向けて突出する第１〜第３の突部７１〜７３を有する。すなわち、背面部材７０は、矩形状を呈する平板部７４の一方の面７４ａから第１〜第３の突部７１〜７３が突出した構造となっている。平板部７４の厚さは、例えば１７０μｍ程度に設定される。第１及び第２の突部７１，７２の高さは、例えばそれぞれ１３０μｍ程度に設定される。第３の突部７３の高さは、例えば６０μｍ程度に設定される。そのため、本実施形態において、第１及び第２の突部７１，７２の高さは、第３の突部７３の高さよりも高くなっている。

第１〜第３の突部７１〜７３は、いずれも直方体形状を呈し、第１の方向Ｘに沿って延びている。第１及び第２の突部７１，７２は、レンズの光軸方向ＯＡにおいて一方の面７４ａの両端側にそれぞれ位置し、第３の突部７３は、第１及び第２の突部７１，７２の間に位置している。

図４に示されるように、第１の突部７１は、突起５４ａの頂点と接している。そのため、第１の突部７１は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときにノードポイントＮ１と重なっている。第１の突部７１は、接着等で突起５４ａに拘束されていない。そのため、第１の突部７１は、突起５４ａの表面を滑るように、レンズの光軸方向ＯＡに移動することができる。つまり、第１の突部７１は、第２の主面５０ｂに対して摺動可能となっている。

第２の突部７２は、突起５４ｂの頂点と接している。そのため、第２の突部７２は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときにノードポイントＮ２と重なっている。第２の突部７２は、接着等で突起５４ｂに拘束されていない。そのため、第２の突部７２は、突起５４ｂの表面を滑るように、レンズの光軸方向ＯＡに移動することができる。つまり、第２の突部７２は、第２の主面５０ｂに対して摺動可能となっている。従って、第１及び第２の突部７１，７２と第２の主面５０ｂとの間には、第２の主面５０ｂに沿った第１及び第２の突部７１，７２の移動を妨げる抗力が発生していない。

第３の突部７３は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときに、外部電極５３及びノードポイントＮ３と重なっている。第３の突部７３は、フレキシブルプリント基板６０の一端部における裏面と、シリコーン樹脂等の接着剤７５で接着されている。そのため、第３の突部７３は、フレキシブルプリント基板６０及び外部電極５３を介して、第２の主面５０ｂに拘束される。従って、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間には、第２の主面５０ｂに沿った第３の突部７３の移動を妨げる抗力が発生している。すなわち、第１及び第２の突部７１，７２と第２の主面５０ｂとの間で発生する抗力は、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間で発生する抗力よりも低くなっている。そのため、第１及び第２の突部７１，７２は、第３の突部７３よりも、第２の主面５１ｂとの間で移動しやすくなっている。

背面部材７０の他方の面７４ｂは、直接又は間接的に、ハウジングの側壁部１３に接着剤等により固定されている。

付勢部材４４（後述する）の弾性力Ｆに因る背面部材７０の抗力Ｅ（図１参照）は、背面部材７０の第１〜第３の突部７１〜７３を介して圧電アクチュエータ５０に伝わる。従って、第１の突部７１は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときにノードポイントＮ１に対応する位置で、圧電アクチュエータ５０に押し当てられている。第２の突部７２は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときにノードポイントＮ２に対応する位置で、圧電アクチュエータ５０に押し当てられている。第３の突部７３は、第２の方向Ｙ（第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向）から見たときにノードポイントＮ３に対応する位置で、圧電アクチュエータ５０に押し当てられている。

なお、圧電アクチュエータ５０と背面部材７０とで、圧電アクチュエータユニットが構成される。また、フレキシブルプリント基板６０は、図４に示されるように、第２の方向Ｙにおいて第３の突部７３と素子５１との間に位置すると共に、レンズの光軸方向ＯＡにおいて第１の突部７１及び突起５４ａと第２の突部７２及び突起５４ｂとの間に位置している。

図１及び図２に戻って、付勢ユニット４０は、複数（本実施形態では２つ）のボール部材４１ａと、複数（本実施形態では２つ）のボール部材４１ｂと、保持部材４２と、板部材４３と、付勢部材４４とを有する。付勢ユニット４０は、ベースの角部１０ｂに位置している。

２つのボール部材４１ａは、共に溝部２３ａに係合し、レンズの光軸方向ＯＡに沿って並んでいる。２つのボール部材４１ｂは、共に溝部２３ｂに係合し、レンズの光軸方向ＯＡに沿って並んでいる。このように、ボール部材４１ａ，４１ｂがそれぞれ溝部２３ａ，２３ｂに係合することで、レンズの光軸方向ＯＡに対して傾くことなく当該光軸方向ＯＡに沿ってレンズホルダ２０を移動させることができる。ボール部材４１ａ，４１ｂは、いずれも同程度の直径を有し、例えばステンレス鋼で構成される。

保持部材４２は、矩形状を呈する平板部材である。保持部材４２には、２つのボール部材４１ａに対応する一対の保持孔４２ａと、２つのボール部材４１ｂに対応する一対の保持孔４２ｂとが形成されている。保持孔４２ａは、正方形状を呈し、ボール部材４１ａの直径よりも若干大きくなっている。そのため、保持孔４２ａは、ボール部材４１ａを回転可能に保持する。保持孔４２ｂは、正方形状を呈し、ボール部材４１ｂの直径よりも若干大きくなっている。そのため、保持孔４２ｂは、ボール部材４１ｂを回転可能に保持する。保持部材４２は、例えばステンレス鋼で構成される。

板部材４３は、矩形状を呈する平板部材である。板部材４３には、レンズの光軸方向ＯＡに沿って延びる一対の溝部４３ａ，４３ｂが形成されている。溝部４３ａ，４３ｂは、第１の方向Ｘにおいて隣り合っている。溝部４３ａ，４３ｂは、レンズの光軸方向ＯＡから見て、奥に向かうにつれて幅狭となるＶ字形状を呈する。そのため、溝部４３ａに係合するボール部材４１ａは、溝部４３ａと２点で接触し、溝部４３ｂに係合するボール部材４１ｂは、溝部４３ｂと２点で接触する。板部材４３は、例えば液晶ポリマー又はナイロンで構成される。

付勢部材４４は、本実施形態において弾性変形する矩形状の弾性板であり、図１に示されるように、板部材４３及びボール部材４１ａ，４１ｂを介して幅広突出部２２の側壁面２２ｂ（レンズホルダ２０）に付勢力（弾性力）Ｆを与える。付勢部材４４の一方の面４４ａは、板部材４３のうち溝部４３ａ，４３ｂが形成されている面とは反対側の面と接している。

これらの面は、接着剤等によって接着されていてもよいし、単に接触しているだけでもよい。付勢部材４４の他方の面４４ｂは、直接又は間接的に、ハウジングの側壁部１３に接着剤等により固定されている。付勢部材４４は、シリコーンゴムなどの樹脂で構成された種々の弾性材料を用いて構成することが好ましい。付勢部材４４としてこのような弾性材料を用いると、素子５１により励起される振動を吸収してノイズを抑制する効果や、レンズ駆動装置１に加わった衝撃を吸収して素子５１のクラック発生を抑制する効果を得ることができる。

図１及び図２に示されるように、本実施形態では、付勢部材４４により生ずる付勢力Ｆの方向に沿って、付勢部材４４、板部材４３、ボール部材４１ａ，４１ｂ、レンズホルダ２０の幅広突出部２２、基板２４、圧電アクチュエータ５０、フレキシブルプリント基板６０及び背面部材７０がこの順に並んでいる。そのため、レンズホルダ２０において、付勢部材４４により付勢力Ｆが与えられる位置と圧電アクチュエータ５０により駆動力が与えられる位置とが幅広突出部２２を間において対向していると共に、付勢部材４４による付勢力Ｆが圧電アクチュエータ５０に向かっている。

［作用］
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向から見たときに、背面部材７０の第１〜第３の突部７１〜７３が、ノードポイントＮ１〜Ｎ３にそれぞれ対応する位置で圧電アクチュエータ５０の第２の主面５０ｂに押し当てられている。そして、第１及び第２の突部７１，７２と第２の主面５０ｂとの間に発生する抗力は、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間に発生する抗力よりも低くなっている。ノードポイントＮ１，Ｎ２では第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向における変位が最小であることと、第１及び第２の突部７１，７２と第２の主面５０ｂとの間に発生する抗力がより低くなっていることとにより、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向に直交する方向（レンズの光軸方向ＯＡ）に圧電アクチュエータ５０が振動しても、当該振動が第１及び第２の突部７１，７２によって阻害され難い。また、ノードポイントＮ３では第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向における変位が最小であり且つ当該対向方向に直交する方向（レンズの光軸方向ＯＡ）における変位が最小であるので、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間に発生する抗力がより高くなっていても、圧電アクチュエータ５０の振動が第３の突部７３によって阻害され難い。しかも、第１〜第３の３つの突部７１〜７３が第２の主面５１ｂに押し当てられているので、被駆動体であるレンズホルダ２０へ摩擦部５２ａ，５２ｂを均一に接触させることができる。その結果、圧電アクチュエータ５０からレンズホルダ２０へ駆動力を効率よく伝達すると共に、圧電アクチュエータ５０を高精度に駆動することが可能となる。

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ５０は、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間に位置すると共に素子５１に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板６０を有している。フレキシブルプリント基板６０は可撓性を有するので、素子５１が振動してもフレキシブルプリント基板６０はその振動に追従して動くことができる。そのため、フレキシブルプリント基板６０と素子５１とを容易に電気的に接続できると共に、素子５１とフレキシブルプリント基板６０との電気的接続が良好に保たれる。

また、本実施形態では、第３の突部７３は、第２の主面５０ｂの一部を構成するフレキシブルプリント基板６０に押し当てられている。フレキシブルプリント基板６０は可撓性を有し、素子５１の振動に対して緩衝作用を発揮する。そのため、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間に発生する抗力がより高くなっていても、素子５１の振動をより一層阻害し難くなっている。

また、本実施形態では、第１及び第２の突部７１，７２が、第２の主面５０ｂに対して摺動可能となっている。そのため、第１及び第２の主面５０ａ，５０ｂの対向方向に直交する方向（レンズの光軸方向ＯＡ）に素子５１が振動しても、当該振動が第１及び第２の突部７１，７２によって阻害されることがほとんどない。

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ５０は、第２の主面５０ｂから外方に向けて突出する第１及び第２の突起５４ａ，５４ｂを有し、第１の突部７１は第１の突起５４ａに接すると共に、第２の突部７２は第２の突起５４ｂに接している。そして、第１の突起５４ａのうち第１の突部７１に向かう表面は第２の主面５０ｂの一部を構成し、第２の突起５４ｂのうち第２の突部７２に向かう表面は第２の主面５０ｂの一部を構成している。そのため、第１及び第２の突起５４ａ，５４ｂを所望の高さに設定することで、第１及び第２の突起５４ａ，５４ｂにそれぞれ接する第１及び第２の突部７１，７２から圧電アクチュエータ５０に与えられる荷重のバランスを調整することができる。そのため、摩擦部５２ａ，５２ｂをレンズホルダ２０に対してより一層均一に接触させることができる。

また、本実施形態では、付勢部材４４は、ボール部材４１ａ，４１ｂを介して圧電アクチュエータ５０に向けてレンズホルダ２０に付勢力を与えている。そのため、レンズホルダ２０と圧電アクチュエータ５０との当接状態が良好に保たれることとなる。そして、付勢部材４４により付勢力が与えられる位置と圧電アクチュエータ５０により駆動力が与えられる位置とがレンズホルダ２０の幅広突出部２２を間において対向し、付勢部材４４による付勢力が圧電アクチュエータ５０に向かっている。そのため、圧電アクチュエータ５０からレンズホルダ２０への駆動力伝達経路上に付勢部材４４が位置しておらず、圧電アクチュエータ５０からレンズホルダ２０への駆動力の伝達にロスが生じ難くなっている。しかも、付勢部材４４による付勢力を、高い剛性を有する幅広突出部２２に与えることができるので、レンズホルダ２０と圧電アクチュエータ５０との当接状態がより良好となると共に、圧電アクチュエータ５０からレンズホルダ２０への駆動力が伝達しやすくなっている。さらに、本実施形態では、ボール部材４１ａ，４１ｂがそれぞれ溝部２３ａ，２３ｂと溝部４３ａ，４３ｂとに係合して、レンズホルダ２０をレンズの光軸方向ＯＡに案内しており、従来のように貫通孔との間で摩擦力が生じやすいシャフトをレンズホルダ２０の案内に用いていないので、圧電アクチュエータ５０からレンズホルダ２０への駆動力の伝達にロスが一層生じ難くなっている。これらの結果、圧電アクチュエータ５０からの駆動力がレンズホルダ２０へ効率よく伝達される。

また、本実施形態では、レンズホルダ２０、圧電アクチュエータユニット３０及び付勢ユニット４０を収容するハウジング１０をさらに備える。圧電アクチュエータ５０は、ハウジング１０の角部１０ａに配置され、付勢部材４４は、ハウジング１０の角部１０ａと隣り合う角部１０ｂに配置されている。幅広突出部２２は、当該幅広突出部２２の延びる方向（第２の方向Ｙ）において対向する一対の側壁面２２ａ，２２ｂを有し、側壁面２２ａは角部１０ａに位置し、側壁面２２ｂは角部１０ｂに位置する。そして、圧電アクチュエータ５０により側壁面２２ａに向けて駆動力が与えられ、付勢部材４４により側壁面２２ｂに向けて付勢力が与えられている。そのため、デッドスペースとなるハウジング１０の角部に、圧電アクチュエータ５０と、付勢部材４４とが配置される。しかも、圧電アクチュエータ５０による駆動力の付与が角部１０ａ内で行われると共に、付勢部材４４による付勢力の付与が角部１０ｂ内で行われる。そのため、レンズホルダ２０が大型化しても、駆動力及び付勢力を付与するための部材の領域がデッドスペースにおいて確保されるので、レンズホルダ２０に対する駆動力及び付勢力の付与が阻害されない。従って、レンズホルダ２０の大型化と、レンズ駆動装置１の小型化とを両立させることができる。その結果、レンズホルダ２０の大きさを従来と同程度に設定する場合には、小型のレンズ駆動装置１を得ることが可能となる。一方、レンズ駆動装置１の大きさを従来と同程度に設定する場合には、レンズホルダ２０を大型化でき、より大きな径を有するレンズをレンズホルダ２０に搭載することが可能となる。

［他の実施形態］
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、保持部材４２、板部材４３及び付勢部材４４を用いる代わりに、ボール部材４１ａ，４１ｂを保持する機能と、付勢力を生じさせる機能とを一体化させた形態の付勢ユニット４０を用いてもよい。

具体的には、図６に示されるように、付勢ユニット４０は、ボール部材４１ａ，４１ｂと、保持基体１４２とを備える。保持基体１４２の一方の面の中央部には、外方（側壁部１３）に向けて突出した円錐形状の突起部１４４が形成されている。保持基体１４２及び突起部１４４は、ポリアセタールなどの種々の弾性材料を用いて構成することができる。そのため、突起部１４４は、付勢部材４４の代わりとして付勢力を生じさせる機能を発揮する。突起部１４４は、円錐形状の代わりに、円柱形状、角錐形状、角柱形状など種々の形状とすることができる。また、保持基体１４２には、突起部１４４が複数形成されていてもよく、複数の突起部１４４の配置はレンズホルダ２０に均一に付勢力（弾性力）を与えられるような配置であると好ましい。

保持基体１４２には、その厚み方向に貫通すると共にその長手方向に延びる４つのスリット１４５が形成されている。これら４つのスリット１４５のうち、突起部１４４と、保持基体１４２の長手方向における一方の端部との間に位置する２つのスリットは、共に、保持基体１４２の中央近傍から一方の端部まで延びている。これら４つのスリット１４５のうち、突起部１４４と、保持基体１４２の長手方向における他方の端部との間に位置する２つのスリットは、共に、保持基体１４２の中央近傍から他方の端部まで延びている。

各スリット１４５の長手方向における中央部には、各スリット１４５と重なるように、ボール部材４１ａ，４１ｂを保持する保持孔１４６が保持基体１４２の厚さ方向にそれぞれ形成されている。各保持孔１４６の内面は、球面状となっている。各保持孔１４６の大きさは、ボール部材４１ａ，４１ｂよりも若干大きくなっている。そのため、ボール部材４１ａ，４１ｂは、各保持孔１４６において、脱落することなく回転可能に保持される。

このような付勢ユニット４０を用いると、保持部材４２、板部材４３及び付勢部材４４が不要となり部品点数が少なくなるので、レンズ駆動装置１の小型化を図ることが可能となる。なお、スリット１４５は、保持孔１４６にボール部材４１ａ，４１ｂを嵌め込み易くするためのものなので、保持基体１４２にスリット１４５が形成されていなくてもよい。この場合、ボール部材４１ａ，４１ｂを保持孔１４６に押し込むことで、ボール部材４１ａ，４１ｂを保持孔１４６に保持させることができる。

また、上述した本実施形態とは異なる構造の背面部材７０を用いてもよい。具体的には、背面部材７０の第３の突部７３は、第１の方向Ｘに沿って延びておらず、平板部７４の一方の面７４ａの中央近傍から突出する突起体であってもよい。図７には、当該突起体が円柱状である場合の一例を示している。この場合、第３の突部７３がフレキシブルプリント基板６０に接着される面積が大幅に減るので、第２の主面５０ｂに対する第３の突部７３の拘束力を小さくすることができる。そのため、素子５１の振動がより阻害され難くなっている。

また、素子５１の電気的接続をフレキシブルプリント基板６０で行わなくてもよい。この場合、背面部材７０の第３の突部７３は、素子５１に直接接することになる。さらに、圧電アクチュエータ５０は、突起５４ａ，５４ｂを有していなくてもよい。この場合、背面部材７０の第１及び第２の突部７１，７２は、素子５１に直接接することになる。すなわち、第１〜第３の突部７１〜７３が、第１及び第２の主面５１ａ，５１ｂの対向方向から見たときにノードポイントＮ１〜Ｎ３にそれぞれ対応する位置で第２の主面５０ｂに押し当てられるとは、第１〜第３の突部７１〜７３が、素子５１に直接押し当てられている場合も、突起５４ａ，５４ｂ及びフレキシブルプリント基板６０に押し当てられている場合も含まれる。

また、本実施形態では、付勢部材４４として弾性板を用いたが、コイルばねや板ばねなどの種々の付勢部材を用いることができる。

また、本実施形態では、第１及び第２の突部７１，７２は、突起５４ａ，５４ｂと接しているだけで接着されていなかったが、第１及び第２の突部７１，７２が突起５４ａ，５４ｂにそれぞれ接着等で取り付けられていてもよい。また、圧電アクチュエータ５０が突起５４ａ，５４ｂを有していない実施形態では、第１及び第２の突部７１，７２が第２の主面５０ｂに接着等で取り付けられていてもよい。ただし、これらの場合も、第１及び第２の突部７１，７２と第２の主面５０ｂとの間で発生する抗力は、第３の突部７３と第２の主面５０ｂとの間で発生する抗力よりも低くなっている。そのため、第１及び第２の突部７１，７２は、第３の突部７３よりも、第２の主面５１ｂとの間で移動しやすくなっている。

１…レンズ駆動装置、１０…ハウジング、１０ａ，１０ｂ…角部、２０…レンズホルダ（被駆動体）、２２…幅広突出部、２２ａ，２２ｂ…側壁面、２３ａ，２３ｂ…溝部、３０…圧電アクチュエータユニット、４０…付勢ユニット、４１ａ，４１ｂ…ボール部材、４４…付勢部材、５０…圧電アクチュエータ、５０ａ…第１の主面、５０ｂ…第２の主面、５１…素子、５２ａ，５２ｂ…摩擦部、５４ａ，５４ｂ…突起、６０…フレキシブルプリント基板、７０…背面部材、７１〜７３…第１〜第３の突部、１４６…貫通孔、Ｎ１〜Ｎ３…ノードポイント、ＯＡ…レンズの光軸方向。

Claims (4)

1. レンズを保持するためのレンズホルダと、
   互いに対向する第１及び第２の主面を有すると共に、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に沿って移動させるように前記レンズホルダに駆動力を与える圧電アクチュエータと、
   回転可能に保持される第１及び第２のボール部材と、
   前記第１及び第２のボール部材を介して前記圧電アクチュエータに向けて前記レンズホルダに付勢力を与える付勢部材と、
   前記第２の主面側に位置し、前記圧電アクチュエータに押し当てられる背面部材とを備え、
   前記レンズホルダは、レンズを保持する胴部と、前記胴部の外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び前記光軸方向に交差する方向に延びる幅広突出部とを有し、
   前記幅広突出部の外周面には、前記光軸方向に沿って延びると共に前記第１のボール部材と係合する第１の溝部と、前記光軸方向に沿って延びると共に前記第２のボール部材と係合する第２の溝部とが形成され、
   前記レンズホルダにおける前記付勢部材により付勢力が与えられる位置と前記圧電アクチュエータにより駆動力が与えられる位置とが、前記幅広突出部を間において対向し、
   前記圧電アクチュエータは、
   前記第１及び第２の主面の対向方向及び前記対向方向に直交する方向に変形する素子と、
   前記素子における前記第１の主面側に位置すると共に前記レンズホルダに前記駆動力を与えるための摩擦部と、
   前記第２の主面から外方に向けて突出する第１及び第２の突起と、
   前記素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板とを有し、
   前記素子は、
   前記対向方向における変位が最小である一対の第１及び第２のノードポイントと、
   前記対向方向における変位が最小であり且つ前記対向方向に直交する方向における変位が最小であると共に、前記第１及び第２のノードポイントの間に位置する第３のノードポイントとを有し、
   前記背面部材は、前記第２の主面に向けて突出する第１〜第３の突部を有し、
   前記第１〜第３の突部は、前記対向方向から見たときに前記第１〜第３のノードポイントにそれぞれ対応する位置で前記第２の主面に押し当てられ、
   前記第１〜第３の突部と前記第２の主面との間には、前記第２の主面に沿った前記第１〜第３の突部の移動を妨げる抗力がそれぞれ発生し、
   前記第１及び第２の突部と前記第２の主面との間に発生する抗力は、前記第３の突部と前記第２の主面との間に発生する抗力よりも低く、
   前記第１の突起は、前記対向方向から見たときに前記第１のノードポイントに重なるように位置し、
   前記第２の突起は、前記対向方向から見たときに前記第２のノードポイントに重なるように位置し、
   前記第１の突部は前記第１の突起に接し且つ前記第１の突起に対して摺動可能である共に、前記第２の突部は前記第２の突起に接し且つ前記第２の突起に対して摺動可能であり、
   前記第１の突起のうち前記第１の突部に向かう表面は前記第２の主面の一部を構成し、
   前記第２の突起のうち前記第２の突部に向かう表面は前記第２の主面の一部を構成し、
   前記フレキシブルプリント基板のうち前記第３の突部に向かう側の面は前記第２の主面の一部を構成し、
   前記第３の突部は、前記フレキシブルプリント基板に押し当てられており、
   前記第１及び第２の突部の高さは前記第３の突部の高さよりも高い、レンズ駆動装置。
2. 前記付勢部材による付勢力の方向に沿って、前記付勢部材、前記第１及び第２のボール部材、前記幅広突出部、前記圧電アクチュエータ及び前記背面部材がこの順に並んでいる、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記レンズホルダ、前記圧電アクチュエータ及び前記付勢部材を収容するハウジングをさらに備えており、
   前記圧電アクチュエータは、前記ハウジングの第一角部に配置され、
   前記付勢部材は、前記ハウジングの前記第一角部と隣り合う第二角部に配置され、
   前記幅広突出部は、当該幅広突出部の延びる方向において対向する一対の第１及び第２の面を有し、
   前記第１の面は前記第一角部に位置し、前記第２の面は前記第二角部に位置し、
   前記圧電アクチュエータにより前記第１の面に向けて前記駆動力が与えられ、
   前記付勢部材により前記第２の面に向けて前記付勢力が与えられる、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記付勢部材は、前記第１のボール部材を回転可能に保持する第１の保持孔と、前記第２のボール部材を回転可能に保持する第２の保持孔とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

Images