以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。図1及び図2に示すレンズ駆動装置1は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に搭載され、レンズ4を駆動する。レンズ駆動装置1は、レンズ駆動部2と、ケース3とを備えている。レンズ駆動装置1は、レンズ駆動部2に取り付けられるべきレンズ4の光軸Lを有する。
なお、各図において、説明の便宜上、XYZ直交座標系を示している。Z軸方向が、取り付けられるべきレンズ4の光軸L方向となっている。X軸方向は、光軸L方向に直交している。Y軸方向は、光軸L方向に直交し、且つX軸方向に直交している。
レンズ駆動部2は、ベース部材100、X軸可動体200、Y軸可動体300、レンズキャリア400、及び保持枠500を備えている。ベース部材100、X軸可動体200、Y軸可動体300、レンズキャリア400、及び保持枠500は、この順番で光軸L方向に沿って並んでいる。
具体的には、X軸可動体200は、ベース部材100に対して光軸L方向に重ねて配置されている。Y軸可動体300は、光軸L方向においてX軸可動体200に対してベース部材100が設けられる側(ベース部材100が重なる側)とは反対側に重ねて配置されている。レンズキャリア400は、光軸L方向において、Y軸可動体300に対してX軸可動体200が設けられる側(X軸可動体200が重なる側)とは反対側に重ねて配置されている。
X軸可動体200は、ベース部材100に対してX軸方向に相対移動可能に、ベース部材100に支持されている。Y軸可動体300は、X軸可動体200に対してY軸方向に相対移動可能に、X軸可動体200に支持されている。レンズキャリア400は、Y軸可動体300に対して光軸L方向に相対移動可能に、Y軸可動体300に支持されている。
まず、ベース部材100周りの詳細について説明する。図2に示すように、ベース部材100は、光軸L方向に沿って見たときに、4つの角部を有する略矩形状の板状部材である。なお、説明の便宜上、光軸L方向に沿って見たときに、ベース部材100の外周縁を構成する4つの辺を、それぞれ辺H11、辺H12、辺H13、及び辺H14という。辺H11と辺H12とが平行であり、X軸方向に沿って延びている。辺H13と辺H14とが平行であり、Y軸方向に沿って延びている。ベース部材100を光軸L方向に沿って見たときに、辺H11、辺H14、辺H12、及び辺H13の順で各辺が接続されて外周縁が形成されている。
ベース部材100には、光軸Lを中心とする円形の開口部100aが設けられている。ベース部材100において、X軸可動体200が重ねられる側の面には、複数の凸部100bが設けられている。凸部100bの頂部は、Y軸方向に沿った断面が略円弧状となっている。凸部100bは、X軸方向に沿って帯状に延在している。なお、凸部100bは、帯状に延在することに限定されず、略半球状であってもよい。
また、レンズ駆動部2は、第1支持柱101、第2支持柱102、第3支持柱103、及び第4支持柱104を更に備えている。第1支持柱101〜第4支持柱104は、ベース部材100におけるX軸可動体200が重ねられる側の面に設けられ、ベース部材100からX軸可動体200側に向けて立ち上がっている。第1支持柱101〜第4支持柱104は、ベース部材100の縁部に設けられている。
詳細には、第1支持柱101は、ベース部材100の辺H11側の縁部において、辺H11の略中間位置に設けられている。第2支持柱102は、ベース部材100の辺H12側の縁部において、辺H12の略中間位置に設けられている。第3支持柱103は、ベース部材100の辺H13側の縁部において、辺H13の略中間位置に設けられている。第4支持柱104は、ベース部材100の辺H14側の縁部において、辺H14の略中間位置に設けられている。
図2及び図3に示すように、レンズ駆動部2は、X軸圧電アクチュエータ130を更に備えている。X軸圧電アクチュエータ130は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。X軸圧電アクチュエータ130は、圧電素子を有し、圧電素子を伸縮させることによりX軸方向にX軸可動体200を移動させる。詳細には、X軸圧電アクチュエータ130は、錘部131、X軸圧電素子132、及びX軸駆動シャフト133を備えている。
X軸圧電素子132は、X軸方向に伸縮可能な素子である。X軸圧電素子132は、圧電材料で構成されている。X軸駆動シャフト133は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線がX軸方向に沿って延びるように配置されている。X軸駆動シャフト133は、X軸圧電素子132における伸縮方向の一方の端部に固定されている。錘部131は、X軸圧電素子132における伸縮方向の他方の端部に固定されている。
X軸圧電アクチュエータ130における一方の端部(錘部131側の端部)は、第1支持柱101における辺H14側の面に固定されている。X軸圧電アクチュエータ130は、第1支持柱101における辺H14側の面から、X軸方向に沿って辺H14側に向かって延びている。X軸圧電アクチュエータ130における他方の端部(X軸駆動シャフト133側の端部)は、X軸可動体200に係合してX軸可動体200をX軸方向に移動させる。
ベース部材100において、X軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133と対向する部位には、第1凸部105及び第2凸部106が設けられている。第1凸部105及び第2凸部106は、X軸駆動シャフト133におけるベース部材100側の面に摺動可能に当接し、X軸駆動シャフト133を支持している。
次に、X軸可動体200の構成の詳細、及びベース部材100によるX軸可動体200の支持構成の詳細について説明する。図2に示すようにX軸可動体200は、光軸L方向に沿って見たときに、4つの角部を有する略矩形状の板状部材である。X軸可動体200には、光軸Lを中心とする円形の開口部200aが設けられている。
X軸可動体200には、ベース部材100に重ねられたときに第2支持柱102、第3支持柱103、及び第4支持柱104との干渉を避けるための逃げ部202、203、及び204が設けられている。逃げ部202〜204は、X軸可動体200の外周縁を内側(開口部200a側)に向かって窪ませた形状となっている。
X軸可動体200において、Y軸可動体300が重ねられる側の面には、Y軸可動体300側に向けて立ち上がる立上がり部207及び208が設けられている。立上がり部207及び208は、立上がり部207と立上がり部208とによって逃げ部203をY軸方向において挟み込む位置に設けられている。
X軸可動体200は、X軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133と摩擦係合するX軸摩擦係合部201を有している。X軸摩擦係合部201において、X軸駆動シャフト133に当接する面は、V字状となっている。また、X軸摩擦係合部201において、X軸駆動シャフト133に当接する部位には、V字状の金属板が設けられている。
X軸可動体200において、Y軸可動体300が重ねられる側の面には、複数の凸部200bが設けられている。凸部200bの頂部は、X軸方向に沿った断面が略円弧状となっている。凸部200bは、Y軸方向に沿って帯状に延在している。なお、凸部200bは、帯状に延在することに限定されず、略半球状であってもよい。
図2及び図3に示すように、レンズ駆動部2は、Y軸圧電アクチュエータ230を更に備えている。Y軸圧電アクチュエータ230は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。Y軸圧電アクチュエータ230は、圧電素子を有し、圧電素子を伸縮させることによりY軸方向にY軸可動体300を移動させる。詳細には、Y軸圧電アクチュエータ230は、錘部231、Y軸圧電素子232、及びY軸駆動シャフト233を備えている。
Y軸圧電素子232は、Y軸方向に伸縮可能な素子である。Y軸圧電素子232は、圧電材料で構成されている。Y軸駆動シャフト233は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線がY軸方向に沿って延びるように配置されている。Y軸駆動シャフト233は、Y軸圧電素子232における伸縮方向の一方の端部に固定されている。錘部231は、Y軸圧電素子232における伸縮方向の他方の端部に固定されている。
Y軸圧電アクチュエータ230における一方の端部(錘部231側の端部)は、X軸可動体200の逃げ部204周りに設けられた立上がり壁部に固定されている。Y軸圧電アクチュエータ230は、X軸可動体200との固定部からY軸方向に沿って延びている。Y軸圧電アクチュエータ230における他方の端部(Y軸駆動シャフト233側の端部)は、Y軸可動体300に係合してY軸可動体300をY軸方向に移動させる。
X軸可動体200において、Y軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233と対向する部位には、第1凸部205及び第2凸部206が設けられている。第1凸部205及び第2凸部206は、Y軸駆動シャフト233におけるX軸可動体200側の面に摺動可能に当接し、Y軸駆動シャフト233を支持している。
次に、X軸可動体200がベース部材100に重ねられた状態について説明する。図3〜図7に示すように、X軸可動体200がベース部材100に重ねられた状態で、ベース部材100の凸部100bが、X軸可動体200のベース部材100側の面に当接する。図7に示すように、光軸L方向に沿って見たときに、凹状の逃げ部202内に、第2支持柱102が嵌り込んでいる。同様に、逃げ部203内に、第3支持柱103が嵌り込んでいる。逃げ部204内に、第4支持柱104が嵌り込んでいる。X軸摩擦係合部201は、X軸駆動シャフト133におけるベース部材100に対して反対側の面に当接する。すなわち、X軸駆動シャフト133は、X軸摩擦係合部201よりもベース部材100側に位置している。このように、X軸圧電アクチュエータ130は、X軸可動体200(X軸可動体200におけるX軸摩擦係合部201が設けられた部位)と、ベース部材100との間に位置している。
また、図2、図5及び図6に示すように、X軸可動体200には、一方の端部がX軸可動体200に固定され、他方の端部がX軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133に当接する第2付勢部(可動体側付勢部)220が取り付けられている。第2付勢部220は、弾性を有している。第2付勢部220は、第1凸部105と第2凸部106との間において、他方の端部がX軸駆動シャフト133に当接する。第2付勢部220は、X軸駆動シャフト133に当接することにより、X軸駆動シャフト133をX軸可動体200側に付勢する。すなわち、第2付勢部220は、X軸摩擦係合部201をX軸駆動シャフト133に押し付ける。従って、第2付勢部220とX軸摩擦係合部201とによってX軸駆動シャフト133が挟まれた状態となる。
これにより、X軸摩擦係合部201が、X軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133の外周面に摩擦係合する。X軸摩擦係合部201がX軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133に摩擦係合した状態で、X軸圧電素子132がX軸方向に伸縮することで、X軸可動体200がX軸方向に移動させられる。
また、図3及び図4に示すように、ベース部材100には、一方の端部がベース部材100から立ち上がる第2支持柱102の基部に固定され、他方の端部がX軸可動体200におけるY軸可動体300が重ねられる側の面に当接する第1付勢部(ベース部材側付勢部)110が設けられている。第1付勢部110は、弾性を有している。第1付勢部110は、X軸可動体200に当接することにより、X軸可動体200をベース部材100側に付勢する。
なお、X軸可動体200における第1付勢部110との当接部には、凸部200cが設けられている。凸部200cの頂部は、Y軸方向に沿った断面が略円弧状となっている。凸部200cは、X軸方向に沿って帯状に延在している。なお、凸部200cは、帯状に延在することに限定されず、略半球状であってもよい。
また、図4等に示されるように、ベース部材100に設けられる複数の凸部100bのうちの少なくとも一つは、X軸可動体200に設けられる凸部200cと、光軸L方向において位置が略一致している。これにより、第1付勢部110によってX軸可動体200が付勢されたときに、第1付勢部110がX軸可動体200を付勢する領域と光軸L方向において略一致する凸部100bが第1付勢部110の付勢力を受ける。このため、ベース部材100に対してX軸可動体200が傾くことを防止できる。
ベース部材100に取り付けられた第1付勢部110と、X軸可動体200に取り付けられた第2付勢部220とは、光軸L方向に沿って見たときに、光軸Lを挟んで対向している。
このように、図6に示される通り、第1支持柱101に固定されたX軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133をX軸摩擦係合部201と第2付勢部220とによって挟み込んでいること、及び第1付勢部110がX軸可動体200を付勢していることにより、ベース部材100に対するX軸可動体200の浮きが防止される。
ここで、X軸可動体200に対してベース部材100からX軸可動体200を引き離す方向の力が加わった場合、第2付勢部220が撓むことにより、X軸圧電アクチュエータ130(X軸圧電素子132)の変形を抑制できる。
図7に示すように、光軸L方向に沿って見たときに、第2支持柱102は、X軸可動体200の逃げ部202内に位置している。なお、図7では、逃げ部202周りを図示するために、第1付勢部110を取り外した状態を示している。逃げ部202の内壁面と、第2支持柱102のX軸方向の端部とは、X軸方向において対向している。第2支持柱102は、X軸可動体200がX軸方向に移動したときに、第2支持柱102のX軸方向の端部が逃げ部202の内壁面に当接するように形成されている。このように、第2支持柱102は、X軸圧電アクチュエータ130によって移動するX軸可動体200の移動範囲を制限する機能を有する。
第2支持柱102には、開口部100a側に向かって突出する凸部102a及び凸部102bが設けられていてもよい。凸部102aの頂部と、凸部102bの頂部とをつなぐ線は、X軸方向に沿っている。第2支持柱102は、凸部102a及び凸部102bをX軸可動体200の逃げ部202の内壁面に当接させることで、X軸可動体200におけるX軸方向に沿った移動をガイドしてもよい。このように、第2支持柱102に凸部102a及び凸部102bを設けた場合には、光軸L方向に沿った軸(光軸Lに平行な軸)を回転軸としたX軸可動体200の回転を防止できる。
また、図7に示すように、光軸L方向に沿って見たときに、第3支持柱103は、X軸可動体200の逃げ部203内に位置している。同様に、第4支持柱104は、X軸可動体200の逃げ部204内に位置している。これにより、第3支持柱103及び第4支持柱104によって、光軸L方向に沿った軸(光軸Lに平行な軸)を回転軸としたX軸可動体200の回転を防止できる。なお、X軸方向において、第3支持柱103と逃げ部203との間、及び第4支持柱104と逃げ部204との間には、X軸圧電アクチュエータ130によるX軸可動体200のX軸方向の移動を妨げることが無いように所定の隙間が設けられている。
次に、Y軸可動体300の構成の詳細、及びX軸可動体200によるY軸可動体300の支持構成の詳細について説明する。図2に示すようにY軸可動体300は、光軸L方向に沿って見たときに、4つの角部を有する略矩形状の板状部材である。Y軸可動体300には、光軸Lを中心とする円形の開口部300aが設けられている。
Y軸可動体300には、X軸可動体200に重ねられたときに、立上がり部207及び208との干渉を避けるための逃げ部303が設けられている。逃げ部303は、Y軸可動体300の外周縁を内側(開口部300a側)に向かって窪ませた形状となっている。
Y軸可動体300は、図9及び図10に示すように、Y軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233と摩擦係合するY軸摩擦係合部301を有している。Y軸摩擦係合部301において、Y軸駆動シャフト233に当接する面は、V字状となっている。また、Y軸摩擦係合部301において、Y軸駆動シャフト233に当接する部位には、V字状の金属板が設けられている。
次に、Y軸可動体300がX軸可動体200に重ねられた状態について説明する。図8〜図11に示すように、Y軸可動体300がX軸可動体200に重ねられた状態で、X軸可動体200の凸部200bが、Y軸可動体300のX軸可動体200側の面に当接する。図11に示すように、光軸L方向に沿って見たときに、凹状の逃げ部303内に、立上がり部207、立上がり部208、及び第3支持柱103が嵌り込んでいる。Y軸摩擦係合部301は、Y軸駆動シャフト233におけるX軸可動体200に対して反対側の面に当接する。すなわち、Y軸駆動シャフト233は、Y軸摩擦係合部301よりもX軸可動体200側に位置している。このように、Y軸圧電アクチュエータ230は、Y軸可動体300(Y軸可動体300におけるY軸摩擦係合部301が設けられた部位)と、X軸可動体200との間に位置している。
また、図2、図9及び図10に示すように、Y軸可動体300には、一方の端部がY軸可動体300に固定され、他方の端部がY軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233に当接する第4付勢部320が取り付けられている。第4付勢部320は、弾性を有している。第4付勢部320は、第1凸部205と第2凸部206との間において、他方の端部がY軸駆動シャフト233に当接する。第4付勢部320は、Y軸駆動シャフト233に当接することにより、Y軸駆動シャフト233をY軸可動体300側に付勢する。すなわち、第4付勢部320は、Y軸摩擦係合部301をY軸駆動シャフト233に押し付ける。従って、第4付勢部320とY軸摩擦係合部301とによってY軸駆動シャフト233が挟まれた状態となる。
これにより、Y軸摩擦係合部301が、Y軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233の外周面に摩擦係合する。Y軸摩擦係合部301がY軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233に摩擦係合した状態で、Y軸圧電素子232がY軸方向に伸縮することで、Y軸可動体300がY軸方向に移動させられる。
また、図8に示すように、X軸可動体200には、一方の端部が立上がり部208に固定され、他方の端部がY軸可動体300におけるレンズキャリア400が重ねられる側の面に当接する第3付勢部210が設けられている。第3付勢部210は、弾性を有している。第3付勢部210は、Y軸可動体300に当接することにより、Y軸可動体300をX軸可動体200側に付勢する。
なお、Y軸可動体300における第3付勢部210との当接部には、凸部300cが設けられている。凸部300cの頂部は、X軸方向に沿った断面が略円弧状となっている。凸部300cは、Y軸方向に沿って帯状に延在している。なお、凸部300cは、帯状に延在することに限定されず、略半球状であってもよい。
また、図3及び図8等に示されるように、X軸可動体200に設けられる複数の凸部200bのうちの少なくとも一つは、Y軸可動体300に設けられる凸部300cと、光軸L方向において位置が略一致している。これにより、第3付勢部210によってY軸可動体300が付勢されたときに、第3付勢部210がY軸可動体300を付勢する領域と光軸L方向において略一致する凸部200bが第3付勢部210の付勢力を受ける。このため、X軸可動体200に対してY軸可動体300が傾くことを防止できる。
X軸可動体200に取り付けられた第3付勢部210と、Y軸可動体300に取り付けられた第4付勢部320とは、光軸L方向に沿って見たときに、光軸Lを挟んで対向している。
このように、X軸可動体200に固定されたY軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233をY軸摩擦係合部301と第4付勢部320とによって挟み込んでいること、及び第3付勢部210がY軸可動体300を付勢していることにより、X軸可動体200に対するY軸可動体300の浮きが防止される。
ここで、Y軸可動体300に対してX軸可動体200から引き離す方向の力が加わった場合、第4付勢部320が撓むことにより、Y軸圧電アクチュエータ230(Y軸圧電素子232)の変形を抑制できる。
図11に示すように、光軸L方向に沿って見たときに、立上がり部207及び208は、Y軸可動体300の逃げ部303内に位置している。なお、図11では、逃げ部303周りを図示するために、第3付勢部210を取り外した状態を示している。逃げ部303の内壁面と、立上がり部207及び立上がり部208とは、Y軸方向において対向している。立上がり部207及び208は、Y軸可動体300がY軸方向に移動したときに、立上がり部207及び立上がり部208が逃げ部303の内壁面に当接するように形成されている。このように、立上がり部207及び208は、Y軸圧電アクチュエータ230によって移動するY軸可動体300の移動範囲を制限する機能を有する。
立上がり部207には、開口部200a側に向かって突出する凸部207aが設けられていてもよい。同様に、立上がり部208には、開口部200a側に向かって突出する凸部208aが設けられていてもよい。凸部207aの頂部と、凸部208aの頂部とをつなぐ線は、Y軸方向に沿っている。立上がり部207及び208は、凸部207a及び凸部208aをY軸可動体300の逃げ部303の内壁面に当接させることで、Y軸可動体300におけるY軸方向に沿った移動をガイドしてもよい。このように、Y軸可動体300の移動範囲を制限する立上がり部207及び208に凸部207a及び208aを設けた場合には、光軸L方向に沿った軸(平行な軸)を回転軸としたY軸可動体300の回転を防止できる。
次に、レンズキャリア400の構成の詳細、及びY軸可動体300によるレンズキャリア400の支持構成の詳細について説明する。図2に示すように、レンズ駆動部2は、レンズキャリア400を移動させるZ軸圧電アクチュエータ330を更に備えている。Z軸圧電アクチュエータ330は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。Z軸圧電アクチュエータ330は、圧電素子を有し、圧電素子を伸縮させることにより光軸L方向にレンズキャリア400を移動させる。詳細には、Z軸圧電アクチュエータ330は、錘部331、Z軸圧電素子332、及びZ軸駆動シャフト333を備えている。
Z軸圧電素子332は、光軸L方向に伸縮可能な素子である。Z軸圧電素子332は、圧電材料で構成されている。Z軸駆動シャフト333は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線が光軸L方向に沿って延びるように配置されている。Z軸駆動シャフト333は、Z軸圧電素子332における伸縮方向の一方の端部に固定されている。錘部331は、Z軸圧電素子332における伸縮方向の他方の端部に固定されている。
Z軸圧電アクチュエータ330における一方の端部(錘部331側の端部)は、Y軸可動体300に設けられた凹状の取付部305(図11参照)内に嵌め込まれて固定されている。Z軸圧電アクチュエータ330は、Y軸可動体300との固定部から光軸L方向に沿って延びている。Z軸圧電アクチュエータ330における他方の端部(Z軸駆動シャフト333側の端部)は、レンズキャリア400に係合してレンズキャリア400を光軸L方向に移動させる。
レンズキャリア400には、光軸Lを中心とする円形の開口部400aが設けられている。レンズキャリア400の開口部400aには、レンズ4が取り付けられる。すなわち、レンズキャリア400は、レンズ4を保持することができる。レンズ4は、複数のレンズで構成されたレンズユニットであってもよく、単一のレンズであってもよい。図2及び図12に示すように、レンズキャリア400は、Y軸可動体300においてレンズキャリア400側に向けて立ち上がる側壁部304に囲まれるように配置されている。レンズキャリア400は、回止め凸部402を有している。回止め凸部402は、Y軸可動体300の側壁部304に設けられた切欠き部302内に嵌め込まれている。回止め凸部402が切欠き部302内に嵌め込まれることで、光軸Lを回転軸としたレンズキャリア400の回転が防止される。
レンズキャリア400には、図12及び図13に示すように、Z軸圧電アクチュエータ330のZ軸駆動シャフト333と摩擦係合するZ軸摩擦係合部401を有している。Z軸摩擦係合部401において、Z軸駆動シャフト333に当接する面は、V字状となっている。また、Z軸摩擦係合部401において、Z軸駆動シャフト333に当接する部位には、V字状の金属板が設けられている。
レンズキャリア400の外周面には、押さえ部材420が取り付けられている。押さえ部材420は、弾性を有している。押さえ部材420は、一方の端部がレンズキャリア400に固定され、他方の端部がZ軸駆動シャフト333に当接する。押さえ部材420は、Z軸駆動シャフト333をZ軸摩擦係合部401側に付勢する。すなわち、押さえ部材420は、Z軸摩擦係合部401をZ軸駆動シャフト333に押し付ける。従って、押さえ部材420とZ軸摩擦係合部401とによってZ軸駆動シャフト333が挟まれた状態となる。
これにより、Z軸摩擦係合部401が、Z軸圧電アクチュエータ330のZ軸駆動シャフト333の外周面に摩擦係合する。Z軸摩擦係合部401がZ軸圧電アクチュエータ330のZ軸駆動シャフト333に摩擦係合した状態で、Z軸圧電素子332が光軸L方向に伸縮することで、レンズキャリア400がX軸方向に移動させられる。
図2及び図14に示すように、保持枠500は、光軸L方向に沿って見たときに、レンズキャリア400を囲む略四角枠形状をなしている。保持枠500は、Y軸可動体300の側壁部304の先端部に取り付けられている。保持枠500の角部の内周面は、Z軸圧電アクチュエータ330のZ軸駆動シャフト333に当接している。これにより、Z軸圧電アクチュエータ330は、Z軸駆動シャフト333側の端部が保持枠500によって支持される。従って、外部から衝撃が加わった場合であっても、Y軸可動体300に対するZ軸圧電アクチュエータ330の傾斜が抑制される。
次に、レンズ駆動部2に対してケース3を取り付ける構成について説明する。図15及び図16に示すように、ケース3は、レンズ駆動部2を構成する各構成要素のうちベース部材100以外の構成要素を内部に収容するようにベース部材100を覆う。図1及び図6等に示すように、第1支持柱101及び第2支持柱102の外側面には、係合凸部Bがそれぞれ設けられている。ケース3には、ベース部材100を覆ったときに係合凸部Bに対応する位置に係合孔3bが設けられている。第1支持柱101及び第2支持柱102の係合凸部Bがケース3の係合孔3b内に嵌め込まれることで、ケース3が係合凸部Bに係合する。これにより、レンズ駆動部2にケース3が固定される。
また、図16に示すように、係合凸部Bが係合孔3bに嵌め込まれた状態で、ケース3の内面が、第3支持柱103の先端部及び第3支持柱103においてレンズ駆動部2の外側を向く面と、第4支持柱104の先端部及び第4支持柱104においてレンズ駆動部2の外側を向く面とに当接する。同様に、ケース3の内面が、第1支持柱101の先端部及び第1支持柱101においてレンズ駆動部2の外側を向く面と、第2支持柱102の先端部及び第2支持柱102においてレンズ駆動部2の外側を向く面とに当接する。これにより、第1支持柱101〜第4支持柱104は、ケース3の内側からケース3を支持する。
すなわち、第1支持柱101〜第4支持柱104の先端部がケース3の内面に当接することで、ケース3における光軸L方向の変形(ケース3がベース部材100に近づく方向の変形)を抑制できる。また、第1支持柱101〜第4支持柱104の外側を向く面がケース3の内面に当接することで、ケース3におけるX軸方向及びY軸方向の変形を抑制できる。
第1実施形態は以上のように構成され、このレンズ駆動装置1では、第1付勢部110によって、X軸可動体200がベース部材100側に付勢される。これにより、X軸可動体200がベース部材100から浮いてしまうことが抑制され、ベース部材100に対するX軸可動体200のがたつきが抑制される。同様に、第3付勢部210によってY軸可動体300がX軸可動体200側に付勢される。これにより、X軸可動体200に対するY軸可動体300のがたつきが抑制される。
また、第2付勢部220は、X軸圧電アクチュエータ130をX軸可動体200側に付勢する。すなわち、X軸可動体200のX軸摩擦係合部201と第2付勢部220とによってX軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133が挟まれた状態となる。ベース部材100に設けられた第1支持柱101にX軸圧電アクチュエータ130が固定されているため、ベース部材100に対するX軸可動体200のがたつきが抑制される。同様に、第4付勢部320は、Y軸圧電アクチュエータ230をY軸可動体300側に付勢する。すなわち、Y軸可動体300のY軸摩擦係合部301と第4付勢部320とによってY軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233が挟まれた状態となる。Y軸圧電アクチュエータ230がX軸可動体200に固定されているため、X軸可動体200に対するY軸可動体300のがたつきが抑制される。
このように、第1付勢部110、第2付勢部220、第3付勢部210、及び第4付勢部320を備えることで、X軸可動体200及びY軸可動体300がベース部材100から浮いてしまうことが抑制され、X軸可動体200及びY軸可動体300を安定して移動させることができる。
第1付勢部110と第2付勢部220とは、光軸Lを挟んで対向し、第3付勢部210と第4付勢部320とは、光軸Lを挟んで対向している。この場合、第1付勢部110及び第2付勢部220は、レンズ4の重心を挟んだ位置でX軸可動体200を保持することができる。同様に、第3付勢部210及び第4付勢部320は、レンズ4の重心を挟んだ位置でY軸可動体300を保持することができる。第1付勢部110、第2付勢部220、第3付勢部210、及び第4付勢部320をこのように配置することによって、レンズ駆動装置1は、X軸可動体200及びY軸可動体300をより安定して移動させることができる。
X軸圧電アクチュエータ130のX軸駆動シャフト133は、第2付勢部220とX軸摩擦係合部201とによって挟まれて、第2付勢部220とX軸摩擦係合部201とに摩擦係合する。これにより、X軸圧電アクチュエータ130は、X軸圧電素子132を伸縮させることによって、X軸駆動シャフト133に摩擦係合するX軸可動体200をX軸圧電素子132の伸縮方向に移動させることができる。同様に、Y軸圧電アクチュエータ230のY軸駆動シャフト233は、第4付勢部320とY軸摩擦係合部301とによって挟まれて、第4付勢部320とY軸摩擦係合部301とに摩擦係合する。これにより、Y軸圧電アクチュエータ230は、Y軸圧電素子232を伸縮させることによって、Y軸駆動シャフト233に摩擦係合するY軸可動体300をY軸圧電素子232の伸縮方向に移動させることができる。
以上、本発明の第1実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第1付勢部110と第2付勢部220とが光軸Lを挟んで対向していることは必須では無い。同様に、第3付勢部210と第4付勢部320とが光軸Lを挟んで対向していることは必須では無い。
また、レンズ駆動部2は、第1付勢部110、第2付勢部220、第3付勢部210、及び第4付勢部320を用いて、X軸可動体200及びY軸可動体300をベース部材100に保持することに限定されない。例えば、レンズ駆動部2は、第1付勢部110及び第2付勢部220を用いてX軸可動体200のみをベース部材100に保持させる構成であってもよい。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。図17に示すレンズ駆動装置1Aは、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に搭載され、レンズ4Aを駆動する。レンズ駆動装置1Aは、レンズ駆動部2Aと、ケース3Aとを備えている。レンズ駆動装置1Aは、レンズ駆動部2Aに取り付けられるべきレンズ4Aの光軸Lを有する。
なお、各図において、説明の便宜上、XYZ直交座標系を示している。Z軸方向が、取り付けられるべきレンズ4Aの光軸L方向となっている。X軸方向は、光軸L方向に直交している。Y軸方向は、光軸L方向に直交し、且つX軸方向に直交している。
レンズ駆動部2Aは、図17に示されるように、ベース部材1100、補助体1200、可動体1300、レンズキャリア1400、X軸アクチュエータ1130、Y軸アクチュエータ(圧電アクチュエータ)1230、及びZ軸アクチュエータ1330を備えている。レンズ駆動部2Aは、さらに、レンズキャリア1400の周囲を覆うように配置された枠部材1500を備えている。
ベース部材1100の一方の面上に、補助体1200等の各部材が配置される。レンズキャリア1400には、レンズ4Aが取り付けられる。レンズキャリア1400は、X軸アクチュエータ1130及びY軸アクチュエータ1230の動作によって、ベース部材1100に対してX軸方向及びY軸方向に移動させられる。レンズキャリア1400は、Z軸アクチュエータ1330の動作によってベース部材1100に対してZ軸方向に移動させられる。
まず、ベース部材1100周りの詳細について説明する。図18及び図19に示されるように、ベース部材1100は、ベース本体部1110、アクチュエータ取付部1111、ストッパ部1112、第1支柱部1113、第2支柱部1114、及びX軸アクチュエータ支持部1120を備えている。
ベース本体部1110は、光軸L方向に沿って見たときに、4つの角部を有する略矩形の板状に形成されている。なお、説明の便宜上、光軸L方向に沿って見たときに、ベース本体部1110の外周縁を構成する4つの辺を、それぞれ辺H1011、辺H1012、辺H1013、及び辺H1014という。辺H1011と辺H1012とが平行であり、Y軸方向に沿って延びている。辺H1013と辺H1014とが平行であり、X軸方向に沿って延びている。ベース本体部1110を光軸L方向に沿って見たときに、辺H1011、辺H1014、辺H1012、及び辺H1013の順で各辺が接続されて外周縁が形成されている。辺H1011及びH1012の長さは、辺H1013及びH1014の長さよりも短い。
ベース本体部1110には、光軸Lを中心とする(光軸Lが通る)円形の開口部1110aが設けられている。光軸L方向に沿って見たときに、開口部1110aの中心位置(光軸L)は、略矩形板状のベース本体部1110の中心位置に対して偏心している。具体的には、光軸L方向に沿って見たときに、開口部1110aは、辺H1011よりも辺H1012側に寄った位置に設けられている。
X軸アクチュエータ支持部1120は、ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面に設けられている。X軸アクチュエータ支持部1120は、ベース本体部1110の面上において、辺H1011と辺H1014とが接続される角部近傍に設けられている。X軸アクチュエータ支持部1120は、X軸アクチュエータ1130(X軸駆動シャフト1132)をベース本体部1110側から支持する。図20に示されるように、X軸アクチュエータ支持部1120は、第1支持部1121、第2支持部1122、及び壁部1123を備えている。なお、図20では、X軸アクチュエータ支持部1120の詳細を示すためにX軸アクチュエータ1130が省略されている。
第1支持部1121と第2支持部1122とは、X軸方向に並べて配置されている。第1支持部1121は、第2支持部1122よりも辺H1011側に位置している。第1支持部1121と第2支持部1122との間には所定の隙間が設けられている。第1支持部1121及び第2支持部1122の頂部には、X軸方向に沿って延びる断面略U字状の溝1121a及び1122aがそれぞれ設けられている。壁部1123は、第1支持部1121と第2支持部1122との間に設けられている。壁部1123は、第1支持部1121及び第2支持部1122における辺H1104側の端部同士を連結している。ベース本体部1110と、X軸アクチュエータ支持部1120とは一体的に設けられている。
図18及び図19に示されるように、X軸アクチュエータ1130は、ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面に設けられている。X軸アクチュエータ1130は、ベース本体部1110における辺H1011と辺H1014とが接続される角部近傍に設けられている。X軸アクチュエータ1130は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。X軸アクチュエータ1130は、角柱状のX軸圧電素子1131、X軸駆動シャフト1132、及び錘部1133を備えている。
X軸圧電素子1131は、X軸方向に伸縮可能な素子である。X軸圧電素子1131は、圧電材料で構成されている。圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(いわゆる、PZT)、水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸タンタル酸カリウム(K(Ta,Nb)O3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)及びチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)等の無機圧電材料を用いることができる。
X軸圧電素子1131は、上記圧電材料からなる複数の圧電層と複数の電極層とが交互に積層された積層構造であってもよい。X軸圧電素子1131に印加する電圧を制御することで、X軸圧電素子1131の伸縮が制御される。X軸圧電素子1131は、X軸方向に伸縮可能な形状であれば、角柱状に限らず、円柱状等であってもよい。
X軸駆動シャフト1132は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線がX軸方向に沿って延びるように配置されている。X軸駆動シャフト1132は、カーボンファイバ等の繊維を含む複合樹脂材料で構成されている。
X軸駆動シャフト1132におけるX軸方向の一方の端部は、X軸圧電素子1131におけるX軸方向の一方の端部に固定されている。X軸駆動シャフト1132の両端部は、第1支持部1121の溝1121a及び第2支持部1122の溝1122a内にそれぞれ収容される。壁部1123の立ち上がり方向の先端部は、光軸L方向に沿って見たときに、ベース本体部1110の辺H1014側からX軸駆動シャフト1132を支持する。
錘部1133は、X軸圧電素子1131におけるX軸方向の他方の端部に固定されている。錘部1133は、タングステンやタングステン合金など比重の高い材料から形成されており、X軸駆動シャフト1132よりも重くなるように設計されている。X軸駆動シャフト1132よりも錘部1133を重くすることで、X軸圧電素子1131が伸縮したときに、X軸駆動シャフト1132側を変異させ易くできる。
アクチュエータ取付部1111は、ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面に設けられている。アクチュエータ取付部1111は、X軸アクチュエータ支持部1120よりも辺H1012側の位置において、ベース本体部1110から立ち上がるように設けられている。錘部1133におけるX軸圧電素子1131が固定された側に対して反対側の面が、アクチュエータ取付部1111に固定されている。これにより、X軸アクチュエータ1130は、X軸駆動シャフト1132がX軸アクチュエータ支持部1120によって支持されつつ、アクチュエータ取付部1111に固定された状態となる。
X軸アクチュエータ1130は、光軸L方向に沿って見たときに、X軸駆動シャフト1132側が外側を向くように配置される。すなわち、X軸アクチュエータ1130におけるX軸駆動シャフト1132側の端部は、レンズキャリア1400から離れる側を向いている(図31等参照)。
X軸圧電素子1131とX軸駆動シャフト1132との固定、X軸圧電素子1131と錘部1133との固定、及び錘部1133とアクチュエータ取付部1111との固定には、例えば、エポキシ接着剤等の接着剤が用いられる。
ストッパ部1112、第1支柱部1113、及び第2支柱部1114は、ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面にそれぞれ設けられている。ストッパ部1112、第1支柱部1113、及び第2支柱部1114は、ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面から、それぞれ立ち上がるように設けられている。
ストッパ部1112は、ベース本体部1110の辺H1013の近傍に設けられている。ストッパ部1112は、可動体1300におけるX軸方向の移動範囲を制限する。ストッパ部1112による移動範囲の制限の詳細については、後述する。
第1支柱部1113は、ベース本体部1110の面上において、辺H1012と辺H1013とが接続される角部に設けられている。第2支柱部1114は、ベース本体部1110の面上において、辺H1012と辺H1014とが接続される角部に設けられている。第1支柱部1113及び第2支柱部1114は、ケース3Aを内側から支持する。アクチュエータ取付部1111、ストッパ部1112、第1支柱部1113、及び第2支柱部1114は、ベース本体部1110と一体的に設けられている。
ベース本体部1110における補助体1200が配置される側の面には、突起部T1011〜T1013が設けられている。突起部T1011は、ベース本体部1110の面上において、辺H1011と辺H1013とが接続される角部近傍に設けられている。突起部T1012は、ベース本体部1110の面上において、ストッパ部1112と第1支柱部1113との間の位置に設けられている。突起部T1013は、ベース本体部1110の面上において、辺H1012と辺H1014とが接続される角部近傍に設けられている。突起部T1011〜T1013と、ベース本体部1110とは一体的に設けられている。突起部T1011〜T1013は、例えば、半球状であってもよく、頂部が平坦な凸形状であってもよい。
次に、補助体1200の構成の詳細について説明する。図21に示されるように、補助体1200は、ベース部材1100に組み付けられたときにY軸方向に沿って延びる棒状の部材である。補助体1200は、補助体本体部1210、及びY軸アクチュエータ支持部1220を備えている。補助体本体部1210とY軸アクチュエータ支持部1220とは一体的に設けられている。
補助体本体部1210には、X軸摩擦係合部1240が設けられている。X軸摩擦係合部1240は、補助体本体部1210におけるY軸アクチュエータ支持部1220が接続される側に対して反対側の端部に設けられている。X軸摩擦係合部1240は、補助体本体部1210の外面のうち、補助体1200がベース部材1100に組み付けられたときにX軸アクチュエータ1130側を向く面に設けられている。X軸摩擦係合部1240は、補助体1200がベース部材1100に組み付けられたときにX軸方向に沿って延びる略V字溝状に形成されている。X軸摩擦係合部1240には、略V字状の金属板1241が取り付けられている(図23参照)。X軸摩擦係合部1240は、金属板1241を介してX軸駆動シャフト1132に当接する。
補助体本体部1210には、第1付勢部1242が取り付けられている(図23参照)。第1付勢部1242は、弾性部材である。第1付勢部1242の一方の端部は補助体本体部1210に固定されている。第1付勢部1242の他方の端部(先端部)は、X軸摩擦係合部1240に対向している。
補助体本体部1210におけるX軸摩擦係合部1240が設けられる側に対して反対側の面には、突起部T1021が設けられている。突起部T1021は、補助体本体部1210においてX軸摩擦係合部1240が設けられる側の端部近傍に位置している。突起部T1021と、補助体本体部1210とは一体的に設けられている。突起部T1021は、例えば、半球状であってもよく、頂部が平坦な凸形状であってもよい。突起部T1021は、補助体1200がベース本体部1110から浮き上がった場合に、ケース3Aの内面に当接する。
Y軸アクチュエータ支持部1220は、補助体1200がベース部材1100に組み付けられた状態において、Y軸アクチュエータ1230(Y軸駆動シャフト1232)をベース本体部1110側から支持する。Y軸アクチュエータ支持部1220は、ベース部材1100に設けられたX軸アクチュエータ支持部1120と同様の構成を備えている。具体的には、Y軸アクチュエータ支持部1220は、第1支持部1221、第2支持部1222、及び壁部1223を備えている。
第1支持部1221と第2支持部1222とは、補助体1200がベース部材1100に組み付けられたときにY軸方向に沿って並ぶように設けられている。第2支持部1222は、第1支持部1221よりも補助体本体部1210側に設けられている。第1支持部1221と第2支持部1222との間には所定の隙間が設けられている。第1支持部1221及び第2支持部1222の頂部には、補助体1200がベース部材1100に組み付けられたときにY軸方向に沿って延びる断面略U字状の溝1221a及び1222aがそれぞれ設けられている。壁部1223は、第1支持部1221と第2支持部1222との間に設けられ、第1支持部1221と第2支持部1222とを接続している。壁部1223は、補助体1200がベース部材1100に組み付けられた状態で光軸L方向に沿って見たときに、第1支持部1221及び第2支持部1222におけるベース本体部1110の辺H1011側の端部同士を連結している。
次に、補助体1200がベース部材1100に組み付けられた状態について説明する。図21〜図23に示されるように、補助体1200は、ベース部材1100における光軸L方向の一方の面上に重ねて配置されている。補助体1200は、光軸L方向に沿って見たときに、ベース本体部1110の面上において開口部1110aと辺H1011との間の領域に配置される。補助体1200におけるX軸摩擦係合部1240が設けられる側の端部が、辺H1011と辺H1014とが接続される角部近傍に位置している。補助体1200におけるY軸アクチュエータ支持部1220が設けられる側の端部が、辺H1011と辺H1013とが接続される角部近傍に位置している。
X軸摩擦係合部1240は、金属板1241を介してX軸駆動シャフト1132に当接する。X軸摩擦係合部1240は、X軸アクチュエータ支持部1120とによってX軸駆動シャフト1132を挟み込むようにしてX軸駆動シャフト1132に当接する。第1付勢部1242の先端部は、第1支持部1121と第2支持部1122との間の位置で、X軸駆動シャフト1132に当接している。第1付勢部1242の先端部は、X軸駆動シャフト1132をX軸摩擦係合部1240に押し付ける方向に、X軸駆動シャフト1132を付勢している。これにより、第1付勢部1242の先端部とX軸摩擦係合部1240とによってX軸駆動シャフト1132が挟まれた状態となる。すなわち、X軸摩擦係合部1240が金属板1241を介してX軸駆動シャフト1132に摩擦係合した状態となる。
補助体1200がベース部材1100に組み付けられた状態で、Y軸アクチュエータ支持部1220のベース本体部1110側の面は、ベース本体部1110に設けられた突起部T1011に当接している(図23参照)。X軸摩擦係合部1240と第1付勢部1242とでX軸駆動シャフト1132が挟まれることにより、補助体1200は、X軸方向に移動可能にベース部材1100に支持された状態となる。すなわち、補助体1200は、一方の端部がX軸アクチュエータ1130を介してベース部材1100に支持され、他方の端部が突起部T1011によってベース部材1100に支持されている。
X軸摩擦係合部1240がX軸駆動シャフト1132に摩擦係合した状態で、X軸圧電素子1131がX軸方向に伸縮することにより、補助体1200がベース部材1100に対してX軸方向に移動させられる。
図22及び図23に示されるように、補助体1200には、Y軸アクチュエータ1230が設けられている。Y軸アクチュエータ1230は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。Y軸アクチュエータ1230は、角柱状のY軸圧電素子1231、Y軸駆動シャフト1232、及び錘部1233を備えている。
Y軸圧電素子1231は、Y軸方向に伸縮可能な素子である。Y軸圧電素子1231は、圧電材料で構成されている。Y軸圧電素子1231の材料及び形状等はX軸圧電素子1131と同様であり、詳細な説明を省略する。
Y軸駆動シャフト1232は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線がY軸方向に沿って延びるように配置されている。Y軸駆動シャフト1232は、カーボンファイバ等の繊維を含む複合樹脂材料で構成されている。
Y軸駆動シャフト1232におけるY軸方向の一方の端部は、Y軸圧電素子1231におけるY軸方向の一方の端部に固定されている。Y軸駆動シャフト1232の両端部は、第1支持部1221の溝1221a及び第2支持部1222の溝1222a内にそれぞれ収容される。壁部1223の立ち上がり方向の先端部は、光軸L方向に沿って見たときに、ベース本体部1110の辺H1011側からY軸駆動シャフト1232を支持する。
錘部1233は、Y軸圧電素子1231におけるY軸方向の他方の端部に固定されている。錘部1233の材料及び機能等は、錘部1133と同様であり、詳細な説明を省略する。
錘部1233は、補助体本体部1210におけるY軸アクチュエータ支持部1220側を向く面に固定されている。これにより、Y軸アクチュエータ1230は、Y軸駆動シャフト1232がY軸アクチュエータ支持部1220によって支持されつつ、補助体本体部1210に固定された状態となる。
Y軸アクチュエータ1230は、光軸L方向に沿って見たときに、Y軸駆動シャフト1232側が外側を向くように配置される。すなわち、Y軸アクチュエータ1230におけるY軸駆動シャフト1232側の端部は、レンズキャリア1400から離れる側を向いている(図31等参照)。
図23に示されるように、X軸方向に沿って見たときに、光軸Lは補助体1200を通っている。また、X軸アクチュエータ1130とY軸アクチュエータ1230とは、X軸方向に沿って見たときに、光軸Lを挟んで対向する位置に設けられている。
次に、可動体1300の構成の詳細について説明する。図24に示されるように、可動体1300は、可動体本体部1310、第1側壁部1311、第2側壁部1312、第3側壁部1313、第4側壁部1314、隆起部1315、張出部1316、及びY軸摩擦係合部1340を備えている。
可動体本体部1310は、光軸L方向に沿って見たときに、4つの角部を有する略矩形の板状に形成されている。なお、説明の便宜上、光軸L方向に沿って見たときに、可動体本体部1310の外周縁を構成する4つの辺を、それぞれ辺H1031、辺H1032、辺H1033及び辺H1034という。可動体本体部1310には、光軸Lを中心とする(光軸Lが通る)円形の開口部1310aが設けられている。可動体本体部1310に設けられた開口部1310aの直径は、ベース部材1100に設けられた開口部1110aの直径よりも所定長さ小さい(図33参照)。
図24及び図25に示されるように、辺H1031は、可動体1300がベース部材1100に重ねられた状態で光軸L方向に沿って見たときに、開口部1310aに対してベース部材1100の辺H1011側に位置する辺である。同様に、辺H1032は、開口部1310aに対してベース部材1100の辺H1012側に位置する辺である。辺H1033は、開口部1310aに対してベース部材1100の辺H1013側に位置する辺である。辺H1034は、開口部1310aに対してベース部材1100の辺H1014側に位置する辺である。
図24に示されるように、第1側壁部1311は、可動体本体部1310における辺H1031と辺H1034とが接続される角部において、可動体本体部1310からレンズキャリア1400が配置される側に向けて立ち上がっている。第2側壁部1312は、可動体本体部1310における辺H1032と辺H1034とが接続される角部において、可動体本体部1310からレンズキャリア1400が配置される側に向けて立ち上がっている。なお、第2側壁部1312は、辺H1032と辺H1034とが接続される角部から第1側壁部1311側に向かって所定長さ延在している。
第3側壁部1313は、可動体本体部1310における辺H1032と辺H1033とが接続される角部において、可動体本体部1310からレンズキャリア1400が配置される側に向けて立ち上がっている。第4側壁部1314は、可動体本体部1310における辺H1033と辺H1031とが接続される角部において、可動体本体部1310からレンズキャリア1400が配置される側に向けて立ち上がっている。張出部1316は、第4側壁部1314の立ち上がり方向の先端部に設けられている。張出部1316は、第4側壁部1314の先端部から外側(開口部1310aから離れる側)に向かって張り出している。
可動体本体部1310におけるレンズキャリア1400が配置される側の面には、矩形状に窪むアクチュエータ保持部1310bが設けられている。アクチュエータ保持部1310bは、辺H1032と辺H1034とが接続される角部近傍に位置している。
隆起部1315は、可動体本体部1310におけるレンズキャリア1400が配置される側の面において、辺H1033の近傍に設けられている。隆起部1315は、隆起の頂部がX軸方向に沿って延びている。隆起部1315は、Y軸方向における断面が略円弧状となるように可動体本体部1310から突出している。隆起部1315の隆起の頂部には、平坦部が設けられていてもよい。
Y軸摩擦係合部1340は、張出部1316に設けられている。Y軸摩擦係合部1340は、張出部1316の外面のうち、可動体1300がベース部材1100及び補助体1200に組み付けられたときにY軸アクチュエータ1230側を向く面に設けられている(図26参照)。Y軸摩擦係合部1340は、可動体1300がベース部材1100に組み付けられたときにY軸方向に沿って延びる略V字溝状に形成されている(図26及び図27等参照)。Y軸摩擦係合部1340には、略V字状の金属板1341が取り付けられている。Y軸摩擦係合部1340は、金属板1341を介してY軸駆動シャフト1232に当接する。
張出部1316には、第2付勢部(可動体側付勢部)1342が取り付けられている。第2付勢部1342は、弾性部材である。第2付勢部1342の一方の端部は、張出部1316に固定されている。第2付勢部1342の他方の端部(先端部)は、Y軸摩擦係合部1340に対向している。
張出部1316には、突起部T1031が設けられている。突起部T1031は、張出部1316においてY軸摩擦係合部1340が設けられる側に対して反対側の面に設けられている。突起部T1031と、張出部1316とは一体的に設けられている。突起部T1031は、例えば、半球状であってもよく、頂部が平坦な凸形状であってもよい。突起部T1031は、可動体1300がベース本体部1110から浮き上がった場合に、ケース3Aの内面に当接する。
可動体本体部1310の辺H1033には、開口部1310a側に向けて凹む凹部H1033aが設けられている。
次に、可動体1300がベース部材1100及び補助体1200に組み付けられた状態について説明する。図24〜図28に示されるように、可動体1300は、ベース本体部1110に対して補助体1200と同じ側に重ねて配置されている。可動体1300は、光軸L方向に沿って見たときに、開口部1310aとベース本体部1110の開口部1110aとが連通するように、ベース本体部1110の面上に重ねられる。補助体1200と可動体1300とは、ベース本体部1110における同じ面上に配置され、互いに隣接している。図25に示されるように、光軸L方向に沿って見たときに、補助体1200と可動体1300とは互いに重なっていない。但し、可動体1300の張出部1316については、Y軸摩擦係合部1340をY軸駆動シャフト1232に係合させるために補助体1200と重なっている。
Y軸摩擦係合部1340は、金属板1341を介してY軸駆動シャフト1232に当接する。Y軸摩擦係合部1340は、Y軸アクチュエータ支持部1220とによってY軸駆動シャフト1232を挟み込むようにしてY軸駆動シャフト1232に当接する。第2付勢部1342の先端部は、第1支持部1221と第2支持部1222との間の位置で、Y軸駆動シャフト1232に当接している。第2付勢部1342の先端部は、Y軸駆動シャフト1232をY軸摩擦係合部1340に押し付ける方向に、Y軸駆動シャフト1232を付勢している。すなわち、第2付勢部1342は、Y軸アクチュエータ1230を可動体1300(張出部1316)側に付勢する。これにより、第2付勢部1342の先端部とY軸摩擦係合部1340とによってY軸駆動シャフト1232が挟まれた状態となる。すなわち、Y軸摩擦係合部1340が金属板1341を介してY軸駆動シャフト1232に摩擦係合した状態となる。このように、Y軸アクチュエータ1230は、可動体1300に係合している。
可動体1300がベース部材1100及び補助体1200に組み付けられた状態で、可動体本体部1310のベース本体部1110側の面は、ベース本体部1110に設けられた突起部T1012及びT1013に当接している。Y軸摩擦係合部1340と第2付勢部1342とでY軸駆動シャフト1232が挟まれることにより、可動体1300は、Y軸方向に移動可能にベース部材1100及び補助体1200に支持された状態となる。すなわち、可動体1300は、Y軸摩擦係合部1340が設けられた側がY軸アクチュエータ1230を介して補助体1200に支持され、X軸摩擦係合部1240が設けられた側に対して反対側が突起部T1012及びT1013によってベース部材1100に支持されている。
Y軸摩擦係合部1340がY軸駆動シャフト1232に摩擦係合した状態で、Y軸圧電素子1231がY軸方向に伸縮することにより、可動体1300が補助体1200に対してY軸方向に移動させられる。
Y軸摩擦係合部1340がY軸駆動シャフト1232に係合していることにより、可動体1300は、X軸方向においては補助体1200と共に移動する。このため、補助体1200がベース部材1100に対してX軸方向に移動し、可動体1300が補助体1200に対してY軸方向に移動することによって、可動体1300は、ベース部材1100に対してX軸方向及びY軸方向に移動する。
図25に示されるように、光軸L方向に沿って見たときに、凹部H1033a内にはストッパ部1112の一部が入り込んでいる。凹部H1033aの壁面とストッパ部1112の外面とは、Y軸方向において対向している。また、凹部H1033aの壁面とストッパ部1112の外面とは、X軸方向において対向している。補助体本体部1210の辺H1034側の側壁部において、X軸アクチュエータ支持部1120の第2支持部1122と対向する部位をストッパ部H1034aとする。
可動体1300がY軸方向に沿ってストッパ部1112から離れる側に移動した場合、ストッパ部H1034aが第2支持部1122に当接する。補助体1200がY軸方向に沿ってストッパ部1112に近づく方向に移動した場合、凹部H1033aの壁面がストッパ部1112に当接する。すなわち、ストッパ部1112及び第2支持部1122が、補助体1200のY軸方向の移動範囲を規制するストッパ機構として機能する。補助体1200がX軸方向に沿って移動した場合、凹部H1033aの壁面がストッパ部1112に当接する。すなわち、ストッパ部1112が、補助体1200のX軸方向の移動範囲を規制するストッパ機構として機能する。
ベース部材1100には、押え部材(ベース部材側付勢部)1150が設けられている。押え部材1150の一方の端部はベース本体部1110に固定され、他方の端部(先端部)は隆起部1315の頂部に当接する。押え部材1150は、弾性部材である。押え部材1150の先端部は、隆起部1315をベース本体部1110側に向けて付勢している。すなわち、押え部材1150は、可動体1300をベース部材1100側に付勢している。これにより、可動体1300がベース本体部1110から浮き上がることが防止される。Y軸摩擦係合部1340がY軸駆動シャフト1232に当接しているため、補助体1200におけるY軸アクチュエータ支持部1220側の端部がベース本体部1110から浮き上がることが防止される。これにより、補助体1200及び可動体1300がベース本体部1110から浮き上がることが防止される。
図25及び図26に示されるように、可動体1300には、Z軸アクチュエータ1330が取り付けられている。Z軸アクチュエータ1330は、スムーズインパクト駆動機構を構成するアクチュエータである。Z軸アクチュエータ1330は、角柱状のZ軸圧電素子1331、Z軸駆動シャフト1332、及び錘部1333を備えている。
Z軸圧電素子1331は、Z軸方向に伸縮可能な素子である。Z軸圧電素子1331は、圧電材料で構成されている。Z軸圧電素子1331の材料及び形状等はX軸圧電素子1131と同様であり、詳細な説明を省略する。
Z軸駆動シャフト1332は、円柱状に形成され、円柱形状の軸線がZ軸方向に沿って延びるように配置されている。Z軸駆動シャフト1332は、カーボンファイバ等の繊維を含む複合樹脂材料で構成されている。
Z軸駆動シャフト1332におけるZ軸方向の一方の端部は、Z軸圧電素子1331におけるZ軸方向の一方の端部に固定されている。錘部1333は、Z軸圧電素子1331におけるZ軸方向の他方の端部に固定されている。錘部1333の材料及び機能等は、錘部1133と同様であり、詳細な説明を省略する。
錘部1333が、可動体本体部1310に設けられたアクチュエータ保持部1310bに嵌め込まれて固定されることで、Z軸アクチュエータ1330が可動体1300に保持される。Z軸アクチュエータ1330は、レンズキャリア1400を介して補助体1200と対向している。
次に、レンズキャリア1400の構成の詳細について説明する。図29及び図30に示されるように、レンズキャリア1400は、キャリア本体部1410、回止め凸部1420、第3付勢部1430、及びZ軸摩擦係合部1440を備えている。
キャリア本体部1410には、光軸Lを中心とする円形の開口部1410aが設けられている。キャリア本体部1410に設けられた開口部1410aの直径は、可動体1300に設けられた開口部1310aの直径よりも所定長さ小さい(図33参照)。キャリア本体部1410の開口部1410aには、レンズ4Aが取り付け可能(保持可能)である。すなわち、開口部1410aの壁面が、レンズ4A(図17)を取り付けるためのレンズ取付部となる。レンズ4Aは、複数のレンズで構成されたレンズユニットであってもよく、単一のレンズであってもよい。
回止め凸部1420は、キャリア本体部1410の外周面から光軸Lに直交する方向に沿って突出している。
Z軸摩擦係合部1440は、キャリア本体部1410の外周面に設けられている。Z軸摩擦係合部1440は、光軸Lを挟んで回止め凸部1420と略対向する位置に設けられている。Z軸摩擦係合部1440は、レンズキャリア1400が可動体1300に組み付けられたときにZ軸方向に沿って延びる略V字溝状に形成されている。Z軸摩擦係合部1440には、略V字状の金属板1441が取り付けられている。Z軸摩擦係合部1440は、金属板1441を介してZ軸駆動シャフト1332に当接する。
第3付勢部1430は、キャリア本体部1410の外周面に取り付けられている。第3付勢部1430は、弾性部材である。第3付勢部1430の一方の端部は、キャリア本体部1410に固定されている。第3付勢部1430の他方の端部(先端部)は、Z軸摩擦係合部1440に対向している。
次に、レンズキャリア1400が可動体1300に組み付けられた状態について説明する。図31及び図32に示されるように、レンズキャリア1400は、光軸L方向において、可動体1300に対してベース部材1100が設けられる側(ベース部材1100が重なる側)とは反対側に重ねて配置されている。レンズキャリア1400は、光軸L方向に沿って見たときに、開口部1410aと可動体1300の開口部1310aとが連通するように、可動体本体部1310の面上に重ねられる。
キャリア本体部1410は、第1側壁部1311、第2側壁部1312、第3側壁部1313、及び第4側壁部1314によって囲まれている。これにより、レンズキャリア1400は、可動体1300に対するX軸方向及びY軸方向の移動が規制されている。レンズキャリア1400は、光軸L方向に移動可能に可動体1300に保持されている。図32に示されるように、光軸L方向に沿って見たときに、レンズキャリア1400と補助体1200とは互いに重なっていない。Z軸アクチュエータ1330は、レンズキャリア1400を介して補助体1200と対向している。
ベース部材1100の開口部1110aは、辺H1011よりも辺H1012側に寄った位置に設けられている。このため、光軸L方向に沿って見たときに、レンズキャリア1400は、ベース部材1100の辺H1011側の端部(一方の端部)よりも辺H1012側の端部(他方の端部)に近い位置に配置されている。また、補助体1200は、ベース部材1100の辺H1012側の端部(他方の端部)よりも辺H1011側の端部(一方の端部)に近い位置に配置されている。
回止め凸部1420は、Y軸方向において、第1側壁部1311と第4側壁部1314との間に位置している。回止め凸部1420が第1側壁部1311と第4側壁部1314との間に位置しているため、レンズキャリア1400が光軸Lを中心として回転することが防止される。
Z軸摩擦係合部1440は、金属板1441を介してZ軸駆動シャフト1332に当接する。第3付勢部1430は、キャリア本体部1410を介して補助体1200に対向している。第3付勢部1430の先端部は、Y軸駆動シャフト1232に当接している。第3付勢部1430の先端部は、Z軸駆動シャフト1332をZ軸摩擦係合部1440に押し付ける方向に、Z軸駆動シャフト1332を付勢している。これにより、第3付勢部1430の先端部とZ軸摩擦係合部1440とによってZ軸駆動シャフト1332が挟まれた状態となる。すなわち、Z軸摩擦係合部1440が金属板1441を介してZ軸駆動シャフト1332に摩擦係合した状態となる。
Z軸摩擦係合部1440がZ軸駆動シャフト1332に摩擦係合した状態で、Z軸圧電素子1331がZ軸方向に伸縮することにより、レンズキャリア1400が可動体1300に対してZ軸方向に移動させられる。
次に、枠部材1500の詳細について説明する。図17に示されるように、枠部材1500は、光軸L方向に沿って見たときに、レンズキャリア1400を囲む略四角枠形状をなしている。枠部材1500は、可動体1300に設けられた第1側壁部1311、第2側壁部1312、第3側壁部1313、及び第4側壁部1314の先端部に取り付けられている。
枠部材1500の内周面には、Z軸アクチュエータ1330のZ軸駆動シャフト1332を支持するZ軸アクチュエータ支持部1510が設けられている。Z軸アクチュエータ支持部1510は、光軸L方向に沿って見たときに、Z軸駆動シャフト1332の外周面のうち光軸Lから遠い側の部位に当接している。
次に、ケース3Aがレンズ駆動部2Aに取り付けられた状態について説明する。図17及び図32に示されるように、ケース3Aは、レンズ駆動部2Aを構成する各構成要素のうちベース部材1100以外の構成要素を内部に収容するようにベース本体部1110を覆う。ケース3Aには、光軸Lを中心とする開口部1003aが設けられている。ベース部材1100に設けられた第1支柱部1113及び第2支柱部1114の先端部は、ケース3Aの内面に当接し、ケース3Aを支持する。
次に、各アクチュエータに接続される電気配線、補助体1200等の位置を検出するセンサ、及び各センサに接続される電気配線について説明する。まず、ベース部材1100に設けられる電気配線及びセンサについて説明する。図18及び図19に示されるように、ベース本体部1110における可動体1300等が配置される側の面には、ホールセンサHS1001、ホールセンサHS1002、2本の電気配線W1011、2本の電気配線W1012,2本の電気配線W1013、4本の電気配線W1021、4本の電気配線W1022、及び4本の電気配線W1023が設けられている。
2本の電気配線W1011の一端はX軸アクチュエータ1130のX軸圧電素子1131にそれぞれ接続され、他端はベース本体部1110の辺H1011までそれぞれ延びている。電気配線W1011は、X軸圧電素子1131に電力を供給する。
2本の電気配線W1012は、ベース本体部1110における辺H1011の近傍にそれぞれ設けられている。2本の電気配線W1012の一端は、ベース本体部1110における辺H1011の近傍にそれぞれ位置し、他端はベース本体部1110の辺H1011までそれぞれ延びている。
2本の電気配線W1013は、ベース本体部1110の辺H1012と辺H1014とが接続される角部近傍に設けられている。2本の電気配線W1013の一端は、ベース本体部1110における辺H1014の近傍にそれぞれ位置し、他端はベース本体部1110の辺H1012までそれぞれ延びている。
4本の電気配線W1023のうち、3本の電気配線W1023の一端はベース本体部1110における辺H1014の近傍にそれぞれ位置し、他端はベース本体部1110の辺H1012までそれぞれ延びている。残りの1本の電気配線W1023の一端はベース本体部1110における辺H1014の近傍に位置し、他端はベース本体部1110の辺H1011まで延びている。
ホールセンサHS1001は、ベース部材1100に対して移動する補助体1200の位置を検出する位置センサとして機能する。ホールセンサHS1001は、ベース本体部1110の辺H1011の近傍に設けられている。ホールセンサHS1001には、4本の電気配線W1021の一端がそれぞれ接続されている。4本の電気配線W1021の他端は、ベース本体部1110の辺H1011までそれぞれ延びている。
ホールセンサHS1002は、ベース部材1100に対して移動する可動体1300の位置を検出する位置センサとして機能する。ホールセンサHS1002は、ベース本体部1110の辺H1012と辺H1013とが接続される角部近傍に設けられている。ホールセンサHS1002には、4本の電気配線W1022の一端がそれぞれ接続されている。4本の電気配線W1022の他端は、ベース本体部1110の辺H1012までそれぞれ延びている。
各電気配線W1011〜W1013,W1021〜W1023には、ベース本体部1110の端部位置において、制御回路及び駆動回路等の配線がそれぞれ接続される。
次に、補助体1200に設けられる電気配線等について説明する。図20に示されるように、補助体1200には、磁石MG1001、及び2本の電気配線W1032が設けられている。磁石MG1001は、補助体本体部1210におけるベース本体部1110と対向する面に取り付けられている。図23等に示されるように、ベース部材1100に設けられたホールセンサHS1001と磁石MG1001とは、Z軸方向において対向している。ホールセンサHS1001は、補助体1200と共に移動する磁石MG1001の磁界の変化に基づいて、ベース部材1100に対する補助体1200の位置を検出する。X軸アクチュエータ1130は、ホールセンサHS1001の検出結果に基づいてフィードバック制御される。
2本の電気配線W1032の一端はY軸アクチュエータ1230のY軸圧電素子1231に接続されている。2本の電気配線W1032の他端は、2本のサスペンションワイヤSW1012の一端にそれぞれ接続されている。サスペンションワイヤSW1012は、導電性を有する弾性部材である。図22に示されるように、2本のサスペンションワイヤSW1012の他端は、電気配線W1012の他方の端部にそれぞれ接続されている。Y軸圧電素子1231に対しては、ベース本体部1110に設けられた電気配線W1012、サスペンションワイヤSW1012、補助体1200に設けられた電気配線W1032を介して電力が供給される。
次に、可動体1300に設けられる電気配線等について説明する。図24に示されるように、可動体1300には、磁石MG1002、ホールセンサHS1003、4本の電気配線W1033、及び2本の電気配線W1043が設けられている。
磁石MG1002は、可動体本体部1310における第3側壁部1313側の角部に設けられている。図27等に示されるように、ベース部材1100に設けられたホールセンサHS1002と磁石MG1002とは、Z軸方向において対向している。ホールセンサHS1002は、可動体1300と共に移動する磁石MG1002の磁界の変化に基づいて、ベース部材1100に対する可動体1300の位置を検出する。Y軸アクチュエータ1230は、ホールセンサHS1002の検出結果に基づいてフィードバック制御される。
図24に示されるように、ホールセンサHS1003は、可動体1300に対してZ軸方向に移動するレンズキャリア1400の位置を検出する位置センサとして機能する。ホールセンサHS1003は、第2側壁部1312における光軸L側の面に設けられている。ホールセンサHS1003には、4本の電気配線W1033の一端がそれぞれ接続されている。4本の電気配線W1033の他端は、可動体本体部1310から立ち上がる第2側壁部1312の先端部(頂部)までそれぞれ延びている。
図18及び図28に示されるように、ベース部材1100に設けられた4本の電気配線W1023の一端と、可動体1300に設けられた4本の電気配線W1033の他端とは、4本のサスペンションワイヤSW1023によってそれぞれ接続されている。サスペンションワイヤSW1023は、導電性を有する弾性部材である。
図24及び図26等に示されるように、2本の電気配線W1043の一端はZ軸アクチュエータ1330のZ軸圧電素子1331にそれぞれ接続され、他端は第2側壁部1312の先端部までそれぞれ延びている。
図18及び図28に示されるように、ベース部材1100に設けられた2本の電気配線W1013の一端と、可動体1300に設けられた2本の電気配線W1043の他端とは、2本のサスペンションワイヤSW1013によってそれぞれ接続されている。サスペンションワイヤSW1013は、導電性を有する弾性部材である。Z軸圧電素子1331に対しては、ベース本体部1110に設けられた電気配線W1013、サスペンションワイヤSW1013、可動体1300に設けられた電気配線W1043を介して電力が供給される。
次に、レンズキャリア1400について説明する。図30に示されるように、レンズキャリア1400には、磁石MG1003が設けられている。磁石MG1003は、キャリア本体部1410の外周面において、Z軸摩擦係合部1440の近傍の位置に設けられている。図32等に示されるように、可動体1300の第2側壁部1312に設けられたホールセンサHS1003と磁石MG1003とは、Y軸方向において対向している。ホールセンサHS1003は、レンズキャリア1400と共に移動する磁石MG1003の磁界の変化に基づいて、可動体1300に対するレンズキャリア1400の位置を検出する。Z軸アクチュエータ1330は、ホールセンサHS1003の検出結果に基づいてフィードバック制御される。
第2実施形態は以上のように構成され、このレンズ駆動装置1Aでは、押え部材1150によって、可動体1300が1100側に付勢される。これにより、可動体1300がベース部材1100から浮いてしまうことが抑制され、ベース部材1100に対する可動体1300のがたつきが抑制される。また、第2付勢部1342は、Y軸アクチュエータ1230を可動体1300(張出部1316)側に付勢する。すなわち、可動体1300(張出部1316)と第2付勢部1342とによってY軸アクチュエータ1230が挟まれた状態となる。補助体1200は、ベース部材1100に固定されたX軸アクチュエータ1130に係合している。このように、押え部材1150及び第2付勢部1342を備えることで、可動体1300がベース部材1100から浮いてしまうことが抑制され、可動体1300を安定して移動させることができる。