JP7009055B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関する。

従来から、携帯電話などに搭載される撮像装置に用いるレンズ駆動装置の一種として、スムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism、「ＳＩＤＭ」は登録商標）を採用したレンズ駆動装置が知られている。

スムーズインパクト駆動機構を採用したレンズ駆動装置が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、スムーズインパクト駆動機構を用いた圧電アクチュエータによって、レンズユニットを光軸方向に対して直交する方向に移動させることで、手振れ補正機能を実現している。

特開２００９－９３００１号公報

レンズ駆動装置においては、ベース部材上に設けられたレンズユニットを収容するように、ベース部材がケースによって覆われている。レンズ駆動装置に外部から衝撃が加わると、ケースが変形することによってケースが外れることがある。また、ケースの変形により、レンズユニットの可動体に対し、ケースを介して直接衝撃が加わることが想定される。この結果、可動体を移動させる圧電アクチュエータに対して、外部衝撃が可動体を介して伝達され、圧電アクチュエータの変形等が生じることによって、可動体の安定した可動を実現できないことがある。このため、レンズ駆動装置の分野においては、外部衝撃に強く、安定した可動を実現することが求められている。

そこで、本発明の一側面は、外部衝撃に強く、安定した可動を実現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。

本発明の一側面は、レンズを駆動するレンズ駆動装置であって、ベース部材と、ベース部材に対してレンズの光軸方向に重ねて配置され、ベース部材に対して移動可能な可動体と、圧電素子を有し、圧電素子を伸縮させることによりレンズの光軸方向に対して直交する方向に可動体を移動させる圧電アクチュエータと、レンズの光軸方向において、可動体に対してベース部材が設けられる側とは反対側に重ねて配置され、レンズを保持可能なレンズキャリアと、ベース部材から可動体側に向けて立ち上がり、圧電アクチュエータによって移動する可動体の移動範囲を制限する第１柱部と、可動体、圧電アクチュエータ、レンズキャリア、及び柱部を収容するようにベース部材を覆うケースと、を備え、第１柱部は、ケースの内面と当接している。

このレンズ駆動装置では、可動体の移動範囲を制限する第１柱部が、ベース部材を覆うケースに当接している。すなわち、第１柱部は、可動体の移動範囲を規制する機能と、外部衝撃を受け止める機能とを兼ねている。このため、外部衝撃がケースに加わった場合、ケースに当接する第１柱部によって衝撃が受け止められる。これにより、ケースの変形を抑制することができる。また、第１柱部が衝撃を受け止めるため、外部衝撃が可動体に対して直接加わることが無い。これにより、可動体を移動させる圧電アクチュエータに対して、外部衝撃が可動体を介して伝達されることが無く、圧電アクチュエータの変形等を抑制できる。従って、外部衝撃が加わった場合であっても、圧電アクチュエータによって可動体を安定して移動させることができる。このように、レンズ駆動装置は、外部衝撃に強く、安定した可動を実現することができる。

第１柱部は、レンズの光軸方向に沿った軸を回転軸とした可動体の回転を規制してもよい。この場合、第１柱部が可動体の回転を規制する機能も兼ねるため、可動体の回転を規制するための他の部材を追加することなく、可動体の回転の規制を簡素な構成で実現できる。

圧電アクチュエータは、一方の端部が第１柱部に固定され、他方の端部が可動体に係合して可動体を移動させてもよい。この場合、第１柱部が圧電アクチュエータを固定する機能も兼ねるため、圧電アクチュエータを固定するための他の部材を追加することなく、圧電アクチュエータの固定を簡素な構成で実現できる。

レンズ駆動装置は、ベース部材から可動体側に向けて立ち上がり、レンズの光軸方向に沿った軸を回転軸とした可動体の回転を規制する第２柱部を更に備え、第２柱部は、ケースの内面と当接していてもよい。この場合、第２柱部によって、可動体の回転を規制できる。また、第１柱部及び第２柱部がケースに当接していることで、外部衝撃が加わった場合のケースの変形をより一層抑制できる。

圧電アクチュエータは、一方の端部が第２柱部に固定され、他方の端部が可動体に係合して可動体を移動させてもよい。この場合、可動体の回転を規制する第２柱部が圧電アクチュエータを固定する機能を兼ねるため、圧電アクチュエータを固定するための他の部材を追加することなく、圧電アクチュエータの固定を簡素な構成で実現できる。

レンズ駆動装置は、ベース部材から可動体側に向けて立ち上がり、ケースの内面と当接する第３柱部を更に備え、圧電アクチュエータは、一方の端部が第３柱部に固定され、他方の端部が可動体に係合して可動体を移動させてもよい。この場合、第３柱部によって圧電アクチュエータを固定することができる。また、第３柱部もケースに当接していることで、外部衝撃が加わった場合のケースの変形をより一層抑制できる。

本発明の一側面によれば、外部衝撃に強く、安定した可動を実現することができる。

実施形態に係るレンズ駆動装置の内部構成を示す分解斜視図である。 図１のレンズ駆動部の分解斜視図である。 ベース部材とＸ軸可動体とを組み合わせた状態を示す斜視図である。 ベース部材とＸ軸可動体とを組み合わせた状態を第２柱部側から見た側面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とを組み合わせた状態を第１柱部側から見た側面図である。 図５のVI－VI線に沿って切った断面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とを組み合わせた状態をＸ軸可動体側から見た平面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とを組み合わせた状態を示す斜視図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とを組み合わせた状態を第４柱部側から見た側面図である。 図９のX－X線に沿って切った断面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とを組み合わせた状態をＹ軸可動体側から見た平面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とレンズキャリアとを組み合わせた状態を示す斜視図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とレンズキャリアとを組み合わせた状態を、レンズキャリア側から見た平面図である。 ベース部材とＸ軸可動体とＹ軸可動体とレンズキャリアと保持枠とを組み合わせた状態を、保持枠側から見た平面図である。 レンズ駆動部にケースが取り付けられた状態のレンズ駆動装置を示す斜視図である。 レンズ駆動装置をＸ軸方向に沿って切った状態を示す断面図である。

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。

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（第３柱部）１０１、第２支持柱（第１柱部）１０２、第３支持柱（第２柱部）１０３、及び第４支持柱（第２柱部）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。

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。

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。

本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、Ｘ軸可動体２００の移動範囲を制限する第２支持柱１０２が、ベース部材１００を覆うケース３に当接している。すなわち、第２支持柱１０２は、Ｘ軸可動体２００の移動範囲を規制する機能と、外部衝撃を受け止める機能とを兼ねている。このため、外部衝撃がケース３に加わった場合、ケース３に当接する第２支持柱１０２によって衝撃が受け止められる。これにより、ケース３の変形を抑制することができる。また、第２支持柱１０２が衝撃を受け止めるため、外部衝撃がＸ軸可動体２００等に対して直接加わることが無い。これにより、Ｘ軸可動体２００を移動させるＸ軸圧電アクチュエータ１３０等に対して、外部衝撃がＸ軸可動体２００等を介して伝達されることが無く、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０等の変形等を抑制できる。従って、ケース３に外部衝撃が加わった場合であっても、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０等によってＸ軸可動体２００等を安定して移動させることができる。このように、レンズ駆動装置１は、外部衝撃に強く、安定した可動を実現することができる。

第２支持柱１０２に凸部１０２ａ及び１０２ｂを設けた場合には、凸部１０２ａ及び凸部１０２ｂによって、光軸Ｌに沿った軸を回転軸としたＸ軸可動体２００の回転を規制することができる。また、第２支持柱１０２の凸部１０２ａ及び１０２ｂがＸ軸可動体２００の回転を規制する機能も兼ねるため、Ｘ軸可動体２００の回転を規制するための他の部材を追加することなく、Ｘ軸可動体２００の回転の規制を簡素な構成で実現できる。

レンズ駆動部２は、Ｘ軸可動体２００の逃げ部２０３内に嵌め込まれる第３支持柱１０３、及びＸ軸可動体２００の逃げ部２０４内に嵌め込まれる第４支持柱１０４を有している。この場合、第３支持柱１０３及び第４支持柱１０４によって、Ｘ軸可動体２００の回転を規制できる。

また、ケース３の内面に当接する第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。この場合、ケース３の変形を抑制する機能を有する第１支持柱１０１に、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０を固定する機能を持たせることができる。これにより、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０を固定するための構成を簡素化できる。また、第１支持柱１０１～第４支持柱１０４がケース３に当接していることで、外部衝撃が加わった場合のケース３の変形をより一層抑制できる。

以上、本発明の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支持柱１０１に代えて、Ｘ軸可動体２００を移動させるＸ軸圧電アクチュエータ１３０を第２支持柱１０２に固定してもよい。この場合、第２支持柱１０２がＸ軸圧電アクチュエータ１３０を固定する機能も兼ねるため、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０を固定するための他の部材を追加することなく、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０の固定を簡素な構成で実現できる。

また、第１支持柱１０１に代えて、Ｘ軸可動体２００を移動させるＸ軸圧電アクチュエータ１３０を第３支持柱１０３又は第４支持柱１０４に固定してもよい。この場合、Ｘ軸可動体２００の回転を規制する第３支持柱１０３又は第４支持柱１０４がＸ軸圧電アクチュエータ１３０を固定する機能を兼ねるため、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０を固定するための他の部材を追加することなく、Ｘ軸圧電アクチュエータ１３０の固定を簡素な構成で実現できる。

実施形態では、ケース３の内面に当接する支持柱として、第１支持柱１０１～第４支持柱１０４を用いたが、支持柱の数は４本に限定されない。

１…レンズ駆動装置、３…ケース、４…レンズ、１００…ベース部材、１０１…第１支持柱（第３柱部）、１０２…第２支持柱（第１柱部）、１０３…第３支持柱（第２柱部）、１０４…第４支持柱（第２柱部）、１３０…Ｘ軸圧電アクチュエータ（圧電アクチュエータ）、１３２…Ｘ軸圧電素子（圧電素子）、２００…Ｘ軸可動体（可動体）、３００…Ｙ軸可動体、４００…レンズキャリア、Ｌ…光軸（レンズの光軸）。

Claims (8)

1. レンズを駆動するレンズ駆動装置であって、
   ベース部材と、
   前記ベース部材に対して前記レンズの光軸方向に重ねて配置され、前記ベース部材に対して移動可能な可動体と、
   圧電素子を有し、前記圧電素子を伸縮させることにより前記レンズの光軸方向に対して直交する方向に前記可動体を移動させる圧電アクチュエータと、
   前記レンズの光軸方向において、前記可動体に対して前記ベース部材が設けられる側とは反対側に重ねて配置され、前記レンズを保持可能なレンズキャリアと、
   前記ベース部材から前記可動体側に向けて立ち上がり、前記圧電アクチュエータによって移動する前記可動体の移動範囲を制限する第１柱部と、
   前記可動体、前記圧電アクチュエータ、前記レンズキャリア、及び前記柱部を収容するように前記ベース部材を覆うケースと、
   を備え、
   前記第１柱部は、前記ケースの内面と当接している、レンズ駆動装置。
2. 前記第１柱部は、前記レンズの光軸方向に沿った軸を回転軸とした前記可動体の回転を規制する、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記圧電アクチュエータは、一方の端部が前記第１柱部に固定され、他方の端部が前記可動体に係合して前記可動体を移動させる、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記ベース部材から前記可動体側に向けて立ち上がり、前記レンズの光軸方向に沿った軸を回転軸とした前記可動体の回転を規制する第２柱部を更に備え、
   前記第２柱部は、前記ケースの内面と当接している、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記圧電アクチュエータは、一方の端部が前記第２柱部に固定され、他方の端部が前記可動体に係合して前記可動体を移動させる、請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記ベース部材から前記可動体側に向けて立ち上がり、前記ケースの内面と当接する第３柱部を更に備え、
   前記圧電アクチュエータは、一方の端部が前記第３柱部に固定され、他方の端部が前記可動体に係合して前記可動体を移動させる、請求項１、２及び４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
7. 前記第１柱部の少なくとも一の外面が前記ケースの内面と当接し、前記第１柱部の少なくとも他の外面が前記可動体と当接可能となっている、請求項１～６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記第１柱部の先端部は、前記レンズキャリアにおける前記可動体側を向く面とは反対側の面であるレンズキャリア表面と、前記ケースにおける前記レンズキャリア表面に対向する面との間に位置している、請求項１～７のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

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