JPH10309086A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子を利用した駆動装置において、摩擦
結合部分の摩擦力が設計上の許容範囲に容易におさまる
ような構造を提供する。 【解決手段】 駆動部材１３は圧電素子１１に固定され
ており、圧電素子の伸縮に伴い軸方向に往復動する。移
動部材１４は駆動部材１３に摩擦結合し、加速度の小さ
い往動時には駆動部材とともに移動部材が移動し、加速
度の大きい復動時には移動部材がその場に取り残され
る。この動作を繰り返して結果的に往動方向の送りが行
われる。移動部材の摩擦結合部分をバネ機能を果たす部
分と摩擦力を発生する部分とに機能的に分離する。摩擦
結合部分は第１の延長部、曲げ部及び第２の延長部から
なり、２つの延長部の一方は凹曲しており、この凹曲部
に駆動部材１３を受け入れる。曲げ部と２つの延長部の
ほとんどの部分がバネ機能を果たし、凹曲部の２カ所と
延長部の１カ所が駆動部材に接触し摩擦力を発生する。
窓穴３１が移動範囲の規制をするので、支持ブロック１
２は１つで済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電気機械変換素子
を使用した駆動装置に関し、特に部品点数の少ない、小
型軽量な、製造の容易な電気機械変換素子を使用した駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真撮影の際に生ずるカメラの手ぶれに
よる結像面の像ぶれを補正する手段として、撮影レンズ
の絞りの直後に配置される２枚の補正レンズを光軸方向
に対して直交する平面内で偏心駆動させる補正光学系が
知られている。この補正光学系を備えたレンズ装置で
は、補正レンズを所定の方向に駆動する専用の駆動機構
がレンズ装置に組み込まれている。

【０００３】前記した補正光学系の補正レンズを駆動す
る機構としては、従来直流モータと歯車減速機構からな
る駆動機構などが採用されてきたが、このような構成で
は、モータが大きいばかりでなく、歯車減速機構もバッ
クラッシュを排除する機構を組み込むなどのために大き
なスペースが占有され、どうしてもレンズ鏡筒が大型の
ものにならざるを得ず、また、歯車減速機構を使用する
ために作動時にノイズが発生して商品の品位を落とすと
いう不都合もあったため、出願人は先に圧電素子を使用
したアクチュエータを駆動源とする補正レンズ駆動機構
を提案した（特願平６−２００２６９号参照）。

【０００４】図１４は上記した圧電素子を使用したアク
チュエータを駆動源とする補正レンズ駆動機構の構成を
示す斜視図である。第１レンズ群Ｌ１を偏心移動させる
アクチュエータ１２２はＸ軸方向に平行に、また、第２
レンズ群Ｌ２を偏心移動させるアクチュエータ１２３は
Ｙ軸方向に平行に配置されている。アクチュエータ１２
２及びアクチュエータ１２３は同一構成のもので、圧電
素子１３２（１４２）、駆動軸１３１（１４１）、レン
ズ保持枠１１２（１１３）と一体に構成され駆動軸１３
１（１４１）と摩擦結合する結合部分１１２ａ（１１３
ａ）、パツド１１２ｃ（１１３ｃ）、摩擦結合力を調整
する板ばね１１２ｄ（１１３ｄ）などから構成される。

【０００５】駆動軸１３１（１４１）は２つの支持部材
１３８、１３９によりその軸方向に移動可能に支持され
ている。支持部材１３８、１３９は、この支持機能の
他、摩擦結合部分１１２ａの両端部がこれらに当接する
ことにより、レンズ保持枠１１２（１１３）の移動範囲
を規制する機能を有している。

【０００６】第１のレンズ群Ｌ１のＸ軸方向の位置はレ
ンズ保持枠１１２に取り付けられたＸ軸方向位置センサ
１３５で検出され、また、第２のレンズ群Ｌ２のＹ軸方
向の位置はレンズ保持枠１１３に取り付けられたＹ軸方
向位置センサ１４５で検出される。Ｘ軸方向位置センサ
１３５、Ｙ軸方向位置センサ１４５は、公知の位置セン
サ、例えば図示しないレンズ鏡筒の延長部に、所定間隔
で着磁した着磁ロツド１３６（１４６）を駆動軸１３１
（１４１）に平行して配置し、着磁ロツド１３６（１４
６）の磁気をレンズ保持枠１１２（１１３）に取り付け
られた磁気抵抗素子からなるセンサ１３５（１４５）で
検出する磁気抵抗式センサなどが利用できる。そのほか
各種の位置センサを利用することができる。

【０００７】次に、図１４を参照してアクチュエータ１
２２による第１のレンズ群Ｌ１、及びアクチュエータ１
２３による第２のレンズ群Ｌ２の駆動について説明す
る。

【０００８】図示しない手ぶれセンサ、例えばカメラの
Ｘ軸及びＹ軸方向の加速度を検出する手ぶれセンサの出
力から演算した手ぶれ量と、前記位置センサで検出した
レンズ位置に基づいて補正レンズの駆動量を演算し、演
算された駆動量に基づいてアクチュエータの圧電素子に
駆動パルスを印加し、補正レンズを駆動する。

【０００９】例えば、図１０に示すような緩やかな立ち
上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波形
の駆動パルスをアクチュエータ１２２の圧電素子１３２
に印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部では
圧電素子１３２が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、
駆動軸１３１は矢印ａ（図１４）で示す方向に変位す
る。このため駆動軸１３１に結合部分１１２ａで摩擦結
合しているレンズ保持枠１１２も矢印ａ方向へ移動し、
第１のレンズ群Ｌ１は矢印ａで示すＸ軸正方向に変位す
る。

【００１０】駆動パルスの急速な立ち下がり部では、圧
電素子１３２が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動
軸１３１も矢印ａと反対方向へ変位する。このとき、駆
動軸１３１に結合部分１１２ａで摩擦結合しているレン
ズ保持枠１１２は、その慣性力により駆動軸１３１との
間の摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まる
ので、第１のレンズ群Ｌ１は移動しない。

【００１１】なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向
と、これと反対方向のいずれにおいてもレンズ保持枠１
１２の結合部分１１２ａと駆動軸１３１との間に滑りを
生じつつ追動し、駆動時間の差によつて全体として矢印
ａ方向に移動するものも含むことを意味している。どの
ような移動形態になるかは、与えられた摩擦条件に応じ
て決定される。

【００１２】上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子
１３２に印加することにより、第１のレンズ群Ｌ１をＸ
軸正方向へ連続して移動させることができる。

【００１３】第１のレンズ群Ｌ１をＸ軸の負方向、即ち
矢印ａと反対方向へ移動させるときは、急速な立ち上が
り部とこれに続く緩やかな立ち下がり部からなる波形の
駆動パルスを圧電素子１３２に印加することで達成され
る。

【００１４】アクチュエータ１２３による第２のレンズ
群Ｌ２の駆動も全く同様で、駆動パルスをアクチュエー
タ１２３の圧電素子１４２に印加することで、第２のレ
ンズ群Ｌ２を矢印ｂで示すＹ軸方向（正負方向）に変位
させることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、駆動軸
１３１の支持が、２つの支持部材１３８、１３９により
行われていたため、支持部材１３８、１３９の厚さ分だ
けスペースを余分に必要とし、コンパクト化の支障とな
っていた。

【００１６】駆動軸１３１は支持部材１３８及び支持部
材１３９による拘束の他、圧電素子１３２が固定されて
いることによる拘束を受けるので、機構学的には過剰な
拘束を受けていることになり、かじり等の問題が生じる
おそれがあるため、きわめて精密な加工・組立を行わな
ければならない。

【００１７】また、支持部材１３８、１３９は、この支
持機能の他、摩擦結合部分１１２ａの両端部がこれらに
当接することにより、レンズ保持枠１１２（１１３）の
移動範囲を規制する機能を有しているため、一方の支持
部材だけとした場合、上記移動範囲を規制するための構
成を別途に設ける必要があるため、部品点数を増やすこ
とにもなりかねなかった。

【００１８】本発明は、駆動装置をよりコンパクト化す
ることを課題とし、更に、新たにレンズ保持枠の移動範
囲を規制する部材を設けることを必要としない駆動装置
を提供することを他の課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題は次の解決手段
によって解決される。

【００２０】（第１）電気機械変換素子を使用した駆動
装置であって、前記駆動装置は、台枠と、前記台枠に一
方が固定結合された電気機械変換素子と、前記電気機械
変換素子の他方にその一端が固定結合され、この電気機
械変換素子と共に変位する駆動部材と、前記台枠に設け
られ、前記駆動部材の他端側を軸方向に変位可能に支持
する支持部材と、前記駆動部材と摩擦結合され、それ自
体は単一の部材でもって構成された移動部材と、から構
成されたことを特徴とする駆動装置。

【００２１】（第２）請求項１の駆動装置において、前
記台枠には移動部材の移動方向に対応する窓穴が設けら
れ、前記窓穴の壁に移動部材が当接することによって移
動部材の移動が規制されている、ことを特徴とする駆動
装置。

【００２２】（第３）請求項２の駆動装置において、前
記移動部材は、移動部材本体部分と、前記移動部材の本
体部分から延長され、前記棒状の駆動部材と摩擦結合す
る摩擦結合部分と、前記本体部分から延長され、被駆動
体に結合されて、被駆動体に駆動力を伝達する駆動作用
部分と、から構成され、前記摩擦結合部分は、前記棒状
の駆動部材と摺接する摺接部を有し、前記移動部材本体
に隣接する第１の延長部と、前記第１の延長部の端部に
おいて曲げ返される曲げ部分と、前記曲げ部分から更に
延長され、前記棒状の駆動部材と摺接する摺接部を有す
る第２の延長部と、から構成され、前記第１の延長部の
摺接部および第２の延長部の摺接部のうちの一方は、そ
の内側に前記棒状の駆動部材を受け入れる凹曲部により
形成されており、前記窓穴には、前記第１の延長部、前
記第２の延長部及び前記曲げ部分からなる部分の少なく
とも一部が嵌入していて、この一部が前記窓枠を形成す
る壁に当接することにより前記移動部材の移動が規制さ
れることを特徴とする駆動装置。

【００２３】（第４）請求項３の駆動装置において、前
記凹曲部は前記駆動部材の軸直角断面でみたとき異なる
２カ所においてのみこの駆動部材と接触することを特徴
とする駆動装置。

【００２４】（第５）請求項３又は請求項４の駆動装置
において、前記凹曲部がＶ字形をなしていることを特徴
とする駆動装置。

【００２５】（第６）請求項３、請求項４又は請求項５
の駆動装置において、前記曲げ部分がＵ字形をなしてい
ることを特徴とする駆動装置。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１乃至図７を参照して説明す
る。図１はこの発明の駆動装置を適用したカメラの手ぶ
れ補正装置の構成を示す斜視図、図２はその正面図、図
３は手ぶれ補正装置の補正レンズ鏡筒とその支持状態を
示す正面図、図４は図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面
図、図５は図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図、図６
は図２におけるＸ軸アクチュエータ１０の要部を拡大
し、一部を切り欠いた断面図、図７は移動部材、駆動部
材及び作用部材の関係を示す概要図である。

【００２７】本発明の駆動装置をなすＸ軸アクチュエー
タ１０及びＹ軸アクチュエータ２０は台枠１の上に配置
される。アクチュエータ１０及び２０の圧電素子１１及
び２１の一端はそれぞれ台枠１上の支持ブロック３に接
着固定され、圧電素子１１及び２１の他の端にはそれぞ
れ駆動部材１３および２３が接着固定され、それぞれブ
ロック１２及び２２によりＸ軸に平行な方向及びＹ軸に
平行な方向に移動可能に支持されている。

【００２８】Ｘ軸アクチュエータ１０の駆動部材１３に
は移動部材１４の摩擦結合部分１４ａがＸ軸に平行な方
向に移動可能に適当な摩擦力で摩擦結合し、移動部材１
４から延長された延長足部１４ｂは補正レンズＬの鏡筒
２に形成された作用部材１５のＹ軸に平行な方向に延び
た溝に係合し、作用部材１５に対し付勢バネ１６により
圧接されている。付勢バネ１６による延長足部１４ｂの
圧接力は移動部材１４の軸方向へ移動する力よりも十分
に大きく設定されている。

【００２９】移動部材１４の移動部材本体部分１４ｃと
隣接する摩擦結合部分１４ａは、本体部分１４ｃから延
長し駆動部材１３に摺接する摺接部を有する第１の延長
部１４ｄと、この延長部１４ｄの端部において曲げ返さ
れる曲げ部分１４ｅと、この曲げ部分１４ｅから更に延
長され、駆動部材１３と摺接する摺接部を有する第２の
延長部１４ｆとから構成されている。第１の延長部１４
ｄ、曲げ部分１４ｅ及び第２の延長部１４ｆを合わせる
と比較的長い部材となるので、この部分は小さなバネ常
数のバネを構成することになる。

【００３０】図９はバネの変位量とこの変位量だけバネ
を変位させるのに要する力の関係を示す一般的なグラフ
である。一般に、バネにより一定の力を得ようとすると
き、予めバネをもとの状態から一定量変位（圧縮乃至伸
長）させて必要な力が発生するようにして用いる。

【００３１】同図から明らかなように、バネによって発
生する力を一定の許容範囲内に収めようとしたとき、バ
ネ常数が小さいものの方がバネ常数が大きいものと比べ
て変位量のばらつきの許容範囲が大きいことがわかる。

【００３２】なお、当然のことながら、同じバネ力を得
るのにはバネ常数が小さいバネの方はより大きく変位さ
せた状態で使用しなければならない。

【００３３】本発明における摩擦結合部分１４ａは駆動
部材１３と組み合わされるに際して大きく弾性変形させ
られた結果、図７等に示されるような状態になってい
る。

【００３４】このように摩擦結合部分１４ａがバネ常数
の小さいバネを構成しているので、摩擦結合部分１４ａ
の最初の状態が製造誤差等により予定した形状から多少
外れたとしても、ないしは、駆動部材１３の寸法が設計
上の寸法からある程度外れたとしても、摩擦結合部分１
４ａと駆動部材１３が組み付けられたときこれらの製造
誤差がバネ力の変動となって現れにくいので、許容され
るバネ力の範囲を逸脱するおそれがきわめて少ない。

【００３５】摩擦結合部分１４ａのガイド部は図８のよ
うに根元側に設けてもよい。また、ガイド部の形状は図
７、図８に示すようにＶ字形であるほうが、駆動部材１
３と移動部材１４との接触が断面でみて３カ所で接触す
ることとなり最も合理的である。

【００３６】さて、移動部材１４は、上記したように第
１の延長部１４ｄ、曲げ部分１４ｅ及び第２の延長部１
４ｆを有するのでどうしてもその長さが長くなる。この
ため、その長さに見合うだけ支持ブロック１２の高さ
（Ｚ軸方向）を高くすればコンパクト性が失われるの
で、本発明では窓穴３１を台枠１に設け、この窓穴３１
の中に上記第１の延長部１４ｄ、曲げ部分１４ｅ及び第
２の延長部１４ｆの一部が納められている。

【００３７】この構成は、移動部材１４が窓穴３１内を
移動したとき、第１の延長部１４ｄ、曲げ部分１４ｅ及
び第２の延長部１４ｆの一部が、やがては、窓穴３１の
側壁に当接することを意味している。したがって、窓穴
３１を所定寸法とすることにより、特別な規制部材を設
けることなく、移動部材１４の移動範囲を規制すること
ができる。

【００３８】また、この構成により、新たに、移動部材
１４の移動範囲を規制するための特別の部材を設けるこ
となく、支持部材つまり支持ブロック１２をただ一つと
することができる。

【００３９】Ｙ軸アクチュエータ２０は、上記Ｘ軸アク
チュエータ１０と同様の構成を有している。

【００４０】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１はこの発明の駆動装置を適用したカメラの手ぶれ補
正装置の構成を示す斜視図、図２はその正面図、図３は
手ぶれ補正装置の補正レンズ鏡筒を示す正面図、図４は
図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線
に沿った断面図、図６は図２におけるＸ軸アクチュエー
タ１０の要部を拡大し、一部を切欠いた断面図、図７は
摩擦結合部分の斜視図である。

【００４１】図１乃至図７において、１は補正レンズの
駆動機構を支える台枠で、その中央部分には開口１ａが
設けられている。２は補正レンズＬの鏡筒で、台枠１の
中央部分の開口１ａ部分に位置し、後述するＸ軸アクチ
ュエータ１０及びＹ軸アクチュエータ２０により、光軸
（Ｚ軸）に対して垂直な平面上をＸ軸方向及びＹ軸方向
に移動可能に支持されている。台枠１の上にはＸ軸アク
チュエータ１０及びＹ軸アクチュエータ２０の圧電素子
１１、２１が接着固定される支持ブロツク３が設けられ
ている。圧電素子１１、２１は本発明における電気機械
変換素子の一例をなしている。

【００４２】台枠１は、図示しない鏡筒内に配置され
る。台枠１を光軸方向に移動させるとき、光軸に対する
台枠１の位置を規制しつつ光軸方向に移動させるため、
鏡筒内には光軸に対して平行に配置されたフォーカスガ
イド軸４が配置され、支持ブロツク３にはこのフオーカ
スガイド軸４が貫通する穴３ａが設けられている。

【００４３】図３を参照すると明かなように、補正レン
ズＬの鏡筒２には台枠１に対する鏡筒２のＺ軸方向位置
を保持するため、放射状に延びた３本のアーム２ａ、２
ｂ、２ｃが形成されている。図４を参照すると明かなよ
うに、アーム２ａ、２ｂ、２ｃには、それぞれ、その表
面及び裏面に突起２ｐ及び２ｑが設けられていて、円盤
状の押圧板５により鏡筒２のアーム２ａ、２ｂ、２ｃを
台枠１に向けて押圧すると、突起２ｐ及び２ｑがそれぞ
れ台枠１と押圧板５に接触し、台枠１に対する鏡筒２の
Ｚ軸方向位置を保持することができる。台枠１に対する
鏡筒２の僅かな傾きなどは、突起２ｐ、２ｑの高さを調
整することで補正することができる。

【００４４】次に、Ｘ軸アクチュエータ１０について説
明するが、Ｙ軸アクチュエータ２０については符号を２
０番台に、またＸ、Ｙを置き換えて読めば同様であるか
ら、改めて説明することはしない。

【００４５】台枠１上の支持ブロツク３にはＸ軸アクチ
ュエータ１０の圧電素子１１の伸縮方向の一端が接着固
定され、圧電素子１１の他の端には駆動部材１３が接着
固定されており、駆動部材１３の一端は支持ブロツク１
２によりＸ軸に平行な方向に移動可能に支持されてい
る。駆動部材１３には移動部材１４の摩擦結合部分１４
ａがＸ軸に平行な方向に移動可能に、後に述べるような
適当な摩擦力で摩擦結合している。

【００４６】この移動部材１４の摩擦結合部分１４ａ
は、図７に示されているように、移動部材１４の本体部
分１４ｃから延長し駆動部材１３に摺接する摺接部を有
する第１の延長部１４ｄとこの延長部１４ｄの端部にお
いて曲げ返される曲げ部分１４ｅとこの曲げ部分１４ｅ
から更に延長され、駆動部材１３と摺接する摺接部を有
する第２の延長部１４ｆとから構成されている。第１の
延長部１４ｄ、曲げ部分１４ｅ及び第２の延長部１４ｆ
を合わせると比較的長い部材となるので、この部分は本
体部分から直ちに巻き込まれた形式のものと比べて、は
るかに小さなバネ常数のバネを構成することになる。

【００４７】第１の延長部１４ｄ、曲げ部分１４ｅ及び
第２の延長部１４ｆを設けたことによりこの部分がどう
しても長くなる。そのため、支持部材つまり支持ブロッ
ク１２を高く（Ｚ軸方向に長く）することはコンパクト
化の妨げになるので、本発明では台枠１の対応する部分
に窓穴３１を設け、この窓穴３１内に上記バネの部分が
納められるようにしている。

【００４８】この窓穴３１は有限の大きさであるので、
移動部材１４がＸ軸方向（図５において上下方向）に移
動するとき、やがて、第１の延長部１４ｄ、曲げ部分１
４ｅ及び第２の延長部１４ｆからなる部分は窓穴３１の
側壁３２に当接することになる。したがって、この窓穴
３１の寸法つまり側壁３２の位置を所定のものとすれ
ば、移動部材１４の移動範囲を所望の範囲に規制するこ
とができる。

【００４９】換言すれば、この構成は次のような意味を
持つ。

【００５０】加工誤差に対して寛容な摩擦結合部分とす
るため、移動部材１４の第１の延長部１４ｄ、曲げ部分
１４ｅ及び第２の延長部１４ｆからなる部分を設けた。

【００５１】上記部分が長くなるので、コンパト化の観
点から台枠１に上記部分が納められる窓穴３１を設け
た。

【００５２】窓穴３１には、側壁３２があるので、この
側壁を移動部材１４の移動範囲の規制に用いた。

【００５３】このため、移動部材１４の移動範囲の規制
のための構成を新たに設けることなく、支持部材つまり
支持ブロック１２を一つとすることができた。

【００５４】支持部材つまり支持ブロック１２が一つで
あるから、駆動部材１３が過剰に拘束されることがな
く、支持部材の厚さ分だけ更にコンパクト化でき、部品
点数も少なくて済む。

【００５５】次に延長足部について説明する。

【００５６】移動部材１４から延長された延長足部１４
ｂは補正レンズＬの鏡筒２に形成された作用部材１５の
Ｙ軸に平行な方向に延びた溝１５ａに係合し、作用部材
１５に対し付勢バネ１６により圧接されている。付勢バ
ネ１６による延長足部１４ｂの圧接力は移動部材１４が
Ｘ軸方向へ移動する力よりも十分に大きく設定されてい
る。

【００５７】延長足部１４ｂは作用部材１５の溝１５ａ
に係合してＹ軸方向に移動可能であるから、補正レンズ
Ｌの鏡筒２がＹ軸方向に移動するとき、延長部１４ｂは
作用部材１５の溝１５ａ内をＹ軸方向に移動し、鏡筒２
のＹ軸方向の移動を妨げることはない。

【００５８】図４及び図５を参照すると、上記したＸ軸
アクチュエータ１０における移動部材１４の延長足部１
４ｂが作用部材１５の溝１５ａに係合している部分の構
成が良く分かる。また、図２におけるＸ軸アクチュエー
タ１０の要部を拡大し、一部を切欠いた断面を示す図６
を参照すると、移動部材１４から延長された延長足部１
４ｂが補正レンズＬの鏡筒２に形成された作用部材１５
の溝１５ａに係合し、延長足部１４ｂが作用部材１５に
対して付勢バネ１６により圧接されている状態が良く分
かる。延長足部１４ｂは本発明における駆動作用部分の
一態様をなしている。

【００５９】次に、図２を参照して動作を説明する。Ｘ
軸アクチュエータ１０及びＹ軸アクチュエータ２０は同
一の動作を行うから、ここではＸ軸アクチュエータ１０
の動作について説明し、Ｙ軸アクチュエータ２０の動作
の説明は省略する。

【００６０】圧電素子１１に図１０に示すような緩やか
な立ち上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部からな
る波形の駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やか
な立ち上がり部では、圧電素子１１が緩やかに厚み方向
の伸び変位を生じ、駆動部材１３は矢印ａで示す方向に
変位する。このときの加速度は、この加速度で移動部材
１４（及びこれと機械的に結合された他の部材）が加速
されるとき生じる慣性力よりも摩擦結合部１４ａの摩擦
力（静摩擦）が大きくなるように設定されているので、
移動部材１４は駆動部材１３と一体になって矢印ａの方
向に運動する。延長足部１４ｂと作用部材１５とは付勢
バネ１６により圧接されており、その圧接力は、移動部
材１４の軸方向へ移動する力よりも十分に大きく設定さ
れているから、延長足部１４ｂと作用部材１５とは一体
となり矢印ａ方向へ移動するので、作用部材１５に結合
されている補正レンズＬの鏡筒２は矢印ａ方向（ここで
はＸ軸正方向）に移動する。

【００６１】駆動パルスの急速な立ち下がり部では、圧
電素子１１が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動部
材１３も矢印ａと反対方向へ変位する。このときの加速
度は、この加速度で移動部材１４（及びこれと機械的に
結合された他の部材）が加速されるとき生じる慣性力よ
りも摩擦結合部分１４ａの摩擦力（静摩擦）が小さくな
るように設定されているので、慣性力の方が打ち勝って
移動部材１４はその場所に実質的に取り残される。

【００６２】上述のように、パルスの穏やかな立ち上が
り部ではａ方向に移動部材が移動し、これと反対に、パ
ルスの急激な立ち下がり部では移動部材は移動しない
か、ないしは移動するとしても上記ａ方向移動の移動量
よりもはるかに少ないので、上記波形の駆動パルスを繰
り返して連続して圧電素子１１に印加すると、補正レン
ズＬはＸ軸正方向（ａ方向）へ小刻みに連続して移動す
ることになる。

【００６３】補正レンズＬをＸ軸負方向へ移動させると
きは、急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立ち下
がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子１１に印加
することで達成できる。

【００６４】したがって、移動部材の移動方向と移動速
度と移動量は、上記パルスの波形と単位時間当たりの個
数と全パルス数とによって決定される。

【００６５】Ｙ軸アクチュエータ２０もＸ軸アクチュエ
ータ１０と同様に動作し、補正レンズＬをＹ軸方向へ小
刻みに連続して移動させることができる。

【００６６】次に、Ｘ軸アクチュエータ１０の移動部材
１４の構成を説明する。Ｙ軸アクチュエータ２０の移動
部材２４の構成はＸ軸アクチュエータ１０の移動部材１
４と同一の構成であるので、移動部材１４について説明
し、移動部材２４の説明は省略する。

【００６７】移動部材１４は、図７に示すように、一枚
の金属などの弾性材料の板から形成された本体をなす本
体部分１４ｃとこれにつながる摩擦結合部分１４ａ及び
延長足部分１４ｂから形成されている。この摩擦結合部
分１４ａは駆動部材１３と摺接する摺接面１４ｇを有す
る第１の延長部分１４ｄとこの先に設けられＵ字形に折
り返すように曲げられた曲げ部分１４ｅと更にその先に
延長され駆動部材１３と摺接する摺接面１４ｈを有する
第２の延長部分１４ｆを有している。この図７の実施例
においては、第２の延長部分１４ｆにＶ字形の凹曲部つ
まりガイド部分が形成されており、Ｖ字の２つの辺の内
側の面が摺接面１４ｈをなしている。

【００６８】図９はバネの変位量とこの変位量だけバネ
を変位させるのに要する力の関係を示す一般的なグラフ
である。一般に、バネにより一定の力を得ようとすると
き、予めバネをもとの状態から一定量変位（圧縮乃至伸
長）させて必要な力が発生するようにして用いる。同図
から明らかなように、バネによって発生する力を一定の
許容範囲内に収めようとしたとき、バネ常数が小さいも
のの方がバネ常数が大きいものと比べて変位量のばらつ
きの許容範囲が大きいことがわかる。なお、当然のこと
ながら、同じバネ力を得るのにはバネ常数が小さいバネ
の方は元の状態からより大きく変位させた状態で使用し
なければならない。

【００６９】本発明における摩擦結合部分１４ａは駆動
部材１３と組み合わされるに際し大きく弾性変形させら
れた結果、図７等に示されるような状態になっている。

【００７０】本発明では摩擦結合部分１４ａがバネ常数
の小さいバネを構成しているので、摩擦結合部分１４ａ
の最初の状態が製造誤差等により予定した形状から多少
外れたとしても、ないしは、駆動部材１３の寸法が設計
上の寸法からある程度外れたとしても、摩擦結合部分１
４ａと駆動部材１３が組み付けられたときこれら製造誤
差がバネ力の変動となって現れにくいので、許容される
バネ力の範囲を逸脱するおそれがきわめて少ない。

【００７１】図８は移動部材の他の例である。この例に
おいては、第１の延長部分、曲がり部分及び第２の延長
部分を備えている点では最初の例と変わりがないが、Ｖ
字形のガイド部分は第１の延長部分１４ｄに形成されて
おり、図７のものと同様にＶ字の内側の面が摺接面をな
している。一方、第２の延長部分１４ｆは特別な構造を
とることなくその平面が摺接面となっている。

【００７２】図７及び図８に示される摩擦結合部分は、
駆動部材１３の軸に直交する断面でみたとき、駆動部材
１３とＶ字形のガイド部分のＶ字の各辺でそれぞれ一カ
所づつ第１、第２の接触をし、更にＶ字形のガイドを形
成していない延長部分の一カ所で第３の接触をする。こ
のため、移動部材１４の３つの摺接面は異なる３方向か
ら駆動部材１３に接触することになり、ガイド部分や駆
動部材に多少の形状誤差等があっても駆動部材１３が最
も安定的に抱持される。

【００７３】ここでガイド部分の形状がＶ字形と表現さ
れているが、このＶ字形という意味は、上記説明から明
らかなように、文字どおりのＶ字である必要はなく、上
記接触面の３つの法線がおおよそ駆動部材の中心付近で
ほどよい角度で交差すればよく、その底等で第４番目の
接触をしなければＵ字形やその他の形状であってもかま
わないという意味である。

【００７４】なお、図７及び図８の例では、駆動部材１
３が円柱形であるから、移動部材１４がＸ軸まわりのモ
ーメントを受けると移動部材１４が回転しようとする
が、例えば、２本のガイドバーを駆動軸１３と平行に台
枠１に設け、このガイドバーが移動部材１４の一部を挟
みつけるようにしてガイドし回転を防止するようにでき
る。また、この回転の防止は延長足部１４ｂを作用部材
１５のＹ軸に平行に伸びた溝の側壁により回転不能にガ
イドすることによっても達成することができる。なお、
移動部材１４のＺ軸及びＹ軸まわりの回転は、上記溝の
底面に延長足部１４ｂが付勢バネ１６によって押しつけ
らることにより、防止されている。

【００７５】このようなモーメントの影響を受けない態
様で本発明の駆動装置を使用するときは、特に、回転防
止機構を設ける必要がない。

【００７６】次に、この発明によるアクチュエータをカ
メラの手ぶれ補正装置に使用した場合の補正レンズの制
御動作について説明する。

【００７７】手ぶれ補正のためにＸ軸方向及びＹ軸方向
に移動させる補正レンズＬの位置は公知の磁気抵抗式セ
ンサなどを利用して検出することも可能であるが、この
実施例では補正レンズＬの鏡筒２にＬＥＤ（発光ダイー
ド）を取り付け、ＬＥＤから投射される光を台枠１に取
り付けた２次元ＰＳＤ（ホトダイード）で検出し、補正
レンズＬのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出するよう
に構成したレンズ位置検出センサが使用されている。こ
れにより部品点数を減らし、構成を簡素なものにするこ
とができる。

【００７８】また、カメラには手ぶれ検出センサが設置
されており、カメラに発生する手ぶれ量を検出するよう
に構成されている。手ぶれ検出センサは、カメラのＸ軸
方向及びＹ軸方向の加速度Ａｘ、Ａｙを検出する加速度
センサから構成され、検出された加速度Ａｘ、Ａｙを後
述する手ぶれ補正の制御を行うＣＰＵ５２で２回積分す
ることにより、手ぶれ量Ｍｘ、Ｍｙを検出することがで
きる。

【００７９】次に、制御回路について説明する。図１１
は、カメラのシャッタの駆動、及び補正レンズによる手
ぶれ補正を行う制御回路５０のブロツク図である。制御
回路５０はシャッタの駆動制御を行うＣＰＵ５１と、Ｃ
ＰＵ５１の入力ポートに接続されたシャッタボタンＳ
Ｈ、及び出力ポートに接続されたシャッタユニット６０
を備える。

【００８０】また制御回路５０は、補正レンズによる手
ぶれ補正の制御を行うＣＰＵ５２と、ＣＰＵ５２の入力
ポートに接続されたレンズのＸ軸方向及びＹ軸方向の位
置を検出するレンズ位置検出センサ５７、及びカメラの
手ぶれ量を検出する手ぶれ検出センサ５８、ＣＰＵ５２
の出力ポートに接続された駆動パルス発生部５３、スイ
ッチング部５６を備える。なお、駆動パルス発生部５３
は波形生成部５４と昇圧部５５から構成され、スイッチ
ング部５６にはＸ軸アクチュエータ１０とＹ軸アクチュ
エータ２０が接続される。ＣＰＵ５１とＣＰＵ５２とは
相互に信号の交換が可能なように接続されている。ま
た、制御回路５０は１つの電源５９が備えられ、シャッ
タユニット６０、Ｘ軸アクチュエータ１０、Ｙ軸アクチ
ュエータ２０はこの１つの電源から電力が供給され、駆
動されるように構成されている。

【００８１】次に、制御回路５０の制御動作を、図１１
の制御回路ブロツク図、図１２及び図１３のフローチヤ
ートを参照して説明する。ＣＰＵ５１は図示しないカメ
ラのシャッタボタンＳＨの操作を示すシャッタ信号を受
けると、シャッタユニット６０のステッピングモータ
（図示せず）を駆動制御してシャッタを初期状態から所
定の設定開口位置まで開く（ステップＰ１、図１２参
照）。シャッタの開口状態はステッピングモータの停止
トルクにより維持できるので、シャッタを開いた後はス
テッピングモータへの電力の供給を停止し（ステップＰ
２）、補正レンズの駆動のため、駆動パルス発生部５３
及びスイッチング部５６を経てＸ軸アクチュエータ及び
Ｙ軸アクチュエータへ電力を供給する（ステップＰ
３）。

【００８２】露出量に応じた時間だけシャッタを開口状
態に維持した後は、Ｘ軸アクチュエータ、Ｙ軸アクチュ
エータへの電力の供給を停止し（ステップＰ４）、シャ
ッタユニット６０への電力の供給を再開し、ステッピン
グモータを駆動してシャッタを閉じる（ステップＰ
５）。

【００８３】次に、ＣＰＵ５２による手ぶれ補正の制御
について説明する。ＣＰＵ５２は図示しないカメラに設
置されている手ぶれ検出センサ５８から出力されたＸ軸
方向及びＹ軸方向の加速度Ａｘ、Ａｙを示す信号が入力
されると、入力された加速度Ａｘ、Ａｙを２回積分して
手ぶれ量Ｍｘ、Ｍｙ及びその方向を決定する（ステップ
Ｐ１４、図１３参照）。

【００８４】次に、決定された手ぶれ量Ｍｘ、Ｍｙ及び
その方向、レンズ位置検出センサ５７から出力されたレ
ンズ位置などのレンズ位置補正情報に基づいて、補正レ
ンズのＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動量を演算し（ステッ
プＰ１２）、Ｘ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエー
タの駆動時間の比率を決定する（ステップＰ１３）。

【００８５】駆動パルス発生部５３の波形生成部５４を
作動させ、Ｘ軸方向の駆動量と駆動方向に基づいて適切
な駆動パルス波形を決定し、昇圧部５５に出力するよう
指示する（ステップＰ１４）。さらに、スイッチング部
５６を作動させ、昇圧部５５から出力される駆動パルス
をＸ軸アクチュエータ１０に出力するように切換え、先
に決定した駆動時間の比率に基づいてＸ軸アクチュエー
タ１０を駆動し（ステップＰ１５）、駆動時間経過後は
スイッチング部５６を作動させ、昇圧部５５からＸ軸及
びＹ軸アクチュエータを切り離す（ステップＰ１６）。

【００８６】波形生成部５４を作動させ、Ｙ軸方向の駆
動量と駆動方向に基づいて適切な駆動パルス波形を決定
し、昇圧部５５に出力するよう指示する（ステップＰ１
７）。さらに、スイッチング部５６を作動させ、昇圧部
５５から出力される駆動パルスをＹ軸アクチュエータ２
０に出力するように切換え、先に決定した駆動時間の比
率に基づいてＹ軸アクチュエータ２０を駆動し（ステッ
プＰ１８）、駆動時間経過後はスイッチング部５６を作
動させ、昇圧部５５からＸ軸及びＹ軸アクチュエータを
切り離す（ステップＰ１９）。

【００８７】カメラのシャッタが開いている間、前記し
た手ぶれ量の検出からアクチュエータの駆動までの処理
を、手ぶれ量Ｍｘ、Ｍｙが零になるまで高速で繰り返し
（ステップＰ２０）、補正レンズを手ぶれ量を補正する
方向に高速で変位させることでフィルム面上の像のぶれ
を防ぐ。

【００８８】上記した制御回路によれば、単一の電源を
補正レンズの駆動とシャッタの駆動に共用することがで
き、また、Ｘ軸アクチュエータとＹ軸アクチュエータの
駆動のための回路を共用することができるから回路部品
の点数を減らすことができるほか、電池の電流容量を小
さくすることができるからカメラ内部の配置スペースを
節約することができる。

【００８９】なお、上記実施例は、この発明の電気機械
変換素子を使用した駆動装置をカメラの手ぶれ補正装置
に適用した例であるが、この手ぶれ補正装置はカメラの
手ぶれ補正装置ばかりでなくその他の光学装置における
レンズのぶれの補正装置に適用できることは言うまでも
ない。また、この発明の駆動装置は、カメラの手ぶれ補
正装置や光学装置におけるレンズの駆動装置に適用でき
るばかりでなく、その他の機器の駆動装置としても適用
できることは言うまでもない。

【００９０】

【発明の効果】請求項１の発明では、駆動部材を支持す
る支持部材が１個のため２個の場合に比較してその厚さ
分だけ全体をコンパクト化するとともに軽量化すること
ができるという効果に加え、移動部材が単一の部材で持
って構成されているので、更に一層のコンパクト化、軽
量化が実現できるという効果を奏する。

【００９１】請求項２の発明では、上記効果に加えて、
新たに移動部材の移動範囲を規制する部材を設けること
なく移動範囲を規制することができる他窓穴が設けられ
ている分だけ一層の軽量化が実現できるという効果を奏
する。

【００９２】請求項３の発明では、移動部材は、その摩
擦結合部分が第１の延長部、曲げ部分及び第２の延長部
を有することにより、摩擦面と摩擦力を発生させるため
この面の法線方向の力を与えるバネの機能を果たす部分
を機能的に分離し、バネ常数の小さいバネが構成される
ようにしたので、摩擦結合部分の最初の状態が製造誤差
等により予定した形状から多少外れたとしても、ないし
は、駆動部材の寸法が設計上の寸法からある程度外れた
としても、移動部材と駆動部材が組み付けられたとき、
許容されるバネ力の範囲を逸脱するおそれがきわめて少
なくなる。 このため、摩擦力を設計上の許容範囲に収
めることが容易になり、移動部材及び駆動部材の製造コ
ストを大幅に削減することが可能となり、量産化が容易
となる。上記のように、移動部材１４に第１の延長部１
４ｄ、曲げ部分１４ｅ及び第２の延長部１４ｆからなる
部分を設けたため、この部分が長くなるので、コンパト
化の観点から台枠１に上記部分が納められる窓穴３１を
設けた。この窓穴３１には、側壁３２があるので、この
側壁を移動部材１４の移動範囲の規制に用いることがで
きるため、移動部材１４の移動範囲の規制のための構成
を新たに設けることなく、支持部材つまり支持ブロック
１２を一つとすることができる。

【００９３】このように支持部材つまり支持ブロック１
２が一つであるから、駆動部材１３が過剰に拘束される
ことがなく、支持部材の厚さ分だけ更にコンパクト化で
き、部品点数も少なくて済むというメリットがある。

【００９４】請求項４及び請求項５の発明では、上記の
効果のほかに、摩擦力を発生する摺接部面に過剰な幾何
学的拘束要件を課しておらず、駆動部材と移動部材とは
駆動部材と軸直角の面でみて３カ所で接触しているの
で、摩擦結合部分の摩擦部の形状に誤差があっても適切
な摩擦状態が得られるとともに移動部材が駆動部材を安
定的に抱持できるという更なる効果が生じる。

【００９５】請求項６の発明では、上記の効果に加え
て、曲げ部分が緩やかに湾曲しているため、鋭角に折り
曲げられた場合よりもこの部分にかかる応力が分散さ
れ、繰り返し荷重による疲労が少なく、耐久性に優れる
という更なる効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動装置を適用したカメラの手ぶれ補
正装置の構成を示す斜視図。

【図２】図１に示す手ぶれ補正装置の正面図。

【図３】図１に示す手ぶれ補正装置の補正レンズ鏡筒を
示す正面図。

【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図６】図２におけるＸ軸アクチュエータ１０の要部を
拡大し、一部を切欠いた断面図。

【図７】移動部材の斜視図。

【図８】移動部材の異なる他の例を示す斜視図。

【図９】ばねの変位とバネ力の関係を示す図。

【図１０】圧電素子に印加される電圧波形の一例を示す
図。

【図１１】制御回路のブロック図。

【図１２】制御の流れを示すフローチャート。

【図１３】制御の流れを示すフローチャート。

【図１４】先行技術を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 台枠 １ａ 開口 ２ 補正レンズの鏡筒 ２ａ アーム ２ｂ アーム ２ｃ アーム ２ｐ 突起 ２ｑ 突起 ３ 支持ブロック ３ａ 穴 ４ フォーカスガイド軸 ５ 押圧板 １０ Ｘ軸アクチュエータ １１ 圧電素子 １２ 支持ブロック １３ 駆動部材 １４ 移動部材 １４ａ 摩擦結合部分 １４ｂ 延長足部 １４ｃ 本体部分 １４ｄ 第１の延長部 １４ｅ 曲げ部分 １４ｆ 第２の延長部 １５ 作用部材 １５ａ 溝 １６ 付勢バネ ２０ Ｙ軸アクチュエータ ２１ 圧電素子 ２２ 支持ブロック ２３ 駆動部材 ２４ 移動部材 ２４ｂ 延長足部 ２５ 作用部材 ２６ 付勢バネ ３１ 窓穴 ３２ 側壁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機械変換素子を使用した駆動装置で
   あって、前記駆動装置は、 台枠と、 前記台枠に一方が固定結合された電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子の他方にその一端が固定結合さ
   れ、この電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、 前記台枠に設けられ、前記駆動部材の他端側を軸方向に
   変位可能に支持する支持部材と、 前記駆動部材と摩擦結合され、それ自体は単一の部材で
   もって構成された移動部材と、 から構成されたことを特徴とする駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１の駆動装置において、 前記台枠には移動部材の移動方向に対応する窓穴が設け
   られ、 前記窓穴の壁に移動部材が当接することによって移動部
   材の移動が規制されている、ことを特徴とする駆動装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２の駆動装置において、 前記移動部材は、 移動部材本体部分と、 前記移動部材の本体部分から延長され、前記棒状の駆動
   部材と摩擦結合する摩擦結合部分と、 前記本体部分から延長され、被駆動体に結合されて、被
   駆動体に駆動力を伝達する駆動作用部分と、から構成さ
   れ、 前記摩擦結合部分は、 前記棒状の駆動部材と摺接する摺接部を有し、前記移動
   部材本体に隣接する第１の延長部と、 前記第１の延長部の端部において曲げ返される曲げ部分
   と、 前記曲げ部分から更に延長され、前記棒状の駆動部材と
   摺接する摺接部を有する第２の延長部と、から構成さ
   れ、 前記第１の延長部の摺接部および第２の延長部の摺接部
   のうちの一方は、その内側に前記棒状の駆動部材を受け
   入れる凹曲部により形成されており、 前記窓穴には、前記第１の延長部、前記第２の延長部及
   び前記曲げ部分からなる部分の少なくとも一部が嵌入し
   ていて、この一部が前記窓枠を形成する壁に当接するこ
   とにより前記移動部材の移動が規制されることを特徴と
   する駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項３の駆動装置において、 前記凹曲部は前記駆動部材の軸直角断面でみたとき異な
   る２カ所においてのみこの駆動部材と接触することを特
   徴とする駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４の駆動装置におい
   て、 前記凹曲部がＶ字形をなしていることを特徴とする駆動
   装置。
6. 【請求項６】 請求項３、請求項４又は請求項５の駆動
   装置において、 前記曲げ部分がＵ字形をなしていることを特徴とする駆
   動装置。