駆動装置およびこれを備える撮像装置ならびに電子機器
【課題】被駆動体の駆動安定性が向上した駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置１０は、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材５と、屈曲変位部材５の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、屈曲変位部材５の自由端に連結された摩擦部材３と、摩擦部材３と摩擦接触した被駆動体２と、を備えている。これによって、駆動装置１０は、摩擦部材３の位置が屈曲変位部材５の長手方向の寸法公差による影響を受けない構成となるため、摩擦部材３と被駆動体２とを高い位置精度で接触させることができる。よって、被駆動体２の駆動安定性を向上することができる。
【解決手段】駆動装置１０は、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材５と、屈曲変位部材５の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、屈曲変位部材５の自由端に連結された摩擦部材３と、摩擦部材３と摩擦接触した被駆動体２と、を備えている。これによって、駆動装置１０は、摩擦部材３の位置が屈曲変位部材５の長手方向の寸法公差による影響を受けない構成となるため、摩擦部材３と被駆動体２とを高い位置精度で接触させることができる。よって、被駆動体２の駆動安定性を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を駆動する駆動装置およびこれを備えた撮像装置ならびに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被駆動体を駆動するための駆動装置として、電気機械変換素子（圧電素子）を用いた駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラなどの光学装置のレンズを駆動する駆動装置としてよく用いられる。
【０００３】
特許文献１および２には、屈曲変位する圧電素子を用いた駆動装置が開示されている。特許文献１および２に開示された駆動装置は、圧電素子と、圧電素子の自由端に形成された摩擦部材（被摺動部材）と、圧電素子を付勢する予圧機構と、被駆動体とを備えている。摩擦部材と被駆動体とは予圧機構の予圧によって摩擦接触しており、電圧印加によって圧電素子が屈曲変位すると、被駆動体は摩擦部材との間の摩擦力によってスライドする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（２００７年９月２７日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７４７９０号公報（２００７年１０月１８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に開示された駆動装置では、摩擦部材は圧電素子の長手方向の先端部に配されており、さらに予圧機構の予圧方向は圧電素子の長手方向と同じ方向であるため、摩擦部材の位置精度は、圧電素子の長手方向の寸法公差による影響を受けやすい。この圧電素子の長手方向は、特に寸法公差が大きい方向である。圧電素子の長手方向の寸法公差によって摩擦部材の予圧方向の位置がずれると、被駆動体と摩擦部材との接触状態の再現性が悪くなり、被駆動体に対する予圧状態が不安定になってしまう。特許文献１および２では、被駆動体を摩擦駆動方式によって駆動しているため、被駆動体に対する予圧状態が不安定であると、被駆動体は安定して駆動することができず、これによって被駆動体の位置再現性が低下してしまう。
【０００６】
また、特許文献１および２に開示された駆動装置では、長期間動作させることにより、摩擦部の磨耗が生じて被駆動体と摩擦部材との接触状態が変化したり、摩擦部に傷が生じて被駆動体の位置再現性が低下したりするという課題も存在する。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦部材の位置精度を高めることによって、被駆動体の駆動安定性が向上した駆動装置を提供することにある。さらに、摩擦部材の経時変化による駆動特性の変動を低減し、長期間の駆動安定性を実現した駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動装置は、上記の問題を解決するために、被駆動体を駆動する駆動装置であって、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された、上記被駆動体と摩擦接触する摩擦部材と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成では、屈曲変位部材が屈曲変位するとき、上記屈曲変位部材の自由端に連結された摩擦部材は、当該屈曲変位部材とともに変位する。摩擦部材の変位は、当該摩擦部材と摩擦接触した被駆動体に伝達される。これによって、被駆動体は駆動される。
【００１０】
屈曲変位部材において固定端から自由端に向かう方向を長手方向とする。このとき、摩擦部が連結された、屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面は、上記長手方向に対して略平行である。このため、屈曲変位部材の長手方向における摩擦部材の位置は、屈曲変位部材の長手方向における寸法公差に影響を受けることはない。
【００１１】
屈曲変位部材は長手方向において最も大きい寸法公差を有するため、上記構成によれば、摩擦部材の位置精度を向上させることができる。これによって、摩擦部材によって被駆動体に伝達される変位の精度が向上するため、被駆動体を安定的に駆動することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、上記屈曲変位部材の固定された面を固定面とするとき、上記摩擦部材は、上記屈曲変位部材において上記固定面と同一平面上に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記構成では、摩擦部材が設けられる面は、屈曲変位部材の固定面と同一の面上にある。この構成によれば、屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面に対して垂直な方向を屈曲変位部材の厚み方向とするとき、摩擦部材の位置精度は、屈曲変位部材の厚みの寸法公差によって影響を受けることがない。したがって、上記構成は、摩擦部材の位置精度をより向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る駆動装置は、上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する中間部材を備えており、上記摩擦部材は上記中間部材の自由端に設けられており、上記摩擦部材と上記屈曲変位部材の自由端との連結は上記中間部材を介して行われていることが好ましい。
【００１５】
上記構成では、屈曲変位部材が屈曲変位すると、中間部材は屈曲変位部材の屈曲変位に伴って上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する。中間部材の自由端に固定された摩擦部材は、当該中間部材とともに上記屈曲変位部材と異なる方向に変位する。この摩擦部材の変位は、当該摩擦部材と摩擦接触した被駆動体に伝達されるため、本発明に係る駆動装置は、被駆動体を屈曲変位部材の長手方向とは異なる方向に駆動することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、上記屈曲変位部材の上記固定された面を固定面とするとき、上記中間部材において上記摩擦部材が設けられた面は、上記固定面と同一平面上にあることが好ましい。
【００１７】
上記構成では、中間部材において摩擦部材が設けられる面は、屈曲変位部材の固定面と同一平面上にある。このため、屈曲変位部材の厚み方向における摩擦部材の位置精度は、屈曲変位部材の厚みの寸法公差による影響を受けることがない。したがって、摩擦部材の位置精度はより向上することができる。
【００１８】
また、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材は、電圧を印加することにより形状変位が励起される変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されており、上記シム部材は、上記屈曲変位部材の自由端側に延設されたシム延設部を有しており、上記摩擦部材は、上記シム延設部に設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、屈曲変位部材は、変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されているため、積層工程よって形成される屈曲変位部材の厚みは、寸法公差が大きくなる。ここで、摩擦部材はシム延設部に設けられているため、屈曲変位部材の厚み方向における、摩擦部材の位置精度は、変位部材の厚みの寸法交差を考慮するのみでよい。したがって、屈曲変位部材の固定面とは同一平面ではない他の面に摩擦部材を設けたとしても、摩擦部材の位置精度は向上することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記シム部材上にあることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、摩擦部材が設けられた面と、屈曲変位部材の固定された一端とは、同じシム部材上にある。このため、屈曲変位部材の厚み方向における摩擦部材の位置精度は、シム部材の厚みの寸法公差を考慮するのみでよい。したがって、屈曲変位部材の固定面とは同一平面ではない他の面に摩擦部材を設けたとしても、摩擦部材の位置精度は向上することができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記シム延設部には切り欠き部が形成されており、上記シム延設部は、上記屈曲変位部材の自由端と異なる方向に屈曲変位することが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、本発明に係る駆動装置は、屈曲変位部材とは別体である中間部材を用いずとも、中間部材を用いた場合と同様に、被駆動体を屈曲変位部材の長手方向とは異なる方向に駆動することができる。
【００２４】
また、本発明に係る駆動装置において、上記中間部材または上記シム延設部の屈曲変位方向に対して略平行な平面は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に対して略平行な平面と直交することが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、屈曲部材および被駆動体は、屈曲変位部材の厚み方向が被駆動体の移動方向と垂直になるように配置される。この配置によれば、被駆動体の移動方向に対して略垂直な方向において、本発明に係る駆動装置を小型化することが容易となる。
【００２６】
また、本発明に係る駆動装置は、上記摩擦部材が、上記被駆動体に直接接触していることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、本発明に係る駆動装置は、被駆動体を駆動するために、中間的な被駆動体を用いずともよい。これによって、本発明に係る駆動装置を小型化することが容易となる。
【００２８】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体の移動方向と、上記屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面とが略平行であってもよい。
【００２９】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体と上記屈曲変位部材との間に配置された固定部を備えており、上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記固定部に固定されていることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、屈曲変位部材の一端は固定部に固定されているため、屈曲変位部材は、屈曲変位する際の変位特性を安定させることができる。また、固定部が被駆動体と屈曲変位部材との間に配置されているため、屈曲変位部材を固定部に固定する時の作業性を向上させることができ、ひいては本発明係る駆動装置の生産性を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体を上記摩擦部材に付勢する予圧機構を備えていることが好ましい。
【００３２】
上記構成によれば、被駆動体は、予圧部材によって摩擦部材に常時付勢される。これによって、被駆動体は、安定した位置を保つことができる。
【００３３】
また、本発明に係る駆動装置において、上記被駆動体には、当該被駆動体と一体的に移動し、かつ上記摩擦部材と摩擦接触する接触部材が設けられており、上記摩擦部材および上記接触部材のうち、一方には固体潤滑材料による皮膜が形成されており、他方は炭素焼結材から形成されていることが好ましい。さらに、上記固体潤滑材料による皮膜は、ダイヤモンド状炭素膜であることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、接触部材および摩擦部材の磨耗を低減できるとともに、キズの発生を防止することができる。これによって、長期の動作によっても駆動特性の変化が少なく、駆動装置の耐久性を向上させることができる。さらに、耐落下衝撃に優れた駆動装置を提供することができる。
【００３５】
本発明に係る駆動装置は、撮像対象となる物体を結像する光学系と、上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記被駆動体が上記光学系を保持することによって、撮像装置として用いることができる。
【００３６】
また、本発明に係る撮像装置は、上記被駆動体の駆動を支持する駆動軸を備えており、上記光学系の光軸と上記駆動軸との間の最短距離は、上記摩擦部材における上記被駆動体との接触部と上記駆動軸との間の最短距離よりも短いことが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、例えば駆動装置の製造時の組立てずれなどに起因して、摩擦部材と被駆動体との配置関係にずれが生じる場合においても、被駆動体の傾きを抑えることができる。すなわち、被駆動体の保持する光学系の光学中心位置のずれを低減することができる。また、被駆動体に付勢される予圧方向の変化は低減するため、被駆動体の駆動特性を安定化することができる。
【００３８】
また、本発明に係る駆動装置および撮像装置は、電子機器に適用することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る駆動装置によれば、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された摩擦部材と、上記摩擦部材と摩擦接触した被駆動体と、を備えているため、摩擦部材の位置精度が向上することによって、被駆動体の駆動特性が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態における駆動装置を概略的に示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における駆動装置を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における駆動装置の屈曲変位部材を概略的に示す斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、摩擦部材と被駆動体との位置ずれを説明するための平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における駆動装置を概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における駆動装置の屈曲変位部材を概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について、図１から図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４２】
まず、図１（ａ）（ｂ）および図２を参照して、本実施形態における駆動装置１０の概略構成について説明する。図１（ａ）は駆動装置１０を示す側面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。図２は、駆動装置１０を示す斜視図である。
【００４３】
図１および図２に示すように、駆動装置１０は、被駆動体２をＺ方向に駆動する駆動装置である。駆動装置１０は、電気的制御によって屈曲変位が生じる屈曲変位部材５、屈曲変位部材５に一端が設けられた中間部材４、中間部材４上に設けられた摩擦部材３、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する予圧部材１、ガイド軸（駆動軸）８、および筐体６を備えている。
【００４４】
ここで、被駆動体２は、駆動装置１０によって移動する部材であり、被駆動体２から突起状に形成された被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａにおける摩擦部材３側に形成された接触部材２ｄとを有している。被駆動体接触部２ａおよび接触部材２ｄは、被駆動体２に接着固定された、あるいは一体に形成された部材であり、被駆動体２と一体となって移動する。したがって、駆動装置１０では、被駆動体２を駆動するための中間的な被駆動体などを必要としない。これによって、駆動装置１０の小型化を図ることが容易であることに加え、各部材の配置の自由度を増すことができる。
【００４５】
なお、以下の説明においては、図１に示すように、被駆動体２の移動方向をＺ方向とし、静止状態における屈曲変位部材５の長手方向であり、かつＺ方向に対して垂直である方向をＹ方向とし、Ｙ方向およびＺ方向に対して垂直な方向をＸ方向とする。
【００４６】
屈曲変位部材５は、電気的制御によって屈曲変位を生じる部材である。屈曲変位部材５において、筐体６に固定された端部を固定端と称し、Ｙ方向において固定端の反対側である、屈曲変位が生じる端部を自由端と称する。屈曲変位部材５は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、自由端の屈曲変位方向が被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）に対して略垂直になるように配置されている。
【００４７】
また、屈曲変位部材５の固定端は、筐体６において被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）と平行に配置された固定壁（固定部）６ａに接着固定されている。なお、屈曲変位部材５の固定端において固定壁６ａに接着固定される部位を固定面５ｃとする。このとき、屈曲変位部材５の固定面５ｃは、屈曲変位部材５の厚み方向と直交する面である。なお、屈曲変位部材５の厚み方向とはＸ方向であり、厚み方向と直交する面とはＹＺ平面である。
【００４８】
固定壁６ａは、必ずしも筐体６と一体である必要はないが、固定壁６ａと筐体６とが一体である方が部材点数の低減および位置精度の向上を図れるため好ましい。また、固定壁６ａはＸ方向において、屈曲変位部材５と被駆動体２の間に配置することが好ましい。このような配置とすることで、屈曲変位部材５を固定壁６ａに取り付ける時の作業性が向上し、生産性を高くすることができる。
【００４９】
予圧部材１の両端部は、被駆動体２の被駆動体予圧部２ｂおよび筐体６の筐体予圧部６ｂのそれぞれに固定されている。予圧部材１と摩擦部材３との間には、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａに接着固定された接触部材２ｄとが挟まれて配置されている。予圧部材１は、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３（接触部材２ｄ）側へ常時付勢する構成であり、接触部材２ｄと摩擦部材３とは摩擦接触する。このような構成によって、被駆動体２は安定した位置を保つことができる。
【００５０】
予圧部材１は、コイルばねなどのように弾性を有する部材であればよい。予圧部材１がコイルばねである場合には、その一端または両端が弾性の無い密着巻きであることが好ましい。この構成によれば、コイルばねを被駆動体２および筐体６のそれぞれに固定するとき、接着剤などの塗布面積を大きく確保することができる。さらに、製造公差に起因するコイルばねの固定範囲のばらつきが起こらず、コイルばねによって安定した予圧荷重を実現することができる。
【００５１】
ガイド軸８は、被駆動体２の駆動を支持し、被駆動体２をＺ方向に沿って円滑に移動させるためのガイドであればよい。本実施形態では、ガイド軸８は筐体６の底面に対して垂直に設けられた軸であり、当該軸は被駆動体２に設けられた軸孔に通されている。ガイド軸８は、被駆動体２をガイドするものであれば軸に限定されず、例えばリニアガイドや板ばね等であってもよい。
【００５２】
ガイド軸８は、被駆動体２の位置を安定に保つ効果を有する。例えば、駆動装置１０を携帯電話などの携帯型の電子機器に応用する場合には、当該電子機器は落下などによる衝撃を受けるおそれが高いため、被駆動体２が筐体６から外れることを防止することが望まれる。ガイド軸８は、上記効果を有するため、被駆動体２が筐体６から外れることを防止するために有用である。
【００５３】
被駆動体２がガイド軸８にガイドされて移動（摺動）するためには、ガイド軸８径よりも被駆動体２の軸孔径が大きいことが必要である。被駆動体２を円滑にガイドするためには、ガイド軸８と被駆動体２の軸孔径とのガタ（被駆動体２の軸孔径−ガイド軸８径）が、例えば５〜１５μｍになるように管理することが好ましい。このように上記ガタを管理することによって、被駆動体２の傾斜（チルト）が発生することなどを軽減でき、被駆動体２を円滑に駆動することができる。
【００５４】
筐体６は、予圧部材１や屈曲変位部材５などをその内部に備える枠構造である。本実施形態では、筐体６は駆動装置１０の強度や機能を確保するために用いられているが、駆動装置の実装状況によっては不要となる。例えば、駆動装置１０が電子機器に内蔵され、当該電子機器に筐体６の代替となる他の構造が設けられている場合には、筐体６は不要である。
【００５５】
次に、図３を参照して、駆動装置１０における駆動機構を以下に説明する。図３は、屈曲変位部材５およびその周辺部材を示す斜視図である。
【００５６】
図３に示すように、駆動装置１０における駆動機構は、屈曲変位部材５、中間部材４、および摩擦部材３から形成される。
【００５７】
屈曲変位部材５には、バイモルフ型の圧電素子を用いている。また、屈曲変位部材５は、図３に示すように、金属板からなるシム部材５ａ、およびシム部材５ａの両面に形成された、形状変位する積層圧電素子（変位部材）５ｂから構成されている。なお、積層圧電素子５ｂがシム部材５ａの片面のみに形成された構成であってもよい。
【００５８】
また、屈曲変位部材５は、駆動装置が備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよいため、屈曲変位部材５は特定の構成や形状に限定されない。例えば、圧電素子の代わりに形状記憶合金などを用いてもよい。
【００５９】
屈曲変位部材５の電極部（図示しない）は、図１に示す電極端子９に半田付けされており、屈曲変位部材５は、外部駆動回路（図示しない）によって電気的に屈曲変位する。また、屈曲変位部材５の一端は、筐体６の固定壁６ａに接着固定された固定端であり、他方の端部は自由端になっている。
【００６０】
屈曲変位部材５の自由端には、摩擦部材３が中間部材４を介して連結されている。図３に示すように、中間部材４は、一辺に切り込み４ａを形成された板形状であり、切り込み４ａが屈曲変位部材５の自由端側の一辺と平行に配置されている。なお、本実施形態における中間部材４は、Ｚ方向に自由端を有する構成であれば限定されず、「Ｌ」字形状の一端が屈曲変位部材５の自由端における角部の一方側に固定された構成であってもよい。また、摩擦部材３は中間部材４の自由端に固定されている。
【００６１】
屈曲変位部材５に電圧を印加すると、屈曲変位部材５の自由端は、図３の矢印（方向１）に示すように、ＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位する。一方、屈曲変位部材５の屈曲運動に伴って中間部材４がシーソー運動することによって、中間部材４の自由端は、図３の矢印（方向２）に示すように、ＸＺ平面に略平行な方向に屈曲変位する。これによって、摩擦部材３がＸＺ平面に略平行な方向に変位する。さらに、摩擦部材３の変位は、予圧部材１により生じている摩擦部材３と接触部材２ｄとの間の摩擦力によって、被駆動体２に伝達される。ここでは、摩擦部材３がＸＺ平面に略平行な方向に変位するため、被駆動体２はガイド軸８に沿ってＺ方向に移動する。
【００６２】
中間部材４は、屈曲変位部材５と摩擦部材３の間に配置されることにより、屈曲変位部材５の変位方向とは異なる方向に摩擦部材３を移動させる変位方向変換を行う働きを有している。この働きによって、図１および図２に示すように、屈曲変位部材５の厚み方向がＺ方向と垂直となるように、屈曲変位部材５を配置することが可能となる。これによって、駆動装置１０の幅方向（Ｘ方向）の小型化を図ることができる。
【００６３】
駆動装置１０における駆動機構は、屈曲変位部材５の往復屈曲速度が異なるように、屈曲変位部材５に印加する電圧を制御する構成を有する。この構成では、被駆動体２と摩擦部材３との間に作用する摩擦力を速度差によって変化させ、被駆動体２と摩擦部材３との間に擦移動差を生じさせることによって、被駆動体２のＺ方向における変位量（移動量）を変化させる。屈曲変位部材５を往復屈曲させるための駆動周波数には、数ｋＨｚ以上、好ましくは非可聴である超音波周波数（２０ｋＨｚ以上）が用いられる。なお、電圧の制御方法に関しては、従来用いられている方法を用いればよい。
【００６４】
以下に、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料について説明する。摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、基本的に、両者の摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えば、金属、樹脂、および炭素焼結材や、これらの材料に皮膜を施したものを使用することができる。なお、炭素焼結材とは炭素を１０００〜３０００℃程度で焼成したものであり、一般に炭素、黒鉛炭素、および黒鉛（グラファイト）と称されるもの、ならびに、これらの材料に添加物を添加したものを称している。
【００６５】
摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、さらに望ましいものが存在する。ここで、本発明の駆動装置１０は摩擦部材３と接触部材２ｄ間の摩擦力により被駆動体２を駆動するものであり、この摩擦駆動に起因して、摩擦部材３と接触部材２ｄには磨耗やキズが生じやすい。磨耗が生じると、摩擦部材３と接触部材２ｄとの接触状態が変化し、駆動特性が安定しない。一方、キズが生じると、そのキズの箇所における引っ掛かりに起因して動作特性が大幅に変化し、例えば微小送り精度や位置再現性等が大幅に悪化し、これによって駆動装置１０は致命的な影響を受ける。このため、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、摩擦駆動による磨耗およびキズの発生を抑えるものが望ましい。また、キズに関しては、摩擦駆動だけでなく、駆動装置１０の落下衝撃等によっても発生する。このため、駆動装置１０を携帯電話機等の電子機器に用いる場合には特に、摩擦部材３および接触部材２ｄが耐落下衝撃に優れることが要求される。
【００６６】
上記要求への対応として、摩擦部材３および接触部材２ｄの両方に、耐摩耗性の高い材料、例えば、チタン、タングステン、またはステンレス鋼等の金属材料や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料等を使用することとが考えられる。しかしながら、これらの材料を選択した場合であっても、摩擦駆動や落下衝撃によって摩擦部材３または接触部材２ｄに微少なキズが生じる場合があり、このキズが上述のような致命的な影響を及ぼすことがある。
【００６７】
したがって、キズの発生を防止するためには、摩擦部材３および接触部材２ｄの両方に耐摩耗性の高い材料を用いるのではなく、どちらか一方に柔らかい材料を用いることが好ましい。例えば、黒鉛等の炭素焼結材は、鉛筆に使用されていることから分かるように、その層状の結晶構造に起因して、潤滑性が良く、自らが磨耗しやすい。このため、摩擦部材３または接触部材２ｄのどちらか一方に炭素焼結材を用いれば、相手材料へのダメージ（キズ発生）を防止することができる。また、炭素焼結材を用いた部材に微少なキズが発生したとしても、磨耗により略均一な面に回復することができる。
【００６８】
ただし、摩擦部材３および接触部材２ｄの一方を炭素焼結材とした場合、その磨耗量が大きくなるという問題がある。そこで、後述の実施例に記載するように、摩擦部材３と接触部材２ｄの材料の組み合わせを検討したところ、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料のうち、一方が炭素焼結材であり、他方がダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）膜を形成された材料である場合に、磨耗量が少なく、かつキズの発生も生じないことが判明した。
【００６９】
したがって、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料は、一方が炭素焼結材であり、他方がＤＬＣ皮膜を形成された材料であることが好ましい。なお、ＤＬＣ皮膜は、固体で潤滑性の高い材料（固体潤滑材料）の一種である。
【００７０】
また、中間部材４の材料としては、弾性を有する金属が好ましく、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム、リン青銅などの金属を用いることが好ましい。
【００７１】
本実施形態に係る駆動装置１０は、撮像対象となる物体を結像する光学系（レンズなど）と、光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えることによって、カメラなどの撮像装置を実現することができる。
【００７２】
そこで、図４を参照して、被駆動体２がその中央部に円環状のレンズ取り付け部２ｃを有する構成について以下に説明する。図４は、被駆動体２およびその周辺部材を模式的に示す正面図である。
【００７３】
例えば、駆動装置１０をカメラモジュール（カメラなどの撮像装置のレンズ駆動）に応用する場合、被駆動体２は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部２ｃを有することによって、レンズバレル、またはレンズを直接保持するレンズ保持枠として機能する。被駆動体２がレンズ取り付け部２ｃにレンズを保有するとき、被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）は、上記レンズの光軸方向となる。また、駆動装置１０の駆動機構によって被駆動体２が光軸方向（Ｚ方向）に駆動されると、レンズ取り付け部２ｃに取り付けられたレンズのＡＦ（オートフォーカス）動作が実現する。
【００７４】
被駆動体２がレンズを保持するときには、レンズの光学中心位置の位置精度が高いこと、すなわち、図４（ａ）に示すレンズ取り付け部２ｃにおける光学中心位置Ｈの位置精度が高いことが要求される。例えば、ＡＦ機能を有するカメラモジュールにおいては、レンズの光学中心位置の位置精度は±５０μｍ以下であることが好ましい。
【００７５】
ここで、仮に、駆動装置１０において摩擦部材３の位置ずれが生じた場合について説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、予圧部材１による付勢がない状態において、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間にΔＸの間隔が生じた場合を考える。なお、図４（ａ）では現象が判りやすいように位置ずれが大きい場合を示している。図４（ａ）のような場合、予圧部材１による予圧荷重が付与されると、図４（ｂ）に示すように、摩擦部材３と接触部材２ｄとが接するまで被駆動体２がガイド軸８を中心として回転してしまう。これによって、光学中心位置Ｈは、図４（ｂ）に示す光学中心位置Ｈ’まで変化してしまう。また、予圧部材１による本来の予圧方向（Ｘ方向）とは異なる方向（Ｙ方向）に予圧が付加されてしまい、ガイド軸８と被駆動体２の間に駆動負荷が生じる。このため、被駆動体２の駆動特性が不安定となってしまう。
【００７６】
このような摩擦部材３の位置ずれが生じる原因としては、各部材の製造公差および組立て公差が挙げられる。特に、屈曲変位部材５が複数の部材の積層構造である場合には、その積層工程の製造公差によって、屈曲変位部材５の厚みの寸法公差は大きくなりやすい。
【００７７】
そこで、駆動装置１０では、屈曲変位部材５の固定面５ｃと、摩擦部材３において中間部材４に設けられる面とが同一平面上にある構成が好ましい。この構成によれば、例え屈曲変位部材５の厚み公差が大きくとも、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間隔ΔＸが大きくならない。このため、光学中心位置Ｈの変動を減少させることができる。また、予圧部材１による予圧方向が傾くことがなくなり、安定した駆動特性の駆動装置１０を実現することができる。したがって、駆動装置１０を、カメラモジュールなどの撮像装置に好適に利用することができる。
【００７８】
また、摩擦部材３の位置ずれが生じる別の原因として、摩擦部材３または接触部材２ｄの磨耗による経時変化が挙げられる。前述のように、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料を、炭素焼結材とＤＬＣコートを施した材料との組み合わせから選択することによって、この磨耗による経時変化を低減できる。これよって、撮像装置の光学中心ずれを低減できるとともに、駆動装置１０の駆動安定性を向上させることができる。
【００７９】
駆動装置１０のＸＹ平面において、光学中心位置Ｈとガイド軸８との距離（最短距離）Ｌ１は、摩擦部材３における接触部材２ｄとの接触点とガイド軸８との距離（最短距離）Ｌ２より短くなるように、ガイド軸８の位置を設定することが好ましい。図４を基にこの理由を説明すると以下の通りである。光学中心位置Ｈはガイド軸８を回転中心として、摩擦部材３と接触部材２ｄとが接触するまで回転するため、Ｌ１＜Ｌ２に設定することによって、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間隔ΔＸに起因する光学中心位置Ｈのずれを低減することができる。また、Ｌ１＜Ｌ２に設定することによって、被駆動体２の回転角度が小さくなるため、予圧部材１による予圧方向の変化を少なくすることもでき、被駆動体２の駆動特性の安定化にも繋がる。
【００８０】
また、屈曲変位部材５は、屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面のみが固定壁６ａに接するように接着固定されることが好ましい。これによって、屈曲変位部材５を固定位置は、屈曲変位部材５における長手方向（Ｙ方向）および厚み方向（Ｚ方向）の寸法公差による影響を受けない。したがって、摩擦部材３は、Ｙ方向およびＺ方向に位置変動することがない。仮に、摩擦部材３がＹ方向およびＺ方向に位置変動してしまうと、予圧部材１による予圧方向が本来の方向（Ｘ方向）とは、異なる方向に予圧が付与されてしまい、被駆動体２の駆動特性が不安定になってしまう。本実施形態では、屈曲変異する面のいずれか一方の面のみが固定される構成によって、被駆動体２の駆動特性を向上させることができる。
【００８１】
一方、摩擦部材３に位置ずれが発生しても、この位置ずれを吸収することができるガイド機構として、被駆動体２をＸ方向に平行してずらすことのできるガイド機構を設けることも可能である。しかしながら、このようなガイド機構は、被駆動体２との間に調整用のガタが必要となるため、被駆動体２の傾斜（チルト）などの姿勢変化が生じやすくなってしまう。特に、駆動装置１０をカメラモジュールなどの撮像装置に用いる場合には、上記チルトは、光学特性を劣化させる大きな要因となってしまう。
【００８２】
また、固定壁６ａの位置を移動させることで、摩擦部材３の位置ずれを吸収させることも可能であるが、屈曲変位部材５は高い周波数で振動しているため、固定壁６ａを安定させて配置する方が好ましい。
【００８３】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図５および図６に基づいて以下に説明する。図５は、実施形態２における駆動装置を概略的に示す斜視図であり、図６は、実施形態２における屈曲変位部材５およびその周辺部材を示す斜視図である。
【００８４】
なお、本実施例においては、実施形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００８５】
図６に示すように、本実施形態における屈曲変位部材５は、シム部材５ａが自由端側に延設された構成のシム延設部５ｄを有しており、シム延設部５ｄには摩擦部材３が固定されている。シム延設部５ｄは「Ｌ」字形状であり、シム延設部５ｄには切り欠き部５ｅが形成されている。これによって、シム部材５ａは、中間部材４と同様に、屈曲方向変換機能を有する。したがって、本実施形態においても、実施形態１において説明したように、駆動装置１０の小型化が可能なように屈曲変位部材５を配置することができる。
【００８６】
一方、実施形態１では中間部材４は屈曲変位部材５と別部材であるが、本実施形態ではシム延設部５ｄはシム部材５ａと一体である。これによって、中間部材４に必要であった接着剤などによる固定が必要ではなくなり、駆動装置１０を製造するための工程数を省略することができる。また、部品点数が低減され、コスト低減を図ることができるという効果も奏する。
【００８７】
また、本実施形態では、摩擦部材３の位置精度に対する部材の寸法公差による影響が減少する。具体的には、中間部材４を用いないため、中間部材４の寸法公差による影響を受けなくなる。さらに、屈曲変位部材５の厚み公差による影響については、屈曲変位部材５の片側の積層圧電素子５ｂのみを考慮すればよくなり、この影響は実施形態１と比較して半減する。したがって、本実施形態においては、屈曲変位部材５の固定面５ｃとは異なる面に摩擦部材３を配置した場合においても、光学中心位置のずれや予圧状態の変動などを軽減することができる。これによって、駆動装置１０の設計の自由度を増すことができる。
【００８８】
また、図５に示すように、本実施形態は、予圧部材１として圧縮コイルばねを用いている点、および固定壁６ａが屈曲変位部材５に対して被駆動体２とは逆側に配置されている点において、実施形態１と異なっている。
【００８９】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について図７に基づいて以下に説明する。図７は、実施形態３における駆動装置を示す模式図である。なお、本実施例においては、実施形態１および２との相違点を中心に説明し、実施形態１および２と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９０】
図７に示すように、本実施形態では、被駆動体接触部２ａがアーム状に形成されており、屈曲変位部材５側から被駆動体２に予圧を付与する構成となっている。このように、被駆動体接触部２ａの形状を変更することによって、被駆動体２の形状などに合わせて予圧機構（図示しない）を変更することができる。これによって、予圧機構の配置および予圧方向の自由度を増すことができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、実施形態１において好ましい構成であると説明したように、屈曲変位部材５の固定面５ｃと、中間部材４において屈曲変位部材５に設けられた面と、摩擦部材３が設けられた面とが、同一平面上にある。このような構成とすることにより、摩擦部材３は、中間部材４の厚み公差による影響を受けることがないため、摩擦部材３をより精度良く配置することができる。その結果、光学中心位置のずれや予圧状態の変動などを軽減することができる。
【００９２】
〔実施の形態４〕
本発明の第４の実施形態について図８に基づいて以下に説明する。図８は、実施形態４における駆動装置を示す模式図である。なお、本実施例においては、実施形態１〜３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜３と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９３】
図８に示すように、本実施形態では、実施形態２と同様のシム延設部５ｄを有する構成において、固定壁６ａに対する屈曲変位部材５の固定が、シム部材５ａにおいて摩擦部材３が固定された面と同一の面で行われている。これによって、本実施形態では、実施形態２と異なり、摩擦部材３のＸ方向の位置精度が屈曲変位部材５の厚み公差による影響を全く受けなくなる。
【００９４】
〔実施の形態５〕
本発明の第５の実施形態について図９に基づいて以下に説明する。図９は、実施形態５における駆動装置を示す模式図である。
【００９５】
本実施形態は、屈曲変位部材５の配置方向と被駆動体２の移動方向が、実施形態１〜４とは異なる構成である。したがって、以下では、上記構成について中心に説明する。なお、実施の形態１〜４と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９６】
本実施形態の駆動装置は、屈曲変位部材５の長さ方向と同じ向きに被駆動体２を移動させる構成である。そこで、図９に示すように、本実施形態では、静止状態のときにおける屈曲変位部材５の長手方向をＹ方向とし、屈曲変位部材５の厚み方向であり、かつＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。すなわち、被駆動体２の移動方向はＹ方向となる。
【００９７】
本実施形態では、摩擦部材３は、中間部材４を介さずに屈曲変位部材５に接着固定されている。屈曲変位部材５は、屈曲変位方向に撓む面のうち一方の面において固定壁６ａに固定されている。摩擦部材３において屈曲変位部材５に固定された面と、屈曲変位部材５において固定壁６ａに固定された面とは、同一平面である。なお、固定壁６ａは筐体（図示しない）に固定されている。
【００９８】
被駆動体２の移動方向における側面には、接触部材２ｄが接着固定されており、接触部材２ｄは、予圧機構（図示しない）によって摩擦部材３に付勢されている。被駆動体２は、主ガイド軸８ａおよび副ガイド軸８ｂによってＹ方向にガイドされている。なお、副ガイド軸８ｂは被駆動体２の回転を防止する回転止めの役割も有している。
【００９９】
屈曲変位部材５は、電圧印加によってＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位する。被駆動体２は、摩擦部材３のＹ方向への変位に伴い、摩擦部材３との摩擦力によってＹ方向に変位する。駆動装置の駆動機構の説明は、実施形態１における説明と同様である。
【０１００】
実施形態１〜４における駆動装置は、撮像装置のＡＦ機構に適した構成を有しているが、実施形態５における駆動装置は、撮像装置のズーム機構に適した構成を有しており、撮像装置の厚み（Ｘ方向）を薄型化することができるという特長を有している。
【０１０１】
〔本発明の他の構成〕
また、本発明に係る駆動装置の構成は、一端を固定し、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、前記屈曲変位部材の他端に配置され、前記屈曲変位部材の変位を伝達して被駆動体を駆動させる摩擦部材とを備え、前記屈曲変位部材の厚み方向に直交した面のいずれか一方に、屈曲変位部材の一端を固定し、かつ、摩擦部材を配置したことを特徴とする駆動装置としても、表現することができる。
【実施例】
【０１０２】
摩擦部材３および接触部材２ｄに用いる材料を様々に組み合わせた駆動装置１０を準備し、各組み合わせによる駆動装置１０について、１０万回の連続動作試験を行った。各組み合わせにおける使用材料および試験結果について、以下に記載する。
【０１０３】
（組み合わせＡ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）にＤＬＣ皮膜を施したものを用いた。
【０１０４】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３の磨耗量は３μｍ以下であり、動作速度の変化は５％以下であった。摩擦部材３および接触部材２ｄの表面にはキズが見られず、位置再現性の変化も生じない良好な結果であった。更に３０万回の連続動作試験を行っても、動作速度の変化は５％以下を維持し、位置再現性の変化も見られなかった。
【０１０５】
（組み合わせＢ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【０１０６】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３が約３０μｍ磨耗し、動作速度が４５％低下と大きく変化した。
【０１０７】
（組み合わせＣ）
摩擦部材３にＳｉＣを用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【０１０８】
１０万回の連続動作試験の結果、接触部材２ｄにキズが発生し、位置再現性が低下した。また、摩擦部材３にもキズが発生していた。
【０１０９】
（組み合わせＤ）
摩擦部材３と接触部材２ｄの両者には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）にＤＬＣ皮膜を施したものを用いた。
【０１１０】
１０万回の連続動作試験の結果、ＤＬＣ皮膜の一部に剥離（亀裂）が生じ、位置再現性が低下した。
【０１１１】
（組み合わせＥ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。接触部材２ｄには、さらに、フッ素系の潤滑剤（株式会社ハーベス：ドライサーフMZ-7000EL）を塗布した。
【０１１２】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３の磨耗量は３μｍ以下であり、耐久性は問題ないが、連続動作時と一時停止後の動作時で速度差が約２０％見られた。
【０１１３】
以上の組み合わせにおける炭素焼結材としては、黒鉛が４０％、炭素が６０％含まれるものを使用した。また、以上の組み合わせにおけるＤＬＣ皮膜としては、ＳＵＳ３０４に、中間層としてＴｉ層とＳｉ層を介して、膜厚約１μｍで成膜したものを使用した。使用したＳＵＳ３０４の表面粗さはＲａ０．１μｍであり、ＤＬＣ皮膜後も略同等の表面粗さであった。
【０１１４】
なお、上記した以外の組み合わせとして、炭素焼結材同士や、炭素焼結材とガラスとの組み合わせ等を検討したが、初期の動作特性が優れない等、耐久性以外の課題が発生した。
【０１１５】
上記結果によれば、摩擦部材３と接触部材２ｄを炭素焼結材とＤＬＣ皮膜付材料とすることにより、磨耗量の低減とキズ発生防止の両者を満足することができることが分かった（組み合わせＡ）。
【０１１６】
一方、炭素焼結材を硬度の高い材料と組み合わせると、炭素焼結材料は相手材料にキズを生じさせにくいが、自らが磨耗して、動作速度に悪影響を与えることが分かった（組み合わせＢ）。
【０１１７】
また、硬度の高い材料同士の組み合わせ（組み合わせＣ、Ｄ）では、摩擦面に微少なキズが発生することによる位置再現性が低下することが分かった。このキズは致命的な問題であるため、確実に防止することが重要であり、したがって、一方を炭素焼結材料とすることが好ましいことが分かった。
【０１１８】
さらに、炭素焼結材と、潤滑剤を塗布した材料との組み合わせ（組み合わせＥ）では、磨耗やキズ発生という問題は生じなかったが、停止後の初期動作と連続動作とで速度が異なる結果となった。これは、連続動作時に潤滑剤が接触面から移動することによって、摩擦状態が変化することが原因と考えられる。また、潤滑剤の塗布量による動作特性の変化が見られることから、本組み合わせは好ましくないと考えられる。
【０１１９】
以上のことを考慮すると、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料は、炭素焼結材とＤＬＣ皮膜面を有する材料との組み合わせが最も好ましいことが明らかである。これは、炭素焼結材が摩擦する相手としてＤＬＣ皮膜面を用いると、ＤＬＣ皮膜の特長である表面の潤滑性によって、炭素焼結材の磨耗量が低減されるためと考えられる。
【０１２０】
なお、ＤＬＣ皮膜以外であっても、固体で潤滑性の高い材料（固体潤滑材料）を用いることにより同様の効果が得られる。固体潤滑材料としては、ＤＬＣ皮膜以外に、例えば、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）、ＴｉＮ皮膜、およびＣｒＮ皮膜等を挙げることができる。ただし、高硬度と潤滑性を両立できることからＤＬＣ皮膜を用いることが最も好ましい。
【０１２１】
また、磨耗量に関しては予圧の大きさによっても変化する。上記連続動作試験では、予圧を１２ｇｆに設定していた。予圧を低減させることで磨耗量を減少させることもできるが、予圧は被駆動体２と摩擦部材３とを安定して当接させるとともに、摩擦力を高める働きがあり、駆動推力や駆動安定性の低下が生じるため好ましくない。予圧は被駆動体２の重量により最適値が異なるが、例えば、カメラモジュールのレンズ駆動に使用する場合は、約５ｇｆから５０ｇｆの間に設定することが好ましい。
【０１２２】
また、上記連続動作試験では、摩擦部材３を炭素焼結材とし、接触部材２ｄにＤＬＣ皮膜を施したが、これに限られず、接触部材２ｄを炭素焼結材とし、摩擦部材３にＤＬＣ皮膜を施してもよい。また、ＤＬＣコートを行う下地材料はＳＵＳ３０４に限定されるものではなく、他のステンレス鋼やアルミニウム、シリコン等の他の材料を使用してもよい。
【０１２３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明に係る駆動装置は、例えばカメラモジュールなどの撮像装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 予圧部材
２ 被駆動体
２ｄ 接触部材
３ 摩擦部材
４ 中間部材
５ 屈曲変位部材
５ａ シム部材
５ｂ 積層圧電素子
５ｃ 固定面
５ｄ シム延設部
６ 筐体
８ ガイド軸
１０ 駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を駆動する駆動装置およびこれを備えた撮像装置ならびに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被駆動体を駆動するための駆動装置として、電気機械変換素子（圧電素子）を用いた駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラなどの光学装置のレンズを駆動する駆動装置としてよく用いられる。
【０００３】
特許文献１および２には、屈曲変位する圧電素子を用いた駆動装置が開示されている。特許文献１および２に開示された駆動装置は、圧電素子と、圧電素子の自由端に形成された摩擦部材（被摺動部材）と、圧電素子を付勢する予圧機構と、被駆動体とを備えている。摩擦部材と被駆動体とは予圧機構の予圧によって摩擦接触しており、電圧印加によって圧電素子が屈曲変位すると、被駆動体は摩擦部材との間の摩擦力によってスライドする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（２００７年９月２７日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７４７９０号公報（２００７年１０月１８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に開示された駆動装置では、摩擦部材は圧電素子の長手方向の先端部に配されており、さらに予圧機構の予圧方向は圧電素子の長手方向と同じ方向であるため、摩擦部材の位置精度は、圧電素子の長手方向の寸法公差による影響を受けやすい。この圧電素子の長手方向は、特に寸法公差が大きい方向である。圧電素子の長手方向の寸法公差によって摩擦部材の予圧方向の位置がずれると、被駆動体と摩擦部材との接触状態の再現性が悪くなり、被駆動体に対する予圧状態が不安定になってしまう。特許文献１および２では、被駆動体を摩擦駆動方式によって駆動しているため、被駆動体に対する予圧状態が不安定であると、被駆動体は安定して駆動することができず、これによって被駆動体の位置再現性が低下してしまう。
【０００６】
また、特許文献１および２に開示された駆動装置では、長期間動作させることにより、摩擦部の磨耗が生じて被駆動体と摩擦部材との接触状態が変化したり、摩擦部に傷が生じて被駆動体の位置再現性が低下したりするという課題も存在する。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦部材の位置精度を高めることによって、被駆動体の駆動安定性が向上した駆動装置を提供することにある。さらに、摩擦部材の経時変化による駆動特性の変動を低減し、長期間の駆動安定性を実現した駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動装置は、上記の問題を解決するために、被駆動体を駆動する駆動装置であって、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された、上記被駆動体と摩擦接触する摩擦部材と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成では、屈曲変位部材が屈曲変位するとき、上記屈曲変位部材の自由端に連結された摩擦部材は、当該屈曲変位部材とともに変位する。摩擦部材の変位は、当該摩擦部材と摩擦接触した被駆動体に伝達される。これによって、被駆動体は駆動される。
【００１０】
屈曲変位部材において固定端から自由端に向かう方向を長手方向とする。このとき、摩擦部が連結された、屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面は、上記長手方向に対して略平行である。このため、屈曲変位部材の長手方向における摩擦部材の位置は、屈曲変位部材の長手方向における寸法公差に影響を受けることはない。
【００１１】
屈曲変位部材は長手方向において最も大きい寸法公差を有するため、上記構成によれば、摩擦部材の位置精度を向上させることができる。これによって、摩擦部材によって被駆動体に伝達される変位の精度が向上するため、被駆動体を安定的に駆動することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、上記屈曲変位部材の固定された面を固定面とするとき、上記摩擦部材は、上記屈曲変位部材において上記固定面と同一平面上に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記構成では、摩擦部材が設けられる面は、屈曲変位部材の固定面と同一の面上にある。この構成によれば、屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面に対して垂直な方向を屈曲変位部材の厚み方向とするとき、摩擦部材の位置精度は、屈曲変位部材の厚みの寸法公差によって影響を受けることがない。したがって、上記構成は、摩擦部材の位置精度をより向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る駆動装置は、上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する中間部材を備えており、上記摩擦部材は上記中間部材の自由端に設けられており、上記摩擦部材と上記屈曲変位部材の自由端との連結は上記中間部材を介して行われていることが好ましい。
【００１５】
上記構成では、屈曲変位部材が屈曲変位すると、中間部材は屈曲変位部材の屈曲変位に伴って上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する。中間部材の自由端に固定された摩擦部材は、当該中間部材とともに上記屈曲変位部材と異なる方向に変位する。この摩擦部材の変位は、当該摩擦部材と摩擦接触した被駆動体に伝達されるため、本発明に係る駆動装置は、被駆動体を屈曲変位部材の長手方向とは異なる方向に駆動することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、上記屈曲変位部材の上記固定された面を固定面とするとき、上記中間部材において上記摩擦部材が設けられた面は、上記固定面と同一平面上にあることが好ましい。
【００１７】
上記構成では、中間部材において摩擦部材が設けられる面は、屈曲変位部材の固定面と同一平面上にある。このため、屈曲変位部材の厚み方向における摩擦部材の位置精度は、屈曲変位部材の厚みの寸法公差による影響を受けることがない。したがって、摩擦部材の位置精度はより向上することができる。
【００１８】
また、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材は、電圧を印加することにより形状変位が励起される変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されており、上記シム部材は、上記屈曲変位部材の自由端側に延設されたシム延設部を有しており、上記摩擦部材は、上記シム延設部に設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、屈曲変位部材は、変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されているため、積層工程よって形成される屈曲変位部材の厚みは、寸法公差が大きくなる。ここで、摩擦部材はシム延設部に設けられているため、屈曲変位部材の厚み方向における、摩擦部材の位置精度は、変位部材の厚みの寸法交差を考慮するのみでよい。したがって、屈曲変位部材の固定面とは同一平面ではない他の面に摩擦部材を設けたとしても、摩擦部材の位置精度は向上することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記シム部材上にあることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、摩擦部材が設けられた面と、屈曲変位部材の固定された一端とは、同じシム部材上にある。このため、屈曲変位部材の厚み方向における摩擦部材の位置精度は、シム部材の厚みの寸法公差を考慮するのみでよい。したがって、屈曲変位部材の固定面とは同一平面ではない他の面に摩擦部材を設けたとしても、摩擦部材の位置精度は向上することができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る駆動装置において、上記シム延設部には切り欠き部が形成されており、上記シム延設部は、上記屈曲変位部材の自由端と異なる方向に屈曲変位することが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、本発明に係る駆動装置は、屈曲変位部材とは別体である中間部材を用いずとも、中間部材を用いた場合と同様に、被駆動体を屈曲変位部材の長手方向とは異なる方向に駆動することができる。
【００２４】
また、本発明に係る駆動装置において、上記中間部材または上記シム延設部の屈曲変位方向に対して略平行な平面は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に対して略平行な平面と直交することが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、屈曲部材および被駆動体は、屈曲変位部材の厚み方向が被駆動体の移動方向と垂直になるように配置される。この配置によれば、被駆動体の移動方向に対して略垂直な方向において、本発明に係る駆動装置を小型化することが容易となる。
【００２６】
また、本発明に係る駆動装置は、上記摩擦部材が、上記被駆動体に直接接触していることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、本発明に係る駆動装置は、被駆動体を駆動するために、中間的な被駆動体を用いずともよい。これによって、本発明に係る駆動装置を小型化することが容易となる。
【００２８】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体の移動方向と、上記屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面とが略平行であってもよい。
【００２９】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体と上記屈曲変位部材との間に配置された固定部を備えており、上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記固定部に固定されていることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、屈曲変位部材の一端は固定部に固定されているため、屈曲変位部材は、屈曲変位する際の変位特性を安定させることができる。また、固定部が被駆動体と屈曲変位部材との間に配置されているため、屈曲変位部材を固定部に固定する時の作業性を向上させることができ、ひいては本発明係る駆動装置の生産性を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体を上記摩擦部材に付勢する予圧機構を備えていることが好ましい。
【００３２】
上記構成によれば、被駆動体は、予圧部材によって摩擦部材に常時付勢される。これによって、被駆動体は、安定した位置を保つことができる。
【００３３】
また、本発明に係る駆動装置において、上記被駆動体には、当該被駆動体と一体的に移動し、かつ上記摩擦部材と摩擦接触する接触部材が設けられており、上記摩擦部材および上記接触部材のうち、一方には固体潤滑材料による皮膜が形成されており、他方は炭素焼結材から形成されていることが好ましい。さらに、上記固体潤滑材料による皮膜は、ダイヤモンド状炭素膜であることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、接触部材および摩擦部材の磨耗を低減できるとともに、キズの発生を防止することができる。これによって、長期の動作によっても駆動特性の変化が少なく、駆動装置の耐久性を向上させることができる。さらに、耐落下衝撃に優れた駆動装置を提供することができる。
【００３５】
本発明に係る駆動装置は、撮像対象となる物体を結像する光学系と、上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記被駆動体が上記光学系を保持することによって、撮像装置として用いることができる。
【００３６】
また、本発明に係る撮像装置は、上記被駆動体の駆動を支持する駆動軸を備えており、上記光学系の光軸と上記駆動軸との間の最短距離は、上記摩擦部材における上記被駆動体との接触部と上記駆動軸との間の最短距離よりも短いことが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、例えば駆動装置の製造時の組立てずれなどに起因して、摩擦部材と被駆動体との配置関係にずれが生じる場合においても、被駆動体の傾きを抑えることができる。すなわち、被駆動体の保持する光学系の光学中心位置のずれを低減することができる。また、被駆動体に付勢される予圧方向の変化は低減するため、被駆動体の駆動特性を安定化することができる。
【００３８】
また、本発明に係る駆動装置および撮像装置は、電子機器に適用することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る駆動装置によれば、一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された摩擦部材と、上記摩擦部材と摩擦接触した被駆動体と、を備えているため、摩擦部材の位置精度が向上することによって、被駆動体の駆動特性が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態における駆動装置を概略的に示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における駆動装置を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における駆動装置の屈曲変位部材を概略的に示す斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、摩擦部材と被駆動体との位置ずれを説明するための平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における駆動装置を概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における駆動装置の屈曲変位部材を概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における駆動装置を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について、図１から図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４２】
まず、図１（ａ）（ｂ）および図２を参照して、本実施形態における駆動装置１０の概略構成について説明する。図１（ａ）は駆動装置１０を示す側面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。図２は、駆動装置１０を示す斜視図である。
【００４３】
図１および図２に示すように、駆動装置１０は、被駆動体２をＺ方向に駆動する駆動装置である。駆動装置１０は、電気的制御によって屈曲変位が生じる屈曲変位部材５、屈曲変位部材５に一端が設けられた中間部材４、中間部材４上に設けられた摩擦部材３、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する予圧部材１、ガイド軸（駆動軸）８、および筐体６を備えている。
【００４４】
ここで、被駆動体２は、駆動装置１０によって移動する部材であり、被駆動体２から突起状に形成された被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａにおける摩擦部材３側に形成された接触部材２ｄとを有している。被駆動体接触部２ａおよび接触部材２ｄは、被駆動体２に接着固定された、あるいは一体に形成された部材であり、被駆動体２と一体となって移動する。したがって、駆動装置１０では、被駆動体２を駆動するための中間的な被駆動体などを必要としない。これによって、駆動装置１０の小型化を図ることが容易であることに加え、各部材の配置の自由度を増すことができる。
【００４５】
なお、以下の説明においては、図１に示すように、被駆動体２の移動方向をＺ方向とし、静止状態における屈曲変位部材５の長手方向であり、かつＺ方向に対して垂直である方向をＹ方向とし、Ｙ方向およびＺ方向に対して垂直な方向をＸ方向とする。
【００４６】
屈曲変位部材５は、電気的制御によって屈曲変位を生じる部材である。屈曲変位部材５において、筐体６に固定された端部を固定端と称し、Ｙ方向において固定端の反対側である、屈曲変位が生じる端部を自由端と称する。屈曲変位部材５は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、自由端の屈曲変位方向が被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）に対して略垂直になるように配置されている。
【００４７】
また、屈曲変位部材５の固定端は、筐体６において被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）と平行に配置された固定壁（固定部）６ａに接着固定されている。なお、屈曲変位部材５の固定端において固定壁６ａに接着固定される部位を固定面５ｃとする。このとき、屈曲変位部材５の固定面５ｃは、屈曲変位部材５の厚み方向と直交する面である。なお、屈曲変位部材５の厚み方向とはＸ方向であり、厚み方向と直交する面とはＹＺ平面である。
【００４８】
固定壁６ａは、必ずしも筐体６と一体である必要はないが、固定壁６ａと筐体６とが一体である方が部材点数の低減および位置精度の向上を図れるため好ましい。また、固定壁６ａはＸ方向において、屈曲変位部材５と被駆動体２の間に配置することが好ましい。このような配置とすることで、屈曲変位部材５を固定壁６ａに取り付ける時の作業性が向上し、生産性を高くすることができる。
【００４９】
予圧部材１の両端部は、被駆動体２の被駆動体予圧部２ｂおよび筐体６の筐体予圧部６ｂのそれぞれに固定されている。予圧部材１と摩擦部材３との間には、被駆動体２の被駆動体接触部２ａと、被駆動体接触部２ａに接着固定された接触部材２ｄとが挟まれて配置されている。予圧部材１は、被駆動体２の被駆動体接触部２ａを摩擦部材３（接触部材２ｄ）側へ常時付勢する構成であり、接触部材２ｄと摩擦部材３とは摩擦接触する。このような構成によって、被駆動体２は安定した位置を保つことができる。
【００５０】
予圧部材１は、コイルばねなどのように弾性を有する部材であればよい。予圧部材１がコイルばねである場合には、その一端または両端が弾性の無い密着巻きであることが好ましい。この構成によれば、コイルばねを被駆動体２および筐体６のそれぞれに固定するとき、接着剤などの塗布面積を大きく確保することができる。さらに、製造公差に起因するコイルばねの固定範囲のばらつきが起こらず、コイルばねによって安定した予圧荷重を実現することができる。
【００５１】
ガイド軸８は、被駆動体２の駆動を支持し、被駆動体２をＺ方向に沿って円滑に移動させるためのガイドであればよい。本実施形態では、ガイド軸８は筐体６の底面に対して垂直に設けられた軸であり、当該軸は被駆動体２に設けられた軸孔に通されている。ガイド軸８は、被駆動体２をガイドするものであれば軸に限定されず、例えばリニアガイドや板ばね等であってもよい。
【００５２】
ガイド軸８は、被駆動体２の位置を安定に保つ効果を有する。例えば、駆動装置１０を携帯電話などの携帯型の電子機器に応用する場合には、当該電子機器は落下などによる衝撃を受けるおそれが高いため、被駆動体２が筐体６から外れることを防止することが望まれる。ガイド軸８は、上記効果を有するため、被駆動体２が筐体６から外れることを防止するために有用である。
【００５３】
被駆動体２がガイド軸８にガイドされて移動（摺動）するためには、ガイド軸８径よりも被駆動体２の軸孔径が大きいことが必要である。被駆動体２を円滑にガイドするためには、ガイド軸８と被駆動体２の軸孔径とのガタ（被駆動体２の軸孔径−ガイド軸８径）が、例えば５〜１５μｍになるように管理することが好ましい。このように上記ガタを管理することによって、被駆動体２の傾斜（チルト）が発生することなどを軽減でき、被駆動体２を円滑に駆動することができる。
【００５４】
筐体６は、予圧部材１や屈曲変位部材５などをその内部に備える枠構造である。本実施形態では、筐体６は駆動装置１０の強度や機能を確保するために用いられているが、駆動装置の実装状況によっては不要となる。例えば、駆動装置１０が電子機器に内蔵され、当該電子機器に筐体６の代替となる他の構造が設けられている場合には、筐体６は不要である。
【００５５】
次に、図３を参照して、駆動装置１０における駆動機構を以下に説明する。図３は、屈曲変位部材５およびその周辺部材を示す斜視図である。
【００５６】
図３に示すように、駆動装置１０における駆動機構は、屈曲変位部材５、中間部材４、および摩擦部材３から形成される。
【００５７】
屈曲変位部材５には、バイモルフ型の圧電素子を用いている。また、屈曲変位部材５は、図３に示すように、金属板からなるシム部材５ａ、およびシム部材５ａの両面に形成された、形状変位する積層圧電素子（変位部材）５ｂから構成されている。なお、積層圧電素子５ｂがシム部材５ａの片面のみに形成された構成であってもよい。
【００５８】
また、屈曲変位部材５は、駆動装置が備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよいため、屈曲変位部材５は特定の構成や形状に限定されない。例えば、圧電素子の代わりに形状記憶合金などを用いてもよい。
【００５９】
屈曲変位部材５の電極部（図示しない）は、図１に示す電極端子９に半田付けされており、屈曲変位部材５は、外部駆動回路（図示しない）によって電気的に屈曲変位する。また、屈曲変位部材５の一端は、筐体６の固定壁６ａに接着固定された固定端であり、他方の端部は自由端になっている。
【００６０】
屈曲変位部材５の自由端には、摩擦部材３が中間部材４を介して連結されている。図３に示すように、中間部材４は、一辺に切り込み４ａを形成された板形状であり、切り込み４ａが屈曲変位部材５の自由端側の一辺と平行に配置されている。なお、本実施形態における中間部材４は、Ｚ方向に自由端を有する構成であれば限定されず、「Ｌ」字形状の一端が屈曲変位部材５の自由端における角部の一方側に固定された構成であってもよい。また、摩擦部材３は中間部材４の自由端に固定されている。
【００６１】
屈曲変位部材５に電圧を印加すると、屈曲変位部材５の自由端は、図３の矢印（方向１）に示すように、ＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位する。一方、屈曲変位部材５の屈曲運動に伴って中間部材４がシーソー運動することによって、中間部材４の自由端は、図３の矢印（方向２）に示すように、ＸＺ平面に略平行な方向に屈曲変位する。これによって、摩擦部材３がＸＺ平面に略平行な方向に変位する。さらに、摩擦部材３の変位は、予圧部材１により生じている摩擦部材３と接触部材２ｄとの間の摩擦力によって、被駆動体２に伝達される。ここでは、摩擦部材３がＸＺ平面に略平行な方向に変位するため、被駆動体２はガイド軸８に沿ってＺ方向に移動する。
【００６２】
中間部材４は、屈曲変位部材５と摩擦部材３の間に配置されることにより、屈曲変位部材５の変位方向とは異なる方向に摩擦部材３を移動させる変位方向変換を行う働きを有している。この働きによって、図１および図２に示すように、屈曲変位部材５の厚み方向がＺ方向と垂直となるように、屈曲変位部材５を配置することが可能となる。これによって、駆動装置１０の幅方向（Ｘ方向）の小型化を図ることができる。
【００６３】
駆動装置１０における駆動機構は、屈曲変位部材５の往復屈曲速度が異なるように、屈曲変位部材５に印加する電圧を制御する構成を有する。この構成では、被駆動体２と摩擦部材３との間に作用する摩擦力を速度差によって変化させ、被駆動体２と摩擦部材３との間に擦移動差を生じさせることによって、被駆動体２のＺ方向における変位量（移動量）を変化させる。屈曲変位部材５を往復屈曲させるための駆動周波数には、数ｋＨｚ以上、好ましくは非可聴である超音波周波数（２０ｋＨｚ以上）が用いられる。なお、電圧の制御方法に関しては、従来用いられている方法を用いればよい。
【００６４】
以下に、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料について説明する。摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、基本的に、両者の摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えば、金属、樹脂、および炭素焼結材や、これらの材料に皮膜を施したものを使用することができる。なお、炭素焼結材とは炭素を１０００〜３０００℃程度で焼成したものであり、一般に炭素、黒鉛炭素、および黒鉛（グラファイト）と称されるもの、ならびに、これらの材料に添加物を添加したものを称している。
【００６５】
摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、さらに望ましいものが存在する。ここで、本発明の駆動装置１０は摩擦部材３と接触部材２ｄ間の摩擦力により被駆動体２を駆動するものであり、この摩擦駆動に起因して、摩擦部材３と接触部材２ｄには磨耗やキズが生じやすい。磨耗が生じると、摩擦部材３と接触部材２ｄとの接触状態が変化し、駆動特性が安定しない。一方、キズが生じると、そのキズの箇所における引っ掛かりに起因して動作特性が大幅に変化し、例えば微小送り精度や位置再現性等が大幅に悪化し、これによって駆動装置１０は致命的な影響を受ける。このため、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料としては、摩擦駆動による磨耗およびキズの発生を抑えるものが望ましい。また、キズに関しては、摩擦駆動だけでなく、駆動装置１０の落下衝撃等によっても発生する。このため、駆動装置１０を携帯電話機等の電子機器に用いる場合には特に、摩擦部材３および接触部材２ｄが耐落下衝撃に優れることが要求される。
【００６６】
上記要求への対応として、摩擦部材３および接触部材２ｄの両方に、耐摩耗性の高い材料、例えば、チタン、タングステン、またはステンレス鋼等の金属材料や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料等を使用することとが考えられる。しかしながら、これらの材料を選択した場合であっても、摩擦駆動や落下衝撃によって摩擦部材３または接触部材２ｄに微少なキズが生じる場合があり、このキズが上述のような致命的な影響を及ぼすことがある。
【００６７】
したがって、キズの発生を防止するためには、摩擦部材３および接触部材２ｄの両方に耐摩耗性の高い材料を用いるのではなく、どちらか一方に柔らかい材料を用いることが好ましい。例えば、黒鉛等の炭素焼結材は、鉛筆に使用されていることから分かるように、その層状の結晶構造に起因して、潤滑性が良く、自らが磨耗しやすい。このため、摩擦部材３または接触部材２ｄのどちらか一方に炭素焼結材を用いれば、相手材料へのダメージ（キズ発生）を防止することができる。また、炭素焼結材を用いた部材に微少なキズが発生したとしても、磨耗により略均一な面に回復することができる。
【００６８】
ただし、摩擦部材３および接触部材２ｄの一方を炭素焼結材とした場合、その磨耗量が大きくなるという問題がある。そこで、後述の実施例に記載するように、摩擦部材３と接触部材２ｄの材料の組み合わせを検討したところ、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料のうち、一方が炭素焼結材であり、他方がダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）膜を形成された材料である場合に、磨耗量が少なく、かつキズの発生も生じないことが判明した。
【００６９】
したがって、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料は、一方が炭素焼結材であり、他方がＤＬＣ皮膜を形成された材料であることが好ましい。なお、ＤＬＣ皮膜は、固体で潤滑性の高い材料（固体潤滑材料）の一種である。
【００７０】
また、中間部材４の材料としては、弾性を有する金属が好ましく、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム、リン青銅などの金属を用いることが好ましい。
【００７１】
本実施形態に係る駆動装置１０は、撮像対象となる物体を結像する光学系（レンズなど）と、光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えることによって、カメラなどの撮像装置を実現することができる。
【００７２】
そこで、図４を参照して、被駆動体２がその中央部に円環状のレンズ取り付け部２ｃを有する構成について以下に説明する。図４は、被駆動体２およびその周辺部材を模式的に示す正面図である。
【００７３】
例えば、駆動装置１０をカメラモジュール（カメラなどの撮像装置のレンズ駆動）に応用する場合、被駆動体２は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部２ｃを有することによって、レンズバレル、またはレンズを直接保持するレンズ保持枠として機能する。被駆動体２がレンズ取り付け部２ｃにレンズを保有するとき、被駆動体２の移動方向（Ｚ方向）は、上記レンズの光軸方向となる。また、駆動装置１０の駆動機構によって被駆動体２が光軸方向（Ｚ方向）に駆動されると、レンズ取り付け部２ｃに取り付けられたレンズのＡＦ（オートフォーカス）動作が実現する。
【００７４】
被駆動体２がレンズを保持するときには、レンズの光学中心位置の位置精度が高いこと、すなわち、図４（ａ）に示すレンズ取り付け部２ｃにおける光学中心位置Ｈの位置精度が高いことが要求される。例えば、ＡＦ機能を有するカメラモジュールにおいては、レンズの光学中心位置の位置精度は±５０μｍ以下であることが好ましい。
【００７５】
ここで、仮に、駆動装置１０において摩擦部材３の位置ずれが生じた場合について説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、予圧部材１による付勢がない状態において、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間にΔＸの間隔が生じた場合を考える。なお、図４（ａ）では現象が判りやすいように位置ずれが大きい場合を示している。図４（ａ）のような場合、予圧部材１による予圧荷重が付与されると、図４（ｂ）に示すように、摩擦部材３と接触部材２ｄとが接するまで被駆動体２がガイド軸８を中心として回転してしまう。これによって、光学中心位置Ｈは、図４（ｂ）に示す光学中心位置Ｈ’まで変化してしまう。また、予圧部材１による本来の予圧方向（Ｘ方向）とは異なる方向（Ｙ方向）に予圧が付加されてしまい、ガイド軸８と被駆動体２の間に駆動負荷が生じる。このため、被駆動体２の駆動特性が不安定となってしまう。
【００７６】
このような摩擦部材３の位置ずれが生じる原因としては、各部材の製造公差および組立て公差が挙げられる。特に、屈曲変位部材５が複数の部材の積層構造である場合には、その積層工程の製造公差によって、屈曲変位部材５の厚みの寸法公差は大きくなりやすい。
【００７７】
そこで、駆動装置１０では、屈曲変位部材５の固定面５ｃと、摩擦部材３において中間部材４に設けられる面とが同一平面上にある構成が好ましい。この構成によれば、例え屈曲変位部材５の厚み公差が大きくとも、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間隔ΔＸが大きくならない。このため、光学中心位置Ｈの変動を減少させることができる。また、予圧部材１による予圧方向が傾くことがなくなり、安定した駆動特性の駆動装置１０を実現することができる。したがって、駆動装置１０を、カメラモジュールなどの撮像装置に好適に利用することができる。
【００７８】
また、摩擦部材３の位置ずれが生じる別の原因として、摩擦部材３または接触部材２ｄの磨耗による経時変化が挙げられる。前述のように、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料を、炭素焼結材とＤＬＣコートを施した材料との組み合わせから選択することによって、この磨耗による経時変化を低減できる。これよって、撮像装置の光学中心ずれを低減できるとともに、駆動装置１０の駆動安定性を向上させることができる。
【００７９】
駆動装置１０のＸＹ平面において、光学中心位置Ｈとガイド軸８との距離（最短距離）Ｌ１は、摩擦部材３における接触部材２ｄとの接触点とガイド軸８との距離（最短距離）Ｌ２より短くなるように、ガイド軸８の位置を設定することが好ましい。図４を基にこの理由を説明すると以下の通りである。光学中心位置Ｈはガイド軸８を回転中心として、摩擦部材３と接触部材２ｄとが接触するまで回転するため、Ｌ１＜Ｌ２に設定することによって、摩擦部材３と接触部材２ｄとの間隔ΔＸに起因する光学中心位置Ｈのずれを低減することができる。また、Ｌ１＜Ｌ２に設定することによって、被駆動体２の回転角度が小さくなるため、予圧部材１による予圧方向の変化を少なくすることもでき、被駆動体２の駆動特性の安定化にも繋がる。
【００８０】
また、屈曲変位部材５は、屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面のみが固定壁６ａに接するように接着固定されることが好ましい。これによって、屈曲変位部材５を固定位置は、屈曲変位部材５における長手方向（Ｙ方向）および厚み方向（Ｚ方向）の寸法公差による影響を受けない。したがって、摩擦部材３は、Ｙ方向およびＺ方向に位置変動することがない。仮に、摩擦部材３がＹ方向およびＺ方向に位置変動してしまうと、予圧部材１による予圧方向が本来の方向（Ｘ方向）とは、異なる方向に予圧が付与されてしまい、被駆動体２の駆動特性が不安定になってしまう。本実施形態では、屈曲変異する面のいずれか一方の面のみが固定される構成によって、被駆動体２の駆動特性を向上させることができる。
【００８１】
一方、摩擦部材３に位置ずれが発生しても、この位置ずれを吸収することができるガイド機構として、被駆動体２をＸ方向に平行してずらすことのできるガイド機構を設けることも可能である。しかしながら、このようなガイド機構は、被駆動体２との間に調整用のガタが必要となるため、被駆動体２の傾斜（チルト）などの姿勢変化が生じやすくなってしまう。特に、駆動装置１０をカメラモジュールなどの撮像装置に用いる場合には、上記チルトは、光学特性を劣化させる大きな要因となってしまう。
【００８２】
また、固定壁６ａの位置を移動させることで、摩擦部材３の位置ずれを吸収させることも可能であるが、屈曲変位部材５は高い周波数で振動しているため、固定壁６ａを安定させて配置する方が好ましい。
【００８３】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図５および図６に基づいて以下に説明する。図５は、実施形態２における駆動装置を概略的に示す斜視図であり、図６は、実施形態２における屈曲変位部材５およびその周辺部材を示す斜視図である。
【００８４】
なお、本実施例においては、実施形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００８５】
図６に示すように、本実施形態における屈曲変位部材５は、シム部材５ａが自由端側に延設された構成のシム延設部５ｄを有しており、シム延設部５ｄには摩擦部材３が固定されている。シム延設部５ｄは「Ｌ」字形状であり、シム延設部５ｄには切り欠き部５ｅが形成されている。これによって、シム部材５ａは、中間部材４と同様に、屈曲方向変換機能を有する。したがって、本実施形態においても、実施形態１において説明したように、駆動装置１０の小型化が可能なように屈曲変位部材５を配置することができる。
【００８６】
一方、実施形態１では中間部材４は屈曲変位部材５と別部材であるが、本実施形態ではシム延設部５ｄはシム部材５ａと一体である。これによって、中間部材４に必要であった接着剤などによる固定が必要ではなくなり、駆動装置１０を製造するための工程数を省略することができる。また、部品点数が低減され、コスト低減を図ることができるという効果も奏する。
【００８７】
また、本実施形態では、摩擦部材３の位置精度に対する部材の寸法公差による影響が減少する。具体的には、中間部材４を用いないため、中間部材４の寸法公差による影響を受けなくなる。さらに、屈曲変位部材５の厚み公差による影響については、屈曲変位部材５の片側の積層圧電素子５ｂのみを考慮すればよくなり、この影響は実施形態１と比較して半減する。したがって、本実施形態においては、屈曲変位部材５の固定面５ｃとは異なる面に摩擦部材３を配置した場合においても、光学中心位置のずれや予圧状態の変動などを軽減することができる。これによって、駆動装置１０の設計の自由度を増すことができる。
【００８８】
また、図５に示すように、本実施形態は、予圧部材１として圧縮コイルばねを用いている点、および固定壁６ａが屈曲変位部材５に対して被駆動体２とは逆側に配置されている点において、実施形態１と異なっている。
【００８９】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について図７に基づいて以下に説明する。図７は、実施形態３における駆動装置を示す模式図である。なお、本実施例においては、実施形態１および２との相違点を中心に説明し、実施形態１および２と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９０】
図７に示すように、本実施形態では、被駆動体接触部２ａがアーム状に形成されており、屈曲変位部材５側から被駆動体２に予圧を付与する構成となっている。このように、被駆動体接触部２ａの形状を変更することによって、被駆動体２の形状などに合わせて予圧機構（図示しない）を変更することができる。これによって、予圧機構の配置および予圧方向の自由度を増すことができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、実施形態１において好ましい構成であると説明したように、屈曲変位部材５の固定面５ｃと、中間部材４において屈曲変位部材５に設けられた面と、摩擦部材３が設けられた面とが、同一平面上にある。このような構成とすることにより、摩擦部材３は、中間部材４の厚み公差による影響を受けることがないため、摩擦部材３をより精度良く配置することができる。その結果、光学中心位置のずれや予圧状態の変動などを軽減することができる。
【００９２】
〔実施の形態４〕
本発明の第４の実施形態について図８に基づいて以下に説明する。図８は、実施形態４における駆動装置を示す模式図である。なお、本実施例においては、実施形態１〜３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜３と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９３】
図８に示すように、本実施形態では、実施形態２と同様のシム延設部５ｄを有する構成において、固定壁６ａに対する屈曲変位部材５の固定が、シム部材５ａにおいて摩擦部材３が固定された面と同一の面で行われている。これによって、本実施形態では、実施形態２と異なり、摩擦部材３のＸ方向の位置精度が屈曲変位部材５の厚み公差による影響を全く受けなくなる。
【００９４】
〔実施の形態５〕
本発明の第５の実施形態について図９に基づいて以下に説明する。図９は、実施形態５における駆動装置を示す模式図である。
【００９５】
本実施形態は、屈曲変位部材５の配置方向と被駆動体２の移動方向が、実施形態１〜４とは異なる構成である。したがって、以下では、上記構成について中心に説明する。なお、実施の形態１〜４と同様の部材には同一の部材番号を用いることとする。
【００９６】
本実施形態の駆動装置は、屈曲変位部材５の長さ方向と同じ向きに被駆動体２を移動させる構成である。そこで、図９に示すように、本実施形態では、静止状態のときにおける屈曲変位部材５の長手方向をＹ方向とし、屈曲変位部材５の厚み方向であり、かつＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。すなわち、被駆動体２の移動方向はＹ方向となる。
【００９７】
本実施形態では、摩擦部材３は、中間部材４を介さずに屈曲変位部材５に接着固定されている。屈曲変位部材５は、屈曲変位方向に撓む面のうち一方の面において固定壁６ａに固定されている。摩擦部材３において屈曲変位部材５に固定された面と、屈曲変位部材５において固定壁６ａに固定された面とは、同一平面である。なお、固定壁６ａは筐体（図示しない）に固定されている。
【００９８】
被駆動体２の移動方向における側面には、接触部材２ｄが接着固定されており、接触部材２ｄは、予圧機構（図示しない）によって摩擦部材３に付勢されている。被駆動体２は、主ガイド軸８ａおよび副ガイド軸８ｂによってＹ方向にガイドされている。なお、副ガイド軸８ｂは被駆動体２の回転を防止する回転止めの役割も有している。
【００９９】
屈曲変位部材５は、電圧印加によってＸＹ平面に略平行な方向に屈曲変位する。被駆動体２は、摩擦部材３のＹ方向への変位に伴い、摩擦部材３との摩擦力によってＹ方向に変位する。駆動装置の駆動機構の説明は、実施形態１における説明と同様である。
【０１００】
実施形態１〜４における駆動装置は、撮像装置のＡＦ機構に適した構成を有しているが、実施形態５における駆動装置は、撮像装置のズーム機構に適した構成を有しており、撮像装置の厚み（Ｘ方向）を薄型化することができるという特長を有している。
【０１０１】
〔本発明の他の構成〕
また、本発明に係る駆動装置の構成は、一端を固定し、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、前記屈曲変位部材の他端に配置され、前記屈曲変位部材の変位を伝達して被駆動体を駆動させる摩擦部材とを備え、前記屈曲変位部材の厚み方向に直交した面のいずれか一方に、屈曲変位部材の一端を固定し、かつ、摩擦部材を配置したことを特徴とする駆動装置としても、表現することができる。
【実施例】
【０１０２】
摩擦部材３および接触部材２ｄに用いる材料を様々に組み合わせた駆動装置１０を準備し、各組み合わせによる駆動装置１０について、１０万回の連続動作試験を行った。各組み合わせにおける使用材料および試験結果について、以下に記載する。
【０１０３】
（組み合わせＡ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）にＤＬＣ皮膜を施したものを用いた。
【０１０４】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３の磨耗量は３μｍ以下であり、動作速度の変化は５％以下であった。摩擦部材３および接触部材２ｄの表面にはキズが見られず、位置再現性の変化も生じない良好な結果であった。更に３０万回の連続動作試験を行っても、動作速度の変化は５％以下を維持し、位置再現性の変化も見られなかった。
【０１０５】
（組み合わせＢ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【０１０６】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３が約３０μｍ磨耗し、動作速度が４５％低下と大きく変化した。
【０１０７】
（組み合わせＣ）
摩擦部材３にＳｉＣを用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【０１０８】
１０万回の連続動作試験の結果、接触部材２ｄにキズが発生し、位置再現性が低下した。また、摩擦部材３にもキズが発生していた。
【０１０９】
（組み合わせＤ）
摩擦部材３と接触部材２ｄの両者には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）にＤＬＣ皮膜を施したものを用いた。
【０１１０】
１０万回の連続動作試験の結果、ＤＬＣ皮膜の一部に剥離（亀裂）が生じ、位置再現性が低下した。
【０１１１】
（組み合わせＥ）
摩擦部材３に炭素焼結材を用い、接触部材２ｄにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。接触部材２ｄには、さらに、フッ素系の潤滑剤（株式会社ハーベス：ドライサーフMZ-7000EL）を塗布した。
【０１１２】
１０万回の連続動作試験の結果、摩擦部材３の磨耗量は３μｍ以下であり、耐久性は問題ないが、連続動作時と一時停止後の動作時で速度差が約２０％見られた。
【０１１３】
以上の組み合わせにおける炭素焼結材としては、黒鉛が４０％、炭素が６０％含まれるものを使用した。また、以上の組み合わせにおけるＤＬＣ皮膜としては、ＳＵＳ３０４に、中間層としてＴｉ層とＳｉ層を介して、膜厚約１μｍで成膜したものを使用した。使用したＳＵＳ３０４の表面粗さはＲａ０．１μｍであり、ＤＬＣ皮膜後も略同等の表面粗さであった。
【０１１４】
なお、上記した以外の組み合わせとして、炭素焼結材同士や、炭素焼結材とガラスとの組み合わせ等を検討したが、初期の動作特性が優れない等、耐久性以外の課題が発生した。
【０１１５】
上記結果によれば、摩擦部材３と接触部材２ｄを炭素焼結材とＤＬＣ皮膜付材料とすることにより、磨耗量の低減とキズ発生防止の両者を満足することができることが分かった（組み合わせＡ）。
【０１１６】
一方、炭素焼結材を硬度の高い材料と組み合わせると、炭素焼結材料は相手材料にキズを生じさせにくいが、自らが磨耗して、動作速度に悪影響を与えることが分かった（組み合わせＢ）。
【０１１７】
また、硬度の高い材料同士の組み合わせ（組み合わせＣ、Ｄ）では、摩擦面に微少なキズが発生することによる位置再現性が低下することが分かった。このキズは致命的な問題であるため、確実に防止することが重要であり、したがって、一方を炭素焼結材料とすることが好ましいことが分かった。
【０１１８】
さらに、炭素焼結材と、潤滑剤を塗布した材料との組み合わせ（組み合わせＥ）では、磨耗やキズ発生という問題は生じなかったが、停止後の初期動作と連続動作とで速度が異なる結果となった。これは、連続動作時に潤滑剤が接触面から移動することによって、摩擦状態が変化することが原因と考えられる。また、潤滑剤の塗布量による動作特性の変化が見られることから、本組み合わせは好ましくないと考えられる。
【０１１９】
以上のことを考慮すると、摩擦部材３および接触部材２ｄの材料は、炭素焼結材とＤＬＣ皮膜面を有する材料との組み合わせが最も好ましいことが明らかである。これは、炭素焼結材が摩擦する相手としてＤＬＣ皮膜面を用いると、ＤＬＣ皮膜の特長である表面の潤滑性によって、炭素焼結材の磨耗量が低減されるためと考えられる。
【０１２０】
なお、ＤＬＣ皮膜以外であっても、固体で潤滑性の高い材料（固体潤滑材料）を用いることにより同様の効果が得られる。固体潤滑材料としては、ＤＬＣ皮膜以外に、例えば、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）、ＴｉＮ皮膜、およびＣｒＮ皮膜等を挙げることができる。ただし、高硬度と潤滑性を両立できることからＤＬＣ皮膜を用いることが最も好ましい。
【０１２１】
また、磨耗量に関しては予圧の大きさによっても変化する。上記連続動作試験では、予圧を１２ｇｆに設定していた。予圧を低減させることで磨耗量を減少させることもできるが、予圧は被駆動体２と摩擦部材３とを安定して当接させるとともに、摩擦力を高める働きがあり、駆動推力や駆動安定性の低下が生じるため好ましくない。予圧は被駆動体２の重量により最適値が異なるが、例えば、カメラモジュールのレンズ駆動に使用する場合は、約５ｇｆから５０ｇｆの間に設定することが好ましい。
【０１２２】
また、上記連続動作試験では、摩擦部材３を炭素焼結材とし、接触部材２ｄにＤＬＣ皮膜を施したが、これに限られず、接触部材２ｄを炭素焼結材とし、摩擦部材３にＤＬＣ皮膜を施してもよい。また、ＤＬＣコートを行う下地材料はＳＵＳ３０４に限定されるものではなく、他のステンレス鋼やアルミニウム、シリコン等の他の材料を使用してもよい。
【０１２３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明に係る駆動装置は、例えばカメラモジュールなどの撮像装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 予圧部材
２ 被駆動体
２ｄ 接触部材
３ 摩擦部材
４ 中間部材
５ 屈曲変位部材
５ａ シム部材
５ｂ 積層圧電素子
５ｃ 固定面
５ｄ シム延設部
６ 筐体
８ ガイド軸
１０ 駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体を駆動する駆動装置であって、
一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、
上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された、上記被駆動体と摩擦接触する摩擦部材と、を備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、
上記屈曲変位部材の固定された面を固定面とするとき、上記摩擦部材は、上記屈曲変位部材において上記固定面と同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する中間部材を備えており、
上記摩擦部材は上記中間部材の自由端に設けられており、
上記摩擦部材と上記屈曲変位部材の自由端との連結は上記中間部材を介して行われていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、
上記屈曲変位部材の固定された上記面を固定面とするとき、上記中間部材において上記摩擦部材が設けられた面は、上記固定面と同一平面上にあることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記屈曲変位部材は、電圧を印加することにより形状変位が励起される変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されており、
上記シム部材は、上記屈曲変位部材の自由端側に延設されたシム延設部を有しており、
上記摩擦部材は、上記シム延設部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項６】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記シム部材上にあることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
上記シム延設部には切り欠き部が形成されており、
上記シム延設部は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向と異なる方向に屈曲変位することを特徴とする請求項５または６に記載の駆動装置。
【請求項８】
上記中間部材または上記シム延設部の屈曲変位方向に対して略平行な平面は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に対して略平行な平面と直交することを特徴とする請求項３から７までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
上記摩擦部材が、上記被駆動体に直接接触することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
上記被駆動体の移動方向と、上記屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面とが略平行であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
上記被駆動体と上記屈曲変位部材との間に配置された固定部を備えており、
上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記固定部に固定されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
上記被駆動体を上記摩擦部材に付勢する予圧機構を備えていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
上記被駆動体には、当該被駆動体と一体的に移動し、かつ上記摩擦部材と摩擦接触する接触部材が設けられており、
上記摩擦部材および上記接触部材のうち、一方には固体潤滑材料による皮膜が形成されており、他方は炭素焼結材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１４】
上記固体潤滑材料による皮膜は、ダイヤモンド状炭素膜であることを特徴とする請求項１３記載の駆動装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の駆動装置と、
撮像対象となる物体を結像する光学系と、
上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子と、を備えており、
上記被駆動体は、上記光学系を保持していることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
上記被駆動体の駆動を支持する駆動軸を備えており、
上記光学系の光軸と上記駆動軸との間の最短距離は、上記摩擦部材における上記被駆動体との接触点と上記駆動軸との間の最短距離よりも短いことを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の駆動装置、または請求項１５もしくは１６に記載の撮像装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
被駆動体を駆動する駆動装置であって、
一端を固定された、屈曲変位が励起される屈曲変位部材と、
上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において、当該屈曲変位部材の自由端に連結された、上記被駆動体と摩擦接触する摩擦部材と、を備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、
上記屈曲変位部材の固定された面を固定面とするとき、上記摩擦部材は、上記屈曲変位部材において上記固定面と同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記屈曲変位部材の自由端に設けられ、かつ上記屈曲変位部材と異なる方向に屈曲変位する中間部材を備えており、
上記摩擦部材は上記中間部材の自由端に設けられており、
上記摩擦部材と上記屈曲変位部材の自由端との連結は上記中間部材を介して行われていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、当該屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面のいずれか一方の面において固定されており、
上記屈曲変位部材の固定された上記面を固定面とするとき、上記中間部材において上記摩擦部材が設けられた面は、上記固定面と同一平面上にあることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記屈曲変位部材は、電圧を印加することにより形状変位が励起される変位部材と、上記変位部材に積層されたシム部材とから形成されており、
上記シム部材は、上記屈曲変位部材の自由端側に延設されたシム延設部を有しており、
上記摩擦部材は、上記シム延設部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項６】
上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記シム部材上にあることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
上記シム延設部には切り欠き部が形成されており、
上記シム延設部は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向と異なる方向に屈曲変位することを特徴とする請求項５または６に記載の駆動装置。
【請求項８】
上記中間部材または上記シム延設部の屈曲変位方向に対して略平行な平面は、上記屈曲変位部材の屈曲変位方向に対して略平行な平面と直交することを特徴とする請求項３から７までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
上記摩擦部材が、上記被駆動体に直接接触することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
上記被駆動体の移動方向と、上記屈曲変位部材において屈曲変位方向に撓む面とが略平行であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
上記被駆動体と上記屈曲変位部材との間に配置された固定部を備えており、
上記屈曲変位部材の固定された一端は、上記固定部に固定されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
上記被駆動体を上記摩擦部材に付勢する予圧機構を備えていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
上記被駆動体には、当該被駆動体と一体的に移動し、かつ上記摩擦部材と摩擦接触する接触部材が設けられており、
上記摩擦部材および上記接触部材のうち、一方には固体潤滑材料による皮膜が形成されており、他方は炭素焼結材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１４】
上記固体潤滑材料による皮膜は、ダイヤモンド状炭素膜であることを特徴とする請求項１３記載の駆動装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の駆動装置と、
撮像対象となる物体を結像する光学系と、
上記光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子と、を備えており、
上記被駆動体は、上記光学系を保持していることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
上記被駆動体の駆動を支持する駆動軸を備えており、
上記光学系の光軸と上記駆動軸との間の最短距離は、上記摩擦部材における上記被駆動体との接触点と上記駆動軸との間の最短距離よりも短いことを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の駆動装置、または請求項１５もしくは１６に記載の撮像装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−６３３４９（Ｐ２０１０−６３３４９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７５３７４（Ｐ２００９−１７５３７４）
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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