駆動装置
【課題】 電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向において低背化を図ることができる駆動装置を提供する。
【解決手段】 駆動装置１においては、圧電素子５の伸縮方向がＦＰＣ７の表面と略平行となるように圧電素子５がＦＰＣ７の表面に固定され、圧電素子５がＦＰＣ７と電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７の厚さ方向が圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向と一致するため、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることができる。
【解決手段】 駆動装置１においては、圧電素子５の伸縮方向がＦＰＣ７の表面と略平行となるように圧電素子５がＦＰＣ７の表面に固定され、圧電素子５がＦＰＣ７と電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７の厚さ方向が圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向と一致するため、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するのに好適な駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における上記技術分野の駆動装置として、特許文献１，２には、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子が半田や導電性接着剤等により電気的に接続されたフレキシブルプリント基板等のプリント基板と、を備えるものが記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を支持する支持体と、を備えるものが記載されている。
【０００４】
これらの駆動装置においては、鋸歯状の波形を有する駆動パルスが電気機械変換素子に印加されて、伸長速度と収縮速度とが異なった状態で電気機械変換素子が変形させられる。そして、電気機械変換素子が遅い速度で変形すると、被駆動体は摩擦によって駆動部材に対して静止し、逆に、電気機械変換素子が速い速度で変形すると、被駆動体は慣性によって駆動部材に対して移動する。従って、鋸歯状の波形を有する駆動パルスを電気機械変換素子に繰り返し印加することで、被駆動体を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
【特許文献１】特開２００７−２７４７７７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１７９４号公報
【特許文献３】特開２００７−７４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２記載の駆動装置においては、電気機械変換素子の伸縮方向がプリント基板の表面と略垂直となるように電気機械変換素子がプリント基板に取り付けられているため、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向における駆動装置の低背化が妨げられるという問題がある。
【０００６】
このような問題は、特許文献３記載の駆動装置においても、電気機械変換素子にリード線を電気的に接続することにより、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するのが一般的であるため、同様である。
【０００７】
なお、特許文献３記載の駆動装置にあっては、電気機械変換素子にリード線を電気的に接続することにより、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するのが一般的であるため、次のような問題も生じるおそれがある。すなわち、駆動装置の組立時においては、電気機械変換素子を支持体に固定した後にリード線のフォーミングを行うことになるため、電気機械変換素子とリード線との接続部に応力が集中して接続部が損傷し、その結果、電気機械変換素子に電気信号を確実に伝送することができなくなるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向において低背化を図ることができる駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、を備え、電気機械変換素子は、伸縮方向がプリント基板の表面と略平行となるようにプリント基板の表面に取り付けられ、プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この駆動装置では、電気機械変換素子の伸縮方向がプリント基板の表面と略平行となるように電気機械変換素子がプリント基板の表面に取り付けられ、電気機械変換素子がプリント基板と電気的に接続されている。これにより、プリント基板の厚さ方向が電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向と一致するため、当該方向において駆動装置の低背化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子が取り付けられている部分では、伸縮方向におけるプリント基板の長さは、伸縮方向における電気機械変換素子の長さと等しい、又は伸縮方向における電気機械変換素子の長さよりも短いことが好ましい。この場合、電気機械変換素子の一端への駆動部材の取付けや電気機械変換素子の他端への例えば錘の取付けがプリント基板によって妨げられるのを防止することができる。
【００１２】
本発明に係る駆動装置においては、プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。プリント基板としてフレキシブルプリント基板を用いることで、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００１３】
本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子は、導電性接着剤によってプリント基板と電気的に接続されていることが好ましい。半田よりも剛性が低く且つ弾性が高い導電性接着剤を用いることで、プリント基板との電気的な接続に起因して電気機械変換素子の伸縮が阻害されるのを防止することができる。
【００１４】
本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子は、プリント基板が取り付けられた部分と対向する部分において、伸縮方向に対して側方から弾性部材によって支持されていることが好ましい。この構成によれば、電気機械変換素子の伸縮による振動が弾性部材に伝達され難いため、電気機械変換素子の伸縮に伴う共振の影響を防止しつつ、駆動部材に対して被駆動体を確実に移動させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続され、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、電気機械変換素子を支持する支持体と、を備え、支持体は、プリント基板が支持体に固定されることにより、電気機械変換素子を支持することを特徴とする。
【００１６】
この駆動装置では、電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続されたプリント基板が、電気機械変換素子を駆動するための電気信号の伝送に用いられている。そのため、プリント基板の厚さ方向を、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向と一致させ、当該方向において駆動装置の低背化を図ることが可能となる。更に、そのプリント基板が支持体に固定されることで、支持体が電気機械変換素子を支持している。これにより、駆動装置の組立時において、電気機械変換素子とプリント基板との接続部への応力集中が回避されることとなり、プリント基板を介して電気機械変換素子に電気信号を確実に伝送することができる。
【００１７】
本発明に係る駆動装置においては、プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、補強部材を介して支持体に固定されることが好ましい。プリント基板としてフレキシブルプリント基板が用いられることにより、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。しかも、補強部材を介してフレキシブルプリント基板が支持体に固定されるため、フレキシブルプリント基板が変形して電気機械変換素子とフレキシブルプリント基板との接続部が損傷するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向において駆動装置の低背化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
【００２０】
図１は、本発明に係る駆動装置の第１実施形態の断面図であり、図２は、図１のII−II線に沿っての断面図である。図１，２に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズ３を光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。駆動装置１は、駆動装置１の外囲を構成するホルダ４内に、圧電素子（電気機械変換素子）５、駆動軸（駆動部材）６、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７及び錘１１を備えている。
【００２１】
圧電素子５は、光軸ＯＡに平行な伸縮方向（以下、単に「伸縮方向」という）に沿って伸縮する。圧電素子５においてＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂは、例えばシリコーンからなる弾性部材１２によって挟持されており、この弾性部材１２は、ホルダ４に固定されている。これにより、圧電素子５は、ＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂにおいて、伸縮方向に対して側方から弾性部材１２によって弾性支持されることになる。駆動軸６は、伸縮方向に沿って延在し、伸縮方向における圧電素子５の一端に接着剤によって固定されている。この駆動軸６は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。
【００２２】
錘１１は、伸縮方向における圧電素子５の他端に取り付けられている。この錘１１は、圧電素子５の他端側に負荷を与えることで、圧電素子５の他端側が一端側よりも大きく変位するのを防止する。錘１１としては、圧電素子５の伸縮を効率良く駆動軸６側に伝えるために、駆動軸６よりも重いものが好ましい。なお、例えば錘１１の他端側をホルダ４に固定することにより圧電素子５を支持すれば、弾性部材１２は不要となる。
【００２３】
駆動軸６の一端部は、ホルダ４が有する仕切部４１に形成された軸受穴４１ａに隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ４が有する仕切部４２に形成された軸受穴４２ａに隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸６は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。なお、ホルダ４には、開口部４ａが形成されており、開口部４ａは、着脱自在なホルダカバー１３によって覆われている。
【００２４】
駆動軸６には、仕切部４１，４２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２１が摩擦係合されている。図３は、図１のIII−III線に沿っての断面図である。図３に示されるように、係合部２１のＶ溝２１ａ内に固定された断面Ｖ字状の板部材２２と、係合部２１に係止された板バネ２３で板部材２２側に付勢された断面Ｖ字状の板部材２４とが駆動軸６を挟持している。これにより、係合部２１は、その移動の際に駆動軸６との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。
【００２５】
図４は、図１の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図である。図４に示されるように、圧電素子５は、伸縮方向に略垂直な方向に延在するテープ状のＦＰＣ７と電気的に接続されている。ＦＰＣ７は、駆動回路（不図示）と電気的に接続されており、圧電素子５を駆動するための電気信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。
【００２６】
圧電素子５は、伸縮方向がＦＰＣ７の表面７ａと略平行となるようにＦＰＣ７の表面７ａに導電性接着剤８によって固定されている。導電性接着剤８は、圧電素子５の端子とＦＰＣ７の表面７ａに設けられた配線１７とを電気的に接続している。なお、導電性接着剤８としては、例えば、７０重量％の銀粒子と２０重量％のエポキシ樹脂とを含む熱硬化型接着剤が用いられている。
【００２７】
このように構成された駆動装置１においては、圧電素子５を駆動するための電気信号がＦＰＣ７によって駆動回路から圧電素子５に伝送され、その電気信号の入力により圧電素子５が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸６が往復動する。このとき、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２１、延いてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。
【００２８】
以上説明したように、駆動装置１においては、圧電素子５の伸縮方向がＦＰＣ７の表面７ａと略平行となるように圧電素子５がＦＰＣ７の表面７ａに固定され、圧電素子５がＦＰＣ７と電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７の厚さ方向（表面７ａに略垂直な方向）が圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向（ここでは、ＦＰＣ７の延在方向にも略垂直な方向）と一致するため、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることができる。
【００２９】
また、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送にＦＰＣ７が用いられているため、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。更に、圧電素子５とＦＰＣ７との電気的な接続に、半田よりも剛性が低く且つ弾性が高い導電性接着剤８が用いられているため、ＦＰＣ７との電気的な接続に起因して圧電素子５の伸縮が阻害されるのを防止することができる。
【００３０】
また、圧電素子５が、ＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂにおいて、伸縮方向に対して側方から弾性部材１２によって支持されているため、圧電素子５の伸縮による振動が弾性部材１２に伝達され難くなる。その結果、圧電素子５の伸縮に伴う共振の影響を防止しつつ、駆動軸６に対してレンズ枠２を確実に移動させることができる。
［第２実施形態］
【００３１】
図５は、本発明に係る駆動装置の第２実施形態の断面図である。図６は、図５のVI−VI線に沿っての断面図であり、図７は、図５のVII−VII線に沿っての断面図である。図５〜７に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズ３を光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。
【００３２】
駆動装置１は、レンズ枠２を収容するホルダ（支持体）４を備えている。ホルダ４は、光軸ＯＡに平行な伸縮方向（以下、単に「伸縮方向」という）に沿って伸縮する圧電素子（電気機械変換素子）５を支持している。伸縮方向における圧電素子５の一端には、伸縮方向に沿って延在するように駆動軸（駆動部材）６が接着剤により固定されている。駆動軸６は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。なお、ホルダ４には、開口部４ａが形成されており、開口部４ａは、着脱自在なホルダカバー１３によって覆われている。
【００３３】
駆動軸６の一端部は、ホルダ４が有する仕切部４１に形成された軸受穴４１ａを隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ４が有する仕切部４２に形成された軸受穴４２ａを隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸６は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。
【００３４】
駆動軸６には、仕切部４１，４２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２１が摩擦係合されている。図８は、図５のVIII−VIII線に沿っての断面図である。図８に示されるように、係合部２１に形成されたＶ溝２１ａ内に固定された断面Ｖ字状の板部材２２と、係合部２１に係止された板バネ２３によって板部材２２側に付勢された断面Ｖ字状の板部材２４とが駆動軸６を挟持している。これにより、係合部２１は、その移動の際に駆動軸６との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。
【００３５】
ここで、ホルダ４による圧電素子５の支持構造について説明する。
【００３６】
図９は、図５の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図であり、図１０は、図５の駆動装置の圧電素子周辺の正面図である。図９，１１に示されるように、圧電素子５は、伸縮方向と略直交する方向に延在するテープ状のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７の表面に導電性接着剤８により電気的に接続されている。導電性接着剤８は、耐衝撃性を向上させるために、弾性的なものであることが好ましい。
【００３７】
ＦＰＣ７は、その先端側で駆動回路（不図示）に電気的に接続されており、圧電素子５を駆動するための電気信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。ＦＰＣ７の基端部の裏面には、例えば金属或いはポリイミドからなる矩形板状の補強板（補強部材）９が接着剤により固定されている。補強板９は、ＦＰＣ７の表面と略直交する方向から見て圧電素子５とＦＰＣ７との接続部（すなわち、導電性接着剤８の配置部）を含む外形を有している。これらの圧電素子５、駆動軸６、ＦＰＣ７、導電性接着剤８及び補強板９によって、圧電素子ユニット１０が構成されている。
【００３８】
圧電素子ユニット１０は、例えばシリコーンからなる弾性部材１８を介して、ホルダ４が有する棚部４３にボルト１９によって固定されている。つまり、ＦＰＣ７は、補強板９を介してホルダ４に固定されている。このように、ホルダ４は、ＦＰＣ７が補強板９を介してホルダ４に固定されることにより、圧電素子５を支持している。なお、図６に示されるように、ＦＰＣ７及び補強板９のそれぞれには、ボルト１９のネジ部の外径より大きい内径を有する貫通穴７ａ及び貫通穴９ａが連続するように形成されており、ボルト１９のネジ部は、貫通穴７ａ，９ａ、及び弾性部材１８に形成された貫通穴１８ａを介して、ホルダ４の棚部４３に形成されたネジ穴４３ａに螺合している。
【００３９】
以上説明したように、駆動装置１では、圧電素子５が導電性接着剤８により電気的に接続されたＦＰＣ７が、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送に用いられている。そのため、ＦＰＣ７の厚さ方向を、圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向と一致させ、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることが可能となる。更に、ＦＰＣ７が補強板９を介してホルダ４に固定されることで、ホルダ４が圧電素子５を支持している。これらにより、駆動装置１の組立時においては、補強板９を介してＦＰＣ７をホルダ４に固定した後に、ＦＰＣ７をその先端側で駆動回路に電気的に接続すべくＦＰＣ７のフォーミングを行うことになるが、圧電素子５がホルダ４に直接的に固定されていないため、圧電素子５とＦＰＣ７との接続部への応力集中が回避されることとなる。従って、駆動装置１によれば、ＦＰＣ７を介して圧電素子５に電気信号を確実に伝送することができる。
【００４０】
また、駆動装置１では、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送にＦＰＣ７が用いられる。これにより、ＦＰＣ７をその先端側で駆動回路に電気的に接続するための配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。しかも、ＦＰＣ７の表面と略直交する方向から見て圧電素子５とＦＰＣ７との接続部を含む外形を有する補強板９を介してＦＰＣ７がホルダ４に固定される。そのため、駆動装置１の組立時において、圧電素子ユニット１０をホルダ４内に装填する際に、ＦＰＣ７が変形して圧電素子５とＦＰＣ７との接続部が損傷するのを防止することができる。
【００４１】
また、駆動装置１では、圧電素子ユニット１０がホルダ４にボルト１９によって固定されている。これにより、例えば圧電素子５が故障した場合には、ホルダ４からホルダカバー１３を外し、ホルダ４の開口部４ａを介して、圧電素子ユニット１０を容易に交換することができる。
【００４２】
また、駆動装置１では、ＦＰＣ７及び補強板９のそれぞれに、ボルト１９のネジ部の外径より大きい内径を有する貫通穴７ａ及び貫通穴９ａが連続するように形成されている。更に、圧電素子ユニット１０が弾性部材１８を介してホルダ４に固定されている。これらにより、例えば圧電素子ユニット１０において駆動軸６の取付角度がばらついていても、圧電素子ユニット１０をホルダ４にボルト１９によって固定した際に、仕切部４１の軸受穴４１ａ及び仕切部４２の軸受穴４２ａによって駆動軸６が過拘束されるのを防止することができる。
【００４３】
次に、駆動装置１の動作について説明する。図１１は、図５の駆動装置の圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。図１２は、図１１の駆動回路に入力される入力信号の波形図であり、図１３は、図１１の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【００４４】
図１１に示されるように、駆動回路３１は、制御部３０内に設けられている。制御部３０は、駆動装置１の全体制御を行うものであって、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路及び出力信号回路等を有している。駆動回路３１は、圧電素子５のドライブ回路として機能するものであり、圧電素子５に対して駆動用の電気信号を出力する。駆動回路３１は、制御部３０の制御信号生成部から制御信号を入力し、その制御信号を電圧増幅又は電流増幅して圧電素子５の駆動用電気信号を出力する。駆動回路３１は、例えば、入力段を論理回路Ｕ１〜Ｕ３により構成し、出力段に電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１，Ｑ２を備えたものが用いられる。トランジスタＱ１，Ｑ２は、出力信号として、Ｈｉ出力（高電位出力）、Ｌｏ出力（低電位出力）及びＯＦＦ出力（オープン出力）を出力可能となっている。
【００４５】
図１２（ａ）は、係合部２１が圧電素子５に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号であり、図１２（ｂ）は、係合部２１が圧電素子５から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号である。また、図１３（ａ）は、係合部２１が圧電素子５に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号であり、図１３（ｂ）は、係合部２１が圧電素子５から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号である。
【００４６】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号は、図１２（ａ），（ｂ）の入力信号と同一タイミングでＯＮ／ＯＦＦするパルス信号となっている。図１３（ａ），（ｂ）の２つの信号は、ＦＰＣ７を介して圧電素子５に入力される。圧電素子５には、鋸歯状の波形を有するパルス信号を入力してもよいが、図１３に示されるように、矩形状の波形を有するパルス信号を入力しても、圧電素子５を作動させることができる。この場合、圧電素子５の駆動信号が矩形状の波形を有するパルス信号でよいため、信号生成が容易となる。
【００４７】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号は、同一周波数となる２つのパルス信号により構成されている。この２つのパルス信号は、互いの位相を異ならせることで、互いの信号の電位差が段階的に大きくなって急激に小さくなる信号、又は互いの信号の電位差が急激に大きくなって段階的に小さくなる信号となっている。このような２つの信号を入力することにより、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることができ、係合部２１、延いてはレンズ枠２を移動させることが可能となる。
【００４８】
例えば、図１３（ａ），（ｂ）においては、一方の信号がＨｉ（ハイ）からＬｏ（ロー）となった後に、他方の信号がＨｉとなるように設定されている。それらの信号においては、一方の信号がＬｏとなった際に、一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨｉとなるように設定される。また、２つの信号が両方ともＬｏの場合には、出力としてはオフ状態（オープン状態）とされる。
【００４９】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号、すなわち圧電素子５を作動させる電気信号としては、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図１３（ａ），（ｂ）においては、２つの信号の周波数は、可聴周波数を超える周波数信号とされ、例えば、３０〜８０ｋＨｚ、より好ましくは４０〜６０ｋＨｚの周波数信号とされる。このような周波数の信号を用いることで、圧電素子５の可聴領域における作動音を低減することができる。
【００５０】
以上により、駆動装置１は、次のように動作する。すなわち、圧電素子５に電気信号が入力され、その電気信号の入力により圧電素子５が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸６が往復動する。このとき、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２１、延いてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。
【００５１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上記第１実施形態において、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送に、ＦＰＣ７に替えて、いわゆるリジット基板を用いてもよい。また、圧電素子５とＦＰＣ７或いはリジット基板との電気的な接続に、半田を用いてもよい。
【００５３】
また、上記第１実施形態は、駆動装置１がレンズ枠２を駆動する場合であったが、駆動装置は、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動するものであってもよい。
【００５４】
また、上記第２実施形態において、図１４に示されるように、例えばシリコーンからなる弾性部材１４を圧電素子５とＦＰＣ７との間に介在させて、圧電素子５をＦＰＣ７の表面に導電性接着剤８により電気的に接続してもよい。この場合、他の部品との共振を防止して、圧電素子５の振動を駆動軸６に確実に伝達することができる。
【００５５】
また、上記第２実施形態において、圧電素子ユニット１０のホルダ４への固定は、ボルト１９による固定に限定されず、接着剤による固定であってもよい。一例として、図１５に示されるように、圧電素子ユニット１０の補強板９をホルダ４の壁部内面に当接させた状態で、ホルダ４の壁部に形成された複数の貫通穴４ｂ内に接着剤１５を充填することにより、圧電素子ユニット１０をホルダ４に固定してもよい。
【００５６】
また、上記第２実施形態は、プリント基板がＦＰＣ７である場合であったが、プリント基板は、いわゆるリジット基板であってもよい。プリント基板がリジット基板である場合、補強板９は必須ではない。
【００５７】
また、上記第２実施形態は、駆動装置１がレンズ枠２を駆動する場合であったが、駆動装置は、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る駆動装置の第１実施形態の断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】図１の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図である。
【図５】本発明に係る駆動装置の第２実施形態の断面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿っての断面図である。
【図８】図５のVIII−VIII線に沿っての断面図である。
【図９】図５の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の斜視図である。
【図１０】図５の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の正面図である。
【図１１】図５の駆動装置の圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。
【図１２】図１１の駆動回路に入力される入力信号の波形図である。
【図１３】図１１の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【図１４】変形例の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の正面図である。
【図１５】変形例の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…駆動装置、２…レンズ枠（被駆動体）、４…ホルダ（支持体）、５…圧電素子（電気機械変換素子）、６…駆動軸（駆動部材）、７…フレキシブルプリント基板、８…導電性接着剤、９…補強板（補強部材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆動するのに好適な駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における上記技術分野の駆動装置として、特許文献１，２には、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子が半田や導電性接着剤等により電気的に接続されたフレキシブルプリント基板等のプリント基板と、を備えるものが記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を支持する支持体と、を備えるものが記載されている。
【０００４】
これらの駆動装置においては、鋸歯状の波形を有する駆動パルスが電気機械変換素子に印加されて、伸長速度と収縮速度とが異なった状態で電気機械変換素子が変形させられる。そして、電気機械変換素子が遅い速度で変形すると、被駆動体は摩擦によって駆動部材に対して静止し、逆に、電気機械変換素子が速い速度で変形すると、被駆動体は慣性によって駆動部材に対して移動する。従って、鋸歯状の波形を有する駆動パルスを電気機械変換素子に繰り返し印加することで、被駆動体を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
【特許文献１】特開２００７−２７４７７７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１７９４号公報
【特許文献３】特開２００７−７４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２記載の駆動装置においては、電気機械変換素子の伸縮方向がプリント基板の表面と略垂直となるように電気機械変換素子がプリント基板に取り付けられているため、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向における駆動装置の低背化が妨げられるという問題がある。
【０００６】
このような問題は、特許文献３記載の駆動装置においても、電気機械変換素子にリード線を電気的に接続することにより、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するのが一般的であるため、同様である。
【０００７】
なお、特許文献３記載の駆動装置にあっては、電気機械変換素子にリード線を電気的に接続することにより、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するのが一般的であるため、次のような問題も生じるおそれがある。すなわち、駆動装置の組立時においては、電気機械変換素子を支持体に固定した後にリード線のフォーミングを行うことになるため、電気機械変換素子とリード線との接続部に応力が集中して接続部が損傷し、その結果、電気機械変換素子に電気信号を確実に伝送することができなくなるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向において低背化を図ることができる駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、を備え、電気機械変換素子は、伸縮方向がプリント基板の表面と略平行となるようにプリント基板の表面に取り付けられ、プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この駆動装置では、電気機械変換素子の伸縮方向がプリント基板の表面と略平行となるように電気機械変換素子がプリント基板の表面に取り付けられ、電気機械変換素子がプリント基板と電気的に接続されている。これにより、プリント基板の厚さ方向が電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向と一致するため、当該方向において駆動装置の低背化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子が取り付けられている部分では、伸縮方向におけるプリント基板の長さは、伸縮方向における電気機械変換素子の長さと等しい、又は伸縮方向における電気機械変換素子の長さよりも短いことが好ましい。この場合、電気機械変換素子の一端への駆動部材の取付けや電気機械変換素子の他端への例えば錘の取付けがプリント基板によって妨げられるのを防止することができる。
【００１２】
本発明に係る駆動装置においては、プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。プリント基板としてフレキシブルプリント基板を用いることで、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００１３】
本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子は、導電性接着剤によってプリント基板と電気的に接続されていることが好ましい。半田よりも剛性が低く且つ弾性が高い導電性接着剤を用いることで、プリント基板との電気的な接続に起因して電気機械変換素子の伸縮が阻害されるのを防止することができる。
【００１４】
本発明に係る駆動装置においては、電気機械変換素子は、プリント基板が取り付けられた部分と対向する部分において、伸縮方向に対して側方から弾性部材によって支持されていることが好ましい。この構成によれば、電気機械変換素子の伸縮による振動が弾性部材に伝達され難いため、電気機械変換素子の伸縮に伴う共振の影響を防止しつつ、駆動部材に対して被駆動体を確実に移動させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続され、電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、電気機械変換素子を支持する支持体と、を備え、支持体は、プリント基板が支持体に固定されることにより、電気機械変換素子を支持することを特徴とする。
【００１６】
この駆動装置では、電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続されたプリント基板が、電気機械変換素子を駆動するための電気信号の伝送に用いられている。そのため、プリント基板の厚さ方向を、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向と一致させ、当該方向において駆動装置の低背化を図ることが可能となる。更に、そのプリント基板が支持体に固定されることで、支持体が電気機械変換素子を支持している。これにより、駆動装置の組立時において、電気機械変換素子とプリント基板との接続部への応力集中が回避されることとなり、プリント基板を介して電気機械変換素子に電気信号を確実に伝送することができる。
【００１７】
本発明に係る駆動装置においては、プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、補強部材を介して支持体に固定されることが好ましい。プリント基板としてフレキシブルプリント基板が用いられることにより、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。しかも、補強部材を介してフレキシブルプリント基板が支持体に固定されるため、フレキシブルプリント基板が変形して電気機械変換素子とフレキシブルプリント基板との接続部が損傷するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電気機械変換素子の伸縮方向に略垂直な方向において駆動装置の低背化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
【００２０】
図１は、本発明に係る駆動装置の第１実施形態の断面図であり、図２は、図１のII−II線に沿っての断面図である。図１，２に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズ３を光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。駆動装置１は、駆動装置１の外囲を構成するホルダ４内に、圧電素子（電気機械変換素子）５、駆動軸（駆動部材）６、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７及び錘１１を備えている。
【００２１】
圧電素子５は、光軸ＯＡに平行な伸縮方向（以下、単に「伸縮方向」という）に沿って伸縮する。圧電素子５においてＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂは、例えばシリコーンからなる弾性部材１２によって挟持されており、この弾性部材１２は、ホルダ４に固定されている。これにより、圧電素子５は、ＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂにおいて、伸縮方向に対して側方から弾性部材１２によって弾性支持されることになる。駆動軸６は、伸縮方向に沿って延在し、伸縮方向における圧電素子５の一端に接着剤によって固定されている。この駆動軸６は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。
【００２２】
錘１１は、伸縮方向における圧電素子５の他端に取り付けられている。この錘１１は、圧電素子５の他端側に負荷を与えることで、圧電素子５の他端側が一端側よりも大きく変位するのを防止する。錘１１としては、圧電素子５の伸縮を効率良く駆動軸６側に伝えるために、駆動軸６よりも重いものが好ましい。なお、例えば錘１１の他端側をホルダ４に固定することにより圧電素子５を支持すれば、弾性部材１２は不要となる。
【００２３】
駆動軸６の一端部は、ホルダ４が有する仕切部４１に形成された軸受穴４１ａに隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ４が有する仕切部４２に形成された軸受穴４２ａに隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸６は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。なお、ホルダ４には、開口部４ａが形成されており、開口部４ａは、着脱自在なホルダカバー１３によって覆われている。
【００２４】
駆動軸６には、仕切部４１，４２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２１が摩擦係合されている。図３は、図１のIII−III線に沿っての断面図である。図３に示されるように、係合部２１のＶ溝２１ａ内に固定された断面Ｖ字状の板部材２２と、係合部２１に係止された板バネ２３で板部材２２側に付勢された断面Ｖ字状の板部材２４とが駆動軸６を挟持している。これにより、係合部２１は、その移動の際に駆動軸６との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。
【００２５】
図４は、図１の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図である。図４に示されるように、圧電素子５は、伸縮方向に略垂直な方向に延在するテープ状のＦＰＣ７と電気的に接続されている。ＦＰＣ７は、駆動回路（不図示）と電気的に接続されており、圧電素子５を駆動するための電気信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。
【００２６】
圧電素子５は、伸縮方向がＦＰＣ７の表面７ａと略平行となるようにＦＰＣ７の表面７ａに導電性接着剤８によって固定されている。導電性接着剤８は、圧電素子５の端子とＦＰＣ７の表面７ａに設けられた配線１７とを電気的に接続している。なお、導電性接着剤８としては、例えば、７０重量％の銀粒子と２０重量％のエポキシ樹脂とを含む熱硬化型接着剤が用いられている。
【００２７】
このように構成された駆動装置１においては、圧電素子５を駆動するための電気信号がＦＰＣ７によって駆動回路から圧電素子５に伝送され、その電気信号の入力により圧電素子５が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸６が往復動する。このとき、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２１、延いてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。
【００２８】
以上説明したように、駆動装置１においては、圧電素子５の伸縮方向がＦＰＣ７の表面７ａと略平行となるように圧電素子５がＦＰＣ７の表面７ａに固定され、圧電素子５がＦＰＣ７と電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７の厚さ方向（表面７ａに略垂直な方向）が圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向（ここでは、ＦＰＣ７の延在方向にも略垂直な方向）と一致するため、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることができる。
【００２９】
また、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送にＦＰＣ７が用いられているため、配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。更に、圧電素子５とＦＰＣ７との電気的な接続に、半田よりも剛性が低く且つ弾性が高い導電性接着剤８が用いられているため、ＦＰＣ７との電気的な接続に起因して圧電素子５の伸縮が阻害されるのを防止することができる。
【００３０】
また、圧電素子５が、ＦＰＣ７が取り付けられた部分５ａと対向する部分５ｂにおいて、伸縮方向に対して側方から弾性部材１２によって支持されているため、圧電素子５の伸縮による振動が弾性部材１２に伝達され難くなる。その結果、圧電素子５の伸縮に伴う共振の影響を防止しつつ、駆動軸６に対してレンズ枠２を確実に移動させることができる。
［第２実施形態］
【００３１】
図５は、本発明に係る駆動装置の第２実施形態の断面図である。図６は、図５のVI−VI線に沿っての断面図であり、図７は、図５のVII−VII線に沿っての断面図である。図５〜７に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズ３を光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。
【００３２】
駆動装置１は、レンズ枠２を収容するホルダ（支持体）４を備えている。ホルダ４は、光軸ＯＡに平行な伸縮方向（以下、単に「伸縮方向」という）に沿って伸縮する圧電素子（電気機械変換素子）５を支持している。伸縮方向における圧電素子５の一端には、伸縮方向に沿って延在するように駆動軸（駆動部材）６が接着剤により固定されている。駆動軸６は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。なお、ホルダ４には、開口部４ａが形成されており、開口部４ａは、着脱自在なホルダカバー１３によって覆われている。
【００３３】
駆動軸６の一端部は、ホルダ４が有する仕切部４１に形成された軸受穴４１ａを隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ４が有する仕切部４２に形成された軸受穴４２ａを隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸６は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。
【００３４】
駆動軸６には、仕切部４１，４２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２１が摩擦係合されている。図８は、図５のVIII−VIII線に沿っての断面図である。図８に示されるように、係合部２１に形成されたＶ溝２１ａ内に固定された断面Ｖ字状の板部材２２と、係合部２１に係止された板バネ２３によって板部材２２側に付勢された断面Ｖ字状の板部材２４とが駆動軸６を挟持している。これにより、係合部２１は、その移動の際に駆動軸６との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。
【００３５】
ここで、ホルダ４による圧電素子５の支持構造について説明する。
【００３６】
図９は、図５の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図であり、図１０は、図５の駆動装置の圧電素子周辺の正面図である。図９，１１に示されるように、圧電素子５は、伸縮方向と略直交する方向に延在するテープ状のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７の表面に導電性接着剤８により電気的に接続されている。導電性接着剤８は、耐衝撃性を向上させるために、弾性的なものであることが好ましい。
【００３７】
ＦＰＣ７は、その先端側で駆動回路（不図示）に電気的に接続されており、圧電素子５を駆動するための電気信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。ＦＰＣ７の基端部の裏面には、例えば金属或いはポリイミドからなる矩形板状の補強板（補強部材）９が接着剤により固定されている。補強板９は、ＦＰＣ７の表面と略直交する方向から見て圧電素子５とＦＰＣ７との接続部（すなわち、導電性接着剤８の配置部）を含む外形を有している。これらの圧電素子５、駆動軸６、ＦＰＣ７、導電性接着剤８及び補強板９によって、圧電素子ユニット１０が構成されている。
【００３８】
圧電素子ユニット１０は、例えばシリコーンからなる弾性部材１８を介して、ホルダ４が有する棚部４３にボルト１９によって固定されている。つまり、ＦＰＣ７は、補強板９を介してホルダ４に固定されている。このように、ホルダ４は、ＦＰＣ７が補強板９を介してホルダ４に固定されることにより、圧電素子５を支持している。なお、図６に示されるように、ＦＰＣ７及び補強板９のそれぞれには、ボルト１９のネジ部の外径より大きい内径を有する貫通穴７ａ及び貫通穴９ａが連続するように形成されており、ボルト１９のネジ部は、貫通穴７ａ，９ａ、及び弾性部材１８に形成された貫通穴１８ａを介して、ホルダ４の棚部４３に形成されたネジ穴４３ａに螺合している。
【００３９】
以上説明したように、駆動装置１では、圧電素子５が導電性接着剤８により電気的に接続されたＦＰＣ７が、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送に用いられている。そのため、ＦＰＣ７の厚さ方向を、圧電素子５の伸縮方向に略垂直な方向と一致させ、当該方向において駆動装置１の低背化を図ることが可能となる。更に、ＦＰＣ７が補強板９を介してホルダ４に固定されることで、ホルダ４が圧電素子５を支持している。これらにより、駆動装置１の組立時においては、補強板９を介してＦＰＣ７をホルダ４に固定した後に、ＦＰＣ７をその先端側で駆動回路に電気的に接続すべくＦＰＣ７のフォーミングを行うことになるが、圧電素子５がホルダ４に直接的に固定されていないため、圧電素子５とＦＰＣ７との接続部への応力集中が回避されることとなる。従って、駆動装置１によれば、ＦＰＣ７を介して圧電素子５に電気信号を確実に伝送することができる。
【００４０】
また、駆動装置１では、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送にＦＰＣ７が用いられる。これにより、ＦＰＣ７をその先端側で駆動回路に電気的に接続するための配線レイアウトの自由度を大きくすることができる。しかも、ＦＰＣ７の表面と略直交する方向から見て圧電素子５とＦＰＣ７との接続部を含む外形を有する補強板９を介してＦＰＣ７がホルダ４に固定される。そのため、駆動装置１の組立時において、圧電素子ユニット１０をホルダ４内に装填する際に、ＦＰＣ７が変形して圧電素子５とＦＰＣ７との接続部が損傷するのを防止することができる。
【００４１】
また、駆動装置１では、圧電素子ユニット１０がホルダ４にボルト１９によって固定されている。これにより、例えば圧電素子５が故障した場合には、ホルダ４からホルダカバー１３を外し、ホルダ４の開口部４ａを介して、圧電素子ユニット１０を容易に交換することができる。
【００４２】
また、駆動装置１では、ＦＰＣ７及び補強板９のそれぞれに、ボルト１９のネジ部の外径より大きい内径を有する貫通穴７ａ及び貫通穴９ａが連続するように形成されている。更に、圧電素子ユニット１０が弾性部材１８を介してホルダ４に固定されている。これらにより、例えば圧電素子ユニット１０において駆動軸６の取付角度がばらついていても、圧電素子ユニット１０をホルダ４にボルト１９によって固定した際に、仕切部４１の軸受穴４１ａ及び仕切部４２の軸受穴４２ａによって駆動軸６が過拘束されるのを防止することができる。
【００４３】
次に、駆動装置１の動作について説明する。図１１は、図５の駆動装置の圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。図１２は、図１１の駆動回路に入力される入力信号の波形図であり、図１３は、図１１の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【００４４】
図１１に示されるように、駆動回路３１は、制御部３０内に設けられている。制御部３０は、駆動装置１の全体制御を行うものであって、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路及び出力信号回路等を有している。駆動回路３１は、圧電素子５のドライブ回路として機能するものであり、圧電素子５に対して駆動用の電気信号を出力する。駆動回路３１は、制御部３０の制御信号生成部から制御信号を入力し、その制御信号を電圧増幅又は電流増幅して圧電素子５の駆動用電気信号を出力する。駆動回路３１は、例えば、入力段を論理回路Ｕ１〜Ｕ３により構成し、出力段に電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１，Ｑ２を備えたものが用いられる。トランジスタＱ１，Ｑ２は、出力信号として、Ｈｉ出力（高電位出力）、Ｌｏ出力（低電位出力）及びＯＦＦ出力（オープン出力）を出力可能となっている。
【００４５】
図１２（ａ）は、係合部２１が圧電素子５に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号であり、図１２（ｂ）は、係合部２１が圧電素子５から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に入力される入力信号である。また、図１３（ａ）は、係合部２１が圧電素子５に接近するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号であり、図１３（ｂ）は、係合部２１が圧電素子５から離間するようにレンズ枠２を移動させる際に出力される出力信号である。
【００４６】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号は、図１２（ａ），（ｂ）の入力信号と同一タイミングでＯＮ／ＯＦＦするパルス信号となっている。図１３（ａ），（ｂ）の２つの信号は、ＦＰＣ７を介して圧電素子５に入力される。圧電素子５には、鋸歯状の波形を有するパルス信号を入力してもよいが、図１３に示されるように、矩形状の波形を有するパルス信号を入力しても、圧電素子５を作動させることができる。この場合、圧電素子５の駆動信号が矩形状の波形を有するパルス信号でよいため、信号生成が容易となる。
【００４７】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号は、同一周波数となる２つのパルス信号により構成されている。この２つのパルス信号は、互いの位相を異ならせることで、互いの信号の電位差が段階的に大きくなって急激に小さくなる信号、又は互いの信号の電位差が急激に大きくなって段階的に小さくなる信号となっている。このような２つの信号を入力することにより、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることができ、係合部２１、延いてはレンズ枠２を移動させることが可能となる。
【００４８】
例えば、図１３（ａ），（ｂ）においては、一方の信号がＨｉ（ハイ）からＬｏ（ロー）となった後に、他方の信号がＨｉとなるように設定されている。それらの信号においては、一方の信号がＬｏとなった際に、一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨｉとなるように設定される。また、２つの信号が両方ともＬｏの場合には、出力としてはオフ状態（オープン状態）とされる。
【００４９】
図１３（ａ），（ｂ）の出力信号、すなわち圧電素子５を作動させる電気信号としては、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図１３（ａ），（ｂ）においては、２つの信号の周波数は、可聴周波数を超える周波数信号とされ、例えば、３０〜８０ｋＨｚ、より好ましくは４０〜６０ｋＨｚの周波数信号とされる。このような周波数の信号を用いることで、圧電素子５の可聴領域における作動音を低減することができる。
【００５０】
以上により、駆動装置１は、次のように動作する。すなわち、圧電素子５に電気信号が入力され、その電気信号の入力により圧電素子５が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸６が往復動する。このとき、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２１、延いてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。
【００５１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上記第１実施形態において、圧電素子５を駆動するための電気信号の伝送に、ＦＰＣ７に替えて、いわゆるリジット基板を用いてもよい。また、圧電素子５とＦＰＣ７或いはリジット基板との電気的な接続に、半田を用いてもよい。
【００５３】
また、上記第１実施形態は、駆動装置１がレンズ枠２を駆動する場合であったが、駆動装置は、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動するものであってもよい。
【００５４】
また、上記第２実施形態において、図１４に示されるように、例えばシリコーンからなる弾性部材１４を圧電素子５とＦＰＣ７との間に介在させて、圧電素子５をＦＰＣ７の表面に導電性接着剤８により電気的に接続してもよい。この場合、他の部品との共振を防止して、圧電素子５の振動を駆動軸６に確実に伝達することができる。
【００５５】
また、上記第２実施形態において、圧電素子ユニット１０のホルダ４への固定は、ボルト１９による固定に限定されず、接着剤による固定であってもよい。一例として、図１５に示されるように、圧電素子ユニット１０の補強板９をホルダ４の壁部内面に当接させた状態で、ホルダ４の壁部に形成された複数の貫通穴４ｂ内に接着剤１５を充填することにより、圧電素子ユニット１０をホルダ４に固定してもよい。
【００５６】
また、上記第２実施形態は、プリント基板がＦＰＣ７である場合であったが、プリント基板は、いわゆるリジット基板であってもよい。プリント基板がリジット基板である場合、補強板９は必須ではない。
【００５７】
また、上記第２実施形態は、駆動装置１がレンズ枠２を駆動する場合であったが、駆動装置は、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る駆動装置の第１実施形態の断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】図１の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図である。
【図５】本発明に係る駆動装置の第２実施形態の断面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿っての断面図である。
【図８】図５のVIII−VIII線に沿っての断面図である。
【図９】図５の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の斜視図である。
【図１０】図５の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の正面図である。
【図１１】図５の駆動装置の圧電素子を作動させる駆動回路の回路図である。
【図１２】図１１の駆動回路に入力される入力信号の波形図である。
【図１３】図１１の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。
【図１４】変形例の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の正面図である。
【図１５】変形例の駆動装置の圧電素子ユニット周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…駆動装置、２…レンズ枠（被駆動体）、４…ホルダ（支持体）、５…圧電素子（電気機械変換素子）、６…駆動軸（駆動部材）、７…フレキシブルプリント基板、８…導電性接着剤、９…補強板（補強部材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
前記電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、を備え、
前記電気機械変換素子は、前記伸縮方向が前記プリント基板の表面と略平行となるように前記プリント基板の表面に取り付けられ、前記プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記電気機械変換素子が取り付けられている部分では、前記伸縮方向における前記プリント基板の長さは、前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の長さと等しい、又は前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の長さよりも短いことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記電気機械変換素子は、導電性接着剤によって前記プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項５】
前記電気機械変換素子は、前記プリント基板が取り付けられた部分と対向する部分において、前記伸縮方向に対して側方から弾性部材によって支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項６】
所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
前記電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続され、前記電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、
前記電気機械変換素子を支持する支持体と、を備え、
前記支持体は、前記プリント基板が前記支持体に固定されることにより、前記電気機械変換素子を支持することを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、補強部材を介して前記支持体に固定されることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。
【請求項１】
所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
前記電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、を備え、
前記電気機械変換素子は、前記伸縮方向が前記プリント基板の表面と略平行となるように前記プリント基板の表面に取り付けられ、前記プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記電気機械変換素子が取り付けられている部分では、前記伸縮方向における前記プリント基板の長さは、前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の長さと等しい、又は前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の長さよりも短いことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記電気機械変換素子は、導電性接着剤によって前記プリント基板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項５】
前記電気機械変換素子は、前記プリント基板が取り付けられた部分と対向する部分において、前記伸縮方向に対して側方から弾性部材によって支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項６】
所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
前記電気機械変換素子が導電性接着剤により電気的に接続され、前記電気機械変換素子を駆動するための電気信号を伝送するプリント基板と、
前記電気機械変換素子を支持する支持体と、を備え、
前記支持体は、前記プリント基板が前記支持体に固定されることにより、前記電気機械変換素子を支持することを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、補強部材を介して前記支持体に固定されることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−８９５８２（Ｐ２００９−８９５８２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７１３６（Ｐ２００８−８７１３６）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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