知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】光学駆動装置
(51)【国際特許分類】
G02B 7/04 20210101AFI20240925BHJP
G03B 5/00 20210101ALI20240925BHJP
G03B 30/00 20210101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
G02B7/04 E
G03B5/00 J
G03B30/00
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2024500937
(86)(22)【出願日】2022-09-14
(86)【国際出願番号】 JP2022034340
(87)【国際公開番号】W WO2023157358
(87)【国際公開日】2023-08-24
【審査請求日】2024-07-25
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2022/006975
(32)【優先日】2022-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524229897
【氏名又は名称】ＰｉＡｃｔ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 康
(72)【発明者】
【氏名】桑名 稔
(72)【発明者】
【氏名】岡本 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】小林 孝生
(72)【発明者】
【氏名】加納 健博
(72)【発明者】
【氏名】陸 聖
【審査官】▲うし▼田 真悟
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３７３２７８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１１３１２６２３２（ＣＮ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－０１４４３４９（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１２２３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ７／０４
Ｇ０３Ｂ ５／００
Ｈ０４Ｎ ２３／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定部材と、前記固定部材に対して移動可能な被駆動部材と、
前記固定部材に対する前記被駆動部材の移動を予め定められた方向へ制限する案内部材と、
を有し、
前記案内部材は、
前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に形成されるＶ字断面形状の第１の溝と、
前記固定部材と前記被駆動部材の他方に形成される前記第１の溝に嵌合する第１の凸部と、
前記第１の溝と前記第１の凸部とのギャップに介在し、前記第１の溝の長手方向および前記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、
を有する、光学駆動装置。
【請求項2】
前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に設けられ、前記固定部材と前記被駆動部材とを吸着する磁性体をさらに有する、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項3】
前記案内部材は、前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に形成される平坦断面形状の第２の溝と、
前記固定部材と前記被駆動部材の他方に形成される前記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、
前記第２の溝と前記第２の凸部とのギャップに介在し、前記第２の溝の長手方向および前記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、
をさらに有する、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項4】
前記案内部材は、
前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に形成される平坦断面形状の第２の溝と、
前記固定部材と前記被駆動部材の他方に形成される前記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、
前記第２の溝と前記第２の凸部とのギャップに介在し、前記第２の溝の長手方向および前記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、
をさらに有し、
前記磁性体は、前記第１の溝および前記第１の凸部と、前記第２の溝および前記第２の凸部との間に設けられる、請求項２に記載の光学駆動装置。
【請求項5】
前記案内部材は、前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に形成されるＶ字断面形状の第２の溝と、
前記固定部材と前記被駆動部材の他方に形成される前記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、
前記第２の溝と前記第２の凸部とのギャップに介在し、前記第２の溝の長手方向および前記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、
をさらに有する、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項6】
前記案内部材は、
前記固定部材と前記被駆動部材のいずれか一方に形成されるＶ字断面形状の第２の溝と、
前記固定部材と前記被駆動部材の他方に形成される前記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、
前記第２の溝と前記第２の凸部とのギャップに介在し、前記第２の溝の長手方向および前記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、
をさらに有し、
前記磁性体は、前記第１の溝および前記第１の凸部と、前記第２の溝および前記第２の凸部との間に設けられる、請求項２に記載の光学駆動装置。
【請求項7】
前記磁性体の吸着力（Ｍ）と、前記被駆動部材の重量（ｍ）と、前記案内部材の基準点と前記磁性体の中心との間の距離（Ｄ１）、および前記案内部材の基準点と前記被駆動部材の重心との間の距離（Ｄ２）との関係が、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄ２／Ｄ１である、請求項２に記載の光学駆動装置。
【請求項8】
前記第１の溝を形成する面に、前記微小球を含むゲルが塗布され、前記微小球の拡散を防止するゲル収容部が設けられる、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項9】
前記第１の凸部を形成する面の端に、前記微小球を前記ギャップに誘い込む傾斜部が設けられる、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項10】
前記被駆動部材がＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によって駆動される、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項11】
前記被駆動部材がＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）によって駆動される、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項12】
前記被駆動部材がＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）によって駆動される、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項13】
前記被駆動部材が複数設けられ、複数の前記被駆動部材は各々独立に駆動される、請求項１に記載の光学駆動装置。
【請求項14】
前記微小球は非磁性体である、請求項１に記載の光学駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
手振れ補正のために撮像素子を移動させる構成において、圧電素子の伸縮により駆動軸を往復移動させて駆動することが開示されている（例えば、特許文献１）。また、移動式キャリッジと直線ガイドを備えた装置において、滑り面に流体潤滑剤を使用する構成が開示されている（例えば、特許文献２）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００８－２２５３４９
［特許文献２］ 特開２０１２－１５２８９２
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００８－２２５３４９
［特許文献２］ 特開２０１２－１５２８９２
【一般的開示】
【0003】
本発明の一態様においては、光学駆動装置が提供される。光学駆動装置は、固定部材と、上記固定部材に対して移動可能な被駆動部材と、上記固定部材に対する上記被駆動部材の移動を予め定められた方向へ制限する案内部材と、上記固定部材と上記被駆動部材のいずれか一方に設けられ、上記固定部材と上記被駆動部材とを吸着する磁性体と、を有し、上記案内部材は、上記固定部材と上記被駆動部材のいずれか一方に形成されるＶ字断面形状の第１の溝と、上記固定部材と上記被駆動部材の他方に形成される上記第１の溝に嵌合する第１の凸部と、上記第１の溝と上記第１の凸部とのギャップに介在し、上記第１の溝の長手方向および上記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、を有する。
【0004】
上記案内部材は、上記固定部材と上記被駆動部材のいずれか一方に形成される平坦断面形状の第２の溝と、上記固定部材と上記被駆動部材の他方に形成される上記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、上記第２の溝と上記第２の凸部とのギャップに介在し、上記第２の溝の長手方向および上記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、をさらに有してよい。
【0005】
上記案内部材は、上記固定部材と上記被駆動部材のいずれか一方に形成されるＶ字断面形状の第２の溝と、上記固定部材と上記被駆動部材の他方に形成される上記第２の溝に嵌合する第２の凸部と、上記第２の溝と上記第２の凸部とのギャップに介在し、上記第２の溝の長手方向および上記長手方向に直交する方向に複数配され、転がり摩擦を生じさせる微小球と、をさらに有してよい。
【0006】
上記磁性体は、上記第１の溝および上記第１の凸部と、上記第２の溝および上記第２の凸部との間に設けられてよい。
【0007】
上記磁性体の吸着力（Ｍ）と、上記被駆動部材の重量（ｍ）と、上記案内部材の基準点と上記磁性体の中心との間の距離（Ｄ１）、および上記案内部材の基準点と上記被駆動部材の重心との間の距離（Ｄ２）との関係が、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄ２／Ｄ１であってよい。
【0008】
上記第１の溝を形成する面に、上記微小球を含むゲルが塗布され、上記微小球の拡散を防止するゲル収容部が設けられてよい。
【0009】
上記第１の凸部を形成する面の端に、上記微小球を上記ギャップに誘い込む傾斜部が設けられてよい。
【0010】
上記被駆動部材がＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によって駆動されてよい。
【0011】
上記被駆動部材がＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）によって駆動されてよい。
【0012】
上記被駆動部材がＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）によって駆動されてよい。
【0013】
上記被駆動部材が複数設けられ、複数の上記被駆動部材は各々独立に駆動されてよい。
【0014】
上記微小球は非磁性体であってよい。
【0015】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す正面図である。
【図2】第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す側面図である。
【図3】第１の実施形態における光学駆動装置１００のカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図4】第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図6】第１の実施形態における案内部材４の詳細構成について示す図である。
【図7】第１の実施形態における案内部材４の詳細構成について示す図である。
【図8】他の例における案内部材４ｇを示す。
【図9】第１の実施形態における電気機械変換素子５ａの概略構成を示す側面図である。
【図10】第１の実施形態における電気機械変換素子５ａの概略構成を示す正面図である。
【図11】第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す斜視図である。
【図12】第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図13】第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す斜視図である。
【図14】第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す分解斜視図である。
【図15】第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す正面図である。
【図16】第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す正面図である。
【図20】第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す斜視図である。
【図21】第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００のカバー３２０を外した状態を示す斜視図である。
【図23】第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図24】第３の実施形態における第３レンズ群３８０の概略構成を示す斜視図である。
【図25】第３の実施形態における第３レンズ群３８０周辺の概略構成を示す部分拡大正面図である。
【図26】第３の実施形態における第３レンズ群３８０周辺の概略構成を示す側面断面図である。
【図28】第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す分解斜視図である。
【図29】第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す断面図である。
【図30】レンズ駆動装置４００の他の構成を示す断面図である。
【図31】第５の実施形態における光学駆動装置５００の斜視図である。
【図32】第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す斜視図である。
【図33】第５の実施形態における光学駆動装置５００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図34】第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0018】
［第１の実施形態の構成］
図１は、第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す正面図であり、図２は、第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す側面図であり、図３は、第１の実施形態における光学駆動装置１００のカバー８を外した状態を示す斜視図である。図１から図３に示す光学駆動装置１００は、レンズ７ａを固定枠２に対して光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。図１から図３にはｘｙｚ座標系が示される。ｘｙ方向は光学駆動装置１００のレンズ７ａの光軸方向に直交する方向であり、ｚ方向は、光学駆動装置１００のレンズ７ａの光軸方向であって予め定められた方向である。
図１は、第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す正面図であり、図２は、第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す側面図であり、図３は、第１の実施形態における光学駆動装置１００のカバー８を外した状態を示す斜視図である。図１から図３に示す光学駆動装置１００は、レンズ７ａを固定枠２に対して光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。図１から図３にはｘｙｚ座標系が示される。ｘｙ方向は光学駆動装置１００のレンズ７ａの光軸方向に直交する方向であり、ｚ方向は、光学駆動装置１００のレンズ７ａの光軸方向であって予め定められた方向である。
【0019】
図４は、第１の実施形態における光学駆動装置１００の概略構成を示す分解斜視図である。図４に示すように、光学駆動装置１００は、センサ基板１と、固定部材としての固定枠２と、検出ユニット３と、案内部材４と、駆動ユニット５と、被駆動部材としてのレンズ枠６と、レンズホルダ７と、カバー８と、を備える。
【0020】
固定枠２には、画像センサ１ａを有するセンサ基板１が固定される。画像センサ１ａは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサである。固定枠２は略矩形形状であり、４辺を有する。固定枠２の上部の辺２ａにはレンズ枠６を移動可能に支持する支持部材２ｂが形成される。支持部材２ｂには案内部材４の第１の凸部４ａと第２の凸部４ｂが形成される。支持部材２ｂの上面には、検出ユニット３の補強板３ａが設けられる。
【0021】
検出ユニット３は、補強板３ａと、レンズ枠６に設けられた検出用マグネット３ｂと、支持部材２ｂに設けられたホール素子３ｃが搭載されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）基板３ｄと、で構成される検出装置である。検出用マグネット３ｂは、レンズ枠６の上部の辺６ａに設けられる。ホール素子３ｃは、支持部材２ｂの検出用マグネット３ｂに対向する検出面に設けられる。支持部材２ｂに設けられたホール素子３ｃが、レンズ枠６に設けられた検出用マグネット３ｂの磁界を検出し、レンズ７ａの光軸方向における、レンズ枠６の固定枠２に対する相対位置を検出する。ホール素子３ｃが搭載された補強板３ａは磁性体で構成されており、補強板３ａと検出用マグネット３ｂとが磁力によって互いに吸引することにより、レンズ枠６が固定枠２にｙ方向へ吸引される。したがって、固定枠２とレンズ枠６とが遊離することが予防される。
【0022】
案内部材４は、支持部材２ｂに設けられた第１の凸部４ａ、第２の凸部４ｂと、レンズ枠６に設けられた第１の溝４ｃ、第２の溝４ｄとで構成される。案内部材４は、検出ユニット３と同一の辺（辺２ａおよび辺６ａ）に設けられる。案内部材４は、レンズ枠６を予め定められた方向であるレンズ７ａの光軸方向に案内する。
【0023】
駆動ユニット５は、固定枠２に固着された非図示の駆動回路基板と結合される電気機械変換素子５ａと、駆動軸５ｂと、伝達部材としてのコイルバネ５ｃとで構成される。電気機械変換素子５ａは非図示の駆動回路と接続され、電圧のＯＮ、ＯＦＦで伸張収縮し、その伸びと縮みの速度が調整可能である。電気機械変換素子５ａは駆動軸５ｂと接続され、駆動軸５ｂに摩擦係合したコイルバネ５ｃを駆動軸５ｂの軸方向に駆動する。駆動軸５ｂの軸方向はレンズ７ａの光軸方向に平行であることが好ましいが、ずれがあってもよい。
【0024】
電気機械変換素子５ａは、圧電セラミックからなる複数の圧電材料と内部電極とが交互に積層された積層型圧電素子である。電気機械変換素子５ａは、例えばＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ：登録商標）である。駆動軸５ｂは、電気機械変換素子５ａの伸縮方向の一端に接着剤で接合されたロッド状の部材である。電気機械変換素子５ａと駆動軸５ｂとは接着により固着する。
【0025】
コイルバネ５ｃには駆動軸５ｂが圧入される。コイルバネ５ｃはその内径が駆動軸５ｂの外径より小さく、コイルバネ５ｃに駆動軸５ｂが圧入されることで弾性体であるコイルバネ５ｃが拡径し、コイルバネ５ｃと駆動軸５ｂとが摩擦係合する。コイルバネ５ｃは、コイル部５ｄと２つのアーム部５ｅおよび５ｆとを有する。コイルバネ５ｃの固定枠２側のアーム部５ｅは、レンズ枠６に設けられた当接部６ｃに当接する。コイルバネ５ｃのレンズ枠６側のアーム部５ｆは、レンズ枠６に設けられた当接部６ｄに当接する。各アーム部５ｅ、５ｆと対応する当接部６ｃ、６ｄとは、光軸方向に直交する方向について摺動可能であることが好ましい。
【0026】
コイルバネ５ｃの２つのアーム部５ｅおよび５ｆが、レンズ枠６に設けられた２カ所の当接部６ｃおよび６ｄを弾性的に押し出す方向へ押圧することにより、駆動軸５ｂに伝えられた±ｚ方向の駆動力をレンズ枠６に伝達する。より詳細には、コイルバネ５ｃの固定枠２側のアーム部５ｅによってレンズ枠６を＋ｚ方向（固着側）に駆動し、コイルバネ５ｃのレンズ枠６側のアーム部５ｆによってレンズ枠６を－ｚ方向（軸先側）に駆動する。これにより、レンズ枠６がレンズ７ａの光軸方向（±ｚ方向）に移動する。なお、レンズ枠６がレンズの光軸に直交する方向（ｘｙ方向）に移動する構成としてもよい。
【0027】
以上のように、コイルバネ５ｃによって駆動ユニット５からの駆動力が伝達されることにより、コイルバネ５ｃとレンズ枠６とは一体的に移動する。コイルバネ５ｃのアーム部５ｅおよび５ｆが被駆動部材であるレンズ枠６に作用する作用点と、コイル部５ｄの巻き外周部との間の距離は、コイルバネ５ｃの線径の６倍以下であることが好ましい。これにより、駆動時にアーム部５ｅおよび５ｆの弾性変形を抑えて伝達効率を上げられ、また外部から衝撃がかかった場合のアーム部５ｅおよび５ｆの塑性変形を抑えられる。
【0028】
伝達部材を弾性力を有するコイルバネ５ｃで構成することにより、駆動ユニット５からの駆動力をレンズ枠６に伝達する際に生じ得るガタを低減できる。また、伝達部材をコイルバネ５ｃで構成することにより駆動ユニット５における駆動軸５ｂ周辺の部材のスペースを小さくできる。また、伝達部材をコイルバネ５ｃで構成することにより、駆動軸５ｂと伝達部材との接触箇所が螺旋状になって圧力が分散するため、駆動軸５ｂの摩耗を低減できる。
【0029】
レンズ枠６は、駆動ユニット５によって駆動される被駆動部材であり、固定枠２に対して相対的に移動可能である。レンズ枠６には、レンズ７ａを保持するレンズホルダ７が挿入され、螺合されている。レンズ枠６は、カバー８内でレンズ７ａの光軸方向に移動する。レンズ枠６は、一例として樹脂を用いて、略矩形状に成形されている。レンズ枠６の上部の辺６ａには、案内部材４の第１の溝４ｃおよび第２の溝４ｄが形成される。
【0030】
第１の溝４ｃは、Ｖ字断面形状の第１の溝である。第１の溝４ｃは、固定枠２の支持部材２ｂに設けられた第１の凸部４ａに対向する位置に設けられている。第１の凸部４ａは、Ｖ字断面形状の第１の凸部である。第２の溝４ｄは、平坦断面形状の第２の溝である。第２の溝４ｄは、第２の凸部４ｂに対向する位置に設けられている。第２の凸部４ｂは、平坦断面形状の第２の凸部である。また、レンズ枠６の上部の辺６ａには、検出ユニット３の検出用マグネット３ｂが設けられる。
【0031】
図５は、図２のＡ－Ａ断面図を示す。図５は、レンズ７ａの光軸方向から見た光学駆動装置１００を示している。図５に示すように、案内部材４は略矩形形状を有する光学駆動装置１００の上部の辺に２つ設けられており、検出ユニット３を構成するＦＰＣ基板３ｄと補強板３ａ、検出用マグネット３ｂ、およびホール素子３ｃは、案内部材４と同一の辺であって、第１の凸部４ａおよび第１の溝４ｃと第２の凸部４ｂおよび第２の溝４ｄの間に設けられている。駆動ユニット５は、案内部材４と同一の辺の＋ｘ方向側に案内部材４とは別個に設けられている。
【0032】
図６および図７は、第１の実施形態における案内部材４の詳細構成について示す図である。図６は、レンズ７ａの光軸方向から見た案内部材４の、第１の凸部４ａ、第１の溝４ｃ側の断面形状を示し、図７は、案内部材４の、第２の凸部４ｂ、第２の溝４ｄ側の断面形状を示している。案内部材４は、検出ユニット３と同一の辺（辺２ａおよび辺６ａ）に設けられる。図５から図７に示すように、案内部材４は、固定枠２の支持部材２ｂに形成された第１の凸部４ａ、第２の凸部４ｂと、レンズ枠６に形成された第１の溝４ｃ、第２の溝４ｄと、複数の微小球（ミクロパール：登録商標）４ｅを含むゲル４ｆ（以下、単に「微小球ゲル」ともいう）で構成される。微小球４ｅは、検出用マグネット３ｂからの影響を受けないように非磁性体で構成される。微小球４ｅは、例えば、樹脂製またはセラミック製であることが望ましい。
【0033】
説明の便宜を図るため、図６、７では複数の微小球４ｅの径を大きく描いているが、複数の微小球４ｅの径は、φ０．０１～φ０．１５（ｍｍ）であってよい。本件を採用する光学駆動装置において、微小球４ｅが転動する凸部や溝の面粗度と平面度を考慮するとφ０．０１ｍｍより小さい径の球を使うことは現実的でなく、またφ０．１５ｍｍより大きい球を用いることは装置の小型化を図るうえで好ましくない。
【0034】
図６に示すように、レンズ７ａの光軸方向から見て、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃはＶ字形状を有する。固定枠２とレンズ枠６との間にはｙ方向に予め定められた厚さの隙間ｐ１（ギャップ）が形成される。複数の微小球４ｅは、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃとの隙間ｐ１に介在し、第１の溝４ｃの長手方向（±ｚ方向）および長手方向に直交する方向（ｘｙ方向）に複数配される。複数の微小球４ｅは、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃに隙間なく密着しながら回転する。
【0035】
また、図７に示すように、レンズ７ａの光軸方向から見て、第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄは、ｘ方向に平坦面のある略矩形形状を有する。固定枠２とレンズ枠６との間にはｙ方向に予め定められた厚さの隙間ｐ１が形成され、ｘ方向に予め定められた厚さの隙間ｐ２（ギャップ）が形成される。複数の微小球４ｅは、第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄとの隙間ｐ２に介在し、第２の溝４ｄの長手方向（±ｚ方向）および長手方向に直交する方向（±ｘ方向）に複数配される。複数の微小球４ｅは、第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄの平坦面に隙間なく密着しながら回転する。
【0036】
この構成によれば、レンズ枠６は複数の微小球４ｅを含むゲル４ｆを介して固定枠２の支持部材２ｂに圧着され、±ｚ方向に移動可能に支持される。複数の微小球４ｅは各々同一の直径を有しており、これらが第１の凸部４ａと第１の溝４ｃに、また第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄに接触しながら転がるため、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃとの間、および第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄとの間は一定の距離が保たれ、第１の溝４ｃは第１の凸部４ａに対して平行に移動し、また第２の溝４ｄは第２の凸部４ｂに対して平行に移動する。したがって、第１の凸部４ａと第２の凸部４ｂを有する固定枠２と、第１の溝４ｃと第２の溝４ｄを有するレンズ枠６との間には一定の距離が保たれ、レンズ枠６は固定枠２に対して平行に（±ｚ方向に）移動する。
【0037】
これにより、レンズ枠６が画像センサ１ａの受光面に対して傾いて（±ｚ方向以外の方向に）移動することが防止される。また、レンズ枠６は複数の微小球４ｅを含むゲル４ｆを介して固定枠２に対して移動可能に支持されるため、レンズ枠６の移動の際に微小球４ｅの転がり摩擦による駆動抵抗のみが生じ、レンズ枠６は大きな抵抗力を持たずに移動可能である。なお、凸部４ａ、４ｂがレンズ枠６に形成され、溝４ｃ、４ｄが固定枠２に形成されていてもよい。
【0038】
図５のように、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃをＶ字形状とする一方で、第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄをｘ方向に隙間ｐ２を有する矩形形状とすることで、ｘ方向に過拘束となることを防いでいる。第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄは、お互いの当接面を確実に設定し、ゲル４ｆの拡散を防ぐために凸部と溝にしているが、拡散防止剤など他の手段でゲル４ｆの拡散を防止したうえで、第２の溝４ｄをなくして凸部と平面部で当接させてもよい。
【0039】
第１の凸部４ａと第１の溝４ｃとの間、および第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄとの間に、同一の外形サイズを有する複数の微小球４ｅを含むゲル４ｆを入れることで、潤滑層の厚みを一定にすることができ、第１の凸部４ａと第１の溝４ｃとの間、および第２の凸部４ｂと第２の溝４ｄとの間の摩擦の安定化が実現される。また、第１の凸部４ａおよび第２の凸部４ｂを有する固定枠２と、第１の溝４ｃおよび第２の溝４ｄを有するレンズ枠６の平行度を維持することが容易となる。なお、複数の微小球を含むゲル４ｆは、組み込み時に第１の溝４ｃ、第２の溝４ｄにあるいは第１の凸部４ａ、第２の凸部４ｂに塗布するだけで良いため、従来のボールガイド機構に比べ、取り扱いが簡単になり、組み立てが容易となる。
【0040】
図８は、他の例における案内部材４ｇを示す。図８は、レンズ７ａの光軸方向から見た光学駆動装置１００の断面図の他の例を示している。図８に示すように、他の例における案内部材４ｇは、Ｖ字形状の第１の凸部４ａと第１の溝４ｃと、Ｖ字形状の第２の凸部４ａ'と第２の溝４ｃ'と、を有する。Ｖ字形状の第１の凸部４ａと第１の溝４ｃとの間、およびＶ字形状の第２の凸部４ａ'と第２の溝ｃ'との間には、複数の微小球４ｅを含むゲル４ｆが配置される。このような構成とすることで、固定枠２に対するレンズ枠６のｘ方向における拘束力を強めたい場合に対応することができる。
【0041】
図９は、第１の実施形態における電気機械変換素子５ａの概略構成を示す側面図であり、図１０は、第１の実施形態における電気機械変換素子５ａの概略構成を示す正面図である。電気機械変換素子５ａは、内部電極を有する圧電素子部分５１と内部電極を有しない不活性部分５２とを有し、圧電素子部分５１と不活性部分５２が一体的に構成されている。圧電素子部分５１において、内部電極は複数の層が積層された櫛歯電極構造となっている。
【0042】
図９および図１０に示すように、電気機械変換素子５ａの両側面の、圧電素子部分５１から不活性部分５２に渡る部分には、外部電極５３が形成されている。電気機械変換素子５ａの両側面の外部電極５３のさらに外側には、はんだ盛り５５が形成されており、フレキシブル基板５４と電気機械変換素子５ａとの電気的接続を行っている。はんだ盛り５５は予め定められた重量を有しており、不活性部分５２と共に電気機械変換素子５ａの錘として寄与している。
【0043】
図９および図１０に示すように、外部電極５３の圧電素子部分５１の上部に絶縁層５６が設けられる。これにより、はんだ盛り５５が圧電素子部分５１の外部電極５３上には乗らないようにすることができ、これにより、はんだ熱による内部電極の破壊が抑えられる。
【0044】
［第１の実施形態の効果］
［効果１］
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、被駆動部材であるレンズ枠６はゲル４ｆ内の微小球４ｅの転がりによって駆動されるため、固定枠２に対するレンズ枠６の駆動抵抗を低減できる。これにより、駆動ユニット５は被駆動部材であるレンズ枠６の重量を移動する程度の駆動力を有していればよく、駆動ユニット５を小型化できるので光学駆動装置１００全体のサイズを小さくできる。
［効果１］
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、被駆動部材であるレンズ枠６はゲル４ｆ内の微小球４ｅの転がりによって駆動されるため、固定枠２に対するレンズ枠６の駆動抵抗を低減できる。これにより、駆動ユニット５は被駆動部材であるレンズ枠６の重量を移動する程度の駆動力を有していればよく、駆動ユニット５を小型化できるので光学駆動装置１００全体のサイズを小さくできる。
【0045】
［効果２］
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、微小球４ｅを含むゲル４ｆを当接部に塗布するだけでよいため、通常のボールガイドによる構成と比較して、取り扱いが簡単で組み立てが容易となる。
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、微小球４ｅを含むゲル４ｆを当接部に塗布するだけでよいため、通常のボールガイドによる構成と比較して、取り扱いが簡単で組み立てが容易となる。
【0046】
［効果３］
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、従来のボールガイドによる構成と比較して、ボールが占めていたスペースおよび重量が不要になり、光学駆動装置１００の小型軽量化が可能となる。したがって、例えば、光学駆動装置１００を携帯端末に搭載する場合に、携帯端末で要求される厳しい薄型化に応えることができる。
第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、従来のボールガイドによる構成と比較して、ボールが占めていたスペースおよび重量が不要になり、光学駆動装置１００の小型軽量化が可能となる。したがって、例えば、光学駆動装置１００を携帯端末に搭載する場合に、携帯端末で要求される厳しい薄型化に応えることができる。
【0047】
［効果４］
従来のボールガイドによる構成では、衝撃等によってボールや装置に圧痕が生じる問題があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、微小球４ｅを含むゲル４ｆを使用するため、衝撃力が多数の微小球４ｅに分散し、圧痕が生じにくい。
従来のボールガイドによる構成では、衝撃等によってボールや装置に圧痕が生じる問題があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、微小球４ｅを含むゲル４ｆを使用するため、衝撃力が多数の微小球４ｅに分散し、圧痕が生じにくい。
【0048】
［効果５］
従来のボールガイドによる構成では、ボールを転がらせるために、ボール収容空間にボールの大きさに対応するクリアランスを設ける必要があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、従来のボールよりも直径が小さい微小球４ｅを使用するため、微小球４ｅの直径に依存して非常に小さいクリアランスを設ければよく、光学駆動装置１００の小型化が可能となる。
従来のボールガイドによる構成では、ボールを転がらせるために、ボール収容空間にボールの大きさに対応するクリアランスを設ける必要があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、従来のボールよりも直径が小さい微小球４ｅを使用するため、微小球４ｅの直径に依存して非常に小さいクリアランスを設ければよく、光学駆動装置１００の小型化が可能となる。
【0049】
［効果６］
従来のボールガイドによる構成では、ボールの抜け防止のため、ボールの移動を阻止する収容端面やボール位置を固定するリテーナが必要であった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、ゲル４ｆの粘性が微小球４ｅの離脱を阻止するので、収容端面やリテーナのような物理的構造物を備える必要がなく、光学駆動装置１００の小型化が可能となる。
従来のボールガイドによる構成では、ボールの抜け防止のため、ボールの移動を阻止する収容端面やボール位置を固定するリテーナが必要であった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、ゲル４ｆの粘性が微小球４ｅの離脱を阻止するので、収容端面やリテーナのような物理的構造物を備える必要がなく、光学駆動装置１００の小型化が可能となる。
【0050】
［効果７］
従来のボールガイドによる構成では、ボールを収容するために収容端面を有していたため、衝撃等によりボールが収容端面に密着する位置まで移動した場合、ボールが自由に転がれずに動きが悪くなる場合があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、収容端面を設ける必要がないため微小球４ｅが転がる範囲を広くとることができ、また、微小球４ｅの転がりの動きが悪くなることがない。
従来のボールガイドによる構成では、ボールを収容するために収容端面を有していたため、衝撃等によりボールが収容端面に密着する位置まで移動した場合、ボールが自由に転がれずに動きが悪くなる場合があった。これに対して、第１の実施形態における光学駆動装置１００によれば、収容端面を設ける必要がないため微小球４ｅが転がる範囲を広くとることができ、また、微小球４ｅの転がりの動きが悪くなることがない。
【0051】
［第２の実施形態の構成］
図１１は、第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す斜視図である。図１１の光学駆動装置２００は、画像センサをレンズの光軸に垂直な平面に沿って平行移動および回転移動させることにより手ぶれ補正を行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第２の実施形態における光学駆動装置２００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
図１１は、第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す斜視図である。図１１の光学駆動装置２００は、画像センサをレンズの光軸に垂直な平面に沿って平行移動および回転移動させることにより手ぶれ補正を行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第２の実施形態における光学駆動装置２００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
【0052】
図１２は、第２の実施形態における光学駆動装置２００の概略構成を示す分解斜視図である。図１２に示すように、光学駆動装置２００は、撮像センサユニット２１と、ベース枠２２と、ｘ方向移動枠２３と、ｙ方向移動枠２４と、回転枠２５と、を備える。光学駆動装置２００は、ベース枠２２、ｘ方向移動枠２３、ｙ方向移動枠２４、回転枠２５の順序で積層される。図１１および図１２にはｘｙｚ座標系が示される。ｘｙ方向は光学駆動装置２００の画像センサの受光面に平行な方向であり、ｚ方向は、光学駆動装置２００の画像センサの受光面に直交する方向である。
【0053】
光学駆動装置２００は、さらに３つの駆動ユニット２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有する。駆動ユニット２６ａは、ｘ方向移動枠２３をベース枠２２に対して±ｘ方向に平行移動する駆動ユニットであり、駆動ユニット２６ｂは、ｙ方向移動枠２４をｘ方向移動枠２３に対して±ｙ方向に平行移動する駆動ユニットであり、駆動ユニット２６ｃは、回転枠２５をｙ方向移動枠２４に対してｘｙ平面に沿って回転移動する駆動ユニットである。
【0054】
３つの駆動ユニット２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、それぞれ、電気機械変換素子と、駆動軸と、コイルバネとで構成される。３つの駆動ユニット２６ａ、２６ｂ、２６ｃの動作原理は、第１の実施形態における駆動ユニット５の動作原理と同様である。
【0055】
回転枠２５には、画像センサ２１ａを有する撮像センサユニット２１が固定される。ベース枠２２の左下の角部には駆動ユニット２６ａを支持する支持部材２２ａが形成される。支持部材２２ａの＋ｘ方向側の一端には、駆動ユニット２６ａの電気機械変換素子が固着され、駆動ユニット２６ａが駆動することによりｘ方向移動枠２３をベース枠２２に対して±ｘ方向に平行移動する。ベース枠２２の－ｚ方向側を向いた面の４隅には、２つのＶ字状溝部３１と２つの平坦状溝部３２が形成されており、４つの溝部３１、３２のそれぞれに複数の微小球を含むゲルが収納される。
【0056】
ｘ方向移動枠２３は、駆動ユニット２６ａによって駆動される被駆動部材であり、固定部材としてのベース枠２２に対して±ｘ方向に移動可能である。ｘ方向移動枠２３の左下の角部には、駆動ユニット２６ａのコイルバネが当接することにより駆動ユニット２６ａからの駆動力を受ける当接部２３ａが形成される。ｘ方向移動枠２３の右上の角部には駆動ユニット２６ｂを支持する支持部材２３ｂが形成される。支持部材２３ｂの－ｙ方向側の一端には、駆動ユニット２６ｂの電気機械変換素子が固着され、駆動ユニット２６ｂが駆動することによりｙ方向移動枠２４をｘ方向移動枠２３に対して±ｙ方向に平行移動する。
【0057】
ｘ方向移動枠２３の＋ｚ方向側を向いた面の４隅の、ベース枠２２の４つの溝部３１、３２に対向する部分には、４つの凸部（不図示）が形成されており、ベース枠２２の溝部３１、３２とｘ方向移動枠２３の４つの凸部との間に複数の微小球を含むゲルがそれぞれ収納される。４つの凸部のうちの２つの凸部は、Ｖ字状溝部３１に嵌合するようにＶ字断面形状を有する凸部であり、他の２つの凸部は、平坦状溝部３２に嵌合するように平坦断面形状を有する凸部である。Ｖ字状溝部３１と、平坦状溝部３２と、４つの凸部とは、第２の実施形態における案内部材を構成する。ベース枠２２とｘ方向移動枠２３とは、複数の微小球を挟んで積層される。ｘ方向移動枠２３の－ｚ方向側を向いた面の４隅には、２つのＶ字状溝部３５と２つの平坦状溝部３６が形成されており、４つの溝部３５、３６のそれぞれに複数の微小球を含むゲルが収納される。
【0058】
ｙ方向移動枠２４は、駆動ユニット２６ｂによって駆動される被駆動部材であり、ｘ方向移動枠２３に対して±ｙ方向に移動可能である。ｙ方向移動枠２４の右上の角部には、駆動ユニット２６ｂのコイルバネが当接することにより駆動ユニット２６ｂからの駆動力を受ける当接部２４ａが形成される。ｙ方向移動枠２４の左上部には駆動ユニット２６ｃを支持する支持部材２４ｂが形成される。支持部材２４ｂの－ｘ方向側の一端には、駆動ユニット２６ｃの電気機械変換素子が固着され、駆動ユニット２６ｃが駆動することにより回転枠２５をｙ方向移動枠２４に対してｘｙ平面に沿って回転移動する。
【0059】
ｙ方向移動枠２４の＋ｚ方向側を向いた面の４隅の、ｘ方向移動枠２３の４つの溝部３５、３６に対向する部分には、２つの凸部３７および２つの凸部３８（図１７および図１８参照）が形成されており、ｘ方向移動枠２３の２つの溝部３５および２つの溝部３６とｙ方向移動枠２４の２つの凸部３７および２つの凸部３８との間に複数の微小球を含むゲルがそれぞれ収納される。すなわち、ｘ方向移動枠２３とｙ方向移動枠２４とは、複数の微小球を挟んで積層される。溝部３５はＶ字断面形状の第１の溝部であり、凸部３７はＶ字断面形状の第１の凸部である。溝部３６は平坦断面形状の第２の溝部であり、凸部３８は平坦断面形状の第２の凸部である。溝部３５、溝部３６、凸部３７、および凸部３８は、第２の実施形態における案内部材を構成する。
【0060】
ｙ方向移動枠２４は、中央に円形状の孔部２４ｃを有しており、孔部２４ｃの内径は回転枠２５の外形よりも大きい。ｙ方向移動枠２４の孔部２４ｃに６つのボール３９を介して回転枠２５が収納される。すなわち、ｙ方向移動枠２４と回転枠２５とは、ボール３９を挟んで積層される。
【0061】
回転枠２５は、駆動ユニット２６ｃによって駆動される被駆動部材であり、ｙ方向移動枠２４に対してｘｙ平面に沿って回転可能に構成される。回転枠２５の上部には、駆動ユニット２６ｃのコイルバネが当接することにより駆動ユニット２６ｃからの回転駆動力を受ける当接部２５ａが形成される。
【0062】
以上のように、ｘ方向移動枠２３はベース枠２２に対して±ｘ方向に移動可能に構成され、ｙ方向移動枠２４はｘ方向移動枠２３に対して±ｙ方向に移動可能に構成され、回転枠２５はｙ方向移動枠２４に対してｘｙ平面に平行な方向に回転可能に構成される。したがって、回転枠２５はベース枠２２に対して、±ｘ方向および±ｙ方向に移動可能であり、かつ、ｘｙ平面に沿って回転可能である。
【0063】
図１２に示すように、光学駆動装置２００は金属磁性体で形成された板４４と、検出用マグネット４２およびホール素子４３をさらに有する。検出用マグネット４２は、ｙ方向移動枠２４に固定される。ホール素子４３は、検出用マグネット４２に対向して配置され、板４４とともにｘ方向移動枠２３に固定される。
【0064】
図１２に示すように、光学駆動装置２００は金属磁性体で形成された板４５と、検出用マグネット４７およびホール素子４６をさらに有する。検出用マグネット４７は、ｘ方向移動枠２３に固定される。ホール素子４６は、検出用マグネット４７に対向して配置され、板４５とともにベース枠２２に固定される。
【0065】
また、図１２に示すように、光学駆動装置２００は金属磁性体で形成された板４１および板４８とマグネット４０をさらに有する。図１２に示すように、マグネット４０は、検出用マグネット４２、検出用マグネット４７の配置される位置とは光軸を挟んだ対角位置で、ｘ方向移動枠２３に固定される。板４１はマグネット４０に対向してベース枠２２に配置され、板４８はマグネット４０に対向してｙ方向移動枠２４に配置される。
【0066】
以下、３つの駆動ユニット２６ａ、２６ｂ、２６ｃを代表して、駆動ユニット２６ｂについて説明を行い、他の駆動ユニット２６ａ、２６ｃについては駆動ユニット２６ｂと重複する説明を一部省略する。図１３は、第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す斜視図であり、図１４は、第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す分解斜視図であり、図１５は、第２の実施形態における駆動ユニット２６ｂ周辺の概略構成を示す正面図である。
【0067】
図１３および図１４に示すように、駆動ユニット２６ｂは、電気機械変換素子２６１ｂと、駆動軸２６２ｂと、伝達部材としてのコイルバネ２６３ｂとを有する。コイルバネ２６３ｂは、コイル部２６４ｂと、２つのアーム部２６５ｂとを有する。コイルバネ２６３ｂには駆動軸２６２ｂが圧入される。コイルバネ２６３ｂはその内径が駆動軸２６２ｂの外径より小さく、コイルバネ２６３ｂに駆動軸２６２ｂが圧入されることで弾性体であるコイルバネ２６３ｂが拡径し、コイルバネ２６３ｂと駆動軸２６２ｂとが摩擦係合する。
【0068】
図１３から図１５に示すように、駆動ユニット２６ｂの電気機械変換素子２６１ｂは、ｘ方向移動枠２３の支持部材２３ｂの－ｙ方向側の一端２３１ａに固定される。駆動ユニット２６ｂの駆動軸２６２ｂは、ｘ方向移動枠２３の＋ｙ方向側の一端２３１ｂに形成されたＵ溝部に挿入される。駆動ユニット２６ｂのコイルバネ２６３ｂの２つのアーム部２６５ｂが、ｙ方向移動枠２４の当接部２４ａに設けられた係合孔２４１ａに挿入されることにより、コイルバネ２６３ｂに伝達された駆動力をｙ方向移動枠２４に伝達する。電気機械変換素子２６１ｂが±ｙ方向に伸縮することにより、駆動軸２６２ｂが往復移動し、コイルバネ２６３ｂを±ｙ方向に移動させ、ｙ方向移動枠２４を±ｙ方向に駆動することができる。
【0069】
同様に、駆動ユニット２６ａの電気機械変換素子が±ｘ方向に伸縮することにより、駆動軸が往復移動し、コイルバネを±ｘ方向に移動させ、ｘ方向移動枠２３を±ｘ方向に駆動することができる。また、駆動ユニット２６ｃの電気機械変換素子が回転枠２５の接線方向に伸縮することにより、駆動軸が往復移動し、コイルバネを回転枠２５の接線方向に移動させ、回転枠２５を回転移動することができる。
【0070】
【0071】
図１７に示すように、ｘ方向移動枠２３の溝部３５とｙ方向移動枠２４の凸部３７は複数の微小球を含むゲル５０を介して当接し、ｙ方向に延在する。したがって、ｙ方向移動枠２４のｘ方向移動枠２３に対する移動が±ｙ方向に制限される。
【0072】
図１８に示すように、ｘ方向移動枠２３の溝部３６とｙ方向移動枠２４の凸部３８は複数の微小球を含むゲル５０を介して当接し、ｙ方向に延在する。溝部３６と凸部３８は図のようにｘ方向に隙間を有して配置されており、溝部３５と凸部３７によるｘ方向移動枠２３とｙ方向移動枠２４の移動を、±ｙ方向に制限する一方で、±ｘ方向に過拘束となることを防いでいる。このｘ方向の隙間は、第１の実施形態における隙間ｐ２（図７参照）と同様である。
【0073】
ｙ方向移動枠２４のｘ方向移動枠２３に対する移動が±ｙ方向に制限されることと同様に、ベース枠の溝部３１、３２とｘ方向移動枠の凸部３３、３４によって、ｘ方向移動枠２３のベース枠２２に対する移動が±ｘ方向に制限される。また、ｙ方向移動枠２４と回転枠２５との間に配置されたボール３９によって、回転枠２５のｙ方向移動枠２４に対する移動がｘｙ平面に平行な回転方向に制限される。
【0074】
図１９に示すように、金属磁性体で形成された板４４が、検出用マグネット４２によって磁力により互いに引き付けられる。これにより、板４４が固定されたx方向移動枠２３と、検出用マグネット４２が固定されたy方向移動枠２４とが磁力により互いに引き付けられ一体となる。
【0075】
同様に金属磁性体で形成された板４５が固定されたベース枠２２と、検出用マグネット４７が固定されたｘ方向移動枠２３とが磁力により互いに引き付けられ一体となる。また、ｘ方向移動枠２３に固定されたホール素子４３が、y方向移動枠２４に固定された検出用マグネット４２の磁界を検出し、ｘｙ平面方向における、y方向移動枠２４のｘ方向移動枠２３に対する相対位置を検出する。同様に、ホール素子４６はｘ方向移動枠２３のベース枠２２に対する相対位置を検出する。なお、ｘ方向移動枠２３に固定されたマグネット４０とy方向移動枠２４に固定された板４８、ベース枠２２に固定された板４１に働く磁力により、ｘ方向移動枠２３、y方向移動枠２４、ベース枠２２間の吸引の補助をしている。
【0076】
［第２の実施形態の効果］
［効果２－１］
第２の実施形態における光学駆動装置２００によれば、回転枠２５は、ベース枠２２に対して、±ｘ方向および±ｙ方向に移動可能であり、かつ、ｘｙ平面に平行な方向に回転可能である。したがって、画像センサ２１ａをレンズの光軸に垂直な平面に沿って平行移動および回転移動させることにより、手ぶれ補正装置として使用できる。
［効果２－１］
第２の実施形態における光学駆動装置２００によれば、回転枠２５は、ベース枠２２に対して、±ｘ方向および±ｙ方向に移動可能であり、かつ、ｘｙ平面に平行な方向に回転可能である。したがって、画像センサ２１ａをレンズの光軸に垂直な平面に沿って平行移動および回転移動させることにより、手ぶれ補正装置として使用できる。
【0077】
［効果２－２］
第２の実施形態における光学駆動装置２００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
第２の実施形態における光学駆動装置２００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
【0078】
［第３の実施形態の構成］
図２０は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す斜視図であり、図２１は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００のカバー３２０を外した状態を示す斜視図であり、図２２は、図２０のＡ－Ａ断面図である。図２３は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す分解斜視図である。
図２０は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す斜視図であり、図２１は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００のカバー３２０を外した状態を示す斜視図であり、図２２は、図２０のＡ－Ａ断面図である。図２３は、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の概略構成を示す分解斜視図である。
【0079】
図２４は、第３の実施形態における第３レンズ群３８０の概略構成を示す斜視図であり、図２５は、第３の実施形態における第３レンズ群３８０周辺の概略構成を示す部分拡大正面図であり、図２６は、第３の実施形態における第３レンズ群３８０周辺の概略構成を示す側面断面図であり、図２７は、図２６の範囲Ｆの拡大図である。図２０から図２７に示すズームカメラユニット３００は、複数のレンズ群をそれぞれ移動させることにより変倍と焦点合わせを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
【0080】
図２０に示すように、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００は、固定部材としての固定枠３１０と、カバー３２０とを有する。カバー３２０には、被写体側開口部３２１が設けられる。図２１から図２３に示すように、ズームカメラユニット３００は、レンズ位置検出部３３０と、アクチュエータ部３５０と、第１レンズ群３６０と、第２レンズ群３７０と、被駆動部材としての第３レンズ群３８０と、被駆動部材としての第４レンズ群３９０と、をさらに有する。
【0081】
第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００は、カバー３２０の被写体側開口部３２１から入光した光線をプリズムである第１レンズ群３６０で９０°折り曲げ、第２レンズ群３７０、第３レンズ群３８０、第４レンズ群３９０を介して固定枠３１０の撮像素子固定部３１１の像側開口部３１２に固定された不図示の撮像素子に導き結像させる。
【0082】
第１レンズ群３６０と第２レンズ群３７０は固定レンズ群であり、第３レンズ群３８０と第４レンズ群３９０は可動レンズ群である。第３レンズ群３８０と第４レンズ群３９０は、アクチュエータ部３５０により光軸方向（±ｙ方向）にそれぞれ独立して移動し、第２レンズ群３７０、第３レンズ群３８０、第４レンズ群３９０、撮像素子間の相対距離を変化させる。これにより、変倍と焦点合わせを行う。
【0083】
図２３および図２５に示すように、固定枠３１０には、撮像素子固定部３１１と、像側開口部３１２と、Ｖ字状凸部３１４ａと、平坦状凸部３１４ｂと、Ｖ字状凸部周囲溝３１４ｃと、平坦状凸部周囲溝３１４ｄと、アクチュエータ保持部（固定側）３１５ａと、アクチュエータ保持部（可動側）３１５ａ'と、アクチュエータ保持部（固定側）３１５ｂと、アクチュエータ保持部（可動側）３１５ｂ'と、が形成される。
【0084】
図２３に示すように、Ｖ字状凸部３１４ａはＶ字断面形状の第１の凸部であり、固定枠３１０と一体的に形成される。Ｖ字状凸部３１４ａは、第３レンズ群３８０に形成されたＶ字断面形状の第１の溝であるＶ字状溝３８４ａと嵌合する。図２５および図２７に示すように、Ｖ字状凸部３１４ａの周囲にはＶ字状凸部周囲溝３１４ｃが形成される。Ｖ字状凸部周囲溝３１４ｃは、微小球ゲルの拡散を防止するために形成されるゲル収容部である。
【0085】
図２３に示すように、平坦状凸部３１４ｂは平坦断面形状の第２の凸部であり、固定枠３１０と一体的に形成される。平坦状凸部３１４ｂは、第３レンズ群３８０に形成された平坦断面形状の第２の溝である平坦状溝３８４ｂと嵌合する。図２５に示すように、平坦状凸部３１４ｂの周囲には平坦状凸部周囲溝３１４ｄが形成される。平坦状凸部周囲溝３１４ｄは、微小球ゲルの拡散を防止するために形成されるゲル収容部である。
【0086】
図２３および図２４に示すように、第３レンズ群３８０には、Ｖ字状溝３８４ａと、平坦状溝３８４ｂと、Ｖ字状溝周囲溝３８４ｃと、平坦状溝周囲溝３８４ｄと、Ｖ字状溝端斜面３８４ｅと、平坦状溝端斜面３８４ｆと、コイルバネ係合部３８５とが形成される。第４レンズ群３９０には、Ｖ字状溝３９４ａと、平坦状溝３９４ｂと、コイルバネ係合部３９５とが形成される。
【0087】
Ｖ字状溝３８４ａは、Ｖ字状凸部３１４ａに嵌合するＶ字断面形状の第１の溝である。平坦状溝３８４ｂは、平坦状凸部３１４ｂに嵌合する平坦断面形状の第２の溝である。Ｖ字状溝周囲溝３８４ｃと、平坦状溝周囲溝３８４ｄは、微小球ゲルの拡散を防止するために形成される溝である。Ｖ字状溝端斜面３８４ｅと、平坦状溝端斜面３８４ｆは、微小球ゲルを安定的に嵌合面に誘い込むための傾斜部である。コイルバネ係合部３８５には、アクチュエータ部３５０のコイルバネ３５３ａが係合する。
【0088】
第４レンズ群３９０におけるＶ字状溝３９４ａは、Ｖ字状凸部３１４ａに嵌合するＶ字断面形状の第１の溝である。平坦状溝３９４ｂは、平坦状凸部３１４ｂに嵌合する平坦断面形状の第２の溝である。コイルバネ係合部３９５には、アクチュエータ部３５０のコイルバネ３５３ｂが係合する。
【0089】
Ｖ字状凸部３１４ａと、平坦状凸部３１４ｂと、Ｖ字状溝３８４ａと、平坦状溝３８４ｂとは、第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００の案内部材を構成する。他の実施形態と同様に、Ｖ字状凸部３１４ａとＶ字状溝３８４ａとの嵌合面、および平坦状凸部３１４ｂと平坦状溝３８４ｂとの嵌合面に微小球ゲルが挿入されることにより、第３レンズ群３８０および第４レンズ群３９０は固定枠３１０に対して、それぞれ独立して、図２３における±ｙ方向に大きな抵抗なく移動可能である。
【0090】
図２３に示すように、アクチュエータ部３５０は、第３レンズ群３８０のアクチュエータである、電気機械変換素子３５１ａと、駆動軸３５２ａと、コイルバネ３５３ａと、錘３５４ａとを有する。また、アクチュエータ部３５０は、第４レンズ群３９０のアクチュエータである、電気機械変換素子３５１ｂと、駆動軸３５２ｂと、コイルバネ３５３ｂと、錘３５４ｂとを有する。アクチュエータ部３５０における各構成要素は、第１の実施形態における駆動ユニット５と同様の構成であり、同様の機能を有する。
【0091】
図２３に示すように、錘３５４ａは、電気機械変換素子３５１ａの振動を、駆動軸３５２ａ側に伝えるために駆動軸３５２ａより慣性質量が十分大きな材質で構成される。錘３５４ａは、電気機械変換素子３５１ａの駆動軸３５２ａ側と反対側の端面に固定されている。同様に、錘３５４ｂは、電気機械変換素子３５１ｂの振動を、駆動軸３５２ｂ側に伝えるために駆動軸３５２ｂより慣性質量が十分大きな材質で構成される。錘３５４ｂは、電気機械変換素子３５１ｂの駆動軸３５２ｂ側と反対側の端面に固定されている。
【0092】
図２３に示すように、固定側のアクチュエータ保持部３１５ａと、可動側のアクチュエータ保持部３１５ａ'との間には、第３レンズ群３８０用のアクチュエータが固定される。固定側のアクチュエータ保持部３１５ａ側には、錘３５４ａが固定され、可動側のアクチュエータ保持部３１５ａ'側には、駆動軸３５２ａの先端部が軸方向移動可能に保持される。電気機械変換素子３５１ａが伸縮することにより、コイルバネ３５３ａが上下方向（図２３における±ｙ方向）に移動し、コイルバネ３５３ａと第３レンズ群３８０とがコイルバネ係合部３８５で係合していることにより、第３レンズ群３８０が上下方向（図２３における±ｙ方向）に移動する。第３レンズ群３８０が移動することにより、第２レンズ群３７０、第３レンズ群３８０、および第４レンズ群３９０間の相対距離が調整される。
【0093】
図２３に示すように、固定側のアクチュエータ保持部３１５ｂと、可動側のアクチュエータ保持部３１５ｂ'との間には、第４レンズ群３９０用のアクチュエータが固定される。固定側のアクチュエータ保持部３１５ｂ側には、錘３５４ｂが固定され、可動側のアクチュエータ保持部３１５ｂ'側には、駆動軸３５２ｂの先端部が軸方向移動可能に保持される。電気機械変換素子３５１ｂが伸縮することにより、コイルバネ３５３ｂが上下方向（図２３における±ｙ方向）に移動し、コイルバネ３５３ｂと第４レンズ群３９０とがコイルバネ係合部３９５で係合していることにより、第４レンズ群３９０が上下方向（図２３における±ｙ方向）に移動する。第４レンズ群３９０が移動することにより、第３レンズ群３８０、第４レンズ群３９０、および撮像素子間の相対距離が調整される。
【0094】
図２３に示すように、レンズ位置検出部３３０は、固定枠３１０に固定されるプレート３３１を有する。プレート３３１は、磁性体で構成される。プレート３３１には、ＦＰＣ３３５が貼付され、ＦＰＣ３３５には、第３レンズ群３８０の位置検出用のホール素子３３３ａと、第４レンズ群３９０の位置検出用のホール素子３３３ｂとが搭載される。
【0095】
ホール素子３３３ａが、第３レンズ群３８０に固定されたマグネット３３２ａの磁界を検出し、ｙ方向における、第３レンズ群３８０の固定枠３１０に対する相対位置を検出する。ホール素子３３３ｂが、第４レンズ群３９０に固定されたマグネット３３２ｂの磁界を検出し、ｙ方向における、第４レンズ群３９０の固定枠３１０に対する相対位置を検出する。
【0096】
ホール素子３３３ａおよびホール素子３３３ｂが搭載されたプレート３３１は磁性体であり、プレート３３１とマグネット３３２ａおよびマグネット３３２ｂとが磁力によって互いに吸引することにより、第３レンズ群３８０および第４レンズ群３９０が固定枠３１０に対して＋ｚ方向へ吸引される。したがって、固定部材としての固定枠３１０と、被駆動部材としての第３レンズ群３８０および第４レンズ群３９０とが遊離することが予防される。
【0097】
図２２には、－ｚ方向に重力が働く場合に、第３レンズ群３８０の重力とマグネット３３２ａの吸着力のモーメントのつりあいを考えるときの支点位置と、磁性体であるマグネット３３２ａのｘ方向における中心位置との間の距離がＤｘ１（ｍｍ）であることが示される。また、上記支点位置と、被駆動部材である第３レンズ群３８０のｘ方向における基準点である重心位置との間の距離がＤｘ２（ｍｍ）であることが示される。ここで、マグネット３３２ａの吸着力をＭ（ｋｇｆ）、第３レンズ群３８０の重量をｍ（ｋｇｆ）とした場合、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄｘ２／Ｄｘ１であることが望ましい。
【0098】
Ｄｘ１（ｍｍ）、Ｄｘ２（ｍｍ）、Ｍ（ｋｇｆ）、ｍ（ｋｇｆ）が上記関係式を満たすことにより、マグネット３３２ａの吸着力により第３レンズ群３８０が固定枠３１０に対して十分な吸着力で吸着され、第３レンズ群３８０が案内部材であるＶ字状凸部３１４ａに沿って固定枠３１０に対して±ｙ方向に移動可能となる。
【0099】
図２６には、－ｙ方向に重力が働く場合に、第３レンズ群３８０の重力とマグネット３３２ａの吸引力のモーメントのつりあいを計算するときの支点と、磁性体であるマグネット３３２ａのｙ方向における中心位置との間の距離がＤｙ１（ｍｍ）であることが示される。また、上記支点と、被駆動部材である第３レンズ群３８０のｚ方向における基準点である重心位置との間の距離がＤｙ２（ｍｍ）であることが示される。ここで、マグネット３３２ａの吸着力をＭ（ｋｇｆ）、第３レンズ群３８０の重量をｍ（ｋｇｆ）とした場合、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄｙ２／Ｄｙ１であることが望ましい。
【0100】
Ｄｙ１（ｍｍ）、Ｄｙ２（ｍｍ）、Ｍ（ｋｇｆ）、ｍ（ｋｇｆ）が上記関係式を満たすことにより、マグネット３３２ａの吸着力により第３レンズ群３８０が固定枠３１０に対して十分な吸着力で吸着され、第３レンズ群３８０が案内部材であるＶ字状凸部３１４ａに沿って固定枠３１０に対して±ｙ方向に移動可能となる。
【0101】
［第３の実施形態の効果］
［効果３－１］
第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００によれば、被駆動部材である第３レンズ群３８０および第４レンズ群３９０は、固定部材としての固定枠３１０に対して移動可能である。したがって、変倍と焦点合わせを行うズームカメラユニットとして使用できる。
［効果３－１］
第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００によれば、被駆動部材である第３レンズ群３８０および第４レンズ群３９０は、固定部材としての固定枠３１０に対して移動可能である。したがって、変倍と焦点合わせを行うズームカメラユニットとして使用できる。
【0102】
［効果３－２］
第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
第３の実施形態におけるズームカメラユニット３００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
【0103】
［第４の実施形態の構成］
図２８は、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す分解斜視図である。図２９は、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す断面図である。図２８においては分解斜視図を示しており、図２９においてはレンズ駆動装置４００の構成を分解せずに示したものである。図２８および図２９に示すレンズ駆動装置４００は、レンズを光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
図２８は、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す分解斜視図である。図２９は、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の構成を示す断面図である。図２８においては分解斜視図を示しており、図２９においてはレンズ駆動装置４００の構成を分解せずに示したものである。図２８および図２９に示すレンズ駆動装置４００は、レンズを光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
【0104】
図２８および図２９に示すように、レンズ駆動装置４００は、固定部材としてのカバー４０１、被駆動部材としてのボビン４０２、駆動ユニット４０３、案内部材としての支持ユニット４０４、検出ユニット４０５、プレート４０６、およびベース４０７から構成されている。図２８における（Ａ）はカバー４０１およびプレート４０６を示し、図２８における（Ｂ）はボビン４０２およびベース４０７を示す。
【0105】
図２８に示すように、ボビン４０２は、レンズ（非図示）を保持するレンズ保持部４２１を備え、カバー４０１内でレンズの光軸方向（±ｚ方向）に移動する。ボビン４０２は、一例として樹脂を用いて、正方形状の上面を有する角筒状に成形されている。
【0106】
図２９に示すように、駆動ユニット４０３は、カバー４０１に付されたコイル４３１と、ボビン４０２に付された駆動用マグネット４３２とから構成される。駆動用マグネット４３２はレンズの光軸方向（±ｚ方向）に異なる磁極を有する。コイル４３１に流れる所定の方向の電流によってボビン４０２に対して＋ｚ方向の電磁力を与えることができ、それと逆向きの電流によってボビン４０２に対して－ｚ方向の電磁力を与えることができる。すなわち、コイル４３１に流す電流を制御してボビン４０２を±ｚ方向の任意の位置に駆動することができる。
【0107】
図２９に示すように、案内部材としての支持ユニット４０４は、第１の実施形態と同様に、カバー４０１に設けられたＶ字状凸部４４１と平坦状凸部４４３、およびボビン４０２に設けられたＶ字状溝４４２と平坦状溝４４４から構成される。Ｖ字状凸部４４１とＶ字状溝４４２はＶ字断面形状の面で対向し、平坦状凸部４４３と平坦状溝４４４は平坦断面形状の面で対向している。第１の実施形態と同様に、Ｖ字状凸部４４１とＶ字状溝４４２、および平坦状凸部４４３と平坦状溝４４４は、金属製の基板４５２と検出用マグネット４５３の引力によって、図示しない複数の微小球を含むゲル４４５を介して圧着されている。
【0108】
したがって第１の実施形態と同様に、ボビン４０２はゲル４４５を介してカバー４０１に圧着され、支持される。ゲル４４５内の複数の微小球は同一の直径を有しており、凸部４４１，４４３と溝４４２，４４４に接触して転がるので、ボビン４０２の光軸方向（±ｚ方向）の移動については大きな抵抗力を持たずに行われる。
【0109】
図２９に示すように、検出ユニット４０５は、カバー４０１に装着されるホール素子４５１および基板４５２と、ボビン４０２に装着される検出用マグネット４５３と、から構成される。ホール素子４５１が検出用マグネット４５３の磁界を検出し、ボビン４０２のカバー４０１に対する相対位置を検出する。
【0110】
検出ユニット４０５によって検出されたボビン４０２の位置とボビン４０２を配置したい位置とが相違する場合には、コイル４３１に電流を流し、駆動ユニット４０３によってボビン４０２を移動させることができる。
【0111】
駆動ユニット４０３（コイル４３１および駆動用マグネット４３２）は、断面矩形状のカバー４０１およびボビン４０２の、矩形の１辺に設けられている。支持ユニット４０４（Ｖ字状凸部４４１、Ｖ字状溝４４２および平坦状凸部４４３、平坦状溝４４４）並びに検出ユニット４０５（ホール素子４５１、基板４５２および検出用マグネット４５３）は、駆動ユニット４０３が設けられた１辺と直交する他辺に設けられている。なお、駆動ユニット４０３が設けられた１辺と、支持ユニット４０４および検出ユニット４０５が設けられた他辺とは直交しなくても、平行でなければよい。
【0112】
図３０は、レンズ駆動装置の他の構成を示す断面図である。図２９においては、支持ユニット４０４が、駆動ユニット４０３が設けられた１辺と直交する他辺に設けられていた。これに対して、図３０においては、支持ユニット４０４が駆動ユニット４０３と同一の辺に設けられている。図３０においては、駆動ユニット４０３の外形側に金属板４３３が配されており、駆動用マグネット４３２との磁力によりボビン４０２はｘ方向に、カバー４０１に圧着される。駆動ユニット４０３および支持ユニット４０４の構成は図２８および図２９に示す実施形態と同様である。
【0113】
なお、第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００では駆動ユニット４０３としてＶＣＭ（ボイスコイルモータ：Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）を用いているが、これに限定するものではなく、他のアクチュエータ、例えば、回転型や直動型の超音波モータなどを使用することも可能である。
【0114】
［第４の実施形態の効果］
［効果４－１］
第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００によれば、被駆動部材としてのボビン４０２が固定部材としてのカバー４０１に対して移動可能である。したがって、レンズを光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行うことができる。
［効果４－１］
第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００によれば、被駆動部材としてのボビン４０２が固定部材としてのカバー４０１に対して移動可能である。したがって、レンズを光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行うことができる。
【0115】
［効果４－２］
第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
第４の実施形態におけるレンズ駆動装置４００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
【0116】
［第５の実施形態の構成］
図３１は、第５の実施形態における光学駆動装置５００の斜視図であり、図３２は、第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す斜視図であり、図３３は、第５の実施形態における光学駆動装置５００の概略構成を示す分解斜視図であり、図３４は、第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す側面図であり、図３５は、図３４のＡ－Ａ断面図である。
図３１は、第５の実施形態における光学駆動装置５００の斜視図であり、図３２は、第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す斜視図であり、図３３は、第５の実施形態における光学駆動装置５００の概略構成を示す分解斜視図であり、図３４は、第５の実施形態における光学駆動装置５００のカバー５０１を外した状態を示す側面図であり、図３５は、図３４のＡ－Ａ断面図である。
【0117】
図３１から図３５に示す光学駆動装置５００は、レンズを固定部材に対して光軸方向に移動させることによりオートフォーカスを行う装置、例えば、撮像装置に組み込まれて使用される。以下、第５の実施形態における光学駆動装置５００の説明に際して、第１の実施形態における光学駆動装置１００と同一または類似の構成については重複する説明を省略する。
【0118】
図３１に示すように、第５の実施形態における光学駆動装置５００は、カバー５０１と、固定部材としての固定枠５０２と、被駆動部材としてのレンズ枠５０３と、レンズ５０４とを有する。図３２に示すように、固定枠５０２の上部の辺には、Ｖ字断面形状の第１の凸部５０２ａと、平坦断面形状の第２の凸部５０２ｂとが形成される。図３３に示すように、レンズ枠５０３の上部の辺には、Ｖ字断面形状の第１の溝５０３ａと、平坦断面形状の第２の溝５０３ｂとが形成される。第１の溝５０３ａは、第１の凸部５０２ａと対向する位置に設けられ、第２の溝５０３ｂは、第２の凸部５０２ｂと対向する位置に設けられる。
【0119】
第１の溝５０３ａと、第１の凸部５０２ａと、第２の溝５０３ｂと、第２の凸部５０２ｂとは、第５の実施形態における光学駆動装置５００の案内部材を構成する。他の実施形態と同様に、第１の溝５０３ａと第１の凸部５０２ａとの当接面、および第２の溝５０３ｂと第２の凸部５０２ｂとの当接面に微小球ゲルが挿入されることにより、レンズ枠５０３は固定枠５０２に対して、レンズ５０４の光軸方向（±ｚ方向）に大きな抵抗なく移動可能である。
【0120】
図３３および図３５に示すように、固定枠５０２の上部の辺には、金属板５０８ａと、フレキシブル基板５０８ｂと、ホール素子５０８ｃとが設けられる。レンズ枠５０３の上部の辺には、マグネット５０９が設けられる。固定枠５０２に設けられたホール素子５０８ｃが、レンズ枠５０３に設けられたマグネット５０９の磁界を検出し、レンズ５０４の光軸方向（±ｚ方向）における、レンズ枠５０３の固定枠５０２に対する相対位置を検出する。ホール素子５０８ｃが搭載された金属板５０８ａは磁性体で構成されており、金属板５０８ａとマグネット５０９とが磁力によって互いに吸引することにより、レンズ枠５０３が固定枠５０２に対して＋ｙ方向へ吸引される。したがって、固定枠５０２とレンズ枠５０３とが遊離することが予防される。
【0121】
図３３に示すように、レンズ枠５０３の側面に凸部５０３ｃが形成される。凸部５０３ｃには光軸方向の底付き穴５０３ｄが設けられ、コイルスプリング５０５が収容される。固定枠５０２には凸部５０３ｃを挿入して固定するための切欠き５０２ｅが形成される。コイルスプリング５０５は、カバー５０１を固定枠５０２に接着等で固定した状態ではカバー５０１端面で光軸方向（＋ｚ方向）に押されて圧縮され、ばねの弾性力によりレンズ枠５０３を光軸方向（＋ｚ方向）に押し付ける。通常の状態ではレンズ枠５０３は凸部５０３ｃの後端部が固定枠５０２の切欠き端部５０２ｆに当接した位置で静止している。
【0122】
図３３に示すように、固定枠５０２の側面には、端子板用凹部５０２ｃおよび端子板用凹部５０２ｄが形成される。端子板用凹部５０２ｃには金属端子板５０７ａが圧入され接着等で固定され、端子板用凹部５０２ｄには金属端子板５０７ｂが圧入されて接着等で固定される。金属端子板５０７ａと金属端子板５０７ｂは、形状記憶合金であるＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）ワイヤー５０６に通電するための端子である。ＳＭＡワイヤー５０６の両端には、金属端子板５０７ａと金属端子板５０７ｂが接着や溶接などで固定される。図３４に示すように、金属端子板５０７ａと金属端子板５０７ｂが固定枠５０２の所定位置に固定された状態でＳＭＡワイヤー５０６はレンズ枠５０３の凸部５０３ｃの後端部にあるフック（不図示）に引っ掛けられている。
【0123】
金属端子板５０７ａと金属端子板５０７ｂに通電しＳＭＡワイヤー５０６に電流が流れると、ＳＭＡワイヤー５０６は発熱し収縮する。このためレンズ枠５０３は光軸方向（－ｚ方向）に繰り出される。また、金属端子板５０７ａと金属端子板５０７ｂへの通電を断つとＳＭＡワイヤー５０６はもとの長さに復帰し、レンズ枠５０３はコイルスプリング５０５の弾性力で＋ｚ方向に繰り戻される。以上のように、ＳＭＡワイヤー５０６への通電をＯＮＯＦＦすることにより、光学駆動装置５００のフォーカス動作がなされる。
【0124】
［第５の実施形態の効果］
［効果５－１］
第５の実施形態における光学駆動装置５００によれば、被駆動部材であるレンズ枠５０３がＳＭＡワイヤー５０６の伸縮によって駆動され、光学駆動装置５００のフォーカス動作がなされる。レンズ枠５０３の駆動部材として形状記憶合金であるＳＭＡワイヤー５０６を用いることにより、耐食性、耐摩耗性に優れ、また繰り返し特性が良好である。
［効果５－１］
第５の実施形態における光学駆動装置５００によれば、被駆動部材であるレンズ枠５０３がＳＭＡワイヤー５０６の伸縮によって駆動され、光学駆動装置５００のフォーカス動作がなされる。レンズ枠５０３の駆動部材として形状記憶合金であるＳＭＡワイヤー５０６を用いることにより、耐食性、耐摩耗性に優れ、また繰り返し特性が良好である。
【0125】
［効果５－２］
第５の実施形態における光学駆動装置５００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
第５の実施形態における光学駆動装置５００によれば、上述の第１の実施形態における光学駆動装置１００の［効果１－１］から［効果１－７］と同様の効果を奏することができる。
【0126】
［他の実施形態］
上記第１から第５の実施形態において、固定部材と被駆動部材に対する、溝と凸部の配置が逆であってもよい。即ち、溝が固定部材に配置され、凸部が被駆動部材に配置されていてもよく、溝が被駆動部材に配置され、凸部が固定部材に配置されていてもよい。同様に、固定部材と被駆動部材に対する、ホール素子とマグネットの配置が逆であってもよい。即ち、ホール素子が固定部材に配置され、マグネットが被駆動部材に配置されていてもよく、ホール素子が被駆動部材に配置され、マグネットが固定部材に配置されていてもよい。
上記第１から第５の実施形態において、固定部材と被駆動部材に対する、溝と凸部の配置が逆であってもよい。即ち、溝が固定部材に配置され、凸部が被駆動部材に配置されていてもよく、溝が被駆動部材に配置され、凸部が固定部材に配置されていてもよい。同様に、固定部材と被駆動部材に対する、ホール素子とマグネットの配置が逆であってもよい。即ち、ホール素子が固定部材に配置され、マグネットが被駆動部材に配置されていてもよく、ホール素子が被駆動部材に配置され、マグネットが固定部材に配置されていてもよい。
【0127】
上記第１から第５の実施形態において、Ｖ字断面形状の第１の溝および第１の凸部と、平坦断面形状の第２の溝および第２の凸部とを組み合わせて使用した。しかしながら、Ｖ字断面形状の第１の溝および第１の凸部と、Ｖ字断面形状の第２の溝および第２の凸部とを組み合わせて使用してもよい。
【0128】
上記第３の実施形態において、図２２に示す、Ｄｘ１（ｍｍ）、Ｄｘ２（ｍｍ）、Ｍ（ｋｇｆ）、ｍ（ｋｇｆ）について、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄｘ２／Ｄｘ１の関係式を満たすことが望ましく、図２６に示す、Ｄｙ１（ｍｍ）、Ｄｙ２（ｍｍ）、Ｍ（ｋｇｆ）、ｍ（ｋｇｆ）について、Ｍ＞１．５ｍ×Ｄｙ２／Ｄｙ１の関係式を満たすことが望ましいと記載した。この関係式は、他の実施形態（第１、第２、第４、第５の実施形態）にも同様に適用されてよい。
【0129】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【0130】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0131】
１ センサ基板、１ａ 画像センサ、２ 固定枠、２ａ 辺、２ｂ 支持部材、３ 検出ユニット、３ａ 補強板、３ｂ 検出用マグネット、３ｃ ホール素子、３ｄ ＦＰＣ基板、４ 案内部材、４ａ 第１の凸部、４ａ' 第２の凸部、４ｂ 第２の凸部、４ｃ 第２の溝、４ｃ' 第２の溝、４ｄ 第２の溝、４ｅ 微小球、４ｆ ゲル、５ 駆動ユニット、５ａ 電気機械変換素子、５ｂ 駆動軸、５ｃ コイルバネ、５ｄ コイル部、５ｅ アーム部、５ｆ アーム部、６ レンズ枠、６ａ 辺、６ｃ 当接部、６ｄ 当接部、７ レンズホルダ、７ａ レンズ、８ カバー、２１ 撮像センサユニット、２１ａ 画像センサ、２２ ベース枠、２２ａ 支持部材、２３ x方向移動枠、２３ａ 当接部、２３ｂ 支持部材、２４ ｙ方向移動枠、２４ａ 当接部、２４ｂ 支持部材、２４ｃ 孔部、２５ 回転枠、２５ａ 当接部、２６ａ 駆動ユニット、２６ｂ 駆動ユニット、２６ｃ 駆動ユニット、３１ 溝部、３２ 溝部、３３ 凸部、３４ 凸部、３５ 溝部、３６ 溝部、３７ 凸部、３８ 凸部、３９ ボール、４０ マグネット、４１ 板、４２ 検出用マグネット、４３ ホール素子、４４ 板、４５ 板、４６ ホール素子、４７ 検出用マグネット、４８ 板、５０ ゲル、５１ 圧電素子部分、５２ 不活性部分、５３ 外部電極、５４ フレキシブル基板、５５ はんだ盛り、５６ 絶縁層、１００ 光学駆動装置、２００ 光学駆動装置、２４１ａ 係合孔、２６１ｂ 電気機械変換素子、２６２ｂ 駆動軸、２６３ｂ コイルバネ、２６４ｂ コイル部、２６５ｂ アーム部、３００ ズームカメラユニット、３１０ 固定枠、３１１ 撮像素子固定部、３１２ 像側開口部、３１４ａ Ｖ字状凸部、３１４ｂ 平坦状凸部、３１４ｃ Ｖ字状凸部周囲溝、３１４ｄ 平坦状凸部周囲溝、３１５ａ アクチュエータ保持部、３１５ａ' アクチュエータ保持部、３１５ｂ アクチュエータ保持部、３１５ｂ' アクチュエータ保持部、３２０ カバー、３２１ 被写体側開口部、３３０ レンズ位置検出部、３３１ プレート、３３２ａ マグネット、３３２ｂ マグネット、３３３ａ ホール素子、３３３ｂ ホール素子、３３５ ＦＰＣ、３５０ アクチュエータ部、３５１ａ 電気機械変換素子、３５１ｂ 電気機械変換素子、３５２ａ 駆動軸、３５２ｂ 駆動軸、３５３ａ コイルバネ、３５３ｂ コイルバネ、３５４ａ 錘、３５４ｂ 錘、３６０ 第１レンズ群、３７０ 第２レンズ群、３８０ 第３レンズ群、３８４ａ Ｖ字状溝、３８４ｂ 平坦状溝、３８４ｃ Ｖ字状溝周囲溝、３８４ｄ 平坦状溝周囲溝、３８４ｅ Ｖ字状溝端斜面、３８４ｆ 平坦状溝端斜面、３８５ コイルバネ係合部、３９０ 第４レンズ群、３９４ａ Ｖ字状溝、３９４ｂ 平坦状溝、３９５ コイルバネ係合部、４００ レンズ駆動装置、４０１ カバー、４０２ ボビン、４０３ 駆動ユニット、４０４ 支持ユニット、４０５ 検出ユニット、４０６ プレート、４０７ ベース、４２１ レンズ保持部、４３１ コイル、４３２ 駆動用マグネット、４３３ 金属板、４４１ Ｖ字状凸部、４４２ Ｖ字状溝、４４３ 平坦状凸部、４４４ 平坦状溝、４４５ ゲル、４５１ ホール素子、４５２ 基板、４５３ 検出用マグネット、５００ 光学駆動装置、５０２ 固定枠、５０２ａ 第１の凸部、５０２ｂ 第２の凸部、５０２ｃ 端子板用凹部、５０２ｄ 端子板用凹部、５０２ｅ 切欠き、５０２ｆ 切欠き端部、５０３ レンズ枠、５０３ａ 第１の溝、５０３ｂ 第２の溝、５０３ｃ 凸部、５０３ｄ 底付き穴、５０４ レンズ、５０５ コイルスプリング、５０６ ＳＭＡワイヤー、５０７ａ 金属端子板、５０７ｂ 金属端子板、５０８ａ 金属板、５０８ｂ フレキシブル基板、５０８ｃ ホール素子、５０９ マグネット、ｐ１ 隙間、ｐ２ 隙間
【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16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】