JP2023119549A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】光学要素を振動させるためのアクチュエータにおいて、光学要素が比較的高い周波数で連続的に振動する場合であっても、光学要素を保持する可動体の回動の支点となる支点部の耐久性を高めることが可能なアクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ１では、固定体４に対する可動体３の回動の支点となる支点部６は、セラミックス製の球体１１と、可動体３に取り付けられるとともに球体１１を保持するための球体保持部材１２と、固定体４に取り付けられる球体支持部材１３を備えている。球体１１は、有底の筒状に形成される球体保持部材１２の筒部の内周側に配置され、球体保持部材１２の底部には、筒部の内周側に配置される球体１１の一部を球体保持部材１２の外部に配置させるための貫通穴が形成されている。球体支持部材１３に形成される凹曲面状の接触面は、球体保持部材１２の外部に配置される球体１１の一部に所定の接触圧で接触している。【選択図】図３

Description

本発明は、光学要素を振動させるためのアクチュエータに関する。

従来、投射光が透過するガラス板（光学ガラス）を振動させるための画素ずらし装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画素ずらし装置は、プロジェクタに搭載されている。この画素ずらし装置は、ガラス板が固定されるガラスフレームと、ガラスフレームを回動可能に保持するベースとを備えている。ガラスフレームおよびベースは、四角形の枠状に形成されている。ガラス板は、ガラスフレームの内周側に配置されている。ガラスフレームは、ベースの内周側に配置されている。

特許文献１に記載の画素ずらし装置では、ガラスフレームとベースとの間に、ベースに対するガラスフレームの回動の支点となる軸受および芯軸が配置されている。芯軸は、四角形の枠状をなすガラスフレームの一方の対角線上においてガラスフレームの外周側に突出するようにガラスフレームに固定されている。軸受は、四角形の枠状をなすベースの一方の対角線上の角部においてベースに固定されている。軸受は、円筒状に形成される滑り軸受である。芯軸は、軸受の内周側に挿入されている。

特開２０１９－２１５４６６号公報

特許文献１に記載の画素ずらし装置では、ガラス板と一緒にガラスフレームが比較的高い周波数で連続的に振動する。たとえば、この画素ずらし装置では、ガラスフレームが６０Ｈｚで連続的に振動する。そのため、この画素ずらし装置では、ベースに対するガラスフレームの回動の支点となる支点部の耐久性が高くなっていることが好ましい。

そこで、本発明の課題は、光学要素を振動させるためのアクチュエータにおいて、光学要素が比較的高い周波数で連続的に振動する場合であっても、光学要素を保持する可動体の回動の支点となる支点部の耐久性を高めることが可能なアクチュエータを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のアクチュエータは、光学要素を保持する可動体と、可動体が内周側に配置される枠状に形成されるとともに可動体を回動可能に保持する固定体と、固定体に対して可動体が傾く方向に可動体を回動させる磁気駆動機構と、固定体に対する可動体の回動の支点となる支点部とを備え、支点部は、セラミックス製の球体と、可動体および固定体のいずれか一方に取り付けられるとともに球体を保持するための球体保持部材と、球体の一部に所定の接触圧で接触する凹曲面状の接触面が形成されるとともに可動体および固定体のいずれか他方に取り付けられる球体支持部材とを備え、球体保持部材は、筒状に形成される筒部と筒部の一端に繋がる底部とを有する有底の筒状に形成され、球体は、筒部の内周側に配置され、底部には、筒部の内周側に配置される球体の一部を球体保持部材の外部に配置させるための貫通穴が形成され、接触面は、球体保持部材の外部に配置される球体の一部に接触していることを特徴とする。

本発明のアクチュエータでは、支点部は、セラミックス製の球体を備えている。そのため、本発明では、光学要素が比較的高い周波数で連続的に振動する場合であっても、支点部の耐久性を高めることが可能になる。また、本発明では、球体を保持するための球体保持部材は、球体が内周側に配置される筒部と筒部の一端に繋がる底部とを有する有底の筒状に形成されており、底部に、筒部の内周側に配置される球体の一部を球体保持部材の外部に配置させるための貫通穴が形成されている。そのため、本発明では、球体がセラミックスで形成されていても、また、球体の外径が小さくなっていても、球体保持部材の外部で球体支持部材の接触面に一部が接触する球体を、球体保持部材を用いて可動体または固定体に容易に取り付けることが可能になる。

本発明において、たとえば、光学要素は、平板状に形成され、支点部は、光学要素の厚さ方向に直交する第１直交方向における可動体の両端側に配置されている。

本発明において、たとえば、球体保持部材は、可動体に取り付けられ、球体支持部材は、固定体に取り付けられ、可動体には、第１直交方向の両側に向かって突出するとともに筒部に挿入される突起部が形成され、突起部の先端面には、球体の一部が配置される凹部が形成され、接触面は、第１直交方向の外側から球体の一部に接触している。この場合には、突起部の先端面に、球体の一部が配置される凹部が形成されているため、可動体に取り付けられる球体の状態を安定させることが可能になる。

本発明において、球体支持部材は、Ｕ形状に形成される板バネであり、光学要素の厚さ方向から見たときの板バネの形状がＵ形状となっていることが好ましい。このように構成すると、光学要素の厚さ方向と第１直交方向とに直交する方向から見たときの板バネの形状がＵ形状となっている場合と比較して、光学要素の厚さ方向において板バネを小型化することが可能になる。したがって、光学要素の厚さ方向においてアクチュエータを小型化することが可能になる。

本発明において、アクチュエータは、第１直交方向における可動体の両端側のそれぞれに配置される球体支持部材と２個の球体支持部材を繋ぐ平板状の連結部とを有する板バネを備え、連結部は、枠状に形成されるとともに、可動体または固定体の、光学要素の厚さ方向における一方側の面に固定されていても良い。

この場合には、２個の球体支持部材が連結部を介して一体化されているため、別体で形成された２個の球体支持部材が設けられている場合と比較して、アクチュエータの部品点数を削減することが可能になる。また、この場合には、連結部を可動体または固定体に固定することで２個の球体支持部材が可動体または固定体に取り付けられるため、別体で形成された２個の球体支持部材のそれぞれが可動体または固定体に固定されている場合と比較して、アクチュエータの組立工数を削減することが可能になる。

さらに、この場合には、枠状の連結部を可動体または固定体に固定することで２個の球体支持部材が可動体または固定体に取り付けられるため、可動体または固定体に対する連結部の固定面積を確保して、可動体または固定体に対する球体支持部材の取付強度を高めることが可能になる。また、この場合には、２個の球体支持部材が連結部を介して一体化されており、２個の球体支持部材の相対位置のばらつきが板バネの部品精度によって決まるため、別体で形成された２個の球体支持部材のそれぞれが可動体または固定体に固定されている場合と比較して、２個の球体支持部材の相対位置のばらつきを抑制することが可能になる。

本発明において、球体支持部材には、補強用のリブが形成されていることが好ましい。このように構成すると、球体支持部材の厚さが薄くなっても球体支持部材の強度を確保することが可能になる。

以上のように、本発明では、光学要素を振動させるためのアクチュエータにおいて、光学要素が比較的高い周波数で連続的に振動する場合であっても、光学要素を保持する可動体の回動の支点となる支点部の耐久性を高めることが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるアクチュエータの斜視図である。 図１に示すアクチュエータの平面図である。 図１に示すアクチュエータの分解斜視図である。 （Ａ）は、図２のＥ－Ｅ断面の断面図であり、（Ｂ）は、図２のＦ－Ｆ断面の断面図である。 図３に示す球体、球体保持部材および球体支持部材の拡大図である。 図２のＧ部の構成を説明するための拡大図である。 本発明の他の実施の形態にかかる板バネの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる支点部の構成を説明するための平面図である。 図７（Ｂ）のＪ部の拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（アクチュエータの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるアクチュエータ１の斜視図である。図２は、図１に示すアクチュエータ１の平面図である。図３は、図１に示すアクチュエータ１の分解斜視図である。

以下の説明では、図１等に示すように、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とし、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向とする。また、左右方向の一方側である図１等のＸ１方向側を「右」側とし、その反対側である図１等のＸ２方向側を「左」側とし、前後方向の一方側である図１等のＹ１方向側を「前」側とし、その反対側である図１等のＹ２方向側を「後ろ」側とし、上下方向の一方側である図１等のＺ１方向側を「上」側とし、その反対側である図１等のＺ２方向側を「下」側とする。

本形態のアクチュエータ１は、光学要素としての光学ガラス２を振動させるための装置であり、プロジェクタに搭載されて使用される。光学ガラス２は、光の透過性を有するガラス板であり、正方形の平板状に形成されている。光学ガラス２は、プロジェクタの投射光学系の一部を構成している。アクチュエータ１は、プロジェクタが投影する映像を高画質化するために、光学ガラス２を所定の周波数で一定角度振動させて光学ガラス２の姿勢を周期的に変える。たとえば、アクチュエータ１は、光学ガラス２を６０Ｈｚで振動させる。

アクチュエータ１は、全体として上下方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成されている。アクチュエータ１は、光学ガラス２を保持する可動体３と、可動体３を回動可能に保持する固定体４とを備えている。可動体３および固定体４は、枠状に形成されている。光学ガラス２は、可動体３の内周側に配置されている。可動体３は、固定体４の内周側に配置されている。また、アクチュエータ１は、固定体４に対して可動体３が傾く方向に可動体３を回動させて光学ガラス２を振動させる磁気駆動機構５と、固定体４に対する可動体３の回動の支点となる支点部６と、固定体４に対する可動体３の回動方向である可動体回動方向において固定体４に対して可動体３を一定位置で保持するための保持用磁石７および磁性板８、９とを備えている。

本形態では、磁気駆動機構５の一部を構成する後述の駆動用コイル１６に電流が供給されていないときに（すなわち、駆動用コイル１６が非通電状態であるときに）、可動体回動方向において固定体４に対して可動体３が所定の基準位置に配置されている。可動体回動方向において固定体４に対して可動体３が基準位置に配置されているときには、光学ガラス２の厚さ方向と上下方向とが一致している。

また、可動体回動方向において固定体４に対して可動体３が基準位置に配置されているときには、プロジェクタに搭載されたアクチュエータ１では、光学ガラス２の厚さ方向とプロジェクタの投射光学系の光軸方向とが一致しているとともに、プロジェクタの投射光学系の光軸が光学ガラス２の中心を通過する。なお、光学ガラス２が振動するときの固定体４に対する可動体３の回動角度は、たとえば、０．５°未満であって非常に小さい。そのため、光学ガラス２が振動しているのか否かにかかわらず、光学ガラス２の厚さ方向は、上下方向とほぼ一致している。

可動体３は、固定体４の外周側から見たときに固定体４に対して可動体３が傾く方向に回動可能となっている。また、可動体３は、光学ガラス２の厚さ方向に直交する第１直交方向（図２のＶ方向）を回動の軸方向として固定体４に対して回動可能となっている。すなわち、可動体３は、第１直交方向を軸線方向とする軸線Ｌ１（図２参照）を回動中心にして固定体４に対して回動可能となっている。第１直交方向は、上下方向に直交している。また、第１直交方向は、上側から見たときに、前後方向に対して図２の時計回りの方向へ４５°ずれた方向となっている。光学ガラス２の厚さ方向から見たときに、軸線Ｌ１は、光学ガラス２の中心を通過している。支点部６は、第１直交方向における可動体３の両端側に配置されている。

可動体３は、光学ガラス２を保持するガラスホルダである。可動体３は、非磁性材料で形成されている。また、可動体３は、樹脂材料で形成されている。可動体３は、上述のように枠状に形成されている。具体的には、可動体３は、正方形または長方形の枠状に形成されている。可動体回動方向において固定体４に対して可動体３が基準位置に配置されているときには、外形が正方形状または長方形状をなす可動体３の外周面を構成する４辺のうちの２辺は、左右方向と平行になっており、残りの２辺は、前後方向と平行になっている。

可動体３には、磁気駆動機構５の一部を構成する後述の駆動用磁石１５が配置される磁石配置凹部３ａと、保持用磁石７が配置される磁石配置凹部３ｂとが形成されている。磁石配置凹部３ａは、可動体３の右端から左側に向かって窪んでいる。磁石配置凹部３ｂは、可動体３の左端から右側に向かって窪んでいる。磁石配置凹部３ａ、３ｂは、光学ガラス２の厚さ方向における可動体３の全域に形成されている。

また、可動体３には、第１直交方向の両側に向かって突出する突起部３ｃが形成されている。すなわち、可動体３には、右後ろ側に向かって突出する突起部３ｃと左前側に向かって突出する突起部３ｃとが形成されている。突起部３ｃは、円柱状に形成されている。円柱状に形成される突起部３ｃの軸方向は、第１直交方向と一致している。突起部３ｃの先端面には、支点部６の一部を構成する後述の球体１１の一部が配置される凹部３ｄ（図４参照）が形成されている。凹部３ｄは、突起部３ｃの先端面から第１直交方向の内側に向かって窪んでいる。また、凹部３ｄは、円形状に形成されている。円形状に形成される凹部３ｄの中心は、円柱状に形成される突起部３ｃの軸心上に配置されている。

上述のように、光学ガラス２は、可動体３の内周側に配置されている。光学ガラス２は、可動体３に固定されている。可動体回動方向において固定体４に対して可動体３が基準位置に配置されているときには、外形が正方形状をなす光学ガラス２の外周面を構成する４辺のうちの２辺は、左右方向と平行になっており、残りの２辺は、前後方向と平行になっている。

固定体４は、非磁性材料で形成されている。また、固定体４は、樹脂材料で形成されている。固定体４は、上述のように枠状に形成されている。具体的には、固定体４は、正方形または長方形の枠状に形成されている。外形が正方形状または長方形状をなす固定体４の外周面を構成する４辺のうちの２辺は、左右方向と平行になっており、残りの２辺は、前後方向と平行になっている。固定体４には、磁気駆動機構５の一部を構成する後述の駆動用コイル１６が配置されるコイル配置凹部４ａと、磁性板９が配置される磁性板配置凹部４ｂとが形成されている。

コイル配置凹部４ａおよび磁性板配置凹部４ｂは、固定体４の右辺部に形成されている。コイル配置凹部４ａは、固定体４の右辺部の左端から右側に向かって窪んでいる。コイル配置凹部４ａは、固定体４の上下方向の全域に形成されている。磁性板配置凹部４ｂは、コイル配置凹部４ａの右側に形成されている。磁性板配置凹部４ｂは、コイル配置凹部４ａよりも右側に窪んでいる。磁性板配置凹部４ｂは、固定体４の上下方向の全域には形成されておらず、固定体４の右辺部の下端側には、磁性板９が載置される磁性板載置部４ｃが形成されている（図２参照）。磁性板載置部４ｃの上面は、上下方向に直交する平面となっている。

また、固定体４には、支点部６の一部を構成する後述の板バネ１３が配置されるバネ配置部４ｄと、磁性板８が配置されて固定される磁性板配置穴４ｅとが形成されている。バネ配置部４ｄは、正方形または長方形の枠状に形成される固定体４の、一方の対角線上の２個の角部に形成されている。具体的には、バネ配置部４ｄは、固定体４の右後端の角部と左前端の角部とに形成されている。磁性板配置穴４ｅは、固定体４の左辺部に形成されている。磁性板配置穴４ｅは、上下方向において固定体４を貫通する貫通穴である。また、磁性板配置穴４ｅは、前後方向に細長い長方形の角穴である。

支点部６は、上述のように、第１直交方向における可動体３の両端側に配置されている。すなわち、支点部６は、アクチュエータ１の右後端の角部と左前端の角部とに配置されている。支点部６は、球状に形成される球体（ボール）１１と、球体１１を保持するための球体保持部材１２と、球体１１の一部に所定の接触圧で接触する凹曲面状の接触面１３ａ（図４等参照）が形成される球体支持部材としての板バネ１３とを備えている。支点部６の具体的な構成については後述する。

磁気駆動機構５は、駆動用磁石１５と、駆動用磁石１５に対向配置される駆動用コイル１６とを備えている。駆動用磁石１５は、可動体３に固定されている。具体的には、駆動用磁石１５は、磁石配置凹部３ａの中に配置されており、可動体３の右面側に固定されている。駆動用磁石１５は、前後方向に細長い直方体状に形成されている。駆動用磁石１５は、光学ガラス２の厚さ方向において分極された２個の着磁部１５ａによって構成されている。

駆動用コイル１６は、たとえば、導線が空芯状に巻回されることで形成された空芯コイルである。駆動用コイル１６は、フレキシブルプリント基板１７に実装されている。また、駆動用コイル１６は、コイル配置凹部４ａの中に配置されている。フレキシブルプリント基板１７は、固定体４に固定されている。駆動用コイル１６は、フレキシブルプリント基板１７を介して固定体４に固定されている。駆動用磁石１５と駆動用コイル１６とは左右方向で対向している。

磁気駆動機構５は、第１直交方向を回動の軸方向として固定体４に対して可動体３を回動させる。なお、フレキシブルプリント基板１７には、固定体４に対する可動体３の回動位置を検知するためのホールセンサ（図示省略）が実装されている。ホールセンサは、駆動用磁石１５に対向配置されている。駆動用コイル１６には、ホールセンサの検知結果に基づいて電流が供給される。

保持用磁石７は、可動体３に固定されている。具体的には、保持用磁石７は、磁石配置凹部３ｂの中に配置されており、可動体３の左面側に固定されている。保持用磁石７は、前後方向に細長い直方体状に形成されている。また、保持用磁石７は、駆動用磁石１５と同様に構成されており、光学ガラス２の厚さ方向において分極された２個の着磁部７ａによって構成されている。

図２に示すように、保持用磁石７の前後方向の中心と駆動用磁石１５の前後方向の中心とは、前後方向においてずれている。具体的には、保持用磁石７の前後方向の中心は、駆動用磁石１５の前後方向の中心よりも後ろ側に配置されている。本形態では、光学ガラス２の厚さ方向から見たときに、保持用磁石７と駆動用磁石１５とは、可動体３の中心に対して点対称に配置されている。また、光学ガラス２の厚さ方向から見たときに、保持用磁石７と駆動用磁石１５とは、光学ガラス２の中心に対して点対称に配置されている。

磁性板８は、磁性を有する金属材料によって形成されている。磁性板８は、平板状に形成されている。具体的には、磁性板８は、細長い長方形状の平板状に形成されている。磁性板８の厚さは薄くなっている。たとえば、磁性板８の厚さは、０．１～０．２（ｍｍ）程度となっている。磁性板８は、磁性板８の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されている。また、磁性板８は、長方形状の平板状に形成される磁性板８の長辺方向と前後方向とが一致するように配置されている。磁性板８は、磁性板配置穴４ｅの中に配置されており、磁性板配置穴４ｅの中で固定されている。すなわち、磁性板８は、固定体４に固定されている。磁性板８は、接着剤によって固定体４に固定されている。本形態では、固定体４に磁性板８を固定する前に上下方向における磁性板８の位置が調整される。

磁性板９は、磁性板８と同様に構成されている。磁性板９は、磁性板９の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されている。また、磁性板９は、長方形状の平板状に形成される磁性板９の長辺方向と前後方向とが一致するように配置されている。磁性板９は、磁性板配置凹部４ｂの中に配置されている。磁性板９は、磁性板載置部４ｃに載置されており、磁性板９の下端面は、磁性板載置部４ｃの上面に接触している。すなわち、磁性板９は、上下方向において位置決めされている。また、磁性板９は、フレキシブルプリント基板１７に固定されており、フレキシブルプリント基板１７を介して固定体４に固定されている。

磁性板８は、保持用磁石７の左側に配置され、磁性板９は、駆動用磁石１５の右側に配置されている。本形態では、駆動用コイル１６が非通電状態であるときに可動体回動方向において可動体３を一定位置で保持するための磁気的吸引力が、磁性板８と保持用磁石７との間、および、磁性板９と駆動用磁石１５との間に生じている。具体的には、駆動用コイル１６が非通電状態であるときに可動体回動方向において可動体３を基準位置で保持するための磁気的吸引力が、磁性板８と保持用磁石７との間、および、磁性板９と駆動用磁石１５との間に生じている。

また、本形態では、上下方向における磁性板８の位置を調整することで、駆動用コイル１６が非通電状態であるときの可動体回動方向における可動体３の位置を調整することが可能になっている。すなわち、本形態では、磁性板８の上下方向の位置によって駆動用コイル１６が非通電状態であるときの可動体回動方向における可動体３の位置が規定されている。

（支点部、および、支点部の周辺部分の構成）
図４（Ａ）は、図２のＥ－Ｅ断面の断面図であり、図４（Ｂ）は、図２のＦ－Ｆ断面の断面図である。図５は、図３に示す球体１１、球体保持部材１２および板バネ１３の拡大図である。図６は、図２のＧ部の構成を説明するための拡大図である。

上述のように、支点部６は、球体１１と球体保持部材１２と板バネ１３とを備えている。球体１１は、セラミックスで形成されている。たとえば、球体１１は、ジルコニアで形成されている。球体保持部材１２は、金属材料で形成されている。球体保持部材１２は、筒状に形成される筒部１２ａと筒部１２ａの一端に繋がる底部１２ｂとを有する有底の筒状に形成されている。具体的には、筒部１２ａは、円筒状に形成されており、球体保持部材１２は、有底の円筒状に形成されている。筒部１２ａの内径は、球体１１の外径よりも大きくなっている。

球体保持部材１２は、可動体３に取り付けられている。具体的には、球体保持部材１２は、可動体３の突起部３ｃに固定されている。突起部３ｃは、筒部１２ａに挿入されている。また、突起部３ｃは、第１直交方向の内側から筒部１２ａの内周側に軽圧入されている。球体保持部材１２は、接着剤によって突起部３ｃに固定されている。球体１１は、筒部１２ａの内周側に配置されている。底部１２ｂは、突起部３ｃの先端面よりも第１直交方向の外側に配置されている。突起部３ｃの先端面と底部１２ｂとの間には、球体１１を配置するための隙間が形成されている。

底部１２ｂには、筒部１２ａの内周側に配置される球体１１の一部を球体保持部材１２の外部に配置させるための貫通穴１２ｃが形成されている。貫通穴１２ｃは、底部１２ｂの中心に形成されている。また、貫通穴１２ｃは、円形状に形成されている。そのため、底部１２ｂは、円環状に形成されている。貫通穴１２ｃの内径は、球体１１の外径よりも小さくなっている。上述のように、球体１１は、筒部１２ａの内周側に配置されている。球体１１は、凹部３ｄの底面に接触するとともに、貫通穴１２ｃの縁に接触している。球体１１の一部は、底部１２ｂよりも第１直交方向の外側に配置されている。すなわち、球体１１の一部は、球体保持部材１２の外部に配置されている。球体１１は、突起部３ｃと球体保持部材１２とによって可動体３に保持されている。

板バネ１３は、バネ性を有するステンレス鋼板等の金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。本形態の板バネ１３は、Ｕ形状に形成されており、平板状に形成される第１平板部１３ｂおよび第２平板部１３ｃと、第１平板部１３ｂの一端と第２平板部１３ｃの一端とを繋ぐ曲板状の曲板部１３ｄとによって構成されている。板バネ１３は、上下方向から見たときの板バネ１３の形状がＵ形状となるようにバネ配置部４ｄに配置されている。すなわち、上下方向から見たときの板バネ１３の形状がＵ形状となっている。また、上述のように、光学ガラス２の厚さ方向が上下方向とほぼ一致しているため、光学ガラス２の厚さ方向から見たときの板バネ１３の形状もＵ形状となっている。

第１平板部１３ｂは、第１平板部１３ｂの厚さ方向と第１直交方向とが一致するように配置され、第２平板部１３ｃは、第２平板部１３ｃの厚さ方向と第１直交方向とが一致するように配置されている。第１平板部１３ｂは、第１直交方向において第２平板部１３ｃよりも外側に配置されている。固定体４の右後端の角部のバネ配置部４ｄに配置される板バネ１３では、第１平板部１３ｂの右前端と第２平板部１３ｃの右前端とが曲板部１３ｄによって繋がれている。固定体４の左前端の角部のバネ配置部４ｄに配置される板バネ１３では、第１平板部１３ｂの左後端と第２平板部１３ｃの左後端とが曲板部１３ｄによって繋がれている。

光学ガラス２の厚さ方向から見たときに、右後端に配置される板バネ１３と左前端に配置される板バネ１３とは、光学ガラス２の中心に対して点対称に配置されている。板バネ１３は、位置決めされた状態でバネ配置部４ｄに固定されている。すなわち、板バネ１３は、固定体４に取り付けられている。また、板バネ１３は、接着剤によってバネ配置部４ｄに固定されている。

第１平板部１３ｂの先端部には、上述の接触面１３ａが形成されている。接触面１３ａは、第１直交方向の外側に向かって窪む凹曲面である。第２平板部１３ｃには、球体保持部材１２が挿通される貫通穴１３ｅが形成されている。貫通穴１３ｅの内径は、球体保持部材１２の外径よりも大きくなっている。第２平板部１３ｃの、貫通穴１３ｅが形成された部分の上下方向の両端には、この部分の強度を確保するための補強部１３ｆが形成されている。補強部１３ｆは、第２平板部１３ｃの上下方向の両端から第１直交方向の外側に向かってわずかに伸びている。

接触面１３ａは、球体保持部材１２の外部に配置される球体１１の一部に第１直交方向の外側から所定の接触圧で接触している。板バネ１３は、第１直交方向の内側に向かって球体１１を付勢している。なお、バネ配置部４ｄに板バネ１３を配置するときには、可動体３に固定された状態の球体保持部材１２が貫通穴１３ｅに挿通された状態になっている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、支点部６は、セラミックス製の球体１１を備えている。そのため、本形態では、光学ガラス２が比較的高い周波数で連続的に振動する場合であっても、支点部６の耐久性を高めることが可能になる。また、本形態では、球体保持部材１２は、球体１１が内周側に配置される筒部１２ａと筒部１２ａの一端に繋がる底部１２ｂとを有する有底の筒状に形成されており、底部１２ｂには、球体１１の一部を球体保持部材１２の外部に配置させるための貫通穴１２ｃが形成されている。そのため、本形態では、球体１１がセラミックスで形成されていても、また、球体１１の外径が小さくなっていても、球体保持部材１２の外部で板バネ１３の接触面１３ａに一部が接触する球体１１を、球体保持部材１２を用いて可動体３に容易に取り付けることが可能になる。

本形態では、可動体３の突起部３ｃの先端面に、球体１１の一部が配置される凹部３ｄが形成されている。そのため、本形態では、突起部３ｃと球体保持部材１２とによって可動体３に保持される球体１１の状態を安定させることが可能になる。また、本形態では、可動体３に固定される球体保持部材１２が、固定体４に固定される板バネ１３の貫通穴１３ｅに挿通されているため、可動体３が固定体４から上側または下側に外れるのを防止することが可能になる。

（板バネの変更例）
図７は、本発明の他の実施の形態にかかる板バネ２３の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。図８は、本発明の他の実施の形態にかかる支点部６の構成を説明するための平面図である。図９は、図７（Ｂ）のＪ部の拡大図である。

上述した形態では、別体で形成された２個の板バネ１３が第１直交方向における可動体３の両端側に配置されているが、アクチュエータ１は、２個の板バネ１３に代えて、１個の板バネ２３を備えていても良い。板バネ２３は、バネ性を有するステンレス鋼板等の金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。板バネ２３の厚さは、たとえば、０．２（ｍｍ）となっている。板バネ２３は、第１直交方向における可動体３の両端側のそれぞれに配置される球体支持部材としてのバネ部２３ｂと、２個のバネ部２３ｂを繋ぐ平板状の連結部２３ｃとを備えている。この変更例では、板バネ２３は、２個のバネ部２３ｂと連結部２３ｃとによって構成されている。

連結部２３ｃは、枠状に形成されている。具体的には、連結部２３ｃは、略正方形または略長方形の枠状に形成されている。連結部２３ｃは、枠状に形成される固定体４の上端面に固定されている。すなわち、連結部２３ｃは、固定体４の、光学ガラス２の厚さ方向における一方側の面に固定されている。図３等に示すように、固定体４の上端面は、上下方向に直交する平面となっている。連結部２３ｃは、平板状に形成される連結部２３ｃの厚さ方向と上下方向とが一致するように、固定体４の上端面に固定されている。また、連結部２３ｃは、接着剤によって固定体４の上端面に固定されている。

外形が略正方形状または略長方形状をなす連結部２３ｃの外周面を構成する４辺のうちの２辺は、左右方向と平行になっており、残りの２辺は、前後方向と平行になっている。枠状に形成される連結部２３ｃの内周側の一部分は、枠状に形成される可動体３の外周側の一部分と上下方向において重なっている。連結部２３ｃは、固定体４に対する可動体３の上側への移動範囲を規制する機能も果たしている。なお、固定体４には、固定体４に対する可動体３の下側への移動範囲を規制する規制部が形成されている。

バネ部２３ｂは、第１直交方向における連結部２３ｃの両端のそれぞれに繋がっている。バネ部２３ｂは、平板状に形成されている。バネ部２３ｂは、バネ部２３ｂの厚さ方向と第１直交方向とが一致するように配置されている。バネ部２３ｂは、連結部２３ｃの下側に配置されている。すなわち、第１直交方向における板バネ２３の両端部は、下側に向かって直角に折れ曲がっている。連結部２３ｃの右後端の角部では、一方のバネ部２３ｂの基端部となるバネ部２３ｂの右前端部が連結部２３ｃに繋がり、連結部２３ｃの左前端の角部では、他方のバネ部２３ｂの基端部となるバネ部２３ｂの左後端部が連結部２３ｃに繋がっている。

光学ガラス２の厚さ方向から見たときに、２個のバネ部２３ｂは、光学ガラス２の中心に対して点対称に配置されている。上述のように、連結部２３ｃは、固定体４の上端面に固定されている。すなわち、連結部２３ｃと一体で形成される２個のバネ部２３ｂは、連結部２３ｃを介して固定体４に取り付けられている。

バネ部２３ｂの先端部には、板バネ１３の接触面１３ａに相当する接触面２３ａが形成されている（図７（Ｂ）参照）。すなわち、バネ部２３ｂには、球体１１の一部に所定の接触圧で接触する凹曲面状の接触面２３ａが形成されている。接触面２３ａは、第１直交方向の外側に向かって窪む凹曲面である。接触面２３ａは、球体保持部材１２の外部に配置される球体１１の一部に第１直交方向の外側から所定の接触圧で接触している。バネ部２３ｂは、第１直交方向の内側に向かって球体１１を付勢している。この変更例では、球体１１と球体保持部材１２とバネ部２３ｂとによって支点部６が構成されている。

バネ部２３ｂには、補強用のリブ２３ｄが形成されている。リブ２３ｄは、バネ部２３ｂの一部を絞り加工することで形成されている。リブ２３ｄは、第１直交方向の外側に向かって突出している。第１直交方向からみたときのリブ２３ｄの形状は、Ｌ形状となっている。

この変更例では、２個のバネ部２３ｂが連結部２３ｃを介して一体化されているため、上述した形態のように、別体で形成される２個の板バネ１３が設けられている場合と比較して、アクチュエータ１の部品点数を削減することが可能になる。また、この変更例では、連結部２３ｃを固定体４に固定することで２個のバネ部２３ｂが固定体４に取り付けられているため、上述した形態のように、別体で形成される２個の板バネ１３のそれぞれが固定体４に固定されている場合と比較して、アクチュエータ１の組立工数を削減することが可能になる。

さらに、この変更例では、枠状の連結部２３ｃを枠状の固定体４に接着固定することで２個のバネ部２３ｂが固定体４に取り付けられているため、固定体４に対する連結部２３ｃの接着面積を確保して、固定体４に対するバネ部２３ｂの取付強度を高めることが可能になる。また、この変更例では、２個のバネ部２３ｂが連結部２３ｃを介して一体化されており、２個のバネ部２３ｂの相対位置のばらつきが板バネ２３の部品精度によって決まるため、上述した形態のように、別体で形成される２個の板バネ１３のそれぞれが固定体４に固定されている場合と比較して、２個の接触面２３ａの相対位置のばらつきを抑制することが可能になる。

また、この変更例では、バネ部２３ｂに補強用のリブ２３ｄが形成されているため、板バネ２３の厚さが薄くなってもバネ部２３ｂの強度を確保することが可能になる。なお、バネ部２３ｂの強度を確保することができるのであれば、バネ部２３ｂにリブ２３ｄが形成されていなくても良い。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、曲板部１３ｄが板バネ１３の下端部となるように、板バネ１３がバネ配置部４ｄに配置されていても良い。すなわち、第１平板部１３ｂの下端と第２平板部１３ｃの下端とが曲板部１３ｄによって繋がっていて、右斜め前側から見たとき（または左斜め後ろ側から見たとき）の板バネ１３の形状がＵ形状となっていても良い。ただし、上述した形態のように、上下方向から見たときの板バネ１３の形状がＵ形状となるように、バネ配置部４ｄに板バネ１３が配置されている場合には、上下方向において板バネ１３を小型化することが可能になるため、上下方向においてアクチュエータ１を小型化することが可能になる。

上述した形態において、板バネ１３が可動体３に取り付けられ、球体保持部材１２が固定体４に取り付けられていても良い。この場合には、球体１１は、固定体４に保持されている。また、この場合には、板バネ１３の接触面１３ａは、球体保持部材１２の外部に露出する球体１１の一部に第１直交方向の内側から所定の接触圧で接触している。また、上述した変更例において、板バネ２３の連結部２３ｃが可動体３に固定され、球体保持部材１２が固定体４に取り付けられていても良い。この場合には、板バネ２３の接触面２３ａは、球体保持部材１２の外部に露出する球体１１の一部に第１直交方向の内側から所定の接触圧で接触している。

上述した形態において、アクチュエータ１は、プロジェクタ以外の装置に搭載されて使用されても良い。この場合には、光学ガラス２以外の光学要素が可動体３に保持されていても良い。たとえば、レンズ、プリズム、反射板または光学フィルタ等の光学素子が可動体３に保持されていても良い。また、撮像素子が可動体３に保持されていても良い。可動体３に撮像素子が保持されている場合には、アクチュエータ１は、たとえば、カメラに搭載されている。本明細書における「光学要素」には、撮像素子も含まれている。

１ アクチュエータ
２ 光学ガラス（光学要素）
３ 可動体
３ｃ 突起部
３ｄ 凹部
４ 固定体
５ 磁気駆動機構
６ 支点部
１１ 球体
１２ 球体保持部材
１２ａ 筒部
１２ｂ 底部
１２ｃ 貫通穴
１３ 板バネ（球体支持部材）
１３ａ 接触面
２３ 板バネ
２３ａ 接触面
２３ｂ バネ部（球体支持部材）
２３ｃ 連結部
２３ｄ リブ
Ｖ 第１直交方向

Claims (6)

1. 光学要素を保持する可動体と、前記可動体が内周側に配置される枠状に形成されるとともに前記可動体を回動可能に保持する固定体と、前記固定体に対して前記可動体が傾く方向に前記可動体を回動させる磁気駆動機構と、前記固定体に対する前記可動体の回動の支点となる支点部とを備え、
   前記支点部は、セラミックス製の球体と、前記可動体および前記固定体のいずれか一方に取り付けられるとともに前記球体を保持するための球体保持部材と、前記球体の一部に所定の接触圧で接触する凹曲面状の接触面が形成されるとともに前記可動体および前記固定体のいずれか他方に取り付けられる球体支持部材とを備え、
   前記球体保持部材は、筒状に形成される筒部と前記筒部の一端に繋がる底部とを有する有底の筒状に形成され、
   前記球体は、前記筒部の内周側に配置され、
   前記底部には、前記筒部の内周側に配置される前記球体の一部を前記球体保持部材の外部に配置させるための貫通穴が形成され、
   前記接触面は、前記球体保持部材の外部に配置される前記球体の一部に接触していることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記光学要素は、平板状に形成され、
   前記支点部は、前記光学要素の厚さ方向に直交する第１直交方向における前記可動体の両端側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記球体保持部材は、前記可動体に取り付けられ、
   前記球体支持部材は、前記固定体に取り付けられ、
   前記可動体には、前記第１直交方向の両側に向かって突出するとともに前記筒部に挿入される突起部が形成され、
   前記突起部の先端面には、前記球体の一部が配置される凹部が形成され、
   前記接触面は、前記第１直交方向の外側から前記球体の一部に接触していることを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。
4. 前記球体支持部材は、Ｕ形状に形成される板バネであり、
   前記光学要素の厚さ方向から見たときの前記板バネの形状がＵ形状となっていることを特徴とする請求項２または３記載のアクチュエータ。
5. 前記第１直交方向における前記可動体の両端側のそれぞれに配置される前記球体支持部材と２個の前記球体支持部材を繋ぐ平板状の連結部とを有する板バネを備え、
   前記連結部は、枠状に形成されるとともに、前記可動体または前記固定体の、前記光学要素の厚さ方向における一方側の面に固定されていることを特徴とする請求項２または３記載のアクチュエータ。
6. 前記球体支持部材には、補強用のリブが形成されていることを特徴とする請求項５記載のアクチュエータ。

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