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技術 レンズ駆動装置

出願人 TDK株式会社
発明者 鈴木輝伊美和朋宇野勝
出願日 2012年1月26日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2012-014481
公開日 2013年8月15日 (6年10ヶ月経過) 公開番号 2013-156295
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒 超音波モータ、圧電モータ、静電モータ
主要キーワード 保持基体 断面真円形状 付勢ユニット ノードポイント 各保持孔 背面部材 ボール部材 半円柱形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年8月15日)のものです。
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図面 (8)

課題

アクチュエータからレンズホルダ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供する。

解決手段

レンズ駆動装置は、レンズホルダ20と、圧電アクチュエータ50と、回転可能に保持されるボール部材41a,41bと、ボール部材41a,41bを介して圧電アクチュエータ50に向けてレンズホルダ20に付勢力を与える付勢部材44とを備える。レンズホルダ20は、外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び光軸方向OAに交差する方向に延びる幅広突出部22を有する。幅広突出部22の側壁面22bには、光軸方向OAに沿って延びると共にボール部材41a,41bとそれぞれ係合する溝部23a,23bが形成されている。レンズホルダ20における付勢部材44により付勢力が与えられる位置と圧電アクチュエータ50により駆動力が与えられる位置とが幅広突出部22を間において対向している。

概要

背景

レンズ駆動装置として、レンズを保持するためのレンズホルダと、レンズホルダを案内するシャフトと、レンズホルダをシャフトに沿って移動させるためのアクチュエータと、アクチュエータと圧接するための圧接面と、を備えているものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されているレンズ駆動装置では、アクチュエータを圧接面に圧接するために、レンズホルダとアクチュエータとの間、又は、アクチュエータとレンズ駆動装置の固定部との間に、付勢部材(ばね)が配置されている。

概要

アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供する。レンズ駆動装置は、レンズホルダ20と、圧電アクチュエータ50と、回転可能に保持されるボール部材41a,41bと、ボール部材41a,41bを介して圧電アクチュエータ50に向けてレンズホルダ20に付勢力を与える付勢部材44とを備える。レンズホルダ20は、外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び光軸方向OAに交差する方向に延びる幅広突出部22を有する。幅広突出部22の側壁面22bには、光軸方向OAに沿って延びると共にボール部材41a,41bとそれぞれ係合する溝部23a,23bが形成されている。レンズホルダ20における付勢部材44により付勢力が与えられる位置と圧電アクチュエータ50により駆動力が与えられる位置とが幅広突出部22を間において対向している。

目的

本発明は、アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

レンズを保持するためのレンズホルダと、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に沿って移動させるように前記レンズホルダに駆動力を与えるアクチュエータと、回転可能に保持される第1及び第2のボール部材と、前記第1及び第2のボール部材を介して前記アクチュエータに向けて前記レンズホルダに付勢力を与える付勢部材とを備え、前記レンズホルダは、レンズを保持する胴部と、前記胴部の外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び前記光軸方向に交差する方向に延びる幅広突出部とを有し、前記幅広突出部の外周面には、前記光軸方向に沿って延びると共に前記第1のボール部材と係合する第1の溝部と、前記光軸方向に沿って延びると共に前記第2のボール部材と係合する第2の溝部とが形成され、前記レンズホルダにおける前記付勢部材により付勢力が与えられる位置と前記アクチュエータにより駆動力が与えられる位置とが、前記幅広突出部を間において対向している、レンズ駆動装置

請求項2

前記アクチュエータは、前記駆動力を発生する素子と、前記素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板とを有する、請求項1に記載のレンズ駆動装置。

請求項3

前記アクチュエータに押し当てられる背面部材をさらに備え、前記付勢部材による付勢力の方向に沿って、前記付勢部材、前記第1及び第2のボール部材、前記幅広突出部、前記アクチュエータ及び前記背面部材がこの順に並んでいる、請求項1又は2に記載のレンズ駆動装置。

請求項4

前記アクチュエータは、互いに対向する第1及び第2の主面を有する圧電アクチュエータであり、前記素子における前記第1の主面側に位置すると共に前記レンズホルダに前記駆動力を与えるための摩擦部をさらに有し、前記素子は、前記第1及び第2の主面の対向方向及び前記対向方向に直交する方向に変形し、前記第2の主面側には前記背面部材が位置し、前記圧電アクチュエータは、前記対向方向における変位が最小である一対の第1及び第2のノードポイントと、前記対向方向における変位が最小であり且つ前記対向方向に直交する方向における変位が最小であると共に、前記第1及び第2のノードポイントの間に位置する第3のノードポイントとを有し、前記背面部材は、前記第2の主面に向けて突出する第1〜第3の突部を有し、前記第1〜第3の突部は、前記対向方向から見たときに前記第1〜第3のノードポイントにそれぞれ対応する位置で前記第2の主面に押し当てられ、前記第1〜第3の突部と前記第2の主面との間には、前記第2の主面に沿った前記第1〜第3の突部の移動を妨げる抗力がそれぞれ発生し、前記第1及び第2の突部と前記第2の主面との間に発生する抗力は、前記第3の突部と前記第2の主面との間に発生する抗力よりも低い、請求項3に記載のレンズ駆動装置。

請求項5

前記レンズホルダ、前記アクチュエータ及び前記付勢部材を収容するハウジングをさらに備えており、前記アクチュエータは、前記ハウジングの第一角部に配置され、前記付勢部材は、前記ハウジングの前記第一角部と隣り合う第二角部に配置され、前記幅広突出部は、当該幅広突出部の延びる方向において対向する一対の第1及び第2の面を有し、前記第1の面は前記第一角部に位置し、前記第2の面は前記第二角部に位置し、前記アクチュエータにより前記第1の面に向けて前記駆動力が与えられ、前記付勢部材により前記第2の面に向けて前記付勢力が与えられる、請求項1〜4のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

請求項6

前記付勢部材は、前記第1のボール部材を回転可能に保持する第1の保持孔と、前記第2のボール部材を回転可能に保持する第2の保持孔とを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば携帯電話等に搭載されるカメラ用レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

背景技術

0002

レンズ駆動装置として、レンズを保持するためのレンズホルダと、レンズホルダを案内するシャフトと、レンズホルダをシャフトに沿って移動させるためのアクチュエータと、アクチュエータと圧接するための圧接面と、を備えているものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されているレンズ駆動装置では、アクチュエータを圧接面に圧接するために、レンズホルダとアクチュエータとの間、又は、アクチュエータとレンズ駆動装置の固定部との間に、付勢部材(ばね)が配置されている。

先行技術

0003

特開平10−90584号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載されているレンズ駆動装置は、シャフトを介してレンズホルダを案内しているので、シャフトと、当該シャフトが挿通される貫通孔との間で摩擦力が生ずる。そのため、この摩擦力が抵抗となってアクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが生じ、レンズホルダを適切に移動させることが難しくなる虞がある。

0005

そこで、本発明は、アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ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

0006

本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するためのレンズホルダと、レンズホルダをレンズの光軸方向に沿って移動させるようにレンズホルダに駆動力を与えるアクチュエータと、回転可能に保持される第1及び第2のボール部材と、第1及び第2のボール部材を介してアクチュエータに向けてレンズホルダに付勢力を与える付勢部材とを備え、レンズホルダは、レンズを保持する胴部と、胴部の外周面から外方に向けて突出すると共に、その突出する方向及び光軸方向に交差する方向に延びる幅広突出部とを有し、幅広突出部の外周面には、光軸方向に沿って延びると共に第1のボール部材と係合する第1の溝部と、光軸方向に沿って延びると共に第2のボール部材と係合する第2の溝部とが形成され、レンズホルダにおける付勢部材により付勢力が与えられる位置とアクチュエータにより駆動力が与えられる位置とが幅広突出部を間において対向している。

0007

本発明に係るレンズ駆動装置では、付勢部材は、第1及び第2のボール部材を介してアクチュエータに向けてレンズホルダに付勢力を与えている。そのため、レンズホルダとアクチュエータとの当接状態が良好に保たれることとなる。そして、付勢部材により付勢力が与えられる位置とアクチュエータにより駆動力が与えられる位置とがレンズホルダの幅広突出部を間において対向し、付勢部材による付勢力がアクチュエータに向かっている。そのため、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力伝達経路上に付勢部材が位置しておらず、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが生じ難くなっている。しかも、付勢部材による付勢力を、高い剛性を有する幅広突出部に与えることができるので、レンズホルダとアクチュエータとの当接状態がより良好となると共に、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力が伝達しやすくなっている。さらに、本発明に係るレンズ駆動装置では、第1及び第2のボール部材がそれぞれ第1及び第2の溝部と係合して、レンズホルダを光軸方向に案内しており、従来のように貫通孔との間で摩擦力が生じやすいシャフトをレンズホルダの案内に用いていないので、アクチュエータからレンズホルダへの駆動力の伝達にロスが一層生じ難くなっている。これらの結果、アクチュエータからの駆動力がレンズホルダへ効率よく伝達される。

0008

アクチュエータは、駆動力を発生する素子と、素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板とをさらに有してもよい。この場合、フレキシブルプリント基板は可撓性を有するので、素子が振動してもフレキシブルプリント基板はその振動に追従して動くことができる。そのため、素子とフレキシブルプリント基板との電気的接続が良好に保たれる。

0009

アクチュエータに押し当てられる背面部材をさらに備え、付勢部材による付勢力の方向に沿って、付勢部材、第1及び第2のボール部材、幅広突出部、アクチュエータ及び背面部材の順に並んでいてもよい。

0010

アクチュエータは、互いに対向する第1及び第2の主面を有する圧電アクチュエータであり、素子における第1の主面側に位置すると共にレンズホルダに駆動力を与えるための摩擦部をさらに有し、素子は、第1及び第2の主面の対向方向及び対向方向に直交する方向に変形し、第2の主面側には背面部材が位置し、圧電アクチュエータは、対向方向における変位が最小である一対の第1及び第2のノードポイントと、対向方向における変位が最小であり且つ対向方向に直交する方向における変位が最小であると共に、第1及び第2のノードポイントの間に位置する第3のノードポイントとを有し、背面部材は、第2の主面に向けて突出する第1〜第3の突部を有し、第1〜第3の突部は、対向方向から見たときに第1〜第3のノードポイントにそれぞれ対応する位置で第2の主面に押し当てられており、第1〜第3の突部と第2の主面との間には、第2の主面に沿った第1〜第3の突部の移動を妨げる抗力がそれぞれ発生し、第1及び第2の突部と第2の主面との間に発生する抗力は、第3の突部と第2の主面との間に発生する抗力よりも低くてもよい。

0011

この場合、対向方向から見たときに、背面部材の第1〜第3の突部が、第1〜第3のノードポイントにそれぞれ対応する位置で圧電アクチュエータの第2の主面に押し当てられている。そして、第1及び第2の突部と第2の主面との間に発生する抗力は、第3の突部と第2の主面との間に発生する抗力よりも低くなっている。第1及び第2のノードポイントでは対向方向における変位が最小であることと、第1及び第2の突部と第2の主面との間に発生する抗力がより低くなっていることとにより、対向方向に直交する方向に圧電アクチュエータが振動しても、当該振動が第1及び第2の突部によって阻害され難い。また、第3のノードポイントでは対向方向における変位が最小であり且つ対向方向に直交する方向における変位が最小であるので、第3の突部と第2の主面との間に発生する抗力がより高くなっていても、圧電アクチュエータの振動が第3の突部によって阻害され難い。しかも、第1〜第3の3つの突部が第2の主面に押し当てられているので、レンズホルダへ摩擦部を均一に接触させることができる。その結果、圧電アクチュエータからレンズホルダへ駆動力をより効率よく伝達すると共に、圧電アクチュエータを高精度に駆動することが可能となる。

0012

レンズホルダ、アクチュエータ及び付勢部材を収容するハウジングをさらに備えており、アクチュエータは、ハウジングの第一角部に配置され、付勢部材は、ハウジングの第一角部と隣り合う第二角部に配置され、幅広突出部は、当該幅広突出部の延びる方向において対向する一対の第1及び第2の面を有し、第1の面は第一角部に位置し、第2の面は第二角部に位置し、アクチュエータにより第1の面に向けて駆動力が与えられ、付勢部材により第2の面に向けて付勢力が与えられてもよい。この場合、デッドスペースとなるハウジングの角部に、アクチュエータと、付勢部材とが配置される。しかも、アクチュエータによる駆動力の付与が第一角部内で行われると共に、付勢部材による付勢力の付与が第二角部内で行われる。そのため、レンズホルダが大型化しても、駆動力及び付勢力を付与するための部材の領域がデッドスペースにおいて確保されるので、レンズホルダに対する駆動力及び付勢力の付与が阻害されない。従って、レンズホルダの大型化と、レンズ駆動装置の小型化とを両立させることができる。その結果、レンズホルダの大きさを従来と同程度に設定する場合には、小型のレンズ駆動装置を得ることが可能となる。一方、レンズ駆動装置の大きさを従来と同程度に設定する場合には、レンズホルダを大型化でき、より大きな径を有するレンズをレンズホルダに搭載することが可能となる。

0013

付勢部材は、第1のボール部材を回転可能に保持する第1の保持孔と、第2のボール部材を回転可能に保持する第2の保持孔とを有してもよい。この場合、第1及び第2のボール部材を保持するための部材を付勢部材と一体化させることができる。そのため、部品点数を少なくすることができ、省スペース化に寄与することができる。

発明の効果

0014

本発明によれば、アクチュエータからレンズホルダへ駆動力を効率よく伝達することが可能なレンズ駆動装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

図1は、本実施形態に係るレンズ駆動装置を示す平面図である。
図2は、本実施形態に係るレンズ駆動装置の一部を示す分解斜視図である。
図3(a)は、圧電アクチュエータ本体を示す上面図であり、図3(b)は、圧電アクチュエータを示す側面図である。
図4は、圧電アクチュエータ及び背面部材を示す側面図である。
図5は、背面部材を示す斜視図である。
図6は、付勢ユニットの他の例を示す斜視図である。
図7は、背面部材の他の例を示す斜視図である。

実施例

0016

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

0017

[レンズ駆動装置の構成]
レンズ駆動装置1は、図1に示されるように、ベース及びカバーで構成されるハウジング10と、レンズホルダ20と、圧電アクチュエータユニット30と、付勢ユニット40とを備える。レンズ駆動装置1は、たとえば携帯電話などに搭載されるカメラ用レンズを駆動する装置である。レンズ駆動装置1は、平面形状が、たとえば8.5mm×8.5mmに設定されている。

0018

ハウジング10は、レンズホルダ20、圧電アクチュエータユニット30及び付勢ユニット40を内部に収容する。ハウジング10のベースは、真円形状の開口11aが形成された底部と、底部から立設された側壁部13とを有している。ベース(底部)は、平面視で矩形状を呈している。そのため、ベースは、図1に示されるように、4つの角部10a〜10dを有する。レンズの光軸方向OAから見て、角部10aは角部10b,10dと隣り合い、角部10bは角部10a,10cと隣り合い、角部10cは角部10b,10dと隣り合い、角部10dは角部10a,10cと隣り合う。

0019

側壁部13は、底部の四辺にわたって設けられており、底部と一体的に形成されている。底部と側壁部13とは、レンズホルダ20を収容する空間を画定している。ベースは、例えばガラスファイバ無機質などのフィラーを含んだ液ポリマーにより形成される。矩形状とは、角が直角とされた形状のみならず、角が面取りされた形状のものも含む。

0020

ハウジング10のカバーは、一面側が開口した中空直方体形状を呈している。カバーは、底部に対向する表面部と、表面部の四辺からそれぞれ延びる側面部とを有している。表面部には、開口11aに対向する位置に、真円形状の開口11bが形成されている。側面部には開口(図示せず)が形成されており、この開口が、ベースの側壁部13の外面に形成された係合突起(図示せず)に嵌まり込むことにより、カバーがベースに取り付けられる。カバーは、たとえばSPCC(冷間圧延鋼)により形成される。

0021

レンズホルダ20は、筒状の胴部21を有しており、底部と側壁部13とで画定された収容空間に配置されている。胴部21の内周面及び外周面は、断面真円形状を呈している。胴部21の内側には、レンズを収納したレンズバレル(図示せず)が取り付けられる。レンズホルダ20は、レンズバレルが取り付けられることにより、レンズを保持する。レンズバレルに保持されたレンズは、ベースの開口11a及びカバーの開口11bを通して露出する。レンズホルダ20は、たとえばカーボンファイバを含んだ液晶ポリマー又はナイロンによって形成される。

0022

レンズホルダ20は、図1及び図2に示されるように、胴部21の外周面から外方に向けて、レンズの光軸方向OAと直交する第1の方向Xに突出した幅広突出部22を有する。幅広突出部22が突出する第1の方向Xは、本実施形態において、胴部21の径方向に一致する。幅広突出部22は、レンズの光軸方向OA及び第1の方向Xに直交する第2の方向Y(レンズの光軸方向OAから見たときの胴部21の接線方向)に沿って延びている。本実施形態において、第2の方向Yにおける幅広突出部22の幅は、胴部21の半径よりも大きいが直径よりも小さくなるように設定されている。

0023

幅広突出部22は、レンズホルダ20がハウジング10のベースに搭載された状態において、ベースの角部10aと角部10bとの間に位置する。幅広突出部22は、図1及び図2に示されるように、ベースの角部10aに位置する側壁面22aと、ベースの角部10bに位置する側壁面22bとを有する。側壁面22a,22bは、第1の方向Xに沿うように胴部21の外方に向けて突出している。側壁面22aと側壁面22bとは、第2の方向Yにおいて対向している。

0024

側壁面22bには、レンズの光軸方向OAに沿って延びる一対の溝部23a,23bが形成されている。溝部23a,23bは、第1の方向Xにおいて隣り合っている。溝部23a,23bは、レンズの光軸方向OAから見て、奥に向かうにつれて幅狭となるV字形状を呈する。そのため、溝部23aに係合する後述のボール部材41aは、溝部23aと2点で接触し、溝部23bに係合する後述のボール部材41bは、溝部23bと2点で接触する。

0025

レンズホルダ20は、後述する圧電アクチュエータ50の摩擦部52a,52bが当接する平板状の基板24を有している。基板24は、幅広突出部22の側壁面22aに固定されている。これにより、基板24は、幅広突出部22の側面(レンズホルダ20の側面)として実質的に機能する。基板24は、たとえば、SiC又はジルコニアなどで構成される。基板24は、レンズホルダ20と一体に形成されていてもよい。

0026

圧電アクチュエータユニット30は、図1及び図2に示されるように、圧電アクチュエータ50と、背面部材70とを有する。圧電アクチュエータユニット30は、ベースの角部10aに位置している。

0027

圧電アクチュエータ50は、本実施形態において、直方体形状を呈する素子51(図3参照)と、フレキシブルプリント基板60とで構成されており、基板24に近接配置されている。圧電アクチュエータ50は、一対の対向する第1及び第2の主面50a,50bを有している。素子51は、いわゆる積層型圧電素子である。素子51の長さは、例えば2.5mm程度に設定される。素子51の厚さは、例えば0.5mm程度に設定される。素子51の幅は、例えば1.8mm程度に設定される。素子51は、図3(b)に示されるように、印加された電圧値に応じて伸縮する複数(本実施形態では4つ)の活性部A1〜A4をその内部に有している。

0028

素子51における第1の主面50a側には、活性部A1〜A4の配列方向に沿って、複数(本実施形態では2つ)の摩擦部52a,52bが位置されている。第1及び第2の主面50a,50bから見たときに、第2の主面50bには、伸縮が最小となる位置(ノードポイント)に対応して、外部電極53と、一対の突起54a,54bとが形成されている。

0029

各摩擦部52a,52bは、半円柱形状を呈し、レンズの光軸方向OA(活性部A1〜A4の配列方向)において離間して配置され且つ第1の方向X(活性部A1〜A4の配列方向並びに第1及び第2の主面51a,51bの対向方向に直交する方向)に沿って延びている。摩擦部52a,52bは、基板24に当接することにより、レンズホルダ20の外周面(幅広突出部22の側壁面22a)に間接的に当接することとなる。摩擦部52a,52bの高さは、例えばそれぞれ50μm程度に設定される。摩擦部52a,52bの表面は、圧電アクチュエータ50の第1の主面50aの一部を構成する。すなわち、本実施形態において、第1の主面50aは、素子51の表面及び摩擦部52a,52bの表面の組み合わせにより構成された凹凸面となっている。

0030

素子51は、駆動時においては2つの共振モードを有している。具体的には、素子51は、素子51の長手方向(活性部A1〜A4の配列方向)に振動する縦振動モード(第1の振動モード)と、素子51の厚み方向(第1の主面51aと第2の主面51bとの対向方向)への曲げ振動モード(第2の振動モード)との重ね合わせによって振動する。

0031

第1内部電極グランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部A1、及び、第4内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部A4を駆動させると、活性部A1,A4が伸張し、活性部A2,A3が収縮するので、摩擦部52aが基板24から離間すると共に、摩擦部52bが基板24に接触して、摩擦部52bと基板24との間に摩擦力が生ずる。摩擦部52bと基板24との間に生じた摩擦力により、基板24がレンズの光軸方向OAに移動することとなる。

0032

第2内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部A2、及び、第3内部電極とグランド内部電極と圧電体層とから構成される活性部A3を駆動させると、活性部A2,A3が伸張し、活性部A1,A4が収縮するので、摩擦部52bが基板24から離間すると共に、摩擦部52aが基板24に接触して、摩擦部52aと基板24との間に摩擦力が生ずる。摩擦部52aと基板24との間に生じた摩擦力により、基板24がレンズの光軸方向OAで且つ摩擦部52bによる移動方向とは反対方向に移動することとなる。

0033

第1内部電極に接続される外部電極53と第2内部電極に接続される外部電極53とに位相を90度ずらした電圧をそれぞれ印加して素子51を駆動させると、摩擦部52a,52bにそれぞれ位相が180度ずれ楕円運動が生じ、交互に基板24との間に摩擦力が作用して、基板24(レンズホルダ30)が移動する。すなわち、摩擦部52a,52bがレンズホルダ30をレンズの光軸方向OAに沿って駆動させる。その結果、圧電アクチュエータ50は、基板24を介して幅広突出部22の側壁面22aに向けて駆動力を与える。

0034

図3(b)に示された例では、素子51は、3つのノードポイントN1〜N3を有している。ノードポイントN1は、活性部A1,A3の境界部分で、且つ、素子51の長手方向(活性部A1〜A4の配列方向)における素子51の長さをLとした場合に素子51の端部からL/6程度内側となる位置に、存在している。ノードポイントN2は、活性部A2,A4の境界部分で、且つ、素子51の端部からL/6程度内側となる位置に、存在している。ノードポイントN3は、素子51の長手方向における中央部分で且つ厚さ方向における中央部分に、存在している。そのため、ノードポイントN3は、ノードポイントN1とノードポイントN2との間に位置している。ノードポイントN1,N2は、素子51の長手方向には変位するが厚さ方向における変位が最小となる点である。ノードポイントN3は、素子51の長手方向及び厚さ方向の双方における変位が最小となる点である。

0035

外部電極53は、素子51における第2の主面50b上側に複数(本実施形態において3つ)位置しており、それぞれ矩形状を呈する。各外部電極53は、第1の方向X(活性部A1〜A4の配列方向並びに第1及び第2の主面50a,50bの対向方向に直交する方向)に沿って延びており、第1の方向Xにおいて互いに離間しながら直列に並んでいる。外部電極53は、第1及び第2の主面50a,50bとの対向方向から見たときにノードポイントN3と重なるように、第2の主面50b上に位置している。外部電極53の厚みは、例えば2μm程度に設定される。

0036

突起54a,54bは共に、半円柱形状を呈し、第2の主面50bから外方に向けて突出している。突起54a,54bは共に、第1の方向X(活性部A1〜A4の配列方向並びに第1及び第2の主面50a,50bの対向方向に直交する方向)に沿って延びている。突起54a,54bは、各外部電極53を間に置くように、素子51における第2の主面50b側に位置している。突起54a,54bの表面は、圧電アクチュエータ50の第2の主面50bの一部を構成する。

0037

突起54aは、第1及び第2の主面50a,50bの対向方向から見たときにノードポイントN1と重なるように、第2の主面50b上に位置している。突起54bは、第1及び第2の主面50a,50bの対向方向から見たときにノードポイントN2と重なるように、第2の主面50b上に位置している。突起54a,54bは共に、ある程度の硬さと滑らかな表面を有することが好ましく、例えばシリコーン樹脂を材料として用いて印刷法で形成することができる。突起54a,54bの製法として印刷法を用いると、高さのばらつきを小さくすることができる。突起54a,54bの高さは、本実施形態では外部電極53の高さよりも高く設定されており、例えばそれぞれ30μm程度に設定される。

0038

図2に戻って、フレキシブルプリント基板60は、フィルム状の絶縁体と、絶縁体上に配置された配線部とを有している。配線部は、各外部電極53にはんだ付け等により接続される配線を含んでいる。フレキシブルプリント基板60は、ベース(側壁部13)の一辺に沿って配置される。本実施形態では、フレキシブルプリント基板60は、角部10aと角部10dとの間をわたるように配置されている。

0039

フレキシブルプリント基板60の角部10a側の一端部は、素子51に実装されている。フレキシブルプリント基板60の角部10d側の他端部(図示せず)は、接着等により側壁部13に固定され、ベースやレンズホルダ30等に対して位置決めされる。当該端部は、ベースとカバーとの間に形成される間隙を通してレンズ駆動装置1の外側に引き出されている。

0040

フレキシブルプリント基板60の一端部における、素子51が実装される側の面の裏面は、本実施形態において、圧電アクチュエータ50の第2の主面50bの一部を構成する。すなわち、本実施形態において、第2の主面50bは、素子51の表面と、突起54a,54bの表面と、フレキシブルプリント基板60の一端部における当該裏面との組み合わせにより構成された凹凸面となっている。

0041

図2及び図4に示されるように、フレキシブルプリント基板60の一端部における当該裏面には、背面部材70が配置されている。すなわち、背面部材70は、第2の主面50b側に位置している。背面部材70は、金属やセラミックスなどの変形し難い材料を用いて構成されると好ましい。背面部材70が金属で構成される場合には、エッチング等で背面部材70が所定形状に成形される。背面部材70がセラミックスで構成される場合には、ダイサーを用いた加工等で背面部材70が所定形状に成形される。

0042

図4及び図5に示されるように、背面部材70は、第2の主面50b側に向けて突出する第1〜第3の突部71〜73を有する。すなわち、背面部材70は、矩形状を呈する平板部74の一方の面74aから第1〜第3の突部71〜73が突出した構造となっている。平板部74の厚さは、例えば170μm程度に設定される。第1及び第2の突部71,72の高さは、例えばそれぞれ130μm程度に設定される。第3の突部73の高さは、例えば60μm程度に設定される。そのため、本実施形態において、第1及び第2の突部71,72の高さは、第3の突部73の高さよりも高くなっている。

0043

第1〜第3の突部71〜73は、いずれも直方体形状を呈し、第1の方向Xに沿って延びている。第1及び第2の突部71,72は、レンズの光軸方向OAにおいて一方の面74aの両端側にそれぞれ位置し、第3の突部73は、第1及び第2の突部71,72の間に位置している。

0044

図4に示されるように、第1の突部71は、突起54aの頂点と接している。そのため、第1の突部71は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときにノードポイントN1と重なっている。第1の突部71は、接着等で突起54aに拘束されていない。そのため、第1の突部71は、突起54aの表面を滑るように、レンズの光軸方向OAに移動することができる。つまり、第1の突起71は、第2の主面50bに対して摺動可能となっている。

0045

第2の突部72は、突起54bの頂点と接している。そのため、第2の突部72は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときにノードポイントN2と重なっている。第2の突部72は、接着等で突起54bに拘束されていない。そのため、第2の突部72は、突起54bの表面を滑るように、レンズの光軸方向OAに移動することができる。つまり、第2の突起72は、第2の主面50bに対して摺動可能となっている。従って、第1及び第2の突部71,72と第2の主面50bとの間には、第2の主面50bに沿った第1及び第2の突部71,72の移動を妨げる抗力が発生していない。

0046

第3の突部73は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときに、外部電極53及びノードポイントN3と重なっている。第3の突部73は、フレキシブルプリント基板60の一端部における裏面と、シリコーン樹脂等の接着剤75で接着されている。そのため、第3の突部73は、フレキシブルプリント基板60及び外部電極53を介して、第2の主面50bに拘束される。従って、第3の突部73と第2の主面50bとの間には、第2の主面50bに沿った第3の突部73の移動を妨げる抗力が発生している。すなわち、第1及び第2の突起71,72と第2の主面50bとの間で発生する抗力は、第3の突起73と第2の主面50bとの間で発生する抗力よりも低くなっている。そのため、第1及び第2の突起71,72は、第3の突起73よりも、第2の主面51bとの間で移動しやすくなっている。

0047

背面部材70の他方の面74bは、直接又は間接的に、ハウジングの側壁部13に接着剤等により固定されている。

0048

付勢部材44(後述する)の弾性力Fに因る背面部材70の抗力E(図1参照)は、背面部材70の第1〜第3の突部71〜73を介して圧電アクチュエータ50に伝わる。従って、第1の突部71は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときにノードポイントN1に対応する位置で、圧電アクチュエータ50に押し当てられている。第2の突部72は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときにノードポイントN2に対応する位置で、圧電アクチュエータ50に押し当てられている。第3の突部73は、第2の方向Y(第1及び第2の主面50a,50bの対向方向)から見たときにノードポイントN3に対応する位置で、圧電アクチュエータ50に押し当てられている。

0049

なお、圧電アクチュエータ50と背面部材70とで、圧電アクチュエータユニットが構成される。また、フレキシブルプリント基板60は、図4に示されるように、第2の方向Yにおいて第3の突部73と素子51との間に位置すると共に、レンズの光軸方向OAにおいて第1の突部71及び突起54aと第2の突部72及び突起54bとの間に位置している。

0050

図1及び図2に戻って、付勢ユニット40は、複数(本実施形態では2つ)のボール部材41aと、複数(本実施形態では2つ)のボール部材41bと、保持部材42と、板部材43と、付勢部材44とを有する。付勢ユニット40は、ベースの角部10bに位置している。

0051

2つのボール部材41aは、共に溝部23aに係合し、レンズの光軸方向OAに沿って並んでいる。2つのボール部材41bは、共に溝部23bに係合し、レンズの光軸方向OAに沿って並んでいる。このように、ボール部材41a,41bがそれぞれ溝部23a,23bに係合することで、レンズの光軸方向OAに対して傾くことなく当該光軸方向OAに沿ってレンズホルダ20を移動させることができる。ボール部材41a,41bは、いずれも同程度の直径を有し、例えばステンレス鋼で構成される。

0052

保持部材42は、矩形状を呈する平板部材である。保持部材42には、2つのボール部材41aに対応する一対の保持孔42aと、2つのボール部材41bに対応する一対の保持孔42bとが形成されている。保持孔42aは、正方形状を呈し、ボール部材41aの直径よりも若干大きくなっている。そのため、保持孔42aは、ボール部材41aを回転可能に保持する。保持孔42bは、正方形状を呈し、ボール部材41bの直径よりも若干大きくなっている。そのため、保持孔42bは、ボール部材41bを回転可能に保持する。保持部材42は、例えばステンレス鋼で構成される。

0053

板部材43は、矩形状を呈する平板部材である。板部材43には、レンズの光軸方向OAに沿って延びる一対の溝部43a,43bが形成されている。溝部43a,43bは、第1の方向Xにおいて隣り合っている。溝部43a,43bは、レンズの光軸方向OAから見て、奥に向かうにつれて幅狭となるV字形状を呈する。そのため、溝部43aに係合するボール部材41aは、溝部43aと2点で接触し、溝部43bに係合するボール部材41bは、溝部43bと2点で接触する。板部材43は、例えば液晶ポリマー又はナイロンで構成される。

0054

付勢部材44は、本実施形態において弾性変形する矩形状の弾性板であり、図1に示されるように、板部材43及びボール部材41a,41bを介して幅広突出部22の側壁面22b(レンズホルダ20)に付勢力(弾性力)Fを与える。付勢部材44の一方の面44aは、板部材43のうち溝部43a,43bが形成されている面とは反対側の面と接している。

0055

これらの面は、接着剤等によって接着されていてもよいし、単に接触しているだけでもよい。付勢部材44の他方の面44bは、直接又は間接的に、ハウジングの側壁部13に接着剤等により固定されている。付勢部材44は、シリコーンゴムなどの樹脂で構成された種々の弾性材料を用いて構成することが好ましい。付勢部材44としてこのような弾性材料を用いると、素子51により励起される振動を吸収してノイズを抑制する効果や、レンズ駆動装置1に加わった衝撃を吸収して素子51のクラック発生を抑制する効果を得ることができる。

0056

図1及び図2に示されるように、本実施形態では、付勢部材44により生ずる付勢力Fの方向に沿って、付勢部材44、板部材43、ボール部材41a,41b、レンズホルダ20の幅広突出部22、基板24、圧電アクチュエータ50、フレキシブルプリント基板60及び背面部材70がこの順に並んでいる。そのため、レンズホルダ20において、付勢部材44により付勢力Fが与えられる位置と圧電アクチュエータ50により駆動力が与えられる位置とが幅広突出部22を間において対向していると共に、付勢部材44による付勢力Fが圧電アクチュエータ50に向かっている。

0057

[作用]
以上のように、本実施形態では、第1及び第2の主面50a,50bの対向方向から見たときに、背面部材70の第1〜第3の突部71〜73が、ノードポイントN1〜N3にそれぞれ対応する位置で圧電アクチュエータ50の第2の主面50bに押し当てられている。そして、第1及び第2の突部71,72と第2の主面50bとの間に発生する抗力は、第3の突部73と第2の主面50bとの間に発生する抗力よりも低くなっている。ノードポイントN1,N2では第1及び第2の主面50a,50bの対向方向における変位が最小であることと、第1及び第2の突部71,72と第2の主面50bとの間に発生する抗力がより低くなっていることとにより、第1及び第2の主面50a,50bの対向方向に直交する方向(レンズの光軸方向OA)に圧電アクチュエータ50が振動しても、当該振動が第1及び第2の突部71,72によって阻害され難い。また、ノードポイントN3では第1及び第2の主面50a,50bの対向方向における変位が最小であり且つ当該対向方向に直交する方向(レンズの光軸方向OA)における変位が最小であるので、第3の突部73と第2の主面50bとの間に発生する抗力がより高くなっていても、圧電アクチュエータ50の振動が第3の突部73によって阻害され難い。しかも、第1〜第3の3つの突部71〜73が第2の主面51bに押し当てられているので、被駆動体であるレンズホルダ20へ摩擦部52a,52bを均一に接触させることができる。その結果、圧電アクチュエータ50からレンズホルダ20へ駆動力を効率よく伝達すると共に、圧電アクチュエータ50を高精度に駆動することが可能となる。

0058

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ50は、第3の突部73と第2の主面50bとの間に位置すると共に素子51に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板60を有している。フレキシブルプリント基板60は可撓性を有するので、素子51が振動してもフレキシブルプリント基板60はその振動に追従して動くことができる。そのため、フレキシブルプリント基板60と素子51とを容易に電気的に接続できると共に、素子51とフレキシブルプリント基板60との電気的接続が良好に保たれる。

0059

また、本実施形態では、第3の突部73は、第2の主面50bの一部を構成するフレキシブルプリント基板60に押し当てられている。フレキシブルプリント基板60は可撓性を有し、素子51の振動に対して緩衝作用を発揮する。そのため、第3の突部73と第2の主面50bとの間に発生する抗力がより高くなっていても、素子51の振動をより一層阻害し難くなっている。

0060

また、本実施形態では、第1及び第2の突部71,72が、第2の主面50bに対して摺動可能となっている。そのため、第1及び第2の主面50a,50bの対向方向に直交する方向(レンズの光軸方向OA)に素子51が振動しても、当該振動が第1及び第2の突部71,72によって阻害されることがほとんどない。

0061

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ50は、第2の主面50bから外方に向けて突出する第1及び第2の突起54a,54bを有し、第1の突部71は第1の突起54aに接すると共に、第2の突部72は第2の突起54bに接している。そして、第1の突起54aのうち第1の突部71に向かう表面は第2の主面50bの一部を構成し、第2の突起54bのうち第2の突部72に向かう表面は第2の主面50bの一部を構成している。そのため、第1及び第2の突起54a,54bを所望の高さに設定することで、第1及び第2の突起54a,54bにそれぞれ接する第1及び第2の突部71,72から圧電アクチュエータ50に与えられる荷重バランスを調整することができる。そのため、摩擦部52a,52bをレンズホルダ20に対してより一層均一に接触させることができる。

0062

また、本実施形態では、付勢部材44は、ボール部材41a,41bを介して圧電アクチュエータ50に向けてレンズホルダ20に付勢力を与えている。そのため、レンズホルダ20と圧電アクチュエータ50との当接状態が良好に保たれることとなる。そして、付勢部材44により付勢力が与えられる位置と圧電アクチュエータ50により駆動力が与えられる位置とがレンズホルダ20の幅広突出部22を間において対向し、付勢部材44による付勢力が圧電アクチュエータ50に向かっている。そのため、圧電アクチュエータ50からレンズホルダ20への駆動力伝達経路上に付勢部材44が位置しておらず、圧電アクチュエータ50からレンズホルダ20への駆動力の伝達にロスが生じ難くなっている。しかも、付勢部材44による付勢力を、高い剛性を有する幅広突出部22に与えることができるので、レンズホルダ20と圧電アクチュエータ50との当接状態がより良好となると共に、圧電アクチュエータ50からレンズホルダ20への駆動力が伝達しやすくなっている。さらに、本実施形態では、ボール部材41a,41bがそれぞれ溝部23a,23bと溝部43a,43bとに係合して、レンズホルダ20をレンズの光軸方向OAに案内しており、従来のように貫通孔との間で摩擦力が生じやすいシャフトをレンズホルダ20の案内に用いていないので、圧電アクチュエータ50からレンズホルダ20への駆動力の伝達にロスが一層生じ難くなっている。これらの結果、圧電アクチュエータ50からの駆動力がレンズホルダ20へ効率よく伝達される。

0063

また、本実施形態では、レンズホルダ20、圧電アクチュエータユニット30及び付勢ユニット40を収容するハウジング10をさらに備える。圧電アクチュエータ50は、ハウジング10の角部10aに配置され、付勢部材44は、ハウジング10の角部10aと隣り合う角部10bに配置されている。幅広突出部22は、当該幅広突出部22の延びる方向(第2の方向Y)において対向する一対の側壁面22a,22bを有し、側壁面22aは角部10aに位置し、側壁面22bは角部10bに位置する。そして、圧電アクチュエータ50により側壁面22aに向けて駆動力が与えられ、付勢部材44により側壁面22bに向けて付勢力が与えられている。そのため、デッドスペースとなるハウジング10の角部に、圧電アクチュエータ50と、付勢部材44とが配置される。しかも、圧電アクチュエータ50による駆動力の付与が角部10a内で行われると共に、付勢部材44による付勢力の付与が角部10b内で行われる。そのため、レンズホルダ20が大型化しても、駆動力及び付勢力を付与するための部材の領域がデッドスペースにおいて確保されるので、レンズホルダ20に対する駆動力及び付勢力の付与が阻害されない。従って、レンズホルダ20の大型化と、レンズ駆動装置1の小型化とを両立させることができる。その結果、レンズホルダ20の大きさを従来と同程度に設定する場合には、小型のレンズ駆動装置1を得ることが可能となる。一方、レンズ駆動装置1の大きさを従来と同程度に設定する場合には、レンズホルダ20を大型化でき、より大きな径を有するレンズをレンズホルダ20に搭載することが可能となる。

0064

[他の実施形態]
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、保持部材42、板部材43及び付勢部材44を用いる代わりに、ボール部材41a,41bを保持する機能と、付勢力を生じさせる機能とを一体化させた形態の付勢ユニット40を用いてもよい。

0065

具体的には、図6に示されるように、付勢ユニット40は、ボール部材41a,41bと、保持基体142とを備える。保持基体142の一方の面の中央部には、外方(側壁部13)に向けて突出した円錐形状の突起部144が形成されている。保持基体142及び突起部144は、ポリアセタールなどの種々の弾性材料を用いて構成することができる。そのため、突起部144は、付勢部材44の代わりとして付勢力を生じさせる機能を発揮する。突起部144は、円錐形状の代わりに、円柱形状、角錐形状、角柱形状など種々の形状とすることができる。また、保持基体142には、突起部144が複数形成されていてもよく、複数の突起部144の配置はレンズホルダ20に均一に付勢力(弾性力)を与えられるような配置であると好ましい。

0066

保持基体142には、その厚み方向に貫通すると共にその長手方向に延びる4つのスリット145が形成されている。これら4つのスリット145のうち、突起部144と、保持基体142の長手方向における一方の端部との間に位置する2つのスリットは、共に、保持基体142の中央近傍から一方の端部まで延びている。これら4つのスリット145のうち、突起部144と、保持基体142の長手方向における他方の端部との間に位置する2つのスリットは、共に、保持基体142の中央近傍から他方の端部まで延びている。

0067

各スリット145の長手方向における中央部には、各スリット145と重なるように、ボール部材41a,41bを保持する保持孔146が保持基体142の厚さ方向にそれぞれ形成されている。各保持孔146の内面は、球面状となっている。各保持孔146の大きさは、ボール部材41a,41bよりも若干大きくなっている。そのため、ボール部材41a,41bは、各保持孔146において、脱落することなく回転可能に保持される。

0068

このような付勢ユニット40を用いると、保持部材42、板部材43及び付勢部材44が不要となり部品点数が少なくなるので、レンズ駆動装置1の小型化を図ることが可能となる。なお、スリット145は、保持孔146にボール部材41a,41bを嵌め込み易くするためのものなので、保持基体142にスリット145が形成されていなくてもよい。この場合、ボール部材41a,41bを保持孔146に押し込むことで、ボール部材41a,41bを保持孔146に保持させることができる。

0069

また、上述した本実施形態とは異なる構造の背面部材70を用いてもよい。具体的には、背面部材70の第3の突部73は、第1の方向Xに沿って延びておらず、平板部74の一方の面74aの中央近傍から突出する突起体であってもよい。図7には、当該突起体が円柱状である場合の一例を示している。この場合、第3の突部73がフレキシブルプリント基板60に接着される面積が大幅に減るので、第2の主面50bに対する第3の突部73の拘束力を小さくすることができる。そのため、素子51の振動がより阻害され難くなっている。

0070

また、素子51の電気的接続をフレキシブルプリント基板60で行わなくてもよい。この場合、背面部材70の第3の突部73は、素子51に直接接することになる。さらに、圧電アクチュエータ50は、突起54a,54bを有していなくてもよい。この場合、背面部材70の第1及び第2の突部71,72は、素子51に直接接することになる。すなわち、第1〜第3の突部71〜73が、第1及び第2の主面51a,51bの対向方向から見たときにノードポイントN1〜N3にそれぞれ対応する位置で第2の主面50bに押し当てられるとは、第1〜第3の突部71〜73が、素子51に直接押し当てられている場合も、突起54a,54b及びフレキシブルプリント基板60に押し当てられている場合も含まれる。

0071

また、本実施形態では、付勢部材44として弾性板を用いたが、コイルばね板ばねなどの種々の付勢部材を用いることができる。

0072

また、本実施形態では、第1及び第2の突部71,72は、突起54a,54bと接しているだけで接着されていなかったが、第1及び第2の突部71,72が突起54a,54bにそれぞれ接着等で取り付けられていてもよい。また、圧電アクチュエータ50が突起54a,54bを有していない実施形態では、第1及び第2の突部71,72が第2の主面50bに接着等で取り付けられていてもよい。ただし、これらの場合も、第1及び第2の突起71,72と第2の主面50bとの間で発生する抗力は、第3の突起73と第2の主面50bとの間で発生する抗力よりも低くなっている。そのため、第1及び第2の突起71,72は、第3の突起73よりも、第2の主面51bとの間で移動しやすくなっている。

0073

1…レンズ駆動装置、10…ハウジング、10a,10b…角部、20…レンズホルダ(被駆動体)、22…幅広突出部、22a,22b…側壁面、23a,23b…溝部、30…圧電アクチュエータユニット、40…付勢ユニット、41a,41b…ボール部材、44…付勢部材、50…圧電アクチュエータ、50a…第1の主面、50b…第2の主面、51…素子、52a,52b…摩擦部、54a,54b…突起、60…フレキシブルプリント基板、70…背面部材、71〜73…第1〜第3の突部、146…貫通孔、N1〜N3…ノードポイント、OA…レンズの光軸方向。

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