CN101350574A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

第1驱动装置具备：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；驱动轴，其被安装于延伸方向的机电转换元件的一端；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，其相对于延伸方向从侧方支承机电转换元件；偏置部件，其在延伸方向上偏置机电转换元件。第2驱动装置具备：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；中空驱动轴，其被安装于延伸方向的机电转换元件的一端；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，其在支承机电转换元件的同时具有驱动轴的轴承部；支承部件，其被设置于轴承部，并具有被固定于支架的固定部及在驱动轴内从一端侧被嵌入的嵌合部；偏置部件，其被配置在驱动轴内的机电转换元件和嵌合部之间并在延伸方向上偏置机电转换元件。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种例如适合于在带相机的移动电话或小型数码相机等中驱动透镜等的驱动装置。

背景技术

作为以往的上述技术领域的驱动装置，公知具备下述部件：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；驱动轴，其被配置于规定的基准线的延伸方向的机电转换元件的一端侧；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，在支承机电转换元件及驱动轴的同时，为使机电转换元件和驱动轴接触，偏置(付勢)机电转换元件的另一端及驱动轴的一端(例如，参照日本特开2006-91210号公报)。需要说明的是，还已知有采用从另一端侧挤压机电转换元件的结构的驱动装置(例如，参照日本特开2007-49873号)。

另外，作为以往的上述技术领域的驱动装置，公知具备下述部件：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；驱动轴，其被安装于规定的基准线的延伸方向的机电转换元件的一端；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，在支承机电转换元件的同时，具有驱动轴的轴承孔(例如，参照日本特开2002-142470号公报、日本特开平10-337055号公报及日本特开2006-311794号公报)。

在这样的驱动装置中，给机电转换元件施加具有锯齿状波形的驱动脉冲，以伸长速度和收缩速度不同的状态使机电转换元件变形。当机电转换元件慢速变形时，被驱动体在摩擦的作用下相对于驱动轴静止，反过来，当机电转换元件快速变形时，被驱动体通过惯性相对于驱动轴移动。因此，通过给机电转换元件反复施加具有锯齿状波形的驱动脉冲，可使被驱动体以细小的间隔间歇性移动。

然而，如上所述的驱动装置，因通过支架偏置机电转换元件的另一端及驱动轴的一端，使机电转换元件和驱动轴抵接，所以，尽管提高了机电转换元件的支承稳定性，但难以进一步加大机电转换元件的伸缩。另一方面，为进一步加大机电转换元件的伸缩，使机电转换元件弹性支承于支架的技术是有效的(例如，参照日本特开2007-74889号)。

然而，在采用使机电转换元件弹性支承于支架的技术的驱动装置中，希望进一步提高机电转换元件的支承稳定性。特别是在带相机的移动电话或小型数码相机等中驱动透镜等时，因要求极高的光学性能，所以，若因落下等冲击而在机电转换元件产生偏差，即使该偏差小，也会造成严重的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种驱动装置，其可进一步加大机电转换元件的伸缩，同时能够进一步提高机电转换元件的支承稳定性的。

为达成上述目的，本发明所涉及的第1驱动装置，其特征在于，具备：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；驱动轴，其被安装于延伸方向的机电转换元件的一端；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，其相对于延伸方向从侧方支承机电转换元件；偏置部件，其在延伸方向上偏置机电转换元件。

在该第1驱动装置中，通过在支架弹性支承机电转换元件，可进一步加大机电转换元件的伸缩。此时，因通过偏置部件机电转换元件在其伸缩方向上被偏置，所以，可进一步提高机电转换元件的支承稳定性。

在本发明所涉及的第1驱动装置中，偏置部件优选在机电转换元件的另一端侧在延伸方向上偏置机电转换元件。此时，不必在机电转换元件的另一端安装用于使机电转换元件的一端的位移大于另一端的锤部件等。

在本发明所涉及的第1驱动装置中，偏置部件是以按压机电转换元件的另一端的方式被螺合于支架的螺丝。此时，根据螺丝的拧入状态，可调整机电转换元件的支承稳定性或驱动装置的驱动性能。

另外，为达成上述目的，本发明所涉及的第2驱动装置，其特征在于，具备：机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；中空驱动轴，其被安装于延伸方向的机电转换元件的一端；被驱动体，其被摩擦卡合于驱动轴；支架，其在支承机电转换元件的同时，具有驱动轴的轴承部；支承部件，其被设置于轴承部的同时，具有被固定于支架的固定部及在驱动轴内从一端侧被嵌合的嵌合部；偏置部件，其被配置在驱动轴内的机电转换元件和嵌合部之间并在延伸方向上偏置机电转换元件。

该第2驱动装置通过使机电转换元件弹性支承于支架，可进一步加大机电转换元件的伸缩。此时，因通过被配置在中空驱动轴内的机电转换元件和支承部件的嵌合部之间的偏置部件，机电转换元件在其伸缩方向上被偏置，所以，可进一步提高机电转换元件的支承稳定性。

在本发明所涉及的第2驱动装置中，偏置部件优选为在驱动轴内以被压缩的状态配置于机电转换元件和嵌合部之间的弹簧。此时，通过改变弹簧的弹簧常数，可调整机电转换元件的支承稳定性或驱动装置的驱动性能。

根据本发明，可在进一步加大机电转换元件的伸缩的同时，进一步提高机电转换元件的支承稳定性。

附图说明

图1A是表示本发明所涉及的驱动装置的第1实施方式的立体图。

图1B是表示本发明所涉及的驱动装置的第2实施方式的立体图。

图2A是沿图1A所示的II-II线的部分剖面图。

图2B是沿图1B所示的II-II线的部分剖面图。

图3是使图1A及图2A所示的压电元件动作的驱动电路的电路图。

图4是输入图3所示的驱动电路的输入信号的波形图。

图5是从图3所示的驱动电路输出的输出信号的波形图。

图6是表示本发明所涉及的驱动装置的其他实施方式的部分剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明适合本发明的优选实施方式。需要说明的是，在各图中相同或相当的部分标注同一符号，并省略重复说明。

图1A是表示本发明所涉及的驱动装置的第1实施方式的立体图；图2A是沿图1A所示的II-II线的部分剖面图；图1B是表示本发明所涉及的驱动装置的第2实施方式的立体图；图2B是沿图1B所示的II-II线的部分剖面图。如图1A、1B、2A、2B所示，第1实施方式的驱动装置1及第2实施方式的驱动装置10是沿光轴OA驱动透镜框架(被驱动体)2保持的透镜的装置，例如，适用于带相机的移动电话或小型数码相机等。

驱动装置1、10具备收容透镜框架2的支架3。支架3支承在平行于光轴OA的基准线FL的延伸方向上伸缩的压电元件(机电转换元件)4。具体而言，通过由硅酮粘结剂被粘结于支架3的硅酮帽5，相对于基准线FL的延伸方向从侧方保持压电元件4，由此，该压电元件4被支架3弹性支承。需要说明的是，在压电元件4设置有用于施加驱动脉冲的输入端子4a、4b。

在基准线FL的延伸方向的压电元件4的一端，以沿基准线FL延伸的方式通过粘结剂7固定有驱动轴6。在第2实施方式，驱动轴为中空。驱动轴6例如由石墨复合体在第1实施方式形成为圆柱状，在第2实施方式形成为圆筒状，所述石墨复合体通过强固地复合石墨碳等石墨结晶而成。

驱动轴6的一端部被间隙嵌合在形成于支架3具有的隔板部11的轴承孔11a(轴承部)。另一方面，驱动轴6的另一端部插通形成于支架3具有的隔板部12的贯通孔12a。由此，驱动轴6可沿基准线FL往返移动。

透镜框架2的卡合部2a摩擦卡合在驱动轴6上，该透镜框架2由隔板部11、12来限制在它们之间的移动区域。具体而言，被固定于卡合部2a的剖面为V字状的板部件13和通过卡止在卡合部2a上的板弹簧14而偏置于板部件13侧的剖面为V字状的板部件15夹持驱动轴6，由此使卡合部2a以在其移动时产生一定的摩擦力的方式安装在驱动轴6上。需要说明的是，在支架3中，沿基准线FL的延伸方向架设有配置于透镜框架2具有的剖面为U字状的槽内的轴9。即，驱动轴6也作为透镜框架2的导向轴发挥功能，轴9作为透镜框架2的旋转停止轴发挥功能。

如图1A及图2A所示，在第1实施方式中，在基准线FL的延伸方向的压电元件4的另一方侧设置有以按压压电元件4的另一端的方式被螺合于支架3的螺丝(偏置部件)25。螺丝25在基准线FL的延伸方向的一方侧偏置压电元件4。

如图1B及图2B所示，在第2实施方式中，在隔板部11的轴承孔11a中设置有支承驱动轴6的支承部件20。支承部件20具有被粘结固定于支架3的矩形板状的固定部21及在驱动轴6内从其一端侧被间隙嵌合的嵌合部22。在固定部21的另一端面和驱动轴6的一端面之间设置间隙，使压电元件4在最伸长时也不接触它们。在驱动轴6内的压电元件4的一端面和嵌合部22的另一端面之间在压缩状态下配置有弹簧(偏置部件)26。弹簧26在基准线FL的延伸方向中的另一侧偏置压电元件4。需要说明的是，针对于支架3的固定部21的固定不限于粘结固定，也可是螺丝固定等。

在如以上构成的驱动装置1、10中，压电元件4被支架3弹性支承。因此，例如与通过支架3偏置压电元件4的另一端及驱动轴6的一端，使压电元件4和驱动轴6抵接的情况相比，可进一步加大压电元件4的伸缩。而且，在第1实施方式中，通过螺25将压电元件4在基准线FL的延伸方向(伸缩方向)的一方侧偏置。另外，在第2实施方式中，在中空驱动轴6内，通过配置于压电元件4和支承部件20的嵌合部22之间的弹簧26，压电元件4在基准线FL的延伸方向(伸缩方向)的另一侧被偏置。因此，例如与不设置螺丝25或弹簧26而在压电元件4的另一端安装锤部件的情况相比，可通过支架3进一步提高压电元件4的支承稳定性。由此，由于防止因落下等冲击在压电元件4产生的偏离，例如在带相机的移动电话或小型数码相机等中驱动透镜等时，可维持极高的光学性能。

需要说明的是，作为使压电元件4弹性支承于支架3时的硬度(例如，硅酮帽5的硬度)，优选为硬度计A90以下，更优选为硬度计A20～60。

另外，在第1实施方式，由于螺25将压电元件4偏置于基准线FL延伸方向的一方侧，所以，在压电元件4的另一端，不必安装用于使压电元件4的一端的位移大于另一端的锤部件等。

进而，通过螺丝25的拧入情况，可调整支架3对于压电元件4的支承稳定性或驱动装置1的驱动性能。

另外，在第2实施方式中，通过改变弹簧26的弹簧常数，可调整支架3对于压电元件4的支承稳定性或驱动装置1、10的驱动性能。

在此，说明驱动装置1、10的动作。图3是使图1A、1B所示的压电元件动作的驱动电路的电路图。图4是输入图3所示的驱动电路的输入信号的波形图，图5是从图3所示的驱动电路输出的输出信号的波形图。

如图3所示，在控制部30内设置驱动电路31。控制部30进行驱动装置1的整体控制，例如具有CPU、ROM、RAM、输入信号电路及输出信号电路等。驱动电路31作为压电元件4的驱动电路发挥功能，对于压电元件4输出驱动用电信号。驱动电路31从控制部30的控制信号生成部输入控制信号，电压增幅或电流增幅该控制信号后，输出压电元件4的驱动用电信号。驱动电路31例如可使用由逻辑电路U1～U3构成输入段，在输出段具备场效应型的晶体管(FET)Q1、Q2的电路。晶体管Q1、Q2作为输出信号可输出Hi输出(高电位输出)、Lo输出(低电位输出)及OFF输出(开路输出)。

图(4)a是使卡合部2a接近于压电元件4而使透镜框架2移动时输入的输入信号；图(4)b是使卡合部2a从压电元件4离开而使透镜框架2移动时输入的输入信号。另外，图5(a)是使卡合部2a接近于压电元件4而使透镜框架2移动时输出的输出信号；图(5)b是使卡合部2a从压电元件4离开而使透镜框架2移动时输出的输出信号。

图5(a)、(b)的输出信号成为与图4(a)、(b)的输入信号在同一定时ON/OFF的脉冲信号。图5(a)、(b)的2个信号被输入压电元件4的输入端子4a、4b。虽然可以在该输入端子4a、4b输入具有锯齿状波形的脉冲信号，但如图5所示，即使输入具有矩形状波形的脉冲信号，也可以使压电元件4动作。此时，因压电元件4的驱动信号为具有矩形状波形的脉冲信号即可，所以，容易生成信号。

图5(a)、(b)的输出信号由成为相同频率的2个脉冲信号构成。该2个脉冲信号通过使相互的相位不同，成为相互的信号电位差阶段性变大急剧变小的信号，或成为相互的信号电位差急剧变大阶段性变小的信号。通过输入上述的2个信号，可使压电元件4的伸长速度与收缩速度不同，可使卡合部2a、还有透镜框架2移动。

例如，在图5(a)、(b)中，一方信号从Hi(高)成为Lo(低)之后，设定另一方的信号为Hi。在这些信号中，当一方信号成为Lo时，在经过一定的时滞t_OFF之后，设定另一方的信号为Hi。另外，当2个信号都为Lo时，作为输出成为关闭状态(开路状态)。

作为图5(a)、(b)的输出信号，即作为使压电元件4动作的电信号，使用频率超过音频的信号。在图5(a)、(b)中，2个信号的频率为超过音频的频率信号，例如，30～80kHz，更优选为40～60kHz的频率信号。通过使用这样的频率信号，可降低压电元件4在可听区域的动过声音。

通过上述，驱动装置1、10如下动过。即，在压电元件4输入电信号，通过该电信号的输入，压电元件4反复伸长及收缩。根据该伸长及收缩，驱动轴6往返移动。此时，通过使压电元件4的伸长速度和收缩速度不同，驱动轴6向一方向移动的速度和向另一方向移动的速度不同。由此，使卡合部2a还有透镜框架2向所希望的方向移动。

本发明不限定于上述实施方式。

例如，如图6所示，在第1实施方式中，在压电元件4的另一端和支架3之间，也可以被压缩的状态配置弹簧或橡胶等弹性部件(偏置部件)126。此时，因通过弹性部件126使压电元件4在基准线FL的延伸方向的一方侧偏置，所以，例如与不设置弹性部件126而在压电元件4的另一端安装锤部件的情况相比，可进一步提高支架3对压电元件4的支承稳定性。

另外，在上述第1实施方式中，压电元件4虽偏置在基准线FL的延伸方向的一方侧，但不限定于此。作为1例，通过在压电元件4的另一端和支架3之间安装拉伸弹簧等，也可使压电元件4偏置在基准线FL的延伸方向的另一方侧。

进而，通过不直接按压或拉伸压电元件4的另一端，而是通过某些部件间接地按压或拉伸压电元件4的另一端，也可使压电元件4偏置在基准线FL的延伸方向。

另外，在第2实施方式中，例如，在驱动轴6内，在压电元件4的一端面和嵌合部22的另一端面之间，也可以被压缩的状态配置橡胶等弹性部件。此时，也因通过弹性部件使压电元件4偏置在基准线FL的延伸方向的另一方侧，所以，例如与不设置弹性部件而是在压电元件4的另一端安装锤部件的情况相比，可进一步提高支架3对压电元件4的支承稳定性。

另外，在上述第2实施方式中，压电元件4虽在基准线FL的延伸方向的另一方侧偏置，但不限定于此。作为1例，通过在驱动轴6内，在压电元件4的一端面和嵌合部22的另一端面之间安装拉伸弹簧，也可使压电元件4偏置在基准线FL的延伸方向的一方侧。

进而，通过在驱动轴6内不直接按压或拉伸压电元件4的一端面或嵌合部22的另一端面，而是由某些部件间接地按压或拉伸压电元件4的一端面或嵌合部22的另一端面，也可使压电元件4偏置在基准线FL的延伸方向。

另外，支架3对压电元件4的支承不限定于相对于基准线FL的延伸方向从侧方支承，只要是弹性支承，也可以从基准线FL的延伸方向的另一方侧支承。

Claims (5)

1.一种驱动装置，其特征在于，具备：

机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；

驱动轴，其被安装于上述延伸方向的上述机电转换元件的一端；

被驱动体，其被摩擦卡合于上述驱动轴；

支架，其相对于上述延伸方向从侧方支承上述机电转换元件；

偏置部件，其在上述延伸方向上偏置上述机电转换元件。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，上述偏置部件在上述机电转换元件的另一端侧在上述延伸方向上偏置上述机电转换元件。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，上述偏置部件是以按压上述机电转换元件的另一端的方式被螺合于上述支架的螺丝。

4.一种驱动装置，其特征在于，具备：

机电转换元件，其在规定的基准线的延伸方向上伸缩；

驱动轴，其为中空驱动轴且被安装于上述延伸方向的上述机电转换元件的一端；

被驱动体，其被摩擦卡合于上述驱动轴；

支架，其在支承上述机电转换元件的同时，具有上述驱动轴的轴承部；

支承部件，其被设置于上述轴承部的同时，具有被固定在上述支架的固定部及从一端侧嵌合在上述驱动轴内的嵌合部；

偏置部件，其在上述驱动轴内被配置在上述机电转换元件和上述嵌合部之间，并在上述延伸方向上偏置上述机电转换元件。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，上述偏置部件是在上述驱动轴内以被压缩的状态配置于上述机电转换元件和上述嵌合部之间的弹簧。

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