CN110829888B - 振荡致动器和具有振荡致动器的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了振荡致动器和具有振荡致动器的电子设备。本发明的振荡致动器包括：振荡体；被配置为与振荡体接触的接触体；被配置为保持振荡体的保持构件，该保持构件具有通孔；被配置为通过通孔按压振荡体的按压构件；以及被配置为在保持构件和按压构件之间与保持构件和按压构件接触的振荡阻尼构件。

Description

振荡致动器和具有振荡致动器的电子设备
技术领域
本发明涉及振荡致动器。
背景技术
在致动器当中，已经提出了对于振荡致动器的技术。在振荡致动器中，与振荡体(例如，压电元件和电能-机械能转换元件)接触的接触体由振荡体的振荡驱动(即，振荡体和接触体相对移动)。
例如，日本专利申请公开No.2017-200260讨论了振荡致动器，该振荡致动器具有一个振荡体和多个振荡体，以实现线性驱动和旋转驱动(分别参见日本专利申请公开No.2017-200260中的图1和图9)。将参考图4A至图6C描述常规技术。
图4A是振荡体的平面图，并且图4B是振荡体的侧视图。在图4A和图4B中，振荡体1包括被形成为矩形(四边形)薄板形状的压电元件3以及一体化地接合到压电元件3(的一个平面)的弹性体2。弹性体2包括主体2-3和支撑部2-4。
主体2-3包括：与压电元件3一起振荡并且形成为矩形薄板形状的基部2-1，以及形成为在基部2-1的一个平面上突出的两个突出部2-2。
支撑部2-4各自具有柔性，并且与主体2-3一体化地且结构地形成。支撑部2-4各自包括薄部2-5，薄部2-5部分地薄，从而尽可能多地防止主体2-3的振荡传送到主体2-3外部。支撑部2-4还分别具有圆形孔2-6和细长孔2-7，它们用于在接合压电元件3或组装振荡体1时的定位。
如图5中所示，在振荡体1在振荡体1的纵向(X)方向和横向(Y)方向上振荡的弯曲振荡模式中，突出部2-2的前缘进行椭圆移动，从而在图中的X方向上驱动接触体(未示出)(未示出的接触体相对于振荡体1相对移动)。
图6A是例示旋转致动器的透视图，其中三个(多个)图4A和图4B中所示的振荡体(即，具有振荡体的振荡致动器主体)部署在其圆周上。图6B是例示振荡体1的周边的放大展开透视图。图6C是保持构件的平面图。“振荡致动器主体”是指振荡致动器中除接触体之外的部分。
如图6A中所示，旋转致动器以这样一种方式配置：三个(多个)振荡体1部署在圆形基座(支撑构件)7上，并且与振荡体1接触的转子(接触体8)被驱动旋转。通过分别将保持构件4的销4a(参见图6C)嵌合到支撑部2-4的圆形孔2-6和细长孔2-7(见图4A)中并与它们接合，振荡体1被各自保持到小基座(保持构件4)。通过分别将支撑构件7的销7a(参见图6B)嵌合到保持构件4的孔4b(参见图6C)中，保持构件4被定位成在加压方向上能够自由移动。保持构件4具有矩形通孔4c(参见图6C)，并且(按压振荡体1的)按压构件6以一定的游隙(play)设置在通孔4c内。按压构件6与支撑构件7接触，以使用未示出的加压构件(例如，弹簧)经由缓冲构件5按压振荡体1。按压构件6能够相对于保持构件4在加压方向上相对移动。利用这种配置，减小了在压力下对支撑部2-4的反作用力，从而防止粘附的压电元件的剥离。
在日本专利申请公开No.2017-200260中，由于在振荡致动器中在保持构件上生成的不期望的振荡(保持构件是刚体的刚体模式)，发生异常噪声。
用于防止在保持构件上生成的不期望的振荡的手段的示例是增大保持构件(质量)4以减小刚体模式的共振频率，从而从可听范围消除不期望的振荡。但是，可用于振荡致动器的空间非常有限，因此难以采用这种手段。
手段的另一个示例是减小支撑部(弹簧)2-4的刚性以减小刚体模式的共振频率，从而从可听区域消除不期望的振荡。但是，用于驱动的振荡模式(驱动振荡模式)的共振频率也改变，因此也难以采用这种手段。
本发明针对一种振荡致动器，其能够防止由在保持构件上生成的不期望的振荡模式造成的异常噪声的生成，而无需增大保持构件或降低支撑部的刚性。
发明内容
根据本发明的一方面，振荡致动器包括：振荡体；被配置为与振荡体接触的接触体；被配置为保持振荡体的保持构件，该保持构件具有通孔；被配置为通过通孔按压振荡体的按压构件；以及被配置为在保持构件和按压构件之间与保持构件和按压构件接触的振荡阻尼构件。
根据本发明的另一方面，振荡致动器主体包括：振荡体；被配置为保持振荡体的保持构件，该保持构件具有通孔；被配置为通过通孔按压振荡体的按压构件；以及被配置为在保持构件和按压构件之间与保持构件和按压构件接触的振荡阻尼构件。
根据参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1A是例示根据本发明第一示例性实施例的振荡致动器中的一些分解部件的展开透视图。图1B是例示在其上部署(接合)振荡阻尼构件的按压构件的放大透视图。图1C是例示振荡致动器(不包括接触体)的横截面图。
图2A是例示根据本发明第二示例性实施例的振荡致动器中的一些分解部件的展开透视图。图2B是例示在其上(向其)部署(接合)振荡阻尼构件的按压构件的放大透视图。
图3A是例示根据本发明第三示例性实施例的具有振荡致动器的图像捕获装置的示意性配置图。图3B是例示图像捕获装置的框图。
图4A是例示根据常规示例的弹性体的平面图。图4B是例示振荡体的侧视图。
图5是例示根据常规示例的振荡体的振荡模式的解释图。
图6A是例示根据常规示例的振荡致动器中的一些分解部件的展开透视图。图6B是例示振荡致动器(不包括接触体)的放大展开透视图。图6C是例示保持构件的平面图。
图7A和7B是例示在保持构件上生成的不期望的振荡模式的解释图。
具体实施方式
下面将描述本发明的改进的振荡致动器的示例性实施例。
图1A至图1C例示了本发明的第一示例性实施例。图1A是例示振荡致动器中的一些分解部件的展开透视图。图1A是例示旋转致动器中的分解部件的展开透视图，在该旋转致动器中，三个(多个)振荡体(具有振荡体的振荡致动器主体)部署在其圆周上。图1B是例示在其上(向其)部署(接合)振荡阻尼构件(例如，毛毡(felt))的按压构件的放大透视图。图1C是例示振荡致动器(不包括接触体)的横截面视图。在下文中，在附图中，相同的附图标记分别被给予在本发明的示例性实施例与常规示例(图6A至6C)之间相同的部分。
通过将部署在保持构件41上的销41a分别嵌合到在振荡体1的支撑部2-4上设置的圆形孔2-6和细长孔2-7中并使用粘合剂接合它们，将振荡体1保持到保持构件41。
部署在基座(支撑构件)7上的销7a分别嵌合到在保持构件41上设置的孔41b中。因此，保持构件41以使得保持构件41在按压构件61的按压方向(与振荡体1和接触体8的相对移动方向正交的方向，或者未示出的加压构件的加压方向)上的移动不被阻止的方式定位。保持构件41具有通孔41c，该通孔41c向着按压方向穿透保持构件41，并且从按压方向看具有矩形形状。当组装振荡致动器时，按压构件61嵌合在通孔41c中。按压构件61通过通孔41c按压振荡体1。
按压构件61允许部署在按压构件61上的定位销61a和61b分别嵌合到在支撑构件7上设置的孔7b和7c中，由此定位按压构件61。定位销61a和61b分别以一定的游隙(play)(间隙)嵌合到孔7b和7c中。因此，按压构件61可通过形成为大致矩形形状的按压部61d与在支撑构件7上形成的半圆柱表面(突出部)7d接触而在俯仰方向上旋转。按压构件61与支撑构件7(突出部7d)接触，以将由未示出的加压构件(例如，弹簧)生成的加压力经由诸如毛毡之类的振荡阻尼构件51传送到振荡体1。按压构件61以使得按压构件61在按压构件61的按压方向(与振荡体1和接触体8的相对移动方向正交的方向，或未示出的加压构件的加压方向)上的移动相对于(以可移位的方式定位的)保持构件41不被阻止的方式定位。
在本示例性实施例中，振荡阻尼构件51在纵向方向上的长度(端部51a、中央部51c和连接部51d的总长度)长于按压构件61(按压部61d)在纵向方向上的长度。连接部51d是用于连接端部51a和中央部51c的部分。
如图1B中所示，当组装振荡致动器时，振荡阻尼构件51沿着按压构件61(按压部61d)在纵向方向上的侧表面弯曲。因此，端部(振荡阻尼部)51a以这样一种方式在保持构件41和按压构件61之间形成：使得当组装好振荡致动器时，端部51a与保持构件41和按压构件61接触。“振荡阻尼部与保持构件和按压构件接触”的状态不限于在振荡阻尼部和保持构件之间以及在振荡阻尼部和按压构件之间不存在另一个构件的直接接触状态。接触状态可以是间接接触状态，其中在振荡阻尼部和保持构件之间以及在振荡阻尼部和按压构件之间的至少一个中可以存在另一个构件。
按压构件61的脊线61c被倒角成C形。这种倒角使得振荡阻尼构件51能够在组装振荡致动器时容易弯曲。作为振荡阻尼构件51，优选地使用具有小摩擦系数的诸如毛毡之类的材料。在保持构件41和按压构件61之间，由于摩擦系数小，当振荡阻尼构件51(振荡阻尼部51a)与保持构件41和按压构件61接触时，按压构件61在按压方向上的移动自由度不会受到过度限制。即，振荡阻尼构件51对按压构件61的按压力的影响小。
振荡阻尼构件51(振荡阻尼部51a)能够阻尼如图7A和图7B中所示的保持构件41上生成的不期望的振荡。这能够防止由于不期望的振荡模式而生成异常噪声，而不会增大保持构件41或降低弹性体2的支撑部2-4的刚性(同时防止振荡致动器的性能降低)。
按压构件61的脊线61c优选地具有倒角形状(例如，C倒角形状或R倒角形状)。
在本示例性实施例中，使用作为(一体化形成的)一个部件的振荡阻尼构件51。即，使用包括振荡阻尼构件51的端部(振荡阻尼部)51a和振荡阻尼构件51的与振荡体1和按压构件61接触的中央部(接触部)51c的一个部件。可替代地，振荡阻尼部51a和接触部51c可以是分离的部件(多个部件)。在分离的部件的情况下，端部(振荡阻尼部)51a可以部署在按压构件61的按压部61d的侧表面上(接合到按压部61d的侧表面)，或者可以部署在保持构件41的通孔41c(保持构件41的内周)上(接合到通孔41c)。
在本示例性实施例中，振荡阻尼构件51部署在按压构件61(按压部61d)在纵向方向上(在振荡体1和接触体8的相对移动方向上)的侧表面上(接合到该侧表面)。可替代地，振荡阻尼构件51可以部署在按压构件61的按压部61d在横向方向(与振荡体1和接触体8的相对移动方向正交的方向)上的侧表面上(接合到该侧表面)。
图2A和图2B例示了本发明的第二示例性实施例。图2A是例示振荡致动器中的一些分解部件的展开透视图。图2A是例示旋转致动器的分解部件的展开透视图，在该旋转致动器中，三个(多个)振荡体(具有它们的振荡致动器主体)部署在其圆周上。图2B是例示在其上(向其)部署(接合)振荡阻尼构件的按压构件的放大透视图。在下文中，在附图中，相同的附图标记分别被给予在本发明的本示例性实施例与图1A至图1C中的本发明的第一示例性实施例之间相同的部分。
按压构件62允许部署在按压构件62上的定位销62a和62b分别嵌合到在支撑构件7上设置的孔7b和7c中，由此定位按压构件62。定位销62a和62b分别以一定的游隙(间隙)嵌合到孔7b和7c中。因此，按压构件62可通过形成为大致矩形形状的按压部62d与在支撑构件7上形成的半圆柱表面(突出部)7d接触而在俯仰方向上旋转。按压构件62与支撑构件7(突出部7d)接触，以将由(未示出的)加压构件(例如，弹簧)生成的加压力经由诸如毛毡之类的振荡阻尼构件52传送到振荡体1。按压构件62以使得按压构件62在按压构件62的按压方向(与振荡体1和接触体8的相对移动方向正交的方向，或未示出的加压构件的加压方向)上的移动相对于(以可移位的方式定位的)保持构件42不被阻止的方式定位。
在本示例性实施例中，振荡阻尼构件52具有十字形状。振荡阻尼构件52在纵向方向上的长度(端部52a、中央部52c和连接部52d的总长度)长于按压构件62(大致矩形的按压部62d)在纵向方向(振荡体1与接触体8的相对移动方向)上的长度。连接部52d是用于分别连接端部52a和中央部52c的部分。振荡阻尼构件52在横向方向(与振荡体和接触体8的相对移动方向正交的方向)上的部分长度(端部52b、中央部52c和连接部52e的总长度)长于按压构件62(按压部62d)在横向方向上的长度。连接部52e是用于分别连接端部52b和中央部52c的部分。
如图2B中所示，当组装振荡致动器时，振荡阻尼构件52的端部52a和端部52b分别沿着按压构件62(按压部62d)在纵向方向和横向方向上的侧表面弯曲。因此，当组装好振荡致动器时，端部(振荡阻尼部)52a和52b分别形成在保持构件42和按压构件62之间以与保持构件42和按压构件62接触。
按压构件62的脊线62c被倒角成C形。这种倒角使得振荡阻尼构件52能够在组装振荡致动器时容易弯曲。与根据本发明的第一示例性实施例类似地，可以期望使用具有小摩擦系数的诸如毛毡之类的材料作为振荡阻尼构件52。其效果类似于根据本发明第一示例性实施例的效果。
与本发明第一示例性实施例中类似的，振荡阻尼构件52(振荡阻尼部52a和52b)能够阻尼如图7A和7B中所示的在保持构件42上生成的不期望的振荡。本实施例中的阻尼效果高于本发明第一示例性实施例中的效果，因为在本示例性实施例中存在更大量的振荡阻尼部(在第一示例性实施例中存在两个振荡阻尼部，而在本示例性实施例中存在四个振荡阻尼部)。
可以期望按压构件62的脊线62c具有倒角形状(例如，C倒角形状或R倒角形状)。
在本示例性实施例中，使用作为一个部件(一体化构件)的振荡阻尼构件52。即，所使用的振荡阻尼构件52是具有端部(振荡阻尼部)52a和52b以及与振荡体1和按压构件62接触的中央部(接触部)52c的一个部件。可替代地，振荡阻尼部52a和52b可以与接触部52c分离(成为多个部件)。在分离的部件的情况下，端部(振荡阻尼部)52a和52b分别部署在按压构件62的按压部62d的侧表面上(接合到按压部62d的侧表面)，或者可以部署在保持构件42的孔部分42c(保持构件42的内周)上(接合到孔部分42c)。
已经基于示例性实施例描述了本发明的细节，但是本发明不限于此并且包含不脱离本发明的主旨的各种修改。例如，在第三示例性实施例中，本发明的换能器不仅应用于图7A中所示的旋转振荡致动器，而且还可应用于线性振荡致动器和具有多自由度的振荡致动器。
根据本发明的示例性实施例的振荡致动器还能够用于各种应用，诸如驱动图像捕获装置(光学设备或电子设备)的透镜中的应用、复印机(电子设备)的感光鼓的旋转驱动中的应用以及驱动工作台(stage)中的应用。作为一个示例，将描述其中振荡致动器用于驱动部署在镜筒中的透镜组的图像捕获装置(光学设备或电子设备)。
图3A是例示图像捕获装置700的示意性配置的侧视图。图像捕获装置700包括相机主体730，相机主体730包括图像传感器710和电源按钮720。图像捕获装置700还包括镜筒740，镜筒740具有第一透镜组(未示出)、第二透镜组320、第三透镜组(未示出)、第四透镜组340，以及振荡致动器620和640。镜筒740可作为可互换镜头从相机主体730拆卸。
在图像捕获装置700中，振荡致动器620驱动第二透镜组320，并且振荡致动器640驱动第四透镜组340。在振荡致动器620和640中，参考图1A至图1C以及图2A和图2B描述的振荡体1和接触体8被使用，并且它们被部署成使得径向方向近似正交于光轴。例如，包括在振荡致动器620中的接触体8的旋转通过未示出的凸轮环被转换为光轴方向上的直进运动，并且第二透镜组320在光轴方向上的位置被调节。可以向振荡致动器640提供类似的配置。
图3B是例示图像捕获装置700的示意性配置的框图。第一透镜组310、第二透镜组320、第三透镜组330、第四透镜组340和光量调节单元350部署在镜筒740内部光轴上的预定位置上。已经通过第一透镜组310到第四透镜组340和光量调节单元350的光聚焦在图像传感器710上，作为图像。图像传感器710将光学图像转换为电信号并输出该电信号以将其发送到相机处理电路750。
相机处理电路750对来自图像传感器710的输出信号执行诸如放大处理和伽马校正处理之类的处理。相机处理电路750经由自动曝光(AE)门755连接到中央处理单元(CPU)790，并且经由自动聚焦(AF)门760和AF信号处理电路765连接到CPU 790。由相机处理电路750应用预定处理的视频信号经由AE门755、AF门760和AF信号处理电路765被发送到CPU790。AF信号处理电路765提取视频信号的高频分量、生成用于自动聚焦(AF)的评估信号，并将生成的评估值供应给CPU 790。
CPU 790是控制电路，其控制图像捕获装置700的整个操作，并且从所获取的视频信号生成用于确定曝光和聚焦的控制信号。CPU 790控制振荡致动器620和640以及仪表630的驱动以实现确定的曝光和合适的聚焦状态，从而调节第二透镜组320、第四透镜组340和光量调节单元350在光轴方向上的位置。在CPU 790的控制下，振荡致动器620使第二透镜组320在光轴方向上移动，振荡致动器640使第四透镜组340在光轴方向上移动，并且基于仪表630控制光量调节单元350。
基于第一编码器770的旋转角度信息检测由振荡致动器620驱动的第二透镜组320在光轴方向上的位置。检测结果被传送到CPU 790以被反馈，用于驱动振荡致动器620。类似地，基于第二编码器775的旋转角度信息检测由振荡致动器640驱动的第四透镜组340在光轴方向上的位置。检测结果被传送到CPU 790以被反馈，用于驱动振荡致动器640。光量调节单元350在光轴方向上的位置由光圈编码器780检测，并且检测结果被传送到CPU 790以被反馈，用于驱动仪表630。
根据本发明的示例性实施例，振荡阻尼构件部署在保持构件和按压构件之间，以与保持构件和按压构件接触，并且阻尼在保持构件上生成的不期望的振荡。
根据本发明的示例性实施例，在振荡致动器中，能够防止由在保持构件上生成的不期望的振荡模式造成的异常噪声的生成，而不会增大保持构件或降低支撑部的刚性。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以涵盖所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims (11)

1.一种振荡致动器，包括：
振荡体；
接触体，被配置为与所述振荡体接触；
保持构件，被配置为保持所述振荡体，所述保持构件具有通孔；
按压构件，被配置为通过所述通孔按压所述振荡体；以及
振荡阻尼构件，被配置为在所述保持构件和所述按压构件之间与所述保持构件和所述按压构件接触，
其中，所述振荡阻尼构件在所述按压构件的与按压方向正交的方向上的侧表面上与所述按压构件和所述保持构件接触。
2.根据权利要求1所述的振荡致动器，还包括支撑构件，所述支撑构件被配置为以在所述按压构件的按压方向上可移位的方式支撑所述保持构件。
3.根据权利要求1所述的振荡致动器，其中所述振荡阻尼构件在所述按压构件的在所述振荡体和所述接触体的相对移动方向上的侧表面上与所述按压构件和所述保持构件接触。
4.根据权利要求1所述的振荡致动器，其中所述振荡阻尼构件在所述按压构件的在与所述振荡体和所述接触体的相对移动方向正交的方向上的侧表面上与所述按压构件和所述保持构件接触。
5.根据权利要求1所述的振荡致动器，其中所述振荡阻尼构件包括振荡阻尼部和接触部，所述振荡阻尼部与所述保持构件和所述按压构件接触，所述接触部与所述振荡体和所述按压构件接触。
6.根据权利要求5所述的振荡致动器，其中所述振荡阻尼部和所述接触部是一体化的构件。
7.根据权利要求6所述的振荡致动器，其中所述振荡阻尼构件沿着所述按压构件的脊线弯曲。
8.根据权利要求7所述的振荡致动器，其中所述脊线具有C倒角形状或R倒角形状。
9.根据权利要求1所述的振荡致动器，其中，从按压方向看，所述通孔的形状是四边形。
10.一种电子设备，包括：
根据权利要求1所述的振荡致动器；以及
被配置为通过驱动所述振荡致动器来定位的构件。
11.一种振荡致动器主体，包括：
振荡体；
保持构件，被配置为保持所述振荡体，所述保持构件具有通孔；
按压构件，被配置为通过所述通孔按压所述振荡体；以及
振荡阻尼构件，被配置为在所述保持构件和所述按压构件之间与所述保持构件和所述按压构件接触，
其中，所述振荡阻尼构件在所述按压构件的与按压方向正交的方向上的侧表面上与所述按压构件和所述保持构件接触。
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