CN113960736A - 驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备 - Google Patents

驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备 Download PDF

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CN113960736A CN202010625750.3A CN202010625750A CN113960736A CN 113960736 A CN113960736 A CN 113960736A CN 202010625750 A CN202010625750 A CN 202010625750A CN 113960736 A CN113960736 A CN 113960736A
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Abstract

提供能使透镜支撑体等的驱动对象获得较大推力的驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备。驱动装置(14)具有支撑部件(24)、受所述支撑部件(24)两端支撑的金属丝(42)、与所述金属丝(42)摩擦接触的导向部件(26)、与所述导向部件(26)相对而设计的中间部件(28)，配置在中间部件(28)和支撑部件(24)之间将支撑部件(24)和所述金属丝(42)向所述金属丝(42)的轴方向驱动的振动子(50a,50b)。

Description

驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备
【技术领域】
本发明涉及驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备。
【背景技术】
例如，众所周知的是驱动透镜的透镜驱动装置在XY方向上使透镜移动进行抖动补偿。
与此种透镜驱动装置相关的已有案例记载于专利文献1中。
在专利文献1中，在XY方向驱动透镜支撑体的机构由多个球体、该球体嵌入的导向槽组成。而且，驱动透镜支撑体的驱动机构采用了通过设计在透镜支撑体外侧的磁石和线圈进行磁力驱动的方式。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】美国专利公开2015/0296112号说明书
【发明内容】
【本发明要解决的技术问题】
在上述已有实例中，存在一个问题，即由于通过球体和导向槽引导透镜支撑体，通过磁力驱动对透镜支撑体进行驱动，因此驱动透镜支撑体的推力较弱。
本发明旨在提供能使透镜支撑体等的驱动对象获得较大推力的驱动装置、透镜驱动装置、照相装置以及电子设备。
【技术方案】
本发明的一个样态是驱动装置，该驱动装置具有支撑部件、受所述支撑部件两端支撑的金属丝、与所述金属丝摩擦接触的导向部件、与所述导向部件相对而设置的中间部件、配置在所述中间部件和所述支撑部件之间将所述支撑部件和所述金属丝向所述金属丝的轴方向驱动的振动子。
优选地，所述中间部件在一个平面方向上配置在所述支撑部件的内侧，所述导向部件具有配置在与所述一个平面方向正交的方向一侧的第一导向部、配置在与所述一个平面方向正交的方向另一侧的第二导向部，所述金属丝具有与所述第一导向部摩擦接触的第一金属丝、与所述第二导向部摩擦接触的第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝在所述一个平面方向上正交。
进而，优选地，所述振动子包括在所述一个平面方向中的正交方向分别配置的第一振动子和第二振动子。
而且，所述导向部件具有接触部，构成在所述金属丝侧突出的圆锥台状的至少一部分，使所述金属丝与所述接触部的周面摩擦接触。
优选地，所述振动子为压电元件，进一步具有向所述振动子施加具有锯状波形的电压的控制部，使其在所述金属丝上缓急自如地往复运动。
本发明的其他样态是透镜驱动装置，该透镜驱动装置通过将自动聚焦组件或者图像传感器固定在所述驱动装置的所述导向部件上而形成。
而且，本发明的其他样态是照相装置，该照相装置具有所述自动聚焦组件以及图像传感器。
本发明的其他样态是具有上述照相装置的电子设备。
【发明效果】
根据本发明，通过振动子使支撑部件和受该支撑部件支撑的金属丝振动，对导向部件进行驱动，由此使固定在导向部件的驱动对象能获得较大推力。
【附图说明】
【图1】为显示本发明的第一实施方式所涉照相装置的分解斜视图。
【图2】为显示本发明的第一实施方式所涉照相装置使用的驱动装置的斜视图。
【图3】为显示本发明的第一实施方式所涉照相装置使用的驱动装置的从-Z方向观察的分解斜视图。
【图4A】为显示给本发明的第一实施方式所涉照相装置使用的驱动装置施加驱动电压的波形A的图。
【图4B】为显示给本发明的第一实施方式的照相装置使用的驱动装置施加驱动电压的波形B的图。
【图5A】为显示本发明的第一实施方式所涉照相装置使用的驱动装置的X方向驱动动作的第一状态的说明图。
【图5B】为显示本发明的第一实施方式的照相装置使用的驱动装置的X方向驱动动作的第二状态的说明图。
【图5C】为显示本发明的第一实施方式的照相装置使用的驱动装置的X方向驱动动作的第三状态的说明图。
【图6A】为显示本发明的第一实施方式所涉照相装置使用的驱动装置的Y方向驱动动作的第一状态的说明图。
【图6B】为显示本发明的第一实施方式的照相装置使用的驱动装置的Y方向驱动动作的第二状态的说明图。
【图6C】为显示本发明的第一实施方式的照相装置使用的驱动装置的Y方向驱动动作的第三状态说明图。
【图7】为显示本发明的第二实施方式所涉照相装置的斜视图。
【图8】为显示本发明的第二实施方式所涉驱动装置的从-Z方向观察的分解斜视图。
【图9】为显示本发明的第二实施方式所涉驱动装置的侧面图。
【图10A】为显示给本发明的第二实施方式所涉驱动装置施加给+X-Y侧第一振动子的驱动电压的波形图。
【图10B】为显示给本发明的第二实施方式的驱动装置施加给-X-Y侧第一振动子的驱动电压的波形图。
【图10C】为显示给本发明的第二实施方式的驱动装置施加给+X+Y侧第一振动子的驱动电压的波形图。
【图10D】为显示给本发明的第二实施方式的驱动装置施加给-X+Y侧第一振动子的驱动电压的波形图。
【图11】为显示本发明的第二实施方式所涉驱动装置的从-Z方向观察的部分切口的分解斜视图。
【图12】为显示本发明的第三实施方式所涉透镜驱动装置的分解斜视图。
【符号说明】
10照相装置
12自动聚焦组件
14驱动装置
16基础部件
18框体
20透镜
22入射孔
24支撑部件
26导向部件
28中间部件
30图像传感器
32固定部
34第一支撑部
36第二支撑部
38第一导向部
40第二导向部
42第一金属丝
44第二金属丝
46第一导向槽
48第二导向槽
50第一振动子
50a+X侧第一振动子
50b－X侧第一振动子
50c+X+Y侧第一振动子
50d+X－Y侧第一振动子
50e－X+Y侧第一振动子
50f－X－Y侧第一振动子
52第二振动子
52a+Y侧第二振动子
52b－Y侧第二振动子
52c+Y+X侧第二振动子
52d+Y－X侧第二振动子
52e－Y+X侧第二振动子
52f－Y－X侧第二振动子
54控制电路
56旋转受部
58接触部
60，62，64磁石
66切口部
68透镜驱动装置
72，74，76光通过孔
【具体实施方式】
下文参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1显示了本发明的第一实施方式所涉的照相装置10。照相装置10作为小型照相装置使用，用于例如手机或智能手机等电子设备。
照相装置10由自动聚焦组件12、驱动装置14以及基础部件16组成。
自动聚焦组件12的框体18内收纳着透镜20。框体18从透镜20的光轴方向观察形成四角形，在该框体18的上方，为了光入射形成圆形的入射孔22。透镜20被未经图示的透镜支撑体支撑着，该透镜支撑体通过众所周知的自动聚焦机构向透镜20的光轴方向移动，调节从入射孔22入射的光，使其在后面所述的图像传感器30上聚焦。
而且，在本说明书中，在XYZ直角坐标系中，以透镜20的光轴方向为Z，以与光轴方向正交的方向为X、Y。
驱动装置14从Z方向观察形成四角形状，收容在框体18内。该驱动装置14如后文详细说明的，具有形成四角框架状的支撑部件24。进而，在该支撑部件24的内部，配置着形成四角形板状的导向部件26以及中间部件28。在该导向部件26的上方设置了图像传感器。
基础部件16从Z方向观察形成四角的板状。在该基础部件16的周边，固定着框体18的下端。而且，在基础部件16的内侧上面，形成四角形状的向Z方向突出的固定部32，在该固定部32上固定着后文所述的驱动装置14的第一导向部38。
在图2以及图3中显示了驱动装置14的详细情况。驱动装置14具有支撑部件24、金属丝42(44)、导向部件26、中间部件28、振动子50(52)。金属丝42(44)的两端被支撑部件24支撑着。导向部件26与金属丝42(44)摩擦接触。中间部件28与导向部件26相向设置。振动子50(52)配置在中间部件28和支撑部件24之间，使支撑部件24和金属丝42(44)向金属丝42(44)的轴方向振动。
支撑部件24由配置在-Z方向的第一支撑部34和配置在+Z方向的第二支撑部36构成，该第一支撑部34和第二支撑部36在XY方向上接触，能够分别独立振动。
导向部件26由配置在-Z方向的第一导向部38和配置在+Z方向的第二导向部40构成。中间部件28位于第一导向部38和第二导向部40之间，在Z方向与第一导向部38和第二导向部40相向而对。
在第一支撑部34的X方向相向而对的内面，固定着例如2根第一金属丝42、42的两端。第一金属丝42、42在X方向沿着直线延伸。该第一金属丝42、42由碳、金属或者高分子塑料(比如尼龙等)组成。当第一金属丝42、42由高分子塑料组成时，如后文所述，由于第一金属丝42、42与第一导向部38的第一导向槽46、46摩擦接触，因此其光滑地相对于第一导向部38进行相对移动。第一金属丝42、42的固定既可以是直接固定，也可以在第一支撑部34的内面形成孔，在该孔插入第一金属丝42、42的两端，通过粘合、熔焊或者焊接等将被插入的部分固定。
而且，在第二支撑部36的Y方向相向而对的内面，与第一金属丝42、42同样，固定着例如2根第二金属丝44、44的两端。第二金属丝44、44在与第一金属丝42、42正交的方向上直线延伸。该第二金属丝44、44与第一金属丝42、42同样构成。
在第一导向部38的上面，在X方向上形成从一端延伸至另一端的2根第一导向槽46、46。第一金属丝42、42嵌入该第一导向槽46、46上，与其摩擦接触，第一金属丝42、42在X方向上相对于第一导向部38自由地相对移动。
而且，第二导向部40的上方，在Y方向上形成从一端延伸至另一端的2根第二导向槽48、48。第二金属丝44、44嵌入该第二导向槽48、48上，与其摩擦接触，第二导向部40、40在Y方向上相对于第一金属丝42、42自由地相对移动。
而且，第一导向部38和第二导向部40通过未经图示的弹簧从Z方向两侧推压，约束其相互向Z方向移动。也可以像第二实施方式所述的情形一般，使用磁石。而且，为了能够移动，中间部件28既可与第一金属丝42、42或者第二金属丝44、44接触，也可留有一定间隙。
中间部件28在XY平面配置在支撑部件24的内侧，容易理解XY平面不是实体平面，而是X方向和Y方向确定的平面方向。而且，振动子在XY平面具有在正交方向上配置的第一振动子50a、50b和第二振动子52a、52b。中间部件28固定在第一支撑部34，在X方向的两侧，通过设置在第一支撑部34内面之间的第一振动子50a、50b在X方向上自由振动。即，第一振动子50a、50b使第一支撑部34和第一金属丝42向第一金属丝42的轴方向振动。而且，中间部件28固定在第二支撑部36，在Y方向的两侧，通过设置在第二支撑部36内面之间的第二振动子52a、52b在Y方向自由振动。即，第二振动子52a、52b使第二支撑部36和第二金属丝44向第二金属丝44的轴方向振动。第一振动子50a、50b以及第二振动子52a、52b由例如压电元件组成，从控制电路54施加具有预先设定波形的电压，使其振动。
下文通过图4A至图6C对上述驱动装置14的作用进行说明。
首先对向X方向驱动的情况进行说明。
如图4A所示，给+X侧第一振动子50a施加电压缓缓上升迅速下降的锯状的波形A的驱动电压。而且，如图4B所示，给-X侧第一振动子50b施加电压(负电压侧)缓缓下降迅速上升的锯状的波形B的驱动电压。
如图5A所示，在未给+X侧第一振动子50a以及-X侧第一振动子50b施加电压的状态下，在+X侧和-X侧，中间部件28和第一支撑部34之间的间隔相等。在此种状态下，如果给+X侧第一振动子50a施加波形A的驱动电压，则缓慢地向X方向延伸并迅速收缩。因此，在+X侧，中间部件28和第一支撑部34之间的间隔缓慢扩张并迅速收缩。而且同样地在时间轴，如果给-X侧第一振动子50b施加波形B的驱动电压，则-X侧第一振动子50b向X方向缓慢收缩迅速延伸。因此，在-X侧，中间部件28和第一支撑部34之间的间隔缓慢收缩并迅速扩张。
因而，如图5B所示，如果+X侧第一振动子50a缓慢延伸，-X侧第二振动子50b缓慢收缩，则第一导向部38固定在所述基础部件16上，第一金属丝42、42不相对于第一导向部38滑动，因此中间部件28向-X侧移动。在此种情况下，如图5C所示，如果+X侧第一振动子50a迅速收缩，-X侧第一振动子50b迅速延伸，则中间部件28由于惯性保持在向-X方向行进的位置，第一金属丝42、42相对于第一导向部38滑动，第一支撑部34向-X方向移动。
由此，在驱动波形每一周波，中间部件28以及第一支撑部34反复以微小距离移动，向-X方向移动。如前所述，由于在中间部件26上，图像传感器30通过第二导向部40固定着，因此图像传感器30向-X方向移动。
如果将施加给+X侧第一振动子50a和-X侧第一振动子50b的电压波形A、B交换，则反方向行进。而且，可通过增减施加电压或者扩张收缩施加周波，调节行进速度。而且，在+X侧第一振动子50a以及(或者)-X侧第一振动子50b是，例如施加直流偏移正电压后延伸的状态，振动子平时也可在压缩的状态下工作。
下文对向Y方向驱动的情况进行说明。
向Y方向驱动与向X方向驱动相同，向第二振动子52a,52b施加具有图4A和图4B所示波形的驱动电压。
如图6A所示，在未给+Y侧第二振动子52a以及-Y侧第二振动子52b施加电压的状态下，在+Y侧和-Y侧，中间部件28和第二支撑部36之间的间隔相等。在此种状态下，如果给+Y侧第二振动子52a施加波形A的驱动电压，则缓慢地向+Y方向延伸并迅速收缩。因此，在+Y侧，中间部件28和第二支撑部34之间的间隔缓慢扩张并迅速收缩。而且同样地在时间轴，如果给-Y侧第二振动子52b施加波形B的驱动电压，则-Y侧第二振动子52b向Y方向缓慢收缩迅速延伸。因此，在-Y侧，中间部件28和第二支撑部36之间的间隔缓慢收缩并迅速扩张。
因而，如图6B所示，如果+Y侧第二振动子52a缓慢延伸，-Y侧第二振动子52b缓慢收缩，则中间部件28固定，不从第一导向部38向Y方向移动，第二导向部40不相对于第二金属丝44、44滑动，因此第二导向部40与第二支撑部以及第二金属丝44、44一起向+Y侧移动。在此种情况下，如图6C所示，如果+Y侧第二振动子52a迅速收缩，-Y侧第二振动子52b迅速延伸，则第二导向部40相对于第二金属丝44、44滑动，因此第二导向部40由于惯性保持在向+Y方向行进的位置。
如前所述，由于第二导向部40上固定着图像传感器30，因此图像传感器30向+Y方向移动。如果将施加给+Y侧第二振动子52a和-Y侧第二振动子52b的电压波形A、B交换，则反方向行进。而且，由于可通过振动子使支撑部件和受该支撑部件支撑的金属丝振动，驱动导向部件，因此能使固定在导向部件上的驱动对象获得较大推力。
图7至图11显示本发明的驱动装置所涉第二实施方式。
该第二实施方式可以使中间部件28、第一导向部38或者第二导向部40在Z轴周围相对旋转。
在该第二实施方式中，在第一导向部38的上方(+Z侧面)以及第二导向部40的下方(-Z侧面)，形成旋转受部56。该旋转受部56在第一导向部38或者第二导向部40形成圆形，在周围具有圆锥台状的接触部58。第一金属丝42、42和第二金属丝44、44分开180度分别以一个点与该接触部58相连。
而且，在第一导向部38、中间部件28以及第二导向部40上设置了磁石60、62、64。各个磁石60、62、64由4个磁石片组成，在Z轴周围旋转对称。第一导向部38的磁石60与中间部件28的磁石62以及中间部件28的磁石62与第二导向部件40的磁石64的各自相对的磁石片具有不同的磁极，相互在Z方向相互吸引。如后文所述，第一导向部38或者第二导向部40相对于中间部件28在Z轴周围旋转时，使第一导向部38以及第二导向部40返回原来的位置。
而且，第一支撑部34和第二支撑部36在相向而对的边的中心部分切开形成切口部66，分割为两部分。在这个切口部66的周边，在中间部件28和第一支撑部34之间，设置了+X+Y侧第一振动子50c、+X-Y侧第一振动子50d、-X+Y侧第一振动子50e、-X-Y侧第一振动子50f。而且，被分割的各个第一支撑部34上逐根设计了第一金属丝42。而且，在中间部件28和第二支撑部36之间，设置了+Y+X侧第二振动子52c、+Y-X侧第二振动子52d、-Y+X侧第二振动子52e、-Y-X侧第二振动子52f。而且，被分割的各个第二支撑部36上逐根设置了第二金属丝44。第一金属丝42、42以及第二金属丝44、44可通过此等振动子独立振动。
在上述结构中，如图10A到图10D所示，如果给+X-Y侧第一振动子50d以及-X+Y侧第一振动子50e施加波形A的驱动电压，给+X+Y侧第一振动子50c以及-X-Y侧第一振动子50f施加波形B的驱动电压，则第一金属丝42、42缓急自如地振动，与第一金属丝42、42相接触的第一导向部38的旋转受部56在Z轴周围旋转。通过交换施加的波形，可使第一导向部38反方向旋转。通过令使第一导向部38以及第二导向部40同方向旋转，可提升旋转速度，增加驱动力。
而且，如图11所示，既可以是去除第二振动子52，仅采用第一振动子50进行驱动的结构，也可以是相反的结构。而且，与第一实施方式所述的情形一般，也可对第一导向部38或者第二导向部40的一侧进行直线驱动。而且，旋转受部56呈圆形，但是在旋转驱动范围内也可呈圆弧状。
在图12中，显示了本发明的第三实施方式所涉的驱动装置68。
在该第三实施方式中，将自动聚焦组件12向XY方向驱动。
自动聚焦组件12固定在第二导向部40上。在第一导向部38、中间部件28以及第二导向部40上形成光通过孔70、72、74，使来自透镜20的光通过。通过该光通过孔70、72、74的光在设置在驱动装置14下方的图像传感器上聚光。
而且，在上述实施方式中，显示了为了调整透镜或者图像传感器位置的驱动装置，但是本发明并不限定于此，也可以适用于例如调整发光元件的发光位置、调整制造程序的半导体等位置的驱动装置。

Claims (9)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括
支撑部件、
受所述支撑部件两端支撑的金属丝、
与所述金属丝摩擦接触的导向部件、
与所述导向部件相对而设置的中间部件、
配置在所述中间部件和所述支撑部件之间将所述支撑部件和所述金属丝向所述金属丝的轴方向驱动的振动子。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述中间部件在一个平面方向上配置在所述支撑部件的内侧，所述导向部件具有配置在与所述一个平面方向正交的方向一侧的第一导向部、配置在与所述一个平面方向正交的方向另一侧的第二导向部，所述金属丝包括与所述第一导向部摩擦接触的第一金属丝、与所述第二导向部摩擦接触的第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝在所述一个平面方向上正交。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述振动子包括在所述一个平面方向中的正交方向分别配置的第一振动子和第二振动子。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述导向部件具有接触部，构成在所述金属丝侧突出的圆锥台状的至少一部分，使所述金属丝与所述接触部的周面摩擦接触。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述振动子为压电元件，进一步具有向所述振动子施加具有锯状波形的电压的控制部，使其在所述金属丝上缓急自如地往复运动。
6.一种透镜驱动装置，其特征在于，包括自动聚焦组件以及驱动装置，所述驱动装置为如权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，所述自动聚焦组件固定所述的驱动装置的所述导向部件上。
7.一种照相装置，其特征在于，具有权利要求6所述的透镜驱动装置、图像传感器。
8.一种照相装置，其特征在于，具有自动聚焦组件、权利要求1至5中任一项所述的驱动装置、以及固定在所述导向部件的图像传感器。
9.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求7或者8中所述的照相装置。
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