CN1641991A - 驱动装置、透镜单元及拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种既实现小型化,又可充分提高驱动效率的驱动装置、透镜单元及拍摄装置。在透镜单元(10)中,通过振动体(66)的振动使凸轮构件(60)转动,通过该凸轮构件(60)的转动,驱动透镜(40)、(50)进退。从而,不必设置电磁电机及其附带的齿轮、凸轮环等复杂的结构,在简化结构的同时,可实现小型化。此外,由于通过凸轮构件(60)驱动透镜(40)、(50),因而可以减小由摩擦等引起的能量损耗,可以充分提高驱动效率。
Description
技术领域
本发明涉及驱动装置、透镜单元及拍摄装置。详言之,涉及如下透镜单元:其具有通过利用压电元件的振动体来驱动被驱动构件的驱动装置、以及利用该驱动装置驱动透镜的透镜驱动机构,并安装在照相机、数码相机、摄像机、显微镜以及双筒望远镜等中。进而,还涉及具有由上述驱动装置驱动透镜的透镜驱动机构的照相机、数码相机、摄像机等拍摄装置。
背景技术
专利文献1 特开平10-161001号公报(第3~4页)
专利文献2 特开平7-274546号公报(第3~4页)
专利文献3 特开平8-66068号公报(第3~4页)
专利文献4 特开平4-69070号公报(第3~5页)
迄今为止,作为驱动构成照相机等精密设备的可动部件的驱动装置,一般采用由电磁电机的驱动力来驱动被驱动构件(例如,参考专利文献1)的驱动装置。
在利用专利文献1中所公开的电磁电机的透镜驱动装置中,通过齿轮或凸轮环将作为被驱动构件配置在透镜单元中的多个透镜组、与设在透镜单元外侧的电磁电机相连接。而且,与电磁电机联动,齿轮或凸轮环转动,伴随该转动,各透镜组沿光轴进退移动,进行变焦和聚焦调整。
但是,利用这样的电磁电机的驱动装置,虽然可得到大的驱动力,但在透镜单元的外侧必须设有大的电磁电机,存在透镜单元大型化的问题。
作为不招致透镜单元大型化的可小型化驱动装置,提出了通过压电元件的形变来驱动透镜的驱动装置(例如,参考专利文献2至4)。
在专利文献2至4中所公开的利用压电元件的驱动装置具有:作为被驱动构件的透镜和透镜保持框;与该透镜保持框摩擦结合的驱动轴;固定该驱动轴的压电元件。
而且,在该驱动装置中,通过将具有规定波形的电压施加到压电元件上,压电元件沿驱动轴方向进行伸缩振动,该伸缩振动传递到驱动轴,与该驱动轴摩擦结合的被驱动构件被驱动。亦即,施加到压电元件上的电压具有在驱动方向缓慢变位、而在反方向急剧变位的脉冲波形。进而,由于在驱动方向,通过与驱动轴的摩擦力使被驱动构件移动,在反方向,被驱动构件的惯性力超过摩擦力而不移动,因此就会沿规定的驱动方向驱动被驱动构件。
从而,在专利文献2至4中的驱动装置中,不必如上述专利文献1的驱动装置那样在透镜单元的外侧设置大的电磁电机,此外,也不需要用于将该电磁电机的驱动力传递到被驱动构件的齿轮或凸轮环等复杂的结构。从而,根据专利文献2至4中的驱动装置,可以使透镜单元小型化、使其结构简单化。
发明内容
但是,在专利文献2至4的驱动方法中,当施加了电压时将压电元件的伸缩运动直接传递到驱动轴、通过该驱动轴与透镜保持框的摩擦结合来驱动被驱动构件。在这样的结构中,为了高速驱动被驱动构件,必须使驱动轴大范围移动,即,由于必须使压电元件产生很大的伸缩变位,因此存在压电元件沿伸缩方向的尺寸大型化的问题。
此外,被驱动构件通过与驱动轴的摩擦力保持在其驱动方向上,但若该摩擦力小,则被驱动构件容易移动而不稳定,而若摩擦力大,则由于驱动时的能量损耗变大,因此存在驱动效率劣化的问题。
因此,鉴于上述问题点,本发明的目的在于提供既能实现小型化,又能够充分提高驱动效率的驱动装置、透镜单元及拍摄装置。
本发明的驱动装置的特征在于,具有:通过压电元件的形变而振动的振动体;以及与该振动体抵接并且通过该振动体的振动而转动的凸轮构件,在该凸轮构件上设有与被驱动构件卡合并使该被驱动构件进退的驱动用导向部。
并且,此处的驱动用导向部例如是凸轮槽等。此外,作为振动体,例如可采用压电致动器,该压电致动器具有:由不锈钢等形成的板材;以及设在该板材表面的平板形的压电元件。
而且,振动体或凸轮构件的个数没有特别的限制,既可以是1个,也可以是2个或更多,也可以根据被驱动构件的个数来任意决定。
根据这样的发明,可以使凸轮构件直接抵接振动体而移动。从而,不必设置以往使用的电磁电机及其附带的齿轮等复杂的结构,在可简化结构的同时,还可以使该驱动装置小型化。而且,由于通过由该振动体的振动来驱动被驱动构件,与现有的由压电元件进行驱动的情况相比,可以将伸缩形变的振动体设在偏离被驱动构件的进退方向的位置,因此可以缩短驱动装置在该进退方向的整体长度,可使其小型化。
此外,根据本发明,由于振动体直接抵接凸轮构件,与现有的通过摩擦结合进行驱动的情况相比,减少了由摩擦引起的能量损耗,可以充分提高驱动效率。
此时,本发明也可使上述振动体抵接上述凸轮构件的转动轴外周。
根据这样的发明,由于振动体具有抵接凸轮构件的转动轴外周的结构,因此无论从凸轮构件的转动轴外周的任何方向都可以抵接振动体,从而可以提高凸轮构件的形状和驱动用导向部的设计自由度,使制造更容易。
本发明也可以在上述凸轮构件上设置沿该凸轮构件的转动方向的圆弧形突出部,使上述振动体抵接该突出部。
并且,为了防止此处的突出部表面的磨损,对其进行精加工使其没有凹凸。根据这样的发明,由于凸轮构件的突出部成为圆弧形的结构,与振动体的抵接点充分远离凸轮构件的转动中心,因此转动驱动凸轮构件所需的转矩可以很小。
而且,由于突出部的圆弧形面在园周方向很长,因此相对于振动体的振动,凸轮构件的转动角度变小,可以使凸轮构件作微小转动,与凸轮构件连接的被驱动构件的进退也可以进行微小移动。
在本发明中,驱动用导向部也可以隔着凸轮构件的转动中心,在相互相反侧设置至少两个,这些驱动用导向部相对转动中心形成螺旋形。
根据这样的发明,由于驱动用导向部隔着转动中心设置,因此可以在凸轮构件内高效地配置驱动用导向部,可以促进凸轮构件的小型化。此外,由于驱动用导向部形成为螺旋形,因为驱动用导向部配置在转动中心周围,因此可以通过高效的驱动用导向部的配置促进凸轮构件的小型化。从而可促进驱动装置的小型化。
在本发明中,具有与振动体抵接的转动轴,凸轮构件通过转动轴的转动而转动,并且相对转动轴可装拆。
根据这样的发明,由于凸轮构件相对转动轴可装拆,因此可以分别进行由凸轮构件引起的被驱动构件的进退动作性能的确认、以及对由振动体引起的转动轴的驱动动作性能的确认。从而,由于可以分别对凸轮构件与被驱动构件、以及振动体与转动轴的设定条件进行最佳设定,因此可以良好地确保被驱动构件的进退动作性能以及转动轴的驱动动作性能。从而,可以提高驱动装置的驱动性能。
在本发明中,也可以具有固定在转动轴上并向转动轴直径方向突出的杆构件,配置成转动轴的转动中心与凸轮构件的转动中心一致,该杆构件的末端侧与凸轮构件卡合。
根据该发明,由于转动轴与凸轮构件通过杆构件连接,因此转动轴的驱动力可以在离开凸轮构件的转动中心规定距离的位置进行传递。从而,杆构件可以与驱动用导向部互不干扰地配置。此外,虽然转动轴与凸轮构件设置成可以相互装拆,但由于在该情况下通过杆构件传递转动运动,因此在转动轴与凸轮构件的连接部分中的松动等,对凸轮构件的转动角度的影响变小,可以更加正确地驱动被驱动构件进退。
在本发明中,也可以将被驱动构件容纳到壳体中,并在壳体的同一侧面设置多个凸轮构件和振动体。
根据该发明,由于在壳体的同一侧面设有多个凸轮构件和振动体,因此可以进一步促进驱动装置的小型化。特别是,由于在驱动用导向部形成为螺旋形的情况下,这可以促进凸轮构件的小型化,因此在壳体的同一侧面可以容易地设置多个凸轮构件和振动体。
在本发明中,也可以将凸轮构件和振动体在同一侧面中配置成大致点对称。
根据该发明,由于凸轮构件和振动体配置成大致点对称,因而在壳体的同一侧面内可以互不干扰地良好地配置多个凸轮构件和振动体,因此可以提高壳体侧面中的空间利用率。
本发明的驱动装置的特征在于,具有:振动体,其通过压电元件的形变而振动;以及凸轮构件,其与该振动体抵接且通过该振动体的振动而直线移动,该凸轮构件上设有与被驱动构件卡合,使该被驱动构件进退的驱动用导向部。
根据这样的发明,如上所述,由于将振动体直接抵接到凸轮构件的突出部,因而与现有的通过摩擦结合进行驱动的情况相比较,由摩擦引起的能量损耗小,因此可充分提高驱动效率,不必设置复杂的结构即可实现小型化。
此时,在本发明中,也可以在上述凸轮构件上设有沿该凸轮构件的移动方向的直线形的突出部,并使该突出部与上述振动体抵接。
根据这样的发明,由于突出部为直线形状,上述凸轮构件的驱动也为直线驱动,因此与设有转动轴驱动凸轮构件的机构相比较,可简化驱动机构,使其进一步小型化。
在本发明中,上述振动体优选具有:描绘出将往复振动与弯曲振动组合而成的椭圆轨道的振动模式。
根据该发明,通过振动体描绘出椭圆轨道进行振动,在振动体的轨道上的接近和远离驱动轴、驱动构件或保持构件的一侧,这些构件与振动体之间的摩擦力发生变化。亦即,由于振动体位于接近驱动轴、驱动构件或保持构件一侧的轨道上时的摩擦力变大,因此根据振动体的振动方向可靠地驱动被驱动构件。
在本发明中,上述振动体最好具有可自由切换描绘出上述椭圆轨道的振动模式的振动方向的结构。
在本发明中,通过切换振动体的振动方向,可以任意地控制被驱动构件的驱动方向。从而,没有必要根据被驱动构件的驱动方向准备两个或两个以上的振动体,用一个振动体就可以在进退两个方向驱动被驱动构件。
在本发明中,也可以具有对被驱动构件的进退进行导向的至少2根导向轴,相对更接近凸轮构件的导向轴,定位被驱动构件的位置。
根据该发明,由于相对更接近凸轮构件的导向轴定位被驱动构件,因此当被驱动构件通过凸轮构件一边被导向轴导向、一边进退时,导向轴与被驱动构件之间的松动小,被驱动构件可平滑地进退。
在本发明中,也可以具有对被驱动构件的进退进行导向的至少2根导向轴,接近导向轴配置凸轮构件。
根据该发明,由于接近导向轴配置凸轮构件,因此当被驱动构件通过凸轮构件一边被导向轴导向、一边进退时,从凸轮构件到导向轴的距离变短,施加到凸轮构件上的负荷力矩变小。从而,为了使被驱动构件进退所必要的驱动力矩变小,可促进驱动装置的省力化。
另一方面,本发明的透镜单元的特征在于,具有:上述的任意驱动装置;以及安装该驱动装置的壳体,由上述驱动装置驱动的被驱动构件是变焦透镜。
此外,本发明的透镜单元的特征在于,具有:上述的任意一个驱动装置;以及安装该驱动装置的壳体,由上述驱动装置驱动的被驱动构件是聚焦透镜。
而且,本发明的透镜单元也可以具有:上述的任意一个驱动装置;安装该驱动装置的壳体;以及安装在该壳体上的透镜,由上述驱动装置驱动的被驱动构件具有将由上述透镜所成的像转换为电信号的摄像元件。
并且,在此处,变焦透镜和聚焦透镜既可以由一个的光学元件构成,也可以由多个光学元件组合起来构成。此外,作为摄像元件,可采用摄像管或电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)等。
根据这样的发明,在该透镜单元中,可以达到与上述各效果相同的效果。亦即,可以实现该透镜单元的小型化、提高驱动效率,可以达到本发明的目的。
本发明的拍摄装置的特征在于,具有:由上述任意一个驱动装置驱动的透镜;记录由该透镜所成的像的记录介质;容纳上述驱动装置、透镜以及记录介质的外壳。
本发明的拍摄装置也可以具有:上述任何一个透镜单元;记录由构成该透镜单元的透镜所成的像的记录介质;安装这些透镜单元和记录介质的外壳。
根据这样的发明,在该拍摄装置中,可以达到与上述各效果相同的效果。亦即,可以实现该拍摄装置的小型化、提高驱动效率,可以达到本发明的目的。
根据本发明,具有既可以实现小型化又可以充分提高驱动效率的效果。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的透镜单元的立体图。
图2是上述实施方式的透镜单元的立体图。
图3是上述实施方式的凸轮构件的动作图。
图4是上述实施方式的凸轮构件的动作图。
图5是驱动上述实施方式的凸轮构件的振动体的放大图。
图6是本发明的第2实施方式的凸轮构件的动作图。
图7是本发明的第2实施方式的凸轮构件的动作图。
图8是本发明的第3实施方式的透镜单元的截面图。
图9是本发明的第3实施方式的凸轮构件的动作图。
图10是本发明的第3实施方式的凸轮构件的动作图。
图11是本发明的第4实施方式的透镜单元的立体图。
图12是表示上述实施方式的凸轮构件的配置的俯视图。
图13是表示上述实施方式的透镜的安装结构的俯视图。
图14是表示上述实施方式的振动体和转动轴的配置的俯视图。
图15是表示上述实施方式的振动体的立体图。
图16是表示上述实施方式的振动体的立体图。
图17是表示上述实施方式的振动体的俯视图。
图18是表示上述实施方式的驱动构件的俯视图。
图19是表示上述实施方式的连接端子的侧截面图。
符号说明
1:驱动装置;1A:驱动单元;10、110、210、310:透镜单元;20、90:壳体;30、40、50:作为被驱动构件的透镜;31、41、51:凸轮棒;21:导向轴;60、70、160、170、260、270、360、370:凸轮构件;65、75、165、175、265、275:突出部;62A、62B、62C、262A、262B、262C:作为驱动用导向部的凸轮槽;61、71:转动轴;66、76:振动体;66A、76A:振动体单元;611、711:杆构件;365、375:转动销。
具体实施方式
以下根据附图,对本发明的实施方式进行说明。
并且,在后述的第2实施方式及其后,对与以下说明的第1实施方式的结构元件相同的元件和具有同样功能的元件,标注相同符号,并简化或省略其说明。
第1实施方式
以下,对本发明的第1实施方式的透镜单元10进行说明。并且,透镜单元10安装在照相机上、或与照相机制造为一体。
此外,该照相机除上述透镜单元10之外,还具有:记录介质,其记录由构成该透镜单元10的透镜30、40、50所成的像;驱动装置1,其驱动各透镜30、40、50;以及容纳所有这些结构的外壳。但是,省略了照相机、记录介质和外壳的图示。
图1是从右上方看到的透镜单元10的立体图,图2是从左上方看到的透镜单元10的立体图。图3(A)、(B)是凸轮构件60的动作图。图4(A)、(B)是凸轮构件70的动作图。图5是驱动凸轮构件60的振动体66的放大图。
在图1至图5中,透镜单元10具有:壳体20,其整体大致为方筒形;第1透镜30、第2透镜40、第3透镜50,它们分别作为本发明的被驱动构件;凸轮构件60,其对第2透镜40和第3透镜50进行进退驱动;凸轮构件70,其对第1透镜30进行进退驱动;振动体66,其驱动凸轮构件60转动;振动体76,其驱动凸轮构件70转动。进而,构成本发明的驱动装置1,该驱动装置1用于通过这些结构中的凸轮构件60、70以及振动体66、76驱动各透镜30、40、50。以下,对各结构具体加以说明。
壳体20平行地设有2根从正面向背面的棒形导向轴21。该导向轴21是对透镜30、40、50的进退驱动进行导向的构件,沿进退方向(光轴方向)贯穿透镜30、40、50。此外,该导向轴21起着防止透镜30、40、50向前后倾倒的作用。
而且,在壳体20两侧的侧部22上,设有长孔形开口部23A、23B、23C,这些开口部23A、23B、23C形成为使设在透镜30、40、50上的凸轮棒31、41、51能充分运动的大小。
第1透镜30被配置在壳体20内部的同时,具有位于壳体20的开口部23C内的凸轮棒31。第2透镜40被配置在壳体20内部的同时,具有位于壳体20的开口部23B内的凸轮棒41。第3透镜50在同样被配置在壳体20内部的同时,具有位于壳体20的开口部23A内的凸轮棒51。
这些第1~第3透镜30、40、50中,中央聚光部32、42、52(聚光部52可参考图8)及其周围的框安装部33、43、53(框安装部53可参考图8)由透镜材料形成为一体,具有保持它们的保持框34、44、54。进而,在该保持框34、44、54上,设有上述凸轮棒31、41、51。
并且,第1透镜30是聚焦透镜,第2透镜40、第3透镜50是变焦透镜。此外,第3透镜50并不限于变焦透镜,也可以是聚焦透镜。在该情况下,通过适当地设定各透镜30、40、50的结构、各透镜30、40、50光学特性,可以利用透镜单元10作为聚焦用透镜。
进而,如图8所示,第2透镜40具有由凹透镜46和凸透镜45组合而成的结构,对各透镜30、40、50的结构等,也可以考虑其目的任意决定。
而且,在本实施例中,虽然各透镜30、40、50的聚光部32、42、52与框安装部33、43、53由透镜材料形成为一体,但也可以只用透镜材料形成聚光部32、42、52,而用其它材料将框安装部33、43、53侧与保持框34、44、54形成为一体。此外,聚光部32、42、52和框安装部33、43、53以及保持框34、44、54也可以由透镜材料构成一体。
凸轮构件60、70设置在处于壳体20两侧的外面部25A、25B与外盖构件100之间,外盖构件100分别由3个支脚26固定在该外面部25A、25B的外侧。
凸轮构件60形成具有转动轴61的大致为扇形的形状,其被壳体20的外面部25A支撑,并能以转动轴61为中心自由转动。此外,在凸轮构件60的面形部分,形成有作为驱动用导向部的2个凸轮槽62A、62B。该凸轮槽62A、62B大致形成为圆弧形,第2透镜40的凸轮棒41与凸轮槽62B卡合,第3透镜50的凸轮棒51与凸轮槽62A卡合,从而,当凸轮构件60转动时,凸轮棒31、41被凸轮槽62A、62B所引导,以对应于这些凸轮槽62A、62B形状的速度和移动范围运动,使第2透镜40和第3透镜50进退。
凸轮构件70形成具有转动轴71的大致为杆形的形状,被壳体20的另一外面部25B支撑,并能以转动轴71为中心自由转动。此外,在凸轮构件70的面形部分上,形成有作为驱动用导向部的1个凸轮槽62C。第1透镜30的凸轮棒31卡合在该凸轮槽62C中,从而,当凸轮构件70转动时,凸轮棒31被凸轮槽62C所引导,以对应于该凸轮槽62C形状的速度和移动范围运动,使第1透镜30进退。
在这些凸轮构件60、70中,转动轴61、71的外周面与在大致垂直于转动轴61、71的平面内振动的振动体66、76相抵接。此时,对振动体66、76与转动轴61、71的抵接方向并无特别限定,只要是能使转动轴61、71转动的方向即可。
此外,也可以在凸轮构件60、70的面形部分设置开口,在该开口中配置振动体66、76,使振动体66、76抵接转动轴61、71的外周面。在这种情况下,开口的大小具有即使凸轮构件60转动也不会接触振动体66、76的大小。进而,这种情况下的振动体66、76无论是支撑在壳体20的外面部25A、25B,或者支撑在外盖构件100的任何一侧都可以。
此外,在转动轴61、71的外周面上,特别是对于与振动体66、76抵接的部分,为防止摩擦损耗,进行了精加工使其没有凹凸。振动体66、76的抵接部分的外径越大越好,因为相对振动次数的转角变小,因而可以对透镜30、40、50进行微细驱动。而且,转动轴61、71的外径形状只要抵接部分为圆弧即可,其它的面可以不是圆弧。
如图5所示,振动体66具有:加强板81,其形成为大致矩形平板形;平板形的压电元件82,其设在该加强板81的表里两面。
加强板81在长度方向的一端一体地形成有凸部81A,该凸部81A的末端与转动轴61的周面抵接。
此外,在加强板81的长度方向的大约中央,沿宽度方向两侧一体地形成有悬臂81B。悬臂81B大致成直角从加强板81突出,它们的端部通过以预定弹性力将凸部81A压向转动轴61的装置,分别被固定在外盖构件100上。这样的加强板81由不锈钢、其它材料形成。
粘结在加强板81的两面的大致矩形部分上的压电元件82可以通过从钛酸锆酸铅(PZT)、石英、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅、聚氟化聚偏氯乙烯、锌铌酸铅、钪铌酸铅等材料中选择适当的材料来形成。
此外,在压电元件82的两面,形成镀镍层和镀金层等,以形成电极。该电极,以沿长度方向的中心线为轴线对称地形成通过切口槽相互电气绝缘的多个电极。亦即,形成将压电元件82沿宽度方向大约分为三等分的2条槽83A,在由这些槽83A分割的3个电极之中的两侧的电极中再形成沿长度方向大约二等分的槽83B。
通过这些槽83A、83B,在压电元件82的表面形成5个电极82A、82B、82C、82D、82E。进而,连接这些电极82A~82E中、位于对角线两端的电极82A和82E的引线、连接电极82B和82D的引线、以及连接电极82C的引线,都连接到施加装置上。
并且,这些电极82A~82E同样地被设在隔着加强板81的表里两面的压电元件82上,例如在电极82A的里面侧形成有电极82A。此外,在图5中省略了引线、小螺钉、以及施加装置的图示。而且,振动体76的结构与振动体66相同,由于通过说明振动体66即可理解,故在此处省略其说明。
对这样形成的压电元件82,通过选择表面电极82A~82E中预定的电极,并由施加装置施加电压,就可以使振动体66产生沿振动体66的长度方向往复振动的纵振动、以及沿加强板81的宽度方向振动的弯曲振动,凸部81A描绘出将纵振动和弯曲振动组合而成的椭圆轨道进行振动。
此外,当通过适当切换向压电元件82施加电压的电极使振动体66振动时,可以使转动轴61的转动方向为正转或反转。
例如,假设使电极82A、82C、82E导通,在这些电极82A、82C、82E与地(此处为加强板81)之间施加了电压时的转动方向为正转的话,则使电极82B、82C、82D导通,在它们与地之间施加电压时,转动轴61的转动方向为反转。
此处,对施加到压电元件82上的电压的频率进行设定,使加强板81振动时在纵振动谐振点附近出现弯曲谐振点,使凸部81A描绘出良好的椭圆轨道。此外,对压电元件82的尺寸、厚度、材质、长宽比、电极的分割形态等进行适当决定,使对压电元件82施加了电压时,凸部81A能容易地描绘出良好的椭圆轨道。
并且,对施加到振动体66的交流电压的波形没有特别限定,例如可采用正弦波、矩形波、梯形波等。
其次,根据图3,对透镜单元10的动作进行说明。
首先,由于与转动轴61的外周抵接的振动体66进行振动,转动轴61转动预定角度。通过转动,与转动轴61形成一体的凸轮构件60也转动预定角度。于是,在凸轮构件60上形成的凸轮槽62A、62B也转动,分别嵌合到凸轮槽62A、62B中的凸轮棒51、41的外周面一边由凸轮槽62A、62B的内周面导向,一边在开口部23A、23B中移动。
例如,当使转动轴61从图3(A)的位置沿逆时针方向(R1)转动时,具有凸轮棒41、51的第2透镜40和第3透镜50向相互分离的方向移动,如图3(B)那样,第2透镜40和第3透镜50的间隔变宽。
相反,当切换施加电压的电极82A~82E,使转动轴61从图3(B)的位置沿顺时针方向(R2)转动时,第2透镜40和第3透镜50向相互接近的方向移动,恢复到如图3(A)那样。
从而,第2透镜40和第3透镜50起到作为变焦透镜的功能。
在图4中也相同,由于与转动轴71的外周抵接的振动体76进行振动,转动轴71转动预定角度。通过转动,与转动轴71形成一体的凸轮构件70也转动预定角度。于是,在凸轮构件70上形成的凸轮槽62C也转动,嵌合到该凸轮槽62C中的凸轮棒31的外周面一边由凸轮槽62C的内周面导向,一边在开口部23C中移动。
例如,当使转动轴71从图4(A)的位置沿逆时针方向(R1)转动时,与凸轮棒51连接的第1透镜30从壳体20的中心方向向外侧方向移动,如图4(B)那样,向壳体20的端部侧靠近。
相反,当使转动轴71从图4(B)的位置沿顺时针方向(R2)转动时,第1透镜30向壳体20的中央侧移动,恢复到如图4(A)那样。从而,第1透镜30起到作为聚焦透镜的功能。
如上述那样,通过一边适当切换向压电元件82施加电压的电极82A~82E,一边对凸轮构件60、70的转动轴61、71提供直接振动,第1透镜30、第2透镜40、第3透镜50如图3、图4那样被进退驱动。
此时,通过由未图示的读入传感器读入透镜30、40、50的位置,将其反馈到控制电路进行驱动控制,可使透镜30、40、50静止在任意位置。
根据以上的本实施方式,可得到如下的效果。
(1)亦即,根据透镜单元10所用的驱动装置1,通过由振动体66、76进行振动使转动轴61、71转动,使凸轮构件60、70的凸轮槽62A、62B、62C转动,由于沿凸轮槽62A、62B、62C的形状,对凸轮棒31、41、51进行导向,因此可以对透镜30、40、50进行进退驱动。
从而,不必设置以往使用的电磁电机、其附带的齿轮或凸轮环等复杂的结构,在简化结构的同时,还可以使透镜单元10小型化。而且,通过由该振动体66、76进行振动来驱动透镜30、40、50,与现有的通过压电元件的伸缩形变进行驱动的情况相比,由于可以减小振动体66、76的大小,因此可以进一步使透镜单元10小型化。
而且,由于将振动体66、76和凸轮构件60、70设在透镜单元10的侧面,因此与现有的设在壳体20的长度方向的情况相比,可以将驱动装置1的整体长度设定得较短,而且,通过将振动体66、76与凸轮构件装配为一体,也可以减薄凸轮构件60、70的厚度,可进一步实现小型化。
(2)由于透镜30、40、50通过凸轮棒31、41、51被沿着凸轮槽62A、62B、62C进退驱动,因此与现有的通过摩擦结合进行驱动的情况相比,可以减小由摩擦引起的能量损耗,可以充分提高驱动效率。而且,由于透镜30、40、50的凸轮棒31、41、51与凸轮构件60、70卡合,在驱动停止时,透镜30、40、50不容易移动,可稳定在其位置。此外,由于即使取消对振动体66、76的压电元件82施加的电压也可以保持透镜30、40、50的位置,因此没有必要持续施加电压,可以抑制电力消耗。
(3)由于通过由振动体66、76描绘椭圆轨道进行振动,当振动体66、76的凸部81A将要描绘接近转动轴61、71侧的轨道时,其驱动力变大,因此转动轴61、71和凸轮构件60、70被朝向当时的振动方向驱动而转动,可以可靠地向预定方向驱动透镜30、40、50。
此时,由于通过导向轴21维持第1透镜30、第2透镜40、第3透镜50的姿态,因此透镜30、40、50相对壳体20的长度方向没有倾斜,能以高精度驱动透镜30、40、50。
(4)由于用一个凸轮构件60同时对第2透镜40、第3透镜50进行进退驱动,因此无需准备用于分别驱动各个透镜40、50的振动体,可以减少零构件个数并使驱动装置1小型化。
第2实施方式
其次,根据图6和图7,对本发明的第2实施方式的透镜单元110进行说明。
透镜单元110中,在驱动装置1中,凸轮构件160、170的形状和振动体66、76的抵接位置与上述第1实施方式的透镜单元10不同。以下就其不同点进行详细说明。
在图6(A)、(B)中,凸轮构件160被壳体20的外面部25A支撑,并且大致形成为扇形,在一端上形成有作为转动中心的转动轴61,在另一端上形成有沿该凸轮构件160的转动方向的圆弧形突出部165。
同样,凸轮构件170被壳体20的另一外面部25B支撑,并且也大致形成为扇形,在一端上形成有作为转动中心的转动轴71,在另一端上形成有沿该凸轮构件170的转动方向的圆弧形突出部175。
而且,通过将振动体66、76的振动直接连续地传递到凸轮构件160、170的突出部165、175,可连续地驱动凸轮构件160、170。此外,通过使突出部165、175远离转动轴61、71,突出部165、175的圆弧形的面在圆周方向变长,相对振动体66、76的振动量的转动角度减小,因此,除可以进行微小转动之外,还可以使驱动凸轮构件转动所需的转矩更小。
而且,为了防止振动体66、76的抵接部分的摩擦损耗,对突出部165、175的表面进行了精加工使其没有凹凸。此外,振动体66、76与上述第1实施方式相同。
在图6中,说明透镜单元110的动作。
首先,由于与凸轮构件160的突出部165内周抵接的振动体66进行振动,凸轮构件160以转动轴61为中心转动预定角度。通过转动,与该凸轮构件160嵌合的凸轮棒41、51的外周面一边由凸轮槽62B、62A的内周面引导,一边在开口部23B、23A中移动。
例如,当使突出部165从图6(A)的位置沿逆时针方向转动时,具有凸轮棒41、51的第2透镜40和第3透镜50向相互分离的方向移动,如图6(B)那样,第2透镜40和第3透镜50的间隔变宽。相反,切换对压电元件82施加电压的电极82A~82E,当使突出部165从图6(B)的位置沿顺时针方向转动时,第2透镜40和第3透镜50向相互接近的方向移动,恢复到如图6(A)那样。
从而,第2透镜40和第3透镜50起到作为变焦透镜的功能。
在图7中也相同,由于与沿转动方向的圆弧形突出部175抵接的振动体76进行振动,凸轮构件170以转动轴71为中心转动预定角度。通过转动,在凸轮构件170上形成的凸轮槽62C也转动预定角度。于是,在凸轮构件170上形成的凸轮槽62C也转动,嵌合在凸轮槽62C中的凸轮棒31的外周面一边由凸轮槽62C的内周面引导,一边在开口部23C中移动。
例如,当使突出部175从图7(A)的位置沿逆时针方向转动时,与凸轮棒31连接的第1透镜30从壳体20的中心方向外侧方向移动,如图7(B)那样,向壳体20的端部侧靠近。
相反,当使突出部175从图7(B)的位置沿顺时针方向转动时,第1透镜30向壳体20的中央侧移动,恢复到如图7(A)那样。从而,第1透镜30起到作为聚焦透镜的作用。
根据以上的本实施方式,除具有与上述第1实施方式相同的效果(1)~(4)之外,还具有以下的效果。
(5)由于突出部165、175远离转动轴61、71的转动中心,突出部165、175的圆弧形的面在圆周方向变长,因此相对于与突出部165、175抵接的振动体66、76的振动量,可减小转动角度,可以使连接凸轮构件60、70的透镜30、40、50的进退作微小的运动。此外,可以减小驱动凸轮构件转动所需的转矩。
第3实施方式
其次,根据图8、图9以及图10,对本发明的第3实施方式的透镜单元210进行说明。
在透镜单元210中,壳体90的形状、凸轮构件260、270的形状、凸轮构件260、270的突出部265、275的形状与上述各实施方式不同。以下就其不同点进行详细说明。
图8是表示本发明的透镜单元210的截面图。图9(A)、(B)是凸轮构件260的动作图。图10(A)、(B)是凸轮构件270的动作图。
在图8至图10中,在壳体90的侧方,设置有与振动体76抵接的凸轮构件270,在壳体90的另一侧方,设置有与振动体66抵接的凸轮构件260。并且,振动体66、76分别固定在壳体90的侧部91上。
凸轮构件260、270形成为大致矩形状,长度方向的两端部卡合到壳体90的卡合槽92中,成为上下滑动的结构。此外,在凸轮构件260的面形部上,形成有突出部265和凸轮槽262A、262B,在凸轮构件270上,形成有突出部275和凸轮槽262C。上述突出部265、275沿滑动方向形成直线形,振动体66、76与突出部265、275的表面相抵接。
在图9中,说明透镜单元210的动作。
首先,振动体66与凸轮构件260的突出部265抵接并进行振动,从而凸轮构件260通过被壳体90的卡合槽92导向而上下滑动,使嵌合到凸轮构件260中的凸轮棒41、51的外周面一边由凸轮槽262B、262A的内周面引导一边移动。
例如,当使凸轮构件260从图9(A)的位置向上方移动时,具有凸轮棒41、51的第2透镜40和第3透镜50向相互接近的方向移动,如图9(B)那样,向第2透镜40和第3透镜50的间隔相互接近的方向移动。
相反,当切换对压电元件82施加电压的电极82A~82E,使凸轮构件260从图9(B)的位置向下方移动时,第2透镜40和第3透镜50向相互分离的方向移动,恢复到如图9(A)那样。
从而,第2透镜40和第3透镜50起到作为变焦透镜的作用。
在图10中也相同,当使凸轮构件270向上方滑动时,具有凸轮棒31的第1透镜30从壳体90的中央向外侧方向移动,如图10(B)那样,向壳体90的端部侧靠近。
相反,当使凸轮构件270从图10(B)的位置向下方滑动时,第1透镜30向壳体90的中央侧移动,恢复到如图10(A)那样。从而,第1透镜30起到作为聚焦透镜的作用。
根据以上的本实施方式,虽然凸轮构件260、270不转动而是沿直线滑动这一点不同,但通过与第1实施方式相同的结构,可获得上述效果(1)~(4)。此外,还具有以下效果。
(6)由于突出部265、275的形状为直线形状,凸轮构件260、270的驱动也是直线驱动,因此不必设置转动轴等,可以简单地制造凸轮构件260、270。
第4实施方式
其次,根据图11至图19,对本发明的第4实施方式的透镜单元310进行说明。
透镜单元310中,在驱动装置1中,凸轮构件360、370的配置和结构与第1实施方式的透镜单元10不同。以下就其不同点进行详细说明。
在图11中表示出本发明的第4实施方式的透镜单元310的立体图。如该图11中所示,透镜单元310具有使第1透镜30(参考图13)移动的凸轮构件370;以及使第2透镜40和第3透镜50(参考图13)移动的凸轮构件360。与第1实施方式不同,该凸轮构件360、370被配置在壳体20的外面离导向轴21近的面上(图1中的下面,图11中的上面),即配置在与由2根导向轴21规定的面平行的面即离这些导向轴21较近的面25C上的同一平面上。
在凸轮构件360、370的上面,隔着下板311,配置有转动轴61、71以及分别驱动这些转动轴61、71转动的振动体66、76。进而,在转动轴61、71和振动体66、76的更上面设有上板312。因而,通过用螺钉313(313A、313B)将转动轴61、71和振动体66、76固定夹在下板311与上板312之间,构成驱动构件1A,通过用螺钉314将上板312固定在壳体20上,将该驱动构件1A固定在壳体20上。
图12是表示凸轮构件360、370的配置的俯视图。在该图12中,在凸轮构件360上形成有设在转动中心的转动销365、以及形成在该转动销365周围的凸轮槽62A、62B。通过将转动销365卡合到形成在面25C上的孔中(未图示),凸轮构件360可相对壳体20转动。
凸轮槽62A、62B分别形成为离转动销365的距离逐渐变大的螺旋形。因而,凸轮构件360的外形形状形成为沿这些凸轮槽62A、62B具有离转动销365的距离逐渐变大的螺旋形的外形的变形形状。在凸轮槽62A、62B中,分别插入第3透镜50的凸轮棒51以及第2透镜40的凸轮棒41。此外,在面25C上,在平行于第2透镜40和第3透镜50的移动方向,亦即平行于导向轴21,形成有开口部23A、23B。
在凸轮构件360的外缘,形成有大致为半圆形的缺口366。
凸轮构件370形成为大致扇形,并形成有设在转动中心的转动销375、以及长孔形的凸轮槽62C。通过将转动销375卡合到面25C上形成的孔(未图示)内,凸轮构件370可以相对壳体20转动。在凸轮槽62C中,插入第1透镜30的凸轮棒31。此外,在凸轮构件370的外缘,形成有大致为半圆形的缺口376。
将凸轮构件360和凸轮构件370配置在大致为矩形的面25C的对角线上的两端。
在图13中示出第1透镜30、第2透镜40和第3透镜50相对导向轴21的安装结构。如该图13中所示,在第1透镜30、第2透镜40、以及第3透镜50的保持框34、44、54上,形成有贯穿导向轴21的通孔35A、35B、45A、45B、55A、55B。在第1透镜30的通孔35A、35B之中的、接近凸轮构件370的转动销375的位置侧,也就是离形成凸轮构件370的凸轮槽62C的位置即设有凸轮棒31的位置较近的通孔35B,成为用于规定第1透镜30相对导向轴21的安装位置的定位孔,考虑到导向轴21的直径尺寸,该通孔35B的直径尺寸被设成使第1透镜30无晃动地平滑移动的尺寸。为了调整第1透镜30的安装位置且吸收制造上的尺寸误差等,另一通孔35A形成为长孔形状。
第2透镜40的通孔45A、45B和第3透镜50的通孔55A、55B之中的、接近凸轮构件360的转动销365的位置一侧,即接近凸轮棒41、51一侧的通孔45A、55A成为定位孔。而另一方的通孔45B、55B形成为长孔形状。
这样,通过对接近转动销365、375或凸轮棒31、41、51一侧的导向轴21进行定位,可提高各透镜30、40、50的定位精度,并且使各透镜30、40、50动作的力矩变小,可以进行平滑的动作。
在保持框34、44、54的表面上,在与通孔35B、45A、55A对应的位置上,设有形成了通孔341A、441A、541A的导向部341、441、541。各透镜30、40、50分别通过通孔35B、45A、55A以及通孔341A、441A、541A由导向轴21导向,由于这些导向部341、441、541,各透镜30、40、50的厚度方向(各透镜30、40、50的移动方向)的尺寸变大。亦即,由于在成为定位孔的通孔35B、45A、55A一侧设有导向部341、441、541,可以使各透镜30、40、50更加稳定地定位、导向。
图14是表示转动轴61、71和振动体66、76的配置的俯视图。如该图14所示,转动轴61、71和振动体66、76被放置在下板311上。转动轴61、71被配置在与凸轮构件360、370的转动销365、375对应的位置,转动轴61、71的转动中心与凸轮构件360、370的转动中心一致。通过将转动轴61、71夹在设于上板312与转动轴61、71之间的支承板315以及下板311之间,设置成无论相对上板312和下板311,还是相对壳体20,转动轴61、71都可自由转动。并且,用螺钉315A将支承板315在中央处固定在下板311上。此外,支承板315的两端与上板312一起用螺钉313B固定在下板311上。
如上述图11所示,在转动轴61、71上分别固定有杆部件611、711,在这些杆部件611、711的末端安装的销612、712,分别卡合到凸轮构件360、370的缺口366、376中。从而,当转动轴61、71转动时,随之杆部件611、711也转动,由于销612、712按压缺口366、376,凸轮构件360、370进行转动。
振动体66、76由相同结构的振动体单元66A、76A构成,沿壳体20的面25C上的对角线配置,分别与转动轴61、71抵接。由于振动体单元66A、76A具有相同结构,因此此处只对振动体单元66A进行说明。
在图15和图16中表示出振动体单元66A的整体立体图。如该图15和图16所示,振动体单元66A具有:振动体66;外壳67,其用于保持振动体66;电路板68,其安装在外壳67上,用于将振动体66的电极82A~82E连接到外部的施加装置。
与第1实施方式相同,振动体66采用在加强板81的两面设有压电元件82的结构,在加强板81的长度方向的两端(短边中央)形成有凸部81A。这些凸部81A中的一个形成为大致半圆形,如图14所示,与转动轴61的侧面抵接。此外,凸部81A中的另一个形成多边形。
在图17中,示出振动体66的电极图案。如该图17所示,与第1实施方式相同,形成振动体66的5个电极(电极82A~82E),但在电极82A、82B、82D、82E上,分别形成有从压电元件82的长度方向的大约中央突出的突出部821A、821B、821D、821E。这些突出部821A、821B、821D、821E以及电极82C的长度方向的中央成为与外部的施加装置导通的连接部分(端子)。这些连接部分通过突出部821A、821B、821D、821E,在压电元件82的短边方向上配置成大约直线,从而简化了对施加装置的连接。
返回到图15和图16,外壳67是由不锈钢等导电性材料构成的块形构件,与振动体66的一面对置配置,并且在与振动体66的面对置的面上,形成有凹形部671。振动体66被容纳到凹形部671中,悬臂81B由螺钉672固定在外壳67上。此时,振动体66的长度方向两端被配置为从外壳67的端部突出,当凸部81A抵接转动轴61时,外壳67不会对转动轴61发生干扰。
在外壳67的长度方向两端,形成有沿振动体66的长度方向的细长形状的缺口部673。2个缺口部673都被设在振动体66的长度方向的一侧。这些缺口673被如下配置:在将振动体单元66A配置在下板311上时,通过将从下板311突出的销316(参考图14)卡合到缺口673中,使振动体单元66A能够沿预定方向(缺口673的形成方向,亦即振动体66的长度方向)滑动。此外,在外壳67中,在接近转动轴61一侧的端部近旁,形成有用于将振动体单元66A向转动轴61侧弹压的弹簧安装孔674。
电路板68由具有绝缘性的挠性基板等构成,在表面形成有导电图案681。该电路板68被设在振动体66的两面(电路板68A、68B),一个电路板68A被固定在外壳67的设有振动体66一侧的相反侧。此外,另一个电路板68B横跨振动体66,在外壳67的凹形部671两侧,固定在外壳67上。这些电路板68A、68B由连接部682相连接。
导电图案681中,从电路板68突出形成的悬突(hangover)683与压电元件82的电极82A~82E分别连接,并由焊锡等固定。并且,电路板68A侧的悬突683贯穿外壳67上形成的开口部675,连接到压电元件82。
通过导电图案681使电极82A与电极82E、电极82B与电极82D分别导通,此外,分别通过连接部682使加强板81两面的压电元件82中对应的电极82A~82E分别导通。进而,在导电图案681的一部分上,形成有连接这些电极82A~82E的端子684。亦即,端子684具有以下3个端子:连接加强板81两面的电极82A、82E的端子;连接加强板81两面的电极82B、82D的端子;以及连接加强板81两面的电极82C的端子。这些端子684形成为大致矩形状,其长度方向沿压电元件82的长度方向配置。
此外,在电路板68A上形成有长孔685,在该长孔685的内部,露出外壳67的表面。此处,因为外壳67由导电性材料构成,因此外壳67的表面与加强板81导通。因而,长孔685内部的外壳67表面成为连接加强板81的端子686。
如图14所示,这样的振动体单元66A、76A与转动轴61、71一起,被大致点对称地配置在壳体20的面25C上,用上板312盖住。
在图18中,示出驱动构件1A的俯视图。如该图18和上述图11所示,在上板312上,在配置振动体单元66A、76A的位置上,形成有开口部317,从该开口部317中露出振动体单元66A、76A的端子684、686,以及弹簧安装孔674。
在上板312上安装有将振动体单元66A、76A分别向转动轴61、71弹压的弹簧318。这些弹簧318是形成为大致L字形的板形构件,大约中央的弯曲部分由螺钉313固定在上板312上。弹簧318的一端插入并通过形成在上板312中的孔319。此外,弹簧318的另一端贯穿开口部317,分别插入并通过振动体单元66A、76A的弹簧安装孔674。
此处,孔319与弹簧安装孔674的距离设定得比弹簧318的两端的距离大,因而,由于弹簧318以使两端的距离拉开的状态插入孔319和弹簧安装孔674,因此弹簧318具有使两端接近的方向上的弹性。由于振动体单元66A、76A被设定为可通过缺口673和销316沿长度方向自由滑动,因此通过弹簧318的弹压力,将振动体单元66A、76A向转动轴61、71侧弹压。从而,以适当的弹压力,将凸部81A向转动轴61、71的侧面弹压。
并且,通过将用于弹压振动体单元66A的弹簧318设在振动体单元76A近旁,将用于弹压振动体单元76A的弹簧318设在振动体单元66A近旁,并且相对面25C将两者配置成相互大致点对称,从而由于可以确保弹簧318的长度,因此容易调整弹性,容易得到适当的弹压力。
在振动体单元66A、76A的端子684、686上,设有连接外部施加装置的连接端子321。
在图19中,表示出连接端子321的侧面截面图。如该图19和上述图11、图18所示,连接端子321与端子684、686的数目相同(在本实施方式中为4个),并由具有导电性的棒状构件构成。如该图19所示,连接端子321中,4条连接端子321的大约中央被固定在由绝缘材料构成的安装构件322上,它们的一端向振动体单元66A、76A侧倾斜,它们的末端分别与电路板68的端子684、686接触。此处,由于连接端子321的末端只与端子684、686接触,因此连接端子321的末端与端子684、686可以相互滑动。
此外,连接端子321的另一端被弯曲为相对振动体单元66A、76A的平面大致垂直,并从上板312突出。在这些连接端子321的另一端上连接着引线,这些引线被连接到外部的施加装置。
在隔着连接端子321与安装构件322相反的一侧,设有将连接端子321向振动体单元66A、76A侧按压的压板323。压板323由绝缘材料构成,跨过上板312的开口部317设置,两端用螺钉固定在上板312上。通过压板323,将连接端子321和安装构件322向振动体单元66A、76A侧按压,将连接端子321的末端以适当的弹压力向电路板68的端子684、686弹压。
在这样的透镜单元310中,当通过外部的施加装置,适当地选择连接端子321并施加电压时,向压电元件82的电极82A~82E中的对应的电极施加电压,振动体66、76激励纵振动和弯曲振动,凸部81A大致描绘出椭圆形轨道进行振动。通过该大致椭圆形轨道,转动轴61、71被驱动转动,与此同时,杆构件611、711转动。
通过杆构件611、711的转动,凸轮构件360、370转动。当凸轮构件360从图12的状态沿逆时针方向(图12的R1方向)转动时,由于凸轮槽62B、62A形成螺旋形,因此随着凸轮构件360的转动,从转动销365到凸轮槽62B、62A的距离变大。从而,凸轮棒41、51沿凸轮槽62B、62A移动,第2透镜40和第3透镜50沿相互分离的方向移动。相反,当凸轮构件360沿顺时针方向(图12的R2方向)转动时,第2透镜40和第3透镜50沿相互接近的方向移动。此外,关于凸轮构件370,当振动体76使转动轴71从图12的状态沿逆时针方向转动时,凸轮棒31在凸轮槽62C内移动,第1透镜30移动。
根据这样的第4实施方式,可获得与第1实施方式的(1)~(4)的效果相同的效果,此外,还可得到以下效果。
(7)由于凸轮构件360的凸轮槽62A、62B隔着转动销365形成螺旋形,因此与第1实施方式的大致扇形的凸轮构件360不同,连接凸轮槽62A、62B与转动销365的直线的距离,是第2透镜40和第3透镜50之间的距离。亦即,由于在凸轮槽62A、62B内,凸轮棒41、51的配置位置与转动轴61的位置可以配置在一条直线上,因此可以将凸轮构件360的外形形状形成为沿螺旋形状的椭圆形或大致圆形等形状,可以促进凸轮构件360的小型化。
由于这样的凸轮槽62A、62B的形状和凸轮构件360的形状,可以将在第1实施方式中在壳体20的两侧面的各配置一个的凸轮构件360、370两者都配置在同一侧面的面25C上,可以促进透镜单元310的小型化。
此外,由于此时将转动轴61、71配置在大致矩形的面25C的对角线上两端,因此可以提高面25C内的空间利用率。
(8)通过使下板311与上板312夹着转动轴61、71和振动体单元66A、76A构成驱动单元1A,将凸轮构件360、370与转动轴61、71分开设置。因而,在驱动构件1A中,可以分别对由振动体66、76的振动引起的转动轴61、71的驱动性能进行确认,或者对由凸轮构件360、370的转动引起的各透镜30、40、50的移动性能进行确认。因而,由于对振动体单元66A、76A和凸轮构件360、370的设定值等进行最佳设定,使其不影响相互的设定条件,因此能更加可靠地得到高效的驱动性能。
此外,即使凸轮构件360、370和振动体单元66A、76A的任何一方发生了问题,由于可以只对发生问题的部分进行更换,因此可以提高透镜单元310的维护性。
(9)由于在转动轴61、71与凸轮构件360、370之间设有杆构件611、711,因此可以将转动轴61、71的转动运动通过杆构件611、711进行传递。从而,可以将杆构件611、711没有干扰地配置在凸轮槽62A、62B、62C中,使凸轮构件360、370能可靠进行动作。此外,由于通过杆构件611、711将转动轴61、71和凸轮构件360、370连接起来,能够在一定程度上用杆构件611、711吸收转动轴61、71的转动中心与凸轮构件360、370的转动中心之间的偏差,因此没有必要严格管理这些转动中心的位置精度,可以容易地制造透镜单元310。而且,由于通过杆构件611、711连接转动轴61、71与凸轮构件360、370,因此可以将转动轴61、71与凸轮构件360、370的连接部分的松动对凸轮构件360、370的转动角度产生的影响抑制到最小限度。从而,可以以更高的精度转动凸轮构件360、370。
(10)由于振动体66、76由相同结构的振动体单元66A、76A构成,因此可以实现零部件的通用化,可以降低透镜单元310的制造成本。
此外,由于振动体单元66A、76A相对下板311能够滑动,由弹簧318向转动轴61、71弹压,因此即使由于长时间使用,凸部81A产生某些磨损时,也能以适当的弹压力将凸部81A向转动轴61、71弹压,可以确保良好的驱动力。
而且,由于连接端子321按压并接触端子684、686,相对于端子684、686可以滑动,因此即使振动体66、76振动,端子684、686与连接端子321也可以良好且可靠地接触。从而,可以可靠地防止断路等问题的发生。此外,即使由于长时间使用,凸部81A产生某些磨损,振动体单元66A、76A向在转动轴61、71侧滑动了时,也可以确保端子684、686与连接端子321的连接。
由于连接端子321只是按压并接触端子684、686,因此可以将连接端子321和端子684、686相互拆卸。从而,由于可以对上板312更换振动体单元66A、76A,因此可以提高透镜单元310的维护性。
(11)由于凸轮构件360、370被设在接近导向轴21的面25C上,由于可以将从凸轮棒31、41、51到导向轴21的距离抑制到最小限度,因此可以减小各透镜30、40、50移动时的负荷力矩。从而,由于能够使各透镜30、40、50平滑地移动,并且还可以减小移动所需的驱动力,因此可以促进透镜单元310的省力化。
(12)在各透镜30、40、50中,由于更接近凸轮构件360、370的转动销365、375的安装位置的、即更接近凸轮棒31、41、51的导向轴21用的通孔35B、45A、55A成为相对导向轴21进行各透镜30、40、50定位的定位孔,因此能够得到良好的凸轮棒31、41、51相对凸轮构件360、370的位置精度,可以实现各透镜30、40、50的平滑移动。此外,由于在成为定位孔的通孔35B、45A、55A上设有导向部341、441、541,因此可使各透镜30、40、50的厚度增加,使通孔35B、45A、55A的长度增加,因此可以使各透镜30、40、50更加稳定地移动。
并且,已通过以上记述公开了用于实施本发明的最佳结构、方法等,但本发明并不仅限于此。
例如,在上述实施方式中,透镜单元10、110、210、310具有透镜30、40、50,但不限于此,也可以具有将通过透镜所成的像转换为电信号的摄像元件(未图示)。具体来说,可以替换第2透镜40,设置作为摄像元件的电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)。这样,如上所述,通过使驱动机构动作,将电荷耦合器件对准第1透镜30的成像位置,可以用电荷耦合器件读取由第1透镜30所成的像。在此情况下,也可以不设置第3透镜。
而且,也可以将电荷耦合器件固定在壳体20、90的一端,用电荷耦合器件读取由各透镜30、40、50所成的像。
在第4实施方式中,通过杆构件连接转动轴和凸轮构件,但并不仅限于此,例如也可以通过延长转动轴和凸轮构件的任何一方的转动轴(转动销),将其卡合到在另一方的转动中心中形成的孔中来连接两者,使转动轴和凸轮构件相互可以装拆。即使在这样的情况下,也可以分别对由振动体的振动引起的转动轴的转动性能进行确认,以及由凸轮构件的转动引起的各透镜的移动性能进行确认,可以分别确保良好的性能。
以上记述公开了实施本发明的最佳结构、方法等,但本发明并不仅限于此。亦即,已特别进行了图示并说明了本发明主要的特定实施方式,但只要不偏离本发明的技术思想和目的范围,本行业人员当然可以可以对上述的实施方式,在形状、材质、数量、以及其它详细结构,添加各种变形。
因此,上述公开的对形状和材质进行限制等的记述只是为了容易理解本发明而作的示例记述,不是限定本发明的记述,因此取消对那些形状和材质等的限定中的一部分或全部后的构件的名称的记述,当然也应当包含在本发明中。
本发明除了可以用于在使用聚焦透镜或变焦透镜的控制设备中的该透镜的驱动部分外,也可以用于带有照相机的移动电话设备中的聚焦透镜或变焦透镜的驱动部分。进而,除驱动透镜的部分外,例如也可以用于安装在小型信息终端设备等中的卡片式硬盘的磁头臂的驱动部分等。
Claims (19)
1.一种驱动装置,其特征在于,
具有:
通过压电元件的变形而振动的振动体;以及
与该振动体抵接并且通过该振动体的振动而转动的凸轮构件,
在该凸轮构件上设有与被驱动构件卡合、使该被驱动构件进退的驱动用导向部。
2.如权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,
所述振动体与所述凸轮构件的转动轴外周抵接。
3.如权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,
在所述凸轮构件上设有沿着该凸轮构件的转动方向的圆弧形的突出部,所述振动体与该突出部抵接。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
隔着所述凸轮构件的转动中心,在相互相反侧设有至少两个所述驱动用导向部,
这些驱动用导向部相对所述转动中心形成为螺旋形。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
具有与所述振动体抵接的转动轴,
所述凸轮构件通过所述转动轴的转动而转动,并且可以相对所述转动轴装拆。
6.如权利要求5所述的驱动装置,其特征在于,
具有固定在所述转动轴上、向所述转动轴的直径方向突出的杆构件,
配置成所述转动轴的转动中心与所述凸轮构件的转动中心一致,
该杆构件的末端侧与所述凸轮构件卡合。
7.如权利要求4至6的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
所述被驱动构件容纳在壳体中,
在所述壳体的同一侧面上设有多个所述凸轮构件和所述振动体。
8.如权利要求7所述的驱动装置,其特征在于,
所述凸轮构件和所述振动体在所述同一侧面中被大致点对称地配置。
9.一种驱动装置,其特征在于,
具有:
通过压电元件的变形而振动的振动体;以及
与该振动体抵接并且通过该振动体的振动而直线移动的凸轮构件,
该凸轮构件上设有与被驱动构件卡合、使该被驱动构件进退的驱动用导向部。
10.如权利要求9所述的驱动装置,其特征在于,
在所述凸轮构件上设有沿着该凸轮构件的移动方向的直线形的突出部,所述振动体与该突出部抵接。
11.如权利要求1至10的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
所述振动体具有描画往复振动与弯曲振动组合而成的椭圆轨道的振动模式。
12.如权利要求11所述的驱动装置,其特征在于,
所述振动体被构成为可自由地切换描画所述椭圆轨道的振动模式的振动方向。
13.如权利要求1至12的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
具有对被驱动构件的进退进行导向的至少2根导向轴,
所述被驱动构件相对于离所述凸轮构件近的所述导向轴被定位。
14.如权利要求1至13的任意一项所述的驱动装置,其特征在于,
具有对所述被驱动构件的进退进行导向的至少2根导向轴,
所述凸轮构件接近所述导向轴配置。
15.一种透镜单元,其特征在于,
具有:
如权利要求1至14的任意一项所述的驱动装置;以及
安装该驱动装置的壳体,
由所述驱动装置驱动的被驱动构件是变焦透镜。
16.一种透镜单元,其特征在于,
具有:
如权利要求1至14的任意一项所述的驱动装置;以及
安装该驱动装置的壳体,
由所述驱动装置驱动的被驱动构件是聚焦透镜。
17.一种透镜单元,其特征在于,
具有:
如权利要求1至14的任意一项所述的驱动装置;
安装该驱动装置的壳体;以及
安装在该壳体上的透镜,
由所述驱动装置驱动的被驱动构件具有将由所述透镜所成像的像转换为电信号的摄像元件。
18.一种拍摄装置,其特征在于,具有:
如权利要求1至14的任意一项所述的驱动装置;
由该驱动装置驱动的透镜;
记录由该透镜所成像的像的记录介质;以及
容纳所述驱动装置、透镜以及记录介质的外壳。
19.一种拍摄装置,其特征在于,具有:
如权利要求15至17的任意一项所述的透镜单元;
记录由构成该透镜单元的透镜所成像的像的记录介质;以及
安装这些透镜单元和记录介质的外壳。
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