CN1912665A

CN1912665A - 驱动器

Info

Publication number: CN1912665A
Application number: CNA2006101107800A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木龙太
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2007-02-14
Also published as: US7433138B2; EP1753044A2; US20070035859A1; EP1753044A3; JP2007049875A

Abstract

本发明提供一种驱动器，通过在压电元件的伸缩方向的一方侧安装驱动轴，在另一方侧安装锤部件，同时由粘接剂构成该锤部件，从而可以减少部件件数。驱动器(34)具备：压电元件(42)、安装在压电元件(42)的伸缩方向的一方侧的驱动轴(44)、摩擦卡合于驱动轴(44)的连接块(46)。在压电元件(42)的伸缩方向的另一方侧，安装由粘接剂构成的锤部件(58)。

Description

驱动器

技术领域

本发明涉及一种驱动器(actuator)，具体涉及搭载在数码相机或便携式电话等小型精密设备上，驱动变焦透镜(zoom lens)的驱动器。

背景技术

作为数码相机等透镜部的驱动装置，有采用压电元件的驱动器。例如专利文献1的驱动器，在压电元件的一方侧固定有驱动轴，压电元件的另一方侧固定于装置主体。在驱动轴上滑动自如地支撑有镜筒，该镜筒利用板簧的推顶力与驱动轴摩擦卡合。对压电元件施加形成为大致锯齿状的波形的驱动脉冲，压电元件在伸长方向和收缩方向以不同的速度变形。例如，若压电元件缓慢地变形，镜筒则与驱动轴一同移动。相反，若压电元件快速变形，镜筒则因其重量的惯性停止在相同位置上。因此，通过对压电元件反复施加形成大致锯齿状的波形的驱动脉冲，能够使镜筒以细小的间距间歇地移动。

但是，专利文献1的驱动器，压电元件频繁地引起共振，由该共振，压电元件或驱动轴发生与变位方向不同的横向摆动或扭曲，因此，存在被驱动部件不能向变位方向准确地移动的问题。因此，专利文献1的驱动器，存在相对于驱动频率的驱动量不稳定的问题。

【专利文献1】日本专利第2633066号

作为解决上述问题的方法，可以想出通过在压电元件的另一方侧安装锤，可变位地支撑另一方侧的方法。

然而，在压电元件的另一方侧安装锤的方法，存在由于压电元件的振动，压电元件和锤的粘接容易剥落的问题，或必须另外准备锤部件的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种不仅能够减少部件件数，而且，在压电元件上可以确切地安装锤部件的驱动器。

技术方案1所述的发明，为了达到上述目的，一种驱动器，其具备：机电转换元件、驱动摩擦部件，安装于该机电转换元件的伸缩方向的一方侧、被驱动部件，摩擦卡合在该驱动摩擦部件，其特征在于，在上述机电转换元件的伸缩方向的另一方侧，安装有由粘接剂构成的锤部件。

根据技术方案1所述的发明，由于安装在机电转换元件的另一方侧的锤部件由粘接剂构成，因此与用粘接剂固定锤部件时相比，可以减少零件数。而且，由粘接剂构成的锤部件，在制造时可以自由地制造其形状，所以可以使用按照空间的形状的锤部件。在此，所谓粘接剂是，使其介在两个物体之间并具有使物体固定的性质的物质，尤其在进行粘接工作时具有流动性，之后固化的性质。

技术方案2所述的发明，如技术方案1的发明，其特征在于，在上述粘接剂中混合有金属粉。根据技术方案2的发明，由于粘接剂中混合金属粉，所以可以使锤部件的比重增大。由此，可以提高被驱动部件的移动距离、移动速度、以及推力。

技术方案3所述的发明，如技术方案1或2的发明，其特征在于，上述锤部件，粘接固定上述机电转换元件的另一方侧和可变位地支撑该另一方侧的弹性支撑部件。根据技术方案3的发明，通过由粘接剂构成的锤部件，可以粘接安装金属件和机电转换元件。

技术方案4所述的发明，如技术方案1～3中任一项的发明，其特征在于，上述被驱动部件安装有变焦透镜的保持框架。

根据有关本发明的驱动器，由于安装在机电转换元件的另一方侧的锤部件由粘接剂构成，所以，不必另外设置锤部件，从而可以减少零件数。而且，由粘接剂构成的锤部件是，在制造时，由于可以自由地制造其形状，所以可以使用按照空间的形状的锤部件。

附图说明

图1是表示适用有关本发明的驱动器的透镜装置的立体图；

图2是表示图1的透镜装置的内部构成的立体图；

图3是从与图2不同方向观察的透镜装置的立体图；

图4是以示意性表示第1实施方式的驱动器的构成的图；

图5是表示驱动轴和连接块的连接部分的截面图；

图6是表示对压电元件施加电压的驱动脉冲的例的图。

具体实施方式

以下，按照附图详细说明有关本发明的驱动器的最佳实施方式。

图1是表示适用有关本发明的驱动器的透镜装置10的立体图，图2、图3是表示其内部构成的立体图。

如图1所示，透镜装置10具有形成为大致矩形状的主体12，在该主体12的内部具备图2、图3所示的变焦透镜(组)14、16。变焦透镜(组)14、16，一方为变倍透镜，另一方为校正透镜。而且，变焦透镜(组)14、16分别保持于保持框架18、20，该保持框架18、20被两根导向轴22、24滑动自如地支撑于光轴P方向上。两根导向轴22、24，配置在主体12内的对角位置上，且与光轴P平行，并且，固定于主体12。

保持框架18，具备导向部26和卡合部28。该导向部26具有插通导向轴22的插通孔26A，该卡合部28具有与导向轴24卡合的U形状的槽28A。由此，保持框架18被两根导向轴22、24引导，并且，变焦透镜(组)14移动自如地支撑于光轴P方向上。同样，变焦透镜16的保持框架20，具备导向部30和卡合部32。该导向部30具有插通导向轴24的插通孔(未图示)，该卡合部32具有与导向轴22卡合的U形状的槽32A。由此，保持框架20被两根导向轴22、24引导，变焦透镜(群)16移动自如地支撑于光轴P方向。

变焦透镜(组)14、16分别由驱动器34、36沿光轴P方向驱动。驱动器34和驱动器36配置于主体12的相对的面。具体而言，在图1的主体12的上面配置变焦透镜(组)14用的驱动器34，在主体12的下面配置变焦透镜(组)16用的驱动器36。以下，对于驱动器34进行说明，但是，驱动器36也同样构成。

尚且，图1～3的符号72、74是，检测保持框架18或保持框架20的位置的位置检测装置。位置检测装置72为反射型光遮断器，配置在与保持框架18(或者保持框架20)形成为一体的板状的反射部78的相对面，并嵌入于主体12(参照图1)的开口部12A而被固定。在反射部78，沿驱动方向以一定间隔配置有多个反射体(未图示)。因此，通过从位置检测装置72投光至反射部78，受到该反射光，而检测光量的变化，从而可以检测出反射部78(即保持框架18、20)的移动量。另一方面，位置检测装置74，具有投光部74A和受光部74B，在该投光部74A和受光部74B之间，可插拔与保持框架18(或者保持框架20)形成为一体的板状的遮光部76。因此，通过遮光部76插入于发光部74A和受光部74B之间而使受光部74B的光量发生变化，可以检测出遮光部76(即保持框架18、20)已移动到规定的位置的情况。如此，通过用位置检测装置74检测保持框架18、20的标准位置，用位置检测装置72检测保持框架18、20的移动量，从而，可以准确地求出保持框架18、20的位置。驱动器34、36，根据位置检测装置72、74的测定值被驱动控制。

图4表示驱动器34的构成的立体图。如该图所示，驱动器34主要由固定框架40、压电元件(相当于机电转换元件)42、驱动轴(相当于驱动摩擦部件)44、连接块(相当于被驱动部件)46、安装金属件(相当于弹性支撑部件)48、锤部件58构成，固定框架40固定于图1的透镜装置10的主体12。

压电元件42构成为，层叠于透镜装置10的光轴P方向(以下称驱动方向)上，通过施加电压向驱动方向变形(伸缩)。因此，压电元件42，通过施加电压，长度方向的端面42A、42B沿驱动方向变位。

压电元件42的端面42A、42B中，在一方的端面42A固定有驱动轴44的基端。驱动轴44形成为圆柱形状，并且配置成其中心轴成为驱动方向。而且，驱动轴44，插通于形成在固定框架40的两个孔40A、40A被引导，并滑动自如地支撑于中心轴方向上。驱动轴44的材质使用，强固地复合石墨结晶的石墨结晶复合体，例如碳石墨。

在驱动轴44上卡合有连接块46。连接块46，连接于上述变焦透镜14的保持框架18，并与保持框架18一同滑动自如地支撑于光轴P方向(驱动方向)上。而且，连接块46形成为矩形状，在其四个各角落部设置有向上方突出的突出部46A、46A……。

图5是连接块46和驱动轴44的连接部分的截面图。如该图所示，在连接块46和驱动轴44的连接部分上设有第1滑动接触部件52和第2滑动接触部件54。第1滑动接触部件52配置于驱动轴44的上侧，第2滑动接触部件54配置于驱动轴44的下侧。该第1滑动接触部件52及第2滑动接触部件54是，为了稳定地得到连接块46和驱动轴44的摩擦力而设置的部件，例如由不锈钢构成。

第2滑动接触部件54形成为V形状，并固定于连接块46。另一方面，第1滑动接触部件52形成为倒V形状，并配置于被连接块46的四个突出部46A、46A……包围的区域内。第1滑动接触部件52的各角部是对应连接块46的突出部46A、46A……而切出的。由此，将第1滑动接触部件52配置在被突出部46A、46A……包围的领域内时，防止第1滑动接触部件52从连接块46脱落。

在连接块46安装有压紧弹簧56。压紧弹簧56，通过弯曲金属板而构成，通过将爪56A卡在连接块46的下部而安装在连接块46。而且，压紧弹簧56构成为，具有配置于第1滑动接触部件52的上侧的按压部56B，并用该按压部56B将第1滑动接触部件52向下方推顶。由此，驱动轴44成为，被第1滑动接触部件52和第2滑动接触部件54夹压的状态，并连接块46经由第1滑动接触部件52及第2滑动接触部件54与驱动轴44摩擦卡合。尚且，连接块46和驱动轴44的摩擦力被设定为，对压电元件42施加电压变化缓慢的驱动脉冲时其驱动力比摩擦力小，且对压电元件42施加电压变化急剧的驱动脉冲时其驱动力比摩擦力大。此时，摩擦力(滑动阻抗)为10gf以上30gf以下为佳，15gf以上25gf以下为更佳。

如图4所示，在压电元件42的端面42B安装有锤部件58。锤部件58是，在硅系或UV硬化型粘接剂中混合钨等的金属粉粒体而增加比重的部件，并填充于压电元件42的端面42B和安装金属件48之间。该锤部件58，不仅作为将压电元件42粘接在安装金属件48的粘接剂起作用，而且还作为给端面42B赋予负荷的锤而起作用。即，锤部件58具有，防止端面42B比端面42A更大的变位的锤的作用。因此，作为锤部件58，重量比驱动轴44重为佳。为了小型化，锤部件58的比重越高越好，例如设定为8～12左右。而且，锤部件58固化后，杨氏模量比压电元件42及驱动轴44小为佳，例如构成为300MPa以下。尚且，锤部件58是，对应空间的形状即可。

安装金属件48是，通过弯曲薄金属板而被形成为“コ”状，在其两端的弯曲部分形成有开口部48B。安装金属件48，通过将该开口部48B嵌合在固定框架40的突起部40B，而安装于固定框架40。由此，压电元件42通过锤部件58、安装金属件48而支撑于固定框架40。

如上述被支撑的压电元件42还被支撑为，端面42B可以沿驱动方向变位。即，通过安装金属件48挠曲，压电元件42的后端的端面42B可以沿驱动方向变位。

对上述的压电元件42，施加图6(A)、图6(B)所示的驱动脉冲的电压。图6(A)是，使图4的连接块46左向移动时的驱动脉冲，图6(B)是，使图4的连接块46右向移动时的驱动脉冲。

图6(A)的情况，对压电元件42施加大致锯齿状的驱动脉冲，该驱动脉冲，从时刻α1至时刻α2平缓地上升，在时刻α3急剧下降。因此，在从时刻α1至时刻α2，压电元件42缓慢地伸长。此时，由于驱动轴44以缓慢的速度移动，所以，连接块46与驱动轴44一同移动。由此，可以左向移动图4的连接块46。在时刻α3，由于压电元件42急剧收缩，所以，驱动轴44右向移动。此时，由于驱动轴44急剧移动，所以，连接块46因惯性停止在其位置的状态下，只有驱动轴44移动。因此，通过反复施加图6(A)所示的锯齿状的驱动脉冲，图4的连接块46反复左向的移动和停止，所以可以左向移动。

图6(B)的情况，对压电元件42，施加大致锯齿状的驱动脉冲，该驱动脉冲，从时刻β1至时刻β2缓慢地下降，在时刻β3急剧上升。因此，在从时刻β1至时刻β2，压电元件42缓慢地收缩。此时，驱动轴44缓慢地变位，所以连接块46与驱动轴44一同移动。由此，可以右向移动图4的连接块46。在时刻β3，压电元件42急剧伸长，所以，驱动轴44左向移动。此时，由于驱动轴44急剧移动，所以，连接块46因惯性停止在其位置的状态下，只有驱动轴44移动。因此，通过反复施加图6(B)所示的锯齿状的驱动脉冲，图4的连接块46反复右向的移动和停止，所以可以右向移动。

接着说明有关如上述构成的驱动器34的作用。

如上述，驱动器34是，锤部件58由粘接剂构成。因此，根据本实施方式，用粘接剂将其他的锤部件粘接在压电元件42时相比，可以减少部件件数。

而且，根据本实施方式，只是在压电元件42的端面42B和安装金属件48的间隙里装满成为锤部件58的粘接剂，所以可以提高驱动器34的组装性。而且，根据本实施方式，通过在压电元件42的端面42B和安装金属件48之间装多量粘接剂，就可以强固地粘接压电元件42和安装金属件48。

而且，根据本实施方式，由于由粘接剂形成锤部件58，所以可以自由地制造其形状，并且按照空间形成锤部件58而可以谋求装置的小型化。

尚且，上述的实施方式是，经由锤部件58将压电元件42固定在安装金属件48，但是，经由锤部件58将压电元件42固定在固定框架40也可。

而且，上述的实施方式是，在压电元件42的端面42B支撑驱动器的例，但是，驱动器的支撑位置并不限定于此，还可以在压电元件42的端面42A或侧面，或驱动轴44的侧面或前端面支撑驱动器也可。此时，不需要安装金属件48，只要在压电元件42的端面42B，涂布由粘接剂构成的锤部件58，以任意形状固化即可。

而且，有关本发明的驱动器，其用途在于，例如可以适用在数码相机或便携式电话等小型精密设备。尤其便携式电话有必要用三V以下的低电压驱动，但是，通过使用本发明的驱动器，可以用20kHz左右的高频驱动，并可以以2mm/s以上的高速移动保持框架20。因此，即使需要10mm左右的移动的变焦透镜，也可以迅速地移动。而且，作为有关本发明的驱动器的用途，并不限定于移动聚焦透镜或变焦透镜等移动透镜的用途，还可以使用于移动CCD用途等。

尚且，在本发明，干燥后的锤部件58也可以为硬性部件，但是，作为软性部件有以下优点。即，若使用软性的锤部件58，由压电元件42、驱动摩擦部件44、以及锤部件58构成的系统的共振频率变低。通过共振频率变低，而减少因压电元件42、驱动轴44、以及锤部件58的构成不均而带来的影响，可以获得稳定的驱动力。而且，通过共振频率f₀变低，驱动频率f可以容易地设定于f≥2^1/2·f₀的防振范围，由此减少共振的影响而可以获得稳定的驱动力。由此，压电元件42的伸缩驱动力，可靠地传递到被驱动部件，所以，可以使被驱动部件准确地移动到压电元件42的伸缩方向。进而，共振频率f₀变小，且因共振的影响减少，所以可以任意地选择驱动器的支撑位置或支撑方法，例如可以用压电元件42的端面42A或侧面、驱动轴44的侧面或端面支撑驱动器。

Claims

1.一种驱动器，其具备：

机电转换元件；

驱动摩擦部件，被安装于该机电转换元件的伸缩方向的一方侧；和

被驱动部件，摩擦卡合在该驱动摩擦部件，其特征在于，

在上述机电转换元件的伸缩方向的另一方侧，安装有由粘接剂构成的锤部件。

2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，在上述粘接剂中混合有金属粉。

3.根据权利要求1或2所述的驱动器，其特征在于，上述锤部件，粘接固定上述机电转换元件的另一方侧和可变位地支撑该另一方侧的弹性支撑部件。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的驱动器，其特征在于，上述被驱动部件上安装变焦透镜的保持框架。