JP2007181261A - 駆動ユニット及びカメラモジュール - Google Patents
駆動ユニット及びカメラモジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007181261A JP2007181261A JP2005374568A JP2005374568A JP2007181261A JP 2007181261 A JP2007181261 A JP 2007181261A JP 2005374568 A JP2005374568 A JP 2005374568A JP 2005374568 A JP2005374568 A JP 2005374568A JP 2007181261 A JP2007181261 A JP 2007181261A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- expansion
- friction engagement
- conversion element
- contraction
- electromechanical conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】電気機械変換素子の伸縮方向における小型化を可能とした駆動ユニット及びカメラモジュールを提供する。
【解決手段】電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子5と、該電気機械変換素子5の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材3と、該摩擦係合部材3によって摩擦係合された被駆動部材2と一体若しくは固定された撮像レンズユニット1等の移動体とを備え、前記被駆動部材2の摩擦係合部位が、前記電気機械変換素子5の伸縮方向に略平行に延在する柱状をなし、該電気機械変換素子5の軸延長線上から外れた位置に配置された構成とする。
【選択図】図1
【解決手段】電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子5と、該電気機械変換素子5の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材3と、該摩擦係合部材3によって摩擦係合された被駆動部材2と一体若しくは固定された撮像レンズユニット1等の移動体とを備え、前記被駆動部材2の摩擦係合部位が、前記電気機械変換素子5の伸縮方向に略平行に延在する柱状をなし、該電気機械変換素子5の軸延長線上から外れた位置に配置された構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子を用いた駆動ユニット及びカメラモジュールに関し、特に電気機械変換素子の伸縮方向における小型化を図った駆動ユニット及びカメラモジュールに関する。
近年、情報機器の精密化が進んでおり、サブミクロンオーダー或いはナノメーターオーダーの微小な移動距離が必要とされる駆動ユニットの需要が高まっている。一般的に用いられている駆動ユニットとして、電気エネルギーの供給によって変形する電気機械変換素子を利用し、往復運動又は伸縮運動する駆動軸に対して、スライダを該駆動軸に沿って移動可能に摩擦係合し、駆動軸を前後非対称に駆動させることによって、スライダを任意の前後方向に移動させるリニアアクチュエータが存在する。このような摩擦駆動型の駆動ユニットは、低速であるが高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク(または保持力)を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有しており、例えばカメラモジュールにおけるオートフォーカスや焦点距離の変化(ズーム)などのように幅広い分野で利用されている。
上記したような駆動ユニットが非特許文献1等に開示されている。これは図5に示されるように、固定部材51に固定された電歪素子52と、該電歪素子52の一端側に取付けられた摩擦係合部材53と、該摩擦係合部材53の摩擦部位に対して摺動可能に係合された移動体54とから構成されたアクチュエータである。このようなアクチュエータの動作原理は、電歪素子52に電圧を印加してノコギリ波状若しくは矩形状の電圧波形を入力することにより電歪素子52の伸縮を制御し、電歪素子52を緩慢に伸ばすと移動体54は摩擦のため一緒に動き、電歪素子52を急速に縮めると移動体54は慣性により摩擦部が滑り、ほぼその位置にとどまり、これを繰り返すことにより移動体54は移動する。また、電歪素子52を急速に伸ばし、緩慢に縮める動作を繰り返すことで、逆方向へ動作する。
これにより、従来汎用されていた電磁モータ等のアクチュエータよりも高精度で且つ小型化された駆動ユニットとすることが可能である。
これにより、従来汎用されていた電磁モータ等のアクチュエータよりも高精度で且つ小型化された駆動ユニットとすることが可能である。
「超小型圧電アクチュエータ(SIDM)の開発」、コニカミノルタテクノロジーレポート vol.1(2004)
しかしながら、非特許文献1等に記載されるような電歪素子を用いた従来の駆動ユニットでは、電歪素子の伸縮方向の延長線上に摩擦係合部材を配置しているため、電歪素子の伸縮方向の小型化には限界があった。そのため、カメラモジュールにおけるAF機能、ズーム機能等に適用した場合、電歪素子と駆動軸の長さを確保しなければならないため光軸方向の薄型化には限界があり、また電歪素子と駆動軸を同軸上に配置する必要があるため、他の部品のレイアウトが制限されてしまうという問題があった。
従って本発明においては、電気機械変換素子の伸縮方向における小型化を可能とし、且つ構成部品の配置構成に自由度を与えることが可能な駆動ユニット及びカメラモジュールを提供することを目的とする。
従って本発明においては、電気機械変換素子の伸縮方向における小型化を可能とし、且つ構成部品の配置構成に自由度を与えることが可能な駆動ユニット及びカメラモジュールを提供することを目的とする。
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部を一体に形成された移動体と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
また、電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部と別体で形成され被駆動部に対して一体的に移動可能な移動体と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
これらの発明によれば、被駆動部の摩擦係合部位を電気機械変換素子の軸延長線とは異なる位置に配置するようにしたため、伸縮方向の小型化が可能となり、低背な駆動ユニットとすることができる。また、被駆動部は電気機械変換素子の軸延長線以外で且つ伸縮方向に略平行であれば何れに配置してもよく、これにより他の部品のレイアウトが自在にできるようになる。さらに、被駆動部を電気機械変換素子の伸縮方向に略平行に配置することにより、駆動力を効率良く伝達することができる。
尚、電気機械変換素子とは、電圧の印加により伸縮運動する電歪素子、或いは電流の供給により発生させた磁界により伸縮運動する磁歪素子などが挙げられる。
移動体を被駆動部と一体に形成する場合は、部品点数を減らすことができ、組み立てが容易となり、また移動体と被駆動部を組み付ける際に誤差が生じることがなく、動作時の揺動によるぶれも生じないため、同軸性を高く保てる。
一方、移動体を被駆動部と別体で形成してこれらを固定する場合は、部品の製造が容易であるためコストを低減できる。
尚、電気機械変換素子とは、電圧の印加により伸縮運動する電歪素子、或いは電流の供給により発生させた磁界により伸縮運動する磁歪素子などが挙げられる。
移動体を被駆動部と一体に形成する場合は、部品点数を減らすことができ、組み立てが容易となり、また移動体と被駆動部を組み付ける際に誤差が生じることがなく、動作時の揺動によるぶれも生じないため、同軸性を高く保てる。
一方、移動体を被駆動部と別体で形成してこれらを固定する場合は、部品の製造が容易であるためコストを低減できる。
さらに、前記被駆動部の摩擦係合部位と前記摩擦係合部材との摺動面が弾性部材によって摺動自在に付勢され、該弾性部材の付勢力を調整することにより摩擦負荷が制御されることを特徴とする。このとき、前記弾性部材が、前記摩擦係合部材の周囲を囲繞して被駆動部との係合部位に対して付勢するコの字状の板ばねであることが好ましい。これにより、摩擦係合部材と被駆動部の間の摩擦負荷を制御し易くなり、被駆動部の円滑な摺動が可能となる。
また、前記駆動ユニットの固定部位に設けられたガイド軸と、前記移動体の前記被駆動部と離間した位置に設けられ前記ガイド軸を摺動支持するガイド軸支持部とからなる倒れ防止機構を備えたことを特徴とする。
これにより、被駆動部と倒れ防止機構とにより移動体が2点支持され、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
これにより、被駆動部と倒れ防止機構とにより移動体が2点支持され、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
また、前記被駆動部の柱状の摩擦係合部位の一端側若しくは両端と、前記駆動ユニットの固定部位に設けられ前記一端側若しくは前記両端を摺動支持する被駆動部支持部とからなる倒れ防止機構を備えたことを特徴とする。
このように、被駆動部の一端側若しくは両端にガイド機能を持たせることにより、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
このように、被駆動部の一端側若しくは両端にガイド機能を持たせることにより、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
また、カメラモジュールの発明として、電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部を一体に形成された光学系と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
さらに、電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部と別体で形成され被駆動部に対して一体的に移動可能な光学系と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
これらの発明によれば、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
また、前記光学系が、前記摩擦係合部材より電気機械変換素子側に位置することを特徴とする。このように、摩擦係合部材より電気機械変換素子側に光学系を位置させることにより、各部材の連結部を簡素化でき、より小型化されたカメラモジュールを提供できる。
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする。
これらの発明によれば、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
また、前記光学系が、前記摩擦係合部材より電気機械変換素子側に位置することを特徴とする。このように、摩擦係合部材より電気機械変換素子側に光学系を位置させることにより、各部材の連結部を簡素化でき、より小型化されたカメラモジュールを提供できる。
以上記載のごとく本発明によれば、被駆動部の摩擦係合部位を電気機械変換素子の軸延長線とは異なる位置に配置するようにしたため、伸縮方向の小型化が可能となり、低背な駆動ユニットとすることができる。また、被駆動部は電気機械変換素子の軸延長線以外で且つ伸縮方向に略平行であれば何れに配置してもよく、これにより他の部品のレイアウトが自在にできるようになる。
また、移動体の倒れ防止機構を設けることにより、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
さらに、カメラモジュールに適用することにより、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
また、移動体の倒れ防止機構を設けることにより、移動体の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
さらに、カメラモジュールに適用することにより、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の実施例に係るカメラモジュールの分解斜視図、図2は図1のカメラモジュールの斜視図、図3は図2のカメラモジュールの側断面図、図4は本発明の実施例に係るカメラモジュールの要部拡大図である。
尚、本実施例では、一例として移動体に光学系を適用したカメラモジュールにつき説明、図示してあるが、これに限定されるものではなく、高精度な位置決めが必要とされるリニアアクチュエータとしての駆動ユニット全般に適用できる。
図1は本発明の実施例に係るカメラモジュールの分解斜視図、図2は図1のカメラモジュールの斜視図、図3は図2のカメラモジュールの側断面図、図4は本発明の実施例に係るカメラモジュールの要部拡大図である。
尚、本実施例では、一例として移動体に光学系を適用したカメラモジュールにつき説明、図示してあるが、これに限定されるものではなく、高精度な位置決めが必要とされるリニアアクチュエータとしての駆動ユニット全般に適用できる。
図1乃至図3に示されるように、本実施例に係る駆動ユニット(カメラモジュール)は、光学系からなる撮像レンズユニット1等の移動体と、該移動体と一体に形成された、若しくは別体で形成され固定された被駆動部材2と、該被駆動部材2と摩擦係合する摩擦係合部材3と、電歪素子5等の電気機械変換素子と、該電歪素子5と摩擦係合部材3を摺動自在に固定する弾性部材4と、を主要構成とする。さらにこれらの駆動ユニットは、ケーシング10に収納される、該ケーシング10の底面には撮像素子14を備えた底面カバー13が取付けられ、ケーシング10の側面には撮像レンズユニット1の位置を検出する位置検出センサ15が取付けられている。
移動体1(レンズ)と被駆動部材2(シャフト)を固定する方法として、エポキシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤による接着や、圧入、熱溶着、超音波振動熱溶着などがある。
別体にすることやそのほかの構成部品のばらつきによる軸ずれ、傾きを、接着、溶着等の方法では、固定時に調整し補正することができる。
移動体1(レンズ)と被駆動部材2(シャフト)を固定する方法として、エポキシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤による接着や、圧入、熱溶着、超音波振動熱溶着などがある。
別体にすることやそのほかの構成部品のばらつきによる軸ずれ、傾きを、接着、溶着等の方法では、固定時に調整し補正することができる。
電気機械変換素子は、本実施例では一例として電歪素子5を例に挙げているが、電気入力により所定方向に伸縮運動する部材であれば何れでもよく、電歪素子5または磁歪素子を用いることができる。電歪素子5の一端側はケーシング10に固定されており、他端側には摩擦係合部材3が固定されている。電歪素子5と摩擦係合部材3の結合部は、接着或いは押圧固定などにより固定される。
摩擦係合部材3は略直方体状をなし、該直方体に穿孔された孔部の内周面と被駆動部材2の柱状の摩擦係合部位外周面が摩擦係合するように構成される。本実施例では図示されるごとく、摩擦係合部材3の摩擦係合部位が被駆動部材2の周囲を囲繞するごとく形成され、該摩擦係合部位は電歪素子5の軸延長線上から外れた位置に配置される。
摩擦係合部材3は略直方体状をなし、該直方体に穿孔された孔部の内周面と被駆動部材2の柱状の摩擦係合部位外周面が摩擦係合するように構成される。本実施例では図示されるごとく、摩擦係合部材3の摩擦係合部位が被駆動部材2の周囲を囲繞するごとく形成され、該摩擦係合部位は電歪素子5の軸延長線上から外れた位置に配置される。
被駆動部材2のうち少なくとも摩擦係合部材3と摺動する摩擦係合部位は、電歪素子5の伸縮方向に略平行に延在する柱状であり、該電歪素子5の軸延長線上から外れた位置に配置されている。尚、本実施例では被駆動部材2自体を柱状に形成してある。被駆動部材2は、本実施例では撮像レンズユニット1と別体で形成して固定した構成となっているが、これらを一体で形成しても良い。一体で構成する場合は、部品点数を減らすことができ組み立てが容易であり、また撮像レンズユニット1と被駆動部材2を組み付ける際に誤差が生じることがなく、動作時の揺動によるぶれも生じないため同軸性を高く保てる。
一方、撮像レンズユニット1を被駆動部材2と別体で形成してこれらを固定する場合は、部品の製造が容易であるためコストを低減できる。
一方、撮像レンズユニット1を被駆動部材2と別体で形成してこれらを固定する場合は、部品の製造が容易であるためコストを低減できる。
また、被駆動部材2と摩擦係合部材3は、弾性部材4により摺動可能に固定されている。弾性部材4としては、スプリング、板ばね、プラスチックばね、弾性高分子材料等の部材を用いることができる。図4に示すように弾性部材4は、摩擦係合部材3を囲繞するごとく配置したコの字状の板ばねとし、該板ばねにより摩擦係合部材3の外側から被駆動部材2に対して付勢力を与えるように構成することが好ましい。また、弾性部材4の別の構成として、弾性部材4をスプリングで構成し、摩擦係合部材3の側面に形成された溝3c(図1、図3参照)に沿わせて該スプリングを配置し、該スプリングにより摩擦係合部材3の外側から被駆動部材2に対して付勢力を与えるようにしてもよい。
被駆動部材2と摩擦係合部材3の摺動面は、弾性部材4により摺動自在に付勢され、該弾性部材4の付勢力を調整することにより摩擦負荷を制御することが好ましい。摩擦係合部材3は剛体で形成される。ここで剛体とは、電歪素子5の伸縮に対してたわみを生じない程度の剛性を有するものとする。摩擦係合部材3を剛体で構成することにより電歪素子5と被駆動部材2が精度良く平行状態を保てるようになる。特に、本実施例の摩擦係合部材3に好適に利用できる剛体としては、弾性率が10×1010Pa以上の剛性を有するものが好ましい。また、図4に示すように、摩擦係合部材3の被駆動部材2が貫通する穴部には切り欠き3aが設けられ、該切り欠き3aに対向する摩擦係合部材3の側面には溝状の矩形凹部3bが設けられており、これにより被駆動部材2に接触する近傍部分は、弾性部材4の付勢方向の肉厚が薄くなり、弾性部材4の付勢力の影響を受けて摩擦負荷の制御の働きをすることとなる。これにより被駆動部材2の円滑な摺動が可能となる。
被駆動部材2と摩擦係合部材3の摺動面は、弾性部材4により摺動自在に付勢され、該弾性部材4の付勢力を調整することにより摩擦負荷を制御することが好ましい。摩擦係合部材3は剛体で形成される。ここで剛体とは、電歪素子5の伸縮に対してたわみを生じない程度の剛性を有するものとする。摩擦係合部材3を剛体で構成することにより電歪素子5と被駆動部材2が精度良く平行状態を保てるようになる。特に、本実施例の摩擦係合部材3に好適に利用できる剛体としては、弾性率が10×1010Pa以上の剛性を有するものが好ましい。また、図4に示すように、摩擦係合部材3の被駆動部材2が貫通する穴部には切り欠き3aが設けられ、該切り欠き3aに対向する摩擦係合部材3の側面には溝状の矩形凹部3bが設けられており、これにより被駆動部材2に接触する近傍部分は、弾性部材4の付勢方向の肉厚が薄くなり、弾性部材4の付勢力の影響を受けて摩擦負荷の制御の働きをすることとなる。これにより被駆動部材2の円滑な摺動が可能となる。
移動体は、本実施例では一例として撮像レンズユニット1を例に挙げており、該撮像レンズユニット1は、撮像レンズと該レンズを保持するレンズ保持枠とから構成される。この場合、撮像レンズユニット1を光軸方向に微小移動させることにより、オートフォーカスや焦点距離の変化(ズーム)を行う。
また、これらの構成部材からなる駆動ユニットはケーシング10に収納され、該ケーシング10の底面に取付けられる底面カバー13には撮像素子14が備えられている。該撮像素子14は、撮像レンズユニット1により光像が結像され、結像された光像に応じた信号を出力する素子であり、CCDやCMOSセンサ等が挙げられる。また、ケーシング10の側面には撮像レンズユニット1の位置を検出する位置検出センサ15が備えられている。該位置検出センサ15が検出した撮像レンズユニット1の位置に基づき、電歪素子5に電圧を印加する電気系統を制御して撮像レンズユニット1を適宜移動させる。
また、これらの構成部材からなる駆動ユニットはケーシング10に収納され、該ケーシング10の底面に取付けられる底面カバー13には撮像素子14が備えられている。該撮像素子14は、撮像レンズユニット1により光像が結像され、結像された光像に応じた信号を出力する素子であり、CCDやCMOSセンサ等が挙げられる。また、ケーシング10の側面には撮像レンズユニット1の位置を検出する位置検出センサ15が備えられている。該位置検出センサ15が検出した撮像レンズユニット1の位置に基づき、電歪素子5に電圧を印加する電気系統を制御して撮像レンズユニット1を適宜移動させる。
本構成に示したカメラモジュールは、電歪素子5の急峻な体積変化と、該電歪素子5に固定された摩擦係合部材3と撮像レンズユニット1に固定化された被駆動部材2との間の慣性と摩擦力を利用することにより、撮像レンズユニット1の位置決めを行う構成となっている。この構成によれば、小型で高精度の駆動を可能とし、位置決めを精密に行うことを可能としている。
電歪素子5による撮像レンズユニット1の駆動原理は、以下のようになる。
電歪素子5が急速に伸びた場合に、該電歪素子5に連結された摩擦係合部材3は同時に急速に移動し、摩擦係合部材3の内周面と、撮像レンズユニット1に連結された被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面が滑って、撮像レンズユニット1自体は略その位置にとどまり、摩擦係合部材3のみが移動する。その後電歪素子5をゆっくり縮ませると、摩擦係合部材3の内周面と被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面との面摩擦により被駆動部材2が撮像レンズユニット1を伴ってZ軸−方向(図2参照)に動く。この伸縮動作を繰り返すことによって撮像レンズユニット1はZ軸−方向に変位する。同様に、電歪素子5をゆっくり伸ばした後に急速に縮ませると、撮像レンズユニット1は逆にZ軸+方向(図2参照)に進む。このとき、電歪素子5を変位させるためには、不図示の回路基盤によって電歪素子5に矩形波若しくはノコギリ波状の非対称の電圧波形を入力して制御する。
電歪素子5による撮像レンズユニット1の駆動原理は、以下のようになる。
電歪素子5が急速に伸びた場合に、該電歪素子5に連結された摩擦係合部材3は同時に急速に移動し、摩擦係合部材3の内周面と、撮像レンズユニット1に連結された被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面が滑って、撮像レンズユニット1自体は略その位置にとどまり、摩擦係合部材3のみが移動する。その後電歪素子5をゆっくり縮ませると、摩擦係合部材3の内周面と被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面との面摩擦により被駆動部材2が撮像レンズユニット1を伴ってZ軸−方向(図2参照)に動く。この伸縮動作を繰り返すことによって撮像レンズユニット1はZ軸−方向に変位する。同様に、電歪素子5をゆっくり伸ばした後に急速に縮ませると、撮像レンズユニット1は逆にZ軸+方向(図2参照)に進む。このとき、電歪素子5を変位させるためには、不図示の回路基盤によって電歪素子5に矩形波若しくはノコギリ波状の非対称の電圧波形を入力して制御する。
具体的には、例えば立ち下がり時間が立ち上がり時間より長い非対称の電圧パルスを電歪素子5に印加すると、摩擦係合部材3の内周面と被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面の摩擦によってパルスの立ち下がり時に摩擦係合部材3と被駆動部材2が係合したまま出発位置に戻り、そのためパルスの立ち上がり時の変位分、摩擦係合部材3と被駆動部材2が相対的に移動する。また、上記電圧の立ち上がり・立下り時間を逆に印加すると、この電歪素子5は逆の順序で変形し、従って、摩擦係合部材3と被駆動部材2は相対的に逆の方向に移動する。撮像レンズユニット1の変位幅は、被駆動部材2の摩擦係合部位の長さにより自在に設定可能である。被駆動部材2の摩擦係合部位の長さに基づき設定される変位幅の範囲内であれば撮像レンズユニット1は微小移動が可能となる。
このように電歪素子は、連続的に変形が生じるような信号電圧を与えることで、摩擦係合部材3の内周面と被駆動部材2の摩擦係合部位の外周面との間の面摩擦によって相対的な位置を変位させていくため、応答性、制御性に優れた微小な位置決めが可能で、無通電時に保持トルク(または保持力)を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有する駆動源となる。このとき、ケーシング10側面に設けられた位置検出センサ15により検出した位置に基づき制御を行っている。
また本構成では、被駆動部材2の摩擦係合部位を電歪素子5の軸延長線とは異なる位置に配置するようにしたため、伸縮方向の小型化が可能となり、低背な駆動ユニットとすることができる。また、被駆動部材2の摩擦係合部位は電歪素子5の軸延長線以外で且つ伸縮方向に略平行であれば何れに配置してもよく、これにより他の部品のレイアウトが自在にできるようになる。
さらに、本実施例のごとく駆動ユニットをカメラモジュールに適用することにより、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
さらに、本実施例のごとく駆動ユニットをカメラモジュールに適用することにより、光軸方向が従来より小型化されたカメラモジュールを提供することができ、延いてはデジタルカメラやカメラ付携帯電話等の装置を薄型化することが可能となる。
また、ケーシング10には光軸に平行に延設するガイド軸12が固設され、撮像レンズユニット1には該ガイド軸12に対して摺動可能に支持するガイド軸支持部(不図示)が設けられている。ガイド軸支持部は被駆動部材2とは離間して設けられる。好適には、該ガイド軸支持部は撮像レンズユニット1の中心軸に対して被駆動部材2と対称となる位置に設けると良い。このガイド軸12とガイド軸支持部とにより倒れ防止機構が構成される。このように、被駆動部材2と倒れ防止機構とにより撮像レンズユニット1が2点支持され、撮像レンズユニット1の同軸性を確保し、高精度の駆動ユニットとすることができる。
さらに、倒れ防止機構の別の構成として、被駆動部材2の柱状の摩擦係合部位の一端側と、ケーシング10に設けられ前記一端側を摺動支持する支持部11とからなる倒れ防止機構を備えるようにしても良い。
レンズの片ボケを防止するためには、撮像素子14の受光面の垂線とレンズの光軸は極力傾きが無い(例えば0.05度以内)ように保証されなければならない。撮像素子14はケーシング10に固定され、ケーシング10に設けられた被駆動部材支持部11は、レンズと一体の被駆動部材2と摺動するが、この摺動部は駆動に影響を与えない範囲で隙間が小さいほどレンズと撮像素子14の受光面の垂線との倒れは少なくでき、性能の良いカメラモジュールを得ることができる。即ち、前記被駆動部材支持部11は柱状の被駆動部材2に整合する形状、大きさの穴部11aを有し、該穴部11aに被駆動部材2が摺動可能になっており、このケーシング10に設けられた被駆動部材支持部11で被駆動部材2を受けることにより軸の倒れを防止するようになっている。さらに、ケーシング10上側(撮像レンズユニット側)にも穴部11aと同様に被駆動部材2を摺動可能に支持する穴部10aを設けてもよい。即ち倒れ防止機構は、被駆動部材2と、これの一端側若しくは両端を摺動支持する穴部11a又は/及び10aとから構成される。図3でケーシング10下側(底面カバー13側)の被駆動部材支持部11と被駆動部材2との重なりが多いのはレンズがフォーカシングで移動するため、十分繰り出したときも被駆動部材2が外れないようにするためである。また、摩擦係合部材3と被駆動部材2の係合部においても倒れが少ないほど運動の伝達効率がよくなる。被駆動部材2の倒れがなければ、調整して電歪素子5を組込む等の煩わしさを無くすことができる。
本実施例のカメラモジュールは、上記した2つの倒れ防止機構のうち何れか一方若しくは両方を備えた構成とすることが好ましい。
レンズの片ボケを防止するためには、撮像素子14の受光面の垂線とレンズの光軸は極力傾きが無い(例えば0.05度以内)ように保証されなければならない。撮像素子14はケーシング10に固定され、ケーシング10に設けられた被駆動部材支持部11は、レンズと一体の被駆動部材2と摺動するが、この摺動部は駆動に影響を与えない範囲で隙間が小さいほどレンズと撮像素子14の受光面の垂線との倒れは少なくでき、性能の良いカメラモジュールを得ることができる。即ち、前記被駆動部材支持部11は柱状の被駆動部材2に整合する形状、大きさの穴部11aを有し、該穴部11aに被駆動部材2が摺動可能になっており、このケーシング10に設けられた被駆動部材支持部11で被駆動部材2を受けることにより軸の倒れを防止するようになっている。さらに、ケーシング10上側(撮像レンズユニット側)にも穴部11aと同様に被駆動部材2を摺動可能に支持する穴部10aを設けてもよい。即ち倒れ防止機構は、被駆動部材2と、これの一端側若しくは両端を摺動支持する穴部11a又は/及び10aとから構成される。図3でケーシング10下側(底面カバー13側)の被駆動部材支持部11と被駆動部材2との重なりが多いのはレンズがフォーカシングで移動するため、十分繰り出したときも被駆動部材2が外れないようにするためである。また、摩擦係合部材3と被駆動部材2の係合部においても倒れが少ないほど運動の伝達効率がよくなる。被駆動部材2の倒れがなければ、調整して電歪素子5を組込む等の煩わしさを無くすことができる。
本実施例のカメラモジュールは、上記した2つの倒れ防止機構のうち何れか一方若しくは両方を備えた構成とすることが好ましい。
本発明は駆動方向に対して小型化が可能であるため、オートフォーカス(AF)機能やズーム機能を組み込んだカメラモジュールを薄型化して構成することが可能となり、各種の小型携帯端末におけるカメラモジュールとして最適である。
1 撮像レンズユニット
2 被駆動部材
3 摩擦係合部材
4 弾性部材
5 電歪素子
10 ケーシング
11 被駆動部材支持部
12 ガイド軸
13 底面カバー
14 撮像素子
15 位置検出センサ
2 被駆動部材
3 摩擦係合部材
4 弾性部材
5 電歪素子
10 ケーシング
11 被駆動部材支持部
12 ガイド軸
13 底面カバー
14 撮像素子
15 位置検出センサ
Claims (8)
- 電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部を一体に形成された移動体と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする駆動ユニット。 - 電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部と別体で形成され被駆動部に対して一体的に移動可能な移動体と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とする駆動ユニット。 - 前記被駆動部の摩擦係合部位と前記摩擦係合部材との摺動面が弾性部材によって摺動自在に付勢され、該弾性部材の付勢力を調整することにより摩擦負荷が制御されることを特徴とする請求項1若しくは2記載の駆動ユニット。
- 前記駆動ユニットの固定部位に設けられたガイド軸と、前記移動体の前記被駆動部と離間した位置に設けられ前記ガイド軸を摺動支持するガイド軸支持部とからなる倒れ防止機構を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の駆動ユニット。
- 前記被駆動部の柱状の摩擦係合部位の一端側若しくは両端と、前記駆動ユニットの固定部位に設けられ前記一端側若しくは前記両端を摺動支持する被駆動部支持部とからなる倒れ防止機構を備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の駆動ユニット。
- 電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部を一体に形成された光学系と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とするカメラモジュール。 - 電気入力により所定方向に伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の伸縮方向の一端に固定された摩擦係合部材と、該摩擦係合部材と摩擦係合して前記電気機械変換素子の伸縮によりその伸縮方向に沿って移動する被駆動部と、該被駆動部と別体で形成され被駆動部に対して一体的に移動可能な光学系と、からなり、
前記被駆動部の摩擦係合部位は柱状をなし、前記電気機械変換素子の伸縮方向の延長線上から外れた位置で、且つ前記伸縮方向に略平行に延在するように配置されたことを特徴とするカメラモジュール。 - 前記光学系が、前記摩擦係合部材より電気機械変換素子側に位置することを特徴とする請求項6若しくは7記載のカメラモジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005374568A JP2007181261A (ja) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | 駆動ユニット及びカメラモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005374568A JP2007181261A (ja) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | 駆動ユニット及びカメラモジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007181261A true JP2007181261A (ja) | 2007-07-12 |
Family
ID=38305850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005374568A Pending JP2007181261A (ja) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | 駆動ユニット及びカメラモジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007181261A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009187013A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-20 | Johnson Electric Sa | レンズ駆動装置 |
WO2009139345A1 (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | ミツミ電機株式会社 | 駆動装置 |
JP2010008744A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Hoya Corp | レンズ鏡筒の光量調節ユニット支持構造 |
JP2010032633A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Hitachi Maxell Ltd | 駆動装置、レンズユニット、カメラモジュール、及び移動制御方法 |
WO2010052974A1 (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-14 | ミツミ電機株式会社 | 駆動装置 |
-
2005
- 2005-12-27 JP JP2005374568A patent/JP2007181261A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009187013A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-20 | Johnson Electric Sa | レンズ駆動装置 |
WO2009139345A1 (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | ミツミ電機株式会社 | 駆動装置 |
JP2010008744A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Hoya Corp | レンズ鏡筒の光量調節ユニット支持構造 |
JP2010032633A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Hitachi Maxell Ltd | 駆動装置、レンズユニット、カメラモジュール、及び移動制御方法 |
WO2010052974A1 (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-14 | ミツミ電機株式会社 | 駆動装置 |
JP2010113106A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsumi Electric Co Ltd | 駆動装置 |
CN102203654A (zh) * | 2008-11-06 | 2011-09-28 | 三美电机株式会社 | 驱动装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4761159B2 (ja) | 撮像装置の調整方法 | |
JP4884050B2 (ja) | 駆動装置 | |
US8040623B2 (en) | Compact auto focus lens module with piezoelectric actuator | |
US20110141584A1 (en) | Lens actuator module | |
JP2006330053A (ja) | レンズ鏡胴 | |
CN111897084A (zh) | 透镜驱动装置、摄像头装置和电子设备 | |
JP2006330054A (ja) | レンズ鏡胴 | |
KR20170096949A (ko) | 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기 | |
JP2007047458A (ja) | カメラモジュールおよび該カメラモジュールを搭載した情報端末 | |
JP2009244353A (ja) | カメラモジュール及びカメラモジュールの製造方法 | |
US8824071B2 (en) | Lens barrel and camera | |
JP4317508B2 (ja) | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末 | |
JP2007181261A (ja) | 駆動ユニット及びカメラモジュール | |
US20110096423A1 (en) | Piezoelectric actuator, lens barrel and optical device | |
JP2007316441A (ja) | オートフォーカス用レンズ駆動機構 | |
JP2006098595A (ja) | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末 | |
JP4554261B2 (ja) | 駆動装置 | |
JP2007047731A (ja) | カメラモジュールおよび該カメラモジュールを搭載した情報端末 | |
JP2007181260A (ja) | 駆動ユニット及びカメラモジュール | |
JP2007274788A (ja) | 駆動装置 | |
JP4623714B2 (ja) | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを用いた携帯端末 | |
JP2006098593A (ja) | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末 | |
JP2006098587A (ja) | カメラモジュール及びこのカメラモジュールを用いた携帯端末 | |
JP4554976B2 (ja) | 駆動装置 | |
JP2006098597A (ja) | カメラモジュールとそのレンズ保持枠及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末 |