JP2007318851A - Linear driver, lens driving device and camera shake arrester - Google Patents

Linear driver, lens driving device and camera shake arrester Download PDF

Info

Publication number
JP2007318851A
JP2007318851A JP2006143634A JP2006143634A JP2007318851A JP 2007318851 A JP2007318851 A JP 2007318851A JP 2006143634 A JP2006143634 A JP 2006143634A JP 2006143634 A JP2006143634 A JP 2006143634A JP 2007318851 A JP2007318851 A JP 2007318851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft member
piezo
lens
drive device
linear drive
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
Application number
JP2006143634A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Tada
純一 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shicoh Engineering Co Ltd
Original Assignee
Shicoh Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shicoh Engineering Co Ltd filed Critical Shicoh Engineering Co Ltd
Priority to JP2006143634A priority Critical patent/JP2007318851A/en
Publication of JP2007318851A publication Critical patent/JP2007318851A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniature linear driver for moving a moved body linearly through a simple arrangement, and to provide a lens driving device utilizing that linear driver and a camera shake arrester. <P>SOLUTION: The linear driver 7 comprises one piezoelectric unit 17a provided at one end 21a of a shaft member 21 and the other piezoelectric unit 17b provided at the other end 21b wherein each of the one and the other piezoelectric units 21a and 21b has one and the other piezoelectric elements 17a and 17b arranged oppositely, and a resilient body 19 held between the piezoelectric elements 17a and 17b, ends 21a and 21b of the shaft member 21 are secured to the resilient body 19, a power supply control section 27 applies pulse currents having reverse polarities and the same phase to the one and the other piezoelectric elements 17a and 17b and vibrates the resilient bodies 19 and 19 of the one and the other piezoelectric elements in the axial direction of the shaft member 21 thus moving the moved body 3 friction engaging with the side face of the shaft member 21 in the axial direction of the shaft member 21. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被移動体を直線移動するリニア駆動装置、リニア駆動装置の被移動体をレンズホルダとしたレンズ駆動装置、及びリニア駆動装置の被移動体を画像センサとしたカメラの手振れ防止装置に関する。   The present invention relates to a linear driving device that linearly moves a moving object, a lens driving device that uses the moving object of the linear driving device as a lens holder, and a camera shake prevention device that uses the moving object of the linear driving device as an image sensor. .

特許文献1には、マグネットとコイルとヨークとから構成されるリニアモータでレンズホルダを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a lens driving device that drives a lens holder in an optical axis direction by a linear motor including a magnet, a coil, and a yoke.

特許文献2には、ピエゾ素子(圧電素子)を反射鏡の端部に設け、ピエゾ素子に通電することにより反射鏡の端部を僅かに変形させて位置決めを行うことが開示されている。   Patent Document 2 discloses that positioning is performed by slightly deforming the end of the reflecting mirror by providing a piezoelectric element (piezoelectric element) at the end of the reflecting mirror and energizing the piezoelectric element.

特開2002−23037号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23037 特開2000−121950号公報JP 2000-121950 A

しかし、特許文献1の技術では、レンズホルダの移動方向に、マグネットやコイル等で構成されるリニアモータ機構を設けているので、レンズ駆動装置の小型化に限界があった。   However, in the technique of Patent Document 1, since a linear motor mechanism composed of a magnet, a coil, and the like is provided in the moving direction of the lens holder, there is a limit to downsizing the lens driving device.

特許文献2はピエゾ素子を利用して反射鏡を僅かに変形させるだけのものであり、ピエゾ素子はその可動範囲での利用に限られるものであった。   Patent Document 2 merely uses a piezo element to slightly deform the reflecting mirror, and the piezo element is limited to use within its movable range.

一方、レンズ駆動等に用いられるリニア駆動装置においては、更なる小型化の要求が高い。   On the other hand, there is a high demand for further miniaturization in linear drive devices used for lens driving and the like.

そこで、本発明は、簡易な構成で被移動体を直線移動でき且つ小型のリニア駆動装置、そのリニア駆動装置を利用したレンズ駆動装置及びカメラの手振れ防止装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a small linear drive device that can move a moving object in a straight line with a simple configuration, a lens drive device using the linear drive device, and a camera shake prevention device for a camera.

請求項1に記載の発明は、軸部材と、軸部材の一端部に設けた一方のピエゾユニットと、軸部材の他端部に設けた他方のピエゾユニットと、軸部材の側面に摩擦係合した被移動体と、電源制御部とを備え、一方及び他方のピエゾユニットは各々、対向配置した一方及び他方のピエゾ素子と、ピエゾ素子間に挟持した弾性体とを有し、軸部材の端部は弾性体に固定してあり、電源制御部が一方及び他方のピエゾユニットに互いに逆極性で同位相のパルス電流を印加して、一方及び他方のピエゾユニットの各弾性体を軸部材の軸線方向に振動させ、軸部材の側面に摩擦係合している被移動体を軸部材の軸線方向に移動することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the shaft member, one piezo unit provided at one end of the shaft member, the other piezo unit provided at the other end of the shaft member, and the side surface of the shaft member are frictionally engaged. Each of the piezo units has one and the other piezo elements disposed opposite to each other, and an elastic body sandwiched between the piezo elements, and the end of the shaft member. Is fixed to an elastic body, and the power supply control unit applies pulse currents of opposite polarity and the same phase to one and the other piezoelectric units, and each elastic body of the one and the other piezoelectric units is connected to the axis of the shaft member. The moving object that vibrates in the direction and frictionally engaged with the side surface of the shaft member is moved in the axial direction of the shaft member.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、弾性体は導電部材であり、弾性体に対して各ピエゾ素子に相対的にプラスのパルス電流を印加すると一方向に被移動体が移動し、相対的にマイナスのパルス電流を印加すると他方に移動することを特徴とする。   According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the elastic body is a conductive member, and when a relatively positive pulse current is applied to each piezo element with respect to the elastic body, the elastic body is moved in one direction. The body moves and moves to the other when a relatively negative pulse current is applied.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、被移動体は、ばね部材を有し、ばね部材の弾性力で軸部材の側面に摩擦係合していることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the movable body has a spring member, and is frictionally engaged with the side surface of the shaft member by the elastic force of the spring member. To do.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリニア駆動装置と、レンズを保持するレンズホルダとを備え、被移動体はレンズホルダであり、軸部材はレンズの光軸に沿って設けてあり、レンズホルダが保持したレンズを光軸方向に移動することを特徴とするレンズ駆動装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the linear drive device according to any one of the first to third aspects of the present invention and a lens holder for holding a lens are provided, the movable body is a lens holder, and the shaft member is a lens. And a lens driving device that moves the lens held by the lens holder in the optical axis direction.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリニア駆動装置と、レンズの結像位置に配置された画像センサとを備え、リニア駆動装置の被移動体は画像センサであり、画像センサの位置変動に応じてリニア駆動装置を駆動して画像センサの位置制御を行うことを特徴とするカメラの手振れ防止装置である。   The invention according to claim 5 includes the linear drive device according to any one of claims 1 to 3 and an image sensor disposed at the imaging position of the lens. The camera is a camera shake prevention device that is an image sensor and controls the position of the image sensor by driving a linear drive device in accordance with a change in the position of the image sensor.

請求項1に記載の発明によれば、軸部材の両端に設けたピエゾユニットに電源制御部が互いに逆極性で同位相のパルス電流を印加すると、各ピエゾユニットでは、一方及び他方のピエゾ素子が弾性体に対して相対的な伸縮を繰り返すので、一方及び他方のピエゾ素子間に挟持してある弾性体が一方及び他方のピエゾ素子間で振動し、弾性体に一端を固定してある軸部材が軸線方向に細かく振動する。軸部材は軸線方向の振動により側面がパルス波で波打つように細かく振動し、軸部材の側面に摩擦係合してある被移動体が軸部材を軸線方向にリニア移動する。   According to the first aspect of the present invention, when the power supply controller applies pulse currents having opposite polarities and opposite phases to the piezo units provided at both ends of the shaft member, in each piezo unit, one and the other piezo elements are Since the elastic body repeatedly expands and contracts relative to the elastic body, the elastic body sandwiched between one and the other piezoelectric elements vibrates between the one and the other piezoelectric elements, and one end of the shaft is fixed to the elastic body. Vibrates finely in the axial direction. The shaft member vibrates finely so that the side surface undulates by a pulse wave due to the vibration in the axial direction, and a moving body frictionally engaged with the side surface of the shaft member linearly moves the shaft member in the axial direction.

軸部材の両端に設けたピエゾユニットが各々軸部材を同方向に振動させるので、軸部材の側面に生じるパルス波は、両端に設けたピエゾユニットにより相乗的に増幅した振幅のパルス波になり、軸部材の一端にのみピエゾユニットを設けた場合に比較して大きな駆動力(トルク)を得ることができる。   Since the piezo units provided at both ends of the shaft member respectively vibrate the shaft members in the same direction, the pulse wave generated on the side surface of the shaft member becomes a pulse wave having an amplitude that is synergistically amplified by the piezo units provided at both ends, A large driving force (torque) can be obtained as compared with the case where the piezo unit is provided only at one end of the shaft member.

本発明では大きな駆動力を得られるから、被移動体の重量の自由度も高く、被移動体の適用範囲も広くできる。   Since a large driving force can be obtained in the present invention, the degree of freedom of the weight of the moving object is high and the applicable range of the moving object can be widened.

軸部材の一端にのみピエゾユニットを設けた場合について実験したところ、被移動体は軸部材の軸線方向に滑らかに移動した。これは軸部材の側面に発生するパルス波の振動は極めて細かい振動であるため、被移動体との摩擦係合部では、非接触面積が小さくなり、移動時に被移動体と軸部材との間に作用する摩擦力は小さくなって、被移動体は被移動体がパルス波(進行波)に押されて軸部材表面を滑らかに移動することができたものと考えられる。したがって、軸部材の側面に生じるパルス波の振幅を大きくすることができれば、振幅の大きさに比例した大きな駆動力を得ることができる。   When an experiment was conducted on the case where the piezo unit was provided only at one end of the shaft member, the object to be moved moved smoothly in the axial direction of the shaft member. This is because the vibration of the pulse wave generated on the side surface of the shaft member is very fine, so the non-contact area is small at the frictional engagement part with the moving object, and between the moving object and the shaft member during movement. It is considered that the frictional force acting on the surface of the moving object was reduced, and the moving object was able to move smoothly on the surface of the shaft member by being pushed by the pulse wave (traveling wave). Therefore, if the amplitude of the pulse wave generated on the side surface of the shaft member can be increased, a large driving force proportional to the amplitude can be obtained.

本発明のリニア駆動装置によれば、ピエゾ素子と、弾性体と、軸部材と、軸部材に摩擦係合した被移動体のみの構成であるから、リニアモータ機構のようなマグネットやコイル等が不用となり、簡易で且つ極めて小型にできる。   According to the linear drive device of the present invention, since the configuration includes only a piezo element, an elastic body, a shaft member, and a movable body frictionally engaged with the shaft member, a magnet, a coil, or the like such as a linear motor mechanism is provided. It becomes unnecessary and can be made simple and extremely small.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の作用効果を得ることができると共に、各ピエゾユニットに供給するパルス電流の向きを変えるだけで、被移動体を軸部材の軸線方向に往復移動することができる。   According to the second aspect of the present invention, the function and effect of the first aspect can be obtained, and the moving object can be moved in the axial direction of the shaft member only by changing the direction of the pulse current supplied to each piezo unit. Can be reciprocated.

請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の作用効果を奏すると共に、移動体はばねにより軸部材の表面に圧接するので、軸部材表面のパルス振動に応答してばね部材が共振しやすく、被移動体の移動時における軸部材表面と被移動体との間の接触面積が小さくなって、よりスムーズな移動を図ることができる。   According to the third aspect of the invention, the effect of the second aspect is achieved and the moving body is pressed against the surface of the shaft member by the spring, so that the spring member responds to the pulse vibration on the surface of the shaft member. It is easy to resonate, and the contact area between the surface of the shaft member and the movable body during movement of the movable body is reduced, so that smoother movement can be achieved.

請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の作用効果を奏するレンズ駆動装置を得ることができる。特に、フォーカスレンズや倍率レンズの駆動に利用することにより、従来よりも簡易で小型のオートフォカスや倍率機能を備えたカメラを提供することができる。   According to the invention described in claim 4, it is possible to obtain a lens driving device that exhibits the operational effects described in any one of claims 1 to 3. In particular, by using the lens for driving a focus lens and a magnification lens, it is possible to provide a camera having a simpler and smaller autofocus and magnification function than conventional ones.

請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の作用効果を奏する共にカメラの手振れ防止装置を簡易で小型にできる。   According to the fifth aspect of the present invention, the camera shake prevention device for the camera that achieves the operational effects of any one of the first to third aspects can be simplified and reduced in size.

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図3のA―A位置で切断して示す断面図であり、図2は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図3のB―B位置で切断して示す断面図であり、図3は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図1のC―C位置で切断して示す断面図であり、図4はリニア駆動装置の概略構成を示した断面図であり、図5は第1実施の形態にかかるリニア駆動装置の図であり、(a)は(b)に示すE−E断面図、(b)は正面図であり、図6は電源制御部がピエゾユニットに供給するパルス電流の波形であり、(a)は一方のピエゾユニットに供給するパルス電流の波形図、(b)は他方のピエゾユニットに供給するパルス電流の波形図であり、図7は駆動軸(軸部材)の側面に発生するパルス波の状態を説明する図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the lens driving device according to the first embodiment cut along the AA position in FIG. 3, and FIG. 2 shows the lens driving device according to the first embodiment in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lens driving device according to the first embodiment cut at the position B, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lens driving device taken along the line CC in FIG. It is sectional drawing which showed schematic structure, FIG. 5 is a figure of the linear drive device concerning 1st Embodiment, (a) is EE sectional drawing shown in (b), (b) is a front view. 6 is a waveform of the pulse current supplied to the piezo unit by the power supply control unit, (a) is a waveform diagram of the pulse current supplied to one piezo unit, and (b) is a pulse supplied to the other piezo unit. FIG. 7 is a waveform diagram of current, and FIG. 7 shows a state of a pulse wave generated on the side surface of the drive shaft (shaft member). It is a diagram for explaining.

第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置1は、携帯電話に組み込まれるデジタルカメラ2に用いられるものであり、光学ズーム付きオートフォーカスデジタルカメラのレンズ駆動装置である。   A lens driving device 1 according to the first embodiment is used for a digital camera 2 incorporated in a mobile phone, and is a lens driving device for an autofocus digital camera with an optical zoom.

レンズ駆動装置1は、図1及び図2に示すように、第1レンズホルダ(被移動体)3及び第2レンズホルダ(被移動体)5と、第1レンズホルダ3を駆動する第1リニア駆動装置7と、第2レンズホルダ5を駆動する第2リニア駆動装置9とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the lens driving device 1 includes a first lens holder (movable body) 3, a second lens holder (movable body) 5, and a first linear that drives the first lens holder 3. A driving device 7 and a second linear driving device 9 for driving the second lens holder 5 are provided.

第1レンズホルダ3は、本実施の形態では光学ズームレンズ14を保持しており、第2レンズホルダ5は、フォーカスレンズ16を保持しており、光学ズームレンズ14とフォーカスレンズ16とは光軸を同一にしてあり、光軸上には結象位置に画像センサ11が設けてある。この画像センサ11には本発明の第2実施形態にかかる手振れ防止装置10が設けてあるが、この手振れ防止装置10については後述する。   The first lens holder 3 holds an optical zoom lens 14 in the present embodiment, the second lens holder 5 holds a focus lens 16, and the optical zoom lens 14 and the focus lens 16 are optical axes. And the image sensor 11 is provided at the conjugation position on the optical axis. The image sensor 11 is provided with a camera shake preventing apparatus 10 according to the second embodiment of the present invention. The camera shake preventing apparatus 10 will be described later.

第1リニア駆動装置7と第2リニア駆動装置9とは略同じ構成であるから、第1リニア駆動装置7を説明して第2リニア駆動装置9には同一作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略する。   Since the first linear drive device 7 and the second linear drive device 9 have substantially the same configuration, the first linear drive device 7 will be described, and the second linear drive device 9 has the same parts that have the same effects. The description of the part is abbreviate | omitted by attaching | subjecting a code | symbol.

第1リニア駆動装置7は、駆動軸(軸部材)21と、駆動軸21の一端部に設けた一方のピエゾユニット22と、駆動軸21の他端部に設けた他方のピエゾユニット24と、電源制御部27(図4参照)とを備えている。   The first linear drive device 7 includes a drive shaft (shaft member) 21, one piezo unit 22 provided at one end of the drive shaft 21, and the other piezo unit 24 provided at the other end of the drive shaft 21. And a power supply control unit 27 (see FIG. 4).

一方のピエゾユニット22は筐体13の基底15に固定されており、他方のピエゾユニット24は基底15に対向配置した前壁18に固定されており、駆動軸21は基底15と前壁18との間に光軸方向に平行に配置され、第1レンズホルダ(被移動体)3が駆動軸21の側面に摩擦係合している。尚、基底15側は光学ズームの拡大側であり、前壁18側は光学ズームの望遠側である。   One piezo unit 22 is fixed to the base 15 of the housing 13, the other piezo unit 24 is fixed to the front wall 18 disposed opposite the base 15, and the drive shaft 21 is connected to the base 15 and the front wall 18. The first lens holder (movable body) 3 is frictionally engaged with the side surface of the drive shaft 21. The base 15 side is the optical zoom magnification side, and the front wall 18 side is the optical zoom telephoto side.

一方及び他方のピエゾユニット22、24は、各々、対向配置した一方及び他方のピエゾ素子17a、17bと、ピエゾ素子17a、17b間に配置した振動子(弾性体)19とを有しており、駆動軸21の一端21aは一方のピエゾユニット22の振動子19に固定してあり、他端21bは他方のピエゾユニット24の振動子19に固定している。   The one and other piezo units 22 and 24 have one and the other piezo elements 17a and 17b arranged opposite to each other, and a vibrator (elastic body) 19 arranged between the piezo elements 17a and 17b. One end 21 a of the drive shaft 21 is fixed to the vibrator 19 of one piezo unit 22, and the other end 21 b is fixed to the vibrator 19 of the other piezo unit 24.

振動子19は銅板であり、図4に示すように、各ピエゾユニット22、24の一方及び他方のピエゾ素子17a、17bと、振動子19とには電源制御部27が接続されている。電源制御部27は、図6に示すように、一方及び他方のピエゾユニット22、24に互いに逆極性で同位相のパルス電流を印加し、一方及び他方のピエゾユニット22、24の各振動子19を軸部材21の軸線方向に振動させ、軸部材21の側面に摩擦係合している第1レンズホルダ(被移動体)3を軸部材21の軸線方向に移動するものである。   The vibrator 19 is a copper plate, and as shown in FIG. 4, a power supply control unit 27 is connected to one and the other piezoelectric elements 17 a and 17 b of the piezoelectric units 22 and 24 and the vibrator 19. As shown in FIG. 6, the power supply control unit 27 applies pulse currents having opposite polarities and the same phase to the one and other piezoelectric units 22 and 24, and the vibrators 19 of the one and other piezoelectric units 22 and 24. Is moved in the axial direction of the shaft member 21, and the first lens holder (movable body) 3 that is frictionally engaged with the side surface of the shaft member 21 is moved in the axial direction of the shaft member 21.

尚、各ピエゾユニット22、24を構成するピエゾ素子17a、17bには同極で同位相のパルス電流が印加され、振動子19に対して各ピエゾ素子17a、17bには相対的にプラス又はマイナスのパルス電流が印加されるものである。   A pulse current having the same polarity and the same phase is applied to the piezo elements 17 a and 17 b constituting the piezo units 22 and 24, and the piezo elements 17 a and 17 b are relatively positive or negative with respect to the vibrator 19. The pulse current is applied.

第1レンズホルダ3は、一端部に駆動軸21との摩擦係合部31を有しおり、摩擦係合部31は、ばね部材でできており、図3に示すように、駆動軸21にばね力で挟持して、摩擦力を付与している。   The first lens holder 3 has a friction engagement portion 31 with the drive shaft 21 at one end, and the friction engagement portion 31 is made of a spring member. As shown in FIG. It is sandwiched by force to give a frictional force.

第1レンズホルダ3の他端部には補助軸35との係合部33が設けてあり、係合部33は筐体13の基底15と前壁18との間に駆動軸21と平行に立設された補助軸35に係合して、第1レンズホルダ3の移動を案内している。   An engaging portion 33 with the auxiliary shaft 35 is provided at the other end of the first lens holder 3, and the engaging portion 33 is parallel to the drive shaft 21 between the base 15 of the housing 13 and the front wall 18. The movement of the first lens holder 3 is guided by engaging with the auxiliary shaft 35 erected.

次に、本発明にかかる実施の形態の作用及び効果について説明する。   Next, operations and effects of the embodiment according to the present invention will be described.

本実施の形態では、第1レンズホルダ3を移動して光学ズームで倍率を変え、同時に第2レンズホルダを移動して焦点位置をあわせるものである。   In the present embodiment, the first lens holder 3 is moved to change the magnification by optical zoom, and the second lens holder is simultaneously moved to adjust the focal position.

第1レンズホルダ3を、望遠側(前側)に移動する場合には、一方のピエゾユニット22では、振動子19を0ボルトとしてピエゾ素子17a、17bに各々、図6(a)に示すような波形のプラスのパルス電流を印加する。他方のピエゾユニット24では、図6(b)に示すように、一方のピエゾユニット22と逆極性で同位相の電流を印加する(ピエゾ素子17a、17bを0ボルトとし、振動子19に相対的にマイナスのパルス電流を印加する)。   When the first lens holder 3 is moved to the telephoto side (front side), in one piezo unit 22, the vibrator 19 is set to 0 volts and the piezo elements 17a and 17b are respectively shown in FIG. 6A. Apply a positive pulse current of the waveform. In the other piezo unit 24, as shown in FIG. 6 (b), a current having the same polarity and opposite polarity as that of the one piezo unit 22 is applied (the piezo elements 17a and 17b are set to 0 volt, relative to the vibrator 19). Negative pulse current).

一方のピエゾユニット22では、ピエゾ素子17a、17bにプラスのパルス電流を印加するので、ピエゾ素子17a、17bは伸び(体積を膨張)次に元に戻ることを繰り返し、ピエゾ素子17a、17b間にある振動子19が振動する。このような振動子19の振動により、図7(a)に示す駆動軸21の側面では、図7(b)に示すように振幅S1で一方向に進行する進行波が生じる。   In one piezo unit 22, since a positive pulse current is applied to the piezo elements 17a and 17b, the piezo elements 17a and 17b repeatedly expand (expand the volume) and then return to the original state. A certain vibrator 19 vibrates. Due to the vibration of the vibrator 19, a traveling wave traveling in one direction with an amplitude S 1 is generated on the side surface of the drive shaft 21 shown in FIG. 7A as shown in FIG. 7B.

他方のピエゾユニット24では、ピエゾ素子17a、17bに一方のピエゾユニット22に印加する電流と同位相で且つ相対的にマイナスのパルス電流が印加されるので、ピエゾ素子17a、17bは縮み(体積を縮小)次に元に戻ることを繰り返し、ピエゾ素子17a、17b間にある振動子19の振動が振動し、駆動軸21の側面では、図7(c)に示すように振幅S2で一方向に進行する進行波が生じることになる。   In the other piezoelectric unit 24, a relatively negative pulse current is applied to the piezoelectric elements 17a and 17b in the same phase as the current applied to the one piezoelectric unit 22, so that the piezoelectric elements 17a and 17b are contracted (volume reduced). (Reduction) Next, returning to the original state is repeated, and the vibration of the vibrator 19 between the piezo elements 17a and 17b oscillates. On the side surface of the drive shaft 21, as shown in FIG. A traveling wave that travels is generated.

結果的に、図7(a)に示す駆動軸21の側面では、図7(d)に示すように、図7(b)と図7(c)との進行波は同位相であるから各振幅S1とS2とを合算した大きさの振幅S3で一方向に(前側に)進行する進行波が生じる。   As a result, on the side surface of the drive shaft 21 shown in FIG. 7A, as shown in FIG. 7D, the traveling waves in FIG. 7B and FIG. A traveling wave is generated which travels in one direction (forward) with an amplitude S3 having a magnitude obtained by adding the amplitudes S1 and S2.

したがって、本実施の形態によれば、一方のピエゾユニット22と他方のピエゾユニット24とで発生する振動の振幅を合算した大きな振幅の進行波を得ることができ、駆動トルクを一方のピエゾユニットのみとして場合に比較して略2倍にすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a traveling wave having a large amplitude by adding up the amplitudes of vibrations generated in one piezo unit 22 and the other piezo unit 24, and driving torque is applied only to one piezo unit. As compared with the case, it can be substantially doubled.

本実施の形態では、図6に示す電圧Vが数十Vであり、周波数Hが数十KHzでスムーズな移動を図ることができた。実験では、各ピエゾユニット22、24における電圧Vが35Vで、周波数Hが56KHzとした場合、60g・fの摺動トルクで、22mm/秒の移動を得ることができた。尚、駆動軸21に一方のピエゾユニット22のみを設けて駆動軸21の他端を自由端として同じ条件で比較実験をしたところ、移動速度は20mm/秒で摺動トルクは35g・fであった。   In the present embodiment, smooth movement can be achieved when the voltage V shown in FIG. 6 is several tens of volts and the frequency H is several tens of KHz. In the experiment, when the voltage V in each of the piezo units 22 and 24 was 35 V and the frequency H was 56 KHz, a movement of 22 mm / sec could be obtained with a sliding torque of 60 g · f. In addition, when only one piezo unit 22 was provided on the drive shaft 21 and the other end of the drive shaft 21 was a free end, a comparative experiment was performed under the same conditions. The moving speed was 20 mm / second and the sliding torque was 35 g · f. It was.

第1レンズホルダ3を、拡大側(後側)に移動する場合には、各ピエゾユニット22、24における電圧の極性を切り替えて、一方のピエゾユニット22では、ピエゾ素子17、17に振動子19を0ボルトとして振動子19に対して相対的にマイナスのパルス電流を印加し、他方のピエゾユニット24では、ピエゾ素子17、17に振動子19を0ボルトとして振動子19に対して相対的にプラスのパルス電流を印加する。これにより、駆動軸21の側面では、図7(d)に示す振幅で図7(d)の進行波とは逆方向に向かう波状の振動が発生し、第1レンズホルダ3は駆動軸21の一端21aに向けて(後側に)移動する。   When the first lens holder 3 is moved to the enlargement side (rear side), the polarity of the voltage in each piezo unit 22, 24 is switched, and in one piezo unit 22, the vibrator 19 is connected to the piezo elements 17, 17. Is set to 0 volts, a relatively negative pulse current is applied to the vibrator 19. In the other piezoelectric unit 24, the vibrator 19 is set to 0 volts on the piezoelectric elements 17, 17 and the vibrator 19 is relatively placed. Apply a positive pulse current. Thereby, on the side surface of the drive shaft 21, a wavy vibration is generated in the direction opposite to the traveling wave of FIG. 7D with the amplitude shown in FIG. 7D, and the first lens holder 3 It moves toward the one end 21a (to the rear side).

一方、摩擦係合部31では、摩擦係合している駆動軸21の側面が振動するとばねでできている摩擦係合部31の係合面も同様に振動して駆動軸21の側面との摩擦接触面積が小さくなるので、移動時には小さな摩擦力でスムーズに移動することができる。   On the other hand, in the friction engagement portion 31, when the side surface of the frictionally engaging drive shaft 21 vibrates, the engagement surface of the friction engagement portion 31 made of a spring also vibrates in the same manner as the side surface of the drive shaft 21. Since the frictional contact area is reduced, it can move smoothly with a small frictional force during movement.

また、第2レンズホルダ5の駆動も第1レンズホルダ3と同様にピエゾ素子17、17と振動子19との間に所定パルスの電流を供給することにより、第2レンズホルダを前進又は後退させることができる。   Similarly to the first lens holder 3, the second lens holder 5 is driven by supplying a predetermined pulse current between the piezo elements 17, 17 and the vibrator 19 to move the second lens holder forward or backward. be able to.

本実施の形態によれば、第1及び第2レンズホルダ3、5を移動させるリニア駆動装置7、9は一方及び他方のピエゾ素子17a、17bと、振動子19と、駆動軸21のみであるから、従来のリニアモータ機構のようなマグネットやヨークやコイル等が不用であるから、簡易で且つ極めて小型にできる。   According to the present embodiment, the linear drive devices 7 and 9 for moving the first and second lens holders 3 and 5 are only one and the other piezoelectric elements 17a and 17b, the vibrator 19, and the drive shaft 21. Therefore, since a magnet, a yoke, a coil, and the like as in the conventional linear motor mechanism are unnecessary, it is simple and can be made extremely small.

特に、一方及び他方のピエゾユニット22、24は駆動軸21の両端に設けるので、第1及び第2レンズホルダ3、5の周囲部には駆動機構が無いので、レンズの口径方向の幅を小さくすることができる。   In particular, since one and the other piezo units 22 and 24 are provided at both ends of the drive shaft 21, there is no drive mechanism around the first and second lens holders 3 and 5, so the width of the lens in the aperture direction is reduced. can do.

また、補助軸35により第1及び第2レンズホルダ3、5を支持しているので、各レンズホルダ3、5を安定に移動できる。   Further, since the first and second lens holders 3 and 5 are supported by the auxiliary shaft 35, the lens holders 3 and 5 can be moved stably.

本実施の形態では、駆動軸21の側面に生じるパルス波は、駆動軸21の両端に設けたピエゾユニット22、24により相乗的に増幅した振幅のパルス波になるので、駆動軸21の一端にのみピエゾユニットを設けた場合に比較して大きな駆動力(トルク)を得ることができる。   In the present embodiment, the pulse wave generated on the side surface of the drive shaft 21 becomes a pulse wave having an amplitude that is synergistically amplified by the piezo units 22 and 24 provided at both ends of the drive shaft 21. A large driving force (torque) can be obtained as compared with the case where only the piezo unit is provided.

以下に本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する他の実施の形態において、上述した第1実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略する。   Other embodiments of the present invention will be described below. In the other embodiments described below, the same reference numerals are given to the portions having the same operational effects as those of the first embodiment described above. Therefore, the detailed description of that part is omitted.

図8に第2実施の形態を示す。この第2実施の形態では、カメラの手振れ防止装置10として第1リニア駆動装置7と第2リニア駆動装置9とを用いたものである。即ち、図1に示す画像センサ11は支持体43に対して一方向(X方向)にスライド自在に保持されていると共に支持体43には第1リニア駆動装置7の一方及び他方のピエゾユニット22、24が固定されており、駆動軸21が画像センサ11の一側縁に沿うX方向に沿って配置されている。また、カメラの筐体13には、第2リニア駆動装置9の一方及び他方のピエゾユニット22、24が固定されており、駆動軸21が画像センサ11の他側縁に沿うY方向に配置されており、支持部材43をY方向に移動するようになっている。   FIG. 8 shows a second embodiment. In the second embodiment, the first linear drive device 7 and the second linear drive device 9 are used as the camera shake prevention device 10 of the camera. That is, the image sensor 11 shown in FIG. 1 is slidably held in one direction (X direction) with respect to the support 43, and the support 43 has one and the other piezoelectric units 22 of the first linear drive device 7. , 24 are fixed, and the drive shaft 21 is disposed along the X direction along one side edge of the image sensor 11. In addition, one and the other piezoelectric units 22 and 24 of the second linear drive device 9 are fixed to the camera casing 13, and the drive shaft 21 is arranged in the Y direction along the other side edge of the image sensor 11. The support member 43 is moved in the Y direction.

第2実施の形態では、電源制御部27では、手振れにより生じた画像センサ11の位置変動量に応じて、第1及び第2リニア駆動装置9、11に各々上述した第1実施の形態と同様に図6に示すパルス電流を印加して駆動し、手振れ等による画像のぶれを防止する。   In the second embodiment, the power supply control unit 27 is similar to the first embodiment described above for the first and second linear drive devices 9 and 11 in accordance with the amount of position fluctuation of the image sensor 11 caused by camera shake. 6 is applied and driven to prevent image blur due to camera shake or the like.

この第2実施の形態によれば、従来モータにより駆動制御していた手振れ防止装置10にピエゾユニット22、24の振動を利用したリニア駆動装置7、9を用いているので、手振れ防止装置10を簡易な構成で且つ小型にすることができる。   According to the second embodiment, since the linear drive devices 7 and 9 using the vibrations of the piezo units 22 and 24 are used in the shake preventing device 10 that has been conventionally driven and controlled by a motor, the shake preventing device 10 is used. It is possible to reduce the size with a simple configuration.

第1及び第2リニア駆動装置7、9では、各々所定の電圧で略倍の駆動トルクを得ることができるので、画像センサ11を迅速に駆動でき手振れ等のよる位置補正を迅速に行うことができる。   In each of the first and second linear drive devices 7 and 9, a substantially double drive torque can be obtained at a predetermined voltage, so that the image sensor 11 can be driven quickly and position correction such as camera shake can be performed quickly. it can.

本発明は上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、各ピエゾユニット22、24における、一方及び他方のピエゾ素子17a、17bは、各々複数枚を積層するものであってもよい。このようにピエゾ素子を複数枚積層することにより、更に駆動軸(軸部材)側面に発生する振動の振幅を大きくできるので更に大きな駆動力を得ることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the piezo units 22 and 24, one and the other piezo elements 17a and 17b may be formed by laminating a plurality of sheets. By laminating a plurality of piezo elements in this manner, the amplitude of vibration generated on the side surface of the drive shaft (shaft member) can be further increased, so that a larger driving force can be obtained.

上述した実施の形態では、携帯電話に搭載されるレンズ駆動装置やカメラの手振れ防止装置を例に用いて説明したが、デジタルスチルカメラのレンズ駆動装置やカメラの手振れ防止装置として用いるものでも良い。   In the above-described embodiment, the lens driving device and the camera shake prevention device mounted on the mobile phone have been described as examples. However, the camera may be used as a lens driving device for a digital still camera or a camera shake prevention device.

被移動体は、上述したレンズホルダ3、5や画像センサ11に限らず、直線移動するものであればその用途は特に制限されない。   The moving object is not limited to the lens holders 3 and 5 and the image sensor 11 described above, and the use thereof is not particularly limited as long as it moves linearly.

第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図3のA―A位置で切断して示す断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the lens drive device concerning 1st Embodiment in the AA position of FIG. 第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図3のB―B位置で切断して示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lens driving device according to the first embodiment cut at a position BB in FIG. 3. 第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図1のC―C位置で切断して示す断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the lens drive device concerning 1st Embodiment in CC position of FIG. リニア駆動装置の概略構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed schematic structure of the linear drive device. 第1実施の形態にかかるリニア駆動装置の図であり、(a)は(b)に示すE−E断面図、(b)は正面図である。It is a figure of the linear drive device concerning a 1st embodiment, (a) is an EE sectional view shown in (b), and (b) is a front view. 電源制御部がピエゾユニットに供給するパルス電流の波形であり、(a)は一方のピエゾユニットに供給するパルス電流の波形図、(b)は他方のピエゾユニットに供給するパルス電流の波形図である。It is a waveform of the pulse current supplied to the piezo unit by the power supply control unit, (a) is a waveform diagram of the pulse current supplied to one piezo unit, (b) is a waveform diagram of the pulse current supplied to the other piezo unit. is there. 駆動軸(軸部材)の側面に発生するパルス波の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state of the pulse wave which generate | occur | produces in the side surface of a drive shaft (shaft member). 第2実施の形態にかかるカメラの手振れ防止装置の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the camera-shake prevention apparatus concerning 2nd Embodiment.

1 レンズ駆動装置
3 第1レンズホルダ(被移動体)
5 第2レンズホルダ(被移動体)
7 第1リニア駆動装置
9 第2リニア駆動装置
10 カメラの手振れ防止装置
13 筐体
17a 一方のピエゾ素子
17b 他方のピエゾ素子
19 振動子(弾性体)
21 駆動軸(軸部材)
21a 一端部
21b 他端部
22 一方のピエゾユニット
24 他方のピエゾユニット


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens drive device 3 1st lens holder (moving body)
5 Second lens holder (movable body)
7 first linear drive device 9 second linear drive device 10 camera shake prevention device 13 housing 17a one piezo element 17b other piezo element 19 vibrator (elastic body)
21 Drive shaft (shaft member)
21a One end 21b Other end 22 One piezo unit 24 The other piezo unit


Claims (5)

軸部材と、軸部材の一端部に設けた一方のピエゾユニットと、軸部材の他端部に設けた他方のピエゾユニットと、軸部材の側面に摩擦係合した被移動体と、電源制御部とを備え、一方及び他方のピエゾユニットは各々、対向配置した一方及び他方のピエゾ素子と、ピエゾ素子間に挟持した弾性体とを有し、軸部材の端部は弾性体に固定してあり、電源制御部が一方及び他方のピエゾユニットに互いに逆極性で同位相のパルス電流を印加して、一方及び他方のピエゾユニットの各弾性体を軸部材の軸線方向に振動させ、軸部材の側面に摩擦係合している被移動体を軸部材の軸線方向に移動することを特徴とするリニア駆動装置。   A shaft member, one piezo unit provided at one end of the shaft member, the other piezo unit provided at the other end of the shaft member, a movable body frictionally engaged with a side surface of the shaft member, and a power control unit The one and the other piezo units each have one and the other piezo elements arranged opposite to each other, and an elastic body sandwiched between the piezo elements, and the end of the shaft member is fixed to the elastic body The power supply control unit applies pulse currents having opposite polarities and the same phase to one and the other piezo units to vibrate the elastic bodies of the one and the other piezo units in the axial direction of the shaft member. A linear drive device characterized by moving a moving body frictionally engaged with the shaft in the axial direction of the shaft member. 弾性体は導電部材であり、弾性体に対して各ピエゾ素子に相対的にプラスのパルス電流を印加すると一方向に被移動体が移動し、相対的にマイナスのパルス電流を印加すると他方に移動することを特徴とする請求項1に記載のリニア駆動装置。   The elastic body is a conductive member. When a relatively positive pulse current is applied to each piezoelectric element relative to the elastic body, the moved body moves in one direction, and when a relatively negative pulse current is applied, it moves to the other. The linear drive device according to claim 1, wherein: 被移動体は、ばね部材を有し、ばね部材の弾性力で軸部材の側面に摩擦係合していることを特徴とする請求項2に記載のリニア駆動装置。   The linear drive device according to claim 2, wherein the movable body includes a spring member and is frictionally engaged with a side surface of the shaft member by an elastic force of the spring member. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリニア駆動装置と、レンズを保持するレンズホルダとを備え、被移動体はレンズホルダであり、軸部材はレンズの光軸に沿って設けてあり、レンズホルダが保持したレンズを光軸方向に移動することを特徴とするレンズ駆動装置。   A linear drive device according to any one of claims 1 to 3 and a lens holder that holds a lens are provided, the movable body is a lens holder, and the shaft member is provided along the optical axis of the lens. A lens driving device that moves the lens held by the lens holder in the optical axis direction. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリニア駆動装置と、レンズの結像位置に配置された画像センサとを備え、リニア駆動装置の被移動体は画像センサであり、画像センサの位置変動に応じてリニア駆動装置を駆動して画像センサの位置制御を行うことを特徴とするカメラの手振れ防止装置。

A linear drive device according to any one of claims 1 to 3 and an image sensor disposed at an image forming position of a lens, wherein the movable body of the linear drive device is an image sensor, and the position of the image sensor An apparatus for preventing camera shake, wherein the position of the image sensor is controlled by driving a linear driving device in accordance with fluctuation.

JP2006143634A 2006-05-24 2006-05-24 Linear driver, lens driving device and camera shake arrester Pending JP2007318851A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006143634A JP2007318851A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Linear driver, lens driving device and camera shake arrester

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006143634A JP2007318851A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Linear driver, lens driving device and camera shake arrester

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007318851A true JP2007318851A (en) 2007-12-06

Family

ID=38852200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006143634A Pending JP2007318851A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Linear driver, lens driving device and camera shake arrester

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007318851A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183728A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Hoya Corp Linear actuator
CN101546089B (en) * 2007-12-18 2011-07-20 三洋电机株式会社 Piezoelectric actuator drive circuit and vibration insulation control circuit
WO2019240076A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lens barrel, and image capturing device provided with same
CN114793258A (en) * 2021-01-25 2022-07-26 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 Camera module and terminal equipment
US11835736B2 (en) 2018-01-26 2023-12-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical device actuator and lens barrel provided with same
CN114793258B (en) * 2021-01-25 2024-04-30 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 Camera module and terminal equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06178564A (en) * 1992-12-09 1994-06-24 Meitec Corp Strain element actuator
JPH11356070A (en) * 1998-06-08 1999-12-24 Minolta Co Ltd Drive unit using electromechanical transducing element and driving circuit therefor
JP2006121841A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Konica Minolta Photo Imaging Inc Drive device and imaging device
JP2006121886A (en) * 2004-09-22 2006-05-11 Fuji Photo Film Co Ltd Driver, lens unit, light quantity controller, and imaging apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06178564A (en) * 1992-12-09 1994-06-24 Meitec Corp Strain element actuator
JPH11356070A (en) * 1998-06-08 1999-12-24 Minolta Co Ltd Drive unit using electromechanical transducing element and driving circuit therefor
JP2006121886A (en) * 2004-09-22 2006-05-11 Fuji Photo Film Co Ltd Driver, lens unit, light quantity controller, and imaging apparatus
JP2006121841A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Konica Minolta Photo Imaging Inc Drive device and imaging device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101546089B (en) * 2007-12-18 2011-07-20 三洋电机株式会社 Piezoelectric actuator drive circuit and vibration insulation control circuit
JP2010183728A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Hoya Corp Linear actuator
US11835736B2 (en) 2018-01-26 2023-12-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical device actuator and lens barrel provided with same
WO2019240076A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lens barrel, and image capturing device provided with same
JP7352902B2 (en) 2018-06-13 2023-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lens barrel and imaging device equipped with the same
CN114793258A (en) * 2021-01-25 2022-07-26 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 Camera module and terminal equipment
CN114793258B (en) * 2021-01-25 2024-04-30 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 Camera module and terminal equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3154894U (en) Lens drive device
US8040623B2 (en) Compact auto focus lens module with piezoelectric actuator
JP2006330053A (en) Lens barrel
JP2007127926A (en) Lens drive device
JP4804040B2 (en) Impact drive actuator
JP2006330054A (en) Lens barrel
WO2014203529A1 (en) Vibration-type actuator, interchangeable lens, image pickup apparatus, and automatic stage
JP2012014035A (en) Lens driving device, autofocus camera and mobile terminal with camera
JP4899634B2 (en) Linear drive device, lens drive device, and camera shake prevention device
JP2016155087A (en) Vibrator, vibrator driving method, vibration type driving device, dust removing device and imaging apparatus
WO2020230703A1 (en) Lens driving device, camera module, and camera-mounted device
JP5544504B2 (en) Linear drive device, lens drive device, camera and mobile phone with camera
JP2008199826A (en) Drive device
JP2007318851A (en) Linear driver, lens driving device and camera shake arrester
JP2010246277A (en) Linear drive unit
JP2007181384A (en) Driving device and driving element
JP2017028933A (en) Control device, vibration type drive device, dust removal device, lens barrel, and imaging device
US8520329B2 (en) Piezoelectric actuator, lens barrel and optical device
JP2008122465A (en) Lens drive unit and imaging apparatus
US20230024495A1 (en) Driving-unit operation method and controller
JP2008224915A (en) Lens drive device, camera, and mobile phone with camera
JP6948102B2 (en) Linear drive, camera and electronic equipment
JP2008278727A (en) Drive unit
CN113940054B (en) Imaging device and information terminal
JP4554261B2 (en) Drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110907

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120110