JP2008096932A - Lens actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯端末等に組み込まれるカメラモジュール用のレンズアクチュエータに関する。 The present invention relates to a lens actuator for a camera module incorporated in a portable terminal or the like.
携帯電話機などの携帯端末に組み込まれたカメラモジュールには、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様に、高速・高精度なオートフォーカス機能やズーム機能が求められる。これらの機能を実現するには、カメラモジュールのレンズ群を光軸方向に高速・高精度に移動させる必要があり、そのための機構と駆動手段が必要となるが、特に最近の携帯端末は小型化・薄型化が進んでおり、このため上記カメラモジュールやその構成部品にも小型化・薄型化が求められる。 A camera module incorporated in a portable terminal such as a cellular phone is required to have a high-speed and high-precision autofocus function and zoom function, as in a normal electronic camera (digital camera). In order to realize these functions, it is necessary to move the lens group of the camera module in the optical axis direction at high speed and with high accuracy, and a mechanism and driving means are required for that purpose.・ Thinning is progressing, so the camera module and its components are also required to be smaller and thinner.
カメラモジュールのレンズ移動用のアクチュエータとしては、ネジ式の回転機構を備えたものが一般に知られているが、この種の機構は、機械的摺動を伴うためにエネルギーロスが大きく、しかも摩擦によって摩耗粉が生じやすい難点がある。さらに、小型化・薄型化しにくいという構造上の制約もある。このため省電力、高精密度、極小化・薄型化などが要求される最近の携帯端末用レンズ移動機構には適用できない。 As an actuator for moving a lens of a camera module, an actuator having a screw-type rotation mechanism is generally known. However, this type of mechanism involves mechanical sliding and has a large energy loss. There is a drawback that wear powder tends to be generated. In addition, there are structural limitations that make it difficult to reduce the size and thickness. For this reason, it cannot be applied to a recent lens moving mechanism for portable terminals that requires power saving, high precision, miniaturization, and thinning.
また、例えば、特許文献1には、レンズを保持した可動部を、固定部に対して板バネなどの弾性部材を介して上下動可能に片持ち状に支持させるとともに、可動部と固定部間に、前記弾性部材を変形可能とするように形状記憶合金を設置したアクチュエータが示されている。
また、特許文献2には、レンズホルダをレンズ光軸と平行に配置されたガイド軸と駆動軸に沿って移動可能に設け、レンズホルダに搭載されたピエゾ素子を励磁することで前記駆動軸に駆動力(曲げ振動による進行波)を与えることにより、レンズホルダをガイド軸と駆動軸に沿って移動させるようにしたアクチュエータが示されている。
Also, for example, in
In
しかし、特許文献1,2に示されるアクチュエータは、いずれも構造上の制約から、レンズの移動距離を十分に確保するにはレンズ移動方向での装置厚さ(アクチュエータ高さ)が大きくなり、携帯端末用レンズ移動機構に要求される極小化・薄型化などに十分対応できないという問題がある。
However, the actuators disclosed in
一方、カメラモジュールのフォーカシング機構の駆動源については、従来、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、圧電超音波モータ等が用いられている。
ステッピングモータ方式は、小型のステッピグモータの回転出力をギア機構により減速するとともに、回転運動を一軸上の運動に変換する方式である。この方式は、ステッピングモータが印加される電圧パルス毎に一定の角度だけ回転する機能を持つことから、位置制御が容易であることが特徴であるが、複雑なギア機構が不可欠であり、また、モータを小型化するとトルクが減少すると同時に消費電力が増加することが避けられず、このため小型化および低消費電力化の点で難がある。
On the other hand, a stepping motor, a voice coil motor, a piezoelectric ultrasonic motor, and the like have been conventionally used as a driving source for the focusing mechanism of the camera module.
The stepping motor system is a system that decelerates the rotational output of a small stepping motor by a gear mechanism and converts rotational motion into motion on one axis. This method is characterized by easy position control because the stepping motor has a function of rotating by a certain angle for each voltage pulse applied, but a complicated gear mechanism is indispensable, When the motor is downsized, it is inevitable that the torque is reduced and the power consumption is increased at the same time. Therefore, there is a difficulty in miniaturization and low power consumption.
ボイスコイルモータ方式は、磁界中に置かれた空芯コイルに電流を流すことによりコイルが力を受ける電流の磁気作用を利用する方式である。この方式は高速応答が可能であるとともに、小型化にも適するが、一定の位置を保持する場合に電流を流し続けなければならず、このため低消費電力を実現するのが難しい。また、この方式は小規模な磁気回路による吸引と反発を使用する構造上、発生力が弱いという問題もある。 The voice coil motor system is a system that uses a magnetic action of a current that a coil receives a force by flowing a current through an air-core coil placed in a magnetic field. This method is capable of high-speed response and is suitable for downsizing, but current must be kept flowing when holding a certain position, and thus it is difficult to realize low power consumption. In addition, this method also has a problem that the generated force is weak because of the structure using attraction and repulsion by a small magnetic circuit.
圧電超音波モータ方式は、圧電素子に2つの振動モードを同時に発生させ、その2つの振動モード間に所要の位相関係を持たせることにより円運動を発生させ、この円運動を利用して位置移動をさせる方式である。また、この方式とは別にスムーズインパクト機構と呼ばれる方式がある。このスムーズインパクト機構は、圧電素子に立ち上がりの早い電圧と立下りの遅い電圧を交互に加えることにより発生する慣性力をうまく選んで、立ち上がり時点では摩擦力を超え、立下り時点では摩擦力を超えないようにすることで、一方向への移動を行う機構である。これら圧電超音波モータ方式とスムーズインパクト機構を用いる方式は、圧電素子の発生する小さな変位を繰り返し利用する点が共通している。これらの方式は、摩擦保持されるため、一定の位置を保持するために電力を消費しないことが特徴であるが、圧電素子に加えられる電力は1回の動作毎には少ないものの、1回の電圧印加に伴う移動距離は例えば数十ナノメートルと小さいため、全体の距離を移動させるためには、例えば10000回もの駆動が必要となり、結果的に総合すると消費電力は少なくならないという欠点がある。また、動作には不確定な要素が含まれるため、ステッピングモータのように電圧印加毎に定量の移動は困難であり、位置センサーが不可欠である。また、圧電超音波モータ方式は、摩擦力を用いた駆動構造のために寿命が短く、さらに、インパクト方式を用いた場合にはその構造上、発生力が小さいという問題もある。 The piezoelectric ultrasonic motor system generates two circular vibration modes simultaneously in the piezoelectric element, and generates a circular motion by giving the required phase relationship between the two vibration modes, and uses this circular motion to move the position. It is a method to make it. In addition to this method, there is a method called a smooth impact mechanism. This smooth impact mechanism selects the inertial force generated by alternately applying a fast rising voltage and a slow falling voltage to the piezoelectric element, exceeding the frictional force at the rising point and exceeding the frictional force at the falling point. It is a mechanism that moves in one direction by avoiding it. The piezoelectric ultrasonic motor method and the method using the smooth impact mechanism are common in that the small displacement generated by the piezoelectric element is repeatedly used. Since these methods are friction-held, they do not consume power to maintain a certain position. However, although the power applied to the piezoelectric element is small for each operation, Since the moving distance due to the voltage application is as small as several tens of nanometers, for example, in order to move the entire distance, for example, 10,000 times of driving are required, and as a result, there is a disadvantage that power consumption is not reduced. In addition, since the operation includes uncertain elements, it is difficult to move a certain amount every time a voltage is applied like a stepping motor, and a position sensor is indispensable. In addition, the piezoelectric ultrasonic motor system has a short life due to the drive structure using the frictional force, and there is also a problem that the generated force is small due to the structure when the impact system is used.
したがって本発明の目的は、レンズの移動距離を十分確保しつつ小型化・薄型化が可能であること、消費電力が少なく且つ長寿命であること、十分な発生力を確保できること、複雑なギア機構や位置センサーなどが不要であること、応答性に優れていること、などの要求性能を全て満足できるレンズアクチュエータを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to reduce the size and thickness while ensuring a sufficient lens moving distance, to reduce power consumption and to have a long life, to ensure a sufficient generation force, and to create a complicated gear mechanism. It is an object of the present invention to provide a lens actuator that can satisfy all the required performances such as no need for a position sensor or a position sensor and excellent response.
本発明者らは、上記のような要求性能を全て満足できるレンズアクチュエータ機構について検討を重ねた結果、駆動源として圧電素子を用い、且つこの圧電素子から出力される一軸方向の変位を、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー(てこ)を備えた特定構造の変位拡大機構でレンズに伝達することにより、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
As a result of studying the lens actuator mechanism that can satisfy all of the required performance as described above, the present inventors have used a piezoelectric element as a drive source, and the displacement in the uniaxial direction output from the piezoelectric element is transmitted as a displacement. It has been found that the above problem can be solved by transmitting to a lens by a displacement magnifying mechanism having a specific structure having a plurality of levers (lever) arranged along the direction.
The present invention has been made on the basis of such knowledge and has the following gist.
[1]印加電圧に応じた変形量で変形し、該変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子(1)と、焦点距離調整のために変位動作可能なレンズホルダ(3)と、該レンズホルダ(3)に保持されたレンズと、前記圧電素子(1)から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ(3)まで伝達し、レンズホルダ(3)を変位動作させる変位拡大機構(2)とを備えたレンズアクチュエータであって、
前記変位拡大機構(2)は、変位拡大手段として少なくとも、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー(20)を備え、該複数のレバー(20)により変位量を順次拡大させることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[1] A piezoelectric element (1) that deforms with a deformation amount corresponding to an applied voltage and outputs the deformation as a displacement in a uniaxial direction, a lens holder (3) that can be displaced to adjust a focal length, The lens held by the lens holder (3) and the displacement output from the piezoelectric element (1) are transmitted to the lens holder (3) while increasing the amount of displacement, and the lens holder (3) is displaced. A lens actuator having a displacement magnifying mechanism (2),
The displacement enlarging mechanism (2) includes at least a plurality of levers (20) arranged along the displacement transmission direction as displacement enlarging means, and the plurality of levers (20) sequentially expands the amount of displacement. Lens actuator.
[2]上記[1]のレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)は、各レバー(20)を支持する固定部(21)を備え、各レバー(20)は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部(22)を介して前記固定部(21)に結合されることで固定部(21)に支持されるとともに、隣接するレバー(20)間及び変位伝達方向の最上流側レバー(20)と圧電素子(1)の変位出力部(100)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部(23)で結合されていることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[3]上記[2]のレンズアクチュエータにおいて、変位伝達方向の最下流側レバー(20)の先端側部分をレンズホルダ(3)に連結又は係合させ、該最下流側レバー(20)の変位によりレンズホルダ(3)を変位動作させるようにしたことを特徴とするレンズアクチュエータ。
[2] In the lens actuator of [1], the displacement magnifying mechanism (2) includes a fixing portion (21) that supports each lever (20), and each lever (20) is an elastic that forms a fulcrum of the lever. It is supported by the fixed part (21) by being connected to the fixed part (21) via a deformable fulcrum connecting part (22), and is the most upstream between the adjacent levers (20) and in the displacement transmission direction. A lens actuator characterized in that the side lever (20) and the displacement output portion (100) of the piezoelectric element (1) are coupled by a resiliently deformable force point coupling portion (23) that forms the force point of the lever. .
[3] In the lens actuator of [2] above, the distal end portion of the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction is connected to or engaged with the lens holder (3), and the displacement of the most downstream lever (20) A lens actuator characterized in that the lens holder (3) is displaced by means of the above.
[4]上記[3]のレンズアクチュエータにおいて、変位伝達方向の最上流側レバー(20)は、その基端側部分が、支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されるとともに、力点用結合部(23)を介して圧電素子(1)の変位出力部(100)に結合され、前記最上流側レバー(20)以外のレバー(20)は、その基端側部分が、支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されるとともに、力点用結合部(23)を介して隣接する他のレバー(20)の先端側部分に結合されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[5]上記[4]のレンズアクチュエータにおいて、複数のレバー(20)のうちの少なくとも1つのレバー(20)の基端側部分に結合される支点用結合部(22)と力点用結合部(23)は、当該レバー(20)の長さの1/4以上の長さを有することを特徴とするレンズアクチュエータ。
[6]上記[1]〜[5]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)が、金属又は/及び樹脂からなる成形体又は/及び積層体で構成されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[4] In the lens actuator of [3] above, the most upstream lever (20) in the displacement transmission direction has a proximal end portion coupled to the fixed portion (21) via the fulcrum coupling portion (22). In addition, the lever (20) other than the most upstream lever (20) is coupled to the displacement output portion (100) of the piezoelectric element (1) via the force point coupling portion (23). Is coupled to the fixed portion (21) via the fulcrum coupling portion (22) and coupled to the tip side portion of another adjacent lever (20) via the force point coupling portion (23). Lens actuator characterized by
[5] In the lens actuator of [4] above, a fulcrum coupling portion (22) coupled to a proximal end portion of at least one lever (20) of the plurality of levers (20) and a force point coupling portion ( 23) is a lens actuator characterized by having a length of 1/4 or more of the length of the lever (20).
[6] The lens actuator according to any one of [1] to [5] above, wherein the displacement magnifying mechanism (2) is formed of a molded body or / and a laminated body made of metal or / and resin. Lens actuator.
[7]上記[2]〜[6]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、複数のレバー(20)のうち変位伝達方向の最下流側レバー(20)に結合された支点用結合部(22)と力点用結合部(23)の並列方向が、当該最下流側レバー(20)よりも上流側のレバー(20)の変位面に対して直交していることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[8]上記[7]のレンズアクチュエータにおいて、圧電素子(1)と変位拡大機構(2)が、平面的にレンズホルダ(3)を外囲する状態に配置されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[9]上記[8]のレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)は第1及び第2のレバー(20)を備え、レンズホルダ(3)は、圧電素子(1)と第1のレバー(20)と第2のレバー(20)とにより、少なくとも3方を囲まれていることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[7] In the lens actuator according to any one of [2] to [6], a fulcrum coupling portion (22) coupled to the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction among the plurality of levers (20) A lens actuator, wherein a parallel direction of the force point coupling portion (23) is orthogonal to a displacement surface of the lever (20) upstream of the most downstream lever (20).
[8] The lens actuator according to [7], wherein the piezoelectric element (1) and the displacement enlarging mechanism (2) are arranged in a state of surrounding the lens holder (3) in a plan view. .
[9] In the lens actuator of [8] above, the displacement enlarging mechanism (2) includes first and second levers (20), and the lens holder (3) includes the piezoelectric element (1) and the first lever ( 20) A lens actuator characterized in that at least three sides are surrounded by the second lever (20).
[10]上記[2]〜[6]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、複数の各レバー(20)に結合された支点用結合部(22)と力点用結合部(23)の並列方向が、当該レバー(20)よりも上流側のレバー(20)の変位面と平行であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[11]上記[10]のレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)は第1及び第2のレバー(20)を備え、該第1及び第2のレバー(20)と圧電素子(1)が、前記第2のレバー(20)の支点用結合部(22)が結合された固定部(21)を3方で囲んでいることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[12]上記[1]〜[11]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、レバー(20)の先端部p1と該レバー(20)に結合された支点用結合部(22)の長さ方向中心p2とを結ぶ直線Lの長さの全レバーの合計が、圧電素子(1)の変位出力方向での長さ以上であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[10] In the lens actuator according to any one of [2] to [6], the parallel direction of the fulcrum coupling portion (22) and the force point coupling portion (23) coupled to each of the plurality of levers (20) is A lens actuator characterized by being parallel to a displacement surface of a lever (20) upstream of the lever (20).
[11] In the lens actuator of [10] above, the displacement enlarging mechanism (2) includes first and second levers (20), and the first and second levers (20) and the piezoelectric element (1) are provided. The lens actuator is characterized by surrounding the fixed portion (21) to which the fulcrum coupling portion (22) of the second lever (20) is coupled in three directions.
[12] the above-mentioned [1] - In any of the lens actuator of [11], the length direction center of the lever front end part p 1 and the fulcrum connecting portion coupled to the lever (20) (20) (22) lens actuator, wherein the sum of all the lever length of the straight line L connecting the p 2 is greater than or equal to the length of the displacement output direction of the piezoelectric element (1).
[13]上記[2]のレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー(20)からなる1対のレバー群(X),(Y)と、前記レバー(20)を支持する固定部(21)と、両レバー群(X),(Y)の変位伝達方向の最下流側レバー(20)とレンズホルダ(3)とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材(24)とを備え、
各レバー(20)は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されることで固定部(21)に支持されるとともに、隣接するレバー(20)間及び変位伝達方向の最上流側レバー(20)と圧電素子(1)の変位出力部(100)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部(23)で結合され、
1対のレバー群(X),(Y)の変位伝達方向の最下流側レバー(20)の先端側部分とレンズホルダ(3)とが連結部材(24)で連結され、両最下流側レバー(20)の変位により連結部材(24)を介してレンズホルダ(3)を変位動作させるようにしたことを特徴とするレンズアクチュエータ。
[13] In the lens actuator of [2], the displacement magnifying mechanism (2) includes a pair of lever groups (X), (Y) including a plurality of levers (20) arranged along the displacement transmission direction. The longitudinal direction connecting the fixing part (21) supporting the lever (20), the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of both lever groups (X), (Y) and the lens holder (3) And an elastically deformable connecting member (24),
Each lever (20) is supported by the fixed portion (21) by being coupled to the fixed portion (21) via the elastically deformable fulcrum coupling portion (22) that forms the fulcrum of the lever, and adjacent to each other. Between the lever (20) and between the most upstream lever (20) in the displacement transmission direction and the displacement output part (100) of the piezoelectric element (1) are elastically deformable force point coupling parts (23 )
The distal end portion of the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of the pair of lever groups (X) and (Y) and the lens holder (3) are connected by the connecting member (24), and both the most downstream levers are connected. A lens actuator characterized in that the lens holder (3) is displaced via the connecting member (24) by the displacement of (20).
[14]上記[13]のレンズアクチュエータにおいて、下記(i)〜(iii)のいずれかの形態で、1対のレバー群(X),(Y)の変位伝達方向の最下流側レバー(20)の先端側部分とレンズホルダ(3)とが連結部材(24)で連結されていることを特徴とするレンズアクチュエータ。
(i)1対の連結部材(24)が、レンズホルダ(3)の両側部と両最下流側レバー(20)の先端側部分とを各々連結し、両最下流側レバー(20)の先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。
(ii)連結部材(24)が両最下流側レバー(20)の先端側部分を連結するとともに、連結部材(24)の中間部がレンズホルダ(3)に結合され、両最下流側レバー(20)の先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。
(iii)1対の連結部材(24)が、固定部(21)と両最下流側レバー(20)の先端側部分に各々架設され、両連結部材(24)の中間部がレンズホルダ(3)の両側部に各々連結又は係合し、両最下流側レバー(20)の先端側部分が前記固定部(21)に対して接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。
[14] In the lens actuator of [13], the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of the pair of lever groups (X) and (Y) in any one of the following forms (i) to (iii): ) And the lens holder (3) are connected by a connecting member (24).
(I) A pair of connecting members (24) connect both side portions of the lens holder (3) and the distal end portions of the two most downstream levers (20), and the distal ends of the two most downstream levers (20). The lens holder (3) is displaced by moving the side parts so as to approach and separate.
(Ii) The connecting member (24) connects the tip end portions of the two most downstream levers (20), and the intermediate portion of the connecting member (24) is coupled to the lens holder (3), so that both the most downstream levers ( 20) Displace the lens holder (3) by moving the tip side parts closer to and away from each other.
(Iii) A pair of connecting members (24) are respectively installed on the distal end portions of the fixed portion (21) and the two most downstream levers (20), and the intermediate portion of both connecting members (24) is the lens holder (3 The lens holder (3) is displaced by linking or engaging with both sides of the lens) and moving the most downstream levers (20) toward and away from the fixed part (21). Make it work.
[15]上記[13]又は[14]のレンズアクチュエータにおいて、各レバー群(X),(Y)において、変位伝達方向の最上流側レバー(20)は、その基端側部分が、支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されるとともに、力点用結合部(23)を介して圧電素子(1)両端の各変位出力部(100)に各々結合され、前記最上流側レバー(20)以外のレバー(20)は、その基端側部分が、支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されるとともに、力点用結合部(23)を介して隣接する他のレバー(20)の先端側部分に結合されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[16]上記[15]のレンズアクチュエータにおいて、各レバー群(X),(Y)において、複数のレバー(20)のうちの少なくとも1つのレバー(20)の基端側部分に結合される支点用結合部(22)と力点用結合部(23)は、当該レバー(20)の長さの1/4以上の長さを有することを特徴とするレンズアクチュエータ。
[15] In the lens actuator of [13] or [14] above, in each lever group (X), (Y), the most upstream lever (20) in the displacement transmission direction has a base end portion for the fulcrum It is coupled to the fixed part (21) via the coupling part (22), and is coupled to each displacement output part (100) at both ends of the piezoelectric element (1) via the force point coupling part (23). The lever (20) other than the upstream lever (20) has its proximal end portion coupled to the fixed portion (21) via the fulcrum coupling portion (22) and the force point coupling portion (23). A lens actuator, wherein the lens actuator is coupled to a tip side portion of another lever (20) adjacent thereto.
[16] In the lens actuator of [15], in each lever group (X), (Y), a fulcrum coupled to a proximal end portion of at least one lever (20) of the plurality of levers (20) The lens coupling portion (22) and the force point coupling portion (23) have a length that is ¼ or more of the length of the lever (20).
[17]上記[13]〜[16]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、変位拡大機構(2)又は連結部材(24)を除く変位拡大機構(2)が、金属又は/及び樹脂からなる成形体又は/及び積層体で構成されることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[18]上記[13]〜[17]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、1対のレバー群(X),(Y)は、複数のレバー(20)の平面的な形状及び配置が線対称又は点対称であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[19]上記[13]〜[18]のいずれかのレンズアクチュエータにおいて、各レバー群(X),(Y)において、レバー(20)の先端部p1と該レバー(20)に結合された支点用結合部(22)の長さ方向中心p2とを結ぶ直線Lの長さの全レバーの合計が、圧電素子(1)の変位出力方向での長さ以上であることを特徴とするレンズアクチュエータ。
[17] The lens actuator according to any one of [13] to [16], wherein the displacement enlarging mechanism (2) excluding the displacement enlarging mechanism (2) or the connecting member (24) is made of metal or / and resin. A lens actuator comprising a laminated body.
[18] In the lens actuator according to any one of the above [13] to [17], the pair of lever groups (X) and (Y) may be symmetrical with respect to the planar shape and arrangement of the plurality of levers (20). A lens actuator characterized by point symmetry.
[19] In any of the lens actuator of the above-mentioned [13] to [18], each lever groups (X), coupled to the (Y), the tip portion p 1 and the lever (20) of the lever (20) sum of all the lever length of the straight line L connecting the central longitudinal p 2 of the fulcrum connecting portion (22), characterized in that at least the length of the displacement output direction of the piezoelectric element (1) Lens actuator.
本発明のレンズアクチュエータは、駆動源として圧電素子を用いるため、消費電力が少なく且つ長寿命であるとともに、十分な発生力と高い応答性が得られ、しかも複雑なギア機構や位置センサーなども不要であるという利点がある。さらに、駆動源として圧電素子を用い、且つこの圧電素子から出力される一軸方向の変位を、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバーを備えた特定構造の変位拡大機構でレンズホルダに伝達する構造であるため、小型又は薄型構造でありながらレンズの大きな移動量を確保することができる。このためレンズの移動距離を十分確保しつつ、小型化・薄型化が可能なアクチュエータとすることができる。また、変位拡大機構は機械的接点がないため、摩耗が殆どなく、エネルギーロスも小さいので、この面からもレンズアクチュエータの寿命やエネルギー効率を向上させることができる。 Since the lens actuator of the present invention uses a piezoelectric element as a driving source, it consumes less power and has a long life, sufficient generating force and high responsiveness, and no complicated gear mechanism or position sensor is required. There is an advantage of being. Furthermore, a piezoelectric element is used as a drive source, and the uniaxial displacement output from the piezoelectric element is transmitted to the lens holder by a displacement magnifying mechanism having a specific structure including a plurality of levers arranged along the displacement transmission direction. Therefore, a large movement amount of the lens can be ensured while being a small or thin structure. For this reason, it is possible to provide an actuator that can be reduced in size and thickness while ensuring a sufficient movement distance of the lens. In addition, since the displacement enlarging mechanism has no mechanical contact, there is almost no wear and energy loss is small. From this aspect as well, the life and energy efficiency of the lens actuator can be improved.
図1〜図5は、本発明のレンズアクチュエータの一実施形態を示すもので、図1は全体斜視図、図2は分解斜視図、図3はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図4は同じく平面図、図5は機能(作動形態)を示す説明図である。図において、3はレンズホルダであり、これにレンズ(図示せず)が装着される。
レンズアクチュエータは、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子1と、この圧電素子1から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させる変位拡大機構2とを備えている。
1 to 5 show an embodiment of a lens actuator according to the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3 is a perspective view with a lens holder removed. Is a plan view, and FIG. 5 is an explanatory view showing a function (operation form). In the figure,
The lens actuator is deformed by a deformation amount corresponding to the applied voltage, and outputs the deformation as a displacement in a uniaxial direction. The displacement output from the
本実施形態では、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子1と変位拡大機構2とが平面的にレンズホルダ3を外囲するような構造、換言すると、レンズホルダ3の外周部に圧電素子1と変位拡大機構2を配置した構造としてある。このような構造では、中央のスペースをレンズホルダ3の収容スペースにしてアクチュエータの薄型化が図れるだけでなく、変位拡大機構2を構成するレバー(てこ)の長さを十分に確保することができるので、大きな変位拡大量を得る上で有利である。また、レンズの光軸を邪魔するような部材がないため、この点からも小型化・薄型化に有利である。
In the present embodiment, in order to make the lens actuator as thin as possible, a structure in which the
前記圧電素子1は、印加された駆動電圧に応じて寸法歪を発生する素子であり、(1)消費電力が少なく且つ長寿命である、(2)十分な発生力と高い応答性が得られる、(3)複雑なギア機構や位置センサーなどが不要である、などの要求性能を全て満足する。
本実施形態の圧電素子1は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪(変位)を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部100から一軸方向に出力する。
なお、圧電素子1は、後述する固定部21aに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
携帯端末のカメラモジュールに適用するような極小型の圧電素子から出力できる一軸方向の変位量は、積層タイプで通常数百ppm程度であり、本発明ではこのような変位量を数十〜百倍程度に拡大してレンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させることを狙いとしている。
The
The
The
The amount of uniaxial displacement that can be output from an extremely small piezoelectric element that is applied to a camera module of a portable terminal is usually about several hundred ppm in a stacked type, and in the present invention, such amount of displacement is about several tens to one hundred times. The
前記変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20と、このレバー20を支持する固定部21とを備えるが、本実施形態の変位拡大機構2は、水平方向において、圧電素子1の先端(変位出力部)に圧電素子1の長手方向に対して90°の関係で接続された第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端に、レバー20aの長手方向に対して90°の関係で接続された第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備え、レンズホルダ3は、圧電素子1と第1のレバー20aと第2のレバー20bとにより、3方をコ字状に囲まれた構造となっている。
また、前記固定部21としては、圧電素子1の外側位置に圧電素子1と平行に設置された固定部21aと、第2のレバー21bの下側にレバー21bと平行に設置された固定部21bとが設けられ、これら固定部21a,21bは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
The
The fixing
本実施形態を含め以下に述べる本発明の各実施形態では、変位拡大機構2を構成する各レバー20は、弾性変形可能な板状の支点用結合部22と力点用結合部23によって支持され且つ変位させられる構造となっているが、これら支点用結合部22と力点用結合部23はいずれも板状であるため、レバー20が作動する際の横振れが少なく、このため変位拡大機構2による変位の伝達・拡大を安定して行わせることができる。
In each embodiment of the present invention to be described below including this embodiment, each lever 20 constituting the
本実施形態において、前記第1のレバー20aは四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21aの先端に結合され、これにより固定部21aに支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー先端側寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の変位出力部100(駆動部材先端)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは比較的短い板状であり、それぞれ第1のレバー20aの長手方向に対して直角に結合されている。
In the present embodiment, the
The
前記第2のレバー20bも四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して下方の固定部21bに結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部23bの他端部はレバー20aの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部22bの他端部は固定部21bに結合されている。
The
The
本発明の変位拡大機構2では、複数のレバー20のうちの少なくとも1つのレバー20の基端側部分に結合される支点用結合部22と力点用結合部23は、当該レバー20の長さの1/4以上、好ましくは1/3以上、より好ましくは1/2以上の長さを有することが望ましい。このように支点用結合部22と力点用結合部23の長さを十分に大きくすることにより、これら結合部の剛性を確保しつつ大きな変形量を得ることができ、ひいては変位拡大機構2の変位拡大量を大きくすることができるからである。本実施形態では、前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bが、レバー20bの長さの1/2程度の長さを有している。
In the
ここで、本実施形態の変位拡大機構2は、圧電素子1の水平方向の変位を垂直方向に変換してレンズホルダ3に伝達するものであり、この変位方向の変換を行うために、レバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bの並列方向(図3の矢印(α)方向)が、当該レバー20bの上流側のレバー20aの変位面(図3の矢印(β)方向での変位面)に対して直交した構造となっている。
Here, the
前記第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分はレンズホルダ3に連結又は係合し、このレバー20bの変位によりレンズホルダ3を変位動作させるようにしてある。本実施形態では、レンズホルダ3は、リング状の本体30の上端に板状の取付部31が張り出し形成されており、この取付部31がレバー20bの上面に当接した状態で、両者がコ字状の連結部材4(板バネ)でクランプされることにより連結されている。その他、5,6はレンズホルダ3の上部及び下部を押さえ、これを保持するための押え用スプリングである。
The distal end portion of the
本発明の変位拡大機構2では、変位拡大量をなるべく大きくするために、複数のレバー20の全長を長くとることが好ましく、具体的には図4に示すように、各レバー20(20a、20b)の先端部p1と各レバー20(20a、20b)の基端側部分に結合された支点用結合部22(22a、22b)の長さ方向中心p2とを結ぶ直線Lの長さの全レバーの合計が、圧電素子1の変位出力方向での長さ以上であることが好ましい。
In the
前記変位拡大機構2は、金属(例えば、ステンレス鋼)又は/及び樹脂からなる成形体又は/及び積層体で構成される。この積層体とは、薄板を積層させたものである。変位拡大機構2は、全体を一体成形された成形体や積層体で構成してもよいが、本実施形態では固定部21aと第1のレバー20aの主要部が一体成形体又は一体積層体で構成されるとともに、固定部21bと第2のレバー20bと第1のレバー20aの先端側の部分25が一体成形体又は一体積層体で構成され、部分25がレバー20aの先端側に固着されることにより、変位拡大機構2が構成されている。
変位拡大機構2を構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
The
Three or more levers 20 constituting the
図5は、本実施形態のレンズアクチュエータの機能(作動形態)を示すものである。
圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると、寸法歪により矢印(A)方向で伸長し、変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて第1のレバー20aに出力される(すなわち、レバー20aを押す)。これにより第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として矢印(B)方向に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが矢印(C)方向に引っ張られ、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として矢印(D)方向に回動(上方に回動)する。したがって、この第2のレバー20bの先端に連結されたレンズホルダ3も上方に変位(上昇)する。当然、圧電素子1が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
FIG. 5 shows the function (operation form) of the lens actuator of this embodiment.
When a predetermined drive voltage is applied to the
図6〜図8は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図6はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図7は同じく側面図、図8は全体斜視図である。図において、3はレンズホルダであり、これにレンズ(図示せず)が装着される。
先に挙げた図1〜図5の実施形態は、レンズアクチュエータを平面的にできるだけ薄型化するために、レンズホルダ3の外周部に圧電素子1と変位拡大機構2を配置した構造としたものであるが、本実施形態は、レンズアクチュエータの設置面積を極力小さくするために縦型とし、且つ変位が同じ面上で伝達・拡大されるようにしたものである。
6 to 8 show another embodiment of the lens actuator of the present invention. FIG. 6 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 7 is a side view, and FIG. 8 is an overall perspective view. . In the figure,
The embodiment shown in FIGS. 1 to 5 has a structure in which the
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子1と、この圧電素子1から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させる変位拡大機構2とを備えている。
圧電素子1は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪(変位)を生じ、この寸法歪を先端の変位出力部100から一軸方向に出力する。
The lens actuator is also deformed by a deformation amount corresponding to the applied voltage, and the
The
前記変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20と、このレバー20を支持する固定部21とを備えている。この固定部21は、適当な間隔を有する上下の水平な固定部21c,21dと、これら固定部21c,21dをその一部で連結する固定部21eとを有している。本実施形態の圧電素子1は、上下の固定部21c,21d間に位置し、その後端部を介して固定部21eに水平状に保持されている。前記固定部21c,21dは、圧電素子1との間で間隙を形成して、圧電素子1の上下に各々平行に位置している。上側の固定部21cは圧電素子1よりも長尺である。なお、固定部21は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
The
本実施形態の変位拡大機構2は、縦方向において、圧電素子1の先端(変位出力部)に圧電素子1の長手方向に対して90°の関係で接続され、上方に延出する第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端にレバー20aの長手方向に対して90°の関係で接続され、圧電素子1とほぼ平行な状態で水平に延出する第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備えている。
The
前記第1のレバー20aは比較的短く、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21dの先端に結合され、これにより固定部21dに支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー先端側寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の変位出力部100(駆動部材先端)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは、それぞれ第1のレバー20aの長手方向に対して直角に結合されている。
The
The
前記第2のレバー20bは比較的長い四角柱状の形状を有し、固定部21cの上方に配置されている。この第2のレバー20bは、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して固定部21cの先端部に結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部23bの他端部はレバー20aの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部22bの他端部は固定部21cに結合されている。本実施形態では、前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bが、レバー20bの長さの1/2以上の長さを有している。
この第2のレバー20bとこれに結合した支点用結合部22b及び力点用結合部23bは、固定部21cと間隙を形成して平行に配置されている。
The
The
The
ここで、本実施形態の変位拡大機構2は、変位が同じ面上で伝達・拡大されるようにするため、第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bの並列方向が、当該レバー20bの上流側のレバー20aの変位面と平行な構造となっている。また、このような構造において、第1のレバー20aと第2のレバー20bと圧電素子1が、第2のレバー20bの支点用結合部22bが結合された固定部21cを、間隙を形成しつつ3方で囲んだコンパクトな構造(折り畳み構造)となっている。
Here, the
前記第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分はレンズホルダ3に連結又は係合し、このレバー20bの変位によりレンズホルダ3を変位動作させるようにしてある。本実施形態では、レンズホルダ3は、中央にレンズ取付孔を有する板状の本体30の上端に取付部32が張り出し形成されており、この取付部32がレバー20bの上面に連結(固定)されている。
変位拡大機構2を構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子1、変位拡大機構2等に関するその他の構成については、図1〜図5の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
The distal end portion of the
Three or more levers 20 constituting the
The other configurations relating to the
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印(A)方向に伸長し、変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて第1のレバー20aに出力される(すなわち、レバー20aを押す)。これにより第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として外側方向(矢印(B)方向)に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが矢印(C)方向に引っ張られ、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として上方(矢印(D)方向)に回動する。したがって、この第2のレバー20bの先端に連結されたレンズホルダ3も上方に変位(上昇)する。当然、圧電素子1が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
In the lens actuator of the present embodiment, when a predetermined driving voltage is applied to the
図9〜図11は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図6〜図8の実施形態の変形例である。図9はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図10は同じく側面図、図11は全体斜視図である。
この実施形態は、図6〜図8の実施形態に対して、第2のレバー20bとこれを支持する固定部21dの構造に特徴がある。すなわち、第2のレバー20bは図6〜図8の実施形態よりも長尺であり、圧電素子1の長さ以上の長さを有している。このレバー20bの中間部(本実施形態では長手方向のほぼ中央部)の上部には段部200が形成され、この段部200が形成された長手方向中間部と第1のレバー20aの先端側部分とが力点用結合部23bで結合されている。一方、固定部21cの長さは圧電素子1の長さよりもかなり短く(好ましくは、圧電素子1の長さの2/3〜1/2程度)、このような固定部21cの先端とレバー20bの基端側部分が、レバー20bとほぼ平行な支点用結合部22bで結合されている。
9 to 11 show another embodiment of the lens actuator of the present invention, which is a modification of the embodiment of FIGS. 9 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 10 is a side view, and FIG. 11 is an overall perspective view.
This embodiment is characterized by the structure of the
このような実施形態は、第2のレバー20bが長く、且つ力点用結合部23b及び支点用結合部22bも十分に長いため(レバー20bの長さのほぼ1/2程度)、変位拡大量を大きくとれる利点がある。
なお、図6〜図8の実施形態ほどコンパクトではないが、この本実施形態の変位拡大機構2も、第1のレバー20aと第2のレバー20bと圧電素子1が、第2のレバー20bの支点用結合部22bが結合された固定部21cを、間隙を形成しつつ3方で囲んだコンパクトな構造(折り畳み構造)となっている。
その他の構成および基本的な機能は、図6〜図8の実施形態と同様である。
In such an embodiment, since the
Although not as compact as the embodiments of FIGS. 6 to 8, the
Other configurations and basic functions are the same as those of the embodiment of FIGS.
図12〜図14は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図1〜図5の実施形態の変形例である。図12はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図13は平面図、図14は側面図である。
本実施形態も、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子1と変位拡大機構2とが平面的にレンズホルダ3を外囲するような構造、すなわち、レンズホルダ3の外周部に圧電素子1と変位拡大機構2を配置した構造としてある。
なお、圧電素子1は、後述する固定部21aに固定されるか、若しくはアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
12 to 14 show another embodiment of the lens actuator of the present invention, which is a modification of the embodiment of FIGS. 12 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 13 is a plan view, and FIG. 14 is a side view.
Also in this embodiment, in order to make the lens actuator as thin as possible, a structure in which the
The
前記変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20と、このレバー20を支持する固定部21とを備えるが、本実施形態の変位拡大機構2は、水平方向において、圧電素子1の先端(変位出力部)に圧電素子1の長手方向に対して90°の関係で接続された第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端に、レバー20aの長手方向に対して90°の関係で接続された第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備え、レンズホルダ3は、圧電素子1と第1のレバー20aと第2のレバー20bとにより、3方をコ字状に囲まれた構造となっている。
また、前記固定部21としては、圧電素子1の内側位置に圧電素子1と平行に設置された固定部21aと、第2のレバー21bの内側にレバー21bと平行に設置された固定部21bとが設けられ、これら固定部21a,21bを含む固定21は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
The
The fixing
前記第1のレバー20aは四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21aの先端に結合され、これにより固定部21aに支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー後端部寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の変位出力部100(圧電素子先端)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。以上のようなレバー20aに対する支点用結合部22aと力点用結合部23aの結合位置関係は、図1〜図5の実施形態と逆である。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは比較的短い板状であり、それぞれ第1のレバー20aの長手方向に対して直角に結合されている。
The
The
前記第2のレバー20bも四角柱状の形状を有し、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して固定部21bのレバー20a寄りの端部に結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部23bの他端部はレバー20aの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部22bの他端部は固定部21bに横架部220を介して結合されている。
The
The
本実施形態では、前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bが、レバー20bの長さ以上の長さを有している。
また、図1〜図5の実施形態と同様に、本実施形態の変位拡大機構2は、圧電素子1の水平方向の変位を垂直方向に変換してレンズホルダ3に伝達するものであり、この変位方向の変換を行うために、レバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bの並列方向が、当該レバー20bの上流側のレバー20aの変位面に対して直交した構造となっている。
In the present embodiment, the
1 to 5, the
前記第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分は、
図1〜図5の実施形態と同様に、レンズホルダ3に連結又は係合し、このレバー20bの変位によりレンズホルダ3を変位動作させるようにしてある。
変位拡大機構2を構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子1、変位拡大機構2等に関するその他の構成については、図1〜図5の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
The tip side portion of the
As in the embodiment of FIGS. 1 to 5, the
Three or more levers 20 constituting the
The other configurations relating to the
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印(A)方向に伸長し、変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて第1のレバー20aに出力される(すなわち、レバー20aを押す)。ここで、力点用結合部23aは支点用結合部22aよりもレバー後端側に結合されているため、第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として内側方向(矢印(B)方向)に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが第2のレバー20b方向(矢印(C)方向)に押し出され、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として上方(矢印(D)方向)に回動する。したがって、この第2のレバー20bの先端に連結されたレンズホルダ3も上方に変位(上昇)する。当然、圧電素子1である圧電素子が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
In the lens actuator of the present embodiment, when a predetermined driving voltage is applied to the
図15〜図17は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図15はレンズホルダを取り除いた状態の平面図、図16は平面図、図17は模式側面図である。図において、3はレンズホルダであり、これにレンズ(図示せず)が装着される。
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子1と、この圧電素子1から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させる変位拡大機構2とを備えるものであるが、この変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20からなる1対のレバー群X,Yと、前記レバー20を支持する固定部21と、両レバー群X,Yの変位伝達方向の最下流側レバー20とレンズホルダ3とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材24とを備える。
15 to 17 show another embodiment of the lens actuator of the present invention. FIG. 15 is a plan view with the lens holder removed, FIG. 16 is a plan view, and FIG. 17 is a schematic side view. In the figure,
The lens actuator is also deformed by a deformation amount corresponding to the applied voltage, and the
本実施形態も、図1〜図5の実施形態と同様に、レンズアクチュエータをできるだけ薄型化するために、圧電素子1と変位拡大機構2とが平面的にレンズホルダ3を外囲するような構造、すなわちレンズホルダ3の外周部に圧電素子1と変位拡大機構2を配置した構造としてある。さきに述べたように、このような構造では、中央のスペースをレンズホルダ3の収容スペースにしてアクチュエータの薄型化が図れるだけでなく、変位拡大機構2を構成するレバー(てこ)の長さを十分に確保することができるので、大きな変位拡大量を得る上で有利である。また、レンズの光軸を邪魔するような部材がないため、この点からも小型化・薄型化に有利である。
In the present embodiment as well, the structure in which the
一方、さきに挙げた各実施形態に対する本実施形態のアクチュエータの特徴は、左右1対のレバー群X,Yを有することによりレンズホルダ3を安定して保持し、変位動作させることができること、レバー20だけでなく弾性変形可能な連結部材24も変位拡大機能を有するため、その分全体の変位拡大量を大きくできること、などが挙げられる。
前記圧電素子1は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪(変位)を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部100から一軸方向に出力する。なお、この圧電素子1はアクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
On the other hand, the actuator of the present embodiment with respect to each of the above-described embodiments is characterized in that the
The
前記固定部21はアクチュエータの中央部に据えられ、その上方にレンズホルダ3が配置される。前記圧電素子1は、この固定部21の側部に配置される。この固定部21は、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。
前記1対のレバー群X,Yは、複数のレバー20の平面的な形状及び配置がアクチュエータ中心に対して線対称であり、最下流側のレバー20が連結部材24を介してレンズホルダ3を両側から保持する構造となっている。
各レバー群X,Yは、水平方向において、圧電素子1の一端(変位出力部)に接続された第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端に接続された第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備えている。
The fixed
In the pair of lever groups X and Y, the planar shape and arrangement of the plurality of levers 20 are axisymmetric with respect to the actuator center, and the lever 20 on the most downstream side connects the
Each lever group X, Y is connected in the horizontal direction to a
前記第1のレバー20aは長手方向でL字状に構成され(図中、201はL字状の第1辺部,202は同じく第2辺部)、両レバー群X,YのL字状のレバー20aが門型形状をなすように配置されている。各レバー群X,Yにおいて、第1のレバー20aは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21に結合され、これにより固定部21に支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー後端寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の各端の変位出力部100間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは比較的短い板状であり、それぞれ第1のレバー20aのL字状の第1辺部201の長手方向に対して直角に結合されている。
The
The
前記第2のレバー20bは、水平方向において、第1のレバー20aの第1辺部201の内側に当該第1辺部の一部と平行に配置され、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して固定部21に結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、第1のレバー20aの第2辺部202の内側に当該第2辺部と平行に配され、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向と直角に結合されている。また、力点用結合部23bの他端部はレバー20aの先端に横架部221を介して結合され、また、支点用結合部22bの他端部は、駆動部材1とは反対側の固定部21の側部に結合されている。
前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bは、レバー20bの長さとほぼ同じ長さを有している。
The
The
The
各レバー群X,Yの第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分とレンズホルダ3は長手方向で弾性変形可能な連結部材24でそれぞれ連結され、レンズホルダ3はレバー20bと連結部材24で両側から保持されている。
前記連結部材24は板バネなどの弾性変形可能な部材で構成され、長手方向の中間部には座屈防止用の高剛性部240(他の部分よりも剛性が高い部分)が設けられ、主にこの高剛性部240の両側部分が弾性変形するように構成されている。本実施形態では、両レバー群X,Yの最下流側レバー20bの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材24が弾性変形しつつレンズホルダ3を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ3を上下に変位動作させる。
The tip side portion of the
The connecting
本実施形態においても、各レバー群X,Yにおいて、各レバー20(20a、20b)の先端部p1と各レバー20(20a、20b)の基端側部分に結合された支点用結合部22(22a、22b)の長さ方向中心p2とを結ぶ直線Lの長さの全レバーの合計が、圧電素子1の変位出力方向での長さ以上であることが好ましい。
なお、変位拡大機構2のレバー群X,Yを構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子1、変位拡大機構2等に関するその他の構成については、図1〜図5の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
In this embodiment, each lever groups X, the Y, each lever 20 (20a, 20b) of the distal end portion p 1 and the lever 20 (20a, 20b) of the proximal portion to coupled the fulcrum connecting portion 22 (22a, 22b) the sum of all the lever length of the straight line L connecting the central longitudinal p 2 of, is preferably at least the length of the displacement output direction of the
Three or more levers 20 constituting the lever groups X and Y of the
The other configurations relating to the
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印(A)方向に伸長し、圧電素子1両端の変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて両レバー群X,Yの第1のレバー20aにそれぞれ出力される(すなわち、レバー20aを押す)。ここで、力点用結合部23aは支点用結合部22aよりもレバー後端側に結合されているため、第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として内側方向(矢印(B)方向)に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが矢印(C)方向に引っ張られ、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として外側方向(矢印(D)方向)に回動する。これにより両連結部材24が外側に引っ張られるので、この連結部材24に保持されたレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。当然、圧電素子1が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が上方に変位(上昇)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
In the lens actuator of this embodiment, when a predetermined drive voltage is applied to the
図18〜図20は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図18はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図19は同じく側面図、図20は全体斜視図である。図において、3はレンズホルダであり、これにレンズ(図示せず)が装着される。
図15〜図17の実施形態と同様、このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子1と、この圧電素子1から出力された変位を、変位量を拡大させつつ前記レンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させる変位拡大機構2とを備えるとともに、この変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20からなる1対のレバー群X,Yと、前記レバー20を支持する固定部21と、両レバー群X,Yの変位伝達方向の最下流側レバー20とレンズホルダ3とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材24とを備える。
18 to 20 show another embodiment of the lens actuator of the present invention. FIG. 18 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 19 is a side view, and FIG. 20 is an overall perspective view. . In the figure,
Similarly to the embodiment of FIGS. 15 to 17, the lens actuator is also deformed by a deformation amount corresponding to the applied voltage, and the
したがって、図1〜図14に挙げた各実施形態に対する本実施形態のアクチュエータの特徴も、1対のレバー群X,Yを有することによりレンズホルダ3を安定して保持し、変位動作させることができること、レバー20だけでなく弾性変形可能な連結部材24も変位拡大機能を有するため、その分全体の変位拡大量を大きくできること、などである。ただし、先に挙げた図15〜図17の実施形態は、レンズアクチュエータを平面的に薄型化できるような構造としたものであるが、本実施形態は、レンズアクチュエータの設置面積を小さくするために縦型としたものである。また、図15〜図17の実施形態では、1対のレバー群X,Yの複数のレバー20の平面的な形状及び配置を線対称としたのに対して、これを縦方向で点対称にしている。
Therefore, the feature of the actuator of this embodiment with respect to each embodiment shown in FIGS. 1 to 14 is that the
前記圧電素子1は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪(変位)を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部100から一軸方向に出力する。
前記固定部21は、圧電素子1の下方に位置する固定部21fと圧電素子1の上方に位置する固定部21gを有する。前記固定部21f,21gは、圧電素子1との間で間隙を形成して、圧電素子1の上下に各々平行に位置している。
なお、固定部21fは、アクチュエータ全体を支持する器体に固定される。一方、固定部21gは、直接或いは連結部を介して固定部21fに連結されることでアクチュエータ全体を支持する器体に固定されてもよいし、両レバー群X,Yの支点用結合部22bに両持ち状に保持されるようにしてもよい。
The
The fixing
The fixing
前記1対のレバー群X,Yは、複数のレバー20の形状及び配置がアクチュエータ中心に対して点対称であり、最下流側のレバー20どうしが連結部材24で連結され、この連結部材24にレンズホルダ3が保持される構造となっている。
各レバー群X,Yは、縦方向において、圧電素子1の各一端(変位出力部)に圧電素子1の長手方向に対して90°の関係で接続され、上方に延出する第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端にレバー20aの長手方向に対して90°の関係で接続され、圧電素子1とほぼ平行な状態で水平に延出する第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備えている。
In the pair of lever groups X and Y, the shape and arrangement of the plurality of levers 20 are point-symmetric with respect to the actuator center, and the levers 20 on the most downstream side are connected by a connecting
Each lever group X, Y is connected to each end (displacement output portion) of the
各レバー群X,Yにおいて、第1のレバー20aは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21fの端部に結合され、これにより固定部21fに支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー先端寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の各端部の変位出力部100間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは比較的短い板状であり、それぞれ第1のレバー20aの長手方向に対して直角に結合されている。
In each lever group X, Y, the
The
前記第2のレバー20bは、駆動部材長手方向における各々のレバー群X,Yのレバー20a配置側の端部とは反対側の端部において、固定部21gの上方に配置されている。この第2のレバー20bは、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して固定部21gの端部(圧電素子長手方向における各々のレバー群X,Yのレバー20a配置側の端部)に結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向に沿うように結合されている。また、力点用結合部23bの他端部はレバー20aの長手方向に対して直角に結合され、また、支点用結合部22bの他端部は固定部21gに結合されている。
The
The
前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bは、レバー20bの長さの数倍程度の長さを有している。
第2のレバー20bとこれに結合した支点用結合部22b及び力点用結合部23bは、固定部21gと間隙を形成して平行に配置されている。
本実施形態では、第1のレバー20aと第2のレバー20bと圧電素子1が、第2のレバー20bの支点用結合部22bが結合された固定部21gを、間隙を形成しつつ3方で囲んだコンパクトな構造(折り畳み構造)となっている。
The
The
In the present embodiment, the
各レバー群X,Yの第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分どうしが長手方向で弾性変形可能な連結部材24で連結され、この連結部材24の中間部がレンズホルダ3に結合されている。
前記連結部材24は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において極く小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に平坦部241を有している。この連結部材24の両端が、各レバー群X,Yの第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分に結合され、両者を連結している。
The distal end portions of the
The connecting
本実施形態では、レンズホルダ3は、中央にレンズ取付孔を有する板状の本体30の上端に取付部32が張り出し形成されており、この取付部32が前記連結部材24の長手方向中央の平坦部241に連結(固定)されている。
本実施形態では、両レバー群X,Yの最下流側レバー20aの先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことにより、連結部材24が弾性変形してその平坦部241の高さ変化し、ここに保持されたレンズホルダ3を上下に変位動作させる。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the connecting
変位拡大機構2の各レバー群X,Yを構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子1、変位拡大機構2等に関するその他の構成については、図1〜図5の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
Three or more levers 20 constituting each lever group X, Y of the
The other configurations relating to the
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印(A)方向に伸長し、圧電素子1両端の変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて両レバー群X,Yの第1のレバー20aにそれぞれ出力される(すなわち、レバー20aを押す)。これにより第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として外側方向(矢印(B)方向)に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが矢印(C)方向に引っ張られ、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として矢印(D)方向に回動する。これにより連結部材24の両端間の距離が縮まるので連結部材24が弾性変形して平坦部241の高さが上昇し、ここに連結されたレンズホルダ3が上方に変位(上昇)する。当然、圧電素子1が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
In the lens actuator of this embodiment, when a predetermined drive voltage is applied to the
図21〜図23は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図18〜図20の実施形態の変形例である。図21はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図22は同じく平面図、図23は全体斜視図である。図において、3はレンズホルダであり、これにレンズ(図示せず)が装着される。
この実施形態の圧電素子1と変位拡大機構2は、図18〜図20の実施形態のものを横型にし、且つ連結部材24の構成を変えたものである。
FIGS. 21 to 23 show other embodiments of the lens actuator of the present invention, which are modified examples of the embodiments of FIGS. 18 to 20. FIG. 21 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 22 is a plan view, and FIG. 23 is an overall perspective view. In the figure,
The
このレンズアクチュエータも、印加電圧に応じた変形量で変形し、この変形を一軸方向での変位として出力する圧電素子1と、この圧電素子1から出力された変位を、変位量を拡大させつつレンズホルダ3まで伝達し、レンズホルダ3を変位動作させる変位拡大機構2とを備えるとともに、この変位拡大機構2は、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー20からなる1対のレバー群X,Yと、前記レバー20を支持する固定部21と、両レバー群X,Yの変位伝達方向の最下流側レバー20とレンズホルダ3とを連結する長手方向で弾性変形可能な連結部材24とを備える。
The lens actuator is also deformed by a deformation amount corresponding to the applied voltage, and the
前記圧電素子1は四角柱状の形状を有し、その長手方向で寸法歪(変位)を生じ、この寸法歪を両端の変位出力部100から一軸方向に出力する。
前記固定部21は、圧電素子1の幅方向両側に位置する固定部21h,21iと、レンズホルダの設置スペースを挟んでレバー20と対向して位置する固定部21jを有する。前記固定部21h,21iは、圧電素子1との間で間隙を形成して、圧電素子1の両側に各々平行に位置している。これら固定部21h,21iのうち少なくとも固定部21hはアクチュエータ全体を支持する器体7に固定される。
The
The fixing
前記1対のレバー群X,Yは、複数のレバー20の形状及び配置がアクチュエータ中心に対して点対称であり、最下流側のレバー20に連結部材24が結合され、この連結部材24に可動部材3が保持される構造となっている。
各レバー群X,Yは、水平方向において、圧電素子1の各一端(変位出力部)に圧電素子1の長手方向に対して90°の関係で接続される第1のレバー20a(最上流側レバー)と、この第1のレバー20aの先端にレバー20aの長手方向に対して90°の関係で接続される第2のレバー20b(最下流側レバー)とを備えている。
In the pair of lever groups X and Y, the shape and arrangement of the plurality of levers 20 are point-symmetric with respect to the actuator center, and a connecting
Each lever group X, Y is connected to each end (displacement output portion) of the
各レバー群X,Yにおいて、第1のレバー20aは、その基端側部分が、レバーの支点を形成する弾性変形可能な板状の支点用結合部22aを介して前記固定部21hの端部に結合され、これにより固定部21hに支持されている。さらに、支点用結合部22aの結合位置よりも少しレバー先端寄りの位置において、レバー20aの基端側部分と圧電素子1の各端部の変位出力部100間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な板状の力点用結合部23aで結合されている。
前記支点用結合部22aと力点用結合部23aは比較的短い板状であり、それぞれ第1のレバー20aの長手方向に対して直角に結合されている。
In each lever group X, Y, the
The
前記第2のレバー20bは、駆動部材長手方向における各々のレバー群X,Yのレバー20a配置側の端部とは反対側の端部において、固定部21iの外側に配置されている。この第2のレバー20bは、その基端側部分が、支点用結合部22bを介して固定部21iの端部(圧電素子長手方向における各々のレバー群X,Yのレバー20a配置側の端部)に結合されるとともに、力点用結合部23bを介して前記第1のレバー20aの先端側部分に結合されている。
前記支点用結合部22bと力点用結合部23bは比較的長い板状であり、それぞれの一端部がレバー20bの基端側部分に対してレバー20bの長手方向にほぼ沿うように結合されている。
前記第2のレバー20bの基端側部分に結合された支点用結合部22bと力点用結合部23bは、レバー20bの長さの2倍程度の長さを有している。
The
The
The
レバー群X,Yの第2のレバー20b(変位伝達方向の最下流側レバー)の先端側部分と固定部21jとの間には、長手方向で弾性変形可能な1対の連結部材24が架設されている。
この連結部材24は板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成され、長手方向中央部の頂部に支持部242を有している。この連結部材24は山の頂部が上向きになるように、レバー20bの先端側部分と固定部21j間に架け渡されている。なお、連結部材24の長手方向には間隔をおいて座屈防止用の剛性部材243が取り付けられ、連結部材24は主にこの剛性部材243以外の部分で弾性変形する。
本実施形態では、レンズホルダ3は、リング状の本体30の両側に取付部33が張り出し形成されており、この取付部33が前記連結部材24の長手方向中央の支持部242に連結又は係合することにより、レンズホルダ3が連結部材24により支持されている。
A pair of connecting
The connecting
In the present embodiment, the
本実施形態では、両レバー群X,Yの第2のレバー20aの先端側部分が固定部21jに対して接近・離間する変位を行うことにより、連結部材24が弾性変形してその支持部242の高さ変化し、ここに保持されたレンズホルダ3を上下に変位動作させる。
変位拡大機構2の各レバー群X,Yを構成するレバー20は、変位伝達方向に沿って3つ以上設けてもよく、例えば、本実施形態の例では、第1のレバー20aと第2のレバー20bの間に、第1のレバー20aと同様の原理のレバーを1つ以上設けてもよい。
なお、圧電素子1、変位拡大機構2等に関するその他の構成については、図1〜図5の実施形態と同様であり、さきに述べたとおりであるので、詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the connecting
Three or more levers 20 constituting each lever group X, Y of the
The other configurations relating to the
本実施形態のレンズアクチュエータでは、圧電素子1に所定の駆動電圧が印加されると寸法歪により矢印(A)方向に伸長し、圧電素子1両端の変位出力部100から一軸方向の変位が力点用結合部23aを通じて両レバー群X,Yの第1のレバー20aにそれぞれ出力される(すなわち、レバー20aを押す)。これにより第1のレバー20aは、支点用結合部22aを変形させつつこれを支点として外側方向(矢印(B)方向)に回動する。この第1のレバー20aの回動により、第2のレバー20bの力点用結合部23bが矢印(C)方向に引っ張られ、これにより第2のレバー20bは、支点用結合部22bを変形させつつこれを支点として矢印(D)方向に回動する。これにより第2のレバー20bの先端側部分と固定部21j間の距離が縮まるので連結部材24が弾性変形して支持部242の高さが上昇し、ここに保持されたレンズホルダ3が上方に変位(上昇)する。当然、圧電素子1が矢印(A)方向で縮小すれば、上記と逆の動作によってレンズホルダ3が下方に変位(下降)する。そして、以上のような変位拡大機構2による変位伝達の過程で、圧電素子1から出力された変位が拡大(増幅)され、圧電素子1の出力変位量の数十倍以上(場合によっては100倍以上)の変位量がレンズホルダ3に伝達される。
In the lens actuator of this embodiment, when a predetermined drive voltage is applied to the
図24〜図26は、本発明のレンズアクチュエータの他の実施形態を示すもので、図21〜図23の実施形態の変形例である。図24はレンズホルダを取り除いた状態の斜視図、図25は同じく平面図、図26は全体斜視図である。
この実施形態は、図21〜図23の実施形態とは異なる形式の連結部材24(長手方向で弾性変形可能な連結部材24)を用いたものである。この連結部材24は、本体245が板バネなどの弾性変形可能な部材からなり、長手方向において小さい傾斜を有する山形状に構成されるとともに、長手方向中央部の頂部に弾性変形可能な支持板部246が突設された構造を有している。なお、連結部材24の本体245の一部には座屈防止用の剛性部材243が取り付けられ、本体245は主にこの剛性部材243以外の部分で弾性変形する。
24 to 26 show another embodiment of the lens actuator of the present invention, which is a modification of the embodiment of FIGS. 24 is a perspective view with the lens holder removed, FIG. 25 is a plan view, and FIG. 26 is an overall perspective view.
This embodiment uses a connecting member 24 (connecting
1対の連結部材24は山の頂部が互いに対向するようにして、両レバー群X,Yの第2のレバー20bの先端側部分と固定部21jとの間に架設されている。この状態で、両連結部材24の支持板部246は、斜め上方を向くようにして対向している。そして、レンズホルダ3の本体30両側の取付部33が連結部材24の長手方向中央の支持板部246に連結又は係合することにより、レンズホルダ3が連結部材24により支持されている。
本実施形態では、両レバー群X,Yの第2のレバー20bの先端側部分が固定部21jに対して接近・離間する変位を行うことにより、両連結部材24の頂部どうしが接近・離間し、これに伴って支持板部246が弾性変形しつつレンズホルダ3を押し上げ又は押し下げ、レンズホルダ3を上下に変位動作させる。
The pair of connecting
In the present embodiment, the top portions of the two connecting
1 圧電素子
2 変位拡大機構
3 レンズホルダ
4 連結部材
5,6 押え用スプリング
7 器体
20a,20b レバー
21,21a〜21j 固定部
22a,22b 支点用結合部
23a,23b 力点用結合部
24 連結部材
25 部分
30 本体
31,32,33 取付部
100 変位出力部
200 段部
201 第1辺部
202 第2辺部
220,221 横架部
240 高剛性部
241 平坦部
242 支持部
243 剛性部材
245 本体
246 支持板部
X,Y レバー群
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記変位拡大機構(2)は、変位拡大手段として少なくとも、変位伝達方向に沿って配置される複数のレバー(20)を備え、該複数のレバー(20)により変位量を順次拡大させることを特徴とするレンズアクチュエータ。 A piezoelectric element (1) that deforms with a deformation amount corresponding to an applied voltage and outputs the deformation as a displacement in a uniaxial direction, a lens holder (3) that can be displaced to adjust a focal length, and the lens holder ( 3) A displacement enlarging mechanism for transmitting the lens held by 3) and the displacement output from the piezoelectric element (1) to the lens holder (3) while enlarging the displacement amount, and displacing the lens holder (3). (2) a lens actuator comprising:
The displacement enlarging mechanism (2) includes at least a plurality of levers (20) arranged along the displacement transmission direction as displacement enlarging means, and the plurality of levers (20) sequentially expands the amount of displacement. Lens actuator.
各レバー(20)は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部(22)を介して前記固定部(21)に結合されることで固定部(21)に支持されるとともに、隣接するレバー(20)間及び変位伝達方向の最上流側レバー(20)と圧電素子(1)の変位出力部(100)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部(23)で結合されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズアクチュエータ。 The displacement enlarging mechanism (2) includes a fixing portion (21) that supports each lever (20),
Each lever (20) is supported by the fixed portion (21) by being coupled to the fixed portion (21) via an elastically deformable fulcrum coupling portion (22) that forms a fulcrum of the lever, Between the levers (20) adjacent to each other and between the most upstream lever (20) in the displacement transmission direction and the displacement output part (100) of the piezoelectric element (1), the elastically deformable force point coupling part (the force point coupling part) 23. The lens actuator according to claim 1, wherein the lens actuator is coupled in 23).
各レバー(20)は、レバーの支点を形成する弾性変形可能な支点用結合部(22)を介して固定部(21)に結合されることで固定部(21)に支持されるとともに、隣接するレバー(20)間及び変位伝達方向の最上流側レバー(20)と圧電素子(1)の変位出力部(100)間は、レバーの力点を形成する弾性変形可能な力点用結合部(23)で結合され、
1対のレバー群(X),(Y)の変位伝達方向の最下流側レバー(20)の先端側部分とレンズホルダ(3)とが連結部材(24)で連結され、両最下流側レバー(20)の変位により連結部材(24)を介してレンズホルダ(3)を変位動作させるようにしたことを特徴とする請求項2に記載のレンズアクチュエータ。 The displacement magnifying mechanism (2) includes a pair of lever groups (X), (Y) including a plurality of levers (20) arranged along the displacement transmission direction, and a fixing portion that supports the lever (20) ( 21) and a connecting member (24) that is elastically deformable in the longitudinal direction connecting the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of both lever groups (X) and (Y) and the lens holder (3). Prepared,
Each lever (20) is supported by the fixed portion (21) by being coupled to the fixed portion (21) via the elastically deformable fulcrum coupling portion (22) that forms the fulcrum of the lever, and adjacent to each other. Between the lever (20) and between the most upstream lever (20) in the displacement transmission direction and the displacement output part (100) of the piezoelectric element (1) are elastically deformable force point coupling parts (23 )
The distal end portion of the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of the pair of lever groups (X) and (Y) and the lens holder (3) are connected by the connecting member (24), and both the most downstream levers are connected. The lens actuator according to claim 2, wherein the lens holder (3) is displaced through the connecting member (24) by the displacement of (20).
(i)1対の連結部材(24)が、レンズホルダ(3)の両側部と両最下流側レバー(20)の先端側部分とを各々連結し、両最下流側レバー(20)の先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。
(ii)連結部材(24)が両最下流側レバー(20)の先端側部分を連結するとともに、連結部材(24)の中間部がレンズホルダ(3)に結合され、両最下流側レバー(20)の先端側部分どうしが接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。
(iii)1対の連結部材(24)が、固定部(21)と両最下流側レバー(20)の先端側部分に各々架設され、両連結部材(24)の中間部がレンズホルダ(3)の両側部に各々連結又は係合し、両最下流側レバー(20)の先端側部分が前記固定部(21)に対して接近・離間する変位を行うことによりレンズホルダ(3)を変位動作させる。 In the form of any of the following (i) to (iii), the tip end portion of the most downstream lever (20) in the displacement transmission direction of the pair of lever groups (X), (Y) and the lens holder (3) The lens actuator according to claim 13, wherein the lens actuators are connected by a connecting member (24).
(I) A pair of connecting members (24) connect both side portions of the lens holder (3) and the distal end portions of the two most downstream levers (20), and the distal ends of the two most downstream levers (20). The lens holder (3) is displaced by moving the side parts so as to approach and separate.
(Ii) The connecting member (24) connects the tip end portions of the two most downstream levers (20), and the intermediate portion of the connecting member (24) is coupled to the lens holder (3), so that both the most downstream levers ( 20) Displace the lens holder (3) by moving the tip side parts closer to and away from each other.
(Iii) A pair of connecting members (24) are respectively installed on the distal end portions of the fixed portion (21) and the two most downstream levers (20), and the intermediate portion of both connecting members (24) is the lens holder (3 The lens holder (3) is displaced by linking or engaging with both sides of the lens) and moving the most downstream levers (20) toward and away from the fixed part (21). Make it work.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7813063B2 (en) | 2008-08-01 | 2010-10-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Driving unit and optical pick-up device including the same |
WO2011071043A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | 並木精密宝石株式会社 | Lens actuator |
JP2012093782A (en) * | 2012-01-13 | 2012-05-17 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Lens actuator |
WO2012153600A1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | Lens-driving device and image pick-up device |
CN104656225A (en) * | 2015-02-25 | 2015-05-27 | 武汉理工大学 | Annular amplifying mechanism based lens driving device and method |
TWI798391B (en) * | 2019-03-20 | 2023-04-11 | 揚明光學股份有限公司 | Light path adjustment mechanism and fabrication method thereof |
WO2024016428A1 (en) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 深圳市群晖智能科技股份有限公司 | Piezoelectric actuation assembly, lens module, camera module, and electronic device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62116910A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Nec Corp | Piezoelectric lens driving device |
JPH01197775A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-09 | Nec Kansai Ltd | Actuator for adjusting optical path of laser printer |
JPH03296926A (en) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Alps Electric Co Ltd | Objective lens supporting mechanism for optical information device |
JPH07288988A (en) * | 1994-04-12 | 1995-10-31 | Canon Inc | Shifting unit |
JPH09106944A (en) * | 1995-08-07 | 1997-04-22 | Canon Inc | Optical device, exposure device and method for production of device |
JPH11294927A (en) * | 1998-04-09 | 1999-10-29 | Ckd Corp | Liquid temperature controller, liquid temperature control method, working system and grinding system |
JP2001343575A (en) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Nikon Corp | Optical element holding device, lens barrel, exposure device, and manufacturing method of microdevice |
JP2004109708A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Ricoh Co Ltd | Imaging apparatus |
JP2005309330A (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Enplas Corp | Optical device |
-
2006
- 2006-10-16 JP JP2006281888A patent/JP5090707B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62116910A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Nec Corp | Piezoelectric lens driving device |
JPH01197775A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-09 | Nec Kansai Ltd | Actuator for adjusting optical path of laser printer |
JPH03296926A (en) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Alps Electric Co Ltd | Objective lens supporting mechanism for optical information device |
JPH07288988A (en) * | 1994-04-12 | 1995-10-31 | Canon Inc | Shifting unit |
JPH09106944A (en) * | 1995-08-07 | 1997-04-22 | Canon Inc | Optical device, exposure device and method for production of device |
JPH11294927A (en) * | 1998-04-09 | 1999-10-29 | Ckd Corp | Liquid temperature controller, liquid temperature control method, working system and grinding system |
JP2001343575A (en) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Nikon Corp | Optical element holding device, lens barrel, exposure device, and manufacturing method of microdevice |
JP2004109708A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Ricoh Co Ltd | Imaging apparatus |
JP2005309330A (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Enplas Corp | Optical device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7813063B2 (en) | 2008-08-01 | 2010-10-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Driving unit and optical pick-up device including the same |
WO2011071043A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | 並木精密宝石株式会社 | Lens actuator |
WO2012153600A1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | Lens-driving device and image pick-up device |
JP2012093782A (en) * | 2012-01-13 | 2012-05-17 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Lens actuator |
CN104656225A (en) * | 2015-02-25 | 2015-05-27 | 武汉理工大学 | Annular amplifying mechanism based lens driving device and method |
TWI798391B (en) * | 2019-03-20 | 2023-04-11 | 揚明光學股份有限公司 | Light path adjustment mechanism and fabrication method thereof |
US11796779B2 (en) * | 2019-03-20 | 2023-10-24 | Young Optics Inc. | Light path adjustment mechanism |
WO2024016428A1 (en) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 深圳市群晖智能科技股份有限公司 | Piezoelectric actuation assembly, lens module, camera module, and electronic device |
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