JP2008197476A - Linear actuator - Google Patents
Linear actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008197476A JP2008197476A JP2007033710A JP2007033710A JP2008197476A JP 2008197476 A JP2008197476 A JP 2008197476A JP 2007033710 A JP2007033710 A JP 2007033710A JP 2007033710 A JP2007033710 A JP 2007033710A JP 2008197476 A JP2008197476 A JP 2008197476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical axis
- piezoelectric element
- pads
- vibration friction
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Focusing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
Description
本発明はリニアアクチュエータに関し、特に、圧電素子を用いたリニアアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator, and more particularly to a linear actuator using a piezoelectric element.
従来から、カメラのオートフォーカス用アクチュエータやズーム用アクチュエータとして、圧電素子を使用したリニアアクチュエータが使用されている。 Conventionally, linear actuators using piezoelectric elements have been used as camera autofocus actuators and zoom actuators.
例えば、特許文献1は、レンズホルダを移動させるのに、圧電素子の伸縮方向の一端にガイド棒を接着し、ガイド棒にレンズホルダを移動可能に支持させ、ガイド棒とレンズホルダとの間に摩擦力を発生させる板バネとを備えた駆動装置を開示している。特許文献1では、圧電素子に伸びの速度と縮みの速度とを異ならせるように電圧を印加している。 For example, in Patent Document 1, in order to move the lens holder, a guide bar is bonded to one end in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element, the lens holder is movably supported by the guide bar, and the lens holder is moved between the guide bar and the lens holder. A drive device including a leaf spring that generates a frictional force is disclosed. In Patent Document 1, a voltage is applied to a piezoelectric element so that the speed of extension differs from the speed of contraction.
また、特許文献2は、圧電素子と、この圧電素子に結合して圧電素子の伸縮方向に延在する駆動軸(耐摩耗性の振動棒)と、この駆動軸に摩擦結合した被駆動部材(レンズホルダ)とを備えた駆動装置を開示している。この特許文献2では、圧電素子に印加する駆動信号を工夫して、レンズホルダを駆動している。 Further, Patent Document 2 discloses a piezoelectric element, a drive shaft (abrasion-resistant vibration rod) that is coupled to the piezoelectric element and extends in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element, and a driven member that is frictionally coupled to the drive shaft ( A lens holder) is disclosed. In Patent Document 2, the lens holder is driven by devising a drive signal applied to the piezoelectric element.
さらに、特許文献3は、小型化され、レンズホルダの位置精度を向上することができる光学モジュールを開示している。この特許文献3に開示された光学モジュールは、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダ支持体と、レンズの光軸まわりに回転対称な位置に設けられた複数の圧電素子と、圧電素子に固定さると共に、レンズの光軸まわりに回転対称な位置に設けられた複数の重りとを備えている。レンズホルダはレンズの光軸方向に移動可能である。レンズホルダ支持体は、内部に円筒部を有し、その円筒部の内周面にレンズホルダをレンズの光軸方向へ摺動可能に支持している。また、レンズホルダ支持部は、円筒部の内周面とレンズホルダの外周面との間に生じる静止摩擦力により、レンズホルダをレンズの光軸方向の任意の位置に保持する。複数の圧電素子は、伸びる速度と縮む速度とが異なるように電圧が印加され、かつレンズの光軸方向に伸縮する。そして、複数の圧電素子の伸縮方向の一方の面が、レンズホルダのレンズの光軸方向の一端部側の面に固定されている。複数の重りは、圧電素子における伸縮方向の他方の面に固定されている。 Further, Patent Document 3 discloses an optical module that is miniaturized and can improve the positional accuracy of the lens holder. The optical module disclosed in Patent Document 3 includes a lens holder for holding a lens, a lens holder support, a plurality of piezoelectric elements provided at rotationally symmetric positions around the optical axis of the lens, and fixed to the piezoelectric element. In addition, a plurality of weights provided at rotationally symmetric positions around the optical axis of the lens are provided. The lens holder is movable in the direction of the optical axis of the lens. The lens holder support has a cylindrical portion inside, and supports the lens holder on the inner peripheral surface of the cylindrical portion so as to be slidable in the optical axis direction of the lens. The lens holder support portion holds the lens holder at an arbitrary position in the optical axis direction of the lens by a static frictional force generated between the inner peripheral surface of the cylindrical portion and the outer peripheral surface of the lens holder. A voltage is applied to the plurality of piezoelectric elements so that the extending speed and the contracting speed differ, and the piezoelectric elements expand and contract in the optical axis direction of the lens. One surface of the plurality of piezoelectric elements in the expansion / contraction direction is fixed to a surface on one end side in the optical axis direction of the lens of the lens holder. The plurality of weights are fixed to the other surface of the piezoelectric element in the expansion / contraction direction.
とにかく、特許文献3に開示された光学モジュールでは、圧電素子の伸縮により生じる重りの「慣性力」により、レンズホルダを移動させている。圧電素子としては、複数の圧電層(内部電極)を積層した積層圧電素子が使用される。特許文献3において、圧電素子の一端がレンズホルダ(移動部)に固定され、圧電素子の他端が重りに固定されている。すなわち、圧電素子とレンズホルダと重りとの組合せによってレンズユニットが構成され、レンズユニットがレンズホルダ支持体に対してレンズの光軸方向に摺動可能に支持されている。そして、特許文献3において、重りの他端は何処にも固定されておらず、圧電素子と重りはレンズホルダ(移動部)に対してぶら下がっている状態になっている。 Anyway, in the optical module disclosed in Patent Document 3, the lens holder is moved by the “inertial force” of the weight generated by the expansion and contraction of the piezoelectric element. As the piezoelectric element, a laminated piezoelectric element in which a plurality of piezoelectric layers (internal electrodes) are laminated is used. In Patent Document 3, one end of a piezoelectric element is fixed to a lens holder (moving unit), and the other end of the piezoelectric element is fixed to a weight. That is, the lens unit is configured by a combination of the piezoelectric element, the lens holder, and the weight, and the lens unit is supported so as to be slidable in the optical axis direction of the lens with respect to the lens holder support. In Patent Document 3, the other end of the weight is not fixed anywhere, and the piezoelectric element and the weight are hung from the lens holder (moving part).
前述した特許文献1〜3には、それぞれ、以下に説明するような問題点がある。 Patent Documents 1 to 3 described above have problems as described below.
特許文献1に開示された駆動装置では、圧電素子に接着されたガイド棒にレンズホルダが移動可能に支持されているので、ガイド棒が圧電素子の伸縮方向に長く延在し、低背化に不利である。 In the driving device disclosed in Patent Document 1, since the lens holder is movably supported by the guide rod bonded to the piezoelectric element, the guide rod extends long in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element, thereby reducing the height. It is disadvantageous.
特許文献2に開示された駆動装置においても、駆動軸が圧電素子の伸縮方向に延在しているので、低背化に不利である。また、レンズホルダを駆動軸で片持ち支持する構造をしているので、レンズのような大重量物を移動させるには力学的に無理がある。 Also in the drive device disclosed in Patent Document 2, the drive shaft extends in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element, which is disadvantageous in reducing the height. In addition, since the lens holder is cantilevered by the drive shaft, it is mechanically impossible to move a heavy object such as a lens.
特許文献3に開示されているような光学モジュールでは、レンズホルダ支持体の円筒部の内周面とレンズホルダの外周面とが直接接触しており、それらの間に生じる静止摩擦力により、レンズホルダ支持体がレンズホルダをレンズの光軸の任意の位置に保持する構造をしている。すなわち、レンズホルダ支持体とレンズホルダとの摩擦面が円筒面当りのため、接触面積が不安定になり摩擦力がばらつくという問題がある。また、長年の使用により、上記接触面同士が磨り減ってしまい、安定した摩擦力を得ることができなくなるという問題がある。 In the optical module as disclosed in Patent Document 3, the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the lens holder support and the outer peripheral surface of the lens holder are in direct contact with each other. The holder support has a structure for holding the lens holder at an arbitrary position on the optical axis of the lens. That is, since the friction surface between the lens holder support and the lens holder is in contact with the cylindrical surface, there is a problem that the contact area becomes unstable and the frictional force varies. Further, there is a problem that the contact surfaces are worn away by long-term use, and a stable frictional force cannot be obtained.
本発明の課題は、安定した摩擦力を得ることができる、リニアアクチュエータを提供することにある。 The subject of this invention is providing the linear actuator which can obtain the stable frictional force.
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。 Other objects of the invention will become apparent as the description proceeds.
本発明の第1の態様によれば、静止部材(21;22)と、レンズを保持すると共に、前記静止部材に対して前記レンズの光軸(O)方向に移動可能なレンズホルダ(321;421)を含むレンズ可動部(32;42)と、該レンズ可動部を前記レンズの光軸方向に摺動可能に支持しながら、前記レンズ可動部を駆動するレンズ駆動部(34;44)とを備えたリニアアクチュエータ(20)であって、前記静止部材(21;22)は、前記レンズの光軸(O)まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向と平行に延在するN本(Nは2以上の整数)のメインシャフト(28)を含み、前記レンズ駆動部(34;44)は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記静止部材にその伸縮方向の一端を固定されたN個の圧電ユニット(341;441)と、前記N個の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記レンズ可動部を収容する内周面(342a;442a)を持つ振動摩擦部(342;442)とを有し、前記レンズ可動部(32;42)は、前記レンズホルダと前記振動摩擦部の内周面との間に配置され、前記振動摩擦部の前記内周面と摩擦結合する複数のパッド(322;422)と、前記N個のパッドと前記レンズホルダとの間に介挿され、前記N個のパッドを半径方向外側へ付勢する付勢手段(323;423)とを有する、ことを特徴とするリニアアクチュエータが得られる。 According to the first aspect of the present invention, the stationary member (21; 22), the lens holder (321; 22) that holds the lens and is movable in the optical axis (O) direction of the lens with respect to the stationary member. 421) and a lens driving unit (34; 44) for driving the lens moving unit while slidably supporting the lens moving unit in the optical axis direction of the lens. The stationary member (21; 22) is disposed at a rotationally symmetric position around the optical axis (O) of the lens and extends in parallel with the optical axis direction of the lens. Including N main shafts (28), and the lens driving unit (34; 44) is disposed at a rotationally symmetric position around the optical axis of the lens. The stationary part expands and contracts in the direction of the optical axis. N piezoelectric units (341; 441) having one end in the expansion / contraction direction fixed thereto and the other end of the N piezoelectric units in the expansion / contraction direction, and are slidably disposed on the N main shafts. A vibration friction portion (342; 442) having an inner peripheral surface (342a; 442a) for accommodating the lens movable portion, and the lens movable portion (32; 42) includes the lens holder and the vibration friction portion. A plurality of pads (322; 422) frictionally coupled to the inner peripheral surface of the vibration friction portion, and the N pads and the lens holder. And a biasing means (323; 423) for biasing the N pads outward in the radial direction.
上記本発明の第1の態様によるリニアアクチュエータにおいて、前記付勢手段は、例えば、一部切欠したリング形状のバネ(323;423)から構成されてよい。前記N個のパッド(322;422)の各々は、その周方向の両端部で半径方向外側に突出して、前記振動摩擦部(342;442)の前記内周面(342a;442a)と接触する接触面を持つ一対の突出部(322−1;422−1)を持つことが好ましい。前記リニアアクチュエータ(20)は、前記N個のパッド(322:422)における前記レンズの光軸(O)方向および周方向の位置を規制する位置規制手段を更に有することが望ましい。前記レンズの光軸(O)が上下方向(Z)に延在している場合、前記位置規制手段は、例えば、前記レンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の上側凸部(321−1;421−1)と、前記レンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の下側凸部(321−2;421−2)と、前記N個のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の上側凸部と嵌合されるN個の上側凹部(322−2;422−2)と、前記N個のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の下側凸部と嵌合される2N個の下側凹部(322−3;422−3)と、から構成されてよい。前記N個の圧電ユニット(341;441)の各々は、前記レンズの光軸方向に複数枚の内部電極を積層した積層圧電素子(341−1;441−1)と、該積層圧電素子の一端面に一端面が結合された圧電素子固定部(341−2;441−2)とから構成されてよい。この場合、該圧電素子固定部が前記静止部材(21;22)に固定され、前記積層圧電素子の他端面が前記振動摩擦部(342;442)に結合される。 In the linear actuator according to the first aspect of the present invention, the biasing means may be constituted by, for example, a ring-shaped spring (323; 423) partially cut away. Each of the N pads (322; 422) protrudes radially outward at both circumferential end portions thereof, and comes into contact with the inner peripheral surface (342a; 442a) of the vibration friction portion (342; 442). It is preferable to have a pair of protrusions (322-1; 422-1) having contact surfaces. The linear actuator (20) preferably further includes position restricting means for restricting the position of the lens in the optical axis (O) direction and the circumferential direction in the N pads (322: 422). In the case where the optical axis (O) of the lens extends in the vertical direction (Z), the position restricting means may be, for example, N upper convex portions that protrude radially outward from the upper end surface of the lens holder ( 321-1; 421-1), 2N lower convex portions (321-2; 421-2) projecting radially outward from the lower end surface of the lens holder, and upper ends of the N pads. Each of the N upper concave portions (322-2; 422-2) fitted with the N upper convex portions and the lower end portions of the N pads are provided in pairs, and the 2N pieces are provided. And 2N lower concave portions (322-3; 422-3) fitted to the lower convex portions. Each of the N piezoelectric units (341; 441) includes a laminated piezoelectric element (341-1; 441-1) in which a plurality of internal electrodes are laminated in the optical axis direction of the lens, and one of the laminated piezoelectric elements. A piezoelectric element fixing portion (341-2; 441-2) having one end surface coupled to the end surface may be included. In this case, the piezoelectric element fixing portion is fixed to the stationary member (21; 22), and the other end surface of the laminated piezoelectric element is coupled to the vibration friction portion (342; 442).
本発明の第2の態様によれば、互いにレンズの光軸(O)方向に所定距離離間して配置された第1及び第2のベース部(21、22)を含む静止部材と;前記第1のベース部と前記第2のベース部との間に介挿され、それぞれ前記第1及び第2のベース部側に配置されてレンズを保持すると共に、前記静止部材に対して前記レンズの光軸方向に移動可能な第1及び第2のレンズホルダ(321、421)を含む第1および第2のレンズ可動部(32、42)と;前記第1のレンズ可動部を前記レンズの光軸方向に摺動可能に支持しながら、前記第1のレンズ可動部を駆動する第1のレンズ駆動部(34)と;前記第2のレンズ可動部を前記レンズの光軸方向に摺動可能に支持しながら、前記第2のレンズ可動部を駆動する第2のレンズ駆動部(44)と;を備えたリニアアクチュエータ(20)であって、前記静止部材は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記第1のベース部(21)と前記第2のベース部(22)との間で前記レンズの光軸方向と平行に延在するN本のメインシャフト(28)を含み、前記第1のレンズ駆動部(34)は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記第1のベース部にその伸縮方向の一端を固定されたN個の第1の圧電ユニット(341)と、前記N個の第1の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記第1のレンズ可動部を収容する第1の内周面(342a)を持つ第1の振動摩擦部(342)とを有し、前記第1のレンズ可動部(32)は、前記第1のレンズホルダと前記第1の振動摩擦部の前記第1の内周面との間に配置され、前記第1の振動摩擦部の前記第1の内周面と摩擦結合するN個の第1のパッド(322)と、前記N個の第1のパッドと前記第1のレンズホルダとの間に介挿され、前記N個の第1のパッドを半径方向外側へ付勢する第1の付勢手段(323)とを有し、前記第2のレンズ駆動部(44)は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記第2のベース部にその伸縮方向の一端を固定されたN個の第2の圧電ユニット(441)と、前記N個の第2の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記第2のレンズ可動部を収容する第2の内周面(442a)を持つ第2の振動摩擦部(442)とを有し、前記第2のレンズ可動部(42)は、前記第2のレンズホルダと前記第2の振動摩擦部の前記第2の内周面との間に配置され、前記第2の振動摩擦部の前記第2の内周面と摩擦結合するN個の第2のパッド(422)と、前記N個の第2のパッドと前記第2のレンズホルダとの間に介挿され、前記N個の第2のパッドを半径方向外側へ付勢する第2の付勢手段(423)とを有する、ことを特徴とするリニアアクチュエータが得られる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a stationary member including first and second base portions (21, 22) disposed at a predetermined distance from each other in the optical axis (O) direction of the lens; The first base portion and the second base portion are interposed between the first base portion and the second base portion, respectively, to hold the lens and to light the lens with respect to the stationary member. First and second lens movable parts (32, 42) including first and second lens holders (321, 421) movable in the axial direction; and the first lens movable part as an optical axis of the lens. A first lens driving section (34) for driving the first lens movable section while slidably supporting in the direction; and slidable in the optical axis direction of the lens. A second lens driving unit for driving the second lens movable unit while supporting the second lens driving unit 44), wherein the stationary member is disposed at a rotationally symmetric position around the optical axis of the lens, and the first base portion (21) and the second N main shafts (28) extending in parallel with the optical axis direction of the lens between the base portion (22) and the first lens driving portion (34) are arranged around the optical axis of the lens. N first piezoelectric units (341), which are arranged at rotationally symmetric positions, expand and contract in the optical axis direction of the lens, and have one end in the expansion / contraction direction fixed to the first base portion, and the N A first inner peripheral surface (342a) that is coupled to the other end of the first piezoelectric unit in the expansion / contraction direction and is slidably disposed on the N main shafts and accommodates the first lens movable portion. A first vibration friction portion (342) having The lens movable portion (32) is disposed between the first lens holder and the first inner peripheral surface of the first vibration friction portion, and the first vibration friction portion includes the first movable portion (32). N number of first pads (322) frictionally coupled to the inner peripheral surface, and the N number of first pads interposed between the N number of first pads and the first lens holder. First urging means (323) for urging the lens outward in the radial direction, and the second lens driving section (44) is disposed at a rotationally symmetric position around the optical axis of the lens, N number of second piezoelectric units (441) that expand and contract in the optical axis direction of the lens, and one end in the direction of expansion and contraction is fixed to the second base portion, and the direction of expansion and contraction of the N number of second piezoelectric units And is slidably disposed on the N main shafts and accommodates the second lens movable part. A second vibration friction portion (442) having a second inner peripheral surface (442a), and the second lens movable portion (42) includes the second lens holder and the second vibration. N second pads (422) disposed between the second inner peripheral surface of the friction portion and frictionally coupled to the second inner peripheral surface of the second vibration friction portion; Second urging means (423) interposed between the second pads and the second lens holder and urging the N second pads radially outward. A linear actuator characterized by this can be obtained.
本発明の第2の態様によるリニアアクチュエータにおいて、前記第1の付勢手段は、例えば、一部切欠したリング形状の第1のバネ(323)から構成されてよく、前記第2の付勢手段は、例えば、一部切欠したリング形状の第2のバネ(423)から構成されてよい。前記N個の第1のパッド(322)の各々は、その周方向の両端部で半径方向外側に突出して、前記第1の振動摩擦部(342)の前記第1の内周面(342a)と接触する接触面を持つ一対の第1の突出部(322−1)を持つことが好ましく、前記N個の第2のパッド(422)の各々は、その周方向の両端部で半径方向外側に突出して、前記第2の振動摩擦部(442)の前記第2の内周面(442a)と接触する接触面を持つ一対の第2の突出部(422−1)を持つことが好ましい。 In the linear actuator according to the second aspect of the present invention, the first urging means may be constituted by, for example, a first spring (323) having a partially cut ring shape, and the second urging means. For example, the ring-shaped second spring (423) partially cut out may be formed. Each of the N first pads (322) protrudes radially outward at both circumferential ends thereof, and the first inner peripheral surface (342a) of the first vibration friction portion (342). It is preferable to have a pair of first protrusions (322-1) having contact surfaces that come into contact with each other, and each of the N second pads (422) is radially outward at both circumferential ends. Preferably, the second vibration friction portion (442) has a pair of second protrusions (422-1) having a contact surface that contacts the second inner peripheral surface (442a) of the second vibration friction portion (442).
前記リニアアクチュエータ(20)は、前記N個の第1のパッド(322)における前記レンズの光軸(O)方向および周方向の位置を規制する第1の位置規制手段と、前記N個の第2のパッド(422)における前記レンズの光軸(O)方向および周方向の位置を規制する第2の位置規制手段と、を更に有することが望ましい。前記レンズの光軸(O)が上下方向(Z)に延在している場合、前記第1の位置規制手段は、例えば、前記第1のレンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の第1の上側凸部(321−1)と、前記第1のレンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の第1の下側凸部(321−2)と、前記N個の第1のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の第1の上側凸部と嵌合されるN個の第1の上側凹部(322−2)と、前記N個の第1のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の第1の下側凸部と嵌合される2N個の第1の下側凹部(322−3)と、から構成されてよく、前記第2の位置規制手段は、例えば、前記第2のレンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の第2の上側凸部(421−1)と、前記第2のレンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の第2の下側凸部(421−2)と、前記N個の第2のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の第2の上側凸部と嵌合されるN個の第2の上側凹部(422−2)と、前記N個の第2のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の第2の下側凸部と嵌合される2N個の第2の下側凹部(422−3)と、から構成されてよい。 The linear actuator (20) includes first position restricting means for restricting the position of the lens in the optical axis (O) direction and the circumferential direction of the N first pads (322), and the N number of first pads (322). It is desirable to further include second position restricting means for restricting the position of the lens in the optical axis (O) direction and the circumferential direction of the second pad (422). When the optical axis (O) of the lens extends in the up-down direction (Z), the first position restricting means, for example, N protrudes radially outward from the upper end surface of the first lens holder. First upper convex portions (321-1), 2N first lower convex portions (321-2) projecting radially outward from the lower end surface of the first lens holder, and the N N first upper recesses (322-2) that are respectively provided at upper ends of the first pads and are fitted to the N first upper protrusions, and the N first pads. 2N first lower concave portions (322-3) provided in pairs at the lower ends of the pads, and fitted with the 2N first lower convex portions, respectively, The second position restricting means may be, for example, N second upper protrusions protruding radially outward from the upper end surface of the second lens holder. (421-1), 2N second lower projections (421-2) projecting radially outward from the lower end surface of the second lens holder, and upper ends of the N second pads Each of the N second upper concave portions (422-2) fitted to the N second upper convex portions and the lower ends of the N second pads. And 2N second lower concave portions (422-3) fitted to the 2N second lower convex portions.
また、前記N個の第1の圧電ユニット(341)の各々は、前記レンズの光軸方向に複数の圧電層を積層した第1の積層圧電素子(341−1)と、該第1の積層圧電素子の一端面に一端面が結合された第1の圧電素子固定部(341−2)とから構成されてよく、前記N個の第2の圧電ユニット(441)の各々は、前記レンズの光軸方向に複数の圧電層を積層した第2の積層圧電素子(441−1)と、該第2の積層圧電素子の一端面に一端面が結合された第2の圧電素子固定部(441−2)とから構成されてよい。この場合、該第1の圧電素子固定部(341−2)が前記第1のベース部(21)に固定され、前記第1の積層圧電素子(341−1)の他端面が前記第1の振動摩擦部(342)に結合され、該第2の圧電素子固定部(441−2)が前記第2のベース部(22)に固定され、前記第2の積層圧電素子(441−1)の他端面が前記第2の振動摩擦部(442)に結合される。前記第1の振動摩擦部(342)の前記第1の内周面(342a)と前記第2の振動摩擦部(442)の前記第2の内周面(442a)とは、前記レンズの光軸(O)方向において互いにオーバーラップしていることが好ましい。この場合、前記第1のレンズ可動部(32)の第1の可動範囲と前記第2のレンズ可動部(42)の第2の可動範囲とが、前記レンズの光軸(O)方向において互いにオーバーラップする。 Each of the N first piezoelectric units (341) includes a first laminated piezoelectric element (341-1) in which a plurality of piezoelectric layers are laminated in the optical axis direction of the lens, and the first laminated layer. Each of the N second piezoelectric units (441) may include a first piezoelectric element fixing portion (341-2) having one end face coupled to one end face of the piezoelectric element. A second laminated piezoelectric element (441-1) in which a plurality of piezoelectric layers are laminated in the optical axis direction, and a second piezoelectric element fixing portion (441) having one end face coupled to one end face of the second laminated piezoelectric element. -2). In this case, the first piezoelectric element fixing portion (341-2) is fixed to the first base portion (21), and the other end surface of the first laminated piezoelectric element (341-1) is the first base portion (211-1). Coupled to the vibration friction portion (342), the second piezoelectric element fixing portion (441-2) is fixed to the second base portion (22), and the second laminated piezoelectric element (441-1) The other end surface is coupled to the second vibration friction portion (442). The first inner peripheral surface (342a) of the first vibration friction portion (342) and the second inner peripheral surface (442a) of the second vibration friction portion (442) are the light of the lens. It is preferable that they overlap each other in the axis (O) direction. In this case, the first movable range of the first lens movable portion (32) and the second movable range of the second lens movable portion (42) are mutually in the optical axis (O) direction of the lens. Overlap.
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。 The reference numerals in the parentheses are given for ease of understanding, and are merely examples, and of course are not limited thereto.
本発明では、レンズ可動部が、振動摩擦部の内周面と摩擦結合するN個のパッドと、これらN個のパッドを半径方向外側へ付勢する付勢手段とを備えているので、N個のパッドは付勢手段により半径方向外側へ押し出されることにより、安定した摩擦力を得ることができる。 In the present invention, the lens movable portion includes N pads frictionally coupled to the inner peripheral surface of the vibration friction portion, and biasing means for biasing these N pads radially outward. The individual pads are pushed outward in the radial direction by the urging means, so that a stable frictional force can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態によるリニアアクチュエータ20を示す外観斜視図である。ここでは、図1に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図1に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸は前後方向(奥行方向)であり、Y軸は左右方向(幅方向)であり、Z軸は上下方向(高さ方向)である。そして、図1に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。
FIG. 1 is an external perspective view showing a
図示のリニアアクチュエータ20は、第1のベース部21と第2のベース部22とから成る静止部材を備えている。第1及び第2のベース部21及び22は、互いにレンズの光軸O方向に所定距離離間して配置されている。図示の例では、第1のベース部21は上下方向Z(レンズの光軸O方向)の上側に配置され、第2のベース部22は上下方向Z(レンズの光軸O方向)の下側に配置されている。第1のベース部21と第2のベース部22との間には、実質的に四角筒形状の外側カバー24が設けられている。この外側カバー24の内部に、リニアアクチュエータ20のアクチュエータ本体(後述する)が搭載されている。
The illustrated
第1のベース21は、レンズの光軸Oを中心軸とした円筒部211を有する。この円筒部211に、第1群固定レンズFLが固定して配置されている。
The
なお、図示はしないが、第2のベース22の中央部には、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、第1群固定レンズFL、第2群レンズ(後述する)、および第3群レンズ(後述する)により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。
Although not shown, an image sensor disposed on the substrate is mounted on the center of the
図2は、図1のリニアアクチュエータ20から外側カバー24を取り外して示したリニアアクチュエータ20の斜視図である。図3は、図2に示したリニアアクチュエータ20の分解斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of the
図2および図3に示されるように、リニアアクチュエータ20は、ズームレンズ駆動ユニット30と、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40とを備えている。ズームレンズ駆動ユニット30は第1のベース部21側に配置され、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40は第2のベース部22側に配置されている。換言すれば、ズームレンズ駆動ユニット30は上下方向Z(レンズの光軸O方向)の上側に配置され、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40は上下方向Z(レンズの光軸O方向)の下側に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここでは、ズームレンズ駆動ユニット30を第1の駆動ユニットとも呼び、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40を第2の駆動ユニットとも呼ぶ。後述するように、ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30およびオートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40の各々は、レンズの光軸Oを2回回転軸とした実質的に2回回転対称な構造をしている。
Here, the zoom
第1のベース部21は、レンズの光軸Oを中心とした対角線方向の角部に上下方向Zに沿って下方へ突出する一対の第1の突出部212を有する。第2のベース部22は、レンズの光軸Oを中心とした対角線方向の角部に上下方向Zに沿って下方へ突出する一対の第2の突出部222を有する。後述するように、一対の第1の突出部212には一対の第1の圧電ユニット341が設けられ、一対の第2の突出部222には一対の第2の圧電ユニット441が設けられる。
The
図3に示されるように、静止部材は一対のメインシャフト28を含む。一対のメインシャフト28は、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置されている。一対のメインシャフト28は、第1のベース部21と第2のベース22との間でレンズの光軸方向Oと平行に延在している。一対のメインシャフト28の一端(上端)は第1のベース部21に固定され、他端(下端)は第2のベース部22に固定されている。
As shown in FIG. 3, the stationary member includes a pair of
本例では、ズームレンズは第2群可動レンズ(第1のレンズ)と呼ばれ、オートフォーカスレンズは第3群可動レンズ(第2のレンズ)と呼ばれる。ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30と第1のベース部21との組合せは第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)と呼ばれる。オートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40と第2のベース部22との組合せは第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)と呼ばれる。
In this example, the zoom lens is called a second group movable lens (first lens), and the autofocus lens is called a third group movable lens (second lens). The combination of the zoom lens driving unit (first driving unit) 30 and the
図4乃至図6を参照して、第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)について説明する。図4は第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)の斜視図であり、図5は第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)の分解斜視図であり、図6は第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)の部分断面斜視図である。 The second group lens driving mechanism (first lens driving mechanism) will be described with reference to FIGS. 4 is a perspective view of the second lens drive mechanism (first lens drive mechanism), FIG. 5 is an exploded perspective view of the second lens drive mechanism (first lens drive mechanism), and FIG. It is a fragmentary sectional perspective view of the 2nd group lens drive mechanism (1st lens drive mechanism).
ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30は、第1のレンズ可動部32と第1のレンズ駆動部34とから構成される。第1のレンズ可動部32は、第1乃至第3のズームレンズ(第2群可動レンズ)ZL1、ZL2、ZL3を保持する第1のレンズホルダ321を含む。第1のレンズホルダ321は、静止部材(第1のベース部21)に対してレンズの光軸O方向に移動可能である。第1のレンズ駆動部34は、第1のレンズ可動部32をレンズの光軸O方向に摺動可能に支持しながら、後述するように第1のレンズ可動部32を駆動する。
The zoom lens drive unit (first drive unit) 30 includes a first lens
第1のレンズ駆動部34は、一対の第1の圧電ユニット341と、第1の振動摩擦部342とを有する。一対の第1の圧電ユニット341は、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置されている。一対の第1の圧電ユニット341は、レンズの光軸O方向に伸縮する。一対の圧電ユニット341の伸縮方向の一端は第1のベース部21に固定されている。第1の振動摩擦部342は、一対の圧電ユニット341の伸縮方向の他端に結合されている。第1の振動摩擦部342は、一対のメインシャフト28に滑動自在に配置されている。
The first
第1の振動摩擦部342は、前後方向Xに互いに離間して、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置され、上下方向Zに沿って延在する一対の第1の側壁部342−1を有する。この一対の第1の側壁部342−1は、その内壁面として、第1のレンズ可動部32を収容する一対の第1の内周面342aを持つ。
The first
また、第1の振動摩擦部342は、一対のメインシャフト28が挿入される一対の第1の貫通孔342bを持つ。これにより、第1の振動摩擦部342は、レンズの光軸Oまわりの回転が規制され、レンズの光軸O方向にのみ振動可能である。
The first
一対の第1の圧電ユニット341の各々は、レンズの光軸O方向に複数の圧電層を積層した第1の積層圧電素子341−1と、この第1の積層圧電素子341−1の一端面(上端面)に一端面が結合された第1の圧電素子固定部341−2とを有する。第1の圧電素子固定部341−2は重りとして働く。第1の圧電素子固定部341−2は第1のベース部21に固定される。第1の積層圧電素子341−1の他端面(下端面)は第1の振動摩擦部342に結合されている。
Each of the pair of first
詳述すると、図6に示されるように、第1のベース部21の一対の第1の突出部212は、一対の第1の圧電ユニット341の第1の圧電素子固定部(重り)341−2が嵌挿される一対の第1の円柱状穴212aを持つ。これにより、第1の圧電素子固定部341−2は、第1のベース部21に固定される。尚、第1の積層圧電素子341−1の一端面(上端面)と第1の圧電素子固定部341−2との間の接合と、第1の積層圧電素子341−1の他端面(下端面)と第1の振動摩擦部342との間の接合については、後で詳述する。
More specifically, as shown in FIG. 6, the pair of
一対の第1の圧電ユニット341と第1の振動摩擦部342とは、図5に示されるように、レンズの光軸Oに対して並置されている。したがって、ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30を低背化することができる。その結果、第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)も低背化することができる。
The pair of first
図7をも参照して、第1のレンズ可動部32は、第1のレンズホルダ321と第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aとの間に配置された一対の第1のパッド322を含む。一対の第1のパッド322は、前後方向Xに互いに離間して、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置され、第1の振動摩擦部342の一対の第1の内周面342aと摩擦結合する。詳述すると、一対の第1のパッド322の各々は、左右方向Yの両端部で半径方向外側に突出する一対の第1の第1の突出部322−1を持つ。この一対の第1の突出部322−1は、第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aと接触する接触面を持つ。すなわち、第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aは摩擦駆動面として作用し、一対の第1の突出部322−1の接触面は被摩擦駆動面として作用する。
Referring also to FIG. 7, the first lens
一対の第1のパッド322と第1のレンズホルダ321との間には、第1のバネ323が介挿されている。第1のバネ323は、一部切欠したリング形状をしている。すなわち、この第1のバネ323によって、一対の第1のパッド322の一対の第1の突出部322−1は第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aに押し当てられる。とにかく、第1のバネ323は、一対の第1のパッド322を半径方向外側へ付勢する第1の付勢手段として働く。
A
したがって、被摩擦駆動面(一対の第1の突出部322−1の接触面)が磨り減っても、一対の第1のパッド322が第1のバネ(第1の付勢手段)323で半径方向外側へ押し出されるため、一対の第1の突出部322−1がなくなるまで、安定した摩擦力を得ることができる。
Therefore, even if the friction-driven surface (the contact surface of the pair of first protrusions 322-1) is worn away, the pair of
また、第1のレンズホルダ321は、その上端面から前後方向Xに沿って半径方向外側に突出する一対の第1の上側凸部321−1と、その下端面から半径方向外側に突出する二対の第1の下側凸部321−2とを持つ。一方、一対の第1のパッド322の各々は、その上端部に対応する第1の上側凸部321−1が嵌合される第1の上側凹部322−2と、その下端部に対応する一対の第1の下側凸部321−2が嵌合される一対の第1の下側凹部322−3とを持つ。これにより、一対の第1のパッド322の上下方向Z(レンズの光軸O方向)と周方向の位置が規制され、一対の第1のパッド322は、第1のバネ323により半径方向外側にのみ移動可能である。とにかく、第1のレンズホルダ321の一対の第1の上側凸部321−1と二対の第1の下側凸部321−2と一対の第1のパッド322の第1の上側凹部322−2と一対の第1の下側凹部322−3との組合せは、一対の第1のパッド322におけるレンズの光軸O方向および周方向の位置を規制する第1の位置規制手段として働く。
The
このように、第1のレンズ可動部32は、第1のレンズホルダ321の周囲全体から第1のレンズ駆動部34によってレンズの光軸(O)方向の力を受ける。このため、第2群レンズ駆動機構(第1のレンズ駆動機構)は、第1乃至第3のズームレンズZL1、ZL2、ZL3のような大重量物を駆動するのに理にかなった構造をしている。また、第1のレンズ可動部32(第1のレンズホルダ321)の駆動中での第1乃至第3のズームレンズZL1、ZL2、ZL3の傾きを減少させることができる。
As described above, the first lens
図8乃至図10を参照して、第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)について説明する。図8は第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)の斜視図であり、図9は第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)の分解斜視図であり、図10は第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)の部分断面斜視図である。 The third group lens driving mechanism (second lens driving mechanism) will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a perspective view of the third group lens driving mechanism (second lens driving mechanism), FIG. 9 is an exploded perspective view of the third group lens driving mechanism (second lens driving mechanism), and FIG. It is a fragmentary sectional perspective view of a 3rd group lens drive mechanism (2nd lens drive mechanism).
オートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40は、第2のレンズ可動部42と第2のレンズ駆動部44とから構成される。第2のレンズ可動部42は、オートフォーカスレンズ(第3可動群レンズ)AFLを保持する第2のレンズホルダ421を含む。第2のレンズホルダ421は、静止部材(第2のベース部22)に対してレンズの光軸O方向に移動可能である。第2のレンズ駆動部44は、第2のレンズ可動部42をレンズの光軸O方向に摺動可能に支持しながら、後述するように第2のレンズ可動部42を駆動する。
The autofocus lens driving unit (second driving unit) 40 includes a second lens
第2のレンズ駆動部44は、一対の第2の圧電ユニット441と、第2の振動摩擦部442とを有する。一対の第2の圧電ユニット441は、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置されている。一対の第2の圧電ユニット441は、レンズの光軸O方向に伸縮する。一対の圧電ユニット441の伸縮方向の一端は第2のベース部22に固定されている。第2の振動摩擦部442は、一対の第2の圧電ユニット441の伸縮方向の他端に結合されている。第1の振動摩擦部442は、一対のメインシャフト28に滑動自在に配置されている。
The second
第2の振動摩擦部442は、前後方向Yに互いに離間して、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置され、上下方向Zに沿って延在する一対の第2の側壁部442−1を有する。この一対の第2の側壁部442−1は、その内壁面として、第2のレンズ可動部42を収容する一対の第2の内周面442aを持つ。
The second
また、第2の振動摩擦部442は、一対のメインシャフト28が挿入される一対の第2の貫通孔442bを持つ。これにより、第2の振動摩擦部442は、レンズの光軸Oまわりの回転が規制され、レンズの光軸O方向にのみ振動可能である。
The second
一対の第2の圧電ユニット441の各々は、レンズの光軸O方向に複数の圧電層を積層した第2の積層圧電素子441−1と、この第2の積層圧電素子441−1の一端面(下端面)に一端面が結合された第2の圧電素子固定部441−2とを有する。第2の圧電素子固定部441−2は重りとして働く。第2の圧電素子固定部441−2は第2のベース部22に固定される。第2の積層圧電素子441−1の他端面(上端面)は第2の振動摩擦部442に結合されている。
Each of the pair of second
詳述すると、図10に示されるように、第2のベース部22の一対の第2の突出部222は、一対の第2の圧電ユニット441の第2の圧電素子固定部(重り)441−2が嵌挿される一対の第2の円柱状穴222aを持つ。これにより、第2の圧電素子固定部441−2は、第2のベース部22に固定される。尚、第2の積層圧電素子441−1の一端面(下端面)と第2の圧電素子固定部441−2との間の接合と、第2の積層圧電素子441−1の他端面(上端面)と第2の振動摩擦部442との間の接合については、後で詳述する。
More specifically, as shown in FIG. 10, the pair of
一対の第2の圧電ユニット441と第2の振動摩擦部442とは、図9に示されるように、レンズの光軸Oに対して並置されている。したがって、フォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40を低背化することができる。その結果、第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)も低背化することができる。
The pair of second
図11をも参照して、第2のレンズ可動部42は、第2のレンズホルダ421と第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aとの間に配置された一対の第2のパッド422を含む。一対の第2のパッド422は、左右方向Yに互いに離間して、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置され、第2の振動摩擦部442の一対の第2の内周面442aと摩擦結合する。詳述すると、一対の第2のパッド422の各々は、前後方向Xの両端部で半径方向外側に突出する一対の第2の突出部422−1を持つ。この一対の第2の突出部422−1は、第2の振動摩擦部442の第1の内周面442aと接触する接触面を持つ。すなわち、第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aは摩擦駆動面として作用し、一対の第2の突出部422−1の接触面は被摩擦駆動面として作用する。
Referring also to FIG. 11, the second lens
図11に加えて更に図12、図13をも参照して、一対の第2のパッド422と第2のレンズホルダ421との間には、第2のバネ423が介挿されている。第2のバネ423は、一部切欠したリング形状をしている。すなわち、この第2のバネ423によって、一対の第2のパッド422の一対の第2の突出部422−1は第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aに押し当てられる。とにかく、第2のバネ423は、一対の第2のパッド422を半径方向外側へ付勢する第2の付勢手段として働く。
12 and 13 in addition to FIG. 11, a
したがって、被摩擦駆動面(一対の第2の突出部422−1の接触面)が磨り減っても、一対の第2のパッド422が第2のバネ(第2の付勢手段)423で半径方向外側へ押し出されるため、一対の第2の突出部422−1がなくなるまで、安定した摩擦力を得ることができる。
Therefore, even if the friction-driven surface (the contact surface of the pair of second protrusions 422-1) wears down, the pair of
また、第2のレンズホルダ421は、その上端面から左右方向Yに沿って半径方向外側に突出する一対の第2の上側凸部421−1と、その下端面から半径方向外側に突出する二対の第2の下側凸部421−2とを持つ。
The
一方、図14をも参照して、一対の第2のパッド422の各々は、その上端部に対応する第2の上側凸部421−1が嵌合される第2の上側凹部422−2と、その下端部に対応する一対の第2の下側凸部421−2が嵌合される一対の第2の下側凹部422−3とを持つ。これにより、一対の第2のパッド422の上下方向Z(レンズの光軸O方向)と周方向の位置が規制され、一対の第2のパッド422は、第2のバネ423により半径方向外側にのみ移動可能である。とにかく、第2のレンズホルダ421の一対の第2の上側凸部421−1と二対の第2の下側凸部421−2と一対の第2のパッド422の第2の上側凹部422−2と一対の第2の下側凹部422−3との組合せは、一対の第2のパッド422におけるレンズの光軸O方向および周方向の位置を規制する第2の位置規制手段として働く。
On the other hand, referring also to FIG. 14, each of the pair of
このように、第2のレンズ可動部42は、第2のレンズホルダ421の周囲全体から第2のレンズ駆動部44によってレンズの光軸(O)方向の力を受ける。このため、第3群レンズ駆動機構(第2のレンズ駆動機構)は、オートフォーカスレンズAFLのような大重量物を駆動するのに理にかなった構造をしている。また、第2のレンズ可動部42(第2のレンズホルダ421)の駆動中でのオートフォーカスレンズAFLの傾きを減少させることができる。
As described above, the second lens
図2に示されるように、これら構成要素を組立てたとき、ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30の第1の振動摩擦部342と、オートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40の第2の振動摩擦部442とは、それらの間に互いにギャップを空けた状態で、組み合わされる。そのため、第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aと第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aとは、レンズの光軸O方向において互いにオーバーラップしている。この結果、第1のレンズ可動部32の第1の可動範囲と第2のレンズ可動部42の第2の可動範囲とは、レンズの光軸O方向において互いにオーバーラップする。その結果、リニアアクチュエータ20を低背化することができる。
As shown in FIG. 2, when these components are assembled, the first
次に、図15を参照して、積層圧電素子に供給される電流と積層圧電素子に発生する変位について説明する。なお、図15は、上記特許文献2の図5に図示されたものと同じものである。図15(A)および(B)は、それぞれ、駆動回路(図示せず)により積層圧電素子に供給される電流の変化と、積層圧電素子の変位を示すものである。 Next, the current supplied to the laminated piezoelectric element and the displacement generated in the laminated piezoelectric element will be described with reference to FIG. FIG. 15 is the same as that shown in FIG. FIGS. 15A and 15B show the change in the current supplied to the laminated piezoelectric element by the drive circuit (not shown) and the displacement of the laminated piezoelectric element, respectively.
図15(A)に示すように、積層圧電素子に大電流(正方向)と所定の一定電流(負方向)とを交互に流す。このような状況では、図15(B)に示すように、積層圧電素子は、大電流(正方向)に対応した急激な変位(伸び)と、一定電流(負方向)に対応した穏やかな変位(縮み)とが交互に生じる。 As shown in FIG. 15A, a large current (positive direction) and a predetermined constant current (negative direction) are alternately passed through the laminated piezoelectric element. In such a situation, as shown in FIG. 15B, the laminated piezoelectric element has a sudden displacement (elongation) corresponding to a large current (positive direction) and a gentle displacement corresponding to a constant current (negative direction). (Shrinkage) occurs alternately.
すなわち、積層圧電素子に矩形波電流を印加して(図15(A))、積層圧電素子に対してのこぎり波状の変位(伸縮)を生じ(図15(B))させる。 That is, a rectangular wave current is applied to the laminated piezoelectric element (FIG. 15A), and a sawtooth-like displacement (expansion / contraction) is generated with respect to the laminated piezoelectric element (FIG. 15B).
図15に加えて図5および図6をも参照して、ズームレンズ駆動機構(ズームレンズ駆動ユニット30)の動作について説明する。先ず、第1のレンズ可動部32を上下方向Zに沿って上方向に移動する場合の動作について説明する。
The operation of the zoom lens driving mechanism (zoom lens driving unit 30) will be described with reference to FIGS. 5 and 6 in addition to FIG. First, an operation when the first lens
先ず、図15(A)に示すように、一対の第1の積層圧電素子341−1に正方向の大電流を流すと、図15(B)に示すように、一対の第1の積層圧電素子341−1は急速に厚み方向の伸び変位を生じる。その結果、第1の振動摩擦部342はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に急速に移動する。このとき、第1のレンズ可動部32は、その慣性力により、第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aと一対の第1のパッド322の被摩擦駆動面322−1との間の摩擦力に打ち勝って実質的にその位置にとどまるので、移動しない。
First, as shown in FIG. 15A, when a large current in the positive direction is passed through the pair of first laminated piezoelectric elements 341-1, as shown in FIG. 15B, the pair of first laminated piezoelectric elements. The element 341-1 rapidly undergoes an extensional displacement in the thickness direction. As a result, the first
次に、図15(A)に示すように、一対の第1の積層圧電素子341−1に負方向の一定電流を流すと、図15(B)に示すように、一対の第1の積層圧電素子341−1は緩やかに厚み方向の縮み変位を生じる。その結果、第1の振動摩擦部342はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に緩やかに移動する。このとき、一対の第1のパッド322が第1のバネ323によりその半径方向に押圧され、第1の振動摩擦部342の第1の内周面342aと一対の第1のパッド322の被摩擦駆動面322−1とは面接触し、接触面に発生する摩擦力により結合しているので、第1のレンズホルダ32は第1の振動摩擦部342と共に実質的にレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 15A, when a constant current in the negative direction is passed through the pair of first laminated piezoelectric elements 341-1, as shown in FIG. The piezoelectric element 341-1 is gently contracted in the thickness direction. As a result, the first
このように、一対の第1の積層圧電素子341−1に正方向の大電流と負方向の所定の一定電流を交互に流して、一対の第1の積層圧電素子341−1に伸び変位と縮み変位を交互に生じさせることにより、第1のレンズホルダ321(第1のレンズ可動部32)をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向へ連続して移動させることができる。 In this way, a large current in the positive direction and a predetermined constant current in the negative direction are alternately passed through the pair of first multilayer piezoelectric elements 341-1, and the pair of first multilayer piezoelectric elements 341-1 are expanded and displaced. By alternately generating the contraction displacement, the first lens holder 321 (first lens movable portion 32) can be continuously moved upward along the lens optical axis O direction (vertical direction Z). .
第1のレンズ可動部32をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に移動させるには、上記と逆に一対の第1の積層圧電素子341−1に負方向の大電流と、正方向の所定の一定電流とを交互に流すことによって、達成することができる。
In order to move the first lens
図15に加えて図9および図10をも参照して、オートフォーカス駆動機構(オートフォーカスレンズ駆動ユニット40)の動作について説明する。先ず、第2のレンズ可動部42を上下方向Zに沿って下方向に移動する場合の動作について説明する。
The operation of the autofocus drive mechanism (autofocus lens drive unit 40) will be described with reference to FIGS. 9 and 10 in addition to FIG. First, an operation when the second lens
先ず、図15(A)に示すように、一対の第2の積層圧電素子441−1に正方向の大電流を流すと、図15(B)に示すように、一対の第2の積層圧電素子441−1は急速に厚み方向の伸び変位を生じる。その結果、第2の振動摩擦部442はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に急速に移動する。このとき、第2のレンズ可動部42は、その慣性力により、第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aと一対の第2のパッド422の被摩擦駆動面422−1との間の摩擦力に打ち勝って実質的にその位置にとどまるので、移動しない。
First, as shown in FIG. 15A, when a large current in the positive direction is passed through the pair of second laminated piezoelectric elements 441-1, as shown in FIG. 15B, a pair of second laminated piezoelectric elements. The element 441-1 rapidly undergoes displacement in the thickness direction. As a result, the second
次に、図15(A)に示すように、一対の第2の積層圧電素子441−1に負方向の一定電流を流すと、一対の第2の積層圧電素子441−1は緩やかに厚み方向の縮み変位を生じる。その結果、第2の振動摩擦部442はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に緩やかに移動する。このとき、一対の第2のパッド422が第2のバネ423によりその半径方向に押圧され、第2の振動摩擦部442の第2の内周面442aと一対の第2のパッド422の被摩擦駆動面422−1とは面接触し、接触面に発生する摩擦力により結合しているので、第2のレンズホルダ42は第1の振動摩擦部442と共に実質的にレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 15A, when a constant current in the negative direction is passed through the pair of second laminated piezoelectric elements 441-1, the pair of second laminated piezoelectric elements 441-1 gradually increases in the thickness direction. This produces a contraction displacement. As a result, the second
このように、一対の第2の積層圧電素子441−1に正方向の大電流と負方向の所定の一定電流を交互に流して、一対の第2の積層圧電素子441−1に伸び変位と縮み変位を交互に生じさせることにより、第2のレンズホルダ421(第2のレンズ可動部42)をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向へ連続して移動させることができる。 In this way, a large positive current and a predetermined constant current in the negative direction are alternately passed through the pair of second multilayer piezoelectric elements 441-1 to cause the pair of second multilayer piezoelectric elements 441-1 to expand and displace. By alternately generating the contraction displacement, the second lens holder 421 (second lens movable portion 42) can be continuously moved downward along the lens optical axis O direction (vertical direction Z). .
第2のレンズ可動部42をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に移動させるには、上記と逆に一対の第2の積層圧電素子441−1に負方向の大電流と、正方向の所定の一定電流とを交互に流すことによって、達成することができる。
In order to move the second lens
次に、第1の圧電ユニット341に用いられる第1の積層圧電素子341−1および第2の圧電ユニット441に用いられる第2の積層圧電素子441−1について説明する。
Next, the first laminated piezoelectric element 341-1 used for the first
積層圧電素子は直方体の形状をしており、その素子サイズは、0.9[mm]×0.9[mm]×1.5[mm]である。圧電材料としてPZTのような低Qm材を使用している。厚さ20[μm]の圧電材料と厚さ2[μm]の内部電極とを交互に櫛形に50層積層することによって、積層圧電素子を製造する。そして、積層圧電素子の有効内部電極サイズは、0.6[mm]×0.6[mm]である。換言すれば、積層圧電素子の有効内部電極の外側に位置する周辺部には、幅0.15[mm]のリング状の不感帯部分(クリアランス)が存在する。 The laminated piezoelectric element has a rectangular parallelepiped shape, and the element size is 0.9 [mm] × 0.9 [mm] × 1.5 [mm]. A low Qm material such as PZT is used as the piezoelectric material. A laminated piezoelectric element is manufactured by alternately stacking 50 layers of piezoelectric material having a thickness of 20 [μm] and internal electrodes having a thickness of 2 [μm] in a comb shape. The effective internal electrode size of the laminated piezoelectric element is 0.6 [mm] × 0.6 [mm]. In other words, a ring-shaped dead zone portion (clearance) having a width of 0.15 [mm] exists in the peripheral portion located outside the effective internal electrode of the multilayer piezoelectric element.
以下で詳細に説明するように、本発明においては、上記不感帯部分を避けて、積層圧電素子の端面を接着対象物に接着剤で接着する。 As will be described in detail below, in the present invention, the end face of the laminated piezoelectric element is bonded to an object to be bonded with an adhesive while avoiding the dead zone.
次に図6に加えて図16をも参照して、第1の積層圧電素子341−1の一端面341−1aと第1の圧電素子固定部341−2との間の接合方法と、第1の積層圧電素子341−1の他端面341−1bと第1の振動摩擦部342との間の接合方法について説明する。
Next, referring to FIG. 16 in addition to FIG. 6, a joining method between the one end surface 341-1 a of the first multilayer piezoelectric element 341-1 and the first piezoelectric element fixing portion 341-2, A joining method between the other end face 341-1b of the first laminated piezoelectric element 341-1 and the first
第1の圧電素子固定部341−2は、第1の積層圧電素子341−1の内部電極の大きさに相当する第1の接着剤ダマリ341−2aを持つ。これにより、この第1の接着剤ダマリ341−2aに溜まっている接着剤によって、第1の積層圧電素子341−1の一端面(上端面)341−1aが第1の圧電素子固定部341−2に接合される。換言すれば、第1の積層圧電素子341−1の一端面(上端面)341−1aを第1の圧電素子固定部341−2に接着(接合)する際に、第1の積層圧電素子341−1の不感帯部分を避けて接着剤を塗布している。
The first piezoelectric element fixing portion 341-2 has a first adhesive drum 341-2a corresponding to the size of the internal electrode of the first multilayered piezoelectric element 341-1. As a result, one end face (upper end face) 341-1a of the first laminated piezoelectric element 341-1 is made to be the first piezoelectric element fixing portion 341- by the adhesive accumulated in the first adhesive dip 341-2a. 2 is joined. In other words, when the one end face (upper end face) 341-1a of the first multilayer piezoelectric element 341-1 is bonded (bonded) to the first piezoelectric element fixing portion 341-2, the first
一方、第1の振動摩擦部342は、第1の積層圧電素子341−1の他端部の位置をガイドするための第1の位置決めガイド穴342cと、第1の積層圧電素子341−1の内部電極の大きさに相当する第2の接着剤ダマリ342dとを持つ。これにより、第1の位置決めガイド穴342aに沿って第1の積層圧電素子341−1の他端部が位置決めガイドされた状態で、第1の積層圧電素子341−1の他端面(下端面)341−1bが第1の振動摩擦部342に接合される。換言すれば、第1の積層圧電素子341−1の他端面(下端面)341−1bを第1の振動摩擦部342に接着(接合)する際に、第1の積層圧電素子341−1の不感帯部分を避けて接着剤を塗布している。
On the other hand, the first
次に、図10に加えて図17をも参照して、第2の積層圧電素子441−1の一端面441−1aと第2の圧電素子固定部441−2との間の接合方法と、第2の積層圧電素子441−1の他端面441−1bと第2の振動摩擦部442との間の接合方法について説明する。
Next, referring to FIG. 17 in addition to FIG. 10, a joining method between the one end surface 441-1a of the second multilayer piezoelectric element 441-1 and the second piezoelectric element fixing portion 441-2, A joining method between the other end face 441-1b of the second multilayer piezoelectric element 441-1 and the second
第2の圧電素子固定部441−2は、第2の積層圧電素子441−1の内部電極の大きさに相当する第3の接着剤ダマリ441−2aを持つ。これにより、この第3の接着剤ダマリ441−2aに溜まっている接着剤によって、第2の積層圧電素子441−1の一端面(下端面)441−1aが第2の圧電素子固定部441−2に接合される。換言すれば、第2の積層圧電素子441−1の一端面(下端面)441−1aを第2の圧電素子固定部441−2に接着(接合)する際に、第2の積層圧電素子441−1の不感帯部分を避けて接着剤を塗布している。
The second piezoelectric element fixing portion 441-2 has a third adhesive drum 441-2a corresponding to the size of the internal electrode of the second multilayer piezoelectric element 441-1. As a result, one end surface (lower end surface) 441-1a of the second laminated piezoelectric element 441-1 is made to be the second piezoelectric element fixing portion 441- by the adhesive accumulated in the third adhesive drum 441-1a. 2 is joined. In other words, when the one end surface (lower end surface) 441-1a of the second multilayer piezoelectric element 441-1 is bonded (bonded) to the second piezoelectric element fixing portion 441-2, the second
一方、第2の振動摩擦部442は、第2の積層圧電素子441−1の他端部の位置をガイドするための第2の位置決めガイド穴442cと、第2の積層圧電素子441−1の内部電極の大きさに相当する第4の接着剤ダマリ442dとを持つ。これにより、第2の位置決めガイド穴442aに沿って第2の積層圧電素子441−1の他端部が位置決めガイドされた状態で、第1の積層圧電素子441−1の他端面(上端面)441−1bが第2の振動摩擦部442に接合される。換言すれば、第2の積層圧電素子441−1の他端面(上端面)441−1bを第2の振動摩擦部442に接着(接合)する際に、第2の積層圧電素子441−1の不感帯部分を避けて接着剤を塗布している。
On the other hand, the second
このようにして、本実施の形態では、積層圧電素子の伸縮方向の上下端面を接着対象物に接着する際に、積層圧電素子の不感帯部分を避けて接着剤を塗布している。 In this manner, in the present embodiment, when the upper and lower end surfaces of the multilayer piezoelectric element in the expansion / contraction direction are bonded to the object to be bonded, the adhesive is applied while avoiding the dead zone portion of the multilayer piezoelectric element.
図18に従来の接着方法と本発明の接着方法とによる積層圧電素子の変位量を示す。図18において、(A)は従来の接着方法による変位量を示し、(B)は本発明の接着方法による変位量を示す。 FIG. 18 shows the amount of displacement of the laminated piezoelectric element by the conventional bonding method and the bonding method of the present invention. In FIG. 18, (A) shows the amount of displacement by the conventional bonding method, and (B) shows the amount of displacement by the bonding method of the present invention.
図18(A)と図18(B)とを比較すると、積層圧電素子の端面に一様に接着剤を塗布する、従来の接着方法の場合(図18(A))に比較して、積層圧電素子の端面に不感帯部分を避けて接着剤を塗布する、本発明の接着方法の場合(図18(B))の方が、効率良く積層圧電素子の変位量を確保することができることが分かる。換言すれば、積層圧電素子への印加電圧が同じである場合、本発明の接着方法の方が従来の接着方法に比べてより大きい変位量を得ることができる。具体的には、本発明の接着方法の場合の変位量が約90nmであるとき、従来の接着方法の場合の変位量が約50nmである。 Comparing FIG. 18 (A) and FIG. 18 (B), compared with the case of the conventional bonding method (FIG. 18 (A)) in which an adhesive is uniformly applied to the end face of the laminated piezoelectric element, It can be seen that the displacement amount of the laminated piezoelectric element can be efficiently secured in the case of the bonding method of the present invention (FIG. 18B) in which an adhesive is applied to the end face of the piezoelectric element while avoiding the dead zone. . In other words, when the voltage applied to the laminated piezoelectric element is the same, the bonding method of the present invention can obtain a larger displacement than the conventional bonding method. Specifically, when the displacement amount in the bonding method of the present invention is about 90 nm, the displacement amount in the conventional bonding method is about 50 nm.
その結果、可動部を同じ距離だけ移動させる場合に、本発明の接着方法を使用したアクチュエータの方が、従来の接着方法を使用したアクチュエータに比べて、消費電力を低くすることができる。さらに、本発明の接着方法の方が、従来の接着方法に比べて、接着部にかかる応力を少なく出来る為、剥離を防止することができる。 As a result, when the movable part is moved by the same distance, the actuator using the bonding method of the present invention can reduce the power consumption compared to the actuator using the conventional bonding method. Furthermore, since the bonding method of the present invention can reduce the stress applied to the bonded portion compared to the conventional bonding method, peeling can be prevented.
本発明の接着方法の要旨は、不感帯部分を避けて積層圧電素子の端面に接着剤を塗布する方法であるので、上述した実施の形態にのみ限定されないのは勿論である。 Since the gist of the bonding method of the present invention is a method of applying an adhesive to the end face of the multilayer piezoelectric element while avoiding the dead zone, it is needless to say that the bonding method is not limited to the above-described embodiment.
例えば、図19に示されるように、接着対象物の接触面を、積層圧電素子の内部電極の大きさ相当にすることによって、不感帯部分を避けて積層圧電素子の端面に接着剤を塗布するようにしても良い。 For example, as shown in FIG. 19, the contact surface of the object to be bonded is made to correspond to the size of the internal electrode of the multilayer piezoelectric element so that the dead zone is avoided and the adhesive is applied to the end face of the multilayer piezoelectric element. Anyway.
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、上述した実施の形態では、ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)30およびオートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)40の各々は、レンズの光軸Oを2回回転軸とした実質的に2回回転対称な構造をしているが、一般的に、ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)およびオートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)の各々は、レンズの光軸OをN(Nは2以上の整数)回回転軸とした実質的にn回回転対称な構造をしていて良い。 Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it is obvious that various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, each of the zoom lens driving unit (first driving unit) 30 and the autofocus lens driving unit (second driving unit) 40 uses the optical axis O of the lens as a rotation axis twice. In general, each of the zoom lens driving unit (first driving unit) and the autofocus lens driving unit (second driving unit) has a lens structure that is rotationally symmetrical twice. The optical axis O may be substantially n-fold rotationally symmetric with the rotation axis being N (N is an integer of 2 or more).
20 リニアアクチュエータ
21 第1のベース部
211 円筒部
212 第1の突出部
212a 第1の円柱状穴
22 第2のベース部
222 第2の突出部
222a 第2の円柱状穴
24 外側カバー
28 メインシャフト
30 ズームレンズ駆動ユニット(第1の駆動ユニット)
32 第1のレンズ可動部
321 第1のレンズホルダ
321−1 第1の上側凸部
321−2 第1の下側凸部
322 第1のパッド
322−1 第1の突出部
322−2 第1の上側凹部
322−3 第1の下側凹部
323 第1のバネ
34 第1のレンズ駆動部
341 第1の圧電ユニット
341−1 第1の積層圧電素子
341−1a 一端面(上端面)
341−1b 他端面(下端面)
341−2 第1の圧電素子固定部(重り)
341−2a 第1の接着剤ダマリ
342 第1の振動摩擦部
342a 第1の内周面
342b 第1の貫通孔
342c 第1の位置決めガイド穴
342d 第1の接着剤ダマリ
342−1 第1の側壁部
40 オートフォーカスレンズ駆動ユニット(第2の駆動ユニット)
42 第2のレンズ可動部
421 第2のレンズホルダ
421−1 第2の上側凸部
421−2 第2の下側凸部
422 第2のパッド
422−1 第2の突出部
422−2 第2の上側凹部
422−3 第2の下側凹部
423 第2のバネ
44 第2のレンズ駆動部
441 第2の圧電ユニット
441−1 第2の積層圧電素子
441−1a 一端面(下端面)
441−2 第2の圧電素子固定部(重り)
441−2a 第3の接着剤ダマリ
442 第2の振動摩擦部
442a 第2の内周面
442b 第2の貫通孔
442c 第2の位置決めガイド穴
442d 第4の接着剤ダマリ
442−1 第2の側壁部
O レンズの光軸
FL 第1群固定レンズ
ZL1、ZL2、ZL3 第2群可動レンズ(ズームレンズ)
AFL 第3群可動レンズ(オートフォーカスレンズ)
DESCRIPTION OF
32 1st lens
341-1b The other end surface (lower end surface)
341-2 First piezoelectric element fixing portion (weight)
341-2a First
42 2nd lens
441-2 Second piezoelectric element fixing portion (weight)
441-2a Third
AFL 3rd group movable lens (autofocus lens)
Claims (13)
前記静止部材は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向と平行に延在するN本(Nは2以上の整数)のメインシャフトを含み、
前記レンズ駆動部は、
前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記静止部材にその伸縮方向の一端を固定されたN個の圧電ユニットと、
前記複数の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記レンズ可動部を収容する内周面を持つ振動摩擦部とを有し、
前記レンズ可動部は、
前記レンズホルダと前記振動摩擦部の内周面との間に配置され、前記振動摩擦部の前記内周面と摩擦結合するN個のパッドと、
前記複数のパッドと前記レンズホルダとの間に介挿され、前記N個のパッドを半径方向外側へ付勢する付勢手段とを有する、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 A lens movable portion including a stationary member, a lens holder that holds the lens and is movable with respect to the stationary member in the optical axis direction of the lens, and the lens movable portion can slide in the optical axis direction of the lens A linear actuator including a lens driving unit that drives the lens movable unit while supporting the lens,
The stationary member includes N main shafts (N is an integer of 2 or more) arranged in a rotationally symmetrical position around the optical axis of the lens and extending in parallel with the optical axis direction of the lens,
The lens driving unit is
N piezoelectric units that are arranged at rotationally symmetric positions around the optical axis of the lens, expand and contract in the optical axis direction of the lens, and have one end in the expansion and contraction direction fixed to the stationary member;
A vibration friction portion coupled to the other end of the plurality of piezoelectric units in the expansion / contraction direction, slidably disposed on the N main shafts, and having an inner peripheral surface that accommodates the lens movable portion;
The lens movable part is
N pads disposed between the lens holder and the inner peripheral surface of the vibration friction portion, and frictionally coupled to the inner peripheral surface of the vibration friction portion;
Urging means interposed between the plurality of pads and the lens holder and urging the N pads radially outward;
A linear actuator characterized by that.
前記位置規制手段は、
前記レンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の上側凸部と、
前記レンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の下側凸部と、
前記N個のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の上側凸部と嵌合されるN個の上側凹部と、
前記N個のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の下側凸部と嵌合される2N個の下側凹部と、
から成る、請求項4に記載のリニアアクチュエータ。 The optical axis of the lens extends in the vertical direction,
The position regulating means is
N upper convex portions projecting radially outward from the upper end surface of the lens holder;
2N lower convex portions projecting radially outward from the lower end surface of the lens holder;
N upper recesses that are respectively provided at upper ends of the N pads and are fitted with the N upper protrusions;
2N lower concave portions provided in pairs at the lower ends of the N pads, and fitted with the 2N lower convex portions,
The linear actuator according to claim 4, comprising:
該圧電素子固定部が前記静止部材に固定され、前記積層圧電素子の他端面が前記振動摩擦部に結合されている、請求項1乃至5のいずれか1つに記載のリニアアクチュエータ。 Each of the N piezoelectric units includes a laminated piezoelectric element in which a plurality of internal electrodes are laminated in the optical axis direction of the lens, and a piezoelectric element fixing portion having one end surface coupled to one end face of the laminated piezoelectric element. Have
The linear actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric element fixing portion is fixed to the stationary member, and the other end surface of the laminated piezoelectric element is coupled to the vibration friction portion.
前記静止部材は、前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記第1のベース部と前記第2のベース部との間で前記レンズの光軸方向と平行に延在するN本(Nは2以上の整数)のメインシャフトを含み、
前記第1のレンズ駆動部は、
前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記第1のベース部にその伸縮方向の一端を固定されたN個の第1の圧電ユニットと、
前記N個の第1の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記第1のレンズ可動部を収容する第1の内周面を持つ第1の振動摩擦部とを有し、
前記第1のレンズ可動部は、
前記第1のレンズホルダと前記第1の振動摩擦部の前記第1の内周面との間に配置され、前記第1の振動摩擦部の前記第1の内周面と摩擦結合するN個の第1のパッドと、
前記N個の第1のパッドと前記第1のレンズホルダとの間に介挿され、前記N個の第1のパッドを半径方向外側へ付勢する第1の付勢手段とを有し、
前記第2のレンズ駆動部は、
前記レンズの光軸まわりに回転対称な位置に配置され、前記レンズの光軸方向に伸縮し、前記第2のベース部にその伸縮方向の一端を固定されたN個の第2の圧電ユニットと、
前記N個の第2の圧電ユニットの伸縮方向の他端に結合され、前記N本のメインシャフトに滑動自在に配置され、前記第2のレンズ可動部を収容する第2の内周面を持つ第2の振動摩擦部とを有し、
前記第2のレンズ可動部は、
前記第2のレンズホルダと前記第2の振動摩擦部の前記第2の内周面との間に配置され、前記第2の振動摩擦部の前記第2の内周面と摩擦結合するN個の第2のパッドと、
前記N個の第2のパッドと前記第2のレンズホルダとの間に介挿され、前記N個の第2のパッドを半径方向外側へ付勢する第2の付勢手段とを有する、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 A stationary member including first and second base portions arranged at a predetermined distance from each other in the optical axis direction of the lens; and interposed between the first base portion and the second base portion; First and second lenses each including first and second lens holders disposed on the first and second base portions to hold the lens and move in the optical axis direction of the lens with respect to the stationary member. A second lens movable portion; a first lens drive portion that drives the first lens movable portion while supporting the first lens movable portion slidably in the optical axis direction of the lens; A second lens driving unit that drives the second lens moving unit while supporting the second lens moving unit so as to be slidable in the optical axis direction of the lens,
The stationary member is disposed at a rotationally symmetric position around the optical axis of the lens, and extends between the first base portion and the second base portion in parallel with the optical axis direction of the lens. Including the main shaft (N is an integer of 2 or more),
The first lens driving unit includes:
N first piezoelectric units disposed at rotationally symmetric positions around the optical axis of the lens, expanding and contracting in the optical axis direction of the lens, and having one end in the expansion and contraction direction fixed to the first base portion; ,
The N first piezoelectric units are coupled to the other end in the expansion / contraction direction, are slidably disposed on the N main shafts, and have a first inner peripheral surface that accommodates the first lens movable portion. A first vibration friction part,
The first lens movable part is:
N pieces arranged between the first lens holder and the first inner peripheral surface of the first vibration friction portion and frictionally coupled to the first inner peripheral surface of the first vibration friction portion. A first pad of
First biasing means that is interposed between the N first pads and the first lens holder and biases the N first pads radially outward;
The second lens driving unit is
N second piezoelectric units disposed at rotationally symmetric positions around the optical axis of the lens, expanding and contracting in the optical axis direction of the lens, and having one end in the expansion and contraction direction fixed to the second base portion; ,
Coupled to the other end of the N second piezoelectric units in the expansion / contraction direction, is slidably disposed on the N main shafts, and has a second inner peripheral surface that accommodates the second lens movable portion. A second vibration friction part,
The second lens movable part is
N pieces arranged between the second lens holder and the second inner peripheral surface of the second vibration friction portion and frictionally coupled to the second inner peripheral surface of the second vibration friction portion A second pad of
Second biasing means interposed between the N second pads and the second lens holder and biasing the N second pads radially outward;
A linear actuator characterized by that.
前記第2の付勢手段は、一部切欠したリング形状の第2のバネから成る、
請求項7に記載のリニアアクチュエータ。 The first urging means comprises a ring-shaped first spring partly cut away,
The second urging means comprises a ring-shaped second spring partially cut away.
The linear actuator according to claim 7.
前記N個の第2のパッドの各々は、その周方向の両端部で半径方向外側に突出して、前記第2の振動摩擦部の前記第2の内周面と接触する接触面を持つ一対の第2の突出部を持つ、
請求項7又は8に記載のリニアアクチュエータ。 Each of the N first pads protrudes radially outward at both circumferential end portions thereof and has a pair of contact surfaces that come into contact with the first inner peripheral surface of the first vibration friction portion. Having a first protrusion,
Each of the N second pads protrudes radially outward at both circumferential end portions thereof and has a pair of contact surfaces that come into contact with the second inner peripheral surface of the second vibration friction portion. Having a second protrusion,
The linear actuator according to claim 7 or 8.
前記N個の第2のパッドにおける前記レンズの光軸方向および周方向の位置を規制する第2の位置規制手段と、
を更に有する、請求項7乃至9のいずれか1つに記載のリニアアクチュエータ。 First position restricting means for restricting positions of the lens in the optical axis direction and the circumferential direction in the N first pads;
Second position restricting means for restricting positions of the lens in the optical axis direction and the circumferential direction in the N second pads;
The linear actuator according to any one of claims 7 to 9, further comprising:
前記第1の位置規制手段は、
前記第1のレンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の第1の上側凸部と、
前記第1のレンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の第1の下側凸部と、
前記N個の第1のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の第1の上側凸部と嵌合されるN個の第1の上側凹部と、
前記N個の第1のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の第1の下側凸部と嵌合される2N個の第1の下側凹部と、
から成り、
前記第2の位置規制手段は、
前記第2のレンズホルダの上端面から半径方向外側に突出するN個の第2の上側凸部と、
前記第2のレンズホルダの下端面から半径方向外側に突出する2N個の第2の下側凸部と、
前記N個の第2のパッドの上端部にそれぞれ設けられ、前記N個の第2の上側凸部と嵌合されるN個の第2の上側凹部と、
前記N個の第2のパッドの下端部にそれぞれ対で設けられ、前記2N個の第2の下側凸部と嵌合される2N個の第2の下側凹部と、
から成る、請求項10に記載のリニアアクチュエータ。 The optical axis of the lens extends in the vertical direction,
The first position restricting means includes
N first upper protrusions projecting radially outward from the upper end surface of the first lens holder;
2N first lower convex portions projecting radially outward from the lower end surface of the first lens holder;
N first upper recesses respectively provided at upper ends of the N first pads and fitted with the N first upper protrusions;
2N first lower recesses provided in pairs at the lower ends of the N first pads and fitted with the 2N first lower projections,
Consisting of
The second position restricting means includes
N second upper protrusions projecting radially outward from the upper end surface of the second lens holder;
2N second lower convex portions projecting radially outward from the lower end surface of the second lens holder;
N second upper recesses respectively provided at upper ends of the N second pads and fitted with the N second upper protrusions;
2N second lower concave portions provided in pairs at the lower ends of the N second pads, respectively, and fitted with the 2N second lower convex portions,
The linear actuator according to claim 10, comprising:
該第1の圧電素子固定部が前記第1のベース部に固定され、前記第1の積層圧電素子の他端面が前記第1の振動摩擦部に結合されており、
前記複数の第2の圧電ユニットの各々は、前記レンズの光軸方向に複数枚の内部電極を積層した第2の積層圧電素子と、該第2の積層圧電素子の一端面に一端面が結合された第2の圧電素子固定部とを有し、
該第2の圧電素子固定部が前記第2のベース部に固定され、前記第2の積層圧電素子の他端面が前記第2の振動摩擦部に結合されている、請求項7乃至11のいずれか1つに記載のリニアアクチュエータ。 Each of the N first piezoelectric units has a first laminated piezoelectric element in which a plurality of internal electrodes are laminated in the optical axis direction of the lens, and one end face on one end face of the first laminated piezoelectric element. A first piezoelectric element fixing portion coupled,
The first piezoelectric element fixing portion is fixed to the first base portion, and the other end surface of the first laminated piezoelectric element is coupled to the first vibration friction portion;
Each of the plurality of second piezoelectric units has a second laminated piezoelectric element in which a plurality of internal electrodes are laminated in the optical axis direction of the lens, and one end face coupled to one end face of the second laminated piezoelectric element. A second piezoelectric element fixing portion formed,
The second piezoelectric element fixing portion is fixed to the second base portion, and the other end surface of the second multilayer piezoelectric element is coupled to the second vibration friction portion. The linear actuator as described in any one.
前記第1のレンズ可動部の第1の可動範囲と前記第2のレンズ可動部の第2の可動範囲とが、前記レンズの光軸方向において互いにオーバーラップしている、請求項7乃至12のいずれか1つに記載のリニアアクチュエータ。 The first inner peripheral surface of the first vibration friction portion and the second inner peripheral surface of the second vibration friction portion overlap each other in the optical axis direction of the lens,
The first movable range of the first lens movable unit and the second movable range of the second lens movable unit overlap each other in the optical axis direction of the lens. The linear actuator as described in any one.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007033710A JP2008197476A (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Linear actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007033710A JP2008197476A (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Linear actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008197476A true JP2008197476A (en) | 2008-08-28 |
Family
ID=39756465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007033710A Ceased JP2008197476A (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Linear actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008197476A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002131611A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Minolta Co Ltd | Lens driving mechanism |
JP2002233171A (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-16 | Minolta Co Ltd | Driver |
JP2005304256A (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Taiyo Yuden Co Ltd | Drive device |
JP2005354866A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Fujinon Corp | Actuator |
JP2006149083A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Alps Electric Co Ltd | Actuator |
JP2006276741A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Precision Inc | Optical module and photographing device equipped therewith |
JP2007316441A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Komatsu Lite Seisakusho:Kk | Auto-focusing lens driving mechanism |
-
2007
- 2007-02-14 JP JP2007033710A patent/JP2008197476A/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002131611A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Minolta Co Ltd | Lens driving mechanism |
JP2002233171A (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-16 | Minolta Co Ltd | Driver |
JP2005304256A (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Taiyo Yuden Co Ltd | Drive device |
JP2005354866A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Fujinon Corp | Actuator |
JP2006149083A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Alps Electric Co Ltd | Actuator |
JP2006276741A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Precision Inc | Optical module and photographing device equipped therewith |
JP2007316441A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Komatsu Lite Seisakusho:Kk | Auto-focusing lens driving mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4985945B2 (en) | Method for bonding laminated piezoelectric elements | |
TWI472143B (en) | Motor and lens unit | |
US7764449B2 (en) | Piezoelectric actuator and lens driving device | |
CN105319663B (en) | Lens driving device, camera device and electronic equipment | |
JP4395052B2 (en) | Drive device | |
WO2012067859A2 (en) | Mems actuator alignment | |
JP5387811B2 (en) | Driving method of driving device | |
JP2006330053A (en) | Lens barrel | |
JP2006330054A (en) | Lens barrel | |
JP2008289346A (en) | Drive device | |
JP2008289349A (en) | Drive device | |
JP2008243902A (en) | Bonding method of laminated piezoelectric element | |
JP5531184B2 (en) | LENS DRIVE DEVICE, CAMERA, AND MOBILE TERMINAL DEVICE WITH CAMERA | |
JP2008197473A (en) | Linear actuator | |
JP2008197476A (en) | Linear actuator | |
US7633209B2 (en) | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic | |
WO2016002917A1 (en) | Vibration-type actuator, lens barrel, image-capturing device, and automatic stage | |
WO2012147320A1 (en) | Imaging device and method for manufacturing imaging device | |
JP2000019376A (en) | Driving device | |
JP4554261B2 (en) | Drive device | |
EP3240179B1 (en) | Motor and electronic apparatus including motor | |
JP2006014512A (en) | Ultrasonic motor | |
JP2006184565A (en) | Optical module and photographing device equipped therewith | |
JP2007181261A (en) | Drive unit and camera module | |
JP5903964B2 (en) | Lens drive device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110728 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110810 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20120926 |