JP2008199755A - Drive device, lens unit, and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、精密機器、光学機器等に搭載される圧電素子を備えた駆動装置に関する。 The present invention relates to a driving apparatus including a piezoelectric element mounted on a precision instrument, an optical instrument, or the like.
デジタルカメラ等の撮像機器には、フォーカスレンズ等の可動部品を光軸方向に移動させるためのレンズ駆動装置が搭載されている。図9に、特許文献1に開示されたカメラ装置に搭載されたレンズ駆動装置の従来例を示す。
An imaging device such as a digital camera is equipped with a lens driving device for moving a movable part such as a focus lens in the optical axis direction. FIG. 9 shows a conventional example of a lens driving device mounted on the camera device disclosed in
図9に示すように、駆動装置10は、鏡筒11、圧電素子12、ホルダ13、ガイド軸14、駆動軸15、および摩擦部材として機能する板バネ16を備えている。鏡筒11の内部にはレンズ17が支持されている。ガイド軸14および駆動軸15は、鏡筒11を挟んで略光軸対称に配置されている。ガイド軸14および駆動軸15の軸方向は鏡筒11の光軸と平行である。鏡筒11は、ガイド軸14および駆動軸15に軸方向移動可能に連結されており、ガイド軸14の一端はホルダ13に、駆動軸15の一端は圧電素子12に固定されている。さらに、鏡筒11に備えられた板バネ16は駆動軸15に接している。板バネ16の弾性力によって、鏡筒11と駆動軸15との間に摩擦力が生じ、鏡筒11は駆動軸15に支持されている。
As shown in FIG. 9, the
鏡筒11と駆動軸15との間に生じる摩擦力以上の軸方向の外力が駆動軸15に加わったとき、鏡筒11はガイド軸14および駆動軸15に対して軸方向に移動可能になる。この軸方向の外力が鏡筒11と駆動軸15との間に生じる摩擦力よりも小さいとき、鏡筒11はガイド軸14および駆動軸15に支持され、移動しない。駆動軸15に軸方向の外力を加えるために、駆動軸15の一端に圧電素子12が連結されている。圧電素子12の他端はホルダ13に固定されている。圧電素子12として、電圧を印加すると微小に伸縮する素子が用いられる。
When an axial external force greater than the frictional force generated between the
鏡筒11を図9に示す矢印F方向に移動させるために、圧電素子12をゆっくり伸ばした後に急激に縮めるように電圧を印加する。すなわち、圧電素子12が、ゆっくりと伸びるような電圧を印加すると、駆動軸15と、駆動軸15に支持された鏡筒11とは圧電素子12が変形した距離分だけF方向へ移動する。また、圧電素子12を急激に縮めるように電圧を印加したとき、駆動軸15は圧電素子12が収縮した距離分だけ矢印N方向に移動する。このとき、鏡筒11の慣性力が、駆動軸15と鏡筒11との間の摩擦力よりも大きいため、鏡筒11は元の位置に残り、駆動軸15のみが矢印N方向へ移動する、すなわち鏡筒11は移動しない。このような動作を1ステップとして、繰り返し動作することによって鏡筒11を所定方向に駆動することができる。
近年デジタルカメラを携帯電話に搭載することが一般的になり、さらに携帯電話の薄型化の流れに伴って、レンズ駆動装置の薄型化が要求されている。上述した従来の駆動装置の高さを決定する大きな要素として、鏡筒移動量、圧電素子の厚み等が挙げられる。ここで鏡筒移動量はレンズの光学性能により決定されるものであるため、装置の薄型化を実現するための課題からは除外する。 In recent years, it has become common to mount a digital camera on a mobile phone, and with the trend toward thinner mobile phones, there is a demand for thinner lens driving devices. Large elements that determine the height of the above-described conventional driving device include the amount of movement of the lens barrel, the thickness of the piezoelectric element, and the like. Here, since the amount of movement of the lens barrel is determined by the optical performance of the lens, it is excluded from the problem for realizing thinning of the apparatus.
そこで、レンズ駆動装置の薄型化のために、圧電素子の厚みを薄くすることが考えられるが、印加電圧当たりの圧電素子の変形量が小さくなってしまう。このため、圧電素子から駆動軸に付加されるの駆動力が低下し、上述したような1ステップにおける鏡筒の移動距離が小さくなり、駆動時間が長くなってしまう。また、駆動力の低下に比例して板バネを弱くすると、鏡筒を保持するための摩擦力が弱くなり、外部からの振動、衝撃等によって鏡筒の位置が容易に変化し、ピントずれが起こり得る。 Therefore, it is conceivable to reduce the thickness of the piezoelectric element in order to reduce the thickness of the lens driving device, but the amount of deformation of the piezoelectric element per applied voltage is reduced. For this reason, the driving force applied to the drive shaft from the piezoelectric element is reduced, the moving distance of the lens barrel in one step as described above is reduced, and the drive time is extended. Also, if the leaf spring is weakened in proportion to the decrease in driving force, the frictional force for holding the lens barrel will be weakened, and the position of the lens barrel will easily change due to external vibration, impact, etc. Can happen.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子による駆動特性を低下させることなく駆動装置の小型化を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize downsizing of a driving device without deteriorating driving characteristics by a piezoelectric element.
本発明に係る駆動装置は、上記課題を解決するために、収容部を有するガイド部材と、上記収容部の内周面および外周面のいずれか一方に嵌合し、上記収容部に回転移動可能に支持されている駆動部材と、上記駆動部材に連結され、上記駆動部材の接線方向に伸縮する圧電素子とを備え、上記駆動部材は、上記圧電素子の伸縮に伴って、前記ガイド部材に嵌合した状態において回転移動することによって、回転軸方向に変位することを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the drive device according to the present invention is fitted to one of the guide member having the accommodating portion and the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the accommodating portion, and is rotatable to the accommodating portion. And a piezoelectric element connected to the driving member and extending and contracting in a tangential direction of the driving member. The driving member is fitted to the guide member as the piezoelectric element expands and contracts. It is characterized by being displaced in the direction of the rotation axis by rotating in the combined state.
上記の構成によれば、駆動部材に連結されている圧電素子に電圧が印加され、圧電素子が変形したとき、圧電素子の変形によって生じた駆動力が駆動部材に伝達される。このとき圧電素子は、駆動部材の接線の伸長方向に伸縮するため、駆動部材に伝達される駆動力によって駆動部材は回転運動する。また、駆動部材はガイド部材の内周面および外周面のいずれか一方に嵌合し、ガイド部材回転移動可能に支持され、駆動部材の回転運動が直線運動に変換されることによって、駆動部材が回転軸方向に変位するように構成されている。 According to the above configuration, when a voltage is applied to the piezoelectric element connected to the driving member and the piezoelectric element is deformed, the driving force generated by the deformation of the piezoelectric element is transmitted to the driving member. At this time, since the piezoelectric element expands and contracts in the extending direction of the tangent line of the driving member, the driving member rotates by the driving force transmitted to the driving member. Further, the drive member is fitted to either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the guide member, is supported so as to be able to rotate and move the guide member, and the rotational motion of the drive member is converted into a linear motion. It is configured to be displaced in the direction of the rotation axis.
本明細書中で使用される限り、用語「圧電素子」は、用語「電歪素子」と交換可能に使用され、電界に対して歪が生じ、変形するような材料からなる素子が意図される。また、圧電素子は、印加される電場Eに対して、変形量がEに比例する線形性の特性を有する素子であってもよく、変形量がE2に比例する曲線に近似した特性を有する素子であってもよい。 As used herein, the term “piezoelectric element” is used interchangeably with the term “electrostrictive element” and is intended to be an element made of a material that is distorted and deformed against an electric field. . Further, the piezoelectric element, with respect to the applied electric field E, the amount of deformation may be an element having a linearity characteristic which is proportional to E, has a deformation amount approximating the curve proportional to E 2 Characteristics It may be an element.
このように、駆動部材を変位させる動力を、駆動部材の接線方向に伸縮する圧電素子の変形によって生じさせている。一般に駆動装置内に設けられる圧電素子は、伸縮方向の長さが最も長い。本発明の駆動装置において、圧電素子は駆動部材の変位方向に垂直な方向に伸縮するため、駆動装置全体の高さを低く抑えることができる。その結果、装置の小型化を実現し得る。また、従来の駆動装置に搭載されていた摩擦部材および駆動軸部材が不要であるため、装置に搭載される部品点数を削減し得、さらに、装置の組み立て時に軸精度を管理する工程が不要なため、製造工程を短縮することができる。その結果、製造コストを削減することができる。 Thus, the power for displacing the drive member is generated by the deformation of the piezoelectric element that expands and contracts in the tangential direction of the drive member. In general, a piezoelectric element provided in a driving device has the longest length in the expansion / contraction direction. In the drive device of the present invention, the piezoelectric element expands and contracts in a direction perpendicular to the displacement direction of the drive member, so that the height of the entire drive device can be kept low. As a result, downsizing of the apparatus can be realized. In addition, since the friction member and the drive shaft member mounted on the conventional drive device are unnecessary, the number of components mounted on the device can be reduced, and further, the process of managing the shaft accuracy when the device is assembled is unnecessary. Therefore, the manufacturing process can be shortened. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る駆動装置では、上記駆動部材の外周面および内周面のいずれか一方に螺旋状にねじ山部が形成され、上記収容部の内周面および外周面のいずれか一方に上記ねじ山部に相補的なねじ溝部が形成されており、上記駆動部材は、上記圧電素子の伸縮に伴って、上記ねじ山部を前記ねじ溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することが好ましい。 In the drive device according to the present invention, a screw thread portion is formed in a spiral shape on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the drive member, and the screw is formed on either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the housing portion. Complementary thread grooves are formed in the ridges, and the drive member rotates and moves with the thread ridges fitted into the thread grooves as the piezoelectric element expands and contracts. It is preferable to be displaced.
上記駆動部材の外周面および前記収容部の内周面のいずれか一方に螺旋状にねじ山部が形成され、上記ガイド部材の内周面および外周面のいずれか一方にねじ山部に相補的なねじ溝部が形成されていることによって、ねじ山部とねじ溝部との間の摩擦力によって、ガイド部材に駆動部材を適切に支持することができる。また、駆動部材の回転角度と回転軸方向の変位量とを一定にすることが可能であり、かつ、駆動部材の変位量をねじ山のつるまき線のピッチによって正確に制御することができる。このため、駆動部材の回転運動を直線運動に変換する構成に適している。 Either one of the outer peripheral surface of the drive member and the inner peripheral surface of the housing portion is spirally formed with a screw thread, and either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the guide member is complementary to the screw thread. By forming a simple screw groove, the drive member can be appropriately supported by the guide member by the frictional force between the screw thread and the screw groove. In addition, the rotation angle of the drive member and the amount of displacement in the direction of the rotation axis can be made constant, and the amount of displacement of the drive member can be accurately controlled by the pitch of the helical line of the thread. For this reason, it is suitable for the structure which converts the rotational motion of a drive member into a linear motion.
さらに、ねじ山部とねじ溝部との形状を適宜変更することによって、ねじ山部とねじ溝部との間の摩擦力を調整することができる。圧電素子から伝達される駆動力が駆動部材とガイド部材との間の摩擦力よりも大きいとき、駆動部材が変位する。したがって、駆動部材とガイド部材との間の摩擦力を調整することによって、駆動部材を変位させるために必要な圧電素子による駆動力を調整することができる。すなわち、例えば摩擦力を小さくすると、より小さい駆動力によって駆動部材を変位させることができるが、外部からの振動、衝撃等によって、容易に駆動部材の位置が変化してしまうという問題も生じるため、これらの影響を考慮してねじ山部およびねじ溝部の形状を決定すればよい。 Furthermore, the frictional force between the screw thread part and the screw groove part can be adjusted by appropriately changing the shapes of the screw thread part and the screw groove part. When the driving force transmitted from the piezoelectric element is larger than the frictional force between the driving member and the guide member, the driving member is displaced. Therefore, by adjusting the frictional force between the driving member and the guide member, the driving force by the piezoelectric element necessary for displacing the driving member can be adjusted. That is, for example, if the frictional force is reduced, the driving member can be displaced by a smaller driving force, but there is also a problem that the position of the driving member easily changes due to external vibration, impact, etc. The shapes of the thread portion and the thread groove portion may be determined in consideration of these influences.
本発明に係る駆動装置において、上記圧電素子は、上記駆動部材の回転軸に直角な平面に対して、上記ねじ山部のリード角と同じ角度で傾斜した状態で伸縮するように上記駆動部材に連結されていることが好ましい。 In the driving device according to the present invention, the piezoelectric element extends and contracts with respect to a plane perpendicular to the rotation axis of the driving member so as to expand and contract in a state inclined at the same angle as the lead angle of the thread portion. It is preferable that it is connected.
上記圧電素子が、駆動部材の回転軸に直角な平面に対して、螺旋状のねじ山部のリード角、すなわち、ねじ山のつるまき線とその上の1点を通る駆動部材の回転軸に直角な平面とがなす角と同じ角度で傾斜した状態で伸縮するため、圧電素子による駆動力をより効率よく駆動部材に伝達することができる。 With respect to a plane perpendicular to the rotation axis of the drive member, the piezoelectric element is connected to the lead angle of the spiral thread portion, that is, the rotation axis of the drive member passing through the screw winding line and one point above it. Since it expands and contracts in a state where it is inclined at the same angle as the angle formed by the perpendicular plane, the driving force by the piezoelectric element can be transmitted to the driving member more efficiently.
本発明に係る駆動装置は、さらに、上記圧電素子の上記駆動部材に連結されていない方の端部に錘部材を備えていることが好ましい。 The drive device according to the present invention preferably further includes a weight member at an end of the piezoelectric element that is not connected to the drive member.
上記圧電素子の駆動部材に連結されていない方の端部に錘部材を備えているので、錘部材に生じる慣性力によって、圧電素子の伸縮よる駆動力をより効率よく生じさせることができる。 Since the weight member is provided at the end of the piezoelectric element that is not connected to the driving member, the driving force due to expansion and contraction of the piezoelectric element can be more efficiently generated by the inertial force generated in the weight member.
本発明に係る駆動装置は、さらに、上記駆動部材を回転軸方向に押圧する弾性部材を備えていることが好ましい。 The drive device according to the present invention preferably further includes an elastic member that presses the drive member in the rotation axis direction.
これにより、駆動部材とガイド部材との間の摩擦力をより容易に調整することができる。 Thereby, the frictional force between the drive member and the guide member can be adjusted more easily.
本発明に係る駆動装置では、上記駆動部材の外周面および上記収容部の内周面のいずれか一方にガイドピンが形成され、他方に上記ガイドピンに嵌合するガイド溝部が形成されており、上記駆動部材は、上記圧電素子の伸縮に伴って、上記ガイドピンを上記ガイド溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することが好ましい。 In the drive device according to the present invention, a guide pin is formed on one of the outer peripheral surface of the drive member and the inner peripheral surface of the housing portion, and a guide groove portion that fits the guide pin is formed on the other. The drive member is preferably displaced in the direction of the rotation axis by causing the guide pin to fit into the guide groove and rotating as the piezoelectric element expands and contracts.
上記駆動部材の外周面および上記収容部の内周面のいずれか一方にガイドピンが形成され、他方にガイドピンを嵌合可能なガイド溝部が形成されていることによって、ガイドピンとガイド溝部との間の摩擦力によって、ガイド部材内部に駆動部材を適切に支持することができる。 A guide pin is formed on one of the outer peripheral surface of the drive member and the inner peripheral surface of the housing portion, and a guide groove portion into which the guide pin can be fitted is formed on the other side. The drive member can be appropriately supported inside the guide member by the frictional force therebetween.
本発明に係る駆動装置では、上記駆動部材の内周面および上記収容部の外周面のいずれか一方にガイドピンが形成され、他方に上記ガイドピンに嵌合するガイド溝部が形成されており、上記駆動部材は、上記圧電素子の伸縮に伴って、上記ガイドピンを上記ガイド溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することが好ましい。 In the drive device according to the present invention, a guide pin is formed on one of the inner peripheral surface of the drive member and the outer peripheral surface of the housing portion, and a guide groove portion that fits the guide pin is formed on the other. The drive member is preferably displaced in the direction of the rotation axis by causing the guide pin to fit into the guide groove and rotating as the piezoelectric element expands and contracts.
上記駆動部材の内周面および上記収容部の外周面のいずれか一方にガイドピンが形成され、他方にガイドピンを嵌合可能なガイド溝部が形成されていることによって、ガイドピンとガイド溝部との間の摩擦力によって、ガイド部材内部に駆動部材を適切に支持することができる。 A guide pin is formed on one of the inner peripheral surface of the drive member and the outer peripheral surface of the housing portion, and a guide groove portion on which the guide pin can be fitted is formed on the other side. The drive member can be appropriately supported inside the guide member by the frictional force therebetween.
本発明に係る駆動装置を採用することによって、駆動装置と同様に、薄型化およびコストダウンの効果を奏するレンズユニット、光学装置、および情報処理装置を提供することができる。 By adopting the drive device according to the present invention, it is possible to provide a lens unit, an optical device, and an information processing device that have the effect of reducing the thickness and reducing the cost, similarly to the drive device.
なお、上記情報処理装置は、上記光学装置を搭載した撮像機器、およびその撮像機器を搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ゲーム機器等を含む。 The information processing apparatus includes an imaging device equipped with the optical device, a mobile phone, a personal computer, a portable information terminal, a game device, and the like equipped with the imaging device.
本発明に係る駆動装置は、以上のように、駆動部材の接線方向に伸縮する圧電素子を備えているので、圧電素子は駆動部材の光軸に対して垂直な向きに配置され、駆動装置全体の高さを低く抑えることができる。また、従来の駆動装置に設けられていた軸部材、摩擦結合部材等が不要になるため、部品点数を削減することが可能であり、さらに装置の組み立て時に軸精度を管理する工程が不要であるため、製造工程を短縮することができる。その結果、製造コストを削減することができる。 Since the drive device according to the present invention includes the piezoelectric element that expands and contracts in the tangential direction of the drive member as described above, the piezoelectric element is arranged in a direction perpendicular to the optical axis of the drive member, and the entire drive device Can be kept low. In addition, since the shaft member, friction coupling member, and the like provided in the conventional drive device are no longer necessary, the number of components can be reduced, and a process for managing the shaft accuracy when the device is assembled is not necessary. Therefore, the manufacturing process can be shortened. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
本発明の第1の実施形態について図1〜4に基づいて説明すると以下の通りである。図1は、本発明に係る駆動装置の斜視図であり、図2は、本発明に係る駆動装置の断面図をであり、図3および図4は、本発明に係る駆動装置の上面図である。 The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a drive device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the drive device according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are top views of the drive device according to the present invention. is there.
図1に示すように、駆動装置1は、鏡筒(駆動部材)2、圧電素子3、ホルダ4、錘(錘部材)5を備えている。鏡筒2の内部にはレンズ6(図2)が支持されている。ホルダ4は、筒状のガイド部(ガイド部材)4aを有し、鏡筒2はガイド部4aの内部(収容部)に収容されている。圧電素子3の一方の端部は鏡筒2に連結され、他方の端部には錘5が取り付けられている。圧電素子3は、電圧が印加されると微小に伸縮し、伸縮により生じた駆動力を鏡筒2に伝達する。
As shown in FIG. 1, the
また、図2に示すように、鏡筒2の外周面には、ねじ山部2aが螺旋状に形成され、ホルダ4のガイド部4aの内周面には、ねじ溝部4bが形成されている。ねじ山部2aとねじ溝部4bとは互いに相補的な形状であり、鏡筒2の外周面はガイド部4aの内周面に嵌合している。このように、互いに相補的な形状を有するねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力によって、鏡筒2はガイド部4a内に支持されている。
Further, as shown in FIG. 2, a
ここで、図3および図4を参照して、駆動装置1の駆動機構について説明する。図3および図4に示すように、圧電素子3は、鏡筒2の接線方向に伸縮するように設けられている。圧電素子3は伸縮方向の長さが最も長いため、鏡筒2の接線方向に伸縮するように設けることによって、駆動装置1全体の高さを低く抑えることができる。鏡筒2を図1に示す矢印F方向に移動させるために、圧電素子3がゆっくり伸長した後急激に収縮するような電圧を、圧電素子3に印加する。圧電素子3がゆっくり伸長したとき、錘5に図3の下方向の駆動力が加わり、錘5は図3の下方向に移動する。このとき、錘5に加わる駆動力はねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力よりも小さいため、鏡筒2は運動しない。次に、圧電素子3が急激に収縮したとき、錘5に働く慣性力によって、鏡筒2に錘5へ近づく方向の駆動力が加わる。
Here, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the drive mechanism of the
すなわち、鏡筒2の接線方向の駆動力が鏡筒2に加わり、この駆動力はねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力よりも大きいため、鏡筒2は、連結されている圧電素子3および錘5と共に、ねじ軸回りに回転運動する。すなわち、鏡筒2は、図3に示す矢印A方向に回転運動する。その結果、圧電素子3および錘5は、図4に示す位置に移動する。そして、鏡筒2の図3に示す矢印A方向の回転運動は、回転軸方向の直線運動に変換され、鏡筒2は図1に示す矢印F方向に変位する。この一連の運動を1ステップとして繰り返し行うことによって、鏡筒2は所定の変位量で駆動する。
That is, since the driving force in the tangential direction of the
一方、鏡筒2をねじ込みする場合、すなわち、図1に示す矢印N方向に移動させるためには、圧電素子3が急激に伸長した後ゆっくり収縮するような電圧を圧電素子3に印加する。
On the other hand, when the
ここで、鏡筒2の回転角度および回転軸方向の変位量は、ねじ山部2aおよびねじ溝部4bによって一定に保たれる。また、鏡筒2の変位量は、螺旋形状のねじ山部2aのつるまき線のピッチによって正確に制御することができる。また、ねじ山部2aおよびねじ溝部4bの形状を適宜変更することによって、ねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力を調整することができる。圧電素子3から伝達される駆動力が、ねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力よりも大きいとき、鏡筒2が変位するため、ねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力を調整することによって、鏡筒2を変位させるために必要な圧電素子3による駆動力を調整することができる。
Here, the rotation angle of the
例えばねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力を小さくすると、より小さい駆動力によって駆動部材を変位させることができる。しかしながら、ねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力が小さすぎると、外部からの振動、衝撃等によって、容易に駆動部材の位置が変化してしまうという問題が生じるため、これらの影響を考慮してねじ山部2aおよびねじ溝部4bの形状を決定する。
For example, when the frictional force generated between the
さらに、図5に示すように、圧電素子3を、鏡筒2の回転軸に直角な平面に対して、螺旋状のねじ山部2aのリード角と同じ角度で傾斜した状態で伸縮するように、鏡筒2に連結されていてもよい。図5は、一実施形態における圧電素子3の鏡筒2に対する連結状態を模式的に示した側面図である。ここで、ねじ山部2aのリード角とは、ねじ山部のつるまき線2aと、その上の1点を通り、鏡筒2の回転軸Yに直角な平面Xとがなす角αを意図している。圧電素子3は、鏡筒2の回転軸Yに直角な平面X’に対して、リード角αと同じ角度α’で傾斜した状態で伸縮するように、鏡筒2に連結される。これにより、圧電素子3による駆動力をより効率よく鏡筒2に伝達することが可能であり、効率的な駆動によって鏡筒2を駆動させるのに要する時間を短縮することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
また、図6に示すように、鏡筒2においてレンズ6が支持されている円筒状部の外周に、筒状のガイド部4aが収容されるような凹部が形成されており、鏡筒2の内周面とガイド部4aの外周面とが嵌合するような構成であってもよい。図6は、本発明の駆動装置の第2の実施形態を示す断面図である。図6に示すように、鏡筒2の内周面に螺旋状に形成されたねじ山部2aと、ガイド部4aの外周面に螺旋状に形成されたねじ溝部4bとは、互いに相補的な形状であり、鏡筒2の内周面をガイド部4aの外周面に嵌合させて、鏡筒2がガイド部材4aに支持されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 6, a recess is formed on the outer periphery of the cylindrical portion where the
上述したような駆動装置1を撮像素子に固定した場合、駆動装置を、撮像素子に対してレンズ6を繰り出しおよびねじ込み移動する、カメラ装置のオートフォーカスアクチュエータとして利用し得る。
When the
本発明の他の実施形態について図7および図8に示す。図7は、本発明の駆動装置の第3の実施形態を示す斜視図であり、図8は、本発明の駆動装置の第4の実施形態を示す断面図である。図7に示すように、駆動装置7は、第1の実施形態の駆動装置1と同様に、鏡筒2、圧電素子3、ホルダ4、錘5を備えている。ホルダ4は、筒状のガイド部4aを有し、鏡筒2はガイド部4aの内部に収容されている。圧電素子3の一方の端部は鏡筒2に連結され、他方の端部には錘5が取り付けられている。圧電素子3は、鏡筒2の接線方向に伸縮するように、鏡筒2に連結されている。
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the drive device of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the drive device of the present invention. As shown in FIG. 7, the
第3の実施形態における駆動装置7においては、カム機構によって鏡筒2を駆動する。すなわち、鏡筒2の外周面にはガイドピン2bが備えられており、ホルダ4のガイド部4aの内周面には、ガイド溝部4cが形成されている。ガイドピン2bはガイド溝部4cに嵌合し、ガイドピン2bとガイド溝部4cとの間に生じる摩擦力によって、鏡筒2はガイド部4a内に支持されている。一方、鏡筒2の外周面にガイド溝部4cを形成し、ガイド部4aの内周面にガイドピン2bを取り付けていてもよい。
In the
第3の実施形態の駆動装置7においても、第1の実施形態の駆動装置1と同様に、圧電素子3からの駆動力によって鏡筒2を駆動する。この場合、鏡筒2の回転角度および回転軸方向の変位量は、ガイドピン2bおよびガイド溝部4cによって一定に保たれ、鏡筒2の変位量は、ガイド溝部4cの形成状態によって正確に制御することができる。
Also in the
また、図7に示す駆動装置7において、図6に示す構成と同様に、鏡筒2においてレンズが支持されている円筒状部の外周に筒状のガイド部4aが収容されるような凹部が形成されており、鏡筒2の内周面とガイド部4aの外周面とが嵌合するような構成であってもよい。すなわち、鏡筒2の内周面に形成されたガイドピン2bと、ガイド部4aの外周面に形成されたガイド溝部4cとを嵌合させることによって、鏡筒2がガイド部材4aに支持されていてもよい。また、鏡筒2の内周面にガイド溝部4cが形成され、ガイド部4aの外周面にガイドピン2bが形成されていてもよい。
In addition, in the
さらに、図8に示す駆動装置8のように、ねじ山部2aとねじ溝部4bとの間に生じる摩擦力を補助するために、ガイド部4a内の鏡筒2の底面に接するようにバネ9を備えていてもよい。これにより、外部からの振動、衝撃等による鏡筒2の変位を防ぐことができる。同様に、図7に示す駆動装置7においても、ガイド部4a内の鏡筒2の底面に接するようにバネ9を設けることによって、同様の効果が得られる。
Further, as in the
(他の構成)
なお、本発明を以下のように表現することも可能である。
(Other configurations)
The present invention can also be expressed as follows.
(第1の構成)
電歪素子と、ねじを形成した筒状のガイド部材と、それと螺合するねじを形成した移動体を備え、前記ガイド部材と前記移動体は回転移動可能に螺合され、前記歪素子は駆動方向が前記ねじの略接線方向になるように前記移動体に固定され、前記電歪素子の伸縮による衝撃力により前記移動体を回転させ、移動物体がねじ軸方向に繰り出しまたはねじ込みされることを特徴とする駆動装置。
(First configuration)
An electrostrictive element, a cylindrical guide member formed with a screw, and a moving body formed with a screw to be screwed with the electrostrictive element, the guide member and the moving body are screwed so as to be rotatable, and the strain element is driven. The moving body is fixed to the moving body so that the direction is substantially tangential to the screw, the moving body is rotated by an impact force due to expansion and contraction of the electrostrictive element, and the moving object is extended or screwed in the screw shaft direction. The drive device characterized.
(第2の構成)
前記電歪素子は、その伸縮方向を前記ねじの切り角に合わせて傾斜させたことを特徴とする第1の構成に記載される駆動装置。
(Second configuration)
The drive device described in the first configuration is characterized in that the electrostrictive element is inclined in accordance with the threading angle of the screw.
(第3の構成)
前記電歪素子の一端には、オモリ部材を固定したことを特徴とする第1乃至第2の構成に記載の駆動装置。
(Third configuration)
The drive device according to any one of the first and second configurations, wherein a weight member is fixed to one end of the electrostrictive element.
(第4の構成)
ねじの軸方向に弾性部材で押圧することを特徴とする第1乃至第3の構成のいずれかに記載の駆動装置。
(Fourth configuration)
The drive device according to any one of the first to third configurations, wherein the elastic member is pressed in the axial direction of the screw.
(第5の構成)
前記ねじをレンズユニット鏡筒に形成したことを特徴とする第1乃至第4の構成のいずれかに記載の駆動装置、及びレンズユニット。
(Fifth configuration)
The driving device and lens unit according to any one of the first to fourth configurations, wherein the screw is formed in a lens unit barrel.
(第6の構成)
前記ねじの代わりにカム機構を用いたことを特徴とする第1乃至第5の構成のいずれかに記載の駆動装置、及びレンズユニット。
(Sixth configuration)
6. The driving device and the lens unit according to any one of the first to fifth configurations, wherein a cam mechanism is used instead of the screw.
(第7の構成)
第1乃至第6の構成のいずれかに記載されている駆動装置またはレンズユニットを搭載した光学機器、及び前記光学機器を搭載した撮像機器、及び前記撮像機器を搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ゲーム機器。
(Seventh configuration)
An optical device equipped with the driving device or lens unit described in any of the first to sixth configurations, an imaging device equipped with the optical device, a mobile phone equipped with the imaging device, a personal computer, a mobile phone Information terminals and game machines.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の駆動装置は、装置の小型化に寄与し得るので、駆動装置によって駆動されるレンズユニット、そのレンズユニットを搭載した光学機器、その光学機器を搭載した撮像機器、その撮像機器を搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ゲーム機器等の薄型化および小型化が要求される機器に適用することができる。 Since the drive device of the present invention can contribute to the downsizing of the device, the lens unit driven by the drive device, the optical device including the lens unit, the imaging device including the optical device, and the imaging device are mounted. The present invention can be applied to devices that are required to be thin and small, such as mobile phones, personal computers, portable information terminals, and game devices.
1 駆動装置
2 鏡筒(駆動部材)
2a ねじ山部
2b ガイドピン
3 圧電素子
4 ホルダ
4a ガイド部(ガイド部材)
4b ねじ溝部
4c ガイド溝部
5 錘(錘部材)
6 レンズ
9 バネ(弾性部材)
1 drive
6
Claims (10)
前記収容部の内周面および外周面のいずれか一方に嵌合し、前記収容部に回転移動可能に支持されている駆動部材と、
前記駆動部材に連結され、前記駆動部材の接線方向に伸縮する圧電素子とを備え、
前記駆動部材は、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記ガイド部材に嵌合した状態において回転移動することによって、回転軸方向に変位することを特徴とする駆動装置。 A guide member having a receiving portion;
A drive member that is fitted to either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the housing portion and is supported by the housing portion so as to be rotatable.
A piezoelectric element coupled to the drive member and extending and contracting in a tangential direction of the drive member;
The drive device is displaced in the direction of the rotation axis by rotating in a state of being fitted to the guide member as the piezoelectric element expands and contracts.
前記駆動部材は、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記ねじ山部を前記ねじ溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 A screw thread portion is formed in a spiral shape on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the drive member, and a screw groove portion complementary to the screw thread portion on either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the housing portion Is formed,
2. The drive member according to claim 1, wherein the drive member is displaced in a rotation axis direction by fitting the screw thread portion into the screw groove portion and rotating and moving as the piezoelectric element expands and contracts. Drive device.
前記駆動部材は、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記ガイドピンを前記ガイド溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 A guide pin is formed on one of the outer peripheral surface of the drive member and the inner peripheral surface of the housing portion, and a guide groove portion that is fitted to the guide pin is formed on the other,
2. The drive according to claim 1, wherein the drive member is displaced in a rotation axis direction by fitting the guide pin into the guide groove portion and rotationally moving as the piezoelectric element expands and contracts. apparatus.
前記駆動部材は、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記ガイドピンを前記ガイド溝部に嵌合させて回転移動することによって、回転軸方向に変位することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 A guide pin is formed on one of the inner peripheral surface of the drive member and the outer peripheral surface of the accommodating portion, and a guide groove portion that is fitted to the guide pin is formed on the other,
2. The drive according to claim 1, wherein the drive member is displaced in a rotation axis direction by fitting the guide pin into the guide groove portion and rotationally moving as the piezoelectric element expands and contracts. apparatus.
前記駆動部材内に支持されているレンズとを備えていることを特徴とするレンズユニット。 The drive device according to any one of claims 1 to 7,
A lens unit comprising: a lens supported in the driving member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007031235A JP2008199755A (en) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | Drive device, lens unit, and optical device |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010125723A1 (en) * | 2009-05-01 | 2010-11-04 | パナソニック株式会社 | Camera device |
US8314532B2 (en) | 2009-11-12 | 2012-11-20 | Casio Computer Co., Ltd. | Drive device |
CN115268006A (en) * | 2021-04-14 | 2022-11-01 | 新思考电机有限公司 | Lens driving device, camera device, and electronic apparatus |
JP7539978B2 (en) | 2022-03-09 | 2024-08-26 | 北京小米移動軟件有限公司 | Lens movement mechanism |
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- 2007-02-09 JP JP2007031235A patent/JP2008199755A/en active Pending
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